JPH0497301A - 位相差板の製造方法 - 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、偏光状態を制御するために用いられる位相差
板に関するものである。

〔従来の技術〕

位相差板は、各種偏光状態にある光線の合成や分析に用
いられている光学部品であり、その材料として雲母や水
晶など無機結晶材料が広（利用されてきた。

最近では、位相差板を液晶表示素子の光学補償板として
用いることが提案されており、大面積にわたり均一な光
学特性を有する位相差板が要望されている。このような
用途の位相差板には、ポリカーボネートやポリスチレン
等の高分子フィルムがその素材として用いられている。

これらは、高分子フィルムを形成し、これを延伸処理し
た後に、基板に貼り合わせるという方法によって製造さ
れていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の高分子フィルムからなる位相差板
は、大面積にわたり均一な位相差を得ることができなか
った。また、成膜、延伸、貼り付けの各工程において高
精度の技術が要求され、その製造は困難であった。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、大面積にわたり均一かつ高い位
相差を得ることができ、しかもその位相差を容易に制御
できる位相差板を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、このような目的を達成するため、基板上に液
晶高分子膜が形成され、この液晶高分子膜が配向処理さ
れた後に、該液晶高分子の液晶性を示す温度範囲で加熱
処理さていることを特徴とする位相差板である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の位相差板は、基板と、この基板上に形成され、
高度に配向した液晶高分子膜によって構成されている。

液晶高分子膜には、サーモトロピック液晶高分子が使用
され、高温でネマチック相を示すサーモトロピック液晶
高分子が特に好ましく使用される。

さらに好ましくは、結晶性液晶高分子が使用される。こ
のような液晶高分子としては、ヘキスト・セラニーズ社
のベクトラ系のような全芳香族タイプでも良いし、また
イーストマン・コダック社のＸＴＧ系のような屈曲鎖が
芳香環の間に挿入されたタイプでも良い。これらのタイ
プの液晶高分子は、一般には溶剤に溶解しにくいが、非
直線分子、ハロゲン置換基導入により溶解性が向上する
ことが知られている。また分子量の調節によっても溶解
性を制御できる。

本発明の位相差板は、以下のように製造される。

まず、基板に液晶高分子の溶液を公知の塗布方法、タト
えばスピンコード法、ロールコート法、オフセット印刷
法、スクリーン印刷法で塗布し、溶媒を乾燥させること
により液晶高分子膜を得る。そして、このように塗布形
成した液晶高分子膜をラビング等の方法で配向処理する
。もちろん、この配向処理に関しては、ラビング以外に
も流動、せん順応力、温度勾配法等も使用することが可
能である。その後、基板を好ましくは窒素還流下、液晶
高分子の液晶性を示す温度範囲で加熱する。この加熱処
理後、基板を徐冷することが好ましい。

加熱時間は、５〜１０分程度で十分である。

液晶高分子膜はラビングなどの配向処理により、まず表
面層が延伸される。ここでは液晶高分子の配向度は小さ
く、しかも不均一である。ところが、引き続き行われる
液晶性を示す温度での加熱処理により、液晶高分子は流
動性を持つ。そして、配向した表面層の分子に追従し、
他の分子も配向性を増す。その結果、大きな位相差を均
一に得ることができると考えられる。なお加熱処理後は
冷却しても、液晶高分子は加熱時の状態のまま固定され
る。

配向処理として他の方法を用いた場合も同様であって１
．初期配向は空間的に不均一な分布をしているが、液晶
性を示す温度範囲で加熱処理することにより、不均一性
は解消され、高度な配向を得ることができる。

第１図は、この現象を示す実験データであり、加熱処理
による位相差の変化を液晶高分子とポリイミドで比較し
たものである。液晶高分子はヘキスト・セラニーズ社の
ベクトラ系材料であり、ポリイミドは８産化学社製の材
料である。ともにガラス基板上に５０１ｍの膜厚に形成
し、ナイロン布でラビング処理し、その後、いくつかの
処理温度で各１０分間熱処理し、徐冷したものである。

この２種の高分子膜について、加熱処理温度と波長６３
３ｎｍにおける位相差との関係を示したものが第１図の
グラフである。

第１図から明らかなように、２９７°Ｃ〜３２６℃の範
囲で液晶層を示すこの液晶高分子は、この温度範囲で位
相差が急増する。これより低温部では配向性を向上させ
る効果は少なく、逆に高温部ではアイソトロピック状態
になるため配向は乱れる。一方、ポリイミド膜は加熱処
理しても配向性に変化はない。本発明は、液晶高分子の
もつこの特異な熱的挙動を利用するものである。

進相軸（遅相軸）の向きは、用いる液晶高分子の種類と
配向処理の方向により決定される。また位相差の大きさ
は、液晶高分子自体もつ光学異方性の大きさ他、膜厚、
配向処理の強さ、加熱処理温度等により決定される。膜
厚は、配向処理の前に制御しても良いし、前述した方法
を繰り返し積層する方法をとっても良い。配向処理の強
さは、ラビング法であればその密度や押し込み量等によ
り、また温度勾配法であればその大きさ等により制御で
きる。

このようにして配向性を向上させ、また制御することに
より、大面積で高品位の位相差板が得られる。

このような位相差板を液晶表示素子の光学補償板として
用いる場合には、液晶セルの外側にこれを配置してもよ
いが、液晶セルを構成する基板の液晶に面している面に
この発明での液晶高分子からなり、配向処理と加熱処理
が施された光学異方性膜を形成して位相差板とすること
もできる。この場合、液晶内での気泡の発生を防止でき
、さらに液晶セルと偏光板との接着に際しても、構造が
単純化され、作業性が良好となる。

以下、本発明につき実施例をあげて具体的に記述するが
、本発明はここに例示の実施例のみに限定されるもので
はない。

〔実施例〕

液晶高分子としてヘキスト・ゼラニーズ社のベクトラ系
の材料を使用した。この高分子は２９７℃〜３２６°Ｃ
まで液晶相を示す。この高分子の２ｖｔ％Ｎメチルピロ
リドン溶液を調製し、ガラス基板上にスピナーで回転数
１５００ｒｐｍ、３０秒間の条件で塗布した後、２００
”Ｃで１時間乾燥したところ、約１１００ｎ厚の液晶高
分子膜を得ることができた。これをナイロン布で一定方
向にラビングした。その際ラビングロールと基板の間の
距離を１．Ｏ，Ｉ、１．１．２．１．３．１．４ｍｍと
変化させた。そして一部の基板は３００　’Ｃで１０分
間加熱処理した。

徐冷後、（株）オーク製作所の複屈折測定装置で波長６
３３ｎｍにおける位相差を測定したところ、表−１のよ
うになった。この加熱処理により位相差は、いずれのラ
ビング条件によるものも処理前より１０ｎｍ以上増大し
ていた。さらに、ラビング条件により位相差を変化させ
ることができた。すなわち、ラビングロールと基板間の
距離を小さくし、ラビングを強くするほど大きな位相差
が得られた。　また、遅相軸の向き（屈折率の大きい方
向）は、ラビング処理の方向と一致した。

表−１ 第１図 〔発明の効果〕 以上発明したように、本発明の位相差板は、大面積にわ
たり均一でかつ高い位相差を有し、しかも位相差の大き
さを容易に制御することができる。

また、その製造も配向処理後、熱処理するだけでよく、
生産性に富むことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における作用を示す熱処理温度と位相
差との関係のグラフである。 熱処理温度（℃） 出願人　　株式会社　ジーティンー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上に光学異方性膜が成膜がされてなる位相差板にお
   いて、 前記光学異方性膜は、液晶高分子からなり、配向処理さ
   れた後にその液晶高分子の液晶性を示す温度範囲で加熱
   処理されていることを特徴とする位相差板。