CN104054019A - 硅系液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件 - Google Patents

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CN104054019A CN201280067218.8A CN201280067218A CN104054019A CN 104054019 A CN104054019 A CN 104054019A CN 201280067218 A CN201280067218 A CN 201280067218A CN 104054019 A CN104054019 A CN 104054019A
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Abstract

本发明提供一种即使在使用不添加聚合性化合物的液晶、与PSA方式进行相同处理来提高UV照射后的响应速度的方式的液晶显示元件中，也可形成能够在不降低垂直取向力的情况下提高UV照射后的响应速度的液晶取向膜的液晶取向剂，液晶取向膜，以及液晶显示元件。该液晶取向剂为含有对包括式(1)所表示的烷氧基硅烷及式(3)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷(A)的液晶取向剂。R1Si(OR2)3 (1)(R1表示下述式(2)的结构，R2表示碳数1～5的烷基。)[化1](Y1、Y2、Y3为单键等，Y4、Y5为苯环等，Y6为氢原子等，n为0～4的整数)R3Si(OR4)3 (3)(R3为丙烯酰基等，R4为碳数1～5的烷基等)。

Description

硅系液晶取向剂、液晶取向膜及液晶显示元件
技术领域
本发明涉及含有由烷氧基硅烷水解、缩聚而得的聚硅氧烷的液晶取向剂，及由所述液晶取向剂而得的液晶取向膜，及具有该液晶取向膜的液晶显示元件。
背景技术
最近，液晶显示元件的显示方式中，垂直(VA)方式的液晶显示元件广泛应用于大屏幕的液晶电视或高清晰的移动设备的用途(数码相机或便携式电话的显示部)等。作为VA方式，已知将用于控制液晶的倾斜方向(日文：液晶の倒れる方向)的突起物形成于TFT基板或彩色滤光片基板的MVA方式(多区域垂直取向，Multi Vertical Alignment)，或在基板的ITO电极上形成狭缝并通过电场控制液晶的倾斜方向的PVA(图像垂直取向，Patterned VerticalAlignment)方式。作为别的取向方式，有PSA(聚合物稳定取向，Polymersustained Alignment)方式。VA方式中，PSA方式是近年来备受瞩目的技术。该方式是，在液晶中添加光聚合性化合物，制作液晶面板后，在施加电场且液晶发生了倾斜的状态下向液晶面板照射UV。其结果是，通过聚合性化合物的光聚合，液晶的取向方向固定化，产生预倾角，响应速度提高。其特征在于，即使是不在构成液晶面板的一侧的电极形成狭缝、不在相对侧的电极图案上设置如MVA的突起物或如PVA的狭缝的结构也能够工作，能够实现制造的简单化且能够获得良好的面板透射率。(参照专利文献1)
然而，在该PSA方式的液晶显示元件中，存在添加入液晶的聚合性化合物的溶解性低、若增加该添加量则在低温时会发生析出的问题。此外另一方面，如果减少聚合性化合物的添加量，则无法获得良好的取向状态、响应速度。此外，还存在残留在液晶中的未反应的聚合性化合物成为液晶中的杂质而使液晶显示元件的可靠性降低的问题。
于是，提出了将使用在聚合物分子中导入了光反应性侧链的聚合物的液晶取向剂涂布于基板并烧成而得到液晶取向膜，设置与该液晶取向膜接触的液晶层，对该液晶层一边施加电压一边照射紫外线来制作液晶显示元件，藉此，即使在液晶中不添加聚合性化合物，也可得到响应速度快的液晶显示元件的技术。(参照专利文献2)
另外，除了目前使用的聚酰亚胺等有机系的液晶取向膜材料之外，也已知无机系的液晶取向膜材料。例如，已有报道作为涂布型的无机系取向膜的材料，提出了含有四烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷、醇及草酸的反应生成物的取向剂组合物，在液晶显示元件的电极基板上形成垂直取向性、耐热性及均一性优良的液晶取向膜。(参照专利文献3)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-302061号公报
专利文献2：日本专利特开2011-95697号公报
专利文献3：日本专利特开平09-281502号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在垂直取向的VA模式中，为了进行垂直取向需要强垂直取向力，但在不使用聚合性化合物的该方式中，如果提高垂直取向力则UV照射后的响应速度变慢，如果提高UV照射后的响应速度则垂直取向力下降。垂直取向力和UV照射后的响应速度的提高为二律背反的关系。
本发明的课题是提供一种即使在使用不添加聚合性化合物的液晶、与PSA方式进行相同处理来提高UV照射后的响应速度的方式的液晶显示元件中，也可形成能够在不降低垂直取向力的情况下提高UV照射后的响应速度的液晶取向膜的液晶取向剂，由该液晶取向剂而得的液晶取向膜，以及具备该液晶取向膜的液晶显示元件。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明具有以下技术内容。
[1]一种液晶取向剂，其特征在于，含有下述聚硅氧烷(A)。
聚硅氧烷(A)：对包括式(1)所表示的烷氧基硅烷及式(3)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
R1Si(OR2)3   (1)
(R1表示下述式(2)的结构，R2表示碳数1～5的烷基。)
[化1]
(式(2)中，Y1为单键、-(CH2)a-(a为1～15的整数。)、-O-、-CH2O-、-COO-或者OCO-。Y2为具有单键、双键的碳数3～8的直链状或者支链状的2价烃基、或者(CR17R18)b-(b为1～15的整数，R17、R18分别独立地表示氢原子或者碳数1～3的烷基。)。Y3为单键、-(CH2)c-(c为1～15的整数。)、-O-、-CH2O-、-COO-或者OCO-。Y4表示选自苯环、环己基环、及杂环的2价环状基团，或者，具有类固醇骨架的碳数12～25的2价有机基团，这些环状基团上的任意的氢原子可被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟烷氧基、及氟原子所取代。Y5为选自苯环、环己基环及杂环的2价环状基团，这些环状基团上的任意的氢原子可被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟烷氧基或者氟原子所取代。n为0～4的整数。Y6表示氢原子、碳数1～18的烷基、碳数1～18的含氟烷基、碳数1～18的烷氧基或者碳数1～18的含氟烷氧基。)
R3Si(OR4)3   (3)
(R3为被丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基、或者苯乙烯基所取代了的碳数5～10的烷基。R4表示碳数1～5的烷基。)
[2]上述[1]记载的液晶取向剂，其特征在于，进一步含有聚硅氧烷(B)。
聚硅氧烷(B)：对包括50～100摩尔％的式(5)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
Si(OR15)4   (5)
(R15表示碳数1～5的烷基。)
[3]上述[2]所记载的液晶取向剂，其特征在于，聚硅氧烷(B)为对进一步含有式(3)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
[4]上述[2]或[3]所记载的液晶取向剂，其特征在于，聚硅氧烷(B)为对进一步含有式(6)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
R16Si(OR17)3   (6)
(R16为碳数1～5的烷基。R17表示碳数1～5的烷基。)
[5]上述[2]～[4]中任一项所记载的液晶取向剂，其特征在于，聚硅氧烷(A)和聚硅氧烷(B)中的至少一方为对进一步含有下式(4)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
(R13)nSi(OR14)4-n   (4)
(式(4)中，R13为氢原子或可被杂原子、卤素原子、氨基、环氧丙氧基、巯基、异氰酸酯基、脲基所取代的碳数1～10的烃基。R14为碳数1～5的烷基。n表示0～3的整数。)
[6]上述[1]～[5]中任一项所记载的液晶取向剂，其特征在于，上式(1)所表示的烷氧基硅烷在用于聚硅氧烷(A)的全部烷氧基硅烷中的含量为2～20摩尔％，且上式(3)所表示的烷氧基硅烷在用于聚硅氧烷(A)的全部烷氧基硅烷中的含量为5～70摩尔％。
[7]上述[1]～[6]中任一项所记载的液晶取向剂，其特征在于，进一步含有溶剂，且全部聚硅氧烷的含量以SiO2换算计为0.5～15重量％。
[8]一种液晶取向膜，其特征在于，将上述[1]～[7]中任一项所记载的液晶取向剂涂布于基板并干燥、烧成而得。
[9]一种液晶显示元件，其特征在于，具有上述[8]所记载的液晶取向膜。
[10]一种液晶显示元件，其特征在于，对以涂布上述[1]～[7]中任一项所记载的液晶取向剂并烧成而得的2片基板挟持液晶的液晶晶胞，在施加电压的状态下照射UV而得。
[11]一种液晶显示元件的制造方法，以涂布上述[1]～[7]中任一项记载的液晶取向剂并烧成而得的2片基板挟持液晶，在施加电压的状态下照射UV。
发明效果
如果采用本发明，可提供在使用不添加聚合性化合物的液晶、与PSA方式进行相同UV照射的情况下，能够在不降低垂直取向力的情况下提高UV照射后的响应速度的液晶取向剂，由该液晶取向剂而得的液晶取向膜，以及具备该液晶取向膜的液晶显示元件。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。
本发明是关于含有下述聚硅氧烷(A)的液晶取向剂的发明。
聚硅氧烷(A)：对包括式(1)所表示的烷氧基硅烷及式(3)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
R1Si(OR2)3   (1)
(R1表示下述式(2)的结构，R2表示碳数1～5的烷基。)
[化2]
R3Si(OR4)3   (3)
(R3为被丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基、或者苯乙烯基所取代了的碳数5～10的烷基。R4表示碳数1～5的烷基。)
此外，本发明是关于含有聚硅氧烷(A)及下述聚硅氧烷(B)的液晶取向剂的发明。
聚硅氧烷(B)：对包括50～100摩尔％的式(5)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
Si(OR15)4   (5)
(R15表示碳数1～5的烷基。)
<聚硅氧烷(A)>
本发明的液晶取向剂所含有的聚硅氧烷(A)是对包括式(1)所表示的烷氧基硅烷及式(3)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
R1Si(OR2)3   (1)
(R1表示下述式(2)的结构，R2表示碳数1～5的烷基。)
[化3]
R3Si(OR4)3   (3)
(R3为被丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基或者苯乙烯基所取代了的碳数5～10的烷基。R4表示碳数1～5的烷基。)
式(1)所表示的烷氧基硅烷的R1(以下也称为特定有机基团)表示上式(2)所表示的结构。
式(2)中，Y1为单键、-(CH2)a-(a为1～15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或者OCO-中的任一种。其中，从容易合成侧链结构的观点来看，Y1优选选择单键、-(CH2)a-(a为1～15的整数)、-O-、-CH2O-或者COO-中的任一种。Y1更优选选择单键、-(CH2)a-(a为1～10的整数)、-O-、-CH2O-或者COO-中的任一种。Y1特别优选单键、或者(CH2)a-(a为1～10的整数)。
式(2)中，Y2为具有单键、双键的碳数3～8的直链状或支链状的2价烃基，或者(CR17R18)b-(b为1～15的整数，R17、R18分别独立地表示氢原子或者碳数1～3的烷基。)。其中，从更显著地改善液晶显示元件的响应速度的观点来看，Y2优选-(CH2)b-(b为1～10的整数。)。Y2还优选单键。
式[2]中，Y3是单键、-(CH2)c-(c为1～15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-中的任一种。其中，从容易合成侧链结构的观点来看，Y3优选选择单键、-(CH2)c-(c为1～15的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或者OCO-中的任一种。Y3更优选选择单键、-(CH2)c-(c为1～10的整数)、-O-、-CH2O-、-COO-或OCO-中的任一种。Y3特别优选单键、或者O-。
式(2)中，Y4为选自苯环、环己基环和杂环的2价环状基团，这些环状基团上的任意的氢原子可被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟烷氧基或氟原子中的任一种取代。进一步，Y4可以是选自具有类固醇骨架的碳数12～25的有机基团的2价有机基团。其中，Y4优选具有苯环、环己基环或者类固醇骨架中的任一种的碳数12～25的有机基团。Y4特别优选由苯环构成的2价环状基团。
式(2)中，Y5为选自苯环、环己基环和杂环的2价环状基团，这些环状基团上的任意的氢原子可被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟烷氧基或氟原子中的任一种取代。Y5特别优选由环己基环构成的2价环状基团。
式(2)中，n为0～4的整数。优选0～2的整数，特别优选1。
式(2)中，Y6为碳数1～18的烷基、碳数1～18的含氟烷基、碳数1～18的烷氧基或者碳数1～18的含氟烷氧基中的任一种。其中，Y6优选碳数1～18的烷基、碳数1～10的含氟烷基、碳数1～18的烷氧基或者碳数1～10的含氟烷氧基中的任一种。Y6更优选碳数1～12的烷基或者碳数1～12的烷氧基中的任一种。Y6进一步优选碳数1～9的烷基或者碳数1～9的烷氧基中的任一种。Y6特别优选碳数1～9的烷基。
式(1)所表示的烷氧基硅烷的R2为碳数1～5、优选1～3的烷基。更优选R2为甲基或乙基。
这样的式(1)所表示的烷氧基硅烷可通过公知的合成方法(特开昭61-286393)合成。以下举其具体例，但并不受此限定。
[化4]
[化5]
[化6]
[化7]
[化8]
[化9]
(式[1-19]～式[1-21]中，R5表示-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COOCH2-或者CH2OCO-，R6为碳数1～22的烷基、烷氧基、含氟烷基或者含氟烷氧基。)
[化10]
(式[1-22]～式[1-24]中，R7表示单键、-COO-、-OCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-(CH2)nO-(n为1～5的整数)、-OCH2-或者CH2-，R8为碳数1～22的烷基、烷氧基、含氟烷基或者含氟烷氧基。)
[化11]
(式[1-25]及式[1-26]中，R9表示-COO-、-OCO-、-COOCH2-、-CH2OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2-或者O-，R10为氟基、氰基、三氟甲基、硝基、偶氮基、甲酰基、乙酰基、乙酰氧基或者羟基。)
[化12]
(式[1-27]及式[1-28]中，R11为碳数3～12的烷基，1,4-亚环己基的顺-反异构性分别为反式异构体。)
[化13]
(式[1-29]及式[1-30]中，R12是碳数3～12的烷基，1,4-亚环己基的顺－反异构性分别为反式异构体。)
[化14]
(式[1-31]中，B4为可被氟原子所取代的碳数3～20的烷基；B3为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基；B2为氧原子或COO-*(其中带“*”的键与B3连接)；B1为氧原子或COO-*(其中带“*”的键与(CH2)a2连接；此外，a1为0或者1的整数，a2为2～10的整数，a3为0或者1的整数。)
上述的化合物也可以根据制成硅氧烷聚合物后在溶剂中的溶解性、制成液晶取向膜后的液晶的取向性、预倾角特性、电压保持率、蓄积电荷等特性，使用1种或将2种以上混合使用。此外，可与含有碳数10～18的长链烷基的烷氧基硅烷并用。
上述具有特定有机基团的式(1)所表示的烷氧基硅烷可通过公知的方法制造。
为了获得良好的液晶取向性，在用于获得聚硅氧烷的全部烷氧基硅烷中，上述具有特定有机基团的式(1)所表示的烷氧基硅烷优选2摩尔％以上。式(1)所表示的烷氧基硅烷更优选3摩尔％以上。此外，为了获得所形成的液晶取向膜的充分的固化特性，式(1)所表示的烷氧基硅烷优选20摩尔％以下。更优选15摩尔％以下。
式(3)所表示的烷氧基硅烷的R3为碳数1～5的烷基，优选碳数1～3，特别优选碳数1～2。
为了获得良好的液晶响应速度，在用于获得聚硅氧烷的全部烷氧基硅烷中，式(3)所表示的烷氧基硅烷优选5摩尔％以上。式(3)所表示的烷氧基硅烷更优选10摩尔％以上，进一步优选20摩尔％以上，但优选70摩尔％以下，更优选50摩尔％以下。
在聚硅氧烷(A)的制造中，以改善与基板的密合性、与液晶分子的亲和性等为目的，在不损害本发明的效果的范围内，在式(1)及式(3)所表示的烷氧基硅烷以外也可使用一种或多种下述式(4)所表示的烷氧基硅烷。式(4)所表示的烷氧基硅烷能够赋予聚硅氧烷以各种特性，因此可以根据所需特性选用一种或多种。
(R13)nSi(OR14)4-n   (4)
(式(4)中，R13为氢原子或可被杂原子、卤素原子、氨基、环氧丙氧基、巯基、异氰酸酯基、脲基所取代的碳数1～10的烃基。R14为碳数1～5、优选1～3的烷基。n表示0～3、优选0～2的整数。)
式(4)所表示的烷氧基硅烷的R13为氢原子或者碳数1～10的有机基团(以下，也称为第三有机基团)。作为第三有机基团的例子有脂肪族烃；脂肪族环、芳香族环和杂环这样的环结构；不饱和键；和可含有氧原子、氮原子、硫原子等杂原子等，也可具有支链结构的碳数1～6的有机基团。而且，该有机基团可被卤素原子、氨基、环氧丙氧基、巯基、异氰酸酯基、脲基等取代。
下面例举上述式(4)表示的烷氧基硅烷的具体例子，但不限于此。例如可例举，3-(2-氨基乙基氨基丙基)三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基丙基)三乙氧基硅烷、2-氨基乙基氨基甲基三甲氧基硅烷、2-(2-氨基乙硫基乙基)三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、溴丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3―氨基丙基二甲基乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷和γ-脲基丙基三丙氧基硅烷等。
在式(4)所表示的烷氧基硅烷中，n为0的烷氧基硅烷为四烷氧基硅烷。由于四烷氧基硅烷容易与式(1)及式(3)所表示的烷氧基硅烷缩合，因此为了获得本发明的聚硅氧烷，优选四烷氧基硅烷。
在上式(4)中，作为n为0的烷氧基硅烷，更优选四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷，特别优选四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。
本发明中，式(1)所表示的烷氧基硅烷在聚硅氧烷(A)的制造中所使用的全部烷氧基硅烷中优选含有2～20摩尔％，特别优选含有3～15摩尔％，且式(3)所表示的烷氧基硅烷在聚硅氧烷(A)的制造中所使用的全部烷氧基硅烷中优选含有5～70摩尔％，特别优选含有10～50摩尔％。
<聚硅氧烷(B)>
聚硅氧烷(B)为对包括50～100摩尔％的式(5)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
Si(OR15)4   (5)
(R15表示碳数1～5的烷基。)
作为这样的式(5)所表示的烷氧基硅烷的具体例，更优选四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷，特别优选四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。
聚硅氧烷(B)也可以是对除了式(5)所表示的烷氧基硅烷之外进一步含有式(3)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
聚硅氧烷(B)也可以是对除了式(5)所表示的烷氧基硅烷的之外进一步含有式(6)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
R16Si(OR17)3   (6)
(R16为碳数1～5的烷基。R17表示碳数1～5的烷基。)
式(6)所表示的烷氧基硅烷的R16为碳数1～5的烷基。烷基的碳数优选1～4，更优选1～3。
式(6)所表示的烷氧基硅烷的R17为碳数1～5的烷基，优选碳数1～3，特别优选碳数1～2。
例举式(6)所表示的烷氧基硅烷的具体例，但本发明并不限于此。例如，甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基三甲氧基硅烷、二甲基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷。
尤其是含有下述聚硅氧烷(B)的液晶取向剂的垂直取向力高，因此优选；该聚硅氧烷(B)是对除了式(5)所表示的烷氧基硅烷之外进一步含有式(6)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷(B)。
为了通过使用不添加聚合性化合物的液晶，在施加电压的同时照射UV来提高液晶显示元件的响应速度，具有第二特定有机基团的式(3)所表示的烷氧基硅烷在用于获得聚硅氧烷的全部烷氧基硅烷中优选10摩尔％以上。更优选20摩尔％以上。进一步优选30摩尔％以上。另外，为了使所形成的液晶取向膜充分固化，优选75摩尔％以下。
在聚硅氧烷(B)的制造中，以改善与基板的密合性、与液晶分子的亲和性等为目的，在不损害本发明的效果的范围内，在式(3)、式(5)及式(6)所表示的烷氧基硅烷以外也可使用一种或多种上式(4)所表示的烷氧基硅烷。式(4)所表示的烷氧基硅烷能够赋予聚硅氧烷以各种特性，因此可以根据所需特性选用一种或多种。
在将聚硅氧烷(A)和聚硅氧烷(B)进行混合制造液晶取向剂的情况下，聚硅氧烷(A)和聚硅氧烷(B)的混合比例，同样以固体成分换算计(A)和(B)的重量比优选10∶90～50∶50。
<聚硅氧烷的制造方法>
对得到本发明所用的聚硅氧烷的方法没有特别的限定。本发明的聚硅氧烷(A)中，使以上式(1)及式(3)为必要成分的烷氧基硅烷在有机溶剂中缩合而得。通常，聚硅氧烷可作为将这样的烷氧基硅烷水解、缩聚后均匀地溶解于有机溶剂中而成的溶液获得。
作为对聚硅氧烷进行水解、缩聚的方法，例如可例举将烷氧基硅烷在醇或者二醇等溶剂中进行水解、缩聚的方法。此时，水解、缩聚反应可以是部分水解和完全水解中的任一种。完全水解时，理论上加入烷氧基硅烷中的全部烷氧基的0.5倍摩尔的水即可，但通常优选加入超过0.5倍摩尔的量的水。
在本发明中，上述反应所用的水的量可以根据需要适当选择，但通常优选烷氧基硅烷中的全部烷氧基的0.5～2.5倍摩尔。
此外，为了促进水解、缩聚反应，通常使用盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、甲酸、草酸、马来酸、富马酸等酸，氨、甲胺、乙胺、乙醇胺、三乙胺等碱，盐酸、硫酸、硝酸等酸的金属盐等催化剂。此外，一般也可通过对溶解有烷氧基硅烷的溶液加热，进一步促进水解、缩聚反应。此时，加热温度及加热时间可以根据需要适当选择。例如可例举在50℃下加热、搅拌24小时，或在回流下加热、搅拌1小时等方法。
此外，作为其它的方法，例如可例举加热烷氧基硅烷、溶剂及草酸的混合物来进行水解、缩聚的方法。具体而言，为预先在醇中加入草酸，形成草酸的醇溶液后，在将该溶液加热了的状态下混入烷氧基硅烷的方法。此时，草酸的用量优选相对于烷氧基硅烷所含有的全部烷氧基1摩尔，为0.2～2摩尔。该方法中的加热，可以在液温50～180℃下进行。为了避免发生液体的蒸发、挥散等，优选在回流下加热数十分钟～十数小时。
在制造聚硅氧烷时使用多种烷氧基硅烷的情况下，可以将烷氧基硅烷预先混合而得的混合物的形式进行混合，也可以依次混合多种烷氧基硅烷。
烷氧基硅烷水解、缩聚时所用的溶剂(以下也称为聚合溶剂)只要是溶解烷氧基硅烷的溶剂即可，没有特别的限定。另外，烷氧基硅烷不溶解的情况下，也只要随着烷氧基硅烷的水解、缩聚反应的进行而溶解即可。一般来说，通过烷氧基硅烷的水解、缩聚反应生成醇，因此使用醇类、二元醇类、二元醇醚类或与醇类相溶性良好的有机溶剂。
上述聚合溶剂的具体例可例举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、双丙酮醇等醇类；乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、己二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-戊二醇、1,6-己二醇等二醇类；乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一丙醚、乙二醇一丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、乙二醇二丁醚、二甘醇一甲醚、二甘醇一乙醚、二甘醇一丙醚、二甘醇一丁醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丙醚、二甘醇二丁醚、丙二醇一甲醚、丙二醇一乙醚、丙二醇一丙醚、丙二醇一丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二丙醚、丙二醇二丁醚等二元醇醚类；N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯、二甲亚砜、四甲基脲、六甲基磷酰三胺、间甲酚等。
本发明中，上述聚合溶剂可将多种混合使用。
对于由上述方法制得的聚硅氧烷的聚合溶液(以下也称为聚合溶液)，将作为原料加入的全部烷氧基硅烷的硅原子换算成SiO2的浓度(以下称为SiO2换算浓度)优选20重量％以下，更优选5～15重量％。通过在该浓度范围内选择任意的浓度，可抑制凝胶的生成，得到均质的溶液。
<聚硅氧烷溶液>
本发明中，可将上述方法得到的聚合溶液直接作为聚硅氧烷的溶液，也可根据需要将上述方法得到的溶液经浓缩、加溶剂稀释或置换为其它溶剂后作为聚硅氧烷的溶液。
此时所用的溶剂(以下也称为添加溶剂)可以与聚合溶剂相同，也可以是其它溶剂。该添加溶剂只要能够均匀溶解聚硅氧烷即可，没有特别的限定，可任意选择使用一种或多种。
作为上述添加溶剂的具体例，除了作为上述聚合溶剂的例子所例举的溶剂以外，可例举丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯等酯类。
这些溶剂可以调节液晶取向剂的粘度，或者提高通过旋涂、柔版印刷、喷墨等将液晶取向剂涂布于基板上时的涂布性。
<其它成分>
本发明中，在不损害本发明效果的前提下，可以包含除聚硅氧烷以外的其它成分，例如无机微粒、金属氧烷(メタロキサン；Metalloxane)低聚物、
金属氧烷聚合物、均化剂，还可以包含表面活性剂等成分。
作为无机微粒，优选二氧化硅微粒、氧化铝微粒、二氧化钛微粒或氟化镁微粒等微粒，特别优选胶体溶液的状态。该胶体溶液可以是将无机微粒分散于分解介质而得的溶液，也可以是市售品的胶体溶液。本发明中，通过含有无机微粒，能够赋予所形成的固化被膜的表面形状及其它功能。无机微粒的平均粒径优选0.001～0.2μm，更优选0.001～0.1μm。无机微粒的平均粒径超过0.2μm时，有时候使用所配制的涂布液而形成的固化被膜的透明性降低。
作为无机微粒的分散介质，可例举水和有机溶剂。从被膜形成用涂布液的稳定性的观点来看，胶体溶液的pH或pKa优选调整至1～10。更优选调整至2～7。
用于胶体溶液的分散介质的有机溶剂可例举甲醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、二乙二醇、二丙二醇、乙二醇一丙醚等醇类；甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类；甲苯、二甲苯等芳烃类；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类；乙酸乙酯、乙酸丁酯、γ－丁内酯等酯类；四氢呋喃、1,4-二烷等醚类。其中，优选醇类或酮类。这些有机溶剂可以单独或2种以上混合用作分散介质。
金属氧烷低聚物、金属氧烷聚合物可以使用硅、钛、铝、钽、锑、铋、锡、铟、锌等的单独或复合氧化物前体。金属氧烷低聚物、金属氧烷聚合物可以是市售品，也可以由金属醇盐、硝酸盐、盐酸盐、羧酸盐等单体通过水解等常用方法制得。
市售品的金属氧烷低聚物、金属氧烷聚合物的具体例可例举可儿康公司(コルコート社)制硅酸甲酯51(メチルシリケート51)、硅酸甲酯53A(メチルシリケート53A)、硅酸乙酯40(エチルシリケート40)、硅酸乙酯48(エチルシリケート48)、EMS-485、SS-101等硅氧烷低聚物或硅氧烷聚合物；关东化学公司(関東化学社)制的正丁氧基钛四聚物等钛氧烷低聚物。它们可以单独使用或2种以上混合使用。
此外，均化剂和表面活性剂等可以使用公知的试剂，特别是市售品因容易获得而优选。
还有，在聚硅氧烷中混合上述其它成分的方法可以是与聚硅氧烷同时或在聚硅氧烷之后，没有特别的限定。
<液晶取向剂>
本发明的液晶取向剂为含有上述聚硅氧烷、根据需要含有其他成分的溶液。此时，作为溶剂可以使用选自上述聚硅氧烷的聚合溶剂以及添加溶剂的溶剂。液晶取向剂中聚硅氧烷的含量的SiO2换算浓度较好是0.5～15重量％，更好是1～6重量％。如果在上述的SiO2换算浓度的范围内，则易于通过一次涂布即获得所希望的膜厚，易获得充足的溶液的适用期。
本发明的液晶取向剂的制备方法没有特别限定。本发明中所使用的聚硅氧烷、根据需要添加的其它成分呈均匀混合的状态即可。通常，聚硅氧烷在溶剂中水解、缩聚，因此比较简便的是直接使用聚硅氧烷的溶液，或者在聚硅氧烷的溶液中根据需要添加其它成分。进一步，直接使用聚硅氧烷的聚合溶液是最简便的。
另外，调节液晶取向剂中的聚硅氧烷的含量时，可以使用选自上述聚硅氧烷的聚合溶剂以及添加溶剂的溶剂。
<液晶取向膜>
本发明的液晶取向膜使用本发明的液晶取向剂制得。例如，可以通过将本发明的液晶取向剂涂布于基板后，进行干燥、烧成，获得固化膜，将该固化膜直接用作液晶取向膜。另外，也可以对该固化膜进行摩擦、或者照射偏振光或特定波长的光等、或者进行离子束等的处理，或者对填充液晶后的液晶显示元件在施加电压的状态下照射UV。
作为涂布液晶取向剂的基板，只要是透明度高的基板即可，无特别限定，优选基板上形成有用于驱动液晶的透明电极的基板。
作为具体例可例举在玻璃板，聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚砜、聚芳酯、聚氨酯、聚砜、聚醚、聚醚酮、三甲基戊烯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯、(甲基)丙烯腈、三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、乙酸丁酸纤维素等塑料板等上形成有透明电极的基板。
作为液晶取向剂的涂布方法，可例举旋涂法、印刷法、喷墨法、喷雾法、辊涂法等，但从生产性方面考虑，工业领域广泛使用转印印刷法，该方法也适合用于本发明。
涂布液晶取向剂之后的干燥工序虽然并不是必需的，但在涂布后至烧成前的这段时间对每一块基板而言都不固定或者涂布后不立即进行烧成的情况下，最好是包含干燥工序。该干燥中，以达到涂膜形状不因基板的搬运等而变形的程度除去溶剂即可，对于该干燥方法没有特别限定。可例举以下的方法，使其在温度40～150℃、优选60～100℃的加热板上干燥0.5～30分钟，更优选干燥1～5分钟。
用上述方法涂布液晶取向剂所形成的涂膜可以进行烧成而制成固化膜。此时，烧成可以在100～350℃中的任意温度下进行，但优选140～300℃，更优选150℃～230℃，进一步优选160℃～220℃。烧成时间可以在5分钟～240分钟的任意时间内进行烧成。优选10～90分钟，更优选20～80分钟。加热可以使用通常公知的方法，例如加热板、热风循环式炉、IR炉、带式炉等。
液晶取向膜中的聚硅氧烷在烧成工序中进行缩聚。但是，本发明中只要在不损害本发明的效果的范围内，无需完全缩聚。不过，优选在比液晶晶胞的制造工序中所需的密封剂固化等的热处理温度高10℃以上的温度下烧成。
该固化膜的厚度可以根据需要选择，但优选5nm以上，更优选10nm以上，该情况下容易获得液晶显示元件的可靠性，因此优选。此外，固化膜的厚度优选300nm以下，更优选150nm以下，该情况下液晶显示元件的能耗不会变得过大，因此优选。
<液晶显示元件>
用上述方法在基板上形成液晶取向膜后，通过公知的方法制造液晶晶胞，藉此可以得到本发明的液晶显示元件。若要例举制作液晶晶胞的一例，通常方法是将形成了液晶取向膜的1对基板夹着间隔物，用密封剂固定，注入液晶后密封。此时，所用的间隔物的大小为1～30μm，优选2～10μm。
对注入液晶的方法没有特别的限定，可例举在对制得的液晶晶胞内进行减压后注入液晶的真空法；滴下液晶后进行密封的滴下法等。
通过以两侧基板的电极之间施加电压的状态对导入了液晶的液晶晶胞照射UV，使取向膜中的丙烯酰基、甲基丙烯酰基等交联性基团就地聚合且交联，由此液晶显示器的响应速度变快。此处，施加的电压为AC5～50Vp-p或者DC5～30V，但优选5～30Vp-p或者DC5～20V。使用高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯等，照射的UV照射量为1～60J，优选40J以下，UV照射量越少，越能抑制由于构成液晶显示器的部件的破坏所引起的可靠性的降低，且通过减少UV照射时间，制造的节奏加快，因此理想。
作为用于液晶显示元件的基板，只要是透明性高的基板即可，没有特别限定，通常是在基板上形成有用于驱动液晶的透明电极的基板。具体例与[液晶取向膜]中记载的基板相同。也能够使用称为标准的PVA或MVA的电极图案或突起图案。与PSA方式的液晶显示器相同，采用一侧基板上形成1～10μm的线条/狭缝电极图案、在对向基板上未形成狭缝图案或突起图案的结构时也能够工作，通过这样结构的液晶显示器，能够简化制造时的步骤，且能够获得高透射率。
此外，在TFT型元件等高性能元件中，可使用在用于液晶驱动的电极和基板之间形成有晶体管元件的构件。
在透射型的液晶元件的情况下，通常使用如上所述的基板，但在反射型的液晶显示元件中，可以只在单侧的基板上使用反射光的铝这样的材料，还可以使用硅晶片等不透明的基板。
实施例
以下，通过本发明的实施例进行更具体的说明，但不应解释为仅限于这些实施例。
[化15]
<化合物8的合成例1>
在具备磁力搅拌器的500ml四口烧瓶中，放入金属镁1.71g，对容器内进行氮置换并密封。加入THF(脱水)2ml后，在强搅拌后的状态下，用1小时滴加将20.68g的化合物7溶解在THF(脱水)155ml中的溶液。之后，升温至55℃，搅拌2小时，确认金属镁消失。接着，在冰冷下(内温4℃)，一次性加入四甲氧基硅烷30.53g后，进行加热回流，搅拌3小时。将反应液冷却至室温后，加入饱和氯化铵水溶液210ml，抽滤去除生成的不溶物。进一步，用260ml的正己烷清洗过滤物。去除滤液的水相部分，用纯水200ml清洗有机相。将有机相浓缩干燥，得到粗产物21.65g。将其减压蒸馏，在外温220～230℃/压力0.8托(torr)的条件下馏出，得到5.74g的化合物8(收率25％)。
1H-NMR(400MHz)in CDCl3：1H-NMR(400MHz)in CDCl3：0.90ppm(t,J＝7.2Hz,3H),1.00-1.09ppm(m,2H),1.20-1.34ppm(m,9H),1.40-1.52ppm(m,2H),1.83-1.91ppm(m,4H),2.41-2.51ppm(m,1H),3.62ppm(s,9H),7.23ppm(d,J＝8.2Hz,2H),7.56ppm(d,J＝8.2Hz,2H)
[化16]
<化合物10的合成例2>
在具备磁力搅拌器的500ml四口烧瓶中，放入30.00g的化合物9、碳酸钾25.24g、和DMF120g，在室温下滴加烯丙基溴22.10g。之后，50℃搅拌11小时。用500g的乙酸乙酯稀释反应液，用200g的纯水清洗有机相3次。用硫酸钠干燥有机相，将其过滤后，将滤液浓缩干燥，得到34.80g的化合物10(收率100％)。
1H-NMR(400MHz)in CDCl3：0.90ppm(t,J＝7.2Hz,3H),0.99-1.09ppm(m,2H),1.18-1.46ppm(m,11H),1.84-1.89ppm(m,4H),2.37-2.44ppm(m,1H),4.51ppm(dt,J＝5.4Hz,1.6Hz,2H),5.26ppm(dq,J＝10.6Hz,1.6Hz,1H),5.40ppm(dq,J＝17.2Hz,1.6Hz,1H),6.07ppm(ddd,J＝17.2Hz,10.6Hz,5.4Hz,1H),6.83ppm(dd,J＝8.8Hz,2.9Hz,2H),7.10ppm(dd,J＝8.8Hz,2.9Hz,2H)
<化合物11的合成例3>
在具备磁力搅拌器的300ml四口烧瓶中，放入20.00g的化合物10、甲苯120g，在室温下搅拌。接着，添加卡斯泰德(karstedt)催化剂(铂(0)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物0.1mol/L二甲苯溶液)700μl后，滴加三甲氧基硅烷12.4ml。在室温下搅拌29小时后，将反应液浓缩干燥，得到粗产物。将其减压蒸馏，在外温245℃/压力0.8托(torr)的条件下馏出，得到12.15g的化合物11(收率43％)。
1H-NMR(400MHz)in CDCl3：0.76-0.82ppm(m,2H),0.89ppm(t,J＝7.2Hz,3H),0.98-1.08ppm(m,2H),1.18-1.45ppm(m,11H),1.84-1.93ppm(m,6H),2.36-2.43ppm(m,1H),3.58ppm(s,9H),3.91ppm(t,J＝6.8Hz,2H),6.81ppm(d,J＝8.8Hz,2H),7.08ppm(d,J＝8.8Hz,2H)
以下，通过本发明的实施例进行更具体的说明，但不应解释为仅限于这些实施例。
本实施例中所用的化合物的缩写如下。
TEOS：四乙氧基硅烷
C18：十八烷基三乙氧基硅烷
MPMS：3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
M8MS：3-甲基丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷
MTES：甲基三乙氧基硅烷
HG：2-甲基-2,4-戊二醇(别名：己二醇)
BCS：2-丁氧基乙醇
UPS：3-脲基丙基三乙氧基硅烷
<实施合成例1>
在装有温度计、回流管的200ml的四口反应烧瓶中混合20.5g的HG、6.8g的BCS、22.5g的TEOS、4.1g的化合物合成例3所得到的化合物11以及19.9g的MPMS，制备烷氧基硅烷单体的溶液。在室温下，向该溶液中用30分钟滴加事先由10.2g的HG、3.4g的BCS、10.8g的水及1.3g作为催化剂的草酸混合而成的溶液，进一步在室温下搅拌30分钟。之后使用油浴加热回流30分钟后，加入事先准备的0.6g的UPS含量92重量％的甲醇溶液、0.3g的HG和0.1g的BCS的混合液。进一步回流30分钟后，自然冷却得到SiO2换算浓度为12重量％的聚硅氧烷溶液。
将10.0g所得的聚硅氧烷溶液与20.0g的BCS混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂中间体[S1]。
在装有温度计、回流管的200ml的四口反应烧瓶中混合23.8g的HG、7.9g的BCS、37.1g的TEOS、和3.6g的MTES，制备烷氧基硅烷单体的溶液。在室温下，向该溶液中用30分钟滴加事先由11.9g的HG、4.0g的BCS、10.8g的水及0.4g作为催化剂的草酸混合而成的溶液，进一步在室温下搅拌30分钟。之后使用油浴加热回流30分钟后，加入事先准备的0.6g的UPS含量92重量％的甲醇溶液、0.3g的HG和0.1g的BCS的混合液。进一步回流30分钟后，自然冷却得到SiO2换算浓度为12重量％的聚硅氧烷溶液。
将10.0g所得的聚硅氧烷溶液与20.0g的BCS混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂中间体[U1]。
将得到的液晶取向剂中间体(S1)和液晶取向剂中间体(U1)以2：8的重量比例混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂[K1]。
<实施合成例2>
在装有温度计、回流管的200ml的四口反应烧瓶中混合17.9g的HG、6.0g的BCS、25.0g的TEOS、8.2g的化合物合成例3所得到的化合物11以及19.1g的M8MS，制备烷氧基硅烷单体的溶液。在室温下，向该溶液中用30分钟滴加事先由9.0g的HG、3.0g的BCS、10.8g的水及1.1g作为催化剂的草酸混合而成的溶液，进一步在室温下搅拌30分钟。之后使用油浴加热回流60分钟后，自然冷却得到SiO2换算浓度为12重量％的聚硅氧烷溶液。
将10.0g所得的聚硅氧烷溶液与20.0g的BCS混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂中间体[S2]。
将得到的液晶取向剂中间体(S2)和合成例1所得到的液晶取向剂中间体(U1)以2：8的重量比例混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂[K2]。
<实施合成例3>
在装有温度计、回流管的200ml的四口反应烧瓶中混合19.4g的HG、6.5g的BCS、22.5g的TEOS、8.2g的化合物合成例3所得到的化合物11、14.9g的MPMS以及3.2g的M8MS，制备烷氧基硅烷单体的溶液。在室温下，向该溶液中用30分钟滴加事先由9.7g的HG、3.2g的BCS、10.8g的水及1.1g作为催化剂的草酸混合而成的溶液，进一步在室温下搅拌30分钟。之后使用油浴加热回流30分钟后，加入事先准备的0.6g的UPS含量92重量％的甲醇溶液、0.3g的HG和0.1g的BCS的混合液。进一步回流30分钟后，自然冷却得到SiO2换算浓度为12重量％的聚硅氧烷溶液。
将10.0g所得的聚硅氧烷溶液与20.0g的BCS混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂中间体(S3)。
将得到的液晶取向剂中间体(S3)和合成例1所得到的液晶取向剂中间体(U1)以2：8的重量比例混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂[K3]。
<比较合成例1>
在装有温度计、回流管的200mL的四口反应烧瓶中混合22.6g的HG、7.5g的BCS、39.2g的TEOS及4.2g的C18，制备烷氧基硅烷单体的溶液。在室温下，向该溶液中用30分钟滴加事先由11.3g的HG、3.8g的BCS、10.8g的水及0.2g作为催化剂的草酸混合而成的溶液，进一步在室温下搅拌30分钟。之后使用油浴加热回流30分钟后，加入事先准备的0.6g的UPS含量92重量％的甲醇溶液、0.3g的HG和0.1g的BCS的混合液。进一步回流30分钟后，自然冷却得到SiO2换算浓度为12重量％的聚硅氧烷溶液。
将10.0g所得的聚硅氧烷溶液与20.0g的BCS混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂中间体(S4)。
将得到的液晶取向剂中间体(S4)和合成例1所得到的液晶取向剂中间体(U1)以2：8的重量比例混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂[L1]。
<比较合成例2>
在装有温度计、回流管的200mL的四口反应烧瓶中混合20.4g的HG、6.8g的BCS、22.5g的TEOS、4.2g的C18以及19.9的MPMS，制备烷氧基硅烷单体的溶液。在室温下，向该溶液中用30分钟滴加事先由10.2g的HG、3.4g的BCS、10.8g的水及1.3g作为催化剂的草酸混合而成的溶液，进一步在室温下搅拌30分钟。之后使用油浴加热回流30分钟后，加入事先准备的0.6g的UPS含量92重量％的甲醇溶液、0.3g的HG和0.1g的BCS的混合液。进一步回流30分钟后，自然冷却得到SiO2换算浓度为12重量％的聚硅氧烷溶液。
将10.0g所得的聚硅氧烷溶液与20.0g的BCS混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂中间体(S5)。
将得到的液晶取向剂中间体(S5)和合成例2所得到的液晶取向剂中间体(U1)以2：8的重量比例混合，得到SiO2换算浓度为4重量％的液晶取向剂[L2]。
<实施例1>
将实施合成例1中所得的液晶取向剂[K1]旋涂于像素尺寸为100×300微米、形成有线宽/间距分别为5微米的ITO电极图案的ITO电极基板的ITO面上。在80℃的加热板上干燥2分钟后，在200℃或220℃的热风循环式炉内进行30分钟的烧成，形成膜厚为100nm的液晶取向膜。将实施合成例1中所得的液晶取向处理剂[K1]旋涂于未形成电极图案的ITO面，在80℃的加热板上干燥2分钟后，与上述基板相同，在200℃或220℃的热风循环式炉内进行30分钟的烧成，形成膜厚为100nm的液晶取向膜。准备这2片基板，在其中一片基板的液晶取向膜面上散布4μm的珠间隔物后，在其上印刷密封剂。将另一块基板的液晶取向膜面作为内侧进行贴合后，使密封剂固化而制得空晶胞。向空晶胞通过减压注入法注入液晶MLC-6608(默克公司(メルク社)制商品名)，制作注入了上述液晶的液晶晶胞。
通过后述的方法测定了这些液晶晶胞的响应速度特性。
之后，在对该液晶晶胞施加20V的DC电压的状态下，从该液晶晶胞的外侧使用超高压汞灯照射以365nm换算为20J的UV。然后，再次测定响应速度特性，比较UV照射前后的响应速度。其结果示于表1。
之后，对得到的液晶晶胞以100℃的循环式炉进行30分的退火。对取出的晶胞在使偏振片呈正交尼科耳的状态下进行显微镜观察，观察液晶取向混乱区域的状态。其结果也一并示于表1。
<实施例2>
除了将液晶取向剂[K1]改为实施合成例2中获得的液晶取向剂[K2]之外，与实施例1同样操作，制作液晶晶胞，并测定响应速度，观察退火后的取向混乱区域。其结果示于表1。
<实施例3>
除了将液晶取向剂[K1]改为实施合成例3中获得的液晶取向剂[K3]之外，与实施例1同样操作，制作液晶晶胞，并测定响应速度，观察退火后的取向混乱区域。其结果示于表1。
<比较例1>
除了将液晶取向剂[K1]改为比较合成例1中获得的液晶取向剂[L1]之外，与实施例1同样操作，制作液晶晶胞，并测定响应速度，观察退火后的取向混乱区域。其结果示于表1。
<比较例2>
除了将液晶取向剂[K1]改为比较合成例2中获得的液晶取向剂[L2]之外，与实施例1同样操作，制作液晶晶胞，并测定响应速度，观察退火后的取向混乱区域。其结果示于表1。
[响应速度特性]
对于液晶晶胞，用示波器读取施加AC电压±5V、频率1kHz的矩形波时的液晶面板的亮度随时间的变化。将未施加电压时的亮度设为0％，施加±5V的电压，将饱和亮度值设为100％，亮度从10％～90％为止变化的时间即为立起的响应速度。
[表1]
响应速度的判定○：快(良好)×：慢(不良)
退火后的区域观察结果
×：观察到大量区域
○：良好
◎：非常良好
由表1可知，实施例1中UV照射后的响应速度快，且退火后的区域观察结果也为良好。另一方面比较例1中，虽然退火后的区域观察结果非常良好，但响应速度慢。在比较例2中，虽然响应速度快，但退火后观察到大量区域。进一步实施例2、3中，UV照射后的响应速度也快，且退火后的区域观察结果也显示非常良好。
工业上利用的可能性
使用本发明的液晶取向剂制作的液晶显示元件，可提供一种即使在使用不添加聚合性化合物的液晶、与PSA方式进行相同处理来提高UV照射后的响应速度的方式的液晶显示元件中，也可形成能够在不降低垂直取向力的情况下提高UV照射后的响应速度的液晶取向膜的液晶取向剂，由该液晶取向剂而得的液晶取向膜，以及具备该液晶取向膜的液晶显示元件。为此，对于以上述方法制造的TFT液晶显示元件、TN液晶显示元件、VA液晶显示元件等有用。
在这里引用2011年11月17日提出申请的日本专利申请2011-251377号的说明书、权利要求书和说明书摘要的全部内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (11)

1.一种液晶取向剂，其特征在于，含有下述聚硅氧烷(A)；
聚硅氧烷(A)是对包括式(1)所表示的烷氧基硅烷及式(3)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷，
R1Si(OR2)3   (1)
R1表示下述式(2)的结构，R2表示碳数1～5的烷基；
[化1]
式(2)中，Y1为单键、-(CH2)a-、-O-、-CH2O-、-COO-或者OCO-，其中，a为1～15的整数；Y2为具有单键、双键的碳数3～8的直链状或者支链状的2价烃基、或者(CR17R18)b-，其中，b为1～15的整数，R17、R18分别独立地表示氢原子或者碳数1～3的烷基；Y3为单键、-(CH2)c-、-O-、-CH2O-、-COO-或者OCO-，其中，c为1～15的整数；Y4表示选自苯环、环己基环、及杂环的2价环状基团，或者，具有类固醇骨架的碳数12～25的2价有机基团，这些环状基团上的任意的氢原子可被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟烷氧基、及氟原子所取代；Y5为选自苯环、环己基环及杂环的2价环状基团，这些环状基团上的任意的氢原子可被碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的含氟烷基、碳数1～3的含氟烷氧基或者氟原子所取代；n为0～4的整数；Y6表示氢原子、碳数1～18的烷基、碳数1～18的含氟烷基、碳数1～18的烷氧基或者碳数1～18的含氟烷氧基；
R3Si(OR4)3   (3)
R3为被丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基、或者苯乙烯基所取代了的碳数5～10的烷基；R4表示碳数1～5的烷基。
2.如权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，进一步含有聚硅氧烷(B)；
聚硅氧烷(B)是对包括50～100摩尔％的式(5)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷，
Si(OR15)4   (5)
R15表示碳数1～5的烷基。
3.如权利要求2所述的液晶取向剂，其特征在于，聚硅氧烷(B)为对进一步含有式(3)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷。
4.如权利要求2或3所述的液晶取向剂，其特征在于，聚硅氧烷(B)为对进一步含有式(6)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷；
R16Si(OR17)3   (6)
R16为碳数1～5的烷基；R17表示碳数1～5的烷基。
5.权利要求2～4中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，聚硅氧烷(A)和聚硅氧烷(B)中的至少一方为对进一步含有下式(4)所表示的烷氧基硅烷的烷氧基硅烷进行水解、缩聚而得的聚硅氧烷；
(R13)nSi(OR14)4-n   (4)
式(4)中，R13为氢原子或者可被杂原子、卤素原子、氨基、环氧丙氧基、巯基、异氰酸酯基、脲基所取代的碳数1～10的烃基；R14为碳数1～5的烷基；n表示0～3的整数。
6.权利要求1～5中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，上式(1)所表示的烷氧基硅烷在用于聚硅氧烷(A)的全部烷氧基硅烷中的含量为2～20摩尔％，且上式(3)所表示的烷氧基硅烷在用于聚硅氧烷(A)的全部烷氧基硅烷中的含量为5～70摩尔％。
7.权利要求1～6中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，进一步含有溶剂，且全部聚硅氧烷的含量以SiO2换算计为0.5～15重量％。
8.一种液晶取向膜，其特征在于，将权利要求1～7中任一项所述的液晶取向剂涂布于基板并干燥、烧成而得。
9.一种液晶显示元件，其特征在于，具有权利要求8所述的液晶取向膜。
10.一种液晶显示元件，其特征在于，对以涂布权利要求1～7中任一项所述的液晶取向剂并烧成而得的2片基板挟持液晶的液晶晶胞，在施加电压的状态下照射UV而得。
11.一种液晶显示元件的制造方法，以涂布权利要求1～7中任一项所述的液晶取向剂并烧成而得的2片基板挟持液晶，在施加电压的状态下照射UV。
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