JPH11167126A - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】横電界型液晶表示方式において、画像の焼き付
き，残像現象を低減させ、表示むらの少ない高画質の液
晶表示装置を提供する。 【解決手段】少なくとも一方が透明な一対の基板と、一
対の基板間に配置された液晶層と、一対の基板の一方の
基板に形成され、この基板面に対して支配的に平行な成
分を持った電界を前記液晶層に発生させるための電極構
造と、一対の基板上の液晶層に接触するそれぞれの面上
に形成された一対の配向制御膜とを有し、液晶層と配向
制御膜との界面のガラス転移温度Ｔｇが前記液晶層を形
成する液晶組成物のネマティック−等方相転移温度Ｔ
（Ｎ−Ｉ）以上であるアクティブ型液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置に係り、特に、基板平面にほぼ平行
な電界を発生させ液晶を駆動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に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の表示は、基板間に挟まれ
た液晶層の液晶分子に電界を加えることにより液晶分子
の配向方向を変化させ、それにより生じる液晶層の光学
特性の変化により行われる。

【０００３】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装
置は、液晶に印加する電界の方向が基板界面にほぼ垂直
な方向に設定され、液晶の光旋光性を利用した表示を行
うツイステッドネマチック（ＴＮ）表示方式に代表され
る。一方、櫛歯電極を用いて液晶に印加する電界の方向
を基板表面にほぼ平行とし、液晶の複屈折性を用いて表
示を行う方式（横電界方式）が、例えば特公昭63−2190
7号，特開平5−５０５２４７号により提案されている。
この横電界方式は従来のＴＮ方式に比べて広視野角，低
負荷容量などの利点があり、アクティブマトリクス型液
晶表示装置として有望な技術である。

【０００４】近年の液晶表示装置の高速応答化に伴い、
液晶表示素子の残像と呼ばれる画像の焼き付け現象とい
う表示不良が生じている。この画像の焼き付け現象、す
なわち残像問題は、通常約５０ミリ秒程度の液晶応答速
度に比べ著しく応答の遅い領域が発生する場合に用いら
れる。従来のＴＮ型液晶表示装置におけるこれらの発生
は各画素の液晶配向膜界面に直流電荷が蓄積し、実効的
な電圧が変化してしまうことによる。すなわち、画素電
極上の配向膜、又は液晶配向膜の界面において電圧印加
時の電位が応答時間内に解消されずに保持されることに
より、液晶層に掛かる実効的な電圧が変化するため発生
する。このような残像現象と残留直流電圧成分との相関
関係が検討され、現在は残留直流電圧が低減されるほど
残像現象が改良されることが分かりはじめている。その
ため、従来のＴＮ方式の配向膜には直流電荷が蓄積し難
い性質、即ち、残留直流電圧成分が少ない配向膜が要求
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、前記の横電界方
式においても画像の焼き付け（残像）現象が発生し、黒
レベルの低下，コントラスト低下および隣接画素間で階
調反転などを引き起こし画質や歩留まりの低下で量産性
が低下するという問題がある。そこで従来ＴＮ方式にお
いて残像現象と相関があった画素電極に残留する直流電
圧をこの横電界方式についても測定したところ、（１）
残像の発生する液晶表示素子と発生しないものとの残留
直流電圧値に有意な差がほとんど無いこと、また（２）
この横電界方式では画像の焼き付きが半永久的に持続し
コントラストの著しい低下を引き起こすものがあること
が分かった。また残像，焼き付き領域の液晶の配向方向
を調べると、初期に設定した配向方向から駆動時の配向
方向に微妙な大きさの角度だけ回転しており、初期配向
方向に完全に戻りきっていないことが分かった。以上の
点から、この横電界方式の残像，焼き付き現象は従来の
ＴＮ方式とは全く異なった横電界方式固有の残像メカニ
ズムに基づいていると考えられ、横電界特有の画像の焼
き付け，残像問題の解決が求められている。以後、この
残像をＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎ
ｇ）残像と呼ぶ。

【０００６】したがって、本発明の目的は、横電界方式
を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、画像の焼き付き残像現象による表示むらが少なく、
高画質のアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供す
ることにある。

【０００７】本発明の他の目的は量産性に優れた高画質
のアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス型液晶表示装置によれば、少なくとも一方が透明
な一対の基板と、一対の基板間に配置された液晶層と、
一対の基板の一方の基板に形成され、この基板面に対し
て支配的に平行な成分を持った電界を液晶層に発生させ
るための電極構造と、一対の基板上の液晶層に接触する
それぞれの面上に形成された一対の配向制御膜とを有
し、液晶層と配向制御膜との界面のガラス転移温度、ま
たは、配向制御膜の表面のガラス転移温度Ｔｇが液晶層
を形成する液晶組成物のネマティック−等方相転移温度
Ｔ（Ｎ−Ｉ）以上である。

【０００９】また、本発明の他の態様によればこの配向
制御膜の表面弾性率は１ＧＰａ以上である。

【００１０】配向制御膜と液晶層との界面における液晶
分子に対する配向制御膜表面のねじれ結合係数Ａ２が２
０μＮ／ｍ以下である場合はより好適である。

【００１１】液晶層の分子配向状態に応じて光学特性を
変える方法としては、その偏光軸を互いにほぼ直交させ
た一対の偏光板を用い、前記液晶層の屈折異方性をΔ
ｎ、厚さをｄとしたときのパラメータｄ・Δｎが０.２
μｍ＜ｄ・Δｎ＜０.５μｍを満たすようにすると良
い。

【００１２】また、それぞれの基板に形成された前記配
向膜の少なくとも一方が、ポリアミック酸イミド系，ポ
リイミド系，ポリイミドシロキサン系，ポリアミドイミ
ド系の有機高分子であることが好ましい。

【００１３】またそれらの有機高分子の重量平均分子量
が１０,０００以上〜３００,０００以下であることが好
ましい。

【００１４】また、前記配向膜の少なくとも一方が、重
量平均分子量／数平均分子量の比で表される分散係数が
２以下の有機高分子であることが好ましい。

【００１５】さらに前記配向膜が、化学式Ｈ₂Ｎ−Ｒ−
ＮＨ₂で示すジアミン化合物と、化学式

【００１６】

【化１】

【００１７】で示すテトラカルボン酸二無水物からなる
ポリアミック酸の脱水閉環した有機高分子であり、その
繰り返し構造の中のＲ及びＸに、高分子の分子軸の回転
を可能にする結合基、−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＨ₂−，−
Ｃ(ＣＨ₃)₂−，−Ｃ(ＣＦ₃)₂−,−ＳＯ₂− ，メタ結
合，オルト結合が合わせて３個以下であることが望まし
い。また、本発明は、配向制御膜の少なくとも一方に無
機材料層や光反応性材料層を用いることができる。特
に、光反応性材料層に、１種類以上のジアゾベンゼン基
またはその誘導体を含むポリマー及び／またはオリゴマ
を含有する有機高分子、又は１種類以上のスチルベン基
またはその誘導体を含むポリマー及び／またはオリゴマ
を含有する有機高分子を用い、偏光照射による配向制御
法を用いた場合に有効になる。さらに、光反応性材料が
熱、または光、または放射線の照射により硬化するポリ
マー前駆体を含有する有機高分子である場合、または配
向制御膜と基板との間に配向制御膜よりも厚くかつ透明
な有機高分子層を介在させる場合に特に効果的である。

【００１８】

【発明の実施の形態】まず、本発明の前提となる横電界
方式の動作原理を図１を例に用いて説明する。図１
（ａ),（ｂ）は横電界方式の液晶素子１画素内での液晶
の動作を示す側断面を、図１（ｃ),（ｄ）はその正面図
を表す。

【００１９】電圧無印加時のセル側断面を図１（ａ）
に、その時の正面図を図１（ｃ）に示す。一方の基板の
内側に線状電極１，４が形成され、基板表面は対となる
基板の双方とも配向膜５となっており、基板間には液晶
組成物が挟持されている（この例ではその誘電異方性は
正と仮定しているが、負の液晶組成物では液晶分子の長
軸と短軸の方向を入れ換えるだけで横電界方式は同様に
実現可能である）。

【００２０】棒状の液晶分子６は、配向膜５との結合に
より両基板界面において共に電極１，４長手方向（図１
（ｃ）正面図）に若干の角度をもつ方向１０の向きに配
向制御されており、電界無印加時には液晶層内ではほぼ
一様にこの初期配向方向を向いた状態となっている。こ
こで、画素電極４と共通電極１のそれぞれに異なる電位
を与え、それらの間の電位差により液晶組成物層に電界
９を印加すると、液晶組成物が持つ誘電異方性と電界と
の相互作用により図１（ｂ),（ｄ）に示したように液晶
分子は電界方向にその向きを変える。このとき液晶組成
物層の屈折異方性と偏光版８の作用により本液晶素子の
光学特性が変化し、この変化により表示を行う。

【００２１】図２は、横電界方式の液晶表示装置の電極
間の印加電圧とその表示輝度との関係を模式的に示した
グラフである。図２（ａ）の実線は初期の基本特性を示
しており、（ｂ）の点線は典型的な残像（ＩＰＳ残像）
を示す場合の電圧・輝度特性曲線を示している。このよ
うに残像，画像の焼き付け現象は、人間の視感度上、敏
感な暗レベル又は中間調領域で顕著な輝度変動を示して
いる。

【００２２】ここで、残像現象のメカニズムについて考
察する。

【００２３】前記の配向膜と液晶分子の結合による配向
規制力（結合力）は、配向膜材料やそのラビング処理条
件等によって大きく異なることが知られているが、配向
膜表面での液晶分子の配向変化の方向によっても異な
る。表面にほぼ水平に配向した正の誘電率異方性を持つ
液晶材料を考えると、電界印加により生じる基板表面の
液晶分子の配向変化方向は、基板界面に対して電界がほ
ぼ垂直に印加されるＴＮ方式では基板表面から立ち上が
る方向（図３に示す極角方向）に、また基板界面に対し
て電界がほぼ平行に印加される横電界方式では基板面内
方向（図３に示す面内のねじれ回転方向）となる。した
がって、従来のＴＮ方式では液晶分子の極角方向の配向
変化の戻り難さが画像の焼き付き，残像に対応し、また
それは上下の対電極付近に残留する直流電位に起因する
と考えられている。一方、横電界方式では、画像の焼き
付き，残像は基板面内方向の液晶分子のねじれ変形の戻
り難さに相当する。また先に述べたように残像と画素電
極近傍に残留する直流電位との相関が認められないこと
から、これは電気的な要因というよりはむしろ液晶／配
向膜界面の相互作用に基づくと考えられる。

【００２４】そこで本発明者らが鋭意検討した結果、横
電界方式の画像の焼き付き，残像現象の発生は、電界印
加による液晶分子の面内捻れ変形に基づき発生する回転
トルクにより液晶分子の初期配向の方向１０を規制して
いる配向膜表面が弾性変形し、その変形・クリープが高
分子特有の（遅延弾性変形後の）弾性余効、すなわち残
留した歪みとしてある有限の遅延時間とともに回復して
いく残像現象として、または永久変形としての画像の焼
き付き現象として現れることが分かった。

【００２５】したがって、このような残像現象の発生を
低減する対策としては、（１）ツイスト弾性定数を小さ
な液晶組成物を用い面内捻れ変形による回転トルクの大
きさを減少させること、または（２）配向膜の硬さ（弾
性率）を増大させ、液晶分子の駆動による回転トルクの
影響を受け難い高弾性高分子表面を形成することが有効
である。さらには（３）液晶層の回転トルクが配向膜層
に伝搬し難いように界面のねじれ結合の弱い状態を形成
することが効果的である。

【００２６】配向膜の高弾性率化を図るための具体策と
しては、配向膜を構成するポリマーの分子構造が剛直で
直線性に富んだ構造であることが望ましく、また分子量
をなるべく大きくするのが好ましい。さらには単分散系
にするのが良い。また配向膜塗布・焼成硬化・ラビング
配向処理後の光架橋反応により高次のネットワークを構
築し力学的に強度を高めるのも良い。分子量を１０,０
００ 以上に大きくすることによって、ポリマー鎖間の
凝集力を増加させ弾性率の増加を図ることができる。し
かし、一方で分子量が３００,０００ 以上に大きくなる
と、配向膜ワニスの融液状態でポリマー鎖の絡み合いが
発生し、ポリマー鎖の密度の高いパッキングが妨げられ
ることがある。

【００２７】また高分子の分子軸の回転を可能にする結
合基、−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＨ₂−,−Ｃ(ＣＨ₃)₂−，−
ＳＯ₂− ，メタ結合，オルト結合が合わせて３個以下で
あることが望ましい。なぜならば、ポリマー主鎖間の拡
散はほとんど起こらないが、上記のような結合基が多数
存在すると分子軸回りの回転が容易となり局所的な熱運
動が可能となるため、配向膜高分子の弾性率の低下を引
き起こす結果となる。このような現象は弾性率の温度特
性に現れる側鎖の副分散（Ｔｇ（ｂ））として知られて
いる。また、従来のＴＮ方式に用いられる配向膜ではチ
ルト角を制御するために直鎖アルキル基等の側鎖を導入
する方法が用いられているが、横電界方式では視野角の
広さを保持するためにも、また上記の観点からもチルト
角を発生する直鎖アルキル基などの長鎖の枝分かれした
側鎖官能基の少ないもの、またはかさ高い側鎖置換基を
全く持たないポリマーが好適である。

【００２８】またポリマー配向膜の弾性率は周囲の環境
条件、特に温度により大きな影響を受けることが知られ
ている。この観点から上記のような高弾性率配向膜の選
定の指標として弾性率以外に配向膜高分子のガラス転移
温度Ｔｇがある。このＴｇが高ければ高いほど配向膜の
高い弾性率が保証されることになる。実際に用いる液晶
セルでは配向膜と液晶の界面における界面Ｔｇと、用い
る液晶のネマティック−等方相の転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）
の間に以下のような関係が考えられる。液晶の回転トル
クの大きさは主に液晶のツイスト弾性定数Ｋ２に比例す
る。また液晶のツイスト弾性定数Ｋ２は液晶の温度上昇
と共に徐々に低下し、ネマティック−等方相の相転移温
度Ｔ（Ｎ−Ｉ）で急激に減少する。即ち、Ｔ（Ｎ−Ｉ）
点以上では、液晶の回転トルクが非常に小さくなり、配
向膜への応力負荷が著しく減少する。したがって、配向
膜の表面または液晶層との界面近傍のガラス転移温度Ｔ
ｇが液晶のＴ（Ｎ−Ｉ）温度よりも高い（Ｔｇ＞Ｔ（Ｎ
−Ｉ））場合は、配向膜表面は非常に硬いガラス状態に
近い状態として存在し、液晶の回転トルクによる弾性変
形を受け難くなる。すなわち、横電界方式特有の残像
（ＩＰＳ残像）が最小限に抑えられることになる。

【００２９】以上のような観点から、本発明に用いる配
向膜の合成材料であるアミン成分の化合物およびその他
共重合可能な化合物は、例えば、芳香族ジアミンとして
は、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミ
ン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノトル
エン、２，６−ジアミノトルエン、ジアミノデュレン、
ベンジジン、Ｏ−トリジン、３，３−ジメトキシベンジ
ジン、４，４″−ジアミノターフェニル、１，５−ジア
ミノナフタレン、２，７−ジアミノフルオレン、４，
４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミ
ノジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノジフェニ
ルメタン、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジ
フェニルメタン、２，５−ジアミノピリジン、４，４′
−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）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｝ヘキサフルオロプロパン、４，４′−ビス（ｍ−
アミノフェノキシ）ジフェニルスルフォンなどが挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。

【００３０】一方、酸成分の化合物およびその他共重合
可能な化合物は例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水
物としては、ピロメリット酸二無水物、メチル−ピロメ
リット酸二無水物、ジメチレントリメリテート酸二無水
物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、ジメチレントリメリテート酸二無
水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルスルホンテト
ラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ジフェニ
ルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，
４′−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、脂
環式テトラカルボン酸二無水物としては、１，２，３，
４−ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４
−ビスシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，
２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水
物、などが挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。

【００３１】また、溶剤については例えば極性を有する
Ｎ−メチル−２−ピロリドン，ジメチルホルムアミド，
ジメチルアセトアミド，ジメチルスルホキサイド，スル
フォラン，ブチルラクトン，クレゾール，フェノール，
シクロヘキサノン，ジメチルイミダゾリジノン，ジオキ
サン，テトラヒドロフラン，ブチルセルソルブ，ブチル
セルソルブアセテート，アセトフェノンなどを用いるこ
とができる。

【００３２】更に、有機高分子中に例えばγ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン，δ−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン，Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノ
プロピルトリメトキシシランなどのアミノ系シランカッ
プリング剤，エポキシ系シランカップリング剤，チタネ
ートカップリング剤，アルミニウムアルコレート，アル
ミニウムキレート，ジルコニウムキレートなどの表面処
理剤を混合もしくは反応することもできる。配向膜の形
成は一般的なスピンコート，印刷，刷毛塗り，スプレー
法などによって行うことができる。

【００３３】用いる液晶としては、例えば４−置換フェ
ニル−４′−置換シクロヘキサン，４−置換シクロヘキ
シル−４′−置換シクロヘキサン，４−置換フェニル−
４′−置換ジシクロヘキサン，４−置換ジシクロヘキシ
ル−４′−置換ジフェニル，４−置換−４″−置換ター
フェニル，４−置換ビフェニル−４′−置換シクロヘキ
サン，２−（４−置換フェニル）−５−ピリミジン，２
−（４−置換ジオキサン）−５−フェニル，４−置換安
息香酸−４′−フェニルエステル，４−置換シクロヘキ
サンカルボン酸−４′−置換フェニルエステル，４−置
換シクロヘキサンカルボン酸−４′−置換ビフェニルエ
ステル，４−（４−置換シクロヘキサンカルボニルオキ
シ）安息香酸−４′−置換フェニルエステル，４−（４
−置換シクロヘキシル）安息香酸−４′−置換フェニル
エステル，４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸−
４′−置換シクロヘキシルエステル，４−置換−４′−
置換ビフェニル等を挙げることができ、これらの化合物
の中でも、少なくても分子の一方の末端にアルキル基，
アルコキシ基，アルコキシメチレン基，シアノ基，フッ
素基，ジフッ素基，トリフッ素基を有する多成分系の混
合液晶組成物が用いられる。

【００３４】また、上記のようなラビング処理により配
向制御をするポリイミド配向膜層ではなく、斜方蒸着法
により配向能を持たせた無機配向膜を用いることにより
解決することもできる。これにより、液晶組成物を昇温
せず液晶相のまま注入しても配向むらが生じない程度の
配向能が対基板の双方の基板表面上で得られ、また酸化
シリコン等の無機材料の斜方蒸着により配向制御された
表面の液晶分子については、一般的に用いられているラ
ビング処理されたポリイミド配向膜上の液晶分子に較べ
て格段に弱いねじれ結合を示すことから、上記の弱いね
じれ結合の効果により横電界方式特有の残像（ＩＰＳ残
像）を低減することができる。

【００３５】また、横電界方式の大きな利点の一つであ
る広視野角特性は、基板表面における液晶分子のチルト
角が小さいほど良好となり、チルト角が０°の時が理論
的に最も広視野角となるが、ラビング処理により配向制
御された有機配向膜の場合にはその表面上での液晶分子
のチルト角を０°とすることが困難であるのに対して、
酸化シリコン等の無機材料の斜方蒸着により配向制御さ
れた表面の液晶分子については、容易にチルト角をほぼ
０°とすることが可能であることが知られており好都合
である。

【００３６】さらに、上記のような弱いねじれ結合を得
るための別の配向膜材料として光反応性材料層、特に選
択的に光化学反応を生じさせるように偏光光照射処理さ
れた光反応性配向膜を用いても良い。

【００３７】光反応性配向膜は、従来一般的に、強いね
じれ結合と十分な（数度以上）界面チルト角を付与する
ことが困難とされてきた配向制御方法であるが、その弱
いねじれ結合は本発明の実現に好都合であり、さらに横
電界方式においては従来のＴＮ方式に代表される縦電界
方式と異なり界面チルトが原理的に必要ないため、横電
界方式との組み合わせにより量産性などの実用性を向上
させることができる。

【００３８】さらに、横電界方式においては、界面チル
ト角が小さいほど視角特性が良いことが知られており、
上記の光反応性配向膜では界面チルト角が非常に小さな
物となることは逆に好都合であり、良好な視角特性が期
待できる。

【００３９】また、このような光反応性の配向膜材料の
中に光、または熱、または放射線の照射で硬化するポリ
マー前駆体を前もって混入させ、光配向処理と同時また
はその前後に上記の硬化処理を行うことによって、光反
応性配向膜の高弾性率化を可能とし横電界特有のＩＰＳ
残像を更に低減することができる。また、上記のような
ポリマー前駆体の混入以外の方法としては、光配向膜と
基板の間に前記光配向膜よりも厚くかつ透明な有機高分
子層を介在させ、配向膜全体の高弾性率化を図り、本発
明の目的を達成することが可能である。

【００４０】本発明を実施例により具体的に説明する。

【００４１】（実施例１）基板として、厚みが１.１mm
で表面を研磨した透明なガラス基板を２枚用い、これら
の基板のうち一方の基板の上に横電界が印加できる薄膜
トランジスタおよび配線電極を形成し、更にその上の最
表面に窒化シリコンからなる絶縁保護膜を形成した。薄
膜トランジスタおよび各種電極の構造を図４に、基板面
に垂直な方向から見た正面図と、正面図のＡ−Ａ′，Ｂ
−Ｂ′における側断面図として示す。

【００４２】薄膜トランジスタ素子１４は画素電極（ソ
ース電極）４，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１３か
ら構成される。共通電極１と走査電極１２、および信号
電極３と画素電極４とはそれぞれ同一の金属層をパター
ン化して構成した。

【００４３】画素電極４は正面図において、３本の共通
電極１の間に配置されている。

【００４４】画素ピッチは横方向（すなわち信号電極３
間）は１００μｍ、縦方向（すなわち走査電極１２間）
は３００μｍである。

【００４５】電極幅は、複数画素間にまたがる配線電極
である走査電極，信号電極，共通電極配線部（走査配線
電極に並行に延びた部分）を広めにし、線欠陥を回避し
た。幅はそれぞれ１０μｍ，８μｍ，８μｍである。

【００４６】一方、開口率向上のために１画素単位で独
立に形成した画素電極、およ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５
μｍ，６μｍとした。これらの電極の幅を狭くしたこと
で異物などの混入により断線する可能性が高まるが、こ
の場合１画素の部分的欠落ですみ、線欠陥には至らな
い。

【００４７】信号電極３と共通電極１は絶縁膜を介して
２μｍの間隔を設けた。

【００４８】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。

【００４９】用いた配向膜は、ｐ−フェニレンジアミン
１.０ モル％をＮ−メチル−２−ピロリドン中に溶解さ
せ、これにピロメリット酸二無水物１モル％を加えて２
０℃で１２時間反応させて、標準ポリスチレン換算重量
平均分子量が約100,000 、重量平均分子量／数平均分子
量（Ｍｖ／Ｍｎ）が約１.６ のポリアミック酸ワニスを
得た。このワニスを６％濃度に希釈してγ−アミノプロ
ピルトリエトキシシランを固形分で０.３ 重量％添加
後、印刷形成して２１０℃／３０分の熱処理を行い、約
８００Åの緻密なポリイミド配向膜を形成した。

【００５０】次に、ラビングローラに取り付けたバフ布
で配向膜表面をラビング処理し、液晶配向膜を付与し
た。

【００５１】もう一方の基板には、遮光層付きカラーフ
ィルタを形成し、上記と同様に最表面にポリイミド配向
膜を形成しラビング処理により液晶配向能を付与した。

【００５２】本実施例では配向能を付与する方法として
ラビング法を用いたが、それ以外の例えば紫外線硬化型
樹脂溶液を塗布して配向膜とし、それに偏光紫外線光を
照射して光化学反応を生じさせることにより液晶配向能
を付与する方法や、水面上に展開した有機分子膜を基板
上に引き上げて形成した配向性の良い多層膜を配向膜と
して用いる方法なども利用できる。

【００５３】特に後者の二つの方法は、従来十分大きな
界面チルト角を付与することが困難とされてきた配向制
御方法であるが、横電界方式においては従来のＴＮ方式
に代表される縦電界方式と異なり界面チルト角が原理的
に必要ないため、横電界方式との組み合わせにより量産
性などの実用性を向上させることができる。

【００５４】次に、これらの２枚の基板をそれぞれの液
晶配向能を有する表面を相対向させて、分散させた球形
のポリマビ−ズからなるスペーサを介在させて、周辺部
にシール剤を塗布し、セルを組み立てた。２枚の基板の
ラビング方向は互いにほぼ並行で、かつ印加横電界方向
とのなす角度を７５゜とした。このセルに誘電異方性Δ
εが正でその値が１０.２(１ｋＨｚ，２０℃）であり、
屈折率異方性Δｎが０.０７５(波長５９０ｎｍ，２０
℃）、ねじれ弾性定数Ｋ２が７.０ｐＮ 、ネマティック
−等方相転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）が約７６℃のネマティッ
ク液晶組成物Ａを真空で注入し、紫外線硬化型樹脂から
なる封止材で封止した。液晶層の厚み（ギャップ）は
４.８μｍ の液晶パネルを製作した。このパネルのリタ
デーション（Δｎｄ）は、０.３６μｍ となる。このパ
ネルを２枚の偏光板（日東電工社製G1220DU)で挾み、一
方の偏光板の偏光透過軸を上記のラビング方向とほぼ並
行とし、他方をそれに直交させた。その後、駆動回路，
バックライトなどを接続してモジュール化し，アクティ
ブマトリクス液晶表示装置を得た。本実施例では低電圧
で暗表示，高電圧で明表示となるノーマリクローズ特性
とした。

【００５５】このように作製した液晶表示装置の画像の
焼き付け，残像を定量的に測定するため、ホトダイオー
ドを組み合わせたオシロスコープを用いて評価した。ま
ず、画面上に最大輝度でウインドウのパターンを３０分
間表示し、その後、残像が最も目立つ中間調表示、ここ
では輝度が最大輝度の１０％となるように全面を切り換
え、ウインドウのエッジ部のパターンが消えるまでの時
間を残像時間として評価し、またウインドウの残像部分
と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動分の大きさΔＢ／
Ｂ（１０％）を残像強度として評価した。但し、ここで
許容される残像強度は３％以下である。

【００５６】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約２％であり、残像が消失するまでの
時間は約５０ミリ秒でここで用いた液晶の立ち下がり応
答時間約３５ミリ秒とほとんど同じであった。目視によ
る画質残像検査においても、画像の焼き付け，残像によ
る表示むらも一切見られず、高い表示特性が得られた。
このように上記配向膜を使用することにより画像の焼き
付き，残像の表示不良が低減される液晶表示素子を得る
ことができた。

【００５７】また、この液晶表示素子の液晶／配向膜界
面のガラス転移温度Ｔｇを評価するため、ホットステー
ジを用いて、上記輝度変動分ΔＢ／Ｂ（１０％）(残像
強度)の温度依存性を測定した。その結果、室温から用
いた液晶組成物Ａのネマティック−等方相転移温度Ｔ
（Ｎ−Ｉ）近傍の約７３℃までの間は、輝度変動分ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約３％以下と一定の値を示した。さら
に、この液晶組成物Ａとツイスト弾性定数，誘電率異方
性Δεがほぼ同等で、Ｔ（Ｎ−Ｉ）点が１１５℃と高い
別の液晶組成物Ｂを用い、それ以外の液晶セル形成プロ
セス，材料を全く同じにして作製した液晶表示素子を用
いて、同様な界面Ｔｇの温度依存性を測定した。その結
果、図５に示すように約１００℃を越えた付近で輝度変
動分ΔＢ／Ｂ（１０％）が徐々に増加し、１１０℃では
約１０％に達した。以上の結果から、本実施例に用いた
液晶表示素子の界面Ｔｇは約１００℃と見積もられ、用
いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−Ｉ）点７６℃よりも高いこ
とが分かった。

【００５８】（実施例２）用いた配向膜以外は実施例１
と同様にして、ｍ−フェニレンジアミン１.０ モル％を
Ｎ−メチル−２−ピロリドン中に溶解させ、これに３，
３′，４，４′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸
二無水物１.０ モル％を加え４０℃で６時間反応させ、
標準ポリスチレン換算重量平均分子量が約２１,０００
、重量平均分子量／数平均分子量（Ｍｖ／Ｍｎ）が約
１.８ のポリアミック酸ワニスを得た。このワニスを６
％濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンを固形分で０.３ 重量％添加後、印刷形成して２２５
℃／３０分の熱処理を行い、約６００Åの緻密なポリイ
ミド配向膜を形成した。

【００５９】また、上記と同様な製法で得たポリイミド
配向膜の表面弾性率を走査型粘弾性顕微鏡(Scanning Vi
scoelasticity Microscopy、ＳＶＭと略記する）装置を
用いて評価した。ここで、表面弾性率測定の原理につい
て簡単に説明する。ＳＶＭは、近年、一般に良く知られ
ている原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscopy、ＡＦ
Ｍと略記する）装置を応用し、ＡＦＭの探針とサンプル
表面に斥力が働く領域、すなわち探針が表面に変形を与
える状態でピエゾ素子を用いてサンプルに強制的に正弦
的振動（歪み）を与え、探針からの同じ周期の応答振動
（応力）を検出する。この応力と歪み信号の振幅および
位相差からサンプル表面の動的粘弾性関数を評価するも
のである（詳しくは、田中 敬二ほか，高分子論文集，
５３巻（Ｎｏ.１０），１９９６，ｐ５８２.に記載され
ている）。

【００６０】この装置を用いて、上記のポリイミド配向
膜の１０Ｈｚの表面弾性率を測定した結果、約２.５Ｇ
Ｐａ という値を得た。

【００６１】実施例１と同様、このように作製した液晶
表示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に測定するた
め、ホトダイオードを組み合わせたオシロスコープを用
いて評価した。まず、画面上に最大輝度でウインドウの
パターンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ
中間調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となるよ
うに全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパターン
が消えるまでの時間を残像時間として評価し、またウイ
ンドウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動
分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価し
た。但し、ここで許容される残像強度は３％以下であ
る。

【００６２】その結果を輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約３％であり、残像が消失するまでの
時間は約６２ミリ秒でここで用いた液晶の立ち下がり応
答時間約３５ミリ秒とほとんど同じであった。目視によ
る画質残像検査においても、画像の焼き付け，残像によ
る表示むらも一切見られず、高い表示特性が得られた。
このように上記配向膜を使用することにより画像の焼き
付き，残像の表示不良が低減される液晶表示素子を得る
ことができた。

【００６３】また、実施例１同様の方法で、この液晶／
配向膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔｇは約９
０℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−Ｉ）＝７６
℃以上であった。

【００６４】（実施例３）用いた配向膜以外は実施例１
と同様にして、４，４′−ジアミノジフェニルメタン
１.０ モル％をＮ−メチル−２−ピロリドンとジメチル
アセトアミドの混合溶媒中に溶解させ、これに１，２，
３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物１.
０ モル％を加え３０℃で１２時間反応させ、標準ポリ
スチレン換算重量平均分子量が約１２,０００〜２５０,
０００のポリアミック酸ワニスを作製した。その後この
ワニスをゲル浸透クロマトグラフィを用いて重量平均分
子量が約１５０,０００、重量平均分子量／数平均分子
量（Ｍｖ／Ｍｎ）が１.５１の単分散ポリアミック酸ワ
ニスに分集した。このワニスを６％濃度に希釈してγ−
アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で０.３ 重
量％添加後、印刷形成して２２０℃／３０分の熱処理を
行い、約６００Åの緻密なポリイミド配向膜を形成し
た。

【００６５】実施例１と同様、このように作製した液晶
表示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に測定するた
め、ホトダイオードを組み合わせたオシロスコープを用
いて評価した。まず、画面上に最大輝度でウインドウの
パターンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ
中間調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となるよ
うに全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパターン
が消えるまでの時間を残像時間として評価し、またウイ
ンドウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動
分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価し
た。但し、ここで許容される残像強度は３％以下であ
る。

【００６６】その結果を輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約２％であり、残像が消失するまでの
時間は約４８ミリ秒でここで用いた液晶の立ち下がり応
答時間約３５ミリ秒とほとんど同じであった。目視によ
る画質残像検査においても、画像の焼き付け，残像によ
る表示むらも一切見られず、高い表示特性が得られた。
このように上記配向膜を使用することにより画像の焼き
付き，残像の表示不良が低減される液晶表示素子を得る
ことができた。

【００６７】次にこの様にして得た液晶表示装置と同一
の配向膜材料を用い、同一プロセスでガラス基板上に配
向膜を形成、ラビング処理し、同一の液晶組成物を封入
して液晶セルを作製し、フレデリックス転移法（ヤン
グ，ローゼンブラッド，アプライド フィジックス レ
ター，Ｖｏｌ.４３，１９８３，ｐ６２)により、界面に
おける液晶分子と配向膜表面とのねじれ結合の強さを表
す外挿長を測定すると、１.０μｍであった。

【００６８】ここで、上記のフレデリックス転移法によ
る外挿長の測定方法について、その原理を説明する。こ
の測定方法は、液晶層と対となる２枚の基板の双方の界
面におけるねじれ結合が等しい場合に近似的に得られる
横電界方式における液晶分子の横電界に対する配向変化
（フレデリックス転移）のしきい値電圧Ｖｃの液晶層の
厚みｄへの依存性を表す（１）式（横山，モレキュラー
クリスタル アンドリキッドクリスタル，Ｖｏｌ.１６
５ ，１９８８，ｐ２６５、および、大江，近藤，アプ
ライド フィジックス レター，Ｖｏｌ.６７，１９９
５，ｐ３８９５)より外挿長を測定する方法である。

【００６９】 （１／Ｖｃ）＝（ｄ＋２ｂ）×πｇ√（Δε／Ｋ２） （１） ここで、ｄおよびｇはそれぞれ基板間ギャップ（液晶層
の厚み），電極端間ギャップ、Ｋ２およびΔεはそれぞ
れ液晶組成物のツイスト弾性定数，誘電異方性で、ｂは
配向膜表面のねじれ結合係数Ａ２を用いて次式で定義さ
れる界面における液晶分子と配向膜表面のねじれ結合の
強さを表す外挿長である。

【００７０】 ｂ＝Ｋ２／Ａ２ （２） この外挿長ｂは上記の配向膜表面でのねじれ結合が強い
ほど小さくなり、例えば配向膜表面で液晶分子の配向方
向が固定されていると考えられるほど強い結合の場合に
は外挿長ｂは０と考えられる。

【００７１】この式より、液晶層の厚みｄのみが異なる
液晶セルを複数作成し、横（ｘ）軸にｄ、縦（ｙ）軸に
それらの液晶セルそれぞれについて測定した（１／Ｖ
ｃ）をとり測定値をプロットすると、それらの点を直線
で外挿したｙ切片が、−２ｂすなわち外挿長（この場合
の係数２は上下界面が同じとした場合の双方からの外挿
長への寄与を表す）を与える。

【００７２】この測定方法では、原理的に外挿長が液晶
層の厚みと同程度となる弱いねじれ結合の場合にのみ正
確な測定が可能である。

【００７３】より強いねじれ結合の場合にも適用可能な
外挿長の測定方法としては、強電場法（横山，ファン
スプラング，ジャーナルオブアプライドフィジックス，
Vol.５７，１９８５，ｐ４５２）や、界面での微小ねじ
れを測定する方法（赤羽，金子，木村，ジャパニース
ジャーナルオブ アプライドフィジックス，Ｖｏｌ．３
５，１９９６，ｐ４４３４）などが知られているが、本
発明の趣旨にある弱いねじれ結合の場合には、その測定
値はこれらのどの測定法によっても大差ない値が十分な
精度で得られる。

【００７４】この様にして得られた外挿長から、上記の
中心ギャップ４.６μｍ で計算すると、外挿長ｂのギャ
ップｄに対する比率ｂ＊＝ｂ／ｄは０.２１７である。

【００７５】配向膜表面でのねじれ結合係数Ａ２は、外
挿長ｂと、液晶のねじれ弾性定数Ｋ２より（２）式から
次式を用いて機械的に得ることが出来る。

【００７６】 Ａ２＝Ｋ２／ｂ （３） 従って、本実施例の場合には、Ａ２は７.０μＮ／ｍと
なる。

【００７７】（実施例４）用いた配向膜以外は実施例１
と同様にして、４−フルオロ−メタフェニレンジアミン
１.０ モル％をＮ−メチル−２−ピロリドン中に溶解さ
せ、これに３，３′，４，４′−ビスシクロブタンテト
ラカルボン酸二無水物１.０ モル％を加えて２０℃で８
時間および１００℃で２時間反応させて、標準ポリスチ
レン換算重量平均分子量が約１７,０００、重量平均分
子量／数平均分子量（Ｍｖ／Ｍｎ)が１.８５ のポリア
ミドイミドを得た。このワニスを６％濃度に希釈してγ
−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分で０.３
重量％添加後、印刷形成して２００℃／３０分の熱処理
を行い、約６００Åの緻密なポリアミドイミド配向膜を
形成し、液晶層の厚みｄが４.２μｍ の液晶表示装置を
作成した。

【００７８】実施例１と同様、このように作製した液晶
表示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に測定するた
め、ホトダイオードを組み合わせたオシロスコープを用
いて評価した。まず、画面上に最大輝度でウインドウの
パターンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ
中間調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となるよ
うに全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパターン
が消えるまでの時間を残像時間として評価し、またウイ
ンドウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動
分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価し
た。但し、ここで許容される残像強度は３％以下であ
る。

【００７９】その結果を輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約２％であり、残像が消失するまでの
時間は約５５ミリ秒でここで用いた液晶の立ち下がり応
答時間約３５ミリ秒とほとんど同じであった。目視によ
る画質残像検査においても、画像の焼き付け，残像によ
る表示むらも一切見られず、高い表示特性が得られた。
このように上記配向膜を使用することにより画像の焼き
付き，残像の表示不良が低減される液晶表示素子を得る
ことができた。

【００８０】また、実施例１同様の方法で、この液晶／
配向膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔｇは約１
０５℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−Ｉ）＝７
６℃以上であった。さらに実施例２同様の走査型粘弾性
顕微鏡(ＳＶＭ)装置を用いて、上記のポリイミド配向膜
の５０Ｈｚの表面弾性率を測定した結果、約５ＧＰａと
いう値を得た。

【００８１】（実施例５）用いた配向膜材料以外は、実
施例１と同様にして、液晶層の厚み（ギャップ）ｄが
５.０μｍの液晶パネルを作製した。このパネルのリタ
デ−ション（Δｎｄ)は、０.３７５μｍとなる。

【００８２】配向膜材料は、薄膜トランジスタ側の基板
には、窒化シリコンからなる絶縁保護膜の上の最表面に
酸化シリコンからなる無機配向制御層を斜方蒸着法によ
り形成した無機配向膜材料を用いた。

【００８３】斜方蒸着は、液晶配向のチルト角をほぼ０
°するため、基板法線より６０°の方向となるように蒸
着方向を規制するルーバー（高分子学会編，新高分子実
験学，第１０巻：高分子の物性（３）−表面，界面と膜
・輸送−，２３３ｐ）を用いて行った。

【００８４】もう一方の基板には、遮光層付きカラーフ
ィルタを形成し、最表面にポリイミド配向膜を形成した
後、ラビングローラに取り付けたバフ布で配向膜表面を
ラビング処理し、液晶配向膜を付与した。

【００８５】ポリイミド配向膜は溶剤可溶型のポリイミ
ド前駆体である日立化成製ＰＩＱの溶液を基板表面上に
印刷形成した後、２１０℃／３０分の熱処理を行う事に
より形成した。

【００８６】また、実施例３と同じくフレデリックス転
移法により外挿長ｂを測定すると１.６μｍであった。

【００８７】ポリイミド配向膜ＰＩＱをラビングした表
面と液晶分子とのねじれ結合は非常に強く、この界面で
の外挿長がほぼ０であることが別途行った実験より知ら
れていることから、上記の外挿長はそのほとんどが、酸
化シリコンを斜方蒸着して形成した無機配向膜側の寄与
であると考えられる。

【００８８】上記のギャップ５.０μｍ で計算すると外
挿長ｂのギャップに対する比率ｂ＊は０.３２になり、
配向膜表面でのねじれ結合係数Ａ２は、４.３８μＮ／
ｍであった。

【００８９】実施例１と同様、ウインドウパターンを用
いて、このように作製した液晶表示装置の画像の焼き付
け，残像を定量的に評価した結果、輝度変動分である残
像強度ΔＢ／Ｂ（１０％）は約３％であり、残像が消失
するまでの時間は約５０ミリ秒でここで用いた液晶の立
ち下がり応答時間約３５ミリ秒とほとんど同じであっ
た。目視による画質残像検査においても、画像の焼き付
け，残像による表示むらも一切見られず、高い表示特性
が得られた。このように上記配向膜を使用することによ
り画像の焼き付き，残像の表示不良が低減される液晶表
示素子を得ることができた。

【００９０】（実施例６）用いた配向膜以外は実施例１
と同様にして、ジアミン化合物として、ジアゾベンゼン
基を含有する

【００９１】

【化２】

【００９２】と４，４′−ジアミノジフェニルメタンを
等モル比で混入した物を用い、ピロメリット酸二無水物
及び／或いは１，２，３，４−シクロブタンテトラカル
ボン酸二無水物の酸無水物にポリアミック酸として合成
し、基板表面に塗布後、２００℃，３０分の焼成，イミ
ド化を行い、波長４２０ｎｍの偏光光照射を行った。

【００９３】その後、実施例１と同様にネマティック液
晶組成物を封入後、１００℃，１０分のアニーリングを
施し、上記の照射偏光方向に対してほぼ垂直方向に液晶
配向を得た。このようにして、液晶層の厚みｄが４.０
μｍの液晶表示装置を得た。実施例１同様の方法で、こ
の液晶／配向膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔ
ｇは約８５℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−
Ｉ）＝７６℃以上であった。また、実施例１と同様、ウ
インドウパターンを用いて、このように作製した液晶表
示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に評価した結
果、輝度変動分である残像強度ΔＢ／Ｂ（１０％）は約
３％であり、残像が消失するまでの時間は約５０ミリ秒
でここで用いた液晶の立ち下がり応答時間約３５ミリ秒
とほとんど同じであった。目視による画質残像検査にお
いても、画像の焼き付け，残像による表示むらも一切見
られず、高い表示特性が得られた。このように上記配向
膜を使用することにより画像の焼き付き，残像の表示不
良が低減される液晶表示素子を得ることができた。

【００９４】また、実施例３と同じくフレデリックス転
移法により外挿長ｂを測定すると１.０μｍ であった。
したがって、外挿長ｂのギャップに対する比率ｂ＊は0.
25である。また、用いた液晶組成物のねじれ変形に対す
る弾性定数Ｋ２の値と、上記の外挿長ｂの測定値から、
本実施例の配向膜表面でのねじれ結合定数Ａ２は５.０
μＮ／ｍとなる。

【００９５】（実施例７）用いた配向膜以外は実施例６
と同様にして、ジアミン化合物として、スチルベン基を
含有する

【００９６】

【化３】

【００９７】と４，４′−ジアミノジフェニルメタンを
等モル比で混入した物を用い、ピロメリット酸二無水物
及び／或いは１，２，３，４−シクロブタンテトラカル
ボン酸二無水物の酸無水物にポリアミック酸として合成
し、基板表面に塗布後、２１０℃，３０分の焼成，イミ
ド化を行い、波長３０８ｎｍの偏光光照射を行った。

【００９８】その後、実施例１と同様にネマティック液
晶組成物を封入後、１００℃，１０分のアニーリングを
施し、上記の照射偏光方向に対してほぼ垂直方向に液晶
配向を得た。このようにして、液晶層の厚みｄが４.０
μｍの液晶表示装置を得た。実施例１同様の方法で、こ
の液晶／配向膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔ
ｇは約８０℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−
Ｉ）＝７６℃以上であった。また、実施例１と同様、ウ
インドウパターンを用いて、このように作製した液晶表
示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に評価した結
果、輝度変動分である残像強度ΔＢ／Ｂ（１０％）は約
３％であり、残像が消失するまでの時間は約４８ミリ秒
でここで用いた液晶の立ち下がり応答時間約３５ミリ秒
とほとんど同じであった。目視による画質残像検査にお
いても、画像の焼き付け，残像による表示むらも一切見
られず、高い表示特性が得られた。このように上記配向
膜を使用することにより画像の焼き付き，残像の表示不
良が低減される液晶表示素子を得ることができた。

【００９９】（実施例８）実施例７と同様のスチルベン
基を有するジアミン化合物に加えアセチレン基を有する
ジアミン化合物と、４，４′−ジアミノジフェニルメタ
ンを等モル比で混入した物を用い、ピロメリット酸二無
水物及び／或いは１，２，３，４−シクロブタンテトラ
カルボン酸二無水物の酸無水物にポリアミック酸として
合成し、基板表面に塗布後、２１０℃，３０分の焼成、
イミド化を行い、ＸｅＣｌ₂ ガスのエキシマレーザを用
い波長３０８ｎｍの偏光光照射を行った。

【０１００】その後、実施例１と同様にネマティック液
晶組成物を封入後、１００℃，１０分のアニーリングを
施し、上記の照射偏光方向に対してほぼ垂直方向に液晶
配向を得た。このようにして、液晶層の厚みｄが４.０
μｍの液晶表示装置を得た。実施例１同様の方法で、こ
の液晶／配向膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔ
ｇは約１００℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−
Ｉ）＝７６℃以上であった。また、実施例１と同様、ウ
インドウパターンを用いて、このように作製した液晶表
示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に評価した結
果、輝度変動分である残像強度ΔＢ／Ｂ（１０％）は約
２％であり、残像が消失するまでの時間は約４０ミリ秒
でここで用いた液晶の立ち下がり応答時間約３５ミリ秒
とほとんど同じであった。目視による画質残像検査にお
いても、画像の焼き付け，残像による表示むらも一切見
られず、高い表示特性が得られた。このように上記配向
膜を使用することにより画像の焼き付き，残像の表示不
良が低減される液晶表示素子を得ることができた。

【０１０１】（比較例１）２，２−ビス｛４−（ｐ−ア
ミノフェノキシ）フェニル｝プロパン１.０ モル％、
３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物１.０ モル％をＮ−メチル−２−ピロリドン中
で２０℃で１０時間重合して、標準ポリスチレン換算重
量平均分子量が約２００,０００ 、重量平均分子量／数
平均分子量（Ｍｖ／Ｍｎ）が約１.９ のポリアミック酸
ワニスを得た。このワニスを６％濃度に希釈してγ−ア
ミノプロピルトリエトキシシランを固形分で０.３ 重量
％添加後、印刷形成して２２０℃／３０分の熱処理を行
い、約８００Åの緻密なポリイミド配向膜を形成した。

【０１０２】次に、この配向膜材料を用いて実施例１と
同様に液晶表示装置を作成し、液晶表示装置の画像の焼
き付け，残像を定量的に測定評価した。まず、画面上に
最大輝度でウインドウのパターンを３０分間表示し、そ
の後、残像が最も目立つ中間調表示に全面を切り換え、
ウインドウのエッジ部のパターンが消えるまでの時間を
残像時間、及びウインドウの残像部分と周辺中間調部分
の輝度Ｂの輝度変動分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残
像強度として評価した。但し、ここで許容される残像強
度は３％以下である。

【０１０３】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約５％と大きく、残像が消失するまで
の時間も約６０分掛かり、目視による画質残像検査にお
いても、明らかな画像の焼き付け，残像による表示むら
として確認された。このように上記配向膜を使用するこ
とにより画像の焼き付き，残像による表示不良が目立っ
た。

【０１０４】また、実施例１同様の方法で、この液晶／
配向膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔｇは約５
８℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ(Ｎ−Ｉ)＝７６℃
以下であった。さらに実施例２同様の走査型粘弾性顕微
鏡(ＳＶＭ)装置を用いて、上記のポリイミド配向膜の１
０Ｈｚの表面弾性率を測定した結果、約０.１ＧＰａと
いう値を得た。

【０１０５】（比較例２）２，２−ビス〔４−（ｐ−ア
ミノフェノキシ）フェニル〕オクタン０.５ モル％、
４，４′−ジアミノジフェニルメタン０.５ モル％、
３，３′，４，４′，−ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物１.０ モル％をＮ−メチル−２−ピロリドン中で
２０℃で８時間重合して、標準ポリスチレン換算重量平
均分子量が約４０,０００、重量平均分子量／数平均分
子量（Ｍｖ／Ｍｎ）が約１.８のポリアミック酸ワニス
を得た。このワニスを６％濃度に希釈してγ−アミノプ
ロピルトリエトキシシランを固形分で０.３ 重量％添加
後、印刷形成して２００℃／３０分の熱処理を行い、約
８００Åの緻密なポリイミド配向膜を形成した。

【０１０６】次に、この配向膜材料を用いて実施例１と
同様に液晶表示装置を作成し、液晶表示装置の画像の焼
き付け，残像を定量的に測定評価した。まず、画面上に
最大輝度でウインドウのパターンを３０分間表示し、そ
の後、残像が最も目立つ中間調表示に全面を切り換え、
ウインドウのエッジ部のパターンが消えるまでの時間を
残像時間、及びウインドウの残像部分と周辺中間調部分
の輝度Ｂの輝度変動分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残
像強度として評価した。但し、ここで許容される残像強
度は３％以下である。

【０１０７】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約８％と大きく、残像が消失するまで
の時間も約１２０分掛かり、目視による画質残像検査に
おいても、明らかな画像の焼き付け，残像による表示む
らとして確認された。このように上記配向膜を使用する
ことにより画像の焼き付き，残像による表示不良が目立
った。

【０１０８】また、実施例１同様の方法で、この液晶／
配向膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔｇは約６
０℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−Ｉ）＝７６
℃以下であった。さらに実施例２同様の走査型粘弾性顕
微鏡（ＳＶＭ）装置を用いて、上記のポリイミド配向膜
の１０Ｈｚの表面弾性率を測定した結果、約０.０８Ｇ
Ｐａという値を得た。

【０１０９】（比較例３）２，２−ビス〔４−（ｐ−ア
ミノフェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロプロパン
１.０ モル％、４，４′−ジアミノジフェニルエ−テル
１.０ モル％をＮ−メチル−２−ピロリドン中で２０℃
で６時間重合して、標準ポリスチレン換算重量平均分子
量が約４０００、重量平均分子量／数平均分子量（Ｍｖ
／Ｍｎ）が約３.５ のポリアミック酸ワニスを得た。こ
のワニスを６％濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリ
エトキシシランを固形分で０.３ 重量％添加後、印刷形
成して２００℃／３０分の熱処理を行い、約９００Åの
緻密なポリイミド配向膜を形成した。

【０１１０】次に、この配向膜材料を用いて実施例１と
同様に液晶表示装置を作成し、液晶表示装置の画像の焼
き付け，残像を定量的に測定評価した。まず、画面上に
最大輝度でウインドウのパターンを３０分間表示し、そ
の後、残像が最も目立つ中間調表示に全面を切り換え、
ウインドウのエッジ部のパターンが消えるまでの時間を
残像時間、及びウインドウの残像部分と周辺中間調部分
の輝度Ｂの輝度変動分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残
像強度として評価した。但し、ここで許容される残像強
度は３％以下である。

【０１１１】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約２０％と大きく、残像が消失するま
での時間も約１００分掛かり、目視による画質残像検査
においても、明らかな画像の焼き付け，残像による表示
むらとして確認された。このように上記配向膜を使用す
ることにより画像の焼き付き，残像による表示不良が目
立った。

【０１１２】また、実施例１同様の方法で、この液晶／
配向膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔｇは約５
０℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ(Ｎ−Ｉ)＝７６℃
以下であった。さらに実施例２同様の走査型粘弾性顕微
鏡(ＳＶＭ)装置を用いて、上記のポリイミド配向膜の１
０Ｈｚの表面弾性率を測定した結果、約０.１ＧＰａと
いう値を得た。

【０１１３】

【発明の効果】本発明によれば、基板に対してほぼ平行
な方向に電界を液晶層に印加して動作させるＩＰＳ−Ｔ
ＦＴ−ＬＣＤの固有の問題である画像の焼き付き，残像
現象の低減が可能になり、画像の焼き付き，残像現象に
よる表示むらの少ない高画質で量産性の優れたアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置を提供することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置における液晶の動作を示
す図である。

【図２】本発明の電気光学特性を説明する図であり、
（ａ）は基本的な電圧・輝度特性、（ｂ）は残像現象を
示している電圧・輝度特性を示す図である。

【図３】液晶分子と基板表面との極結合とねじれ結合を
示す図である。

【図４】本発明の薄膜トランジスタ，電極，配線の構造
を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ),（ｃ）は側断
面図を示す。

【図５】残像強度の温度依存性を示す。

【符号の説明】

１…共通電極（コモン電極）、２…ゲ−ト絶縁膜、３…
信号電極（ドレイン電極）、４…画素電極（ソ−ス電
極）、５…配向膜、６…液晶組成物層中の液晶分子、７
…基板、８…偏光板、９…電界、１０…界面上の分子長
軸配向方向（ラビング方向）、１１…偏光板偏光透過軸
方向、１２…走査電極(ゲート電極)、１３…アモルファ
スシリコン、１４…薄膜トランジスタ素子。

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のスイッチング素子を有するアクティ
   ブマトリクス型液晶表示装置であって、 少なくとも一方が透明な一対の基板と、 前記一対の基板間に配置された液晶層と、 前記一対の基板の一方の基板に形成され、この基板面に
   対して支配的に平行な成分を持った電界を前記液晶層に
   発生させるための電極構造と、 前記一対の基板上の前記液晶層に接触するそれぞれの面
   上に形成された一対の配向制御膜と、 前記一対の基板を挟むように配置された一対の偏光板と
   を有し、 前記液晶層と前記配向制御膜との界面のガラス転移温度
   Ｔｇが前記液晶層を形成する液晶組成物のネマティック
   −等方相転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）以上であるアクティブ型
   液晶表示装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記配向制御膜表面の
   ガラス転移温度Ｔｇが前記液晶層を形成する液晶組成物
   のネマティック−等方相転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）以上であ
   るアクティブマトリクス型液晶表示装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記配向制御膜と前記
   液晶層との界面における液晶分子に対する前記配向制御
   膜の表面のねじれ結合係数Ａ２が２０μＮ／ｍ以下であ
   るアクティブマトリクス型液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記液晶層と前記一対
   の基板との二つの界面における液晶分子の配向制御方向
   がほぼ同一方向であるアクティブマトリクス型液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】請求項１において、前記一対の偏光板は、
   前記液晶層の屈折異方性をΔｎ、厚さをｄとしたときの
   パラメータｄ・Δｎが０.２μｍ＜ｄ・Δｎ＜０.５μｍ
   を満たすアクティブマトリクス型液晶表示装置。
6. 【請求項６】請求項１において、前記一対の配向制御膜
   の少なくとも一方が、ポリアミック酸イミド系，ポリイ
   ミド系，ポリイミドシロキサン系，ポリアミドイミド系
   の有機高分子であるアクティブマトリクス型液晶表示装
   置。
7. 【請求項７】請求項６において、前記有機高分子の重量
   平均分子量が１０,０００ 以上〜３００,０００ 以下で
   あるアクティブマトリクス型液晶表示装置。
8. 【請求項８】請求項１において、前記一対の配向制御膜
   の少なくとも一方が、重量平均分子量／数平均分子量の
   比で表される分散係数が２以下の有機高分子であること
   を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
9. 【請求項９】請求項８において、前記有機高分子は、化
   学式Ｈ₂Ｎ−Ｒ−ＮＨ₂で示すジアミン化合物と、 化学式 【化１】 で示すテトラカルボン酸二無水物からなるポリアミック
   酸の脱水閉環した有機高分子であり、その繰り返し構造
   の中のＲ及びＸに、高分子の分子軸の回転を可能にする
   結合基、−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＨ₂−，−Ｃ(ＣＨ₃)
   ₂−，−Ｃ(ＣＦ₃)₂−,-SO₂− ，メタ結合，オルト結合
   が合わせて３個以下であるアクティブマトリクス型液晶
   表示装置。
10. 【請求項１０】請求項１において、前記一対の配向制御
    膜の少なくとも一方が、無機材料層であるアクティブマ
    トリクス型液晶表示装置。
11. 【請求項１１】請求項１において、前記一対の配向制御
    膜の少なくとも一方が、光反応性の材料層であるアクテ
    ィブマトリクス型液晶表示装置。
12. 【請求項１２】複数のスイッチング素子を有するアクテ
    ィブマトリクス型液晶表示装置であって、 少なくとも一方が透明な一対の基板と、 前記一対の基板間に配置された液晶層と、 前記一対の基板の一方の基板に形成され、この基板面に
    対して支配的に平行な成分を持った電界を前記液晶層に
    発生させるための電極構造と、 前記一対の基板上の前記液晶層に接触するそれぞれの面
    上に形成された一対の配向制御膜と、 前記一対の基板を挟むように配置された一対の偏光板と
    を有し、 前記一対の配向制御膜の表面弾性率は１ＧＰａ以上であ
    るアクティブマトリクス型液晶表示装置。
13. 【請求項１３】請求項１２において、前記配向制御膜と
    前記液晶層との界面における液晶分子に対する前記配向
    制御膜表面のねじれ結合係数Ａ２が２０μＮ／ｍ以下で
    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。
14. 【請求項１４】請求項１２において、前記液晶層と前記
    一対の基板との二つの界面における液晶分子の配向制御
    方向がほぼ同一方向であるアクティブマトリクス型液晶
    表示装置。
15. 【請求項１５】請求項１２において、前記一対の偏光板
    は、前記液晶層の屈折異方性をΔｎ、厚さをｄとしたと
    きのパラメータｄ・Δｎが０.２μｍ＜ｄ・Δｎ＜０.５
    μｍを満たすアクティブマトリクス型液晶表示装置。
16. 【請求項１６】請求項１２において、前記一対の配向制
    御膜の少なくとも一方が、ポリアミック酸イミド系，ポ
    リイミド系，ポリイミドシロキサン系，ポリアミドイミ
    ド系の有機高分子であるアクティブマトリクス型液晶表
    示装置。
17. 【請求項１７】請求項１６において、前記有機高分子の
    重量平均分子量が１０,０００ 以上〜３００,０００ 以
    下であるアクティブマトリクス型液晶表示装置。
18. 【請求項１８】請求項１において、前記一対の配向制御
    膜の少なくとも一方が、重量平均分子量／数平均分子量
    の比で表される分散係数が２以下の有機高分子であるこ
    とを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
19. 【請求項１９】請求項１８において、前記有機高分子
    は、化学式 Ｈ₂Ｎ−Ｒ−ＮＨ₂で示すジアミン化合物
    と、 化学式 【化１】 で示すテトラカルボン酸二無水物からなるポリアミック
    酸の脱水閉環した有機高分子であり、その繰り返し構造
    の中のＲ及びＸに、高分子の分子軸の回転を可能にする
    結合基、−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＨ₂−，−Ｃ(ＣＨ₃)
    ₂−，−Ｃ(ＣＦ₃)₂−,-SO₂− ，メタ結合，オルト結合
    が合わせて３個以下であるアクティブマトリクス型液晶
    表示装置。
20. 【請求項２０】請求項１２において、前記一対の配向制
    御膜の少なくとも一方が、無機材料層であるアクティブ
    マトリクス型液晶表示装置。
21. 【請求項２１】請求項１２において、前記一対の配向制
    御膜の少なくとも一方が、光反応性の材料層であるアク
    ティブマトリクス型液晶表示装置。
22. 【請求項２２】複数のスイッチング素子を有するアクテ
    ィブマトリクス型液晶表示装置であって、 少なくとも一方が透明な一対の基板と、 前記一対の基板間に配置された液晶層と、 前記一対の基板の一方の基板に形成された電極構造であ
    って、この基板面に対して支配的に平行な成分を持った
    電界を前記液晶層に発生させるために所定間隔に配置さ
    れた複数の電極を含む電極構造と、 前記電極構造上に光反応性材料層で形成された配向制御
    膜と、 前記一対の基板を挟むように配置された一対の偏光板と
    を有し、 前記液晶層と前記配向制御膜との界面のガラス転移温度
    Ｔｇが前記液晶層を形成する液晶組成物のネマティック
    −等方相転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）以上であるアクティブ型
    液晶表示装置。
23. 【請求項２３】請求項２２において、前記光反応性材料
    層は偏光を照射することにより前記液晶層の配向方向を
    制御するアクティブマトリクス型液晶表示装置。
24. 【請求項２４】請求項２３において、前記光反応性材料
    層は少なくとも１種類以上のジアゾベンゼン基またはそ
    の誘導体を含むポリマー及び／またはオリゴマを含有す
    る有機高分子を含むアクティブマトリクス型液晶表示装
    置。
25. 【請求項２５】請求項２３において、前記光反応性材料
    層は少なくとも１種類以上のスチルベン基またはその誘
    導体を含むポリマー及び／またはオリゴマを含有する有
    機高分子を含むアクティブマトリクス型液晶表示装置。
26. 【請求項２６】請求項２３において、前記光反応性材料
    層は熱、または光、または放射線のうち少なくとも一つ
    以上の照射処理により硬化するポリマー前駆体またはポ
    リマーを含有する有機高分子を含むアクティブマトリク
    ス型液晶表示装置。
27. 【請求項２７】請求項２６において、前記ポリマー前駆
    体またはポリマーはエチレン基、またはアセチレン基、
    またはジアセチレン基、またはマレイミド基を有してい
    るアクティブマトリクス型液晶表示装置。