光学部件及具有光学部件的图像显示装置的制造方法_2

文档序号:9921405阅读:来源:国知局
酯单体等非液晶性的化合 物。
[0063] 基底层的厚度没有特别限定,但优选为0.01~50 μπι,进一步优选为0.05~ 20 μ m〇
[0064] 基板表面或基底层也可以在形成点部前进行表面加工。例如,为了形成所期望的 形状的点部、或形成所期望的点部图案,也可以进行亲水性处理、凸凹形状的形成等。
[0065] 〈点部〉
[0066] 本发明的光学部件包含与基板表面接触的点部。形成点部的基板表面可以为基板 的两面,也可以为一面,但优选为一面。
[0067] 点部只要在基板表面形成1个或2个以上即可。2个以上的点部可以在基板表面彼 此接近地形成许多,点部的总表面积可以达到基板的点部形成侧表面的面积的50%以上、 60 %以上、70 %以上等。在该情况等中,点部的选择反射性等光学特性实质上也可以成为光 学部件整体、特别是点部形成表面整面的光学特性。另一方面,2个以上的点部也可以在基 板表面彼此分离地形成许多,点部的总表面积可以达到基板的点部形成侧表面的面积的低 于50%、30%以下、10%以下等。在该情况等中,光学部件的点部形成表面侧的光学特性也 可以作为基板的光学特性与点部的光学特性的对比能够确认。
[0068] 多个点部以图案状形成,也可以具有提示信息的功能。例如,通过按照能够提供以 片材状形成的光学部件中的位置信息的方式形成,光学部件可以安装于显示器中,作为能 够进行数据输入的片材使用。
[0069] 点部以图案状形成时,例如,在形成多个直径为20~200 μπι的点部的情况下,只 要基板面的每个2mm四方的正方形平均包含10个~100个、优选为15个~50个、进一步 优选为20个~40个的点部即可。
[0070] 在基板表面具有多个点部时,点部的直径、形状可以全部相同,也可以包含彼此不 同的点部,为了由各点部得到均匀的反射光,优选为相同。例如,打算形成同一直径及形状 的点部,则优选在相同条件下形成的点部。
[0071] 本说明书中,对点部进行说明时,其说明可以对本发明的光学部件中的全部点部 适用,包含所说明的点部的本发明的光学部件允许包含因本技术领域中允许的误差或错误 等而不符合该说明的点部。
[0072] [点部的形状]
[0073] 点部的形状没有特别限定,但优选从基板法线方向看时为圆形。圆形可以不为正 圆,只要为大致圆形或椭圆形即可。例如,也可以为多个圆各稍微错开地重合的形状。对于 点部,所谓中心时,是指该圆形的中心或重心。当在基板表面具有多个点部时,点部的形状 可以相同也可以不同,但优选为相同、或至少类似。
[0074] 点部的直径优选为20~200 μm,更优选为70~150 μπι。当点部不为圆形时,点 部的直径设为与圆形近似地测定或算出的值。
[0075] 点部的直径可以通过在以激光显微镜、扫描型电子显微镜(SEM)、透射型电子显微 镜(ΤΕΜ)等显微镜得到的图像中,测定从端部(点部的边儿或边界部)至端部为止的直线 即通过点部的中心的直线的长度而获得。另外,点部的数目、点部间距离也可以利用激光显 微镜、扫描型电子显微镜(SEM)、透射型电子显微镜(ΤΕΜ)等显微镜图像来确认。
[0076] 点部优选包含具有在自点部的端部朝向中心的方向上连续地增加至最大高度的 高度的部位。本说明书中,有时将上述部位称为倾斜部或曲面部。即,点部优选包含高度自 点部的端部向着中心增加的倾斜部或曲面部等。
[0077] 另外,本说明书中,关于点部,所谓"高度"时,是指"从点部的表面的点至基板的 点部形成侧表面为止的最短距离"。此外,当基板上具有凹凸时,将点部的端部中的基板面 的延长作为上述点部形成侧表面。最大高度是上述高度的最大值,例如,是从点部的顶点至 基板的点部形成侧表面为止的最短距离。点部的高度可以由利用激光显微镜的焦点位置扫 描、或使用SEM或TEM等显微镜得到的点部的截面图进行确认。
[0078] 作为包含上述的倾斜部或曲面部的结构的例子,可列举出使基板侧为平面的半球 形状、将该半球形状的上部与基板大致平行地切断并进行平坦化的形状(球台形状)、使基 板侧为底面的圆锥形状、将该圆锥形状的上部与基板大致平行地切断并进行平坦化的形状 (圆锥梯形形状)及能够与它们中的任一者近似的形状等。它们中,优选使基板侧为平面的 半球形状、将该半球形状的上部与基板大致平行地切断并进行平坦化的形状、将使基板侧 为底面的圆锥形状的上部与基板大致平行地切断并进行平坦化的形状及能够与它们中的 任一者近似的形状。另外,上述半球形状不仅包含使包含球的中心的面为平面的半球的形 状,而且包含将球任意地切断成2个而得到的球缺形状中的任一者。
[0079] 提供点部的最大高度的点部表面的点只要位于半球形状或圆锥形状的顶点、或者 位于如上述那样与基板大致平行地切断并平坦化的面上即可。也优选平坦化的面状的点全 部提供点部的最大高度。还优选点部的中心提供最大高度。
[0080] 点部的最大高度除以点部的直径而得到的值(最大高度/直径)优选为0. 16~ 〇. 30。特别是在使基板侧为平面的半球形状、将该半球形状的上部与基板大致平行地切断 并平坦化的形状、将使基板侧为底面的圆锥形状的上部与基板大致平行地切断并平坦化的 形状等点部的高度自点部的端部起连续地增加而达到最大高度、并且中心显示最大高度的 形状中,优选满足上述条件。最大高度/直径更优选为〇. 18~0. 28。
[0081] 此外,点部的表面与上述基板(基板的点部形成侧表面)所成的角度(例如平均 值)优选为33度~62度,更优选为35度~60度。通过为这样的角度,可以制成以适合于 后述的光学部件的用途的光的入射角显示高的递归反射性的点部。
[0082] 上述角度可以由利用激光显微镜的焦点位置扫描、或使用SEM或TEM等显微镜得 到的点部的截面图进行确认,但本说明书中,在包含点部的中心且与基板垂直的面的截面 图的SEM图像中测定基板与点部表面的接触部分的角度。
[0083] [点部的光学性质]
[0084] 本发明的光学部件中的点部具有波长选择反射性,在显示波长选择反射性的波长 下,将右圆偏振光及左圆偏振光都进行反射。
[0085] 本发明的光学部件中的点部通过将右圆偏振光及左圆偏振光都进行反射,从而对 被照射的光(通常为自然光(无偏振光))的反射效率良好,在同样的条件下能够提供更强 的反射光。
[0086] 点部显示选择反射性的光没有特别限定,例如,可以为红外光、可见光、紫外光等 中的任一者。例如,在将光学部件贴附于显示器中,作为用于在显示器装置上直接手写而输 入数据的光学部件使用时等,为了对显示器图像没有影响,点部显示选择反射性的光的波 长优选为非可见光区的波长,更优选为红外光区的波长,特别优选为近红外光区的波长。例 如,优选在来自点部的反射光谱中,能够确认在750~2000nm的范围、优选为800~1500nm 的范围具有中心波长的反射波长频带。上述反射波长也优选根据由组合使用的光源照射的 光的波长或摄像元件(传感器)所感知的光的波长来选择。
[0087] 点部优选在可见光区域中为透明。此外,点部也可以进行着色,但优选不着色、或 者着色少。这都是为了例如在光学部件被用于显示器的前面的情况下,不会使显示器中显 示的图像的视觉辨认性下降。
[0088] [胆甾醇型结构]
[0089] 点部由具有胆甾醇型结构的液晶材料构成。
[0090] 已知胆留醇型结构在特定的波长下显示选择反射性。选择反射的中心波长(反射 峰波长)λ依赖于胆留醇型结构中的螺旋结构的螺距P(=螺旋的周期),依据胆留醇型液 晶的平均折射率η与λ =nXP的关系。因此,通过调节该螺旋结构的螺距,能够调节选择 反射波长。由于胆留醇型结构的螺距依赖于在形成点部时与聚合性液晶化合物一起使用的 手性剂的种类、或其添加浓度,通过调整它们,能够获得所期望的螺距。
[0091] 关于螺距的调整,在富士胶片研究报告No. 50(2005年)p. 60-63中有详细的记载。 关于螺旋的扭转方向或螺距的测定法,可以利用《液晶化学实验入门》日本液晶学会编、シ 夕V出版2007年出版、46页及《液晶便览》液晶便览辑编委员会丸善196页中记载的方法。
[0092] 胆甾醇型结构利用扫描型电子显微镜(SEM)作为明部与暗部的条纹图案被观测 到。该明部与暗部的重复2次部分(明部2个及暗部2个)相当于螺旋1螺距部分。因此, 螺距可以由SEM截面图进行测定。上述条纹图案的各线的法线为螺旋轴方向。
[0093] 关于显示选择反射的选择反射带(圆偏振光反射带)的半值幅△ λ (nm),△ λ依 赖于液晶化合物的双折射Δη和上述螺距Ρ,依据Δ λ = ΔηΧΡ的关系。因此,选择反射 带的宽度的控制可以调整An来进行。Δη的调整可以通过调整聚合性液晶化合物的种类 或其混合比率、或者控制取向固定时的温度来进行。反射波长频带的半值幅根据本发明的 光学部件的用途来调整,例如只要为50~500nm即可,优选为100~300nm即可。
[0094] 此外,胆留醇型结构所显示的选择反射光为圆偏振光选择性,1种胆留醇型结构的 选择反射光为右圆偏振光或左圆偏振光。反射光为右圆偏振光、或者为左圆偏振光取决于 胆甾醇型结构的螺旋的扭转方向。当胆留醇型结构的螺旋的扭转方向为右时将右圆偏振光 反射,当螺旋的扭转方向为左时将左圆偏振光反射。胆留醇型结构的螺旋的扭转方向一般 依赖于后述的液晶组合物中的手性剂,使用诱发的螺旋的扭转方向为右的手性剂可以形成 螺旋的扭转方向为右的胆留醇型结构,使用诱发的螺旋的扭转方向为左的手性剂可以形成 螺旋的扭转方向为左的胆留醇型结构。
[0095] 在本发明的光学部件中,点部只要包含螺旋的扭转方向为右的胆留醇型结构和螺 旋的扭转方向为左的胆留醇型结构即可。螺旋的扭转方向为右的胆留醇型结构与螺旋的扭 转方向为左的胆留醇型结构在点部中以怎样的方式包含均可,但为了制成至少相对于基板 的法线方向将右圆偏振光及左圆偏振光都进行反射的结构,优选包含在基板的法线的方向 上以层状包含两种胆留醇型结构的部位。此时,只要任一种胆留醇型结构均包含相对于基 板的法线方向呈40度~0度、优选为30度~0度、更优选为20度~0度的角度的螺旋轴 即可。作为上述的一例,可列举出在与胆留醇型结构点部的表面接触的部分配置一种胆甾 醇型结构、在其内侧配置另一种胆留醇型结构的结构。也可以是螺旋的扭转方向为右的胆 甾醇型结构及螺旋的扭转方向为左的胆甾醇型结构自点部的表面起交替地以3~10层左 右的层状形成。顺序没有限定,但优选按照与基板表面直接接触的方式形成的胆留醇型结 构为螺旋的扭转方向为右的胆留醇型结构。螺旋的扭转方向为右的胆留醇型结构及螺旋的 扭转方向为左的胆留醇型结构优选在点部内邻接的层彼此互相直接接触。
[0096] [点部中的胆甾醇型结构]
[0097] 在点部内,胆留醇型结构的螺旋轴与点部表面优选为50度~90度的范围的角度 的范围。上述角度更优选为60度~90度的范围,进一步优选为70度~90度的范围。在 点部的表面胆留醇型结构的螺旋轴与表面所成的角度优选为70度~90度的范围。
[0098] 关于胆甾醇型结构的螺旋轴,在以扫描型电子显微镜(SEM)观测点部的截面时, 位于各暗部所形成的线的法线方向上。在点部的表面胆留醇型结构的螺旋轴与表面所成的 角度为自点部的表面起第1根的暗部所形成的线的法线与上述表面所成的角度。当表面为 曲线时,只要以表面作为上述截面中的表面的切线求出角度即可。特别是通过在上述的倾 斜部或曲面部中也满足上述的角度,对于从与基板的法线方向成角度的方向入射至点部的 光也能够显示高的递归反射性,并且对于从与基板的法线方向成角度的方向入射至点部的 光也能够将右圆偏振光及左圆偏振光这两者反射。例如,按照点部的形状,对于以极角27 度入射至点部的光,优选对于以45度入射至点部的光,也显示高的递归反射性,且能够将 右圆偏振光及左圆偏振光这两者反射。其中,入射至点部的光的极角表示即将入射至点部 之前的光的极角,如后所述,当光学部件具有后述的外涂层时等,有
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