本發(fā)明涉及能夠通過廉價且不含復(fù)雜工序的方法來制造表現(xiàn)出弱錨定特性的有機膜(弱錨定膜)，且用于實現(xiàn)進一步的高亮度化、低電壓驅(qū)動化的液晶顯示元件、以及能夠用于它們的弱錨定液晶取向劑以及聚合物。

背景技術(shù)：

1、近年來，在移動電話、計算機和電視機的顯示器等中廣泛使用液晶顯示元件。液晶顯示元件具有薄型、輕量、低耗電等特性，期待今后面向vr(virtual?reality：虛擬現(xiàn)實)、超高精細的顯示器等更多方面的應(yīng)用。在液晶顯示器的顯示方式中，提出了tn(twistednematic：扭曲向列)方式、ips(in-plane?switching：平面轉(zhuǎn)換)方式、va(verticalalignment：垂直取向)方式等各種顯示方式，在所有的顯示方式中使用將液晶引導(dǎo)至期望的取向狀態(tài)的膜(液晶取向膜)。

2、特別是在平板pc、智能手機、智能tv等具備觸控面板的產(chǎn)品中，優(yōu)選即使觸摸，顯示也不易紊亂的ips方式，近年來，為了改善對比度、視角特性，應(yīng)用使用了ffs(frindgefield?switching：邊緣場切換)方式的液晶顯示元件、使用了光取向法的液晶取向技術(shù)。

3、但是，ffs方式與ips方式相比，存在基板的制造成本高，產(chǎn)生被稱為vcom偏移的特有的顯示不良的技術(shù)問題。另外，光取向法與摩擦取向法相比，在容易適應(yīng)元件的擴大的方面，在能夠大幅提高顯示特性的方面具有優(yōu)點，另一方面，可舉出原理上的技術(shù)問題(如果使用光分解型材料，則存在源自分解物的顯示不良，如果為異構(gòu)化型，則存在取向力不足導(dǎo)致的燒屏(burn-in)等)。為了解決這些技術(shù)問題，液晶顯示元件制造商、液晶取向膜制造商進行各種研究成為現(xiàn)狀。

4、另一方面，近年來提出了利用弱錨定技術(shù)的弱錨定ips方式。這與現(xiàn)有的ips方式相比，能夠?qū)崿F(xiàn)對比度的提高、大幅降低電壓驅(qū)動(參照專利文獻1)。

5、弱錨定ips方式是通過在單側(cè)的基板上使用具有強錨定能的液晶取向膜，在另一側(cè)的基板側(cè)(具備產(chǎn)生橫向電場的電極)上使用實施了不具有錨定能的處理的薄膜而制作。

6、近年來，提出了通過在基板上直接設(shè)置濃厚聚合物刷而制作出弱錨定狀態(tài)的弱錨定ips方式的技術(shù)方案(參照專利文獻2)。通過該技術(shù)，實現(xiàn)了對比度比的大幅提高、驅(qū)動電壓的大幅降低。

7、另外，作為其他方法，提出了使用能夠產(chǎn)生光自由基的液晶取向膜與能夠自由基聚合的化合物，在液晶中照射uv而進行自由基反應(yīng)，由此使其弱錨定化的弱錨定ips方式的技術(shù)方案(參照專利文獻3)。通過該技術(shù)，除了通過能夠量產(chǎn)的方法提高對比度、大幅低電壓驅(qū)動以外，還實現(xiàn)了高速響應(yīng)化、燒屏的減少。

8、現(xiàn)有技術(shù)文獻

9、專利文獻

10、專利文獻1：日本專利第4053530號公報

11、專利文獻2：日本特開2013-231757號公報

12、專利文獻3：國際公開第2019/004433號小冊子

13、專利文獻4：日本特開2018-028621號公報

14、專利文獻5：國際公開第2022/260048號

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的技術(shù)問題

2、將濃厚聚合物刷直接設(shè)置在基板上的方法(專利文獻2)，需要在基板上設(shè)置反應(yīng)點的表面處理工序、從基板表面的反應(yīng)點使聚合物生長的工序，因此工序復(fù)雜化，由于需要高度的脫氧條件，因此需要嚴格控制環(huán)境，從這些方面出發(fā)，技術(shù)性的難度高，從量產(chǎn)化的觀點出發(fā)是不現(xiàn)實的。

3、在使用光自由基聚合反應(yīng)和能夠自由基聚合的化合物進行弱錨定化的方法(專利文獻3)中，認為存在如下技術(shù)問題：在液晶注入時的高真空狀態(tài)下聚合性添加劑揮發(fā)；在液晶元件制作后需要進行紫外線照射的工序，因此對液晶組合物造成不良影響等。

4、為了解決上述問題，作為僅通過在基板上的涂布和燒成而表現(xiàn)出弱錨定性的材料，發(fā)現(xiàn)了使用瓶刷狀聚合物的方法(專利文獻4)、使用嵌段共聚物的方法(專利文獻5)。

5、但是，所述瓶刷聚合物、所述嵌段共聚物缺乏溶劑選擇性，總體上缺乏對在常規(guī)的液晶取向劑(用于形成液晶取向膜的試劑)中使用的nmp(n-甲基-2-吡咯烷酮)、gbl(γ-丁內(nèi)酯)的溶解性，雖然顯示出溶解性，但技術(shù)問題是保存時析出或凝膠化，如果使用這些溶劑進行涂布，則容易引起針孔、不均的產(chǎn)生等。

6、此外，上述材料因其結(jié)構(gòu)，而極性低，粘度低。因此，液晶取向膜的涂膜均勻性、特別是端部的涂膜性容易降低，容易引起液晶取向膜的端部不是直線、或者該端部隆起的狀態(tài)。

7、由于這些原因，具有難以使用液晶取向劑涂布工序中使用的柔版印刷法、噴墨方式下的涂布等來形成高品質(zhì)的涂膜的技術(shù)問題。因此，產(chǎn)生如下問題：即便弱錨定ips顯示元件能夠得到良好的特性，在實際的制造工序中也不能制作電視、智能手機等的面板。

8、此外，上述材料因其結(jié)構(gòu)而缺乏與密封劑、基板的密合性，也要考慮在液晶單元的搬運、研磨工序等制造時發(fā)生破損的可能、或者不易被車載用途等可靠性變得重要的用途使用的情況，并需要考慮能夠解決這些問題的方法。

9、如果能夠解決這樣的技術(shù)課題，則作為面板制造商，也能夠簡便且成品率良好地生產(chǎn)在電池的省電化、畫質(zhì)的提高等方面具有優(yōu)點的弱錨定ips液晶顯示元件。

10、本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問題而完成的，其目的在于提供一種能夠簡便的制造且涂布性良好的弱錨定液晶取向劑，以及提供一種與密封劑的密合性良好、不產(chǎn)生預(yù)傾角、能夠同時實現(xiàn)低電壓驅(qū)動和電壓斷開時的高速響應(yīng)化的弱錨定液晶取向膜和液晶顯示元件。

11、用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

12、本發(fā)明人等為了解決上述技術(shù)問題而進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能夠解決上述技術(shù)問題，從而完成了具有以下主旨的本發(fā)明。

13、即，本發(fā)明包含以下內(nèi)容。

14、[1]一種弱錨定液晶取向劑，其含有下述a成分和b成分。

15、a成分：下述式(1)所示的聚合物

16、b成分：具有通過加熱而與所述a成分具有的n價有機基團a反應(yīng)的部位的聚合物

17、[化1]

18、

19、(式(1)中，a表示具有通過加熱而與b成分反應(yīng)的基團的分子量300以下的n價有機基團，q為與液晶相容的2價聚合物單元，r為不會通過加熱而與b成分反應(yīng)的分子量500以下的1價有機基團，n為1～2的整數(shù)。在n為2的情況下，2個q和r各自可以相同，也可以不同。)

20、[2]根據(jù)[1]所述的弱錨定液晶取向劑，其中，所述式(1)中的a為選自以下結(jié)構(gòu)中的基團。

21、[化2]

22、

23、(式中，r1和r2各自獨立地表示氫原子或者碳原子數(shù)1～12的直鏈或支鏈烷基，r3和r4各自獨立地表示單鍵或者碳原子數(shù)1～12的直鏈或支鏈亞烷基，x表示氧原子或硫原子，*表示鍵合部位。)

24、[3]根據(jù)[1]或[2]所述的弱錨定液晶取向劑，其中所述式(1)中的q包含選自下述式(3)所示的化合物、下述式(4)所示的化合物、下述式(6)所示的化合物和下述式(8)所示的化合物中的至少1種作為構(gòu)成成分。

25、[化3]

26、

27、(式(3)中，m表示具有能夠聚合的不飽和烴基的聚合性基團，x表示單鍵、醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、氨基甲酸酯鍵、脲鍵或硫醚鍵，r1表示可以插入有鍵合基團的碳原子數(shù)1～20的烷基，n為1～2的整數(shù)。在n為2的情況下，2個x和r1各自可以相同，也可以不同。)

28、[化4]

29、

30、(式(4)中，m表示具有能夠聚合的不飽和烴基的聚合性基團，s表示單鍵、或可以插入有鍵合基團的碳原子數(shù)1～6的飽和烴基，t表示下述式(5)所示的有機基團，n為1～2的整數(shù)。在n為2的情況下，2個t可以相同，也可以不同。其中，在n為2的情況下，s表示可以插入有鍵合基團的碳原子數(shù)1～6的飽和烴基。)

31、[化5]

32、*-x-cy??(5)

33、(式(5)中，*表示鍵合部位。x表示選自單鍵、醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、氨基甲酸酯鍵、脲鍵、硫醚鍵、-si(r1)(r2)-(r1和r2各自獨立地表示與si鍵合的烷基。)、-si(r3)(r4)-o-(r3和r4各自獨立地表示與si鍵合的烷基。)和-n(r5)-(r5表示與n鍵合的氫原子或烷基。)中的鍵合基團，cy表示6～20元環(huán)的非芳香族的環(huán)狀基團。)

34、[化6]

35、

36、(式(6)中，m表示具有能夠聚合的不飽和烴基的聚合性基團，r1表示碳原子數(shù)1～10的具有直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)的脂肪族烴基，3個x各自獨立地表示氫原子或下述式(7)。其中，3個x中的至少一個表示式(7)。)

37、[化7]

38、

39、(式(7)中，y表示單鍵、-o-、-s-或-n(r)-(r表示與n鍵合的氫原子或碳原子數(shù)1～4的烷基。)，*表示鍵合部位。r2、r3和r4各自獨立地表示碳原子數(shù)1～6的烷基或可以具有取代基的芳香族烴基。)

40、[化8]

41、

42、(式(8)中，m表示具有能夠聚合的不飽和烴基的聚合性基團，r1～r3各自獨立地表示單鍵、或可以插入有鍵合基團的碳原子數(shù)1～6的亞烷基，ar表示可以具有取代基的芳香族烴基，x1和x2各自獨立地表示氫原子、或可以具有取代基的芳香族烴基，r1x1、r2x2以及與r1x1和r2x2鍵合的碳原子可以一起形成環(huán)。其中，r1x1、r2x2和r3的合計碳原子數(shù)為1以上。)

43、[4]根據(jù)[3]所述的弱錨定液晶取向劑，所述式(3)中的m為下述所示的任一結(jié)構(gòu)，

44、所述式(4)中的m為下述所示的任一結(jié)構(gòu)，

45、所述式(6)中的m為下述所示的任一結(jié)構(gòu)，

46、所述式(8)中的m為下述所示的任一結(jié)構(gòu)。

47、[化9]

48、

49、(式中，r1和r2各自獨立地表示氫原子或者碳原子數(shù)1～12的直鏈或支鏈烷基，x、y和z各自獨立地表示氧原子或硫原子。*、*1和*2表示鍵合部位，*1和*2中的任一個可以被氫原子或者碳原子數(shù)1～12的直鏈或支鏈烷基替代。n表示1～5的整數(shù)。)

50、[5]根據(jù)[1]～[4]中任一項所述的弱錨定液晶取向劑，其中，所述式(1)中的r為選自以下結(jié)構(gòu)中的基團。

51、[化10]

52、

53、(式中，r1和r2各自獨立地表示氫原子或者碳原子數(shù)1～12的直鏈或支鏈烷基，r3和r4各自獨立地表示單鍵或者碳原子數(shù)1～12的直鏈或支鏈亞烷基。*表示鍵合部位。)

54、[6]根據(jù)[1]～[5]中任一項所述的弱錨定液晶取向劑，其中，b成分是包含選自氨基、保護氨基、羥基、保護羥基、硫醇基、保護硫醇基、羧基、保護羧基、異氰酸酯基、保護異氰酸酯基、馬來酰亞胺基、羧酸酐基、乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酸基和(甲基)丙烯酰胺基中的至少一個作為與所述n價有機基團a反應(yīng)的部位的聚合物。

55、[7]根據(jù)[1]～[6]中任一項所述的弱錨定液晶取向劑，其中，b成分為選自聚酰亞胺、聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰胺、聚脲和聚(甲基)丙烯酸酯中的至少一種的聚合物。

56、[8]根據(jù)[1]～[7]中任一項所述的弱錨定液晶取向劑，其中，a成分是通過活性聚合或鏈轉(zhuǎn)移聚合而得到的。

57、[9]一種液晶顯示元件，其是使用[1]～[8]中任一項所述的液晶取向劑而得到的。

58、[10]根據(jù)[9]所述的液晶顯示元件，其為橫向電場液晶顯示元件。

59、發(fā)明效果

60、根據(jù)本發(fā)明，能夠利用與現(xiàn)有技術(shù)相比極其簡單的方法來制造穩(wěn)定的弱錨定液晶取向膜，因此在實際的工業(yè)化中，能夠?qū)崿F(xiàn)對弱錨定橫向電場液晶顯示元件的制造施加的工序負荷的降低或成品率的改善。另外，通過使用本發(fā)明的材料和方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)電壓斷開(off)時的高速響應(yīng)化、燒屏的減少、低溫環(huán)境下的高背光透射率和低電壓驅(qū)動，因此能夠提供可穩(wěn)定地表現(xiàn)出優(yōu)異特性的材料和橫向電場液晶顯示元件。