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JP3315433B2 - Volume hologram optical film, liquid crystal optical element and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP3315433B2 - Volume hologram optical film, liquid crystal optical element and method of manufacturing the same - Google Patents

Volume hologram optical film, liquid crystal optical element and method of manufacturing the same

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JP3315433B2 JP15406092A JP15406092A JP3315433B2 JP 3315433 B2 JP3315433 B2 JP 3315433B2 JP 15406092 A JP15406092 A JP 15406092A JP 15406092 A JP15406092 A JP 15406092A JP 3315433 B2 JP3315433 B2 JP 3315433B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶と硬化物とからな
る液晶硬化物複合体を用いた体積ホログラム光学フィル
ム、液晶光学素子及びその製造方法に関する
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a volume hologram optical film, a liquid crystal optical element, and a method for producing the same using a liquid crystal cured product composite comprising a liquid crystal and a cured product .

【0002】[0002]

【従来の技術】体積ホログラム光学フィルムとして、樹
脂フィルム中に屈折率の異なる層が層状に積層されたも
のが知られている(従来例1)。これは、例えば光硬化
性化合物に2方向から位相のった光線をあてて、干渉
を生じさせ、層状に屈折率の異なる層が積層されるよう
にして製造されている。
2. Description of the Related Art As a volume hologram optical film, a film in which layers having different refractive indices are laminated in a resin film is known (conventional example 1) . This, for example, the photocurable compound by applying a light beam was Tsu assortment from two directions phase, causing interference, different layers of refractive index in layers is produced so as to be laminated.

【0003】この体積ホログラム光学フィルムは、その
ピッチ(屈折率の高い部分と隣接の屈折率の高い部分と
の間隔)によって定まる特定波長を選択的に透過した
り、選択的に反射したりする。このため、ヘッドアップ
ディスプレイやハイマウントストップランプ、立体3次
元表示等に使用が検討されている。また、米国特許49
38568号(従来例2)では径の異なる液晶バブルと
樹脂を用いて、オフ状態で光を回折させる構造のものが
示された。また、国際公開91−10926号が知られ
ていた(従来例3)。
This volume hologram optical film selectively transmits or selectively reflects a specific wavelength determined by its pitch (the interval between a high refractive index portion and an adjacent high refractive index portion). For this reason, its use in head-up displays, high-mount stop lamps, three-dimensional three-dimensional displays, and the like is being studied. Also, US Pat.
No. 38568 (conventional example 2) discloses that liquid crystal bubbles having different diameters are used.
Using a resin to diffract light in the off state
Indicated. International Publication No. 91-10926 is also known.
(Conventional example 3).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、体積ホログラ
ム光学フィルムは常に一定の表示を行うことしかできな
く、表示を変化させることが望まれていた。このため、
従来の製法で多孔質の体積ホログラム光学フィルムを形
成し、これに液晶を含浸させることも提案されている
が、製造が面倒であり、屈折率差があまりとれなく、生
産性が良くないという問題点があった。
However, the volume hologram optical film can always display only a fixed display, and it has been desired to change the display. For this reason,
It has also been proposed to form a porous volume hologram optical film by a conventional manufacturing method and impregnate it with liquid crystal, but the production is troublesome, the refractive index difference cannot be taken so much, and the productivity is not good. There was a point.

【0005】また、体積ホログラム光学フィルムに用い
られる光硬化性化合物では、2方向から位相のった光
線をあてて、それらの2つの光線の干渉を利用して光硬
化性化合物の未硬化物を層状に硬化させても、わずかな
屈折率差しか発現しないという問題点もあった。このた
め、体積ホログラムとして使用した場合、光の回折効率
が悪く、層の数を多くせざるを得ないものであり、回折
効率を向上させることが望まれていた。
[0005] In the photocurable compound used in the volume hologram optical film, by applying a light beam was Tsu assortment from two directions phase, uncured product of the photocurable compound using interference of those two beams However, there is also a problem that even if it is cured into a layer, only a slight difference in refractive index is exhibited . For this reason, when used as a volume hologram, the diffraction efficiency of light is poor and the number of layers must be increased, and it has been desired to improve the diffraction efficiency.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記のような
問題点を解決するためになされたものであり
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems .

【0007】硬化性の未硬化物と液晶とを含む混合物
に、2方向から位相の揃った光線をあてて、それらの2
つの光線の干渉を利用して光硬化性の未硬化物を層状に
硬化させる工程と、次いで全体の硬化を完了する工程と
からなり、その一方の工程でのみ外場を印加するか、両
工程で異なる外場を印加することにより、液晶と硬化物
とからなる層構造を形成し、前記層構造の屈折率は周期
的に変化し、前記変化のピッチpが50nm≦p≦50
0nmの関係を有し、前記層構造をフィルムの面方向に
沿って形成することを特徴とする体積ホログラム光学フ
ィルムの製造方法を提供する。
[0007] mixture containing a photocurable uncured material and the liquid crystal, by applying a light beam aligned in two directions phases, their 2
A step of curing a photocurable uncured material into a layer by using the interference of two light beams, and a step of completing the entire curing, and then applying an external field only in one of the two steps. By applying different external fields in the above, a layer structure composed of a liquid crystal and a cured product is formed, the refractive index of the layer structure changes periodically, and the pitch p of the change is 50 nm ≦ p ≦ 50.
A method for producing a volume hologram optical film having a relationship of 0 nm, wherein the layer structure is formed along the surface direction of the film.

【0008】また、その液晶光学素子の一方の基板を各
画素毎に能動素子を配置した能動素子基板とし、画像を
表示する液晶光学素子を提供する。
Furthermore, as its liquid crystal optical active element substrate and one substrate was placed an active element for each pixel of the device, to provide a liquid crystal optical element that displays an image.

【0009】本発明の液晶と硬化物とからなる体積ホロ
グラム光学フィルムでは、そのフィルムの内部で特定の
方向に沿って液晶の配向状態が周期的に変化する層構造
を有している。この液晶の配向状態の差が屈折率の差と
なる。
[0009] In a volume hologram optical film comprising a liquid crystal and cured product of the present invention, the inside in a particular liquid crystal alignment state I along the direction of the film has a periodically varying layer structure. The difference in the alignment state of the liquid crystal becomes the difference in the refractive index.

【0010】本発明の体積ホログラム光学フィルムの層
構造は面方向に沿って形成され、屈折率の異なる層によ
り干渉作用を生じ、体積ホログラム光学フィルムとして
作用する。従来例2とは異なるものである。
Layer of Volume Hologram Optical Film of the Invention
The structure is formed along the plane direction, and the layers having different refractive indices cause an interference effect to act as a volume hologram optical film. This is different from Conventional Example 2.

【0011】図1は、本発明の体積ホログラム光学フィ
ルムの例の断面図である。図1において、1は体積ホロ
グラム光学フィルムを表しており、液晶の配向状態を有
する屈折率の高い層1A、1C、1E、1G・・・と、
それとは異なる配向状態を有する屈折率の低い層1B、
1D、1F・・・とが積層されている。この図では
やすくするために、屈折率の高い層と屈折率の低い層
とが完全に分離した状態で表されているが、通常は徐々
に屈折率が変化している。即ち、液晶の配向状態が徐々
に変化している。
FIG. 1 is a sectional view of an example of the volume hologram optical film of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a volume hologram optical film, which has a liquid crystal alignment state .
Higher layers 1A refractive index of, 1C, 1E, and 1G · · ·,
A low refractive index layer 1B having a different orientation state,
1D, 1F,... Are stacked. To Ku Ease Ri <br/> or I in this figure, although the high refractive index layer and the low refractive index layer is represented in a state of complete separation, usually gradually refractive index changes ing. That is, the alignment state of the liquid crystal is gradually changing.

【0012】この屈折率の高い層と屈折率の低い層とが
組み合わさって1ピッチ(p)となっている。具体的に
は、屈折率の高い層1Aと、屈折率の低い層1Bを挟ん
で隣接している屈折率の高い層1Cとの間が1ピッチ
(p)となる。
The high refractive index layer and the low refractive index layer combine to form one pitch (p). Specifically, one pitch (p) is formed between the high refractive index layer 1A and the high refractive index layer 1C adjacent to the low refractive index layer 1B.

【0013】具体的には、フィルム内部で2つの配向状
態を有する層がある。この一方の層と他方の層との間で
液晶の配向状態が異なり、これが周期的に繰り返されて
多数の層が積層されている。具体的には、ミクロ的にみ
れば秩序だった配向を示しても、マクロ的にみればほぼ
液晶がランダムに配向している状態に近い配向状態、あ
る特定の方向にほぼ平行に配向した状態に近い配向状態
がある。なお、両方の層が特定の方向に配向しており、
この特定の方向が両層で異なるようにされてもよい。こ
の液晶の配向状態の差により、屈折率に差がつく。
Specifically, there is a layer having two orientation states inside the film. The alignment state of the liquid crystal is different between the one layer and the other layer, and this is repeated periodically, and a large number of layers are stacked. More specifically, even though the liquid crystal exhibits ordered orientation from the microscopic viewpoint, the liquid crystal is almost aligned randomly in the macroscopic orientation, and is almost parallel to a specific direction. There is an alignment state close to. Note that both layers are oriented in a specific direction,
This particular direction may be different in both layers. The difference in the orientation of the liquid crystal causes a difference in the refractive index.

【0014】この場合には、液晶の含有量が両層で同一
であっても屈折率に差がつくので、必ずしも液晶の含有
量が両層で異なる必要はない。もっとも、液晶の含有量
も両層で異ならせて、より屈折率差を大きくするように
してもよい。
In this case, even if the liquid crystal content is the same in both layers, the refractive index is different, so that the liquid crystal content does not necessarily have to be different in both layers. Needless to say, the content of the liquid crystal may be made different between the two layers to further increase the difference in the refractive index.

【0015】本発明によれば上記の構成をとることによ
り、屈折率差を大きくとり、回折効率を向上したり、外
部の電界、磁界等の場により表示情報や波長依存性を変
化させたりすることができる。本発明の製造方法によれ
ば、通常の体積ホログラムに用いられるような特殊な材
料を必要としなく、硬化後、特定の材料を除去したり、
従来例3のように他の材料を含浸させたりする必要がな
いので、生産性が良い。
According to the present invention, by employing the above-described structure, a difference in refractive index is increased to improve diffraction efficiency, and display information and wavelength dependency are changed by an external electric field, magnetic field, or the like. be able to. According to the production method of the present invention, a special material such as that used for a normal volume hologram is not required, and after curing, a specific material is removed,
Since there is no need to impregnate other materials as in the conventional example 3 , the productivity is good.

【0016】従来例1に比して、本発明の体積ホログラ
ム光学フィルムは硬化物と液晶とからなっており、液晶
の配向状態の違いから生じる屈折率差を利用するため、
層間の屈折率差を大きくすることができる。また、場を
印加することにより、液晶部分の屈折率を変化させ、表
示情報や波長依存性を変化させることができる。また、
変化のピッチpが50nm≦p≦500nmの関係を有
し、前記層構造はフィルムの面方向に沿って形成されて
いる。
Compared with Conventional Example 1 , the volume hologram optical film of the present invention is composed of a cured product and a liquid crystal, and utilizes the difference in the refractive index caused by the difference in the orientation of the liquid crystal.
The difference in refractive index between layers can be increased. Further, by applying a field, the refractive index of the liquid crystal portion can be changed, and the display information and the wavelength dependency can be changed. Also,
The change pitch p has a relationship of 50 nm ≦ p ≦ 500 nm.
And the layer structure is formed along the surface direction of the film.
I have.

【0017】本発明では、屈折率の異なる層によって回
折を行う。この場合、どの波長の光を回折の対象にする
かは、フィルムの材料の屈折率、層構造のピッチで定ま
る。例えば、屈折率が1.5程度の樹脂材料を用いる場
合には、約300nmの波長の紫外から、約1500n
mの波長の近赤外までの間で、回折効果を発現するため
には、50〜500nm程度のピッチpの層構造を設け
。なお、高次の回折を使用することも考えられる。こ
のため、層構造のピッチ(屈折率の高い層と隣接する
屈折率の高い層との距離)は、5〜500nm程度
する
In the present invention, diffraction is performed by layers having different refractive indexes. In this case, which wavelength light is to be subjected to diffraction is determined by the refractive index of the material of the film and the pitch of the layer structure. For example, if the refractive index is used of about 1.5 of the resin material from ultraviolet wavelength of about 300 nm, about 1500n
between to the near infrared wavelength of m, in order to express the diffraction effects, provided 5 0 to 500 nm of about pitch p of the layer structure
You . It is also conceivable to use higher order diffraction. Thus, (the distance between the high layer of refractive index and the adjacent high refractive index layer) the pitch p of the layer structure, and 5 0 to 500 nm approximately
I do .

【0018】また、特定の波長の光のみ回折させたい場
合には、ピッチを一定にすればよい。これにより、特定
の波長のみを透過したり、反射したりするようにでき
る。これに外部の場の印加を併用すれば、場によって特
定の波長の透過をオンオフしたり、反射をオンオフした
りするようにできる。この応用としては、着色層を設け
ずにカラー表示することができる。例えば、RGBの3
対応する体積ホログラム光学フィルムを画素電極毎
に形成しておくことにより、カラーフィルターなしでカ
ラー表示することができる。
If it is desired to diffract only light of a specific wavelength, the pitch may be kept constant. Thus, only a specific wavelength can be transmitted or reflected. If an external field is applied to this, transmission of a specific wavelength can be turned on / off or reflection can be turned on / off depending on the field. In this application, color display can be performed without providing a coloring layer. For example, RGB 3
By forming a volume hologram optical film corresponding to a color for each pixel electrode, color display can be performed without a color filter.

【0019】また、ある範囲の波長域の光を回折させた
い場合には、ピッチをその波長域の範囲に合わせて変え
ればよい。これにより、特定の波長域を透過したり、反
射したりするようにできる。これに外部の場の印加を併
用すれば、場によって特定の波長域の透過をオンオフし
たり、反射をオンオフしたりするようにできる。この応
用としては、夏場は太陽の赤外線を反射し、冬場は太陽
の赤外線を透過するような調光窓が可能になる。
Further, when it is desired to diffract light in a wavelength range of a certain range may be changed to suit the pitch range of the wavelength range. Thereby, a specific wavelength range can be transmitted or reflected. If the application of an external field is used together with this, transmission in a specific wavelength range can be turned on / off or reflection can be turned on / off depending on the field. In this application, a dimming window that reflects the infrared rays of the sun in summer and transmits the infrared rays of the sun in winter can be used.

【0020】本発明では、液晶の配向状態が異なること
によって設けられた屈折率が異なる層が積層される。こ
の屈折率差は理想的には、2つの層間で屈折率 1
2 に急激に変化するものであるが、実際の体積ホログラ
ム光学フィルムでは、通常徐々に屈折率が変化してい
る。このため、その屈折率の高い層の中の最大値を
1、屈折率の低い層の中の最小値を 2 とし、屈折率
差ΔnをΔn= 1 2 で表す。本発明では、この屈
折率差Δnは、回折効率と回折光の半値幅に関連するの
で、大きい程よく、例えば、この層間の屈折率差を0
02以上とし、好ましくは0.05以上とする。
In the present invention, the refractive index of the liquid crystal alignment state is provided me by the <br/> different different layers are stacked. This difference in refractive index is ideally the refractive index n 1 between the two layers. Is n
Two However, in an actual volume hologram optical film, the refractive index usually gradually changes. Therefore, the maximum value in the high refractive index layer is n 1 , and the minimum value in the low refractive index layer is n 2 And the refractive index difference Δn is Δn = n 1 −n 2 Expressed by In the present invention, the refractive index difference Δn, since related to the half-width of the diffraction efficiency and the diffraction light may larger, for example, the refractive index difference between the layers 0.
02 or more, preferably 0.05 or more.

【0021】この層の数は、所望の回折効率によって決
まるが、ピッチ(屈折率の高い層と低い層とを1組にし
て1ピッチとする)にしておおむね10〜100程度で
ある。屈折率差Δnが0.2程度の場合、30ピッチ積
層することにより、回折効率はほぼ90%を超える。屈
折率差Δnが0.1程度の場合には、同程度の回折効率
を得るためには、約60ピッチ程度積層する必要があ
る。
The number of the layers is determined by the desired diffraction efficiency, but is about 10 to 100 in pitch (one layer of a layer having a high refractive index and a layer of a low refractive index is set as one pitch). When the refractive index difference Δn is about 0.2, the diffraction efficiency exceeds about 90% by stacking 30 pitches. When the refractive index difference Δn is about 0.1, it is necessary to stack about 60 pitches to obtain the same diffraction efficiency.

【0022】本発明では、層構造がフィルム面に沿った
横方向に形成される。その層構造は、フィルム面に平行
又は、フィルム面に対して特定の角度傾斜して形成され
。フィルム面に平行に近い場合、反射型の体積ホログ
ラムになる。
In the present invention, the layer structure has a structure along the film surface.
It is formed in the lateral direction. Layer structure of its is parallel to the film plane
Or , formed at a specific angle to the film surface
You . When it is almost parallel to the film surface, it becomes a reflection type volume hologram.

【0023】例えば、図1の体積ホログラム光学フィル
ムに対して、斜め上方2Aから光を入射させた場合、ピ
ッチと屈折率によって決まる特定波長の光が逆の斜め上
方2Bに反射される。このため、ヘッドアップディスプ
レイ、ハイマウントストップランプ、赤外線反射窓等に
利用される。
For example, when light is incident on the volume hologram optical film of FIG. 1 from an obliquely upper side 2A, light of a specific wavelength determined by the pitch and the refractive index is reflected on the opposite obliquely upper side 2B. Therefore, it is used for head-up displays, high-mount stop lamps, infrared reflection windows, and the like.

【0024】参考例として層の方向が異なる体積ホログ
ラム光学フィルムをあげる。これは、フィルム面に層1
A〜1Gが垂直に配列する。そして、特定波長の光が2
Aから図の下面方向へ抜け、フィルム面を透過るこ
とになる。このため、カラーフィルターを用いないカラ
ー表示的な使用が可能になる。
As a reference example, a volume hologram optical film having different layer directions will be described . This is layer 1 on the film surface
A to 1G are arranged vertically . And light of a specific wavelength is 2
Missing from A to the lower direction in the figure, it becomes Rukoto be transmitted through the film surface. For this reason, it is possible to use a color display without using a color filter.

【0025】本発明の硬化物は未硬化状態では液晶と混
合でき、特に均質溶液になるものが好ましい。一般的に
は、光硬化性樹脂材料が使用されるが、光硬化性のもの
であればケイ素やチタン等の機物でも使用でき、必要
に応じて加熱工程を併用してもい。混合物が均質溶液
になるものは、容易に取り扱えるので好ましい。ここで
重要な点は、本発明では光硬化可能な材料は通常の光硬
化可能な材料でよい点であり、通常の体積ホログラムに
用いられるような特殊な材料を必要としないことであ
る。
The cured product of the present invention can be mixed with the liquid crystal in an uncured state, and is preferably a homogeneous solution. In general, the photo-curable resin material is used, if <br/> photocurable ones can be used with silicon or non-machine materials such as titanium, in combination with the heating step as needed also not good. It is preferable that the mixture be a homogeneous solution because it can be easily handled. The important point here is that in the present invention, the photo-curable material may be an ordinary photo-curable material, and does not require a special material as used for an ordinary volume hologram.

【0026】本発明の液晶は、ネマチック液晶、スメク
ック液晶等が使用でき、異なる配向状態で異なる屈折
率を有する液晶であれば使用できる。また、通常は数種
類の液晶材料及び液晶類似構造の非液晶材料を混合し
て、所望の屈折率異方性、誘電率異方性、液晶性を示す
温度範囲、閾値電圧等を得られるように組成物として用
いられる。
The liquid crystal of the present invention may be a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal.
Chi Tsu available click liquid crystal or the like can be used in a liquid crystal having a different refractive index in a different orientation states. Usually, several kinds of liquid crystal materials and non-liquid crystal materials having a liquid crystal-like structure are mixed to obtain desired refractive index anisotropy, dielectric anisotropy, temperature range showing liquid crystallinity, threshold voltage, and the like. Used as a composition.

【0027】電極付の基板間に挟持して電場を印加する
場合には、特に、正の誘電異方性を有するネマチック
液晶と光硬化性樹脂材料(モノマー、オリゴマー等)と
の組み合わせが好ましい。そして、その光硬化性樹脂
が硬化して形成された硬化物の屈折率( P )が、使
用する液晶の常光屈折率( 0 は異常光屈折率(
e )とほぼ一致するようにされることが好ましい。特
に、液晶の常光屈折率( 0 )とほぼ一致するようにさ
れることが好ましい。
[0027] When it is sandwiched between the substrate with the electrodes for applying the electric field, in particular, a combination of a nematic liquid crystal and a photocurable resin material (monomer, oligomer) having a positive dielectric anisotropy is preferable . And the photocurable resin material
Refractive index of the cured product fee is formed by curing (n P ) Is the ordinary light refractive index ( n 0 ) of the liquid crystal used. ) Or the extraordinary refractive index (n
e ) Is preferably made to substantially coincide with the above. In particular, the ordinary refractive index of the liquid crystal ( n 0 ) Is preferably made to substantially coincide with the above.

【0028】電場を印加していない状態では、樹脂マト
リクス中の硬化物の屈折率と少なくとも一部の液晶の屈
折率とが異なっているため、屈折率差が生じており、特
定波長の回折が生じ、反射は透過が生じる。逆に、電
場印加時には、硬化物の屈折率と全体の液晶の屈折率と
が一致し、ホログラム性がなくなり、光がそのまま透過
する。 P 0 とすることにより、電場印加時の液晶
は、充分高い電場を印加すれば完全に一方向に配列する
ため、透過性が極めて高くなる。
When no electric field is applied, the refractive index of the cured product in the resin matrix is different from the refractive index of at least a part of the liquid crystal. occurs, the reflective or transmissive occurs. Conversely, when an electric field is applied, the refractive index of the cured product matches the refractive index of the entire liquid crystal, the hologram property is lost, and light is transmitted as it is. n P = N 0 Accordingly, the liquid crystal when an electric field is applied is completely aligned in one direction when a sufficiently high electric field is applied, so that the transmittance is extremely high.

【0029】このほか、光硬化材料の外に、屈折率を
調整するため等に他のモノマー、オリゴマー、ポリマー
等を併用してもよい。これは最初の硬化工程では光硬化
する必要があるが、全体硬化の工程では、熱硬化等でも
よいためである。これらの材料も相溶性を有しているこ
とが好ましい。さらに、これに粘度調整剤、着色剤、2
色性色素等の添加剤を添加してもよい。
[0029] In addition, the outside of the photo-curable material, other monomers such as for adjusting the refractive index, oligomers, may be used in combination polymers. This is because light curing must be performed in the first curing step, but heat curing may be performed in the entire curing step. It is preferable that these materials also have compatibility. Furthermore, a viscosity modifier, a coloring agent,
An additive such as a coloring dye may be added.

【0030】本発明の製造方法を説明する。本発明で
は、まず第1の工程として、光硬化性の未硬化物と液晶
とを含む混合物に、2方向から位相のった光線をあて
て、それらの2つの光線の干渉を利用して光硬化性の未
硬化物を層状に硬化させる。次いで第2の工程として、
光を照射したり、加熱したりして全体の硬化を完了する
工程とを有する。
The manufacturing method of the present invention will be described. In the present invention, As a first step, the mixture comprising the photocurable uncured material and the liquid crystal, by applying a light beam was Tsu assortment from two directions phases, by utilizing the interference of those two beams The photocurable uncured material is cured into a layer. Then, as a second step,
Irradiating light or heating to complete the entire curing.

【0031】このいずれかの工程中に、電場、磁場、引
っ張り力等の液晶を特定方向に配向させる外場を印加す
る。もちろん、両工程に夫々異なる配向を生じる外場を
印加してもよい。これにより、液晶と硬化物とからな
り、その内部で屈折率が周期的に変化する層構造を有す
る体積ホログラム光学フィルムを製造することができ
る。この場合、液晶と硬化物が明確な散乱を生じるよう
な粒状に分離しないように第1の工程の光硬化時の光量
は大きくすべきである。
During any of these steps, an external field such as an electric field, a magnetic field, or a tensile force for orienting the liquid crystal in a specific direction is applied. Of course, an external field that produces different orientations may be applied to both steps. This makes it possible to manufacture a volume hologram optical film including a liquid crystal and a cured product and having a layered structure in which the refractive index periodically changes. In this case, the amount of light at the time of photocuring in the first step should be large so that the liquid crystal and the cured product do not separate into particles that cause clear scattering.

【0032】この場合、図1の2Aと2Dの2方向から
位相のった光を照射すれば、図1のよな配向状態の
差による屈折率の異なる層構造を形成できる。この層構
造を90°ずらして垂直な方向にしたいのであれば、2
Aと2Cの2方向から光を照射すればよい(参考例)
この位相のった光の供給方法としては、例えばシング
ルモードのレーザー光を、ビームエキスパンダーを用い
て広がった平行光として用いればよい。
[0032] In this case, when irradiated with light was Tsu assortment of phase two directions of 2A and 2D 1, can form a different layer structure refractive index due to a difference in Do orientation state will Yo in Figure 1. If you want to shift this layered structure 90 degrees in the vertical direction,
Light may be irradiated from two directions A and 2C (reference example) .
As for the method of supplying the light was Tsu assortment of this phase, for example, a laser beam of single mode may be used as parallel light that has spread using a beam expander.

【0033】外場を印加せずに硬化を行うと硬化物が形
成してくる。液晶が多く存在する層においては、マクロ
的にみれば液晶分子はほぼランダムな方向を向いてい
る。
When curing is performed without applying an external field, a cured product is formed. In a layer where a large amount of liquid crystal exists, the liquid crystal molecules are oriented in a substantially random direction when viewed macroscopically.

【0034】一方、外場を印加しつつ硬化を行うと、理
由はよく分からないが、液晶分子が特定の方向に配向す
る傾向がある。これは、外場により強制的に配向させら
れた液晶分子により硬化物何らかの影響を受けて、外
場を取り去っても同じ配向を保とうとするためか、形成
した硬化物の自体の形状に変化が生じるためと思われ
る。通常は一方の工程時にのみ、外場を印加すればよい
が、2つの工程の両方に異なる外場をかけて、異なる配
向状態としてもよい。
On the other hand, if the curing is performed while applying an external field, the liquid crystal molecules tend to be oriented in a specific direction, although the reason is not clear. This is because the cured product is affected by the liquid crystal molecules forcibly aligned by the external field and tries to maintain the same alignment even after removing the external field, or the formed cured product changes its shape It seems to be caused. Normally, an external field may be applied only during one step, but different external fields may be applied to both of the two steps to obtain different alignment states.

【0035】液晶の配向状態を固定する程度は、硬化物
中の架橋密度や硬化物の液晶との接触エネルギー等によ
って制御することが可能である。したがって、硬化前の
未硬化の混合物の中に、光硬化性の多官能化合物や、液
晶と極性の異なる、例えば水酸基を持つ硬化性の化合物
を導入すれば、細やかな状態の制御が可能になる。多官
能の化合物として、2〜6官能のモノマー、オリゴマー
等が用いられる。また、これらの中に、官能基を持たな
い高分子を導入し、極性等その特性を利用することも
る。
The degree to which the alignment state of the liquid crystal is fixed can be controlled by the crosslinking density in the cured product, the contact energy of the cured product with the liquid crystal, and the like. Was but I, in a mixture of uncured before curing, or light-curable polyfunctional compounds, different crystal and polarity is introduced to the curable compound having for example, a hydroxyl group, the control of delicate state Will be possible. As the polyfunctional compound, a monomer or oligomer having 2 to 6 functions is used. Further, among these, it introduces a polymer having no functional group, such as polarity is also utilizing the characteristics
Can Ru.

【0036】本発明では、光硬化性の未硬化物と液晶と
が均質溶液になるものが好ましい。この方法によれば、
均質な体積ホログラム光学フィルムが得られやすい。
In the present invention, it is preferable that the photocurable uncured material and the liquid crystal form a homogeneous solution. According to this method,
A homogeneous volume hologram optical film is easily obtained.

【0037】例えば、光硬化性化合物と正の誘電異方
性を有するネマチック液晶であって、液晶の常光屈折率
O )と光硬化性化合物の硬化物の屈折率( P )が
O P であるものを用いるとする。これに2つの光
線をあてて光を最も干渉により強め合う部分ではその硬
化性化合物がほぼ硬化する。この際に電場を印加する
と、液晶分子が電場に平行な方向に配向する。この部分
は、硬化後、電場を取り去っても、液晶分子は同じ状態
に近い状態で配向が継続する傾向がある。即ち、図1の
上下方向に電場をかけて硬化させれば、液晶分子はほぼ
上下方向(垂直)に配向する。
For example, a photocurable compound and a positive dielectricrateAnisotropic
Nematic liquid crystal having the property that the ordinary refractive index of the liquid crystal
(n O ) And the refractive index of the cured product of the photocurable compound (n P )But
n O n P Is used. This has two lights
In the area where light is applied most strongly by irradiating a line,
The curing compound is almost cured. At this time, apply an electric field
Then, the liquid crystal molecules are aligned in a direction parallel to the electric field. this part
Liquid crystal molecules remain in the same state even after the electric field is removed after curing
The orientation tends to continue in a state close to. That is, in FIG.
If an electric field is applied vertically to cure the liquid crystal molecules,
It is oriented vertically (vertically).

【0038】次いで、全体に光を照射するか加熱して硬
化を完了させる。この際には電場を印加しなくてもよ
い。この重合は極めてゆっくり行い、硬化させた層にお
ける散乱性を極力抑えることが好ましい。この場合、液
晶分子は硬化物に影響されて配向するが、マクロ的にみ
ればランダムに近い状態となる。もっとも、この際に屈
折率を調整するために弱い電場を印加したり、液晶分子
を横方向に配向させるために横方向に磁場を印加したり
してもよい。このため、この後で硬化させた層では、
体として見ると液晶の有する屈折率がnO とは異なるた
めに、硬化物の屈折率と合わせてみた場合、前工程で硬
化させた層とは異なる屈折率を示すことになる。
Next, the whole is irradiated with light or heated to complete the curing. In this case, it is not necessary to apply an electric field. It is preferred that this polymerization be carried out very slowly and that scattering in the cured layer be minimized. In this case, the liquid crystal molecules are oriented by the influence of the cured product, but when viewed macroscopically, they are nearly random. However, at this time, a weak electric field may be applied to adjust the refractive index, or a magnetic field may be applied in the horizontal direction to align the liquid crystal molecules in the horizontal direction. For this reason, all layers cured after this
When viewed as a body, the refractive index of the liquid crystal is different from n O, and when combined with the refractive index of the cured product, the liquid crystal shows a different refractive index from the layer cured in the previous step.

【0039】これにより、層間に屈折率差を生じ、ホロ
グラムとして機能する。これを電極付の基板間に挟持し
て、電場を印加すると、このランダムに近い状態等で
(垂直以外に)配向している層の液晶も上下方向に配向
し、屈折率が O となる。このため、フィルム全体の屈
折率が同じとなり、即ち、均質な透明体と同じになり、
ホログラム性が消失する。これを利用すれば、電場でホ
ログラムの特性をオンオフすることができ、カラー表示
や赤外線の反射性能の切り替え等ができる。
As a result, a difference in refractive index occurs between the layers, and functions as a hologram. When this is sandwiched between substrates with electrodes and an electric field is applied, the liquid crystal of the layer which is oriented in a state close to random (other than vertical) is also vertically oriented, and the refractive index is n O. Becomes Therefore, the refractive index of the entire film becomes the same, that is, the same as a homogeneous transparent body,
The hologram property disappears. By using this, the characteristics of the hologram can be turned on / off by an electric field, and color display and infrared reflection performance can be switched.

【0040】硬化工程の電場の印加を逆にして、最初に
電場を印加せずに2方向から光を照射して硬化させ、2
番目の工程で電場を印加して硬化させてもよい。また、
電場の代わりに、液晶を配向させうる他の外場として
場を用いたり、引っ張り力を用いても可能である。もっ
とも、電場の印加が一番簡便であり、生産性が良い。特
に、電極付の基板間に挟持して用いる場合には、最初か
らその間に挟んで硬化させればよいので、極めて生産性
が良い。
The application of the electric field in the curing step is reversed, and light is applied from two directions to cure without applying an electric field first.
In the second step, an electric field may be applied for curing. Also,
Instead of an electric field, a magnetic field can be used as another external field that can align the liquid crystal, or a tensile force can be used. However, the application of an electric field is the simplest and the productivity is good. In particular, in the case of sandwiching and using between substrates with electrodes, it is only necessary to sandwich and cure between them from the beginning, so that productivity is extremely high.

【0041】また、2つの工程で、外場を2つの異なる
方向から与えて、夫々の層で液晶の配向方向を変えるこ
ともできる。
In two steps, an external field can be applied from two different directions to change the alignment direction of the liquid crystal in each layer.

【0042】また、外場を部分的に印加したり、第1工
程を部分的に行うことにより全体を同じホログラムにせ
ずに、部分的にホログラム性を持たせることもできる。
また、照射レーザー波長や外場の強さや方向を部分的に
変え、部分的にホログラム特性を変えることもできる。
Further, by partially applying an external field or partially performing the first step, it is possible to partially impart hologram properties without making the entire hologram the same.
Also, the hologram characteristics can be partially changed by partially changing the irradiation laser wavelength or the intensity or direction of the external field.

【0043】液晶の配向状態による屈折率の差、2つの
光線の照射時間、放置時間、液晶の平均含有量等を適宜
選択することにより、層間の屈折率差を所望の値とする
ことができる。なお、本発明では、液晶が硬化物のマト
リクスに膨潤して均一な状態になっていることが好まし
いが、可視光域や近赤外光域で散乱が生じないような明
確に分離していない状態になっていてもよい。
The refractive index difference between the layers can be set to a desired value by appropriately selecting the difference in the refractive index depending on the alignment state of the liquid crystal, the irradiation time of the two rays, the standing time, the average content of the liquid crystal, and the like. . In the present invention, it is preferable that the liquid crystal swells in the matrix of the cured product and is in a uniform state, but is not clearly separated such that scattering does not occur in a visible light region or a near infrared light region. It may be in a state.

【0044】本発明によれば、ホログラム性を電場でオ
ンオフできるので、例えば、電場の有無により、近赤外
線の透過のみを制御し、可視光は常に透過状態にするこ
ともできる。これにより、窓として用いて、夏場は近赤
外線を反射し、冬場は電場を印加して近赤外線も透過す
るような窓とすることができる。
According to the present invention, the hologram property can be turned on / off by an electric field. For example, only the transmission of near-infrared rays can be controlled depending on the presence or absence of an electric field, and visible light can always be transmitted. Thus, the window can be used as a window that reflects near-infrared rays in summer and transmits an near-infrared ray by applying an electric field in winter.

【0045】図2は、本発明の体積ホログラム光学フィ
ルムを電極付の基板間に挟持した液晶光学素子の正面図
である。図2において、体積ホログラム光学フィルム1
は、電極3Aを設けた基板4Aと、電極3Bを設けた基
板4Bとに挟持されている。この図では示されていない
が、体積ホログラム光学フィルム1の端にシールを形成
してもよい。
FIG. 2 is a front view of a liquid crystal optical element in which the volume hologram optical film of the present invention is sandwiched between substrates with electrodes. In FIG. 2, the volume hologram optical film 1
Is sandwiched between a substrate 4A provided with an electrode 3A and a substrate 4B provided with an electrode 3B. Although not shown in this figure, a seal may be formed at the end of the volume hologram optical film 1.

【0046】この上下の電極3A、3B間に電場を印加
することにより、液晶の配向が変わり、屈折率が変化す
る。具体的に正の誘電異方性のネマチック液晶を用
い、その硬化物の屈折率と液晶の O とがほぼ等しい材
料を用いた例をもとに説明する。まず、体積ホログラム
光学フィルムの製造自体も、この電極付の基板間に、光
硬化性化合物と液晶との均質溶液を挟持して硬化させて
製造する。前記の例示のように、この1番目の工程であ
る2方向から光を照射する際に電場を印加して硬化さ
せ、2番目の全体硬化の時には電場を印加しないで硬化
させたとする。
By applying an electric field between the upper and lower electrodes 3A and 3B, the orientation of the liquid crystal changes, and the refractive index changes. Specifically using a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy, n O of the refractive index and the liquid crystal of the cured product This will be described based on an example in which a material having substantially the same value is used. First, the volume hologram optical film itself is also manufactured by sandwiching a homogeneous solution of a photocurable compound and a liquid crystal between the substrates with the electrodes and curing. As in the above example, it is assumed that an electric field is applied when light is applied from two directions, which is the first step, and curing is performed. In the second overall curing, curing is performed without applying an electric field.

【0047】この体積ホログラム光学フィルムを挟持し
た液晶光学素子は、液晶の配向状態の差によるホログラ
ム特性により、なにもしない状態で特定波長の光、例え
ば、青色の光が反射している。この状態で、両電極間に
電場を印加し、液晶分子がほぼ上下方向に配向した場
合、フィルム全体にわたり硬化物の屈折率と液晶の常光
屈折率とが一致し、体積ホログラム光学フィルムは単な
る均一屈折率のフィルムとなる。この状態では、光は全
て透過するため、青い光は反射してこないことになる。
The liquid crystal optical element sandwiching the volume hologram optical film reflects light of a specific wavelength, for example, blue light in a state where nothing is done due to the hologram characteristics due to the difference in the alignment state of the liquid crystal. In this state, when an electric field is applied between the two electrodes and the liquid crystal molecules are almost vertically oriented, the refractive index of the cured product and the ordinary light refractive index of the liquid crystal match over the entire film, and the volume hologram optical film is simply uniform. It becomes a film having a refractive index. In this state, since all light is transmitted, blue light is not reflected.

【0048】図2の電極付の基板間に、図1の体積ホロ
グラム光学フィルムの層構造を90°ずらした状態(層
が基板面に垂直になる)で挟持されているとする。この
状態で青色の光が透過しているとする。この状態で、両
電極間に電場を印加し、液晶分子がほぼ上下方向に配向
した場合、硬化物の屈折率と液晶の常光屈折率とが一致
し、体積ホログラム光学フィルムは単なる均一屈折率の
フィルムとなる。この状態では、光は全て透過すること
になる。
It is assumed that the layer structure of the volume hologram optical film of FIG. 1 is sandwiched between the substrates with electrodes of FIG. 2 in a state where the layer structure is shifted by 90 ° (the layer is perpendicular to the substrate surface). It is assumed that blue light is transmitted in this state. In this state, when an electric field is applied between the two electrodes and the liquid crystal molecules are almost vertically oriented, the refractive index of the cured product matches the ordinary refractive index of the liquid crystal, and the volume hologram optical film has a mere uniform refractive index. It becomes a film. In this state, all light is transmitted.

【0049】本発明の光硬化可能な化合物としては、前
述のように光硬化性樹脂が一般的であるが、特に、ビニ
ル系光硬化性化合物が好適であり、中でもアクリル系光
硬化性化合物が最適である。
As the photocurable compound of the present invention, a photocurable resin is generally used as described above. In particular, a vinyl photocurable compound is preferable, and an acrylic photocurable compound is particularly preferable. Optimal.

【0050】電極付基板としては、ITO(In 2 3
−SnO 2 )、SnO 2 等の透明電極付のガラス、プラ
スチック等の透明基板が使用できる。もちろん、その一
部に金属線等の不透明電極が形成された基板にしたり、
画素電極毎に薄膜トランジスタ(TFT)、薄膜ダイオ
ード、金属絶縁体金属非線形抵抗素子(MIM)等の能
動素子を設けたアクティブマトリクス基板にしたりして
もよい。また、鏡等の用途では、一方の電極は反射電極
であってもよいし、基板も不透明基板であってもよい。
As the substrate with electrodes, ITO ( In 2 O 3
-SnO 2 ), SnO 2 For example, a transparent substrate such as glass or plastic with a transparent electrode can be used. Of course, it can be a substrate on which opaque electrodes such as metal wires are formed,
An active matrix substrate provided with an active element such as a thin film transistor (TFT), a thin film diode, a metal insulator, and a metal non-linear resistance element (MIM) may be provided for each pixel electrode. Further, in applications such as mirrors, one electrode may be a reflective electrode, and the substrate may be an opaque substrate.

【0051】本発明の体積ホログラム光学フィルムは、
前述のように従来の体積ホログラム光学フィルムと同じ
ような用途に使用できる。具体的には、ヘッドアップデ
ィスプレイ、ハイマウントストップランプ、赤外線反射
窓、立体3次元表示等がある。また、その使い方も窓等
のガラス面やプラスチック面に貼り付けて使用してもよ
いし、積層ガラスや合わせガラス内に封じ込めて使用し
てもよい。
The volume hologram optical film of the present invention comprises:
As described above, it can be used for the same applications as conventional volume hologram optical films. Specifically, there are a head-up display, a high mount stop lamp, an infrared reflection window, a three-dimensional three-dimensional display, and the like. In addition, it may be used by attaching it to a glass surface such as a window or a plastic surface, or may be used by being enclosed in laminated glass or laminated glass.

【0052】本発明は電場を印加可能にして液晶光学素
子として使用することにより、ホログラム特性を可変で
きるという大きな利点がある。このためには、電極付の
基板間に挟持して用いる。このための製法としては、以
下のような製法がある。
The present invention has a great advantage that the hologram characteristics can be changed by using the liquid crystal optical element by applying an electric field. For this purpose, it is used by sandwiching it between substrates with electrodes. As a manufacturing method for this, there is the following manufacturing method.

【0053】1番目として、電極付の基板間に光硬化性
の未硬化物と液晶とを含む混合物を挟持して、光線をあ
てて硬化させる方法がある。より具体的には、電極付の
基板を周辺をシールしてセルを形成し、その中に光硬化
性の未硬化物と液晶とを含む混合物を注入する等して挟
持して硬化させる方法がある。これは主として小型の表
示素子的用途の場合に有効である。また、硬化時の外場
として電場を用いる場合には、この基板の電極を利用で
きる。
First, there is a method in which a mixture containing a photocurable uncured material and a liquid crystal is sandwiched between substrates with electrodes and irradiated with light to cure the mixture. More specifically, there is a method in which a substrate with electrodes is sealed around the periphery to form a cell, and a mixture containing a photocurable uncured material and a liquid crystal is injected into the cell and sandwiched and cured. is there. This is effective mainly for small display device-like applications. When an electric field is used as an external field at the time of curing, the electrode on the substrate can be used.

【0054】また、電極付の基板上に光硬化性の未硬化
物と液晶とを含む混合物を供給し、次いで他の電極付の
基板を重ね、その後光線をあてて硬化させる方法があ
る。これは主として窓等の大面積の用途に有効である。
これらの方法は、いずれも基板間に挟持した状態で硬化
させることから硬化時に気体等の副生成物が生じない材
料を用いる必要がある。また、この方法によれば、膜厚
均一に形成しやすい利点がある。この場合も、硬化時
の外場として電場を用いる場合には、この基板の電極を
利用できる。
There is also a method in which a mixture containing a photocurable uncured substance and a liquid crystal is supplied onto a substrate with electrodes, and then another substrate with electrodes is overlaid, and then cured by applying a light beam. This is effective mainly for large-area applications such as windows.
In any of these methods, since the material is cured while being sandwiched between substrates, it is necessary to use a material that does not generate by-products such as gas during curing. Also, according to this method, the film thickness
It is uniformly formed easily benefits. Also in this case, when an electric field is used as an external field at the time of curing, the electrode of this substrate can be used.

【0055】2番目としては、電極付の基板上に光硬化
性の未硬化物と液晶とを含む混合物を供給し、光線をあ
てて硬化させた後に、他の電極付の基板を重ねる方法が
ある。この方法によれば、硬化時に気体等の副生成物が
生じるものでも使用可能である。しかし、副生成物の離
脱時に悪影響を生じることがあるので、この場合におい
ても副生成物が生じない材料を用いる方が好ましい。こ
の場合には、硬化時に電場を使用する場合には、別途の
電極を使用しなければならないので、磁場を用いる場合
等でないとメリットが少ない。
A second method is to supply a mixture containing an uncured photocurable substance and liquid crystal onto a substrate with electrodes, apply a light beam, cure the mixture, and then stack another substrate with electrodes. is there. According to this method, even if a by-product such as gas is generated at the time of curing, it can be used. However, adverse effects may occur when the by-products are separated, and in this case, it is preferable to use a material that does not generate by-products. In this case, if an electric field is used at the time of curing, a separate electrode must be used. Therefore, there is little merit unless a magnetic field is used.

【0056】3番目としては、光硬化性の未硬化物と液
晶とを含む混合物に、光線をあてて硬化させて体積ホロ
グラム光学フィルムを製造し、その後、この体積ホログ
ラム光学フィルムの両面に電極付の基板を重ねる方法が
ある。これも2番目の製法とほぼ同じ効果を有するが、
2枚の電極付基板に完全に接合するようにしないとオン
オフうまく行なうことができない。この場合にも、硬
化時に電場を使用する場合には、別途の電極を使用しな
ければならないので、磁場を用いる場合等でないとメリ
ットが少ない。
Third, a mixture containing a photocurable uncured material and a liquid crystal is irradiated with a light beam and cured to produce a volume hologram optical film. Thereafter, electrodes are provided on both sides of the volume hologram optical film. There is a method of stacking the substrates. This has almost the same effect as the second manufacturing method ,
The two electrode substrate with no so as to completely bonded if that can not be be Nau well rows off. Also in this case, when an electric field is used at the time of curing, a separate electrode must be used. Therefore, there is little merit unless a magnetic field is used.

【0057】本発明の液晶光学素子は、調光窓、表示素
子等で用いることができる。また、この液晶光学素子
に、バックライト、レンズ、プリズム、ミラー、拡散
板、光吸収体、カラーフィルター、紫外線カットフィル
ター等を組み合わせて使用してもよい。
The liquid crystal optical element of the present invention can be used for a light control window, a display element and the like. In addition, a backlight, a lens, a prism, a mirror, a diffusion plate, a light absorber, a color filter, an ultraviolet cut filter, and the like may be used in combination with the liquid crystal optical element.

【0058】[0058]

【実施例】実施例1、実施例1A 屈折率異方性が0.26の正の誘電異方性のネマチッ
ク液晶、アクリル系光硬化性化合物、光反応開始剤、増
感色素を混合し、未硬化の溶液を得た。なお、液晶の
O とアクリル系光硬化性化合物の硬化樹脂の屈折率はほ
ぼ同じであった。この溶液をガラス板上に流延した。
EXAMPLES Example 1 and Example 1A A nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy having a refractive index anisotropy of 0.26, an acrylic photocurable compound, a photoreaction initiator, and a sensitizing dye were mixed. An uncured solution was obtained. Note that n of the liquid crystal
O And the cured resin of the acrylic photocurable compound had substantially the same refractive index. This solution was cast on a glass plate.

【0059】露光用光源としてアルゴンレーザー(波長
514.5nm)を用い、ビームエキスパンダーで平行
光線とし、この平行光線を鏡を用いて2つの光束にした
後、図1の2Aと2Dの2方向からガラス板上に流延し
た溶液層に照射した。その際、磁場を上下間に印加して
硬化させた。その後、磁場を取り去り、全体を紫外線を
あてて硬化を完了させて体積ホログラム光学フィルムを
製造した。また、実施例1Aとして、磁場を印加しない
点を除き同様にして体積ホログラム光学フィルム(実施
例1A)を製造した。
[0059] using an argon laser (wavelength 514.5 nm) as an exposure light source, and collimated by the beam expander, after the two light beams using a mirror parallel rays of this, the two directions of the 2A and 2D 1 From the solution layer cast on a glass plate. At that time, a magnetic field was applied between the upper and lower sides to cure. Thereafter, the magnetic field was removed and the whole was exposed to ultraviolet rays to complete the curing, thereby producing a volume hologram optical film. Further, in Example 1A, the volume hologram optical film in the same manner except that no magnetic field is applied (Embodiment
Example 1A ) was prepared.

【0060】実施例1及び実施例1Aの体積ホログラム
光学フィルムは、いずれも緑の反射を持っており、分光
測定を行ったところ、540nm付近に反射帯が見られ
たが、実施例1の体積ホログラム光学フィルムの方が
施例1Aの体積ホログラム光学フィルムよりも、散乱性
が少なく、回折効率が良かった。
Each of the volume hologram optical films of Example 1 and Example 1A had green reflection, and a spectroscopic measurement showed a reflection band near 540 nm. Hologram optical film is more effective
The scattering property was smaller and the diffraction efficiency was better than the volume hologram optical film of Example 1A .

【0061】実施例2 実施例1の溶液を、ITO電極付のガラス基板を用いて
セル化したセル内に注入し、同じ方法で露光した。ただ
し、第1工程での磁場の印加の代わりに、上下の電極間
に電場を印加して硬化させた。このセルは、実施例1と
同様に緑の反射を持っており、分光測定を行ったとこ
ろ、540nm付近に反射帯が見られた。電極間に電場
を印加したところ、緑の反射が減少した。この例の場合
にも、電場を印加せずに製造したものよりも、散乱性が
少なく、回折効率が良かった。
Example 2 The solution of Example 1 was injected into a cell formed by using a glass substrate with an ITO electrode, and exposed by the same method. However, instead of applying the magnetic field in the first step, an electric field was applied between the upper and lower electrodes to cure the electrode. This cell had a green reflection similarly to Example 1, and a spectroscopic measurement showed a reflection band around 540 nm. When an electric field was applied between the electrodes, the green reflection was reduced. Also in the case of this example, scattering was smaller and diffraction efficiency was better than that manufactured without applying an electric field.

【0062】実施例3 実施例1の溶液を、ITO電極付のプラスチックフィル
ム基板上に流延し、その上にもう1枚のITO電極付の
プラスチックフィルム基板を重ねあわせ、実施例2と同
様にして露光した。この液晶光学素子は、実施例2と同
様に緑の反射を持っており、分光測定を行ったところ、
540nm付近に反射帯が見られ、電極間に電場を印加
したところ、緑の反射が減少した。
Example 3 The solution of Example 1 was cast on a plastic film substrate with an ITO electrode, and another plastic film substrate with an ITO electrode was overlaid thereon. Exposed. This liquid crystal optical element has green reflection in the same manner as in Example 2.
A reflection band was observed around 540 nm, and when an electric field was applied between the electrodes, green reflection was reduced.

【0063】実施例4 実施例1で製造した体積ホログラム光学フィルムの両面
に、ITO電極付のプラスチックフィルム基板を重ねあ
わせた。この液晶光学素子は、実施例3と同様に緑の反
射を持っており、分光測定を行ったところ、540nm
付近に反射帯が見られ、電極間に電場を印加したとこ
ろ、緑の反射が減少した。
Example 4 A plastic film substrate with an ITO electrode was superimposed on both sides of the volume hologram optical film produced in Example 1. This liquid crystal optical element has green reflection as in the case of the third embodiment.
A reflection band was observed in the vicinity, and when an electric field was applied between the electrodes, green reflection was reduced.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の体積ホログラム光学フィルム
は、層間の屈折率差を大きくすることが容易であり、少
ない層数で回折効率の高い体積ホログラム光学フィルム
が得られやすい。また、使用する光硬化性の未硬化物と
して通常の光硬化性化合物が使用できるという利点もあ
る。
According to the volume hologram optical film of the present invention, it is easy to increase the refractive index difference between the layers, and it is easy to obtain a volume hologram optical film having a high diffraction efficiency with a small number of layers. There is also an advantage that a usual photocurable compound can be used as a photocurable uncured product to be used.

【0065】この体積ホログラム光学フィルムを電極付
の基板間に挟持した液晶光学素子とすることにより、電
場のオンオフにより特定波長の光を反射、透過の制御が
可能になる。これにより、調光窓やカラー表示素子等に
使用もできる。特に、カラーフィルターなしでカラー表
示が可能にもなる。
By using this volume hologram optical film as a liquid crystal optical element sandwiched between substrates with electrodes, reflection and transmission of light of a specific wavelength can be controlled by turning on and off the electric field. Thereby, it can be used for a light control window, a color display element, and the like. In particular, color display can be performed without a color filter.

【0066】体積ホログラム光学フィルムの層の方向を
フィルム面に平行にするか又は、ある角度傾斜させるこ
とにより、種々の特性の体積ホログラム光学フィルムが
容易に得られる。
[0066] or in parallel direction of the layer of the volume hologram optical film the film surface or by Oh Ru angle inclined, the volume hologram optical film of various characteristics can be easily obtained.

【0067】本発明は、本発明の効果を損しない範囲内
で種々の応用が可能である。
The present invention can be applied to various applications within a range that does not impair the effects of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の体積ホログラム光学フィルムの概念を
説明するための断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the concept of a volume hologram optical film of the present invention.

【図2】本発明の体積ホログラム光学フィルムを用いた
液晶光学素子の正面図
FIG. 2 is a front view of a liquid crystal optical element using the volume hologram optical film of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:体積ホログラム光学フィルム 2A、2B、2C、2D:光の方向 3A、3B:電極 4A、4B:基板 1: Volume hologram optical film 2A, 2B, 2C, 2D: Light direction 3A, 3B: Electrode 4A, 4B: Substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 里村 利光 (56)参考文献 特開 昭63−4205(JP,A) 特開 平4−355424(JP,A) 特開 平5−80310(JP,A) 特開 平5−72509(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/32 G03H 1/00 - 1/30 G02F 1/13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page Examiner Toshimitsu Satomura (56) References JP-A-63-4205 (JP, A) JP-A-4-355424 (JP, A) JP-A-5-80310 (JP, A) Kaihei 5-72509 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 5/32 G03H 1/00-1/30 G02F 1/13

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光硬化性の未硬化物と液晶とを含む混合物
に、2方向から位相のった光線をあてて、それらの2
つの光線の干渉を利用して光硬化性の未硬化物を層状に
硬化させる工程と、次いで全体の硬化を完了する工程と
からなり、その一方の工程でのみ外場を印加するか、両
工程で異なる外場を印加することにより、液晶と硬化物
とからなる層構造を形成し、前記層構造の屈折率は周期
的に変化し、前記変化のピッチpが50nm≦p≦50
0nmの関係を有し、前記層構造をフィルムの面方向に
沿って形成することを特徴とする体積ホログラム光学フ
ィルムの製造方法。
To 1. A photocurable of uncured material with a mixture containing a liquid crystal, by applying a light beam was Tsu assortment from two directions phases, their 2
A step of curing a photocurable uncured material into a layer by using the interference of two light beams, and a step of completing the entire curing, and then applying an external field only in one of the two steps. By applying different external fields in the above, a layer structure composed of a liquid crystal and a cured product is formed, the refractive index of the layer structure changes periodically, and the pitch p of the change is 50 nm ≦ p ≦ 50.
A method for producing a volume hologram optical film having a relationship of 0 nm, wherein the layer structure is formed along the surface direction of the film.
【請求項2】請求項1に記載の体積ホログラム光学フィ
ルムの製造方法で製造した体積光学ホログラム光学フィ
ルム。
2. A volume hologram optical filter according to claim 1,
Volume hologram optical filter
Lum.
【請求項3】請求項1に記載の製造方法を用いて、電極
付の基板間に体積ホログラム光学フィルムを配置する液
晶光学素子の製造方法であって、下記(1)、(2)又
は(3)の工程を備える液晶光学素子の製造方法。 (1)電極付の基板間に前記混合物を挟持して体積ホロ
グラム光学フィルムを製造する工程、 (2)電極付の基板上に前記混合物を載置した後に、体
積ホログラム光学フィルムを製造し、他の電極付の基板
を重ね一体化する工程、 (3)体積ホログラム光学フィルムの両面に電極付の基
板を重ね一体化する工程。
3. A method for manufacturing a liquid crystal optical element, comprising arranging a volume hologram optical film between substrates with electrodes using the manufacturing method according to claim 1, comprising the following steps (1), (2) and (2). A method for producing a liquid crystal optical element, comprising the step of 3). (1) a step of manufacturing the volume hologram optical film by sandwiching the mixture between substrates with electrodes; (2) manufacturing the volume hologram optical film after mounting the mixture on the substrate with electrodes; (3) a step of stacking and integrating substrates with electrodes on both sides of the volume hologram optical film;
【請求項4】請求項3に記載の液晶光学素子の製造方法
によって製造された液晶光学素子。
4. A method for manufacturing a liquid crystal optical element according to claim 3.
Liquid crystal optical element manufactured by the company.
【請求項5】調光素子又は表示素子として用いる請求項
4に記載の液晶光学素子。
5. A light control element or a display element.
5. The liquid crystal optical element according to 4.
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