JPH0193702A - 偏光板及び偏光板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、偏光板及び偏光板のＩ！Ｊ造方決方法する。

［従来の技術］ 従来、直線偏光板として、樹脂フィルムをベースとして
、ヨウ素、染料を使用した直線偏光フィルムが提供され
ている（工業調査公刊ｒ液晶の最新技術ＪＰ１４９〜Ｐ
１５１）。

この直線偏光板は、例えば、ツイストネマチック型の液
晶表示素子、あるいはゲストホスト１層型の液晶表示素
子と組合せて用いたり、又、１７／４λ位相差板と組合
わせて円偏光板として用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記偏光フィルムは、上記液晶表示素子の基板等に貼着
して用いられるものであるが、貼着づるだめの手間がか
かり、又、貼着面が曲面であるときは、貼着が困難であ
る。さらに、貼着に供する粘着剤は、耐熱性、耐湿性に
劣る。

又、偏光フィルム自体も、耐熱性が低く、傷が付き易い
上値段が高い。さらに偏光フィルムの表面部の平滑性が
悪いため透過する光像が歪むという欠点もあった。

本発明は、−し記事情に鑑みて案出されたちのであり、
製造が容易で、かつ、光学的特性の優れた偏光板及びそ
のｖＪ造方法を提案しようとするものである。

［問題点を解決りるための手段］ 本第１発明に係る偏光板は、基板と、基板表面に形成さ
れ、一定方向に配列して固着された強磁性体微粒子の多
数の棒状素子を含む偏光層と、からなることを特徴とす
る偏光板である。

又、本第２発明に係る偏光板の製造方法は、強磁性体微
粒子を分散させた溶液を基板表面に塗布して未硬化層を
形成する第１工程と、 上記第１工程で得られた該未硬化層に所定方向から磁場
を印加し、該未硬化層中で該強磁性体微粒子を一定方向
に配列した多数の棒状素子を形成するとともに該未硬化
層を硬化させて偏光層とする第２工程と、 からなることを特徴とするものである。

以下、構成要件を説明する。

基板としては、ガラス、プラスチック等の透光体を用い
ることができる。又、形状としては、目的、用途により
種々の形状のものを選択する。

強磁性体微粒子としての例としては、マグネタイト、マ
ンガンフェライト等を挙げることができる。又、その粒
径は１０人〜ｉ　ｏｏｏ人までのものを用いることが望
ましく、より望ましくは１０人〜２００人のものを用い
ることができる。これは粒径か可視光の波長程度の大き
さとなると偏光性をもたすことができず透過率を落して
しまうからである。

強磁性体微粒子を分散させる溶液としては特に限定しな
いが、当初、未硬化状態において強磁性体微粒子が１＆
場の印加方向に配向しうる程度の流動性を有することを
要し、一定の時間又は、一定の処理（例えば、加熱）後
、硬化して、強磁性体微粒子が配列が変化しなくなるよ
うなものであればよい。この溶液としては、例えばポリ
イミドの前駆体であるポリアミック酸やポリビニルアル
コール水溶液、及び低融点ガラス等がある。

［作用］ 偏光層には、強磁性体微粒子からなる多数の棒状素子が
一定方向に配列されており、この偏光層において、上記
棒状素子の長袖方向は光の吸収軸を形成し、長軸方向に
直交づる方向は透過軸を形成する。即ち、上記偏光層の
透過光のうち、上記棒状素子の長軸方向に平行に振動す
る光の透過率は低く、棒状素子の長袖方向に直交して振
動する光の透過率は高い。即ち、上記偏光層の透過率は
、上記棒状素子の長袖方向に直交する光として直線偏光
を受ける。

ところで強磁性体微粒子を分散させた溶液を基板表面に
塗布することによって未硬化層を形成する第１工程にお
いて、該未硬化層に対し、外部から磁場が印加されない
場合、第４図に示すように各強磁性体微粒子は、各々独
立にブラウン運動を行なっている。

一方、第２工程においては、所定方向から！ｉ楊を印加
することにより、上記未硬化層中の強磁性体微粒子は、
例えば第５図に示すように、上記磁場の印加方向に配列
した多数の棒状素子を形成する。そして、この未硬化層
を硬化させることにより１．ト記多数の棒状素子を固定
化して偏光層を形成する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図を参照しつつ説明する。

本実施例は、液晶表示素子を構成する透明基板を偏光板
とするもので、偏光板の製造とともに配向処理も行おう
とするものである。

（第１実施例） 第１図は、本発明の第１実施例に係る液晶表示素子の断
面模式図である。

第１図に示すように、上記液晶表示素子は、表面が相対
向するように配設された１対の透明基板１ａ、１ｂと、
透明基板内側表面に形成された透明電極２ａ１２ｂと、
透明電極表面に形成された偏光性を有する配向膜３ａ、
３ｂと、透明基板１ａ、１ｂの内側周縁部に形成された
シール部４と、図示しないスペーサにより形成されたギ
ャップ間に封入されたネマチック液晶５、とを有する。

尚、上記液晶表示素子において、偏光性を有する配向ｇ
！３ａ、３ｂ以外の描成要素については、従前の液晶表
示素子と同様である。

（配向膜３ａ、３ｂの形成） まず、液体の配向膜形成材料（例えば、ポリアミック酸
のＮ−メチルピロリドン溶液、ポリビニルアルコール等
）に強磁性体微粒子を分散する。

この強磁性体微粒子としては、マグネタイト（ＦｅＱ−
Ｆｅｔｕ３）、マンガン７ｘライト（ＭｎＯｘ−ＺｎＯ
ｙ−ＦｅｚＯ３：Ｘ＋Ｖ＝１）等を挙げることができる
。

本実施例では、ポリアミック酸をＮ−メチルピロリドン
で１０％に薄めた溶液１００ｃｃに１゜０ｇのマグネタ
イト微粒子（粒径７０〜１５０μｍ）を分散した。

この溶液を白板で、透明基板ｌａ、１ｂの透明電極２ａ
、２ｂ上に印刷した。

尚、本実施例においては、透明基板としてフロート平板
ガラスを用い、スパッタリングにより約４０００／口の
ＩＴＯ（インジウム−チン−オキサイド）膜を形成して
透明電極とした。

次に印刷した上記ポリイミド溶液が完全に硬化する前（
硬化前、又は硬化中）に１５００　［Ｏｅ］程度の磁場
を一定方向に印加し、配向膜中に分散した強磁性体微粒
子を磁場の印加力向に配向させた状態で硬化させ、ポリ
イミド膜を形成した。尚、この磁場の印加は、第３図に
示すように１対の電磁石を上記ポリイミド溶液が塗布さ
れた透明基板を挟むように配設することにより行った。

この磁場の印加方向は、透明基板１ａに対しては、この
基板の長子方向から印加し、一方、透明基板１ｂに対し
てはこの基板の短辺方向から印加した。−方、ポリイミ
ド膜の硬化は、３００℃にて７５分間加熱乾燥すること
によった。

その後、各々のポリイミド膜にラビング処理を施して液
晶表示素子として組付けられたとき、配向方位が９０°
ずれるような配向膜３ａ、３ｂを形成した。このように
して偏光性を有する配向膜３ａ、３ｂを形成した。尚、
上記透明基板１ａ。

１ｂを液晶表示素子として組付けたとき、この基板上に
形成された偏光性を有する配向膜３ａ１３ｂの偏光軸は
相互に直交する。これは該透明基板１ａ、１ｂに対する
！１１閏の印加方向が相互に直交したことによるもので
ある。

以下、従来と同様に透明基板１ａの配向膜３ａ上にスペ
ーサとして図示しないポリスチレンピーズを散布し、も
う一方の透明基板１ｂの配向膜３ｂの周辺部にエポキシ
系接着剤をスクリーン印刷で、後述する注入口の部分の
みを残して塗布し、その侵、２枚の透明基板をそれぞれ
の配向膜３ａ。

３ｂが向き合うように接着剤を硬化させて［してギャッ
プ７μｍの空液晶表示素子容器を形成した。

上記ギｉ・ツブによって形成される空間内に誘電巽方性
が正のネマチック液晶（ＺＬ　Ｉ−１５６５、メルク社
製）を真空注入法によって前記注入口から注入し、その
後該注入口をエポキシ系接着剤で封止した。

上記液晶表示素子の透明基板２ａ、２ｂに電圧が無印加
の場合、液晶表示素子の透明基板１ａ側から入射した光
は、まず配向膜１ａで直線偏光を受けるがネマティック
液晶５のツイストネマティック効果により、偏光面を９
０°回転するので、配向膜１ａの偏光軸と直交する偏光
軸を有する配向膜１ｂをそのまま透過する。

一方、ネマティック液晶５のしきい値よりも大きな電圧
を透明電極２ａ１２ｂ間に印加すると、ネマティック液
晶５の液晶分子が電界方向に配列し、らせんねじれが解
消する。このため透明基板１ａ側から入射した光は、配
向膜１ａにより直線偏光されたまま配向１ｍ　２　ａに
到達する。このため、この直１１２Ｑ光された入射光は
、配向１１１１ａと直交する偏光軸を有する配向膜２ａ
をそのまま透過することができず、配向膜２ａにおいて
吸収をうける。

上記のような表示は、電極に電圧を印加した時透過率が
低下するので、ポジ表示というが従来の偏光板と同様ネ
ガティブ表示も可能である。

そして、実際の使用によれば、上記実施例に係る液晶表
示素子は、十分な表示品質と耐久性を有した。又、磁性
体微粒子は、無機質で化学的に安定なことがら配向膜の
耐熱性、耐摩耗性が高くなり、電気的絶縁性が向上した
。

（第２実施例） 第２実施例は、曲面を有する防眩反射鏡に本発明を適用
した場合の一例である。

第２図に示づように第２実施例に係る防眩反射鏡は、曲
率１０００Ｒの透明基板１ａ１１ｂと、のガラス表面に
各々形成された透明電極２ａ１２ｂと、透明電極２８表
面に形成された偏光性を有する配向ｖＡ３ａと、透明電
極２ｂ表面に形成された偏光性を有する配向膜３ｂと、
シール部４と、ゲストホスト（ＧＨ）型液晶層５と、透
明基板１ｂ外側に形成されたＡ１蒸着膜からなる鏡面１
ｌＩＪ６と、を有する。

この液晶防眩鏡の￥Ｊ造方法については、第１実施例と
ほぼ共通するため、説明を省略する。尚、このＧＨ型液
晶層５の液晶の材料及び二色性染料は、誘電異方性が正
のものを用いた。又、上記配向膜３ａ、３ｂの偏光軸は
平行方向とし、ラビング方向と直交するようにした。又
、上記配向膜３ａ、３ｂのうち、一方を偏光性を有する
配向膜とし、他方を通常の配向膜としてもよい。

上記第２実施例に係る液晶表示素子に電圧を印加しない
状態では、配向膜３ａ、３ｂで直線偏光され、この直線
偏光された光の振動方向とホモジニアス配列した液晶分
子の配列方向に沿った染料の光吸収軸が直交するために
ＧＨ型液晶層５の透過光は着色する。一方、電圧印加状
態においては、配向膜３ａ、３ｂの直線偏光の振動方向
が同じで、染料による光吸収がなくなり、透過光はほと
んど着色しない。

本第２実施例に係る液晶防眩鏡を用いたところ、従来の
偏光フィルムを用いた場合に比し、耐熱性、耐湿性は向
上し、屋外使用可能な高耐久性を１９だ。

又、偏向性を有する配向膜３ａ、３ｂと液晶層が接して
いることから、ゲストホスト−層成の液晶表示素子で問
題となる視覚依存性が低減できる。

又、光学的性能においても充分な性能が得られた。

［発明の効梁］ 以上、述べたように第１本発明によれば、耐熱性、耐湿
性等、耐久性が良好で、かつ光学素子として充分な性能
を有する偏光板を提供することができる。又、本第１発
明によれば、曲面を有する偏光板を簡易に形成すること
が可能であり、さらに従来の偏光フィルムのように透過
光の光像が歪むということも少ない。又、本第２発明に
よれば、第１発明に係る偏光板を簡易に、しかも製造コ
ストを低減して製造しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る液晶表示素子の断
面模式図、第２図は、本発明の第２実施例に係る液晶表
示素子の断面模式図、第３図は、実施例において、強磁
性体微粒子を分散させたポリイミド溶液に！ｉ場を印加
する説明図、第４、第５図は、磁場の印加の有無に伴う
強磁性体微粒子の挙動の変化を示す説明図である。 １ａ１１ｂ・・・透明基板 ２ａ１２ｂ・・・透明電極 ３ａ、３ｂ・・・偏光性を有する配向膜特許出願人　　
　トヨタ自動重株式会社代理人　　　　弁理士　　大川
　宏 第１図 第２図 第３図 第４図　　　　第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、 基板表面に形成され、一定方向に配列して固着された強
   磁性体微粒子から成る多数の棒状素子を含む偏光層と、
   からなることを特徴とする偏光板。
2. （２）強磁性体微粒子を分散させた溶液を基板表面に塗
   布して未硬化層を形成する第１工程と、上記第１工程で
   得られた該未硬化層に所定方向から磁場を印加し、該未
   硬化層中で該強磁性体微粒子を一定方向に配列した多数
   の棒状素子を形成するとともに該未硬化層を硬化させて
   偏光図とする第２工程と、 からなることを特徴とする偏光板の製造方法。
3. （３）前記第１工程において、前記溶液の透明基板への
   塗布は、印刷により行う特許請求の範囲第２項記載の偏
   光板の製造方法。