JPH09222600A - 光学異方素子を用いた液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正面コントラストを低下させずに、表示コン
トラスト及び表示色の視角特性が改善され、高速表示に
優れた液晶表示素子を提供するものである。 【解決手段】 ２枚の電極基板間に液晶を挟持してなる
液晶セルと、その両側に配置された２枚の偏光素子と、
該液晶セルと該偏光素子の間に少なくとも１枚の光学異
方素子を配置した液晶素子において、該光学異方素子が
液晶性高分子を含む層を有し，該光学異方素子のレター
デーション値の絶対値が最小となる方向がフィルム法線
方向でも面方向でもなく、該液晶セルがセル中央部にね
じれ配向が存在する液晶セルを含むベンド配向液晶セ
ル、または、ＨＡＮ型液晶セルであることを特徴とする
液晶素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示コントラスト及び
表示色の視角特性が改良され、高速表示に優れた液晶表
示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】日本語ワードプロセッサやディスクトッ
プパソコン等のＯＡ機器の表示装置の主流であるＣＲＴ
は、薄型軽量、低消費電力という大きな利点をもった液
晶表示素子に変換されてきている。現在普及している液
晶表示素子（以下ＬＣＤと称す）の多くは、ねじれネマ
ティック液晶を用いている。このような液晶を用いた表
示方式としては、複屈折モードと旋光モードとの２つの
方式に大別できる。

【０００３】複屈折モードを用いたＬＣＤは、液晶分子
配列のねじれ角９０°以上ねじれたもので、急崚な電気
光学特性をもつ為、能動素子（薄膜トランジスタやダイ
オード）が無くても単純なマトリクス状の電極構造でも
時分割駆動により大容量の表示が得られる。しかし、応
答速度が遅く（数百ミリ秒）、諧調表示が困難という欠
点を持ち、能動素子を用いた液晶表示素子（ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤやＭＩＭ−ＬＣＤなど）の表示性能を越えるまでに
はいたらない。

【０００４】ＴＦＴ−ＬＣＤやＭＩＭ−ＬＣＤには、液
晶分子の配列状態が９０°ねじれた旋光モードの表示方
式（ＴＮ型液晶表示素子）が用いられている。この表示
方式は、応答速度が数＋ミリ秒程度であり、高い表示コ
ントラストを示すことから他の方式のＬＣＤと比較して
最も有力な方式である。しかし、ねじれネマティック液
晶を用いている為に、表示方式の原理上、見る方向によ
って表示色や表示コントラストが変化するといった視角
特性上の問題があり、ＣＲＴの表示性能を越えるまでに
はいたらない。

【０００５】ＴＮ型ＬＣＤに対して、ＳＩＤ’９２ Ｄ
ｉｇｅｓｔ ｐ．７９８などに見られるように、画素を
分割し、それぞれ電圧印加時のチルト方向を逆向きにし
て、視角特性を補償する方法が提案されている。この方
法によると、上下方向の階調反転に関する視角特性は改
善されるが、コントラストの視角特性はほとんど改善さ
れない。

【０００６】更に、特開平６−７５１１６号、ＥＰ０５
７６３０４Ａ１、および特開平６−２１４１１６号公報
において、光学的に負の一軸性を示し、その光学軸が傾
斜している位相差板を用いることにより、ＴＮ型ＬＣＤ
の視角特性を改良する方法が提案されている。また、特
開平６−３４７７４２、ＥＰ６２８８４７Ａ１、特開平
７−２０４３４、特開平７−６３９１６などに、液晶性
高分子を用いた光学フィルムが提案されている。これら
の方法によれば視野角は従来のものと比べ、改善はされ
るが、それでもＣＲＴ代替を検討するほどの広い視野角
は実現困難であった。

【０００７】従来の液晶モード以外に広視野角、高速応
答という特徴を有するベンド配向液晶セルがＳＩＤ‘９
３ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ．２７３、ｐ．２７７、ＵＳ５，
４１０，４２２などに見られるように提案された。ま
た、’９５第４２回春の応用物理学会２９ａ−ＳＺＣ−
２０などに見られるように、この考え方を反射型ＬＣＤ
に応用したＨＡＮ型液晶セルが提案されている。これら
の液晶モードでは、光学軸がフィルム法線方向にある負
の一軸性の光学異方素子、または、二軸性光学異方素子
を用いることによって、広視野角を実現しているが、そ
れでも視野角特性の改善は十分ではなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、正面コント
ラストを低下させずに、表示コントラスト及び表示色の
視角特性が改善され、高速表示に優れた液晶表示素子を
提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の手段
により達成された。 （１） ２枚の電極基板間に液晶を挟持してなる液晶セ
ルと、その両側に配置された２枚の偏光素子と、該液晶
セルと該偏光素子の間に少なくとも１枚の光学異方素子
を配置した液晶素子において、該光学異方素子が液晶性
高分子を含む層を有し，該光学異方素子のレターデーシ
ョン値の絶対値が最小となる方向がフィルム法線方向で
も面方向でもなく、該液晶セルがセル中央部にねじれ配
向が存在する液晶セルを含むベンド配向液晶セル、また
は、ＨＡＮ型液晶セルであることを特徴とする液晶素
子。 （２） 該液晶性高分子の光学的チルト角が、該層の厚
さ方向で連続的に変化している（１）に記載の液晶素
子。 （３） 該光学異方素子が、透明支持体上に液晶性高分
子を含む層を設けたものである（１）に記載の液晶素
子。 （４） 該液晶性高分子の光学的チルト角が、厚さ方向
で底面から連続的に単調増加している（２）に記載の液
晶表示素子。 （５） 該液晶性高分子の連続的に変化する光学的チル
ト角の低チルト角側の角度が０°乃至８５°であり、高
チルト角側の角度が５°乃至９０°である（４）に記載
の液晶表示素子。 （６） 該液晶性高分子層の複屈折率をΔｎ３とし、厚
みをｄ３としたときに、Δｎ３とｄ３との積の絶対値が
２０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下である（１）に記載の
液晶素子。 （７） 該透明支持体が、下記の条件を満足している
（３）に記載の液晶素子。 ５０≦｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２―ｎｚ｝×ｄ２≦１０００ … （１） ０≦｜（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ２｜≦２００ … （２） （但し、ｎｘ及びｎｙは支持体の面内の主屈折率を表
し、ｎｚは厚み方向の主屈折率を表し、ｄ２は支持体の
厚さを表し、そして上記式の単位はｎｍである） （８） 液晶の複屈折率をΔｎ１とし、液晶セルのセル
ギャップをｄ１としたときに、Δｎ１とｄ１との積が３
００ｎｍ、以上３０００ｎｍ以下である（１）に記載の
液晶素子。 （９） ノーマリーホワイトモードであることを特徴と
する（１）に記載の液晶素子。

【発明の実施の形態】

【００１０】ＴＮ−ＬＣＤやＳＴＮ−ＬＣＤの視野角が
狭い原因の一つは、見る方向によってレターデーション
が異なるというものである。図１に示したように、方向
１４は液晶の複屈折の比較的大きい方向であるため、レ
ターデーションが大きい。また、方向１５は液晶の複屈
折が比較的小さい方向であるため、レターデーションが
小さい。

【００１１】これに対して、図２に示したベンド配向液
晶セルにおいては、見る方向によるレターデーションの
違いが比較的小さい。図２に示したように、方向２４は
下基板２３付近では液晶の複屈折が小さく、上基板２１
付近では液晶の複屈折が大きい。方向２５はこの逆であ
り、方向２４と２５でレターデーションは等しい。した
がって、液晶セルの厚み方向中央部に対して対称となる
ために自己補償型のセルだということができる。これら
の特徴を有するために、ベンド配向液晶セルでは視野角
は原理的に広い。反射型ＬＣＤとして用いられるＨＡＮ
型液晶セルの例を図３に示すが、ＨＡＮ型液晶セルにつ
いても同様なことが言える。

【００１２】しかしながら、ベンド配向液晶セル、ＨＡ
Ｎ型反射型ＬＣＤにおいても、視角を大きくすることに
伴って、黒表示部からの光の透過率が著しく増大し、結
果としてコントラストの急激な低下を招いていることに
なる。本発明は、この様な斜方入射におけるコントラス
トの低下を防ぎ、視角特性を改善し、同時に、正面のコ
ントラストを改善しようとするものである。

【００１３】もし、黒表示において液晶セルが正の一軸
性の光学異方体だとするならば、これを光学的に補償す
るには、図４に示したように、負の一軸性の光学異方体
を用いればよい。そうすることによって、斜めから見た
場合の液晶セルによって生じるレターデーションは、負
の一軸性の光学異方体によってキャンセルされ、光漏れ
を抑えることができる。

【００１４】しかし、実際の液晶セルを正の一軸性の光
学異方体とし、負の一軸性の光学異方体によって補償す
るのには限界がある。本発明者らは、鋭意検討した結
果、更に大幅な視野角改善をし、ＣＲＴ代替の可能性を
切り開くためには、図５や図６に示したように、黒表示
におけるベンド配向液晶セルやＨＡＮ型液晶セルと同様
な配向状態を負の一軸性の化合物で実現した光学異方素
子が必要であることを見出した。

【００１５】本発明における光学異方素子は、液晶性高
分子を含む層を含み、好ましくは、該液晶性高分子層は
透明支持体上に設ける。さらに配向膜を透明支持体と光
学異方層に設けることが好ましい。配向膜は、光学異方
層を複数設ける場合は、光学異方層上に設けても良い。
また、下塗層（接着層）を透明基板と配向膜との間に設
けることが好ましい。保護層を光学異方層上と基板の裏
面に設けても良い。

【００１６】本発明における液晶性高分子層は、光学的
チルト角が該層の厚さ方向で連続的に変化していること
が好ましい。該液晶性高分子層を透明フィルム状に設け
た場合、光学的チルト角が厚さ方向で底面から連続的に
単調増加していることが好ましい。更に、該液晶性高分
子層の光学的チルト角の低チルト角側の角度が０°乃至
８５°であり、高チルト角側の角度が５°乃至９０°で
あることが好ましい。

【００１７】該液晶性高分子層の複屈折率をΔｎ３と
し、厚みをｄ３としたときに、Δｎ３とｄ３との積の絶
対値が２０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることが好
ましい。更に、５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であること
が好ましく、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であること
が特に好ましい。

【００１８】本発明の液晶性高分子は、負の固有複屈折
値を有するメソゲン基を有するか、あるいはコレステリ
ック相を呈するものが好ましい。負の固有複屈折値を有
するメソゲン基とは、例えば、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅら
の研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．７１巻、１１１頁
（１９８１年）に記載されている、ベンゼン誘導体や、
Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．
９６巻、７０頁（１９８４年）に記載されたシクロヘキ
サン誘導体及びＪ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの研究報告、Ｊ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，１７９４頁（１９８５年）、
Ｊ．Ｚｈａｎｇらの研究報告、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓ
ｏｃ．１１６巻、２６５５頁（１９９４年）に記載され
ているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサ
イクルなどが挙げられ、一般的にこれらを分子中心の母
核とし、直鎖のアルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾ
イルオキシ基等がその直鎖として放射状に置換された構
造であり、液晶性を示し、一般的にディスコティック液
晶と呼ばれるものが含まれる。但し、分子自身が負の一
軸性を有し、一定の配向を付与できるものであれば上記
記載に限定されるものではない。本発明における、負の
固有複屈折値を有するメソゲン基を有する液晶性高分子
を下記に列挙する。

【００１９】

【化１】

【００２０】

【化２】

【００２１】また、本発明における、コレステリック相
を呈する液晶性高分子を下記に列挙する。

【００２２】

【化３】

【００２３】

【化４】

【００２４】本発明の場合、光学的チルト角を厚さ方向
で連続的に変化させるためには、下記の処理が必要にな
る。一般に、ネマチック液晶を用いた液晶セルの場合、
該液晶層の両側を、ラビング処理した配向膜で挟むこと
により、液晶分子の光軸が一定の方向へ配向している。
すなわち、液晶層の両側にある配向膜の配向規制力によ
り、液晶分子は厚さ方向で均一な配向をしているわけで
あり、該配向膜の配向規制力を両側でアンバランスにす
る事により、厚さ方向で連続的に分子の配向を変化させ
ることが出来る。この考え方は、本発明の液晶性高分子
にも応用することが出来る。具体的には、ラビング処理
した有機配向膜あるいは無機配向膜の形成された基板に
液晶性高分子を塗布し、該液晶層の片側を開放系（空気
層）のまま液晶相形成温度まで昇温するか、あるいは前
記配向膜と、それとは異なった表面処理を施した配向膜
で挟んだまま液晶相形成温度まで昇温することである。
但し、上述の配向膜の配向規制力が十分に強い場合に
は、該液晶性高分子層の片側を解放系（空気層）のまま
であっても、該液晶性高分子の光学的チルト角が厚さ方
向で同じである場合も存在する。

【００２５】これにより該液晶は、光学的チルト角が厚
さ方向で連続的に変化した斜め配向をし、その後の冷却
により配向を保ったまま、常温では固体状態をとる。こ
の場合、配向膜近傍でのチルト角は、液晶性高分子素
材、配向膜素材、ラビング等で、コントロ−ルすること
が出来、そのチルト角は、０°乃至８５°が好ましく、
０°乃至５０°が更に好ましい。また、空気層、あるい
は異なった表面処理を施した配向膜近傍のチルト角は、
液晶性高分子素材、可塑剤、バインダ−、界面活性剤、
等でコントロ−ルすることが出来、更には、これら可塑
剤、バインダ−、界面活性剤、等で、チルト角の厚さ方
向の配向変化の度合いをコントロ−ルすることも可能で
ある。

【００２６】これら可塑剤の好ましい例としては、使用
する液晶性高分子と相溶するものであれば特に制限はな
く、耐熱性付与の観点からは、反応性の置換基を有する
ことが好ましい。また、液晶性高分子に対する添加量
は、重量比で０．１ｗｔ％乃至５０ｗｔ％が好ましい。
また、バインダ−の好ましい例としては、使用する液晶
性高分子の配向を著しく阻害するものでなければ特に制
限はなく、市販のポリマ−を使用することが出来る。本
発明者の鋭意研究の結果、ディスコティック液晶をメソ
ゲン基として有する液晶性高分子の場合はセルロ−ス系
高分子誘導体が極めて好ましいことが見いだされた。

【００２７】液晶相形成温度は構造、あるいは分子量等
に固有のものであるが、異なるものを二種以上混合する
か、又は前述の可塑剤を混合する事により、任意に調整
する事ができる。本発明に用いる液晶性高分子の液晶相
−固相転移温度としては、好ましくは７０℃以上、３０
０℃以下、特に好ましくは７０℃以上、２５０℃以下で
ある。

【００２８】上記の有機配向膜として用いるポリマーと
しては、ポリイミド、ポリスチレン誘導体など、また水
溶性のものとしては、ゼラチン、ポリビニルアルコー
ル、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。こ
れらは全てラビング処理を施すことにより、液晶性高分
子を斜めに配向させることができる。

【００２９】ＬＣＤの配向膜として広く用いられている
ポリイミド膜は有機配向膜として好ましく、これはポリ
アミック酸（例えば、日立化成製 ＬＱ／ＬＸシリー
ズ、日産化学製 ＳＥシリーズ等）を基板面に塗布し１
００〜３００℃で０．５〜１時間焼成の後ラビングする
事により得られる。

【００３０】また、前記ラビング処理は、ＬＣＤの液晶
配向処理工程として広く普及しているものと同一な工程
であり、配向膜の表面を紙やガーゼ，フェルト，ラバ
ー、或いはナイロン，ポリエステル繊維などを用いて一
定方向にこすることにより配向を得る方法である。一般
的には長さと太さが均一な繊維を平均的に植毛した布な
どを用いて数回程度ラビングを行う。

【００３１】また、無機斜方蒸着膜の蒸着物質としては
ＳｉＯを代表としＴｉＯ₂、ＭｇＦ₂、ＺｎＯ₂等の金属
酸化物やフッ化物、Ａｕ，Ａｌ等の金属が挙げられる。
尚、金属酸化物は高誘電率のものであれば斜方蒸着物質
として用いることができ、上記に限定されるものではな
い。

【００３２】本発明における透明支持体の材料として
は、透明である限りどのような材料でも使用することが
できる。光透過率が８０％以上を有する材料が好まし
い。このような材料としては、ゼオネックス（日本ゼオ
ン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（日本合成ゴム（株）製）及
びフジタック（富士写真フイルム（株）製）などの市販
品を使用することができる。本発明においては、透明支
持体の複屈折率Δｎ２のαが１．０以上１．３以下であ
ることが好ましく、そのような材料としては、ポリカー
ボネート、ポリアリレート、ポリスルフォン及びポリエ
ーテルスルホンなども使用することが好ましい。

【００３３】透明支持体（フィルム）面内の主屈折率を
ｎｘ、ｎｙ、厚み方向の主屈折率をｎｚ、フィルムの厚
さをｄとしたとき、三軸の主屈折率の中でｎｚが一番小
さく、式（１）において｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２―ｎｚ｝
×ｄ２で表されるレターデーションが、５０〜１０００
ｎｍであることが好ましい。１００〜８００ｎｍである
ことが好ましく、更に、１００〜５００ｎｍであること
が好ましい。また、式（２）における透明支持体の法線
方向のレターデーションの絶対値｜（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
２｜は、０〜２００ｎｍであることが好ましい。０〜１
５０ｎｍであることが好ましく、更に、０〜１００ｎｍ
であることが好ましい。

【００３４】本発明における光学異方素子は、液晶素子
において、液晶セルによる複屈折を補償するものである
から、光学異方層の波長分散は、液晶セルと等しいこと
が好ましい。光学異方層の４５０ｎｍ、６００ｎｍの光
によるレターデーションをそれぞれＲ（４５０ｎｍ）、
Ｒ（６００ｎｍ）とすれば、波長分散を表すＲ（４５０
ｎｍ）／Ｒ（６００ｎｍ）値は、１．０以上であること
が好ましく、更に、１．０〜１．３であることが好まし
い。

【００３５】本発明における液晶素子とは、表示のため
に用いられる直視型、投写型の素子、光変調素子として
用いられる素子などを含む。

【００３６】本発明においては、セル中央部にねじれ配
向が存在する液晶セルを含むベンド配向液晶セル、また
は、ＨＡＮ型液晶セルを用いる。液晶の屈折率異方性Δ
ｎ１と、液晶セルにおける液晶層の厚みｄ１との積Δｎ
１・ｄ１は、輝度と視野角を両立させるために、３００
ｎｍ〜３０００ｎｍであることが好ましい。ベンド配向
液晶セルにおいては、７００ｎｍ〜２０００ｎｍである
ことが更に好ましく、８００ｎｍ〜１８００ｎｍである
ことが特に好ましい。ＨＡＮ型液晶セルにおいては、３
５０ｎｍ〜１０００ｎｍであることが更に好ましく、４
００ｎｍ〜９００ｎｍであることが特に好ましい。

【００３７】本発明における液晶素子は、ノーマリーホ
ワイトモード（以下、ＮＷモード）とノーマリーブラッ
クモード（以下、ＮＢモード）で用いることができる。
ＮＢモードにおいては、視角が大きくなるにしたがっ
て、色味変化が大きくなることから、ＮＷモードで用い
ることが好ましい。

【００３８】電界による液晶分子の配列の欠陥（ディス
クリネーション）を少なくするため、液晶分子にあらか
じめプレチルト角を与えておく事が好ましい。

【００３９】本発明において透明フィルム上に液晶性高
分子を含む層を設けた場合、液晶セルに該光学異方素子
を装着する時に、液晶性高分子層を液晶セル寄りに配置
する場合と、透明フィルムを液晶セル寄りに配置する場
合があるが、本発明においては、どちらに配置しても構
わない。しかし、補償能を最大限に発揮するには、液晶
性高分子層を液晶セル寄りに配置する方が好ましい。

【００４０】

【実施例】

（ベンド配向液晶セルの作製）ＩＴＯ電極付きのガラス
基板にポリイミド膜を配向膜として設け、ラビング処理
を行う。このような２枚のガラス基板をパラレルの配置
で向き合わせ、セルギャップｄ１を８μｍに設定し、メ
ルク社製液晶ＺＬＩ１１３２（Δｎ１＝０．１３９６）
を注入し、ベンド配向液晶セルを作製した。Δｎ１とｄ
１との積が１１１７ｎｍであった。

【００４１】（ＨＡＮ型液晶セルの作製）ＩＴＯ電極付
きのガラス基板にポリイミド膜を配向膜として設け、ラ
ビング処理を行う。ＩＴＯ電極付きのガラス基板をもう
一枚用意し、ＳｉＯ蒸着膜を配向膜として設けた。この
２枚のガラス基板を向き合わせ、セルギャップｄ１を４
μｍに設定し、メルク社製液晶ＺＬＩ１１３２（Δｎ１
＝０．１３９６）を注入し、ＨＡＮ型液晶セルを作製し
た。Δｎ１とｄ１との積が５５８ｎｍであった。

【００４２】（ＴＮ型液晶セルの作製）ＩＴＯ電極付き
のガラス基板にポリイミド膜を配向膜として設け、ラビ
ング処理を行う。このような２枚のガラス基板をラビン
グ方向が直交するように向き合わせ、セルギャップを
５．５μｍに設定し、カイラル剤を加えたメルク社製液
晶ＺＬＩ１６４６（Δｎ＝０．０８０）を注入し、９０
゜左ねじれのＴＮ型液晶セル（Δｎとｄとの積が４４０
ｎｍ）を作製した。

【００４３】（光学異方素子１の作製）ゼラチン薄膜
（０．１μｍ）を塗設したトリアセチルセルロースの１
００μｍ厚フィルム（富士写真フイルム（株）製）上に
長鎖アルキル変性ポバール（ＭＰ２０３ ：商品名 ク
ラレ製）を塗布し、４０℃温風にて乾燥させた後、ラビ
ング処理を行い配向膜を形成した。面内の主屈折率をｎ
x、ｎy、厚さ方向の屈折率をｎz、厚さをｄ２とした
時、トリアセチルセルロースフィルムは、｜ｎx−ｎy｜
×ｄ２＝３ｎｍ、｛（ｎx＋ｎy）／２−ｎｚ｝×ｄ２＝
２００ｎｍであり、式（１）、（２）の条件を満たして
いた。

【００４４】この配向膜上に、前述した液晶性高分子Ｔ
Ｅ−６ １．６ｇ、フェノ−ルＥＯ変性（ｎ＝１）アク
リレート（Ｍ１０１ 東亜合成） ０．４ｇ、セルロ−
スアセテ−トブチレ−ト（ＣＡＢ５３１−１ イ−スト
マンケミカル） ０．０５ｇ、イルガキュアー９０７
０．０１ｇを３．６５ｇのメチルエチルケトンに溶解し
た塗布液を、ワイヤ−バ−で塗布（＃１０バ−使用）
し、金属の枠に貼りつけて１１５℃の高温槽中で３分間
加熱し、液晶を配向させた後、室温まで急冷して、液晶
性高分子を含む層を有する光学異方素子を作成した。

【００４５】このようにして得られた光学異方素子のレ
ターデーションを、ラビング軸を含み位相差板面に垂直
な面において、ラビング軸を起点に４０°から１４０°
までを５°刻みで、島津製作所製エリプソメーター（Ａ
ＥＰ−１００）を用いて測定したところ、レターデーシ
ョンが０となる方向は存在しなかった。レターデーショ
ン値の絶対値が最小となる方向は、フィルム法線方向で
も面方向でもなかった。また、ラビング軸を含み光学異
方素子面に垂直な面において、ラビング軸を起点に４０
°から１４０°までを５°刻みでレタ−デ−ション値を
測定し、更に、測定部分の液晶性高分子を除去した後の
支持体の光学特性を同様に測定した。また、液晶性高分
子層を厚さ方向に１０分割し、この実測値をシミュレ−
トしたところ、液晶性高分子層のチルト角は、２０°か
ら６０°まで連続的に変化していた。液晶性高分子層の
複屈折率Δｎ３と厚みｄ３の積の絶対値は、１６０ｎｍ
であった。

【００４６】（光学異方素子２の作製）ホスゲンとビス
フェノールＡの縮合により得られた分子量１２万のポリ
カーボネートを二塩化メチレンに溶解し、１８％溶液と
した。これをスチールドラム上に流延し、連続的にはぎ
取り、二軸延伸しながら乾燥し、厚さｄ２が６０μｍの
フィルムを得た。このフィルム上に、ポリイミド層を形
成しラビング処理を行い、配向膜を形成した。このフィ
ルムをエリプソメーターＡＥＰ−１００によってレター
デーション値を測定し、屈折率に換算したところ、ｎｘ
＝１．５４０、ｎｙ＝１．５４０、ｎｚ＝１．５３６で
あった。ｎｘ、ｎｙは面内にあり、ｎｚは法線方向であ
った。｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ２＝２４０ｎ
ｍであり、式（１）の条件を満たしていた。｜（ｎｘ−
ｎｙ）×ｄ２｜＝０であり、式（２）の条件を満たして
いた。

【００４７】この配向膜上に、光学異方素子１と同様に
して液晶性高分子を含む層を有する光学異方素子を作成
した。液晶性高分子層のチルト角は、２０°から７０°
まで連続的に変化していた。 液晶性高分子層の複屈折
率Δｎ３と厚みｄ３の積の絶対値は、１６０ｎｍであっ
た。

【００４８】実施例１ 作製したベンド配向液晶セルに、光学異方素子１をセル
を挟むように２枚、高分子液晶層側がセルに近くなるよ
うに配置した。その外側に全体を挟むように偏光板をク
ロスニコルに配置した。この液晶セルに対して、５５Ｈ
ｚ矩形波で電圧を印加した。白表示２Ｖ、黒表示６Ｖの
ＮＷモードとし、透過率の比（白表示）／（黒表示）を
コントラスト比として、上下、左右からのコントラスト
比測定を大塚電子製ＬＣＤ−５０００にて行った。コン
トラスト比１０の等コントラスト曲線を図７に示す。こ
の曲線の内側がコントラスト比１０以上となる。

【００４９】実施例２ 作製したＨＡＮ型液晶セルに、光学異方素子２を手前側
に１枚、液晶性高分子層側がセルに近くなるように配置
した。手前側には偏光板を透過軸と液晶セルのラビング
方向とのなす角が４５゜となるように配置し、偏光板の
更に手前側には拡散板を配置した。その反対の面には、
ガラス基板の外側にミラーを用い、反射型液晶素子とし
た。この反射型液晶素子に法線方向から２０゜傾けた方
向に光源を置き、光を照射した。液晶セルには５５Ｈｚ
矩形波で電圧を印加した。白表示２Ｖ、黒表示６ＶのＮ
Ｗモードとし、透過率の比（白表示）／（黒表示）をコ
ントラスト比として、上下、左右からのコントラスト比
測定をＴＯＰＣＯＮ製ｂｍ−７にて行った。コントラス
ト比１０の等コントラスト曲線を図８に示す。この曲線
の内側がコントラスト比１０以上となる。

【００５０】比較例１ 作製したＴＮ型液晶セルに、偏光板２枚を液晶セルを挟
むように、透過軸と液晶セルのラビング方向とのなす角
が９０゜となるように配置し、透過型液晶素子を作製し
た。この液晶セルに５５Ｈｚ矩形波で電圧を印加し、白
表示２Ｖ、黒表示５ＶのＮＷモードとし、実施例１と同
様にコントラスト比測定を行った。コントラスト比１０
の等コントラスト曲線を図９に示す。この曲線の内側が
コントラスト比１０以上となる。

【００５１】本発明である実施例１〜２は、比較例１に
比べて、大幅に視野角特性が改善されていることがわか
る。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、視角特性が改善され、
視認性にすぐれ、高速表示が可能な高品位表示の液晶素
子を提供することができる。また、本発明をＴＦＴやＭ
ＩＭなどの３端子、２端子素子を用いたアクティブマト
リクス液晶素子に応用しても優れた効果が得られること
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＴＮ型液晶セルの配向状態を模式的に示
した図である。

【図２】ベンド配向液晶セルの配向状態を模式的に示し
た図である。

【図３】ＨＡＮ型液晶セルの配向状態を模式的に示した
図である。

【図４】正の一軸性を仮定した場合の液晶セルが、負の
一軸性光学異方体によって視角特性が改善される原理を
示した模式図である。

【図５】本発明のベンド配向液晶セルの光学補償を模式
的に示した図である。

【図６】本発明のＨＡＮ型液晶セルの光学補償を模式的
に示した図である。

【図７】実施例１の等コントラスト曲線（コントラスト
比１０）を説明する図である。

【図８】実施例２の等コントラスト曲線（コントラスト
比１０）を説明する図である。

【図９】比較例２の等コントラスト曲線（コントラスト
比１０）を説明する図である。

【符号の説明】

１１−−−−−−−−液晶セルの上基板 １２−−−−−−−−ＴＮ型液晶 １３−−−−−−−−液晶セルの下基板 １４、１５−−−−−光の進む方向 ２１−−−−−−−−液晶セルの上基板 ２２−−−−−−−−ベンド配向液晶 ２３−−−−−−−−液晶セルの下基板 ２４、２５−−−−−光の進む方向 ３１−−−−−−−−液晶セルの上基板 ３２−−−−−−−−ＨＡＮ型液晶 ３３−−−−−−−−液晶セルの下基板 ３４−−−−−−−−入射光 ３５−−−−−−−−反射光 ４１−−−−−−−−負の一軸性の光学異方素子の屈折
率楕円体 ４２−−−−−−−−負の一軸性の光学異方素子 ４３−−−−−−−−正の一軸性の液晶セル ４４−−−−−−−−正の一軸性の液晶セルの屈折率楕
円体 ５１−−−−−−−−負の一軸性を積層した光学異方素
子 ５２−−−−−−−−ベンド配向液晶セル ６１―――−−−−−負の一軸性を積層した光学異方素
子 ６２−−−−−−−−ＨＡＮ型液晶セル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の電極基板間に液晶を挟持してなる
   液晶セルと、その両側に配置された２枚の偏光素子と、
   該液晶セルと該偏光素子の間に少なくとも１枚の光学異
   方素子を配置した液晶素子において、 該光学異方素子が液晶性高分子を含む層を有し，該光学
   異方素子のレターデーション値の絶対値が最小となる方
   向がフィルム法線方向でも面方向でもなく、 該液晶セルがセル中央部にねじれ配向が存在する液晶セ
   ルを含むベンド配向液晶セル、または、ＨＡＮ型液晶セ
   ルであることを特徴とする液晶素子。
2. 【請求項２】 該液晶性高分子の光学的チルト角が、該
   層の厚さ方向で連続的に変化している請求項１に記載の
   液晶素子。
3. 【請求項３】 該光学異方素子が、透明支持体上に液晶
   性高分子を含む層を設けたものである請求項１に記載の
   液晶素子。
4. 【請求項４】 該液晶性高分子の光学的チルト角が、厚
   さ方向で底面から連続的に単調増加している請求項２に
   記載の液晶表示素子。
5. 【請求項５】 該液晶性高分子の連続的に変化する光学
   的チルト角の低チルト角側の角度が０°乃至８５°であ
   り、高チルト角側の角度が５°乃至９０°である請求項
   ４に記載の液晶表示素子。
6. 【請求項６】 該液晶性高分子層の複屈折率をΔｎ３と
   し、厚みをｄ３としたときに、Δｎ３とｄ３との積の絶
   対値が２０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下である請求項１
   に記載の液晶素子。
7. 【請求項７】 該透明支持体が、下記の条件を満足して
   いる請求項３に記載の液晶素子。 ５０≦｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２―ｎｚ｝×ｄ２≦１０００ … （１） ０≦｜（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ２｜≦２００ … （２） （但し、ｎｘ及びｎｙは支持体の面内の主屈折率を表
   し、ｎｚは厚み方向の主屈折率を表し、ｄ２は支持体の
   厚さを表し、そして上記式の単位はｎｍである）
8. 【請求項８】 液晶の複屈折率をΔｎ１とし、液晶セル
   のセルギャップをｄ１としたときに、Δｎ１とｄ１との
   積が３００ｎｍ、以上３０００ｎｍ以下である請求項１
   に記載の液晶素子。
9. 【請求項９】 ノーマリーホワイトモードであることを
   特徴とする請求項１に記載の液晶素子。