JPH04127125A - 光学素子 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は液晶表示装置等に用いられる光学補償用の光
学素子に関する。

［従来技術とその問題点］ 従来、ＴＮ型や５ＴＮｙ！Ｊの液晶表示装置においては
、液晶セルの屈折率の波長依存性による旋光分散、また
は、各波長光ごとの位相差の違いによって、表示画面が
着色する。このことは、特に液晶のねじれ角が大きいＳ
ＴＮ型の液晶セルの場合に著しく発生する。このような
問題を解消するために、最近では、液晶セルと偏光板の
間に位相差を補償する位相板を設けている。

しかしながら、位相板を用いた場合には、透過率が低下
するので、２〜３枚程度しか設けることができないため
、十分な光学的補償することができず、表示品質の良い
ものが得られないという問題がある。

［発明の目的］ この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、透過率が高く、位相差等の最適な
光学補償が可能な光学素子を提供することである。

［発明の要点］ この発明は上述した目的を達成するために、分子長軸を
一定方向に整列させた複数の高分子層が、前記分子長軸
の整列方向を順次ずらして積層された膜からなることを
要点とする。

［実施ｆｌｌ 以下、Ｎ４１図〜第３図を参照して、この発明の詳細な
説明する。

第１図は光学素子の分解斜視図である。この光学素子１
は高分子多層膜であり、複数の高分子層２〜６（図では
５層であるが、これに限られない）を積層した構成とな
っている。各高分子層２〜６は、それぞれ液晶ポリマ等
の高分子７・・・の長軸が一定方向ｎｌ”ｎ５に整列さ
れた屈折率異方性を有する薄い層であり、高分子７・・
・の整列方向ｎ１〜ｎ５の角度が少しづつずれた状態で
順次積層され、これにより高分子多層膜を構成する。し
たがって、この高分子多層膜である光学素子１は１面方
向においては各高分子層２〜６ごとに高分子７・・・が
一定方向ｎ１〜ｎ５に整列されているが、厚み方向にお
いては高分子７・・・がねじれ配向とされている。

次に、上述した光学素子１を製造する場合について、第
１図および第２図を参照しながら説明する。

まず、ガラスあるいは光学的に等方性を有する合成樹脂
等の基板を用意し、この基板を液晶ポリマ等の高分子７
・・・を溶解した溶媒中に浸漬して引き上げる。すると
、基板の表面に高分子７・・・が付着するとともに、第
２図に示すように高分子７・・・は、その長袖が基板の
引き上げ方向ｎに泊って整列される。これにより、屈折
率異方性を有する薄層としての第１の高分子層２が形成
される。なお、高分子７・・・の整列状態の規則性が低
い場合には、第１の高分子層２の表面を布等で一定方向
つまり基板の引き上げ方向ｎに沿って擦ることにより、
高分子７・・・を規則的に整列させることができる。特
に、高分子７が液晶ポリマの場合には、予め、基板の表
面にラビング処理を施すか、あるいは基板の表面にポリ
イミド等の樹脂を塗布して乾燥させ、その表面にラビン
グ処理を施し、このラビング方向に沿って溶媒中から基
板を引き上げれば、高分子７・・・がラビング処理の配
向規制力によってラビング方向に沿って整列され、より
一層、高分子７・・・を一定方向ｎｌ　に規則的に整列
させることができる。

この後、第１の高分子層２が設けられた基板を再び溶媒
中に浸漬し、第１の高分子Ｊ！Ｆ２の高分子７・・・の
整列方向ｎ１に対して少し角度をずらして基板を引き上
げる。すると、第１の高分子層２の表面に高分子７・・
・が付着するとともに、高分子７・・・が基板の引き上
げ方向に沿って整列される。

この整列方向ｎ２は第１の高分子層２の整列方向１１　
に対して少し角度がずれている。これにより、屈折率異
方性を有する薄層としての第２の高分子層３が形成され
る。このときにも、高分子７・・・の整列状態の規則性
が低い場合は、第２の高分子層３の表面を布等で擦って
高分子７・・・を規則的に整列させればよく、また高分
子７が液晶ポリマの場合には、第１の高分子層２の表面
に直接、その高分子７・・・の整列方向ｎ１に対して少
し角度をずらした方向にラビング処理を施し、このラビ
ング方向に沿って基板を引き上げればよい。

このような工程を繰り返すことにより、第３〜第５の各
高分子層４〜６を順次積層することができる。この結果
、各高分子層２〜６ごとに屈折率異方性を有し、かつ厚
み方向に高分子７・・・の長軸がねじれ配向された高分
子多層Ｍ（光学素子ｌ）が形成される。

このような光学素子１は、高分子７・・・の整列方向ｎ
１〜ｎ５の相互のずれ角と各高分子層２〜６のｉｉＭ数
を適宜変えることにより、自由に位相差を設定すること
ができ、最適な光学補償を行なうことが可能である。ま
た、この光学素子１は、浸漬法により各高分子１ｉ）２
〜６を順次積層させるので、簡単かつ安価に製作するこ
とができるとともに、膜厚を均一に形成することができ
、透過率の高いものを得ることができ、しかも高分子多
層膜であるから、薄型化および軽量化が可能となる。

なお、上述した実施例では浸漬法により各高分子層２〜
６を順次積層させたが、これに限らず、ラングミュア・
プロジェット法により積層することもできる。

次に、第３図を参照して、上述した光学素子を液晶表示
装置に適用した場合について説明する。

なお、ここで言う光学素子１０は高分子多層膜を複数組
み合わせたものである０図中、１１は上側の透明基板、
１２は下側の透明基板である。各透明基板１１．１２は
ガラスあるいは光学的に等方性を有する合成樹脂等から
なり、上下に対向して配置されている。各透明基板１１
．１２の対向面には、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化ス
ズの混合物）等からなる透明電極１３．１４がマトリク
ス状に設けられているとともに、高分子多層膜１５．１
６が各透明電極１３．１４を覆って設けられている。こ
の場合、高分子多層膜１５．１６はそれぞれ前述した高
分子多層膜と同じ構成であり、配向膜としての機能を有
し、その各表面（対向面）にラビング処理が施されてい
る。また、透明基板１１．１２は枠状のシール材１７に
より所定間隔（ギャップｄ）離れて接合され、その間隙
に液晶１８が封入されている。この液晶１８は上下の高
分子多層Ｗｓ１５．１６により厚み方向にねじれた状態
で配向されている。さらに、各透明基板１１．１２の外
面には高分子多層膜１９．２゜がそれぞれ設けられてい
る。各高分子多層膜１９．２０は前述した高分子多層膜
と全く同じものであり、その外面には偏光板２１．２２
がそれぞれ設けられている。したがって、この液晶表示
装置では、高分子層ＭＩｌｊ１５．１６．１９．２０に
より光学素子１０が構成され、その総厚および厚み方向
の高分子７・・・のねじれ配向状態は液晶１８の複屈折
性によって生じる位相差によって決定され、この位相差
を補償するように光学素子１０が形成されている。

このような液晶表示装置においては、液晶１８の複屈折
性によって生じる位相差に応じて、各高分子多層膜１５
．１６．１９．２０よりなる光学素子ｌＯの膜厚および
高分子７・・・のねじれ配向状態を設定することができ
るので、最適な光学補償を行なうことができ、表示画面
に表示色が現われるのを確実に防ぐことができ、しかも
光学素子ｌＯは従来の位相板等よりも透過率が高いので
表示が明るく、装置全体の薄型化および軽量化をも図る
ことができる。特に、この液晶表示装置では、浸漬法に
より透明基板１１の両面に高分子多層１１１５．１６．
または透明基板１２の両面に高分子多層膜１９．２０を
同時に設けることができるので、能率的に高分子多層膜
１５．１６．１９．２０を設けることができ、生産性が
極めて良い。

なお、上述した実施例では、上下の各透明基板１１．１
２の両者に各高分子多層膜１５．１６．１９．２０を設
けて光学素子ｌＯを構成したが、透明基板１１．１２の
片方のみに高分子多層膜を設けただけでもよい。

また、この発明は液晶表示装置に限らず、ビデオカメラ
等の映像装置や、その他の光学装Ｍ等に広く適用するこ
とができる。

［発明の効果Ｊ 以上詳細に説明したように、この発明によれば、分子長
軸を一定方向に整列させた複数の高分子層が、前記分子
長軸の整列方向を順次ずらして積層された膜からなるか
ら、従来の位相板よりも透過率が高く、高分子層の積層
数および高分子のねじれ配向状態を適宜変えることによ
り、最適な光学補償ができる。

【図面の簡単な説明】

第１１ｉｉｉｆｆはこの発明の光学素子の分解斜視図、
第２図はその１つの高分子層の高分子の配列状態を示す
平面図、第３図はこの発明の光学素子を適用した液晶表
示装置の断面図である。 １．１０・・・・・・光学素子、２〜６・・・・・・高
分子層、７・・・・・・高分子、ｎ！〜ｎ５・・・・・
・高分子の整列方向。 特 許 出 願 人 カシオ計算機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 分子長軸を一定方向に整列させた複数の高分子層が、前
   記分子長軸の整列方向を順次ずらして積層された膜から
   なる光学素子。