JPH0453905A - 偏光素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明（友　光学機器分野において使用される偏光素子
、特に同心円偏光（または放射偏光）を直線偏光く　あ
るいは直線偏光を同心円偏光（または放射偏光）に変換
する偏光素子に関する。

従来の技術 従来　光の偏光状態を変換する偏光素子として、光学ヘ
ッド装置等では１／４波長板や１／２波長板等の直線位
相子が用いられてきた力丈　これらは光の偏光状態を全
面にわたって均一に変換するものであった 一−Ｘ　　主にツイスト・ネマチック液晶（以下、ＴＮ
液晶）を用いた表示装置等で１′！、液晶配列を変化さ
せて画素単位で偏光変換を行うｈ匁　画素の微細化（現
在１００〜２００μｍ角程度）にも限界があつ九 しかるに近蝦　光導波路やグレーティング等を組合わせ
た光集積素子において、小面積内で、空間的に異なった
分布をもつ偏光状態を直線偏光等の均質な偏光状態へ　
また均質な偏光状態を空間的に分布をもった偏光状態に
変換することが要求されつつある。

特級　同心円形状のグレーティングカブラを用いて導波
光を導波路外部に放射する光集積素子の場合、同心円の
接線方向または動径方向に振動面をもつ偏光状態と均質
な偏光状態との変換を行なう必要があった力丈　この様
な偏光変換を実現する素子は過去になかっ九 そこで、本出願人は上記機能を有する偏光素子およびそ
れを用いた光学ヘッド装置を特願平１−２４６８０８号
において提示し九 以下これを先行例と称することとし　第５＠第６図を用
いて先行例における偏光素子を用いた光学ヘッド装置の
説明を行なう。

第５図の先行例における光学ヘッド装置の構成図に於い
て、Ｓｉ基板ｌ上に低屈折率の透明層２が形成され　そ
の上に高屈折率の透明層３Ａ、　３Ｂが形成されていも
　透明層３Ａは円形ｔｌＬ　　３Ｂは３Ａを取り巻く輪
帯状であム 透明層３Ａ、　３Ｂの表面には中心軸りに対し同心円状
のグレーティングカブラ４Ａ、４Ｂが形成されていも　
透明層３Ａの表面には低屈折率の透明層５Ａを挟んで高
屈折率の透明層３ｃが形成され　透明層３Ｃは透明層３
Ｂとそのグレーティングカブラ４Ｂの内周側に面した領
域で接すム透明層３Ｃの表面には中心軸りに関し同心円
状のグレーティングカブラ４Ｃが形成されていも透明層
３Ｂの表面には低屈折率の透明層５Ｂが形成されており
、透明層５Ｂの屈折率は透明層５Ａに等しＬ％　　Ｓｉ
基板１には透明層３ん　３Ｂ間の断絶部に相当する位置
に光検出器６Ａ、６Ｂが形成されており、検出器６Ａ、
　６Ｂを覆う形で透明層５Ａ内に反射膜７が形成されて
いも　な礼　中心軸り近傍のＳｉ基板１は中空になって
いも半導体レーザー８を出射した直線偏光の光は集光レ
ンズ９により集光され　位相差板１９Ａおよび偏光素子
１０Ａによって同心円接線方向（または動径方向）の電
界ベクトルをもつ光１１に変換されも　この先１１が同
心円形状のグレーティング４Ｃによって導波層３Ｃ内に
入力し　層内を外周方向に向かって伝搬するＴＥモード
（または１Ｍモード）の導波光１２Ｃとなａ 導波光１２Ｃは導波層３ｃの最外周領域で導波層３Ｃか
ら導波層３Ｂに移り導波光１２Ｂとなム導波光１２Ｂは
グレーティングカブラ４Ｂにより放射され　放射光１３
となも　放射光１３は導波光１２ＢがＴＥモードであれ
ば電界ベクトルが同心円接線方向を向く偏光状態（以下
、同心円偏光と称する）の光となり、ＴＭモードであれ
ば電界ベクトルが動径方向を向く偏光状態（以下、放射
偏光と称する）の光となる。

この同心円偏光（または放射偏光）の光１３１友偏光素
子１０Ｂおよび位相差板１９Ｂを経て直線偏光の光とな
り、光ディスク１５の反射面１６上の点Ｆに集光すａ −人　反射面１６を反射する光ζよ　再び位相差板１９
Ｂおよび偏光素子１０Ｂを経て同心円偏光（または放射
偏光）の光となり、グレーティングカブラ４Ａ、４Ｂに
より導波層３Ａ、　３Ｂ内に入力し　それぞれ層内を外
周方匝　内周方向に向かって伝搬するＴＥモード（また
はＴＭモード）の導波光１８Ａ、　１８Ｂとなも　導波
光１８Ａ、１８Ｂは導波層３Ａ、　３Ｂの最外端服　最
内端部で放射され　それぞれ光検出器６Ａ、　６Ｂに受
光されも 次へ　偏光素子１０Ｂおよび位相差板１９Ｂを集光点Ｆ
とグレーティングカプラ４Ｂの間に設けることで生ずる
効果について第６図を用いて説明すも 第６図（ａ）、（ｂ）は同心円形状のグレーティングカ
ブラにより光を集光した場合の集光点での光強度分布断
面図の例を示しており、　（ａ）は同心円偏光（または
放射偏光）の光　（ｂ）は直線偏光の光であ＆（ａ）と
（ｂ）の比較から明らかなようへ　同心円偏光（または
放射偏光）シヨ　　直線偏光に比べて良好な集光性が得
られなし　これは電界ベクトルが同心円中心について対
角位置で互いに逆ベクトルをなし　集光点で打消し合う
ためであも　従って偏光素子１０Ｂおよび位相差板１９
Ｂをグレーティングカブラ４Ｂと集光点との間に配置し
　同心円偏光（または放射偏光）を完全な直線偏光に変
換すれば　高い集光性が得られも一人　第５図における
反射光１７がグレーティングカブラ４Ａ、　４Ｂにより
導波路３Ａ、　３Ｂ内へ入力する暇　高い入力結合効率
を得るために（よ反射光と放射光の偏光状態が同じであ
ることが望ましく〜　従って、偏光素子１０Ｂおよび位
相差板１９Ｂが可逆的に直線偏光と同心円偏光（または
放射偏光）の変換を行うことか収　反射光の導波路への
入力結合効率を高める効果もあも次へ　第７図を用いて
、先行例における偏光素子１０Ｂと位相差板１９Ｂによ
る光の偏光状態の変化を説明すも　同図（ａ）！、ｔ、
　　偏光素子１０Ｂによる偏光変換原理を示す。偏光素
子１０Ｂは１層のＴＮ液晶層で構成され　このＴＮ液晶
層は片側（集光点Ｆ側）が実線４０で示す一方向の直線
状の液晶配置　他面側（グレーティングカプラ４Ｂ側）
が破線４１で示す円の接線方向の液晶配向を施すことで
形成されていも このような簡易な液晶配向処理を施すことで、液晶ツイ
スト角θが同心円周上の各位置で連続的に異なる分布を
持ったＴＮ構造の液晶層が得られも　すなわ板　同心円
周上で（イ）から（ロ）を経て（八）に至る各位置で、
ツイスト角θはθ＝−π／２からθ＝０を経てθ＝π／
２へと変化しており（ただし紙面上反時計回りのツイス
トを右ねじれとしそのツイスト角を負とする）、（ニ）
から（ネ）を経て（へ）に至る各位置について耘　同様
のＴＮ構造となも 一般にＴＮ構造の液晶層に直線偏光の光が入射すると、
ＴＮ構造のねじれに沿って光の電界ベクトルが回転すム
　従って、グレーティングカブラ４Ｂより放射される同
心円偏光の光（破線矢印で示される電界ベクトル４２）
ζよ　素子の各位置での液晶ツイスト角とほぼ同じ角度
だけ旋光し　液晶層の直線配向方向に電界ベクトルをも
つ光（実線矢印の電界ベクトル４３）となも な耘　液晶層のねじれの向きが同心円中心を通り直線配
向方向に平行な直線４４で分けられる２つの領域Ａ、　
　Ｂで互いに逆になるので、電界ベクトル４３の向き耘
　領域Ａ、　　Ｂで互いに逆向きとなる（すなわち位相
がπだけずれている）。

第７図（ｂ）は先行例における位相差板１９Ｂの位相補
償原理を示し　同心円中心を通り液晶層の直線配向方向
と略平行な直線４４　（同図（ａ）参照）で２っに分け
られた領域ん　Ｂの片側Ｂに位相差板１９Ｂを構成して
いも 位相差板１９Ｂの屈折率をｎ１、厚みをｄ１、レーザー
光の波長をλとすると、位相差板１９Ｂを透過する側の
光と透過しない側の光の位相差力（２π（ｒｚ−１）ｄ
＋となるようく　すなわ板ｄ＋＝（２ｋ　　ｌ）λ／２
（ｎ＋−１）（ｋ；　　自然数） の関係を満すように作成すれば　領域Ａ、　　Ｂを透過
する光の位相をπだけずらすことができも　従って、液
晶層を通過した光（互いに向きの異なる電界ベクトルａ
Ｓ、ａ・の光）は位相差板１９Ｂを透過することで位相
が揃し＼　互いに向きの等しい電界ベクトルａｍ、ａマ
の光　すなわち完全な直線偏光の光となム　このように
　偏光素子１０Ｂと位相差板１９Ｂとを組み合わせるこ
とで領域九Ｂを通過する光の位相差が補償され同心円偏
光を直線偏光に変換することができも また　これらの変換には可逆性があり、直線偏光から同
心円偏光への変換も同様に行なうことができも なお　第５図における位相差板１９Ａおよび偏光素子１
０Ａは上記の位相差板１９Ｂおよび偏光素子１０Ｂと同
じ構成であり、同様の原理で半導体レーザー８から出射
する直線偏光の光を完全な同心円偏光に変換することが
できも 発明が解決しようとする課題 以上説明したようへ　同心円形状のグレーティングカプ
ラを用いて高い集光性および高い入力結合効率を実現す
るには可逆的に直線偏光と同心円偏光との変換を行う偏
光素子が必要であり、特願平１−２４６８０８において
提案した偏光素子を用いれはこの偏光変換が実現できも 一人　上記先行例の偏光素子において、偏光変換性能を
更に向上させるためには　次のような課題があっち 第８図は先行例の偏光素子におけるＴＮ液晶層のツイス
ト角分布を表わす図であも　第８図で点０は上記の同心
円状配向の円中心を示し　矢印Ｓは液晶配向面の直線配
向側の配向方向を示す。ＴＮ液晶層の液晶配列が理想的
に形成されれば　同心円中心を通り、方向Ｓに直交する
直線上で液晶ツイスト角θ＝０となり、領域Ａの点０に
対する方位角α自の直線上では　液晶ツイスト角θがθ
＝α１、領域Ｂの方位角α―の直線上ではθ＝α８とな
ａ　（ただし　α４、α８ともに時計回り方向を正とす
も　） すなわ杖　点Ｏを通る直線Ｓ方向の直線領域ＢＯでは互
いに逆ねじれ（ツイスト角θ−π／２とθ−−π／２）
のＴＮ構造が隣接する境界線　いわゆるディスクリネー
ションラインが発生すム　このディスクリネーションラ
インは幅がきわめて小さい線状の領域であるので、第８
図のようにディスクリネーションラインが同心円中心を
通る直線配向方向の直線と完全に一致していれ（二　偏
光変換性能に大きい影響を及ぼさな（℃ しかしなか収　第９図の偏光素子１０Ｂの平面図に示す
よう＆へ　一般にディスクリネーションライン４１１戴
　同心円中心０を通る直線配向方向の直線Ｌ４に対し　
乱れた状態となも　これは液晶住人時の液晶の流動性や
、液晶配向面の表面状態およびツイスト・ネマチック液
晶材料に含まれる旋回性物質の影響により液晶層内のの
弾性エネルギの均衡がくずれていることによム このようにディスクリネーションライン４１が乱れると
、位相差板端面（直線Ｌ４に相当）との開にずれた領域
（斜線部Ｆ）が生し　この領域で偏光素子の変換特性が
劣化すム　特＆へ　偏光素子が小さい場合に慰　このデ
ィスクリネーションラインの乱れによる影響は大きいも
のとな４課題を解決するための手段 本発明は上記の問題点を解決する偏光素子とその製造方
法を提供するものであり、以下の手段を用いも すなわ板　液晶配向面の一方が直線方向　もう一方が同
心円の接線方向の配向である液晶配向面間にツイスト・
ネマチック液晶層を有する偏光素子において、同心円中
心を通り直線配向方向に略平行な直線で分けられる２つ
の領域で液晶層の厚みを異ならせることであム あるい（よ　直線方向の液晶配向面上へ　同心円中心を
通り前記直線方向に略平行な直線状の領域に凹部または
凸部を設（す、同心円中心を通り直線配向方向に略平行
な直線上で液晶層の厚みが変化する構成とす４ あるいは　同心円中心を通り直線配向方向に略平行な直
線によって分けられる液晶層の２つの領域で直線配向方
向の角度を異ならせも あるいは　液晶配向面の一方が直線方向　もう一方が同
心円接線方向の配向処理を施した２枚の透明基板間にツ
イスト・ネマチック液晶層を設けてなる偏光素子の製造
において、前記２枚の透明基板間に液晶を封入した抵　
液晶をＮ−Ｉ点近傍に加熱したのち冷却を行なう熱処理
を施すことであム あるい（よ　表面に透明導電膜を有する２枚の透明基板
の一方に直線方向　もう一方に同心円の接線方向の配向
処理を施した後、前記２枚の透明基板間にツイスト・ネ
マチック液晶層を設けた後、液晶層に電圧を印加する。

作用 上記の構成によれば　ディスクリネーションラインの位
置を、同心円中心を通る直線配向方向に略平行な直線上
に安定して作成することができるので、ＴＮ液晶層の液
晶配列が良好で偏光変換性能の高い偏光素子が得られも 実施例 本発明による偏光素子の実施例について、第１図から第
４図を用いて説明すム　な耘　先行例と同じ構成につい
ては同じ番号を用１．％　　具体的な説明は省略すも 第１図に本発明の実施例の偏光素子を平面図および断面
構成図で示す。図において、透明基板２０Ａの内面側の
表面に１よ　エツチング等により透明の段差部２１が設
けられていも　透明基板２０Ａおよび段差部２１と、透
明基板２０Ｂの表面には液晶を配向させるための液晶配
向膜２２、２３がそれぞれ形成されており、　２２の表
面には段差境界線Ｌ＋と平行な矢印２６方向の直線配向
戟　２３の表面にはＬｉ上の点０を中心とする同心円接
線方向（破線矢印２７）の配向が施されていもさて、以
上の様に　液晶層２４、２５は２枚の透明基板２０Ａお
よび２０Ｂにより挟まれており、同心円中心０を通り直
線Ｌ１によって分けられる２つの領域Ａ、　　Ｂのうち
の領域Ａに属する液晶層２４と、領域Ｂに属する液晶層
２５とでＧｉ　　段差部２１により液晶層の厚みが異な
っていも　このような構成により、先行例と同様　同心
円周上の液晶ツイスト角θパ　領域九　Ｂでそれぞれθ
＝−π／２からθ＝π／２まで連続的に分布したＴＮ液
晶層構造が得られ　かス　液晶層２４と液晶層２５は段
差部２１の端面部（直線Ｌ１に相当）で厚みの変化によ
り明確な不連続性をも１ 従って、ディスクリネーションは　段差部２１の端面部
（直線Ｌ＋）上に現れやすくなるので、ＴＮ液晶構造が
所望の状態に安定して形成されることになム また　本実施例の偏光素子でζ友　液晶層２４．２５を
透過した光は先行例と同様　直線配向方向２６の互いに
向きの異なる電界ベクトルの光である力交　２つの領域
Ａ、　　Ｂでその光路長が異なっているた６　　Ａ、８
間で位相差が発生ずも　しかし先行例における光学ヘッ
ド装置のごとく入力グレーティングカブラ４Ｃとレーザ
ー光源８との肌および出力グレーティングカブラ４Ｂと
集光点Ｆとの間の両方に直線配向方向を一致させて配置
すれば　互いに位相が補償され　完全な直線偏光の光に
変換することができも　この場合、位相差板１９Ａ、１
９Ｂは省略できも 次に　第１図の偏光素子により、先行例における偏光素
子１０Ｂと位相差板１９Ｂの組合せと同様　完全な同心
円偏光と直線偏光との変換を行なう場合について考察す
も 一般？−、ＴＮ液晶層に入射側液晶分子軸と平行または
直交する電界ベクトルの直線偏光が入射し出射側分子軸
と平行または直交する電界ベクトルの直線偏光が出射す
るときへ　ツイスト角θと光の波長λとの関係１ｉ　　
Ｇｏｏｃｈ−Ｔａｒｒｙの式（Ｃ９Ｈ，Ｇｏ。

ｃｈ　ａｎｄ　ＨｏＡ、Ｔａｒｒｙ、　　’Ｔｈｅ　ｏ
ｐｔｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｔｗｉｓｔｅ
ｄ　ｎｅｍａｔｉｃ　１ｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　
５ｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｗｉｔｈ　　ｔｗｉｓｔ　　ａ
ｎｇｌｅｓ＜９０°　’　、Ａｐｐ１、Ｐｈｙｓ、、Ｖ
ｏ１、８，１９７５．参照。　　）　よ　リ、 θ（１＋（πｄΔｎバθλ））”　］’　”２ｋｙｒ　
　（ｋ；整数）・・・（１） で表わされ、Ｌ　　（１）式で八〇は液晶の屈折率異方
法ｄは液晶層の厚みを表わす。

（１）式を変形すると、（２）式のように表わせムλ−
Δｎｄ（４ｋ”−θ”／ｒｒ　”）−””　　　　　　
　・・・（２）（２）式より、　λはθに対し　θ＝０
を極小値とした下に凸の曲線を描く。

−Ｘ　　本発明の偏光素子は液晶層のツイスト角θバ　
−π／２≦θ≦π／２の範囲で連続的に分布しているの
六　〇＝０のときλは極小値（＝λ重）、θ＝土π／２
のときλは極大値（＝λａ）をとも　従って、使用する
光源の波長をλとすると、　λ１≦λ≦λ虚の関係を満
たすように液晶層のΔｎｄ値を設定すればよｔ〜 すなわ板 θ＝０のとき（１）弐Ｃよ Δｎｄ（２ｋ）−’−λ　（−λ＋）　　（ｋ；自然数
）　　−−−（３）θ＝π／２のとき（１）式は △ｎｄ（４ｋ”　−１７４）−”　”−λ　（−λ２）
　　　　　　−−−（４）（ｋ；自然数） であるので、下記の（５）式の条件を満たすことで良好
な偏光変換が実現できも （４ｋ”−１／４）”’≦Δｎｄ／λ≦２ｋ　　　　　
　−・（５）（ｋ：自然数） 以上のことか収　第１図に示す偏光素子の液晶層２４．
２５力丈　それぞれ（６）！　　（７）式を満足してい
ることが望まししも （１６に＋”−１）””≦２△ｎｃｈ／λ≦４に＋　　
　　−−−（ａ）（ｋＢ自然数） （１８に２”−１）””≦２△ｎｄｓ／λ≦４に２”（
７）（ｋ２；自然数） さらに　透明段差部２１に先行例の位相差板１９Ｂの機
能をもたせるために　位相差板１９Ｂの屈折率を氏　レ
ーザー光の波長をλとすると、段差部２１を透過する側
の光と透過しない側の光の位相差力（２ｙｒ（ｎ＋−ｎ
ｏ）ｌｄ＋−ｄａｌであるか収（ｎ＋　−ｎｏ　）ｌｄ
＋　−ｄ２１　＝　（２ｋｇ　−１）λ／２　　・−（
８）（ｋ３；自然数） の関係を満すように作成すれば　領域Ａ、　　Ｂを透過
する光の位相が揃った　完全な同心円偏光と直線偏光へ
の変換ができも 第２図は本発明の他の実施例である偏光素子の断面構成
図であり、図のように２枚の透明基板２０Ａ（直線配向
側）、　２０Ｂ（同心円配向側）の液晶配向面のう−直
線配向側の基板２０Ａ上に同心円中心を通る直線配向方
向の直線凹部５０また（友　直線凸部５１を設けられて
いも　このような構成によってＬ　凹部５０または凸部
５１により液晶層５２の厚みが変化していることでディ
スクリネーシーンラインが凹部５０または凸部５１に沿
って安定されも 第３図は更に実施例である偏光素子の直線配向面の配向
方法を示す図であも　図において基板３１の表面にはポ
リイミド等の有機配向膜がスピンコード等により塗布さ
れていも この基板３１をナイロン製の布などでラビングし　直線
方向の配向処理を施す暇　図のようにま哄　基板３１の
半分の領域Ａを薄板材３０で覆ｔ＼薄板材３０の直線状
端面Ｌ２に対して２〜３　（ｄｅｇ）程度（図中時計回
りを正とする）傾いたＰｂ方向にラビングすム　次にラ
ビングした領域を薄板材３０で覆（Ｘ　領域Ｂを直線Ｌ
２に対して−２〜−３（ｄｅｇ）程度類いた方向Ｐ−に
ラビングする。

この紘　基板３１を同心円接線方向の配向を施したもう
一枚の基板と貼合わせる際　領域Ａと領域Ｂの境界が同
心円の中心軸と交わるようにアライメントし　液晶材料
　シール材を介して貼合わせも　直線配向面にこのよう
な配向処理を施すことで、直線Ｌ２上の領域では直線配
向面近傍の液晶分子の向きが不連続であることから直線
Ｌｅ上にディスクリネーションラインが安定して形成さ
れも一人　先行例の偏光素子について、その製造方法に
工夫を施すことによってｋ　ディスクリネーションライ
ンの位置を安定に作成することができも 第４図は　偏光素子を作成した夜　液晶材料のＮ−Ｉ点
（液晶の光学的異方性が消失する温度）まで液晶を一旦
加熱し　その檄　徐冷した場合のディスクリネーション
ラインの変化を示す図であも　同図（ａ）は加熱前の状
態を示し　同図（ｂ）は加熱後の状態を示す。図のよう
に素子を加賑徐冷することで、液晶注入時の流動性や液
晶配向面の表面等により生じた液晶層の弾性エネルギの
不均衡状態を解除し　液晶を所望の状態に再配列するこ
とができも また　液晶層を挟む透明基板上にＩＴＯ等の透明導電膜
を設（す、偏光素子を作成檄　この透明導電膜により液
晶層−に１度または数度にわたり、電圧を印加すること
によっても液晶の再配列により、第４図のごとく直線Ｌ
ｓ上にディスクリネーションラインを作成できも 発明の効果 本発明によれば　ディスクリネーションラインの位置の
不安定性をなくし　液晶ツイスト角が所定の位置でより
安定した状態で偏光素子を作成することができるので、
高い同心円偏光と直線偏光との偏光変換性能を有する偏
光素子が実現されその効果は非常に太き（ｔ

【図面の簡単な説明】

第３図は更に他の実施例における配向方法を示す工程説
明医　第４図は本発明の偏光素子の製造方法の一実施例
におけるディスクリネーションラインの変化医　第５図
Ｃヨ　　先行例の偏光素子およびそれを用いた光学ヘッ
ド装置の側断面医　第６図は第５図の光学ヘッド装置の
集光位置での光強度分布医　第７図（友　先行例の偏光
素子の偏光変換性能医　第８図は先行例の偏光素子の液
晶ツイスト角分布ｌ　第９図はディスクリネーションラ
インの変動図であも ■・・・Ｓｉ基板　２・・・低屈折率の透明＃　３Ａ、
３Ｂ、３Ｃ・・・高屈折率の透明［４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・
・・グレーティングカプラ、　Ｌ・・・中心＄１１１　
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ・・・低屈折率の透明Ｗ／Ｌ　６Ａ、
６Ｂ・・・光検出銖　７・・・反射風　８・・・半導体
レーザー、　９・・・集光レン、ＣＩＯＡ、　１０＆　
・・・偏光素子、　１１・・・入力元　１２Ｃ，１８Ａ
、１８Ｂ・・・導波光　１３・・・放射光　１６・・・
光デイスク反射面　１７Ａ、１７Ｂ・・・反射１１９Ａ
、　１９Ｂ・・・位相差板２１・・・透明段差部　２４
、２５・・・液晶層　２６．２７・・・液晶配向方陳　
５０・・・直線凹脈　５１・・・直線５昆 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 ＸＩＡお８ ｎ、２３ Ｎ、２５ 為、２７ ｒ ｉ！１１１１暮仮 段　惇　部 牽晶配向− 漠晶層 潅晶配置１１方呵 １９１１Ｑ　牲− 第 図 第 図 ２−＊　　＊　　口　卸 ５１−−−　ａ輪凸部 ５２−　漬晶壜 ０ｇ ０Ｂ 第 図 暮 伝 帖 図 り 軸 （り 一）（μｍ） −（り 軸）（μｍ） 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の液晶配向面の一方が直線方向、もう一方が
   同心円の接線方向の配向である配向面間にツイスト・ネ
   マチック液晶層を有する偏光素子であって、前記同心円
   の中心を通り前記直線方向に略平行な直線で分けられる
   ２つの領域で液晶層の厚みが異なることを特徴とする偏
   光素子。
2. （２）２つの領域の一方に液晶層に隣接して透明な段差
   部を配置することで前記２つの領域間の液晶層の厚みを
   異ならせると共に、透明な段差部の屈折率をｎ、前記ツ
   イスト・ネマチック液晶層の屈折率異方性をΔｎ（＝ｎ
   ＿ｏ−ｎ＿ｏ）、前記２つの領域の液晶層の厚みをｄ＿
   １、ｄ＿２、光の波長をλとして、これらの値が （１６ｋ＿１＾２−１）＾１＾／＾≦２Δｎｄ＿１／λ
   ≦４ｋ＿１かつ （１６ｋ＿２＾２−１）＾１＾／＾２≦２Δｎｄ＿２／
   λ≦４ｋ＿２かつ ｜ｎ−ｎ＿ｏ｜｜ｄ＿２−ｄ＿１｜＝（２ｋ＿３−１）
   λ／２（または｜ｎ−ｎ＿ｏ｜｜ｄ＿２−ｄ＿１｜＝（
   ２ｋ＿３−１）λ／２）（ｋ＿１、ｋ＿２、ｋ＿３；自
   然数） の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の偏光素
   子。
3. （３）一対の液晶配向面の一方が直線方向、もう一方が
   同心円の接線方向の配向である液晶配向面間にツイスト
   ・ネマチック液晶層を有する偏光素子であって、直線配
   向面に、同心円中心を通り前記直線配向方向に略平行な
   直線状の凹部または凸部を形成したことを特徴とする偏
   光素子。
4. （４）一対の液晶配向面の一方が直線方向、もう一方が
   同心円の接線方向の配向である液晶配向面間にツイスト
   ・ネマチック液晶層を有する偏光素子であって、前記同
   心円中心を通り前記直線方向に略平行な直線によって分
   けられる液晶層の２つの領域で直線配向方向が異なるこ
   とを特徴とする偏光素子。
5. （５）一対の液晶配向面の一方に直線方向、もう一方に
   同心円の接線方向の配向処理を施した２枚の透明基板間
   にツイスト・ネマチック液晶層を設けてなる偏光素子の
   製造方法であって、前記２枚の透明基板間に液晶を封入
   した後、液晶をＮ−Ｉ点近傍に加熱したのち冷却する熱
   処理を施すことを特徴とする偏光素子の製造方法。
6. （６）表面に透明導電膜を有する２枚の透明基板の一方
   に直線方向、もう一方に同心円の接線方向の配向処理を
   施した後、前記２枚の透明基板間にツイスト・ネマチッ
   ク液晶層を設けてなる偏光素子の製造方法であって、前
   記２枚の透明基板間に液晶を封入した後、前記液晶層に
   電圧を印加して液晶を再配列させる工程を実施すること
   を特徴とする偏光素子の製造方法。