JPWO2019241573A5 - - Google Patents
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Description
これらの実施形態は全て、本明細書に開示される本発明の範囲内であるように意図される。これらおよび他の実施形態は、添付の図を参照した以下の詳細な説明から容易に当業者に明白となり、本発明は、任意の特定の開示される実施形態に限定されない。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
切替可能な光学アセンブリであって、
切替可能な波長板であって、前記切替可能な波長板は、電気的にアクティブ化およびアクティブ化解除され、その上に入射する光の偏光状態を選択的に改変するように構成され、前記切替可能な波長板は、
第１および第２の表面と、
前記第１の表面と第２の表面との間に配置される第１の液晶層であって、前記第１の液晶層は、中心軸と平行な個別の軸を中心として回転する複数の液晶分子を備え、前記回転は、前記中心軸を中心として方位角に伴って変動する、第１の液晶層と、
前記第１の液晶層を横断して電気信号を印加するための複数の電極と
を備える、切替可能な波長板
を備える、切替可能な光学アセンブリ。
（項目２）
前記第１および第２の表面は、平面表面を備える、項目１に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３）
前記第１および第２の表面は、平面表面を平面基板上に備える、項目１または２に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４）
前記中心軸は、前記第１および第２の表面に対して法線方向である、項目１－３のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目５）
前記液晶分子は、個別の縦方向に沿って幅より長さがあり、前記液晶分子は、前記液晶分子が前記中心軸に面する前記個別の縦方向に沿って個別の伸長辺を有するように、前記中心軸と平行な個別の軸を中心として回転する、項目１－４のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目６）
前記液晶分子は、個別の縦方向に沿って幅より長さがあり、前記液晶分子は、前記液晶分子が前記中心軸を中心として１つ以上の同心リングを形成するように、前記中心軸と平行な個別の軸を中心として回転する、項目１－５のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目７）
前記液晶分子は、個別の縦方向に沿って幅より長さがあり、前記液晶分子は、前記個別の縦方向が前記中心軸から前記液晶分子まで半径方向に直交するように、前記中心軸と平行な個別の軸を中心として回転する、項目１－６のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目８）
前記複数の液晶分子は、前記複数の液晶分子が前記中心軸を中心として回転可能対称配列に配列されるような配向を有する、項目１－７のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目９）
前記第１の液晶層は、複数のサブ層を備え、前記液晶分子は、前記複数のサブ層の第１のサブ層内に含まれる、項目１－８のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１０）
前記複数のサブ層は、液晶分子を有する付加的サブ層を含み、前記液晶分子は、前記第１のサブ層内に含まれる前記液晶分子と同じように側方または半径方向に位置付けられ、同じように配向される、項目９に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１１）
前記複数のサブ層は、液晶分子を有する付加的サブ層を含み、前記液晶分子は、前記第１のサブ層内に含まれる前記液晶分子と同じように側方または半径方向に位置付けられ、前記中心軸と平行な前記軸を中心として徐々に捻転され、前記捻転の量は、前記第１のサブ層からの距離の増加に伴って増加する、項目９に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１２）
第２の液晶層をさらに備える、項目１－１１のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１３）
前記第２の液晶層は、複数のサブ層を備え、前記複数のサブ層は、前記第１の液晶層の第１のサブ層内に含まれる前記液晶分子と同じように側方または半径方向に位置付けられる液晶分子を有し、前記第２の液晶層内の前記複数のサブ層内の前記液晶分子は、前記中心軸と平行な前記軸を中心として徐々に捻転され、前記捻転の量は、前記第１の液晶層からの距離に伴って増加する、項目１２に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１４）
前記第２の液晶層は、前記第１の液晶層内の前記液晶分子の捻転を鏡映するように、前記第１の液晶層からの距離に伴って捻転される液晶分子を有する、項目１２または１３に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１５）
前記第１の液晶層は、複数のサブ層を備え、前記第２の液晶層は、複数のサブ層を備え、前記第１の液晶層に最も近い前記第２の液晶層のサブ層は、前記第２の液晶層に最も近い前記第１の液晶層のサブ層内の前記液晶分子と実質的に同一配向を有する液晶分子を備える、項目１２－１４のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１６）
前記第１の液晶層は、複数のサブ層を備え、前記第２の液晶層は、複数のサブ層を備え、前記第１の液晶層から最も遠い前記第２の液晶層のサブ層は、前記第２の液晶層から最も遠い前記第１の液晶層のサブ層内の前記液晶分子と実質的に同一配向を有する液晶分子を備える、項目１２－１５のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１７）
前記第１および第２の液晶層は、前記第１および第２の液晶層の一方のみを有し、他方を有していない光学アセンブリと比較して、複数の波長を横断して、その上に入射する光の偏光状態を改変する際、増加された均一性を提供する、項目１２－１６のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１８）
前記切替可能な波長板は、少なくとも４５０ｎｍ～６３０ｎｍを含む波長範囲内の９５％を上回る回折効率で光を回折するように構成される、項目１２－１７のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目１９）
前記第１および第２の液晶層内の前記液晶分子は、対向捻転向きを有する、項目１２－１８のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２０）
前記第１および第２の液晶層は、対向捻転角度を有する、項目１２－１９のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２１）
前記第１および第２の液晶層の前記液晶分子は、前記第１の層と第２の層との間の界面に対して正味角度約６０度～８０度対称的に捻転される、項目１２－２０のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２２）
前記第２の液晶層を横断して信号を印加するように構成される少なくとも１つの電極をさらに備える、項目１２－２１のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２３）
前記切替可能な光学アセンブリはさらに、液晶層を備える第１の波長板レンズを備え、前記第１の波長板レンズは、その上に入射する光の異なる偏光のための異なる屈折力を有し、
前記切替可能な光学アセンブリは、
第１の屈折力を有するように構成される第１のレンズ状態と、
前記第１の屈折力と異なる第２の屈折力を有するように構成される第２のレンズ状態と
を含む少なくとも２つのレンズ状態の間で選択的に切り替えられるように構成される、項目１－２２のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２４）
前記第２の屈折力は、ゼロ屈折力である、項目２３に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２５）
前記中心軸を中心として前記方位角に伴って変動する前記回転を有する前記複数の液晶分子は、前記第１の液晶層を横断して少なくとも１ｃｍ
２
の範囲にわたって延在する液晶分子の少なくとも５０％を含む、項目１－２４のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２６）
前記中心軸を中心として前記方位角に伴って変動する前記回転を有する前記複数の液晶分子は、前記第１の液晶層を横断して少なくとも２ｃｍ
２
の範囲にわたって延在する液晶分子の少なくとも５０％を含む、項目１－２４のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２７）
前記中心軸を中心として前記方位角に伴って変動する前記回転を有する前記複数の液晶分子は、前記第１の液晶層を横断して少なくとも１ｃｍ
２
の範囲にわたって延在する液晶分子の少なくとも８０％を含む、項目１－２４のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２８）
前記中心軸を中心として前記方位角に伴って変動する前記回転を有する前記複数の液晶分子は、前記第１の液晶層を横断して少なくとも２ｃｍ
２
の範囲にわたって延在する液晶分子の少なくとも８０％を含む、項目１－２４のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目２９）
前記複数の液晶分子は、前記複数の液晶分子が前記中心軸を中心として少なくとも４回回転対称性を有するような配向を有する、項目１－２８のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３０）
切替可能な光学アセンブリであって、
切替可能な波長板であって、前記切替可能な波長板は、電気的にアクティブ化およびアクティブ化解除され、その上に入射する光の偏光状態を選択的に改変するように構成され、前記切替可能な波長板は、
第１および第２の表面と、
前記第１の表面と第２の表面との間に配置される液晶層であって、前記液晶層は、個別の縦方向に沿って幅より長さがある複数の液晶分子を備え、前記液晶分子は、前記縦方向が、前記第１および第２の表面および前記液晶層の軸から、前記軸から複数の半径方向において半径方向に延在するように配向される、液晶層と、
前記液晶層を横断して電気信号を印加するための複数の電極と
を備える、切替可能な波長板
を備える、切替可能な光学アセンブリ。
（項目３１）
前記第１および第２の表面は、平面表面を備える、項目３０に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３２）
前記第１および第２の表面は、平面表面を平面基板上に備える、項目３０または３１に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３３）
前記軸は、前記第１および第２の表面に対して法線方向である、項目３０－３２のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３４）
前記複数の液晶分子は、前記軸と平行な軸を中心として回転される、項目３０－３３のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３５）
前記液晶分子の縦方向は、前記第１および第２の表面と平行である、項目３０－３４のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３６）
光を前記切替可能な光学アセンブリからある距離における視認者の眼に透過させるように構成され、前記液晶分子の縦方向は、前記液晶層上に投影される前記視認者の眼の視野内の個別の場所から前記視認者の眼までの光の経路の個別の投影に沿って延在する、項目３０－３５のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３７）
回折レンズを備える波長板レンズをさらに備える、項目３０－３６のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３８）
液晶層を備える波長板レンズをさらに備え、前記波長板レンズの液晶層は、前記波長板レンズが、前記第１の波長板レンズの中心領域から半径方向外向き方向に変動する複屈折（Δｎ）を有するように配列される、項目３０－３７のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目３９）
前記切替可能な波長板が第１の状態にあるとき、前記切替可能な波長板は、それを通して通過する円偏光の掌性を反転させるように構成される半波長板としての役割を果たす一方、前記切替可能な波長板が第２の状態にあるとき、前記切替可能な波長板は、それを通して通過する円偏光の掌性を保存するように構成される、項目３０－３８のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４０）
前記液晶層は、複数のサブ層を備え、前記液晶分子は、前記複数のサブ層の第１のサブ層内に含まれる、項目３０－３９のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４１）
前記複数のサブ層は、液晶分子を有する付加的サブ層を含み、前記液晶分子は、前記第１のサブ層内に含まれる前記液晶分子と同じように側方または半径方向に配向され、位置付けられる、項目４０に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４２）
前記切替可能な光学アセンブリはさらに、液晶層を備える第１の波長板レンズを備え、前記第１の波長板レンズは、その上に入射する光の異なる偏光のための異なる屈折力を有し、
前記切替可能な光学アセンブリは、
第１の屈折力を有するように構成される第１のレンズ状態と、
前記第１の屈折力と異なる第２の屈折力を有するように構成される第２のレンズ状態と
を含む少なくとも２つのレンズ状態の間で選択的に切り替えられるように構成される、項目３０－４１のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４３）
前記第２の屈折力は、ゼロ屈折力である、項目４２に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４４）
前記個別の縦方向が前記軸から複数の半径方向において前記軸から半径方向に延在するように配向される前記複数の液晶分子は、前記液晶層を横断して少なくとも１ｃｍ
２
の範囲にわたって延在する液晶分子の少なくとも５０％を含む、項目３０－４３のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４５）
前記個別の縦方向が前記軸から複数の半径方向において前記軸から半径方向に延在するように配向される前記複数の液晶分子は、前記液晶層を横断して少なくとも２ｃｍ
２
の範囲にわたって延在する液晶分子の少なくとも５０％を含む、項目３０－４３のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４６）
前記個別の縦方向が前記軸から複数の半径方向において前記軸から半径方向に延在するように配向される前記複数の液晶分子は、前記液晶層を横断して少なくとも１ｃｍ
２
の範囲にわたって延在する液晶分子の少なくとも８０％を含む、項目３０－４３のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４７）
前記個別の縦方向が前記軸から複数の半径方向において前記軸から半径方向に延在するように配向される前記複数の液晶分子は、前記液晶層を横断して少なくとも２ｃｍ
２
の範囲にわたって延在する液晶分子の少なくとも８０％を含む、項目３０－４３のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４８）
前記軸は、前記第１および第２の表面および前記液晶層の中心軸を備える、項目３０－４７のいずれか１項に記載の切替可能な光学アセンブリ。
（項目４９）
光学要素を加工する方法であって、
水平方向に沿って延在し、それに対して垂直方向に指向される法線を有する基板を提供することと、
第１の垂直整合層を提供することと、
第２の水平整合層を提供することと、
液晶分子が前記垂直および水平方向に対してある斜角で配向されるように、前記第１の垂直整合層および前記第２の水平整合層に対して液晶分子を備える液晶層を提供することであって、前記第１の垂直整合層は、前記液晶分子を前記第１の垂直整合層を伴わない場合より垂直に配向させ、前記第２の水平整合層は、前記液晶分子を前記第２の水平整合層を伴わない場合より水平に配向させる、ことと
を含む、方法。
（項目５０）
前記第１の垂直整合層は、それに対して近位の液晶分子を前記水平方向より前記垂直方向に沿って配向させるように構成される、項目４９に記載の方法。
（項目５１）
前記第２の水平整合層は、それに対して近位の液晶分子を前記垂直方向より前記水平方向に沿って配向させるように構成される、項目４９または５０に記載の方法。
（項目５２）
前記第２の水平整合層は、パターン化された層を備える、項目４９－５１のいずれか１項に記載の方法。
（項目５３）
前記第２の水平整合層は、インプリント層を備える、項目５２に記載の方法。
（項目５４）
前記第２の水平整合層は、ナノインプリント層を備える、項目５２または５３に記載の方法。
（項目５５）
前記ナノインプリント層は、ナノインプリントテンプレートを使用して形成される、項目５４に記載の方法。
（項目５６）
前記パターン化された層は、リソグラフィ技法またはエッチング技法を使用して形成される、項目５５に記載の方法。
（項目５７）
前記第１の垂直整合層および前記第２の水平整合層は、前記基板にわたって配置される、項目４９－５６のいずれか１項に記載の方法。
（項目５８）
前記第１の垂直整合層は、前記第２の水平整合層と前記基板との間に配置される、項目４９－５７のいずれか１項に記載の方法。
（項目５９）
前記第２の水平整合層は、前記第１の垂直整合層と前記基板との間に配置される、項目４９－５８のいずれか１項に記載の方法。
（項目６０）
前記第２の水平整合層は、第１および第２の領域を有し、前記第１の領域は、前記液晶分子を前記第２の領域より水平にさせるように構成される、項目４９－５９のいずれか１項に記載の方法。
（項目６１）
前記第２の水平整合層の前記第１および第２の領域は、特徴を備え、前記第１の領域内の前記特徴は、前記第１の領域のより近位の前記液晶分子が前記第２の領域のより近位の前記液晶分子より水平であるように、前記第２の領域内の前記特徴より大きいサイズを有する、項目６０に記載の方法。
（項目６２）
前記第２の水平整合層の前記第１の領域および第２の領域は、特徴を備え、前記第１の領域内の前記特徴は、前記第１の領域のより近位の前記液晶分子が前記第２の領域のより近位の前記液晶分子より水平であるように、前記第２の領域内の前記特徴より高い高さを有する、項目６０または６１に記載の方法。
（項目６３）
前記第２の水平整合層の前記第１および第２の領域は、特徴を備え、前記第１の領域内の前記特徴は、前記第１の領域のより近位の前記液晶分子が前記第２の領域のより近位の前記液晶分子より水平であるように、前記第２の領域内の前記特徴より広い、項目６０－６２のいずれか１項に記載の方法。
（項目６４）
前記第２の水平整合層の前記第１および第２の領域は、特徴を備え、前記第１の領域内の前記特徴は、前記第１の領域のより近位の前記液晶分子が前記第２の領域のより近位の前記液晶分子より水平であるように、前記第２の領域内の前記特徴より広いピッチを有する、項目６０－６３のいずれか１項に記載の方法。
（項目６５）
前記第２の水平整合層の前記第１および第２の領域は、特徴を備え、前記第１の領域内の前記特徴は、前記第１の領域のより近位の前記液晶分子が前記第２の領域のより近位の前記液晶分子より水平であるように、前記第２の領域内の前記特徴より高いデューティサイクルを有する、項目６０－６４のいずれか１項に記載の方法。
（項目６６）
前記第２の水平整合層の前記第１および第２の領域は、特徴を備え、前記第１の領域内の前記特徴は、前記第１の領域のより近位の前記液晶分子を前記第２の領域のより近位の前記液晶分子より水平にさせるために、前記第２の領域内の前記特徴と異なるプロファイルを有する、項目６０－６５のいずれか１項に記載の方法。
（項目６７）
前記第２の水平整合層の前記第１および第２の領域は、特徴を備え、前記第１の領域内の前記特徴は、前記第１の領域のより近位の前記液晶分子を前記第２の領域のより近位の前記液晶分子より水平にさせるために、前記第２の領域内の前記特徴と異なるアスペクト比を有する、項目６０－６６のいずれか１項に記載の方法。
（項目６８）
前記第２の水平整合層は、前記斜角をより水平にさせないように構成される領域を備える、項目４９－６７のいずれか１項に記載の方法。
（項目６９）
前記第２の水平整合層は、前記斜角をより水平にさせるように構成される前記第２の水平整合層の２つの領域間に配置される前記斜角をより水平にさせないように構成される少なくとも１つの領域を備える、項目４９－６９のいずれか１項に記載の方法。
（項目７０）
前記第１の垂直整合層は、第１および第２の領域を有し、前記第１の領域は、前記液晶分子を前記第２の領域より垂直にさせるように構成される、項目４９－６９のいずれかに記載の方法。
（項目７１）
前記第１の水平整合層の前記第１の領域および第２の領域は、前記第１の領域のより近位の前記液晶分子が前記第２の領域のより近位の液晶分子より垂直であるように、異なる厚さを有する、項目７０に記載の方法。
（項目７２）
前記第１の垂直整合層は、前記斜角をより垂直にさせないように構成される領域を備える、項目４９－７１のいずれか１項に記載の方法。
（項目７３）
前記第１の垂直整合層は、前記斜角をより垂直にさせるように構成される前記第１の垂直整合層の２つの領域間に配置される前記斜角をより垂直にさせないように構成される少なくとも１つの領域を備える、項目４９－７２のいずれか１項に記載の方法。
（項目７４）
前記斜角は、前記第１の垂直整合層および前記第２の水平整合層の相対的強度に依存する、項目４９－７３のいずれか１項に記載の方法。
（項目７５）
第３の垂直整合層を提供することと、
第４の水平整合層を提供することと
をさらに含み、
前記第１の垂直整合層は、前記第３の垂直整合層を伴わない場合より垂直に前記液晶層を配向させ、前記第４の水平整合層は、前記第４の水平整合層を伴わない場合より前記液晶分子を水平にする、項目４９－７４のいずれかに記載の方法。
（項目７６）
前記液晶層は、前記第１の垂直整合層と、第３の垂直整合層との間に配置される、項目７５に記載の方法。
（項目７７）
前記液晶層は、前記第２の垂直整合層と第４の垂直整合層との間に配置される、項目７５または７６に記載の方法。
（項目７８）
前記斜角は、前記水平方向に対して０°～９０°である、項目４９－７７のいずれか１項に記載の方法。
（項目７９）
前記液晶層内の前記液晶分子の大部分のための斜角は、前記水平方向に対して５°～８５°である、項目４９－７７のいずれか１項に記載の方法。
（項目８０）
前記液晶層内の前記液晶分子の大部分のための斜角は、前記水平方向に対して５°～４５°である、項目４９－７９のいずれか１項に記載の方法。
（項目８１）
前記光学要素は、波長板を備える、項目４９－８０のいずれか１項に記載の方法。
（項目８２）
前記光学要素は、切替可能な波長板を備える、項目４９－８０のいずれか１項に記載の方法。
（項目８３）
電気信号を前記液晶層に印加するように構成される電極を形成することをさらに含む、項目４９－８２のいずれか１項に記載の方法。
（項目８４）
前記光学要素は、波長板レンズを備える、項目４８－８３のいずれか１項に記載の方法。
All of these embodiments are intended to be within the scope of the invention disclosed herein. These and other embodiments will be readily apparent to those of skill in the art from the following detailed description with reference to the accompanying figures, and the invention is not limited to any particular disclosed embodiment.
The present invention provides, for example,:
(Item 1)
A switchable optical assembly
A switchable wave plate, wherein the switchable wave plate is electrically activated and deactivated, and is configured to selectively modify the polarization state of light incident on the switchable wave plate. Possible wave plates are
With the first and second surfaces,
A first liquid crystal layer arranged between the first surface and the second surface, wherein the first liquid crystal layer is a plurality of liquid crystals rotating around an individual axis parallel to the central axis. A first liquid crystal layer comprising molecules and whose rotation fluctuates with an azimuth angle about the central axis.
With a plurality of electrodes for applying an electric signal across the first liquid crystal layer
Switchable wave plate
A switchable optical assembly.
(Item 2)
The switchable optical assembly of item 1, wherein the first and second surfaces comprise a planar surface.
(Item 3)
The switchable optical assembly according to item 1 or 2, wherein the first and second surfaces comprise a planar surface on a planar substrate.
(Item 4)
The switchable optical assembly according to any one of items 1-3, wherein the central axis is normal to the first and second surfaces.
(Item 5)
The liquid crystal molecules are longer than the width along the individual longitudinal directions so that the liquid crystal molecules have separate extension sides along the individual longitudinal directions with the liquid crystal molecules facing the central axis. The switchable optical assembly according to any one of items 1-4, which rotates about an individual axis parallel to the central axis.
(Item 6)
The liquid crystal molecules are longer than the width along the individual longitudinal directions, and the liquid crystal molecules are such that the liquid crystal molecules form one or more concentric rings about the central axis. The switchable optical assembly according to any one of items 1-5, which rotates about a separate parallel axis.
(Item 7)
The liquid crystal molecules are longer than the width along the individual vertical directions, and the liquid crystal molecules are aligned with the central axis so that the individual vertical directions are orthogonal to the central axis in the radial direction from the central axis to the liquid crystal molecules. The switchable optical assembly according to any one of items 1-6, which rotates about a separate parallel axis.
(Item 8)
The switchable optical assembly according to any one of items 1-7, wherein the plurality of liquid crystal molecules have an orientation such that the plurality of liquid crystal molecules are arranged in a rotatable symmetric array about the central axis. ..
(Item 9)
Item 2. The switchable item 1-8, wherein the first liquid crystal layer includes a plurality of sub-layers, and the liquid crystal molecule is contained in the first sub-layer of the plurality of sub-layers. Optical assembly.
(Item 10)
The plurality of sublayers include an additional sublayer having liquid crystal molecules, wherein the liquid crystal molecules are laterally or radially positioned and the same as the liquid crystal molecules contained within the first sublayer. 9. The switchable optical assembly according to item 9, which is oriented so as to.
(Item 11)
The plurality of sublayers include an additional sublayer having liquid crystal molecules, wherein the liquid crystal molecules are laterally or radially positioned in the same manner as the liquid crystal molecules contained in the first sublayer. 9. The switchable optical assembly according to item 9, wherein the twist is gradually twisted about the axis parallel to the central axis, and the amount of twist increases with increasing distance from the first sublayer.
(Item 12)
The switchable optical assembly according to any one of items 1-11, further comprising a second liquid crystal layer.
(Item 13)
The second liquid crystal layer comprises a plurality of sublayers, and the plurality of sublayers are lateral or radial like the liquid crystal molecules contained in the first sublayer of the first liquid crystal layer. The liquid crystal molecules in the plurality of sublayers in the second liquid crystal layer are gradually twisted about the axis parallel to the central axis, and the amount of the twist is 12. The switchable optical assembly according to item 12, which increases with distance from the first liquid crystal layer.
(Item 14)
Item 12 having the second liquid crystal layer having liquid crystal molecules twisted with a distance from the first liquid crystal layer so as to mirror the twist of the liquid crystal molecules in the first liquid crystal layer. Or the switchable optical assembly according to 13.
(Item 15)
The first liquid crystal layer includes a plurality of sub-layers, the second liquid crystal layer includes a plurality of sub-layers, and the sub-layer of the second liquid crystal layer closest to the first liquid crystal layer is a sub-layer. Item 12. The switchable item according to any one of Items 12-14, comprising a liquid crystal molecule having substantially the same orientation as the liquid crystal molecule in the sublayer of the first liquid crystal layer closest to the second liquid crystal layer. Optical assembly.
(Item 16)
The first liquid crystal layer includes a plurality of sub-layers, the second liquid crystal layer includes a plurality of sub-layers, and the sub-layer of the second liquid crystal layer farthest from the first liquid crystal layer is a sub-layer. Item 12. The switchable item according to any one of Items 12-15, comprising a liquid crystal molecule having substantially the same orientation as the liquid crystal molecule in the sublayer of the first liquid crystal layer farthest from the second liquid crystal layer. Optical assembly.
(Item 17)
The first and second liquid crystal layers are crossing a plurality of wavelengths and above, as compared to an optical assembly having only one of the first and second liquid crystal layers and not the other. The switchable optical assembly according to any one of items 12-16, which provides increased uniformity when modifying the polarization state of light incident on.
(Item 18)
Item 12. The switchable wave plate according to any one of items 12-17, wherein the switchable wave plate is configured to diffract light with a diffraction efficiency of more than 95% in the wavelength range including at least 450 nm to 630 nm. Optical assembly.
(Item 19)
The switchable optical assembly according to any one of items 12-18, wherein the liquid crystal molecules in the first and second liquid crystal layers have opposite twist orientations.
(Item 20)
The switchable optical assembly according to any one of items 12-19, wherein the first and second liquid crystal layers have facing twist angles.
(Item 21)
Item 12 in which the liquid crystal molecules of the first and second liquid crystal layers are twisted symmetrically with respect to the interface between the first layer and the second layer at a net angle of about 60 to 80 degrees. The switchable optical assembly according to any one of -20.
(Item 22)
The switchable optical assembly according to any one of items 12-21, further comprising at least one electrode configured to apply a signal across the second liquid crystal layer.
(Item 23)
The switchable optical assembly further comprises a first waveplate lens with a liquid crystal layer, wherein the first waveplate lens has different refractive powers for different polarizations of light incident on it.
The switchable optical assembly
A first lens state configured to have a first refractive power and
With a second lens state configured to have a second refractive power different from the first refractive power
The switchable optical assembly according to any one of items 1-22, which is configured to be selectively switched between at least two lens states including.
(Item 24)
23. The switchable optical assembly according to item 23, wherein the second refractive power is zero refractive power.
(Item 25)
The plurality of liquid crystal molecules having the rotation that fluctuates with the azimuth angle about the central axis are at least 50% of the liquid crystal molecules extending over a range of at least 1 cm 2 across the first liquid crystal layer. The switchable optical assembly according to any one of items 1-24, comprising.
(Item 26)
The plurality of liquid crystal molecules having the rotation that fluctuates with the azimuth angle about the central axis are at least 50% of the liquid crystal molecules extending over a range of at least 2 cm 2 across the first liquid crystal layer. The switchable optical assembly according to any one of items 1-24, comprising.
(Item 27)
The plurality of liquid crystal molecules having the rotation that fluctuates with the azimuth angle about the central axis are at least 80% of the liquid crystal molecules extending over a range of at least 1 cm 2 across the first liquid crystal layer. The switchable optical assembly according to any one of items 1-24, comprising.
(Item 28)
The plurality of liquid crystal molecules having the rotation that fluctuates with the azimuth angle about the central axis are at least 80% of the liquid crystal molecules extending over a range of at least 2 cm 2 across the first liquid crystal layer. The switchable optical assembly according to any one of items 1-24, comprising.
(Item 29)
The switchable optical assembly according to any one of items 1-28, wherein the plurality of liquid crystal molecules have an orientation such that the plurality of liquid crystal molecules have rotational symmetry at least four times about the central axis. ..
(Item 30)
A switchable optical assembly
A switchable wave plate, wherein the switchable wave plate is electrically activated and deactivated, and is configured to selectively modify the polarization state of light incident on the switchable wave plate. Possible wave plates are
With the first and second surfaces,
A liquid crystal layer arranged between the first surface and the second surface, wherein the liquid crystal layer comprises a plurality of liquid crystal molecules having a length longer than a width along individual vertical directions, and the liquid crystal display. The molecules are oriented so that the longitudinal direction extends radially from the first and second surfaces and the axis of the liquid crystal layer in a plurality of radial directions from the axis, and the liquid crystal layer.
With a plurality of electrodes for applying an electric signal across the liquid crystal layer
Switchable wave plate
A switchable optical assembly.
(Item 31)
30. The switchable optical assembly according to item 30, wherein the first and second surfaces comprise a planar surface.
(Item 32)
The switchable optical assembly according to item 30 or 31, wherein the first and second surfaces comprise a planar surface on a planar substrate.
(Item 33)
The switchable optical assembly according to any one of items 30-32, wherein the axis is normal to the first and second surfaces.
(Item 34)
The switchable optical assembly according to any one of items 30-33, wherein the plurality of liquid crystal molecules are rotated about an axis parallel to the axis.
(Item 35)
The switchable optical assembly according to any one of items 30-34, wherein the vertical direction of the liquid crystal molecule is parallel to the first and second surfaces.
(Item 36)
The light is configured to pass through the eye of the viewer at a distance from the switchable optical assembly, and the longitudinal orientation of the liquid crystal molecules is individual within the field of view of the eye of the viewer projected onto the liquid crystal layer. 30-35. The switchable optical assembly according to any one of items 30-35, which extends along the individual projections of the path of light from the location of the eye to the eye of the viewer.
(Item 37)
The switchable optical assembly according to any one of items 30-36, further comprising a waveplate lens comprising a diffractive lens.
(Item 38)
Further comprising a wave plate lens including a liquid crystal layer, the liquid crystal layer of the wave plate lens is birefringence (Δn) in which the wave plate lens varies radially outward from the central region of the first wave plate lens. 30-37. The switchable optical assembly according to any one of items 30-37, which is arranged to have.
(Item 39)
When the switchable waveplate is in the first state, the switchable waveplate serves as a half-waveplate configured to invert the palmarity of the circularly polarized light passing through it. Item 30-38, wherein when the switchable waveplate is in the second state, the switchable waveplate is configured to preserve the palmarity of the circularly polarized light passing through it. Switchable optical assembly as described in.
(Item 40)
The switchable optical assembly according to any one of items 30-39, wherein the liquid crystal layer comprises a plurality of sublayers, wherein the liquid crystal molecule is contained within a first sublayer of the plurality of sublayers. ..
(Item 41)
The plurality of sublayers include an additional sublayer having liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules are laterally or radially oriented and positioned in the same manner as the liquid crystal molecules contained in the first sublayer. 40. The switchable optical assembly according to item 40.
(Item 42)
The switchable optical assembly further comprises a first waveplate lens with a liquid crystal layer, wherein the first waveplate lens has different refractive powers for different polarizations of light incident on it.
The switchable optical assembly
A first lens state configured to have a first refractive power and
With a second lens state configured to have a second refractive power different from the first refractive power
30-41. The switchable optical assembly according to any one of items 30-41, which is configured to be selectively switched between at least two lens states including.
(Item 43)
42. The switchable optical assembly according to item 42, wherein the second refractive power is zero refractive power.
(Item 44)
The plurality of liquid crystal molecules oriented so that the individual longitudinal directions extend radially from the axis in a plurality of radial directions from the axis extend across the liquid crystal layer over a range of at least 1 cm 2 . 30-43. The switchable optical assembly according to any one of items 30-43, which comprises at least 50% of the liquid crystal molecules.
(Item 45)
The plurality of liquid crystal molecules oriented so that the individual longitudinal directions extend radially from the axis in a plurality of radial directions from the axis extend across the liquid crystal layer over a range of at least 2 cm 2 . 30-43. The switchable optical assembly according to any one of items 30-43, which comprises at least 50% of the liquid crystal molecules.
(Item 46)
The plurality of liquid crystal molecules oriented so that the individual longitudinal directions extend radially from the axis in a plurality of radial directions from the axis extend across the liquid crystal layer over a range of at least 1 cm 2 . 30-43. The switchable optical assembly according to any one of items 30-43, which comprises at least 80% of the liquid crystal molecules.
(Item 47)
The plurality of liquid crystal molecules oriented so that the individual longitudinal directions extend radially from the axis in a plurality of radial directions from the axis extend across the liquid crystal layer over a range of at least 2 cm 2 . 30-43. The switchable optical assembly according to any one of items 30-43, which comprises at least 80% of the liquid crystal molecules.
(Item 48)
The switchable optical assembly according to any one of items 30-47, wherein the axis comprises the first and second surfaces and the central axis of the liquid crystal layer.
(Item 49)
It is a method of processing optical elements.
To provide a substrate that extends horizontally and has a normal oriented perpendicular to it.
To provide a first vertically aligned layer,
To provide a second horizontal alignment layer and
By providing a liquid crystal layer having liquid crystal molecules with respect to the first vertical matching layer and the second horizontal matching layer so that the liquid crystal molecules are oriented at a certain oblique angle with respect to the vertical and horizontal directions. Therefore, the first vertical matching layer orients the liquid crystal molecule more vertically than the case without the first vertical matching layer, and the second horizontal matching layer has the liquid crystal molecule as the second. Orienting more horizontally than without a horizontally aligned layer
Including, how.
(Item 50)
49. The method of item 49, wherein the first vertically aligned layer is configured to orient the liquid crystal molecules proximal to it along the vertical direction rather than the horizontal direction.
(Item 51)
49. The method of item 49 or 50, wherein the second horizontal alignment layer is configured to orient liquid crystal molecules proximal to it along the horizontal direction rather than the vertical direction.
(Item 52)
Item 6. The method according to any one of items 49-51, wherein the second horizontal matching layer comprises a patterned layer.
(Item 53)
52. The method of item 52, wherein the second horizontal alignment layer comprises an imprint layer.
(Item 54)
52. The method of item 52 or 53, wherein the second horizontal matching layer comprises a nanoimprint layer.
(Item 55)
54. The method of item 54, wherein the nanoimprint layer is formed using a nanoimprint template.
(Item 56)
55. The method of item 55, wherein the patterned layer is formed using a lithography technique or an etching technique.
(Item 57)
The method according to any one of items 49-56, wherein the first vertical alignment layer and the second horizontal alignment layer are arranged over the substrate.
(Item 58)
Item 6. The method according to any one of items 49-57, wherein the first vertical matching layer is arranged between the second horizontal matching layer and the substrate.
(Item 59)
Item 6. The method according to any one of items 49-58, wherein the second horizontal matching layer is arranged between the first vertically matching layer and the substrate.
(Item 60)
The second horizontal matching layer has first and second regions, the first region being configured to make the liquid crystal molecules more horizontal than the second region, items 49-59. The method according to any one of the above.
(Item 61)
The first and second regions of the second horizontal matching layer are characterized by the feature within the first region being the liquid crystal molecule more proximal to the first region. 60. The method of item 60, which has a size larger than the feature in the second region so that it is more horizontal than the liquid crystal molecule more proximal to the region.
(Item 62)
The first region and the second region of the second horizontal matching layer have features, wherein the feature within the first region is the liquid crystal molecule more proximal to the first region. 60 or 61. The method of item 60 or 61, which has a higher height than the feature in the second region so that it is more horizontal than the liquid crystal molecule more proximal to the second region.
(Item 63)
The first and second regions of the second horizontal matching layer are characterized by the feature within the first region being the liquid crystal molecule more proximal to the first region. 60-62. The method of any one of items 60-62, which is broader than the feature in the second region so that it is more horizontal than the liquid crystal molecule more proximal to the region.
(Item 64)
The first and second regions of the second horizontal matching layer are characterized by the feature within the first region being the liquid crystal molecule more proximal to the first region. 60-63. The method of any one of items 60-63, which has a wider pitch than the feature in the second region so that it is more horizontal than the liquid crystal molecule more proximal to the region.
(Item 65)
The first and second regions of the second horizontal matching layer are characterized by the feature within the first region being the liquid crystal molecule more proximal to the first region. 60-64. The method of any one of items 60-64, which has a higher duty cycle than the feature in the second region so that it is more horizontal than the liquid crystal molecule more proximal to the region.
(Item 66)
The first and second regions of the second horizontal matching layer feature the features within the first region, the second region of the liquid crystal molecule more proximal to the first region. 60-65. The method of any one of items 60-65, which has a profile different from that of the feature in the second region in order to make it more horizontal than the liquid crystal molecule more proximal to the region.
(Item 67)
The first and second regions of the second horizontal matching layer comprise a feature, the feature within the first region being the second region of the liquid crystal molecule more proximal to the first region. 60-66. The method of any one of items 60-66, which has an aspect ratio different from that of the feature in the second region in order to make it more horizontal than the liquid crystal molecule more proximal to the region.
(Item 68)
The method according to any one of items 49-67, wherein the second horizontal matching layer comprises a region configured so that the bevel angle is not made more horizontal.
(Item 69)
The second horizontal alignment layer is configured so as not to make the bevel more horizontal arranged between two regions of the second horizontal alignment layer configured to make the bevel more horizontal. The method according to any one of items 49-69, comprising at least one region.
(Item 70)
The first vertically aligned layer has first and second regions, the first region being configured to make the liquid crystal molecule more vertical than the second region, items 49-69. The method described in any of.
(Item 71)
In the first region and the second region of the first horizontal matching layer, the liquid crystal molecule more proximal to the first region is perpendicular to the liquid crystal molecule more proximal to the second region. 70. The method of item 70, which has different thicknesses.
(Item 72)
The method according to any one of items 49-71, wherein the first vertically aligned layer comprises a region configured so that the bevel angle is not made more vertical.
(Item 73)
The first vertically aligned layer is configured so that the bevels arranged between two regions of the first vertically aligned layer configured to make the bevels more vertical are not made more vertical. The method according to any one of items 49-72, comprising at least one region.
(Item 74)
The method according to any one of items 49-73, wherein the bevel angle depends on the relative strength of the first vertically aligned layer and the second horizontally aligned layer.
(Item 75)
To provide a third vertically aligned layer,
To provide a fourth horizontal alignment layer
Including
The first vertical matching layer orients the liquid crystal layer more vertically than the case without the third vertical matching layer, and the fourth horizontal matching layer does not include the fourth horizontal matching layer. The method according to any one of items 49-74, which makes the liquid crystal molecule more horizontal.
(Item 76)
The method according to item 75, wherein the liquid crystal layer is arranged between the first vertically aligned layer and the third vertically aligned layer.
(Item 77)
The method according to item 75 or 76, wherein the liquid crystal layer is arranged between the second vertically aligned layer and the fourth vertically aligned layer.
(Item 78)
The method according to any one of items 49-77, wherein the bevel is 0 ° to 90 ° with respect to the horizontal direction.
(Item 79)
The method according to any one of items 49-77, wherein the bevel angle for most of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is 5 ° to 85 ° with respect to the horizontal direction.
(Item 80)
The method according to any one of items 49-79, wherein the bevel angle for most of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is 5 ° to 45 ° with respect to the horizontal direction.
(Item 81)
The method according to any one of items 49-80, wherein the optical element comprises a wave plate.
(Item 82)
The method according to any one of items 49-80, wherein the optical element comprises a switchable wave plate.
(Item 83)
The method of any one of items 49-82, further comprising forming an electrode configured to apply an electrical signal to the liquid crystal layer.
(Item 84)
The method according to any one of items 48-83, wherein the optical element comprises a wave plate lens.
Claims (29)
切替可能な波長板であって、前記切替可能な波長板は、電気的にアクティブ化およびアクティブ化解除され、その上に入射する光の偏光状態を選択的に改変するように構成され、前記切替可能な波長板は、
第１および第２の表面と、
前記第１の表面と第２の表面との間に配置される第１の液晶層であって、前記第１の液晶層は、中心軸と平行な個別の軸を中心として回転する複数の液晶分子を備え、前記回転は、前記中心軸を中心として方位角に伴って変動する、第１の液晶層と、
前記第１の液晶層を横断して電気信号を印加するための複数の電極と
を備える、切替可能な波長板
を備える、切替可能な光学アセンブリ。 A switchable optical assembly
A switchable wave plate, wherein the switchable wave plate is electrically activated and deactivated, and is configured to selectively modify the polarization state of light incident on the switchable wave plate. Possible wave plates are
With the first and second surfaces,
A first liquid crystal layer arranged between the first surface and the second surface, wherein the first liquid crystal layer is a plurality of liquid crystals rotating around an individual axis parallel to the central axis. A first liquid crystal layer comprising molecules and whose rotation fluctuates with an azimuth angle about the central axis.
A switchable optical assembly comprising a switchable wave plate comprising a plurality of electrodes for applying electrical signals across the first liquid crystal layer.
前記切替可能な光学アセンブリは、
第１の屈折力を有するように構成される第１のレンズ状態と、
前記第１の屈折力と異なる第２の屈折力を有するように構成される第２のレンズ状態と
を含む少なくとも２つのレンズ状態の間で選択的に切り替えられるように構成される、請求項１に記載の切替可能な光学アセンブリ。 The switchable optical assembly further comprises a first waveplate lens comprising a liquid crystal layer, wherein the first waveplate lens has different refractive powers for different polarizations of light incident on it.
The switchable optical assembly
A first lens state configured to have a first refractive power and
1. Claim 1 configured to selectively switch between at least two lens states including a second lens state configured to have a second refractive power different from the first refractive power. Switchable optical assembly as described in.
The switchable optical assembly according to claim 1 , wherein the plurality of liquid crystal molecules have an orientation such that the plurality of liquid crystal molecules have rotational symmetry at least four times about the central axis.
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