液晶显示装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够充分防止低温条件下液晶材料的结晶化，适用于HMD用途等的高速响应性的液晶显示装置。本发明专利技术为以下液晶显示装置：其具有一对基板以及该一对基板之间的液晶层，该一对基板的至少一个液晶层侧的表面具有光取向膜，该液晶层由向列相‑各向同性相的相变点为75℃以下，且表现出向列向的温度范围小于100℃的液晶材料构成，该光取向膜包含聚合体，该聚合体和/或该光取向膜中的其他成分具有疏水性官能团。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶显示装置及其制造方法
本专利技术涉及液晶显示装置及其制造方法。本专利技术，更详细地，涉及适用于头戴式显示器(HMD)的液晶显示装置及其制造方法。
技术介绍
近年来，液晶显示装置迅速普及，不仅在电视机用途，而且在电子书、相框、工业设备(IndustrialAppliance：)、PC(PersonalComputer：个人计算机)、平板PC、智能手机、HMD用途等中被广泛采用。在这些用途中，要求各种性能，开发了各种液晶显示模式。作为液晶显示模式，可以列举面内开关(In-PlaneSwitching)模式和边缘场开关(FringeFieldSwitching)模式等使液晶分子在没有电压施加时在相对于基板的主面大致水平的方向上取向的模式(以下，也称为水平取向模式。)。或者，VA(VerticalAlignment，垂直取向)模式等使液晶分子在没有电压施加时在相对于基板的主面大致垂直的方向上取向的模式(以下，也称为垂直取向模式。)。为了实现这种液晶分子的取向控制，提出了利用了取向膜的液晶显示装置。例如，公开了以下液晶显示面板(例如，参照专利文献1)：具有在一对基板之间夹持有包含液晶分子的液晶层的构成，在至少一个基板的液晶层侧表面具有光取向膜的液晶显示面板，该光取向膜为利用光照射对使用取向膜材料而形成的膜实施取向处理的光取向膜，该取向膜材料包含将通过光照射而展现出对液晶分子进行取向控制的特性的第一构成单位作为必需结构单位的聚合体，该第一构成单位展现出通过光交联反应和光异构化反应的至少一种光化学反应对液晶分子进行取向控制的特性，该聚合体中，在将该第一构成单元以及第二构成单位的总量作为100mol％时，无论是否进行光照射都表现出对液晶分子进行取向控制的特性的第二结构单元的导入比率为0mol％以上，该光取向膜由使用该取向膜材料而形成的膜和除该取向膜材料之外的材料的膜构成，且光取向膜的液晶层侧表面部必需包括使用该取向膜材料而形成的膜而构成，将该除该取向膜材料之外的材料的固体成分相对于该取向膜材料以及该除该取向膜材料之外的材料的固体成分100重量％的比例设为改性比例时，在第二构成单位的导入比例为0mol％以上，且小于6mol％时，该改性比例为0～85重量％，该导入比例为6mol％以上时，该改性比例为0～90重量％。另外，公开了(例如，参考专利文献2)：在含有具有分子由于光的照射，而在一个方向上排列的光取向性和热硬化性的成分(I)和、不利用使成分(I)热硬化的热而形成膜的成分(II)的组成物的膜中，使成分(I)进行光取向，进一步使其热硬化而形成的，由所述成分(I)取向硬化而成的成分和所述成分(II)构成的取向膜，且所述成分(I)取向硬化而成的成分在表面上不均匀存在的取向膜。现有技术文献专利文献[专利文献1]国际公开第2012/029589号[专利文献2]特开2009-173792号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1记载的专利技术，涉及提高液晶分子的取向稳定性，用于改善AC(交流)残影的光取向膜材料。专利文献1记载的专利技术使用具有为了提高取向稳定性，不具有光官能团(光取向性官能团)的单体单元的共聚物。作为不具有光官能团的单体单元中的官能团，具体地，列举专利文献1记载的式(2-1)～(2-13)所示的构造。此外，在专利文献1记载的图1中，示出包含具有光官能团的单体单元以及不具有光官能团的单体单元的共聚物。专利文献2记载的专利技术，涉及使液晶分子在没有电压施加时，相对于基板的主面大致水平的方向取向的取向膜材料(以下，也称为水平取向性光取向膜材料。)。水平配向性光配向膜材料为具有偶氮苯基的聚酰胺酸系光取向膜材料。聚酰胺酸系光取向膜材料具体地，包含由专利文献2记载的一般式(1-1)或一般式(1-2)所示的二胺衍生的单体单元。在HMD用液晶显示装置等追求高响应性能的液晶显示装置中，希望使液晶层的液晶材料的粘度尽可能减小(例如，70mPa·s以下为[20℃])。用于减小液晶材料的粘度的最有效的方法为：通过尽可能缩小液晶材料的液晶(向列)相温度范围，即，尽可能降低液晶相-各向同性的相转变温度(相转变点)(Tni)，并尽可能提高固相(结晶相)-液晶(向列)相转变温度。一般地以液晶显示装置的使用温度(20℃)为中心，在HMD用液晶显示装置中，通过将液晶相温度范围设置为小于100℃，进行液晶材料的低粘性化。在进行液晶材料的低粘性化中，期望液晶材料中的液晶分子的分子量在可能的范围内变小(例如，成为300以下)。但是，通过减小液晶分子的分子量，在低温条件下容易发生液晶材料的结晶化(固化)。作为引起结晶化的原因之一，认为液晶材料中的液晶分子彼此的分子间相互作用强是主要原因。此外，关于使用这样的液晶，在上述专利文献1、2中没有任何记载。进一步近年来，在IPS模式、FFS模式等横向电场模式中，对比度提高的要求也在提高，为了提高对比度，光取向技术相较于摩擦法更有利。这是由于光取向技术，与摩擦法相比更能够更高水平地将液晶分子控制在一个方向上。但是分子取向水平越高，液晶分子间的相互作用增强，是低温条件下容易引起结晶化的主要原因之一。此外，以往的光取向膜一般地，由不具有光官能团的基底聚合物层和具有光官能团的聚合物层两层构成。本专利技术是鉴于以上现状而形成的，其目的在于提供能够充分防止低温条件下液晶材料的结晶化，适用于HMD用途等的高速响应性的液晶显示装置。解决问题的方法通过增强液晶层中的液晶分子与配向膜材料在低温条件下(例如，-20℃以下)的分子间相互作用，使液晶(向列)相稳定化。液晶材料在低温条件下(-20℃以下)结晶化的原因，是液晶分子间的相互作用强。特别是，推断为当液晶分子中的苯基、亚苯基、被氟原子取代的苯基或亚苯基之间的p电子相互作用增大时，则结晶化容易发生。为了在低温条件下不发生液晶材料的结晶化，期望减小苯基或者亚苯基之间的p电子相互作用。作为该方法的一个，能够考虑在取向膜-液晶层界面，通过取向膜材料减弱液晶分子间相互作用。本专利技术者们，检讨的结果，想到在以下(1)～(4)中所示的使用了疏水性官能团的方法。可以使用(1)～(4)中所示的方法的任意一个，也可以同时使用两个以上。(1)使疏水性且柔软性高的官能团(例如，饱和或不饱和且直链状、环状的烷基、胆固醇基等脂肪族化合物衍生的官能团(脂肪族官能团))在取向膜表面分布。具体地，向取向控制聚合物(光取向膜)中导入疏水性侧链等疏水性官能团作为共聚物。作为疏水性官能团，能够列举烷基、环状脂肪族官能团等脂肪族官能团。(2)向取向膜表面导入具有烷基、环状脂肪族官能团等疏水性官能团的低分子添加剂(例如，表面活性剂、硅烷偶联剂)。(3)向取向膜表面导入不同于取向控制聚合物(例如，具有光官能团的聚合物)的，具有疏水性官能团的聚合物。(4)通过向取向膜材料中导入具有疏水性官能团的单体，利用热或者光照射进行聚合，在取向膜表面形成不同于取向控制聚合物(例如，具有光官能团的聚合物)的，具有疏水性官能团的聚合物。本专利技术者们，通过上述构成，想到能成功解决上述问题，达到本专利技术。即，本专利技术的一实施方式可以为以下液晶显示装置：其具有一对基板以及该一对基板之间的液晶层，该一对基板的至少一个液晶层侧的表面具有光取向膜，该液晶层由向列相-各向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶显示装置，其特征在于，其包含一对基板、及该一对基板之间的液晶层，该一对基板的至少一个的液晶层侧的表面具有光取向膜，该液晶层为由向列相‑各向同性相的相变点在75℃以下，且表现出向列向的温度范围小于100℃的液晶材料构成，该光取向膜包含聚合体，该聚合体和/或该光取向膜的其他成分具有疏水性官能团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.24 JP 2016-0335411.一种液晶显示装置，其特征在于，其包含一对基板、及该一对基板之间的液晶层，该一对基板的至少一个的液晶层侧的表面具有光取向膜，该液晶层为由向列相-各向同性相的相变点在75℃以下，且表现出向列向的温度范围小于100℃的液晶材料构成，该光取向膜包含聚合体，该聚合体和/或该光取向膜的其他成分具有疏水性官能团。2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该聚合体的主链具有聚酰胺酸构造或者聚硅氧烷构造。3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述聚合体具有偶氮苯构造或者肉桂酸酯基。4.如权利要求1～3中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述聚合体具有所述疏水性官能团。5.如权利要求1～4中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述光取向膜包含具有所述疏水官能团的化合物。6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述化合物由所述式(10-1)所表示。[化1-1]S-A2-Z4-L3(10-1)式中，S相同或者不同，以下述式(10-2)～(10-6)的任意一个表示。A2表示二价烃基或者直接键合。-Z4-基表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-NHCO-基、-CONH-基或者直接键合。L3表示碳数4以上的烷基、烯基或者芳烷基、或者碳数4以上、一价单环式或多环式烃基。该烷基以及该烯基可以为直链状的也可以为支链状。该芳烷基，该一价单环式或多环式烃基具有的一个以上氢原子，可以置换为碳数1～8的直链状或支链状烷基或者烯基。另外，烷基、烯基、一价的单环式或者多环式烃基具有的-CH2-基可以为只要不与氧原子相邻就被-O-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基所取代的构造。[化1-2]式中，Me表示甲基。Et表示乙基。7.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述化合物由所述式(11-1)所表示。[化2-1]式中，S相同或者不同，以下述式(11-2)～(11-6)的任意一个表示。A3表示三价烃基。A4表示亚苯基。A3以及A4具有的-CH2-基，可以是只要不相邻，就被-O-基或者-S-基取代的构造。A3以及A4具有的-CH＝基，可以是只要不相邻，就被-N＝基取代的构造。A3以及A4具有的氢原子可以被氟原子、氯原子、CN基、或者碳数1～12的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基取代，进一步还可以是这些碳原子的一个以上被硅原子取代的构造。烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基可以是直链状也可以是支链状。-Z3-基以及-Z4-基相同或不同，表示-O-基、-S-基、-NH-基、-CO-基、-COO-基、-OCO-基、-NHCO-基、-CONH-基或者直接键合。L3表示碳数4以上的烷基、烯基或者芳烷基、或者碳数4以上、一价单环式或多环式烃基。该烷基以及该烯基可以为直链状的也可以为支链状。该芳烷基、该一价单环式或多环式烃基具有的一个以上氢原...

【专利技术属性】
技术研发人员：水崎真伸，土屋博司，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP