JPH08278408A

JPH08278408A - 偏光素子とその製造方法およびそれを用いた液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08278408A
Application number: JP7082915A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Tanaka; 利彦田中
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】位相差の生じない偏光素子とその製造方法およ
び該偏光素子を用いた視野角特性に優れる液晶表示装置
を提供する。【構成】（１）膜厚１ｎｍ以上１μｍ以下の偏光薄膜を
固有複屈折が０．０１以下かつ−０．０１以上の高分子
フィルム上に積層する偏光素子。（２）フッ素系樹脂配向膜上に形成された膜厚１ｎｍ以
上１μｍ以下の偏光薄膜を固有複屈折が０．０１以下か
つ−０．０１以上の高分子フィルム上に転写する（１）
記載の偏光素子の製造方法。（３）電極を有する一対の透明電極基板間に、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
は分子長軸を基板に対してほぼ平行かつ分子長軸が９０
°以上２７０°以下の間でその螺旋軸が基板に垂直方向
に捩れた構造をとるように構成された液晶セルにおい
て、その両外側に（１）記載の偏光素子を配置する液晶
表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高視野角を有する液晶表
示装置およびその製造方法に関する。詳しくは、高視野
角を有する液晶表示装置のための偏光素子とその使用方
法に関する。

【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。）またはその誘導体フィルムにヨウ素や二色性色素
材料を吸着させることによって製造されている。

【０００３】これらの偏光素子が液晶セルの両側に配置
されることで液晶表示装置の最も基本的な構造が構成さ
れている。一般的には電極を有する一対の透明電極基板
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を基板に対してほぼ平行かつ
分子長軸が９０°以上２７０°以下の間でその螺旋軸が
基板に垂直方向に捩れた構造をとるように構成された液
晶セルの両外側に偏光素子を配置する。この時、２枚の
偏光素子の偏光方向は各々が接する液晶セルの基板上の
液晶分子の分子長軸とほぼ平行に配置されるため、２枚
の偏光素子の偏光方向も９０°以上２７０°以下の捩れ
角とほぼおなじ角度をなして配置される。

【０００４】このうち、９０度捩じる場合はツイストネ
マティック（以下、ＴＮと記すことがある。）型と呼ば
れ、特に各画素に薄膜トランジスタを添付する能動型の
駆動方式と組み合わせることにより大容量の表示素子が
構成されている。この方式では捩れた配向状態にてセル
内の液晶がセル面内で特定の方向に高い屈折率を示す
（複屈折）ことがないため、液晶セル面に鉛直に入射す
る光のオンオフはほぼ完全で、この構造で高いコントラ
スト比を有する液晶表示装置が作製できる。また表示に
無用な着色が発生することはない。したがって、白黒表
示やカラー表示にも適している。

【０００５】しかし、この装置を斜めから見た場合、特
に偏光素子による直線偏光が液晶セルの面内で偏光方向
から約４５°をなす線を含む鉛直面内から斜めに入射す
る場合には偏光素子内部で位相差が発生してしばしばコ
ントラスト比を低下させることが知られている。したが
って、正面から見た場合と斜めから見た場合で、表示さ
れる画像の階調が著しく異なる場合がしばしば発生し
た。従来の偏光素子は、厚みがあり、しかも素子フィル
ム面に垂直な方向の屈折率がフィルム面内の分子鎖の配
向方向の屈折率より小さいために上記の位相差が発生す
るという解釈が採られている。

【０００６】一方、９０°以上捩じる場合、特に１８０
°〜２７０°程度捩じる場合はスーパーツイストネマテ
ィック（以下、ＳＴＮと記すことがある。）型と呼ば
れ、急峻な電圧しきい値を有することから単純マトリッ
クス型の駆動方式により大容量の表示を行うために使用
されている。この方式では捩れた配向状態にてセル内の
液晶がセルの面内で特定の方向に高い屈折率を示す（複
屈折）ために、液晶セル面に鉛直に入射する光でもセル
内で光の位相差が発生する。このためセルに入射した直
線偏光は楕円偏光になってしまい、出射側の偏光素子で
完全な光のオン、オフができないばかりか、着色して白
黒表示、カラー表示を困難にする。このため多くの場
合、位相差フィルムと呼ばれる高分子フィルムを液晶セ
ルと偏光素子の間に挟み込み、液晶セルで発生する位相
差を相殺して楕円偏光を直線偏光に変える方法が行われ
ている。

【０００７】しかし、この方式においてもＴＮ型の場合
と同様にこの装置を斜めから見た場合、特に偏光素子に
よる直線偏光が液晶セルの面内で偏光方向から約４５°
をなす線を含む鉛直面内から斜めに入射する場合には、
偏光素子内部で位相差が発生してしばしばコントラスト
比を低下させることが知られている。

【０００８】近年、ＬＣＤのフルカラー化が進展してい
るが、カラーの場合には表示される階調やコントラスト
の変化はしばしば、色調の著しい変化となるためモノク
ロ以上に正面から見た場合と斜めから見た場合での表示
される画像の階調変化やコントラスト低下を抑制する必
要がある。

【０００９】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、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（１９９
１年）〕。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、位相
差の生じない偏光素子とその製造方法および該偏光素子
を用いた視野角特性に優れる液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【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、本発明に到達した
ものである。すなわち、本発明は、次に記す発明からな
る。（１）膜厚１ｎｍ以上１μｍ以下の偏光薄膜を固有複屈
折が０．０１以下かつ−０．０１以上の高分子フィルム
上に積層したことを特徴とする偏光素子。（２）フッ素系樹脂配向膜上に形成された膜厚１ｎｍ以
上１μｍ以下の偏光薄膜を固有複屈折が０．０１以下か
つ−０．０１以上の高分子フィルム上に転写することを
特徴とする（１）記載の偏光素子の製造方法。

【００１２】（３）電極を有する一対の透明電極基板間
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を基板に対してほぼ平行かつ分
子長軸が９０°以上２７０°以下の間でその螺旋軸が基
板に垂直方向に捩れた構造をとるように構成された液晶
セルにおいて、その両外側に（１）記載の偏光素子を配
置したことを特徴とする液晶表示装置。（４）電極を有する一対の透明電極基板間に、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
は分子長軸を基板に対してほぼ平行かつ分子長軸が９０
°以上２７０°以下の間でその螺旋軸が基板に垂直方向
に捩れた構造をとるように構成された液晶セルにおい
て、その両外側に、膜厚１ｎｍ以上１μｍ以下の偏光薄
膜を高分子フィルムの片側表面に積層した偏光素子を該
偏光薄膜を液晶セル側に向けて配置したことを特徴とす
る液晶表示装置。

【００１３】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明に用いられる偏光薄膜はフッ素系樹脂配向膜上にて
形成されることが好ましい。

【００１４】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。

【００１５】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（ＰＴＦＥ）、ポリ３
フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤ
Ｆと記すことがある。）テトラフルオロエチレン−パー
クルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、ＰＦ
Ａと記すことがある。）、テトラフルオロエチレン−エ
チレン共重合体（以下、ＥＴＦＥと記すことがある。）
等が例示されるが、ＰＴＦＥが好ましい。

【００１６】配向膜をこすりつける基板は、耐熱性があ
り平滑なものが使用できる。具体的にはガラス、金属
（ステンレス、真鍮、アルミニウム、銅、ニッケル、ク
ロム、等）、セラミックス、耐熱性高分子材料が例示さ
れる。

【００１７】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り、１００
℃以上３５０℃以下が好ましい。樹脂がＰＴＦＥであ
り、こすりつける基板がガラスの場合、好ましくは１３
０℃以上３４０℃以下、さらに好ましくは２５０℃以上
３４０℃以下、特に好ましくは３００℃以上３４０℃以
下である。

【００１８】こすりつける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／ｃ
ｍ²以上２０ｋｇｆ／ｃｍ²以下がさらに好ましい。

【００１９】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。

【００２０】本発明の偏光薄膜は、たとえばフッ素系樹
脂配向膜上に二色性色素材料の薄膜を形成することで得
られる。

【００２１】本発明に用いられる二色性色素材料は、ア
スペクト比（分子長軸長さ／分子短軸長さ）が好ましく
は２以上、さらに好ましくは３以上であり、分子軸と遷
移モーメントとのなす角が２０°以内であり、色素分子
の長軸方向における最大吸収波長での吸光度と短軸方向
の吸光度との比が好ましくは５以上、さらに好ましくは
８以上、特に好ましくは１０以上であれば、染料、顔料
を問わず使用できる。このほか、一般に共役系高分子と
して知られる着色した高分子材料も使用することができ
る。特に、従来の染料系偏光フィルムやゲスト−ホスト
型液晶ディスプレイに使用される二色性色素材料のう
ち、ネマチック液晶に溶解させて液晶セルに入れて配向
させる方法、延伸配向したＰＶＡまたはその誘導体フィ
ルムに吸着させる方法等により色素を配向させた場合
に、特定の吸収波長での配向方向における吸光度と、そ
れと直交する方向における吸光度との比の最大値が好ま
しくは５以上、さらに好ましくは８以上、特に好ましく
は１０以上となるものが好適に用いられる。

【００２２】ゲスト−ホスト型液晶ディスプレイ用二色
性色素材料では、メロシアニン系、スチリル系、アゾメ
チン系、アゾ系、キノン系、キノフタロン系、ペリレン
系、インジゴ系、テトラジン系などが知られており、耐
候性等で実用的に使用されるアゾ系、アントラキノン系
の二色性色素材料が好ましい。特に、アゾ系色素ではジ
スアゾ系とトリスアゾ系が例示される。一方、染料系偏
光フィルムに用いられる二色性色素材料ではポリアゾ系
色素、アントラキノン系染料が例示される。

【００２３】ただし、フッ素系樹脂配向膜上でこれら二
色性色素材料の一軸配向を行う必要があるので、膜の作
製方法に応じて高い配向が得られるように二色性色素材
料を選択して使用する必要がある。

【００２４】具体的には、アゾ系色素としては、下記表
１に示すものが例示されるが、得られる薄膜の配向の点
でＤ１、Ｄ６、Ｄ１０が好ましく、Ｄ１０が特に好まし
い。

【表１】

【００２５】フッ素系樹脂配向膜の上に二色性色素材料
単独またはバインダー材料との混合物を製膜することに
より、偏光薄膜となる高配向色素含有膜が得られる。

【００２６】偏光薄膜の膜厚は、二色性色素材料の二色
性や、モル吸光係数、膜中の色素の配向度にもよるが、
ピンホールがなく、均一な薄膜を形成するという観点か
らは厚い方が良く、高配向度かつ位相差を生じないため
には薄い方が良い。また、薄すぎると、単体透過率が大
きすぎるため、偏光素子として十分な性能が得られな
い。よって膜厚は、１ｎｍ以上１μｍ以下、好ましくは
５ｎｍ以上０. ５μｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ
以上０．２μｍ以下である。該偏光薄膜の色素含有率
は、二色性色素材料の種類にもよるが好ましくは１ｗｔ
％以上１００ｗｔ％以下であり、さらに好ましくは５ｗ
ｔ％以上１００ｗｔ％以下、特に好ましくは１０ｗｔ％
以上１００ｗｔ％以下である。また、該偏光薄膜は４０
０ｎｍから８００ｎｍに吸収ピークを持ち、吸収ピーク
波長での二色性比が５以上あることが好ましく、２０以
上であることが特に好ましい。さらに、単体透過率が３
５％以上８０％以下であることが好ましい。

【００２７】偏光薄膜の製造方法は、フッ素系樹脂配向
膜上への、二色性色素材料の蒸着、溶融した二色性色素
材料の塗布、色素溶液の塗布などが例示される。また、
偏光薄膜は、バインダー材料に二色性色素材料を分散さ
せた膜でもよい。この場合の製造方法は、二色性色素材
料とバインダー材料との溶融混合物の塗布、二色性色素
材料とバインダー材料の混合溶液の塗布などが例示され
る。

【００２８】蒸着により作成する場合は、二色性色素材
料を真空下、分解温度以下で加熱することにより昇華さ
せて基板上に堆積させる。二色性色素材料は、加熱によ
り分解しないで昇華するものが用いられる。

【００２９】溶融混合物の塗布により作成する場合は、
分解温度以下で融解し、基板上に塗布する。色素は、加
熱により分解する前に融解し、液体状態で安定であるも
のが用いられる。

【００３０】色素溶液から作成する場合は、二色性色素
材料を溶媒に溶解させ、塗布後、乾燥する。溶媒に対し
て少なくとも０．１ｗｔ％の溶解度を示し、溶液が安定
で、塗布後に均一な薄膜ができるものが用いられる。こ
れらの方法のうち、膜厚の制御や配向度の点で、蒸着が
最も好ましい。

【００３１】二色性色素材料とバインダー材料とを用い
る場合、バインダーとして用いる材料は、可視光に対し
て透明で、二色性色素材料とともに溶融または、水や溶
媒への溶解が可能であればよい。成膜性の点から、バイ
ンダー材料としては、高分子化合物が好適に用いられ
る。具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ
−ブチルメタクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレ
ート、ポリグリコールメタクリレート、ポリアクリル
酸、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチレート、ポ
リオキシメチルフェニルシリレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、
ポリエチレン、ポリプロピレン、およびそれらの共重合
体または誘導体等が例示される。これらのうちポリメチ
ルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレート、
ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート、ポリグリコールメタ
クリレート、ポリアクリル酸、ポリビニルアセテート、
ポリビニルブチレート、ポリオキシメチルフェニルシリ
レン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリ
エチレンがバインダーの複屈折や配向性の点で好まし
く、ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタ
クリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレートが特に好
ましい。

【００３２】本発明における偏光薄膜中でのバインダー
材料の割合は、二色性色素材料とバインダー材料の種類
にもよるが、通常９９ｗｔ％以下、好ましくは９５ｗｔ
％以下、さらに好ましくは９０ｗｔ％以下である。

【００３３】使用する色素に必要な純度は、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％以下であ
り、さらに好ましくは９５ｗｔ％以上１００ｗｔ％以下
であり、特に好ましくは９９ｗｔ％以上１００ｗｔ％以
下である。

【００３４】偏光素子は上記偏光薄膜を高分子フィルム
に積層して得られる。このため偏光薄膜は、基板からこ
れらのフィルム上に転写される。この場合、フィルムに
強く押し当てる、または加熱しながら押し当てることに
より転写する方法、表面に接着剤をつけたフィルムを張
り付けて剥離することにより転写する方法等が例示され
る。

【００３５】複屈折の小さい高分子フィルム上に偏光薄
膜を転写して得られる偏光素子をＴＮ型液晶セルの両外
側に配置することで視野角特性に優れた液晶表示素子を
構成できる。または、複屈折があるフィルムであっても
フィルム上に偏光薄膜を転写して偏光素子を作製し、こ
れを液晶セルの両外側に偏光薄膜を液晶側に向けて配置
することでも視野角特性に優れた液晶表示素子が構成で
きる。

【００３６】複屈折の小さい高分子フィルムには、フィ
ルム内部で分子の配向が小さく光学的に等方な高分子材
料で透明なものが使用できる。一般的に高分子の配向に
よる複屈折Δｎは高分子の固有複屈折Δｎ₀と配向関数
ｆを用いて、下記数１のように表される。

【数１】Δｎ= Δｎ₀×ｆ

【００３７】複屈折の小さい高分子フィルムとしては、
ぞの固有複屈折が０．０１以下かつ−０．０１以上のも
のが使用できるが、０．００５以下かつ−０．００５以
上のものが好ましい。高分子の複屈折を低減する方法と
しては、単独で固有複屈折の小さい高分子を使用する方
法、固有複屈折が正の高分子と負の高分子を混合し全体
の固有複屈折を小さくする方法、配向関数を小さくする
方法が例示される。単独の固有複屈折が小さい高分子と
して、ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメ
タクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート、ポリ
グリコールメタクリレートなどのポリメタクリル酸誘導
体やポリアクリル酸、ポリメチルアクリレート、ポリエ
チルアクリレートなどのポリアクリル酸誘導体やポリビ
ニルアセテート、ポリビニルブチレート、ポリオキシメ
チルフェニルシリレンなどが例示される。これらのなか
でもポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタ
クリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレートが好まし
い。

【００３８】次に、正の固有複屈折を有する高分子と負
の固有複屈折を有する高分子とを混合して用いる場合
に、正の固有複屈折を有する高分子としては、ポリ塩化
ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン・三
フッ化エチレン共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポ
リフェニレンオキサイド、ポリカーボネート等が例示さ
れ、負の固有複屈折を有する高分子としては、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリスチレン等が例示される。

【００３９】正または負の固有複屈折を有する高分子で
あって、相溶する高分子の組み合わせと全体の固有複屈
折が小さくなる混合比（重量比）としては、ポリフェニ
レンオキサイドとポリスチレンでは２０：８０〜３０：
７０、ポリエチレンオキサイドとポリメチルメタクリレ
ートでは３０：７０〜４０：６０、フッ化ビニリデン・
三フッ化エチレン共重合体とポリメチルメタクリレート
では５：９５〜１５：８５、ポリフッ化ビニリデンとポ
リメチルメタクリレートでは１５：８５〜２５：７５、
ポリ塩化ビニルとポリメチルメタクリレートでは１５：
８５〜２５：７５等が例示される。これらのなかでも溶
媒に溶けやすいポリフェニレンオキサイドとポリスチレ
ン、ポリエチレンオキサイドとポリメチルメタクリレー
トの組み合わせが好ましい。また、これら材料は配向関
数を小さくするために一切の延伸工程を経ずに製造され
ることが好ましい。また、延伸処理後に熱処理などの配
向を緩和させる処理を行ったものも同様に好適に使用さ
れる。

【００４０】偏光素子上の偏光薄膜を液晶側に向けて配
置する場合の高分子フィルムとしては、一般に透明なも
のが使用できるが、このような材料として、ポリメチル
メタアクリレート（以下、ＰＭＭＡと記すことがあ
る。）、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリビニルアルコール、セルロー
ス、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレ
ート、およびこれらの誘導体が挙げられる。

【００４１】本発明の液晶表示装置の構造を説明する。
図１に実施例１に示した液晶表示装置の概略図を示す。
図２に実施例２に示した液晶表示装置の概略図を示す。
図１〜図２において、１は偏光薄膜、２は複屈折の小さ
な高分子フィルム、３はガラス基板、４は透明電極、５
は絶縁性の液晶配向制御膜、６はスペーサー、７は液晶
層、８は透明な高分子フィルムである。

【００４２】ただし、図１〜図２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、粘着材、接着材などが例示される。特に、
図１、図２における１と５の間で使用する粘着材、接着
材等の材料は透明でかつ複屈折の小さい材料を使用する
か、または透明で極めて薄い層として使用することが好
ましい。複屈折の小さい材料としては、アクリル樹脂、
アクリル−エポキシ樹脂等の系統の材料が例示できる。
極めて薄い層として使用するばあい、その膜厚は１μｍ
以下であることが好ましく、さらに好ましくは０. ２μ
ｍ以下、特に好ましくは０. １μｍ以下で使用する。

【００４３】透明電極４は、液晶層側のガラス基板３上
に被覆されており、通常ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂などが用いられ
ている。透明電極３の液晶層側５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。

【００４４】液晶配向制御膜５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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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
って最適な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、好
ましくは１ｎｍ〜２μｍ、さらに好ましくは２ｎｍ〜１
００ｎｍである。

【００４８】これら液晶配向制御膜５および透明電極４
を設置した２枚のガラス基板３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（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３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。

【００４９】一般に２枚のガラス基板３の外側には、そ
れぞれ偏光素子が必要であるので２枚の偏光素子が設置
される。しかし、液晶層に二色性色素を含ませて使用す
るいわゆ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、図２には２枚の偏光素子を用いた場
合が例示されている。

【００５０】透明電極４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。

【００５１】

【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。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。基
板との接触面積を観察すると約０. ４ｃｍ²であった。＜偏光薄膜の形成＞得られたＰＴＦＥ配向膜上に、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、得られた色素膜の厚さは、約１００ｎｍであっ
た。

【００５２】＜偏光素子の形成＞ＰＭＭＡフィルム面上
に、光硬化性樹脂（ノーランド社製、商品名６０）を塗
布した。この樹脂塗布面を、上記の色素膜を有するガラ
ス基板に圧着した。次に、光硬化樹脂膜側のフィルムの
裏側から紫外線を照射して、光硬化樹脂を硬化させた。
フィルムをガラス基板から引き剥がす操作により、色素
膜をフィルム上の光硬化樹脂膜の表面に転写した。同様
の操作で同じ色素膜と光硬化樹脂膜を有するフィルムを
もう１枚作製した。＜偏光素子の視角特性の測定＞図３、図４に示す配置
で、上記偏光素子２枚を重ね合わせ、光を斜めから入射
して透過光量を測定した。図３は２枚の偏光素子を重ね
合わせて光透過を測定する際の偏光素子面中央から同面
に対して鉛直に離れた所から見た図である。図４は２枚
の偏光素子を重ね合わせて光透過を測定する際の偏光素
子面に垂直でかつ測定の光軸を含む断面の図である。図
３、図４において、９は入射光、１０は第１の偏光素子
の偏光軸、１１は第２の偏光素子の偏光軸、１２は偏光
素子の偏光軸と入射光の光軸のフィルム面への投影がな
す角度で４５°、１３は出射光、１４は第１の偏光素
子、１５は第２の偏光素子、１６は偏光素子面への光の
入射角度で４５°である。５１０ｎｍの波長の吸光度は
２であった。＜液晶セルの観察＞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。この際各偏光フィルムの偏光方向は、それが接す
るセル基板の表面の液晶の配向方向と平行としノーマリ
オン型とする。一方の面に約５１０ｎｍの光を出す面状
光源たるバックライトを装着する。セルの前面を鉛直方
向から傾けること４５°の角度でかつ液晶セル基板の面
内で２枚の偏光素子の偏光方向から４５°をなす直線を
含む面内から液晶セルを観察する。観察されるコントラ
ストは良好である。

【００５３】実施例２＜配向膜の形成＞実施例１と同じ操作でガラス基板上に
ＰＴＦＥ配向膜を得た。＜偏光薄膜の形成＞得られたＰＴＦＥ配向膜上に、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、得られた色素膜の厚さは、約１００ｎｍであった。＜偏光素子の形成＞実施例１と同じ操作で偏光素子を得
た。＜偏光素子の視角特性の測定＞上記の偏光素子について
実施例１と同様の透過光量を測定する。４５０ｎｍの波
長の吸光度は１. ６以上である。＜液晶セルの観察＞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。この際各偏光素子の偏光方向はそれが接するセル
基板の表面の液晶の配向方向と平行としノーマリオン型
とする。一方の面に面状光源たるバックライトを装着す
る。セルの前面を鉛直方向から傾けること４５°の角度
でかつ液晶セル基板の面内で２枚の偏光素子の偏光方向
から４５°をなす直線を含む面内から液晶セルを観察す
る。観察されるコントラストは良好である。

【００５４】実施例３＜配向膜の形成＞実施例１と同じ操作でガラス基板上に
ＰＴＦＥ配向膜を得た。＜色素膜の形成＞実施例１と同じ操作でガラス基板上に
色素膜を得た。＜偏光素子の形成＞ポリエチレンテレフタレートフィル
ム面上に、光硬化性樹脂（ノーランド社製、商品名６
０）を塗布した。この樹脂塗布面を、上記の色素膜を有
するガラス基板に圧着した。次に、光硬化樹脂膜側のフ
ィルムの裏側から紫外線を照射して、光硬化樹脂を硬化
させた。フィルムをガラス基板から引き剥がす操作によ
り、色素膜をフィルム上の光硬化樹脂膜の表面に転写し
た。同様の操作で同じ色素膜と光硬化樹脂膜を有するフ
ィルムをもう１枚作製した。＜偏光素子の視角特性の測定＞上記の偏光素子について
実施例１と同様の透過光量を測定した。５１０ｎｍの波
長の吸光度は２であった。＜液晶セルの観察＞得られた偏光フィルムをＴＮ型液晶
セルの両側に９０度捩じって配置し、ＴＮ型液晶セルを
駆動する。この際各偏光素子の偏光方向はそれが接する
セル基板の表面の液晶の配向方向と平行としノーマリオ
ン型とする。一方の面に面状光源たるバックライトを装
着する。セルの前面を鉛直方向から傾けること４５°の
角度でかつ液晶セル基板の面内で２枚の偏光素子の偏光
方向から４５°をなす直線を含む面内から液晶セルを観
察する。観察されるコントラストは良好である。

【００５５】比較例＜偏光素子の視角特性の測定＞ヨウ素で染色されたポリ
ビニルアルコールを偏光膜とする偏光フィルム（住友化
学工業（株）製、商品名スミカランＳＨ−１８３２Ａ
型）について実施例１と同様の透過光量を測定した。５
１０ｎｍの波長の吸光度は１．６であった。＜偏光セルの観察＞偏光フィルム（住友化学工業（株）
製、商品名スミカランＳＨ−１８３２Ａ型）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。この際各偏光フィルムの偏光方向はそれが
接するセル基板の表面の液晶の配向方向と平行としノー
マリオン型とする。一方の面に面状光源たるバックライ
トを装着する。セルの前面を鉛直方向から傾けること４
５°の角度でかつ液晶セル基板の面内で２枚の偏光フィ
ルムの偏光方向から４５°をなす直線を含む面内から液
晶セルを観察する。観察されるコントラストは実施例１
および３の方が高い。

【００５６】

【発明の効果】本発明の偏光素子を用いた液晶表示装置
は視野角が広く、斜めから見た時の表示性能が優れ、工
業的価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に示した液晶表示装置の概略断面図。

【図２】実施例３に示した液晶表示装置の概略断面図。

【図３】偏光素子の視野角特性の測定方法を示す概略図
（平面図）。

【図４】偏光素子の視野角特性の測定方法を示す概略図
（側面図）。

【符号の説明】

１………偏光薄膜２………複屈折の小さな高分子フィルム３………ガラス基板４………透明電極５………絶縁性の液晶配向制御膜６………スペーサー７………液晶層８………透明な高分子フィルム。９………入射光１０………第１の偏光素子の偏光軸１１………第２の偏光素子の偏光軸１２………偏光素子の偏光軸と入射光の光軸のフィルム
面への投影がなす角度で４５° １３………出射光１４………第１の偏光素子１５………第２の偏光素子１６………フィルム面への光の入射角度で４５°

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膜厚１ｎｍ以上１μｍ以下の偏光薄膜を固
有複屈折が０．０１以下かつ−０．０１以上の高分子フ
ィルム上に積層したことを特徴とする偏光素子。
【請求項２】フッ素系樹脂配向膜上に形成された膜厚１
ｎｍ以上１μｍ以下の偏光薄膜を固有複屈折が０．０１
以下かつ−０．０１以上の高分子フィルム上に転写する
ことを特徴とする請求項１記載の偏光素子の製造方法。
【請求項３】電極を有する一対の透明電極基板間に、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
状態では分子長軸を基板に対してほぼ平行かつ分子長軸
が９０°以上２７０°以下の間でその螺旋軸が基板に垂
直方向に捩れた構造をとるように構成された液晶セルに
おいて、その両外側に請求項１記載の偏光素子を配置し
たことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】電極を有する一対の透明電極基板間に、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
状態では分子長軸を基板に対してほぼ平行かつ分子長軸
が９０°以上２７０°以下の間でその螺旋軸が基板に垂
直方向に捩れた構造をとるように構成された液晶セルに
おいて、その両外側に、膜厚１ｎｍ以上１μｍ以下の偏
光薄膜を高分子フィルムの片側表面に積層した偏光素子
を該偏光薄膜を液晶セル側に向けて配置したことを特徴
とする液晶表示装置。