JP2007003980A - 液晶装置、該液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】素子基板の配向膜と対向基板の配向膜とで蓄積される電荷の分極調整を行うことにより、表示画像の焼き付きを容易に防止する構成を有する液晶装置を提供する。
【解決手段】ＴＦＴ基板１０と、該ＴＦＴ基板１０に対向する対向基板２０とをシール材５２を介して対向配置させ、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を介在させた液晶装置１において、ＴＦＴ基板１０の表面１０ａに形成された、液晶５０を配向させる第１の配向膜１６と、対向基板２０の表面２０ａに形成された、液晶５０を配向させる第２の配向膜２６と、を具備し、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６との分極特性を異ならせる添加剤が、第１の配向膜１６及び第２の配向膜２６に添加されており、該添加剤の添加濃度が、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とにおいて異なる値に設定されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶を配向させる配向膜が形成された、素子基板と該素子基板に対向する基板とを有する液晶装置、液晶装置の製造方法に関する。

周知のように、液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。アクティブマトリクス型の液晶装置では、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極（透明電極（ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）））を配置して、両基板間に封入した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能としている。液晶層の光学特性は、液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させることで制御する。

電圧無印加時の液晶分子の配列を規定するために、一方の基板（素子基板）及び他方の基板（対向基板）の液晶層に接する面上に配向膜を形成し、配向膜にラビング処理を施す。配向膜は、例えば酸無水物及びジアミンから構成された可溶性ポリイミド等の有機膜を、約数十ナノメータの厚さで両基板上にそれぞれ形成したものであり、該各配向膜によって液晶分子を基板面に沿って配向処理することができる。更に、各配向膜表面にラビング処理を施すことで、各配向膜を配向異方性の膜にして液晶分子の配列を規定する。

そして、ＴＦＴ素子をオンにすることによって素子基板にマトリクス状に配列された画素電極（ＩＴＯ）に画像信号を供給し、画素電極と対向電極相互間の液晶層に、画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させる。これにより、画素の透過率を変化させ、画素電極及び液晶層を通過する光を画像信号に応じて変化させ画像表示を行う。

ＴＦＴ素子は走査線（ゲート線）を介して供給される走査信号（ゲート信号）によってオン，オフ制御される。走査信号を印加してＴＦＴ素子をオンにした状態で、データ線（ソース線）を介して画素電極に、階調に応じた電圧の画像信号を印加するのである。画素電極に対する電圧供給後に、ＴＦＴ素子をオフにしても、各画素の印加電圧は液晶層の容量性や蓄積容量等によって維持される。

ところで、液晶装置では、印加信号の直流成分の印加等によって、例えば液晶成分の分解、液晶セル中の不純物による汚染が発生し、表示画像の焼き付き等の現象が現れる。そこで、一般的には、各画素電極の駆動電圧の極性を、例えば画像信号におけるフィールド毎に反転させる反転駆動が行われる。

液晶装置では、上述したように、容量性を考慮して、画素電極には一定期間のみ駆動電圧が印加される。しかしながら、画素電極に駆動電圧が印加されない期間においては、結合容量の影響及び電荷のリークによって、画素に保持される電圧は徐々に低下する。

この場合、正極性駆動の際における電極印加電圧の低下の方が、負極性駆動時における電極印加電圧の低下よりも大きくなるため、素子基板及び対向基板に形成された各配向膜にマイナスまたはプラスの電荷が蓄積されやすくなる。

よって、素子基板及び対向基板に形成された各配向膜に電荷が蓄積されると、上述した不純物のイオン（以下、不純物イオンと称す）は、素子基板または対向基板の各配向膜と液晶との界面に残留しやすくなる。

その結果、不純物イオンが素子基板及び対向基板の各配向膜に吸着されてしまうが、該不純物イオンの吸着量に、素子基板の配向膜と対向基板の配向膜とで極端な偏りが生じると、過多に配向膜に吸着されたイオンによって液晶に印加される直流成分の影響が大きくなり、表示画像の焼き付き現象を加速してしまうという問題があった。

このような問題に鑑み、例えば特許文献１では、素子基板側の配向膜と対向基板側の配向膜とで膜厚を異ならせることにより、素子基板及び対向基板の配向膜への電荷蓄積量を減少させ、表示画像の焼き付き現象を防止する技術の提案がなされている。

また、特許文献２では、素子基板側の配向膜と対向基板側の配向膜とに施すラビング強度を、素子基板側の配向膜と対向基板側の配向膜とで異ならせることにより、表示画像の焼き付き現象を防止する技術の提案がなされている。
特開平８−１４６４２２号公報 特開２００４−２８７０６４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、素子基板及び対向基板の各配向膜への電荷の蓄積量は減少するが、完全にはなくならないため、表示画像の焼き付き現象を完全に防止することができるか否かが定かではない。

また、特許文献２に開示された技術においては、素子基板側の配向膜と対向基板側の配向膜とに施すラビング強度を異ならせると、ラビング強度の精度を素子基板側の配向膜と対向基板側の配向膜とでそれぞれ確保しなければならないため、ラビング強度の精度管理が煩雑となる。

本発明の目的は上記事情に着目してなされたものであり、素子基板の配向膜と対向基板の配向膜とで蓄積される電荷の分極調整を行うことにより、表示画像の焼き付きを容易に防止する構成を有する液晶装置、液晶装置の製造方法を提供するにある。

上記目的を達成するために本発明に係る液晶装置は、素子基板と、該素子基板に対向する対向基板とをシール材を介して対向配置させ、前記素子基板と前記対向基板との間に液晶を介在させた液晶装置において、前記素子基板の前記液晶に面する側に形成された、前記液晶を配向させる第１の配向膜と、前記対向基板の前記液晶に面する側に形成された、前記液晶を配向させる第２の配向膜と、を具備し、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との分極特性を異ならせる添加剤が、前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜に添加されており、該添加剤の添加濃度が、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とにおいて異なる値に設定されていることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、素子基板に形成された第１の配向膜と対向基板に形成された第２の配向膜とにおいて、第１の配向膜と第２の配向膜との分極特性を異ならせる同一材料の添加剤の添加濃度が異なる値に設定されていることにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜の添加剤の添加濃度が高い値に設定されていることにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なっており、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整されている。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整されている。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

また、前記第２の配向膜は、前記第１の配向膜よりも前記添加剤の添加濃度が高い値に設定されていることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、素子基板の素子構造により、第１の配向膜に電荷の蓄積量が偏り、過多に不純物イオンが付着していたとしても、第２の配向膜は、第１の配向膜よりも同一材料の添加剤の添加濃度が高い値に設定されていることにより、第２の配向膜に電荷が蓄積しやすくなり、不純物イオンが吸着されやすくなるとともに、不純物イオンが、第１の配向膜から液晶中に拡散されるとともに、素子基板の電極間で緩和されやすくなっている。よって、第２の配向膜において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整されている。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整されている。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができるため、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

さらに、前記添加剤は、前記素子基板と前記第１の配向膜との密着性及び前記対向基板と前記第２の配向膜との密着性を高める密着助剤と、前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜を構成する可溶性ポリイミドのポリマ間を結合する架橋添加剤と、導電材料との少なくとも１つであることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、密着助剤は、素子基板と第１の配向膜との密着性及び対向基板と第２の配向膜との密着性を高めることから、添加により配向膜の不純物イオンの吸着を促進する。また、架橋添加剤は、第１の配向膜及び第２の配向膜を構成する可溶性ポリイミドのポリマ間を結合できることから、添加により配向膜の不純物イオンの吸着を促進する。さらに、導電粒子は、添加により配向膜に蓄積される電荷が増えることから、配向膜の不純物イオンの吸着を促進する。よって、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つの同一材料の添加剤の添加濃度が、第１の配向膜と第２の配向膜とで異なる値に設定されていることにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜の、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つの同一材料の添加剤の添加濃度が高い値に設定されていることにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なっており、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整されている。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整されている。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

また、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とにおいて、前記密着助剤と前記架橋添加剤と前記導電材料との少なくとも１つの添加濃度が異なる値に設定されていることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、密着助剤と架橋添加剤と導電材料との少なくとも１つの添加濃度が、第１の配向膜と第２の配向膜とにおいて異なる値に設定されていることにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜の、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つの添加濃度が高い値に設定されていることにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なっており、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整されている。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整されている。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

さらに、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とにおいて、前記密着助剤と前記架橋添加剤と前記導電材料との少なくとも１つによる前記添加剤の構成数が異なっていることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、第１の配向膜と第２の配向膜とにおいて、密着助剤と架橋添加剤と導電材料との少なくとも１つからなる添加剤の構成数が異なっていることにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜の、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つからなる添加剤の構成が多くなっていることにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なっており、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整されている。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整されている。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

本発明に係る液晶装置は、素子基板と、該素子基板に対向する対向基板とをシール材を介して対向配置させ、前記素子基板と前記対向基板との間に液晶を介在させた液晶装置において、前記素子基板の前記液晶に面する側に形成された、前記液晶を配向させる第１の配向膜と、前記対向基板の前記液晶に面する側に形成された、前記液晶を配向させる第２の配向膜と、を具備し、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との分極特性を異ならせる添加剤が、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とのいずれかに添加されていることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、素子基板に形成された第１の配向膜と対向基板に形成された第２の配向膜とにおいて、第１の配向膜と第２の配向膜とのいずれかに、分極特性を異ならせる添加剤が添加されていることにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜に添加剤が添加されていることにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なっており、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整されている。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整されている。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

また、前記添加剤は、前記素子基板と前記第１の配向膜との密着性及び前記対向基板と前記第２の配向膜との密着性を高める密着助剤と、前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜を構成する可溶性ポリイミドのポリマ間を結合する架橋添加剤と、導電材料との少なくとも１つであることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つからなる添加剤の有無が、第１の配向膜と第２の配向膜とで異なっていることにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜に、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つからなる添加剤が添加されていることにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なっており、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整されている。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整されている。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

本発明に係る液晶装置の製造方法は、素子基板と、該素子基板に対向する対向基板とをシール材を介して対向配置させ、前記素子基板と前記対向基板との間に液晶を介在させた液晶装置の製造方法において、前記素子基板の前記液晶に面する側に、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との分極特性を異ならせる第１の添加剤が添加された、前記液晶を配向させる第１の配向膜を形成する工程と、前記対向基板の前記液晶に面する側に、前記第１の添加剤とは異なる値の添加濃度に設定された第２の添加剤が添加された、前記液晶を配向させる第２の配向膜を形成する工程と、を具備していることを特徴とする。

本発明の液晶装置の製造方法によれば、素子基板に第１の配向膜を、対向基板に第２の配向膜を形成する工程において、液晶の分極特性を異ならせる同一材料の添加剤の添加濃度を第１の配向膜と第２の配向膜とで異なる値に設定することにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜の添加剤の添加濃度を高い値に設定することにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なり、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整される。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整される。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

本発明に係る液晶装置の製造方法は、素子基板と、該素子基板に対向する対向基板とをシール材を介して対向配置させ、前記素子基板と前記対向基板との間に液晶を介在させた液晶装置の製造方法において、前記素子基板の前記液晶に面する側に、前記液晶を配向させる第１の配向膜を形成する工程と、前記対向基板の前記液晶に面する側に、前記液晶を配向させる第２の配向膜を形成する工程と、を具備し、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との分極特性を異ならせる添加剤が、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とのいずれかに添加されていることを特徴とする。

本発明の液晶装置の製造方法によれば、素子基板に第１の配向膜を、対向基板に第２の配向膜を形成する工程において、液晶の分極特性を異ならせる添加剤が第１の配向膜と第２の配向膜とのいずれかに添加されることにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜に添加剤が添加されることにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なり、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整される。即ち、第１の配向膜と第２の配向膜とで分極が調整される。このことから、第１の配向膜と第２の配向膜とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

以下、図面を参照にして本発明の実施の形態を説明する。尚、本実施の形態では、液晶装置は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子が形成された素子基板及び該素子基板に対向配置される対向基板を用いた液晶装置を例に挙げて説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態を示す液晶装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図、図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図９は図１の素子基板上の画素を構成する素子の等価回路を示す図である。

同図に示すように、液晶装置１は、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板を用いた素子基板（以下、ＴＦＴ基板と称す）１０と、該ＴＦＴ基板１０に対向配置される、例えばガラス基板や石英基板を用いた対向基板２０との間の内部空間に液晶５０を封入して構成される。対向配置されたＴＦＴ基板１０と対向基板２０とは、シール材５２によって貼り合わされている。

ＴＦＴ基板１０の液晶５０と接する面側となる表面１０ａに、画素を構成する画素電極（ＩＴＯ）９（図２参照）等がマトリクス状に配置され、該表面１０ａに、液晶装置１の表示領域４０を構成するＴＦＴ基板１０の表示領域１０ｈが構成されている。

詳しくは、図９に示すように、表示領域１０ｈにおいては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に、画素電極９がマトリクス状に複数配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａとの各交差部分に対応してＴＦＴ素子３０が設けられている。

ＴＦＴ素子３０は、データ線６ａに電気的に接続された図示しないソース電極と、半導体層と、画素電極９に電気的に接続された図示しないドレイン電極とを備えている。ＴＦＴ素子３０は、走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９に供給される。この際、表示画像の焼き付き等を防止するため、各画素電極９に印加される駆動電圧の極性を、例えば画像信号におけるフィールド毎に反転させる反転駆動が行われている。この画素電極９と対向基板２０に設けられた後述する対向電極２１との間の電圧が、液晶５０に印加される。

また、画素電極９と並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９の電圧はソース電圧が印加された時間よりも、例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。

また、対向基板２０の液晶５０と接する面側となる表面２０ａの全面に、共通電極（ＩＴＯ）２１が設けられており、共通電極２１のＴＦＴ基板１０の表示領域１０ｈに対向する位置の表面２０ａに、液晶装置１の表示領域４０を構成する対向基板２０の表示領域２０ｈが構成されている。

ＴＦＴ基板１０の画素電極９上に、ラビング処理が施された第１の配向膜１６が設けられており、また、対向基板２０上の全面に渡って形成された共通電極２１上にも、ラビング処理が施された第２の配向膜２６が設けられている。尚、第１の配向膜１６及び第２の配向膜２６の詳細な構成は後述する。

対向基板２０に、ＴＦＴ基板１０の表示領域１０ｈ及び対向基板２０の表示領域２０ｈの外周を規定し区画する額縁としての遮光膜５３が設けられている。

シール材５２は、ＴＦＴ基板１０の表面１０ａに設けられた周状のシール材形成領域１０ｓ（図３参照）及び対向基板２０の表面２０ａの輪郭形状に略一致する周状のシール材形成領域２０ｓ（図４参照）に配置され、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０を相互に固着する。

シール材５２は、ＴＦＴ基板１０の１辺の一部において欠落しており、該欠落した箇所から貼り合わされたＴＦＴ基板１０及び対向基板２０との間に液晶５０を、既知のセル注入方式で注入するための液晶注入口１０８が形成されている。液晶注入口１０８は、液晶注入後、封止材１０９で封止される。尚、液晶５０を、既知の液晶滴下方式でＴＦＴ基板１０及び対向基板２０との間に封入する場合においては、液晶注入口１０８のシール材５２への形成は不要となる。

シール材５２の外側の領域に、ＴＦＴ基板１０の図示しないデータ線に画像信号を所定のタイミングで供給して該データ線を駆動するデータ線駆動回路１０１及び外部回路との接続のための外部接続端子１０２が、ＴＦＴ基板１０の一辺に沿って設けられている。

この一辺に隣接する二辺に沿って、ＴＦＴ基板１０の図示しない走査線及びゲート電極に走査信号を所定のタイミングで供給することにより、ゲート電極を駆動する走査線駆動回路１０３，１０４が設けられている。走査線駆動回路１０３，１０４は、シール材５２の内側の遮光膜５３に対向する位置において、ＴＦＴ基板１０上に形成される。

また、ＴＦＴ基板１０上に、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０３，１０４、外部接続端子１０２及び上下導通端子１０７を接続する配線１０５が、遮光膜５３の３辺に対向して設けられている。

上下導通端子１０７は、シール材５２のコーナー部の４箇所のＴＦＴ基板１０上に形成されている。そして、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０相互間に、下端が上下導通端子１０７に接触し上端が共通電極２１に接触する上下導通材１０６が設けられており、該上下導通材１０６によって、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通がとられている。

ここで、第１の配向膜１６が形成されたＴＦＴ基板１０の表面１０ａ及び第２の配向膜２６が形成された対向基板２０の表面２０ａの構成について説明する。図３は、表面に第１の配向膜が形成された図１のＴＦＴ基板の概略平面図、図４は、表面に第２の配向膜が形成された図１の対向基板の概略平面図である。

図３に示すように、第１の配向膜１６は、ＴＦＴ基板１０の表面１０ａであって周状のシール材形成領域１０ｓの内側に形成された表示領域１０ｈに形成されている。第１の配向膜１６は、例えば酸無水物及びジアミンから構成された可溶性ポリイミドに、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６との分極特性を異ならせる第１の添加剤が特定の濃度で添加されて構成されている。

第１の添加剤は、ＴＦＴ基板１０と第１の配向膜１６との密着性、具体的には、画素電極９と第１の配向膜１６との密着性を高める密着助剤と、可溶性ポリイミドのポリマ間を結合する架橋添加剤と、導電材料との少なくとも１つから構成されている。

よって、第１の添加剤は、密着助剤と、架橋添加剤と、導電材料との各単体から構成されていても構わないし、密着助剤＋架橋添加剤と、密着助剤＋導電材料と、架橋添加剤＋導電材料と、密着助剤＋架橋添加剤＋導電材料とから構成されていても構わない。

密着助剤は、ＴＦＴ基板１０の画素電極９と第１の配向膜１６との密着性及び対向基板２０の共通電極２１と第２の配向膜２６との密着性を高めることから、添加により画素電極９と第１の配向膜１６との界面３４（図２参照）の抵抗、及び共通電極２１と第２の配向膜２６との界面４４（図２参照）の抵抗が高くなり、液晶５０と各配向膜１６，２６との各界面３３，３４（図２参照）に残留する、後述する不純物イオンの各配向膜１６，２６の吸着を促進する。即ち、添加により、各配向膜１６，２６の各界面３３，３４の表面エネルギを高める。

また、架橋添加剤は、第１の配向膜１６及び第２の配向膜２６を構成する可溶性ポリイミドのポリマ間を結合できることから添加により、界面３４の抵抗、及び界面４４の抵抗が高くなり、各界面３３，３４（図２参照）に残留する、後述する不純物イオンの各配向膜１６，２６の吸着を促進する。即ち、添加により、各配向膜１６，２６の各界面３３，３４の表面エネルギを高める。

さらに、導電粒子は、添加により各配向膜１６，２６の電荷蓄積量が増えるため、各界面３３，３４（図２参照）に残留する、後述する不純物イオンの各配向膜１６，２６の吸着を促進する。即ち、添加により、各配向膜１６，２６の各界面３３，３４の表面エネルギを高める。

図４に示すように、対向基板２０の表面２０ａの全面に、第２の配向膜２６が形成されている。尚、第２の配向膜２６は、対向基板２０の表面２０ａの少なくとも表示領域２０ｈのみに形成されていてもよい。

第２の配向膜２６は、例えば酸無水物及びジアミンから構成された第１の配向膜１６と同一の可溶性ポリイミドに、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６との分極特性を異ならせる第１の添加剤と同一材料の構成を有する第２の添加剤が添加されて構成されている。尚、第２の添加材は、第１の添加剤とは異なる添加濃度の値に設定されている。

第２の添加剤は、対向基板２０と第２の配向膜２６との密着性、具体的には、共通電極２１と第２の配向膜２６との密着性を高める密着助剤と、可溶性ポリイミドのポリマ間を結合する架橋添加剤と、導電材料との少なくとも１つである。

よって、第２の添加剤も、密着助剤と、架橋添加剤と、導電材料との各単体から構成されていても構わないし、密着助剤＋架橋添加剤と、密着助剤＋導電材料と、架橋添加剤＋導電材料と、密着助剤＋架橋添加剤＋導電材料とから構成されていても構わないが、第１の添加剤とは同一材料の構成を有している。

このことから、第２の添加剤は、第１の添加剤と比して、可溶性ポリイミドへの密着助剤と架橋添加剤と導電材料との少なくとも１つの添加濃度が異なる値に設定されている。

次に、このように構成された液晶装置１の製造方法について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態を示す液晶装置の製造方法を示すフローチャートである。尚、第１配向膜１６及び第２の配向膜２６の形成工程以外の製造工程は、従来と同じであるため、説明を省略する。

同図に示すように、先ずステップＳ１において、画素電極９等が形成されたＴＦＴ基板１０を配向膜形成装置にセットする。次いで、ステップＳ２において、ＴＦＴ基板１０の表面１０ａ上であって、表示領域１０ｈに、第１の添加剤が特定濃度により可溶性ポリイミドに添加された第１の配向膜１６が、例えば印刷またはインクジェットと同等の構成を有する液滴吐出手段等により、約数十ナノメータの厚さで形成される。その後、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、共通電極２１等が形成された対向基板２０を配向膜形成装置にセットする。次いで、ステップＳ４では、対向基板２０の表面２０ａ上であって、少なくとも表示領域２０ｈを含む全面に、第２の添加剤が可溶性ポリイミドに添加された第２の配向膜２６が、例えば印刷またはインクジェットと同等の構成を有する液滴吐出手段等により、第１の配向膜１６と同じ厚さに形成される。尚、第２の添加剤は、第１の添加剤とは同一材料であって、添加濃度が異なる値に設定される。

最後に、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に形成された各配向膜１６，２６に、液晶５０の分子をＴＦＴ基板１０及び対向基板２０面に沿って配向させるためのラビング処理が施され、本工程は終了する。このようにして、液晶装置１に用いるＴＦＴ基板１０の表面１０ａ及び対向基板２０の表面２０ａに、各配向膜１６，２６は形成される。

このように、本実施の形態を示す液晶装置１においては、第１の配向膜１６及び第２の配向膜２６に電荷が蓄積し、第１の配向膜１６と液晶５０との界面３３（図２参照）及び第２の配向膜２６と液晶５０との界面４３（図２参照）に吸着される液晶５０中の不純物イオンの量に極端に偏りが生じたとしても、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つの添加剤の添加濃度が、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで異なる値に設定されている。具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜の密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つの添加剤の添加濃度が高い値に設定されている。

このことにより、第１の配向膜と第２の配向膜とで膜質が異なっており、第１の配向膜と第２の配向膜との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、添加剤の濃度により電荷の蓄積が少ない配向膜の界面の表面エネルギが高められていることで、第１の配向膜と第２の配向膜とで均等となるよう調整されている。

即ち、第１の配向膜１６と第２の配向膜とで電荷の分極が調整されている。このことから、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

尚、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とのいずれの電荷の蓄積量が多いか少ないかは、実験値により求められる。よって、該実験値を用いて、第１の配向膜１６，第２の配向膜２６を形成する際、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とのいずれかの添加剤の添加濃度を高い値に設定して形成することで、本実施の液晶装置１の構成が実現できる。

尚、以下、変形例を示す。

本実施においては、第１の配向膜に付加される第１の添加剤の添加濃度と第２の配向膜に付加される第２の添加剤の添加濃度とは、異なる値に設定されていると示した。具体的には、密着助剤と架橋添加剤と導電材料との少なくとも１つの添加濃度の設定値が第１の添加剤と第２の添加剤とで異なっていると示した。

この際、第２の添加剤の添加濃度を、第１の添加剤の添加濃度よりも高い値に設定すれば、より効果的に、表示画像の焼き付きを防止することができる。

具体的には、ＴＦＴ基板１０の素子構造により、第１の配向膜１６に電荷の蓄積量が偏り、過多に不純物イオンが付着していたとしても、第２の配向膜２６は、第１の配向膜１６よりも添加剤の添加濃度が高い値に設定されていることにより、第２の配向膜２６に電荷が蓄積しやすくなり、第２の配向膜２６の界面４３の表面エネルギが高められることで、第２の配向膜２６に不純物イオンが吸着されやすくなるとともに、不純物イオンが、第１の配向膜１６から液晶５０中に拡散されるとともに、ＴＦＴ基板１０の画素電極９間で緩和されやすくなる。

よって、第２の配向膜２６において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで均等となるよう調整される。即ち、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで電荷の分極が調整され、不純物イオンの吸着量を均等にすることができるため、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

また、以下、さらに別の変形例を示す。図６は、第１の配向膜と第２の配向膜とで、添加剤の構成が異なる変形例を示す図表である。

本実施においては、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで、各配向膜１６，２６を構成する可溶性ポリイミドに添加されている材料である添加剤の構成が同一であると示したが、これに限らず、添加剤の構成が第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで異なっていてもよい。

具体的には、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とにおいて、密着助剤と架橋添加剤と導電材料との少なくとも１つによる添加剤の構成数が異なっている、さらに具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜の密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つによる添加剤の構成が多ければ良い。

このことによれば、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで膜質が異なり、添加剤により電荷の蓄積が少ない配向膜の界面の表面エネルギが高められていることで、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで均等となるよう調整される。

即ち、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで電荷の分極が調整されることから、第１の配向膜１６と第２の配向膜２６とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

一方、第１の配向膜１６に蓄積されている電荷量が多い場合、図６（Ａ）に示すように、密着助剤をＡ、架橋添加剤をＢ，導電粒子をＣとすると、第１の配向膜１６にＡ、Ｂ、Ｃのいずれかを添加した際、第２の配向膜２６に、Ａ＋Ｂ、Ａ＋Ｃ、Ａ＋Ｂ＋Ｃのいずれかを添加してもよい。また、第１の配向膜１６にＡ＋ＢまたはＡ＋Ｃを添加した際、第２の配向膜２６にＡ＋Ｂ＋Ｃを添加してもよい。

他方、第２の配向膜２６に蓄積されている電荷量が多い場合、図６（Ｂ）に示すように、第２の配向膜２６にＡ、Ｂ、Ｃのいずれかを添加した際、第１の配向膜１６に、Ａ＋Ｂ、Ａ＋Ｃ、Ａ＋Ｂ＋Ｃのいずれかを添加してもよい。また、第２の配向膜２６にＡ＋ＢまたはＡ＋Ｃを添加した際、第１の配向膜１６にＡ＋Ｂ＋Ｃを添加してもよい。

（第２実施の形態）
図７は、本発明の第２実施の形態を示す液晶装置の断面図である。

この第２実施の形態の液晶装置の構成は、上述した図１〜図５に示した第１実施の形態の液晶装置１と比して、第１の配向膜と第２の配向膜のいずれかのみに、添加剤を添加する点のみが異なる。よって、この相違点のみを説明し、第１実施の形態の液晶装置１と同様の構成部材には、同じ符号を付し、その説明は省略する。

図６に示すように、液晶装置２０１のＴＦＴ基板１０の画素電極９上に、ラビング処理が施された第１の配向膜２１６が設けられており、また、対向基板２０上の全面に渡って形成された共通電極２１上にも、ラビング処理が施された第２の配向膜２２６が設けられている。尚、この場合であっても第２の配向膜２２６は、対向基板２０の表面２０ａの少なくとも表示領域２０ｈのみに形成されていてもよい。

第１の配向膜２１６及び第２の配向膜２２６は、例えば酸無水物及びジアミンから構成された可溶性ポリイミドによって構成されており、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６とのいずれかの可溶性ポリイミドに、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６との分極特性を異ならせる添加剤が特定の濃度で添加されて構成されている。

添加剤は、上述した密着助剤と、架橋添加剤と、導電材料との少なくとも１つである。よって、添加剤は、密着助剤と、架橋添加剤と、導電材料との各単体から構成されていても構わないし、密着助剤＋架橋添加剤と、密着助剤＋導電材料と、架橋添加剤＋導電材料と、密着助剤＋架橋添加剤＋導電材料とから構成されていても構わない。

次に、このように構成された液晶装置１の製造方法について、図８を用いて説明する。図８は、図７の液晶装置の製造方法を示すフローチャートである。尚、本実施においても、第１配向膜２１６及び第２の配向膜２２６の形成工程以外の製造工程は、従来と同じであるため、説明を省略する。

同図に示すように、先ずステップＳ１１において、画素電極９等が形成されたＴＦＴ基板１０を配向膜形成装置にセットする。次いで、ステップＳ１２において、ＴＦＴ基板１０の表面１０ａ上であって、表示領域１０ｈに形成される第１の配向膜２１６に、添加剤を添加するか否かが選択される。一方、第１の配向膜に添加剤を添加するのであれば、ステップＳ１３に移行し、ＴＦＴ基板１０の表面１０ａ上であって、表示領域１０ｈに、添加剤が特定濃度により可溶性ポリイミドに添加された第１の配向膜２１６が、例えば印刷またはインクジェットと同等の構成を有する液滴吐出手段等により、約数十ナノメータの厚さで形成される。その後、ステップＳ１５に移行する。

他方、ステップＳ１２において、第１の配向膜２１６に添加剤を添加しなければ、ステップＳ１４に分岐し、ＴＦＴ基板１０の表面１０ａ上であって、表示領域１０ｈに可溶性ポリイミドから構成された添加剤が添加されない第１の配向膜２１６が、例えば印刷またはインクジェットと同等の構成を有する液滴吐出手段等により、約数十ナノメータの厚さで形成される。その後、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、共通電極２１等が形成された対向基板２０を配向膜形成装置にセットする。次いで、ステップＳ１６では、第１の配向膜２１６に添加剤が添加されたか否かが選択される。一方、第１の配向膜２１６に添加剤が添加されておれば、ステップＳ１７に移行し、対向基板２０の表面２０ａ上であって、少なくとも表示領域２０ｈを含む全面に、可溶性ポリイミドから構成された添加剤が添加されない第２の配向膜２２６が、例えば印刷またはインクジェットと同等の構成を有する液滴吐出手段等により、第１の配向膜２１６と同じ厚さに形成される。

他方、第１の配向膜２１６に添加剤が添加されてなければ、ステップＳ１８に分岐し、対向基板２０の表面２０ａ上であって、少なくとも表示領域２０ｈを含む全面に、添加剤が特定濃度により可溶性ポリイミドに添加された第２の配向膜２２６が、例えば印刷またはインクジェットと同等の構成を有する液滴吐出手段等により、第１の配向膜２１６と同じ厚さに形成される。

最後に、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に形成された各配向膜２１６，２２６に、液晶５０の分子をＴＦＴ基板１０及び対向基板２０面に沿って配向させるためのラビング処理が施され、本工程は終了する。このようにして、液晶装置２０１に用いるＴＦＴ基板１０の表面１０ａ及び対向基板２０の表面２０ａに、各配向膜２１６，２２６は形成される。

このように、本実施の液晶装置２０１においては、第１の配向膜２１６及び第２の配向膜２２６に電荷が蓄積し、第１の配向膜２１６と液晶５０との界面２３３（図７参照）及び第２の配向膜２２６と液晶５０との界面２４３（図７参照）に吸着される液晶５０中の不純物イオンの量に極端に偏りが生じたとしても、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つの添加剤が、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６とのいずれかに添加されていることにより、具体的には、電荷の蓄積量が少ない配向膜に、密着助剤と架橋添加剤と導電粒子との少なくとも１つの添加剤が添加されていることにより、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６とで膜質が異なる。

よって、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６との一方において過多に蓄積されていた電荷の量が、添加剤の有無により電荷の蓄積が少ない配向膜の界面の表面エネルギが高められていることで、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６とで均等となるよう調整される。

即ち、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６とで電荷の分極が調整されている。このことから、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６とで不純物イオンの吸着量を均等にすることができ、表示画像の焼き付きを容易に防止することができる。

尚、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６とのいずれの電荷の蓄積量が多いか少ないかは、実験値により求められる。よって、該実験値を用いて、第１の配向膜２１６，第２の配向膜２２６を形成する際、第１の配向膜２１６と第２の配向膜２２６とのいずれかに添加剤を添加して形成することで、本実施の液晶装置２０１の構成が実現できる。

さらに、本発明の液晶装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上述した液晶装置は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のアクティブ素子（能動素子）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示モジュールを例に挙げて説明したが、これに限らず、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）等のアクティブ素子（能動素子）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示モジュールにも適用することができる。

また、本発明は、半導体基板に素子を形成する表示用デバイス、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等にも適用可能である。

ＬＣＯＳでは、素子基板として単結晶シリコン基板を用い、画素や周辺回路に用いるスイッチング素子としてトランジスタを単結晶シリコン基板に形成する。また、画素には、反射型の画素電極を用い、画素電極の下層に画素の各素子を形成する。

また、本発明は、片側の基板の同一層に、一対の電極が形成される表示用デバイス、例えばＩＰＳ（In-Plane Switching）や、片側の基板において、絶縁膜を介して一対の電極が形成される表示用デバイスＦＦＳ（Fringe Field Switching）等にも適用可能である。

さらに、本発明に係る液晶装置が用いられる電子機器としては、プロジェクタ等の光投写型表示装置や、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器や携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末機等、電気光学装置である液晶表示モジュールを用いる機器が挙げられる。したがって、これらの電子機器においても、本発明が適用可能であることはいうまでもない。

本発明の第１実施の形態を示す液晶装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 表面に第１の配向膜が形成された図１のＴＦＴ基板の概略平面図。 表面に第２の配向膜が形成された図１の対向基板の概略平面図。 本実施の形態を示す液晶装置の製造方法を示すフローチャート。 第１の配向膜と第２の配向膜とで、添加剤の構成が異なる変形例を示す図表。 本発明の第２実施の形態を示す液晶装置の断面図。 図７の液晶装置の製造方法を示すフローチャート。 図１の素子基板上の画素を構成する素子の等価回路を示す図。

符号の説明

１…液晶装置、１０…ＴＦＴ基板、１０ａ…ＴＦＴ基板表面、１６…第１の配向膜、２０…対向基板、２０ａ…対向基板の表面、２６…第２の配向膜、５０…液晶、５２…シール材、２０１…液晶装置、２１６…第１の配向膜、２２６…第２の配向膜。

Claims (9)

1. 素子基板と、該素子基板に対向する対向基板とをシール材を介して対向配置させ、前記素子基板と前記対向基板との間に液晶を介在させた液晶装置において、
   前記素子基板の前記液晶に面する側に形成された、前記液晶を配向させる第１の配向膜と、
   前記対向基板の前記液晶に面する側に形成された、前記液晶を配向させる第２の配向膜と、
   を具備し、
   前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との分極特性を異ならせる添加剤が、前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜に添加されており、該添加剤の添加濃度が、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とにおいて異なる値に設定されていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記第２の配向膜は、前記第１の配向膜よりも前記添加剤の添加濃度が高い値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記添加剤は、前記素子基板と前記第１の配向膜との密着性及び前記対向基板と前記第２の配向膜との密着性を高める密着助剤と、前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜を構成する可溶性ポリイミドのポリマ間を結合する架橋添加剤と、導電材料との少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とにおいて、前記密着助剤と前記架橋添加剤と前記導電材料との少なくとも１つの添加濃度が異なる値に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とにおいて、前記密着助剤と前記架橋添加剤と前記導電材料との少なくとも１つからなる前記添加剤の構成数が異なっていることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
6. 素子基板と、該素子基板に対向する対向基板とをシール材を介して対向配置させ、前記素子基板と前記対向基板との間に液晶を介在させた液晶装置において、
   前記素子基板の前記液晶に面する側に形成された、前記液晶を配向させる第１の配向膜と、
   前記対向基板の前記液晶に面する側に形成された、前記液晶を配向させる第２の配向膜と、
   を具備し、
   前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との分極特性を異ならせる添加剤が、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とのいずれかに添加されていることを特徴とする液晶装置。
7. 前記添加剤は、前記素子基板と前記第１の配向膜との密着性及び前記対向基板と前記第２の配向膜との密着性を高める密着助剤と、前記第１の配向膜及び前記第２の配向膜を構成する可溶性ポリイミドのポリマ間を結合する架橋添加剤と、導電材料との少なくとも１つであることを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
8. 素子基板と、該素子基板に対向する対向基板とをシール材を介して対向配置させ、前記素子基板と前記対向基板との間に液晶を介在させた液晶装置の製造方法において、
   前記素子基板の前記液晶に面する側に、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との分極特性を異ならせる第１の添加剤が添加された、前記液晶を配向させる第１の配向膜を形成する工程と、
   前記対向基板の前記液晶に面する側に、前記第１の添加剤とは異なる値の添加濃度に設定された第２の添加剤が添加された、前記液晶を配向させる第２の配向膜を形成する工程と、
   を具備していることを特徴とする液晶装置の製造方法。
9. 素子基板と、該素子基板に対向する対向基板とをシール材を介して対向配置させ、前記素子基板と前記対向基板との間に液晶を介在させた液晶装置の製造方法において、
   前記素子基板の前記液晶に面する側に、前記液晶を配向させる第１の配向膜を形成する工程と、
   前記対向基板の前記液晶に面する側に、前記液晶を配向させる第２の配向膜を形成する工程と、
   を具備し、
   前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との分極特性を異ならせる添加剤が、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とのいずれかに添加されていることを特徴とする液晶装置の製造方法。

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