專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用光取向法的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示裝置通過(guò)對(duì)夾持在一對(duì)基板間的液晶層的液晶分子施加電場(chǎng)，使液晶分子的取向方向改變，根據(jù)由此產(chǎn)生的液晶層的光學(xué)特性的改變進(jìn)行顯示。
以前，在每個(gè)象素中設(shè)有薄膜晶體管等開(kāi)關(guān)元件的所謂有源驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置設(shè)定為在夾持液晶層的一對(duì)基板上，分別設(shè)置電極，外加在液晶層上的電場(chǎng)方向，相對(duì)基板界面幾乎形成垂直；其代表利用構(gòu)成液晶層的液晶分子的光旋光性進(jìn)行顯示的扭轉(zhuǎn)向列(TN)顯示方式。在該TN方式的液晶顯示裝置中視角窄是最大的問(wèn)題。
另一方面，在下述專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2等中公開(kāi)了IPS方式，該IPS方式使用形成于一對(duì)基板的一側(cè)的梳齒電極產(chǎn)生的電場(chǎng)，在該基板面中具有幾乎平行的成分，使形成液晶層的液晶分子，在和基板幾乎平行的面內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，使用液晶層的雙折射性進(jìn)行顯示。該IPS方式產(chǎn)生于液晶分子的面內(nèi)切換，與以前的TN方式相比，具有視角寬、負(fù)荷容量低等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)有望取代TN方式作為新的液晶顯示裝置，正在快速發(fā)展。
另外，在下述專利文獻(xiàn)1中，記載了如下的液晶顯示裝置，該裝置通過(guò)在間隔珠(spacer beads)和液晶層之間，使用由偏光照射賦予液晶取向能的材料形成取向膜，使對(duì)照度達(dá)到320；另外，在下述專利文獻(xiàn)2中記載了利用直線偏光照射高分子膜的取向方法將對(duì)照度設(shè)為250的液晶顯示裝置。
如上所述的視角特性(亮度對(duì)照比、調(diào)諧·色調(diào)反轉(zhuǎn))好、顯示明快的IPS方式的液晶顯示裝置(以下稱作“IPS-TFT-LCD”)，是一種面向顯示領(lǐng)域大的監(jiān)控器、電視等的有力的技術(shù)。
液晶顯示裝置中，在夾持液晶層的一對(duì)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。但是，為了使今后適應(yīng)20型以上的更大畫(huà)面的IPS-TFT-LCD實(shí)用化，需要開(kāi)發(fā)大尺寸顯示裝置(大型面板)用的新構(gòu)造及工序。
特別是，在與液晶層相對(duì)面的表面上階梯結(jié)構(gòu)多的IPS-TFT-LCD中，難以對(duì)取向控制膜在大畫(huà)面上進(jìn)行均勻地取向處理。取向控制膜進(jìn)行取向處理時(shí)的容限，與現(xiàn)有的TN方式、特別是現(xiàn)在主流的常開(kāi)型TN方式(低電壓下顯示明亮、高電壓顯示暗)相比，窄得多。容限窄的原因有以下(1)(2)(3)中說(shuō)明的三點(diǎn)。
(1)階梯結(jié)構(gòu)在IPS-TFT-LCD中，原理上需要配設(shè)多個(gè)具有數(shù)μm程度的寬度的細(xì)長(zhǎng)的電極(有時(shí)稱作梳齒電極(Inter digital electrode))。為此，形成微細(xì)的階梯結(jié)構(gòu)。
階梯的大小由電極的厚度、形成在其上的各種膜的形狀決定，通常為10nm以上。在高透過(guò)率象素結(jié)構(gòu)中，無(wú)機(jī)絕緣膜形成得厚，無(wú)機(jī)絕緣膜以下的階梯凹凸被某種程度的平坦化。
因此，高透過(guò)率象素結(jié)構(gòu)的取向控制膜的階梯主要起因于有機(jī)絕緣膜上的電極。在這些膜的最上層形成聚酰亞胺等高分子膜構(gòu)成的取向控制膜(也稱作“取向膜”)。
在現(xiàn)有的批量生產(chǎn)技術(shù)中，對(duì)該取向控制膜上面摩擦處理，對(duì)其賦予液晶取向能(初期取向)。另一方面，摩擦用的布通過(guò)捆綁粗細(xì)10～30μm程度的細(xì)纖維而形成，實(shí)質(zhì)上的處理是通過(guò)該細(xì)的一根一根的纖維對(duì)取向膜的局部施加一定方向的剪切力，賦予液晶取向能。
纖維中，雖然也存在數(shù)微米程度的極細(xì)纖維，但是，因?yàn)樽鳛槟Σ劣茫缶哂匈x予某種程度的摩擦力的剛性，因此，使用這樣極細(xì)纖維的還沒(méi)有被應(yīng)用化。
IPS方式中的電極間隔也是與上述纖維的直徑同程度的10～30μm左右，因此，階梯附近的摩擦不夠充分，取向容易亂。該取向散亂導(dǎo)致畫(huà)質(zhì)低下，如使黑水平上升，以及由此產(chǎn)生的對(duì)照比低下，或亮度不均勻性等。
(2)取向角在IPS-TFT-LCD中，初期取向方向需要設(shè)定成原理上電極伸出的方向、或者和其垂直的方向形成一定以上的角度。在此，所述的電極是指信號(hào)配線電極、象素內(nèi)的共通電極、象素電極。
在用摩擦規(guī)定初期取向的方向時(shí)，如前所述需要用10～30μm左右的纖維向規(guī)定角度方向擦，但是，根據(jù)信號(hào)配線電極、象素內(nèi)的共通電極、象素電極等的向一定方向伸出的配線和其端部的階梯，從設(shè)定的角度向階梯方向拉動(dòng)纖維，取向散亂，引起由此產(chǎn)生的黑水平的上升等畫(huà)質(zhì)低下。
(3)黑度(暗レベル)的暗淡IPS-TFT-LCD的特征之一，例如有黑度(黑顯示)的暗淡良好這一點(diǎn)。為此，與其它的方式比較，取向紊亂容易明顯。
以前的常開(kāi)型TN方式中，黑度可以在施加有高電壓的狀態(tài)下得到。該情況下，高電壓下，幾乎所有的液晶分子都朝向與基板面垂直的一個(gè)方向，即電場(chǎng)方向，由于該液晶分子排列和偏光板的配置的關(guān)系，可以得到黑度。因此，原理上黑度的均勻性與低電壓時(shí)初期取向狀態(tài)沒(méi)太大關(guān)系。
而且，人的眼睛將亮度不穩(wěn)看作亮度的相對(duì)比率，且形成接近對(duì)數(shù)級(jí)別的反應(yīng)，對(duì)黑度的變動(dòng)非常敏感。從該觀點(diǎn)來(lái)看，高電壓下，利用以前的常開(kāi)型TN方式，強(qiáng)制性地使液晶分子向一個(gè)方向排列，在初期取向狀態(tài)下不靈敏，是有利的。
另一方面，在IPS方式下，在低電壓或零電壓下顯示黑度，因此對(duì)初期取向狀態(tài)的散亂敏感。特別是，使液晶分子取向方向在上下基板上形成相互地平行，做成均勻排列，且使一側(cè)的偏光板的光透過(guò)軸與該液晶分子取向方向平行，另一側(cè)的偏光板形成正交，通過(guò)上述配置(稱作“雙折射模式”)，入射至液晶層的偏光光幾乎不散射地傳遞直線偏光。這對(duì)于使黑度暗淡是有效的。雙折射模式的透過(guò)率T一般用下式表示。
T＝T0·sin2{2θ(E)}·sin2{(π·deff·Δn)/λ}在此，T0是系數(shù)，主要由液晶面板中使用的偏光板的透過(guò)率決定的數(shù)值，θ(E)表示偏光透過(guò)軸與液晶分子取向方向(液晶層的實(shí)效光軸)形成的角度，E表示外加電場(chǎng)強(qiáng)度、deff表示液晶層的實(shí)效厚度，Δn表示液晶的折光率各向異性，λ表示光的波長(zhǎng)。
另外，這里，將液晶層的實(shí)效厚度deff與液晶的折光率各向異性Δn的積，也就是deff·Δn叫做滯后。需要說(shuō)明的是，這里的液晶層的厚度deff不是液晶層整體的厚度，而是相當(dāng)于外加電壓后實(shí)際改變?nèi)∠蚍较虻囊壕拥暮穸取?br> 其原因在于，液晶層的界面附近的液晶分子，由于界面上的錨定影響，即使施加外加電壓也不能改變其取向方向。因此，當(dāng)設(shè)利用基板夾持的液晶層整體的厚度為dLC時(shí)，在該厚度dLC和deff之間，常常存在deff＜dLC的關(guān)系，其差值因液晶面板使用的液晶材料、與液晶層接觸的界面例如取向膜材料的種類不同而有別，但是，可以估計(jì)大致20nm～40nm左右。
正如上式所表明的，與電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的是sin2{2θ(E)}項(xiàng)，通過(guò)使角度θ按照電場(chǎng)強(qiáng)度E變化，可以調(diào)整亮度。
在設(shè)置常閉型時(shí)，設(shè)定偏光板以使無(wú)外加電壓時(shí)θ＝0度，因此，其發(fā)揮作用，使得對(duì)初期取向方向的散亂敏感。
如上所述，在IPS方式中，取向均勻性是非常重要的因素，現(xiàn)在使用的摩擦法的問(wèn)題已明確。
一般存在很多與摩擦處理法相關(guān)的問(wèn)題，如在摩擦取向處理中，利用摩擦產(chǎn)生的靜電帶來(lái)的TFT破損及摩擦布的毛尖的散亂，或塵土帶來(lái)的取向散亂產(chǎn)生的顯示不良，甚至摩擦布的交換頻度多等。
為了解決這些摩擦取向處理的問(wèn)題，考察了不用摩擦而使液晶取向的所謂的“非摩擦”取向法，提出了各種方法。其中，有方案提出光取向法，即，使偏光后的紫外線等照射在高分子膜的表面上，不摩擦處理而使液晶分子取向。
作為其實(shí)例，下述非專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的方法的特征在于，不需要進(jìn)行現(xiàn)有的摩擦處理，利用偏光后的照射光使液晶在一定方向取向。
根據(jù)該光取向法，其優(yōu)點(diǎn)在于，不存在摩擦法引起的膜表面的損傷及靜電等問(wèn)題，另外，考慮工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)的制造工序更簡(jiǎn)便，今后作為不使用摩擦處理的新的液晶取向處理方法受到關(guān)注。
迄今為止的報(bào)告中使用的液晶取向膜材料，由于得到相對(duì)偏光后光的光化學(xué)靈敏度的必要性，所以提出了使用在高分子側(cè)鏈導(dǎo)入光反應(yīng)性基團(tuán)的高分子化合物的方案。
其代表性的例子，例如有聚肉桂酸乙烯酯，但是，一般認(rèn)為，這種情況是利用光照射的側(cè)鏈部分的二聚化而使高分子膜中產(chǎn)生各向異性，使液晶取向。
另外，其它的例子，有方案提出在高分子材料中分散低分子的雙色性偶氮色素，通過(guò)對(duì)該膜表面照射偏光的光，可以使液晶分子在一定的方向取向。
而且，有報(bào)告指出，通過(guò)對(duì)特定的聚酰亞胺膜，照射偏光后的紫外線等，使液晶分子取向。這種情況下，一般認(rèn)為通過(guò)光照射，一定方向的聚酰亞胺主鏈分解，由此產(chǎn)生液晶取向。
專利文獻(xiàn)1特許第3303766號(hào)說(shuō)明書(shū)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平11-218765號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1ギボンズ等、“ネイチャ一”351卷、49頁(yè)(1991年)(W.M.Gibbons等，Nature，351，49(1991))。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，為了解決摩擦取向法的問(wèn)題，提出了光取向法，利用光照射的光取向法作為非摩擦取向法，進(jìn)行了研究，但是在實(shí)用上還存在以下的問(wèn)題。
在聚肉桂酸乙烯酯等代表性的高分子側(cè)鏈上導(dǎo)入光反應(yīng)性基團(tuán)的高分子材料體系中，取向的熱穩(wěn)定性不夠，在實(shí)用性方面還沒(méi)有足夠的可靠性。
另外，這種情況下，認(rèn)為使液晶產(chǎn)生取向的結(jié)構(gòu)部位是高分子的側(cè)鏈部分，因此，在能夠更均勻地使液晶分子取向且得到更強(qiáng)的取向方面，可以說(shuō)未必是理想的。
另外，在將低分子的雙色性色素分散在高分子中的情況下，使液晶取向的色素本身是低分子，從實(shí)用性的觀點(diǎn)出發(fā)，在熱性能或?qū)獾目煽啃苑矫娲嬖谥n題。
而且，在對(duì)特定的聚酰亞胺照射偏光后紫外線的方法中，作為聚酰亞胺本身，盡管其耐熱性等可靠性高，但是，考慮其取向機(jī)理是光引起的分解機(jī)理，因此，在實(shí)用方面難以確保足夠的可靠性。
也就是，今后在將使用該偏光照射的液晶取向應(yīng)用在實(shí)際中時(shí)，必須設(shè)定不僅只是初期使液晶取向，而且，從可靠性觀點(diǎn)出發(fā)，使其具有更穩(wěn)定的取向。
另外，在考慮實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用的情況下，優(yōu)選對(duì)熱也穩(wěn)定的高分子結(jié)構(gòu)。在這些方面，以前利用光照射對(duì)液晶取向提出的高分子材料，實(shí)際存在的大課題，是在取向力及其穩(wěn)定性方面不一定夠，實(shí)現(xiàn)引用光照射的非摩擦取向。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種特大型的液晶顯示裝置，該裝置解決以上所述的IPS-TFT-LCD的固有問(wèn)題—取向處理的制造容限小等問(wèn)題，減少由初期取向方向的變動(dòng)帶來(lái)的顯示不良，而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的液晶取向，提高對(duì)照比，具有高質(zhì)量的畫(huà)質(zhì)。
另外，本發(fā)明的另外的目的在于，提高批量生產(chǎn)性好的高畫(huà)質(zhì)、高精細(xì)度的液晶顯示裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征在于，其包括至少一個(gè)透明的一對(duì)基板；配置在上述一對(duì)基板間的液晶層；多個(gè)有源元件，其形成于上述一對(duì)基板的一個(gè)基板上，與用于外加在上述液晶層上的電極群及這些電極連接；取向控制膜，其配置在上述液晶層和上述一對(duì)基板的至少任一個(gè)的基板的之間；偏光裝置，其形成于上述一對(duì)基板的至少任一個(gè)的基板上，根據(jù)上述液晶層的分子取向狀態(tài)改變光學(xué)特性，上述取向控制膜的至少一側(cè)由光反應(yīng)性的聚酰亞胺及/或聚酰胺酸構(gòu)成，照射幾乎偏光成直線的光，形成取向控制膜。
另外，本發(fā)明的特征在于，外加在上述液晶層上的電場(chǎng)，相對(duì)形成有上述電極群的基板面幾乎平行。
另外，本發(fā)明的特征在于，取向控制膜上的液晶層中的液晶分子的長(zhǎng)軸方向，與照射光的幾乎偏光成直線的偏光軸平行或正交(垂直)。特別優(yōu)選的是，光反應(yīng)性的取向控制膜是至少環(huán)丁烷四羧酸二酸酐作為酸酐、和至少芳香族二胺化合物作為二胺構(gòu)成的聚酰胺酸或聚酰亞胺。
另外，本發(fā)明的特征在于，上述環(huán)丁烷四羧酸二酸酐和其衍生物，是下述通式[化合物1]～[化合物3]表示的化合物。
化1化合物1 化2化合物2 化3
化合物3 (其中，R1，R2，R3，R4分別獨(dú)立的表示氫原子，氟原子，氯原子，溴原子，苯基或碳數(shù)為1～6的烷基、烷氧基或乙烯基[-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0，1，2]、或者乙?；鵞-(CH2)m-CH≡CH2，m＝0，1，2])另外，本發(fā)明的特征在于，上述芳香族二胺化合物含有選自下述通式[化合物4]～[化合物22]構(gòu)成的化合物組中的至少一種。
化4化合物4 化5化合物5 化6化合物6
化7化合物7 化8化合物8 化9化合物9 化10化合物10
化11化合物11 化12化合物12 化13化合物13 化14化合物14
化15化合物15 化16化合物16 化17化合物17
化18化合物18 化19化合物19 化20化合物20 化21化合物21
化22化合物22 (其中，從化合物26至化合物41的R1～R8，及化合物42的R1、R2分別獨(dú)立的表示氫原子，氟原子，氯原子，或碳數(shù)為1～6的烷基、烷氧基、或乙烯基[-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0，1，2]、或者乙?；鵞-(CH2)m-CH≡CH2，m＝0，1，2])。另外，在化合物32～34中，X表示-CH2-，-NH-，-CO-，-O-，-S-連接基團(tuán)。另外，化合物42的R3、R4及化合物43、44的R1分別獨(dú)立的表示碳數(shù)為1～6的烷基。)另外，通過(guò)將取向控制膜制成1nm～100nm的膜厚，可以有效地提高光透過(guò)性，且提高偏光照射的光反應(yīng)效率。另外，在制造成液晶顯示裝置的情況下，效果在于將驅(qū)動(dòng)液晶的電壓有效地外加在液晶層上。
而且，通過(guò)將電極上的取向控制膜制成膜厚為1nm～50nm、甚至是1nm～30nm的薄膜，可以減少液晶顯示裝置的各像素內(nèi)的電極/取向控制膜/液晶層/取向控制膜/電極之間殘留的直流電壓成分(所謂的殘留DC電壓)，進(jìn)而有效地提高殘像、燒屏特性等。
另外，本發(fā)明的特征在于，液晶顯示裝置的液晶層的初期傾斜角為1度以下。另外，在現(xiàn)有的摩擦取向法中，電極階梯端部具有摩擦布的纖維引導(dǎo)作用，纖維被引入階梯伸出的方向，或者纖維不到達(dá)階梯的的角部，不能取向處理，產(chǎn)生取向不良。
特別是在像素電極、或共通電極、或共通電極配線的至少一側(cè)形成透明的電極時(shí)，電極階梯附近的取向狀態(tài)明顯，因而本發(fā)明有效。
特別是透明電極形成離子摻雜氧化鈦膜、或離子摻雜氧化鋅膜(ZnO)時(shí)，本發(fā)明有效。
另外，在一側(cè)像素電極和與其相對(duì)的共通電極相互平行地配置形成Z字彎曲結(jié)構(gòu)時(shí)，液晶取向膜有時(shí)與基底的有機(jī)絕緣膜的密合性差，當(dāng)進(jìn)行通常的摩擦取向處理時(shí)，有時(shí)引起取向膜剝落等不良顯示。本發(fā)明在這種情況下是有效的。
在共通電極及/或像素電極，形成于有機(jī)絕緣膜上，在該有機(jī)絕緣膜及電極上形成液晶取向膜時(shí)，本發(fā)明特別有效。
本發(fā)明的特征在于，液晶層和形成于上述一對(duì)基板上的取向控制膜的兩個(gè)界面上的液晶分子的取向控制方向，是大致相同的方向。
而且，本發(fā)明的特征在于，通過(guò)對(duì)液晶取向膜偏光照射，對(duì)其進(jìn)行液晶取向處理。
根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，用于取向處理的偏光的波長(zhǎng)在200～400nm的范圍。而且，在使用取向處理使用的近乎偏光成直線的第一波長(zhǎng)的光，和第二波長(zhǎng)的光的至少兩種波長(zhǎng)的偏光的情況下，本發(fā)明更有效。
本發(fā)明的特征在于，液晶取向控制膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為250℃以上。
而且，在利用偏光照射賦予液晶取向膜液晶取向能的情況下，通過(guò)進(jìn)行加熱、紅外線照射、遠(yuǎn)紅外線照射、電子線照射、放射線照射中的至少一種處理，本發(fā)明更有效。在通過(guò)對(duì)取向控制膜進(jìn)行偏光照射賦予液晶取向能時(shí)，由于進(jìn)行加熱、紅外線照射、遠(yuǎn)紅外線照射、電子線照射、放射線照射，加速偏光照射產(chǎn)生的液晶取向能的賦予，而且通過(guò)誘發(fā)交聯(lián)反應(yīng)等，使液晶取向能的促進(jìn)、穩(wěn)定化更有效。
通過(guò)和偏光照射處理從時(shí)間上重疊進(jìn)行加熱、紅外線照射、遠(yuǎn)紅外線照射、電子線照射、放射線照射中的至少一種處理，本發(fā)明更有效。
另外，通過(guò)同時(shí)進(jìn)行取向控制膜的酰亞胺化燒結(jié)處理和偏光照射處理，本發(fā)明也有效。對(duì)液晶取向膜進(jìn)行偏光照射，此外進(jìn)行加熱、紅外線照射、遠(yuǎn)紅外線照射、電子線照射、放射線照射中的至少一種處理時(shí)，取向控制膜的溫度在100°～400°的范圍，更優(yōu)選150°～300°的范圍。
另外，加熱、紅外線照射、遠(yuǎn)紅外線照射的處理，也可以有效地兼作取向控制膜的酰亞胺化燒結(jié)處理。
本發(fā)明中，目標(biāo)對(duì)照度為500∶1以上，目標(biāo)殘像消失的時(shí)間設(shè)定在5分鐘以內(nèi)。另外，殘像消失的時(shí)間利用下述實(shí)施方式中定義的方法確定。本發(fā)明利用目標(biāo)對(duì)照度在500∶1以上的高對(duì)照度，實(shí)現(xiàn)高畫(huà)質(zhì)，所以與現(xiàn)有的目標(biāo)對(duì)照度為約200∶1的低對(duì)照度的殘像評(píng)價(jià)相比，其殘像消失的判斷基準(zhǔn)嚴(yán)格，將目標(biāo)殘像消失的時(shí)間設(shè)在5分鐘以內(nèi)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以在IPS方式的液晶顯示裝置中，提供解決固有的取向處理的制造余量小的問(wèn)題，減少通過(guò)初期取向方向的變動(dòng)產(chǎn)生的顯示不良，且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的液晶取向，批量生產(chǎn)性好，且對(duì)照度提高了的具有高品位的畫(huà)質(zhì)的液晶顯示裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以在IPS方式的液晶顯示裝置中，提供解決固有的取向處理的制造余量小的問(wèn)題，減少通過(guò)初期取向方向的變動(dòng)產(chǎn)生的顯示不良，且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的液晶取向，批量生產(chǎn)性好，且對(duì)照度提高了的具有高品位的畫(huà)質(zhì)的液晶顯示裝置。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置實(shí)施方式1的像素構(gòu)成的像素部分的剖面圖。
圖2是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置實(shí)施方式1的像素構(gòu)成的像素部分的平面圖及剖面圖。
圖3是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置實(shí)施方式2的像素構(gòu)成的像素部分的剖面圖。
圖4是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置實(shí)施方式2的像素構(gòu)成的像素部分的平面圖及剖面圖。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置實(shí)施方式3的像素構(gòu)成的像素部分的剖面圖。
圖6是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置實(shí)施方式4的像素構(gòu)成的像素部分的剖面圖。
圖7是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置實(shí)施方式5的像素構(gòu)成的像素部分的剖面圖。
圖8是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置實(shí)施方式5的像素構(gòu)成的像素部分的平面圖。
符號(hào)說(shuō)明101，102...玻璃基板、103...共通電極(公用電極)、104...掃描電極(門(mén)電極)、105...像素電極(源電極)、106...信號(hào)電極(漏電極)、107...門(mén)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、...濾色器、112...有機(jī)保護(hù)膜(層間絕緣膜)、113...遮光膜(黑矩陣)、114...偏光板、116...半導(dǎo)體膜、117...電場(chǎng)方向、118...通孔、120...共通電極布線具體實(shí)施方式
下面，參照附圖，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。需要說(shuō)明的是，以下情況下，將形成有薄膜晶體管等的有源元件的基板稱作有源矩陣基板。另外，在其對(duì)向基板上具有濾色器的情況下，也將其稱作濾色器基板。
本發(fā)明中，目標(biāo)優(yōu)選的對(duì)照度為500∶1以上，目標(biāo)的殘像消失的時(shí)間優(yōu)選5分鐘以內(nèi)。需要說(shuō)明的是，殘像消失的時(shí)間由下述實(shí)施方式中定義的方法確定。另外，本發(fā)明為了利用目標(biāo)對(duì)照度為500∶1以上的高的對(duì)照度實(shí)現(xiàn)高畫(huà)質(zhì)化，與現(xiàn)有的目標(biāo)對(duì)照度為約200∶1的低對(duì)照度的殘像評(píng)價(jià)相比，其殘像的消失判斷基準(zhǔn)嚴(yán)格，設(shè)目標(biāo)殘像消失的時(shí)間為5分鐘以內(nèi)。
圖1是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式1的一像素附近的剖面示意圖。
圖2是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式1的一像素附近的構(gòu)造的有源矩陣基板的示意圖。圖2(a)是平面圖，圖2(b)是圖2(a)的沿A-A’線的剖面圖，圖2(c)是圖2(a)的沿B-B’線的剖面圖。
圖1對(duì)應(yīng)圖2(a)的沿A-A’線的剖面的一部分。另外要說(shuō)明的是。圖2(b)和圖2(c)的剖面圖是強(qiáng)調(diào)主要構(gòu)成的示意圖，與圖2(a)A-A’線、B-B’線的切斷部不一一對(duì)應(yīng)。例如，圖2(b)中不顯示圖1中顯示的半導(dǎo)體膜116，圖2(c)中連接對(duì)向電極和通用布線120的通孔只代表性示出一個(gè)位置。
本實(shí)施方式的液晶顯示裝置中，在有源矩陣基板—玻璃基板101上，配置Cr(鉻)構(gòu)成的門(mén)電極(掃描信號(hào)電極)104及通用布線(共通電極配線)120(圖2)，形成含有氮化硅的門(mén)絕緣膜107，以覆蓋該門(mén)電極104和共通電極布線120。
另外，在門(mén)電極104上，介有門(mén)絕緣膜107，配置含有非晶硅或多晶硅的半導(dǎo)體膜116，發(fā)揮作為有源元件的薄膜晶體管(TFT)的能動(dòng)層的功能。
另外，為了與半導(dǎo)體膜116的圖案的一部分重疊，配置Cr/Mo(鉻/鉬)構(gòu)成的漏電極(映象信號(hào)布線)106和源電極(像素電極)105，為了將上述所有的包敷，形成氮化硅構(gòu)成的保護(hù)絕緣膜108。
另外，如圖2(c)示意圖所示，通過(guò)貫通門(mén)絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108而形成的通孔118，與共通電極布線120連接的共通電極(共通電極)103配置在保護(hù)涂層(有機(jī)保護(hù)層)112上。
正如圖2(a)說(shuō)明的，在平面上一像素區(qū)域，與其像素電極105相對(duì)地形成從共通電極布線120通過(guò)通孔118拉出的共通電極103。
因此，本發(fā)明的實(shí)施方式1中，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的更下層，形成在有機(jī)保護(hù)膜112上配置有共通電極103的結(jié)構(gòu)。在這些多個(gè)的像素電極105和共通電極103夾持的領(lǐng)域，形成一像素構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
另外，在將如上所述構(gòu)成的單元像素配置成矩陣狀的有源矩陣基板的表面，也就是，形成有共通電極103的有機(jī)保護(hù)膜112上，形成有取向控制膜109。
另外，如圖1所示，在構(gòu)成對(duì)向基板的玻璃基板102上，濾色器層111在遮光部(黑矩陣)上按每個(gè)像素進(jìn)行區(qū)分配置，另外，濾色器層111和遮光部113上用透明的絕緣性材料構(gòu)成的有機(jī)保護(hù)膜112包敷。而且，該有機(jī)保護(hù)膜112上還形成有取向控制膜109，形成濾色器基板。
這些取向控制膜109以高壓水銀燈為光源，利用由層積有石英板的パイル偏光鏡發(fā)出的紫外線的直線偏光照射賦予液晶取向能。
構(gòu)成有源矩陣基板的玻璃基板101與構(gòu)成對(duì)向電極的玻璃基板102，通過(guò)取向控制膜109的面相對(duì)配置，在這些中間形成配置由液晶分子110構(gòu)成的液晶層(液晶組合物層)110’的結(jié)構(gòu)。
另外，分別在構(gòu)成有源矩陣基板的玻璃基板101和構(gòu)成對(duì)向電極的玻璃基板102的外側(cè)的面上，形成偏光板114。
按以上所述，形成使用了薄膜晶體管的有源矩陣液晶顯示裝置(也就是，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，在無(wú)外加電場(chǎng)時(shí)，形成與相對(duì)配置著的基板101，102面幾乎平行取向的狀態(tài)，以面向光取向處理規(guī)定的初期取向方向的狀態(tài)，進(jìn)行均勻地取向。
因此，當(dāng)對(duì)門(mén)電極104施加電壓，薄膜晶體管(TFT)為開(kāi)時(shí)，利用像素電極105和共通電極103之間的電位差使電場(chǎng)117施加在液晶組合物層，通過(guò)液晶組合物具有的介電各向異性和電場(chǎng)的相互作用，使構(gòu)成液晶組合物層的液晶分子110的方向改變成電場(chǎng)方向。這時(shí)通過(guò)液晶組合物層的折射各向異性和偏光板114的作用，可以改變本液晶顯示裝置的光透過(guò)率，進(jìn)行顯示。
另外，有機(jī)保護(hù)膜112可以使用絕緣性、透明性好的丙烯酸系樹(shù)脂，環(huán)氧丙烯酸系樹(shù)脂，或聚酰亞胺系樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂。另外，有機(jī)保護(hù)膜112可以使用光固化性的透明樹(shù)脂，也可以使用聚硅氧烷系樹(shù)脂等無(wú)機(jī)系的材料。而且，有機(jī)保護(hù)膜112也可以兼作取向控制膜109。
如上所述，根據(jù)實(shí)施方式1，不是摩擦取向處理，用軟皮布直接摩擦產(chǎn)生取向控制膜109的液晶取向控制能，而是利用非接觸的光取向法，使電極附近局部取向不散亂，在整個(gè)顯示區(qū)域進(jìn)行均勻地取向。
下面，對(duì)本發(fā)明液晶顯示裝置的實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。圖3是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式2的一像素附近的剖面示意圖。
圖4是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式2的一像素附近構(gòu)成的有源矩陣基板的示意圖，圖4(a)是平面圖，圖4(b)是沿圖4(a)的A-A’線的剖面圖，圖4(c)是沿圖4(a)B-B’線的剖面圖。
圖3顯示沿圖4(a)A-A’線的剖面的一部分。另外，圖4(b)和圖4(c)的剖面圖是重點(diǎn)顯示主要構(gòu)成的示意圖，與圖4(a)A-A’線、B-B’線的切斷部不一一對(duì)應(yīng)。例如，圖4(b)中，沒(méi)有顯示圖3顯示的半導(dǎo)體膜116。
在本發(fā)明的實(shí)施方式2的液晶顯示裝置中，在構(gòu)成有源矩陣基板的玻璃基板101上，配置著Cr構(gòu)成的門(mén)電極104和共通電極布線120，形成有氮化硅構(gòu)成的門(mén)絕緣膜107，以覆蓋門(mén)電極104和共通電極布線120。
另外，在門(mén)電極104上，通過(guò)門(mén)絕緣膜107，配置非晶硅或多晶硅構(gòu)成的半導(dǎo)體膜116，使其具有有源元件—薄膜晶體管(TFT)的能動(dòng)層的功能。
另外，為了與半導(dǎo)體膜116的圖案的一部分重疊，配置Cr/Mo構(gòu)成的漏電極106，源電極(像素電極)105，為了將上述所有的包敷，形成氮化硅構(gòu)成的保護(hù)絕緣膜108。
在該保護(hù)絕緣膜108上配置著有機(jī)保護(hù)膜112。該有機(jī)保護(hù)膜112例如由丙烯酸樹(shù)脂等透明的材料構(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通過(guò)貫通門(mén)絕緣膜107、保護(hù)絕緣膜108、有機(jī)保護(hù)膜112的通孔118，與共通電極布線120連接。
在施加驅(qū)動(dòng)液晶的電場(chǎng)的情況下，形成與像素電極105對(duì)向的共通電極103以平面地包圍一像素區(qū)域。
另外，該共通電極103配置在有機(jī)保護(hù)膜(保護(hù)涂層)112的上面。并且，該共通電極103配置成從上面看時(shí)，配置在下層的漏電極106、掃描信號(hào)布線104及能動(dòng)元件—薄膜晶體管(TFT)隱藏的形式，兼作遮蔽半導(dǎo)體膜116的遮光層。
另外，將如上所述構(gòu)成的單元像素(一像素)，配置成矩陣狀的構(gòu)成有源矩陣基板，在構(gòu)成該基板的玻璃基板101的表面，也就是，有機(jī)保護(hù)膜112上及形成于其上的共通電極103的上面，形成取向控制膜109。
另外，在構(gòu)成對(duì)向電極的玻璃102上，也形成著濾色器層111及形成其上的有機(jī)保護(hù)膜112、取向控制膜109。
另外，和實(shí)施方式1相同，以高壓水銀燈為光源，利用由層積有石英板的パイル偏光鏡發(fā)出的紫外線的直線偏光照射，對(duì)這些取向控制膜109賦予液晶取向能。
而且，玻璃基板101和對(duì)向電極102，通過(guò)取向控制膜109的形成面相對(duì)配置，在這些中間形成配置由液晶分子110構(gòu)成的液晶組合物層110’的結(jié)構(gòu)。另外，玻璃基板101和對(duì)向基板102的外側(cè)的面上，分別形成著偏光板114。
以上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式2中，也和上述的實(shí)施方式1相同，做成像素電極105配置在有機(jī)保護(hù)膜112及保護(hù)絕緣膜108的下層、在像素電極105和有機(jī)保護(hù)膜112的上面配置共通電極103的結(jié)構(gòu)。
另外，在共通電極103的電阻非常低的情況下，該共通電極103也可以兼作形成在最下層的共通電極布線120。此時(shí)，可以省略配置在最下層的共通電極布線120的形成，及隨之進(jìn)行的通孔加工。
在該實(shí)施方式2中，如圖4(a)所示，由形成柵格狀的共通電極103包圍的區(qū)域構(gòu)成一像素，與像素電極105一起配置，從而將一像素分成4個(gè)區(qū)域。
另外，像素電極105和與其相對(duì)的共通電極103相互平行地配置，形成Z字彎曲結(jié)構(gòu)，一像素形成兩個(gè)以上的多個(gè)副像素。由此形成抵銷面內(nèi)發(fā)生的色調(diào)變化的結(jié)構(gòu)。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式3的一像素附近的剖面示意圖。圖中，與上述的各實(shí)施例的附圖相同的符號(hào)對(duì)應(yīng)相同機(jī)能的部分。
如圖5所示本實(shí)施方式中，將配置在保護(hù)絕緣膜108的下層的像素電極105，通過(guò)通孔118提高到有機(jī)保護(hù)膜112上，與共通電極103配置在同樣層。在設(shè)置成這樣結(jié)構(gòu)的情況下，可以再降低驅(qū)動(dòng)液晶的電壓。
如上所述形成的TFT液晶顯示裝置中，在無(wú)外加電場(chǎng)時(shí)，構(gòu)成液晶組合物層110’的液晶分子110，與相對(duì)配置著的玻璃基板101和102的面形成大致平行的狀態(tài)。以面向光取向處理規(guī)定的初期取向方向的狀態(tài)，均勻地取向。
因此，對(duì)門(mén)電極104外加電壓，將薄膜晶體管(TFT)設(shè)成開(kāi)時(shí)，利用像素電極105和共通電極103之間的電位差，使電場(chǎng)117施加在液晶組合物層110’上，通過(guò)液晶組合物具有的介電各向異性和電場(chǎng)的相互作用，液晶分子110將其方向改變成電場(chǎng)方向。這時(shí)通過(guò)液晶組合物層110’的折射各向異性和偏光板114的作用，使液晶顯示裝置的光透過(guò)率改變，進(jìn)行顯示。
另外，上述的本發(fā)明的各實(shí)施方式中，一個(gè)像素中共通電極和像素電極構(gòu)成的顯示領(lǐng)域可以設(shè)置多組。通過(guò)這樣設(shè)置多組，在一個(gè)像素大的情況下，也可以將像素電極和共通電極之間的距離縮短，因此用于驅(qū)動(dòng)液晶而施加的電壓可以減小。
另外，在上述的本發(fā)明的各實(shí)施方式中，構(gòu)成像素電極和共通電極的至少一方的透明導(dǎo)電膜的材料，沒(méi)有特別限定，但是，考慮容易加工，可靠性高等，優(yōu)選使用銦-鈦-氧化物(ITO)類的鈦氧化物中摻雜有離子的透明導(dǎo)電膜或摻雜有離子的鋅氧化物。
一般認(rèn)為，在IPS方式中，與以前的TN方式代表的縱電場(chǎng)方式不同，和基板面的界面傾斜角不一定是理論值，界面傾斜角越小，視角特性越好，即使是光反應(yīng)性的取向控制膜，也優(yōu)選小的界面傾斜角，1度以下特別有效。
下面，對(duì)本發(fā)明的液晶顯示裝置中的液晶取向控制膜，使用非摩擦取向法形成取向控制膜進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的取向控制膜的形成工序的流程如(1)～(4)所述。
(1)取向控制膜的涂敷/形成(在整個(gè)顯示區(qū)域形成均勻的涂膜)(2)取向控制膜的酰亞胺化燒結(jié)(加速清漆溶劑的除去和耐熱性高的聚酰亞胺化)(3)利用偏光照射施加液晶取向能(對(duì)顯示區(qū)域施加均勻的取向能)(4)利用(加熱、紅外線照射、遠(yuǎn)紅外線照射、電子線照射、放射線照射)使取向能增大/穩(wěn)定化通過(guò)以上四階段的處理，形成取向控制膜，但是，不限于上面(1)～(4)工序的順序，在以下(I)(II)所述的情況下，可望有更好的效果。
(I)通過(guò)將上述(3)、(4)時(shí)間上在一起處理，加速賦予液晶取向能，誘發(fā)交聯(lián)反應(yīng)等，由此可以有效地形成取向控制膜。
(II)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下，通過(guò)上述(2)、(3)、(4)時(shí)間上在一起處理，上述(4)的工序也可以兼作上述(2)的酰亞胺化工序，可以在短時(shí)間形成取向控制膜。
下面對(duì)本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1實(shí)施例1對(duì)應(yīng)上述的本發(fā)明的實(shí)施方式1說(shuō)明的液晶顯示裝置。下面，參照?qǐng)D1和圖2對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
在制造本發(fā)明的實(shí)施例1的液晶顯示裝置的情況下，構(gòu)成有源矩陣基板的玻璃基板101及對(duì)向基板(濾色器基板)的玻璃基板102使用厚度為0.7mm、表面拋光后的玻璃基板。
玻璃基板101上形成的薄膜晶體管包括源電極(像素電極)105、漏電極(信號(hào)電極)106、門(mén)電極(掃描電極)104及半導(dǎo)體膜(非晶硅)116。
掃描電極104、共通電極布線120和信號(hào)電極106、像素電極105都制作布線圖形成鉻膜，設(shè)像素電極105和共通電極103的間隔為7μm。
另外，對(duì)于共通電極103和像素電極105，使用了低電阻、容易圖案化的鉻膜，但是，也可以使用ITO膜構(gòu)成透明電極，實(shí)現(xiàn)更高亮度特性。
門(mén)絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別設(shè)定為0.3μm。在其上涂敷丙烯酸系樹(shù)脂，在220℃加熱處理1小時(shí)，形成透明、具有絕緣性的有機(jī)保護(hù)膜112。
然后，利用光刻法、蝕刻處理，如圖2(c)所示，形成通孔達(dá)到共通電極布線120，構(gòu)圖形成和共通電極布線120連接的共通電極103。
其結(jié)果，在單元像素(一像素)內(nèi)，如圖2(a)所示，形成像素電極105配置在3個(gè)共通電極103之間的結(jié)構(gòu)，形成像素?cái)?shù)為由1024×3(對(duì)應(yīng)R、G、B)條的信號(hào)電極106和768條掃描電極104構(gòu)成的1024×3×768個(gè)的有源矩陣基板。
然后，取向控制膜按如下形成，將下述通式[化合物23]所示的1，4-二氨基吡啶和下述通式[化合物24]所示的1-甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐構(gòu)成的聚酰胺酸清漆，調(diào)整成樹(shù)脂成分濃度為5重量％、NMP60重量％、γ-丁內(nèi)酯20重量％、丁基溶纖劑15重量％，在上述有源矩陣基板的上面進(jìn)行印刷，在220℃下熱處理30分鐘，酰亞胺化，形成約70nm的致密的聚酰亞胺取向控制膜109。
化23化合物23 化24化合物24
同樣，形成ITO膜后，在另外一側(cè)的玻璃基板102的表面也印刷同樣的聚酰胺酸清漆，在220℃下熱處理30分鐘，形成約70nm的致密的聚酰亞胺膜構(gòu)成的取向控制膜109。
為了對(duì)該表面施加液晶取向能，用偏光UV(紫外線)光照射聚酰亞胺取向控制膜109。使用高壓水銀燈作為光源，通過(guò)干涉濾光器，得到240nm～380nm范圍的UV光，使用層積石英基板形成的偏光鏡，形成偏光比約10∶1的直線偏光，以約5J/cm2的照射能照射。
結(jié)果可知，取向控制膜表面的液晶分子的取向方向相對(duì)照射的偏光UV的偏光方向，為正交方向。
然后，使這兩片玻璃基板101、102分別具有液晶取向能的具有取向控制膜109的表面相對(duì)，介在分散好的球形聚合珠構(gòu)成的隔離物中，在周邊部位涂敷密封劑，組裝形成液晶顯示裝置的液晶顯示面板(也稱元件)。將兩片玻璃基板的液晶取向方向設(shè)成幾乎相互平行，且和外加電場(chǎng)方向形成75°的角度。
在該元件中，在真空下，注入介電各向異性Δε是正，其值為10.2(1kHz、20℃)，折射率各向異性Δn為0.075(波長(zhǎng)590nm、20℃)，扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù)K2為7.0pN、向列各向同性相轉(zhuǎn)移溫度T(N-I)約為76℃的向列液晶組合物A，用紫外線固化型樹(shù)脂構(gòu)成的密封材料密封。制成液晶層的厚度(間隔)為4.2μm的液晶面板。
該液晶顯示面板的滯后(Δnd)為約0.31μm。另外，使用與用于該面板的取向控制膜和液晶組合物相同的物質(zhì)，制作均勻取向的液晶顯示面板，使用晶體旋轉(zhuǎn)法測(cè)定液晶的初期傾斜角，結(jié)果大約為0.2度。
用2片偏光板114夾持該液晶顯示面板，設(shè)置一片偏光板的偏光透過(guò)軸與上述的液晶取向方向幾乎平行，配置另外一片與其正交。
然后，連接驅(qū)動(dòng)電路、背照燈等，模數(shù)化，得到有源矩陣的液晶顯示裝置。在本實(shí)施例中，設(shè)定為低電壓下顯示為暗，高電壓下顯示為明的常閉特性。
然后，評(píng)價(jià)本發(fā)明的實(shí)施例1的上述的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)是對(duì)照比600比1的高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)是中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
其次，使用組裝有光電二極管的示波器，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像進(jìn)行定量的測(cè)定，對(duì)其評(píng)價(jià)。
首先，以最大亮度在畫(huà)面上顯示窗口圖案30分鐘，然后，中間調(diào)顯示殘像最醒目，在此，為了使亮度為最大亮度的10％，改換圖面，設(shè)窗口圖案的邊緣部的圖案達(dá)到消失的時(shí)間為殘像松弛時(shí)間，進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中，在此允許的殘像松弛時(shí)間為5分鐘以下。
結(jié)果，在使用溫度范圍(0℃～50℃)下，殘像的松弛時(shí)間為1分鐘以下，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊等，得到高的顯示特性。
以前，通過(guò)光取向盡管可以賦予液晶的取向性，但是，錨定能也就是將取向的液晶分子束縛在取向膜表面的能量，一般說(shuō)比通常的摩擦取向值弱。
該錨定能弱，也可以說(shuō)液晶顯示裝置的制品的可靠性不夠。特別是在均勻取向的情況下，可以說(shuō)與極角方向的錨定能相比，方位角方向的錨定能重要。
在此，使用與如上得到的液晶顯示裝置相同的取向膜材料，利用同樣工序在玻璃基板上形成取向膜，進(jìn)行取向處理，密封同樣的液晶組合物，制成液晶元件，利用扭矩平衡法(トルクバランズ，長(zhǎng)谷川ほか，液晶學(xué)會(huì)討論會(huì)講演予行集3B12(2001)，251頁(yè))，測(cè)定界面上的液晶分子和取向膜表面的扭轉(zhuǎn)鍵的強(qiáng)度、方位角方位錨定能A2，其為7.0×10-4N/m。在以下顯示的比較例1中，該A2為8.6×10-5N/m。
實(shí)施例2實(shí)施例2除取向控制膜以外，其它和實(shí)施例1相同，將下述通式[化合物25]所示的四羧酸二酸酐作為酸二酸酐，和下述[化合物26]所示的二胺化合物3，4-二氨基噻吩構(gòu)成的聚酰胺酸，在基板表面進(jìn)行印刷，在220℃下燒結(jié)30分鐘，酰亞胺化，形成約40nm的膜。然后，在該表面利用波長(zhǎng)為248nm的KrF準(zhǔn)分子激光和波長(zhǎng)為337nm的氮激光的偏光UV光照射，進(jìn)行光取向處理。
化25化合物25 化26化合物26 然后，和實(shí)施例1同樣，封入向列液晶組合物A，然后，在100℃下退火10分鐘，在相對(duì)上述的照射偏光方向幾乎垂直的方向，得到良好的液晶取向。
這樣，得到液晶層厚度d為4.0μm的液晶顯示面板。另外，使用與用于該液晶顯示面板的取向控制膜和液晶組合物相同的物質(zhì)，制作均勻取向的液晶顯示面板，使用晶體旋轉(zhuǎn)法，測(cè)定液晶的初期傾斜角，結(jié)果大約為0.5度。
然后，利用與實(shí)施例1相同的方法，評(píng)價(jià)液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)與實(shí)施例1的液晶顯示裝置幾乎相同的對(duì)照比，在整個(gè)面上超過(guò)500∶1，是高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)是中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
另外，與實(shí)施例1同樣，定量該液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像松弛時(shí)間，對(duì)其評(píng)價(jià)。結(jié)果，在使用溫度范圍0℃～50℃下，殘像的松弛時(shí)間為約1分鐘，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊等，得到與實(shí)施例1同等高的顯示特性。
比較例1為說(shuō)明本實(shí)施例的效果的比較例除取向控制膜以外，其它和實(shí)施例1相同，將下述通式[化合物27]所示的均苯四甲酸二酸酐作為酸二酸酐，和下述[化合物28]所示的二胺化合物間苯二胺構(gòu)成的聚酰胺酸清漆，構(gòu)成液晶顯示面板。
化27化合物27 化28化合物28
然后，利用與實(shí)施例1相同的方法評(píng)價(jià)其顯示質(zhì)量，確認(rèn)盡管有與實(shí)施例1的液晶顯示裝置幾乎相同的寬視角，但是，確認(rèn)是整個(gè)面上低于100∶1對(duì)照度的顯示。
另外，與實(shí)施例1同樣，定量該液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像松弛時(shí)間，對(duì)其評(píng)價(jià)。結(jié)果，在使用溫度0℃～50℃范圍內(nèi)，殘像的松弛時(shí)間為約20分鐘，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，殘像松弛時(shí)間慢，不能得到與實(shí)施例1同等高的顯示特性。另外，方位角方位錨定能A2的值約為8.6×10-5N/m。
實(shí)施例3實(shí)施例3除取向控制膜以外，其它和實(shí)施例1相同，將下述通式[化合物29]所示的1，3-二甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酸酐，和下述[化合物30]所示的均苯四甲酸二酸酐作為酸二酸酐以摩爾比7∶3稱取，二胺化合物使用下述通式[化合物31]所示的對(duì)苯二胺，調(diào)整聚酰胺酸清漆，制作成液晶顯示面板。此時(shí)，取向控制膜的膜厚為約50nm。
化29化合物29 化30化合物30
化31化合物31 然后，利用和實(shí)施例1同樣的方法，評(píng)價(jià)其顯示質(zhì)量，確認(rèn)與實(shí)施例1的液晶顯示裝置有幾乎相同的對(duì)照比，在整個(gè)面上超過(guò)550∶1，是高質(zhì)量顯示，同時(shí)還確認(rèn)有中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
另外，與實(shí)施例1同樣，定量該液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像松弛時(shí)間，對(duì)其評(píng)價(jià)。結(jié)果，在使用溫度0℃～50℃范圍內(nèi)，殘像的松弛時(shí)間為約1分鐘，利用目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，也一點(diǎn)沒(méi)有觀察到燒屏特性、殘像引起的顯示模糊，得到與實(shí)施例1同等高的顯示特性。
而且，調(diào)整用于取向控制膜的聚酰胺酸清漆的上述2種酸酐1，3-二甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酸酐和均苯四甲酸二酸酐的組成比為1∶1和3∶7，配置2種聚酰胺酸清漆，分別使用其制作成2種液晶顯示面板。結(jié)果，使用該液晶顯示面板的液晶顯示裝置的對(duì)照比分別為約450∶1、180∶1。
另外，殘像的松弛時(shí)間分別為約3分鐘和8分鐘，在酸酐1，3-二甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酸酐和均苯四甲酸二酸酐的組成比為3∶7的情況，與其它的情況相比，其顯示特性明顯低下。
實(shí)施例4下面，參照?qǐng)D3和圖4對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2的液晶顯示裝置的具體結(jié)構(gòu)—實(shí)施例4進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明的實(shí)施例4的制作液晶顯示裝置的情況下，玻璃基板101和102，使用厚度為0.7mm表面拋光后的玻璃基板。
薄膜晶體管包括源電極(像素電極)105、漏電極(信號(hào)電極)106、門(mén)電極(掃描電極)104及半導(dǎo)體膜(非晶硅)116。掃描電極104形成鋁膜布線圖，共通電極布線120和信號(hào)電極106形成鉻膜布線圖，像素電極105形成ITO膜布線圖，如圖4(a)所示，掃描電極104以外形成Z字彎曲的電極布線圖。此時(shí)的彎曲角度設(shè)定為10度。門(mén)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，利用光刻法和蝕刻處理，如圖4(c)所示，圓筒狀直徑約10μm地形成通孔118，達(dá)到共通電極布線120，在其上涂敷丙烯酸系樹(shù)脂，在220℃條件下，加熱處理1小時(shí)，形成厚度約為1μm的透明的具有絕緣性的介電常數(shù)約4的層間絕緣膜112。利用該層間絕緣膜112，將顯示區(qū)域的像素電極105的階梯引起的凹凸，以及鄰近的像素間的濾色器層111的邊界部分的階梯凹凸平坦化。
然后，再次蝕刻處理通孔118至直徑約7μm，從其上面形成與共通電極布線120連接的共通電極103，進(jìn)行ITO膜構(gòu)圖。這時(shí)，像素電極105和共通電極103的間隔為7μm。而且，該共通電極103為了包敷映象信號(hào)布線106、掃描信號(hào)布線104及薄膜晶體管的上部，包圍像素，形成柵格狀，兼作遮光層。
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個(gè)共通電極103之間的結(jié)構(gòu)，可以得到像素?cái)?shù)為由1024×3(對(duì)應(yīng)R、G、B)條的信號(hào)電極106和768條掃描電極104構(gòu)成的1024×3×768個(gè)的有源矩陣基板。
然后，使用由下述通式[化合物32]所示的1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐，和下述通式[化合物33]表示的間苯二胺構(gòu)成的聚酰胺酸清漆，制作膜厚約60nm的取向控制膜作為取向控制膜109，其取向處理方法用和實(shí)施例1相同的偏光UV，以約3Jcm-2的照射能照射。其中，在偏光UV照射中，將形成取向控制膜的基板，在加熱板上同時(shí)加熱處理至約150℃。
化32化合物32 化33化合物33 然后，使這兩片玻璃基板分別具有液晶取向膜的表面相對(duì)，介在分散好的球形聚合珠構(gòu)成的隔離物中，在周邊部位涂敷密封劑，組裝成液晶顯示面板。將兩片玻璃基板的液晶取向方向設(shè)成幾乎相互平行，且與外加電場(chǎng)方向形成75°的角度。
在該液晶顯示面板中，在真空下，注入介電各向異性Δε是正且其值為10.2(1kHz、20℃)，折射率各向異性Δn為0.075(波長(zhǎng)590nm、20℃)，扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù)K2為7.0pN、向列各向同性相轉(zhuǎn)移溫度T(N-I)約為76℃的向列液晶組合物A，用紫外線固化型樹(shù)脂構(gòu)成的密封材料密封。制成液晶層的厚度(間隔)為4.2μm的液晶面板。該面板的滯后(Δnd)為約0.31μm。
另外，使用與用于該液晶顯示面板的取向控制膜和液晶組合物相同的物質(zhì)，制作均勻取向的液晶顯示面板，使用晶體旋轉(zhuǎn)法測(cè)定液晶的初期傾斜角，結(jié)果約為0.2度。
用2片偏光板114夾持該面板，設(shè)置一片偏光板的偏光透過(guò)軸與上述的液晶取向方向幾乎平行，配置另外一片與其正交。然后，連接驅(qū)動(dòng)電路、后照燈等，模數(shù)化，得到有源矩陣的液晶顯示裝置。在本實(shí)施例中，設(shè)定低電壓下顯示為暗、高電壓下顯示為明的常閉特性。
然后，評(píng)價(jià)本發(fā)明的實(shí)施例4的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)與實(shí)施例1的液晶顯示裝置相比，其開(kāi)口率高，對(duì)照比600∶1，是高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
與本發(fā)明的實(shí)施例1相同，定量該液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像的松弛時(shí)間，對(duì)其評(píng)價(jià)，結(jié)果，在使用溫度范圍(0℃～50℃)下，殘像的松弛時(shí)間約為1分鐘，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊，得到與實(shí)施例1相同的高顯示特性。
另外，削取由與本實(shí)施例同樣的方法在玻璃基板上制作的取向控制膜，使用示差掃描熱量計(jì)(DSC)，評(píng)價(jià)取向控制膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，在50℃～300℃的溫度范圍內(nèi)沒(méi)有看到明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)。因此，認(rèn)為，本實(shí)施例的取向控制膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為測(cè)定溫度上限300℃以上。
實(shí)施例5取向控制膜按如下制作使用由下述通式[化合物34]所示的1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐，和下述通式[化合物35]表示的2，7-二氨基咔唑構(gòu)成的聚酰胺酸清漆，制作膜厚約100nm的取向控制膜，其取向處理方法，是用干涉濾光器和石英板的パイル偏光鏡，將和實(shí)施例1相同的高壓水銀燈發(fā)出的光，在波長(zhǎng)240～380nm的范圍做成10∶1的偏光比的偏光UV，以約5J/cm2的照射能進(jìn)行照射。其它與實(shí)施例4相同地制造實(shí)施例5的液晶顯示面板。
化34化合物34
化35化合物35 評(píng)價(jià)使用該液晶顯示面板得到的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)與實(shí)施例4的液晶顯示裝置具有相同的高質(zhì)量顯示。另外，也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
與本發(fā)明的實(shí)施例1相同，定量該實(shí)施例5的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像的松弛時(shí)間，對(duì)其評(píng)價(jià)，結(jié)果，在使用溫度0℃～45℃范圍內(nèi)，殘像的松弛時(shí)間與實(shí)施例4相同為1分鐘以下，通過(guò)目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊，得到高的顯示特性。
另外，用與實(shí)施例4同樣的方法，削取在玻璃基板上制作成的取向控制膜，使用示差掃描熱量計(jì)(DSC)評(píng)價(jià)取向控制膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，結(jié)果，在50℃～300℃的溫度范圍內(nèi)沒(méi)有看到明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)。因此，認(rèn)為本實(shí)施例的取向控制膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為測(cè)定溫度上限300℃以上。
另外，使用1，3-二甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐作為酸酐，將照射能量設(shè)為約3J/cm2，和本實(shí)施例一樣制作液晶顯示裝置，評(píng)價(jià)，結(jié)果得到具有與本實(shí)施例同等的顯示特性的液晶顯示裝置。
使用1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐作為酸酐，將照射能量設(shè)為約2J/cm2，和本實(shí)施例一樣制作液晶顯示裝置，結(jié)果得到具有與本實(shí)施例相同的顯示特性的液晶顯示裝置。
實(shí)施例6取代液晶顯示裝置的元件間隔控制中使用的聚合珠構(gòu)成的間隔物，預(yù)先在形成有源矩陣基板的取向控制膜之前，涂敷負(fù)型的感光性丙烯酸系樹(shù)脂，經(jīng)曝光，顯影處理，構(gòu)圖成約10μm直徑的柱狀，形成在各像素的TFT部分的附近掃描布線104的上層的遮光層—共通電極103上；然后，制作取向控制膜，使用下述通式[化合物36]所示的1-氨基-2-(4’-氨基苯基)-乙烯作為二胺化合物和下述通式[化合物37]表示的3，6-二氨基苯并二茚(其摩爾比為1∶2)作為二胺化合物；使用下述通式[化合物38]所示的1，3-二氯-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐作為酸酐，調(diào)整聚酰胺酸清漆，制作膜厚約40nm的膜。
化36化合物36 化37化合物37 化38化合物38
其取向處理方法，是用干涉濾光器和石英パイル偏光鏡，將和實(shí)施例5相同的高壓水銀燈發(fā)出的光，在波長(zhǎng)240～310nm的范圍，做成10∶1的偏光比的偏光UV，以約3J/cm2的照射能進(jìn)行照射。同時(shí)使用軟X射線發(fā)生裝置從近距離照射軟X射線。
除以上工序以外，其它和實(shí)施例5相同地制作實(shí)施例6的液晶顯示裝置，評(píng)價(jià)本發(fā)明實(shí)施例6的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，結(jié)果確認(rèn)與實(shí)施例5的液晶顯示裝置相比具有高的對(duì)照比，是高質(zhì)量的顯示。
另外，還確認(rèn)了在中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。認(rèn)為這是實(shí)施例5的液晶顯示裝置可見(jiàn)的像素內(nèi)無(wú)規(guī)分布的間隔物珠周圍的液晶的取向散亂引起的漏光完全被消除的緣故。
另外，與本發(fā)明的實(shí)施例1相同，定量評(píng)價(jià)該實(shí)施例6的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像的松弛時(shí)間，結(jié)果殘像松弛時(shí)間和實(shí)施例5相同，為1分鐘以下，在目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像時(shí)，也一點(diǎn)看不到燒屏特性、殘像帶來(lái)的顯示模糊，可以得到高的顯示特性。
實(shí)施例7除實(shí)施例7使用的取向控制膜和其取向處理?xiàng)l件以外，其它和實(shí)施例4相同，將下述通式[化合物39]所示二胺化合物2，7-二氨基二苯并噻吩，和下述通式[化合物40]表示的酸二酐1，2，3-三甲基-1，2，3，4--環(huán)丁烷四羧酸二酐構(gòu)成的聚酰胺酸印刷形成在基板表面，在230℃下燒結(jié)30分鐘，進(jìn)行酰亞胺化，形成膜厚約30nm的膜。
化39化合物39
化40化合物40 然后，邊在其表面照射遠(yuǎn)紅外線，邊以約4J/cm2的照射能照射氮激光的337nm的偏光UV，由此進(jìn)行光取向處理。這時(shí)的取向控制膜的溫度約為200℃。
其后，和實(shí)施例4相同地封入向列液晶組合物A，之后，在100℃下退火10分鐘，在相對(duì)上述的照射偏光方向幾乎垂直的方向，得到良好的液晶取向。
這樣，得到液晶層厚度d為4.0μm的液晶顯示裝置。另外，使用與用于該面板的取向控制膜和液晶組合物相同的物質(zhì)，制作均勻取向的元件，使用晶體旋轉(zhuǎn)法，測(cè)定液晶的初期傾斜角，結(jié)果大約為0.3度。
然后，利用與實(shí)施例1相同的方法，評(píng)價(jià)本發(fā)明實(shí)施例7的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)與實(shí)施例1的液晶顯示裝置幾乎相同的對(duì)照比，在整個(gè)面上超過(guò)600∶1，是高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
另外，與本發(fā)明實(shí)施例1同樣，定量該實(shí)施例7的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像松弛時(shí)間，對(duì)其評(píng)價(jià)。結(jié)果，殘像的松弛時(shí)間為1分鐘以下，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊，得到高的顯示特性。
實(shí)施例8除實(shí)施例8使用的取向控制膜和其取向處理?xiàng)l件以外，其它和實(shí)施例4相同，將下述通式[化合物41]所示二胺化合物2，7-二氨基吩嗪，和下述通式[化合物42]表示的酸二酐1-甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐構(gòu)成的聚酰胺酸，印刷形成在基板表面，在230℃下燒結(jié)30分鐘，進(jìn)行酰亞胺化，形成厚度約20nm的膜。
化41化合物41 化42化合物42 然后，邊在其表面照射遠(yuǎn)紅外線，邊使用氮激光的337nm的偏光UV照射，進(jìn)行光取向處理。這時(shí)的取向控制膜的溫度約為200℃。其后，和實(shí)施例4相同地封入向列液晶組合物A，之后，在100℃下退火10分鐘，在相對(duì)上述的照射偏光方向幾乎垂直的方向，得到良好的液晶取向。
這樣，得到液晶層厚度d為4.0μm的液晶顯示裝置。另外，使用與用于該面板的取向控制膜和液晶組合物相同的物質(zhì)，制作均勻取向的元件，使用晶體旋轉(zhuǎn)法，測(cè)定液晶的初期傾斜角，結(jié)果大約為0.3度。
然后，利用與實(shí)施例1相同的方法，評(píng)價(jià)本發(fā)明實(shí)施例8的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)與實(shí)施例4的液晶顯示裝置幾乎相同的對(duì)照比，在整個(gè)面上超過(guò)600∶1，是高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
另外，與本發(fā)明實(shí)施例1同樣，定量該實(shí)施例8的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像松弛時(shí)間，對(duì)其評(píng)價(jià)。結(jié)果，殘像的松弛時(shí)間為2分鐘以下，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊，得到高的顯示特性。
本實(shí)施例使用的取向控制膜，在組合遠(yuǎn)紅外線照射及氮激光偏光UV照射以外，例如用干涉濾光器、石英パイル偏光鏡，將高壓水銀燈發(fā)出的光，在波長(zhǎng)300～380nm的范圍，做成偏光UV，以約3J/cm2的照射能進(jìn)行照射。這時(shí)也得到上述的高顯示特性。
而且，在邊照射200mJ的10.5μm的二氧化碳激光，邊照射上述300～380nm的偏光UV的情況下，也可以得到上述同樣的高顯示特性。
實(shí)施例9對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例9，用圖5進(jìn)行說(shuō)明。在制造本發(fā)明的實(shí)施例9的液晶顯示裝置的情況下，基板101、102使用厚度為0.7mm、拋光表面后的玻璃基板。
薄膜晶體管包括源電極(像素電極)105、漏電極(信號(hào)電極)106、門(mén)電極(掃描電極)104及半導(dǎo)體膜(非晶硅)116。掃描電極104形成鋁膜布線圖，共通電極布線120、信號(hào)電極106及像素電極105形成鉻膜布線圖。
門(mén)絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別設(shè)定為0.3μm。在其上涂敷丙烯酸系樹(shù)脂，在220℃加熱處理1小時(shí)，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，使顯示區(qū)域的像素電極105的階梯引起的凹凸及鄰接的像素間的階梯凹凸平坦化。
然后，利用光刻法、蝕刻處理，如圖5所示，形成直徑約10μm的圓筒狀的通孔118，達(dá)到象素電極105，從其上面構(gòu)圖ITO膜，形成和源電極105連接的像素電極105。
另外，對(duì)共通電極布線120，也形成約10μm直徑的圓筒狀的通孔118，從其上面構(gòu)圖ITO膜形成共通電極103。這種情況下，像素電極105和共通電極103的間隔為7μm，掃描電極104以外，形成Z字彎曲的電極布線圖。這時(shí)，彎曲的角度設(shè)定為10度。
而且，該共通電極103形成柵格狀，以覆蓋映象信號(hào)布線106、掃描信號(hào)布線104及薄膜晶體管的上部，包圍像素，兼作遮光層。
其結(jié)果，除在單元像素內(nèi)形成2種類的通孔118以外，其它和實(shí)施例4幾乎相同，形成像素電極105配置在3個(gè)共通電極103之間的結(jié)構(gòu)，形成像素?cái)?shù)為由1024×3(對(duì)應(yīng)R、G、B)條的信號(hào)電極106和768條掃描電極104構(gòu)成的1024×3×768個(gè)的有源矩陣基板。
除如上所述的像素構(gòu)造、使用的取向控制膜以外，其它與實(shí)施例4相同，如圖5所示，制作實(shí)施例9的液晶顯示裝置。
本實(shí)施例使用的取向控制膜按如下形成，即，使用以摩爾比2∶1的比例的下述通式[化合物43]所示的1，4-二氨基-2-乙烯基苯、和下述通式[化合物44]所示的4，4’-二氨基二苯胺作為二胺；使用摩爾比1∶2的比例的下述通式[化合物45]所示的1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐，和下述通式[化合物46]所示的1-氨基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐作為酸二酐合成聚酰胺酸清漆，制作厚度為約30nm的取向控制膜。
化43化合物43
化44化合物44 化45化合物45 化46化合物46 然后，評(píng)價(jià)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，結(jié)果確認(rèn)為與實(shí)施例1的液晶顯示裝置相同的高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
其次，和本發(fā)明的實(shí)施例1同樣，對(duì)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像的松弛時(shí)間進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。結(jié)果，殘像的松弛時(shí)間為1分鐘以下，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊等，得到了高的顯示特性。
如圖5所示，與TFT直接連接著的像素電極形成在基板的最表面，在其上形成薄的取向控制膜的情況下，利用通常的摩擦取向處理時(shí)，摩擦帶電，依情況有時(shí)通過(guò)表面附近的像素電極，TFT元件受到損壞。這種情況下，本實(shí)施例的非摩擦的光取向處理非常有效。
實(shí)施例10圖6是說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施方式4的一像素附近的剖面示意圖。在制造本實(shí)施例的液晶顯示裝置的情況下，玻璃基板101和102使用厚度為0.7mm的表面拋光后的玻璃基板。
薄膜晶體管包括源電極(像素電極)105、漏電極(信號(hào)電極)106、門(mén)電極(掃描電極)104及半導(dǎo)體膜(非晶硅)116。掃描電極104、共通電極布線120和信號(hào)電極106、像素電極105及共通電極103都形成鉻膜布線圖；設(shè)像素電極105和共通電極103的間隔為7μm。
門(mén)絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別設(shè)定為0.3μm。在其上形成取向控制膜，將下述通式[化合物47]所示的2，5-二氨基吡咯作為二胺化合物、和下述通式[化合物48]所示的1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐作為酸二酐，構(gòu)成聚酰胺酸清漆，將其印刷形成在基板表面，在230℃下燒結(jié)30分鐘，進(jìn)行酰亞胺化，制作厚度為約50nm的膜。
化47化合物47 化48化合物48
然后，在真空中對(duì)該表面邊照射5eV、約0.5μC/cm2的電子線，邊用干涉濾光器、石英パイル偏光鏡將高壓水銀燈發(fā)出的光在波長(zhǎng)220～380nm的范圍做成偏光UV，以約3J/cm2的照射能照射，進(jìn)行光取向處理。
其結(jié)果，形成像素?cái)?shù)為由1024×3(對(duì)應(yīng)R、G、B)條的信號(hào)電極106和768條掃描電極104構(gòu)成的1024×3×768個(gè)的有源矩陣基板。
如上所述，除像素構(gòu)造以外，其它和實(shí)施例1同樣，制作圖6所示的本實(shí)施例的液晶顯示裝置。
評(píng)價(jià)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，結(jié)果確認(rèn)為與實(shí)施例1的液晶顯示裝置相同的高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
其次，和本發(fā)明的實(shí)施例1同樣，對(duì)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像的松弛時(shí)間進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。結(jié)果，殘像的松弛時(shí)間為2分鐘以下，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示不良。
另外，本實(shí)施例使用二胺化合物的衍生物—下述通式[化合物49]所示的2，5-二氨基-3-乙烯基吡咯以摩爾比50％導(dǎo)入合成聚酰胺酸清漆時(shí)，在偏光UV的照射能為約2J/cm2的情況下，也得到了同等高的顯示特性。
化49化合物49
實(shí)施例11除實(shí)施例11使用的取向控制膜的組成、取向控制膜的形成及取向處理方法以外，其它與實(shí)施例10相同，將下述通式[化合物45]所示的胸腺嘧啶衍生物作為本發(fā)明的取向控制膜的二胺化合物，和下述通式[化合物51]所示的1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐作為酸二酐，構(gòu)成聚酰胺酸清漆，將其印刷形成在基板表面，在90℃下熱處理2分鐘，進(jìn)行勻平，制作厚度為約35nm的膜。
化50化合物50 化51化合物51
然后，對(duì)該表面邊照射遠(yuǎn)紅外線，使膜表面保持在約230℃，邊用干涉濾光器、石英パイル偏光鏡將高壓水銀燈發(fā)出的光在波長(zhǎng)220～380nm的范圍做成偏光UV，以約5J/cm2的照射能照射，進(jìn)行光取向處理。處理后的取向控制膜的厚度約為25nm。
然后，和實(shí)施例10相同制作圖6所示的本實(shí)施例的液晶顯示裝置，封入向列液晶組合物A后，在100℃、退火10分鐘，在相對(duì)上述的照射偏光方向幾乎垂直的方向，得到良好的液晶取向。這樣，得到液晶層厚度d為4.0μm的液晶顯示裝置。
另外，使用與用于該液晶顯示面板的取向控制膜和液晶組合物相同的物質(zhì)，制作均勻取向的液晶元件，使用晶體旋轉(zhuǎn)法測(cè)定液晶的初期傾斜角，結(jié)果大約為0.1度。
然后，利用與實(shí)施例1相同的方法，評(píng)價(jià)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)沒(méi)有一般摩擦取向處理可見(jiàn)的電極階梯附近的取向不良產(chǎn)生的漏光，與實(shí)施例1的液晶顯示裝置幾乎相同的對(duì)照比，在整個(gè)面上超過(guò)600∶1，是高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
另外，與本發(fā)明的實(shí)施例1同樣，定量評(píng)價(jià)該實(shí)施例11的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像松弛時(shí)間。結(jié)果，殘像的松弛時(shí)間為1分鐘以下，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊等，得到了高的顯示特性。
照射3J/cm2的波長(zhǎng)在220～260nm的偏光紫外線，利用其它的光源照射5J/cm2的波長(zhǎng)在260～400nm的無(wú)偏光紫外線，除此之外，其它和本實(shí)施例相同，制作液晶顯示裝置，進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果得到具有和上述本實(shí)施例相同顯示特性的液晶顯示裝置。
實(shí)施例12除實(shí)施例12使用的取向控制膜的組成、取向控制膜的形成及取向處理方法以外，其它與實(shí)施例9相同，將下述通式[化合物52]所示的肉桂酸酯衍生物作為本發(fā)明的取向控制膜的二胺化合物，和下述通式[化合物53]所示的1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐作為酸二酐，構(gòu)成聚酰胺酸清漆，將其印刷形成在基板表面，在90℃下熱處理2分鐘，進(jìn)行勻平，制作厚度為約40nm的膜。
化52化合物52 化53化合物53 然后，對(duì)該表面邊照射遠(yuǎn)紅外線，使膜表面保持在約250℃，邊用干涉濾光器、石英パイル偏光鏡，將高壓水銀燈發(fā)出的光，在波長(zhǎng)220～280nm的范圍，做成偏光UV，以約3J/cm2的照射能照射，進(jìn)行酰亞胺化燒結(jié)處理及光取向處理。處理后的取向控制膜的厚度約為25nm。
然后，和實(shí)施例9相同制作圖5所示的本實(shí)施例12的液晶顯示裝置，封入向列液晶組合物A后，在100℃、退火10分鐘，在相對(duì)上述的照射偏光方向幾乎垂直的方向，得到了良好的液晶取向。這樣，得到了液晶層厚度d為4.0μm的液晶顯示裝置。
另外，使用與用于該液晶顯示面板的取向控制膜和液晶組合物相同的物質(zhì)，制作均勻取向的液晶顯示面板，使用晶體旋轉(zhuǎn)法，測(cè)定液晶的初期傾斜角，結(jié)果大約為0.1度。
然后，利用與實(shí)施例1相同的方法，評(píng)價(jià)本發(fā)明的實(shí)施例7的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)沒(méi)有一般摩擦取向處理可見(jiàn)的電極階梯附近的取向不良產(chǎn)生的漏光，與實(shí)施例1的液晶顯示裝置幾乎相同的對(duì)照比，在整個(gè)面上超過(guò)600∶1，是高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
另外，與本發(fā)明的實(shí)施例1同樣，定量評(píng)價(jià)該實(shí)施例12的液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像松弛時(shí)間。結(jié)果，使用溫度在0℃～50℃范圍內(nèi)，殘像的松弛時(shí)間為1分鐘以下，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊等，得到了高的顯示特性。
實(shí)施例13下面使用圖7和圖8說(shuō)明作為本發(fā)明的實(shí)施方式5的液晶顯示裝置的具體構(gòu)成的實(shí)施例13。在制造本發(fā)明的實(shí)施例13的液晶顯示裝置的情況下，基板101使用厚度為0.7mm、表面拋光后的玻璃基板。
圖7是圖8的沿A-A’線的剖面圖，在基板101上形成保護(hù)絕緣膜108，保護(hù)用于防止電極103，105，106，104的短路的絕緣膜107、薄膜晶體管及電極105，106，作為T(mén)FT基板。
圖8顯示薄膜晶體管及電極103，105，106的構(gòu)造。薄膜晶體管包括源電極(像素電極)105、漏電極(信號(hào)電極)106、門(mén)電極(掃描電極)104及半導(dǎo)體膜(非晶硅)116。
掃描電極104形成鋁膜布線圖，信號(hào)電極106形成鉻膜布線圖，而且，共通電極103和像素電極105形成ITO布線圖。
絕緣膜107和保護(hù)絕緣膜108由氮化硅構(gòu)成，膜厚分別設(shè)定為0.2μm和0.3μm。容量元件形成用像素電極105和共通電極103夾持絕緣膜107，108的結(jié)構(gòu)。
像素電極105以重疊在ベタ形狀的共通電極103的上層的方式配置著。設(shè)定像素?cái)?shù)為由1024×3(對(duì)應(yīng)R、G、B)條的信號(hào)電極106和768條的掃描電極104構(gòu)成的1024×3×768個(gè)。
在基板102上，形成與本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示裝置相同的結(jié)構(gòu)的帶黑矩陣113的濾色器111，作為對(duì)向?yàn)V光器基板。
然后，取向控制膜按如下形成，將摩爾比為3∶1的下述通式[化合物54]所示的2，5-二氨基嘧啶和下述通式[化合物55]所示的1，2-二氨基乙烯作為二胺化合物，和摩爾比為2∶1的下述通式[化合物56]所示的1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐和下述通式[化合物57]所示的1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐作為酸酐，構(gòu)成聚酰胺酸清漆，將其調(diào)整成樹(shù)脂成分濃度為5重量％、NMP60重量％、γ-丁內(nèi)酯20重量％、丁基溶纖劑15重量％，在上述有源矩陣基板的上面進(jìn)行印刷，在220℃下熱處理30分鐘，酰亞胺化，形成約110nm的致密的聚酰亞胺取向控制膜109。
化54化合物54 化55化合物55 化56化合物56
化57化合物57 同樣，形成ITO膜后，在另外一側(cè)的玻璃基板102的表面也印刷形成同樣的聚酰胺酸清漆，在220℃下熱處理30分鐘，形成約110nm的致密的聚酰亞胺膜構(gòu)成的取向控制膜109。
為了對(duì)該表面賦予液晶取向能，邊照射遠(yuǎn)紅外線，邊用偏光UV(紫外線)光照射聚酰亞胺取向控制膜109。使用高壓水銀燈作為光源，通過(guò)干涉濾光器，得到240nm～380nm范圍的UV光，使用層積石英基板形成的パイル偏光鏡，形成偏光比約10∶1的直線偏光，以約2J/cm2的照射能照射。此時(shí)的取向控制膜的溫度為約120℃。
結(jié)果可知，取向控制膜表面的液晶分子的取向方向，相對(duì)照射的偏光UV的偏光方向，為正交方向。
設(shè)定TFT基板和濾色器基板上的取向控制膜109的取向方向大致相互平行，且與外加電場(chǎng)117的方向形成15度的角度。平均粒徑為4μm的高分子珠作為間隔物分散在這些基板之間，在TFT基板和濾色器基板之間夾持有液晶110。液晶110使用和實(shí)施例1相同的液晶組合物A。
夾持TFT基板和濾色器基板的兩片偏光板114配置在直交偏光鏡(cross nicol)上。而且，采用低電壓設(shè)定為暗狀態(tài)、高電壓設(shè)定為明狀態(tài)的常閉特性。
而且，驅(qū)動(dòng)本發(fā)明實(shí)施例13的液晶顯示裝置的系統(tǒng)構(gòu)成和實(shí)施例1相同，因此省略其詳細(xì)構(gòu)成。
然后，評(píng)價(jià)本發(fā)明的實(shí)施例13的液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量，確認(rèn)與實(shí)施例1的液晶顯示裝置相比，其開(kāi)口率高，是對(duì)照比為650∶1的高質(zhì)量顯示，同時(shí)也確認(rèn)了中間調(diào)顯示時(shí)的寬視角。
其次，和本發(fā)明的實(shí)施例1同樣，定量評(píng)價(jià)該液晶顯示裝置的燒屏特性、殘像松弛時(shí)間。結(jié)果，在使用溫度0℃～50℃范圍內(nèi)，殘像的松弛時(shí)間為約1分鐘，目測(cè)檢查畫(huà)質(zhì)殘像，一點(diǎn)都看不到燒屏特性、殘像產(chǎn)生的顯示模糊，得到了和實(shí)施例1同等高的顯示特性。
另外，利用和實(shí)施例1同樣的方法，評(píng)價(jià)液晶取向膜表面的方位角方向錨定能A2，結(jié)果該值為約1.0×10-3N/m以上。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其包括一對(duì)基板；配置在上述一對(duì)基板間的液晶層；電極組，用于向上述液晶層外加電場(chǎng)，形成于上述基板的至少一側(cè)；多個(gè)有源元件，與上述電極組連接；取向控制膜，形成于上述液晶層和上述基板的至少一側(cè)的基板之間；上述取向控制膜，是由照射偏光成幾乎直線的光、賦予取向控制能的光反應(yīng)性的聚酰亞胺或光反應(yīng)性的聚酰亞胺及聚酰胺酸構(gòu)成的光反應(yīng)性的取向控制膜。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，外加在上述液晶層的電場(chǎng)，具有相對(duì)所述基板面幾乎平行的成分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構(gòu)成上述光反應(yīng)性的取向控制膜上的液晶層的液晶分子的縱向，與上述光照射的幾乎偏光成直線的偏光軸平行或正交。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述光反應(yīng)性的取向控制膜含有環(huán)丁烷四羧酸二酸酐和其衍生物、與芳香族二胺化合物構(gòu)成的聚酰胺酸或聚酰亞胺。
5.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述光反應(yīng)性的取向控制膜，是至少含有50％以上的環(huán)丁烷四羧酸二酸酐和其衍生物、與芳香族二胺化合物構(gòu)成的聚酰胺酸或聚酰亞胺的重復(fù)結(jié)構(gòu)的聚酰胺酸或聚酰亞胺。
6.如權(quán)利要求4或5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述環(huán)丁烷四羧酸二酸酐和其衍生物，是下述通式所示的化合物1至化合物3(其中，R1，R2，R3，R4分別獨(dú)立的表示氫原子，氟原子，氯原子，溴原子，苯基或碳數(shù)為1～6的烷基、烷氧基或乙烯基[-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0，1，2]、或者乙?；鵞-(CH2)m-CH≡CH2，m＝0，1，2])?；?化合物1 化2化合物2 化3化合物3
7.如權(quán)利要求4或5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述芳香族二胺化合物含有選自下述通式所示的化合物4至化合物22(其中，從化合物4至化合物19的R1～R8及化合物20的R1、R2分別獨(dú)立的表示氫原子，氟原子，氯原子，或碳數(shù)為1～6的烷基、烷氧基或乙烯基[-(CH2)m-CH＝CH2，m＝0，1，2]、或者乙酰基[-(CH2)m-CH≡CH2，m＝0，1，2])；另外，化合物10～12中，，X表示-CH2-，-NH-，-CO-，-O-，-S-連接基團(tuán)；另外，化合物20的R3、R4及化合物21、22的R1分別獨(dú)立的表示碳數(shù)為1～6的烷基)構(gòu)成的化合物組中的至少一種化合物?；?化合物4 化5化合物5 化6化合物6 化7化合物7 化8化合物8 化9化合物9 化10化合物10 化11化合物11 化12化合物12 化13化合物13 化14化合物14 化15化合物15 化16化合物16 化17化合物17 化18化合物18 化19化合物19 化20化合物20 化21化合物21 化22化合物22
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述聚酰亞胺構(gòu)成的光反應(yīng)性的取向控制膜的厚度，是1nm～100nm。
9.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構(gòu)成上述電極組的電極上的光反應(yīng)性的取向控制膜的厚度為1nm～50nm。
10.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構(gòu)成上述電極組的電極上的光反應(yīng)性的取向控制膜的厚度為1nm～30nm。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述光反應(yīng)性的取向控制膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為250℃以上。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述液晶層的初期傾斜角為1度以下。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述電極組包括共通電極、像素電極、共通電極布線及信號(hào)電極。
14.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述像素電極和上述共通電極的至少任一電極形成透明電極。
15.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述透明電極由離子摻雜氧化鈦膜、或離子摻雜氧化鋅膜構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述電極組中的至少一個(gè)由Al、Cr、Mo、Ta、W或包含這些中任一個(gè)的合金構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述像素電極及與其相對(duì)的共通電極相互平行地設(shè)置，而且具有彎曲結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求1～17任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述共通電極及/或像素電極形成在有機(jī)絕緣膜上，上述有機(jī)絕緣膜上及上述電極上形成有光反應(yīng)性的取向控制膜。
19.如權(quán)利要求1～18任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述液晶層和光反應(yīng)性的取向控制膜的兩個(gè)界面上的液晶分子的取向控制方向是大致相同的方向。
全文摘要
一種液晶顯示裝置，其具有高質(zhì)量的畫(huà)質(zhì)，降低了IPS方式的液晶顯示裝置中的液晶取向控制膜的初期取向方向的變動(dòng)產(chǎn)生的顯示不良。包括配置在至少一側(cè)透明的一對(duì)基板101、102之間的液晶取向控制膜109；封入該液晶取向控制膜間的液晶層110’；用于在該液晶層外加電場(chǎng)的共通電極103和像素電極105；與這些電極連接的多個(gè)薄膜晶體管；在至少一側(cè)具有偏光板114、上述取向控制膜109的至少一側(cè)由光反應(yīng)性的聚酰亞胺和/或聚酰胺酸構(gòu)成。
文檔編號(hào)C08G73/10GK1707336SQ20051007423
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
發(fā)明者松森正樹(shù), 富岡安, 松山茂 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器