(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画素を構成する走査信号電極、映像信号電極、画素電極、アクティブ素子、前記表示画素を構成する各電極および前記アクティブ素子の上層に直接または絶縁層を介して第一の配向膜を形成した一方の基板と、前記第一の配向膜に対向する如く第二の配向膜を形成し、前記一方の基板と所定の間隙をもって配置された他方の基板と、前記一方の基板と他方の基板に形成された第一と第二の配向膜間に挟持された液晶組成物からなる液晶層と、少なくとも前記他方の基板の前記液晶層とは反対側の面に前記液晶層の配向状態により光学特性を変化させる偏光手段を備える横電界方式の液晶パネルと、
前記液晶パネルを構成する前記一方の基板に形成した各電極に接続して表示パターンに応じて前記液晶層に印加する電界を任意に制御可能とした制御手段とを具備した液晶表示装置であって、
前記第一の配向膜と第二の配向膜はジアミン成分と酸二無水物からなるポリイミドであり、
前記第一の配向膜と第二の配向膜の少なくとも一方は、２５°Ｃで略５ＧＰａ以上の膜弾性率をもち、直線状に偏光した波長２４８ｎｍの光を少なくとも３８０ｍＪ／ｃｍ2照射することで液晶配向制御能が付与された光配向膜であることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項２】
前記他方の基板の前記配向膜の下層に複数色のカラーフィルタを有することを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項３】
前記一方の基板に形成した第一の配向膜のみが光配向膜であり、前記他方の基板に形成された第二の配向膜はラビング処理により液晶配向制御能が付与されたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項４】
液晶層を構成する液晶組成物中にシアノ基を有する化合物が１％以上含まれていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶層に対して基板と平行な電界を印加して液晶の配向を制御する方式の液晶表示装置に係り、特に広視野角であると共に表示の不均一性を改善したアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静止画や動画を含めた各種の画像を表示するデバイスとして液晶表示装置が広く用いられている。
【０００３】
この種の液晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の基板の間に液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、上記液晶パネルの基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子（スイッチング素子）を形成してこのアクティブ素子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を行う形式とに分類される。
【０００４】
特に、後者の形式の液晶表示装置はアクティブマトリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示性能等から液晶表示装置の主流となっている。従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式を採用していた。
【０００５】
しかし、近年、液晶層に印加する電界の方向を基板面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式（ＩＰＳ方式とも言う）の液晶表示装置が実現された。この横電界方式の液晶表示装置としては、二枚の基板の一方に櫛歯電極を用いて非常に広い視野角を得るようにしたものが知られている（特公昭６３−２１９０７号公報、米国特許第４３４５２４９号明細書）。
【０００６】
一方、液晶層を構成する液晶分子を所定の方向に配向させる方法の代表例として、基板上にポリイミド系等の有機高分子薄膜を成膜し、これをラビング処理して配向制御能を持たせた有機配向膜が実用化されている。
【０００７】
また、基板に成膜したポリイミド系等の有機高分子薄膜の配向膜に光を照射することにより配向制御能を持たせる方法（光配向）も知られている（米国特許第４９７４９４１号明細書、特開平５−３４６９９号公報、特開平６−２８１９３７号公報、特開平７−２４７３１９号公報参照）。
【０００８】
しかしながら、これら従来の光配向技術を横電界方式に適用した例はなく横電界方式に光配向技術を適用することによって絶大なる効果あることについては何ら述べていない。また、光配向膜材料を液晶表示装置に適用する際に求められる光配向膜材料の物性についても何らの考慮もなされていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶表示装置において、液晶層を構成する液晶組成物の分子を基板面に配向させる（配向膜に液晶配向制御能を付与する）ための実用的手段はラビング法である。しかしながら、ラビング法による液晶配向制御能の付与処理（以下、単に配向処理、あるいはラビング処理とも言う）では配向膜表面に布を直接接触させる方法であるため、配向膜に静電気が発生したり、膜表面が汚染されることがある。
【００１０】
配向膜に発生した静電気は、アクティブ素子（スイッチング素子、一般には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ））を破壊したり、そのスイッチング特性を変化させてしまうこともある。配向膜の表面に汚染が発生すると、局所的なしきい値電圧の周波数依存性に不均一化、電圧保持率の低下、プレチルト角の変化や液晶の配向変化をもたらす。
【００１１】
さらに、一般には透明ガラス板である基板が大型化するにつれて、ラビング処理時の荷重を基板全体でコントロールすることが困難であるため、大型基板ではラビング処理によるキズやむらが発生してしまうこともある。また、布で擦られた薄膜からは、微小な削り屑が発生し、それが液晶表示装置が製造されるクリーンルーム内での大きな発塵源となり、他の製造工程の歩留まりを低下させる主たる要因になるという大きな問題点をも有している。
【００１２】
また、基板表面は電極やアクティブ素子の構成上凹凸段差があり、ラビング処理ではその段差のためにラビング不十分な部分あるいはラビングがさない部分も生じる。このことは黒表示における光抜けの要因となり、コントラストの低下をもたらす。これらの諸問題は大型基板になればなるほど顕著になる。
【００１３】
一方、このような接触タイプの液晶の配向処理方法ではなく、配向膜の表面に非接触で液晶の配向を達成できる光配向技術（光配向法）を適用して、所謂光配向膜とするものが知られている。しかしながら、実用の液晶表示装置において配向膜に光配向法を適用するには次の点が問題となっている。すなわち、光配向法で得られた液晶表示装置では、従来のラビング法で得られた液晶表示装置に比べ残像特性が悪い。つまり、ある一定時間表示をし続けた後、表示を切り替えると前の表示の跡が光配向法で得られた液晶表示装置で顕著となる現象である。
【００１４】
本発明の目的は、上記従来技術における諸問題を解消し、特に光配向法により液晶配向制御能を付与した配向膜を用いた液晶表示装置における残像特性を改良し、広視野角と表示異常が目立たない表示の均一性を両立させた液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明では以下の手段を用いる。本出願の発明者の研究により、ポリイミドやフォトクロミックな部位を含む他の有機高分子からなる配向膜に偏光を照射することによって液晶を配向させ，それを横電界方式に適用することで視野角がさらに改善され、表示の均一性も格段に向上することが分かった。
【００１６】
ポリイミド配向膜の光照射ではプレチルト角は殆どゼロであり、液晶の配向を束縛するアンカリング強度はラビング処理によるものより弱いことを確認している。横電界方式に有機高分子薄膜である配向膜に偏光を照射することによって液晶を配向させる手法を組み合わせることで視野角特性と表示均一性が格段に改善するのはこのためである。
【００１７】
なお、ここでいうポリイミド配向膜とは、ジアミン成分と酸二無水物からなるポリイミドであって、アゾベンゼンやスチルベン、シンナメートなどのフォトクロミックな部位を有しているものも含む。酸二無水物成分の具体例としては、ピロメリット酸、メチルピロメリット酸、ジメチルピロメリット酸、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、ｐ−（３，４−ジカルボキシフェニル）ベンゼン、２，３，３’，４’−テトラカルボキシジフェニル、３，３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、２，３，３’，４’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、３，３’，４，４’−テトラカルボキシベンゾフェノン、２，３，３’，４’−テトラカルボキシベンゾフェノン、２，３，６，７−テトラカルボキシナフタレン、１，４，５，７−テトラカルボキシナフタレン、１，２，５，６−テトラカルボキシナフタレン３，３’４，４’−テトラカルボキシジフェニルメタン、２，３，３’，４’−テトラカルボキシジフェニルメタン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、３，３’，４，４’−テトラカルボキシジフェニルスルホン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］ノナン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］デカン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］トリデカン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］テトラデカン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］ペンタデカン、１，１−ビス［４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］−２−メチルオクタン、１，１−ビス［４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］−２−エチルペンタデカン、２，２−ビス［３，５−ジメチル−４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］ドデカン、２，２−ビス［３，５−ジメチル−４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］デカン、２，２−ビス［３，５−ジメチル−４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］トリデカン、２，２−ビス［３，５−ジメチル−４−（３，４−ジカルボキシベンゾイルオキシ）フェニル］ペンタデカンなどがある。但し、上記に限定されるものではない。
【００１８】
また、ジアミン成分の具体例としては、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエ−テル、ジアミノジフェニルメタン、２，２−ジアミノジフェニルプロパン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンゾフェノン、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］エ−テル、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］エステル、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、２，２−ビス［４−（ｍ−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］ビフェニル、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］ペンタン、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］オクタン、２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］トリデカンなどがある。但し、上記に限定されるものではない。
【００１９】
さらに、配向膜には基板であるガラスとの密着性を高めるためにシランカップリング剤が添加されるが、５重量％以下として少なくする。添加するアミノ系シランカップリング剤としてγ−（Ｎ−β−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（Ｎ−β−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−ベンジルアミノプロピルトリメトキシシランなどがある。但し、上記に限定されるものではない。
【００２０】
一方、液晶表示装置には良好な表示特性が求められる。しかしながら、光配向では一定の表示を続けた後表示を切り替えると前の画像が残るという残像特性がラビング法より悪いことは前記したとおりである。そこで、鋭意検討した結果、２５°Ｃにおいて膜弾性率を略５ＧＰａ以上にすることで光配向法でもラビング法同等の残像特性が得られることが分かった。
【００２１】
図１は膜弾性率と残像特性の関係の説明図であり、横軸に膜弾性率（ＧＰａ）を、縦軸に残像時間（残像／分）をとって示す。また、図２は膜弾性率を変化させたときの残像評価結果の説明図であり、横軸に膜弾性率（ＧＰａ）をとり、縦軸に視覚評価（感応検査）の結果をとって示す。図１に示されたように、膜弾性率が大きくなると残像の時間が短くなることが分かる。図２に示されたように、膜弾性率が５ＧＰａ以上になると残像時間が非常に短くなって、残像が視認されなくなり残像特性が問題になることはないことが分かる。
【００２２】
ここでいう膜弾性率とは、ＡＦＭ／ＳＴＭ（原子間力顕微鏡／走査型トンネル顕微鏡）のヘッドにダイヤモンドチップを取り付けて極微力をかけてインデンテーションをして得られる膜の物性値である。具体的測定装置としてはハイジストロン社製のトライボスコープ（商品名）が挙げられる。高弾性率は応力を加えたとき復元力が強いことに対応し，高弾性配向膜は電界によって変形した液晶配向変化によって生じる配向膜の応力変形が短時間で行われると考えられる。
【００２３】
ポリイミドに光を照射した場合の液晶配向のプレチルト角は小さく殆どゼロに等しい。そこで、一対の基板のうち片方のみ光照射して光配向処理し、もう片方を通常のラビング処理をしてプレチルト角を持たせることによって上下両基板でプレチルト角を容易に非対称にできる。このような非対称性は液晶の高速応答化に効果がある。
【００２４】
また、光配向膜ではアンカリング強度が小さすぎるため、両基板を光配向処理すると液晶配向に局所的な配向異常が生じる。したがって、一方の基板を光配向処理しもう一方の基板をラビング処理することは液晶の均一配向の向上にも有効である。
【００２５】
ポリイミドに光を照射した場合、電荷が照射表面に蓄積しやすくなることが知られている。したがって、液晶パネル内に直流成分が蓄積しやすくなり残像の原因となる。末端にシアノ基を有する化合物は比較的不純物を引き付けやすく比抵抗を低減するのに有効な物質である。そこで、シアノ基を有する化合物を液晶中に混合して，液晶の比抵抗を１０１３Ω・ｃｍより小さい方が液晶内の電荷の補償により、残像を改善することもできる。
【００２６】
さらに、ラビングでは基板表面の凹凸段差によってラビングされない領域ができコントラスト低下の原因になったが、液晶配向に光配向処理を利用する場合はそのようなことがなく段差は０．３μｍ以上あっても問題ない。
【００２７】
以上の事実に基づき、本発明は下記（１）〜（５）に記載の構成としたことを特徴とする。すなわち、
（１）表示画素を構成する走査信号電極、映像信号電極、画素電極、アクティブ素子、前記表示画素を構成する各電極および前記アクティブ素子の上層に直接または絶縁層を介して第一の配向膜を形成した一方の基板と、前記第一の配向膜に対向する如く第二の配向膜を形成し、前記一方の基板と所定の間隙をもって配置された他方の基板と、前記一方の基板と他方の基板に形成された第一と第二の配向膜間に挟持された液晶組成物からなる液晶層と、少なくとも前記一方の基板の前記液晶層とは反対側の面に前記液晶層の配向状態により光学特性を変化させる偏光手段を備え、前記一方の基板に形成された各電極が前記液晶層に対し実質的に当該基板面と平行な電界を印加するように配置された液晶パネルと、
前記液晶パネルを構成する前記一方の基板に形成した各電極に接続して表示パターンに応じて前記液晶層に印加する電界を任意に制御可能とした制御手段とを具備し、前記第一の配向膜と第二の配向膜の少なくとも一方は、２５°Ｃで略５ＧＰａ以上の膜弾性率をもち、直線状に偏光した光の照射で液晶配向制御能が付与された光配向膜とした。
【００２８】
この構成により、光配向法により液晶配向制御能を付与した配向膜を用いた液晶表示装置における残像特性が改良され、広視野角と表示異常が目立たない表示の均一性を両立させた液晶表示装置が得られる。
【００２９】
（２）（１）における前記他方の基板の前記配向膜の下層に複数色のカラーフィルタを備えた。
【００３０】
（３）（１）または（２）における前記配向膜をポリイミド系有機高分子膜とした。
【００３１】
（４）（１）〜（３）における前記一方の基板に形成した第一の配向膜のみを光配向膜とし、前記他方の基板に形成された第二の配向膜をラビング処理により液晶配向制御能を付与した。
【００３２】
（５）（１）〜（４）における前記液晶層を構成する液晶組成物中にシアノ基を有する化合物を１％以上含ませた。
【００３３】
以上（２）〜（５）の構成により、光配向法により液晶配向制御能を付与した配向膜を用いた液晶表示装置における残像特性が具体的に改良され、広視野角と表示異常が目立たない表示の均一性を両立させた液晶表示装置が得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例により具体的に説明する。
【００３５】
〔実施例１〕
図３は本発明を適用する横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体の概念図、図４は横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一画素の構成例を説明する断面図、図５はスイッチング素子の駆動回路部の概念図、そして図６は横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示原理図である。
【００３６】
図３において、８ａは下偏光板、８ｂは上偏光板、１４はスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、１８は走査電極駆動回路、１９は信号電極駆動回路、２０は共通電極駆動回路、２２ａ，２２ｂはブラックマトリクス、２３はカラーフィルタを示す。なお、基板は図示を省略してある。
【００３７】
この液晶表示装置は所謂横電界型（ＩＰＳ）であり、一方の基板（一般には下基板、ＴＦＴ基板あるいはアクティブ基板とも言う）上に画素選択用の各種電極とＴＦＴ１４が形成され、他方の基板（上基板、本実施例の如くカラーフィルタを有するものではカラーフィルタ基板とも言う）にはブラックマトリクス２２ａ，２２ｂで区画されたカラーフィルタ２３のみが形成され、画素選択用の電極類を有しない。そして、両基板に挟持された液晶層に当該基板平面と略平行な方向の電界を形成し、液晶層を形成する液晶分子の配向方向を基板平面内で変化させることによって点灯／非点灯を制御するものである。
【００３８】
図３、図４において、一方および他方の基板（図４の７ａ，７ｂ）は、厚みが０．７ｍｍ、大きさ２３０×３７０ｍｍで表示領域が２０３×２７０ｍｍの表面を研磨した透明なガラス板を用いる。これらの基板のうち一方の基板の上に薄膜トランジスタを形成し、その上には絶縁膜である窒化シリコン膜を形成した。液晶を駆動するための電極である画素電極４と共通電極１を覆うように上層には絶縁膜２および２６を形成し、更にその上に配向膜５ａを塗布した。なお、画素電極４と共通電極１は金属であるクロムを用いた。
【００３９】
図４において、１は共通電極、２はゲート絶縁膜、３は映像信号電極、４は画素電極、５ａは下配向膜、５ｂは上配向膜、６は液晶層を構成する液晶分子、７ａは下基板（一方の基板）、７ｂは上基板（他方の基板）、８ａは下偏光板、８ｂは上偏光板、９は電界、２２はブラックマトリクス、２３はカラーフィルタ、２４はオーバーコート膜、２６は絶縁膜（ＰＳＶ）である。
【００４０】
一方の基板である下基板７ａには薄膜トランジスタ１４（図３参照）、液晶（液晶分子）６を駆動するための電極である映像信号電極３と共通電極１が絶縁膜である窒化シリコン膜（ＳｉＮ）２の上に形成され、これらの電極を覆って絶縁膜２６が形成されている。そして、他方の基板である上基板７ｂにはブラックマトリクス２２（２２ａ，２２ｂ）で区画されたカラーフィルタ２３が形成され、両基板７ａと７ｂの対向面に形成された下配向膜５ａと上配向膜５ｂとの間に液晶分子６からなる液晶層が挟持されている。なお、下基板７ａの外面と上基板７ｂの外面には、それぞれ下偏光板８ａ、上偏光板８ｂが積層されている。また、配向膜や液晶層に直接接する映像信号電極と共通電極１は金属の腐食を考慮してＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を用いている。
【００４１】
図５において、１は共通電極、３は映像信号電極、１７はコントロール回路、１８は走査電極駆動回路、１９は信号電極駆動回路、２０は共通電極駆動回路、２１は液晶パネルである。なお、ＴＦＴはスイッチング素子、ＣＬＣは液晶の容量成分、ＣＳ  は保持容量を示す。
【００４２】
液晶パネル２１の各画素をスイッチングするＴＦＴは走査電極駆動回路１８、信号電極駆動回路１９および共通電極駆動回路２０により選択的にオン／オフされる。このオン／オフはコントロール回路１７によって制御される。
【００４３】
上記ＴＦＴのオン／オフで分子の配向方向が変化する液晶層は、両基板７ａ、７ｂの成膜された下および上配向膜５ａ、５ｂの配向状態（液晶配向制御能）で初期の配向方向が設定される。
【００４４】
本実施例では、図４に示した配向膜としてポリイミドを採用し、その表面に配向制御能を付与するために、当該ポリイミド膜の表面に偏光ＵＶを照射した。この偏光ＵＶの光源にはＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）を用い、照射エネルギーを５ｍＪ／ｃｍ２  で７６ショットで照射した。配向膜を成膜する下基板７ａは一定の速度で送り、照射面が偏光ＵＶで均一に７６ショット照射されるように上記送りの速度を設定した。
【００４５】
また、カラーフィルタ基板である上基板７ｂの最表面にポリイミドを塗布し、上記と同様に偏光ＵＶを照射した。なお、液晶分子６は偏光に対して垂直な方向に配向する。
【００４６】
図６において、（ａ）は印加電圧（ＶＯＦＦ  ）での暗状態の断面図、（ｂ）は印加電圧（ＶＯＮ）の明状態での暗状態の断面図、（ｃ）は印加電圧（ＶＯＦＦ  ）の暗状態での暗状態の断面図、（ｄ）は印加電圧（ＶＯＮ）の明状態での平面図を示す。
【００４７】
図６の（ａ）と（ｃ）に示した暗状態では共通電極１と画素電極４の間に電界が存在しないため、液晶分子６は初期の配向状態にあり、下基板７ａの下面に設置したバックライト（図示せず）からの照明光は上基板７ｂ側に達しない。
【００４８】
一方、図６の（ｂ）と（ｄ）に示した明状態では共通電極１と画素電極４の間に電界９が存在し、液晶分子６はこの電界９により配向方向が回転して下基板７ａの下面に設置したバックライト（図示せず）からの照明光が上基板７ｂ側に達する。
【００４９】
このように、横電界方式の液晶表示装置では、液晶分子６は基板の平面と平行な面内すなわち横方向で回転して明状態と暗状態を切り換えることで画像を形成する。
【００５０】
図７は本発明によるアクティブマトリクス型液晶表示装置の第１実施例における電極構造の説明図で、（ａ）は基板と垂直な方向から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５１】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１４は画素電極（ソース電極）４、映像信号電極（ドレイン電極）３、走査電極（ゲート電極）１２、およびアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）１３から構成される。走査電極１２と共通電極の一部１ａ、映像信号電極３と画素電極の一部４ａは、それぞれ同一の金属層をパターン化して構成した。さらに、絶縁膜２５を形成後、液晶を駆動する部分である共通電極の一部１ｂをスルーホールによって前記した共通電極の一部１ａに接続し、また画素電極もトランジスタ部でスルーホールでコンタクトして画素電極の一部４ｂを構成した。この共通電極の一部１ｂと画素電極の一部４ｂはＩＴＯを用いて形成した。
【００５２】
蓄積容量を形成する容量素子１６は２本の共通電極１の間を結合する領域において画素電極４と共通電極１で絶縁保護膜（ゲート絶縁膜）２を挟む構造として形成した。画素電極は、平面図（ａ）に示したように３本の共通電極１の間に配置されている。画素ピッチは横方向（すなわち、映像信号配線電極間）は１００μｍ、縦方向（すなわち、走査配線電極間）は３００μｍである。電極幅は、複数画素間に跨がる配線電極である走査電極、信号電極、共通電極配線部（走査配線電極に平行（後述の図８では横方向）に延びた部分）を広めにし、線欠陥を回避している。その幅はそれぞれ１０μｍ、８μｍ、８μｍである。
【００５３】
一方、１画素単位で独立に形成した画素電極、及び共通電極の信号配線電極の長手方向に延びた部分の幅は若干狭くし、それぞれ５μｍ、６μｍとした。これらの電極の幅を狭くしたことで異物等の混入により断線する可能性が高まるが、この場合１画素の部分欠陥で済み、線欠陥には至らない。信号電極３と共通電極１は絶縁膜２５を介して２μｍの間隔で設けた。画素数は６４０×３（Ｒ，Ｇ，Ｂ）本の信号配線電極と４８０本の配線電極とにより６４０×３×４８０個とした。
【００５４】
図８はブラックマトリクス（ＢＭ）付きカラーフィルタ基板の構造説明図であって、（ａ）は基板面に垂直な方向から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００５５】
ブラックマトリクス２２としては、カーボンと有機顔料を混合した材料を用いた。ブラックマトリクス２２の電極基板に対する配置は図７中に破線で示してある。
【００５６】
ブラックマトリクス２２を形成後、感光性樹脂にＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの顔料を分散して、それぞれコーティング、パターニング露光、現像により各カラーフィルタ２３を形成した。そして、このカラーフィルタ２３上にオーバーコート膜２４としてエポキシ系高分子薄膜を塗布形成した。
【００５７】
このようにして得られアクティブマトリクス型液晶表示装置は、広視野角で、かつ表示の均一性の良好な画像表示を得ることができる。
【００５８】
本実施例では配向膜としてポリイミドを採用しその表面に液晶を配向させるため、偏光ＵＶをポリイミド配向膜表面に照射した。光源にはＫｒＦエキシマーレーザー２４８ｎｍを用いた。このとき、照射エネルギ−は７．５ｍＪ／ｃｍ２  で３００ショット照射した。基板は一定速度で走査できるようになっており、照射面が偏光ＵＶで均一に３００ショット照射されるように基板の送り速度は設定した。
【００５９】
図９は本実施例における液晶を配向させるための偏光照射の方法と偏光照射装置の概念図である。また、図１０は図９における偏光分離手段部分の説明図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【００６０】
図９と図１０において、１００はレーザーを好適とする光源、１０１はアッテネータ、１０２リレー光学系（１０２ａは第１ミラー、１０２ｃは第２ミラー、１０２ｅは第３ミラー、１０２ｂは第１レンズ系、１０２ｄは第２レンズ系）、１０３はホモジナイーザー、１０４は第４ミラー、１０５はスリット、１０６は結像レンズ系、１０７はホルダー、１０８は偏光分離手段、１０９は走査手段、１１０は照射面である。
【００６１】
ＫｒＦエキシマレーザーである光源１００から出射した光はアッテネータ１０１、リレー光学系１０２、ホモジナイザー１０３および第４ミラーを通してその断面の光強度が均一化された後にスリット１０５に到る。
【００６２】
スリット１０５は長方形の開口であり、これを通過した光の断面は長方形のビームパターンに成形されて結像レンズ系１０６に導入され、当該結像レンズ系１０６を出射した光も長方形のビームパターンＢＰとなって偏光分離手段１０８に入射する。
【００６３】
偏光分離手段１０８は、長辺が２５ｃｍ、短辺が３ｃｍの長方形の石英板に多層膜を成膜して成り、その偏光軸は入射光ビーム（結像レンズ系１０６を出射したビームパターンＢＰの光）のＰ波の偏光軸ＡＸＰ  と平行な面に形成されており、入射光ビームの光軸に対してブリュースター角θをもって傾斜された状態で石英板の長辺を照射面１１０である基板に平行となるようにしてホルダー１０７で保持されている。なお、石英板の形状は長方形に限るものはない。
【００６４】
図１０に示したように、偏光分離手段１０８をブリュースター角θで配置することにより、ビームパターンＢＰの入射光ビームＡに含まれるＳ波成分Ｂ（偏光軸ＡＸＳ  ）は偏光分離板１０８で選択的に反射する。
【００６５】
したがって、偏光分離手段１０７を通過して照射面１１０に到達する光ビームは偏光軸ＡＸＰ  をもつＰ波成分のみとなる。
【００６６】
照射面１１０は照射光の光軸と直角な２次元内で移動可能な走査ステージ１０９（図９）に支持されており、走査ステージ１０９を矢印Ｘ，Ｙに移動させることで、光ビームパターンＢＰのサイズより広い範囲で照射面１１０を２次元に照射することができる。
【００６７】
なお、偏光分離手段１０８として長方形の石英板の表面に多層膜を成膜した偏光分離板（以下、これも符号１０８で説明する）を用いた場合、Ｐ波の偏光軸ＡＸＰ  と平行な面にその短辺を一致させる（短辺と照射面が平行）か、長辺を一致させる（長辺と照射面が平行）かは原理的には何れでもよいが、短辺をＰ波の偏光軸ＡＸＰ  に一致させることで、大面積の照射面１１０を効率よく照射することができる。
【００６８】
液晶層を構成する液晶分子は、偏光に対して垂直な方向に配向する。本実施例では、上下界面上の液晶の配向分子容易軸方向は互いにほぼ平行になるよう、かつ印加電界方向とのなす角を７５度とした（図１１参照）。
【００６９】
図１１は配向膜の配向方向と基板の外面に設置する偏光板透過軸方向の定義の説明図であって、９は電界方向、１０は配向膜の配向方向、１１は偏光板透過軸方向である。
【００７０】
本実施例では、液晶分子は偏光に対して垂直な方向に配向する。上下の配向膜との界面上での液晶の配向容易軸（上側の配向膜の配向容易軸：φＬＣ１  、下側の配向膜の配向容易軸：φＬＣ２  ）は互いにほぼ平行になるように、かつ印加される電界方向とのなす角度を７５度（φＬＣ１  ＝φＬＣ２  ＝７５°）とした。
【００７１】
これら両基板の間に誘電率異方性Δεが正でその値が７．３であり、屈折率異方性Δｎが０．０７４（波長５８９ｎｍ、２０°Ｃ）のネマチック液晶組成物を挟んで液晶層とした。
【００７２】
２枚の基板（一方の基板：ＴＦＴ基板と他方の基板：カラーフィルタ基板）の間隙、すなわちセルギャップｄは球形のポリマビーズを基板間に分散することにより設定し、液晶の封入状態で４．０μｍとした。よって、Δｎ・ｄは０．２９６μｍである。
【００７３】
２枚の偏光板（例えば、日東電工社製のＧ１２２０ＤＵ）で液晶パネルを挟み、偏光板の偏光透過軸φＰ  について、一方の偏光板の偏光透過軸：φｐ１を７５°に設定し、他方の偏光板の偏光透過軸：φｐ１をこれに直交、すなわちφｐ２＝−１５°とした。本実施例では、低電圧（ＶＯＦＦ  ）で暗状態、高電圧（ＶＯＮ）で明状態をとるノーマリクローズ特性を採用した。
【００７４】
なお、使用したポリイミドの化学構造は、ピロメリット酸二無水物と２，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］プロパンからなるポリイミドであり、膜厚約１３００Åで膜弾性率は６．７ＧＰａであった。ここで，膜弾性率は前記したハイジストロン社製のトライボスコープ（商品名）を用いた。
【００７５】
このようにして得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は３０分同一画像表示後残像はなかった。そして，上下左右８０度以上においてコントラスト１０以上を維持しつつ階調反転が生じない広視野角であり、かつ表示の均一性も良好であった。
【００７６】
〔実施例２〕
本実施例は以下を除いて実施例１と同じ構成である。本実施例では配向膜としてポリイミドを採用しその表面を液晶を配向させるため、偏光ＵＶをポリイミド配向膜表面に照射した。光源にはＫｒＦエキシマーレーザー２４８ｎｍを用いた。このとき、照射エネルギーは７．５ｍＪ／ｃｍ２  で７００ショット照射した。基板は一定速度で走査できるようになっており、照射面が偏光ＵＶで均一に７００ショット照射されるように基板の送り速度は設定した。
【００７７】
なお、使用したポリイミドの化学構造はピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルからなるポリイミドであり、膜厚約８００Åで膜弾性率は１０．３ＧＰａであった。ここでも、膜弾性率は上記実施例と同様のハイジストロン社のトライボスコープ（商品名）を用いた。
【００７８】
このようにして得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は３０分同一画像表示後の残像はなかった。そして，上下左右８０度以上においてコントラスト１０以上を維持しつつ階調反転が生じない広視野角であり、かつ表示の均一性も良好であった。
【００７９】
〔実施例３〕
本実施例は以下を除いて実施例１と同じ構成である。本実施例では配向膜としてポリイミドを採用しその表面を液晶を配向させるため、偏光ＵＶをポリイミド配向膜表面に照射した。光源にはＫｒＦエキシマーレーザー２４８ｎｍを用いた。このとき、照射エネルギーは７．５ｍＪ／ｃｍ２  で３００ショット照射した。基板は一定速度で走査できるようになっており、照射面が偏光ＵＶで均一に３００ショット照射されるように基板の送り速度は設定した。
【００８０】
また、もう片方の基板（他方の基板）であるブラックマトリクス付きカラーフィルタ基板の最表面にポリイミドを塗布しラビング処理した。なお、液晶分子は偏光に対して垂直な方向に配向する。本実施例では上下界面上の液晶の配向分子容易軸方向は互いにほぼ平行になるよう、かつ画素内に印加電界方向とのなす角度を７５度（φＬＣ１  ＝φＬＣ２  ＝７５°）になるようにした。
【００８１】
なお、使用したポリイミドの化学構造はピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルからなるポリイミドであり、膜厚約８００Åで膜弾性率は１０．３ＧＰａであった。ここでも、膜弾性率はハイジストロン社製のトライボスコープ（商品名）を用いた。
【００８２】
このようにして得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は３０分同一画像表示後の残像はなかった。そして、上下左右８０度以上においてコントラスト１０以上を維持しつつ階調反転が生じない広視野角であり、かつ表示の均一性も良好であった。アンカリング強度が小さいことに起因する配向欠陥ニール壁も全くなかった。また、応答時間（電圧オン、オフ時の輝度変化０％から９０％及び１００％から１０％の和）が３２ｍｓであった。
【００８３】
〔実施例４〕
本実施例は以下を除いて実施例１と同じ構成である。液晶にはフルオロ基を末端に有する化合物のみで構成されているメルクジャパン製ＭＬＣ−６２５２（商品名）に１−（４−シアノフェニル）−４−プロピルシクロヘキサンを１重量％添加した。封入前の比抵抗が４×１０１２Ω・ｃｍ  のシアノ系化合物が混在しているものを封入した。封入後液晶皿に残った液晶の比抵抗は２×１０１１Ω・ｃｍであった。
【００８４】
なお、使用したポリイミドの化学構造はピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルからなるポリイミドであり、膜厚約８００Åで膜弾性率は１０．３ＧＰａであった。ここで，膜弾性率はハイジストロン社製のトライボスコープ（商品名）を用いた。
【００８５】
このようにして得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は３０分同一画像表示後の残像はなかった。そして，上下左右８０度以上においてコントラスト１０以上を維持しつつ階調反転が生じない広視野角であり、かつ表示の均一性も良好であった。また、残像も観測されなかった。
【００８６】
図１２は本発明による液晶表示装置を実装した情報機器の一例であるノート型パソコンの斜視図である。このノート型コンピュータ（可搬型パソコン）はキーボード部（本体部）と、このキーボード部にヒンジで連結した表示部から構成される。キーボード部にはキーボードとホスト（ホストコンピュータ）、ＣＰＵ等の信号生成機能を収納し、表示部には液晶パネルＰＮＬを有し、その周辺に駆動回路基板ＰＣＢ１，ＰＣＢ２、コントロールチップＴＣＯＮやＣＰＵからの信号を接続するコネクタＣＴ等を搭載したＰＣＢ３、およびバックライト電源であるインバータ電源基板などが実装される。この液晶パネルＰＮＬは前記した各実施例で説明した配向膜を有している。
【００８７】
そして、上記液晶パネルＰＮＬに各種回路基板ＰＣＢ１，ＰＣＢ２，ＰＣＢ３、インバータ電源基板、およびバックライトを一体化して液晶表示モジュールＭＤＬとして実装してある。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏光を照射することにより液晶配向制御能を付与した配向膜を用いることにより、残像特性が改良され、広視野角と表示異常が目立たない表示の均一性を両立させたアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】膜弾性率と残像特性の関係の説明図である。
【図２】膜弾性率を変化させたときの残像評価結果の説明図である。
【図３】本発明を適用する横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体の概念図である。
【図４】横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一画素の構成例を説明する断面図である。
【図５】スイッチング素子の駆動回路部の概念図である。
【図６】横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示原理図である。
【図７】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表示装置の第１実施例における電極構造の説明図である。
【図８】ブラックマトリクス付きカラーフィルタ基板の構造説明図である。
【図９】本発明の実施例における液晶を配向させるための偏光照射の方法と偏光照射装置の概念図である。
【図１０】図９における偏光分離手段部分の説明図である。
【図１１】配向膜の配向方向と基板の外面に設置する偏光板透過軸方向の定義の説明図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置を実装した情報機器の一例であるノート型パソコンの斜視図である。
【符号の説明】
１（１ａ，１ｂ）  共通電極（コモン電極）
２  ゲート絶縁膜
３  映像信号電極（ドレイン電極）
４（４ａ，４ｂ）  画素電極（ソース電極）
５（５ａ，５ｂ）  配向膜
６  液晶分子
７（７ａ，７ｂ）  基板
８（８ａ，８ｂ）  偏光板
９  電界
１０  ラビング方向
１１  偏光板透過軸方向
１２  走査電極
１３  ａ−シリコン
１４  薄膜トランジスタ
１６  蓄積容量
１７  コントロ−ル回路
１８  走査電極駆動用回路
１９  信号電極駆動用回路
２０  共通電極駆動用回路
２１  液晶パネル
２２（２２ａ，２２ｂ）  ブラックマトリクス
２３  カラーフィルタ
２４  オーバーコート膜
２５  絶縁膜
２６  絶縁層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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