JP5961880B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に、横電界方式と称される液晶表示装置に関する。

横電界方式と称される液晶表示装置は、液晶を挟持する一対の基板の面と平行な面内において、液晶の分子を回転駆動させるようにし、いわゆる広視野角特性に優れたものとして構成することができる。

図８は、このような液晶表示装置の一例を示す画素の断面図である。液晶ＬＣを挟持して対向配置される第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２のうち、第１基板ＳＵＢ１の液晶ＬＣ側の面に、絶縁膜ＩＮを介して配置される画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとが配置されている。対向電極ＣＴは、絶縁膜ＩＮのたとえば下層に面状のパターンとして形成され、画素電極ＰＸは、絶縁膜ＩＮの上層に並設された複数の線状のパターンとして形成されている。なお、画素電極ＰＸの上層には、液晶ＬＣの分子の初期配向方向を決定させる第１配向膜ＯＲＩ１が形成されている。画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間には、電界が発生し、この電界によって液晶ＬＣの分子を駆動させるようになっている。

なお、図８は、本発明の実施例を示す図２に対応して描いた図となっている。このため、図８の上述した構成以外の他の構成については図２における説明を参照されたい。

本願発明に関連する文献としては、たとえば下記特許文献１に示した液晶表示装置が知られている。前記特許文献１には、図２に示した構成において、２層の配向膜で構成された構造が開示されている。

特開２０１１−０８５６１３号公報

しかし、図８に示した液晶表示装置において、第１配向膜ＯＲＩ１の近傍に前記第１配向膜ＯＲＩ１の容量および抵抗によって、図９に示す等価回路が形成される。図９において、等価回路は、たとえば画素電極ＰＸから対向電極ＣＴに至る電界の電気力線（図８において矢印ＥＦで示す）に沿って、画素電極ＰＸと第１配向膜ＯＲＩ１との界面抵抗Ｒ１、第１配向膜ＯＲＩ１の容量Ｃ４と抵抗Ｒ４との並列接続体、第１配向膜ＯＲＩ１の抵抗Ｒ２および液晶ＬＣの容量Ｃ２の並列接続体、第１配向膜ＯＲＩ１の容量Ｃ４と抵抗Ｒ４との並列接続体、および絶縁膜ＩＮの容量Ｃ３が直列接続された回路として把握される。

このため、第１配向膜ＯＲＩ１内にＤＣ電流Ｉが流れ、このＤＣ電流Ｉによって絶縁膜ＩＮに電荷が蓄積（残留ＤＣ）されるようになる。そして、絶縁膜ＩＮに、このような残留ＤＣが蓄積されると、いわゆる焼き付け、あるいはフリッカが生じる原因となる。

この場合、第１配向膜ＯＲＩ１の抵抗を大きくすることによって、前記ＤＣ電流の発生を抑制することができる。しかし、絶縁膜ＩＮにＤＣ電流が発生してしまった場合に、残留ＤＣが抜け難くなり、焼き付けが消え難くなるという不都合が生じる。

また、特許文献１に示した構造を採用することによって、焼き付けを減少させることができるが、第１配向膜ＯＲＩ１が光を吸収することで発生する電流（ホトコン，ホトコン電流）により、表示性能が低下してしまうことが懸念されている。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液晶側の面の平坦化を損なうことなく、かつ、ホトコンの影響を抑え、焼き付きの大幅な減少と表示性能向上を図った液晶表示装置を提供することにある。

前記課題を解決すべく、本願発明の液晶表示装置は、液晶を挟持して対向配置される第１基板と第２基板とを備え、
前記第１基板の前記液晶側の面の画素領域に、第１電極と、この第１電極に絶縁膜を介して重ねられた複数の第２電極が形成され、
前記第１電極および前記第２電極のうちの一方を画素電極とし他方を対向電極として構成し、
前記第２電極をも被って前記第１基板の液晶側の面に形成される第１配向膜と、前記第１配向膜の前記液晶側の表面に形成される第２配向膜とからなる配向膜を有する液晶表示装置であって、
前記第２配向膜の抵抗は、前記第１配向膜の抵抗よりも小さく、かつ、前記第２配向膜の透過率は、前記第１配向膜の透過率よりも小さく形成され、
少なくとも前記第２配向膜は、第１化合物となるＰＭＤＡ（pyromellitic acid dianhydride：ピロメリット酸二無水物）と、第２化合物となる炭化水素系の有機材料との化合物からなる液晶表示装置である。

本発明によれば、液晶側の面の平坦化を損なうことなく、ホトコンの影響を抑えつつ、焼き付きの大幅な減少と表示性能の向上ができる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明の液晶表示装置の実施例１の概略を示す平面図である。 本発明の液晶表示装置の第１基板ＳＵＢ１の液晶側に形成された画素の平面図である。 図２に示すI−I線における断面図である。 本発明の実施例１の液晶表示装置における画素電極ＰＸから対向電極ＣＴに至る電界の電気力線ＥＦに沿った配向膜ＯＲＩ１の等価回路である。 本発明の実施例１の液晶表示装置における画素電極部分の拡大図である。 本発明の実施例１の上層配向膜のＰＭＤＡの質量モル濃度（ｍｏｌ％）に対する４００ｎｍ〜５００ｎｍの光の薄膜の透過率（％）の計測値を示す図である。 本発明の実施例１の上層配向膜の単位長さ当たりの抵抗値（抵抗率）に対する４００ｎｍ〜５００ｎｍの光の薄膜の透過率（％）の計測値を示す図である。 従来の液晶表示装置における画素の一例を示す断面図である。 従来の液晶表示装置における画素電極ＰＸから対向電極ＣＴに至る電界の電気力線ＥＦに沿った配向膜ＯＲＩ１の等価回路である。 従来の液晶画像表示装置における画素電極部分の拡大図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。また、図中に示すＸ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示す。

〈全体の構成〉
図１は、本発明の液晶表示装置の実施例１の概略を示す平面図である。図１において、液晶（図示せず）を挟持して対向配置される第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２がある。第２基板ＳＵＢ２は観察者側に配置されるようになっている。第１基板ＳＵＢ１の背面にはバックライト（図示しない）が配置されるようになっている。第２基板ＳＵＢ２は、第１基板ＳＵＢ１よりも若干小さな面積となっており、第１基板ＳＵＢ１の図中下側の辺部ＳＤを露出させるようになっている。第１基板ＳＵＢ１の図中下側の辺部ＳＤには半導体装置（チップ）ＳＥＣが搭載されている。この半導体装置ＳＥＣは後述の表示領域ＡＲにおける各画素を駆動する制御回路となっている。第２基板ＳＵＢ２の周辺には、第１基板ＳＵＢ１との固着を図るシール材ＳＬが形成され、このシール材ＳＬは液晶を封止させる機能をも有している。

シール材ＳＬで囲まれた領域は表示領域ＡＲとなっている。第１基板ＳＵＢ１の前記表示領域ＡＲにおける液晶側の面には、図中Ｘ方向に延在しＹ方向に並設されるゲート信号線ＧＬ、および図中Ｙ方向に延在しＸ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。隣接する一対のゲート信号線ＧＬと隣接する一対のドレイン信号線ＤＬとで囲まれる領域は画素領域を構成するようになっている。これにより、表示領域ＡＲにはマトリックス状に配置された多数の画素を有するようになっている。

各画素領域には、図中の点線楕円枠内の等価回路図である拡大図Ａに示すように、ゲート信号線ＧＬからの信号（走査信号）によってオンされる薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを通してドレイン信号線ＤＬからの信号（映像信号）が供給される画素電極ＰＸと、この画素電極ＰＸとの間に電界を生じさせる対向電極ＣＴとが形成されている。前記電界は第１基板ＳＵＢ１の面に平行な成分を有し、液晶の分子は第１基板ＳＵＢ１の面に水平な状態のままで配向状態が変化するようになっている。この種の液晶表示装置はたとえば横電界方式と称される。なお、対向電極ＣＴはたとえばゲート信号線ＧＬに平行して走行するコモン信号線ＣＬを介して映像信号に対して基準となる基準信号が供給されるようになっている。

なお、ゲート信号線ＧＬ、ドレイン信号線ＤＬ、およびコモン信号線ＣＬは、それぞれ図示しない引き出し線によって前記半導体装置ＳＥＣに接続され、ゲート信号線ＧＬには走査信号、ドレイン信号線ＤＬには映像信号、コモン信号線ＣＬには基準信号が供給されるようになっている。

〈画素の構成〉
図２は図１の丸印Ａに示す画素の構成を示し、第１基板ＳＵＢ１の液晶側に形成された画素の平面図である。また、図３は図２のI−I線における断面図で、第２基板ＳＵＢ２とともに描画している。

図２において、第１基板ＳＵＢ１（図３参照）の液晶側の面（表面）に、図中Ｘ方向に延在しＹ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成されている。これらゲート信号線ＧＬは後述のドレイン信号線ＤＬとともに画素の領域を画するようになっている。ゲート信号線ＧＬには、画素領域側に突出する突出部ＰＪが形成され、この突出部ＰＪは後述の薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴを構成するようになっている。

第１基板ＳＵＢ１の表面には、ゲート信号線ＧＬ（ゲート電極ＧＴ）をも被って、絶縁膜ＧＩ（図３参照）が形成されている。この絶縁膜ＧＩは、薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域において前記薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として機能し、ゲート信号線ＧＬとドレイン信号線ＤＬとの交差部においてこれら信号線の層間絶縁膜として機能するようになっている。

絶縁膜ＧＩの上面であって少なくともゲート電極ＧＴと重なる個所に、たとえばアモルファスシリコンからなる島状の半導体層ＡＳが形成されている。この半導体層ＡＳは薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層となるものである。この半導体層ＡＳの上面にドレイン電極ＤＴ、ソース電極ＳＴが対向配置されて形成されることにより、いわゆるボトムゲート構造のＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）型の薄膜トランジスタＴＦＴが構成されるようになる。

ここで、ドレイン電極ＤＴ、ソース電極ＳＴは、たとえばドレイン信号線ＤＬの形成と同時に形成されるようになっている。ドレイン信号線ＤＬは図中Ｙ方向に延在されＸ方向に並設して形成され、ドレイン電極ＤＴは、前記ドレイン信号線ＤＬの一部が半導体層ＡＳ上に延在することによって形成されている。ソース電極ＳＴは、半導体層ＡＳの形成領域の外側にまで延在され、前記半導体層ＡＳに隣接して配置されるパッド部ＰＤと一体に形成されている。このパッド部ＰＤは面積が比較的大きく形成され、後述の画素電極ＰＸとのコンタクト部として機能するようになっている。

第１基板ＳＵＢ１の表面には、ドレイン信号線ＤＬ、薄膜トランジスタＴＦＴ、パッド部ＰＤをも被って保護膜ＰＡＳが形成されている。この保護膜ＰＡＳは、薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との直接の接触を回避させ、薄膜トランジスタＴＦＴの特性の安定化を図っている。保護膜ＰＡＳは、たとえば、無機絶縁膜からなる第１保護膜ＰＡＳ１と有機絶縁膜からなる第２保護膜ＰＡＳ２の順次積層体によって形成されている。保護膜ＰＡＳの上層に塗布によって形成できる有機絶縁膜を用いることにより、表面の平坦化を図ることができる。

保護膜ＰＡＳの上面には、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の透光性導電膜からなる対向電極ＣＴが形成されている。この対向電極ＣＴは、表示領域ＡＲの全域にわたって形成され、各画素において共通の信号（基準信号）が供給される電極として形成されている。ただし、対向電極ＣＴは、前記パッド部ＰＤが形成されている領域に重なるようにして開口ＯＰが形成されている。パッド部ＰＤは、上述したように画素電極ＰＸとのコンタクト部となることから、この部分において画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの短絡が生じてしまうのを前記開口ＯＰによって回避させるようになっている。このように形成される対向電極ＣＴは各画素において面状のパターンで形成されることになる。

第１基板ＳＵＢ１の表面には、対向電極ＣＴをも被って絶縁膜ＩＮが形成されている。この絶縁膜ＩＮは対向電極ＣＴと後述する画素電極ＰＸとの層間絶縁膜として機能するようになっている。

画素領域における前記絶縁膜ＩＮ上には、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の透光性導電膜からなる画素電極ＰＸが形成されている。画素電極ＰＸは、たとえば図中Ｙ方向に延在されＸ方向に並設（たとえば４個）された線状パターンの電極によって形成されている。画素電極ＰＸの各電極は、それぞれの両端において互いに接続されたパターンとして形成されている。そして、画素電極ＰＸの薄膜トラジスタＴＦＴ側の端部は前記パッド部ＰＤの形成個所を被って形成され、絶縁膜ＩＮ、保護膜ＰＡＳに形成されたスルーホールＴＨを通して、前記パッド部ＰＤに接続されるようになっている。これにより、画素電極ＰＸは、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴと電気的に接続されるようになる。なお、スルーホールＴＨは、対向電極ＣＴの開口ＯＰ内において形成され、スルーホールＴＨの側壁に対向電極ＣＴが露出されないようになっている。

第１基板ＳＵＢ１の表面には、画素電極ＰＸをも被って配向膜ＯＲＩ１が形成されている。ここで、配向膜ＯＲＩ１は、この実施例１の場合、たとえば液晶層側に配置した上層配向膜（第２配向膜）ＵＲＩと第１基板側（又は画素電極ＰＸ側）に配置した下層配向膜（第１配向膜）ＤＲＩとの２層構造として形成されている。そして、配向膜ＯＲＩ１において、液晶ＬＣ側の上層配向膜ＵＲＩに対して、画素電極ＰＸ側の下層配向膜ＤＲＩは抵抗が高い材料で形成されている。たとえば、上層配向膜ＵＲＩの抵抗（抵抗率）が１０^１4以下（Ω・ｃｍ）に対し、下層配向膜ＤＲＩの抵抗（抵抗率）は１０^１4以上（Ω・ｃｍ）の高抵抗となっている。また、透過率では上層配向膜ＵＲＩの透過率が９０％以上（／１００ｎｍ）に対し、下層配向膜ＤＲＩの透過率は９８％以上（／１００ｎｍ）の高透過率となっている。

配向膜ＯＲＩ１は、たとえば、高透過率で抵抗（抵抗率）の高い樹脂膜を塗布によって下層配向膜ＤＲＩを形成した後に、絶縁膜ＤＲＩより透過率が低く、抵抗（抵抗率）の低い樹脂膜を塗布によって上層配向膜ＵＲＩを形成し、その後、上層配向膜ＵＲＩの表面をラビング処理することによって形成する。この場合、抵抗（抵抗率）の高い樹脂膜は、たとえば、可溶性のポリイミドやポリアミック酸を成分とする樹脂を塗布することで形成でき、また抵抗（抵抗率）の低い樹脂膜は、例えばポリアミック酸を成分とする樹脂を塗布した後焼成することによって形成することができる。ただし、抵抗（抵抗率）の低い樹脂については、後に詳述する。

なお、このように構成した第１基板ＳＵＢ１は、液晶ＬＣを介して第２基板ＳＵＢ２が対向配置され、この第２基板ＳＵＢ２の液晶ＬＣ側の面には該液晶ＬＣと接触するようにして配向膜ＯＲＩ２が形成されている。この配向膜ＯＲＩ２の抵抗（抵抗率）は、たとえば１０^１４以下（Ω・ｃｍ）となっており、前記配向膜ＯＲＩ１の上層配向膜ＵＲＩの抵抗（抵抗率）とほぼ同じとなっている。図１に示す第２基板ＳＵＢ２の液晶ＬＣ側の面には、通常、ブラックマトリックス、カラーフィタル等が形成されるが、これらの描画は省略している。

図４は本発明の実施例１の液晶表示装置における画素電極ＰＸから対向電極ＣＴに至る電界の電気力線ＥＦに沿った配向膜ＯＲＩ１の等価回路である。なお、図４には、下層配向膜ＤＲＩおよび上層配向膜ＵＲＩからなる配向膜ＯＲＩ１を点線で示している。

図４に示すように、等価回路は、画素電極ＰＸと下層配向膜ＤＲＩとの界面抵抗Ｒ１、下層配向膜ＤＲＩの容量Ｃ１、上層配向膜ＵＲＩの抵抗Ｒ２および液晶の容量Ｃ２の並列接続体、下層配向膜ＤＲＩの容量Ｃ１、および絶縁膜ＩＮの容量Ｃ３が直列接続された回路として把握できる。この場合、下層配向膜ＤＲＩは、上述したように抵抗（抵抗率）が高く形成されていることから、この部分において図９に示した抵抗がないものと想定でき、図９に示したＤＣ電流の流れを発生させることなく構成できる。このため、絶縁膜ＩＮに残留ＤＣが蓄積されることがなく、いわゆる焼き付け、あるいはフリッカの発生を抑制させることができる。また、仮に、絶縁膜ＩＮにＤＣ電流が発生してしまうようなことがあっても、絶縁膜ＩＮに発生する残留ＤＣは抵抗（抵抗率）の低い上層配向膜ＵＲＩを通して抜けるようになり、焼き付けが消え易くなる（回復する）ようにできる。

次に、図５に実施例１の液晶表示装置における画素電極部分の拡大図、図１０に従来の液晶画像表示装置における画素電極部分の拡大図を示し、以下、図５及び図１０に基づいて、実施例１の液晶表示装置における配向膜ＯＲＩ１で発生する電流（ホトコン，ホトコン電流）について詳細に説明する。ただし、図５は図３に示す丸印Ｂの拡大図であり、図１０は図８に示す丸印Ｂ’の拡大図である。また、図５，１０においては、液晶層ＬＣ及び配向膜ＯＲＩ１並びに画素電極ＰＸを除く、他の薄膜については省略する。

図１０に示す従来の液晶表示装置における配向膜ＯＲＩ１の構成では、配向膜ＯＲＩ１が１層で形成され、この配向膜ＯＲＩ１の下層（図中左側）に画素電極ＰＸ（ただし、画素の構成が異なる場合には、対向電極ＣＴであってもよい）が形成されている。この場合、画素電極ＰＸの上面（液晶層ＬＣ側の面）には、当該画素電極ＰＸの上面を覆うようにして、配向膜ＯＲＩ１が直接積層されている。このために、図１０中に白抜きの矢印で示すバックライト光ＢＬは配向膜ＯＲＩ１を透過した後に、液晶層ＬＣに照射されることとなる。この透過の際に、バックライト光ＢＬの照射の一部が配向膜ＯＲＩ１で吸収されることとなり、当該配向膜ＯＲＩ１中の電荷がプラスの電荷Ｐ１とマイナスの電荷Ｅ１とに分極する。このとき、液晶表示装置では、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとに印加される電圧が周期的に変化する構成となっている。従って、図１０中の矢印Ｑ１で示すように、配向膜ＯＲＩ１で生じたプラスの電荷Ｐ１とマイナスの電荷Ｅ１のうちで、一方の電荷のみが画素電極ＰＸに移動する。このとき、他方の電荷は当該配向膜ＯＲＩ１を移動することにより、ホトコン電流が生じる。

通常、対向電極ＣＴに印加される共通信号を基準として、同一の階調時にはプラス電圧印加時とマイナス電圧印加時とにおける電位差が同じとなるような階調信号（映像信号）が画素電極ＰＸに交互に供給される。このとき、対向電極ＣＴよりも高い電圧が画素電極ＰＸに供給されるタイミング（プラス電圧印加時）では、図１０中の矢印Ｑ１で示すように、画素電極ＰＸに印加される電圧に対応したマイナスの電荷Ｅ１が配向膜ＯＲＩ１から画素電極ＰＸに移動することとなる。同様にして、対向電極ＣＴよりも低い電圧が画素電極ＰＸに供給されるタイミング（プラス電圧印加時）では、配向膜ＯＲＩ１で生じたプラスの電荷Ｐ１が画素電極ＰＸに移動することとなる。

このとき、配向膜ＯＲＩ１１で生じたプラス及びマイナスの電荷Ｐ１，Ｅ１が画素電極ＰＸに移動する量、並びに配向膜ＯＲＩ１内を移動する電荷量も一定の値とはならない。このために、同一の階調に対するプラス電圧印加時とマイナス電圧印加時とにおける画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの電位差が異なる電位差となり、フリッカが発生することとなる。

これに対して、図５に示すように、実施例１の液晶表示装置では、配向膜ＯＲＩ１は下層配向膜ＤＲＩ及び上層配向膜ＵＲＩとの２層の薄膜で配向膜ＯＲＩ１を形成する構成となっている。

実施例１の配向膜ＯＲＩ１は、前述するように、電極の上面側（液晶層ＬＣの側）に形成される下層配向膜ＤＲＩと、該下層配向膜ＤＲＩの上面側に形成される上層配向膜ＵＲＩとから構成されている。なお、前述するように、従来の配向膜と同様に、配向膜ＯＲＩ１は少なくとも表示領域ＡＲの全体を覆うようにして形成されているので、上層配向膜ＵＲＩ及び下層配向膜ＤＲＩとがそれぞれ表示領域ＡＲの全体を覆うようにして形成されている。

また、実施例１の配向膜ＯＲＩ１においては、下層配向膜ＤＲＩの透過率が上層配向膜ＵＲＩの透過率よりも大きい構成となっている。すなわち、上層配向膜ＵＲＩと下層配向膜ＤＲＩとの膜厚がほぼ同じ膜厚の場合には、上層配向膜ＵＲＩを形成する薄膜材料よりも下層配向膜ＤＲＩを形成する薄膜材料の透過率が大きい薄膜材料で形成される構成となっている。従って、上層配向膜ＵＲＩの透過率をＴ１、下層配向膜ＤＲＩをＴ２とした場合、Ｔ１＜Ｔ２となる。ただし、上層配向膜ＵＲＩと下層配向膜ＤＲＩとの膜厚は、Ｔ１＜Ｔ２を満たす範囲においては、同じ膜厚に限定されることはなく、適宜、変更可能である。

このように、実施例１の配向膜ＯＲＩ１では、下層配向膜ＤＲＩの透過率Ｔ２が上層配向膜ＵＲＩの透過率Ｔ１よりも大きく形成されているので、画素電極ＰＸと接して形成される側である下層配向膜ＤＲＩにおける電荷（プラスの電荷Ｐ１とマイナスの電荷Ｅ１）の発生を大幅に低減できる。従って、発生した電荷が画素電極ＰＸに移動することによるホトコン電流の発生を大幅に低減できる。

以下、上層配向膜ＵＲＩで発生した電荷が画素電極ＰＸに移動することに伴うホトコン電流の低減効果について説明する。

実施例１の配向膜ＯＲＩ１では、前述するように、上層配向膜ＵＲＩよりも下層配向膜ＤＲＩの単位長さ当たりの抵抗値（抵抗率）が大きい薄膜材料を用いることにより、上層配向膜ＵＲＩの抵抗値よりも下層配向膜ＤＲＩの抵抗値が大きくなるように形成されている。このとき、図５から明らかなように、上層配向膜ＵＲＩと下層配向膜ＤＲＩとの膜厚がほぼ同じ膜厚となるように形成されているので、上層配向膜ＵＲＩと下層配向膜ＤＲＩとの抵抗値はそれぞれの薄膜を形成する薄膜材料の抵抗率に比例することとなる。従って、上層配向膜ＵＲＩの抵抗をＲ２、下層配向膜ＤＲＩの抵抗をＲ３とした場合、Ｒ２＜Ｒ３となる。ただし、上層配向膜ＵＲＩの抵抗率よりも下層配向膜ＤＲＩの抵抗率が大きくなる構成とするならば、上層配向膜ＵＲＩと下層配向膜ＤＲＩとの膜厚は、同じ膜厚に限定されることはなく、適宜、変更可能である。例えば、下層絶縁膜ＤＲＩとして単位体積当たりの抵抗値（シート抵抗）が高い有機材料を用いることにより、上層配向膜ＵＲＩよりも膜厚を小さく形成した場合であっても、下層絶縁膜ＤＲＩの抵抗率を大きくすることが可能となる。

ここで、上層配向膜ＵＲＩの透過率Ｔ１よりも下層配向膜ＤＲＩの透過率Ｔ２が大きい構成となっている。従って、バックライト光ＢＬの照射により、下層配向膜ＤＲＩよりも上層配向膜ＵＲＩにおいて薄膜中の電荷の分極（プラスの電荷Ｐ１とマイナスの電荷Ｅ１の発生）が生じる場合が大きくなる。すなわち、図５に示すように、画素電極ＰＸに接する側の薄膜層である下層配向膜ＤＲＩよりも、液晶層ＬＣと接する側の薄膜層である上層配向膜ＵＲＩにおいて、この上層配向膜ＵＲＩ１中の電荷がプラスの電荷Ｐ１とマイナスの電荷Ｅ１とに分極が生じることとなる。

対向電極ＣＴよりも画素電極ＰＸの電位が高いタイミングの場合には、画素電極ＰＸからの電界は下層配向膜ＤＲＩ、上層配向膜ＵＲＩ、及び液晶層ＬＣを介して図示しない対向電極ＣＴに至るように形成される。従って、画素電極ＰＸの表面の液晶層ＬＣの側に形成される配向膜ＯＲＩ１では、上層配向膜ＵＲＩで発生したマイナスの電荷Ｅ１が図５中に示す矢印Ｑ２に示すように、上層配向膜ＵＲＩから下層配向膜ＤＲＩに移動することとなる。このとき、実施例１の配向膜ＯＲＩ１では、上層配向膜ＵＲＩの抵抗Ｒ２よりも下層配向膜ＤＲＩの抵抗Ｒ３が高くなるように形成されている。従って、マイナスの電荷Ｅ１が下層配向膜ＤＲＩに移動した場合であっても、大幅に低減することができるので、下層配向膜ＤＲＩを介して画素電極ＰＸに到達するマイナスの電荷Ｅ１を大幅に抑制することが可能となる。一方、画素電極ＰＸの電位よりも対向電極ＣＴが高いタイミングの場合には、上層配向膜ＵＲＩで生じたプラスの電荷Ｐ１が下層配向膜ＤＲＩに移動することとなるが、マイナスの電荷Ｅ１の場合と同様に、下層配向膜ＤＲＩを介して画素電極ＰＸに到達するプラスの電荷Ｐ１を大幅に抑制することが可能となる。

このような構成の配向膜ＯＲＩ１として、下層配向膜ＤＲＩには透光性を有する周知の無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いる構成とする。また、上層配向膜ＵＲＩには、配向膜を形成するための有機材料として一般的に用いられる第１の化合物をＭ１、第２の化合物をＭ２、第３の化合物をＮ1として、本願発明の実施例１に特徴的な下記の一般式（１）で示される化合物を用いる構成とする。ただし、ｘとｙはｘ＋ｙ＝１を満たす。

特に、実施例１の液晶表示装置では、一般式（１）で示す第１の化合物Ｍ１，Ｍ２はそれぞれ下記の一般式（２），（３）であらわされる化合物からなる。また、化合物Ｎ１はジアミン化合物であり、例えば、下記の一般式（４）であらわされる化合物からなる。ただし、一般式（４）において、ＲはPh−(CH₂)_n−Ph,Ph― O ―Ph，Ph− O −(CH₂)_n− O −Ph，などベンゼンと直鎖アルキル，ヘテロ結合，アルキルとヘテロ結合からなる化合物である。

このとき、一般式（２）であらわされる化合物として好適な一般式（５）であらわされる化合物であるＰＭＤＡ（ピロメリット酸二無水物）とした場合、実施例１の上層配向膜ＵＲ１を形成する一般式（１）の（Ｍ１−Ｎ１）ｘは、下記の一般式（７）であらわされる化合物となる。同様にして、一般式（３）であらわされる化合物として好適な一般式（６）であらわされる化合物であるＣＢＤＡ（１、２、３、４−シクロブタンテトラカンルボン酸二無水物）とした場合、一般式（１）の（Ｍ２−Ｎ１）ｙは、下記の一般式（８）であらわされる化合物となる。したがって、実施例１の上層配向膜ＵＲＩは、一般式（７）と一般式（８）との共重合体の構造を有する下記の一般式（９）に示す化合物となる。ただし、一般式（２），（３）であらわされる化合物である酸無水物は、それぞれ一般式（５）であらわされるＰＭＤＡ，ＣＢＤＡに限定されることはない。後述する抵抗率及び透過率の条件を満たす他の化合物を用いる構成であってもよい。

一般式（９）に示す化合物の酸無水物としてＰＭＤＡ（一般式（５））とＣＢＤＡ（一般式（６））を用いた場合、図６に示す酸無水物量のＰＭＤＡの質量モル濃度（ｍｏｌ％）に対する４００ｎｍ〜５００ｎｍの光の薄膜の透過率（％）の計測値のグラフＧ１から明らかなように、ＰＭＤＡの質量モル濃度が大きくなるに従って、その透過率は減少することとなる。従って、一般式（９）に示す化合物で形成される実施例１の配向膜ＯＲＩ１を形成する上層配向膜ＵＲＩは、ＰＭＤＡの質量モル濃度が大きくなるに従って、その透過率Ｔ１は減少することとなり、実施例１の配向膜ＯＲＩ１の全体の効果率も減少することとなる。

一方、一般式（９）に示す化合物は、含有されるＰＭＤＡの質量モル濃度を大きくした場合、上層配向膜ＵＲＩの抵抗（抵抗率）も低くなる。従って、図７に示す単位長さ当たりの抵抗値（抵抗率）に対する４００ｎｍ〜５００ｎｍの光の薄膜の透過率（％）の計測値のグラフＧ２から明らかなように、配向膜に含有されるＰＭＤＡの質量モル濃度を大きくし、当該配向膜の抵抗（抵抗率）を低く形成した場合も、その透過率は減少することとなる。

従って、上層配向膜ＵＲＩを一般式（９）で示す化合物で形成する実施例１の配向膜ＯＲＩ１では、ＰＭＤＡの含有量すなわち質量モル濃度を大きく形成することにより、下層配向膜ＤＲＩの透過率Ｔ２よりも上層配向膜ＵＲＩの透過率Ｔ１が小さく、かつ、下層配向膜ＤＲＩの抵抗Ｒ３よりも上層配向膜ＵＲＩの抵抗Ｒ２が小さい配向膜を形成することが可能となる。特に、図６中に点線で示すＰＭＤＡの質量モル濃度が１４％以上の領域では、その透過率が９８．６％以下となると共に、その抵抗（抵抗率）が１０^１４（Ω・ｃｍ）以下に形成できるので、配向膜ＤＲＩとして好適である。

以上説明したように、実施例１の配向膜ＯＲＩ１では、画素電極ＰＸと直接接触することとなる下層配向膜ＤＲＩの透過率Ｔ２が、当該画素電極ＰＸから遠い側に形成される上層配向膜ＵＲＩの透過率Ｔ１よりも大きく形成されると共に、下層配向膜ＤＲＩの抵抗値Ｒ３も上層配向膜ＵＲＩの抵抗値Ｒ２よりも大きな抵抗値となるように形成されるので、画素電極ＰＸの近傍での電荷の発生を大幅に低減できると共に、液晶層ＬＣと直接接触することとなる上層配向膜ＵＲＩで発生した電荷（プラスの電荷Ｐ１とマイナスの電荷Ｅ１）が、下層配向膜ＤＲＩを介して当該下層配向膜ＤＲＩと接触もしくは近接して形成される画素電極に移動する（流れる）ことを大幅に抑制することができる。すなわち、バックライト光ＢＬが入射して上層配向膜ＵＲＩに電荷（プラスの電荷Ｐ１とマイナスの電荷Ｅ１）が生じた場合であっても、この電荷が下層配向膜ＤＲＩを介して画素電極ＰＸの側に移動し、画素電極ＰＸの電位を変動させてしまうことを防止できる。従って、同一の階調に対するプラス電圧印加時とマイナス電圧印加時とにおける画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの電位差に変動が生じてしまうことを防止できるので、フリッカの発生を防止でき、表示性能を向上させることができる。

ただし、前述する本実施例１の液晶表示装置では、配向膜ＯＲＩ１を形成する上層配向膜ＵＲＩのみを一般式（９）に示す化合物中で形成する場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、一般式（９）に示す化合物のみを用いることも可能である。すなわち、図６及び図７から明らかなように、例えば、一般式（９）に示す化合物中のＰＭＤＡの含有量すなわちＰＭＤＡの質量モル濃度が１４％以下の材料で下層配向膜ＤＲＩを形成すると共に、ＰＭＤＡの質量モル濃度が１４％以上の材料で上層配向膜ＵＲＩを形成する等が可能である。

この場合、一般式（９）に示す化合物は、ＰＭＤＡの質量モル濃度が１４％以下の領域では、その透過率が９８．６％以上で大きく、かつその抵抗（抵抗率）が１０^１４（Ω・ｃｍ）以上で大きく形成できる。一方、一般式（９）に示す化合物は、ＰＭＤＡの質量モル濃度が１４％以上の領域では、その透過率が９８．６％以下となり、かつその抵抗（抵抗率）が１０^１４（Ω・ｃｍ）以下で形成できるからである。さらには、一般式（９）に示す化合物は、図６に示すグラフＧ１から明らかなように、ＰＭＤＡの質量モル濃度が０％よりも大きく、かつ７０％以下の領域では、その透過率が９６．８％以上となる。従って、一般式（９）に示す化合物で上層配向膜ＵＲＩと下層配向膜ＤＲＩを形成する際のＰＭＤＡの質量モル濃度の選択範囲を広くできるという特徴を有し、種々の塗布方式に対応することもできるという特徴も有する。

この構成からなる配向膜ＯＲＩ１の形成では、下層配向膜ＤＲＩを形成した後に上層配向膜ＵＲＩを形成する際に、ＰＭＤＡの質量モル濃度のみが異なる一般式（９）に示す化合物で、順次、下層配向膜ＤＲＩと上層配向膜ＵＲＩを形成することとなる。従って、下層配向膜ＤＲＩと上層配向膜ＵＲＩとの２層の薄膜で配向膜ＯＲＩ１を形成する場合であっても、第１基板ＳＵＢ１の液晶側面上に塗布する一般式（９）に示す化合物のＰＭＤＡの質量モル濃度のみが異なり、他の条件はほぼ同じ条件とすることが可能となる。その結果、配向膜ＯＲＩ１を下層配向膜ＤＲＩと上層配向膜ＵＲＩとの２層の薄膜で形成することに伴う各製造工程における条件の切り替え等に要する時間等を短縮することができ、製造時間の増加を抑えることができるという格別の効果を得ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

ＳＵＢ１……第１基板、ＳＵＢ２……第２基板、ＳＬ……シール材、ＡＲ……表示領域
ＳＥＣ……半導体装置（チップ）、ＧＬ……ゲート信号線、ＤＬ……ドレイン信号線
ＣＬ……コモン信号線、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＰＸ……画素電極
ＣＴ……対向電極、ＧＩ……絶縁膜、ＰＡＳ……保護膜、ＰＡＳ１……無機絶縁膜
ＰＡＳ２……有機絶縁膜、ＩＮ……絶縁膜、ＯＲＩ１，ＯＲＩ２……配向膜
ＵＲＩ……上層配向膜、ＤＲＩ……下層配向膜、ＬＣ……液晶（液晶層）
ＥＦ……電気力線、ＢＬ……バックライト光

Claims (4)

1. 液晶を挟持して対向配置される第１基板と第２基板とを備え、
   前記第１基板の前記液晶側の面の画素領域に、第１電極と、この第１電極に絶縁膜を介して重ねられた複数の第２電極が形成され、
   前記第１電極および前記第２電極のうちの一方を画素電極とし他方を対向電極として構成し、
   前記第２電極をも被って前記第１基板の液晶側の面に形成される第１配向膜と、前記第１配向膜の前記液晶側の表面に形成される第２配向膜とからなる配向膜を有する液晶表示装置であって、
   前記第２配向膜の抵抗は、前記第１配向膜の抵抗よりも小さく、かつ、前記第２配向膜の透過率は、前記第１配向膜の透過率よりも小さく形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 少なくとも前記第２配向膜は、第１化合物となるＰＭＤＡ（pyromellitic acid dianhy dride：ピロメリット酸二無水物）及びジアミン化合物が材料として用いられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２配向膜に用いられる炭化水素系の有機材料は、下記の一般式（１０）で示す化合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
   

   

   ただし、ＲはPh−(CH₂)_n−Ph,Ph― O ―Ph，Ph− O −(CH₂)_n− O −Ph，などベンゼンと直鎖アルキル，ヘテロ結合，アルキルとヘテロ結合からなる化合物である。
4. 前記第２配向膜は、下記の一般式（１１），（１２）の共重合で示す化合物とからなる下記の一般式（１３）で示す構造を有する化合物であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
   

   

   

   

   ただし、一般式（１１）〜（１３）で示す化合物におけるＲはPh−(CH ₂ ) _n −Ph,Ph― O ―Ph，Ph− O −(CH ₂ ) _n − O −Ph，などベンゼンと直鎖アルキル，ヘテロ結合，アルキルとヘテロ結合からなる化合物である。

Images