CN1707336B

CN1707336B - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN1707336B
Application number: CN2005100742318A
Authority: CN
Inventors: 松森正树; 富冈安; 松山茂
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc; Panasonic Intellectual Property Corp of America
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: TWI281942B; CN1707336A; US7742138B2; TW200606239A; KR100746885B1; JP4653421B2; JP2005351924A; KR20060048223A; US20050271833A1

Abstract

一种液晶显示装置，其具有高质量的画质，降低了IPS方式的液晶显示装置中的液晶取向控制膜的初期取向方向的变动产生的显示不良。包括：配置在至少一侧透明的一对基板101、102之间的液晶取向控制膜109；封入该液晶取向控制膜间的液晶层110’；用于在该液晶层外加电场的共通电极103和像素电极105；与这些电极连接的多个薄膜晶体管；在至少一侧具有偏光板114、上述取向控制膜109的至少一侧由光反应性的聚酰亚胺和/或聚酰胺酸构成。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及应用光取向法的液晶显示装置。

背景技术

通常，液晶显示装置通过对夹持在一对基板间的液晶层的液晶分子施加电场，使液晶分子的取向方向改变，根据由此产生的液晶层的光学特性的改变进行显示。

以前，在每个象素中设有薄膜晶体管等开关元件的所谓有源驱动型液晶显示装置设定为：在夹持液晶层的一对基板上，分别设置电极，外加在液晶层上的电场方向，相对基板界面几乎形成垂直；其代表利用构成液晶层的液晶分子的光旋光性进行显示的扭转向列(TN)显示方式。在该TN方式的液晶显示装置中视角窄是最大的问题。

另一方面，在下述专利文献1、专利文献2等中公开了IPS方式，该IPS方式使用形成于一对基板的一侧的梳齿电极产生的电场，在该基板面中具有几乎平行的成分，使形成液晶层的液晶分子，在和基板几乎平行的面内进行旋转动作，使用液晶层的双折射性进行显示。该IPS方式产生于液晶分子的面内切换，与以前的TN方式相比，具有视角宽、负荷容量低等优点，近年来有望取代TN方式作为新的液晶显示装置，正在快速发展。

另外，在下述专利文献1中，记载了如下的液晶显示装置，该装置通过在间隔珠(spacer beads)和液晶层之间，使用由偏光照射赋予液晶取向能的材料形成取向膜，使对照度达到320；另外，在下述专利文献2中记载了利用直线偏光照射高分子膜的取向方法将对照度设为250的液晶显示装置。

如上所述的视角特性(亮度对照比、调谐·色调反转)好、显示明快的IPS方式的液晶显示装置(以下称作“IPS-TFT-LCD”)，是一种面向显示领域大的监控器、电视等的有力的技术。

液晶显示装置中，在夹持液晶层的一对基板与该液晶层的界面上，形成赋予液晶取向控制能的取向控制膜。但是，为了使今后适应20型以上的更大画面的IPS-TFT-LCD实用化，需要开发大尺寸显示装置(大型面板)用的新构造及工序。

特别是，在与液晶层相对面的表面上阶梯结构多的IPS-TFT-LCD中，难以对取向控制膜在大画面上进行均匀地取向处理。取向控制膜进行取向处理时的容限，与现有的TN方式、特别是现在主流的常开型TN方式(低电压下显示明亮、高电压显示暗)相比，窄得多。容限窄的原因有以下(1)(2)(3)中说明的三点。

(1)阶梯结构

在IPS-TFT-LCD中，原理上需要配设多个具有数μm程度的宽度的细长的电极(有时称作梳齿电极(Inter digital electrode))。为此，形成微细的阶梯结构。

阶梯的大小由电极的厚度、形成在其上的各种膜的形状决定，通常为10nm以上。在高透过率象素结构中，无机绝缘膜形成得厚，无机绝缘膜以下的阶梯凹凸被某种程度的平坦化。

因此，高透过率象素结构的取向控制膜的阶梯主要起因于有机绝缘膜上的电极。在这些膜的最上层形成聚酰亚胺等高分子膜构成的取向控制膜(也称作“取向膜”)。

在现有的批量生产技术中，对该取向控制膜上面摩擦处理，对其赋予液晶取向能(初期取向)。另一方面，摩擦用的布通过捆绑粗细10～30μm程度的细纤维而形成，实质上的处理是通过该细的一根一根的纤维对取向膜的局部施加一定方向的剪切力，赋予液晶取向能。

纤维中，虽然也存在数微米程度的极细纤维，但是，因为作为摩擦用，要求具有赋予某种程度的摩擦力的刚性，因此，使用这样极细纤维的还没有被应用化。

IPS方式中的电极间隔也是与上述纤维的直径同程度的10～30μm左右，因此，阶梯附近的摩擦不够充分，取向容易乱。该取向散乱导致画质低下，如使黑水平上升，以及由此产生的对照比低下，或亮度不均匀性等。

(2)取向角

在IPS-TFT-LCD中，初期取向方向需要设定成原理上电极伸出的方向、或者和其垂直的方向形成一定以上的角度。在此，所述的电极是指信号配线电极、象素内的共通电极、象素电极。

在用摩擦规定初期取向的方向时，如前所述需要用10～30μm左右的纤维向规定角度方向擦，但是，根据信号配线电极、象素内的共通电极、象素电极等的向一定方向伸出的配线和其端部的阶梯，从设定的角度向阶梯方向拉动纤维，取向散乱，引起由此产生的黑水平的上升等画质低下。

(3)黑度(暗レベル)的暗淡

IPS-TFT-LCD的特征之一，例如有黑度(黑显示)的暗淡良好这一点。为此，与其它的方式比较，取向紊乱容易明显。

以前的常开型TN方式中，黑度可以在施加有高电压的状态下得到。该情况下，高电压下，几乎所有的液晶分子都朝向与基板面垂直的一个方向，即电场方向，由于该液晶分子排列和偏光板的配置的关系，可以得到黑度。因此，原理上黑度的均匀性与低电压时初期取向状态没太大关系。

而且，人的眼睛将亮度不稳看作亮度的相对比率，且形成接近对数级别的反应，对黑度的变动非常敏感。从该观点来看，高电压下，利用以前的常开型TN方式，强制性地使液晶分子向一个方向排列，在初期取向状态下不灵敏，是有利的。

另一方面，在IPS方式下，在低电压或零电压下显示黑度，因此对初期取向状态的散乱敏感。特别是，使液晶分子取向方向在上下基板上形成相互地平行，做成均匀排列，且使一侧的偏光板的光透过轴与该液晶分子取向方向平行，另一侧的偏光板形成正交，通过上述配置(称作“双折射模式”)，入射至液晶层的偏光光几乎不散射地传递直线偏光。这对于使黑度暗淡是有效的。双折射模式的透过率T一般用下式表示。

T＝T₀·sin²{2θ(E)}·sin²{(π·deff·Δn)/λ}

在此，T₀是系数，主要由液晶面板中使用的偏光板的透过率决定的数值，θ(E)表示偏光透过轴与液晶分子取向方向(液晶层的实效光轴)形成的角度，E表示外加电场强度、deff表示液晶层的实效厚度，Δn表示液晶的折光率各向异性，λ表示光的波长。

另外，这里，将液晶层的实效厚度deff与液晶的折光率各向异性Δn的积，也就是deff·Δn叫做滞后。需要说明的是，这里的液晶层的厚度deff不是液晶层整体的厚度，而是相当于外加电压后实际改变取向方向的液晶层的厚度。

其原因在于，液晶层的界面附近的液晶分子，由于界面上的锚定影响，即使施加外加电压也不能改变其取向方向。因此，当设利用基板夹持的液晶层整体的厚度为d_LC时，在该厚度d_LC和d_eff之间，常常存在d_eff＜d_LC的关系，其差值因液晶面板使用的液晶材料、与液晶层接触的界面例如取向膜材料的种类不同而有别，但是，可以估计大致20nm～40nm左右。

正如上式所表明的，与电场强度相关的是sin²{2θ(E)}项，通过使角度θ按照电场强度E变化，可以调整亮度。

在设置常闭型时，设定偏光板以使无外加电压时θ＝0度，因此，其发挥作用，使得对初期取向方向的散乱敏感。

如上所述，在IPS方式中，取向均匀性是非常重要的因素，现在使用的摩擦法的问题已明确。

一般存在很多与摩擦处理法相关的问题，如在摩擦取向处理中，利用摩擦产生的静电带来的TFT破损及摩擦布的毛尖的散乱，或尘土带来的取向散乱产生的显示不良，甚至摩擦布的交换频度多等。

为了解决这些摩擦取向处理的问题，考察了不用摩擦而使液晶取向的所谓的“非摩擦”取向法，提出了各种方法。其中，有方案提出光取向法，即，使偏光后的紫外线等照射在高分子膜的表面上，不摩擦处理而使液晶分子取向。

作为其实例，下述非专利文献1公开的方法的特征在于，不需要进行现有的摩擦处理，利用偏光后的照射光使液晶在一定方向取向。

根据该光取向法，其优点在于，不存在摩擦法引起的膜表面的损伤及静电等问题，另外，考虑工业化生产时的制造工序更简便，今后作为不使用摩擦处理的新的液晶取向处理方法受到关注。

迄今为止的报告中使用的液晶取向膜材料，由于得到相对偏光后光的光化学灵敏度的必要性，所以提出了使用在高分子侧链导入光反应性基团的高分子化合物的方案。

其代表性的例子，例如有聚肉桂酸乙烯酯，但是，一般认为，这种情况是利用光照射的侧链部分的二聚化而使高分子膜中产生各向异性，使液晶取向。

另外，其它的例子，有方案提出在高分子材料中分散低分子的双色性偶氮色素，通过对该膜表面照射偏光的光，可以使液晶分子在一定的方向取向。

而且，有报告指出，通过对特定的聚酰亚胺膜，照射偏光后的紫外线等，使液晶分子取向。这种情况下，一般认为通过光照射，一定方向的聚酰亚胺主链分解，由此产生液晶取向。

专利文献1特许第3303766号说明书

专利文献2特开平11-218765号公报

非专利文献1 ギボンズ等、“ネイチヤ一”351卷、49页(1991年)(W.M.Gibbons等，Nature，351，49(1991))。

发明内容

如上所述，为了解决摩擦取向法的问题，提出了光取向法，利用光照射的光取向法作为非摩擦取向法，进行了研究，但是在实用上还存在以下的问题。

在聚肉桂酸乙烯酯等代表性的高分子侧链上导入光反应性基团的高分子材料体系中，取向的热稳定性不够，在实用性方面还没有足够的可靠性。

另外，这种情况下，认为使液晶产生取向的结构部位是高分子的侧链部分，因此，在能够更均匀地使液晶分子取向且得到更强的取向方面，可以说未必是理想的。

另外，在将低分子的双色性色素分散在高分子中的情况下，使液晶取向的色素本身是低分子，从实用性的观点出发，在热性能或对光的可靠性方面存在着课题。

而且，在对特定的聚酰亚胺照射偏光后紫外线的方法中，作为聚酰亚胺本身，尽管其耐热性等可靠性高，但是，考虑其取向机理是光引起的分解机理，因此，在实用方面难以确保足够的可靠性。

也就是，今后在将使用该偏光照射的液晶取向应用在实际中时，必须设定不仅只是初期使液晶取向，而且，从可靠性观点出发，使其具有更稳定的取向。

另外，在考虑实际的工业应用的情况下，优选对热也稳定的高分子结构。在这些方面，以前利用光照射对液晶取向提出的高分子材料，实际存在的大课题，是在取向力及其稳定性方面不一定够，实现引用光照射的非摩擦取向。

因此，本发明的目的在于，提供一种特大型的液晶显示装置，该装置解决以上所述的IPS-TFT-LCD的固有问题-取向处理的制造容限小等问题，减少由初期取向方向的变动带来的显示不良，而且实现稳定的液晶取向，提高对照比，具有高质量的画质。

另外，本发明的另外的目的在于，提高批量生产性好的高画质、高精细度的液晶显示装置。

为了实现上述目的，本发明的特征在于，其包括至少一个透明的一对基板；配置在上述一对基板间的液晶层；多个有源元件，其形成于上述一对基板的一个基板上，与用于外加在上述液晶层上的电极群及这些电极连接；取向控制膜，其配置在上述液晶层和上述一对基板的至少任一个的基板的之间；偏光装置，其形成于上述一对基板的至少任一个的基板上，根据上述液晶层的分子取向状态改变光学特性，上述取向控制膜的至少一侧由光反应性的聚酰亚胺及/或聚酰胺酸构成，照射几乎偏光成直线的光，形成取向控制膜。

另外，本发明的特征在于，外加在上述液晶层上的电场，相对形成有上述电极群的基板面几乎平行。

另外，本发明的特征在于，取向控制膜上的液晶层中的液晶分子的长轴方向，与照射光的几乎偏光成直线的偏光轴平行或正交(垂直)。特别优选的是，光反应性的取向控制膜是至少环丁烷四羧酸二酸酐作为酸酐、和至少芳香族二胺化合物作为二胺构成的聚酰胺酸或聚酰亚胺。

另外，本发明的特征在于，上述环丁烷四羧酸二酸酐和其衍生物，是下述通式[化合物1]～[化合物3]表示的化合物。

化1

化合物1

化2

化合物2

化3

化合物3

(其中，R₁，R₂，R₃，R₄分别独立的表示氢原子，氟原子，氯原子，溴原子，苯基或碳数为1～6的烷基、烷氧基或乙烯基[-(CH₂)_m-CH＝CH₂，m＝0，1，2]、或者乙酰基[-(CH₂)_m-CH≡CH₂，m＝0，1，2])

另外，本发明的特征在于，上述芳香族二胺化合物含有选自下述通式[化合物4]～[化合物22]构成的化合物组中的至少一种。

化4

化合物4

化5

化合物5

化6

化合物6

化7

化合物7

化8

化合物8

化9

化合物9

化10

化合物10

化11

化合物11

化12

化合物12

化13

化合物13

化14

化合物14

化15

化合物15

化16

化合物16

化17

化合物17

化18

化合物18

化19

化合物19

化20

化合物20

化21

化合物21

化22

化合物22

(其中，从化合物26至化合物41的R₁～R₈，及化合物42的R₁、R₂分别独立的表示氢原子，氟原子，氯原子，或碳数为1～6的烷基、烷氧基、或乙烯基[-(CH₂)_m-CH＝CH₂，m＝0，1，2]、或者乙酰基[-(CH₂)_m-CH≡CH₂，m＝0，1，2])。另外，在化合物32～34中，X表示～CH₂～，-NH-，-CO-，-O-，-S-连接基团。另外，化合物42的R₃、R₄及化合物43、44的R₁分别独立的表示碳数为1～6的烷基。)

另外，通过将取向控制膜制成1nm～100nm的膜厚，可以有效地提高光透过性，且提高偏光照射的光反应效率。另外，在制造成液晶显示装置的情况下，效果在于将驱动液晶的电压有效地外加在液晶层上。

而且，通过将电极上的取向控制膜制成膜厚为1nm～50nm、甚至是1nm～30nm的薄膜，可以减少液晶显示装置的各像素内的电极/取向控制膜/液晶层/取向控制膜/电极之间残留的直流电压成分(所谓的残留DC电压)，进而有效地提高残像、烧屏特性等。

另外，本发明的特征在于，液晶显示装置的液晶层的初期倾斜角为1度以下。另外，在现有的摩擦取向法中，电极阶梯端部具有摩擦布的纤维引导作用，纤维被引入阶梯伸出的方向，或者纤维不到达阶梯的的角部，不能取向处理，产生取向不良。

特别是在像素电极、或共通电极、或共通电极配线的至少一侧形成透明的电极时，电极阶梯附近的取向状态明显，因而本发明有效。

特别是透明电极形成离子掺杂氧化钛膜、或离子掺杂氧化锌膜(ZnO)时，本发明有效。

另外，在一侧像素电极和与其相对的共通电极相互平行地配置形成Z字弯曲结构时，液晶取向膜有时与基底的有机绝缘膜的密合性差，当进行通常的摩擦取向处理时，有时引起取向膜剥落等不良显示。本发明在这种情况下是有效的。

在共通电极及/或像素电极，形成于有机绝缘膜上，在该有机绝缘膜及电极上形成液晶取向膜时，本发明特别有效。

本发明的特征在于，液晶层和形成于上述一对基板上的取向控制膜的两个界面上的液晶分子的取向控制方向，是大致相同的方向。

而且，本发明的特征在于，通过对液晶取向膜偏光照射，对其进行液晶取向处理。

根据本发明，其特征在于，用于取向处理的偏光的波长在200～400nm的范围。而且，在使用取向处理使用的近乎偏光成直线的第一波长的光，和第二波长的光的至少两种波长的偏光的情况下，本发明更有效。

本发明的特征在于，液晶取向控制膜的玻璃化转变温度为250℃以上。

而且，在利用偏光照射赋予液晶取向膜液晶取向能的情况下，通过进行加热、红外线照射、远红外线照射、电子线照射、放射线照射中的至少一种处理，本发明更有效。在通过对取向控制膜进行偏光照射赋予液晶取向能时，由于进行加热、红外线照射、远红外线照射、电子线照射、放射线照射，加速偏光照射产生的液晶取向能的赋予，而且通过诱发交联反应等，使液晶取向能的促进、稳定化更有效。

通过和偏光照射处理从时间上重叠进行加热、红外线照射、远红外线照射、电子线照射、放射线照射中的至少一种处理，本发明更有效。

另外，通过同时进行取向控制膜的酰亚胺化烧结处理和偏光照射处理，本发明也有效。对液晶取向膜进行偏光照射，此外进行加热、红外线照射、远红外线照射、电子线照射、放射线照射中的至少一种处理时，取向控制膜的温度在100°～400°的范围，更优选150°～300°的范围。

另外，加热、红外线照射、远红外线照射的处理，也可以有效地兼作取向控制膜的酰亚胺化烧结处理。

本发明中，目标对照度为500∶1以上，目标残像消失的时间设定在5分钟以内。另外，残像消失的时间利用下述实施方式中定义的方法确定。本发明利用目标对照度在500∶1以上的高对照度，实现高画质，所以与现有的目标对照度为约200∶1的低对照度的残像评价相比，其残像消失的判断基准严格，将目标残像消失的时间设在5分钟以内。

如上所述，根据本发明，可以在IPS方式的液晶显示装置中，提供解决固有的取向处理的制造余量小的问题，减少通过初期取向方向的变动产生的显示不良，且实现稳定的液晶取向，批量生产性好，且对照度提高了的具有高品位的画质的液晶显示装置。

附图说明

图1是说明本发明的液晶显示装置实施方式1的像素构成的像素部分的剖面图。

图2是说明本发明的液晶显示装置实施方式1的像素构成的像素部分的平面图及剖面图。

图3是说明本发明的液晶显示装置实施方式2的像素构成的像素部分的剖面图。

图4是说明本发明的液晶显示装置实施方式2的像素构成的像素部分的平面图及剖面图。

图5是说明本发明的液晶显示装置实施方式3的像素构成的像素部分的剖面图。

图6是说明本发明的液晶显示装置实施方式4的像素构成的像素部分的剖面图。

图7是说明本发明的液晶显示装置实施方式5的像素构成的像素部分的剖面图。

图8是说明本发明的液晶显示装置实施方式5的像素构成的像素部分的平面图。

符号说明

101，102...玻璃基板、103...共通电极(公用电极)、104...扫描电极(门电极)、105...像素电极(源电极)、106...信号电极(漏电极)、107...门绝缘膜、108...保护绝缘膜、109...取向控制膜、110...液晶分子、110’...液晶层(液晶组合物层)、111、...滤色器、112...有机保护膜(层间绝缘膜)、113...遮光膜(黑矩阵)、114...偏光板、116...半导体膜、117...电场方向、118...通孔、120...共通电极布线

具体实施方式

下面，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。需要说明的是，以下情况下，将形成有薄膜晶体管等的有源元件的基板称作有源矩阵基板。另外，在其对向基板上具有滤色器的情况下，也将其称作滤色器基板。

本发明中，目标优选的对照度为500∶1以上，目标的残像消失的时间优选5分钟以内。需要说明的是，残像消失的时间由下述实施方式中定义的方法确定。另外，本发明为了利用目标对照度为500∶1以上的高的对照度实现高画质化，与现有的目标对照度为约200∶1的低对照度的残像评价相比，其残像的消失判断基准严格，设目标残像消失的时间为5分钟以内。

图1是说明本发明的液晶显示装置的实施方式1的一像素附近的剖面示意图。

图2是说明本发明的液晶显示装置的实施方式1的一像素附近的构造的有源矩阵基板的示意图。图2(a)是平面图，图2(b)是图2(a)的沿A-A’线的剖面图，图2(c)是图2(a)的沿B-B’线的剖面图。

图1对应图2(a)的沿A-A’线的剖面的一部分。另外要说明的是。图2(b)和图2(c)的剖面图是强调主要构成的示意图，与图2(a)A-A’线、B-B’线的切断部不一一对应。例如，图2(b)中不显示图1中显示的半导体膜116，图2(c)中连接对向电极和通用布线120的通孔只代表性示出一个位置。

本实施方式的液晶显示装置中，在有源矩阵基板-玻璃基板101上，配置Cr(铬)构成的门电极(扫描信号电极)104及通用布线(共通电极配线)120(图2)，形成含有氮化硅的门绝缘膜107，以覆盖该门电极104和共通电极布线120。

另外，在门电极104上，介有门绝缘膜107，配置含有非晶硅或多晶硅的半导体膜116，发挥作为有源元件的薄膜晶体管(TFT)的能动层的功能。

另外，为了与半导体膜116的图案的一部分重叠，配置Cr/Mo(铬/钼)构成的漏电极(映象信号布线)106和源电极(像素电极)105，为了将上述所有的包敷，形成氮化硅构成的保护绝缘膜108。

另外，如图2(c)示意图所示，通过贯通门绝缘膜107和保护绝缘膜108而形成的通孔118，与共通电极布线120连接的共通电极(共通电极)103配置在保护涂层(有机保护层)112上。

正如图2(a)说明的，在平面上一像素区域，与其像素电极105相对地形成从共通电极布线120通过通孔118拉出的共通电极103。

因此，本发明的实施方式1中，像素电极105配置在有机保护膜112的下层的保护绝缘膜108的更下层，形成在有机保护膜112上配置有共通电极103的结构。在这些多个的像素电极105和共通电极103夹持的领域，形成一像素构成的结构。

另外，在将如上所述构成的单元像素配置成矩阵状的有源矩阵基板的表面，也就是，形成有共通电极103的有机保护膜112上，形成有取向控制膜109。

另外，如图1所示，在构成对向基板的玻璃基板102上，滤色器层111在遮光部(黑矩阵)上按每个像素进行区分配置，另外，滤色器层111和遮光部113上用透明的绝缘性材料构成的有机保护膜112包敷。而且，该有机保护膜112上还形成有取向控制膜109，形成滤色器基板。

这些取向控制膜109以高压水银灯为光源，利用由层积有石英板的パイル偏光镜发出的紫外线的直线偏光照射赋予液晶取向能。

构成有源矩阵基板的玻璃基板101与构成对向电极的玻璃基板102，通过取向控制膜109的面相对配置，在这些中间形成配置由液晶分子110构成的液晶层(液晶组合物层)110’的结构。

另外，分别在构成有源矩阵基板的玻璃基板101和构成对向电极的玻璃基板102的外侧的面上，形成偏光板114。

按以上所述，形成使用了薄膜晶体管的有源矩阵液晶显示装置(也就是，TFT液晶显示装置)。

在该TFT液晶显示装置中，构成液晶组合物层110’的液晶分子110，在无外加电场时，形成与相对配置着的基板101，102面几乎平行取向的状态，以面向光取向处理规定的初期取向方向的状态，进行均匀地取向。

因此，当对门电极104施加电压，薄膜晶体管(TFT)为开时，利用像素电极105和共通电极103之间的电位差使电场117施加在液晶组合物层，通过液晶组合物具有的介电各向异性和电场的相互作用，使构成液晶组合物层的液晶分子110的方向改变成电场方向。这时通过液晶组合物层的折射各向异性和偏光板114的作用，可以改变本液晶显示装置的光透过率，进行显示。

另外，有机保护膜112可以使用绝缘性、透明性好的丙烯酸系树脂，环氧丙烯酸系树脂，或聚酰亚胺系树脂等热固性树脂。另外，有机保护膜112可以使用光固化性的透明树脂，也可以使用聚硅氧烷系树脂等无机系的材料。而且，有机保护膜112也可以兼作取向控制膜109。

如上所述，根据实施方式1，不是摩擦取向处理，用软皮布直接摩擦产生取向控制膜109的液晶取向控制能，而是利用非接触的光取向法，使电极附近局部取向不散乱，在整个显示区域进行均匀地取向。

下面，对本发明液晶显示装置的实施方式2进行说明。图3是说明本发明的液晶显示装置的实施方式2的一像素附近的剖面示意图。

图4是说明本发明的液晶显示装置的实施方式2的一像素附近构成的有源矩阵基板的示意图，图4(a)是平面图，图4(b)是沿图4(a)的A-A’线的剖面图，图4(c)是沿图4(a)B-B’线的剖面图。

图3显示沿图4(a)A-A’线的剖面的一部分。另外，图4(b)和图4(c)的剖面图是重点显示主要构成的示意图，与图4(a)A-A’线、B-B’线的切断部不一一对应。例如，图4(b)中，没有显示图3显示的半导体膜116。

在本发明的实施方式2的液晶显示装置中，在构成有源矩阵基板的玻璃基板101上，配置着Cr构成的门电极104和共通电极布线120，形成有氮化硅构成的门绝缘膜107，以覆盖门电极104和共通电极布线120。

另外，在门电极104上，通过门绝缘膜107，配置非晶硅或多晶硅构成的半导体膜116，使其具有有源元件-薄膜晶体管(TFT)的能动层的功能。

另外，为了与半导体膜116的图案的一部分重叠，配置Cr/Mo构成的漏电极106，源电极(像素电极)105，为了将上述所有的包敷，形成氮化硅构成的保护绝缘膜108。

在该保护绝缘膜108上配置着有机保护膜112。该有机保护膜112例如由丙烯酸树脂等透明的材料构成。

另外，像素电极105由ITO(In₂O₃:Sn)等透明电极构成。

共通电极103通过贯通门绝缘膜107、保护绝缘膜108、有机保护膜112的通孔118，与共通电极布线120连接。

在施加驱动液晶的电场的情况下，形成与像素电极105对向的共通电极103以平面地包围一像素区域。

另外，该共通电极103配置在有机保护膜(保护涂层)112的上面。并且，该共通电极103配置成从上面看时，配置在下层的漏电极106、扫描信号布线104及能动元件一薄膜晶体管(TFT)隐藏的形式，兼作遮蔽半导体膜116的遮光层。

另外，将如上所述构成的单元像素(一像素)，配置成矩阵状的构成有源矩阵基板，在构成该基板的玻璃基板101的表面，也就是，有机保护膜112上及形成于其上的共通电极103的上面，形成取向控制膜109。

另外，在构成对向电极的玻璃102上，也形成着滤色器层111及形成其上的有机保护膜112、取向控制膜109。

另外，和实施方式1相同，以高压水银灯为光源，利用由层积有石英板的パイル偏光镜发出的紫外线的直线偏光照射，对这些取向控制膜109赋予液晶取向能。

而且，玻璃基板101和对向电极102，通过取向控制膜109的形成面相对配置，在这些中间形成配置由液晶分子110构成的液晶组合物层110’的结构。另外，玻璃基板101和对向基板102的外侧的面上，分别形成着偏光板114。

以上所述，在本发明的实施方式2中，也和上述的实施方式1相同，做成像素电极105配置在有机保护膜112及保护绝缘膜108的下层、在像素电极105和有机保护膜112的上面配置共通电极103的结构。

另外，在共通电极103的电阻非常低的情况下，该共通电极103也可以兼作形成在最下层的共通电极布线120。此时，可以省略配置在最下层的共通电极布线120的形成，及随之进行的通孔加工。

在该实施方式2中，如图4(a)所示，由形成栅格状的共通电极103包围的区域构成一像素，与像素电极105一起配置，从而将一像素分成4个区域。

另外，像素电极105和与其相对的共通电极103相互平行地配置，形成Z字弯曲结构，一像素形成两个以上的多个副像素。由此形成抵销面内发生的色调变化的结构。

图5是说明本发明的液晶显示装置的实施方式3的一像素附近的剖面示意图。图中，与上述的各实施例的附图相同的符号对应相同机能的部分。

如图5所示本实施方式中，将配置在保护绝缘膜108的下层的像素电极105，通过通孔118提高到有机保护膜112上，与共通电极103配置在同样层。在设置成这样结构的情况下，可以再降低驱动液晶的电压。

如上所述形成的TFT液晶显示装置中，在无外加电场时，构成液晶组合物层110’的液晶分子110，与相对配置着的玻璃基板101和102的面形成大致平行的状态。以面向光取向处理规定的初期取向方向的状态，均匀地取向。

因此，对门电极104外加电压，将薄膜晶体管(TFT)设成开时，利用像素电极105和共通电极103之间的电位差，使电场117施加在液晶组合物层110’上，通过液晶组合物具有的介电各向异性和电场的相互作用，液晶分子110将其方向改变成电场方向。这时通过液晶组合物层110’的折射各向异性和偏光板114的作用，使液晶显示装置的光透过率改变，进行显示。

另外，上述的本发明的各实施方式中，一个像素中共通电极和像素电极构成的显示领域可以设置多组。通过这样设置多组，在一个像素大的情况下，也可以将像素电极和共通电极之间的距离缩短，因此用于驱动液晶而施加的电压可以减小。

另外，在上述的本发明的各实施方式中，构成像素电极和共通电极的至少一方的透明导电膜的材料，没有特别限定，但是，考虑容易加工，可靠性高等，优选使用铟-钛-氧化物(ITO)类的钛氧化物中掺杂有离子的透明导电膜或掺杂有离子的锌氧化物。

一般认为，在IPS方式中，与以前的TN方式代表的纵电场方式不同，和基板面的界面倾斜角不一定是理论值，界面倾斜角越小，视角特性越好，即使是光反应性的取向控制膜，也优选小的界面倾斜角，1度以下特别有效。

下面，对本发明的液晶显示装置中的液晶取向控制膜，使用非摩擦取向法形成取向控制膜进行说明。本发明的取向控制膜的形成工序的流程如(1)～(4)所述。

(1)取向控制膜的涂敷/形成(在整个显示区域形成均匀的涂膜)

(2)取向控制膜的酰亚胺化烧结(加速清漆溶剂的除去和耐热性高的聚酰亚胺化)

(3)利用偏光照射施加液晶取向能(对显示区域施加均匀的取向能)

(4)利用(加热、红外线照射、远红外线照射、电子线照射、放射线照射)使取向能增大/稳定化

通过以上四阶段的处理，形成取向控制膜，但是，不限于上面(1)～(4)工序的顺序，在以下(I)(II)所述的情况下，可望有更好的效果。

(I)通过将上述(3)、(4)时间上在一起处理，加速赋予液晶取向能，诱发交联反应等，由此可以有效地形成取向控制膜。

(II)在使用上述(4)的加热、红外线照射、远红外线照射等的情况下，通过上述(2)、(3)、(4)时间上在一起处理，上述(4)的工序也可以兼作上述(2)的酰亚胺化工序，可以在短时间形成取向控制膜。

下面对本发明的液晶显示装置的制造方法的具体实施例进行说明。

具体实施方式

实施例1

实施例1对应上述的本发明的实施方式1说明的液晶显示装置。下面，参照图1和图2对本发明的实施例1进行详细地说明。

在制造本发明的实施例1的液晶显示装置的情况下，构成有源矩阵基板的玻璃基板101及对向基板(滤色器基板)的玻璃基板102使用厚度为0.7mm、表面抛光后的玻璃基板。

玻璃基板101上形成的薄膜晶体管包括：源电极(像素电极)105、漏电极(信号电极)106、门电极(扫描电极)104及半导体膜(非晶硅)116。

扫描电极104、共通电极布线120和信号电极106、像素电极105都制作布线图形成铬膜，设像素电极105和共通电极103的间隔为7μm。

另外，对于共通电极103和像素电极105，使用了低电阻、容易图案化的铬膜，但是，也可以使用ITO膜构成透明电极，实现更高亮度特性。

门绝缘膜107和保护绝缘膜108由氮化硅构成，膜厚分别设定为0.3μm。在其上涂敷丙烯酸系树脂，在220℃加热处理1小时，形成透明、具有绝缘性的有机保护膜112。

然后，利用光刻法、蚀刻处理，如图2(c)所示，形成通孔达到共通电极布线120，构图形成和共通电极布线120连接的共通电极103。

其结果，在单元像素(一像素)内，如图2(a)所示，形成像素电极105配置在3个共通电极103之间的结构，形成像素数为由1024×3(对应R、G、B)条的信号电极106和768条扫描电极104构成的1024×3×768个的有源矩阵基板。

然后，取向控制膜按如下形成，将下述通式[化合物23]所示的1，4-二氨基吡啶和下述通式[化合物24]所示的1-甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐构成的聚酰胺酸清漆，调整成树脂成分浓度为5重量％、NMP60重量％、γ-丁内酯20重量％、丁基溶纤剂15重量％，在上述有源矩阵基板的上面进行印刷，在220℃下热处理30分钟，酰亚胺化，形成约70nm的致密的聚酰亚胺取向控制膜109。

化23

化合物23

化24

化合物24

同样，形成ITO膜后，在另外一侧的玻璃基板102的表面也印刷同样的聚酰胺酸清漆，在220℃下热处理30分钟，形成约70nm的致密的聚酰亚胺膜构成的取向控制膜109。

为了对该表面施加液晶取向能，用偏光UV(紫外线)光照射聚酰亚胺取向控制膜109。使用高压水银灯作为光源，通过干涉滤光器，得到240nm～380nm范围的UV光，使用层积石英基板形成的偏光镜，形成偏光比约10∶1的直线偏光，以约5J/cm²的照射能照射。

结果可知，取向控制膜表面的液晶分子的取向方向相对照射的偏光UV的偏光方向，为正交方向。

然后，使这两片玻璃基板101、102分别具有液晶取向能的具有取向控制膜109的表面相对，介在分散好的球形聚合珠构成的隔离物中，在周边部位涂敷密封剂，组装形成液晶显示装置的液晶显示面板(也称元件)。将两片玻璃基板的液晶取向方向设成几乎相互平行，且和外加电场方向形成75°的角度。

在该元件中，在真空下，注入介电各向异性Δε是正，其值为10.2(1kHz、20℃)，折射率各向异性Δn为0.075(波长590nm、20℃)，扭转弹性系数K2为7.0pN、向列各向同性相转移温度T(N-I)约为76℃的向列液晶组合物A，用紫外线固化型树脂构成的密封材料密封。制成液晶层的厚度(间隔)为4.2μm的液晶面板。

该液晶显示面板的滞后(Δnd)为约0.31μm。另外，使用与用于该面板的取向控制膜和液晶组合物相同的物质，制作均匀取向的液晶显示面板，使用晶体旋转法测定液晶的初期倾斜角，结果大约为0.2度。

用2片偏光板114夹持该液晶显示面板，设置一片偏光板的偏光透过轴与上述的液晶取向方向几乎平行，配置另外一片与其正交。

然后，连接驱动电路、背照灯等，模数化，得到有源矩阵的液晶显示装置。在本实施例中，设定为低电压下显示为暗，高电压下显示为明的常闭特性。

然后，评价本发明的实施例1的上述的液晶显示装置的显示质量，确认是对照比600比1的高质量显示，同时也确认是中间调显示时的宽视角。

其次，使用组装有光电二极管的示波器，对本发明的实施例1的液晶显示装置的烧屏特性、残像进行定量的测定，对其评价。

首先，以最大亮度在画面上显示窗口图案30分钟，然后，中间调显示残像最醒目，在此，为了使亮度为最大亮度的10％，改换图面，设窗口图案的边缘部的图案达到消失的时间为残像松弛时间，进行评价。其中，在此允许的残像松弛时间为5分钟以下。

结果，在使用温度范围(0℃～50℃)下，残像的松弛时间为1分钟以下，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊等，得到高的显示特性。

以前，通过光取向尽管可以赋予液晶的取向性，但是，锚定能也就是将取向的液晶分子束缚在取向膜表面的能量，一般说比通常的摩擦取向值弱。

该锚定能弱，也可以说液晶显示装置的制品的可靠性不够。特别是在均匀取向的情况下，可以说与极角方向的锚定能相比，方位角方向的锚定能重要。

在此，使用与如上得到的液晶显示装置相同的取向膜材料，利用同样工序在玻璃基板上形成取向膜，进行取向处理，密封同样的液晶组合物，制成液晶元件，利用扭矩平衡法(トルクバランズ，长谷川ほか，液晶学会讨论会讲演予行集3B12(2001)，251页)，测定界面上的液晶分子和取向膜表面的扭转键的强度、方位角方位锚定能A2，其为7.0×10^-4N/m。在以下显示的比较例1中，该A2为8.6×10^-5N/m。

实施例2

实施例2除取向控制膜以外，其它和实施例1相同，将下述通式[化合物25]所示的四羧酸二酸酐作为酸二酸酐，和下述[化合物26]所示的二胺化合物：3，4-二氨基噻吩构成的聚酰胺酸，在基板表面进行印刷，在220℃下烧结30分钟，酰亚胺化，形成约40nm的膜。然后，在该表面利用波长为248nm的KrF准分子激光和波长为337nm的氮激光的偏光UV光照射，进行光取向处理。

化25

化合物25

化26

化合物26

然后，和实施例1同样，封入向列液晶组合物A，然后，在100℃下退火10分钟，在相对上述的照射偏光方向几乎垂直的方向，得到良好的液晶取向。

这样，得到液晶层厚度d为4.0μm的液晶显示面板。另外，使用与用于该液晶显示面板的取向控制膜和液晶组合物相同的物质，制作均匀取向的液晶显示面板，使用晶体旋转法，测定液晶的初期倾斜角，结果大约为0.5度。

然后，利用与实施例1相同的方法，评价液晶显示装置的显示质量，确认与实施例1的液晶显示装置几乎相同的对照比，在整个面上超过500∶1，是高质量显示，同时也确认是中间调显示时的宽视角。

另外，与实施例1同样，定量该液晶显示装置的烧屏特性、残像松弛时间，对其评价。结果，在使用温度范围0℃～50℃下，残像的松弛时间为约1分钟，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊等，得到与实施例1同等高的显示特性。

比较例1

为说明本实施例的效果的比较例除取向控制膜以外，其它和实施例1相同，将下述通式[化合物27]所示的均苯四甲酸二酸酐作为酸二酸酐，和下述[化合物28]所示的二胺化合物：间苯二胺构成的聚酰胺酸清漆，构成液晶显示面板。

化27

化合物27

化28

化合物28

然后，利用与实施例1相同的方法评价其显示质量，确认尽管有与实施例1的液晶显示装置几乎相同的宽视角，但是，确认是整个面上低于100∶1对照度的显示。

另外，与实施例1同样，定量该液晶显示装置的烧屏特性、残像松弛时间，对其评价。结果，在使用温度0℃～50℃范围内，残像的松弛时间为约20分钟，目测检查画质残像，残像松弛时间慢，不能得到与实施例1同等高的显示特性。另外，方位角方位锚定能A2的值约为8.6×10^-5N/m。

实施例3

实施例3除取向控制膜以外，其它和实施例1相同，将下述通式[化合物29]所示的1，3-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酸酐，和下述[化合物30]所示的均苯四甲酸二酸酐作为酸二酸酐以摩尔比7∶3称取，二胺化合物：使用下述通式[化合物31]所示的对苯二胺，调整聚酰胺酸清漆，制作成液晶显示面板。此时，取向控制膜的膜厚为约50nm。

化29

化合物29

化30

化合物30

化31

化合物31

然后，利用和实施例1同样的方法，评价其显示质量，确认与实施例1的液晶显示装置有几乎相同的对照比，在整个面上超过550∶1，是高质量显示，同时还确认有中间调显示时的宽视角。

另外，与实施例1同样，定量该液晶显示装置的烧屏特性、残像松弛时间，对其评价。结果，在使用温度0℃～50℃范围内，残像的松弛时间为约1分钟，利用目测检查画质残像，也一点没有观察到烧屏特性、残像引起的显示模糊，得到与实施例1同等高的显示特性。

而且，调整用于取向控制膜的聚酰胺酸清漆的上述2种酸酐1，3-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酸酐和均苯四甲酸二酸酐的组成比为1∶1和3∶7，配置2种聚酰胺酸清漆，分别使用其制作成2种液晶显示面板。结果，使用该液晶显示面板的液晶显示装置的对照比分别为约450∶1、180∶1。

另外，残像的松弛时间分别为约3分钟和8分钟，在酸酐1，3-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酸酐和均苯四甲酸二酸酐的组成比为3∶7的情况，与其它的情况相比，其显示特性明显低下。

实施例4

下面，参照图3和图4对本发明的实施方式2的液晶显示装置的具体结构-实施例4进行说明。在本发明的实施例4的制作液晶显示装置的情况下，玻璃基板101和102，使用厚度为0.7mm表面抛光后的玻璃基板。

薄膜晶体管包括：源电极(像素电极)105、漏电极(信号电极)106、门电极(扫描电极)104及半导体膜(非晶硅)116。扫描电极104形成铝膜布线图，共通电极布线120和信号电极106形成铬膜布线图，像素电极105形成ITO膜布线图，如图4(a)所示，扫描电极104以外形成Z字弯曲的电极布线图。此时的弯曲角度设定为10度。门绝缘膜107和保护绝缘膜108由氮化硅构成，膜厚分别为0.3μm。

然后，利用光刻法和蚀刻处理，如图4(c)所示，圆筒状直径约10μm地形成通孔118，达到共通电极布线120，在其上涂敷丙烯酸系树脂，在220℃条件下，加热处理1小时，形成厚度约为1μm的透明的具有绝缘性的介电常数约4的层间绝缘膜112。利用该层间绝缘膜112，将显示区域的像素电极105的阶梯引起的凹凸，以及邻近的像素间的滤色器层111的边界部分的阶梯凹凸平坦化。

然后，再次蚀刻处理通孔118至直径约7μm，从其上面形成与共通电极布线120连接的共通电极103，进行ITO膜构图。这时，像素电极105和共通电极103的间隔为7μm。而且，该共通电极103为了包敷映象信号布线106、扫描信号布线104及薄膜晶体管的上部，包围像素，形成栅格状，兼作遮光层。

结果，在单元像素内，如图4(a)所示，形成像素电极105配置在3个共通电极103之间的结构，可以得到像素数为由1024×3(对应R、G、B)条的信号电极106和768条扫描电极104构成的1024×3×768个的有源矩阵基板。

然后，使用由下述通式[化合物32]所示的1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐，和下述通式[化合物33]表示的间苯二胺构成的聚酰胺酸清漆，制作膜厚约60nm的取向控制膜作为取向控制膜109，其取向处理方法用和实施例1相同的偏光UV，以约3Jcm-2的照射能照射。其中，在偏光UV照射中，将形成取向控制膜的基板，在加热板上同时加热处理至约150℃。

化32

化合物32

化33

化合物33

然后，使这两片玻璃基板分别具有液晶取向膜的表面相对，介在分散好的球形聚合珠构成的隔离物中，在周边部位涂敷密封剂，组装成液晶显示面板。将两片玻璃基板的液晶取向方向设成几乎相互平行，且与外加电场方向形成75°的角度。

在该液晶显示面板中，在真空下，注入介电各向异性Δε是正且其值为10.2(1kHz、20℃)，折射率各向异性Δn为0.075(波长590nm、20℃)，扭转弹性系数K2为7.0pN、向列各向同性相转移温度T(N-I)约为76℃的向列液晶组合物A，用紫外线固化型树脂构成的密封材料密封。制成液晶层的厚度(间隔)为4.2μm的液晶面板。该面板的滞后(Δnd)为约0.31μm。

另外，使用与用于该液晶显示面板的取向控制膜和液晶组合物相同的物质，制作均匀取向的液晶显示面板，使用晶体旋转法测定液晶的初期倾斜角，结果约为0.2度。

用2片偏光板114夹持该面板，设置一片偏光板的偏光透过轴与上述的液晶取向方向几乎平行，配置另外一片与其正交。然后，连接驱动电路、后照灯等，模数化，得到有源矩阵的液晶显示装置。在本实施例中，设定低电压下显示为暗、高电压下显示为明的常闭特性。

然后，评价本发明的实施例4的液晶显示装置的显示质量，确认与实施例1的液晶显示装置相比，其开口率高，对照比600∶1，是高质量显示，同时也确认了中间调显示时的宽视角。

与本发明的实施例1相同，定量该液晶显示装置的烧屏特性、残像的松弛时间，对其评价，结果，在使用温度范围(0℃～50℃)下，残像的松弛时间约为1分钟，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊，得到与实施例1相同的高显示特性。

另外，削取由与本实施例同样的方法在玻璃基板上制作的取向控制膜，使用示差扫描热量计(DSC)，评价取向控制膜的玻璃化转变温度，在50℃～300℃的温度范围内没有看到明显的玻璃化转变点。因此，认为，本实施例的取向控制膜的玻璃化转变温度为测定温度上限300℃以上。

实施例5

取向控制膜按如下制作：使用由下述通式[化合物34]所示的1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐，和下述通式[化合物35]表示的2，7-二氨基咔唑构成的聚酰胺酸清漆，制作膜厚约100nm的取向控制膜，其取向处理方法，是用干涉滤光器和石英板的パイル偏光镜，将和实施例1相同的高压水银灯发出的光，在波长240～380nm的范围做成10∶1的偏光比的偏光UV，以约5J/cm²的照射能进行照射。其它与实施例4相同地制造实施例5的液晶显示面板。

化34

化合物34

化35

化合物35

评价使用该液晶显示面板得到的液晶显示装置的显示质量，确认与实施例4的液晶显示装置具有相同的高质量显示。另外，也确认了中间调显示时的宽视角。

与本发明的实施例1相同，定量该实施例5的液晶显示装置的烧屏特性、残像的松弛时间，对其评价，结果，在使用温度0℃～45℃范围内，残像的松弛时间与实施例4相同为1分钟以下，通过目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊，得到高的显示特性。

另外，用与实施例4同样的方法，削取在玻璃基板上制作成的取向控制膜，使用示差扫描热量计(DSC)评价取向控制膜的玻璃化转变温度，结果，在50℃～300℃的温度范围内没有看到明显的玻璃化转变点。因此，认为本实施例的取向控制膜的玻璃化转变温度为测定温度上限300℃以上。

另外，使用1，3-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐作为酸酐，将照射能量设为约3J/cm²，和本实施例一样制作液晶显示装置，评价，结果得到具有与本实施例同等的显示特性的液晶显示装置。

使用1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐作为酸酐，将照射能量设为约2J/cm²，和本实施例一样制作液晶显示装置，结果得到具有与本实施例相同的显示特性的液晶显示装置。

实施例6

取代液晶显示装置的元件间隔控制中使用的聚合珠构成的间隔物，预先在形成有源矩阵基板的取向控制膜之前，涂敷负型的感光性丙烯酸系树脂，经曝光，显影处理，构图成约10μm直径的柱状，形成在各像素的TFT部分的附近扫描布线104的上层的遮光层-共通电极103上；然后，制作取向控制膜，使用下述通式[化合物36]所示的1-氨基-2-(4’-氨基苯基)-乙烯作为二胺化合物和下述通式[化合物37]表示的3，6-二氨基苯并二茚(其摩尔比为1∶2)作为二胺化合物；使用下述通式[化合物38]所示的1，3-二氯-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐作为酸酐，调整聚酰胺酸清漆，制作膜厚约40nm的膜。

化36

化合物36

化37

化合物37

化38

化合物38

其取向处理方法，是用干涉滤光器和石英パイル偏光镜，将和实施例5相同的高压水银灯发出的光，在波长240～310nm的范围，做成10∶1的偏光比的偏光UV，以约3J/cm²的照射能进行照射。同时使用软X射线发生装置从近距离照射软X射线。

除以上工序以外，其它和实施例5相同地制作实施例6的液晶显示装置，评价本发明实施例6的液晶显示装置的显示质量，结果确认与实施例5的液晶显示装置相比具有高的对照比，是高质量的显示。

另外，还确认了在中间调显示时的宽视角。认为这是实施例5的液晶显示装置可见的像素内无规分布的间隔物珠周围的液晶的取向散乱引起的漏光完全被消除的缘故。

另外，与本发明的实施例1相同，定量评价该实施例6的液晶显示装置的烧屏特性、残像的松弛时间，结果残像松弛时间和实施例5相同，为1分钟以下，在目测检查画质残像时，也一点看不到烧屏特性、残像带来的显示模糊，可以得到高的显示特性。

实施例7

除实施例7使用的取向控制膜和其取向处理条件以外，其它和实施例4相同，将下述通式[化合物39]所示二胺化合物2，7-二氨基二苯并噻吩，和下述通式[化合物40]表示的酸二酐1，2，3-三甲基-1，2，3，4--环丁烷四羧酸二酐构成的聚酰胺酸印刷形成在基板表面，在230℃下烧结30分钟，进行酰亚胺化，形成膜厚约30nm的膜。

化39

化合物39

化40

化合物40

然后，边在其表面照射远红外线，边以约4J/cm²的照射能照射氮激光的337nm的偏光UV，由此进行光取向处理。这时的取向控制膜的温度约为200℃。

其后，和实施例4相同地封入向列液晶组合物A，之后，在100℃下退火10分钟，在相对上述的照射偏光方向几乎垂直的方向，得到良好的液晶取向。

这样，得到液晶层厚度d为4.0μm的液晶显示装置。另外，使用与用于该面板的取向控制膜和液晶组合物相同的物质，制作均匀取向的元件，使用晶体旋转法，测定液晶的初期倾斜角，结果大约为0.3度。

然后，利用与实施例1相同的方法，评价本发明实施例7的液晶显示装置的显示质量，确认与实施例1的液晶显示装置几乎相同的对照比，在整个面上超过600∶1，是高质量显示，同时也确认了中间调显示时的宽视角。

另外，与本发明实施例1同样，定量该实施例7的液晶显示装置的烧屏特性、残像松弛时间，对其评价。结果，残像的松弛时间为1分钟以下，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊，得到高的显示特性。

实施例8

除实施例8使用的取向控制膜和其取向处理条件以外，其它和实施例4相同，将下述通式[化合物41]所示二胺化合物2，7-二氨基吩嗪，和下述通式[化合物42]表示的酸二酐1-甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐构成的聚酰胺酸，印刷形成在基板表面，在230℃下烧结30分钟，进行酰亚胺化，形成厚度约20nm的膜。

化41

化合物41

化42

化合物42

然后，边在其表面照射远红外线，边使用氮激光的337nm的偏光UV照射，进行光取向处理。这时的取向控制膜的温度约为200℃。其后，和实施例4相同地封入向列液晶组合物A，之后，在100℃下退火10分钟，在相对上述的照射偏光方向几乎垂直的方向，得到良好的液晶取向。

然后，利用与实施例1相同的方法，评价本发明实施例8的液晶显示装置的显示质量，确认与实施例4的液晶显示装置几乎相同的对照比，在整个面上超过600∶1，是高质量显示，同时也确认了中间调显示时的宽视角。

另外，与本发明实施例1同样，定量该实施例8的液晶显示装置的烧屏特性、残像松弛时间，对其评价。结果，残像的松弛时间为2分钟以下，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊，得到高的显示特性。

本实施例使用的取向控制膜，在组合远红外线照射及氮激光偏光UV照射以外，例如用干涉滤光器、石英パイル偏光镜，将高压水银灯发出的光，在波长300～380nm的范围，做成偏光UV，以约3J/cm²的照射能进行照射。这时也得到上述的高显示特性。

而且，在边照射200mJ的10.5μm的二氧化碳激光，边照射上述300～380nm的偏光UV的情况下，也可以得到上述同样的高显示特性。

实施例9

对本发明的实施例9，用图5进行说明。在制造本发明的实施例9的液晶显示装置的情况下，基板101、102使用厚度为0.7mm、抛光表面后的玻璃基板。

薄膜晶体管包括：源电极(像素电极)105、漏电极(信号电极)106、门电极(扫描电极)104及半导体膜(非晶硅)116。扫描电极104形成铝膜布线图，共通电极布线120、信号电极106及像素电极105形成铬膜布线图。

门绝缘膜107和保护绝缘膜108由氮化硅构成，膜厚分别设定为0.3μm。在其上涂敷丙烯酸系树脂，在220℃加热处理1小时，形成约1.0μm厚的透明且具有绝缘性的介电常数约为4的有机保护膜112。利用该有机保护膜112，使显示区域的像素电极105的阶梯引起的凹凸及邻接的像素间的阶梯凹凸平坦化。

然后，利用光刻法、蚀刻处理，如图5所示，形成直径约10μm的圆筒状的通孔118，达到象素电极105，从其上面构图ITO膜，形成和源电极105连接的像素电极105。

另外，对共通电极布线120，也形成约10μm直径的圆筒状的通孔118，从其上面构图ITO膜形成共通电极103。这种情况下，像素电极105和共通电极103的间隔为7μm，扫描电极104以外，形成Z字弯曲的电极布线图。这时，弯曲的角度设定为10度。

而且，该共通电极103形成栅格状，以覆盖映象信号布线106、扫描信号布线104及薄膜晶体管的上部，包围像素，兼作遮光层。

其结果，除在单元像素内形成2种类的通孔118以外，其它和实施例4几乎相同，形成像素电极105配置在3个共通电极103之间的结构，形成像素数为由1024×3(对应R、G、B)条的信号电极106和768条扫描电极104构成的1024×3×768个的有源矩阵基板。

除如上所述的像素构造、使用的取向控制膜以外，其它与实施例4相同，如图5所示，制作实施例9的液晶显示装置。

本实施例使用的取向控制膜按如下形成，即，使用以摩尔比2∶1的比例的下述通式[化合物43]所示的1，4-二氨基-2-乙烯基苯、和下述通式[化合物44]所示的4，4’-二氨基二苯胺作为二胺；使用摩尔比1∶2的比例的下述通式[化合物45]所示的1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐，和下述通式[化合物46]所示的1-氨基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐作为酸二酐合成聚酰胺酸清漆，制作厚度为约30nm的取向控制膜。

化43

化合物43

化44

化合物44

化45

化合物45

化46

化合物46

然后，评价本实施例的液晶显示装置的显示质量，结果确认为与实施例1的液晶显示装置相同的高质量显示，同时也确认了中间调显示时的宽视角。

其次，和本发明的实施例1同样，对本实施例的液晶显示装置的烧屏特性、残像的松弛时间进行定量评价。结果，残像的松弛时间为1分钟以下，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊等，得到了高的显示特性。

如图5所示，与TFT直接连接着的像素电极形成在基板的最表面，在其上形成薄的取向控制膜的情况下，利用通常的摩擦取向处理时，摩擦带电，依情况有时通过表面附近的像素电极，TFT元件受到损坏。这种情况下，本实施例的非摩擦的光取向处理非常有效。

实施例10

图6是说明本发明的液晶显示装置的实施方式4的一像素附近的剖面示意图。在制造本实施例的液晶显示装置的情况下，玻璃基板101和102使用厚度为0.7mm的表面抛光后的玻璃基板。

薄膜晶体管包括：源电极(像素电极)105、漏电极(信号电极)106、门电极(扫描电极)104及半导体膜(非晶硅)116。扫描电极104、共通电极布线120和信号电极106、像素电极105及共通电极103都形成铬膜布线图；设像素电极105和共通电极103的间隔为7μm。

门绝缘膜107和保护绝缘膜108由氮化硅构成，膜厚分别设定为0.3μm。在其上形成取向控制膜，将下述通式[化合物47]所示的2，5-二氨基吡咯作为二胺化合物、和下述通式[化合物48]所示的1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐作为酸二酐，构成聚酰胺酸清漆，将其印刷形成在基板表面，在230℃下烧结30分钟，进行酰亚胺化，制作厚度为约50nm的膜。

化47

化合物47

化48

化合物48

然后，在真空中对该表面边照射5eV、约0.5μC/cm²的电子线，边用干涉滤光器、石英パイル偏光镜将高压水银灯发出的光在波长220～380nm的范围做成偏光UV，以约3J/cm²的照射能照射，进行光取向处理。

其结果，形成像素数为由1024×3(对应R、G、B)条的信号电极106和768条扫描电极104构成的1024×3×768个的有源矩阵基板。

如上所述，除像素构造以外，其它和实施例1同样，制作图6所示的本实施例的液晶显示装置。

评价本实施例的液晶显示装置的显示质量，结果确认为与实施例1的液晶显示装置相同的高质量显示，同时也确认了中间调显示时的宽视角。

其次，和本发明的实施例1同样，对本实施例的液晶显示装置的烧屏特性、残像的松弛时间进行定量评价。结果，残像的松弛时间为2分钟以下，目测检查画质残像，看不到烧屏特性、残像产生的显示不良。

另外，本实施例使用二胺化合物的衍生物-下述通式[化合物49]所示的2，5-二氨基-3-乙烯基吡咯以摩尔比50％导入合成聚酰胺酸清漆时，在偏光UV的照射能为约2J/cm²的情况下，也得到了同等高的显示特性。

化49

化合物49

实施例11

除实施例11使用的取向控制膜的组成、取向控制膜的形成及取向处理方法以外，其它与实施例10相同，将下述通式[化合物45]所示的胸腺嘧啶衍生物作为本发明的取向控制膜的二胺化合物，和下述通式[化合物51]所示的1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐作为酸二酐，构成聚酰胺酸清漆，将其印刷形成在基板表面，在90℃下热处理2分钟，进行匀平，制作厚度为约35nm的膜。

化50

化合物50

化51

化合物51

然后，对该表面边照射远红外线，使膜表面保持在约230℃，边用干涉滤光器、石英パイル偏光镜将高压水银灯发出的光在波长220～380nm的范围做成偏光UV，以约5J/cm²的照射能照射，进行光取向处理。处理后的取向控制膜的厚度约为25nm。

然后，和实施例10相同制作图6所示的本实施例的液晶显示装置，封入向列液晶组合物A后，在100℃、退火10分钟，在相对上述的照射偏光方向几乎垂直的方向，得到良好的液晶取向。这样，得到液晶层厚度d为4.0μm的液晶显示装置。

另外，使用与用于该液晶显示面板的取向控制膜和液晶组合物相同的物质，制作均匀取向的液晶元件，使用晶体旋转法测定液晶的初期倾斜角，结果大约为0.1度。

然后，利用与实施例1相同的方法，评价本实施例的液晶显示装置的显示质量，确认没有一般摩擦取向处理可见的电极阶梯附近的取向不良产生的漏光，与实施例1的液晶显示装置几乎相同的对照比，在整个面上超过600∶1，是高质量显示，同时也确认了中间调显示时的宽视角。

另外，与本发明的实施例1同样，定量评价该实施例11的液晶显示装置的烧屏特性、残像松弛时间。结果，残像的松弛时间为1分钟以下，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊等，得到了高的显示特性。

照射3J/cm²的波长在220～260nm的偏光紫外线，利用其它的光源照射5J/cm²的波长在260～400nm的无偏光紫外线，除此之外，其它和本实施例相同，制作液晶显示装置，进行评价，结果得到具有和上述本实施例相同显示特性的液晶显示装置。

实施例12

除实施例12使用的取向控制膜的组成、取向控制膜的形成及取向处理方法以外，其它与实施例9相同，将下述通式[化合物52]所示的肉桂酸酯衍生物作为本发明的取向控制膜的二胺化合物，和下述通式[化合物53]所示的1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐作为酸二酐，构成聚酰胺酸清漆，将其印刷形成在基板表面，在90℃下热处理2分钟，进行匀平，制作厚度为约40nm的膜。

化52

化合物52

化53

化合物53

然后，对该表面边照射远红外线，使膜表面保持在约250℃，边用干涉滤光器、石英パイル偏光镜，将高压水银灯发出的光，在波长220～280nm的范围，做成偏光UV，以约3J/cm²的照射能照射，进行酰亚胺化烧结处理及光取向处理。处理后的取向控制膜的厚度约为25nm。

然后，和实施例9相同制作图5所示的本实施例12的液晶显示装置，封入向列液晶组合物A后，在100℃、退火10分钟，在相对上述的照射偏光方向几乎垂直的方向，得到了良好的液晶取向。这样，得到了液晶层厚度d为4.0μm的液晶显示装置。

另外，使用与用于该液晶显示面板的取向控制膜和液晶组合物相同的物质，制作均匀取向的液晶显示面板，使用晶体旋转法，测定液晶的初期倾斜角，结果大约为0.1度。

然后，利用与实施例1相同的方法，评价本发明的实施例7的液晶显示装置的显示质量，确认没有一般摩擦取向处理可见的电极阶梯附近的取向不良产生的漏光，与实施例1的液晶显示装置几乎相同的对照比，在整个面上超过600∶1，是高质量显示，同时也确认了中间调显示时的宽视角。

另外，与本发明的实施例1同样，定量评价该实施例12的液晶显示装置的烧屏特性、残像松弛时间。结果，使用温度在0℃～50℃范围内，残像的松弛时间为1分钟以下，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊等，得到了高的显示特性。

实施例13

下面使用图7和图8说明作为本发明的实施方式5的液晶显示装置的具体构成的实施例13。在制造本发明的实施例13的液晶显示装置的情况下，基板101使用厚度为0.7mm、表面抛光后的玻璃基板。

图7是图8的沿A-A’线的剖面图，在基板101上形成保护绝缘膜108，保护用于防止电极103，105，106，104的短路的绝缘膜107、薄膜晶体管及电极105，106，作为TFT基板。

图8显示薄膜晶体管及电极103，105，106的构造。薄膜晶体管包括：源电极(像素电极)105、漏电极(信号电极)106、门电极(扫描电极)104及半导体膜(非晶硅)116。

扫描电极104形成铝膜布线图，信号电极106形成铬膜布线图，而且，共通电极103和像素电极105形成ITO布线图。

绝缘膜107和保护绝缘膜108由氮化硅构成，膜厚分别设定为0.2μm和0.3μm。容量元件形成用像素电极105和共通电极103夹持绝缘膜107，108的结构。

像素电极105以重叠在ベタ形状的共通电极103的上层的方式配置着。设定像素数为由1024×3(对应R、G、B)条的信号电极106和768条的扫描电极104构成的1024×3×768个。

在基板102上，形成与本发明实施例1的液晶显示装置相同的结构的带黑矩阵113的滤色器111，作为对向滤光器基板。

然后，取向控制膜按如下形成，将摩尔比为3∶1的下述通式[化合物54]所示的2，5-二氨基嘧啶和下述通式[化合物55]所示的1，2-二氨基乙烯作为二胺化合物，和摩尔比为2∶1的下述通式[化合物56]所示的1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐和下述通式[化合物57]所示的1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐作为酸酐，构成聚酰胺酸清漆，将其调整成树脂成分浓度为5重量％、NMP60重量％、γ-丁内酯20重量％、丁基溶纤剂15重量％，在上述有源矩阵基板的上面进行印刷，在220℃下热处理30分钟，酰亚胺化，形成约110nm的致密的聚酰亚胺取向控制膜109。

化54

化合物54

化55

化合物55

化56

化合物56

化57

化合物57

同样，形成ITO膜后，在另外一侧的玻璃基板102的表面也印刷形成同样的聚酰胺酸清漆，在220℃下热处理30分钟，形成约110nm的致密的聚酰亚胺膜构成的取向控制膜109。

为了对该表面赋予液晶取向能，边照射远红外线，边用偏光UV(紫外线)光照射聚酰亚胺取向控制膜109。使用高压水银灯作为光源，通过干涉滤光器，得到240nm～380nm范围的UV光，使用层积石英基板形成的パイル偏光镜，形成偏光比约10∶1的直线偏光，以约2J/cm²的照射能照射。此时的取向控制膜的温度为约120℃。

结果可知，取向控制膜表面的液晶分子的取向方向，相对照射的偏光UV的偏光方向，为正交方向。

设定TFT基板和滤色器基板上的取向控制膜109的取向方向大致相互平行，且与外加电场117的方向形成15度的角度。平均粒径为4μm的高分子珠作为间隔物分散在这些基板之间，在TFT基板和滤色器基板之间夹持有液晶110。液晶110使用和实施例1相同的液晶组合物A。

夹持TFT基板和滤色器基板的两片偏光板114配置在直交偏光镜(cross nicol)上。而且，采用低电压设定为暗状态、高电压设定为明状态的常闭特性。

而且，驱动本发明实施例13的液晶显示装置的系统构成和实施例1相同，因此省略其详细构成。

然后，评价本发明的实施例13的液晶显示装置的显示质量，确认与实施例1的液晶显示装置相比，其开口率高，是对照比为650∶1的高质量显示，同时也确认了中间调显示时的宽视角。

其次，和本发明的实施例1同样，定量评价该液晶显示装置的烧屏特性、残像松弛时间。结果，在使用温度0℃～50℃范围内，残像的松弛时间为约1分钟，目测检查画质残像，一点都看不到烧屏特性、残像产生的显示模糊，得到了和实施例1同等高的显示特性。

另外，利用和实施例1同样的方法，评价液晶取向膜表面的方位角方向锚定能A2，结果该值为约1.0×10^-3N/m以上。

Claims

1.一种液晶显示装置，其包括一对基板；配置在上述一对基板间的液晶层；像素电极和共通电极，用于向上述液晶层外加电场，形成于上述基板的至少一侧；多个有源元件，与上述电极组连接；取向控制膜，形成于上述液晶层和上述基板的至少一侧的基板之间；

上述取向控制膜，是经照射偏光成几乎直线的光而赋予取向控制能的、含有光反应性的聚酰亚胺或光反应性的聚酰亚胺及聚酰胺酸的光反应性的取向控制膜，

上述光反应性的取向控制膜含有由环丁烷四羧酸二酸酐和其衍生物、与芳香族二胺化合物构成的聚酰胺酸或聚酰亚胺，

所述环丁烷四羧酸二酸酐和其衍生物，是下述通式所示的化合物1～2的至少一种，式中，R₁，R₂，R₃，R₄分别独立的表示碳数为1～6的烷基、或烷氧基，

化1

化合物1

化2

化合物2

上述芳香族二胺化合物含有选自：下述通式所示的化合物5至化合物14、化合物16、化合物18以及化合物21、22构成的化合物组中的至少一种，其中，从化合物5至化合物18的R₁～R₈分别独立的表示氢原子，氟原子，氯原子，或碳数为1～6的烷基、烷氧基或乙烯基[-(CH₂)_m-CH＝CH₂，m＝0，1，2]；另外，化合物10和12中，X表示-CH₂-，-NH-，-CO-，-O-，-S-连接基团，化合物11中，X表示-NH-，-CO-，-O-，-S-连接基团；另外，化合物21、22的R₁分别独立的表示碳数为1～6的烷基，

化5

化合物5