JP2002258053A - 円偏光抽出光学素子及びその製造方法、偏光光源装置、液晶表示装置 - Google Patents
円偏光抽出光学素子及びその製造方法、偏光光源装置、液晶表示装置Info
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- JP2002258053A JP2002258053A JP2001060392A JP2001060392A JP2002258053A JP 2002258053 A JP2002258053 A JP 2002258053A JP 2001060392 A JP2001060392 A JP 2001060392A JP 2001060392 A JP2001060392 A JP 2001060392A JP 2002258053 A JP2002258053 A JP 2002258053A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コレステリック液晶層を直線偏光板や楕円偏
光板をクロスニコル状態にして挟み込んだときに表面に
明暗模様が現われることを抑制する。 【解決手段】 円偏光抽出光学素子１０は、コレステリ
ック規則性を有する液晶層からなり、この液晶層の対向
する２つの主たる表面１２Ａ、１２Ｂの各々において、
その全範囲における液晶分子のダイレクターＤａ、Ｄｂ
の方向を各々実質的に一致させる。
光板をクロスニコル状態にして挟み込んだときに表面に
明暗模様が現われることを抑制する。 【解決手段】 円偏光抽出光学素子１０は、コレステリ
ック規則性を有する液晶層からなり、この液晶層の対向
する２つの主たる表面１２Ａ、１２Ｂの各々において、
その全範囲における液晶分子のダイレクターＤａ、Ｄｂ
の方向を各々実質的に一致させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コレステリック
規則性を有する液晶層を用いて無偏光から円偏光を抽出
する円偏光抽出光学素子、その製造方法、この円偏光抽
出光学素子を用いた偏光光源装置及び液晶表示装置に関
する。
規則性を有する液晶層を用いて無偏光から円偏光を抽出
する円偏光抽出光学素子、その製造方法、この円偏光抽
出光学素子を用いた偏光光源装置及び液晶表示装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】コレステリック液晶を用いた円偏光抽出
光学素子としては、例えば特開平８−２７１７３１号公
報、あるいは特開平１１−２６４９０７号公報等に開示
されるように、液晶分子のヘリカルピッチが異なるコレ
ステリック液晶層を複数層重ねて、幅広い反射波長帯域
を得るようにしたものがある。
光学素子としては、例えば特開平８−２７１７３１号公
報、あるいは特開平１１−２６４９０７号公報等に開示
されるように、液晶分子のヘリカルピッチが異なるコレ
ステリック液晶層を複数層重ねて、幅広い反射波長帯域
を得るようにしたものがある。
【０００３】又、このような円偏光抽出光学素子を用い
た偏光光源装置及び液晶表示装置としては、例えば特開
平９−３０４７７０号公報等に開示されたようなものが
ある。
た偏光光源装置及び液晶表示装置としては、例えば特開
平９−３０４７７０号公報等に開示されたようなものが
ある。
【０００４】上記のような円偏光抽出光学素子をディス
プレイ部材として用いることが多いが、この場合は例え
ば図１１に示されるように、直線偏光板（又は楕円偏光
板）１、２をクロスニコル状態にして、その間に円偏光
抽出光学素子３を挟み込んで用いることが多い。
プレイ部材として用いることが多いが、この場合は例え
ば図１１に示されるように、直線偏光板（又は楕円偏光
板）１、２をクロスニコル状態にして、その間に円偏光
抽出光学素子３を挟み込んで用いることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、円偏光
抽出光学素子をディスプレイ部材として用いるときは、
光出射面の状態が均一でなければならないが、表面に明
暗模様が現われて、著しく低下させることがあることが
判明した。
抽出光学素子をディスプレイ部材として用いるときは、
光出射面の状態が均一でなければならないが、表面に明
暗模様が現われて、著しく低下させることがあることが
判明した。
【０００６】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、直線偏光板や楕円偏光板をクロス
ニコル状態にして、その間に円偏光抽出光学素子を配備
した場合でも、表示面に明暗模様が現われることがな
く、従ってディスプレイの表示品位を低下させることが
ないようにした円偏光抽出光学素子、その製造方法、該
円偏光抽出光学素子を用いた偏光光源装置及び液晶表示
装置を提供することを目的とする。
されたものであって、直線偏光板や楕円偏光板をクロス
ニコル状態にして、その間に円偏光抽出光学素子を配備
した場合でも、表示面に明暗模様が現われることがな
く、従ってディスプレイの表示品位を低下させることが
ないようにした円偏光抽出光学素子、その製造方法、該
円偏光抽出光学素子を用いた偏光光源装置及び液晶表示
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
な、円偏光抽出光学素子を、クロスニコル状態にされた
直線偏光板や楕円偏光板の間に配置したときの明暗模様
の原因について、実験及びコンピュータシミュレーショ
ンを用いて鋭意研究した結果、円偏光抽出光学素子にお
ける表面の液晶分子のダイレクターの方向が原因である
ことをつき止めた。
な、円偏光抽出光学素子を、クロスニコル状態にされた
直線偏光板や楕円偏光板の間に配置したときの明暗模様
の原因について、実験及びコンピュータシミュレーショ
ンを用いて鋭意研究した結果、円偏光抽出光学素子にお
ける表面の液晶分子のダイレクターの方向が原因である
ことをつき止めた。
【０００８】本発明は、プレーナー配向されたコレステ
リック規則性を有する液晶層の２つの主たる表面の各々
において、液晶分子のダイレクターの方向を実質的に一
致させることにより、上記のような明暗模様の発生を抑
制して、ディスプレイの表示品位低下を防止した。
リック規則性を有する液晶層の２つの主たる表面の各々
において、液晶分子のダイレクターの方向を実質的に一
致させることにより、上記のような明暗模様の発生を抑
制して、ディスプレイの表示品位低下を防止した。
【０００９】更に、上記２つの表面における液晶分子の
ダイレクターの方向を実質的に平行とすることによっ
て、更に明暗模様の発生を抑制できる。
ダイレクターの方向を実質的に平行とすることによっ
て、更に明暗模様の発生を抑制できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の例を図
面を参照して詳細に説明する。
面を参照して詳細に説明する。
【００１１】図１に示されるように、本発明の実施の形
態の例に係る円偏光抽出光学素子１０は、コレステリッ
ク液晶をプレーナー配向することによって、コレステリ
ック規則性を有する液晶層からなり、該液晶層が対向す
る２つの主たる表面（広い方の表面）１２Ａ、１２Ｂで
の、各表面１２Ａ、１２Ｂの各々全範囲において液晶分
子のダイレクターＤａ、Ｄｂの方向が実質的に一致され
るようにしたものである。
態の例に係る円偏光抽出光学素子１０は、コレステリッ
ク液晶をプレーナー配向することによって、コレステリ
ック規則性を有する液晶層からなり、該液晶層が対向す
る２つの主たる表面（広い方の表面）１２Ａ、１２Ｂで
の、各表面１２Ａ、１２Ｂの各々全範囲において液晶分
子のダイレクターＤａ、Ｄｂの方向が実質的に一致され
るようにしたものである。
【００１２】次に、前記ダイレクターの方向と液晶分子
の関係について説明する。
の関係について説明する。
【００１３】上記のようなコレステリック規則性を有す
る液晶層は、一般的に、フィジカルな分子配列に基づい
て、一方向の旋光成分とこれと逆回りの旋光成分とを分
離する旋光選択特性を有する。
る液晶層は、一般的に、フィジカルな分子配列に基づい
て、一方向の旋光成分とこれと逆回りの旋光成分とを分
離する旋光選択特性を有する。
【００１４】このような液晶層に対して、液晶のプレー
ナー配列のヘリカル軸に沿って入射した自然光は、右旋
及び左旋の２つの円偏光に別れ、一方が透過し、他方が
反射される。
ナー配列のヘリカル軸に沿って入射した自然光は、右旋
及び左旋の２つの円偏光に別れ、一方が透過し、他方が
反射される。
【００１５】この現象は、円偏光２色性として知られ、
液晶分子の螺旋構造における旋回方向を適宜選択する
と、該旋回方向と同一の旋光方向を持つ円偏光が選択的
に反射される。
液晶分子の螺旋構造における旋回方向を適宜選択する
と、該旋回方向と同一の旋光方向を持つ円偏光が選択的
に反射される。
【００１６】この場合の最大旋光偏光光散乱は、次の
（１）式の波長λ0で生じる。
（１）式の波長λ0で生じる。
【００１７】λ0＝ｎａｖ・ｐ …（１） ここで、ｐは液晶分子の螺旋構造におけるヘリカルピッ
チ、ｎａｖはヘリカル軸に直交する平面内の平均屈折率
である。
チ、ｎａｖはヘリカル軸に直交する平面内の平均屈折率
である。
【００１８】又、このときの反射光の波長バンド幅Δλ
は次の（２）式で示される。
は次の（２）式で示される。
【００１９】Δλ＝Δｎ・ｐ …（２） ここで、Δｎは複屈折値である。
【００２０】コレステリック液晶による偏光分離作用
は、入射した無偏光がコレステリック液晶において、前
記波長λ0を中心とした波長バンド幅Δλの範囲の光の
右旋又は左旋の円偏光成分の一方が反射され、他方の円
偏光成分及び他の波長領域の光（無偏光）が透過され
る。なお、反射された右旋又は左旋円偏光は、通常の反
射と異なり、位相が反転されることなくそのまま反射さ
れる。
は、入射した無偏光がコレステリック液晶において、前
記波長λ0を中心とした波長バンド幅Δλの範囲の光の
右旋又は左旋の円偏光成分の一方が反射され、他方の円
偏光成分及び他の波長領域の光（無偏光）が透過され
る。なお、反射された右旋又は左旋円偏光は、通常の反
射と異なり、位相が反転されることなくそのまま反射さ
れる。
【００２１】前記２つの表面１２Ａ、１２Ｂのそれぞれ
の全範囲における液晶分子のダイレクターＤａ、Ｄｂの
方向は実質的に一致するが、この実質的に一致すると
は、液晶分子の頭と尻が光学的に区別できないので、１
８０°ずれている場合、即ち液晶分子の頭又は尻が同一
方向である場合も含むものである。表面１２Ａ、１２Ｂ
間での液晶分子のダイレクターの方向が実質的に一致す
るあるいは平行の場合も同様である。
の全範囲における液晶分子のダイレクターＤａ、Ｄｂの
方向は実質的に一致するが、この実質的に一致すると
は、液晶分子の頭と尻が光学的に区別できないので、１
８０°ずれている場合、即ち液晶分子の頭又は尻が同一
方向である場合も含むものである。表面１２Ａ、１２Ｂ
間での液晶分子のダイレクターの方向が実質的に一致す
るあるいは平行の場合も同様である。
【００２２】上記のような、液晶分子のダイレクターの
方向が実質的に一致しているか否かは、液晶層の断面を
透過型電子顕微鏡で観察することによって判別すること
ができる。詳細には、透過型電子顕微鏡で、コレステリ
ック構造を有する固化された液晶層の断面を観察する
と、コレステリック構造特有の、分子螺旋ピッチに相当
する明暗模様が観察されるが、このとき、各表面１２
Ａ、１２Ｂにおいて、面に沿って明暗の濃度がばらつき
がなくほぼ同程度に見えれば、この面内のダイレクター
の方向が実質的に一致していることになる。
方向が実質的に一致しているか否かは、液晶層の断面を
透過型電子顕微鏡で観察することによって判別すること
ができる。詳細には、透過型電子顕微鏡で、コレステリ
ック構造を有する固化された液晶層の断面を観察する
と、コレステリック構造特有の、分子螺旋ピッチに相当
する明暗模様が観察されるが、このとき、各表面１２
Ａ、１２Ｂにおいて、面に沿って明暗の濃度がばらつき
がなくほぼ同程度に見えれば、この面内のダイレクター
の方向が実質的に一致していることになる。
【００２３】次に、図２に示される実施の形態の第２例
に係る円偏光抽出光学素子２０について説明する。
に係る円偏光抽出光学素子２０について説明する。
【００２４】この円偏光抽出光学素子２０は、主たる表
面２２Ａ、２２Ｂの液晶分子のダイレクターＤａ、Ｄｂ
の方向を、実質的に平行となるようにしたものである。
面２２Ａ、２２Ｂの液晶分子のダイレクターＤａ、Ｄｂ
の方向を、実質的に平行となるようにしたものである。
【００２５】この円偏光抽出光学素子２０では、相対向
する２つの表面２２Ａ、２２Ｂにおける液晶分子の配向
方向を、正確に一致させるために、液晶層の厚さを、液
晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチの１／２の整数倍
としている。このようにすれば、例えば図３（Ａ）〜
（Ｃ）に模式的に示されるように、光学的に、液晶分子
のコレステリック規則性上のピッチｐにより厚さが割り
切れるからであり、又、単純化された前記理論式（１）
からの光学的なズレ、特に位相シフト差による偏光状態
の乱れが抑制されるからである。
する２つの表面２２Ａ、２２Ｂにおける液晶分子の配向
方向を、正確に一致させるために、液晶層の厚さを、液
晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチの１／２の整数倍
としている。このようにすれば、例えば図３（Ａ）〜
（Ｃ）に模式的に示されるように、光学的に、液晶分子
のコレステリック規則性上のピッチｐにより厚さが割り
切れるからであり、又、単純化された前記理論式（１）
からの光学的なズレ、特に位相シフト差による偏光状態
の乱れが抑制されるからである。
【００２６】次に、前記のような円偏光抽出光学素子の
材料及び製造過程について説明する。
材料及び製造過程について説明する。
【００２７】円偏光抽出光学素子の材料としては、３次
元架橋されたモノマー又はオリゴマーを用いたり、ガラ
ス状態にした液晶ポリマーを用いる。
元架橋されたモノマー又はオリゴマーを用いたり、ガラ
ス状態にした液晶ポリマーを用いる。
【００２８】上記のような、３次元架橋可能なモノマー
分子を用いる場合は、特開平７−２５８６３８号公報や
特表平１０−５０８８８２号公報で開示されているよう
な、液晶性モノマー及びキラル化合物の混合物がある。
又、オリゴマー分子を用いる場合は、特開昭５７−１６
５４８０号公報で開示されているようなコレステリック
相を有する環式オルガノポリシロキ酸化合物等が望まし
い。
分子を用いる場合は、特開平７−２５８６３８号公報や
特表平１０−５０８８８２号公報で開示されているよう
な、液晶性モノマー及びキラル化合物の混合物がある。
又、オリゴマー分子を用いる場合は、特開昭５７−１６
５４８０号公報で開示されているようなコレステリック
相を有する環式オルガノポリシロキ酸化合物等が望まし
い。
【００２９】ここで、３次元架橋とは、重合性モノマー
又はオリゴマー分子が互いに３次元的に重合し網目（ネ
ットワーク）構造になっていることを意味する。このよ
うな状態になっていると、液晶分子をコレステリック液
晶状態のままで光学的に固定化することができ、これ
を、常温で安定したフィルム状の光学膜として構成し、
取扱性を向上させることができる。
又はオリゴマー分子が互いに３次元的に重合し網目（ネ
ットワーク）構造になっていることを意味する。このよ
うな状態になっていると、液晶分子をコレステリック液
晶状態のままで光学的に固定化することができ、これ
を、常温で安定したフィルム状の光学膜として構成し、
取扱性を向上させることができる。
【００３０】実際の製造工程では、図４（Ａ）に示され
るように、ガラス基板１４上に配向膜１６を形成してお
き、その上に、図４（Ｂ）に示されるように、重合性モ
ノマー分子（又は重合性オリゴマー分子）１８をコーテ
ィングし、配向膜１６の配向規制力によって配向（この
とき、分子は液晶層を構成する）させる。
るように、ガラス基板１４上に配向膜１６を形成してお
き、その上に、図４（Ｂ）に示されるように、重合性モ
ノマー分子（又は重合性オリゴマー分子）１８をコーテ
ィングし、配向膜１６の配向規制力によって配向（この
とき、分子は液晶層を構成する）させる。
【００３１】次に、この配向状態のままで、図４（Ｃ）
に示されるように、前記重合性モノマー分子（重合性オ
リゴマー分子）１８を、予め添加しておいた光開始材と
外部から照射した紫外線によって重合を開始させるか、
又は電子線で直接重合を開始させることにより、３次元
架橋（ポリマー化）して、前記のような一層の円偏光抽
出光学素子１０を得る。
に示されるように、前記重合性モノマー分子（重合性オ
リゴマー分子）１８を、予め添加しておいた光開始材と
外部から照射した紫外線によって重合を開始させるか、
又は電子線で直接重合を開始させることにより、３次元
架橋（ポリマー化）して、前記のような一層の円偏光抽
出光学素子１０を得る。
【００３２】ここでは、前記配向膜１６の配向規制力の
方向を同配向膜１６の面内で実質的に一致させておけ
ば、これと接触する液晶分子のダイレクターの方向を、
該面内で実質的に一致させることができる。この場合、
前記配向膜１６と接触する表面１２Ａと反対側の表面１
２Ｂの液晶分子のダイレクターＤａ、Ｄｂを実質的に一
致させるためには、液晶層の膜厚を均一にするか、図５
（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、前記図２に示される
工程のうち、重合性モノマー分子（重合性オリゴマー分
子）１８を配向膜１６上にコーティングした後、３次元
架橋の前に、第２の配向膜１６Ａを、前記コーティング
した重合性モノマー分子１８上に重ねて、図４（Ｃ）に
おけると同様に、紫外線又は電子線照射により配向膜１
６と第２の配向膜１６Ａとの間で重合性モノマー分子１
８を３次元架橋させる。
方向を同配向膜１６の面内で実質的に一致させておけ
ば、これと接触する液晶分子のダイレクターの方向を、
該面内で実質的に一致させることができる。この場合、
前記配向膜１６と接触する表面１２Ａと反対側の表面１
２Ｂの液晶分子のダイレクターＤａ、Ｄｂを実質的に一
致させるためには、液晶層の膜厚を均一にするか、図５
（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、前記図２に示される
工程のうち、重合性モノマー分子（重合性オリゴマー分
子）１８を配向膜１６上にコーティングした後、３次元
架橋の前に、第２の配向膜１６Ａを、前記コーティング
した重合性モノマー分子１８上に重ねて、図４（Ｃ）に
おけると同様に、紫外線又は電子線照射により配向膜１
６と第２の配向膜１６Ａとの間で重合性モノマー分子１
８を３次元架橋させる。
【００３３】なお、図２に示されるような円偏光抽出光
学素子２０を製造する場合、第２の配向膜１６Ａの配向
規制力の方向を前記配向膜１６におけると一致させる必
要がある。又、第２の配向膜１６Ａは、紫外線又は電子
線照射の後工程で液晶層から剥離してもよい。
学素子２０を製造する場合、第２の配向膜１６Ａの配向
規制力の方向を前記配向膜１６におけると一致させる必
要がある。又、第２の配向膜１６Ａは、紫外線又は電子
線照射の後工程で液晶層から剥離してもよい。
【００３４】ここで、前記重合性モノマー分子（又は重
合性オリゴマー分子）１８は、溶媒に溶かしてコーティ
ング液としてもよく、この場合は、紫外線や電子線照射
を照射して３次元架橋させる前に溶媒を蒸発させるため
の乾燥工程が必要となる。
合性オリゴマー分子）１８は、溶媒に溶かしてコーティ
ング液としてもよく、この場合は、紫外線や電子線照射
を照射して３次元架橋させる前に溶媒を蒸発させるため
の乾燥工程が必要となる。
【００３５】又、前記重合性モノマー分子（又は重合性
オリゴマー分子）１８を所定の温度で液晶層にした場合
には、これがネマチック状態になるが、ここに任意のカ
イラル剤を添加すれば、カイラルネマチック液晶（コレ
ステリック液晶）となる。
オリゴマー分子）１８を所定の温度で液晶層にした場合
には、これがネマチック状態になるが、ここに任意のカ
イラル剤を添加すれば、カイラルネマチック液晶（コレ
ステリック液晶）となる。
【００３６】この実施の形態の例では、重合性モノマー
分子又は重合性オリゴマー分子に、カイラル剤を数％〜
１０％程度入れる。ここで、カイラル剤の種類を変えて
カイラルパワーを変えるか、あるいは、カイラル剤の濃
度を変化させることにより、コレステリック液晶の選択
反射波長帯域を形成することができる。
分子又は重合性オリゴマー分子に、カイラル剤を数％〜
１０％程度入れる。ここで、カイラル剤の種類を変えて
カイラルパワーを変えるか、あるいは、カイラル剤の濃
度を変化させることにより、コレステリック液晶の選択
反射波長帯域を形成することができる。
【００３７】前記配向膜１６及び／又は第２の配向膜１
６Ａは、従来知られている方法で作成する。例えば、前
述のようにガラス基板１４上にポリイミドを成膜し、ラ
ビングする方法、ガラス基板１４上に光配向膜となる高
分子化合物を成膜し、偏光ＵＶ（紫外線）を照射する方
法、延伸したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フ
ィルム等を用いる。
６Ａは、従来知られている方法で作成する。例えば、前
述のようにガラス基板１４上にポリイミドを成膜し、ラ
ビングする方法、ガラス基板１４上に光配向膜となる高
分子化合物を成膜し、偏光ＵＶ（紫外線）を照射する方
法、延伸したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フ
ィルム等を用いる。
【００３８】次に、円偏光抽出光学素子の材料としてポ
リマー（高分子）液晶を用いる場合について説明する。
リマー（高分子）液晶を用いる場合について説明する。
【００３９】この材料としては、液晶を呈するメソゲン
基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖及び側鎖の位置に導入し
た高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレ
ステリック液晶や、例えば、特開平９−１３３８１０号
公報で開示されているような液晶性高分子、特開平１１
−２９３２５２号公報で開示されているような液晶性高
分子を用いる。
基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖及び側鎖の位置に導入し
た高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレ
ステリック液晶や、例えば、特開平９−１３３８１０号
公報で開示されているような液晶性高分子、特開平１１
−２９３２５２号公報で開示されているような液晶性高
分子を用いる。
【００４０】このようなポリマー液晶を用いて円偏光抽
出光学素子３０を製造する工程について図６を参照して
説明する。
出光学素子３０を製造する工程について図６を参照して
説明する。
【００４１】まず、図６（Ａ）に示されるように、前述
と同様に、ガラス基板１４上に配向膜１６を形成してお
く。
と同様に、ガラス基板１４上に配向膜１６を形成してお
く。
【００４２】次に、図６（Ｂ）に示されるように、前記
配向膜１６上に、液晶ポリマー層３２をコーティングし
て、配向膜１６の配向規制力によって液晶分子を配向さ
せる（このとき液晶層が形成される）。
配向膜１６上に、液晶ポリマー層３２をコーティングし
て、配向膜１６の配向規制力によって液晶分子を配向さ
せる（このとき液晶層が形成される）。
【００４３】前記液晶ポリマー層３２を冷却してガラス
状態に液晶分子を固定させれば、図６（Ｃ）に示される
ように、円偏光抽出光学素子３０を得ることができる。
状態に液晶分子を固定させれば、図６（Ｃ）に示される
ように、円偏光抽出光学素子３０を得ることができる。
【００４４】ここで、前記液晶ポリマー層３２は、予め
液晶ポリマーを溶媒に溶かしておいてコーティング液と
してもよいが、この場合は冷却前に溶媒を蒸発させるた
めの乾燥工程が必要となる。
液晶ポリマーを溶媒に溶かしておいてコーティング液と
してもよいが、この場合は冷却前に溶媒を蒸発させるた
めの乾燥工程が必要となる。
【００４５】液晶ポリマーとしては、液晶ポリマーそれ
自体にカイラル能を有しているコレステリック液晶ポリ
マーそのものを用いてもよいし、ネマチック系液晶ポリ
マーとコレステリック系液晶ポリマーの混合物を用いて
もよい。
自体にカイラル能を有しているコレステリック液晶ポリ
マーそのものを用いてもよいし、ネマチック系液晶ポリ
マーとコレステリック系液晶ポリマーの混合物を用いて
もよい。
【００４６】このような液晶ポリマーは、温度によって
状態が変わり、例えばガラス転移温度が９０℃、アイソ
トロピック転移温度が２００℃である場合は、９０℃〜
２００℃の間でコレステリック液晶状態を呈し、これを
室温まで冷却すればコレステリック構造を有したままで
ガラス状態で固化させることができる。
状態が変わり、例えばガラス転移温度が９０℃、アイソ
トロピック転移温度が２００℃である場合は、９０℃〜
２００℃の間でコレステリック液晶状態を呈し、これを
室温まで冷却すればコレステリック構造を有したままで
ガラス状態で固化させることができる。
【００４７】液晶ポリマーのコレステリック構造に起因
する、入射光の選択反射波長帯域を調整する方法は、前
述したコレステリック液晶ポリマー分子の場合は、公知
の方法で液晶分子中のカイラルパワーを調整すればよ
い。又、ネマチック系液晶ポリマーとコレステリック系
液晶ポリマーの混合物を用いる場合は、その混合比を調
整する。
する、入射光の選択反射波長帯域を調整する方法は、前
述したコレステリック液晶ポリマー分子の場合は、公知
の方法で液晶分子中のカイラルパワーを調整すればよ
い。又、ネマチック系液晶ポリマーとコレステリック系
液晶ポリマーの混合物を用いる場合は、その混合比を調
整する。
【００４８】前記製造過程において、前記配向膜１６の
全範囲において配向規制力の方向を実質的に一致させて
おけば、これと接触する液晶分子のダイレクターの方向
を、面内で実質的に一致させることができる。
全範囲において配向規制力の方向を実質的に一致させて
おけば、これと接触する液晶分子のダイレクターの方向
を、面内で実質的に一致させることができる。
【００４９】液晶層における配向膜１６と反対側の表面
における液晶分子のダイレクターの方向を配向膜１６に
よる配向方向と一致させる方法としては、前述と同様
に、液晶層の厚さを、液晶分子の螺旋構造における螺旋
ピッチの１／２の整数倍とするか、第２の配向膜１６Ａ
を用いる。
における液晶分子のダイレクターの方向を配向膜１６に
よる配向方向と一致させる方法としては、前述と同様
に、液晶層の厚さを、液晶分子の螺旋構造における螺旋
ピッチの１／２の整数倍とするか、第２の配向膜１６Ａ
を用いる。
【００５０】上記実施の形態の例において、いずれの場
合も円偏光抽出光学素子は一層の液晶層からなる単層構
成であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、多
層構成としてもよい。
合も円偏光抽出光学素子は一層の液晶層からなる単層構
成であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、多
層構成としてもよい。
【００５１】この多層構成の円偏光抽出光学素子４０を
製造する工程について説明する。まず、重合性モノマー
分子（又は重合性オリゴマー分子）１８を用いる場合
は、図７（Ａ）に示されるようなガラス基板１４上に形
成された配向膜１６の上に、図７（Ｂ）に示されるよう
に、重合性モノマー分子（又は重合性オリゴマー分子）
１８をコーティングし、配向膜１６の配向規制力によっ
て液晶分子を配向させる。
製造する工程について説明する。まず、重合性モノマー
分子（又は重合性オリゴマー分子）１８を用いる場合
は、図７（Ａ）に示されるようなガラス基板１４上に形
成された配向膜１６の上に、図７（Ｂ）に示されるよう
に、重合性モノマー分子（又は重合性オリゴマー分子）
１８をコーティングし、配向膜１６の配向規制力によっ
て液晶分子を配向させる。
【００５２】次に、図７（Ｃ）に示されるように、前述
と同様に、光開始剤を用いての紫外線照射又は電子線の
単独照射により、前記重合性モノマー分子（重合性オリ
ゴマー分子）１８を３次元架橋させて第１の液晶層４２
を得る。更にその上に、図７（Ｄ）に示されるように、
別途用意した重合性モノマー分子（重合性オリゴマー分
子）１９を直接コーティングし、図８に示されるよう
に、前記３次元架橋された第１の液晶層４２の表面の配
向規制力を用いて配向させ、この状態で、図７（Ｅ）に
示されるように、前述と同様に紫外線照射又は電子線単
独照射によって３次元架橋させて固化し、第２の液晶層
４４を形成して２層構成の円偏光抽出光学素子４０を得
る。３層以上の多層構成とする場合は、前記と同様の工
程を繰返す。
と同様に、光開始剤を用いての紫外線照射又は電子線の
単独照射により、前記重合性モノマー分子（重合性オリ
ゴマー分子）１８を３次元架橋させて第１の液晶層４２
を得る。更にその上に、図７（Ｄ）に示されるように、
別途用意した重合性モノマー分子（重合性オリゴマー分
子）１９を直接コーティングし、図８に示されるよう
に、前記３次元架橋された第１の液晶層４２の表面の配
向規制力を用いて配向させ、この状態で、図７（Ｅ）に
示されるように、前述と同様に紫外線照射又は電子線単
独照射によって３次元架橋させて固化し、第２の液晶層
４４を形成して２層構成の円偏光抽出光学素子４０を得
る。３層以上の多層構成とする場合は、前記と同様の工
程を繰返す。
【００５３】上記製造工程において、前記配向膜１６の
配向規制力の方向を、前記と同様に配向膜面内で実質的
に一致させておけば、これと接触する液晶分子のダイレ
クターの方向を、該面内で実質的に一致させることがで
きる。又、第１の液晶層４２を３次元架橋して固化する
際に、前述と同様の第２の配向膜１６Ａを用いて、配向
膜１６と反対側の主平面における液晶分子のダイレクタ
ーの方向を該面内で実質的に一致させるようにしてもよ
い。第２以降の液晶層の製造工程についても同様であ
る。
配向規制力の方向を、前記と同様に配向膜面内で実質的
に一致させておけば、これと接触する液晶分子のダイレ
クターの方向を、該面内で実質的に一致させることがで
きる。又、第１の液晶層４２を３次元架橋して固化する
際に、前述と同様の第２の配向膜１６Ａを用いて、配向
膜１６と反対側の主平面における液晶分子のダイレクタ
ーの方向を該面内で実質的に一致させるようにしてもよ
い。第２以降の液晶層の製造工程についても同様であ
る。
【００５４】前述と同様に、偏光抽出光学素子４０にお
ける液晶層４２、４４の表面の面内における液晶分子の
ダイレクターの方向を実質的に平行にするためには、こ
れらの液晶層の厚さを、前記図３に示されるように、液
晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチの１／２の整数倍
とすることによって、ダイレクターの方向をより確実に
平行にすることができる。
ける液晶層４２、４４の表面の面内における液晶分子の
ダイレクターの方向を実質的に平行にするためには、こ
れらの液晶層の厚さを、前記図３に示されるように、液
晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチの１／２の整数倍
とすることによって、ダイレクターの方向をより確実に
平行にすることができる。
【００５５】上記のような多層構成の円偏光抽出光学素
子を液晶ポリマーを用いて形成する場合は、図７
（Ｃ）、（Ｅ）の紫外線又は電子線照射に代えて室温ま
での冷却によるガラス化の工程が必要となる。他の工程
は材料を除いて図７に示されると同様である。
子を液晶ポリマーを用いて形成する場合は、図７
（Ｃ）、（Ｅ）の紫外線又は電子線照射に代えて室温ま
での冷却によるガラス化の工程が必要となる。他の工程
は材料を除いて図７に示されると同様である。
【００５６】次に、図９を参照して本発明の実施の形態
の例に係る偏光光源装置５０について説明する。
の例に係る偏光光源装置５０について説明する。
【００５７】この偏光光源装置５０は、光源５２と、こ
の光源５２の光出射面５２Ａに配置され、前記光源５２
からの光を受光して偏光光を透過するようにされた前記
円偏光抽出光学素子１０（２０、３０又は４０）とを備
えて構成されている。
の光源５２の光出射面５２Ａに配置され、前記光源５２
からの光を受光して偏光光を透過するようにされた前記
円偏光抽出光学素子１０（２０、３０又は４０）とを備
えて構成されている。
【００５８】前記光源５２は、例えば面発光体からな
り、白色の無偏光を前記光出射面５２Ａから出射するよ
うにされている。
り、白色の無偏光を前記光出射面５２Ａから出射するよ
うにされている。
【００５９】従って、この偏光光源装置５０において
は、光源５２から出射された無偏光のうち、コレステリ
ック液晶のヘリカルピッチに対応する前記（１）式の波
長λ0の右旋又は左旋円偏光が（２）式での波長バンド
幅Δλの範囲で反射され、その残りの左旋又は右旋円偏
光及び前記反射波長帯域を除く波長帯域の無偏光が透過
されて出射する。従って、特定の波長帯域における右旋
又は左旋円偏光を得ることができる。
は、光源５２から出射された無偏光のうち、コレステリ
ック液晶のヘリカルピッチに対応する前記（１）式の波
長λ0の右旋又は左旋円偏光が（２）式での波長バンド
幅Δλの範囲で反射され、その残りの左旋又は右旋円偏
光及び前記反射波長帯域を除く波長帯域の無偏光が透過
されて出射する。従って、特定の波長帯域における右旋
又は左旋円偏光を得ることができる。
【００６０】実際には、例えばバンドパスフィルタによ
って前記透過した円偏光の波長帯域を除く無偏光を除去
すれば、所定の波長の左旋又は右旋円偏光が得られる。
って前記透過した円偏光の波長帯域を除く無偏光を除去
すれば、所定の波長の左旋又は右旋円偏光が得られる。
【００６１】次に、図１０を参照して、本発明の液晶表
示装置の実施の形態の例について説明する。
示装置の実施の形態の例について説明する。
【００６２】この実施の形態の例に係る液晶表示装置６
０は、前記図９に示される偏光光源装置５０と、この偏
光光源装置５０の偏光出射面５０Ａに配置された液晶セ
ル６２とを有して構成されている。
０は、前記図９に示される偏光光源装置５０と、この偏
光光源装置５０の偏光出射面５０Ａに配置された液晶セ
ル６２とを有して構成されている。
【００６３】前記液晶セル６２は、入射する偏光光に対
する透過率を、例えば印加電圧に応じて変化させて透過
するようにされ、これによって画像等を表示できるよう
にされている。
する透過率を、例えば印加電圧に応じて変化させて透過
するようにされ、これによって画像等を表示できるよう
にされている。
【００６４】
【実施例】実施例１；膜厚一定でダイレクターを一致さ
せた。
せた。
【００６５】両端末に重合可能なアクリレートを有し、
中央部のメソゲンと前記アクリレートとの間にスペーサ
ーを有するネマチック−アイソトロピッチ転移温度が１
１０℃であるモノマー分子９０部と、両端末に重合可能
なアクリレートを有するカイラル剤分子１０部を、トル
エン溶液に溶解させ、光開始剤を前記モノマー分子に対
して５重量％添加した。なお、上記ネマチック液晶は、
配向膜上で、そのラビング方向±５度の範囲にダイレク
ターが揃うことを確認している。
中央部のメソゲンと前記アクリレートとの間にスペーサ
ーを有するネマチック−アイソトロピッチ転移温度が１
１０℃であるモノマー分子９０部と、両端末に重合可能
なアクリレートを有するカイラル剤分子１０部を、トル
エン溶液に溶解させ、光開始剤を前記モノマー分子に対
して５重量％添加した。なお、上記ネマチック液晶は、
配向膜上で、そのラビング方向±５度の範囲にダイレク
ターが揃うことを確認している。
【００６６】一方、透明なガラス基板上に溶媒に溶かし
たポリイミドをスピンコーティングでコーティングし、
乾燥後、２００℃で製膜（膜厚０．１μｍ）し、一定方
向にラビングして配向膜として機能するようにした。
たポリイミドをスピンコーティングでコーティングし、
乾燥後、２００℃で製膜（膜厚０．１μｍ）し、一定方
向にラビングして配向膜として機能するようにした。
【００６７】前記配向膜付きガラス基板を、スピンコー
ターにセットし、前記モノマー分子等を溶解したトルエ
ン溶液をできるだけ膜厚が一定になるような条件でスピ
ンコーティングした。
ターにセットし、前記モノマー分子等を溶解したトルエ
ン溶液をできるだけ膜厚が一定になるような条件でスピ
ンコーティングした。
【００６８】次に、８０℃でトルエンを蒸発させ、更
に、コレステリック層を呈することを目視で選択反射に
より確認した。
に、コレステリック層を呈することを目視で選択反射に
より確認した。
【００６９】上記塗膜に紫外線を照射して、光開始剤か
ら発生するラジカルによって、モノマー分子のアクリレ
ートを３次元架橋してポリマー化し、単層の円偏光抽出
光学素子を得た。このときの膜厚は２μｍ±１．５％だ
った。又、分光光度計で測定したところ、選択反射帯域
の中心波長は６００ｎｍだった。
ら発生するラジカルによって、モノマー分子のアクリレ
ートを３次元架橋してポリマー化し、単層の円偏光抽出
光学素子を得た。このときの膜厚は２μｍ±１．５％だ
った。又、分光光度計で測定したところ、選択反射帯域
の中心波長は６００ｎｍだった。
【００７０】図１１に示されると同様に、直線偏光板を
クロスニコル状態にして、その間に、前記のように作製
した円偏光抽出光学素子を挟んで目視で観察したとこ
ろ、面内に観察される明暗模様に極僅かだった。
クロスニコル状態にして、その間に、前記のように作製
した円偏光抽出光学素子を挟んで目視で観察したとこ
ろ、面内に観察される明暗模様に極僅かだった。
【００７１】比較例１；膜厚不均一でダイレクターを乱
した。
した。
【００７２】スピンコーターの条件を変更して、膜厚を
２μｍ±５％にした以外は実施例１と同様に作製した円
偏光抽出光学素子を、同様に観察したところ、面内には
はっきりとした明暗模様が観察された。
２μｍ±５％にした以外は実施例１と同様に作製した円
偏光抽出光学素子を、同様に観察したところ、面内には
はっきりとした明暗模様が観察された。
【００７３】比較例２；ラビング方向不均一でダイレク
ターを乱した。
ターを乱した。
【００７４】配向膜のラビング方向を面内で不均一にし
た以外は実施例１と同様に作製した円偏光抽出光学素子
を、同様に観察したところ、面内にははっきりとした明
暗模様が観察された。
た以外は実施例１と同様に作製した円偏光抽出光学素子
を、同様に観察したところ、面内にははっきりとした明
暗模様が観察された。
【００７５】実施例２、比較例３；膜厚一定、且つ、ピ
ッチを合わせて、ダイレクターを平行にした。
ッチを合わせて、ダイレクターを平行にした。
【００７６】膜厚を、用いる材料の屈折率からコレステ
リック構造の始点と終点のダイレクターの方向が平行に
なるような膜厚にした以外は実施例１と同様に作製した
円偏光抽出光学素子を、同様に観察したところ、そうし
なかった場合に比較して、観察される明暗模様は明らか
に激減した。
リック構造の始点と終点のダイレクターの方向が平行に
なるような膜厚にした以外は実施例１と同様に作製した
円偏光抽出光学素子を、同様に観察したところ、そうし
なかった場合に比較して、観察される明暗模様は明らか
に激減した。
【００７７】実施例３；多層構成とし、且つ、膜厚一定
でダイレクターを一致させた。
でダイレクターを一致させた。
【００７８】実施例１で作製した円偏光抽出光学素子を
第１の液晶層として、その配向膜と反対側の表面に、カ
イラル剤分子が１５部である以外は実施例１と同じトル
エン溶液を前回よりは速い回転数でスピンコーティング
した。
第１の液晶層として、その配向膜と反対側の表面に、カ
イラル剤分子が１５部である以外は実施例１と同じトル
エン溶液を前回よりは速い回転数でスピンコーティング
した。
【００７９】次に、８０℃でトルエンを蒸発させ、更
に、コレステリック層を呈することを目視で選択反射に
より確認した。
に、コレステリック層を呈することを目視で選択反射に
より確認した。
【００８０】上記塗膜に紫外線を照射して、光開始剤か
ら発生するラジカルによって、モノマー分子のアクリレ
ートを３次元架橋してポリマー化して、第２の液晶層を
形成し、多層の円偏光抽出光学素子を得た。このときの
総膜厚は３．５μｍ±１．５％だった。
ら発生するラジカルによって、モノマー分子のアクリレ
ートを３次元架橋してポリマー化して、第２の液晶層を
形成し、多層の円偏光抽出光学素子を得た。このときの
総膜厚は３．５μｍ±１．５％だった。
【００８１】得られた複数のコレステリック構造を有す
る液晶層の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、
各ポリマー化した液晶層間の明暗模様は互いに平行な状
態（このことから、ヘリカル軸の方向が一致しているこ
とが分かる）で、断層はなかった（このことから、近接
する液晶層表面間の、液晶分子のダイレクターの方向が
一致していることが分かる）。更に、分光光度計で測定
したところ、第２の液晶層の選択反射帯域の中心波長は
５００ｎｍ付近だった。
る液晶層の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、
各ポリマー化した液晶層間の明暗模様は互いに平行な状
態（このことから、ヘリカル軸の方向が一致しているこ
とが分かる）で、断層はなかった（このことから、近接
する液晶層表面間の、液晶分子のダイレクターの方向が
一致していることが分かる）。更に、分光光度計で測定
したところ、第２の液晶層の選択反射帯域の中心波長は
５００ｎｍ付近だった。
【００８２】図１１に示したように、直線偏光板をクロ
スニコル状態にして、その間に作製した円偏光抽出光学
素子を挟んで目視で観察したところ、面内に観察される
明暗模様は極僅かだった。
スニコル状態にして、その間に作製した円偏光抽出光学
素子を挟んで目視で観察したところ、面内に観察される
明暗模様は極僅かだった。
【００８３】比較例４；多層構成とし、且つ、膜厚不均
一でダイレクターを乱した。
一でダイレクターを乱した。
【００８４】スピンコーターの条件を変更して、総膜厚
を３．５μｍ±５％にした以外は実施例３と同様に作製
した円偏光抽出光学素子を、同様に観察したところ、面
内にははっきりとした明暗模様が観察された。
を３．５μｍ±５％にした以外は実施例３と同様に作製
した円偏光抽出光学素子を、同様に観察したところ、面
内にははっきりとした明暗模様が観察された。
【００８５】実施例４；液晶ポリマーを用いて、多層構
成とし、且つ、膜厚一定でダイレクターを一致させた。
成とし、且つ、膜厚一定でダイレクターを一致させた。
【００８６】ガラス転移温度が８０℃で、アイソトロピ
ック転移温度が２００℃であるアクリル系の側鎖型液晶
ポリマーを、トルエン溶液に溶解させた。なお、上記高
分子コレステリック液晶は、配向膜上で、そのラビング
方向±５度の範囲にダイレクターが揃うことを確認して
いる。
ック転移温度が２００℃であるアクリル系の側鎖型液晶
ポリマーを、トルエン溶液に溶解させた。なお、上記高
分子コレステリック液晶は、配向膜上で、そのラビング
方向±５度の範囲にダイレクターが揃うことを確認して
いる。
【００８７】一方、透明なガラス基板上に溶媒に溶かし
たポリイミドをスピンコーティングでコーティングし、
乾燥後、２００℃で製膜（膜厚０．１μｍ）し、ラビン
グして配向膜として機能するようにした。
たポリイミドをスピンコーティングでコーティングし、
乾燥後、２００℃で製膜（膜厚０．１μｍ）し、ラビン
グして配向膜として機能するようにした。
【００８８】前記配向膜付きガラス基板上を、スピンコ
ーターにセットし、前記液晶ポリマーを溶解したトルエ
ン溶液をできるだけ膜厚が一定になるような条件でスピ
ンコーティングした。
ーターにセットし、前記液晶ポリマーを溶解したトルエ
ン溶液をできるだけ膜厚が一定になるような条件でスピ
ンコーティングした。
【００８９】次に、９０℃でトルエンを蒸発させ、更
に、上記塗膜を１５０℃で１０分間保持し、コレステリ
ック層を呈することを目視で選択反射により確認した
後、室温まで冷却して液晶ポリマーを固定化し、第１の
液晶層を形成した。このときの膜厚は２μｍ±１．５％
だった。分光光度計で測定したところ、選択反射帯域の
中心波長は６００ｎｍだった。
に、上記塗膜を１５０℃で１０分間保持し、コレステリ
ック層を呈することを目視で選択反射により確認した
後、室温まで冷却して液晶ポリマーを固定化し、第１の
液晶層を形成した。このときの膜厚は２μｍ±１．５％
だった。分光光度計で測定したところ、選択反射帯域の
中心波長は６００ｎｍだった。
【００９０】更に、固定化した第１の液晶層の上に、ガ
ラス転移温度が７５℃で、アイソトロピック転移温度が
１９０℃であるアクリル系の側鎖型液晶ポリマーを、ト
ルエン溶液に溶解させた溶液を前回よりは速い回転数で
スピンコーティングした。
ラス転移温度が７５℃で、アイソトロピック転移温度が
１９０℃であるアクリル系の側鎖型液晶ポリマーを、ト
ルエン溶液に溶解させた溶液を前回よりは速い回転数で
スピンコーティングした。
【００９１】次に、８０℃でトルエンを蒸発させ、更
に、コレステリック層を呈することを目視で選択反射に
より確認した。分光光度計で測定したところ、２層目の
選択反射帯域の中心波長は５００ｎｍ付近だった。
に、コレステリック層を呈することを目視で選択反射に
より確認した。分光光度計で測定したところ、２層目の
選択反射帯域の中心波長は５００ｎｍ付近だった。
【００９２】次に９０℃でトルエンを蒸発させ、更に、
上記塗膜を１５０℃で１０分間保持し、コレステリック
層を呈することを目視で選択反射により確認した後、室
温まで冷却して液晶ポリマーを固定化し、第２の液晶層
を形成した。このときの総膜厚は３．５μｍ±１．５％
だった。
上記塗膜を１５０℃で１０分間保持し、コレステリック
層を呈することを目視で選択反射により確認した後、室
温まで冷却して液晶ポリマーを固定化し、第２の液晶層
を形成した。このときの総膜厚は３．５μｍ±１．５％
だった。
【００９３】得られた複数のコレステリック構造を有す
る液晶層の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、
各固定化したポリマー液晶層間の明暗模様は互いに平行
な状態（このことから、ヘリカル軸の方向が一致してい
ることが分かる）で、断層はなかった（このことから、
近接する液晶層表面間の、液晶分子のダイレクターの方
向が一致していることが分かる）。更に、分光光度計で
測定したところ、透過率に光学的特異点は観察されなか
った。
る液晶層の断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、
各固定化したポリマー液晶層間の明暗模様は互いに平行
な状態（このことから、ヘリカル軸の方向が一致してい
ることが分かる）で、断層はなかった（このことから、
近接する液晶層表面間の、液晶分子のダイレクターの方
向が一致していることが分かる）。更に、分光光度計で
測定したところ、透過率に光学的特異点は観察されなか
った。
【００９４】図１１に示したように、直線偏光板をクロ
スニコル状態にして、その間に作製した円偏光抽出光学
素子を挟んで目視で観察したところ、面内に観察される
明暗模様は極僅かだった。
スニコル状態にして、その間に作製した円偏光抽出光学
素子を挟んで目視で観察したところ、面内に観察される
明暗模様は極僅かだった。
【００９５】比較例５；液晶ポリマーを用いて、多層構
成とし、且つ、膜厚不均一でダイレクターを乱した。
成とし、且つ、膜厚不均一でダイレクターを乱した。
【００９６】スピンコーターの条件を変更して、総膜厚
を３．５μｍ±５％にした以外は実施例４と同様に作製
した円偏光抽出光学素子を、同様に観察したところ、面
内にははっきりとした明暗模様が観察された。
を３．５μｍ±５％にした以外は実施例４と同様に作製
した円偏光抽出光学素子を、同様に観察したところ、面
内にははっきりとした明暗模様が観察された。
【００９７】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、円
偏光抽出光学素子において、これを直線偏光板や楕円偏
光板をクロスニコル状態にして挟み込んだ場合でも、平
面に明暗模様が現われたりすることがなく、ディスプレ
イの表示品位の著しい低下がないという優れた効果を有
する。
偏光抽出光学素子において、これを直線偏光板や楕円偏
光板をクロスニコル状態にして挟み込んだ場合でも、平
面に明暗模様が現われたりすることがなく、ディスプレ
イの表示品位の著しい低下がないという優れた効果を有
する。
【図１】前記本発明の実施の形態の例に係る円偏光抽出
光学素子の一部を拡大して模式的に示す斜視図
光学素子の一部を拡大して模式的に示す斜視図
【図２】同実施の形態の第２例に係る円偏光抽出光学素
子の一部を拡大して模式的に示す斜視図
子の一部を拡大して模式的に示す斜視図
【図３】コレステリック液晶分子の螺旋構造における螺
旋ピッチと液晶層表面の液晶分子のダイレクターとの関
係を示す模式図
旋ピッチと液晶層表面の液晶分子のダイレクターとの関
係を示す模式図
【図４】同円偏光抽出光学素子の製造過程を示す略示断
面図
面図
【図５】円偏光抽出光学素子の他の製造過程を示す略示
断面図
断面図
【図６】円偏光抽出光学素子の更に他の製造過程を示す
略示断面図
略示断面図
【図７】多層構成の同円偏光抽出光学素子の製造過程を
示す略示断面図
示す略示断面図
【図８】同円偏光抽出光学素子における層間の隣接表面
での液晶分子のダイレクターを示す模式図
での液晶分子のダイレクターを示す模式図
【図９】本発明の実施の形態の例に係る偏光光源装置を
示す略示断面図
示す略示断面図
【図１０】本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置
を示す略示断面図
を示す略示断面図
【図１１】円偏光抽出光学素子を偏光板により挟んで観
察する状態を示す略示分解斜視図
察する状態を示す略示分解斜視図
１０、２０、３０、４０…円偏光抽出光学素子 １２Ａ、１２Ｂ…表面 １４…ガラス基板 １６…配向膜 １６Ａ…第２の配向膜 １８、１９…重合性モノマー分子（重合性オリゴマー分
子） ３２…液晶ポリマー層 ４２…第１の液晶層 ４４…第２の液晶層 ５０…偏光光源装置 ５０Ａ…偏光出射面 ５２…光源 ５２Ａ…光出射面 ６０…液晶表示装置 ６２…液晶セル Ｄａ、Ｄｂ…ダイレクター
子） ３２…液晶ポリマー層 ４２…第１の液晶層 ４４…第２の液晶層 ５０…偏光光源装置 ５０Ａ…偏光出射面 ５２…光源 ５２Ａ…光出射面 ６０…液晶表示装置 ６２…液晶セル Ｄａ、Ｄｂ…ダイレクター
Claims (10)
- 【請求項１】プレーナー配向されたコレステリック規則
性を有する少なくとも一層の液晶層を有し、該液晶層の
対向する２つの主たる表面のうち、一方の表面の全範囲
における液晶分子のダイレクターの方向が実質的に一致
し、他方の表面の全範囲における液晶分子のダイレクタ
ーの方向も実質的に一致していることを特徴とする円偏
光抽出光学素子。 - 【請求項２】請求項１又は２において、前記一方の表面
の液晶分子のダイレクターの方向と、前記他方の表面の
液晶分子のダイレクターの方向が実質的に平行であるこ
とを特徴とする円偏光抽出光学素子。 - 【請求項３】請求項１において、複数の前記液晶層が順
次直接積層されてなり、隣接する液晶層の一方及び他方
の表面における液晶分子のダイレクターの方向が実質的
に平行であることを特徴とする円偏光抽出光学素子。 - 【請求項４】請求項２又は３において、前記液晶層の前
記一方の表面における液晶分子と前記他方の表面におけ
る液晶分子との間に、０．５×整数倍のピッチ数の液晶
分子螺旋構造があることを特徴とする円偏光抽出光学素
子。 - 【請求項５】コレステリック規則性を有する重合性モノ
マー又はオリゴマーを含む液晶分子を、配向規制力の方
向が膜上の全範囲で実質的に同一とされた配向膜上にコ
ーティングし、前記配向膜の配向規制力によって配向さ
せた状態で、３次元架橋して第１の液晶層を形成し、更
にその上に、コレステリック規則性を有する、他の重合
性モノマー又はオリゴマーを含む液晶分子を直接コーテ
ィングし、この液晶分子を、前記３次元架橋した第１の
液晶層表面の配向規制力を用いて配向してから、３次元
架橋させて第２の液晶層を形成し、架橋した多層化液晶
層を得ることを特徴とする円偏光抽出光学素子の製造方
法。 - 【請求項６】配向規制力の方向が膜上の全範囲で実質的
に同一とされた配向膜上に、コレステリック規則性を有
する液晶ポリマーをコーティングして前記配向膜の配向
規制力によって配向させ、次に、冷却によりガラス状態
にして第１の液晶層を形成し、更にその上に、コレステ
リック規則性を有する他の液晶ポリマーを直接コーティ
ングし、前記ガラス状態にした第１の液晶層表面の配向
規制力を用いて配向させ、更に冷却によりガラス状態に
して第２の液晶層を形成し、多層化液晶層を得ることを
特徴とする円偏光抽出光学素子の製造方法。 - 【請求項７】請求項５又は６において、前記第１及び第
２の液晶層のそれぞれの対向する２つの表面のうち、一
方の表面の液晶分子のダイレクターの方向と、他方の表
面の液晶分子のダイレクターの方向が実質的に平行とな
るように、前記第１及び第２の液晶層の厚さを、それぞ
れ調整することを特徴とする円偏光抽出光学素子の製造
方法。 - 【請求項８】請求項５又は６において、前記重合性モノ
マー又はオリゴマーを含む液晶分子、又は、前期液晶ポ
リマーをコーティングし、配向する際に、前期配向膜と
異なる側の表面に、第２の配向膜を積層することで、前
期液晶層の前期表面の配向を規制することを特徴とする
円偏光抽出光学素子の製造方法。 - 【請求項９】光源と、この光源の光出射面に配置され、
前記光源からの光を受光して偏光光を透過するようにさ
れた前記請求項１、２、３又は４に記載の円偏光抽出光
学素子と、を有してなることを特徴とする偏光光源装
置。 - 【請求項１０】請求項９記載の偏光光源装置と、この偏
光光源装置の前記円偏光抽出光学素子から出射する偏光
光を受光して、前記偏光光に対する透過率を変化させて
透過するようにした液晶セルと、を有してなることを特
徴とする液晶表示装置。
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-
2001
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