JP2005189889A - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
基板面にほぼ平行な電界を液晶に印加する横電界方式を用いたアクテイブマトリクス型液晶表示装置において、基板間ギャップの変動に伴う表示むらが少なく、高画質で量産性にすぐれたアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供する。
【解決手段】
基板面にほぼ平行な電界を液晶に印加する横電界方式を用いたアクテイブマトリクス型液晶表示装置において、液晶/配向膜界面における液晶分子と配向膜表面とのねじれ結合の強さを表す外挿長が基板間ギャップの10%以上となる弱いねじれ結合とし、また、この様な弱いねじれ結合を得るために長鎖アルキレン基及び/或いはフルオロ基含有のポリマ及び/或いはオリゴマを含む有機配向膜、或いは斜方蒸着法による無機配向膜、或いは偏光光照射による光反応性配向膜を用いたアクテイブマトリクス型液晶表示装置。
【選択図】図4
Description
該液晶層と該対基板の界面において液晶分子をほぼ同一方向に配向させる配向膜とを有し、
該対基板と該液晶層のどちらか一方あるいは双方の界面における液晶分子と該配向膜表面とのねじれ結合の強さを表す外挿長が基板間ギャップ(液晶層の厚み)の10%以上に設定されている。
ものが良い。また、主鎖型,側鎖型,末端型のいずれの長鎖アルキレン基及び/或いはフルオロ基を用いても良い。
ここで、dおよびgはそれぞれ基板間ギャップ(液晶層の厚み),電極端間ギャップ,K2およびΔεはそれぞれ液晶組成物のツイスト弾性定数,誘電異方性で、bは配向膜表面のねじれ結合係数A2を用いて次式で定義される界面における液晶分子と配向膜表面のねじれ結合の強さを表す外挿長である。
この外挿長bは上記の配向膜表面でのねじれ結合が強いほど小さくなり、例えば配向膜表面で液晶分子の配向方向が固定されていると考えられるほど強い結合の場合には外挿長bは0と考えられる。
次に表示むらが最も顕著にでる中間調表示時を想定して、図3に示されている表示輝度が最大輝度値の半分(50%)となる電圧V50を考え、同様に基板間ギャップが±Δd変化した場合の変化量ΔV50を考えるとこのΔV50は前記のΔVcにほぼ比例すると考えられる。
(d・d−Δd・Δd)/((d+2b)・(d+2b)−Δd・Δd) (4)
ここで、ΔdをギャップむらとしてΔd・Δd≪d・dとすると上式は次式で表される。
1/((1+2b/d)・(1+2b/d)) (5)
この式よりb>0であることから、ΔV50weak/ΔV50str <1となり、図4に示すように弱いねじれ結合の場合(b)は強いねじれ結合の場合 (a)と比較してギャップ変動に伴うV50の変動幅が小さくなることが分かる。
(5)式と同じ式で与えられ、外挿長の基板ギャップに対する比b*=b/dを用いると次式となる。
やはりb*>0であるからΔB50weak/ΔB50str <1となり、図4のように界面でのねじれ結合を弱くすることによってギャップむらに伴い生じる輝度変動を小さくすることができることが分かる。
(p−アミノフェノキシ)フェニル〕トリデカン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕ペンタデカン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕オクタン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕デカン、ビス〔4−
(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕オクタデカン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)オクタン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)ノナン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)デカン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)ドデカン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)テトラデカン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)オクタデカン、セバシン酸ジヒドラジド、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,3′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルサルファイド、4,4′−ジアミノジフェニルプロパン、3,3′−ジアミノジフェニルプロパン、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、4,4′−ジアミノタ−フェニル、1,1−メタキシリレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン,イソフタル酸ジヒドラジド,アジピン酸ジヒドラジド,コハク酸ジヒドラジド、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,3′−ジブチル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,3′−ジブトキシ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、2,4−ジアミノ−1−メトキシメチレンベンゼン、2,4−ジアミノ−1−ブトキシメチレンベンゼン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3, 3′−ジメチル−2,2′−ジアミノジフェニルメタン、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〕ブタン、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〕ヘキサン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、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−(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〕ビフェニル、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕シクロヘキサン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕メチルシクロヘキサン、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕プロピルシクロヘキサン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕プロパン、ビス〔4−(m−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕プロパン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕ペンタン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕シクロヘキサン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕メチルシクロヘキサン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕メタン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕ブタン、ビス〔4−(m−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕ブタン、ビス〔4−(p−アミノメチルベンゾイルオキシ)安息香酸〕プロパン、ビス〔4−(p−アミノエチルベンゾイルオキシ)安息香酸〕プロパン、ビス〔4−(p−アミノベンゾイルオキシ)安息香酸〕ヘプタン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)プロパン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)メタン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)エタン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)ブタン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)ペンタン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)ヘキサン、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)ヘプタン、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、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(2−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル〕ヘキサフルオロプロパン、p−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、4,4′−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス
(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン,ジアミノシロキサン,アミノシロキサンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルプロパンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパンテトラカルボン酸二無水物、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〕プロパンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ(2,2,2)オクタ−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕ドデカフルオロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,7−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕テトラデカフルオロペンタンテトラカルボン酸二無水物、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〕オクタフルオロブタンテトラカルボン酸二無水物、4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルプロパンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパンテトラカルボン酸二無水物、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〕プロパンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ(2,2,2)オクタ−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
4′−フェニルエステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸−4′−置換フェニルエステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸−4′−置換ビフェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキサンカルボニルオキシ)安息香酸−4′−置換フェニルエステル、4−
(4−置換シクロヘキシル)安息香酸−4′−置換フェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸−4′−置換シクロヘキシルエステル、4−置換−4′−置換ビフェニル等を挙げることができ、これらの化合物の中でも、少なくても分子の一方の末端にアルキル基,アルコキシ基,アルコキシメチレン基,シアノ基,フッ素基,ジフッ素基,トリフッ素基を有する多成分系の混合液晶組成物が用いられる。
基板として、厚みが1.1mm で表面を研磨した透明なガラス基板を2枚用い、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および配線電極を形成し、更にその上に窒化シリコンからなる絶縁保護膜(ゲート絶縁膜2)を形成した。
20℃) であり、屈折率異方性Δnが0.08(波長590nm,20℃) 、ねじれ弾性定数K2が7.0pN のネマチック液晶組成物を真空で注入し、紫外線硬化型樹脂からなる封止材で封止して液晶パネルを得た。
この式より、液晶層の厚みdのみが異る液晶セルを複数作成し、横(x)軸にd,縦
(y)軸にそれらの液晶セルそれぞれについて測定した(1/Vc)をとり測定値をプロットすると、それらの点を直線で外挿したy切片が、−2bすなわち外挿長(この場合の係数2は上下界面が同じとした場合の双方からの外挿長への寄与を表す)を与える。
(2)式から次式を用いて機械的に得ることができる。
従って、本実施例の場合には、A2は7.0μN/mとなる。
用いた配向膜材料以外は実施例1と同様にして、配向膜材料として日産化学社製のRN763を用いて、液晶層の厚みdが4.0μm の液晶表示装置を作成し、実施例2とした。
用いた配向膜材料以外は実施例1と同様にして、配向膜材料として日本合成ゴム社製のAL1051を用いて、液晶層の厚みdが4.0μm の液晶表示装置を作成し、実施例3とした。
用いた配向膜材料以外は実施例1と同様にして、配向膜材料として日本合成ゴム社製のAL3046を用いて、液晶層の厚みdが4.0μm の液晶表示装置を作成し、実施例4とした。
用いた配向膜材料及び液晶組成物以外は実施例1と同様にして、液晶層の厚み(ギャップ)dが、液晶封入状態で5.0μm をほぼ中心として、+0.3〜−1.1μmの範囲の9個の液晶パネルを製作し、実施例5とした。
3°であった。
0.3% 程度であった。
用いた配向膜材料以外は実施例5と同様にして、m−フェニレンジアミン1.0モル%をN−メチル−2−ピロリドン中に溶解させ、これに2,2ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕トリデカンテトラカルボン酸二無水物0.25モル%(総モル数の25%)を加え40℃で1時間反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約6000のオリゴマを合成し、更に、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物0.75 モル%を加えて20℃で15時間,130℃で30分反応させてポリ−オリゴマ−アミック酸イミドワニスを得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して230℃/30分の熱処理を行い、約700Åの緻密なポリイミド配向膜を形成し、液晶層の厚みdが4.0μmの液晶表示装置を作成した。
用いた配向膜材料以外は実施例5と同様にして、1,12−ジアミノドデカン0.3 モル%(総モル数の30%)をN−メチル−2−ピロリドンとジメチルアセトアミドの混合溶媒中に溶解させ、これに1,2,3,4ーシクロペンタンテトラカルボン酸二無水物
1.0 モル%を加え60℃で30分反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約4000のオリゴマを合成し、更に、4,4′−ジアミノジフェニルメタン0.6 モル%およびジアミノシロキサン0.1 モル%を加えて20℃で12時間および150℃で30分反応させてポリ−オリゴマ−アミック酸シロキサンワニスを得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して220℃/30分の熱処理を行い、約600Åの緻密なポリイミドシロキサン配向膜を形成し、液晶層の厚みdが4.0μmの液晶表示装置を作成した。
用いた配向膜材料以外は実施例5と同様にして、2,4−ジアミノ−ラウリルフェニルエ−テル0.2モル%(総モル数の20%)をN−メチル−2−ピロリドン中に溶解させ、これに3,3′,4,4′−ビスシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物1.0 モル%を加えて50℃で1時間反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約30000のオリゴマを合成し、更に、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)メタン0.6 モル%およびイソフタル酸ヒドラジド0.2 モル%を加えて20℃で15時間,100℃で1時間反応させてポリ−オリゴマ−アミック酸を得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して200℃/30分の熱処理を行い、約600Åの緻密なポリアミドイミド配向膜を形成し、液晶層の厚みdが4.0μmの液晶表示装置を作成した。
用いた配向膜材料以外は実施例5と同様にして、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)メタン0.5モル%、4,4′−ジアミノジフェニルメタン0.5モル%をN−メチル−2−ピロリドン中に溶解させ、これにオクチルコハク酸二無水物0.2 モル%(総モル数の20%)を加えて40℃で1時間反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約
3000のオリゴマを合成し、更に、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物0.8 モル%を加えて20℃で12時間,130℃で1時間反応させてポリ−オリゴマ−アミック酸イミドを得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して230℃/30分の熱処理を行い、約600Åの緻密なポリイミド配向膜を形成し、液晶層の厚みdが4.0μm の液晶表示装置を作成した。
用いた配向膜材料以外は実施例5と同様にして、p−フェニレンジアミン1.1 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中に溶解させ、これに2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)−3,5−ジメチルフェニル〕ヘキサフルオロプロパンテトラカルボン酸二無水物0.2 モル%を加えて50℃で1時間反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約6000の主鎖型のフルオロ基を含む配向膜材料を合成し、更に、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物0.8 モル%を加えて20℃で12時間反応させて、フルオロ基を含むオリゴマの割合が約20%のポリ−オリゴマ−アミック酸ワニスを得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して200℃/30分の熱処理を行い、約800Åの緻密なポリイミド配向膜を形成した。
用いた配向膜以外は実施例5と同様にして、m−フェニレンジアミン1.0 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中に溶解させ、これに1,5ビス〔4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル〕デカフルオロペンタンテトラカルボン酸二無水物0.1 モル%を加え40℃で2時間反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約4000の側鎖型のフルオロ基を含むオリゴマを合成し、更に、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物0.9 モル%を加えて20℃で8時間,130℃で1時間反応させて、フルオロ基を含むオリゴマの割合が約10%のポリ−オリゴマ−アミック酸イミドワニスを得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して200℃/30分の熱処理を行い、約700Åの緻密なポリイミド配向膜を形成し、液晶層の厚みdが4.0μm の液晶表示装置を作成した。
用いた配向膜以外は実施例5と同様にして、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0.25モル%をN−メチル−2−ピロリドンとジメチルアセトアミドの混合溶媒中に溶解させ、これに1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物1.0 モル%を加え80℃で1時間反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約15000の主鎖型のフルオロ基を含むオリゴマを合成し、更に、4,4′−ジアミノジフェニルメタン0.6モル%およびジアミノシロキサン0.05モル%を加えて20℃で5時間および150℃で3時間反応させて、フルオロ基を含むオリゴマの割合が約 25%のポリ−オリゴマ−イミドシロキサンワニスを得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して200℃/30分の熱処理を行い、約700Åの緻密なポリイミドシロキサン配向膜を形成し、液晶層の厚みdが4.0μm の液晶表示装置を作成した。
用いた配向膜以外は実施例5と同様にして、4−フルオローメタフェニレンジアミン
0.2 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中に溶解させ、これに3,3′,4,4′−ビスシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物1.0 モル%を加えて40℃で1時間反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約90000の側鎖型のフルオロ基を含む配向膜材料を合成し、更に、ビス(p−アミノベンゾイルオキシ)メタン0.6 モル%およびイソフタル酸ヒドラジド0.2 モル%を加えて20℃で8時間および100℃で2時間反応させて、フルオロ基を含むオリゴマの割合が約20%のポリ−オリゴマ−アミドイミドを得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して200℃/30分の熱処理を行い、約600Åの緻密なポリアミドイミド配向膜を形成し、液晶層の厚みdが4.0μm の液晶表示装置を作成した。
0.5%程度であった。
用いた配向膜以外は実施例5と同様にして、m−フェニレンジアミン0.5 モル%、4,4′−ジアミノジフェニルメタン0.5 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中に溶解させ、これにトリフルオロコハク酸二無水物0.2 モル%を加えて40℃で2時間反応させ、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約2000の末端型のフルオロ基を含むオリゴマを合成し、更に、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物0.9 モル%を加えて20℃で8時間,100℃で2時間反応させて、フルオロ基を含むオリゴマの割合が約20%のポリ−オリゴマ−イミドを得た。このワニスを6%濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で0.3 重量%添加後、印刷形成して200℃/30分の熱処理を行い、約600Åの緻密なポリイミド配向膜を形成し、液晶層の厚みdが4.0μmの液晶表示装置を作成した。
0.8% 程度であった。目視による画質検査においても、液晶パネルの液晶層の厚み差による表示むらも一切見られず、均一性の高い表示が得られた。
用いた配向膜材料以外は、実施例5と同様にして、液晶層の厚み(ギャップ)dが液晶封入状態で5.0μm をほぼ中心として、+0.6〜−1.0μmの範囲の7個の液晶パネルを製作した。これらのパネルのリタデーション(Δnd)は、0.3〜0.42μmとなる。
0.32である。
実施例15のカラーフィルタ側基板表面のポリイミド配向膜材料を、PIQの代わりに日産化学社製RN718に変えた以外は実施例14と同様にして液晶層の厚みdが4.0μmの液晶表示装置を作成した。
実施例15の薄膜トランジスタ側基板最表面の無機材料層を、斜方蒸着された酸化シリコン層の代わりに上記の薄膜トランジスタおよび配線電極の上に形成された窒化シリコンからなる絶縁保護膜そのものとした以外は実施例16と同様にして液晶層の厚みdが4.0μmの液晶表示装置を作成した。
用いた配向膜以外は実施例5と同様にして、ジアミン化合物として、ジアゾベンゼン基を含有する
0.5% 程度であった。目視による画質検査においても、液晶パネルの液晶層の厚み差による表示むらも一切見られず、均一性の高い表示が得られた。
用いた配向膜以外は実施例18と同様にして、ジアゾベンゼン基を含有するジアミン化合物として実施例18の
0.6% 程度であった。目視による画質検査においても、液晶パネルの液晶層の厚み差による表示むらも一切見られず、均一性の高い表示が得られた。
用いた配向膜以外は実施例18と同様にして、ジアゾベンゼン基を含有するジアミン化合物として実施例18の
0.3% 程度であった。目視による画質検査においても、液晶パネルの液晶層の厚み差による表示むらも一切見られず、均一性の高い表示が得られた。
用いた液晶組成物と後述するラビング方向以外は実施例12と同様にして、液晶組成物としては、誘電異方性Δεが負でその値が4.8(1kHz,20℃)であり、屈折率異方性Δnが0.054(波長590nm,20℃),ねじれ弾性定数K2が7.9pN のネマチック液晶組成物を用い、液晶層の厚みdが40μmの液晶表示装置を得た。
実施例1のポリイミド配向膜材料,RN1046の代わりに、日産化学社製ポリイミド配向膜RN718を用いた以外は実施例1と同様にして、液晶層の厚みdが4.6μm を中心に−1.0〜+0.3μmの範囲にある液晶表示装置を8枚作成し、比較例1とした。
実施例1のポリイミド配向膜材料,RN1046の代わりに、日立化成社製ポリイミド配向膜PIQを用いた以外は実施例1と同様にして、液晶層の厚みdが4.0μmの液晶表示装置を作成し、比較例2とした。
実施例5において、配向膜材料として、2,4−ジアミノ−パルミチルフェニルエーテル0.4モル%(総モル数の40%)、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン0.6 モル%、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中で20℃で10時間重合して、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約20000の配向膜材料を用いた以外は、実施例5と同様にして液晶表示装置を作成した。
μmとなった。したがって、外挿長bのギャップに対する比率b*もほぼ0であった。実施例1と同様にして評価したところ、実施例1の図7に対応して図12に示すように液晶層の厚み差による透過率の変化量は大きかった。また、最大輝度むらのコントラストを測定すると12%で、目視においても液晶層の厚み差の変動による表示の色むらが目立った。
実施例5において、配向膜材料として、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕デカン0.8モル%(総モル数の80%)、4,4′−ジアミノジフェニルメタン0.2モル%とピロメリット酸二無水物0.5モル%、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中で20℃で12時間重合して、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約100000の配向膜材料を用いた以外は、実施例5と同様にして液晶層の厚みdが4.0μmの液晶表示装置を作成した。
15°であった。
実施例5において、配向膜材料として、2,4−ジアミノ−パルミチルフェニルエーテル0.5モル%(総モル数の50%)、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン0.5 モル%、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中で20℃で 12時間重合して、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約110000の配向膜材料を用いた以外は、実施例5と同様にして液晶層の厚みdが4.0μm の液晶表示装置を作成した。
12°であった。
実施例5において、配向膜材料として、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン0.03 モル%、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル0.97 モル%、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中で20℃で8時間重合して、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約120000,フルオロ基を含むオリゴマの割合が約3%の配向膜材料を用いた以外は、実施例5と同様にして液晶表示装置を作成した。
実施例5において、配向膜材料として、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン0.5モル%、4,4′−ジアミノジフェニルメタン0.5モル%、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)−3,5−ジメチルフェニル〕ヘキサフルオロプロパンテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中で20℃で8時間重合して、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約100000,フルオロ基を含むオリゴマの割合が約50%の配向膜材料を用いた以外は、実施例5と同様にして液晶層の厚みdが4.2μmの液晶表示装置を作成した。
実施例5において、配向膜材料として、2,2−ビス〔4−(p−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン0.02 モル%、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル0.98 モル%、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%、3,3′、4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物0.5 モル%をN−メチル−2−ピロリドン中で20℃で8時間重合して、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約1000,フルオロ基を含むオリゴマの割合が約2%の配向膜材料を用いた以外は、実施例5と同様にして液晶層の厚みdが4.5μmの液晶表示装置を作成した。
実施例15の対となる2つの基板の一方のラビング処理された日立化成製ポリイミド配向膜PIQ、および他方の斜方蒸着法により形成された酸化シリコン配向膜の代わりに、対となる基板の双方ともにその配向膜をラビング処理された日産化学社製ポリイミド配向膜RN718とし、そのほかは実施例15と同様にして液晶表示装置を作成した。
μmとなった。したがって、外挿長bのギャップに対する比率b*もほぼ0(0%)であった。実施例1と同様にして評価したところ、実施例1の図7に対応して図14に示すように液晶層の厚み差による透過率の変化量は大きかった。また、最大輝度むらのコントラストを測定すると12%で、目視においても液晶層の厚み差の変動による表示の色むらが目立った。
実施例15の対となる2つの基板の一方のラビング処理されたポリイミド配向膜PIQ、および他方の斜方蒸着法により形成された酸化シリコン配向膜の代わりに、対となる基板の双方ともにその配向膜材料をPIQとし、そのカラーフィルタを形成した側の基板表面のポリイミド配向膜表面のみラビング処理し、薄膜トランジスタを形成した側の基板表面のポリイミド配向膜はラビング処理をせず、そのほかは実施例15と同様にして液晶表示装置を作成した。
実施例1において、ポリイミド配向膜RN1046を基板に塗布,加熱した後、ラビング処理をせずに、波長248nmのエキシマーレーザーによる直線偏光光照射を行い液晶配向能を付与した。
Claims (19)
- 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、
前記一対の基板の一方の基板に形成され、この基板面にほぼ平行な電界を前記液晶層に印加するための電極群およびこれらの電極に接続された複数のアクテイブ素子と、
前記液晶層と前記一対の基板の少なくともどちらか一方の基板の間に配置された配向膜と、
前記一対の基板の少なくともどちらか一方の基板に形成され前記液晶層の分子配向状態に応じて光学特性を変える光学手段とを有し、
前記配向膜と前記液晶層との界面における液晶分子と前記配向膜表面とのねじれ結合の強さを表す外挿長が、前記一対の基板間ギャップの10%以上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1において、
前記光学手段はその偏光軸を互いにほぼ直交させた一対の偏光板であって、前記液晶層の屈折率異方性をΔn、厚さをdとしたときのパラメータd・Δnが0.2μm<d・
Δn<0.5μm を満たす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1において、
前記配向膜の少なくとも一方が、アミン成分または酸成分中に付与された長鎖アルキレン基及び/或いはフルオロ基の重合物が総モル数の5%以上〜30%以下のポリマー及びオリゴマのうち少なくとも一方を含有する有機高分子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3において、
前記ポリマー及びオリゴマの重量平均分子量が2000以上〜90000以下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4において、
前記ポリマー及びオリゴマが、主鎖型あるいは側鎖型,末端型の少なくとも1種以上の長鎖アルキレン基及び/或いはフルオロ基を含有す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1において、
前記配向膜が、長鎖アルキレン基及び/或いはフルオロ基を含むポリマー及び/或いはオリゴマ−アミック酸イミド系,ポリマー及び/或いはオリゴマ−イミド系,ポリマー及び/或いはオリゴマ−イミドシロキサン系,ポリマー及び/或いはオリゴマ−アミドイミド系の有機高分子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1において、
前記配向膜が、アミン成分として一環から成る剛直性のジアミンと、酸成分として脂肪族テトラカルボン酸二無水物或いは脂環式テトラカルボン酸二無水物および主鎖型の長鎖アルキレン基或いはフルオロ基を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物からなるポリマー及び/或いはオリゴマ−アミック酸を脱水閉環した有機高分子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1において、
前記配向膜の少なくとも一方が、無機材料層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8において、
前記無機材料層が、斜方蒸着法により表面処理された無機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6または8において、
前記有機配向膜がラビング法により表面処理された有機高分子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1において、
前記配向膜の少なくとも一方が、光反応性材料層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11において、
前記光反応性材料層が、選択的に光化学反応を生じさせるように偏光光照射処理された光反応性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12において、
前記光反応性材料が、少なくとも1種以上のジアゾベンゼン基を含むポリマー及び/或いはオリゴマを含有する有機高分子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1において、
前記液晶層と前記一対の基板との二つの界面における液晶分子の配向制御方向がほぼ同一方向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。 - 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、
前記一対の基板の一方の基板に形成され、この基板面にほぼ平行な電界を前記液晶層に印加するための電極群およびこれらの電極に接続された複数のアクティブ素子と、
前記液晶層と前記一対の基板の少なくともどちらか一方の基板の間に配置された配向膜と、
前記一対の基板の少なくともどちらか一方の基板に形成され前記液晶層の分子配向状態に応じて光学特性を変える光学手段とからなるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記配向膜と前記液晶層との界面における液晶分子に対する前記配向膜表面のねじれ結合係数A2が20μN/m以下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15において、
前記液晶層と前記一対の基板との二つの界面における液晶分子の配向制御方向がほぼ同一方向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15において、
前記光学手段はその偏光軸を互いにほぼ直交させた一対の偏光板であって、前記液晶層の屈折率異方性をΔn、厚さをdとしたときのパラメータd・Δnが0.2μm <d・
Δn<0.5μm を満たす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15において、
前記配向膜の少なくとも一方が、アミン成分または酸成分中に付与された長鎖アルキレン基及び/或いはフルオロ基の重合物が総モル数の5%以上〜30%以下のポリマー及びオリゴマのうち少なくとも一方を含有する有機高分子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18において、
前記ポリマー及びオリゴマの重量平均分子量が2000以上〜90000以下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。
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