JPH03294821A - 液晶表示素子用補償板の製造法 - 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） 本発明は液晶表示素子用補償板に間し、さらにスーパー
ツィステッドネマチック（以下ＳＴＮと略す）液晶表示
素子用色補償板に関する。

（従来の技術および発明が解決しようとする課旺）液晶
デイスプレィは低電圧駆動、軽量、低コストなどの特徴
の故に、デイスプレィ分野において大きな地位を占めて
いる。なかでもＳＴＮ液晶デイスプレィはマルチプレッ
クス駆動ドツトマトリクス方式で大画面表示が可能で、
従来のツィステッドネマチック（ＴＮ）型液晶デイスプ
レィに比べてコントラストか高くまた視野角が広いなど
の特徴かあるため、パーソナルコンピューター、ワード
プロセッサー、各種データターミナルなど大画面表示を
必要とする液晶デイスプレィの分野で広く用いられてい
る。しかしながらＳＴＮ方式は、複屈折効果により表示
を行うため、黄色や青の着色が避けられなかった。この
着色モードによる表示は使用する側から好まれないばか
りでなく、カラー化に対応できないという重大な欠点を
有する。

着色モードを白黒モードに変換するために、本来の表示
用ＳＴＮ液晶セルの上に、同じセルギャップでねじれ角
を逆にしたもう一層の補償用液晶セルを配置することに
よって補償するいわゆる２層セル方式が実用化されてい
る。この方式を用いることによって確かに白黒表示が可
能になるが、方比較的視野角が狭くまた斜めから色つき
か見られ、さらに補償用セルの製造が困難で歩どまりか
悪く、製造コストが非常に高いものになるという重大な
問題点があり、さらに液晶セルか重く、厚くなるという
欠点がある。この２層セル方式の欠点を解消するために
、補償用セルを同等の光学的性能を有する一枚のフィル
ムで置き換えることにより、白黒表示を実現させるとい
う提案がなされている（特開昭６３−１４９６２４＞。

原理的には、表示用セルと同じ複屈折特性を有しかつ厚
さが等しく、ピッチが同じで逆のねじれ構造を有する均
一なフィルムを製造できれば、そのフィルムを表示用セ
ルに積層することによって白黒表示が実現できる。しか
しながら実際にはこのようなフィルムの製造はきわめて
困難で、事実、上記引用特許にもフィルムの構造および
製造法についての記載、実施例はまったくなく、この原
理の具体化の困難さを実証している。この困難さを避け
るための便宜的な方法として、表示用セルに合わせて複
屈折特性のみを調節したポリカーボネート延伸フィルム
などの補償用フィルムの実現化が検討されている。しか
しながらこれらのフィルムの補償効果は不十分であり、
電圧無印化時の色が青みがかった白の疑似白黒表示が得
られるにすぎず、コントラストも２層方式に比べるとか
なり低い０以上のようにフィルムを用いてＳＴＮ液晶デ
イスプレィの完全な白黒化を実現した例はない。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、ＳＴＮ液晶デイスプレィ色補償フィルム
に関する上記困難を克服するために、均一なモノドメイ
ン構造を有するねじれネマチック配向の固定化された高
分子液晶に着目し、鋭意検討を重ねた結果、ついに本発
明に到達した１本発明は、液晶表示素子用補償板、特に
配向固定化された液晶性高分子より成る膜を有する下記
の構成をもつＳＴＮＭ晶デイスプレィ用補償板に関する
。

すなわち、本発明は、透光性基板と該基板上に形成され
た配向膜と、該配向膜上に形成された、液晶状態でねじ
れネマチック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態と
なる液晶性高分子より成る膜から構成される液晶表示素
子用補償板であり、該液晶性高分子より成る膜を構成す
る分子が基板と垂直方向にらせん軸を有するらせん構造
をなし、そのねじれ角が１８０度から３００度の範囲に
あり、該液晶性高分子より成る膜の複屈折（Δｎ）と膜
厚（ｄ）の積Δｎ−ｄか０．５μｍから２．０μｍの範
囲にあり、かつΔｎ−ｄの変動幅か±２％の範囲にある
ことを特徴とする液晶表示素子用補償板に関する。

以下に本発明について詳しく説明する。

本発明の補償板は、透光性基板に形成された配向膜上に
、均一でモノドメインなネマチック配向性を示しかつそ
の配向状態を容易に固定化できる液晶性高分子に、所定
量の光学活性化合物を加えた組成物、または均一でモノ
ドメインなねじれネマチック配向性を示しかつその配向
状態を容易に固定化できる高分子液晶を、塗布、乾燥熱
処理し、均一でモノドメインなねじれネマチックＩＩ　
’１％を形成させたのち冷却することによって、液晶状
態における配向を損なうことなく固定化して製造される
ものである。

ます前者のネマチック液晶性高分子と光学活性化合物よ
りなる組成物を用いる補償板について説明すると、ベー
スとなる均一でモノドメインなネマチック配向性を示し
、かつその配向状態を容易に固定化できる液晶性高分子
は、以下のような性質を有することが必須である。ネマ
チック配向の安定した固定化を行うためには、液晶の相
系列でみた場合、ネマチック相より低温部に結晶相を持
たないことか重要である。これらの相が存在する場合固
定化のために冷却するとき必然的にこれらの相を通過す
ることになり、結果的に一度得られたネマチック相向が
破壊されてしまい、透明性、補償効果共に不満足なもの
になってしまう、したがって本発明の補償板を作製する
ためには、ネマチック相より低温部にガラス相を有する
高分子液晶を用いることが必須である。これらのポリマ
ーに光学活性化合物を加えることにより、液晶状態では
ねじれネマチック配向をし、液晶転移点以下ではガラス
相をとるために、ねじれネマチック構造を容易に固定化
できる。用いられるポリマーの種類としては、液晶状態
でネマチック配向し、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、ポリカーボネート、ポリエステルイミドなとの
主鋳型液晶ポリマー、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Ｉ′１１１鎖型液晶本型液晶ポリマー示することがで
きる。なかでも合成の容易さ、透明性、配向性、ガラス
転移点などからポリエステルが好ましい、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が、オルソ置換芳香族
単位の代わりにかさ高い置換基を有する芳香族、あるい
はフッ素または含フツ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また使用することができる
０本発明で言うオルソ置換芳香族単位とは、主鎖をなす
結合を互いにオルソ位とする構造単位を意味する。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
、フタル酸単位およびこれらの基のベンゼン環に置換基
を有するものなど（Ｘは水素、ＣＩ、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Ｏ〜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
例示することかできる。

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）を構成
成分として含み、好ましくはさらに前記オルソ置換芳香
族単位を含むポリマーが例示できる。

これらのうち、ジオール成分としては次のような芳香族
および脂肪族のりオールを挙げることかできる。

本発明で用いれるポリエステルとしては、（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ら４のアルキル基もしく はアルコキシまたはフェニル基を示す。１はＯ〜２であ
る。） なかでも −０−（ＣＨ２）。−〇− （ｎは２から１２の整数を表わす） 一〇 ＣＨ２−ＣＨ２ Ｃｌ′１３ ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２ −０（ＣＨ２ ） などが好ましく用いられる。

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。

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Ｏ〜 ２である。

） なかでも、 などが好ましい。

オキシカルボン酸成勿としては、具体的には次のような
単位を例示することができる。

り少ない場合は、ネマチック相の下に結晶相が現れる傾
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る傾向があり好ましく
ない１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。

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通
常５モル％から４０モル％の範囲が好ましく、さらに好
ましくは１０モル％から３０モル％の範囲である。５モ
ル％よ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ボリマー の補遺単位から構成されるポリマー オルソ置換芳香族単位に変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・ソ素または含フ
ツ素１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（重量比））
混合溶媒中、３０℃で測定した対数粘度か通常０．０５
から３．０、が好ましく、さらに好ましくは０．０７か
ら２．０の範囲である。対数粘度か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、用途にもよるか、一般的には室温付近で使用
すると考えれば、ガラス転移点か３０℃以上であること
が望ましく、特に５０°Ｃ以上であることか望ましい、
カラス転移点が３０°Ｃ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かあり、
液晶補遺に由来する機能が低下する場合かあり好ましく
ない。

これらポリマーの合成法は特に制限されるものではなく
、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、所定量のジカルボン酸ジクロライドとジオ
ールとを溶融に溶解し、ピリジンなどの酸受容体の存在
下に加熱することにより、容易に目的のポリエステルを
得ることができるに れらネマチック液晶性ポリマーにｂしれを与えるために
混合される光学活性化合物について説明すると、代表的
な例としてまず光学活性な低分子化合物をあげることが
できる。光字活性を有する化合物であればいずれも本発
明に使用することができるが、ベースポリマーとの相溶
性の観点から光学活性な液晶性化合物であることが望ま
しい。

具体的には次のような化合物を例示することかできる。

（Ｊ″１３ ＣＩ−（］（爪ｉ１９〕 コレステロール誘導体、 など。

本発明で用いられる光学活性化合物として、次に光学活
性な高分子化合物をあげることができる。

分子内に光学活性な基を有する高分子化合物であればい
ずれも使用することができるが、ベースポリマーとの相
溶性の観点から液晶性を示す高分子化合物であることか
望ましい４例として光学活性な基を有する液晶性のポリ
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、ポリエステル、ポリアミド、ポリエス
テルアミド、ポリカーボネート、あるいはポリペプチド
、セルロースなどをあげることかできる。なかでもベー
スとなるネマチック液晶性ポリマーとの相溶性から、芳
香族主体の光学活性なポリエステルが最も好ましい、具
体的には次のようなポリマーを例示することかできる。

ＣＨ３ の構造体から構成されるポリマー ＣＨ３ の構造単位から構成されるポリマー −Ｅ−０−ＣＨ２−Ｃ３−ＣＨ２ＣＭ２Ｏ±、ＣＨ３ →Ｏ（ＣＨ２）　ｎ　Ｏ＋−（ｎ−２〜１２　）の構造
単位から構成されるポリマー ／ （Ｊ１３ キＯ如Ｘ公ｏ−Ｊ、、十剃シ０÷、 Ｃ８４ の構造単位から構成されるポリマー Ｃ［３ の構造単位から構成されるポリマー Ｈ３ の構造単位から構成されるポリマー Ｈ３ 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 十〇ＣＨＣＨ２０＋ Ｃ８４ 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 これらのポリマー中に占める光学活性な基の割合は、通
常０．５モル％〜８０モル％であり、好ましくは５モル
％〜６０モル％が望ましい。

これらのポリマーの分子量は、たとえばフェノール／テ
トラクロロエタン中、３０℃で測定した対数粘度か０．
０５から５．０の範囲が好ましい、対数粘度が５．０よ
り大きい場合は粘性が高すぎて結果的に配向性の低下を
招くので好ましくなく、また０、０５より小さい場合は
組成のコントロールか難しくなり好ましくない。

本発明で用いる液晶状態でねじれネマチック配向をし、
液晶転移点以下の温度でカラス状態となる液晶性高分子
組成物の調製は、ネマチック液晶性ポリエステルと光字
活性化合物を所定の割合で、固体混合、溶Ｈ＆合あるい
はメルト混合などの方法によって行える。１８０度〜３
００度のねじれ角を与えるに必要な組成物中に占める光
学活性化合物の割合は、光学活性化合物中の光学活性な
基の比率、あるいはその光学活性化合物のネマチック液
晶にねじれを与えるときのねじれ力によって異なるか、
一般的には０．１から５０ｗｔ％の範囲が好ましく、特
に０．５から３０ｗｔ％の範囲か好ましい、　０．１ｗ
ｔ％より少ない場合はネマチック液晶に１８０度以上の
ねじれ角を与えることができす、また５０ｗｔ％より多
い場合はねじれ角が３００度より大きくなってしまい、
また配向性に悪影響をおよぼす。

本発明の補償板はまた、他の光学活性化合物を用いるこ
となく自身で均一でモノドメインなねじれネマチック配
向をし、かつその配向状態を容易に固定化できる高分子
液晶を用いることによっても製造できる。これらのポリ
マーは主鎖中に光学活性基を有し自身が光学活性である
ことが必須であり、具体的には光学活性なポリエステル
、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミド
などの主鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレート
、ポリメタクリレート、ポリシロキサンなどの側鎖型液
晶ポリマーなどを例示することかできる。なかでも合成
の容易さ、配向性、ガラス転移点などからポリエステル
が好ましい。用いられるポリエステルとしてはオルソ１
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
しいが、オルソ置換芳香族単位の代わりにかさ高い置換
基を有する芳香族、あるいはフッ素または含フツ素置換
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
また使用することができる。これらの光学活性なポリエ
ステルは、今まで説明してきたネマチック液晶性ポリエ
ステルに、さらに光学活性なジオール、ジカルボン酸、
オキシカルボン酸を用いて次に示すような光学活性基を
導入することにより得られる。（式中、卓印は光学活性
炭素を示す） −０−ＣＨ−ＣＨ２−０− −０−ＣＭ　　−ＣＨ−ＣＩ（２−ＣＨ２０−−０−Ｃ
Ｈ−ＣＨ−ＣＭ−Ｃ１２ＣＨ２ＣＭ２０−２ Ｊ −０−ＣＨ−ＣＨ−ＣＨ−ＣＨ−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ−２ ０ ＣＨ２−ＣＭ−ＣＨ２ ＣＨ２０− 一　〇 ＣＨ−ＣＨ−ＣＨ２ＣＨ２０− −ＯＣＨＣＨＣＨ、−０ＣＨ−Ｃ６Ｈ，３，２２５ −ＣＨ２Ｈ２ＣＨ２０ ＣＨＣＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２０− ＣＨＣＨ２Ｃ■２ＣＨ２０ −Ｃ−ＣＨ２Ｃｌ−ＣＨ２Ｈ２０−など。

１８０度から３００度のねじれ角を与えるのに必要な光
学活性な基のポリマー中に占める割合は、０．１から２
０モル％の範囲が好ましく、特に０．５から１０モル％
の範囲が好ましい、光学活性な基の割合が０．１％より
少ない場合は本補償板に必要な１８０度以上のねじれ角
が得られず、また２０モル％より多い場合はねじれ力が
強すぎて３００度より大きいねじれ角となってしまい、
補償効果の低下を来し好ましくない９これらのポリマー
の分子量は、各種溶媒中たとえはフェノール／テトラク
ロロエタン（６０／４０）混合溶媒中、３０℃で測定し
た対数粘度か０．０５から３，０が好ましく、さらに好
ましくは０．０７から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
る時間の増加などの問題が生じる。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、−１）
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”Ｃ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。

これらのポリマーは前述した溶融重縮合法、あるいは酸
クロライド法を用いることによって行うことがきる。

本発明の液晶表示素子用補償板は、透光性基板と透光性
基板上に形成されな配向膜と、配向膜上に形成された液
晶性高分子膜の三層構造よりなり、しかも該液晶性高分
子よりなる膜を構成する分子が基板と垂直方向にらせん
軸を有するらせん構造をなし、そのねじれ角が１８０〜
３００度、好ましくは１９０〜２８０度、さらに好まし
くは２００〜２６０度の範囲にあり、該液晶性高分子よ
りなる膜の複屈折（Δｈ）と膜圧（ｄ）の積Δｎ−ｄが
０．５〜２．Ｏｔｔｍ、好ましくは０．６〜１．５μさ
らに好ましくは０．７〜１．２μの範囲にあり、かつΔ
ｎ−ｄの変動幅が±２％、好ましくは±１５％、さらに
好ましくは±１．０％であるものである。用いられる透
光性基板の種類としては、ガラス、透光性プラスチック
フィルム、プラスチックシートなどを例示することがで
きる。ガラスとしては、ソーダガラス、シリカコートソ
ーダガラス、ホウゲイ酸カラスなどが用いられる。また
プラスチック基板については光学的に等方性であること
が好ましく、たとえば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、ポリエーテルスルフォン
、ポリフェニレンサルファイド、アモルファスポリオレ
フィンあるいはエポキシ樹脂などを用いることができる
。ながでもポリメチルメタクリレート、ポリカーボネー
ト、ポリエーテルスルホン、アモルファスポリオレフィ
ンなどが好ましく用いられる。また配向膜としてはラビ
ング処理したポリイミドフィルムが好適に用いられるが
、二酸化珪素の斜め蒸着膜、ポリビニルアルコールのラ
ビング処理膜など当該分野で公知の配向膜ももちろん用
いることかできる。

この透光性基板上に形成された配向膜上に補償効果を有
する高分子液晶層を形成して本発明の補償板が製造され
る。ネマチック液晶性ポリマーと光学活性化合物よりな
る組成物を用いる場合には、溶液混合の場合を例にとる
と、まず両成分を所定の割合で溶媒に溶解し、所定濃度
の溶液を調製する。また液晶性高分子組成物の代わりに
自身でねじれネマチック配向性を示す光学活性ポリマー
を用いる場合は、単独で所定の溶媒に所定濃度で溶解し
て溶液を調製する。この際の溶媒はポリマーの種類よっ
て異なるが、通常はクロロホルム、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センなどのハロゲン化炭
化水素、これらとフェノールとの混合溶媒、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
シドなどを用いることができる６溶液の濃度はポリマー
の粘性によって大きく異なるが、通常は５から５０％の
範囲で使用され、好ましくは１０から３０％の範囲であ
る。この溶液を次に配向処理した透光性カラス板上、プ
ラスチック板上あるいはプラスチックフィルム上に塗布
する。配向処理の方法は特に制限されるものではないが
、液晶分子を界面と平行に配向させるものであればよく
、例えは基板上にポリイミドを塗布し、ラビング処理し
たポリイミドラビング処理ガラスあるいはフィルムなど
が好適に用いられる。塗布の方法としては、スピンコー
ド法、ロールコート法、プリント法、浸積引き上げ法な
どを採用できる。塗布後溶媒を乾燥により除去し、所定
温度で所定時間熱処理してモノドメインなねじれネマチ
ック配向を完成させる。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ほうか良く、したかって温度
は高いほうが好ましいが、あまり温度が高いとコストの
増大と作業性の悪化を招き好ましくない。

またポリマーの種類によっては、ネマチック相より高温
部に等方相を有するので、この温度域で熱処理しても配
向は得られない４以上のようにそのポリマーの特性にし
たがい、ガラス転移点以上で等方相への転移点以下の温
度で熱処理することが好ましく、一般的には５０℃から
３００℃の範囲が好適で、特に１００℃から２５０℃の
範囲が好適である。配向膜上で液晶状態において十分な
配向を得るために必要な時間は、ポリマーの組成、分子
量によって異なり一概にはいえないか、１０秒から１０
０分の範囲が好ましく、特に３０秒から３０分の範囲が
好ましい、１０秒より短い場合は配向が不十分となり、
また１００分より長い場合は得られる補償板の透明性が
低下することがある。またポリマーを溶融状態で、配向
処理した基板上に塗布したのち熱処理をすることによっ
ても、同様の配向状態を得ることができる。本発明の液
晶性高分子を用いてこれらの処理を行うことによって、
まず液晶状態で配向膜上全面にわたって均一なねじれネ
マチック配向を得ることができる。

こうして得られた配向状態を、次に該液晶性高分子のガ
ラス転移点以下の温度に冷却することによって、配向を
全く損なわすに固定化できる。

般的に液晶相より低温部に結晶相を持っているポリマー
を用いた場合、液晶状態における配向は冷却することに
よって壊れてしまう０本発明の方法によれば液晶相の下
にガラス相を有するポリマー系を使用するためにそのよ
うな現象が生ずることなく、完全にねじれネマチック配
向を固定化することができる。

冷却速度は特に制限はなく、加熱雰囲気中からガラス転
移点以下の雰囲気中に出すだけで固定化される。また生
産の効率を高めるために、空冷、水冷などの強制冷却を
行っても良い、固定化後の膜厚は０．１μｍから１００
μｍまでの範囲が好ましく、特に０．５μｍから５０μ
ｍまでの範囲が好ましい、補償層のΔｎは用いる高分子
液晶に種類によって決まるので、Δｎ−ｄの値を０．５
μｍがら２．０μｍに制御するなめには、用いる高分子
液晶の種類の選択と共に、膜厚ｄの選択が重要である。

膜厚が０．１μｍより小さいと、必要なねじれ角および
Δｎ−ｄが得られず、１００μｍを超えるとやはり必要
なねじれ角およびΔｎ−ｄが得られず、配向の効果も弱
くなり、均一な配向が得られにくくなる。

これらの塗布、乾燥、熱処理および冷却法をとることに
より、膜厚の値の変動幅が、±２％の範囲にある補償層
を有する補償板を製造できる。本発明の特徴は、上記の
ようにフィルムの片面のみを配向膜と接触させて配向制
御し、他の面はフリーの状態で、例えば空気相と接触さ
せた状態で高度な配向制御とその固定化ができることで
ある。

一般に液晶の配向制御は両界面を配向膜と接触させて行
うのが普通であり、片面が空気相のときは空気界面の分
子配向は一様でなくその影響により、膜厚方向の全領域
における均一な配向は得られない０本発明の場合、片面
のみの制御によりモノドメインのねじれネマチック配向
かでき、さらにそれを固定化できるという大きな特徴を
有する。

本発明の補償板か十分な補償効果を発揮し、品質の高い
白黒表示を得るためには、高分子液晶の膜より成る層（
補償層）の光学パラメータの厳密な制御が重要であり、
補償層を構成する分子が基板と垂直方向にらせん軸を有
するらせん構造をなし、そのねじれ角が１８０度から３
００度の範囲にあり、該液晶性高分子より成る膜の複屈
折Δｎと膜厚ｄの積Δｎ−ｄか０．５μｍから２．０μ
ｍの範囲にあり、がっΔｎ−ｄの値の変動幅が±２％の
範囲にあることが必要である。

ねじれ角およびΔｎ−ｄの値がこの範囲にないときは、
目的とする色補償効果が不十分で満足できる白黒表示が
得られない、またΔｎ−ｄの値の変動幅か±２％の範囲
より大きいときは、表示にむらが目立って見苦しく、低
品位の白黒表示しが得られない。

補償層を構成する分子が基板と垂直方向にらせん軸を有
するらせん構造をとり、かつ必要なねじれ角およびΔｎ
−ｄをもつためには、上記した基板に平行に分子を配向
させる能力を持っ配向膜上で、前述した量の光学活性化
合物をベースの高分子液晶のブレンドした組成物、また
は前述した比率の光学活性基を分子内に有する高分子液
晶を、上記した方法により配向、固定化し所定の膜厚と
すればよい。

このうにして得られた補償板は、そのままで使用し７て
も良いし、表面保護のために透明プラスチックの保護層
を設けてもよい、また偏光板などの他の光学素子と組み
合わせた形で使用してもよい。

以上のように本発明の製造方法によって製造された表示
素子用補償板、特にＳＴＮ液晶液晶デイスプレィ補色補
償板１枚の補償板で完全な白黒表示を可能にするばかり
でなく、液晶デイスプレィの薄型化、軽量化に寄与し、
きわめて工業的な価値の大きなものである。

（実施例） 以下に実施例を述べるが、本発明はこれらに制限される
ものではない、なお実施例で用いた各分析法は以下の通
りである。

（１）ポリマーの組成の決定 ポリマーを重水素化クロロホルムまたは重水素化トリフ
ルオロ酢酸に溶解し、４００ＭＨｚの１Ｈ−ＮＭＲ（日
本電子製ＪＮＭ−ＧＸ４００）で測定し決定した６ （２）対数粘度の測定 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。

（３）液晶相系列の決定 Ｄ　Ｓ　Ｃ（Ｄｕｐｏｎｔ　９９０　Ｔｈｅｒｍａｌ＾
ｎａｌｉｚｅｒ　）測定および光学膠徴鏡（オリンパス
光学■製ＢＨ２偏光顕微鏡）観察により決定した。

（４）ねじれ角およびΔｎ−ｄの決定 ねじれ角は偏光解析法により、またΔｎ−ｄはエリプソ
メーターにより測定したデータを解析処理して決定した
。

火豊五ユ テレフタル酸６０１１ｍｏｌ、メチルヒドロキノンジア
セテート３（１１１０１、カテコールジアセテート３０
１１０１および酢酸ナトリウム８０■を用いて窒素雰囲
気化で、１５０℃で１時間、２００°Ｃで１時間、２５
０℃で１時間と階段状に昇温しながら重合を行った４次
に窒素ガスを流しながら２５０℃で２時間重合を続け、
さらに減圧下に同じ温度で１時間重合を行った。つぎに
得られたポリマーをテトラクロロエタンに溶解し？過し
たのち、メタノールで再沈殿を行って、表１に示す性状
を有する精製ポリマー１０．５ｔを得た。

このポリエステルと次式に示す光字活性なポリエステル
を重量比で９５＝５の割合で含む濃度７３九ｈ＝０．１
５ （［］外の数字はモル組成比を示す、）この溶液を用い
て、１５ｃｓＸ２３ａｌｌの大きさで厚さが１．１■の
ガラス上に、ラビング処理したポリイミド層を有するガ
ラス基板に、スクリーン印刷法によりポリマー溶液を塗
布したのち乾燥し、２００℃Ｘ２０分熱処理後冷却して
、厚さ３．６μｍ′″Ｃ″膜厚の変動幅±１％の補償層
を有するねじれネマチック構造を固定化した補償板を作
製した。

この補償板のねじれ角は一２３０’　、Δｎ−ｄは０．
８３μｍであった。この補償板を用いて第１図に示す配
置に従い、ねじれ角が２３０”　、Δｎ−ｄが０．８７
μｍ、１／２００デユーティ−比のマルチプレックス駆
動ＳＴＮＭ晶セルの上面に積層し、さらにその上に潴光
板を貼付けてセルを作製しな。

この際の上下偏光板の方向、上下電極基板のラビング方
向、補償板の分子の配向方向は第２図に示すとうりであ
る。上下偏光板の偏光軸のなす角度は９０°、下偏光板
と下電極基板のラビング方向のなす角度は４５°、下電
極基板ラビング方向と補償板ラビング方向とのなす角度
は９０°、補償層の上偏光板と接する面の分子の配向方
向と上偏光板の透過軸のなす角度は４５゛である。この
液晶セルの表示はほぼ完全な白黒表示であり２色むらは
ほとんど見られなかった。

例２〜８および　　　１１および１２ 溶Ｗ＆重縮合法または酸クロライド法を用いて表１に示
す性状を有するポリエステルを合成した。

このポリマーを用いて表２に示した光学活性化合物およ
び組成比を用いて、表２の各基板上に補償板を作製しな
、補償板を作製するときの熱処理条件を表３の条件で実
施した。得られた補償板のねじれ角、Δｎ−ｄおよびΔ
ｎ−ｄの変動幅の値は表３に示すようであった。これら
の補償板を用いて、それぞれの光学パラメーターにあっ
たＳＴＮ液晶セル上に積層し、補償板の色補償効果をみ
た。

実施例のいずれの補償板も十分な補償効果を示し、色む
らの無いほぼ完全な白黒表示が得られた。

Ｋ胤■ユ テレフタル酸ジクロライド３５ｎＩＩｏｌ、メチルヒド
ロキノン２５１１１１０１、カテコール２５１１１１０
１、（Ｓ）−２−メチル−１，４−ブタジオール１．４
ｎｎｏｌおよびピリジン３５ｍ１を３００　ｍｌのオル
ソジクロロベンゼン中に溶解した溶液を、窒素気流下、
７０℃で３．０時間重合した０次に反応液を一過したの
ちメタノールに投入してポリマーを沈澱させ、濾過後減
圧乾燥して表１に示す性状を有するポリエステルを合成
した。収量は９．０　、であった。

この光学活性ポリエステルを用いて実施例１と同様にし
て補償板を作成し、補償性能を調べたところ、むらのな
いほぼ完全な白黒表示が得られた。

Ｋ１叢１１ ４．４′−ビフェニルジカルホン酸ジクロライド２５ｕ
ｏｌ、メチルヒドロキノン１８１１１１０１、カテコー
ル１８１１０１、（Ｓ）−３−メチル−１，６−ヘキサ
ンジオール０．６８ｎｍｏ　ｌおよびピリジン３０１を
２５０ｍ１のオルソジクロロベンゼン中に溶解した溶液
を、窒素気流下、７０℃で３時間重合した。

次に反応液を一過したのちメタノールに投入してポリマ
ーを沈澱させ、濾過後減圧乾燥して表１に示す性状を有
するポリエステルを合成した。収量は８．２ｇであった
。

この光学活性ポリエステルを用いて実施例１と補償板を
作成した。実施例１と同様にして液晶セルにセットして
性能をを調べたところ、むらのないほぼ完全な白黒表示
が得られた。

Ｌ敗叢１ テレフタル酸ジクロライド４０１ｎｏｌ、ヒドロキノン
２０１１＋１０１．２−メチル−１，４−ブタンジオー
ル２０１１１１０＋、ピリジン２５１を２００ｍ１のオ
ルソジクロロベンゼン中に溶解した溶液を、窒素気流下
、７０℃で３時間重合した６次に反応液をと過したのち
メタノールに投入してポリマーを沈澱させ、濾過ｕｋ＄
を圧乾燥して表１に示す性状を有するポリエステルを合
成した。このポリエステルと実施例８で使用した光学活
性ポリエステルを９７：３で含む組成物を用いて２０ｗ
ｔ％のジメチルアセトアミド溶液を調製し、熱処理を２
００°Ｃで１０分行った以外は実施例１と同様にして補
償板の作製およびそれを液晶セルに積層して補償効果の
検討を行った。偏光顕微鏡観察の結果、ポリドメインの
ねじれネマチック配向が固定化されていた。この補償板
の補償効果は非常に不完全であり、一部に白黒化された
部分はあるものの色むらが激しく実用に耐えるものでは
なかった６実施例 表 熱処理条件 Δｎ−ａ ねじれ角 １５０Ｘ３０ ５０Ｘ１０ ００ｘ３０ ００Ｘ２０ ６０Ｘ１０ ８０Ｘ５ ００Ｘ２ ００Ｘ５ ００Ｘ５ ２０Ｘ１０ ３０ ００ ３０ ４０ ８０ ７０ ３５ ４０ ４０ ４０ Δｎｄの変化中 色補償板効果 （発明の効果） 本発明の補償板は色むらの極めて少ない品質の高い白黒
表示が得られるのみならず、１枚の透光性基板を用いる
だけの簡単な構造であり、液晶デイスプレィ、特にＳＴ
Ｎ液晶デイスプレィの薄型化、軽量化に役立ち、きわめ
て工業的価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で用いた液晶セルの断面図を示
す。 第２図は本発明の実施例で用いた液晶セルを構成する材
料の各軸の相互の関係を示す６１・・・実施例１の補償
板搭載液晶セル２・・・上偏光板 ３・・・高分子液晶層（補償層） ４・・・基板カラス ５・・・液晶セル ６・・・下偏光板 ７・・・下偏光板透過軸 ８・・・上偏光板透過軸 ９・・下電極基板ラビング方向 ０・・・上電極基板ラビング方向 １・・・補償板基板のラビング方向 ２・・・補償層の上偏光板と接する面の分子の配向方向 ３・・・液晶セル分子のねじれ角 ４・・・補償層の分子のねじれ角 ５・・・７と９のなす角度 ６・・・１０と１１のなす角度 ７・・・７と８のなす角度 し１面の浄−を内容に変更ない 特許出即大　日本石油株式会社 同　　　　株式会社　リ　　コ 代　理　人　　弁理士　斉　藤　武　４同　　　　　　
弁理士　　川　　瀬　　良　　泊第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　透光性基板と該基板上に形成された配向膜と、該配向
   膜上に形成された、液晶状態でねじれネマチック配向し
   、液晶転移点以下ではガラス状態となる液晶性高分子よ
   り成る膜から構成される液晶表示素子用補償板であり、
   該液晶性高分子より成る膜を構成する分子が基板と垂直
   方向にらせん軸を有するらせん構造をなし、そのねじれ
   角が１８０度から３００度の範囲にあり、該液晶性高分
   子より成る膜の複屈折（Δｎ）と膜厚（ｄ）の積Δｎ・
   ｄが０．５μｍから２．０μｍの範囲にあり、かつΔｎ
   ・ｄの変動幅が±２％の範囲にあることを特徴とする液
   晶表示素子用補償板。