DE4339395A1 - Optisch anisotropes Element und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisch
anisotropes Element und ein Verfahren zur Herstellung
desselben und insbesondere auf ein optisch anisotropes
Element, das zur Verbesserung von Sehwinkel-
Charakteristika, von Anzeigekontrast und Anzeigefarbe
eines Anzeigeelements mit einem verdrehten nematischen
Flüssigkristall zu verwenden ist, sowie auf ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen optisch anisotropen
Elements.
Die Kathodenstrahlröhre (CRT) stellt eine Hauptströmung
der Anzeigeelemente für ein elektronische Bürosysteme wie
z. B. für Textverarbeitungsgeräte für die japanische
Sprache, Schreibtisch-PC′s, usw.; allerdings wird die CRT
nun durch ein Flüssigkristall-Anzeigeelement ersetzt, da
das letztgenannte viele Vorteile wie z. B. eine kleine
Form mit geringem Gewicht, geringer Energieverbrauch usw.
hat. Die meisten der propagierten Flüssigkristall-
Anzeigeelemente (nachfolgend als "LCD" bezeichnet)
verwenden einen verdrehten nematischen Flüssigkristall.
Anzeigesysteme, die einen derartigen Flüssigkristall
verwenden, können grob in den Doppelbrechungs-Modus und
den Modus der optischen Drehung eingeteilt werden.
In einem LCD, das den Doppelbrechungs-Modus verwendet,
beträgt der Drehwinkel von Flüssigkristall-Molekülen mehr
als 90°, und es hat sehr gute elektrooptische
Charakteristika. So kann es durch Time-Sharing eine
Anzeige mit großer Kapazität liefern, was selbst mit eine
Elektrodenaufbau des einfachen Matrixtyps ohne aktive
Elemente (wie z. B. Dünnschicht-Transistor oder Diode)
erreicht wird. Allerdings hat es Nachteile wie z. B. eine
langsame Reaktionsgeschwindigkeit (einige Hundert
Millisekunden) oder Schwierigkeiten bei der Gradations-
Anzeige; und seine Anzeige-Charakteristika übertreffen
nicht die Anzeige-Charakteristika von
Flüssigkristallelementen, die aktive Elemente (wie z. B.
TFT-LCD, MJM-LCD, usw.) verwenden.
TFT-LCD und MJM-LCD verwenden ein Anzeigesystem nach dem
Modus der optischen Drehung mit der Anordnung von
Flüssigkristall-Molekülen, die um 90° verdreht sind
(Anzeigeelement mit verdrehtem nematischen ["TN" = twist
nematic] Flüssigkristall). Dieses Anzeigesystem stellt
eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit (einige Zehn
Millisekunden) bereit, liefert einfach eine schwarz/weiß-
Anzeige, erreicht einen hohen Anzeigekontrast und ist im
Vergleich zu anderen LCD-Systemen ein vielversprechendes
System. Da es einen verdrehten nematischen
Flüssigkristall verwendet, ändern sich allerdings Farbe
der Anzeige und Kontrast der Anzeige in Abhängigkeit von
der Betrachtungsrichtung, was im Prinzip des
Anzeigesystems begründet ist; und es ist CRT in den
Anzeige-Charakteristika nicht überlegen.
Zur Lösung des obigen Problems sind verschiedene
Verfahren vorgeschlagen worden, um den Sehwinkel zu
vergrößern, wobei ein Phasenverschiebungsfilm zwischen
einem Paar polarisierende Platten und einer TN-
Flüssigkristall-Zelle angeordnet wurde, wie dies in den
japanischen Offenlegungsschriften 4-229828 und 4-258923
offenbart ist.
Bei dem in den obengenannten Offenlegungsschriften
vorgeschlagenen Phasenverschiebungs-Film ist die
Phasendifferenz in der Richtung senkrecht zur Oberfläche
der Flüssigkristall-Zelle fast null. Es tritt kein
optischer Effekt auf, wenn man von vorne schaut; eine
Phasendifferenz tritt auf, wenn man aus einer schrägen
Richtung schaut, und die Phasendifferenz, die durch die
Flüssigkristall-Zelle verursacht wird, wird kompensiert.
Besonders Vorrichtungen, die in Fahrzeugen oder als
Alternative zu CRT üblicherweise verwendet werden, können
in Bezug auf Sehwinkel den Anforderungen nicht genügen.
Es ist allgemein bekannt, daß ein Flüssigkristall-Molekül
in Richtung einer längeren Achse und in Richtung einer
kürzeren Achse verschiedene Brechnungsindices hat. Wenn
polarisiertes Licht in ein solches Flüssigkristalle
Molekül, das hinsichtlich des Brechungsindex anisotrope
Eigenschaften hat, eintritt, ändert sich der
polarisierende Zustand in Abhängigkeit vom Winkel des
Flüssigkristall-Moleküls. Bei dem verdrehten nematischen
Flüssigkristall sind die Flüssigkristall-Moleküle
verdreht zur Richtung senkrecht zur Oberfläche der
Flüssigkristall-Zelle angeordnet. Das Licht, das durch
die Flüssigkristall-Zelle geht, wird folglich
entsprechend der Orientierung eines einzelnen
Flüssigkristall-Moleküls der verdrehten Anordnung,
polarisiert. Daher unterscheiden sich der Zustand des
polarisierten Lichts, das sich durch die Zelle
fortgepflanzt hat, in dem Fall, wo das Licht senkrecht in
Flüssigkristall-Zelle eintritt, und in dem Fall, wo es
schräg in die Flüssigkristall-Zelle eintritt. Im Ergebnis
wird das Anzeigebild umgekehrt gesehen oder überhaupt
nicht gesehen, was von der Betrachtungsrichtung abhängt;
und dies ist in der praktischen Anwendung nicht
wünschenswert.
Zur Lösung der obengenannten Probleme besteht eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
eines optisch anisotropen Elements, das zur Verbesserung
von Sehwinkel-Charakteristika, von Kontrast der Anzeige
und Farbe der Anzeige bei einem TN-Flüssigkristall-
Anzeigeelement zu verwenden ist, sowie eines Verfahrens
zur Herstellung eines derartigen optisch anisotropen
Elements.
Zur Lösung dieser Aufgabe hat das optisch anisotrope
Element der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkristall-
Anzeigeelement umfassend eine Flüssigkristall-Zelle, in
welcher ein verdrehter nematischer Flüssigkristall
zwischen zwei Elektrodensubstrate eingequetscht ist, und
zwei polarisierende Elemente, die auf beiden Seiten davon
angeordnet sind; wobei das optisch anisotrope Element
zwischen der Flüssigkristall-Zelle und dem
polarisierenden Element angeordnet ist, es eine
folienähnliche Struktur hat und negative einachsige
Eigenschaften aufweist und in einer Weise angeordnet ist,
daß seine optische Achse weder senkrecht noch parallel
zur Folienoberfläche ist.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß die optische Achse
in Bezug auf die Richtung senkrecht zur Folienoberfläche
in einem Winkel von 10° bis 40° geneigt ist. Ein
derartiges optisch anisotropes Element kann einen
Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht, der in
einer Makromolekularen Matrix ausgerichtet ist,
enthalten. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß die
Orientierung des Flüssigkristalls mit niedrigem
Molekulargewicht durch eine oder mehrere Vernetzungen
zwischen makromolekularen Matrizes, Vernetzungen zwischen
den Flüssigkristallen mit niedrigem Molekulargewicht oder
Vernetzungen zwischen einer makromolekularen Matrix und
einem Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht
fixiert ist.
Das optisch anisotrope Element kann eine Struktur
aufweisen, die Makromoleküle des orientierten
Flüssigkristall-Typs enthält. In diesem Fall ist es
vorzuziehen, daß die Flüssigkristall-Makromoleküle durch
Gießen oder Auftragen auf ein homeotropes
Orientierungssubstrat oder auf ein schräges
Orientierungssubstrat ausgerichtet werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines optisch anisotropen
Elements der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
optisch anisotropes Element herzustellen, welches
folienähnliche Struktur hat, negative einachsige
Eigenschaften aufweist und dessen optische Achse weder
senkrecht noch parallel zur Folienachse angeordnet ist,
wobei es dadurch charakterisiert ist, daß
Flüssigkristalle mit niedrigem Molekulargewicht in einer
makromolekularen Matrix dispergiert werden und daß eine
Ausrichtung durch Anwendung eines elektrischen Feldes
oder magnetischen Feldes erfolgt.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines optisch
anisotropen Elements der vorliegenden Erfindung besteht
darin, ein optisch anisotropes Element herzustellen,
welches eine folienähnliche Struktur hat, negative
einachsige Eigenschaften aufweist, und dessen optische
Achse weder senkrecht noch parallel zur Folienoberfläche
angeordnet ist, wobei eine Folie, die aus
thermoplastischem Harz hergestellt ist und die
Eigenschaften der Lichtdurchlässigkeit aufweist, zwischen
beheizte Walzen mit unterschiedlichen
Umfangsgeschwindigkeiten gequetscht wird, um
Scherspannung zwischen beiden Seiten der Folie zu
erzeugen.
Noch ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines optisch
anisotropen Elements der vorliegenden Erfindung besteht
in der Herstellung eines optisch anisotropen Elements,
welches folienähnliche Struktur hat, negative einachsige
Eigenschaften aufweist, und dessen optische Achse weder
senkrecht noch parallel zur Folienoberfläche angeordnet
ist, wobei Flüssigkristall-Makromoleküle auf ein
homeotropes Orientierungssubstrat oder auf ein schräges
Orientierungssubstrat gegossen oder aufgetragen werden,
und eine Orientierung durch Anwendung eines elektrischen
Feldes oder eines magnetischen Feldes durchgeführt wird.
Im folgenden wird beispielhaft anhand eines
Flüssigkristall-Anzeigeelements des TN-Typs in Verbindung
mit den Zeichnungen eine Beschreibung des
Funktionsbetriebs der vorliegenden Erfindung gegeben.
Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 stellen jeweils den
polarisierenden Zustand von Licht dar, das sich durch ein
Flüssigkristall-Anzeigeelement fortpflanzt, wenn eine
Spannung, die höher als die Schwellenspannung ist, an
eine Flüssigkristall-Zelle angelegt wird. Das
Flüssigkristall-Anzeigeelement zeigt einen leuchtenden
Zustand, wenn keine Spannung angelegt ist.
Fig. 2 zeigt einen polarisierenden Zustand von Licht,
wenn Licht senkrecht zu einer Flüssigkristall-Zelle DE
einfällt. Wenn natürliches Licht L0 senkrecht zu einer
polarisierenden Platte A, die eine Polarisationsachse PA
hat, einfällt, wird das Licht, das durch die
polarisierende Platte A geht, in linear polarisiertes
Licht L1 umgewandelt. In der Figur stellt LC ein
Flüssigkristall-Molekülmodell dar, welches die Anordnung
von Flüssigkristall-Molekülen in einer Flüssigkristall-
Zelle CE, wenn eine ausreichende Spannung an die TN-
Flüssigkristall-Zelle angelegt wird, schematisch
darstellt. Für den Fall, daß die längere Achse des
Flüssigkristall-Moleküls LC in der Flüssigkristall-Zelle
CE parallel zu einem Weg des Lichtes PS ist, gibt es
innerhalb einer Ebene, die zum Lichtweg PS senkrecht ist,
keinen Unterschied im Brechungsindex. Daher tritt
zwischen normalem und abnormalem Licht, das sich durch
die Flüssigkristall-Zelle CE fortpflanzt, keine
Phasendifferenz auf, und das linear polarisierte Licht L1
pflanzt sich nach Durchgang durch die Flüssigkristall-
Zelle CE weiter fort. Wenn eine Polarisationsachse PB
einer polarisierenden Platte B senkrecht zu der
Polarisationsachse PA der polarisierenden Platte A
gestellt wird, kann das Licht L2, das durch die
Flüssigkristall-Zelle CE geht, nicht durch die
polarisierende Platte B gehen; es entsteht ein dunkler
Zustand.
Fig. 3 zeigt einen Polarisationszustand von Licht, wenn
das Licht L0 schräg in die Flüssigkristall-Zelle CE
eintritt. Für den Fall, daß natürliches Licht L0 schräg
eintritt, wird das Polarisationslicht L1, das durch die
polarisierende Platte A durchgeht, fast vollständig in
linear polarisiertes Licht umgewandelt. (Im vorliegenden
Fall wird es aufgrund der Eigenschaft der polarisierenden
Platte A in elliptisch polarisiertes Licht umgewandelt.)
In diesem Fall, wo die längere Achse des Flüssigkristall-
Moleküls LC in der Flüssigkristall-Zelle CE einen Winkel
mit dem Lichtweg PS bildet, tritt eine Differenz im
Brechungsindex innerhalb einer Ebene senkrecht zu dem
Lichtweg PS auf. Das Licht L2, das durch die
Flüssigkristall-Zelle CE hindurchgeht, wird in elliptisch
polarisiertes Licht umgewandelt und erreicht die
polarisierende Platte B, und ein Teil des Lichtes geht
durch die polarisierende Platte B. Die Durchlässigkeit
für Licht, wenn Licht schräg eintritt, ist nicht
wünschenswert, da der Kontrast des Flüssigkristall-
Anzeigeelements vermindert wird.
Um die Kontrastverminderung aufgrund des schrägen
Einfalls von Licht zu verhindern und um die Sehwinkel-
Charakteristika zu verbessern, wird vorgeschlagen, ein
optisch anisotropes Element RF mit negativen einachsigen
Eigenschaften und mit einer optischen Achse, die in einer
Richtung senkrecht zur Oberfläche der Flüssigkristall-
Zelle CE verläuft, zwischen der polarisierenden Platte B
und der Flüssigkristall-Zelle CE anzuordnen. Diese
optisch anisotrope Element RF mit einachsigen
Eigenschaften ist ein Doppelbrechungskörper, welcher eine
höhere Phasendifferenz aufweist, wenn der Einfallswinkel
von Licht zu der optischen Achse ansteigt. Wenn Licht
schräg in das Flüssigkristall-Anzeigeelement mit dem
obengenannten Aufbau eintritt und durch die
Flüssigkristall-Zelle CE durchgeht und in elliptisch
polarisiertes Licht L2 umgewandelt wird, wird das
elliptisch polarisierte Licht durch einen
Phasenverzögerungseffekt in zunächst linear polarisiertes
Licht umgewandelt, wenn es durch das optisch anisotrope
Element RF geht, und es sollte durch die polarisierende
Platte B ausgesperrt werden.
Allerdings ist der vorliegende Effekt zur Verbesserung
der Sehwinkel-Charakteristika nicht ausreichend. Der
Grund dafür ist wie folgt:
In den meisten TN-LCDs wird normalerweise ein Weiß-Modus gewählt. In Bezug auf die Sehwinkel-Charakteristika gilt in diesem Modus, daß die Lichtdurchlässigkeit aus einem schwarzen Anzeigebereich extrem ansteigt, wenn der Sehwinkel erhöht wird, was zu einem schnellen Absinken des Kontrastes führt. Schwarz-Anzeige ist der Zustand, wo Spannung angewendet wird. Für diesen Fall wird angenommen, daß die TN-Flüssigkristall-Zelle CE eine optisch anisotrope Substanz mit positiven einachsigen Eigenschaften ist. Wie in Fig. 4 (a) gezeigt ist, ist es möglich, wenn die optische Achse der Flüssigkristall- Zelle CE in Richtung senkrecht zur Oberfläche der Flüssigkristall-Zelle CE verläuft, durch Anordnung eines optisch anisotropen Elements RF mit negativen einachsigen Eigenschaften und mit einer optischen Achse, die in Richtung senkrecht zur der Flüssigkristallzelle CE an der Eingangs- oder Ausgangsseite der Flüssigkristall-Zelle CE eine Phasendifferenz, die durch die Flüssigkristall-Zelle CE in bezug auf schräg einfallendes Licht bewirkte Phasendifferenz durch eine Phasendifferenz des optisch anisotropen Elements RF zu kompensieren, um elliptisch polarisiertes Licht L2 in linear polarisiertes Licht L3 umzuwandeln und um es durch die polarisierende Platte B auszusperren.
In den meisten TN-LCDs wird normalerweise ein Weiß-Modus gewählt. In Bezug auf die Sehwinkel-Charakteristika gilt in diesem Modus, daß die Lichtdurchlässigkeit aus einem schwarzen Anzeigebereich extrem ansteigt, wenn der Sehwinkel erhöht wird, was zu einem schnellen Absinken des Kontrastes führt. Schwarz-Anzeige ist der Zustand, wo Spannung angewendet wird. Für diesen Fall wird angenommen, daß die TN-Flüssigkristall-Zelle CE eine optisch anisotrope Substanz mit positiven einachsigen Eigenschaften ist. Wie in Fig. 4 (a) gezeigt ist, ist es möglich, wenn die optische Achse der Flüssigkristall- Zelle CE in Richtung senkrecht zur Oberfläche der Flüssigkristall-Zelle CE verläuft, durch Anordnung eines optisch anisotropen Elements RF mit negativen einachsigen Eigenschaften und mit einer optischen Achse, die in Richtung senkrecht zur der Flüssigkristallzelle CE an der Eingangs- oder Ausgangsseite der Flüssigkristall-Zelle CE eine Phasendifferenz, die durch die Flüssigkristall-Zelle CE in bezug auf schräg einfallendes Licht bewirkte Phasendifferenz durch eine Phasendifferenz des optisch anisotropen Elements RF zu kompensieren, um elliptisch polarisiertes Licht L2 in linear polarisiertes Licht L3 umzuwandeln und um es durch die polarisierende Platte B auszusperren.
Allerdings ist das Flüssigkristall-Molekül LC, wenn
Spannung angelegt ist, nicht genau senkrecht zum Substrat
der Flüssigkristall-Zelle CE, sondern ist leicht von der
senkrecht zum Substrat verlaufenden Richtung weg geneigt.
Somit kann die Flüssigkristall-Zelle CE als optisch
anisotrope Substanz mit positiv einachsigen Eigenschaften
und mit einer optischen Achse, die leicht von der
Richtung senkrecht zur Oberfläche der Zelle CE weg
geneigt ist.
Im Fall einer Zwischengradation ist der Neigungswinkel
der optischen Achse weiter vergrößert. Daher ist, selbst
als Kombination mit dem optisch anisotropen Element RF
das negative einachsige Eigenschaften sowie eine optische
Achse, die in Richtung senkrecht zu der Flüssigkristall-
Zelle CE verläuft, aufweist, die Kompensation nicht
ausreichend.
Aus diesem Grund ist die optische Achse des optisch
anisotropen Elements RF, das negative einachsige
Eigenschaften aufweist, in der vorliegenden Erfindung von
der Richtung senkrecht zu der Flüssigkristall-Zelle CE in
Übereinstimmung mit der Neigung der optischen Achse der
Flüssigkristall-Zelle CE, wie in Fig. 4 (b) dargestellt,
weg geneigt, und eine Phasendifferenz, die durch die
Flüssigkristall-Zelle CE in Bezug auf schräg einfallendes
Licht bewirkt wird, wird durch eine Phasendifferenz des
optisch anisotropen Elements RF kompensiert. Wie in Fig.
1 dargestellt ist, wird das Licht L2, das nach dem
Passieren der Flüssigkristall-Zelle CE schräg einfällt
und in elliptisch polarisiertes Licht umgewandelt wird,
in anfänglich linear polarisiertes Licht L3 umgewandelt.
Auf diese Weise ist es möglich, ein Flüssigkristall-
Anzeigeelement hoher Qualität zu erhalten, das die
gleiche Durchlässigkeit ohne Abhängigkeit vom Sehwinkel
zu dem Licht, welches schräg in verschiedenen Winkeln
eintritt, aufweist.
Auf diese Weise ist es erfindungsgemäß möglich, die
Sehwinkel-Charakteristika in großem Umfang zu verbessern,
wobei die optisch anisotrope Substanz RF mit negativen
einachsigen Eigenschaften und mit einer optischen Achse,
die von der Richtung senkrecht zu der Flüssigkristall-
Zelle CE geneigt ist, verwendet wird. Bei der negativen
einachsigen optisch anisotropen Substanz RF, die eine
geneigte optische Achse gemäß der vorliegenden Erfindung
aufweist, ist es so, daß, wenn angenommen wird, daß die
Brechungsindices in drei axialen Richtungen einer
Folie, die optisch anisotrope Eigenschaften aufweist, nα,
nβ bzw. nγ in ansteigender Reihenfolge der Werte sind,
die folgende Beziehung besteht: nα < nβ = nγ. Da die
optische Achse in Richtung von nα definiert ist, ist der
Brechungsindex in der Richtung der optischen Achse am
kleinsten. Allerdings ist es nicht notwendig, daß der
Wert von nβ genau dem Wert nγ entspricht; es wird
ausreichen, daß diese einander annähernd gleich sind.
Genauer gesagt, es besteht kein Problem bei der
praktischen Anwendung, wenn | nβ - nγ| / | nb - nα 0,2.
Als Bedingung zur umfassenden Verbesserung der Sehwinkel-
Charakteristika einer TN-Flüssigkristall-Zelle ist es
vorzuziehen, daß die Richtung des Brechungsindex
na von der Richtung der optischen Achse weg geneigt ist,
d. h. der Richtung senkrecht zu der Flüssigkristall-Zelle
CE (der Richtung senkrecht zur Folienoberfläche), und
zwar in einem Winkel von 10 bis 40° oder noch besser in
einem Winkel von 10 bis 30°. Wenn angenommen wird, daß
die Dicke der Folie D ist, ist es darüber vorteilhaft,
wenn die Bedingungen 100 (nβ - nα)×D 400 nm erfüllt
ist.
Die negative einachsige optisch anisotrope Substanz RF
der vorliegenden Erfindung kann aus einem Massenpolymer,
das negative einachsige Eigenschaften hat, gebildet
werden, indem es schräg in filmartige oder plattenartige
Gestalt geschnitten wird, so daß die optische Achse in
eine bestimmte Richtung in Bezug auf die Oberfläche
gerichtet ist. Vorteilhafterweise hat die filmartige oder
plattenartige Substanz eine Lichtdurchlässigkeit von 80%
oder mehr, oder noch besser von 90% oder mehr.
Die intrinsische Polymer-Doppelbrechung ist in einigen
Fällen positiv, in einigen anderen Fällen negativ. Um aus
einem solchen Polymer einen Film mit negativen
einachsigen Eigenschaften herzustellen, kann der Film in
dem Fall, wo die intrinsische Doppelbrechung positiv ist,
in einer gegebenen Richtung zusammengedrückt werden, und
in dem Fall, wo die intrinsische Doppelbrechung negativ
ist, sollte der Film in eine vorgegebene Richtung gezogen
werden. Bei diesem Vorgang wird der Brechungsindex in
Zieh- oder Kompressionsrichtung kleiner als der
Brechungsindex in einer Richtung senkrecht zu einer
derartigen Richtung. Mit dieser Richtung als optischer
Achse weist der Film negative einachsige Eigenschaften
auf.
Es besteht keine Beschränkung hinsichtlich des Polymers,
welches positive oder negative intrinsische
Doppelbrechung aufweist, wobei die folgenden Substanzen
in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können:
Polymere mit positiver intrinsischer Doppelbrechung
umfassen Polycarbonat, Polyarylat,
Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon,
Polyphenylensulfid, Polyphenylenoxid, Polyallylsulfon,
Polyamidimid, Polyimid, Polyolefin, Polyacrylnitril,
Cellulose, Polyester, usw. Diese schließen nicht nur ein
Monopolymer, sondern auch ein Copolymer, ihre Derivate
oder Gemische ein.
Polymere mit einer negativen intrinisischen
Doppelbrechung umfassen ein Polymer des Polystyrol-Typs,
ein Polymer des Acrylsäureester-Typs, ein Polymer des
Metacrylsäureester-Typs, ein Polymer des Acrylnitril-Typs
und ein Polymer des Metacrylnitril-Typs. Hier ist ein
Polymer des Polystyrol-Typs als Homopolymer von Styrol
und Styrolderivaten, als Copolymer und Mischungen von
Styrol und Styrolderivaten definiert.
Styrolderivate umfassen beispielsweise α-Methylstyrol, o-
Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol, p-
Phenylstyrol, 2,5-Dichlorstyrol, usw. Ein Copolymer sowie
Mischungen von Styrol und Styrolderivaten (nachfolgend
als "ST" bezeichnet) umfassen beispielsweise
ST/Acrylnitril, ST/Metacrylnitril, ST/Methylmetacrylat,
ST/Ethylmetacrylat, ST/α-Chloracrylnitril,
ST/Methylacrylat, ST/Ethylacrylat, ST/Butylacrylat,
ST/Acrylsäure, ST/Metacrylsäure, ST/Butadien, ST/Isopren,
ST/Maleinsäureanhydrid, ST/Vinylacetat, ein Copolymer
sowie ein Styrol/Styrolderivat-Copoylmer usw. Zusätzlich
zu einem Bipolymer, wie es oben beschrieben wurde, kann
ein Terpolymer oder ein höheres Copolymer verwendet
werden. Die Gemische umfassen eine Mischung aus dem
obengenannten Styrol-Homopolymer, einem Styrolderivat-
Homopolymer oder einem Copolymer aus Styrol und einem
Styrolderivat, wie auch Mischungen, welche ein Polymer
bestehend aus Styrol und Styrolderivaten (nachfolgend als
"PST") mit einem Polymer, das kein PST enthält,
enthalten. Ein Beispiel für eine solche Mischung ist
PST/Butylcellulose-PST/Cumaron-Harz.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer negativen
einachsigen optisch anisotropen Substanz RF gemäß der
vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
makromolekulare Matrix mit einem Flüssigkristall mit
niedrigem Molekulargewicht zu vermischen und den
Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht schräg
auszurichten und zu fixieren.
Es besteht keine spezielle Beschränkung für den in diesem
Verfahren verwendeten Flüssigkristall mit niedrigem
Molekulargewicht, allerdings ist es vorteilhaft, daß er
eine negative intrinsische Doppelbrechung aufweist.
Nachfolgend sind Strukturformeln von einigen
Flüssigkristallen mit niedrigem Molekulargewicht
aufgeführt, die negative und positive intrinsische
Doppelbrechungswerte haben, wobei aber die in diesem
Verfahren verwendeten Substanzen nicht auf diese
beschränkt sind.
Zur Vernetzung zwischen den Flüssigkristallen mit
niedrigem Molekulargewicht oder zwischen einer
Makromolekular-Matrix und einem Flüssigkristall mit
niedrigem Molekulargewicht ist es vorzuziehen, daß eine
reaktive Substitutionsgruppe wie z. B. eine
Substitutionsgruppe, die eine ungesättigte Bindung
aufweist, oder eine Substitutionsgruppe, die einen
aktiven Wasserstoff aufweist, am Ende des obigen
Flüssigkristall-Moleküls mit niedrigem Molekulargewicht
vorhanden ist.
Als Mittel zum Ausrichten der Flüssigkristalle mit
niedrigem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein magnetisches Feld oder ein
elektrisches Feld verwendet. In der vorliegenden
Erfindung wird als Mittel zur schrägen Ausrichtung von
Flüssigkristallen vorzugsweise ein magnetisches Feld
verwendet. Speziell ein Flüssigkristall mit niedrigem
Molekulargewicht weist eine negative anisotropische
Fähigkeit auf und zeigt diamagnetische Eigenschaften.
Wenn ein magnetisches Feld von außen angelegt wird, wird
so die optische Achse des Moleküls in Richtung des
magnetischen Feldes ausgerichtet. Wenn Flüssigkristalle
12 mit niedrigem Molekulargewicht mit einer
makromolekularen Matrix vermischt werden, wie dies in
Fig. 5 schematisch dargestellt ist, um so die
erstgenannten in der zuletzt genannten zu dispergieren
und dies auf eine Trägerfolie 10 aufgetragen wird, ein
äußeres magnetisches Feld 13 in einem Winkel zu der
Richtung senkrecht zur Oberfläche der Trägerfolie 10
angelegt wird, ist es daher möglich, die Flüssigkristalle
12 mit niedrigem Molekulargewicht in jene Richtung
auszurichten. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß die
magnetische Feldintensität 500 G oder mehr beträgt,
während Flüssigkristalle mit einer niedrigeren
Grenzviskosität durch ein magnetisches Feld von weniger
als 500 G ausgerichtet werden. Es ist vorzuziehen, daß
der magnetische Feldvektor 13 um 0° bis 60° in Bezug auf
die Richtung senkrecht zur Oberfläche der Trägerfolie 10
geneigt ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren zur
Fixierung der Ausrichtung der Flüssigkristalle mit
niedrigem Molekulargewicht zur gleichen Zeit wie die
Ausrichtung durchgeführt wird. Konkreter, die Verfahren
zur Fixierung der Ausrichtung umfassen ein Verfahren, bei
dem ein Photopolymerisations-Initiator oder ein
Hitzepolymerisations-Initiator einem System zugesetzt
wird, welches ein Monomer, das eine ungesättigte Bindung
hat, und einen Flüssigkristall mit einem niedrigen
Molekulargewicht umfaßt, zugesetzt werden, um das
Monomer, das eine ungesättigte Bindung hat, durch Licht
oder Hitze zu polymerisieren, während gleichzeitig eine
Orientierung der Flüssigkristalle mit niedrigem
Molekulargewicht erfolgt, und um die Ausrichtung der
Flüssigkristalle mit niedrigem Molekulargewicht zu
fixieren; ein Verfahren, bei dem Flüssigkristalle mit
niedrigem Molekulargewicht, die eine reaktive
Substitutionsgruppe aufweisen, mit einer makromolekularen
Matrix durch Hitze, Licht oder pH-Änderung reagieren und
die Ausrichtung fixieren; oder ein Verfahren, bei dem die
Fixierung der Orientierung durch Vernetzung von
Flüssigkristallen mit niedrigem Molekulargewicht, die
eine reaktive Substitutionsgruppe im Bereich einzelner
Flüssigkristalle aufweisen, erfolgt. Die Verfahren sind
nicht auf diese beschränkt; es können verschiedene im
Stand der Technik bekannte Verfahren, eingesetzt werden.
Zur fixierenden Ausrichtung von Flüssigkristallen, kann,
wie oben beschrieben, ein Hitzepolymerisations-Initiator
oder ein Photopolymerisations-Initiator verwendet werden.
Beispiele für Hitzepolymerisations-Initiatoren sind
Azoverbindungen, organische Peroxide, anorganische
Peroxide, Sulfinsäure, usw. Einzelheiten über diese
Substanzen sind in "Addition Polymerization and Ring
Opening Polymerization", übersetzt von der Japanese
Society of Macromolecules and Editing Committee of
Macromolecular Experimental Sciences; Kyoritu Publishing
Co., 1983, Seiten 6 bis 18 beschrieben.
Beispiele für Photopolymerisations-Initiatoren sind
Benzophenone, Acetophenone, Benzoine, Thioxanthone, usw.
Einzelheiten über diese Substanzen sind in "UV-Setting
system"; Sogo Gÿutsu Center [General Technical Center]
1989, Seiten 63 bis 147 beschrieben.
Es besteht keine spezielle Beschränkung für das Polymer,
das als die obengenannte makromolekulare Matrix verwendet
werden soll, das Polymer kann einen positiven oder
negativen intrinsischen Doppelbrechungswert haben,
allerdings ist es vorzuziehen, daß die
Lichtdurchlässigkeit in dem Zustand, wo es
Flüssigkristalle mit niedrigem Molekulargewicht enthält,
60% oder mehr beträgt, und daß es im wesentlich
transparent und farblos ist. Es ist auch vorzuziehen, daß
die makromolekulare Matrix und die Flüssigkristalle mit
niedrigem Molekulargewicht miteinander verträglich sind
oder daß die Flüssigkristalle mit niedrigem
Molekulargewicht mit einer Größe von weniger als 0,08 µm
in einer makromolekularen Matrix dispergiert sind, um so
die Transparenz der Folie aufrecht zu erhalten. Zur
Dispersion der Flüssigkristalle mit niedrigem
Molekulargewicht kann ein oberflächenaktives Mittel, eine
makromolekulare Verbindung usw. als ein die Dispersion
unterstützendes Mittel eingesetzt werden.
Als makromolekulare Matrix werden vorzugsweise die
folgenden Substanzen angesetzt: Gelatine, Agarose,
Pektin, Gummiarabicum, Carrageen, Polyvinylalkohol,
Polyvinylbutyral, Polymethylvinylether,
Polyhydroxyethylacrylat, Hydroxyethylcellulose,
Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose, Polycarbonat,
Polyarylat, Polysulfon, Polyethylenterephthalat,
Polyethylennaphthalat, Polyethersulfon,
Polyphenylensulfid, Polyphenylenoxid, Polyarylsulfon.
Polyvinylalkohol, Polyamid, Polyimid, Polyolefin,
Polyvinylchlorid, ein Polymer des Cellulosetyps,
Polyacrylnitril, Polystyrol oder Bipolymere, Terpolymere,
Pfropf-Copolymere, gemischte Produkte, usw.
Als nächstes wird eine Beschreibung über das Verfahren zu
Herstellung einer einachsigen optisch anisotropen
Substanz RF, die eine makromolekulare Matrix und
Flüssigkristalle mit niedrigem Molekulargewicht enthält,
gegeben.
Unter Verwendung einer Lösung, die mindestens eine
makromolekulare Verbindung und einen Flüssigkristall mit
niedrigem Molekulargewicht enthält, oder einer Lösung,
die mindestens eine makromolekulare Verbindung, eine
polymerisierbare Verbindung und einen Flüssigkristall mit
niedrigem Molekulargewicht enthält, oder einer Lösung,
die mindestens eine polymerisierbare Verbindung und einen
Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht enthält,
kann durch ein Schmelzextrusions-Verfahren, ein
Tauchform-Verfahren oder ein Kalandrierverfahren, usw.
eine Filmfolie hergestellt werden. Oder die obige Lösung
kann unter Verwendung von Glas, einem Kunststoffilm usw.
als Träger auf den Träger aufgetragen werden, um eine
Filmfolie herzustellen. Wegen der mechanischen Festigkeit
einer einachsigen optisch anisotropes Substanz RF ist es
vorzuziehen, das Beschichtungsverfahren zu verwenden. In
diesem Fall besteht keine Beschränkung hinsichtlich des
zu verwendenden Trägers, allerdings ist es vorteilhaft,
einen Träger einzusetzen, der in dem Lösungsmittel der
Beschichtungslösung nicht löslich ist.
Bei einer Temperatur, bei welcher Flüssigkristall-
Moleküle sich in ausreichendem Maße in den obigen Film
bewegen können, wird ein magnetisches Feld in einer
Richtung, die 0° bis 60° hinsichtlich der Richtung
senkrecht zur Oberfläche der Filmfolie geneigt ist
angelegt, und es wird eine Vernetzung zwischen einer
makromolekularen Verbindung und den Flüssigkristallen mit
niedrigem Molekulargewicht oder zwischen den
Flüssigkristallen mit niedrigem Molekulargewicht
durchgeführt. Während dessen ist es möglich, die
Ausrichtung der Flüssigkristalle zu fixieren und die
gewünschte einachsige optisch anisotrope Substanz zu
erhalten.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer negativen
einachsigen optisch anisotropen Substanz RF gemäß der
vorliegenden Erfindung besteht darin, Flüssigkristall-
Makromoleküle auf ein Substrat mit homeotroper
Orientierung oder geneigter Orientierung zu gießen und
die Ausrichtung durch Anlegen eines elektrischen Feldes
oder eines magnetischen Feldes einzustellen.
Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt ist, dient dieses
Verfahren dazu, eine homeotrope Orientierung oder eine
geneigte Orientierung 14 auf einer Trägerfolie 10
durchzuführen, eine Lösung, die ein transparentes Molekül
mit Fähigkeit zur Filmbildung und ein Flüssigkristall-
Makromolekül, das einen negativen intrinsischen
Doppelbrechungswert hat, enthält, aufzugießen oder
aufzutragen; und um die Flüssigkristall-Makromoleküle in
der Lösung 15 in einem Winkel zu einer Richtung senkrecht
zu der Oberfläche der Trägerfolie 10 auszurichten.
Es besteht keine spezielle Beschränkung in Bezug auf das
transparente Makromolekül, das die Fähigkeit zur
Filmbildung aufweist. Vorteilhafterweise wird Gelatine,
Alginsäure, Pektin, Carrageen, Polycarbonat, Polyarylat,
Polysulfon, Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon,
Polyphenylensulfid, Polyphenylenoxid, Polyarylsulfon,
Polyvinylalkohol, Polyamid, Polyimid, Polyolefin,
Polyvinylchlorid, Cellulosepolymer, Polyacrylnitril,
Polystyrol, Bipolymer, Terpolymer, gemischte Produkte,
usw. verwendet.
Es besteht keine spezielle Beschränkung in Bezug auf das
hier verwendete Flüssigkristall-Makromolekül, allerdings
ist es vorzuziehen, daß es einen negativen intrinsischen
Doppelbrechungswert hat. Einzelheiten über diese Substanz
sind in "Liquid Crystals, 1989, Band 5, Nr. 1, Seiten 159
bis 170" beschrieben.
Zur fixierenden Ausrichtung ist es vorteilhaft, daß eine
reaktive Substitutionsgruppe wie z. B. eine
Substitutionsgruppe, die eine ungesättigte Bindung oder
aktiven Wasserstoff am Ende des Flüssigkristalls mit
niedrigem Molekulargewicht aufweist, zur Vernetzung
zwischen Flüssigkristallen mit niedrigem Molekulargewicht
oder zwischen einer makromolekularen Matrix und einem
Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht vorhanden
ist.
Flüssigkristall-Makromoleküle können grob in einen
Hauptketten-Typ und einen Seitenketten-Typ, in
Abhängigkeit von der Position einer mesogenen Gruppe
eingeteilt werden. Sie können auch in thermotropisch und
lyotropisch eingeteilt werden. Es besteht keine
Beschränkung beim transparenten Flüssigkristall-
Makromolekül, allerdings ist es vorteilhaft, wenn es
einen nematischen Flüssigkristall bilden kann. Unter dem
Gesichtspunkt der Ausrichtung ist der Seitenketten-Typ
vorzuziehen, ein thermotropischer Typ ist unter dem
Gesichtspunkt der Fixierung der Ausrichtung vorzuziehen.
Als Gerüst, das im Flüssigkristall-Makromolekül des
Seitenketten-Typs verwendet wird, wird vorzugsweise ein
Polymer des Vinyl-Typs, Polysiloxan, Polypeptid,
Polyphosphagen, Polyethylenimin, Cellulose, usw.
verwendet.
Als nächstes wird das Verfahren einer homeotropen
Orientierung oder einer geneigten Orientierung 14
beschrieben. Zur Durchführung einer homeotropen
Orientierung wird ein Material, das eine geringe
Oberflächenenergie hat, d. h. starke wasserabweisende
Eigenschaften aufweist, verwendet. Als derartige
Materialien kann vorzugsweise eine Silanverbindung, die
in den japanischen Offenlegungsschriften 58-72923,
58-88723, 2-3017, usw. veröffentlicht ist, verwendet
werden. Für die Durchführung der geneigten Ausrichtung
kann ein Verfahren zur Durchführung einer
Vakuumabscheidung von Siliziumoxid, Gold, usw. aus einer
schrägen Richtung oder ein Verfahren zur Durchführung
einer homeotropen Ausrichtung nach schräger Abscheidung
oder ein Verfahren, bei dem ein Verfahren des Reibens
nach der homeotropen Orientierung erfolgt, wie dies in
den japanischen Offenlegungsschriften 62-270917, 2-37323,
usw. offenbart ist, verwendet werden.
Da die Wirkung des Ausrichtungsvorgangs auf der
Trägerfolie unzureichend ist, wenn die Dicke der
negativen einachsigen optisch anisotropen Substanz 10 µm
oder mehr beträgt, ist es vorteilhaft, ein magnetisches
Feld oder ein elektrisches Feld aus einer bestimmten
Richtung, welche weder parallel noch senkrecht zu dem
Substrat ist, anzulegen.
Als nächstes wird das Verfahren der fixierenden
Ausrichtung von Flüssigkristall-Molekülen beschrieben.
Nachdem der Flüssigkristall mit niedrigem
Molekulargewicht oder der makromolekulare Flüssigkristall
bei einer Temperatur, die höher als Raumtemperatur war
oder mehr als 100°C oder mehr betrug, gebildet wurde und
durch einen Ausrichtungsprozeß auf dem Substrat oder
durch ein magnetisches Feld oder durch ein elektrisches
Feld ausgerichtet wurde, wird er schnell auf
Raumtemperatur abgekühlt, um die Ausrichtung zu fixieren.
Weitere Verfahren, um eine Orientierung positiv zu
fixieren, sind: Ein Verfahren, bei dem ein
Photopolymerisations-Initiator oder ein
Hitzepolymerisations-Initiator einem System zugesetzt
wird, das ein Monomer, das eine ungesättigte Bindung hat,
sowie einen Flüssigkristall mit niedrigem
Molekulargewicht oder einen makromolekularen
Flüssigkristall enthält, das Monomer, das die
ungesättigte Bindung aufweist, durch Hitze polymerisiert
wird, während der Flüssigkristall ausgerichtet wird, und
die Ausrichtung des Flüssigkristalls fixiert wird; ein
Verfahren, bei dem ein Flüssigkristall mit niedrigem
Molekulargewicht, der eine reaktive Substitutionsgruppe
aufweist, mit einer makromolekularen Matrix durch Hitze,
Licht oder einer pH-Änderung reagiert, um die
Orientierung zu fixieren; oder ein Verfahren, bei dem die
Orientierung durch Vernetzung von Flüssigkristallen mit
niedrigem Molekulargewicht, die reaktive
Substitutionsgruppen haben, innerhalb des Bereichs jedes
einzelnen Flüssigkristalls fixiert wird. Die Verfahren
sind allerdings nicht auf diese beschränkt, es kann
irgendein Verfahren, das auf diesem Gebiet bekannt ist,
eingesetzt werden.
Zur fixierenden Orientierung von Flüssigkristallen kann
in der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, ein
Hitzepolymerisations-Initiator oder ein
Photopolymerisations-Initiator verwendet werden.
Beispiele für den Hitzepolymerisations-Initiator sind
Azoverbindungen, organische Peroxide, anorganische
Peroxide, Sulfinsäure usw.
Einzelheiten über diese Substanzen sind in "Addition
Polymerization and Ring Opening Polymerization",
übersetzt von der Japanese Society of Macromolecules and
Editing Committee of Macromolecular Experimental
Sciences; Kyoritu. Publishing Co., 1983, Seiten 6 bis 18
beschrieben.
Beispiele für Photopolymerisations-Initiatoren sind
Benzophenone, Acetophenone, Benzoine, Thioxanthone, usw.
Einzelheiten über diese Substanzen sind in "UV-Setting
System"; Sogo Gÿutsu Center [General Technical Center],
1989, Seiten 63 bis 147 beschrieben.
Als nächstes folgt eine Beschreibung über das Verfahren
zur Herstellung einer einachsigen optisch anisotropen
Substanz RF, die ein Flüssigkristall-Molekül enthält.
Unter Verwendung einer Lösung, die mindestens ein
transparentes Makromolekül, das die Fähigkeit zur
Filmbildung hat, und einen Flüssigkristall mit niedrigem
Molekulargewicht enthält, oder einer Lösung, die
mindestens ein transparentes Flüssigkristall-Makromolekül
enthält, kann mittels Schmelzextrusions-Verfahren,
Tauchform-Verfahren eine Filmfolie auf einem Substrat
gebildet werden. Oder unter Verwendung von Glas, einem
Kunststoffilm usw. als Träger kann die obige Lösung auf
den Träger aufgetragen werden, um die Filmfolie zu
bilden. Unter dem Gesichtspunkt der mechanischen
Festigkeit einer optisch anisotropen Substanz RF und der
Produktivität ist es vorzuziehen, das
Beschichtungsverfahren zu verwenden. In diesem Fall
besteht keine Beschränkung in Bezug auf den zu
verwendenden Träger, allerdings ist es vorteilhaft, daß
er im Lösungsmittel der Beschichtungslösung nicht löslich
ist.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer negativen
einachsigen optisch anisotropen Substanz RF gemäß der
vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren, bei
dem eine Scherkraft-Differenz auf einen Film zwischen
beheizten Walzen, die unterschiedliche
Umfangsgeschwindigkeiten haben, angewendet wird. Vor
Anwendung einer Scherkraft besteht keine Beschränkung
beim 3-axialen Brechungsindex des Filmes, er kann optisch
isotrop oder nicht-isotrop sein. Für den Fall, daß der
Film vor Anwendung einer Scherkraft optisch isotrop ist,
ist es notwendig, einen uniaxialen Dehn- oder biaxialen
Dehnvorgang in einer Richtung senkrecht zur
Scherrichtung, d. h. in lateraler Richtung durchzuführen,
und zwar vor oder nach Anwendung einer Scherkraft, um
negative einachsige Eigenschaften bereitzustellen. Im
Hinblick auf den Dehnungsgrad in longitudinaler und
lateraler Richtung beim biaxialen Dehnen, ist es
vorzuziehen, daß der Dehnungsgrad in lateraler Richtung
leicht höher ist. Es kann entweder das Verfahren der
Anwendung von Scherkraft oder das Verfahren des Dehnens
in senkrechter Richtung zuerst durchgeführt werden; es
besteht keine Notwendigkeit, daß diese kontinuierlich
durchgeführt werden. Wenn die Charakteristika des 3-
axialen Brechungsindex die Beziehung nTD < nMD (worin nTD
der Brechungsindex in lateraler Richtung des Films und
nMD der Brechungsindex in longitudinaler Richtung des
Films sind) erfüllen, kann das Ziel der vorliegenden
Erfindung- durch einfache Anwendung einer
Scherdeformierung erfüllt werden; dadurch kann der
Dehnprozeß in longitudinaler Richtung entfallen.
Um eine Scherkraft-Differenz auf den beiden Seiten des
Films anzuwenden, wird er auf eine Temperatur erhöht, die
der Glasübergangstemperatur Tg des Polymers, aus dem der
Film besteht, nahekommt oder auf eine Temperatur, die zur
thermischen Deformierung geeignet ist und höher als die
Tg ist, erhitzt. Dann wird der Film F zwischen zwei
rotierende Walzen 1 und 2, die unterschiedliche
Umfangsgeschwindigkeiten V1 und V2 haben, oder sich in
entgegengesetzter Richtung bewegen, eingequetscht, wie
dies in Fig. 8 dargestellt ist, und der Film F wird in
der durch einen Doppelpfeil angezeigten Richtung
herausgezogen. (In, Fig. 8 drehen sich die Walzen 1 bzw.
2 in der Richtung des Pfeils, wobei die Beziehung V1 < V2
gilt.) Die Möglichkeit, die Richtung des
Hauptbrechungsindex nND durch eine Scherkraft-Differenz
schrägzustellen, kann durch Verformung erzielt werden,
wenn eine Verformung, wie sie in Fig. 8 als Deformierung
eines imaginären Würfels (a → b → c) in dem Film F
dargestellt ist, in dem Inneren des Films erfolgt. In
Fig. 8 wird der imaginäre Würfel "a" in dem Film F durch
die Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten der beiden
Walzen 1 und 2 deformiert; er wird zu einem Rhombus "b"
deformiert und weiter zu einem Rhombus "c" und wird dann
abgegeben. In diesem Fall werden die Moleküle im Würfel
also geneigt, und die Richtung des Hauptbrechungsindex
nMD ist auch von der Richtung senkrecht zum Film F weg
geneigt.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
sind aus der Beschreibung erkennbar und ersichtlich.
Die Erfindung umfaßt demnach die Merkmale des Aufbaus,
Kombination von Elementen und Anordnung von Teilen, was
nachfolgenden an Beispielen näher erläutert wird; der
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist in den
Ansprüchen angegeben .
Im folgenden werden die Merkmale der vorliegenden
Erfindung im Zusammenhang mit Ausführungsformen näher
beschrieben.
Fig. 1 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel des Aufbaus
eines Flüssigkristall-Anzeigeelementes unter
Verwendung eines optisch anisotropen Elements der
vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 2 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines
herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigeelements des
TN-Typs sowie die Lichttransmission für den Fall,
daß Licht senkrecht in die Anzeigeoberfläche
eintritt, erläutert;
Fig. 3 ist eine Zeichnung, die die Transmission von
Licht erläutert, wenn Licht schräg in die
Anzeigeoberfläche eines herkömmlichen
Flüssigkristall-Anzeigeelements des TN-Typs
eintritt;
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Richtung einer
optischen Achse eines negativen einachsigen
optisch anisotropen Elements und einer optischen
Achse einer Flüssigkristall-Zelle;
Fig. 5 zeigt ein Verfahren zur Ausrichtung von
Flüssigkristall-Molekülen durch ein magnetisches
Feld schematisch;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung
eines Verfahrens, bei dem ein Flüssigkristall-
Makromolekül durch ein Verfahren der homeotropen
Orientierung oder der geneigten Orientierung
ausgerichtet wird;
Fig. 7 ist ein Schaubild, das die angelegten
Spannungscharakteristika für Lichttransmission
bei einem Flüssigkristall-Anzeigeelement, das in
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, zeigt;
Fig. 8 ist eine Zeichnung zur Erläuterung einer
Anordnung, um eine Scherkraft-Differenz
bereitzustellen, und eines Mechanismus zur
Schrägstellung einer optischen Achse gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 zeigt eine Anordnung von Walzen mit
unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten, um
das Herstellungsverfahren der vorliegenden
Erfindung auszuführen; und
Fig. 10 ist eine Zeichnung zur Erläuterung des
Verhältnisses der 3-axialen Refraktionsindices.
Im folgenden wird eine Beschreibung eines optisch
anisotropen Elements der vorliegenden Erfindung sowie ein
Verfahren zur Herstellung desselben in Verbindung mit
verschiedenen Ausführungsformen gegeben.
Durch Schmelzen eines Stranggranulats aus Styrol-
Acrylnitril-Copolymer mit einem Molekulargewicht von
150 000, und durch Extrudieren durch eine Düse mit einem
inneren Durchmesser von 100 mm und Dehnen um 30°C wurde
ein Stab aus Styrol-Acrylnitril-Copolymer mit einem
äußeren Maß von 87 mm erhalten.
Entlang einer Ebene, welche eine Ebene senkrecht zur
Zentralachse, d. h. zur Dehnungsachse dieses Stabes in
einem Winkel von 20° kreuzte, wurde dieser Stab in
Scheiben geschnitten, und es wurde ein Plattenmaterial
mit elliptischer Gestalt und einer Dicke von etwa 1,5 mm
hergestellt. Dieses Plattenmaterial wurde anschließend
mit einer Läppmaschine (Buehler; USA) mit SiC-Pulver von
50 µm, SiC-Pulver von 30 µm, SiC-Pulver von 10 µm,
Diamantpulver von 3 µm und einem Aluminiumoxidpulver von
0,05 µm poliert, so wurde eine Platte aus Styrol-
Acrylnitril mit Spiegeloberfläche und einer Dicke von
1,0 mm hergestellt.
Eine Styrol-Acrylnitril-Platte mit Spiegeloberfläche und
mit einer Dicke von 1,0 mm wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1A hergestellt, außer daß sie entlang
einer Ebene, welche die Ebene senkrecht zur Dehnungsachse
in einem Winkel von 10° kreuzt, in Scheiben geschnitten
wurde.
Eine Styrol-Acrylnitril-Platte mit Spiegeloberfläche und
mit einer Dicke von 1,0 mm wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1A hergestellt, außer daß sie entlang
einer Ebene, welche die Ebene senkrecht zur Dehnungsachse
in einem Winkel von 30° kreuzt, in Scheiben geschnitten
wurde.
Eine Styrol-Acrylnitril-Platte mit Spiegeloberfläche und
mit einer Dicke von 1,0 mm wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1A hergestellt, außer daß sie entlang
einer Ebene, welche die Ebene senkrecht zur Dehnungsachse
in einem Winkel von 40° kreuzt, in Scheiben geschnitten
wurde.
Der in Beispiel 1A erhaltene Stab wurde entlang einer
Ebene, welche die Zentralachse, d. h. die Dehnungsachse,
des Stabes senkrecht kreuzt, in Scheiben geschnitten, und
eine Scheibe mit einer Dicke von etwa 1,5 mm hergestellt.
Die Scheibe wurde nach demselben Verfahren wie im
Beispiel 1A poliert und eine Styrol-Acrylnitril-Platte
mit Spiegeloberfläche und mit einer Dicke von 1,0 mm
erhalten.
Es wurde eine Styrol-Acrylnitril-Platte mit
Spiegeloberfläche und mit einer Dicke von 1,0 mm nach
demselben Verfahren wie im Beispiel 1A erhalten, außer
daß sie entlang einer Ebene, welche die Ebene senkrecht
zur Dehnungsachse in einem Winkel von 50° kreuzt, in
Scheiben geschnitten wurde.
Die optische Achse wie auch n0 und ne wurden an
Plattenmaterialien bestimmt, die in den Beispielen 1A bis
1D und in den Vergleichsbeispielen 1A bis 1B hergestellt
worden waren.
Zu Messung wurde ein Polarimeter zur Bestimmung
elliptisch polarisierten Lichts AEP-100 (Shimadzu
Corporation) nach dem Transmissionsmodus verwendet. Jedes
der Plattenmaterialien, das in den Beispielen und
Vergleichsbeispielen hergestellt worden war, wurde an
einem Goniometer, das zwischen λ/4-Platte und Analysators
des Polarimeters zur Bestimmung elliptisch polarisierten
Lichts AEP-100 plaziert war. Durch Rotation des
Plattenmaterials wurde die optisch Achse in der Richtung,
wo keine Doppelbrechung auftritt, bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Aus der Änderung des Gangunterschieds (Produkt aus
Doppelbrechungswert und Dicke) bei einer weiteren
Rotation des Plattenmaterials von der optischen Achse
wurde die Differenz zwischen ne und n0 berechnet. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Als nächstes wurde das optisch anisotrope Element RF in
Fig. 1 entfernt, und die TN-Flüssigkristall-Zelle CE
wurde so angeordnet, daß die Reibungsachse an der Seite
der polarisierenden Platte A bei 45° in der X-Y-Ebene in
Bezug auf die X-Achse war, und die Reibungsachse an der
Seite der polarisierenden Platte B bei 135° in Bezug auf
die X-Achse war, und daß die polarisierende Achse PA der
polarisierenden Platte A bei 45° zur X-Achse und die
polarisierende Achse PB der polarisierenden Platte B bei
135° zur X-Achse war. Der Wert für den Gangunterschied,
d. h. (ne - n0)×Größe des Zwischenraums, der
Flüssigkristall-Zelle CE, die hier verwendet wurde,
betrug 480 nm und die Größe des Zwischenraums war 5,0 µm.
An die Flüssigkristall-Zelle CE wurde Spannung mit einer
Rechteckwelle von 30 Hz angelegt, die Beziehung zwischen
Durchlässigkeit und Spannung wurde durch LCD-5000 (Otsuka
Electronics Co., Ltd.) bestimmt. Die Ergebnisse sind in
Fig. 7 angegeben. Hier wurde die Lichtdurchlässigkeit
als 100% angenommen, wenn keine Spannung angelegt war.
Das optisch anisotrope Element RF wurde wie in Fig. 1
dargestellt aufgestellt, die andere Anordnung war
dieselbe wie in der oben beschriebenen optischen
Anordnung. Als optisch anisotropes Element RF wurde die
in Beispiel 1A hergestellte Styrol-Acrylnitril-Platte
verwendet, und die Sehwinkel-Charakteristika (höher,
tiefer, links und rechts) mit 0V/5V-Kontrast-10-
Standards, wurden mit einem LCD-5000 (Otsuka Electronics
Co., Ltd.) gemessen.
In einem optischen System, das dem von Beispiel 1E
ähnlich war, wurde die in Beispiel 1B hergestellte
Styrol-Acrylnitril-Platte als optisch anisotropes Element
RF verwendet, und die Charakteristika des Sehwinkels
(höher, tiefer, links und rechts) des gleichen Kontrast-
10-Standard, bestimmt.
In einem optischen System, das dem von Beispiel 1E
ähnlich war, wurde die in Beispiel 1C hergestellte
Styrol-Acrylnitril-Platte als optisch anisotropes Element
RF verwendet, und die Sehwinkel-Charakteristika (höher,
tiefer, links und rechts) des gleichen Kontrast-10-
Standards, erhalten.
In einem optischen System, das dem von Beispiel 1E
ähnlich war, wurde die in Beispiel 1D hergestellte
Styrol-Acrylnitril-Platte als optisch anisotropes Element
RF verwendet, und die Sehwinkel-Charakteristika (höher,
tiefer, links und rechts) desselben Kontrast-10-
Standards, erhalten.
In einem optischen System, das jenem von Beispiel 1E
ähnlich war, wurden Sehwinkel-Charakteristika (höher,
tiefer, links und rechts) eines 0V/5V-Kontrast-10-
Standards ohne das optisch anisotrope Element RF
erhalten.
In einem optischen System, das jenem von Beispiel 1E
ähnlich war, wurde die im Vergleichsbeispiel 1A
hergestellte Styrol-Acrylnitril-Platte als optisch
anisotropes Element RF verwendet, und die Sehwinkel-
Charakteristika (höher, tiefer, links und rechts) wurden
mit dem gleichen Kontrast-10-Standard erhalten.
In einem optischen System, das jenem von Beispiel 1E
ähnlich war, wurde die im Vergleichsbeispiel 1B
hergestellte Styrol-Acrylnitril-Platte als optisch
anisotropes Element RF verwendet, und die Sehwinkel-
Charakteristika (höher, tiefer, links und rechts) des
gleichen Kontrast-10-Standard erhalten.
Tabelle 2 zeigt Sehwinkel (höher, tiefer, links und
rechts) für den Kontrast-10-Standard, wie sie durch die
Experimente in den Beispielen 1E bis 1H und in den
Vergleichsbeispielen 1C bis 1E erhalten wurden.
33 Gew.% Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht
(TE-3), 47 Gew.% Polymethylmetacrylat, 2 Gew.%
Acetoxybenzophenon und 18 Gew.% polimerisierbare
Acrylverbindung wurden miteinander vermischt, und das
Gemisch wurde in Methylenchlorid unter Bildung einer
Flüssigkristall-Lösung (SE-1) gelöst. Nachdem SE-1 auf
einen Polyethylenterephthalatfilm aufgetragen war, wurde
ein Magnetfeld in einer Richtung, die 15° von der
Richtung senkrecht zur Folienoberfläche weg geneigt war
in einer Atmosphäre, die bei 90°C gehalten wurde,
angelegt, und mit Licht aus einer Xenonlampe bestrahlt;
und so ein optisch anisotropes Element (KH-1)
hergestellt.
33 Gew.% Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht
(TE-4), 47 Gew.% Polyvinylbutyral und 20 Gew.% eines
Acrylpolymers, das eine Arylgruppe in der Seitenkette
hatte, wurden gemischt, die Mischung wurde in Chloroform
unter Bildung einer Flüssigkristall-Lösung (SE-2) gelöst.
Nach dem Auftragen von SE-2 auf einen
Polyethylenterephthalatfilm wurde ein magnetisches Feld
in einer Richtung, die 38° von der Richtung senkrecht zur
Folienoberfläche weg geneigt war, in einer Atmosphäre,
die bei 100°C gehalten wurde, angelegt; es wurde mit
Licht aus einer Xenonlampe bestrahlt und so ein optisch
anisotropes Element (KH-2) hergestellt.
Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht (TE-12)
und die in Beispiel 2A verwendete polimerisierbare
Acrylverbindung wurden im Verhältnis 3 : 2 miteinander
vermischt. Nach Zusatz von Acetoxybenzophenon in einer
Menge von 1 Gew.% wurde dieses in einem Homogenisator zu
einer 30%igen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol
dispergiert, und so eine Flüssigkristall-Lösung (SE-3)
hergestellt. Nach dem Auftragen von SE-3 auf einen
Polyethylenterephthalatfilm wurde ein magnetisches Feld
in einer Richtung, die 28° von der Richtung senkrecht zur
Folienoberfläche geneigt war, in einer Atmosphäre, die
bei 110°C gehalten wurde, angelegt; es wurde mit Licht
aus einer Xenonlampe bestrahlt und auf diese Weise ein
optisch anisotropes Elemente (KH-3) hergestellt.
33 Gew.% des gleichen Flüssigkristalls mit niedrigem
Molekulargewicht wie im Beispiel 2B, 47 Gew.%
Polyvinylbutyral, 20 Gew.% Acrylpolymer mit einer
Arylgruppe in der Seitenkette wurden miteinander
vermischt, die Mischung wurde in Chloroform gelöst, um
eine Flüssigkristall-Lösung (SE-2) zu bilden. Nachdem
SE-2 auf einen Polyethylenterephthalatfilm aufgetragen
worden war, wurde ein magnetisches Feld senkrecht zur
Folienoberfläche in einer Atmosphäre, die bei 100°C
gehalten wurde, angelegt, es wurde mit Licht aus einer
Xenonlampe bestrahlt und so ein optisch anisotropes
Element (KH-4) hergestellt.
33 Gew.% des gleichen Flüssigkristalls mit niedrigem
Molekulargewicht, wie er in Beispiel 2A verwendet worden
war, 47 Gew.% Polymethylmetacrylat, 2 Gew.%
Acetoxybenzophenon und 18 Gew.% polimerisierbarer
Acrylverbindung wurden miteinander gemischt, dieses
Gemisch wurde in Methylenchlorid gelöst, um eine
Flüssigkristall-Lösung (SE-1) zu bilden. Durch Auftragen
von SE-1 auf einen Polyethylenterephthalatfilm wurde ein
optisch anisotropes Element (KH-5) hergestellt.
Mit den optisch anisotropen Elementen, die in den
Beispielen 2A bis 2C und den Vergleichsbeispiels 2A bis
2B hergestellt worden waren, wurde der Winkel zwischen
optischer Achse und Normallinie wie auch ne und n0 nach
dem gleichen Verfahren wie in Ausführung 1 bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Unter Verwendung der optisch anisotropen Elemente, die in
den Beispielen 2A bis 2C und in den Vergleichsbeispielen
2A bis 2B hergestellt worden waren, als optisch
anisotropes Element RF, wie in Fig. 1 gezeigt, wurden
die Sehwinkel-Charakteristika (höher, tiefer, links und
rechts) von 0V/5V-Kontrast-10-Standard in der optischen
Anordnung des Flüssigkristall-Anzeigeelements wie in
Ausführungsform 1 erhalten. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 4 zusammengefaßt.
Makromolekularer Flüssigkristall (TE-2) wurde in
Methylenchlorid gelöst, und es wurde eine Lösung (SE-4)
mit 10 Gew.% makromolekularem Flüssigkristall
hergestellt. Auf einem Galssubstrat wurde eine 3%ige
Lösung von Octadecyltriethoxysilan in Isopropanol
aufgetragen und nach 30-minütigem Trocknen bei 100°C
wurde mit Ethanol gewaschen. Nach erneutem Trocknen bei
100°C für 30 Minuten wurde ein Reibungsvorgang mit
flockiger Kleidung durchgeführt. Nach dem Arbeitsgang der
Orientierung wurde die Lösung des makromolekularen
Flüssigkristalls (SE-4) auf das Glassubstrat aufgetragen
und ein optisch anisotropes Element (KH-6) hergestellt.
Die Lösung des makromolekularen Flüssigkristalls (SE-4)
aus Beispiel 3A wurde mit demselben Arbeitsvorgang auf
ein Glassubstrat ohne Ausrichtungsverfahren aufgetragen,
und so ein optisch anisotropes Element (KH-7)
hergestellt.
An den optisch anisotropen Elementen, die in Beispiel 3A
und Vergleichsbeispiel 3A hergestellt worden waren, wurde
der Winkel zwischen optischer Achse und Normallinie wie
auch ne und n0 nach dem gleichen Verfahren wie in
Ausführungsform 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 5 dargestellt.
Unter Verwendung der optisch anisotropen Elemente, die in
Beispiel 3A und Vergleichsbeispiel 3A hergestellt worden
waren, als optisch anisotropes Element RF, das in Fig. 1
gezeigt ist, wurden Sehwinkel-Charakteristika (höher,
tiefer, links und rechts) eines 0V/5V-Kontrast-10-
Standards in einer optischen Anordnung des
Flüssigkristall-Anzeigeelementes, die ähnlich der von
Ausführungsform 1 war, erhalten. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 6 angegeben.
Durch Kondensation von Phosgen mit Bisphenol A wurde ein
Polycarbonat mit einem Gewichtsmittel des
Molekulargewichts (bezogen auf Styrol) von 30000
erhalten, dieses wurde in Methylendichlorid gelöst, um
eine 20%ige Lösung herzustellen. Diese wurde auf eine
Stahltrommel gegossen und kontinuierlich abgezogen und
getrocknet; und so wurde ein Film (F-1) mit einer Breite
von 15 cm und einer Dicke von 120 µm erhalten. Dieser
Film wurde zwischen Walzen R4 und R5 mit
unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten gequetscht und
es wurden 200 m Film (F-2) in Form einer Walze
hergestellt.
In Fig. 9 ist Walze R1 eine Zuführwalze; R2 und R3
stellen jeweils eine Haltewalze oder eine Vorheizwalze
ohne Antriebssystem dar. R4 und R5 stellen jeweils eine
Walze mit Antriebssystem dar, bei dem die periphere
Geschwindigkeit wie gewünscht gesteuert werden kann. Der
Druck zwischen R4 und R5 kann auch durch hydraulischen
Druck gesteuert werden. R6 ist eine Aufwickelwalze mit
Antriebssystem, die Aufwickelgeschwindigkeit wird durch
Kontrolle der Spannung gesteuert. Die Walzen R2 bis R5
sind mit eingebauten Heizelementen versehen, der
Temperatursensor ist an der Walzenoberfläche montiert.
Die durch den Temperatursensor nachgewiesene Temperatur
wird zu dem Heizelement zurückgeführt, und die Temperatur
wird mit einer Genauigkeit von ± 1°C durch PIC-Kontrolle
gesteuert.
Die Formbedingungen für den Film F-2 in der in Fig. 9
dargestellten Apparatur sind wie folgt:
Umfangsgeschwindigkeit von R4 und R5: 2,8 m/min und 1,9 m/min
Oberflächentemperatur von R4 und R5: 145°C
Die auf den Film, der zwischen R4 und R5 eingequetscht ist, angewandte Kraft: 2000 kg
Durchmesser der Walzen R4 und R5: 150 mm.
Umfangsgeschwindigkeit von R4 und R5: 2,8 m/min und 1,9 m/min
Oberflächentemperatur von R4 und R5: 145°C
Die auf den Film, der zwischen R4 und R5 eingequetscht ist, angewandte Kraft: 2000 kg
Durchmesser der Walzen R4 und R5: 150 mm.
Anschließend wurde ein laterales uniaxiales Dehnen bei
dem so erhaltenen Film F-2 mit einer Spannmaschine
durchgeführt, und es wurde der Film (F-3) erhalten. Die
Dehnungsbedingungen waren wie folgt:
Dehnungstemperatur: 160°C
Grad der Dehnung: 7%
Filmzuführgeschwindigkeit: 3 m/min.
Dehnungstemperatur: 160°C
Grad der Dehnung: 7%
Filmzuführgeschwindigkeit: 3 m/min.
An den optisch anisotropen Elementen des Films F-1, F-2
und F-3 von Beispiel 4A wurde die Abhängigkeit des
Gangunterschiedes Re vom schrägen Einfallswinkel unter
Verwendung eines Polarimeters für elliptisch
polarisiertes Licht AEP-100 (Shimadzu Corporation) nach
dem Transmissionsmodus bestimmt. Der Brechungsindex in
lateral er Richtung und die Filmdicke wurde unter
Verwendung eines Abbe′s-Refraktometers bzw. unter
Verwendung eines Mikrometers gemessen. Aus diesen
gemessenen Werten wurden der 3-axiale Brechungsindex und
der Neigungswinkel der Haupt-Brechungsindex-Achse
errechnet. Fig. 10 zeigt die Beziehung des so
errechneten 3-axialen Brechungsindex. Hierbei ist n1 der
niedrigste Brechungsindex, n2 der Brechungsindex in
lateraler Richtung, n3 ein anderer Haupt-Brechungsindex,
der die Richtung von n2 senkrecht kreuzt und β ist ein
Winkel, bei dem n1 von der Richtung senkrecht zum Film
weg geneigt ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7
zusammengefaßt.
Der Film F-1, der in Beispiel 4A hergestellt worden war,
wurde durch Kalanderwalzen, die auf 150°C geheizt waren,
gewalzt und so ein Film mit Oberflächenorientierung (F-4)
hergestellt. Die optischen Eigenschaften wurden nach dem
gleichen Verfahren wie in Beispiel 4A bestimmt. Dieser
Film F-4 ist ein negativer uniaxialer Film, dessen
optische Achse in einer Richtung senkrecht zur
Filmoberfläche verläuft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1
angegeben.
Mit dem Film F-1, der in Beispiel 4A hergestellt worden
war, wurde ein laterales uniaxiales Dehnen bei
Temperaturbedingungen von 160°C unter Verwendung einer
Spannmaschine durchgeführt, es wurde der Film (F-5)
erhalten. Der Dehnungsgrad betrug in diesem Fall 7%. Aus
dem Film F-5 wurde unter den gleichen Bedingungen wie im
Beispiel 4A und unter Verwendung der Apparatur von Fig. 9
des Beispiels 4 ein Film geformt, und zwar wurde der
Film (F-6) erhalten. Von den Filmen F-5 und F-6 wurden
die optischen Eigenschaften nach dem gleichen Verfahren
wie im Beispiel 4A bestimmt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 7 angegeben. Der Film F-5 erfüllte die Beziehung
nTD < nMD, der Film F-6 war ein negativer uniaxialer
Film, dessen optische Achse in der gleichen Weise wie bei
dem Film F-3, der in Beispiel 4A hergestellt worden war,
geneigt war.
Der Film F-4, der im Vergleichsbeispiel 4A hergestellt
worden war, wurde mit der in Fig. 9 dargestellten
Apparatur geformt und so der Film (F-7) erhalten. Die
Bedingungen waren wie folgt:
Umfangsgeschwindigkeit von R4 und R5: 2,0 m/min und 1,9 m/min
Oberflächentemperatur von R4 und R5: 148°C
Kraft, die auf den R4 und R5 eingequetschten Film einwirkte: 2000 kg
Durchmesser der Walzen R4 und R5: 150 mm.
Umfangsgeschwindigkeit von R4 und R5: 2,0 m/min und 1,9 m/min
Oberflächentemperatur von R4 und R5: 148°C
Kraft, die auf den R4 und R5 eingequetschten Film einwirkte: 2000 kg
Durchmesser der Walzen R4 und R5: 150 mm.
Bei dem so erhaltenen Film F-7 wurden die optischen
Eigenschaften nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel
4A bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7
dargestellt. Der Film F-7 war ein negativer uniaxialer
Film mit geneigter optischer Achse.
Für den Fall, wo die Filme F-3, F-4, F-6 und F-7 der
obigen Beispiele 4A bis 4C und des Vergleichsbeispiels 4A
in einer TN-Flüssigkristall-Zelle CE als optisch
anisotropes Element RF von Fig. 1 verwendet wurden und
für den Fall, wo ein derartiger Film nicht angebracht
ist, wurden die Sehwinkel-Charakteristika für 0V/5V-
Kontrast mit einem LCD-5000 (Otsuka Electronics Co.,
Ltd.) bestimmt, indem eine Spannung mit einer
Rechteckwelle von 30 Hz an die Flüssigkristall-Zelle CE
angelegt wurde. Die Position des Kontrastes 10 wurde als
Sehwinkel definiert, und die Ergebnisse der Sehwinkel-
Charakteristika (darüber, darunter, links und rechts)
sind in Tabelle 8 angegeben. In diesem Fall war die TN-
Flüssigkristall-Zelle CE so angeordnet, daß die
Reibungsachse an der Seite der polarisierenden Platte B
bei 135°C in Bezug auf die X-Achse war, die
polarisierende Achse PA der polarisierenden Platte A bei
45° zur X-Achse war und die polarisierende Achse PB der
polarisierenden Platte B bei 135° zur X-Achse war. Der
Verzögerungswert Re, d. h. (ne - n0)×Spaltgröße, der
Flüssigkristall-Zelle CE, die hier verwendet wurde, war
470 nm und der Verdrehungswinkel betrug 90°.
Die obigen Ergebnisse legen nahe, daß die Sehwinkel-
Charakteristika eines Flüssigkristall-Anzeigeelements des
TN-Typs durch die vorliegende Erfindung verbessert werden
können und daß es möglich ist, ein Flüssigkristall-
Anzeigeelement für eine Anzeige hoher Qualität zu
liefern.
Wenn das optisch anisotrope Element der vorliegenden
Erfindung in einem Flüssigkristall-Anzeigeelement des TN-
Tpys verwendet wird, werden, wie oben beschrieben, die
Sehwinkel-Charakteristika verbessert, und es ist möglich,
ein Flüssigkristall-Anzeigeelement mit einer
Hochqualitätsanzeige mit ausgezeichneter Sichtbarkeit
zu liefern. Es ist überflüssig zu sagen, daß
ausgezeichnete Wirkungen erhalten werden können, wenn das
optisch anisotrope Element der vorliegenden Erfindung bei
einem Flüssigkristall-Anzeigeelement durch aktiven
Matrix-Typs unter Verwendung eines 3-Terminal- oder 2-
Terminal-Elements wie z. B. TFT oder MIM angewendet
wird.
Claims (9)
1. Optisch anisotropes Element umfassend eine
Flüssigkristall-Zelle, in welcher ein verdrehter
nematischer Flüssigkristall zwischen zwei
Elektrodensubstraten eingequetscht ist, und zwei
polarisierende Elemente, die auf beiden Seiten davon
angeordnet sind, wobei der Flüssigkristall
gegebenenfalls zwischen der Flüssigkristall-Zelle und
dem polarisierenden Element angeordnet ist, das
optisch anisotrope Elemente eine folienartige
Struktur hat und negative einachsige Eigenschaften
aufweist und in einer Weise angeordnet ist, daß seine
optische Achse weder senkrecht noch parallel zur
Folienoberfläche ist.
2. Optisch aktives anisotropes Elemente nach Anspruch 1,
bei dem die optische Achse in einem Winkel von 10°
bis 40° von einer zur Folienoberfläche senkrechten
Richtung weg geneigt ist.
3. Optisch aktives anisotropes Element nach Anspruch 1
oder 2, bei dem ein Flüssigkristall mit niedrigem
Molekulargewicht in einer makromolekularen Matrix
enthalten ist.
4. Optisch anisotropes Element nach Anspruch 3, bei dem
die Orientierung (Ausrichtung) des Flüssigkristalls
mit niedrigem Molekulargewicht durch eine oder
mehrere Vernetzung(en) zwischen den makromolekularen
Matrizen, Vernetzung zwischen den Flüssigkristallen
mit niedrigem Molekulargewicht oder Vernetzung
zwischen makromolekularer Matrix und dem
Flüssigkristall mit niedrigem Molekulargewicht
fixiert ist.
5. Optisch anisotropes Element nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem ein ausgerichtetes Flüssigkristall-
Makromolekül enthalten ist.
6. Optisch anisotropes Element nach Anspruch 5, bei dem
das Flüssigkristall-Makromolekül durch Aufgießen oder
Auftragen auf ein homeotropes Orientierungssubstrat
oder auf ein geneigtes Orientierungssubstrat
ausgerichtet wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines optisch anisotropen
Elements, welches folienartige Struktur hat, negative
einachsige Eigenschaften aufweist und dessen optische
Achse weder senkrecht noch parallel zur
Folienoberfläche angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß Flüssigkristalle
mit niedrigem Molekulargewicht in einer
makromolekularen Matrix dispergiert werden und eine
Orientierung durch Anwendung eines elektrischen
Feldes oder eines magnetischen Feldes eingestellt
wird.
8. Verfahren zur Herstellung eines optisch anisotropen
Elements, welches eine folienartige Struktur hat,
negative einachsige Eigenschaften aufweist und dessen
optische Achse weder senkrecht noch parallel zur
Folienoberfläche angeordnet ist, wobei eine Folie,
die aus thermoplastischem Harz hergestellt ist und
das Merkmal der Lichtdurchlässigkeit aufweist,
zwischen zwei beheizten Walzen mit unterschiedlichen
Umfangsgeschwindigkeiten gepreßt wird, um
Scherspannung zwischen zwei Seiten der Folie zu
erzeugen.
9. Verfahren zur Herstellung eines optisch anisotropen
Elements, welches eine folienartige Struktur hat,
negative einachsige Eigenschaften aufweist und dessen
optische Achse weder senkrecht noch parallel zur
Folienoberfläche angeordnet ist, wobei
Flüssigkristall-Makromoleküle auf ein homeotropes
Orientierungssubstrat oder auf ein geneigtes
Orientierungssubstrat gegossen oder aufgetragen
werden, und eine Orientierung (Ausrichtung) durch
Anlegen eines elektrischen Feldes oder eines
magnetischen Feldes eingestellt wird.
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