[发明专利]分离圆偏振光的光学元件的制造方法、分离圆偏振光的光学元件以及具有该元件的偏振光光源装置以及液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示装置等等在显示装置上使用的分离圆偏振光的光学元件、特别是，涉及具有胆甾醇型结构层(以下称为“胆甾醇型层”)的分离圆偏振光的光学元件的制造方法、分离圆偏振光的光学元件、具有这种元件的偏振光光源装置以及液晶显示装置。

技术背景

以往，作为分离入射光中所包含的右旋或左旋圆偏振光分量，并使各圆偏振光分量有选择地反射或透射的光学元件，我们知道具有胆甾醇型液晶层的一种分离圆偏振光的光学元件。在这种分离圆偏振光的光学元件中，为了提高通过分离圆偏振光的光学元件而被分离的、指定旋光方向的圆偏振光分量(右旋的圆偏振光分量或左旋的圆偏振光分量)的利用效率，最好是使通过分离圆偏振光的光学元件而被分离的圆偏振光分量宽带化。为此，已有技术中，建议了一种将若干具有不同手性间距的胆甾醇型液晶层层叠构成的分离圆偏振光的光学元件(特开平8-271731号公报以及特开平11-264907号公报)。还建议了具有这种分离圆偏振光的光学元件的偏振光光源装置以及液晶显示装置(特开平9-304770)。

可是，在液晶显示装置等显示装置中使用上述分离圆偏振光的光学元件的情况下，面内的偏振状态均匀是重要的。这里，如图8所示，在液晶显示装置等中，分离圆偏振光的光学元件10，是在被深深地夹在正交尼科耳棱镜的状态(偏振片的透射轴互相正交的状态)下所配置的线性偏振片和椭圆偏振片等偏振片31、32之间的状态中被使用的，显示装置的显示状态，根据深深夹在偏振片31、32之间的液晶单元(图中未示)的状态而变化。因此，对液晶单元(图中未示)进行设计，使得在使偏振光完全透射的状态中，利用偏振片31、32，使入射光被全部阻断，从而没有传向外部的泄露光。

但是，在实际的显示装置中，由于分离圆偏振光的光学元件10的面内的偏振状态并不均匀，因此，即使在希望利用偏振片31、32，使入射光被完全阻断的情况下，也会在显示装置的面内显示出明暗图案，从而判断出显示装置的显示品质明显较低。

                            发明概述

本发明人，利用实验以及计算机模拟，对这种现象的原因进行深刻研究的结果，查明其主要原因在于分离圆偏振光的光学元件表面内分子的导向偶极子(director)方向。

本发明是基于对上述问题的认识而作出的，即便是在分离圆偏振光的光学元件被深深地夹在在正交尼科耳棱镜的状态中所配置一对偏振片之间的情况下，也能有效地抑制显示装置的面中显示出明暗图案而引起的显示装置的显示品质低下，本发明的目的是提供分离圆偏振光的光学元件的制造方法、分离圆偏振光的光学元件、具有该元件的偏振光光源装置以及液晶显示装置。

本发明提供了分离圆偏振光的光学元件的制造方法，作为第1解决方案，其特征在于包含：在支承基体材料上涂敷聚合材料，通过所述支承基体材料表面的实际上同一方向的定向约束力而使所述聚合材料定向的工序；以及在对被定向的所述聚合材料的3维交联的同时，使利用该聚合材料形成的胆甾醇型结构的手性间距根据所述支承基体材料的厚度方向变化，形成面对所述第1表面的第2表面侧的手性间距要比位于所述支承基体材料一侧上的第1表面侧的手性间距还要长的胆甾醇型层的工序。

本发明提供了分离圆偏振光的光学元件的制造方法，作为第2解决方案，其特征在于包含：在支承基体材料上涂敷聚合材料，通过所述支承基体材料表面的实际上同一方向的定向约束力而使所述聚合材料定向的工序；对定向的所述聚合材料进行3维交联，形成具有指定的手性间距的第1胆甾醇型涂层的工序；在所述第1胆甾醇型涂层上直接涂敷层叠用聚合材料，利用所述第1胆甾醇型涂层表面的定向约束力而使所述层叠用聚合材料定向的工序；对所述层叠用聚合材料进行3维交联，在所述第1胆甾醇型涂层上，形成具有比所述第1胆甾醇型涂层的手性间距还要长的第2胆甾醇型涂层的工序。

本发明提供了分离圆偏振光的光学元件的制造方法，作为第3解决方案，其特征在于包含：在支承基体材料上涂敷液晶聚合物，通过所述支承基体材料表面的实际上同一方向的定向约束力而使所述液晶聚合物定向的工序；在定向的所述液晶聚合物冷却为玻璃状态的同时，使利用该液晶聚合物形成的胆甾醇型结构的手性间距根据所述支承基体材料的厚度方向而变化，形成面对所述第1表面的第2表面侧的手性间距要比位于所述支承基体材料一侧上的第1表面侧的手性间距还要长的胆甾醇型层的工序。