JPH0457017A - 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） 本発明は液晶デイスプレィの着色を解消し表示を白黒化
するために有用な液晶表示素子用補償板の製造法に関す
る。

（従来の技術） 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。たとえば単純マ）　ＩＪクス駆動方式のスー
パーツィステッドネマチック（以下ＳＴＮと略すン液晶
ディスブンイはマルチプレックス駆動ドットマ）　ＩＪ
クス方式で大画面表示が可能で、従来のライステンドネ
マチック（ＴＮ）型液晶ディスブＶイに比べてコントラ
ストが高（また視野角が広いなどの特徴があるため、パ
ーソナルコンピュータ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。

またアクティブマトリクス駆動方式の代表例である薄膜
トタンジスタ（以下ＴＰＴと略す）使用液晶デイスブＶ
イにおいてもその製造の困難さ以外に、応答速度の向上
、視角特性の向上などを目的としてセルギャップを薄（
しようとすると、同じく着色が生じるという重大な欠点
が発生する。

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液晶セルの上へ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
。またより簡便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（位相差フィルム）が開発され一部
実用化されている。

しかしながら２層セル方式はかなり品位の高い白黒表示
を実現できるものの、コストが高い、重い、厚いなどの
大きな欠点を有する。一方位相差フィルム補償方式は安
い、軽い、薄い等の長所咀・持つが、ねじれ構造を持た
ない一軸延伸フイルムであるため罠位相差のみの補償で
旋光分散の補償ができず、肝心の補償性能が不十分で疑
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。

本発明者らはこの両方式の欠点を補うものとして、ねじ
れネマチック構造を固定化した高分子液晶フィルムより
成る液晶表示素子用補償板を先に提案した（特願平１−
１５０５５０等）。該発明の補償板は配向膜付き透光性
基板上Ｗ形成された１枚のフィルムに２層セル方式と同
等の補償性能を付与せし７めた画期的なものであった。

しかしながらこの配向膜付き透光性基板は、製造時には
高分子液晶を配向させる役割を有するため配向能のほか
に耐熱性、耐溶剤性などが要求される。またこの透光性
基板は補償板の構成部材どしても使用されるために、透
明性、光学的等方性が要求される。この様に従来法では
透光性基板に対する要求が厳しく透光性基板の選択の幅
が挟まり、結果として補償板の性能、製品形態を制限し
ていた、（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは液晶性高分子を用いた当該発明の液晶表示
用補償板の有するかかる問題点を解決する手段について
鋭意検討した結果、かかる問題点が１枚の配向膜付き透
光性基板上に液晶性高分子乞配向せしめて補償層を形成
し、か一 つこの配向性基板をそのまま液晶表示素子用補償板の構
成部材として使用するために生ずることに着目した。す
なわち液晶性高分子を配向せしめる基板と液晶表示素子
用補償板の構成部材としての支持基板とを分離すれば、
前者は透明性、光学的等方性のないものでも使用でき、
また後者は耐熱性、耐溶剤性のないものでも使用できる
ことを見いだし、ついに本発明を完成した。

（発明を解決するための手段） すなわち本発明は、配向基板上に形成された液晶性高分
子より成る補償層を、透光性基板上に転写することを特
徴とする液晶表示素子用補償板の製造法に関する。

本発明の好ましい態様としてｔＬ液晶性高分子が液晶状
態ではねじれネマチック配向し、液晶転移点以下の温度
ではガラス状態となる液晶高分子である上記方法、透光
性基板がプラスチックフィルムである上記方法、透光性
基板が６＝ 偏光フィルムである上記方法、および透光性基板が液晶
表示セルの上面または／ｇよび下面のガラス基板である
上記方法が挙げられる。

以下本発明について詳細に説明する。

まず、本発明の製造法の概略を第１図に基づいて説明す
る。本発明においてはまず配向基板（１１）上に液晶性
高分子を塗布する。次に所定の温度で熱処理を行い液晶
性高分子を配向させた後冷却して配向構造を固定化して
補償層（１２）を形成させる。次にこの補償層の上に接
着剤または粘着剤（１３）を介して透光性基板（１４）
を貼り付ける。次に補償層を配向基板と補償層との界面
で剥離して、補償層を透光性基板側に転写することによ
り本発明の液晶表示素子用補償板（１５）を製造するこ
とができる。

本発明の配向基板とは高分子液晶配向能を有する基板を
いい、本発明で用いられる配向基板としては高分子液晶
な配向させる能力および所定の耐熱性、耐溶剤性を有し
、かつ補償層を剥離できる剥離性を持つものであればす
べて使用できる。配向能、要求される耐熱性、耐溶剤性
あるいは剥離性は、用いる高分子液晶の種類と性質によ
って異なるため−ａＶＣは言えないが、用いられる配向
基板の代表例としては、まずアルミ、鉄、銅などの金属
板、陶磁４製の板、はうろう板、ガラスなどのシート状
あるいは板状の基板の上に、公知のラビングしたポリイ
ミド膜、ラビングしたポリビニルアルコール膜あるいは
酸化珪素の斜め蒸着膜などの配向膜を有するものが挙げ
られる。また他の例としてはポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリエーテルケトン、ホ１ノヶトンサ
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、ホリフエニシンオキサ
イド、ポリエチレンテアフタレート、ポリエチレンテア
フタレート、ポリアセタール、ポリカーボネト、アクリ
ル樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース系プラスチ
ックス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などのプラスチ
ックスフィルムまたはシート表面を直接ラビング処理し
た基板、あるいはこれらのフィルムまたはシート上にラ
ビングしたポリイミド膜、ラビングしたポリビニルアル
コール膜などの配向膜を有する基板などを挙げることが
できる。またこれらのプラスチックスフィルムまたはシ
ートの内結晶性の高いものについては１軸延伸するだけ
で高分子液晶の配向能を持つものもあり、それらについ
ては直接ラビング処理またはラビングポリイミド配向膜
を付けることをせずともそのままで配向基板として用い
ることができる。例としてはポリイミド、ポリエーテル
イミド、ポリエテルエーテルケトン、ポリエーテルケト
ン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフ
タレートなどを挙一 げることができる。

これらの中でもガラスあるいは金属板上にラビングポリ
イミド層またはラビングポリビニルアルコール層をａ−
する配向基板、ポリイミド、ポリエチレンプレフタレー
ト、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリビニルアルコール等のフィルムあるいは
シートを直接ラビングした配向基板等が特に好ましい。

これらの配向基板上に液晶性高分子を塗布、乾燥、熱処
理し、均一でモノドメインなねじれネマチック構造を形
成させたのち冷却して、液晶状態にお（ｊる配向を損な
うことな（固定化することによりまず補償層を配向基板
上に形成する。本発明で用いられる液晶性高分子は、均
一でモノドメイ／なネマチック配向性を示しかつぞの配
向状態を容易に固定化できる液晶性高分子に所定前の光
学活性化合物を加えた組成物、または均一でモノドメイ
ンなねじれネマチツ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である。

まず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が１安
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配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液晶性高分子を用
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
、ポリマロネート、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宮むポリマーが最も
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。本発明で言５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をあげ
ることができる。

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。

（Ｘは水素、Ｃ７ｌ、Ｂｒ等の）・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
ル基を示すこれらのうち、ジオ ル成分としては次のような芳香族 および脂肪族のジオ ルを挙げることができる。

本発明で好ましく用いられるポリエステルとしては（、
）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）を構成成分として含み、好
ましくは、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。

１ｌ （Ｙは水素、Ｃ″ｌ、Ｂｒ等の）・ロケン炭素数１から
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。ｌはＯ〜２である。）、 ０（ＣＭり％０− （ｎは２から１２の整数を表わす） ＣＨ，ＣＢ、−０− ０（ＣＨ，八〇− なかでも などが好ましく用いられる（式中、Ｍ−はメチル基、Ｂ
％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。

Ｃノ ｔ−Ｂ％ Ｚ惧 （Ｚは水素、Ｃ７！、ＢＴ　　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＝１８＝ す。

ｍはθ〜２である。） 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。

なかでも、 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％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。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 の構造単位から構成されるポリマ の構造単位から構成されるポリマー Ｍ６ 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 の構造単位から構成されるポリマ の構造単位から構成されるポリマー オルン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、あるいはフッ素または含フツ
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。

６−　ｐ　。

　−Ｂｓ ＝２６＝ 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が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譬を及はす。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
も低い場合、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、液晶構造忙山来する機能が
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
成のコントロルによつ工容易に行える。ｍ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１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
ルとを溶媒に溶解し、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。

これらネマチック液晶性ポリマーにねじれを与えるため
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。光学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、ペ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が
できる。

（％＝８．９） （％＝７．８） （魯＝７．８） （％＝８．１０） 一３０＝ 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であればいずれも使用すること
ができるが、ペースポリマーとの相溶性の観点から液晶
性を示す高分子であることが望ましい。例として光学活
性な基を楢１−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
ることができる。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ができの構造体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 −（−Ｏ−係−Ｃ１ｉ−Ｃ鵡礪Ｏ±、 弘 −Ｅ−ｏ　＜　Ｃ為へＯ＋ （ｎ　−２〜１２）の構造単位から構 （ＯＣｌｌ２Ｃ鈎０＋−１ −ｆ−ＯＣＨＣＨ２０−’３− 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 ｌ） の構造単位から構成されるポリマー Ｂ 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 Ｍ＃ の構造単位から構成されるポリマー −ｆＯｃＨＣ罵Ｏ→− ＣＨ。

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。

また、これらのポリマーの分子蓋は、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
が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（ので好ましくなく、マた０、０５より小さい
場合は組成のコントロールが難しくなり好ましくない。

これらの組成物の調製は、ネマチック液晶性ポリエステ
ルと光学活性化合物を所定の割合で、固体混合、溶液混
合あるいはメルト混合などの方法によって行える。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
って異なるが、一般的には０．１から５０ｗｔ％の範囲
が好ましく、特に０．５から３０ｗ！％の範囲が好まし
い。０．１ｗｔ％より少ない場合はネマチック液晶に十
分なねじれを与えることができず、また５０ｗｔ％より
多い場合は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（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
マーは一３７＝ 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ができる。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。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、本部は光学活性炭素を
示す） ＣＡ −０−ＣＤ−ＣＡ２−０− Ｃ瓜 ０−Ｃｉムーｃｍ　−ＣＨ２−ｃ仏Ｏ 本 Ｃ７？ −０−Ｃ為−Ｃ゛茜−ＣＭ−ＣＨ２Ｃ偽ＣＨ２Ｏ＊ Ｃ′ｇ −０−ＣＭ、−ＣＥ−ＣＡ−嘴Ｏ− ＊ これら光学活性な基のポリマー中に占める割合は、０．
１から２０モル％の範囲が好ましく、特に０４５から１
０モル％の範囲が好ましい。光学活性な基の割合が０，
１％より少ない場合は補償板に必要なねじれ構造が得ら
れず、また２０モル％より多い場合はねじれ力が強すき
′て補償効果の低下を来し好ましくない。これらのポリ
マーの分子量ハ、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、３０℃で
測定した対数粘度が０．０５から３．０が好ましく、さ
らに好ましくは０．０７から２０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
度か弱（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ばす。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。

これらのポリマーの重合は前述した溶融重縮合法、ある
いは酸クロイド法を用いることによって行うことができ
る。

以上述べ一〇きた本発明の液晶性高分子の代表的な例と
しては、具体的には、 ＣＡ：　　コレステリル基、で示されるポリマーＣｍ／
ｎ−ｈ常９９．９１０．１〜８０／２０、好ましくは９
９．５１０．５〜９０／１０、 さらに好ましくは９９／１〜９５１５　）で示されるポ
リマー（鶴／７＄−通常９９．９１０．１〜７０／３０
、好ましくは９９．５１０．５〜９０／１０゜さらに好
ま しくは９９／ｌ〜９５１５、 ｑ：２〜２０の整数） コレステリル基 で示されるポリマー（悟／ｎ−通常９９．９７０．１〜
８０／２０、好ましくは９９．５１０．５〜９０／１０
、さらに好ま しくは９９／ｌ〜９５１５　） ７＋、 で示されるポリマー（ｍ／ｓ−通常９９．９１０．１〜
７０／３０、好ましくは９９．５１０．５〜９０／１０
、ざらに好ま しくを工９９／ｌ〜９５１５、 ｑ；２〜２０の整数） で示されるポリマ （ｋ　−１＋ｍ十ｎ１ ＆／１Ｌ＝９９．５１ ０．５〜９０／１０、好ましくは、 ９９／ｌ〜９５１５、 で示されるポリマー（−／ｎ−通常、 ９９．９／　０．１〜８０／ １　／　ｍ−５／　９５〜９５／　５ ２０、好ましくは９９．５７０．５〜９０／１０、さら
に好ま しくは９９／ｌ〜９５１５　） で示されるポリマー（＆−１＋漠十ｎ１＆／５−９９．
５１ ０．５〜９０／１０、好ましくは、 ９９／ｌ〜９５１５、 で示されるポリマー（倶／ｎ−０，５／９９．５〜１０
／９０、Ｌ／ｍ−５／９５〜９５１５） 好ましくは１／９９〜５／９５） で示されるポリマー混合物（（Ａ）／（Ｂ）−通常９９
．９１０．１〜７０／３０１餘比、好ましくは９９．５
１０゜５〜８０／２０、好ましくは９９／工〜９０／１
０．犠−に＋１％に／１−８０／２０〜２０／８０　）
で示されるポリマー混合物（（Ａ）　／　ＣＢ’）−通
常９９．９１０．１〜ｓ　ｏ／２０　（重量比）、好ま
しくは９９．５１０゜５〜８５１５、ざらに好ましくは
９９／１〜９５１５、ｋ−１＋ｍ、ｊ／ｍ−７５／２５
〜２５／７５、ｐ−ｑ＋ｒ。

７）／ｑ−８０／２０・〜２０／８０）（Ｂ）コレステ
リルベンゾエート で示されるポリマー混合物（（／ｆ）／（ｆ（）−通常
９９．９１０．１〜７０／３０　（重量比）好ましくは
９９．５７０．５〜８０／２０、好ましくは９９／１〜
９０／１０、Ｊｃ　−１＋　ｍ。

Ｌ　／　ｍ＝　２５／　７５〜７５／　２５、ｐ　−ｑ
　＋ｒ、　　ｑ　／　ｒ　−２０／８０〜８０／２０　
） （なお、率印は光学活性炭素を示す） などが挙げられる。

これらのポリマーの分子量は、各種溶媒中たとえばテト
ラヒドロフラン、アセトン、シクロヘキサノン、フェノ
ール／テトラクロロエタン（６０／４０　）混合溶媒な
どで、３０℃で測定した対数粘度が０．０５から３４０
、が好ましく、さらに好ましくは０．０７から２０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（なり好ましくない。また３０
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が生じる。

次に配向基板上に補償層を形成する方法についてさらに
詳しく説明する。まず用いる高分子液晶の種類に応じて
配向基板を選ぶことが重要である。すなわち、前述した
ように、液晶性高分子溶液を調製するために用いる溶媒
に侵されず、熱処理するときの温度に耐えられる配向基
板を選ぶ必要がある。また後の転写工程においては補償
層をこの配向基板から剥離するため適度な剥離性を有す
ることが望ましい。

これらの配向基板としては既に前述したが、たとえばポ
リエステル系液晶性高分子を用いるときの例では、直接
ラビングしたポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン
、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタ
レートのフィルムまたはシートなどがこれらの性質を満
足させ好ましい。

液晶性高分子として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ＤＩ定濃度の溶液を調製する。また高分子液晶組成
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−を用いる場合は、単独で所定の溶媒に所定
濃度で溶解し溶液を調製する。この際の溶媒はポリマー
の種類によって異なるが、通常はアセトン、メチルエチ
ルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、テトラヒ
ドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、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
。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５０ｗｔ％の範囲で使用され、好ましく
はＩＯから３０％の範囲である。この溶液を次に配向基
板上に塗布する。塗布法としては、スピンコード法、ロ
ールコート法、プリント法、カーテンコート法、浸漬引
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
じれネマチック配回な完成させる。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が良（、した
が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
に等吉相を有するので、この温度域で熱処理しても配向
は得られない。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吉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３
００℃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
概にはいえないが、通常１０秒から１００分の範囲が好
ましく、特に３０秒から６０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易く、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。本発明の高分子液晶を用いてこ
れらの処理を行うことによって、まず液晶状態で配回基
板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。この時のねじれ角あるいはねじれの方向
は、ポリマー中の光学活性単位の種類および比率あるい
は混合する光学活性化合物の種類あるいは蓋を調節する
ことによって調製することかできる。

こうして得られた配向状態を、次に該液晶性高分子Ｑ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（損なわずに固定化できる。一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。

本発明の方法によれは、液晶相の下にカラス相を有する
ポリマー糸を使用するためにそのような現象が生ずるこ
とな（、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。固定化後の補償層の膜厚は通常０．１μ
溝から１００μ慨までの範囲か好ましく、特に０．５μ
ｍから５０μ常までの範囲が好ましい。膜厚が０．１μ
惧より小さいと、必要なねじれ角およびΔｎａｄが得ら
れず、１００μｍを超えると配向膜の効果も弱（なり、
均一な配向が得られにく（なる。

本発明の補償板が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、この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７０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△ｎと膜厚ｄの槓Δｎ１ｌ
ｄが０．１μｍから３０μｍの範囲にあることが必要で
ある。特にＴＦＴ用の場合はねじれ角は通常７０度から
１５０度、好ましくは８０度から１２０度、△ｎ＠ｄ＋
Ｚ通常０．２から３．０μｍ。

０．３から２．８μｍの範囲が好ましく、ＳＴＮ用の場
合はねじれ角が通常１５０度から３００度、好ましくは
１７０度から２８０度、△ｎｏｄが通常０．１から１５
μｍ好ましくは０．３から１．２μｍの範囲が好ましい
。ねじれ角および八Ｂ　ａ　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。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９、かつ必要
なねじれ角およびΔｎ−ｄをもっためには、上記した配
向基板上に前述した量の光学活性化合物をベースの液晶
性高分子に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液晶性高分子を、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。

次に転写工程について説明する。まず、こうして得られ
た配向基板上の補償層と他の透光性基板とを、接着剤ま
たは粘着剤を用いて貼り付ける。次に配向基板と補償層
の界面で補償層と透光性基板を剥離し、補償層を透光性
基板側に転写して本発明の液晶表示素子用補償板が製造
される。

用いられる透光性基板の例としては、透明性、光学的等
方性を有するプラスチックフィルムが挙げられる。例え
ばポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ボリカー
ボネ−）、ｄ”Ｉエーテルスルフォン、ポリフェニレン
サルファイド、ボリアリレート、アモルファスポリオレ
フィン、トリアセチルセルロースあるいはエポキシ樹脂
などを用いることができる。なか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、
ボリアリレート、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。

また用いられる透光性基板の別な種類として偏光フィル
ムを例示することができる。偏光フィルムは液晶デイス
プレィに必須な光学素子であり、透光性基板として偏光
フィルムを用いれば補償層と偏光フィルムが一体化され
た光学素子とすることができ極めて好都合である。また
本発明で用いられる透光性基板の例として液晶表示セル
そのものを挙げることができる。液晶セルは上下２枚の
電極付きガラス基板を用いており、この上下いずれかあ
るいは両面のガラス上に補償層を転写すれば、表示セル
の基板ガラスそのものが補償板となる。

透光性基板と補償層を貼りつげる接着剤または粘着剤は
光学グ１ノードのものであれば特に制限はないが、アク
リル系、エポキシ系、エチレン−酢ビ共重合体系、ゴム
系などを用いろことができる。

補償層の透光性基板への転写は接着後配向基板を補償層
との界面で剥離することにより行える。剥離の方法はロ
ールなどを用いて機械的に剥離する方法、構成材料すべ
てに対する貧溶媒に浸漬したのち機械的に剥離する方法
、貧溶媒中で超音波を当てて剥離する方法、配向基板と
補償層との熱膨張係数の差を利用して温度変化を与えて
剥離する方法、配向基板そのものまたは配向基板上の配
向膜を溶解除去する方法などを例示することができる。

剥離性は用いる高分子液晶と配向基板との密着性によっ
て異なるため、その系に最も適した方法を採用するべき
である。

この様にして補償層、粘着剤（接着剤）層および透光性
基板の３層構造より成る本発明の液晶表示素子用補償板
が製造される。この補償板は、そのままで使用しても良
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。また偏光フィルム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液晶
表示素子用補償板は完全な白黒表示を可能にするばかり
でなく、コストが安（薄くて軽い。さらに透光性基板の
選択の幅がきわめて広く様々な性能および形態の補償板
とすることができ、ＳＴＮ液晶デイスプレィ、ＴＰＴ液
晶デイスプレィなどに応用できる極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。

（υ　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、４００ＭＩＩｇのＩＮ−ＮＭＲ（
日本電子製ＪＮＭ−ＧＸ４００）で測定し決定した。

（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重世比）混合溶媒中、３０℃で測定
した。

（３）　液晶相系列の決定 ＤＳ　Ｃ（ＤＪ　ｏｎｔ　９９０　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ａ
ｎａｌｉ＊ａｒ　）測定および光学顕微鏡（オリンパス
光学（抹）製ＢＨ２偏光顕微鏡υ観察により決定した。

（４）　　ねじれ角および△ｎｏｄの決定ねじれ角は偏
光解析法により、また△ｓａｄ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。

実施例１ （υ式で示した混合ポリマー（ベースポリマーの対数粘
度０．１８、ＴＱ−９５℃、光学活性ポリマーの対数粘
度０．１３）を含む１５ｗｔ％のフェノール／テトラク
ロロエタン（６０／４０重量比）溶液を調製した。この
溶液を用いて、１５ｃｍＸ　２３ｃＦｎの大きさで厚さ
が１２５μｍのラビング処理したポリイミドフィルム上
に、スクリーン印刷機を用いてキャストしたのち乾燥し
、２００℃８４０分熱処理を行い、次に冷却して固定化
した。この補償層のねじれ角は一２３１＠。

△ｎｌ１ｄは０．８４μｍであった。この補償層の上に
アクリル系接着剤を用いて１５ｃｒ！ＩＸ　２３ｃ＋ｙ
＋の大きさで厚さが１００μｍのポリエーテルスル７オ
ンフイルムを貼り付けた。次にポリイミドフィルムと補
償層の界面をロールを用いて静かに引き剥がした。

こうして作製した補償板を、第２図に示す配置にしたが
い１／２００デユーティ−駆動のねじれ角が２３０ｚ△
ｎ・ｄは０，８７μｍのＳＴＮ液晶セルの上面に配置し
、さらにその上に偏光板を貼付けて液晶セルを作製した
。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、補償層の分子の配向方向は第３図に示すとおりで
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４５６、上
電極基板ラビング方向と補償層の上電極基板と接する面
の分子の配向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色は完全な白黒であり、コントラス
ト比は６０、輝度は１００　ｃｄ／　ｔｎ”で、高品位
の表示が得られた。

中部は光学活性炭素を示す。

実施例２、 （υ式で示した混合ポリマー（ベースポリマーの対数粘
度０．１８、ＴＱ−９５℃、光学活性ボリマーノ対数粘
度０．１３）を含む１６ｗｔ％のフェノール／テトラク
ロロエタン（６０／４０重量比）溶液を調製した。この
溶液を用いて、１５αＸ２３ｃＩｒｌの大きさで厚さが
５０μｍのラビング処理したポリエーテルエーテルケト
ンフィルム上に、スクリーン印刷機を用いてキャストし
たのち乾燥し、２００℃Ｘ４５分熱処理を行い、次にＱ
却して固定化した。この補償層のねじれ角は−２３０６
、△ｎ１１ｄは０．８４μｍであった。この補償層の上
に、１５ｃｍＸ　２３ｃｍの大きさで厚さが１２０μ飢
の粘着剤付ぎ偏光フィルムを貼り付けた。このとき偏光
フィルムの透過軸と配向基板のラビング方向とのなす角
度は５度となるように貼り合わせた。次にこれをヘキサ
ン中に浸漬し超音波を５分照射したのち引き上げ、配向
基板と補償層を静かに引き剥がした。この偏光フィルム
付き補償板の補償層が液晶セル側になるように第２図の
配置（本実施例において第２図の２２の補償板が補償層
そのものである）でテストセルを組立て、その際の各光
学軸は第３図の配置になるようにし実施例１と同様にし
て補償効果を調べた。

この液晶セルの表示色は完全な白黒であり、コントラス
ト比は６５、輝度は１０５　ｃｄ／ｍ２で、高品位の表
示が得られた。

実施例３ 式（２）の光学活性ポリマー（対数粘度０．１５、Ｔｃ
ｔ−ｓｉ℃）の２０卸瀉テトラクロロエタン溶液を調整
した。別に１５ｃ＋＋＋Ｘ２３ｃ＋ｙ＋の大きさで厚さ
が２酊の表面研磨したステンレススチール板の上にポリ
ビニルアルコール水溶液を塗布し乾燥したのちラビング
処理して配向基板を作製した。

この上にポリマー溶液をスピンコード法により塗布し乾
燥したのち、１８０℃で４０分熱処理を行い、次に冷却
固定化して補償層を形成した。この補償層のねじれ角は
一２２８ｚ△ｎｏｄは０．８３５　μｍであった。

この補償層の上に、１５ｃｍＸ２３ｃｍの大きさで厚さ
が１２０μｍの粘着剤付きポリカーボネートフィルムを
貼り付けた。これを水中に１時間浸漬したのち、水中で
配向基板と補償層の界面を静かに引き剥がし乾燥した。

この補償板の補償層が液晶セル側になるように第２図の
配置でテストセルな組立て、その際の各光学軸は第３図
の配置になるようにし、実施例１と同様にして補償効果
を調べた。

この液晶セルの表示色は完全な白黒であり、コントラス
ト比は５９、輝度は１００　ｃｄ／ｍ２で、高品位の表
示が得られた。

式（３）の混合ポリマー（ベースポリマーの対数粘度０
．２１、Ｔｇ−６０℃、光学活性ポリマーの対数粘度０
．１８）の２０ｗｔ％ジメチルフォルムアミド溶液を調
整した。別に１５ｃｒｎ６６一 Ｘ２３ｃＩＩＬの大きさで厚さが５１１１の表面研磨し
たポリエーテルエーテルケトンシートを直接ラビング処
理して配向基板を作製した。この上にポリマー溶液をス
ピンコード法により塗布し乾燥したのち、１５０℃で２
０分熱処理を行い、次に冷却固定化して補償層を形成し
た。この補償層のねしれ角は−２２９；△ｎｏｄは０．
８４３／ｊｍであった。

この補償層の上に、１５ｃｍＸ　２３ｃＩｎの大きさで
厚さが１２０μｍ　ノ粘着剤付キ）リアセチルセルロー
スフィルムを貼り付けた。１時間数１置した後、配向基
板と補償層の界面をロールを用いて静かに引き剥がした
。この補償板の補償層が液晶セル側になるように第２図
の配置でテストセルを組立て、その際の各光学軸は第３
図の配置になるようにし、実施例１と同様にして補償効
果を調べた。

この液晶セルの表示色は完全な白黒であり、コントラス
ト比は６１、輝度は１０５　ｃｄ／−で、高品位の表示
が得られた。

本年は光学活性炭素を示す。

式（４）の光学活性ポリマー（対数粘度０．２３）の１
８ｗｔ％のトリクロロエタン溶液を調整した。別に１５
ｃｒｎＸ２３ｃｒｎの大きさで厚さが８０μｍのポリエ
チレンテレフタレートフィルムを直接ラビング処理して
配向基板を作製した。この上にポリマー溶液をカーテン
コート法により塗布し乾燥したのち、１００℃で２０分
熱処理を行い、次に冷却固定化して補償層を形成した。

この補償層のねじれ角は−２２７；△Ｂ　ｍ　ｄは０．
８３μ電であった。

この補償層の上に、１５ｃｌｒＬＸ　２３ｃｌｎの大き
さで厚さが１２０μｍの粘着付きポリエーテルスル７オ
ンフイルムを貼り付けた。これを−１５℃で１時間浸放
置したのち素早く配向基板と補償層の界面を静かに引き
剥がした。

この補償板の補償層が液晶セル側になるように第２図の
配置でテストセルを組立て、その際の各光学軸を工第３
図の配置になるようにし、実施例１と同様にして補償効
果を調べた。この液晶セルの表示色は完全な白黒であり
、コントラスト比は５８．輝度は１００　ｃｄ／ｍ”で
、高品位の表示が得られた。

（１）式で示した混合ポリマー（ペースポリマーの対数
粘度０．１８、光学活性ポリマーの対数粘度０．１３）
を含む１５ｗｔ％のフェノール／テトラクロロエタン（
６０／４０重量比）溶液を調製した。この溶液を用いて
、１５ｃｍＸ　２３ｃｎの大きさで厚さが５０μ倶のラ
ビング処理したポリエーテルエーテルケトンフィルム上
に、スクリーン印刷機を用いてキャストしたのち乾燥し
、２００℃Ｘ４０分熱処理を行い、次に冷却して固定化
した。この補償層のねじれ角は一２３０°１Δｎｏｄは
０．８４　ａｍであった。

次に実施例１で使用したＳＴＮ液晶セルの上面ガラス上
に粘着剤を均一に塗布した５、この粘着剤層の上に作製
した補償層付きポリエーテルエーテルケトンフィルムを
補償層の面が粘着剤層と接するようにして貼合わせた。

１時間放置後ポリエーテルエーテルケトンフィルムのみ
を静かに引き剥し、補償層を液晶セル上面ガラス上に転
写し、さらにその上に偏光フィルムを貼付けた。この際
の各光学軸は第３図のように設定した。こうして作製し
たテストセルの表示は、完全に無彩色でありきれいな白
黒表示が得られち実施例７゜ （式５）で示した混合ポリマー（ベースポリマーの対数
粘度０．１８、Ｔｇ＝７２℃）の１５ｗｔ％フェノール
テトラクロロエタン溶液を調整した。配向基板として１
０偲Ｘ１０ｃ１ｎの大きさの直接ラビングしたポリイミ
ドシートを用い、この溶液をスピンコード法により塗布
した。塗布、乾燥後、１５０“Ｃで３０分熱処理し、冷
却固定化して補償層を形成した。補償層のねじれ角は一
９０度、△ル・ｄは０．５２μｍであった。

この補償層の上に粘着付き偏光フィルムを貼合わせた後
、ポリイミドフィルムと補償層の界面を靜かに剥離し補
償層を偏光フィルム側に転写した。

次にねじれ角９０度、へｎ＠ｄｏ、５２μ雪のツィステ
ッドネマチック（ＴＮ）Ｕ晶セルの上に、補償層がセル
側になるようにしてこの補償板を配置した。この際各光
学軸の設定は、液晶セル上電極基板のラビング方向と補
償層の上電極基板に接する而の分子の配回方向とがなす
角度が９０度、上下２枚の偏光フィルムのなす角度が０
度となるようにした。

このテストセルの補償効果を調べた結果、補償板を用い
ないときに比べてはるかに完全な黒色が得られた。

本年は光学油性民事を示す。

（発明の効果） 本発明の液晶表示素子用補償板の製造法は配回基板と透
光性基板と役割を分離したために、基板の選択の幅が大
幅に広がり、様々な性能、形態の補償板を製造でき、Ｔ
ＰＴＳＴＮタイプなどの各種液晶デイスプレィの高性能
化、軽量化、薄型化および低コスト化にきわめて有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示素子用補償板の製造法を説明
する図である。 第２図は本発明の実施例で使用した液晶セルの断面図で
ある。 第３図は本発明の実施例で用いた液晶セルを構成する材
料の各光学軸の相互の関係を示す。 １１：配向基板 １２：補償ＩＶＩ（高分子液晶Ｎ１） １３：粘着剤層 １４：透光性基板 １５：本発明の補償板 ２１：下偏光板 ２２；本発明の補償板 ２３：ＳＴＮ液晶セル ２４：下偏光板 ３１：下偏光板透過軸 ３２：上偏光板透過軸 ３３：下電極基板ラビング方向 ３４：上電極基板ラビング方向 ３５：補償層の上電極基板と接している面の分子の配向
方向 ３６：補償層の上偏光板と接している面の分子の配向方
向 ３α：液晶セル分子のねじれ角 ３ｂ；補償層の分子のねじれ角 ３Ｃ：３１と３３のなす角度 ３ｄ　：　３４と３５のなす角度 ３ｓ　：　３１と３２のなす角度 ３ｆ二３２と３６のなす角度 ’−Ｍ−一ノ 手 続 補 正 書 平成２年７月２６日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）配向基板上に形成された液晶性高分子より成る層
   を、透光性基板上に転写することを特徴とする液晶表示
   素子用補償板の製造法。
2. （２）液晶性高分子が液晶状態ではねじれネマチツク配
   向し、液晶転移点以下の温度ではガラス状態となる液晶
   性高分子であることを特徴とする請求項第１項記載の製
   造法。
3. （３）透光性基板がプラスチックフィルムであることを
   特徴とする請求項第１項記載の製造法。
4. （４）透光性基板が偏光フィルムであることを特徴とす
   る請求項第１項記載の製造法。
5. （５）透光性基板が液晶表示セルの上面または／および
   下面のガラス基板であることを特徴とする請求項第１項
   記載の製造法。