(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に配置された液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、
前記配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩ−１）乃至（ＩＩ−１５）で示される化合物群ＩＩから選択されるジアミンのうち化合物群Ｉから選択されるジアミンとは異なる少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、
ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されている、
ことを特徴とする液晶表示装置。
（但し、化合物群Ｉにおいて示される化学式中のＸは、それぞれ独立に次に示すいずれかの構造である。：−ＣＨ２−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ―ＮＨ―、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−
また、化合物群ＩＩにおいて示される化学式中のｌ、ｍ、ｎはそれぞれ独立に０から６の整数である（但し、化合物群ＩＩにおいて示される化学式（ＩＩ−６）中のｌは１から６の整数である）。また、化合物群ＩＩにおいて示される化学式中のＹは−ＮＨ−に示す構造である。）
【化１】
0005492516.tif 000032
【化２】
0005492516.tif 000033
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選択される化合物のうち少なくとも一種を更に含む、
ことを特徴とする液晶表示装置。
（但し、化合物群ＩＩＩにおいて示される化学式中のＲは水素原子又はメチル基又はフェ
ニル基であり、Ｚは次に示すいずれかの構造である。：ビニル基、アルキニル基、Ｈ２Ｃ
＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）ｎ−；ｎ＝０，１，２、Ｎ≡Ｃ−Ｏ−、Ｆ２Ｃ＝ＣＦＯ―）
【化３】
0005492516.tif 000034
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記シクロブタンテトラカルボン酸二無水物は下記化学式（ＩＶ−１）で示される化合物である、
ことを特徴とする液晶表示装置。
（但し、Ｒ１からＲ４はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数１から３のアルキル基又は次に示す構造である。：−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ；ｎ＝０又は１）
【化４】
0005492516.tif 000035
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドの前駆体は、炭素数１から３のポリアミド酸アルキルエステルである、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として用いられるジアミン化合物は、
下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンを５０モル％以上９５モル％以下の割合で含有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
（但し、化合物群Ｉにおいて示される化学式中のＸは、それぞれ独立に次に示すいずれかの構造である。：−ＣＨ２−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ―ＮＨ―、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−）
【化５】
0005492516.tif 000036
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として用いられるジアミン化合物は、下記化学式（ＩＩ−１）乃至（ＩＩ−１５）で示される化合物群ＩＩから選択されるジアミンを５モル％以上５０モル％以下の割合で含有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
（但し、化合物群ＩＩにおいて示される化学式中のｌ、ｍ、ｎはそれぞれ独立に０から６の整数である（但し、化合物群ＩＩにおいて示される化学式（ＩＩ−６）中のｌは１から６の整数である）。また、化合物群ＩＩにおいて示される化学式中のＹは−ＮＨ−に示す構造である。）
【化６】
0005492516.tif 000037
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料は、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選ばれる化合物を１モル％以上２．５モル％以下の割合で含有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
（但し、化合物群ＩＩＩにおいて示される化学式中のＲは水素原子又はメチル基又はフェニル基であり、Ｚは次に示すいずれかの構造である。：ビニル基、アルキニル基、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）ｎ−；ｎ＝０，１，２、Ｎ≡Ｃ−Ｏ−、Ｆ２Ｃ＝ＣＦＯ―）
【化７】
0005492516.tif 000038
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物は、下記シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を７０モル％以上１００モル％以下の割合で含有する、
ことを特徴とする液晶表示装置。
（但し、Ｒ１からＲ４はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数１から３のアルキル基又は
次に示す構造である。：−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ；ｎ＝０又は１）
【化８】
0005492516.tif 000039
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記電極群は前記一対の基板のうちいずれか一方にのみ形成されている、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶層のプレチルト角が１度以下である、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記配向制御膜の硬度が０．１ＧＰａ以上１．０ＧＰａ以下である、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記配向制御膜の硬度が０．２ＧＰａ以上０．９ＧＰａ以下である、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶表示装置において、
前記配向制御膜の硬度が０．３ＧＰａ以上０．８ＧＰａ以下である、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として前記化合物群Ｉに示されるジアミンのうち異なる二種以上を含む、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として前記化合物群Ｉに示されるジアミンのうち異なる三種以上を含む、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として前記化合物群ＩＩに示されるジアミンのうち異なる二種以上を含む、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として前記化合物群ＩＩに示されるジアミンのうち異なる三種以上を含む、
ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１には以下の内容が開示されている。
【０００３】
液晶の良好な配向性だけではなく、良好な電気特性を有する液晶配向膜を、光配向法によって得るための液晶配向剤、及び該液晶配向剤を使用する、液晶配向膜のラビング処理に伴う不具合を解消し、信頼性が高く、表示ムラやシール材周辺のしみの発生が起こりにくい液晶表示素子を提供する。ジアミン成分と、脂環式構造を有するテトラカルボン酸二無水物を含有するテトラカルボン酸二無水物成分とを、反応重合させることにより得られるポリアミック酸、または該ポリアミック酸から得られるポリイミドの少なくとも一方を含有することを特徴とする光配向用液晶配向剤、およびこの液晶配向剤から光配向法によって得られた液晶配向膜を有する液晶表示素子。
【０００４】
また、特許文献２には、ポリイミド、ポリアミド酸及びこれのエステルのクラスからなる新規な架橋可能な光活性ポリマー並びにこれの液晶用の配向層としての使用及び未構造化及び構造化光学素子及び多層系の構築における使用に関する内容が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００５／０８３５０４号
【特許文献２】特表２００１−５１７７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、液晶表示装置における残像を低減することを目的とする。また、本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に配置された液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、前記配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体は化学構造上、主鎖内に芳香環および架橋性部位を持ち、前記芳香環に炭素数２以上の側鎖成分を持たず、原料としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物を含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されていることを特徴とする液晶表示装置。
【０００８】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に配置された液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、前記配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩ−１）乃至（ＩＩ−１５）で示される化合物群ＩＩから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されていることを特徴とする液晶表示装置。
【化１】
0005492516.tif 000002
【０００９】
但し、化合物群Ｉにおいて示される化学式中のＸはそれぞれ独立に、次に示すいずれかの構造である。：−ＣＨ２−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ―ＮＨ―、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−である。
【化２】
0005492516.tif 000003
【００１０】
但し、化合物群ＩＩにおいて示される化学式中のｌ、ｍ、ｎはそれぞれ独立に０から６の整数である。また化合物群ＩＩにおいて示される化学式中のＹは次に示すいずれかの構造である。：−ＮＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−Ｃ≡Ｃ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−である。
【００１１】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に配置された液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、前記配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選択される化合物のうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光を照射することによって配向規制力が付与されていることを特徴とする液晶表示装置。
【化３】
0005492516.tif 000004
【００１２】
但し、化合物群Ｉにおいて示される化学式中のＸはそれぞれ独立に、次に示すいずれかの構造である。：−ＣＨ２−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ―ＮＨ―、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−である。
【化４】
0005492516.tif 000005
【００１３】
但し、化合物群ＩＩＩにおいて示される化学式中のＲは水素原子又はメチル基又はフェニル基であり、Ｚは次に示すいずれかの構造である。：ビニル基、アルキニル基、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）ｎ−；ｎ＝０，１，２、Ｎ≡Ｃ−Ｏ−、Ｆ２Ｃ＝ＣＦＯ―である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、液晶表示装置における残像を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の画素構成を説明する画素部分の断面図である。
【図２Ａ】実施例１の画素構成を説明する画素部分の平面図である。
【図２Ｂ】実施例１の画素構成を説明する画素部分の断面図であり、図２Ａの２Ｂ−２Ｂの部分断面図に相当する。
【図２Ｃ】実施例１の画素構成を説明する画素部分の断面図であり、図２Ａの２Ｃ−２Ｃの部分断面図に相当する。
【図３】実施例２の画素構成を説明する画素部分の断面図である。
【図４Ａ】実施例２の画素構成を説明する画素部分の平面図である。
【図４Ｂ】実施例２の画素構成を説明する画素部分の断面図であり、図４Ａの４Ｂ−４Ｂの部分断面図に相当する。
【図４Ｃ】実施例２の画素構成を説明する画素部分の断面図であり、図４Ａの４Ｃ−４Ｃの部分断面図に相当する。
【図５】実施例３の画素構成を説明する画素部分の断面図である。
【図６】実施例４の画素構成を説明する画素部分の断面図である。
【図７】実施例５乃至実施例８の画素構成を説明する画素部分の断面図である。
【図８】実施例５乃至実施例８の画素構成を説明する画素部分の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ラビング配向法の問題点を解決するラビングレス配向法として、光照射による光配向法が提案、検討されている。しかしながら実用上以下のような問題点を抱えている。
【００１７】
ポリビニルシンナメート等に代表される高分子側鎖に光反応性基を導入した高分子材料系では、配向の熱安定性が十分ではなく実用性の面ではまだ十分な信頼性が得られてはいない。
【００１８】
また、この場合、液晶の配向を発現させる構造部位が高分子の側鎖部分であると考えられることから、液晶分子をより均一に配向させ、かつ、より強い配向を得る上では必ずしも好ましいとは言えない。
【００１９】
また、低分子の二色性色素を高分子中に分散した場合には、液晶を配向させる色素自体が低分子であり、実用的な観点からみて熱的又は光に対する信頼性の面で課題が残されている。
【００２０】
シクロブタン系ポリイミドの光分解を利用した光配向法は配向の安定性が高く有用な方法である。しかしながら近年、配向の安定性に対する要求がますます高まってきており、従来のシクロブタン系ポリイミド材料では、その要求レベルを満たせなくなってきている。
【００２１】
本発明の目的は、配向処理の製造マージンが狭いという問題を解決し、初期配向方向の変動による表示不良の発生を低減し、かつ、安定な液晶配向を実現し、コントラスト比を高めた高品位な画質を有する液晶表示装置を提供することにある。
【００２２】
本発明による液晶表示装置の一つの態様は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体は化学構造上、主鎖内に芳香環および架橋性部位を持ち、芳香環に炭素数２以上の側鎖成分を持たず、原料としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物を含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されているものである。
【００２３】
ポリイミドおよびポリイミドの前駆体は化学構造上、主鎖内に芳香環および架橋性部位を持ち、芳香環に炭素数２以上の側鎖成分を持たず、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料はシクロブタンテトラカルボン酸二無水物を含み、ほぼ直線に偏光した光が照射され配向規制力が付与されることによって、液晶表示装置における残像を低減する配向制御膜を形成する。
【００２４】
本発明による液晶表示装置のもう一つの態様は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩ−１）乃至（ＩＩ−１５）で示される化合物群ＩＩから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されているものである。
【００２５】
ポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料は下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩ−１）乃至（ＩＩ−１５）で示される化合物群ＩＩから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されることによって、液晶表示装置における残像を低減する配向制御膜を形成する。
【００２６】
本発明による配向制御膜はポリイミドおよびその前駆体からなり、前記ポリイミドおよびその前駆体となる芳香族ジアミンは炭素数２以上の側鎖成分を持たないことを特徴とする。
【００２７】
本発明による液晶表示装置のもう一つの態様は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選択される化合物のうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光を照射することによって配向規制力が付与されているものである。
【００２８】
ポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料は下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選択される化合物のうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって、液晶表示装置における残像を低減する配向制御膜を形成する。
【００２９】
例えば、少なくとも一方が透明な一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩ−１）乃至（ＩＩ−１５）で示される化合物群ＩＩから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されている気象表示装置において、前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選択される化合物のうち少なくとも一種を更に含むことは好適である。
【００３０】
すなわち、ポリイミドおよびその前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩ−１）乃至（ＩＩ−１５）で示される化合物群ＩＩから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選択される化合物のうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、またほぼ直線に偏光した光を照射することによって配向規制力が付与されていることは好適である。
【００３１】
ポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料は下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選択される化合物のうち少なくとも一種を更に含むことによって液晶表示装置における残像を低減する配向制御膜を形成する。
【化５】
0005492516.tif 000006
【００３２】
但し、化合物群Ｉにおいて示される化学式中のＸはそれぞれ独立に、次に示すいずれかの構造である。：−ＣＨ２−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ―ＮＨ―、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−である。
【化６】
0005492516.tif 000007
【００３３】
但し、化合物群ＩＩにおいて示される化学式中のｌ、ｍ、ｎはそれぞれ独立に０から６の整数である。また化合物群ＩＩにおいて示される化学式中のＹは次に示すいずれかの構造である。：−ＮＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−Ｃ≡Ｃ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−である。
【化７】
0005492516.tif 000008
【００３４】
但し、化合物群ＩＩＩにおいて示される化学式中のＲは水素原子又はメチル基又はフェニル基であり、Ｚは次に示すいずれかの構造である。：ビニル基、アルキニル基、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）ｎ−；ｎ＝０，１，２、Ｎ≡Ｃ−Ｏ−、Ｆ２Ｃ＝ＣＦＯ―である。
【００３５】
本発明による配向制御膜を構成するポリイミドおよびその前駆体の原料となる化合物群Ｉの具体的な構造例として化学式（Ａ−１）乃至（Ａ−６７）で示される化合物群Ａを、化合物群ＩＩの具体的な構造例として化学式（Ｂ−１）乃至（Ｂ−３４）で示される化合物群Ｂを、化合物群ＩＩＩの具体的な構造例として化学式（Ｃ−１）乃至（Ｃ−１６）で示される化合物群Ｃを、それぞれ下記に示す。これら構造は具体的な化学構造の一例を示すもので、これら構造に限定されるものではない。
【００３６】
［化合物群Ａ］
【化８】
0005492516.tif 000009
【化９】
0005492516.tif 000010
【化１０】
0005492516.tif 000011
【化１１】
0005492516.tif 000012
【化１２】
0005492516.tif 000013
【化１３】
0005492516.tif 000014
【００３７】
［化合物群Ｂ］
【化１４】
0005492516.tif 000015
【化１５】
0005492516.tif 000016
【化１６】
0005492516.tif 000017
【００３８】
［化合物群Ｃ］
【化１７】
0005492516.tif 000018
【化１８】
0005492516.tif 000019
【００３９】
上記化合物Ａ群の中でも（Ａ−１）（Ａ−４）（Ａ−８）（Ａ−１９）（Ａ−２１）（Ａ−２２）（Ａ−２８）（Ａ−２９）（Ａ−３０）（Ａ−３２）（Ａ−４７）（Ａ−５３）を原料に用いて形成された配向制御膜は液晶配向性が良好であるため、特に好ましい。
【００４０】
本発明による液晶表示装置に備えられた配向制御膜を構成するポリイミドの前駆体はポリアミド酸およびポリアミド酸アルキルエステルであってもよい。また、ポリイミドの前駆体は、炭素数１から３のポリアミド酸アルキルエステルであってもよい。
【００４１】
また、ポリイミドの前駆体は、炭素数１から２のポリアミド酸アルキルエステルであってもよい。
【００４２】
また、ポリイミドの前駆体は、炭素数２から３のポリアミド酸アルキルエステルであってもよい。
【００４３】
また、ポリイミドの前駆体は、ポリアミド酸メチルエステルであってもよい。
【００４４】
また、ポリイミドの前駆体は、ポリアミド酸エチルエステルであってもよい。
【００４５】
また、ポリイミドの前駆体は、ポリアミド酸プロピルエステルであってもよい。
【００４６】
ポリアミド酸は、有機溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを攪拌、重合させることにより得られる。
【００４７】
具体的には、ジアミンをＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）などの極性アミド系溶媒に溶解させる。この溶液中にジアミンとほぼ等モルのテトラカルボン酸二無水物を加えて室温下で攪拌すると、テトラカルボン酸二無水物の溶解とともにジアミンとの間で開環付加重合反応が進行し、高分子量のポリアミド酸が得られる。
【００４８】
またポリアミド酸エステルの場合は、テトラカルボン酸二無水物にアルコールを反応させて得られるジエステルジカルボン酸に塩化チオニルなどの塩素化試薬を反応させ、高反応性のジエステルジカルボン酸クロリドを得る。これにジアミンを反応、重縮合させることによりポリアミド酸アルキルエステルが得られる。
【００４９】
このとき、ジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物の原料を複数種混合させることにより、一つの高分子鎖に複数の化学種が重合された共重合高分子を得ることができる。
【００５０】
なお、化合物群ＩＩＩに示す化合物は、重縮合可能な反応性部位が一つしかない化合物であり、原料として加えると、高分子鎖の末端成分となる。
【００５１】
化合物群Ｉに示したような芳香族ジアミンを複数種混合させることにより、生成したポリイミドの吸収波長域が広くなるため、照射する光源のスペクトルを有効に活用できる。
【００５２】
また、化合物群ＩＩに示したような架橋性ジアミンや、化合物群ＩＩＩに示したような架橋性アミンを複数種混合させることにより、光反応の際に生成する様々な官能基が架橋できる可能性が高くなるため、複数種混合させることがより望ましい。
【００５３】
また、少なくとも一方が透明な一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩ−１）乃至（ＩＩ−１５）で示される化合物群ＩＩから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されている液晶表示装置において、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群Ｉに示されるジアミンのうち異なる二種以上を含んでもよい。
【００５４】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群Ｉに示されるジアミンのうち異なる三種以上を含んでもよい。
【００５５】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群ＩＩに示されるジアミンのうち異なる二種以上を含んでもよい。
【００５６】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群ＩＩに示されるジアミンのうち異なる三種以上を含んでもよい。
【００５７】
また、少なくとも一方が透明な一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として下記化学式（Ｉ−１）乃至（Ｉ−１０）で示される化合物群Ｉから選択されるジアミンのうち少なくとも一種と、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選択される化合物のうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光を照射することによって配向規制力が付与されている液晶表示装置において、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群Ｉに示されるジアミンのうち異なる二種以上を含んでもよい。
【００５８】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群Ｉに示されるジアミンのうち異なる三種以上を含んでもよい。
【００５９】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群ＩＩＩに示される化合物のうち異なる二種以上を含んでもよい。
【００６０】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群ＩＩＩに示される化合物のうち異なる三種以上を含んでもよい。
【００６１】
また、少なくとも一方が透明な一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置において、配向制御膜はポリイミドおよびポリイミドの前駆体からなり、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群Ｉに示されるジアミンのうち少なくとも一種と、化合物群ＩＩに示されるジアミンのうち少なくとも一種と、酸無水物としてシクロブタンテトラカルボン酸二無水物とを含み、ほぼ直線に偏光した光が照射されることによって配向規制力が付与されている液晶表示装置において、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群ＩＩＩに示される化合物のうち異なる二種以上を更に含んでもよい。
【００６２】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として化合物群ＩＩＩに示される化合物のうち異なる三種以上を更に含んでもよい。
【００６３】
前述のようにジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを重合反応させることによって高分子量のポリイミドの前駆体が得られる。
【００６４】
本発明において、アミン化合物とは化学構造中にアミノ基を含むものを示すものとする。例えば化合物群ＩＩＩにおける化学式（ＩＩＩ−１）及び（ＩＩＩ−２）で示されるモノアミンや、化合物群Ｉ及びＩＩで示されるジアミンが該当する。
【００６５】
また、本発明において、酸無水物とはカルボン酸無水物を示すものとする。例えば化学式（ＩＩＩ−３）乃至（ＩＩＩ−６）で示される酸無水物や、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物が該当する。
【００６６】
ポリイミドおよびポリイミドの前駆体は、アミン化合物と酸無水物とを原料として形成される。アミン化合物と酸無水物とがおおよそ１：０．９５〜１：１．０５（モル配合比）から０．９５：１〜１．０５：１（モル配向比）で反応することにより、本発明の液晶配向膜に適した高分子量のポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成することが好ましい。
【００６７】
すなわち、アミン化合物／酸無水物（モル配合比）は、０．９５以上１．０５以下であることが好ましい。
【００６８】
また、アミン化合物と酸無水物とが１：１（モル配合比）で反応することがより好適である。
【００６９】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料として用いられるアミン化合物は、ジアミンのみからなってもよい。アミン化合物がジアミンのみからなる場合、本発明においてはアミン化合物を特にジアミン化合物ということとする。
【００７０】
また、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料として用いられる酸無水物は、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物のみからなってもよい。
【００７１】
ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として用いられるジアミン化合物は、化合物群Ｉから選択されるジアミンを５０モル％以上９５モル％以下の割合で含有することも好適な一例である。
【００７２】
すなわち化合物群Ｉから選択されるジアミンを５０モル％以上９５モル％以下の割合で含有するジアミン化合物と、テトラカルボン酸二無水物とを原料として形成されたポリイミドおよびポリイミドの前駆体は配向制御膜に好適に用いることができる。
【００７３】
更に、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料として用いられるジアミン化合物は、化合物群ＩＩから選択されるジアミンを５モル％以上５０モル％以下の割合で含有することも好適な一例である。
【００７４】
すなわち化合物群ＩＩから選択されるジアミンを５モル％以上５０モル％以下の割合で含有するジアミン化合物と、テトラカルボン酸二無水物とを原料として形成されたポリイミドおよびポリイミドの前駆体は配向制御膜に好適に用いることができる。
【００７５】
更に、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体の原料は、下記化学式（ＩＩＩ−１）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群ＩＩＩから選ばれる化合物を１モル％以上２．５モル％以下の割合で含有することも好適な一例である。
【００７６】
すなわち、ポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料として用いられるアミン化合物は、下記化学式（ＩＩＩ−１）及び（ＩＩＩ−２）で示される化合物群から選ばれるアミンを２モル％以上５モル％以下の割合で含有する、又はポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料として用いられる酸無水物は、下記化学式（ＩＩＩ−３）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群から選ばれるジカルボン酸無水物を２モル％以上５モル％以下の割合で含有する、又は前記ポリイミドおよびポリイミドの前駆体を形成する原料は、化学式（ＩＩＩ−１）及び（ＩＩＩ−２）で示される化合物群から選ばれるアミンと、化学式（ＩＩＩ−３）乃至（ＩＩＩ−６）で示される化合物群から選ばれるジカルボン酸無水物との総和（モル）が１モル％以上２．５モル下の割合で含有することは好適な一例である。
【００７７】
更に、ポリイミドおよび前記ポリイミドの前駆体の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物は、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を７０モル％以上１００モル％以下の割合で含有することも好適な一例である。
【００７８】
すなわちシクロブタンテトラカルボン酸二無水物を７０モル％以上１００モル％以下の割合で含有するテトラカルボン酸二無水物と、ジアミンとを原料として形成されたポリイミドおよびポリイミドの前駆体は配向制御膜に好適に用いることができる。
【００７９】
本発明による配向制御膜を構成するポリイミドはその前駆体であるポリアミド酸またはポリアミド酸エステルを加熱または化学イミド化によりイミド化反応を進行させることにより得られることを特徴とする。
【００８０】
この際、イミド化反応は必ずしも１００％進行している必要は無く、全体の５０％から１００％進行していることが好ましく、より好ましくは６０％から９５％であり、さらに好ましくは７０％から９０％である。
【００８１】
イミド化反応の進行度が高いほど、光配向性が良く、液晶の配向安定性が高いが、あまり高すぎると配向膜の比抵抗が高くなり、電気特性上好ましくない。
【００８２】
また配向制御膜を構成するポリイミドの分子量は高い方が望ましく、ポリアミド酸エステルはポリアミド酸のような加熱時の低分子量化が起こらないため、液晶の配向安定性が高くより好ましい。
【００８３】
上述した原料を用いて形成したシクロブタン系ポリイミドに光を照射すると、シクロブタンの環構造が開裂し、マレイミド末端が生成する光分解反応が生じる。この光分解反応が進行すると、初期的には高分子量であったシクロブタン系ポリイミドが低分子量化し、膜としての強度が弱くなってしまう。
【００８４】
発明者らは、この膜強度の低下に伴い、液晶の配向安定性が悪くなってしまうことを見出した。液晶の配向安定性向上のためには、膜の強度向上が不可欠であり、膜強度向上のためには、光分解により生成したマレイミド末端を架橋反応により安定化する必要がある。
【００８５】
しかし従来のシクロブタン系ポリイミドは膜強度が不十分であるという課題がある。液晶表示装置の高品位化が進む現在、従来の配向安定性では製品として許容されない。
【００８６】
本発明による上記配向制御膜は、例えば主鎖内に化合物群ＩＩの一般式中のＹの構造に示すような架橋性部位および化合物群ＩＩＩのような架橋性基を含有していることを特徴とする。
【００８７】
本発明による配向制御膜は架橋性部位が十分に存在し、マレイミドの架橋反応が十分に進行するため、配向安定性に優れるという特徴を有する。
【００８８】
本発明による配向制御膜を構成するポリイミド並びにポリイミドおよびその前駆体は、主鎖内に架橋性部位を有していることを特徴とする。高分子の側鎖成分は、主鎖同士のパッキングを阻害し、膜強度を低下させてしまうため、架橋性部位は主鎖内にあることが好ましい。
【００８９】
また側鎖成分は短いほど好ましく、より好ましくは存在しないことである。
【００９０】
配向制御膜の硬度は、具体的には０．１ＧＰａ以上１．０ＧＰａ以下が好ましく、より好ましくは０．２ＧＰａ以上０．９ＧＰａ以下であり、さらに好ましくは０．３ＧＰａ以上０．８ＧＰａ以下である。
【００９１】
配向制御膜の硬度が高すぎると、液晶パネルの振動により配向制御膜が剥れやすくなるなどの不具合があり、好ましくない。
【００９２】
配向制御膜の硬度の測定は、ＭＴＳ社製ナノインデンターＧ２００を用い、バーコビッチタイプ圧子を用いてＣＳＭ（連続剛性測定）により実施した。ＣＳＭ使用周波数は７５Ｈｚ、振幅値は１ｎｍとした。測定点は１０点、各測定点における押し込み深さは５０ｎｍまでとし、１８ｎｍから２０ｎｍまでの値を用いて硬度を算出した。
【００９３】
なお、本ナノインデンター測定は、ＩＳＯ−１４５７７  Ｐａｒｔ１，２，３、に準拠している。
【００９４】
本発明による配向制御膜を構成するポリイミドまたはその前駆体であるポリアミド酸またはポリアミド酸エステルの原料であるシクロブタンテトラカルボン酸二無水物は下記化学式（ＩＶ−１）で示される化合物であることは好適である。
【化１９】
0005492516.tif 000020
【００９５】
但し、Ｒ１からＲ４はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数１から３のアルキル基又は次に示す構造である。：−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ；ｎ＝０又は１
【００９６】
好ましくは、Ｒ１からＲ４はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数１から２のアルキル基又は次に示す構造である。：−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ；ｎ＝０又は１
【００９７】
より好ましくは、Ｒ１からＲ４はそれぞれ独立に、水素原子、メチル基又はカルボキシル基である。
【００９８】
更に好ましくは、Ｒ１からＲ４はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。
【００９９】
特に好ましくは、Ｒ１からＲ４はメチル基である。
【０１００】
本発明によるシクロブタンテトラカルボン酸二無水物の具体的な構造例を下記化学式（Ｄ−１）乃至（Ｄ−８）にて示す。これら構造は具体的な化学構造の一例を示すもので、これら構造に限定されるものではない。
【化２０】
0005492516.tif 000021
【０１０１】
本発明によるポリイミドおよびポリイミド前駆体を形成する原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物は、化学式（ＩＶ−１）で示されるシクロブタンテトラカルボン酸二無水物のうち少なくとも一種を７０モル％以上１００モル％以下、より好ましくは８０モル％以上１００モル％以下、また９０モル％以上１００モル％以下含むことは更に好適である。
【０１０２】
また、ポリイミドおよびポリイミド前駆体を形成する原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物は、化学式（ＩＶ−１）で示されるシクロブタンテトラカルボン酸二無水物のうち少なくとも二種以上含んでもよい。
【０１０３】
また、ポリイミドおよびポリイミド前駆体を形成する原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物は、化学式（Ｄ−１）乃至（Ｄ−８）で示されるシクロブタンテトラカルボン酸二無水物のうち少なくとも二種以上含んでもよい。
【０１０４】
また、ポリイミドおよびポリイミド前駆体を形成する原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物は、化学式（ＩＶ−１）で示されるシクロブタンテトラカルボン酸二無水物のうち少なくとも三種以上含んでもよい。
【０１０５】
また、ポリイミドおよびポリイミド前駆体を形成する原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物は、化学式（Ｄ−１）乃至（Ｄ−８）で示されるシクロブタンテトラカルボン酸二無水物のうち少なくとも三種以上含んでもよい。
【０１０６】
このような構成とすることにより、光反応性が高くなり、液晶の配向安定性が向上する。
【０１０７】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。これら実施例に用いた本発明による配向制御膜はその一例を示したもので、その他の構造についても同様の効果が確認されている。
【０１０８】
なお、以下では、薄膜トランジスタ等のアクティブ素子を形成した基板をアクティブマトリクス基板という。
【０１０９】
また、その対向基板にカラーフィルタを有する場合は、これをカラーフィルタ基板ともいう。
【０１１０】
また、本発明において、目標として望ましいコントラストは５００：１以上であり、目標とする残像が解消される時間は５分以内が望ましい。
【０１１１】
なお、残像の解消される時間は下記の実施例において定義される方法にて決定される。
【０１１２】
また、本発明における電極群は前記一対の基板のうちいずれか一方にのみ形成されていることは本発明の好ましい形態の一つである。すなわち前記液晶層に印加する電界が、前記電極群が形成された基板面に対してほぼ平行な成分をもっていることは本発明の好ましい形態の一つである。
【０１１３】
また、本発明の液晶表示装置において配向制御膜上の液晶層を構成する液晶分子の長軸方向が、光照射したほぼ直線に偏光した偏光軸と平行又は直交していてもよい。
【０１１４】
また、液晶層のプレチルト角が１度以下であることは好ましい。液晶表示装置のセル内では、液晶層を構成する液晶分子は同一の方位角をもって配列しているだけではなく、ある程度の傾き角（プレチルト角）で傾斜しており、液晶層を構成する液晶分子のプレチルト角が１度以下であることは液晶表示装置の高信頼性を得るうえで好ましい。なお、液晶のプレチルト角は、クリスタルローテーション法を用いて測定された。
【０１１５】
なお、本発明に係る配向制御膜は、アクティブ素子が備えられた液晶表示装置においても適用することができる。
【０１１６】
すなわち、少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に配置された液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に形成され、前記液晶層に電界を印加するための電極群と、前記電極群に接続された複数のアクティブ素子と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に配置された配向制御膜を含む液晶表示装置においても、本発明に係る配向制御膜を適用することができる。
【０１１７】
アクティブ素子とは、データ書き込み用のトランジスタ素子であり、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に代表される。
【０１１８】
後述の実施例においては、アクティブ素子が備えられたＴＦＴ液晶表示装置（アクティブマトリクス型液晶表示装置）を示すが、アクティブ素子が備えられていない液晶表示装置、例えば、単純マトリクス型液晶表示装置（パッシブマトリクス型液晶装置）において、本発明に係る配向制御膜を適用してもよい。
【実施例１】
【０１１９】
図１は、本実施例による液晶表示装置の１画素付近の模式断面図である。また、図２は、本実施例による液晶表示装置の１画素付近の構成を説明するアクティブマトリクス基板の模式図であり、図２Ａは平面図、図２Ｂは図２Ａに示す２Ｂ−２Ｂ線に沿った断面図、図２Ｃは図２Ａに示す２Ｃ−２Ｃ線に沿った断面図を示す。また、図１は、図２Ａに示す２Ｂ−２Ｂ線に沿った断面の一部に対応する。
【０１２０】
なお、図２Ｂと図２Ｃは、要部構成を強調して模式的に示すもので、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線と２Ｃ−２Ｃ線の切断部に１対１で対応しない。例えば、図２Ｂでは半導体膜１１６は図示せず、図２Ｃでは共通電極（コモン電極）１０３と共通電極配線（コモン配線）１２０を接続するスルーホール１１８は１箇所のみを代表して示してある。
【０１２１】
本実施例では、アクティブマトリクス基板としてのガラス基板１０１上には、Ｃｒ（クロム）からなる走査配線（ゲート電極線）１０４及び共通電極配線１２０が配置され、この走査配線１０４及び共通電極配線１２０を覆うように窒化シリコンからなるゲート絶縁膜１０７が形成されている。また、走査配線１０４上には、ゲート絶縁膜１０７を介してアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる半導体膜１１６が配置され、アクティブ素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１５の能動層として機能する。
【０１２２】
また、半導体膜１１６のパターンの一部に重畳するようにＣｒ・Ｍｏ（クロム／モリブデン）よりなる信号配線（ドレイン電極）１０６と画素電極（ソース電極）１０５が配置され、これら全てを被覆するように窒化シリコンよりなる保護絶縁膜１０８が形成されている。
【０１２３】
また、図２Ｃに示すように、ゲート絶縁膜１０７と保護絶縁膜１０８とを貫通して形成されたスルーホール１１８を介して共通電極配線１２０に接続する共通電極１０３がオーバーコート層（有機保護膜）１１２上に配置されている。
【０１２４】
また、図２Ａに示すように、平面的には１画素の領域において、その画素電極１０５に対向するように、共通電極配線１２０からスルーホール１１８を介して引き出されている共通電極１０３が形成されている。
【０１２５】
本実施例においては、画素電極１０５は、有機保護膜１１２の下層の保護絶縁膜１０８のさらに下層に配置され、有機保護膜１１２上に共通電極１０３が配置された構成となっている。これらの複数の画素電極１０５と共通電極１０３とに挟まれた領域で、１画素が構成される構造となっている。
【０１２６】
また、以上のように構成した単位画素をマトリクス状に配置したアクティブマトリクス基板の表面、すなわち、共通電極１０３が形成された有機保護膜１１２上には配向制御膜１０９が形成されている。
【０１２７】
一方、図１に示すように、対向基板を構成するガラス基板１０２には、カラーフィルタ層１１１が遮光膜（ブラックマトリクス）１１３で画素毎に区切られて配置され、また、カラーフィルタ層１１１及び遮光膜１１３上は、透明な絶縁性材料からなる有機保護膜１１２で覆われている。さらに、その有機保護膜１１２上にも配向制御膜１０９が形成されてカラーフィルタ基板を構成している。
【０１２８】
これらの配向制御膜１０９は、高圧水銀ランプを光源とし、石英板を積層したパイル偏光子を用いて取り出される紫外線の直線偏光照射により液晶配向能が付与されている。
【０１２９】
アクティブマトリクス基板を構成するガラス基板１０１とカラーフィルタ基板を構成するガラス基板１０２とが、配向制御膜１０９の面で対向配置され、これらの間に液晶分子１１０ａで構成される液晶層（液晶組成物層）１１０ｂが配置される。
【０１３０】
また、アクティブマトリクス基板を構成するガラス基板１０１及びカラーフィルタ基板を構成するガラス基板１０２の外側の面のそれぞれには、偏光板１１４が形成されている。
【０１３１】
以上のようにして、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたＴＦＴ液晶表示装置（アクティブマトリクス型液晶表示装置）が構成される。
【０１３２】
このＴＦＴ液晶表示装置では、液晶組成物層１１０ｂを構成する液晶分子１１０ａは、電界無印加時には対向配置されているガラス基板１０１，１０２面にほぼ平行に配向された状態となり、光配向処理で規定された初期配向方向に向いた状態でホモジニアス配向している。
【０１３３】
ここで、走査配線１０４に電圧を印加して薄膜トランジスタ１１５をオンにすると、画素電極１０５と共通電極１０３の間の電位差により液晶組成物層１１０ｂに電界１１７が印加され、液晶組成物層１１０ｂが持つ誘電異方性と電界との相互作用により液晶組成物層１１０ｂを構成する液晶分子１１０ａは電界方向にその向きを変える。このとき液晶組成物層１１０ｂの屈折異方性と偏光板１１４の作用により液晶表示装置の光透過率を変化させ表示を行うことができる。
【０１３４】
また、有機保護膜１１２は、絶縁性、透明性に優れるアクリル系樹脂、エポキシアクリル系樹脂又はポリイミド系樹脂などの熱硬化性樹脂を用いればよい。また、有機保護膜１１２として光硬化性の透明な樹脂を用いてもよいし、ポリシロキサン系の樹脂など無機系の材料を用いてもよい。さらには、有機保護膜１１２が配向制御膜１０９を兼ねるものであってもよい。
【０１３５】
以上のように、本実施例によれば、配向制御膜１０９の液晶配向制御能をバフ布で直接摩擦するラビング配向処理ではなく、非接触の光配向法を用いることにより、電極近傍に局所的な配向の乱れがなく、表示領域全面に渡り均一な配向を付与することが可能となる。
【０１３６】
一般的に、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式においては、従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式に代表される縦電界方式と異なり基板面との界面チルトが原理的に必要なく、界面チルト角が小さいほど視角特性が良いことが知られており、光配向制御膜においても小さい界面チルト角が望ましく、特に、１度以下にすることにより、液晶表示装置の視角による色変化、明度変化を大幅に抑制することが出来るため、効果的である。
【０１３７】
次に、本実施例の液晶表示装置の製造方法として、液晶配向制御膜のラビングレス配向法を用いた配向制御膜の形成について説明する。本実施例による配向制御膜の形成工程のフローは、以下（１）から（４）のようになる。
（１）配向制御膜の塗膜・形成（表示領域全面にわたり均一な塗膜を形成する）
（２）配向制御膜のイミド化焼成（ワニス溶剤の除去と耐熱性の高いポリイミド化を促進する）
（３）偏光照射による液晶配向能付与（表示領域に均一な配向能を付与する）
（４）（加熱、赤外線照射、遠赤外線照射、電子線照射、放射線照射）による配向能の促進・安定化
【０１３８】
以上の４段階のプロセスを介して配向制御膜を形成するが、上記（１）から（４）のプロセスの順番に限定されるものではなく、以下（ａ）（ｂ）のような場合には更なる効果が期待される。
（ａ）上記（３）（４）を時間的に重なるように処理することにより液晶配向能付与を加速し架橋反応などを誘起することで、更に効果的に配向制御膜を形成することが可能となる。
（ｂ）上記（４）の加熱、赤外線照射、遠赤外線照射などを用いる場合には、上記（２）（３）（４）を時間的にオーバーラップさせることにより、上記（４）のプロセスが上記（２）のイミド化プロセスを兼ねることも可能となり、短時間に配向制御膜の形成が可能となる。
【０１３９】
次に、本実施例の具体的な製造方法について説明する。アクティブマトリクス基板を構成するガラス基板１０１及びカラーフィルタ基板を構成するガラス基板１０２として、厚みが０．７ｍｍで表面を研磨したガラス基板を用いる。ガラス基板１０１に形成する薄膜トランジスタ１１５は、画素電極（ソース電極）１０５、信号配線（ドレイン電極）１０６、走査配線（ゲート電極線）１０４及び半導体膜（アモルファスシリコン）１１６から構成される。
【０１４０】
走査配線１０４、共通電極配線１２０、信号配線１０６及び画素電極１０５は、全てクロム膜をパターニングして形成し、画素電極１０５と共通電極１０３との間隔は７μｍとした。なお、共通電極１０３と画素電極１０５については、低抵抗でパターニングの容易なクロム膜を使用したが、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜を使用することで透明電極を構成して、より高い輝度特性を達成することも可能である。
【０１４１】
ゲート絶縁膜１０７と保護絶縁膜１０８は窒化珪素からなり、膜厚はそれぞれ０．３μｍとした。その上にはアクリル系樹脂を塗布し、２２０℃、１時間の加熱処理により透明で絶縁性のある有機保護膜１１２を形成した。
【０１４２】
次に、フォトリソグラフィ、エッチング処理により、図２Ｃに示すように、共通電極配線１２０までスルーホール１１８を形成し、共通電極配線１２０と接続する共通電極１０３をパターニングして形成した。
【０１４３】
その結果、単位画素（１画素）内では、図２Ａに示すように、画素電極１０５が３本の共通電極１０３の間に配置されている構成となり、画素数は１０２４×３（Ｒ、Ｇ、Ｂに対応）本の信号配線１０６と、７６８本の走査配線１０４とから構成される１０２４×３×７６８個とするアクティブマトリクス基板を形成した。
【０１４４】
本実施例において、配向制御膜１０９として、下記表１に示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸１−１から１−５を合成し、これら配向制御膜を用いて５台の液晶表示装置を作製した。ポリアミド酸を、樹脂分濃度５重量％、ＤＭＡＣ（ジメチルアセトアミド）６０重量％、γブチロラクトン２０重量％、ブチルセロソルブ１５重量％のワニスに調製し、アクティブマトリクス基板の上に印刷形成して熱処理によりイミド化し、イミド化率約８０％、膜厚約７０ｎｍの緻密なポリイミド及びポリアミド酸アミドからなる配向制御膜１０９を形成した。
【０１４５】
【表１】
0005492516.tif 000022
【０１４６】
同様に、ＩＴＯを成膜したもう一方のガラス基板１０２の表面にも同様のポリアミド酸アミドワニスを印刷形成し、イミド化率約８０％、約７０ｎｍの緻密なポリイミド及びポリアミド酸アミドからなる配向制御膜１０９を形成した。
【０１４７】
その表面に液晶配向能を付与するために、偏光ＵＶ（紫外線）光を配向制御膜１０９に照射した。光源には高圧水銀ランプを用い、干渉フィルタを介して、２４０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲のＵＶ光を取り出し、石英基板を積層したパイル偏光子を用いて偏光比約１０：１の直線偏光とし、約５Ｊ／ｃｍ２の照射エネルギーで照射した。
【０１４８】
その結果、配向制御膜表面の液晶分子の配向方向は、照射した偏光ＵＶの偏光方向に対し、直交方向であることがわかった。
【０１４９】
次に、これらの２枚のガラス基板１０１、１０２をそれぞれの液晶配向能を有する配向制御膜１０９を有する表面を相対向させて、分散させた球形のポリマービーズからなるスペーサを介在させ、周辺部にシ−ル剤を塗布し、液晶表示装置となる液晶表示パネル（以下「セル」ともいう。）を組み立てた。
【０１５０】
２枚のガラス基板の液晶配向方向は互いにほぼ平行とした。このセルに、誘電異方性Δεが正で、その値が１０．２（１ｋＨｚ、２０℃）であり、屈折率異方性Δｎが０．０７５（波長５９０ｎｍ、２０℃）、ねじれ弾性定数Ｋ２が７．０ｐＮ、ネマティック−等方相転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）が約７６℃のネマティック液晶組成物Ａを真空で注入し、紫外線硬化型樹脂からなる封止材で封止した。液晶層の厚み（ギャップ）は４．２μｍの液晶パネルを製作した。
【０１５１】
この液晶表示パネルのリタデーション（Δｎ・ｄ）は、約０．３１μｍとなる。Δｎ・ｄは０．２μｍ≦Δｎ・ｄ≦０．５μｍの範囲が望ましく、この範囲を超えると白表示が色づいてしまうなどの問題がある。
【０１５２】
また、このパネルに用いた配向制御膜と液晶組成物とが同等のものを用いてホモジニアス配向の液晶表示パネルを作製し、クリスタルローテーション法を用いて液晶のプレチルト角を測定したところ約０．２度を示した。
【０１５３】
この液晶表示パネルを２枚の偏光板１１４で挟み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記の液晶配向方向とほぼ平行とし、他方をそれに直交するように配置した。その後、駆動回路、バックライトなどを接続してモジュール化し、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を得た。本実施例では、低電圧で暗表示、高電圧で明表示となるノーマリークローズ特性とした。
【０１５４】
次に、本実施例による５台の液晶表示装置の表示品位を評価したところ、コントラスト比５００対１の高品位な表示が確認されるとともに、中間調表示時における広視野角が確認された。
【０１５５】
また、本実施例による５台の液晶表示装置の画像の焼き付け、残像を定量的に測定するため、ホトダイオードを組合せたオシロスコープを用いて評価した。
【０１５６】
まず、画面上に最大輝度でウインドウパターンを１０時間表示し、その後、残像が最も目立つ中間調表示、ここでは、輝度が最大輝度の１０％となるように全面を切り換え、ウインドウパターンのエッジ部のパターンが消えるまでの時間を残像緩和時間として評価した。ただし、ここで許容される残像緩和時間は５分以下である。
【０１５７】
その結果、使用温度範囲（０℃〜５０℃）において残像の緩和時間は１分以下であり、目視による画質残像検査においても、画像の焼き付け、残像による表示むらも一切見られず、高い表示特性が得られた。
【実施例２】
【０１５８】
図３は、本実施例による液晶表示装置の１画素付近の模式断面図である。また、図４は、本実施例による液晶表示装置の１画素付近の構成を説明するアクティブマトリクス基板の模式図であり、図４Ａは平面図、図４Ｂは図４Ａに示す４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図、図４Ｃは図４Ａの４Ｃ−４Ｃ線に沿った断面図を示す。また、図３は図４Ａに示す４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面の一部に対応する。
【０１５９】
なお、図４Ｂと図４Ｃは、要部構成を強調して模式的に示すもので、図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線と４Ｃ−４Ｃ線の切断部に１対１で対応しない。例えば、図４Ｂでは半導体膜１１６は図示していない。
【０１６０】
本実施例では、アクティブマトリクス基板を構成するガラス基板１０１上には、Ｃｒよりなる走査配線１０４及び共通電極配線１２０が配置され、走査配線１０４と共通電極配線１２０を覆うように窒化シリコンからなるゲート絶縁膜１０７が形成されている。
【０１６１】
また、走査配線１０４上には、ゲート絶縁膜１０７を介してアモルファスシリコン又はポリシリコンからなる半導体膜１１６が配置され、アクティブ素子である薄膜トランジスタ１１５の能動層として機能するようにされている。
【０１６２】
また、半導体膜１１６のパターンの一部に重畳するようにクロム／モリブデンよりなるドレイン電極１０６とソース電極（画素電極）１０５が配置され、これら全てを被覆するように窒化シリコンよりなる保護絶縁膜１０８が形成されている。この保護絶縁膜１０８上には、有機保護膜１１２が配置されている。この有機保護膜１１２は、例えば、アクリル樹脂などの透明な材料から構成する。
【０１６３】
また、画素電極１０５はＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ）などの透明電極から構成されている。
【０１６４】
共通電極１０３は、ゲート絶縁膜１０７、保護絶縁膜１０８及び有機保護膜１１２を貫通するスルーホール１１８を介して、共通電極配線１２０に接続している。
【０１６５】
液晶を駆動する電界を与える場合に、画素電極１０５と対をなす共通電極１０３は、平面的に１画素の領域を囲うように形成されている。
【０１６６】
また、この共通電極１０３は、有機保護膜１１２の上に配置されている。そして、この共通電極１０３は、上部から見たときに下層に配置しているドレイン電極１０６、走査配線１０４及び能動素子である薄膜トランジスタ１１５を隠すように配置され、半導体膜１１６を遮光する遮光層を兼ねている。
【０１６７】
以上のように構成した単位画素（１画素）をマトリクス状に配置したアクティブマトリクス基板を構成するガラス基板１０１の表面、すなわち、有機保護膜１１２上及びその上に形成された共通電極１０３の上には、配向制御膜１０９が形成されている。
【０１６８】
一方、対向基板を構成するガラス基板１０２にも、カラーフィルタ層１１１の上に形成される有機保護膜１１２の上には、配向制御膜１０９が形成されている。
【０１６９】
ここで、実施例１と同様に、高圧水銀ランプを光源とし、石英板を積層したパイル偏光子を用いて取り出される紫外線の直線偏光照射により、これらの配向制御膜１０９に液晶配向能が付与されている。
【０１７０】
そして、ガラス基板１０１と対向ガラス基板１０２とが、配向制御膜１０９の形成面で対向配置され、これらの間に液晶分子１１０ａで構成された液晶組成物層１１０ｂが配置される。
【０１７１】
また、ガラス基板１０１及び対向ガラス基板１０２の外側の面のそれぞれには偏光板１１４が形成されている。
【０１７２】
このように、本実施例においても、先に述べた実施例１と同様に、画素電極１０５は、有機保護膜１１２及び保護絶縁膜１０８の下層に配置され、画素電極１０５と有機保護膜１１２との上に共通電極１０３が配置された構成となっている。
【０１７３】
また、共通電極１０３の電気抵抗が十分低い場合には、この共通電極１０３は、最下層に形成されている共通電極配線１２０も兼ねることができる。その際には、最下層に配置している共通電極配線１２０の形成及びそれに伴うスルーホール１１８の加工を省くことができる。
【０１７４】
本実施例では、図４Ａに示すように、格子状に形成された共通電極１０３に囲まれた領域で１画素が構成され、画素電極１０５と合わせて１画素を４つの領域に分割するように配置されている。
【０１７５】
また、画素電極１０５及びそれと対向する共通電極１０３とがお互いに平行に配置されたジグザグな屈曲構造からなり、１画素が２つ以上の複数の副画素を形成している。これにより面内での色調変化を相殺する構造となっている。
【０１７６】
次に、本実施例による液晶表示装置の製造方法について説明する。ガラス基板１０１及び１０２としては、厚みが０．７ｍｍで表面を研磨したガラス基板を用いる。薄膜トランジスタ１１５は、画素電極（ソース電極）１０５、信号配線（ドレイン電極）１０６、走査配線（ゲート電極線）１０４及び半導体膜（アモルファスシリコン）１１６から構成される。
【０１７７】
走査配線１０４は、アルミニウム膜をパターニングし、共通電極配線１２０及び信号配線１０６は、クロム膜をパターニングし、画素電極１０５は、ＩＴＯ膜をパターニングし、図４Ａに示すように、走査配線１０４以外は、ジグザグに屈曲した電極配線パターンに形成した。
【０１７８】
その際、屈曲の角度は１０度に設定した。ゲート絶縁膜１０７と保護絶縁膜１０８とは窒化珪素からなり、膜厚はそれぞれ０．３μｍとした。
【０１７９】
次に、フォトリソグラフィ法とエッチング処理により、図４Ｃに示すように、共通電極配線１２０まで約１０μｍ径の円筒状にスルーホール１１８を形成し、その上にはアクリル系樹脂を塗布し、２２０℃、で１時間の加熱処理により透明で絶縁性のある誘電率約４の有機保護膜１１２を約１μｍ厚に形成した。
【０１８０】
この有機保護膜１１２により表示領域の画素電極１０５の段差起因の凹凸を平坦化し、また、隣接する画素間のカラーフィルタ層１１１の境界部分の段差凹凸を平坦化した。
【０１８１】
その後、約７μｍ径にスルーホール１１８を再度エッチング処理し、その上から共通電極配線１２０と接続する共通電極１０３とを、ＩＴＯ膜をパターニングして形成した。その際、画素電極１０５と共通電極１０３との間隔は７μｍとした。
【０１８２】
さらに、この共通電極１０３は、信号配線１０６、走査配線１０４及び薄膜トランジスタ１１５の上部を覆い画素を囲むように格子状に形成し、遮光層を兼ねるようにした。
【０１８３】
その結果、単位画素内では図４Ａに示すように、画素電極１０５が３本の共通電極１０３の間に配置されている構成となり、画素数は１０２４×３（Ｒ、Ｇ、Ｂに対応）本の信号配線１０６と、７６８本の走査配線１０４とから構成される１０２４×３×７６８個とするアクティブマトリクス基板が得られた。
【０１８４】
本実施例において、配向制御膜１０９として、下記表２に示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸メチルエステル２−１から２−３を合成し、これら配向制御膜を用いて３台の液晶表示装置を作製した。
【０１８５】
ポリアミド酸を、樹脂分濃度５重量％、ＤＭＡＣ６０重量％、γブチロラクトン２０重量％、ブチルセロソルブ１５重量％のワニスに調製し、アクティブマトリクス基板の上に印刷形成して熱処理によりイミド化し、イミド化率約８０％、膜厚約６０ｎｍの緻密なポリイミド及びポリアミド酸アミドからなる配向制御膜１０９を形成した。
【０１８６】
【表２】
0005492516.tif 000023
【０１８７】
その配向処理方法は、実施例１と同様の偏光ＵＶを約３Ｊ／ｃｍ２の照射エネルギーで照射した。ただし、偏光ＵＶ照射中に、配向制御膜の形成してある基板をホットプレート上で約１５０℃に加熱処理も同時に実施した。
【０１８８】
次に、これらの２枚のガラス基板をそれぞれの液晶配向膜を有する表面を相対向させて、分散させた球形のポリマービーズからなるスペーサを介在させて、周辺部にシール剤を塗布し、液晶表示パネルを組み立てた。２枚のガラス基板の液晶配向方向は互いにほぼ平行とした。
【０１８９】
この液晶表示パネルに誘電異方性Δεが正でその値が１０．２（１ｋＨｚ、２０℃）であり、屈折率異方性Δｎが０．０７５（波長５９０ｎｍ、２０℃）、ねじれ弾性定数Ｋ２が７．０ｐＮ、ネマティック−等方相転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）が約７６℃のネマティック液晶組成物Ａを真空で注入し、紫外線硬化型樹脂からなる封止材で封止した。
【０１９０】
液晶層の厚み（ギャップ）は４．２μｍの液晶パネルを製作した。このパネルのリタデーション（Δｎｄ）は、約０．３１μｍとなる。
【０１９１】
また、この液晶表示パネルに用いた配向制御膜と液晶組成物とが同等のものを用いてホモジニアス配向の液晶表示パネルを作製し、クリスタルローテーション法を用いて液晶のプレチルト角を測定したところ約０．２度を示した。
【０１９２】
このパネルを２枚の偏光板１１４で挟み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記の液晶配向方向とほぼ平行とし、他方をそれに直交するように配置した。
【０１９３】
その後、駆動回路、バックライトなどを接続してモジュール化し、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を得た。本実施例では、低電圧で暗表示、高電圧で明表示となるノーマリークローズ特性とした。
【０１９４】
次に、本実施例による５台の液晶表示装置の表示品位を評価したところ、実施例１の液晶表示装置に比べて開口率が高く、コントラスト比６００：１の高品位な表示が確認されるとともに、中間調表示時における広視野角も確認された。また、実施例１と同様にして、この液晶表示装置の画像の焼き付け、残像の緩和時間を定量評価したところ、０℃〜５０℃の使用温度範囲において残像の緩和時間は約１分であり、目視による画質残像検査においても、画像の焼き付け、残像による表示むらも一切見られず、実施例１と同等の高い表示特性が得られた。
【実施例３】
【０１９５】
図５は、本実施例による液晶表示装置の１画素付近の模式断面図である。図中、前記した各実施例の図面と同一符号は同一機能部分に対応する。
【０１９６】
図５に示すように、本実施例では、保護絶縁膜１０８の下層に配置した画素電極１０５を、スルーホール１１８を介して有機保護膜１１２上に引き上げて共通電極１０３と同層に配置した。この構成とした場合には、液晶を駆動する電圧をさらに低減することが可能である。
【０１９７】
以上のように構成されたＴＦＴ液晶表示装置では、電界無印加時には、液晶組成物層１１０ｂを構成する液晶分子１１０ａは対向配置されているガラス基板１０１、１０２の面にほぼ平行な状態となり、光配向処理で規定された初期配向方向に向いた状態でホモジニアス配向している。
【０１９８】
ここで、走査配線１０４に電圧を印加して薄膜トランジスタ１１５をオンにすると、画素電極１０５と共通電極１０３との間の電位差により液晶組成物層１１０ｂに電界１１７が印加され、液晶組成物が持つ誘電異方性と電界との相互作用により液晶分子１１０ａは電界方向にその向きを変える。このとき液晶組成物層１１０ｂの屈折異方性と偏光板１１４の作用により液晶表示装置の光透過率を変化させ表示を行うことができる。
【０１９９】
以下、本実施例による液晶表示装置の製造方法について説明する。ガラス基板１０１、１０２には、厚みが０．７ｍｍで表面を研磨したガラス基板を用いる。薄膜トランジスタ１１５は、画素電極（ソース電極）１０５、信号配線（ドレイン電極）１０６、走査配線（ゲート電極線）１０４及び半導体膜（アモルファスシリコン）１１６から構成される。
【０２００】
走査配線１０４はアルミニウム膜をパターニングし、共通電極配線１２０、信号配線１０６及び画素電極１０５はクロム膜をパターニングして形成した。
【０２０１】
ゲート絶縁膜１０７と保護絶縁膜１０８とは窒化珪素からなり、膜厚はそれぞれ０．３μｍとした。その上にアクリル系樹脂を塗布し、２２０℃、１時間の加熱処理により透明で絶縁性のある誘電率約４の有機保護膜１１２を約１．０μｍ厚に形成した。この有機保護膜１１２により表示領域の画素電極１０５の段差起因の凹凸を平坦化し、また、隣接する画素間の段差凹凸を平坦化した。
【０２０２】
次に、フォトリソグラフィ法とエッチング処理により、図５に示すように、保護絶縁膜１０８の下に配設した画素電極（ソース電極）１０５まで約１０μｍ径の円筒状にスルーホール１１８を形成し、その上から保護絶縁膜１０８の下に配設した画素電極（ソース電極）１０５と接続する、共通電極１０３と同層に配設される画素電極１０５を、ＩＴＯ膜をパターニングすることによって形成した。
【０２０３】
また、共通電極配線１２０についても約１０μｍ径の円筒状にスルーホールを形成し、その上からＩＴＯ膜をパターニングして共通電極１０３を形成した。その際、画素電極１０５と共通電極１０３との間隔は７μｍとし、走査配線１０４以外は、ジグザグに屈曲した電極配線パターンに形成した。
【０２０４】
その際、屈曲の角度は１０度に設定した。さらに、この共通電極１０３は信号配線１０６、走査配線１０４及び薄膜トランジスタ１１５の上部を覆い画素を囲むように格子状に形成し、遮光層を兼ねるようにした。
【０２０５】
その結果、単位画素内に２種類のスルーホールが形成されている以外は、実施例２とほぼ同様に、画素電極１０５が３本の共通電極１０３の間に配置されている構成となり、画素数は１０２４×３（Ｒ、Ｇ、Ｂに対応）本の信号配線１０６と、７６８本の走査配線１０４とから構成される１０２４×３×７６８個とするアクティブマトリクス基板を形成した。
【０２０６】
以上のように、画素構造及び、本実施例において用いられる配向制御膜以外は、実施例２と同様として、図５に示すように、液晶表示装置を作製した。
【０２０７】
本実施例において、配向制御膜１０９として、下記表３に示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸プロピルエステル３−１から３−３を合成し、これら配向制御膜を用いて３台の液晶表示装置を作製した。
【０２０８】
ポリアミド酸を、樹脂分濃度５重量％、ＤＭＡＣ６０重量％、γブチロラクトン２０重量％、ブチルセロソルブ１５重量％のワニスに調製し、アクティブマトリクス基板の上に印刷形成して熱処理によりイミド化し、イミド化率約８０％、膜厚約６０ｎｍの緻密なポリイミド及びポリアミド酸アミドからなる配向制御膜１０９を形成した。
【０２０９】
【表３】
0005492516.tif 000024
【０２１０】
その配向処理方法は、実施例１と同様の偏光ＵＶを約６Ｊ／ｃｍ２の照射エネルギーで照射した。ただし、偏光ＵＶ照射中に、配向制御膜の形成してある基板をホットプレート上で約１８０℃に加熱処理も同時に実施した。
【０２１１】
次に、本実施例による３台の液晶表示装置の表示品位を評価したところ、実施例１の液晶表示装置と同等の高品位な表示が確認されるとともに、中間調表示時における広視野角も確認された。
【０２１２】
また、実施例１と同様にして、本実施例による液晶表示装置の画像の焼き付け、残像の緩和時間を定量評価したところ、残像の緩和時間は１分以下であり、目視による画質残像検査においても、画像の焼き付け、残像による表示むらも一切見られず、高い表示特性が得られた。
【０２１３】
図５に示すように、薄膜トランジスタ１１５に直接接続されている画素電極１０５が基板最表面に形成され、その上には薄い配向制御膜１０９が形成される場合には、通常のラビング配向処理を行うと摩擦による帯電が発生し、場合によっては表面近傍の画素電極を介して薄膜トランジスタ１１５がダメージを受けることがある。
【０２１４】
このような場合は、本実施例のようなラビングレスの光配向処理が非常に有効である。
【実施例４】
【０２１５】
図６は、本実施例による液晶表示装置の１画素付近の模式断面図である。図中、前記した各実施例の図面と同一符号は同一機能部分に対応する。本実施例では、電極などによる段差が大きい構造となっている。
【０２１６】
図６において、薄膜トランジスタ１１５の走査配線１０４と共通電極１０３とを同層に形成し、共通電極１０３と画素電極１０５による電界１１７によって、液晶分子１１０ａはその電界方向に向きを変える。
【０２１７】
また、上記した各実施例においては、１つの画素における共通電極１０３と画素電極１０５から構成される表示領域は、複数組設けることが可能である。このように、複数組設けることによって、１つの画素が大きい場合でも、画素電極１０５と共通電極１０３との間の距離を短くできるので、液晶を駆動させるために印加する電圧を小さくできる。
【０２１８】
また、上記した各実施例においては、画素電極と共通電極の少なくとも一方を構成する透明導電膜の材料としては、特に制限はないが、加工の容易さ、信頼性の高さ等を考慮して、ＩＴＯのようなチタン酸化物にイオンドープされた透明導電膜又はイオンドープされた亜鉛酸化物を用いるのが望ましい。
【０２１９】
本実施例による液晶表示装置の製造方法において、ガラス基板１０１、１０２には、厚みが０．７ｍｍで表面を研磨したガラス基板を用いる。薄膜トランジスタ１１５は画素電極（ソース電極）１０５、信号配線（ドレイン電極）１０６、走査配線（ゲート電極線）１０４及び半導体膜（アモルファスシリコン）１１６から構成される。
【０２２０】
走査配線１０４、共通電極配線１２０、信号配線１０６、画素電極１０５及び共通電極１０３は、全てクロム膜をパターニングして形成し、画素電極１０５と共通電極１０３との間隔は７μｍとした。ゲート絶縁膜１０７と保護絶縁膜１０８は窒化珪素からなり、膜厚はそれぞれ０．３μｍとした。
【０２２１】
本実施例において、配向制御膜１０９として、下記表４Ａに示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸４−１から４−５を合成し、これら配向制御膜を用いて５台の液晶表示装置を作製した。
【０２２２】
ポリアミド酸を、樹脂分濃度５重量％、ＤＭＡＣ６０重量％、γブチロラクトン２０重量％、ブチルセロソルブ１５重量％のワニスに調製し、アクティブマトリクス基板の上に印刷形成して熱処理によりイミド化し、イミド化率約８０％、膜厚約１００ｎｍの緻密なポリイミド及びポリアミド酸アミドからなる配向制御膜１０９を形成した。
【０２２３】
【表４Ａ】
0005492516.tif 000025
【０２２４】
その後、赤外線を照射しながら、高圧水銀ランプからの光を干渉フィルタ、石英のパイル偏光子を介して２２０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長範囲の偏光ＵＶを照射エネルギー約３Ｊ／ｃｍ２で照射し光配向処理を施した。その結果、画素数は１０２４×３（Ｒ、Ｇ、Ｂに対応）本の信号配線１０６と、７６８本の走査配線１０４とから構成される１０２４×３×７６８個とするアクティブマトリクス基板を形成した。
【０２２５】
以上のように、画素構造以外は実施例１と同様として、図６に示す本実施例の液晶表示装置を作製した。
【０２２６】
本実施例による５台の液晶表示装置について、実施例１と同様にコントラスト比と残像の緩和時間を定量評価したところ、次の表４Ｂに示す結果となった。
【０２２７】
【表４Ｂ】
0005492516.tif 000026
【０２２８】
表４Ｂの結果から、配向制御膜１から３を用いた液晶表示装置はコントラスト比、残像緩和時間とも良好であった。以上から、化合物群Ｉから選ばれるジアミンは５０モル％以上が望ましい。
【実施例５】
【０２２９】
図７は、本実施例による液晶表示装置の１画素付近の模式断面図である。図中、前記した各実施例の図面と同一符号は同一機能部分に対応する。
【０２３０】
本実施例において、画素電極１０５と共通電極１０３は、ＩＴＯにより形成されており、共通電極１０３は画素のほぼ全体を覆うベタ電極で構成されている。本構成により電極上も透過部として利用することができ、開口率を向上することができる。
【０２３１】
また、電極間隔を短くすることができ、電界を効率よく液晶に印加できる。
【０２３２】
図８は、本実施例による液晶表示装置の１画素付近の構成を説明するアクティブマトリクス基板の模式図で、薄膜トランジスタ１１５、共通電極１０３、画素電極１０５、信号配線１０６の構造を示す。
【０２３３】
本実施例による液晶表示装置の製造方法において、ガラス基板１０１としては、厚みが０．７ｍｍで表面を研磨したガラス基板を用いる。ガラス基板１０１上には、共通電極１０３、画素電極１０５、信号配線１０６及び走査配線１０４の短絡を防止するためのゲート絶縁膜１０７と、薄膜トランジスタ１１５、画素電極１０５及び信号配線１０６を保護する保護絶縁膜１０８とを形成してＴＦＴ基板とする。
【０２３４】
薄膜トランジスタ１１５は、画素電極（ソース電極）１０５、信号配線（ドレイン電極）１０６、走査配線（ゲート電極線）１０４及び半導体膜（アモルファスシリコン）１１６から構成される。走査配線（ゲート電極線）１０４はアルミニウム膜をパターニングし、信号配線（ドレイン電極）１０６はクロム膜をパターニングし、そして共通電極１０３と画素電極１０５とはＩＴＯをパターニングして形成する。
【０２３５】
ゲート絶縁膜１０７と保護絶縁膜１０８とは窒化珪素からなり、膜厚はそれぞれ０．２μｍと０．３μｍとした。容量素子は画素電極１０５と共通電極１０３とで、ゲート絶縁膜１０７と保護絶縁膜１０８とを挟む構造として形成する。
【０２３６】
画素電極１０５は、ベタ形状の共通電極１０３の上層に重畳する形で配置されている。画素数は１０２４×３（Ｒ，Ｇ，Ｂに対応）本の信号配線１０６と、７６８本の走査配線１０４とから構成される１０２４×３×７６８個とする。
【０２３７】
ガラス基板１０２上には、実施例１と同様に、遮光膜（ブラックマトリクス）１１３付きカラーフィルタ層１１１を形成し、対向カラーフィルタ基板とした。
【０２３８】
本実施例において、配向制御膜１０９として、下記表５に示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸エチルエステル５−１から５−３を合成し、これら配向制御膜を用いて３台の液晶表示装置を作製した。
【０２３９】
ポリアミド酸を、樹脂分濃度５重量％、ＤＭＡＣ６０重量％、γブチロラクトン２０重量％、ブチルセロソルブ１５重量％のワニスに調製し、アクティブマトリクス基板の上に印刷形成して熱処理によりイミド化し、イミド化率約７０％、膜厚約９０ｎｍの緻密なポリイミド及びポリアミド酸エチルエステルからなる配向制御膜１０９を形成した。
【０２４０】
【表５】
0005492516.tif 000027
【０２４１】
同様に、ＩＴＯを成膜したもう一方のガラス基板１０２の表面にも同様のポリアミド酸エチルエステルワニスを印刷形成して熱処理によりイミド化し、イミド化率約８０％、約１１０ｎｍの緻密なポリイミド及びポリアミド酸エステルからなる配向制御膜１０９を形成した。
【０２４２】
その表面に液晶配向能を付与するために、遠赤外線を照射しながら、偏光ＵＶ（紫外線）光を配向制御膜１０９に照射した。
【０２４３】
光源には高圧水銀ランプを用い、２４０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲のＵＶ光を取り出し、石英基板を積層したパイル偏光子を用いて偏光比約１０：１の直線偏光とし、約２．５Ｊ／ｃｍ２の照射エネルギーで照射した。そのときの配向制御膜の温度は約１８０℃であった。
【０２４４】
その結果、配向制御膜表面の液晶分子の配向方向は、照射した偏光ＵＶの偏光方向に対し、直交方向であることがわかった。
【０２４５】
ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板における配向制御膜１０９の配向方向は互いにほぼ平行とした。これらの基板間に平均粒径が４μｍの高分子ビーズをスペーサとして分散し、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間に液晶分子１１０ａを挟み込んだ。
【０２４６】
液晶分子１１０ａは、実施例１と同じ液晶組成物Ａを用いた。
【０２４７】
ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを挟む２枚の偏光板１１４はクロスニコルに配置した。そして、低電圧で暗状態となり、高電圧で明状態をとるノーマリークローズ特性を採用した。
【０２４８】
次に、本実施例による液晶表示装置の表示品位を評価したところ、実施例１の液晶表示装置に比べて開口率が高く、コントラスト比７００：１の高品位な表示が確認されるとともに、中間調表示時における広視野角も確認された。
【０２４９】
また、実施例１と同様にして、この液晶表示装置の画像の焼き付け、残像の緩和時間を定量評価したところ、０℃〜５０℃の使用温度範囲において残像の緩和時間は５分以内であり、目視による画質残像検査においても、画像の焼き付け、残像による表示むらも一切見られず、実施例１と同等の高い表示特性が得られた。
【実施例６】
【０２５０】
本実施例では、配向制御膜１０９として下記表６に示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸６−１から６−５を用いた他は実施例５と同様にして５台の液晶表示装置を作製した。
【０２５１】
【表６】
0005492516.tif 000028
【０２５２】
本実施例による液晶表示装置の表示品位を確認したところ、実施例５と同様の高品位な表示が確認された。また、実施例５と同様にして、この液晶表示装置の画像の焼き付け、残像の緩和時間を定量評価したところ、０℃〜５０℃の使用温度範囲において残像の緩和時間は５分以内であり、目視による画質残像検査においても、画像の焼き付け、残像による表示むらも一切見られず、実施例５と同等の高い表示特性が得られた。
【実施例７】
【０２５３】
本実施例では、配向制御膜１０９として下記表７に示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸メチルエステル７−１から７−５を用いた他は実施例５と同様にして５台の液晶表示装置を作製した。
【０２５４】
【表７】
0005492516.tif 000029
【０２５５】
本実施例による液晶表示装置の表示品位を確認したところ、実施例５と同様の高品位な表示が確認された。また、実施例５と同様にして、この液晶表示装置の画像の焼き付け、残像の緩和時間を定量評価したところ、０℃〜５０℃の使用温度範囲において残像の緩和時間は５分以内であり、目視による画質残像検査においても、画像の焼き付け、残像による表示むらも一切見られず、実施例５と同等の高い表示特性が得られた。
【実施例８】
【０２５６】
本実施例では、配向制御膜１０９として下記表８に示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸８−１から８−５を用いた他は実施例５と同様にして５台の液晶表示装置を作製した。
【０２５７】
【表８】
0005492516.tif 000030
【０２５８】
本実施例による液晶表示装置の表示品位を確認したところ、実施例５と同様の高品位な表示が確認された。また、実施例５と同様にして、この液晶表示装置の画像の焼き付け、残像の緩和時間を定量評価したところ、０℃〜５０℃の使用温度範囲において残像の緩和時間は５分以内であり、目視による画質残像検査においても、画像の焼き付け、残像による表示むらも一切見られず、実施例５と同等の高い表示特性が得られた。
【実施例９】
【０２５９】
本実施例では、配向制御膜１０９として下記表９に示される原料組成で合成した各種ポリアミド酸９−１から９−５を用いた他は実施例５と同様にして５台の液晶表示装置を作製した。
【０２６０】
【表９】
0005492516.tif 000031
【０２６１】
本実施例による液晶表示装置の表示品位を確認したところ、実施例５と同様の高品位な表示が確認された。また、実施例５と同様にして、この液晶表示装置の画像の焼き付け、残像の緩和時間を定量評価したところ、０℃〜５０℃の使用温度範囲において残像の緩和時間は５分以内であり、目視による画質残像検査においても、画像の焼き付け、残像による表示むらも一切見られず、実施例５と同等の高い表示特性が得られた。
【符号の説明】
【０２６２】
１０１，１０２  ガラス基板、１０３  共通電極（コモン電極）、１０４  走査配線（ゲート電極線）、１０５  画素電極（ソース電極）、１０６  信号配線（ドレイン電極）、１０７  ゲート絶縁膜、１０８  保護絶縁膜、１０９  配向制御膜、１１０ａ  液晶分子、１１０ｂ  液晶組成物層（液晶層）、１１１  カラーフィルタ層、１１２  有機保護膜（オーバーコート層）、１１３  遮光膜（ブラックマトリクス）、１１４  偏光板、１１５  薄層トランジスタ（ＴＦＴ）、１１６  半導体膜（アモルファスシリコン又はポリシリコン）、１１７  電界（電界方向）、１１８  スルーホール、１２０  共通電極配線（コモン配線）。
【図１】
0005492516.tif 000040
【図２Ａ】
0005492516.tif 000041
【図２Ｂ】
0005492516.tif 000042
【図２Ｃ】
0005492516.tif 000043
【図３】
0005492516.tif 000044
【図４Ａ】
0005492516.tif 000045
【図４Ｂ】
0005492516.tif 000046
【図４Ｃ】
0005492516.tif 000047
【図５】
0005492516.tif 000048
【図６】
0005492516.tif 000049
【図７】
0005492516.tif 000050
【図８】
0005492516.tif 000051