專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
專利說明液晶顯示裝置及其制造方法 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用光取向法的液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示裝置的顯示是通過對夾持在一對基板之間的液晶層的液晶分子施加電場來使液晶分子的取向方向發(fā)生變化，由此導(dǎo)致液晶層光學(xué)特性的變化來進(jìn)行的。過去，在每個像素中具備薄膜晶體管等開關(guān)元件的所謂有源驅(qū)動型液晶顯示裝置以扭轉(zhuǎn)向列(TNTwisted Nematic)顯示方式為典型代表，其結(jié)構(gòu)是在一對夾持著液晶層的基板上分別設(shè)電極，這種設(shè)定使施加到液晶層上的電場方向大致與基板界面垂直，利用構(gòu)成液晶層的液晶分子的旋光性來進(jìn)行顯示。這種TN方式的液晶顯示裝置的視野角窄，這是最大的課題。
另一方面，已知如下的IPS方式，即，通過使用在一對基板中的一個基板上形成的梳齒狀電極而產(chǎn)生的電場，具有與該基板面大致平行的成分，從而使得構(gòu)成液晶層的液晶分子在與基板大致平行的面內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動作，利用液晶層的雙折射性進(jìn)行顯示。該IPS方式與由于液晶分子的面內(nèi)開關(guān)作用所引起的傳統(tǒng)的TN方式相比，具有視野角寬廣、低負(fù)荷容量等優(yōu)點，有望作為代替TN方式的新的液晶顯示裝置，因此在近年來獲得迅速進(jìn)步。另外，下述專利文獻(xiàn)1中公開了通過用透明導(dǎo)電膜構(gòu)成用于向液晶層施加電場的成對電極的至少任一方來提高透過率的IPS方式。
這種視角特性(亮度反差比、深淡等級·色調(diào)逆轉(zhuǎn))優(yōu)良、顯示明亮的IPS方式的液晶顯示裝置(以下稱為“IPS-TFT-LCD”)是向顯示區(qū)域大的監(jiān)視器或電視機(jī)等發(fā)展的有力技術(shù)。液晶顯示裝置中，在一對夾持著液晶層的基板與該液晶層的界面上形成賦予液晶取向控制能的取向控制膜。然而，要使今后適應(yīng)于20型以上的更大畫面的IPS-TFT-LCD實用化，就必須開發(fā)適用于尺寸大的顯示裝置(大型顯示屏)的新的結(jié)構(gòu)或工藝。
尤其是在與液晶層對置的表面上層錯結(jié)構(gòu)多的IPS-TFT-LCD中，很難在取向控制膜上大畫面地實施均勻的取向處理。對取向控制膜實施取向處理時的容許極限要比傳統(tǒng)型的TN方式，尤其是比現(xiàn)在主流的常開型TN方式(低電壓明顯示、高電壓暗顯示)明顯窄。容許極限窄的理由是以下(1)～(3)說明的3點。
(1)層錯結(jié)構(gòu) 對于IPS-TFT-LCD，原理上必須配設(shè)多個寬度為數(shù)微米左右的細(xì)長電極(也有時稱梳齒狀電極(Inter digital electrode))。因此形成微細(xì)層錯結(jié)構(gòu)。層錯的程度取決于電極的厚度或其上面形成的各種膜的形狀，但通常是10nm以上。在高透過率像素結(jié)構(gòu)中，形成厚的無機(jī)絕緣膜，因此使無機(jī)絕緣膜以下的層錯凹凸在一定程度上平坦化。因此，高透過率像素結(jié)構(gòu)的取向控制膜的層錯主要是由最上層的電極引起的。在這些層錯的表面上形成聚酰亞胺等的高分子膜構(gòu)成的取向控制膜(也稱取向膜)。
在過去的批量生產(chǎn)技術(shù)中，在該取向控制膜上進(jìn)行摩擦處理，賦予液晶取向能(初期取向)。另一方面，摩擦用的布是由粗度10～30μm左右的細(xì)纖維集束而構(gòu)成，實際上通過該細(xì)纖維一根一根對取向膜的局部部分施加一定方向的剪切力來進(jìn)行賦予液晶取向能的處理。作為纖維，也存在數(shù)微米左右的極細(xì)纖維，但由于作為摩擦用，要求具有能夠賦予一定程度摩擦力所需的剛性，故使用這種極細(xì)纖維的方法沒有實用化。由于IPS方式的電極間隔也是與上述纖維直徑相同程度或者在該程度以下的4～30μm左右，故層錯附近的摩擦不充分，取向容易亂。這種取向紊亂引起黑度上升，以及由此導(dǎo)致反差比降低、或者稱為亮度不均勻性的這種圖像品質(zhì)的降低。
(2)取向角 在IPS-TFT-LCD中，初期取向方向在原理上必須與電極伸展方向、或與垂直于電極的方向按某一定以上的角度錯開設(shè)定。這里所謂電極是指信號布線電極、像素內(nèi)的共通電極、像素電極。為了采用摩擦來規(guī)定初期取向的方向，如上述那樣必須使用10～30μm左右的纖維沿規(guī)定角度方向摩擦，但由于信號布線電極、像素內(nèi)的共通電極、像素電極沿一定方向伸展的布線及其端部的層錯，使得纖維從規(guī)定的角度沿層錯方向拉長，取向紊亂，結(jié)果引起黑度上升等圖像品質(zhì)的降低。
(3)暗度的增暗 作為IPS-TFT-LCD的特征之一，可列舉出暗度(黑顯示)的增暗良好這一點。因此，與其他方式相比，取向的紊亂容易明顯。過去的常開型TN方式在施加高電壓的狀態(tài)下可得到暗度。該情況，高電壓下液晶分子基本上都朝向作為與基板面垂直的一個方向的電場方向聚齊，借助于該液晶分子排列與偏光板配置的關(guān)系可得到暗度。因此，在原理上暗度的均勻性不完全依賴于低電壓時的初期取向狀態(tài)。此外，人們的眼睛把亮度的不均勻視為亮度的相對的比率，且由于進(jìn)行近似于對數(shù)級的反應(yīng)，故對暗度的變化敏感。既使從這種觀點出發(fā)，采用高電壓強(qiáng)制性地使液晶分子朝一個方向排列的過去的常開型TN方式有利于對初期取向狀態(tài)變鈍感。
另一方面，IPS方式中，由于在低電壓或零電壓下呈暗度的顯示，故對初期取向狀態(tài)的紊亂敏感。尤其是按照液晶分子取向方向在上下基板上成為相互平行的均勻排列、且使一方偏光板的光透過軸平行于該液晶分子取向方向、并與其他偏光板相垂直地進(jìn)行配置(稱雙折射型)時，入射到液晶層上的偏振光基本上不亂地傳輸直線偏光，這有利于使暗度增暗。
雙折射型的透過率T一般用下式表示。
T＝T0·sin2{2θ(E)}·sin2{(π·deff·Δn)/λ} 式中，To是系數(shù)，表示主要由液晶屏所使用的偏光板的透過率決定的數(shù)值，θ(E)表示液晶分子的取向方向(液晶層的實效光軸)與偏振光透過軸形成的角度，E表示施加的電場強(qiáng)度，deff表示液晶層的實效厚度，Δn表示液晶的折射率各向異性，λ表示光的波長。另外，將液晶層的實效厚度deff與液晶的折射率各向異性Δn的積，即deff·Δn，稱作光程差。此外，這里的液晶層的厚度deff不是液晶層全部的厚度，是相當(dāng)于施加電壓時實際上改變?nèi)∠蚍较虻囊壕拥暮穸?。原因是液晶層的界面附近的液晶分子受界面上的錨定的影響，即使施加電壓也不改變其取向方向。因此，基板所夾持的液晶層全部的厚度為dLC時，在該厚度dLC與deff之間通常存在deff<dLC的關(guān)系，該差別依液晶屏使用的液晶材料、與液晶層相接的界面，例如取向膜材料種類的不同而異，可估計大概為20nm～40nm左右。
如上式所表明，依賴于電場強(qiáng)度的是sin2{2θ(E)}的項，通過按照電場強(qiáng)度E改變角度θ可以調(diào)節(jié)亮度。為了形成常閉型，在不施加電壓時按照θ＝0度的條件設(shè)定偏光板，所以對初期取向方向的紊亂敏感地發(fā)生作用。
在這樣的IPS方式中，取向均勻性是非常重要的要素，現(xiàn)在使用的摩擦法的問題已經(jīng)變得很突出。一般來說，摩擦取向處理時由摩擦產(chǎn)生的靜電造成TFT破損，或摩擦布的毛尖的蓬亂或塵埃造成取向紊亂，導(dǎo)致顯示不良，此外有關(guān)摩擦布的更換頻率多等摩擦處理法的問題很多。為了解決這些摩擦取向處理的問題，人們對不摩擦而使液晶取向的所謂“不摩擦”取向法進(jìn)行了研究，提出了各種的方法。其中，也提出了對高分子膜的表面照射偏振的紫外線等、不進(jìn)行摩擦處理而使液晶分子取向的光取向法。
作為這種例子，下述非專利文獻(xiàn)1中公開的方法，其特征是不需要以往的摩擦處理，而通過照射偏振的光來使液晶沿一定方向取向。若采用該光取向法，則不存在摩擦法所造成的膜表面的損傷或靜電等的問題，而且作為考慮工業(yè)化生產(chǎn)時的制造工藝具有更簡便的優(yōu)點，作為今后不使用摩擦處理的新型液晶取向處理方法引人注目。
作為迄今為止的報告中使用的液晶取向膜材料，著眼于獲得對偏振的光的光化學(xué)敏感度的必要性，提出了使用在高分子的側(cè)鏈上引入光反應(yīng)性基團(tuán)的高分子化合物的方案。作為代表性的例子，可列舉出聚肉桂酸乙烯酯，但由于該情況光照射造成側(cè)鏈部分的二聚化，估計是由于高分子膜中呈現(xiàn)各向異性而使液晶取向的緣故。另外，作為其他方法，提出了在高分子材料中分散低分子的二色性偶氮色素、通過對該膜表面照射偏振的光來使液晶分子沿一定的方向取向的方案。另外，還報道了通過對特定的聚酰亞胺膜照射偏振的紫外線等而使液晶分子進(jìn)行取向的方法。在該情況，估計是由于光照射而使一定方向的聚酰亞胺主鏈發(fā)生分解而呈現(xiàn)液晶取向的緣故。
專利文獻(xiàn)1特開平9-73101號公報
非專利文獻(xiàn)1W.M.Gibbons等人，Nature，351卷，49頁(1991))
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題
如此作為解決這種摩擦取向法的問題的不摩擦取向法，提出了采用光照射的光取向法并進(jìn)行了研究，但實用上存在以下的問題。在以聚肉桂酸乙烯酯等為代表的高分子側(cè)鏈引入光反應(yīng)性基團(tuán)的高分子材料體系中，取向的熱穩(wěn)定性不充分，在實用性方面還不能得到足夠的可靠性。另外，在該情況，由于呈現(xiàn)液晶取向的結(jié)構(gòu)部位估計是高分子的側(cè)鏈部分，因此在更均勻地使液晶分子取向且獲得更強(qiáng)的取向方面很難說是理想的。另外，在高分子中分散低分子的二色性色素的情況，使液晶取向的色素本身是低分子，從實用性的觀點來看，在對熱、或光的可靠性方面仍還有課題。
此外，在對特定的聚酰亞胺照射偏振的紫外線的方法中，作為聚酰亞胺本身雖然耐熱性等的可靠性高，但估計這種取向機(jī)理是由于光引起分解所導(dǎo)致的，故在實用方面難以確保足夠的可靠性。即，今后將使用該偏振光照射而獲得的液晶取向應(yīng)用于實際的情況，不僅只是初期使液晶取向，而且從可靠性的觀點考慮，必須呈現(xiàn)更穩(wěn)定的取向。另外，在考慮實際的工業(yè)應(yīng)用的情況，最好選擇對熱也穩(wěn)定的高分子結(jié)構(gòu)。從這些方面而言，以往對于通過光照射來形成液晶取向而提出的高分子材料，在取向限制力及其穩(wěn)定性方面不一定充分，實際情況是通過光照射來實現(xiàn)無摩擦取向成為大課題。
近年來，對于取向穩(wěn)定性的要求進(jìn)一步提高，對于通過聚酰胺酸的加熱處理而獲得的聚酰亞胺光取向膜而言，不能滿足該要求的水平。本發(fā)明者們通過精心的研究發(fā)現(xiàn)，通過將聚酰胺酸加熱并酰亞胺化而得到的聚酰亞胺光取向膜在加熱處理時的熱分解顯著，分子量大幅度降低的現(xiàn)象變得明顯。該熱分解造成的分子量降低使液晶取向的穩(wěn)定性降低，成為使液晶顯示裝置發(fā)生殘像(燒屏)的原因。
本發(fā)明的目的在于，解決上述的作為IPS-TFT-LCD的固有問題的取向處理的制造容許極限窄的問題，提供減少由初期取向方向的變化所造成的顯示不良的發(fā)生，且實現(xiàn)穩(wěn)定的液晶取向，具有反差比提高的高品位圖像質(zhì)量的特別是大型的液晶顯示裝置。另外，本發(fā)明的其他目的還在于，提供批量生產(chǎn)性良好的高圖像品質(zhì)、高精細(xì)度的液晶顯示裝置的制造方法。
用于解決課題的手段
本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征在于，該裝置具有至少一個為透明的一對基板、配置于上述一對基板之間的液晶層、形成于上述一對基板的至少一個基板上并且用于向上述液晶層施加電場的電極組、與上述電極組相連接的多個有源元件、和配置于上述一對基板的至少一個基板上的取向控制膜，上述取向控制膜的至少一個含有當(dāng)向其照射大致上呈直線地偏振的光時便能向其賦予取向限制力的光反應(yīng)性聚酰亞胺和聚酰胺酸酯。
發(fā)明的效果
以上，根據(jù)本發(fā)明，由于聚酰胺酸酯材料能夠減少加熱處理時的熱分解，因此，具有能夠提高適用光取向的液晶顯示裝置的液晶取向穩(wěn)定性的優(yōu)點。


圖1為說明實施例1的像素構(gòu)成的像素部分的截面圖。
圖2為說明實施例1的像素構(gòu)成的像素部分的平面圖和截面圖。
圖3為說明實施例2的像素構(gòu)成的像素部分的截面圖。
圖4為說明實施例2的像素構(gòu)成的像素部分的平面圖和截面圖。
圖5為說明實施例3的像素構(gòu)成的像素部分的截面圖。
圖6為說明實施例4的像素構(gòu)成的像素部分的截面圖。
圖7為說明實施例5的像素構(gòu)成的像素部分的截面圖。
圖8為說明實施例5的像素構(gòu)成的像素部分的平面圖。
符號說明
101，102···玻璃基板、103···共通電極、104···掃描布線(門電極)、105···像素電極(源電極)、106···信號布線(漏電極)、107···門絕緣膜、108···保護(hù)絕緣膜、109···取向控制膜、110···液晶分子、110’···液晶層(液晶組合物層)、111···濾色片層、112···有機(jī)保護(hù)膜(保護(hù)涂層)、113···遮光膜(黑色矩陣)、114···偏光板、115···薄膜晶體管(TFT)、116···半導(dǎo)體膜(非晶硅或者多晶硅)、117···電場方向、118···通孔、120···共通電極布線(共用布線) 具體實施方式

本發(fā)明的取向控制膜的特征在于，上述取向控制膜含有由下述通式(102)或者(103)表示的聚酰胺酸酰胺、和/或由下述通式(113)或者(114)表示的聚酰胺酸烷基甲硅烷基酯、和/或由下述通式(116)或者(117)表示的聚酰胺酸酯的高分子單元。式中，R1各自獨立地為氫或者碳數(shù)1～8的烷基，R2各自獨立地為氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～6的烷基、碳數(shù)1～6的烷氧基、乙烯基(-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0、1、2)或者炔基(-(CH2)m-C≡CH，m＝0、1、2)，Ar為芳香族化合物。


由于具有上述結(jié)構(gòu)，可以減少加熱處理時的熱分解，因此，提高了液晶取向的穩(wěn)定性，對于減少液晶顯示裝置中的殘像(燒屏)非常有效。
本發(fā)明的取向控制膜的特征在于，上述取向控制膜含有由下述通式(121)或者(122)表示的聚酰胺酸。式中，R2各自獨立地為氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～6的烷基、碳數(shù)1～6的烷氧基、乙烯基(-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0、1、2)或者炔基(-(CH2)m-C≡CH，m＝0、1、2)，Ar為芳香族化合物。

通過含有上述聚酰胺酸，可以減少取向膜的比電阻，因此，對于減少液晶顯示裝置的殘像(燒屏)非常有效。
本發(fā)明中，其特征在于，上述芳香族化合物Ar中含有下述通式(1)～(11)中的至少任1個。

式中，芳香環(huán)的各氫分子可以各自獨立地被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代；另外，X為碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基、炔基中的任一種基團(tuán)，或者在碳數(shù)0～8的烷基中含有下述的官能團(tuán)(-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-N＝N-、苯基)；而且，Y為苯基或者萘基或者蒽基或者芘基等芳香環(huán)，該芳香環(huán)的各氫原子可以各自獨立地被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代；另外，Z為下述官能團(tuán)(-CH2-、-CO2-、-NH-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-)，其氫原子可以被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代。
通式(7)～(11)所示的化合物具體地為以下示出的如化合物組A的結(jié)構(gòu)。
化合物組A







式中，化合物組A中的n表示0～8的任意數(shù)。
本發(fā)明中，其特征在于，用于表示上述取向控制膜的通式(102)(103)(113)(114)(116)(117)(121)(122)的環(huán)丁烷部為含有下述通式(51)～(55)中至少任一個的共聚物或混合物。


式中，芳香環(huán)的各氫分子可以各自獨立地被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代；另外，Z為下述的官能團(tuán)(-CH2-、-CO2-、-NH-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-)，其氫原子可以被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代。
由于通過形成含有上述芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)，可以減少取向膜的比電阻，因此，對于減少液晶顯示裝置的殘像(燒屏)非常有效。
應(yīng)予說明，在以下所示的實施例中，使用上述取向控制膜中有代表性的化學(xué)結(jié)構(gòu)的取向控制膜，但可以確認(rèn)對于具有其他化學(xué)結(jié)構(gòu)的取向控制膜也有效果。
以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施例。應(yīng)予說明，在下文中，將形成薄膜晶體管等有源元件的基板稱為有源矩陣基板。另外，在其對向基板上具有濾色片的情況，也將其稱為濾色片基板。另外，在本發(fā)明中，作為目標(biāo)希望的反差比為500:1以上，作為目標(biāo)的殘像消除時間優(yōu)選在5分鐘以內(nèi)。應(yīng)予說明，殘像消除時間，采用下述實施例中定義的方法來確定。
實施例1
圖1為本實施例的液晶顯示裝置的1像素附近的示意性截面圖。另外，圖2為說明本實施例液晶顯示裝置的1像素附近的構(gòu)成的有源矩陣基板的示意圖，圖2(a)為平面圖，圖2(b)為沿圖2(a)所示的A-A’線的截面圖，圖2(c)為沿圖2(a)所示的B-B’線的截面圖。另外，圖1與沿圖2(a)所示的A-A’線的截面的一部分相對應(yīng)。
應(yīng)予說明，圖2(b)與圖2(c)是強(qiáng)調(diào)主要部分構(gòu)成而示意性地表示的圖，與圖2(a)的A-A’線和B-B’線的截面部不是一一對應(yīng)的。例如，圖2(b)中沒有示出半導(dǎo)體膜116，圖2(c)中用于連接共通電極103和共用布線120的通孔118只代表性地示出1個。
本實施例中，在作為有源矩陣基板的玻璃基板101上配置由Cr(鉻)構(gòu)成的掃描布線(門電極)104和共用電極布線(共用布線)120，形成由氮化硅構(gòu)成的門絕緣膜107，使之覆蓋該門電極104和共用布線120。另外，在門電極104上，通過門絕緣膜107配置由非晶硅或多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜116，發(fā)揮作為有源元件的薄膜晶體管(TFT)115的能動層的作用。另外，配置由Cr/Mo(鉻/鉬)構(gòu)成的信號布線(漏電極)106和像素電極(源電極)105，為了全部被覆這些部分，形成由氮化硅構(gòu)成的保護(hù)膜108。
另外，如圖2(c)所示，在保護(hù)涂層(有機(jī)保護(hù)膜)112上配置通過將門絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108貫通而形成的通孔118而與共用布線120相連接的共通電極103。另外，如圖2(a)所示，通過通孔118形成由共用布線120引出的共通電極103，使之在平面的1個像素區(qū)域中與該像素電極105對置。
在本實施例中，成為像素電極105配置在有機(jī)保護(hù)膜112的下層的保護(hù)絕緣膜108的下層、共通電極103配置在有機(jī)保護(hù)膜112上的構(gòu)成。在這些多個像素電極105與共通電極103夾持的區(qū)域中，成為構(gòu)成1個像素的結(jié)構(gòu)。另外，在如以上構(gòu)成的將單元像素配置成矩陣狀的有源矩陣基板的表面，即，在已形成共通電極103的有機(jī)保護(hù)膜112上形成取向控制膜109。
另一方面，如圖1所示，在構(gòu)成對向基板的玻璃基板102上，按照由遮光膜(黑色矩陣)113將每個像素分隔開的方式來配置濾光層111，并且濾光層111和遮光膜113上，使用由透明絕緣性材料構(gòu)成的有機(jī)保護(hù)膜112覆蓋。此外，在該有機(jī)保護(hù)膜112上也形成取向控制膜109，構(gòu)成濾光片基板。
這些取向控制膜109，通過以高壓汞燈為光源，使用通過將石英板層疊而成的柱式偏振元件來取出的紫外線的直線偏光照射來賦予液晶取向能。
構(gòu)成有源矩陣基板的玻璃基板101和構(gòu)成濾色片基板的玻璃基板102，在取向控制膜109的面上對向配置，在這些基板之間配置由液晶分子110構(gòu)成的液晶層(液晶組合物層)110’。另外，在構(gòu)成有源矩陣基板的玻璃基板101和構(gòu)成濾色片基板的玻璃基板102的外側(cè)面分別形成偏光板114。
如以上那樣構(gòu)成使用薄膜晶體管(TFT)的有源矩陣型液晶顯示裝置(TFT液晶顯示裝置)。在該TFT液晶顯示裝置中，構(gòu)成液晶組合物層110’的液晶分子110，在不施加電場時，成為與對向配置的基板101、102的面大致平行取向的狀態(tài)，在朝向由光取向處理所規(guī)定的初期取向方向的狀態(tài)下進(jìn)行均勻取向。
這里，當(dāng)向門電極104施加電壓以便使TFT115接通時，由于像素電極105與共通電極103之間的電位差而使電場117施加到液晶組合物層110’上，利用液晶組合物層110’所具有的介電各向異性與電場的相互作用，使構(gòu)成液晶組合物層110’的液晶分子110沿電場方向改變其朝向。此時可利用液晶組合物層110’的折射各向異性與偏光板114的作用，使液晶顯示裝置的光透過率發(fā)生變化來進(jìn)行顯示。
另外，有機(jī)保護(hù)膜112可以使用絕緣性、透明性優(yōu)良的丙烯酸類樹脂、環(huán)氧丙烯酸類樹脂、或聚酰亞胺類樹脂等熱固化性樹脂。此外，作為有機(jī)保護(hù)膜112，既可以使用光固化性的透明樹脂，也可以使用聚硅氧烷類的樹脂等無機(jī)系的材料。此外，有機(jī)保護(hù)膜112還可以兼作取向控制膜109。
如上所述，根據(jù)本實施例，對取向控制膜109的液晶取向控制能不是采用使用拋光布直接摩擦的摩擦取向處理，而是采用非接觸的光取向法，能夠在電極附近以沒有局部取向紊亂，向顯示區(qū)域全面地賦予均勻的取向。
一般來說，在IPS方式中，與以往的TN方式所代表的縱向電場方式不同，原理上不需要與基板面的界面傾斜，已知界面傾角越小，視角特性越好，即使是光取向控制膜，也優(yōu)選小的界面傾角，特別是，通過使界面傾角為1度以下，由于能夠大幅度抑制由液晶顯示裝置的視角產(chǎn)生的色變化、亮度變化，因此效果好。
下面說明作為本實施例的液晶顯示裝置的制造方法采用液晶取向控制膜的無摩擦取向法的取向控制膜的形成。本實施例中，取向控制膜形成工序的流程為以下的(1)～(4)。
(1)取向控制膜的涂膜形成(在顯示區(qū)域全面上形成均勻的涂膜) (2)取向控制膜的酰亞胺化焙燒(促進(jìn)清漆溶劑的除去和耐熱性優(yōu)良的聚酰亞胺化) (3)通過偏振光照射來賦予液晶取向能(向顯示區(qū)域賦予均勻的取向能) (4)采用(加熱、紅外線照射、遠(yuǎn)紅外線照射、電子射線照射、放射線照射)的取向能的促進(jìn)穩(wěn)定化 通過以上的4個階段的工藝，形成取向控制膜，但不限定于上述(1)～(4)的工藝順序，在以下(a)(b)那樣的情況可期待更好的效果。
(a)通過使上述(3)(4)在時間上重疊地進(jìn)行處理，加速液晶取向能賦予，引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)等，使更有效地形成取向控制膜成為可能。
(b)在使用上述(4)的加熱、紅外線照射、遠(yuǎn)紅外線照射等的情況，通過使上述(2)(3)(4)在時間上重疊，上述(4)的工藝也可以兼作上述(2)的酰亞胺化工藝，使在短時間內(nèi)形成取向控制膜成為可能。
下面說明本實施例的具體的制造方法。作為構(gòu)成有源矩陣基板的玻璃基板101和構(gòu)成濾色片基板的玻璃基板102，使用厚度0.7mm的、表面經(jīng)過研磨的玻璃基板。在玻璃基板101上形成的薄膜晶體管115，由像素電極(源電極)105、信號布線(漏電極)106、掃描布線(門電極)104以及非晶硅116構(gòu)成。
掃描布線104、共通電極布線120、信號布線106以及像素電極105，均將鉻膜通過圖案化來形成，像素電極105與共通電極103的間隔為7μm。應(yīng)予說明，關(guān)于共通電極103與像素電極105，雖然使用在低電阻下容易圖案化的鉻膜，但通過使用ITO膜構(gòu)成透明電極，這樣也可以獲得更高的亮度特性。
門絕緣膜107與保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別為0.3μm。在其上涂布丙烯酸類樹脂，通過在220℃下進(jìn)行1小時的加熱處理，形成透明且具有絕緣性的有機(jī)保護(hù)膜112。
然后，采用光刻法、蝕刻處理，如圖2(c)所示，形成到達(dá)共通電極布線120處的通孔118，進(jìn)行圖案化，形成與共通電極布線120相連接的共通電極103。
其結(jié)果，在單元像素(1像素)內(nèi)，如圖2(a)所示，成為像素電極105配置在3根共通電極103之間的構(gòu)成，形成像素數(shù)為由1024×3(與R、G、B相對應(yīng))根信號布線106和768根掃描布線104構(gòu)成的1024×3×768個的有源矩陣基板。
在本實施例中，作為取向控制膜109，按照樹脂成分濃度5重量％、DMAC 60重量％、γ-丁內(nèi)酯20重量％、丁基溶纖劑15重量％來配制由下述通式(101)表示的聚酰胺酸酰胺清漆，在有源矩陣基板上進(jìn)行印刷形成，通過熱處理進(jìn)行酰亞胺化，形成酰亞胺化率約80％、膜厚約70nm的致密的含有聚酰亞胺和聚酰胺酸酰胺的取向控制膜109。

同樣地，在ITO成膜的另一方的玻璃基板102的表面上也印刷形成同樣的聚酰胺酸酰胺清漆，形成酰亞胺化率約80％、膜厚約70nm的致密的含有聚酰亞胺和聚酰胺酸酰胺的取向控制膜109。為了向取向控制膜109賦予液晶取向能，向其表面照射偏振的UV(紫外線)光。使用高壓汞燈作為光源，通過干涉濾光片取出240nm～380nm范圍的UV光，使用由石英基板層疊而成的柱式偏振元件，成為偏光比約10:1的直線偏振光，按照約5J/cm2的照射能量進(jìn)行照射。其結(jié)果可知，取向控制膜表面的液晶分子的取向方向相對于所照射的偏振的UV的偏光方向為垂直方向。
然后，使這些的2塊玻璃基板101、102的各自具有帶有液晶取向能的取向控制膜109的表面相互對置，使分散的球形聚合物微球構(gòu)成的襯墊介于兩塊基板之間，在周邊涂布密封劑，組裝成構(gòu)成液晶顯示裝置的液晶顯示屏(以下也稱為“液晶盒”)。2塊玻璃基板的液晶取向方向大致相互平行。在真空下，向該液晶盒中注入介電各向異性Δε為正、其值為10.2(1kHz、20℃)、折射率各向異性Δn為0.075(波長590nm，20℃)、扭曲彈性常數(shù)K2為7.0pN、向列-各向同性相轉(zhuǎn)變溫度T(N-I)為約76℃的向列液晶組合物A，用紫外線固化型樹脂構(gòu)成的密封材料進(jìn)行密封。制作液晶層的厚度(間隙)為4.2μm的液晶屏。
該液晶顯示屏的光程差(Δn·d)為約0.31μm。Δn·d希望處于0.2μm≦Δn·d≦0.5μm的范圍內(nèi)，如果超過該范圍，則具有在白顯示時出現(xiàn)帶色等問題。另外，使用與該顯示屏所用的取向控制膜和液晶組合物相同的材料制作均勻取向的液晶顯示屏，采用結(jié)晶旋轉(zhuǎn)法測得液晶的預(yù)傾角為約0.2度。將該液晶顯示屏用2塊偏光板114夾持，按照使其中的一塊偏光板的偏振光透過軸與上述的液晶取向方向大致平行、使另一塊偏光板與液晶取向方向垂直的方式進(jìn)行配置。然后，將驅(qū)動電路、背照光源等連接起來，進(jìn)行模塊化，得到有源矩陣型的液晶顯示裝置。在本實施例中，形成一種在低電壓下為暗顯示和在高電壓下為明顯示的常閉特性。
然后，當(dāng)評價本實施例的液晶顯示裝置的顯示品位時，確認(rèn)反差比為500:1的高品位的顯示，同時還確認(rèn)在中調(diào)顯示時的寬視角。
另外，為了定量地測定本實施例的液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像，使用組合有光電二極管的示波器進(jìn)行評價。首先，在圖面上按最大亮度顯示窗口圖案2小時，然后，全面切換成殘像最明顯的中調(diào)顯示，以便使此時的亮度變?yōu)樽畲罅炼鹊?0％，把直到窗口圖案的邊緣部分的圖形消失的時間作為殘像減緩的時間進(jìn)行評價。這里容許的殘像減緩時間為5分鐘以下。其結(jié)果，在使用溫度范圍(0℃～50℃)內(nèi)，殘像的減緩時間為1分鐘以下，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也完全觀察不到由于圖像燒屏、殘像所造成的顯示不勻，可得到優(yōu)良的顯示特性。
以前，通過光取向處理可向液晶賦予取向性，但可以說，錨定能量，即，把取向了的液晶分子束縛在取向膜表面上的能量要比一般的摩擦取向的弱。當(dāng)該錨定能量弱時，也可以說作為液晶顯示裝置的制品的可靠性不足。特別是，在均勻取向的情況，估計方位角方向的錨定能量要比極角方向的錨定能量還重要。
因此，使用與這樣制得的液晶顯示裝置相同的取向膜材料，采用相同的工藝，在玻璃基板上形成取向膜，進(jìn)行取向處理，封入相同的液晶組合物，制作液晶盒，當(dāng)采用扭矩平衡法(長谷川等，液晶學(xué)會討論會講演預(yù)行集3B12(2001)p.251)測得界面上的液晶分子與取向膜表面的扭曲鍵的強(qiáng)度、方位角方向錨定能量A2為8.5×10-4N/m。
〔比較例〕 作為用于確認(rèn)實施例1的效果的比較例，使用下述通式(111)所示的聚酰胺酸作為取向控制膜清漆的樹脂，通過熱處理形成酰亞胺化率約80％、膜厚70nm的取向控制膜，除此之外，與實施例1的情況同樣地制作液晶顯示裝置。

采用與實施例1同樣的方法評價顯示品位，確認(rèn)與實施例1的液晶顯示裝置大致同等的寬視角，確認(rèn)為反差比全面地超過500:1的顯示。但是，當(dāng)與實施例1同樣地定量評價該液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間時，在0℃～50℃的使用溫度范圍內(nèi)，殘像的減緩時間為約30分鐘，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，殘像的減緩時間也慢，得不到與實施例1同等的殘像減緩特性。應(yīng)予說明，方位角方位錨定能量A2的值為約5.5×10-4N/m。
實施例2
圖3為本實施例的液晶顯示裝置的1像素附近的示意性截面圖。另外，圖4為用于說明本實施例的液晶顯示裝置的1像素附近的構(gòu)成的有源矩陣基板的示意圖，圖4(a)為平面圖，圖4(b)為沿圖4(a)所示的A-A’線的截面圖。圖4(c)為沿圖4(a)的B-B’線的截面圖。另外，圖3與沿圖4(a)所示的A-A’線的截面的一部分相對應(yīng)。
應(yīng)予說明，圖4(b)與圖4(c)是強(qiáng)調(diào)主要部分構(gòu)成而示意性地表示的圖，與圖4(a)的A-A’線和B-B’線的截面部不是一一對應(yīng)的。例如，圖4(b)中沒有示出半導(dǎo)體膜116。
本實施例中，在構(gòu)成有源矩陣基板的玻璃基板101上，配置由Cr構(gòu)成的門電極104和共通電極布線120，形成由氮化硅構(gòu)成的門絕緣膜107，使之覆蓋門電極104和共通電極布線120。另外，在門電極104上，通過門絕緣膜107配置由非晶硅或多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜116，使之發(fā)揮作為有源元件的薄膜晶體管115的能動層的作用。
另外，配置由鉻、鉬構(gòu)成的漏電極106、源電極(像素電極)105，使之與半導(dǎo)體膜116的圖案的一部分重疊，并形成由氮化硅構(gòu)成的保護(hù)絕緣膜108，使之覆蓋所有這些電極。在該保護(hù)絕緣膜108上，配置有機(jī)保護(hù)膜112。該有機(jī)保護(hù)膜112，例如由丙烯酸樹脂等透明材料構(gòu)成。另外，像素電極105由ITO(In2O3:Sn)等透明電極構(gòu)成。共通電極103利用貫通門絕緣膜107、保護(hù)膜108和有機(jī)保護(hù)膜112的通孔118，與共通電極配布線120相連接。
在施加驅(qū)動液晶的電場的情況，形成與像素電極105配對的共通電極103，以便平面地包圍1像素的區(qū)域。并且，該共通電極103配置在有機(jī)保護(hù)膜112上。而且，該共通電極103配置成當(dāng)從上部看時可隱藏配置于下層的漏電極106、掃描布線104和作為能動元件的薄膜晶體管115的狀態(tài)，并兼作將半導(dǎo)體膜116遮光的遮光層。
在由上述那樣構(gòu)成的單元像素(1像素)配置成矩陣狀而形成的有源矩陣基板的玻璃基板101的表面上，即，在有機(jī)保護(hù)膜112上和在其上形成的共通電極103的上面，形成取向控制膜109。另一方面，在構(gòu)成對向基板的玻璃基板102上，在形成于濾色片層111上的有機(jī)保護(hù)膜112上，也形成取向控制膜109。
此處，與實施例1同樣，通過以高壓汞燈為光源，使用由石英板層疊而成的柱式偏振元件取出的紫外線的直線偏振光照射來向這些取向控制膜109賦予液晶取向能。
此外，將玻璃基板101和對向玻璃基板102在形成取向控制膜109的面上相互對置，在其間配置由液晶分子110構(gòu)成的液晶組合物層110′。另外，在玻璃基板101和對向玻璃基板102的外側(cè)面上分別形成偏光板114。
這樣，在本實施例中，與上述的實施例1同樣，形成如下構(gòu)成像素電極105配置在有機(jī)保護(hù)膜112和保護(hù)絕緣膜108的下層、共通電極103配置在像素電極105和有機(jī)保護(hù)膜112之上。另外，在共通電極103的電阻十分低的情況，該共通電極103也可兼作在最下層形成的共通電極布線120。此時，可以省去在最下層配置的共通電極布線120的形成和隨之而來的通孔118的加工。
在本實施例中，如圖4(a)所示，在被形成柵格狀的共通電極103包圍的區(qū)域中構(gòu)成1像素，與像素電極105一起配置，以便將1像素分割成4個區(qū)域。另外，由像素電極105和與該電極對置的共通電極103相互平行地配置的鋸齒形彎曲結(jié)構(gòu)構(gòu)成，1個像素形成2個以上的多個副像素。由此就成為抵消面內(nèi)的色調(diào)變化的結(jié)構(gòu)。
以下，說明本實施例的液晶顯示裝置的制造方法。作為玻璃基板101和102，使用厚度0.7mm、表面經(jīng)過研磨的玻璃基板。薄膜晶體管115由像素電極(源電極)105、信號布線(漏電極)106、掃描布線(門電極)104以及非晶硅116構(gòu)成。掃描布線104是通過將鋁膜圖案化，共通電極布線120和信號布線106是通過將鉻膜圖案化，像素電極105是通過將ITO膜圖案化，如圖4(a)所示，除掃描布線104以外，均形成鋸齒形彎曲的電極布線圖案。此時，將彎曲的角度設(shè)定成10度。門絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別為0.3μm。
然后，采用光刻法和蝕刻處理，如圖4(c)所示，形成到達(dá)共通電極布線120處的直徑約10μm的圓筒狀通孔118，在其上涂布丙烯酸類樹脂，通過在220℃下進(jìn)行1小時的加熱處理，形成約1μm厚的透明且具有絕緣性的介電常數(shù)約為4的有機(jī)保護(hù)膜112。利用該有機(jī)保護(hù)膜112，將顯示區(qū)域中成為像素電極105的層錯起因的凹凸平坦化，而且，將相鄰的像素間的濾色片層111的邊界部分的層錯凹凸平坦化。
然后，再次對通孔118進(jìn)行蝕刻處理至直徑約7μm，從其上將ITO膜圖案化，形成與共通電極布線120相連接的共通電極103。此時，像素電極105與共通電極103的間隔為7μm。此外，該共通電極103形成為格子狀，以便覆蓋信號布線106、掃描布線104以及薄膜晶體管115的上部將像素包圍，并兼作遮光層。
其結(jié)果，在單元像素內(nèi)，如圖4(a)所示，形成像素電極105配置在3根共通電極103之間的構(gòu)成，獲得像素數(shù)為由1024×3(與R、G、B相對應(yīng))根信號布線106和768根掃描布線104構(gòu)成的1024×3×768個的有源矩陣基板。
在本實施例中，作為取向控制膜109，按照樹脂成分濃度5重量％、DMAC 60重量％、γ-丁內(nèi)酯20重量％、丁基溶纖劑15重量％來配制下述通式(112)所示的聚酰胺酸三甲基甲硅烷基酯清漆，在上述有源矩陣基板上進(jìn)行印刷形成，再通過熱處理進(jìn)行酰亞胺化，形成由酰亞胺化率約80％、膜厚約60nm的致密的含有聚酰亞胺和聚酰胺酸烷基甲硅烷基酯的取向控制膜109。

該取向處理方法，以約3J/cm2的照射能量照射與實施例1同樣的偏振光UV。其中，在偏振光UV照射中，同時也對形成有取向控制膜的基板實施在加熱板上約150℃的加熱處理。
然后，使這2塊玻璃基板各自具有液晶取向膜的表面相互對置，其中介在分散的球形聚合物微球構(gòu)成的襯墊，在周邊涂布密封劑，從而組裝成液晶顯示屏。2塊玻璃基板的液晶取向方向大致相互平行。
在真空下，向該液晶顯示屏中注入介電各向異性Δε為正、其值為10.2(1kHz、20℃)、折射率各向異性Δn為0.075(波長590nm、20℃)、扭曲彈性常數(shù)K2為7.0pN、向列-各向同性相轉(zhuǎn)變溫度T(N-I)為約76℃的向列液晶組合物A，用紫外線固化型樹脂構(gòu)成的密封材料進(jìn)行密封。制作液晶層的厚度(間隙)為4.2μm的液晶屏。該液晶屏的光程差(Δnd)為約0.31μm。
另外，使用與該液晶顯示屏所用的取向控制膜和液晶組合物相同的材料制作均勻取向的液晶顯示屏，采用結(jié)晶旋轉(zhuǎn)法測得液晶的預(yù)傾角為約0.2度。將該液晶屏用2塊偏光板114夾持，按照使一塊偏光板的偏振光透過軸與上述的液晶取向方向大致平行、使另一塊偏光板與液晶取向方向垂直的方式進(jìn)行配置。然后，將驅(qū)動電路、背照光源等連接起來，進(jìn)行模塊化，得到有源矩陣型的液晶顯示裝置。在本實施例中，形成在低電壓下為暗顯示、在高電壓下為明顯示的常閉特性。
然后，評價了本實施例的液晶顯示裝置的顯示品位，結(jié)果確認(rèn)了與實施例1的液晶顯示裝置相比，本實施例的開口率高、反差比為600:1的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。另外，與實施例1同樣地定量評價了該液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，結(jié)果表明，在0℃～50℃的使用溫度范圍內(nèi)，殘像的減緩時間為約1分鐘，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也完全觀察不到由于圖像的燒屏和殘像所造成的顯示不勻，可得到與實施例1同等的高顯示特性。
實施例3
圖5為本實施例的液晶顯示裝置在1像素附近的示意性截面圖。圖中，與上述各實施例的附圖相同的符號，是與同一功能的部分相對應(yīng)。如圖5所示，本實施例中，通過通孔118將配置在保護(hù)絕緣膜108的下層的像素電極105向上引到有機(jī)保護(hù)膜112上，使其與共通電極103配置在同一層。在形成這種構(gòu)成的情況，使進(jìn)一步降低用于驅(qū)動液晶的電壓成為可能。
在如上述那樣構(gòu)成的TFT液晶顯示裝置中，在不施加電場時，構(gòu)成液晶組合物層110’的液晶分子110成為與相互對置的玻璃基板101和102的面大致平行的狀態(tài)，按照朝向由光取向處理所規(guī)定的初期取向方向的狀態(tài)進(jìn)行均勻取向。這里，當(dāng)向門電極104施加電壓以便使薄膜晶體管115接通時，由于像素電極105與共通電極103之間的電位差而使電場117施加到液晶組合物層110’上，利用液晶組合物所具有的介電各向異性與電場的相互作用，液晶分子110可沿電場方向改變朝向。此時通過液晶組合物層110’的折射各向異性與偏光板114的作用，可以使液晶顯示裝置的光透過率發(fā)生變化來進(jìn)行顯示。
以下，說明本實施例的液晶顯示裝置的制造方法。作為玻璃基板101和102，使用厚度0.7mm、表面經(jīng)過研磨的玻璃基板。薄膜晶體管115由像素電極(源電極)105、信號布線(漏電極)106、掃描布線(門電極)104以及非晶硅116構(gòu)成。掃描電極104是通過將鋁膜圖案化，共通電極布線120、信號布線106以及像素電極105是通過將鉻膜圖案化來形成的。門絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別為0.3μm。在其上涂布丙烯酸類樹脂，通過在220℃下進(jìn)行1小時的加熱處理，形成約1.0μm厚的透明且具有絕緣性的介電常數(shù)約為4的有機(jī)保護(hù)膜112。利用該有機(jī)保護(hù)膜112，將顯示區(qū)域中成為像素電極105的層錯起因的凹凸平坦化，而且，將鄰接的像素間的層錯凹凸平坦化。
然后，采用光刻法和蝕刻處理，如圖5所示，形成到達(dá)源電極105處的直徑約10μm的圓筒狀通孔118，從其上通過將ITO膜圖案化來形成與源電極105相連接的像素電極105。另外，也對共通電極布線120形成直徑約10μm的圓筒狀通孔，通過在其上將ITO膜圖案化來形成共通電極103。此時，像素電極105與共通電極103的間隔為7μm，除掃描布線104以外，均形成鋸齒形彎曲的電極布線圖案。此時，將彎曲的角度設(shè)定成10度。此外，該共通電極103形成為格子狀，以便覆蓋信號布線106、掃描布線104以及薄膜晶體管115的上部將像素包圍，并兼作遮光層。
其結(jié)果，除了在單元像素內(nèi)形成2種通孔以外，其他與實施例2大致同樣，成為像素電極105配置在3根共通電極103之間的構(gòu)成，形成像素數(shù)為由1024×3(與R、G、B相對應(yīng))根信號布線106和768根掃描布線104構(gòu)成的1024×3×768個的有源矩陣基板。
如上所述，除了像素結(jié)構(gòu)和所使用的取向控制膜以外，如圖5所示，與實施例2同樣地制作的液晶顯示裝置。本實施例中使用的取向控制膜，按照樹脂成分濃度5重量％、DMAC 60重量％、γ-丁內(nèi)酯20重量％、丁基溶纖劑15重量％來配制由下述通式(115)表示的聚酰胺酸酯清漆，在上述基板上進(jìn)行印刷形成，通過熱處理進(jìn)行酰亞胺化，形成酰亞胺化率約80％、膜厚約80nm的致密的含有聚酰亞胺和聚酰胺酸酯的取向控制膜109。

該取向控制膜的取向處理方法，以約6J/cm2的照射能量照射與實施例1同樣的偏振光UV。其中，在偏振光UV照射中，同時也對用于形成有取向控制膜的基板在加熱板上進(jìn)行約180℃的加熱處理。
然后，當(dāng)評價本實施例的液晶顯示裝置的顯示品位時，結(jié)果確認(rèn)了與實施例1的液晶顯示裝置同等的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。另外，與實施例1同樣地定量評價了本實施例的液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，結(jié)果表明，殘像的減緩時間為1分鐘以下，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也完全觀察不到由于圖像的燒屏、殘像所造成的顯示不勻，可得到的高顯示特性。
如圖5所示，在基板最表面上形成與TFT 115直接連接的像素電極105，在其上形成薄的取向控制膜109的情況，如果進(jìn)行通常的摩擦取向處理，就會由于摩擦而發(fā)生靜電，根據(jù)不同情況，通過表面附近的像素電極，TFT 115往往受到損傷。在該情況，本實施例的這種無摩擦的光取向處理是非常有效的。
實施例4
圖6為本實施例的液晶顯示裝置的在1像素附近的示意性截面圖。圖中，與上述各實施例的附圖相同的符號，是與同一功能的部分相對應(yīng)。在本實施例中，是由電極等導(dǎo)致的層錯成為大的結(jié)構(gòu)。在圖6中，在同一層上形成薄膜晶體管115的門電極104和共通電極103，通過由共通電極103和像素電極105所致的電場117，可使液晶分子110沿該電場方向改變朝向。
另外，在上述的各實施例中，由1個像素中的共通電極103與像素電極105構(gòu)成的顯示區(qū)域可以設(shè)置多組。通過這樣地設(shè)置多組，即使在1個像素大的情況，也可以縮短像素電極105與共通電極103之間的距離，因此可以減小為了驅(qū)動液晶而施加的電壓。
另外，在上述的各實施例中，作為構(gòu)成像素電極和共通電極中的至少一個的透明導(dǎo)電膜的材料，沒有特殊限制，但考慮加工的容易性、可靠性的高度等，最好使用象銦錫氧化物(ITO)那樣對鈦氧化物進(jìn)行離子摻雜而獲得的透明導(dǎo)電膜或者經(jīng)過離子摻雜的鋅氧化物。
在本實施例的液晶顯示裝置的制造方法中，作為玻璃基板101和102，使用厚度0.7mm、表面經(jīng)過研磨的玻璃基板。薄膜晶體管115由像素電極(源電極)105、信號布線(漏電極)106、掃描布線(門電極)104以及非晶硅116構(gòu)成。掃描布線104、共通電極布線120、信號布線106、像素電極105以及共通電極103均是通過將鉻膜圖案化來形成的，像素電極105與共通電極103的間隔為7μm。門絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別為0.3μm。
在本實施例中，作為取向控制膜109，按下述方法制成，即，以下述通式(118)所示的聚酰胺酸酯和下述通式(119)所示的聚酰胺酸按重量比7:3混合而成的混合物作為樹脂成分，然后按照樹脂成分濃度5重量％、DMAC 60重量％、γ-丁內(nèi)酯20重量％、丁基溶纖劑15重量％來進(jìn)行配制，并在上述基板上進(jìn)行印刷形成，通過熱處理進(jìn)行酰亞胺化，形成酰亞胺化率約80％、膜厚約100nm的致密的含有聚酰亞胺和聚酰胺酸酯的取向控制膜109。

測定了該取向控制膜的比電阻，結(jié)果為1.5×1015Ωcm。
然后，一邊照射紅外線，一邊通過干涉濾光片、石英的柱式偏振元件，按照約3J/cm2的照射能量照射由高壓汞燈發(fā)出的220nm～380nm波長范圍的偏振光UV，如此實施光取向處理。其結(jié)果，形成像素數(shù)為由1024×3(與R、G、B相對應(yīng))根信號布線106和768根掃描布線104構(gòu)成的1024×3×768個的有源矩陣基板。
如上所述，除了像素結(jié)構(gòu)以外，其他與實施例1同樣地制作圖6所示的本實施例的液晶顯示裝置。
評價了本實施例的液晶顯示裝置的顯示品位，結(jié)果確認(rèn)了與實施例1的液晶顯示裝置同等的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。然后，與實施例1同樣地定量評價了本實施例的液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，測得殘像的減緩時間為3分鐘以下，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也觀察不到由于圖像的燒屏、殘像所造成的顯示不良。
比較例2
作為用于確認(rèn)實施例4的效果的比較例，只使用通式(118)所示的聚酰胺酸酯作為取向控制膜清漆的樹脂，與實施例4同樣地制作液晶顯示裝置。

測定了該取向控制膜的比電阻，結(jié)果為6.0×1015Ωcm。
評價了本比較例的液晶顯示裝置的顯示品位，結(jié)果確認(rèn)了與實施例4的液晶顯示裝置同等的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。然后，與實施例4同樣地定量評價了本比較例的液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，結(jié)果表明，殘像的減緩時間為5分鐘以下，相對于實施例4，殘像的減緩時間略長。
實施例5
圖7為本實施例的液晶顯示裝置的在1像素附近的示意性截面圖。圖中，與上述各實施例的附圖相同的符號，是與同一功能的部分相對應(yīng)。在本實施例中，像素電極105和共通電極103是由ITO來形成的，共通電極103由覆蓋著大致上全體像素的實心電極所構(gòu)成。采用本構(gòu)成，也可以作為在電極上的透過部來利用，可以提高開口率。另外，可以縮短電極間隔，可以高效地向液晶施加電場。
圖8為說明本實施例的液晶顯示裝置的在1像素附近的構(gòu)成的有源矩陣基板的示意圖，示出薄膜晶體管115、共通電極103、像素電極105、信號布線106的結(jié)構(gòu)。
在本實施例的液晶顯示裝置的制造方法中，作為玻璃基板101，使用厚度0.7mm、表面經(jīng)過研磨的玻璃基板。在玻璃基板101上，形成用于防止共通電極103、像素電極105、信號布線106以及掃描布線104短路的門絕緣膜107、和用于保護(hù)薄膜晶體管115、像素電極105和信號布線106的保護(hù)絕緣膜108，來制成TFT基板。
薄膜晶體管115由像素電極(源電極)105、信號布線(漏電極)106、掃描布線(門電極)104以及非晶硅116構(gòu)成。掃描布線(門電極)104是通過將鋁膜圖案化，信號布線(漏電極)106是通過將鉻膜圖案化，而共通電極103和像素電極105是通過將ITO圖案化來形成的。
門絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別為0.2μm和0.3μm。容量元件用像素電極105和共通電極103夾持門絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108的結(jié)構(gòu)來形成。
像素電極105按照重疊在實心形狀的共通電極103的上層的形式進(jìn)行配置。像素數(shù)為由1024×3(與R、G、B相對應(yīng))根信號布線106和768根掃描布線104構(gòu)成的1024×3×768個。
在基板102上，與實施例1同樣，形成帶有黑色矩陣113的濾色片111，制成對置濾色片基板。
其次，作為取向控制膜109，按照下述方法制成，即，以下述通式(120)所示的聚酰胺酸酯作為樹脂成分，按照樹脂成分濃度5重量％、DMAC 60重量％、γ-丁內(nèi)酯20重量％、丁基溶纖劑15重量％來進(jìn)行配制，并在上述基板上進(jìn)行印刷形成，通過熱處理進(jìn)行酰亞胺化，形成酰亞胺化率約80％、膜厚約110nm的致密的含有聚酰亞胺和聚酰胺酸酯的取向控制膜109。

測定了該取向控制膜的比電阻，結(jié)果為4.5×1015Ωcm。
同樣地，在ITO成膜的另一塊玻璃基板102的表面上也印刷形成同樣的聚酰胺酸酯清漆，通過熱處理進(jìn)行酰亞胺化，形成酰亞胺化率約80％、膜厚約110nm的致密的含有聚酰亞胺和聚酰胺酸酯的取向控制膜109。
為了向取向控制膜109賦予液晶取向能，向其表面一邊照射遠(yuǎn)紅外線，一邊照射偏振UV(紫外線)光。使用高壓汞燈作為光源，取出240nm～500nm范圍的UV光，使用由石英基板層疊而成的柱式偏振元件，成為偏光比約101的直線偏振光，按照約2.5J/cm2的照射能量進(jìn)行照射。此時的取向控制膜的溫度約為180℃。其結(jié)果可知，取向控制膜表面的液晶分子的取向方向相對于所照射的偏振光UV的偏光方向為垂直方向。
TFT基板和濾色片基板中的取向控制膜109的取向方向大致相互平行。在這些基板之間，分散平均粒徑為4μm的高分子微球作為襯墊，在TFT基板與濾色片基板之間，夾入液晶分子110。作為液晶分子110，使用與實施例1相同的液晶組合物A。
夾持著TFT基板和濾色片基板的2塊偏光板114，按照正交尼科耳進(jìn)行配置。而且，采用一種在低電壓下成為暗狀態(tài)、在高電壓下成為亮狀態(tài)的常閉特性。
其次，評價了本實施例的液晶顯示裝置的顯示品位，結(jié)果確認(rèn)了與實施例1的液晶顯示裝置相比，本實施例的開口率高、反差比為700:1的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。另外，與實施例1同樣地定量評價了該液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，結(jié)果表明，在0℃～50℃的使用溫度范圍內(nèi)，殘像的減緩時間約為5分鐘，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也完全觀察不到由于圖像的燒屏、殘像所造成的顯示不勻，可得到與實施例1同等的高顯示特性。
實施例6
在本實施例中，作為取向控制膜109，使用在通式(120)所示的高分子鏈中含有約20％的下述通式(125)所示聚酰胺酸酯結(jié)構(gòu)的共聚物清漆，除此之外，與實施例5同樣地制成液晶顯示裝置。

測定了該取向控制膜的比電阻，結(jié)果為5.2×1014Ωcm。
其次，評價了該液晶顯示裝置的顯示品位，結(jié)果確認(rèn)達(dá)到了反差比6901的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。另外，與實施例1同樣地定量評價了該液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，結(jié)果表明，在0℃～50℃的使用溫度范圍內(nèi)，殘像的減緩時間為3分鐘，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也完全觀察不到由于圖像的燒屏、殘像所造成的顯示不勻，可得到非常高的顯示特性。
實施例7
在本實施例中，作為取向控制膜109，使用下述通式(123)所示的聚酰胺酸酯清漆，除此之外，與實施例5同樣地制成液晶顯示裝置。

測定了該取向控制膜的比電阻，結(jié)果為5.7×1015Ωcm。
其次，評價了該液晶顯示裝置的顯示品位，結(jié)果確認(rèn)達(dá)到了反差比730:1的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。另外，與實施例1同樣地定量評價了該液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，結(jié)果表明，在0℃～50℃的使用溫度范圍內(nèi)，殘像的減緩時間為5分鐘，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也完全觀察不到由于圖像的燒屏、殘像所造成的顯示不勻，可得到非常高的顯示特性。
實施例8
在本實施例中，作為取向控制膜109，使用下述通式(123)和(124)所示的聚酰胺酸酯的混合清漆，除此之外，與實施例5同樣地制成液晶顯示裝置。應(yīng)予說明，(123)與(124)的混合比率以重量比為7:3。

測定了該取向控制膜的比電阻，結(jié)果為2.5×1014Ωcm。
其次，評價了該液晶顯示裝置的顯示品位，結(jié)果確認(rèn)達(dá)到了反差比710:1的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。另外，與實施例1同樣地定量評價了該液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，結(jié)果表明，在0℃～50℃的使用溫度范圍內(nèi)，殘像的減緩時間為3分鐘，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也完全觀察不到由于圖像的燒屏、殘像所造成的顯示不勻，可得到非常高的顯示特性。
實施例9
在本實施例中，作為取向控制膜109，使用在通式(120)所示的高分子鏈中含有約15％的下述通式(126)所示聚酰胺酸酯結(jié)構(gòu)的共聚物清漆，除此之外，與實施例5同樣地制成液晶顯示裝置。

測定了該取向控制膜的比電阻，結(jié)果為7.1×1014Ωcm。
其次，評價了該液晶顯示裝置的顯示品位，結(jié)果確認(rèn)達(dá)到了反差比730:1的高品位的顯示，同時還確認(rèn)了在中調(diào)顯示時的寬視角。另外，與實施例1同樣地定量評價了該液晶顯示裝置的圖像的燒屏、殘像的減緩時間，結(jié)果表明，在0℃～50℃的使用溫度范圍內(nèi)，殘像的減緩時間為3分鐘，即使目視檢查圖像質(zhì)量殘像，也完全觀察不到由于圖像的燒屏、殘像所造成的顯示不勻，可得到非常高的顯示特性。
權(quán)利要求
1.液晶顯示裝置，其特征在于，該裝置具有:
至少一個為透明的一對基板、
配置于上述一對基板之間的液晶層、
形成于上述一對基板的至少一個基板上并且用于向上述液晶層施加電場的電極組、
與上述電極組相連接的多個有源元件、和
配置于上述一對基板的至少一個基板上的取向控制膜，
上述取向控制膜的至少一個含有:當(dāng)向其照射大致上呈直線地偏振的光時便能向其賦予取向限制力的光反應(yīng)性聚酰亞胺和聚酰胺酸酯。
2.權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述聚酰胺酸酯含有由下述通式(116)或者(117)表示的高分子單元結(jié)構(gòu):
式中，R1各自獨立地為碳數(shù)1～8的烷基，R2各自獨立地為氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～6的烷基、碳數(shù)1～6的烷氧基、乙烯基(-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0、1、2)或者炔基(-(CH2)m-C≡CH，m＝0、1、2)，Ar為芳香族化合物。
3.液晶顯示裝置，其特征在于，該裝置具有:
至少一個為透明的一對基板、
配置于上述一對基板之間的液晶層、
形成于上述一對基板的至少一個基板上并且用于向上述液晶層施加電場的電極組、
與上述電極組相連接的多個有源元件、和
配置于上述一對基板的至少一個基板上的取向控制膜，
上述取向控制膜的至少一個含有:當(dāng)向其照射大致上呈直線地偏振的光時便能向其賦予取向限制力的光反應(yīng)性聚酰亞胺和聚酰胺酸烷基甲硅烷基酯。
4.權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述聚酰胺酸烷基甲硅烷基酯含有由下述通式(113)或者(114)表示的高分子單元結(jié)構(gòu):
式中，R1各自獨立地為氫或者碳數(shù)1～8的烷基，R2各自獨立地為氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～6的烷基、碳數(shù)1～6的烷氧基、乙烯基(-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0、1、2)或者炔基(-(CH2)m-C≡CH，m＝0、1、2)，Ar為芳香族化合物。
5.液晶顯示裝置，其特征在于，該裝置具有:
至少一個為透明的一對基板、
配置于上述一對基板之間的液晶層、
形成于上述一對基板的至少一個基板上并且用于向上述液晶層施加電場的電極組、
與上述電極組相連接的多個有源元件、和
配置于上述一對基板的至少一個基板上的取向控制膜，
上述取向控制膜的至少一個含有:當(dāng)向其照射大致上呈直線地偏振的光時便能向其賦予取向限制力的光反應(yīng)性聚酰亞胺和聚酰胺酸酰胺。
6.權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述聚酰胺酸酰胺含有由下述通式(102)或者(103)表示的高分子單元:
式中，R1各自獨立地為氫或者碳數(shù)1～8的烷基，R2各自獨立地為氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～6的烷基、碳數(shù)1～6的烷氧基、乙烯基(-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0、1、2)或者炔基(-(CH2)m-C≡CH，m＝0、1、2)，Ar為芳香族化合物。
7.權(quán)利要求1、3或5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述取向控制膜含有由下述通式(121)或者(122)表示的聚酰胺酸:
式中，R2各自獨立地為氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～6的烷基、碳數(shù)1～6的烷氧基、乙烯基(-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0、1、2)或者炔基(-(CH2)m-C≡CH，m＝0、1、2)，Ar為芳香族化合物。
8.權(quán)利要求2、4或6所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述芳香族化合物Ar中含有下述通式(1)～(11)中的至少任1個。
式中，芳香環(huán)的各氫原子可以各自獨立地被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代；另外，X為碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基、炔基中的任一種基團(tuán)，或者在碳數(shù)0～8的烷基中含有下述的官能團(tuán)(-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-N＝N-、苯基)，而且，Y為苯基或者萘基或者蒽基或者芘基等芳香環(huán)，該芳香環(huán)的各氫原子可以各自獨立地被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代；另外，Z為下述官能團(tuán)(-CH2-、-CO2-、-NH-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-)，其氫原子可以被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代。
9.權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，向上述液晶層施加的電場具有與形成上述電極組的基板面大致平行的成分。
10.權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構(gòu)成上述取向控制膜上的液晶層的液晶分子的長軸方向，與上述光照射的大致呈直線地偏振的偏光軸平行或者相互垂直。
11.權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，當(dāng)上述液晶層的折射率各向異性為Δn、厚度為d時的光程差Δn·d滿足0.2μm≦Δn·d≦0.5μm。
12.權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述液晶層的液晶分子的介電各向異性Δε為正。
13.權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述液晶層的預(yù)傾角為1度以下。
14.權(quán)利要求2、4、6或7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，用于表示上述取向控制膜的通式(102)(103)(113)(114)(116)(117)(121)(122)的環(huán)丁烷部分為含有下述通式(51)～(55)中至少任一個的共聚物或混合物:
式中，芳香環(huán)的各氫原子可以各自獨立地被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代，另外，Z為下述官能團(tuán)(-CH2-、-CO2-、-NH-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-)，其氫原子可以被氟原子、氯原子、溴原子、苯基、碳數(shù)1～8的烷基、烷氧基、乙烯基或者炔基取代。
全文摘要
本發(fā)明提供在IPS方式的液晶顯示裝置中，可以減少由于液晶取向控制膜的初期取向方向的變動所造成的顯示不良的發(fā)生，且能實現(xiàn)穩(wěn)定的液晶取向，批量生產(chǎn)性優(yōu)良、且具有反差比高的高品位圖像質(zhì)量的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置的特征在于，該裝置具有至少一個為透明的一對基板(101、102)、配置于上述一對基板之間的液晶層(110’)、形成于上述一對基板的至少一個基板上并且用于向上述液晶層施加電場的電極組、與上述電極組相連接的多個有源元件(115)、和配置于上述一對基板的至少一個基板上的取向控制膜(109)，上述取向控制膜的至少一個含有當(dāng)向其照射大致上呈直線地偏振的光時便能向其賦予取向限制力的光反應(yīng)性聚酰亞胺和聚酰胺酸酯。
文檔編號G02F1/1337GK101373296SQ20081014593
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者松森正樹, 冨岡安, 國松登 申請人:株式會社日立顯示器