JPH095700A - 液晶パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い視認性、高速応答を実現した上でクロス
トークによる表示不均一性を改善し、なおかつ高い透過
率を得る。 【構成】 電極パターン上に７°〜９°のチルト角を持
つハイプレチルト配向膜６により配向処理した２枚のガ
ラス基板１，２間に、比誘電率異方性Δεが５〜７の液
晶８を狭持し、なおかつセル厚ｄを７μm〜９μm、捻じ
れ角を260°〜270°とする。 【効果】 液晶材料を高速応答可能な材料構成にするこ
とによりセル厚を厚くし、Δεを抑えるとともに、ハイ
プレチルト配向膜使用により液晶の捻じれ角を大きくす
ることでコントラストと高速応答性の両立が可能とな
り、クロストークによる表示品位の低下をも抑制した均
一なパネルとすることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶パネルに関し、特に
液晶パネルの表示均一化のための最適なパネル構成に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ装置は、液晶の初期配
向方位を液晶の異方性を利用した作用により他の配向状
態に変化させ、それに伴う光学的特性の変化を利用した
表示装置である。従来の表示装置に比べ低電圧駆動が可
能であり、ＬＳＩ駆動に適すること、低電力消費タイプ
であること、薄型、軽量化が可能であること等から、近
年大画面化、大容量化によりＯＡ機器への搭載を目指し
開発、商品化されつつある。さらにハイデューティー
化、白黒表示からカラー化への移行に合わせ液晶パネル
の諸特性への要求も厳しいものとなっている。

【０００３】現在、液晶の電場印加による配列状態の変
化、すなわち電気光学特性を利用した単純マトリックス
方式のスーパーツィステッドネマティック(ＳＴＮ)形デ
ィスプレイ装置が主体を成し、アクティブマトリックス
方式の薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)ディスプレイ装置がこ
れに続く。液晶ディスプレイ装置は透明電極膜を形成し
た２枚のガラス基板間に液晶を挾んだサンドウィッチタ
イプであり、透明電極膜上には液晶を配向させるための
高分子薄膜を形成させる。ＳＴＮ形ディスプレイ装置の
場合、２枚の基板間のセル厚は５μm〜７μm程度であ
り、高分子薄膜上をラビングすることで液晶の配向を制
御し３°〜８°程度のプレチルト角(基板と液晶分子の
なす起き上がり角)を持たせる。ＳＴＮ形ディスプレイ
装置は液晶の複屈折性と光の旋光性を利用したものであ
り、２枚のガラス基板間で液晶の配向方向を180°〜270
°捻じることで著しく急峻なしきい値特性を得ることを
可能にしているため、セル厚は0.05μm〜0.1μmの精度
を必要とする。

【０００４】液晶パネルの光学特性は、液晶分子の持つ
複屈折性、誘電率異方性等により得られる。その他粘
性、弾性定数等を含め用いる液晶材料の組成、その成分
比の調整により液晶パネルの光学特性は変化する。現在
様々な液晶材料が開発されており、液晶材料の調合によ
り望みの特性を得ることが可能である。

【０００５】通常、数種類以上の液晶分子を混ぜ合わせ
た所望の液晶を滴下法(特開昭63−179328号公報)あるい
は真空注入法により２枚のガラス基板間に狭持する。液
晶滴下法は一方のガラス基板上にスペーサーを分散さ
せ、数本のシリンジ内に用意した液晶を他方のガラス基
板上に一定パルスで滴下する工法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】液晶パネルの光学特性
は、応答速度と液晶の急峻性に係わるコントラスト特
性、さらに透過率、視角、表示品位等の特性が互いにト
レードオフの関係となることが多々あるのが現状であ
る。よって主体となる特性の向上を図る中でその他の特
性のバランスを図ることとなる。

【０００７】液晶材料構成について急峻性をアップする
と材料構成から応答速度は遅くなる方向となる上、比誘
電率異方性Δεも大きくなりパネル容量を増大させるた
めＣＲ時定数の観点からクロストークを悪化させる。ま
た材料構成ではなくパネル構成から急峻性の向上を図る
場合、液晶分子の捻じれ角を大きくするため一般の配向
膜では配向マージンが得られなくなる。

【０００８】応答速度を追求する上で狭ギャップ化は最
も有効な手法ではあるが、特にハイデューティーパネル
を考慮した場合、パネル容量を増大させるためクロスト
ークを悪化する。

【０００９】また、液晶ディスプレイ装置を構成する２
枚のガラス基板間に液晶を挾んだサンドウィッチタイプ
の場合、一方のガラス基板から入射した入射光量Ｉ
₀と、液晶層のセル厚に基づく光学補償フィルムの位相
差により干渉が発生し、その時の出射光量Ｉとの関係
は、(数１)で表される。

【００１０】

【数１】

【００１１】ここで、Δndはリタレーション、λは波長
である。

【００１２】一般に、セル厚が薄い場合、所望のΔnd値
を得ようとした場合の液晶分子の複被屈折率異方性Δｎ
値への依存性が高くなるため、光学補償を考えた場合の
波長依存性、あるいは湿度特性の点で不利となる。

【００１３】本発明は、このような点に鑑み液晶材料、
パネル構成の最適化により高視認性と高速応答を両立さ
せ、パネル容量の低減によりクロストークを改善し表示
品位の向上を実現する液晶パネルを提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、セル厚を７μm〜９μm、２枚の基板間の液晶
分子の捻じれ角を260°〜270°、液晶分子の比誘電率異
方性Δεを５〜７とし、７°〜９°のプレチルト角を有
する配向膜により電極パターン上に配向処理を施した２
枚の基板を用いて前記液晶分子を狭持したことを特徴と
する。

【００１５】

【作用】本発明は、液晶材料構成成分を応答特性重視と
することにより比誘電率異方性Δεを抑えることが可能
となり、応答特性には不利でもその分セル厚ｄを従来よ
り厚く、例えば７μm〜９μmとすることが可能となる。
ここに配向マージンを得易いポリイミド配向膜として例
えばハイプレチルト配向膜を用いて液晶分子の捻じれ角
を260°〜270°捻じることにより液晶の急峻性を確保で
き、これにより液晶パネルの応答特性とコントラスト特
性の両立が可能となる。また比誘電率異方性Δεを抑
え、セル厚を厚くすることによりパネル容量を小さくで
きるため、ＣＲ時定数による印加波形の鈍りを軽減で
き、クロストークによる表示不良を良化できる。

【００１６】またセル厚ｄを厚くすることにより複屈折
率異方性Δｎをある程度抑えた上でリタレーションΔnd
を高く設定できるため、高透過率、温度特性の向上が可
能である。このとき、液晶分子の捻じれ角を260°〜270
°、複屈折率異方性Δｎを0.12〜0.13、セル厚を７μm
〜９μmという設定に対し、光学補償フィルムの位相差
を430〜440nmとすることにより明瞭な白黒表示が可能で
ある。

【００１７】

【実施例】図１および図２は本発明の一実施例における
液晶パネルの構成を示す平面図およびそのＡ−Ａ′断面
図である。図１および図２において、１はセグメント電
極３が設けられたガラス基板、２はコモン電極４が設け
られたガラス基板、５はＵＶ硬化樹脂を使用したシール
剤であって、スペーサー７が入った液晶８の周囲をシー
ルする。６は前記ガラス基板１，２上のセグメント電極
３，コモン電極４上に設けられた配向膜であり、これら
の配向膜６間の厚さがセル厚ｄとなる。

【００１８】本実施例においては、７°〜９°のプレチ
ルト角を有する配向膜６で配向処理した２枚のガラス基
板１，２間で260°〜270°に液晶８の分子を捻じり、な
おかつその液晶分子の比誘電率異方性Δεを５〜７に抑
え、セル厚ｄを７μm〜９μmに設定したものである。さ
らに複屈折率異方性Δｎを0.12〜0.13に抑えるとともに
430〜440nmの位相差フィルムにより光学補償を行ったも
のである。

【００１９】次に本実施例における液晶パネルの製造方
法の一例を簡単に説明する。まず、セグメント電極３，
コモン電極４を設けた透明なガラス基板１，２上にフレ
キソ印刷法によりポリイミド配向膜(例えばハイプレチ
ルト配向膜)を形成、熱硬化した後、表面をラビングす
ることにより配向性を持たせる。ここで、用いた配向膜
６のプレチルト角の磁場容量法による測定値は８°であ
った。このとき対向する２枚のガラス基板１，２間で液
晶８の分子が260°捻じれる方向に配向処理を施す。配
向処理した２枚のガラス基板のいずれか一方には7.0μm
のスペーサー７を均一に分散させる。シール剤５にはＵ
Ｖ硬化樹脂を使用し、予めガラスファイバーを1.5wt％
の割合で含有させた後、スクリーン印刷によりスペーサ
ー７を分散させた後、ガラス基板に印刷する。こうして
作製したガラス基板上に比誘電率異方性Δεが6.5、複
屈折率異方性Δｎが0.127の液晶材料を液晶滴下法によ
り滴下した後、前記２枚のガラス基板を真空中で貼り合
わせた後リークし、シール部分にＵＶ照射しシール剤５
を硬化する。その後エージング処理によりパネル内に液
晶８を均一分散させ、チルトの安定を図った。

【００２０】パネルを分光特性により測定した結果、セ
ル厚ｄが７μm、Δnd値が0.89であった。これに１／400
デューティー、１／21バイアスのマルチプレックス駆動
波形を印加した結果、白黒モードでコントラスト25、応
答速度350msecであった。このパネルをノーマリーホワ
イトの状態で、全面ON、全面OFF時の輝度をレファレン
スとして測定した後、パネル中央に１ブロックON状態を
作製し、その時のOFF状態の領域の輝度変化を電圧シフ
ト量として測定することにより簡易的にクロストーク評
価を行った結果、輝度変化は10％であった。

【００２１】（比較例）比較パネルとしてセル厚ｄが６
μm、液晶の捻じれ角を240°、実施例で用いた液晶材料
のΔｎをｎ型成分の調整により0.148(Δnd＝0.89)とす
ることによりコントラスト特性は10、応答速度は300mse
cとなった。このときの電圧変化量は30％程度であっ
た。

【００２２】上記比較例から明らかなように本実施例の
液晶パネルは、視認性、応答性が格段優れていることが
わかる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶パネル
は、液晶分子の捻じれ角を十分捻じっても配向マージン
が得られるようなハイプレチルト配向膜を用い、液晶材
料を応答特性重視とすることにより、視認性を高め高速
応答を成し得た上で、比誘電率異方性Δεを小さく、セ
ル厚ｄを厚くすることによりパネル容量を低く抑えるこ
とが可能となり、クロストークに効果を発揮する。また
複屈折率異方性Δｎを抑えながらもリタレーションΔnd
を高く保つことができ、これに位相差を高めた補償構成
を合わせることにより、更に視認性、透過率が高い液晶
パネルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液晶パネルの構成を
示す平面図である。

【図２】図１の液晶パネルのＡ−Ａ′断面図である。

【符号の説明】 １…セグメント電極側のガラス基板、 ２…コモン電極
側のガラス基板、 ３…セグメント電極、 ４…コモン
電極、 ５…ＵＶ硬化樹脂のシール剤、 ６…配向膜、
７…スペーサー、 ８…液晶。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セル厚を７μm〜９μm、２枚の基板間の
   液晶分子の捻じれ角を260°〜270°、液晶分子の比誘電
   率異方性Δεを５〜７とし、７°〜９°のプレチルト角
   を有する配向膜により電極パターン上に配向処理を施し
   た２枚の基板を用いて前記液晶分子を狭持したことを特
   徴とする液晶パネル。
2. 【請求項２】 液晶分子の複屈折率異方性Δｎの値を0.
   120〜0.130、望ましくはリタレーションΔndの値が0.86
   〜0.90となるような前記Δｎの値を有する液晶材料を用
   い、位相差が430nm〜440nmの位相差フィルムを用いて光
   学補償することを特徴とする請求項１記載の液晶パネ
   ル。