(57)【要約】【課題】偏光板への入射光が如何なる偏光成分を有していようとも、その偏光成分毎に空間的に分離抽出することが要求される用途に好適な「回転対称偏光板」を提供する。【解決手段】偏光吸収軸が隣接した領域毎に連続的に変化しており、領域毎の偏光吸収軸が回転対称となっていることを特徴とする回転対称偏光板であって、基材表面に塗工された液晶性高分子と２色性染料とを含む液状の偏光膜を、染料分子が液晶相状態の時に、周回成分を含む外力を加えることにより配向されてなる固体状の偏光膜を有する構成であることを特徴とする回転対称偏光板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光吸収軸が隣接した領域毎に連続的に変化しており、領域毎の偏光吸収軸が回転対称となっていることを特徴とする回転対称偏光板であって、
基材表面に塗工された液晶性高分子と２色性染料とを含む液状の偏光膜を、染料分子が液晶相状態の時に、周回成分を含む外力を加えることにより配向されてなる固体状の偏光膜を有する構成であることを特徴とする回転対称偏光板。
【請求項２】
回転対称の軸を中心に持つ円形もしくはドーナッツ型形状の偏光膜を含んでいることを特徴とする請求項１記載の回転対称偏光板。
【請求項３】
回転対称の軸を円心に持つ半円もしくはドーナッツ型の半分の形状の偏光膜を含んでいること特徴とする請求項１に記載の回転対称偏光板。
【請求項４】
回転対称の軸を円心に持つ円の１／４もしくはドーナッツ型の１／４の形状の偏光膜を含んでいること特徴とする請求項１に記載の回転対称偏光板。
【請求項５】
平面状の基材に対して、偏光吸収軸と偏光透過軸を有する２色性材料を塗工する際に、基材と塗工ヘッドとを、基材の表面の法線を回転軸として相対的に回転しながら塗工することにより、回転方向に沿って２色性材料を配向させることを特徴とする回転対称偏光板の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線偏光を選択的に透過する偏光板およびその作製方法に関する。
特に、光の透過容易軸または光の吸収軸を、その入射光に対する光透過あるいは光吸収作用が一平面内のあらゆる方向に対して均一になる軸対称状に配向した軸対称偏光板、及びこのような軸対称偏光板を簡単に作製する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の偏光板は、単に特定の直線偏光を透過し、これと直交する成分を吸収するものであった。
このような偏光板は、特定の偏光成分の抽出には便利であるが、例えば、偏光状態の分からない光の偏光を解析する際には、複数の工程や複雑な光学系が必要となるなどの問題があった。
【０００３】
偏光板の用途では、表示画像を規定する液晶パネルの少なくとも片面に配置して、前記パネル内の液晶層の配向状態との組み合わせにより、画素単位での透過／非透過を制御し、最終的に表示光を生成するための用途が最も普及している。
上記用途（液晶表示装置）では、軸対称偏光板と液晶層の配向状態との組み合わせにより、視角特性を全方向で完全に等しくすることで、表示画像を見やすくした液晶表示装置の改善に係る提案も行なわれている。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１９２３号公報
【０００５】
特許文献１では、液晶分子が全方向均一な配向状態（渦巻き状など）となっている「軸対称液晶配向」の場合、偏光板としても「軸対称偏光板」の採用により、視角特性の改善が実現されるとされており、軸対称偏光板を得る方法については、以下の（１）〜（３）に示すような記載が見られる。尚、（１）（２）は、特許文献１の発明における従来技術としての位置付けの説明であり、（３）が特許文献１の発明に係る説明である。
【０００６】
（１）回転ラビングした基板上に２色性染料を含浸させる。
（２）基板上に、同心円状，放射状の無数の細溝を作成し、細溝に沿って２色性染料を吸着又は含浸させる。
（３）溶媒となる重合性液晶材料中に２色性染料を添加した混合物の分子を軸対称状に配向させ、その後、前記配向状態を乱さないように前記混合物の重合を行い、２色性染料の分子を、上記配向状態における軸対称性が保持されるよう、重合した液晶高分子の分子間に固定する。
【０００７】
（１）（２）の手法では、吸着，含浸などによる２色性染料の配向を規制する能力は低く、偏光板としてのコントラストの低下を招きやすい、と特許文献１で指摘されている。
２色性染料の配向を規制する能力を高めるため、（３）では、重合性液晶材料の硬化によりその分子がなす軸対称状の配向状態を固定化し、添加されている２色性染料もマトリックス中に固定化する手法を採用している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、偏光板を構成する基板上への細溝の作成や、溶媒の重合処理などを要さず、一層簡便な手法により、軸対称偏光板を得ると共に、液晶層の配向状態との組み合わせを必要としない前記偏光板の用途を提案することを目的とする。
【０００９】
特に、あらゆる方向においても対称的な偏光吸収軸を備えることで、偏光板への入射光が如何なる偏光成分を有していようとも、その偏光成分毎に空間的に分離抽出することが要求される用途に好適な「回転対称偏光板」を提供する。
【００１０】
請求項１記載の本発明は、
偏光吸収軸が隣接した領域毎に連続的に変化しており、領域毎の偏光吸収軸が回転対称となっていることを特徴とする回転対称偏光板であって、
基材表面に塗工された液晶性高分子と２色性染料とを含む液状の偏光膜を、染料分子が液晶相状態の時に、周回成分を含む外力を加えることにより配向されてなる固体状の偏光膜を有する構成であることを特徴とする回転対称偏光板である。
【００１１】
上記偏光板の製造に際しては、
平面状の基材に対して、偏光吸収軸と偏光透過軸を有する２色性材料を塗工する際に、基材と塗工ヘッドとを、基材の表面の法線を回転軸として相対的に回転しながら塗工することにより、回転方向に沿って２色性材料を配向させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による偏光板では、偏光吸収軸を回転対称とすることにより、任意の光の光路上に本発明の偏光板を配置するだけで、瞬時に全ての偏光方向において、その偏光成分毎に空間的に分離抽出することが出来る。
そのため、少しずつ角度の異なる偏光方向を持つ直線偏光成分が円周方向に並んだ光を形成することや、任意の光を構成する直線偏光成分を、簡便にかつ正確に解析することが容易となる。
また、上記特性を備える「回転対称偏光板」が、基板上への機械的加工や重合処理などのように、大掛かりな設備を要さずに、比較的容易に得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による偏光板では、偏光吸収軸が円心から対称になるように配置され、偏光板の局所的な領域を透過する光は、その領域の偏光吸収軸と直交する成分の偏光のみであるため、本発明の偏光板全体では入射した光の偏光状態を円心を中心とした二次元的な光強度分布に変換する作用を持つ。
すなわち、入射した光の直線偏光成分に従って、各直線偏光成分の偏光方向ξが透過後には回転角θに対応した光強度分布となる（図１参照）。
このとき、θ＝ξ＋９０゜の関係になっており、直感的に偏光成分を知ることができる。
【００１４】
従って、本発明の偏光板を通して、図２のような配置で視覚することにより、目視でも簡便に偏光状態を確認できる（入射した光に含まれる直線偏光の成分が偏光板上の光強度分布として観察できる）。
入射した光が直線偏光の場合、図３のようなパターン（光強度分布）が観察でき、容易に偏光の方向を知ることができる。
入射した光が様々な偏光成分を含んでいる場合、その偏光成分の強さに従って、観察されるパターンが変化し、その偏光成分の割合を容易に把握できる。ここで、本発明の偏光板の直後に拡散板を配置すると、観察位置を広くすることができる。また、ＣＣＤカメラなどにより偏光板を通過した光強度分布をコンピュータに取り込んで詳細な偏光状態を解析することも容易である。
【００１５】
一方、同様にして、本発明の偏光板を透過した偏光パターン光を対象物に投影し、対象物の反射・透過時の偏光依存性などを簡便に調べることも可能である。
請求項２に記載の本発明の偏光板では、回転対称の軸を中心に持つ円形もしくはドーナッツ型を含んでいる。（図４参照）
従って、円周方向における位置の読み取りを容易に正確に行うことができる。
特に、円心を通る線上は同一の偏光成分に対応している（ＡとＡ’、ＢとＢ’等）ため、円心を中心とした二カ所で位置や光強度を測定することで、より正確な偏光方向およびその強度を知ることができる。従って、全ての偏光方向に対する成分が極めて正確に同時に抽出できる。
【００１６】
請求項３に記載の本発明の偏光板では、回転対称の軸を円心に持つ半円もしくはドーナッツ型の半分の形状を含んでいる。（図５参照）
この場合、円形などの場合に比べて、サイズの小型化、製造コストの低下などの効果がある。
また、全ての偏光方向に対する成分が同時に抽出できる。
従って、全ての偏光方向に対する成分が同時に抽出できる。
【００１７】
請求項４に記載の本発明の偏光板では、回転対称の軸を円心に持つ円の１／４、もしくはドーナッツ型の１／４の形状を含んでいる。（図６参照）
この場合、円形などの場合に比べて、サイズの小型化、製造コストの低下などの効果がある。
本形態は、特に直線偏光の方向の特定を簡便に行うのに適している。
【００１８】
本発明による回転対称偏光板の製造方法では、
平面状の基材に対して、偏光吸収軸と偏光透過軸を有する２色性材料を塗工する際に、基材と塗工ヘッドとを、基材の表面の法線を回転軸として相対的に回転しながら塗工することにより、回転方向に沿って２色性材料を配向させることを特徴とする。（図７参照）
従って、基板表面に細溝の形成，重合処理などを要さず、請求項１〜４に示した回転対称偏光板を容易に高精度に作製することが可能である。
【００１９】
染料分子が液晶相状態の時に力を加え、その後液晶相を固体フイルムに変換させることにより、偏光膜の配向が容易に得られる材料・プロセスは、特表２００１−５０４２３８に記載されており、本発明では、前記公報に係る材料の選択が必須である。
【００２０】
上記プロセスは、
基板の選ばれた表面を１種以上の有機染料を含むリオトロピツク液晶溶液の層で被覆する工程；
前記リオトロピツク液晶の層に力を加えて前記リオトロピツク液晶の層内の前記染料分子に好ましい配向を持たせる工程；並びに
前記リオトロピツク液晶溶液を固化させ、前記選ばれた表面上に偏光層を形成する工程；を含む方法。
であり、本発明では、「好ましい配向を持たせる」ためのサブ・プロセスとして、基材と塗工ヘッドとの相対回転塗工が選択される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の回転対称偏光板（円形）の構成例を示す説明図。
【図２】本発明の回転対称偏光板の使用例（偏光成分の解析例）を示した説明図。
【図３】直線偏光を透過した場合の本発明の回転対称偏光板の観察例を示す説明図。
【図４】本発明の回転対称偏光板（ドーナッツ型）の構成例を示す説明図。
【図５】本発明の回転対称偏光板（半円形）の構成例を示す説明図。
【図６】本発明の回転対称偏光板（１／４円形）の構成例を示す説明図。
【図７】本発明の回転対称偏光板の作製方法を示す説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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