JP2017167563A - Varnish for alignment film - Google Patents

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慶枝 松井
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Noboru Kunimatsu
登 國松
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英博 園田
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Masaki Matsumori
正樹 松森
安 冨岡
Yasushi Tomioka
冨岡  安
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a light alignment film with a DC residual image suppressed in an IPS liquid crystal display device.SOLUTION: An alignment film 113 has a two-layer structure including a light alignment film 1131 capable of light alignment and a low-resistance alignment film 1132 with lower resistivity than the light alignment film. The light alignment film 1131 is formed of polyimide in which polyamide acid alkyl ester serves as a precursor, and the number average molecular weight is large and the alignment stability by the light alignment is excellent. The low-resistance alignment film 1132 is formed of polyimide in which polyamide acid serves as a precursor, and the number average molecular weight is small and the resistivity is low. When the alignment film has the two-layer structure, the excellent light alignment characteristic can be maintained and the resistivity of the entire alignment film can be reduced. Thus, the DC residual image can be suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に配向膜に光の照射で配向制御能を付与した液晶表
示パネルを具備した液晶表示装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device including a liquid crystal display panel in which an alignment film is provided with an alignment control ability by irradiation of light.

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等がマトリクス状に形成
されたTFT基板と、TFT基板に対向して、TFT基板の画素電極と対応する場所にカ
ラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟
持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を
形成している。
In a liquid crystal display device, there are a TFT substrate in which pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix, and a counter substrate in which color filters are formed at locations corresponding to the pixel electrodes of the TFT substrate, facing the TFT substrate. The liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel.

液晶表示装置はフラットで軽量であることから、TV等の大型表示装置から、携帯電話
やDSC(Digital Still Camera)等、色々な分野で用途が広がっている。一方、液晶表
示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方
向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は
、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるIPS(In Plane Switc
hing)方式が優れた特性を有している。
Since the liquid crystal display device is flat and lightweight, the application is expanding in various fields such as a large display device such as a TV, a mobile phone, and a DSC (Digital Still Camera). On the other hand, viewing angle characteristics are a problem in liquid crystal display devices. The viewing angle characteristic is a phenomenon in which luminance changes or chromaticity changes when the screen is viewed from the front and when viewed from an oblique direction. Viewing angle characteristics are IPS (In Plane Switchc) in which liquid crystal molecules are operated by a horizontal electric field.
Hing) system has excellent characteristics.

液晶表示装置に使用する配向膜を配向処理すなわち配向制御能を付与する方法として、
従来技術としてラビングで処理する方法がある。このラビングによる配向処理は、配向膜
を布で擦ることで配向処理を行うものである。一方、配向膜に非接触で配向制御能を付与
する光配向法という手法がある。IPS方式はプレティルト角が必要無いために、光配向
法を適用することが出来る。
As a method of imparting alignment treatment, that is, alignment control ability, to an alignment film used in a liquid crystal display device,
As a conventional technique, there is a method of processing by rubbing. The alignment treatment by rubbing is performed by rubbing the alignment film with a cloth. On the other hand, there is a technique called a photo-alignment method that imparts alignment control capability to an alignment film in a non-contact manner. Since the IPS method does not require a pretilt angle, a photo-alignment method can be applied.

特許文献1には紫外線に代表される光の照射による光分解型の光配向処理が開示されて
おり、それによると光分解型の光配向処理においては(1)画素部の複雑な段差構造に起
因する配向乱れを低減し、(2)ラビングによる配向処理における静電気による薄膜トラ
ンジスタの破損、ラビング布の毛先の乱れや塵による配向乱れを原因とする表示不良を解
決し、均質な配向制御能を得るために要する頻繁なラビング布の交換によるプロセスの煩
雑さ、を解決する。
Patent Document 1 discloses a photo-decomposition type photo-alignment process by irradiation of light typified by ultraviolet rays. According to this, in photo-decomposition type photo-alignment process, (1) a complicated step structure in a pixel portion is disclosed. (2) Resolving display defects caused by damage to thin film transistors due to static electricity in the alignment treatment by rubbing, disturbance of the rubbing tip of the rubbing cloth, or alignment disturbance due to dust, and uniform alignment control ability This eliminates the complexity of the process due to the frequent replacement of the rubbing cloth.

特開2004−206091号公報JP 2004-206091 A

しかしながら配向膜への配向制御能の付与という点において、光配向処理はラビング処
理と比較すると、一般的には配向安定性が低いということが知られている。配向安定性が
低いと、初期配向方向が変動し、表示不良の原因となる。特に、高い配向安定性が要求さ
れる横電界方式の液晶表示パネルを用いた液晶表示装置では配向安定性が低いことで残像
に象徴される表示不良が発生し易い。
However, it is known that the optical alignment treatment generally has lower alignment stability than the rubbing treatment in terms of imparting alignment control ability to the alignment film. If the alignment stability is low, the initial alignment direction varies, causing display defects. In particular, in a liquid crystal display device using a horizontal electric field type liquid crystal display panel that requires high alignment stability, a display defect symbolized by an afterimage tends to occur due to low alignment stability.

光配向処理ではラビング処理のような高分子の主鎖を延伸し、直線状にする工程がLC
Dプロセス中に存在しない。そのため、光配向処理においては偏光が照射されたポリイミ
ドに代表される合成高分子の配向膜が、当該偏光方向と平行する方向で主鎖が切断される
ことで一軸性が付与される。液晶分子は切断されずに直線上に伸びて残った長い主鎖方向
に沿って配向するが、この主鎖の長さが短くなると、一軸性が低下し、液晶との相互作用
が弱くなって配向性が低下するために、前記した残像が発生し易くなる。
In the photo-alignment process, the process of stretching the main chain of the polymer, such as rubbing, to make it linear is LC
Not present in the D process. For this reason, in the photo-alignment treatment, a synthetic polymer alignment film represented by polyimide irradiated with polarized light is given uniaxiality by cutting the main chain in a direction parallel to the polarization direction. The liquid crystal molecules are not cut and are aligned along the long main chain direction that remains on the straight line, but if the length of this main chain is shortened, the uniaxiality decreases and the interaction with the liquid crystal weakens. Since the orientation deteriorates, the above-mentioned afterimage is likely to occur.

従って、配向膜の一軸性を向上させ、配向安定性を向上させるためには、配向膜の分子
量を大きくすることが必要であるが、これを解決する手法として、ポリアミド酸アルキル
エステルをイミド化した光配向膜材料を使用することが出来る。これによると、ポリアミ
ド酸アルキルエステル材料では、従来のポリアミド酸材料で起こっていたようなイミド化
反応時のジアミンと酸無水物への分解反応を伴わず、イミド化後も分子量を大きく保つこ
とができ、ラビング処理並みの配向安定性を得ることができる。
Therefore, in order to improve the uniaxiality of the alignment film and improve the alignment stability, it is necessary to increase the molecular weight of the alignment film. A photo-alignment film material can be used. According to this, the polyamic acid alkyl ester material does not involve a decomposition reaction into a diamine and an acid anhydride at the time of the imidation reaction that occurs in the conventional polyamic acid material, and can maintain a large molecular weight even after imidization. Orientation stability equivalent to that of rubbing treatment can be obtained.

また、ポリアミド酸アルキルエステル材料においては、その化学構造中にカルボン酸を
含有しないため、ポリアミド酸材料と比較してLCDの電圧保持率が上がり、長期信頼性
の向上も確保することができる。
In addition, since the polyamic acid alkyl ester material does not contain a carboxylic acid in its chemical structure, the voltage holding ratio of the LCD is higher than that of the polyamic acid material, and improvement in long-term reliability can be ensured.

光配向膜の配向安定性、長期信頼性を得るためにはポリアミド酸アルキルエステル材料
の適用が有効であるが、この材料は一般的に、ポリアミド酸材料と比較して配向膜比抵抗
が高い。そのため、液晶分子を駆動する信号波形に直流電圧が重畳して残留DCとなった
場合に、残留DCが緩和するまでの時定数が大きく、焼きつき(DC残像)の原因となり
易い。
In order to obtain the alignment stability and long-term reliability of the photo-alignment film, it is effective to apply a polyamic acid alkyl ester material, but this material generally has a higher specific resistance of the alignment film than the polyamic acid material. Therefore, when a DC voltage is superimposed on a signal waveform for driving liquid crystal molecules to form a residual DC, the time constant until the residual DC is relaxed is large, and it is likely to cause image sticking (DC afterimage).

本発明の目的は、光配向処理において、ポリアミド酸アルキルエステル材料の配向安定
性や長期信頼性を損なうことなくDC残像の消失時間を低減し、高品位の表示を可能とし
た液晶表示パネルを用いた液晶表示装置を提供することである。
An object of the present invention is to use a liquid crystal display panel that can reduce the disappearance time of a DC afterimage without impairing the alignment stability and long-term reliability of the polyamic acid alkyl ester material in the photo-alignment treatment, and enables high-quality display. The present invention provides a liquid crystal display device.

本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。すなわち
、本発明の液晶表示装置は、画素選択用のアクティブ素子が形成された主面の最上層にT
FT側配向膜を有するTFT基板と、カラーフィルタが形成された主面の最上層にカラー
フィルタ側配向膜を有する対向基板と、前記TFT基板の前記TFT側配向膜と前記対向
基板の前記カラーフィルタ側配向膜の間に封止された液晶とからなる液晶表示パネルを具
備する。また、前記TFT側配向膜とカラーフィルタ側配向膜は、光の照射により付与さ
れた液晶配向制御機能を有する。
The present invention overcomes the above problems, and specific means are as follows. In other words, the liquid crystal display device of the present invention has T on the uppermost layer of the main surface on which the active element for pixel selection is formed.
TFT substrate having FT-side alignment film, counter substrate having color filter-side alignment film on the uppermost layer of the main surface on which the color filter is formed, TFT-side alignment film of TFT substrate, and color filter of counter-substrate A liquid crystal display panel composed of liquid crystal sealed between side alignment films is provided. The TFT side alignment film and the color filter side alignment film have a liquid crystal alignment control function provided by light irradiation.

TFT基板側の配向膜とカラーフィルタが形成された対向基板側配向膜の少なくとも一
方に対し、光の照射により液晶配向制御機能を付与するための配向膜材料を、紫外線で代
表される光により配向する材料と、比抵抗の低い材料との2成分系材料とし、配向膜形成
後には、配向させるための光配向膜と、配向には寄与しない低抵抗膜との2層構造とする
An alignment film material for imparting a liquid crystal alignment control function by light irradiation is aligned with light typified by ultraviolet rays to at least one of the alignment film on the TFT substrate and the alignment film on the opposite substrate on which the color filter is formed. A two-component material composed of a material to be formed and a material having a low specific resistance, and after forming the alignment film, has a two-layer structure of a photo-alignment film for alignment and a low-resistance film that does not contribute to alignment.

光により配向する材料としては、光分解性のポリアミド酸アルキルエステル材料をポリ
イミド化した材料とすることができる。また、この化学ポリイミド化が70%以上である
ものを用いることができる。
As the material oriented by light, a material obtained by polyimidizing a photodegradable polyamic acid alkyl ester material can be used. Moreover, what has this chemical polyimidation 70% or more can be used.

低抵抗材料としては、ポリアミド酸材料をポリイミド化した材料とすることができ、こ
れは光分解性である必要はない。また、この化学イミド化が40%以上であるものを用い
ることができる。
As the low resistance material, a material obtained by polyimidizing a polyamic acid material can be used, and this does not need to be photodegradable. Moreover, this chemical imidation can use what is 40% or more.

本発明によれば、2成分系から成る材料を相分離させて配向膜を2層構造とし、配向安
定性の高い光配向成分を液晶層側に配置して、配向安定性が不要である低抵抗成分を基板
側に配置することによって、配向安定性と配向膜の低抵抗化によるDC残像の時定数の低
減を同時に満たすことが可能となり、その結果、光配向膜の残像特性が大幅に改良される
According to the present invention, a material composed of a two-component system is phase-separated to form an alignment film with a two-layer structure, and a photo-alignment component having high alignment stability is arranged on the liquid crystal layer side. By arranging the resistance component on the substrate side, it becomes possible to satisfy both the alignment stability and the reduction of the time constant of the DC afterimage due to the low resistance of the alignment film. As a result, the afterimage characteristics of the photoalignment film are greatly improved. Is done.

また、基板側に配置された低抵抗成分は配向に寄与しないため、分子量は極限まで落と
すことができる。そのため、ポリアミド酸アルキルエステルやポリアミド酸などが有機溶
剤に溶かされた配向膜ワニスの濃度や粘度の調整について裕度が拡大し、配向膜の形成方
法について従来のフレキソ印刷のみならず、ワニスの低粘度化が必要とされるために配向
膜の厚膜化が困難であるとされてきたインクジェット塗布においても、配向膜の厚膜化に
対する裕度が向上することとなる。
Further, since the low resistance component arranged on the substrate side does not contribute to the alignment, the molecular weight can be lowered to the limit. Therefore, the tolerance for adjusting the concentration and viscosity of the alignment film varnish in which the polyamic acid alkyl ester or the polyamic acid is dissolved in an organic solvent is expanded, and the alignment film forming method is not limited to the conventional flexographic printing but also the low varnish. Even in the case of inkjet coating, in which it is difficult to increase the thickness of the alignment film due to the necessity of increasing the viscosity, the tolerance for increasing the thickness of the alignment film is improved.

IPS方式の液晶表示装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of an IPS liquid crystal display device. 図1の画素電極の平面図である。It is a top view of the pixel electrode of FIG. 本発明による配向膜の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the alignment film by this invention. 光配向膜の形成プロセスを示す図である。It is a figure which shows the formation process of a photo-alignment film. 本発明の配向膜の断面図である。It is sectional drawing of the alignment film of this invention. DC残像の評価パターンである。It is a DC afterimage evaluation pattern. DC残像の評価結果である。It is an evaluation result of DC afterimage.

以下の実施例により本発明の内容を詳細に説明する。   The contents of the present invention will be described in detail by the following examples.

図1はIPS方式の液晶表示装置の表示領域における構造を示す断面図である。IPS
方式の液晶表示装置の電極構造は種々のものが提案され、実用化されている。図1の構造
は、現在広く使用されている構造であって、簡単に言えば、平面ベタで形成された対向電
極108の上に絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極110が形成されている。そして、画素
電極110と対向電極108の間の電圧によって液晶分子301を回転させることによっ
て画素毎に液晶層300の光の透過率を制御することにより画像を形成するものである。
以下に図1の構造を詳しく説明する。なお、本発明は、図1の構成を例にとって説明する
が、図1以外のIPSタイプの液晶表示装置、例えば、対向電極が上部絶縁膜の上に位置
し、画素電極が上部絶縁膜の下に位置するようなもの、或いは、対向電極と画素電極とが
同一平面上にあるようなものにも適用することが出来る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure in a display region of an IPS liquid crystal display device. IPS
Various electrode structures for liquid crystal display devices of the type have been proposed and put into practical use. The structure shown in FIG. 1 is a structure that is widely used at present. To put it simply, a comb-like pixel electrode 110 is formed on a counter electrode 108 formed of a flat solid with an insulating film interposed therebetween. Yes. Then, an image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal layer 300 for each pixel by rotating the liquid crystal molecules 301 by the voltage between the pixel electrode 110 and the counter electrode 108.
The structure of FIG. 1 will be described in detail below. The present invention will be described by taking the configuration of FIG. 1 as an example, but an IPS type liquid crystal display device other than FIG. 1, for example, the counter electrode is located on the upper insulating film and the pixel electrode is below the upper insulating film. The present invention can also be applied to the case where the counter electrode and the pixel electrode are on the same plane.

図1において、ガラスで形成されるTFT基板100の上に、ゲート電極101が形成
されている。ゲート電極101は走査線と同層で形成されている。ゲート電極101はA
lNd合金の上にMoCr合金が積層されている。
In FIG. 1, a gate electrode 101 is formed on a TFT substrate 100 made of glass. The gate electrode 101 is formed in the same layer as the scanning line. The gate electrode 101 is A
A MoCr alloy is laminated on the lNd alloy.

ゲート電極101を覆ってゲート絶縁膜102がSiNによって形成されている。ゲー
ト絶縁膜102の上に、ゲート電極101と対向する位置に半導体層103がa−Si膜
によって形成されている。a−Si膜はプラズマCVDによって形成される。a−Si膜
はTFTのチャネル部を形成するが、チャネル部を挟んでa−Si膜上にソース電極10
4とドレイン電極105が形成される。なお、a−Si膜とソース電極104あるいはド
レイン電極105との間には図示しないn+Si層が形成される。半導体層とソース電極
104あるいはドレイン電極105とのオーミックコンタクトを取るためである。
A gate insulating film 102 is formed of SiN so as to cover the gate electrode 101. A semiconductor layer 103 is formed of an a-Si film on the gate insulating film 102 at a position facing the gate electrode 101. The a-Si film is formed by plasma CVD. The a-Si film forms a channel portion of the TFT, and the source electrode 10 is formed on the a-Si film with the channel portion interposed therebetween.
4 and the drain electrode 105 are formed. Note that an n + Si layer (not shown) is formed between the a-Si film and the source electrode 104 or the drain electrode 105. This is for making ohmic contact between the semiconductor layer and the source electrode 104 or the drain electrode 105.

ソース電極104は映像信号線が兼用し、ドレイン電極105は画素電極110と接続
される。ソース電極104もドレイン電極105も同層で同時に形成される。本実施例で
は、ソース電極104あるいはドレイン電極105はMoCr合金で形成される。ソース
電極104あるいはドレイン電極105の電気抵抗を下げたい場合は、例えば、AlNd
合金をMoCr合金でサンドイッチした電極構造が用いられる。
The source electrode 104 is also used as a video signal line, and the drain electrode 105 is connected to the pixel electrode 110. The source electrode 104 and the drain electrode 105 are simultaneously formed in the same layer. In this embodiment, the source electrode 104 or the drain electrode 105 is made of a MoCr alloy. When it is desired to lower the electrical resistance of the source electrode 104 or the drain electrode 105, for example, AlNd
An electrode structure in which the alloy is sandwiched between MoCr alloys is used.

TFTを覆って無機パッシベーション膜106がSiNによって形成される。無機パッ
シベーション膜106はTFTの、特にチャネル部を不純物401から保護する。無機パ
ッシベーション膜106の上には有機パッシベーション膜107が形成される。有機パッ
シベーション膜107はTFTの保護と同時に表面を平坦化する役割も有するので、厚く
形成される。厚さは1μmから4μmである。
An inorganic passivation film 106 is formed of SiN so as to cover the TFT. The inorganic passivation film 106 protects the TFT, particularly the channel portion, from the impurities 401. An organic passivation film 107 is formed on the inorganic passivation film 106. The organic passivation film 107 has a role of flattening the surface at the same time as protecting the TFT, and thus is formed thick. The thickness is 1 μm to 4 μm.

有機パッシベーション膜107には感光性のアクリル樹脂、シリコン樹脂、あるいはポ
リイミド樹脂等が使用される。有機パッシベーション膜107には、画素電極110とド
レイン電極105が接続する部分にスルーホール111を形成する必要があるが、有機パ
ッシベーション膜107は感光性なので、フォトレジストを用いずに、有機パッシベーシ
ョン膜107自体を露光、現像して、スルーホール111を形成することが出来る。
A photosensitive acrylic resin, silicon resin, polyimide resin, or the like is used for the organic passivation film 107. In the organic passivation film 107, it is necessary to form a through hole 111 at a portion where the pixel electrode 110 and the drain electrode 105 are connected. However, since the organic passivation film 107 is photosensitive, the organic passivation film 107 is not used without using a photoresist. The through hole 111 can be formed by exposing and developing itself.

有機パッシベーション膜107の上には対向電極108が形成される。対向電極108
は透明導電膜であるITO(Indium Tin Oxide)を表示領域全体にスパ
ッタリングすることによって形成される。すなわち、対向電極108は面状に形成される
。対向電極108を全面にスパッタリングによって形成した後、画素電極110とドレイ
ン電極105を導通するためのスルーホール111部だけは対向電極108をエッチング
によって除去する。
A counter electrode 108 is formed on the organic passivation film 107. Counter electrode 108
Is formed by sputtering ITO (Indium Tin Oxide), which is a transparent conductive film, over the entire display region. That is, the counter electrode 108 is formed in a planar shape. After the counter electrode 108 is formed on the entire surface by sputtering, the counter electrode 108 is removed by etching only in the through hole 111 portion for conducting the pixel electrode 110 and the drain electrode 105.

対向電極108を覆って上部絶縁膜109がSiNによって形成される。上部電極が形
成された後、エッチングによってスルーホール111を形成する。この上部絶縁膜109
をレジストにして無機パッシベーション膜106をエッチングしてスルーホール111を
形成する。その後、上部絶縁膜109およびスルーホール111を覆って画素電極110
となるITOをスパッタリングによって形成する。スパッタリングしたITOをパターニ
ングして画素電極110を形成する。画素電極110となるITOはスルーホール111
にも被着される。スルーホール111において、TFTから延在してきたドレイン電極1
05と画素電極110が導通し、映像信号が画素電極110に供給されることになる。
An upper insulating film 109 is formed of SiN so as to cover the counter electrode 108. After the upper electrode is formed, a through hole 111 is formed by etching. This upper insulating film 109
The through hole 111 is formed by etching the inorganic passivation film 106 using as a resist. Thereafter, the upper insulating film 109 and the through hole 111 are covered to cover the pixel electrode 110.
ITO to be formed is formed by sputtering. The pixel electrode 110 is formed by patterning the sputtered ITO. ITO serving as the pixel electrode 110 is a through hole 111.
Also attached to. In the through hole 111, the drain electrode 1 extending from the TFT
05 and the pixel electrode 110 are conducted, and a video signal is supplied to the pixel electrode 110.

図2に画素電極110の1例を示す。画素電極110は、両端が閉じた櫛歯状の電極で
ある。櫛歯と櫛歯の間にスリット112が形成されている。画素電極110の下方には、
図示しない平面状の対向電極108が形成されている。画素電極110に映像信号が印加
されると、スリット112を通して対向電極108との間に生ずる電気力線によって液晶
分子301が回転する。これによって液晶層300を通過する光を制御して画像を形成す
る。
FIG. 2 shows an example of the pixel electrode 110. The pixel electrode 110 is a comb-like electrode with both ends closed. A slit 112 is formed between the comb teeth. Below the pixel electrode 110,
A planar counter electrode 108 (not shown) is formed. When a video signal is applied to the pixel electrode 110, the liquid crystal molecules 301 are rotated by electric lines of force generated between the counter electrode 108 through the slit 112. As a result, light passing through the liquid crystal layer 300 is controlled to form an image.

図1はこの様子を断面図として説明したものである。櫛歯状の電極と櫛歯状の電極の間
は図1に示すスリット112となっている。対向電極108には一定電圧が印加され、画
素電極110には映像信号による電圧が印加される。画素電極110に電圧が印加される
と図1に示すように、電気力線が発生して液晶分子301を電気力線の方向に回転させて
バックライトからの光の透過を制御する。画素毎にバックライトからの透過が制御される
ので、画像が形成されることになる。
FIG. 1 illustrates this as a cross-sectional view. A slit 112 shown in FIG. 1 is formed between the comb-shaped electrode and the comb-shaped electrode. A constant voltage is applied to the counter electrode 108, and a voltage based on a video signal is applied to the pixel electrode 110. When a voltage is applied to the pixel electrode 110, as shown in FIG. 1, the lines of electric force are generated, and the liquid crystal molecules 301 are rotated in the direction of the lines of electric force to control the transmission of light from the backlight. Since transmission from the backlight is controlled for each pixel, an image is formed.

図1の例では、有機パッシベーション膜107の上に、面状に形成された対向電極10
8が配置され、上部絶縁膜109の上に櫛歯電極110が配置されている。しかしこれと
は逆に、有機パッシベーション膜107の上に面状に形成された画素電極110を配置し
、上部絶縁膜109の上に櫛歯状の対向電極108が配置される場合もある。
In the example of FIG. 1, the counter electrode 10 formed in a planar shape on the organic passivation film 107.
8 and the comb electrode 110 is disposed on the upper insulating film 109. However, conversely, the pixel electrode 110 formed in a planar shape may be disposed on the organic passivation film 107, and the comb-like counter electrode 108 may be disposed on the upper insulating film 109.

画素電極110の上には液晶分子301を配向させるための配向膜113が形成されて
いる。本発明においては、配向膜113は、液晶層300と接する光配向膜1131と、
光配向膜1131の下層に形成される低抵抗配向膜1132の2層構造となっている。配
向膜の113の構成については、後で詳細に説明する。
An alignment film 113 for aligning liquid crystal molecules 301 is formed on the pixel electrode 110. In the present invention, the alignment film 113 includes a photo-alignment film 1131 in contact with the liquid crystal layer 300,
It has a two-layer structure of a low resistance alignment film 1132 formed under the photo alignment film 1131. The configuration of the alignment film 113 will be described in detail later.

図1において、液晶層300を挟んで対向基板200が設置されている。対向基板20
0の内側には、カラーフィルタ201が形成されている。カラーフィルタ201は画素毎
に、赤、緑、青のカラーフィルタ201が形成されており、カラー画像が形成される。カ
ラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間にはブラックマトリクス202が形成さ
れ、画像のコントラストを向上させている。なお、ブラックマトリクス202はTFTの
遮光膜としての役割も有し、TFTに光電流が流れることを防止している。
In FIG. 1, a counter substrate 200 is provided with a liquid crystal layer 300 interposed therebetween. Counter substrate 20
A color filter 201 is formed inside 0. The color filter 201 is formed with red, green, and blue color filters 201 for each pixel, and a color image is formed. A black matrix 202 is formed between the color filters 201 to improve the contrast of the image. Note that the black matrix 202 also has a role as a light shielding film of the TFT, and prevents a photocurrent from flowing through the TFT.

カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202を覆ってオーバーコート膜20
3が形成されている。カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202の表面は凹
凸となっているために、オーバーコート膜203によって表面を平らにしている。
Overcoat film 20 covering color filter 201 and black matrix 202
3 is formed. Since the surface of the color filter 201 and the black matrix 202 is uneven, the surface is flattened by the overcoat film 203.

オーバーコート膜203の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜113が形成
されている。対向基板側の配向膜113もTFT基板側の配向膜113と同様に、液晶層
300と接する光配向膜1131と、光配向膜1131の下層に形成される低抵抗配向膜
1132の2層構造となっている。なお、図2はIPSであるから、対向電極108はT
FT基板100側に形成されており、対向基板200側には形成されていない。
On the overcoat film 203, an alignment film 113 for determining the initial alignment of the liquid crystal is formed. Similarly to the alignment film 113 on the TFT substrate side, the alignment film 113 on the counter substrate side has a two-layer structure of a photo-alignment film 1131 in contact with the liquid crystal layer 300 and a low-resistance alignment film 1132 formed under the photo-alignment film 1131. It has become. 2 is IPS, the counter electrode 108 is T
It is formed on the FT substrate 100 side and not on the counter substrate 200 side.

図1に示すように、IPSでは、対向基板200の内側には導電膜が形成されていない
。そうすると、対向基板200の電位が不安定になる。また、外部からの電磁ノイズが液
晶層300に侵入し、画像に対して影響を与える。このような問題を除去するために、対
向基板200の外側に表面導電膜210が形成される。表面導電膜210は、透明導電膜
であるITOをスパッタリングすることによって形成される。
As shown in FIG. 1, in IPS, a conductive film is not formed inside the counter substrate 200. Then, the potential of the counter substrate 200 becomes unstable. Further, external electromagnetic noise enters the liquid crystal layer 300 and affects the image. In order to eliminate such a problem, a surface conductive film 210 is formed outside the counter substrate 200. The surface conductive film 210 is formed by sputtering ITO, which is a transparent conductive film.

図3は本発明による配向膜113を示す模式図である。図3(a)は配向膜113の平
面透視図、図3(b)は断面斜視図である。本発明の配向膜113は2層構造となってお
り、液晶層と接する上側は光配向膜1131であり、下側は低抵抗配向膜1132となっ
ている。光配向膜1131は分子量の大きい光分解性ポリマー10によって形成され、低
抵抗配向膜1132は分子量の小さい低抵抗ポリマー11によって形成されている。
FIG. 3 is a schematic view showing an alignment film 113 according to the present invention. 3A is a plan perspective view of the alignment film 113, and FIG. 3B is a cross-sectional perspective view. The alignment film 113 of the present invention has a two-layer structure. The upper side in contact with the liquid crystal layer is a photo-alignment film 1131 and the lower side is a low-resistance alignment film 1132. The photo-alignment film 1131 is formed by the photodegradable polymer 10 having a large molecular weight, and the low-resistance alignment film 1132 is formed by the low-resistance polymer 11 having a small molecular weight.

図3(a)は透視図であるから光分解性ポリマー10と低抵抗ポリマー11が透視して
見えている。実際には、光分解性ポリマー10が低抵抗ポリマー11よりも上に存在して
いる。図3(b)において、配向膜113は図1における画素電極110あるいは有機パ
ッシベーション膜107の上に形成されている。図3(b)では配向膜113は画素電極
110の上に形成されるとしている。上側の光配向膜1131の厚さt1は50nm程度
、下側の低抵抗配向膜1132の厚さt2は50nm程度である。光配向膜1131と低
抵抗配向膜1132の境界は明確ではないので、点線で記載している。
Since FIG. 3A is a perspective view, the photodegradable polymer 10 and the low-resistance polymer 11 can be seen through. Actually, the photodegradable polymer 10 exists above the low-resistance polymer 11. In FIG. 3B, the alignment film 113 is formed on the pixel electrode 110 or the organic passivation film 107 in FIG. In FIG. 3B, the alignment film 113 is formed on the pixel electrode 110. The thickness t1 of the upper photoalignment film 1131 is about 50 nm, and the thickness t2 of the lower low-resistance alignment film 1132 is about 50 nm. Since the boundary between the photo-alignment film 1131 and the low-resistance alignment film 1132 is not clear, it is indicated by a dotted line.

図4は光配向膜1131によって液晶を配向させるためのプロセスを示す模式図である
。図4においては低抵抗配向膜1132は省略されている。図4(a)は光配向膜113
1が塗布された状態を示している。光配向膜1131は光分解性ポリマー10によって形
成されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a process for aligning liquid crystal with the photo-alignment film 1131. In FIG. 4, the low resistance alignment film 1132 is omitted. FIG. 4A shows the photo-alignment film 113.
1 shows the applied state. The photo-alignment film 1131 is formed of the photodegradable polymer 10.

図4(a)に示す光配向膜1131に対し、偏光された紫外線を例えば、6J/cm
のエネルギーで照射する。そうすると、光配向膜1131において偏光された紫外線の偏
光方向の光分解性ポリマー10は、図4(b)に示すように、紫外線によって破壊される
。すなわち、紫外線の偏光方向に沿って紫外線による切断部15が形成される。そうする
と、液晶分子は図4(b)における矢印Aの方向に配向されることになる。
For the photo-alignment film 1131 shown in FIG. 4A, polarized ultraviolet light is, for example, 6 J / cm 2.
Irradiate with the energy of. Then, the photodegradable polymer 10 in the polarization direction of the ultraviolet light polarized in the photo-alignment film 1131 is destroyed by the ultraviolet light as shown in FIG. That is, the cut part 15 by ultraviolet rays is formed along the polarization direction of ultraviolet rays. Then, the liquid crystal molecules are aligned in the direction of arrow A in FIG.

図4に示すように、光分解性ポリマー10の主鎖が短いと一軸性が低下し、液晶との相
互作用が弱くなって配向性が低下する。したがって、図4(b)において、光配向後にお
いても、光分解性ポリマー10が矢印Aの方向にできるだけ長く伸びていることが望まし
い。つまり、配向膜113の一軸性を向上させ、配向安定性を向上させるためには、配向
膜113の分子量を大きくする必要がある。
As shown in FIG. 4, when the main chain of the photodegradable polymer 10 is short, the uniaxiality is lowered, the interaction with the liquid crystal is weakened, and the orientation is lowered. Therefore, in FIG. 4B, it is desirable that the photodegradable polymer 10 extends in the direction of arrow A as long as possible even after photo-alignment. That is, in order to improve the uniaxiality of the alignment film 113 and improve the alignment stability, it is necessary to increase the molecular weight of the alignment film 113.

配向膜113における分子量としては、数分子量によって評価することが出来る。数分
子量は、配向膜113に種々の分子量のポリマーが存在している場合、その平均的な分子
量である。光配向膜1131においては、十分な配向安定性を得るためには、数分子量は
5000以上であることが必要である。
The molecular weight of the alignment film 113 can be evaluated based on several molecular weights. The number molecular weight is an average molecular weight when polymers having various molecular weights exist in the alignment film 113. In the photo-alignment film 1131, the number molecular weight needs to be 5000 or more in order to obtain sufficient alignment stability.

このような、大きな数分子量の光配向膜1131を得るためには、ポリアミド酸アルキ
ルエステルをイミド化したものを用いることが出来る。ポリアミド酸アルキルエステルの
構造は、化学式(1)に示すとおりである。
In order to obtain such a photoalignment film 1131 having a large number molecular weight, an imidized polyamic acid alkyl ester can be used. The structure of the polyamic acid alkyl ester is as shown in chemical formula (1).

Figure 2017167563
化学式(1)において、R1は、それぞれ独立に炭素数1〜8のアルキル基であり、R2
は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、フェニル基、炭素数1
〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アルケニル基(−(CH2)m−CH=C
H2,m=0,1,2)又はアルキニル基(−(CH2)m−C≡CH,m=0,1,2)で
あり、Arは芳香族化合物である。
Figure 2017167563
In the chemical formula (1), each R1 is independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R2
Are each independently a hydrogen atom, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, phenyl group, carbon number 1
-6 alkyl group, C1-C6 alkoxy group, alkenyl group (-(CH2) m-CH = C
H2, m = 0,1,2) or an alkynyl group (— (CH2) m—C≡CH, m = 0,1,2), and Ar is an aromatic compound.

ポリアミド酸アルキルエステルの特徴は、化学式(1)におけるR1である。ポリアミ
ド酸アルキルエステルにおいては、R1はCnH2n−1であり、nが1以上である。ポ
リアミド酸アルキルエステルを光配向膜1131の前駆体として用いると、従来のポリア
ミド酸材料で起こっていたようなイミド化反応時のジアミンと酸無水物への分解反応を伴
わず、イミド化後も分子量を大きく保つことができ、ラビング処理並みの配向安定性を得
ることができる。
The feature of the polyamic acid alkyl ester is R1 in the chemical formula (1). In the polyamic acid alkyl ester, R1 is CnH2n-1, and n is 1 or more. When the polyamic acid alkyl ester is used as a precursor of the photo-alignment film 1131, it does not involve a decomposition reaction into a diamine and an acid anhydride at the time of an imidization reaction that occurs in a conventional polyamic acid material, and has a molecular weight after imidization. Can be kept large, and alignment stability equivalent to the rubbing treatment can be obtained.

しかし、ポリアミド酸アルキルエステルをイミド化した光配向膜1131は比抵抗が非
常に高く、例えば、1015Ωcm程度である。このように配向膜113の比抵抗が大き
いと、液晶層にチャージした電荷を逃がすことができず、この電荷がDC残像の原因とな
る。
However, the photo-alignment film 1131 obtained by imidizing the polyamic acid alkyl ester has a very high specific resistance, for example, about 10 15 Ωcm. Thus, when the specific resistance of the alignment film 113 is large, the charge charged in the liquid crystal layer cannot be released, and this charge causes a DC afterimage.

液晶表示装置においては、液晶層に電荷がチャージしないように、交流駆動が行われる
が、特定時間、特定画像を表示すると、ある時間、一方の基板にDC成分が残り、液晶層
に電荷がチャージされ、このチャージした電荷のために残像が生ずる場合がある。配向膜
113の抵抗が極端に大きくなければ、液晶中の電荷は、配向膜113を通して画素電極
110等に流すことが出来る。
In a liquid crystal display device, AC driving is performed so that charges are not charged in the liquid crystal layer. However, when a specific image is displayed for a specific time, a DC component remains on one substrate for a certain time, and the liquid crystal layer is charged. In some cases, an afterimage is generated due to the charged electric charge. If the resistance of the alignment film 113 is not extremely high, the charge in the liquid crystal can flow through the alignment film 113 to the pixel electrode 110 or the like.

しかし、光配向膜1131は比抵抗が非常に大きく、短時間に液晶中の電荷を逃がすこ
とが出来ない。本発明は、配向膜113を光配向膜1131と低抵抗配向膜1132の2
層構造とすることによってこの問題を解決するものである。すなわち、液晶層と接する光
配向膜1131は、十分な配向安定性を得るために、分子量の大きな光分解性ポリマー1
0を用いる。
However, the photo-alignment film 1131 has a very large specific resistance, and the charge in the liquid crystal cannot be released in a short time. In the present invention, the alignment film 113 is divided into a photo-alignment film 1131 and a low-resistance alignment film 1132.
A layered structure solves this problem. That is, the photo-alignment film 1131 in contact with the liquid crystal layer is formed of the photodegradable polymer 1 having a large molecular weight in order to obtain sufficient alignment stability.
0 is used.

一方、下層の配向膜113は、分子量は小さいが比抵抗も小さい低抵抗配向膜1132
とする。低抵抗配向膜1132の抵抗率は、例えば、1012〜1014Ωcm程度であ
る。このような低抵抗配向膜1132はポリアミド酸をイミド化したものによって形成す
ることが出来る。
On the other hand, the lower alignment film 113 is a low resistance alignment film 1132 having a small molecular weight but a small specific resistance.
And The resistivity of the low resistance alignment film 1132 is, for example, about 10 12 to 10 14 Ωcm. Such a low resistance alignment film 1132 can be formed by imidizing polyamic acid.

ポリアミド酸は化学式(2)で示す構造によって表される。   Polyamic acid is represented by the structure represented by chemical formula (2).

Figure 2017167563
化学式(2)において、R2は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素
原子、フェニル基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アルケニル基
(−(CH2)m−CH=CH2,m=0,1,2)又はアルキニル基(−(CH2)m−C
≡CH,m=0,1,2)であり、Arは芳香族化合物である。
Figure 2017167563
In the chemical formula (2), each R2 independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group (-( CH2) m-CH = CH2, m = 0, 1, 2) or an alkynyl group (-(CH2) m-C
≡CH, m = 0, 1, 2), and Ar is an aromatic compound.

ポリアミド酸がポリアミド酸アルキルエステルと異なる点は、ポリアミド酸アルキルエ
ステルを示す化学式(1)において、R1がHに置き換わっている点である。ポリアミド
酸はポリイミドを形成するイミド化反応時、ジアミンと酸無水物への分解反応を伴うので
、ポリイミドを十分に大きな分子量とすることが出来ない。したがって、光配向膜113
1としては十分な特性を得ることが出来ない。一方、ポリアミド酸によって形成されたポ
リイミドは比抵抗がそれほど大きくない。
The polyamic acid is different from the polyamic acid alkyl ester in that R1 is replaced with H in the chemical formula (1) indicating the polyamic acid alkyl ester. Since the polyamic acid is accompanied by a decomposition reaction into diamine and acid anhydride during the imidation reaction for forming the polyimide, the polyimide cannot have a sufficiently large molecular weight. Therefore, the photo-alignment film 113
For example, sufficient characteristics cannot be obtained. On the other hand, the specific resistance of polyimide formed from polyamic acid is not so high.

このように、配向膜113を2層構造とすることによって光配向による配向安定性を確
保するとともに、配向膜113全体としての比抵抗を適切な値に制御することが出来、D
C残像を軽減することが出来る。
Thus, by making the alignment film 113 into a two-layer structure, it is possible to ensure alignment stability by photo-alignment and to control the specific resistance of the alignment film 113 as a whole to an appropriate value.
C afterimage can be reduced.

2層構造の配向膜113を形成するために、配向膜113形成プロセスを増やすことな
く行うことが出来る。すなわち、図5(a)に示すように、光分解性ポリマー10と低抵
抗ポリマー11を混合した材料を基板に塗布すると、レベリング効果によって図5(b)
に示すように、基板と馴染みやすい材料が下層に形成され、他の材料が上に形成される、
いわゆる相分離を生ずる。なお、図5(a)における基板としては、画素電極110で代
表させている。
In order to form the alignment film 113 having a two-layer structure, the alignment film 113 can be formed without increasing the number of processes. That is, as shown in FIG. 5 (a), when a material in which the photodegradable polymer 10 and the low-resistance polymer 11 are mixed is applied to the substrate, the leveling effect results in FIG. 5 (b).
As shown in, a material that is familiar with the substrate is formed in the lower layer, and other materials are formed on the upper layer.
So-called phase separation occurs. Note that the substrate in FIG. 5A is represented by the pixel electrode 110.

本実施例において、基板に相当するのは、画素電極110を形成するITOまたは、有
機パッシベーション膜107である。図5においては、基板として画素電極110が記載
されている。ポリアミド酸はポリアミド酸アルキルエステルに比較して画素電極110を
形成するITOあるいは有機パッシベーション膜107と馴染みやすいので、常にポリア
ミド酸が下層となる。
In this embodiment, the substrate corresponds to the ITO or the organic passivation film 107 that forms the pixel electrode 110. In FIG. 5, a pixel electrode 110 is shown as a substrate. Since the polyamic acid is easier to adjust to the ITO or the organic passivation film 107 forming the pixel electrode 110 than the polyamic acid alkyl ester, the polyamic acid is always the lower layer.

このようにして形成された樹脂膜に200℃程度の熱を加えてポリイミド化する。ポリ
イミド化は下層のポリアミド酸、上層のポリアミド酸アルキルエステルの両者に対して同
時に行われる。したがって、1層の配向膜113形成と同じ工程によって2層の配向膜1
13形成を行うことが出来る。
The resin film thus formed is polyimideized by applying heat of about 200 ° C. Polyimidation is performed simultaneously on both the lower polyamic acid and the upper polyamic acid alkyl ester. Accordingly, the two-layer alignment film 1 is formed by the same process as the formation of the one-layer alignment film 113.
13 can be formed.

上層の光配向膜1131は配向特性を安定化するために、光分解性ポリマー10の分子
量は大きくする必要があるので、イミド化率は高くする必要がある。光配向膜1131に
おけるイミド化率は70%以上であり、より好ましくは80%以上である。この残りは、
前駆体としてのポリアミド酸アルキルエステルが光配向膜1131に存在することになる
Since the upper photoalignment film 1131 needs to increase the molecular weight of the photodegradable polymer 10 in order to stabilize the alignment characteristics, it is necessary to increase the imidization rate. The imidation ratio in the photo-alignment film 1131 is 70% or more, more preferably 80% or more. This rest is
The polyamic acid alkyl ester as a precursor is present in the photo-alignment film 1131.

一方、下層の低抵抗配向膜1132は液晶の光配向特性とは関係が無いので、イミド化
率は低くてもよい。例えば、イミド化率は40%以上であれば十分である。すなわち、イ
ミド化の条件は、上層のポリアミド酸アルキルエステルのイミド化を主眼に設定すればよ
い。
On the other hand, the low resistance alignment film 1132 in the lower layer is not related to the optical alignment characteristics of the liquid crystal, so the imidization rate may be low. For example, an imidation rate of 40% or more is sufficient. That is, the imidization condition may be set mainly on imidization of the upper polyamic acid alkyl ester.

配向膜113の上層と下層の境界は明確ではない。図5ではこの境界を点線で示してい
る。図5(b)において、上層の光配向膜1131は下層の低抵抗配向膜1132よりも
分子量は大きい。光配向膜1131と低抵抗配向膜1132の分子量を比較する場合は、
光配向膜1131の表面における分子量と低抵抗配向膜1132の基板との界面における
分子量と比較すれば良い。
The boundary between the upper layer and the lower layer of the alignment film 113 is not clear. In FIG. 5, this boundary is indicated by a dotted line. In FIG. 5B, the upper layer photo-alignment film 1131 has a molecular weight larger than that of the lower layer low-resistance alignment film 1132. When comparing the molecular weight of the photo-alignment film 1131 and the low-resistance alignment film 1132,
The molecular weight at the surface of the photo-alignment film 1131 may be compared with the molecular weight at the interface between the low-resistance alignment film 1132 and the substrate.

光配向膜1131と低抵抗配向膜1132の2層構成とした配向膜113と、光配向膜
のみの配向膜とした場合のDC残像特性を評価した。残像は次のようにして評価した。す
なわち、図6に示すような白黒による8×8のチェッカーフラグパターンを12時間表示
し、その後、灰色ベタの中間調に戻す。中間調の階調は、64/256である。
The DC afterimage characteristics were evaluated when the alignment film 113 having a two-layer structure of a photo-alignment film 1131 and a low-resistance alignment film 1132 and an alignment film having only a photo-alignment film were used. The afterimage was evaluated as follows. That is, an 8 × 8 checker flag pattern in black and white as shown in FIG. 6 is displayed for 12 hours, and then returned to a gray solid halftone. The halftone gradation is 64/256.

図7はDC残像の評価結果である。図7において、横軸は、灰色ベタの中間調に戻した
あとの時間である。縦軸は、残像のレベルである。縦軸において、RRは中間調に戻した
ときに、チェッカーフラグパターンが良く見える状態であり、NGである。Rは中間調に
戻した時にチェッカーフラグパターンが薄いけれども見える状態である。図7において、
曲線Aが本発明による配向膜を使用した場合のDC残像特性である。また、曲線Bが配向
膜として光配向膜1層のみを使用した場合のDC残像特性の例である。
FIG. 7 shows the evaluation result of the DC afterimage. In FIG. 7, the horizontal axis represents the time after returning to a gray solid halftone. The vertical axis represents the afterimage level. On the vertical axis, RR is a state in which the checker flag pattern is clearly visible when the tone is returned to the halftone, and is NG. R is a state in which the checker flag pattern is thin but visible when the tone is returned to the halftone. In FIG.
A curve A is a DC afterimage characteristic when the alignment film according to the present invention is used. Curve B is an example of DC afterimage characteristics when only one photo-alignment film is used as the alignment film.

中間調に戻したときに、残像のレベルがRであっても、これが短時間に消失すれば、実
用上は問題ないといえる。光配向膜1層の場合は、中間調に戻したときのレベルRが長時
間続くので、実用上問題が残る。一方、本発明による2層構造の配向膜113では、DC
残像が急激に減少し、中間調に戻したあと、17分程度で、DC残像は完全に消滅する。
Even if the afterimage level is R when the halftone is restored, it can be said that there is no practical problem if it disappears in a short time. In the case of a single photo-alignment film, the level R at the time of returning to the halftone continues for a long time, so that there remains a practical problem. On the other hand, in the alignment film 113 having a two-layer structure according to the present invention, DC
After the afterimage rapidly decreases and returns to the halftone, the DC afterimage disappears completely in about 17 minutes.

このように、光配向膜1層の場合と本発明の配向膜の場合の大きな違いは、光配向膜1
層の場合は、DC残像が長く続くのに対して、本発明の配向膜を使用すると、DC残像が
急激に減少するということである。図7において、
DC残像の目安となる、中間調に戻してから10分後のDC残像のレベルを比較すると、
配向膜が光配向膜1層のみの場合は、DC残像が90%であるのに対し、本発明における
DC残像は25%以下となり、本発明の効果は非常に大きいことがわかる。
Thus, the major difference between the case of the single layer of the photo-alignment film and the case of the alignment film of the present invention is that the photo-alignment film 1
In the case of the layer, the DC afterimage lasts for a long time, whereas when the alignment film of the present invention is used, the DC afterimage rapidly decreases. In FIG.
Comparing the level of DC afterimage 10 minutes after returning to halftone, which is a measure of DC afterimage,
When the alignment film is only one photo-alignment film, the DC afterimage is 90%, whereas the DC afterimage in the present invention is 25% or less, which shows that the effect of the present invention is very large.

ところで、光配向膜1131において配向特性を安定化させるためには、光分解性ポリ
マー10の分子量は大きいほうが良い。しかし、分子量が大きいと配向膜ワニスの粘度が
高くなる。粘度が高くなるとフレキソ印刷やインクジェット塗布が困難になるので材料の
濃度を低くして粘度を下げることになる。そうすると、塗布膜が薄くなってしまう。した
がって、配向膜113を光配向膜1層のみで形成しようとする塗布条件が限定されてしま
うことになる。
By the way, in order to stabilize the alignment characteristics in the photo-alignment film 1131, it is better that the molecular weight of the photodegradable polymer 10 is large. However, when the molecular weight is large, the viscosity of the alignment film varnish increases. When the viscosity increases, flexographic printing and ink jet coating become difficult, so the concentration of the material is lowered to lower the viscosity. If it does so, a coating film will become thin. Therefore, the coating conditions for forming the alignment film 113 with only one layer of the photo-alignment film are limited.

これに対して本発明は次のような有利な点を有している。すなわち、基板側に配置され
た低抵抗成分は配向に寄与しないため、分子量は極限まで落とすことができる。そのため
、ポリアミド酸アルキルエステルやポリアミド酸などが有機溶剤に溶かされた配向膜ワニ
スの濃度や粘度の調整について裕度が拡大し、配向膜113の形成方法について従来のフ
レキソ印刷のみならず、ワニスの低粘度化が必要とされるために配向膜113の厚膜化が
困難であるとされてきたインクジェットによる塗布も可能になる。
In contrast, the present invention has the following advantages. That is, since the low resistance component arranged on the substrate side does not contribute to the alignment, the molecular weight can be lowered to the limit. Therefore, the tolerance for the adjustment of the concentration and viscosity of the alignment film varnish in which the polyamic acid alkyl ester or the polyamic acid is dissolved in the organic solvent is expanded, and the formation method of the alignment film 113 is not limited to the conventional flexographic printing, Application by ink jet, which has been considered difficult to increase the thickness of the alignment film 113 because it is necessary to reduce the viscosity, is also possible.

実施例1においては、2層の配向膜113のうちの下層の低抵抗配向膜1132として
、ポリアミド酸をイミド化した膜を用いている。下層の低抵抗配向膜1132は光配向と
は関係がないので、配向膜113の抵抗を小さくすることを主眼に材料を選定することが
出来る。
In Example 1, a film obtained by imidizing polyamic acid is used as the low resistance alignment film 1132 in the lower layer of the two alignment films 113. Since the lower resistance alignment film 1132 in the lower layer is not related to the photo-alignment, the material can be selected mainly for reducing the resistance of the alignment film 113.

液晶表示装置では、液晶表示パネルの背面にバックライトを配置して、バックライトか
らの光を画素毎に制御することによって画像を形成する。バックライトの光源としては、
冷陰極管や発光ダイオードが使用される。したがって、配向膜113は液晶表示装置が動
作中は、常にバックライトからの光にさらされることになる。下層の低抵抗配向膜113
2として光導電性を有するものを使用すれば、液晶層にチャージした電荷をより早く逃が
すことが出来、DC残像をより軽減することが出来る。
In a liquid crystal display device, a backlight is disposed on the back of a liquid crystal display panel, and an image is formed by controlling light from the backlight for each pixel. As a backlight light source,
Cold cathode tubes and light emitting diodes are used. Therefore, the alignment film 113 is always exposed to light from the backlight while the liquid crystal display device is in operation. Underlying low resistance alignment film 113
If a photoconductive material is used as 2, the charge charged in the liquid crystal layer can be released more quickly, and the DC afterimage can be further reduced.

配向膜材料が光導電特性を示す材料として、例えば、日産化学のSE6414等を挙げ
ることが出来る。この場合も、ポリアミド酸アルキルエステルと混合し、混合材料を基板
上に塗布すると、相分離して2層構造となる。この場合も、ポリアミド酸アルキルエステ
ルが上層になる。その後、加熱してイミド化するが、このイミド化も同時に行うことが出
来る。
As a material in which the alignment film material exhibits photoconductive properties, for example, Nissan Chemical's SE6414 can be cited. Also in this case, when mixed with the polyamic acid alkyl ester and the mixed material is applied onto the substrate, the phases are separated to form a two-layer structure. Also in this case, the polyamic acid alkyl ester is the upper layer. Then, although imidation is performed by heating, this imidation can also be performed simultaneously.

以上の説明は、TFT基板100側の配向膜113について説明したが、対向基板20
0側の配向膜113についても同様である。対向基板200側の配向膜113は、オーバ
ーコート膜203の上に形成されるが、この場合も、低抵抗配向膜1132を形成する低
抵抗ポリマー11がオーバーコート膜203と馴染みが強いために、レベリングによって
低抵抗配向膜1132がオーバーコート膜203側に形成され、その上に光配向膜113
1が形成されることになる。
In the above description, the alignment film 113 on the TFT substrate 100 side has been described.
The same applies to the alignment film 113 on the 0 side. The alignment film 113 on the counter substrate 200 side is formed on the overcoat film 203. In this case as well, the low resistance polymer 11 forming the low resistance alignment film 1132 is familiar with the overcoat film 203. The low resistance alignment film 1132 is formed on the overcoat film 203 side by leveling, and the photo alignment film 113 is formed thereon.
1 will be formed.

なお、本発明による2層構造の配向膜113は、例えば、TFT基板100あるいは対
向基板200の配向膜113にのみ、適用しても効果を得ることが出来る。液晶層中のチ
ャージを逃がすことは、どちらかの基板だけからでも一定の効果を上げることが出来るか
らである。
It should be noted that the two-layer alignment film 113 according to the present invention can be effective even when applied only to the alignment film 113 of the TFT substrate 100 or the counter substrate 200, for example. The reason why the charge in the liquid crystal layer is released is that a certain effect can be obtained from only one of the substrates.

以上のように、本発明によれば、光配向による十分な配向規制を安定して行うことが出
来るとともに、光配向膜1131が高抵抗率になることによるDC残像の問題を解決する
ことが出来る。
As described above, according to the present invention, sufficient alignment regulation by photo-alignment can be stably performed, and the problem of DC afterimage due to the high resistivity of the photo-alignment film 1131 can be solved. .

尚、本発明を適用した液晶表示装置のプレティルト角は、クリスタルローテーション法
を用いた測定によれば、0.5度以下となる。
Note that the pretilt angle of the liquid crystal display device to which the present invention is applied is 0.5 degrees or less according to the measurement using the crystal rotation method.

10…光分解性ポリマー、 11…低抵抗ポリマー、 15…紫外線による切断部、
100…TFT基板、 101…ゲート電極、 102…ゲート絶縁膜、 103…半導
体層、 104…ソース電極、 105…ドレイン電極、 106…無機パッシベーショ
ン膜、 107…有機パッシベーション膜、 108…対向電極、 109…上部絶縁膜
、 110…画素電極、 111…スルーホール、 112…スリット、 113…配向
膜、 200…対向基板、 201…カラーフィルタ、 202…ブラックマトリクス、
203…オーバーコート膜、 210…表面導電膜、 300…液晶層、 301…液
晶分子、 1131…光配向膜、 1132…低抵抗配向膜。
10 ... Photodegradable polymer, 11 ... Low resistance polymer, 15 ... Cut by ultraviolet rays,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... TFT substrate 101 ... Gate electrode 102 ... Gate insulating film 103 ... Semiconductor layer 104 ... Source electrode 105 ... Drain electrode 106 ... Inorganic passivation film 107 ... Organic passivation film 108 ... Counter electrode 109 ... Upper insulating film, 110 ... pixel electrode, 111 ... through hole, 112 ... slit, 113 ... alignment film, 200 ... counter substrate, 201 ... color filter, 202 ... black matrix,
203 ... Overcoat film, 210 ... Surface conductive film, 300 ... Liquid crystal layer, 301 ... Liquid crystal molecule, 1131 ... Photo-alignment film, 1132 ... Low-resistance alignment film

Claims (8)

第1のポリマーと第2のポリマーと有機溶媒とを含む液晶表示装置の光配向膜用の配向膜ワニスであって、
前記第1のポリマーの平均的な分子量は、前記第2のポリマーの平均的な分子量よりも大きく、
前記第2のポリマーは、前記第1のポリマーよりもITO(Indium Tin Oxide)或いはアクリル樹脂と馴染みやすいポリアミド酸であることを特徴とする配向膜ワニス。
An alignment film varnish for a photo-alignment film of a liquid crystal display device comprising a first polymer, a second polymer, and an organic solvent,
The average molecular weight of the first polymer is greater than the average molecular weight of the second polymer;
The alignment film varnish is characterized in that the second polymer is a polyamic acid that is more compatible with ITO (Indium Tin Oxide) or acrylic resin than the first polymer.
前記第1のポリマーをイミド化することにより形成される膜は光分解性を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の配向膜ワニス。   The alignment film varnish according to claim 1, wherein the film formed by imidizing the first polymer has photodegradability. 前記第2のポリマーをイミド化することにより形成される膜の抵抗率は、前記第1のポリマーをイミド化することにより形成される膜の抵抗率よりも小さい、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の配向膜ワニス。   The resistivity of the film formed by imidizing the second polymer is smaller than the resistivity of the film formed by imidizing the first polymer. Alternatively, the alignment film varnish according to 2. 前記第2のポリマーをイミド化することにより形成される膜は光導電性を有する、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の配向膜ワニス。   4. The alignment film varnish according to claim 1, wherein the film formed by imidizing the second polymer has photoconductivity. 5. 第1のポリマーと第2のポリマーと有機溶媒とを含む液晶表示装置の光配向膜用の配向膜ワニスであって、
前記第2のポリマーは、前記第1の成分よりもITO(Indium Tin Oxide)或いはアクリル樹脂と馴染みやすいポリアミド酸であり、
前記第1のポリマーをイミド化することにより形成される膜は光分解性を有しており、
前記第2のポリマーをイミド化することにより形成される膜は光導電性を有する、ことを特徴とする配向膜ワニス。
An alignment film varnish for a photo-alignment film of a liquid crystal display device comprising a first polymer, a second polymer, and an organic solvent,
The second polymer is a polyamic acid that is more compatible with ITO (Indium Tin Oxide) or acrylic resin than the first component,
The film formed by imidizing the first polymer has photodegradability,
An alignment film varnish characterized in that a film formed by imidizing the second polymer has photoconductivity.
前記第1のポリマーの平均的な分子量は、前記第2のポリマーの平均的な分子量よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載の配向膜ワニス。   The alignment film varnish according to claim 5, wherein an average molecular weight of the first polymer is larger than an average molecular weight of the second polymer. 前記第2のポリマーをイミド化することにより形成される膜の抵抗率は、前記第1のポリマーをイミド化することにより形成される膜の抵抗率よりも小さい、ことを特徴とする請求項5又は6に記載の配向膜ワニス。   6. The resistivity of the film formed by imidizing the second polymer is smaller than the resistivity of the film formed by imidizing the first polymer. Alternatively, the alignment film varnish according to 6. 前記配向膜ワニスは、IPS方式の液晶表示装置の光配向膜を形成するためのものであること特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の配向膜ワニス。   The alignment film varnish according to any one of claims 1 to 7, wherein the alignment film varnish is for forming a photo alignment film of an IPS liquid crystal display device.
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