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JP2001281671A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2001281671A
JP2001281671A JP2000097820A JP2000097820A JP2001281671A JP 2001281671 A JP2001281671 A JP 2001281671A JP 2000097820 A JP2000097820 A JP 2000097820A JP 2000097820 A JP2000097820 A JP 2000097820A JP 2001281671 A JP2001281671 A JP 2001281671A
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JP
Japan
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liquid crystal
display device
crystal display
alignment control
film
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Pending
Application number
JP2000097820A
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English (en)
Inventor
Yasushi Tomioka
冨岡　　安
Kenji Okishiro
賢次 沖代
Hiroyuki Umeda
啓之 梅田
Hitotsugu Oaku
仁嗣 大阿久
Katsumi Kondo
克己 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、画像の焼
き付き，残像現象を低減させ、表示むら発生。 【解決手段】少なくとも一方が透明な一対の基板と、そ
の基板間に挟持された液晶層と、一方の基板に画素電極
及び共通電極並びに能動素子と、各基板上に形成された
配向制御膜と偏光板とからなる液晶表示装置で、一対の
配向制御膜を相対イミド化率を６０％以上のポリアミッ
ク酸系またはポリアミック酸エステル系の有機高分子に
する、または電極群が形成してある基板側の配向制御膜
とその下にある画素電極および共通電極との間に少なく
とも一層以上の絶縁膜を介在させて、電極端部を平坦化
して電界の集中を緩和して画像の焼き付きおよび残像発
生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、液晶表示装置の表示は、一対の基
板間に挟まれた液晶層の液晶分子に電界を印加すること
により液晶分子の配向方向を変化させ、それにより生じ
た液晶層の光学特性の変化により行われる。
【０００３】従来のアクティブ駆動型液晶表示装置は、
液晶を挟持する一対の基板のそれぞれに電極を設け、液
晶に印加する電界の方向が基板界面にほぼ垂直になるよ
うに設定され、液晶の光旋光性を利用して表示を行うツ
イステッドネマチック(ＴＮ)表示方式に代表される。こ
のＴＮ方式の液晶表示装置においては視野角が狭いこと
が最大の課題とされている。
【０００４】一方、櫛歯電極を用いて発生する電界が基
板面にほぼ平行な成分を有するようにして液晶をほぼ面
内で回転動作させ、液晶の複屈折性を用いて表示を行う
イン−プレーン・スイッチング（In-Plane Switching：
ＩＰＳ）方式が、ＵＳＰ.4,345,249号、ＷＯ９１／１０
９３６号により開示されている。このＩＰＳ方式は液晶
分子の面内スイッチングに起因して従来のＴＮ方式に比
べて広視野角であり、低負荷容量などの利点があり、Ｔ
Ｎ方式に代わる新たな液晶表示装置として有望視され近
年急速に進歩している技術である。また、電圧を印加す
る少なくともどちらか一方の電極を透明導電膜で構成す
ることにより、透過率を向上させたＩＰＳ方式も特開平
９−７３１０１号公報により開示されている。このよう
な視角特性（輝度コントラスト比，階調・色調反転）に
優れ、明るい液晶表示装置は、表示領域が大きなモニタ
ーやテレビなどへ向けた有力な技術である。
【０００５】しかしながら、上述のように表示性能が優
れたＩＰＳ方式の液晶表示装置でも、長時間使用すると
表示ムラや残像と呼ばれる画像の焼き付きなどの表示不
良が発生することがある。特に、この画像の焼き付け，
残像の問題は、長時間の同一パターン表示を行った後に
別の表示パターンを表示させた場合に、それまで表示さ
れていた表示パターンが同時に表示される現象として認
識され、液晶ディスプレイの性能を低下させる要因の一
つとなっている。
【０００６】この残像現象の発生機構は明らかではない
が、従来のＴＮ型液晶表示装置におけるこれら残像・焼
き付け表示不良の発生は、各画素の液晶配向制御膜界面
に配向制御膜それ自体またはその膜表面へのイオン性成
分の吸着等により直流電荷が蓄積し、実効的な電圧が変
化してしまうことによると考えられている。すなわち、
画素電極上の配向制御膜、又は液晶・配向制御膜の界面
において電圧印加時の電位が応答時間内に解消されずに
保持・残留することにより、液晶層に掛かる実効的な電
圧が変化するために発生する。ＴＮ方式ではこのような
残像現象と残留直流電圧成分との相関関係が検討され、
現在は残留直流電圧が低減されるほど残像現象が改良さ
れることが分かりはじめている。そのため、従来のＴＮ
方式の配向制御膜には直流電荷が蓄積し難い性質、即
ち、残留直流電圧成分が少ない配向制御膜が要求されて
いる。例えば、特開平８−５４６３１号公報に記載され
たＴＮ方式の液晶表示装置に関する公知技術では、残像
の原因を駆動上発生する直流電圧によって液晶中のイオ
ン性不純物が配向制御膜に吸着して電界が蓄積するため
と考え、配向制御膜に蓄積した電界を緩和させるために
低抵抗の配向制御膜を用いる方法が提案されている。
【０００７】一方、ＩＰＳ方式においても上述のＴＮ方
式と同様に考え、以下のような残像を抑制する技術が提
案されている。例えば、特開平７−１８１４３９号公報
に記載の公知技術では、ＩＰＳ方式における残像の原因
を、液晶分子の双極子が配向制御膜に分極を誘発するた
めと考え、配向制御膜に誘発される分極を低減するため
に、液晶分子中の置換基の双極子モーメントを３デバイ
以下にして残像を抑制する方法が提案されている。ま
た、特開平７−１５９７８６号公報に記載されたＩＰＳ
方式の液晶表示装置に関する公知技術では、液晶層や配
向制御膜，絶縁膜内に生じた分極による電荷を速く緩和
させるために、表面抵抗の値が３.３ ×１０11〜２.５
×１０18Ω／cm2の範囲である配向制御膜や絶縁膜を用
いる方法や、液晶，配向制御膜，絶縁膜それぞれの誘電
率と抵抗率の積で表される緩和時間の相対的関係を規定
して残像を低減する方法が提案されている。また、特開
平１０−１２３５２６号公報に記載されたＩＰＳ方式の
液晶表示装置に関する公知技術では、液晶に電界を印加
するための電極群が形成された基板に対向する基板側の
配向制御膜をイオン吸着性の高い配向制御膜にすること
によって残像を低減する方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来ＴＮ
方式において残像現象と相関があった残留直流電圧をＩ
ＰＳ方式についても検討したところ、（１）残像の発生
する液晶表示素子と発生しないものとの残留直流電圧値
に有意な差がほとんど無いこと、（２）このＩＰＳ方式
では画像の焼き付きが半永久的に持続し黒レベルの低下
やコントラストの著しい低下を引き起こすものがあるこ
と、が分かった。
【０００９】また、残像，焼き付き領域の液晶の配向方
向を調べると、初期に設定した配向方向から駆動時の配
向方向に微妙な大きさの角度だけ回転していることもあ
り、初期配向方向に完全に戻りきらず、コントラスト低
下および隣接画素間で階調反転などを引き起こし画質の
低下を招いていることが分かった。
【００１０】以上の点から、ＩＰＳ方式の残像，焼き付
き現象は従来のＴＮ方式とは全く異なったＩＰＳ方式固
有の残像メカニズムに基づいていると考えられ、液晶を
基板面内で動作させ液晶の複屈折性を用いて表示を行う
ＩＰＳ方式特有の画像の焼き付け，残像問題の解決が求
められている。また、透明な電極を用いて電極面上の液
晶の動作も画像表示に利用する高透過型のＩＰＳ方式液
晶表示装置においても、同等以上の残像問題が発生して
おり、これらの残像の対策方法が求められている。
【００１１】本発明の目的は、液晶をほぼ面内で回転動
作させ液晶の複屈折性を用いて表示を行うＩＰＳ方式を
用いた液晶表示装置において、画像の焼き付き・残像現
象による表示むらが少なく、高画質の液晶表示装置を提
供することにある。
【００１２】本発明の他の目的は量産性に優れた高画質
の液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
一つの実施態様によれば、少なくとも一方の基板に画素
電極及び共通電極並びに能動素子を配置し、画素電極及
び共通電極間に電圧をかけることにより液晶層の液晶を
制御して表示を行い、一対の基板上の液晶層に接触する
それぞれの面上に形成された一対の配向制御膜が、相対
イミド化率６０％以上のポリアミック酸系またはポリア
ミック酸エステル系の有機高分子であるというものであ
る。
【００１４】望ましくは、配向制御膜の相対イミド化率
は、約７０％以上のポリアミック酸系又はポリアミック
酸エステル系の有機高分子である。
【００１５】さらに、アミック酸エステル系の有機高分
子が、メチルエステル基，エチルエステル基，プロピル
エステル基の少なくとも一種以上を含んでいることが好
ましい。
【００１６】本発明の液晶表示装置の別の実施態様によ
れば、少なくとも一方の基板に画素電極及び共通電極並
びに能動素子を配置し、画素電極及び共通電極間に電界
を印加することにより液晶層の液晶を制御して表示し、
一対の基板上の液晶層に接触するそれぞれの面上には一
対の配向制御膜が形成され、電極が形成されている基板
側の配向制御膜と、画素電極または共通電極のうち配向
制御膜に近い方の電極との間に少なくとも１層以上の絶
縁膜を介在しているというものである。
【００１７】また、絶縁膜の厚みＴが画素電極と共通電
極の間隔Ｌの１／４以上の厚さであるというものであ
る。さらには、絶縁膜の厚みＴが画素電極と共通電極の
間隔Ｌの１／２以上の厚さであると更に良い。また、絶
縁膜の誘電率εPAS の大きさが液晶層の平均誘電率εLC
以下であることが望ましい。ここで、液晶層の平均誘電
率εLCは液晶層の空間平均した誘電率として、 εLC＝（ε‖＋２ε⊥）／３ ε‖は液晶の配向ベクトル、分子軸に平行な成分、ε⊥
は液晶の配向ベクトル、分子軸に垂直な成分として求め
ることができる値である。
【００１８】さらに、この液晶表示装置は、表示領域内
における画素電極と共通電極の間隔Ｌと表示領域内の液
晶層の厚みＤがＬ＜２Ｄの関係が成り立つように構成さ
れている。
【００１９】さらにまた、絶縁膜および／または配向制
御膜により画素電極および共通電極の最上部の液晶と接
する配向制御膜表面の段差が平坦化されている。また基
板側の液晶と接する配向制御膜表面の段差が５０ｎｍ以
下に平坦化されていることが望ましい。
【００２０】また、少なくとも液晶の動作による光学特
性の変化が表示に寄与する全表示領域をカバーする範囲
に、絶縁膜が形成されている。
【００２１】さらに、本発明の液晶表示装置の別の実施
態様によれば、少なくとも一方の基板に画素電極及び共
通電極並びに能動素子を配置し、画素電極及び共通電極
間に電界を印加することにより液晶層の液晶を制御して
表示し、画素電極と共通電極の間に少なくとも２層以上
の絶縁膜が介在しているというものである。
【００２２】電極が形成されている基板側の配向制御膜
と、画素電極または共通電極のうち配向制御膜に近い方
の電極との間に少なくとも１層以上の絶縁膜、または画
素電極と共通電極の間に介在する絶縁膜の少なくとも一
層が窒化シリコン系，酸化シリコン系，ポリシロキサン
系のうち少なくとも一種の材料からなるというものであ
る。
【００２３】また、絶縁膜の少なくとも一層がポリイミ
ド系，アクリル系，エポキシアクリレート系のうち少な
くとも一種の有機高分子材料からなるというものであ
る。
【００２４】また、絶縁膜が有機絶縁膜および無機絶縁
膜の２層構成であるというものである。
【００２５】さらに本発明の他の実施態様によれば、一
対の基板上の液晶層に接触するそれぞれの面上に形成さ
れた一対の配向制御膜の相対イミド化率が６０％以上で
あるポリアミック酸系またはポリアミック酸エステル系
の有機高分子であるというものである。さらには配向制
御膜の相対イミド化率が約７０％以上のポリアミック酸
系又はポリアミック酸エステル系の有機高分子が望まし
い。また、アミック酸エステル系の有機高分子が、メチ
ルエステル基，エチルエステル基，プロピルエステル基
の少なくとも一種以上を含んでいるというものである。
【００２６】また、一対の基板上の液晶層に接触するそ
れぞれの面上に形成された一対の配向制御膜の表面弾性
率が１ＧＰａ以上であるというものである。
【００２７】また、一対の基板上の液晶層に接触するそ
れぞれの面上に形成された一対の配向制御膜と液晶層と
の界面のガラス転移温度Ｔｇが液晶層を形成する液晶組
成物のネマチック−等方相転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）以上で
あるというものである。
【００２８】また、一対の基板上の液晶層に接触するそ
れぞれの面上に形成された一対の配向制御膜のガラス転
移温度Ｔｇが２２０℃以上であるというものである。
【００２９】さらに、配向制御膜が、化学式Ｈ2Ｎ−Ｒ
−ＮＨ2で示すジアミン化合物と、化学式
【００３０】
【化２】
【００３１】で示すテトラカルボン酸二無水物からなる
ポリアミック酸の脱水閉環した有機高分子であり、その
繰り返し構造の中のＲ及びＸに、高分子の分子軸の回転
を可能にする結合基、−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＨ2−，−
Ｃ(ＣＨ3）2−，−Ｃ(ＣＦ3）2−，−ＳＯ2− ，メタ結
合，オルト結合が合わせて３個以下であるというもので
ある。
【００３２】また、本発明では、一対の配向制御膜の少
なくとも一方が、光反応性の材料層であるというもので
ある。さらに光反応性の材料層に、ほぼ直線に偏光した
光を照射して配向制御膜を形成するというものである。
【００３３】また、本発明は、液晶層のプレチルト角が
５度以下の場合にさらに効果的である。
【００３４】さらに、画素電極と共通電極の少なくとも
一方が透明電極で構成されている。透明導電膜はイオン
ドープ酸化チタン膜、又はイオンドープ酸化亜鉛膜(Ｚ
ｎＯ)で構成されている。
【００３５】また、液晶層と一対の基板との二つの界面
における液晶分子の配向制御方向がほぼ同一方向である
というものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】まず、本発明の前提となるＩＰＳ
方式の動作原理を図１０を例に用いて説明する。
【００３７】図１０（ａ），（ｂ）はＩＰＳ方式の液晶
素子１画素内での液晶の動作を示す側断面を、図１０
（ｃ），（ｄ）はその正面図を表す。
【００３８】電圧無印加時のセル側断面を図１０（ａ）
に、その時の正面図を図１０（ｃ）に示す。一方の基板
の内側に線状電極２，５が形成され、基板表面は対とな
る基板の双方とも配向制御膜９，１１となっており、基
板間には液晶組成物１０が挟持されている。この例では
その誘電異方性は正と仮定しているが、負の液晶組成物
では液晶分子の長軸と短軸の方向を入れ換えるだけでＩ
ＰＳ方式は同様に実現可能である。
【００３９】棒状の液晶分子１０は、配向制御膜９，１
１との結合により両基板界面において共に電極２，５長
手方向（図１０（ｃ）正面図）に若干の角度をもつ方向
３０の向きに配向制御されており、電界無印加時には液
晶層内ではほぼ一様にこの初期配向方向を向いた状態と
なっている。ここで、画素電極５と共通電極２のそれぞ
れに異なる電位を与え、それらの間の電位差により液晶
組成物層に電界２６を印加すると、液晶組成物が持つ誘
電異方性と電界との相互作用により図１０(ｂ)，（ｄ）
に示したように液晶分子は電界方向にその向きを変え
る。このとき液晶組成物層の屈折異方性と偏光板１６の
作用により本液晶表示装置の光学特性が変化し、この変
化により表示を行う。
【００４０】本発明の課題である残像，画像の焼き付け
現象は、人間の視感度が最も敏感な暗レベル又は中間調
領域で著しい輝度変化を示すため問題となっている。
【００４１】以下、残像現象について説明する。
【００４２】平面状のＩＴＯなどの透明導電膜を用いる
ＴＮ方式において、表示のための電界を印加すると電極
エッジの一部の領域を除いて、表示領域全面に均一な電
界が形成される。しかし電極エッジ領域には中央部分と
は異なり電界の集中が発生し、液晶の動作自身も均一な
電界が形成されている中央部分のそれとは異なることが
ある。また液晶中にイオン性成分が含まれる場合には電
界が集中する電極エッジ領域に特異的に集まり残像など
の表示不良を誘発することが知られている。従って、Ｔ
Ｎ方式はこの電極エッジ領域をブラックマトリクスなど
を用いて遮光し表示には影響しない構成にしている。
【００４３】一方、ＩＰＳ方式では細長い櫛歯状又は短
冊状の電極を用いて電界を印加するため、電極間に形成
される基板面にほぼ平行な電界が印加される領域に加
え、電界が集中し易い電極端部（エッジ）の領域も表示
に寄与する。特に、櫛歯状又は短冊状の電極の数が増え
る場合、又は電極の少なくとも一方が透明導電膜で形成
され電極上の領域も画像の表示領域として用いる場合に
は、電界集中し易い電極端部（エッジ）の割合が増える
ため電極端部（エッジ）が表示に与える影響はさらに大
きくなり無視できない。また、液晶層の厚みＤに比べ電
極間隔Ｌが狭い場合には相対的に電極エッジの電界集中
もさらに増大し、また表示領域全体に占めるエッジ領域
の面積割合も増加する。
【００４４】このような電界集中が見られる場合の残像
の抑制策を鋭意検討した結果、以下の２通りの方法が効
果的であることが分かった。
【００４５】（１）液晶／配向制御膜の界面で対策する
方法。
【００４６】（２）液晶セルの構成を変更して電界集中
の影響を低減する方法。
【００４７】以下にそれぞれについて詳しく述べる。
【００４８】先ず、電界が強い場合、液晶中のイオン性
成分が電界の最も強い電極エッジ近傍に掃き寄せられ、
配向制御膜表面に吸着し、それが残留することによって
残像として認識されると考えられる。
【００４９】そこで本発明者らが鋭意検討した結果、配
向制御膜の膜質を変えることで液晶中のイオン性成分の
吸着挙動が大きく影響を受けることを見出した。
【００５０】配向制御膜は、通常ポリイミド系材料が広
く用いられている。これらポリイミド系の配向制御膜
は、一般にはその前駆体であるポリアミック酸ワニスを
塗布し、焼成処理による脱水縮合反応、いわゆるイミド
化反応により耐熱性の高いポリイミド膜を形成する。そ
の後、ラビング処理を施し液晶の配向制御膜として用い
られる。一般にはイミド化の割合、いわゆるイミド化率
は材料組成、すなわち構成成分である酸無水物やジアミ
ン化合物、さらに焼成温度や時間などのプロセス条件に
より大きな影響を受ける。本発明者がポリアミック酸か
らなる数種の配向制御膜を用いて検討した結果、ポリイ
ミド又はポリアミック酸を構成する酸無水物やジアミン
化合物の分子構造に依存するところもあるが、むしろ相
対イミド化率との相関が大きいことが分かった。図１１
には、組成の異なる液晶組成物に対し、様々なポリアミ
ック酸化合物からなる配向制御膜の組み合わせで、残像
強度とそれらの相対イミド化率の相関関係を示した。こ
こで、相対イミド化率とは、赤外吸収スペクトル上の１
５００cm-1付近のベンゼン環骨格のＣ＝Ｃ伸縮振動ピー
ク強度Ｉ（Ｃ＝Ｃ）に対する１３８０cm-1付近のイミド
結合のＣ−Ｎ伸縮振動ピーク強度Ｉ（Ｃ−Ｎ）の比率Ｒ
＝Ｉ（Ｃ＝Ｃ）／Ｉ（Ｃ−Ｎ）を用い、ポリアミック酸
がほぼ完全にイミド化反応すると想定される３００℃、
１時間の焼成イミド化したサンプルの上記比率Ｒ0＝Ｉ0
(Ｃ＝Ｃ）／Ｉ0(Ｃ−Ｎ） を１００としたときの相対
値、 相対イミド化率(％)＝(Ｒ／Ｒ0)×１００＝｛Ｉ(Ｃ＝Ｃ)／Ｉ(Ｃ−Ｎ)} ／{Ｉ0(Ｃ＝Ｃ)／Ｉ0(Ｃ−Ｎ)}×１００ …（１） と定義している。この測定方法は、電極が付いた基板を
切り出し、それをＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲ法による直接測定
又はサンプルを削りだしマイクロペレットに成形後ＩＲ
の吸収スペクトルを測定し、その後そのサンプルを３０
０℃、１時間の焼成イミド化処理後同様の測定を行い、
上式（１）に従い相対イミド化率を決定する。従って、
図１１から分かるように、相対イミド化率約６０％以上
で残像強度が著しく減少しており、配向制御膜の相対イ
ミド化率約６０％以上が効果的であることが分かった。
また望ましくは相対イミド化率約７０％以上が好適であ
ることが分かった。さらにポリアミック酸系以外にポリ
アミック酸エステルを用いても同様の効果が得られ、ま
たメチルエステル，エチルエステル，プロピルエステル
のようなアルキル部分が比較的短いものが有効であるこ
とが分かった。
【００５１】また先に述べたように残像強度と画素電極
近傍に残留する直流電位の大きさとの相関が認められな
いこともあることから、画像の焼き付き，残像は電気的
な要因のみというよりはむしろ基板面内方向の液晶分子
のねじれ変形の戻り難さ、いわゆる液晶／配向制御膜界
面の相互作用に基づくとも考えられる。
【００５２】そこで本発明者らが鋭意検討した結果、Ｉ
ＰＳ方式の画像の焼き付き，残像現象の発生は、電界印
加による液晶分子の面内捻れ変形に基づき発生する回転
トルクにより、液晶分子の初期配向の方向１０を規制し
ている配向制御膜表面が弾性変形し、その変形・クリー
プが液晶配向方向の残留した歪み（残留した画像）であ
ることが分かった。この残留した歪みがある有限の遅延
時間とともに回復していく場合が残像、また永久変形の
場合には画像の焼き付きとなる。
【００５３】この液晶の回転トルクの大きさＷは、 Ｗ＝Ｋ2・Δθ／ｄｍ …（２） ここで、Ｋ2 は液晶のツイスト弾性定数、Δθは液晶の
最大回転角、ｄｍは配向制御膜界面から液晶の最も回転
する部分までの距離に相当し、一般的には液晶セルギャ
ップの約半分に相当すると考えられる。ところが先に述
べたように電極エッジ近傍に電界が集中する場合には、
その領域の液晶の回転角Δθも液晶層全体の平均的な回
転角よりは大きくなり、さらに電極近傍の電界が強い
分、最も回転する領域が電極近傍に近づき配向制御膜界
面から最大回転角度までの距離ｄｍが小さくなるため、
実効的な回転トルクＷが増加すると考えられる。従っ
て、電界集中が起こりやすい櫛歯状又は短冊状の電極の
エッジ近傍の領域では配向制御膜表面の弾性変形量が増
加する。特に、透明導電膜で電極が形成されている場合
にはその割合がさらに増加する。
【００５４】したがって、このような残像現象の発生を
低減する方法としては、（１）ツイスト弾性定数の小さ
な液晶組成物を用い面内捻れ変形による回転トルクＷの
大きさを減少させること、または（２）配向制御膜の弾
性率を増大させ、液晶分子の駆動による回転トルクＷの
影響を受け難い高弾性率の高分子表面を形成することが
有効であることが分かった。
【００５５】配向制御膜の高弾性率化を図るための具体
策としては、配向制御膜を構成するポリマーの分子構造
が剛直で直線性に富んだ構造であることが望ましく、ま
た分子量をなるべく小さくするのが好ましい。さらには
単分散系にするのが良い。また配向制御膜の塗布・焼成
硬化・ラビング配向処理後の光架橋反応により高次のネ
ットワークを構築し、力学的に強度を高めるのも良い。
分子量を５,０００ 以上に大きくすることによって、ポ
リマー鎖間の凝集力を増加させ、弾性率の増加を図るこ
とも可能である。しかし、一方で分子量が300,000以上
に大きくなると、配向制御膜ワニスの融液状態でポリマ
ー鎖の絡み合いが発生し、ポリマー鎖の密度の高いパッ
キングが妨げられることがある。
【００５６】また高分子の分子軸の回転を可能にする結
合基、−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＨ2−，−Ｃ（ＣＨ3）
2−，−ＳＯ2−，メタ結合，オルト結合が繰り返し単位
の中に合わせて３個以下であることが望ましい。なぜな
らば、ポリマー主鎖の拡散はほとんど起こらないが、上
記のような結合基が多数存在すると分子軸回りの回転が
容易となり局所的な熱運動が可能となるため、配向制御
膜高分子の弾性率の低下を引き起こす結果となる。この
ような現象は弾性率の温度特性に現れる側鎖の副分散
（Ｔｇ（ｂ））として知られている。また、従来のＴＮ
方式に用いられる配向制御膜ではプレチルト角を制御す
るために直鎖アルキル基等の側鎖を導入する方法が用い
られているが、ＩＰＳ方式では視野角の広さを保持する
ためにも、また上記の観点からもプレチルト角を発生す
る直鎖アルキル基などの長鎖の枝分かれした側鎖官能基
の少ないもの、又はかさ高い側鎖置換基を持たないポリ
マーが好適である。したがって、このようなポリマーを
配向制御膜に用いることにより、プレチルト角（界面チ
ルト角）も５度以下の低い角度に抑えられＩＰＳ方式の
特徴である広視野角確保のためにも効果的である。従っ
て、先に述べたポリアミック酸エステル系の配向制御膜
もメチルエステル基，エチルエステル基，プロピルエス
テル基のようなアルキル基の長さが短いものが好適であ
る。
【００５７】またポリマー配向制御膜の弾性率は周囲の
環境条件、特に温度により大きな影響を受けることが知
られている。この観点から上記のような高弾性率配向制
御膜の選定の指標として弾性率以外に配向制御膜高分子
のガラス転移点Ｔｇがある。このＴｇが高ければ高いほ
ど配向制御膜の高い弾性率が保証されることになる。こ
のＴｇの大きさと本発明の課題であるＩＰＳ方式の残像
の大きさの相関をとると配向制御膜のＴｇが２２０℃を
越えるものが表示性能の許容値を満足する程度までに残
像を低減できることがわかった。したがって配向制御膜
のＴｇが２２０℃以上のポリマーが望ましい。このＴｇ
は配向制御膜ポリマーのバルクの値であり、実際に液晶
／配向制御膜界面に係わる配向制御膜表面のＴｇは大き
く見積もっても約１００℃の低下が予想される。したが
って、実際に液晶表示装置としての動作が保証されてい
る−３０℃から７０℃の範囲では配向制御膜表面の弾性
率の低下はほとんどないと考えられる。また、実際に用
いる液晶セルでは配向制御膜と液晶の界面における界面
Ｔｇと、用いる液晶のネマティック−等方相の転移温度
Ｔ（Ｎ−Ｉ）の間に以下のような関係が考えられる。液
晶の回転トルクＷの大きさは、先に示した式（２）から
分かるように主に液晶のツイスト弾性定数Ｋ2 に比例す
る。また液晶のツイスト弾性定数Ｋ2 は液晶の温度上昇
と共に徐々に低下し、ネマティック−等方相の相転移温
度Ｔ（Ｎ−Ｉ）で急激に減少する。即ち、Ｔ（Ｎ−Ｉ）
点以上では、液晶の回転トルクＷが非常に小さくなり、
配向制御膜への応力負荷が著しく減少する。したがっ
て、配向制御膜の表面または液晶層との界面近傍のガラ
ス転移温度Ｔｇが液晶のＴ（Ｎ−Ｉ）温度よりも高い
（Ｔｇ＞Ｔ（Ｎ−Ｉ））場合は、配向制御膜表面は非常
に硬いガラス状態に近い状態として存在し、液晶の回転
トルクＷによる弾性変形を受け難くなり、残像の抑制，
低減に有効である。
【００５８】以上のような観点から、本発明に用いる配
向制御膜の合成材料であるアミン成分の化合物およびそ
の他共重合可能な化合物は、例えば、芳香族ジアミンと
しては、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジア
ミン、２，４−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノト
ルエン、２，６−ジアミノトルエン、ジアミノデュレ
ン、ベンジジン、Ｏ−トリジン、３，３′−ジメトキシ
ベンジジン、４，４″−ジアミノターフェニル、１，５
−ジアミノナフタレン、２，７−ジアミノフルオレン、
４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジ
アミノジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノジフ
ェニルメタン、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミ
ノジフェニルメタン、２，５−ジアミノピリジン、４，
４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，
２−ビス｛４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル｝プ
ロパン、２，２−ビス｛４−（ｐ−アミノフェノキシ）
フェニル｝ヘキサフルオロプロパン、４，４′−ビス
（ｍ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルフォンなどが
挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５９】一方、酸成分の化合物およびその他共重合
可能な化合物は例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水
物としては、ピロメリット酸二無水物，メチルーピロメ
リット酸二無水物，ジメチレントリメリテート酸二無水
物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物，ジメチレントリメリテート酸二無
水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルスルホンテト
ラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ジフェニ
ルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，
４′−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、脂
環式テトラカルボン酸二無水物としては、１，２，３，
４−ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４
−ビスシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，
２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水
物、などが挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。
【００６０】また、溶剤については例えば極性を有する
Ｎ−メチル−２−ピロリドン，ジメチルホルムアミド，
ジメチルアセトアミド，ジメチルスルホキサイド，スル
フォラン，ブチルラクトン，クレゾール，フェノール，
シクロヘキサノン，ジメチルイミダゾリジノン，ジオキ
サン，テトラヒドロフラン，ブチルセルソルブ，ブチル
セルソルブアセテート，アセトフェノンなどを用いるこ
とができる。
【００６１】更に、有機高分子中に例えばγ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、δ−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノ
プロピルトリメトキシシランなどのアミノ系シランカッ
プリング剤，エポキシ系シランカップリング剤，チタネ
ートカップリング剤，アルミニウムアルコレート，アル
ミニウムキレート，ジルコニウムキレートなどの表面処
理剤を混合もしくは反応することもできる。配向制御膜
の形成は一般的なスピンコート，印刷，刷毛塗り、スプ
レー法などによって行うことができる。
【００６２】用いる液晶としては、例えば４−置換フェ
ニル−４′−置換シクロヘキサン、４−置換シクロヘキ
シル−４′−置換シクロヘキサン、４−置換フェニル−
４′−置換ジシクロヘキサン、４−置換ジシクロヘキシ
ル−４′−置換ジフェニル、４−置換−４″−置換タ−
フェニル、４−置換ビフェニル−４′−置換シクロヘキ
サン、２−（４−置換フェニル）−５−ピリミジン、２
−（４−置換ジオキサン）−５−フェニル、４−置換安
息香酸−４′−フェニルエステル、４−置換シクロヘキ
サンカルボン酸−４′−置換フェニルエステル、４−置
換シクロヘキサンカルボン酸−４′−置換ビフェニルエ
ステル、４−（４−置換シクロヘキサンカルボニルオキ
シ）安息香酸−４′−置換フェニルエステル、４−（４
−置換シクロヘキシル）安息香酸−４′−置換フェニル
エステル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸−
４′−置換シクロヘキシルエステル、４−置換−４′−
置換ビフェニル等を挙げることができ、これらの化合物
の中でも、少なくても分子の一方の末端にアルキル基，
アルコキシ基，アルコキシメチレン基，シアノ基，フッ
素基，ジフッ素基，トリフッ素基を有する多成分系の混
合液晶組成物が用いられる。
【００６３】また、上記のようなラビング処理により配
向制御をするポリイミド配向制御膜層ではなく、選択的
に光化学反応を生じさせるように偏光光照射処理された
光反応性配向制御膜を用いても良い。
【００６４】一般的に、光反応性配向制御膜は強いねじ
れ結合と十分な（数度以上）界面チルト角を付与するこ
とが困難とされてきた配向制御方法であるが、ＩＰＳ方
式においては従来のＴＮ方式に代表される縦電界方式と
異なり界面チルトが原理的に必要なく、界面チルト角が
小さいほど視角特性が良いことが知られている。上記の
光反応性配向制御膜では界面チルト角が非常に小さなも
のとなることは逆に好都合であり、良好な視角特性が期
待できる。
【００６５】また、このような光反応性の配向制御膜材
料の中に光、または熱、または放射線の照射で硬化する
ポリマー前駆体を前もって混入させ、光配向処理と同時
またはその前後に上記の硬化処理を行うことによって、
光反応性配向制御膜の高弾性率化を可能としＩＰＳ特有
の残像を更に低減することができる。また、上記のよう
なポリマー前駆体の混入以外の方法としては、光配向制
御膜と基板の間に前記光配向制御膜よりも厚くかつ透明
な有機高分子層を介在させ、配向制御膜全体の高弾性率
化を図り、本発明の目的を達成することが可能である。
絶縁性が高く、透明な有機高分子層の材料としてはアク
リル系、またはエポキシアクリレート系の有機高分子材
料が好適である。
【００６６】また更に、本発明の課題である残像現象
は、配向制御膜の膜質のみではなく画素構造にも影響を
受けることも分かった。すなわち、画素構造を変更する
ことで上述の電極エッジ領域の電界集中を軽減すること
が可能であることが分かった。
【００６７】具体的には、電極群が形成されている基板
側の配向制御膜と、画素電極または共通電極のうち配向
制御膜に近い方の電極との間に少なくとも１層以上の絶
縁膜を介在させることによって、電極エッジ領域の電界
の密度を低減することができる。また、画素電極，共通
電極部分は通常電極の厚みに相当する段差が配向制御膜
表面に発生する。この場合にはその形状効果も働き、電
界の集中があるため絶縁膜を形成することで平坦化し段
差エッジの効果を低減することが有効である。さらに絶
縁膜は厚い方がより有効に電界集中を低減し、また誘電
率の小さな物質を用いるとさらに効果的である。望まし
くは液晶層の平均誘電率より小さな誘電率の絶縁膜材料
が良い。電界を緩和させるために十分な厚さの絶縁膜を
平坦化させて形成するためには、スピン塗布，印刷，デ
ィップなどの塗布方式による製膜方法が望ましい。例え
ば、無機膜に比べ一般に誘電率が低い有機膜や、低誘電
率で厚膜化が可能なポリシロキサン系のような無機の塗
布膜材料も効果的である。また、一般にポリイミド系の
配向制御膜も誘電率約４の絶縁膜として働くため、上記
の絶縁膜と同様、配向制御膜の膜厚が厚い方が望まし
い。さらに一層で厚膜化，平坦化、更に絶縁性を両立さ
せることが困難な場合には、少なくとも２層以上の積層
膜としてそれらの機能を分担して形成することが有効で
ある。例えば、絶縁性の高い窒化珪素，酸化珪素などの
無機の絶縁膜の上に、厚膜，平坦化が容易な有機の塗布
膜又は無機系のポリシロキサンなどの塗布膜を積層して
所望の絶縁膜を形成しても良い。
【００６８】そこで本発明に係わる第一の実施の形態と
して、液晶層中に電界を発生させる画素電極と共通電極
の少なくとも一方、もしくは両方を透明導電膜で構成し
たＩＰＳ方式の液晶表示装置を検討した。図１は、本発
明の第一の実施形態である液晶表示装置の構成を説明す
る画素部分の側断面図である。図２は、本発明の第一の
実施形態である液晶表示装置の電極構造を示す正面図で
ある。
【００６９】図１及び図２に示すように、本発明の第一
の実施形態である液晶表示装置５０は、一対の透明なガ
ラス製の基板１，１５と、基板１，１５の間に挟持され
た液晶１０と、電圧印加によって図１中の符号２６で摸
式的に示される基板面に平行な成分を有する電界を発生
させるよう、基板１に形成された共通電極２及び画素電
極５並びに信号電極６及び能動素子である薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）１７と、基板１，１５上の液晶１０に接
触する面上に形成された液晶の配向制御膜９，１１と、
液晶の配向状態に応じて光学特性を変える光学手段であ
る偏光板１６とからなる。尚、能動素子としては、他に
薄膜ダイオードも使用可能であるが、スイッチング素子
としての動作特性に優れたＴＦＴの使用が好ましい。
【００７０】そして、本発明の第一の実施形態である液
晶表示装置５０では、薄膜トランジスタ１７の作用によ
り共通電極２と画素電極５との間に電界２６を発生さ
せ、液晶１０の液晶分子を電界２６と直交するように基
板１とほぼ平行な面内でスイッチ動作させることによっ
て画像表示を行う。
【００７１】以上の本発明の第一の実施形態である液晶
表示装置を使用して、画素電極５と配向制御膜９との間
に介在する絶縁膜７、又は保護絶縁膜８の膜厚と残像の
レベルとの相関を検討した結果、絶縁膜又は保護膜７，
８の膜厚が厚くなるほど残像のレベルが低下していく傾
向があることが分かった。
【００７２】電界が集中し易い電極エッジ部分に絶縁膜
を形成することにより、電気力線の密度が低下し、集中
の程度が緩和される。さらに、液晶の回転トルクＷによ
る界面の戻り難さに対しては液晶の最大回転角度までの
距離ｄｍをできる限り電極側界面から遠ざけることが有
効である。
【００７３】図１２（ａ）は、電極幅ｗ，電極間隔Ｌの
２本の短冊状電極の電極間の中間の位置での電界強度Ｅ
の変化を液晶層の厚み方向ｄに対して見積もった結果で
ある。図１１（ｂ）は図１１（ａ）に対応する微分係
数、いわゆる電界強度変化の変化率をプロットしたもの
である。
【００７４】電極幅Ｗが減少すると、図１１（ａ）に示
す電界強度Ｅの相対変化が僅かながら減少傾向を示すが
ほとんど同じ傾向を示した。図１１（ａ）から分かるよ
うに電極の近傍（ｄ＝０）から対向基板の配向制御膜近
傍（ｄ＝Ｄ）の範囲で、電界の強度は電極の近傍（２ｄ
／Ｌ≒０）が最も強く、それから遠ざかるほど電界強度
は減少していく傾向を示す。またＬ≒２Ｄを境にして、
Ｌ＞２Ｄの範囲ではセル厚方向に電極近傍との電界強度
比は数分の一の範囲にあるが、Ｌ＜２Ｄの範囲になると
その比は１桁以上に増大する。従って、Ｌ＜２Ｄの範囲
では液晶の最大回転角度を与える位置ｄｍが電極近傍に
著しく近づくため、式（２）により電極近傍の液晶／配
向膜界面に与える回転トルクＷも著しく大きくなり残像
強度も大きくなる。
【００７５】そこで、本発明の第一の実施形態で示した
ように、配向制御膜とそれに近い電極、この場合画素電
極５との間に絶縁膜７、及び保護絶縁膜８からなる膜厚
Ｔの絶縁膜を形成することによって、電極側の配向制御
膜近傍（ｄ≒Ｔ）の電界強度Ｅ（ｄ≒Ｔ）に対する、そ
れと対向する配向制御膜近傍（ｄ≒Ｄ）の電界強度Ｅ
（Ｄ）の相対的な比率を増加させることが可能である。
それによって、液晶の最大回転角度を与える位置ｄｍを
電極界面から遠ざけることができ、液晶の回転トルクＷ
を低減し、残像強度を低減・抑制することが可能にな
る。
【００７６】また図１１（ｂ）から分かるように、電界
強度の減少の変化率が最も急峻な点、２ｄ／Ｌ≒１／２
以上で電界強度の減少率が緩やかになる。従って、２ｄ
／Ｌ≒１／２の点まで絶縁膜を形成することによって、
すなわち膜厚Ｔを電極間隔Ｌの１／４以上にすることに
よって電界強度の変化が緩やかになり、また電極近傍の
電界強度が相対的に半減し、液晶の最大回転角度を与え
る位置ｄｍを電極界面から遠ざけることができる。さら
に、絶縁膜の膜厚Ｔを電極間隔Ｌの１／２以上にするこ
とによって、電極が形成されている基板の配向制御膜近
傍の電界強度をさらに低減することができるためより効
果的である。また絶縁膜の誘電率εPASの誘電率が小さ
い方がより薄い膜厚で上述の効果が達成でき、さらに液
晶層の平均誘電率εLCよりも小さい方がより有効で望ま
しい。
【００７７】次に、本発明の第二の実施形態として、電
圧を印加されて液晶層中に電界を発生させる画素電極と
共通電極の少なくとも一方、若しくは両方を透明導電膜
で構成し、絶縁膜を挟んで絶縁性を確保しつつ、画素の
開口部で少なくともそれぞれの一部同士を重畳させて付
加容量を形成し、画素の開口部の面積を減少させること
なく、その重畳部分の付加容量を保持容量として活用す
る構成のＩＰＳ方式液晶表示装置を検討した。
【００７８】図３は、本発明の第二の実施形態である液
晶表示装置の構成を説明する画素部分の断面図である。
図４は、本発明の第二の実施形態である液晶表示装置の
電極構造を示す平面図である。
【００７９】図３及び図４に示すように、本発明の第二
の実施形態である液晶表示装置150は、一対の透明なガ
ラス製の基板１０１，１１５と、基板１０１，１１５の
間に挟持された液晶１１０と、電圧印加によって図３中
の符号１２６で摸式的に示される基板面に平行な成分を
有する電界を発生させるよう、基板１０１に形成された
共通電極１０２及び画素電極１０５並びに信号電極１０
６及びアクティブ素子である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)
１１７と、基板１０１，１１５上の液晶１１０に接触す
る面上に形成された液晶の配向制御膜１０９，１１１
と、液晶の配向状態に応じて光学特性を変える光学手段
である偏光板１１６とからなる。
【００８０】そして、本発明の第二の実施形態である液
晶表示装置１５０においては、画素電極１０５と共通電
極１０２との少なくとも一方が透明導電膜を用いて構成
され、該画素の開口部で一部が絶縁膜１０４を介して互
いに重畳し、付加容量を形成する構造を有する。そし
て、薄膜トランジスタ１１７の作用により共通電極102
と画素電極１０５との間に電界１２６を発生させ、液晶
１１０の液晶分子を電界１２６と直交するように基板１
０１とほぼ平行な面内でスイッチ動作させることによっ
て画像表示を行う。
【００８１】また、本発明の第二の実施形態において、
電圧を印加されて液晶層中に電界を発生させる画素電極
と共通電極の少なくとも一方、若しくは両方を透明導電
膜で構成し、絶縁膜を挟んで絶縁性を確保しつつ、画素
の開口部で一方の電極を他方の電極に実質的に全部の面
積で重畳させて付加容量を形成し、画素の開口部の面積
を減少させることなく、その重畳部分の付加容量を保持
容量として活用する構成のＩＰＳ方式液晶表示装置も可
能である。このような構成の液晶表示装置においては、
下層の共通電極１０２を櫛歯状にパターニングする必要
が無く、製造工程を簡便化するとともに容量形成を行う
ことができる。かかる液晶表示装置を本発明の第三の実
施形態として検討した。
【００８２】図６は、本発明の第三の実施形態である液
晶表示装置の構成を説明する画素部分の断面図である。
図７は、本発明の第三の実施形態である液晶表示装置の
電極構造を示す平面図である。
【００８３】図６及び図７に示すように、本発明の第三
の実施形態である液晶表示装置250は、一対の透明なガ
ラス製の基板２０１，２１５と、基板２０１，２１５の
間に挟持された液晶２１０と、電圧印加によって図６中
の符号２２６で摸式的に示される基板面に平行な成分を
有する電界を発生させるよう、基板２０１に形成された
共通電極２０２及び画素電極２０５並びに信号電極２０
６及びアクティブ素子である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)
２１７と、基板２０１，２１５上の液晶２１０に接触す
る面上に形成された配向制御膜２０９，２１１と、配向
制御膜２０９と基板上の電極２０２および２０５の間に
介在する絶縁層２０８と、液晶の配向状態に応じて光学
特性を変える光学手段である偏光板２１６とからなる。
【００８４】そして、本発明の第三の実施形態である液
晶表示装置２５０においては、画素電極２０５と共通電
極２０２との少なくとも一方が透明導電膜を用いて構成
され、該画素の開口部で絶縁膜２０４，２０７を介して
互いに重畳し、付加容量を形成する構造を有し、薄膜ト
ランジスタ２１７の作用により共通電極２０２と画素電
極２０５との間に電界２２６を発生させ、液晶２１０の
液晶分子を電界２２６と直交するように基板２０１とほ
ぼ平行な面内でスイッチ動作させることによって画像表
示を行う。
【００８５】本発明の第二及び第三の実施形態において
は、液晶層に電界を印加するための画素電極と共通電極
の間隔Ｌは表示領域内の液晶層の厚みＤよりも小さい
（２Ｄ／Ｌ＞１）ことが殆どである。このような第二，
三の実施形態でも液晶層の厚み方向の電界強度の相対分
布は図１１とほぼ同等である。したがって、電極間隔Ｌ
が表示領域内の液晶層の厚みＤの２倍よりも小さい（２
Ｄ／Ｌ＞１）場合、液晶層の電界の強度が液晶層の厚み
方向に著しい非対称性を示すため、相対的に電極が形成
されている基板側の配向制御膜近傍に著しい電界の集中
が発生する。また、画素電極および共通電極それぞれの
電極端部（エッジ）近傍の領域ではさらに著しい電界集
中が発生し易い。このような場合には先に述べた液晶中
のイオン性成分の吸着に加え、上述の液晶配向制御膜の
界面の弾性変形が増加し著しい残像が発生し易い。
【００８６】そこで本発明の第二の実施形態において、
画素電極１０５と配向制御膜１０９との間に介在する保
護絶縁膜１０７，１０８の膜厚Ｔと残像のレベルとの相
関を検討した結果、保護絶縁膜１０７，１０８の膜厚Ｔ
が厚くなるほど、残像のレベルが効果的に低下していく
傾向があることが分かった。特にその膜厚Ｔが画素電極
１０５と共通電極１０２の間隔Ｌよりも大きい場合に、
残像の低減効果が大きいことが分かった。また、画素電
極１０５と配向制御膜１０９との間に介在する保護絶縁
膜の膜厚Ｔを単に厚くするばかりではなく、塗布膜など
を製膜方法を用いることにより電極エッジ近傍の段差を
平坦化，テーパー化することにより電極エッジ近傍の保
護絶縁膜の膜厚を目標膜厚以上に厚くすることができる
ため電極エッジ近傍の電界集中を効果的に緩和すること
が可能である。その際、電極の最上部の液晶と接する配
向制御膜表面の段差が５０ｎｍ以下に平坦化されている
とより効果的である。
【００８７】さらに、画素電極１０５と共通電極１０２
の間の絶縁膜１０４の膜厚を厚くすることによっても残
像のレベルは低減され、電極間の絶縁膜を厚膜化するこ
とも有効であることが分かった。これは電極間の絶縁膜
の膜厚Ｔを厚くすることは電極間隔Ｌを増加させたこと
に対応し、図１１における２Ｄ／Ｌを小さくしたことに
相当する。２Ｄ／Ｌを小さくすると、電極が形成してあ
る基板と対向する基板側の電界強度を相対的に増加させ
たことに相当し、実効的に液晶層の最大回転位置ｄｍを
増加させ、電極近傍から遠ざけるように働くため残像を
低減することができる。
【００８８】また、そこで本発明の第三の実施形態にお
いて、画素電極２０５と配向制御膜２０９との間に介在
する保護絶縁膜２０８の膜厚と残像のレベルとの相関を
検討した結果、保護絶縁膜２０８の膜厚が厚くなるほど
残像のレベルが低下していく第二の実施形態の場合と同
様の傾向があることが分かった。さらに、画素電極２０
５と共通電極２０２の間の絶縁膜２０７，２０４の膜厚
を厚くすることによっても残像のレベルは低減され、第
二の実施形態の場合と同様、電極間の絶縁膜を厚膜化す
ることも有効であることが分かった。
【００８９】このとき、画素電極と共通電極の少なくと
も一方を構成する透明導電膜の材料としては、特に制限
はないが、加工の容易さ，信頼性の高さ等を考慮してイ
ンジウム−チン−オキサイド（ＩＴＯ）のようなチタン
酸化物にイオンドープされた透明導電膜、またはイオン
ドープされた亜鉛酸化物が望ましい。
【００９０】また、重畳部分に挟まれている絶縁膜につ
いては、特に制限はないが、高い信頼性を有する材料で
ある窒化珪素，酸化チタン，酸化珪素、及びそれらの混
合物が使用可能である。また、それらの無機系の絶縁膜
に加えて有機材料、例えば有機高分子材料の絶縁膜を積
層し保持容量を形成しても良い。その際、絶縁性，透明
性に優れるアクリル系、またはエポキシアクリレート系
の有機高分子材料を用いると良い。 〔実施例〕 （実施例１）以下、本発明の第１の実施形態である液晶
表示装置の具体的構成である、本発明の第１の実施例に
ついて図１及び図２、更に後に説明する図８及び図９を
用いて説明する。
【００９１】本発明の第１の実施例である液晶表示装置
５０の製造において、基板１としては、厚みが０.７mm
で表面を研磨したガラス基板を用いる。基板１上には電
極２，５，６，１８の短絡を防止するための絶縁膜４，
薄膜トランジスタ１７及び電極５，６を保護する保護絶
縁膜７を形成してＴＦＴ基板５１とする。
【００９２】図２は、薄膜トランジスタ１７及び電極
２，５，６の構造を示し、図２（ａ）は平面図、図２
（ｂ）はＡ−Ａ′線に沿った断面図、図２（ｃ）はＢ−
Ｂ′線に沿った断面図である。尚、図１は図２（ａ）の
Ｃ−Ｃ′線に沿った断面図である。
【００９３】薄膜トランジスタ１７は画素電極５，信号
電極６，走査電極１８及びアモルファスシリコン１９か
ら構成される。共通電極２と走査電極１８はアルミニウ
ム膜、そして信号電極６と画素電極５はクロム膜をパタ
ーニングして形成し、画素電極５と共通電極２との間隔
Ｌは７μｍとした。
【００９４】尚、共通電極２と画素電極５については低
抵抗でパターニングの容易なクロム膜を使用したが、Ｉ
ＴＯ膜を使用し、透明電極を構成して、より高い輝度特
性の達成することも可能である。
【００９５】絶縁膜４と保護絶縁膜７は窒化珪素からな
り、膜厚はそれぞれ０.２μｍ と０.３μｍ とした。ま
たその上に形成された保護絶縁膜８はアクリル系の有機
高分子からなり、膜厚は０.３ μｍとした。容量素子は
２本の画素電極５の間に結合する領域において画素電極
５と共通電極２で絶縁膜４を挟む構造として形成する。
画素電極５は図２（ａ）において、３本の共通電極２の
間に配置されている。画素数は１０２４×３（Ｒ，Ｇ，
Ｂに対応）本の信号電極６と７６８本の走査電極１８と
から構成される１０２４×３×７６８個とする。
【００９６】次に、配向制御膜として、ｐ−フェニレン
ジアミン１.０ モル％をＮ−メチル−２−ピロリドン中
に溶解させ、これに３，３′，４，４′−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物１モル％を加えて２０℃で１２
時間反応させて、標準ポリスチレン換算重量平均分子量
が約５０，０００ のポリアミック酸ワニスを得た。こ
のワニスを６％濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリ
エトキシシランを固形分の０.３ 重量％添加後、ＴＦＴ
基板５１の上に印刷形成して２２０℃／３０分の熱処理
を行い、約８０ｎｍの緻密なポリイミド配向制御膜９を
形成する。このように形成した配向制御膜の表面の凹凸
は、画素電極および共通電極付近の段差を含めても約３
５ｎｍ以下に平坦化されていた。
【００９７】次に、ラビングローラに取り付けたバフ布
で配向制御膜表面をラビング処理し、液晶配向能を付与
する。
【００９８】もう一方の基板１５上にはブラックマトリ
クス付きカラーフィルタ１３を形成し、対向カラーフィ
ルタ基板５２とする。図８は、本発明の第１の実施例で
ある液晶表示装置を構成するカラーフィルタ基板の構造
を説明する図である。図８（ａ）は、カラーフィルタ基
板の平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ′
線に沿った断面図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のＢ
−Ｂ′線に沿った断面図である。格子状のブラックマト
リクス１４，Ｒ，Ｇ，Ｂの３色からなるカラーフィルタ
１３，カラーフィルタ保護膜１２が形成されている。カ
ラーフィルタ保護膜１２の上にはＴＦＴ基板５１と同様
の配向制御膜１１を約８０ｎｍの膜厚で形成し、ラビン
グ処理を施し液晶配向能を付与する。
【００９９】本実施例では配向能を付与する方法として
ラビング法を用いたが、それ以外の例えば紫外線硬化型
樹脂溶液を塗布して配向制御膜とし、それに偏光紫外線
光を照射して光化学反応を生じさせることにより液晶配
向能を付与する方法や、水面上に展開した有機分子膜を
基板上に引き上げて形成した配向性の良い多層膜を配向
制御膜として用いる方法なども利用できる。
【０１００】特に後者の二つの方法は、従来十分大きな
界面チルト角を付与することが困難とされてきた配向制
御方法であるが、ＩＰＳ方式においては従来のＴＮ方式
に代表される縦電界方式と異なり界面チルト角が原理的
に必要ないため、ＩＰＳ方式との組み合わせにより量産
性などの実用性を向上させることができる。
【０１０１】次に、これらの２枚の基板をそれぞれの液
晶配向能を有する表面を相対向させて、分散させた球形
のポリマービーズからなるスペーサを介在させて、周辺
部にシール剤を塗布し、セルを組み立てた。２枚の基板
のラビング方向は互いにほぼ並行で、かつ印加電界方向
２６とのなす角度を７５゜とした。このセルに誘電異方
性Δεが正でその値が１０.２(１ｋＨｚ，２０℃）であ
り、屈折率異方性Δｎが０.０７５（波長５９０ｎｍ，
２０℃）、ねじれ弾性定数Ｋ２が７.０ｐＮ、ネマティ
ック−等方相転移温度Ｔ（Ｎ−Ｉ）が約７６℃のネマテ
ック液晶組成物Ａを真空で注入し、紫外線硬化型樹脂か
らなる封止材で封止した。液晶層の厚み（ギャップ）は
４.２μｍ の液晶パネルを製作した。このパネルのリタ
デーション（Δｎｄ）は、約０.３１μｍ となる。ま
た、このパネルに用いた配向制御膜と液晶組成物と同等
のものを用いてホモジニアス配向のセルを作製し、クリ
スタルローテーション法を用いて液晶のプレチルト角を
測定したところ約２度を示した。このパネルを２枚の偏
光板１６で挾み、一方の偏光板の偏光透過軸を上記のラ
ビング方向とほぼ平行とし、他方をそれに直交するよう
に配置した。その後、駆動回路，バックライトなどを接
続してモジュール化し、アクティブマトリクス液晶表示
装置を得た。本実施例では低電圧で暗表示，高電圧で明
表示となるノーマリクローズ特性とした。
【０１０２】図９は、本発明の第一の実施例である液晶
表示装置を駆動するシステムの構成を説明するシステム
図である。液晶表示装置５０は、図９に示すように駆動
LSIが接続され、ＴＦＴ基板５１の上に走査電極駆動用
回路２１，信号電極駆動用回路２２，共通電極駆動用回
路２３を接続し、電源回路及びコントロール回路２４か
ら走査信号電圧，映像信号電圧，タイミング信号を供給
し、アクティブマトリクス駆動を行った。尚、図９にお
いては、薄膜トランジスタ１７の負荷として液晶（ＣＬ
Ｃ）と容量素子（ＣＳ）が接続される様子を各画素毎に
示している。
【０１０３】次に、本発明の第１実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、中間調表示時における広視野角が確認
された。
【０１０４】また、次に、本発明の第一実施例である液
晶表示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に測定する
ため、ホトダイオードを組み合わせたオシロスコープを
用いて評価した。まず、画面上に最大輝度でウインドウ
のパターンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立
つ中間調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となる
ように全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパター
ンが消えるまでの時間を残像時間として評価し、またウ
インドウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変
動分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価
した。但し、ここで許容される残像強度は３％以下であ
る。
【０１０５】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約１％であり、目視による画質残像検
査においても、画像の焼き付け，残像による表示むらも
一切見られず、高い表示特性が得られた。このように上
記配向制御膜を使用することにより画像の焼き付き，残
像の表示不良が低減される液晶表示素子を得ることがで
きた。
【０１０６】また、この液晶表示装置のＴＦＴ基板側な
らびにカラーフィルタ側の配向制御膜９，１１をそれぞ
れ削りだしＫＢｒを用いてマイクロペレットを成形後Ｆ
Ｔ−ＩＲの吸収スペクトルを測定し、その後そのサンプ
ルを３００℃，１時間の焼成イミド化処理し同様の測定
を行い、１５００cm-1付近のベンゼン環骨格のＣ＝Ｃ伸
縮振動ピーク強度Ｉ(Ｃ＝Ｃ）に対する１３８０cm-1付
近のイミド結合のＣ−Ｎ伸縮振動ピーク強度Ｉ（Ｃ−
Ｎ）の比率Ｒ＝Ｉ（Ｃ＝Ｃ）／Ｉ（Ｃ−Ｎ）を用いて、
ポリアミック酸がほぼ完全にイミド化反応すると想定さ
れる３００℃，１時間の焼成イミド化したサンプルの上
記比率Ｒ０＝Ｉ０ （Ｃ＝Ｃ）／Ｉ０（Ｃ−Ｎ）を１０
０としたときの相対値、いわゆる、相対イミド化率
（％）＝（Ｒ／Ｒ０）×１００＝｛Ｉ（Ｃ＝Ｃ）／Ｉ
（Ｃ−Ｎ）｝／｛Ｉ０（Ｃ＝Ｃ）／Ｉ０（Ｃ−Ｎ）｝×
１００を測定した。その結果、相対イミド化率はＴＦＴ
側，カラーフィルタ側の配向制御膜９，１１ともに約７
０％であった。
【０１０７】また、この液晶表示素子の液晶／配向制御
膜界面のガラス転移温度Ｔｇを評価するため、ホットス
テージを用いて、上記輝度変動分ΔＢ／Ｂ（１０％）
（残像強度）の温度依存性を測定した。その結果、室温
から用いた液晶組成物Ａのネマティック−等方相転移温
度Ｔ（Ｎ−Ｉ）近傍の約７３℃までの間は、輝度変動分
ΔＢ／Ｂ(１０％)は約３％以下と一定の値を示した。さ
らに、この液晶組成物Ａとツイスト弾性定数，誘電率異
方性Δεがほぼ同等で、Ｔ（Ｎ−Ｉ）点が１１５℃と高
い別の液晶組成物Ｂを用い、それ以外の液晶セル形成プ
ロセス、材料を全く同じにして作製した液晶表示素子を
用いて、同様な界面Ｔｇの温度依存性を測定した。その
結果、約１００℃を越えた付近で輝度変動分ΔＢ／Ｂ
（１０％）が徐々に増加し、１１０℃では約１０％に達
した。以上の結果から、本実施例に用いた液晶表示素子
の界面Ｔｇは約１００℃と見積もられ、用いた液晶組成
物ＡのＴ（Ｎ−Ｉ）点７６℃よりも高いことが分かっ
た。 （実施例２）用いた配向制御膜以外は実施例１と同様に
して、ｍ−フェニレンジアミン1.0モル％をＮ−メチル
−２−ピロリドン中に溶解させ、これに３，３′，４，
４′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物
１.０ モル％を加え４０℃で６時間反応させ、標準ポリ
スチレン換算重量平均分子量が約２０,０００ のポリア
ミック酸ワニスを得た。このワニスを６％濃度に希釈し
てγ−アミノプロピルトリエトキシシランを固形分の
０.３ 重量％添加後、印刷形成して２２５℃／３０分の
熱処理を行い、約６０ｎｍの緻密なポリイミド配向制御
膜を形成した。
【０１０８】また、上記と同様な製法で得たポリイミド
配向制御膜の表面弾性率を走査型粘弾性顕微鏡（Scanni
ng Viscoelasticity Microscopy 、ＳＶＭと略記する）
装置を用いて評価した。ここで、表面弾性率測定の原理
について簡単に説明する。ＳＶＭは、近年、一般に良く
知られている原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscop
y 、ＡＦＭと略記する）装置を応用し、ＡＦＭの探針と
サンプル表面に斥力が働く領域、すなわち探針が表面に
変形を与える状態でピエゾ素子を用いてサンプルに強制
的に正弦的振動（歪み）を与え、探針からの同じ周期の
応答振動（応力）を検出する。この応力と歪み信号の振
幅および位相差からサンプル表面の動的粘弾性関数を評
価するものである（詳しくは、田中 敬二ほか、高分子
論文集、５３巻（Ｎｏ.１０）、１９９６、ｐ５８２.に
記載されている）。
【０１０９】この装置を用いて、上記のポリイミド配向
制御膜の１０Ｈｚの表面弾性率を測定した結果、約３Ｇ
Ｐａという値を得た。実施例１と同様、このように作製
した液晶表示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に測
定するため、ホトダイオードを組み合わせたオシロスコ
ープを用いて評価した。まず、画面上に最大輝度でウイ
ンドウのパターンを３０分間表示し、その後、残像が最
も目立つ中間調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％
となるように全面を切り換え、ウインドウのエッジ部の
パターンが消えるまでの時間を残像時間として評価し、
またウインドウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの
輝度変動分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度とし
て評価した。但し、ここで許容される残像強度は３％以
下である。
【０１１０】その結果を輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約２％であり、目視による画質残像検
査においても、画像の焼き付け，残像による表示むらも
一切見られず、高い表示特性が得られた。このように上
記配向制御膜を使用することにより画像の焼き付き，残
像の表示不良が低減される液晶表示素子を得ることがで
きた。
【０１１１】また、実施例１同様の方法で、配向制御膜
の相対イミド化率、ならびにこの液晶／配向制御膜の界
面Ｔｇを評価した結果、相対イミド化率はＴＦＴ基板
側，カラーフィルタ基板側ともに約７２％、この界面Ｔ
ｇは約９５℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−
Ｉ）＝７６℃以上であった。 （実施例３）用いた配向制御膜以外は実施例１と同様に
して、４，４′−ジアミノジフェニルメタン１.０ モル
％をＮ−メチル−２−ピロリドンとジメチルアセトアミ
ドの混合溶媒中に溶解させ、これに１，２，３，４−シ
クロペンタンテトラカルボン酸二無水物１.０ モル％を
加え３０℃で１２時間反応させ、その後メチルエステル
化処理を行い、標準ポリスチレン換算重量平均分子量が
約12,000〜150,000 のポリアミック酸メチルエステルの
ワニスを作製した。その後このワニスをゲル浸透クロマ
トグラフィを用いて重量平均分子量が約８０，０００、
重量平均分子量／数平均分子量（ＭＷ／ＭＮ）が１.５
１ の単分散ポリアミック酸ワニスに分集した。このワ
ニスを６％濃度に希釈してγ−アミノプロピルトリエト
キシシランを固形分で０.３ 重量％添加後、印刷形成し
て２２０℃／３０分の熱処理を行い、約６０ｎｍの緻密
なポリイミド配向制御膜を形成した。このように形成し
た配向制御膜の表面の凹凸は、画素電極及び共通電極付
近の段差を含めても約４０ｎｍ以下に平坦化されてい
た。また、このパネルに用いた配向制御膜と液晶組成物
と同等のものを用いてホモジニアス配向のセルを作製
し、クリスタルローテーション法を用いて液晶のプレチ
ルト角を測定したところ約３度を示した。
【０１１２】実施例１と同様、用いた配向制御膜の相対
イミド化率を測定したところ、TFT基板側，カラーフィ
ルタ基板側とも約７５％の相対イミド化率を示した。ま
た、このように作製した液晶表示装置の画像の焼き付
け，残像を定量的に測定するため、ホトダイオードを組
み合わせたオシロスコープを用いて実施例１と同様の評
価をした。まず、画面上に最大輝度でウインドウのパタ
ーンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ中間
調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となるように
全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパターンが消
えるまでの時間を残像時間として評価し、またウインド
ウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動分の
大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価した。
但し、ここで許容される残像強度は３％以下である。
【０１１３】その結果を輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約２％であり、目視による画質残像検
査においても、画像の焼き付け，残像による表示むらも
一切見られず、高い表示特性が得られた。このように上
記配向制御膜を使用することにより画像の焼き付き，残
像の表示不良が低減される液晶表示素子を得ることがで
きた。
【０１１４】また、実施例１同様の方法で評価した配向
制御膜の相対イミド化率はＴＦＴ基板側、カラーフィル
タ基板側ともに約６５％であった。またこのポリイミド
配向制御膜のガラス転移点Ｔｇを走査型サーマル顕微鏡
を用いて評価した。これは原子間力顕微鏡ＡＦＭの探針
の代わりに微小な熱電対を用いて表面のマイクロ示差熱
分析を行う装置であり、これにより本実施例の配向制御
膜のＴｇを評価した結果、約２２５℃という値を得た。 （実施例４）以下、本発明の第２の実施形態である液晶
表示装置の具体的構成である、第４実施例について図３
及び図４を用いて説明する。
【０１１５】本発明の第４の実施例である液晶表示装置
１５０の製造において、基板１０１としては、厚みが
０.７mm で表面を研磨したガラス基板を用いる。基板１
０１上には電極１０２，１０５，１０６，１１８の短絡
を防止するための絶縁膜１０４，薄膜トランジスタ１１
７及び電極１０５，１０６を保護する保護絶縁膜１０７
を形成してＴＦＴ基板１５１とする。
【０１１６】図４は、薄膜トランジスタ１１７及び電極
１０２，１０５，１０６の構造を示し、図４（ａ）は平
面図、図４（ｂ）はＡ−Ａ′線に沿った断面図、図４
（ｃ）はＢ−Ｂ′線に沿った断面図である。尚、図３は
図４（ａ）のＣ−Ｃ′線に沿った断面図である。
【０１１７】薄膜トランジスタ１１７は画素電極１０
５，信号電極１０６，走査電極１１８及びアモルファス
シリコン１１９から構成される。走査電極１１８はアル
ミニウム膜をパターニングし、信号電極１０６はクロム
膜をパターニングし、そして共通電極１０２と画素電極
１０５とはＩＴＯをパターニングして形成する。
【０１１８】絶縁膜１０４と保護絶縁膜１０７は窒化珪
素からなり、膜厚はそれぞれ０.５μｍと０.３μｍとし
た。またその上に形成された保護絶縁膜１０８は誘電率
約４のアクリル系の有機高分子からなり、膜厚は約０.
２μｍ とし、表示領域の共通電極１０２，画素電極１
０５の段差起因の表面の凹凸を平坦化した。容量素子１
２０は２本の画素電極１０５の間に結合する領域及び開
口部領域において画素電極１０５と共通電極１０２で絶
縁膜１０４を挟む構造として形成する。画素電極１０５
は図４（ａ）において、３本の共通電極１０２の間に配
置されている。尚、本実施例においては共通電極を３本
としているが、画素電極間の櫛歯状部分の間隔を狭めて
櫛歯部分の本数を増やし、それに対応して共通電極の本
数を増加させることも可能である。画素数は１０２４×
３（Ｒ，Ｇ，Ｂに対応）本の信号電極１０６と７６８本
の走査電極１０８とから構成される１０２４×３×７６
８個とする。
【０１１９】次に、ＴＦＴ基板５１の上には実施例１と
同様のポリイミド系配向制御膜109を８０ｎｍの膜厚で
形成し、表面の凹凸の段差は約４８ｎｍとなり、電極に
よる段差約１５０ｎｍを大幅に平坦化した。さらにその
平坦化された表面には液晶を配向させるためのラビング
処理を施し液晶配向能を付与した。
【０１２０】基板１１５上には、本発明の第１実施例で
ある液晶表示装置５０と同様の構成のブラックマトリク
ス１１４付きカラーフィルタ１１３を形成し、対向カラ
ーフィルタ基板１５２とした。カラーフィルタ保護膜１
１２の上にはＴＦＴ基板151と同様の配向制御膜１１１
を８０ｎｍの膜厚で形成し、ラビング処理を施し液晶配
向能を付与する。
【０１２１】ＴＦＴ基板１５１及びカラーフィルタ基板
１５２における配向制御膜１０９，１１１のラビング方
向は互いにほぼ平行とし、かつ印加電界１２６の方向と
のなす角度を７５度とした。これらの基板間に平均粒径
が４μｍの高分子ビーズをスペーサとして分散し、ＴＦ
Ｔ基板１５１とカラーフィルタ基板１５２との間に液晶
１１０を挟み込んだ。
【０１２２】液晶１１０は、実施例１と同じ液晶組成物
Ａを用いた。この液晶組成物Ａの平均誘電率εLCは約１
０であった。
【０１２３】ＴＦＴ基板１５１とカラーフィルタ基板１
５２とを挟む２枚の偏光板１１６はクロスニコルに配置
した。そして、第四の実施例である液晶表示装置１５０
においては、低電圧で暗状態，高電圧で明状態をとるノ
ーマリークローズ特性を採用した。
【０１２４】そして、本発明の第４の実施例である液晶
表示装置を駆動するシステムの構成は第１実施例と同様
であるので、構成の詳細は省略する。
【０１２５】次に、本発明の第４実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、中間調表示時における広視野角が確認
された。
【０１２６】また、次に、このように作製した液晶表示
装置の画像の焼き付け，残像を定量的に測定するため、
ホトダイオードを組み合わせたオシロスコープを用いて
評価した。まず、画面上に最大輝度でウインドウのパタ
ーンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ中間
調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となるように
全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパターンが消
えるまでの時間を残像時間として評価し、またウインド
ウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動分の
大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価した。
但し、ここで許容される残像強度は３％以下である。
【０１２７】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約２％であり、目視による画質残像検
査においても、画像の焼き付け，残像による表示むらも
見られず、高い表示特性が得られた。このように上記配
向制御膜を使用することにより画像の焼き付き，残像の
表示不良が低減される液晶表示素子を得ることができ
た。
【０１２８】また、実施例１同様の方法で、配向制御膜
の相対イミド化率、ならびにこの液晶／配向制御膜の界
面Ｔｇを評価した結果、相対イミド化率はＴＦＴ基板
側，カラーフィルタ基板側ともに約７６％、この界面Ｔ
ｇは約９０℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−
Ｉ）＝７６℃以上であった。さらに、実施例３同様の方
法で、このポリイミド配向制御膜のガラス転移点Ｔｇを
走査型サーマル顕微鏡を用いて評価した結果、約２３０
℃という値を得た。 （実施例５）本発明の液晶表示装置の第５の実施例は図
５に示すように、画素電極１０５の直上に形成される保
護絶縁膜が１０８の一層からなり、窒化珪素からなる保
護絶縁膜１０７が有効な表示領域にはない構成になって
いる以外はほとんど第４の実施例と同じである。
【０１２９】画素電極１０５の上に形成された保護絶縁
膜１０８は誘電率約４のエポキシアクリレート系の有機
高分子材料からなり、膜厚は約０.３ μｍとし、表示領
域の共通電極１０２，画素電極１０５の段差起因の表面
の凹凸を平坦化した。
【０１３０】次に、更にその保護絶縁膜１０８上には実
施例１と同様のポリイミド系配向制御膜１０９を８０ｎ
ｍの膜厚で形成したところ、表面の凹凸の段差は約３０
ｎｍとなり、電極による段差約１５０ｎｍを大幅に平坦
化した。さらにその平坦化された表面には液晶を配向さ
せるためのラビング処理を施し液晶配向能を付与した。
以下詳細は省略する。
【０１３１】次に、本発明の第５実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、中間調表示時における広視野角が確認
された。
【０１３２】また、このように作製した液晶表示装置の
画像の焼き付け，残像を定量的に測定するため、ホトダ
イオードを組み合わせたオシロスコープを用いて評価し
た。まず、画面上に最大輝度でウインドウのパターンを
３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ中間調表
示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となるように全面
を切り換え、ウインドウのエッジ部のパターンが消える
までの時間を残像時間として評価し、またウインドウの
残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動分の大き
さΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価した。但
し、ここで許容される残像強度は３％以下である。
【０１３３】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ(１０％）は約２.５％であり、目視による画質残像
検査においても、画像の焼き付け，残像による表示むら
も見られず、高い表示特性が得られた。このように上記
配向制御膜を使用することにより画像の焼き付き，残像
の表示不良が低減される液晶表示素子を得ることができ
た。 （実施例６）本発明の液晶表示装置の第６の実施例は、
第４の実施例と使用した液晶，配向制御膜が異なり、そ
れに伴ってラビング処理の方向が異なる。また保護絶縁
膜１０８に誘電率約４のエポキシアクリレート系の有機
高分子を用い、膜厚を約０.４ μｍとして電極段差起因
の表面の凹凸を平坦化した。それ以外は第４の実施例と
同じ構成である。従って、構成の詳細は省略する。
【０１３４】第５実施例である液晶表示装置を構成する
液晶は、シアノ構造を分子内に持ち、−２.２ の負の誘
電異方性を持ち、Δｎは０.１ の液晶組成物Ｂである。
この液晶組成物Ｂの平均誘電率εLCは約４.５ であっ
た。また、配向制御膜には、第３の実施例で用いたポリ
アミック酸メチルエステルを用い、印刷形成して２３０
℃／３０分の熱処理を行い、約６０ｎｍの緻密なポリイ
ミド配向制御膜を形成し、配向制御膜の表面の凹凸段差
は電極付近でも約２０ｎｍとさらに平坦化した。従っ
て、ＴＦＴ基板側，カラーフィルタ基板側の配向制御膜
のラビング方向は、お互いにほぼ平行であるが印加電界
１２６の方向とのなす角度を１５度とした。
【０１３５】そして、本発明の第５実施例である液晶表
示装置を駆動したところ、本発明の第５実施例である液
晶表示装置に比べ高電圧側での駆動となったが、その表
示品位を評価したところ、高品位の表示が確認されると
ともに、中間調表示時における広視野角が確認された。
【０１３６】実施例１と同様、用いた配向制御膜の相対
イミド化率を測定したところ、TFT基板側，カラーフィ
ルタ基板側とも約７８％の相対イミド化率を示した。ま
た、このように作製した液晶表示装置の画像の焼き付
け，残像を定量的に測定するため、ホトダイオードを組
み合わせたオシロスコープを用いて実施例１と同様の評
価をした。まず、画面上に最大輝度でウインドウのパタ
ーンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ中間
調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となるように
全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパターンが消
えるまでの時間を残像時間として評価し、またウインド
ウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動分の
大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価した。
但し、ここで許容される残像強度は３％以下である。
【０１３７】その結果を輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約１.６％であり、目視による画質残
像検査においても、画像の焼き付け，残像による表示む
らも一切見られず、高い表示特性が得られた。このよう
に上記配向制御膜を使用することにより画像の焼き付
き，残像の表示不良が低減される液晶表示素子を得るこ
とができた。 （実施例７）以下、本発明の第３の実施形態である液晶
表示装置の具体的構成である、本発明の第７の実施例に
ついて図６及び図７を用いて説明する。
【０１３８】本発明の第７の実施例である液晶表示装置
２５０の製造において、基板２０１としては、厚みが
０.７mm で表面を研磨したガラス基板を用いる。基板２
０１上には電極２０２，２０５，２０６，２１８の短絡
を防止するための絶縁膜２０４，薄膜トランジスタ２１
７，薄膜トランジスタ２１７及び電極２０５，２０６を
保護する保護絶縁膜２０７を形成してＴＦＴ基板２５１
とする。
【０１３９】図７は、薄膜トランジスタ２１７及び電極
２０２，２０５，２０６の構造を示す。
【０１４０】薄膜トランジスタ２１７は画素電極２０
５，信号電極２０６，走査電極２１８及びアモルファス
シリコン２１９から構成される。走査電極２１８はアル
ミニウム膜をパターニングし、信号電極２０６はクロム
膜をパターニングし、そして共通電極２０２と画素電極
２０５とはＩＴＯをパターニングして形成する。
【０１４１】絶縁膜２０４と保護絶縁膜２０７は窒化珪
素からなり、膜厚はそれぞれ０.２μｍと０.３ μｍと
した。容量素子は画素電極２０５と共通電極２０２で絶
縁膜２０４，２０７を挟む構造として形成する。さらに
画素電極２０５の上に誘電率約４のアクリル系有機高分
子材料からなる保護絶縁膜２０８を０.３μｍ形成し
た。
【０１４２】画素電極２０５は、ベタ形状の共通電極２
０２の上層に重畳する形で配置されている。画素数は１
０２４×３(Ｒ，Ｇ，Ｂに対応)本の信号電極２０６と７
６８本の走査電極２１８とから構成される１０２４×３
×７６８個とする。
【０１４３】次に、ＴＦＴ基板２５１の上には実施例１
と同様のポリイミド配向制御膜209を約８０ｎｍの膜厚
で形成し、その表面には液晶を配向させるためのラビン
グ処理を施し、液晶配向能を付与した。その結果、画素
電極２０５周りの表面の凹凸段差は約２０ｎｍになり、
画素電極の段差約１４０ｎｍを大幅に平坦化した。
【０１４４】基板２１５上には、本発明の第１実施例で
ある液晶表示装置５０と同様の構成のブラックマトリク
ス２１４付きカラーフィルタ２１３を形成し、対向カラ
ーフィルタ基板２５２とした。カラーフィルタ保護膜２
１２の上にはＴＦＴ基板251と同様の配向制御膜２１１
を８０ｎｍの膜厚で形成し、ラビング処理を施す。
【０１４５】ＴＦＴ基板２５１及びカラーフィルタ基板
２５２における配向制御膜２０９，２１１のラビング方
向は互いにほぼ平行とし、かつ印加電界２２６の方向と
のなす角度を７５度とした。これらの基板間に平均粒径
が３μｍの高分子ビーズをスペーサとして分散し、ＴＦ
Ｔ基板２５１とカラーフィルタ基板２５２との間に液晶
２１０を挟み込んだ。
【０１４６】液晶２１０は、実施例１と同じ液晶組成物
Ａを用いた。この液晶組成物Ａの平均誘電率εLCは約１
０であった。
【０１４７】ＴＦＴ基板２５１とカラーフィルタ基板２
５２とを挟む２枚の偏光板２１６はクロスニコルに配置
した。そして、第６実施例である液晶表示装置２５０に
おいては、低電圧で暗状態，高電圧で明状態をとるノー
マリークローズ特性を採用した。
【０１４８】そして、本発明の第７の実施例である液晶
表示装置を駆動するシステムの構成は第１実施例と同様
であるので、構成の詳細は省略する。
【０１４９】次に、本発明の第７実施例である液晶表示
装置の表示品位を評価したところ、高品位の表示が確認
されるとともに、中間調表示時における広視野角が確認
された。また、実施例１と同様、このように作製した液
晶表示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に測定する
ため、ホトダイオードを組み合わせたオシロスコープを
用いて評価した。まず、画面上に最大輝度でウインドウ
のパターンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立
つ中間調表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となる
ように全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパター
ンが消えるまでの時間を残像時間として評価し、またウ
インドウの残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変
動分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価
した。但し、ここで許容される残像強度は３％以下であ
る。
【０１５０】その結果を輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約２％であり、目視による画質残像検
査においても、画像の焼き付け，残像による表示むらも
一切見られず、高い表示特性が得られた。このように上
記配向制御膜を使用することにより画像の焼き付き，残
像の表示不良が低減される液晶表示素子を得ることがで
きた。
【０１５１】また、実施例１同様の方法で、この液晶／
配向制御膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔｇは
約１０５℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−Ｉ）
＝７６℃以上であった。さらに実施例２同様の走査型粘
弾性顕微鏡（ＳＶＭ）装置を用いて、上記のポリイミド
配向制御膜の５０Ｈｚの表面弾性率を測定した結果、約
４ＧＰａという値を得た。 （実施例８）用いた配向制御膜以外は実施例１と同様に
して、ジアミン化合物として４，４′−ジアミノジフェ
ニルメタンと、酸二無水物として１，２，３，４−シク
ロブタンテトラカルボン酸二無水物からなるポリアミッ
ク酸を基板表面に印刷形成して、２３０℃，３０分の焼
成，イミド化を行い、膜厚約５０ｎｍ，表面の凹凸段差
は約２０ｎｍに製膜した。その後、その表面に波長３１
３ｎｍの偏光光照射による光配向処理を行った。
【０１５２】その後、実施例１と同様にネマティック液
晶組成物Ａを封入後、１００℃，１０分のアニーリング
を施し、上記の照射偏光方向に対してほぼ垂直方向に良
好な液晶配向を得た。
【０１５３】このようにして、液晶層の厚みｄが４.０
μｍの液晶表示装置を得た。また、このパネルに用いた
配向制御膜と液晶組成物と同等のものを用いてホモジニ
アス配向のセルを作製し、クリスタルローテーション法
を用いて液晶のプレチルト角を測定したところ約１度を
示した。
【０１５４】実施例１同様の方法で、この液晶／配向制
御膜の界面Ｔｇを評価した結果、この界面Ｔｇは約８５
℃であり、用いた液晶組成物ＡのＴ（Ｎ−Ｉ）＝７６℃
以上であった。また、実施例１と同様、ウインドウパタ
ーンを用いて、このように作製した液晶表示装置の画像
の焼き付け，残像を定量的に評価した結果、輝度変動分
である残像強度ΔＢ／Ｂ（１０％）は約３％であり、目
視による画質残像検査においても、画像の焼き付け，残
像による表示むらも一切見られず、高い表示特性が得ら
れた。
【０１５５】また、この配向制御膜の相対イミド化率を
評価したところ、約８０％であった。 （実施例９）実施例８と同様のポリアミック酸系の配向
制御膜を基板表面に塗布後、２２０℃，３０分の焼成，
イミド化を行い、ＸｅＣｌ２ガスのエキシマレーザを用
い波長３０８ｎｍの偏光光照射による光配向処理を行っ
た。
【０１５６】その後、実施例４と同様にネマチック液晶
組成物Ａを封入後、１００℃，１０分のアニーリングを
施し、上記の照射偏光方向に対してほぼ垂直方向に良好
な液晶配向を得た。
【０１５７】このようにして、液晶層の厚みｄが４.０
μｍの液晶表示装置を得た。また、このパネルに用いた
配向制御膜と液晶組成物と同等のものを用いてホモジニ
アス配向のセルを作製し、クリスタルローテーション法
を用いて液晶のプレチルト角を測定したところ約１度を
示した。
【０１５８】実施例３同様の方法で、この配向制御膜の
Ｔｇを評価した結果、Ｔｇは約225℃であり、用いた液
晶組成物ＡのＴ（Ｎ−Ｉ）＝７６℃以上であった。ま
た、実施例１と同様、ウインドウパターンを用いて、こ
のように作製した液晶表示装置の画像の焼き付け，残像
を定量的に評価した結果、輝度変動分である残像強度Δ
Ｂ／Ｂ（１０％）は約２％であり、目視による画質残像
検査においても、画像の焼き付け，残像による表示むら
も一切見られず、高い表示特性が得られた。また上記配
向制御膜の相対イミド化率を評価したところ、約７６％
であった。 （比較例１）用いた配向制御膜以外は実施例１と同様に
して、ジアミン化合物として２，２−ビス｛４−（ｐ−
アミノフェノキシ）フェニル｝ヘキサンと、酸無水物と
して３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物からなるポリアミック酸ワニスをを基板表
面に印刷形成して、２００℃／３０分の熱処理を行い、
約７０ｎｍの緻密なポリイミド配向制御膜を形成した。
また、この液晶表示装置に用いた配向制御膜，液晶組成
物と同等のものを用いてホモジニアス配向のセルを作製
し、クリスタルローテーション法を用いて液晶のプレチ
ルト角を測定したところ約７度を示した。
【０１５９】次に、実施例１と同様、このように作製し
た液晶表示装置の画像の焼き付け，残像を定量的に測定
評価した。まず、画面上に最大輝度でウインドウのパタ
ーンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ中間
調表示に全面を切り換え、ウインドウのエッジ部のパタ
ーンが消えるまでの時間を残像時間、及びウインドウの
残像部分と周辺中間調部分の輝度Ｂの輝度変動分の大き
さΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度として評価した。但
し、ここで許容される残像強度は３％以下である。
【０１６０】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約５％と大きく、残像が消失するまで
の時間も約３０分掛かり、目視による画質残像検査にお
いても、明らかな画像の焼き付け，残像による表示むら
として確認された。このように上記配向制御膜を使用す
ることにより画像の焼き付き，残像による表示不良が目
立った。
【０１６１】また、実施例１同様の方法で、この配向制
御膜の相対イミド化率を評価した結果、ＴＦＴ側，カラ
ーフィルタ側ともに約５６％であった。さらに実施例２
同様の走査型粘弾性顕微鏡（ＳＶＭ）装置を用いて、上
記のポリイミド配向制御膜の１０Ｈｚの表面弾性率を測
定した結果、約０.３ＧＰａという値を得た。 （比較例２）絶縁膜１０４を膜厚０.６μｍ の窒化珪素
で形成後、その上部に画素電極１０５をＩＴＯで形成
し、さらにその上には保護絶縁膜１０７を膜厚０.２ μ
ｍの窒化珪素で形成、その後は保護絶縁膜１０８を形成
せずに直接ポリアミック酸系配向制御膜１０９を約６０
ｎｍの膜厚で形成した。その結果、画素電極２０５周り
の表面の凹凸段差は約１５０ｎｍであり、画素電極それ
自体の段差形状とほとんど変わらなかった。
【０１６２】それ以外の構成は実施例４と同様にして液
晶表示装置を作成し、液晶表示装置の画像の焼き付け，
残像を定量的に測定評価した。まず、画面上に最大輝度
でウインドウのパターンを３０分間表示し、その後、残
像が最も目立つ中間調表示に全面を切り換え、ウインド
ウのエッジ部のパターンが消えるまでの時間を残像時
間、及びウインドウの残像部分と周辺中間調部分の輝度
Ｂの輝度変動分の大きさΔＢ／Ｂ（１０％）を残像強度
として評価した。但し、ここで許容される残像強度は３
％以下である。
【０１６３】その結果、輝度変動分である残像強度ΔＢ
／Ｂ（１０％）は約５％と大きく、残像が消失するまで
の時間も約３０分掛かり、目視による画質残像検査にお
いても、明らかな画像の焼き付け，残像による表示むら
として確認された。
【０１６４】
【発明の効果】本発明によれば、液晶をほぼ基板面内で
回転動作させ液晶の複屈折性を用いて表示を行うＩＰＳ
方式の液晶表示装置において、画像の焼き付き，残像現
象による表示むらの少ない高画質で量産性の優れた液晶
表示装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置
の構成を説明する画素部分の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置
の電極構造を示す平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態である液晶表示装置
の構成を説明する画素部分の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である液晶表示装置
の電極構造を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態であるもう一つの液
晶表示装置の構成を説明する画素部分の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態である液晶表示装置
の構成を説明する画素部分の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態である液晶表示装置
の電極構造を示す平面図である。
【図８】本発明の第１の実施例である液晶表示装置を構
成するカラーフィルタ基板の構造を説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施例である液晶表示装置を駆
動するシステムの構成を説明するシステム図である。
【図１０】本発明のＩＰＳ方式の液晶表示装置の液晶の
動作を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態で用いられる残像強度と
配向制御膜の相対イミド化率の関係を説明する図であ
る。
【図１２】（ａ）本発明の実施の形態で用いられる電極
間隔・液晶層の厚み方向に対する電界強度変化の関係を
説明する図である。（ｂ）（ａ）に示した電極間隔・液
晶層の厚み方向に対する電界強度変化の変化率の関係を
説明する図である。
【符号の説明】
１，１５，１０１，１１５，２０１，２１５…基板、
２，１０２，２０２…共通電極（コモン電極）、３…界
面上の分子長軸配向方向（ラビング方向）、４，１０
４，２０４…絶縁膜、５，１０５，２０５…画素電極
（ソース電極）、６，１０６，２０６…信号電極（ドレ
イン電極）、７，８，１０７，１０８，２０７，２０８
…保護絶縁膜、９，１１，１０９，１１１，２０９，２
１１…配向制御膜、１０，１１０，２１０…液晶層（液
晶層中の液晶分子）、１２，１１２，２１２…カラーフ
ィルタ保護膜、１３，１１３，２１３…カラーフィル
タ、１４，１１４，２１４…ブラックマトリクス、１
６，１１６，２１６…偏光板、１７，１１７，２１７…
薄膜トランジスタ、１８，１１８，２１８…走査電極
（ゲート電極）、１９，１１９，２１９…アモルファス
シリコン、２０,１２０,２２６…容量素子、２１…走査
電極駆動用回路、２２…信号電極駆動用回路、２３…共
通電極駆動用回路、２４…コントロール回路、２６，１
２６，２２５…電界方向、３０…偏光板偏光透過軸方
向、５０，１５０，２５０…液晶表示装置、５１，１５
１，２５１…ＴＦＴ基板、５２，１５２，２５２…カラ
ーフィルタ基板。
フロントページの続き (72)発明者 梅田 啓之 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 大阿久 仁嗣 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H090 HA03 HB03X HB04X HB08X HB08Y HD03 KA05 LA01 LA04 LA15 MA02 MB12 2H092 GA14 HA03 JA24 JB05 JB56 JB58 KA05 KB24 NA01 PA02 PA08 QA07 4J043 PA02 PA15 PA19 QB15 QB26 RA06 RA35 SA06 TA22 UA022 UA032 UA121 UA122 UA131 UA141 UA151 UA261 UA262 UA361 UB011 UB012 UB021 UB061 UB121 UB122 UB131 UB152 UB281 UB301 UB401 VA011 VA021 VA022 VA031 VA041 VA051 VA062 VA081 VA101 VA102 XA16 XA19 YA06 ZB23

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板と、該
    一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板の
    少なくとも一方の基板に画素電極及び共通電極並びに能
    動素子を配置し、前記画素電極及び前記共通電極間に電
    圧を印加することにより前記液晶層の液晶を制御して表
    示を行う液晶表示装置において、 前記一対の基板上の前記液晶層に接触するそれぞれの面
    上には配向制御膜を有し、 該配向制御膜は、相対イミド化率６０％以上のポリアミ
    ック酸系又はポリアミック酸エステル系の有機高分子で
    ある液晶表示装置。
  2. 【請求項２】前記配向制御膜は、相対イミド化率７０％
    以上のポリアミック酸系又はポリアミック酸エステル系
    の有機高分子である請求項１の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】前記能動素子は薄膜トランジスタである請
    求項１又は２の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】前記画素電極と前記共通電極の少なくとも
    一方は、透明電極で構成されている請求項１〜３のいず
    れかに記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】前記透明導電膜は、イオンドープ酸化チタ
    ン膜、又はイオンドープ酸化亜鉛膜（ＺｎＯ）で構成さ
    れている請求項４の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】前記液晶層と前記一対の基板との二つの界
    面における液晶分子の配向制御方向は、ほぼ同一方向で
    ある請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】前記アミック酸エステル系の有機高分子
    が、メチルエステル基，エチルエステル基，プロピルエ
    ステル基の少なくとも一種以上を含んでいる請求項１〜
    ６のいずれかに記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】前記一対の配向制御膜の少なくとも一方
    が、光反応性の材料層である請求項１〜７のいずれかに
    記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】前記光反応性の材料層に、ほぼ直線に偏光
    した光を照射して配向制御膜を形成する請求項８の液晶
    表示装置。
  10. 【請求項１０】前記液晶層のプレチルト角が５度以下で
    ある請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
    該一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板
    の少なくとも一方の基板に画素電極及び共通電極並びに
    能動素子を配置し、前記画素電極及び前記共通電極間に
    電界を印加することにより前記液晶層の液晶を制御して
    表示を行う液晶表示装置において、 前記一対の基板上の前記液晶層に接触するそれぞれの面
    上に配向制御膜を形成し、 前記電極が形成されている基板側の前記配向制御膜と、
    前記画素電極または前記共通電極のうち前記配向制御膜
    に近い方の電極との間には、少なくとも１層以上の絶縁
    膜を配置した液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
    該一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板
    の少なくとも一方の基板に画素電極及び共通電極並びに
    能動素子を配置し、前記画素電極及び前記共通電極間に
    電界を印加することにより前記液晶層の液晶を制御して
    表示を行う液晶表示装置において、 前記画素電極と前記共通電極の間には、少なくとも２層
    以上の絶縁膜を配置した液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】電極が形成されている基板側の前記配向
    制御膜と、前記画素電極または前記共通電極のうち前記
    配向制御膜に近い方の電極との間に介在する前記絶縁膜
    の厚みＴが、前記画素電極と前記共通電極の間隔Ｌの１
    ／４以上の厚さである請求項１１または１２の液晶表示
    装置。
  14. 【請求項１４】電極が形成されている基板側の前記配向
    制御膜と、前記画素電極または前記共通電極のうち前記
    配向制御膜に近い方の電極との間に介在する前記絶縁膜
    の厚みＴが、前記画素電極と前記共通電極の間隔Ｌの１
    ／２以上の厚さである請求項１１または１２の液晶表示
    装置。
  15. 【請求項１５】前記絶縁膜の誘電率εPASの大きさが前
    記液晶層の平均誘電率εLC以下である請求項１１の液晶
    表示装置。
  16. 【請求項１６】液晶の動作による光学特性の変化が表示
    に寄与する表示領域内の前記画素電極と前記共通電極の
    間隔Ｌと前記表示領域内の液晶層の厚みＤが、Ｌ＜２Ｄ
    の関係が成り立つように構成されている請求項１１〜１
    ５のいずれかに記載の液晶表示装置。
  17. 【請求項１７】前記絶縁膜または前記配向制御膜の少な
    くとも一方により前記画素電極および前記共通電極の最
    上部の液晶と接する配向制御膜表面の段差が平坦化され
    ていることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに
    記載の液晶表示装置。
  18. 【請求項１８】前記画素電極、前記共通電極が形成され
    ている基板側の液晶と接する配向制御膜表面の段差が、
    ５０ｎｍ以下である請求項１７の液晶表示装置。
  19. 【請求項１９】少なくとも液晶の動作による光学特性の
    変化が表示に寄与する全表示領域をカバーする範囲に、
    前記絶縁膜が形成されている請求項１１〜１８のいずれ
    かに記載の液晶表示装置。
  20. 【請求項２０】前記絶縁膜の少なくとも一層が無機絶縁
    膜である請求項１１〜１９のいずれかに記載の液晶表示
    装置。
  21. 【請求項２１】前記絶縁膜の少なくとも一層が有機絶縁
    膜である請求項１１〜１９のいずれかに記載の液晶表示
    装置。
  22. 【請求項２２】前記絶縁膜が有機絶縁膜および無機絶縁
    膜の２層構成である請求項１１〜１９のいずれかに記載
    の液晶表示装置。
  23. 【請求項２３】前記絶縁膜の少なくとも一層が窒化珪
    素，酸化珪素，ポリシロキサン系の少なくとも一種から
    なる無機絶縁膜である請求項２０又は２２記載の液晶表
    示装置。
  24. 【請求項２４】前記有機絶縁膜は、ポリイミド系，アク
    リル系，エポキシアクリレート系のうち少なくとも一種
    の有機高分子材料である請求項２１又は２２の液晶表示
    装置。
  25. 【請求項２５】前記能動素子は薄膜トランジスタである
    請求項１１〜２４のいずれかに記載の液晶表示装置。
  26. 【請求項２６】前記画素電極と共通電極の少なくとも一
    方が透明電極で構成されている請求項１１〜２５のいず
    れかに記載の液晶表示装置。
  27. 【請求項２７】前記透明導電膜はイオンドープ酸化チタ
    ン膜、又はイオンドープ酸化亜鉛膜（ＺｎＯ）で構成さ
    れている請求項２６の液晶表示装置。
  28. 【請求項２８】前記液晶層と前記一対の基板との二つの
    界面における液晶分子の配向制御方向がほぼ同一方向で
    ある請求項１１〜２７のいずれかに記載の液晶表示装
    置。
  29. 【請求項２９】前記一対の基板上の前記液晶層に接触す
    るそれぞれの面上に形成された一対の配向制御膜が相対
    イミド化率が６０％以上であるポリアミック酸系または
    ポリアミック酸エステル系の有機高分子である請求項１
    １〜２８のいずれかに記載の液晶表示装置。
  30. 【請求項３０】前記配向制御膜の相対イミド化率が７０
    ％以上であるポリアミック酸系またはポリアミック酸エ
    ステル系の有機高分子である請求項１１〜２８のいずれ
    かに記載の液晶表示装置。
  31. 【請求項３１】前記アミック酸エステル系の有機高分子
    が、メチルエステル基，エチルエステル基，プロピルエ
    ステル基の少なくとも一種以上を含んでいる請求項２９
    または３０の液晶表示装置。
  32. 【請求項３２】前記一対の基板上の前記液晶層に接触す
    るそれぞれの面上に形成された一対の配向制御膜の表面
    弾性率が１ＧＰａ以上である請求項１１〜２８のいずれ
    かに記載の液晶表示装置。
  33. 【請求項３３】前記一対の基板上の前記液晶層に接触す
    るそれぞれの面上に形成された一対の配向制御膜と前記
    液晶層との界面のガラス転移温度Ｔｇが前記液晶層を形
    成する液晶組成物のネマテック−等方相転移温度Ｔ（Ｎ
    −Ｉ）以上であることを特徴とする請求項１１〜２８の
    いずれかに記載の液晶表示装置。
  34. 【請求項３４】前記一対の基板上の前記液晶層に接触す
    るそれぞれの面上に形成された一対の配向制御膜のガラ
    ス転移温度Ｔｇが２２０℃以上であることを特徴とする
    請求項１１〜２８のいずれかに記載の液晶表示装置。
  35. 【請求項３５】前記配向制御膜が、化学式Ｈ2Ｎ−Ｒ−
    ＮＨ2で示すジアミン化合物と、化学式 【化１】 で示すテトラカルボン酸二無水物からなるポリアミック
    酸の脱水閉環した有機高分子であり、その繰り返し構造
    の中のＲ及びＸに、高分子の分子軸の回転を可能にする
    結合基、−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＨ2−，−Ｃ(ＣＨ3）
    2−，−Ｃ(ＣＦ3）2−，−ＳＯ2− ，メタ結合，オルト
    結合が合わせて３個以下である請求項１１〜２８のいず
    れかに記載の液晶表示装置。
  36. 【請求項３６】前記一対の配向制御膜の少なくとも一方
    が、光反応性の材料層である請求項１１〜３５のいずれ
    かに記載の液晶表示装置。
  37. 【請求項３７】前記光反応性の材料層に、ほぼ直線に偏
    光した光を照射して配向制御膜を形成する請求項３６記
    載の液晶表示装置。
  38. 【請求項３８】前記液晶層のプレチルト角が５度以下で
    ある請求項１１〜３７のいずれかに記載の液晶表示装
    置。
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