JPH08248225A - 偏光素子とその製造方法および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】一軸配向したポリアゾ色素とポリジアセチレン
を用いて高性能の偏光素子とその製造方法および液晶表
示装置を提供する。 【構成】下記一般式（１）で表されるポリアゾ系色素材
料が一軸配向している膜と下記一般式（２）で表される
構造を有するジアセチレン化合物が重合したポリジアセ
チレンが一軸配向している膜とを積層したことを特徴と
する偏光素子。 【化１】 Ａｒ₁ −Ｎ＝Ｎ−Ａｒ₂ −Ｎ＝Ｎ−Ａｒ₃ （１） （式中、Ａｒ₁ 、Ａｒ₃ はそれぞれ独立に芳香環を有す
る特定の基から選ばれる。） 【化２】 （ここで、Ｒ₁ は特定の基から選ばれる。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は偏光素子とその製造方法
および液晶表示装置に関する。詳しくは、高配向の二色
性色素からなる色素膜と高配向のポリジアセチレンから
なる色素膜を積層した偏光素子および液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】偏光素子は液晶ディスプレイ（以下、Ｌ
ＣＤと記すことがある。）の表示に欠かせないものとし
て広く使用されている。現在、偏光素子は、延伸配向し
たポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと記すことがあ
る。）またはその誘導体からなるフィルムにヨウ素や複
数の種類の二色性染料を吸着させることによって製造さ
れている。

【０００３】最近、フルカラーのＬＣＤが極めて活発に
開発されてきており、液晶セルをフルカラーにするには
カラーフィルターが用いられている。該ＬＣＤでは多彩
な色を表示するために液晶セルに高いコントラスト比が
要求される。液晶セルのコントラスト比を高める一つの
有力な方法は使用する偏光素子の偏光性能を広い波長範
囲で向上させることである。また、該ＬＣＤではカラー
フィルターの光吸収のために、透過光量は非常に小さく
なるので、明るいＬＣＤを得るためには強いバックライ
トを用いなければならず、液晶セルの温度上昇や消費電
力が大きくなる。

【０００４】すなわち、高性能のフルカラーＬＣＤを製
造するためには、偏光性能が優れ、極めて高い偏光度を
保つことにより、高いコントラスト比を実現して画質を
高めるとともに、バックライトによる温度上昇に耐える
偏光素子が要求されていた。

【０００５】しかしながら、偏光素子としてヨウ素を用
いた偏光膜は、広い波長範囲にわたって初期の偏光性能
は優れているが、水や熱に対して弱く、高温高湿の条件
下で長期間使用する場合にはその耐久性に問題があっ
た。耐久性を増すために、保護膜等の種々の方策が取ら
れているがまだ充分ではなかった。また、染料を吸着さ
せた偏光素子ではヨウ素を吸着させたものに比べ、水や
熱に対する耐久性には優れているが、偏光性能がまだ充
分ではなかった。また、この場合複数の種類の染料を使
用して広い波長範囲で偏光性能を確保することが行われ
てきた。

【０００６】一方、Ｊ．Ｃ．Ｗｉｔｔｍａｎｎらは、ポ
リテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記すこと
がある。）を加熱しながら圧力をかけてガラス基板にこ
すりつけることにより、配向したＰＴＦＥ薄膜が得られ
ることを示した。これを配向膜とすることにより、この
膜上にアルカン類、液晶分子、ポリマー、オリゴマー、
無機塩などを配向させることができることが報告されて
いる〔ネイチャー（ＮＡＴＵＲＥ）第３５２巻、４１４
頁（１９９１年）〕。この技術は１μｍ以下の薄膜でも
分子の一軸配向が可能である。たとえば、ジアセチレン
の誘導体をこの配向したＰＴＦＥ薄膜上に蒸着してから
重合させて一軸配向したポリジアセチレン誘導体薄膜を
得ることができ、しかもこの膜は一軸配向に起因する優
れた非線形光学特性や偏光素子機能を有している〔応用
物理学会、有機分子・バイオエレクトロニクス分科会
会誌（モレキュラーエレクトロニクス・アンド・バイオ
エレクトロニクス）第５巻、第１号、４５頁（１９９４
年）。しかし、ポリジアセチレン誘導体薄膜だけでは吸
収する波長範囲が限られているため、偏光素子として働
く波長が限られている。したがって、可視光全域で偏光
素子として働く必要があるカラーＬＣＤにこの偏光素子
を使用することはできなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一軸
配向したポリアゾ色素とポリジアセチレンを用いて高性
能の偏光素子とその製造方法および液晶表示装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決するために鋭意検討した結果、一軸配向したポリ
アゾ色素とポリジアセチレンを用いて高性能の偏光素子
を製造できることを見出し、本発明に到達したものであ
る。

【０００９】すなわち、本発明は、次に記す発明からな
る。 〔１〕下記一般式（１）で表されるポリアゾ系色素材料
が一軸配向している膜と下記一般式（２）で表される構
造を有するジアセチレン化合物が重合したポリジアセチ
レンが一軸配向している膜とを積層したことを特徴とす
る偏光素子。

【化７】 Ａｒ₁ −Ｎ＝Ｎ−Ａｒ₂ −Ｎ＝Ｎ−Ａｒ₃ （１）

【００１０】（式中、Ａｒ₁ 、Ａｒ₃ はそれぞれ独立に
下記の基から選ばれる。

【化８】 ここで、Ｘ₁ 、Ｘ₂ はそれぞれ独立に下記の基から選ば
れ、ｍは０〜８の整数である。

【００１１】

【化９】 Ａｒ₂ は下記の基から選ばれる。

【化１０】

【化１１】 ここで、Ｒ₁ は下記の基から選ばれ、ｎは１〜８の整数
である。

【００１２】

【化１２】

【００１３】〔２〕表面にフッ素系樹脂配向膜を有する
第１の基材上に〔１〕記載の一般式（１）で表されるポ
リアゾ系色素材料が一軸配向している膜を形成し、表面
にフッ素系樹脂配向膜を有する別の第２の基材上に
〔１〕記載の一般式（２）で表される構造を有するジア
セチレン化合物が重合したポリジアセチレンが一軸配向
している膜を形成し、各々の膜同士を貼り合わせること
を特徴とする〔１〕記載の偏光素子の製造方法。 〔３〕表面にフッ素系樹脂配向膜を有する第１の基材上
に〔１〕記載の一般式（１）で表されるポリアゾ系色素
材料が一軸配向している膜を形成し、表面にフッ素系樹
脂配向膜を有する別の第２の基材上に〔１〕記載の一般
式（２）で表される構造を有するジアセチレン化合物が
重合したポリジアセチレンが一軸配向している膜を形成
し、いずれかの膜を基材から剥離してもう一方の膜また
は膜を有する基材に貼り合わせることを特徴とする
〔１〕記載の偏光素子の製造方法。 〔４〕表面にフッ素系樹脂配向膜を有する第１の基材上
に〔１〕記載の一般式（１）で表されるポリアゾ系色素
材料が一軸配向している膜を形成し、表面にフッ素系樹
脂配向膜を有する別の第２の基材上に〔１〕記載の一般
式（２）で表される構造を有するジアセチレン化合物が
重合したポリジアセチレンが一軸配向している膜を形成
し、双方の膜を基材から剥離して第３の基材に貼り合わ
せることを特徴とする〔１〕記載の偏光素子の製造方
法。 〔５〕透明電極を有する一対の透明基板間に、正の誘電
率異方性を有する液晶分子が、電圧を印加しない状態で
は分子長軸が基板に対してほぼ水平にかつ螺旋軸が基板
に垂直方向にあり、分子長軸が９０°以上２７０°以下
の範囲でねじれた構造をとるように構成された液晶セル
の外側に、〔１〕記載の偏光素子を配置されてなる液晶
表示装置。

【００１４】以下、本発明による偏光素子とその製造方
法および液晶表示装置について詳細に説明する。本発明
に用いられるアゾ色素は一般式（１）で表される構造を
有する色素が使用される。これらは、いずれも剛直な直
線状の分子構造を有しているが、得られる偏光素子の偏
光性能の点でできるだけ完全な１軸配向を達成する必要
がある。そのためには、一般式（１）の範囲内でできる
だけ細長い形状の剛直鎖（メソーゲン）を骨格とするこ
とが好ましい。したがって、置換基Ｘ₁ 、Ｘ₂ はいずれ
も分子鎖末端のみに位置する。

【００１５】Ｘ₁ 、Ｘ₂ の構造としては前記のものを使
用することができるが、得られるポリアゾ系色素膜の配
向の点で水素またはアルキル基を使用することが好まし
い。Ａｒ₂ の構造も前記のものを使用することができる
が、得られるポリアゾ系色素膜の配向の点でナフタレン
環よりもベンゼン環を含む構造が好ましい。

【００１６】より具体的には、アゾ系色素として、表１
に例示したものを使用することができるが、これらの中
では、表１記載のＤ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０が好
ましく、Ｄ１０がさらに好ましい。

【００１７】

【表１】

【００１８】本発明に用いられるジアセチレン化合物と
しては、前記の分子が使用される。これらは、いずれも
固相で重合してポリジアセチレンを形成することが好ま
しい。固相での重合反応はジアセチレン分子の置換基Ｒ
₁ の影響を受ける。また、得られるポリジアセチレンの
光吸収スペクトルも置換基Ｒ₁ の影響を受ける。したが
って、目的の色調の偏光素子を得るためにＲ₁ の構造を
選択して用いることができる。

【００１９】具体的に置換基Ｒ₁ として前記の置換基を
使用することができる。該置換基に含まれるアルキル鎖
の炭素数ｎは１〜６の範囲であるが、１〜４が好まし
い。より具体的には、表２に掲げる化合物が例示できる
が、配向度とそれに伴う偏光性能の点で表２記載の略号
３ＢＣＭＵ、４ＢＣＭＵ、ＰＴＳ、ＤＣＨＤが好まし
く、ＤＣＨＤがさらに好ましい。

【００２０】

【表２】

【００２１】本発明の偏光素子の製造方法について説明
する。ポリアゾ色素の高配向分子膜はフッ素系樹脂の配
向膜の上にポリアゾ色素を気相から蒸着して堆積するこ
とにより得られる。また、ポリジアセチレン膜もフッ素
系樹脂の配向膜の上にジアセチレンを気相から蒸着して
から重合することにより得られる。

【００２２】フッ素系樹脂の配向膜は公知の方法で作成
できるが、特に米国特許５１８０４７０号記載の方法を
用いることにより高配向の膜が得られる。具体的には、
加熱下において基板にフッ素系樹脂の塊を圧力をかけて
こすりつけることにより作成できる。

【００２３】配向膜に用いられるフッ素系樹脂として
は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記
すことがある。）、ポリ３フッ化エチレン、ポリフッ化
ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと記すことがある。）等が
例示されるが、ＰＴＦＥが特に好ましい。

【００２４】このときの基板の加熱温度は、樹脂とこす
りつける基板の種類によるが、樹脂の分解温度以下であ
って、１００℃以上３５０℃以下が好ましい。樹脂がＰ
ＴＦＥであり、こすりつける基板がガラスの場合、好ま
しくは１３０℃以上３４０℃以下、さらに好ましくは２
５０℃以上３４０℃以下、特に好ましくは３００℃以上
３４０℃以下である。

【００２５】圧力は樹脂とこすりつける基板の種類によ
り適宜選択できる。樹脂がＰＴＦＥであり、こすりつけ
る基板がガラスの場合、均一で配向特性に優れた配向膜
を得るためには、０．５ｋｇｆ／ｃｍ² 以上４０ｋｇｆ
／ｃｍ² 以下が好ましく、５ｋｇｆ／ｃｍ² 以上２０ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 以下がさらに好ましい。

【００２６】こすりつける速度も樹脂とこすりつける基
板の種類により適宜選択できる。樹脂がＰＴＦＥであ
り、こすりつける基板がガラスの場合、均一で配向特性
に優れた配向膜を得るためには、０．０１ｃｍ／秒以上
１０ｃｍ／秒以下が好ましく、０．０１ｃｍ／秒以上
０．５ｃｍ／秒以下がさらに好ましい。

【００２７】配向膜の厚さが薄すぎると上に堆積するポ
リアゾ系色素膜およびジアセチレン膜は配向しなくな
り、一方、配向膜の厚さが厚すぎると可視域での吸収が
大きくなって偏光素子としての透過率を下げてしまうの
で、フッ素系樹脂の配向膜の厚さは好ましくは１ｎｍ〜
１μｍ、さらに好ましくは１ｎｍ〜０．２μｍ、特に好
ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍである。

【００２８】配向膜をこすりつける基板は、ポリアゾ系
色素膜またはポリジアセチレン膜をそのまま偏光素子と
して使用する場合には、可視光に対して透明で平滑なも
のが用いられ、ガラス、透明電極〔（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔ
ｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ₂Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ など〕を被
覆したガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカー
ボネート等が例示される。

【００２９】また、生成するポリアゾ系色素膜またはポ
リジアセチレン膜を他の基板に転写して用いる場合に
は、上記の基材に加えて、金属板、金属ロールも使用で
きる。この場合、金属材料として表面にＮｉ等の金属を
メッキした材料も使用できる。

【００３０】ただし、得られるポリアゾ系色素膜または
ポリジアセチレン膜の配向の点で３００℃以上３４０℃
以下の温度でＰＴＦＥをこすりつけることが特に好まし
いので、この場合配向膜をこすりつける基板は３００℃
以上の熱に十分に耐えるものである必要がある。このよ
うな基板としてガラス、透明電極〔（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔ
ｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ など〕を被
覆したガラス、金属板、金属ロール等が例示される。金
属材料の場合、表面にＮｉ等の金属をメッキした材料も
使用できるが、メッキを施される下地の材料も３００℃
以上の熱に十分に耐えることが好ましい。

【００３１】ポリアゾ系色素膜またはジアセチレン膜の
製造はポリアゾ系色素またはジアセチレンを分解温度以
下で加熱することにより昇華させてフッ素系樹脂配向膜
を設けた基板上に堆積させることで行われる。具体的な
温度は、色素の構造により異なるが、ポリアゾ色素また
はジアセチレンの一般的な特徴から４００℃以下が好ま
しく、３５０℃以下がさらに好ましい。

【００３２】蒸着時の真空度は大気圧以下を使用するこ
とが出来るが、ポリアゾ系色素またはジアセチレンの加
熱温度を下げるために、また蒸発源と基板の距離を確保
する意味でできるだけ真空の状態に排気することが好ま
しい。具体的には１０^-4ｔｏｒｒ以下が好ましく、１０
^-5ｔｏｒｒ以下がさらに好ましい。また、蒸着の際に
は、ポリアゾ系色素およびジアセチレンの種類に応じて
基板を一定温度に加熱することにより配向を高めること
ができる。

【００３３】該ポリアゾ色素膜は複数の色素を含有する
ことができる。一般式（１）で表される色素群から任意
の色素を選択して組み合わせることができる。組み合わ
せに際しては、所望の色になるようにその配合比率を調
整することができる。

【００３４】複数のポリアゾ系色素を含有させる方法と
しては、複数の該色素を同時に蒸着することができる。
また、ある該色素をまずフッ素系樹脂配向膜を設けた基
板上に蒸着し、次に形成した色素膜上に別の色素を蒸着
する工程を繰り返して複数の色素の多層膜を得る方法も
使用することができる。

【００３５】ポリアゾ系色素膜またはポリジアセチレン
膜の最適膜厚は、ポリアゾ系色素またはポリジアセチレ
ンの二色性や、モル吸光係数、膜中の配向度により調整
する必要があるが、一般にピンホールがなく、均一な薄
膜を形成するという観点からは厚い方がよく、高配向度
とするためには薄くする方が有利である。また、薄すぎ
ると単体透過率が大きすぎるため、偏光素子として用い
ても十分な性能が得られない。よって、膜厚は通常、好
ましくは１０ｎｍ以上１μｍ以下、さらに好ましくは２
０ｎｍ以上０. ４μｍ以下、特に好ましくは２０ｎｍ以
上０．２μｍ以下である。

【００３６】ポリアゾ系色素の好ましい純度は、不純物
の種類によって異なる。不純物の種類によってはかなり
純度が低下しても配向が低下しない場合もあるが、一般
には純度が高いことが好ましい。不純物の種類にもよる
が、純度は好ましくは９０ｗｔ％以上１００ｗｔ％以
下、さらに好ましくは９５ｗｔ％以上１００ｗｔ％以
下、特に好ましくは９９ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下で
ある。

【００３７】ジアセチレンの好ましい純度は、不純物の
種類によって異なる。不純物の種類によってはかなり純
度が低下しても配向や重合度が低下しない場合もある
が、一般には純度が高いことが好ましい。不純物の種類
にもよるが、純度は好ましくは９５ｗｔ％以上１００ｗ
ｔ％以下、さらに好ましくは９７ｗｔ％以上１００ｗｔ
％以下、より好ましくは９９ｗｔ％以上１００ｗｔ％以
下である。

【００３８】ジアセチレン膜は蒸着後重合させてポリジ
アセチレンに変換する。ジアセチレンの重合は熱、紫外
光、エックス線、電子線、α線、β線、γ線、重合開始
剤などによって行うことができるが、操作が簡便で膜の
不純物を少なくできる点で紫外光、電子線が好ましく、
紫外光が特に好ましい。

【００３９】また、該ポリアゾ色素膜は４００ｎｍから
７００ｎｍに少なくとも１種類以上の吸収ピークを持つ
ことが好ましく、少なくとも１種類の吸収ピーク波長で
の二色性比が、好ましくは１０以上、さらに好ましくは
２０以上、特に好ましくは４０以上である。さらに、単
体透過率が４０％以上８０％以下であることが好まし
い。

【００４０】また、該ポリジアセチレン膜は５００ｎｍ
から８００ｎｍに少なくとも１種類以上の吸収ピークを
持つことが好ましく、少なくとも１種類の吸収ピーク波
長での二色性比が、好ましくは１０以上、さらに好まし
くは２０以上、特に好ましくは４０以上である。さら
に、単体透過率が４０％以上８０％以下であることが好
ましい。

【００４１】カラーＬＣＤのための優れた偏光子を形成
するためには該ポリアゾ系色素膜の光吸収と該ポリジア
セチレン膜の光吸収の合計によって広い波長範囲の光を
吸収するようにする必要がある。したがって、個々の膜
を構成する材料の種類、個々の膜の膜厚を所望の色にな
るように適宜選択する。

【００４２】該ポリアゾ系色素膜とポリジアセチレン膜
は容易に偏光素子として利用できる。例えば、該ポリア
ゾ系色素膜およびポリジアセチレン膜をそれぞれ透明な
基板上のフッ素樹脂配向膜上に形成してそれらを貼り合
わせて偏光素子とする製造方法が挙げられる。貼り合わ
せは、単に２種の基板を機械的に圧着してもよく、また
接着剤を使用して接着してもよい。各々の基板上の色素
膜またはポリジアセチレン膜が形成された面同士を貼り
合わせてもよく、このうち一方と該膜の形成されていな
い面を貼り合わせてもよい。また、該膜の形成されてい
ない面同士を貼り合わせてもよい。

【００４３】接着剤を使用する場合には、該接着剤は透
明であることが好ましい。また、ポリアゾ系色素膜また
はポリジアセチレン膜と該接着剤とが接する場合はそれ
らの膜と反応したり膜の構造を破壊する接着剤は避ける
ことが好ましい。

【００４４】また、該ポリアゾ系色素膜またはポリジア
セチレン膜は形成した基板から剥離して他の基板に転写
することにより偏光素子とすることもできる。

【００４５】剥離および転写は、基材上に色素膜または
ポリジアセチレン膜を形成した後、より接着性の高い別
の基材に強く押し当てる、または加熱しながら押し当て
ることにより行うことができる。また、表面に接着剤を
つけた別の基材を張り付けて剥離することにより転写す
る方法も使用できる。

【００４６】フッ素樹脂系配向膜上に形成したポリアゾ
系色素膜またはポリジアセチレン膜の一方を、もう一方
のフッ素樹脂系配向膜上に形成したポリアゾ系色素膜ま
たはポリジアセチレン膜を有する基板に転写する方法で
偏光素子を製造することもできる。この場合、色素膜ま
たはポリジアセチレン膜を有する第１の基材の該膜のつ
いていない面に接着剤を塗布し、これをもう一方の第２
の基材上の色素膜またはポリジアセチレン膜と貼り合わ
せ、接着剤が硬化してから２枚の基材を引き離すこと
で、第２の基材上の色素膜またはポリジアセチレン膜を
第１の基材上に転写する。この場合、使用する第１の基
材および接着剤は透明であることが好ましい。

【００４７】転写技術を用いて別の第３の基材上に偏光
素子を作製することもできる。接着剤を使用する場合、
別の第３の基材の一方の面に接着剤を塗布し第１の基材
の上に形成したポリアゾ系色素膜またはポリジアセチレ
ン膜に貼り合わせる。接着剤を硬化させた後、２つの基
材を引き離して第３の基材上にポリアゾ系色素膜または
ポリジアセチレン膜を転写する。次に、第３の基材の該
膜のついていない面に接着剤を塗布し、これをもう一方
の第２の基材上のポリアゾ系色素膜またはポリジアセチ
レン膜と貼り合わせ、接着剤が硬化してから２枚の基材
を引き離すことで、第３の基材上の表と裏にそれぞれポ
リアゾ系色素膜とポリジアセチレン膜を有する偏光素子
が作製できる。第３の基材自身に接着性あるいは粘着性
がある場合にはこれを用いて接着剤の使用を省略するこ
ともできる。

【００４８】第３の基材は透明で復屈折がないものを使
用することが好ましい。このような材料としては、ガラ
ス、高分子フィルム、高分子シートが挙げられる。具体
的には板ガラス、トリアセチルセルロースフィルム、ポ
リカーボネートフィルム等が例示される。

【００４９】本発明の偏光素子で用いるポリアゾ系色素
膜、ポリジアセチレン膜、基材に加えて、他の機能を有
する膜を積層してもよく、例えば、最上部に保護膜とし
てエポキシ樹脂や光硬化樹脂等の薄膜を形成してもよ
い。

【００５０】本発明の液晶表示装置の構造を説明する。
本発明のポリアゾ系色素とポリジアセチレンとの積層膜
からなる偏光素子を用いて液晶表示装置を作成するに
は、液晶セルの外側に、必要な大きさの偏光素子を組み
込めばよい。図１に液晶表示装置の一例の概略図を示
す。ただし、図１は本発明の液晶表示装置に最低必要な
基本的構成のみを示すに過ぎず、必要に応じ他の構成要
素を含むことができる。このような構成要素として、カ
ラーフィルター、薄膜トランジスタ、防眩フィルムなど
が例示される。

【００５１】透明電極３は、液晶層側のガラス基板２上
に被覆されており、通常ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ などが用いられ
ている。透明電極３の液晶層５側には、絶縁性の液晶配
向制御膜が設置されている。この際、液晶配向制御膜が
それ単独で充分な絶縁性を有する場合には、配向膜のみ
でよいが、必要に応じて液晶配向制御膜の下に絶縁層を
設置し、その両者で絶縁性配向膜としてもかまわない。

【００５２】液晶配向制御膜としては、有機物、無機
物、低分子、高分子など、公知のものを使用することが
できる。高分子化合物としては、例えば、ポリイミド、
ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコー
ル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエステルイミド
や種々のフォトレジストなどを必要に応じて用いること
ができる。

【００５３】また、これらの高分子物質を液晶配向制御
膜として用いた場合には、必要に応じてこれら膜の表面
を、ガーゼやアセテート植毛布などを用いて、一方向に
こする、いわゆるラビング処理を行なうことによって液
晶分子の配向をより一層促進することができる。

【００５４】絶縁膜としては、例えば、チタン酸化物、
アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、シリコン酸
化物、シリコン窒化物などを用いることができる。

【００５５】これらの液晶配向制御膜や絶縁膜を形成す
る方法としては、必要に応じて、それら用いる物質によ
って好ましい方法を用いることができる。例えば、高分
子物質の場合には、その高分子物質またはその前駆体
を、それらの物質を溶解できる溶媒に溶解後、スクリー
ン印刷法、スピンナー塗布法、浸漬法などの方法で塗布
することができる。無機物質の場合には、浸漬法、蒸着
法、斜方蒸着法などを用いることができる。これら絶縁
性配向膜の厚みとしては、特に限定するものではない
が、１ｎｍ〜２μｍ、好ましくは２ｎｍ〜１００ｎｍで
ある。

【００５６】これら液晶配向制御膜４および透明電極３
を設置した二枚のガラス基板２は、スペーサー６を介し
て所定の間隔に保持される。スペーサーとしては、所定
の直径または厚みを有するビーズ、ファイバーまたはフ
ィルム状の絶縁性の材料を用いることができる。具体的
にはシリカ、アルミナ、高分子物質、例えばポリスチレ
ン等が例示できる。これらスペーサー６を２枚のガラス
基板２で挾持し、周囲を例えばエポキシ系接着剤等を用
いてシールした後、液晶を封入することができる。

【００５７】一般に２枚のガラス基板の外側には、それ
ぞれ偏光素子が必要であるので２枚の本発明の偏光素子
が設置される。しかし２枚の一方を他の種類の偏光素子
とすることも目的によっては可能である。また液晶層に
二色性色素を含ませて使用するいわいるゲストホスト型
の液晶素子の場合には、片側の偏光素子を省きもう一方
の偏光素子を本発明の偏光素子とする。図１には２枚の
偏光素子を用いた場合が例示されている。

【００５８】透明電極３は、適当なリード線が接続され
ており外部の駆動回路に接続されている。外部の駆動回
路の一部を、液晶セル上に形成した薄膜トランジスタ回
路（通称ＴＦＴ）とすると、極めて性能の高い表示素子
ができるので特に有用である。

【００５９】

【実施例】以下本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
らによって限定されるものではない。なお、本発明にお
ける二色性比とは、特定の波長における、ポリアゾ系色
素膜およびポリジアセチレン膜の配向方向に平行な方向
の偏光の吸光度（Ａ１）と、ポリアゾ系色素膜およびポ
リジアセチレン膜の配向方向と直交する方向の偏光の吸
光度（Ａ２）を測定し、次の式により求めたものであ
り、特に吸収ピーク波長での値を用いた。吸光度の値と
しては、基材による吸収を差し引いて、ポリアゾ系色素
膜およびポリジアセチレン膜単独のものを用いた。

【数１】二色性比＝Ａ１／Ａ２

【００６０】実施例１ ＜配向膜の形成＞米国特許５１８０４７０号記載の方法
を用いることにより、ＰＴＦＥの配向膜を得た。具体的
には、約３００℃に加熱したガラス基板（２．５ｃｍ×
８．０ｃｍ）上に、同様に加熱した長さ２ｃｍ直径１．
０ｃｍのＰＴＦＥの円柱の側面たる曲面を押しつけ、基
板を０．１ｃｍ／秒の速度で移動することにより、幅
２．０ｃｍ×長さ７．０ｃｍのＰＴＦＥ配向膜を得た。
この際、円柱は５ｋｇｆの圧力で基板に押しつけた。 ＜色素膜の形成＞得られたＰＴＦＥ配向膜上に、ポリア
ゾ系色素である表１記載のＤ１０（日本感光色素社製の
商品名Ｇ２０５）を蒸着した。蒸着の際の真空度は、１
０^-5Ｔｏｒｒ以下であり、蒸着速度は１ｎｍ／秒であっ
た。得られたポリアゾ系色素膜の厚さは、約１００ｎｍ
であった。

【００６１】＜ポリジアセチレン膜の形成＞得られたＰ
ＴＦＥ配向膜上に表２記載のＤＣＨＤを蒸着した。蒸着
の際の真空度は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下であった。得られ
たジアセチレン膜の厚さは、約５０ｎｍであった。ここ
に水銀ランプで紫外線を照射してジアセチレンを重合さ
せてポリジアセチレン膜を得た。 ＜偏光素子の形成＞上記で得られた色素膜を有するガラ
スとポリジアセチレン膜を有するガラスの各々の偏光の
軸を平行にした状態で、各々の膜を向かい合わせにして
機械的に貼り合わせて一枚の偏光素子とした。 ＜二色性比の評価＞４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、５１０ｎｍに吸収ピークがあ
りそこでの二色性比は４０以上であった。また、６２０
ｎｍに吸収ピークがあり、そこでの二色性比は４０以上
であった。また、得られた偏光素子をＴＮ型液晶セルの
両側に９０°ねじって配置し、ＴＮ型液晶セルを駆動す
ると良好なコントラストを示した。

【００６２】実施例２ ＜色素膜の形成＞実施例１と同様にして得たＰＴＦＥ配
向膜上に、ポリアゾ系色素である表１記載のＤ６（日本
感光色素社製商品名Ｇ２３２）を蒸着した。蒸着の際の
真空度は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下であり、蒸着速度は１ｎ
ｍ／秒であった。得られた色素膜の厚さは、約１５０ｎ
ｍであった。 ＜ポリジアセチレン膜の形成＞得られたＰＴＦＥ配向膜
上に表２記載のＤＣＨＤを蒸着した。蒸着の際の真空度
は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下であった。得られたジアセチレ
ン膜の厚さは、約５０ｎｍであった。ここに水銀ランプ
で紫外線を照射してジアセチレンを重合させてポリジア
セチレン膜を得た。

【００６３】＜偏光素子の形成＞上記で得られた色素膜
を有するガラスとポリジアセチレン膜を有するガラスの
各々の偏光の軸を平行にした状態で、各々の膜を向かい
合わせにして機械的に貼り合わせて一枚の偏光素子とし
た。 ＜二色性比の評価＞４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、４５０ｎｍに吸収ピークがあ
り、そこでの二色性比は２０以上であった。また、６２
０ｎｍにも吸収ピークがあり、そこでの二色性比は４０
以上であった。また、得られた偏光素子をＴＮ型液晶セ
ルの両側に９０°ねじって配置し、ＴＮ型液晶セルを駆
動すると、良好なコントラストを示す。

【００６４】実施例３ ＜色素膜の形成＞実施例１と同様にして得たＰＴＦＥ配
向膜上に、ポリアゾ系色素である表１記載のＤ１０（日
本感光色素社製の商品名Ｇ２０５）を蒸着した。蒸着の
際の真空度は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下であり、蒸着速度は
１ｎｍ／秒であった。得られた色素膜の厚さは、約１０
０ｎｍであった。 ＜ポリジアセチレン膜の形成＞得られたＰＴＦＥ配向膜
上に表２記載のＰＴＳを蒸着する。蒸着の際の真空度
は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下である。得られるジアセチレン
膜の厚さは、約５０ｎｍである。ここに水銀ランプで紫
外線を照射してジアセチレンを重合させてポリジアセチ
レン膜を得る。

【００６５】＜偏光素子の形成＞上記で得られた色素膜
を有するガラスとポリジアセチレン膜を有するガラスの
各々の偏光の軸を平行にした状態で、各々の膜を向かい
合わせにして機械的に貼り合わせて一枚の偏光素子とす
る。 ＜二色性比の評価＞４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、５１０ｎｍに吸収ピークがあ
り、そこでの二色性比は４０以上である。また、６００
ｎｍ以上にも吸収ピークがあり、そこでの二色性比は１
０以上である。また、得られた偏光素子をＴＮ型液晶セ
ルの両側に９０°捩じって配置し、ＴＮ型液晶セルを駆
動すると良好なコントラストを示す。

【００６６】実施例４ 実施例１と同様にして得たＰＴＦＥ配向膜上に、ポリア
ゾ系色素である表１記載のＤ１０（日本感光色素社製の
商品名Ｇ２０５）を蒸着した。蒸着の際の真空度は、１
０^-5Ｔｏｒｒ以下であり、蒸着速度は１ｎｍ／秒であっ
た。得られた色素膜の厚さは、約１００ｎｍであった。 ＜ポリジアセチレン膜の形成＞得られたＰＴＦＥ配向膜
上に３ＢＣＭＵを蒸着する。蒸着の際の真空度は、１０
^-5Ｔｏｒｒ以下である。得られるジアセチレン膜の厚さ
は、約５０ｎｍである。ここに水銀ランプで紫外線を照
射してジアセチレンを重合させてポリジアセチレン膜を
得る。

【００６７】＜偏光素子の形成＞上記で得られた色素膜
を有するガラスとポリジアセチレン膜を有するガラスの
各々の偏光の軸を平行にした状態で、各々の膜を向かい
合わせにして機械的に貼り合わせて一枚の偏光素子とす
る。 ＜二色性比の評価＞４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、５１０ｎｍに吸収ピークがあ
り、そこでの二色性比は４０以上である。また、６００
ｎｍ以上にも吸収ピークがあり、そこでの二色性比は１
０以上である。また、得られた偏光素子をＴＮ型液晶セ
ルの両側に９０°ねじって配置し、ＴＮ型液晶セルを駆
動すると、良好なコントラストを示す。

【００６８】実施例５ ＜色素膜の形成＞実施例１と同様にして得たＰＴＦＥ配
向膜上に、ポリアゾ系色素である表１記載のＤ１０（日
本感光色素社製商品名Ｇ２０５）を蒸着した。蒸着の際
の真空度は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下であり、蒸着速度は１
ｎｍ／秒であった。得られた色素膜の厚さは、約１００
ｎｍであった。 ＜ポリジアセチレン膜の形成＞得られたＰＴＦＥ配向膜
上に表２記載のＤＣＨＤを蒸着する。蒸着の際の真空度
は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下である。得られるジアセチレン
膜の厚さは、約５０ｎｍである。ここに水銀ランプで紫
外線を照射してジアセチレンを重合させてポリジアセチ
レン膜を得る。

【００６９】＜偏光素子の形成＞上記で得られたポリジ
アセチレン膜を有するガラスの該膜のない面に光硬化性
接着剤（ノーランド社製６１）を塗布し、上記で得られ
た色素膜に各々の偏光の軸を平行にした状態で、貼り合
わせる。これに紫外線を照射して接着剤を硬化させる。
次に、２枚のガラスを引き剥がす操作によっててポリジ
アセチレン膜を有するガラスの該膜のない面に色素膜を
転写する。 ＜二色性比の評価＞４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、５１０ｎｍに吸収ピークがあ
り、そこでの二色性比は２０以上である。また、６２０
ｎｍにも吸収ピークがあり、そこでの二色性比は２０以
上である。また、得られた偏光素子をＴＮ型液晶セルの
両側に９０°ねじって配置し、ＴＮ型液晶セルを駆動す
ると、良好なコントラストを示す。

【００７０】実施例６ ＜色素膜の形成＞実施例１と同様にして得たＰＴＦＥ配
向膜上に、ポリアゾ系色素である表１記載のＤ１０（日
本感光色素社製商品名Ｇ２０５）を蒸着した。蒸着の際
の真空度は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下であり、蒸着速度は１
ｎｍ／秒であった。得られた色素膜の厚さは、約１００
ｎｍであった。 ＜ポリジアセチレン膜の形成＞得られたＰＴＦＥ配向膜
上にＤＣＨＤを蒸着する。蒸着の際の真空度は、１０ ^-5
Ｔｏｒｒ以下である。得られるジアセチレン膜の厚さ
は、約５０ｎｍである。ここに水銀ランプで紫外線を照
射してジアセチレンを重合させてポリジアセチレン膜を
得る。

【００７１】＜偏光素子の形成＞ポリカーボネートフィ
ルムの片面に光硬化性接着剤（ノーランド社製６１）を
塗布し、上記で得られた色素膜に貼り合わせる。これに
紫外線を照射して接着剤を硬化させる。フィルムをガラ
スからを引き剥がす操作によって、フィルムに色素膜を
転写する。次に、フィルムの色素膜のついていないもう
一方の面に、光硬化性接着剤（ノーランド社製６１）を
塗布し、上記で得られたポリジアセチレン膜にポリジア
セチレン膜と色素膜の偏光の軸を平行にした状態で、貼
り合わせる。これに紫外線を照射して接着剤が硬化した
らフィルムを引き剥がして、フィルム上にポリジアセチ
レン膜を転写する。 ＜二色性比の評価＞４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、５１０ｎｍに吸収ピークがあ
り、そこでの二色性比は２０以上である。また、６２０
ｎｍにも吸収ピークがあり、そこでの二色性比は２０以
上である。また、得られた偏光素子をＴＮ型液晶セルの
両側に９０°捩じって配置し、ＴＮ型液晶セルを駆動す
ると、良好なコントラストを示す。

【００７２】

【発明の効果】本発明の偏光素子は一軸配向に起因する
高い二色性比を広い波長範囲で有する。また、本発明の
製造方法で容易に作成できる。さらに、該偏光素子を液
晶表示装置に用いた場合には、高コントラストの画像が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一例の概略図。

【符号の説明】

１………本発明の偏光素子。 ２………ガラス基板。 ３………透明電極。 ４………絶縁性の液晶配向制御膜。 ５………液晶層。 ６………スペーサー。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記一般式（１）で表されるポリアゾ系色
   素材料が一軸配向している膜と下記一般式（２）で表さ
   れる構造を有するジアセチレン化合物が重合したポリジ
   アセチレンが一軸配向している膜とを積層したことを特
   徴とする偏光素子。 【化１】 Ａｒ₁ −Ｎ＝Ｎ−Ａｒ₂ −Ｎ＝Ｎ−Ａｒ₃ （１） （式中、Ａｒ₁ 、Ａｒ₃ はそれぞれ独立に下記の基から
   選ばれる。 【化２】 ここで、Ｘ₁ 、Ｘ₂ はそれぞれ独立に下記の基から選ば
   れ、ｍは０〜８の整数である。 【化３】 Ａｒ₂ は下記の基から選ばれる。 【化４】 【化５】 ここで、Ｒ₁ は下記の基から選ばれ、ｎは１〜８の整数
   である。 【化６】
2. 【請求項２】表面にフッ素系樹脂配向膜を有する第１の
   基材上に請求項１記載の一般式（１）で表されるポリア
   ゾ系色素材料が一軸配向している膜を形成し、表面にフ
   ッ素系樹脂配向膜を有する別の第２の基材上に請求項１
   記載の一般式（２）で表される構造を有するジアセチレ
   ン化合物が重合したポリジアセチレンが一軸配向してい
   る膜を形成し、各々の膜同士を貼り合わせることを特徴
   とする請求項１記載の偏光素子の製造方法。
3. 【請求項３】表面にフッ素系樹脂配向膜を有する第１の
   基材上に請求項１記載の一般式（１）で表されるポリア
   ゾ系色素材料が一軸配向している膜を形成し、表面にフ
   ッ素系樹脂配向膜を有する別の第２の基材上に請求項１
   記載の一般式（２）で表される構造を有するジアセチレ
   ン化合物が重合したポリジアセチレンが一軸配向してい
   る膜を形成し、いずれかの膜を基材から剥離してもう一
   方の膜または膜を有する基材に貼り合わせることを特徴
   とする請求項１記載の偏光素子の製造方法。
4. 【請求項４】表面にフッ素系樹脂配向膜を有する第１の
   基材上に請求項１記載の一般式（１）で表されるポリア
   ゾ系色素材料が一軸配向している膜を形成し、表面にフ
   ッ素系樹脂配向膜を有する別の第２の基材上に請求項１
   記載の一般式（２）で表される構造を有するジアセチレ
   ン化合物が重合したポリジアセチレンが一軸配向してい
   る膜を形成し、双方の膜を基材から剥離して第３の基材
   に貼り合わせることを特徴とする請求項１記載の偏光素
   子の製造方法。
5. 【請求項５】透明電極を有する一対の透明基板間に、正
   の誘電率異方性を有する液晶分子が、電圧を印加しない
   状態では分子長軸が基板に対してほぼ水平にかつ螺旋軸
   が基板に垂直方向にあり、分子長軸が９０°以上２７０
   °以下の範囲でねじれた構造をとるように構成された液
   晶セルの外側に、請求項１記載の偏光素子を配置されて
   なる液晶表示装置。