(57)【要約】【課題】表示画像の焼付きが防止され、透過率の高い液晶表示装置を提供することにある。【解決手段】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、前記一対の基板に配置された配向膜とを含む液晶表示装置において、少なくとも一方の配向膜は、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基、いずれかの特定の化学構造を有するポリイミドを含むことを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図１Ｄ
2011100032.tif 000002
【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、前記一対の基板に配置された配向膜とを含む液晶表示装置において、
少なくとも一方の配向膜は、下記化学式（１）で示される化学構造のポリイミドを含む、ことを特徴とする液晶表示装置。
【化１】
2011100032.tif 000042
（ここで、Ｘは４価の有機基、Ａは２価の有機基を表す。更にＡは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基、いずれかの化学構造Ｄを有する。）
【請求項２】
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を含み、
前記電極群は共通電極および画素電極を含み、
前記共通電極または前記画素電極上に中間層が形成されており、
前記中間層上に配向膜が形成されている液晶表示装置において、
少なくとも一方の配向膜は、下記化学式（１）で示される化学構造のポリイミドを含む、ことを特徴とする液晶表示装置。
【化２】
2011100032.tif 000043
（ここで、Ｘは４価の有機基、Ａは２価の有機基を表す。更にＡは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基、いずれかの化学構造Ｄを有する。）
【請求項３】
前記化学式（１）における前記化学構造Ｄは非共役性の有機基と直接化学結合している、ことを特徴とする請求項１または２いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記配向膜は、前記化学式（１）における前記化学構造Ｄを含むポリイミドと、前記化学式（１）における前記化学構造Ｄを含まない別のポリマとの混合物である、ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記化学式（１）における前記化学構造Ｄの濃度が、前記配向膜中の膜厚方向に基板側から液晶側にかけて、低濃度化した分布を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記配向膜は内部に平均粒径１００ｎｍ以下の空孔を含み、かつ前記配向膜は比誘電率２．０以下の材料から形成してなる、ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記化学式（１）における前記化学構造Ｄが、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、またはリン酸エステル基からなる、ことを特徴とする請求項１乃至６いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記配向膜はポリアミド酸エステルを前駆体として形成されたポリイミドを含む、ことを特徴とする請求項１乃至７いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記配向膜は光配向処理によって液晶配向能が付与されている、ことを特徴とする請求項１乃至８いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記配向膜はラビング処理によって液晶配向能が付与されている、ことを特徴とする請求項１乃至８いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記配向膜の液晶配向能が付与された領域は前記配向膜表面から２０ｎｍまでの範囲にある、ことを特徴とする請求項１乃至１０いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記配向膜は、液晶配向能が付与された後に、前記配向膜を形成する化合物同士が架橋してなる、ことを特徴とする請求項１乃至１１いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記配向膜の表示領域に対する被覆率が５０％以上である、ことを特徴とする請求項１乃至１２いずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記配向膜の膜厚が前記共通電極または前記画素電極の膜厚より大きく形成されており、前記配向膜は前記共通電極または前記画素電極の平坦化膜である、ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【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】
液晶表示装置は表示品質が高く、且つ薄型、軽量、低消費電力などといった特長からその用途を広げており、携帯電話用モニター、デジタルスチルカメラ用モニターなどの携帯向けモニターからデスクトップパソコン用モニター、印刷やデザイン向けモニター、医療用モニター、さらには液晶テレビなど様々な用途に用いられている。
【０００３】
この用途拡大に伴い、液晶表示装置には更なる高画質化、高品質化等が求められている。特に高透過率化による高輝度化、低消費電力化が強く求められている。また液晶表示装置の普及に伴い、低コスト化に対しても強い要求がある。
【０００４】
通常、液晶表示装置の表示は一対の基板間に挟まれた液晶層の液晶分子に電界を印加することにより液晶分子の配向方向を変化させ、それにより生じた液晶層の光学特性の変化により行われる。
【０００５】
電界無印加時の液晶分子の配向方向は、ポリイミド薄膜の表面にラビング処理を施した配向膜により規制されている。従来、画素毎にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子を備えたアクティブ駆動型液晶表示装置は、液晶層を挟持する一対の基板のそれぞれに電極を設け、液晶層に印加する電界の方向が基板面に対してほぼ垂直になる、所謂縦電界になるように設定され、液晶層を構成する液晶分子の光旋光性を利用して表示を行う。
【０００６】
縦電界方式の代表的な液晶表示装置として、ツイステッドネマチック（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式が知られている。ＴＮ方式の液晶表示装置においては視野角が狭いことが大きな課題の一つである。
【０００７】
そこで、広視野角化を達成する表示方式としてＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式やＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ−Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が知られている。
【０００８】
ＩＰＳ方式およびＦＦＳ方式は、一対の基板の一方に櫛歯状の電極を形成し、発生する電界が当該基板面にほぼ平行な成分を有する、所謂横電界方式の表示方式である。ＩＰＳ方式およびＦＦＳ方式は、液晶層を構成する液晶分子を基板とほぼ平行な面内で回転動作させ、液晶層の複屈折性を用いて表示を行う。
【０００９】
ＩＰＳ方式およびＦＦＳ方式は、液晶分子の面内スイッチングにより従来のＴＮ方式に比べて視野角が広く低負荷容量である等の利点があり、ＴＮ方式に代わる新たな液晶表示装置として有望視され、近年急速に進歩している。
【００１０】
ＦＦＳ方式の液晶表示装置においては、表示画像の焼付き現象が大きな課題である。表示画像の焼付き原因の一つは、複雑な部材からなる微細な画素構造とＴＦＴ駆動回路のばらつきとされる。
【００１１】
焼付き現象を解決する一つの方法として、液晶表示装置に備えられた配向膜の抵抗を小さくする方法が提案されている。例えば、スチルベン系配向膜材料は、配向膜の電気抵抗を低くして、不純物イオン吸着防止、局在化電荷発生防止、ラビング時静電気防止可能な配向膜材料であると特許文献１に開示されている。
【００１２】
また、低抵抗な主鎖骨格中にアミノ基で連鎖された構造を有するポリイミド系配向膜材料は、配向規制力、ラビング耐性に優れ、電圧保持特性が高く、なおかつ電荷蓄積を低減できる配向膜材料であると特許文献２に開示されている。
【００１３】
その一方で、配向膜の電気抵抗を下げることは配向膜自身の極性を高めるために、焼付き、電圧保持率、閾値電圧のむらの原因となるとし、主鎖または末端にポリシロキサン基を含むポリイミド系配向膜材料が用いられたものが特許文献３に開示されている。
【００１４】
更に、ただ一種の配向膜層では充分に焼付きを解決することができず、配向膜材料の下層に電気抵抗が低い別の薄膜層を設ける素子構造が特許文献４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−１２７１６６号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００４／０５３５８３号
【特許文献３】特開平９−１１０９８１号公報
【特許文献４】特開２００８−２１６８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、表示画像の焼付きが防止され、透過率の高い液晶表示装置を提供することにある。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】
【００１７】
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、電極群に接続された複数のアクティブ素子と、一対の基板に配置された配向膜とを含む液晶表示装置において、少なくとも一方の配向膜は、下記化学式（１）で示される化学構造のポリイミドを含むことを特徴とする液晶表示装置にある。
【００１８】
【化１】
2011100032.tif 000003
【００１９】
ここで、Ｘは４価の有機基、Ａは２価の有機基を表す。更にＡは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基、いずれかの化学構造Ｄを有する。
【００２０】
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、電極群に接続された複数のアクティブ素子とを含み、電極群は共通電極および画素電極を含み、共通電極または前記画素電極上に中間層が形成されており、中間層上に配向膜が形成されている液晶表示装置において、少なくとも一方の配向膜は、下記化学式（１）で示される化学構造のポリイミドを含むことを特徴とする液晶表示装置にある。
【００２１】
【化２】
2011100032.tif 000004
ここで、Ｘは４価の有機基、Ａは２価の有機基を表す。更にＡは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基、いずれかの化学構造Ｄを有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、表示画像の焼付きが防止され、透過率の高い液晶表示装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明に係る液晶表示装置の概略構成の一例を示す、模式ブロック図である。
【図１Ｂ】本発明に係る液晶表示装置における、液晶表示パネルの一つの画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。
【図１Ｃ】本発明に係る液晶表示装置における、液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式平面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃの１Ｄ−１Ｄ線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置における、ＩＰＳ方式液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式断面図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置における、ＦＦＳ方式液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式断面図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置における、ＶＡ方式液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式断面図である。
【図５Ａ】本発明に係る液晶表示装置における、配向膜近傍の残留電荷の除去のメカニズムの一例を示す模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係る液晶表示装置に備えられた配向膜に含まれる、化学構造Ｄの濃度分布の一例を示す説明図である。
【図５Ｃ】本発明に係る液晶表示装置に備えられた配向膜に含まれる、化学構造Ｄの濃度分布の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１Ａから図１Ｄは、本発明に関わる液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【００２５】
図１Ａは、本発明に関わる液晶表示装置の概略構成の一例を示す模式ブロック図である。図１Ｂは、液晶表示パネル１の１つの画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。図１Ｃは、液晶表示パネル１の概略構成の一例を示す模式平面図である。図１Ｄは、図１Ｃの１Ｄ−１Ｄ線における断面構成の一例を示す模式断面図である。
【００２６】
本発明は、例えばアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に適用される。アクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、携帯型電子機器向けのディスプレイ（モニター）、パーソナルコンピュータ用のディスプレイ、印刷やデザイン向けのディスプレイ、医療用機器のディスプレイ、液晶テレビ等に用いられている。
【００２７】
アクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、例えば図１Ａに示すように液晶表示パネル１、第一の駆動回路２、第二の駆動回路３、制御回路４、およびバックライト５を有する。
【００２８】
液晶表示パネル１は、複数本の走査信号線（ゲート線）ＧＬおよび複数本の映像信号線（ドレイン線）ＤＬを有し、映像信号線ＤＬは第一の駆動回路２に接続しており、走査信号線ＧＬは第二の駆動回路３に接続している。
【００２９】
なお、図１Ａには、複数本の走査信号線ＧＬのうちの一部を示しており、実際の液晶表示パネル１には、さらに多数本の走査信号線ＧＬが密に配置されている。
【００３０】
同様に、図１Ａには、複数本の映像信号線ＤＬのうちの一部を示しており、実際の液晶表示パネル１には、さらに多数本の映像信号線ＤＬが密に配置されている。
【００３１】
また、液晶表示パネル１の表示領域ＤＡは多数の画素の集合で構成されており、表示領域ＤＡにおいて１つの画素が占有する領域は、例えば隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接する２本の映像信号線ＤＬとで囲まれる領域に相当する。
【００３２】
このとき、１つの画素の回路構成は、例えば図１Ｂに示すような構成になっており、アクティブ素子として機能するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子Ｔｒ、画素電極ＰＸ、共通電極ＣＴ（対向電極と呼ぶこともある）、液晶層１１ａを有する。
【００３３】
またこのとき、液晶表示パネル１には、例えば複数の画素の共通電極ＣＴを共通化する共通化配線ＣＬが設けられている。
【００３４】
また、液晶表示パネル１は、例えば図１Ｃおよび図１Ｄに示すように、アクティブマトリクス基板６と対向基板７の表面に配向膜６０６および７０５を形成し、それら配向膜の間に液晶層１１ａ（液晶材料）を配置した構造になっている。
【００３５】
また、ここでは特に図示していないが、配向膜６０６とアクティブマトリクス基板６との間、または配向膜７０５と対向基板７との間に、適宜中間層（例えば位相差板や色変換層、光拡散層等の光学的中間層）を設けてもよい。
【００３６】
この場合、アクティブマトリクス基板６と対向基板７とは、表示領域ＤＡの外側に設けられた環状のシール材８で接着されており、液晶層１１ａはアクティブマトリクス基板６側の配向膜６０６、対向基板７側の配向膜７０５、およびシール材８で囲まれた空間に密封されている。
【００３７】
またこの場合、バックライト５を有する液晶表示装置の液晶表示パネル１は、アクティブマトリクス基板６、液晶層１１ａ、および対向基板７を挟んで対向配置させた一対の偏光板９ａ，９ｂを有する。
【００３８】
なお、アクティブマトリクス基板６は、ガラス基板６０１などの絶縁基板の上に走査信号線ＧＬ、映像信号線ＤＬ、アクティブ素子（ＴＦＴ素子Ｔｒ）、画素電極ＰＸなどが配置された基板である。
【００３９】
また、液晶表示パネル１の駆動方式がＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式などの横電界駆動方式である場合、共通電極ＣＴおよび共通化配線ＣＬはアクティブマトリクス基板６に配置されている。
【００４０】
また、液晶表示パネル１の駆動方式がＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式やＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式などの縦電界駆動方式である場合、共通電極ＣＴは対向基板７に配置されている。
【００４１】
縦電界駆動方式の液晶表示パネル１の場合、通常、共通電極ＣＴはすべての画素で共有される大面積の一枚の平板電極であり、共通化配線ＣＬは設けられていない。
【００４２】
また、本発明に関わる液晶表示装置では、液晶層１１ａが密封された空間に、例えば、それぞれの画素における液晶層１１ａの厚さ（セルギャップということもある）の均一化するための柱状スペーサ１０が複数設けられている。この複数の柱状スペーサ１０は、例えば対向基板７に設けられている。
【００４３】
第一の駆動回路２は、映像信号線ＤＬを介してそれぞれの画素の画素電極ＰＸに加える映像信号（階調電圧ということもある）を生成する駆動回路であり、一般に、ソースドライバ、データドライバなどと呼ばれている駆動回路である。
【００４４】
また、第二の駆動回路３は、走査信号線ＧＬに加える走査信号を生成する駆動回路であり、一般に、ゲートドライバ、走査ドライバなどと呼ばれている駆動回路である。
【００４５】
また、制御回路４は、第一の駆動回路２の動作の制御、第二の駆動回路３の動作の制御、およびバックライト５の輝度の制御などを行う回路であり、一般に、ＴＦＴコントローラ、タイミングコントローラなどと呼ばれている制御回路である。
【００４６】
また、バックライト５は、例えば、冷陰極蛍光灯などの蛍光灯、または発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源であり、バックライト５が発した光は、図示していない反射板、導光板、光拡散板、プリズムシートなどにより面状光線に変換されて液晶表示パネル１に照射される。
【００４７】
図２は、本発明によるＩＰＳ方式液晶表示パネル１の概略構成の一例を示す模式断面図である。アクティブマトリクス基板６は、ガラス基板６０１などの絶縁基板の表面に、走査信号線ＧＬおよび共通化配線ＣＬと、それらを覆う第一の絶縁層６０２とが形成されている。
【００４８】
第一の絶縁層６０２の上には、ＴＦＴ素子Ｔｒの半導体層６０３、映像信号線ＤＬ、および画素電極ＰＸと、それらを覆う第二の絶縁層６０４とが形成されている。半導体層６０３は、走査信号線ＧＬの上に配置されており、走査信号線ＧＬのうちの半導体層６０３の下部に位置する部分がＴＦＴ素子Ｔｒのゲート電極として機能する。
【００４９】
また、半導体層６０３は、例えば、第一のアモルファスシリコンからなる能動層（チャネル形成層）の上に、第一のアモルファスシリコンとは不純物の種類や濃度が異なる第二のアモルファスシリコンからなるソース拡散層およびドレイン拡散層が積層された構成になっている。
【００５０】
またこのとき、映像信号線ＤＬの一部分および画素電極ＰＸの一部分は、それぞれ、半導体層６０３に乗り上げており、当該半導体層６０３に乗り上げた部分がＴＦＴ素子Ｔｒのドレイン電極およびソース電極として機能する。
【００５１】
ところで、ＴＦＴ素子Ｔｒのソースとドレインとは、バイアスの関係、すなわちＴＦＴ素子Ｔｒがオンになったときの画素電極ＰＸの電位と映像信号線ＤＬの電位との高低の関係によって入れ替わる。
【００５２】
しかしながら、本明細書における以下の説明では、映像信号線ＤＬに接続している電極をドレイン電極といい、画素電極に接続している電極をソース電極６０７という。第二の絶縁層６０４の上には、表面が平坦化された第三の絶縁層６０５（オーバーコート層）が形成されている。
【００５３】
第三の絶縁層６０５の上には、共通電極ＣＴと、共通電極ＣＴおよび第三の絶縁層６０５を覆う配向膜６０６が形成されている。共通電極ＣＴは、第一の絶縁層６０２、第二の絶縁層６０４、および第三の絶縁層６０５を貫通するコンタクトホールＣＨ（スルーホール）を介して共通化配線ＣＬと接続している。
【００５４】
また、共通電極ＣＴは、例えば、平面における画素電極ＰＸとの間隙Ｐｇが７μｍ程度になるように形成されている。
【００５５】
配向膜６０６は以下の実施例に記載された高分子材料が塗布され、表面に液晶配向能を付与するための表面処理（ラビング処理等）が施されている。
【００５６】
一方、対向基板７は、ガラス基板７０１などの絶縁基板の表面に、ブラックマトリクス７０２およびカラーフィルタ７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂと、それらを覆うオーバーコート層７０４が形成されている。
【００５７】
ブラックマトリクス７０２は、例えば、表示領域ＤＡに画素単位の開口領域を設けるための格子状の遮光膜である。
【００５８】
また、カラーフィルタ７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂは、例えば、バックライト５からの白色光のうちの特定の波長領域（色）の光のみを透過する膜であり、液晶表示装置がＲＧＢ方式のカラー表示に対応している場合は、赤色の光を透過するカラーフィルタ７０３Ｒ、緑色の光を透過するカラーフィルタ７０３Ｇ、および青色の光を透過するカラーフィルタ７０３Ｂが配置される（ここでは一つの色の画素について代表して示している）。
【００５９】
また、オーバーコート層７０４は、表面が平坦化されている。オーバーコート層７０４の上には、複数の柱状スペーサ１０および配向膜７０５が形成されている。
【００６０】
柱状スペーサ１０は、例えば、頂上部が平坦な円錐台形（台形回転体ということもある）であり、アクティブマトリクス基板６の走査信号線ＧＬのうちの、ＴＦＴ素子Ｔｒが配置されている部分および映像信号線ＤＬと交差している部分を除く部分と重なる位置に形成されている。
【００６１】
また、配向膜７０５は、例えば、ポリイミド系樹脂で形成されており、表面に液晶配向能を付与するための表面処理（ラビング処理等）が施されている。
【００６２】
また、図２の方式の液晶表示パネル１における液晶層１１ａの液晶分子１１ｂは、画素電極ＰＸと共通電極ＣＴの電位が等しい電界無印加時には、ガラス基板６０１，７０１の表面にほぼ平行に配向された状態であり、配向膜６０６，７０５に施されたラビング処理で規制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。
【００６３】
そして、ＴＦＴ素子Ｔｒをオンにして映像信号線ＤＬに加えられている階調電圧を画素電極ＰＸに書き込み、画素電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間の電位差が生じると、図中に示したような電界（電気力線）１２が発生し、画素電極ＰＸと共通電極ＣＴとの電位差に応じた強度の電界１２が液晶分子１１ｂに印加される。
【００６４】
この場合、液晶層１１ａが持つ誘電異方性と電界１２との相互作用により、液晶層１１ａを構成する液晶分子１１ｂは電界１２の方向にその向きを変えるので、液晶層１１ａの屈折異方性が変化する。
【００６５】
またこの場合、液晶分子１１ｂの向きは、印加する電界１２の強度（画素電極ＰＸと共通電極ＣＴとの電位差の大きさ）によって決まる。
【００６６】
したがって、液晶表示装置では、例えば、共通電極ＣＴの電位を固定しておき、画素電極ＰＸに加える階調電圧を画素毎に制御して、それぞれの画素における光透過率を変化させることで、映像や画像の表示を行うことができる。
【００６７】
図３は、本発明によるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式液晶表示パネル１の概略構成の一例を示す模式断面図である。
【００６８】
アクティブマトリクス基板６は、ガラス基板６０１などの絶縁基板の表面に、共通電極ＣＴ、走査信号線ＧＬ、および共通化配線ＣＬと、それらを覆う第一の絶縁層６０２が形成されている。また、走査信号線ＧＬの下方には導電層６０８が備えられている。
【００６９】
第一の絶縁層６０２の上には、ＴＦＴ素子Ｔｒの半導体層６０３、映像信号線ＤＬ、およびソース電極６０７と、それらを覆う第二の絶縁層６０４が形成されている。
【００７０】
このとき、映像信号線ＤＬの一部分およびソース電極６０７の一部分は、それぞれ、半導体層６０３に乗り上げており、当該半導体層６０３に乗り上げた部分がＴＦＴ素子Ｔｒのドレイン電極およびソース電極として機能する。
【００７１】
また、図３の液晶表示パネル１では、第三の絶縁層６０５が形成されておらず、第二の絶縁層６０４の上に画素電極ＰＸと、画素電極ＰＸを覆う配向膜６０６が形成されている。
【００７２】
画素電極ＰＸは、第二の絶縁層６０４を貫通するコンタクトホールＣＨ（スルーホール）を介してソース電極６０７と接続している。
【００７３】
この場合、ガラス基板６０１の表面に形成された共通電極ＣＴは、隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接する２本の映像信号線ＤＬで囲まれた領域（開口領域）に平板状に形成されており、当該平板状の共通電極ＣＴの上に、複数のスリットを有する画素電極ＰＸが積層されている。
【００７４】
またこの場合、走査信号線ＧＬの延在方向に並んだ画素の共通電極ＣＴは、共通化配線ＣＬによって共通化されている。
【００７５】
一方、図３の液晶表示パネル１における対向基板７は、図２の液晶表示パネル１の対向基板７と同じ構成である。そのため、対向基板７の構成に関する詳細な説明は省略する。
【００７６】
図４は、本発明によるＶＡ方式液晶表示パネル１の主要部の断面構成の一例を示す模式断面図である。
【００７７】
縦電界駆動方式の液晶表示パネル１は、例えば図４に示すように、アクティブマトリクス基板６に画素電極ＰＸが形成されており、対向基板７に共通電極ＣＴが形成されている。
【００７８】
縦電界駆動方式の１つであるＶＡ方式の液晶表示パネル１の場合、画素電極ＰＸおよび共通電極ＣＴは、例えば、ＩＴＯなどの透明導電体によりベタ形状（単純な平板形状）に形成されている。
【００７９】
走査信号線ＧＬの上方には、第一の絶縁像６０２を隔てて突起形成部材６０９が備えられている。また、突起形成部材は半導体層および導電層を含むものである。
【００８０】
この場合、液晶分子１１ｂは、画素電極ＰＸと共通電極ＣＴの電位が等しい電界無印加時には、配向膜６０６，７０５によりガラス基板６０１，７０１の表面に対して垂直に並べられている。そして、画素電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間に電位差が生じると、ガラス基板６０１，７０１に対してほぼ垂直な電界（電気力線）１２が発生し、液晶分子１１が基板６０１，７０１に対して平行な方向に倒れ、入射光の偏光状態が変化する。
【００８１】
またこの場合、液晶分子１１ｂの向きは、印加する電界１２の強度によって決まる。したがって、液晶表示装置では、例えば共通電極ＣＴの電位を固定しておき、画素電極ＰＸに加える映像信号（階調電圧）を画素毎に制御して、それぞれの画素における光透過率を変化させることで、映像や画像の表示を行う。
【００８２】
また、ＶＡ方式の液晶表示パネル１における画素の構成、例えばＴＦＴ素子Ｔｒや画素電極ＰＸの平面形状は、種々の構成が知られており、図４の方式での液晶表示パネル１における画素の構成は、それらの構成のいずれかであればよい。
【００８３】
なお本明細書中においては、その液晶表示パネル１における画素の構成に関する詳細な説明を省略する。
【００８４】
本発明は、上記のようなアクティブマトリクス方式の液晶表示装置のうち、液晶表示パネル１、特に、アクティブマトリクス基板６および対向基板７において液晶層１１ａ接する部分およびその周辺の構成に関する。
【００８５】
そのため、本発明には直接関係しない第一の駆動回路２、第二の駆動回路３、制御回路４、およびバックライト５の構成についての詳細な説明は省略する。
【００８６】
図１Ｂに示すように、液晶表示装置は走査信号線ＧＬに電圧が印加された際にＴＦＴ素子ＴｒがＯＮ状態となり、映像信号線ＤＬに印加された電圧がＴＦＴ素子Ｔｒを介して画素電極ＰＸに印加され、画素電極ＰＸと共通電極ＣＴとの間に生じた電位差が液晶層１１ａに駆動電圧となって印加される。液晶層１１ａに印加された電圧は、ＴＦＴ素子ＴｒがＯＦＦ状態になっても、液晶層１１ａの容量性により保持される。
【００８７】
液晶層１１ａに印加される電圧は交流電圧であるが、実際の駆動時には、わずかながら直流電圧が重畳してしまう。この直流電圧成分が液晶層１１ａとアクティブマトリクス基板６側の配向膜６０６と液晶層１１ａとの界面に蓄積される（残留電荷）。この直流成分の蓄積の程度が各階調毎に異なるため、表示画像の焼付きを生じさせてしまう。
【００８８】
この焼付きは配向膜の比抵抗値が高いほど顕著であり、特に配向膜の比抵抗値が１０１４Ωｃｍを越えると非常に顕著になる。
【００８９】
特許文献４には、配向膜と絶縁膜の間に配向膜よりも抵抗が低い電荷放出膜を設けるという提案がある。しかし、透過率についてはなんら記載されていない。
【００９０】
新たな膜を設けると、透過率の低下は避けられないが、特許文献４には電荷放出膜の透過率についてなんら記載されていない。液晶表示パネルの透過率が低下すると、液晶表示装置の輝度の低下や、消費電力の増加などの問題が生じる。
【００９１】
図５Ａには、このような課題を解決するのに適した本発明の配向膜を有する液晶表示装置のうち、配向膜近傍の構造を模式的に示した。配向膜６０６（または７０５）は液晶層１１ａに接しており、その界面に残留電荷が発生している。
【００９２】
この残留電荷は配向膜６０６（または７０５）を介して共通電極ＣＴ（または画素電極ＰＸ）を通じ効果的に除去されなければならないものである。
【００９３】
残留電荷が効果的に除去されるために、例えば液晶表示装置に備えられる配向膜６０６（または７０５）に関して、以下の特徴を有することが必要となる。
【００９４】
１）適度な比抵抗値を有すること（現状の配向膜の比抵抗値１０１４ Ωｃｍよりは小さいこと）。
【００９５】
２）透明性を損なわないこと（液晶表示装置においては波長３８０〜７５０ｎｍ で配向膜単体での透過率が９０％以上であり、より望ましくは９５％以上）。
【００９６】
３）適度な比誘電率を有すること（例えば充分な有機薄膜のイオン伝導性を得るには比誘電率εが２０以上であることが望ましいが、屈折率は√ε＝４．４７程度となり、その他の液晶表示装置の部材であるガラス基板６０１、７０１や液晶層１１ａの屈折率が１．４〜２．１程度であることから、その界面での屈折率差に由来する反射率の増大をもたらす）。
【００９７】
本発明では、上記１）〜３）に適した化学構造を有するポリイミドを含む配向膜を、以下具体的に説明する。
【００９８】
また、本明細書中においては、上記１）〜３）に適した化学構造を特に化学構造Ｄということとする。
【００９９】
本発明者らは、化学構造Ｄは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基であることを見出した。
【０１００】
また、上記１）〜３）に加えて、４）残留電荷そのものが発生しにくい配向膜内部の分子構造も必要である。なぜならば、配向膜表面の電荷が抜けやすいということは、同時に外部からの印加電場のわずかな変動も受けやすく、液晶層１１ａ内部の不純物を通じた電荷注入の危険性が生じるからである。
【０１０１】
配向膜内部の分子構造は、例えば図５Ｂに示すように、配向膜中の膜厚方向（図５Ａに示したｚ方向）の膜面内の平均的な化学構造Ｄの濃度の分布が、ｚ方向のいずれの位置でも一定濃度Ｃ０となる場合がある。また配向膜の組成や成膜条件によって、例えば図５Ｃに示すように、ｚ＝０で最も高濃度Ｃ０であり、膜厚方向にかけて濃度が低下し、最表層ｚ＝ｄでは濃度Ｃｄとなるような、なだらかな濃度変化を配向膜内部に有する場合がある。
【０１０２】
前記４）の条件を満たすためには、図５Ｃに示すような配向膜内部の分子構造を有する配向膜の方が好ましい。
【０１０３】
すなわち、配向膜内部の分子構造は、配向膜の液晶側の表面と、配向膜の液晶側と反対の表面とで、異なる分子構造を有することが好ましい。
【０１０４】
また、配向膜の導電性は、配向膜の液晶側の表面と、配向膜の液晶側と反対の表面とで、異なることが好ましく、配向膜の液晶側の表面の導電性は、配向膜の液晶側と反対の表面の導電性より低いことが好ましい。
【０１０５】
更に配向膜における導電性分布において、配向膜の液晶側の表面の導電性は、最も導電性が低く、配向膜の液晶側と反対の表面の導電性は、最も導電性が高いことが好適である。
【０１０６】
また、配向膜における導電性は、配向膜の液晶側の表面から、配向膜の液晶側と反対の表面に向かって高まっていることが好適である。
【０１０７】
前記１）〜３）の条件を満たす化学構造Ｄは、液晶表示素子の配向膜としての諸特性、すなわち、液晶分子の配向規制力や、長時間駆動時の安定性、透明性、等の従来の配向膜が有している特性を保持しつつ、液晶表示素子の残像原因となる配向膜表面の残留電荷を除去し、かつ残留電荷自身を発生しにくくする特徴を有する必要がある。
【０１０８】
前記特徴を付与するためには、配向膜の構造に導電性を高める工夫が求められる。しかしながら液晶表示素子の配向膜はポリイミドを主体とする有機高分子材料であり、有機材料は絶縁体がほとんどである。
【０１０９】
有機材料自身の導電性を上げる代表的な手法は、例えばポリアセチレンやポリジアセチレン、ポリチオフェン等のように、高分子主鎖内に電子共役系構造を導入する方法がある。あるいは、ビスエチレン・ジチオロ・テトラチオ・フルバレン（ｂｉｓ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｄｉｔｈｉｏｌｏ）ｔｅｔｒａｔｈｉｏｆｕｌｖａｌｅｎｅ，ＢＥＤＴ−ＴＴＦ）とティーシーエヌキュー（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ，ＴＣＮＱ）有機分子錯体のように、分子内に電子供与性構造と電子受容性構造との分子対を形成することで高い導電性を実現することができる。
【０１１０】
しかし、これらは有機材料の中に金属のような電子共役状態を形成するために電子吸収による透明性の低下を伴う。すなわち上記化合物を配向膜中に導入することは、配向膜自体の透過率の低下を引き起こすこととなる。
【０１１１】
配向膜を形成する有機材料自身の導電性を上げる別な方法として、ポリアクリル酸塩、ポリスルホン酸塩、ポリアンモニウム塩等、ポリエチレンを代表的な高分子主鎖とし、側鎖に有機塩を含むイオン性高分子を配向膜に導入する方法が知られている。
【０１１２】
側鎖に有機塩を含むイオン性高分子は高分子内に分子全体に広がった電子的共役構造がないために透明性には優れる。すなわち側鎖に有機塩を含むイオン性高分子が配向膜に導入された際、透過率の低下は比較的軽微である。
【０１１３】
しかしながら側鎖に有機塩を含むイオン性高分子は極性高分子であるために配向膜の代表的材料であるポリイミド等の非極性高分子とは相溶性が乏しく、非極性な低分子有機材料である表示材料用の液晶分子とは親和性が乏しい。
【０１１４】
また、側鎖に有機塩を含むイオン性高分子に含まれる不純物が残留電荷によって電気泳動し、新たな表示むらの原因となる。
【０１１５】
側鎖に有機塩を含むイオン性高分子等に比べると導電性は下がるが、ある程度導電性を高める方法には、例えばポリビニルカルバゾール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｃａｒｂａｚｏｌｅ，ＰＶＣｚ）のような窒素原子Ｎを、ヘテロ原子として含む共役系分子構造を側鎖に持つポリエチレンを用い、共役系分子構造の電気的に非イオン性のＮ原子がＮ＋状態に一時的に正イオン（カチオン）状態になることで電荷をホッピング伝導させる方法がある。
【０１１６】
このような一時的な非イオン／カチオン状態の伝播が有効に作用するためには、ヘテロ共役系分子構造がある程度高密度に分散していることが必要である。また、基本的にイオン性を有しない有機材料の中に最初に電荷が注入可能な電極材料が必要とされる。
【０１１７】
また、ヘテロ窒素原子は大気中加熱により熱劣化しやすく、着色の原因となる。例えば、特許文献２にはこのようなヘテロ窒素原子をポリイミドの主鎖共役骨格に導入する構造が提示されているが、その高分子としての繰り返し単位は長く、ホッピング伝導が実現しにくい上に、熱劣化による着色を伴う。
【０１１８】
発明者らは、これら有機材料の導電性に関するこれまでの知見より、液晶表示装置の配向膜に適度な導電性を付与しつつ、その他の特性を損なわない構造を見出した。
【０１１９】
本発明に係る液晶表示装置は、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、電極群に接続された複数のアクティブ素子と、一対の基板に配置された配向膜とを含む液晶表示装置であって、少なくとも一方の配向膜は、下記化学式（１）で示される化学構造のポリイミドを含むことを特徴とする液晶表示装置である。
【０１２０】
【化３】
2011100032.tif 000005
【０１２１】
ここで、Ｘは４価の有機基、Ａは２価の有機基を表す。更にＡは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基、いずれかの化学構造Ｄを有する。
【０１２２】
すなわち、Ｘは４価の有機基、Ａは２価の有機基を表す。更にＡは化学構造Ｄを有し、化学構造Ｄは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基である。
【０１２３】
ここでいう化学構造Ｄとは前述のように、残留電荷が効果的に除去されるために必要とされる前述の特徴１）〜３）を有する化学構造である。
【０１２４】
すなわち、配向膜として、上記化学式（１）で示される化学構造のポリイミドを含むことが表示画像の焼付きが防止され、透過率の高い液晶表示装置を提供するうえで有効である。
【０１２５】
ここでいう狭義の有機酸とは、有機酸のうち、カルボン酸（カルボキシル基）からなる有機酸のことを示す。例えば蟻酸ＨＣＯＯＨ、酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨ等である。
【０１２６】
また、狭義の有機酸以外の有機酸とは、リン酸、スルホン酸等の基からなる有機酸である。
【０１２７】
すなわち、Ａは化学構造Ｄを有し、化学構造Ｄは、カルボン酸を除く有機酸でありかつアニオン性の有機酸、またはカルボン酸を除く有機酸でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基であってもよい。
【０１２８】
また、化学式（１）における化学構造Ｄは、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、またはリン酸エステル基からなることは好適である。
【０１２９】
また、本発明に係る液晶表示装置は、ＩＰＳ方式における液晶表示装置においても好適に用いることが出来る。
【０１３０】
すなわち、本発明に係る液晶表示装置は、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、電極群に接続された複数のアクティブ素子を含み、電極群は共通電極および画素電極を含み、共通電極または画素電極上に中間層が形成されており、中間層上に配向膜が形成されている液晶表示装置であって、少なくとも一方の配向膜は、下記化学式（１）で示される化学構造のポリイミドを含むことを特徴とする液晶表示装置である。
【０１３１】
【化４】
2011100032.tif 000006
【０１３２】
ここで、Ｘは４価の有機基、Ａは２価の有機基を表す。更にＡは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基、いずれかの化学構造Ｄを有する。
【０１３３】
すなわち、Ｘは４価の有機基、Ａは２価の有機基を表す。更にＡは化学構造Ｄを有し、化学構造Ｄは、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基である。
【０１３４】
また、Ａは化学構造Ｄを有し、化学構造Ｄは、カルボン酸を除く有機酸でありかつアニオン性の有機酸、またはカルボン酸を除く有機酸でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基であってもよい。
【０１３５】
また、化学式（１）における化学構造Ｄは、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、またはリン酸エステル基からなることは好適である。
【０１３６】
また、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に備えられた配向膜の膜厚が共通電極または画素電極の膜厚より厚く形成されており、共通電極または画素電極の平坦化膜を兼ねていることは好適である。ところで、本発明に係る液晶表示装置に用いられる配向膜には、ポリイミド化する前駆体としてのポリアミド酸重合体が含まれていてもよい。かかる有機酸は、アルカリ処理等で意図的にアニオン化するとイオン性高分子の一種となるが、それでは前述のイオン性高分子に含まれる不純物が残留電荷によって電気泳動し、新たな表示むらの原因となる等の課題を生じさせてしまう。
【０１３７】
これら有機酸は通常は非イオン性状態であり導電性は発現しない。しかし、発明者らが検討した結果、通常の液晶表示素子の製造プロセスに含まれる残留水分によって、一部有機酸が局所的に電離し、極一部にイオン性を発生させることを見出した。
【０１３８】
その導電機構は完全には解明されていないが、局所的なイオン性状態のプロトンはある程度の大きさの空間を拡散泳動できる。このため、前述したようなヘテロ窒素原子を持つ共役系分子構造のような分子骨格に閉じ込められたカチオン状態に由来するホッピング伝導とは異なり、その分子骨格よりも広い範囲に導電状態をホッピングさせることができると考えられる。
【０１３９】
実際、種々の有機酸を検討した結果、酸解離定数ｐＫａが大きな狭義の有機酸よりも、より小さなｐＫａの狭義の有機酸以外の有機酸の方が導入する置換基に適していた。すなわち、酸解離定数ｐＫａが大きな狭義の有機酸では、通常の液晶表示素子の製造プロセス条件の中では、局所的な酸解離が発生しないため、導電性を得ることができないと考えられる。このような狭義の有機酸以外の有機酸となるべき酸解離定数ｐＫａの小さなアニオン性官能基には、リン酸基−ＯＰＯ２（ＯＨ）、スルホン酸基−ＯＳＯ２（ＯＨ）等、プロトン解離可能なアニオン性官能基であることが望ましい。また、酸解離定数ｐＫａがより小さいスルホン酸基−ＯＳＯ２（ＯＨ）がより望ましい。
【０１４０】
このような狭義の有機酸以外の有機酸は、そのアニオン性官能基が共役系分子骨格と直接化学結合していると、電子求引基として作用し、時として分子内電荷移動による光吸収の原因となる場合がある。
【０１４１】
このような場合においては、共役系を切断するような非共役系化学構造を介してアニオン性官能基が共役系分子骨格に化学結合していることが望ましい。
【０１４２】
すなわち本発明に係る液晶表示装置における、配向膜に含まれる化学式（１）における化学構造Ｄは非共役性の有機基と直接化学結合していることは好適である。
【０１４３】
化学式（１）における化学構造Ｄが直接化学結合している非共役性の有機基は例えばアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−）、アルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ−）等をあげることができる。
【０１４４】
また、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数１１以下のアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−）または炭素数１１以下のアルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは好適である。
【０１４５】
また、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数４以下のアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−）または炭素数４以下のアルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは更に好適である。
【０１４６】
また、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数２以下のアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−）または炭素数２以下のアルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは特に好適である。
【０１４７】
また、化学式（１）における化学構造Ｄはアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることとしてもよい。
【０１４８】
この場合、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数１１以下のアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは好適であり、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数４以下のアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは更に好適であり、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数２以下のアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは特に好適である。
【０１４９】
また、化学式（１）における化学構造Ｄはアルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることとしてもよい。
【０１５０】
この場合、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数１１以下のアルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは好適であり、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数４以下のアルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは更に好適であり、化学式（１）における化学構造Ｄは炭素数２以下のアルコキシ基（−ＯＣｎＨ２ｎ−）と直接化学結合していることは特に好適である。
【０１５１】
更に化学式（１）における化学構造Ｄは共役系を切断するような非共役系化学構造、例えばメチレン基（−ＣＨ２−）、エチレン基（−Ｃ２Ｈ４−）やメトキシ基（−ＯＣＨ２−）を介して、アニオン性官能基が共役系分子骨格に化学結合していることが望ましい。
【０１５２】
また、このような狭義の有機酸以外の有機酸を含むポリイミドと別の高分子との混合物を配向膜として用いることも可能である。
【０１５３】
すなわち本発明に係る液晶表示装置における配向膜は、化学式（１）における化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学式（１）における化学構造Ｄを含まない別のポリマとの混合物であってもよい。
【０１５４】
上記別のポリマとは、高透過率（可視光の吸収が少ない）、耐熱性、高被膜強度、液晶分子を配向させる機能（以下、配向能という）といった特性を有するものであれば好適に用いることができる。
【０１５５】
例えば、本発明に係る液晶表示装置における配向膜は、化学式（１）における化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学式（１）における化学構造Ｄを含まないポリイミド及び／又はポリアミド酸との混合物であってもよい。
【０１５６】
また、本発明に係る液晶表示装置における配向膜は、化学式（１）における化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学式（１）における化学構造Ｄを含まないポリアミド酸エステルとの混合物であってもよい。
【０１５７】
また、本発明に係る液晶表示装置における配向膜は、化学式（１）における化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学式（１）における化学構造Ｄを含まない別のポリマとの混合物であり、化学式（１）における化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学式（１）における化学構造Ｄを含まない別のポリマとの混合比率（化学構造Ｄを含むポリイミド：化学構造Ｄを含まない別のポリマ）は、１：９〜３：１であることは好適である。
【０１５８】
また、本発明に係る液晶表示装置における配向膜は、化学式（１）における化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学式（１）における化学構造Ｄを含まない別のポリイミドとの混合物であり、化学式（１）における化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学式（１）における化学構造Ｄを含まない別のポリイミドとの混合比率（化学構造Ｄを含むポリイミド：化学構造Ｄを含まない別のポリイミド）は、１：９〜３：１であることは好適である。
【０１５９】
特に複数のポリマを併用して配向膜を形成した場合、その高分子間の極性の差により、塗布前は均一な高分子溶液でありながら、塗布乾燥の過程で自然に相分離や自己組織化によって、例えば図５Ｃのように、当該有機酸の濃度分布を所望のものとすることも可能である。
【０１６０】
例えば導電性の高いポリイミドと非導電性（高配向性）ポリイミドとのブレンド配向膜を形成した場合、ガラス基板側から配向膜表面にかけて化学式（１）における化学構造Ｄのなだらかな分布を形成することも可能である。
【０１６１】
更には、当該配向膜内部に可視光線の波長よりも小さな平均粒径（直径）を有する空孔を形成することで光を散乱することなく配向膜の比誘電率を引き下げ、液晶表示素子のＴＦＴ回路の駆動ばらつきによる残留電荷そのものを配向膜表面に蓄積しにくくすることも可能である。
【０１６２】
この場合、光散乱を完全に抑制するためにはその空孔の平均粒径１００ｎｍ以下の空孔を含み、かつ配向膜自身の比誘電率が２．０以下の材料である。
【０１６３】
すなわち本発明に係る液晶表示装置の配向膜は内部に平均粒径１００ｎｍ以下の空孔を含み、かつ配向膜は比誘電率２．０以下の材料から形成してなることは好ましい。
【０１６４】
本発明に係る液晶表示装置の配向膜が内部に平均粒径１００ｎｍ以下の空孔を含み、かつ配向膜は非誘電率２．０以下である場合、表示画像の焼付きが防止され、透過率の高い液晶表示装置を提供することができる。
【０１６５】
このような配向膜内部に特定の化学構造の濃度分布や空孔構造等を有する場合、例えばその膜全体の比抵抗値によって膜を特徴づけるのは不十分である。例えば、膜全体で平均的に見ると比抵抗値１０１２Ωｃｍの低抵抗なポリイミドであっても、そのミクロ構造で見た場合には電気が流れるべき部分の比抵抗値はこれよりもはるかに小さすぎる場合もある。
【０１６６】
また、かかる特徴を有するポリイミド、あるいはイミド化する前のポリアミド酸またはポリアミド酸エステルを合成するためには、通常の芳香族ポリイミドの合成手続きによって得ることができる。例えばピロメリット酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンを有機溶媒中で反応させることで得ることができる。
【０１６７】
このうち、ポリアミド酸エステルをイミド化する前の前駆体として用いると、イミド化反応の逆過程の進行を抑制することができるという利点がある。
【０１６８】
あるいは、スルホン酸基の部分をエステル化した状態でポリアミド酸またはポリアミド酸エステルを合成することで、充分高分子量な前駆体を形成した後に、エステル解離反応させてからイミド化、あるいはイミド化させてからエステル解離反応させることも、分子量の大きなポリイミドを得る場合には有効である。
【０１６９】
特に、スルホン酸基を有するポリイミドについては、下記技術文献１に記載された方法を参考に合成することができる。
【０１７０】
技術文献１：Ｙ．Ｙｉｎ，Ｙ．Ｓｕｔｏ，Ｔ．Ｓａｋａｂｅ，Ｓ．Ｃｈｅｎ，Ｓ．Ｈａｙａｓｈｉ，Ｔ．Ｍｉｓｈｉｍａ，Ｏ．Ｙａｍａｄａ，Ｋ．Ｔａｎａｋａ，Ｈ．Ｋｉｔａ，ａｎｄ  Ｋ．Ｏｋａｍｏｔｏ：Ｗａｔｅｒ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ  ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ  ｍｅｍｂｒａｎｅｓ：Ｍａｃｒｏｍｏｌ＿３９（２００６）１１８９−１１９８
【０１７１】
また、本発明に係る液晶表示装置の配向膜はポリアミド酸エステルを前駆体として形成されたポリイミドを含むものでもよい。
【０１７２】
ポリアミド酸エステルは、例えば上記で示されるピロメリット酸二無水物等の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、ジエステルジカルボン酸クロリドを得た後、これに例えば上記で示されるｐ−フェニレンジアミン等のジアミンを反応、重縮合させることによって得ることが出来る。
【０１７３】
本発明のポリイミドを含む配向膜を各種基板上に塗布する方法は、通常のポリイミド配向膜形成方法を用いることができる。
【０１７４】
例えば、所定の溶媒にポリイミド樹脂、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸、ポリアミド酸エステル等を少なくとも一種以上溶かした溶液（配向膜ワニス）をスピンコート法で塗布し、所定の条件で加熱して溶媒を気化しイミド化反応を進行させることで薄膜化できる。
【０１７５】
その後、上記形成された薄膜に各種配向化処理を施した。例えば柔毛布による物理的摩擦でラビング処理、又は配向膜材料が光反応性基を有する場合には紫外線を照射すること（光配向処理）等によって、ポリイミド薄膜表面に配向化処理を施した。前記処理によって、液晶表示素子の配向膜としての機能（液晶配向能）を発現させることができる。
【０１７６】
すなわち、本発明に係る液晶表示装置の配向膜は光配向処理によって液晶配向能が付与されていることが好ましい。
【０１７７】
すなわち、配向膜は光反応性基を有し、紫外線を照射されることによって液晶配向能が付与されていることは好ましい。
【０１７８】
また光反応性基とは、光が照射されることで容易に分解し最寄りの分子と共有結合を形成する性質を持つ官能基である。光反応性基の具体的な例として、アクリル基、メタクリル基、マレイミド基、オキセタン基、ビニルエーテル基等をあげる事ができる。
【０１７９】
また、配向膜を形成する化合物にシクロブタン構造を有する場合、紫外線が照射されることによって、マレイミド基を形成する。よって、配向膜を形成する化合物はシクロブタン構造を有し、光配向処理によって液晶配向能が付与されていてもよい。
【０１８０】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の配向膜は光反応性基を有する。配向膜が紫外線に照射されることによって光反応性基が全部反応した場合、光反応性基は配向膜中に残っていなくてもよい。
【０１８１】
上記に示された光反応性基は、単に一例を示すものであってこれらの官能基に限定されるものではない。
【０１８２】
また、本発明に係る液晶表示装置の配向膜はラビング処理によって液晶配向能が付与されていることが好ましい。
【０１８３】
前述のような、配向膜の液晶配向能が付与された領域は前記配向膜表面から２０ｎｍまでの範囲にあることが好ましい。２０ｎｍよりも深い領域まで液晶配向能を与える構造を持つことで、該配向膜全体の機械的強度が低下する問題がある。
【０１８４】
例えば、配向膜の液晶配向能が付与された領域は前記配向膜表面から２０ｎｍまでの範囲にあり、２０ｎｍよりも深い領域には液晶配向能が付与されていなくてもよい。
【０１８５】
かかる配向膜自身の機械的強度の低下は長期間にわたり液晶表示素子を駆動させた場合、初期の配向膜表面の配向方向を徐々に消失させ、液晶配向能の低下として表示特性を劣化させる。このような表示劣化を防止するために、該配向膜が液晶配向能を付与された後に化学的に架橋させることで、その機械的強度を増加させることは表示劣化を防止にとって有効である。
【０１８６】
さらに、配向膜に液晶配向能が付与された後に、配向膜を形成する化合物同士が架橋してなることは好適である。
【０１８７】
すなわち、液晶配向能が付与された後の配向膜は架橋性基を有し、架橋処理が施されることは好適である。配向膜に液晶配向能が付与された後に、架橋処理が施されることは、配向膜の硬度を高める効果を有する。
【０１８８】
例えば、前述の紫外線を照射されることによって液晶配向能が付与されている場合において、化学式（１）に示されるＸがシクロブタン基を有する場合、紫外線の照射によってシクロブタン基は開裂しマレイミド基を生成する。配向膜を形成する化合物同士はマレイミド基を介して架橋を行うこととなる。
【０１８９】
例えば化学式（１）に示される化合物中にエポキシ基等の熱反応性基を含むことによって、配向膜を形成する化合物同士はエポキシ基を介して架橋を行うこととなる。
【０１９０】
さらに、本発明に係る液晶表示装置において、配向膜の表示領域に対する被覆率が５０％以上であることを特徴としている。
【０１９１】
すなわち、液晶表示装置の表示領域に対して、配向膜の被覆率が５０％以上であるとき効果的に表示画像の焼付きが防止される。
【０１９２】
また、配向膜の表示領域に対する被覆率が６０％以上であることは好適であり、配向膜の表示領域に対する被覆率が７５％以上であることは更に好適である。
【０１９３】
以下、実施例を用いて本発明に関し詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１９４】
［実施例１］
最初に、配向膜として、下記化学式（１）で示される化学構造のポリイミドを各種合成した。
【０１９５】
【化５】
2011100032.tif 000007
【０１９６】
上記化学式（１）で示される化学構造中のＸは下記化学式（Ｘ−１）、（Ｘ−２）で示される二種である。
【０１９７】
【化６】
2011100032.tif 000008
【０１９８】
ポリイミドの合成において、ピロメリット酸を原料として用いた場合に上記化学構造を含むポリイミドを形成することができる。
【０１９９】
【化７】
2011100032.tif 000009
【０２００】
ポリイミドの合成において、シクロブタンテトラカルボン酸を原料として用いた場合に上記化学構造を含むポリイミドを形成することができる。
【０２０１】
また、上記化学式（１）で示される化学構造中のＡは下記化学式（Ａ−１）乃至（Ａ−５）で示される五種である。
【０２０２】
【化８】
2011100032.tif 000010
【０２０３】
ポリイミドの合成において、１，４−フェニレンジアミンを原料として用いた場合に上記化学構造を含むポリイミドを形成することができる。
【０２０４】
【化９】
2011100032.tif 000011
【０２０５】
ポリイミドの合成において、２，５−ジアミノフェニルカルボン酸を原料として用いた場合に上記化学構造を含むポリイミドを形成することができる。
【０２０６】
【化１０】
2011100032.tif 000012
【０２０７】
ポリイミドの合成において、２，５−ジアミノフェニルリン酸を原料として用いた場合に上記化学構造を含むポリイミドを形成することができる。
【０２０８】
【化１１】
2011100032.tif 000013
【０２０９】
ポリイミドの合成において、２，５−ジアミノフェニルスルホン酸を原料として用いた場合に上記化学構造を含むポリイミドを形成することができる。
【０２１０】
【化１２】
2011100032.tif 000014
【０２１１】
ポリイミドの合成において、４，４´−ジアミノフェニルアミンを原料として用いた場合に上記化学構造を含むポリイミドを形成することができる。
【０２１２】
上記ＸおよびＡの化学構造を組み合わせた１０種のポリイミドを所定の合成方法によってイミド化前の前駆体ポリアミド酸を合成した。
【０２１３】
ベースとなるポリイミドはＰ−１−１（上記化学式（Ｘ−１）および（Ａ−１）が１：１（モル比）で合成されるポリマ）、Ｐ−１−２（上記化学式（Ｘ−２）および（Ａ−１）が１：１（モル比）で合成されるポリマ）とした。
【０２１４】
その他のポリマは、上記化合物（Ｘ−１）または（Ｘ−２）の成分と、上記化合物（Ａ−１）乃至（Ａ−５）から選ばれる成分（以下Ａ成分という）とを１：１（モル比）で合成された。
【０２１５】
そのうちＡ成分（ジアミン骨格を有する化合物）のモル比率を化合物（Ａ−１）：化合物（Ａ−ｎ、ｎ＝２〜５）＝３:１として各ポリマが合成された。得られたポリマの分子量はＧＰＣ法により測定され、スチレン換算の数平均分子量が求められた。
【０２１６】
得られたポリアミド酸はＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、およびブチルセロソルブ（ＢＣ）の混合溶媒に溶解され、配向膜ワニスが調製された。
【０２１７】
次に、配向膜自身の物性評価用試料を以下の手順で作製した。基板には合成石英（光学物性評価用）、ＩＴＯ透明電極付ガラス基板（電気物性評価用）を用い、事前に洗浄、ＵＶ／Ｏ３照射した。これにスピンコートで前記配向膜ワニスをスピン塗布し、直ちに８０℃、１分間仮乾燥させた後、２３０℃、１時間、イミド化焼成した。
【０２１８】
ここで、ワニスの濃度とスピンコートの回転数は、このイミド化焼成後、膜厚２００ｎｍ程度となる条件を選んだ。
【０２１９】
次に、Ｘ＝Ｘ１のポリマについてはラビング配向処理（レーヨン製ラビング布、回転数１５００ｒｐｍ、送り速度３２．５ｍｍ／ｍｉn、切り込み０．４ｍｍ）を室温大気中で施した。また、Ｘ＝Ｘ２のポリマについては光配向処理（基板面に対して垂直入射の偏光紫外線照射、低圧水銀光源で波長２３０〜３００ｎｍの光を選択照射、照射時基板温度２００℃、照射エネルギ２Ｊ）を行った。更に、電気物性評価用の配向膜には、この上にメタルマスクを介してＣｒ−Ａｌ合金をパターニングスパッタした。
【０２２０】
配向膜の光学物性は以下の手順で評価された。作製された光学物性評価用試料は紫外可視分光光度計を用いて、波長２００〜７５０ｎｍの範囲で配向膜の透過率が測定された。
【０２２１】
ポリイミド配向膜は紫外線領域に主な吸収ピークがあり、その吸収端が可視領域まで尾を引き、可視部分には目立った吸収ピークがないため、特に波長３８０〜４００ｎｍの平均値をもって、その配向膜の透過率（％）とした。
【０２２２】
また、配向膜の電気特性は以下の手順で評価された。作製された電気物性評価用試料はピコアンペアメータを用いて０〜１０Ｖの範囲で電流が測定され、主に１Ｖ以上での安定領域での電圧−電流の関係と膜厚から、比抵抗値が求められた。
【０２２３】
表１はこれら配向膜の物性をまとめた表である。化学構造Ａの部分に極性基がある方が膜の比抵抗値は減少し、電気が流れやすくなることが期待できる。
【０２２４】
【表１】
2011100032.tif 000015
【０２２５】
そのうち、化学構造Ａにアニオン系のカルボン酸、リン酸、スルホン酸がついたものを比較すると、その置換基の極性が高い程、低抵抗化の度合いが大きい。また、化学構造Ａにカチオン系のジフェニルアミンが入ったものはやや抵抗が下がるが、同時に透過率が７０％台に低下した。
【０２２６】
次に、本発明の配向膜を用いた液晶表示装置作製と画質評価を以下の手順で行った。
【０２２７】
まず、通常の製造プロセスにおいて、配向膜材料を本発明の配向膜材料を採用する以外は同一のプロセスにて製造する。
【０２２８】
例えば、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の代表的な製造方法の場合、事前に配向処理まで終えたアクティブマトリクス基板６と対向基板７とを貼り合わせて液晶材料を封入してセル組みするが、この時、アクティブマトリクス基板６の配向膜６０６の初期配向方向と、対向基板７の配向膜７０５の初期配向方向とは、互いにほぼ並行になるようにしておく。
【０２２９】
また、封入する液晶材料は、例えば、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℃、比抵抗値が１×１０＋１３Ωｃｍのネマティック液晶組成物Ａを用いる。
【０２３０】
またこのとき、アクティブマトリクス基板６と対向基板７は、液晶層１１ａの厚み（セルギャップ）が柱状スペーサ１０の高さとほぼ同じ値、例えば、４．２μｍになるように貼り合わせる。このような条件で製造された液晶表示パネル１のリタデーション（Δｎ・ｄ）は、約０．３１μｍである。
【０２３１】
リタデーション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。アクティブマトリクス基板６と対向基板７とを貼り合わせて液晶材料を封入したら、例えば、ガラス基板６０１、７０１の外周の不要な部分（余白部分）を切断除去し、偏光板９ａ，９ｂを貼り合わせる。
【０２３２】
偏光板９ａ，９ｂを貼り合わせるときには、一方の偏光板の偏光透過軸をアクティブマトリクス基板６の配向膜６０６および対向基板７の配向膜７０５の初期配向方向とほぼ平行とし、他方の偏光板の偏光透過軸をそれに直交するようにする。
【０２３３】
その後、第一の駆動回路２、第二の駆動回路３、制御回路４、バックライト５などを接続してモジュール化すると、実施例１の液晶表示パネル１を有する液晶表示装置が得られる。
【０２３４】
なお、実施例１の液晶表示パネル１は、画素電極ＰＸと共通電極ＣＴとの電位差が小さい場合は暗表示（低輝度表示）になり、画素電極ＰＸと共通電極ＣＴとの電位差が大きい場合は明表示（高輝度表示）になるノーマリークローズ特性にしている。他の方式の液晶表示装置の場合も、それぞれの方式での通常の製造を行い、暗表示と明表示が可能な状態にする。
【０２３５】
これら液晶表示装置に対して、以下の手順で焼付き試験を行った。すなわち、液晶表示装置に白黒のウィンドウパターンを所定時間連続表示後、直ちに全画面中間調のグレーレベルの表示電圧に切替え、ウィンドウパターン（焼付き、残像ともいう）が消失する時間を計測する。
【０２３６】
配向膜表面に残留電荷が発生せず、良好な配向膜表面状態を維持できていれば、直ちに全画面がグレーレベルの表示となるが、明表示部分に発生した残留電荷のためにその部分に実効的に作用する表示電圧が、この時初めて電圧印加される暗表示部分と異なるためにわずかな輝度差（残像）として現われる。
【０２３７】
この表示状態を保持し、残留電荷が消失して全画面均一な表示になるまでの時間を焼付き時間として計測した。連続表示時間には１、１０、１００時間の３つを選び、連続表示後の焼付き時間をそれぞれｔ１、t１０、t１００とした。
【０２３８】
表２（ａ）、表２（ｂ）に、表１に示した配向膜を図２のＩＰＳ方式の液晶表示素子に用いた場合の焼付き時間を示す。いずれのポリマでも、連続表示時間が長くなる程、焼付き時間も長くなる傾向にある。このうち、表２（ａ）のような配向膜（ラビング配向処理）した場合、表１に示したような配向膜の比抵抗値が小さいもの程、残像時間が短くなる傾向が見える。
【０２３９】
【表２（ａ）】
2011100032.tif 000016
表２（ｂ）のような配向膜（光配向処理）した場合も同様の傾向が見られるが、全般的に（ａ）よりは焼付き時間が長い。
【０２４０】
【表２（ｂ）】
2011100032.tif 000017
【０２４１】
以上のように、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、化学構造Ａに狭義の有機酸以外であってかつアニオン性の有機酸が結合している配向膜では、透明性を損なうことなく、液晶表示装置の残像時間を短くする効果があることがわかった。
【０２４２】
［実施例２］
次に、実施例１で示した配向膜材料を用いて、図３に示したＦＦＳ方式の液晶表示素子を作製し、その焼付き時間を評価した結果について説明する。
【０２４３】
ＦＦＳ方式はその素子構造がＩＰＳ方式に似た点があり、上下の下地基板の片側にのみ画素電極ＰＸと共通電極ＣＴが形成されており、液晶はその間の電場の有無に応じて、面内で回転する。従って、電場が印加されていない初期の配向状態もＩＰＳ方式と同様であり、その配向膜６０６（及び７０５）に施すべき配向方向同様にすればよく、用いる液晶も、誘電異方性Δεが正のものを使うことができる。
【０２４４】
【表３（ａ）】
2011100032.tif 000018
【０２４５】
【表３（ｂ）】
2011100032.tif 000019
【０２４６】
表３（ａ）、表３（ｂ）には、実施例１と同じ配向膜材料をＦＦＳ方式の液晶表示素子に用いた時の、焼付き時間をまとめて示した。実施例１の場合と同様に、ラビング配向処理した場合（表３（ａ））と光配向処理した場合（表３（ｂ））共に、配向膜の比抵抗値が小さい程、焼付き時間が短くなる傾向が見られた。
【０２４７】
以上のように、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、化学構造Ａに狭義の有機酸以外であってかつアニオン性の有機酸が結合している配向膜では、透明性を損なうことなく、液晶表示装置の残像時間を短くする効果があることがわかった。
【０２４８】
［実施例３］
次に、実施例１で示した配向膜材料を用いて、図４に示したＶＡ方式の液晶表示素子を作製し、その焼付き時間を評価した結果について説明する。
【０２４９】
ＶＡ方式はＩＰＳ方式やＦＦＳ方式とは異なり、上下の下地基板に画素電極ＰＸと共通電極ＣＴが形成されており、誘電異方性Δεが負であるＶＡ方式用の液晶材料が用いられ、電場が印加されていない初期の配向状態は液晶分子が基板面に対してほぼ垂直となるように配向処理されねばならない。
【０２５０】
このため、通常のラビングを用いることが困難である。ここでは、技術文献２を参考に、ポリマＰ−１−２、Ｐ−１−４、Ｐ−１−６、Ｐ−１−８、Ｐ−１−１０を配向膜材料に用いて、斜め方向から偏光紫外線照射した光配向処理を行った。
【０２５１】
技術文献２：Ｐ．Ｇａｓｓ，Ｈ．Ｓｔｅｖｅｎｓｏｎ，Ｒ．Ｂａｙ，Ｈ．Ｗａｌｔｏｎ，Ｎ．Ｓｍｉｔｈ，Ｓ．Ｔｅｒａｓｈｉｔａ，ａｎｄ  Ｍ．Ｔｉｌｌｉｎ：垂直配向ＬＣＤ用パターン化光配向：シャープ技報第８５号（２００３）２４−２９
【０２５２】
【表４】
2011100032.tif 000020
【０２５３】
表４には、その評価した焼付き時間をまとめて示した。実施例１と比べると全般的に焼付き時間は長くなってしまったが、ラビング配向処理した場合（表３（ａ））と光配向処理した場合（表３（ｂ））共に、配向膜の比抵抗値が小さい程、焼付き時間が短くなる傾向が見られた。
【０２５４】
以上のように、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、化学構造Ａに狭義の有機酸以外であってかつアニオン性の有機酸が結合している配向膜では、透明性を損なうことなく、液晶表示装置の残像時間を短くする効果があることがわかった。
【０２５５】
［実施例４］
次に、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸エステル基が化学構造Ａに結合した配向膜材料を用いて、実施例１と同様の検討を行った結果について説明する。
【０２５６】
すなわち本実施例は、化学式（１）における二価の有機基Ａが、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基を有することを特徴とする液晶表示装置である場合を示す。
【０２５７】
ここで用いる配向膜材料は化学式（１）で示され、化学構造Ｘには実施例１と同じ（Ｘ−１）、（Ｘ−２）を用いた。また、Ａには、（Ａ−２Ｅ）〜（Ａ−４Ｅ）で示される酸のエステル体を用いた。
【０２５８】
【化１３】
2011100032.tif 000021
【０２５９】
前記化学式（Ａ−２）に含まれるカルボキシル基と、メタノールとがエステルを形成したものであり、（Ａ−２）の酢酸エステル体である。
【０２６０】
【化１４】
2011100032.tif 000022
【０２６１】
前記化学式（Ａ−３）に含まれるリン酸基と、メタノールとがエステルを形成したものであり、（Ａ−３）のリン酸エステル体である。
【０２６２】
【化１５】
2011100032.tif 000023
【０２６３】
前記化学式（Ａ−４）に含まれるスルホ基と、メタノールとがエステルを形成したものであり、（Ａ−４）の硫酸エステル体である。
【０２６４】
【表５】
2011100032.tif 000024
【０２６５】
表５には、これら配向膜材料の主な物性をまとめて示す。比較のため、ポリマＰ−１−１、Ｐ−１−２の値も同時に示した。これらは分子量１２，０００〜１６，０００のポリマとなっており、いずれも８０％以上の透過率がある。
【０２６６】
しかしながら、比抵抗値はポリマＰ−１−１，Ｐ−１−２とほとんど変わらず、最も極性が大きいと考えられるＡ成分として（Ａ−４Ｅ）が用いられたポリマＰ−４−７、Ｐ−４−８のみ、やや比抵抗値が下がっている。
【０２６７】
【表６（ａ）】
2011100032.tif 000025
【０２６８】
【表６（ｂ）】
2011100032.tif 000026
【０２６９】
表６（ａ）、表６（ｂ）には、表５に示した配向膜を図２のＩＰＳ方式の液晶表示素子に用いた場合の焼付き時間を示した。いずれのポリマでも、連続表示時間が長くなる程、焼付き時間も長くなる傾向にある等、実施例１で述べたのと類似の傾向がある。
【０２７０】
しかしながら、材料種で見ると、比較のためのポリマＰ−１−１、Ｐ−１−２の値と比べるとほとんど焼付き時間は変わらず、Ａ成分として（Ａ−４Ｅ）が用いられたポリマＰ−４−７、Ｐ−４−８のみ、焼付き時間がやや短くなった程度である。
【０２７１】
以上のように、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸エステル基が化学構造Ａに結合した配向膜では、かなり極性が強いものの場合には透明性を損なうことなく、液晶表示装置の残像時間を短くする効果があることがわかった。
【０２７２】
［実施例５］
次に、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸骨格が非共役結合で化学構造Ａに結合した配向膜材料を用いて、実施例１と同様の検討を行った結果について説明する。
【０２７３】
すなわち本実施例は、狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸、または狭義の有機酸以外でありかつアニオン性の有機酸の酸エステル基、いずれかの化学構造が非共役性の有機基と直接化学結合していることを特徴とする液晶表示装置である場合を示す。
【０２７４】
実施例１に示した化学構造（Ａ−４）に代えて、スルホン酸基が直接フェニル環に結合しているものから、以下のごとく、スルホン酸基がメチレン鎖を介して結合した化学構造のものが用いられている。Ｘについては、実施例１同様に、Ｘ＝（Ｘ−１）、（Ｘ−２）の２つを用いた。その他は実施例１と同様である。
【０２７５】
【化１６】
2011100032.tif 000027
【０２７６】
【化１７】
2011100032.tif 000028
【０２７７】
【表７】
2011100032.tif 000029
【０２７８】
表７には、得られたポリマＰ−５−１，Ｐ−５−２，Ｐ−５−３、Ｐ−５−４の配向膜の物性が示されている。比較のため、スルホン酸が結合していないポリマＰ−１−１，Ｐ−１−２と、スルホン酸が直接フェニル環に結合したポリマＰ−１−７、Ｐ−１−８も併せて示されている。
【０２７９】
その結果、スルホン酸とフェニル環の間にメチレン鎖が介在することで共役系が切れて、ポリマＰ−５−１、Ｐ−５−２と同程度にまで薄膜の透明性が向上している。
【０２８０】
その一方で、薄膜の比抵抗値はポリマＰ−１−７、Ｐ−１−８とほとんど変わらず、低抵抗性を維持している。
【０２８１】
【表８（ａ）】
2011100032.tif 000030
【０２８２】
【表８（ｂ）】
2011100032.tif 000031
【０２８３】
表８（ａ）、表８（ｂ）にはこれら配向膜を実施例１と同様のＩＰＳ方式の液晶表示素子に用いた時の焼付き時間を示した（この内（ａ）はラビング配向、（ｂ）は光配向処理である）。今回のポリマはポリマＰ−１−７、Ｐ−１−８と同程度の短い焼付き時間であることがわかった。
【０２８４】
以上のように、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸が非共役結合で化学構造Ａに結合した配向膜でも、透明性を損なうことなく、液晶表示装置の残像時間を短くする効果があることがわかった。
【０２８５】
［実施例６］
次に、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸骨格の比率の異なる化学構造Ａを含む配向膜材料について検討した結果を示す。
【０２８６】
実施例１ではＡ成分（ジアミン骨格を有する化合物）のモル比率を化合物（Ａ−１）：化合物（Ａ−ｎ、ｎ＝２〜５）＝３:１、すなわち（Ａ−ｎ）／｛(Ａ−１)＋（Ａ−ｎ)｝＝２５モル％としてポリマが合成された。
【０２８７】
ここでは、最も極性の高い置換基のスルホン酸基（ｎ＝４）に着目し、その（Ａ−４）／｛(Ａ−１)＋（Ａ−４)｝の比率を５０、７５、１００モル％と増加させた時の特性を実施例１と同様に評価した。
【０２８８】
【表９】
2011100032.tif 000032
【０２８９】
表９には、得られたポリマの薄膜物性をまとめて示した。スルホン酸基の比率が高くなるにつれて、薄膜の比抵抗値は減少していくが、透明性も低下していく。
【０２９０】
【表１０（ａ）】
2011100032.tif 000033
【０２９１】
【表１０（ｂ）】
2011100032.tif 000034
【０２９２】
表１０（ａ）、表１０（ｂ）には、得られたポリマのＩＰＳ方式の液晶表示素子としての焼付き時間を示した。化合物（Ａ−４）のモル比率が２５%から５０%に増加すると、焼付き時間は更に短くなったが、７５%に増加するとかえって焼付き時間が長くなった。
【０２９３】
１００％では膜の極性が高すぎてうまく配向膜を塗布形成できないためか、安定的に連続表示させることができなかったため、焼付き時間を求めることが困難であった。
【０２９４】
以上のように、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸が化学構造Ａに結合した配向膜で、その有機酸の比率を変えると、透明性や比抵抗値が変化するが、一概に比抵抗値が小さい配向膜程、焼付き時間が短いとはいえず、かつ透明性を損なう場合もあることがあることがわかった。
【０２９５】
［実施例７］
次に、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸が化学構造Ａに結合したポリイミドと、それ以外のポリマとを混合したものを配向膜に用いた場合の結果について説明する。
【０２９６】
すなわち本実施例は、液晶表示装置の配向膜が、化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学構造Ｄを含まない別のポリマとの混合物である場合を示す。
【０２９７】
狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸が化学構造Ａに結合したポリイミドとして、実施例６に示したポリマＰ−６−１、Ｐ−６−２を選び、それ以外のポリマとして実施例１に示したポリマＰ−１−１、Ｐ−１−２を選んだ。ラビング処理による配向膜ブレンドとしてＰ−１−１、Ｐ−６−１を、光配向処理による配向膜ブレンドとしてＰ−１−２とP-Ｐ−６−２を選び、それぞれＰ−６−１（またはＰ−６−２）のモル比率を０％（Ｐ−１−１、Ｐ−１−２）、２５％（Ｐ−７−１、Ｐ−７−２）、５０％（Ｐ−７−３、Ｐ−７−４）、７５％（Ｐ−７−５、Ｐ−７−６）、１００％（Ｐ−６−１、Ｐ−６−２）と変えたものを調製し、それらを配向膜として実施例１の手法で試料作製した。
【０２９８】
【表１１】
2011100032.tif 000035
【０２９９】
表１１には、得られた配向膜の薄膜物性をまとめて示した。これを見ると、配向膜ブレンドの透過率や比抵抗値は、それぞれの配合成分単独膜の中間的な値となっている。
【０３００】
【表１２（ａ）】
2011100032.tif 000036
【０３０１】
【表１２（ｂ）】
2011100032.tif 000037
【０３０２】
表１２には、これら配向膜を用いたＩＰＳ方式の液晶表示素子としての焼付き時間を示した。これらブレンドポリマの焼付き時間はそれぞれの配合成分単独膜の中間的な値となっている。
【０３０３】
これらの膜中のスルホン酸の硫黄元素Ｓに着目し、膜表面側からスパッタＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、二次イオン質量分析）法により、その組成分布を見たところ、膜Ｐ−６−１、Ｐ−６−２では図５Ｂのごとく一様な分布となったが、膜Ｐ−７−１、Ｐ−７−２、Ｐ−７−３、Ｐ−７−４、Ｐ−７−５、Ｐ−７−６では図５Ｃのごとく、膜表面程、硫黄元素Ｓが低濃度に分布していることがわかった。
【０３０４】
以上のことから、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸が化学構造Ａに結合したポリイミドと、それ以外のポリマとを混合したものを配向膜に用いた場合にも、透明性を損なうことなく、焼付き時間を低減することができることがわかった。
【０３０５】
［実施例８］
次に、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸が化学構造Ａに結合したポリイミドと、それ以外のポリマとして、実施例７以外のポリマとを混合したものを配向膜に用いた場合の結果について説明する。
【０３０６】
すなわち本実施例は、液晶表示装置の配向膜が、化学構造Ｄを含むポリイミドと、化学構造Ｄを含まない別のポリマとの混合物である場合を示す。
【０３０７】
ここで、Ｘ＝（Ｘ−１）、（Ｘ−２）は同じとし、Ａには下記構造（Ａ−８）のものを用いた。
【０３０８】
【化１８】
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【０３０９】
Ｘ＝Ｘ１とＡ＝Ａ８のポリマをＰ−８−１、Ｘ＝Ｘ２とＡ＝Ａ８のポリマをＰ−８−２とした。得られたポリマの分子量はそれぞれ２１，０００、２０，０００であった。
【０３１０】
【表１３】
2011100032.tif 000039
【０３１１】
表１３には、得られた配向膜の薄膜物性をまとめて示した。これを見ると、配向膜ブレンドの透過率や比抵抗値は、それぞれの配合成分単独膜の中間的な値となっている。
【０３１２】
但し、実施例７と比べると、Ｐ−８−１（及びＰ−８−２）がＰ−１−１（及びＰ−１−２）よりもやや高抵抗で透明性が高い分、値が変化している。
【０３１３】
【表１４（ａ）】
2011100032.tif 000040
【０３１４】
【表１４（ｂ）】
2011100032.tif 000041
【０３１５】
表１４（ａ）、表１４（ｂ）には、これら配向膜を用いたＩＰＳ方式の液晶表示素子としての焼付き時間を示した。これらブレンドポリマの焼付き時間はそれぞれの配合成分単独膜の中間的な値となっている。実施例７と比べると、配合成分単独膜よりも特性が改善している組成比も見られる。
【０３１６】
これらの膜中のスルホン酸の硫黄元素Ｓに着目し、膜表面側からスパッタＳＩＭＳ法により、その組成分布を見たところ、膜Ｐ−８−３、Ｐ−８−４、Ｐ−８−５、Ｐ−８−６、Ｐ−８−７、Ｐ−８−８では図５Ｃのごとく、膜表面程、硫黄元素Ｓが低濃度に分布していることがわかった。
【０３１７】
以上のことから、化学式（１）で示される化学構造のポリイミドで、狭義の有機酸以外のアニオン性の有機酸が化学構造Ａに結合したポリイミドと、それ以外のポリマとを混合したものを配向膜に用いた場合にも、透明性を損なうことなく、焼付き時間を低減することができることがわかった。
【符号の説明】
【０３１８】
１  液晶表示パネル、２  第一の駆動回路、３  第二の駆動回路、４  制御回路、５  バックライト、６  アクティブマトリクス基板、７  対向基板、６０１  ガラス基板、６０２  第一の絶縁層、６０３  （ＴＦＴ素子の）半導体層、６０４  第二の絶縁層、６０５  第三の絶縁層、６０６  配向膜、６０７  ソース電極、６０８  導電層、６０９  突起形成部材、７  対向基板、７０１  ガラス基板、７０２  ブラックマトリクス、７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂ  カラーフィルタ、７０４  オーバーコート層、７０５  配向膜、８  シール材、９ａ，９ｂ  偏光板、１０  柱状スペーサ、１１ａ  液晶層、１１ｂ  液晶分子、１２  電界（電気力線）、ＧＬ  走査信号線、ＤＬ  映像信号線、Ｔｒ  ＴＦＴ素子、ＰＸ  画素電極、ＣＴ  共通電極、ＣＬ  共通化配線、ＤＡ  表示領域。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2011100032.tif 000045
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
2011100032.tif 000049
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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