JP2000089216A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置における黒つぶれ、階調反転、白
抜けという視野角問題を改善し、優れた視野角特性を示
す液晶表示装置を提供する。 【解決手段】対向する２枚の透明電極基板の間に液晶相
が形成された液晶セルと、該液晶セルの両表面の外側に
配置した偏光層とを備える液晶表示装置において、液晶
セルの表面の外側に、らせん構造を有するスメクチック
液晶相を有する層等の回折素子層を少なくとも１枚設け
たことを特徴とする液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視野角特性に優れ
た液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＴＮ(Super Twisted Nematic)-ＬＣＤ
(Liquid Crystal Display)、ＴＦＴ(Thin Film Transis
tor)-ＬＣＤ等に代表される液晶ディスプレイは、薄
型、軽量、低電圧駆動、低消費電力等の特徴ゆえに、ブ
ラウン管にかわる高性能のディスプレイとして、携帯用
テレビ、デジタルカメラ、液晶付きビデオカメラ等の携
帯用電子機器やノート型パソコン、液晶モニター等に広
く使われている。しかしながら、ブラウン管と比較した
とき、液晶ディスプレイは表示に視野角依存性があると
いう大きな欠点がある。視野角依存性とはディスプレイ
を斜めに見たときにコントラスト、階調特性、色味等の
表示性能が変化することをいい、一般的に正面からディ
スプレイを見たときよりも斜めから見たときに表示性能
は低下する。これは屈折率異方性を持つ液晶や偏光板と
いった部材を利用していることに起因し、液晶ディスプ
レイに本質的に備わる問題である。

【０００３】視野角依存性の問題はＳＴＮ−ＬＣＤで特
に大きく、わずかに見る角度を変えただけで、写真のネ
ガのように明暗が反転する（階調反転）、表示が着色し
て見える、あるいは画面が全く見えなくなる等の現象が
現れ、表示品位は大きく低下する。これはＳＴＮ−ＬＣ
Ｄが複屈折を利用した表示方式であるためである。また
現在最も普及しているＴＦＴ−ＬＣＤも視野角依存性の
問題は大きく、画面が黒くなる（黒つぶれ）、ネガ写真
のように見える（階調反転）、黒表示が白く浮いてくる
（白抜け）等の現象が現れる。例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤ
の重要な用途の一つである液晶テレビでは、視角による
僅かな色味の変化やコントラストの低下、階調反転等が
不快に感じられる。また、これら液晶ディスプレイを大
画面化していった場合、画面の中央部と周辺部とで同一
の表示レベルが得られなくなるという問題も生じてい
る。

【０００４】これら視野角の問題を解決する方法とし
て、ＳＴＮ−ＬＣＤでは、色補償に使用しているポリカ
ーボネート等の位相差フィルムにおける膜厚方向の屈折
率を最適化して視野角特性を改善する方法があるが、そ
の効果は十分ではない。

【０００５】ＴＦＴ−ＬＣＤの視野角改良法としては、
一つの画素を分割してそれぞれの画素への印加電圧を一
定の比で変えるハーフトーングレイスケール法、一つの
画素を分割してそれぞれの画素での液晶分子の立上がり
方向を変えるドメイン分割法、液晶に横電界をかけるＩ
ＰＳ(In-Plane Switching)法、垂直配向させた液晶を駆
動するＭＶＡ(Multi-Domain Vertical Alignment)液晶
法、あるいはベンド配向セルと光学補償板を組み合わせ
るＯＣＢ(Optically Compensated Birefringence)法等
が提案、開発されている。しかしながら、これらの方法
は一定の効果はあるものの、配向膜、電極、液晶配向な
どを変えなければならず、そのための製造技術の確立及
び製造設備の新設が必要となり、結果として製造の困難
さとコスト高を招いている。

【０００６】一方、ＴＦＴ−ＬＣＤの構造は一切変え
ず、従来のＴＦＴ−ＬＣＤに光学補償フィルムを組み込
むことで視野角特性を改善する方法も知られている。

【０００７】例えば特開平８−５０２０６号公報には、
ディスコチック液晶分子を使用した光学補償フィルム
を、ノーマリーホワイトモードのＴＦＴ−ＬＣＤの光学
補償層として用いる方法が提案されている。ノーマリー
ホワイトモードにおいて電圧印加時における液晶分子
は、おおむね電極基板に垂直に配向しているが、基板付
近では基板の強いアンカリング効果により、平行に配向
した状態になっている。このため液晶分子のダイレクタ
ーは膜厚方向で一様ではなく、徐々に変化したハイブリ
ッド構造をとっている。上記光学補償フィルムは、この
ような電圧印加時における液晶セル中の配向形態の屈折
率異方性を打ち消せばよいという発想のもと、ディスコ
チック液晶をハイブリッド配向させ、その配向を固定化
させた光学補償層を液晶セルと該液晶セルの両表面外側
に設けた各偏光板の間に計２枚配置することで視野角依
存性を改善している。しかしながら、この光学補償フィ
ルムを使用する方法においては、液晶セル中のハイブリ
ッド構造は駆動電圧の大きさにより変化するものの、そ
れを補償するフィルム中のディスコチック液晶はハイブ
リッド構造が固定化されているために、すべての階調に
おいてその効果が十分であるとはいえず、液晶ディスプ
レイに対して左右方向から見た場合に黄色く着色し易い
という欠点も明らかになっている。また、この例に挙げ
られるような光学補償フィルムでは液晶セルとフィルム
との配置角度が限定され、そのため視野角拡大の効果は
液晶表示装置面内のある特定の方向のみに限定される。
さらに、この光学補償フィルムはＳＴＮ−ＬＣＤには使
用できない等汎用性に乏しい。

【０００８】視野角特性を改善する他の方法として、拡
散シートを利用する例もある。例えば、バックライトか
ら液晶セルへの光路の異方性を解消するために液晶セル
のバックライト側にコリメート（集光）シートを設け、
液晶セルの反対側、即ち表示側に拡散シートを併せて設
けることが提案されている。要するに、バックライトか
らの出射光を特殊なコリメートシートで表示面の法線方
向に揃え、液晶セルから出射したところで、特殊な拡散
シートによって全方向に拡散させるというものである。
しかし、この方法では、全てのＬＣＤに対して効果を発
揮するが、シートを均一に製造するのが困難である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液晶
表示装置における黒つぶれ、階調反転、白抜けという視
野角問題を改善し、優れた視野角特性を示す液晶表示装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、対向す
る２枚の透明電極基板の間に液晶相が形成された液晶セ
ルと、該液晶セルの両表面の外側に配置した偏光層とを
備える液晶表示装置において、前記液晶セルの表面の外
側に少なくとも１枚の回折素子層を設けたことを特徴と
する液晶表示装置が提供される。

【００１１】また本発明によれば、前記回折素子層が、
らせん構造を有するスメクチック液晶相を有する層、ら
せん構造を有するスメクチック液晶相を呈する液晶材料
を、ガラス転移温度以上の温度にすることによって当該
液晶相を形成させた後、冷却してガラス状態とし、当該
液晶相の配向を固定化してなるフィルム、若しくはらせ
ん構造を有するスメクチック液晶相を呈する液晶材料
を、当該液晶相を呈する温度にすることによって液晶相
を形成させた後、当該液晶相の配向を保持した状態で重
合し、当該液晶相の配向を固定化してなるフィルムであ
る前記液晶表示装置が提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置において、
対向する２枚の透明電極基板の間に液晶相が形成された
液晶セルと、偏光層と、回折素子層とを基本構成とす
る。

【００１３】本発明に用いる液晶セルにおける透明電極
基板としては、特に限定されず、液晶性を示す材料を画
面表示に際して制御するための公知の電極基板を用いる
ことができ、本発明の目的が達成しうるものであれば特
に限定されない。

【００１４】前記液晶性を示す材料としては、特に限定
されず、各種の液晶セルを構成しうる通常の各種低分子
液晶物質、高分子液晶物質又はこれらの混合物が挙げら
れる。

【００１５】前記液晶セルは、前記透明電極基板及び液
晶性を示す材料の他に、後述する各種の方式の液晶セル
とするのに必要な各種の構成要素を備えていても良い。

【００１６】前記液晶セルの方式としては、特に限定さ
れず、例えば、ＴＮ(Twisted Nematic)方式、ＳＴＮ(Su
per Twisted Nematic)方式、ＥＣＢ(Electrically Cont
rolled Birefringence)方式、ＩＰＳ(In-Plane Switchi
ng)方式、ＶＡ(Vertical Alignment)方式、OCB(Optical
ly Compensated Birefringence)方式、ハーフトーング
レイスケール方式、ドメイン分割方式、あるいは強誘電
性液晶、反強誘電性液晶を利用した表示方式等の各種の
方式が挙げられる。

【００１７】また、液晶セルの駆動方式も特に制限はな
く、ＳＴＮ−ＬＣＤ等に用いられる単純マトリクス方
式、並びにＴＦＴ(Thin Film Transistor)電極、ＭＩＭ
(MetalInsulator Metal)電極、及びＴＦＤ(Thin Film D
iode)電極等の能動電極を用いるアクティブマトリクス
方式、プラズマアドレス方式等のいずれの駆動方式であ
っても良い。

【００１８】本発明の液晶表示装置に用いる偏光層は、
前記液晶セルの表面の両外側に配置される通常の偏光層
等であればよく、本発明の目的が達成しうるものであれ
ば特に限定されない。前記偏光層は、前記液晶セルの両
表面の外側において、前記透明電極基板の各外側表面に
直接接して配置されていても、後述する回折素子層や、
他の層を介して透明電極基板の表面と離隔して配置され
ていてもよい。

【００１９】本発明の液晶表示装置に用いる回折素子層
は、前記液晶セルの表面の外側の一方又は両方に設ける
ことができる。すなわち、前記液晶セルの表面の外側に
少なくとも１枚設けられる。

【００２０】前記回折素子層は、光に代表される波動が
障害物によって遮られたときに、その背景の影になる部
分に回り込む現象を示す素子層、即ち、光が曲がる現象
を示す素子層をいう。本発明の液晶表示装置において
は、この回折素子層の現象を利用して、液晶セルの視野
角特性が改善される。要するに、回折素子層の光を曲げ
る性質を利用し、液晶セルの輝度やコントラスト、階調
特性等の良い角度の透過光を、周辺の悪い角度へと振り
分けることで視野角特性が改善される。

【００２１】前記回折素子層としては、振幅型回折素子
又は位相型回折素子等の層を挙げることができる。前記
振幅型回折素子とは、例えば細長い針金などの光を透過
させない均一の部材を周期的に配列し、光を通過させて
回折光を得るものである。一方、前記位相型回折素子と
しては、例えば周期的な溝を光の吸収がない基板に設
け、基板の膜厚に変化を持たせたもの、均一な厚みの層
内部に屈折率の周期的な分布を設けたもの、らせん構造
を有するスメクチック液晶分子からなるもの、又はホロ
グラム等が挙げられる。振幅型回折素子は光を透過させ
ない部分が存在するため透過光量が減少し、原理的に回
折効率が悪いのに対し、位相型回折素子は透過光の損失
が少ないので、前記回折素子層としては、位相型回折素
子の層が好ましい。

【００２２】前記回折素子層の回折角度は、素子内の構
造や屈折率分布の間隔等の格子間隔を調整することによ
り調節することができる。格子間隔は特に制限はない
が、０．２〜２０μｍが好ましく、０．３〜１０μｍが
より好ましい。また、格子間隔は素子内において均一で
あってもよく、素子内の場所により異なっていても良
い。前記回折素子層中の格子の構造は、回折現象が起こ
るものであれば特に制限はなく、１次元状、２次元状、
３次元状いずれででもよく、層に対し傾いていても良
い。さらに、これらの格子間隔、格子の構造は素子内に
おいて連続的に変化したもの、不連続的に変化したもの
のいずれでも良い。

【００２３】前記回折素子層が設けられる位置は、前記
液晶セルの表面の外側であれば特に限定されないが、表
示側の前記偏光層の外側及び／又は前記液晶セルと表示
側の前記偏光層との間に１枚以上設けることが好まし
い。

【００２４】前記回折素子層としては、位相型回折素子
の中でも、らせん構造を有するスメクチック液晶相を有
するものが好ましい。

【００２５】前記スメクチック液晶相とは、液晶相を構
成する分子が、一次元結晶、二次元液体ともいうべき層
構造を有する液晶相である。前記スメクチック液晶相と
しては、例えば、スメクチックＡ相、スメクチックＢ
相、スメクチックＣ相、スメクチックＥ相、スメクチッ
クＦ相、スメクチックＧ相、スメクチックＨ相、スメク
チックＩ相、スメクチックＪ相、スメクチックＫ相、又
はスメクチックＬ相等が挙げられるが、中でも特に、ス
メクチックＣ相、スメクチックＩ相、スメクチックＦ
相、スメクチックＪ相、スメクチックＧ相、スメクチッ
クＫ相、又はスメクチックＨ相等の棒状分子が液晶相の
層法線方向に対し傾いている相好ましい。

【００２６】特に、前記スメクチック液晶相のうち、キ
ラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^*相）、キラルスメクチ
ックＩ相（ＳｍＩ^*相）又はキラルスメクチックＦ相
（ＳｍＦ^*相）等の光学活性を有し強誘電性を示すも
の；キラルスメクチックＣ_A相（ＳｍＣ_A ^*相）、キラル
スメクチックＩ_A相（ＳｍＩ_A ^*相）又はキラルスメクチ
ックＦ_A相（ＳｍＦ_A ^*相）等の光学活性を有し反強誘電
性を示すもの等の各種キラルスメクチック相が、らせん
構造を有するスメクチック相として特に好ましい。しか
し、キラルであることは必須要件ではなく、例えばJ.Ma
ter.Chem. 6巻,1231頁(1996年）やJ.Mater.Chem. 7巻,1
307頁(1997年)などに記載されるようなアキラルであり
且つらせん構造を有するスメクチック相等であってもよ
い。

【００２７】上述の各種のスメクチック相のうち、らせ
ん構造の安定性、らせんピッチの可変の容易さ、合成の
容易さ、あるいは粘性が低いことによる配向性の容易さ
等の観点からは、キラルスメクチックＣ相あるいはキラ
ルスメクチックＣ_A相が挙げられる。

【００２８】前記らせん構造とは、液晶相を構成する分
子の配列が、各層ごとに少しずつ変化し、全体として分
子の配列が回転した構造を形成していることをいう。前
記分子の配列の変化としては、スメクチック液晶相の層
の法線方向に対する分子の長軸方向の傾きの方向が、隣
合う層で少しずつ回転した構造等が挙げられる。

【００２９】前記分子の配列の回転の中心軸をらせん軸
といい、また一回転分のらせん軸方向の距離をらせんピ
ッチという。らせん構造に光が入射すると、入射角の如
何に拘らず、該入射光と分子の成す角度がらせん内の位
置により異なるため、該入射光が感じる屈折率に高低が
生じる。そのために光は屈折率の周期的な分布を感じる
こととなり回折が生じる。なお、らせん軸を液晶表示装
置の面に対しほぼ平行とした場合、らせん軸は通常スメ
クチック液晶相の層とはほぼ垂直となるので、前記回折
素子層中において、スメクチック液晶相の層は、通常液
晶表示装置の表示面とほぼ垂直となる。

【００３０】前記らせん構造に光を通過させた場合の回
折方向は、例えば回折素子層中でらせん軸が該層の面に
対し平行になるようならせん構造を有する回折素子層を
形成し、光を該層の面に垂直に入射させた場合、光は通
常らせん軸方向に回折する。

【００３１】本発明の液晶表示装置における前記らせん
軸の方向は、特に限定されず、所望の回折素子層として
機能し、視野角特性改善効果が得られる方向とすること
ができる。例えば、液晶表示装置の表示面に対し、平行
でも垂直でも良いし傾いていても良く、さらには、傾き
が不連続または連続的に変化していても良い。またらせ
ん軸の向きが、微視的には配向性を持った配向領域（ド
メイン）で構成され、巨視的にはらせん軸が様々な向き
のマルチドメイン相でも良いし、全て同一方向にそろっ
たモノドメイン相でもよい。例えばらせん軸が液晶表示
装置の面において画面の上下方向を向くように回折素子
層を設けることにより、画面の上下方向の視野角特性が
改善された液晶表示装置とすることができる。また、ら
せん軸が液晶表示装置の面において画面の上下方向を向
いたものと左右方向を向いたものとの２枚の回折素子層
を交差させて設ける等、２枚以上の回折素子層を設ける
ことにより、複数の方位又は全方位に渡って視野角特性
が改善された液晶表示装置とすることができる。

【００３２】らせん構造に光を通過させた場合の回折角
度は、格子間隔に相当する屈折率の周期的な分布の距
離、すなわちらせんピッチにより決まる。従って、回折
素子層の回折角度は、らせんピッチを調整することによ
り容易に調整できる。

【００３３】前記らせん構造のらせんピッチは、特に限
定されないが、０．２〜２０μｍが好ましく、０．３〜
１０μｍがより好ましい。また、らせんピッチは回折素
子層内で一定でも良いが、該層内の場所により異なって
いても良い。前記らせんピッチは、前記回折素子層の製
造にあたり、温度などの配向条件を調節したり、光学活
性部位の光学純度、光学活性物質の配合割合等を調節す
ること等により、容易に調節できる。

【００３４】前記回折素子層においては、前記らせん構
造を有するスメクチック液晶相の配向は、固定化された
ものでもよく、また固定化されていないものでもよい。

【００３５】前記らせん構造を有するスメクチック液晶
相の配向が固定化されているとは、特定の液晶相を示し
ている液晶材料が、その液晶が呈する相及び配向を保持
しながら、回折素子層が使用される条件下において当該
配向が乱れず、回折素子層としての性能が失われないよ
うな状態であることを意味する。本発明の液晶表示装置
においては、製造の容易さ、及び実用性の高さの点か
ら、液晶相の配向が何らかの手段で固定化されたものが
好ましい。

【００３６】前記らせん構造を有するスメクチック液晶
相の配向が固定化されていない回折素子としては、例え
ば、前記液晶セルとは別に、2枚の基板の間に室温でら
せん構造を有するスメクチック液晶相をとる回折素子層
用の液晶物質を注入したセルを設けたもの等が挙げられ
る。

【００３７】一方、前記らせん構造を有するスメクチッ
ク液晶相の配向が固定化されている回折素子層として
は、例えば（Ａ）らせん構造を有するスメクチック液晶
相を呈する液晶材料を、ガラス転移温度以上の温度にす
ることによって当該液晶相を形成させた後、冷却してガ
ラス状態とし、当該液晶相の配向を固定化してなるフィ
ルム；又は（Ｂ）らせん構造を有するスメクチック液晶
相を呈する液晶材料を、当該液晶相を呈する温度にする
ことによって液晶相を形成させた後、当該液晶相の配向
を保持した状態で重合し、当該液晶相の配向を固定化し
てなるフィルム等を挙げることができる。

【００３８】前記らせん構造を有するスメクチック液晶
相を有する回折素子等の、液晶物質を原料として形成さ
れる回折素子の原料となる液晶物質としては、前記らせ
ん構造を有するスメクチック液晶相を相系列中に持つも
のであれば、特に限定されず、後に列挙するもの等の各
種の低分子液晶物質、高分子液晶物質、又はこれらの混
合物等を用いることができる。

【００３９】本発明の液晶表示装置は、前記液晶セル、
偏光板及び回折素子層に加え、光学補償フィルム、保護
層、反射防止膜、プリズムシート、拡散シート、導光
板、又はこれらを接着するための接着層若しくは粘着層
等の他の層を含んでもよい。

【００４０】前記光学補償フィルムとしては、例えばデ
ィスコチック液晶物質を利用したもの等の公知のものを
用いることができる。前記光学補償フィルムにをさらに
含むことにより、回折素子層との組み合わせにより、よ
り顕著な視野角改善効果を得ることができる。

【００４１】前記保護層としては、特に限定されず各種
の透明プラスチックフィルム等を挙げることができる。
前記保護層をさらに含むことにより、表面保護、強度増
加、環境信頼性向上等の効果を得ることができる。

【００４２】前記プリズムシート、拡散シート、導光板
等としては、特に限定されず公知のバックライトシステ
ムに用いられるもの等を挙げることができる。

【００４３】本発明の液晶表示装置の製造方法は、特に
限定されず、公知の方法により組み立てた前記液晶セル
の外側の透明電極基板上に、前記偏光層、前記回折素子
層、及び必要に応じて設けるその他の層を、所望の層の
構造が得られる順序で形成する方法等を挙げることがで
きる。

【００４４】透明電極基板上に、偏光層、回折素子層、
及び必要に応じて設けるその他の層を設ける方法として
は、特に限定されず、公知の方法等の各種の方法を用い
ることができる。例えば、まず偏光層用のフィルム及び
回折素子等を必要に応じて接着剤あるいば粘着剤などを
介して貼合して積層体を形成し、これを適当な大きさに
切断した後液晶セル上に貼付する等して装着することに
より、偏光層及び回折素子層等を含む本発明の液晶表示
装置を組み立てることができる。一方、すでに組み立て
られた、液晶セルの両表面の外側に偏光層を備える構造
の液晶ディスプレイの偏光層上に、前記回折素子のフィ
ルムを必要に応じて粘着剤あるいは接着剤を介して貼付
する等して装着することによっても、本発明の液晶表示
装置を組み立てることができる。この場合、粘着剤ある
いは接着剤などが塗布された、貼付するのに適合した回
折素子を予め調製しておき、それを貼付することによ
り、既に組み立てられた液晶ディスプレイを容易に本発
明の液晶表示装置とすることができる。さらには、粘着
剤あるいは接着剤を介することなしにただ液晶ディスプ
レイ上に置くだけでも本発明の液晶表示装置として、視
野角特性の改善等の効果を得ることができる。以上のよ
うな装着の操作は偏光板メーカーにおいても、液晶ディ
スプレイメーカーにおいても、さらに液晶ディスプレイ
のユーザーにおいても実施することが可能である。

【００４５】本発明の液晶表示装置を構成する偏光層、
回折素子層等の各層のそれぞれを調製する方法は、特に
限定されず、公知の方法等各種の方法を用いることがで
きる。

【００４６】特に、前記らせん構造を有するスメクチッ
ク液晶相の配向が固定化された回折素子層を形成する方
法としては、液晶物質を含む液晶材料を２つの界面の間
に展開し、前記液晶材料をらせん構造を有するスメクチ
ック液晶相に配向させた後、配向を固定化することによ
りフィルムを形成し、これを必要に応じて透明電極基板
上に貼付する方法等を挙げることができる。ここで、配
向を固定化する方法としては、（Ａ）らせん構造を有す
るスメクチック液晶相を呈する液晶材料を、ガラス転移
温度以上の温度にすることによって当該液晶相を形成さ
せた後、冷却してガラス状態とする方法、及び（Ｂ）ら
せん構造を有するスメクチック液晶相を呈する液晶材料
を、当該液晶相を呈する温度にすることによって液晶相
を形成させた後、当該液晶相の配向を保持した状態で重
合する方法等が挙げられる。

【００４７】前記液晶材料は、前記らせん構造を有する
スメクチック液晶相を相系列中に有し、且つその配向を
固定化することができるものであれば特に限定されな
い。例えば各種の低分子液晶物質、高分子液晶物質又は
これらの混合物等を用いることができる。また前記液晶
材料とは、最終的に得られる組成物が所望の液晶性を呈
するものであればよく、低分子及び／又は高分子液晶物
質と非液晶性物質とからなる組成物であっても構わな
い。また前記液晶材料中には、本発明の効果を損なわな
い範囲で例えば重合開始剤、重合禁止剤、増感剤、安定
剤、触媒等の各種添加剤等を配合することもできる。前
記液晶材料中の液晶物質の含有割合は、通常３０−１０
０重量％、好ましくは５０−１００重量％、さらに好ま
しくは７０−１００重量％とすることができる。

【００４８】前記液晶材料に含まれる前記低分子液晶物
質としては、シッフ塩基系化合物、ビフェニル系化合
物、ターフェニル系化合物、エステル系化合物、スチル
ベン系化合物、トラン系化合物、アゾキシ系化合物、ア
ゾ系化合物、フェニルシクロヘキサン系化合物、ピリミ
ジン系化合物、シクロヘキシルシクロヘキサン系化合
物、又はこれらの混合物等を用いることができる。

【００４９】前記液晶材料に含まれる前記高分子液晶物
質としては、各種の主鎖型高分子液晶物質、側鎖型高分
子液晶物質、又はこれらの混合物等を用いることができ
る。

【００５０】前記主鎖型高分子液晶物質としては、ポリ
エステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリ
イミド系、ポリウレタン系、ポリベンズイミダゾール
系、ポリベンズオキサゾール系、ポリベンズチアゾール
系、ポリアゾメチン系、ポリエステルアミド系、ポリエ
ステルカーボネート系、若しくはポリエステルイミド系
等のもの、又はこれらの混合物等が挙げられる。主鎖型
高分子液晶物質としては特に液晶性を与えるメソゲン基
とポリメチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリシロキ
サン等の屈曲鎖とが交互に結合した半芳香族ポリエステ
ル系高分子液晶物質や、屈曲鎖のない全芳香族ポリエス
テル系高分子液晶物質が好ましい。

【００５１】また前記側鎖型高分子液晶物質としては、
ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリビニ
ル系、ポリシロキサン系、ポリエーテル系、ポリマロネ
ート系、ポリエステル系等の直鎖状又は環状構造の骨格
鎖を有する物質に側鎖としてメソゲン基が結合したもの
等、又はこれらの混合物等が挙げられる。側鎖型高分子
液晶物質としては、骨格鎖に屈曲鎖からなるスペーサー
を介して液晶性を与えるメソゲン基が結合したものが好
ましい。また、主鎖、側鎖両方にメソゲンを有する分子
構造のものも好ましい。

【００５２】前記液晶材料としては、上記のごとき低分
子液晶物質及び／又は高分子液晶物質にカイラル剤を配
合又は光学活性単位を導入したものが、所望のらせん構
造を有するスメクチック液晶相を呈するうえで好まし
い。例えばスメクチックＣ相、スメクチックＩ相、スメ
クチックＦ相等を呈する液晶物質に、カイラル剤を配合
するか、または光学活性単位を当該液晶物質に導入する
ことにより、キラルスメクチックＣ相、キラルスメクチ
ックＩ相、キラルスメクチックＦ相等の、よりらせん構
造を呈しやすいキラルスメクチック相を呈しうる液晶物
質とすることができる。このようなカイラル剤の配合
量、光学活性単位の導入量・光学純度、配向させる際の
温度条件等を適宜調節することによって、らせんピッチ
等の本発明の回折素子を構成するフィルムの特性を調節
することができる。

【００５３】前記（Ａ）の方法により配向を固定化する
ことができる液晶材料としては、液晶状態において所望
のらせん構造を有するスメクチック液晶相の配向を形成
し、冷却することによってガラス状態となりうるものを
用いることができる。通常、上記の如き性質を有する高
分子液晶物質を主成分とする液晶材料が好適に用いられ
る。

【００５４】また、前記（Ｂ）の方法により配向を固定
化することができる液晶材料としては、熱又は光反応等
によって重合し得る基、例えばビニル基、アクリル基、
メタクリル基、ビニルエーテル基、アリル基、エポキシ
基、イソシアネート基、アミノ基、水酸基、カルボン酸
基、アルデヒド基、スルホン酸基、シラノール基等の反
応性官能基を有する物質を少なくとも含む液晶材料を用
いることができる。通常、低分子液晶物質を主成分とす
る液晶材料が好適に用いられる。なお低分子液晶物質自
体が当該反応性官能基を有する必要はなく、例えば当該
反応性官能基を有する非液晶性物質との組成物を液晶材
料として本発明に供することもできる。

【００５５】前記液晶材料は、先に述べたように低分子
及び／又は高分子液晶物質単独又は複数種の液晶物質か
らなる組成物であってもよく、また組成物として所望の
液晶相を呈するものであれば低分子及び／又は高分子の
非液晶性物質を含む組成物であってもよい。

【００５６】前記液晶材料を展開するための２つの界面
としては、特に制限はなく、気相界面、液相界面又は固
相界面のいずれをも用いることができ、同一の２つの界
面を用いても良く、異なる界面を組み合わせて用いても
よい。但し、得られる製品の実用性、及び製造の容易さ
の観点から、２つの固相界面を使用するか、固相界面と
気相界面との組み合わせとすることが好ましい。また、
界面のうちの一方として前記液晶セルの透明電極基板の
外側の面又は偏光層の面等の回折素子層を設けようとす
る面を固相界面として用い、この上に直接フィルムを形
成してもよい。

【００５７】前記気相界面としては、空気界面、窒素界
面等を挙げることができる。前記液相界面としては、
水、有機溶剤、液体状の金属、溶融状態の高分子化合物
等を挙げることができる。前記固相界面としては、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテル
イミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケ
トン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルフォ
ン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリ
レート、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリビニルア
ルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−
メチルペンテン−１樹脂、トリアセチルセルロース等の
セルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂等のプラスチックフィルム基板；アルミ、鉄、銅
等の金属基板；青板ガラス、アルカリガラス、無アルカ
リガラス、ホウ珪酸ガラス、フリントガラス、石英ガラ
ス等のガラス基板；セラミックス基板等の各種の基板；
又はこれらの基板上にポリイミド膜、ポリアミド膜、ポ
リビニルアルコール膜等の有機膜を設けたもの、若しく
は酸化珪素の斜め蒸着膜等を設けたもの等を挙げること
ができる。

【００５８】また、これらの固相界面用の基板は、必要
に応じて配向処理を施してから用いることができる。配
向処理を施した基板を用いた場合、得られる回折素子中
のらせん軸の向きを基板の配向処理の方向に規定された
一定の方向とすることができるが、らせん軸の向きは必
ずしも基板の配向処理の方向と一致するとは限らず、若
干ずれる場合もある。尚、配向処理を施さない基板を用
いた場合、得られる回折素子は、各ドメインのらせん軸
の向きがランダムであるマルチドメイン相を呈したもの
となりうるが、その場合でも回折素子としての効果を得
ることができる。

【００５９】前記固相界面用の基板の配向処理として
は、特に限定されないが、ラビング法、斜方蒸着法、マ
イクログルーブ法、延伸高分子膜法、ＬＢ（ラングミュ
ア・ブロジェット）膜法、転写法、光照射法（光異性
化、光重合、光分解等）、剥離法等が挙げられる。特
に、製造工程の容易さの観点から、ラビング法、光照射
法が好ましい。

【００６０】前記液晶材料を前記界面の間に展開する方
法としては、特に限定されず、公知の各種方法を用いる
ことができる。例えば、２枚の前記固相界面用の基板を
界面として用い、その間に前記液晶材料を添加する場合
であれば、２枚の前記基板を用いてセルを作成し、その
セルに溶融した前記液晶材料を注入するか、又は前記液
晶材料を２枚の前記基板でラミネートすることにより、
展開することができる。

【００６１】また、１枚の固相界面用の基板と気相とを
界面として用いる場合であれば、基板上に、溶融した又
は適当な溶媒に溶解し溶液とした前記液晶材料を塗布す
ることにより展開することが好ましい。特に、製造工程
の容易さの観点から、溶液の塗布により展開することが
好ましい。前記溶媒としては、前記液晶材料の種類、組
成等に応じて適宜適切なものを選択することができる
が、通常はクロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭
素、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、クロロベンゼン、オ
ルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェ
ノール、パラクロロフェノール等のフェノール類、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２
−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセト
ン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、イソプロピルア
ルコール、tert-ブチルアルコール、グリセリン、エチ
レングリコール、トリエチレングリコール、エチレング
リコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
メチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソル
ブ、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ビ
リジン、トリエチルアミン、テトラヒドロフラン、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、アセトニトリル、ブチロニトリル、二硫化
炭素、及びこれらの混合溶媒等が用いられる。また、前
記溶液には、溶液の表面張力を調整し、塗工性を向上さ
せるなどのために、必要に応じて界面活性剤を添加して
も良い。

【００６２】前記溶液中の前記液晶材料の濃度は、用い
る液晶材料の種類や溶解性、製造する回折素子の膜厚等
に応じて適宜調節することができるが、通常３〜５０重
量％、好ましくは５〜３０重量％の範囲とすることがで
きる。

【００６３】前記塗布の方法は、特に限定されないが、
スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引
き上げ法、カーテンコート法、マイヤーバーコート法、
ドクターブレード法、ナイフコート法、ダイコート法、
グラビアコート法、マイクログラビアコート法、オフセ
ットグラビアコート法、リップコート法、スプレーコー
ト法等を用いることができる。塗布後、必要に応じて溶
媒を除去し、前記液晶材料を、前記基板上に膜厚の均一
な層として展開することができる。

【００６４】前記展開した液晶材料をらせん構造を有す
るスメクチック液晶相に配向させる方法は、特に限定さ
れないが、前記液晶物質がらせん構造を有するスメクチ
ック液晶相をとりうる温度において展開を行った場合、
展開と同時にらせん構造を有するスメクチック液晶相が
得られる場合がある。また、必要に応じて、展開された
液晶物質をらせん構造を有するスメクチック液晶相が発
現する温度に加熱するか、又は溶融状態となる温度若し
くはらせん構造を有するスメクチック液晶相よりも高い
温度で発現する別の液晶相がある場合はその相が発現す
る温度に一度加熱してかららせん構造を有するスメクチ
ック液晶相が発現する温度に冷却することにより配向さ
せることもできる。但し、いずれの場合であっても、続
く固定化の工程を前記方法（Ａ）により行うときは、液
晶物質のガラス転移点以上の温度で配向させる。

【００６５】また、この際、必要に応じて、液晶材料の
配向方向を特定の方向に制御することができる。この制
御は、例えば、前記界面として、前記配向処理を施した
１枚以上の基板を使用することにより行うことができ
る。界面として２枚の基板を用いる場合は、そのうち１
枚のみに配向処理が施されていても良く、２枚とも配向
処理が施されていても良い。

【００６６】具体的には例えば、前述の、溶融した前記
液晶材料を注入するためのセルとしてラビングポリイミ
ドガラス等を２枚用いて液晶材料のらせんのほどけない
厚膜セルとしたものを用いることにより、展開を行いな
がら液晶材料の配向を特定方向とすることができる。ま
た、２枚の配向処理をしたプラスチックフィルム等で前
記液晶材料をラミネートすることでも、配向を特定方向
とすることができる。これらの場合、２枚の基板の配向
処理の方向を反平行（配向処理方向が逆。例えばラビン
グ処理の場合、ラビング方向が逆。）にするとらせん軸
が基板に対し平行のものまたは一様に傾いた構造が得ら
れ、平行（配向処理方向が同一）にするとらせん軸が基
板に平行なものや、フィルムの膜厚方向の途中でらせん
軸の傾きが変わったもの等も得ることができる。

【００６７】また、配向処理を行なった基板を用いなく
ても、界面上に展開した液晶材料に磁場や電場、ずり応
力、流動、延伸、温度勾配等を作用させることによって
も得られる回折素子中のらせん軸の向きを一定の方向と
することができる。

【００６８】前記液晶材料の配向の固定化は、前記方法
（Ａ）又は前記方法（Ｂ）等により行うことができる。

【００６９】前記方法（Ａ）では、ガラス転移温度以上
の温度において、前記の方法等により、らせん構造を有
するスメクチック液晶相を形成させた液晶材料を冷却
し、液晶材料がガラス状態となる温度まで降温させるこ
とにより、前記液晶材料を、結晶状態とすることなく、
ガラス状態として配向を固定化することができる。冷却
の手段は、特に制限はなく、展開又は配向の工程におけ
る加熱雰囲気中から液晶転移点以下の雰囲気中、例えば
室温中に出すだけで固定化に十分な所望の冷却を行うこ
とができる。また、生産の効率等を高めるために、空
冷、水冷等の強制冷却を行ってもよい。

【００７０】前記方法（Ｂ）では、らせん構造を有する
スメクチック液晶相に配向させた前記液晶物質を含む重
合性の液晶材料を、当該液晶相の配向を保持した状態で
重合させる。重合法としては、特に制限はないが、熱重
合や光重合、γ線等の放射線重合、電子線重合、重縮
合、重付加等を用いることができる。中でも反応制御が
容易で、製造上有利な可視光や紫外光を利用した光重合
が好ましい。

【００７１】これらの方法で配向を固定化して得られた
フィルムは、界面として前記回折素子を設けようとする
面を用いた場合であればそのまま回折素子層とすること
ができる。また、界面としてそれ以外の基板等を用いた
場合は、その基板等から剥離してから、またはその基板
ごと、若しくはその基板とは異なる別の基板上に転写し
てから、前記液晶セルの透明電極基板上又は偏光層上等
に装着する等して、液晶セルの外側に回折素子層を設け
ることができる。

【００７２】前記方法で形成した回折素子層は、配向処
理が施された基板を用いてらせん軸の向きを一定方向に
規定したフィルムを得た後に配向処理が施された基板を
除去した場合であっても、配向乱れなどを起こさずに、
らせん軸の向きが規定されたままの素子層として液晶セ
ル用基板上に積層することができる。

【００７３】続いて、本発明の液晶表示装置の態様の具
体例を、図面を参照して簡単に説明する。

【００７４】図１に示される例では、液晶セル３の両外
側のうち表示側（図面の上側方向）に、接着層若しくは
粘着層４を介して偏光層２Ａが設けられており、さらに
その上に接着層若しくは粘着層４を介して１層の回折素
子層１Ａが設けられている。一方液晶セル３の反対側に
は、接着層若しくは粘着層４を介して偏光層２Ｂが設け
られ、さらにプリズムシート、拡散シート、導光板等を
含むバックライトシステム５が設けられている。

【００７５】図２に示される例では、図１の例における
１層の回折素子層１Ａの代わりに、２層の回折素子層１
Ｂ及び１Ｃが設けられている。これら回折素子層１Ｂ及
び１Ｃは、らせん構造を有するスメクチック液晶相を有
する回折素子層でらせん軸が画面の上下方向を向いたも
の、左右方向を向いたもの、及び斜め方向を向いたもの
等のうち同じ方向を向いたものを２層組み合わせてもよ
いが、異なる方向を向いたもの２種の組み合わせとする
ことにより、複数の方位にわたって視野角特性を改善す
ることもできる。また、図２の例では２層の回折素子層
を組み合わせているが、組み合わせる回折素子層の数は
これに限定されず、３層以上を組み合わせることもでき
る。３層以上を組み合わせて用いる際にも、らせん軸が
画面の上下方向を向いたもの、左右方向を向いたもの、
及び斜め方向を向いたもの等のうち同じ方向を向いたも
のを３層組み合わせてもよいが、異なる方向を向いたも
の２種又は３種以上の組み合わせとすることにより、複
数の方位にわたって視野角特性を改善することもでき
る。

【００７６】図３に示される例では、液晶セル３の表示
側に、接着層若しくは粘着層４を介して１層の回折素子
層１Ｄが設けられており、さらにその上に接着層若しく
は粘着層４を介して偏光層２Ｃが設けられている。この
ように回折素子層を液晶セルと偏光層の中間に設けるこ
とによっても、視野角特性改善等の効果を有する液晶表
示装置とすることができる。

【００７７】図４に示される例では、図３の例における
１層の回折素子層１Ｄの代わりに、２層の回折素子層１
Ｅ及び１Ｆが設けられている。これら回折素子層１Ｅ及
び１Ｆは、図２の例と同様、らせん構造を有するスメク
チック液晶相を有する回折素子層でらせん軸が画面の上
下方向を向いたもの、左右方向を向いたもの、及び斜め
方向を向いたもの等のうち同じ方向を向いたものを２層
組み合わせてもよいが、異なる方向を向いたもの２種の
組み合わせとすることにより、複数の方位にわたって視
野角特性を改善することもできる。また、図４の例では
２層の回折素子層を組み合わせているが、組み合わせる
回折素子層の数はこれに限定されず、３層以上を組み合
わせることもできる。３層以上を組み合わせて用いる際
にも、らせん軸が画面の上下方向を向いたもの、左右方
向を向いたもの、及び斜め方向を向いたもの等のうち同
じ方向を向いたものを３層組み合わせてもよいが、異な
る方向を向いたもの２種又は３種以上の組み合わせとす
ることにより、複数の方位にわたって視野角特性を改善
することもできる。

【００７８】図５に示される例では、液晶セル３の表示
側に、接着層若しくは粘着層４を介して偏光層２Ｄが設
けられており、その上に直接回折素子層１Ｇが設けられ
ている。このような態様の液晶表示装置は、例えば前述
のように、製品として市販されているもの等の液晶ディ
スプレイ上に回折素子層を置くだけで構成することがで
きる。また、回折素子層の調製に際し、界面の一つとし
て偏光層を用い、その上に液晶材料を展開する等して偏
光層の上に回折素子層が形成された複合層を作成した
後、それを液晶セル上に貼付しても、図５に示される液
晶表示装置を作成することができる。

【００７９】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、偏光層に加え
て回折素子層を含むことにより、黒つぶれ、階調反転、
白抜けといった液晶ディスプレイの視野角依存性に起因
する問題が解決され、従来にない広い視野角を有し、見
る角度によるコントラスト、階調特性、色味等の表示性
能の低下が起こりにくく、画面全体にわたる表示レベル
が均一であり、容易に低コストで製造でき、しかも大画
面化が可能である。

【００８０】

【実施例】以下実施例によりさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらに制限されるものではない。

【００８１】なお、実施例において、固有粘度の測定、
液晶相系列の決定、屈折率の測定、膜圧測定、１次回折
光の観察及び回折角の測定、等コントラスト曲線の測
定、並びに階調特性の評価は、以下の方法に従って行っ
た。 （1）固有粘度の測定 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
（0．5g／dL）。 （2）液晶相系列の決定 ＤＳＣ（Perkin Elmer DSC-7）測定及び光学顕微鏡（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）屈折率の測定 アッべ屈折計（アタゴ（株）製Type−4）により屈折率
を測定した。 （4）膜厚測定 日本真空技術（株）製表面形状測定装置Dektak 3030ST
型を用いた。また、干渉波測定（日本分光（株）製 紫
外・可視・近赤外分光光度計Ｖ−570）と屈折率のデー
タから膜厚を求める方法も併用した。 （5）１次回折光の観察及び回折角の測定 Ｈｅ−Ｎｅレーザー光（波長λ＝６３２．８ｎｍ）をサ
ンプルに照射して１次回折光を観察し、またその回折角
を求めた。らせん軸が面内あるいは膜厚方向でチルトし
ている場合は、±１次の回折角が等しくなるようにサン
プルを回転させ、回折角を求めた。 （6）等コントラスト曲線の測定 テストパネル1：東芝製Satellite Pro 420CT（TFT−L
CD）、テストパネル2：IBM製ThinkPad 230Cs（STN−LC
D）、浜松ホトニクス（株）製FEP光学系DVS−3000を用
いて等コントラスト曲線を測定した。 （7）階調特性の評価 テストパネル3：液晶材料としてメルク製ZLI−4792及び
カイラル剤を用い、セルギャップ4．7μm、△nd 440n
m、ねじれ角90度（左ねじれ）のTN液晶セルを作製し
た。偏光板は透過軸とラビング方向とが垂直になるよう
貼合した。

【００８２】該テストパネルに対して、300Hzの矩形波
で電圧を印加した。白表示1．92V、黒表示6Vとし、白の
透過率と黒の透過率の間を透過率が8分割されるように
各階調の駆動電圧を設定した。全方位からの透過率測定
を浜松ホトニクス（株）製FEP光学系DVS−3000を用いて
行い、階調特性を評価した。

【００８３】

【実施例１】4，4'−ビフェニルジカルボン酸ジメチル
２００mmol、（S）−２−クロロ−１，４−ブタンジオ
ール（enantiomeric excess、e．e．＝72．5％）１２
０mmol、１，６−へキサンジオール８０mmol、および触
媒としてオルトチタン酸テトラ−ｎ−ブチルを用い、２
２０℃で２時間溶融重合することにより液晶性ポリエス
テルを合成した（固有粘度０．２５dL／g）。

【００８４】この液晶性ポリエステルの１０wt％テトラ
クロロエタン溶液を調製し、これをラビングを施したポ
リイミド膜を有するガラス基板上にスピンコート法によ
り塗布し、ホットプレート上６０℃で溶媒を除去した。
次いで恒温槽中１８０℃で１０分間、次に１２０℃で１
０分間熱処理した後、恒温槽から取り出して室温まで冷
却し、液晶性ポリエステルの配向を固定して固定化ポリ
エステルフィルムを作製した。得られたガラス基板上の
固定化ポリエステルフィルムは、らせん構造を有するキ
ラルスメクチックＣ相でガラス固定化されており、均一
な膜厚（１．１μm）であった。偏光顕微鏡観察、膜断
面の電子顕微鏡観察及びレーザー回折スポットの測定よ
り、該フィルムに形成されたらせん構造のらせんピッチ
は約０．７μmであることがわかった。また、らせん軸
は基板面から膜厚方向に約１８度傾いており、また、場
所によりらせん軸の傾き方向が逆になっていた。また膜
面内におけるらせん軸の方向は、ラビングした配向方向
と一致せず時計回りに約１４度ずれていた。

【００８５】このポリイミド膜を有するガラス基板上に
形成したフィルムを１枚用い、らせん軸がテストパネル
１（TFT−LCD）画面の上下方向（階調−反転方向）にな
るよう貼付し、液晶表示装置を作製した。なおフィルム
は、該フィルムのスメクチック液晶側を表示側偏光板に
近接するように貼付した。この液晶表示装置の態様は、
前述の図１と同様な態様となっている。

【００８６】この液晶表示配置におけるテストパネル１
の全方位からの透過率を浜松ホトニクス（株）製FEP光
学系DVS−3000を用いて測定し、等コントラスト曲線を
求めた。結果を図６に示す。図６の結果から、前記フィ
ルムを設けた液晶表示装置は、上下方向における視野角
特性が良好であることがわかる。

【００８７】

【実施例２】実施例１で用いたテストパネル１（TFT−L
CD）の代わりにテストパネル２（STN−LCD）を使用し、
フィルムのらせん軸方向がテストパネル２の左右方向に
なるように配置した以外は、すべて実施例１と同様に液
晶表示装置を作製し、同様に等コントラスト曲線を求め
た。結果を図７に示す。図７の結果より、フィルムを設
けたこの液晶表示装置は、左右方向の視野角特性が良好
であることがわかる。

【００８８】

【実施例３】実施例１における（s）−２−クロロ−
１，４−ブタンジオール（enantiomericexcess、e．e．
＝７２．５％）の代わりに（R）−２−メチル−１，４
−ブタンジオール（enantiomeric excess、e．e．＝６
０．０％）を用いた以外はすべて実施例１と同様に、液
晶性ポリエステルを合成した（固有粘度０．１８dL／
g）。次いで得られたポリエステルを用い、らせん構造
を有するキラルスメクチックＣ相をガラス固定化したフ
ィルムを作成した。得られたフィルムは、均一な膜厚
（1．1μm）を有していた。

【００８９】得られたフィルムを偏光顕微鏡観察、膜断
面の電子顕微鏡観察及びレーザー回折スポットの測定に
供することにより、らせん構造を有する当該配向はモノ
ドメインな配向を形成しており、らせんピッチは約０．
８μmであることがわかった。らせん軸は基板面に対し
膜厚方向に約１５度傾いており、その傾きの方向はラビ
ング方向に対して通常のネマチック液晶がチルトする方
向と同一であった。また膜面内におけるらせん軸の方向
は、ラビングした配向方向と一致せず反時計回りに約１
０度ずれていた。

【００９０】このフィルムを１枚用い、らせん軸がテス
トパネル３（TN液晶セル）画面の上下方向（階調−反転
方向）になるように貼付して液晶表示装置を作製した。
この際、フィルムは、スメクチック液晶層側を表示側偏
光板に近接するように貼付し、また、ラビング方向が下
（反転）→上（階調）方向となるようした。このフィル
ムを設けたテストパネル３の透過率を浜松ホトニクス
（株）製FEP光学系DVS−3000を用いて測定し、上下方向
の階調特性を評価した。結果を図８に示す。図８の結果
より、このフィルムを設けた液晶表示装置は、階調反転
が抑えられ、視野角特性に優れることがわかる。

【００９１】

【実施例４】◎

【化１】 上記２官能性低分子液晶（１）と単官能性キラル液晶
（２）との１５：８５(重量比)混合物に対して、光重合
開始剤としてイルガキュアー９０７（商品名，チバ・ス
ペシャリティーケミカルズ社製）２重量％、増感剤とし
てカヤキュアーＤＥＴＸ（商品名、日本化薬社製）０．
２重量％、及び界面活性剤としてメガファックＦ−１４
４Ｄ（商品名、大日本インキ社製）０.５重量％を混合
した液晶材料を調製した。

【００９２】次いでラビング処理を施したポリイミド膜
を有するポリアクリレートフィルムを基板として当該材
料を液晶状態とし、らせん構造を有するキラルスメクチ
ックＣ相を形成させた後、紫外線照射装置を用いて光重
合を行いフィルムを作成した。

【００９３】得られたフィルムは、液晶状態において形
成したらせん構造を有するキラルスメクチックＣ相が固
定化されており、均一な膜厚（１．５μｍ）であった。
らせん軸は基板面に対し見かけ上ほぼ平行であり、また
偏光顕微鏡観察かららせん構造のピッチは約１．５μｍ
であることが分かった。

【００９４】このポリアクリレート基板上に形成したフ
ィルムを２枚用い、１枚はらせん軸がテストパネル１
（ＴＦＴ−ＬＣＤ）画面の上下方向に、もう１枚が左右
方向になるようにクロスに貼付した。なお２枚のフィル
ムは、表示側偏光板と液晶セルの間に貼付して配置し液
晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置の態様
は、前述の図４に示す液晶表示装置と同様な態様であ
る。このように配置したテストパネルの全方位からの透
過率を浜松ホトニクス(株)製ＦＥＰ光学系ＤＶＳ−３０
００を用いて行い、等コントラスト曲線を測定した。結
果を図９に示す。図９の結果より、この固定化フィルム
を配置した液晶表示装置は、全視野角において視野角特
性が優れていることがわかる。

【００９５】

【比較例１】実施例１で、固定化フィルムを用いない以
外は、全て実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し
た。この表示装置の態様を図１０に示す。また、この液
晶表示装置のテストパネル１の等コントラスト曲線を実
施例１と同様に測定した。結果を図１１に示す。図１１
の結果より、固定化フィルムを用いていないこの液晶表
示装置は、上下方向における視野角特性が実施例１の液
晶表示装置に比べて著しく劣ることがわかる。

【００９６】

【比較例２】実施例２の液晶表示装置において、固定化
フィルムを用いない以外は、実施例２と全て同様に液晶
表示装置を作製し、テストパネル２の等コントラスト曲
線を測定した。結果を図１２に示す。図１２の結果よ
り、固定化フィルムを用いていないこの液晶表示装置
は、左右方向における視野角特性が実施例１の液晶表示
装置に比べて著しく劣ることがわかる。

【００９７】

【比較例3】実施例３の液晶表示装置において、固定化
フィルムを用いない以外は、実施例３と全て同様に液晶
表示装置してテストパネル３の階調特性を評価した。そ
の結果を図１３に示す。図１３の結果より、固定化フィ
ルムを用いていないこの液晶表示装置は、階調特性が実
施例３の液晶表示装置に比べて著しく劣ることがわか
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の態様の一例を示す模式
図である。

【図２】本発明の液晶表示装置の態様の別の一例を示す
模式図である。

【図３】本発明の液晶表示装置の態様の別の一例を示す
模式図である。

【図４】本発明の液晶表示装置の態様の別の一例を示す
模式図である。

【図５】本発明の液晶表示装置の態様の別の一例を示す
模式図である。

【図６】実施例１における等コントラスト曲線の測定結
果を示す図である。

【図７】実施例２における等コントラスト曲線の測定結
果を示す図である。

【図８】実施例３における階調特性の評価結果を示す図
である。

【図９】実施例４における等コントラスト曲線の測定結
果を示す図である。

【図１０】比較例１における液晶表示装置の態様を示す
模式図である。

【図１１】比較例１における等コントラスト曲線の測定
結果を示す図である。

【図１２】比較例２における等コントラスト曲線の測定
結果を示す図である。

【図１３】比較例３における階調特性の評価結果を示す
図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｇ；回折素子層 ２Ａ〜２Ｄ；偏光層 ３；液晶セル ４；接着層若しくは粘着層 ５；バックライトシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊岡 武裕 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 高木 彰 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 Ｆターム(参考） 2H049 AA02 AA43 AA60 BA45 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA19X FC22 GA06 GA13 HA10 JA01 KA04 LA12 LA16 LA19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する２枚の透明電極基板の間に液晶
   相が形成された液晶セルと、該液晶セルの両表面の外側
   に配置した偏光層とを少なくとも備える液晶表示装置に
   おいて、 前記液晶セルの表面の外側に少なくとも１枚の回折素子
   層を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記回折素子層が、らせん構造を有する
   スメクチック液晶相を有することを特徴とする請求項１
   記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記回折素子層が、らせん構造を有する
   スメクチック液晶相を呈する液晶材料を、ガラス転移温
   度以上の温度にすることによって当該液晶相を形成させ
   た後、冷却してガラス状態とし、当該液晶相の配向を固
   定化してなるフィルムであることを特徴とする請求項１
   記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記回折素子層が、らせん構造を有する
   スメクチック液晶相を呈する液晶材料を、当該液晶相を
   呈する温度にすることによって液晶相を形成させた後、
   当該液晶相の配向を保持した状態で重合し、当該液晶相
   の配向を固定化してなるフィルムであることを特徴とす
   る請求項１記載の液晶表示装置。