CN115449375A - 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件 - Google Patents

液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件 Download PDF

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CN115449375A CN202210570180.1A CN202210570180A CN115449375A CN 115449375 A CN115449375 A CN 115449375A CN 202210570180 A CN202210570180 A CN 202210570180A CN 115449375 A CN115449375 A CN 115449375A
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Abstract

本发明的课题在于获得一种液晶取向性、力学强度、对基板的密接性及耐高温高湿性优异的液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件。本发明使液晶取向剂中含有聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包含：结构单元(I)，具有式(1)所表示的部分结构；以及结构单元(II)(其中，结构单元(I)除外。)，具有碳数5以上的亚烷基结构或碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由‑COO‑、‑OCO‑、‑O‑、‑CO‑NR4‑、‑NR4‑CO‑、‑NR4‑及‑CO‑所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构。*‑Ar1‑X1‑R1‑X2‑Ar2‑* (1)。

Description

液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件
技术领域
本发明涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件。
背景技术
液晶元件被广泛用于电视或移动设备、各种监视器等中。随着此种多用途化，对液晶元件要求更高品质化。因此，在改良液晶元件的驱动方式或元件结构的同时，推进了作为液晶元件的构成成分之一的液晶取向膜的改良(例如，参照专利文献1及专利文献2)。
在专利文献1中公开了通过使用在主链具有脲键与亚烷基结构键结而成的部分结构的聚酰胺酸来形成液晶取向膜，从而改善液晶取向性、透明性及耐摩擦性。另外，在专利文献2中公开了通过将在主链具有脲键或氨基等的聚合体与在主链具有咔唑结构的聚合体掺合，从而获得残像的产生少、具有高透过性、对比度及电压保持特性且再加工性良好的液晶取向膜。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2014-98887号公报
[专利文献2]国际公开第2020/218331号
发明内容
[发明所要解决的问题]
为了实现液晶元件的更高品质化，本发明人等人进行了研究，并获得以下见解：通过使用具有芳香环与特定的含杂原子的基以及短链的亚烷基结构键结而成的部分结构的二胺来制造聚酰胺酸，在使用摩擦处理及光取向处理中的任一者来制作液晶取向膜的情况下，均可获得示出良好的液晶取向性的液晶取向膜。另一方面，若将聚酰胺酸酰亚胺化，则液晶取向膜的力学特性会降低，或者液晶取向膜对基板的密接性降低。若考虑到通过摩擦处理制作液晶取向膜的情况、或抑制良率降低等，则对使用液晶取向剂而形成的膜要求高力学强度。
另外，近年来，随着液晶元件的多用途化，假定液晶元件被用于各种环境下。因此，还要求液晶元件的耐高温高湿性优异。然而，难以同时满足液晶取向性、力学强度、对基板的密接性、耐高温高湿性等多个特性，液晶取向膜中有进一步改善的余地。
本发明是鉴于上述情况而成，其主要目的在于提供一种可获得液晶取向性、力学强度、对基板的密接性及耐高温高湿性优异的液晶取向膜的液晶取向剂。
[解决问题的技术手段]
本发明为了解决上述问题而采用了以下手段。
＜1＞一种液晶取向剂，含有聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包含：结构单元(I)，具有下述式(1)所表示的部分结构；以及结构单元(II)(其中，所述结构单元(I)除外。)，具有碳数5以上的亚烷基结构或碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4-、-NR4-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构(R4为氢原子或一价有机基。)。
[化1]
*-Ar1-X1-R1-X2-Ar2-* (1)
(式(1)中，Ar1及Ar2分别独立地为二价芳香环基。X1及X2分别独立地为-NR2-、-O-、-S-、*1-NR2-CO-或*1-O-CO-。“*1”表示与Ar1或Ar2键结的键结键。R1为碳数2以上的烷二基或在碳数2以上的烷二基的碳-碳键间包含-NR3-、-O-、-S-、-CO-NR3-、-NR3-CO-、-COO-或-OCO-的二价基。R2及R3分别独立地为氢原子或一价有机基。“*”表示键结键。)
＜2＞一种液晶取向膜，使用根据所述＜1＞所述的液晶取向剂而形成。
＜3＞一种液晶元件，包括根据所述＜2＞所述的液晶取向膜。
[发明的效果]
根据本发明的液晶取向剂，可获得液晶取向性、力学强度、对基板的密接性及耐高温高湿性优异的液晶取向膜。
具体实施方式
以下，对与本公开的形态相关的事项进行详细说明。此外，在本说明书中，所谓“烃基”，为包含链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基的含义。所谓“链状烃基”，是指不含环状结构，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。所谓“脂环式烃基”，是指仅包含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，无需仅由脂环式烃的结构构成，也包含在其一部分中具有链状结构的基。所谓“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，也可在其一部分中包含链状结构或脂环式烃的结构。所谓聚合体的“主链”，是指聚合体的原子链中最长的“主干”的部分。所谓聚合体的“侧链”，是指自聚合体的“主干”分支的部分。所谓“有机基”，是指自包含碳的化合物(即有机化合物)中除去任意的氢原子而成的原子团。
《液晶取向剂》
本公开的液晶取向剂含有包含以下的结构单元(I)及结构单元(II)的聚酰亚胺(以下，也称为“聚酰亚胺(P)”)。
·结构单元(I)：具有下述式(1)所表示的部分结构(A)的结构单元
[化2]
*-Ar1-X1-R1-X2-Ar2-* (1)
(式(1)中，Ar1及Ar2分别独立地为二价芳香环基。X1及X2分别独立地为-NR2-、-O-、-S-、*1-NR2-CO-或*1-O-CO-。“*1”表示与Ar1或Ar2键结的键结键。R1为碳数2以上的烷二基或在碳数2以上的烷二基的碳-碳键间包含-NR3-、-O-、-S-、-CO-NR3-、-NR3-CO-、-COO-或-OCO-的二价基。R2及R3分别独立地为氢原子或一价有机基。“*”表示键结键。)
·结构单元(II)：具有碳数5以上的亚烷基结构或碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4-、-NR4-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构(B)的结构单元(其中，结构单元(I)除外。R4为氢原子或一价有机基。)
以下，对本公开的液晶取向剂中所含的聚酰亚胺(P)及任意调配的其他成分进行详细叙述。
＜聚酰亚胺(P)＞
·结构单元(I)
在所述式(1)中，Ar1及Ar2所表示的二价芳香环基为自经取代或未经取代的芳香环的环部分中除去两个氢原子而成的基。作为二价芳香环基，可列举经取代或未经取代的二价芳香族烃基及经取代或未经取代的二价芳香族杂环基。作为芳香族杂环基，可列举：含氮芳香族杂环基、含氧芳香族杂环基、含硫芳香族杂环基等。它们中，优选为含氮芳香族杂环基。此外，Ar1及Ar2也可在芳香环部分具有取代基。作为所述取代基，可列举碳数1～3的烷基、卤素原子、氰基等。
作为Ar1、Ar2的具体例，二价芳香族烃基可列举具有苯环、联苯环、萘环或蒽环的二价基；二价含氮芳香族杂环基可列举具有吡啶环、嘧啶环、哒嗪环或吡嗪环的二价基；二价含氧芳香族杂环基可列举使用具有呋喃环的二价基；二价含硫芳香族杂环基可列举具有噻吩环的二价基。就通过液晶取向膜的高密度化实现力学强度的提高、及高透过率化的观点而言，Ar1及Ar2的二价芳香环基优选为经取代或未经取代的二价芳香族烃基或者经取代或未经取代的二价含氮芳香族杂环基，更优选为经取代或未经取代的亚苯基、亚联苯基或吡啶二基。就液晶取向膜的膜强度的改善效果更高的方面而言，进而优选为经取代或未经取代的亚苯基或亚联苯基。取代基优选为甲基或卤素原子。
在X1及X2所表示的基为-NR2-或*1-NR2-CO-的情况下，作为R2所表示的一价有机基，优选为碳数1～5的烷基、或因热及光中的至少任一者而脱离的脱离性基，更优选为碳数1～5的烷基或热脱离性基。就在通过将液晶取向剂涂布于基板并进行加热以形成液晶取向膜的过程中使基R2脱离而实现工艺的简化的观点而言，热脱离性基优选为在120℃～300℃的温度下分解、并被取代为氢原子的基。具体而言，优选为叔丁氧基羰基(Boc基)或9-芴基甲氧基羰基，特别优选为叔丁氧基羰基。R2优选为氢原子、碳数1～3的烷基或热脱离性基。
就可使液晶取向性更良好的方面而言，其中，X1及X2优选为-NR2-、-O-或-S-。
就可获得在长时间照射背光的情况下延迟的变化也小、液晶取向性良好的液晶元件的方面而言，在X1及X2为-NR2-或*1-NR2-CO-的情况下，优选为Ar1及Ar2中的至少一者为经取代或未经取代的二价含氮芳香族杂环基，更优选为Ar1及Ar2两者均为经取代或未经取代的二价含氮芳香族杂环基，进而优选为Ar1及Ar2两者均为经取代或未经取代的吡啶二基。另外，就同样的观点而言，在X1及X2为-O-或-S-的情况下，优选为Ar1及Ar2中的至少一者为经取代或未经取代的二价芳香族烃基，更优选为Ar1及Ar2两者均为经取代或未经取代的二价芳香族烃基，进而优选为Ar1及Ar2两者均为经取代或未经取代的亚苯基。
R1所表示的碳数2以上的烷二基优选为直链状。就可均衡地改善对基板的密接性与膜强度的方面而言，所述烷二基的碳数优选为2～8，更优选为2～6，进而优选为2～4，进而更优选为2或3。
在R1所表示的基为在碳数2以上的烷二基的碳-碳键间包含-NR3-、-O-、-S-、-CO-NR3-、-NR3-CO-、-COO-或-OCO-的二价基的情况下，碳数2以上的烷二基优选为直链状。就可均衡地改善对基板的密接性与膜强度的方面而言，所述烷二基的碳数优选为2～7，更优选为2～5，进而优选为2或3。
关于R3的具体例及优选例，可应用R2的说明。
就在摩擦处理中可促进聚合体的分子链的延伸的方面、及在光取向处理中可通过曝光后的热处理促进聚合体的分子链的再排列的方面而言，上述中，R1优选为碳数2以上的烷二基，更优选为碳数2～8的直链状的烷二基，进而优选为碳数2～6的直链状的烷二基，进而更优选为碳数2～4的直链状的烷二基，特别优选为碳数2或3的直链状的烷二基。
作为所述式(1)所表示的部分结构(A)的具体例，可列举下述式(1-1)～式(1-24)分别所表示的部分结构等。
[化3]
Figure BDA0003659960630000041
[化4]
Figure BDA0003659960630000042
[化5]
Figure BDA0003659960630000051
[化6]
Figure BDA0003659960630000052
(式(1-1)～式(1-24)中，“*”表示键结键。)
在聚酰亚胺(P)中，相对于源自构成聚酰亚胺(P)的单体的所有结构单元，结构单元(I)的含量优选为1摩尔％以上，更优选为5摩尔％以上，进而优选为10摩尔％以上，进而更优选为15摩尔％以上。另外，相对于源自构成聚酰亚胺(P)的单体的所有结构单元，结构单元(I)的含量优选为49摩尔％以下，更优选为45摩尔％以下，进而优选为40摩尔％以下。若结构单元(I)的含量为1摩尔％以上，则通过导入源自结构单元(I)的芳香环-特定的含杂原子的基-亚烷基结构，可充分获得能够使力学特性变好的效果，就此方面而言优选。另外，若结构单元(I)的含量为49摩尔％以下，则可将充足量的结构单元(II)、即源自结构单元(II)的比较长链的单元导入至聚酰亚胺(P)中，可提高对基板的密接性及耐高温高湿性的改善效果，就此方面而言优选。此外，聚酰亚胺(P)所具有的结构单元(I)可为单独一种，也可为两种以上。
·结构单元(II)
结构单元(II)是具有所述部分结构(B)的结构单元。即，结构单元(II)为具有碳数5以上的亚烷基结构的结构单元(IIa)、或具有碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4-、-NR4-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基(以下，也称为“官能基F1”)取代而成的部分结构的结构单元(IIb)。R4为氢原子或一价有机基。此外，结构单元(II)是与结构单元(I)不同的结构单元。
就改善液晶元件的耐高温高湿性的效果高的方面而言，其中，结构单元(II)优选为具有碳数5以上的亚烷基结构、或碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4a-、-NR4a-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构(R4为氢原子或一价有机基。R4a为一价热脱离性基。)。
结构单元(IIa)所具有的亚烷基结构优选为直链状。就可提高与基板的密接性的改善效果的方面而言，所述亚烷基结构的碳数优选为6以上，更优选为7以上，进而优选为8以上。另外，就抑制膜的力学强度降低的观点而言，亚烷基结构的碳数优选为15以下，更优选为12以下，进而优选为10以下。
就使膜的力学强度及密接性良好的观点而言，结构单元(IIb)优选为具有碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基由选自由-COO-*2、*2-OCO-、-O-、-CO-NR4-*2、*2-NR4-CO-、-NR4-及-CO-(其中，“*2”表示与不同于芳香环基的基(优选为烷二基)键结的键结键。)所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构。在结构单元(IIb)中，亚烷基结构优选为直链状。就进一步提高与基板的密接性的观点而言，亚烷基结构的碳数优选为6以上，更优选为7以上，进而优选为8以上。另外，就抑制膜的力学强度降低的观点而言，亚烷基结构的碳数优选为15以下，更优选为12以下，进而优选为10以下。
结构单元(IIb)所具有的官能基F1的数量、即对碳数5以上的亚烷基结构所具有的亚甲基进行取代的官能基F1的数量并无特别限定，优选为1个～4个，更优选为1个或2个。此外，在结构单元(II)具有两个以上官能基F1的情况下，所述两个以上官能基F1以相互不相邻的条件被导入至结构单元(IIb)中。
作为R4所表示的一价有机基，可列举与R2的说明中所例示的一价有机基相同的基。基于与R2相同的理由，R4所表示的一价有机基优选为叔丁氧基羰基(Boc基)或9-芴基甲氧基羰基，特别优选为叔丁氧基羰基。R4优选为氢原子、碳数1～3的烷基或热脱离性基，更优选为碳数1～3的烷基或热脱离性基，进而优选为热脱离性基。
就可获得耐高温高湿性更优异的液晶元件的方面而言，其中，结构单元(IIb)优选为经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4a-、-NR4a-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构(R4为氢原子或一价有机基。R4a为一价热脱离性基。)，更优选为-COO-*2、*2-OCO-、-O-、-CO-NR4a-*2、*2-NR4a-CO-及-CO-中的至少任一者。此外，“*2”与上述为相同含义。
作为结构单元(II)所具有的部分结构(B)的具体例，可列举下述式(2-1)～式(2-22)分别所表示的部分结构等。
[化7]
Figure BDA0003659960630000071
[化8]
Figure BDA0003659960630000072
在聚酰亚胺(P)中，相对于源自构成聚酰亚胺(P)的单体的所有结构单元，结构单元(II)的含量优选为1摩尔％以上，更优选为5摩尔％以上，进而优选为10摩尔％以上，进而更优选为15摩尔％以上。另外，相对于源自构成聚酰亚胺(P)的单体的所有结构单元，结构单元(II)的含量优选为49摩尔％以下，更优选为45摩尔％以下，进而优选为40摩尔％以下。若结构单元(II)的含量为1摩尔％以上，则可通过导入源自结构单元(II)的比较长链的单元而提高对基板的密接性及耐高温高湿性的改善效果，就此方面而言优选。另外，若结构单元(II)的含量为49摩尔％以下，则可将充足量的结构单元(I)导入至聚酰亚胺(P)中，可提高通过芳香环-特定的含杂原子的基-亚烷基结构的导入而带来的力学特性的改善效果，就此方面而言优选。此外，聚酰亚胺(P)所具有的结构单元(II)可为单独一种，也可为两种以上。
在聚酰亚胺(P)中，结构单元(I)相对于结构单元(II)的比例(结构单元(I)/结构单元(II))以摩尔比计优选为1/10～10/1，更优选为1/4～4/1，进而优选为1/3～3/1，进而更优选为1/2～2/1。若结构单元(I)相对于结构单元(II)的比例为所述范围，则可进一步提高膜的力学强度的改善效果、与对基板的密接性及耐高温高湿性的改善效果(特别是膜的力学强度的改善效果)，就此方面而言优选。
·聚酰亚胺(P)的制造
制造聚酰亚胺(P)的方法并无特别限定。聚酰亚胺(P)例如可通过以下方式制造：通过使四羧酸二酐与二胺反应而获得具有结构单元(I)以及结构单元(II)的聚酰胺酸(以下，也称为“聚酰胺酸(P)”)，继而，对聚酰胺酸(P)进行脱水闭环而加以酰亚胺化。
关于制造聚酰胺酸(P)的方法，也同样无特别限定。若自单体的选择自由度高的方面出发，则优选为利用具有部分结构(A)的二胺(以下，也称为“特定二胺A”)向聚合体中导入结构单元(I)。另外，优选为利用具有部分结构(B)的二胺(以下，也称为“特定二胺B”)向聚合体中导入结构单元(II)。聚酰亚胺(P)的优选的一个形态是具有源自具有部分结构(A)的二胺的结构单元、以及源自具有部分结构(B)的二胺的结构单元的聚酰亚胺。
(四羧酸二酐)
作为聚酰胺酸(P)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。作为它们的具体例，脂肪族四羧酸二酐可列举1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐等；脂环式四羧酸二酐可列举：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、2,4,6,8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2:4,6:8-二酐、环戊烷四羧酸二酐、环己烷四羧酸二酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降冰片烷-2:3,5:6-二酐等；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、乙二醇双偏苯三酸酐酯、4,4'-羰基二邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐等，除此之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。作为四羧酸二酐，可单独使用一种或者组合使用两种以上。
就溶解性高、且可获得示出良好的电特性的液晶取向膜的方面而言，聚酰胺酸(P)的合成中所使用的四羧酸二酐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群组中的至少一种，更优选为包含脂环式四羧酸二酐。相对于聚酰胺酸(P)的合成中所使用的四羧酸二酐的总量，脂环式四羧酸二酐的使用比例优选为20摩尔％以上，更优选为50摩尔％以上，进而优选为80摩尔％以上。
在通过光取向法形成液晶取向膜的情况下，作为聚酰胺酸(P)的合成中所使用的四羧酸二酐，可优选地使用具有环丁烷结构的四羧酸二酐(以下，也称为“特定酸二酐”)。特定酸二酐优选为下述式(4)所表示的化合物。
[化9]
Figure BDA0003659960630000091
(式(4)中，R11、R12、R13及R14分别独立地为氢原子、卤素原子、碳数1～3的烷基、碳数1～3的卤化烷基、或碳数1～3的烷氧基。)
其中，特定酸二酐特别优选为1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐及1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐中的一者或两者。此外，作为特定酸二酐，可使用仅一种，也可使用两种以上。
在聚酰胺酸(P)的合成时使用特定酸二酐的情况下，就通过光照射而赋予良好的液晶取向性的观点而言，相对于聚酰胺酸(P)的合成中所使用的四羧酸二酐的总量，特定酸二酐的使用比例优选为20摩尔％以上，更优选为50摩尔％以上，更优选为80摩尔％以上，进而优选为90摩尔％以上。
(特定二胺A)
特定二胺只要具有所述式(1)所表示的部分结构(A)即可，并无特别限定。作为特定二胺A的具体例，例如可列举下述式(5-1)～式(5-24)分别所表示的化合物等。
[化10]
Figure BDA0003659960630000092
[化11]
Figure BDA0003659960630000101
[化12]
Figure BDA0003659960630000102
[化13]
Figure BDA0003659960630000103
在聚酰亚胺(P)的合成时，相对于聚酰亚胺(P)的合成中所使用的二胺化合物的总量，特定二胺A的使用量优选为2摩尔％以上，更优选为10摩尔％以上，进而优选为20摩尔％以上，进而更优选为30摩尔％以上。另外，相对于聚酰亚胺(P)的合成中所使用的二胺化合物的总量，特定二胺A的使用量优选为98摩尔％以下，更优选为90摩尔％以下，进而优选为80摩尔％以下，进而更优选为70摩尔％以下。若特定二胺A的使用量为2摩尔％以上，则可提高通过芳香环-特定的含杂原子的基-亚烷基结构的导入而带来的力学特性的改善效果，就此方面而言优选。另外，若特定二胺A的使用量为98摩尔％以下，则可将充足量的源自特定二胺B的结构单元、即比较长链的单元导入至聚酰亚胺(P)中，可提高对基板的密接性及耐高温高湿性的改善效果，就此方面而言优选。作为特定二胺A，可单独使用一种，也可将两种以上组合使用。
(特定二胺B)
特定二胺B只要具有部分结构(B)则并无特别限定。特定二胺B优选为芳香族二胺，例如可列举下述式(6)所表示的化合物。
[化14]
H2N-Ar5-R6-Ar6-NH2 (6)
(式(6)中，Ar5及Ar6分别独立地为二价芳香环基。R6为碳数5以上的烷二基、或碳数5以上的烷二基所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4-、-NR4-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的二甲基。R4为氢原子或一价有机基。)
在所述式(6)中，作为Ar5及Ar6所表示的二价芳香环基，可列举作为所述式(1)中的Ar1及Ar2所表示的二价芳香环基而例示的基。此外，Ar5及Ar6也可在芳香环部分具有取代基。作为所述取代基，可列举碳数1～3的烷基、卤素原子、氰基等。就实现液晶取向膜的高密度化、及高透过率化的观点而言，Ar5及Ar6所表示的二价芳香环基优选为具有苯环、萘环、吡啶环或嘧啶环的二价基，更优选为具有苯环或吡啶环的二价基。
关于R6所表示的二价基的说明，可应用部分结构(B)的说明。作为R6所表示的二价基，可列举所述式(2-1)～式(2-22)分别所表示的基等。
作为特定二胺B的具体例，例如可列举下述式(6-1)～式(6-23)分别所表示的化合物等。
[化15]
Figure BDA0003659960630000111
[化16]
Figure BDA0003659960630000121
[化17]
Figure BDA0003659960630000122
[化18]
Figure BDA0003659960630000131
在聚酰亚胺(P)中，相对于聚酰亚胺(P)的合成中所使用的二胺的总量，特定二胺B的使用量优选为2摩尔％以上，更优选为10摩尔％以上，进而优选为20摩尔％以上，进而更优选为30摩尔％以上。另外，相对于聚酰亚胺(P)的合成中所使用的二胺的总量，特定二胺B的使用量优选为98摩尔％以下，更优选为90摩尔％以下，进而优选为80摩尔％以下，进而更优选为70摩尔％以下。若特定二胺B的使用量为2摩尔％以上，则通过导入源自特定二胺B的比较长链的单元，可提高对基板的密接性及耐高温高湿性的改善效果，就此方面而言优选。另外，若特定二胺B的使用量为98摩尔％以下，则可将充足量的结构单元(I)导入至聚酰亚胺(P)中，可提高通过芳香环-特定的含杂原子的基-亚烷基结构的导入而带来的力学特性的改善效果，就此方面而言优选。作为特定二胺B，可单独使用一种，也可将两种以上组合使用。
在聚酰亚胺(P)中，特定二胺A相对于特定二胺B的比例(特定二胺A/特定二胺B)以摩尔比计优选为1/10～10/1，更优选为1/4～4/1，进而优选为1/3～3/1，进而更优选为1/2～2/1。若特定二胺A相对于特定二胺B比例为所述范围，则在可进一步提高膜的力学强度的改善效果、以及对基板的密接性及耐高温高湿性的改善效果方面而言优选。
(其他二胺)
聚酰亚胺(P)的合成中所使用的二胺可仅为特定二胺A及特定二胺B，但也可一并包含特定二胺A及特定二胺B、以及不具有部分结构(A)及部分结构(B)中的任一者的二胺(以下，也称为“其他二胺”)。作为其他二胺，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。
作为其他二胺的具体例，脂肪族二胺可列举乙二胺、四亚甲基二胺等；脂环式二胺可列举对环己烷二胺、4,4'-亚甲基双(环己胺)等；二氨基有机硅氧烷可列举1,3-双(氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等。
芳香族二胺可列举：对苯二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基乙烷、4,4'-二氨基二苯基胺、4-氨基苯基-4'-氨基苯甲酸酯、4,4'-二氨基偶氮苯、3,5-二氨基苯甲酸、N,N-双(4-氨基苯基)甲基胺、N,N'-双(4-氨基苯基)-联苯胺、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、4,4'-(亚苯基二亚异丙基)双苯胺、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4-(4-氨基苯氧基羰基)-1-(4-氨基苯基)哌啶、4,4'-[4,4'-丙烷-1,3-二基双(哌啶-1,4-二基)]二苯胺、胆甾烷基氧基二氨基苯、二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、二氨基苯甲酸胆甾醇基酯、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、2,5-二氨基-N,N-二烯丙基苯胺、下述式(7-1)～式(7-5)分别所表示的化合物(其中，式(7-1)～式(7-4)中，n为1～20的整数)等。
[化19]
Figure BDA0003659960630000141
另外，作为其他二胺，除上述之外，可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的二胺。此外，作为其他二胺，可单独使用一种，也可将两种以上组合使用。
(聚酰亚胺(P)的合成)
在通过聚酰胺酸(P)的酰亚胺化来获得聚酰亚胺(P)的情况下，首先，通过使所述四羧酸二酐与二胺视需要与分子量调整剂一同反应而获得聚酰胺酸(P)。
在聚酰胺酸(P)的合成反应中，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：马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐等酸单酐，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(P)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、醇系溶媒、酮系溶媒、酯系溶媒、醚系溶媒、卤化烃、烃等。它们中，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群组中的一种以上作为反应溶媒，或者使用它们中的一种以上与其他有机溶媒(例如丁基溶纤剂、二乙二醇二乙醚等)的混合物。有机溶媒的使用量优选为设为相对于反应溶液的总量而四羧酸二酐及二胺的合计量成为0.1质量％～50质量％的量。
继而，使所获得的聚酰胺酸(P)进行脱水闭环。聚酰胺酸(P)的脱水闭环优选为通过以下方法来进行：将聚酰胺酸(P)溶解于有机溶媒中，在此溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂，视需要进行加热。在所述方法中，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(P)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、二甲吡啶、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(P)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。
以此方式获得含有聚酰亚胺(P)的溶液。含有聚酰亚胺(P)的反应溶液可直接供于液晶取向剂的制备，也可将聚酰亚胺(P)分离后再供于液晶取向剂的制备。
聚酰亚胺(P)优选为酰亚胺化率为30％以上。此处，通过将部分结构(A)导入至聚酰亚胺的主链中，在使用摩擦处理及光取向处理中的任一者的情况下，均可对使用液晶取向剂形成的有机膜赋予良好的液晶取向性。另一方面可知，若对具有部分结构(A)的聚酰胺酸进行酰亚胺化，则容易发生力学特性的降低或与基板的密接性的降低。关于具有部分结构(A)的聚酰胺酸的酰亚胺化所引起的液晶取向膜的力学特性的降低或与基板的密接性的降低，有越提高酰亚胺化率则其影响越大的倾向。
鉴于此方面，通过向聚酰亚胺的主链中导入部分结构(A)及部分结构(B)，即便聚酰亚胺(P)的酰亚胺化率高，也可形成能够抑制力学特性的降低及与基板的密接性的降低、进而耐高温高湿性优异的液晶取向膜。就提高液晶取向膜的耐高温高湿性的观点而言，聚酰亚胺(P)的酰亚胺化率更优选为40％以上，进而优选为45％以上，进而更优选为60％以上，特别优选为80％以上。另外，就充分提高膜强度的观点而言，聚酰亚胺(P)的酰亚胺化率优选为99％以下，更优选为90％以下。
此外，酰亚胺化率是以百分率来表示相对于聚酰亚胺(P)的酰胺酸结构的数量与酰亚胺环结构的数量的合计而言酰亚胺环结构的数量所占的比例。此外，酰亚胺环的一部分也可为异酰亚胺环。
关于聚酰亚胺(P)的溶液粘度，当制成浓度10质量％的溶液时，优选为具有10mPa·s～800mPa·s的溶液粘度，更优选为具有15mPa·s～500mPa·s的溶液粘度。此外，溶液粘度(mPa·s)为使用E型旋转粘度计在25℃下对使用聚酰亚胺(P)的良溶媒(例如γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)而制备的浓度10质量％的聚合体溶液进行测定而得的值。
聚酰亚胺(P)的通过凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography，GPC)测定而得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与通过GPC测定而得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7以下，更优选为5以下。
相对于液晶取向剂中的固体成分(即，溶剂以外的成分)的合计100质量份，液晶取向剂中的聚酰亚胺(P)的含有比例优选为5质量份以上，更优选为10质量份以上，进而优选为15质量份以上。此外，在液晶取向剂的制备时，作为聚酰亚胺(P)，可单独使用一种，也可将两种以上组合使用。
＜其他成分＞
本公开的液晶取向剂也可还含有聚酰亚胺(P)以外的成分(以下，也称为“其他成分”)。以下，对其他成分进行说明。
(其他聚合体)
本公开的液晶取向剂以进一步改善使用所述液晶取向剂所形成的液晶取向膜的液晶取向性及电特性等为目的，可还含有与聚酰亚胺(P)不同的聚合体(以下，也称为“其他聚合体”)。
其他聚合体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(聚酰亚胺(P)除外)、聚有机硅氧烷、聚酯、聚烯胺(polyenamine)、聚脲、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯并噁唑前体、聚苯并噁唑、纤维素衍生物、聚缩醛等。其他聚合体优选为不具有结构单元(I)及结构单元(II)中的任一者的聚合体。
作为其他聚合体，它们中，可优选地使用选自由聚酰胺酸及聚酰胺酸酯所组成的群组中的至少一种聚合体(以下，也称为“聚合体(Q)”)。认为根据将聚酰亚胺(P)与聚合体(Q)掺合而成的液晶取向剂，在液晶取向膜中容易产生聚酰亚胺(P)与聚合体(Q)的相分离，聚酰亚胺(P)容易偏向存在于上层，由此，液晶取向膜的液晶取向性及耐摩擦性的改善效果高，而且可获得与基板的密接性优异的液晶取向膜。
作为其他聚合体，优选为使用包含具有下述式(3)所表示的部分结构的结构单元(以下，也称为“结构单元(III)”)的聚合体。通过使液晶取向剂中一并含有包含结构单元(III)的聚合体以及聚酰亚胺(P)，可充分减少液晶取向膜中的蓄积电荷，从而在所获得的液晶元件中可抑制残像的产生，就此方面而言优选。
[化20]
Figure BDA0003659960630000161
(式(3)中，Ar3、Ar4及R5满足以下的(i)、(ii)或(iii)。
(i)Ar3及Ar4分别独立地为二价芳香环基。R5为氢原子或一价有机基。
(ii)Ar3及Ar4表示它们相互结合并与Ar3所具有的芳香环、-NR5-及Ar4所具有的芳香环一起构成的含氮缩合环结构。R5为氢原子或一价有机基。
(iii)Ar3及R5表示它们相互结合并与Ar3所具有的芳香环、R5及R5所键结的氮原子一起构成的含氮缩合环结构。Ar4为二价芳香环基。
“*”表示键结键。)
在所述式(3)中，作为Ar3及Ar4所表示的二价芳香环基，可列举经取代或未经取代的二价芳香族烃基及经取代或未经取代的二价芳香族杂环基。作为二价芳香族杂环基的具体例，可列举与作为所述式(1)中的Ar1及Ar2所表示的二价芳香环基而说明的基相同的基。就实现液晶取向膜的高密度化、及高透过率化的观点而言，Ar3及Ar4的二价芳香环基优选为经取代或未经取代的二价芳香族烃基，更优选为经取代或未经取代的亚苯基。
作为Ar3与Ar4相互结合并与Ar3所具有的芳香环、-NR5-及Ar4所具有的芳香环一起构成的含氮缩合环结构，可列举：咔唑结构、9-甲基咔唑结构及9-乙基咔唑结构等。作为Ar3与R5相互结合并与Ar3所具有的芳香环及R5所键结的氮原子一起构成的含氮缩合环结构，可列举：吲哚啉结构、异吲哚啉结构及咔唑结构等。
作为R5所表示的一价有机基，可列举与在所述R2的说明中例示的一价有机基相同的基。基于与R2相同的理由，R5所表示的一价有机基优选为叔丁氧基羰基(Boc基)或9-芴基甲氧基羰基，特别优选为叔丁氧基羰基。R5优选为氢原子、碳数1～3的烷基或热脱离性基，更优选为氢原子、碳数1～3的烷基或叔丁氧基羰基。
在其他聚合体中，所述式(3)所表示的部分结构优选为被导入聚合体的主链中。作为所述式(3)所表示的部分结构的具体例，可列举下述式(3-1)～式(3-9)分别所表示的部分结构等。
[化21]
Figure BDA0003659960630000171
(式(3-1)～式(3-9)中，“*”表示键结键。)
其中，具有结构单元(III)的聚合体优选为选自由聚酰胺酸及聚酰胺酸酯所组成的群组中的至少一种聚合体(即聚合体(Q))。通过使液晶取向剂中一并含有具有结构单元(III)的聚合体(Q)与聚酰亚胺(P)，可在充分获得液晶取向性及对基板的密接性的改善效果的同时，赋予缓和液晶取向膜中的蓄积电荷的功能。具有结构单元(III)的聚合体(Q)例如可通过使用具有所述式(3)所表示的部分结构的二胺(以下，也称为“特定二胺C”)进行聚合而获得。
作为特定二胺C的具体例，可列举下述式(8-1)～式(8-17)分别所表示的化合物等。
[化22]
Figure BDA0003659960630000181
[化23]
Figure BDA0003659960630000182
聚合体(Q)可依照以往已知的方法来合成。例如，聚酰胺酸可通过使四羧酸二酐与二胺反应而获得。作为四羧酸二酐，可列举与作为可用于聚酰亚胺(P)的合成的四羧酸二酐而例示的化合物相同的化合物。作为二胺，可仅使用特定二胺C，也可一并使用特定二胺C、以及作为可用于聚酰亚胺(P)的合成的二胺而例示的其他二胺。
在聚合体(Q)为聚酰胺酸酯的情况下，所述聚酰胺酸酯例如可通过以下方法而获得：使上述中所获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)进行反应的方法；使四羧酸二酯与二胺化合物在适当的脱水催化剂的存在下进行反应的方法；使四羧酸二酯二卤化物与二胺在适当的碱的存在下进行反应的方法等。
关于聚合体(Q)的溶液粘度，在制成浓度10质量％的溶液时，优选为具有10mPa·s～800mPa·s的溶液粘度，更优选为具有15mPa·s～500mPa·s的溶液粘度。此外，溶液粘度(mPa·s)是使用E型旋转粘度计在25℃下对使用聚合体(Q)的良溶媒(例如γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)制备的浓度10质量％的聚合体溶液进行测定而得的值。
聚合体(Q)的通过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5,000～100,000。Mw与通过GPC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。此外，液晶取向剂中所含的聚合体(Q)可仅为一种，或者也可组合两种以上。
在本公开的液晶取向剂中调配聚合体(Q)的情况下，相对于聚酰亚胺(P)与聚合体(Q)的合计量100质量份，聚酰亚胺(P)相对于聚酰亚胺(P)与聚合体(Q)的含量而言的比例优选为1质量份以上，更优选为10质量份以上，进而优选为20质量份以上。另外，在调配聚合体(Q)的情况下，相对于聚酰亚胺(P)与聚合体(Q)的合计量100质量份，聚酰亚胺(P)的含量优选为95质量份以下，更优选为70质量份以下。通过将聚酰亚胺(P)的含量设为所述范围，可缓和液晶取向膜中的蓄积电荷，且可使膜的对基板的密接性、力学特性及耐高温高湿性优异，就此方面而言优选。
作为本公开的液晶取向剂可含有的其他成分，除了聚合体(Q)以外，例如也可列举：分子内具有一个以上的环氧基的化合物、分子内具有两个以上的羟甲基的化合物、官能性硅烷化合物、分子内具有一个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物、抗氧化剂、金属螯合化合物、硬化促进剂、表面活性剂、填充剂、分散剂、光增感剂等。它们的调配比例可在无损本公开的效果的范围内根据各化合物适宜选择。
(溶剂)
液晶取向剂通常是作为将聚酰亚胺(P)及视需要使用的其他成分优选为分散或溶解于适当的溶媒中而成的液状的组合物来制备。
作为所使用的有机溶媒，例如可列举：N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、1,2-二甲基-2-咪唑烷酮、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(二丙酮醇)、乙二醇单甲醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、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。它们可单独使用或者混合使用两种以上。
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质量在液晶取向剂的总质量中所占的比例)可考虑粘性、挥发性等而适宜选择，优选为1质量％～10质量％的范围。即，将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者成为液晶取向膜的涂膜。此时，若固体成分浓度为1质量％以上，则可充分确保涂膜的膜厚，容易获得良好的液晶取向膜，就此观点而言优选。另外，若固体成分浓度为10质量％以下，则涂膜的膜厚不会变得过大而可获得良好的液晶取向膜，并且可适度地确保液晶取向剂的粘性，可使涂布性良好。
《液晶取向膜及液晶元件》
本公开的液晶取向膜可由如所述那样制备的液晶取向剂来形成。另外，本公开的液晶元件包括使用所述说明的液晶取向剂而形成的液晶取向膜。液晶元件中的液晶的动作模式并无特别限定，例如可应用于扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型、超扭曲向列(SuperTwisted 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、聚合物稳定取向型(Polymer SustainedAlignment，PSA)等各种模式中。液晶元件例如可通过包括以下的工序1～工序3的方法来制造。工序1中，使用基板视所期望的动作模式而不同。工序2及工序3中各动作模式共通。
(工序1：涂膜的形成)
首先，将液晶取向剂涂布于基板上，优选为对涂布面进行加热，由此在基板上形成涂膜。作为基板，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。作为设置于基板的其中一个面的透明导电膜，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，ITO)膜等。在制造TN型、STN型或VA型的液晶元件的情况下，使用两片设置有经图案化的透明导电膜的基板。另一方面，在制造IPS型或FFS型的液晶元件的情况下，使用设置有包含经图案化为梳齿型的透明导电膜或金属膜的电极的基板、与未设置电极的相向基板。作为金属膜，例如可使用包含铬等金属的膜。对基板的液晶取向剂的涂布是在电极形成面上优选为通过胶版印刷法、旋转涂布法、辊涂布机法或喷墨印刷法而进行。
涂布液晶取向剂后，出于防止所涂布的液晶取向剂的流挂等目的，优选为实施预加热(预烘烤)。预烘烤温度优选为30℃～150℃，更优选为40℃～120℃。预烘烤时间优选为0.25分钟～10分钟。
其后，出于将溶剂去除、并视需要将聚合体中存在的酰胺酸结构加以热酰亚胺化的目的，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280℃以下，更优选为250℃以下。另外，就抑制因膜中残存的溶剂成分的影响而液晶取向性或可靠性降低的观点而言，后烘烤温度优选为80℃以上，更优选为90℃以上。后烘烤时间优选为5分钟～150分钟。如此形成的膜的膜厚优选为0.001μm～1μm。将液晶取向剂涂布于基板上之后，将有机溶媒去除，由此形成液晶取向膜、或者成为液晶取向膜的膜。
(工序2：取向处理)
在制造TN型、STN型、IPS型或FFS型的液晶元件的情况下，实施对所述工序1中形成的涂膜赋予液晶取向能力的处理(取向处理)。由此，液晶分子的取向能力被赋予至膜而成为液晶取向膜。作为取向处理，优选为使用对基板上所形成的膜的表面利用棉花等进行擦拭的摩擦处理、或者对基板上所形成的膜进行光照射来赋予液晶取向能力的光取向处理。在制造垂直取向型的液晶元件的情况下，可将所述工序1中形成的膜直接用作液晶取向膜，为了进一步提高液晶取向能力，也可对膜实施取向处理。
在通过光取向处理制造液晶取向膜的情况下，对膜的光照射可通过以下方法等进行：对后烘烤工序后的膜进行照射的方法、对预烘烤工序后且后烘烤工序前的膜进行照射的方法、在预烘烤工序及后烘烤工序的至少任一者中在膜的加热过程中进行照射的方法。在光取向处理中，作为对涂膜照射的放射线，例如可使用包含150nm～800nm的波长的光的紫外线及可见光线。优选为包含200nm～400nm的波长的光的紫外线。在放射线为偏光的情况下，可为直线偏光，也可为部分偏光。另外，在使用的放射线为直线偏光或部分偏光的情况下，照射可自与基板面垂直的方向进行，可自倾斜方向进行，或者也可将这些组合来进行。在照射非偏光的放射线的情况下，将照射方向设为倾斜方向。
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400J/m2～20,000J/m2，更优选为1,000J/m2～5,000J/m2。为了提高反应性，可一边对膜进行加温一边进行对膜的光照射。
在制造液晶取向膜时，可对实施了光照射处理的膜进而进行加热。另外，也可还包括使实施了光照射处理的膜接触水、水溶性有机溶媒、或者水与水溶性有机溶媒的混合溶媒的接触工序。作为水溶性有机溶媒，例如可列举：甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基溶纤剂、乳酸乙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮。在接触工序后可进行膜的加热处理。
(工序3：液晶单元的构筑)
准备两片以所述方式形成有液晶取向膜的基板，在相向配置的两片基板间配置液晶，由此制造液晶单元。在制造液晶单元时，例如可列举：(1)以液晶取向膜相向的方式隔着间隙(间隔物)将两片基板相向配置，并使用密封剂将两片基板的周边部贴合，将液晶注入填充至由基板表面及密封剂划分的单元间隙内，然后将注入孔密封的方法；(2)将密封剂涂布于形成有液晶取向膜的其中一片基板上的规定场所，进而在液晶取向膜面上的规定的几处滴加液晶后，以液晶取向膜相向的方式贴合另一片基板，并且使液晶在基板的整面扩散的方法(液晶滴注(one drop filling，ODF)方式)等。优选为对于所制造的液晶单元，进而进行以下处理、即加热至所使用的液晶取得各向同性相的温度、然后缓慢冷却至室温的处理，由此将液晶填充时的流动取向去除。
作为密封剂，例如可使用硬化剂以及含有作为间隔物的氧化铝球的环氧树脂等。作为间隔物，可使用光阻间隔物(photospacer)、珠粒间隔物等。
作为液晶，可使用正型及负型中的任一者。在IPS型及FFS型的液晶元件中使用负型液晶的情况下，可减小电极上部的透过损失，可实现对比度提高，就此方面而言优选。作为所使用的液晶，可列举向列液晶(nematic liquid crystal)、碟状液晶(smectic liquidcrystal)，其中优选为向列液晶。作为向列液晶，例如可使用：希夫碱(Schiff base)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(terphenyl)系液晶、联苯基环己烷系液晶、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。另外，也可在这些液晶中添加例如胆甾醇型液晶(cholestericliquid crystal)、手性试剂、铁电性液晶(ferroelectric liquid crystal)等来使用。
在PSA模式中，进行以下处理：与液晶一起将聚合性化合物(例如，多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等)填充至单元间隙内，并且在构筑液晶单元后，在对一对基板所具有的导电膜间施加电压的状态下，对液晶单元进行光照射。在制造PSA模式的液晶元件时，相对于液晶的合计100质量份，聚合性化合物的使用比例为0.01质量份～3质量份，优选为0.1质量份～1质量份。
继而，视需要在液晶单元的外侧表面贴合偏光板。作为偏光板，可列举通过乙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者包含H膜其自身的偏光板，所述“H膜”是一边使聚乙烯基醇延伸取向一边吸收碘而成。由此，获得液晶元件。
本公开的液晶元件可有效地应用于各种用途，例如可用于时钟、便携型游戏机、文字处理机、笔记型个人计算机、汽车导航系统、摄像机、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、数字相机、移动电话、智能手机、各种监视器、液晶电视、信息显示器等各种显示装置、或者调光膜等中。另外，使用本公开的液晶取向剂形成的液晶元件也可应用于相位差膜等光学膜中。
根据以上所说明的本公开，可提供以下的手段。
〔手段1〕一种液晶取向剂，含有聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包含：结构单元(I)，具有所述式(1)所表示的部分结构；以及结构单元(II)(其中，所述结构单元(I)除外。)，具有碳数5以上的亚烷基结构或碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4-、-NR4-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构(R4为氢原子或一价有机基。)。
〔手段2〕根据〔手段1〕所述的液晶取向剂，其中，所述聚酰亚胺的酰亚胺化率为30％以上。
〔手段3〕根据〔手段1〕或〔手段2〕所述的液晶取向剂，其中，所述结构单元(II)具有碳数5以上的亚烷基结构或碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4a-、-NR4a-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构(R4为氢原子或一价有机基。R4a为一价热脱离性。)。
〔手段4〕根据〔手段1〕至〔手段3〕中任一项所述的液晶取向剂，还含有包含具有所述式(3)所表示的部分结构的结构单元、且与所述聚酰亚胺不同的聚合体。
〔手段5〕根据〔手段1〕至〔手段4〕中任一项所述的液晶取向剂，更含有选自由聚酰胺酸及聚酰胺酸酯所组成的群组中的至少一种聚合体。
〔手段6〕一种液晶取向膜，使用根据〔手段1〕至〔手段5〕中任一项所述的液晶取向剂而形成。
〔手段7〕一种液晶元件，包括根据〔手段6〕所述的液晶取向膜。
[实施例]
以下，通过实施例更具体地进行说明，但本发明并不限定于这些实施例。
＜测定方法＞
在以下的例子中，聚合体的溶液粘度及聚酰亚胺的酰亚胺化率是通过以下方法来测定。
[聚合体的溶液粘度]
聚合体的溶液粘度是使用E型粘度计在25℃下测定。
[聚酰亚胺的酰亚胺化率]
将聚酰亚胺的溶液投入纯水中，将所得的沉淀在室温下充分减压干燥后，溶解于氘代二甲基亚砜中，以四甲基硅烷为基准物质，在室温下进行氢谱核磁共振(1H-NuclearMagneticResonance，1H-NMR)测定。根据所得的1H-NMR光谱，利用下述数式(a)求出酰亚胺化率[％]。
酰亚胺化率[％]＝(1-(β1/(β2×α)))×100…(a)
(数式(a)中，β1是化学位移10ppm附近出现的NH基的质子来源的波峰面积，β2是其他质子来源的波峰面积，α是聚合体的前体(聚酰胺酸)中相对于NH基的一个质子的其他质子的个数比例。)
＜化合物的简称＞
以下示出下述例子中所使用的化合物的简称。此外，以下为了方便起见，有时将“式(X)所表示的化合物”(X为符号)简单表示为“化合物(X)”。
[四羧酸二酐]
[化24]
Figure BDA0003659960630000231
[二胺]
·特定二胺B
[化25]
Figure BDA0003659960630000241
[化26]
Figure BDA0003659960630000242
·特定二胺A
[化27]
Figure BDA0003659960630000243
·其他二胺
[化28]
Figure BDA0003659960630000251
[化29]
Figure BDA0003659960630000252
＜聚合体的合成＞
1.聚酰亚胺的合成
[合成例2]
将作为二胺的化合物(DB-1)50摩尔份及化合物(DC-11)50摩尔份溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，加入作为四羧酸二酐的化合物(TA-1)100摩尔份，在40℃下反应24小时，由此获得含有15质量％的聚酰胺酸的溶液。继而，在所获得的聚酰胺酸溶液中追加NMP，并添加相对于源自聚酰胺酸所具有的四羧酸二酐的羧基而各为1.80摩尔当量的吡啶及乙酸酐，在80℃下进行4小时脱水闭环反应。在脱水闭环反应后，利用新的NMP对体系内的溶媒进行溶媒置换，进而进行浓缩，由此获得含有15质量％的、酰亚胺化率为80％的聚酰亚胺(将其设为聚合体(PI-1))的溶液。分取少量的此溶液，加入NMP而制成浓度10质量％的溶液，对此溶液进行测定而得的溶液粘度为100mPa·s。
[合成例3～合成例11、合成例13～合成例17]
将聚合中所使用的四羧酸二酐及二胺的种类及量如表1中所记载那样进行变更，除此方面以外，与合成例2同样地进行聚合，分别获得含有作为聚酰亚胺的聚合体(PI-2)～聚合体(PI-10)、聚合体(PI-12)～聚合体(PI-16)的溶液。此外，聚合是以使聚合体浓度10质量％的NMP溶液的粘度成为40mPa·s～100mPa·s的方式，将二胺与四羧酸二酐的摩尔比(二胺/四羧酸二酐)调整为0.85～1.0来实施。表1中，酸二酐的数值表示相对于合成中所使用的四羧酸二酐的总量100摩尔份而言的各化合物的比例(摩尔份)。二胺的数值表示相对于合成中所使用的二胺的总量100摩尔份而言的各化合物的比例(摩尔份)。
[合成例12]
将作为二胺的化合物(DA-6)20摩尔份及化合物(DB-4)80摩尔份溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，加入作为四羧酸二酐的化合物(TA-1)80摩尔份及化合物(TA-3)20摩尔份，在40℃下反应24小时，由此获得含有15质量％的聚酰胺酸的溶液。继而，对所获得的聚酰胺酸溶液进行180℃、2小时的脱水闭环反应。脱水闭环反应后，利用新的NMP对系统内的溶媒进行溶媒置换，进而进行浓缩，由此获得含有15质量％的、酰亚胺化率为100％的聚酰亚胺(将其设为聚合体(PI-11))的溶液。分取少量的此溶液，加入NMP而制成浓度10质量％的溶液，对此溶液进行测定而得的溶液粘度为80mPa·s。
2.聚酰胺酸的合成
[合成例1]
将作为二胺的化合物(DA-1)50摩尔份及化合物(DB-1)50摩尔份溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，加入作为四羧酸二酐的化合物(TA-1)100摩尔份，在40℃下反应24小时，由此获得含有15质量％的聚酰胺酸(将其设为聚合体(PA-1))的溶液。
[合成例18～合成例25]
将聚合中所使用的四羧酸二酐及二胺的种类及量如表2中所记载那样进行变更，除此方面以外，与合成例1同样地进行聚合，分别获得含有作为聚酰胺酸的聚合体(PA-2)～聚合体(PA-9)的溶液。此外，聚合是以使聚合体浓度10质量％的NMP溶液的粘度成为40mPa·s～100mPa·s的方式，将二胺与四羧酸二酐的摩尔比(二胺/四羧酸二酐)调整为0.85～1.0来实施。表2中，酸二酐的数值表示相对于合成中所使用的四羧酸二酐的总量100摩尔份而言的各化合物的比例(摩尔份)。二胺的数值表示相对于合成中所使用的二胺的总量100摩尔份而言的各化合物的比例(摩尔份)。
[表1]
Figure BDA0003659960630000271
[表2]
Figure BDA0003659960630000272
＜液晶元件的制造及评价＞
[实施例1：FFS型液晶显示元件]
1.液晶取向剂的制备
使用合成例9中所获得的聚合体(PI-8)的溶液，通过NMP及丁基溶纤剂(butylcellosolve，BC)进行稀释，制成溶媒组成为NMP/BC＝80/20(质量比)、固体成分浓度为3.5质量％的溶液。利用孔径0.2μm的过滤器对此溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂(AL-1)。
2.密接性的评价
使用旋转器将液晶取向剂(AL-1)涂布于玻璃基板上，利用80℃的加热板进行2分钟预烘烤后，利用对箱内进行了氮气置换的230℃的烘箱进行30分钟加热(后烘烤)，由此形成平均膜厚0.10μm的涂膜。通过重复与此相同的操作，制作两片形成有涂膜的玻璃基板。在形成有涂膜的一片玻璃基板的涂膜上，以宽度成为1mm的方式涂布ODF密封剂(积水化学公司制造，S-WB42)，并以与ODF密封剂接触的方式贴合另一片玻璃基板的涂膜。然后，使用金属卤化物灯照射30,000J/m2(以365nm换算)的光后，在120℃的烘箱中加热1小时。然后，使用今田制作所的拉伸压缩试验机(型号：SDWS-0201-100SL)测定密接力，由此评价膜对基板的密接性。评价中，将密接力为175N/cm2以上的情况设为“良好(◎)”，将密接力为125N/cm2以上且小于175N/cm2的情况设为“可(○)”，将密接力小于125N/cm2的情况设为“不良(×)”。其结果，在此实施例中，密接力为160N/cm2，为密接性“可(○)”的评价。
3.耐高温高湿性的评价
(1)评价用液晶单元的制造
使用旋转器将上述中所制备的液晶取向剂(AL-1)涂布于包含ITO膜的带透明电极的玻璃基板的透明电极面上，利用80℃的加热板进行1分钟预烘烤。然后，在对箱内进行了氮气置换的烘箱中，以230℃加热1小时而形成膜厚0.1μm的涂膜。重复进行相同的操作，制成一对(两片)具有液晶取向膜的基板。
通过网版印刷将装入有直径3.5μm的氧化铝球的环氧树脂接着剂涂布于所述基板中的一片基板的具有液晶取向膜的面的外周，然后使一对基板的液晶取向膜面相向并压接，在150℃下历时1小时使接着剂热硬化。继而，自液晶注入口向基板间的间隙中填充负型液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)，然后利用环氧系接着剂将液晶注入口密封。进而，为了去除液晶注入时的流动取向，而将其在130℃下加热后缓缓冷却至室温为止，从而获得评价用液晶单元。
(2)电压保持率(voltage holding ratio，VHR)的测定
对于在所述(1)中制造出的评价用液晶单元，立即在60℃的温度下，以60微秒的施加时间、167毫秒的跨度施加5V的电压，然后测定自解除施加起167毫秒后的电压保持率(初始电压保持率VH1)。测定装置使用东阳特克尼卡(TOYO Corporation)(股份)制造的品名“VHR-1”。继而，将测定初始电压保持率VH1之后的评价用液晶单元在设定为85℃、湿度85％的烘箱中保管300小时后，与初始电压保持率VH1同样地测定电压保持率。将其值设为赋予应力后电压保持率VH2。将利用下述数式(b)求出的电压保持率的减少比例设为ΔVHR(％)，利用ΔVHR评价耐高温高湿性。
ΔVHR＝(VH2/VH1)×100…(b)
评价中，将ΔVHR为80％以上的情况设为“良好(◎)”，将ΔVHR为60％以上且小于80％的情况设为“可(△)”，将ΔVHR小于60％的情况设为“不良(×)”。其结果，在此实施例1中，ΔVHR＝80％，为“良好(◎)”的评价。
4.膜强度(耐摩擦性)的评价
使用旋转器将所述1.中所制备的液晶取向剂(AL-1)涂布于玻璃基板上，利用110℃的加热板加热(预烘烤)3分钟。然后，利用对箱内进行了氮气置换的230℃的烘箱进行30分钟干燥(后烘烤)，形成平均膜厚0.08μm的涂膜，并使用雾度计(hazemeter)测定涂膜的雾度值。继而，对于所述涂膜，利用具有卷绕有棉布的辊的摩擦机器，以辊转速1000rpm、平台移动速度3cm/秒、毛压入长度0.3mm实施五次摩擦处理。然后，使用雾度计测定液晶取向膜的雾度值，计算出与摩擦处理前的雾度值的差(雾度变化值)。在将摩擦处理前的膜的雾度值设为Hz1(％)、将摩擦处理后的膜的雾度值设为Hz2(％)的情况下，雾度变化值由下述数式(c)表示。
雾度变化值(％)＝Hz2-Hz1…(c)
将液晶取向膜中的雾度变化值小于1.0的情况评价为“良好(◎)”，将雾度变化值为1.0以上、1.5以下的情况评价为“可(△)”，将雾度变化值大于1.5的情况评价为“不良(×)”。若雾度变化值为1.5以下(更优选为小于1.0)，则可谓膜强度充分高而耐摩擦性高，即膜的力学特性良好。其结果，在此实施例中为膜强度“良好(◎)”的评价。
5.使用摩擦法的FFS型液晶显示元件的制造
准备在单面依序层叠有平板电极(底部电极)、绝缘层及梳齿状电极(顶部电极)的玻璃基板(设为第一基板)、以及未设置电极的玻璃基板(设为第二基板)。继而，利用旋转器将液晶取向剂(AL-1)分别涂布于第一基板的电极形成面及第二基板的单面，利用110℃的加热板加热(预烘烤)3分钟。然后，利用对箱内进行了氮气置换的230℃的烘箱进行30分钟干燥(后烘烤)，形成平均膜厚0.08μm的涂膜。继而，利用具有卷绕有人造丝布的辊的摩擦机器，以辊转速1000rpm、平台移动速度3cm/秒、毛压入长度0.3mm进行摩擦处理。然后，在超纯水中进行1分钟超声波清洗，继而在100℃洁净烘箱中干燥10分钟，由此获得具有液晶取向膜的一对基板。
继而，对于具有液晶取向膜的一对基板，在形成有液晶取向膜的面的缘部留出液晶注入口，对装入有直径3.5μm的氧化铝球的环氧树脂接着剂进行网版印刷涂布。然后，将基板重叠压接，在150℃下历时1小时使接着剂热硬化。继而，自液晶注入口向一对基板间的间隙中填充负型液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)，然后利用环氧系接着剂将液晶注入口密封。进而，为了去除液晶注入时的流动取向，而将其在120℃下加热后缓缓冷却至室温为止，从而制造液晶单元。此外，在将一对基板重叠时，使各基板的摩擦方向成为反平行。接着，在液晶单元中的基板的外侧两面贴合偏光板，从而获得摩擦FFS型液晶显示元件。
6.电荷蓄积量(RDC)的评价
使用所述5.中所制造的摩擦FFS型液晶显示元件，在71℃下施加10分钟的2V的直流电压后，进行0.2秒的短路，然后保持开放状态10分钟，通过介电吸收法测定此时的液晶显示元件内所蓄积的电压。评价中，将电荷蓄积量为0.1V以下的情况设为“良好(◎)”，将电荷蓄积量大于0.1V且为0.2V以下的情况设为“可(○)”，将电荷蓄积量大于0.2V的情况设为“不良(×)”。其结果，在此实施例中为电荷蓄积量“可(〇)”的评价。
7.液晶取向性的评价
将所述5.中所制造的摩擦FFS型液晶显示元件在27,000cd/m2的高亮度背光上静置500小时，利用背光照射前后的延迟变化率评价液晶取向性。首先，对于所述5.中所制造的FFS型液晶显示元件，利用光科学(Optoscience)公司制造的奥克斯堪(Axoscan)测定延迟，并利用下述数式(d)算出背光照射前后的延迟的变化率α。变化率α越小，则可谓液晶取向性越良好。将变化率α为1％以下的情况设为“良好(◎)”，将变化率α大于1％且为2％以下的情况设为“可(○)”，将变化率α大于2％的情况设为“不良(×)”。
α＝(Δθ/θ1)×100…(d)
(式(d)中，Δθ表示照射前后的延迟差，θ1表示照射前的延迟值。)
其结果，此实施例的液晶取向性为“良好(◎)”的评价。
8.使用光取向法的FFS型液晶显示元件的制造
准备与所述5.相同的第一基板及第二基板。继而，利用旋转器将液晶取向剂(AL-1)分别涂布于第一基板的电极形成面及第二基板的其中一个基板面上，并利用80℃的加热板加热(预烘烤)1分钟。然后，在对箱内进行了氮置换的230℃的烘箱中，进行30分钟干燥(后烘烤)，而形成平均膜厚0.1μm的涂膜。使用Hg-Xe灯自基板法线方向对所获得的涂膜照射包含经直线偏光的254nm的明线的紫外线1,000J/m2而进行光取向处理。此外，所述照射量是使用以波长254nm为基准而测量的光量计进行测量而得的值。继而，将实施了光取向处理的涂膜在230℃的洁净烘箱中加热30分钟而进行热处理，形成液晶取向膜。
接着，对于形成有液晶取向膜的一对基板中的其中一个基板，在具有液晶取向膜的面的外缘，通过丝网印刷涂布装入有直径3.5μm的氧化铝球的环氧树脂接着剂。然后，以光照射时的偏光轴在基板面上的投影方向成为反平行的方式，将基板重叠压接，在150℃下历时1小时使接着剂进行热硬化。继而，自液晶注入口将负型液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)填充至一对基板间后，利用环氧系接着剂将液晶注入口密封，获得液晶单元。进而，为了将液晶注入时的流动取向除去，将其在120℃下加热后缓缓冷却至室温。然后，将偏光板贴合于液晶单元的基板的外侧两面，获得光取向FFS型液晶显示元件。另外，分别将后烘烤后的紫外线照射量在100J/m2～10,000J/m2的范围内进行变更而实施所述一系列的操作，由此制造紫外线照射量不同的三个以上的液晶显示元件，将示出最良好的取向特性的曝光量(最佳曝光量)的液晶显示元件用于以下评价。
9.电荷蓄积量(RDC)的评价
对于所述8.中所制造的光取向FFS型液晶显示元件，与所述6.同样地进行RDC测定并进行评价。其结果，在此实施例中为“可(○)”的评价。
10.液晶取向性的评价
对于所述8.中所制造的光取向FFS型液晶显示元件，与所述7.同样地评价液晶取向性。其结果，在此实施例中为“良好(◎)”的评价。
[实施例2～实施例13及比较例1～比较例6]
除了将液晶取向剂的组成变更为如表3所示以外，与实施例1同样地制备液晶取向剂。另外，使用所获得的液晶取向剂，与实施例1同样地制造FFS型液晶单元及FFS型液晶显示元件，进行各种评价。将它们的结果示于表3中。此外，在实施例5～实施例12及比较例3中，作为聚合体成分而使用了两种聚合体。在实施例13中，作为聚合体成分而使用了三种聚合体。在实施例4、实施例6中，通过摩擦法制造FFS型液晶显示元件，且未通过光取向法制造FFS型液晶显示元件。表3中，聚合体一栏的数值表示液晶取向剂的制备中所使用的各聚合体相对于聚合体成分的总量100质量份的、以固体成分计的调配比例(质量份)。
[表3]
Figure BDA0003659960630000311
如表3所示，关于实施例1～实施例13的液晶取向剂，膜的密接性、耐高温高湿性及膜强度的评价均为良好或可，取得了各种特性的平衡。另外，使用实施例1～实施例13的液晶取向剂而形成的液晶取向膜的蓄积电荷也少，液晶取向性也良好。
与此相对，使用聚酰胺酸(P)代替聚酰亚胺(P)的比较例1中，膜的耐高温高湿性不良。另外，使用了不具有结构单元(I)及结构单元(II)中的一者或两者的聚酰亚胺的比较例2～比较例6中，在膜的密接性、耐高温高湿性及膜强度方面，至少任一个特性不良。

Claims (8)

1.一种液晶取向剂，含有聚酰亚胺，所述聚酰亚胺包含：结构单元(I)，具有下述式(1)所表示的部分结构；以及结构单元(II)，其中，所述结构单元(I)除外，具有碳数5以上的亚烷基结构或碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4-、-NR4-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构，R4为氢原子或一价有机基，
*-Ar1-X1-R1-X2-Ar2-* (1)
式(1)中，Ar1及Ar2分别独立地为二价芳香环基；X1及X2分别独立地为-NR2-、-O-、-S-、*1-NR2-CO-或*1-O-CO-；“*1”表示与Ar1或Ar2键结的键结键；R1为碳数2以上的烷二基或在碳数2以上的烷二基的碳-碳键间包含-NR3-、-O-、-S-、-CO-NR3-、-NR3-CO-、-COO-或-OCO-的二价基；R2及R3分别独立地为氢原子或一价有机基；“*”表示键结键。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述聚酰亚胺的酰亚胺化率为30％以上。
3.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述结构单元(II)具有碳数5以上的亚烷基结构或碳数5以上的亚烷基结构所具有的至少一个亚甲基以相互不相邻的条件经选自由-COO-、-OCO-、-O-、-CO-NR4a-、-NR4a-CO-、-NR4-及-CO-所组成的群组中的相同或不同的基取代而成的部分结构，R4为氢原子或一价有机基；R4a为一价热脱离性基。
4.根据权利要求1所述的液晶取向剂，还含有包含具有下述式(3)所表示的部分结构的结构单元、且与所述聚酰亚胺不同的聚合体，
Figure FDA0003659960620000011
式(3)中，Ar3、Ar4及R5满足以下的(i)、(ii)或(iii)，
(i)Ar3及Ar4分别独立地为二价芳香环基；R5为氢原子或一价有机基；
(ii)Ar3及Ar4表示它们相互结合并与Ar3所具有的芳香环、-NR5-及Ar4所具有的芳香环一起构成的含氮缩合环结构；R5为氢原子或一价有机基；
(iii)Ar3及R5表示它们相互结合并与Ar3所具有的芳香环、R5及R5所键结的氮原子一起构成的含氮缩合环结构；Ar4为二价芳香环基；
“*”表示键结键。
5.根据权利要求1所述的液晶取向剂，更含有选自由聚酰胺酸及聚酰胺酸酯所组成的群组中的至少一种聚合体(Q)。
6.根据权利要求5所述的液晶取向剂，含有包含具有下述式(3)所表示的部分结构的结构单元的聚合体作为所述聚合体(Q)，
Figure FDA0003659960620000021
式(3)中，Ar3、Ar4及R5满足以下的(i)、(ii)或(iii)，
(i)Ar3及Ar4分别独立地为二价芳香环基；R5为氢原子或一价有机基；
(ii)Ar3及Ar4表示它们相互结合并与Ar3所具有的芳香环、-NR5-及Ar4所具有的芳香环一起构成的含氮缩合环结构；R5为氢原子或一价有机基；
(iii)Ar3及R5表示它们相互结合并与Ar3所具有的芳香环、R5及R5所键结的氮原子一起构成的含氮缩合环结构；Ar4为二价芳香环基；
“*”表示键结键。
7.一种液晶取向膜，使用如权利要求1至6中任一项所述的液晶取向剂而形成。
8.一种液晶元件，包括如权利要求7所述的液晶取向膜。
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