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公開番号2025155998
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025038422
出願日2025-03-11
発明の名称液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子及びその製造方法
出願人日産化学株式会社
代理人弁理士法人T.S.パートナーズ,個人,個人,個人,個人
主分類G02F 1/1337 20060101AFI20251002BHJP(光学)
要約【課題】液晶配向剤、液晶配向膜、液晶表示素子及びその製造方法に関し、液晶の配向ムラに伴う表示ムラが発生しない液晶表示素子、液晶配向膜、及び液晶配向膜を作製するための液晶配向剤を提供する。
【解決手段】(A)成分及び(B)成分を含有する液晶配向剤。
(A)成分:(i)～(iii)から選ばれる1つの重合体成分。
(i):特定の式[A1]の構造単位を有するポリイミド前駆体(A)を2種類以上含む重合体成分。
(ii):ポリイミド前駆体(A)と異なり、特定の式[B1]の構造単位を有するポリイミド前駆体(B)を2種類以上含む重合体成分。
(iii):ポリイミド前駆体(A)及びポリイミド前駆体(B)を含む重合体成分。
(B)成分:分子量が500以下で、分子内にアミノ基を含まない特定の(c1)～(c4)から選ばれる1種の化合物。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有する液晶配向剤。
（Ａ）成分：下記（i）～（iii）から選ばれる少なくとも１つの重合体成分。
（i）：１種以上の構造単位を有し、下記式［Ａ１］の構造単位を有するポリイミド前駆体（Ａ）を２種類以上含む重合体成分。
（ii）：前記ポリイミド前駆体（Ａ）と異なり、１種以上の構造単位を有し、下記式［Ｂ１］の構造単位を有するポリイミド前駆体（Ｂ）を２種類以上含む重合体成分。
（iii）：前記ポリイミド前駆体（Ａ）及びポリイミド前駆体（Ｂ）を含む重合体成分。
（Ｂ）成分：分子量が５００以下で、分子内にアミノ基を含まない下記（ｃ１）～（ｃ４）から選ばれる少なくとも１種の化合物。
（ｃ１）：モノヒドロキシベンゼン化合物。但し、該化合物中のベンゼン環は、ヒドロキシ基以外の置換基を有しない、又はヒドロキシ基以外に、カルボキシ基、ハロゲン原子、炭素数１～３のアルキル基、炭素数１～３のアルコキシ基、炭素数２～４のアルカノイル基、炭素数２～４のアルカノイルオキシ基、炭素数２～４のアルキルオキシカルボニル基又は＊－ＣＨ＝ＣＨ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｐｈ（Ｐｈは１価の芳香族炭化水素環基を示す。＊は結合手を示す）のいずれかの置換基を有する。
（ｃ２）：同一のベンゼン環にヒドロキシ基が２つ以上結合したポリヒドロキシベンゼン化合物。
（ｃ３）：ヒドロキシ基で置換されたクマリン化合物。
（ｃ４）：下記式［ｃ４］の化合物。
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2025155998000046.tif
43
111
（Ｘ
Ａ
は下記式［Ｘ
Ａ
－１］～式［Ｘ
Ａ
－８］から選ばれる少なくとも１種のテトラカルボン酸成分に由来する４価の有機基を示す。Ｙ
Ａ
はジアミン成分に由来する２価の有機基を示す。）
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2025155998000047.tif
78
160
（Ｒ
ｘ
はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１～６のアルキル基、炭素数２～６のアルケニル基、炭素数２～６のアルキニル基、フッ素原子を有する炭素数１～６の１価の有機基及びフェニル基から選ばれる少なくとも１種を示す。＊は結合手を示す。）
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2025155998000048.tif
44
110
（Ｘ
Ｂ
は下記式［Ｘ
Ｂ
－１］～式［Ｘ
Ｂ
－３］から選ばれる少なくとも１種のテトラカルボン酸成分に由来する４価の有機基を示す。Ｙ
Ｂ
はジアミン成分に由来する２価の有機基を示す。）
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2025155998000049.tif
70
154
（Ｂ
Ｘ
はそれぞれ独立して、単結合、エーテル結合、カルボニル、エステル結合、炭素数１～１０のアルカンジイル基、１，４－フェニレン、スルホニル及びアミド結合から選ばれる少なくとも１種を示す。ｊ及びｋは０又は１の整数を示す。＊は結合手を示す。）
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2025155998000050.tif
35
83
（Ａｒは１価の芳香環基を示す。以下のように実線及び破線で表される部位は単結合又は二重結合を示す。ｌは１～４の整数を示す。）
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2025155998000051.tif
14
45
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記式［Ａ１］のＹ
Ａ
が、下記式［Ｙ
Ａ
－１］及び式［Ｙ
Ａ
－２］から選ばれる少なくとも１種のジアミン成分に由来する２価の有機基である、請求項１に記載の液晶配向剤。
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2025155998000052.tif
48
161
（Ｒ
Ｙ
はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、保護されても良いアミノ基、チオール基、ニトロ基、リン酸基及び炭素数１～２０の１価の有機基から選ばれる少なくとも１種を示す。Ａ
Ｙ
はエステル結合、アミド結合、チオエステル結合及び炭素数２～２０の２価の有機基から選ばれる少なくとも１種を示す。ａ１はそれぞれ独立して、０～４の整数を示す。ａは１～４の整数を示す。ｂ及びｃはそれぞれ独立して、１～２の整数を示す。＊は結合手を表す。）
【請求項３】
前記式［Ｂ１］のＹ
Ｂ
が、下記式［Ｙ
Ａ
－１］及び式［Ｙ
Ａ
－２］から選ばれる少なくとも１種のジアミン成分に由来する２価の有機基である、請求項１又は２に記載の液晶配向剤。
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2025155998000053.tif
48
161
（Ｒ
Ｙ
はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、保護されても良いアミノ基、チオール基、ニトロ基、リン酸基及び炭素数１～２０の１価の有機基から選ばれる少なくとも１種を示す。Ａ
Ｙ
はエステル結合、アミド結合、チオエステル結合及び炭素数２～２０の２価の有機基から選ばれる少なくとも１種を示す。ａ１はそれぞれ独立して、０～４の整数を示す。ａは１～４の整数を示す。ｂ及びｃはそれぞれ独立して、１～２の整数を示す。＊は結合手を表す。）
【請求項４】
前記（Ｂ）成分が、フェノール、サリチル酸、２－ヒドロキシカルコン、没食子酸、没食子酸メチル、没食子酸プロピル、４－ヒドロキシクマリン、ウンベリフェロン、アピゲニン、アカセチン、クリシン及びナリンゲニンから選ばれる少なくとも１種である、請求項１又は２に記載の液晶配向剤。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
【請求項６】
請求項５の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
【請求項７】
下記の工程（１）～（４）を含む、液晶表示素子の製造方法。
工程（１）：第１基板及び第２基板のうち少なくとも一方に請求項１又は２に記載の液晶配向剤を塗布する工程
工程（２）：塗布した前記液晶配向剤を焼成し、膜を得る工程
工程（３）：工程（２）で得られた前記膜に配向処理する工程
工程（４）：前記第１基板と前記第２基板との間に、前記配向処理された膜に隣接するように液晶層を配置して液晶セルを作製する工程
【請求項８】
前記配向処理が光配向処理である、請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
工程（３）と工程（４）の間に、更に加熱処理を行う工程（３ｂ）を含む、請求項８に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記液晶表示素子が、ＩＰＳ駆動方式又はＦＦＳ駆動方式である請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の製造において用いられる液晶配向剤、該液晶配向剤から得られる液晶配向膜及び該液晶配向膜を使用した液晶表示素子に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、工業的に利用されている樹脂被膜には、耐久性に優れたポリイミド系の有機膜が用いられている。特に、このポリイミド系の有機膜は、液晶表示素子の液晶配向膜としても用いられている。ポリイミド系の液晶配向膜は、ポリイミド前駆体のポリアミド酸やポリイミドを含む液晶配向剤から形成される（例えば、特許文献１参照）。
通常、ＩＰＳ（ＩｎＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）駆動方式やＦＦＳ（ＦｒｉｎｇｅＦｉｅｌｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）駆動方式などの横電界駆動型の液晶表示素子では、液晶を水平配向させるため、焼成後の液晶配向膜をナイロン、レーヨン又はコットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理が行われる。
【０００３】
近年、液晶表示素子の大型化や高精細化に伴い、ラビング処理で発生する液晶配向膜の傷や発塵、更に液晶の配向の面内均一性が低いなどが問題になっている。それに対して、新たな配向処理として、偏光された放射線（光）を照射することで液晶の配向を規制する方法（光配向処理とも言う。）が取り入れ始めてきた。この光配向処理には、光異性化反応、光架橋反応及び光分解反応を利用したものが提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
日本特開平９－２７８７２４号公報
日本特開平９－２９７３１３号公報
日本特開２００４－２０６０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液晶表示素子の大型化や高精細化に伴い、液晶表示素子の品質に対する要求が厳しくなっている。特に、ＩＰＳ駆動方式やＦＦＳ駆動方式は、光配向処理で配向処理が行われているが、光配向処理では、液晶配向膜面内での光の照射量のばらつき（照射量のムラ）が起こりやすい。そのため、液晶の配向ムラが発生し易くなり、液晶表示素子で表示ムラの欠陥が起こる問題があった。
そこで本発明は、特定構造を有するポリイミド系重合体及び特定構造を有する化合物を含む液晶配向剤を用いて、液晶の配向ムラが発生しない液晶配向膜を提供することを目的とする。特に、液晶配向剤を長期保管した場合であっても、その効果が得られることを目的とする。更に、前記要求に対応した液晶配向膜を備えた液晶表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記目的を達成するため鋭意研究を進めた結果、以下の要旨を有する本発明を完成するに至った。
即ち、下記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分を含有する液晶配向剤である。
（Ａ）成分：下記（i）～（iii）から選ばれる少なくとも１つの重合体成分（特定重合体成分とも言う。）。
（i）：１種以上の構造単位を有し、下記式［Ａ１］の構造単位を有するポリイミド前駆体（Ａ）（特定重合体（Ａ）とも言う。）を２種類以上含む重合体成分。
（ii）：前記ポリイミド前駆体（Ａ）と異なり、１種以上の構造単位を有し、下記式［Ｂ１］の構造単位を有するポリイミド前駆体（Ｂ）（特定重合体（Ｂ）とも言う。）を２種類以上含む重合体成分。
（iii）：前記ポリイミド前駆体（Ａ）及びポリイミド前駆体（Ｂ）を含む重合体成分。
（Ｂ）成分：分子量が５００以下で、分子内にアミノ基を含まない下記（ｃ１）～（ｃ４）から選ばれる少なくとも１種の化合物。
（ｃ１）：モノヒドロキシベンゼン化合物。但し、該化合物中のベンゼン環は、ヒドロキシ基以外の置換基を有しない、又はヒドロキシ基以外に、カルボキシ基、ハロゲン原子、炭素数１～３のアルキル基、炭素数１～３のアルコキシ基、炭素数２～４のアルカノイル基、炭素数２～４のアルカノイルオキシ基、炭素数２～４のアルキルオキシカルボニル基又は＊－ＣＨ＝ＣＨ－Ｃ（＝Ｏ）－Ｐｈ（Ｐｈは１価の芳香族炭化水素環基を示す。＊は結合手を示す）のいずれかの置換基を有する。
（ｃ２）：同一のベンゼン環にヒドロキシ基が２つ以上結合したポリヒドロキシベンゼン化合物。
（ｃ３）：ヒドロキシ基で置換されたクマリン化合物。
（ｃ４）：下記式［ｃ４］の化合物。
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43
111
【０００７】
（Ｘ
Ａ
は下記式［Ｘ
Ａ
－１］～式［Ｘ
Ａ
－８］から選ばれる少なくとも１種のテトラカルボン酸成分に由来する４価の有機基を示す。Ｙ
Ａ
はジアミンに由来する２価の有機基を示す。）
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78
160
【０００８】
（Ｒ
ｘ
はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１～６のアルキル基、炭素数２～６のアルケニル基、炭素数２～６のアルキニル基、フッ素原子を有する炭素数１～６の１価の有機基及びフェニル基から選ばれる少なくとも１種を示す。＊は結合手を示す。）
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110
（Ｘ
Ｂ
は下記式［Ｘ
Ｂ
－１］～式［Ｘ
Ｂ
－３］から選ばれる少なくとも１種のテトラカルボン酸成分に由来する４価の有機基を示す。Ｙ
Ｂ
はジアミンに由来する２価の有機基を示す。）
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154
【０００９】
（Ｂ
Ｘ
はそれぞれ独立して、単結合、エーテル結合、カルボニル、エステル結合、炭素数１～１０のアルカンジイル基、１，４－フェニレン、スルホニル及びアミド結合から選ばれる少なくとも１種を示す。ｊ及びｋは０又は１の整数を示す。＊は結合手を示す。）
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（Ａｒは１価の芳香環基を示す。以下のように実線及び破線で表される部位は単結合又は二重結合を示す。ｌは１～４の整数を示す。）
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【００１０】
本明細書内の以下の用語及び略号は、それぞれ以下を示す。
ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを示す。
＊は、いずれの場合も結合手を示す。
Ｂｏｃはｔｅｒｔ－ブトキシカルボニル基を示し、Ｆｍｏｃは９－フルオレニルメトキシカルボニル基を示す。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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