JPH043021A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示素子に関し、さらに詳しくは液晶性高
分子を色補償板としたスーパーツイステッドネマテイン
ク型液晶表示素子に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来主
に用いられてきた液晶表示素子の表示モートは、ツィス
テッドネマティック（ＴＮ）型と呼ばれ、一対の上下基
板間で液晶分子が約９０°ねじれた構造をとっており、
液晶による偏光面の回転と電圧印加時におけるその効果
の消失を利用している。この表示方式は、白黒表示であ
るため優れたシャッター効果がありカラーフィルターを
画素ごとに設けることにより比較的容易に多色表示がで
きるという利点があるが、電圧−透過率特性のしきい値
特性が悪いため高時分割駆動が困難であるという欠点あ
り、大容量表示ではコントラスト低下や視野角が狭くな
る等の問題があった。

そこで電圧−透過率特性の急峻性を改良すべく液晶分子
のねじれ角を大きくシ、偏光板の偏光軸を液晶の配向方
向とずらすことにより液晶による複屈折効果を利用する
方式が提案され、５ＢＥ（ｓｕｐｅｒ　ｔｗｉｓｔｅｄ
　ｂｉｒｅｆｒｉｎ　ｇｅｎｅｓ　ｅｆｆｅｃｔ）また
は５ＴＮ（ｓｕｐｅｒ　ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉ
ｃ）モードと呼ばれている。この方式はしきい値特性に
優れているため時分割駆動においてもコントラスト低下
が少なく。

視野角も広いという優れた特性を持つ反面、複屈折効果
を利用するため着色表示となってしまい。

さらにこのままではカラー化も困難であった。

最近になってＳＴＮモードの着色現象を軽減化するため
に、液晶層が逆のねじれの向きを持つ液晶セルを２つ積
層し、一方を駆動用、もう一方を補償板として用い、複
屈折による色付きを補償して白黒表示を行わせる２層型
のＳＴＮ型液晶表示素子が開発された。しかしながらこ
の２層方式は、正面から見た場合は白黒表示であるが、
斜めから見ると色付きを生じたり、液晶セルを２枚用い
るために素子が厚くまた重くなってしまう上、生産性が
悪いという問題がある。

これらの問題は補償セルを複屈折性の高分子フィルムに
置き換えることにより改善することができる（位相板型
白黒表示ＳＴＮ液晶表示素子）。しかしながらこの位相
板方式では、十分なコントラストを得ることができない
上、さらに視野角が狭くなるという問題があった。

液晶セルを２枚重ねた２層方式において、補償セルの代
わりにねじれ配向した液晶性高分子を補償板とする方法
も提案されている。この方式は、塗布、配向させた液晶
性高分子を補償板の主要構成要素として用いる。液晶性
高分子はガラス転移点以下に冷却することにより液晶状
態での配向状態を固定化できる。ガラス転移点が室温以
上である液晶性高分子を液晶状態でねじれ配向させたの
ち冷却すれば、補償用の液晶セルと同等の補償性能を発
現させることができる。固相での自己保持性を利用して
、液晶性高分子を保持するための基板を１枚とすること
ができるため、従来の２Ｎ型液晶表示素子に較べて素子
を薄く構成できる。コントラストも２層方式と同等な優
れた特性を有している。しかし、この場合でも、液晶性
高分子を保持するための基板の分だけ素子の厚み増加と
重量増加があった。

本発明は以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、軽量、薄型で、視野角が広
く、高コントラストな白黒表示が行え、信頼性の高い液
晶表示素子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段及び作用］本発明によれば
、上記目的を達成するため、電極を有する一対の透光性
基板及び該基板に挾持され正の誘電異方性を有し電圧無
印加時に略水平にかつ螺旋軸を基板に垂直に向けてねじ
れ配向した液晶層からなる液晶セルと、基板の外側に配
置された偏光板と、液晶層と偏光板の間に設けられ、螺
旋軸が液晶層の螺旋軸とほぼ平行になるようにねじれ配
向した液晶性高分子膜とから構成される液晶表示素子に
おいて、該液晶性高分子膜は、基板内面に設けられ、か
つ、液晶状態でねじれネマティック配向し液晶転移点以
下ではガラス状態となる液晶性高分子の配向固定化膜で
あることを特徴とする液晶表示素子が提供される。

以下本発明の構成を図面に基づき詳述する。

第１図は本発明による液晶表示素子の構成例を示す断面
図である。この液晶表示素子では、第１の透光性基板１
１と第２の透光性基板２１とが離間、対向して配設され
、両基板１１．２１と外周シール１４とによって形成さ
れた空間に液晶が封入されて液晶層１５をなし、液晶セ
ル１６が形成されている。基板１１と２１の内面には液
晶層１５に電圧を印加するための透明電極１２．２２と
液晶を一定方向に配向させるための配向膜１３，２３が
形成されている。１７．２７は偏光板である。基板２１
の内面には、さらに、液晶性高分子を主たる機能成分と
する補償板３０が配置される。３３は液晶性高分子の配
向方向を制御するための配向膜である。

液晶層１５において、液晶は正の誘電異方性を有するネ
マチックまたはコレステリック液晶で、配向膜１３，２
３により、電圧を印加しない状態で基板面にほぼ平行に
配向している。液晶は上下基板の間で螺旋軸を基板面に
垂直に向けたねじれ配向をとっていることが好ましく、
そのねじれ角は１２０゜〜３６０’であることが好まし
い。ねじれ角が小さい場合には電圧−透過率特性の急峻
性が低下し１時分割卵動特性が低下する。液晶のねじれ
角は、第２図に示すように下基板１１の配向膜１３の配
向処理方向（Ｒ工）、上基板２１の配向膜２３の配向処
理方向（Ｒ２）および液晶のピッチと液晶層１５の厚さ
を制御することによって容易に制御が可能である。なお
、本構成例では、液晶性高分子膜３０の内面に配向膜３
３を設けたが、液晶性高分子をラビング処理して配向膜
とし、配向膜３３を省略することもできる。

波長λにおけるねじれ配向した液晶層１５のレターデー
ションＲｔ、（ｒａｄ）は液晶の屈折率異方性ΔｎＬと
液晶層１５の厚さｄＬの積△ｎＬｄＬとねじれ角ωＬ　
（ｒａｄ）を用いて ＲＬ：（ωＬ２＋π２（ΔｎＬｄＬ／λ）”）””　　
　　　（１）のように表わされる。

ＲＬは、良好なコントラストを得るためには、λ＝５５
０ｎｍにおいてπ〜３冗の範囲であることが好ましく、
１．５π〜２．５πの範囲であることが特に好ましい。

Δｎｄで表わせばねじれ角によっても異なるが０．４閾
〜１３閾の範囲が好ましい。

液晶性高分子膜３０は、配向固定化された液晶性高分子
膜であり、液晶層１５とは逆のねじれの向きでねしれ配
向している０本構成において、液晶性高分子膜３０はそ
の光学異方性のために複屈折性を生ずる。液晶性高分子
膜３０のレターデーションＲｃは、液晶性高分子の屈折
率異方性Δｎｃと液晶性高分子膜３０の厚さｄ。を用い
て。

Ｒｃ：（ωＣ”　＋　ｘ　２（Δｎ（ｄｏ／λ）”）”
”　　（２）のように表わされる。

偏光板１７を通過し、直線偏光で液晶層１５に入射した
光は、液晶層１５を通過することにより常光線と異常光
線との間に、（１）式で表わされる様な位相のずれを生
じ、結果として液晶層１５を通過後の光は波長により異
なる楕円率と方位角を持つ楕円偏光となる６本発明にお
ける液晶性高分子膜３０は。

この楕円偏光を再度直線に戻すように機能する。

すなわち、偏光板２７の透過軸を偏光の方位角方向に平
行に設置することにより白色の背景が得られ、直交させ
て設置することにより黒色の背景が得られる。ＲｃはＲ
Ｌとほぼ等しいか僅かに小さく設定することが良好な白
黒表示を得る上で好ましい。

本発明においては、液晶性高分子より成る補償板は基板
内面に設けられる。上記のようなレターデーションを得
るための液晶性高分子の膜厚はおおむね２〜２０μｓの
間であるから、素子全体の厚さと重量の変化はほとんど
無い。

この様な構成において、均一な色補償効果を発現させる
ためには液晶性高分子を安定に、かつ均一に配向させる
とともに、配向方向をも精度良く制御する必要がある。

さらに、この様に液晶性高分子を基板内面に設けるには
、液晶性高分子の配向が、液晶セルを作製する時の熱履
歴に対しても安定である必要がある。本発明においては
、液晶性高分子として高温の液晶相形成温度でねじれネ
マティック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態とな
る液晶性高分子を用いることによってこれらの問題を解
決した。

液晶性高分子の配向制御は、液晶性高分子がねじれネマ
ティック構造をとる液晶相で行われ、ついで液晶転移点
以下に冷却することによりねじれネマティック配向に固
定化する。液晶性高分子としては液晶転移点以下でガラ
ス相となる材料を用いることが必要で、スメクティック
相を持たないことが好ましい。これらの相が存在すると
、固定化のための冷却時に必然的にこれらの相を通過し
。

結果的に一度得られた均一なネマティック配向が乱され
たり、破壊されたりする。結晶相を持つものでは、ネマ
ティック相で良好な配向が得られたとしても、冷却時に
配向が乱れたり、破壌されたりする。

この様にして形成された配向固定化されたねじれネマテ
ィック構造は、きわめて安定であり、均一なものである
。また、液晶転移温度を液晶セル作製時のプロセス温度
より高く設定することによリ、液晶セルを作製する時の
熱履歴に対しても安定な配向が得られる。液晶転移温度
は高い方が好ましいが、高すぎた場合には生産性の悪化
を招くため上限がある。すなわち、液晶転移温度は８０
℃〜３００℃の範囲であることが好ましく、１００℃−
２５０℃の範囲であることがより好ましい。

液晶性高分子は基板２１上において０２なる方向に配向
するよう処理がなされる。配向処理の方法としては、基
板２１上に、低分子液晶を配向させる場合と同様な配向
膜、例えばポリイミドやポリビニルアルコール等の有機
高分子被膜のラビング処理膜やＳｉＯなとの斜方蒸着膜
などを形成後、液晶性高分子を塗布し、液晶性高分子が
液晶相を形成する温度で熱処理する方法を好ましく用い
る。基板がプラスチック基板である場合には、基板上を
直接ラビング処理する方法も採用できる。

用いられる液晶性高分子の種類としては、液晶状態でネ
マティック配向し、液晶転移点以下ではガラス状態とな
るものはすべて使用でき、例えばポリエステル、ポリア
ミド、ポリエステルイミドなどの主鎖型液晶性高分子、
あるいはポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ
マロネート、ポリシロキサンなどの側鎖型液晶性高分子
を例示することができる。なかでも合成の容易さ、配向
性、ガラス転移点等からポリエステルを好ましい材料と
して例示できる。用いられるポリエステルとしてはオル
ソ置換芳香族単位を構成成分として含むポリマーが最も
好ましく、他にかさ高い置換基を有する芳香族、あるい
は弗素または含弗素互換基を有する芳香族などを構成成
分として含むポリマーも好ましく使用できる。

本発明で言えオルソ置換芳香族巣位とは、主鎖をなす結
合を互いにオルソ位とする構造単位を意味する。具体的
に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それらの基のベンゼン環に置換基を
有するものなどを挙げることができる。

Ａｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　入ｋ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　Ａｋ（Ｘは水素、　ＣＱ
、　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Ｏ〜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。

本発明のポリエステルは前記構造単位の他に、（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
シカルボン徽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）により構成される。

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。

ａ （Ｙは水素、ＣＱ、　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、ＱはＯ〜２である。） なかでも、 −０−（Ｃ）１．）。−〇− （ｎは２から１２の整数を表わす） ＣＨ３ −０−Ｑ（２−ＣＨ−ＣＨ，−ＣＨ２−０−１ＣＨ。

−０−ＣＩ（、−Ｑ（２−Ｃ）ｌ−ＣＨ，−ＣＨ２−Ｃ
Ｈ，−０−１−Ｏ−（ＣＩ−１，）４−０−１ ＣＨ。

−０−ＣＨ，−ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−０−１−Ｏ−（
Ｃ）１２）、−０−１−〇−■−〇−５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。

ム （Ｚは水素、ＣＱ、　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。鱈よＯ〜２である。）などが好ましい。

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。

なかでも、 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
ている場合は、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の割合は５
モルＸ−４０モル％の範囲が好ましく、さらに好ましく
は１０モル％〜３０モル％の範囲である。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われる傾
向があり好ましくない。

また４０モル≦より多い場合は。

ポリマーが液 品性を示さなくなり好ましくない６ 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。

の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー オルソ置換芳香族単位に代えて次に示すようなかさ高い
置換基を含む芳香族単位、 あるいはフッ 素または含フツ素置換基を含む芳香族単位を構成成分と
するポリマーもまた好ましく用いられる。

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０．０５〜３．０、が好
ましく、さらに好ましくは０．０７〜２．０の範囲であ
る。対数粘度が０．０５より小さい場合、得らｉた高分
子液晶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じる。

これらネマティック液晶性高分子にねじれを与えるため
に混合される光学活性化合物としては、低分子液晶の化
学構造の一部に光学活性基を導入した液晶性化合物が一
般的である。たとえば、以下のような化合物を例示でき
る。

コレスチール誘導体、など。

本発明においては、液晶性高分子は基板内面に設けられ
るため、基板外面や、別基板上に形成する場合とは異な
った性状が要求される。たとえば、第１図の構成例の様
に液晶性高分子の上に配向膜を形成する場合には、配向
膜形成時の熱に耐える必要があり、さらに配向膜を塗布
法で形成する場合には、塗布溶液に対する耐溶剤性も要
求される。

さらに、配向膜の密着性も重要である。液晶性高分子膜
自体を配向膜として用いる場合には、液晶性高分子が液
晶と直接接触するために、液晶中への液晶性高分子成分
の溶出があってはならない。

また後で述べる別の構成例（第３図）のように、液晶性
高分子上に透明導電膜を形成する場合には。

導電膜形成時の熱に耐えるとともに、透明導電膜の密着
性も重要となる。この様な観点から、本発明における光
学活性物質としては、光学活性な高分子化合物を特に好
ましく用いる。分子内に光学活性な基を有する高分子で
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。例として光学活性を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、セルロースなどを挙げることができる。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
。

し＋１３ の構造体から構成されるポリマー しＩ′＋３ の構造単位からの構成されるボリマー −Ｅｌｆ（２殆σ←　（ｎ＝２−１２）の構造単位から
構成されるポリマー 団３ の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー ÷ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ，−ω２禮ト Ｑ の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー −＋ｏ−０１．−α２→←、 −（０−０１−ＣＩ（、−０）− Ｕ。

の構造単位から構成されるポリマー しれ。

の構造単位から構成されるポリマー しｉ。

の構造単位から構成されるポリマー の構造単位から構成されるポリマー 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．
０５〜５．０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、０５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。

本発明の組成物の調製は、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、固体混合、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０．１〜５０ｗｔ％の範囲が
好ましく、特に０．５〜３０ｗｔ％の範囲が好ましい。

Ｏ，１ｗｔ％より少ない場合はネマチック液晶に十分な
ねしれを与えることができず、また５０ｗｔ％より多い
場合は配向性に悪影響をおよぼす。

本発明の補償板はまた、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高分子
液晶を用いることによっても製造できる。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
ことが必須であり、具体的には光学活性なポリエステル
、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルイミド
などの主鎖型液晶ポリマー、あるいはポリアクリレート
、ポリメタクリレート、ポリシロキサンなどの側鎖型液
晶ポリマーなどを例示することができる。なかでも合成
の容易さ、配向性、ガラス転移点などからポリエステル
が好ましい。用いらるポリエステルとしてはオルソ置換
芳香族単位を構成成分として含むポリマーが最も好まし
いが、オルソ置換芳香族単位の代わりにかさ高い置換基
を有する芳香族、あるいはフッ素または含フツ素置換基
を有する芳香族などを構成成分として含むポリマーもま
た使用することができる。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、本邸は光学活性炭
素を示す） １ｌｌ −（）−ＣＨ□−Ｃ１（−ＣＨ２−ＣＨ２−い、ＣＦ。

−（）Ｃ）Ｉ２−ＣＨ−Ｃ１ｌｚ−Ｃ８，＋。

これら光学活性な基のポリマー中に占める割合は、０．
１〜２０モル％の範囲が好ましく、特に０．５〜１０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必要なねじれ構造が得られず
、また２０モル％より多い場合はねじれ力が強すぎて補
償効果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０．０５〜３．０が好ま
しく、さらに好ましくは０．０７〜２．０の範囲である
。

対数粘度が０．０５より小さい場合、得られた高分子液
晶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
配向に関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、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３
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。

これらのポリマー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。

第３図は本発明による液晶表示素子の別の構成例を示し
たものである。第１の透光性基板１１と第２の透光性基
板２１とが離間、対向して配設され、両基板１１．２１
と外周シール１４とによって形成された空間に液晶が封
入されて液晶層１５をなし、液晶セル１６が形成されて
いる。基板２１の内面にはこれまでに説明した液晶性高
分子からなる補償層３０が形成されている。基板１１と
補償層２１の内面には液晶層１５に電圧を印加するため
の透明電極１．２．２２と液晶を一定方向に配向させる
ための配向膜１３，２３が形成されている。１７．２７
は偏光板である。、３３は液晶性高分子の配向方向を制
御するための配向膜である。

本構成例では、透明導電膜が液晶性高分子より内面に設
けられているため、駈動電圧の降下が少なく、より低電
圧の駆動が可能となる。

次に１本発明で用いられる液晶性高分子を用いた補償板
のより具体的な作製法の一例を示す。基板２１上に液晶
性高分子を該基板に対して水平にかつ特定の方向に配向
させるための配向膜を形成する。配向膜としては具体的
には従来公知の斜方蒸着や、無機または有機被膜を形成
した後に綿布などでラビングすることにより行うことが
できる。

より具体的にはポリアミド、ポリイミドなどの高分子被
膜等にラビング処理したものや、Ｓｉｎ、　ＭｇＯ。

ＭｇＦ２などを斜方蒸着したものを好適に用いる。次に
液晶性高分子を有機溶媒に溶解させた溶液をポリイミド
配向膜上に塗布する。液晶性高分子用の溶媒としては、
そこで用いられる液晶性高分子の種類９重合度によって
も異なるが、一般には、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
系炭化水素、フェノール、０−クロロフェノール、クレ
ゾールなどのフェノール系溶媒、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などの
非プロトン性極性溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン等のエーテル系溶媒およびこれらの混合溶媒を例示で
きる。溶液濃度は塗布法。

高分子の粘性、目的とする膜厚等により異なる。

液晶表示素子用の補償板として要求される膜厚は一般に
は２〜１０趨程度であるため通常は２〜５０ｗｔ％の範
囲で使用され、好ましくは５〜３０ｗｔ％の範囲で使用
される。塗布法としてはスピンコード法、ロールコート
法、グラビアコート法、ディッピング法、スクリーン印
刷法などを採示できる。液晶性高分子を塗布後、溶媒を
乾燥して除去し、液晶性高分子がネマティック液晶性を
示す温度で所定時間熱処理して液晶性高分子を配向させ
たのちガラス転移点以下の温度に冷却する。液晶性高分
子を配向させるときの温度は、液晶性高分子のガラス転
移点以上であることが必要で、液晶性高分子の等方性液
体への転移温度より低いことが必要である。

配向膜の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よいが
、あまり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。一般的には５０℃〜３００℃の範囲が好まし
く、１００℃〜２５０℃の範囲が特に好ましい。また、
この温度において液晶性高分子はねしれネマティック相
であることが必要である。また、−旦等方性液体となる
温度まで加熱後、上記液晶相を呈する温度に冷却して配
向させることもできる。熱処理時間はポリマーの組成１
分子量によって異なるが、一般には１０秒〜６０分の範
囲が好ましく、３０秒〜３０分の範囲が特に好ましい。

処理時間が短すぎる場合には配向が不十分となり、また
、長すぎる場合には生産性が低下し好ましくない。液晶
配向が完成されてから液晶性高分子膜はガラス転移点以
下の温度に冷却すれば、配向を固定化することができる
。冷却速度は特に制限されず、加熱雰囲気からガラス転
移点下の雰囲気に移すだけでよい。なお、液晶性高分子
薄膜を配向固定化して、かつ室温付近で用いる場合、液
晶性高分子のガラス転移温度は３０℃以上であることが
好ましい、これにより低い場合、固定化した配向構造が
崩れる場合があり、好ましくない。液晶性高分子の膜厚
は１００−以下であることが好ましく。

特に５０−以下であることが好ましい。１００４以上で
あると均一な配向を得ることが困難となる。

第２図に示した第１図の構成例における角度配置におい
て、Ｃ２は液晶性高分子は配向させるための配向膜にお
ける配向処理方向を示している。液晶性高分子は液晶に
接する側ではＣ□の方向に配向する。良好な補償効果を
得るためには、Ｃ２とＲ２の成す角δは４０°〜１４０
°の範囲であることが好ましく、６０°〜１２０°の範
囲であることがより好ましい。ＰｌとＲ２はそれぞれ偏
光体１７と２７の偏光透過軸（または吸収軸）を表わし
ている。同様の目的から、Ｐ、とＲ８の成す角αは２０
°〜７０°の範囲であることが好ましく、Ｃ２とＲ２の
成す角βも２０°〜７０°の範囲であることが好ましい
。

〔実施例〕

次に本発明の詳細な説明するが、本発明はこれら実施例
に限定されるものではない。

実施例１ 透明電極をパターン形成したガラス基板上に日立化成製
のポリイミドワニスＰＩＱをスピンコード法で約１００
０人の厚さに塗布し、ついで２７０℃で焼成してポリイ
ミド膜を形成した。ついでポリイミド膜上をテトロン植
毛布で一方向にこすり、ラビング処理を行った。ついで
、下記式（Ａ）で示される繰り返し単位を有するネマテ
ィック液晶性ポリエステル系液晶性高分子と下記式（Ｂ
）で示される繰り返し単位を有する光学活性なポリエス
テルを重量比で９５：５の割合で含む濃度１５ｗｔ％の
フェノール／テトラクロロエタン溶液（５０：５０重量
比）を先の配向膜上にスピンコード法で塗布したのち、
乾燥して膜厚的３．６７ａの液晶性高分子膜を形成した
。

ついで、液晶性高分子がネマティック相を呈する２１０
℃で３０分間熱処理を行った。室温で急冷後。

得られた配向組織を観察したところ、モノドメインなね
じれ配向であり、Δｎｃｄｃは０．８２．、ねじれ角は
２３０°（右ねじれ）であった。

得られた液晶性高分子膜上に、アルコール可溶性ナイロ
ンのエタノール溶液を塗布し、７０℃で乾燥したのちラ
ビング処理を行い、配向膜を形成した。この基板と同様
の配向処理の施されたガラス基板とを配向処理面が対向
するように、かつ配向処理方向が２３０°の角度を成す
るようにスペーサーを介して貼り合わせ、空隙にメルク
社製のネマティック液晶ＺＬ１２２９３とカイラルネマ
ティック液晶５８１１の混合液晶を充填した。ΔｎＬｄ
Ｌは０．８７−で、ねじれの向きは液晶性高分子とは逆
（左ねじれ）であった・ このセルを２枚の偏光板で挾み、第１図に示す構成例と
同様の液晶表示素子を作製した。α：β：４５°（上下
偏光板は直交）、δは９０°とした。

この液晶表示素子をデユーティｌ／６４の時分割駆動で
駆動させたところ、均一な表示が得られ、第４図に示す
ように優れた白黒表示が行えた。

η１ｎｈ＝０．１５　　　　　Ｔｇ＝９５℃相系列　　
相系−−−−→Ｎ−−−−→　ｇ■：等六相　〜：ネマ
ティック相　ｇニガラス相実施例２ 実施例１において、可溶性ナイロンよりなる配向膜を設
けずに、液晶性高分子膜を直接ナイロン植毛布でラビン
グ処理を行った。その他は実施例１と同様にして液晶表
示素子を作製した。この素子においても、実施例１と同
様優れた表示性能が得られた。

実施例３ ガラス基板上に日立化成膜のポリイミドワニスＰＩＱを
スピンコード法で約１０００人の厚さに塗布し、ついで
２７０℃で焼成してポリイミド膜を形成した。

ついでポリイミド膜上をテトロン植毛布で一方向にこす
り、ラビング処理を行った。実施例１と同じ液晶性高分
子溶液を先の配向膜上にスピンコード法で塗布したのち
、乾燥して膜厚的３．６．の液晶性高分子膜を形成した
。ついで、液晶性高分子がネマティック相を呈する２１
０℃で３０分間熱処理を行ったのち室温に急冷した。

得られた液晶性高分子膜上に、酸化インジウムを主体と
する透明導電膜をスパッタ法を形成し。

ついでフォトリソグラフィー法でパターン形成した。こ
の上にアルコール可溶性ナイロンのエタノール溶液を塗
布し、７０℃で乾燥したのちラビング処理を行い、配向
膜を形成した。この基板と同様の配向処理の施されたガ
ラス基板とを配向処理面が対向するように、かつ配向処
理方向が２３０°の角度を成するようにスペーサーを介
して貼り合わせ。

空隙にメルク社製のネマティック液晶ＺＬ１２２９３と
カイラルネマティック液晶５８１１の混合液晶を充填し
た。△ｎＬｄＬは０．８７７４１１で、ねじれの向きは
液晶性高分子とは逆（左ねじれ）であった。

このセルを２枚の偏光板で挾み、第３図に示す構成例の
液晶表示素子を作製した。α：β：４５°（上下偏光板
は直交）、δは９０°とした。

この液晶表示素子をデユーティ１／２００の時分割駆動
で駆動させたところ、実施例１と同様に、優れた白黒表
示が行えた。しかも、しきい値電圧の実効値は実施例１
より優れていた。

実施例４ 液晶性高分子溶液として下記式（Ｃ）で示される繰り返
し単位を有するポリエステル系光学活性液晶性高分子の
１５重量％フェノール／テトラクロロエタン（６０：４
０重量比）溶液を用いたほかは、実施例１と同様にして
液晶表示素子を作製した。この液晶表示素子においても
、実施例１と同様、優れた表示性能を示した。

ＣＩ（□ ＊　１２ＣＨ，Ｃ）ＩｃＨ２ＣＨ，Ｃ）Ｉ、（）□用い
たほかは実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した
。この素子において補償板は、マルチドメイン配向で、
光散乱性を有していた。この液晶表示素子をデユーティ
１／２００の時分割訃動で能動させたところ、コントラ
ストが非常に低く、実用には耐えなかった。

実施例５ 液晶性高分子溶液としてポリエステル系光学活性液晶性
高分子（Ｃ）の１５重ｔ％フェノール／テトラクロロエ
タン（６０：４０重量比）溶液を用いたほかは、実施例
２と同様にして液晶表示素子を作製した。

この液晶表示素子においても、実施例２と同様、優れた
表示性能を示した。

比較例１ 液晶性高分子として結晶相を有する下記式（Ｄ）で示さ
れる繰り返し単位を有する液晶性高分子を〔発明の効果
〕 本発明の液晶表示素子は、液晶性高分子からなる補償層
を、液晶セルの内面に設けたため、素子の重量と厚さの
増加がほとんど無く、また、補償層として、ねじれ配向
した液晶性高分子を用いているため、コントラストが高
く、視野角においても優れている。さらに、配向固定化
した液晶性高分子を用いているため、信頼性においても
優れている。その上、液晶転移点以下でガラス相を呈す
る液晶性高分子を用いているため、補ｆ＆層の配向を均
一化することができ、そのため、表示の均一性にも優れ
ており、各種情報機器の表示素子として価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶表示素子の構成例を示す断面
図、第２図は第１図の液晶表示素子の各要素の角度関係
を示す図、第３図は本発明による液晶表示素子の別の構
成例を示す断面図、第４図は実施例１の液晶表示素子に
おける透過率の波長依存性を示す図である。 １１．２１・・・基板 １２．２２・・・透明電極 １３．２３・・・配向膜 １４・・・シール剤 １５・・・液晶層 １７．２７・・・偏光板 ３０・高分子液晶膜（補償板） 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極を有する一対の透光性基板及び該基板に挾持
   され正の誘電異方性を有し電圧無印加時に略水平にかつ
   螺旋軸を基板に垂直に向けてねじれ配向した液晶層から
   なる液晶セルと、基板の外側に配置された偏光板と、液
   晶層と偏光板の間に設けられ、螺旋軸が液晶層の螺旋軸
   とほぼ平行になるようにねじれ配向した液晶性高分子膜
   とから構成される液晶表示素子において、該液晶性高分
   子膜は、基板内面に設けられ、かつ、液晶状態でねじれ
   ネマティック配向し液晶転移点以下ではガラス状態とな
   る液晶性高分子の配向固定化膜であることを特徴とする
   液晶表示素子。
2. （２）液晶性高分子が実質的にオルソ置換芳香族単位を
   構成成分として含む光学活性なポリエステルであること
   を特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
3. （３）液晶性高分子が実質的にオルソ置換芳香族単位を
   構成成分として含むポリエステルと光学活性化合物とか
   らなる液晶性高分子組成物であることを特徴とする請求
   項１記載の液晶表示素子。