CN105838388A - 液晶取向剂、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶元件、聚合物、二胺及酸二酐 - Google Patents

液晶取向剂、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶元件、聚合物、二胺及酸二酐 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液晶取向剂、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶元件、聚合物、二胺及酸二酐。本发明的液晶取向剂含有具有下述式(1)所表示的部分结构的化合物(X)。根据本发明，可获得残像特性及对比度特性良好的液晶元件。(R1及R2分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，R3为取代基；X1为氧原子或-NR4-(其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构)；R3可键结于其他基而构成环的至少一部分；n为0～3的整数；“*”表示结合键)。

Description

液晶取向剂、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶元件、聚 合物、二胺及酸二酐
技术领域
本发明涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜、液晶取向膜的制造方法、液晶元件、聚合物、二胺及酸二酐。
背景技术
液晶显示元件被广泛应用于电视或移动设备、各种监控器等。另外，在液晶显示元件中，为了对液晶单元中的液晶分子进行取向控制而使用液晶取向膜。作为获得具有液晶取向限制力的有机膜的方法，已知有：现有的对有机膜进行摩擦的方法、对氧化硅进行斜蒸镀的方法、形成具有长链烷基的单分子膜的方法、对感光性的有机膜进行光照射的方法(光取向法)等。
光取向法可抑制静电或尘埃的产生且对感光性的有机膜赋予均匀的液晶取向性，而且也可精密地控制液晶取向方向，因此，近年来正在进行各种研究(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，揭示有：使用包含在主链具有肉桂酰基(cinnamoyl group)的聚酰亚胺前体、聚酰亚胺或聚酰胺的液晶取向剂而形成液晶取向膜。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第2013/161984号
发明内容
[发明所要解决的问题]
近年来，大画面且高精细的液晶电视成为主体，且智能手机或平板个人计算机(tabletpersonal computer)等这类的小型显示终端的普及得以进展，从而对液晶面板的高精细化要求进一步提高。具体而言，为了改善液晶显示元件的显示品质，重要的是不易产生残像(残像特性)、对比度良好(对比度特性)等，且要求进一步改善这些特性。
本发明是鉴于所述课题而成，其目的之一在于提供一种可获得残像特性及对比度特性良好的液晶元件的液晶取向剂。
[解决问题的技术手段]
本发明者等人为了达成如所述般的现有技术的课题而进行了努力研究，结果发现，通过使用含有具有特定结构的化合物的液晶取向剂来制作液晶取向膜，可解决所述课题，从而完成了本发明。具体而言，提供以下手段。
[1]一种液晶取向剂，其含有具有下述式(1)所表示的部分结构的化合物(X)。
[化1]
(式(1)中，R1及R2分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，R3为取代基；X1为氧原子或-NR4-(其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构)；R3可键结于其他基而构成环的至少一部分；n为0～3的整数；在n为2或3的情况下，多个R3可相同也可不同；“*”表示结合键)
[2]一种液晶取向膜的制造方法，其包括：在基板上涂布所述[1]的液晶取向剂而形成涂膜的步骤；以及对所述涂膜进行光照射的步骤。
[3]一种液晶取向膜，其使用所述[1]的液晶取向剂来形成。
[4]一种液晶元件，其包括所述[3]中所记载的液晶取向膜。
[5]一种聚合物，其为选自由聚酰亚胺前体、聚酰亚胺及聚酰胺所组成的组群中的至少一种聚合物，且具有所述式(1)所表示的部分结构。
[6]一种二胺，其由下述式(2-1)表示。
[化2]
H2N-R5-A1-R6-A2-R7-NH2 (2-1)
(式(2-1)中，A1为下述式(1-1)所表示的基或下述式(1-2)所表示的基，A2为单键、下述式(1-1)所表示的基或下述式(1-2)所表示的基；在A1为下述式(1-1)所表示的基的情况下，R5为二价有机基，在A1为下述式(1-2)所表示的基的情况下，R5为单键或二价有机基；在A2为下述式(1-1)所表示的基的情况下，R7为二价有机基，在A2为下述式(1-2)所表示的基的情况下，R7为单键或二价有机基，在A2为单键的情况下，R7为单键；R6为二价有机基；其中，下述式(1-1)及式(1-2)中的“*1”键结于R6)
[化3]
(式(1-1)及式(1-2)中，R1及R2分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，R3为取代基；X1为氧原子或-NR4-(其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构)；n为0～3的整数；在n为2或3的情况下，多个R3可相同也可不同；“*1”及“*”表示结合键)
[7]一种酸二酐，其由下述式(3-1)或式(3-2)表示。
[化4]
(式(3-1)中，R51～R54分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，i为0或1；当i＝0时，R50为单键或二价有机基，当i＝1时，R50为二价有机基；X1为氧原子或-NR4-(其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构)；其中，在i＝1的情况下，式中的多个X1独立且具有所述定义)
[化5]
(式(3-2)中，R55及R56分别独立地为三价有机基，R57～R60分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，k为0或1；X1为氧原子或-NR4-(其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构)；其中，在k＝1的情况下，式中的多个X1独立且具有所述定义)
[发明的效果]
根据所述含有化合物(X)的液晶取向剂，可获得不易产生残像(特别是由交流电压产生的残像)，而且对比度特性良好的液晶元件。
附图说明
图1是边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)型液晶显示元件的概略构成图。
图2(a)、图2(b)是利用光取向处理的液晶显示元件的制造时所使用的上电极的平面示意图。图2(a)是上电极的俯视图，图2(b)是上电极的部分放大图。
图3是表示四系统的驱动电极的图。
[符号的说明]
10：液晶显示元件
11a、11b：玻璃基板
12：液晶取向膜
13：上电极
14：绝缘层
15：底电极
16：液晶层
A～D：电极
C1：由虚线包围的部分
d1：电极的线宽
d2：电极间的距离
具体实施方式
以下，对本发明的液晶取向剂所含的各成分及视需要任意调配的其他成分进行说明。再者，本说明书中，所谓“有机基”，是指包含烃基的基，在结构中也可包含杂原子。
<化合物(X)>
本发明的液晶取向剂含有具有所述式(1)所表示的部分结构的化合物(以下也称为“化合物(X)”)。
在所述式(1)中，作为R1及R2的一价有机基，例如可列举：碳数1～20的烷基、碳数1～20的烷氧基、碳数1～20的氟烷基、碳数3～20的环烷基、碳数6～20的芳基、碳数7～20的芳烷基、环氧基、烷基硅烷基、烷氧基硅烷基等。作为卤素原子，可列举：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
这里，碳数1～20的烷基可为直链状也可为分支状，具体而言，例如可列举：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。另外，作为碳数1～20的烷氧基，例如可列举：甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基等；作为碳数1～20的氟烷基，例如可列举：全氟甲基、全氟乙基、2，2，2-三氟乙基等；作为碳数3～20的环烷基，例如可列举：环戊基、环己基、甲基环己基等；作为碳数6～20的芳基，例如可列举苯基、甲苯基等；作为碳数6～20的芳烷基，例如可列举苄基等。
R1及R2优选为氢原子、氟原子、碳数1～3的烷基或碳数1～3的氟烷基，更优选为氢原子或甲基。
-NR4-中的R4优选为氢原子、碳数1～6的烷基或保护基。作为保护基，例如可列举：氨基甲酸酯系保护基、酰胺系保护基、酰亚胺系保护基、磺酰胺系保护基等。优选为氨基甲酸酯系保护基，特别优选为叔丁氧基羰基。R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构。作为所述环结构，例如可列举哌啶结构、哌嗪结构等。
作为R3的取代基，例如可列举：碳数1～5的烷基、碳数1～5的烷氧基、卤素原子、羟基、羧基、氨基、氰基、烷基硅烷基、烷氧基硅烷基、酯基等。作为R3键结于其他基而形成的环，例如可列举酰亚胺环、酸酐基等。n优选为0或1，更优选为0。再者，包含式(1)中的“*”键结于氢原子的情况。另外，“*”可键结于R3而形成酸酐基等环结构。
所述化合物(X)可为可成为液晶取向膜的主成分的聚合物成分，或者可为与聚合物成分分开另行调配的添加剂成分。在化合物(X)为聚合物的情况下，化合物(X)可在聚合物的主链中具有所述式(1)所表示的部分结构，或者也可在侧链具有所述式(1)所表示的部分结构。这里，所谓本发明中的聚合物的“主链”，是指聚合物中包含最长的原子链的“主干”的部分。再者，容许该“主干”的部分包含环结构。因此，所谓“在聚合物的主链中具有所述式(1)所表示的部分结构”，是指该部分结构构成主链的一部分。其中，并不排除所述式(1)所表示的部分结构也存在于除主链以外的部分，例如侧链(自聚合物的“主干”分支的部分)的情况。
这些中，就利用光取向法所得的各向异性的显现效果高的方面而言，化合物(X)优选为具有所述式(1)所表示的部分结构的聚合物，特别优选为在主链中具有所述式(1)所表示的部分结构的聚合物。
化合物(X)为聚合物时的主骨架并无特别限定，例如可列举聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺、聚有机硅氧烷、聚酯、聚酰胺、纤维素衍生物、聚缩醛、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)丙烯酸酯等主骨架。这些中，就耐热性或机械性强度、与液晶的亲和性等观点而言，优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚有机硅氧烷及聚(甲基)丙烯酸酯所组成的组群中的至少一种聚合物，更优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及聚酰胺所组成的组群中的至少一种聚合物，进而更优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的组群中的至少一种聚合物。再者，液晶取向剂的制备中所使用的聚合物可仅为一种，也可为两种以上。(甲基)丙烯酸酯是指包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
[聚酰胺酸]
作为化合物(X)的聚酰胺酸(以下也称为“特定聚酰胺酸”)例如可通过使四羧酸二酐与二胺反应而获得。具体而言，可列举如下方法等：[1]使用具有所述式(1)所表示的部分结构的四羧酸二酐(以下也称为“特定四羧酸二酐”)来进行聚合的方法；[2]使用具有所述式(1)所表示的部分结构的二胺(以下也称为“特定二胺”)来进行聚合的方法；[3]使用所述特定四羧酸二酐及所述特定二胺来进行聚合的方法。
(四羧酸二酐)
特定四羧酸二酐只要具有所述式(1)所表示的部分结构，则其余结构并无特别限制。优选为可将所述式(1)所表示的部分结构导入至聚合物的主链的化合物，具体而言，优选为使用选自由所述式(3-1)及所述式(3-2)所表示的化合物所组成的组群中的至少一种。
在所述式(3-1)中，作为R50的二价有机基，例如可列举：碳数1～20的二价烃基、该烃基所具有的亚甲基的一部分经-O-、-CO-、-COO-或-NR33-(R33为氢原子或碳数1～6的烷基)取代而成的二价基、二价杂环基等。再者，烃基所具有的氢原子的至少一个也可经取代基取代。
这里，本说明书中的“烃基”为包括链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基的含义。这些中的“链状烃基”是指在主链不含环状结构，而是仅由链状结构构成的直链状烃基及分支状烃基。其中，可为饱和也可为不饱和。“脂环式烃基”是指作为环结构仅包含脂环式烃的结构而不含芳香环结构的烃基。其中，无需仅由脂环式烃的结构构成，也包含在其一部分具有链状结构者。“芳香族烃基”是指包含芳香环结构作为环结构的烃基。其中，无需仅由芳香环结构构成，也可在其一部分包含链状结构或脂环式烃的结构。
关于R50的碳数1～20的二价烃基的具体例，作为链状烃基，例如可列举：亚甲基、亚乙基、丙烷二基、丁烷二基、戊烷二基、己烷二基、庚烷二基、辛烷二基、壬烷二基、癸烷二基等；作为脂环式烃基，例如可列举亚环己基、-R30-R31-(其中，R30为亚环己基，R31为碳数1～3的烷烃二基)等；作为芳香族烃基，例如可列举：亚苯基、亚联苯基、亚萘基、-Ar3-R32-(其中，Ar3为亚苯基、亚联苯基或亚萘基，R32为碳数1～3的烷烃二基或亚环己基)等。
作为R50的二价杂环基，例如可列举自哌啶、哌嗪等含氮杂环去除两个氢原子而得的基等。作为R50的二价有机基可具有的取代基，例如可列举：卤素原子、烷氧基、羟基、羧基、氰基等。关于R51～R54，可应用所述式(1)的R1及R2的说明。i优选为1。
在所述式(3-2)中，作为R55及R56的三价有机基，例如可列举自苯环、环己烷环去除三个氢原子而得的基等。关于R57～R60，可应用所述式(1)的R1及R2的说明。k优选为1。
关于特定四羧酸二酐的具体例，作为所述式(3-1)所表示的化合物，例如可列举下述式(3-1-1)～式(3-1-30)分别所表示的化合物等；作为所述式(3-2)所表示的化合物，例如可列举下述式(3-2-1)～式(3-2-12)分别所表示的化合物等。再者，特定四羧酸二酐可单独使用一种或组合使用两种以上。
[化6]
[化7]
(式(3-1-29)及式(3-1-30)中，R为氟原子或甲基，k1为0～2的整数；式中的多个R彼此可相同，也可不同)
[化8]
在所述方法[1]及方法[3]的情况下，特定聚酰胺酸的合成中所使用的四羧酸二酐可仅为特定四羧酸二酐，也可并用不具有所述式(1)所表示的部分结构的四羧酸二酐(以下称为“其他四羧酸二酐”)。另外，所述方法[2]中，在特定聚酰胺酸的合成时，使用所述其他四羧酸二酐作为四羧酸二酐。作为其他四羧酸二酐，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。
关于其他四羧酸二酐的具体例，作为脂肪族四羧酸二酐，例如可列举：丁烷四羧酸二酐、下述式(AN-2)及式(AN-3)分别表示的化合物等；
[化9]
(式(AN-2)中，X13及X14分别独立地为自亚甲基去除一个氢原子而得的基或氮原子，R41为碳数1～10的烷烃二基；式(AN-3)中，X15及X16分别独立地为自亚甲基去除一个氢原子而得的基或氮原子，B1及B2分别独立地为亚苯基或亚吡啶基，R42为碳数1～10的烷烃二基，m为1～3的整数；其中，在m为2或3的情况下，多个R42彼此可相同也可不同)
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、1，3-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐、5-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3a，4，5，9b-四氢萘并[1，2-c]呋喃-1，3-二酮、5-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-8-甲基-3a，4，5，9b-四氢萘并[1，2-c]呋喃-1，3-二酮、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2，4-二酮-6-螺环-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-羧基甲基降冰片烷-2：3，5：6-二酐、双环[3.3.0]辛烷-2，4，6，8-四羧酸2：4，6：8-二酐、双环[2.2.1]庚烷-2，3，5，6-四羧酸2：3，5：6-二酐、4，9-二氧杂三环[5.3.1.02，6]十一烷-3，5，8，10-四酮、1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐、环戊烷四羧酸二酐、下述式(AN-4)所表示的化合物等；
[化10]
作为芳香族四羧酸二酐，例如可列举：均苯四甲酸二酐、4，4′-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、下述式(AN-1)所表示的化合物、
[化11]
(式(AN-1)中，X11及X12分别独立地为单键、氧原子、硫原子、-CO-、*-COO-、*-OCO-、*-CO-NR21-、*-NR21-CO-(其中，R21为氢原子或碳数1～6的一价烃基；“*”表示与R22的结合键)；R22为单键、碳数1～20的二价烃基、在该烃基的碳-碳键之间包含-O-的二价基或具有含氮杂环的二价基)
下述式(AN-5-1)～式(AN-5-4)分别所表示的化合物等，
[化12]
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。
在所述式(AN-2)及式(AN-3)中，作为R41及R42的碳数1～10的烷烃二基，例如可列举：亚甲基、亚乙基、亚丙基、丁烷二基、戊烷二基、己烷二基、庚烷二基、辛烷二基、壬烷二基、癸烷二基等，这些可为直链状也可为分支状。B1及B2优选为1，4-亚苯基或2，5-亚吡啶基。
作为所述式(AN-2)所表示的化合物的具体例，例如可列举下述式(a-2)所表示的化合物等，作为所述式(AN-3)所表示的化合物的具体例，例如可列举下述式(AN-3-1)～式(AN-3-12)分别所表示的化合物等。
[化]3]
[化14]
(式(AN-3-1)～式(AN-3-12)中，p为2～6的整数；式中的多个p彼此可相同也可不同)
作为所述式(AN-1)中的R22的碳数1～20的二价烃基的具体例，例如可列举：亚甲基、亚乙基、亚丙基、丁烷二基、戊烷二基、己烷二基、庚烷二基、辛烷二基、壬烷二基、癸烷二基等烷烃二基；亚环己基等二价脂环式烃基；亚苯基、亚联苯基等二价芳香族烃基等。可导入至烃基的碳-碳键之间的氧原子的数量可为一个，也可为两个以上。在R22为具有含氮杂环的二价基的情况下，作为该含氮杂环，例如可列举：吡咯环、咪唑环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环、哌啶环、哌嗪环、吡咯烷环等。
作为所述式(AN-1)所表示的化合物的具体例，例如可列举：下述式(AN-1-1)～式(AN-1-27)分别所表示的化合物、下述式(a-1)所表示的化合物及下述式(a-3)所表示的化合物等。
[化15]
[化16]
[化17]
再者，在特定聚酰胺酸的合成时，四羧酸二酐可单独使用一种或组合使用两种以上。
作为其他四羧酸二酐，若就电特性的观点而言，优选为包含选自由脂肪族四羧酸二酐及脂环式四羧酸二酐所组成的组群中的至少一种，具体而言，优选为包含选自由所述式(a-2)所表示的化合物、双环[2.2.1]庚烷-2，3，5，6-四羧酸2：3，5：6-二酐、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，3-二甲基-1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐、5-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3a，4，5，9b-四氢萘并[1，2-c]呋喃-1，3-二酮、5-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-8-甲基-3a，4，5，9b-四氢萘并[1，2-c]呋喃-1，3-二酮、双环[3.3.0]辛烷-2，4，6，8-四羧酸2：4，6：8-二酐、4，4′-二氨基-2，2′-二甲基联苯、1，3-丙二醇双(脱水偏苯三酸酯)及环己烷四羧酸二酐所组成的组群中的至少一种的化合物。相对于聚酰胺酸的合成中所使用的四羧酸二酐的总量，这些优选的化合物的使用量(在使用两种以上的情况下为其合计量)优选为设为10摩尔％以上，更优选为设为20摩尔％以上，进而更优选为设为50摩尔％以上。
在所述方法[1]中，就赋予充分的光反应性的观点而言，相对于特定聚酰胺酸的合成中所使用的四羧酸二酐的合计量，特定四羧酸二酐的使用比例优选为设为10摩尔％以上，更优选为设为20摩尔％以上，进而更优选为设为30摩尔％以上。
特定四羧酸二酐可通过适宜组合有机化学的常法来合成。例如可列举如下方法：使具有“-C(R1)＝C(R2)-CO-X1-”的化合物与邻苯二甲酸衍生物反应，而合成具有所述式(1)所表示的部分结构的四羧酸，继而，对所得的四羧酸进行酸酐化。其中，特定四羧酸二酐的合成方法并不限定于所述。
(二胺)
特定二胺只要具有所述式(1)所表示的部分结构，则其余结构并无特别限制。在利用光取向法而对涂膜赋予取向限制力的情况下，就在所得的液晶显示元件中交流(AlternatingCurrent，AC)残像(由施加交流电压引起电荷的蓄积而产生的残像)的减少效果及对比度的改善效果高的方面而言，优选为使用所述式(2-1)所表示的化合物。
在所述式(2-1)中，关于R5～R7的二价有机基，可应用所述式(3-1)的R50的说明。R5及R7优选为亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚环己基或-Ar4-COO-*3(Ar4为亚苯基、亚联苯基、亚萘基或亚环己基，“*3”表示与式(1)中的苯环的结合键)。R6优选为碳数1～6的烷烃二基、亚环己基、亚苯基、亚联苯基或亚萘基。再者，所述式(1-1)中的R1、R2、R3及X1的说明可应用所述式(1)的说明。
特定二胺优选为在分子内具有下述式(4)所表示的部分结构的化合物。就通过具有下述式(4)所表示的部分结构，而可提高在液晶显示元件中减少AC残像产生的效果的方面而言优选。
[化18]
(式(4)中，Ar1及Ar2分别独立地为亚苯基或亚环己基，X2为单键、-COO-或-CONR20-(R20为氢原子或一价有机基)；t为1或2；当t＝2时，Ar2、X2各自独立地具有所述定义；“*”表示结合键)
在所述式(4)中，作为R20的一价有机基，例如可列举碳数1～6的烷基、保护基等。作为保护基的具体例，例如可列举：叔丁氧基羰基、苄基氧基羰基、1，1-二甲基-2-卤代乙基氧基羰基、烯丙基氧基羰基等。X2优选为单键或-COO-。作为所述式(4)所表示的部分结构的优选的具体例，例如可列举：4，4′-亚联苯基、4，4′-双环亚己基、下述式(4-1)～式(4-4)分别所表示的基等。
[化19]
(式中，“*”表示结合键)
作为特定二胺的具体例，例如可列举下述式(b-1)～式(b-53)分别所表示的化合物等。就通过使用所述式(2-1)所表示的化合物作为特定二胺，可获得在主链具有所述式(1)所表示的部分结构的聚合物的方面而言优选。
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
(式(b-34)～式(b-39)、式(b-46)～式(b-50)中，R为氟原子或甲基，k1为0～2的整数；式中的多个R、多个k1彼此可相同也可不同；式(b-46)～式(b-50)中，m为2～10的整数)
在特定聚酰胺酸的合成时，特定二胺可单独使用一种或组合使用两种以上。所述式(b-1)、式(b-2)、式(b-7)、式(b-11)、式(b-12)、式(b-16)、式(b-28)～式(b-31)及式(b-50)分别所表示的化合物相当于具有所述式(4)所表示的部分结构的化合物。
特定二胺可通过适宜组合有机化学的常法来合成。作为其一例，可列举如下方法：合成代替所述式(2-1)所表示的化合物的一级氨基而具有硝基的二硝基中间物，继而，使用适当的还原系统而对所得的二硝基中间物的硝基进行氨基化。合成二硝基中间物的方法可根据目标化合物而适宜选择。例如可利用如下反应等而获得：具有与所述式(1)对应的基的羧酸和醇的脱水缩合反应或具有与所述式(1)对应的基的羧酸和胺化合物的脱水缩合反应。二硝基中间物的还原反应优选为可在有机溶媒中使用例如钯碳、氧化铂、锌、铁、锡、镍等催化剂来实施。作为这里所使用的有机溶媒，例如可列举：乙酸乙酯、甲苯、四氢呋喃、醇系等。其中，特定二胺的合成顺序并不限定于所述方法。
在通过所述方法[2]或方法[3]而合成特定聚酰胺酸的情况下，可单独使用特定二胺，或者可并用不具有所述式(1)所表示的部分结构的二胺(其他二胺)。所述方法[1]中，使用该其他二胺作为二胺。
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。关于这些的具体例，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、1，3-双(氨基甲基)环己烷、2，2′-二氨基-N-甲基二乙胺、下述式(da-6)所表示的化合物等；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)、下述式(da-9)所表示的化合物、下述式(da-10)所表示的化合物等；
作为芳香族二胺，例如可列举：十二烷氧基二氨基苯、十四烷氧基二氨基苯、十五烷氧基二氨基苯、十六烷氧基二氨基苯、十八烷氧基二氨基苯、胆甾烷基氧基二氨基苯(cholestanyloxy diaminobenzene)、胆甾烯基氧基二氨基苯、二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、二氨基苯甲酸胆甾烯基酯、二氨基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3，6-双(4-氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷、3，6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、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、N-(2，4-二氨基苯基)-4-(4-庚基环己基)苯甲酰胺、下述式(E-1)所表示的化合物、
[化24]
(式(E-1)中，XI及XII分别独立地为单键、-O-、-COO-或-OCO-，RI为碳数1～3的烷烃二基，RII为单键或碳数1～3的烷烃二基；a为0或1，b为0～2的整数，c为1～20的整数，d为0或1；其中，a及b不会同时为0)
下述式(da-1)或式(da-2)所表示的化合物等含取向性基的二胺；
[化25]
对苯二胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、4，4′-二氨基二苯基胺、4，4′-二氨基二苯基硫醚、4-氨基苯基-4′-氨基苯甲酸酯、4，4′-二氨基偶氮苯、1，5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1，7-双(4-氨基苯氧基)庚烷、双[2-(4-氨基苯基)乙基]己二酸、N，N-双(4-氨基苯基)甲胺、1，5-二氨基萘、2，2′-二甲基-4，4′-二氨基联苯、2，2′-双(三氟甲基)-4，4′-二氨基联苯、4，4′-二氨基二苯基醚、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、9，9-双(4-氨基苯基)芴、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、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、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，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、下述式(da-3)～式(da-5)、式(da-7)及式(da-8)分别所表示的化合物等；
作为二氨基有机硅氧烷，例如可列举1，3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等；除此以外，可使用下述式(da-1)所表示的化合物、日本专利特开2010-97188号公报中所记载的二胺。再者，作为聚酰胺酸的合成中所使用的二胺，可单独使用这些化合物的一种或适宜选择两种以上而使用。
[化26]
(式(da-9)～式(da-11)中，u为2～6的整数)
在通过所述方法[2]而合成特定聚酰胺酸的情况下，就对化合物(X)赋予充分的光反应性的观点而言，相对于特定聚酰胺酸的合成中所使用的二胺的合计量，特定二胺的使用比例优选为设为10摩尔％以上，更优选为设为20摩尔％以上，进而更优选为设为30摩尔％以上。
另外，在通过所述方法[3]而合成特定聚酰胺酸的情况下，优选为相对于合成中所使用的单体的合计量，将特定四羧酸二酐与特定二胺的合计量设为10摩尔％以上，更优选为设为20摩尔％以上，进而更优选为设为30摩尔％以上。
(聚酰胺酸的合成)
聚酰胺酸可通过使如所述般的四羧酸二酐与二胺和视需要的分子量调整剂一起反应而获得。供给至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为相对于二胺的氨基1当量，四羧酸二酐的酸酐基成为0.2当量～2当量的比例。作为分子量调整剂，例如可列举：顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐、下述式(F-1)～式(F-4)分别所表示的化合物等酸单酐、
[化27]
苯胺、环己胺、正丁胺等单胺化合物，异氰酸苯酯、异氰酸萘酯等单异氰酸酯化合物等。相对于所使用的四羧酸二酐及二胺的合计100重量份，分子量调整剂的使用比例优选为设为20重量份以下。
聚酰胺酸的合成反应优选为在有机溶媒中进行。此时的反应温度优选为-20℃～150℃，反应时间优选为0.1小时～24小时。作为反应中所使用的有机溶媒，例如可列举：非质子性极性溶媒、酚系溶媒、醇、酮、酯、醚、卤化烃、烃等。特别优选的有机溶媒优选为使用选自由N-甲基-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、γ-丁内酯、四甲基脲、六甲基磷酰三胺、间甲酚、二甲酚及卤化苯酚所组成的组群中的一种以上作为溶媒，或者使用这些的一种以上与选自由醇、酮、酯、醚、卤化烃及烃所组成的组群中的一种以上的混合物。有机溶媒的使用量(a)优选为设为相对于反应溶液的总量(a+b)，四羧酸二酐及二胺的合计量(b)成为0.1重量％～50重量％的量。
以所述方式而获得溶解聚酰胺酸而成的反应溶液。该反应溶液可直接供给至液晶取向剂的制备，也可将反应溶液中所含的聚酰胺酸分离后再供给至液晶取向剂的制备。
[聚酰胺酸酯]
作为化合物(X)的聚酰胺酸酯例如可通过如下方法等而获得：[I]使具有所述式(1)所表示的部分结构的聚酰胺酸与酯化剂反应的方法；[II]使四羧酸二酯与二胺反应的方法；[III]使四羧酸二酯二卤化物与二胺反应的方法。
作为方法[I]中所使用的酯化剂，例如可列举：含羟基的化合物(甲醇、乙醇、苯酚等)、缩醛系化合物(N，N-二甲基甲酰胺二乙基缩醛等)、卤化物(溴代甲烷、氯代甲烷等)、含环氧基的化合物等。方法[II]中，使用具有所述式(1)所表示的部分结构的四羧酸二酯及特定二胺的至少任一者。方法[III]中，使用具有所述式(1)所表示的部分结构的四羧酸二酯二卤化物及特定二胺的至少任一者。
液晶取向剂中所含的聚酰胺酸酯可仅具有酰胺酸酯结构，也可为酰胺酸结构与酰胺酸酯结构并存的部分酯化物。再者，将聚酰胺酸酯溶解而成的反应溶液可直接供给至液晶取向剂的制备，也可将反应溶液中所含的聚酰胺酸酯分离后再供给至液晶取向剂的制备。
[聚酰亚胺]
作为化合物(X)的聚酰亚胺，例如可通过使如所述般合成的作为化合物(X)的聚酰胺酸进行脱水闭环并加以酰亚胺化而获得。聚酰亚胺可为对作为其前体的聚酰胺酸所具有的全部酰胺酸结构进行脱水闭环而成的完全酰亚胺化物，也可为仅对酰胺酸结构的一部分进行脱水闭环，使酰胺酸结构与酰亚胺环结构并存的部分酰亚胺化物。反应中所使用的聚酰亚胺的酰亚胺化率优选为20％以上，更优选为30％～99％。该酰亚胺化率是以百分率来表示相对于聚酰亚胺的酰胺酸结构的数量与酰亚胺环结构的数量的合计的酰亚胺环结构的数量所占的比例。这里，酰亚胺环的一部分可为异酰亚胺环。
聚酰胺酸的脱水闭环优选为利用以下方法来进行：对聚酰胺酸进行加热的方法；或者将聚酰胺酸溶解于有机溶媒中，在该溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂，视需要进行加热的方法。其中，优选为利用后一种方法。
在向聚酰胺酸的溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂的方法中，作为脱水剂，例如可使用乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。相对于聚酰胺酸的酰胺酸结构的1摩尔，脱水剂的使用量优选为设为0.01摩尔～20摩尔。作为脱水闭环催化剂，例如可使用吡啶、三甲吡啶(collidine)、二甲吡啶(lutidine)、三乙胺等三级胺。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为设为0.01摩尔～10摩尔。作为脱水闭环反应中所使用的有机溶媒，可列举作为聚酰胺酸的合成中所使用的有机溶媒而例示的有机溶媒。脱水闭环反应的反应温度优选为0℃～180℃，反应时间优选为1.0小时～120小时。
以所述方式而获得含有聚酰亚胺的反应溶液。该反应溶液可直接供给至液晶取向剂的制备，也可将聚酰亚胺分离后再供给至液晶取向剂的制备。除此以外，聚酰亚胺也可通过聚酰胺酸酯的酰亚胺化而获得。
以所述方式而获得的作为化合物(X)的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺优选为当将其设为浓度为10重量％的溶液时，具有10mPa·s～800mPa·s的溶液粘度，更优选为具有15mPa·s～500mPa·s的溶液粘度。再者，所述聚合物的溶液粘度(mPa·s)为使用E型旋转粘度计在25℃下对使用该聚合物的良溶媒(例如γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)所制备的浓度为10重量％的聚合物溶液进行测定而得的值(关于以下的聚合物也相同)。
本发明中的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺的利用凝胶渗透色谱法(gel permeationchromatography，GPC)所测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)优选为1,000～500,000，更优选为2,000～300,000。另外，由Mw与利用GPC所测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(Mn)的比所表示的分子量分布(Mw/Mn)优选为15以下，更优选为10以下。通过处于此种分子量范围内，可确保液晶显示元件的良好的取向性及稳定性。
[聚酰胺]
作为化合物(X)的聚酰胺例如可通过使二羧酸及二胺反应的方法等而获得。这里，二羧酸优选为使用例如亚硫酰氯等适当的氯化剂进行酰氯化后供给至与二胺的反应。
作为聚酰胺的合成中所使用的二羧酸，并无特别限制，例如可列举：草酸、丙二酸、二甲基丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、反丁烯二酸等脂肪族二羧酸；环丁烷二羧酸、环己烷二羧酸等具有脂环式结构的二羧酸；邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸、4，4′-联苯基二羧酸、4，4′-二苯基醚二羧酸、4，4′-羰基二苯甲酸、4-羧基肉桂酸、对苯二丙烯酸等具有芳香族环的二羧酸等。再者，二羧酸可单独使用一种或组合使用两种以上。
通过在至少一部分中使用特定二胺作为合成作为化合物(X)的聚酰胺时所使用的二胺，可获得具有所述式(1)所表示的部分结构的聚酰胺。再者，在合成时，视需要也可并用其他二胺。二胺可单独使用一种或组合使用两种以上。
供给至聚酰胺的合成反应的二羧酸及二胺的使用比例优选为相对于二胺的氨基1当量，二羧酸的羧基成为0.2当量～2当量的比例。二羧酸(优选为经酰氯化的二羧酸)与二胺的反应优选为在碱的存在下、在有机溶媒中进行。此时的反应温度优选为设为0℃～200℃，反应时间优选为设为0.5小时～48小时。有机溶媒例如可优选地使用四氢呋喃、二噁烷、甲苯、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮等。相对于二羧酸及二胺的合计量100重量份，有机溶媒的使用量优选为设为400重量份～900重量份。作为所述反应中所使用的碱，例如可优选地使用吡啶、三乙胺、N-乙基-N，N-二异丙胺等三级胺。相对于二胺1摩尔，碱的使用量优选为设为2摩尔～4摩尔。
以所述方式而获得溶解聚酰胺而成的反应溶液。该反应溶液可直接供给至液晶取向剂的制备，也可将反应溶液中所含的聚酰胺分离后再供给至液晶取向剂的制备。
作为化合物(X)的聚酰胺优选为当将其设为浓度为10重量％的溶液时，具有10mPa·s～800mPa·s的溶液粘度，更优选为具有15mPa·s～500mPa·s的溶液粘度。关于聚酰胺，利用GPC所测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)优选为1,000～500,000，更优选为5,000～300,000。
[聚有机硅氧烷]
作为化合物(X)的聚有机硅氧烷(以下也称为“特定聚有机硅氧烷”)例如可通过使水解性的硅烷化合物水解·缩合而获得。作为其一例，例如可列举如下方法等：[1]使具有所述式(1)所表示的部分结构的水解性的硅烷化合物(s-1)或该硅烷化合物(s-1)与其他水解性的硅烷化合物的混合物水解缩合的方法；[2]使具有环氧基的水解性的硅烷化合物(s-2)或该硅烷化合物(s-2)与其他硅烷化合物的混合物水解缩合而合成含环氧基的聚有机硅氧烷，继而，使所得的含环氧基的聚有机硅氧烷与具有所述式(1)所表示的部分结构的羧酸(以下也称为“特定羧酸”)反应的方法。
硅烷化合物(s-1)可列举在分子链具有所述式(1)所表示的部分结构的硅烷化合物等，例如可列举下述式(s-1A)所表示的化合物等。
[化28]
(式(s-1A)中，R8及R9分别独立地为碳数1～12的烷基或碳数6～12的芳基，X3及X4分别独立地为碳数1～12的烷氧基或卤素原子；r1及r2分别独立地为1或2；A1、A2、R5、R6及R7与所述式(2-1)同义)
在所述式(s-1A)中，作为R8及R9的烷基及芳基、以及X3及X4的烷氧基的具体例，可分别列举所述式(1)的R1及R2所例示的具体例中的碳数相对应者。关于所述式(s-1A)中的A1、A2、R5、R6及R7各自的例示及优选的具体例，可应用所述式(2-1)的说明。再者，所述式(s-1A)所表示的化合物可通过适宜组合有机化学的常法来合成。
在所述合成时，相对于所述合成中所使用的单体的合计量，硅烷化合物(s-1)的使用比例优选为设为5摩尔％以上，更优选为设为10摩尔％～100摩尔％，进而更优选为设为10摩尔％～80摩尔％。
作为硅烷化合物(s-2)的具体例，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、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等。作为硅烷化合物(s-2)，可单独使用这些中的一种或混合使用两种以上。
其他硅烷化合物只要为表现出水解性的硅烷化合物则并无特别限制，例如可列举：四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷等烷氧基硅烷；
3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基甲基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(3-环己基氨基)丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等含氮·硫原子的烷氧基硅烷；
3-(甲基)丙烯酰基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰基氧基丙基三乙氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰基氧基己基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷等含不饱和烃的烷氧基硅烷；除此以外，可列举三甲氧基硅烷基丙基丁二酸酐等。其他硅烷化合物可单独使用一种或组合使用两种以上。
再者，所述方法[1]中，也可使用硅烷化合物(s-2)作为其他硅烷化合物，所述方法[2]中，也可使用硅烷化合物(s-1)作为其他硅烷化合物。
硅烷化合物的水解·缩合反应是通过使如所述般的硅烷化合物的一种或两种以上与水优选为在适当的催化剂及有机溶媒的存在下反应而进行。在水解·缩合反应时，相对于硅烷化合物(合计量)1摩尔，水的使用比例优选为0.5摩尔～100摩尔，更优选为1摩尔～30摩尔。作为在水解·缩合反应时所使用的催化剂，例如可列举：酸、碱金属化合物、有机碱、钛化合物、锆化合物等。其中，优选为三级或四级有机碱。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，相对于全部硅烷化合物，优选为0.01倍摩尔～3倍摩尔，更优选为0.05倍摩尔～1倍摩尔。作为在水解·缩合反应时所使用的有机溶媒，例如可列举：烃、酮、酯、醚、醇等，优选为使用这些中的非水溶性的有机溶媒。相对于反应中所使用的全部硅烷化合物100重量份，有机溶媒的使用比例优选为10重量份～10,000重量份。
水解·缩合反应优选为通过例如油浴等进行加热来实施。此时，加热温度优选为设为130℃以下，加热时间优选为设为0.5小时～12小时。在反应结束后，视需要利用干燥剂对自反应液中分取的有机溶媒层进行干燥，然后将溶媒去除，由此可获得作为目标的聚有机硅氧烷。再者，聚有机硅氧烷的合成方法并不限于如所述般的水解·缩合反应，也可采用例如在草酸及醇的存在下使水解性硅烷化合物反应的方法等。
所述[2]的方法中，继而，使通过所述反应而获得的含环氧基的聚有机硅氧烷与特定羧酸反应。由此，含环氧基的聚有机硅氧烷所具有的环氧基与羧酸反应，而可获得在侧链具有所述式(1)所表示的部分结构的聚有机硅氧烷。作为特定羧酸的具体例，例如可列举下述式(5)所表示的化合物等。
[化29]
(式(5)中，A1及A2分别与所述式(2-1)同义；其中，所述式(1-1)及式(1-2)中的“*1”表示键结于R13的结合键；在A1为所述式(1-1)所表示的基的情况下，R12为一价有机基，在A1为所述式(1-2)所表示的基的情况下，R12为氢原子或一价有机基；R13为二价有机基；在A2为所述式(1-1)所表示的基的情况下，R14为二价有机基，在A2为所述式(1-2)所表示的基的情况下，R14为单键或二价有机基；s及r分别独立地为0或1；其中，在式(5)中，具有一个羧基)
在所述式(5)中，作为R12的一价有机基，例如可列举：碳数1～20的一价烃基、该烃基所具有的亚甲基的一部分经-O-、-CO-、-COO-、或-NR33-(R33为氢原子或碳数1～6的烷基)取代而成的一价基、一价杂环基等，这些也可具有取代基。R13及R14的二价有机基的例示可应用所述式(2-1)中的R5～R7的说明。A1及A2的R1、R2、R3及X1的说明可应用所述式(1)的说明。
就提高AC残像的减少效果的观点而言，特定羧酸优选为具有所述式(1)所表示的部分结构，且在分子内进而具有所述式(4)所表示的部分结构。再者，所述式(4)所表示的部分结构的优选的具体例可应用特定二胺中的说明。在含环氧基的聚有机硅氧烷与特定羧酸的反应时，特定羧酸可单独使用一种或组合使用两种以上。
在特定聚有机硅氧烷的一分子中，就使对光的感度良好的观点而言，相对于特定聚有机硅氧烷所具有的硅原子，所述式(1)所表示的部分结构的含有比例优选为设为3摩尔％～100摩尔％，更优选为设为5摩尔％～95摩尔％，进而更优选为设为10摩尔％～90摩尔％。因此，在特定聚有机硅氧烷的合成时，优选为以所述式(1)所表示的部分结构的含有比例成为所述范围的方式选择特定羧酸的使用比例。
再者，特定羧酸可通过适宜组合有机化学的常法来合成。作为其一例，例如可通过如下方法等而获得：使“R12-A1-H”所表示的化合物与“HO-R13-A2-R14-COOM(其中，M为羧基的保护基)”所表示的化合物优选为在有机溶媒中、视需要在催化剂的存在下反应，继而进行脱保护的方法。其中，特定羧酸的合成顺序并不限定于所述方法。
在特定聚有机硅氧烷的合成时，在与含环氧基的聚有机硅氧烷的反应中所使用的羧酸可仅为特定羧酸，也可并用特定羧酸以外的其他羧酸。其他羧酸只要为不具有所述式(1)所表示的部分结构的羧酸，则并无特别限制。再者，其他羧酸可单独使用一种，也可组合使用两种以上。
相对于聚有机硅氧烷所具有的环氧基的合计1摩尔，与含环氧基的聚有机硅氧烷反应的羧酸的使用比例优选为设为0.001摩尔～1.5摩尔，更优选为设为0.01摩尔～1.0摩尔。就充分获得本发明的效果的观点而言，相对于与含环氧基的聚有机硅氧烷反应的羧酸的合计量，其他羧酸的使用比例优选为设为80摩尔％以下，更优选为设为50摩尔％以下。
含环氧基的聚有机硅氧烷与羧酸的反应优选为在催化剂及有机溶媒的存在下进行。作为所使用的催化剂，例如可使用促进有机碱、环氧化合物的反应的作为所谓的硬化促进剂而公知的化合物等。相对于含环氧基的聚有机硅氧烷100重量份，催化剂的使用比例优选为100重量份以下，更优选为0.01重量份～100重量份。
作为所述反应中所使用的有机溶媒，例如可列举：烃、醚、酯、酮、酰胺、醇等。作为特别优选的溶媒的具体例，可列举：2-丁醇、2-己醇、甲基异丁基酮及乙酸丁酯等。该有机溶媒优选为以固体成分浓度(相对于反应溶液的总重量，反应溶液中除溶媒以外的成分的合计重量所占的比例)成为0.1重量％以上的比例来使用。所述反应中的反应温度优选为0℃～200℃，反应时间优选为0.1小时～50小时。
以所述方式而获得的特定聚有机硅氧烷优选为当将其设为浓度为10重量％的溶液时，具有1mPa·s～500mPa·s的溶液粘度，更优选为具有3mPa·s～200mPa·s的溶液粘度。关于特定聚有机硅氧烷，利用GPC所测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)优选为1,000～200,000，更优选为2,000～50,000，进而更优选为3,000～20,000。
[聚(甲基)丙烯酸酯]
作为化合物(X)的聚(甲基)丙烯酸酯(以下也称为“特定聚合物(M)”)例如可通过以下的方法[1]或[2]等而获得：
[1]使具有所述式(1)所表示的部分结构的(甲基)丙烯酸系单体(m-1)或该(甲基)丙烯酸系单体(m-1)与其他(甲基)丙烯酸系单体的混合物在聚合引发剂的存在下聚合的方法；
[2]使具有环氧基的(甲基)丙烯酸系单体(m-2)或该(甲基)丙烯酸系单体(m-2)与其他(甲基)丙烯酸系单体的混合物在聚合引发剂的存在下聚合，然后使所得的聚合物(以下也称为“含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯”)与特定羧酸反应的方法。
(甲基)丙烯酸系单体(m-1)可列举在分子链具有所述式(1)所表示的部分结构的二(甲基)丙烯酸酯化合物等，例如可列举下述式(m-1A)所表示的化合物等。
[化30]
(式(m-1A)中，R10及R11分别独立地为氢原子或甲基；A1、A2、R5、R6及R7与所述式(2-1)同义)
关于所述式(m-1A)中的A1、A2、R5、R6及R7的各自的例示及优选的具体例，可应用所述式(2-1)的说明。所述式(m-1A)所表示的化合物可通过适宜组合有机化学的常法来合成。
在所述合成时，相对于所述合成中所使用的单体的合计量，单体(m-1)的使用比例优选为设为5摩尔％以上，更优选为设为10摩尔％～100摩尔％，进而更优选为设为10摩尔％～90摩尔％。
作为(甲基)丙烯酸系单体(m-2)的具体例，例如可列举：(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3，4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸3，4-环氧环己基甲酯、(甲基)丙烯酸6，7-环氧庚酯、丙烯酸4-羟基丁基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲基等。再者，(甲基)丙烯酸系单体(m-2)可单独使用所述中的一种或组合使用两种以上。
作为其他(甲基)丙烯酸系单体，例如可列举：(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸ω-羧基聚己内酯、丁烯酸、α-乙基丙烯酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、乙烯基苯甲酸等不饱和羧酸；(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸三甲氧基硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-N，N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等(甲基)丙烯酸酯等不饱和羧酸酯；顺丁烯二酸酐等不饱和多元羧酸酐等。再者，作为其他(甲基)丙烯酸系单体，可单独使用一种或组合使用两种以上。所述方法[1]中，也可使用(甲基)丙烯酸系单体(m-2)作为其他(甲基)丙烯酸系单体，所述方法[2]中，也可使用(甲基)丙烯酸系单体(m-1)作为其他(甲基)丙烯酸系单体。
再者，在聚合时，也可使用(甲基)丙烯酸系单体以外的其他单体。作为其他单体，例如可列举：1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯等共轭二烯系化合物；苯乙烯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物等。相对于聚(甲基)丙烯酸酯的合成中所使用的单体的合计，其他单体的使用比例优选为设为30摩尔％以下，更优选为设为20摩尔％以下。
使用了(甲基)丙烯酸系单体的聚合反应优选为通过自由基聚合来进行。作为在该聚合反应时所使用的聚合引发剂，例如优选为：2，2′-偶氮双(异丁腈)、2，2′-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)、2，2′-偶氮双(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)等偶氮化合物。相对于反应中所使用的全部单体100重量份，聚合物引发剂的使用比例优选为设为0.01重量份～50重量份。所述聚合反应优选为在有机溶媒中进行。作为反应中所使用的有机溶媒，例如可列举：醇、醚、酮、酰胺、酯、烃化合物等，优选为二乙二醇甲基乙基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等。有机溶媒的使用量(a)优选为设为相对于反应溶液的总量(a+b)，反应中所使用的单体的合计量(b)成为0.1重量％～50重量％的量。反应温度优选为设为30℃～120℃，反应时间优选为设为1小时～36小时。
所述[2]的方法中，继而，使通过所述反应而获得的含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯与特定羧酸反应。由此，含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯所具有的环氧基与羧酸反应，而可获得在侧链具有所述式(1)所表示的部分结构的聚(甲基)丙烯酸酯。
作为特定羧酸的具体例，可应用特定聚有机硅氧烷的说明。在该反应时，可单独使用特定羧酸，或者也可并用特定羧酸以外的其他羧酸。相对于含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯所具有的环氧基的合计1摩尔，与含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯反应的羧酸的使用比例优选为设为0.001摩尔～0.95摩尔，更优选为设为0.01摩尔～0.9摩尔。
含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯与羧酸的反应优选为在催化剂及有机溶媒的存在下进行。作为催化剂，其中优选为四级铵盐。相对于含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯100重量份，催化剂的使用量优选为100重量份以下，更优选为0.1重量份～20重量份。作为反应中所使用的有机溶媒，可应用在(甲基)丙烯酸系单体的聚合时可使用的有机溶媒的例示，其中优选为酯。该有机溶媒优选为以固体成分浓度(相对于反应溶液的总重量，反应溶液中除溶媒以外的成分的合计重量所占的比例)成为0.1重量％以上的比例来使用。反应温度优选为设为0℃～200℃，反应时间优选为设为0.1小时～50小时。
如此可获得含有作为化合物(X)的聚(甲基)丙烯酸酯的溶液。该反应溶液可直接供给至液晶取向剂的制备，也可将反应溶液中所含的聚(甲基)丙烯酸酯分离后再供给至液晶取向剂的制备。
关于聚(甲基)丙烯酸酯，就使所形成的液晶取向膜的液晶取向性良好，且确保其液晶取向性的经时稳定性等观点而言，利用GPC所测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(Mn)优选为250～500,000，更优选为500～100,000，进而更优选为1,000～50,000。
<其他成分>
本发明的液晶取向剂含有如所述般的化合物(X)，视需要也可含有其他成分。例如为了改善溶液特性、电特性，本发明的液晶取向剂也可含有所述化合物(X)以外的其他聚合物。所述其他聚合物为不具有所述式(1)所表示的部分结构的聚合物，且关于其主骨架并无特别限定。具体而言，例如可列举以聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚有机硅氧烷、聚酯、聚酰胺、纤维素衍生物、聚缩醛、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)丙烯酸酯等为主骨架的聚合物。这些中，优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺、聚有机硅氧烷、聚(甲基)丙烯酸酯及聚酰胺所组成的组群中的至少一种聚合物。在将其他聚合物添加至液晶取向剂的情况下，相对于液晶取向剂中所含的聚合物的合计100重量份，其他聚合物的调配比例优选为设为90重量份以下，更优选为设为0.1重量份～80重量份，进而更优选为设为0.1重量份～70重量份。
再者，作为其他成分，可使用液晶取向剂的制备中通常所使用的添加剂。作为所述以外的添加剂，例如可列举：在分子内具有至少一个环氧基的化合物、官能性硅烷化合物、具有光聚合性基的化合物、光增感剂、在分子内具有至少一个氧杂环丁基的化合物、抗氧化剂、表面活性剂、分散剂等。这些的调配比例可根据化合物而适宜选择。
<溶剂>
本发明的液晶取向剂是以液状组合物的形式来制备，所述液状组合物是将所述特定化合物及视需要而使用的其他成分优选为分散或溶解于适当的溶媒中而成。
作为所使用的有机溶媒，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、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、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、乙二醇乙醚乙酸酯、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、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二异丁基酮、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯、二异戊醚、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等。这些可单独使用或混合使用两种以上。
本发明中的液晶取向剂可仅含有一种聚合物作为聚合物成分，也可含有两种以上的聚合物作为聚合物成分。作为含有两种以上的聚合物时的优选的形态，例如可列举以下[1]～[3]等。
[1]含有作为化合物(X)的聚合物(以下也称为“特定聚合物”)与其他聚合物，且特定聚合物及其他聚合物为选自聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺中的至少一种的形态。
[2]含有多种特定聚合物，且这些多种特定聚合物为选自聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺中的至少一种的形态。
[3]含有特定聚合物与其他聚合物，且特定聚合物为聚有机硅氧烷，其他聚合物为选自聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺中的至少一种的形态。
其中，化合物(X)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的组群中的至少一种，且优选为具有源自如下化合物的部分结构的聚合物，所述化合物为选自由所述式(2-1)所表示的化合物、所述式(3-1)所表示的化合物及所述式(3-2)所表示的化合物所组成的组群中的至少一种。亦即，优选为具有选自由下述式(6)所表示的部分结构及下述式(7)所表示的部分结构所组成的组群中的至少一种的聚合物。
[化31]
(式(6)及式(7)中，R61为四价有机基，R62为二价有机基，X61及X62分别独立地为羟基或一价有机基；其中，R61及R62满足以下的(i)及(ii)的至少一者；(i)R61为自所述式(3-1)或所述式(3-2)所表示的化合物去除两个酸酐而成的残基；(ii)R62为自所述式(2-1)所表示的化合物去除两个一级氨基而成的残基)
X61及X62的一价有机基优选为一价烃基或具有肉桂酸结构的基。
再者，在使用含有化合物(X)的液晶取向剂的情况下，获得液晶显示元件的残像特性及对比度特性的改善效果的原因并不确定，作为其中一个假设，推测如下：例如在照射偏光的放射线的情况下，在分子链的长轴方向与偏光方向平行的化合物(X)的分子链中，所述式(1)中的“-CR1＝CR2-CO-”部分异构化为顺式体，进而进行环化反应而引起分子链被切断的反应(参照下述流程A)。其结果，在相对于偏光方向而为垂直方向上体现出各向异性，而对涂膜赋予充分的液晶取向能力，结果可改善液晶显示元件的残像特性及对比度特性。
[化32]
本发明的液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的除溶媒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)是考虑到粘性、挥发性等而适宜选择，优选为1重量％～10重量％的范围。亦即，本发明中的液晶取向剂通过以后述方式涂布于基板表面，优选为进行加热，而形成作为液晶取向膜的涂膜或者成为液晶取向膜的涂膜。此时，在固体成分浓度小于1重量％的情况下，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，在固体成分浓度超过10重量％的情况下，涂膜的膜厚变得过大而难以获得良好的液晶取向膜，而且存在液晶取向剂的粘性增大而涂布性下降的倾向。制备液晶取向剂时的温度优选为10℃～50℃，更优选为20℃～30℃。
<液晶取向膜及液晶元件>
可通过使用所述说明的液晶取向剂而制造液晶取向膜。另外，本发明的液晶元件具备使用所述液晶取向剂而形成的液晶取向膜。液晶元件中的液晶的工作模式并无特别限定，例如可应用于扭转向列(Twisted Nematic，TN)型、超扭转向列(Super Twisted Nematic，STN)型、垂直取向(Vertical Alignment，VA)型(包含垂直取向-多域垂直取向(VerticalAlignment-Multi-domain Vertical Alignment，VA-MVA)型、垂直取向-图案垂直取向(VerticalAlignment-Patterned Vertical Alignment，VA-PVA)型等)、共面切换(In-Plane Switching，IPS)型、边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)型、光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)型等多种工作模式。
本发明的液晶元件例如可通过包括以下工序(1-1)～工序(1-3)的工序来制造。工序(1-1)中，根据所需的工作模式而使用不同的基板。工序(1-2)及工序(1-3)中的各工作模式共通。
[工序(1-1)：涂膜的形成]
首先，在基板上涂布本发明的液晶取向剂，继而对涂布面进行加热，由此在基板上形成涂膜。
(1-1A)例如在制造TN型、STN型或VA型的液晶显示元件的情况下，首先将设有经图案化的透明导电膜的两片基板作为一对基板，在其各透明性导电膜形成面上，优选为利用胶版印刷法、旋涂法、辊涂机法或喷墨印刷法来分别涂布本发明的液晶取向剂。作为基板，例如可使用：浮法玻璃(float glass)、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。作为设置在基板的一个面上的透明导电膜，可使用：包含氧化锡(SnO2)的奈塞(NESA)膜(美国PPG公司注册商标)、包含氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)的氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)膜等。
涂布液晶取向剂后，为了防止所涂布的液晶取向剂的滴液等，优选为实施预加热(预烘烤)。预烘烤温度优选为30℃～200℃，预烘烤时间优选为0.25分钟～10分钟。然后，为了将溶剂完全去除，并视需要对存在于聚合物中的酰胺酸结构加以热酰亚胺化，而实施煅烧(后烘烤)工序。此时的煅烧温度(后烘烤温度)优选为80℃～300℃，后烘烤时间优选为5分钟～200分钟。以所述方式形成的膜的膜厚优选为0.001μm～1μm。
(1-1B)在制造IPS型或FFS型的液晶显示元件的情况下，在设有电极的基板的电极形成面、与未设置电极的对向基板的一个面上分别涂布本发明的液晶取向剂，继而对各涂布面进行加热，由此形成涂膜，所述电极包含经图案化为梳齿形的透明导电膜或金属膜。关于此时所使用的基板及透明导电膜的材质、涂布方法、涂布后的加热条件、透明导电膜或金属膜的图案化方法、基板的前处理以及所形成的涂膜的优选膜厚，与所述(1-1A)相同。作为金属膜，例如可使用包含铬等金属的膜。
在所述(1-1A)及(1-1B)的任一情况下，均在基板上涂布液晶取向剂后，将有机溶媒去除，由此形成液晶取向膜或成为液晶取向膜的涂膜。此时，在形成涂膜后进一步进行加热，由此使本发明的液晶取向剂中所调配的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺的脱水闭环反应进行，从而制成进一步经酰亚胺化的涂膜。
[工序(1-2)：取向能力赋予处理]
在制造TN型、STN型、IPS型或FFS型的液晶显示元件的情况下，对所述工序(1-1)中所形成的涂膜实施赋予液晶取向能力的处理。由此，对涂膜赋予液晶分子的取向能力而成为液晶取向膜。作为取向能力赋予处理，可列举：利用卷绕着包含例如尼龙(nylon)、人造丝(rayon)、棉(cotton)等纤维的布的辊对涂膜朝一定方向进行摩擦的摩擦处理；对涂膜照射偏光或非偏光的放射线的光取向处理等。就所述化合物(X)的光反应性、或可抑制静电或尘埃的产生且对涂膜赋予均匀的液晶取向性的方面，可精密地控制液晶取向方向的方面等而言，优选为使用光取向法。
光取向处理中的光照射可通过如下方法等来进行：[1]对后烘烤工序后的涂膜进行照射的方法；[2]对预烘烤工序后且后烘烤工序前的涂膜进行照射的方法；[3]在预烘烤工序及后烘烤工序的至少任一个工序中，在涂膜加热中对涂膜进行照射的方法。就液晶显示元件的残像特性及对比度特性的改善效果高的方面而言，这些方法中优选为利用[1]或[2]的方法。作为对涂膜进行照射的放射线，例如可使用包含波长为150nm～800nm的光的紫外线及可见光线。放射线可为偏光也可为非偏光。作为所使用的光源，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。放射线的照射量优选为100J/m2～50,000J/m2，更优选为300J/m2～20,000J/m2。为了提高反应性，也可一面对涂膜进行加温一面对涂膜进行光照射。加温时的温度通常为30℃～250℃，优选为40℃～200℃，更优选为50℃～150℃。
再者，也可对摩擦处理后的液晶取向膜进一步进行如下处理，而使液晶取向膜在每个区域具有不同的液晶取向能力，所述处理为：对液晶取向膜的一部分照射紫外线，由此使液晶取向膜的一部分区域的预倾角变化的处理；或在液晶取向膜表面的一部分上形成抗蚀剂膜后，朝与之前的摩擦处理不同的方向进行摩擦处理后，将抗蚀剂膜去除的处理。该情况下，可改善所得的液晶显示元件的视场特性。适于VA型的液晶显示元件的液晶取向膜也可合适地用于聚合物稳定取向(Polymer sustained alignment，PSA)型的液晶显示元件。对基板上的涂膜进行光照射后，也可使用例如水、有机溶媒或这些的混合物对该基板表面进行清洗。作为有机溶媒，例如可列举：醇(甲醇、乙醇等)、1-甲氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基溶纤剂、乳酸乙酯、二丙酮醇、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸环己酯等。通过如所述般的清洗，而可将由光照射所生成的低分子量成分去除。在清洗后，为了将所使用的溶媒去除，视需要也可进行加热处理。另外，对基板上的涂膜进行光照射后，为了将低分子量成分去除，也可进行对涂膜进一步加热的处理。此时的加热温度优选为设为150℃～300℃的范围内，更优选为设为200℃～290℃的范围内。加热时间优选为设为5分钟～60分钟，更优选为设为5分钟～15分钟。
[工序(1-3)：液晶单元的构筑]
(1-3A)准备两片以所述方式而形成有液晶取向膜的基板，并在对向配置的两片基板间配置液晶，由此制造液晶单元。当制造液晶单元时，例如可列举如下方法等：以各液晶取向膜对向的方式，隔着间隙(单元间隙(cell gap))而将两片基板对向配置，使用密封剂将两片基板的周边部贴合，在由基板表面及密封剂所划分的单元间隙内注入填充液晶后，将注入孔密封的方法；在一片基板上涂布密封剂，进而在液晶取向膜面上的既定的几个部位滴加液晶后，以液晶取向膜对向的方式贴合另一基板，且将液晶在基板的整个面上铺开，继而使密封剂硬化的方法。
作为密封剂，例如可使用含有硬化剂及作为间隔物(spacer)的氧化铝球的环氧树脂等。作为液晶，可列举向列液晶及碟状液晶，其中优选为向列液晶，例如可使用：席夫碱(Schiffbase)系液晶、氧化偶氮(azoxy)系液晶、联苯系液晶、苯基环己烷系液晶、酯系液晶、三联苯系液晶、联苯环己烷系液晶、嘧啶系液晶、二噁烷系液晶、双环辛烷系液晶、立方烷(cubane)系液晶等。也可在这些液晶中添加如下物质等而使用：例如氯化胆固醇(cholesteryl chloride)、胆固醇壬酸酯(cholesteryl nonanoate)、胆固醇碳酸酯等胆甾相液晶；如作为商品名“C-15”、“CB-15”(默克(Merck)公司制造)而市售的手性剂；对癸氧基苯亚甲基-对氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯(p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate)等铁电液晶。
然后，在液晶单元的外侧表面贴合偏光板，由此可获得本发明的液晶显示元件。作为贴合在液晶单元的外表面的偏光板，可列举：利用乙酸纤维素保护膜将一面使聚乙烯醇延伸取向一面使其吸收碘而成的被称为“H膜”的偏光膜夹持而成的偏光板、或包含H膜本身的偏光板。
本发明的液晶显示元件可有效地应用于各种用途，例如可用于钟表、便携式游戏机、文字处理机、笔记本型个人计算机、汽车导航系统(carnavigation system)、摄录机(camcorder)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、数字照相机(digital camera)、移动电话、智能手机、各种监控器(monitor)、液晶电视、信息显示器(information display)等各种显示装置或调光膜等。另外，使用本发明的液晶取向剂所形成的液晶元件也可应用于相位差膜。
[实施例]
以下，通过实施例对本发明进行更具体说明，但本发明不限定于这些实施例。
以下的例子中，聚合物的重量平均分子量Mw是通过以下方法来测定。再者，以下有时将式A所表示的化合物仅示为“化合物A”。
[聚合物的重量平均分子量Mw]：为利用以下条件下的GPC所测定的聚苯乙烯换算值。
管柱：东曹(Tosoh)(股)制造、TSKgelGRCXLII
溶剂：四氢呋喃
温度：40℃
压力：68kgf/cm2
<化合物的合成>
[实施例1-1：化合物(b-1)的合成]
依据下述流程1来合成化合物(b-1)。
[化33]
将4-硝基水杨醛5.0g溶解于N，N-二甲基甲酰胺200ml中，并将该溶液冷却至0℃。向其中添加咪唑8.15g及叔丁基二甲基氯硅烷9.02g，在室温下搅拌16小时。然后，添加纯水，利用乙酸乙酯进行萃取。将该有机层浓缩，而获得纯度99％的中间物(b-1-1)8.0g。
使所得的中间物(b-1-1)8.0g及丙二酸5.92g溶解于吡啶50ml中，向其中添加哌啶5.6ml，然后在80℃下搅拌5小时。将反应液放置冷却至室温后，添加乙酸乙酯50ml，接着添加盐酸50ml而将其分液。利用纯水进行再次分液后，将其浓缩，而获得纯度99％的中间物(b-1-2)8.0g。
将所得的中间物(b-1-2)8.0g添加至亚硫酰氯30ml中，添加催化剂量的N，N-二甲基甲酰胺，然后在80℃下搅拌1小时。将反应液浓缩，并将残留物溶解于四氢呋喃80ml中(将该溶液设为反应液(A))。与其分开另行将4-氨基-4′-硝基联苯4.8g及三乙胺4.6g添加至四氢呋喃40ml，将其冷却至0℃，并搅拌5分钟。继而将反应液(A)缓慢地滴加至该溶液中。滴加结束后，在室温下搅拌4小时，使反应完全结束。加入乙酸乙酯300ml及四氢呋喃100ml，利用盐酸、碳酸钠水溶液、纯水对本溶液进行分液后，将其浓缩，而获得纯度99％的中间物(b-1-3)10.5g。
使所得的中间物(b-1-3)10.5g溶解于四氢呋喃80ml中，向其中添加四丁基氟化铵1mol/L四氢呋喃溶液30ml，在室温下搅拌2小时。然后，加入乙酸乙酯100ml，利用纯水对本溶液进行分液后，将其浓缩，而获得纯度99％的中间物(b-1-4)8.0g。
将所得的中间物(b-1-4)8.0g及锌粉末7.9g添加至四氢呋喃100ml，进而添加乙酸5.9g。然后，在60℃下搅拌5小时。将反应液放置冷却至室温后，添加乙酸乙酯150ml，利用纯水进行分液后，将其浓缩，而获得纯度99％的化合物(b-1)6.2g。
[实施例1-2：化合物(b-2)的合成]
在实施例1-1的流程1的第二阶段中，将丙二酸变更为丙二酸甲酯，除此以外，利用与实施例1-1相同的方法来合成，获得化合物(b-2)。
[实施例1-3：化合物(b-4)的合成]
在实施例1-1的流程1的第三阶段中，将4-氨基-4′-硝基联苯变更为4-硝基苯胺，除此以外，利用与实施例1-1相同的方法来合成，获得化合物(b-4)。
[实施例1-4：化合物(b-9)的合成]
在实施例1-1的流程1的第三阶段中，将4-氨基-4′-硝基联苯变更为1，4-环己烷二胺，以实施例1-1的4-氨基-4′-硝基联苯的投入量为对照，将1，4-环己烷二胺的投入量的当量数设为一半，除此以外，利用与实施例1-1相同的方法来合成，获得化合物(b-9)。
[实施例1-5：化合物(b-12)的合成]
在实施例1-1的流程1的第二阶段中，将丙二酸变更为丙二酸甲酯，在流程1的第三阶段中，将4-氨基-4′-硝基联苯变更为4-羟基-4′-硝基联苯，除此以外，利用与实施例1-1相同的方法来合成，获得化合物(b-12)。
<聚合物的合成>
[实施例2-1：聚合物(A-1)的合成]
将作为四羧酸二酐的4，4′-氧基二邻苯二甲酸酐100摩尔份、及作为二胺的化合物(b-1)100摩尔份溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)中，在60℃下进行6小时反应，获得含有20重量％的聚酰胺酸的溶液。所得的聚酰胺酸(聚合物(A-1))的重量平均分子量Mw为45,000。
[实施例2-2～实施例2-8及合成例1-1、合成例1-2]
如下述表1般变更所使用的四羧酸二酐及二胺的种类及量，除此以外，与所述实施例2-1同样地进行操作，分别合成聚酰胺酸(聚合物(A-2)～聚合物(A-8)及聚合物(B-1)、聚合物(B-2))。
[表1]
表1中，酸二酐及二胺的括号内的数值表示相对于聚合物的合成中所使用的酸二酐的合计100摩尔份的各化合物的使用比例[摩尔份]。表1的简称分别为以下的含义。
<酸二酐>
a-1：4，4′-氧基二邻苯二甲酸酐
a-2：所述式(a-2)所表示的化合物
a-3：1，3-丙二醇双(脱水偏苯三酸酯)(所述式(a-3)所表示的化合物)
a-4：1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐
a-5：4，4′-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐
a-6：均苯四甲酸二酐
a-7：1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐
<二胺>
b-1：所述式(b-1)所表示的化合物
b-2：所述式(b-2)所表示的化合物
b-4：所述式(b-4)所表示的化合物
b-9：所述式(b-9)所表示的化合物
b-12：所述式(b-12)所表示的化合物
c-1：下述式(c-1)所表示的化合物
c-2：下述式(c-2)所表示的化合物
c-3：对苯二胺
c-4：N，N-双(4-氨基苯基)甲胺
[化34]
[实施例3-1]
1.液晶取向剂的制备
在含有作为聚合物成分的所述实施例2-1中所得的聚合物(A-1)的溶液中，添加NMP及丁基溶纤剂(Butyl Cellosolve，BC)而进行充分搅拌，制成溶媒组成为NMP∶BC＝70∶30(重量比)、固体成分浓度为3.0重量％的溶液。使用孔径0.45μm的过滤器对该溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂。
2.光FFS型液晶显示元件的制造
制作图1所示的FFS型液晶显示元件10。首先，将在其中一面具有电极对的玻璃基板11a、与未设置电极的对向玻璃基板11b作为一对，所述电极对依序形成有不具有图案的底电极15、作为绝缘层14的氮化硅膜、及经图案化为梳齿状的上电极13，并使用旋转器在玻璃基板11a的具有透明电极的面与对向玻璃基板11b的一面上分别涂布所述1.中制备的液晶取向剂，而形成涂膜。
将所使用的上电极13的平面示意图示于图2(a)、图2(b)中。再者，图2(a)为上电极13的俯视图，图2(b)是图2(a)的由虚线包围的部分C1的放大图。本实施例中，将电极的线宽d1设为4μm，将电极间的距离d2设为6μm。另外，作为上电极13，使用电极A、电极B、电极C及电极D的四系统的驱动电极(图3)。再者，底电极15作为作用于四系统的驱动电极全部的共用电极而工作，四系统的驱动电极的区域分别成为像素区域。
利用旋转器形成涂膜后，将涂膜在80℃的加热板上进行1分钟预烘烤。继而，使用Hg-Xe灯及格兰泰勒棱镜(Glan-Taylor prism)对涂膜的各表面照射偏光紫外线5,000J/m2，而获得具有液晶取向膜的一对基板。此时，将偏光紫外线的照射方向设为自基板法线方向，且以偏光紫外线的偏光面投影至基板而成的线段的方向成为图2(b)中的双向箭头的方向的方式设定偏光面方向，然后进行光照射处理。光照射后，在对库内进行了氮置换的烤箱中，在230℃下进行1小时加热(后烘烤)，而形成平均膜厚为0.1μm的涂膜。
继而，在所述基板中的一片基板的具有液晶取向膜的面的外周，通过网版印刷涂布加入有直径为3.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘接剂后，使一对基板的液晶取向膜面对向，以将偏光紫外线的偏光面向基板投影的方向成为平行的方式进行重叠压接，在150℃下历时1小时使粘接剂热硬化。继而，自液晶注入口向基板间隙填充默克(Merck)公司制造的液晶“MLC-7028”后，利用环氧树脂粘接剂将液晶注入口密封。然后，为了消除液晶注入时的流动取向，将其加热至150℃后缓慢冷却至室温。接着，通过在基板的外侧两面贴合偏光板而制造FFS型液晶显示元件。此时，其中一片偏光板是以其偏光方向与液晶取向膜的偏光紫外线的偏光面向基板面的射影方向平行的方式来贴附，另一片是以其偏光方向与前一偏光板的偏光方向正交的方式来贴附。
另外，通过分别将后烘烤前的紫外线照射量在100J/m2～10,000J/m2的范围内进行变更而实施所述一系列的操作，而制造紫外线照射量不同的三个以上的液晶显示元件。
3.液晶显示元件的评价
使用所述2.中所制造的液晶显示元件进行以下(1)的评价。另外，除了未贴合偏光板的方面以外，进行与所述2.相同的操作，由此制造液晶显示元件(未贴合偏光板的液晶单元)，并进行以下(2)的评价。再者，关于评价结果，从紫外线照射量不同的三个以上的液晶显示元件中选出最佳的结果，供给至液晶显示元件的评价。
(1)AC残像特性的评价
将所述2.中所制造的FFS型液晶显示元件放置在25℃、1气压的环境下，将底电极作为四系统的驱动电极全部的共用电极，将底电极的电位设定为0V电位(地电位)。使电极B及电极D与共用电极短路而成为0V施加状态，且对电极A及电极C施加100小时包含交流电压5V的合成电压。经过100小时后，立即对全部电极A～电极D施加交流1.5V的电压。而且，测定自对全部电极A～电极D开始施加交流1.5V的电压的时刻起，直至目视无法确认驱动应力施加区域(电极A及电极C的像素区域)与驱动应力非施加区域(电极B及电极D的像素区域)的亮度差为止的时间，并将其设为残像消去时间Ts。再者，该时间越短，残像越不易产生。将残像消去时间Ts小于30秒的情况评价为“良好(○)”，将30秒以上且小于120秒的情况评价为“可(△)”，将120秒以上的情况评价为“不良(×)”，结果本实施例的液晶显示元件被评价为残像特性“良好”。
(2)驱动应力后的对比度的评价
利用交流电压10V对所述2.中所制造的液晶显示元件进行30小时驱动后，使用在光源与光量检测器之间配置有偏光器及检偏器的装置，来测定下述数式(1)所表示的最小相对透过率(％)。
最小相对透过率(％)＝(β-B0)/(B100-B0)×100...(1)
(数式(1)中，B0为空白且在正交尼科耳棱镜下的光的透过量；B100为空白且在平行尼科耳棱镜下的光的透过量；β为在正交尼科耳棱镜下，在偏光器与检偏器之间夹持液晶显示元件而成为最小的透光量)
暗状态的黑电平是以液晶显示元件的最小相对透过率来表示，暗状态下的黑电平越小，则对比度越优异。将最小相对透过率小于0.5％者评价为“良好(○)”，将0.5％以上且小于1.0％者评价为“可(△)”，将1.0％以上者评价为“不良(×)”。其结果，该液晶显示元件的对比度评价被判断为“良好”。
[实施例3-2～实施例3-7及比较例1]
如下述表2所示般变更所使用的聚合物的种类，除此以外，以与所述实施例3-1相同的溶剂比及固体成分浓度分别制备液晶取向剂。另外，分别使用液晶取向剂与实施例3-1同样地进行操作而制造液晶显示元件，并且使用所得的液晶显示元件进行各种评价。将其结果示于下述表2中。再者，表2中，聚合物一栏的括号内的数值表示相对于液晶取向剂的制备中所使用的聚合物成分的合计100重量份的各聚合物的调配比例[重量份]。
[实施例3-8]
除了将所使用的聚合物的种类变更为聚合物(A-8)的方面以外，以与所述实施例3-1相同的溶剂比及固体成分浓度制备液晶取向剂。另外，除了使用本实施例中所制备的液晶取向剂的方面、及在后烘烤后利用偏光紫外线实施光取向处理的方面以外，与所述实施例3-1同样地进行操作而制造液晶显示元件，并且使用所得的液晶显示元件进行各种评价。将其结果示于下述表2中。
[表2]
关于使用含有化合物(X)的液晶取向剂所制造的液晶显示元件的AC残像特性及对比度特性的评价，任一实施例均为“良好”或“可”(实施例3-1～实施例3-8)。另外得知：使用具有如联苯基结构般的多环结构的二胺时或通过使用具有所述式(1)所表示的部分结构的多个连结而成的结构的二胺，AC残像特性的改善效果变高(实施例3-1～实施例3-5、实施例3-7)。相对于此，不含化合物(X)的比较例的液晶取向剂中，AC残像特性及对比度特性均比实施例者差。
[实施例3-9]
除了将所使用的聚合物的种类设为聚合物(A-3)及聚合物(A-8)这两种，并将各聚合物的调配比例设为聚合物(A-3)∶聚合物(A-8)＝50∶50(重量比)的方面以外，以与所述实施例3-1相同的溶剂比及固体成分浓度制备液晶取向剂。另外，除了使用本实施例中所制备的液晶取向剂的方面、以及代替在预烘烤后依序进行偏光紫外线照射及后烘烤，而在预烘烤后首先在230℃下进行30分钟后烘烤，继而照射偏光紫外线，然后在25℃下在乳酸乙酯中浸渍3分钟，然后利用异丙醇洗涤1分钟，并在对库内进行了氮置换的80℃的烘箱中干燥10分钟的方面以外，与所述实施例3-1同样地进行操作而制造液晶显示元件，与实施例3-1同样地进行操作而进行各种评价。其结果，该实施例中，AC残像特性及对比度特性均为“良好”的评价。
[实施例3-10]
除了将所使用的聚合物的种类设为聚合物(A-7)及聚合物(B-2)这两种，并将各聚合物的调配比例设为聚合物(A-7)∶聚合物(B-2)＝20∶80(重量比)的方面以外，以与所述实施例3-1相同的溶剂比及固体成分浓度制备液晶取向剂。另外，除了使用本实施例中所制备的液晶取向剂的方面、及代替在预烘烤后依序进行偏光紫外线照射及后烘烤，而在预烘烤后首先在230℃下进行30分钟后烘烤，继而照射偏光紫外线，然后进一步在对库内进行了氮置换的230℃的烘箱中加热10分钟的方面以外，与所述实施例3-1同样地进行操作而制造液晶显示元件，与实施例3-1同样地进行操作而进行各种评价。其结果，该实施例中，AC残像特性及对比度特性均为“良好”的评价。

Claims (10)

1.一种液晶取向剂，其特征在于：含有具有下述式(1)所表示的部分结构的化合物(X)，
式(1)中，R1及R2分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，R3为取代基；X1为氧原子或-NR4-，其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构；R3可键结于其他基而构成环的至少一部分；n为0～3的整数；在n为2或3的情况下，多个R3可相同也可不同；*表示结合键。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于：所述化合物(X)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚有机硅氧烷及聚(甲基)丙烯酸酯所组成的组群中的至少一种聚合物。
3.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于：所述化合物(X)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的组群中的至少一种聚合物，且具有源自选自由下述式(2-1)所表示的化合物、下述式(3-1)所表示的化合物及下述式(3-2)所表示的化合物所组成的组群中的至少一种的化合物的部分结构；
H2N-R5-A1-R6-A2-R7-NH2 (2-1)
式(2-1)中，A1为下述式(1-1)所表示的基或下述式(1-2)所表示的基，A2为单键、下述式(1-1)所表示的基或下述式(1-2)所表示的基；在A1为下述式(1-1)所表示的基的情况下，R5为二价有机基，在A1为下述式(1-2)所表示的基的情况下，R5为单键或二价有机基；在A2为下述式(1-1)所表示的基的情况下，R7为二价有机基，在A2为下述式(1-2)所表示的基的情况下，R7为单键或二价有机基，在A2为单键的情况下，R7为单键；R6为二价有机基；其中，下述式(1-1)及式(1-2)中的*1键结于R6；
式(1-1)及式(1-2)中，R1、R2、R3、X1及n与所述式(1)同义；*1及*表示结合键；
式(3-1)中，R51～R54分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，i为0或1；当i＝0时，R50为单键或二价有机基，当i＝1时，R50为二价有机基；X1为氧原子或-NR4-，其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构；其中，在i＝1的情况下，式中的多个X1独立且具有所述定义；
式(3-2)中，R55及R56分别独立地为三价有机基，R57～R60分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，k为0或1；X1为氧原子或-NR4-，其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构；其中，在k＝1的情况下，式中的多个X1独立且具有所述定义。
4.根据权利要求3所述的液晶取向剂，其特征在于：所述式(2-1)所表示的化合物在分子内具有下述式(4)所表示的部分结构；
式(4)中，Ar1及Ar2分别独立地为亚苯基或亚环己基，X2为单键、-COO-或-CONR20-，R20为氢原子或一价有机基；t为1或2；当t＝2时，Ar2、X2各自独立地具有所述定义；*表示结合键。
5.一种液晶取向膜的制造方法，其特征在于包括：在基板上涂布根据权利要求1至4中任一项所述的液晶取向剂而形成涂膜的步骤；以及对所述涂膜进行光照射的步骤。
6.一种液晶取向膜，其特征在于：使用根据权利要求1至4中任一项所述的液晶取向剂来形成。
7.一种液晶元件，其特征在于包括：根据权利要求6所述的液晶取向膜。
8.一种聚合物，其特征在于：其为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及聚酰胺所组成的组群中的至少一种聚合物，且具有下述式(1)所表示的部分结构；
式(1)中，R1及R2分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，R3为取代基；X1为氧原子或-NR4-，其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构；R3可键结于其他基而构成环的至少一部分；n为0～3的整数；在n为2或3的情况下，多个R3可相同也可不同；*表示结合键。
9.一种二胺，其特征在于：由下述式(2-1)表示；
H2N-R5-A1-R6-A2-R7-NH2 (2-1)
式(2-1)中，A1为下述式(1-1)所表示的基或下述式(1-2)所表示的基，A2为单键、下述式(1-1)所表示的基或下述式(1-2)所表示的基；在A1为下述式(1-1)所表示的基的情况下，R5为二价有机基，在A1为下述式(1-2)所表示的基的情况下，R5为单键或二价有机基；在A2为下述式(1-1)所表示的基的情况下，R7为二价有机基，在A2为下述式(1-2)所表示的基的情况下，R7为单键或二价有机基，在A2为单键的情况下，R7为单键；R6为二价有机基；其中，下述式(1-1)及式(1-2)中的*1键结于R6；
式(1-1)及式(1-2)中，R1及R2分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，R3为取代基；X1为氧原子或-NR4-，其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构；n为0～3的整数；在n为2或3的情况下，多个R3可相同也可不同；*1及*表示结合键。
10.一种酸二酐，其特征在于：由下述式(3-1)或式(3-2)表示；
式(3-1)中，R51～R54分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，i为0或1；当i＝0时，R50为单键或二价有机基，当i＝1时，R50为二价有机基；X1为氧原子或-NR4-，其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构；其中，在i＝1的情况下，式中的多个X1独立且具有所述定义；
式(3-2)中，R55及R56分别独立地为三价有机基，R57～R60分别独立地为氢原子、卤素原子、硝基、氰基或一价有机基，k为0或1；X1为氧原子或-NR4-，其中，R4为氢原子或一价有机基，且R4可键结于其他基而与氮原子一起形成环结构；其中，在k＝1的情况下，式中的多个X1独立且具有所述定义。
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