JPH10319409A - Formation of oriented film for active matrix type liquid crystal display device - Google Patents

Formation of oriented film for active matrix type liquid crystal display device

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JPH10319409A
JPH10319409A JP13382097A JP13382097A JPH10319409A JP H10319409 A JPH10319409 A JP H10319409A JP 13382097 A JP13382097 A JP 13382097A JP 13382097 A JP13382097 A JP 13382097A JP H10319409 A JPH10319409 A JP H10319409A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
alignment film
alignment
display device
Prior art date
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Application number
JP13382097A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Oe
昌人 大江
Teruo Kitamura
輝夫 北村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an oriented film for an active matrix type liquid crystal display device having high quality by obtaining the compatibility of the display uniformity to make display abnormality obscure with a wide visual field angle. SOLUTION: At least the respective electrodes which constitute display pixels and are so constituted as to impress substantially parallel electric fields 9 on a liquid crystal layer in the plane direction of one substrate 7a and the other substrate 7b and polarization means 8a, 8b which are connected an outer control means arbitrarily controlling the electric fields 9 according to display patterns and change the optical characteristics of the light emitted from the other substrate 7b by the orientation state of the liquid crystal layer by the impressed electric fields 9 are provided in this device. Orientation controllability is imparted to at least one of the first oriented film and the second oriented film by printing the surface of the substrate with polyamic acid and baking the same to form a thin film of polyimide and irradiating the thin film with polarized light to bond the polyimide to each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、特に更なる広視野角と表示の不均
一性の改善を両立させたアクティブマトリクス型液晶表
示装置用配向膜形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device in which an electric field parallel to a substrate is applied to a liquid crystal layer to control the orientation of liquid crystal, and more particularly to a wider viewing angle and non-uniform display. The present invention relates to a method for forming an alignment film for an active matrix type liquid crystal display device, which has improved compatibility.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Liquid crystal displays are widely used as devices for displaying various images including still images and moving images.

【0003】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、上記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。
In a liquid crystal display device, a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, at least one of which is made of transparent glass or the like, and a voltage is selectively applied to various electrodes for pixel formation formed on the substrate. Is applied to turn on and off a predetermined pixel, and the above-mentioned various electrodes and an active element for pixel selection are formed, and the active element is selected to turn on and off a predetermined pixel. .

【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。
[0004] In particular, the latter type of liquid crystal display device is called an active matrix type, and has become the mainstream of the liquid crystal display device because of its contrast performance, high-speed display performance and the like.

【0005】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。
A conventional active matrix type liquid crystal display device employs a so-called vertical electric field method in which an electric field for changing the orientation of a liquid crystal layer is applied between an electrode formed on one substrate and an electrode formed on the other substrate. Was adopted.

【0006】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)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号明細書参照)。
However, in recent years, a so-called in-plane switching (IPS) liquid crystal display device has been realized in which the direction of the electric field applied to the liquid crystal layer is made substantially parallel to the substrate surface. As this in-plane switching type liquid crystal display device, a device in which a very wide viewing angle is obtained by using a comb electrode on one of two substrates is known (Japanese Patent Publication No. 63-21907, US Japanese Patent No. 4345249).

【0007】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(以下、単にポリイミドとも言
う)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。
On the other hand, as a typical example of a method for orienting liquid crystal molecules constituting a liquid crystal layer in a predetermined direction, a thin film of an organic polymer such as a polyimide (hereinafter simply referred to as polyimide) is formed on a substrate. An organic alignment film having an alignment control function by rubbing is used.

【0008】ラビング処理(以下、単にラビングとも言
う)は液晶層を構成する液晶分子を一様に配向させるた
めに基板上に成膜したポリイミド系高分子薄膜の表面を
ローラーに巻き付けた布で擦る作業である。
In the rubbing treatment (hereinafter simply referred to as rubbing), the surface of a polyimide-based polymer thin film formed on a substrate is rubbed with a cloth wound around a roller in order to uniformly align liquid crystal molecules constituting a liquid crystal layer. Work.

【0009】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(光配向法)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7−2
47319号公報参照)。
A method of irradiating light to an alignment film of an organic polymer thin film of a polyimide or the like formed on a substrate to have an alignment control function (photo alignment method) is also known (US Pat. No. 4,974,941). Specification, JP-A-5-34699
JP, JP-A-6-281937, JP-A-7-2
No. 47319).

【0010】しかしながら、これら従来の光配向技術は
前記した横電界方式に適用したものでなく、一方の基板
上にのみ画素形成用の各種電極を形成した前記縦電界方
式とは設計思想が異なる横電界方式の表示方式に光配向
技術を適用したことによる格別の効果については何ら考
慮されておらず、またポリイミドの光による結合に関す
る概念についても言及されていない。
However, these conventional photo-alignment techniques are not applied to the above-described horizontal electric field method, but have a different design concept from the vertical electric field method in which various electrodes for forming pixels are formed only on one substrate. No particular effect due to the application of the photo-alignment technology to the display method of the electric field method is taken into consideration at all, and the concept regarding the coupling of polyimide by light is not mentioned.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術による縦電
界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、ツイ
ステッドネマチック方式と呼ばれる液晶表示装置に比べ
て広い視野角を達成することはできるものの、大画面で
の表示の均一性や視野角拡大の制限、あるいは特定の方
向における黄色や青色の色付き等の問題があった。
The active matrix type liquid crystal display device of the vertical electric field type according to the prior art can achieve a wider viewing angle than the liquid crystal display device of the twisted nematic type, but has a large screen. There are problems such as display uniformity, limitation of viewing angle expansion, and coloring of yellow or blue in a specific direction.

【0012】また、所謂プレチルト角は配向膜として用
いられるポリイミド系高分子材料の種類によって異な
り、高プレチルト角では視野角特性が良好とならず、ラ
ビング条件に左右されてしまうという問題があった。
Further, the so-called pretilt angle differs depending on the kind of the polyimide-based polymer material used as the alignment film. At a high pretilt angle, the viewing angle characteristics are not good and there is a problem that the pretilt angle is affected by rubbing conditions.

【0013】また、液晶層を構成する液晶分子の配向方
向を上下の基板で同一方向とする横電界方式では、電圧
無印加時に黒表示を行い電圧印加時に白表示を行う、所
謂ノーマリーブラック方式を一般的に採用している。こ
の方式では、従来のツイステッドネマチック方式で採用
されている電圧無印加時に白表示を行う、所謂ノーマリ
ーホワイト方式に比べて表示不良に基づく表示異常が顕
著になるという欠点がある。
In a lateral electric field system in which the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer are oriented in the same direction on the upper and lower substrates, a so-called normally black system which performs black display when no voltage is applied and white display when voltage is applied. Is generally adopted. This method has a drawback that display abnormalities due to display defects become more remarkable as compared with the so-called normally white method in which white display is performed when no voltage is applied, which is adopted in the conventional twisted nematic method.

【0014】さらに、液晶分子のホモジニアス配向で
は、僅かな配向異常が表示の不具合を招くことが顕著で
ある。
Furthermore, in the homogeneous alignment of liquid crystal molecules, it is remarkable that a slight alignment abnormality causes display problems.

【0015】さらにまた、横電界方式では、駆動原理
上、液晶が電圧でなく電界に応答するものであるため、
僅かなセルギャップ(二枚の基板間の間隙=液晶層の厚
み)の変動が表示の不均一性として観察されるという欠
点もある。
Furthermore, in the lateral electric field method, the liquid crystal responds to an electric field instead of a voltage on the driving principle.
There is also a disadvantage that a slight change in the cell gap (gap between two substrates = thickness of the liquid crystal layer) is observed as non-uniformity of display.

【0016】一方、ラビング処理による配向制御能の形
成方法では、膜に静電気が発生したり、膜表面が汚染さ
れる傾向がある。ラビング処理で配向膜に発生した静電
気はアクティブ素子である薄膜トランジスタ(TFT)
の破壊を招いたり、そのスイッチング特性を変化させて
しまう場合がある。また、ラビング処理により配向膜が
汚染されると、画素の閾値電圧の周波数依存性に不均一
化が起こる。さらには、基板が大型化するにつれてラビ
ング時の荷重を基板全域でコトロールすることが困難と
なるため、大型基板ではラビングによるキズやムラが発
生してしまうことがある。
On the other hand, in the method of forming the orientation control ability by the rubbing treatment, static electricity is generated in the film, and the film surface tends to be contaminated. The static electricity generated in the alignment film by the rubbing process is the active element thin film transistor (TFT)
In some cases, or its switching characteristics may be changed. Further, when the alignment film is contaminated by the rubbing process, the frequency dependence of the threshold voltage of the pixel becomes non-uniform. Furthermore, as the size of the substrate increases, it becomes difficult to control the load during rubbing over the entire area of the substrate, so that the rubbing may cause scratches and unevenness on a large substrate.

【0017】また、ラビング処理工程で使用された布で
擦られた配向膜からは微小な削り屑が発生し、これが液
晶表示装置を製造するクリーンルーム内での大きな発塵
源となり、関連する他の製造工程の歩留りを低下させる
大きな要因になると言う重大な問題を有している。
Further, fine shavings are generated from the alignment film rubbed with the cloth used in the rubbing process, and these fine shavings become a large source of dust in a clean room for manufacturing a liquid crystal display device. It has a serious problem that it is a major factor that lowers the yield of the manufacturing process.

【0018】さらに、基板の表面形成された画素形成用
の各種電極やTFT等のアクティブ素子の構成上の凹凸
の段差が存在し、ラビング処理時に、この段差のために
ラビングされない部分が生じる。このことは、黒表示に
おける光抜けの原因となり、コントラスト低下をもたら
す。
Further, there are uneven steps in the configuration of active elements such as various electrodes for forming pixels and TFTs formed on the surface of the substrate, and a portion which is not rubbed due to the steps occurs during the rubbing process. This causes light leakage in black display, resulting in a decrease in contrast.

【0019】液晶をラビングで配向制御能を付与した配
向膜を用いて配向させる方法、所謂光配向法を、その作
用から判断すると、光異性化、光二量化、光分解の三つ
に分類できる。
The method of aligning a liquid crystal using an alignment film provided with an alignment control function by rubbing, a so-called photo-alignment method, can be classified into three, photo-isomerization, photo-dimerization, and photo-decomposition, based on its action.

【0020】これらの方法の中で、光二量化を利用する
光配向法として、ポリビニルシンナメートを用いた方法
のみ知られている。しかし、この方法は耐熱性に問題が
あり、実用化されていない。
Among these methods, only a method using polyvinyl cinnamate is known as a photo-alignment method utilizing photodimerization. However, this method has a problem in heat resistance and has not been put to practical use.

【0021】また、光分解法を用いた光配向では、ラジ
カル発生による残像特性が劣化するという欠点がある。
In addition, the photo-alignment using the photo-decomposition method has a disadvantage that the afterimage characteristics are deteriorated due to radical generation.

【0022】そして、光二量化法を用いた光配向では、
耐熱性と耐光性に問題があり、耐熱性と残像特性とを両
立させることが困難である。
In the photo-alignment using the photo-dimerization method,
There is a problem in heat resistance and light resistance, and it is difficult to achieve both heat resistance and afterimage characteristics.

【0023】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、広視野角と表示異常が目立たない表示均一性と
を両立させて高品質の画像表示を得ることができる横電
界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置用配向膜
形成方法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to obtain a high-quality image display by achieving a wide viewing angle and display uniformity in which display abnormalities are not noticeable. An object of the present invention is to provide a method for forming an alignment film for an active matrix type liquid crystal display device.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では以下(1)(2)に記載した手段を用い
る。すなわち、 (1)表示画素を構成する走査信号電極と映像信号電極
と画素電極およびアクティブ素子を少なくとも備えた一
方の基板と、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形成
された第一の配向膜と、前記第一の配向膜に対向する如
く形成された第二の配向膜を備えて前記一方の基板と微
小間隙をもって貼り合わせた他方の基板と、前記第一の
配向膜と前記第二の配向膜の対向間隙に挟持された液晶
層とを有し、前記表示画素を構成する各電極が前記液晶
層に対して前記一方の基板と他方の基板の面方向に実質
的に平行な電界を印加する如く構成されると共に、表示
パターンに応じて前記電界を任意に制御する外部制御手
段に接続されてなり、前記印加される電界による前記液
晶層の配向状態によって前記一方の基板から出射する光
の光学特性を変化させる偏光手段とを少なくとも具備し
たアクティブマトリクス型液晶表示装置用の配向膜形成
方法であって、前記第一の配向膜と前記第二の配向膜の
少なくとも一方を、当該基板上にポリアミック酸を印刷
し、これを焼成してポリイミドの薄膜を成膜し、この薄
膜に偏光を照射してポリイミド間を結合させることで配
向制御能を付与する。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present invention uses the following means (1) and (2). That is, (1) one substrate provided with at least a scanning signal electrode, a video signal electrode, a pixel electrode, and an active element constituting a display pixel; and a substrate directly or insulated on each electrode constituting the display pixel and the active element. A first alignment film formed with a layer interposed therebetween, a second alignment film having a second alignment film formed so as to face the first alignment film, and the other substrate bonded to the one substrate with a small gap; Having a liquid crystal layer sandwiched between opposing gaps between the first alignment film and the second alignment film, wherein each of the electrodes constituting the display pixel is configured such that the one substrate and the other electrode are arranged with respect to the liquid crystal layer. The liquid crystal layer is configured to apply an electric field substantially parallel to the plane direction of the substrate, and is connected to external control means for arbitrarily controlling the electric field in accordance with a display pattern. of A polarizing means for changing an optical characteristic of light emitted from the one substrate according to an alignment state, the method comprising forming an alignment film for an active matrix liquid crystal display device, wherein the first alignment film and the second alignment film At least one of the alignment films is printed with a polyamic acid on the substrate, baked to form a polyimide thin film, and the thin film is irradiated with polarized light to bond between the polyimides, thereby providing alignment control ability. Give.

【0025】(2)上記(1)におけるポリイミドの薄
膜をジアミン成分を持つ有機化合物にシンナモイルを反
応させて生成する。
(2) The polyimide thin film of (1) is formed by reacting cinnamoyl with an organic compound having a diamine component.

【0026】次に、上記の手段の構成による作用につい
て説明する。
Next, the operation of the above means will be described.

【0027】配向膜に光を用いて液晶の配向制御能を付
与することにより、視野角の広角化、表示の均一性、ラ
ビングにより生じる前記した問題は解決できる。
The above-mentioned problems caused by widening of the viewing angle, uniformity of display, and rubbing can be solved by providing the alignment film with the ability to control the alignment of liquid crystal using light.

【0028】光配向法では、液晶の配向を束縛するアン
カリング強度はラビングより弱いことと、プレチルト角
が小さいことを確認しており、横電界方式にポリイミド
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
手段を組み合わせることで視野角特性と表示均一性が格
段に改善されるのはこのためである。
In the photo-alignment method, it has been confirmed that the anchoring strength for restricting the alignment of the liquid crystal is lower than that of rubbing, and that the pretilt angle is small. This is why the viewing angle characteristics and the display uniformity are remarkably improved by combining the means for orienting.

【0029】しかしながら、上記したように、光配向法
の中でも光異性化を利用する場合には耐熱性と耐光性に
問題があり、光分解を利用する場合にはラジカル発生な
どによる残像の問題がある。光二量化を利用する方法で
はポリビニルシンナメートが知られており、基本的には
光分解のような残像の問題はないものの、耐熱性に問題
がある。
However, as described above, when photoisomerization is used among the photoalignment methods, there are problems with heat resistance and light resistance, and when photodecomposition is used, there is a problem of afterimage due to radical generation or the like. is there. Polyvinyl cinnamate is known as a method utilizing photodimerization, and although there is basically no problem of an afterimage such as photolysis, there is a problem in heat resistance.

【0030】そこで、耐熱性に優れているポリイミドに
光二量化するフォトクロミックな部分を導入することに
より、耐熱性に優れ、残像特性も優れた光配向膜を得る
ことはできる。
Therefore, by introducing a photochromic portion capable of photodimerization into polyimide having excellent heat resistance, a photo-alignment film having excellent heat resistance and excellent afterimage characteristics can be obtained.

【0031】ポリイミド系高分子薄膜を用いて偏光によ
る配向制御能を付与した配向膜では、所謂プレチルト角
は小さく殆ど零であり、液晶の配向を束縛するアンカリ
ング強度はラビングによるものよりも弱いことを確認し
ている。
In an alignment film provided with an alignment control function by polarized light using a polyimide-based polymer thin film, the so-called pretilt angle is small and almost zero, and the anchoring strength for restricting the liquid crystal alignment is lower than that by rubbing. Have confirmed.

【0032】ポリイミドの薄膜を成膜した一対の基板の
うちの一方にのみ光照射による配向制御能の付与を行
い、他方には通常のラビングを施すことで、上下基板で
プレチルト角を容易に非対称とすることができる。この
ようなプレチルト角の非対称性は液晶の高速応答化に効
果がある。
The alignment control ability by light irradiation is given to only one of the pair of substrates on which the polyimide thin film is formed, and the other is subjected to ordinary rubbing, so that the pretilt angle can be easily asymmetrical between the upper and lower substrates. It can be. Such asymmetry of the pretilt angle is effective in increasing the response speed of the liquid crystal.

【0033】さらに、この光を用いた手法(光配向法)
で電圧無印時の液晶の配向方向を二つ以上にすることに
より視野角特性はまた更に向上する。一方向のホモジニ
アス配向では電圧無印加時の液晶分子は同一方向を向く
ようになり、ダイレクタの長軸、短軸方向から見た斜め
方向では、その複屈折の違いから色付きが生じてしま
う。
Further, a technique using this light (photo-alignment method)
The viewing angle characteristic is further improved by setting the orientation directions of the liquid crystal when no voltage is applied to two or more. In the homogeneous orientation in one direction, the liquid crystal molecules are oriented in the same direction when no voltage is applied, and coloring occurs in the oblique direction viewed from the long axis and short axis of the director due to the difference in birefringence.

【0034】しかしながら、初期配向方向を二つ以上と
した場合、電圧印加時に液晶分子の向く方向は二方向に
分かれ、その結果、光学補償がなされて色付きの問題は
解消する。これが、所謂マルチドメイン法である。
However, when two or more initial alignment directions are used, the direction in which the liquid crystal molecules face when a voltage is applied is divided into two directions. As a result, optical compensation is performed and the problem of coloring is eliminated. This is the so-called multi-domain method.

【0035】これまでは、横電界方式では電極配線構造
を変えることでマルチドメイン法が可能であったが、開
口率が低下するという欠点があった。ポリイミド配向膜
に偏光を二方向適当に選択して照射することによって液
晶を配向させれば、電極構造を変えることなくマルチド
メイン法を実現できる。しかも。前述したようにプレチ
ルト角が小さく、視野角は広く、アンカリング強度が弱
いため、表示の均一性にも優れたものとなる。
Until now, in the horizontal electric field method, a multi-domain method was possible by changing the electrode wiring structure, but there was a drawback that the aperture ratio was reduced. If the liquid crystal is aligned by appropriately irradiating polarized light to the polyimide alignment film in two directions, a multi-domain method can be realized without changing the electrode structure. Moreover. As described above, since the pretilt angle is small, the viewing angle is wide, and the anchoring strength is weak, the display uniformity is also excellent.

【0036】図8はポリイミド系高分子薄膜に偏光を照
射して偏光制御能を付与するための偏光照射方法の一例
を説明する模式図であって、7は基板、30は光源であ
るエキシマレーザ(波長353nm)、31はアッテネ
ータ、32,34はリレー光学系、33はホモジナイザ
ー、35はマスク、36はプロジェクションレンズ、3
7はポーラライザー(偏光器)、38はサンプリングス
テージである。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an example of a polarized light irradiation method for imparting a polarization control function by irradiating polarized light to a polyimide-based polymer thin film, wherein 7 is a substrate, and 30 is an excimer laser as a light source. (Wavelength 353 nm), 31 is an attenuator, 32 and 34 are relay optical systems, 33 is a homogenizer, 35 is a mask, 36 is a projection lens,
7, a polarizer (polarizer); and 38, a sampling stage.

【0037】同図において、送り可能なサンプリングス
テージ38上にポリイミド系高分子薄膜を成膜した基板
7を載置し、エキシマレーザー30から出射したレーザ
ー光をアッテネータ31、リレー光学系32を通してホ
モジナイザー33で均一化した後、リレー光学系34、
マスク35、プロジェクションレンズ36を介してポー
ラライザー37に入射させる。ポーラライザー37によ
って所定の偏光とされたレーザー光を一定の方向に一定
の速度で送られるサンプリングステージ38に載置した
基板7のポリイミド系高分子薄膜に照射する。これによ
って、ポリイミド系高分子薄膜に所定の配向制御能が付
与される。
In FIG. 3, a substrate 7 on which a polyimide polymer thin film is formed is placed on a sendable sampling stage 38, and a laser beam emitted from an excimer laser 30 is passed through an attenuator 31 and a relay optical system 32 to a homogenizer 33. After the homogenization, the relay optical system 34,
The light is incident on the polarizer 37 via the mask 35 and the projection lens 36. The laser light polarized in a predetermined direction by the polarizer 37 is irradiated on the polyimide polymer thin film of the substrate 7 mounted on the sampling stage 38 which is sent at a constant speed in a constant direction. As a result, a predetermined orientation control ability is imparted to the polyimide-based polymer thin film.

【0038】ポリイミド系高分子薄膜に偏光を照射した
場合、電荷が照射表面に蓄積し易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易
くなり、残像の原因となる。そこで、液晶の比抵抗は1
13Ω・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ができる。
It is known that, when a polyimide-based polymer thin film is irradiated with polarized light, charges easily accumulate on the irradiated surface. Therefore, the DC component easily accumulates in the liquid crystal panel, which causes an afterimage. Therefore, the specific resistance of the liquid crystal is 1
When the value is smaller than 0 13 Ω · cm, the afterimage can be improved by compensating the charges in the liquid crystal.

【0039】さらに、ラビングでは基板表面の段差によ
ってラビングされない領域ができ、コントラスト低下の
原因となったが、液晶配向に光を利用する場合はそのよ
うなことがなく、段差は0.3μm以上あっても問題は
ない。
Further, in the rubbing, a non-rubbed region is formed due to a step on the substrate surface, which causes a decrease in contrast. However, when light is used for liquid crystal alignment, such a phenomenon does not occur, and the step is 0.3 μm or more. There is no problem.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例により詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0041】〔実施例1〕図1は本発明を適用するアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を説明する
概念図であって、8aは下偏光板、8bは上偏光板、1
4はアクティブ素子としての薄膜トランジスタ(TF
T)、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。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the entire structure of an active matrix type liquid crystal display device to which the present invention is applied. 8a is a lower polarizing plate, 8b is an upper polarizing plate,
4 is a thin film transistor (TF) as an active element
T), 18 denotes a scanning electrode driving circuit, 19 denotes a signal electrode driving circuit, 20 denotes a common electrode driving circuit, 22a and 22b denote black matrices, and 23 denotes a color filter.

【0042】この液晶表示装置は所謂横電界型(IP
S)であり、一方の基板(一般には下基板)上に画素選
択用の各種電極とスイッチング素子が形成され、他方の
基板(上基板)にはカラーフィルタのみが形成され、両
基板に挟持された液晶層に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。
This liquid crystal display device is a so-called lateral electric field type (IP).
S), in which various electrodes and switching elements for pixel selection are formed on one substrate (generally, a lower substrate), and only a color filter is formed on the other substrate (upper substrate) and sandwiched between both substrates. A lighting / non-lighting is controlled by forming an electric field in a direction substantially parallel to the substrate plane in the liquid crystal layer and changing the orientation direction of liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer in the substrate plane.

【0043】図2はこの種の液晶表示装置の一画素の断
面図であって、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は液晶分子、7aは下基板、7bは上基
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。
FIG. 2 is a cross-sectional view of one pixel of this type of liquid crystal display device, wherein 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, 7a is a lower substrate, 7b is an upper 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, and 26 is an insulating film (PSV).

【0044】同図において、下基板7aには薄膜トラン
ジスタ14(図1参照)、液晶を駆動するための電極で
ある映像信号電極(画素電極)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、上基板7bにはブラックマトリクス22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。なお、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。
In FIG. 1, a lower substrate 7a has a thin film transistor 14 (see FIG. 1), a video signal electrode (pixel electrode) 3 as an electrode for driving liquid crystal, and a common electrode 1 formed of a silicon nitride film (insulating film). An insulating film 26 is formed on (SiN) 2 and covers these electrodes. A color filter 23 partitioned by a black matrix 22 is formed on the upper substrate 7b. The liquid crystal molecules 6 are disposed between the lower alignment film 5a and the upper alignment film 5b formed on the opposing surfaces of the substrates 7a and 7b. Liquid crystal layer is sandwiched. In addition,
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 which are in direct contact with the alignment film and the liquid crystal layer are formed of ITO (Indium Tin) in consideration of metal corrosion.
Oxide).

【0045】図3はアクティブマトリクス型液晶表示装
置の駆動回路の概念図であって、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はアクティブマトリ
クス型液晶表示装置である。なお、CLCは液晶の容量成
分、CS は保持容量を示す。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a drive circuit of an active matrix type liquid crystal display device, wherein 17 is a control circuit, 18 is a scan electrode drive circuit, 19 is a signal electrode drive circuit, 20 is a common electrode drive circuit, and 21 is It is an active matrix type liquid crystal display device. Incidentally, C LC is the capacitance component of the liquid crystal, the C S indicates a holding capacitance.

【0046】アクティブマトリクス型液晶表示装置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2
0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。
Active matrix type liquid crystal display device 21
The TFTs for switching the respective pixels include a scan electrode drive circuit 18, a signal electrode drive circuit 19, and a common electrode drive circuit 2.
0 selectively turns on / off. This on / off is controlled by the control circuit 17.

【0047】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(配向制御能)で
初期の配向方向が設定される。
The liquid crystal layer in which the alignment direction of the molecules changes when the TFT is turned on / off has an initial state in the alignment state (alignment control ability) of the lower and upper alignment films 5a and 5b on which the substrates 7a and 7b are formed. The orientation direction is set.

【0048】本実施例では、シンナメート(ケイ皮酸エ
ステル)を化学的に修飾したポリイミドを配向膜として
用いた。すなわち、2,4−ジニトロフェノールに塩化
シンナモイルを反応させ、2,4−ジニトロフェノール
シンナメートを得た。そして、NaBH4 /SnCl2
を用いてニトロ基のみ還元し、2,4−ジアミノフェノ
ールシンナメートを得た。
In this embodiment, a polyimide obtained by chemically modifying cinnamate (cinnamate) was used as the alignment film. That is, cinnamoyl chloride was reacted with 2,4-dinitrophenol to obtain 2,4-dinitrophenol cinnamate. And NaBH 4 / SnCl 2
Was used to reduce only the nitro group to obtain 2,4-diaminophenol cinnamate.

【0049】この2,4−ジアミノフェノールシンナメ
ートと3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸2無水物を混ぜることにより、これらのポリアミ
ック酸を得た。
The polyamic acid was obtained by mixing the 2,4-diaminophenol cinnamate with 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride.

【0050】その後、アクティブ素子基板(TFT基
板)上に通常の印刷および焼成により配向膜のポリイミ
ド膜を形成した。次に、その表面に液晶を配向させるた
め、前記図8に示した構成で偏光UVをポリイミド配向
膜の表面に照射した。光源にはXeFエキシマレーザー
(波長353nm)を用いた。
Thereafter, a polyimide film as an alignment film was formed on the active element substrate (TFT substrate) by ordinary printing and baking. Next, in order to align the liquid crystal on the surface, polarized UV was applied to the surface of the polyimide alignment film in the configuration shown in FIG. A XeF excimer laser (wavelength: 353 nm) was used as a light source.

【0051】このとき、照射エネルギーは10mJ/c
2 で76ショット照射した。基板は一定の速度で走査
できるようになっており、照射面が偏光UVで均一に7
6ショット照射されるように基板の送り速度を設定し
た。
At this time, the irradiation energy is 10 mJ / c
Irradiation was performed for 76 shots at m 2 . The substrate can be scanned at a constant speed, and the irradiation surface is uniformly polarized with UV.
The feed speed of the substrate was set so that six shots were irradiated.

【0052】また、もう一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前記したポリ
イミドを塗布し、上記と同様に偏光UVを照射した。な
お、液晶分子は偏光に対して垂直な方向に配向する。
Further, the above-mentioned polyimide was applied to the outermost surface of a color filter substrate with a black matrix, which is another substrate, and irradiated with polarized UV as described above. Note that the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to polarized light.

【0053】図4は配向膜の配向制御方向と偏光板透過
軸方向の定義の説明図であって、9は電界方向、10は
配向膜の配向制御方向、11は偏光板透過軸方向であ
る。
FIG. 4 is an explanatory view of the definition of the alignment control direction of the alignment film and the direction of the transmission axis of the polarizing plate, where 9 is the electric field direction, 10 is the alignment control direction of the alignment film, and 11 is the transmission axis direction of the polarizing plate. .

【0054】本実施例では、同図に示したように、上下
の配向膜との界面上での液晶の配向分子容易軸は互いに
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°)となるよう
にした。
In the present embodiment, as shown in the figure, the easy axes of the alignment molecules of the liquid crystal on the interface with the upper and lower alignment films are substantially parallel to each other, and formed with the direction of the applied electric field. The angle was set to 75 degrees (φ LC1 = φ LC2 = 75 °).

【0055】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0.07
4(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。
The dielectric anisotropy Δε is positive between the two substrates, the value is 7.3, and the refractive index anisotropy Δn is 0.07.
4 (wavelength 589 nm, 20 ° C.) to form a liquid crystal layer with a nematic liquid crystal composition interposed therebetween.

【0056】2枚の基板の間隙、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。
The gap between the two substrates, that is, the cell gap d, was set by dispersing spherical polymer beads between the substrates, and was set to 4.0 μm when the liquid crystal was sealed. Therefore,
Δn · d is 0.296 μm.

【0057】2枚の偏光板(例えば、日東電工社製のG
1220DU)で液晶パネルを挟み、一方の偏光板の偏
光透過軸をφp1=75°に設定し、他方をこれに直交、
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。
[0057] Two polarizing plates (for example, G manufactured by Nitto Denko Corporation)
1220 DU) sandwiching the liquid crystal panel, the polarization transmission axis of one polarizing plate is set to φ p1 = 75 °, and the other is orthogonal to this.
That is, φ p2 = −15 °. In this embodiment, a normally-closed characteristic is employed in which a dark state occurs at a low voltage (V OFF ) and a bright state occurs at a high voltage (V ON ).

【0058】図5は横電界方式の液晶表示装置における
明状態と暗状態の液晶分子の動作を説明する模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of liquid crystal molecules in a bright state and a dark state in a liquid crystal display device of a horizontal electric field type.

【0059】同図(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。
FIG. 7A is a sectional view of a dark state at an applied voltage (V OFF ), FIG. 7B is a sectional view of a dark state at a bright state at an applied voltage (V ON ), and FIG. (V OFF ) is a sectional view of a dark state in a dark state, and (d) is a plan view of an applied voltage (V ON ) in a bright state.

【0060】(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7
b側に達しない。
In the dark state shown in (a) and (c), since no electric field exists between the common electrode 1 and the pixel electrode 4, the liquid crystal molecules 6 are in the initial alignment state and are set on the lower surface of the lower substrate 7a. The illumination light from the backlight (not shown) is
It does not reach b side.

【0061】一方、(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。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。
On the other hand, in the bright state shown in (b) and (d), an electric field 9 exists between the common electrode 1 and the pixel electrode 4, and the orientation direction of the liquid crystal molecules 6 is rotated by the electric field 9, so that the lower substrate is rotated. 7a
Illumination light from a backlight (not shown) installed on the lower surface of the device reaches the upper substrate 7b side. As described above, in the liquid crystal display device of the in-plane switching mode, the liquid crystal molecules 6 rotate in a plane parallel to the plane of the substrate, that is, in the horizontal direction, and form an image by switching between a bright state and a dark state.

【0062】図6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。
FIGS. 6A and 6B are explanatory views of an electrode structure in a first embodiment of the active matrix type liquid crystal display device according to the present invention, wherein FIG. 6A is a plan view seen from a direction perpendicular to the substrate, and FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.

【0063】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1
2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。
The thin film transistor (TFT) 14 is a pixel electrode (source electrode) 4 and a video signal electrode (drain electrode).
3, a scanning electrode (gate electrode) 12 and amorphous silicon (a-Si) 13. Scan electrode 1
2 and a part 1a of the common electrode, and a video signal electrode 3 and a part 4a of the pixel electrode were formed 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 by a through hole, and the pixel electrode is also contacted by a through hole in the transistor part. Thus, a part 4b of the pixel electrode was formed. A part 1b of the common electrode and a part 4b of the pixel electrode were formed using ITO.

【0064】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100μ
m、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7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10μ
m、8μm、8μmである。
The capacitive element 16 forming the storage capacitor was formed to have a structure in which an insulating protective film (gate insulating film) 2 was sandwiched between the pixel electrode 4 and the common electrode 1 in a region connecting between the two common electrodes 1. The pixel electrodes are arranged 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).
m, 300 μm in the vertical direction (that is, between the scanning wiring electrodes)
It is. The electrode width is set such that the scanning electrode, the signal electrode, and the common electrode wiring portion (a portion extending in parallel (horizontal direction in FIG. 7 to be described later) with the scanning wiring electrode), which are wiring electrodes extending over a plurality of pixels, are widened. Avoid flaws. Its width is 10μ each
m, 8 μm and 8 μm.

【0065】一方、一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。
On the other hand, the width of the pixel electrode and the common electrode extending in the longitudinal direction of the pixel electrode and the common electrode signal wiring electrode were slightly reduced to 5 μm and 6 μm, respectively.
By reducing the width of these electrodes, the possibility of disconnection due to the incorporation of foreign matter or the like increases, but in this case, a partial defect of one pixel is sufficient, and no line defect occurs. Signal electrode 3 and common electrode 1
Are provided at an interval of 2 μm via the insulating film 25. The number of pixels was 640 × 3 × 480 with 640 × 3 (R, G, B) signal wiring electrodes and 480 wiring electrodes.

【0066】図7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。
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams of the structure of a color filter substrate with a black matrix (BM), wherein FIG. 7A is a plan view as viewed from a direction perpendicular to the substrate surface, and FIG.
FIG. 3C is a cross-sectional view along the line A ′, and FIG. 3C is a cross-sectional view along the line BB ′ in FIG.

【0067】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6中に破線で示し
てある。
As the black matrix 22, a material obtained by mixing carbon and an organic pigment was used. The arrangement of the black matrix 22 with respect to the electrode substrate is shown by a broken line in FIG.

【0068】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。
After the formation of the black matrix 22, R, G, and B pigments were dispersed in a photosensitive resin, and each color filter 23 was formed by coating, patterning exposure, and development. Then, an epoxy-based polymer thin film was applied and formed as an overcoat film 24 on the color filter 23.

【0069】このようにして得られた実施例1のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置は、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、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。
The active matrix type liquid crystal display device of Example 1 obtained in this manner has a wide viewing angle in which gradation inversion does not occur while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees, up, down, left and right, and uniform display. A good image display can be obtained.

【0070】〔実施例2〕本発明の第2実施例は、以下
の点を除いて前記第1実施例と同様である。
[Embodiment 2] The second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except for the following points.

【0071】すなわち、本実施例では、アクティブ素子
基板の配向膜としてポリイミドを採用し、その表面に偏
光UVを照射して液晶配向能を付与した。偏光光源には
KrFエキシマレーザー(波長353nm)を用い、そ
の照射エネルギーは10mJ/cm2 で、51ショット
照射した。基板は一定の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51ショット照射され
るように基板の送り速度を設定した。
That is, in this example, polyimide was employed as the alignment film of the active element substrate, and its surface was irradiated with polarized UV to impart liquid crystal alignment capability. A KrF excimer laser (wavelength: 353 nm) was used as a polarized light source, and the irradiation energy was 10 mJ / cm 2 and 51 shots were irradiated. The substrate can be scanned at a constant speed, and the feed speed of the substrate was set so that the irradiation surface was uniformly irradiated with 51 shots of polarized UV.

【0072】また、もう一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、これをラビング処理した。なお、液晶分子は偏
光に対して垂直な方向に配向する。本実施例では上下の
界面上の配向分子容易軸方向は互いにほぼ平行になるよ
うに、かつ画素内に印加電圧とのなす角度を75度(φ
LC1 =φLC2 =75°)になるようにした。
A polyimide was applied to the outermost surface of the other substrate, a color filter substrate with a black matrix, and rubbed. Note that the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to polarized light. In this embodiment, the directions of the easy axes of the alignment molecules on the upper and lower interfaces are substantially parallel to each other, and the angle formed with the applied voltage in the pixel is 75 degrees (φ
LC1 = φLC2 = 75 °).

【0073】このようにして得られた本実施例のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置は、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、応答時間(電圧オン、オフ時の輝度変化0
%から90%および100%から10%の和)が48m
sであった。
The active matrix type liquid crystal display device of the present embodiment obtained in this manner has a wide viewing angle in which no grayscale inversion occurs while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees, up, down, left and right, and display. The uniformity was also good. In addition, the response time (the luminance change at the time of voltage on / off, 0
% To 90% and 100% to 10%) is 48m
s.

【0074】〔実施例3〕本発明の第3実施例は、以下
の点を除いて前記第1実施例と同様である。
[Embodiment 3] A third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except for the following points.

【0075】すなわち、本実施例では、アクティブ素子
基板の配向膜としてポリイミドを採用し、その表面に偏
光UVを照射して液晶配向能を付与した。偏光光源には
KrFエキシマレーザー(波長353nm)を用い、そ
の照射エネルギーは5mJ/cm2 で、51ショット照
射した。基板は一定の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51ショット照射される
ように基板の送り速度を設定した。
That is, in this example, polyimide was employed as the alignment film of the active element substrate, and its surface was irradiated with polarized UV to impart liquid crystal alignment capability. A KrF excimer laser (wavelength: 353 nm) was used as a polarized light source, and the irradiation energy was 5 mJ / cm 2 and 51 shots were irradiated. The substrate can be scanned at a constant speed, and the feed speed of the substrate was set so that the irradiation surface was uniformly irradiated with 51 shots of polarized UV.

【0076】また、もう一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、上記と同様に偏光UVを照射した。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
は上下基板の界面上の配向分子容易軸方向は互いにほぼ
平行になるように、かつ画素内に印加電圧とのなす角度
を図4に示したように89度(φLC1 =φLC2 =89
°)および91度(φLC1 =φLC2 =91°)の2方向
となるように、偏光UVは適当なマスクを利用しながら
上下基板共2回ずつ照射した。
A polyimide was applied to the outermost surface of the other substrate, a color filter substrate with a black matrix, and irradiated with polarized UV light in the same manner as described above. Note that the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to polarized light. In the present embodiment, the directions of the easy axes of the alignment molecules on the interface between the upper and lower substrates are substantially parallel to each other, and the angle between the pixel and the applied voltage is 89 degrees (φ LC1 = φ LC2 ) as shown in FIG. = 89
°) and 91 degrees (φ LC1 = φ LC2 = 91 °), and the upper and lower substrates were irradiated with polarized UV twice using a suitable mask.

【0077】このようにして得られた本実施例のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置は、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、カラーシフトの極めて少ない
均一な表示性を有するものとなった。
The thus-obtained active matrix type liquid crystal display device of the present embodiment has a wide viewing angle in which no grayscale inversion occurs while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees, up, down, left and right, and color shift. Very little uniform display properties were obtained.

【0078】〔実施例4〕本発明の第4実施例は、以下
の点を除いて前記第1実施例と同様である。
[Embodiment 4] A fourth embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except for the following points.

【0079】すなわち、本実施例では、液晶として封入
前の比抵抗が4×1012Ω・cmのシアノ系化合物が混
在しているものを用いた。封入後に液晶皿に残った液晶
の比抵抗は2×1011Ω・cmであった。
That is, in the present embodiment, a liquid crystal in which a cyano compound having a specific resistance of 4 × 10 12 Ω · cm before encapsulation was mixed as the liquid crystal was used. The specific resistance of the liquid crystal remaining in the liquid crystal dish after sealing was 2 × 10 11 Ω · cm.

【0080】このようにして得られたアクティブマトリ
クス型液晶比装置は、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。
The active matrix type liquid crystal ratio device obtained in this manner has a wide viewing angle at which gradation inversion does not occur while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees, up, down, left and right, and uniformity of display. Was also good. In addition, no afterimage was observed.

【0081】図9は本発明による配向膜を用いたアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を説明する展
開斜視図である。
FIG. 9 is an exploded perspective view for explaining the whole structure of an active matrix type liquid crystal display device using an alignment film according to the present invention.

【0082】同図は本発明による液晶表示装置(以下、
液晶表示パネル,回路基板,バックライト、その他の構
成部材を一体化したモジュール:MDLと称する)の具
体的構造を説明するものである。
FIG. 13 shows a liquid crystal display device (hereinafter, referred to as a liquid crystal display device) according to the present invention.
The liquid crystal display panel, the circuit board, the backlight, and a module in which other components are integrated: this is referred to as MDL).

【0083】SHDは金属板からなるシールドケース
(メタルフレームとも言う)、WDは表示窓、INS1
〜3は絶縁シート、PCB1〜3は回路基板(PCB1
はドレイン側回路基板:映像信号線駆動用回路基板、P
CB2はゲート側回路基板、PCB3はインターフェー
ス回路基板)、JN1〜3は回路基板PCB1〜3同士
を電気的に接続するジョイナ、TCP1,TCP2はテ
ープキャリアパッケージ、PNLは液晶表示パネル、G
Cはゴムクッション、ILSは遮光スペーサ、PRSは
プリズムシート、SPSは拡散シート、GLBは導光
板、RFSは反射シート、MCAは一体化成形により形
成された下側ケース(モールドフレーム)、MOはMC
Aの開口、LPは蛍光管、LPCはランプケーブル、G
Bは蛍光管LPを支持するゴムブッシュ、BATは両面
粘着テープ、BLは蛍光管や導光板等からなるバックラ
イトを示し、図示の配置関係で拡散板部材を積み重ねて
液晶表示モジュールMDLが組立てられる。
SHD is a shield case (also called a metal frame) made of a metal plate, WD is a display window, INS1
To 3 are insulating sheets, PCB1 to 3 are circuit boards (PCB1
Is a drain side circuit board: a video signal line driving circuit board, P
CB2 is a gate side circuit board, PCB3 is an interface circuit board), JN1 to 3 are joiners for electrically connecting the circuit boards PCB1 to 3, TCP1 and TCP2 are tape carrier packages, PNL is a liquid crystal display panel, G
C is a rubber cushion, ILS is a light shielding spacer, PRS is a prism sheet, SPS is a diffusion sheet, GLB is a light guide plate, RFS is a reflection sheet, MCA is a lower case (mold frame) formed by integral molding, MO is MC
A opening, LP is fluorescent tube, LPC is lamp cable, G
B is a rubber bush supporting the fluorescent tube LP, BAT is a double-sided adhesive tape, BL is a backlight made of a fluorescent tube, a light guide plate, and the like, and a liquid crystal display module MDL is assembled by stacking diffusion plate members in the arrangement shown in the figure. .

【0084】液晶表示モジュールMDLは、下側ケース
MCAとシールドケースSHDの2種の収納・保持部材
を有し、絶縁シートINS1〜3、回路基板PCB1〜
3、液晶表示パネルPNLを収納固定した金属製のシー
ルドケースSHDと、蛍光管LP、導光板GLB、プリ
ズムシートPRS等からなるバックライトBLを収納し
た下側ケースMCAとを合体させてなる。
The liquid crystal display module MDL has two kinds of storage / holding members of a lower case MCA and a shield case SHD, and includes insulating sheets INS1 to INS3 and circuit boards PCB1 to PCB1.
3. A metal shield case SHD in which a liquid crystal display panel PNL is stored and fixed, and a lower case MCA in which a backlight BL including a fluorescent tube LP, a light guide plate GLB, a prism sheet PRS, and the like are stored are combined.

【0085】映像信号線駆動用回路基板PCB1には液
晶表示パネルPNLの各画素を駆動するための集積回路
チップが搭載され、またインターフェース回路基板PC
B3には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミン
グ信号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、およ
びタイミングを加工してクロック信号を生成するタイミ
ングコンバータTCON等が搭載される。
An integrated circuit chip for driving each pixel of the liquid crystal display panel PNL is mounted on the video signal line driving circuit board PCB1, and the interface circuit board PC
The B3 includes an integrated circuit chip that receives a video signal from an external host, receives a control signal such as a timing signal, and a timing converter TCON that processes a timing to generate a clock signal.

【0086】上記タイミングコンバータで生成されたク
ロック信号はインターフェース回路基板PCB3および
映像信号線駆動用回路基板PCB1に敷設されたクロッ
ク信号ラインCLLを介して映像信号線駆動用回路基板
PCB1に搭載された集積回路チップに供給される。
The clock signal generated by the timing converter is integrated on the video signal line driving circuit board PCB1 via the clock signal line CLL laid on the interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1. Supplied to the circuit chip.

【0087】インターフェース回路基板PCB3および
映像信号線駆動用回路基板PCB1は多層配線基板であ
り、上記クロック信号ラインCLLはインターフェース
回路基板PCB3および映像信号線駆動用回路基板PC
B1の内層配線として形成される。
The interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1 are multilayer wiring boards, and the clock signal line CLL is the interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PC
It is formed as an inner wiring of B1.

【0088】なお、液晶表示パネルPNLにはTFTを
駆動するためのドレイン側回路基板PCB1、ゲート側
回路基板PCB2およびインターフェース回路基板PC
B3がテープキャリアパッケージTCP1,TCP2で
接続され、各回路基板間はジョイナJN1,2,3で接
続されている。
The liquid crystal display panel PNL has a drain-side circuit board PCB1, a gate-side circuit board PCB2, and an interface circuit board PC for driving TFTs.
B3 is connected by tape carrier packages TCP1 and TCP2, and the circuit boards are connected by joiners JN1, JN2, JN3.

【0089】液晶表示パネルPNLは前記した本発明に
よる横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置
であり、その配向膜に形成する液晶配向能は、前記実施
例で説明した偏光によって付与されている。
The liquid crystal display panel PNL is an in-plane switching mode active matrix type liquid crystal display device according to the present invention, and the liquid crystal alignment ability formed on the alignment film is given by the polarized light described in the above embodiment.

【0090】図10は本発明による液晶表示装置を実装
した情報処理装置の一例を説明するパソコンの外観図で
あって、前記各図と同一符号は同一部分に対応し、IV
は蛍光管駆動用のインバータ電源、CPUはホスト側中
央演算装置である。
FIG. 10 is an external view of a personal computer for explaining an example of an information processing apparatus equipped with the liquid crystal display device according to the present invention.
Is an inverter power supply for driving the fluorescent tube, and CPU is a central processing unit on the host side.

【0091】同図に示されたように、本発明による液晶
表示装置を実装したパソコンは、映像信号線駆動用回路
基板(水平駆動用回路基板:ドレイン側回路基板)PC
B1を画面の上部にのみ配置したことで、当該表示部の
下側(キーボード側)のスペースに余裕ができ、キーボ
ード部と表示部を結合するヒンジの設置スペース(ヒン
ジスペース)が少なくて済む。したがって、表示部の外
形サイズを低減でき、パソコン全体のサイズを小さくす
ることが可能となる。
As shown in the figure, a personal computer on which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted is a video signal line driving circuit board (horizontal driving circuit board: drain side circuit board) PC
By arranging B1 only at the upper part of the screen, a space below the display unit (keyboard side) can be given a margin, and the installation space (hinge space) of the hinge connecting the keyboard unit and the display unit can be reduced. Therefore, the outer size of the display unit can be reduced, and the size of the entire personal computer can be reduced.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
横電界方式においてポリイミド系有機膜等の配向膜材料
の薄膜に偏光を照射することによりポリイミド間の結合
が新たに生じて液晶を配向させるため、従来の横電界方
式よりさらに向上した広視野角と表示の均一性とを両立
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。
As described above, according to the present invention,
By irradiating polarized light to a thin film of an alignment film material such as a polyimide-based organic film in the horizontal electric field method, a new bond between polyimides is generated and the liquid crystal is aligned, so that the wide viewing angle is improved even more than the conventional horizontal electric field method. An active matrix type liquid crystal display device which achieves both display uniformity can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表示
装置の全体構成を説明する概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an overall configuration of an active matrix type liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表示
装置の一画素の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of one pixel of an active matrix type liquid crystal display device according to the present invention.

【図3】本発明によるアクティブマトリクス型液晶表示
装置の駆動回路の概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a drive circuit of an active matrix type liquid crystal display device according to the present invention.

【図4】配向膜の配向制御方向と偏光板透過軸方向の定
義の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a definition of an alignment control direction of an alignment film and a transmission axis direction of a polarizing plate.

【図5】横電界方式の液晶表示装置における明状態と暗
状態の液晶分子の動作を説明する模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of liquid crystal molecules in a bright state and a dark state in a liquid crystal display device of an in-plane switching mode.

【図6】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。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an electrode structure in a first embodiment of the active matrix type liquid crystal display device according to the present invention.

【図7】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る。
FIG. 7 is a structural explanatory view of a color filter substrate with a black matrix (BM).

【図8】ポリイミド系高分子薄膜に偏光を照射して偏光
制御能を付与するための偏光照射方法の一例を説明する
模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a polarized light irradiation method for irradiating polarized light to a polyimide-based polymer thin film to impart polarization control ability.

【図9】本発明による配向膜を用いたアクティブマトリ
クス型液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図で
ある。
FIG. 9 is an exploded perspective view illustrating an overall configuration of an active matrix type liquid crystal display device using an alignment film according to the present invention.

【図10】本発明による配向膜を用いたアクティブマト
リクス型液晶表示装置を実装した情報処理装置の一例を
説明するパソコンの外観図である。
FIG. 10 is an external view of a personal computer explaining an example of an information processing device in which an active matrix type liquid crystal display device using an alignment film according to the present invention is mounted.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 共通電極 2 ゲート絶縁膜 3 映像信号電極 4 画素電極 5a 下配向膜 5b 上配向膜 6 液晶分子 7a 下基板 7b 上基板 8a 下偏光板 8b 上偏光板 9 電界 14 アクティブ素子としての薄膜トランジスタ(TF
T) 18 走査電極駆動回路 19 信号電極駆動回路 20 共通電極駆動回路 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 26 絶縁膜(PSV) 30 エキシマレーザ(波長248nm) 31 アッテネータ 32,34 リレー光学系 33 ホモジナイザー 35 マスク 36 プロジェクションレンズ 37 ポーラライザー(偏光器) 38 サンプリングステージ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Common electrode 2 Gate insulating film 3 Video signal electrode 4 Pixel electrode 5a Lower alignment film 5b Upper alignment film 6 Liquid crystal molecule 7a Lower substrate 7b Upper substrate 8a Lower polarizing plate 8b Upper polarizing plate 9 Electric field 14 Thin film transistor (TF) as an active element
T) 18 scan electrode drive circuit 19 signal electrode drive circuit 20 common electrode drive circuit 22 (22a, 22b) black matrix 23 color filter 24 overcoat film 26 insulating film (PSV) 30 excimer laser (wavelength 248 nm) 31 attenuator 32, 34 Relay optical system 33 Homogenizer 35 Mask 36 Projection lens 37 Polarizer (Polarizer) 38 Sampling stage.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表示画素を構成する走査信号電極と映像信
号電極と画素電極およびアクティブ素子を少なくとも備
えた一方の基板と、 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形成された第一の
配向膜と、 前記第一の配向膜に対向する如く形成された第二の配向
膜を備えて前記一方の基板と微小間隙をもって貼り合わ
せた他方の基板と、 前記第一の配向膜と前記第二の配向膜の対向間隙に挟持
された液晶層とを有し、 前記表示画素を構成する各電極が前記液晶層に対して前
記一方の基板と他方の基板の面方向に実質的に平行な電
界を印加する如く構成されると共に、表示パターンに応
じて前記電界を任意に制御する外部制御手段に接続され
てなり、前記印加される電界による前記液晶層の配向状
態によって前記一方の基板から出射する光の光学特性を
変化させる偏光手段とを少なくとも具備したアクティブ
マトリクス型液晶表示装置用の配向膜形成方法であっ
て、 前記第一の配向膜と前記第二の配向膜の少なくとも一方
を、当該基板上にポリアミック酸を印刷し、これを焼成
してポリイミドの薄膜を成膜し、この薄膜に偏光を照射
してポリイミド間を結合させることで配向制御能を付与
することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示
装置用配向膜形成方法。
1. A substrate provided with at least a scanning signal electrode, a video signal electrode, a pixel electrode and an active element constituting a display pixel, and directly or insulated on an upper layer of each electrode constituting the display pixel and the active element. A first alignment film formed via a layer, and a second alignment film including a second alignment film formed so as to face the first alignment film and bonded to the one substrate with a small gap, A liquid crystal layer sandwiched between opposing gaps between the first alignment film and the second alignment film, wherein each electrode constituting the display pixel is configured such that the one substrate and the other electrode correspond to the liquid crystal layer. The liquid crystal layer is configured to apply an electric field substantially parallel to the plane direction of the substrate, and is connected to external control means for arbitrarily controlling the electric field in accordance with a display pattern. Arrangement A polarizing means for changing an optical characteristic of light emitted from the one substrate according to an orientation state, the method comprising: forming an alignment film for an active matrix type liquid crystal display device, wherein the first alignment film and the second At least one of the alignment films is printed with a polyamic acid on the substrate, baked to form a polyimide thin film, and the thin film is irradiated with polarized light to bond between the polyimides, thereby providing alignment control ability. A method for forming an alignment film for an active matrix liquid crystal display device, the method comprising:
【請求項2】前記ポリイミドの薄膜が、ジアミン成分を
持つ有機化合物にシンナモイルを反応させて生成するこ
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
型液晶表示装置用の配向膜形成方法。
2. The method for forming an alignment film for an active matrix type liquid crystal display device according to claim 1, wherein said polyimide thin film is formed by reacting cinnamoyl with an organic compound having a diamine component.
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