CN103937510A - Psa模式液晶显示元件用液晶取向剂及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂及其用途。本发明获得一种以少的光照射量显示出适当的预倾角，并且在光照射后可维持高的电压保持率，且响应速度快的聚合物稳定取向模式液晶显示元件。在用于形成聚合物稳定取向模式的液晶显示元件中的液晶取向膜的液晶取向剂中含有化合物(A)，所述化合物(A)具有可显现通过光照射而产生自由基的自由基产生功能、及通过光照射而显示出增感作用的光增感功能的至少任一种功能的结构(a)。

Description

PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂及其用途
技术领域
本发明涉及一种聚合物稳定取向(Polymer Sustained Alignment，PSA)模式液晶显示元件用的液晶取向剂及液晶取向膜、以及PSA模式液晶显示元件及其制造方法，详细而言，本发明涉及一种用以减少PSA处理时的光照射量的技术。
背景技术
之前，作为液晶显示元件，已开发有电极构造或所使用的液晶分子的物性等不同的各种驱动方式。例如，之前作为垂直取向模式而为人所知的多象限垂直取向(Multi-Domain Vertical Alignment，MVA)型面板通过利用形成于液晶面板中的突起物规定液晶分子的倒入方向来谋求视角的扩大。但是，根据该方式，由突起物所引起的透过率及对比度的不足无法避免，另外，存在液晶分子的响应速度慢的倾向。
近年来，为了解决MVA型面板的问题点，而提出有PSA(PolymerSustained Alignment)模式作为用以控制液晶分子的取向的新的驱动模式。PSA模式是如下的技术：先使光聚合性单体混入至液晶材料中，组装完液晶单元后，在对夹持液晶层的一对电极间施加有电压的状态下对液晶单元进行光照射，由此使光聚合性单体进行聚合来控制液晶分子的分子取向。根据该技术，而具有可谋求视角的扩大或高速响应化等优点。另外，近年来，正在研究PSA型液晶面板的进一步的高速响应化，作为该技术，进行了将具有1个烯基及氟烯基中的任一种的单官能性的液晶性化合物(以下，也称为“烯基系液晶”)导入至液晶层中的尝试(例如参照专利文献1～专利文献3)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2010-285499号公报
[专利文献2]日本专利特开平9-104644号公报
[专利文献3]日本专利特开平6-108053号公报
根据PSA模式，可谋求视角的扩大或高速响应化，但另一方面，在光聚合性单体的聚合反应中需要大量的紫外线照射，存在因该紫外线照射而导致面板的显示品质下降等问题。另外，当光照射量不足时，未反应的光聚合性单体残存在液晶层中，因未反应单体而容易产生图像的残影(残像)。因此，在PSA模式中，必须能够以尽可能少的光照射量使光聚合性单体进行聚合、且尽可能减少未反应单体。
另外，已明确在使用烯基系液晶的液晶显示元件中，可谋求响应速度的高速化，但另一方面，因用于光聚合性单体的聚合的光照射，与液晶层中不含烯基系液晶的液晶单元相比电压保持率的下降变大。从进一步改善液晶显示元件的显示品质的观点来看，必须在用于光聚合性单体的聚合的光照射后保持高的电压保持率。
发明内容
本发明是鉴于所述课题而完成的发明，其主要目的在于提供一种PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂，该液晶取向剂可获得以少的光照射量显示出适当的预倾角，并且在光照射后可维持高的电压保持率，且响应速度快的PSA模式液晶显示元件。
本发明人等人为了达成如上所述的现有技术的课题而努力研究的结果，发现通过使用含有特定的化合物的液晶取向剂来形成液晶取向膜，可解决所述课题，从而完成了本发明。具体而言，通过本发明而提供以下的PSA模式液晶显示元件用的液晶取向剂、液晶取向膜、以及液晶显示元件及其制造方法。
本发明在一形态中，提供一种PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂，其包括化合物(A)，所述化合物(A)具有可显现通过光照射而产生自由基的自由基产生功能、及通过光照射而显示出增感作用的光增感功能的至少任一种功能的结构(a)。
本发明在另一形态中，提供一种液晶显示元件的制造方法，其包括：第1步骤，将本发明的液晶取向剂分别涂布在具有导电膜的一对基板的所述导电膜上，继而对其进行加热而形成涂膜；第2步骤，隔着含有液晶性化合物的液晶层且以所述涂膜相对的方式，将形成有所述涂膜的一对基板对向配置来构筑液晶单元；以及第3步骤，在对所述一对基板所具有的导电膜间施加了电压的状态下对所述液晶单元进行光照射。
本发明在另一形态中，提供一种使用本发明的液晶取向剂而形成的PSA模式液晶显示元件用液晶取向膜、及具备所述液晶取向膜的PSA模式液晶显示元件。
[发明的效果]
使用本发明的液晶取向剂所制造的PSA模式型的液晶显示元件通过在液晶取向膜中包含化合物(A)，而能够以少的光照射量显示出适当的预倾角。另外，可获得具有高的电压保持率及快的响应速度的液晶显示元件。
尤其，通过使用本发明的液晶取向剂来形成具备含有烯基系液晶的液晶层的液晶显示元件的液晶取向膜，在液晶显示元件中可谋求响应速度的高速化，并可适宜地抑制由烯基系液晶的添加所引起的伴随光照射的电压保持率的下降。
附图说明
图1是表示实施例及比较例中所使用的透明电极膜的电极图案的图。
图2是表示实施例及比较例中所使用的透明电极膜的电极图案的图。
图3是表示实施例及比较例中所使用的透明电极膜的电极图案的图。
[符号的说明]
1：ITO电极
2：狭缝部
3：遮光膜
具体实施方式
以下，对本发明的PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂(以下，也简称为液晶取向剂)中所含有的各成分、及视需要而任意地调配的其他成分进行说明。
<化合物(A)>
本发明的液晶取向剂含有具有结构(a)(以下，也称为“特定结构”)的化合物作为化合物(A)，所述结构(a)可显现通过光照射而产生自由基的自由基产生功能、及通过光照射而显示出增感作用的光增感功能的至少任一种功能。此处，所谓“光增感功能”，是指通过光的照射而变成单重态激发状态后，迅速产生系间跨越(intersystem crossing)而转变成三重态激发状态的功能。若在该三重态激发状态下与其他分子碰撞，则使对方变成激发状态，自身恢复成基底状态。该光增感功能可与通过光照射而产生自由基的自由基产生功能并存。
作为化合物(A)所具有的所述特定结构，优选至少可显现光增感功能的结构，即可仅显现光增感功能的结构，或者可显现光增感功能与自由基产生功能的结构。
所述化合物(A)可以是不具有重复单元的比较低分子量的化合物，也可以是聚合物。再者，化合物(A)可单独使用1种、或将2种以上组合使用。
作为低分子化合物的化合物(A)的分子量优选1,000以下，更优选800以下。作为化合物(A)为低分子化合物时的具体例，例如可列举：苯乙酮、苯乙酮苄基缩酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、3-甲基苯乙酮等具有苯乙酮结构的化合物；
二苯甲酮、4-二乙氨基-2-羟基二苯甲酮、2-羟基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、3，4-二甲基二苯甲酮、3-(4-苯甲酰基-苯氧基)丙基、4-氯二苯甲酮、4，4′-二甲氧基二苯甲酮、4，4′-二氨基二苯甲酮、4，4′-双(二甲氨基)二苯甲酮(米其勒酮)等具有二苯甲酮结构的化合物；
3，5-二硝基苯、4-甲基-3，5-二硝基苯、3-(3，5-二硝基苯氧基)丙基、2-甲基-3，5-二硝基苯等具有硝基芳基结构的化合物；除此以外，可列举：
9，10-二氧代二氢蒽、3-(9，10-二氧代-9，10-二氢蒽-2-基)丙基、3-(4，5-二甲氧基-3，6-二氧代环己-1，4-二烯基)丙基、1-羟基环己基苯基酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1、氧杂蒽酮、芴酮、苯甲醛、芴、蒽醌、三苯基胺、咔唑、安息香丙醚、安息香乙醚、苄基二甲基缩酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、硫杂蒽酮、二乙基硫杂蒽酮、2-异丙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙烷-1-酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双-(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦等。
作为聚合物的化合物(A)可在聚合物的主链及侧链的任一者上具有所述特定结构，但就容易控制导入量的观点，或可进一步改善预倾角特性、电压保持率及响应速度的观点而言，优选在聚合物的侧链上具有所述特定结构。
作为具有所述特定结构的聚合物(以下，也称为“聚合物(A)”)的主骨架，例如可列举包含聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酯、聚酰胺、聚有机硅氧烷、纤维素衍生物、聚缩醛衍生物、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基顺丁烯二酰亚胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯衍生物等的骨架。作为所述聚合物(A)，可对应于液晶显示元件的用途等而适宜地选择1种以上具有选自这些骨架中的骨架的聚合物来使用。再者，(甲基)丙烯酸酯表示包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
作为聚合物(A)，所述之中，优选具有选自聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚有机硅氧烷及聚(甲基)丙烯酸酯中的骨架，更优选具有选自聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯及聚有机硅氧烷中的骨架。
作为所述聚合物(A)中的所述特定结构，当在主链上具有该特定结构时，优选二苯甲酮结构。
另外，当在侧链上具有所述特定结构时，作为该特定结构的具体例，作为可显现自由基产生功能的结构，例如可列举：苯乙酮结构、二苯甲酮结构、氧杂蒽酮结构、芴酮结构、苯甲醛结构、芴结构、蒽醌结构、三苯基胺结构、咔唑结构、苯烷基酮结构、安息香结构、硫杂蒽酮结构、酰基氧化膦结构等；
作为可显现光增感功能的结构，例如可列举：苯乙酮结构、二苯甲酮结构、蒽醌结构、联苯结构、咔唑结构、硝基芳基结构(硝基苯结构、1，3-二硝基苯结构等)、萘结构、芴结构、蒽结构、吖啶结构、吲哚结构、1，4-二氧代环己-2，5-二烯结构等。再者，所述各结构为包含从苯乙酮、二苯甲酮、氧杂蒽酮、芴酮、苯甲醛、芴、蒽醌、三苯基胺、咔唑、苯烷基酮、安息香、硫杂蒽酮、酰基氧化膦、联苯、硝基苯、1，3-二硝基苯、萘、蒽、吖啶、吲哚、1，4-二氧代环己-2，5-二烯中去除1个～4个氢原子而获得的基的结构。
当在侧链上具有所述特定结构时，作为该特定结构，其中优选选自由苯乙酮结构、二苯甲酮结构、蒽醌结构、联苯结构、咔唑结构、硝基芳基结构及萘结构所组成的群组中的至少一种，更优选选自由苯乙酮结构、二苯甲酮结构及硝基芳基结构所组成的群组中的至少一种。
[聚合物(A)：聚酰胺酸]
在本发明中，作为聚合物(A)的聚酰胺酸(以下，也称为“聚酰胺酸(A)”)例如可通过使四羧酸二酐与具有所述特定结构的二胺进行反应而获得。
[四羧酸二酐]
作为用于合成本发明中的聚酰胺酸(A)的四羧酸二酐，例如可列举：脂肪族四羧酸二酐、脂环式四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐等。作为这些四羧酸二酐的具体例，作为脂肪族四羧酸二酐，例如可列举1，2，3，4-丁烷四羧酸二酐等；
作为脂环式四羧酸二酐，例如可列举1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐、1，3，3a，4，5，9b-六氢-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]呋喃-1，3-二酮、1，3，3a，4，5，9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2-c]呋喃-1，3-二酮、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2，4-二酮-6-螺-3′-(四氢呋喃-2′，5′-二酮)、5-(2，5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1，2-二羧酸酐、3，5，6-三羧基-2-羧甲基降冰片烷-2∶3，5∶6-二酐、2，4，6，8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2∶4，6∶8-二酐、4，9-二氧杂三环[5.3.1.02，6]十一烷-3，5，8，10-四酮、环己烷四羧酸二酐等；
作为芳香族四羧酸二酐，例如可列举均苯四甲酸二酐(pyromelliticdianhydride)等；
除此以外，可使用日本专利特开2010-97188号公报中所记载的四羧酸二酐等。再者，所述四羧酸二酐可单独使用1种、或将2种以上组合使用。
作为用于合成聚酰胺酸(A)的四羧酸二酐，优选含有脂环式四羧酸二酐，更优选含有2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐及1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐的至少任一种，特优选含有2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐。另外，作为用于合成聚酰胺酸(A)的四羧酸二酐，相对于用于合成的四羧酸二酐的总量，2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐及1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐的含量(合计量)优选60摩尔％以上，更优选80摩尔％以上。
[二胺]
作为用于合成本发明中的聚酰胺酸的二胺，可列举通过具有所述特定结构，而可对聚合物赋予自由基产生功能及光增感功能的至少任一种功能的二胺(以下，也称为“特定二胺”)。作为此种特定二胺的具体例，例如可列举：4，4′-二氨基二苯甲酮、3，3′-二氨基二苯甲酮、{4-[2-(3，5-二氨基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-乙酮、3，4-二氨基二苯甲酮、{4-[2-(3，5-二氨基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-苯基-甲酮、{4-[2-(2，4-二氨基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-苯基-甲酮、{4-[2-(2，4-二氨基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-对甲苯甲酰基-甲酮、{4-[2-(2，4-二氨基苯氧基)-乙氧基]-苯基}-邻甲苯甲酰基-甲酮、9，9-双(4-氮基苯基)芴等。所述特定二胺可单独使用选自这些具体例中的1种、或将2种以上组合使用。
作为用于合成本发明中的聚酰胺酸(A)的二胺，可单独使用所述特定二胺，但也可以将所述特定二胺与所述特定二胺以外的二胺(以下，也称为“其他二胺”)一同使用。
此处，作为所述其他二胺，例如可列举：脂肪族二胺、脂环式二胺、芳香族二胺、二氨基有机硅氧烷等。作为这些二胺的具体例，作为脂肪族二胺，例如可列举间苯二甲胺、1，3-丙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺等；作为脂环式二胺、例如可列举1，4-二氨基环己烷、4，4′-亚甲基双(环己胺)、1，3-双(氨基甲基)环己烷等；
作为芳香族二胺，例如可列举对苯二胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、4，4′-二氨基二苯硫醚、1，5-二氨基萘、2，2′-二甲基-4，4′-二氨基联苯、4，4′-二氨基-2，2′-双(三氟甲基)联苯、2，7-二氨基芴、4，4′-二氨基二苯醚、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4，4′-(对亚苯基二亚异丙基)双苯胺、4，4′-(间亚苯基二亚异丙基)双苯胺、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、4，4′-双(4-氨基苯氧基)联苯、2，6-二氨基吡啶、3，4-二氮基吡啶、2，4-二氨基嘧啶、3，6-二氨基吖啶、3，6-二氨基咔唑、N-甲基-3，6-二氨基咔唑、
N-乙基-3，6-二氨基咔唑、N-苯基-3，6-二氨基咔唑、N，N′-双(4-氨基苯基)-联苯胺、N，N′-双(4-氨基苯基)-N，N′-二甲基联苯胺、1，4-双-(4-氨基苯基)-哌嗪、3，5-二氨基苯甲酸、十二烷氧基-2，4-二氨基苯、十四烷氧基-2，4-二氨基苯、十五烷氧基-2，4-二氨基苯、十六烷氧基-2，4-二氨基苯、十八烷氧基-2，4-二氨基苯、十二烷氧基-2，5-二氨基苯、十四烷氧基-2，5-二氨基苯、十五烷氧基-2，5-二氨基苯、十六烷氧基-2，5-二氨基苯、十八烷氧基-2，5-二氨基苯、胆甾烷氧基-3，5-二氨基苯、胆甾烯氧基-3，5-二氨基苯、胆甾烷氧基-2，4-二氨基苯、胆甾烯氧基-2，4-二氨基苯、3，5-二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、3，5-二氨基苯甲酸胆甾烯基酯、3，5-二氨基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3，6-双(4-氨基苯甲酰氧基)胆甾烷、3，6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、4-(4′-三氟甲氧基苯甲酰氧基)环己基-3，5-二氨基苯甲酸酯、4-(4′-三氟甲基苯甲酰氧基)环己基-3，5-二氨基苯甲酸酯、1，1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、1，1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-(4-庚基环己基)环己烷、1-(4-氨基苯基)-2，3-二氢-1，3，3-三甲基-1H-茚-5-胺、1-(4-氨基苯基)-2，3-二氢-1，3，3-三甲基-1H-茚-6-胺、3-(3，5-二氨基苯甲酰氧基)胆甾烷、及由下述式(D-1)所表示的化合物等；
(式(D-1)中，XI及XII分别独立地为单键、-O-、-COO-或-OCO-，RI为碳数为1～3的烷二基，a为0或1，b为0～2的整数，c为1～20的整数，n为0或1。其中，a及b不同时成为0)
作为二氨基有机硅氧烷，例如可分别列举1，3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等，除此以外，可使用日本专利特开2010-97188号公报中所记载的二胺。
作为所述式(D-1)中的由“-XI-(RI-XII)n-”所表示的二价的基，优选碳数为1～3的烷二基、*-O-、*-COO-或*-O-C2H4-O-(其中，带有“*”的键结键与二氨基苯基键结)。
作为基“-CcH2c+1”的具体例，例如可列举：甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基等。相对于其他基，二氨基苯基中的2个氨基优选处于2，4-位或3，5-位。
作为由所述式(D-1)所表示的化合物的具体例，例如可列举由下述式(D-1-1)～式(D-1-4)的各式所表示的化合物等。
再者，作为其他二胺，可单独使用这些化合物的1种、或将2种以上组合使用。
当合成所述聚酰胺酸(A)时，相对于用于合成的二胺的总量，所述特定二胺的使用量优选设为0.1摩尔％～80摩尔％，更优选设为1摩尔％～60摩尔％，进而更优选设为5摩尔％～50摩尔％。
<聚酰胺酸的合成>
供于本发明中的聚酰胺酸的合成反应的四羧酸二酐与二胺的使用比例优选相对于二胺的氨基1当量，四羧酸二酐的酸酐基变成0.2当量～2当量的比例，更优选四羧酸二酐的酸酐基变成0.3当量～1.2当量的比例。另外，聚酰胺酸的合成反应优选在有机溶剂中进行。此时的反应温度优选-20℃～150℃，更优选0℃～100℃。另外，反应时间优选0.5小时～24小时，更优选设为2小时～10小时。
此处，作为用于反应的有机溶剂，只要可溶解所合成的聚酰胺酸即可，具体而言，例如可列举：N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(imidazolidinone)、γ-丁内酯、四甲基脲、六甲基磷酰三胺等非质子性极性溶剂；间甲酚、二甲酚、苯酚、卤化酚等酚系溶剂等。再者，这些有机溶剂可单独使用1种、或将2种以上混合使用。
另外，作为用于反应的有机溶剂，也可以在所合成的聚酰胺酸不会析出的范围内并用该聚酰胺酸的不良溶剂。作为此种不良溶剂，例如可列举：甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、乙二醇单甲醚等醇；丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮；乳酸乙酯、乳酸丁酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、草酸二乙酯、丙酸异戊酯等酯；二乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、二异戊醚等醚；二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，4-二氯丁烷、三氯乙烷等卤化烃；己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯等烃等。再者，这些不良溶剂可单独使用1种、或将2种以上混合使用。
当使用所述聚酰胺酸的不良溶剂作为用于反应的有机溶剂时，相对于用于合成的有机溶剂的总量，所述聚酰胺酸的不良溶剂的使用比例优选50wt％(重量百分比)以下，更优选40wt％以下，进而更优选30wt％以下。
有机溶剂的使用量(x)优选设为相对于反应溶液的总量(x+y)，四羧酸二酐及二胺的合计量(y)变成0.1wt％～50wt％的量，更优选设为相对于反应溶液的总量(x+y)，四羧酸二酐及二胺的合计量(y)变成5wt％～30wt％的量。
以所述方式获得使聚酰胺酸(A)溶解而成的反应溶液。该反应溶液可直接供于液晶取向剂的制备，也可以在使反应溶液中所含有的聚酰胺酸(A)离析后供于液晶取向剂的制备、或者也可以在对经离析的聚酰胺酸(A)进行精制后供于液晶取向剂的制备。另外，当对聚酰胺酸(A)进行脱水闭环而制成聚酰亚胺时，可将所述反应溶液直接供于脱水闭环反应，也可以在使反应溶液中所含有的聚酰胺酸(A)离析后供于脱水闭环反应、或者也可以在对经离析的聚酰胺酸(A)进行精制后供于脱水闭环反应。聚酰胺酸(A)的离析及精制可根据公知的方法来进行。
<聚合物(A)：聚酰亚胺>
在本发明中，作为聚合物(A)的聚酰亚胺(以下，也称为“聚酰亚胺(A)”)例如可通过对如所述般合成的聚酰胺酸(A)进行脱水闭环来加以酰亚胺化而获得。
所述聚酰亚胺(A)可以是对作为其前驱物的聚酰胺酸(A)所具有的酰胺酸结构的全部进行脱水闭环而成的完全酰亚胺化物，也可以是仅对酰胺酸结构的一部分进行脱水闭环、且酰胺酸结构与酰亚胺环结构并存的部分酰亚胺化物。本发明中的聚酰亚胺(A)的酰亚胺化率优选40％以上，更优选50％～99％。该酰亚胺化率是以百分比表示酰亚胺环结构数相对于聚酰亚胺的酰胺酸结构数与酰亚胺环结构数的合计所占的比例。再者，酰亚胺环的一部分也可以是异酰亚胺环。
聚酰胺酸(A)的脱水闭环可通过如下方法来进行：(i)对聚酰胺酸(A)进行加热的方法；或者(ii)将聚酰胺酸(A)溶解在有机溶剂中，向该溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂且视需要进行加热的方法。
在所述(i)的方法中，反应温度优选50℃～200℃，更优选60℃～170℃。若反应温度未满50℃，则脱水闭环反应无法充分地进行，若反应温度超过200℃，则存在所获得的聚酰亚胺(A)的分子量下降的情况。反应时间优选0.5小时～48小时，更优选2小时～20小时。
另一方面，在所述(ii)的方法中，作为脱水剂，例如可使用醋酸酐、丙酸酐、三氟醋酸酐等酸酐。相对于酰胺酸结构单元1摩尔，脱水剂的使用量优选设为0.01摩尔～20摩尔。作为脱水闭环催化剂，例如可使用吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、三乙胺、N-甲基哌啶等三级胺。相对于所使用的脱水剂1摩尔，脱水闭环催化剂的使用量优选设为0.01摩尔～10摩尔。作为脱水闭环反应中所使用的有机溶剂，可列举作为聚酰胺酸(A)的合成中所使用的有机溶剂所例示的溶剂。脱水闭环反应的反应温度优选0℃～180℃，更优选10℃～150℃。反应时间优选0.5小时～20小时，更优选1小时～8小时。
通过所述方法(i)所获得的聚酰亚胺(A)可将其直接供于液晶取向剂的制备、或者也可以在对所获得的聚酰亚胺(A)进行精制后供于液晶取向剂的制备。另一方面，在所述方法(ii)中，可获得含有聚酰亚胺(A)的反应溶液。该反应溶液可将其直接供于液晶取向剂的制备，也可以在通过例如溶剂置换等方法而从反应溶液中去除脱水剂及脱水闭环催化剂后供于液晶取向剂的制备，也可以在使聚酰亚胺(A)离析后供于液晶取向剂的制备、或者也可以在对经离析的聚酰亚胺(A)进行精制后供于液晶取向剂的制备。聚酰亚胺(A)的离析及精制操作可根据公知的方法来进行。
<聚合物(A)：聚酰胺酸酯>
作为本发明中的聚合物(A)的聚酰胺酸酯(以下，也称为“聚酰胺酸酯(A)”)例如可通过如下方式来合成：使作为用于所述聚酰胺酸(A)的合成的化合物所例示的四羧酸二酐与其他二胺进行反应而获得聚酰胺酸后，使该所获得的聚酰胺酸与具有所述特定结构及环氧基的化合物进行反应。再者，聚酰胺酸酯(A)可仅具有酰胺酸酯结构，也可以是酰胺酸结构与酰胺酸酯结构并存的部分酯化物。
以所述方式获得的聚酰胺酸(A)、聚酰胺酸酯(A)及聚酰亚胺(A)在将其制成浓度为10wt％的溶液时，优选具有10mPa·s～800mPa·s的溶液粘度，更优选具有15mPa·s～500mPa·s的溶液粘度。再者，所述聚合物的溶液粘度(mPa·s)是针对使用这些聚合物的良溶剂(例如γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)所制备的浓度为10wt％的聚合物溶液，利用E型旋转粘度计在25℃下所测定的值。另外，所述聚酰胺酸(A)、聚酰胺酸酯(A)及聚酰亚胺(A)优选利用凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography，GPC)所测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量为500～300,000，更优选所述重量平均分子量为1,000～200,000。
[聚合物(A)：聚有机硅氧烷]
作为所述聚合物(A)的聚有机硅氧烷(以下，也称为“聚有机硅氧烷(A)”)可通过将有机化学的常规方法适宜组合来合成。作为其一例，例如可列举如下的方法等：通过对具有环氧基的水解性的硅烷化合物(s1)、或该硅烷化合物(s1)与其他硅烷化合物的混合物进行水解缩合来合成聚合物(以下，也称为“含有环氧基的聚有机硅氧烷”)后，使该所获得的含有环氧基的聚有机硅氧烷与具有所述特定结构的羧酸(c1)进行反应。
所述硅烷化合物(s1)只要是具有环氧基的水解性的硅烷化合物，则并无特别限定。作为其具体例，例如可列举：3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基二甲基乙氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基三乙氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基甲基二乙氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基二甲基甲氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基二甲基乙氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基三甲氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基三乙氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基二甲基甲氧基硅烷、4-缩水甘油氧基丁基二甲基乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(3，4-环氧环己基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3，4-环氧环己基)丙基三乙氧基硅烷等。作为硅烷化合物(s1)，可单独使用这些硅烷化合物中的1种、或将2种以上混合使用。
当合成含有环氧基的聚有机硅氧烷时，作为可视需要而使用的其他硅烷化合物，例如可列举：甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基二氯硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二氯硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、氯二甲基硅烷、甲氧基二甲基硅烷、乙氧基二甲基硅烷、氯三甲基硅烷、溴三甲基硅烷、碘三甲基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、乙氧基三甲基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、十八烷基三氯硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三氯硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等。作为其他硅烷化合物，可单独使用这些硅烷化合物中的1种、或将2种以上混合使用。再者，在本说明书中，“(甲基)丙烯酰氧基”是包含丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基的意思。
在合成聚有机硅氧烷(A)时所使用的硅烷化合物优选相对于硅烷化合物的总量，含有10摩尔％～100摩尔％的所述硅烷化合物(s1)，更优选含有20摩尔％～100摩尔％的所述硅烷化合物(s1)。当使用所述其他硅烷化合物时，相对于用于合成的硅烷化合物的总量，所述其他硅烷化合物的含有比例优选30摩尔％以下，更优选10摩尔％以下。
所述的硅烷化合物的水解·缩合反应可通过如下方式来进行：优选在适当的催化剂及有机溶剂的存在下，使如上所述的硅烷化合物的1种或2种以上与水进行反应。在水解·缩合反应时，相对于硅烷化合物(合计量)1摩尔，水的使用比例优选0.5摩尔～100摩尔，更优选1摩尔～30摩尔。
作为可在水解·缩合反应时使用的催化剂，例如可列举：酸、碱金属化合物、有机碱、钛化合物、锆化合物等。作为这些催化剂的具体例，作为酸，例如可列举盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、草酸、醋酸、三氟醋酸、三氟甲磺酸、磷酸等；作为碱金属化合物，例如可列举氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾等；作为有机碱，例如可列举如乙胺、二乙胺、哌嗪、哌啶、吡咯烷、吡咯般的一级有机胺～二级有机胺；如三乙胺、三-正丙胺、三-正丁胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶、二氮杂双环十一烯般的三级有机胺；如氢氧化四甲基铵般的四级有机胺等。
作为所述催化剂，就可抑制环氧基的开环等副反应的观点、或可加快水解缩合速度的观点、保存稳定性优异的观点等而言，这些催化剂之中，优选碱金属化合物或有机碱，特优选有机碱。另外，作为有机碱，优选三级的有机胺或四级的有机胺。
有机碱的使用量根据有机碱的种类、温度等反应条件等而不同，应适宜地设定，例如相对于所有硅烷化合物，优选0.01倍摩尔～3倍摩尔，更优选0.05倍摩尔～1倍摩尔。
作为可在所述水解·缩合反应时使用的有机溶剂，例如可列举：烃、酮、酯、醚、醇等。作为这些有机溶剂的具体例，作为烃，例如可列举甲苯、二甲苯等；作为酮，例如可列举甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、二乙基酮、环己酮等；作为酯，例如可列举醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异戊酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、3-甲氧基丁基醋酸酯、乳酸乙酯等；作为醚，例如可列举乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、四氢呋喃、二恶烷等；作为醇，例如可列举1-己醇、4-甲基-2-戊醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单-正丙醚、乙二醇单-正丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单-正丙醚等。这些有机溶剂之中，优选使用非水溶性的有机溶剂。再者，这些有机溶剂可单独使用1种、或将2种以上混合使用。
相对于用于反应的所有硅烷化合物100重量份，水解缩合反应中的有机溶剂的使用比例优选10重量份～10,000重量份，更优选50重量份～1,000重量份。
所述水解·缩合反应优选通过如下方式来实施：使如上所述的硅烷化合物溶解在有机溶剂中，将该溶液与有机碱及水混合后，利用例如油浴等进行加热。在水解·缩合反应时，优选将加热温度设为130℃以下，更优选设为40℃～100℃。加热时间优选设为0.5小时～12小时，更优选设为1小时～8小时。在加热过程中，可对混合液进行搅拌，也可以置于回流下。另外，反应结束后，优选利用水对从反应液中分离取出的有机溶剂层进行清洗。在该清洗时，通过使用含有少量的盐的水(例如，0.2wt％左右的硝酸铵水溶液等)进行清洗，就清洗操作变得容易的观点而言优选。清洗进行至清洗后的水层变成中性为止，其后，视需要利用无水硫酸钙、分子筛等干燥剂对有机溶剂层进行干燥后，将溶剂去除，由此可获得作为目标的聚有机硅氧烷(含有环氧基的聚有机硅氧烷)。
继而，使通过所述水解·缩合反应所获得的含有环氧基的聚有机硅氧烷与具有所述特定结构的羧酸(c1)进行反应。由此，可获得在侧链上具有所述特定结构的聚有机硅氧烷(A)。在该反应时使用的羧酸可仅为羧酸(c1)，也可以将羧酸(c1)与含有具有使液晶分子进行取向的功能的基(以下，也称为“液晶取向性基”)的羧酸(c2)及其他羧酸(c3)的至少任一种一同使用。
此处，羧酸(c1)只要具有所述特定结构与羧基，则其他结构并无特别限定。具体而言，可列举：3-苯甲酰基苯甲酸、4-苯甲酰基苯甲酸、3-(4-二乙氨基-2-羟基苯甲酰基)苯甲酸、4-(2-羟基苯甲酰基)苯甲酸、3-(2-羟基苯甲酰基)苯甲酸、2-(2-羟基苯甲酰基)苯甲酸、4-(4-甲基苯甲酰基)苯甲酸、4-(3，4-二甲基苯甲酰基)苯甲酸、3-(4-苯甲酰基-苯氧基)丙酸、9，10-二氧代二氢蒽-2-羧酸(蒽醌-2-羧酸)、3-(9，10-二氧代-9，10-二氢蒽-2-基)丙酸、[3-(4，5-二甲氧基-3，6-二氧代环己-1，4-二烯基)丙氧基]乙酰基酸、3，5-二硝基苯甲酸、4-甲基-3，5-二硝基苯甲酸、3-(3，5-二硝基苯氧基)丙酸、2-甲基-3，5-二硝基苯甲酸、4-苯基苯甲酸、11-((4′-硝基-[1，1′-联苯]-4-基)氧基)十一烷酸等。
所述羧酸(c2)只要具有液晶取向性基与羧基，则其他结构并无特别限定。作为液晶取向性基，例如可列举：碳数为4～20的烷基、烷氧基或氟烷基，碳数为17～51的具有类固醇骨架的基，具有多环结构的基等。
作为该羧酸(c2)的具体例，例如可列举：4-丁氧基苯甲酸、4-戊氧基苯甲酸、4-己氧基苯甲酸、4-庚氧基苯甲酸、4-辛氧基苯甲酸、4-壬氧基苯甲酸、4-癸氧基苯甲酸、4-十一烷氧基苯甲酸、4-十二烷氧基苯甲酸、4-十三烷氧基苯甲酸、4-十四烷氧基苯甲酸、4-十五烷氧基苯甲酸、4-十六烷氧基苯甲酸、4-十七烷氧基苯甲酸、4-十八烷氧基苯甲酸、4-十九烷氧基苯甲酸、4-二十烷氧基苯甲酸、4-(4-丙基环己基)苯甲酸、4-(4-丁基环己基)苯甲酸、4-(4-戊基环己基)苯甲酸、4-(4-己基环己基)苯甲酸、4-(4-庚基环己基)苯甲酸、4-(4-辛基环己基)苯甲酸、4-(4′-丙基双环己基-4-基)苯甲酸、4-(4′-丁基双环己基-4-基)苯甲酸、4-(4′-戊基双环己基-4-基)苯甲酸、4-(4′-己基双环己基-4-基)苯甲酸、4-(4′-庚基双环己基-4-基)苯甲酸、4-(4′-辛基双环己基-4-基)苯甲酸、丁二酸＝5ξ-胆甾烷-3-基、11-(4-(4-戊基环己基)苯氧基)十一烷酸等。
所述羧酸(c3)为所述羧酸(c1)及羧酸(c2)以外的羧酸。作为其具体例，例如可列举：甲酸、醋酸、丙酸、苯甲酸、甲基苯甲酸等。
相对于用于反应的含有环氧基的聚有机硅氧烷的环氧基1摩尔，羧酸(c1)的使用比例优选设为0.02摩尔～0.5摩尔，更优选设为0.05摩尔～0.4摩尔，进而更优选设为0.05摩尔～0.3摩尔。另外，相对于用于反应的含有环氧基的聚有机硅氧烷的环氧基1摩尔，羧酸(c2)的使用比例优选设为0.7摩尔以下，更优选设为0.2摩尔～0.6摩尔。相对于用于反应的含有环氧基的聚有机硅氧烷的环氧基1摩尔，羧酸(c3)的使用比例优选设为0.3摩尔以下，更优选设为0.2摩尔以下。
本发明中的聚有机硅氧烷(A)的环氧当量优选5,000g/mol以下，更优选500g/mol～3,000g/mol。因此，所述羧酸(c1)、羧酸(c2)及羧酸(c3)的合计的使用比例优选以聚有机硅氧烷(A)的环氧当量成为所述范围的方式适宜调整。
含有环氧基的聚有机硅氧烷所具有的环氧基与羧酸的反应可优选在催化剂及有机溶剂的存在下进行。此处，作为用于反应的催化剂，例如可使用有机碱、作为促进环氧化合物的反应的所谓的硬化促进剂而公知的化合物等。
作为所述有机碱，例如可列举如乙胺、二乙胺、哌嗪、哌啶、吡咯烷、吡咯般的一级有机胺～二级有机胺：如三乙胺、三-正丙胺、三-正丁胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶、二氮杂双环十一烯般的三级有机胺：如氢氧化四甲基铵般的四级有机胺等。作为有机碱，这些之中，优选三级有机胺或四级有机胺。
另外，作为所述硬化促进剂，例如可列举三级胺、咪唑化合物、有机磷化合物、四级鏻盐、二氮杂双环烯烃、有机金属化合物、四级铵盐、硼化合物、金属卤素化合物等，除此以外，可使用作为潜在性硬化促进剂所公知的。
相对于与羧酸进行反应的聚有机硅氧烷100重量份，所述催化剂能够以优选100重量份以下，更优选0.01重量份～100重量份，进而更优选0.1重量份～20重量份的比例来使用。
作为可用于聚有机硅氧烷与羧酸的反应的有机溶剂，例如可列举：烃、醚、酯、酮、酰胺、醇等。这些有机溶剂之中，就原料及产物的溶解性、以及产物的精制的容易性的观点而言，优选醚、酯、酮。该有机溶剂以固体成分浓度(反应溶液中的溶剂以外的成分的合计重量相对于溶液的总重量所占的比例)优选变成0.1wt％以上，更优选变成5wt％～50wt％的比例来使用。
反应温度优选0℃～200℃，更优选50℃～150℃。反应时间优选0.1小时～50小时，更优选0.5小时～20小时。另外，在反应结束后，优选利用水对从反应液中分离取出的有机溶剂层进行清洗。水洗后，视需要利用适当的干燥剂对有机溶剂层进行干燥后，将溶剂去除，由此可获得作为目标的聚有机硅氧烷。再者，也可以不进行聚有机硅氧烷(A)的离析操作，而将溶解于反应溶液中的状态的聚有机硅氧烷(A)直接供于其后的液晶取向剂的制备。
本发明的液晶取向剂中所含有的聚有机硅氧烷(A)优选利用凝胶渗透色谱法(GPC)所测定出的聚苯乙烯换算的重量平均分子量为500～100,000，更优选所述重量平均分子量为1,000～30,000。
另外，当本发明中的聚合物(A)将聚(甲基)丙烯酸酯衍生物作为主骨架时，例如能够以如下方式合成。首先，使包含具有环氧基的单体的单体原料进行聚合，而合成具有环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯衍生物，继而，使该衍生物与具有所述特定结构及羧基的化合物(例如所述羧酸(c1))进行反应。由此，可获得在侧链上具有所述特定结构的聚(甲基)丙烯酸酯衍生物。
本发明的液晶取向剂中所含有的所述化合物(A)可单独使用选自由所述低分子化合物及聚合物(A)所组成的群组中的1种、或将2种以上组合使用。就适宜地控制液晶取向膜的膜表面上的液晶取向，而可进一步减少由PSA处理时的光照射所引起的电压保持率的下降的观点而言，本发明的液晶取向剂优选至少含有聚合物(A)作为所述化合物(A)，更优选所述化合物(A)为聚合物(A)，特优选所述化合物(A)为在侧链上具有所述特定结构的聚合物(A)。
<聚合物(B)>
当本发明的液晶取向剂仅含有低分子化合物作为所述化合物(A)时，该液晶取向剂含有所述化合物(A)与不具有所述特定结构的聚合物(B)来一同作为聚合物成分。作为该聚合物(B)，可列举具有例如包含聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酯、聚酰胺、聚有机硅氧烷、纤维素衍生物、聚缩醛衍生物、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基顺丁烯二酰亚胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯衍生物等的骨架作为主骨架的聚合物。聚合物(B)可适宜选择1种以上具有选自这些骨架中的骨架的聚合物来使用。
作为聚合物(B)，这些聚合物之中，优选选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及聚有机硅氧烷所组成的群组中的至少一种，更优选选自由聚酰胺酸、聚酰亚胺及聚有机硅氧烷所组成的群组中的至少一种。
所述聚合物(B)可通过将有机化学的常规方法适宜组合来合成。例如，作为聚合物(B)的聚酰胺酸可通过使作为用于所述聚酰胺酸(A)的合成的化合物所例示的四羧酸二酐、及其他二胺进行反应来获得。作为聚合物(B)的聚酰亚胺可通过对作为所述聚合物(B)的聚酰胺酸进行脱水闭环来获得，聚酰胺酸酯可通过将该聚酰胺酸加以酯化来获得。另外，聚有机硅氧烷可通过对选自由所述硅烷化合物(s1)及所述其他硅烷化合物所组成的群组中的至少一种进行水解缩合来获得。再者，关于各聚合物的反应条件，可应用所述聚合物(A)的说明。
当本发明的液晶取向剂中所含有的所述化合物(A)为低分子化合物时，就充分地获得本发明的效果的观点而言，相对于液晶取向剂中所含有的聚合物100重量份，所述化合物(A)的含有比例优选0.1重量份～20重量份，更优选0.5重量份～15重量份。
另外，当本发明的液晶取向剂含有聚合物(A)作为所述化合物(A)时，为了改善溶液特性或电特性，也可以将聚合物(A)与所述聚合物(B)一同用作液晶取向剂的聚合物成分。在该情况下，相对于液晶取向剂中所含有的聚合物的总量，聚合物(A)的含有比例优选设为1wt％以上，更优选设为5wt％～50wt％。
作为本发明的液晶取向剂的优选的形态，可列举：(I)仅包含聚有机硅氧烷(A)作为聚合物成分的形态；(II)仅包含选自由聚酰胺酸(A)及聚酰亚胺(A)所组成的群组中的至少一种作为聚合物成分的形态；(III)包含选自由聚有机硅氧烷(A)、聚酰胺酸(A)及聚酰亚胺(A)所组成的群组中的至少一种作为聚合物成分的形态；(IV)包含聚有机硅氧烷(A)与其他聚合物(B)作为聚合物成分、且其他聚合物(B)为选自由不具有所述特定结构的聚酰胺酸及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种的形态；(V)包含选自由聚酰胺酸(A)及聚酰亚胺(A)所组成的群组中的至少一种、及其他聚合物作为聚合物成分，且其他聚合物为选自由不具有所述特定结构的聚有机硅氧烷、聚酰胺酸及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种的形态等。再者，各形态中的聚有机硅氧烷、聚酰胺酸及聚酰亚胺的调配比例可对应于所应用的液晶显示元件的用途等而任意地设定。
这些形态之中，就机械强度或电特性、与液晶的亲和性等的观点而言，优选包含聚酰胺酸及聚酰亚胺的至少任一种的形态，更优选所述(II)及(IV)的形态，特优选所述(IV)的形态。
关于所述(IV)的形态中的聚有机硅氧烷(A)与聚酰胺酸及聚酰亚胺(合计)的使用比例，相对于聚有机硅氧烷(A)、聚酰胺酸及聚酰亚胺的合计量100重量份，优选包含1重量份～50重量份的聚有机硅氧烷(A)，更优选包含2重量份～40重量份的聚有机硅氧烷(A)，进而更优选包含3重量份～30重量份的聚有机硅氧烷(A)。
相对于液晶取向剂中的聚合物成分的整体，聚合物(A)优选包含0.5mmo1/g～5mmo1/g的所述特定结构，更优选包含1mmol/g～4mmo1/g的所述特定结构。
再者，在本发明中，推测通过使用包含化合物(A)的液晶取向剂来形成液晶取向膜，在PSA处理时的光照射时，可从液晶取向膜侧辅助液晶层中所含有的光聚合性化合物(光聚合性单体)的反应。由此，推测即便光照射量少，也可以赋予足够的预倾角，并且可抑制由光照射所引起的电压保持率的下降及响应速度的下降。
<其他成分>
本发明的液晶取向剂视需要也可以含有其他成分。作为该其他成分，例如可列举：分子内具有至少一个环氧基的化合物(以下，称为“含有环氧基的化合物”)、官能性硅烷化合物等。
[环氧化合物]
环氧化合物可用于提升液晶取向膜的与基板表面的粘结性或电特性。此处，作为环氧化合物，例如可列举乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、2，2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-间二甲苯二胺、1，3-双(N，N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、N，N-二缩水甘油基-苄基胺、N，N-二缩水甘油基-氨基甲基环己烷、N，N-二缩水甘油基-环己胺等作为优选例。当将这些环氧化合物添加至液晶取向剂中时，相对于液晶取向剂中所含有的聚合物的合计100重量份，其调配比例优选40重量份以下，更优选0.1重量份～30重量份。
[官能性硅烷化合物]
官能性硅烷化合物能够以提升液晶取向剂的印刷性为目的而使用。作为此种官能性硅烷化合物，例如可列举：3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1，4，7-三氮杂癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3，6-二氮杂壬基醋酸酯、9-三甲氧基甲硅烷基-3，6-二氮杂壬酸甲酯、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基甲基三甲氧基硅烷、2-缩水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷等。
当将这些官能性硅烷化合物添加至液晶取向剂中时，相对于聚合物的合计100重量份，其调配比率优选2重量份以下，更优选0.02重量份～0.2重量份。
再者，作为所述其他成分，除所述例示的化合物以外，可使用分子内具有至少一个氧杂环丁基的化合物、抗氧化剂等。
<溶剂>
本发明的液晶取向剂是使聚合物成分、或视需要而任意地调配的其他成分优选溶解在有机溶剂中而构成。
此处，作为本发明的液晶取向剂的制备中所使用的溶剂，例如可列举：N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲醚、乳酸丁酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇-正丙醚、乙二醇-异丙醚、乙二醇-正丁醚(丁基溶纤剂)、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚醋酸酯、二乙二醇单乙醚醋酸酯、二丙二醇单甲醚(Dipropylene Glycol Monomethyl Ether，DPM)、二异丁基酮、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯、二异戊醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等。这些溶剂可单独使用、或将2种以上混合使用。
本发明的液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的溶剂以外的成分的合计重量在液晶取向剂的总重量中所占的比例)是考虑粘性、挥发性等而适宜选择，但优选1wt％～10wt％的范围。即，如后述般将本发明的液晶取向剂涂布在基板表面，优选进行加热，由此形成作为液晶取向膜的涂膜或成为液晶取向膜的涂膜。此时，当固体成分浓度未满1wt％时，该涂膜的膜厚变得过小而难以获得良好的液晶取向膜。另一方面，当固体成分浓度超过10wt％时，涂膜的膜厚变得过大而难以获得良好的液晶取向膜，另外，液晶取向剂的粘性增大且涂布特性变差。
特优选的固体成分浓度的范围根据将液晶取向剂涂布在基板上的方法而不同。例如在利用旋转器法的情况下，特优选将固体成分浓度设为1.5wt％～4.5wt％的范围。在利用印刷法的情况下，特优选将固体成分浓度设为3wt％～9wt％的范围，由此使溶液粘度变成12mPa·s～50mPa·s的范围。在利用喷墨法的情况下，特优选将固体成分浓度设为1wt％～5wt％的范围，由此使溶液粘度变成3mPa·s～15mPa·s的范围。制备本发明的液晶取向剂时的温度优选10℃～50℃，更优选20℃～30℃。
<液晶取向膜及液晶显示元件>
本发明的液晶取向膜是由如所述般制备的液晶取向剂形成的液晶取向膜，可用作PSA模式液晶显示元件的液晶取向膜。另外，本发明的PSA模式液晶显示元件是具备该液晶取向膜的液晶显示元件。该液晶显示元件的制造方法包括以下的(i)～(iii)：
(i)第1步骤，将本发明的液晶取向剂分别涂布在具有导电膜的一对基板的该导电膜上，继而对其进行加热而形成涂膜；
(ii)第2步骤，隔着含有液晶性化合物的液晶层且以涂膜相对的方式，将形成有该涂膜的一对基板对向配置来构筑液晶单元；
(iii)第3步骤，在对一对基板所具有的导电膜间施加了电压的状态下对液晶单元进行光照射。以下，对所述各步骤进行详细说明。
[第1步骤：涂膜的形成]
作为所述基板，例如可使用浮法玻璃、钠玻璃等玻璃；包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚(脂环式烯烃)等塑料的透明基板。作为所述导电膜，优选使用透明导电膜，例如可使用包含氧化锡(SnO2)的NESA膜(美国PPG公司的注册商标)，包含氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)的氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)膜等。该导电膜优选划分成多个区域的图案状导电膜。若设为此种导电膜，则当对导电膜间施加电压时，可通过在各区域中施加不同的电压而在各区域中改变液晶分子的预倾角的方向，由此可进一步扩大视角特性。
作为将本发明的液晶取向剂涂布在一对基板中的透明导电膜的形成面上的方法，优选通过胶板印刷法、旋涂法、辊涂机法或喷墨印刷法来进行。当涂布液晶取向剂时，为了使基板表面及透明导电膜与涂膜的粘结性变得更良好，也可以对基板表面中的应形成涂膜的面实施预先涂布官能性硅烷化合物、官能性钛化合物等的前处理。
在将液晶取向剂涂布在基板上后，为了防止所涂布的液晶取向剂的流挂等，优选实施预加热(预烘烤)。预烘烤温度优选30℃～200℃，更优选40℃～150℃，特优选40℃～100℃。预烘烤时间优选0.25分钟～10分钟，更优选0.5分钟～5分钟。其后，将溶剂完全去除，视需要以对聚合物中所存在的酰胺酸结构进行热酰亚胺化为目的而实施煅烧(后烘烤)步骤。后烘烤温度优选80℃～300℃，更优选120℃～250℃。后烘烤时间优选5分钟～200分钟，更优选10分钟～100分钟。以所述方式形成的膜的膜厚优选0.001μm～1μm，更优选0.005μm～0.5μm。
通过涂布液晶取向剂后的加热来去除有机溶剂，由此形成成为取向膜的涂膜。此时，在本发明的液晶取向剂中所含有的聚合物为聚酰胺酸、或聚酰胺酸酯、或具有酰亚胺环结构与酰胺酸结构的酰亚胺化聚合物的情况下，也可以在形成涂膜后进一步进行加热，由此进行脱水闭环反应，而制成经进一步酰亚胺化的涂膜。
以所述方式形成的涂膜可直接将其供于以下的第2步骤，视需要也可以在对涂膜面进行摩擦处理后供于第2步骤。该摩擦处理可通过如下方式来进行：利用例如卷绕有包含尼龙、人造丝、棉等纤维的布的辊，在固定方向上对涂膜面进行摩擦。
[第2步骤：液晶单元的构筑]
准备2片以所述方式形成有液晶取向膜的基板，并在对向配置的2片基板间配置包含液晶性化合物及光聚合性化合物的液晶层，由此制造液晶单元。当要制造液晶单元时，例如可列举以下的2种方法。第一种方法是从之前以来为人所知的方法(真空注入方式)。首先，以各个液晶取向膜对向的方式隔着间隙(单元间隙)而将2片基板对向配置，使用密封剂将2片基板的周边部贴合，朝由基板表面及密封剂所划分的单元间隙内注入而填充液晶性化合物及光聚合性化合物后，对注入孔进行密封，由此制造液晶单元。第二种方法是被称为滴注(One Drop Fill，ODF)方式的方法。在形成有液晶取向膜的2片基板中的一个基板上的规定的位置，涂布例如紫外光硬化性的密封材，进而将液晶性化合物与光聚合性化合物的混合物滴加至液晶取向膜面上的规定的几个部位后，以液晶取向膜对向的方式贴合另一个基板，并且使液晶性化合物扩散至基板的整个面上，继而对基板的整个面照射紫外光来使密封剂硬化，由此制造液晶单元。
在利用任一种方法的情况下，均可针对以所述方式制造的液晶单元，进一步加热至所使用的液晶性化合物取得等向性相的温度为止，然后缓慢冷却至室温为止，由此去除填充液晶时的流动取向。
作为密封剂，例如可使用含有硬化剂及作为间隔物的氧化铝球的环氧树脂等。
作为液晶性化合物，可优选使用具有负的介电异向性的向列型液晶，例如可使用：二氰基苯系液晶、哒嗪系液晶、希夫碱系液晶、氧化偶氮系液晶、联苯系液晶、苯基环己烷系液晶、三联苯系液晶等。另外，作为液晶性化合物，就可使PSA模式液晶显示元件的响应速度更快的观点而言，优选并用作为具有1个烯基及氟烯基中的任一种的单官能性的液晶性化合物的烯基系液晶。作为此种烯基系液晶，可使用之前公知的，例如可列举由下述式(L1-1)～式(L1-9)的各式所表示的化合物等。
作为光聚合性化合物，可使用具有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基等可进行自由基聚合的官能基的化合物。从反应性的观点来看，其中优选使用具有2个以上的丙烯酰基及甲基丙烯酰基的至少任一种的多官能性的化合物。另外，就稳定地维持液晶分子的取向性的观点而言，作为光聚合性化合物，优选使用具有合计2个以上的环己烷环及苯环中的至少任一种环作为液晶骨架的化合物。再者，作为此种光聚合性化合物，可使用之前公知的。相对于所使用的液晶性化合物的总量，光聚合性化合物的调配比例优选设为0.1wt％～0.5wt％。液晶层的厚度优选设为1μm～5μm。
[第3步骤：光照射步骤]
在液晶单元的构筑后，在对一对基板所具有的导电膜间施加了电压的状态下对液晶单元进行光照射。此处所施加的电压例如可设为5V～50V的直流或交流。另外，作为所照射的光，例如可使用含有150nh～800nm的波长的光的紫外线及可见光线，但优选含有300nm～400nm的波长的光的紫外线。作为照射光的光源，例如可使用：低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯、准分子激光等。再者，所述优选的波长区域的紫外线可通过将光源与例如滤光器衍射光栅等并用的方法等而获得。作为光的照射量，优选1,000J/m2以上、未满200,000J/m2，更优选1,000J/m2～100,000J/m2。
再者，当制造之前已知的PSA模式液晶显示元件时，必须照射100,000J/m2左右的光，但根据本发明的方法，即便在将光照射量设为50,000J/m2以下，进而设为10,000J/m2以下的情况下，也可以获得所期望的液晶显示元件。因此，有助于液晶显示元件的制造成本的削减，此外，可避免由强光的照射所引起的电压保持率的下降、液晶的响应速度的下降。
然后，将偏光板贴合在光照射后的液晶单元的外侧表面，由此可获得PSA模式液晶显示元件。作为此处所使用的偏光板，可列举利用醋酸纤维素保护膜夹持被称为“H膜”的偏光膜而成的偏光板、或包含H膜本身的偏光板，所述H膜是一面使聚乙烯醇进行延伸取向一面吸收碘而成的偏光膜。
本发明的PSA模式液晶显示元件可有效地应用于各种装置，例如可用于时钟、便携式游戏机、文字处理机、笔记型个人计算机、汽车导航系统、摄录机(camcorder)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、数码照相机、手机、智能手机、各种监视器、液晶电视机、信息显示器等各种显示装置。
[实施例]
以下，通过实施例来更具体地说明本发明，但本发明并不受这些实施例限制。
各合成例中的各聚合物的重量平均分子量、环氧当量、各聚合物溶液的溶液粘度、及聚酰亚胺的酰亚胺化率是通过以下的方法来测定。
[聚合物的重量平均分子量]
聚合物的重量平均分子量Mw是通过以下的条件下的凝胶渗透色谱法所测定的聚苯乙烯换算值。
管柱：东曹(Tosoh)(股份)制造，TSKgelGRCXLII
溶剂：四氢呋喃
温度：40℃
压力：68kgf/cm2
[环氧当量]
环氧当量是依据JIS C2105的“盐酸-甲基乙基酮法”所测定的值。
[聚合物溶液的溶液粘度]
聚合物溶液的溶液粘度[mPa·s]是对使用规定的溶剂而制备成聚合物浓度为10wt％的溶液，利用E型旋转粘度计在25℃下进行测定。
[聚酰亚胺的酰亚胺化率]
将聚酰亚胺的溶液投入至纯水中，在室温下对所获得的沉淀物充分地进行减压干燥后，溶解在氘化二甲基亚砜中，将四甲基硅烷作为基准物质并在室温下测定1H-NMR。根据所获得的1H-NMR光谱，利用由下述数式(1)所表示的式子求出酰亚胺化率[％]。
酰亚胺化率[％]＝(1-A1/A2×α)×100...(1)
(数式(1)中，A1为化学位移10ppm附近所出现的源自NH基的质子的峰面积，A2为源自其他质子的峰面积，α为其他质子对于聚合物的前驱物(聚酰胺酸)中的NH基的1个质子的个数比例)
<聚合物的合成>
[合成例P1：聚酰亚胺(A)的合成(侧链导入型)]
使作为四羧酸二酐的2，3，5-三羧基环戊基醋酸二酐(TCA)112g(0.50摩尔)，以及作为二胺的胆甾烷氧基-2，4-二氨基苯49g(0.10摩尔)、9，9-双(4-氨基苯基)芴52g(0.15摩尔)、1-(4-氨基苯基)2，3-二氢-1，3，3-三甲基-1H-茚-6-胺67g(0.25摩尔)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)750g中，并在60℃下进行6小时反应，而获得含有聚酰胺酸的溶液。分离取出少量的所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP后制成聚酰胺酸浓度为10wt％的溶液，对该溶液所测定的溶液粘度为900mPa·s。
继而，向所获得的聚酰胺酸溶液中追加NMP63g，并添加N-甲基哌啶3.8g及醋酸酐10.6g，然后在80℃下进行8小时脱水闭环反应。继而，将反应混合物注入至十分过剩的甲醇中，而使反应产物沉淀。利用甲醇对所回收的沉淀物进行清洗后，在减压下且在40℃下干燥15小时，由此获得作为聚合物(A)的酰亚胺化率约为50％的聚酰亚胺(P-1)。利用NMP，以变成10wt％的方式对所获得的聚酰亚胺(P-1)进行调整。对该溶液的粘度进行测定，结果为330mPa·s。
[合成例P2：聚酰亚胺(A)的合成(主链导入型)]
使用4，4′-二氨基二苯甲酮32g(0.15摩尔)来代替9，9-双(4-氨基苯基)芴，除此以外，进行与合成例P1相同的操作，而获得含有聚酰胺酸的溶液。分离取出少量的所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP后制成聚酰胺酸浓度为10wt％的溶液，对该溶液所测定的溶液粘度为1,050mPa·s。另外，使用所获得的聚酰胺酸溶液进行与合成例P1相同的操作，而获得作为聚合物(A)的酰亚胺化率约为50％的聚酰亚胺(P-2)。利用NMP，以变成10wt％的方式对所获得的聚酰亚胺(P-2)进行调整。对该溶液的粘度进行测定，结果为420mPa·s。
[合成例P3：聚合物(B)的合成(聚酰亚胺的合成)]
使用3，5-二氨基苯甲酸23g(0.15摩尔)来代替9，9-双(4-氨基苯基)芴，除此以外，进行与合成例P1相同的操作，而获得含有聚酰胺酸的溶液。分离取出少量的所获得的聚酰胺酸溶液，添加NMP后制成聚酰胺酸浓度为10wt％的溶液，对该溶液所测定的溶液粘度为2,400mPa·s。
继而，向所获得的聚酰胺酸溶液中追加NMP330g，并添加N-甲基哌啶25g及醋酸酐25.5g，然后在80℃下进行8小时脱水闭环反应。继而，将反应混合物注入至十分过剩的甲醇中，而使反应产物沉淀。利用甲醇对所回收的沉淀物进行清洗后，在减压下且在40℃下干燥15小时，由此获得作为聚合物(B)的酰亚胺化率约为50％的聚酰亚胺(P-3)。利用NMP，以变成10wt％的方式对所获得的聚酰亚胺(P-3)进行调整。对该溶液的粘度进行测定，结果为340mPa·s。
[合成例S1：聚有机硅氧烷(A)的合成]
向具备搅拌机、温度计、滴液漏斗及回流冷却管的反应容器中添加作为水解性硅烷化合物的2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(ECETS)246g，作为溶剂的甲基异丁基酮500g、及作为催化剂的三乙胺10.0g，并在室温下进行混合。继而，从滴液漏斗历时30分钟滴加去离子水100g后，进行搅拌，并在回流下，以80℃进行6小时反应。反应结束后，取出有机层，利用0.2wt％硝酸铵水溶液清洗至清洗后的水变成中性为止后，在减压下将溶剂及水馏去，由此获得作为粘稠的透明液体的具有环氧基的水解缩合物(PECETS)。对该水解缩合物进行1H-NMR分析的结果，在化学位移(δ)＝3.2ppm附近如理论强度般获得基于环氧基的峰值，已确认在反应中未产生环氧基的副反应。
继而，向200mL的三口烧瓶中添加以所述方式获得的具有环氧基的水解缩合物(PECETS)、作为溶剂的甲基异丁基酮30.0g、作为羧酸的4-辛氧基苯甲酸25.0g(相对于用作原料的水解性硅烷化合物，相当于20摩尔％)及11-((4′-硝基-[1，1′-联苯]-4-基′)氧基)十一烷酸19.9g(相对于用作原料的水解性硅烷化合物，相当于10摩尔％)、以及作为催化剂的溴化四丁基铵(TBAB，环氧化合物的硬化促进剂)0.10g，并在搅拌下以100℃进行2小时反应。反应结束后，对向反应混合物中添加醋酸乙酯而获得的有机层进行5次水洗，使用硫酸镁进行干燥后，将溶剂馏去，由此获得作为聚合物(A)的聚有机硅氧烷(S-1)251.2g。利用凝胶渗透色谱法(GPC)对该聚有机硅氧烷(S-1)所测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量Mw为7,200。
[合成例S2：聚有机硅氧烷(A)的合成]
将所使用的羧酸变更成11-(4-(4-戊基环己基)苯氧基)十一烷酸(相对于用作原料的水解性硅烷化合物，相当于20摩尔％)、及4-苯基苯甲酸(相对于用作原料的水解性硅烷化合物，相当于10摩尔％)，除此以外，进行与合成例S1相同的操作，由此获得作为聚合物(A)的聚有机硅氧烷(S-2)。利用GPC对该聚有机硅氧烷(S-2)所测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量Mw为7,500。
将用于聚合物的合成的化合物的调配量(摩尔比)示于下述表1中。再者，关于聚酰亚胺，表示相对于用于合成的四羧酸二酐及二胺的合计的摩尔数的各化合物的比率。关于聚有机硅氧烷，表示相对于用于含有环氧基的聚有机硅氧烷的合成的水解性硅烷化合物的合计的各化合物的使用比例(摩尔比)。
[表1]
单位为摩尔比
所述表1中的各化合物的略称分别为以下的含义。
(二胺)
d-1：9,9-双(4-氨基苯基)芴
d-2：4，4′-二氨基二苯甲酮
d-3：胆甾烷氧基-2,4-二氨基苯
d-4：1-(4-氨基苯基)-2，3-二氢-1，3，3-三甲基-1H-茚-6-胺
d-5：3，5-二氨基苯甲酸
(羧酸)
CA-1：4-辛氧基苯甲酸
CA-2：11-((4′-硝基-[1，1′-联苯]-4-基)氧基)十一烷酸
CA-3：11-(4-(4-戊基环己基)苯氧基)十一烷酸
CA-4：4-苯基苯甲酸
<液晶组合物的制备>
[液晶组合物LC1的制备]
针对向列型液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)10g，添加由所述式(L1-1)所表示的液晶性化合物5wt％、及由下述式(L2-1)所表示的光聚合性化合物0.3wt％并进行混合，由此获得液晶组合物LC1。
[实施例1]
<液晶取向剂的制备>
向含有所述合成例P1中所获得聚酰亚胺(P-1)作为化合物(A)的溶液中，添加作为有机溶剂的NMP及丁基溶纤剂(BC)，而制成溶剂组成为NMP∶BC＝50∶50(重量比)，固体成分浓度为6.0wt％的溶液。使用孔径为1μm的过滤器对该溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂。
<印刷性的评价>
对以所述方式制备的液晶取向剂的印刷性进行评价。首先，使用胶版型的液晶取向膜印刷机(日本写真印刷(股份)制造)，将所述液晶取向剂涂布在带有包含ITO膜的透明电极的玻璃基板的透明电极面上，在80℃的加热板上进行1分钟加热(预烘烤)来将溶剂去除后，在200℃的加热板上进行10分钟加热(后烘烤)，而形成利用触针式膜厚计(科天(KLA Tencor)公司制造)所测定的平均膜厚为600的涂膜。利用倍率为20倍的显微镜来观察该涂膜并调查有无印刷不均及针孔。评价是将未观察到印刷不均及针孔的情况设为印刷性“良好”，将观察到印刷不均及针孔的至少任一种的情况设为印刷性“不良”来进行。其结果，在使用以所述方式制备的液晶取向剂所形成的涂膜上未观察到印刷不均及针孔，印刷性为“良好”。
<膜厚均匀性的评价>
针对以所述方式形成的涂膜，利用触针式膜厚计(科天公司制造)，分别测定基板的中央部的膜厚、及从基板的外侧端朝中央靠近15mm的位置处的膜厚。将两者的膜厚差为20以下的情况评价为膜厚均匀性“良好”，将膜厚差超过20的情况评价为膜厚均匀性“不良”。其结果，在使用所述液晶取向剂所形成的涂膜中，中央部与端部的膜厚差小，膜厚均匀性“良好”。
<液晶单元的制造及评价>
使用以所述方式制备的液晶取向剂，并变更透明电极的图案(2种类)及紫外线照射量(3种水准)来制造共计6个液晶显示元件。另外，对这些所制造的液晶单元进行各种评价。
[具有无图案的透明电极的液晶单元的制造]
使用液晶取向膜印刷机(日本写真印刷(股份)制造)，将所述液晶取向剂涂布在具有包含ITO膜的透明电极的玻璃基板的透明电极面上，在80℃的加热板上进行1分钟加热(预烘烤)来将溶剂去除后，在150℃的加热板上进行10分钟加热(后烘烤)，而形成平均膜厚为600的涂膜。利用具有卷绕有人造丝布的辊的摩擦机，以400rpm的辊转速、3cm/秒的平台移动速度、0.1mm的毛压入长度对该涂膜进行摩擦处理。其后，在超纯水中进行1分钟超声波清洗，继而在100℃的洁净烘箱中进行10分钟干燥，由此获得具有液晶取向膜的基板。重复该操作，获得一对(2片)具有液晶取向膜的基板。再者，所述摩擦处理是以控制液晶的倒入、利用简单的方法进行取向分割为目的而进行的弱的摩擦处理。
其次，针对所述一对基板中的1片基板，在具有液晶取向膜的面的外缘涂布放入有直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘结剂后，以液晶取向膜面相对的方式使一对基板叠加后进行压接，并使粘结剂硬化。继而，从液晶注入口朝一对基板间填充以所述方式制备的液晶组合物LC1后，利用丙烯酸系光硬化粘结剂将液晶注入口密封，由此制造液晶单元。
重复进行所述操作，制造3个具有无图案的透明电极的液晶单元。其中的1个直接供于后述的预倾角的评价。针对剩下的2个液晶单元，分别朝电极间施加频率为60Hz的交流10V，在液晶受到驱动的状态下，使用将金属卤化物灯用于光源的紫外线照射装置，以10,000J/m2或100,000J/m2的照射量照射紫外线，其后，供于预倾角及电压保持率的评价。再者，该照射量是使用以波长365nm为基准进行测定的光量计所测定的值。
[预倾角的评价]
将使用以所述方式制造的液晶单元，依据文献“T.J.Scheffer等人，《应用物理杂志(J.Appl.Phys.)》vo.19，p.2013(1980)”中所记载的方法，通过利用He-Ne激光的晶体旋转法所测定的液晶分子的从基板面起的倾斜角的值设为预倾角。将未照射光的液晶单元、照射量为10,000J/m2的液晶单元、及照射量为100,000J/m2的液晶单元各自的预倾角示于下述表2中。
[电压保持率的评价]
针对以所述方式制造的各液晶单元，在23℃下以60微秒的施加时间、167毫秒的间隔施加5V的电压后，测定解除施加后经过167毫秒后的电压保持率。使用东阳特克尼卡(TOYO Corporation)(股份)制造的VHR-1作为测定装置。
将照射量为10,000J/m2的液晶单元及照射量为100,000J/m2的液晶单元各自的电压保持率示于下述表2中。
[表2]
[具有经图案化的透明电极的液晶单元的制造]
在分别具有如图1所示的图案化成狭缝状、且划分成多个区域的ITO电极的2片玻璃基板的各电极面上，使用液晶取向膜印刷机(日本写真印刷(股份)制造)涂布以所述方式制备的液晶取向剂，在80℃的加热板上进行1分钟加热(预烘烤)来将溶剂去除。继而，在150℃的加热板上进行10分钟加热(后烘烤)，而形成平均膜厚为600的涂膜。在超纯水中对该涂膜进行1分钟超声波清洗后，在100℃的洁净烘箱中进行10分钟干燥，由此获得具有液晶取向膜的基板。重复该操作，获得一对(2片)具有液晶取向膜的基板。
其次，针对所述一对基板中的1片基板，在具有液晶取向膜的面的外缘涂布放入有直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘结剂后，以液晶取向膜面相对的方式使一对基板叠加后进行压接，并使粘结剂硬化。继而，从液晶注入口朝一对基板间填充以所述方式制备的液晶组合物LC1后，利用丙烯酸系光硬化粘结剂将液晶注入口密封，由此制造液晶单元。
重复进行所述操作，制造3个具有经图案化的透明电极的液晶单元。其中的1个直接供于后述的响应速度的评价。针对剩下的2个液晶单元，通过与所述具有无图案的透明电极的液晶单元的制造中的方法相同的方法，在对导电膜间施加有电压的状态下以10,000J/m2或100,000J/m2的照射量进行光照射后，供于响应速度的评价。再者，此处所使用的电极的图案与PSA模式中的电极图案为同一种类的图案。
[响应速度的评价]
在利用配置成正交偏光状态的2片偏光板夹持以所述方式制造的各液晶单元后，首先不施加电压而照射可见光灯，并利用光万用表测定透过了液晶单元的光的亮度，将该值设为相对透过率0％。其次，以与所述相同的方式测定对液晶单元的电极间施加了10V的交流5秒时的透过率，将该值设为相对透过率100％。当对各液晶单元施加了10V的交流时，测定相对透过率从10％转变成90％为止的时间，将该时间定义为响应速度并进行评价。将未照射光的液晶单元、照射量为10,000J/m2的液晶单元、及照射量为100,000J/m2的液晶单元各自的响应速度示于所述表2中。
[实施例2]
除使用所述合成例P2中所获得的聚酰亚胺(P-2)作为化合物(A)这一点以外，进行与实施例1相同的操作，由此制备液晶取向剂。另外，使用该液晶取向剂并以与实施例1相同的方式进行各种评价。将评价结果示于所述表2中。
[实施例3]
向含有所述合成例P3中所获得的聚酰亚胺(P-3)的溶液中添加作为有机溶剂的NMP及BC，进而相对于聚酰亚胺(P-3)80重量份，添加作为化合物(A)的二苯甲酮5重量份(相对于聚酰亚胺(P-3)100重量份为6.25重量份)，而制成溶剂组成为NMP∶BC＝50∶50(重量比)，固体成分浓度为6.0wt％的溶液。使用孔径为1μm的过滤器对该溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂。另外，使用该液晶取向剂，以与实施例1相同的方式进行各种评价。将评价结果示于所述表2中。
[实施例4]
向含有所述合成例P3中所获得的聚酰亚胺(P-3)的溶液中添加作为有机溶剂的NMP及BC，进而相对于聚酰亚胺(P-3)95重量份，添加作为化合物(A)的所述合成例S1中所获得的聚有机硅氧烷(S-1)5重量份，而制成溶剂组成为NMP∶BC＝50∶50(重量比)，固体成分浓度为6.0wt％的溶液。使用孔径为1m的过滤器对该溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂。另外，使用该液晶取向剂，以与实施例1相同的方式进行各种评价。将评价结果示于所述表2中。
[实施例5]
在所述实施例4中，使用聚有机硅氧烷(S-2)来代替聚有机硅氧烷(S-1)，除此以外，进行与实施例4相同的操作，由此制备液晶取向剂。另外，使用该液晶取向剂，以与实施例1相同的方式进行各种评价。将评价结果示于所述表2中。
[比较例1]
在所述实施例1中，使用含有所述合成例P3中所获得的聚酰亚胺(P-3)的溶液来代替含有聚酰亚胺(P-1)的溶液，除此以外，进行与实施例1相同的操作，由此制备液晶取向剂。另外，使用该液晶取向剂，以与实施例1相同的方式进行各种评价。将评价结果示于所述表2中。
如表2所示，在实施例1～实施例5中，在对于液晶单元的紫外线照射后维持高的电压保持率，响应速度也良好。另外，在实施例1～实施例5中，在10,000J/m2的光照射量下显示出适当的预倾角。进而，即便光照射量少，也获得了足够快的响应速度，电压保持率也良好。尤其，当使用烯基系液晶作为液晶时，存在由紫外线照射所引起的电压保持率的下降变大的倾向，但在实施例1～实施例5中，即便在紫外线照射后，也显示出高的电压保持率。另外，液晶取向剂的印刷性及膜均匀性也良好。根据这些结果，可以说根据本发明的液晶取向剂，能够以少的光照射量显现PSA模式的优点。相对于此，在比较例1中，在10,000J/m2的光照射量下未显示出适当的预倾角。另外，显著地出现由紫外线照射所引起的电压保持率的下降。
针对实施例1～实施例5中所使用的各个液晶取向剂，将玻璃基板上的ITO电极的图案分别变更成图2及图3的电极图案，除此以外，以与所述实施例1相同的方式制造液晶单元，并且进行各种评价。在此情况下，也分别显示出与实施例1～实施例5相同的效果。

Claims (9)

1.一种PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂，其特征在于：包括化合物(A)，所述化合物(A)具有可显现通过光照射而产生自由基的自由基产生功能、及通过光照射而显示出增感作用的光增感功能的至少任一种功能的结构(a)。
2.根据权利要求1所述的PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂，其特征在于：所述化合物(A)为在侧链上具有所述结构(a)的聚合物。
3.根据权利要求1所述的PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂，其特征在于：所述化合物(A)为选自由聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯及聚有机硅氧烷所组成的群组中的至少一种聚合物。
4.根据权利要求1所述的PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂，其特征在于：所述化合物(A)具有至少可显现所述光增感功能的结构作为所述结构(a)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂，其特征在于：用于制造液晶层中包含具有1个烯基及氟烯基中的任一种的单官能性的液晶性化合物的液晶显示元件。
6.一种液晶显示元件的制造方法，其特征在于包括：
第1步骤，将根据权利要求1至5中任一项所述的PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂分别涂布在具有导电膜的一对基板的所述导电膜上，继而对其进行加热而形成涂膜；
第2步骤，隔着含有液晶性化合物的液晶层且以所述涂膜相对的方式，将形成有所述涂膜的一对基板对向配置来构筑液晶单元；以及
第3步骤，在对所述一对基板所具有的导电膜间施加了电压的状态下对所述液晶单元进行光照射。
7.根据权利要求6所述的液晶显示元件的制造方法，其特征在于：在所述液晶层中含有具有1个烯基及氟烯基中的任一种的单官能性的液晶性化合物作为所述液晶性化合物。
8.一种PSA模式液晶显示元件用液晶取向膜，其特征在于：使用根据权利要求1至5中任一项所述的PSA模式液晶显示元件用液晶取向剂而形成。
9.一种PSA模式液晶显示元件，其特征在于：包括根据权利要求8所述的PSA模式液晶显示元件用液晶取向膜。
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