JP2916791B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

Description

【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に関し、さらに詳しくは液晶性
高分子を色補償板としたスーパーツイステッドネマティ
ック型液晶表示素子に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕

従来主に用いられてきた液晶表示素子の表示モード
は、ツイステッドネマティック（TN）型と呼ばれ、一対
の上下基板間で液晶分子が約90゜ねじれた構造をとって
おり、液晶による偏光面の回転と電圧印加時におけるそ
の効果の消失を利用している。この表示方式は、白黒表
示であるため優れたシャッター効果がありカラーフィル
ターを画素ごとに設けることにより比較的容易に多色表
示ができるという利点があるが、電圧−透過率特性のし
きい値特性が悪いため高時分割駆動が困難であるという
欠点あり、大容量表示ではコントラスト低下や視野角が
狭くなる等の問題があった。

そこで電圧−透過率特性の急峻性を改良すべく液晶分
子のねじれ角を大きくし、偏光板の偏光軸を液晶の配向
方向とずらすことにより液晶による複屈折効果を利用す
る方式が提案され、SBE（super twisted birefrin genc
e effect）またはSTN（super twisted nematic）モード
と呼ばれている。この方式はしきい値特性に優れている
ため時分割駆動においてもコントラスト低下が少なく、
視野角も広いという優れた特性を持つ反面、複屈折効果
を利用するため着色表示となってしまい、さらにこのま
まではカラー化も困難であった。

最近になってSTNモードの着色現象を軽減化するため
に、液晶層が逆のねじれの向きを持つ液晶セルを２つ積
層し、一方を駆動用、もう一方を補償板として用い、複
屈折による色付きを補償して白黒表示を行わせる２層型
のSTN型液晶表示素子が開発された。しかしながらこの
２層方式は、正面から見た白黒表示であるが、斜めから
見ると色付きを生じたり、液晶セルを２枚用いるために
素子が厚くまた重くなってしまう上、生産性が悪いとい
う問題がある。

これらの問題は補償セルを複屈折性の高分子フィルム
に置き換えることにより改善することができる（位相板
型白黒表示STN液晶表示素子）。複屈折性の高分子フィ
ルムとしては、延伸されたポリカーボネートやポリビニ
ルアルコール等が代表的である。しかしながらこの位相
板方式では、視野角が狭くなるという問題があった。こ
れは、上記のような延伸フィルムでは、複屈折の視角依
存性が大きく、たとえ正面で補償がなされていたとして
も、斜めから見たときには補償条件からはずれてしまう
ためである。このような事情に鑑み、視野角の広い−す
なわち複屈折の視角依存性が小さい−位相板の開発に多
大な努力が払われている。視角依存性を低減するには、
位相板の厚み方向の屈折率を制御すれば良いことが明ら
かとなってきた（日東技報、27巻１号p46（1989））
が、上述のような延伸フィルムでは、この様な制御を行
なうことは困難であったり、均一性等の問題があった。
別の問題として、延伸フィルムの場合、補償板の複屈折
の波長依存性が、液晶の複屈折の波長依存性に較べて小
さいことに起因するコントラスト低下の問題もある。こ
れは、ある特定の波長では補償が完全に行われるもの
の、他の波長では不完全となり、光抜けを生ずるためで
ある。

本発明は以上のような従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、視野角が広く、高コント
ラストな白黒表示の行える液晶表示素子を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

本発明によれば、上記目的を達成するため、電極を有
する一対の基板、該基板に狭持され、正の誘電異方性を
有し、電圧無印加時にほぼ水平に、かつ螺旋軸を基板に
垂直に向けて、ねじれ配向した液晶層からなる液晶セ
ル、基板の外側に配置された偏光板、及び液晶層と偏光
板の間に設けられる補償板とから構成される液晶表示素
子であって、該補償板が主鎖にオルソ置換芳香族残基を
有するポリエステルからなり、100〜250℃の加熱状態で
は液晶状態となり、ネマチック相を呈し、かつホモジニ
アス配向を形成し、液晶転移点以下ではガラス状態とな
り、該ホモジニアス配向を固定化した液晶性高分子層を
主構成要素とする補償板であることを特徴とする液晶表
示素子、及び電極を有する一対の基板、該基板に狭持さ
れ、正の誘電異方性を有し、電圧無印加時にほぼ水平
に、かつ螺旋軸を基盤に垂直に向けて、ねじれ配向した
液晶層からなる液晶セル、基板の外側に配置された偏光
板、及び液晶層と偏光板の間に設けられる補償板とから
構成される液晶表示素子であって、該補償板が主鎖にオ
ルソ置換芳香族残基を有するポリエステルからなり、10
0〜250℃の加熱状態では液晶状態となり、ネマチック相
を呈し、かつホモジニアス配向を形成し、液晶転移点以
下ではガラス状態となり、該ホモジニアス配向を固定化
した液晶性高分子層、配向膜及び基板の順に積層され構
成される補償板であることを特徴とする液晶表示素子が
提供される。

以下本発明を第１図に示す構成例により説明する。第
１図は本発明の一構成例の液晶表示素子の構成を示す断
面図である。この液晶表示素子においては、第１の透光
性基板11と第２の透光性基板21とが離間、対向して配設
され、両基板11,21と外周シール14とによって形成され
た空間に液晶が封入されて液晶層15をなし、液晶セル16
が形成されている。基板11と21の内面には液晶層15に電
圧を印加するための透明電極12,22と液晶を一定方向に
配向させるための配向膜13,23が形成されている。17,27
は偏光板である。液晶セル16と偏光板27の間には液晶性
高分子35を主たる機能成分とする補償板30が配置され
る。31には液晶性高分子膜が形成された基板であり、ガ
ラス、プラスチック等の透明性が高い材料が採用され
る。

液晶層15において、液晶は正の誘電異方性を有するネ
マテックまたはコレステリック液晶で、配向膜13,23に
より、電圧を印加しない状態で基板面にほぼ平行に配向
している。液晶は上下基板の間で螺旋軸を基板面に垂直
に向けたねじれ配向をとっていることが好ましく、その
ねじれ角は120゜〜360゜であることが好ましい。ねじれ
角が小さい場合には電圧−透過率特性の急峻性が低下
し、時分割駆動性が低下する。液晶のねじれ角ωは、第
２図に示すように下基板11の配向膜13の配向処理方向
（R₁）、上基板21の配向膜23の配向処理方向（R₂）およ
び液晶のピッチと液晶層15の厚さを制御することによっ
て容易に制御が可能である。波長λにおけるねじれ配向
した液晶層15のレターデーションR_L（rad）は液晶の屈
折率異方性Δn_Lと液晶層15の厚さd_Lの積Δn_Ld_Lとねじれ
角ω_Ｌ（rad）を用いて R_L＝（ω_L ²＋π^２（Δn_Ld_L/λ）^２）^1/2 （１） のように表わされる。

R_Lは、良好なコントラストを得るためには、λ＝550n
mにおいてπ〜３πの範囲であることが好ましく、1.5π
〜2.5πの範囲であることが特に好ましい。Δndで表わ
せばねじれ角によっても異なるが0.4μｍ〜1.3μｍの範
囲が好ましい。

本例では補償板30は配向固定化された液晶性高分子35
と、液晶性高分子を保持するための透光性基板31とから
基本的に構成される。液晶性高分子はこの層中でホモジ
ニアス配向をとるように配向が制御される。本構成にお
いて、液晶高分子層はその光学異方性のために複屈折性
を生ずる。液晶性高分子層のレターデーションR_Cは、液
晶性高分子の屈折率異方性Δn_Cと液晶性高分子層の厚さ
d_Cを用いて、 R_C＝πΔn_Cd_C/λ （２） のように表わされる。

偏光板17を通過し、直線偏光で液晶層15に入射した光
は、液晶層15を通過することにより常光線と異常光線と
の間に、（１）式で表わされる様な位相のずれを生じ、
結果として液晶層15を通過後の光は波長により異なる楕
円率と方位角を持つ楕円偏光となる。本発明における補
償板30は、この楕円偏光を再度直線偏光、または楕円率
が大きく方位角の波長依存症の小さい楕円偏光に戻すよ
うに機能する。すなわち、偏光板27の透過軸を（楕円）
偏光の方位角方向に平行に設置することにより白色の背
景が得られ、直交されて設置することにより黒色の背景
が得られる。

R_CはR_Lと等しいかまたはR_Lより約1/2πの整数倍だけ
小さく設定することが良好な白黒表示を得る上で好まし
い。波長を視感度のもっとも高い550nmで代表させる
と、Δn_Cd_Cが0.25μｍ〜0.9μｍの範囲が好ましい。

本例では基板21の偏光板27の間に補償板30を設けた
が、補償板の位置は液晶層15と偏光板17または27の間で
あればどこに配置してもよく、また複数の補償板を採用
することもできる。複数個用いる場合には、一般には各
補償板を積層したときのレターデーションが前記の範囲
であることが好ましい。

本発明で用いる補償板は、配向した液晶性高分子の複
屈折性を利用するものであり、表示を均一にするために
液晶性高分子は均一なホモジニアス配向をとることが必
要である。このような均一配向は、相系列にネマティッ
ク相とガラス相を有する液晶性高分子を採用することに
よって達成できる。液晶性高分子は基板31上に形成さ
れ、ホモジニアスに配向制御がなされる。配向制御の方
法としては、基板31上に低分子液晶を配向させる場合と
同様な配向膜、例えばポリイミド等の有機高分子被膜の
ラビング処理膜やSiOなどの斜方蒸着膜などを形成後、
液晶性高分子を塗布し、液晶性高分子が液晶相を形成す
る温度で熱処理する方法、基板31上で液晶高分子に液晶
温度でずり応力を与える方法が例示できる。いづれの方
法においても、液晶性高分子がネマティック相を呈する
温度で処理を行なうことが必要で、スメクティック相で
は補償板に要求される十分な均一配向は得られない。本
発明において、液晶性高分子は、液晶状態で配向させた
のち、ガラス転移点以下に冷却して液晶状態の配向状態
を固定化させて用いることが特に好ましい。このように
することにより、液晶性高分子の自己保持性を利用し
て、液晶性高分子を保持するための対向基板を省略し、
基板を１枚にすることができる。さらに、使用温度にお
いて固相であるため、厚み変化やレターデーション変化
がなく、優れた信頼性を得ることができる。ネマティッ
ク配向の安定した固定化を行なうためには、液晶性高分
子の相系列のネマティック相より低温側に結晶相を持た
ないことが必要で、スメクティック相を持たないことが
好ましい。これらの相が存在すると、固定化のための冷
却時に必然的にこれらの相を通過し、結果的に一度得ら
れた均一なネマティック配向がが乱されたり、破壊され
たりする。

用いられる液晶性高分子の種類としては、液晶状態で
ネマティック配向し、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、ポリエステルイミドなどの主鎖型液晶性高分
子、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性高
分子を例示することができる。なかでも合成の容易さ、
配向性、ガラス転移点等からポリエステルを好ましい材
料として例示できる。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
最も好ましいものであり、本発明ではこれを用いるもの
である。他にかさ高い置換基を有する芳香族、あるいは
弗素または含弗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好ましく使用できる。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
ル酸単位を有するポリエステルおよびそれらの基のベン
ゼン環に置換基を有するものなど例示することができ
る。

（Ｘは水素、Cl、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。

本発明のポリエステルは前記構造単位の他に、（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）により構成される。

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。

（Ｙは水素、Cl、Br等のハロゲン、炭素数１から４のア
ルキル基もしくはアルコキシ基またはフェニル基を示
す。ｌは０〜２である。） なかでも、 などが好ましく用いられる（式中、Meはメチル基、Buは
ブチル基を示す）。

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。

（Ｚは水素、Cl、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。

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。

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５
モル％〜40モル％の範囲が好ましく、さらに好ましくは
10モル％〜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われる傾向があ
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。

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。

オルソ置換芳香族単位に代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。

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、3
0℃で測定した対数粘度が0.05〜3.0、が好ましく、さら
に好ましくは0.07〜2.0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してしまい好ましくな
い。

これらポリマーの合成法は特に制限されるものでな
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。溶融重縮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、 本発明で用いる補償板は、前述のように基本的に透過
性の基板31と液晶性高分子を配向させるために基板と液
晶性高分子膜の間に設けられた配向膜33、および液晶性
高分子膜の３層から構成されることが好ましい。透過性
基板としてはガラス、プラスチックフィルム、プラスチ
ックシートなどを用いることができる。これらの基板は
第１図の構成例のように液晶セルまたは偏光板とは別に
設けられてもよく、また液晶セルや偏光体自体を基板と
して用いてもよい。具体的なプラスチックの材料として
は、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、ポリエーテルスルホン、ポリスルホンポリ
フェニレンサルファイド、ポリオレフィン、ポリアリレ
ート、エポキシ樹脂などを用いることができる。

次に、本発明で用いられる液晶性高分子を用いた補償
板のより具体的な作製法の一例を示す。基板30上に液晶
性高分子を該基板30に対して水平にかつ特定の方向に配
向させるための配向膜33を形成する。配向膜33としては
具体的には従来公知の斜方蒸着や、無機または有機被膜
を形成した後に綿布などでラビングすることにより行う
ことができる。より具体的にはポリアミド、ポリイミド
などの高分子被膜等にラビング処理したものや、SiO、M
gO、MgF₂などを斜め蒸着したものを好適に用いる。次に
液晶性高分子を有機溶媒に溶解させた溶液をポリイミド
配向膜上に塗布する。液晶性高分子用の溶媒としては、
そこで用いられる液晶性高分子の種類、重合度によって
も異なるが、一般には、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
ン系炭化水素、フェノール、ｏ−クロロフェノール、ク
レゾールなどのフェノール系溶媒、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
の非プロトン性極性溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキ
サン等のエーテル系溶媒およびこれらの混合溶媒を例示
できる。溶液濃度は塗布法、高分子の粘性、目的とする
膜厚等により異なる。液晶表示素子用の補償板として要
求される膜厚は一般には２〜10μｍ程度であるため、通
常は２〜50wt％の範囲で使用され、好ましくは５〜30wt
％の範囲で使用される。塗布法としてはスピンコート
法、ロールコート法、グラビアコート法、ディッピング
法、スクリーン印刷法などを採用できる。液晶性高分子
を塗布後、溶媒を乾燥して除去し、液晶性高分子がネマ
ティック液晶性を示す温度で所定時間熱処理して液晶性
高分子を配向させたのちガラス転移点以下の温度に冷却
する。液晶性高分子を配向させるときの温度は、液晶性
高分子のガラス転移点以上であることが必要で、液晶性
高分子の等方性液体への転移温度より低いことが必要で
ある。配向膜の界面効果による配向を助ける意味でポリ
マーの粘性は低い方がよく、したがって温度は高い方が
よいが、あまり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。一般的には50℃〜300℃の範囲が好ま
しく、本発明では100〜250℃の範囲の特に好ましい範囲
のものが用いられる。また、この温度において液晶性高
分子はネマティック相であることが必要である。また、
一旦等方性液体となる温度まで加熱後、上記液晶相を呈
する温度に冷却して配向させることもできる。熱処理時
間はポリマーの組成、分子量によって異なるが、一般に
は10秒〜60分の範囲が好ましく、30秒〜30分の範囲が特
に好ましい。処理時間が短すぎる場合には配向が不十分
となり、また、長すぎる場合には生産性が低下し好まし
くない。液晶配向が完成されてから液晶性高分子膜はガ
ラス転移点以下の温度に冷却すれば、配向を固定化する
ことができる。冷却速度は特に制限されず、加熱雰囲気
からガラス転移点下の雰囲気に移すだけでよい。なお、
液晶性高分子薄膜を配向固定化して、かつ室温付近で用
いる場合、液晶性高分子のガラス転移温度は30℃以上で
あることが好ましい。これより低い場合、固定化した配
向構造が崩れる場合があり、好ましくない。液晶性高分
子の膜厚は100μｍ以下であることが好ましく、特に50
μｍ以下であることが好ましい。100μｍ以上であると
均一な配向を得ることが困難となる。

本発明の補償板は、さらに液晶性高分子面を保護する
目的で他の基板を積層して用いることも可能であり、ま
た同様の目的で他の樹脂膜を表面に形成することもでき
る。

本発明の液晶表示素子の特徴として、その視野角の広
さが挙げられる。位相板の屈折率は第３図に示すように
面内の屈折率n_x,n_y（但しn_x＞n_yとする）と厚み方向の
屈折率n_zで代表させることができる。一般の延伸フィル
ムではn_x＞n_y＞n_zであり、この様な位相板ではレターデ
ーションの視角依存性が大きいため、STN型液晶表示素
子の補償板として用いた場合、色付きを生じたり、コン
トラストが低下するという問題があった。一方、本発明
の補償板では、配向した液晶性高分子を用いているた
め、屈折率の大小関係はn_x＞n_y＝n_zとなり、レターデー
ションの視野角依存性すなわち素子の視角依存性を大幅
に低減することができる。第４図に本発明に用いる補償
板のレターデーションR_Cの視野角θ依存性（θは補償板
法線からn_x方向への傾き角）をａとして、ポリカーボネ
ート延伸フィルムの場合ｂと比較して示す。図示のよう
に本発明において優れた視角依存性の低減効果が確認さ
れた。

本発明の液晶表示素子の別の特徴として、補償板の均
一性に由来する表示の均一性の高さが挙げられる。本発
明では、上述のようにネマティック相における均一配向
を固定化しているため、補償板をきわめて均一に作製す
ることができ、したがって表示素子の表示を均一にする
ことができる。

本発明の液晶表示素子のさらに別の特徴として、コン
トラストの高さが挙げられる。一般に位相板として用い
られる延伸高分子フィルムでは、レターデーションの波
長依存性が液晶に較べて小さいため、ある波長では良好
な補償が行われても、他の波長では補償が不完全とな
り、たとえば、電圧無印加時に黒であるようなノーマリ
ーブラック表示では波長によって光ぬけを生じ、コント
ラストが低下してしまうのに対し、本発明では、液晶層
と補償板のレターデーションの波長依存性がほとんど同
じであるためこの様な問題は起こらない。

本発明の補償板の特徴として、レターデーション制御
の任意性が挙げられる。従来の延伸フィルムを用いた補
償板では、レターデーションの制御を膜厚と延伸率の制
御で行うことができる。しかしながら、これらのフィル
ムを均一に延伸することは非常に難しく、ごく限られた
作製条件のもとで均一な位相板が得られる。したがっ
て、実際にはレターデーションを持つ位相板を作製する
ことは、工業的にみて非現実的である。本発明において
は、レターデーションの制御は液晶性高分子の塗布膜厚
を変化させることにより、容易に行えるため、任意の液
晶セルについて補償板を容易に作製することができる。

本発明の液晶表示素子のさらに別の特徴として、高い
信頼が挙げられる。本発明で用いる補償板を配向固定化
して用いる場合、配向状態は、温度が液晶性高分子が液
晶相に転移する温度以下であれば、外力や温度で変化す
ることが無いため、優れた信頼性を示す。

第２図に示す構成例における角度配置において、C₁は
液晶性高分子を配向させるための配向膜における配向処
理方向を示している。液晶性高分子はC₁の方向にホモジ
ニアス配向する。良好な補償効果を得るためには、C₁と
R₂の成す角δは40゜〜140゜の範囲であることが好まし
く、60゜〜120゜の範囲であることがより好ましい。P₁
とP₂はそれぞれ偏光板17と27の偏光透過軸（または吸収
軸）を表わしている。同様の目的から、P₁とR₁の成す角
αは20゜〜70゜の範囲であることが好ましく、C₁とP₂の
成す角βも20゜〜70゜の範囲であることが好ましい。

第５図は液晶性高分子から成る補償板30及び40を液晶
セル16を挟んで配置した別の構成例である。

本構成においては第１図の構成より複雑になる代わり
に、コントラストをより高くすることができる。第６図
は第５図の構成における角度配置を図示したものであ
り、偏光板17と基板11の間に設けた液晶性高分子の配向
方向をC₁で、偏光板27と基板21との間に設けた液晶性高
分子の配向方向をC₂で、C₁とR₁の交角をδ_１で、C₂とR₂
の交角をδ_２で表わした。またP₁とC₁の交角はαで、P₂
とC₂の交角はβで表わした。δ_１とδ_２の好ましい範囲
は40゜〜140゜であることが好ましく、60゜〜120゜の範
囲であることがより好ましい。δ_１とδ_２は20゜〜70゜
の範囲であることが好ましい。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実
施例に限定されるものではない。

実施例１ ガラス基板上に日立化成製のホリイミドワニスPIQを
スピンコート法で約1000Åの厚さに塗布し、ついで270
℃で焼成してポリイミド膜を形成した。ついでポリイミ
ド膜上をテトロン植毛布で一方向にこすり、ラビング処
理を行った。

次に、下記式（Ａ）で表わされる繰り返し単位を持つ
ネマティック液晶性ポリエステル系液晶性高分子のテト
ラクロロエタン溶液（15wt％）を先の配向膜上にスピン
コート法により塗布、乾燥後、（Ａ）がネマティック相
を呈する200℃で10分間熱処理を行ったのち室温に急冷
して補償板を作製した。液晶性高分子の膜厚は2.4μｍ
である。得られた配向組織を観察したところ、モノドメ
インな均一ホモジニアス配向であり、レターデーション
は550nmにおいて0.55μｍであった。

この様にして得られた補償板を、ねじれ角が220゜で
Δndが0.85μｍのSTNセルに重ね、上下を偏光板で挟ん
で、第１図に示した構成例の液晶表示素子を作製した。
なお、角度配置はδ＝90゜、α＝β＝45゜とした。

この液晶表示素子をデューティ1/200の時分割駆動で
駆動させたところ、第７図に示すように優れたコントラ
ストの白黒表示が行え、視野角も広く、均一で優れた表
示性能を示した。

実施例２ 液晶性高分子として下記式（Ｂ）で表わされる繰り返
し単位を持つ液晶性高分子を用いた他は、実施例１と同
様にして液晶表示素子を作製した。本例においても実施
例１と同様に優れた白黒表示が可能であった。

実施例３ 液晶性高分子として液晶性高分子（Ｂ）を用い、実施
例１と同様にしてレターデーションが0.35μｍの２枚の
補償板を作製した。この様にして得られた補償板を、ね
じれ角が220゜でΔndが0.85μｍのSTNセルに重ね、上下
を偏光板で挟んで、第４図に示した構成例の液晶表示素
子を作製した。なお、角度配置はδ_１＝80゜、δ_２＝80
゜、α＝30゜、β＝60゜とした。

この液晶表示素子をデューティ1/200の時分割駆動で
駆動させたところ、実施例１と同様に優れたコントラス
トの白黒表示が行え、視野角も広く、均一で、優れた表
示性能を示した。

比較例１ 液晶性高分子として下記式（Ｃ）の繰り返し単位で表
わされる液晶性高分子を用いたほかは実施例１と同様に
して液晶表示素子を作製した。この素子において、補償
板はマルチドメイン配向で、光散乱性を有していた。ま
たデューティ1/200の時分割駆動で駆動させたところ、
コントラストが非常に低く、実用には耐えなかった。

比較例２ 補償板としてn_x＝1.5883、n_y＝1.5822、n_z＝1.5795で
あり、レターデーションが0.55μｍであるポリカーボネ
ートの延伸フィルムを用いたほかは、実施例１と同様に
して液晶表示素子を作製した。このものは、正面からは
実施例１と同様のコントラストが得られたが、斜めから
みると着色が顕著であった。

〔発明の効果〕 本発明の液晶表示素子は、ネマティック相とガラス相
を呈するホモジニアス配向された液晶性高分子を補償板
として用いるため、視野角が広く、表示が均一で、コン
トラストを高くできる。また、液晶性高分子を配向固定
化して用いることにより、高い信頼性が得られ、また液
晶性高分子の自己保持性を利用することによって素子の
厚み増加を抑えることができる等、優れた特長を有して
おり、各種情報機器の表示素子として価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶表示素子の構成例を示す断面
図、第２図は第１図の液晶表示素子の各要素の角度関係
を示す図、第３図は位相板の屈折率方向の定義図、第４
図はレターデーションの視野角依存性を示す図、第５図
は本発明による液晶表示素子の別の構成例を示す断面
図、第６図は第５図の液晶表示素子の各要素の角度関係
を示す図、第７図は実施例１の液晶表示素子の透過率の
波長依存性を示す図である。 11,12……基板 12,22……透明電極 13,23……配向膜 14……シール剤 15……液晶層 17,27……偏光板 30……補償板 35……液晶性高分子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 飯田 重樹 神奈川県川崎市中原区小杉町２―228 (72)発明者 豊岡 武裕 神奈川県横浜市中区本牧元町58―179 (72)発明者 伊藤 宏之 神奈川県横浜市港北区篠原東２―８―17 (56)参考文献 特開 平３−291631（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−17121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−68884（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−149624（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−69202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−232409（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−230019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−2541（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/133 - 1/1335

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極を有する一対の基板、該基板に狭持さ
   れ、正の誘電異方性を有し、電圧無印加時にほぼ水平
   に、かつ螺旋軸を基板に垂直に向けて、ねじれ配向した
   液晶層からなる液晶セル、基板の外側に配置された偏光
   板、及び液晶層と偏光板の間に設けられる補償板とから
   構成される液晶表示素子であって、該補償板が主鎖にオ
   ルソ置換芳香族残基を有するポリエステルからなり、10
   0〜250℃の加熱状態では液晶状態となり、ネマチック相
   を呈し、かつホモジニアス配向を形成し、液晶転移点以
   下ではガラス状態となり、該ホモジニアス配向を固定化
   した液晶高分子層を主構成要素とする補償板であること
   を特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】電極を有する一対の基板、該基板に狭持さ
   れ、正の誘電異方性を有し、電圧無印加時にほぼ水平
   に、かつ螺旋軸を基板に垂直に向けて、ねじれ配向した
   液晶層からなる液晶セル、基板の外側に配置された偏光
   板、及び液晶層と偏光板の間に設けられる補償板とから
   構成される液晶表示素子であって、該補償板が主鎖にオ
   ルソ置換芳香族残基を有するポリエステルからなり、10
   0〜250℃の加熱状態では液晶状態となり、ネマチック相
   を呈し、かつホモジニアス配向を形成し、液晶転移点以
   下ではガラス状態となり、該ホモジニアス配向を固定化
   した液晶高分子層、配向膜及び基板の順に積層され構成
   される補償板であることを特徴とする液晶表示素子。