(57)【要約】【課題】  残像と膜強度を最適化するための光配向剤、光配向膜、液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１の基板と、第１の基板上に位置する薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに接続される第１の電極と、第１の電極上に位置する第１の配向膜とを含み、第１の配向膜は、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）およびシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体のうちの少なくとも１つとジアミンとの共重合体、およびアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−、ｎは自然数）を含む架橋剤を含み、共重合体は、ポリイミドを含む。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板上に位置する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに接続される第１の電極と、
前記第１の電極上に位置する第１の配向膜とを含み、
前記第１の配向膜は、シクロブタン二無水物およびシクロブタン二無水物誘導体のうちの少なくとも１つとジアミンとの共重合体、およびアルキレン基を含む架橋剤を含み、
前記共重合体は、ポリイミドを含む液晶表示装置。
【請求項２】
前記架橋剤は、下記化学式１、化学式２、化学式３、および化学式４で示す化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含む請求項１に記載の液晶表示装置。
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【請求項３】
前記架橋剤は、下記化学式５で示す化合物を含む請求項２に記載の液晶表示装置。
【化５】
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【請求項４】
前記架橋剤は、下記化学式６で示す化合物を含む請求項３に記載の液晶表示装置。
【化６】
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【請求項５】
前記共重合体は、下記化学式１０および下記化学式１１で示す繰り返し単位のうちの少なくとも１つを含む請求項４に記載の液晶表示装置。
【化７】
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【化８】
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（前記化学式１１において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ独立した水素、ハロゲン、またはアルキル基であり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうちの少なくとも１つは水素ではない）
【請求項６】
前記第１の基板上に位置する第２の電極をさらに含み、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に絶縁膜が位置する請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の電極は、複数の枝電極を含み、前記第２の電極は、面形状を有する請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の枝電極は、前記面形状の第２の電極と重なる請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記薄膜トランジスタと前記第２の電極との間に位置する保護膜をさらに含み、前記保護膜と前記絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタと前記第１の電極とが接続される請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１の基板に対向する第２の基板と、
前記第１の基板に向かう前記第２の基板の面に位置する第２の配向膜と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置し、液晶分子を含む液晶層とをさらに含み、
前記第２の配向膜は、前記第１の配向膜と同じ物質で形成される請求項９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】
液晶素子が画像を表示するためには、つまり、液晶を透明導電ガラス膜の間で外部電場によってスイッチするためには、液晶と透明導電ガラスとの間の界面で、液晶を一定方向に配向させなければならない。液晶配向の均一性は、液晶表示装置の画質を決定する重要な要素である。
【０００３】
液晶を配向させる従来の方法として、ガラスなどの基板にポリイミドのような高分子膜を塗布し、この表面をナイロンやポリエステルのような繊維で一定方向に擦るラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）方法がある。しかし、ラビング方法は、繊維質と高分子膜とが摩擦する時、微粒子や静電放電が発生し、これらは液晶パネルの製造時に深刻な問題を引き起こすことがある。
【０００４】
前記問題を解決するために、光照射によって高分子膜に異方性（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を誘導し、これを利用して液晶を配列しようとする光配向法が研究されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、残像と膜強度を最適化するための光配向剤、光配向膜、液晶表示装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る光配向剤は、（ａ）シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）およびシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体のうちの少なくとも１つとジアミンとの共重合体、および（ｂ）アルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−、ｎは自然数）を含む架橋剤を含む。
【０００７】
架橋剤は、下記化学式１、化学式２、化学式３、および化学式４で示す化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含んでもよい。
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【０００８】
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【０００９】
架橋剤は、下記化学式５で示す化合物を含んでもよい。
【化５】
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【００１０】
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【００１１】
架橋剤は、下記化学式６で示す化合物を含んでもよい。
【化６】
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【００１２】
架橋剤は、光配向剤の全体含有量の３重量％以上１０重量％以下で含まれてもよい。
【００１３】
ジアミンは、下記化学式７で示す化合物を含んでもよい。
【化７】
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【００１４】
シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）は、下記化学式８で示す化合物を含み、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体は、下記化学式９で示す化合物を含んでもよい。
【化８】
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【化９】
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【００１５】
前記化学式９において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ独立した水素、ハロゲン、またはアルキル基であり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうちの少なくとも１つは水素ではない。
【００１６】
共重合体は、ポリアミック酸を含んでもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る光配向膜は、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）およびシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体のうちの少なくとも１つとジアミンとの共重合体、およびアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−、ｎは自然数）を含む架橋剤を含み、その共重合体はポリイミドを含む。架橋剤は、下記化学式１、化学式２、化学式３、および化学式４で示す化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含んでもよい。
【化１０】
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【化１１】
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【化１２】
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【化１３】
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【００１８】
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【００１９】
架橋剤は、下記化学式５で示す化合物を含んでもよい。
【化１４】
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【００２０】
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【化１５】
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【００２１】
架橋剤は、光配向剤の全体含有量の３重量％以上１０重量％以下で含まれてもよい。
ジアミンは、下記化学式７で示す化合物を含んでもよい。
【化１６】
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【００２２】
共重合体は、下記化学式１０および下記化学式１１で示す繰り返し単位のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【化１７】
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【化１８】
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【００２３】
前記化学式１１において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ独立した水素、ハロゲン、またはアルキル基であり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうちの少なくとも１つは水素ではない。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１の基板と、第１の基板上に位置する薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに連結される第１の電極と、第１の電極上に位置する第１の配向膜とを含み、第１の配向膜は、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）およびシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体のうちの少なくとも１つとジアミンとの共重合体、およびアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−、ｎは自然数）を含む架橋剤を含み、その共重合体はポリイミドを含む。
架橋剤は、下記化学式１、化学式２、化学式３、および化学式４で示す化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含んでもよい。
【化１９】
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【化２０】
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【化２１】
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【化２２】
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【００２５】
2016081057.tif 000029
【００２６】
架橋剤は、下記化学式５で示す化合物を含んでもよい。
【化２３】
2016081057.tif 000030
【００２７】
2016081057.tif 000031
【化２４】
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【００２８】
架橋剤は、光配向剤の全体含有量の３重量％以上１０重量％以下で含まれてもよい。
ジアミンは、下記化学式７で示す化合物を含んでもよい。
【化２５】
2016081057.tif 000033
【００２９】
共重合体は、下記化学式１０および下記化学式１１で示す繰り返し単位のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【化２６】
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【化２７】
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【００３０】
化学式１１において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ独立した水素、ハロゲン、またはアルキル基であり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうちの少なくとも１つは水素ではない。
【００３１】
液晶表示装置は、第１の基板上に位置する第２の電極をさらに含み、第１の電極と第２の電極との間に絶縁膜が位置してもよい。
【００３２】
第１の電極は、複数の枝電極を含み、第２の電極は、面形状（ｐｌａｎａｒ  ｓｈａｐｅ）を有してもよい。
【００３３】
複数の枝電極は、面形状の第２の電極と重なってもよい。
【００３４】
液晶表示装置は、薄膜トランジスタと第２の電極との間に位置する保護膜をさらに含み、保護膜と絶縁膜を貫通するコンタクトホールを介して薄膜トランジスタと第１の電極とが連結されてもよい。
【００３５】
液晶表示装置は、第１の基板に対向する第２の基板と、第２の基板上に位置する第２の配向膜と、第１の基板と第２の基板との間に位置し、液晶分子を含む液晶層とをさらに含み、第２の配向膜は、第１の配向膜と同じ物質で形成してもよい。
【００３６】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、第１の基板上に薄膜トランジスタを形成する段階と、薄膜トランジスタ上に保護膜を形成する段階と、保護膜上に絶縁膜を挟んで位置する第１の電極および第２の電極を形成する段階と、第１の電極または第２の電極上に光配向剤を塗布する段階と、光配向剤をベーク（ｂａｋｅ）する段階と、光配向剤に偏光した光を照射して第１の配向膜を形成する段階とを含み、光配向剤は、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）およびシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体のうちの少なくとも１つとジアミンとの共重合体、およびアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−、ｎは自然数）を含む架橋剤を含む。
【００３７】
光配向剤は、下記化学式８で示すシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）および下記化学式９で示すシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体のうちの少なくとも１つと、下記化学式７で示すジアミン（ｄｉａｍｉｎｅ）とを重合反応して形成してもよい。
【化２８】
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【化２９】
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【化３０】
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【００３８】
化学式９において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ独立した水素、ハロゲン、またはアルキル基であり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうちの少なくとも１つは水素ではない。
【００３９】
架橋剤は、下記化学式１、化学式２、化学式３、および化学式４で示す化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含んでもよい。
【化３１】
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【化３２】
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【化３３】
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【化３４】
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【００４０】
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【００４１】
架橋剤は、下記化学式５で示す化合物を含んでもよい。
【化３５】
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【００４２】
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【００４３】
架橋剤は、下記化学式６で示す化合物を含んでもよい。
【化３６】
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【００４４】
架橋剤は、光配向剤の全体含有量の３重量％以上１０重量％以下で含まれてもよい。
【００４５】
偏光した光は、０．２０Ｊ／ｃｍ２以上１．０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲のエネルギーを含んでもよい。
【００４６】
液晶表示装置の製造方法は、偏光した光を照射した後に、追加のベーク工程をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の一実施形態によれば、光分解型配向材料と柔軟な基を含む架橋剤とを混合使用して光配向膜を形成することにより、残像と膜強度を最適化した液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る光配向膜に混合する架橋剤を示す概略図である。
【図２】光配向膜に剛性を有する架橋剤を添加した場合における、残像の程度を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係る光配向膜に柔軟性を有する架橋剤を添加した場合における、残像の程度を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係る光配向膜において、ポリイミドが分解されることを示す構造式である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光配向膜において、等方性から異方性に変化する過程を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る柔軟性を有する架橋剤を添加した光配向剤を用いて形成された光配向膜において、残像が改善される原理を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩの線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。当該技術分野において通常の知識を有する者は、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正、及び変更することが可能であることを理解することができる。また、本発明の例示的な実施形態は、開示された内容が徹底かつ完全になるように、そして、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供されるものである。
【００５０】
図面において、層、膜、パネル、領域などの厚さは、明確性を期するために誇張されている。また、層が他の層または基板「上」にあると言及される場合に、それは、他の層または基板上に直接形成されるか、またはそれらの間に第３の層が介在してもよい。明細書全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は同一の構成要素を意味する。
【００５１】
本発明の一実施形態に係る光配向剤は、（ａ）シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）およびシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体のうちの少なくとも１つの化合物と、アルキレン基（−ＣkＨ２k−、kは自然数）を含むジアミンとの共重合体、および（ｂ）アルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−、ｎは自然数）を含む架橋剤を含む。
【００５２】
ここで、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）は、下記化学式８で示す化合物であってもよく、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体は、下記化学式９で示す化合物であってもよい。
【化３７】
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【化３８】
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【００５３】
前記化学式９において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ独立した水素、ハロゲン、またはアルキル基であり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうちの少なくとも１つは水素ではない。シクロブタン二無水物誘導体は、下記化学式９−１、または下記化学式９−２で示す化合物を含む。
【化３９】
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【００５４】
本実施形態において、ジアミンは、下記化学式７で示す化合物であってもよい。
【化４０】
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【００５５】
ジアミンは、前記化学式７で示す化合物に限定されず、化学式７において、環状炭素に結合した水素がアルキル基、ハロゲン、硫黄などで置換された化合物、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、２，２’−ジアミノジフェニルプロパン、ビス（３，５−ジエチル−４−アミノフェニル）メタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノナフタレン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェニル）ベンゼン、９，１０−ビス（４−アミノフェニル）アントラセン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパンなどの芳香族ジアミン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタンなどの脂環式ジアミン、およびテトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミンなどであってもよい。
【００５６】
本実施形態において、架橋剤は、下記化学式１、化学式２、化学式３、および化学式４で示す化合物のうちの少なくとも１つの化合物を含んでもよい。
【化４１】
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【化４２】
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【化４３】
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【化４４】
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【００５７】
前記化学式１、化学式２、化学式３、および化学式４において、ｎは２〜１１の自然数であり、ｍ１〜ｍ４はそれぞれ独立した１〜４の自然数である。
【００５８】
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【００５９】
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【００６０】
本実施形態において、架橋剤は、下記化学式５で示す化合物を含んでもよい。
【化４５】
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【００６１】
2016081057.tif 000058
【００６２】
本実施形態に係る架橋剤は、下記化学式６で示す化合物を含んでもよい。
【化４６】
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【００６３】
前述したように、本実施形態に係る架橋剤は、柔軟な基（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｇｒｏｕｐ）に相当するアルキレン基（−ＣＨ２−）を含むため、本実施形態に係る架橋剤が添加された光配向剤を用いて形成された光配向膜は、膜硬度を改善しながら、残像の悪化を最小化する。
【００６４】
以下、本実施形態に係る光配向剤の製造方法に関する一例を説明する。
【００６５】
光配向剤の製造方法
【００６６】
撹拌機、温度調節装置、窒素ガス注入装置、および冷却器が装着された４口フラスコに、暗室条件下で窒素を通過させながら、下記化学式７で示す化合物を１．０モルと、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を入れて、混合溶液を製造した。混合溶液に下記化学式９で示す化合物を１．０モル入れて、約１時間撹拌した。この時、温度を摂氏３０度以上摂氏６０度以下に維持しながら約２４時間反応を行って、ポリアミック酸溶液を製造した。このように製造されたポリアミック酸溶液を蒸留してポリアミック酸を得た。このようにして得られたポリアミック酸の重量平均分子量は３０，０００〜５０，０００であった。ポリアミック酸に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、および２−ブチルセロソルブの混合溶媒（体積比＝約７：２）を添加し、室温で２４時間撹拌した。この混合溶媒に、下記化学式６で示す架橋剤を約５重量％〜７重量％添加して、ポリアミック酸と架橋剤とを含む光配向剤を製造した。
【化４７】
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【化４８】
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【００６７】
前記化学式９において、Ｘ１、Ｘ４はメチル基、Ｘ２、Ｘ３は水素である。
【化４９】
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【００６８】
上述した光配向剤を電極上に塗布し、塗布された光配向剤をベーク（ｂａｋｅ）する。ベークする段階は、プリベーク（ｐｒｅ  ｂａｋｅ）とハードベーク（ｈａｒｄ  ｂａｋｅ）の２段階で行うことができる。ポリアミック酸と、架橋剤を含む光配向剤は、ハードベーク段階でエステル化反応（ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）によって結合してもよい。
【００６９】
その後、光配向剤に偏光した光を照射することで第１の配向膜を形成してもよい。この時、照射される光は、２３０ナノメートル以上３８０ナノメートル以下の範囲を有する紫外線を用いてもよい。例えば、２５４ナノメートルの紫外線を用いてもよい。偏光した光は、０．２０Ｊ／ｃｍ２以上１．０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲のエネルギーを含んでもよく、例えば、０．４０Ｊ／ｃｍ２以上０．５０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲のエネルギーを含んでもよい。
【００７０】
配向性を増加させるために、光配向膜をもう一度ベーク（以下、第２ベーク工程という）してもよい。
【００７１】
本実施形態に係る光配向膜に含まれる共重合体は、下記化学式１０および下記化学式１１で示す繰り返し単位のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【化５０】
2016081057.tif 000063
【化５１】
2016081057.tif 000064
【００７２】
前記化学式１１において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ独立した水素、ハロゲン、またはアルキル基であり、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうちの少なくとも１つは水素ではない。
【００７３】
図１は、本発明の一実施形態に係る光配向膜に混合された架橋剤を示す概略図である。本発明の一実施形態に係る光配向膜に混合された架橋剤は、下記化学式２に表しているように、コア（Ｃｏｒｅ）部分と、スペーサ（Ｓｐａｃｅｒ）部分とを有してもよい。コア部分は、芳香族化合物として、フェニル基、アルキル置換されたフェニル、フッ素置換されたフェニル、ビフェニル、ナフタレン、アントラセン、ペンタセン、シクロヘキサン、シクロブタン、シクロペンタンを含んでもよい。スペーサ部分は、本発明の一実施形態に係る光配向膜に柔軟な性質を提供するためアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−、ｎは自然数）を含む。
【化５２】
2016081057.tif 000065
【００７４】
図１を参照すると、本実施形態に係る架橋剤は配向膜鎖の間に位置し、スペーサ部分によって配向膜鎖と架橋剤のコア部分とを結合し、スペーサの一方の端に位置するＸ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８のようなグループのうちの少なくとも１つが配向膜鎖と結合してもよい。例えば、スペーサの一方の端に位置するグループが−ＯＨの場合には、ポリアミック酸の−ＣＯＯＨとエステル化反応をしてもよい。スペーサの一方の端に位置するグループが−ＮＨ２の場合には、ポリアミック酸の−ＣＯＯＨとアミド結合をしてもよい。スペーサの一方の端に位置するグループがアクリレート基またはメタクリレート基の場合には、高分子化されながら架橋反応が生じてもよい。ここで、配向膜鎖は、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）およびシクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）誘導体のうちの少なくとも１つとジアミンとの共重合体であってもよい。
【００７５】
図２は、光配向膜に剛性（ｒｉｇｉｄ）を有する架橋剤を添加した場合における残像の程度を示すグラフである。
【００７６】
図２において、比較例１は、本発明の一実施形態に係る共重合体を含む光配向剤に架橋剤を添加していない光配向膜であり、比較例２は、光配向剤に３重量％の下記化学式５Ｒで示す剛性の架橋剤を添加した光配向膜であり、比較例３は、光配向剤に５重量％の下記化学式５Ｒで示す剛性の架橋剤を添加した光配向膜である。比較例１、比較例２、および比較例３は共通して、摂氏２１０度で約３０分第１のベークを行い、０．５Ｊ／ｃｍ２の偏光照射をし、その後摂氏２１０度で約３０分第２のベークを行った。
【化５３】
2016081057.tif 000066
【００７７】
2016081057.tif 000067
【００７８】
図２を参照すると、剛性の架橋剤を多く添加すればするほど、残像が次第に悪化した。したがって、このような剛性の架橋剤は、光配向膜の膜硬度が向上できても残像が悪化する点から、光配向膜に添加される架橋剤としては不適である。剛性（ｒｉｇｉｄ）の架橋剤は、炭素数６〜３０の芳香族化合物（ａｒｏｍａｔｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）が１個以上でかつ、炭素数２個未満のアルキレン基（−ＣｎＨ２ｎ−、ｎは０、１）を含む架橋剤であってもよい。
【００７９】
図３は、本発明の一実施形態に係る柔軟な性質の架橋剤を添加した光配向膜の残像の程度を示すグラフである。
【００８０】
図３において、比較例Ａ、比較例Ｂ、比較例Ｃは、架橋剤を添加していない光配向膜であり、実施例Ａ、実施例Ｂ、実施例Ｃは、柔軟な性質の架橋剤を３重量％添加した光配向膜である。比較例Ａおよび実施例Ａは共通して、摂氏２３０度で約９００秒第１のベークを行い、０．５Ｊ／ｃｍ２の偏光照射をし、摂氏２１０度で約９００秒第２のベークを行った。比較例Ｂおよび実施例Ｂは共通して、摂氏２３０度で約９００秒第１のベークを行い、０．５Ｊ／ｃｍ２の偏光照射をし、摂氏２３０度で約９００秒第２のベークを行った。比較例Ｃおよび実施例Ｃは共通して、摂氏２４０度で約９００秒第１のベークを行い、０．５Ｊ／ｃｍ２の偏光照射をし、摂氏２１０度で約９００秒第２のベークを行った。
【００８１】
図３を参照すれば、柔軟な性質の架橋剤を添加した実施例は、比較例に比べて、残像が悪化しないか、わずかに悪化した。
【００８２】
以下、図４〜図６を参照して、本実施形態に係る柔軟な性質の架橋剤を添加した時、膜硬度が改善され、残像の悪化が最小化される原理について説明する。
【００８３】
図４は、本発明の一実施形態に係る光配向膜において、ポリイミドが分解されることを示す構造式である。図５は、本発明の一実施形態に係る光配向膜において等方性から異方性に変化する過程を示す図である。
【００８４】
図４を参照すると、シクロブタン二無水物（Ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ；ＣＢＤＡ）とジアミン（ｄｉａｍｉｎｅ）とが共重合してポリアミック酸を形成した後に、ベーク工程によってポリイミド（ユニット１）を形成し、ポリイミドにＵＶ照射すると、マレイミド（ユニット１’）を形成する。
【００８５】
図５は、図４に示したポリイミド（ユニット１）を含む高分子主鎖が偏光したＵＶ照射によって分解されて配向することを示す。図５を参照すれば、等方性高分子主鎖に偏光されたＵＶを照射すると、偏光方向（吸収軸方向）に光分解が起きて偏光に垂直な方向に光配向膜が配向する。ここで、露光量が小さすぎると、分解率が小さくて、配向性が低下することがある。逆に、露光量が大きすぎると、分解率が大きくなって、偏光方向だけでなく、他の方向にも分解が起きて配向性が低下することがある。
【００８６】
図６は、本発明の一実施形態に係る柔軟な性質の架橋剤が添加された光配向剤を用いて形成された光配向膜において残像が改善される原理を示す図である。
【００８７】
図６を参照すれば、剛性（ｒｉｇｉｄ）の架橋剤が含まれている光配向膜を第２のベーク工程を行うと、剛性の架橋剤が光分解分子の再配列を妨げるため、再配列による残像の改善効果が大きくない。しかし、本実施形態のように、柔軟な（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）性質を有する架橋剤を含む光配向膜に対して第２のベーク工程を行うと、光分解分子の再配列が円滑に行われることにより、再配列による残像の改善効果が大きくなり得る。第２のベーク工程は、配向性を増加させるために、光配向膜をもう一度ベークする工程である。
【００８８】
以下、上述した本発明の一実施形態に係る光配向膜を含む液晶表示装置について説明する。
【００８９】
図７は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩの線に沿った断面図である。
【００９０】
図７および図８を参照すると、本実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００および上部表示板２００と、その間に注入されている液晶層３とを含む。
【００９１】
まず、下部表示板１００について説明する。
【００９２】
透明なガラスまたはプラスチックなどからなる第１基板１１０上に、ゲート線１２１を含むゲート導電体が形成される。
【００９３】
ゲート線１２１は、ゲート電極１２４および他の層または外部駆動回路との接続のための広端部分（図示せず）を含んでもよい。ゲート線１２１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、およびチタン（Ｔｉ）などで作られてもよい。しかし、ゲート線１２１は、物理的性質が異なる少なくとも２つの導電膜を含む多重膜構造を有してもよい。
【００９４】
ゲート線１２１上には、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成される。ゲート絶縁膜１４０は、物理的性質が異なる少なくとも２つの絶縁膜を含む多層膜構造を有してもよい。
【００９５】
ゲート絶縁膜１４０上には、非結晶質シリコンまたは多結晶シリコンなどで作られた半導体層１５４が位置する。半導体層１５４は、酸化物半導体で形成されてもよい。
【００９６】
半導体層１５４上には、抵抗接点１６３、１６５が形成される。抵抗接点１６３、１６５は、リン（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ）などのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非結晶質シリコンなどの物質で作られるか、シリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）で作られてもよい。抵抗接点１６３、１６５は、対をなして半導体層１５４上に配置されてもよい。半導体層１５４が酸化物半導体の場合、抵抗接点１６３、１６５は省略してもよい。
【００９７】
抵抗接点１６３、１６５およびゲート絶縁膜１４０上には、ソース電極１７３とドレイン電極１７５を含むデータ線１７１を含むデータ導電体が形成される。
【００９８】
データ線１７１は、他の層または外部駆動回路との接続のための広端部分（図示せず）を含む。データ線１７１は、データ信号を伝達し、主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差する。
【００９９】
この時、データ線１７１は、液晶表示装置の最大透過率を得るために、曲がった形状を有する屈曲部を有してもよく、屈曲部は、画素領域の中間領域で互いに会ってＶ字形状をなしてもよい。
【０１００】
ソース電極１７３は、データ線１７１の一部であり、データ線１７１と同一線上に配置される。ドレイン電極１７５は、ソース電極１７３と平行して延びるように形成される。したがって、ドレイン電極１７５は、データ線１７１の一部と平行する。
【０１０１】
ゲート電極１２４、ソース電極１７３、およびドレイン電極１７５は、半導体層１５４と共に１つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を形成し、薄膜トランジスタのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の半導体層１５４部分に形成される。
【０１０２】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、データ線１７１と同一線上に位置するソース電極１７３と、データ線１７１と平行に延びているドレイン電極１７５とを含むことにより、データ導電体の占める面積を広げなくても薄膜トランジスタの幅を広げられ、これによって、液晶表示装置の開口率が増加してもよい。
【０１０３】
データ線１７１とドレイン電極１７５は、モリブデン、クロム、タンタル、チタン、またはこれらの合金などの高融点金属（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ  ｍｅｔａｌ）で作られ、高融点金属膜（図示せず）と低抵抗導電膜（図示せず）とを含む多重膜構造を有してもよい。多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）上部膜との二重膜、またはモリブデン（合金）下部膜とアルミニウム（合金）中間膜とモリブデン（合金）上部膜との三重膜が挙げられる。
【０１０４】
データ導電体１７１、１７３、１７５、ゲート絶縁膜１４０、および半導体１５４の露出した部分の上には、第１の保護膜１８０ａが配置されている。第１保護膜１８０ａは、有機絶縁物質または無機絶縁物質などからなってもよい。
【０１０５】
第１保護膜１８０ａ上には、第２保護膜１８０ｂが形成されている。第２保護膜１８０ｂは、有機絶縁物からなってもよい。
【０１０６】
第２の保護膜１８０ｂは、カラーフィルタであってもよい。第２の保護膜１８０ｂがカラーフィルタの場合、第２の保護膜１８０ｂは、原色（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｌｏｒ）のうちの１つを固有に表示することができ、原色の例としては、赤色、緑色、青色などの三原色、または黄色、シアン（ｃｙａｎ）、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）などが挙げられる。図示しないが、カラーフィルタは、原色のほか、原色の混合色または白色（ｗｈｉｔｅ）を表示するカラーフィルタをさらに含むことができる。第２の保護膜１８０ｂがカラーフィルタの場合には、後述する上部表示板２００において、カラーフィルタ２３０は省略可能である。本実施形態と異なり、第２保護膜１８０ｂは、有機絶縁物質で形成し、第１の保護膜１８０ａと第２の保護膜１８０ｂとの間にカラーフィルタ（図示せず）を形成してもよい。
【０１０７】
第２の保護膜１８０ｂ上には、共通電極（ｃｏｍｍｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２７０が位置する。共通電極２７０は、面状（ｐｌａｎａｒ  ｓｈａｐｅ）であって、基板１１０の全面上に一体形成されていてもよく、ドレイン電極１７５の周辺に対応する領域に配置されている開口部１３８を有する。すなわち、共通電極２７０は、板形状の平面形態を有してもよい。
【０１０８】
隣り合う画素に位置する共通電極２７０は互いに接続され、表示領域の外部から供給される一定の大きさの共通電圧を受けてもよい。
【０１０９】
共通電極２７０上には、絶縁膜１８０ｃが位置する。絶縁膜１８０ｃは、有機絶縁物質または無機絶縁物質などからなってもよい。
【０１１０】
絶縁膜１８０ｃ上には、画素電極１９１が位置する。画素電極１９１は、データ線１７１の屈曲部とほぼ平行な屈曲辺（ｃｕｒｖｅｄ  ｅｄｇｅ）を含む。画素電極１９１は、複数の切開部９１を有し、隣り合う切開部９１の間に位置する複数の枝電極１９２を含む。
【０１１１】
画素電極１９１は、第１の電場生成電極または第１の電極であり、共通電極２７０は、第２の電場生成電極または第２の電極である。画素電極１９１と共通電極２７０との間に、フリンジフィールドを形成してもよい。
【０１１２】
第１の保護膜１８０ａ、第２の保護膜１８０ｂ、および絶縁膜１８０ｃには、ドレイン電極１７５を露出する第１のコンタクトホール１８５が形成される。画素電極１９１は、コンタクトホール１８５を介してドレイン電極１７５と物理的電気的に接続され、ドレイン電極１７５から電圧が印加される。
【０１１３】
画素電極１９１および絶縁膜１８０ｃ上には、第１の配向膜（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｌａｙｅｒ）１１が形成される。第１の配向膜１１は、光反応性の材料を含む。
【０１１４】
本実施形態において、第１の配向膜１１は、上述した本発明の一実施形態に係る光配向膜を含む。
【０１１５】
ここで、配向膜を形成する方法を説明する。
【０１１６】
画素電極１９１上に本発明の一実施形態に係る光配向剤を塗布し、塗布された光配向剤をベーク（ｂａｋｅ）する。ベークする段階は、プリベーク（ｐｒｅ  ｂａｋｅ）とハードベーク（ｈａｒｄ  ｂａｋｅ）の２段階で行うことができる。ハードベークする段階において、光配向剤に含まれているポリアミック酸は、ポリイミドに変化し、柔軟な性質の架橋剤が摂氏１５０度〜摂氏２００度でエステル化されてポリイミドと結合してもよい。
【０１１７】
その後、光配向剤に偏光された光を照射して第１の配向膜１１を形成してもよい。この時、照射される光は、２３０ナノメートル以上３８０ナノメートル以下の範囲を有する紫外線を用いてもよい。例えば、２５４ナノメートルの紫外線を用いてもよい。偏光された光は０．２０Ｊ／ｃｍ２以上１．０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲のエネルギーを含んでもよい。例えば、偏光された光は０．４０Ｊ／ｃｍ２以上０．５０Ｊ／ｃｍ２以下の範囲のエネルギーを含んでもよい。
【０１１８】
配向性を増加させるために、第１の配向膜１１をもう一度ベーク（以下、第２ベーク工程という）してもよい。この時、光分解された分子が再配列（ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）して異方性が大きくなってもよい。
【０１１９】
上部表示板２００について説明する。以下で上部表示板２００の構成要素の位置関係を説明するとき、「上に」と表現したのは、下部表示板１００に向かう方向を示す。
【０１２０】
透明なガラスまたはプラスチックなどで作られた第２の基板２１０上に、遮光部材（ｌｉｇｈｔ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）２２０が形成される。遮光部材２２０は、ブラックマトリックス（ｂｌａｃｋ  ｍａｔｒｉｘ）と称し、光漏れを防ぐ。
【０１２１】
第２の基板２１０上にはさらに、複数のカラーフィルタ２３０が形成される。下部表示板１００の第２の保護膜１８０ｂがカラーフィルタの場合、または下部表示板１００にカラーフィルタを形成した場合、上部表示板２００のカラーフィルタ２３０は省略してもよい。さらに、上部表示板２００の遮光部材２２０も、下部表示板１００に形成されてもよい。
【０１２２】
カラーフィルタ２３０および遮光部材２２０上には、オーバーコート（ｏｖｅｒｃｏａｔ）２５０が形成される。オーバーコート２５０は、（有機）絶縁物で作られてもよく、カラーフィルタ２３０が露出するのを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート２５０は省略してもよい。
【０１２３】
オーバーコート２５０上には、第２の配向膜２１が形成される。第２の配向膜２１は、上述した第１の配向膜１１と同じ物質および方法で形成してもよい。
【０１２４】
本実施形態において、液晶層３は、負または正の誘電異方性を有する液晶を含んでもよい。
【０１２５】
液晶層３の液晶分子は、その長軸方向が表示板１００、２００に平行に配列されてもよい。
【０１２６】
画素電極１９１は、ドレイン電極１７５からデータ電圧が印加され、共通電極２７０は、表示領域の外部に配置されている共通電圧印加部から一定の大きさの共通電圧が印加される。
【０１２７】
電場生成電極である画素電極１９１と共通電極２７０は、電場を生成することにより、２つの電場生成電極１９１、２７０上に位置する液晶層３の液晶分子を、電場の方向に平行な方向に回転してもよい。このように決定された液晶分子の回転方向によって、液晶層を通過する光の偏光が異なる。
【０１２８】
このように、１つの表示板１００上に２つの電場生成電極１９１、２７０を形成することにより、液晶表示装置の透過率が高まり、広視野角を実現することができる。
【０１２９】
図示の実施形態に係る液晶表示装置によれば、共通電極２７０が平面形態を有し、画素電極１９１が複数の枝電極を有するが、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置によれば、画素電極１９１が平面形態を有し、共通電極２７０が複数の枝電極を有してもよい。
【０１３０】
本発明は、２つの電場生成電極が第１の基板１１０上に絶縁膜を挟んで重なり、絶縁膜の下に形成された第１の電場生成電極が平面形態を有し、絶縁膜上に形成されている第２の電場生成電極が複数の枝電極を有するすべての他の場合に適用してもよい。
【０１３１】
以上、本発明の現在実用的で例示的な実施形態について説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な修正および改良形態も本発明の権利範囲に属することを意図する。
【符号の説明】
【０１３２】
１５４：半導体層
１６３、１６５：抵抗接点
１７１：データ線
１７３：ソース電極
１７５：ドレイン電極
１８０ａ、１８０ｂ：保護膜
１８０ｃ：絶縁膜
１９１：画素電極
２７０：共通電極
【図１】
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【図２】
2016081057.tif 000079
【図３】
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【図４】
2016081057.tif 000081
【図５】
2016081057.tif 000082
【図６】
2016081057.tif 000083
【図７】
2016081057.tif 000084
【図８】
2016081057.tif 000085