TWI281942B - Liquid crystal display - Google Patents

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TWI281942B
TWI281942B TW094112289A TW94112289A TWI281942B TW I281942 B TWI281942 B TW I281942B TW 094112289 A TW094112289 A TW 094112289A TW 94112289 A TW94112289 A TW 94112289A TW I281942 B TWI281942 B TW I281942B
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Masaki Matsumori
Yasushi Tomioka
Shigeru Matsuyama
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Hitachi Displays Ltd
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Description

1281942 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種適用光定向法之液晶顯示裝置。 ’ 【先前技術】 通常’藉由施加電場至夾於一對基板間的液晶層之液晶 分子，改變液晶分子之定向方向，藉此產生液晶層之光學 - 特性變化，從而進行液晶顯示裝置之顯示。 • 先κ象素為單位具備薄膜電晶體等切換元件、所謂 參主動式驅動型液晶顯示裝置是以扭轉向列（Twisted N一 ：TN)顯示方式為代表，該扭轉向列顯示方式係於 :寺液aa層《對基板中分別設置電極，並設定施加於液 晶層之電場方向大致垂直於基板界面，利用構成液晶層之 液晶分子的光旋光性進行顯示。該TN方式之液晶顯示裝 置中，視野角狹窄被視為最大課題。 另方面，於下述專利文獻1、專利文獻2等揭示有lps 4 β IPS方式以使用梳型電極產生之電場所包含的大 致:订於邊基板面之成分之方式，於大致平行於基板之面 内/疋轉構成液晶層之液晶分子，並通過液晶層之雙折射性 $仃顯不該櫛形電極形成於一對基板之一方。該⑽方 L I 口於液曰曰分子之面内切換，與先前之TN方式相比具 、予角見廣、負載容量低等優點，作為取代TN方式之 新m裝置而備受期望，近年來進步迅速。 、 "下述專利文獻1中揭示之液晶顯示裝置使用於 '隔珠粒與液晶層之間藉由偏光照射賦予液晶定向能之材 101019.doc 1281942 料，形成定向膜，藉此將對比率設為320，又，下述專利 . 文獻2揭示之液晶顯示裝置藉由將直線偏光照射於高分子 膜之定向方法，將對比度設為25 0。 此種視角特性（亮度對比度、灰階/色彩反轉）優越、顯示 明亮之IPS方式之液晶顯示裝置（以下稱為r IpS-TFT_ LCD」）係適合於顯示區域較大之電腦螢幕或電視等之有 • 效技術。 ^ 液晶顯示裝置中，夾持液晶層之一對基板與該液晶層之 ® 間的界面上’形成有賦予液晶定向控制能的定向控制膜。 然而’為今後實現支持2〇型以上之更大畫面之jpS_TFT_ LCD，需要開發尺寸較大之顯示裝置（大型面板）使用之新 構造或製程。 特別疋’面對液晶層之表面上段差構造較多的Ips_TFT_ LCD，於定向控制膜内難以施行橫貫大晝面之定向處理。 . 與過去型之TN方式，特別是現在主流之常開型TN方式（以 _低電壓顯示明，以高電壓顯示暗)相比，向定向控制膜實 施定向處理時之範圍明顯狹窄。範圍狹窄之理由有以下 ⑴、（2) ' (3)之3點。 (1)段差構造 IPS-TFT-LCD中，原理上必須配設多個具有數p寬度 之細長電極（亦有稱為梳型電極（Inter dighai 之 情形）。故而，形成微細之段差構造。 ‘ 段差大小取決於電極厚度或形成於其上之各種臈之形 狀’通常為1〇 以上。高透過率像素構造中，形成的無 101019.doc 1281942 機、、、巴緣膜較厚’無機絕緣膜以下之段差凹凸於某種程度上 得以平坦化。 α此’兩透過率像素構造之定向控制膜之段差主要起因 於有機、、、巴緣膜上之電極。於此等膜之最上層形成包含聚醯 亞胺等之面分子膜的定向控制膜（亦稱為定向膜 於先别之量產技術中，係於該定向控制膜上進行摩擦處 理賦予液晶定向能㈠刀始定向）。另一方面，摩擦布由粗 細為10至30 μιη&右之細纖維捆紮而成，實質上該纖細纖 、隹的母根均對定向膜之局部施加一定方向之剪斷力，藉 此完成賦予液晶定向能之處理。 乍為、截、准亦存在數微米左右之極細纖維，但作為摩擦 用述，要求具有用以賦予一定程度摩擦力之剛性，因此此 種極細纖維的使用未得以實用化。 以IPS方式之電極間隔亦與上述纖維之直徑同樣，為1〇 至3〇 μηι左右，故而段差附近之摩擦並不充分，定向容易 紊亂。該定向紊亂將導致黑位準上升、以及藉此造成對比 度下降、或亮度不均等晝質下降的問題。 (2)定向角 IPS-TFT_LCD中，初始定向方向之設定必須自原理上的 電極伸展方向、或與此垂直之方向上錯開—定角度而進 行。此處所謂電極係指信號配線電極、像素内之共通電 極、像素電極。 必須如上所述以10至3〇 栻，但由於所謂信號配線 由摩擦規定初始定向方向時， μηι左右之纖維以特定角度方向擦 101019.doc 1281942 電極、像素内之共通電極、像素電極之延伸至一定方向之 配線與其端部之段差’導致了纖維自設定角度拉伸至段差 方向’從而定向奮亂’藉此造成黑位準上升等晝質下降之 問題。 、 (3)暗信號位準之沉入 作為IPS_TFT-LCD之特徵之—，暗信號位準（黑顯示）之 沉入良好。故而，與其他方式相比，定向之奈亂更加明 顯。
^前的常開型TN方式中，暗信號位準在施加高電壓之 狀態下獲得。此時，於高電壓作用下，液晶分子之絕大部 分齊聚於垂直於基板面方向之電場方向上，藉由其液晶分 子排列與偏光板配置的關係獲得暗信號位準。因此，暗信 號位準之均一性原理上並不太受到低電壓時初始定向狀態 之影響。 ‘ 進而，人之肉眼將亮度之不均識別為亮度之相對比率， 且作出接近於對數刻度之反應，故而對暗信號位準之變動 敏感。自該觀點來看也是如此，以高電壓強制液晶分子排 列於一個方向之先前的常開型TN方式下，對初始定向狀 態遲鈍，比較有利。 另一方面，IPS方式是在低電壓或零電壓中顯示暗信號 位準’故而對於初始定向狀態之紊亂比較敏感。特別是， 於定向採用平行排列，且一方之偏光板之光透過軸平行於 其液晶分子定向方向，並垂直於他方之偏光板之配置（稱 為雙折射模式）中，入射於液晶層之偏光光線幾乎不奮亂 101019.doc 1281942 地傳輸直線偏光，該平行排列於上下基板上使液晶分子定 、 向方向相互平行。此點於沉入暗信號位準有效。雙折射方 式之透過率τ一般以如下等式表示。 T=T〇-sin2{20(E)} ·8ίη2{(π·άβΓΓΔη)/λ} 此處，Τ0係係數，表示主要藉以液晶面板中使用之偏光 板之透過率決定的數值，Θ(Ε)表示液晶分子定向方向（液晶 -層之貫效性光軸）與偏光透過軸所成之角度，Ε表示施加電 - 場之強度’ 表示液晶層之實效性厚度，Αη表示液晶之 籲 折射率各向異性，λ表示光之波長。 又’此處將液晶層之實效性厚度deff與液晶之折射率各 向異性Δη之乘積，即deff.An稱為相位差。再者，此處之液 晶層厚度deff&非液晶層全體之厚度，而是施加電壓後會 改變定向方向的液晶層之厚度。 其原因在於’液晶層界面附近之液晶分子受到界面的錨 定影響’即使被施加了電壓亦不會改變其定向方向。因 此’若將基板夾持之液晶層總厚度設為dLc，則該厚度dLC • _與deff之間通常存在tfl^dLC之關係，其差值因液晶面板中 使用之液晶材料、與液晶層接觸之界面、例如定向膜材料 之種類而異，大概可估計為20 nm至40 nm左右。 由上述等式可知，依存於電場強度的是項， 可相應於電場強度Ε改變角度θ，藉此調整亮度。 ’ 採用常閉型時，由於以不施加電壓時θ=0度之方式設定 、 偏光板，因此對於初始定向方向之紊亂會很敏感。 如此，於IPS方式中，定向均一性係非常重要之要素， 101019.doc 1281942 現行的摩擦法之問題變得十分明顯。 般地摩擦疋向處理中存在諸多與摩擦處理方法相關 的問題··由摩擦產生之靜 & 電造成TFT破損、摩擦布毛頭散 亂、灰塵造成之導致顯示不良，進㈣ 更 換頻率高等。 為了解决此等摩擦定向處理之問題，業者正致力於研究 不摩擦便使液晶定向之所謂「無摩擦」定向法，並提出有 ΓΓ方法/其中’帛出有如下光定向法··向高分子膜表面 ―二偏光後之I外線等，不進行摩擦處理而使液晶分子進 行定向。 作為其例，揭示於下述非專利文獻1中之方法之特徵在 於’無需先前的摩擦處理，由偏光後之光照射使液晶定向 於既定方向。 依據該光定向法，優點在於沒有摩擦法造成之膜表面傷 痕㈣電等問題’此外’從工業生產上考慮，製造製程更 加簡便。因此作為今後不使用摩擦處理之新型液晶定向處 理方法而備受矚目。 作為至今為止的報告中所使用之液晶定向膜材料，考慮 到必須獲得偏光後光線之光化學性靈敏度，業者提出可以 使用在高分子側鏈導入光反應基之高分子化合物。 作為其代表例，列有聚桂皮酸乙烯酯，此時可考庹為· 通過由光照射造成之側鏈部分處之二聚化，古 ^ /r、阿分子膜中 發現各向異性，並使液晶定向。 又’作為其他，提有如下方法：於高分子材料中分散低 101019.doc -10- 1281942 分子之雙色性偶氮色素，通過照射偏正光至該膜表面，使 液晶分子定向於規定方向。 又進而，報告有如下方法：向特定的聚醯亞胺膜照射偏 光後之紫外線等，藉此定向液晶分子。此時可考慮為：通 過光照射，固定方向之聚醯亞胺主鏈分解，從而實現液晶 定向。 [專利文獻1]日本專利第3303766號說明書 [專利文獻2]日本專利特開平11-218765號公報 [非專利文獻l]Gibbons等、「自然」351卷、49頁（1991 年）（W. M· Gibbons et al·，Nature，351，49(1991))。 [發明所欲解決之課題] 如上所述，就解決摩擦定向法問題之無摩擦定向法，業 者研究、《:出了利用光照射之光定向法，但實用上存在如 下問題。 乂 ♦私皮&L乙烯月曰專為代表的在高分子側鏈導入光反應 基之局分子材料系、+，定向之熱穩定性並不充分，實用性 方面尚無法獲得充分之可靠性。 又於此h开y日^，考慮到顯示液晶定向之構造部位係高分 子之側鏈部分，在更均等地定向液晶分子，及獲得更強定 向方面未必理想。 又於同刀子中分散低分子之雙色性色素時，使液晶定 向之色素自身係低分子，自實用性觀點看，在熱性、或光 之可靠性方面仍有問題。 進而於將偏光後之紫外線照射至特定聚酿亞胺之方法 101019.doc -11 - 1281942 中，考慮到作為聚醯亞胺自身，雖然耐熱性等方面可靠性 車乂鬲’但其定向機構起因於光分解，因此在實用方面難以 確保充分之可靠性。 即，今後實際應用使用該偏光照射之液晶定向時，液晶 不僅要初始定向，自可靠性觀點來看，還需要發現更加穩 疋之定向方法。 又，若考慮實際之工業應用，需要選擇熱性穩定之高分 - 子構造。於此等方面，針對先前藉由光照射定向液晶而提 _ 出之高分子材料於定向力及穩定性方面並不充分，實際上 成為實現藉由光照射之無摩擦定向之較大課題。 因此，本發明之目的在於提供如下特性之液晶顯示裝 置尤其疋大型液晶顯示裝置：解決如上所述ips-Tft_ LCD之固有問題，即定向處理之製造^圍狹窄，減少因初 始疋向方向，交動造成之顯示不良的產生，且實現穩定之液 晶定向，並具有對比度提昇之高晝質。 又，本發明之其他目的在於提供一種適合量產的高晝 /質·高清晰度之液晶顯示裝置。 【發明内容】 為達成上述目的，本發明之特徵在於··包含至少一者係 透月之-對基板、配置於上述一對基板間之液晶層、形成 :上述對基板之一方基板且用以施加電場至上述液晶層 、包極群及連接於此等電極之複數主動式元彳、配置於上 述液曰曰層與上述一對基板之至少任何一方之基板間的定向 制膜以及形成於上述一對基板之至少任何一方之基板 101019.doc 1281942 光機I述液晶層之分子定向狀態而改變光學特性的偏 =構；上述定向控制中至少—方包含光反應性聚= —或來-胺酸’並照射幾乎偏光為直線之光線 疋向控制膜。 /成 又本發明之特徵在於，施加於上述液晶層之電場大 平行於形成上述電極群的基板面。 八又，本發明之特徵在於，定向控制膜上液晶層中之液晶 —子的長軸方向’與光照後的偏光為大致直線之偏光轴平 订或直父（垂直）。特別是，光反應性定向控制膜較佳係由 至J包含裱丁烷四鲮基酸二酐作為酸酐、至少包含芳香族 二胺化合物作為二胺所構成之聚醯胺酸或聚醯亞胺。矢 又，上述環丁烷四綾基酸二酐及其衍生物之特徵係以下 述一般式[化合物1]至[化合物3]所示之化合物。 [化學式1] 化合物1
化合物2 101019.doc -13 - 1281942
化合物3
原子、漠原子、苯基或碳數1至6之烧基、燒氧基或乙稀基 [_(CH2)m-CH=CH2，m=0、1、2]、或乙炔基[_((：112)1^(：;三 CH，m=0、1、2] 〇 又，上述芳香族二胺化合物至少需要含有一種由包含下 述一般式[化合物4]至[化合物^2]之化合物群中選擇的化合 物0 [化學式4] 101019.doc -14- 1281942 化合物4
[化學式5] 化合物5 H2N NH2
[化學式6] 化合物6 H2NV N==N „NH2
[化學式7] 化合物7
[化學式8] 化合物8
Ri
-N Κ2 101019.doc -15- 1281942 [化學式9] 化合物9
[化學式10]
化合物10
化合物11
化合物12
101019.doc -16- 1281942 化合物13
化合物14
化合物1 5
化合物16 101019.doc 17 1281942
化合物17
化合物1 8
[化學式19]
[化學式20] 101019.doc -18 - 1281942 化合物20
[化學式21] 只3—NH2 化合物21 0
NH
NH2
化合物22
(其中，化合物26至化合物41之1^至118以及化合物42之 Ri、R2分別獨立表示氫原子、氟原子、氯原子、或碳數1 至6之烷基、烷氧基、或乙烯基[-(CH2)m_CH=CH2，m=0、 101019.doc -19- 1281942 1、2]，或乙炔基[_(CH2)m-C 三 CH，m=〇、1、2];又，化 合物 32至 34 中，X表示-CH2·、-NH-、-C0_、-〇_、_S_之鍵 結基；又，化合物42之R3、R4，以及化合物43、44之Rj 別獨立表示碳數量丨至6之烷基）。 又，藉由將定向控制膜之膜厚薄膜化為1 nm至100 nm， 能夠有效提高光透過性，進而提高根據偏光照射進行的光 反應效率。又，製作液晶顯示裝置時，能夠有效地將驅動 /夜晶之電壓施加至液晶層。 進而，藉由將電極上之定向控制膜之膜厚薄臈化為〗nm 至50mn，進而【nm至3〇nm，可減少殘留於液晶顯示裝置 各像素内電極/定向控制膜/液晶層/定向控制膜/電極間的 直流電壓成分(所謂的殘留DC電壓），冑而對殘像、烙印圖 像特性提昇等方面有效。 /又，本發明之特徵在於，液晶顯示裝置之液晶層預傾角 須在1度以下。又，先前的摩擦定向法中，電極段差端部 _作為導引摩擦布纖維而發揮作用，故有可能發生纖維被牵 入段差部延伸之方向，纖維無法到達段差拐角從而 向處理、致使定向不良等問題。 …疋 特別是’當像素電極、或共通電極、或共通電極配線之 至少-方由透明電極構成時，因電極段差附近之定向狀能 明顯，本發明將能有效作用。 〜 特別是’當透明電極包含離子摻雜氧化鈦膜、或離子摻 •雜氧化辞膜（Zn0)時，本發明作用明顯。 又m當像素電極及與其對向之共通電極相互 101019.doc -20- 1281942 平仃配置，並包含z字形彎曲構造時，液晶定向膜與基礎 ^ 有機纟巴緣膜之緊密性可能變差，若實施先前之摩擦定向處 • 理，則有引發定向膜脫落等顯示不良的情形。本發明於此 種形時有效。 又，當共通電極及/或像素電極形成於有機絕緣膜上， 於邊有機絕緣膜與電極上形成有液晶定向膜時，本發明特 別有效。 又，本發明之特徵在於，液晶層與形成於上述一對基板 分子之定向控制方向 液 上之定向控制膜之兩個界面中 大致為同一方向 、且本發明之特徵在於，藉由偏光照射液晶定向膜，賦予 液晶定向處理。 依據本發明，其特徵在於定向處理中使用之偏光的光波 長度乾圍為200至4〇〇 nm。進而’當使収向處理中所用 之以幾乎直線偏光之第-波長之光、與第二波長之光之至 少2種波長之偏光時，本發明更加有效。 又本舍明之特徵在於，液晶定A以2k丨2 日疋向控制膜之玻璃轉移溫 度為250C以上。 進而，於藉由偏光照射液晶定 ^ ^ π胰，賦予液晶定向能之 十月形％，猎由進行加熱、紅外 土 、、泉旧射、运紅外線照射、電 子線肊射、放射線照射中之至 ^ ^ ^ 1固處理，本發明將更加 有效地發揮作用。藉由偏光 ^ 射疋向控制膜，賦予液晶定 向月b %，猎由進行加熱、紅外 早……“， 卜線照射、遠紅外線照射、電 子線如射、放射線照射之處理， 加逮由偏光照射進行之液 101019.doc 1281942 晶定向能軾予，绿找 能，使其穩定/戈交聯反應等’進而有效促進液晶定向 特別疋’藉由於偏光照 射、遠紅外線照射、電子…：進仃加熱、紅外線照 處理，太旅 電子線々射、放射線照射中至少— 毛明將更加有效地發揮作用。 、 光時進行定向控制之酿亞胺化燒成處理與偏 、U I發明亦將有效地發揮作用。特別是 光照射液晶定向膜之外， 除偏 線r射.工、卜仃熱、紅外線照射、遠紅外 h射、％子線照射、放射線照射中之至少—個處理時， 之溫度範圍較好為100。。至4。。。。，最好為"。 :’加熱、紅外線照射、遠紅外線照射之處理亦可兼作 為定向控制膜之醯亞胺化燒成處理，並且有效。 又’本發明中，對比度目標為⑽：⑽上，殘像消除之 目標時間為5分鐘以内。再者，殘像消除時間由下述實施 形態中定義之方法決^。再者，本發明藉由作為目標對比 度500:1以上之高料度來實現高畫#，與先前目標對比 度約為200:1之低對比度的殘像評價相比，殘像消失之判 斷標準比較嚴格’故而目標上，將殘像消除時間設為5分 鐘以内。 如上所述’依據本發明’於IPS方式之液晶顯示裝置 中，可提供如下之液晶顯示裝置：解決定向處理製造範圍 狭窄之固有問題，減少初始定向方向變動造成之顯示不良 問題的產生，且實現穩定之液晶定向，並適合量產，且具 101019.doc -22- 1281942 有對比度提昇之高晝質。 [發明之效果] 如上所述，依據本發明，於IPS方式之液晶顯示裝置 中，可提供如下之液晶顯示裝置··解決定向處理製造範圍 狹窄之固有問題，減少初始定向方向變動造成之顯示不良 問題的產生，且實現穩定之液晶定向，並適合量產，且具 有對比度提昇之高晝質。 【實施方式】 以下’參照圖式詳細說明本發明之實施形態。再者，以 下將形成有薄膜電晶體等主動式元件之基板稱為主動式矩 陣基板。又，於其對向基板具有彩色濾光片時，亦將此稱 為彩色濾光片基板。 又，於本發明中，目標對比度為500:1以上，殘像消除
5分鐘以内。
素附近的模式剖面圖。
圖，圖2(a)表示平面圖， 像素附近構造之主動式矩陣基板的模式 &圖，圖2(b)表示沿著圖2(勾之八_八，線之 101019.doc -23- 1281942 σ彳面圖’圖2(c)表示沿著圖2(a)之B_B，線之剖面圖。 • 又圖1對應於沿圖2 (a)之A - A ’線剖面的一部分。再者， _ 圖2(b)與圖2(c)之剖面圖係強調主要部分構成模式性地表 示者’並非一對一地對應於圖2(a)之A-A，線、B-B，線之切 所4 °例如’圖2(b)中未標示圖1所示之半導體膜116，圖 2(c)中僅代表性地標示了一處連接對向電極與共通配線Co . 之通孔。 • 於本實施形態之液晶顯示裝置中，作為主動式矩陣基 • 板，於玻璃基板101上，配置有cr(鉻）製之閘極電極（掃描 佗號包極）104與共通配線（共通電極配線）120(圖2)，從而 形成用以覆蓋該閘極電極1〇4與共通電極配線12〇之氮化矽 製的閘極絕緣膜107。 又，於閘極電極104上，介以閘極絕緣膜1〇7配置有包含 非晶質石夕或多晶石夕之半導體膜116,作為主動式元件，發 揮薄膜電晶體（TFT)之能動層的作用。 又，以重疊於半導體膜之圖案之一部分的方式，配 — 置包含Cr· Mo(鉻/鉬）之汲極電極（圖像信號配線）1〇6與源 極電極（像素電極）1〇5，並以覆蓋所有此等部分之方式形成 包含氮化矽之保護絕緣膜108。 又，如圖2⑷中模式所示，介以通孔118將連接共通電極 配線120之共通電極（共通電極）1〇3配置於外塗層（有機保謨 .層）112上，該通孔118貫通閉極絕緣膜107與保護絕緣= - 108而形成。 又’由圖2⑷可知，以於_像素之區域中平面地對向於 101019.doc -24- 1281942 /、像素包極105之方式，形成有共通電極1〇3，該共通電極 • 103自共通電極配線120通過通孔118引出。 因此，於本發明第1實施形態中，其構成方式為：像素 包極1〇5配置於有機保護膜112之下層之保護絕緣膜108的 更加下層’並於有機保護膜U2上配置有共通電極1〇3。於 此等複數像素電極1〇5與共通電極1〇3所夾持之區域，構成 • 一像素。 又，於藉由上述方式構成之單位像素配置為矩陣狀之主 _ 動式矩陣基板之表面、即形成共通電極103之有機保護膜 112上形成了定向控制膜109。 另一方面，如圖1所示，於構成對向基板之玻璃基板1〇2 上彩色;慮光片層111藉由遮光部（黑色矩陣）113以像素為 單位區分、配置，又，彩色濾光片層U1與遮光部113上覆 有由透明絕緣材料所構成之有機保護膜112。進而，該有 機保護膜112上亦形成定向控制膜109，從而構成彩色渡光 片基板。 m 此等定向控制膜109藉由紫外線之直線偏光照射賦予液 晶定向能，該紫外線係將高壓水銀燈作為光源，使用石英 板疊層之堆疊偏光器得以取出。 本發明之構成方式係：定向控制膜109之面，對向配置 構成主動式矩陣基板之玻璃基板101與構成對向電極之玻 ’ 璃基板102，並於其間配置以液晶分子110構成之液晶層 - (液晶組成物層）110’。 又，於構成主動式矩陣基板之玻璃基板1 〇 1與構成對向 101019.doc -25- 1281942 電極之玻璃基板102之外側面分別形成有偏光板114。 如上所述，構成使用薄膜電晶體之主動式矩陣型液晶顯 示裝置（即TFT液晶顯示裝置）。 於該TFT液晶顯示裝置中，構成液晶組成物層11〇，之液 晶分子110於不施加電場時，成為大致平行地定向於對向 配置之基板101、102面的狀態，於向著藉由光定向處理規 定之初始定向方向之狀態下平行定向。
此處，若施加電壓至閘極電極1〇4，打開薄膜電晶體 (TFT)，則藉由像素電極105與共通電極1〇3之間之電位 差，施加電場117至液晶組成物層，並藉由液晶組成物所 帶之介電各向異性與電場之相互㈣，構錢晶組成物層 之液晶分子110改變其方向為電場方向。此時，可藉由液 晶組成物層之折射各向異性與偏光板114之作用，改變本 液晶顯示裝置之光透過率而進行顯示。 又’有機保護膜112可使用絕緣、透日月性能良好之丙稀 酸系樹脂'環氧丙稀酸系樹脂、或聚醢亞胺系樹脂等熱硬 化性樹脂。又’作為有機保護膜112，亦可使用光硬化性 之透明樹脂’亦可使用聚石夕氧烧系樹脂等無機系材料。進 而，有機保護膜m亦可兼備定向控制膜1〇9。 ^上所述’依據第1實施形態，定向並非藉以緩衝布 接摩擦定向控制膜109之液晶定向控制能的摩捧定向 ==使用非接觸之光定向法，可消除電極附近 α ^ ° 對整個顯示區域賦予均—之定向。 %而，δ兄明本發明之液晶顯示農置之第2實施形態。^ 101019.doc -26- 1281942 • 係' °兄明本發明之液晶顯示裝置之第2實施形態的一像素附 ^ 近之模式剖面圖。 • 又，圖4係說明本發明之液晶顯示裝置之第2實施形態所 °兄月之一像素附近構造之主動式矩陣基板的模式圖，圖 )示平面圖，圖4(b)表示沿著圖4(a)之A-A，線之剖面 囷圖4(c)表示沿著圖4(a)之B-B，線之剖面圖。 • 又，圖3表示沿圖4(a)之A-A，線剖面的一部分。再者，圖 _ 4(b)# ® 4⑷之剖面圖係強調主要部分構成而模式性地表 _ τ者並非-對一地對應於圖4⑷之a_a，線之切斷 ^例如，圖4(b)中未標示圖3所示之半導體膜丨16。 、於本發明之第2實施形態之液晶顯示裝置中，構成主動 式矩陣基板之玻璃基板101上，配置有由心所構成之閘極 電極104與共通電極配線12〇，並以覆蓋閘極電極Η#與共 通電極配線120之方式形成有由氮化石夕所構成之閑極絕緣 膜 107 〇 籲 又，於閘極電極104上，介以閘極絕緣膜107配置了由非 晶質石夕或多晶石夕所構成之半導體膜116，其作為主動性元 件之薄膜電晶體（TFT)之能動層而發揮作用。 又，以重疊於半導體膜116之圖案之一部分的方式，配 置有由鉻/鉬所構成之汲極電極106、源極電極（像素電 極）1〇5，並以覆蓋所有此等部分之方式，形成有包含氮化 •矽之保護絕緣膜108。 於該保護絕緣膜108上配置了有機保護膜112。該有機保 護膜112例如由丙烯酸樹脂等之透明材料所構成。 101019.doc -27- 1281942 又’像素電極105係由ITO(In2〇3:Sn)等之透明電極所構 成。 共通電極103介以通孔118連接於共通電極配線120，該 通孔11 8貫通閘極絕緣膜1 〇7、保護絕緣膜丨、以及有機 保護膜112。 施加驅動液晶之電場時，與像素電極1〇5成對之共通電 • 極103以平面上包圍一像素區域之方式而形成。 - 又，該共通電極103配置於有機保護膜（外塗層）112上。 鲁 且該共通電極103以自上部看時，隱藏配置於下層之汲極 電極106、掃描信號配線1 〇4以及作為能動元件之薄膜電晶 體（TFT)的方式得以配置，兼作遮擋半導體膜116之遮光 層。 再者’於構成主動式矩陣基板之玻璃基板1〇1之表面， 即有機保護膜112上及其上形成之共通電極1〇3上，形成有 定向控制膜109，該主動式矩陣基板將如上構成之單位像 素（一像素）配置為矩陣狀。 另一方面，構成對向基板之玻璃工〇2上，亦形成有彩色 濾光片層111及其上形成之有機保護膜丨12、定向控制膜 109 〇 又，與第1 κ靶形怨同樣，此等定向控制膜i〇9藉由紫外 線之直線偏光照射賦予液晶定向能，該紫外線是通過以高 •壓水銀燈為光源，使用石英板疊層之堆疊偏光器而獲取。 • 且本發明之構成方式係：於定向控制膜109之形成面， 對向配置玻璃基板101與對向基板1〇2，並於其間配置有由 101019.doc -28- 1281942 液晶分子110構成之液晶組成物層11〇，。又，於 101與對向基板102之外側面’分別形成有偏光板114。土 如此，本發明之第2實施形態亦與先前陳述之第1實施形 態同樣地採用如下結構：於有機保護膜ιΐ2與保護絕緣膜 ⑽之下層配置有像素電極1G5，於像素電極⑼與有機保 護膜112之上配置有共通電極103。 、/、I电極103之電阻十分低時，該共通電極1 〇3亦可 兼作形成於最下層之共通電極配線12〇。此時，可省去配 置於最下層之共通電極配線120的形成以及伴隨之通孔之 加工。 、於該第2實施形態中，如圖4⑷所示，形成為格子狀之共 ^電極1G3所包圍之區域構成-像素，並以與像素電極105 -起將-像素分割為4個區域之方式而配置。 /又’像素電極Π)5及與其對向之共通電極如包含相互平 :丁配置之Ζ字形彎曲構造’一像素形成有2個以上之複數個 副像素。藉此成為抵消面内色彩變化之構造。 一 目係、°兒明本發明之液晶顯示裝置之第3實施形態的 一像素附近之模式剖面圖。圖中，與上述各實施例之圖式 相同之符號對應於相同之功能部分。 如圖5所示’於本實施形態中，介以通孔ιΐ8，將配置於 :遵絕緣膜⑽下層之像素電極1〇5拉至有機保護膜ιΐ2 ’與共同電極1〇3配置於同層。於採用該構成之情形 守’可進一步減小驅動液晶之電壓。 於以上述方式構成之TFT液晶顯示裝置中，未施加電場 101019.doc -29- 1281942 時，構成液晶組成物層110，之液晶分子11〇大致平行於對向 配置之玻璃基板101與102面的狀態，於面向藉由光定向處 理規定之初始定向方向之狀態下平行定向。 此處，若施加電壓至閘電極104，打開薄膜電晶體 (TFT) ’則藉由像素電極1〇5與共通電極間之電位差， 施加電場117至液晶組成物層11〇，，並藉由液晶組成物所帶 之介電各向異性與電場之相互作用，⑬晶分子110將改變 其方向至電場方向。此時，可藉由液晶組成物層ιι〇，之折 射各向異性與偏光板114之作用，改變液晶顯示裝置之光 透過率而進行顯示。 ’於上述本發明之各實施形態、中，彳言免置複數組顯示 區域:該顯示區域包含—個像素中之共通電極與像素電 才°藉由此複數組的f免置，即使一個像素較大日夺，亦可縮 短像素電極與共通電極間之距離，從而降低用於驅動液曰曰 而施加之電壓。 曰曰 制:、但二、一方之透明導電膜的材料，並無特別限 旦考慮到加卫方便、可隸高等方面，最好使用諸如 乳化銦錫（ITO)等摻雜離子於鈦氧化物 雜離子之辞氧化物。 h讀或摻 通常’ IPS方式與先前之丁财式所代表之縱 同’原理上無需與基板面形成界面傾角 /不 小界面傾角二：’於光反應性之定向控制膜中，亦是 、角車乂好’特別是1度以下尤佳。 ^lO^.doc -30- 1281942 、-而，關於使用本發明之液晶顯示褒置中液晶定向控制 明之：摩擦定向法，就定向控制膜之形成加以說明。本發 之定向控韻之形成程序流程如下（1)至⑷所示。 (1)疋向控制膜之塗膜.形成(於整個顯示 塗膜） ^ ▲ (2)定向控制膜之醯亞胺化燒成(促進清漆溶劑之去除盥 阿耐熱性之聚醯亞胺化） ()藉由偏光知射賦予液晶定向能（賦予顯示區 定向能） 心 ⑷藉由(加熱、紅外線照射、遠紅外線照射、電子線昭 射、放射線照射）促進.穩定定向能 、 本發明通過上述4階段之製程形成定向控制膜，但並非 ^定於上述⑴至⑷製程之順序，於如以下⑴(Π)之情形 時，效果尤佳。
(I)藉由同時進行上述（3) 定向能，誘發交聯反應等， 制膜。 (4)之處理，可加速賦予液晶 從而可更加有效地形成定向控 (II)於上述（4)之使用加埶、 b、仏 ......、工外綠妝射、退紅外線照射 等情形時，藉由同時進行上述（2)、（3)、⑷之處理，上述 ⑷之製程可兼作上述⑺之醯亞胺化製程，從而可於短時 間内形成定向控制膜。 繼而’關於本發明之為曰 _ 知月夜日日顯不裝置之製造方法的具體實 施例加以說明。 [實施例1 ] 101019.doc -31 - 1281942 第1實施例對應於上述本發明第1實施形態中已說明之液 ^ 晶顯示裝置。以下參照圖1及圖2詳細說明本發明第1實施 例。 製造本發明第1實施例之液晶顯示裝置時，作為構成主 動式矩陣基板之玻璃基板101與構成對向基板（彩色濾光片 基板）之玻璃基板102，使用厚度為〇.7 mm且已研磨表面之 玻璃基板。 ^ 形成於玻璃基板101上之薄膜電晶體係由源極電極（像素 修 包極）105、汲極電極（信號電極）106、閘極電極（掃描電 極）104以及半導體膜（非晶質矽）116所構成。 掃描電極104、共通電極配線12〇及信號電極1〇6、像素 電極105均係將鉻膜圖案化後形成鉻膜，像素電極1〇5與共 通電極103之間隔為7 μιη。 再者，共通電極103與像素電極105係使用低電阻、易於 ， 圖案化之鉻膜，但亦可使用ΙΤΟ膜構成透明電極，以獲得 更高的亮度特性。 閘極絕緣膜107與保護絕緣膜1〇8係由氮化矽所構成，各 自膜厚為0·3 μηι。其上塗布丙烯酸系樹脂，藉由22〇。。、丄 T之加熱處理，形成透明且具有絕緣性之有機保護膜 112 ° ▲而’猎由光微影、钱刻虛 挪％爽理，如圖2(c)所示形成通孔 直至共通電極配線12〇，圖宰 Μ木化形烕與共通電極配線12〇連 ” 接之共通電極103。 其結果如圖2⑷所示，於單位像素（一像素）内，像素電 101019.doc • 32 · 1281942
G、B)根信號電極106與768根掃描電極1〇4所構成。 繼而，作為定向控制膜，將聚醯胺酸清漆調整為樹脂濃 度5重量％、NMP 60重量％ 、γ丁内酯20重量％、丁基溶纖 素15重量％，並印刷形成於上述主動式矩陣基板上，藉由 ' 22〇C、30分鐘之熱處理進行醯亞胺化，從而形成約70 nm 之緻密聚醯亞胺定向控制膜109，該聚醯胺酸清漆包含下 ® 述一般式[化合物23]所示之1，4-二胺基吡啶及下述一般式 [化合物24]所示之1-甲基-i，2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐。 [化學式23] 化合物2 3
[化學式24] 化合物24
同樣地，於已成膜ITO之另一方玻璃基板102表面，亦印 刷形成相同之聚醯胺酸清漆，藉由220°C、30分鐘之熱處 1〇l〇19.doc -33- 1281942 . 理’形成由約70 nm之緻密聚醯亞胺膜所成的定向控制膜 109 〇 為對其表面賦予液晶定向能，將偏光uv(紫外線）光照射 於聚酸亞胺定向控制膜109。光源使用高壓水銀燈，通過 干涉慮光片取出240 nm至380 nm範圍之UV光，使用疊層 有石英基板之堆疊偏光器，將其作為偏光比約1〇:1之直線 偏光，以大約5 J/Cm2之照射能量照射。 其結果是’定向控制膜表面液晶分子之定向方向正交於 • 照射之偏光UV之偏光方向。 繼而’使此等2片玻璃基板101、1〇2之具有各具液晶定 向能之定向控制膜1〇9之表面相互對向，介以分散有球形 聚合物珠粒所成的間隔物，並於其周邊部塗布密封劑，組 裝成為液晶顯示裝置之液晶顯示面板（亦稱為元件）。2片破 璃基板之液晶定向方向相互大致並行，且與施加電場之方 向成75°角。 於真空下將向列液晶組成物A注入該元件，藉由紫外線 •響硬化型樹脂所成之封裝材料封裝，該向列液晶組成物八之 介電各向異性Δε為正值，其值為1〇·2(1 kHz、20。〇，折射 率各向異性Δη為0.075(波長590 nm、20°C )，扭曲彈性常數 K2為7·0 pN，向列各向同性相轉移溫度T(Nel)約為76它。 並製作液晶層厚度（間隙）為4·2 μιη之液晶面板。 ' 該液晶顯示面板之相位差（Δηοΐ)約為0.31 。又，使用 - 與該面板中使用之定向控制膜與液晶組成物同等之物，製 作平行定向之液晶顯示面板，使用液晶旋轉法測定液晶預 101019.doc -34- 1281942 傾角處’結果顯示為約0.2度。 藉以2片偏光板114夾著該液晶顯示面板，並以使一方偏 光板之偏光透過軸大致平行於上述液晶定向方向，另一方 與其正交之方式配置。 ，、後連接驅動電路、背光等，使其模組化，從而獲得 主動式矩陣型之液晶顯示裝置。本實施例採用了以低電壓 表示暗’以尚電壓表示明之常閉型特性。 二：評價本發明第!實施例之上述液晶顯示裝置的顯 不扣貝時，結果確認對比度為60(Htl之高質量顯示，並確 吞忍顯示中間色時之廣視野角。 、而為定ϊ測定本發明第1實施例之液晶顯示襞置 的圖像烙印、殘像，使用光電二極體級合之示波器加以評 價。
首先，於晝面上以最大亮度顯示窗口圖案30分鐘，盆後 以殘像最醒目之中間色顯示，此處亮度為最大亮度之;。% 弋刀換整面，將直至視窗圖案之邊緣部圖案消失為止 之T間作為殘像緩和時間進行評價。纟中，此處容許 像緩和時間為5分鐘以下。 ’殘像緩和時 ’亦未發現任 從而獲得較高 其結果係，於使用溫度範圍（0°C至5〇。〇中 間為1分鐘以下，即使目視檢查畫質殘像時 何由圖像烙印、殘像造成之顯示不均現象， 之顯示特性。 先前 倉巨量、 亦 可藉由紋向職予液以向但通常認為錯定 即將已定向之液晶分子束缚於定向膜表面之能 101019.doc 1281942 量，弱於一般摩擦定向。 乂=2’若該銷定能量較弱，則作為液晶顯示袭置產 …:旦t性不足。特別是’平行定向時，方位角方向之 錨疋能置較極角方向之錨定能量重要。 此處使用與以此方式獲得之液晶顯示裝置相同之定向 膜材料’以相同製程於玻璃基板上形成定向膜，並定向處 理，封入相同液晶組成物製作液晶元件，藉由扭矩平衡法 (長、I專人、液晶學會討論會講演予行集("ΟΙ) P-251)，測定出的界面中液晶分子與定向膜表面之扭曲結 合強度、方位角方位錨定能量A2為7·0χ10·4 N/m。以下所 示之比較例1中，該A2為8.6xl(T5N/m。 [實施例2] 除第2實施例中使用之定向控制膜外，與第1實施例同樣 地’將聚醯胺酸印刷形成於基板表面，並藉由22(rc、3〇 分鐘之燒成進行酿亞胺化，形成膜厚約4〇 nm之膜，該聚 酉藍胺酸係由下述一般式[化合物2 5 ]所示之四魏基酸二酐作 為酸二酐、及以下述一般式[化合物26]所示之3,4-二胺基 噻吩作為二胺化合物所構成。其後，其表面使用KrF準分 子雷射波長248 nm與氮雷射337 nm之偏光UV藉由光照射 進行光定向處理。 [化學式25] 化合物25 101019.doc -36- 1281942
化合物26
其後，與第1實施例同樣，封入向列液晶組成物A後，實 靶100 C、10分鐘之退火處理，於大致垂直於上述照射偏 光方向之方向獲得良好之液晶定向。 如此’獲得液晶層厚度為4.0 μπΐ2液晶顯示面板。又， 使用與該液晶顯示面板中使用之定向控制膜與液晶組成物 同等之物，製作平行定向之液晶顯示面板，並使用液晶旋 轉法測定液晶預傾角處，結果顯示為約0.5度。 繼而，藉以與第丨實施例相同之方法，評價液晶顯示裝 置之顯示品質時，結果確認與第1實施例之液晶顯示裝置 成乎同等之對比率於整面超過5〇〇 之高畫質顯示，並且 亦確逐顯示中間色時之寬視野角。 又，與第1實施例同樣，定量評價該液晶顯示裝置之圖 101019.doc -37- 1281942 像烙Hp 範圍内 殘像緩和時間時，結果於0°C至50 °C之使用溫度 殘像緩和時間約為i分鐘，即使目視檢查畫質殘 像日T ’亦未發現任何由圖像之烙印、殘像造成之顯示不均 現象，從而獲得與實施例1同等之高顯示特性。 [比較例1] 作為用以說明本實施例效果之比較例，除定向控制膜 - 外，與第1實施例同樣地，比較例使用聚醯胺酸清漆構成 液晶顯示面板’ 5亥t ^胺酸清漆係由作為酸二酐之下述一 • 般式[化合物27]所示之苯均四酸二酐、與作為二胺化合物 之下述一般式[化合物28]所示之m-伸苯基二胺所構成。 [化學式27] 化合物27
[化學式28] 化合物2 8
藉以與第1實施例相同之方法評價該面板之顯示品質 10l0l9.doc -38- Ϊ281942 T 結果確認與第1實施例之液晶顯示裝置幾乎同等 、 廣視野自，/ g - 士 、 n 但顯示時整面對比度降低為100:1。 、 又’與第1實施例同樣，定量評價該液晶顯示裝置之圖 像絡印、殘像緩和時間時，結果於0°C至50°c之使用溫声 金々 1S! 又 &圍内’殘像緩和時間約為20分鐘，目視檢查畫質殘像 ^ ’殘像緩和時間亦遲缓，從而未能獲得與實施例1同等 之較鬲顯示特性。再者，方位角方位錨定能量A2值約為 - 8·6Χΐ(Γ5 N/m。 •[實施例3] 除第3實施例中使用之定向控制膜外，與第1實施例同樣 地，使用下述一般式[化合物29]所示之i，3-二甲基-i，2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐與下述一般式[化合物30]所示之苯均 四酸二酐以7:3之莫耳比作為酸二酐，及下述一般式[化合 物31]所示之P-伸苯基二胺作為二胺化合物，調整聚醯胺酸 清漆，作成浪晶顯示面板。此時，定向控制膜膜厚約為50 nm °
[化學式29]
101019.doc -39· 1281942 化合物30
化合物3 1
、、猶而，藉以第1實施例相同之方法，評價液晶顯示裝置 =顯示品質時，結果確認對比度與第丨實施例之液晶顯示 裝置幾乎同#、整面超過55(Htl之高畫質顯#，同時亦確 呑忍顯不中間色時之寬廣視野角。 ^ 又與本發明第1實施例同樣，定量評價該液晶顯示裝 _ 置之圖像烙印、殘像緩和時間時，結果於〇。〇至50。〇之使 用溫度範圍内，殘像緩和時間約為丨分鐘，即使目視檢查 晝質殘像時，亦未發現任何由圖像烙印、殘像造成之顯示 不均現象，從而獲得與實施例丨同等之高顯示特性。 進而’將定向控制膜中使用之聚ϋ胺酸清漆士之上述2 .種酉夂酐、即1，3-二ψ基β1，2,3,心環丁&四羧基酸二軒與苯 ，均四酉夂一酐之組成比分別調整為1:1與3:7，使用該2種聚酸 月女I巧漆，作成2種液晶顯示面板。使用該液晶顯示面板 101019.doc •40- 1281942 的液晶顯示裝置之對比度分別約為450:1與i80: i。 — 又’殘像緩和時間分別約為3分鐘與8分鐘，於酸酐之 1’3 —甲基- ΐ，2,3,4·環丁烷四羧基酸二酐與苯均四酸二酐 之組成比為3:7時，顯示特性明顯低於其他之情形。 [實施例4] 、、握而作為本發明第2實施形態之液晶顯示裝置的具體 _ 構造，使用圖3與圖4說明第4實施例。製造本發明第4實施 例之液晶顯示裝置時，玻璃基板101與102使用厚度為〇·7 • mm且已研磨表面之玻璃基板。 薄膜電晶體由源極電極（像素電極）105、汲極電極（信號 電極）106、閘極電極（掃描電極）104以及半導體膜（非晶質 矽）116所構成。掃描電極1〇4係使鋁膜圖案化，共通電極 配線120與信號電極1〇6係使鉻膜圖案化，像素電極ι〇5係 使ιτο膜圖案化，如圖4(a)所示，除掃描電極1〇4以外均形 成為彎曲成z字形之電極配線圖案。此時彎曲角度設為1〇 度。閘極絕緣膜107與保護絕緣膜108係由氮化矽所構成， 膜厚分別設為0.3 μιη。 繼而，藉由光微影法與蝕刻處理，如圖4(c)所示，形成 直徑約為10 μπι之圓筒狀通孔118穿透直至共通電極配線 120，該通孔上塗布丙烯酸系樹脂，藉由22(rc、丨小時之 加熱處理，形成約1 μηι厚之透明且有絕緣性之介電率約為 ’ 4的層間絕緣膜112。藉由該層間絕緣膜112，由顯示區域 “ 之像素電極1〇5段差造成之凹凸，以及隣接像素間之彩色 渡光片層111邊境部分之段差凹凸將變得平坦。 101019.doc -41 - 1281942 其後，再度蝕刻處理通孔118直 仏王4 7 μιη，JL上圖荦 化ΙΤΟ膜，形成與共通電極配線12〇 士、 ’、 史丧之共通電極103。 此時，像素電極105與共通電極1〇 <间隔没為7 μιη。進 而，該共通電極103以覆蓋圖像传辨 一 诼L唬配線1〇6、掃描信號配 線104以及薄膜電晶體上部並包圍像 固诼畜之方式，形成為格 子狀，兼作遮光層。
其結果如圖4⑷所示，於單位像素内，成為像素電極⑻ 配置於3根共通電極1G3之間之構造，獲得像素數量為_ X3X768之主動式矩陣基板，其中包含1〇24χ3(對應於尺、 G、6)根仏號電極1〇6與768根掃描電極1〇4。 繼而，作為定向控制膜109，使用聚醯胺酸清漆，製作 膜厚約60 nm之定向控制膜，其定向處理方法係以與實施 例1同樣之偏光UV以約3 Jcm-2之照射能量照射，該聚酿胺 酸清漆係由下述一般式[化合物32]所示之^扣四甲基· 1，2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐、與下述一般式[化合物33]所 示之m-伸苯基二胺所構成。其中，於偏光uv之照射、尚 中’同時於熱板上以約15 0 °C之溫度加熱處理形成定向# 制膜之基板。 [化學式32] 化合物32 101019.doc -42- 1281942
化合物33
h2n: 繼而’使此等2片玻璃基板之分別具有液晶定向膜之表 面相互對向，其間放置包含分散球形之聚合物珠粒的間隔 物，並於周邊塗布密封劑，組裝成液晶顯示面板。2片玻 璃基板之液晶定向方向相互大致並行，且與施加電場之方 向成75°角。 於真空下將向列液晶組成物A注入該液晶顯示面板，藉 以由紫外線硬化型樹脂所構成之封裝材料封裝，該向列液 晶組成物之介電各向異性為正值，其值為^^丨kHz、 2〇°C)，折射率各向異性Δη為0.075(波長59〇 nm、2(rc)， 扭曲彈性常數K2為7·0 pN，向列各向同性相轉移溫度T(N_ 1)約為76°C。並製作液晶層厚度（間隙）為42 μιη之液晶面 板。該面板之相位差（And)約為0.31 μηι。 又’使用與該液晶顯示面板中使用之定向控制膜與液晶 101019.doc -43 - 1281942 . 組成物同等之物，製作平行定向之液晶顯示面板，使用液 晶旋轉法測定液晶預傾角時，結果顯示為約0.2度。 藉以2片偏光板114夾著該面板，並以如下方式配置：將 一方偏光板之偏光透過軸大致平行於上述液晶定向方向， 另一方與其正交。其後，連接驅動電路、背光等使其模組 化，從而獲得主動式矩陣型之液晶顯示裴置。本實施例採 - 用以低電壓表示暗，高電壓表示明之常閉型特性。 - 繼而，評價本發明第4實施例之液晶顯示裝置的顯示品 _ 質，結果確認其開口率較第1實施例之液晶顯示裝置高、 對比度為600比1之高晝質顯示，同時亦確認顯示中間色時 之寬廣視野角。 又，與本發明第1實施例相同，定量評價該液晶顯示裝 置之圖像烙印、殘像緩和時間時，結果為，於〇°C至50°C 之使用溫度範圍内，殘像緩和時間約為1分鐘，即使目視 檢查晝質殘像時，亦未發現任何由圖像烙印 '殘像造成之 _ 顯示不均現象，從而獲得與實施例1同等之高顯示特性。 又’藉以本實施例相同之方法，去除玻璃基板上作成的 定向控制膜，使用差示掃描熱量器（DSC : Differential Seanning Calorimetry) ’評價定向控制膜之玻璃轉移溫度 時’結果未能確認於50。〇至3001之溫度範圍内明確之玻 ^轉移點。因此，本實施例之定向控制膜之玻璃轉移溫度 ’ 應為測定溫度上限之300°C以上。 - [實施例5 ] 作為疋向控制膜，使用聚醯胺酸清漆，製作膜厚約為 101019.doc -44- 1281942 ⑽⑽之定向控制膜’其定向處理方法係使用干涉遽光片 與石英之堆疊偏光器，將與第丨實施例相同之來自高壓水 銀燈之光，於240 11111至380 nm之波長範圍作為⑺：丨之偏光 =之偏光UV，以照射能量約為5 J/cm2照射，該聚醯胺酸 β漆係由下述一般式[化合物34]所示之丨，2,3,‘環丁烷四羧 基酸二酐、與下述一般式[化合物35]所示之2,7-二胺基卡 坐所構成。除此以外，與第4實施例同樣地製作第5實施例 之液晶顯示面板。 [化學式34]
化合物34
化合物35
NH 2 評價由該液晶顯示面板獲得之液晶顯示裝置之顯示品質 時，結果確認與第4實施例之液晶顯示裝置同等高質量之 顯示。又，同時亦確認顯示中間色時之寬廣視野角。 101019.doc -45- 1281942 、夜曰/轉明弟1實施例相同4量評價該第5實施例之 液曰曰㉙示裝置之圖像烙印、殘像緩和時㈣，結果為，於 _ 5 C之使用/皿度範圍内，殘像緩和時間與第4實施例 目同’為1分鐘以下，即使目視檢查晝質殘像時，亦未發 :任：藉由圖像烙印、殘像造成之顯示不均現象，從而獲 传較高顯示特性。 藉以第4實施例相同之方法，去除玻璃基板上作成 的疋向控制膜，使用差示掃描熱量器（Dsc : S^canmng Calommetry)，評價定向控制膜之玻璃轉移溫度 4，結果未能確定501至3〇〇〇c之溫度範圍内明確的玻璃 轉移.，沾因此，本實施例之定向控制膜之玻璃轉移溫度應 為測定溫度上限之3〇〇°c以上。 又，使用1，3_二甲基- ；ι，2,3,4_環丁烷四羧基酸二酐作為 酸酐，將照射能量設為約3 J/cm2，與本實施例同樣地製 作、评價液晶顯示裝置，結果獲得具有與本實施例同等之 顯示特性之液晶顯示裝置。 又’使用1，2,3,4_四甲基_1，2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐作 為酸酐’將照射能量設為約2 J/cm2，與本實施例同樣地製 作液晶顯示裝置時，結果獲得具有與本實施例同等顯示特 性之液晶顯不裝置。 [實施例6] 取代用於控制液晶顯示裝置元件間隙且由聚合物珠粒所 構成之間隔物，於形成主動式矩陣基板之定向控制膜之 前，預先塗布•曝光•顯影處理負型感光性丙烯酸系樹 101019.doc -46 - 1281942 脂，藉此圖案化為直徑約10 μηι之柱狀，並於各像素之 、 TFT部分附近、掃描配線1〇4上層之遮光層的共通電極1〇3 上形成，其後調整聚醯胺酸清漆，製作膜厚約 為40 nm之 膜作為定向控制膜，該聚醯胺酸清漆係使用下述一般式 [化合物36]所示之丨_胺基_2(4，_胺基苯基> 乙烯、與下述一 般式[化合物37]所示之3,6_二胺基二環戊二烯並苯（以莫耳 • 比1:2之比例）作為二胺化合物，及下述一般式[化合物38] ' 所示之1，3-二氣4,2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐作為酸酐而 調整者。 [化學式36] 化合物36
[化學式37] 化合物37
[化學式38] 化合物38 101019.doc -47- 1281942
又，其定向處理方法係：使用干涉濾光片與石英堆疊偏 光器，將與實施例5相同之來自高壓水銀燈之光，於24〇 nm至3 10 nm之波長範圍内，作為偏光比1 〇 ·· 1之偏光口v， 以約3 J/cm2之照射能量照射。又，同時使用軟χ線產生裝 置近距離照射軟X線。 除上述程序以外，第6實施例之液晶顯示裝置的作成與 第5實施例相同，評價本發明第6實施例之液晶顯示裝置的 顯示質量時，結果確認較第5實施例之液晶顯示裝置更高 對比度之高質量的顯示。 、又’結果亦確認顯示中間色時之寬廣視野角。這是因 為.已完全去除於第5實施例之液晶顯示裝置中可見之、
Ik忍分佈於像素内之間隔失斗 U㈣琛粒周圍之液晶定向紊亂造成的 光洩漏。 、二與本發明第1實施例同樣，定量評價該第6實施例之 液曰曰顯示裝置之圖像絡印、殘像緩和時間時，社果為，殘 像緩和時間與實施例5相同， 蚩皙焱後择士丄 為刀鐘U下’即使目視檢查 像％ ’亦未發現任何藉由圖像烙印、殘像迭成之顯 ^不均現象，從而獲得較高之顯示特性。像U [貫施例7 ] 101019.doc -48- 1281942 除第7實施例中使用之定向控制膜及其定向處理條件 外，皆與第4實施例相同，具體為：將聚醯胺酸印刷带成 於基板表面，以230 °C、30分鐘的燒成處理進行驢 *兑胺 化，從而形成膜厚約30 nm之膜，該聚醯胺酸係由作為一 胺化合物之下述一般式[化合物39]所示之2,7-二胺基-笨 幷噻吩，與作為酸二酐之下述一般式[化合物4〇]所示之 1，2,3-三甲基-1，2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐所構成。
[化學式39] 化合物3 9 h2n nh2 [化學式40] 化合物40
其後’照射遠紅外線於其表面，同時以約4 j/em2之照射 能量照射337 nm之氮雷射偏光uv，藉此進行光定向處 理。此時定向控制膜之溫度約為2〇〇ct。 其後，與第4實施例同樣地封入向列液晶組成物A後，施 以10(TC、1〇分鐘之退火處理’獲得大致垂直於上述照射 101019.doc -49- 1281942 偏光方向之良好液晶定向。 如此便獲得液晶層厚度d為4 〇 之液晶顯示裝置。 使用與该面板中使用之定向控制膜與液晶組成物同等 之物’製作平行定向之元件，並使用液晶旋轉法測定液晶 預傾角，結果顯示為約0 3度。 繼而，猎以第1實施例相同之方法，評價本發明第7實施 例之液曰曰顯不裝置之顯示品質時，結果確定與第i實施例 之液晶顯示裝置幾乎同等的、整面對比度超過_:1之高 貝畺，、、、員示同日守亦確疋了顯示中間色時之寬廣視野角。 又，與本發明第1實施例同樣地，定量評價該第7實施例 之液晶顯示裝置之圖像烙印、殘像緩和時間時，結果為， 殘像緩和時間為丨分鐘以下，即使目視檢查晝質殘°像時， 亦未發現任何藉由目像料、殘像造成之顯示不均現象， 乂文而獲得局的顯示特性。 [實施例8] 除第8實施例中使狀定向控制膜及其定向處理條件之 外，皆與第4實施例相㈤，具體為··將聚醯胺酸印刷、形 成於基板表面，通過23(TC、30分鐘之燒成處理進行酿亞 胺化，形成膜厚約20 nm之膜，該聚醯胺酸係由作為二胺 化合物之下述一般式[化合物41]所示之2 7 —，* # 一 ’ 一妝基吩嗪， 與作為酸二酐之下述一般式[化合物42]所示之丨_甲基_ 1，2,3,4-環丁烧四叛基酸二酐所構成。 [化學式41] 化合物41 101019.doc -50- 1281942
H2N
[化學式42] 化合物42
、/、a w 叫吋便用337 nm之氮雷 射偏正UV進行光照射，本設計藉此進行光定向處理。此 時定向控制膜之溫度約為2，c。其後，與第4實施例同樣 地封入向列液晶組成物錢，施以⑽。c、分鐘之退火處 里大致垂直於上述照射偏光方向之良好液晶定向將獲
如此獲彳于了液晶層厚度4為4 〇 μιη之液晶顯示裝置。 又’使用與該面板中使用之定向控制膜與液晶組成物同等 之物’製作平行定向元件，制液晶旋轉法敎液晶預傾 角’結果顯示為約0.3度。 繼而，藉以第1實施例相同之方法，評價本發明第8實施 例之液晶顯示裝置之顯示品質時，結果確定與第4實施例 ，液晶顯示裝置幾乎同等的、整面對比度超過_·]之高 貝里頌示，同時亦確定了顯示中間色時之寬廣視野角。 101019.doc -51 - 1281942 又，與本發明第1實施例同樣地’定量評價該第$實施例 之液晶顯示裝置之圖像烙印、殘像緩和時間時，結果為， 殘像緩和時間為2分鐘以下，即使目視檢查晝質殘像時， 亦未發現任何藉由圖像烙印、殘像造成之顯示不均現&， 從而獲得高的顯示特性。 又，本實施例中定向控制膜的處理，除了使用遠紅外線 照射與氮雷射偏光UV照射的組合之外，如下情形時，亦 可獲得上述之較高顯示特性：介以干涉濾光片、石英堆疊 偏光器，於300 nm至380 nm之波長範圍内，將來自^壓水 銀燈之偏光UV，以約3 J/cm2之照射能量照射。 進而，照射10·5 μηι之碳酸氣體雷射200 mj的同時，戶、召 射上述300至380 nm之偏光UV時，亦可獲得與上述相同之 高顯示特性。 [實施例9]
以下’關於本發明第9實施例，使用圖5加以說明。製造 本發明之第9實施例之液晶顯示裝置時，基板1〇ι、ι〇2使 用厚度為0·7 mm且已研磨表面之玻璃基板。 薄膜電晶體包含源極電極（像素電極）105、汲極電極（信 號電極）106、閘極電極（掃描電極）丨〇4以及半導體膜（非晶 質石夕）116。掃描電極104係使鋁膜圖案化、共通電極配線 120、信號電極106以及像素電極ι〇5係使鉻膜圖案化而形 成0 閘極絕緣膜107與保護絕緣膜108係由氮化矽所構成，膜 厚分別為0.3 μιη。其上塗布丙烯酸系樹脂，藉由22(rc、1 101019.doc -52- 1281942 • 丨日守之加熱處理’形成約1 · 〇 μπί厚之透明且具有絕緣性之 • 介電率約為4的有機保護膜112。藉由該有機保護膜112， • 由顯示區域之像素電極105段差造成之凹凸以及隣接像素 間之段差凹凸將變得平坦。 、、fe而’藉由光微影法與姓刻處理，如圖$所示，形成直 技約10 μηι之圓筒狀通孔118貫穿至像素電極1〇5，自其上 • 圖案化ΙΤ0膜後，形成連接於源極電極1〇5之像素電極 . 105 〇 _ 又，關於共通電極配線120，亦形成直徑約10 μιη之圓筒 狀通孔118，自其上圖案化ΙΤ〇膜，形成共通電極1〇3。此 時，像素電極105與共通電極103之間隔為7 μιη，掃描電極 104之外形成為彎曲成ζ字狀之電極配線圖案。此時，彎曲 角度設為10度。 進而，該共通電極1〇3以覆蓋圖像信號配線1〇6、掃描信 號配線104以及薄膜電晶體上部、包圍像素之方式，形成 為格子狀，兼作遮光層。 ' 肖果，除單位像素内形成2種通孔118之外，皆與實施例 4幾乎同樣地，像素電極1〇5配置於3根共通電極1〇3之間， 形成像素數量為1024x3x768個之主動式矩陣基板，該像素 數量包含1024χ3(對應於R、G、Β)根信號電極1〇6與768根 掃描電極104。 Α 除上述像素構造、定向控制膜之外，皆與第4實施例同 、 樣地，如圖5所示作成第9實施例之液晶顯示裝置。 本實施例中使用之定向控制膜使用㈣胺酸清漆，製作 101019.doc -53- 1281942 膜厚約30 nm之定向控制膜，該聚醯胺酸清漆係由之下述 一般式[化合物43]所示之1，4-二胺基-2-乙烯基苯、與下述 一般式[化合物44]所示之4,4’-二胺基二苯胺以莫耳比2:1之 比例作為二胺，以下述一般式[化合物45]所示之1，2,3,4-環 丁烷四羧基酸二酐、'與下述一般式[化合物46]所示之1-胺 基-1，2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐以莫耳比1:2之比例作為酸 二酐而合成者。 [化學式43]
化合物43
[化學式44]
m2
[化學式45] 化合物45
101019.doc -54- 1281942 [化學式46] 化合物4 6
結果 同時 確認與第1實施例液晶顯示裝置同等 U寻 <，質量顯示 亦確認顯示中間色時之寬廣視野角。 繼而，與本發明第1實施例同樣，定量評價本實施例液 晶顯示襄置之圖像烙印、殘像緩和時間時，結果為，殘像 緩和時間為丨分鐘以下，即使目視檢查畫f殘像時，亦未 發現任何藉由圖像烙印、殘像造成之顯示不均現象，從而 獲得較高之顯示特性。 _ 如圖5所示，於基板最外表面形成直接連接於之像素 电極、且其上形成薄的定向控制膜之情形時，若進行通常 的摩擦定向處理，則可能摩擦起電，有時甚至TFT元件因 表面附近之像素電極而遭受破壞。於此種情形時，本實施 例之無摩擦光定向處理將非常有效。 [實施例1 〇 ] 、圖6係本發明液晶顯示裝置之第4實施形態下某一像素附 近的杈式剖面圖。製造本實施例之液晶顯示裝置時，破螭 基板1〇1、102將使用厚度為0.7 nm的、已研磨表面之破瑪 101019.doc -55- 1281942 基板。 薄膜電晶體包含源極電極（像素電極）105、汲極電極（信 唬电極）106、閘極電極（掃描電極）1〇4以及半導體膜（非晶 貝矽）116。掃描電極1〇4、共通電極配線12〇及信號電極 6像素私極105以及共通電極103係全部使鉻膜圖案化 而形成，像素電極105與共通電極1〇3之間隔為7 。
田閘極絕緣膜107與保護絕緣膜1〇8係由氮化矽所構成，膜 厚分別設為0·3 μιη。於其上將聚醯胺酸清漆印刷形成於基 «面，進行23(TC、30分鐘之燒成、醯亞胺化，形成^ 厚約為50 nm之膜作為定向控制膜，該聚醯胺酸清漆係由 作為二胺化合物之下述一般式[化合物47]所示 一— 基吡咯，作為酸二酐之下述一般式[化合物48]所示之 U2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐所構成。 不 [化學式47] 化合物47
Η [化學式48] 化合物4 8 101019.doc -56- 1281942
D
Ο 其後，於真空中將5 eV、約0·5 gC/cm2之電子線照射其 • 表面，並且通過干涉濾光片、石英堆疊偏光器，於220 nm 至3 80 nm之波長範圍内，以3 J/cm2之照射能量照射源自高 φ 壓水銀燈之偏光UV，藉此實施光定向處理。 結果’形成像素數量為1024x3x768之主動式矩陣基板， 該像素數量包含1024x3(對應於R、G、B)根信號電極1〇6與 768根掃描電極1〇4。 除上述像素構造之外，與實施例丨同樣作成如圖6所 本實施例液晶顯示裝置 評價本實施例液晶顯示裝置之顯示品質時，結果確認與 第1實施例液晶顯示裝置同等之高質量顯示，同時亦確認 顯示中間色時之寬廣視野角。 繼而，與本發明第1實施例同樣地，定量評價該實施例 液晶顯示裝置之圖像烙印、殘像緩和時間時，結果為，殘 像緩和時間為2分鐘以下，即使目視檢查晝質殘像時，亦 未發現藉由圖像烙印、殘像造成之顯示不良現象。 又，將用於本實施例的作為二胺化合物的衍生物之下述 -般式[化合物49]所示之2,5_二胺基_3_乙歸㈣以莫耳比 5〇%導人’合成《胺酸清漆，於使用該聚醯胺酸清漆之 101019.doc -57 1281942 情形下，偏光uv之照射能量約為2 J/cm2時，可獲得同等 之高顯示特性。 [化學式49] 化合物49
[貫施例11 ] 除第11實施例中使用之定向控制膜之組成及定向控制膜 形成、定向處理方法之外，皆與第10實施例同樣，本實施 例之定向控制膜係於基板表面印刷形成聚醯胺酸清漆，並 藉由90°C、2分鐘之熱處理進行均勻化處理，從而形成膜 厚約35 nm之膜者，該聚醯胺酸清漆包含作為二胺化合物 的下述一般式[化合物50]所示之胸腺嘧啶衍生物，與作為 酸二酐的下述一般式[化合物51]所示之i，2,3,4_四亞甲基· U2,3,4-環丁烷四羧基酸二酐所構成。 [化學式50] 化合物5 0 101019.doc 58- 1281942 Ο
化合物5 1
後…、射您紅外線於其表面，佯捭 同w工t & 保持膜表面溫度約230°C， 问日可通過干涉濾光片、石英 ^ ^ ^ 、隹®偏先益將來自高壓水銀燈 光作為220至380 nm波長範圍之偏井 固心侷九UV，以約5 J/cm2之 照射能量照射，實施光定向處理 处里處理後之定向控制膜膜 厚約為25 nm。 其後，與第10實施例同樣製作如圖6所示之本實施例液 晶顯示裝置，封入向列液晶組成物八後，實施10(rc、10分 鐘之退火處理，於幾乎垂直於上述之照射偏光方向之方向 獲得良好之液晶定向。如此便獲得液晶層厚度d為4 〇 p 之液晶顯示裝置。 又，使用與該面板中使用之定向控制膜與液晶組成物同 101019.doc -59- 1281942 等之物，製作平行定向元件，使用液晶旋轉法測定液晶預 . 傾角時’結果顯示約0.1度。 . 繼而’藉以第1實施例相同之方法，評價本實施例液晶 顯示裝置之顯示品質時，結果未發現一般見於摩擦定向處 理中電極段差附近之定向不良造成的光洩漏，確認與第i 實施例液晶顯示裝置幾乎同等的、整面對比度超過600:i 之咼質Ϊ顯示，同時亦確認顯示中間色時之寬廣視野角。 _ 又，與本發明第i實施例同樣，定量評價該第丨丨實施例 液晶顯示裴置之圖像烙印、殘像緩和時間時，結果為，殘 像緩和時間為1分鐘以下，即使目視檢查晝質殘像時，亦 未發現任何藉由圖像烙印、殘像造成之顯示不均現象，從 而獲得高的顯示特性。 又，除了波長範圍220至260 nm之偏光紫外線以3 J/cm2 a射、來自其他光源之260至400 nm之無偏光之紫外線以5 J/cm2照射以外，與本實施例同樣地製作、評價液晶顯示 _ 叙置，結果獲得具有與上述之本實施例同等之顯示特性的 液晶顯示裝置。 [實施例12 ] 除第12實施例中使用之定向控制膜組成及定向控制膜形 成、定向處理方法外，與實施例9同樣地，本實施例定向 控制膜係於基板表面印刷形成聚醯胺酸清漆，藉由9〇Ό、 2刀名里之熱處理進行均勻化處理，從而形成膜厚約4〇 nmt 膜者。该聚酸胺酸清漆係由作為二胺化合物的下述一般式 [化合物52]所示之桂皮酸酯衍生物，與作為酸二酐的下述 101019.doc -60 - 1281942 一般式[化合物53]所示之環丁烷四羧基酸二酐所構 成0 [化學式52] 化合物52
[化學式53] 化合物53
2 5 0 C，同時通過干涉濾光片、石英堆疊偏光器將來自高 壓水銀燈之光作為220至280 nm波長範圍之偏光uv，以約 3 J/cm2之照射能量照射，醯亞胺化燒成處理及光定向處 理。處理後之定向控制膜膜厚約為25 nm。 保持膜表面溫度為約 其後，與實施例9同樣地製作如圖5所示之本實施例12之 101019.doc -61 - 1281942 液晶顯示裝置，封入向列液晶組成物A後，實施10(rc、1〇 • 分鐘之退火處理，可獲得大致垂直於上述照射偏光方向之 良好液晶定向。如此獲得液晶層厚度4為4 〇 μπ12液晶顯 示裝置。 又，使用與該面板中使用之定向控制膜與液晶組成物同 等之物，製作平行定向元件，使用液晶旋轉法測定液晶預 ' 傾角時，結果顯示為約0 · 1度。 ' 繼而，藉以第1實施例相同之方法，評價作為本發明第7 _ 貫施例之液晶顯示裝置的顯示品質時，結果未發現一般見 於摩擦定向處理中電極段差附近之定向不良造成的光洩 漏，與第1實施例液晶顯示裝置幾乎同等的、整面對比度 超過600 : 1之高質量顯示，同時亦確認顯示中間色時之寬 廣視野角。 又，與本發明第1實施例同樣地，定量評價該第12實施 例液晶顯示裝置之圖像珞印、殘像緩和時間時，結果為， 於〇 C至50 C使用溫度範圍内，殘像緩和時間為i分鐘以 • 下，即使目視檢查畫質殘像時，亦未發現任何藉由圖像烙 印、殘像造成之顯示不均現象，從而獲得高的顯示特性。 [實施例13] 繼而，作為本發明第5實施形態之液晶顯示裝置的具體 構成，使用圖7與圖8說明第13實施例。製造本發明第13實 ， 施例之液晶顯示裝置時，基板101將使用厚度為0.7 mm且 - 已研磨表面之玻璃基板。 圖7係沿圖8A-A，線之剖面圖，於基板1〇1上形成用以防 101019.doc -62- 1281942 止電極103、105、l〇6、104短路之絕緣膜1〇7、保護薄膜
• 私晶體以及保護電極1〇5、106的保護絕緣膜108，用作TFT 基板。 圖8表示薄膜電晶體與電極1〇3、1〇5、1〇6之構造。薄膜 電晶體包含源極電極（像素電極）1〇5、汲極電極（信號電 極）1〇6、閘極電極（掃描電極）1〇4以及半導體膜（非晶質 -矽）11 6。 .掃描電極104係使鋁膜圖案化，信號電極1〇6係使鉻膜圖 譽案化’且共同電極1 03與像素電極i 〇5係使IT〇圖案化而形 成。 絕緣膜107與保護絕緣膜1〇8係由氮化矽所成，膜厚分別 為0.2 μηι、〇·3 μιη。容量元件採用藉以像素電極1〇5與共同 電極103夾著絕緣膜107、ι〇8之構造而形成。 像素電極105以重疊於搏魚狀共通電極1〇3上層之形狀配 置。像素數1為1024x3x768個，其中包含1〇24χ3(對應於 R、G、Β)根信號電極106與768根掃描電極1〇4。 馨 &板102上形成與本發明第1實施例液晶顯示裝置相同構 成且帶黑色矩陣113的彩色濾、光片lu，並作為對向彩色渡 光片基板。 繼而，作為定向控制膜，將聚醯胺酸清漆調整為樹脂分 濃度5重量％、NMP 60重量％，γ丁内醋2〇重量％，丁基溶 ， 纖素15重量％，並印刷形成於上述之主動式矩陣基板上， -藉由220 t、30分鐘之熱處理進行醯亞胺化，形成約11() nm之緻密聚醯亞胺定向控制膜1〇9，該聚醯胺酸清漆係由 101019.doc -63- 1281942 作為-胺化合物之以莫耳比3:1之比例之τ述—般式[化合 物叫所示之2,5_:胺基•與下述__般式[化合物$ 之1’2-二胺基乙烯’作為酸二軒之以莫耳比以之 不 述一般式[化合物56]所示之1，2 3 4铲丁 h 之下 酐輿 ，，4_%丁烷四羧基酸二 下述一般式[化合物57]所示之四甲基4 烷四羧基酸二酐所構成。 ’ ’ ’ [化學式54]
化合物54
«=3-—㈣:h2 化合物55 [化學式56]
化合物5 6
[化學式57] 化合物57 101019.doc -64- 1281942
/…〜 风膘之另一方破璃基板102表面，亦印 刷形成相同之聚醯胺酸清漆，進行22(rc、3〇分鐘之熱處
理，形成包含約110 nm之緻密之聚醯亞胺膜的定向控制膜 109 〇 ' 為於其表面賦予液晶定向能，照射遠紅外線的同時，照 射偏光UV(备、外線）光至聚醯亞胺定向控制膜109。光源使 用咼壓水銀燈，通過干涉濾光片取出24〇 11111至38〇 nm範圍 之UV光，使用石英基板疊層之堆疊偏光器轉換為偏光比 、、、勺W· 1之直線偏光，以約2 j/cm2之照射能量照射。此時定 向控制膜溫度約為120。〇。 其結果為，定向控制膜表面液晶分子之定向方向正交於 響照射之偏光UV之偏光方向。 TFT基板與彩色濾光片基板中，定向控制膜1〇9之定向方 向相互大致平行，且與施加電場1丨7之方向所成之角度設 為15度。將平均粒徑為4 μιη之高分子珠粒作為間隔物分散 於此等基板之間，並於TFT基板與彩色濾光片基板之間夾 、入液晶110。液晶11〇使用與第1實施例相同之液晶組成物 A 〇 夾著TFT基板與彩色濾光片基板之2片偏光板114配置於 101019.doc -65- 1281942 正交尼科耳稜鏡。且採用以低電壓表示暗狀態、以高電壓 表示明狀態之常閉型特性。 ^又’驅動本發明第13實施例液晶顯示ϋ的系統構成與 第1實施例相同，故而此處省略其詳細構成。 所繼士而，評價本發明第13實施例之液晶顯示裝置的顯示品 貝日守、、Ό果確定較第1實施例液晶顯示裝置更高開口率
的對比度650.1之南質量顯示，同時亦確定了顯示中間 色時之寬廣視野角。 士八料贫明弟！實施例同樣地，定量評價該液晶顯示 裝置之圖像烙印、殘像緩和時間時，結果為，於代至⑽ 使用溫度範圍内’殘像緩和時間約為】分鐘，即使目視檢 查晝質殘料，亦未發現任㈣由圖像烙印、殘像造成之 :不不均現象’從而獲得與實施例i同等之高的 性0 稭以第1實施例相闾夕t 夕士 / 則目「j之方法，評價液晶定向膜界面 方位角方向錨定能量A2時，姓 J 、、Ό 禾為約 1 · 0 X 10 j N/m 以 上0 【圖式簡單說明】 ”員示破置第1實施形態像素構成的 圖1係說明本發明液晶 像素部分剖面圖。 示裝置第1實施形態像 2實施形態像素構成的 圖2(a)至（c)係說明本發明液晶顯 素構成的像素部分平面圖與剖面圖 圖3係說明本發明液晶顯示裝置 像素部分剖面圖。 10l019.doc -66 - 1281942 圖4(a)至⑷係說明本發明液晶顯示裝置第2實施形能之 液晶顯示震置的像素構成的像素部分平面圖與剖面圖了 圖5係說明本發明液晶顯示裝置第3實施形態像素構成的 像素部分剖面圖。 圖6係說明本發明液晶顯示裝置第4實施形態像素構成的 像素部分剖面圖。 圖7係說明本發明液晶顯示裝置第5實施形態之液晶顯示 裝置的像素構成的像素部分剖面圖。 圖8係說明本發明液晶顯示裝置第5實施形態之液晶顯示 衣置的像素構成的像素部分平面圖。 【主要元件符號說明】 101 ， 102 玻璃基板 103 共通電極 104 掃描電極（閘極電極） 105 像素電極（源極電極） 106 信號電極（汲極電極） 107 閘極絕緣膜 108 保護絕緣膜 109 定向控制膜 110 液晶分子 1101 液日日層（液晶組成物層） 111 彩色濾光片 112 有機保護膜（層間絕緣膜） 113 遮光膜（黑色矩陣） 101019.doc ,67- 1281942 114 偏光板 116 半導體膜 117 電場方向 118 通孔 120 共通電極配線 101019.doc -68-

Claims (1)

  1. .1281SW1122鉍號專利申請案 枝物專利範圍替換本(95年10月） \ ‘配置 ........ 包含一對基$ ' 十、申請專利範圍： i 種液晶顯示裝置，其特徵在於 於上述一對基板間之液晶層、用以施加電場至上述液晶 層且形成於上述基板之至少一者的電極群、連接於上述 電極群之複數主動式元件、以及形成於上述液晶層與上 述基板之至少一者間的定向控制膜，且上述定向控制膜 係由藉由照射大致偏光為直線之光而被賦予定向控制能 的光反應性聚醯亞胺或光反應性聚醯亞胺及聚醯胺酸所 成之光反應性定向控制膜。 2.如睛求項1之液晶顯示裝置，其中施加於上述液晶層之 電場具有大致平行於上述基板面之成分。 3·如請求項丨或請求項2之液晶顯示裝置，其中構成上述光 反應性定向控制膜上之液晶層之液晶分子長軸方向平行 或正交於上述光照射後的大致偏光為直線之偏光軸。 4·如請求項丨之液晶顯示裝置，其中上述光反應性定向控 制膜包含由環丁烷四羧基酸二酐及其衍生物、與芳香族 二胺化合物所成之聚醯胺酸或聚醯亞胺。 5·如明求項1之液晶顯示裝置，其中上述光反應性定向控 制膜係至少包含50%以上聚醯胺酸或聚醯亞胺之重複構 造’該聚醯胺酸或聚醯亞胺係由環丁烷四羧基酸二酐及 其衍生物、與芳香族二胺化合物所成者。 6·如請求項4之液晶顯示裝置，其中上述環丁烷四綾 一酐及其衍生物係下述一般式所示之化合物丨至化 3(其中，Rr R2、R3、R4分別獨立為氫原子、氟原 101019-951018.doc -1- ’、 1281942 -f ( 氯原子、溴原子、苯基或碳數1至6之烷基、烷氧基或乙 ' 烯基[-(CH2)m-CH=CH2，m=0、1、2]或乙炔基[-(CH2)m-C 三 CH，m=0、1、2]): [化學式1] 化合物1
    化合物2
    化合物3 101019-951018.doc -2- .1281942
    如請求項4之液晶顯示裝置，其中上述芳香族二胺化人 物含有選自化合物群之至少一種化合物，該化合物群包 含下述一般式所示之化合物4至化合物22(其中，化合物^ 至化合物19之1至&與化合物2〇之1、&分別獨立表示 氫原子、氟原子、氯原子、或碳數1至6之烧基、烧氧 基、或乙細基[-(CH2)m-CH=CH2，m=0、1、2]、或乙故 基[-(CH2)m-C=CH ’ m=0、1、2];又，於化合物 1〇 至 12 中 ’ X表示-CH2-、-NH-、-CO-、-0-、-S·之鍵結基； 又，化合物20之I、I與化合物21、22之尺！分別獨立表 示石炭數1至6之烧基）： [化學式4] 化合物4
    [化學式5]
    101019-951018.doc -3- 1281942 化合物5 .^^******^^ fsl 1 之
    K2 [化學式6] 化合物6
    [化學式7] 化合物7 _\鈔=\/關2
    [化學式8] 化合物8 hhnh2 N R2 [化學式9] 化合物9 101019-951018.doc 1281942
    [化學式ίο] 化合物10H2R —,ΝΗ
    2
    [化學式11] 化合物11
    [化學式12] 化合物12
    [化學式13] 化合物13 101019-951018.doc -5 1281942
    [化學式14]
    化合物14
    化合物1 5
    旧2 化合物16
    101019-951018.doc .1281942 [化學式17] 化合物1 7
    m2
    化合物1 8
    化合物19
    [化學式20] 化合物20
    [化學式21] 101019-951018.doc 1281942
    化合物2 1 Ο
    化合物22
    9·
    -月求項1' 4或5之液晶顯示裝置，其中上述聚酿亞 之光反應性定向控制膜的膜厚為i n m至丨〇 〇 η瓜。 如5月求項1、4或5之液日日日顯示裝置，其中構成上述電 電極上之光反應性定向控制膜的膜厚為i nm至 nm 〇 其中構成上述電極 的膜厚為1 mn至30 10·如請求項1、4或5之液晶顯示裝置， 群之電極上之光反應性定向控制膜 101019-951018.doc -8- 1281942 nm 〇 U.如請求項丨、4或5之液晶顯示裝置，其中上述光反應性 定向控制膜之玻璃轉移溫度為250°C以上。 12·如請求項i、4或5之液晶顯示裝置，其中上述液晶層之 預傾角為1度以下。 13·如請求項1、4或5之液晶顯示裝置，其中上述電極群包 合共通電極、像素電極、共通電極配線以及信號電極。 如明求項13之液晶顯示裝置，其中上述像素電極與上述 共通電極之至少一者包含透明電極。 月求項14之液晶顯示裝置，其中上述透明電極係以離 子摻雜氧化鈦膜、或離子摻雜氧化鋅膜所構成。 如明求項13之液晶顯示裝置，其中上述電極群之至少一 個係由Ah Cr、Mo、Ta、w或含有此等之任何一者之合 金所構成。
    17·如#求項13之液晶顯示裝置，其中上述像素電極及與此 對向之共通電極相互平行配置，且具有彎曲構造。 18.如請求項丨、4或5之液晶顯示裝置，其中上述共通電極 ^或像素電極形成於有機絕緣膜上，光反應性定向控制 膜形成於上述有機絕緣膜及上述電極上。 19.如請求項卜4或5之液晶顯示裝置，其中上述液晶層參 光反應II疋向控制膜之兩個界面中，液晶分子之定向担 制方向大致相同。 2 20·如請求項5之液晶顯示裝j 二酐及其衍生物係下述一 101019-951018.doc ’其中上述環丁烷四羧基酸 式所示之化合物1至化合物 1281942 3(其中’ Ri、R2、R3、R4分別獨立為氫原子、氣原子、 氯原子、溴原子、苯基或碳數1至6之烷基、烷氧基或乙 烯基[-(CH2)m-CH=CH2，m=0、1、2]或乙炔基[-(CH2)m-C 三 CH，m=0、1、2]):
    [化學式1] 化合物1
    化合物2
    化合物3 101019-951018.doc 10- 1281942
    鲁21·如請求項5之液晶顯示裝置，其中上述芳香族二胺化人 物含有選自化合物群之至少一種化合物，該化合物群包 含下述一般式所示之化合物4至化合物22(其中，化合物4 至化合物19之1^至反8與化合物2〇iRi、h分別獨立表示 氫原子 '氟原子、氣原子、或碳數丨至6之烷基、燒氧 基、或乙烯基[_(CH2)m-CH=CH2，m=0、1、2]、或乙块 基[-(CH2)m-C = CH，m=〇、1、2];又，於化合物 1〇至 i2 中 ’ X表示-CH2-、-NH-、_c〇-、-〇·、-S -之鍵結基· _ 又，化合物20之R3、R4與化合物21、22之1分別獨立表 示碳數1至6之烷基）： [化學式4] 化合物4
    [化學式5] -11 - 101019-951018.doc 1281942 化合物5 H^N %
    h2 [化學式6]
    化合物6
    [化學式7] 化合物7 Η2Ν、,Ν=υ^ΝΗ2
    [化學式8] 化合物8
    =\^N H2 •N R2 [化學式9] 化合物9 101019-951018.doc -12 1281942
    NH 2
    [化學式10] 化合物1 ο 峨
    化合物12
    RX^\x [化學式13] 化合物13 101019-951018.doc .1281942
    化合物14
    化合物15
    化合物16
    101019-951018.doc -14- .1281942 [化學式17] 化合物17
    m2
    化合物18
    化合物19
    [化學式20] 化合物20
    [化學式21] 101019-951018.doc -15· .1281942 化合物21
    [化學式22]
    化合物22 h2n nh2
    101019-951018.doc
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