CN117384652A - 液晶取向剂及其制造方法、液晶取向膜、以及液晶元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶取向剂及其制造方法、液晶取向膜、以及液晶元件。液晶取向剂含有：聚合物(P)，为选自由聚酰亚胺及聚酰胺酸所组成的群组中的至少一种；及化合物(C)(其中，聚合物除外)，沸点为230℃以上，具有碳数5以上的链状烃结构及碳数5以上的脂肪族环中的至少任一个，且不具有选自由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基苯基、异丙烯基、马来酰亚胺基、氧杂环丙基、氧杂环丁基、噁唑啉基、碳二酰亚胺基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、酸性官能基、碱性官能基、极性官能基及热脱离性官能基所组成的群组中的官能基，相对于聚合物成分的合计量100质量份，化合物(C)的含量为1质量份以上且180质量份以下。

Description

液晶取向剂及其制造方法、液晶取向膜、以及液晶元件
技术领域
本发明涉及一种液晶取向剂及其制造方法、液晶取向膜、以及液晶元件。
背景技术
液晶元件通常包括具有使液晶层中的液晶分子在一定方向上取向的功能的液晶取向膜。液晶取向膜通常是通过将使聚合物成分溶解于有机溶媒中而成的液晶取向剂涂布于基板表面，优选为进行加热而形成。
近年来，大画面且高精细的液晶电视成为主体，另外，智能手机或平板个人计算机(personal computer，PC)等等小型显示终端得到普及，对于液晶元件的高品质化的要求较以往而进一步提高。因此，为了改善液晶取向膜的性能并使液晶元件的各种特性优异，提出有各种液晶取向剂(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1中公开有：通过使液晶取向剂含有聚酰胺酸，即将包含N,N'-双(2-((5-氨基吡啶-2-基)氨基)乙基)脲等含氮二胺的二胺化合物与四羧酸二酐反应而获得的聚酰胺酸，而平衡良好地改善涂膜的光反应性或耐摩擦性、液晶取向性、伴随施加交流电压的残像(交流(Alternating Current，AC)残像)的减少及电压保持率。此外，AC残像为由于初始取向的方向因液晶元件的长时间驱动而从液晶元件的制造当初的方向偏离而产生的残像。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2018-200439号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
作为减少AC残像的方法之一，认为有如专利文献1那样通过使用能够将直链结构导入聚合物的主链中的单量体而促进由加热引起的分子链的再取向或由摩擦处理引起的分子链的延伸。另一方面，认为在促进分子链的延伸的情况下，液晶取向膜的力学特性降低。就液晶元件的进一步高品质化的观点而言，要求在维持液晶取向膜的力学特性的同时，即便在长时间驱动后，也不易产生AC残像且液晶取向性良好。
本发明是鉴于所述课题而成的，主要目的在于提供一种液晶取向剂，其可获得在维持液晶取向膜的力学特性的同时液晶取向性优异的液晶元件。
[解决问题的技术手段]
通过本发明，可提供以下手段。
〔手段1〕一种液晶取向剂，含有：聚合物(P)，为选自由聚酰亚胺及聚酰胺酸所组成的群组中的至少一种；及化合物(C)(其中，聚合物除外)，沸点为230℃以上，具有碳数5以上的链状烃结构及碳数5以上的脂肪族环中的至少任一个，且不具有选自由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基苯基、异丙烯基、马来酰亚胺基、氧杂环丙基、氧杂环丁基、噁唑啉基、碳二酰亚胺基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、酸性官能基、碱性官能基、极性官能基及热脱离性官能基所组成的群组中的官能基，相对于聚合物成分的合计量100质量份，所述化合物(C)的含量为1质量份以上且180质量份以下。
〔手段2〕根据〔手段1〕所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)为具有环状结构的化合物，且在分子内具有两个以上的环元数6的单环，或在分子内具有一个以上的构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环，或者在分子内具有构成稠环的多个环中的一个为6元环的稠环与环元数6的单环各一个以上作为所述环状结构。
〔手段3〕根据〔手段2〕所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)为下述式(3)所表示的化合物。
[化1]
(式(3)中，A1为具有环元数6且碳数5以上的单环式脂肪族环、环元数6的单环式芳香族环或构成稠环的多个环中的一个以上为6元环的稠环的二价环状基；A2为具有环元数5或6且碳数5以上的单环式脂肪族环、环元数6的单环式芳香族环或构成稠环的多个环中的一个以上为6元环的稠环的二价环状基；Y1为单键或二价连结基；R1为碳数1～10的烷基、碳数1～10的直链状烯基或碳数1～10的烷氧基；R2为氟原子、氰基、碳数1～10的烷基、碳数1～10的氟烷基、碳数1～10的直链状烯基或碳数1～10的烷氧基；n为0～4的整数；其中，在n为0的情况下，A2为具有构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环的二价环状基；在式中的A1及A2均不具有碳数5以上的脂肪族环的情况下，R1及R2中的至少任一个为碳数5～10的烷基、碳数5～10的直链状烯基或碳数5～10的烷氧基；在A2为环元数5的单环式脂肪族环的情况下，n为2以上，或n为1且A1为具有构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环的二价环状基；在n为2以上的情况下，多个A1相同或不同，多个Y1相同或不同)
〔手段4〕根据〔手段2〕或〔手段3〕所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)具有选自由环元数5或6的单环式脂肪族烃环、环元数6且碳数5的单环式脂肪族杂环、构成稠环的多个环中的一个以上为环元数6且碳数5以上的脂肪族环的脂肪族稠环及碳数5以上的直链状烯基所组成的群组中的至少一种。
〔手段5〕根据〔手段1〕所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)为选自由碳数5以上的链状或环状的饱和脂肪族烃化合物、在链状饱和脂肪族烃中的碳-碳键间包含-O-的碳数5以上的化合物及在脂肪族环或芳香族环上键结有碳数5以上的一价链状饱和脂肪族烃基的化合物所组成的群组中的至少一种。
〔手段6〕根据〔手段1〕至〔手段5〕中任一项所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)的沸点为250℃以上。
〔手段7〕根据〔手段1〕至〔手段6〕中任一项所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)具有选自由下述式(1)所表示的部分结构及下述式(2)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种。
[化2]
(式(1)中，X1为源自脂肪族四羧酸二酐的四价基；X2为二价有机基；式(2)中，X3为源自脂肪族四羧酸二酐的四价基；X4为具有热脱离性官能基的二价有机基)
〔手段8〕根据〔手段7〕所述的液晶取向剂，其中，所述X1及X3为具有取代环丁烷环结构的四价基。
〔手段9〕根据〔手段7〕或〔手段8〕所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)具有选自由所述式(1)所表示的部分结构及所述式(2)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种，
所述化合物(C)为如下化合物：在分子内具有两个以上的环元数6的单环，或在分子内具有一个以上的构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环，或者在分子内具有构成稠环的多个环中的一个为6元环的稠环与环元数6的单环各一个以上，且不具有选自由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基苯基、异丙烯基、马来酰亚胺基、氧杂环丙基、氧杂环丁基、噁唑啉基、碳二酰亚胺基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、酸性官能基、碱性官能基、极性官能基及热脱离性官能基所组成的群组中的官能基的任一个。
〔手段10〕根据〔手段1〕至〔手段9〕中任一项所述的液晶取向剂，还含有交联剂。
〔手段11〕根据〔手段1〕至〔手段10〕中任一项所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)包含聚酰胺酸，所述聚酰胺酸不具有源自具有热脱离性官能基的二胺的部分结构。
〔手段12〕一种液晶取向剂的制造方法，制造根据〔手段2〕至〔手段4〕及〔手段9〕中任一项所述的液晶取向剂，且所述方法中，将包含所述聚合物(P)的聚合物溶液与包含所述化合物(C)的液晶组合物混合。
〔手段13〕一种液晶取向膜，使用根据〔手段1〕至〔手段11〕中任一项所述的液晶取向剂而形成。
〔手段14〕一种液晶元件，包括根据〔手段13〕所述的液晶取向膜。
〔手段15〕根据〔手段14〕所述的液晶元件，包括含有所述化合物(C)的液晶层。
[发明的效果]
通过本发明的液晶取向剂，可获得在维持液晶取向膜的力学特性的同时液晶取向性优异的液晶元件。
具体实施方式
《液晶取向剂》
本公开的液晶取向剂含有聚合物(P)及化合物(C)。以下，对本公开的液晶取向剂中所含的各成分及视需要任意调配的其他成分进行说明。此外，关于各成分，只要未特别提及，则可单独使用一种，也可组合使用两种以上。
这里，在本说明书中，所谓“烃基”是包含链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基的含义。所谓“链状烃基”，是指主链不含环状结构，仅包含链状结构的直链状烃基及分支状烃基。其中，链状烃基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，不含芳香族环结构的烃基。其中，脂环式烃基无需仅包含脂环式烃的结构，也包括在其一部分中具有链状结构的基。所谓“芳香族烃基”，是指包含芳香族环结构作为环结构的烃基。其中，芳香族烃基无需仅包含芳香族环结构，也可在其一部分中包含链状结构或脂环式烃的结构。“芳香族环”是包含芳香族烃环及芳香族杂环的含义。芳香族环可为单环式也可为多环式。“脂肪族环”是包含脂肪族烃环及脂肪族杂环的含义。脂肪族环可为单环式也可为多环式。所谓“有机基”，是指从包含碳的化合物(即，有机化合物)中去除任意的氢原子而成的原子团。所谓“环状基”，是指从经取代或未经取代的环的环部分去除n个氢原子而成的n价基。
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。可容许所述“主干”部分包含环结构。例如，所谓“在主链中具有特定结构”，是指所述特定结构构成主链的一部分。所谓“侧链”，是指从聚合物的“主干”的部分分支的部分。“(甲基)丙烯酰”是包含丙烯酰及甲基丙烯酰的用语，“(甲基)丙烯酸酯”是包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的用语。
＜聚合物(P)＞
聚合物(P)为选自由聚酰亚胺及聚酰胺酸所组成的群组中的至少一种。就可获得液晶取向性良好的液晶元件的方面而言，聚合物(P)优选为具有选自由下述式(1)所表示的部分结构及下述式(2)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种。
[化3]
(式(1)中，X1为源自脂肪族四羧酸二酐的四价基；X2为二价有机基；式(2)中，X3为源自脂肪族四羧酸二酐的四价基；X4为具有热脱离性官能基的二价有机基)
·关于X1及X3
在所述式(1)中，提供X1及X3的脂肪族四羧酸二酐可为链状也可为环状。此外，脂肪族四羧酸二酐中，以下将脂肪族烃部分为链状的化合物称为“链状四羧酸二酐”，将在脂肪族烃部分具有环状结构的化合物称为“脂环式四羧酸二酐”。
作为链状四羧酸二酐的具体例，可列举1,2,3,4-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的具体例，可列举：1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、取代环丁烷四羧酸二酐、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。此外，脂肪族四羧酸二酐只要是四羧酸二酐所具有的两个酸酐基键结于脂肪族烃结构即可，只要两个酸酐基键结于链状或环状的脂肪族结构，则也可具有芳香族环结构。
取代环丁烷四羧酸二酐为1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐所具有的一个以上的氢原子经取代基取代而成的化合物。取代环丁烷四羧酸二酐由下述式(t)表示。
[化4]
(式(t)中，R5及R7分别独立地为氢原子或碳数1～3的烷基，或者表示R5与R7相互结合并与R5所键结的碳及R7所键结的碳一起构成的碳数4～7的脂肪族环结构；其中，R5及R7不会同时为氢原子；R6及R8分别独立地为氢原子或碳数1～3的烷基，或者表示R6与R8互相结合并与R6所键结的碳及R8所键结的碳一起构成的碳数4～7的脂肪族环结构)
作为取代环丁烷四羧酸二酐的具体例，可列举下述式(t-1)～式(t-6)各自所表示的化合物。
[化5]
就液晶取向性的观点而言，X1及X3所表示的基优选为源自脂环式四羧酸二酐的四价基，就可在应用光取向法时获得显示出优异的液晶取向性的液晶取向膜的方面而言，更优选为具有取代环丁烷环结构的四价基。取代环丁烷环结构所具有的取代基优选为碳数1～3的烷基，更优选为甲基。作为X1及X3所表示的基为具有取代环丁烷环结构的四价基时的具体例，可列举下述式(x-1)～式(x-6)各自所表示的基。
[化6]
(式(x-1)～式(x-6)中，“*”表示键结键)
就可进一步提高使用液晶取向剂而形成的涂膜的光反应性的方面而言，所述中，X1及X3所表示的基特别优选为式(x-2)所表示的基(即，源自1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐的四价基)。
·关于X2
X2所表示的二价有机基为源自二胺的基。提供X2的二胺可使用用于获得液晶取向膜的聚酰胺酸或聚酰亚胺的合成中所使用的公知的二胺。作为提供X2的二胺，可列举：脂肪族二胺、芳香族二胺及二氨基有机硅氧烷等。作为脂肪族二胺，可列举链状二胺及脂环式二胺。
关于提供X2的二胺的具体例，作为链状二胺，可列举间苯二甲胺(meta-xylylenediamine)、六亚甲基二胺等。作为脂环式二胺，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，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-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、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,6-双(4-氨基苯氧基)己烷、3,5-二氨基苯甲酸、6,6'-(五亚甲基二氧基)双(3-氨基吡啶)、双[2-(4-氨基苯基)乙基]己二酸、4,4'-二氨基二苯基醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、4,4'-(亚苯基二亚异丙基)双苯胺、1-(4-氨基苯氧基)-2-(4-(4'-氨基苯基)苯氧基)乙烷、下述式(d-1)～式(d-26)所表示的含氮二胺等主链型二胺；
[化7]
[化8]
[化9]
(式中的“Boc”表示叔丁氧基羰基)
十六烷氧基-2,4-二氨基苯、十八烷氧基-2,4-二氨基苯、十八烷氧基-2,5-二氨基苯、胆甾烷基氧基-3,5-二氨基苯、胆甾醇基氧基-3,5-二氨基苯、胆甾烷基氧基-2,4-二氨基苯、胆甾醇基氧基-2,4-二氨基苯、3,5-二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、3,5-二氨基苯甲酸胆甾醇基酯、3,5-二氨基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3,6-双(4-氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷、3,6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、4-(4'-三氟甲氧基苯甲酰氧基)环己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、1,1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、3,5-二氨基苯甲酸＝5ξ-胆甾烷-3-基、下述式(E-1)所表示的化合物等侧链型二胺等。作为二氨基有机硅氧烷，可列举1,3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等。
[化10]
(式(E-1)中，XI及XII分别独立地为单键、-O-、*-COO-或*-OCO-(其中，“*”表示与二氨基苯基侧的键结键)；RI为碳数1～3的烷二基；RII为单键或碳数1～3的烷二基；RIII为碳数1～20的烷基、烷氧基、氟烷基或氟烷氧基；a为0或1；b为0～3的整数；c为0～2的整数；d为0或1；其中，1≦a+b+c≦3)
作为式(E-1)所表示的化合物，例如可列举下述式(E-1-1)～式(E-1-4)各自所表示的化合物等。
[化11]
·关于X4
X4所表示的二价有机基为源自具有热脱离性官能基的二胺的基。这里，所谓热脱离性官能基是对-NH-、-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-NH-CO-O-、羧基、羟基、硫醇基等官能基所具有的氢原子进行取代的基，且是因热而脱离并在氢原子上进行取代的基。热脱离性官能基优选为因膜形成时的后烘烤而脱离的基。
就提高减少伴随施加交流电压的残像(AC残像)的产生的效果的观点而言，所述中，X4所表示的二价有机基所具有的热脱离性官能基优选为对与氮原子键结的氢原子进行取代的基。具体而言，X4所表示的二价有机基优选为具有选自由-NR3-、-CO-NR3-及-NR3-CO-NR4-(R3及R4分别独立地为热脱离性官能基；以下相同)所组成的群组中的至少一种含氮官能基的基，更优选为在聚合物的主链中具有所述含氮官能基的基。
作为R3及R4所表示的热脱离性官能基，可列举：叔丁氧基羰基(Boc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、2-(三甲基硅烷基)乙氧基羰基、9-芴基甲基氧基羰基等。这些中，就基于热的脱离性优异且可减少所脱离的结构在膜中的残存量的方面而言，特别优选为Boc基。
提供X4的二胺(以下，也称为“含热脱离性基二胺”)只要具有热脱离性官能基，则并无特别限定，可为脂肪族二胺、芳香族二胺及二氨基有机硅氧烷的任一个。此外，脂肪族二胺包含链状二胺及脂环式二胺。就可进一步提高AC残像的减少效果的方面而言，含热脱离性基二胺优选为具有选自由-NR3-、-CO-NR3-及-NR3-CO-NR4-所组成的群组中的至少一种含氮官能基的二胺，更优选为在主链中具有所述含氮官能基的二胺。含热脱离性基二胺优选为芳香族二胺，作为其具体例，可列举所述式(d-5)、式(d-7)、式(d-11)、式(d-12)、式(d-19)、式(d-22)各自所表示的化合物。
聚合物(P)为选自由聚酰胺酸及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种。在聚合物(P)为聚酰胺酸的情况下，聚合物(P)优选为具有所述式(2)所表示的部分结构。在聚合物(P)为聚酰亚胺的情况下，聚合物(P)优选为具有选自由所述式(1)所表示的部分结构及所述式(2)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种。
本公开的液晶取向剂优选为含有具有选自由所述式(1)所表示的部分结构及所述式(2)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种的聚合物(以下，也称为“聚合物(P1)”)以及不具有源自具有热脱离性官能基的二胺的部分结构的聚酰胺酸(以下，也称为“聚合物(P2)”)作为聚合物(P)。认为：通过制成含有聚合物(P1)与聚合物(P2)作为聚合物(P)的液晶取向剂，可提高聚合物(P1)在涂膜表面中的存在比率，从而可提高由调配化合物(C)带来的改善效果。
在将聚合物(P2)调配于液晶取向剂中的情况下，相对于聚合物(P)100质量份，聚合物(P2)的含有比例优选为95质量份以下，更优选为90质量份以下，进而优选为90质量份以下。
·聚酰胺酸的合成
在聚合物(P)为聚酰胺酸的情况下，所述聚酰胺酸(以下，也称为“聚酰胺酸(P)”)可通过使四羧酸二酐及二胺与视需要的分子量调整剂一起反应来获得。
在聚酰胺酸(P)的合成反应中，作为四羧酸二酐，可使用脂肪族四羧酸二酐。聚酰胺酸(P)的合成中使用的四羧酸二酐优选为包含取代环丁烷四羧酸二酐。相对于聚酰胺酸(P)的合成中使用的四羧酸二酐的总量，取代环丁烷四羧酸二酐的使用比例优选为50摩尔％以上，更优选为60摩尔％以上。
另外，在合成聚酰胺酸(P)时，优选为使用含热脱离性基二胺作为二胺的至少一部分。就提高AC残像的减少效果的观点而言，相对于聚酰胺酸(P)的合成中使用的二胺的总量，含热脱离性基二胺的使用比例(在使用两种以上时为其合计量)优选为5摩尔％以上，更优选为10摩尔％以上。另外，相对于聚酰胺酸(P)的合成中使用的二胺的总量，含热脱离性基二胺的使用比例只要为100摩尔％以下即可，优选为90摩尔％以下。在聚酰胺酸(P)的合成反应中，作为二胺，可仅使用含热脱离性基二胺，也可仅使用与含热脱离性基二胺不同的二胺。另外，也可使用含热脱离性基二胺及与含热脱离性基二胺不同的二胺。作为与含热脱离性基二胺不同的二胺，例如可列举作为提供所述式(1)中的X2的二胺而例示的二胺中不具有热脱离性官能基的二胺。
在合成聚酰胺酸(P)时，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当量而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、环己基胺、正丁基胺等单胺化合物；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以及二胺的合计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。
在聚酰胺酸(P)的合成反应中，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。这些中，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四羧酸二酐及二胺的合计量相对于反应溶液的总量而成为0.1质量％～50质量％的量。
可通过所述聚合来获得溶解聚酰胺酸(P)而成的聚合物溶液。所述聚合物溶液可直接用于液晶取向剂的制备，也可在将聚合物溶液中所含的聚酰胺酸(P)分离后用于液晶取向剂的制备。就实现制造工序的简化的观点或与化合物(C)混合来制造液晶取向剂的观点而言，优选为将通过聚合而获得的聚合物溶液直接用于液晶取向剂的制备。
·聚酰亚胺的合成
在聚合物(P)为聚酰亚胺的情况下，所述聚酰亚胺(以下，也称为“聚酰亚胺(P)”)可通过如下方式来获得：通过使四羧酸二酐及二胺与视需要的分子量调整剂一起反应来合成聚酰胺酸，继而，对聚酰胺酸进行脱水闭环而进行酰亚胺化。在酰亚胺化中可使用所述聚酰胺酸(P)。即，酰亚胺化中使用的聚酰胺酸可为包含脂肪族四羧酸二酐的四羧酸二酐与包含含热脱离性基二胺的二胺的反应生成物。另外，酰亚胺化中使用的聚酰胺酸可为仅使用芳香族四羧酸二酐作为四羧酸二酐而获得的聚合物，也可为仅使用不含含热脱离性基二胺的二胺作为二胺而获得的聚合物。作为基于所述反应所得的反应生成物的聚酰胺酸优选为包含源自取代环丁烷四羧酸二酐的结构单元。相对于聚酰胺酸(P)的合成中使用的四羧酸二酐的总量，取代环丁烷四羧酸二酐的使用比例优选为50摩尔％以上，更优选为60摩尔％以上。
聚酰亚胺(P)优选为酰亚胺化率为20％～90％，更优选为30％～85％。此外，酰亚胺化率是以百分率来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言所占的比例。
聚酰胺酸的脱水闭环优选为通过如下方法来进行：相对于溶解于有机溶媒中的聚酰胺酸，在所述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、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，可列举作为用于合成聚酰胺酸(P)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。此外，含有聚酰亚胺(P)的反应溶液可直接用于液晶取向剂的制备。另外，也可从反应溶液中分离出聚酰亚胺(P)，并将分离出的聚酰亚胺(P)用于液晶取向剂的制备。聚酰亚胺(P)也可通过聚酰胺酸酯的脱水闭环来获得。
在制成浓度为10质量％的溶液时，聚合物(P)的溶液粘度优选为具有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)是对于使用聚合物(P)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10质量％的聚合物溶液，使用E型旋转粘度计在25℃下测定而得的值。
聚合物(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。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所含的固体成分的总量(即，液晶取向剂中所含的溶媒以外的成分的合计质量)，液晶取向剂中的聚合物(P)的含有比例优选为5质量％以上，更优选为10质量％以上。另外，相对于液晶取向剂中所含的固体成分的总量，聚合物(P)的含有比例优选为70质量％以下，更优选为50质量％以下。
＜化合物(C)＞
化合物(C)是沸点为230℃以上且具有碳数5以上的链状烃结构及碳数5以上的脂肪族环中的至少任一个的化合物。其中，化合物(C)也不具有选自由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基苯基、异丙烯基、马来酰亚胺基、氧杂环丙基、氧杂环丁基、噁唑啉基、碳二酰亚胺基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、酸性官能基(具体而言为酚性羟基、羧基、磷酸基、磺酸基)、碱性官能基(具体而言为氨基、脒基、胍基、含氮芳香族杂环基)、极性官能基及热脱离性官能基所组成的群组中的任一官能基(以下，也称为“特定官能基”)。
此外，化合物(C)为与聚合物不同且不具有分子量分布的低分子化合物。化合物(C)的分子量例如为1,200以下，优选为1,000以下，更优选为800以下。
作为化合物(C)所具有的碳数5以上的链状烃结构的具体例，可列举：碳数5～30的直链状或分支状的饱和烃结构、碳数5～30的直链状或分支状的不饱和烃结构。就可使液晶元件的液晶取向性更良好的方面而言，这些中，化合物(C)所具有的碳数5以上的链状烃结构优选为链状亚烷基结构或直链状烯基结构，更优选为直链状亚烷基结构或直链状烯基结构。
化合物(C)所具有的碳数5以上的脂肪族环可为单环也可为稠环。另外，也可为烃环及杂环的任一个。作为这些的具体例，可列举：碳数5～12的饱和或不饱和的单环式脂肪族烃环、碳数5～12的饱和或不饱和的单环式脂肪族杂环、碳数5～20的饱和或不饱和的稠环式脂肪族烃环及碳数5～20的饱和或不饱和的稠环式脂肪族杂环。在化合物(C)具有稠环作为碳数5以上的脂肪族环的情况下，所述稠环中，构成稠环的两个以上的环中的一个以上优选为环戊烷环或环己烷环，更优选为环己烷环。
就在膜形成时的加热时(煅烧时)抑制化合物(C)的挥发、充分获得由化合物(C)带来的液晶取向性的改善效果的观点而言，化合物(C)的沸点为230℃以上，优选为250℃以上，更优选为280℃以上，进而优选为300℃以上。在化合物(C)的沸点未满230℃的情况下，在膜形成时的加热时，化合物(C)容易挥发，有无法使液晶元件的液晶取向性变好的倾向。
就在膜形成时的加热时促进化合物(C)的分子运动、充分获得液晶取向性的改善效果的观点而言，化合物(C)的熔点优选为250℃以下，更优选为230℃以下，进而优选为200℃以下，进而更优选为180℃以下。另外，就在膜形成时将煅烧后的涂膜冷却至室温时抑制化合物(C)的结晶化的观点而言，化合物(C)的熔点优选为30℃以下，更优选为25℃以下。在本公开的液晶取向剂含有两种以上的化合物(C)的情况下，所述液晶组合物的熔点优选为30℃以下，更优选为25℃以下。
此外，由于导致液晶元件的液晶取向性(AC残像)的降低，因此化合物(C)不具有特定官能基的任一个。原因在于，若化合物(C)具有特定官能基之类的具反应性的官能基，则在应用光取向法的情况下，在曝光前的煅烧时，化合物(C)诱发聚合反应或交联反应，在曝光后的煅烧中无法表现出所期待的取向放大的效果。同样地，在应用摩擦取向法的情况下，也因在煅烧时化合物(C)诱发聚合反应或交联反应，而妨碍由摩擦处理中产生的剪切应力引起的取向膜表面的分子链的取向(延伸)。
化合物(C)的优选的一个方式中，化合物(C)为具有环状结构的化合物，且是在分子内具有两个以上的环元数6的单环，或在分子内具有一个以上的构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环，或者在分子内具有构成稠环的多个环中的一个为6元环的稠环与环元数6的单环各一个以上作为环状结构并且不具有特定官能基的化合物(以下，也称为“化合物(C1)”)。另外，化合物(C)的另一优选的一个方式为选自由碳数5以上的链状或环状的饱和脂肪族烃化合物、在链状饱和脂肪族烃中的碳-碳键间包含-O-的碳数5以上的化合物及在脂肪族环或芳香族环上键结有碳数5以上的一价链状饱和脂肪族烃基的化合物所组成的群组中的至少一种，且是不具有特定官能基的化合物(以下，也称为“化合物(C2)”)。以下，对化合物(C1)及化合物(C2)的详细情况进行说明。
·化合物(C1)
典型而言，化合物(C1)为液晶分子。化合物(C1)具有所述环状结构作为介晶结构。
在化合物(C1)在分子内具有两个以上的环元数6的单环的情况下，所述单环可为脂肪族环及芳香族环的任一个，另外，可为烃环也可为杂环。在化合物(C1)所具有的单环为烃环的情况下，作为所述烃环，可列举脂肪族环(环己烷环)及芳香族环(苯环)。环元数6的杂环优选为饱和杂环，更优选为含氧饱和杂环。具体而言，含氧饱和杂环为四氢吡喃环。此外，化合物(C1)所具有的两个以上的单环可相同也可不同。另外，化合物(C1)所具有的单环可未经取代，也可具有取代基。作为取代基，可列举：氟原子、氰基、碳数1～10的烷基、碳数1～10的氟烷基、碳数1～10的直链状烯基、碳数1～10的烷氧基。
在化合物(C1)在分子内具有一个以上的构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环的情况下，所述构成稠环的6元环优选为选自由苯环、环己烷环及饱和杂环所组成的群组中的一种以上。作为饱和杂环，可列举含氧饱和杂环、含硫饱和杂环。在化合物(C1)在分子内具有一个以上的构成稠环的两个以上的环为6元环的稠环的情况下，就可提高液晶取向性的改善效果的方面而言，优选为构成稠环的环的一个以上为环己烷环。
作为具有两个以上的6元环的稠环的优选的具体例，可列举下述式(ca-1)～式(ca-5)各自所表示的环及类固醇结构。
[化12]
在化合物(C1)在分子内具有构成稠环的多个环中的一个为6元环的稠环与环元数6的单环各一个以上的情况下，构成稠环的6元环优选为选自由苯环、环己烷环及饱和杂环所组成的群组中的一种以上，更优选为环己烷环。作为具有一个6元环的稠环的优选的具体例，可列举下述式(ca-6)所表示的环。
[化13]
作为化合物(C1)的具体例，可列举下述式(3)所表示的化合物。
[化14]
(式(3)中，A1为具有环元数6且碳数5以上的单环式脂肪族环、环元数6的单环式芳香族环或构成稠环的多个环中的一个以上为6元环的稠环的二价环状基；A2为具有环元数5或6且碳数5以上的单环式脂肪族环、环元数6的单环式芳香族环或构成稠环的多个环中的一个以上为6元环的稠环的二价环状基；Y1为单键或二价连结基；R1为碳数1～10的烷基、碳数1～10的直链状烯基或碳数1～10的烷氧基；R2为氟原子、氰基、碳数1～10的烷基、碳数1～10的氟烷基、碳数1～10的直链状烯基或碳数1～10的烷氧基；n为0～4的整数；其中，在n为0的情况下，A2为具有构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环的二价环状基；在式中的A1及A2均不具有碳数5以上的脂肪族环的情况下，R1及R2中的至少任一个为碳数5～10的烷基、碳数5～10的直链状烯基或碳数5～10的烷氧基；在A2为环元数5的单环式脂肪族环的情况下，n为2以上，或n为1且A1为具有构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环的二价环状基；在n为2以上的情况下，多个A1相同或不同，多个Y1相同或不同)
在所述式(3)中，对于A1及A2所表示的二价基所具有的环的具体例，可应用所述说明。作为Y1所表示的二价连结基，可列举：亚甲基、亚乙基、-CH2-O-、-CF2-O-。
就获得液晶取向性更良好的液晶元件的观点而言，化合物(C)优选为不具有两个以上的亚苯基通过单键键结而成的结构(例如，联苯结构或三联苯结构)、两个以上的亚苯基通过所述Y1连结而成的结构。
就使液晶元件的液晶取向性(AC残像)更良好的观点而言，其中，化合物(C1)优选为具有选自由环元数5或6的单环式脂肪族烃环、环元数6且碳数5的单环式脂肪族杂环、构成稠环的多个环中的一个以上为环元数6且碳数5以上的脂肪族环的脂肪族稠环及碳数5以上的直链状烯基所组成的群组中的至少一种。认为通过化合物(C1)具有所述结构，可使与聚合物(P)的相分离性更良好，另外，可实现化合物(C1)的粘度的降低或分子运动性的促进，由此可进一步提高液晶取向性。具体而言，单环式脂肪族烃环优选为环己烷环。单环式脂肪族杂环优选为四氢吡喃环。作为所述脂肪族稠环，例如可列举：十氢萘环、双环[4.3.0]壬烷环、所述式(ca-1)～式(ca-6)各自所表示的环、类固醇结构等。
此外，化合物(C1)优选为未必需要显示出液晶性，但在室温(25℃)至230℃的温度范围的一部分表现出向列相。就降低熔点来扩大液晶温度范围的观点而言，本公开的液晶取向剂可含有两种以上的化合物(C1)，也可由两种以上的化合物(C1)构成液晶组合物。
化合物(C1)可为不具有介电各向异性的液晶(中性液晶)，也可为具有介电各向异性的液晶(负型液晶、正型液晶)。就即便在使用包含化合物(C1)的本公开的液晶取向剂来形成液晶取向膜情况下，也不易对液晶层的电特性造成影响的方面而言，这些中，优选为中性液晶、或与液晶层中使用的液晶相同的液晶。在使用正型液晶或负型液晶作为化合物(C1)的情况下，优选为使其与液晶层中使用的液晶(正型/负型)一致。
作为化合物(C1)为中性液晶时的具体例，可列举下述式所表示的化合物等。
[化15]
作为化合物(C1)为负型液晶时的具体例，可列举下述式所表示的化合物等。
[化16]
[化17]
作为化合物(C1)为正型液晶时的具体例，可列举下述式所表示的化合物等。
[化18]
·化合物(C2)
化合物(C2)为选自由碳数5以上的链状或环状的饱和脂肪族烃化合物、在链状饱和脂肪族烃中的碳-碳键间包含-O-的碳数5以上的化合物及在脂肪族环或芳香族环上键结有碳数5以上的一价链状饱和脂肪族烃基的化合物所组成的群组中的至少一种，且不具有特定官能基。典型而言，化合物(C2)为非液晶分子。
在化合物(C2)为碳数5以上的链状饱和脂肪族烃化合物的情况下，作为所述链状饱和脂肪族烃的具体例，可列举碳数5～30的直链状饱和脂肪族烃、碳数5～30的分支状饱和脂肪族烃。就液晶元件的液晶取向性的改善效果高的方面而言，链状饱和脂肪族烃的碳数优选为8以上，更优选为10以上，进而优选为12以上。
在化合物(C2)为碳数5以上的环状饱和脂肪族烃化合物的情况下，就液晶元件的液晶取向性的改善效果高的方面而言，所述环状饱和脂肪族烃化合物的碳数优选为8以上，更优选为10以上，进而优选为12以上。
在化合物(C2)为在链状饱和脂肪族烃中的碳-碳键间包含-O-的碳数5以上的化合物的情况下，化合物(C2)中的-O-的数量例如为一个～五个，优选为一个～三个，更优选为一个或两个。链状饱和脂肪族烃的碳数优选为8以上，更优选为10以上，进而优选为12以上。
在化合物(C2)为在脂肪族环或芳香族环上键结有碳数5以上的一价链状饱和脂肪族烃基的化合物的情况下，脂肪族环及芳香族环分别可为单环式也可为稠环式，可为烃环也可为杂环。优选为脂肪族烃环或芳香族烃环，更优选为环己烷环或苯环。另外，碳数5以上的一价链状饱和脂肪族烃基可为直链状也可为分支状。链状饱和脂肪族烃基的碳数优选为7以上，更优选为8以上，进而优选为10以上。与脂肪族环或芳香族环键结的碳数5以上的一价链状饱和脂肪族烃基的数量优选为1～3，更优选为1或2，进而优选为1。另外，化合物(C2)中的脂肪族环或芳香族环也可具有碳数4以下的取代基(例如碳数1～4的烷基、卤素原子)。
作为化合物(C2)的具体例，可列举下述式所表示的化合物。
[化19]
在本公开的液晶取向剂中，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份，化合物(C)的含有比例为1质量份～180质量份。若化合物(C)的含有比例未满1质量份，则无法充分获得由调配化合物(C)带来的液晶取向性(AC残像特性)的改善效果。另外，若化合物(C)的含有比例多于180质量份，则液晶取向剂的涂布性降低，无法获得液晶取向性(AC残像特性)优异的液晶元件。就获得液晶取向性(AC残像特性)及可靠性高的液晶元件的观点而言，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份，化合物(C)的含有比例优选为1质量份～150质量份。就所述观点而言，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份，化合物(C)的含有比例更优选为2质量份以上，进而优选为5质量份以上。另外，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份，化合物(C)的含有比例更优选为120质量份以下，进而优选为100质量份以下。
在使用化合物(C1)作为化合物(C)的情况下，就获得液晶取向性及可靠性高的液晶元件的观点而言，特别优选为将化合物(C)的含有比例设为相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份而为1质量份～20质量份。就所述观点而言，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份，化合物(C)的含有比例更优选为2质量份以上，进而优选为5质量份以上。另外，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份，化合物(C)的含有比例更优选为15质量份以下，进而优选为10质量份以下。
＜其他成分＞
液晶取向剂除聚合物(P)及化合物(C)以外，视需要也可含有与聚合物(P)及化合物(C)不同的成分(以下，也称为“其他成分”)。作为其他成分，可列举：与聚合物(P)不同的聚合物(以下，也称为“其他聚合物”)、交联剂、溶剂等。
·其他聚合物
作为其他聚合物，例如可列举：聚酰胺酸酯、聚有机硅氧烷、聚酯、聚烯胺、聚脲、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、加成聚合物等。就获得可靠性高的液晶元件的观点而言，这些中，其他聚合物优选为选自由聚有机硅氧烷及加成聚合物所组成的群组中的至少一种。加成聚合物为包含源自具有聚合性不饱和碳-碳键的单量体的结构单元的聚合物，例如可列举：(甲基)丙烯酸系聚合物、苯乙烯系聚合物、马来酰亚胺系聚合物及苯乙烯-马来酰亚胺系共聚物等。
在将其他聚合物调配于液晶取向剂中的情况下，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分(即，聚合物(P)与其他聚合物的合计量)100质量份，其他聚合物的含有比例优选为30质量份以下，更优选为15质量份以下。
本公开的液晶取向剂中，聚合物(P)及其他聚合物中的一者或两者也可含有如下聚合物：包含选自由在侧链部分具有两个以上的环元数6的单环的结构单元、在侧链部分具有一个以上的构成稠环的环中的两个以上为6元环的稠环的结构单元、在侧链部分具有两个以上的构成稠环的环中的一个为6元环的稠环的结构单元及在侧链部分具有构成稠环的环中的一个为6元环的稠环与环元数6的单环各一个以上的结构单元所组成的群组中的至少一种结构单元(以下，也称为“特定侧链单元”)的聚合物。也可通过使本公开的液晶取向剂含有化合物(C)以及包含特定侧链单元的聚合物，来促进包含特定侧链单元的聚合物的表面偏向存在性或包含特定侧链单元的聚合物所具有的侧链结构(以下，也称为“液晶性侧链结构”)的垂直取向性。
包含特定侧链单元的聚合物可为聚合物(P)，也可为其他聚合物，还可为所述两者。包含特定侧链单元的聚合物(P)例如可通过使用侧链型二胺进行聚合来获得。包含特定侧链单元的其他聚合物的主骨架并无特别限定。作为包含特定侧链单元的其他聚合物，例如可列举：聚酰胺酸酯、聚有机硅氧烷、聚酯、聚烯胺、聚脲、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、加成聚合物等。就获得可靠性高的液晶元件的观点而言，这些中，包含特定侧链单元的其他聚合物优选为选自由聚有机硅氧烷及加成聚合物所组成的群组中的至少一种。
在将包含特定侧链单元的聚合物调配于本组合物中的情况下，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分100质量份，包含特定侧链单元的聚合物的含有比例优选为1质量份以上，更优选为5质量份以上。
·交联剂
本公开的液晶取向剂也可还含有交联剂。作为交联剂，可优选地使用具有两个以上的能够与聚合物(P)所具有的反应性基(例如，氨基或羧基、富有电子的芳香族环基等)反应的官能基(以下，也称为“交联性基”)的化合物。特别是，认为本公开的液晶取向剂通过使化合物(C)作为增塑剂发挥功能，即便在通过调配交联剂来实现膜的力学特性的提高的情况下，也可抑制源自聚合物(P)的高分子链的分子运动性或延伸性的降低，由此可实现膜的力学特性的提高，并且通过对涂膜的取向处理而对膜充分赋予各向异性。
作为本公开的液晶取向剂中所含有的交联剂，可优选地使用如下化合物：具有选自由环状醚基、环状硫醚基、异氰酸酯基、被保护的异氰酸酯基、羟甲基、被保护的羟甲基、环状碳酸酯基、具有聚合性碳-碳键的基、基“-CR10＝CR11-R12-”(其中，R10为通过与氨基的反应而脱离的一价有机基；R11为氢原子或烷基；R12为吸电子性基)、基“-CONR13R14”(其中，R13为羟基烷基或被保护的羟基烷基；R14为一价有机基)、硅烷醇基、烷氧基硅烷基、氨基及被保护的氨基所组成的群组中的至少一种基的化合物。
所述交联性基中，作为具有聚合性碳-碳键的基，可列举：(甲基)丙烯酰基、马来酰亚胺基、烯基、乙烯基苯基、乙烯基醚基、3-亚甲基四氢呋喃-2(3H)-酮-5基等。在基“-CR10＝CR11-R12-”中，作为R10所表示的一价有机基，例如可列举：碳数1～5的烷氧基、吡咯烷酮-1-基、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)等。作为R12的吸电子性基，可列举羰基、磺酰基等。
就平衡良好地改善液晶取向性、电压保持率及膜硬度，并且抑制液晶取向性的降低的观点而言，交联剂在一分子内所具有的交联性基的数量优选为两个～十二个，更优选为两个～十个。就保存稳定性及膜的机械强度的观点而言，交联剂的分子量优选为3,000以下，更优选为2,000以下，进而优选为1,000以下。
关于交联剂的具体例，作为具有聚合性碳-碳键的化合物，例如可列举乙二醇二(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、下述式(d1-1)～式(d1-8)各自所表示的化合物等；
作为具有环状(硫)醚基的化合物，例如可列举乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、三缩水甘油基异氰脲酸酯、1,6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、N,N,N',N'-四缩水甘油基-间苯二甲胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷、N,N-二缩水甘油基-苄基胺、N,N-二缩水甘油基-氨基甲基环己烷、N,N-二缩水甘油基-环己基胺等；
作为具有异氰酸酯基或被保护的异氰酸酯基的化合物，例如可列举下述式(d2-1)～式(d2-5)各自所表示的化合物等；
作为具有羟甲基或被保护的羟甲基的化合物，例如可列举下述式(d3-1)～式(d3-6)各自所表示的化合物等；
作为具有环状碳酸酯基的化合物，例如可列举下述式(d4-1)及式(d4-2)各自所表示的化合物等；
作为具有基“-CR10＝CR11-R12-”的化合物，例如可列举下述式(d5-1)～式(d5-7)各自所表示的化合物等；
作为具有基“-CONR13R14”的化合物，例如可列举下述式(d6-1)～式(d6-8)各自所表示的化合物等；
作为具有烷氧基硅烷基或硅烷醇基的化合物，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、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷基丙基琥珀酸酐等；
作为具有氨基或被保护的氨基的化合物，可列举下述式(d7-1)～式(d7-4)各自所表示的化合物等。
[化20]
[化21]
[化22]
(式(d2-1)及式(d2-2)中，R23为叔丁氧基)
[化23]
(式(d3-5)中，Ac为乙酰基)
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
在使本公开的液晶取向剂含有交联剂的情况下，就提高液晶取向膜的力学性强度的观点而言，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的总量(即，聚合物(P)与聚合物(Q)的合计量)100质量份，交联剂的含有比例优选为0.05质量份以上。相对于聚合物成分的总量100质量份，交联剂的含有比例更优选为0.1质量份以上，进而优选为0.5质量份以上。另外，就获得液晶取向性良好的液晶元件的观点而言，相对于聚合物成分的总量100质量份，交联剂的含有比例优选为30质量份以下，更优选为20质量份以下。
·溶剂
本公开的液晶取向剂作为使聚合物(P)、化合物(C)及视需要而使用的其他成分优选为在适当的溶媒中分散或溶解而成的液状的组合物来制备。
作为溶剂，可优选地使用有机溶媒。作为其具体例，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、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、苯酚、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、1-己醇、2-己醇、丙烷-1,2-二醇、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇单甲醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、丙酸乙酯、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、丙二醇单甲醚(propylene glycol monomethyl ether，PGME)、二乙二醇二乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、丙二醇二乙酸酯、环戊酮、环己酮等。作为溶剂，可单独使用一种或混合使用两种以上。
作为调配于液晶取向剂中的其他成分，除所述以外，例如可列举：密接助剂、抗氧化剂、金属螯合物化合物、硬化促进剂、表面活性剂、填充剂、分散剂、光增感剂等。其他成分的调配比例可在无损本公开的效果的范围内，根据各化合物而适宜选择。
本公开的液晶取向剂可通过将包含聚合物(P)的聚合物溶液与包含化合物(C)的液晶组合物混合来获得。作为聚合物溶液的溶媒成分，可优选地使用与液晶取向剂中所含有的溶剂为相同种类的有机溶媒。将聚合物溶液与液晶组合物混合时的温度并无特别限定，例如可设为10℃～40℃的温度范围。
液晶取向剂的固体成分浓度(液晶取向剂的溶媒以外的成分的合计质量占液晶取向剂的总质量的比例)是考虑粘性、挥发性等而适宜选择。液晶取向剂的固体成分浓度优选为1质量％～10质量％的范围。若固体成分浓度为1质量％以上，则可充分确保涂膜的膜厚、可获得显示出更良好的液晶取向性的液晶取向膜，就此方面而言适合。另一方面，若固体成分浓度为10质量％以下，则有如下倾向：可将涂膜设为适度的厚度，容易获得显示出良好的液晶取向性的液晶取向膜，另外，液晶取向剂的粘性变得适度，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通过如所述那样制备的液晶取向剂来制造。另外，本公开的液晶元件包括使用上文中所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驱动方式并无特别限定，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(Vertical Alignment-Multi-domain Vertical Alignment，VA-MVA)型、垂直取向-图案垂直取向(Vertical Alignment-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(PolymerSustained Alignment，PSA)型、电控双折射(Electrically Controlled Birefringence，ECB)型等各种模式。液晶元件例如可利用包括以下工序1～工序3的方法来制造。工序1中，使用基板根据所期望的动作模式而不同。工序2及工序3在各动作模式中共通。
＜工序1：涂膜的形成＞
首先，通过在基板上涂布液晶取向剂，优选为对涂布面进行加热而在基板上形成涂膜。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，使用两枚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，使用设置有经图案化为梳齿型的电极的基板、与未设置电极的相向基板。
向基板涂布液晶取向剂的方法并无特别限定。液晶取向剂向基板的涂布例如可通过旋涂方式、印刷方式(例如，胶版印刷方式、柔版印刷方式等)、喷墨方式、狭缝涂布方式、棒涂机方式、挤出模(extrusion die)方式、直接凹版涂布机(direct gravure coater)方式、腔室刮刀涂布机(chamber doctor coater)方式、胶版凹版涂布机(offset gravurecoater)方式、含浸涂布机方式、MB涂布机方式等来进行。
在涂布液晶取向剂后，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℃～200℃，预烘烤时间优选为0.25分钟～10分钟。其后，将溶剂完全去除，视需要以对聚合物中所存在的酰胺酸结构进行酰亚胺化为目的而实施煅烧(后烘烤)工序。就促进酰亚胺化的观点而言，煅烧温度(后烘烤温度)优选为80℃～280℃，更优选为80℃～250℃。后烘烤时间优选为5分钟～200分钟。所形成的膜的膜厚优选为0.001μm～1μm。
＜工序2：取向处理＞
在制造TN型、STN型、IPS型或FFS型液晶元件的情况下，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到涂膜而形成液晶取向膜。作为取向处理，优选为使用对基板上所形成的涂膜的表面利用棉花或尼龙等进行擦拭的摩擦处理、或对涂膜进行光照射以对其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中形成的涂膜直接用作液晶取向膜，为了进一步提高液晶取向能力，也可对所述涂膜实施取向处理。适合于垂直取向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。
用于光取向的光照射可通过如下方法等来进行：对后烘烤工序后的涂膜进行照射的方法；对预烘烤工序后且后烘烤工序前的涂膜进行照射的方法；在预烘烤工序及后烘烤工序的至少任一者中，在涂膜的加热过程中对涂膜进行照射的方法。作为照射到涂膜的放射线，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。在所使用的放射线为直线偏光或部分偏光的情况下，照射可从垂直于基板面的方向进行，也可从斜方向进行，或者也可将这些方向加以组合而进行。非偏光的放射线时的照射方向设为斜方向。
作为所使用的光源，例如可列举：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200J/m2～30,000J/m2，更优选为500J/m2～10,000J/m2。在用于赋予取向能力的光照射后，也可进行对基板表面使用例如水、有机溶媒(例如，甲醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基溶纤剂、乳酸乙酯等)或它们的混合物进行清洗的处理、或对基板进行加热的处理。优选为，通过在光照射后实施对基板进行加热的处理，而促进膜中的高分子链的取向，从而实现液晶取向性的进一步提高。
＜工序3：液晶单元的构筑＞
准备两枚以所述方式形成有液晶取向膜的基板，来制造在相向配置的两枚基板间配置有液晶层的液晶单元。在制造液晶单元时，例如可列举如下方法等：以液晶取向膜相向的方式隔着间隙将两枚基板相向配置，利用密封剂将两枚基板的周边部贴合，在由基板表面与密封剂所包围的单元间隙内注入填充液晶并将注入孔密封的方法、利用液晶滴注(OneDrop Fill，ODF)方式的方法。作为密封剂，例如可使用含有硬化剂及作为间隔物的氧化铝球的环氧树脂等。作为构成液晶层的液晶，可列举向列液晶(nematic liquid crystal)、近晶液晶(smectic liquid crystal)，其中优选为向列液晶。也可使液晶层含有化合物(C)来抑制液晶层对电特性的影响。特别是，在使用负型液晶或正型液晶作为化合物(C)的情况下，优选为在液晶层中使用的液晶与化合物(C)中使正型/负型一致。
在PSA模式中，进行如下处理：将聚合性化合物(例如，多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等)与液晶一起填充于单元间隙内，并且在液晶单元的构筑后，在对一对基板所具有的导电膜间施加电压的状态下，对液晶单元进行光照射。在制造PSA型的液晶元件时，相对于液晶的合计100质量份，聚合性化合物的使用比例例如为0.01质量份～3质量份，优选为0.05质量份～1质量份。
在制造液晶显示装置的情况下，继而，在液晶单元的外侧表面贴合偏光板。作为偏光板，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膜其本身的偏光板。
本公开的液晶元件可有效地应用于各种用途。具体而言，例如可用作钟表、便携式游戏机、文字处理器(word processor)、笔记本型个人计算机、汽车导航系统(carnavigation system)、摄像机(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、各种监视器、液晶电视、信息显示器等各种显示装置或调光装置、相位差膜等。
[实施例]
以下，通过实施例来更具体地说明，但本发明并不限定于这些实施例。此外，只要无特别说明，则以下各例中的“份”及“％”为质量基准。
＜化合物的结构与简称＞
以下例子中使用的主要化合物的结构与简称如以下所述。
[四羧酸二酐]
化合物(TA-1)～化合物(TA-4)：下述式(TA-1)～式(TA-4)各自所表示的化合物
[化28]
[二胺]
化合物(DA-1)～化合物(DA-7)：下述式(DA-1)～式(DA-7)各自所表示的化合物
[化29]
[化合物(C)]
化合物(C-1)：4-氰基-4'-戊基联苯
化合物(C-2)：反式,反式(trans,trans)-4-丁基-4'-丙基-1,1'-双环己基
化合物(C-3)：trans,trans-4-甲氧基-4'-丙基-1,1'-双环己基
化合物(C-4)：trans,trans-4-丙基-4'-乙烯基双环己基
化合物(C-5)：trans,trans-4'-丙基-4-(对甲苯基)双环己基
化合物(C-6)：trans,trans-4'-丁基-4-(3,4-二氟苯基)双环己基
化合物(C-7)：trans,trans-4-(4-乙氧基-2,3-二氟苯基)-4'-丙基双环己基
化合物(C-8)：以24：36：25：15(质量％)的比率含有下述式(C-8-1)～式(C-8-4)各自所表示的化合物的正型向列液晶(默克(Merck)公司制造、ZLI-1132)
化合物(C-9)：负型向列液晶(默克(Merck)公司制造、MJ20195NCMP)
化合物(C-10)：十六烷(熔点18℃、沸点287℃)
化合物(C-11)：正辛基醚(熔点-7℃、沸点287℃)
化合物(C-12)：十二烷基环己烷(熔点13℃、沸点331℃)
化合物(C-13)：十二烷基苯(熔点-7℃、沸点290℃)
[化30]
将化合物(C-1)～化合物(C-7)、化合物(C-8-1)～化合物(C-8-4)及化合物(C-8-1)～化合物(C-8-4)的混合物(表1中的C-8)的熔点(melting point)、清亮点(clearingpoint)及沸点(boiling point)示于表1中。此外，熔点(melting point)为固体相-液晶相的相变温度，作为固体相-向列液晶相变及固体相-近晶液晶相变的任一较低的温度，从表1中记载的参考文献中引用。清亮点(clearing point)为液晶相-各向同性液体相的相变温度，作为向列液晶-各向同性液体相变及近晶液晶-各向同性液体相变的任一较高的温度，从表1中记载的参考文献中引用。沸点(boiling point)为饱和蒸气压与外压相等的温度，使用珀金埃尔默(PerkinElmer)制造的凯米道专业版本(ChemDraw ProfessionalVersion)17.1的物性推算功能来计算大气压下的沸点。
[表1]
化合物名 熔点[℃] 清亮点[℃] 沸点[℃] 参考文献
C-1 24 35 474 文献1
C-2 -8 95 391 文献2
C-3 -2 14 345 文献3
C-4 ＜34 49 342 文献4
C-5 62 177 491 文献5
C-6 41 118 495 文献6
C-7 76 186 545 文献7
C-8-1 43 45 412 文献8
C-8-2 30 55 458 文献9
C-8-3 30 57 503 文献9
C-8-4 96 222 656 文献9
C-8 ＜20 70 - -
表1中的参考文献如以下所述。
·文献1：《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)》(1969-1991),1990,vol.188,#1,p.235-250
·文献2：《分子晶体与液晶科学技术部分A：分子晶体与液晶(MolecularCrystals and Liquid Crystals Science and Technology,Section A：MolecularCrystals and Liquid Crystals)》,1995,vol.260,#pt1,p.277-286
·文献3：《日本化学会通报(Bulletin of the Chemical Society of Japan)》,2000,vol.73,#8,p.1875-1892
·文献4：中国专利申请第104829409号说明书
·文献5：《百丽彻得部森协会(Berichte der Bunsen-Gesellschaft)》,1993,vol.97,#10,p.1349-1355
·文献6：《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)》(1969-1991),1991,vol.209,p.1-8
·文献7：《应用化学(Angewandte Chemie)》,1994,vol.106,#13,p.1435-1438
·文献8：《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)》(1969-1991),1991,vol.209,p.225-236
·文献9：《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)》(1969-1991),1991,vol.209,p.155-170
[化合物(D)]
化合物(D-1)～化合物(D-7)：下述式(D-1)～式(D-7)各自所表示的化合物
化合物(D-8)：邻苯二甲酸双(2-乙基己基)(熔点-50℃、沸点385℃)
化合物(D-9)：己二酸双(2-乙基己基)(熔点-70℃、沸点335℃)
化合物(D-10)：癸二酸二乙酯(熔点1℃、沸点312℃)
化合物(D-11)：1,3-环己二醇(熔点30℃、沸点247℃)
化合物(D-12)：4-异丙基联苯(熔点18℃、沸点291℃)
化合物(D-13)：二乙二醇二丁醚(熔点-60℃、沸点255℃)
化合物(D-14)：正己醚(熔点-43℃、沸点226℃)
[化31]
[溶剂]
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)
GBL：γ-丁内酯(Gamma-Butyrolactone，GBL)
BC：丁基溶纤剂(Butyl Cellosolve，BC)
DAA：二丙酮醇(Diacetone Alcohol，DAA)
＜聚合物的合成及评价＞
在以下的合成例1～合成例5中分别合成聚合物。此外，在以下例中，聚合物溶液中的聚酰亚胺的酰亚胺化率是通过以下方法来测定。
[聚酰亚胺的酰亚胺化率]
将聚酰亚胺的溶液投入纯水中，将所获得的沉淀在室温下充分地减压干燥后，溶解于氘化二甲基亚砜中，以四甲基硅烷作为基准物质，在室温下测定氢谱核磁共振(1H-nuclear magnetic resonance，1H-NMR)。根据所获得的1H-NMR光谱(400MHz)，利用下述数式(1)而求出酰亚胺化率[％]。
酰亚胺化率[％]＝(1-(A1/(A2×α)))×100…(1)
(数式(1)中，A1为在化学位移10ppm附近出现的源自酰胺基的质子的峰值面积，A2为在化学位移6ppm～9ppm附近出现的源自芳香族基的质子的峰值面积，α为芳香族基的质子相对于聚合物的前体(聚酰胺酸)中的酰胺基的一个质子的个数比例)
[合成例1]
将二胺(二胺(DA-1)30摩尔份、二胺(DA-2)50摩尔份及二胺(DA-3)20摩尔份)溶解于NMP中，并加入相对于二胺合计量而为0.95摩尔当量的四羧酸二酐(TA-2)，在室温下进行6小时反应，获得聚酰胺酸的溶液。在所获得的溶液中加入作为脱水剂的相对于聚酰胺酸的羧基而为0.50摩尔当量的1-甲基哌啶及乙酸酐，在60℃下加热搅拌3小时。对于所获得的溶液，重复进行减压浓缩及利用NMP的稀释，获得聚酰亚胺(PI-1)的10质量％溶液。聚酰亚胺(PI-1)的酰亚胺化率为60％。
[合成例2]
将四羧酸二酐及二胺的种类及摩尔比分别如下述表2中记载那样进行变更，将脱水剂的量变更为0.40摩尔当量，除此以外，与合成例1同样地获得聚酰亚胺(PI-2)。聚酰亚胺(PI-2)的酰亚胺化率为60％。
[合成例3]
将二胺(DA-5)溶解于NMP中，并加入相对于二胺合计量而为0.90摩尔当量的四羧酸二酐(TA-4)，在室温下进行6小时反应，获得聚酰胺酸(PA-1)的15质量％溶液。
[合成例4、合成例5]
将四羧酸二酐及二胺的种类及摩尔比分别如下述表2中记载那样进行变更，除此以外，分别与合成例3同样地获得聚酰胺酸(PA-2、PA-3)。
[表2]
表2中的数值，对于酸二酐，表示各化合物相对于合成中使用的四羧酸二酐的合计量(100摩尔％)的使用比例(摩尔％)，对于二胺，表示各化合物相对于合成中使用的二胺的合计量(100摩尔％)的使用比例(摩尔％)。
＜液晶取向剂的制备及评价＞
[实施例1：基于摩擦取向法所得的FFS型液晶显示元件]
(1)液晶取向剂的制备
利用NMP、GBL、BC及DAA对通过所述合成例而获得的聚合物溶液(固体成分换算：相当于聚合物(PI-1)20质量份、聚合物(PA-2)80质量份的量的聚合物溶液)、化合物(D-1)5质量份、化合物(C-1)10质量份进行稀释，由此获得固体成分浓度为4.0质量％、溶剂组成比为NMP：GBL：BC：DAA＝30：40：10：20(质量比)的溶液。利用孔径为0.2μm的过滤器对所述溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂(AL-1)。
(2)基于摩擦取向法进行的液晶取向膜的形成
使用旋涂机将所述(1)中制备的液晶取向剂(AL-1)涂布于在单面依次层叠有平板电极、绝缘层及梳齿状电极的玻璃基板及未设置电极的相向玻璃基板各自的面上，在110℃的热板上加热2分钟后，在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中进行30分钟加热，形成平均膜厚为100nm的涂膜。对于所述涂膜表面，使用具有卷绕有尼龙制的布的辊的摩擦机器，以辊转速1000rpm、平台移动速度30mm/秒、毛压入长度0.3mm进行两次摩擦取向处理。将所述实施了摩擦取向处理的涂膜在超纯水中超声波清洗1分钟后，在100℃的烘箱中进行10分钟干燥，从而形成液晶取向膜。
(3)FFS型液晶显示元件的制造
对于在所述(2)中形成液晶取向膜的基板中的一枚基板，在具有液晶取向膜的面的外周留出液晶注入口，利用分配器涂布放入有直径为3.5μm的氧化铝球的环氧树脂接着剂。其后，使一对基板的具有液晶取向膜的面相向，以使各基板的取向处理方向成为反平行的方式进行压接，在150℃下历时1小时使接着剂热硬化。继而，从液晶注入口将负型向列液晶(默克(Merck)公司制造、MJ20195NCMP)填充于基板间的间隙中后，利用环氧系接着剂将液晶注入口密封。进而，为了将液晶注入时的流动取向去除，在120℃下加热后缓缓冷却到室温。其次，将偏光板以使其偏光方向相互正交且与液晶取向膜的取向处理方向呈45°的角度的方式贴合于基板的外侧两面，由此制造FFS型液晶显示元件。
(4)涂布性(表面粗糙度)的评价
使用旋转器将所述(1)中制备的液晶取向剂(AL-1)涂布于硅晶片上，在110℃的热板上加热2分钟。其后，在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中进行30分钟加热，形成平均膜厚为100nm的涂膜。针对所获得的涂膜表面，使用原子力显微镜维度快速扫描(Dimension FastScan)(布鲁克(Bruker)公司制造)对框尺寸为10μm的范围进行扫描，并测定算数平均粗糙度Ra。关于评价，将算数平均粗糙度Ra未满0.5nm设为“优良”，将0.5nm以上且未满1.0nm设为“良好”，将1.0nm以上设为“不良”。若算数平均粗糙度Ra未满1.0nm，则可以说膜表面的平滑性充分高，涂布性良好。其结果，在本实施例中为“优良”的评价。
(5)力学特性(耐摩擦性)的评价
使用旋转器将所述(1)中制备的液晶取向剂(AL-1)涂布于玻璃基板上，在110℃的热板上加热2分钟。其后，在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中进行30分钟加热，形成平均膜厚为100nm的涂膜，并使用雾度计(Hazemeter)来测定涂膜的雾度值。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。其后，使用雾度计来测定液晶取向膜的雾度值，计算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(z-1)表示。
雾度变化值(％)＝Hz2-Hz1…(z-1)
将液晶取向膜的雾度变化值未满0.1的情况评价为“优良”，将0.1以上且未满0.2的情况评价为“良好”，将0.2以上且未满0.3的情况评价为“可”，将0.3以上的情况评价为“不良”。可以说雾度变化值越小，膜强度越高且耐摩擦性越高，即膜的力学特性越良好。其结果，在本实施例中为“优良”的评价。
(6)液晶取向性(AC残像特性)的评价
对于所述(3)中制造的液晶显示元件，利用双折射计(亚克斯奥迈特利库斯(AXOMETRICS)公司制造、亚克斯奥斯泰普(AXOSTEP)高精度穆勒矩阵(Mueller Matrix)成像偏振仪(Imaging Polarimeter))，测定以交流电压11V在背光照射下驱动68小时前后的液晶方位角的变化。关于评价，将液晶方位角的变化未满0.1度设为“优良”，将0.1度以上且未满0.2度设为“良好”，将0.2度以上且未满0.3度设为“可”，将0.3度以上设为“不良”。可以说液晶方位角的变化越小，即便在长时间驱动液晶显示元件的情况下，也不易产生AC残像，液晶取向性越良好。其结果，在本实施例中为“良好”的评价。
[实施例2～实施例18、比较例1～比较例13]
在所述实施例1中，将液晶取向剂中所含有的聚合物及添加剂如下述表3所示那样进行变更，除此以外，与实施例1同样地制备液晶取向剂，通过摩擦取向法来形成液晶取向膜，并且制造FFS型液晶显示元件，并进行各种评价。将评价结果示于下述表3中。
[实施例19、比较例14及比较例15]
在所述实施例1中，将液晶取向剂中所含有的聚合物及添加剂如下述表3所示那样进行变更，并将液晶取向膜的膜厚变更为65nm，除此以外，与实施例1同样地制备液晶取向剂，通过摩擦取向法来形成液晶取向膜，并且制造FFS型液晶显示元件，并进行各种评价。将评价结果示于下述表3中。
[实施例20：基于光取向法所得的FFS型液晶显示元件]
(1)液晶取向剂的制备
利用NMP及BC对通过所述合成例而获得的聚合物成分(固体成分换算：相当于聚合物(PI-1)20质量份、聚合物(PA-3)80质量份的量的聚合物溶液)、化合物(C-4)10质量份及化合物(D-2)10质量份进行稀释，由此获得固体成分浓度为4.0质量％、溶剂组成比为NMP：BC＝70：30(质量比)的溶液。利用孔径为0.2μm的过滤器对所述溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂(AL-35)。
(2)基于光取向法进行的液晶取向膜的形成
使用旋涂机将所述(1)中制备的液晶取向剂(AL-35)涂布于在单面依次层叠有平板电极、绝缘层及梳齿状电极的玻璃基板及未设置电极的相向玻璃基板各自的面上，在80℃的热板上加热1分钟后，在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中进行30分钟加热，形成平均膜厚为100nm的涂膜。对于所述涂膜表面，使用Hg-Xe灯从基板法线方向照射包含经直线偏光的254nm的亮线的紫外线200mJ/cm2而进行光取向处理。在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中将所述实施了光取向处理的涂膜加热30分钟而进行热处理，从而形成液晶取向膜。
(3)FFS型液晶显示元件的制造
使用具有所述(2)中制作的液晶取向膜的一对基板，与实施例1同样地制造FFS型液晶显示元件。
(4)涂布性(表面粗糙度)的评价
对于所述(3)中制造的FFS型液晶显示元件，与实施例1同样地进行涂布性的评价。其结果，在本实施例中为“优良”的评价。
(5)力学特性(耐摩擦性)的评价
对于所述(3)中制造的FFS型液晶显示元件，与实施例1同样地进行力学特性的评价。其结果，在本实施例中为“良好”的评价。
(6)液晶取向性(AC残像特性)的评价
对于所述(3)中制造的FFS型液晶显示元件，与实施例1同样地进行液晶取向性的评价。其结果，在本实施例中为“良好”的评价。
[实施例21～实施例23、比较例16及比较例17]
在所述实施例20中，将液晶取向剂中所含有的聚合物及添加剂如下述表3所示那样进行变更，除此以外，与实施例20同样地制备液晶取向剂，通过光取向法来形成液晶取向膜，并且制造FFS型液晶显示元件，并进行各种评价。将评价结果示于下述表3中。
[表3]
表3中，液晶取向剂的各成分的质量比表示各化合物相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合物成分的合计100质量份的调配比例(质量份)。此外，表3中，评价栏的“-”的表述表示：液晶取向剂的涂布性不良，无法实施液晶取向膜的力学特性及液晶元件的液晶取向性的评价。
如表3所示，关于含有聚合物(P)及化合物(C)的实施例1～实施例23的液晶取向剂，液晶取向剂的涂布性、液晶取向膜的力学特性及液晶显示元件的液晶取向性均为“优良”、“良好”或“可”，取得了各种特性的平衡。
通过含有聚合物(P)及化合物(C)的液晶取向剂而在维持力学特性的同时改善液晶取向性的机制并不确定，但作为一个假说，认为通过含有化合物(C)而化合物(C)对涂膜赋予增塑性，并可促进由剪切应力引起的高分子链的取向、由热引起的高分子链的再排列及高分子掺杂的相分离(层分离)。即，认为在摩擦取向法中，容易引起摩擦工序中的各向异性的表现(源自由剪切应力引起的膜表面分子链的单轴延伸行为的现象，以下称为“延伸性”)，在光取向法中，在直线偏光照射后的煅烧工序中容易引起各向异性的放大(源自包含光分解链的各向同性化的热再排列行为的现象，以下称为“热再排列性”)，由此取向膜表面的分子取向性提高，AC残像特性得到改善。
当关注添加剂的沸点时，化合物(C)的沸点为230℃以上，比在液晶取向膜的干燥工序中通常会采用的加热温度高，推测通过缓慢挥发而容易表现出AC残像特性的改善效果。另外，当关注添加剂的化学结构时，由于化合物(C)具有至少一个碳数为5以上的链状或环状的脂肪族烃基，因此认为具有大量柔软的sp3碳-sp3碳键且分子运动性高，并且抑制偶极-偶极相互作用或氢键的形成，由此与聚合物(P)的相分离性优异。其结果，推测在液晶取向膜的煅烧过程中溶媒-聚合物间容易进行相分离，且液晶取向膜的表面变得疏散，由此延伸性或热再排列性提高。
相对于此，比较例1～比较例12及比较例14～比较例17中，由于液晶取向剂不含有化合物(C)，因此推测液晶取向膜的延伸性或分子运动性无法被化合物(C)补充，其结果，晶取向膜的力学特性及液晶显示元件的液晶取向性的至少一个为“不良”。另外，比较例13中，由于液晶取向剂的化合物(C)的含有比例过多，因此推测液晶取向剂的涂布性为“不良”，无法获得显示出良好的液晶取向性的液晶元件。
根据以上而明确，通过利用含有聚合物(P)及化合物(C)的液晶取向剂来形成液晶取向膜，可在将液晶取向膜的力学特性维持得高的同时改善液晶显示元件的液晶取向性，并可实现长时间驱动后观察到的AC残像的减少。

Claims (15)

1.一种液晶取向剂，含有：
聚合物(P)，为选自由聚酰亚胺及聚酰胺酸所组成的群组中的至少一种；及
化合物(C)，沸点为230℃以上，具有碳数5以上的链状烃结构及碳数5以上的脂肪族环中的至少任一个，且不具有选自由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基苯基、异丙烯基、马来酰亚胺基、氧杂环丙基、氧杂环丁基、噁唑啉基、碳二酰亚胺基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、酸性官能基、碱性官能基、极性官能基及热脱离性官能基所组成的群组中的官能基，其中，聚合物除外，
相对于聚合物成分的合计量100质量份，所述化合物(C)的含量为1质量份以上且180质量份以下。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)为具有环状结构的化合物，且
在分子内具有两个以上的环元数6的单环，或在分子内具有一个以上的构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环，或者在分子内具有构成稠环的多个环中的一个为6元环的稠环与环元数6的单环各一个以上作为所述环状结构。
3.根据权利要求2所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)为下述式(3)所表示的化合物；
式(3)中，A1为具有环元数6且碳数5以上的单环式脂肪族环、环元数6的单环式芳香族环或构成稠环的多个环中的一个以上为6元环的稠环的二价环状基；A2为具有环元数5或6且碳数5以上的单环式脂肪族环、环元数6的单环式芳香族环或构成稠环的多个环中的一个以上为6元环的稠环的二价环状基；Y1为单键或二价连结基；R1为碳数1～10的烷基、碳数1～10的直链状烯基或碳数1～10的烷氧基；R2为氟原子、氰基、碳数1～10的烷基、碳数1～10的氟烷基、碳数1～10的直链状烯基或碳数1～10的烷氧基；n为0～4的整数；其中，在n为0的情况下，A2为具有构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环的二价环状基；在式中的A1及A2均不具有碳数5以上的脂肪族环的情况下，R1及R2中的至少任一个为碳数5～10的烷基、碳数5～10的直链状烯基或碳数5～10的烷氧基；在A2为环元数5的单环式脂肪族环的情况下，n为2以上，或n为1且A1为具有构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环的二价环状基；在n为2以上的情况下，多个A1相同或不同，多个Y1相同或不同。
4.根据权利要求2所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)具有选自由环元数5或6的单环式脂肪族烃环、环元数6且碳数5的单环式脂肪族杂环、构成稠环的多个环中的一个以上为环元数6且碳数5以上的脂肪族环的脂肪族稠环及碳数5以上的直链状烯基所组成的群组中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)为选自由碳数5以上的链状或环状的饱和脂肪族烃化合物、在链状饱和脂肪族烃中的碳-碳键间包含-O-的碳数5以上的化合物及在脂肪族环或芳香族环上键结有碳数5以上的一价链状饱和脂肪族烃基的化合物所组成的群组中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述化合物(C)的沸点为250℃以上。
7.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)具有选自由下述式(1)所表示的部分结构及下述式(2)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种；
式(1)中，X1为源自脂肪族四羧酸二酐的四价基；X2为二价有机基；式(2)中，X3为源自脂肪族四羧酸二酐的四价基；X4为具有热脱离性官能基的二价有机基。
8.根据权利要求7所述的液晶取向剂，其中，所述X1及X3为具有取代环丁烷环结构的四价基。
9.根据权利要求7所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)具有选自由所述式(1)所表示的部分结构及所述式(2)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种，
所述化合物(C)为如下化合物：在分子内具有两个以上的环元数6的单环，或在分子内具有一个以上的构成稠环的多个环中的两个以上为6元环的稠环，或者在分子内具有构成稠环的多个环中的一个为6元环的稠环与环元数6的单环各一个以上，且不具有选自由丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基苯基、异丙烯基、马来酰亚胺基、氧杂环丙基、氧杂环丁基、噁唑啉基、碳二酰亚胺基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、酸性官能基、碱性官能基、极性官能基及热脱离性官能基所组成的群组中的官能基的任一个。
10.根据权利要求1所述的液晶取向剂，还含有交联剂。
11.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)包含聚酰胺酸，所述聚酰胺酸不具有源自具有热脱离性官能基的二胺的部分结构。
12.一种液晶取向剂的制造方法，制造如权利要求2至4及9中任一项所述的液晶取向剂，且所述方法中，
将包含所述聚合物(P)的聚合物溶液与包含所述化合物(C)的液晶组合物混合。
13.一种液晶取向膜，使用如权利要求1至11中任一项所述的液晶取向剂而形成。
14.一种液晶元件，包括如权利要求13所述的液晶取向膜。
15.根据权利要求14所述的液晶元件，包括含有所述化合物(C)的液晶层。
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