JP3619007B2 - Active matrix liquid crystal display device - Google Patents

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昌人 大江
茂 松山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device in which the remaining image characteristics are improved and makes compatible a wide viewing field angle and inconspicuous display abnormality. SOLUTION: This device is equipped with a liquid crystal panel which is equipped with a liquid crystal layer consisting of a liquid crystal composition 6 sandwiched between 1st and 2nd orientation films formed on one substrate 7a and another substrate 7b and a polarizing means 8b for changing optical characteristics according to the orientation state of the liquid crystal layer on the surface of at least one substrate 7a on the opposite side to the liquid crystal layer and is provided with electrodes formed on one of the substrate 7a so that an electric field substantially in parallel with the substrate surface is applied to the liquid crystal layer and a control means which is connected to the respective electrodes formed on one substrate constituting the liquid crystal panel and capable of optionally controlling the electric field applied to the liquid crystal layer according to a display panel. At least one of a 1st orientation film 5a and a 2nd orientation film 5b has the modulus of film elasticity above about 5 GPa at 25 deg.C and an optical orientation film is applied to liquid crystal orientation control capability by being irradiated with linearly polarized light.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶層に対して基板と平行な電界を印加して液晶の配向を制御する方式の液晶表示装置に係り、特に広視野角であると共に表示の不均一性を改善したアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
静止画や動画を含めた各種の画像を表示するデバイスとして液晶表示装置が広く用いられている。
【0003】
この種の液晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の基板の間に液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、上記液晶パネルの基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子(スイッチング素子)を形成してこのアクティブ素子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を行う形式とに分類される。
【0004】
特に、後者の形式の液晶表示装置はアクティブマトリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示性能等から液晶表示装置の主流となっている。従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式を採用していた。
【0005】
しかし、近年、液晶層に印加する電界の方向を基板面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式(IPS方式とも言う)の液晶表示装置が実現された。この横電界方式の液晶表示装置としては、二枚の基板の一方に櫛歯電極を用いて非常に広い視野角を得るようにしたものが知られている(特公昭63−21907号公報、米国特許第4345249号明細書)。
【0006】
一方、液晶層を構成する液晶分子を所定の方向に配向させる方法の代表例として、基板上にポリイミド系等の有機高分子薄膜を成膜し、これをラビング処理して配向制御能を持たせた有機配向膜が実用化されている。
【0007】
また、基板に成膜したポリイミド系等の有機高分子薄膜の配向膜に光を照射することにより配向制御能を持たせる方法(光配向)も知られている(米国特許第4974941号明細書、特開平5−34699号公報、特開平6−281937号公報、特開平7−247319号公報参照)。
【0008】
しかしながら、これら従来の光配向技術を横電界方式に適用した例はなく横電界方式に光配向技術を適用することによって絶大なる効果あることについては何ら述べていない。また、光配向膜材料を液晶表示装置に適用する際に求められる光配向膜材料の物性についても何らの考慮もなされていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶表示装置において、液晶層を構成する液晶組成物の分子を基板面に配向させる(配向膜に液晶配向制御能を付与する)ための実用的手段はラビング法である。しかしながら、ラビング法による液晶配向制御能の付与処理(以下、単に配向処理、あるいはラビング処理とも言う)では配向膜表面に布を直接接触させる方法であるため、配向膜に静電気が発生したり、膜表面が汚染されることがある。
【0010】
配向膜に発生した静電気は、アクティブ素子(スイッチング素子、一般には薄膜トランジスタ(TFT))を破壊したり、そのスイッチング特性を変化させてしまうこともある。配向膜の表面に汚染が発生すると、局所的なしきい値電圧の周波数依存性に不均一化、電圧保持率の低下、プレチルト角の変化や液晶の配向変化をもたらす。
【0011】
さらに、一般には透明ガラス板である基板が大型化するにつれて、ラビング処理時の荷重を基板全体でコントロールすることが困難であるため、大型基板ではラビング処理によるキズやむらが発生してしまうこともある。また、布で擦られた薄膜からは、微小な削り屑が発生し、それが液晶表示装置が製造されるクリーンルーム内での大きな発塵源となり、他の製造工程の歩留まりを低下させる主たる要因になるという大きな問題点をも有している。
【0012】
また、基板表面は電極やアクティブ素子の構成上凹凸段差があり、ラビング処理ではその段差のためにラビング不十分な部分あるいはラビングがさない部分も生じる。このことは黒表示における光抜けの要因となり、コントラストの低下をもたらす。これらの諸問題は大型基板になればなるほど顕著になる。
【0013】
一方、このような接触タイプの液晶の配向処理方法ではなく、配向膜の表面に非接触で液晶の配向を達成できる光配向技術(光配向法)を適用して、所謂光配向膜とするものが知られている。しかしながら、実用の液晶表示装置において配向膜に光配向法を適用するには次の点が問題となっている。すなわち、光配向法で得られた液晶表示装置では、従来のラビング法で得られた液晶表示装置に比べ残像特性が悪い。つまり、ある一定時間表示をし続けた後、表示を切り替えると前の表示の跡が光配向法で得られた液晶表示装置で顕著となる現象である。
【0014】
本発明の目的は、上記従来技術における諸問題を解消し、特に光配向法により液晶配向制御能を付与した配向膜を用いた液晶表示装置における残像特性を改良し、広視野角と表示異常が目立たない表示の均一性を両立させた液晶表示装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明では以下の手段を用いる。本出願の発明者の研究により、ポリイミドやフォトクロミックな部位を含む他の有機高分子からなる配向膜に偏光を照射することによって液晶を配向させ,それを横電界方式に適用することで視野角がさらに改善され、表示の均一性も格段に向上することが分かった。
【0016】
ポリイミド配向膜の光照射ではプレチルト角は殆どゼロであり、液晶の配向を束縛するアンカリング強度はラビング処理によるものより弱いことを確認している。横電界方式に有機高分子薄膜である配向膜に偏光を照射することによって液晶を配向させる手法を組み合わせることで視野角特性と表示均一性が格段に改善するのはこのためである。
【0017】
なお、ここでいうポリイミド配向膜とは、ジアミン成分と酸二無水物からなるポリイミドであって、アゾベンゼンやスチルベン、シンナメートなどのフォトクロミックな部位を有しているものも含む。酸二無水物成分の具体例としては、ピロメリット酸、メチルピロメリット酸、ジメチルピロメリット酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、p−(3,4−ジカルボキシフェニル)ベンゼン、2,3,3’,4’−テトラカルボキシジフェニル、3,3’,4,4’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、2,3,3’,4’−テトラカルボキシジフェニルエーテル、3,3’,4,4’−テトラカルボキシベンゾフェノン、2,3,3’,4’−テトラカルボキシベンゾフェノン、2,3,6,7−テトラカルボキシナフタレン、1,4,5,7−テトラカルボキシナフタレン、1,2,5,6−テトラカルボキシナフタレン3,3’4,4’−テトラカルボキシジフェニルメタン、2,3,3’,4’−テトラカルボキシジフェニルメタン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、3,3’,4,4’−テトラカルボキシジフェニルスルホン、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]ノナン、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]デカン、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]トリデカン、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]テトラデカン、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]ペンタデカン、1,1−ビス[4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル]−2−メチルオクタン、1,1−ビス[4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル]−2−エチルペンタデカン、2,2−ビス[3,5−ジメチル−4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル]ドデカン、2,2−ビス[3,5−ジメチル−4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル]デカン、2,2−ビス[3,5−ジメチル−4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル]トリデカン、2,2−ビス[3,5−ジメチル−4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル]ペンタデカンなどがある。但し、上記に限定されるものではない。
【0018】
また、ジアミン成分の具体例としては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエ−テル、ジアミノジフェニルメタン、2,2−ジアミノジフェニルプロパン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス[4−(p−アミノフェノキシ)フェニル]エ−テル、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]エステル、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−(m−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]ビフェニル、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]ペンタン、2,2−ビス[4−(p−アミノフェノキシ)フェニル]オクタン、2,2−ビス[4−(p−アミノフェノキシ)フェニル]トリデカンなどがある。但し、上記に限定されるものではない。
【0019】
さらに、配向膜には基板であるガラスとの密着性を高めるためにシランカップリング剤が添加されるが、5重量%以下として少なくする。添加するアミノ系シランカップリング剤としてγ−(N−β−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−β−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ベンジルアミノプロピルトリメトキシシランなどがある。但し、上記に限定されるものではない。
【0020】
一方、液晶表示装置には良好な表示特性が求められる。しかしながら、光配向では一定の表示を続けた後表示を切り替えると前の画像が残るという残像特性がラビング法より悪いことは前記したとおりである。そこで、鋭意検討した結果、25°Cにおいて膜弾性率を略5GPa以上にすることで光配向法でもラビング法同等の残像特性が得られることが分かった。
【0021】
図1は膜弾性率と残像特性の関係の説明図であり、横軸に膜弾性率(GPa)を、縦軸に残像時間(残像/分)をとって示す。また、図2は膜弾性率を変化させたときの残像評価結果の説明図であり、横軸に膜弾性率(GPa)をとり、縦軸に視覚評価(感応検査)の結果をとって示す。図1に示されたように、膜弾性率が大きくなると残像の時間が短くなることが分かる。図2に示されたように、膜弾性率が5GPa以上になると残像時間が非常に短くなって、残像が視認されなくなり残像特性が問題になることはないことが分かる。
【0022】
ここでいう膜弾性率とは、AFM/STM(原子間力顕微鏡/走査型トンネル顕微鏡)のヘッドにダイヤモンドチップを取り付けて極微力をかけてインデンテーションをして得られる膜の物性値である。具体的測定装置としてはハイジストロン社製のトライボスコープ(商品名)が挙げられる。高弾性率は応力を加えたとき復元力が強いことに対応し,高弾性配向膜は電界によって変形した液晶配向変化によって生じる配向膜の応力変形が短時間で行われると考えられる。
【0023】
ポリイミドに光を照射した場合の液晶配向のプレチルト角は小さく殆どゼロに等しい。そこで、一対の基板のうち片方のみ光照射して光配向処理し、もう片方を通常のラビング処理をしてプレチルト角を持たせることによって上下両基板でプレチルト角を容易に非対称にできる。このような非対称性は液晶の高速応答化に効果がある。
【0024】
また、光配向膜ではアンカリング強度が小さすぎるため、両基板を光配向処理すると液晶配向に局所的な配向異常が生じる。したがって、一方の基板を光配向処理しもう一方の基板をラビング処理することは液晶の均一配向の向上にも有効である。
【0025】
ポリイミドに光を照射した場合、電荷が照射表面に蓄積しやすくなることが知られている。したがって、液晶パネル内に直流成分が蓄積しやすくなり残像の原因となる。末端にシアノ基を有する化合物は比較的不純物を引き付けやすく比抵抗を低減するのに有効な物質である。そこで、シアノ基を有する化合物を液晶中に混合して,液晶の比抵抗を1013Ω・cmより小さい方が液晶内の電荷の補償により、残像を改善することもできる。
【0026】
さらに、ラビングでは基板表面の凹凸段差によってラビングされない領域ができコントラスト低下の原因になったが、液晶配向に光配向処理を利用する場合はそのようなことがなく段差は0.3μm以上あっても問題ない。
【0027】
以上の事実に基づき、本発明は下記(1)〜(5)に記載の構成としたことを特徴とする。すなわち、
(1)表示画素を構成する走査信号電極、映像信号電極、画素電極、アクティブ素子、前記表示画素を構成する各電極および前記アクティブ素子の上層に直接または絶縁層を介して第一の配向膜を形成した一方の基板と、前記第一の配向膜に対向する如く第二の配向膜を形成し、前記一方の基板と所定の間隙をもって配置された他方の基板と、前記一方の基板と他方の基板に形成された第一と第二の配向膜間に挟持された液晶組成物からなる液晶層と、少なくとも前記一方の基板の前記液晶層とは反対側の面に前記液晶層の配向状態により光学特性を変化させる偏光手段を備え、前記一方の基板に形成された各電極が前記液晶層に対し実質的に当該基板面と平行な電界を印加するように配置された液晶パネルと、
前記液晶パネルを構成する前記一方の基板に形成した各電極に接続して表示パターンに応じて前記液晶層に印加する電界を任意に制御可能とした制御手段とを具備し、前記第一の配向膜と第二の配向膜の少なくとも一方は、25°Cで略5GPa以上の膜弾性率をもち、直線状に偏光した光の照射で液晶配向制御能が付与された光配向膜とした。
【0028】
この構成により、光配向法により液晶配向制御能を付与した配向膜を用いた液晶表示装置における残像特性が改良され、広視野角と表示異常が目立たない表示の均一性を両立させた液晶表示装置が得られる。
【0029】
(2)(1)における前記他方の基板の前記配向膜の下層に複数色のカラーフィルタを備えた。
【0030】
(3)(1)または(2)における前記配向膜をポリイミド系有機高分子膜とした。
【0031】
(4)(1)〜(3)における前記一方の基板に形成した第一の配向膜のみを光配向膜とし、前記他方の基板に形成された第二の配向膜をラビング処理により液晶配向制御能を付与した。
【0032】
(5)(1)〜(4)における前記液晶層を構成する液晶組成物中にシアノ基を有する化合物を1%以上含ませた。
【0033】
以上(2)〜(5)の構成により、光配向法により液晶配向制御能を付与した配向膜を用いた液晶表示装置における残像特性が具体的に改良され、広視野角と表示異常が目立たない表示の均一性を両立させた液晶表示装置が得られる。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例により具体的に説明する。
【0035】
〔実施例1〕
図3は本発明を適用する横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体の概念図、図4は横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一画素の構成例を説明する断面図、図5はスイッチング素子の駆動回路部の概念図、そして図6は横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示原理図である。
【0036】
図3において、8aは下偏光板、8bは上偏光板、14はスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)、18は走査電極駆動回路、19は信号電極駆動回路、20は共通電極駆動回路、22a,22bはブラックマトリクス、23はカラーフィルタを示す。なお、基板は図示を省略してある。
【0037】
この液晶表示装置は所謂横電界型(IPS)であり、一方の基板(一般には下基板、TFT基板あるいはアクティブ基板とも言う)上に画素選択用の各種電極とTFT14が形成され、他方の基板(上基板、本実施例の如くカラーフィルタを有するものではカラーフィルタ基板とも言う)にはブラックマトリクス22a,22bで区画されたカラーフィルタ23のみが形成され、画素選択用の電極類を有しない。そして、両基板に挟持された液晶層に当該基板平面と略平行な方向の電界を形成し、液晶層を形成する液晶分子の配向方向を基板平面内で変化させることによって点灯/非点灯を制御するものである。
【0038】
図3、図4において、一方および他方の基板(図4の7a,7b)は、厚みが0.7mm、大きさ230×370mmで表示領域が203×270mmの表面を研磨した透明なガラス板を用いる。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を形成し、その上には絶縁膜である窒化シリコン膜を形成した。液晶を駆動するための電極である画素電極4と共通電極1を覆うように上層には絶縁膜2および26を形成し、更にその上に配向膜5aを塗布した。なお、画素電極4と共通電極1は金属であるクロムを用いた。
【0039】
図4において、1は共通電極、2はゲート絶縁膜、3は映像信号電極、4は画素電極、5aは下配向膜、5bは上配向膜、6は液晶層を構成する液晶分子、7aは下基板(一方の基板)、7bは上基板(他方の基板)、8aは下偏光板、8bは上偏光板、9は電界、22はブラックマトリクス、23はカラーフィルタ、24はオーバーコート膜、26は絶縁膜(PSV)である。
【0040】
一方の基板である下基板7aには薄膜トランジスタ14(図3参照)、液晶(液晶分子)6を駆動するための電極である映像信号電極3と共通電極1が絶縁膜である窒化シリコン膜(SiN)2の上に形成され、これらの電極を覆って絶縁膜26が形成されている。そして、他方の基板である上基板7bにはブラックマトリクス22(22a,22b)で区画されたカラーフィルタ23が形成され、両基板7aと7bの対向面に形成された下配向膜5aと上配向膜5bとの間に液晶分子6からなる液晶層が挟持されている。なお、下基板7aの外面と上基板7bの外面には、それぞれ下偏光板8a、上偏光板8bが積層されている。また、配向膜や液晶層に直接接する映像信号電極と共通電極1は金属の腐食を考慮してITO(Indium Tin Oxide)を用いている。
【0041】
図5において、1は共通電極、3は映像信号電極、17はコントロール回路、18は走査電極駆動回路、19は信号電極駆動回路、20は共通電極駆動回路、21は液晶パネルである。なお、TFTはスイッチング素子、CLCは液晶の容量成分、Cは保持容量を示す。
【0042】
液晶パネル21の各画素をスイッチングするTFTは走査電極駆動回路18、信号電極駆動回路19および共通電極駆動回路20により選択的にオン/オフされる。このオン/オフはコントロール回路17によって制御される。
【0043】
上記TFTのオン/オフで分子の配向方向が変化する液晶層は、両基板7a、7bの成膜された下および上配向膜5a、5bの配向状態(液晶配向制御能)で初期の配向方向が設定される。
【0044】
本実施例では、図4に示した配向膜としてポリイミドを採用し、その表面に配向制御能を付与するために、当該ポリイミド膜の表面に偏光UVを照射した。この偏光UVの光源にはKrFエキシマレーザー(波長248nm)を用い、照射エネルギーを5mJ/cmで76ショットで照射した。配向膜を成膜する下基板7aは一定の速度で送り、照射面が偏光UVで均一に76ショット照射されるように上記送りの速度を設定した。
【0045】
また、カラーフィルタ基板である上基板7bの最表面にポリイミドを塗布し、上記と同様に偏光UVを照射した。なお、液晶分子6は偏光に対して垂直な方向に配向する。
【0046】
図6において、(a)は印加電圧(VOFF )での暗状態の断面図、(b)は印加電圧(VON)の明状態での暗状態の断面図、(c)は印加電圧(VOFF )の暗状態での暗状態の断面図、(d)は印加電圧(VON)の明状態での平面図を示す。
【0047】
図6の(a)と(c)に示した暗状態では共通電極1と画素電極4の間に電界が存在しないため、液晶分子6は初期の配向状態にあり、下基板7aの下面に設置したバックライト(図示せず)からの照明光は上基板7b側に達しない。
【0048】
一方、図6の(b)と(d)に示した明状態では共通電極1と画素電極4の間に電界9が存在し、液晶分子6はこの電界9により配向方向が回転して下基板7aの下面に設置したバックライト(図示せず)からの照明光が上基板7b側に達する。
【0049】
このように、横電界方式の液晶表示装置では、液晶分子6は基板の平面と平行な面内すなわち横方向で回転して明状態と暗状態を切り換えることで画像を形成する。
【0050】
図7は本発明によるアクティブマトリクス型液晶表示装置の第1実施例における電極構造の説明図で、(a)は基板と垂直な方向から見た平面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は(a)のB−B線断面図である。
【0051】
薄膜トランジスタ(TFT)14は画素電極(ソース電極)4、映像信号電極(ドレイン電極)3、走査電極(ゲート電極)12、およびアモルファスシリコン(a−Si)13から構成される。走査電極12と共通電極の一部1a、映像信号電極3と画素電極の一部4aは、それぞれ同一の金属層をパターン化して構成した。さらに、絶縁膜25を形成後、液晶を駆動する部分である共通電極の一部1bをスルーホールによって前記した共通電極の一部1aに接続し、また画素電極もトランジスタ部でスルーホールでコンタクトして画素電極の一部4bを構成した。この共通電極の一部1bと画素電極の一部4bはITOを用いて形成した。
【0052】
蓄積容量を形成する容量素子16は2本の共通電極1の間を結合する領域において画素電極4と共通電極1で絶縁保護膜(ゲート絶縁膜)2を挟む構造として形成した。画素電極は、平面図(a)に示したように3本の共通電極1の間に配置されている。画素ピッチは横方向(すなわち、映像信号配線電極間)は100μm、縦方向(すなわち、走査配線電極間)は300μmである。電極幅は、複数画素間に跨がる配線電極である走査電極、信号電極、共通電極配線部(走査配線電極に平行(後述の図8では横方向)に延びた部分)を広めにし、線欠陥を回避している。その幅はそれぞれ10μm、8μm、8μmである。
【0053】
一方、1画素単位で独立に形成した画素電極、及び共通電極の信号配線電極の長手方向に延びた部分の幅は若干狭くし、それぞれ5μm、6μmとした。これらの電極の幅を狭くしたことで異物等の混入により断線する可能性が高まるが、この場合1画素の部分欠陥で済み、線欠陥には至らない。信号電極3と共通電極1は絶縁膜25を介して2μmの間隔で設けた。画素数は640×3(R,G,B)本の信号配線電極と480本の配線電極とにより640×3×480個とした。
【0054】
図8はブラックマトリクス(BM)付きカラーフィルタ基板の構造説明図であって、(a)は基板面に垂直な方向から見た平面図、(b)は(a)のA−A’線に沿った断面図、(c)は(a)のB−B’線に沿った断面図である。
【0055】
ブラックマトリクス22としては、カーボンと有機顔料を混合した材料を用いた。ブラックマトリクス22の電極基板に対する配置は図7中に破線で示してある。
【0056】
ブラックマトリクス22を形成後、感光性樹脂にR、G、Bそれぞれの顔料を分散して、それぞれコーティング、パターニング露光、現像により各カラーフィルタ23を形成した。そして、このカラーフィルタ23上にオーバーコート膜24としてエポキシ系高分子薄膜を塗布形成した。
【0057】
このようにして得られアクティブマトリクス型液晶表示装置は、広視野角で、かつ表示の均一性の良好な画像表示を得ることができる。
【0058】
本実施例では配向膜としてポリイミドを採用しその表面に液晶を配向させるため、偏光UVをポリイミド配向膜表面に照射した。光源にはKrFエキシマーレーザー248nmを用いた。このとき、照射エネルギ−は7.5mJ/cmで300ショット照射した。基板は一定速度で走査できるようになっており、照射面が偏光UVで均一に300ショット照射されるように基板の送り速度は設定した。
【0059】
図9は本実施例における液晶を配向させるための偏光照射の方法と偏光照射装置の概念図である。また、図10は図9における偏光分離手段部分の説明図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図である。
【0060】
図9と図10において、100はレーザーを好適とする光源、101はアッテネータ、102リレー光学系(102aは第1ミラー、102cは第2ミラー、102eは第3ミラー、102bは第1レンズ系、102dは第2レンズ系)、103はホモジナイーザー、104は第4ミラー、105はスリット、106は結像レンズ系、107はホルダー、108は偏光分離手段、109は走査手段、110は照射面である。
【0061】
KrFエキシマレーザーである光源100から出射した光はアッテネータ101、リレー光学系102、ホモジナイザー103および第4ミラーを通してその断面の光強度が均一化された後にスリット105に到る。
【0062】
スリット105は長方形の開口であり、これを通過した光の断面は長方形のビームパターンに成形されて結像レンズ系106に導入され、当該結像レンズ系106を出射した光も長方形のビームパターンBPとなって偏光分離手段108に入射する。
【0063】
偏光分離手段108は、長辺が25cm、短辺が3cmの長方形の石英板に多層膜を成膜して成り、その偏光軸は入射光ビーム(結像レンズ系106を出射したビームパターンBPの光)のP波の偏光軸AXと平行な面に形成されており、入射光ビームの光軸に対してブリュースター角θをもって傾斜された状態で石英板の長辺を照射面110である基板に平行となるようにしてホルダー107で保持されている。なお、石英板の形状は長方形に限るものはない。
【0064】
図10に示したように、偏光分離手段108をブリュースター角θで配置することにより、ビームパターンBPの入射光ビームAに含まれるS波成分B(偏光軸AX)は偏光分離板108で選択的に反射する。
【0065】
したがって、偏光分離手段107を通過して照射面110に到達する光ビームは偏光軸AXをもつP波成分のみとなる。
【0066】
照射面110は照射光の光軸と直角な2次元内で移動可能な走査ステージ109(図9)に支持されており、走査ステージ109を矢印X,Yに移動させることで、光ビームパターンBPのサイズより広い範囲で照射面110を2次元に照射することができる。
【0067】
なお、偏光分離手段108として長方形の石英板の表面に多層膜を成膜した偏光分離板(以下、これも符号108で説明する)を用いた場合、P波の偏光軸AXと平行な面にその短辺を一致させる(短辺と照射面が平行)か、長辺を一致させる(長辺と照射面が平行)かは原理的には何れでもよいが、短辺をP波の偏光軸AXに一致させることで、大面積の照射面110を効率よく照射することができる。
【0068】
液晶層を構成する液晶分子は、偏光に対して垂直な方向に配向する。本実施例では、上下界面上の液晶の配向分子容易軸方向は互いにほぼ平行になるよう、かつ印加電界方向とのなす角を75度とした(図11参照)。
【0069】
図11は配向膜の配向方向と基板の外面に設置する偏光板透過軸方向の定義の説明図であって、9は電界方向、10は配向膜の配向方向、11は偏光板透過軸方向である。
【0070】
本実施例では、液晶分子は偏光に対して垂直な方向に配向する。上下の配向膜との界面上での液晶の配向容易軸(上側の配向膜の配向容易軸:φLC1 、下側の配向膜の配向容易軸:φLC2 )は互いにほぼ平行になるように、かつ印加される電界方向とのなす角度を75度(φLC1 =φLC2 =75°)とした。
【0071】
これら両基板の間に誘電率異方性Δεが正でその値が7.3であり、屈折率異方性Δnが0.074(波長589nm、20°C)のネマチック液晶組成物を挟んで液晶層とした。
【0072】
2枚の基板(一方の基板:TFT基板と他方の基板:カラーフィルタ基板)の間隙、すなわちセルギャップdは球形のポリマビーズを基板間に分散することにより設定し、液晶の封入状態で4.0μmとした。よって、Δn・dは0.296μmである。
【0073】
2枚の偏光板(例えば、日東電工社製のG1220DU)で液晶パネルを挟み、偏光板の偏光透過軸φについて、一方の偏光板の偏光透過軸:φp1を75°に設定し、他方の偏光板の偏光透過軸:φp1をこれに直交、すなわちφp2=−15°とした。本実施例では、低電圧(VOFF )で暗状態、高電圧(VON)で明状態をとるノーマリクローズ特性を採用した。
【0074】
なお、使用したポリイミドの化学構造は、ピロメリット酸二無水物と2,2−ビス[4−(p−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンからなるポリイミドであり、膜厚約1300Åで膜弾性率は6.7GPaであった。ここで,膜弾性率は前記したハイジストロン社製のトライボスコープ(商品名)を用いた。
【0075】
このようにして得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は30分同一画像表示後残像はなかった。そして,上下左右80度以上においてコントラスト10以上を維持しつつ階調反転が生じない広視野角であり、かつ表示の均一性も良好であった。
【0076】
〔実施例2〕
本実施例は以下を除いて実施例1と同じ構成である。本実施例では配向膜としてポリイミドを採用しその表面を液晶を配向させるため、偏光UVをポリイミド配向膜表面に照射した。光源にはKrFエキシマーレーザー248nmを用いた。このとき、照射エネルギーは7.5mJ/cmで700ショット照射した。基板は一定速度で走査できるようになっており、照射面が偏光UVで均一に700ショット照射されるように基板の送り速度は設定した。
【0077】
なお、使用したポリイミドの化学構造はピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルからなるポリイミドであり、膜厚約800Åで膜弾性率は10.3GPaであった。ここでも、膜弾性率は上記実施例と同様のハイジストロン社のトライボスコープ(商品名)を用いた。
【0078】
このようにして得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は30分同一画像表示後の残像はなかった。そして,上下左右80度以上においてコントラスト10以上を維持しつつ階調反転が生じない広視野角であり、かつ表示の均一性も良好であった。
【0079】
〔実施例3〕
本実施例は以下を除いて実施例1と同じ構成である。本実施例では配向膜としてポリイミドを採用しその表面を液晶を配向させるため、偏光UVをポリイミド配向膜表面に照射した。光源にはKrFエキシマーレーザー248nmを用いた。このとき、照射エネルギーは7.5mJ/cmで300ショット照射した。基板は一定速度で走査できるようになっており、照射面が偏光UVで均一に300ショット照射されるように基板の送り速度は設定した。
【0080】
また、もう片方の基板(他方の基板)であるブラックマトリクス付きカラーフィルタ基板の最表面にポリイミドを塗布しラビング処理した。なお、液晶分子は偏光に対して垂直な方向に配向する。本実施例では上下界面上の液晶の配向分子容易軸方向は互いにほぼ平行になるよう、かつ画素内に印加電界方向とのなす角度を75度(φLC=φLC=75°)になるようにした。
【0081】
なお、使用したポリイミドの化学構造はピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルからなるポリイミドであり、膜厚約800Åで膜弾性率は10.3GPaであった。ここでも、膜弾性率はハイジストロン社製のトライボスコープ(商品名)を用いた。
【0082】
このようにして得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は30分同一画像表示後の残像はなかった。そして、上下左右80度以上においてコントラスト10以上を維持しつつ階調反転が生じない広視野角であり、かつ表示の均一性も良好であった。アンカリング強度が小さいことに起因する配向欠陥ニール壁も全くなかった。また、応答時間(電圧オン、オフ時の輝度変化0%から90%及び100%から10%の和)が32msであった。
【0083】
〔実施例4〕
本実施例は以下を除いて実施例1と同じ構成である。液晶にはフルオロ基を末端に有する化合物のみで構成されているメルクジャパン製MLC−6252(商品名)に1−(4−シアノフェニル)−4−プロピルシクロヘキサンを1重量%添加した。封入前の比抵抗が4×1012Ω・cm のシアノ系化合物が混在しているものを封入した。封入後液晶皿に残った液晶の比抵抗は2×1011Ω・cmであった。
【0084】
なお、使用したポリイミドの化学構造はピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルからなるポリイミドであり、膜厚約800Åで膜弾性率は10.3GPaであった。ここで,膜弾性率はハイジストロン社製のトライボスコープ(商品名)を用いた。
【0085】
このようにして得られたアクティブマトリクス型液晶表示装置は30分同一画像表示後の残像はなかった。そして,上下左右80度以上においてコントラスト10以上を維持しつつ階調反転が生じない広視野角であり、かつ表示の均一性も良好であった。また、残像も観測されなかった。
【0086】
図12は本発明による液晶表示装置を実装した情報機器の一例であるノート型パソコンの斜視図である。このノート型コンピュータ(可搬型パソコン)はキーボード部(本体部)と、このキーボード部にヒンジで連結した表示部から構成される。キーボード部にはキーボードとホスト(ホストコンピュータ)、CPU等の信号生成機能を収納し、表示部には液晶パネルPNLを有し、その周辺に駆動回路基板PCB1,PCB2、コントロールチップTCONやCPUからの信号を接続するコネクタCT等を搭載したPCB3、およびバックライト電源であるインバータ電源基板などが実装される。この液晶パネルPNLは前記した各実施例で説明した配向膜を有している。
【0087】
そして、上記液晶パネルPNLに各種回路基板PCB1,PCB2,PCB3、インバータ電源基板、およびバックライトを一体化して液晶表示モジュールMDLとして実装してある。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏光を照射することにより液晶配向制御能を付与した配向膜を用いることにより、残像特性が改良され、広視野角と表示異常が目立たない表示の均一性を両立させたアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】膜弾性率と残像特性の関係の説明図である。
【図2】膜弾性率を変化させたときの残像評価結果の説明図である。
【図3】本発明を適用する横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体の概念図である。
【図4】横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一画素の構成例を説明する断面図である。
【図5】スイッチング素子の駆動回路部の概念図である。
【図6】横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示原理図である。
【図7】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表示装置の第1実施例における電極構造の説明図である。
【図8】ブラックマトリクス付きカラーフィルタ基板の構造説明図である。
【図9】本発明の実施例における液晶を配向させるための偏光照射の方法と偏光照射装置の概念図である。
【図10】図9における偏光分離手段部分の説明図である。
【図11】配向膜の配向方向と基板の外面に設置する偏光板透過軸方向の定義の説明図である。
【図12】本発明による液晶表示装置を実装した情報機器の一例であるノート型パソコンの斜視図である。
【符号の説明】
1(1a,1b) 共通電極(コモン電極)
2 ゲート絶縁膜
3 映像信号電極(ドレイン電極)
4(4a,4b) 画素電極(ソース電極)
5(5a,5b) 配向膜
6 液晶分子
7(7a,7b) 基板
8(8a,8b) 偏光板
9 電界
10 ラビング方向
11 偏光板透過軸方向
12 走査電極
13 a−シリコン
14 薄膜トランジスタ
16 蓄積容量
17 コントロ−ル回路
18 走査電極駆動用回路
19 信号電極駆動用回路
20 共通電極駆動用回路
21 液晶パネル
22(22a,22b) ブラックマトリクス
23 カラーフィルタ
24 オーバーコート膜
25 絶縁膜
26 絶縁層。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device that controls the alignment of liquid crystal by applying an electric field parallel to a substrate to a liquid crystal layer, and in particular, an active matrix type having a wide viewing angle and improved display non-uniformity. The present invention relates to a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display devices are widely used as devices that display various images including still images and moving images.
[0003]
This type of liquid crystal display device basically comprises a so-called liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, at least one of which is made of transparent glass or the like, and pixel formation formed on the substrate of the liquid crystal panel. A type in which a predetermined pixel is turned on and off by selectively applying a voltage to various electrodes for use, a predetermined element is formed by forming the various electrodes and an active element (switching element) for pixel selection and selecting the active element. It is classified into a form in which the pixel is turned on and off.
[0004]
In particular, the latter type of liquid crystal display device is referred to as an active matrix type, and has become the mainstream of liquid crystal display devices due to contrast performance, high-speed display performance, and the like. Conventional active matrix liquid crystal display devices employ a so-called vertical electric field method in which an electric field for changing the orientation direction of a liquid crystal layer is applied between an electrode formed on one substrate and an electrode formed on the other substrate. It was.
[0005]
However, in recent years, a so-called lateral electric field type (also referred to as IPS type) liquid crystal display device has been realized in which the direction of the electric field applied to the liquid crystal layer is substantially parallel to the substrate surface. As this lateral electric field type liquid crystal display device, a liquid crystal display device using a comb electrode on one of two substrates to obtain a very wide viewing angle is known (Japanese Patent Publication No. 63-21907, US). Japanese Patent No. 4345249).
[0006]
On the other hand, as a typical example of a method for aligning liquid crystal molecules constituting a liquid crystal layer in a predetermined direction, a polyimide-based organic polymer thin film is formed on a substrate, and this is rubbed to give alignment control ability. Organic alignment films have been put into practical use.
[0007]
Also known is a method (photo-alignment) for imparting alignment control ability by irradiating light to an alignment film of a polyimide-based organic polymer thin film formed on a substrate (US Pat. No. 4,974,941 specification, JP-A-5-34699, JP-A-6-281937, JP-A-7-247319).
[0008]
However, there is no example in which these conventional photo-alignment techniques are applied to the horizontal electric field method, and no mention is made of the great effect obtained by applying the photo-alignment technique to the horizontal electric field method. Further, no consideration is given to the physical properties of the photo-alignment film material required when the photo-alignment film material is applied to a liquid crystal display device.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional liquid crystal display device, a practical means for aligning the molecules of the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer on the substrate surface (giving liquid crystal alignment control ability to the alignment film) is a rubbing method. However, the process of imparting liquid crystal alignment control ability by rubbing (hereinafter also simply referred to as alignment treatment or rubbing treatment) is a method in which a cloth is brought into direct contact with the alignment film surface. The surface may be contaminated.
[0010]
Static electricity generated in the alignment film may destroy an active element (switching element, generally a thin film transistor (TFT)) or change its switching characteristics. When contamination occurs on the surface of the alignment film, the frequency dependence of the local threshold voltage becomes non-uniform, the voltage holding ratio decreases, the pretilt angle changes, and the liquid crystal alignment changes.
[0011]
Furthermore, as the substrate, which is a transparent glass plate, generally becomes larger, it is difficult to control the load during the rubbing process on the entire substrate, so scratches and unevenness due to the rubbing process may occur on the large substrate. is there. In addition, fine shavings are generated from the thin film rubbed with the cloth, which becomes a major source of dust generation in the clean room where the liquid crystal display device is manufactured, which is the main factor that reduces the yield of other manufacturing processes. It also has the big problem of becoming.
[0012]
Further, the substrate surface has uneven steps due to the structure of the electrodes and active elements, and in the rubbing process, there are portions where the rubbing is insufficient or portions are not rubbed due to the steps. This causes light leakage in black display and causes a decrease in contrast. These problems become more pronounced as the substrate becomes larger.
[0013]
On the other hand, instead of such a contact type liquid crystal alignment treatment method, a so-called photo-alignment film is formed by applying a photo-alignment technique (photo-alignment method) that can achieve liquid crystal alignment without contact on the surface of the alignment film. It has been known. However, the following points are problems in applying the photo-alignment method to the alignment film in a practical liquid crystal display device. In other words, the liquid crystal display device obtained by the photo-alignment method has poor afterimage characteristics as compared with the liquid crystal display device obtained by the conventional rubbing method. In other words, when the display is switched after the display is continued for a certain period of time, the trace of the previous display becomes remarkable in the liquid crystal display device obtained by the photo-alignment method.
[0014]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, particularly to improve the afterimage characteristics in a liquid crystal display device using an alignment film provided with liquid crystal alignment control ability by a photo-alignment method, and to have a wide viewing angle and display abnormality. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that achieves both inconspicuous display uniformity.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the above object, the present invention uses the following means. According to the research of the inventors of this application, a liquid crystal is aligned by irradiating polarized light to an alignment film made of polyimide or other organic polymer including a photochromic portion, and the viewing angle is reduced by applying it to a lateral electric field method. It was further improved, and it was found that the uniformity of display was greatly improved.
[0016]
When the polyimide alignment film is irradiated with light, the pretilt angle is almost zero, and it has been confirmed that the anchoring strength for constraining the alignment of the liquid crystal is weaker than that by the rubbing treatment. This is why viewing angle characteristics and display uniformity are significantly improved by combining a horizontal electric field method with a method of aligning liquid crystals by irradiating an alignment film, which is an organic polymer thin film, with polarized light.
[0017]
The polyimide alignment film here is a polyimide composed of a diamine component and an acid dianhydride, and includes a film having a photochromic site such as azobenzene, stilbene, or cinnamate. Specific examples of the acid dianhydride component include pyromellitic acid, methyl pyromellitic acid, dimethyl pyromellitic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, p- (3,4-dicarboxyphenyl) ) Benzene, 2,3,3 ′, 4′-tetracarboxydiphenyl, 3,3 ′, 4,4′-tetracarboxydiphenyl ether, 2,3,3 ′, 4′-tetracarboxydiphenyl ether, 3,3 ′, 4,4′-tetracarboxybenzophenone, 2,3,3 ′, 4′-tetracarboxybenzophenone, 2,3,6,7-tetracarboxynaphthalene, 1,4,5,7-tetracarboxynaphthalene, 1,2 , 5,6-tetracarboxynaphthalene 3,3′4,4′-tetracarboxydiphenylmethane, 2,3,3 ′, 4′-tetracarboxydiphenylmethane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 3,3 ′, 4,4′-tetracarboxydiphenyl sulfone, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl ] Nonane, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] decane, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] tridecane, 2,2 -Bis [4- (3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] tetradecane, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] pentadecane, 1,1-bis [4- ( 3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] -2-methyloctane, 1,1-bis [4- (3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] -2 Ethyl pentadecane, 2,2-bis [3,5-dimethyl-4- (3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] dodecane, 2,2-bis [3,5-dimethyl-4- (3,4) Dicarboxybenzoyloxy) phenyl] decane, 2,2-bis [3,5-dimethyl-4- (3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] tridecane, 2,2-bis [3,5-dimethyl-4 -(3,4-dicarboxybenzoyloxy) phenyl] pentadecane. However, it is not limited to the above.
[0018]
Specific examples of the diamine component include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, 2,2-diaminodiphenylpropane, diaminodiphenylsulfone, diaminobenzophenone, 2,2-bis [ 4- (p-aminophenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] ketone, 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] ester, 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (m-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) Phenyl] biphenyl, 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2 Bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] pentane, 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] octane, 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] tridecane, etc. There is. However, it is not limited to the above.
[0019]
Further, a silane coupling agent is added to the alignment film in order to improve the adhesion with the glass as the substrate, but it is reduced to 5% by weight or less. As the amino-based silane coupling agent to be added, γ- (N-β-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N-β-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, There are γ-aminopropyltriethoxysilane, N-benzylaminopropyltrimethoxysilane and the like. However, it is not limited to the above.
[0020]
On the other hand, liquid crystal display devices are required to have good display characteristics. However, as described above, the afterimage characteristic that the previous image remains when the display is switched after the constant display is continued in the optical orientation is worse than the rubbing method. Thus, as a result of intensive studies, it was found that the afterimage characteristics equivalent to the rubbing method can be obtained even by the photo-alignment method by setting the film elastic modulus to about 5 GPa or more at 25 ° C.
[0021]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the relationship between the film elastic modulus and the afterimage characteristics, where the horizontal axis represents the film elastic modulus (GPa) and the vertical axis represents the afterimage time (afterimage / min). FIG. 2 is an explanatory view of the afterimage evaluation result when the film elastic modulus is changed, and the horizontal axis indicates the film elastic modulus (GPa), and the vertical axis indicates the result of visual evaluation (sensitive inspection). . As shown in FIG. 1, it can be seen that as the film elastic modulus increases, the afterimage time decreases. As shown in FIG. 2, it can be seen that when the film elastic modulus is 5 GPa or more, the afterimage time becomes very short, the afterimage is not visually recognized, and the afterimage characteristic does not become a problem.
[0022]
The film elastic modulus herein is a physical property value of a film obtained by attaching a diamond tip to an AFM / STM (atomic force microscope / scanning tunneling microscope) head and applying indentation with a very small force. Specific examples of the measuring device include a triboscope (trade name) manufactured by Heidistron. The high elastic modulus corresponds to a strong restoring force when stress is applied, and it is considered that the high elastic alignment film undergoes stress deformation of the alignment film caused by the change in liquid crystal alignment deformed by the electric field in a short time.
[0023]
When the polyimide is irradiated with light, the pretilt angle of the liquid crystal alignment is small and almost equal to zero. Therefore, the pretilt angle can be easily made asymmetric between the upper and lower substrates by irradiating only one of the pair of substrates and performing photo-alignment treatment, and subjecting the other substrate to normal rubbing treatment to give a pretilt angle. Such asymmetry is effective in increasing the response speed of the liquid crystal.
[0024]
In addition, since the anchoring strength of the photo-alignment film is too small, local alignment abnormality occurs in the liquid crystal alignment when both substrates are subjected to photo-alignment treatment. Therefore, it is effective for improving the uniform alignment of the liquid crystal to perform the photo-alignment treatment on one substrate and the rubbing treatment on the other substrate.
[0025]
It is known that when polyimide is irradiated with light, charges are likely to accumulate on the irradiated surface. Therefore, a direct current component is easily accumulated in the liquid crystal panel, causing afterimages. A compound having a cyano group at the terminal is a substance that is relatively easy to attract impurities and effective in reducing specific resistance. Therefore, a compound having a cyano group is mixed in the liquid crystal, and the specific resistance of the liquid crystal is 10. 13 If the value is smaller than Ω · cm, the afterimage can be improved by compensating the charge in the liquid crystal.
[0026]
Furthermore, rubbing caused a region that was not rubbed due to uneven steps on the substrate surface, which caused a decrease in contrast. However, when photo-alignment processing was used for liquid crystal alignment, this was not the case and the step was 0.3 μm or more. no problem.
[0027]
Based on the above facts, the present invention is characterized in that it is configured as described in the following (1) to (5). That is,
(1) The first alignment film is formed directly on the upper layer of the scanning signal electrode, the video signal electrode, the pixel electrode, the active element, the electrode constituting the display pixel, and the active element constituting the display pixel or via the insulating layer. One substrate formed, a second alignment film formed so as to face the first alignment film, the other substrate disposed with a predetermined gap from the one substrate, the one substrate and the other substrate A liquid crystal layer composed of a liquid crystal composition sandwiched between first and second alignment films formed on the substrate, and at least the surface of the one substrate opposite to the liquid crystal layer depending on the alignment state of the liquid crystal layer A liquid crystal panel comprising polarizing means for changing optical characteristics, wherein each electrode formed on the one substrate applies an electric field substantially parallel to the substrate surface to the liquid crystal layer;
Control means connected to each electrode formed on the one substrate constituting the liquid crystal panel and capable of arbitrarily controlling an electric field applied to the liquid crystal layer according to a display pattern, the first alignment At least one of the film and the second alignment film was a photo-alignment film having a film elastic modulus of about 5 GPa or more at 25 ° C. and having a liquid crystal alignment control ability by irradiation with linearly polarized light.
[0028]
With this configuration, the afterimage characteristics of the liquid crystal display device using the alignment film provided with the liquid crystal alignment control ability by the photo-alignment method are improved, and the liquid crystal display device achieves both a wide viewing angle and display uniformity in which display abnormality is not noticeable. Is obtained.
[0029]
(2) A plurality of color filters are provided below the alignment film on the other substrate in (1).
[0030]
(3) The alignment film in (1) or (2) is a polyimide organic polymer film.
[0031]
(4) Only the first alignment film formed on the one substrate in (1) to (3) is a photo-alignment film, and the second alignment film formed on the other substrate is subjected to liquid crystal alignment control by rubbing treatment. Added the ability.
[0032]
(5) 1% or more of a compound having a cyano group was included in the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer in (1) to (4).
[0033]
With the configurations (2) to (5) above, the afterimage characteristics in the liquid crystal display device using the alignment film provided with the liquid crystal alignment control ability by the photo-alignment method are specifically improved, and the wide viewing angle and the display abnormality are not conspicuous. A liquid crystal display device having both display uniformity can be obtained.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to examples.
[0035]
[Example 1]
FIG. 3 is a conceptual diagram of the whole of a horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device to which the present invention is applied, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of one pixel of the horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device. 5 is a conceptual diagram of a drive circuit section of the switching element, and FIG. 6 is a display principle diagram of a lateral electric field type active matrix liquid crystal display device.
[0036]
In FIG. 3, 8a is a lower polarizing plate, 8b is an upper polarizing plate, 14 is a thin film transistor (TFT) as a switching element, 18 is a scanning electrode driving circuit, 19 is a signal electrode driving circuit, 20 is a common electrode driving circuit, 22a, 22b represents a black matrix, and 23 represents a color filter. The substrate is not shown.
[0037]
This liquid crystal display device is a so-called lateral electric field type (IPS), and various electrodes for pixel selection and a TFT 14 are formed on one substrate (generally also referred to as a lower substrate, a TFT substrate or an active substrate), and the other substrate ( Only the color filter 23 partitioned by the black matrices 22a and 22b is formed on the upper substrate (which is also referred to as a color filter substrate having a color filter as in this embodiment), and does not have electrodes for pixel selection. Then, an electric field in a direction substantially parallel to the substrate plane is formed on the liquid crystal layer sandwiched between both substrates, and lighting / non-lighting is controlled by changing the orientation direction of the liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer within the substrate plane. To do.
[0038]
3 and 4, one and the other substrates (7a and 7b in FIG. 4) are made of a transparent glass plate having a polished surface with a thickness of 0.7 mm, a size of 230 × 370 mm, and a display area of 203 × 270 mm. Use. A thin film transistor was formed on one of these substrates, and a silicon nitride film as an insulating film was formed thereon. Insulating films 2 and 26 were formed on the upper layer so as to cover the pixel electrode 4 and the common electrode 1 which are electrodes for driving the liquid crystal, and an alignment film 5a was further coated thereon. The pixel electrode 4 and the common electrode 1 were made of chromium, which is a metal.
[0039]
In FIG. 4, 1 is a common electrode, 2 is a gate insulating film, 3 is a video signal electrode, 4 is a pixel electrode, 5a is a lower alignment film, 5b is an upper alignment film, 6 is a liquid crystal molecule constituting a liquid crystal layer, and 7a is Lower substrate (one substrate), 7b is an upper substrate (the other substrate), 8a is a lower polarizing plate, 8b is an upper polarizing plate, 9 is an electric field, 22 is a black matrix, 23 is a color filter, 24 is an overcoat film, Reference numeral 26 denotes an insulating film (PSV).
[0040]
On one substrate, the lower substrate 7a, a thin film transistor 14 (see FIG. 3), a video signal electrode 3 which is an electrode for driving a liquid crystal (liquid crystal molecule) 6 and a silicon nitride film (SiN) whose common electrode 1 is an insulating film. ) 2 and an insulating film 26 is formed to cover these electrodes. The upper substrate 7b, which is the other substrate, is provided with a color filter 23 partitioned by a black matrix 22 (22a, 22b), and the lower alignment film 5a formed on the opposing surfaces of both the substrates 7a and 7b and the upper alignment film. A liquid crystal layer composed of liquid crystal molecules 6 is sandwiched between the film 5b. A lower polarizing plate 8a and an upper polarizing plate 8b are laminated on the outer surface of the lower substrate 7a and the outer surface of the upper substrate 7b, respectively. The video signal electrode and the common electrode 1 that are in direct contact with the alignment film or the liquid crystal layer use ITO (Indium Tin Oxide) in consideration of metal corrosion.
[0041]
In FIG. 5, 1 is a common electrode, 3 is a video signal electrode, 17 is a control circuit, 18 is a scanning electrode drive circuit, 19 is a signal electrode drive circuit, 20 is a common electrode drive circuit, and 21 is a liquid crystal panel. TFT is a switching element, C LC Is the capacitive component of liquid crystal, C S Indicates a storage capacity.
[0042]
The TFT for switching each pixel of the liquid crystal panel 21 is selectively turned on / off by the scanning electrode driving circuit 18, the signal electrode driving circuit 19 and the common electrode driving circuit 20. This on / off is controlled by the control circuit 17.
[0043]
The liquid crystal layer in which the orientation direction of molecules is changed by turning on / off the TFT is the initial orientation direction in the orientation state (liquid crystal orientation control ability) of the lower and upper orientation films 5a and 5b formed on both substrates 7a and 7b. Is set.
[0044]
In this example, polyimide was adopted as the alignment film shown in FIG. 4, and the surface of the polyimide film was irradiated with polarized UV light in order to impart alignment control ability to the surface. A KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is used as the polarized UV light source, and the irradiation energy is 5 mJ / cm. 2 Irradiated with 76 shots. The lower substrate 7a on which the alignment film is formed is fed at a constant speed, and the feeding speed is set so that the irradiation surface is uniformly irradiated with 76 shots of polarized UV light.
[0045]
Further, polyimide was applied to the outermost surface of the upper substrate 7b, which is a color filter substrate, and irradiated with polarized UV in the same manner as described above. The liquid crystal molecules 6 are aligned in a direction perpendicular to the polarized light.
[0046]
In FIG. 6, (a) shows the applied voltage (V OFF ) Is a cross-sectional view in the dark state, and (b) is an applied voltage (V ON ) Is a cross-sectional view of the dark state in the bright state, (c) is the applied voltage (V OFF ) In the dark state in the dark state, (d) is the applied voltage (V ON ) Is a plan view in a bright state.
[0047]
In the dark state shown in FIGS. 6A and 6C, since there is no electric field between the common electrode 1 and the pixel electrode 4, the liquid crystal molecules 6 are in the initial alignment state and installed on the lower surface of the lower substrate 7a. The illumination light from the backlight (not shown) does not reach the upper substrate 7b side.
[0048]
On the other hand, in the bright state shown in FIGS. 6B and 6D, an electric field 9 exists between the common electrode 1 and the pixel electrode 4, and the alignment direction of the liquid crystal molecules 6 is rotated by the electric field 9 and the lower substrate. Illumination light from a backlight (not shown) installed on the lower surface of 7a reaches the upper substrate 7b side.
[0049]
As described above, in the horizontal electric field type liquid crystal display device, the liquid crystal molecules 6 are rotated in a plane parallel to the plane of the substrate, that is, in the horizontal direction to form an image by switching between a bright state and a dark state.
[0050]
7A and 7B are explanatory views of an electrode structure in the first embodiment of the active matrix type liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 7A is a plan view seen from a direction perpendicular to the substrate, and FIG. A sectional view taken along line A, (c) is a sectional view taken along line BB of (a).
[0051]
The thin film transistor (TFT) 14 includes a pixel electrode (source electrode) 4, a video signal electrode (drain electrode) 3, a scanning electrode (gate electrode) 12, and amorphous silicon (a-Si) 13. The scanning electrode 12 and part 1a of the common electrode, and the video signal electrode 3 and part 4a of the pixel electrode were configured by patterning the same metal layer. Further, after the insulating film 25 is formed, a part 1b of the common electrode which is a part for driving the liquid crystal is connected to the part 1a of the common electrode through a through hole, and the pixel electrode is also contacted with the through hole in the transistor portion. Thus, a part 4b of the pixel electrode was formed. The part 1b of the common electrode and the part 4b of the pixel electrode were formed using ITO.
[0052]
The capacitor element 16 forming the storage capacitor is formed in a structure in which the insulating protective film (gate insulating film) 2 is sandwiched between the pixel electrode 4 and the common electrode 1 in a region where the two common electrodes 1 are coupled. The pixel electrode is disposed between the three common electrodes 1 as shown in the plan view (a). The pixel pitch is 100 μm in the horizontal direction (that is, between the video signal wiring electrodes), and 300 μm in the vertical direction (that is, between the scanning wiring electrodes). The electrode width is set so that the scanning electrode, signal electrode, and common electrode wiring portion (a portion extending in parallel to the scanning wiring electrode (horizontal direction in FIG. 8 to be described later)) are widened. The defect is avoided. The widths are 10 μm, 8 μm, and 8 μm, respectively.
[0053]
On the other hand, the width of the pixel electrode formed independently for each pixel and the portion of the common electrode extending in the longitudinal direction of the signal wiring electrode were slightly narrowed to 5 μm and 6 μm, respectively. Narrowing the width of these electrodes increases the possibility of disconnection due to the inclusion of foreign matter or the like. In this case, however, a partial defect of one pixel is sufficient, and no line defect occurs. The signal electrode 3 and the common electrode 1 were provided at an interval of 2 μm via the insulating film 25. The number of pixels was set to 640 × 3 × 480 by 640 × 3 (R, G, B) signal wiring electrodes and 480 wiring electrodes.
[0054]
FIG. 8 is a structural explanatory view of a color filter substrate with a black matrix (BM), where (a) is a plan view viewed from a direction perpendicular to the substrate surface, and (b) is a line AA ′ in (a). (C) is sectional drawing which followed the BB 'line | wire of (a).
[0055]
As the black matrix 22, a material in which carbon and an organic pigment are mixed was used. The arrangement of the black matrix 22 with respect to the electrode substrate is indicated by a broken line in FIG.
[0056]
After forming the black matrix 22, R, G, and B pigments were dispersed in the photosensitive resin, and each color filter 23 was formed by coating, patterning exposure, and development, respectively. Then, an epoxy polymer thin film was applied and formed as an overcoat film 24 on the color filter 23.
[0057]
The active matrix liquid crystal display device thus obtained can obtain an image display with a wide viewing angle and good display uniformity.
[0058]
In this example, polyimide was used as the alignment film, and the surface of the polyimide alignment film was irradiated with polarized UV to align the liquid crystal on the surface. A KrF excimer laser 248 nm was used as a light source. At this time, the irradiation energy is 7.5 mJ / cm. 2 Irradiated with 300 shots. The substrate can be scanned at a constant speed, and the feed speed of the substrate was set so that the irradiated surface was irradiated uniformly with 300 shots of polarized UV light.
[0059]
FIG. 9 is a conceptual diagram of a polarized light irradiation method and a polarized light irradiation apparatus for aligning liquid crystals in this embodiment. FIGS. 10A and 10B are explanatory views of the polarization separating means in FIG. 9, wherein FIG. 10A is a perspective view and FIG. 10B is a side view.
[0060]
9 and 10, 100 is a light source suitable for a laser, 101 is an attenuator, 102 relay optical system (102a is a first mirror, 102c is a second mirror, 102e is a third mirror, 102b is a first lens system, 102d is the second lens system), 103 is the homogenizer, 104 is the fourth mirror, 105 is the slit, 106 is the imaging lens system, 107 is the holder, 108 is the polarization separating means, 109 is the scanning means, and 110 is the irradiation surface. .
[0061]
The light emitted from the light source 100, which is a KrF excimer laser, reaches the slit 105 after the light intensity of the cross section is made uniform through the attenuator 101, the relay optical system 102, the homogenizer 103, and the fourth mirror.
[0062]
The slit 105 is a rectangular opening, and a cross section of light passing through the slit 105 is shaped into a rectangular beam pattern and introduced into the imaging lens system 106. The light emitted from the imaging lens system 106 is also rectangular beam pattern BP. And enters the polarization separation means 108.
[0063]
The polarization separation means 108 is formed by forming a multilayer film on a rectangular quartz plate having a long side of 25 cm and a short side of 3 cm, and its polarization axis is the incident light beam (the beam pattern BP emitted from the imaging lens system 106). Light) P wave polarization axis AX P The holder 107 is arranged so that the long side of the quartz plate is parallel to the substrate which is the irradiation surface 110 in a state tilted at a Brewster angle θ with respect to the optical axis of the incident light beam. Is held by. The shape of the quartz plate is not limited to a rectangle.
[0064]
As shown in FIG. 10, by arranging the polarization separating means 108 at the Brewster angle θ, the S wave component B (polarization axis AX) included in the incident light beam A of the beam pattern BP. S ) Is selectively reflected by the polarization separator 108.
[0065]
Therefore, the light beam that passes through the polarization separation means 107 and reaches the irradiation surface 110 is polarized with the polarization axis AX. P Only the P wave component with
[0066]
The irradiation surface 110 is supported by a scanning stage 109 (FIG. 9) that can move in two dimensions perpendicular to the optical axis of the irradiation light, and the light beam pattern BP is moved by moving the scanning stage 109 in the directions of arrows X and Y. Irradiation surface 110 can be irradiated two-dimensionally in a wider range than the size of.
[0067]
When a polarization separation plate (hereinafter also described by reference numeral 108) having a multilayer film formed on the surface of a rectangular quartz plate is used as the polarization separation means 108, the polarization axis AX of the P wave P In principle, either the short side coincides with the surface parallel to the short side (the short side and the irradiated surface are parallel) or the long side coincides (the long side and the irradiated surface are parallel). P wave polarization axis AX P It is possible to efficiently irradiate the irradiation surface 110 having a large area.
[0068]
The liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are aligned in a direction perpendicular to the polarized light. In this example, the orientation axes of liquid crystal molecules on the upper and lower interfaces are almost parallel to each other, and the angle between the applied electric field direction is 75 degrees (see FIG. 11).
[0069]
FIG. 11 is an explanatory view of the definition of the orientation direction of the orientation film and the transmission axis direction of the polarizing plate installed on the outer surface of the substrate, where 9 is the electric field direction, 10 is the orientation direction of the orientation film, and 11 is the polarization transmission axis direction. is there.
[0070]
In this embodiment, the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the polarized light. Easy axis of liquid crystal alignment on the interface with the upper and lower alignment films (upper alignment axis of the upper alignment film: φ LC1 , Easy orientation axis of lower alignment film: φ LC2 ) Are substantially parallel to each other and the angle between the applied electric field direction is 75 degrees (φ LC1 = Φ LC2 = 75 °).
[0071]
A nematic liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy Δε of 7.3 and a refractive index anisotropy Δn of 0.074 (wavelength 589 nm, 20 ° C.) is sandwiched between these two substrates. A liquid crystal layer was formed.
[0072]
The gap between two substrates (one substrate: TFT substrate and the other substrate: color filter substrate), that is, the cell gap d is set by dispersing spherical polymer beads between the substrates, and is 4.0 μm when liquid crystal is sealed. It was. Therefore, Δn · d is 0.296 μm.
[0073]
The liquid crystal panel is sandwiched between two polarizing plates (for example, G1220DU manufactured by Nitto Denko Corporation), and the polarizing transmission axis φ of the polarizing plate P The polarization transmission axis of one polarizing plate: φ p1 Is set to 75 °, and the polarization transmission axis of the other polarizing plate: φ p1 Orthogonal to this, that is, φ p2 = −15 °. In this embodiment, the low voltage (V OFF ) Dark state, high voltage (V ON ) Adopted normally closed characteristics that take a bright state.
[0074]
The chemical structure of the polyimide used is a polyimide composed of pyromellitic dianhydride and 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] propane, and has a film thickness of about 1300 mm and a film elastic modulus of 6. 0.7 GPa. Here, the above-mentioned triboscope (trade name) manufactured by Heidistron was used for the film elastic modulus.
[0075]
The active matrix liquid crystal display device thus obtained had no afterimage after displaying the same image for 30 minutes. In addition, a wide viewing angle at which gradation inversion does not occur while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees or more in the vertical and horizontal directions, and display uniformity was also good.
[0076]
[Example 2]
This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the following. In this example, polyimide was used as the alignment film, and the surface of the polyimide alignment film was irradiated with polarized UV in order to align the liquid crystal on the surface. A KrF excimer laser 248 nm was used as a light source. At this time, the irradiation energy is 7.5 mJ / cm. 2 For 700 shots. The substrate can be scanned at a constant speed, and the feed speed of the substrate was set so that the irradiated surface was irradiated uniformly with 700 polarized UV rays.
[0077]
The chemical structure of the polyimide used was a polyimide composed of pyromellitic dianhydride and diaminodiphenyl ether, and had a film thickness of about 800 mm and a film elastic modulus of 10.3 GPa. Here, the membrane elasticity was the same as that of the above-mentioned example using a triboscope (trade name) manufactured by Heidistron.
[0078]
The active matrix type liquid crystal display device thus obtained had no afterimage after the same image was displayed for 30 minutes. In addition, a wide viewing angle at which gradation inversion does not occur while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees or more in the vertical and horizontal directions, and display uniformity was also good.
[0079]
Example 3
This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the following. In this example, polyimide was used as the alignment film, and the surface of the polyimide alignment film was irradiated with polarized UV in order to align the liquid crystal on the surface. A KrF excimer laser 248 nm was used as a light source. At this time, the irradiation energy is 7.5 mJ / cm. 2 Irradiated with 300 shots. The substrate can be scanned at a constant speed, and the feed speed of the substrate was set so that the irradiated surface was irradiated uniformly with 300 shots of polarized UV light.
[0080]
Also, polyimide was applied to the outermost surface of the color filter substrate with a black matrix, which was the other substrate (the other substrate), and rubbed. Note that the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the polarized light. In this embodiment, the easy axis directions of the alignment molecules of the liquid crystal on the upper and lower interfaces are substantially parallel to each other, and the angle formed between the applied electric field direction in the pixel is 75 degrees (φLC 1 = ΦLC 2 = 75 °).
[0081]
The chemical structure of the polyimide used was a polyimide composed of pyromellitic dianhydride and diaminodiphenyl ether, and had a film thickness of about 800 mm and a film elastic modulus of 10.3 GPa. Again, the membrane elastic modulus was a triboscope (trade name) manufactured by Heidistron.
[0082]
The active matrix type liquid crystal display device thus obtained had no afterimage after the same image was displayed for 30 minutes. In addition, a wide viewing angle at which gradation inversion does not occur while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees or more in the vertical and horizontal directions, and display uniformity was also good. There were no alignment defect neil walls due to the low anchoring strength. In addition, the response time (the sum of luminance changes from 0% to 90% and 100% to 10% when the voltage is on and off) is 32 ms.
[0083]
Example 4
This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the following. To the liquid crystal, 1% by weight of 1- (4-cyanophenyl) -4-propylcyclohexane was added to MLC-6252 (trade name) manufactured by Merck Japan, which is composed of only a compound having a fluoro group at the terminal. Specific resistance before encapsulation is 4 × 10 12 A mixture of Ω · cm 2 cyano compounds was enclosed. The specific resistance of the liquid crystal remaining in the liquid crystal dish after sealing is 2 × 10 11 It was Ω · cm.
[0084]
The chemical structure of the polyimide used was a polyimide composed of pyromellitic dianhydride and diaminodiphenyl ether, and had a film thickness of about 800 mm and a film elastic modulus of 10.3 GPa. Here, the membrane elastic modulus was a triboscope (trade name) manufactured by Heidistron.
[0085]
The active matrix type liquid crystal display device thus obtained had no afterimage after the same image was displayed for 30 minutes. In addition, a wide viewing angle at which gradation inversion does not occur while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees or more in the vertical and horizontal directions, and display uniformity was also good. In addition, no afterimage was observed.
[0086]
FIG. 12 is a perspective view of a notebook personal computer which is an example of an information device in which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted. The notebook computer (portable personal computer) includes a keyboard unit (main body unit) and a display unit connected to the keyboard unit by a hinge. The keyboard unit accommodates a signal generation function such as a keyboard, a host (host computer), and a CPU, and the display unit includes a liquid crystal panel PNL, around which drive circuit boards PCB1 and PCB2, a control chip TCON, and a CPU A PCB 3 on which a connector CT for connecting signals and the like are mounted, an inverter power supply board as a backlight power supply, and the like are mounted. The liquid crystal panel PNL has the alignment film described in each of the above embodiments.
[0087]
Various circuit boards PCB1, PCB2, PCB3, an inverter power supply board, and a backlight are integrated with the liquid crystal panel PNL and mounted as a liquid crystal display module MDL.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the afterimage characteristics are improved by using the alignment film imparted with the ability to control the alignment of liquid crystals by irradiating polarized light, and the display is uniform with a wide viewing angle and display anomaly not noticeable. Thus, an active matrix liquid crystal display device having compatible properties can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a relationship between film elastic modulus and afterimage characteristics.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an afterimage evaluation result when the film elastic modulus is changed.
FIG. 3 is an overall conceptual diagram of a horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of one pixel of a horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a drive circuit unit of a switching element.
FIG. 6 is a display principle diagram of a horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an electrode structure in the first embodiment of the active matrix liquid crystal display device according to the present invention;
FIG. 8 is an explanatory diagram of the structure of a color filter substrate with a black matrix.
FIG. 9 is a conceptual diagram of a polarized light irradiation method and a polarized light irradiation device for aligning liquid crystals in an embodiment of the present invention.
10 is an explanatory diagram of a polarized light separating means portion in FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the definition of the alignment direction of the alignment film and the direction of the transmission axis of the polarizing plate placed on the outer surface of the substrate.
FIG. 12 is a perspective view of a notebook personal computer which is an example of an information device on which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted.
[Explanation of symbols]
1 (1a, 1b) Common electrode (common electrode)
2 Gate insulation film
3 Video signal electrode (drain electrode)
4 (4a, 4b) Pixel electrode (source electrode)
5 (5a, 5b) Alignment film
6 Liquid crystal molecules
7 (7a, 7b) substrate
8 (8a, 8b) Polarizing plate
9 Electric field
10 Rubbing direction
11 Polarizing plate transmission axis direction
12 Scanning electrodes
13 a-silicon
14 Thin film transistor
16 Storage capacity
17 Control circuit
18 Scan electrode driving circuit
19 Signal electrode drive circuit
20 Common electrode drive circuit
21 LCD panel
22 (22a, 22b) Black matrix
23 Color filter
24 Overcoat film
25 Insulating film
26 Insulating layer.

Claims (4)

表示画素を構成する走査信号電極、映像信号電極、画素電極、アクティブ素子、前記表示画素を構成する各電極および前記アクティブ素子の上層に直接または絶縁層を介して第一の配向膜を形成した一方の基板と、前記第一の配向膜に対向する如く第二の配向膜を形成し、前記一方の基板と所定の間隙をもって配置された他方の基板と、前記一方の基板と他方の基板に形成された第一と第二の配向膜間に挟持された液晶組成物からなる液晶層と、少なくとも前記他方の基板の前記液晶層とは反対側の面に前記液晶層の配向状態により光学特性を変化させる偏光手段を備える横電界方式の液晶パネルと、
前記液晶パネルを構成する前記一方の基板に形成した各電極に接続して表示パターンに応じて前記液晶層に印加する電界を任意に制御可能とした制御手段とを具備した液晶表示装置であって、
前記第一の配向膜と第二の配向膜はジアミン成分と酸二無水物からなるポリイミドであり、
前記第一の配向膜と第二の配向膜の少なくとも一方は、25°Cで略5GPa以上の膜弾性率をもち、直線状に偏光した波長248nmのを少なくとも380mJ/cm 2 照射することで液晶配向制御能が付与された光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。
One of a scanning signal electrode, a video signal electrode, a pixel electrode, an active element constituting the display pixel, each electrode constituting the display pixel, and a first alignment film formed directly on the active element or via an insulating layer A second alignment film is formed so as to face the first alignment film, the other substrate is disposed with a predetermined gap from the one substrate, and the one substrate and the other substrate are formed. A liquid crystal layer composed of a liquid crystal composition sandwiched between the first and second alignment films, and at least the surface of the other substrate opposite to the liquid crystal layer has optical characteristics depending on the alignment state of the liquid crystal layer. A transverse electric field type liquid crystal panel having polarization means to change;
A liquid crystal display device comprising: control means connected to each electrode formed on the one substrate constituting the liquid crystal panel and capable of arbitrarily controlling an electric field applied to the liquid crystal layer according to a display pattern; ,
The first alignment film and the second alignment film are polyimides composed of a diamine component and an acid dianhydride,
Wherein the first alignment film and at least one of the second alignment layer has a film modulus of over approximately 5GPa at 25 ° C, light of wavelength 248nm polarized linearly by at least 380 mJ / cm 2 irradiation the active matrix type liquid crystal display device, characterized in that the liquid crystal alignment controllability is photo-alignment film which is imparted.
前記他方の基板の前記配向膜の下層に複数色のカラーフィルタを有することを特徴とする請求項1に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。2. The active matrix liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a plurality of color filters under the alignment film on the other substrate. 前記一方の基板に形成した第一の配向膜のみが光配向膜であり、前記他方の基板に形成された第二の配向膜はラビング処理により液晶配向制御能が付与されたことを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。Only the first alignment film formed on the one substrate is a photo-alignment film, and the second alignment film formed on the other substrate is given a liquid crystal alignment control ability by rubbing treatment. 3. An active matrix liquid crystal display device according to claim 1 or 2. 液晶層を構成する液晶組成物中にシアノ基を有する化合物が1%以上含まれていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。4. The active matrix liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer contains 1% or more of a compound having a cyano group.
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