JPH0921913A

JPH0921913A - 軸対称偏光板及びその製造方法，並びに液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0921913A
Application number: JP7170053A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Yamada; 信明山田; Masayuki Okamoto; 正之岡本; Shuichi Kanzaki; 修一神崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-21
Also published as: US6175398B1

Abstract

(57)【要約】【課題】光の透過容易軸または光の吸収軸１０１ａ
が、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
向した部分１０１を複数有する軸対称偏光板を、工業的
に容易にかつ再現性よく製造することができるものとす
る。【解決手段】上記軸対称偏光板１００を、その構成材
料として、少なくとも液晶性高分子と２色性染料とを含
む構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸対称偏光板及び
その製造方法，並びに液晶表示装置に関し、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。

【０００２】また本発明は、上記のような軸対称偏光板
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して、表示画像を見やすくした液
晶表示装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】このような液晶表示装置は、具体的に
は、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどの
個人用表示装置はもちろんのこと、携帯情報端末などの
多人数で使用する、特に２〜４人で机上で囲んで使用す
るような装置などに適用でき、反射型液晶素子として
も、さらに携帯可能な表示素子としても使用できるもの
であり、現在その開発が進められている。

【０００４】以下、まず、液晶表示装置における視角特
性の改善の原理について図２４を用いて説明する。

【０００５】図２４（ａ）〜（ｃ）は液晶分子を２方向
に配向させた液晶セルの配向状態の変化、図２４（ｄ）
〜（ｆ）は通常のＴＮモードの液晶セルの配向状態の変
化を示している。

【０００６】図において、１１は、対向する上下の基板
２，１間に形成された、１つの絵素に対応する液晶セル
で、初期配向状態にて液晶分子９の配向方向が異なる２
つの領域（液晶ドメイン）８ａ，８ｂを有しており、該
液晶セル１１は高分子等からなる仕切り壁７により囲ま
れている。なお１０は上記両液晶ドメイン８ａ，８ｂの
境界である。また１２は、対向する一対の基板１，２間
に形成された、１つの絵素に対応する通常のＴＮモード
の液晶セルで、その液晶分子１３は、該液晶セル内では
同一の配向方向となっている。またこれらの液晶セルに
ついては、上記上基板２及び下基板１側に、その偏光軸
が互いに直交するよう上側及び下側偏光板（図示せず）
が設けられている。

【０００７】液晶の配向状態を改善して、液晶表示素子
の視角特性を改良するためには、図２４（ａ）〜（ｃ）
に示すように、絵素に対応する液晶セル内に、液晶分子
の配向方向の異なる領域を２つ以上設定する必要であ
る。

【０００８】このような液晶セル１１では、中間調状
態、つまり電圧印加により液晶分子が水平配向状態から
垂直配向状態に変化する途中の状態では、図２４（ｂ）
に示すようにＡ、Ｂ両方向に対する光の透過率が平均化
されて、Ａ、Ｂ両方向におけるコントラストが等しくな
り、視角特性が図２４（ｅ）に示すＴＮモードの液晶セ
ル１２の中間調状態のものに比べて改善される。

【０００９】しかし、これらの素子（液晶セル）１１，
１２においても、飽和電圧印加状態（図２４（ｃ），
（ｆ））では、液晶分子９，１３が電場に沿って配向し
ており、初期配向が両者で異なるにも拘わらず、同様な
配向状態になっている。この飽和電圧印加状態において
は、液晶表示素子の正面に対して傾斜した方向での光学
特性は、上記上下の偏光板の視角特性と、液晶層を光が
傾め方向に通過することにより生じるリタデーションに
伴う楕円偏光成分による光漏れとの相乗効果により、該
上下の各偏光板の偏光軸から４５°方向に視角特性の比
較的弱い領域が発生してくる。また、液晶セル１１内に
配向状態の異なる２つの領域を有する構造の液晶表示素
子においても、素子自身に視角に対して異方性が残って
おり全方向視角特性はもっていない。

【００１０】すなわち、上下の各偏光板の偏光軸から４
５°方向に視角特性の比較的弱い領域が発生するという
問題は、偏光板の偏光軸が液晶セル全体で特定の方向に
設定されているために発生している。

【００１１】次に、広視角モードを実現した従来の液晶
表示装置の具体例について説明する。

【００１２】（１）液晶セル内に高分子壁を有する液晶
素子を用い、液晶の複屈折を利用して、透明状態または
白濁状態を電気的にコントロールする方法が提案されて
いる。この方法では、基本的に液晶分子の常光屈折率と
液晶の支持媒体の屈折率とをこれらが一致するよう設定
している。そして、電圧の印加時には、液晶分子の配向
が揃うことにより透明状態が表示され、電圧無印加時に
は、液晶分子の配向の乱れにより光散乱状態が表示され
る。

【００１３】具体的に提案されている方法としては、特
表昭６１−５０２１２８号公報に開示されているよう
に、液晶と光硬化性又は熱硬化性樹脂とを混合し、その
後、樹脂を硬化することにより液晶を析出させ、樹脂中
に液晶滴を形成させる方法がある。この方法は、偏光板
を必要とせず、しかも液晶の配向処理を不要とできるも
のである。

【００１４】さらに、該液晶素子と互いに直交する偏光
板とを組み合わせた広視野角モードが特開平４−３３８
９２３号公報、及び特開平４−２１２９２８号公報に開
示されている。

【００１５】上記特開平４−３３８９２３号公報には、
液晶セルにおける液晶層を、第１の液晶と、その中に分
散された液晶カプセルに封入された第２の液晶とから構
成し、液晶セルの両側に偏光軸が直交する偏光板を配置
した液晶表示装置が開示されている。ここで、上記液晶
セルと一方の偏光板との間には、座ぶとん型の屈折率異
方性フィルムが設けられている。この液晶表示装置で
は、液晶カプセル内の液晶分子の光散乱と非散乱とのス
イッチングにより表示動作が行われ、視角依存性がほと
んど生じないようになっている。

【００１６】また、特開平４−２１２９２８号公報に
は、液晶表示装置において、その液晶パネルを、電圧無
印加時には液晶分子の配列が無秩序となって入射光が散
乱され、電圧印加時には入射光をそのまま透過させる方
向に液晶分子が配向するよう構成したものが開示されて
いる。ここで、液晶パネルの両側には偏光方向が直交す
る一対の偏光板が配置され、該液晶パネルと一方の偏光
板との間には、円形座ぶとん型の光学異方性を有するフ
ィルムが設けられている。

【００１７】（２）偏光板を有する非散乱型の液晶セル
の視角特性を改善する方法として、特開平５−２７２４
２号公報には、液晶と光硬化性樹脂との混合物からの相
分離により、液晶セルにおける液晶層として液晶と高分
子材料の複合材料層を作成する方法が開示されている。
この方法では、生成した高分子体により液晶ドメインの
配向状態がランダム状態になり、電圧印加時に個々のド
メインで液晶分子の立ち上がる方向は異なるようにな
る。このために、各方向から見た見かけ上の屈折率が等
しくなり、中間調状態での視角特性が改善される。

【００１８】（３）最近、本件発明者らは、視角特性が
著しく改善された液晶表示素子を出願している（特開平
６−３０１０１５号公報参照）。この液晶表示素子で
は、光重合時にホトマスクなどにより照射光の強度を制
御することにより、液晶分子が絵素領域内で全方向均一
な配向状態（渦巻状など）となるようにしている。ま
た、このような渦巻き状配向状態の液晶分子は、電圧印
加により制御することにより、様々な方位の配向をもつ
液晶領域にてＴＮ（ツイステッドネマティック）モード
における液晶分子と同様な動作をする。これにより視角
特性が著しく改善される。

【００１９】（４）さらに、本件出願人は、液晶表示素
子において、配向膜を結晶性高分子膜から構成して球晶
またはそれに近い結晶構造を有するものとし、液晶層に
及ぶ軸対称な配向規制力を生かした広視角表示モードを
実現したものを出願している（特願平５−９６２８９
号）。

【００２０】（５）特開平６−１９４６５５号公報に
は、基板上に塗布された配向膜を、ラビングなどの配向
処理を施していない構造として、液晶分子をランダム方
向に配向させる方法が開示されている。

【００２１】（６）特開平６−２６５９０２号公報（ス
タンレー電気株式会社）には、液晶セルの一方側の基板
には、各絵素ごとに液晶分子の配向状態が同心円状とな
るよう配向処理を施し、液晶セルの他方側の基板には、
液晶分子の配向状態が放射状となるよう配向処理を施し
た液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置で
は、印加電圧に対する液晶分子の立ち上がり状態は、全
方位対称となり、液晶表示画面をどの方向から見ても同
じ表示品位が得られる。この公報記載の技術は、確かに
視角特性の向上につながるものであるが、偏光軸が互い
に直交した２枚一組の偏光板を使用する液晶表示素子を
前提としており、飽和電圧印加状態では、液晶分子が電
場に沿って配向するため、偏光板の偏光軸から４５°方
向に視角特性の比較的弱い領域が発生するという視角特
性の異方性を有している。

【００２２】次に、軸対称偏光板と軸対称液晶配向との
組み合わせにより視角特性を改善した液晶表示装置につ
いて説明する。

【００２３】偏光軸を軸対称状に配置する方法として、
特開昭６０−２５６１２０号公報には、回転ラビングし
た基板上に２色性染料を含浸させる方法が、また、特開
平６−３２４３３７号公報には、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方法が開示させている。

【００２４】ところが、これらの方法では、吸着、含浸
などにより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が低い。

【００２５】さらに、特開平６−３２４３３７号公報に
は、上記のような軸対称偏光板を兼ねる基板の表面上に
同心円状、あるいは放射状に細溝を形成し、細溝に沿っ
て液晶分子を配向させる方法が開示させている。

【００２６】しかし、この方法では、液晶を配向させる
規制力が、通常のラビング法に比べて弱く、電圧駆動に
よって配向状態が変化する恐れがある。またこの方法で
は、リソグラフィーにより細溝を形成しているため、プ
レチルトを制御することが難しく、絵素周辺に形成され
るディスクリネーション（光の漏れ）を抑制することが
できない。

【００２７】次に、位相差板による４５°方向の視角特
性の改善について説明する。

【００２８】偏光板の偏光軸から４５°方向の視角特性
が悪くなる原因は、この方向では、電圧印加により液晶
セルに対して液晶分子が垂直配向した液晶層を透過した
光が楕円偏光として観測されるためである。

【００２９】つまり、液晶分子が屈折率異方性を有する
ために、液晶セルの表面に対して斜め方向に進行する透
過光は、垂直配向した液晶分子の屈折率楕円体を斜めに
横切る。また、このような透過光のうち偏光板の偏光軸
から４５°方向に進行する光線については、その光軸を
法線とする、該屈折率楕円体の中心を通る平面と該屈折
率楕円体との交線である楕円の主軸が、液晶セル表面上
において偏光板の偏光軸方向と一致ない。しかも、この
楕円の長径および短径方向の光の波動としての速度が異
なる。このため、偏光板の偏光軸から４５°方向では、
入射側の偏光板を透過して直線偏光となった入射光は、
液晶層を透過する際に楕円偏光となって、出射側の偏光
板に達する。この結果、透過光には出射側の偏光板の偏
光軸方向の偏光成分が含まれることとなり、光の漏れが
発生する。

【００３０】そのため、電圧印加時の液晶分子の複屈折
（屈折率異方性）を緩和するために、負のざぶとん型の
位相差板を、液晶層と偏光板との間等に配置することが
特開平４−２１２９２８号公報に開示されている。

【００３１】しかし、この方法では、液晶分子の複屈折
を緩和するために、液晶分子の長軸方向（ｚ方向）と、
短軸方向（ｘ，ｙ方向）の屈折率の差を大きくした場
合、電圧ＯＦＦ時の視角特性で着色が見られ実用的でな
い。

【００３２】また、前記複屈折を小さくした場合、視角
特性を改善する効果は小さい。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の技術では以下のような問題がある。

【００３４】（１）各絵素ごとに光の透過容易軸または
吸収軸が軸対称状（同心円状、放射状、又は渦巻き状）
になるよう構成した軸対称偏光板では、２色性染料の配
向規制力が低く、そのコントラストが低いという問題が
ある。

【００３５】また、従来の軸対称偏光板では、上下に異
なった配向状態の偏光素子が必要であり製造コストが高
くつくという問題がある。

【００３６】（２）各絵素に同心円状、放射状の細溝を
作成し、細溝に沿って液晶分子を配向させた液晶表示素
子では、プレチルト角を制御することができず、電圧印
加時に隣接する絵素間にディスクリネーションラインが
発生し、コントラストの低下を引き起こすという問題が
あった。

【００３７】（３）さらに、上記液晶表示素子では、外
圧に弱く、その表示画面を押すと表示むらが生じ、ペン
入力素子として使用しにくいという問題があった。

【００３８】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、高コントラストであり、しかも熱
的に安定にかつ簡単に作製することができる軸対称偏光
板及びその製造方法を得ることを目的とする。

【００３９】また、本発明は、ディスクリネーションラ
インを発生させずに、視角特性を改善することができる
液晶表示装置を得ることを目的とする。

【００４０】また、本発明は、全方位均一な表示特性を
実現できる液晶表示装置を得ることを目的とする。

【００４１】

【課題を解決するための手段】この発明（請求項１）に
係る軸対称偏光板は、光の透過容易軸または光の吸収軸
が、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等価となる軸対称状をな
す部分を複数有するものであって、その構成材料とし
て、少なくとも液晶性高分子と２色性染料とを含んでい
る。そのことにより上記目的が達成される。なお、本願
において、軸対称状とは、点対称な平面形状であって、
その形状を中心点の回りに回転させたとき、所要の回転
角度あるいはその近傍で元の形状と重ね合わせることが
できる形状をいう。

【００４２】この発明（請求項２）に係る軸対称偏光板
は、請求項１記載の軸対称偏光板において、該光の透過
容易軸または光の吸収軸が前記軸対称状をなす部分が、
１つの偏光素子を構成しており、該各偏光素子が、画像
表示画面を構成する１つの絵素に対応しているものであ
る。

【００４３】この発明（請求項３）は、請求項１記載の
軸対称偏光板において、該光の透過容易軸または光の吸
収軸が前記軸対称状をなす部分が、１つの偏光素子を構
成しており、該各偏光素子が、画像表示画面を構成する
複数の絵素に対応しているものである。

【００４４】この発明（請求項４）は、請求項１記載の
軸対称偏光板において、該光の透過容易軸または光の吸
収軸が前記軸対称状をなす部分が、１つの偏光素子を構
成しており、画像表示画面を構成する絵素の各々には、
複数の偏光素子が対応しているものである。

【００４５】この発明（請求項５）に係る軸対称偏光板
の製造方法は、光の透過容易軸または光の吸収軸が、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等価となる部分を有する軸対称
偏光板を製造する方法である。該軸対称偏光板の製造方
法は、対向して配置される一対の基板の少なくとも一方
の表面に、複数の細溝をこれらが該軸対称状をなすよう
形成する工程と、対向して配置した該一対の基板間に重
合性液晶材料と２色性染料を少なくとも含む混合物を注
入し、該細溝に沿って重合性液晶材料を配向させる工程
と、該重合性液晶材料の配向状態にて該重合性液晶材料
の硬化を行う工程とを含むものである。そのことにより
上記目的が達成される。

【００４６】この発明（請求項６）に係る軸対称偏光板
の製造方法は、光の透過容易軸または光の吸収軸が、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等価となる軸対称状をなす部分
を有する軸対称偏光板を製造する方法である。該軸対称
偏光板の製造方法は、その内面側に電極を有する一対の
基板の少なくとも一方の内面上に、該内面上を複数の領
域に区分する仕切り壁を形成する工程と、該一対の基板
間に、少なくとも重合性液晶材料と２色性染料を含む混
合物を注入する工程と、該一対の基板の電極間への電圧
印加により該重合性液晶材料を、光の透過容易軸または
光の吸収軸が該軸対称状をなすよう配向させる工程と、
該重合性液晶材料の配向状態にて該重合性液晶材料の硬
化を行う工程とを含むものである。

【００４７】この発明（請求項７）に係る液晶表示装置
は、請求項１記載の軸対称偏光板を液晶層の上側及び下
側に配設してなる構造を有するものである。該上側及び
下側の軸対称偏光板の、光の透過容易軸または光の吸収
軸が前記軸対称状をなす部分は、１つの偏光素子を構成
しており、該上側及び下側の軸対称偏光板の、該液晶層
を介して対向する１組の偏光素子では、その液晶性高分
子の配向状態が同一であり、該両軸対称偏光板の一方に
含まれる２色性染料はｐ型であり、その他方に含まれる
２色性染料はｎ型である。そのことにより上記目的が達
成される。

【００４８】この発明（請求項８）に係る液晶表示装置
は、請求項１記載の軸対称偏光板を液晶層の上側及び下
側に配設してなる構造を有するものである。該上側及び
下側の軸対称偏光板の、光の透過容易軸または光の吸収
軸が前記軸対称状をなす部分は、１つの偏光素子を構成
しており、該両軸対称偏光板の、液晶層を介して対向す
る１組の偏光素子の一方は、その光の透過容易軸または
光の吸収軸が同心円状をなし、該１組の偏光素子の他方
は、その光の透過容易軸または光の吸収軸が放射状をな
している。そのことにより上記目的が達成される。

【００４９】この発明（請求項９）に係る液晶表示装置
は、請求項１記載の軸対称偏光板を液晶層の上側及び下
側に配設してなる構造を有するものである。該上側及び
下側の軸対称偏光板の、光の透過容易軸または光の吸収
軸が前記軸対称状をなす部分は、１つの偏光素子を構成
しており、該両軸対称偏光板の、液晶層を介して対向す
る１組の偏光素子の一方は、その光の透過容易軸または
光の吸収軸が右巻きの渦巻き状をなし、該１組の偏光素
子の他方は、その光の透過容易軸または光の吸収軸が左
巻きの渦巻き状をなし、該１組の偏光素子の一方の光の
透過容易軸または光の吸収軸と、該１組の偏光素子の他
方の光の透過容易軸または光の吸収軸とは直交してい
る。

【００５０】この発明（請求項１０）に係る液晶表示装
置は、それぞれ複数の偏光素子を有する上下一対の偏光
板の間に液晶層を挟み込んでなり、該上偏光板の偏光素
子と該下偏光板の偏光素子とが液晶層を介して対向する
構造を備えたものである。該液晶層を介して対向する、
該上偏光板の偏光素子と下偏光板の偏光素子とは、両者
間でその軸方向が互いに直交する曲線形状の光の透過容
易軸または光の吸収軸を有しており、該液晶層の、上偏
光板の偏光素子と下偏光板の偏光素子とで挟まれた部分
では、その液晶分子が少なくとも一方の偏光板上で一定
方向に配向している。そのことにより上記目的が達成さ
れる。

【００５１】この発明（請求項１１）は請求項１０記載
の液晶表示装置において、前記液晶層における液晶の配
向状態を、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、
またはπセルモードとしたものである。

【００５２】この発明（請求項１２）は、上記請求項１
０記載の液晶表示装置において、前記液晶層を、複数の
液晶領域に区分され、該各液晶領域が仕切り壁により囲
まれている構造としたものである。

【００５３】この発明（請求項１３）は、請求項１２記
載の液晶表示装置において、前記仕切り壁を高分子材料
から構成したものである。

【００５４】この発明（請求項１４）は、請求項１２記
載の液晶表示装置において、前記液晶領域を、表示画面
を構成する各絵素に略対応させたものである。

【００５５】この発明（請求項１５）に係る液晶表示装
置は、それぞれ複数の偏光素子を有する上下一対の偏光
板の間に液晶層を挟み込んでなり、該上偏光板の偏光素
子と該下偏光板の偏光素子とが液晶層を介して対向する
構造を有している。該液晶層を介して対向する、該上偏
光板の偏光素子と下偏光板の偏光素子とは、両者間でそ
の軸方向が互いに直交する曲線形状の光の透過容易軸ま
たは光の吸収軸を有しており、該液晶層の、上偏光板の
偏光素子と下偏光板の偏光素子とで挟まれた部分では、
その液晶分子の配向方向がランダムであり、該液晶層
は、これを複数の液晶領域に仕切る仕切り壁のない構造
となっている。そのことにより上記目的が達成される。

【００５６】この発明（請求項１６）は、請求項１５記
載の液晶表示装置において、液晶による画像表示を、ノ
ンラビングＴＮモード、又は、球晶構造を有する配向膜
を利用するモードで行うようにしたものである。

【００５７】この発明（請求項１７）に係る液晶表示装
置は、それぞれ複数の偏光素子を有する上下一対の偏光
板の間に液晶層を挟み込んでなり、該上偏光板の偏光素
子と該下偏光板の偏光素子とが液晶層を介して対向する
構造を備えている。該液晶層を介して対向する、該上偏
光板の偏光素子と下偏光板の偏光素子とは、両者間でそ
の軸方向が互いに直交する曲線形状の光の透過容易軸ま
たは光の吸収軸を有しており、該液晶層の、上偏光板の
偏光素子と下偏光板の偏光素子とで挟まれた部分では、
液晶分子の主軸が、入射光に対する偏光作用が一平面内
のあらゆる方向に対して等価となる軸対称状をなしてお
り、該液晶層は、複数の液晶領域に区分され、該各液晶
領域が仕切り壁により囲まれている構造を有し、該両軸
対称偏光板は、その構成材料として少なくとも光学異方
性を含有している。そのことにより上記目的が達成され
る。

【００５８】この発明（請求項１８）は、請求項１７記
載の液晶表示装置において、前記仕切り壁を高分子材料
から構成したものである。

【００５９】この発明（請求項１９）は、請求項１７記
載の液晶表示装置において、前記液晶層の上下の偏光素
子で挟まれた部分では、前記上偏光板及び下偏光板上で
液晶分子の主軸が渦巻き状をなすものである。

【００６０】この発明（請求項２０）は、請求項１７ま
たは１９記載の液晶表示装置において、前記液晶層の、
上下の偏光素子で挟まれて部分では、前記上側及び下側
の偏光素子の光の透過容易軸方向または吸収軸方向が、
この部分の液晶分子の上偏光板及び下偏光板上での配向
方向と一致しているものである。

【００６１】この発明（請求項２１）に係る液晶表示装
置は、その光の吸収軸が、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等
価となる軸対称状をなす部分を有する上下一対の軸対称
偏光板の間に、液晶層を挟み込んでなる構造を有してい
る。該上下の軸対称偏光板は、その光の吸収軸が直交す
るよう構成されており、該両軸対称偏光板の一方の光の
吸収軸と該液晶層の液晶分子の主軸方向とが一致してお
り、該両軸対称偏光板は、その構成材料として少なくと
も光学異方性を有する液晶性高分子を含有している。そ
のことにより上記目的が達成される。

【００６２】この発明（請求項２２）は、請求項２１記
載の液晶表示装置において、前記軸対称偏光板を構成す
る高分子層が、その一部として２色性色素を含有してい
るものである。

【００６３】この発明（請求項２３）は、請求項２１記
載の液晶表示装置において、前記上下の軸対称偏光板の
一方の光の吸収軸が右巻きの渦巻き状をなし、その他方
の光の吸収軸が左巻きの渦巻き状をなすものである。

【００６４】以下作用について説明する。

【００６５】この発明（請求項１）においては、光の透
過容易軸または光の吸収軸が、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
て等価となる軸対称状をなす部分を複数有する軸対称偏
光板を、その構成材料として液晶性高分子と２色性染料
とを含む構造としたから、液晶性高分子の重合反応によ
り高分子領域中に２色性染料を固定することができ、上
記光の透過容易軸または光の吸収軸が軸対称状をなす部
分として、熱的にも安定な偏光素子を形成することがで
きる。

【００６６】この発明（請求項２）においては、請求項
１記載の軸対称偏光板において、該光の透過容易軸また
は光の吸収軸が前記軸対称状をなす部分は、１つの偏光
素子を構成しており、該各偏光素子は、画像表示画面を
構成する１つの絵素に対応させているので、絵素からの
光に対して効率よく偏光作用がなされる。

【００６７】この発明（請求項３）においては、請求項
１記載の軸対称偏光板において、該光の透過容易軸また
は光の吸収軸が前記軸対称状をなす部分を、１つの偏光
素子として、画像表示画面を構成する複数の絵素に対応
させているので、絵素数に対して偏光素子の数を少なく
できる。

【００６８】この発明（請求項４）においては、請求項
１記載の軸対称偏光板において、該光の透過容易軸また
は光の吸収軸が前記軸対称状をなす部分を、１つの偏光
素子とし、画像表示画面を構成する絵素の各々には、複
数の偏光素子を対応させているため、絵素に対して偏光
素子を小さくでき、個々の偏光素子における偏光軸の配
向規制力を高めることができる。

【００６９】この発明（請求項５）においては、対向し
て配置される一対の基板の少なくとも一方の表面に、複
数の細溝をこれらが、渦巻き状，同心円状，あるいは放
射状等の軸対称状をなすよう形成し、該両基板間に重合
性液晶材料と２色性染料を少なくとも含む混合物を注入
し、該細溝に沿って重合性液晶材料を配向させ、この状
態で該重合性液晶材料の硬化を行うようにしたので、コ
ントラストが高く安定な軸対称偏光板を簡単に製造する
ことができる。

【００７０】この発明（請求項６）においては、その内
面側に電極を有する一対の基板の少なくとも一方の内面
上に、該内面上を複数の領域に区分する仕切り壁を形成
し、該一対の基板間に、重合性液晶材料と２色性染料を
含む混合物を注入した後、該一対の基板の電極間への電
圧印加により、該重合性液晶材料を、その液晶分子の主
軸が、渦巻き状，同心円状，あるいは放射状等の軸対称
状をなすよう配向させ、この配向状態にて該重合性液晶
材料の硬化を行うようにしたので、コントラストが高く
安定な軸対称偏光板を簡単に製造することができる。

【００７１】この発明（請求項７）においては、請求項
１記載の軸対称偏光板として、液晶層の一方側にｐ型の
２色性染料を含むものを、その他方側にｎ型の２色性染
料を含むものを配置したので、上下の軸対称偏光板の液
晶性高分子を同一の配向状態として、上下の軸対称偏光
板の光の透過容易軸または光の吸収軸が直交した液晶表
示装置を簡単に製造することができる。

【００７２】この発明（請求項８）においては、請求項
１記載の軸対称偏光板として、液晶層の一方側に、光の
透過容易軸または光の吸収軸が同心円状をなすものを、
その他方側に光の透過容易軸または光の吸収軸が放射状
をなすものを配置したので、上下の軸対称偏光板の光の
透過容易軸または光の吸収軸が直交した液晶表示装置を
得ることができる。

【００７３】この発明（請求項９）においては、請求項
１記載の軸対称偏光板として、液晶層の一方側に、光の
透過容易軸または光の吸収軸が右巻きの渦巻き状をなす
ものを、その他方側に、光の透過容易軸または光の吸収
軸が左巻きの渦巻き状をなすものを配置したので、上下
の軸対称偏光板の光の透過容易軸または光の吸収軸が直
交した液晶表示装置を得ることができる。

【００７４】この発明（請求項１０）においては、一対
の基板間に挟持された、一方の基板側で液晶分子が直線
配向した液晶セルを、光の透過容易軸または光の吸収軸
が互いに直交する曲線形状となっている上下一対の偏光
素子と組み合わせたので、ディスクリネーションライン
を発生させずに視角特性を改善できる。

【００７５】この発明（請求項１１）においては、請求
項１０記載の液晶表示装置において、前記液晶層は、液
晶の配向状態がＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモー
ド、またはπセルモードとしたので、それぞれの配向モ
ードの液晶について視角特性を改善できる。

【００７６】この発明（請求項１２）においては、請求
項１０記載の液晶表示装置において、前記液晶層を、複
数の液晶領域に区分され、該各液晶領域が仕切り壁によ
り囲まれている構造としたので、液晶層が該仕切り壁に
より補強されることとなり、液晶表示装置の表示部分が
外圧に対して強いものとなる。

【００７７】この発明（請求項１３）においては、前記
仕切り壁を高分子材料から構成したので、仕切り壁を液
晶性高分子の相分離等により簡単に形成できる。

【００７８】この発明（請求項１４）においては、請求
項１２記載の液晶表示装置において、前記液晶領域は、
表示画面を構成する各絵素に略対応させているため、仕
切り壁が液晶表示の妨げとなることがない。

【００７９】この発明（請求項１５）においては、液晶
分子がランダム配向した液晶セルを、光の透過容易軸ま
たは光の吸収軸が互いに直交する曲線形状となっている
上下一対の偏光素子と組み合わせたので、視角特性を改
善できる。また、該液晶層を、これを複数の液晶領域に
仕切る仕切り壁のない構造としているため、製造プロセ
スが簡単になる。

【００８０】この発明（請求項１６）においては、請求
項１５記載の液晶表示装置において、液晶による画像表
示を、ノンラビングＴＮモード、又は、球晶構造を有す
る配向膜を利用するモードで行うので、液晶の配向処理
が不要となる。

【００８１】この発明（請求項１７）においては、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等価となる軸対称状に液晶分子が
配向した液晶セルを、光の透過容易軸または光の吸収軸
が互いに直交する曲線形状となっている上下一対の偏光
素子と組み合わせたので、視角特性が全方位均一な表示
を行うことができる。

【００８２】また、該液晶層を、複数の液晶領域に区分
され、該各液晶領域が仕切り壁により囲まれている構造
としているため、液晶層が該仕切り壁により補強される
こととなり、液晶表示装置の表示部分が外圧に対して強
いものとなる。

【００８３】この発明（請求項１８）においては、請求
項１７記載の液晶表示装置において、前記仕切り壁を高
分子材料から構成しているため、高分子の相分離等によ
り仕切り壁を簡単に形成できる。

【００８４】この発明（請求項１９）においては、請求
項１７記載の液晶表示装置において、前記液晶層の上下
の偏光素子に対応する部分では、前記上偏光板及び下偏
光板上で液晶分子をその主軸が渦巻き状をなすよう配向
しているため、液晶の配向処理を上下の基板に対して同
一のプロセスにより行うことができる。

【００８５】この発明（請求項２０）においては、請求
項１７または１９記載の液晶表示装置において、前記液
晶層の上下の偏光素子に対応する部分では、上側及び下
側の偏光素子の光の透過容易軸方向または吸収軸方向
を、この部分の液晶分子の上偏光板及び下偏光板上での
配向方向と一致させているため、表示画面正面の明る
さ、駆動電圧などの表示特性が改善される。

【００８６】この発明（請求項２１）においては、その
光の吸収軸が、その入射光に対する光吸収作用が一平面
内のあらゆる方向に対して等価となる軸対称状をなす部
分を有する上下一対の軸対称偏光板と、該上下の軸対称
偏光板間に位置する液晶層とを備え、該液晶層をその液
晶分子の主軸が液晶層を挟持する基板側で軸対称偏光板
の偏光軸と一致する構造としているため、コントラスト
をより向上させることができる。しかも軸対称偏光板
を、光学異方性を有する液晶性高分子を含有する構造と
しているため、偏光軸の配向を液晶性高分子の配向処理
と重合反応により簡単に行うことができる。

【００８７】この発明（請求項２２）においては、請求
項２１に記載の液晶表示装置において、前記軸対称偏光
板を構成する液晶性高分子層を、その一部として２色性
色素を含有するものとしているため、液晶性高分子の重
合反応により、２色性染料が高分子領域中に固定された
液晶セルを簡単に形成できる。

【００８８】この発明（請求項２３）においては、請求
項２１記載の液晶表示装置において、前記上下の軸対称
偏光板の一方をその光の吸収軸が右巻きの渦巻き状をな
す構造とし、その他方をその光の吸収軸が左巻きの渦巻
き状をなす構造としたので、軸対称偏光板の偏光軸の配
向処理を簡単に行うことができる。

【００８９】

【発明の実施の形態】まず、本発明の基本原理について
説明する。

【００９０】１）軸対称偏光板の安定性について本発明では、軸対称偏光板をその構成材料として重合性
液晶材料を含む構成とすることにより、重合性液晶材料
の重合反応により形成される高分子構造（マトリック
ス）中に２色染料を固定することができ、極めて偏光軸
の配向状態が安定な軸対称偏光板を得ることができる。

【００９１】２）軸対称偏光板と、直線配向した液晶セ
ルとの組み合わせについて従来、例えば、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモー
ドなどの基板上で直線配向している液晶素子では、視角
特性に問題を有していたが、このような液晶素子を軸対
称偏光板と組み合わせることにより、ディスクリネーシ
ョンラインを発生させずに、視角特性を改良することが
できる。

【００９２】特に、ＳＴＮモードでは、軸対称偏光板自
身により色補償をある程度行うことができ、安価な表示
素子を提供できる。

【００９３】３）軸対称偏光板と、液晶分子の配向が全
方向に渡って均一な状態（軸対称状）となっている液晶
素子との組み合わせについて基板上で液晶分子が軸対称状に配向している液晶素子
と、軸対称偏光板との組み合わせにより、どの方向から
見ても視角特性に方向の依存性が現れない液晶表示装置
を提供できる。以下、該軸対称偏光板と組み合わされる
液晶表示装置の具体例を示す。

【００９４】（ａ）まず、液晶と光硬化性樹脂との混合
物から相分離により、高分子の突起物をセル内に作成し
液晶分子の配向を乱すことにより視角特性を改善した液
晶表示素子がある。

【００９５】（ｂ）また、上記方法に加えて、光重合時
にホトマスクなどにより照射光の強度を制御することに
より、液晶分子が絵素内で全方向的な配向状態（渦巻き
状）となるようにした液晶表示装置がある。このような
液晶表示素子では、配向状態の液晶分子を電圧により制
御することにより、渦巻き状配向の液晶分子が、あたか
も傘が開いたり閉じたりするような動作をすることとな
り、視角特性が著しく改善されたものとなっている。

【００９６】（ｃ）さらに、配向膜を結晶性高分子膜か
ら構成して球晶またはそれに近い結晶構造を有するもの
とし、液晶層に及ぶ軸対称な配向規制力を生かした広視
角表示モードを実現した液晶表示素子がある。

【００９７】（ｄ）また、基板上に塗布された配向膜
を、ラビングなどの配向処理を施していない構造とし
て、液晶分子をランダム方向に配向させることにより、
視角特性を改善した液晶表示素子がある。

【００９８】このような軸対称偏光板と液晶表示素子と
の組み合わせにおいて、特に、基板上の液晶分子の配向
方向と偏光板の軸方向が一致した場合、表示画面正面の
明るさ、駆動電圧などの表示特性が改善される。

【００９９】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。

【０１００】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態による軸対称偏光板を説明するための斜視図で
あり、図において、１００は本実施の形態の軸対称偏光
板で、光の透過容易軸または光の吸収軸（以下、偏光軸
とも言う。）１０１ａが、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等
価となる軸対称状をなす部分を、偏光素子１０１として
複数有している。ここで、各偏光素子１０１では偏光軸
１０１ａは右巻きの渦巻き状をなしている。そして、上
記軸対称偏光板１００はその構成材料として、液晶性高
分子と２色性染料とを含んでいる。

【０１０１】本発明では、上記液晶性高分子としては、
熱的な安定性を向上させるために、重合性液晶材料を使
用している。重合性液晶材料とは、液晶性の発現が予想
されるメソーゲン基と、光りまたは熱で重合可能な重合
基を一分子中に合わせ持った化合物のことである。これ
は、重合前には、ネマチック相などの液晶相を持ち、配
向性、電圧応答性などに関して液晶と同様の挙動を示
し、重合後は、安定な高分子化合物として使用できるも
のである。

【０１０２】本発明では、上記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、該配向状態を乱さないように該混合物の重合を
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、重合した液晶性高分子の分子間
中に固定するようにしている。この方法では、２色性染
料の溶媒である高分子材料の重合反応により、２色性染
料の分子を固定しているため、２色性染料の分子配向の
固定力が強いものとなっている。

【０１０３】なお、上記２色性染料の分子を固定する方
法としては、高分子溶液の中に２色性染料を溶かし込
み、結晶性高分子の球晶構造中、又は高分子−高分子の
相分離構造体の中に固定する方法も考えられる。

【０１０４】上記重合性液晶材料及び２色性染料（色
素）について若干説明を加えると、まず、本発明で使用
する重合性液晶材料とは、その分子が、以下に示すよう
に、重合性部位Ａと、連結部Ｂと、液晶性発揮が期待さ
れるメソーゲン基ＬＣとにより構成された化合物をい
う。

【０１０５】Ａ−Ｂ−ＬＣ₁ またはＡ−Ｂ−ＬＣ₂−Ａ−Ｂこれらの化合物中、Ａは重合性官能基を示し、ＣＨ₂＝
ＣＨ−、ＣＨ₂＝ＣＨ−ＣＯＯ−、ＣＨ₂＝ＣＨ（Ｃ
Ｈ₃）−ＣＯＯ−、ＣＨ₂−ＣＨ−、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏなどの
不飽和結合を有する官能基、あるいはエポキシ基など歪
みを有したヘテロ環構造を有する官能基である。

【０１０６】上記連結部Ｂとしては、アルキル基（−
（ＣＨ₂）ｎ−）、エステル基（−ＣＯＯ−）、エーテ
ル基（−Ｏ−）、ポリエチレングリコール鎖（−ＣＨ₂
ＣＨ₂Ｏ−）、及びこれらの結合基を組み合わせた官能
基を使用することができる。

【０１０７】さらに、液晶性を発揮させるために重要な
働きをするメソーゲン基は、ベンゼン環、シクロヘキサ
ン環、パラジフェニル環、フェニルシクロヘキサン環、
ターフェニル環、ジフェニルシクロヘキサン環などの剛
直な分子骨格を有した部分に結合している結合体を、誘
電率の異方性などを発現させる−ＣＮ，−ＯＣＨ₃、−
Ｆ、−Ｃｌ、−ＯＣＦ₃、−ＯＣＣｌ₃などの官能基で部
分的に置換した構造のものが使用できる。

【０１０８】本発明では、特に、重合性液晶材料の分子
構造について限定しないが、通常液晶材料として使用さ
れている化合物に重合性官能基を導入することにより、
該化合物を重合性液晶材料として使用することができ
る。

【０１０９】本発明における液晶性高分子とは、上記液
晶材料に重合性官能基を導入してなる化合物を重合して
得られる化合物のことであり、重合体自身がある温度に
おいて液晶性を示す必要はない。

【０１１０】また、本発明で使用する２色性染料として
は、例えば、メロシアニン系、アントラキノン系、スチ
リル系、アゾベンゼン系などを使用することができる。

【０１１１】特に、２色性染料は発色団と重合性の官能
基を合わせ持ったものでもよく、この場合、２色性染料
の分子内に重合性官能基を有することにより、重合後、
軸対称偏光板を構成する液晶性高分子層内に取り込まれ
る偏光素子の安定性が向上する。

【０１１２】次に図１に示す軸対称偏光板の製造方法に
ついて図２及び図３を用いて説明する。

【０１１３】図２（ａ）は軸対称偏光板の製造方法に用
いる一対の基板の構造を示す断面図、図２（ｂ）は該基
板の平面図、図３（ａ）は、対向配置した一対の基板間
に重合性液晶材料と２色性染料の混合物を注入した状態
を示す断面図、図３（ｂ）は、偏光素子を構成する高分
子層を形成した後、一方の基板を剥離した状態を示す図
である。

【０１１４】まず、２つの基板１１０ａ，１１０ｂを対
向させて配置して、軸対称偏光板を作製するための偏光
板作製用セル１１０を形成する。該両基板の、互いに対
向する面には電極膜１１１が形成されており、一方の基
板１１０ａの電極膜１１１上には、その表面領域を複数
の区画領域１１３に区分する仕切り壁１１２が形成され
ている。ここで、上記仕切り壁１１１は高分子からなる
ものでも、無機物からなるものでもよく、また上記一対
の基板の少なくとも一方に形成してあればよい。

【０１１５】また上記一対の基板１１０ａ，１１０ｂ
は、少なくとも一方が紫外線を透過するよう、基板自体
及び電極膜を、紫外線を透過する材料から構成したもの
であればよい。

【０１１６】次に、上記対向するよう配置した一対の基
板間に、上記重合性液晶材料と２色性染料の混合物を注
入する。

【０１１７】そして、一区画領域に対して一液晶ドメイ
ンが対応するように処理を行い、電圧を印加することに
より、区画領域の液晶ドメインを、軸対称配向させる。
さらにこの状態から液晶ドメインを成長させ、セルを作
製する。

【０１１８】この配向状態を固定するために、紫外線を
透過する基板側から紫外線の照射を行って、重合性液晶
材料を硬化させる。この紫外線照射では、重合による液
晶分子の配向状態を変化させないように徐々に光反応さ
せるのが好ましい。紫外線強度としては、５ｍＷ／ｃｍ
²以下とするのが好ましい。

【０１１９】上記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が固定される。このとき、重
合性液晶材料に添加されている２色性染料もマトリック
ス中に固定されてしまう。これにより、軸対称状に光の
吸収軸または透過軸が配列した偏光素子１０１を複数有
する軸対称偏光板１００を作製することができる。

【０１２０】その後は、軸対称偏光板１００を基板１１
０ｂから剥離して使用する（図３（ｂ）参照）。なお、
該一対の基板がともに透光性である場合は、軸対称偏光
板１００に基板１１０ｂを取り付けたままで使用するこ
ともできる。

【０１２１】本実施の形態では、偏光素子の偏光軸の配
向状態が渦巻状となるよう、重合性液晶材料にカイラル
剤を添加し、その渦巻きの巻く方向を、カイラル剤の光
学活性の方向（右巻きか左巻きか）によって決定してい
る。

【０１２２】なお、本実施の形態では、偏光素子の光の
吸収軸または透過軸の配向状態を渦巻き状としている
が、上記重合性液晶材料にカイラル剤を添加しない場
合、重合性液晶分子がその長軸が同心円状をなすよう配
列する。この場合、光の吸収軸を同心円状に配列するに
は、２色性染料として、吸収軸が液晶分子の長軸に平行
となるｐ型染料を用い、光の吸収軸を放射状に配列する
には、吸収軸が液晶分子の長軸配方向に対して垂直方向
に向くｎ型染料を使用することが好ましい。

【０１２３】（実施の形態１の実施例１）次に上記第１
の実施の形態の実施例１について説明する。

【０１２４】この実施例では、偏光軸が同心円状に配向
した軸対称偏光板について説明する。該軸対称偏光板を
形成するための一対の基板１１０ａ，１１０ｂとして、
厚さ１０００オングストロームのＩＴＯ（酸化インジュ
ウムおよび酸化スズの混合物）膜を透明電極とする厚さ
１．１ｍｍのガラス基板を用いている。そして、一方の
ガラス基板１１０ａ上に、ＯＭＲ−８３（東京応化社
製）レジストを用いて、図２に示す仕切り壁１１２を作
製した。また、他方の基板１１０ｂ上に離形剤を塗布し
た。このようにして作製した２枚の基板を、５μｍのス
ペーサーによりセル厚を規定して偏光板作製用セルを構
成した。次に、混合化合物Ｄ（０．１０ｇ）、２色性染
料Ｓ−３０１（三井東圧染料社製）（０．００２ｇ）、
光開始剤Irugacure651（０．００２ｇ）からなる混合物
を均一混合した後、該混合物を該セル中に注入した。該
混合化合物Ｄの組成は下記の表１に示す通りである。

【０１２５】

【表１】

【０１２６】そして、一区画領域に対して一液晶ドメイ
ンが対応するように処理を行い、電圧を印加することに
より、区画領域の液晶ドメインを、軸対称配向させる。
さらにこの状態から液晶ドメインを成長させ、セルを作
製する。

【０１２７】続いて、紫外線ランプを用いて、紫外線強
度１．０ｍＷ／ｃｍ²（３６５ｎｍ）でもって、重合性
液晶材料を２０分間光重合してモノマーを硬化させた。
さらに、１５０℃で３０分間アニールして、最後にセル
内に軸対称偏光板１１０を作成した。そして、離形剤を
塗布した基板１１０ｂを軸対称偏光板１００から剥離し
た。このとき、重合性液晶材料に添加されている２色性
染料も、高分子のマトリックス中に固定されてしまう。
このため、軸対称状に光の吸収軸または透過軸が配列し
た偏光素子を作製することができる。

【０１２８】このようにして作製した軸対称偏光板１０
０を、偏光方向Ｘの一軸性偏光板５０を一枚使用した偏
光顕微鏡で観察したところ、図４（ａ），（ｂ）に示す
ように、軸対称でなおかつ光の吸収軸の配向が同心円状
になっていることがわかった。図４（ａ），（ｂ）は、
上記軸対称偏光板１００に対する一軸性偏光板５０の配
置を示しており、図４（ａ）に示す配置と図４（ｂ）に
示す配置とでは、一軸性偏光板５０の、軸対称偏光板１
００に対する偏光方向Ｘが９０°異なっている。

【０１２９】ここで、５０ａは上記軸対称偏光板１００
の透過光を一軸性偏光板５０を介して観測した時に現れ
る消光領域である。

【０１３０】図５は軸対称偏光板の１つの偏光素子（区
画領域）１１３での分子配置を概念的に示す図であり、
液晶分子５１の配向状態が同心円状になっており、該液
晶分子５１間には、２色性染料の分子５２が該液晶分子
５１の配向方向に沿って位置している。

【０１３１】（実施の形態１の実施例２）次に上記第１
の実施の形態の実施例２について説明する。

【０１３２】上記実施例１における二色性染料を、ｎ型
であるアズレン誘導体混合物に置き換えて、上記実施例
１と同様に軸対称偏光板を作製した。ここで作製した偏
光板と上記実施例１で作製した偏光板とを対向させて位
置合わせし、光の透過状態を観察したところ、黒状態が
観測された。つまり該両偏光板により光が完全に遮断さ
れることとなった。従って、本実施例２で作製された軸
対称偏光板の光の吸収軸の配向状態は放射状であると推
測される。

【０１３３】（実施の形態２）次に本発明の第２の実施
の形態による軸対称偏光板の製造方法について説明す
る。

【０１３４】図６（ａ）は軸対称偏光板の製造方法に用
いる一対の基板の構造を示す断面図、図６（ｂ）は該基
板の平面図、図６（ｃ）は、対向配置した一対の基板間
に重合性液晶材料と２色性染料の混合物を注入した状態
を示す断面図である。

【０１３５】まず、２つの基板２１０ａ，２１０ｂを対
向させて配置して、軸対称偏光板を作製するための偏光
板作製用セル２１０を形成する。該両基板の、互いに対
向する面の、所定数の絵素に対応する部分２１３には、
細溝が、これらが同心円状、放射状または渦巻き状など
の軸対称状をなすよう形成されている。該細溝が軸対称
状をなす部分は、例えば、絵素に対して１つ、２つ、ま
たは３つというように配置することにより、所定数の絵
素に対応した偏光素子を形成できる。ここでは、上記細
溝を渦巻き状に形成しており、このため該両基板では、
細溝のなす渦巻き状は逆向きになっている。また上記一
対の基板２１０ａ，２１０ｂは、少なくとも一方が紫外
線を透過するよう、紫外線を透過する材料から構成した
ものであればよい。なお、上記各偏光素子を形成すべき
領域は、図１に示す第１の実施の形態の仕切り壁により
囲むようにしてもよいが、ここでは、該仕切り壁は形成
していない。

【０１３６】次に、上記対向するよう配置した一対の基
板間に、上記重合性液晶材料と２色性染料の混合物を注
入する。このとき重合性液晶の分子は、該基板に形成さ
れた細溝に従って配向し、かつ、２色性染料の分子長軸
が重合性液晶分子の配向方向に向く。このため、光の透
過容易軸または吸収軸が軸対称状をなす偏光素子を複数
有する軸対称偏光板２００を作成できる。

【０１３７】そして上記配向状態の構造を固定するため
に、上記第１の実施の形態と同様にして、上記セル２１
０内の混合物に紫外線を照射する。

【０１３８】上記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が固定される。このとき、重
合性液晶材料に添加されている２色性染料もマトリック
ス中に固定されてしまう。これにより、軸対称状に光の
吸収軸または透過軸が配列した偏光素子を複数有する軸
対称偏光板２００を作製することができる。

【０１３９】上記軸対称偏光板２００は、その作製に用
いた基板２１０ａ，２１０ｂの一方を該偏光板から剥離
して使用しても、また、該基板を保護膜として軸対称偏
光板に取り付けたままで使用してもよい。

【０１４０】なお、この第２の実施の形態では、多数の
細溝がなす形状を、図７（ａ）に示すような渦巻状とし
たが、これは、図７（ｂ）に示す放射状、あるいは図７
（ｃ）に示す同心円状でもよく、これらの形状は、液晶
素子の両面に配置される一対の軸対称偏光板の光の吸収
軸が互いに直交するよう選択されるものである。なお図
７（ｄ）は、上記細溝を形成した基板表面の断面構造を
示している。特に、軸対称偏光板の光の吸収軸がなす形
状を渦巻き状とした場合、液晶素子の両側に配置され
る、光の吸収軸が直交する軸対称偏光板の作製には、同
一の細溝構造の基板を用いることができる。このため、
製造上、該細溝を形成するためのマスクなど高価な部材
の使用量を最低限に抑えることができ好ましい。さら
に、上下の軸対称偏光板をその偏光軸が直交以外の角度
をなすようにして使用したい場合は、偏光軸の配向状態
が同心円状、放射状であるものでは対応できず、偏光軸
の配向状態が渦巻き状であるものを用いなければならな
い。

【０１４１】（実施の形態２の実施例）次に上記第２の
実施の形態の実施例について説明する。

【０１４２】偏光板作成用セルを形成するための一対の
ガラス基板を３組用意し、一対のガラス基板の表面に細
溝を、各組毎に該細溝がなす軸対称形状を変えて形成し
た。第１組のガラス基板には図７（ａ）に示す渦巻き状
をなす細溝を、第２組のガラス基板には図７（ｂ）に示
す同心円状をなす細溝を、第３組のガラス基板には図７
（ｃ）に示す放射状をなす細溝を形成した。そして各組
の一方の基板上に離形剤を塗布した。作成した各組の基
板を使用し５μｍのスペーサーによりセル厚を確保して
３つの偏光板作成用セルを構成した。

【０１４３】次に、上記第１の実施の形態で使用した混
合物を均一混合した後、これを各偏光板作成用セル中に
注入した。注入後、加熱徐冷を加え、上記ガラス基板の
表面に形成した細溝に重合性液晶材料の分子が沿って配
向するようにした。この状態で、上記第１の実施の形態
と同様、紫外線による重合性液晶材料の硬化を行って、
その分子の配向状態を固定した。このようにして、その
偏光軸が放射状、同心円状、渦巻き状をなす軸対称偏光
板を作成することができた。

【０１４４】次に、両実施の形態とは異なる方法によ
り、２色性染料を所定の配向状態に固定する２つの方法
を、それぞれ参考例１及び参考例２として説明する。

【０１４５】（参考例１）図８は該参考例１の方法を説
明するための図であり、図８（ａ）は該方法に用いる基
板の断面図、図８（ｂ）はその平面図である。

【０１４６】図中、８１は偏光板作成用基板で、その表
面には高分子からなる仕切り壁８２が形成されており、
該表面は仕切り壁８２により複数の区画領域８３に区分
されている。つまり該基板８１の表面は、表面自由エネ
ルギーのパターン化がなされている。

【０１４７】このような構造の偏光板作成用基板８１の
表面に、互いに相溶しない異種類の高分子を共通溶媒で
溶解させた混合溶液８４を塗布する（図８（ｃ）の断面
図参照）。この混合溶液８４には２色性染料が混入させ
てある。そして、該混合溶液８４の溶媒を徐々に除去す
ると、図８（ｄ）の平面図に示すような異種類の高分子
の相分離が出現する。この時、２色性染料の分子は異種
類の高分子の間隙に固定され、その配向状態が放射状と
なり、上記基板８１に各区画領域に偏光軸が放射状に配
向した偏光素子８４ａが形成される。これにより複数の
偏光素子８４ａを有する軸対称偏光板８０が作製され
る。

【０１４８】（参考例１の具体例）２種類の互いに混合
しない異なる配向膜材料と２色性染料とを共通溶媒中に
混合し、該混合液を図８（ａ）に示す偏光板作成用基板
８１の表面上に塗布した。塗布した基板上から溶剤を徐
々に除去して高分子薄膜を形成した。該形成した高分子
薄膜は図８（ｄ）に示すように、その分子配向が各区画
領域内で放射状の配向状態となっていた。また、偏光顕
微鏡による実施の形態１と同様の観察から、該各区画領
域内の高分子薄膜は、その光の吸収軸が軸対称状に配向
していることがわかった。

【０１４９】（参考例２）図９は該参考例２の方法を説
明するための図であり、偏光顕微鏡により確認された高
分子膜の平面球晶構造を示している。ここで、球晶構造
とは、多数の結晶（微結晶）が一点から放射状に配列し
た球状の多結晶をいう。図中、９１は液晶性高分子の球
晶部分であり、９２は該球晶部分に確認された消光部分
である。

【０１５０】この参考例の方法では、基板（図示せず）
上に、結晶性高分子の溶液に２色性染料を添加した混合
物を塗布し、溶媒を除去しながら平面球晶構造を作成す
る。このとき、２色性染料の分子は、高分子の微結晶間
に固定され、結果的に、光の吸収軸が放射状をなす偏光
素子が各球晶部分に形成されることとなる。ここで、結
晶性高分子としては、ナイロンに代表されるポリアミ
ド、ＰＥＴに代表されるポリエステルなどを使用するこ
とができる。

【０１５１】次に、上述した軸対称偏光板と液晶モード
との組み合わせについて、以下の第３〜第１１の実施の
形態において説明する。

【０１５２】まず、第３〜第５の実施の形態では、基板
上で一軸配向した液晶モードの液晶表示素子に軸対称偏
光板を組み合わせたものについて説明する。

【０１５３】ここで、基板上で一軸配向した液晶モード
とは、基板上の配向膜をラビング処理などして基板上で
一方向に液晶分子を配向させたモードのことであり、二
枚の基板間の液晶の配向方向、及び液晶中のカイラル剤
添加量等によりこのモードの種類、例えばＴＮ（ツイス
ティッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーツイ
スティッドネマティック）モード、ＥＣＢ（Electrical
ly Controlled Birefringence:電界制御複屈折）モー
ド、πセルモードなどが決定される。これらのモードで
は、同一方向に液晶分子が立ち上がるため、従来の技術
で説明したように、視角特性に問題がある。

【０１５４】従来の液晶表示素子では、偏光板の偏光軸
が表示面全体に渡って一方向を向いている。このため、
図１０（ａ）に示すように、決まった１つの偏光面１０
ａを有する入射光Ｌ₁に対する液晶の復屈折（ｄ・Δ
ｎ）は一義的に決定される。これに対し、本発明の液晶
表示素子では、偏光板の偏光軸が各絵素ごとに軸対称状
をなすようになっているため、図１０（ｂ）に示すよう
に、複数の偏波面、例えば偏波面ｃ、ｄを有する入射光
Ｌ₂が各絵素ごとに通過することとなり、液晶分子Ｍの
見かけ上の複屈折、分子長軸方向の屈折率ｃ’と分子短
軸方向の屈折率ｄ’の差が平均化される（図１０
（ｃ））。

【０１５５】さらに、このような複屈折の平均化の現象
は、すべての視角方向で起こる。このため、各方向での
平均化された復屈折は、方向により若干の差が生じるも
のの、該各方向での復屈折の平均化により、表示状態の
反転現象を広角まで防ぐことができ、結果的に視角特性
をそれぞれ対応する従来の液晶モードに比べてより改善
することができる。

【０１５６】さらにまた、表示素子内では均一な配向状
態になっているために、ディスクリネーションラインが
発生せず、コントラストの劣化が発生しにくい。

【０１５７】（実施の形態３）以下、本発明の第３の実
施の形態として、ＴＮモードと軸対称偏光板とを組み合
わせた液晶表示装置について説明する。

【０１５８】まず、この第３の実施の形態で採用する従
来のＴＮモードの液晶表示素子について説明する。ここ
では、説明の都合上、この従来のＴＮモードの液晶表示
素子を比較例１とする。

【０１５９】図１１は、従来のＴＮモードの液晶表示素
子（以下、ＴＮ素子という。）の構造を示す図である。
図において、１１はこのＴＮ素子で、これは一対の対向
基板１１ｅ，１１ｆ間に液晶材料を注入してなるもので
ある。

【０１６０】このＴＮ素子１１は以下のように作製し
た。

【０１６１】まず、厚さ１０００オングストロームのＩ
ＴＯ（酸化インジュウムおよび酸化スズの混合物）膜を
透明電極１１ｂとする厚さ１．１ｍｍのガラス基板１１
ａ上に、ＡＬ４５５２（日本合成ゴム社製）を配向膜１
１ｃとして塗布し、その後、ナイロン布により一方向に
ラビング処理した。このようにして作製した２枚の基板
１１ｅ及び１１ｆを配向方向が互いに直交するように、
４．５μｍのスペーサーを介して貼り合わせ、液晶セル
を構成した。該作製した液晶セル中に、液晶材料として
ＺＬＩ−４７９２（メルク社製：カイラル剤Ｓ８１１に
よりカイラルピッチを５０μｍに調整したもの）を注入
し、加熱徐冷を行った。このように液晶材料を注入し
た液晶セルの両側に、光の吸収軸を一方向に設定した偏
光板１１ｈを、液晶セルの対応する基板側での配向方向
に合わせてを貼り合わせた。これにより、従来から使用
されているＴＮ素子１１を作製した。このＴＮ素子１１
の視角特性は下記の表２に示す通りである。

【０１６２】一方、図１２（ａ）は上記第３の実施の形
態の液晶表示装置である、ＴＮモードと軸対称偏光板と
を組み合わせたＴＮ素子（以下、軸対称偏光板付きＴＮ
素子という。）の構造を示す図である。

【０１６３】図において、１２は第３の実施の形態の軸
対称偏光板付きＴＮセルで、これは一対の対向基板１２
ｅ，１２ｆ間に液晶材料を注入してなるものであり、該
各対向基板１２ｅ，１２ｆは、第１の実施の形態の軸対
称偏光板１００を用いて作製したものである。

【０１６４】本実施の形態の軸対称偏光板付きＴＮセル
１２は以下のようにして作製した。上記第１の実施の形
態の方法により作製された軸対称偏光板１００の高分子
層１２０上に、保護膜１２ａを形成し、さらにその上に
透明電極としてＩＴＯ膜１２ｂを成膜して、電極付軸対
称偏光板を作成した。

【０１６５】そして、作製した電極付軸対称偏光板に配
向膜１２ｃを形成するなど比較例１と同様の配向処理を
行って２枚の対向基板１２ｅ，１２ｆを形成した。これ
らの対向基板１２ｅ，１２ｆを、それぞれの軸対称偏光
板１００の偏光軸を合わせて、一定の間隔隔てて貼り合
わせ、該両対向基板間に液晶１２ｄを注入し、加熱徐冷
を行って、軸対称偏光板付きＴＮ素子１２を作製した。
作製したＴＮ素子１２の表示特性は表２に示す通りであ
る。図１３はこの表２に示す視角特性の測定を行った際
の、液晶層の配向方向Ｘａに対する測定方向を示してい
る。

【０１６６】

【表２】

【０１６７】ＴＮ素子の液晶層の配向方向に対して０
°、１８０°方向では、実施の形態３及び比較例１とも
に反転が起こる視角がほとんど変化しないが、ＴＮ素子
の液晶層の配向方向に対して９０°、２７０°方向で
は、表２に示すとおり、実施の形態３では、比較例１と
は異なり、反転が抑制されている。このように軸対称偏
光板を使用することにより、視角特性が改善される。

【０１６８】なお、この第３の実施の形態では、軸対称
偏光板として第１の実施の形態の方法により作製したも
のを用いたが、これは、第２の実施の形態の方法により
作製したものでもよい。

【０１６９】図１２（ｂ）は、第１の実施の形態の方法
により作製した軸対称偏光板をＴＮモードと組み合わせ
たＴＮ素子の構造を概略的に示しており、上側の対向基
板１２ｆを構成する軸対称偏光板１００を、その偏光軸
が放射状をなすものとし、下側の対向基板１２ｅを構成
する軸対称偏光板１００を、その偏光軸が同心円状をな
すものとしている。ここで、Ｍは液晶分子、ｄ₁，ｄ₂は
液晶分子の下側基板側及び上側基板側での配向方向であ
る。

【０１７０】また、この第３の実施の形態では、軸対称
偏光板をＴＮモードと組み合わせた液晶セルについて説
明したが、軸対称偏光板をＳＴＮモードと組み合わせた
液晶セルにおいては、見かけの位相差を平均化すること
ができ、従来のＳＴＮモードで使用していた位相差板
（白色化するため）を使用することなく色補償できる利
点がある。

【０１７１】（実施の形態４）次に、本発明の第４の実
施の形態として、ＳＴＮモードと軸対称偏光板とを組み
合わせた液晶表示装置について説明する。

【０１７２】まず、この第４の実施の形態で採用する従
来のＳＴＮモードの液晶表示素子（以下、ＳＴＮ素子と
いう。）について説明する。ここでは、説明の都合上、
この従来のＳＴＮ素子を比較例２とする。

【０１７３】この比較例２のＳＴＮ素子は、上記比較例
１のＴＮ素子とは、配向膜の材料、セル厚、液晶層のツ
イスト角が異なるのみで、その他の構成は図１１に示す
ＴＮ素子と同一である。

【０１７４】すなわち、この比較例２のＳＴＮ素子は以
下のようにして作製した。

【０１７５】厚さ１０００オングストロームのＩＴＯ膜
を透明電極とする厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、配
向膜としてＳＥ−１５０（日産化学社製）を塗布し、そ
の後、ナイロン布により一方向にラビング処理した。作
製した２枚の対向基板を、両者の配向方向がなす角度が
２４０°になるよう、９μｍのスペーサーを介して貼り
合わせ、セルを構成した。この作製したセル中に、液晶
材料であるＺＬＩ−４４２７（メルク社製：カイラル剤
Ｓ８１１により、ツイスト角を２４０°に調整したも
の）を注入し、加熱徐冷を行った。このように液晶材料
を注入した液晶セルの両側に、光の吸収軸を一方向に設
定した偏光板を、液晶セルの対応する基板側での配向方
向に合わせてを貼り合わせた。これにより、従来から使
用されているＳＴＮ素子を作製した。

【０１７６】これに対し、第４の実施の形態の液晶表示
装置である、ＳＴＮモードと軸対称偏光板とを組み合わ
せたＳＴＮ素子（以下、軸対称偏光板付きＳＴＮ素子と
いう。）は、以下のように作製した。

【０１７７】上記第１あるいは第２の実施の形態の方法
により作製された軸対称偏光板の上に、保護膜を形成
し、さらにその上に透明電極としてＩＴＯを成膜し、電
極付軸対称偏光板を作製した。このようにして作製した
２つの電極付軸対称偏光板に上記比較例２と同様の配向
処理を施し、該２つの軸対称偏光板をその偏光軸を合わ
せて貼り合わせ、該両偏光板間に液晶を注入し、加熱除
冷を行った。このようにして軸対称偏光板付ＳＴＮ素子
を作成した。

【０１７８】本実施の形態の軸対称偏光板付ＳＴＮ素子
は、比較例２のＳＴＮ素子に比べて色つきが少なく、位
相差板を用いなくても白黒表示用素子として使用するこ
とができる。

【０１７９】なお、上記第３，第４の実施の形態では、
軸対称偏光板をＴＮモード，ＳＴＮモードの液晶セルと
組み合わせた液晶表示素子について説明したが、軸対称
偏光板をＥＣＢモードの液晶セルと組み合わせた液晶表
示素子では、従来のＥＣＢモードの液晶表示素子におけ
るざらつき感のある表示を改善できる。

【０１８０】（実施の形態５）次に、本発明の第５の実
施の形態として、ＥＣＢモードと軸対称偏光板とを組み
合わせた液晶表示装置について説明する。

【０１８１】まず、この第５の実施の形態で採用する従
来のＥＣＢモードの液晶表示素子（以下、ＥＣＢ素子と
いう。）について説明する。ここでは、説明の都合上、
この従来のＳＴＮ素子を比較例３とする。

【０１８２】この比較例３のＥＣＢ素子においても、基
本的な構造は、図１１に示す比較例１のＴＮ素子と同一
である。

【０１８３】すなわち、この比較例３のＥＣＢ素子は以
下のようにして作製した。

【０１８４】厚さ１０００オングストロームのＩＴＯ膜
を透明電極とする厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、垂
直配向膜としてＡＬ−２０９（日本合成ゴム社製）を塗
布した。このようにして作成した２枚の対向基板を６μ
ｍのスペーサーを介して貼り合わせ、セルを構成した。

【０１８５】作製したセル中に、液晶材料としてＺＬＩ
−４７８８−０００（メルク社製）を注入し、加熱徐冷
を行った。そして、作製した液晶セルに、光の吸収軸を
一方向に設定した偏光板を、互いに偏光軸方向が直交す
るよう貼り合わせ、従来から使用されているＥＣＢ素子
を作製した。本ＥＣＢ素子は、電圧印加時に液晶分子が
任意の方向に倒れる。つまり倒れ方により見かけ上のコ
ントラストが場所により変化する。このため表示にざら
つき感が伴う。

【０１８６】これに対し、第５の実施の形態の液晶表示
装置である、ＥＣＢモードと軸対称偏光板とを組み合わ
せたＥＣＢ素子（以下、軸対称偏光板付きＥＣＢ素子と
いう。）は、以下のように作製した。

【０１８７】上記第１あるいは第２の実施の形態の方法
により作製された軸対称偏光板の上に、保護膜を形成
し、さらにその上に透明電極としてのＩＴＯを成膜し、
電極付軸対称偏光板を作製した。このようにして作製し
た２つの電極付軸対称偏光板に上記比較例３と同様の配
向処理を施し、該２つの軸対称偏光板をその偏光軸を合
わせて貼り合わせ、該両偏光板間に液晶を注入し、加熱
除冷を行った。これにより軸対称偏光板付きＥＣＢ素子
を作成した。

【０１８８】この軸対称偏光板付きＥＣＢ素子では、軸
対称偏光板を使用しているために、見かけ上の複屈折は
ある程度平均化されることとなり、これにより比較例３
に比べてざらつき感が低減されている。

【０１８９】なお、上記第３〜第５の実施の形態では、
液晶セルを構成する対向基板間には、セル厚を規定する
スペーサが設けられているのみであるが、これらの実施
の形態の液晶セルに、最近我々が開発した技術（特開平
６ー３０１０１５号公報参照）を適応することにより、
液晶セルを、液晶層中に高分子壁を有する構造とするこ
とができ、外力に対して強いセルを作成することができ
る。

【０１９０】（実施の形態６）本発明の第６の実施の形
態として、上記のように液晶セル中に高分子壁を有する
構造の液晶表示素子について簡単に説明する。

【０１９１】図１４は上記第６の実施の形態の液晶セル
の構造を示す断面図であり、図において、１４は、液晶
層１４ｄ中に高分子壁１４ｄ₂を有する軸対称偏光板付
き液晶素子であり、この液晶素子の液晶モードは、上記
第３の実施の形態と同様ＴＮモードとなっている。この
液晶素子１４を構成する一対の対向基板１４ｅ，１４ｆ
は、それぞれ第２の実施の形態の軸対称偏光板２００
の、偏光素子２１３が形成されている面上に、保護膜１
４ａ，透明電極としてのＩＴＯ膜１４ｂ，配向膜１４ｃ
を順次形成してなるものである。なお、１４ｄ₁は上記
液晶層１４の、高分子壁１４ｄ₂により区分された液晶
領域で、軸対称偏光板２００の各偏光素子２１３に対向
するよう位置している。また、ここでは、軸対称偏光板
２００は、その製造の際、各偏光素子２１３が形成され
る領域を囲む仕切り壁２１３ａを形成したものを用いて
いる。

【０１９２】このような構成の液晶素子１４では、第３
の実施の形態のＴＮ素子に比べて、液晶層中に高分子壁
１４ｄ₂を有しているため、外力に対して強い構造とな
っている。

【０１９３】次に、軸対称偏光板を利用した広視角の表
示モードの液晶表示素子について、以下の各実施の形態
において説明する。

【０１９４】広視角の表示モードの液晶表示素子は、液
晶分子が少なくとも一方の基板上で２方向以上に配向し
ている液晶表示モードを本発明の軸対称偏光板と組み合
わせることにより実現できる。ここで、上記液晶表示モ
ードとしては大きく分けて２種類あり、その１つでは、
液晶の配向状態がランダム配向状態であり、もう１つで
は、液晶の配向状態が軸対称配向状態である。

【０１９５】従来からランダム配向の液晶表示モードを
有する液晶表示素子として、以下の（１）〜（３）に示
すものがある。

【０１９６】（１）特開平５−２７２４２号公報には、
偏光板を用いた非散乱型の液晶表示素子において、視角
特性を改善するため、液晶と光硬化性樹脂との混合物か
らの相分離により、高分子の突起物を液晶セル内に形成
して、液晶分子の配向を乱すようにしたものが開示され
ている。

【０１９７】（２）液晶表示素子において、基板上に塗
布した配向膜にラビングなどの配向処理を施さないよう
にして、液晶分子をランダム配向させたものがある。

【０１９８】（３）樹脂中に分散した液晶領域で液晶分
子の配向が異なるポリマー分散型液晶素子を、２枚の偏
光板（互いに吸収軸が直交したもの）で挟持したものが
ある。

【０１９９】上記（１）〜（３）で挙げた液晶表示素子
では、１組のクロスニコル条件の偏光板に上記液晶セル
を挟持した構成となっており、いずれも飽和電圧印加状
態では、液晶分子（Δε＞０：誘電率異方性が正の場
合）が電場方向に揃った配向をしており、ほぼ同じ黒レ
ベルの視角特性依存性となる。そのため、各液晶表示素
子では、その表示モードに応じてコントラストは異なる
ものの、同様な傾向を有する視角特性依存性が得られ
る。

【０２００】図１５（ａ）は、上記（２）に挙げた液晶
表示素子の視角特性の概略を示す。図から、液晶セル上
下の偏光板の軸方向ａ₁，ａ₂では、比較的広い視角特性
になっているが、軸方向から４５°の方向で視角特性が
劣化していることがわかる。

【０２０１】この特性は、上記（１），（３）の素子に
ついてもほぼ同様であるが、これら（１）〜（３）の素
子の液晶セルに、上述した本発明の軸対称偏光板を組み
合わせることにより視角特性が改善される。つまり、該
軸対称偏光板を取り付けた液晶セルを固定し、互いに偏
光面が直交した上記偏光板を回転させて該液晶セルの透
過率を測定したときの透過率の平均値が視角特性として
現れることとなり、これにより図１５（ｂ）に示すよう
に完全にどの方向においても同じ視角特性が得られる。

【０２０２】なお、上記（３）の素子は、既に特開平６
−３２４３３７号公報に開示されているが、（１）、
（２）の素子に比べて、素子（絵素）内に高分子を多量
に浸入している構造になっているために、液晶と高分子
との界面での散乱現象のため濁った表示特性となり、さ
らに、原理的に、光の散乱現象による脱偏光を利用して
いるために、光の利用効率が入射光に対して理論的な最
大値で５０％と低い。

【０２０３】（実施の形態７）次に、本発明の第７の実
施の形態として、ノンラビングモードと軸対称偏光板と
を組み合わせた液晶表示装置について説明する。

【０２０４】まず、この第７の実施の形態で採用する従
来のノンラビングモードの液晶表示素子（以下、アモル
ファスＴＮ素子という。）について説明する。ここで
は、説明の都合上、この従来のアモルファスＴＮ素子を
比較例４とする。

【０２０５】この比較例４のアモルファスＴＮ素子にお
いても、基本的な構造は、図１１に示す比較例１のＴＮ
素子と同一であり、この素子は以下のように作製した。

【０２０６】すなわち、厚さ１０００オングストローム
のＩＴＯ膜を透明電極とする厚さ１．１ｍｍのガラス基
板を２枚用い、これらのガラス基板にスピンコート法に
よりポリイミドをコートし、ラビングを施していない一
対の対向基板を作製した。この一対の対向基板を、５μ
ｍスペーサーによりセル厚を確保して貼り合わせてセル
を作製した。該セル内に、液晶材料としてＺＬＩ−４７
９２（メルク社製：螺旋ピッチが９０°となるようにカ
イラル剤Ｓ−８１１で調整したもの）を注入し、その
後、加熱徐冷を行って液晶セルを作製した。そして、該
液晶セルに、光の吸収軸を一方向に設定した１組の偏光
板を、互いに偏光軸方向が直交するよう貼り合わせ、既
に公開されているアモルファルスＴＮ素子を作成した。

【０２０７】このアモルファルスＴＮ素子では、該液晶
セル内の液晶分子は、基板上での配向規制力が少ないた
めに、ランダムな配向状態となっており、中間調におけ
る視角特性の優れた液晶表示素子である。このように該
アモルファルスＴＮ素子は、比較例１と同様に偏光板の
偏光軸方向で視角特性の優れたものであるが、図１５
（ａ）に示すように、偏光軸から４５°の方向で視角特
性が劣化したものとなっている。

【０２０８】これに対し、第７の実施の形態の液晶表示
装置である、ノンラビングモードと軸対称偏光板とを組
み合わせたアモルファルスＴＮ素子（以下、軸対称偏光
板付きアモルファルスＴＮ素子という。）は、以下のよ
うに作製した。

【０２０９】すなわち、第１の実施の形態あるいは第２
の実施の形態の方法により作成された軸対称偏光板の上
に、保護膜を形成し、さらにその上に透明電極としてＩ
ＴＯを製膜し、電極付軸対称偏光板を作製した。該この
ようにして作製した２枚の電極付軸対称偏光板に対して
は上記比較例４と同様な配向処理は施さず、これらの軸
対称偏光板をその偏光軸を合わせて貼り合わせて液晶セ
ルを形成した。該液晶セルに液晶を注入し、加熱徐冷を
行って、軸対称偏光板付アモルファスＴＮ素子を作製し
た。

【０２１０】このように作製したセルの視角特性は、軸
対称偏光板の効果により、完全な軸対称状、つまり図１
５（ｂ）に示す視角特性と同様な特性となった。

【０２１１】次に、基板上で軸対称状配向した液晶モー
ドと軸対称偏光板との組み合わせについて、第８〜第１
１の実施の形態において説明する。

【０２１２】液晶の配向性により、基板上での液晶分子
の配列に規則性を持たせた広視角表示モードとして、略
各絵素に対応させて、液晶分子の主軸が軸対称状となる
ようにした軸対称配向モードがある。従来から軸対称配
向の液晶表示モードを有する液晶表示素子として、以下
の（４）〜（６）に示すものがある。

【０２１３】（４）液晶分子が絵素領域内で全方向均等
な配向状態となっている液晶表示素子がある。具体的に
は液晶分子の配向は渦巻き状であり、上下の基板上では
互いに液晶分子が９０°捩れており、つまり、上下の基
板上では、渦巻きの方向が右左反対となっている。この
液晶表示素子では、液晶分子が電圧で制御されることに
より、渦巻き状配向がその様々な方位を向いた配向をも
つＴＮモードと同様な動作をする。またこの液晶表示素
子は、液晶セル内の液晶領域は、高分子壁により実質的
に囲まれており、耐外圧性が高いものとなっている。

【０２１４】この素子では、高分子壁を構成する樹脂材
料を選定することにより、ディスクリネーションライン
を抑制することができ高コントラストを実現できる。

【０２１５】（５）また、広視角表示モードの液晶表示
素子として、配向膜を結晶性高分子から構成して球晶構
造を有するものとし、該配向膜から液晶層に及ぶ軸対称
な配向規制力を生かしたものがある。

【０２１６】（６）さらに、広視角表示モードの液晶表
示素子として、一対の対向基板に、その一方側で液晶分
子が同心円状に配向し、かつ他方側で液晶分子が放射状
に配向するよう、細溝を形成した液晶表示素子がある。

【０２１７】上記（４）〜（６）に示す液晶表示素子に
おいても、上述した一軸配向の液晶モードを有する表示
素子と同様の視角特性に関する問題、つまり偏光板の偏
光軸から４５°方向の視角特性が好ましくないという問
題があるが、これらの素子についても、本発明の軸対称
偏光板を採用することにより上記と同様にして視角特性
が改善される。

【０２１８】特に、軸対称偏光板の偏光軸と、軸対称状
に配向した液晶の主軸とが両基板上で一致した場合に
は、表示面の正面方向の視角特性が、偏光軸を一方向に
設定したクロスニコルの一対の偏光板を用いたＴＮモー
ドの液晶表示素子の特性と原理的に同じになり、しかも
軸対称モードの液晶表示素子では、該視角特性が全方位
について均等になり、特に好ましい。

【０２１９】なお、特開平６−３２４３３７号公報に
は、上記（６）に挙げた液晶表示素子に、偏光軸が同心
円状、放射状をなす１組の偏光板を組み合わせたものが
公開されているが、この場合、液晶表示素子の基板表面
に形成した細溝により、液晶分子を配向させているた
め、プレチルトを制御することができず、かつディスク
リネーションラインを抑制することができず高コントラ
ストを期待できない。さらに、外力により液晶セル内を
液晶が流動して配向状態が変形し、軸対称配向を維持で
きない。従って、（４）に挙げた液晶表示素子に軸対称
偏光板を組み合わせたものが最も好ましい。

【０２２０】（実施の形態８）次に、本発明の第８の実
施の形態として、ＡＳＭ（アクシャルシンメトリカル
アラインドマイクロセルモード）と軸対称偏光板
とを組み合わせた液晶表示装置について説明する。

【０２２１】まず、この第８実施の形態で採用する従来
のＡＳＭモードの液晶表示素子（以下、ＡＳＭ素子とい
う。）について説明する。ここでは、説明の都合上、こ
の従来のＡＳＭ素子を比較例５とする。

【０２２２】図１６は、従来のＡＳＭ素子の構造を示す
図である。図において、１６はこのＡＳＭ素子で、一定
間隔を隔てて対向して配置した一対の対向基板１６ｅ，
１６ｆ間に液晶材料１６ｄを注入してなるものである。
該対向基板１６ｅは、ガラス基板１６ａとその表面に形
成された透明電極１６ｂとを有し、該透明電極１６ｂの
上には、レジストによりその表面領域を複数の区画領域
１６ｈに区分する仕切り壁１６ｃが形成されている。ま
た、この仕切り壁１６ｃには、スペーサー１６ｇが埋め
込まれており、一定のセル厚が確保されている。また、
他方の対向基板１６ｆは、ガラス基板１６ａの表面に透
明電極１６ｂを形成してなる構造となっている。

【０２２３】この比較例６のＡＳＭ素子１６は以下のよ
うに作製した。

【０２２４】厚さ１０００オングストロームのＩＴＯ膜
を透明電極１６ｂとする厚さ１．１ｍｍ厚のガラス基板
１６ａ，１６ｂを、上下一対の対向基板１６ｅ，１６ｆ
として用意した。該対向基板１６ｅ上に、ＯＭＲ−８３
（東京応化社製）レジストを塗布しそのパターニングを
行って、上記仕切り壁１６ｃを作製した。該作製した仕
切り壁中に５μｍのスペーサーを添加した。そして、上
記両対向基板１６ｅ，１６ｆを、該スペーサー１６ｇに
よりセル厚を確保して貼り合わせてセルを構成した。次
にセル中に、以下の混合物を均一混合した後真空注入し
た。

【０２２５】該混合物は、Ｒ６８４（日本化薬社製）
（０．０２５ｇ）と、ｐ−フェニルスチレン（０．０２
５ｇ）、化学式（１）で示す化合物Ａ（０．０１５ｇ）
と、

【０２２６】

【化１】

【０２２７】さらに、液晶材料ＺＬＩ−４７９２（メル
ク社製：Δｎ＝０．０９４：カイラル剤Ｓ−８１１によ
りツイスト角９０°に調整したもの）（０．９３５ｇ）
と、光開始剤 Lucirin ＴＰＯ（ＢＡＳＦ社製：４００
ｎｍ付近に光の吸収極大を有するもの）（０．００５
ｇ）とからなる。

【０２２８】その後、セルを、１００℃（均一化温度以
上）に３０分保ち、一旦、４０℃まで徐々に冷却した。

【０２２９】そして、一区画領域に対して一液晶ドメイ
ンが対応するよう処理を行い、電圧を印加することによ
り、区画領域の液晶ドメインを軸対称配向させた。さら
にこの状態から、液晶ドメインを成長させ、セルを作製
した。

【０２３０】軸対称状に配向した液晶領域が各区画一杯
に広がったとき、高圧水銀ランプにより２ｍＷ／ｃ
ｍ²、波長３６５ｎｍでもって２０分間、セルに光照射
処理を施した。その後、セルを一旦室温まで冷却し、高
圧水銀ランプにより５ｍＷ／ｃｍ²，波長３６５ｎｍで
もって、該セルに５分間、光の後照射を施した。

【０２３１】このようにして生成したセルを、偏光顕微
鏡で観察したところ図１７に示すようにレジストパター
ンどおりの液晶領域１６ｈとともに消光模様１７ａが観
測され、この液晶セルでは、液晶分子の配向状態が、中
心軸を中心とする軸対称状になっていることが確認され
た。

【０２３２】そして、上記液晶セルに偏光軸が互いに直
交した２枚の偏光板を貼り合わせて液晶表示素子を作製
した。作製した液晶表示素子の電気光学特性は、図１５
（ａ）に示すものと同様に軸対称状の配向状態になって
いるが、偏光板の偏光軸から４５°方向に異方性が見ら
れ、飽和電圧印加時に黒レベルの浮き上がりが観察され
垂直面から４０°以上で表示の劣化が認められた。

【０２３３】一方、図１８は本発明の第８の実施の形態
の液晶表示装置である、ＡＳＭモードと軸対称偏光板と
を組み合わせたＡＳＭ素子（以下、軸対称偏光板付きＡ
ＳＭ素子という。）を説明するための図であり、図１８
（ａ）はその構成を模式的に示す図、図１８（ｂ）は該
ＡＳＭ素子の断面図である。

【０２３４】図において、１８は第８の実施の形態の軸
対称偏光板付きＡＳＭ素子で、これは上下一対の対向基
板１８ｂ，１８ｃ間に液晶層１８ａを挟持してなるもの
である。

【０２３５】ここでは、上記下側の対向基板１８ｃは、
第１の実施の形態の方法により作製した、偏光軸が同心
円状に配向した軸対称偏光板１００を有し、該軸対称偏
光板１００の高分子層１２０上には保護膜１８ｄ及び透
明電極としてのＩＴＯ膜１８ｅが形成されている。ま
た、該下側の対向基板１８ｃでは、該ＩＴＯ膜１８ｅ上
にその表面領域を複数の区画領域に区分する仕切り壁１
８ｆが、軸対称偏光板１００中の仕切り壁１１２に対応
させて形成されている。

【０２３６】また、上側の対向基板１８ｆは、第１の実
施の形態の方法により作製した、偏光軸が放射状に配向
した軸対称偏光板１００を有し、該軸対称偏光板１００
の高分子層１２０上には保護膜１８ｄ及び透明電極とし
てのＩＴＯ膜１８ｅが形成されている。また、上記液晶
層１８ａは、上記上側の対向基板１８ｃ側では、上方か
らみて左巻きの渦巻き状に液晶分子が配向しており、ま
た、上記下側の対向基板１８ｃ側では、上方からみて右
巻きの渦巻き状に液晶分子が配向している。

【０２３７】なお、上記各対向基板１８ｂ，１８ｃにお
ける軸対称偏光板１００には、第２の実施の形態の方法
により作製した軸対称偏光板を用いることもできる。

【０２３８】次に本実施の形態の軸対称偏光板付きＡＳ
Ｍ素子１８の作製方法について説明する。

【０２３９】ここでは、上記第１の実施の形態の方法に
より軸対称偏光板を作製する時、区画に用いるレジスト
材料を、２９５ＰＡ（新日鉄化学社製）に代え、第１の
実施の形態の場合に比べて厚みを高くした。この点以外
は上記第１の実施の形態と同様にして軸対称偏光板１０
０を作製した。作製された軸対称偏光板１００上に、保
護膜１８ｄを形成し、さらにその上に透明電極としてＩ
ＴＯ膜１８ｅを成膜した。このようにして２つの電極付
軸対称偏光板を作製し、さらにその一方を上側の対向基
板１８ｂとし、他方の電極付軸対称偏光板上に上記比較
例６と同様に仕切り壁１８ｆを形成してこれを下側の対
向基板１８ｃとした。

【０２４０】そして、これらの対向基板１８ｂ，１８ｃ
を、それぞれの軸対称偏光板１００の偏光軸を合わせ
て、つまり偏光軸の軸対称配向の中心を上下の対向基板
の間で合わせて貼り合わせて液晶セルを形成した。そし
て該液晶セル内に、液晶と光硬化樹脂との混合物を注入
し、軸対称偏光板付きＡＳＭモード素子を作製した。

【０２４１】このようにして作製した本実施の形態のＡ
ＳＭ素子１８では、セル視角特性は、軸対称偏光板の効
果により、図１５（ｂ）に示すように完全な軸対称状に
なることがわかった。

【０２４２】なお、この第８の実施の形態では、ＡＳＭ
素子として、上側，下側の対向基板の表面での液晶の配
向方向と、上側，下側の軸対称偏光板の偏光軸の配向方
向とが正確に合っていないものを示したが、対向基板の
表面での液晶の配向方向と、軸対称偏光板の偏光軸の配
向方向とが一致している場合、正面方向の透過率を向上
できる。

【０２４３】（実施の形態９）次に本発明の第９の実施
の形態として、対向基板の表面での液晶の配向方向と、
軸対称偏光板の偏光軸の配向方向とが一致しているＡＳ
Ｍ素子について説明する。

【０２４４】図１９は本発明の第９の実施の形態の液晶
表示装置である、ＡＳＭモードと軸対称偏光板とを組み
合わせた軸対称偏光板付きＡＳＭ素子を説明するための
図であり、図１９（ａ）はその構成を模式的に示す図、
図１９（ｂ）は該ＡＳＭ素子の断面図である。

【０２４５】図において、１９は第９の実施の形態の軸
対称偏光板付きＡＳＭ素子で、これは上下一対の対向基
板１９ｂ，１９ｃ間に液晶層１９ａを挟持してなるもの
である。

【０２４６】ここでは、上記下側の対向基板１９ｃは、
第２の実施の形態の方法により作製した、偏光軸が右巻
きの渦巻き状に配向した軸対称偏光板２００を有し、該
軸対称偏光板２００の高分子層２２０上には、上記第８
の実施の形態と同様、保護膜１８ｄ及び透明電極として
のＩＴＯ膜１８ｅが形成されている。また、該下側の対
向基板１９ｃでは、該ＩＴＯ膜１８ｅ上にその表面領域
を複数の区画領域に区分する仕切り壁１８ｆが、軸対称
偏光板１００中の仕切り壁２１２に対応させて形成され
ている。

【０２４７】また、上側の対向基板１９ｂは、第２の実
施の形態の方法により作製した、偏光軸が左巻きの渦巻
き状に配向した軸対称偏光板２００を有し、該軸対称偏
光板２００の高分子層２２０上には保護膜１８ｄ及び透
明電極としてのＩＴＯ膜１８ｅが形成されている。ま
た、上記液晶層１８ａは、上記上側の対向基板１９ｂｃ
側では、上方からみて左巻きの渦巻き状に液晶分子が配
向しており、また、上記下側の対向基板１９ｃ側では、
上方からみて右巻きの渦巻き状に液晶分子が配向してい
る。

【０２４８】なお、上記各対向基板１９ｂ，１９ｃにお
ける軸対称偏光板には、第１の実施の形態の方法により
作製した軸対称偏光板を用いることもできる。

【０２４９】また、図２０は本実施の形態のＡＳＭ素子
を構成する軸対称偏光板を作製するためのセル構造を説
明するための図であり、図２０（ａ）は、該セル構造の
断面図、図２０（ｂ）はその平面図である。

【０２５０】図中、２１０は軸対称偏光板を作製するた
めのセルで、所定間隔を隔てて配向して配置された上下
一対の基板２１０ａ，２１０ｂを有し、下側の基板２１
０ａ上には、その表面領域を複数の区画領域２１３に仕
切る仕切り壁２１１が形成され、該仕切り壁２１１に
は、セル厚，つまり上下の基板間の距離を規定するスペ
ーサー２１２が埋め込まれている。また各区画領域２１
３の表面には、細溝２１３ａが左巻きの渦巻き状をなす
よう形成されている。この細溝２１３ａの曲線形状は、
その接線が、渦巻の中心から放射状に延びる直線に対し
て４５°の角度をなすよう設計されている。

【０２５１】次に本実施の形態の軸対称偏光板付きＡＳ
Ｍ素子１９の作製方法について説明する。

【０２５２】まず、上側基板２１０ｂと、表面に細溝２
１３ａ等を形成した下側基板２１０ａとを、スペーサー
２１２により規定される距離を離して貼り合わせて、軸
対称偏光板作製用のセルを形成し、該セルを用いて第２
実施の形態で説明したようにして、軸対称偏光板２００
を作製した。

【０２５３】次に作製された軸対称偏光板２００の上
に、保護膜１８ｄを形成し、さらにその上に透明電極と
してＩＴＯ膜１８ｆを成膜した。このようにして２つの
電極付軸対称偏光板を作製し、さらにその一方を上側の
対向基板１９ｂとし、他方の電極付軸対称偏光板上に上
記比較例６と同様に仕切り壁１８ｆを形成してこれを下
側の対向基板１９ｃとした。

【０２５４】そして、これらの対向基板１９ｂ，１９ｃ
を、それぞれの軸対称偏光板２００の偏光軸を合わせ
て、つまり偏光軸の軸対称配向の中心を上下の対向基板
の間で合わせて貼り合わせて液晶セルを形成した。そし
て該液晶セル内に、液晶と光硬化樹脂との混合物１８ａ
を注入し、軸対称偏光板付きＡＳＭモード素子１９を作
製した。

【０２５５】このようにして作製した本実施の形態のＡ
ＳＭ素子１９では、セル視角特性は、軸対称偏光板の効
果により、図１５（ｂ）に示すように完全な軸対称状に
なることがわかった。

【０２５６】さらに、本実施の形態では、基板上での液
晶の配向方向と偏光板の偏光軸との方向がほぼ合ってい
るため、表示面の正面方向の透過率がＴＮ比９６％と非
常に高い値であった。

【０２５７】なお、上記第３〜第９の実施の形態の液晶
表示素子では、偏光板として軸対称偏光板を用いている
ため、視角を変化させたときの軸ずれが起こる可能性が
あり、このため偏光素子を構成する高分子層が液晶セル
の内部側，ガラス基板など液晶側に位置するよう液晶表
示素子を作製するのが好ましい。

【０２５８】（実施の形態１０）次に本発明の第１０の
実施の形態として、対向基板の表面での液晶の配向方向
と、軸対称偏光板の偏光軸の配向方向とが一致している
ＡＳＭ素子の他の構成について説明する。

【０２５９】図２１は本発明の第１０の実施の形態の液
晶表示装置である、ＡＳＭモードと軸対称偏光板とを組
み合わせた軸対称偏光板付きＡＳＭ素子を説明するため
の図であり、図２１（ａ）はその構成を模式的に示す
図、図２１（ｂ）は該ＡＳＭ素子の断面図である。

【０２６０】図において、２１は第１０の実施の形態の
軸対称偏光板付きＡＳＭ素子で、これは、液晶層２１ａ
と、その上下両側に配置された軸対称偏光板２１ｂ，２
１ｃとを有している。

【０２６１】ここで、上記軸対称偏光板２１ｂ，２１ｃ
は、それぞれ液晶層２１ａを挟持する上下一対の対向基
板２０ａ，２０ｂと一体的に形成されている。つまり上
側の対向基板２０ｂは、ガラス基板等の透明基板２１上
に透明電極としてのＩＴＯ膜２２及び軸対称偏光板２１
ｂを形成してなるものである。また、下側の対向基板２
０ａは、ガラス基板等の透明基板２１上に透明電極とし
てのＩＴＯ膜２２、所定パターンのレジスト膜２３（図
２２参照）及び軸対称偏光板２１ｃを順次形成してなる
ものである。

【０２６２】また、上記液晶層２１ａは、上側の対向基
板２０ｂの軸対称偏光板２１ｂと接する液晶層上面２１
ａ₁では、上方からみて左巻きの渦巻き状に液晶分子が
配向し、また、上記下側の対向基板２０ａの軸対称偏光
板２１ｂと接する液晶層上面２１ａ₂では、上方からみ
て右巻きの渦巻き状に液晶分子が配向した状態となって
いる。

【０２６３】次に製造方法について図２２を用いて説明
する。

【０２６４】透明電極２２を有する基板２１上に、レジ
スト（ＯＭＲ８３：東京応用化学社製）を用いて、格子
状の平面パターンを有するレジスト膜２３を形成した。
このレジスト膜２３は、図２２（ｃ）に示すように、幅
の広い格子状の平面パターンを有するレジスト膜２３ａ
と、その上に形成された幅の狭い、該レジスト膜２３ａ
と同一パターンのレジスト膜２３ｂとからなる。該透明
電極２２上には、あらかじめ５μｍ径のビーズ２３ｃが
レジスト膜２３のパターンに合わせて散布されており、
該レジスト膜２３の外側に、ビーズ２３ｃがはみ出さな
いようになっている。

【０２６５】そして、透明電極２２を有する他の基板２
１を対向基板２０ｂとして用い、該対向基板２０ｂと、
上記レジストパターンを形成した対向基板２０ａとを貼
り合わせて、セルを作製した。

【０２６６】このセル中に、液晶材料として、ＺＬＩ−
４７９２（カイラル剤０．９３５ｇにより該セル中で９
０度ツイストするようにカイラルピッチを調整したも
の）、液晶性重合材料Ａ（０．０１５ｇ），光開始剤Ir
gacure 651（チバガイギー社製）（０．００５ｇ），重
合性２色性色素（０．００５ｇ），重合抑制剤ビフェニ
ルスチレン（０．０２５ｇ）の混合物を注入した。ここ
で、上記重合性液晶材料Ａの化学式は、上記化学式
（１）で示すものと同一である。

【０２６７】そして、一区画領域に対して一液晶ドメイ
ンが対応するよう処理を行い、電圧を印加することによ
り、区画領域の液晶ドメインを軸対称配向させた。さら
にこの状態から、液晶ドメインを成長させ、セルを作製
した。

【０２６８】その後、紫外線照射装置により、波長３６
５ｎｍ，３ｍＷ／ｃｍ²のエネルギーで紫外線照射をセ
ル両面から２０分行った。

【０２６９】このようにして作製した液晶セルは、図２
１（ｂ）に示すように、対向基板２０ａ，２０ｂの表面
にうっすらと高分子層が形成されており、この層中に
は、高分子中に組み込まれた２色性色素分子が存在し、
その吸収軸方向は、渦巻き状になっており、上下基板で
互いに吸収軸が直交するように作成されていた。つま
り、上記各対向基板２０ａ，２０ｂの表面に形成された
高分子層が軸対称偏光板２１ｃ，２１ｂとなっている。

【０２７０】このように本実施の形態では、液晶セルの
作製時に、軸対称偏光板が同時に自動的に形成されるよ
うにしているため、液晶セルの作製後、偏光板を液晶セ
ルに貼り合わせる工程を省略することができる。さら
に、液晶セル中に軸対称偏光板が形成されるために、視
差が発生せず、また、液晶の配向状態と同時に軸対称偏
光板を作製するために、液晶の主軸（軸対称配向の対称
軸）と軸対称偏光板の偏光軸とのずれが全く発生しな
い。このため優れた視角特性を有するＡＳＭ素子を得る
ことができる。

【０２７１】本実施の形態で作製したＡＳＭ素子の視角
特性は、全方向で完全に等方的であり優れた特性を示し
た。この全方向で完全に等方的である視角特性は、図２
３に示すように等コントラスト曲線で表される。さらに
液晶の主軸と軸対称偏光板の吸収軸が一致し、しかも２
色性色素が重合性でありほとんどの色素が高分子中に取
り込まれてしまうために、ＴＮ（ツイスティッドネマテ
ィック）モードとほぼ同等の光線透過率（電圧ＯＦＦ
時）を示した。

【０２７２】（実施の形態１１）以下、本発明の第１１
の実施の形態として、球晶モードと軸対称偏光板とを組
み合わせた液晶表示装置について説明する。

【０２７３】まず、この実施の形態で採用する従来の球
晶モードの液晶表示素子（以下、球晶モード素子とい
う。）について説明する。ここでは、説明の都合上、こ
の従来の球晶モード素子を比較例６とする。

【０２７４】この比較例６の球晶モード素子は、以下の
ように作製した。

【０２７５】すなわち、厚さ１０００オングストローム
のＩＴＯ膜を透明電極とする厚さ１．１ｍｍのガラス基
板２枚を用い、それぞれの基板にスピンコート法により
ナイロン６６をコートした。これにより、ガラス基板上
に、球晶構造を有する薄膜を形成してなる対向基板を２
枚作製した。該作製した２枚の対向基板を、５μｍのス
ペーサーによりセル厚を確保して貼り合わせて、偏光板
の作製用セルを作製した。該セル内に、液晶材料として
ＺＬＩ−４７９２（メルク社製：螺旋ピッチが９０°と
なるようにカイラル剤Ｓ−８１１により調整したもの）
を注入し、その後、セルの加熱徐冷を行った。このよう
に液晶材料を注入した液晶セルの両側に、互いに偏光軸
方向が直交する一組の偏光板を貼り合わせた。ここで該
偏光板としては、光の吸収軸を一方向に設定したものを
用いた。これにより、球晶構造を持った薄膜を配向膜と
する球晶モード素子を作成した。

【０２７６】この球晶モード素子の液晶セル内では、液
晶分子は、基板表面上の薄膜の球晶構造に沿って渦巻き
状に配向しており、この球晶モード素子は、中間調にお
ける視角特性の優れた液晶表示素子となっているが、比
較例４と同様の理由から図１５（ａ）に示すように、偏
光軸から４５°の方向で視角特性に異方性を呈するもの
となっている。

【０２７７】これに対し、第１１の実施の形態の液晶表
示装置である、球晶モードと軸対称偏光板とを組み合わ
せた球晶モード素子は、以下のように作製した。

【０２７８】上記第１あるいは第２の実施の形態で作製
した軸対称偏光板の上に、保護膜を形成し、さらにその
上に透明電極としてＩＴＯ膜を成膜し、電極付軸対称偏
光板を作製した。このようにして作製した２つの電極付
軸対称偏光板に、比較例６と同様に配向処理を施して、
その表面上に球晶構造を有する薄膜を形成し、該両軸対
称偏光板を、その偏光軸を合わせて貼り合わせてセルを
形成した。該セル内に液晶を注入し、該セルの加熱徐冷
を行って、軸対称偏光板付き球晶モード素子を作成し
た。

【０２７９】このようにして作製した軸対称偏光板付き
球晶モード素子では、その視角特性は、軸対称偏光板に
効果により、図１５（ｂ）に示すように完全な軸対称状
になることがわかった。

【０２８０】この実施の形態の軸対称偏光板付き球晶モ
ード素子においても、上記第３〜第９の実施の形態と同
様、偏光板として軸対称偏光板を用いているため、視角
を変化させたときの軸ずれが起こる可能性があり、この
ため偏光素子を構成する高分子層が液晶セルの内部側，
つまりガラス基板など液晶側に位置するよう液晶表示素
子を作製するのが好ましい。

【０２８１】なお、上記第３〜第１１の実施の形態の液
晶表示素子の駆動方法は、単純マトリックス駆動に限ら
ず、ａ−ＳｉＴＦＴ、ｐ−ＳｉＴＦＴ、ＭＩＭなどのア
クティブ素子を用いたアクティブ駆動などの駆動法によ
り駆動でき、本発明に係る液晶表示装置では、液晶表示
素子の駆動方法は特に限定されるものではない。

【０２８２】また、軸対称偏光板を構成する基板として
は、透明固体であるガラス、高分子フィルムなど、非透
明固体としては、反射型を狙った金属薄膜つき基板、Ｓ
ｉ基板などが利用できる。

【０２８３】また、プラスチック基板としては、可視光
に吸収を持たない材料が好ましく、ＰＥＴ、アクリル系
ポリマー、スチレン、ポリカーボネートなどが利用でき
る。

【０２８４】さらに、これら各種基板を組み合わせて２
種類の基板により液晶セルを作製することもでき、ま
た、同種類，異種類を問わず基板厚みの異なった基板を
２枚組み合わせて、液晶セルを構成することもできる。

【０２８５】また、プラスチック基板の場合、基板自身
に偏光能を持たせることにより偏光板を透明基板と一体
化した液晶表示素子を作製することもできる。

【０２８６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、工業的に
容易にかつ再現性よく製造することができる軸対称偏光
板を提供できる。

【０２８７】また、現行の液晶表示モードに軸対称偏光
板を組み合わせることにより視角特性が改善された液晶
表示素子を提供することができる。

【０２８８】さらに、軸対称偏光板の、あらゆる方向の
入射光に対する等方的な偏光作用により、液晶表示素子
における視角特性が全方位均一な表示特性を実現し、液
晶表示素子を、ＣＲＴに対向できる平面ディスプレイと
して使用することができる。

【０２８９】また、本発明は、上記のような視角特性を
生かすことにより、大型高精細液晶表示素子、携帯用情
報端末装置などの表示装置として使用することができ、
特に２〜４人で同時に使用する液晶表示装置に対しては
非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による軸対称偏光板
を説明するための斜視図である。

【図２】上記第１の実施の形態による軸対称偏光板を製
造する方法を説明するための図であり、図２（ａ）は軸
対称偏光板の製造方法に用いる一対の偏光板作成用基板
の構造を示す断面図、図２（ｂ）は該基板の平面図であ
る。

【図３】上記第１の実施の形態の軸対称偏光板の製造方
法を説明するための図であり、図３（ａ）は対向配置し
た一対の基板間に重合性液晶材料と２色性染料の混合物
を注入した状態を示す断面図、図３（ｂ）は、偏光素子
を構成する高分子層を形成した後、一方の基板を剥離し
た状態を示す図である。

【図４】図４（ａ），（ｂ）は、第１の実施の形態で作
製した軸対称偏光板を、一枚の偏光板を使用して偏光顕
微鏡により観察した結果を示す図である。

【図５】第１の実施の形態で作製した軸対称偏光板にお
ける液晶及び２色性染料の分子配向を概念的に示す図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施の形態による軸対称偏光板
を説明するための図である。図６（ａ）は該軸対称偏光
板の製造方法に用いる一対の偏光板作製用基板の構造を
示す断面図、図６（ｂ）は該偏光板作製用基板の平面
図、図６（ｃ）は対向配置した一対の偏光板作製用基板
間に重合性液晶材料と２色性染料の混合物を注入した状
態を示す断面図である。

【図７】上記偏光板作製用基板に形成する細溝の配向状
態の例を示す図であり、図７（ａ）は渦巻き状の配向状
態、図７（ｂ）は同心円状の配向状態、図７（ｃ）は放
射状の配向状態を示している。図７（ｄ）は細溝を同心
円状に形成した場合の基板の断面構造を示している。

【図８】本発明の第１の参考例による軸対称偏光板の製
造方法を説明するための図であり、図８（ａ）は該方法
に用いる偏光板作製用基板の断面図、図８（ｂ）はその
平面図、図８（ｃ）は、該基板上に混合溶液を塗布した
状態を示す断面図、図８（ｄ）は、該基板上で形成され
た偏光素子を示す図である。

【図９】本発明の第２の参考例による軸対称偏光板の製
造方法を説明するための図であり、偏光顕微鏡により
確認された高分子膜の平面球晶構造を示している。

【図１０】入射光の偏波面と液晶分子の複屈折との関係
を説明するための図であり、図１０（ａ）は１つの偏波
面を有する入射光が液晶分子に入射する様子を示し、図
１０（ｂ）は２つの偏波面を有する入射光が液晶分子に
入射する様子を示し、図１０（ｃ）は２つの偏波面を有
する入射光について、複屈折が見かけ上平均化される様
子を示す図である。

【図１１】従来のＴＮモードの液晶表示素子（以下、Ｔ
Ｎ素子という。）の構造（比較例１）を示す図である。

【図１２】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装
置を説明するための図であり、図１２（ａ）は軸対称偏
光板付きＴＮ素子の断面構造を示す図、図１２（ｂ）は
ＴＮ素子の構造を概念的に示す斜視図である。

【図１３】上記比較例１、実施の形態４のセルの視角特
性の測定方向を示す図である。

【図１４】本発明の第６の実施の形態による液晶表示装
置の構造を示す断面図である。

【図１５】液晶表示素子の視角特性を説明するための概
略図であり、図１５（ａ）はランダム配向、軸対称配向
の液晶セルに、偏光板（一軸直線偏光）を組み合わせた
時の視角特性を示し、図１５（ｂ）は、ランダム配向、
軸対称配向の液晶セルに、軸対称偏光板を組み合わせた
時の視角特性を示す。

【図１６】従来のＡＳＭ素子（比較例６）の構造を示す
図である。

【図１７】比較例６のＡＳＭ素子の偏光顕微鏡による視
角特性の観察結果を示す図である。

【図１８】本発明の第８の実施の形態の液晶表示装置で
ある、ＡＳＭモードと軸対称偏光板とを組み合わせたＡ
ＳＭ素子を説明するための図であり、図１８（ａ）はそ
の構成を模式的に示す図、図１８（ｂ）は該ＡＳＭ素子
の断面図である。

【図１９】本発明の第９の実施の形態の液晶表示装置で
ある、ＡＳＭモードと軸対称偏光板とを組み合わせた軸
対称偏光板付きＡＳＭ素子を説明するための図であり、
図１９（ａ）はその構成を模式的に示す図、図１９
（ｂ）は該ＡＳＭ素子の断面図である。

【図２０】上記第９の実施の形態のＡＳＭ素子を構成す
る軸対称偏光板を作製するためのセル構造を説明するた
めの図であり、図２０（ａ）は、該セル構造の断面図、
図２０（ｂ）はその平面図である。

【図２１】本発明の第１０の実施の形態の液晶表示装置
である、ＡＳＭモードと軸対称偏光板とを組み合わせた
軸対称偏光板付きＡＳＭ素子を説明するための図であ
り、図２１（ａ）はその構成を模式的に示す図、図２１
（ｂ）は該ＡＳＭ素子の断面図である。

【図２２】上記第１０の実施の形態の軸対称偏光板付き
ＡＳＭ素子の製造方法を説明するための図であり、図２
２（ａ）は一対の基板の貼り合わせた状態を示す断面
図、図２２（ｂ）は、該両基板間に液晶材料を注入した
状態を示す断面図、図２２（ｃ）は、上記基板の一方の
方面にレジストによる仕切り壁を形成した状態を示す図
である。

【図２３】上記第１０の実施の形態の軸対称偏光板付き
ＡＳＭ素子の視角特性を示す図である。

【図２４】液晶表示装置における視角特性の改善の原理
を説明するための図であり、図２４（ａ）〜図２４
（ｃ）は、液晶分子を２方向に配向させた液晶セルの配
向状態の変化を示し、図２４（ｄ）〜図２４（ｆ）は通
常のＴＮモードの液晶セルの配向状態の変化を示してい
る。

【符号の説明】

１２軸対称偏光板付きＴＮ素子１２ａ，１４ａ保護膜１２ｂ，１４ｂ，１８ｄＩＴＯ膜１２ｃ，１４ｃ，１８ｅ，２１ｂ，２１ｃ配向膜１２ｄ，１４ｄ，１８ａ，２１ａ液晶１２ｅ，１４ｅ，１８ｃ，１９ｃ，２０ａ下側対向基
板１２ｆ，１４ｆ，１８ｂ，１９ｂ，２０ｂ上側対向基
板１４液晶表示素子１４ｄ₁ 液晶部分１４ｄ₂ 高分子壁１８，１９，２１軸対称偏光板付きＡＳＭ素子２３，８２，１１２仕切り壁２３ｃスペーサー２６，８３，１１３，２１３区画領域８０，１００，２００軸対称偏光板８１偏光板作製用基板８４ａ，１０１偏光素子９１球晶部分９２消光模様１０１ａ偏光軸１１０，２１０偏光板作製用セル１１０ａ，２１０ａ下側のガラス基板１１０ｂ，２１０ｂ上側のガラス基板１１１電極膜１２０，２２０混合物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光の透過容易軸または光の吸収軸が、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等価となる軸対称状に配向した
部分を複数有する軸対称偏光板であって、その構成材料として、少なくとも液晶性高分子と２色性
染料とを含む軸対称偏光板。
【請求項２】請求項１記載の軸対称偏光板において、該光の透過容易軸または光の吸収軸が前記軸対称状をな
す部分は、１つの偏光素子を構成しており、該各偏光素子は、画像表示画面を構成する１つの絵素に
対応している軸対称偏光板。
【請求項３】請求項１記載の軸対称偏光板において、該光の透過容易軸または光の吸収軸が前記軸対称状をな
す部分は、１つの偏光素子を構成しており、該各偏光素子は、画像表示画面を構成する複数の絵素に
対応している軸対称偏光板。
【請求項４】請求項１記載の軸対称偏光板において、該光の透過容易軸または光の吸収軸が前記軸対称状をな
す部分は、１つの偏光素子を構成しており、画像表示画面を構成する絵素の各々には、複数の偏光素
子が対応している軸対称偏光板。
【請求項５】光の透過容易軸または光の吸収軸が、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等価となる軸対称状をなす部分
を有する軸対称偏光板を製造する方法であって、対向して配置される一対の基板の少なくとも一方の表面
に、複数の細溝をこれらが該軸対称状をなすよう形成す
る工程と、対向して配置した該一対の基板間に重合性液晶材料と２
色性染料を少なくとも含む混合物を注入し、該細溝に沿
って重合性液晶材料を配向させる工程と、該重合性液晶材料の配向状態にて該重合性液晶材料の硬
化を行う工程とを含む軸対称偏光板の製造方法。
【請求項６】光の透過容易軸または光の吸収軸が、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等価となる軸対称状をなす部分
を有する軸対称偏光板を製造する方法であって、その内面側に電極を有する一対の基板の少なくとも一方
の内面上に、該内面上を複数の領域に区分する仕切り壁
を形成する工程と、該一対の基板間に、少なくとも重合性液晶材料と２色性
染料を含む混合物を注入する工程と、該一対の基板の電極間への電圧印加により該重合性液晶
材料を、光の透過容易軸または光の吸収軸が該軸対称状
をなすよう配向させる工程と、該重合性液晶材料の配向状態にて該重合性液晶材料の硬
化を行う工程とを含む軸対称偏光板の製造方法。
【請求項７】請求項１記載の軸対称偏光板を液晶層の
上側及び下側に配設してなる構造を有する液晶表示装置
であって、該上側及び下側の軸対称偏光板の、光の透過容易軸また
は光の吸収軸が前記軸対称状をなす部分は、１つの偏光
素子を構成しており、該上側及び下側の軸対称偏光板の、該液晶層を介して対
向する１組の偏光素子では、その液晶性高分子の配向状
態が同一であり、該両軸対称偏光板の一方に含まれる２色性染料はｐ型で
あり、その他方に含まれる２色性染料はｎ型である液晶
表示装置。
【請求項８】請求項１記載の軸対称偏光板を液晶層の
上側及び下側に配設してなる構造を有する液晶表示装置
であって、該上側及び下側の軸対称偏光板の、光の透過容易軸また
は光の吸収軸が前記軸対称状をなす部分は、１つの偏光
素子を構成しており、該両軸対称偏光板の、液晶層を介して対向する１組の偏
光素子の一方は、その光の透過容易軸または光の吸収軸
が同心円状をなし、該１組の偏光素子の他方は、その光
の透過容易軸または光の吸収軸が放射状をなしている液
晶表示装置。
【請求項９】請求項１記載の軸対称偏光板を液晶層の
上側及び下側に配設してなる構造を有する液晶表示装置
であって、該上側及び下側の軸対称偏光板の、光の透過容易軸また
は光の吸収軸が前記軸対称状をなす部分は、１つの偏光
素子を構成しており、該両軸対称偏光板の、液晶層を介して対向する１組の偏
光素子の一方は、その光の透過容易軸または光の吸収軸
が右巻きの渦巻き状をなし、該１組の偏光素子の他方
は、その光の透過容易軸または光の吸収軸が左巻きの渦
巻き状をなし、該１組の偏光素子の一方の光の透過容易軸または光の吸
収軸と、該１組の偏光素子の他方の光の透過容易軸また
は光の吸収軸とは直交している液晶表示装置。
【請求項１０】それぞれ複数の偏光素子を有する上下
一対の偏光板の間に液晶層を挟み込んでなり、該上偏光
板の偏光素子と該下偏光板の偏光素子とが液晶層を介し
て対向する構造を備えた液晶表示装置であって、該液晶層を介して対向する、該上偏光板の偏光素子と下
偏光板の偏光素子とは、両者間でその軸方向が互いに直
交する曲線形状の光の透過容易軸または光の吸収軸を有
しており、該液晶層の、上偏光板の偏光素子と下偏光板の偏光素子
とで挟まれた部分では、その液晶分子が少なくとも一方
の偏光板上で一定方向に配向している液晶表示装置。
【請求項１１】請求項１０記載の液晶表示装置におい
て、前記液晶層は、液晶の配向状態がＴＮモード、ＳＴＮモ
ード、ＥＣＢモード、またはπセルモードである液晶表
示装置。
【請求項１２】請求項１０記載の液晶表示装置におい
て、前記液晶層は、複数の液晶領域に区分され、該各液晶領
域が仕切り壁により囲まれている構造を有する液晶表示
装置。
【請求項１３】請求項１２記載の液晶表示装置におい
て、前記仕切り壁は、高分子材料から構成されている液晶表
示装置。
【請求項１４】請求項１２記載の液晶表示装置におい
て、前記液晶領域は、表示画面を構成する各絵素に略対応し
ている液晶表示装置。
【請求項１５】それぞれ複数の偏光素子を有する上下
一対の偏光板の間に液晶層を挟み込んでなり、該上偏光
板の偏光素子と該下偏光板の偏光素子とが液晶層を介し
て対向する構造を備えた液晶表示装置であって、該液晶層を介して対向する、該上偏光板の偏光素子と下
偏光板の偏光素子とは、両者間でその軸方向が互いに直
交する曲線形状の光の透過容易軸または光の吸収軸を有
しており、該液晶層の、上偏光板の偏光素子と下偏光板の偏光素子
とで挟まれた部分では、その液晶分子の配向方向がラン
ダムであり、該液晶層は、これを複数の液晶領域に仕切る仕切り壁の
ない構造となっている液晶表示装置。
【請求項１６】請求項１５記載の液晶表示装置におい
て、液晶による画像表示は、ノンラビングＴＮモード、又
は、球晶構造を有する配向膜を利用するモードで行われ
る液晶表示装置。
【請求項１７】それぞれ複数の偏光素子を有する上下
一対の偏光板の間に液晶層を挟み込んでなり、該上偏光
板の偏光素子と該下偏光板の偏光素子とが液晶層を介し
て対向する構造を備えた液晶表示装置であって、該液晶層を介して対向する、該上偏光板の偏光素子と下
偏光板の偏光素子とは、両者間でその軸方向が互いに直
交する曲線形状の光の透過容易軸または光の吸収軸を有
しており、該液晶層の、上偏光板の偏光素子と下偏光板の偏光素子
とで挟まれた部分では、液晶分子の主軸が、入射光に対
する偏光作用が一平面内のあらゆる方向に対して等価と
なる軸対称状をなしており、該液晶層は、複数の液晶領域に区分され、該各液晶領域
が仕切り壁により囲まれている構造を有し、該両軸対称偏光板は、その構成材料として少なくとも光
学異方性を有する液晶性高分子を含有する液晶表示装
置。
【請求項１８】請求項１７記載の液晶表示装置におい
て、前記仕切り壁は、高分子材料から構成されている液晶表
示装置。
【請求項１９】請求項１７記載の液晶表示装置におい
て、前記液晶層の、上下の偏光素子で挟まれた部分では、前
記上偏光板及び下偏光板上で液晶分子の主軸が渦巻き状
をなす液晶表示装置。
【請求項２０】請求項１７または１９記載の液晶表示
装置において、前記液晶層の、上下の偏光素子で挟まれた部分では、前
記上側及び下側の偏光素子の光の透過容易軸方向または
吸収軸方向が、この部分の液晶分子の上偏光板及び下偏
光板上での配向方向と一致している液晶表示装置。
【請求項２１】その光の吸収軸が、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
に対して等価となる軸対称状をなす部分を有する上下一
対の軸対称偏光板の間に、液晶層を挟み込んでなる構造
を有する液晶表示装置であって、該上下の軸対称偏光板は、その光の吸収軸が直交するよ
う構成されており、該両軸対称偏光板の一方の光の吸収軸と該液晶層の液晶
分子の主軸方向とが一致しており、該両軸対称偏光板は、その構成材料として少なくとも光
学異方性を有する液晶性高分子を含有する液晶表示装
置。
【請求項２２】請求項２１記載の液晶表示装置におい
て、前記軸対称偏光板を構成する高分子層は、その一部とし
て２色性色素を含有している液晶表示装置。
【請求項２３】請求項２１記載の液晶表示装置におい
て、前記上下の軸対称偏光板の一方の光の吸収軸は右巻きの
渦巻き状をなし、その他方の光の吸収軸は左巻きの渦巻
き状をなす液晶表示装置。