JPH06300920A - 液晶表示素子用補償板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 視角特性の改良された液晶表示素子用補償板
を提供する。 【構成】 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ガラス状態となる液晶性高分子層を
含む液晶表示素子用補償板であり、該液晶性高分子とし
て主鎖をなす結合がオルソ位である芳香族単位およびメ
タ位である芳香族単位を含む光学活性なポリエステルで
あるか、該ポリエステルおよび／または主鎖をなす結合
がオルソ位である芳香族単位およびメタ位である芳香族
単位を含むポリエステルならびに光学活性化合物からな
る組成物を用いた構成としたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子用補償板に
関する。さらに詳しくは本発明はねじれネマチック液晶
表示素子のもつ着色を解消すると同時に視野角依存性を
も軽減することができる新規な液晶表示素子用補償板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイは高精細の画像を表示
できる素子であるが故にブラウン管にかわり大きな地位
を占めつつある。しかし、液晶分子のねじれ角が１８０
°〜３００°のスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）
液晶ディスプレイの場合、あるいはねじれ角がほぼ９０
°のツイストネマチック（ＴＮ）液晶ディスプレイを電
圧無印加時に黒表示となるノーマリーブラックモードで
用いる場合、液晶分子の複屈折性により表示画像は白黒
表示とならず着色してしまうことが大きな問題であっ
た。この着色は画像の視認性を悪くし、目の疲労を招き
やすい。更にはカラーフィルターと組み合わせた場合に
は正確な色の表示を妨げるため、該表示素子のカラー化
を困難にしていた。

【０００３】また、液晶分子は光学的に異方性を持って
いるために正面以外の角度から該表示素子を見た場合に
は色調の変化、コントラストの低下および表示画像の反
転が起きてしまう。このことは該表示素子がブラウン管
に対して持つ重大な短所であり、特に大画面の該表示素
子を見た場合には正面以外の周辺部ではある程度の視角
がついてしまい、画面全体にわたる鮮明な画像を得るこ
とができなかった。液晶ディスプレイとして種々の方法
が考案されているが、その中でも特にＳＴＮ液晶ディス
プレイのように液晶分子の基板平行配向時を暗表示とす
るタイプのディスプレイに対し、厚さ方向の屈折率を制
御した複屈折体が視角特性の改良された色補償効果を持
つことが報告されている。これは例えば、延伸方向に対
して正の複屈折性を示すポリカーボネートフィルムと負
の複屈折性を示すポリスチレンフィルムの異常光軸をそ
ろえて貼り合わせることによって全体の厚み方向の屈折
率を制御する方法や、あるいは一枚のポリカーボネート
フィルムの延伸条件を適性化することによって膜厚方向
の屈折率を制御する方法が考案されている。しかしなが
ら、これらの方法は極めて高度な延伸技術、貼り合わせ
技術を有するために製造が難しく、製造コストが高くな
り、また得られたフィルムの効果は必ずしも満足すべき
ものではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らはすでに液
晶ディスプレイの補償板として通常の一軸延伸されたプ
ラスチックフィルムよりなる位相差フィルムに比べて、
はるかにすぐれた色補償効果を有するところのねじれ耕
造を持つネマチック液晶高分子のフィルムよりなる光学
素子の発明に至った（特願平２−１３５４０、特願平１
−１６２６４４、特願平２−９３１７１、特願平２−９
３１７２等）。しかしながら、これらの補償板は視角特
性に関する改良がさらに望まれており、鋭意検討した結
果ついに本発明に到達した。本発明は従来の液晶表示素
子用補償板の欠点を解消し、特定の液晶性高分子を用い
ることにより、膜厚方向の屈折率と複屈折を制御でき、
色補償効果はもちろんのこと視角特性の大幅に改良され
た液晶表示素子用補償板を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、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
温度でガラス状態となる液晶性高分子層を含む液晶表示
素子用補償板であり、該液晶性高分子層が主鎖をなす結
合がオルソ位である芳香族単位およびメタ位である芳香
族単位を含むポリエステルからなり、該ポリエステルが
光学活性をもたない場合には光学活性化合物も必須成分
として含有することを特徴とする液晶表示素子用補償板
に関する。

【０００６】以下、本発明について詳しく説明する。本
発明の補償板は、前述のとおり、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ガラス状態と
なる液晶性高分子層を含み、該液晶性高分子層は、光学
活性を有すると共に、主鎖をなす結合がオルソ位である
芳香族単位およびメタ位である芳香族単位を含むポリエ
ステルからなることを特徴とする。光学活性は上記ポリ
エステル自体が有していてもよく、また別途光学活性化
合物を添加することによって付与してもよい。従って該
液晶性高分子層は主鎖をなす結合がオルソ位である芳香
族単位およびメタ位である芳香族単位を含む光学活性な
ポリエステルで構成しても、また該ポリエステルおよび
／または主鎖をなす結合がオルソ位である芳香族単位お
よひメタ位である芳香族単位を含む光学活性をもたない
ポリエステルならびに光学活性化合物からなる組成物で
構成してもよい。本発明で用いる液晶性ポリエステルは
オルソ置換芳香族単位およびメタ置換芳香族単位さらに
は、所望によりパラ置換芳香族単位も含んでいる。ここ
でいうオルソ、メタおよびパラとはポリエステルの主鎖
をなす結合がそれぞれの芳香族単位においてオルソ、メ
タおよびパラ位を占めることを意味する。

【０００７】本発明の補償板は、一つの態様として、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
温度でガラス状態となる液晶性高分子層を含み、これが
主鎖をなす結合がオルソ位である芳香族単位およびメタ
位である芳香族単位を含むポリエステルおよび光学活性
化合物からなる組成物によって構成されるていることを
特徴とする。かかる液晶性高分子層の製法としては、例
えば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前記の
液晶性ポリエステルに、ねじれを誘起するための所定量
の光学活性化合物を加えた組成物を塗布、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するものである。

【０００８】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、液晶の相系列としてネマチック相より低温部に結
晶相を持たないことが重要である。これらの相が存在す
る場合、固定化のために冷却する際に必然的にこれらの
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、補償効果ともに
不満足なものになってしまう。したがって本発明の補償
板の製造方法においては、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。本発明でいうオルソ置換芳香族単位の例としては次
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。

【０００９】

【化１】

【００１０】（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。

【００１１】

【化２】

【００１２】本発明でいうメタ置換芳香族単位として、
次に示すようなイソフタル酸単位、レゾルシノール単位
および３−ヒドロキシ安息香酸単位などを例示すること
ができる。

【００１３】

【化３】

【００１４】（Ｗ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Ｐ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。

【００１５】

【化４】

【００１６】本発明で用いられる前記ポリエステルとし
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
て含む。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。

【００１７】

【化５】

【００１８】（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。１は０〜２である。）

【００１９】

【化６】

【００２０】なかでも、

【化７】

【００２１】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。

【００２０】

【化８】

【００２１】（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。）

【００２２】

【化９】

【００２３】なかでも、

【化１０】 などが好ましい。

【００２４】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。

【００２５】

【化１１】

【００２６】ポリエステル中の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る場合には、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およびメタ置換芳香族単位の割合は
全モノマー単位に対しそれぞれ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３
０モル％の範囲である。オルソ置換芳香族単位が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。メタ置換芳香族単位が５モ
ル％より少ない場合は、目的とする視角特性の改良効果
が得られず好ましくない。また、どちらの単位も４０モ
ル％より多い場合は、ポリマーが液晶相を示さなくなる
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。

【００２７】

【化１２】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００２８】

【化１３】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００２９】

【化１４】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００３０】

【化１５】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００３１】

【化１６】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００３２】

【化１７】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００３３】

【化１８】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００３４】

【化１９】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００３５】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、得られた液晶性高分子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
ど問題点が生ずる。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、ガラス転移点が通常０
℃以上、好ましくは１０℃以上であり、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０℃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、液晶構造に由来する機能が低下してしまい好まし
くない。

【００３６】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。溶融重合法で重合す
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、高真空下で重合することに
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
重合法を使用する場合には、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。

【００３７】これらネマチック液晶性ポリマーにらせん
構造を誘起す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、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
物を例示することができる。

【００３８】

【化２０】

【００３９】

【化２１】

【００４０】本発明で用いられる光学活性化合物とし
て、次のような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であることが望ま
しい。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る。

【００４１】

【化２２】 の構造体から構成されるポリマー、

【００４２】

【化２３】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００４３】

【化２４】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００４４】

【化２５】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００４５】

【化２６】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００４６】

【化２７】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００４７】

【化２８】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００４８】

【化２９】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００４９】

【化３０】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００５０】

【化３１】 の構造単位から構成されるポリマー、

【００５１】

【化３２】 の構造単位から構成されるポリマー。

【００５２】これらのポリマー中に占める光学活性な基
（単位）の割合は通常５モル％〜８０モル％であり、好
ましくは１０モル％〜６０モル％が望ましい。

【００５３】また、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くので好ましくなく、また０．０
５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。

【００５４】これらの組成物の調製は、前記ネマチック
液晶性ポリエステルと光学活性化合物を所定の割合で、
固定混合、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
ｔ％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らせん構造を付与することがで
きず、また５０ｗｔ％より多い場合は配向性に悪影響を
およぼす。

【００５５】本発明の補償板の別の態様では、前記した
ような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液晶性ポリエステルを用
いることもできる。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
オルソ置換芳香族単位およびメタ置換芳香族単位を含む
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＊印は光学活性炭素を示す）

【００５６】

【化３３】

【００５７】

【化３４】

【００５８】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
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％より少ない場合は補償板に十分なねじ
れを与えられず好ましくない。また２０モル％より多い
場合は液晶配向能の低下を来し好ましくない。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、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、得られた液晶性高分
子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が生じる。またこれら
ポリエステルのガラス転移点は、用途にもよるが、通常
０℃以上、好ましくは１０℃以上、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０℃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。

【００５９】これらのポリマーの重合は前述した溶融重
縮合法、あるいは酸クロライド法を用いることによって
行うことができる。またこれらの光学活性のポリエステ
ルと前記した光学活性をもたないポリエステルと所望に
より前記した光学活性化合物とを組合せることもでき
る。

【００６０】本発明で製造される補償板の代表的な形態
は、前記特定の液晶性高分子層が透光性基板上形成され
た配向膜上に形成されるかもしくは透光性基板上に直接
形成せしめられるものである。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
ラスチックシート偏光フィルム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、ホウケイ酸ガ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、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、ポリエーテルスルフ
ォン、アモルファスポリオレフィン、トリアセチルセル
ロースなどが好ましく用いられる。

【００６１】また配向膜としてはラビング処理したポリ
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等の塗布膜
またはフィルムやシートなどが好適に用いられるが、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
とができる。またプラスチックフィルムによっては、ポ
リイミド等を塗布することなく直接布等で一方向にこす
ることによって配向能を付与することもできる。これら
の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
えば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。

【００６２】この配向膜上に補償効果を有する液晶性高
分子膜を形成されるが、本発明の補償板は、例えば、前
記透光性基板上に形成された配向膜上に液晶性高分子膜
を形成させる方法や、配向膜上に形成された液晶性高分
子膜を透光性基板に転写することにより製造される。ネ
マチック液晶性ポリエステル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エステ
ルを用いる場合は、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、Ｎ−メチルピロリドンなど
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５０％の範囲で使
用され、好ましくは１０から３５％の範囲である。

【００６３】次にこの溶液を配向膜またはフィルムやシ
ート上に塗布する。塗布の方法としては、スピンコート
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方がよく、
したがって温度は高い方が好ましいが、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、液晶相より高温部に等
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。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３０
０℃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、３０秒から１００分
の範囲が好ましく、特に６０秒から６０分の範囲が好ま
しい。３０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。これらの処理を行
なうことによって、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。
このとき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あるいは量を調節することによ
って調節することができる。

【００６４】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、ねじれネマチック配向を全く壊すことなく固定化
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
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
の雰囲気中にだ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なって
もよい。

【００６５】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、たと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なうのが
一般的であり、片面が空気相の時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。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がで
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。

【００６６】本発明によって製造される補償板が十分な
色補償および視角補償効果を発揮するためには、液晶性
高分子の膜よりなる層（補償層）の膜厚を液晶表示セル
に応じマッチングさせることが必要である。適正な膜厚
は、補償される液晶表示体の光学パラメータ、補償板の
面内および厚さ方向の屈折率に依存するため一概には言
えないが、通常０．１μｍから５０μｍの範囲であり、
特に０．４μｍから４０μｍまでの範囲が好ましい。
０．１μｍより薄い場合は十分な補償効果が得られない
場合があり、５０μｍより厚い場合は液晶性高分子の配
向能が損なわれてしまう。膜厚の制御は、塗布するポリ
マー溶液の濃度、塗工装置の条件制御等により容易に行
なうことができる。

【００６７】本発明の補償板が十分な補償効果を発揮す
るためには、この補償層の光学パラメータの制御が重要
である。通常、補償層を構成する分子が基板とほぼ垂直
方向にらせん的な構造を有しており、そのねじれ角が７
０度から３００度の範囲にあり、該液晶性高分子よりな
る膜の複屈折Δｎと膜厚ｄの積Δｎ・ｄが通常０．１〜
３．０μｍの範囲にあることが望ましい。これらの制御
のためには、前述の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、上述した方法により配向、固定化し所定の
膜厚とすればよい。

【００６８】また、本発明の補償板は、このようにして
形成された配向基板（膜）上の液晶性高分子層を透光性
基板に転写しても得られる。この場合の方法は特に限定
されないが、通常、液晶性高分子層と透光性基板を接着
剤または粘着剤を用いて貼り付け、次いで、配向基板
（膜）と液晶性高分子層（補償層）の界面で補償層を剥
離し、補償層を透光性基板側に転写して、液晶表示素子
用補償板を得る方法が望ましい。この場合に用いられる
透光性基板としても前述と同様のものがあげられ、さら
に、液晶表示素子そのものの上も転写されうる透光性基
板として用いることも可能である。

【００６９】このようにして得られた補償板はそのまま
使用してもよいし、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。また偏光板など他の光学素子
と一体化した形で使用してもよい。このようにして得ら
れた液晶性高分子のフィルムは暗表示において液晶分子
が基板に略平行に配向し、ねじれながら厚さ方向に積み
重なっているタイプの液晶表示体、たとえばＳＴＮ液晶
ディスプレイに対して色補償および視角補償効果を示
す。また、このようにして得られた補償板はカラー表示
のためのカラーフィルターを有する表示体にも使用する
ことができる。以上のように本発明の補償板製造は、補
償層全体にわたりモノドメインで均一なねじれネマチッ
ク構造を固定化できることから、これによって製造され
る補償板は液晶ディスプレイの着色および視角依存性の
改善に大いに貢献することができ、また簡便な方法であ
ることから製造コストを低く抑えることができ、工業的
にきわめて価値が大きい。

【００７０】

【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１〜８で用いたポ
リマー、サンプル作製法および分析、測定法は以下の通
りである。

【００７２】実施例１〜８ （１）ポリマーの合成 表１実施例１〜８のポリマー組成欄に示すような組成の
モノマー混合物、および酢酸ナトリウムを用いて窒素雰
囲気下で、１５０℃で１時間、２００℃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なった。
次に窒素ガスを流しながら２５０℃で２時間重合を続
け、さらに減圧下で同じ温度で１時間重合を行なった。
次に得られたポリマーをテトラクロロエタンに溶解した
のち、メタノールで再沈澱を行なって式（１）〜（８）
の精製ポリマーをそれぞれ得た。これらのポリマーはい
ずれもガラス転移点を相転移点としてネマチック相→ガ
ラス相の相系列を示した。

【００７３】（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。

【００７４】（３）ＤＳＣの測定 Ｄｕｐｏｎｔ ９９０ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｉｚ
ｅｒを用いて測定した。

【００７５】 （４）ポリマーの常光、異常光成分の屈折率の測定 該ポリマーをフェノールとテトラクロロエタンの混合溶
媒に溶解させ、全ポリマー濃度１５ｗｔ％の塗布溶液を
調製した。高屈折率ガラス板（Ｈｏｙａ製、屈折率１．
８４）上に上記のポリマー溶液を塗布、乾燥させて厚さ
３．０μｍの膜を形成した。これを２２０℃×１５分の
熱処理後、冷却により配向させ、ナトリウムランプから
射出される光（Ｎａ_Ｄ線、波長５８９．６ｎｍ）を利用
してアッベ屈折計（アタゴ（株）製Ｔｙｐｅ−４Ｔ）に
より常光、異常光成分の屈折率を測定し、表１に示し
た。

【００７６】（５）補償板の作製 各ポリマーに式（９）〜（１１）に示す光学活性物質を
表２のキラル種類およびキラル添加量にしたがって添加
し、テトラクロロエタンに溶解させた溶液を、ラビング
処理ポリイミド配向膜を有するガラス板上にスピンコー
ト法で塗布し、乾燥後、オーブンにて２４０℃×１５分
熱処理して２３０度右ねじれ、リタデーション０．８４
μｍのねじれネマチック構造の液晶性高分子層を有する
補償板を得た。

【００７７】（６）視野角の測定 図１に示すようにＳＴＮのテストセル（２３０度左ねじ
れ、リタデーション０．８４μｍ）の上にテストセルの
上面のラビング方向と補償板下面のラビング方向が直交
するように重ね合わせた。この状態でテストセルをＯ
Ｎ，ＯＦＦさせ、表示が反転しない、すなわちコントラ
スト１以上を示す領域を上下右左方向において目視で比
較例１の補償板の場合と比較した。また、全方位、全角
度において明度測定を行ない、比較例１の補償板を使用
した結果に対して、面積比でどの程度コントラスト１以
上を示す領域が拡大したかを比較し、％表示で示した。
その結果、表２に示すようにどの補償板も比較例１の補
償板に対してコントラスト１以上を示す領域が拡大し、
視野角改良効果が認められた。

【００７８】比較例１ モノマーとしてテレフタル酸、イソフタル酸、ヒドロキ
ノンジアセテート、メチルカテコールジアセテートを使
用して、実施例１〜８に示した合成法と同様の方法によ
って表１比較例１および式（１２）に示すようなポリマ
ーを得た。このポリマーを式（９）に示す光学活性物質
を２．３１ｗｔ％添加して実施例１〜８と同様の方法で
サンプルとし、視野角特性の評価を行なった。その結
果、表２に示すように実施例１〜８のいずれのサンプル
よりもコントラスト１を示す領域が狭く、視野角特性が
劣っていた。実施例及び比較例で用いた式（１）〜（１
２）のポリマーは次のとおりである。

【００７９】

【化３５】

【００８０】

【化３６】

【００８１】

【化３７】

【００８２】

【化３８】

【００８３】

【化３９】

【００８４】

【化４０】

【００８５】

【化４１】

【００８６】

【化４２】

【００８７】

【化４３】

【００８８】

【化４４】

【００８９】

【化４５】

【００９０】

【化４６】

【００９１】表１に本発明の実施例１〜８および比較例
１で得られたポリマーの組成、対数粘度、ガラス転移
点、常光成分の屈折率、異常光成分の屈折率を示す。

【００９２】

【表１】

【００９３】表２に本発明の実施例１〜８および比較例
１で得られたポリマーを使用して補償板を作製する際に
添加した式（９）に示す光学活性物質の量をキラル添加
量として示した。また、作製した補償板を搭載したＳＴ
Ｎディスプレイの視野角特性を目視にて上下右左方向で
比較し、さらに全方位、全角度にわたって明度測定法に
よって比較例１と比較し、コントラスト１以上を示す領
域の増加率を示した。

【００９４】

【表２】

【００９５】

【発明の効果】本発明の補償板は液晶ディスプレイの高
性能化に大きな威力を発揮する。特にねじれネマチック
モードを使用する液晶ディスプレイの表示を完全に白黒
化することができる。さらに表示が良好に視認できる視
角範囲を大幅に広げることができ、工業的にきわめて価
値が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いたＳＴＮディスプレイと
補償板の構成およひ各光学軸の向きを示す図である。

【符号の説明】

１１ 下偏光板透過軸 １２ 上偏光板透過軸 １３ 下電極基板ラビング方向 １４ 上電極基板ラビング方向 １５ 補償層の上電極基板と接している面の分子の配
向方向 １６ 補償層の上偏光板と接している面の分子の配向
方向 １ａ 液晶セル分子のねじれ角 １ｂ 補償層の分子のねじれ角 １ｃ １１と１３のなす角度 １ｄ １４と１５のなす角度 １ｅ １１と１２のなす角度 １ｆ １２と１６のなす角度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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ガラス状態となる液晶性高分子
   層を含む液晶表示素子用補償板であり、該液晶性高分子
   層が主鎖をなす結合がオルソ位である芳香族単位および
   メタ位である芳香族単位を含むポリエステルからなり、
   該ポリエステルが光学活性をもたない場合には光学活性
   化合物も必須成分として含有することを特徴とする液晶
   表示素子用補償板。