JPH02214815A - 液晶電気光学素子 - 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］ 本発明は液晶電気光学素子に関する。

［従来の技術］ ホモジニアス配向した液晶を２枚の透明電極を有する基
板間に挟持してなる液晶電気光学素子の視角範囲を広げ
るには、光学的異方体を視角補償板として適用する方法
がある。これについては、特願昭６３−１９８５０６に
詳しく開示されている。すなわち、光学的異方体はその
３つの主要な屈折率Ｎｌｏ、　　Ｎｅｏ、　　Ｎ３ｅの
内、Ｎ３ｅが他の２つの屈折率Ｎ　ｌｏ、　　Ｎ　２ｏ
よりも小さく、かつＮ１ｏとＮ２゜が同値であり、さら
にＮ３ｅに対応する軸が光学的異方体の面内の一方向に
有るものである。この光学的異方体を、そのＮ３ｅ軸を
液晶の分子軸に合わせて配置することにより、視野角の
変化に対応して起こる液晶のΔｎの変化を相殺すること
で視角を広げる効果が得られる。

ところで、視角補償板としての光学的異方体は、高分子
フィルムを用いたもの（以下、高分子フィルムタイプと
呼ぶ。）と、ディスコティック液晶を用いたもの（以下
、ディスコティック液晶タイプと呼ぶ。）の２種類が考
えられるが、高分子フィルムタイプのほうがコスト面や
量産性に優れていると考えられる。

高分子フィルムタイプの光学的異方体は、ポリメタクリ
ル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリα−フルオロアクリル酸
メチル（ＰＭＦＡ）のように、延伸することによって、
延伸方向の直角方向の屈折率が大きくなり負の光学的異
方性を示す高分子である必要が有る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術における高分子フィルムタイプ
の光学的異方体は、主にＰＭＭＡやＰＭＦＡであり、こ
れらは延伸により発生するΔｎの値が小さく、実用的な
りタープ−ジョンΔｎｄを得るためには厚みを１〜２ｍ
ｍ程度にする必要が有るため、コスト高であったり、製
造が困難であるという問題点があった。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、延伸により発生するΔｎを大き
くし、必要なフィルムの厚みを薄くすることにより、安
価で製造が容易な光学的異方体を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の液晶電気光学素子は、対向する２枚の透明電極
を有する基板間にホモジニアス配向した液晶を挟持して
なる液晶セルと、視角補償板としての光学的異方体と、
それらを挟んで両側に配置された一対の偏光板とを備え
た液晶電気光学素子に於て、光軸が光学的異方体の面内
の一方向にあり、光学的に負の一軸性を有する光学的異
方体が、ポリメタクリル酸メチルと高分子液晶の混合物
のフィルムの一軸延伸体であることを特徴とする。

［作用］ 本発明の高分子フィルムは、延伸することにより、延伸
方向の直角方向の屈折率が延伸方向の屈折率よりも大き
くなり、光学的に負の屈折率異方体を形成することにな
る。この原理をここに説明する。

まず、通常の延伸により正の複屈折性を示す屈折率異方
体を形成する高分子フィルムの場合を説明する。延伸に
より正の複屈折性を示す高分子フィルムには、ポリカー
ボネイトフィルムやポリエチレンフィルムが有る。これ
らの高分子は、主鎖方向に分子が伸びており、ベンゼン
環等の屈折率を高める基も主鎖内に存在しているため、
延伸することにより主鎖を延伸方向に揃えると、主鎖方
向の屈折率が、その直角方向の屈折率よりも大きくなる
。従ってこの場合は、正の複屈折性を示す光学的異方体
となる。

これに対して、本発明の高分子フィルムは、ポリメタク
リル酸メチル（ＰＭＭＡ）に高分子液晶を添加した組成
になっており、この混合フィルムを延伸すると、Ｐ’Ｍ
　Ｍ　Ａの主鎖が一方向に揃うことによりそのエステル
基は延伸方向の直角方向に並び、そのエステル基に配位
している高分子液晶のメソーゲンも延伸方向の直角方向
に配向することになる。高分子液晶はメソーゲンの分子
軸方向の屈折率が、その直角方向の屈折率よりも大きく
、正の複屈折性を示すので、配向したＰＭＭＡＯ主鎖方
向の直角方向の屈折率が、延伸方向よりも大きくなるこ
とになる。従って、この場合は延伸方向を光軸とした負
の複屈折性を示す光学的異方体になる。

高分子液晶としては主鎖型高分子液晶、側鎖型高分子液
晶、複合型高分子液晶の全てが使用可能であり。また、
高分子液晶のとりうる液晶相はネマチック相、スメクチ
ック相、コレステリック相の全てが使用可能である。

また、ＰＭＭＡについては高分子液晶のホストの役割を
しており更に液晶化合物がポリマーの側鎖に配向し直角
方向に配向させる役割を果たしている。そのため、ポリ
マーとしてはＰＭＭＡばかりでなく、アクリレート誘導
体のポリマーであれば何でも良いが、コスト面や膜質等
を考慮するとＰＭＭＡが最適である。

以下実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］ （実施例１） 第１図は、本発明の実施例における液晶電気光学素子の
断面図である。

液晶セルには、チッソ社製の液晶５Ｓ−４００８（Δｎ
＝０．１５）を用いて、２枚の透明電極間にホモジニア
ス配向させた。また液晶層厚ｄは、リターデーションΔ
ｎｄが０．９０μｍになるように、６．０μｍに設定し
た。

一方、光学的異方体は以下のようにして作成した。ＰＭ
ＭＡのトルエン溶液に、高分子液晶をＰＭＭＡに対して
２０ｗｔ％添加した。高分子液晶としてはＦｉｎｋｅｌ
ｍａｎｎ等がＭ　ａ　ｋ　ｒ　ｍ　。

１、Ｃｈｅｍ、、ＲａｐｉｄＣｏｍｍｕｎ、２゜３１７
−３２２　（１９８１）で報告した下記のような分子構
造をもつ側鎖型高分子液晶を用いた。

この溶液を水面に展開し５００μｍのフィルムにした。

得られたフィルムを１２０℃で０．５ｍｍ　／　ｓ　ｅ
　ｃの速度で延伸し、膜厚２７０μｍで延伸率１．８の
フィルムが得られた。このフィルムのΔｎｄは０．９μ
ｍであり液晶セルと丁度マツチングしたフィルムが得ら
れた。このフィルム状の光学的異方体と液晶セルを重ね
、その両側に偏光板を設けてクロスニコルにすると、明
らかしご視角が広がっていることがわかった。

ところで、比較のため液晶を添加していないＰＭＭＡの
みのフィルムを延伸した。条件は、膜厚２　ｍｍのシー
トを、１２０°Ｃで０．５ｍｍ／ｓｅｃの速度で延伸し
、膜厚１．２ｍｍのフィルムが得られた。このフィルム
のΔｎｄは０．　９μｍであった。

このようにＰＭＭＡの中に高分子液晶を添加すると、延
伸によって発生する屈折率差が大きくなり膜厚を薄くす
ることができる。そのため、コスト、製造の容易さを考
えると、本実施例の方法はたいへん優れていることがわ
かる。

（実施例２） ＰＭＭＡのトルエン溶液に、側鎖型高分子液晶をＰＭＭ
Ａに対して２０ｗｔ％添加した。高分子液晶液晶として
はＲｉｎｇｓｄｏｒｆ等がＭａｋｒｏｍｏｌ、　　Ｃｈ
ｅｍ、　　１８３．　１２４５−１２５６　（１９８２
）で報告した下記のような分子構造をもつ側鎖型高分子
液晶を用いた。

この溶液を水面に展開し５００μｍのフィルムにした。

得られたフィルムを１２０°Ｃで０．５ｍｍ　／　ｓ　
ｅ　ｃの速度で延伸し、膜厚２７０μｍで延伸率１．８
のフィルムが得られた。このフィルムのΔｎｄは０．　
９μｍであり液晶セルと丁度マツチングしたフィルムが
得られた。

このフィルム状の光学的異方体を実施例１と同じ液晶セ
ルに重ね、その両側に偏光板を設けてクロスニコルにす
ると、明らかに視角が広がっていることがわかった。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、ＰＭＭＡに高分子液
晶を添加することによって、そのボ＋、７マーを延伸し
たときに、延伸方向よりその垂直方向の屈折率が大きく
なり、負の複屈折性を示す光学的異方体とすることがで
きる。このようにして得られる光学的異方体は、液晶光
学素子の視角を広げる効果を有する。

４．６簡単な説明 第１図は、本発明の実施例しごおける液晶電気光学素子
の断面図である。

１、上側偏光板 ２、液晶セル ３、光学的異方体 ４、下側偏光板 ２１、上側透明基板 ２２、下側透明基板 ２３、透明電極 ２４、液晶セルの液晶 ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向する２枚の透明電極を有する基板間にホモジニアス
   配向した液晶を挟持してなる液晶セルと、視角補償板と
   しての光学的異方体と、それらを挟んで両側に配置され
   た一対の偏光板とを備えた液晶電気光学素子に於て、光
   軸が光学的異方体の面内の一方向にあり、光学的に負の
   一軸性を有する光学的異方体が、ポリメタクリル酸メチ
   ルと高分子液晶の混合物のフィルムの一軸延伸体である
   ことを特徴とする液晶電気光学素子。