JP2687035B2 - Manufacturing method of compensator for liquid crystal display element - Google Patents

Manufacturing method of compensator for liquid crystal display element

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JP2687035B2
JP2687035B2 JP2096468A JP9646890A JP2687035B2 JP 2687035 B2 JP2687035 B2 JP 2687035B2 JP 2096468 A JP2096468 A JP 2096468A JP 9646890 A JP9646890 A JP 9646890A JP 2687035 B2 JP2687035 B2 JP 2687035B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は液晶表示素子用補償板の製造法に関し、さら
にスーパーツィステッドネマチック(以下STNと略す)
液晶表示素子用色補償板の製造法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a compensating plate for a liquid crystal display device, and further to a super twisted nematic (hereinafter abbreviated as STN).
The present invention relates to a method for manufacturing a color compensator for a liquid crystal display device.

(従来の技術および発明が解決しようとする課題) 液晶ディスプレイは低電圧駆動、軽量、低コストなど
の特徴の故に、ディスプレイ分野において大きな地位を
占めている。なかでもSTN液晶ディスプレイはマルチプ
レックス駆動ドットマトリクス方式で大画面表示が可能
で、従来のツイステッドネマチック(TN)型液晶ディス
プレイに比べてコントラストが高くまた視野角が広いな
どの特徴があるため、パーソナルコンピューター、ワー
ドプロセッサー、各種データターミナルなど大画面表示
を必要とする液晶ディスプレイの分野で広く用いられて
いる。しかしながらSTN方式は、複屈折効果により表示
を行うため、黄色や青の着色が避けられなかった。この
着色モードによる表示は使用する側から好まれないばか
りでなく、カラー化に対応できないという重大な欠点を
有する。着色モードを白黒モードに変換するために、本
来の表示用STN液晶セルの上に、同じセルギャップでね
じれ角を逆にしたもう一層の補償用液晶セルを配置する
ことによって補償するいわゆる2層セル方式が実用化さ
れている。この方式を用いることによって確かに白黒表
示が可能になるが、一方比較的視野角が狭くまた斜めか
ら色つきが見られ、さらに補償用セルの製造が困難で歩
どまりが悪く、製造コストが非常に高いものになるとい
う重大な問題点があり、さらに液晶セルが重く、厚くな
るという欠点がある。この2層セル方式の欠点を解消す
るために、補償用セルを同等の光学的性能を有する一枚
のフィルムで置き換えることにより、白黒表示を実現さ
せるという提案がなされている(特開昭63−149624)。
原理的には、表示用セルと同じ複屈折特性を有しかつ厚
さが等しく、ピッチが同じで逆のねじれ構造を有する均
一なフィルムを製造できれば、そのフィルムを表示用セ
ルに積層することによって白黒表示が実現できる。しか
しながら実際にはこのようなフィルムの製造はきわめて
困難で、事実、上記引用特許にもフィルムの構造および
製造法についての記載、実施例はまったくなく、この原
理の具体化の困難さを実証している。この困難さを避け
るための便宜的な方法として、表示用セルに合わせて複
屈折特性のみを調節したポリカーボネート延伸フィルム
などの補償用フィルムの実現化が検討されている。しか
しながらこれらのフィルムの補償効果は不十分であり、
電圧無印化時の色が青みがかった白の疑似白黒表示が得
られるにすぎず、コントラストも2層方式に比べるとか
なり低い。以上のようにフィルムを用いてSTN液晶ディ
スプレイの完全な白黒化を実現した例はない。
(Prior Art and Problems to be Solved by the Invention) Liquid crystal displays occupy a large position in the display field because of their features such as low voltage driving, light weight, and low cost. Among them, the STN liquid crystal display can display a large screen by the multiplex drive dot matrix method, and has a high contrast and a wide viewing angle compared to the conventional twisted nematic (TN) type liquid crystal display. Widely used in the field of liquid crystal displays, such as word processors and various data terminals, which require large screen displays. However, in the STN method, since display is performed by the birefringence effect, coloring of yellow or blue was inevitable. Display in this coloring mode is not only unfavorable from the user's point of view, but also has a serious drawback that it cannot cope with colorization. In order to convert the coloring mode to the black and white mode, a so-called two-layer cell for compensating by arranging another compensation liquid crystal cell with the same cell gap and the twist angle reversed on the original STN liquid crystal cell for display. The method has been put to practical use. Although black-and-white display is certainly possible by using this method, on the other hand, the viewing angle is relatively narrow and the color is seen diagonally, and the manufacturing of compensation cells is difficult and the yield is low, and the manufacturing cost is very high. However, the liquid crystal cell is heavy and thick. In order to eliminate the drawbacks of the two-layer cell system, it has been proposed to realize a black-and-white display by replacing the compensating cell with a single film having the same optical performance (Japanese Patent Laid-Open No. 63-163). 149624).
In principle, if it is possible to produce a uniform film having the same birefringence characteristics as the display cell, the same thickness, the same pitch and the opposite twist structure, by laminating the film on the display cell, A black and white display can be realized. However, in reality, the production of such a film is extremely difficult, and in fact, there is no description in the above-cited patents about the structure of the film and the production method, and no examples are provided, demonstrating the difficulty of embodying this principle. There is. As a convenient method for avoiding this difficulty, realization of a compensating film such as a polycarbonate stretched film in which only the birefringence property is adjusted according to the display cell has been studied. However, the compensation effect of these films is insufficient,
Only a pseudo-black-and-white display of bluish white is obtained when no voltage is applied, and the contrast is considerably lower than that of the two-layer system. As described above, there is no example in which the STN liquid crystal display is completely converted to black and white using the film.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、STN液晶ディスプレイ色補償フィルム
に関する上記困難を克服するために、均一なモノドメイ
ン構造を有するねじれネマチック配向の固定化された高
分子液晶に着目し、鋭意検討を重ねた結果、ついに本発
明に到達した。本発明は、液晶表示素子用補償板、特に
配向固定化された液晶性高分子より成る膜を有する下記
の構成をもつSTN液晶ディスプレイ用補償板の製造法に
関する。
(Means for Solving the Problems) In order to overcome the above-mentioned difficulties relating to a STN liquid crystal display color compensation film, the present inventors have focused on a twisted nematic alignment-fixed polymer liquid crystal having a uniform monodomain structure. As a result of intensive studies, the present invention was finally reached. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a compensator for a liquid crystal display element, particularly, a compensator for an STN liquid crystal display having the following constitution having a film made of an alignment-fixed liquid crystalline polymer.

すなわち、本発明は、透光性基板上に、界面と平行に
分子を配向させる能力をもつ配向膜を付与し、該配向膜
上に、液晶状態でねじれネマチック配向し液晶転移点以
下ではガラス状態となる液晶性高分子を塗布し、該配向
膜と接していない表面をフリーの状態にして熱処理して
配向させた後冷却することにより、構成分子が基板と垂
直方向にらせん軸を有するらせん構造をなし、そのねじ
れ角が180度から300度の範囲にあり、複屈折(Δn)と
膜厚(d)の積Δn・dが0.5μmから2.0μmの範囲に
あり、かつΔn・dの変動幅が±2%の範囲にある液晶
高分子膜を形成せしめることを特徴とする液晶表示素子
用補償板の製造法に関する。
That is, the present invention provides an alignment film having the ability to align molecules parallel to an interface on a translucent substrate, twists nematic alignment in the liquid crystal state on the alignment film, and forms a glass state below the liquid crystal transition point. A helical structure in which the constituent molecules have a helical axis in the direction perpendicular to the substrate by applying a liquid crystalline polymer that becomes , The twist angle is in the range of 180 to 300 degrees, the product Δn · d of the birefringence (Δn) and the film thickness (d) is in the range of 0.5 μm to 2.0 μm, and the variation of Δn · d is The present invention relates to a method for producing a compensating plate for a liquid crystal display element, which comprises forming a liquid crystal polymer film having a width within a range of ± 2%.

以下に本発明について詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の補償板は、透光性基板に形成された配向膜上
に、均一でモノドメインなネマチック配向性を示しかつ
その配向状態を容易に固定化できる液晶性高分子に、所
定量の光学活性化合物を加えた組成物、または均一でモ
ノドメインなねじれネマチック配向性を示しかつその配
向状態を容易に固定化できる高分子液晶を、塗布、乾燥
熱処理し、均一でモノドメインなねじれネマチック構造
を形成させたのち冷却することによって、液晶状態にお
ける配向を損なうことなく固定化して製造されるもので
ある。
The compensating plate of the present invention is a liquid crystal polymer that exhibits uniform and monodomain nematic alignment on an alignment film formed on a translucent substrate, and that the alignment state can be easily fixed to a liquid crystal polymer in a predetermined amount. A composition containing an active compound or a polymer liquid crystal exhibiting a uniform and monodomain twisted nematic alignment and capable of easily fixing the alignment state is applied, dried and heat treated to form a uniform and monodomain twisted nematic structure. After being formed, it is cooled and then fixed without impairing the alignment in the liquid crystal state.

まず前者のネマチック液晶性高分子と光学活性化合物
よりなる組成物を用いる補償板について説明すると、ベ
ースとなる均一でモノドメインなネマチック配向性を示
し、かつその配向状態を容易に固定化できる液晶性高分
子は、以下のような性質を有することが必須である。ネ
マチック配向の安定した固定化を行うためには、液晶の
相系列でみた場合、ネマチック相より低温部に液晶相を
持たないことが重要である。これらの相が存在する場合
固定化のために冷却するとき必然的にこれらの相を通過
することになり、結果的に一度得られたネマチック配向
が破壊されてしまい、透明性、補償効果共に不満足なも
のになってしまう。したがって本発明の補償板を作製す
るためには、ネマチック相より低温部にガラス相を有す
る高分子液晶を用いることが必須である。これらのポリ
マーに光学活性化合物を加えることにより、液晶状態で
はねじれネマチック配向をし、液晶転移点以下ではガラ
ス相をとるために、ねじれネマチック構造を容易に固定
化できる。用いられるポリマーの種類としては、液晶状
態でネマチック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態
となるものはすべて使用でき、例えばポリエステル、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなど
の主鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレート、ポ
リメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキサンな
どの側鎖型液晶ポリマーなどを例示することができる。
なかでも合成の容易さ、透明性、配向性、ガラス転移点
などからポリエステルが好ましい。用いられるポリエス
テルとしてはオルソ置換芳香族単位を構成成分として含
むポリマーが最も好ましいが、オルソ置換芳香族単位の
代わりにかさ高い置換基を有する芳香族、あるいはフッ
素または含フッ素置換基を有する芳香族などを構成成分
として含むポリマーもまた使用することができる。本発
明で言うオルソ置換芳香族単位とは、主鎖をなす結合を
互いにオルソ位とする構造単位を意味する。具体的には
次に示すようなカテコール単位、サリチル酸単位、フタ
ル酸単位およびこれらの基のベンゼン環に置換基を有す
るものなどをあげることができる。
First, the compensator using the former composition of a nematic liquid crystalline polymer and an optically active compound will be explained. A liquid crystallinity which shows a uniform and monodomain nematic alignment as a base and can easily fix the alignment state. It is essential that the polymer has the following properties. In order to stably fix the nematic orientation, it is important that the liquid crystal phase does not have a liquid crystal phase at a temperature lower than that of the nematic phase in view of the liquid crystal phase series. If these phases are present, they will inevitably pass through these phases when cooling for immobilization, resulting in destruction of the nematic orientation once obtained, resulting in unsatisfactory transparency and compensation effects. It becomes something like. Therefore, in order to manufacture the compensator of the present invention, it is essential to use a polymer liquid crystal having a glass phase at a temperature lower than the nematic phase. By adding an optically active compound to these polymers, a twisted nematic orientation is obtained in the liquid crystal state, and a glass phase is taken below the liquid crystal transition point, so that the twisted nematic structure can be easily fixed. As the type of polymer used, any polymer that is nematically aligned in a liquid crystal state and becomes a glass state at a liquid crystal transition point or lower can be used. For example, a main chain type liquid crystal polymer such as polyester, polyamide, polycarbonate, polyesterimide, or polyacrylate. Examples thereof include side-chain liquid crystal polymers such as polymethacrylate, polymalonate, and polysiloxane.
Among them, polyester is preferred from the viewpoint of ease of synthesis, transparency, orientation, glass transition point and the like. As the polyester used, a polymer containing an ortho-substituted aromatic unit as a constituent component is most preferable, but an aromatic having a bulky substituent in place of the ortho-substituted aromatic unit, or an aromatic having a fluorine or fluorine-containing substituent, or the like. Polymers containing as a component can also be used. The ortho-substituted aromatic unit referred to in the present invention means a structural unit in which a bond constituting a main chain is ortho-positioned to each other. Specific examples include the following catechol units, salicylic acid units, phthalic acid units, and those having a substituent on the benzene ring of these groups.

など (Xは水素、C1、Br等のハロゲン、炭素数が1から4の
アルキル基もしくはアルコキシ基またはフェニル基を示
す。またkは0〜2である。)これらのなかでも特に好
ましい例として次のようなものを例示することができ
る。
Etc. (X represents hydrogen, halogen such as C1 and Br, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group. K is 0 to 2.) Among them, particularly preferable examples are as follows. The following can be exemplified.

(Me;メチル基、Et;エチル基、Bu;ブチル基) 本発明で用いれるポリエステルとしては、 (a) ジオール類より誘導される構造単位(以下、ジ
オール成分という)およびジカルボン酸類より誘導され
る構造単位(以下、ジカルボン酸成分という)および/
または(b)一つの単位中にカルボン酸と水酸基を同時
に含むオキシカルボン酸類より誘導される構造単位(以
下、オキシカルボン酸成分という)を構成成分として含
み、好ましくはさらに前記オルソ置換芳香族単位を含む
ポリマーが例示できる。
(Me; methyl group, Et; ethyl group, Bu; butyl group) The polyester used in the present invention includes (a) a structural unit derived from a diol (hereinafter referred to as a diol component) and a dicarboxylic acid. Structural unit (hereinafter referred to as dicarboxylic acid component) and /
Or (b) a structural unit derived from an oxycarboxylic acid containing a carboxylic acid and a hydroxyl group simultaneously in one unit (hereinafter referred to as an oxycarboxylic acid component) as a constituent component, and preferably further contains the ortho-substituted aromatic unit. Examples of the polymer include.

これらのうち、ジオール成分としては次のような芳香
族および脂肪族のジオールを挙げることができる。
Among these, examples of the diol component include the following aromatic and aliphatic diols.

(Yは水素、CI、Br等ハロゲン、炭素数1から4のアル
キル基もしくはアルコキシまたはフェニル基を示す。l
は0〜2である。) −O−(CH2−O− (nは2から12の整数を表わす) なかでも −O−CH2CH2−O−、−O(CH24O−、 −O(CH26O−、 などが好ましく用いられる。
(Y represents hydrogen, halogen such as CI or Br, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy or phenyl group.
Is 0-2. ) —O— (CH 2 ) n —O— (n represents an integer of 2 to 12) Especially -O-CH 2 CH 2 -O - , - O (CH 2) 4 O-, -O (CH 2) 6 O-, etc. are preferably used.

またジカルボン酸成分としては次のようなものを例示
することができる。
The following can be exemplified as the dicarboxylic acid component.

(Zは水素、CI、Br等のハロゲン、炭素数が1から4の
アルキル基もしくはアルコキシ基またはフェニル基を示
す。mは0〜2である。)、 なかでも、 などが好ましい。
(Z represents hydrogen, a halogen such as CI or Br, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group. M is 0 to 2), Above all, Are preferred.

オキシカルボン酸成分としては、具体的には次のよう
な単位を例示することができる。
Specific examples of the oxycarboxylic acid component include the following units.

ジカルボン酸とジオールのモル比は、一般のポリエス
テルと同様、大略1:1である(オキシカルボン酸を用い
ている場合は、カルボン酸基と水酸基の割合)。またポ
リエステル中に占めるオルソ置換芳香族単位の割合は通
常5モル%から40モル%の範囲が好ましく、さらに好ま
しくは10モル%から30%モルの範囲である。5モル%よ
り少ない場合は、ネマチック相の下に結晶相が現れる傾
向があり好ましくない。また40モル%より多い場合は、
ポリマーが液晶性を示さなくなる傾向があり好ましくな
い。代表的なポリエステルとしては次のようなポリマー
を例示することができる。
The molar ratio of dicarboxylic acid to diol is approximately 1: 1 as in the case of general polyester (when oxycarboxylic acid is used, the ratio of carboxylic acid groups to hydroxyl groups). The ratio of ortho-substituted aromatic units in the polyester is usually preferably 5 mol% to 40 mol%, more preferably 10 mol% to 30% mol. If the amount is less than 5 mol%, a crystal phase tends to appear below the nematic phase, which is not preferable. If it is more than 40 mol%,
The polymer tends to lose its liquid crystallinity, which is not preferable. The following polymers can be exemplified as typical polyesters.

の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー。 A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of the structural units of

オルソ置換芳香族単位に変えて次に示すようなかさ高
い置換基を含む芳香族単位、あるいはフッ素または含フ
ッ素置換基を含む芳香族単位を構成成分とするポリマー
もまた好ましく用いられる。
In place of the ortho-substituted aromatic unit, a polymer containing, as a constituent, an aromatic unit containing a bulky substituent or an aromatic unit containing a fluorine or fluorine-containing substituent as shown below is also preferably used.

これらのポリマーの分子量は、各種溶媒中たとえばフ
ェノール/テトラクロロエタン(60/40(重量比))混
合溶媒中、30℃で測定した対数粘度が通常0.05から3.
0、が好ましく、さらに好ましくは0.07から2.0の範囲で
ある。対数粘度が0.05より小さい場合、得られた高分子
液晶の強度が弱くなり好ましくない。また3.0より大き
い場合、液晶形成時の粘性が高すぎて、配向性の低下や
配向に要する時間の増加など問題点が生じる。またこれ
らポリエステルのガラス転移点も重要であり、配向固定
化した後の配向の安定性に影響を及ぼす。用途にもよる
が、一般的には室温付近で使用すると考えれば、ガラス
転移点が30℃以上であることが望ましく、特に50℃以上
であることが望ましい。ガラス転移点が30℃より低い場
合、室温付近で使用すると一度固定化した液晶構造が変
化する場合があり、液晶構造に由来する機能が低下する
場合があり好ましくない。
The molecular weight of these polymers is such that the logarithmic viscosity measured at 30 ° C. in various solvents such as a phenol / tetrachloroethane (60/40 (weight ratio)) mixed solvent is usually 0.05 to 3.
0, more preferably in the range of 0.07 to 2.0. When the logarithmic viscosity is less than 0.05, the strength of the obtained polymer liquid crystal becomes weak, which is not preferable. On the other hand, if it is larger than 3.0, the viscosity at the time of liquid crystal formation is too high, causing problems such as a decrease in alignment and an increase in the time required for alignment. The glass transition point of these polyesters is also important and affects the stability of orientation after the orientation is fixed. Although it depends on the application, it is generally desirable that the glass transition point is 30 ° C. or higher, especially 50 ° C. or higher, when it is considered to be used near room temperature. When the glass transition point is lower than 30 ° C., the liquid crystal structure once immobilized may change when used near room temperature, and the function derived from the liquid crystal structure may deteriorate, which is not preferable.

これらポリマーの合成法は特に制限されるものではな
く、当該分野で公知の重合法、例えば溶融重合法あるい
は対応するジカルボン酸の酸クロライドを用いる酸クロ
ライド法で合成される。溶融重合法で合成する場合、例
えば対応するジカルボン酸と対応するジオールのアセチ
ル化物を、高温、高真空下で重合させることによって製
造でき、分子量は重合時間のコントロールあるいは仕込
組成のコントロールによって容易に行える。重合反応を
促進させるためには、従来から公知の酢酸ナトリウムな
どの金属塩を使用することもできる。また溶液重合法を
用いる場合は、所定量のジカルボン酸ジクロライドとジ
オールとを溶融に溶解し、ピリジンなどの酸受容体の存
在下に加熱することにより、容易に目的のポリエステル
を得ることができる。
The method for synthesizing these polymers is not particularly limited, and is synthesized by a polymerization method known in the art, for example, a melt polymerization method or an acid chloride method using a corresponding acid chloride of dicarboxylic acid. In the case of synthesis by a melt polymerization method, for example, an acetylated product of the corresponding dicarboxylic acid and the corresponding diol can be produced by polymerizing under a high temperature and a high vacuum, and the molecular weight can be easily controlled by controlling the polymerization time or controlling the charged composition. . In order to accelerate the polymerization reaction, a conventionally known metal salt such as sodium acetate can be used. When the solution polymerization method is used, a desired polyester can be easily obtained by dissolving a predetermined amount of dicarboxylic acid dichloride and diol in a melt and heating in the presence of an acid acceptor such as pyridine.

これらネマチック液晶性ポリマーにねじれを与えるた
めに混合される光学活性化合物について説明すると、代
表的な例としてまず光学活性な低分子化合物をあげるこ
とができる。光学活性を有する化合物であればいずれも
本発明に使用することができるが、ベースポリマーとの
相溶性の観点から光学活性な液晶性化合物であることが
望ましい。具体的には次のような化合物を例示すること
ができる。
The optically active compound to be mixed to impart a twist to these nematic liquid crystalline polymers will be described. First, a typical example is an optically active low molecular weight compound. Any compound having optical activity can be used in the present invention, but an optically active liquid crystalline compound is desirable from the viewpoint of compatibility with the base polymer. Specifically, the following compounds can be exemplified.

コレステロール誘導体、など。 Cholesterol derivatives, etc.

本発明で用いられる光学活性化合物として、次に光学
活性な高分子化合物をあげることができる。分子内に光
学活性な基を有する高分子化合物であればいずれも使用
することができるが、ベースポリマーとの相溶性の観点
から液晶性を示す高分子化合物であることが望ましい。
例として光学活性な基を有する液晶性のポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリシロキ
サン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミ
ド、ポリマーボネート、あるいはポリペプチド、セルロ
ースなどをあげることができる。なかでもベースとなる
ネマチック液晶性ポリマーとの相溶性から、芳香族主体
の光学活性なポリエステルが最も好ましい。具体的には
次のようなポリマーを例示することができる。
Next, examples of the optically active compound used in the present invention include an optically active polymer compound. Any polymer compound having an optically active group in the molecule can be used, but a polymer compound exhibiting liquid crystallinity is desirable from the viewpoint of compatibility with the base polymer.
Examples thereof include liquid crystal polyacrylates, polymethacrylates, polymalonates, polysiloxanes, polyesters, polyamides, polyesteramides, polymer bonates, or polypeptides and cellulose having an optically active group. Above all, an aromatic-based optically active polyester is most preferable because of its compatibility with the base nematic liquid crystalline polymer. Specifically, the following polymers can be exemplified.

の構造体から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 O(CH2nO(n=2〜12)の構造単位から構成さ
れるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 OCH2CH2O、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 の構造単位から構成されるポリマー、 これらのポリマー中に占める光学活性な基の割合は、
通常0.5モル%〜80モル%であり、好ましくは5%モル
〜60モル%が望ましい。
A polymer composed of a structure of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of O (CH 2 ) n O (n = 2 to 12), A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of OCH 2 CH 2 O, A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of A polymer composed of structural units of the following formula: The ratio of optically active groups in these polymers is
The amount is usually 0.5 mol% to 80 mol%, preferably 5% mol to 60 mol%.

これらのポリマーの分子量は、たとえばフェノール/
テトラクロロエタン中、30℃で測定した対数粘度が0.05
から5.0の範囲が好ましい。対数粘度が5.0より大きい場
合は粘性が高すぎて結果的に配向性の低下を招くので好
ましくなく、また0.05より小さい場合は組成のコントロ
ールが難しくなり好ましくない。
The molecular weight of these polymers is, for example, phenol /
Logarithmic viscosity measured at 30 ° C in tetrachloroethane is 0.05
To 5.0 is preferred. If the logarithmic viscosity is greater than 5.0, the viscosity is too high, resulting in a decrease in the orientation, which is not preferred. If the logarithmic viscosity is less than 0.05, control of the composition becomes difficult, which is not preferred.

本発明で用いる液晶状態でねじれネマチック配向を
し、液晶転移点以下の温度でガラス状態となる液晶性高
分子組成物の調製は、ネマチック液晶性ポリエステルと
光学活性化合物を所定の割合で、固体混合、溶液混合あ
るいはメルト混合などの方法によって行える。180度〜3
00度のねじれ角を与えるに必要な組成物中に占める光学
活性化合物の割合は、光学活性化合物中の光学活性な基
の比率、あるいはその光学活性化合物のネマチック液晶
にねじれを与えるときのねじれ力によって異なるが、一
般的には0.1から50wt%の範囲が好ましく、特に0.5から
30wt%の範囲が好ましい。0.1wt%より少ない場合はネ
マチック液晶に180度以上のねじれ角を与えることがで
きず、また50wt%より多い場合はねじれ角が300度より
大きくなってしまい、また配向性に悪影響をおよぼす。
The liquid crystalline polymer composition used in the present invention has a twisted nematic orientation and a glass state at a temperature below the liquid crystal transition point is prepared by mixing a nematic liquid crystalline polyester and an optically active compound at a predetermined ratio by solid mixing. , Solution mixing or melt mixing. 180 degrees ~ 3
The ratio of the optically active compound in the composition required to give a twist angle of 00 degrees is the ratio of the optically active group in the optically active compound, or the twisting force when the nematic liquid crystal of the optically active compound is twisted. Generally, a range of 0.1 to 50 wt% is preferable, but a range of 0.5 to 50% is preferable.
A range of 30 wt% is preferred. If it is less than 0.1 wt%, the nematic liquid crystal cannot be given a twist angle of 180 degrees or more, and if it is more than 50 wt%, the twist angle becomes more than 300 degrees, and the orientation is adversely affected.

本発明の補償板はまた、他の光学活性化合物を用いる
ことなく自身で均一でモノドメインなねじれネマチック
配向をし、かつその配向状態を容易に固定化できる高分
子液晶を用いることによっても製造できる。これらのポ
リマーは構造中に光学活性基を有し自身が光学活性であ
ることが必須であり、具体的には光学活性ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミ
ドなどの主鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、ポリシロキサンなどの側鎖型
液晶ポリマーなどを例示することができる。なかでも合
成の容易さ、配向性、ガラス転移点などからポリエステ
ルが好ましい。用いられるポリエステルとしてはオルソ
置換芳香族単位を構成成分として含むポリマーが最も好
ましいが、オルソ置換芳香族単位の代わりにかさ高い置
換基を有する芳香族、あるいはフッ素または含フッ素置
換基を有する芳香族などを構成成分として含むポリマー
もまた使用することができる。これらの光学活性なポリ
エステルは、今まで説明してきたネマチック液晶性ポリ
エステルに、さらに光学活性なジオール、ジカルボン
酸、オキシカルボン酸を用いて次に示すような光学活性
基を導入することにより得られる。(式中、*印は光学
活性炭素を示す) 180度から300度のねじれ角を与えるのに必要な光学活
性な基のポリマー中に占める割合は、0.1から20モル%
の範囲が好ましく、特に0.5から10モル%の範囲が好ま
しい。光学活性な基の割合が0.1%より少ない場合は本
補償板に必要な180度以上のねじれ角が得られず、また2
0モル%より多い場合はねじれ力が強すぎて300度より大
きいねじれ角となってしまい、補償効果の低下を来し好
ましくない。これらのポリマーの分子量は、各種溶媒中
たとえばフェノール/テトラクロロエタン(60/40)混
合溶媒中、30℃で測定した対数粘度が0.05から3.0が好
ましく、さらに好ましくは0.07から2.0の範囲である。
対数粘度が0.05より小さい場合、得られた高分子液晶の
強度が弱くなり好ましくない。また3.0より大きい場
合、液晶形成時の粘性が高すぎて、配向性の低下や配向
に要する時間の増加などの問題が生じる。またこれらポ
リエステルのガラス転移点も重要であり、配向固定化し
た後の配向の安定性に影響を及ぼす。用途にもよるが、
一般的には室温付近で使用すると考えれば、ガラス転移
点が30℃以上であることが望ましく、特に50℃以上であ
ることが望ましい。ガラス転移点が30℃より低い場合、
室温付近で使用すると一度固定化した液晶構造が変化す
る場合があり、液晶構造に由来する機能が低下してしま
い好ましくない。
The compensator of the present invention can also be manufactured by using a polymer liquid crystal that can form a uniform, monodomain twisted nematic alignment by itself without using other optically active compounds, and that can easily fix the alignment state. . It is essential that these polymers have an optically active group in the structure and are themselves optically active. Specifically, the main chain type liquid crystal polymer such as optically active polyester, polyamide, polycarbonate, polyester imide, or polyacrylate. Examples thereof include side chain type liquid crystal polymers such as polymethacrylate and polysiloxane. Among them, polyester is preferred from the viewpoint of ease of synthesis, orientation, glass transition point and the like. As the polyester used, a polymer containing an ortho-substituted aromatic unit as a constituent component is most preferable, but an aromatic having a bulky substituent in place of the ortho-substituted aromatic unit, or an aromatic having a fluorine or fluorine-containing substituent, or the like. Polymers containing as a component can also be used. These optically active polyesters can be obtained by introducing the following optically active groups into the nematic liquid crystalline polyester described so far using an optically active diol, dicarboxylic acid or oxycarboxylic acid. (In the formula, * indicates optically active carbon) The proportion of the optically active group required to give a twist angle of 180 to 300 degrees in the polymer is 0.1 to 20 mol%.
Is preferable, and a range of 0.5 to 10 mol% is particularly preferable. If the ratio of optically active groups is less than 0.1%, the twist angle of 180 degrees or more required for this compensator cannot be obtained.
When it is more than 0 mol%, the twisting force is too strong, resulting in a twisting angle of more than 300 degrees, which lowers the compensation effect and is not preferable. The molecular weight of these polymers is preferably 0.05 to 3.0, more preferably 0.07 to 2.0, in logarithmic viscosity measured at 30 ° C. in various solvents such as phenol / tetrachloroethane (60/40) mixed solvent.
When the logarithmic viscosity is less than 0.05, the strength of the obtained polymer liquid crystal becomes weak, which is not preferable. On the other hand, if it is larger than 3.0, the viscosity at the time of forming the liquid crystal is too high, causing problems such as a decrease in alignment and an increase in the time required for alignment. The glass transition point of these polyesters is also important and affects the stability of orientation after the orientation is fixed. Depending on the application,
Generally, considering that the glass transition temperature is around room temperature, the glass transition point is preferably 30 ° C. or higher, and particularly preferably 50 ° C. or higher. If the glass transition temperature is lower than 30 ° C,
When used at around room temperature, the liquid crystal structure once fixed may change, and the function derived from the liquid crystal structure is undesirably reduced.

これらのポリマーは前述した溶融重縮合法、あるいは
酸クロライド法を用いることによって行うことがきる。
These polymers can be prepared by using the melt polycondensation method or the acid chloride method described above.

本発明の液晶表示素子用補償板は、透光性基板と透光
性基板上に形成された配向膜と、配向膜上に形成された
液晶性高分子膜の三層構造よりなり、しかも該液晶性高
分子よりなる膜を構成する分子が基板と垂直方向にらせ
ん軸を有するらせん構造をなし、そのねじれ角が180〜3
00度、好ましくは190〜280度、さらに好ましくは200〜2
60度の範囲にあり、該液晶性高分子よりなる膜の複屈折
(Δh)と膜圧(d)の積Δn・dが0.5〜2.0μm、好
ましくは0.6〜1.5μさらに好ましくは0.7〜1.2μの範囲
にあり、かつΔn・dの変動幅が±2%、好ましくは±
1.5%、さらに好ましくは±1.0%であるものである。用
いられる透光性基板の種類としては、ガラス、透光性プ
ラスチックフィルム、プラスチックシートなどを例示す
ることができる。ガラスとしては、ソーダガラス、シリ
カコートソーダガラス、ホウケイ酸ガラスなどが用いら
れる。またプラスチック基板については光学的に等方性
であることが好ましく、たとえばポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテル
スルフォン、ポリフェニレンサルファイド、アモルファ
スポリオレフィンあるいはエポキシ樹脂などを用いるこ
とができる。なかでもポリメチルメタクリレート、ポリ
カーボネート、ポリエーテルスルホン、アモルファスポ
リオレフィンなどが好ましく用いられる。また配向膜と
してはラビング処理したポリイミドフィルムが好適に用
いられるが、酸化珪素の斜め蒸着膜、ポリビニルアルコ
ールのラビング処理膜など当該分野で公知の配向膜もも
ちろん用いることができる。
A compensator for a liquid crystal display device of the present invention comprises a translucent substrate, an alignment film formed on the translucent substrate, and a liquid crystal polymer film formed on the alignment film. The molecules that make up the liquid crystalline polymer film have a helical structure with a helical axis perpendicular to the substrate, and the twist angle is 180 to 3
00 degrees, preferably 190-280 degrees, more preferably 200-2
The product Δn · d of the birefringence (Δh) and the film pressure (d) of the film made of the liquid crystalline polymer is 0.5 to 2.0 μm, preferably 0.6 to 1.5 μ, more preferably 0.7 to 1.2. Within the range of μ, and the fluctuation range of Δn · d is ± 2%, preferably ±
It is 1.5%, more preferably ± 1.0%. Examples of the type of translucent substrate used include glass, translucent plastic film, and plastic sheet. As the glass, soda glass, silica-coated soda glass, borosilicate glass, or the like is used. The plastic substrate is preferably optically isotropic, and for example, polymethyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, amorphous polyolefin or epoxy resin can be used. Among them, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyether sulfone, amorphous polyolefin and the like are preferably used. As the alignment film, a rubbed polyimide film is preferably used, but an alignment film known in the art, such as an obliquely deposited silicon oxide film and a rubbed polyvinyl alcohol film, can of course be used.

この透光性基板上に形成された配向膜上に補償効果を
有する高分子液晶層を形成して本発明の補償板が製造さ
れる。ネマチック液晶性ポリマーと光学活性化合物より
なる組成物を用いる場合には、溶液混合の場合を例にと
ると、まず両成分を所定の割合で溶媒に溶解し、所定濃
度の溶液を調製する。また液晶性高分子組成物の代わり
に自身でねじれネマチック配向性を示す光学活性ポリマ
ーを用いる場合は、単独で所定の溶媒に所定濃度で溶解
して溶液を調製する。この際の溶媒はポリマーの種類よ
って異なるが、通常はクロロホルム、ジクロロエタン、
テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロ
ロエチレン、オルソジクロロベンゼンなどのハロゲン化
炭化水素、これらとフェノールとの混合溶媒、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホ
キシドなどを用いることができる。溶液の濃度はポリマ
ーの粘性によって大きく異なるが、通常は5から50%の
範囲で使用され、好ましくは10から30%の範囲である。
この溶液を次に配向処理した透光性ガラス板上、プラス
チック板上あるいはプラスチックフィルム上に塗布す
る。配向処理の方法は特に制限されるものではないが、
液晶分子を界面と平行に配向させるものであればよく、
例えば基板上にポリイミドを塗布し、ラビング処理した
ポリイミドラビング処理ガラスあるいはフィルムなどが
好適に用いられる。塗布の方法としては、スピンコート
法、ロールコート法、プリント法、浸積引き上げ法など
を採用できる。塗布後溶媒を乾燥により除去し、所定温
度で所定時間処理してモノドメインなねじれネマチック
配向を完成させる。界面効果による配向を助ける意味で
ポリマーの粘性は低いほうが良く、したがって温度は高
いほうが好ましいが、あまり温度が高いとコストの増大
と作業性の悪化を招き好ましくない。またポリマーの種
類によっては、ネマチック相より高温部に等方相を有す
るので、この温度域で熱処理しても配向は得られない。
以上のようにそのポリマーの特性にしたがい、ガラス転
移点以上で等方相への転移点以下の温度で熱処理するこ
とが好ましく、一般的には50℃から300℃の範囲が好適
で、特に100℃から250℃の範囲が好適である。配向膜上
で液晶状態において十分な配向を得るために必要な時間
は、ポリマーの組成、分子量によって異なり一概にはい
えないが、10秒から100分の範囲が好ましく、特に30秒
から30分の範囲が好ましい。10秒より短い場合は配向が
不十分となり、また100分より長い場合は得られる補償
板の透明性が低下することがある。またポリマーを溶融
状態で、配向処理した基板上に塗布したのち熱処理をす
ることによっても、同様の配向状態を得ることができ
る。本発明の液晶性高分子を用いてこれらの処理を行う
ことによって、まず液晶状態で配向膜上全面にわたって
均一なねじれネマチック配向を得ることができる。
A compensating plate of the present invention is manufactured by forming a polymer liquid crystal layer having a compensating effect on the alignment film formed on the translucent substrate. When a composition composed of a nematic liquid crystalline polymer and an optically active compound is used, for example, in the case of solution mixing, both components are first dissolved in a solvent at a predetermined ratio to prepare a solution having a predetermined concentration. When an optically active polymer exhibiting twisted nematic orientation is used in place of the liquid crystalline polymer composition, it is dissolved alone in a predetermined solvent at a predetermined concentration to prepare a solution. The solvent at this time varies depending on the type of polymer, but usually chloroform, dichloroethane,
Halogenated hydrocarbons such as tetrachloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, orthodichlorobenzene, mixed solvents of these with phenol, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide and the like can be used. The concentration of the solution varies greatly depending on the viscosity of the polymer, but is usually used in the range of 5 to 50%, preferably in the range of 10 to 30%.
This solution is then applied on a translucent glass plate, plastic plate or plastic film that has been subjected to an orientation treatment. The method of orientation treatment is not particularly limited,
Anything that aligns liquid crystal molecules parallel to the interface,
For example, polyimide rubbing-treated glass or film, which is obtained by applying polyimide on a substrate and rubbing it, is preferably used. As a coating method, a spin coating method, a roll coating method, a printing method, an immersion raising method, or the like can be adopted. After coating, the solvent is removed by drying, and the mixture is treated at a predetermined temperature for a predetermined time to complete a monodomain twisted nematic orientation. The lower the viscosity of the polymer is, the better the temperature is, in order to assist the orientation by the interfacial effect. Therefore, the higher the temperature, the better. However, if the temperature is too high, it increases the cost and deteriorates the workability. Further, depending on the type of the polymer, since the polymer has an isotropic phase at a higher temperature portion than the nematic phase, no orientation can be obtained by heat treatment in this temperature range.
According to the properties of the polymer as described above, it is preferable to perform heat treatment at a temperature equal to or higher than the glass transition point and equal to or lower than the transition point to the isotropic phase, and generally, the temperature is preferably in the range of 50 ° C. to 300 ° C. A range of from 0 to 250 ° C is preferred. The time required to obtain sufficient alignment in the liquid crystal state on the alignment film is different depending on the composition of the polymer and the molecular weight and cannot be generally determined, but is preferably in the range of 10 seconds to 100 minutes, and particularly 30 seconds to 30 minutes. Ranges are preferred. If it is shorter than 10 seconds, the orientation becomes insufficient, and if it is longer than 100 minutes, the transparency of the obtained compensator may be lowered. A similar orientation state can also be obtained by applying a polymer in a molten state on an oriented substrate and then performing a heat treatment. By performing these treatments using the liquid crystalline polymer of the present invention, first, a uniform twisted nematic alignment can be obtained over the entire surface of the alignment film in a liquid crystal state.

こうして得られた配向状態を、次に該液晶性高分子の
ガラス転移点以下の温度に冷却することによって、配向
を全く損なわずに固定化できる。一般的に液晶相より低
温部に結晶相を持っているポリマーを用いた場合、液晶
状態における配向は冷却することによって壊れてしま
う。本発明の方法によれば液晶相の下にガラス相を有す
るポリマー系を使用するためにそのような現象が生ずる
ことなく、完全にねじれネマチック配向を固定化するこ
とができる。
The alignment state thus obtained is then cooled to a temperature below the glass transition temperature of the liquid crystalline polymer, whereby the alignment can be fixed without any loss of alignment. Generally, when a polymer having a crystal phase in a lower temperature portion than a liquid crystal phase is used, the orientation in the liquid crystal state is broken by cooling. According to the method of the present invention, since the polymer system having the glass phase below the liquid crystal phase is used, such a phenomenon does not occur, and the twisted nematic alignment can be completely fixed.

冷却速度は特に制限はなく、加熱雰囲気中からガラス
転移点以下の雰囲気中に出すだけで固定化される。また
生産の効率を高めるために、空冷、水冷などの強制冷却
を行っても良い。固定化後の膜厚は0.1μmから100μm
までの範囲が好ましく、特に0.5μmから50μmまでの
範囲が好ましい。補償層のΔnは用いる高分子液晶に種
類によって決まるので、Δn・dの値を0.5μmから2.0
μmに制御するためには、用いる高分子液晶の種類の選
択と共に、膜厚dの選択が重要である。膜厚が0.1μm
より小さいと、必要なねじれ角およびΔn・dが得られ
ず、100μmを超えるとやはり必要なねじれ角およびΔ
n・dが得られず、配向の効果も弱くなり、均一な配向
が得られにくくなる。
There is no particular limitation on the cooling rate, and the cooling rate is fixed only by taking out from the heating atmosphere into an atmosphere below the glass transition point. In order to increase production efficiency, forced cooling such as air cooling or water cooling may be performed. The film thickness after immobilization is 0.1 μm to 100 μm
Is preferable, and a range from 0.5 μm to 50 μm is particularly preferable. Since Δn of the compensation layer is determined by the type of polymer liquid crystal used, the value of Δn · d should be 0.5 μm to 2.0 μm.
In order to control to μm, it is important to select the film thickness d as well as the type of polymer liquid crystal used. Film thickness is 0.1 μm
If it is smaller, the required twist angle and Δn · d cannot be obtained, and if it exceeds 100 μm, the required twist angle and Δn are also required.
Since n · d cannot be obtained, the effect of orientation becomes weak, and it becomes difficult to obtain uniform orientation.

これらの塗布、乾燥、熱処理および冷却法をとること
により、膜厚の値の変動幅が、±2%の範囲にある補償
層を有する補償板を製造できる。本発明の特徴は、上記
のようにフィルムの片面のみを配向膜と接触させて配向
制御し、他の面はフリーの状態で、例えば空気相と接触
させた状態で高度な配向制御とその固定化ができること
である。即ち本発明において「フリーの状態」とは片面
には密着させた固体面をもたない状態をいう。一般に液
晶の配向制御は両界面を配向膜と接触させて行うのが普
通であり、片面が空気相のときは空気界面の分子配向は
一様でなくその影響により、膜厚方向の全領域における
均一な配向は得られない。本発明の場合、片面のみの制
御によりモノドメインのねじれネマチック配向ができ、
さらにそれを固定化できるという大きな特徴を有する。
By applying these coating, drying, heat treatment and cooling methods, it is possible to manufacture a compensating plate having a compensating layer in which the fluctuation range of the film thickness value is within ± 2%. The feature of the present invention is that, as described above, only one surface of the film is in contact with the alignment film to control the alignment, and the other surface is in a free state, for example, in the state in which it is in contact with an air phase, and a high degree of alignment control and its fixing are performed. That can be done. That is, in the present invention, the "free state" refers to a state in which there is no solid surface adhered to one surface. In general, liquid crystal alignment is normally controlled by bringing both interfaces into contact with an alignment film. When one surface is in the air phase, the molecular alignment at the air interface is not uniform, and due to the influence, the entire surface in the film thickness direction is affected. Uniform orientation cannot be obtained. In the case of the present invention, the twisted nematic orientation of the monodomain can be achieved by controlling only one side,
Further, it has a great feature that it can be fixed.

本発明の補償板が十分な補償効果を発揮し、品質の高
い白黒表示を得るためには、高分子液晶の膜より成る層
(補償層)の光学パラメータの厳密な制御が重要であ
り、補償層を構成する分子が基板と垂直方向にらせん軸
を有するらせん構造をなし、そのねじれ角が180度から3
00度の範囲にあり、該液晶性高分子より成る膜の複屈折
Δnと膜厚dの積Δn・dが0.5μmから2.0μmの範囲
にあり、かつΔn・dの値の変動幅が±2%の範囲にあ
ることが必要である。
In order for the compensator of the present invention to exert a sufficient compensating effect and obtain a high quality black and white display, it is important to strictly control the optical parameters of the layer (compensation layer) composed of the polymer liquid crystal film. The molecules that make up the layer form a helical structure with a helical axis perpendicular to the substrate, and the twist angle is 180 degrees to 3 degrees.
In the range of 00 degrees, the product Δn · d of the birefringence Δn of the film made of the liquid crystalline polymer and the film thickness d is in the range of 0.5 μm to 2.0 μm, and the fluctuation range of the value of Δn · d is ±. It must be in the range of 2%.

ねじれ角およびΔn・dの値がこの範囲にないとき
は、目的とする色補償効果が不十分で満足できる白黒表
示が得られない。またΔn・dの値の変動幅が±2%の
範囲より大きいときは、表示にむらが目立って見苦し
く、低品位の白黒表示しか得られない。
If the values of the twist angle and Δn · d are not within this range, the desired color compensation effect is insufficient and satisfactory black and white display cannot be obtained. Further, when the fluctuation range of the value of Δn · d is larger than the range of ± 2%, uneven display is noticeable and unsightly, and only low quality black and white display is obtained.

補償層を構成する分子が基板と垂直方向にらせん軸を
有するらせん構造をとり、かつ必要なねじれ角およびΔ
n・dをもつためには、上記した基板に平行に分子を配
向させる能力を持つ配向膜上で、前述した量の光学活性
化合物をベースの高分子液晶のブレンドした組成物、ま
たは前述した比率の光学活性基を分子内に有する高分子
液晶を、上記した方法により配向、固定化し所定の膜厚
とすればよい。
The molecules constituting the compensation layer have a helical structure having a helical axis in a direction perpendicular to the substrate, and have a required twist angle and Δ
In order to have n · d, a composition obtained by blending a polymer liquid crystal based on the above-mentioned amount of the optically active compound on an alignment film having the ability to orient molecules parallel to the above-mentioned substrate, or the above-mentioned ratio. The polymer liquid crystal having the optically active group of 1) in the molecule may be oriented and fixed by the above method to have a predetermined film thickness.

このうにして得られた補償板は、そのままで使用して
も良いし、表面保護のために透明プラスチックの保護層
を設けてもよい。また偏光板などの他の光学素子と組み
合わせた形で使用してもよい。
The compensator thus obtained may be used as it is, or may be provided with a transparent plastic protective layer for surface protection. Further, it may be used in combination with another optical element such as a polarizing plate.

以上のように本発明の製造方法によって製造された表
示素子用補償板、特にSTN液晶ディスプレイ用色補償板
は、1枚の補償板で完全な白黒表示を可能にするばかり
でなく、液晶ディスプレイの薄型化、軽量化に寄与し、
きわめて工業的な価値の大きなものである。
As described above, the display element compensator manufactured by the manufacturing method of the present invention, especially the STN liquid crystal display color compensator, not only enables complete black and white display by one compensator, Contributes to thinner and lighter
It is of great industrial value.

(実施例) 以下に実施例を述べるが、本発明はこれらに制限され
るものではない。なお実施例で用いた各分析法は以下の
通りである。
(Examples) Examples will be described below, but the present invention is not limited thereto. In addition, each analysis method used in the Example is as follows.

(1)ポリマーの組成の決定 ポリマーを重水素化クロロホルムまたは重水素化トリ
フルオロ酢酸に溶解し、400MHzの1H−NMR(日本電子製J
NM−GX400)で測定し決定した。
(1) Determination of polymer composition The polymer was dissolved in deuterated chloroform or deuterated trifluoroacetic acid and subjected to 400 MHz 1 H-NMR (JEOL J
NM-GX400).

(2)対数粘度の測定 ウベローデ型粘度計を用い、フェノール/テトラクロ
ロエタン(60/40重量比)混合溶媒中、30℃で測定し
た。
(2) Measurement of logarithmic viscosity Using an Ubbelohde viscometer, the viscosity was measured in a mixed solvent of phenol / tetrachloroethane (60/40 weight ratio) at 30 ° C.

(3)液晶相系列の決定 DSC(Dupont Thermal Analizer)測定および光学顕微
鏡(オリンパス光学(株)製BH2偏光顕微鏡)観察によ
り決定した。
(3) Determination of liquid crystal phase series It was determined by DSC (Dupont Thermal Analizer) measurement and observation with an optical microscope (BH2 polarization microscope manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.).

(4)ねじれ角およびΔn・dの決定 ねじれ角は偏光解析法により、またΔn・dはエリプ
ソメーターにより測定したデータを解析処理して決定し
た。
(4) Determination of Twist Angle and Δn · d The twist angle was determined by ellipsometry, and Δn · d was determined by analyzing and processing data measured by an ellipsometer.

実施例1 テレフタル酸60mmol、メチルヒドロキノンジアセテー
ト30mmol、カテコールジアセテート30mmolおよび酢酸ナ
トリウム80mgを用いて窒素雰囲気化で、150℃で1時
間、200℃で1時間、250℃で1時間と階段状に昇温しな
がら重合を行った。次に窒素ガスを流しながら250℃で
2時間重合を続け、さらに減圧下に同じ温度で1時間重
合を行った。つぎに得られたポリマーをテトラクロロエ
タンに溶解し過したのち、メタノールで再沈殿を行っ
て、表1に示す性状を有する精製ポリマー10.5gを得
た。
Example 1 60 mmol of terephthalic acid, 30 mmol of methylhydroquinone diacetate, 30 mmol of catechol diacetate and 80 mg of sodium acetate were used in a nitrogen atmosphere at 150 ° C. for 1 hour, 200 ° C. for 1 hour, and 250 ° C. for 1 hour in a stepwise manner. Polymerization was performed while raising the temperature. Then, the polymerization was continued at 250 ° C. for 2 hours while flowing a nitrogen gas, and the polymerization was further performed at the same temperature for 1 hour under reduced pressure. Next, the obtained polymer was dissolved in tetrachloroethane and then reprecipitated with methanol to obtain 10.5 g of a purified polymer having the properties shown in Table 1.

このポリエステルと次式に示す光学活性なポリエステ
ルを重量比で95:5の割合で含む濃度15wt%のテトラクロ
ロエタン溶液を調製した。
A 15 wt% tetrachloroethane solution containing this polyester and the optically active polyester represented by the following formula in a weight ratio of 95: 5 was prepared.

η in h=0.15 ([ ]外の数字はモル組成比を示す。) この溶液を用いて、15cm×23cmの大きさで厚さが1.1m
mのガラス上に、ラビング処理したポリイミド層を有す
るガラス基板に、スクリーン印刷法によりポリマー溶液
を塗布したのち乾燥し、200℃X20分熱処理後冷却して、
厚さ3.6μmで膜厚の変動幅±1%の補償層を有するね
じれネマチック構造を固定化した補償板を作製した。こ
の補償板のねじれ角は−230゜、Δn・dは0.83μmで
あった。この補償板を用いて第1図に示す配置に従い、
ねじれ角が230゜、Δn・dが0.87μm、1/200デューテ
ィー比のマルチプレックス駆動STN液晶セルの上面に積
層し、さらにその上に偏光板を貼付けてセルを作製し
た。この際の上下偏光板の方向、上下電極基板のラビン
グ方向、補償板の分子の配向方向は第2図に示すとうり
である。上下偏光板の偏光軸のなす角度は90゜、下偏光
板と下電極基板のラビング方向のなす角度は45゜、上電
極基板ラビング方向と補償板ラビング方向とのなす角度
は90゜、補償層の上偏光板と接する面の分子の配向方向
と上偏光板の透過軸のなす角度は45゜である。この液晶
セルの表示はほぼ完全な白黒表示であり、色むらはほと
んど見られなかった。
η in h = 0.15 (The numbers outside [] indicate the molar composition ratio.) Using this solution, the size is 15 cm × 23 cm and the thickness is 1.1 m.
On the glass of m, on a glass substrate having a rubbing-treated polyimide layer, the polymer solution was applied by screen printing, dried and then heat treated at 200 ° C. for 20 minutes and cooled,
A compensating plate having a twisted nematic structure and a compensating layer having a thickness of 3.6 μm and a fluctuation range of the film thickness of ± 1% was prepared. The twist angle of this compensator was -230 °, and Δn · d was 0.83 μm. According to the arrangement shown in FIG. 1 using this compensator,
The twist angle was 230 °, Δn · d was 0.87 μm, and the stack was laminated on the upper surface of a multiplex drive STN liquid crystal cell with a duty ratio of 1/200, and a polarizing plate was attached on the cell to fabricate the cell. The directions of the upper and lower polarizing plates, the rubbing direction of the upper and lower electrode substrates, and the orientation directions of the molecules of the compensating plate at this time are as shown in FIG. The angle between the polarization axes of the upper and lower polarizing plates is 90 °, the angle between the rubbing direction of the lower polarizing plate and the lower electrode substrate is 45 °, and the angle between the rubbing direction of the upper electrode substrate and the compensating plate is 90 °. The angle formed by the orientation direction of molecules on the surface in contact with the upper polarizing plate and the transmission axis of the upper polarizing plate is 45 °. The display of this liquid crystal cell was almost complete black and white display, and almost no color unevenness was observed.

実施例2〜8および実施例11および12 溶融重縮合法または酸クロライド法を用いて表1に示
す性状を有するポリエステルを合成した。このポリマー
を用いて表2に示した光学活性化合物および組成比を用
いて、表2の各基板上に補償板を作製した。補償板を作
製するときの熱処理条件を表3の条件で実施した。得ら
れた補償板のねじれ角、Δn・dおよびΔn・dの変動
幅の値は表3に示すようであった。これらの補償板を用
いて、それぞれの光学パラメーターにあったSTN液晶セ
ル上に積層し、補償板の色補償効果をみた。実施例のい
ずれの補償板も十分な補償効果を示し、色むらの無いほ
ぼ完全な白黒表示が得られた。
Examples 2 to 8 and Examples 11 and 12 Polyesters having the properties shown in Table 1 were synthesized by using the melt polycondensation method or the acid chloride method. Using the polymer, the optically active compound and the composition ratio shown in Table 2 were used to prepare a compensating plate on each substrate in Table 2. The heat treatment conditions for producing the compensator were as shown in Table 3. Table 3 shows the values of the twist angle, Δn · d, and Δn · d fluctuation width of the obtained compensating plate. Using these compensating plates, they were laminated on STN liquid crystal cells suitable for each optical parameter, and the color compensating effect of the compensating plates was observed. All the compensating plates of the examples showed a sufficient compensating effect, and almost perfect black and white display without color unevenness was obtained.

実施例9 テレフタル酸ジクロライド35mmol、メチルヒドロキノ
ン25mmol、カテコール25mmol、(S)−2−メチル−1,
4−ブタジオール1.4mmolおよびピリジン35mlを300mlの
オルソジクロロベンゼン中に溶解した溶液を、窒素気流
下、70℃で3.0時間重合した。次に反応液を過したの
ちメタノールに投入してポリマーを沈澱させ、過後減
圧乾燥して表1に示す性状を有するポリエステルを合成
した。収量は9.0gであった。
Example 9 35 mmol of terephthalic acid dichloride, 25 mmol of methylhydroquinone, 25 mmol of catechol, (S) -2-methyl-1,
A solution of 1.4 mmol of 4-butadiol and 35 ml of pyridine in 300 ml of orthodichlorobenzene was polymerized at 70 ° C. for 3.0 hours under a nitrogen stream. Next, the reaction solution was passed, and then poured into methanol to precipitate a polymer, followed by drying under reduced pressure to synthesize a polyester having the properties shown in Table 1. The yield was 9.0 g.

この光学活性ポリエステルを用いて実施例1と同様に
して補償板を作成し、補償性能を調べたところ、むらの
ないほぼ完全な白黒表示が得られた。
Using this optically active polyester, a compensator was prepared in the same manner as in Example 1 and its compensating performance was examined. As a result, a substantially perfect black and white display without unevenness was obtained.

実施例10 4,4′−ビフェニルジカルボン酸ジクロライド25mmo
l、メチルヒドロキノン18mmol、カテコール18mmol、
(S)−3−メチル−1,6−ヘキサンジオール0.68mmol
およびピリジン30mlを250mlのオルソジクロロベンゼン
中に溶解した溶液を、窒素気流下、70℃で3時間重合し
た。次に反応液を過したのちメタノールに投入してポ
リマーを沈澱させ、過後減圧乾燥して表1に示す性状
を有するポリエステルを合成した。収量は8.2gであっ
た。
Example 10 4,4'-biphenyldicarboxylic acid dichloride 25mmo
l, methylhydroquinone 18 mmol, catechol 18 mmol,
(S) -3-methyl-1,6-hexanediol 0.68 mmol
A solution of pyridine and 30 ml of pyridine in 250 ml of orthodichlorobenzene was polymerized at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream. Next, the reaction solution was passed, and then poured into methanol to precipitate a polymer, followed by drying under reduced pressure to synthesize a polyester having the properties shown in Table 1. The yield was 8.2 g.

この光学活性ポリエステルを用いて実施例1と補償板
を作成した。実施例1と同様にして液晶セルにセットし
て性能をを調べたところ、むらのないほぼ完全な白黒表
示が得られた。
Using this optically active polyester, Example 1 and a compensator were prepared. When the liquid crystal cell was set in the same manner as in Example 1 and the performance was examined, almost uniform black and white display without unevenness was obtained.

比較例1 テレフタル酸ジクロライド40mmol、ヒドロキノン20mm
ol、2−メチル−1,4−ブタンジオール20mmol、ピリジ
ン25mlを200mlのオルソジクロロベンゼン中に溶解した
溶液を、窒素気流下、70℃で3時間重合した。次に反応
液を過したのちメタノールに投入してポリマーを沈澱
させ、過後減圧乾燥して表1に示す性状を有するポリ
エステルを合成した。このポリエステルと実施例8で使
用した光学活性ポリエステルを97:3で含む組成物を用い
て20wt%のジメチルアセトアミド溶液を調製し、熱処理
を200℃で10分行った以外は実施例1と同様にして補償
板の作製およびそれを液晶セルに積層して補償効果の検
討を行った。偏光顕微鏡観察の結果、ポリドメインのね
じれネマチック配向が固定化されていた。この補償板の
補償効果は非常に不完全であり、一部に白黒化された部
分はあるものの色むらが激しく実用に耐えるものではな
かった。
Comparative Example 1 40 mmol terephthalic acid dichloride, 20 mm hydroquinone
A solution of ol, 2-methyl-1,4-butanediol (20 mmol) and pyridine (25 ml) in 200 ml of orthodichlorobenzene was polymerized at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream. Next, the reaction solution was passed, and then poured into methanol to precipitate a polymer, followed by drying under reduced pressure to synthesize a polyester having the properties shown in Table 1. A 20 wt% dimethylacetamide solution was prepared using a composition containing this polyester and the optically active polyester used in Example 8 in a ratio of 97: 3, and the heat treatment was performed at 200 ° C. for 10 minutes, and the same procedure as in Example 1 was performed. Then, a compensator was prepared and the compensating effect was examined by laminating it on a liquid crystal cell. As a result of observation with a polarization microscope, the twisted nematic orientation of the polydomain was fixed. The compensating effect of this compensator was very imperfect, and although there were some black and white parts, the color unevenness was severe and it was not practical.

(発明の効果) 本発明の補償板は色むらの極めて少ない品質の高い白
黒表示が得られるのみならず、1枚の透光性基板を用い
るだけの簡単な構造であり、液晶ディスプレイ、特にST
N液晶ディスプレイの薄型化、軽量化に役立ち、きわめ
て工業的価値が大きい。
(Advantages of the Invention) The compensator of the present invention not only provides high-quality black and white display with extremely little color unevenness, but also has a simple structure using only one translucent substrate.
N Helps to make LCDs thinner and lighter, and has extremely high industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例で用いた液晶セルの断面図を示
す。 第2図は本発明の実施例で用いた液晶セルを構成する材
料の各軸の相互の関係を示す。 1……実施例1の補償板搭載液晶セル 2……上偏光板 3……高分子液晶層(補償層) 4……基板ガラス 5……液晶セル 6……下偏光板 7……下偏光板透過軸 8……上偏光板透過軸 9……下電極基板ラビング方向 10……上電極基板ラビング方向 11……補償板基板のラビング方向 12……補償層の上偏光板と接する面の分子の配向方向 13……液晶セル分子のねじれ角 14……補償層の分子のねじれ角 15……7と9のなす角度 16……10と11のなす角度 17……7と8のなす角度
FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal cell used in an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the mutual relationship of each axis of the material constituting the liquid crystal cell used in the embodiment of the present invention. 1 ... Liquid crystal cell with compensation plate of Example 1 ... Upper polarizing plate 3 ... Polymer liquid crystal layer (compensation layer) 4 ... Substrate glass 5 ... Liquid crystal cell 6 ... Lower polarizing plate 7 ... Lower polarized light Plate transmission axis 8 ...... Upper polarizing plate transmission axis 9 ...... Lower electrode substrate rubbing direction 10 ...... Upper electrode substrate rubbing direction 11 …… Compensation plate substrate rubbing direction 12 …… Molecular on the surface of the compensation layer that contacts the upper polarizing plate Orientation direction of 13 ... Liquid crystal cell molecule twist angle 14 ... Compensation layer molecule twist angle 15 ... Angle between 7 and 9 16 ... Angle between 10 and 11 17 ... Angle between 7 and 8

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 宏之 神奈川県横浜市中区千鳥町8番地 日本 石油株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 滝口 康之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 金本 明彦 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 飯村 治雄 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平3−87720(JP,A) 特開 昭64−519(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyuki Ito 8 Chidori-cho, Naka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Japan Central Petroleum Research Institute (72) Inventor Yasuyuki Takiguchi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo No. In stock company Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Kanemoto 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo In-house company Ricoh Co. (72) Haruo Iimura 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Within Ricoh Co., Ltd. (56) Reference JP-A-3-87720 (JP, A) JP-A 64-519 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】透光性基板上に、界面と平行に分子を配向
させる能力をもつ配向膜を付与し、該配向膜上に、液晶
状態でねじれネマチック配向し液晶転移点以下ではガラ
ス状態となる液晶性高分子を塗布し、該配向膜と接して
いない表面をフリーの状態にして熱処理して配向させた
後冷却することにより、構成分子が基板と垂直方向にら
せん軸を有するらせん構造をなし、そのねじれ角が180
度から300度の範囲にあり、複屈折(Δn)と膜厚
(d)の積Δn・dが0.5μmから2.0μmの範囲にあ
り、かつΔn・dの変動幅が±2%の範囲にある液晶高
分子膜を形成せしめることを特徴とする液晶表示素子用
補償板の製造法。
1. An alignment film having the ability to align molecules parallel to an interface is provided on a translucent substrate, and twisted nematic alignment in the liquid crystal state and glass state below the liquid crystal transition point are provided on the alignment film. By applying a liquid crystalline polymer, the surface of which is not in contact with the alignment film is freed, heat treatment is performed to align it, and then cooled to form a helical structure in which the constituent molecule has a helical axis in the direction perpendicular to the substrate. None, its twist angle is 180
Is in the range of 300 to 300 degrees, the product of birefringence (Δn) and film thickness (d) Δn · d is in the range of 0.5μm to 2.0μm, and the fluctuation range of Δn · d is ± 2%. A method of manufacturing a compensator for a liquid crystal display device, which comprises forming a liquid crystal polymer film.
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