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公開番号2025081077
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2023194591
出願日2023-11-15
発明の名称硬化性組成物、弱アンカリング液晶配向剤、及び液晶表示素子
出願人日産化学株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02F 1/1337 20060101AFI20250520BHJP(光学)
要約【課題】比較的低温で安定した弱アンカリング膜を製造できる硬化性組成物などの提供。
【解決手段】液晶に対して弱アンカリング性を示す構造(A)、光または熱によってラジカルを発生する構造(B)及び発生したラジカルによって硬化反応を起こす構造(C)を含有する硬化性組成物。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
液晶に対して弱アンカリング性を示す構造（Ａ）、光または熱によってラジカルを発生する構造（Ｂ）及び発生したラジカルによって硬化反応を起こす構造（Ｃ）を含有する硬化性組成物。
続きを表示（約 5,200 文字）【請求項２】
前記構造（Ａ）及び前記構造（Ｂ）を有する成分と、前記構造（Ｃ）を有する成分を含有するか、
前記構造（Ａ）及び前記構造（Ｃ）を有する成分と、前記構造（Ｂ）を有する成分を含有するか、または
前記構造（Ａ）、前記構造（Ｂ）及び前記構造（Ｃ）を有する成分を含有する、請求項１に記載の硬化性組成物。
【請求項３】
前記構造（Ｃ）が下記式（Ｃ’）から選ばれる構造（Ｃ’）を含有する請求項１または２に記載の硬化性組成物。
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2025081077000067.tif
97
166
（式中、Ｒ
１
、及びＲ
２
はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１～１２の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Ｘ、Ｙ、及びＺはそれぞれ独立して酸素原子又は硫黄原子を表す。＊、＊
１
及び＊
２
は結合部位を表し、＊
１
及び＊
２
のどちらか一方は水素原子又は炭素数１～１２の直鎖若しくは分岐アルキル基で置き換えられていてもよい。ｎは１～５の整数を表す。）
【請求項４】
前記構造（Ｂ）が下記式（Ｂ’－１）及び式（Ｂ’－２）から選ばれる構造（Ｂ’）を含有する請求項１または２に記載の硬化性組成物。
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2025081077000068.tif
206
161
（式（Ｂ’－１）中、Ｒ
１
は及びＲ
２
は水素原子又は炭素数１～８の分岐しても良いアルキル基を表す。）
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2025081077000069.tif
173
163
（式（Ｂ’－２）中、Ｒ
１
～Ｒ
６
はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１～６の分岐しても良いアルキル基を表す。）
【請求項５】
前記構造（Ａ）が下記式（１）、式（２）、式（３）及び式（４）から選ばれるモノマー由来の構造（Ａ’）である請求項１または２に記載の硬化性組成物。
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2025081077000070.tif
21
63
（式（１）中、Ｍは重合可能な不飽和炭化水素基を有する重合性基を表し、Ｘは単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、又はチオエーテル結合を表し、Ｒ
１
は結合基が挿入されていてもよい炭素数１～２０のアルキル基を表し、ｎは１～２の整数である。ｎが２の場合、２つのＸ及びＲ
１
はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。）
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2025081077000071.tif
21
63
（式（２）中、Ｍは重合可能な不飽和炭化水素基を有する重合性基を表し、Ｓは単結合、又は結合基が挿入されていてもよい炭素数１～６の飽和炭化水素基を表し、Ｔは下記式（２－Ｔ）で表される有機基を表し、ｎは１～２の整数である。ｎが２の場合、２つのＴは同一であってもよいし、異なっていてもよい。ただし、ｎが２の場合、Ｓは結合基が挿入されていてもよい炭素数１～６の飽和炭化水素基を表す。）
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2025081077000072.tif
8
68
（式（２－Ｔ）中、＊は結合部位を示す。Ｘは単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、チオエーテル結合、－Ｓｉ（Ｒ
１
）（Ｒ
２
）－（Ｒ
１
及びＲ
２
はそれぞれ独立してＳｉに結合するアルキル基を表す。）、－Ｓｉ（Ｒ
３
）（Ｒ
４
）－Ｏ－（Ｒ
３
及びＲ
４
はそれぞれ独立してＳｉに結合するアルキル基を表す。）、及び－Ｎ（Ｒ
５
）－（Ｒ
５
はＮに結合する、水素原子又はアルキル基を表す。）から選ばれる結合基であり、Ｃｙは６～２０員環の非芳香族の環状基を表す。）
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2025081077000073.tif
23
48
（式（３）中、Ｍは重合可能な不飽和炭化水素基を有する重合性基を表し、Ｒ
１
は炭素数１～１０の直鎖もしくは分岐構造を有する脂肪族炭化水素基を表し、３つのＸはそれぞれ独立して水素原子又は下記式（３－Ｘ）を表す。ただし、３つのＸの少なくとも一つは式（３－Ｘ）を表す。）
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2025081077000074.tif
26
63
（式（３－Ｘ）中、Ｙは単結合、－Ｏ－、－Ｓ－又は－Ｎ（Ｒ）－（ＲはＮに結合する、水素原子又は炭素数１～４のアルキル基を表す。）を表し、＊は結合部位を示す。Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、それぞれ独立して、炭素数１～６のアルキル基又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。）
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2025081077000075.tif
26
48
（式（４）中、Ｍは重合可能な不飽和炭化水素基を有する重合性基を表し、Ｒ
１
～Ｒ
３
はそれぞれ独立して単結合、又は結合基が挿入されていてもよい炭素数１～６のアルキレン基を表し、Ａｒは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、Ｘ
１
及びＸ
２
はそれぞれ独立して水素原子、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、Ｒ
１
Ｘ
１
とＲ
２
Ｘ
２
とＲ
１
Ｘ
１
及びＲ
２
Ｘ
２
に結合する炭素原子とは一緒になって環を形成していてもよい。ただし、Ｒ
１
Ｘ
１
、Ｒ
２
Ｘ
２
及びＲ
３
の合計炭素数は１以上である。）
【請求項６】
前記構造（Ａ）を有する成分を含有し、
前記構造（Ａ）が下記式（１）、式（２）、式（３）及び式（４）から選ばれるモノマー由来の構造（Ａ’）であり、
前記構造（Ｂ）が下記式（Ｂ’－１）及び式（Ｂ’－２）から選ばれる構造（Ｂ’）を含有し、
前記構造（Ｃ）が下記式（Ｃ’）から選ばれる構造（Ｃ’）を含有し、
前記構造（Ａ）を有する成分が、下記重合体α－１及び重合体β－１なる群から選択される少なくとも１種を含有する、請求項１または２に記載の硬化性組成物。
［重合体α－１］
前記構造（Ａ’）を有するブロックセグメント（Ａα）及び前記構造（Ｂ’）を有するブロックセグメント（Ｂα）を有しているか、
前記ブロックセグメント（Ａα）及び前記構造（Ｃ’）を有するブロックセグメント（Ｃα）を有しているか、
前記ブロックセグメント（Ａα）、前記ブロックセグメント（Ｂα）及び前記ブロックセグメント（Ｃα）を有しているか、または
前記ブロックセグメント（Ａα）及び前記構造（Ｂ’）と前記構造（Ｃ’）を有するブロックセグメント（ＢＣα）を有している、
ブロック共重合体。
［重合体β－１］：
幹ポリマーと、前記幹ポリマーの側鎖として前記幹ポリマーに結合した枝ポリマーとを有するグラフト共重合体であって、
前記枝ポリマーが、前記構造（Ａ’）を有し、前記幹ポリマーが、前記構造（Ｂ’）を有しているか、
前記枝ポリマーが、前記構造（Ａ’）を有し、前記幹ポリマーが、前記構造（Ｃ’）を有しているか、または
前記枝ポリマーが、前記構造（Ａ’）を有し、前記幹ポリマーが、前記構造（Ｂ’）及び前記構造（Ｃ’）を有している、
グラフト共重合体。
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2025081077000076.tif
21
63
（式（１）中、Ｍは重合可能な不飽和炭化水素基を有する重合性基を表し、Ｘは単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、又はチオエーテル結合を表し、Ｒ
１
は結合基が挿入されていてもよい炭素数１～２０のアルキル基を表し、ｎは１～２の整数である。ｎが２の場合、２つのＸ及びＲ
１
はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。）
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2025081077000077.tif
21
63
（式（２）中、Ｍは重合可能な不飽和炭化水素基を有する重合性基を表し、Ｓは単結合、又は結合基が挿入されていてもよい炭素数１～６の飽和炭化水素基を表し、Ｔは下記式（２－Ｔ）で表される有機基を表し、ｎは１～２の整数である。ｎが２の場合、２つのＴは同一であってもよいし、異なっていてもよい。ただし、ｎが２の場合、Ｓは結合基が挿入されていてもよい炭素数１～６の飽和炭化水素基を表す。）
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2025081077000078.tif
8
68
（式（２－Ｔ）中、＊は結合部位を示す。Ｘは単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、チオエーテル結合、－Ｓｉ（Ｒ
１
）（Ｒ
２
）－（Ｒ
１
及びＲ
２
はそれぞれ独立してＳｉに結合するアルキル基を表す。）、－Ｓｉ（Ｒ
３
）（Ｒ
４
）－Ｏ－（Ｒ
３
及びＲ
４
はそれぞれ独立してＳｉに結合するアルキル基を表す。）、及び－Ｎ（Ｒ
５
）－（Ｒ
５
はＮに結合する、水素原子又はアルキル基を表す。）から選ばれる結合基であり、Ｃｙは６～２０員環の非芳香族の環状基を表す。）
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2025081077000079.tif
23
48
（式（３）中、Ｍは重合可能な不飽和炭化水素基を有する重合性基を表し、Ｒ
１
は炭素数１～１０の直鎖もしくは分岐構造を有する脂肪族炭化水素基を表し、３つのＸはそれぞれ独立して水素原子又は下記式（３－Ｘ）を表す。ただし、３つのＸの少なくとも一つは式（３－Ｘ）を表す。）
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2025081077000080.tif
26
63
（式（３－Ｘ）中、Ｙは単結合、－Ｏ－、－Ｓ－又は－Ｎ（Ｒ）－（ＲはＮに結合する、水素原子又は炭素数１～４のアルキル基を表す。）を表し、＊は結合部位を示す。Ｒ
２
、Ｒ
３
、及びＲ
４
は、それぞれ独立して、炭素数１～６のアルキル基又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。）
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2025081077000081.tif
26
48
（式（４）中、Ｍは重合可能な不飽和炭化水素基を有する重合性基を表し、Ｒ
１
～Ｒ
３
はそれぞれ独立して単結合、又は結合基が挿入されていてもよい炭素数１～６のアルキレン基を表し、Ａｒは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、Ｘ
１
及びＸ
２
はそれぞれ独立して水素原子、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、Ｒ
１
Ｘ
１
とＲ
２
Ｘ
２
とＲ
１
【請求項７】
請求項１または２に記載の硬化性組成物からなる弱アンカリング液晶配向剤。
【請求項８】
請求項７に記載の弱アンカリング液晶配向剤を用いて得られた液晶表示素子。
【請求項９】
横電界液晶表示素子である請求項８に記載の液晶表示素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、安価で複雑な工程を含まない手法にて、弱アンカリング特性を発現する有機膜（弱アンカリング膜）を製造することが可能な硬化性組成物、及び弱アンカリング液晶配向剤、並びに、それらを用いた、更なる高輝度化、低電圧駆動化を実現するための液晶表示素子に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、コンピュータ及びテレビのディスプレイなどには液晶表示素子が広く用いられている。液晶表示素子は薄型、軽量、低消費電力などの特性を有しており、今後はＶＲ（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ）や超高精細のディスプレイ等、更なるコンテンツへの応用が期待されている。液晶ディスプレイの表示方式には、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ－ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式など様々な表示方式が提案されているが、すべての表示方式には液晶を所望の配向状態に誘導する膜（液晶配向膜）が使用されている。
【０００３】
特にタブレットＰＣやスマートフォン、スマートＴＶ等のタッチパネルを具備した製品には、タッチしても表示が乱れにくいＩＰＳ方式が好まれており、近年ではコントラストや視野角特性を改善するためＦＦＳ（ＦｒｉｎｄｇｅＦｉｅｌｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式を用いた液晶表示素子や光配向法を用いた液晶配向技術が用いられる。
【０００４】
しかしながら、ＦＦＳ方式はＩＰＳ方式に比べて基板の製造コストが高いこと、Ｖｃｏｍシフトと呼ばれる特有の表示不良が発生することが課題である。また光配向法は、ラビング配向法に比べ、素子の拡大に適応しやすい点や表示特性を大きく向上できる点にメリットがある一方、原理上の課題（光分解型材料を用いると分解物由来の表示不良光、異性化型であれば配向力不足による焼き付きなど）が挙げられる。これらの課題を解決するために液晶表示素子メーカーや液晶配向膜メーカーは種々工夫を行っているのが現状である。
【０００５】
一方で、近年弱アンカリング技術を利用した弱アンカリングＩＰＳ方式が提案されている。これは従来のＩＰＳ方式に比べてコントラスト比の向上や大幅な低電圧駆動が実現できる（特許文献１参照）。
【０００６】
弱アンカリングＩＰＳ方式は、片側の基板に強いアンカリングエネルギーを有する液晶配向膜を、もう一方の基板側（横電界を発生する電極を具備）にアンカリングエネルギーを有さない処理を施した薄膜を用いることで作られる。
【０００７】
近年では、濃厚ポリマーブラシを基板に直接設けることで弱アンカリング状態を作り出した弱アンカリングＩＰＳ方式の技術提案がなされている（特許文献２参照）。この技術によりコントラスト比の大幅な向上や駆動電圧の大幅な低下が実現された。
【０００８】
また、別手法として光ラジカル発生可能な液晶配向膜とラジカル重合可能な化合物を用いて、液晶中でＵＶを照射しラジカル反応をさせることにより弱アンカリング化させ、弱アンカリングＩＰＳ方式の技術提案がなされている（特許文献３参照）。この技術により、量産可能な手法によりコントラスト比の向上や大幅な低電圧駆動に加え、高速応答化や焼き付きの低減が実現された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第４０５３５３０号公報
特開２０１３－２３１７５７号公報
特開２０１８－０２８６２１号公報
国際公開第２０１９／００４４３３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
濃厚ポリマーブラシを基板に直接設ける方法（特許文献２）は、基板に反応点を設ける表面処理工程、基板表面の反応点からポリマー成長させる工程を要するため工程が複雑化する点、高度な脱酸素条件を要するため環境を厳密に制御する必要がある点から技術的な難易度が高く、量産化の観点で現実的でない。
（【００１１】以降は省略されています）

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