JPH0255319A - 液晶表示パネル - 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】 〔概　要〕 視角特性の優れた階調表示を行うＴＮ型液晶表示パネル
に関し、 表示面に対する視角方向（観察方向）によって生ずる両
面の明暗反転現象を解消し、それにより表示特性のよい
広い視角範囲を得ることを目的とし、液晶層を挟んで対
向する一対の基板の各対向面に、それぞれ表示電極と配
向膜とをその順で積層して設け、それら配向膜の表面に
施されたラビング方向が相互に交差する方向に設定され
た表示パネルにおいて、前記液晶層を構成する液晶は、
ベンド（曲げ）弾性率に３３とスプレィ（広がり）弾性
率に、との比が１．２以下であり、かつ液晶分子の長軸
方向の屈折率ｎ１１と該長軸に直交する方向の屈折率ｎ
⊥との差Δｎと、前記液晶層の厚さｄとの積Δｎ・ｄを
０．５０〜０．６０　（μｍ〕となるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は液晶表示パネルに係り、特に視角特性の優れた
階調表示を行うＴＮ型液晶表示パネルの構成に関するも
のである。

階調表示を行うＴＮ型液晶表示パネルでは表示面に対す
で観察方向（視角方向）によって画面における階調レベ
ルの明暗が反転する、所謂明暗反転現象が生じて表示特
性を著しく損ない、良好な視角範囲が狭くなる傾向があ
る。このため、そのような明暗反転現象を解消し、広い
良好な視角範囲が得られるパネル構造が要望されている
。

〔従来の技術］ 従来のＴＮ型液晶表示パネルは第６図に示すように、第
一表示電極１２及び第一配向膜１３がその順に形成され
た背面側透明基板１１上に、ＴＮ液晶層Ｉ４を介して第
二表示電極１６及び第二配向膜１５がその順に形成され
た視覚側透明基板１７を、前記第一配向膜１３の表面に
施されたラビング方向１８と第二配向膜１５の表面に施
されたラビング方向１９とが交差するように対向配置し
、第一、第二表示電極１２゜１６の交点において液晶セ
ルを構成する。また側基板１．１．１７の外面には液晶
分子の配向方向に合わせてそれぞれ偏光板２０．２１が
設けられている。

そして表示動作としては、背面側の偏光板２０を通して
セルに入射した光が液晶層１４中の液晶分子のねじれ配
向に沿って偏光面を９０度何回転せて視覚側の偏光板２
１を通過することにより液晶セルは明状態となる。また
この状態で前記画表示電極１２゜１６間に所定電圧を印
加すると、前記液晶分子のねじれ配向が解かれると共に
、その液晶分子は基板ＩＬ　１７に垂直な方向に向きを
変え、背面側の偏光板２０を通して液晶セルに入射した
偏光は回転せずに同セルを通過して視覚側の偏光板２１
で遮断され、暗状態となる。このようにして選択した液
晶セル領域に電圧を印加することにより白黒パターンを
表示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上記したような従来のＴＮ型液晶表示パネルに
あっては、表示面１７ａを斜め下や斜め上、或いは横方
向等から観察するとコントラストや明暗が変化する。特
に階調表示を行うＴＮ型液晶表示パネルでは、表示面１
７ａの観察方向（視角方向）により両面の階調レベルの
明暗が反転することから、表示特性が著しく損なわれる
現象が生じ、良好な視角範囲が狭（なるという問題があ
る。

即ち、かかる表示パネルの視角に係る電気光学特性は、
第７図に示すように該表示パネルの表示面１７ａを正面
の方向（Ｚ軸方向）から観察した場合、曲線Ａ（θ＝０
°）で示されるように印加電圧に対する透過率は、一方
向的に増加するのに対して、該表示面１７ａを斜め方向
から観察した場合、曲線Ｄ（θ−４０°）で示すように
低電圧側で６丁の小ピークを中心とした増減傾向が現れ
る。この増減傾向は特に第６図を参照して、表示面１７
ａを正面のＺ軸方向を中心にして視覚側透明基板１７に
設けた第二配向膜１５の表面に施されたラビング方向１
９より４５°の角度方向から４０°斜めの視角による観
察において顕著に現れ、この領域では正面から観察した
場合の透過率と大小関係が逆転する。

つまり透過率の低い低電圧側において印加電圧に対する
表示面の明暗の大小関係が正面と斜めからの観察方向で
異なる明暗反転現象が生じ、表示面を斜め方向から観察
した際の階調表示色を著しくｔ員なっていた。

本発明は上記した従来の問題点に鑑み、表示面に対する
視角方向（観察方向）によって生ずる画面の明暗反転現
象を解消し、それにより表示特性のよい広い視角範囲が
得られる新規なＴＮ型の液晶表示パネルを提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は上記した目的を達成するため、液晶層を挟んで
対向する一対の基板の各対向面に、それぞれ表示電極と
配向膜とをその順で積層して設け、それら配向膜の表面
に施されたラビング方向が相互に交差する方向に設定さ
れた表示パネルにおいて、前記液晶層を構成する液晶は
、ベンド（曲げ）弾性率に３３とスプレィ（広がり）弾
性率ｋ１１との比が１．２以下であり、かつ液晶分子の
長軸方向の屈折率ｎ１１と咳長軸に直交する方向の屈折
率ｎＡとの差Δｎと、前記液晶層の厚さｄとの積Δｎ−
ｄを０．５０〜０．６０　（μｍ〕となるように構成す
る。

〔作　用〕

ＴＮ型の液晶表示パネルでは、表示面に対する視角方向
によって画面の明暗反転現象を引き起こす透過率の小ピ
ークΔＴの発生が、液晶のベンド（曲げ）弾性率に３３
とスプレィ（広がり）弾性率ｋ１１との比に３ｉ／ｋｚ
及び液晶層の厚さｄとに大きく依存することが判明した
。

即ち、前記した第６図に示すように表示面１７ａを正面
の２軸方向を中心にして視覚側透明基板Ｉ７に設けた第
二配向膜１５の表面に施されたラビング方向１９より４
５°の角度方向（従来の最も視角範囲の狭い角度方向）
からθ＝４０°斜めの視角での明暗反転現象を引き起こ
す透過率の小ピークΔＴの変化は、第３図のΔＴの大き
さのｋ。／ｋＩＩ依存性を示す図及び第４図のΔＴの大
きさの屈折率異方性Δｎと液晶層の厚みｄとの積Δｎ−
ｄによる依存性を示す図によって明らかなようにｋ　３
　！　／　ｋ　＋＋−またはｄの値が小さいほうがΔＴ
も小さくなる。

また、表示パネルの液晶層の厚さｄ、液晶の弾性率比に
：＋３／に＋＋と電圧印加時における液晶層中の液晶分
子配列（液晶分子の傾き角）の変化との関係を計算機シ
ミユレーシヨンにより調べた結果、第５図に示すように
液晶層中の液晶分子の傾き角は、液晶の弾性率比ｋｓ＊
／に＋＋（或いは液晶層の厚さｄ）が大きい（厚い）場
合、図中実線による曲線で示されるように急峻となるが
、この液晶の弾性率比に３３／に、（或いは液晶層の厚
さｄ）が小さく（３い）なると、図中鎖線による曲線で
示されるように該液晶層の各配向膜との界面近傍での液
晶分子の傾き角が緩やかとなり、このような液晶分子の
配列とすることによって透過率の小ピークΔＴの大きさ
が小さくなるものと考えられる。

従って、液晶層の厚さｄと液晶の弾性率比ｋｉｌｌ／に
２．は小さければ小さいほど（薄ければ薄いほど）好ま
しいが、しかし、液晶層の厚さｄはコントラストの点か
ら自ずと限界がある。

即ち、液晶の屈折率異方性Δｎに対して、該屈折率異方
性Δｎと液晶層の厚みｄとの積Δｎ−ｄが０．５μｍ以
下になるとコントラストの劣化が顕著となるため、Δｎ
−ｄ≧０．５μｍの条件が必要である。

一方、液晶の弾性率比ｋｚｓ／に＋＋ついては１．０〜
２．０の範囲の液晶が通常用いられているが、適正値に
ついては実験により１．２以下が好ましいことが判明し
た。

以上のような結果から、液晶の弾性率比に３３／ｋ１１
が１．２以下で、かつ屈折率異方性Δｎと液晶層の厚み
ｄとの積Δｎ−ｄが０．５〜０．６μｍという条件を満
足する液晶層を設けた表示パネルにおいて、その表示面
に対して前述した従来の最も視角範囲の狭い角度方向に
おいてθ＝４０°の斜めの視角までに透過率の小ピーク
ΔＴの発生による明暗反転現象は見られず、良好な階調
表示色が得られることが確認出来た。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係るＴＮ型の液晶表示パネルの一実施
例を示す要部断面図であり、従来例の説明に用いた第６
図と同等部分には同一符号を付している。

この図で示す実施例が第６図の従来例と異なる点は、第
一表示電極１２及び第一配向膜１３が順に形成された背
面側透明基板１１と、第二表示電極１５及び第二配向膜
１６が順に形成された視覚側透明基板１７との対向面間
に、ベンド（曲げ）弾性率に３３とスプレィ（広がり）
弾性率ｋ１１との比が１．１で、かつ液晶分子の長軸方
向の屈折率ｎｌｌとその長軸に直交する方向の屈折率ｎ
よとの差（屈折率異方性）Δｎが０．０９４の液晶（Ｍ
Ｊ６２Ｒ７７、メルク・ジャパン社製）からなる５、３
μｍの厚さのＴＮ液晶層３１を設けた構成としたことで
ある。

このように構成された表示パネルでは、液晶層３Ｉにお
ける液晶の弾性率比に３：＋／に＋＋が１．２以下の１
．１であり、屈折率異方性Δｎと液晶Ｎ３１の厚さとの
積層が０．５μｍと０．５〜０．６μｍの範囲となる。

従って、その電気光学特性は第２図に示すようにパネル
の表示面を正面から観察した場合の印加電圧と透過率と
の関係曲線Ａ（θ−０”）は従来と同様であるのに対し
て、従来、表示面に対して最も視角範囲が狭いとされる
角度方向からθ−４０゜斜めの視角においては、図中の
曲線Ｂで示されるように透過率の小ビークΔＴの発生に
よる明暗反転現象がなく、コントラストの劣化もない良
好な表示特性が得られる。

〔発明の効果〕

以−ヒの説明から明らかなように、本発明に係る液晶表
示パネルによれば、表示面に対する視角方向（観察方向
）により生ずる両面の明暗反転現象が低減されるため、
階調表示特性のよい広い視角範囲が得られる優れた効果
を奏する。

従って、この種のＴＮ型の液晶表示パネルに適用して極
めて有利である。

第１図は本発明に係る液晶表示パネルの一実施例を説明
するための要部断面図、 第２図は本発明に係る液晶表示パネルの電気光学特性を
示す図、 第３図は液晶表示パネルにおける明暗反転現象の小ビー
クΔＴの大きさの弾性率比に＋３／　ｋ　＋　＋依存性
を示す図、 第４図は液晶表示パネルにおける明暗反転現象の小ビー
クΔＴの大きさの、液晶の屈 折率異方性Δｎと液晶層の厚さｄの積 層Δｎ−ｄｎ−性を示す図、 第５図は液晶層の厚さ方向における弾性率比の異なる液
晶と、その液晶分子の傾き角 との関係を示す図、 第６図は従来の液晶表示パネルの構造とその視角による
表示特性を説明するための国 策７図は従来の液晶表示パネルの電気光学特性を説明す
るための図である。

【図面の簡単な説明】

第１図において、 １１は背面側透明基板、１２は第一表示電極、Ｉ３は第
一配向膜、１５は第二配向膜、１６は第二表示電極、１
７は視覚側透明基板、２０゜２１は偏光板、３１は液晶
層をそれぞれ示す。 ツ キ例、ｐ嗣はパネル。−梵法判１鉗明ｔ３手苧Ｑ図第１
図 一一十　即アｏｔＦＥｃｖ） 本発明ｆ歳品に末ｌ畔りめｔ壮り８社ｂｊｖ図第２図 ６ＴＪ、９１ｑ　ＫＩＶＫｕａ１１社ｅ本ｇ＠第３１！
１ ｔｓＴ、左ｔｚｒｉｓｎ−ｄ４Ｒｎｔ＊１図第４１！！
！Ｉ −歳品層５ｌｑｔ太陶 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液晶層（３１）を挟んで対向する一対の基板（１１、１
   ７）の各対向面に、それぞれ表示電極（１２、１６）と
   配向膜（１３、１５）とをその順で積層して設け、それ
   ら配向膜（１３、１５）の表面に施されたラビング方向
   が相互に交差する方向に設定された表示パネルにおいて
   、 上記液晶層（３１）を構成する液晶は、ベンド弾性率ｋ
   ＿３＿３とスプレイ弾性率ｋ＿１＿１との比が１．２以
   下であり、かつ液晶分子の長軸方向の屈折率ｎ＿１＿１
   と該長軸に直交する方向の屈折率ｎ＿⊥との差Δｎと、
   前記液晶層（３１）の厚さｄとの積Δｎ・ｄの値が０．
   ５０〜０．６０〔μｍ〕であることを特徴とする液晶表
   示パネル。