CN106479519A - 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件、及它们的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件、及它们的制造方法，其可获得在液晶取向膜的制造步骤中显示出良好的再加工性、且电特性优异的液晶元件。液晶取向剂含有聚合物成分与下述式(1)所表示的化合物。式(1)中，R11及R12满足(i)或(ii)。(i)R11为氢原子或一价有机基，且R12为(m+r)价有机基。(ii)R11与R12键结而形成含氮杂环。X1为保护基，X2为能够与聚合物成分形成共价键或离子键的基团、或者分子间的X2彼此进行聚合的基团。其中，X2是与基团“‑N(R11)2‑k‑(X1)k”不同的基团。m为1以上的整数，r为0以上的整数，且满足m+r≥2。k为1或2。

Description

液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件、及它们的制造方法
技术领域
本公开涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件、以及它们的制造方法。
背景技术
以前，作为液晶元件而开发了电极结构或所使用的液晶分子的物性等不同的多种驱动方式的液晶元件，例如已知有扭转向列(Twisted Nematic，TN)型或超扭转向列(SuperTwisted Nematic，STN)型、垂直取向(Vertical Alignment，VA)型、共面切换(In-Plane Switching，IPS)型、边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)型、光学补偿弯曲型(OCB(Optically Compensated Bend)型)等的各种液晶元件。这些液晶元件具备用以使液晶分子取向的液晶取向膜。作为液晶取向膜的材料，就耐热性、机械强度、与液晶的亲和性等各种特性良好的方面而言，一直使用聚酰亚胺或其前驱物(聚酰胺酸、聚酰胺酸酯)等。
另外，近年来，液晶元件不仅如以前那样用于个人计算机等的显示装置，而且也在逐渐用于例如液晶电视或汽车导航系统、手机、智能电话、信息显示器等多种用途中。伴随着这种液晶元件的多用途化，对显示品质的要求变得较以前更为严格。作为应对所述要求的技术，提出有：凭借使液晶取向剂含有环氧化合物的技术、或利用具有源自含有羧基的单体的结构的聚酰胺酸在煅烧膜时形成分子间交联的技术，来提高膜的稳定性(例如参照专利文献1、专利文献2)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2008-299318号公报
[专利文献2]日本专利特开2009-157351号公报
发明内容
[发明所要解决的课题]
在液晶取向膜的制造步骤中，有时会在使用液晶取向剂而形成于基板上的涂膜中产生针孔或涂膜不均等缺陷，在这种情形时，常常进行如下操作：将涂膜自基板剥离而将基板再利用(再加工(rework))。在这种再加工中，要求可容易地将涂膜自基板剥离(再加工性良好)。然而，若欲如所述专利文献1那样调配添加剂来发挥所期望的显示性能，则存在环氧化合物的使用量增多而再加工性欠佳的倾向，若欲维持再加工性，则存在无法充分地获得电特性的倾向。
本公开是鉴于所述课题而成，目的之一在于提供一种液晶取向剂，所述液晶取向剂可获得在液晶取向膜的制造步骤中显示出良好的再加工性、且电特性优异的液晶元件
[解决课题的手段]
为了实现如上所述的现有技术的课题而进行了努力研究，结果发现通过使用特定的化合物作为添加剂成分能够解决所述课题。具体而言，根据本公开而提供以下的液晶取向剂、液晶取向膜、液晶取向剂的制造方法、液晶取向膜的制造方法、液晶元件及液晶元件的制造方法。
<1>一种液晶取向剂，其含有聚合物成分与下述式(1)所表示的化合物。
[化1]
(式(1)中，R11及R12满足下述(i)或(ii)。
(i)R11为氢原子或一价有机基，且R12为(m+r)价有机基。
(ii)R11与R12键结，从而由R11及R12所键结的氮原子、R11以及R12形成含氮杂环。
X1为保护基，X2为能够与所述聚合物成分形成共价键或离子键的基团、或者分子间的X2彼此进行聚合的基团。其中，X2是与基团“-N(R11)2-k-(X1)k”不同的基团。m为1以上的整数，r为0以上的整数，且满足m+r≥2。在m为2以上的情形时，多个X1、R11独立地具有所述定义，在r为2以上的情形时，多个X2独立地具有所述定义。k为1或2。在k为2的情形时，多个X1独立地具有所述定义)
<2>一种液晶取向剂，其是将聚合物成分与所述式(1)所表示的化合物加以调配而成。
<3>一种液晶取向剂的制造方法，其将聚合物成分与所述式(1)所表示的化合物加以调配。
<4>一种液晶取向膜，其是使用所述<1>或<2>的液晶取向剂而形成。
<5>一种液晶取向膜的制造方法，其将所述<1>或<2>的液晶取向剂涂布于基板上，在该涂布后进行光照射而赋予液晶取向能力。
<6>一种液晶元件，其具备所述<4>中记载的液晶取向膜。
<7>一种液晶元件的制造方法，其在具有导电膜的一对基板的该导电膜上，涂布所述<1>或<2>的液晶取向剂而形成涂膜，将形成有所述涂膜的一对基板介隔液晶层而以所述涂膜相对的方式对向配置，从而构筑液晶单元，在对所述导电膜间施加电压的状态下对所述液晶单元进行光照射。
[发明的效果]
根据使用所述式(1)所表示的化合物而制备的液晶取向剂，可获得在液晶取向膜的制造步骤中显示出良好的再加工性、且电特性优异的液晶元件。
附图说明
图1是FFS型液晶显示元件的概略构成图。
图2(a)、图2(b)是利用摩擦取向法的FFS型液晶显示元件的制造中所使用的顶电极的平面示意图。图2(a)是顶电极的俯视图，图2(b)是顶电极的局部放大图。
图3(a)、图3(b)是利用光取向法的FFS型液晶显示元件的制造中所使用的顶电极的平面示意图。图3(a)是顶电极的俯视图，图3(b)是顶电极的局部放大图。
[附图标记的说明]
10：液晶显示元件
11a、11b：玻璃基板
12：液晶取向膜
13：顶电极
14：绝缘层(氮化硅膜)
15：底电极
16：液晶层
d1：线宽
d2：距离
具体实施方式
液晶取向剂
本公开的液晶取向剂是将聚合物成分与特定的添加剂成分(以下也称作“特定化合物”)加以调配而成的聚合物组合物。以下，对本公开的液晶取向剂的制备中所使用的各成分、及视需要而任意调配的其他成分加以说明。
<聚合物成分>
关于本公开的液晶取向剂的制备中所使用的聚合物成分，其主骨架并无特别限定，例如可列举聚酰胺酸(polyamic acid)、聚酰胺酸酯(polyamic acid ester)、聚酰亚胺(polyimide)、聚硅氧烷、聚酯、聚酰胺、聚苯并噁唑前驱物、聚苯并噁唑、纤维素衍生物、聚缩醛、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基马来酰亚胺)衍生物、聚(甲基)丙烯酸酯等骨架。再者，(甲基)丙烯酸酯是指包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。在制备液晶取向剂时，聚合物可单独使用一种，也可组合使用两种以上。
在与特定化合物的组合中，就充分提高电特性及再加工性的方面而言，液晶取向剂的聚合物成分优选为含有选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种聚合物(以下也称作“聚合物[P]”)。
[聚酰胺酸]
作为聚合物[P]的聚酰胺酸例如可通过使四羧酸二酐与二胺反应来获得。
(四羧酸二酐)
作为聚酰胺酸的合成中所使用的四羧酸二酐，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。关于这些四羧酸二酐的具体例，作为脂肪族四羧酸二酐，例如可列举丁烷四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐等；
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、双环[2.2.1]庚烷-2，3，5，6-四羧酸2：3，5：6-二酐、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、环戊烷四羧酸二酐等；
作为芳香族四羧酸二酐，例如可列举：均苯四甲酸二酐、4，4′-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐、下述式(H-1)
[化2]
(式(H-1)中，X11及X12分别独立地为单键、氧原子、硫原子、-CO-、*-COO-、*-OCO-、*-CO-NR42-、*-NR42-CO-(其中，R42为氢原子或一价烃基。“*”表示与R41的结合键)。R41为单键、碳数1～10的烷二基、在该烷二基的碳碳键间含有-O-的二价基团、亚环己基、亚苯基或亚联苯基)等；
除此以外，可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的四羧酸二酐。作为所述式(H-1)所表示的化合物，例如可列举：乙二醇双(偏苯三酸酐)、1，3-丙二醇双(偏苯三酸酐)、3，3′，4，4′-联苯醚四羧酸二酐、3，3′，4，4′-二苯甲酮四羧酸二酐等。再者，所述四羧酸二酐可单独使用一种或组合使用两种以上。
合成中所使用的四羧酸二酐优选为含有脂环式四羧酸二酐，更优选为含有具有选自由环丁烷环结构、环戊烷环结构及环己烷环结构所组成的群组中的至少一种部分结构的四羧酸二酐(以下也称作“特定四羧酸二酐”)。作为特定四羧酸二酐的优选的具体例，可列举：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、环戊烷四羧酸二酐、双环[3.3.0]辛烷-2，4，6，8-四羧酸二酐、环己烷四羧酸二酐等。
相对于聚酰胺酸的合成中所使用的四羧酸二酐的总量，特定四羧酸二酐的使用量(在使用两种以上的情形时为其合计量)优选为设为10摩尔％以上，更优选为设为20摩尔％以上，进而优选为设为30％摩尔以上。
(二胺)
作为聚酰胺酸的合成中所使用的二胺，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、1，3-双(氨基甲基)环己烷等；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(环己基胺)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、十八烷氧基二氨基苯、胆甾烷基氧基二氨基苯、胆甾醇基氧基二氨基苯、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-((氨基苯氧基)甲基)苯基)-4-庚基环己烷、N-(2，4-二氨基苯基)-4-(4-庚基环己基)苯并酰胺、下述式(E-1)
[化3]
(式(E-1)中，XI及XII分别独立地为单键、-O-、*-COO-或*-OCO-(其中，“*”表示与XI的结合键)，RI为碳数1～3的烷二基，RII为单键或碳数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，d为0或1。其中，a及b不会同时为0)
所表示的化合物、在侧链上具有肉桂酸结构的二胺等侧链型的二胺；
对苯二胺、4，4′-二氨基二苯基甲烷、4，4′-二氨基二苯基硫化物、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)甲基胺、二氨基苯甲酸、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′-(间亚苯基二异亚丙基)双苯胺、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、4，4′-双(4-氨基苯氧基)联苯、在主链上具有肉桂酸结构的二胺等非侧链型的二胺；
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，可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的二胺。
作为所述式(E-1)所表示的化合物的具体例，例如可列举下述式(E-1-1)～式(E-1-5)分别所表示的化合物等。
[化4]
作为聚酰胺酸的合成中所使用的二胺，也可使用具有选自由含氮杂环、二级氨基及三级氨基所组成的群组中的至少一种结构(以下也称作“含氮结构”)的二胺；具有可经保护的羧基的二胺(以下也称作“含羧基的二胺”)。通过使用包含源自具有含氮结构的二胺的部分结构的聚合物[P]，可提高如下改善效果，即，减少液晶元件的由直流电压所导致的烧附，就该方面而言优选。另外，通过使用具有源自含羧基的二胺的部分结构的聚合物[P]，特定化合物与聚合物成分的相互作用提高，从而可提高液晶元件的电特性的改善效果，就该方面而言优选。对羧基加以保护的保护基优选为因热而脱离的基团。
在具有含氮结构的二胺中，作为该二胺可具有的含氮杂环，例如可列举：吡咯、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、吲哚、苯并咪唑、嘌呤、喹啉、异喹啉、萘啶、喹噁啉、酞嗪、三嗪、咔唑、吖啶、哌啶、哌嗪、吡咯烷、六亚甲基亚胺等。其中，优选为具有选自由吡啶、嘧啶、吡嗪、哌啶、哌嗪、喹啉、咔唑及吖啶所组成的群组中的至少一种。
具有含氮结构的二胺可具有的二级氨基及三级氨基例如由下述式(N-1)所表示。
[化5]
(式(N-1)中，R23为氢原子或碳数1～10的一价烃基。“*”为键结于烃基的结合键)
所述式(N-1)中，作为R23的一价烃基，例如可列举：甲基、乙基、丙基等烷基；环己基等环烷基；苯基、甲基苯基等芳基等。R23优选为氢原子或甲基。
作为具有含氮结构的二胺的具体例，例如可列举：2，6-二氨基吡啶、3，4-二氨基吡啶、2，4-二氨基嘧啶、3，6-二氨基咔唑、N-甲基-3，6-二氨基咔唑、1，4-双-(4-氨基苯基)-哌嗪、3，6-二氨基吖啶、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、下述式(N-1-1)～式(N-1-8)分别所表示的化合物等。
[化6]
在合成聚酰胺酸时，就充分获得减少液晶元件的烧附的改善效果的观点而言，相对于合成中所使用的二胺的总体量，具有含氮结构的二胺的使用比例优选为设为0.1摩尔％以上，更优选为设为1摩尔％以上，进而优选为设为2摩尔％以上。另外，该使用比例的上限优选为设为60摩尔％以下，更优选为设为50摩尔％以下，进而优选为设为40摩尔％以下。具有含氮结构的二胺可单独使用一种或组合使用两种以上。
再者，获得具有含氮结构的聚合物[P]的方法并不限定于将具有含氮结构的二胺用于原料的至少一部分的方法，例如也可通过使具有含氮结构的四羧酸二酐与二胺反应的方法来获得。
含羧基的二胺只要在分子内至少具有一个羧基及两个氨基即可，其余结构并无特别限定。作为含羧基的二胺的具体例，例如可列举：3，5-二氨基苯甲酸、2，4-二氨基苯甲酸、2，5-二氨基苯甲酸、4，4′-二氨基联苯-3-羧酸、4，4′-二氨基二苯基甲烷-3-羧酸、4，4′-二氨基二苯基乙烷-3-羧酸等单羧酸；
4，4′-二氨基联苯-3，3′-二羧酸、4，4′-二氨基联苯-2，2′-二羧酸、3，3′-二氨基联苯-4，4′-二羧酸、3，3′-二氨基联苯-2，4′-二羧酸、4，4′-二氨基二苯基甲烷-3，3′-二羧酸、4，4′-二氨基二苯基乙烷-3，3′-二羧酸、4，4′-二氨基二苯基醚-3，3′-二羧酸等二羧酸；这些例示的羧酸所具有的羧基经保护基保护的化合物等。
在合成聚酰胺酸时，就使烧附特性良好的观点而言，相对于合成中所使用的二胺的总体量，含羧基的二胺的使用比例优选为设为1摩尔％以上，更优选为设为5摩尔％以上，进而优选为设为10摩尔％以上。另外，该使用比例的上限值并无特别限制，就抑制电压保持率的下降的观点而言，相对于合成中所使用二胺的总体量，优选为设为90摩尔％以下，更优选为设为80摩尔％以下。再者，含羧基的二胺可单独使用一种或适当选择使用两种以上。
在本公开的液晶取向剂含有如下聚合物作为聚合物成分的情形时，该聚合物具有选自由下述式(p-1)所表示的部分结构及下述式(p-2)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种部分结构。所述聚合物为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种，且具有源自含有羧基的二胺的部分结构。
[化7]
(式(p-1)及式(p-2)中，R51为四价有机基，R52及R53分别独立地为氢原子或一价有机基，R54为自具有羧基的二胺去除两个一级氨基后剩余的基团)
作为所述式(p-1)中的R52及R53的一价有机基，可列举碳数1～10的一价烃基、具有肉桂酸结构的基团等。R51的四价有机基为自四羧酸二酐去除两个酸酐基后剩余的基团。作为该四羧酸二酐的具体例，可列举所述中例示的四羧酸二酐等。
(聚酰胺酸的合成)
聚酰胺酸可通过使如上所述的四羧酸二酐与二胺、视需要与分子量调整剂一并反应来获得。供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如下比例：相对于二胺的氨基1当量，四羧酸二酐的酸酐基为0.2当量～2当量。作为分子量调整剂，例如可列举马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐等酸一酐，苯胺、环己基胺、正丁基胺等单胺化合物，苯基异氰酸酯、萘基异氰酸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质量份，分子量调整剂的使用比例优选为设为20质量份以下。
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，优选为使用选自由非质子性极性溶媒及酚系溶媒所组成的群组(第一群组的有机溶媒)中的一种以上、或者选自第一群组的有机溶媒的一种以上与选自由醇、酮、酯、醚、卤化烃及烃所组成的群组(第二群组的有机溶媒)中的一种以上的混合物。在后者的情形时，相对于第一群组的有机溶媒及第二群组的有机溶媒的合计量，第二群组的有机溶媒的使用比例优选为50质量％以下。有机溶媒的使用量(a)优选为设为四羧酸二酐及二胺的合计量(b)相对于反应溶液的总量(a+b)而成为0.1质量％～50质量％的量。将聚酰胺酸溶解而成的反应溶液可直接供至液晶取向剂的制备，也可在将反应溶液中所含的聚酰胺酸分离后供至液晶取向剂的制备。
[聚酰胺酸酯]
作为聚合物[P]的聚酰胺酸酯例如可通过以下方法获得：[I]使通过所述合成反应所得的聚酰胺酸与酯化剂(例如甲醇或乙醇、N，N-二甲基甲酰胺二乙基缩醛等)反应的方法；[II]使四羧酸二酯与二胺在优选为有机溶媒中、适宜的脱水催化剂(例如4-(4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉鎓盐卤化物、羰基咪唑、磷系缩合剂等)的存在下反应的方法；[III]使四羧酸二酯二卤化物与二胺在优选为有机溶媒中、适宜的碱(例如吡啶、三乙基胺等三级胺，或氢化钠、氢化钾、氢氧化钠、氢氧化钾、钠、钾等碱金属类)的存在下反应的方法等。
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。将聚酰胺酸酯溶解而成的反应溶液可直接供至液晶取向剂的制备，也可在将反应溶液中所含的聚酰胺酸酯分离后供至液晶取向剂的制备。
[聚酰亚胺]
作为聚合物[P]的聚酰亚胺例如可通过将如所述那样合成的聚酰胺酸脱水闭环而酰亚胺化来获得。聚酰亚胺可为将作为其前驱物的聚酰胺酸所具有的酰胺酸结构全部脱水闭环而得的完全酰亚胺化物，也可为仅将酰胺酸结构的一部分脱水闭环，从而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优选为其酰亚胺化率为10％以上，更优选为20％～99％，进而优选为20％～85％。该酰亚胺化率是以百分率表示酰亚胺环结构的数量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而占有的比例的值。此处，酰亚胺环的一部分也可为异酰亚胺环。
聚酰胺酸的脱水闭环优选为通过如下方法来进行：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，并视需要进行加热。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)、三乙基胺等三级胺。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者而例示的有机溶媒。脱水闭环反应的反应温度优选为0℃～180℃，更优选为10℃～150℃。反应时间优选为1.0小时～120小时，更优选为2.0小时～30小时。
以所述方式获得含有聚酰亚胺的反应溶液。该反应溶液可直接供至液晶取向剂的制备，也可在将脱水剂及脱水闭环催化剂自反应溶液去除后供至液晶取向剂的制备，还可在将聚酰亚胺分离后供至液晶取向剂的制备。聚酰亚胺也可通过聚酰胺酸酯的酰亚胺化来获得。
以所述方式获得的聚合物[P]优选为在将其制成浓度为10质量％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)是使用E型旋转粘度计在25℃下对如下聚合物溶液进行测定所得的值，所述聚合物溶液是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)制备而成的浓度为10质量％的聚合物溶液。
聚合物[P]的利用凝胶渗透色谱法(Gel Permeation Chromatography，GPC)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，Mw与利用GPC而测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(Mn)之比所表示的分子量分布(Mw/Mn)优选为10以下，更优选为7以下。通过处于这种分子量范围内，可确保液晶元件的良好的取向性及稳定性。
<式(1)所表示的化合物>
本公开的液晶取向剂中所调配的特定的添加剂成分(特定化合物)为所述式(1)所表示的化合物。
所述式(1)中，X1可列举在热、光、酸、碱等条件下脱离的基团，优选为因热而脱离的基团。具体而言，例如除了氨基甲酸酯系保护基、酰胺系保护基、酰亚胺系保护基、磺酰胺系保护基以外，可列举下述式(2-1)～式(2-5)分别所表示的基团等。
[化8]
(式(2-1)～式(2-5)中，Ar1为碳数6～10的一价芳香环基，R21为碳数1～12的烷基，R23为碳数3～6的烷二基。“*”表示键结于氮原子的结合键)
所述式(2-2)的Ar1为自碳数6～10的芳香环去除一个氢原子而成的基团，作为具体例，例如可列举苯基、萘基等。作为式(2-4)的R21的碳数1～12的烷基，例如可列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等，这些烷基可为直链状也可为分支状。R23可为直链状及分支状的任一种，优选为直链状。
其中，X1优选为氨基甲酸酯系保护基或所述式(2-5)所表示的基团。作为这些基团的优选的具体例，可列举下述式(3-1)～式(3-5)分别所表示的基团等。
[化9]
(式(3-1)～式(3-5)中，“*”表示键结于氮原子的结合键)
X2为能够与聚合物成分形成共价键或离子键的基团、或者分子间的X2彼此进行聚合的基团。其中，X2是与所述式(1)中的基团“-N(R11)2-k-(X1)k”不同的基团。所谓“能够与聚合物成分形成共价键或离子键的基团”是指包括潜在具有与聚合物成分形成共价键或离子键的特性的基团。因此，是指包括在通常的状态下并不与聚合物成分形成共价键或离子键，而是因热或光而与聚合物成分形成共价键或离子键的基团。
在X2为分子间的X2彼此进行聚合的基团的情形时，例如可列举(甲基)丙烯酰基、乙烯基等。
作为X2，优选为所述中的能够与聚合物成分形成共价键或离子键的基团。在该情形时，所述式(1)所表示的化合物是具有多个能够与液晶取向剂中所含的聚合物成分形成共价键或离子键的基团的化合物。其中，所述式(1)所表示的化合物所具有的、能够与聚合物成分形成共价键或离子键的基团中的至少一个为基团“-N(R11)2-k-(X1)k”。
其中，X2优选为能够在同一或不同分子间形成共价键的基团。作为优选的具体例，例如可列举：一级氨基、-NH-NH2、(甲基)丙烯酰基、烷氧基硅烷基、环氧基、环状碳酸酯基、下述式(5-1)所表示的基团、下述式(5-2)所表示的基团等。
[化10]
(式(5-1)及式(5-2)中，“*”表示结合键)
作为式(1)中的R12，例如可列举：碳数1～40的烃基，在该烃基的碳碳键间含有含-O-、-CO-、-COO-、-NH-、-NHCO-等杂原子的基团的基团A，该烃基或基团A与所述含杂原子的基团键结而成的基团B，该烃基、基团A或基团B的氢原子经卤素原子等取代而成的基团等。
此处，在本说明书中，所谓“烃基”意味着包括链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基。所谓“链状烃基”是指在主链上不含环状结构，而仅由链状结构所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。所谓“脂环式烃基”是指仅含有脂环式烃的结构作为环结构，而不含芳香环结构的烃基。其中，无须仅由脂环式烃的结构来构成，也包括在其一部分中具有链状结构。所谓“芳香族烃基”是指含有芳香环结构作为环结构的烃基。其中，无须仅由芳香环结构来构成，也可在其一部分中含有链状结构或脂环式烃的结构。
作为R11的一价有机基，例如可列举：烷基、环烷基、芳基、芳烷基等。优选为R11为氢原子或烷基。作为该烷基，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，这些烷基可为直链状也可为分支状。
这些基团中，R11优选为氢原子或碳数1～6的烷基，更优选为氢原子或碳数1～3的烷基。
m为1以上的整数，优选为1～6的整数。r为0以上的整数，优选为0～3的整数。就使电压保持特性与再加工性良好的观点而言，m+r优选为2～6的整数。更优选为2～4的整数。k为1或2，尤其优选为1。
作为特定化合物的优选的具体例，例如可列举下述式(Ad-1)～式(Ad-23)分别所表示的化合物等。
[化11]
(式(Ad-1)～式(Ad-16)中，R1为所述式(3-1)～式(3-4)的任一个所表示的基团，R2及R3分别独立地为氢原子或所述式(3-1)～式(3-5)的任一个所表示的基团，R5为下述式(4-1)～式(4-8)的任一个所表示的基团。n为1～20的整数)
[化12]
(式(Ad-17)～式(Ad-23)中，R4为所述式(3-1)～式(3-4)的任一个所表示的基团，R5及R6分别独立地为下述式(4-1)～式(4-8)的任一个所表示的基团。n为1～20的整数)
[化13]
(式(4-1)～式(4-8)中，“*”表示结合键)
再者，所述式(Ad-15)～式(Ad-23)分别所表示的化合物中，R5为所述式(4-2)～式(4-5)的任一个所表示的基团的情形相当于所述式(1)中的r为0、且m为2以上的情形。
相对于液晶取向剂中的聚合物成分的合计100质量份，特定化合物的调配比例优选为设为0.1质量份～50质量份。若特定化合物的调配比例小于0.1质量份，则难以充分获得电特性的改善效果，若比50质量份多，则存在液晶取向性、液晶元件的电特性、再加工性下降的担忧。关于特定化合物的调配比例的下限，更优选为相对于液晶取向剂中的聚合物成分的合计100质量份而为1质量份以上，进而优选为3质量份以上，尤其优选为5质量份以上。另外，关于特定化合物的调配比例的上限，更优选为40质量份以下，进而优选为30质量份以下。再者，特定化合物可单独使用一种或组合使用两种以上。
本公开的液晶取向剂是将聚合物成分与特定化合物加以调配而得的聚合物组合物，该液晶取向剂可为含有聚合物成分与特定化合物的态样，也可为在液晶取向剂中特定化合物的至少一部分与聚合物成分产生相互作用。
<其他成分>
本公开的液晶取向剂也可在不妨碍本公开的目的及效果的范围内调配有聚合物成分及特性化合物以外的其他成分。作为所述其他成分，例如可列举：分子内具有至少一个光聚合性基的化合物(以下也称作“光聚合性化合物”)、分子内具有至少一个环氧基且为所述式(1)所表示的化合物以外的化合物、官能性硅烷化合物、表面活性剂、填充剂、消泡剂、增感剂、分散剂、抗氧化剂、密接助剂、抗静电剂、调平剂、抗菌剂等。这些成分的调配比例可对应于各种化合物而在不妨碍本公开的效果的范围内适当设定。
(光聚合性化合物)
光聚合性化合物能够以对使用液晶取向剂所形成的涂膜进行光照射而提高取向控制力为目的而含有于液晶取向剂中。作为光聚合性化合物所具有的光聚合性基，例如可列举具有聚合性不饱和键的基团等。具体而言，可列举：(甲基)丙烯酰氧基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基、亚乙烯基、乙烯基氧基(CH2＝CH-O-)、马来酰亚胺基等。光聚合性化合物所具有的光聚合性基的数量只要为1个以上即可，优选为2个以上，更优选为2～4个。
作为所述光聚合性化合物，就聚合性高的方面而言，可优选地使用(甲基)丙烯酸酯化合物。具体而言，例如可列举：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等单官能(甲基)丙烯酸酯；乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、下述式(B1-1)～式(B1-3)
[化14]
(式(B1-1)～式(B1-3)中，Rx为氢原子或甲基)
分别所表示的化合物等多官能(甲基)丙烯酸酯；在侧链上具有(甲基)丙烯酰基的聚有机硅氧烷等。
在将光聚合性化合物调配于液晶取向剂中的情形时，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计100质量份，其调配比例优选为设为40质量份以下，更优选为设为0.5质量份～30质量份，进而优选为设为1质量份～20质量份。
[溶剂]
本公开的液晶取向剂以液状组合物的形式制备，所述液状组合物是聚合物成分、特定化合物及视需要而使用的其他成分分散或溶解于优选为适宜的有机溶媒中而成。
作为所使用的有机溶媒，例如可列举：N-甲基-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-1-咪唑啉酮、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、3-甲氧基-N，N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N，N-二甲基丙酰胺、N，N，2-三甲基丙酰胺、1-丁氧基-2-丙醇、双丙酮醇、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇单甲醚、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、二异戊基醚、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二乙二醇单己醚、三乙二醇二甲醚等。这些有机溶媒可单独使用一种或混合使用两种以上。
本公开的液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的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)可考虑粘性、挥发性等而适当地选择，优选为1质量％～10质量％的范围。即，本公开的液晶取向剂如后述那样涂布于基板表面，优选为进行加热，由此形成作为液晶取向膜的涂膜或将成为液晶取向膜的涂膜。此时，在固体成分浓度小于1质量％的情形时，涂膜的膜厚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质量％的情形时，涂膜的膜厚过大而难以获得良好的液晶取向膜，另外，存在液晶取向剂的粘性增大而涂布性下降的倾向。
尤其优选的固体成分浓度的范围根据将液晶取向剂涂布于基板的方法而不同。例如在利用旋转器(spinner)法的情形时，尤其优选为固体成分浓度为1.5质量％～4.5质量％的范围。在利用印刷法的情形时，尤其优选为将固体成分浓度设为3质量％～9质量％的范围，由此将溶液粘度设为12mPa·s～50mPa·s的范围。在利用喷墨法的情形时，尤其优选为将固体成分浓度设为1质量％～5质量％的范围，由此将溶液粘度设为3mPa·s～15mPa·s的范围。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
本公开的液晶取向膜是利用如所述那样制备的液晶取向剂而形成。另外，本公开的液晶元件具备使用所述液晶取向剂所形成的液晶取向膜。液晶元件的驱动模式并无特别限定，可应用于TN型、STN型、IPS型、FFS型、VA型、多象限垂直取向(Multi-domain VerticalAlignment，MVA)型、聚合物持续取向(Polymer Sustained Alignment，PSA)型等各种驱动模式。
本公开的液晶元件可利用例如包括以下的步骤1～步骤3的方法来制造。步骤1中，使用基板根据所期望的驱动模式而不同。步骤2及步骤3在各驱动模式中通用。
[步骤1：涂膜的形成]
首先，在基板上涂布液晶取向剂，继而对涂布面进行加热，由此在基板上形成涂膜。
(1-1)在制造TN型、STN型、VA型、MVA型或PSA型的液晶元件的情形时，将两块设有经图案化的透明导电膜的基板设为一对，在各基板的形成透明性导电膜的面上，优选为利用胶版印刷法、旋转涂布法、辊涂布机法或喷墨印刷法分别涂布液晶取向剂。此处，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。作为设于基板的一面的透明导电膜，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)膜等。
在液晶取向剂的涂布后，出于防止所涂布的取向剂的流挂等目的，优选为实施预备加热(预烘烤(prebake))。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。其后，出于将溶剂完全去除的目的、且以视需要将存在于聚合物中的酰胺酸结构热酰亚胺化为目的而实施煅烧(后烘烤(postbake))步骤。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，更优选为0.005μm～0.5μm。
(1-2)在制造IPS型或FFS型液晶元件的情形时，分别对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面涂布液晶取向剂，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型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的膜厚，与所述(1-1)相同。作为金属膜，例如可使用包含铬等金属的膜。
在所述(1-1)及(1-2)的任一情形时，均是在基板上涂布液晶取向剂后，通过去除有机溶媒而形成将成为液晶取向膜的涂膜。此时，在液晶取向剂中所含有的聚合物为聚酰胺酸、或为聚酰胺酸酯、或者为具有酰亚胺环结构与酰胺酸结构的酰亚胺化聚合物的情形时，也可在涂膜形成后进一步进行加热，由此进行脱水闭环反应，从而制成进一步经酰亚胺化的涂膜。
[步骤2：取向能力赋予步骤]
在制造TN型、STN型、IPS型或FFS型的液晶元件的情形时，实施对使用液晶取向剂所形成的涂膜赋予液晶取向能力的处理。由此，涂膜被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，例如可列举利用缠绕有包含尼龙、嫘萦(rayon)、棉(cotton)等纤维的布的辊沿固定方向对涂膜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。另一方面，在制造VA型的液晶元件的情形时，可将所述步骤1中形成的涂膜直接用作液晶取向膜，但也可对该涂膜实施取向能力赋予处理。
在通过光取向处理来对涂膜赋予液晶取向能力的情形时，光照射可利用以下方法来进行：(1)对后烘烤后的涂膜进行照射的方法、(2)对预烘烤后且后烘烤前的涂膜进行照射的方法、(3)在预烘烤或后烘烤的任一个的加热中对涂膜进行照射的方法等。
作为对涂膜照射的放射线，例如可使用含有150nm～800nm的波长的光的紫外线及可见光线。在放射线为偏光的情形时，可为直线偏光也可为部分偏光。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，也可一边对涂膜进行加温，一边进行对涂膜的光照射。适于VA型的液晶元件的液晶取向膜也可优选地用于PSA型的液晶元件。
[步骤3：液晶单元的构筑]
(3-1)准备两块以所述方式形成有液晶取向膜的基板，在对向配置的两块基板间配置液晶，由此制造液晶单元。对于制造液晶单元而言，可列举：(I)以各液晶取向膜对向的方式介隔单元间隙而将两块基板对向配置，使用密封剂将两块基板的周边部贴合，并在单元间隙内注入填充液晶后，将注入孔封闭的方法；(II)液晶滴下方式(ODF(One DropFilling)方式)等。作为密封剂，例如可使用硬化剂及含有作为间隔材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。另外，这些液晶中，例如也可添加胆甾醇型液晶、手性剂、强介电性液晶等而使用。
(3-2)在使用含有光聚合性化合物的液晶取向剂于基板上形成涂膜的情形时，也可采用通过如下方式制造液晶元件的方法：以与所述(3-1)相同的方式构筑液晶单元，其后，经过在一对基板所具有的导电膜间施加有电压的状态下对液晶单元进行光照射的步骤。所施加的电压例如设为0.1V～30v的直流或交流。
而且，通过在液晶单元的外侧表面贴合偏光板可获得液晶元件。作为贴合于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夹持被称作“H膜”的偏光膜而成的偏光板、或包含H膜其本身的偏光板，所述H膜是一边使聚乙烯醇延伸取向一边吸收碘而成。
本公开的液晶元件可有效地应用于多种装置，例如可用于钟表、便携式游戏机、文字处理器、笔记本型个人计算机、汽车导航系统、便携式摄像机、个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、数码相机、手机、智能电话、各种监视器、液晶电视、信息显示器等的各种显示装置或调光膜等中。另外，也可将使用本公开的液晶取向剂所形成的液晶元件用作相位差膜。
[实施例]
以下，通过实施例更进一步具体地对本公开加以说明，但本公开并不受这些实施例限制。
在以下的实施例及比较例中，聚合物溶液中的聚酰亚胺的酰亚胺化率、聚合物溶液的溶液粘度、聚合物的重量平均分子量及环氧当量是利用以下的方法测定所得。以下，有时将式X所表示的化合物简单示为“化合物X”。
[聚酰亚胺的酰亚胺化率]
将聚酰亚胺的溶液投入至纯水中，在室温下将所得的沉淀充分地减压干燥后，溶解于氘化二甲基亚砜中，以四甲基硅烷作为基准物质而在室温下测定1H-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)。根据所得的1H-NMR光谱，由下述数式(1)来求出酰亚胺化率[％]。
酰亚胺化率[％]＝(1-A1/A2×α)×100…(1)
(数式(1)中，A1为化学位移10ppm附近显现的源自NH基的质子的波峰面积，A2为源自其他质子的波峰面积，α为其他质子的个数相对于聚合物的前驱物(聚酰胺酸)中的NH基的一个质子的比例)
[聚合物溶液的溶液粘度]
聚合物溶液的溶液粘度[mPa·s]是使用E型旋转粘度计在25℃下，对使用既定的溶媒而制备为聚合物浓度10质量％的溶液进行测定所得。
[聚合物的重量平均分子量]
重量平均分子量是利用以下条件下的凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算值。
管柱：东曹(股)制造，TSKgelGRCXLII
溶剂：四氢呋喃
温度：40℃
压力：68kgf/cm2
[环氧当量]
环氧当量是利用日本工业标准(Japanese Industrial Standard，JIS)C 2015中记载的盐酸-甲基乙基酮法测定所得。
〈化合物的合成〉
[合成例1-1]
依据下述流程1来合成化合物(a-2)。
[化15]
将乙二胺30.05g取出至装有搅拌子的1000mL三口烧瓶中，添加四氢呋喃400g并进行搅拌。其后，冷却至0℃，向其中滴加将氧甲酸异丙酯6.13g溶解于100mL的四氢呋喃中而成的溶液，在室温下搅拌3小时。其后，添加500mL的乙酸乙酯，利用蒸馏水400mL进行6次分液清洗后，利用旋转蒸发器(rotary evaporator)进行浓缩。利用管柱色谱法加以纯化，获得5.1g的化合物(a-2)。
[合成例1-2]
依据下述流程2来合成化合物(a-3)。
[化16]
·化合物(a-3-1)的合成
将3.32g的二乙基2，2′-((2-((叔丁氧基羰基)氨基)乙基)氮烷二基)二乙酸二乙酯(diethyl 2，2′-((2-(tert-butoxycarbonyl)amino)ethyl)azanediyl)diacetatediethyl)、氢氧化锂一水合物1.20g取出至装有搅拌子的200mL梨形烧瓶中，添加150mL的甲醇、50mL的蒸馏水，在室温下搅拌6小时。其后，将稀盐酸滴加至反应液中加以中和，利用乙酸乙酯150mL进行3次萃取，利用蒸馏水100mL对所得的有机层进行3次分液清洗。利用硫酸镁使有机层干燥后，利用旋转蒸发器进行浓缩，并加以真空干燥，由此获得2.62g的化合物(a-3-1)。
·化合物(a-3)的合成
将1.93g的化合物(a-3-1)、甘油1，2-碳酸酯1.65g取出至装有搅拌子的200mL三口烧瓶中，添加70mL的二氯甲烷，并进行搅拌。其后，进行冰浴冷却，向其中添加1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐3.22g及N，N-二甲基氨基吡啶0.34g，在室温下搅拌20小时。其后，利用水50mL对反应液进行3次分液清洗后，利用硫酸镁使有机层干燥。其后，利用旋转蒸发器进行减压浓缩。利用硅胶色谱法将残渣纯化，获得2.27g的化合物(a-3)。
[合成例1-3]
依据下述流程3来合成化合物(a-4)。
[化17]
·化合物(a-4-1)的合成
将22.02g的对苯二酚、10.2g的4-((叔丁氧基羰基)氨基)丁酸取出至装有搅拌子的1000mL三口烧瓶中，添加500mL的二氯甲烷并进行搅拌。其后，进行冰浴冷却，向其中添加1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐11.5g及N，N-二甲基氨基吡啶1.22g，在室温下搅拌15小时。其后，利用水400mL对反应液进行3次分液清洗后，利用硫酸镁使有机层干燥。其后，利用旋转蒸发器进行减压浓缩。利用硅胶色谱法将残渣纯化，获得11.5g的化合物(a-4-1)。
·化合物(a-4)的合成
将5.91g的化合物(a-4-1)、120mL的乙醇、0.96g的氢氧化钠添加至装有搅拌子的300mL三口烧瓶中，在室温下搅拌20分钟。向其中滴加5.55g的表氯醇，在室温下搅拌9小时。其后，通过利用旋转蒸发器的浓缩将溶媒去除，利用乙酸乙酯100mL对残渣进行3次萃取。利用水100mL对所得的有机层进行3次分液清洗，并利用旋转蒸发器将溶媒蒸馏去除。对残渣进行利用硅胶的管柱纯化，由此获得5.97g的化合物(a-4)。
[合成例1-4]
依据下述流程4来合成化合物(a-6)。
[化18]
将3-(三甲氧基硅烷基)丙烷-1-胺1.79g、三乙基胺1.52g取出至装有搅拌子的1000mL三口烧瓶中，添加10mL的四氢呋喃并进行搅拌。其后，冷却至0℃，向其中滴加将氯甲酸(9H-芴-9-基)甲酯((9H-fluoren-9-yl)methyl chloroformate)2.59g溶解于15mL的四氢呋喃中而成的溶液，在室温下搅拌3小时。其后，添加40mL的乙酸乙酯，利用蒸馏水30mL进行3次分液清洗后，利用旋转蒸发器进行浓缩。利用管柱色谱法将残渣纯化，获得2.85g的化合物(a-6)。
[合成例1-5]
依据下述流程5来合成化合物(a-7)。
[化19]
·化合物(a-7-1)的合成
使用乙二胺与氯甲酸异丙酯作为起始物质，利用与化合物(a-2)相同的合成配方来获得化合物(a-7-1)。
·化合物(a-7)的合成
将2.36g的化合物(a-7-1)、γ-丁内酯3.44g取出至装有搅拌子的1000mL三口烧瓶中，在70℃下搅拌4小时。其后，利用旋转蒸发器进行浓缩，进而加以真空干燥，由此获得3.70g的化合物(a-7)。
[合成例1-6]
依据下述流程6来合成化合物(a-8)。
[化20]
将6.79g的5-[(9H-芴-9-基甲氧基羰基)氨基]戊酸、3.03g的米氏酸(Meldrum′sacid)、3.37g的N，N-二甲基氨基吡啶、50mL的二氯甲烷添加至装有搅拌子的100mL三口烧瓶中，冷却至0℃。向其中添加N，N′-二环己基碳二亚胺4.54g，在0℃下搅拌2小时。其后，对反应液进行硅藻土过滤，利用1mol/L盐酸水溶液50mL对滤液进行1次分液清洗，并利用水50mL对溶液进行3次分液清洗。其后，利用旋转蒸发器进行浓缩。利用硅胶色谱法将残渣纯化，获得8.01g的化合物(a-8)。
[合成例1-7]
依据下述流程7来合成化合物(a-9)。
[化21]
将2.92g的己二酸、肼基甲酸叔丁酯2.64g取出至装有搅拌子的200mL三口烧瓶中，添加200mL的二氯甲烷并进行搅拌。其后，进行冰浴冷却，向其中添加1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐9.20g及N，N-二甲基氨基吡啶0.98g，在室温下搅拌20小时。其后，利用水50mL对反应液进行3次分液清洗后，利用旋转蒸发器进行减压浓缩直至内容量变为30g为止。通过过滤来回收生成的白色固体，并加以真空干燥，由此获得6.44g的化合物(a-9)。
[合成例1-8]
依据下述流程8来合成化合物(a-10)。
[化22]
将1.93g的化合物(a-3-1)、肼基甲酸叔丁酯1.85g取出至装有搅拌子的200mL三口烧瓶中，添加70mL的二氯甲烷并进行搅拌。其后，进行冰浴冷却，向其中添加1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐3.22g及N，N-二甲基氨基吡啶0.34g，在室温下搅拌20小时。其后，利用水50mL对反应液进行3次分液清洗后，利用旋转蒸发器进行减压浓缩直至内容量变为30g为止。通过过滤来回收生成的白色固体，并加以真空干燥，由此获得2.40g的化合物(a-10)。
[合成例1-9]
依据下述流程9来合成化合物(DA-11)。
[化23]
将7.61g的3，5-二硝基苯甲酸、肼基甲酸叔丁酯6.61g取出至装有搅拌子的2000mL三口烧瓶中，添加1000mL的二氯甲烷并进行搅拌。其后，进行冰浴冷却，向其中添加1-乙基-3--(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐23.0g及N，N-二甲基氨基吡啶2.44g，在室温下搅拌15小时。其后，利用水50mL对反应液进行3次分液清洗后，利用旋转蒸发器进行减压浓缩直至内容量变为100g为止。通过过滤来回收生成的白色固体，并加以真空干燥，由此获得13.5g的化合物(DA-11-1)。
继而，将6.53g的化合物(DA-11-1)、26.2g的锌、4.28g的氯化铵添加至装有搅拌子的1000mL三口烧瓶中，进行3次氮气置换。向其中添加200mL的四氢呋喃、200mL的乙醇并进行冰浴，滴加50mL的水，在室温下搅拌5小时。其后，对反应液进行硅藻土过滤，将1000mL的乙酸乙酯添加至滤液中，利用水500mL进行3次分液萃取后，利用旋转蒸发器进行减压浓缩直至内容量变为50g为止。通过过滤来回收生成的白黄色固体，并加以真空干燥，由此获得3.99g的化合物(DA-11)。
<聚合物的合成>
[合成例2-1]
将作为四羧酸二酐的1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐100摩尔份、以及作为二胺的对苯二胺80摩尔份及下述式(E-1-2)所表示的化合物20摩尔份溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)中，在室温下进行6小时反应，获得含有20质量％的聚酰胺酸的溶液。将此处所得的聚酰胺酸作为聚合物(PA-1)。
[合成例2-2～合成例2-8及合成例2-10]
除了将所使用的四羧酸二酐及二胺的种类及量如下述表1那样变更以外，以与合成例2-1相同的方式合成聚酰胺酸(聚合物(PA-2)～聚合物(PA-9))。
[表1]
表1中，四羧酸二酐及二胺的括号内的数值表示各化合物相对于聚合物的合成中所使用的四羧酸二酐的合计100摩尔份的使用比例[摩尔份]。表1中的化合物的简称分别为以下含义。
<四羧酸二酐>
T-1：1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐
T-2：2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐
T-3：双环[3.3.0]辛烷-2，4，6，8-四羧酸二酐
T-4：均苯四甲酸二酐
T-5：3，3′，4，4′-联苯醚四羧酸二酐(下述式(H-1-5)所表示的化合物)
<二胺>
DA-1：对苯二胺
DA-2：下述式(E-1-2)所表示的化合物
DA-3：4，4′-二氨基二苯基醚
DA-4：下述式(E-1-5)所表示的化合物
DA-5：4，4′-二氨基二苯基甲烷
DA-6：3，5-二氨基苯甲酸胆甾烷基酯(Cholestanyl 3，5-diamino benzoate)
DA-7：3，5-二氨基苯甲酸
DA-8：4-氨基苯基-4′-氨基苯甲酸酯
DA-9：下述式(da-9)所表示的化合物
DA-10：4，4′-[4，4′-丙烷-1，3-二基双(哌啶-1，4-二基)]二苯胺(所述式(N-1-1)所表示的化合物)
DA-11：所述式(DA-11)所表示的化合物
[化24]
[合成例2-9]
除了将所使用的四羧酸二酐及二胺的种类及量如所述表1那样变更以外，以与所述合成例2-1相同的方式合成聚酰胺酸。继而，将吡啶及乙酸酐添加至所得的聚酰胺酸溶液中，进行化学酰亚胺化。对化学酰亚胺化后的反应溶液进行浓缩，利用NMP进行制备以使浓度变为10质量％。所得的聚酰亚胺(聚合物(PI-1))的酰亚胺化率为约65％。
[合成例2-11]
在具备搅拌机、温度计、滴加漏斗及回流冷却管的反应容器中，放入2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(2-(3，4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane，ECETS)100.0g、甲基异丁基酮500g及三乙基胺10.0g，在室温下混合。继而，利用滴加漏斗历经30分钟滴加去离子水100g后，一边在回流下进行搅拌，一边在80℃下进行6小时反应。反应结束后，取出有机层，利用0.2质量％硝酸铵水溶液进行清洗直至清洗后的水变为中性为止，然后在减压下将溶媒及水蒸馏去除，由此以粘稠的透明液体的形式获得反应性聚有机硅氧烷(EPS-1)。对该反应性聚有机硅氧烷进行1H-NMR分析，结果在化学位移(δ)＝3.2ppm附近以理论强度获得基于环氧基的波峰，从而确认到反应中未产生环氧基的副反应。所得的反应性聚有机硅氧烷的重量平均分子量Mw为3,500，环氧当量为180g/摩尔。
继而，在200mL的三口烧瓶中，放入10.0g的反应性聚有机硅氧烷(EPS-1)、30.28g的作为溶媒的甲基异丁基酮、4.809g的作为反应性化合物的下述式(b-2)所表示的化合物、及作为催化剂的UCAT 18X(商品名，三亚普罗(San-Apro)(股)制造)0.10g，在100℃且48小时搅拌下进行反应。反应结束后，对将乙酸乙酯添加至反应混合物中所得的溶液进行3次水洗，使用硫酸镁将有机层干燥后，将溶剂蒸馏去除，由此获得13.5g的含聚合性基的聚有机硅氧烷(APS-1)。所得的聚合物的重量平均分子量Mw为4,200。
[化25]
[合成例2-12]
除了将所述式(b-2)所表示的化合物的使用量设为2.405g以外，进行与所述合成例2-11相同的操作，由此合成含聚合性基的聚有机硅氧烷(APS-2)。
[合成例2-13]
除了将所述式(b-2)所表示的化合物的使用量设为9.618g以外，进行与所述合成例2-11相同的操作，由此合成含聚合性基的聚有机硅氧烷(APS-3)。
<实施例1>
(1)液晶取向剂的制备
在含有聚合物(PA-1)作为聚合物成分的溶液中，以化合物(a-1)的调配比例相对于聚合物100质量份而成为10质量份的方式，添加作为胺系添加剂的化合物(a-1)的NMP溶液，进而添加作为溶剂的NMP及丁基溶纤剂(butyl cellosolve，BC)并充分地进行搅拌，从而制成溶媒组成为NMP∶BC＝50∶50(质量比)、固体成分浓度为5.0质量％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(D-1)。
[化26]
(2)VA型液晶显示元件的制造
准备两块在单面上具有包含ITO膜的透明电极的玻璃基板。在该一对玻璃基板各自的电极形成面上，利用旋转器涂布所述中制备的液晶取向剂(D-1)，在80℃的加热板上进行1分钟的预烘烤。继而，在230℃的加热板上进行10分钟后烘烤，形成膜厚约0.08μm的涂膜。继而，在任一个基板的具有涂膜的面的外缘涂布加入有直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘合剂后，介隔间隙而对向配置两块基板，将外缘部彼此抵接、进行压接并使粘合剂硬化。继而，由液晶注入口将向列液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)填充至一对基板间后，利用丙烯酸系光硬化粘合剂将液晶注入口封闭。
(3)电压保持率的评价
对所述中制造的液晶显示元件，在60℃下以60微秒的施加时间、167毫秒的跨度(span)施加1V的电压后，测定自施加解除起1,000毫秒后的电压保持率(Voltage HoldingRatio，VHR)。作为测定装置，使用东阳技术(TOYO Corporation)(股)制造的VHR-1。将所测定的电压保持率为96％以上的情形评价为“良好(○)”，将为92％以上且小于96％的情形评价为“可(△)”，将小于92％的情形评价为“不良(×)”，结果，该液晶显示元件的电压保持率为“良好(○)”的评价。
(4)再加工性的评价
在厚度为1mm的玻璃基板的一面所设置的包含ITO膜的透明导电膜上，利用旋转器涂布所述中制备的液晶取向剂(D-1)，利用加热板在100℃下进行90秒钟预烘烤，形成膜厚约0.08μm的涂膜。重复进行该操作，制作两块带有涂膜的基板。接下来，将所得的两块基板保管于氮气环境下25℃的暗室中。在保管开始起12小时后及48小时后，分别取出一块基板，在将温度调节为40℃的装有NMP的烧杯中浸渍2分钟，然后利用超纯水清洗数次，利用鼓风(air blow)将表面的水滴去除。利用光学显微镜对该基板进行观察，检查有无涂膜的残渣，由此来评价液晶取向膜自基板的剥离容易性(再加工性)。关于评价，将即便为自保管开始起48小时后取出的基板，在NMP浸渍后也未观察到涂膜的残渣的情形设为再加工性“良好(○)”；将在48小时后的基板上观察到涂膜的残渣，但在12小时后的基板上未观察到的情形设为再加工性“可(△)”；将在12小时后的基板上观察到涂膜的残渣的情形设为再加工性“不良(×)”。其结果，该实施例中再加工性“良好(○)”。
<实施例2>
(1)液晶取向剂的制备
除了将所使用的聚合物及添加剂的种类及量如下述表2那样变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(D-2)。
(2)液晶组合物LC1的制备
对向列液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)10g，添加下述式(b-3-1)所表示的光聚合性化合物0.3质量％并加以混合，由此获得液晶组合物LC1。
[化27]
(3)PSA型液晶显示元件的制造
在分别具有经图案化为狭缝状的ITO电极的两块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)制造)涂布所述中制备的液晶取向剂(D-2)。继而，在80℃的加热板上进行1分钟加热(预烘烤)而将溶媒去除后，在150℃的加热板上进行10分钟加热(后烘烤)，形成平均膜厚为0.06μm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℃的洁净烘箱中干燥10分钟，获得具有液晶取向膜的基板。重复进行该操作，获得一对(两块)具有液晶取向膜的基板。再者，所使用的电极的图案与PSA模式中的电极图案为同种图案。
继而，在所述一对基板的具有液晶取向膜的各外缘，涂布加入有直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘合剂后，以具有液晶取向膜的面相对的方式重合压接，并使粘合剂硬化。继而，由液晶注入口将所述中制备的液晶组合物LC1填充至一对基板间后，利用丙烯酸系光硬化粘合剂将液晶注入口封闭。于在电极间施加频率为60Hz的交流10V而液晶驱动的状态下，利用使用金属卤化物灯作为光源的紫外线照射装置，对所得的液晶单元以100,000J/m2的照射量来照射紫外线。再者，该照射量是以波长365nm基准而计测的、使用光量计所计测的值。
(4)电压保持率的评价
对所述(3)中制造的液晶显示元件，以与所述实施例1的(3)相同的方式测定电压保持率，结果，该实施例中为“可(△)”的评价。
(5)再加工性的评价
使用所述(1)中制备的液晶取向剂(D-2)，以与实施例1的(4)相同的方式评价再加工性，结果，该实施例中为“良好(○)”的评价。
<实施例3、实施例4>
除了将所使用的聚合物及添加剂的种类及量以成为下述表2的方式进行制备以外，进行与实施例1相同的操作，而分别制备液晶取向剂(D-3)、液晶取向剂(D-4)。另外，除了变更所使用的液晶取向剂的方面、以及代替液晶组合物LC1而将默克(Merck)公司制造的向列液晶“MLC-6608”填充至一对基板间的方面以外，以与实施例2相同的方式制造液晶显示元件，并进行电压保持率及再加工性的评价。将这些结果示于下述表2中。
<实施例5>
(1)液晶取向剂的制备
将所述合成例2-3中所得的聚酰胺酸溶液注入至大量过剩的甲醇中，使反应产物沉淀。利用甲醇对回收的沉淀物进行清洗后，在减压下、40℃下干燥15小时，由此获得聚酰胺酸(聚合物(PA-3))。另外，除了使用通过所述沉淀处理而获得的聚合物(PA-3)作为聚合物成分的方面、使用化合物(a-5)作为胺系添加剂的方面、以及将所使用的溶剂自NMP变更为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(1，3-Dimethyl-2-imidazolidinone，DMI)的方面(溶媒组成DMI∶BC＝50∶50(质量比))以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(D-5)。
[化28]
(2)FFS型液晶显示元件的制造
制作图1所示的FFS型液晶单元。首先，将在单面上依序包括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顶电极13的玻璃基板11a与未设置电极的对向玻璃基板11b设为一对，在玻璃基板11a的具有电极的面与对向玻璃基板11b的一面，使用旋转器分别涂布所述中制备的液晶取向剂而形成涂膜。继而，利用80℃的加热板对该涂膜进行1分钟预烘烤后，在对库内进行了氮气置换的烘箱中以230℃进行15分钟加热(后烘烤)，形成平均膜厚为0.1μm的涂膜。将顶电极13的平面示意图示于图2(a)、图2(b)中。再者，图2(a)为顶电极13的俯视图，图2(b)为以图2(a)的虚线包围的部分C1的放大图。本实施例中，使用具有顶电极13的基板，所述顶电极13的透明电极的线宽d1为4μm、电极间的距离d2为6μm。
继而，在形成于玻璃基板11a、玻璃基板11b上的涂膜的各表面，利用棉布沿图2(b)中的箭头f的方向实施摩擦处理，从而制成液晶取向膜12。将这些基板11a、基板11b介隔直径为3.5μm间隔材而以基板的摩擦方向为相互反向平行的方式贴合，从而制作未注入液晶的空单元。将液晶MLC-6221(默克(Merck)公司制造)注入至该单元中而形成液晶层16，从而获得液晶单元。
(3)电压保持率的评价
对所述(2)中制造的液晶单元，以与所述实施例1的(3)相同的方式测定电压保持率，结果，该实施例中为“良好(○)”的评价。
(4)再加工性的评价
使用所述(1)中制备的液晶取向剂(D-5)，以与所述实施例1的(4)相同的方式评价再加工性，结果，该实施例中为“良好(○)”的评价。
<实施例6>
(1)液晶取向剂的制备
除了将所使用的聚合物及添加剂的种类及量如下述表2那样变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(D-6)。
(2)利用光取向法的FFS型液晶显示元件的制造
首先，在与所述实施例5的(2)相同的一对玻璃基板11a、玻璃基板11b的各表面，使用旋转器分别涂布所述(1)中制备的液晶取向剂(D-6)而形成涂膜。继而，利用80℃的加热板对该涂膜进行1分钟预烘烤后，在对库内进行了氮气置换的烘箱中以230℃进行15分钟加热(后烘烤)，形成平均膜厚为0.1μm的涂膜。将此处所使用的顶电极13的平面示意图示于图3(a)、图3(b)中。再者，图3(a)为顶电极13的俯视图，图3(b)为以图3(a)的虚线包围的部分C1的放大图。本实施例中，使用具有顶电极的基板，所述顶电极的电极的线宽d1为4μm、电极间的距离d2为6μm。
继而，在这些涂膜的各表面分别使用Hg-Xe灯及格兰-泰勒棱镜(Glan-Taylorprism)自基板法线方向照射含有313nm的明线的偏光紫外线300J/m2，从而获得具有液晶取向膜的一对基板。此时，偏光紫外线的照射方向设为自基板法线方向起，并在以将偏光紫外线的偏光面投影至基板的线段的方向成为图3(b)中的双箭头的方向的方式设定偏光面方向后，进行光照射处理。
继而，在所述基板中的一块基板的具有液晶取向膜的面的外周，通过丝网印刷来涂布加入有直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘合剂后，使一对基板的液晶取向膜面对向，以偏光紫外线的偏光面向基板投影的方向成为平行的方式重合压接，并在150℃下历经1小时将粘合剂热硬化。继而，自液晶注入口将默克(Merck)公司制造的液晶“MLC-6221”填充至基板间隙中后，利用环氧树脂粘合剂将液晶注入口封闭。其后，为了去除注入液晶时的流动取向，而将其加热至150℃后缓缓冷却至室温。
接下来，在基板的外侧两面贴合偏光板，由此制造FFS型液晶显示元件。此时，偏光板中的一块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的向基板面的投影方向平行的方式贴附，另一块偏光板是以其偏光方向与之前的偏光板的偏光方向正交的方式贴附。
(3)电压保持率的评价
对所述(2)中制造的液晶单元，以与所述实施例1的(3)相同的方式测定电压保持率，结果，该实施例中为“良好(○)”的评价。
(4)再加工性的评价
使用所述(1)中制备的液晶取向剂(D-6)，以与所述实施例1的(4)相同的方式评价再加工性，结果，该实施例中为“良好(○)”的评价。
<实施例7>
(1)液晶取向剂的制备
除了将所使用的聚合物及添加剂的种类及量如下述表2那样变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(D-7)。
(2)利用光取向法的FFS型液晶显示元件的制造
除了对进行了预烘烤后的涂膜照射偏光紫外线300J/m2，并在其后进行后烘烤的方面以外，以与实施例6相同的方式制造液晶显示元件，并进行电压保持率及再加工性的评价。其结果，该实施例中电压保持率及再加工性均为“良好(○)”的评价。
<实施例8>
(1)液晶取向剂的制备
除了将所使用的聚合物及添加剂的种类及量如下述表2那样变更以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(D-8)。
(2)光VA型液晶显示元件的制造
使用旋转器将所述中制备的液晶取向剂(D-8)涂布于带有包含ITO膜的透明电极的两块(一对)玻璃基板的各透明电极面上。继而，在80℃下进行1分钟加热(预烘烤)，其后，在对库内进行了氮气置换的烘箱中，以200℃进行1小时加热(后烘烤)，形成膜厚为0.1μm的涂膜。接下来，使用Hg-Xe灯及格兰-泰勒棱镜，自基板面的垂直方向对这些涂膜表面照射含有313nm的明线的偏光紫外线50mJ/m2，从而获得具有液晶取向膜的一对基板。再者，该照射量是以波长365nm基准而计测的、使用光量计所计测的值。
接下来，对所述进行了光取向处理的一对基板中的一块基板，在形成有液晶取向膜的面的外周缘部，留出液晶注入口而丝网印刷涂布加入有直径为5.5μm的氧化铝球的环氧树脂粘合剂后，以液晶取向膜形成面相对、且光照射时的偏光面的向基板面的投影方向一致的方式将一对基板重合压接，并在150℃下加热1小时而将粘合剂热硬化。
继而，自液晶注入口将向列液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)填充至一对基板间后，利用环氧系粘合剂将液晶注入口封闭。进而，为了去除注入液晶时的流动取向，而将其加热至150℃后缓缓冷却至室温。
(3)电压保持率的评价
对所述中获得的液晶显示元件，以与实施例1的(3)相同的方式进行电压保持率的评价。其结果，该实施例中为电压保持率“良好(○)”的评价。
(4)再加工性的评价
使用所述(1)中制备的液晶取向剂(D-8)，以与所述实施例1的(4)相同的方式评价再加工性，结果，该实施例中为“良好(○)”的评价。
<实施例9、实施例10>
除了将所使用的聚合物及添加剂的种类及量如下述表2那样变更以外，以与实施例1相同的方式分别制备液晶取向剂(D-9)、液晶取向剂(D-10)。另外，除了变更所使用的液晶取向剂的方面以外，以与实施例5相同的方式制造液晶显示元件，并进行电压保持率及再加工性的评价。将这些结果示于下述表2中。
<实施例11>
除了将所使用的聚合物的种类变更为聚合物(PA-9)以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(D-11)，并且使用所得的液晶取向剂(D-11)以与实施例1相同的方式制造液晶显示元件，并进行电压保持率及再加工性的评价。将这些结果示于下述表2中。
<实施例12>
除了将聚合物成分设为95质量份的聚合物(PA-9)及5质量份的含聚合性基的聚有机硅氧烷(APS-3)的方面、以及将溶剂组成设为NMP∶BC∶三乙二醇二甲醚(triethyleneglycol dimethyl ether，DMTG)∶二异丁基酮(di-iso-butyl ketone，DIBK)＝25∶45∶15∶15(质量比)的方面以外，以与实施例1相同的方式制备液晶取向剂(D-12)。另外，使用所得的液晶取向剂(D-12)以与实施例1相同的方式制造液晶显示元件，并进行电压保持率及再加工性的评价。将这些结果示于下述表2中。
<比较例1、比较例2>
除了将所使用的聚合物及添加剂的种类及量如下述表2那样变更以外，以与实施例1相同的方式分别制备液晶取向剂(R-1)、液晶取向剂(R-2)。另外，除了变更所使用的液晶取向剂的方面以外，以与实施例5相同的方式制造液晶显示元件，并进行电压保持率及再加工性的评价。将这些结果示于下述表2中。
<比较例3>
除了将聚合物成分设为85质量份的聚合物(PA-7)及15质量份的含聚合性基的聚有机硅氧烷(APS-2)的方面、将添加剂设为1，6-二氨基己烷10质量份的方面、以及将溶剂组成设为N-乙基-2-吡咯烷酮(N-ethyl-2-pyrrolidone，NEP)∶二乙二醇单己醚(hexyl diglycol，HeG)∶二乙二醇二乙醚(diethylene glycol diethyl ether，DEDG)＝25∶45∶30(质量比)的方面以外，以与实施例2相同的方式制备液晶取向剂(R-3)。另外，除了将所使用的液晶取向剂变更为(R-3)的方面、以及代替液晶组合物LC1而将默克(Merck)公司制造的向列液晶“MLC-6608”填充至一对基板间的方面以外，以与实施例2相同的方式制造液晶显示元件，并进行电压保持率及再加工性的评价。将其结果示于下述表2中。
[表2]
表2中，聚合物成分及添加剂的括号内的数值表示各化合物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质量份的调配比例(质量份)。“-”是指未使用该栏的化合物。表2中的添加剂中的“b-1”、“c-1”、“c-2”及“c-3”分别是指以下的化合物。
<添加剂>
b-1：下述式(b-1)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-3：1，6-二氨基己烷
[化29]
如表2所示，在实施例1～实施例12中，液晶显示元件的电压保持率均为“良好”或“可”的评价。而且，再加工性也为“良好”的评价。相对于此，关于比较例的液晶显示元件，在比较例1、比较例2中电压保持率劣于实施例，且在比较例3中再加工性劣于实施例。由这些结果得知，根据将所述式(1)所表示的化合物与聚合物成分一并调配而成的液晶取向剂，可不损及再加工性地改善液晶显示元件的电特性。另外，调配有所述式(1)所表示的化合物的液晶取向剂的保存稳定性也良好。

Claims (12)

1.一种液晶取向剂，其特征在于含有聚合物成分与下述式(1)所表示的化合物，
式(1)中，R11及R12满足下述(i)或(ii)；
(i)R11为氢原子或一价有机基，且R12为(m+r)价有机基；
(ii)R11与R12键结，从而由R11及R12所键结的氮原子、R11以及R12形成含氮杂环；
X1为保护基，X2为能够与所述聚合物成分形成共价键或离子键的基团、或者分子间的X2彼此进行聚合的基团；其中，X2是与基团“-N(R11)2-k-(X1)k”不同的基团；m为1以上的整数，r为0以上的整数，且满足m+r≥2；在m为2以上的情形时，多个X1、R11独立地具有所述定义，在r为2以上的情形时，多个X2独立地具有所述定义；k为1或2；在k为2的情形时，多个X1独立地具有所述定义。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其特征在于，作为所述聚合物成分而含有选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种聚合物。
3.根据权利要求2所述的液晶取向剂，其特征在于，作为所述聚合物成分而含有如下聚合物，所述聚合物为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种，且具有选自由除聚酰亚胺所具有的酰亚胺环外的含氮杂环、二级氨基、三级氨基所组成的群组中的至少一种含氮结构。
4.根据权利要求2或3所述的液晶取向剂，其特征在于，作为所述聚合物成分而含有如下聚合物，所述聚合物为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种，且具有源自具有可经保护的羧基的二胺的部分结构。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于，相对于所述聚合物成分的调配量的合计100质量份，所述式(1)所表示的化合物的调配比例为0.1质量份～50质量份。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶取向剂，其特征在于还含有具有光聚合性基的化合物。
7.一种液晶取向剂，其特征在于是将聚合物成分与下述式(1)所表示的化合物加以调配而成，
式(1)中，R11及R12满足下述(i)或(ii)；
(i)R11为氢原子或一价有机基，且R12为(m+r)价有机基；
(ii)R11与R12键结，从而由R11及R12所键结的氮原子、R11以及R12形成含氮杂环；
X1为保护基，X2为能够与所述聚合物成分形成共价键或离子键的基团、或者分子间的X2彼此进行聚合的基团；其中，X2是与基团“-N(R11)2-k-(X1)k”不同的基团；m为1以上的整数，r为0以上的整数，且满足m+r≥2；在m为2以上的情形时，多个X1、R11独立地具有所述定义，在r为2以上的情形时，多个X2独立地具有所述定义；k为1或2；在k为2的情形时，多个X1独立地具有所述定义。
8.一种液晶取向剂的制造方法，其特征在于将聚合物成分与下述式(1)所表示的化合物加以调配，
式(1)中，R11及R12满足下述(i)或(ii)；
(i)R11为氢原子或一价有机基，且R12为(m+r)价有机基；
(ii)R11与R12键结，从而由R11及R12所键结的氮原子、R11以及R12形成含氮杂环；
X1为保护基，X2为能够与所述聚合物成分形成共价键或离子键的基团、或者分子间的X2彼此进行聚合的基团；其中，X2是与基团“-N(R11)2-k-(X1)k”不同的基团；m为1以上的整数，r为0以上的整数，且满足m+r≥2；在m为2以上的情形时，多个X1、R11独立地具有所述定义，在r为2以上的情形时，多个X2独立地具有所述定义；k为1或2；在k为2的情形时，多个X1独立地具有所述定义。
9.一种液晶取向膜，其特征在于是使用根据权利要求1至7中任一项所述的液晶取向剂而形成。
10.一种液晶取向膜的制造方法，其特征在于，将根据权利要求1至7中任一项所述的液晶取向剂涂布于基板上，在所述涂布后进行光照射而赋予液晶取向能力。
11.一种液晶元件，其特征在于具备根据权利要求9所述的液晶取向膜。
12.一种液晶元件的制造方法，其特征在于，在具有导电膜的一对基板的所述导电膜上，涂布根据权利要求1至7中任一项所述的液晶取向剂而形成涂膜，将形成有所述涂膜的一对基板介隔液晶层而以所述涂膜相对的方式对向配置，从而构筑液晶单元，在对所述导电膜间施加电压的状态下对所述液晶单元进行光照射。
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