JPH08334622A - 一軸配向共役系高分子薄膜とその製造方法および偏光素子と液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】一軸配向した共役系高分子薄膜とそれを用いた
高コントラスト比の高性能の偏光素子と液晶表示装置を
提供する。 【解決手段】［１］少なくとも１種の一般式（１）で表
される繰り返し単位を有する高分子が一軸配向している
薄膜において、該薄膜が４００ｎｍから８００ｎｍに少
なくとも１種の吸収ピークを持ち、膜厚が１ｎｍ以上１
μｍ以下であり、少なくとも１種の吸収ピーク波長での
二色性比が５以上である。 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は、それぞれ独立に−Ｈまたは−Ｏ
−（ＣＨ₂ ）_n −ＣＨ ₃ 。ｎは０〜３の整数。） ［２］表面に［１］記載の薄膜を有する高分子フィルム
またはガラス板もしくは透明電極を有するガラス板から
なる偏光素子。 ［３］液晶セルの外側に［２］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】

【発明の属する技術分野】本発明は表示装置の分野で有
用な一軸配向した共役系高分子の薄膜とその製造方法お
よびこれを用いた偏光素子と液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルカラーの液晶ディスプレイ（以下、
ＬＣＤと記すことがある。）が極めて活発に開発されて
きている。これらの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向上させることである。

【０００３】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。また、大容量の表示を行う
ためには液晶セル基板上にアモルファスシリコン等の薄
膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記すことがある。）を
画素ごとに形成することが行われる。

【０００４】透過型液晶表示素子の場合、偏光素子とカ
ラーフィルターの光吸収のため、およびＴＦＴを形成し
た部分を光が透過しないために、透過光量は非常に小さ
い。明るいＬＣＤを得るために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
くなるなどの問題もある。

【０００５】したがって、高性能のフルカラーＬＣＤを
製造するためには、たとえば偏光性能が優れ高い偏光度
を保つことで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耐熱
性を有する偏光素子が極めて有用である。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、ＰＶ
Ａ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。

【０００６】このうち偏光素子としてヨウ素を用いた偏
光素子は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る。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十分ではない。また、色
素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優れているが偏光性能が
劣っている。

【０００７】π電子共役系高分子を二色性色素材料とし
て使用し、この分子鎖を一軸配向させることでも偏光素
子が得られることが知られている。π電子共役系高分子
の分子長軸は分子の光吸収の遷移モーメントとほぼ一致
することから、これらの分子軸が一軸に配向すれば極め
て高い偏光性能が得られるはずである。しかも、これら
の高分子は概ね高い耐熱性を備えることが期待される。
たとえばポリ（パラ−フェニレンビニレン）とポリ
（２、５−チエニレンビニレン）の複合延伸フィルムが
偏光フィルムとなることが知られている（特開昭６３−
２２９４０４号）。

【０００８】しかし、偏光素子として使用する場合、そ
の単体透過率を確保するためこれらのフィルムの厚みは
１μｍ以下になる。よって、たとえばポリ（パラ−フェ
ニレンビニレン）などのフィルムを一軸延伸することで
得られるフィルムでは厚み制御が難しく、フィルムを安
定して製造することは技術的に難しかった。

【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。これをフッ素系樹脂配向膜とすること
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、４
１４頁（１９９１年）〕。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＰＴ
ＦＥ薄膜技術等を利用して一軸配向した共役系高分子薄
膜を得ることであり、さらにそれを用いて高コントラス
ト比の高性能の偏光素子と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、［１］少なくとも１
種の一般式（１）で表される繰り返し単位を有する高分
子が一軸配向している薄膜において、該薄膜が４００ｎ
ｍから８００ｎｍに少なくとも１種の吸収ピークを持
ち、膜厚が１ｎｍ以上１μｍ以下であり、少なくとも１
種の吸収ピーク波長での二色性比が５以上である一軸配
向共役系高分子薄膜に係るものである。

【化３】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は、それぞれ独立に−Ｈまたは−Ｏ
−（ＣＨ₂ ）_n −ＣＨ ₃ である。ｎは０〜３の整数であ
る。）

【００１２】また、本発明は、［２］少なくとも一種の
一般式（１）で表される共役系高分子を、表面にフッ素
系樹脂配向膜を有する基材上に蒸着する［１］記載の一
軸配向共役系高分子薄膜の製造方法に係るものである。
また、本発明は、［３］少なくとも一種の一般式（２）
で表される繰り返し単位を有する高分子前駆体を基材上
に擦りつけ、該基材に熱を加えるか、または光、電子線
もしくは放射線を照射する［１］記載の一軸配向共役系
高分子薄膜の製造方法に係るものである。

【化４】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は、それぞれ独立に−Ｈまたは−Ｏ
−（ＣＨ₂ ）_n −ＣＨ ₃ である。ｎは０〜３の整数であ
る。また、Ｘは水素または炭素数１〜１０の炭化水素基
である。） 更に、本発明は、［４］表面に［１］記載の一軸配向共
役系高分子薄膜を有する高分子フィルムまたはガラス板
もしくは透明電極を有するガラス板からなる偏光素子に
係るものである。

【００１３】また、本発明は、［５］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°よりも大きくかつ２７
０°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、その外側
に［４］記載の偏光素子を配置した液晶表示装置に係る
ものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】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共役系高分子は一般式（１）
で表される構造の繰り返し単位を有する高分子が使用さ
れる。より具体的には、ポリ（２、５−チエニレンビニ
レン）、ポリ（３−メトキシ−２、５−チエニレンビニ
レン）、ポリ（３−エトキシ−２、５−チエニレンビニ
レン）、ポリ（３−ブトキシ−２、５−チエニレンビニ
レン）、ポリ（３、４−ジメトキシ−２、５−チエニレ
ンビニレン）等が例示できる。

【００１５】これらの中で、ポリ（２、５−チエニレン
ビニレン）、ポリ（３−メトキシ−２、５−チエニレン
ビニレン）、ポリ（３−エトキシ−２、５−チエニレン
ビニレン）、ポリ（３−ブトキシ−２、５−チエニレン
ビニレン）が好ましく、ポリ（２、５−チエニレンビニ
レン）が特に好ましい。

【００１６】本発明で使用する共役系高分子の重合度は
共役系高分子の種類により異なる。該重合度としては、
通常３〜１００００の範囲が使用できるが、薄膜形成を
蒸着で行う場合には適当な昇華性を有する必要があるの
で、平均重合度を低下することが好ましい。該平均重合
度として、具体的には好ましくは５〜１００の範囲が、
さらに好ましくは５〜５０の範囲が、特に好ましくは５
〜２０の範囲が使用される。平均重合度は、重合方法、
重合条件を選択することにより適宜調整することができ
る。このような高分子の重合方法に特に限定はないが、
高分子スルホニウム塩を経由する方法が好ましい。例え
ば、ポリマーコミュニケーションズ（Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、２８巻（１９８７）
２２９〜２３１頁に記載されている方法等の公知の方法
で製造することができる。

【００１７】本発明で使用する共役系高分子は、薄膜形
成を蒸着で行うためには架橋した構造を含まないことが
好ましい。架橋度も、重合方法、重合条件を選択するこ
とにより適宜調整することができる。

【００１８】本発明の共役系高分子薄膜は一軸配向して
いる。この一軸配向共役系高分子薄膜は、たとえばフッ
素系樹脂配向膜の上に共役系高分子を気相から蒸着して
堆積することにより得られる。一方、この一軸配向共役
系高分子薄膜は基材に一般式（２）で表される繰り返し
単位を有する高分子前駆体をに擦りつけることによって
も得られる。

【００１９】フッ素系樹脂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。

【００２０】フッ素系樹脂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（ＰＴＦ
Ｅ）、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。）、テトラフルオ
ロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重
合体（以下、ＰＦＡと記すことがある。）、テトラフル
オロエチレン−エチレン共重合体等が例示されるが、Ｐ
ＴＦＥが特に好ましい。

【００２１】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
り、１００℃以上３５０℃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
１３０℃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。

【００２２】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
に優れたフッ素系樹脂配向膜を得るためには、０．５ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 以上４０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下が好ましく、
５ｋｇｆ／ｃｍ² 以上２０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下がさらに
好ましい。

【００２３】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
に優れたフッ素系樹脂配向膜を得るためには、０. ０１
ｃｍ／秒以上１０ｃｍ／秒以下が好ましく、０. ０１ｃ
ｍ／秒以上０. ５ｃｍ／秒以下がさらに好ましい。

【００２４】フッ素系樹脂配向膜の厚さが薄すぎると上
に堆積する共役系高分子は一軸配向しなくなる。一方、
フッ素系樹脂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。よって、フッ素系樹脂配向膜の厚さは１ｎｍ〜１μ
ｍ、好ましくは１ｎｍ〜０. ２μｍ、より好ましくは１
ｎｍ〜５０ｎｍである。

【００２５】フッ素系樹脂配向膜をこすりつける基板
は、一軸配向共役系高分子薄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［ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ ₂ Ｏ₃ 、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。

【００２６】また、生成する一軸配向共役系高分子薄膜
を剥離や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。

【００２７】ただし、得られる一軸配向共役系高分子薄
膜の配向の点で３００℃以上３４０℃以下の温度でＰＴ
ＦＥをこすりつけることが特に好ましいので、この場合
フッ素系樹脂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ことが好ましい。この
ような基板として、ガラス、透明電極［（Ｉｎｄｉｕｍ
−Ｔｉｎ 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３
００℃以上の熱に十分に耐えることが好ましい。

【００２８】フッ素系樹脂配向膜を使用した一軸配向共
役系高分子薄膜の製造は、たとえば共役系高分子を分解
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。よ
って、共役系高分子は蒸発に必要な加熱により分解しな
いで昇華するものが用いられるが、蒸発源の温度を共役
系高分子の分解温度以下とすることが好ましい。具体的
な温度は、共役系高分子の構造により異なるが。共役系
高分子の一般的な特徴から６００℃以下が好ましく、４
００℃以下がさらに好ましい。

【００２９】蒸着時の真空度は大気圧以下を使用するこ
とができるが、共役系高分子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１
０^-5ｔｏｒｒ以下が好ましく、５×１０^-6ｔｏｒｒ以下
が特に好ましい。

【００３０】一方、本発明の一軸配向共役系高分子薄膜
を一般式（２）で表される構造の繰り返し単位を有する
高分子前駆体を基材に擦りつける方法で作製する場合、
生成する一般式（１）で表される構造の繰り返し単位を
有する高分子の構造は、一般式（２）によって規定され
る。

【００３１】一般式（２）におけるＸは、水素または炭
素数１〜１０の炭化水素基であり、該炭化水素基とし
て、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロ
ピル基、ノリマルブチル基、２−エチルヘキシル基、フ
ェニル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。これらの
中で、炭素数１〜６の炭化水素基が好ましく、該炭化水
素基として、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソ
プロピル、ノリマルブチル基が挙げられ、これらの中で
メチル基、エチル基が特に好ましい。このような高分子
前駆体の重合方法としては、高分子スルホニウム塩を経
由する方法が好ましい。

【００３２】一般式（２）で表される構造の繰り返し単
位を有する高分子前駆体の平均重合度は、重合条件を適
宜選択して制御することができる。一般にこの方法では
平均重合度を上げることができるが、３００以上の範囲
が使用され、３００〜１００００の範囲が好ましく、３
００〜５０００の範囲がさらに好ましく、１０００〜５
０００の範囲が特に好ましい。

【００３３】一般式（２）で表される構造の繰り返し単
位を有する高分子前駆体を基材に擦りつける場合、擦り
付ける高分子前駆体はフィルム、ドラム、角柱等のさま
ざまな形状で使用することができるが、そのため所望の
形状に成型して使用する。成型方法は高分子前駆体の種
類により異なるが、溶液のキャストや粉末の圧縮成型な
どの手法を挙げることができる。

【００３４】擦り付ける基材は、安定で平滑な材料を使
用することができる。このような材料として、ガラス、
透明電極［ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄ
ｅ）、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ など］を被覆したガラス、
耐熱性高分子材料、金属が例示される。ここで、該耐熱
性高分子材料としては、ポリエチレンテレフタレート、
ポリカーボネート等が挙げられ、該金属としては、ステ
ンレス、真鍮、銅、アルミニウム、ニッケル等が挙げら
れる。一軸配向共役系高分子薄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）、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、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
ボネート等の耐熱性高分子材料が例示されるが、安定性
の点でガラス、透明電極を被覆したガラスが好ましい。

【００３５】このときの温度は、高分子と擦りつける基
材の種類によるが、一般に−５０℃以上２００℃以下ま
たは樹脂の分解温度以下であることが好ましく、０℃以
上１００℃以下が更に好ましく、０℃以上５０℃以下が
特に好ましい。圧力は、高分子と擦りつける基材の種類
により適宜選択できるが、一般に０．０１ｋｇｆ／ｃｍ
² 以上１００ｋｇｆ／ｃｍ² 以下が好ましく、０．１ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 以上５０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下が更に好まし
く、１ｋｇｆ／ｃｍ² 以上２０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下が特
に好ましい。擦りつける速度も高分子と擦りつける基材
の種類により適宜選択できる。一般には０．０１ｃｍ／
秒以上１０ｃｍ／秒以下が好ましい。擦りつける際の温
度、圧力、速度を適宜選択することにより生成する一軸
配向共役系高分子薄膜の膜厚を制御することができる。
一般に高温、高圧、低速でより厚い一軸配向共役系高分
子薄膜を得ることができる。

【００３６】一般式（２）で表される構造の繰り返し単
位を有する高分子前駆体を擦りつけることによって得ら
れた薄膜は、一般式（１）で表される構造の繰り返し単
位を有する高分子に変換して使用する。一般式（２）で
表される構造の繰り返し単位を有する高分子前駆体を一
般式（１）で表される構造の繰り返し単位を有する高分
子に変換する方法としては、熱、光、電子線、放射線等
を使用することができるが、変換の収率の点で熱が好ま
しい。加熱時の温度は一般式（２）で表される構造の繰
り返し単位を有する高分子前駆体の種類によって適宜選
択することができる。一般には、１００℃以上４００℃
以下が使用され、１００℃以上３５０℃以下が好まし
く、２００℃以上３００℃以下が特に好ましい。また、
変換時の酸化を防ぐために、変換は真空中または不活性
ガス（窒素、アルゴン、ヘリウム、等）中で行なうこと
が好ましい。

【００３７】一軸配向共役系高分子薄膜は複数の共役系
高分子を含有することができる。一般式（１）で表され
る共役系高分子から任意の共役系高分子を選択して組み
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。

【００３８】複数の共役系高分子を含有させる方法とし
ては、複数の共役系高分子を同時に蒸着することができ
る。また、ある共役系高分子をまずフッ素系樹脂配向膜
を設けた基板上に蒸着し、次に形成した一軸配向共役系
高分子薄膜上に別の共役系高分子を蒸着する工程を繰り
返して複数の共役系高分子の多層膜を得る方法も使用す
ることができる。また、複数の一般式（２）で表される
構造の繰り返し単位を有する高分子前駆体の混合物を基
材に擦り付け、これを複数の一般式（１）で表される構
造の繰り返し単位を有する高分子に変換する方法も使用
できる。

【００３９】一軸配向共役系高分子薄膜の最適膜厚は、
共役系高分子の二色性や、モル吸光係数、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良く、高配
向度とするためには薄くすることが有利である。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、１ｎ
ｍ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５ｎｍ以上０．２μｍ以下であ
る。

【００４０】また、一軸配向共役系高分子薄膜は、４０
０ｎｍから８００ｎｍに少なくとも１種の吸収ピークを
持ち、少なくとも１種の吸収ピーク波長での二色性比が
５以上、好ましくは１０以上、さらに好ましくは２０以
上である。さらに、単体透過率が３５％以上８０％以下
であることが好ましい。

【００４１】本発明においては、偏光素子として用いる
場合に不可欠な一軸配向共役系高分子薄膜に加えて、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。

【００４２】本発明の一軸配向共役系高分子薄膜は容易
に偏光素子として利用できる。最も単純な使用方法は、
本発明の一軸配向共役系高分子薄膜を透明な基板上に形
成されたフッ素系樹脂配向膜上に形成してそのまま偏光
素子とするものである。

【００４３】一方、本発明の一軸配向共役系高分子薄膜
は転写して偏光素子とすることもできる。この場合の製
造方法は、一旦基材上に一軸配向共役系高分子薄膜を形
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転写する
方法、表面に接着剤をつけた別の基材を貼り付けて剥離
することにより転写する方法等が例示される。

【００４４】本発明の液晶表示装置の構造を説明する。
本発明の一軸配向共役系高分子薄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。図１において、１
は本発明の偏光素子、２はガラス基板、３は透明電極、
４は絶縁性の液晶配向制御膜、５は液晶層、６はスペー
サーである。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。

【００４５】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、フッ素系樹
脂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、その両者で絶縁性フッ素系樹脂配
向膜としてもかまわない。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。これら絶縁性フ
ッ素系樹脂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〜１００ｎｍである。

【００５０】これら液晶配向制御膜４および透明電極３
を設置した２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（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。

【００５１】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枚の本発明の共役系高
分子膜からなる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。

【００５２】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。

【００５３】

【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、一軸配向共役
系高分子薄膜の配向方向に平行な方向の偏光の吸光度
（Ａ１）と、一軸配向共役系高分子薄膜の配向方向と直
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、一軸配向共役系高分子薄膜そのものの吸収を用い
た。

【数１】二色性比＝Ａ１／Ａ２

【００５４】実施例１ ＜フッ素系樹脂配向膜の形成＞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. ４ｃｍ
² であった。

【００５５】＜一軸配向共役系高分子薄膜の形成＞得ら
れたＰＴＦＥ樹脂配向膜上に、平均重合度が約１０のポ
リ（２、５−チエニレンビニレン）を蒸着した。蒸着の
際の真空度は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下であった。蒸着膜の
膜厚は約１５ｎｍであった。 ＜二色性比の評価＞３００ｎｍから７００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、６９５ｎｍに吸収ピークがあ
った。吸収ピークでの二色性比は５以上であった。ま
た、得られた共役系高分子膜を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した。

【００５６】実施例２ ＜共役系高分子膜の形成＞実施例１と同様にして得たＰ
ＴＦＥ樹脂配向膜上に、ポリ（３−メトキシ−２、５−
チエニレンビニレン）を蒸着する。蒸着の際の真空度
は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下である。蒸着膜の膜厚は０. ２
μｍ以下である。 ＜２色性比の評価＞３００ｎｍから７００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、５２０〜８００ｎｍに吸収ピ
ークがある。吸収ピークでの二色性比は５以上である。
また、得られた共役系高分子膜を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。

【００５７】実施例３ ＜共役系高分子膜の形成＞実施例１と同様にして得たＰ
ＴＦＥ樹脂配向膜上に、ポリ（３−エトキシ−２、５−
チエニレンビニレン）を蒸着する。蒸着の際の真空度
は、１０^-5Ｔｏｒｒ以下である。蒸着膜の膜厚は０. ２
μｍ以下である。 ＜２色性比の評価＞３００ｎｍから７００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、５２０〜８００ｎｍに吸収ピ
ークがある。吸収ピークでの二色性比は５以上である。
また、得られた共役系高分子膜を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。

【００５８】実施例４ ＜共役系高分子前駆体の合成＞ポリマーコミュニケーシ
ョンズ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓ）、第２８巻（１９８７）２２９〜２３１頁に記載の
方法および条件により、２、５ーチエニレンビス（メチ
レンジメチルスルホニウムブロミド）をアリカリで縮合
重合して、前記式（２）において、Ｒ₁ およびＲ₂ が水
素で、Ｘがメチル基である場合に相当する高分子前駆体
を合成した。この前駆体をジメチルホルムアミドに溶解
し、キャストして前駆体フィルムを得た。 ＜共役系高分子膜の形成＞得られた前駆体フィルムをガ
ラス基板に強く擦り付ける操作により、ガラス基板上に
前駆体の簿膜を得た。この簿膜を２００℃に加熱し、ポ
リ（２、５−チエニレンビニレン）の膜を形成した。 ＜２色性比の評価＞３００ｎｍから７００ｎｍの範囲の
偏光吸光度を測定すると、５２０〜７００ｎｍに吸収ピ
ークがある。この薄膜に直線偏光を照射し、透過光を電
子顕微鏡で観察すると、強い二色性が観測できた。吸収
ピークでの二色性比は５以上である。また、得られた共
役系高分子膜を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。

【００５９】

【発明の効果】本発明の一軸配向共役系高分子薄膜は、
二色性比が高く、また本発明の製造方法で容易に作成で
き、この一軸配向共役系高分子薄膜からなる偏光素子を
液晶表示装置に用いた場合には、高コントラストの画像
が得られるので工業的価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の概略図。

【符号の説明】

１………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】少なくとも１種の一般式（１）で表される
   繰り返し単位を有する高分子が一軸配向している薄膜に
   おいて、該薄膜が４００ｎｍから８００ｎｍに少なくと
   も１種の吸収ピークを持ち、膜厚が１ｎｍ以上１μｍ以
   下であり、少なくとも１種の吸収ピーク波長での二色性
   比が５以上であることを特徴とする一軸配向共役系高分
   子薄膜。 【化１】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は、それぞれ独立に−Ｈまたは−Ｏ
   −（ＣＨ₂ ）_n −ＣＨ ₃ である。ｎは０〜３の整数であ
   る。）
2. 【請求項２】少なくとも一種の一般式（１）で表される
   共役系高分子を、表面にフッ素系樹脂配向膜を有する基
   材上に蒸着することを特徴とする請求項１記載の一軸配
   向共役系高分子薄膜の製造方法。
3. 【請求項３】少なくとも一種の一般式（２）で表される
   繰り返し単位を有する高分子前駆体を基材上に擦りつ
   け、該基材に熱を加えるか、または光、電子線もしくは
   放射線を照射することを特徴とする請求項１記載の一軸
   配向共役系高分子薄膜の製造方法。 【化２】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は、それぞれ独立に−Ｈまたは−Ｏ
   −（ＣＨ₂ ）_n −ＣＨ ₃ である。ｎは０〜３の整数であ
   る。また、Ｘは水素または炭素数１〜１０の炭化水素基
   である。）
4. 【請求項４】表面に請求項１記載の一軸配向共役系高分
   子薄膜を有する高分子フィルムまたはガラス板もしくは
   透明電極を有するガラス板からなる偏光素子。
5. 【請求項５】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°よりも大きくかつ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、その外側に請求項４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。