JP2023032586A - 液晶配向剤、液晶配向膜、およびこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】良好なコントラストおよび残像特性を有し、かつ、蓄積電荷の緩和が速い液晶表示素子を形成できる液晶配向膜を提供すること。【解決手段】式（１）で表されるジアミンと、特定の一般構造式で表されるテトラカルボン酸二無水物類の少なくとも１つを同一ポリマー内に用いることで、液晶配向性の高い液晶配向膜が得られる。この液晶配向膜を用いることで、良好なコントラストおよび残像特性を有し、かつ、蓄積電荷の緩和が速い液晶表示素子が得られる。TIFF2023032586000111.tif2579式（１）において、Ｒ１及びＲ２は各々独立して水素原子等であり、Ｘは各々独立してハロゲン原子等であり、ｎは０から４の整数を表す。【選択図】なし

Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜、およびこれを用いた液晶表示素子に関する。詳しくは、光配向方式の液晶配向膜（以降、「光配向膜」と称することがある）を形成するための液晶配向剤、この液晶配向剤を用いて形成される光配向方式の液晶配向膜とその製造方法、そして、この液晶配向膜を有する液晶表示素子に関する。さらには、前記液晶配向剤に用いられるポリアミック酸等のポリマー、およびその原料となるテトラカルボン酸二無水物類やジアミン類に関する。

液晶表示素子として、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード等、様々な駆動方式のものが知られている。これらの液晶表示素子は、テレビ、携帯電話等、各種電子機器の画像表示装置に応用されており、さらなる表示品位の向上を目指して開発が進められている。具体的には、液晶表示素子の性能の向上は、駆動方式、素子構造の改良のみならず、素子に使用される構成部材によっても達成される。そして、液晶表示素子に使用される構成部材のなかでも、特に液晶配向膜は表示品位に係わる重要な材料の１つであり、液晶表示素子の高品位化の要求に応えるべく、この液晶配向膜についても盛んに研究が進められている。

ここで、液晶配向膜は、液晶表示素子の液晶層の両側に設けられた一対の基板上に、該液晶層に接して設けられ、液晶層を構成する液晶分子を、基板に対して一定の規則性を持って配向させる機能を有する。液晶配向性の高い液晶配向膜を用いることにより、コントラストが高く、残像特性が改善された液晶表示素子を実現することができる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

こうした液晶配向膜の形成には、現在、ポリアミック酸、可溶性のポリイミドもしくはポリアミック酸エステルを有機溶剤に溶解させた溶液（ワニス）が主に用いられている。これらのワニスにより液晶配向膜を形成するには、ワニスを基板に塗布した後、加熱等により塗膜を固化してポリイミド系液晶配向膜を形成し、必要に応じて前述の表示モードに適する配向処理を施す。配向処理方法としては、布などで配向膜の表面を擦ってポリマー分子の方向を整えるラビング法と、配向膜に直線偏光の紫外線を照射することにより、ポリマー分子に光異性化や二量化、光転移等の光化学変化を起こさせて膜に異方性を付与する光配向法が知られており、このうち光配向法は、ラビング法に比べて配向の均一性が高く、また、非接触の配向処理法であるため膜に傷が付かないことや、発塵や静電気等の液晶表示素子の表示不良を発生させる原因を低減できる等の利点がある。
上記の光配向法のひとつとして、分解型の光配向法が知られている。この分解型光配向法は、例えば、ポリイミド膜に偏光紫外線を照射することで、分子構造の紫外線吸収の偏光方向依存性を利用して異方的な分解を生じさせ、分解せずに残されたポリイミドにより液晶を配向させる方法である（例えば、特許文献３を参照）。
また、別の光配向法として、特定のシクロプロパン構造を有するジアミン化合物をジアミンモノマーに用いて合成したポリアミック酸やその誘導体を液晶配向剤に用いることにより、液晶配向性が高い液晶配向膜が得られ、その液晶配向膜を用いることにより、高いコントラストを示す液晶表示素子が実現することが報告されている（例えば、特許文献４を参照）。

特開２０１０－１９７９９９号公報 国際公開第２０１３／１５７４６３号 特開２００７－２４８６３７号公報 特許第６９０７４２４号

近年、高品位な液晶表示素子の要求はますます高まっており、良好なコントラスト、残像特性を示し、蓄積した電荷の緩和が速いことが求められている。
前述した通り、コントラストが高く、残像特性が良好な液晶表示素子を実現することができるため、液晶配向性の高い液晶配向膜が求められている。また、液晶表示素子に印加された直流電圧により電荷が蓄積すると、焼き付きが発生することにより表示品位が低下する。そのため、蓄積電荷を速く緩和することができる液晶配向膜が要求されている。

そこで本発明者らは、良好なコントラストおよび残像特性を有し、かつ、蓄積電荷の緩和が速い液晶表示素子を形成できる液晶配向膜を提供すること、そのような液晶配向膜を形成できる液晶配向剤を提供することを目的として鋭意検討を進めた。

上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、式（１）で表されるジアミン類と、式（２）または式（３）で表されるテトラカルボン酸二無水物類の少なくとも１つを同一ポリマー内に用いることで、液晶配向性の高い液晶配向膜が得られること、そして、この液晶配向膜を用いることで、良好なコントラストおよび残像特性を有し、かつ、蓄積電荷の緩和が速い液晶表示素子を形成できることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は以下の構成を含む。

［１］ 少なくとも１つのポリマーと溶剤とを含む液晶配向剤であって、前記ポリマーの少なくとも１つがテトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーであり、
前記ジアミン類が式（１）で表される化合物の少なくとも１つを含み、前記テトラカルボン酸二無水物類が式（２）または（３）で表される化合物およびその誘導化合物からなる群から選ばれる化合物の少なくとも１つを含む液晶配向剤。

式（１）において、Ｒ^１及びＲ^２は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基又は炭素数１から６のアルコキシ基であり、Ｒ^１とＲ^２は一体となって置換されていてもよいメチレン基を形成してもよく、
Ｘは各々独立してハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基又は炭素数１から６のアルコキシ基であり、
ｎは０から４の整数を表し、

式（２）および式（３）において、Ｒ³は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１から６のアルキル基であり、式（３）において、Ｗは炭素数１～１２のアルキレン基であり、前記アルキレン基の－（ＣＨ_２）_２－の隣り合わない１つ以上が－Ｏ－または－ＮＨ－のいずれかで置き換えられていてもよく、
式（１）、式（２）および式（３）において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できることを表す。
［２］ 前記式（１）で表される化合物が、式（１－２）で表される化合物である、［１］に記載の液晶配向剤。

式（１－２）において、Ｒ^１及びＲ^２は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基又は炭素数１から６のアルコキシ基であり、Ｒ^１とＲ^２は一体となって置換されていてもよいメチレン基を形成してもよい。
［３］ 前記式（１）または式（１－２）において、２つのエステルがシクロプロパン環にトランス配置している、［１］または［２］に記載の液晶配向剤。
［４］ 前記テトラカルボン酸二無水物類が、式（２－１）または式（３－１）で表される化合物およびその誘導化合物からなる群から選ばれる化合物の少なくとも１つを含む［１］～［３］のいずれかに記載の液晶配向剤。

式（３－１）において、ｍは１～８の整数である。
［５］ 前記ジアミン類が、式（４）で表される化合物を含む、［１］～［４］のいずれか一項に記載の液晶配向剤。

式（４）において、Ｒ⁴は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１から６のアルキル基であり、ｋは１から６の整数を表す。
［６］ 前記式（４）で表される化合物が、式（４－１）で表される化合物である、［５］に記載の液晶配向剤。

［７］ さらに、添加剤を含むことを特徴とする［１］～［６］のいずれかに記載の液晶配向剤。
［８］ ［１］～［７］のいずれかに記載の液晶配向剤から形成される液晶配向膜。
［９］ ［８］に記載の液晶配向膜を有する液晶素子。
［１０］ ［１］～［７］のいずれか１項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、その塗膜に偏光紫外線を照射する工程とを含む、液晶配向膜の製造方法。

本発明の液晶配向剤を使用することにより、液晶配向性の高い液晶配向膜を得ることができる。また、この液晶配向膜を用いることにより、残像特性およびコントラストに優れており、蓄積電荷の緩和が速い液晶表示素子を実現することができる。

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。本発明の実施の一形態として、光反応性構造を有する化合物を使用することで、本発明の液晶配向剤を光配向用液晶配向剤とすることができる。光配向用液晶配向剤は、その膜を基板上に形成し、偏光紫外線を照射することで異方性を付与することができる液晶配向剤であり、本明細書中では単に「液晶配向剤」ということもある。また、光配向用液晶配向剤から形成された配向膜を光配向膜と言うこともあれば、単に配向膜と言うこともある。また、本発明において「テトラカルボン酸二無水物類」とは、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジエステルまたはテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物を指す。「テトラカルボン酸二無水物の誘導化合物」または単に「誘導化合物」とは、テトラカルボン酸ジエステルまたはテトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物を指す。また本発明においては、ジアミンおよびジヒドラジドを「ジアミン類」と称することもある。

＜式（１）で表されるジアミン化合物＞
本発明の液晶配向剤は、テトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーを含む液晶配向剤であり、前記ジアミン類は以下の式（１）で表される化合物から選択された少なくとも１つである感光性ジアミンを含む。

式（１）において、Ｒ^１及びＲ^２は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基又は炭素数１から６のアルコキシ基である。Ｒ^１とＲ^２は一体となって置換されていてもよいメチレン基を形成してもよい。Ｘは各々独立してハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基又は炭素数１から６のアルコキシ基であり、ｎは０から４の整数である。式（１）において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できることを表す。

以下に、各式のＲ^１、Ｒ^２及びＸにおけるハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基、炭素数１から６のアルコキシ基、メチレン基の置換基について説明する。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができる。
炭素数１から６のアルキル基は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、１－メチルブチル基、１－エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、１－メチルペンチル基、１－エチルブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基等を例示することができる。
炭素数１から６のハロアルキル基としては、上記の炭素数１から６のアルキル基における任意の位置にある任意の数の水素原子がハロゲン原子で置換された基が挙げられる。ハロゲン原子の具体例については、Ｒ^１、Ｒ^２及びＸにおけるハロゲン原子の具体例を参照することができる。ハロアルキル基におけるハロゲン原子の数は、１から５であることが好ましく、１から４であることがより好ましく、１から３であることがさらに好ましい。ハロアルキル基の具体例として、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、１，１－ジフルオロエチル基、２，２－ジフルオロエチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基、３－フルオロプロピル基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基等を挙げることができる。
炭素数１から６のアルコキシ基は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。アルコシキ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピル基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、ｓｅｃ－ブチルオキシ基、ｔｅｒｔ－ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、ｔｅｒｔ－ペンチルオキシ基、１－メチルブチルオキシ基、１－エチルプロピルオキシ基、ヘキシルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、１－メチルペンチルオキシ基、１－エチルブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロへキシルオキシ基等を例示することができる。
メチレン基の置換基としては、フッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子、フッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子や炭素数１から４のアルコキシ基で置換されていてもよいアルキル基又は、フッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子、炭素数１から４のアルキル基もしくは炭素数１から４のアルコキシ基で置換されていてもよいアリール基等を挙げることができる。

式（１）で表されるジアミン化合物の好ましい例として、以下の式（１－１）で表される化合物が挙げられる。

式（１－１）における、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｎは、式（１）におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｘおよびｎと同義である。環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基についても、式（１）の定義と同じである。式（１－１）で示されるジアミン化合物を用いて合成されたポリマーは、アミノ基がエステルに対してパラ位に位置しているため、直線性が高くなり、そのポリマーを用いた液晶配向膜は高い異方性を発現することができる。

式（１－１）で示されるジアミン化合物の中でも、下記式（１－２）で示されるジアミン化合物が、その製造における原料入手の容易さの観点から有用である。

式（１－２）におけるＲ^１及びＲ^２は、式（１）におけるＲ^１及びＲ^２と同義である。

また、式（１）で表される化合物の中でも、シクロプロパン環上の２つのエステルがトランス配置しているものが好ましい。このような化合物は、直線性が高くなり、液晶配向膜の高い異方性に寄与する。式（１－２）を例に説明すると、式（１－２Ａ）で表される化合物およびそのエナンチオマー（鏡像異性体）が好ましい。式（１－Ａ）で表される化合物とそのエナンチオマーの混合物をポリマーの原料に用いてもよいし、当量混合してラセミ体としてポリマーの原料に用いてもよい。

式（１－２Ａ）におけるＲ^１及びＲ^２は、式（１）におけるＲ^１及びＲ^２と同義である。

式（１）で表される化合物の具体例として、以下の化合物を挙げることができる。

例えば式（１－２－１ａ）の化合物と化合物（１－２－１ｂ）の関係のように、同じ番号でａ、ｂと付している化合物は、それぞれエナンチオマーの関係にある。本明細書において、互いにエナンチオマーの関係にある化合物の混合物を「ジアミン異性体混合物」と称することもある。このようなジアミン異性体混合物をジアミン化合物（１）として原料組成物に用いることもできる。これらの中でも、原料の入手の容易さおよび特性の点から式（１－２－１ａ）、式（１－２－１ｂ）の化合物が好ましい。

＜式（２）または式（３）で表されるテトラカルボン酸二無水物類＞
本発明の液晶配向剤は、テトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーを含む液晶配向剤であり、テトラカルボン酸二無水物類として式（２）または式（３）で表される化合物およびその誘導化合物からなる群から選択された少なくとも１つを含む。本明細書において、式（２）または式（３）で表される化合物およびその誘導化合物を、「式（２）または式（３）で表されるテトラカルボン酸二無水物類」と称することがある。

式（２）および式（３）において、Ｒ³は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１から６のアルキルであり、式（３）において、Ｗは炭素数１～１２のアルキレンであり、前記アルキレンの－（ＣＨ_２）_２－の隣り合わない１つ以上が－Ｏ－および－ＮＨ－のいずれかで置き換えられていてもよく、式（２）および式（３）において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できることを表す。

以下に、式（２）および式（３）のＲ^３における置換もしくは無置換の炭素数１から６のアルキル基について説明する。
炭素数１から６のアルキル基は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。無置換のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、１－メチルブチル基、１－エチルプロピル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、１－メチルペンチル基、１－エチルブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基等を例示することができる。
置換の炭素数１から６のアルキル基としては、上記の炭素数１から６のアルキル基における任意の位置にある任意の数の水素原子がハロゲン原子で置換された基が挙げられる。ハロゲン原子の具体例については、式（１）のＲ^１、Ｒ^２及びＸにおけるハロゲン原子の具体例を参照することができる。ハロアルキル基におけるハロゲン原子の数は、１から５であることが好ましく、１から４であることがより好ましく、１から３であることがさらに好ましい。ハロアルキル基の具体例として、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、１，１－ジフルオロエチル基、２，２－ジフルオロエチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基、３－フルオロプロピル基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基等を挙げることができる。

式（２）または式（３）で表される化合物としては、以下の式（２－１）または式（３－１）で表される化合物が挙げられる。

式（３－１）において、ｍは１から８の整数である。

＜式（４）で表されるジアミン類＞
本発明のポリマーの原料には、式（４）で表されるジアミン類をさらに含んでもよい。蓄積電荷の緩和速度をさらに向上させることができる。

式（４）において、Ｒ⁴は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１から６のアルキル基であり、ｋは１から６の整数を表す。

式（４）で表される化合物としては、以下の式（４－１）で表される化合物が挙げられる。

＜式（１）、式（２）、式（３）で表される化合物の製造方法＞
本発明の式（１）で表される化合物の製造方法は、特許文献４を参照することができる。本発明の式（２）で表される化合物および式（３）で表される化合物の製造方法は、Polymer, 2008, 49, 1191-1198を参照することができる。

＜ポリマー＞
本発明で液晶配向剤に用いる本発明のポリマーは、原料として式（１）で表されるジアミン類の少なくとも１つと、式（２）または式（３）で表されるテトラカルボン酸二無水物類の少なくとも１つを用いて得られた、ポリアミック酸、ポリイミド、部分ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリアミック酸－ポリアミドコポリマー、およびポリアミドイミドからなる群から選ばれる少なくとも１つである。本明細書中では、ポリイミド、部分ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリアミック酸－ポリアミドコポリマー、およびポリアミドイミドを、「ポリアミック酸誘導体」と称することもある。

以下に、ポリアミック酸およびポリアミック酸誘導体について詳細を説明する。

ここで、ポリアミック酸は、例えば、式（ＡＮ）で表されるテトラカルボン酸二無水物と式（ＤＩ）で表されるジアミンとの重合反応により合成されるポリマーであり、式（ＰＡＡ）で表される構成単位を有する。ポリアミック酸を含む液晶配向剤は、液晶配向膜を形成させる工程で加熱焼成すると、ポリアミック酸がイミド化され、式（ＰＩ）で表される構成単位を有するポリイミド液晶配向膜を形成することができる。

式（ＡＮ）、式（ＰＡＡ）、および式（ＰＩ）において、Ｘ^１は４価の有機基である。式（ＤＩ）、式（ＰＡＡ）、および式（ＰＩ）において、Ｘ^２は２価の有機基である。Ｘ^１の好ましい範囲と具体例については、式（１）、式（２）、および下記のその他のテトラカルボン酸二無水物の欄に記載したテトラカルボン酸二無水物類の対応する構造を参照することができる。Ｘ^２の好ましい範囲と具体例については、下記の式（４）で表されるジアミン類、および下記のその他のジアミン類の欄に記載したジアミンまたはジヒドラジドの対応する構造についての記載を参照することができる。

ポリアミック酸誘導体は、ポリアミック酸の一部分を他の原子または原子団に置き換えて特性を改変したポリマーであり、特に液晶配向剤に用いる溶剤への溶解性を高くしたものであることが好ましい。このようなポリアミック酸誘導体としては、具体的には１）ポリアミック酸のすべてのアミノ基とカルボキシル基とが脱水閉環反応したポリイミド、２）部分的に脱水閉環反応した部分ポリイミド、３）ポリアミック酸のカルボキシル基がエステルに変換されたポリアミック酸エステル、４）テトラカルボン酸二無水物化合物に含まれる酸二無水物の一部を有機ジカルボン酸に置き換えて反応させて得られたポリアミック酸－ポリアミドコポリマー、さらに５）該ポリアミック酸－ポリアミドコポリマーの一部または全部を脱水閉環反応させたポリアミドイミドが挙げられる。これらの誘導体のうち、例えばポリイミドとしては、上記式（ＰＩ）で表される構成単位を有するものを挙げることができ、ポリアミック酸エステルとしては、下記式（ＰＡＥ）で表される構成単位を有するものを挙げることができる。

式（ＰＡＥ）において、Ｘ^１は４価の有機基であり、Ｘ^２は２価の有機基であり、Ｙはそれぞれ独立してアルキル基である。Ｘ^１、Ｘ^２の好ましい範囲と具体例については、式（ＰＡＡ）におけるＸ^１、Ｘ^２についての記載を参照することができる。Ｙは炭素数１～６の直鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、またはターシャリーブチル基がより好ましい。

ポリアミック酸の合成に用いる原料組成物中の、テトラカルボン酸二無水物類およびジアミン類は、それぞれ１種類であっても２種類以上であってもよい。

前述の本発明のポリアミック酸を、ポリアミック酸誘導体であるポリイミドとする場合には、得られたポリアミック酸溶液を、脱水剤である無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物、および脱水閉環触媒であるトリエチルアミン、ピリジン、コリジンなどの三級アミンとともに、温度２０～１５０℃でイミド化反応させることにより、ポリイミドを得ることができる。あるいは、得られたポリアミック酸溶液から多量の貧溶媒（メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒やグリコール系溶媒）を用いてポリアミック酸を析出させ、析出させたポリアミック酸を、トルエン、キシレン等の溶媒中で、上記の脱水剤および脱水閉環触媒とともに、温度２０～１５０℃でイミド化反応させることにより、ポリイミドを得ることもできる。

前記イミド化反応において、脱水剤と脱水閉環触媒の割合は、０．１～１０（モル比）であることが好ましい。脱水剤と脱水閉環触媒の合計使用量は、当該ポリアミック酸の合成に使用したテトラカルボン酸二無水物類のモル量の合計に対して１．５～１０倍モルであることが好ましい。このイミド化反応に用いる脱水剤、触媒量、反応温度および反応時間を調整することによって、イミド化の程度を制御することができ、これによりポリアミック酸の一部のみがイミド化した部分ポリイミドを得ることができる。得られたポリイミドは、反応に用いた溶剤と分離し、他の溶剤に再溶解させて液晶配向剤として使用することもできるし、あるいは溶剤と分離することなく液晶配向剤として使用することもできる。

ポリアミック酸エステルは、ポリアミック酸と水酸基含有化合物、ハロゲン化物、エポキシ基含有化合物等とを反応させることにより合成する方法で得ることができる。あるいは、テトラカルボン酸二無水物から誘導されるテトラカルボン酸二無水物類である、テトラカルボン酸ジエステルもしくはテトラカルボン酸ジエステルジクロライドと、ジアミン類とを反応させることにより合成する方法で得ることができる。テトラカルボン酸ジエステルは、例えばテトラカルボン酸二無水物を２当量のアルコールと反応させ開環させて得ることができ、テトラカルボン酸ジエステルジクロライドは、テトラカルボン酸ジエステルを２当量の塩素化剤（例えば塩化チオニルなど）と反応させることで得ることができる。なお、ポリアミック酸エステルは、アミック酸エステル構造のみを有していてもよく、アミック酸構造とアミック酸エステル構造とが併存する部分エステル化物であってもよい。

本発明の液晶配向剤はこれらのポリアミック酸またはその誘導体、すなわちポリアミック酸、ポリアミック酸エステルおよびこれらをイミド化して得られるポリイミドのうちの１種類のみを含んでいてもよいし、２種類以上含んでいてもよい。

本発明のポリアミック酸またはその誘導体は、ポリイミドの膜の形成に用いられる公知のポリアミック酸またはその誘導体と同様に製造することができる。テトラカルボン酸二無水物類の総仕込み量は、ジアミン類の合計１モルに対して、０．９～１．１モルとすることが好ましい。

本発明のポリアミック酸またはその誘導体の分子量は、ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）で、５，０００～５００，０００であることが好ましく、５，０００～５０，０００であることがより好ましい。ポリアミック酸またはその誘導体の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による測定から求めることができる。

本発明のポリアミック酸またはその誘導体は、多量の貧溶剤で沈殿させて得られる固形分をＩＲ（赤外分光法）、ＮＭＲ（核磁気共鳴分析）で分析することによりその存在を確認することができる。またＫＯＨやＮａＯＨ等の強アルカリの水溶液による前記ポリアミック酸またはその誘導体の分解物の有機溶剤による抽出物をＧＣ（ガスクロマトグラフィ）、ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィ）またはＧＣ－ＭＳ（ガスクロマトグラフィ質量分析法）で分析することにより、使用されているモノマーを確認することができる。

＜その他のジアミン類＞
本発明のポリマーの原料に用いる式（１）または式（４）で表される化合物以外のジアミン類としては、公知のジアミン類から制限されることなく選択することができる。

既知のジアミン類の例を以下の式（ＤＩ－１）～（ＤＩ－１６）で表される化合物として示す。

上記の式（ＤＩ－１）において、Ｇ^２０は、－ＣＨ_２－または式（ＤＩ－１－ａ）で表される基である。Ｇ^２０が－ＣＨ_２－であるとき、ｍ個の－ＣＨ_２－の少なくとも１つは－ＮＨ－、－Ｏ－に置き換えられてもよく、ｍ個の－ＣＨ_２－の少なくとも１つの水素原子は水酸基またはメチル基で置換されてもよい。ｍは１～１２の整数である。ＤＩ－１におけるｍが２以上であるとき、複数のＧ^２０は互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、Ｇ^２０が式（ＤＩ－１－ａ）であるとき、ｍは１である。

式（ＤＩ－１－ａ）において、ｖはそれぞれ独立して１～６の整数である。

式（ＤＩ－３）、式（ＤＩ－６）および式（ＤＩ－７）において、Ｇ^２１はそれぞれ独立して単結合、－ＮＨ－、－ＮＣＨ_３－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｓ－Ｓ－、－ＳＯ_２－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＣＯＮＣＨ_３－、－ＣＯＮＨ－、－Ｃ（ＣＨ_３）_２－、－Ｃ（ＣＦ_３）_２－、－（ＣＨ_２）_ｍ－、－Ｏ－（ＣＨ_２）_ｍ－Ｏ－、－Ｎ（ＣＨ_３）－（ＣＨ_２）_ｋ－Ｎ（ＣＨ_３）－、－（Ｏ－Ｃ_２Ｈ_４）_ｍ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＨ_２－Ｃ（ＣＦ_３）_２－ＣＨ_２－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－（ＣＨ_２）_ｍ－ＣＯ－Ｏ－、－ＣＯ－Ｏ－（ＣＨ_２）_ｍ－Ｏ－ＣＯ－、－（ＣＨ_２）_ｍ－ＮＨ－（ＣＨ_２）_ｍ－、－ＣＯ－（ＣＨ_２）_ｋ－ＮＨ－（ＣＨ_２）_ｋ－、－（ＮＨ－（ＣＨ_２）_ｍ）_ｋ－ＮＨ－、－ＣＯ－Ｃ_３Ｈ_６－（ＮＨ－Ｃ_３Ｈ_６）_ｎ－ＣＯ－、または－Ｓ－（ＣＨ_２）_ｍ－Ｓ－であり、ｍはそれぞれ独立して１～１２の整数であり、ｋはそれぞれ独立して１～５の整数であり、ｎは１または２である。
式（ＤＩ－４）において、ｓはそれぞれ独立して０～２の整数である。

式（ＤＩ－５）において、Ｇ^３３は単結合、－ＮＨ－、－ＮＣＨ_３－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｓ－Ｓ－、－ＳＯ_２－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＣＯＮＣＨ_３－、－ＣＯＮＨ－、－Ｃ（ＣＨ_３）_２－、－Ｃ（ＣＦ_３）_２－、－（ＣＨ_２）_ｍ－、－Ｏ－（ＣＨ_２）_ｍ－Ｏ－、－（Ｏ－Ｃ_２Ｈ_４）_ｍ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＨ_２－Ｃ（ＣＦ_３）_２－ＣＨ_２－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－（ＣＨ_２）_ｍ－ＣＯ－Ｏ－、－ＣＯ－Ｏ－（ＣＨ_２）_ｍ－Ｏ－ＣＯ－、－（ＣＨ_２）_ｍ－ＮＨ－（ＣＨ_２）_ｍ－、－ＣＯ－（ＣＨ_２）_ｋ－ＮＨ－（ＣＨ_２）_ｋ－、－（ＮＨ－（ＣＨ_２）_ｍ）_ｋ－ＮＨ－、－ＣＯ－Ｃ_３Ｈ_６－（ＮＨ－Ｃ_３Ｈ_６）_ｎ－ＣＯ－、または－Ｓ－（ＣＨ_２）_ｍ－Ｓ－、－Ｎ（Ｂｏｃ）－（ＣＨ_２）_ｅ－Ｎ（Ｂｏｃ）－、－ＮＨ－（ＣＨ_２）_ｅ－Ｎ（Ｂｏｃ）－、－Ｎ（Ｂｏｃ）－（ＣＨ_２）_ｅ－、－（ＣＨ_２）_ｍ－Ｎ（Ｂｏｃ）－ＣＯＮＨ－（ＣＨ_２）_ｍ－、－（ＣＨ_２）_ｍ－Ｎ（Ｂｏｃ）－（ＣＨ_２）_ｍ－、下記式（ＤＩ－５－ａ）または下記式（ＤＩ－５－ｂ）で表される基であり、ｍはそれぞれ独立して１～１２の整数であり、ｋはそれぞれ独立して１～５の整数であり、ｎは１または２であり、ｅはそれぞれ独立して２～１０の整数である。Ｂｏｃはｔ－ブトキシカルボニル基である。

式（ＤＩ－６）および式（ＤＩ－７）において、Ｇ^２２はそれぞれ独立して単結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－Ｃ（ＣＨ_３）_２－、－Ｃ（ＣＦ_３）_２－、または炭素数１～１０のアルキレン基である。

式（ＤＩ－２）～式（ＤＩ－７）中のシクロヘキサン環およびベンゼン環の少なくとも１つの水素原子は、－Ｆ、－Ｃｌ、炭素数１～３のアルキル基、－ＯＣＨ_３、－ＯＨ、－ＣＦ_３、－ＣＯ_２Ｈ、－ＣＯＮＨ_２、－ＮＨＣ_６Ｈ_５、フェニル基、またはベンジル基で置換されてもよく、加えて式（ＤＩ－４）においては、ベンゼン環の少なくとも１つの水素原子は、下記式（ＤＩ－４－ａ）～（ＤＩ－４－ｉ）のいずれかで表される基の群から選ばれる１つで置換されていてもよく、式（ＤＩ－５）においては、Ｇ^３３が単結合の時にはベンゼン環の少なくとも１つの水素原子は－ＮＨＢｏｃまたは－Ｎ（Ｂｏｃ）_２で置換されてもよい。

環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できることを表す。
そして、シクロヘキサン環またはベンゼン環への－ＮＨ_２の結合位置は、Ｇ^２１、Ｇ^２２またはＧ^３３の結合位置を除く、結合可能な位置である。

式（ＤＩ－４－ａ）および式（ＤＩ－４－ｂ）において、Ｒ^２０はそれぞれ独立して水素原子または－ＣＨ_３である。式（ＤＩ－４－ｆ）および式（ＤＩ－４－ｇ）において、ｍはそれぞれ独立して０～１２の整数であり、Ｂｏｃはｔ－ブトキシカルボニル基である。

式（ＤＩ－５－ａ）において、ｑはそれぞれ独立して０～６の整数である。Ｒ^４４は水素原子、－ＯＨ、炭素数１～６のアルキル基、または炭素数１～６のアルコキシ基である。

式（ＤＩ－１１）において、ｒは０または１である。式（ＤＩ－８）～式（ＤＩ－１１）において、環に結合する－ＮＨ_２は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できる。

式（ＤＩ－１２）において、Ｒ^２１およびＲ^２２は、それぞれ独立して炭素数１～３のアルキル基またはフェニル基であり、Ｇ^２３はそれぞれ独立して炭素数１～６のアルキレン基、フェニレン基またはアルキル基で置換されたフェニレン基であり、ｗは１～１０の整数である。
式（ＤＩ－１３）において、Ｒ^２３はそれぞれ独立して炭素数１～５のアルキル基、炭素数１～５のアルコキシ基または－Ｃｌであり、ｐはそれぞれ独立して０～３の整数であり、ｑは０～４の整数である。
式（ＤＩ－１４）において、環Ｂは単環の複素環式芳香族基であり、Ｒ^２４は水素原子、－Ｆ、－Ｃｌ、炭素数１～６のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、またはアルキニル基であり、ｑは０～４の整数である。ｑが２以上であるとき、複数のＲ^２４は互いに同一であっても異なっていてもよい。式（ＤＩ－１５）において、環Ｃは複素環式芳香族基または複素環式脂肪族基である。式（ＤＩ－１６）において、Ｇ^２４は単結合、炭素数２～６のアルキレン基または１，４－フェニレン基であり、ｒは０または１である。そして、環を構成する炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できることを表す。式（ＤＩ－１３）～式（ＤＩ－１６）において、環に結合する－ＮＨ_２は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できる。

式（ＤＩ－１）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－１－１）～式（ＤＩ－１－９）に示す。

式（ＤＩ－１－７）および式（ＤＩ－１－８）において、ｋはそれぞれ独立して、１～３の整数である。式（ＤＩ－１－９）において、ｖはそれぞれ独立して１～６の整数である。

式（ＤＩ－２）～式（ＤＩ－３）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－２－１）、式（ＤＩ－２－２）、式（ＤＩ－３－１）～式（ＤＩ－３－３）で表される化合物として示す。

式（ＤＩ－４）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－４－１）～式（ＤＩ－４－２７）に示す。

式（ＤＩ－４－２０）および（ＤＩ－４－２１）において、ｍはそれぞれ独立して１～１２の整数である。

式（ＤＩ－５）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－５－１）～式（ＤＩ－５－５０）で表される化合部として示す。

式（ＤＩ－５－１）において、ｍは１～１２の整数である。

式（ＤＩ－５－１２）および式（ＤＩ－５－１３）において、ｍはそれぞれ独立して１～１２の整数である。

式（ＤＩ－５－１６）において、ｖは１～６の整数である。

式（ＤＩ－５－３５）～式（ＤＩ－５－３７）、および式（ＤＩ－５－３９）において、ｍはそれぞれ独立して１～１２の整数であり、式（ＤＩ－５－３８）および式（ＤＩ－５－３９）において、ｋはそれぞれ独立して１～５の整数であり、式（ＤＩ－５－４０）において、ｎは１または２の整数である。

式（ＤＩ－５－４２）～式（ＤＩ－５－４４）において、ｅはそれぞれ独立して２～１０の整数であり、式（ＤＩ－５－４５）においてＲ^４３はそれぞれ独立して水素原子、－ＮＨＢｏｃ、または－Ｎ（Ｂｏｃ）_２である。式（ＤＩ－５－４２）～式（ＤＩ－５－４４）、および式（ＤＩ－５－４５）のＲ^４３において、Ｂｏｃはｔ－ブトキシカルボニル基である。

式（ＤＩ－６）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－６－１）～式（ＤＩ－６－７）で表される化合物として示す。

式（ＤＩ－７）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－７－１）～式（ＤＩ－７－１１）に示す。

式（ＤＩ－７－３）および式（ＤＩ－７－４）において、ｍはそれぞれ独立して１～１２の整数であり、ｎはそれぞれ独立して１または２である。

式（ＤＩ－８）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－８－１）～式（ＤＩ－８－４）で表和される化合物として示す。

式（ＤＩ－９）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－９－１）～式（ＤＩ－９－３）に示す。

式（ＤＩ－１０）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－１０－１）、式（ＤＩ－１０－２）で表される化合物として示す。

式（ＤＩ－１１）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－１１－１）～式（ＤＩ－１１－３）で表される化合物として示す。

式（ＤＩ－１２）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－１２－１）で表される化合物として示す。

式（ＤＩ－１３）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－１３－１）～式（ＤＩ－１３－１３）で表されるか化合物として示す。

式（ＤＩ－１４）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－１４－１）～式（ＤＩ－１４－９）で表される化合物として示す。

式（ＤＩ－１５）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－１５－１）～式（ＤＩ－５－１２）で表される化合物として示す。

式（ＤＩ－１６）で表されるジアミンの例を以下の式（ＤＩ－１６－１）に示す。

次に、本発明のポリマーの原料に用いるジヒドラジドについて説明する。既知のジヒドラジドとしては、以下の式（ＤＩＨ－１）～（ＤＩＨ－３）のいずれかで表される化合物を挙げることができる。

式（ＤＩＨ－１）において、Ｇ^２５は単結合、炭素数１～２０のアルキレン基、－ＣＯ－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ_２－、－Ｃ（ＣＨ_３）_２－、または－Ｃ（ＣＦ_３）_２－である。
式（ＤＩＨ－２）において、環Ｄはシクロヘキサン環、ベンゼン環またはナフタレン環であり、この基の少なくとも１つの水素原子はメチル基、エチル基、またはフェニル基で置換されてもよい。
式（ＤＩＨ－３）において、環Ｅはそれぞれ独立してシクロヘキサン環、またはベンゼン環であり、この基の少なくとも１つの水素原子はメチル基、エチル基、またはフェニル基で置換されてもよい。Ｙは単結合、炭素数１～２０のアルキレン基、－ＣＯ－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ_２－、－Ｃ（ＣＨ_３）_２－、または－Ｃ（ＣＦ_３）_２－である。
式（ＤＩＨ－２）および式（ＤＩＨ－３）において、環に結合する－ＣＯＮＨＮＨ_２は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できる。

式（ＤＩＨ－１）～（ＤＩＨ－３）のいずれかで表される化合物の例を以下の式（ＤＩＨ－１－１）、式（ＤＩＨ－１－２）、式（ＤＩＨ－２－１）～式（ＤＩＨ－２－３）、式（ＤＩＨ－３－１）～式（ＤＩＨ－３－６）で表される化合物として示す。

式（ＤＩＨ－１－２）において、ｍは１～１２の整数である。

上記ジアミン類は、ＶＨＲ、残像特性等の特性を向上させる目的で取捨選択して使用することが好ましい。以下に、液晶配向膜の各特性を向上させる好適な材料について述べる。

液晶配向性を向上させることを重視する場合には、式（ＤＩ－１－３）、式（ＤＩ－５－１）、式（ＤＩ－５－５）、式（ＤＩ－５－９）、式（ＤＩ－５－１２）、式（ＤＩ－５－１３）、式（ＤＩ－５－２９）、式（ＤＩ－６－７）、式（ＤＩ－７－３）、または式（ＤＩ－１１－２）で表される化合物を用いるのが好ましい。式（ＤＩ－５－１）においては、ｍ＝２～８が好ましく、ｍ＝４～８がより好ましい。式（ＤＩ－５－１２）においては、ｍ＝２～６が好ましく、ｍ＝５がより好ましい。式（ＤＩ－５－１３）においては、ｍ＝１または２が好ましく、ｍ＝１がより好ましい。

透過率を向上させることを重視する場合には、式（ＤＩ－１－３）、式（ＤＩ－２－１）、式（ＤＩ－５－１）、式（ＤＩ－５－５）、式（ＤＩ－５－２４）、または式（ＤＩ－７－３）で表されるジアミンを用いるのが好ましく、式（ＤＩ－２－１）で表される化合物がより好ましい。式（ＤＩ－５－１）においては、ｍ＝２～８が好ましく、ｍ＝８がより好ましい。式（ＤＩ－７－３）においては、ｍ＝２または３、ｎ＝１または２が好ましく、ｍ＝３、ｎ＝１がより好ましい。

液晶表示素子のＶＨＲを向上させることを重視する場合には、式（ＤＩ－２－１）、式（ＤＩ－４－１）、式（ＤＩ－４－２）、式（ＤＩ－４－１０）、式（ＤＩ－４－１５）、式（ＤＩ－４－２２）、式（ＤＩ－５－１）、式（ＤＩ－５－２８）、式（ＤＩ－５－３０）、または式（ＤＩ－１３－１）で表される化合物を用いるのが好ましく、式（ＤＩ－２－１）、式（ＤＩ－５－１）、または式（ＤＩ－１３－１）で表されるジアミンがより好ましい。式（ＤＩ－５－１）においては、ｍ＝１が好ましい。式（ＤＩ－５－３０）においては、ｋ＝２が好ましい。

液晶表示素子の蓄積電荷の緩和速度を向上させることを重視する場合には、式（ＤＩ－４－１）、式（ＤＩ－４－２）、式（ＤＩ－４－１０）、式（ＤＩ－４－１５）、式（ＤＩ－５－１）、式（ＤＩ－５－１２）、式（ＤＩ－５－１３）、式（ＤＩ－５－２８）、式（ＤＩ－４－２０）、式（ＤＩ－４－２１）、または式（ＤＩ－１６－１）で表される化合物を用いるのが好ましく、式（ＤＩ－４－１）、式（ＤＩ－５－１）、または式（ＤＩ－５－１３）で表される化合物がより好ましい。式（ＤＩ－５－１）において、ｍ＝２～８が好ましく、ｍ＝４～８がより好ましい。式（ＤＩ－５－１２）においては、ｍ＝２～６が好ましく、ｍ＝５がより好ましい。式（ＤＩ－５－１３）においては、ｍ＝１または２が好ましく、ｍ＝１がより好ましい。

上記ジアミン類以外にも、プレチルト角を大きくする目的に適した、大きな側鎖基を有するジアミンを使用することもできる。本発明の化合物は横電界型液晶表示素子（例えば、ＩＰＳモードやＦＦＳモードの液晶表示素子）に用いる液晶配向剤に好適に用いることができるが、大きな側鎖基を有するジアミンを併用して、プレチルト角を大きくすることも可能である。プレチルト角を大きくする目的に適した側鎖基をもったジアミンとしては、特許文献４に記載の、プレチルト角を大きくする目的に適したジアミンに関する記載を参照することができる。

本発明のポリマーの原料として使用する原料組成物において、ジアミン類の一部がモノアミンおよびモノヒドラジドからなる群から選択された少なくとも１つに置き換えられていてもよい。置き換える割合は、ジアミン類に対するモノアミンおよびモノヒドラジドからなる群から選択された少なくとも１つの比率が４０モル％以下の範囲であることが好ましい。このような置き換えは、ポリアミック酸を生成する際の重合反応のターミネーションを起こすことができ、それ以上の重合反応の進行を抑えることができる。このため、このような置き換えによって、得られるポリマー（ポリアミック酸またはその誘導体）の分子量を容易に制御することができ、例えば本発明の効果が損われることなく液晶配向剤の塗布特性を改善することができる。モノアミンまたはモノヒドラジドで置き換えられてもよいジアミン類は、本発明の効果が損なわれなければ、１種でも２種以上でもよい。前記モノアミンとしては、例えばアニリン、４－ヒドロキシアニリン、シクロヘキシルアミン、ｎ－ブチルアミン、ｎ－ペンチルアミン、ｎ－ヘキシルアミン、ｎ－ヘプチルアミン、ｎ－オクチルアミン、ｎ－ノニルアミン、ｎ－デシルアミン、ｎ－ウンデシルアミン、ｎ－ドデシルアミン、ｎ－トリデシルアミン、ｎ－テトラデシルアミン、ｎ－ペンタデシルアミン、ｎ－ヘキサデシルアミン、ｎ－ヘプタデシルアミン、ｎ－オクタデシルアミン、ｎ－エイコシルアミン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、および３－アミノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。

＜その他のテトラカルボン酸二無水物類＞
本発明のポリマーの原料に用いる式（２）または式（３）以外のテトラカルボン酸二無水物類としては、公知のテトラカルボン酸二無水物類から制限されることなく選択することができる。

以下にテトラカルボン酸二無水物の例を挙げる。これらのテトラカルボン酸二無水物をテトラカルボン酸ジエステルやテトラカルボン酸ジエステルジクロライドに誘導した誘導化合物として、ポリマーの原料に用いてもよい。

このようなテトラカルボン酸二無水物類は、芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合した芳香族系（複素芳香環系を含む）、および芳香環に直接ジカルボン酸無水物が結合していない脂肪族系（複素環系を含む）の何れの群に属するものであってもよい。

このようなテトラカルボン酸二無水物の例として、以下の式（ＡＮ－１）～式（ＡＮ－９）、式（ＡＮ－１１）、式（ＡＮ－１２）、式（ＡＮ－１５）、式（ＡＮ－１０－１）、式（ＡＮ－１０－２）、および式（ＡＮ－１６－１）～式（ＡＮ－１６－１７）で表される化合物が挙げられる。

［式（ＡＮ－１）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－１）において、Ｇ^１１は単結合、炭素数１～１２のアルキレン基、１，４－フェニレン基、または１，４－シクロヘキシレン基である。Ｘ^１１はそれぞれ独立して単結合または－ＣＨ_２－である。Ｇ^１２はそれぞれ独立して下記の３価の基のいずれかである。

Ｇ^１２が＞ＣＨ－であるとき、＞ＣＨ－の水素原子はメチル基で置換されていてもよい。Ｇ^１２が＞Ｎ－であるとき、Ｇ^１１は単結合および－ＣＨ_２－であることはなく、Ｘ^１１は単結合であることはない。Ｒ^１１はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基である。

式（ＡＮ－１）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－１－１）～式（ＡＮ－１－１５）で表される化合物を挙げることができる。

式（ＡＮ－１－２）および（ＡＮ－１－１４）において、ｍはそれぞれ独立して１～１２の整数である。

［式（ＡＮ－２）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－２）において、Ｒ^６１はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数１～５のアルキル基、またはフェニル基である。

式（ＡＮ－２）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－２－１）～式（ＡＮ－２－３）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－３）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－３）において、環Ａ^１１はシクロヘキサン環またはベンゼン環である。

式（ＡＮ－３）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－３－１）、式（ＡＮ－３－２）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－４）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－４）において、Ｇ^１３は単結合、－（ＣＨ_２）_ｍ－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（ＣＨ_３）_２－、－ＳＯ_２－、－ＣＯ－、－Ｃ（ＣＦ_３）_２－、または下記式（Ｇ１３－１）で表される２価の基であり、ｍは１～１２の整数である。環Ａ^１１はそれぞれ独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。Ｇ^１３は環Ａ^１１の結合可能な炭素のいずれかと結合できる。

式（Ｇ１３－１）において、Ｇ^１３ａおよびＧ^１３ｂはそれぞれ独立して、単結合、－Ｏ－、－ＣＯＮＨ－、または－ＮＨＣＯ－で表される２価の基である。フェニレン基は、１，４－フェニレン基または１，３－フェニレン基であることが好ましい。

式（ＡＮ－４）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－４－１）～式（ＡＮ－４－３１）で表される化合物を挙げることができる。

式（ＡＮ－４－１７）において、ｍは１～１２の整数である。

［式（ＡＮ－５）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－５）において、Ｒ^１１はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基である。２つのＲ^１１のうちベンゼン環におけるＲ^１１は、ベンゼン環の置換可能な位置のいずれかに結合する。

式（ＡＮ－５）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－５－１）～式（ＡＮ－５－３）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－６）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－６）において、Ｘ^１１はそれぞれ独立して単結合または－ＣＨ_２－である。Ｘ^１２は－ＣＨ_２－、－ＣＨ_２ＣＨ_２－または－ＣＨ＝ＣＨ－である。ｎは１または２である。ｎが２であるとき、２つのＸ^１２は互いに同一であっても異なっていてもよい。

式（ＡＮ－６）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－６－１）～式（ＡＮ－６－１２）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－７）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－７）において、Ｘ^１１は単結合または－ＣＨ_２－である。

式（ＡＮ－７）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－７－１）、式（ＡＮ－７－２）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－８）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－８）において、Ｘ^１１は単結合または－ＣＨ_２－である。Ｒ^１２は水素原子、メチル基、エチル基、またはフェニル基である。環Ａ^１２はシクロヘキサン環またはシクロヘキセン環である。

式（ＡＮ－８）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－８－１）、式（ＡＮ－８－２）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－９）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－９）において、ｒはそれぞれ独立して０または１である。

式（ＡＮ－９）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－９－１）～式（ＡＮ－９－３）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－１０－１）および式（ＡＮ－１０－２）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

［式（ＡＮ－１１）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－１１）において、環Ａ^１１はそれぞれ独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。

式（ＡＮ－１１）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－１１－１）～式（ＡＮ－１１－３）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－１２）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－１２）において、環Ａ^１１はそれぞれ独立してシクロヘキサン環またはベンゼン環である。

式（ＡＮ－１２）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－１２－１）～式（ＡＮ－１２－３）で表される化合物を挙げることができる。

［式（ＡＮ－１５）で表されるテトラカルボン酸二無水物］

式（ＡＮ－１５）において、ｗは１～１０の整数である。

式（ＡＮ－１５）で表されるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記の式（ＡＮ－１５－１）～式（ＡＮ－１５－３）で表される化合物を挙げることができる。

上記以外のテトラカルボン酸二無水物として、下記の式（ＡＮ－１６－１）～式（ＡＮ－１６－１７）で表される化合物が挙げられる。

上記テトラカルボン酸二無水物において、後述する液晶配向膜の各特性を向上させる好適な材料について述べる。液晶配向性をさらに向上させることを重視する場合には、式（ＡＮ－１－２）、式（ＡＮ－４－１７）、式（ＡＮ－４－２１）、式（ＡＮ－４－２９）、または（ＡＮ－１６－１７）で表される化合物がより好ましく、式（ＡＮ－１－２）においては、ｍ＝４～８が好ましく、ｍ＝４、６または８がより好ましい。式（ＡＮ－４－１７）においては、ｍ＝４～８が好ましく、ｍ＝４または８がより好ましい。

液晶表示素子の透過率を向上させることを重視する場合には、式（ＡＮ－１－１）、式（ＡＮ－１－２）、式（ＡＮ－２－１）、式（ＡＮ－３－１）、式（ＡＮ－４－１７）、式（ＡＮ－４－３０）、式（ＡＮ－５－１）、式（ＡＮ－７－２）、式（ＡＮ－１０－１）、式（ＡＮ－１６－３）、または式（ＡＮ－１６－４）で表される化合物が好ましく、中でも式（ＡＮ－１－２）においては、ｍ＝４～８が好ましく、式（ＡＮ－４－１７）においては、ｍ＝４～８が好ましい。

液晶表示素子のＶＨＲを向上させることを重視する場合には、式（ＡＮ－１－１）、式（ＡＮ－１－２）、式（ＡＮ－３－１）、式（ＡＮ－４－１７）、式（ＡＮ－４－３０）、式（ＡＮ－７－２）、式（ＡＮ－１０－１）、式（ＡＮ－１６－３）、式（ＡＮ－１６－４）、または式（ＡＮ－２－１）で表される化合物が好ましく、式（ＡＮ－１－２）においては、ｍ＝４～８が好ましく、式（ＡＮ－４－１７）においては、ｍ＝４～８が好ましい。

液晶表示素子の蓄積電荷の緩和速度をさらに向上させることを重視する場合には、式（ＡＮ－１－１３）、式（ＡＮ－３－２）、式（ＡＮ－４－２１）、式（ＡＮ－４－２９）、または式（ＡＮ－１１－３）で表される化合物が好ましい。

本発明のポリマーの原料として使用する原料組成物において、式（１）で表される化合物は、使用するジアミン類の全量に対して５０～１００モル％が好ましく、８０～１００モル％がさらに好ましい。式（４）で表される化合物を併用する場合、式（４）で表される化合物は、使用するジアミン類の全量に対して５～５０モル％が好ましく、５～２０モル％がさらに好ましい。式（２）または式（３）で表されるテトラカルボン酸二無水物類は、使用するテトラカルボン酸二無水物類の全量に対して、３０～１００モル％が好ましく、５０～１００モル％がより好ましい。

本発明のポリマーは、その原料組成物としてモノイソシアネート化合物をさらに含んでいてもよい。モノイソシアネート化合物を原料組成物に含むことによって、得られるポリアミック酸またはその誘導体の末端が修飾され、分子量が調節される。この末端修飾型のポリアミック酸またはその誘導体を用いることにより、例えば本発明の効果が損われることなく液晶配向剤の塗布特性を改善することができる。原料組成物中のモノイソシアネート化合物の含有量は、原料組成物中のジアミン類およびテトラカルボン酸二無水物類の総量に対して１～１０モル％であることが、前記の観点から好ましい。前記モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、およびナフチルイソシアネートが挙げられる。

＜液晶配向剤＞
以下において、本発明の液晶配向剤中のポリマー成分について詳細に説明する。本発明の液晶配向剤中のポリマー成分は、本発明のポリマー１種類を含有していてもよく、本発明のポリマー２種類以上を含有していてもよく、本発明のポリマーおよび、本発明以外のポリマーが混合されていてもよい。なお、本明細書において、ポリマー１種類で構成された液晶配向剤を「単層型液晶配向剤」と称することがある。ポリマーを２種以上混合する液晶配向剤を「ブレンド型液晶配向剤」と称することがある。ブレンド型液晶配向剤は、特にＶＨＲ信頼性やその他の電気的特性を重視する場合に用いられる。

ブレンド型液晶配向剤に用いるポリマーとしては、式（１）、式（２）または式（３）の化合物を原料として用いたポリマーと、式（１）、式（２）または式（３）の化合物を原料として用いないポリマーで構成されていてもよく、式（１）、式（２）または式（３）の化合物を原料として用いたポリマー２種類以上で構成されていてもよい。式（１）、式（２）または式（３）の化合物を原料として用いないポリマーとしては、原料として式（１）、式（２）または式（３）の化合物を含まないこと以外は、上記の本発明のポリマーの説明を参照することができる。

２成分のポリマーを用いる場合、例えば、一方には液晶配向能に優れた性能を有するポリマーを選択し、他方には液晶表示素子の電気的特性を改善するのに優れた性能を有するポリマーを選択する態様があり、液晶配向性と電気特性のバランスの良い配向剤を得るために好適である。

この場合、それぞれのポリマーの構造や分子量を制御することにより、これらのポリマーを溶剤に溶解した液晶配向剤を、後述するように、基板に塗布し、予備乾燥を行って薄膜を形成する過程で、液晶配向能に優れた性能を有するポリマーを薄膜の上層に、液晶表示素子の電気的特性を改善するのに優れた性能を有するポリマーを薄膜の下層に偏析させることができる。これには、混在するポリマーにおいて、表面エネルギーの小さなポリマーが上層に、表面エネルギーの大きなポリマーが下層に相分離する現象を応用することができる。このような相分離の確認は、形成された液晶配向膜の表面エネルギーが、上層に偏析させることを意図したポリマーのみを含有する液晶配向剤によって形成された膜の表面エネルギーと同じか、または近い値であることで確認することができる。

上下二層の相分離構造を発現させる方法として、上層に偏析させたいポリマーの分子量を小さくすることも挙げられる。

ポリマー同士の混合からなる液晶配向剤では、上層に偏析させたいポリマーをポリイミドとすることで上下二層の相分離構造を発現させることもできる。

式（１）で表されるジアミン類は、前記薄膜の上層に偏析するポリマーの原料組成物として用いられてもよく、薄膜の下層に偏析するポリマーの原料組成物として用いられてもよく、両方のポリマーの原料組成物として用いられてもよいが、薄膜の上層に偏析するポリマーの原料組成物として用いることがより好ましい。

式（２）または式（３）で表されるテトラカルボン酸二無水物類は、前記薄膜の上層に偏析するポリマーの原料組成物として用いられてもよく、薄膜の下層に偏析するポリマーの原料組成物として用いられてもよく、両方のポリマーの原料組成物として用いられてもよい。

式（４）で表されるジアミン類は、前記薄膜の上層に偏析するポリマーの原料組成物として用いられてもよく、薄膜の下層に偏析するポリマーの原料組成物として用いられてもよく、両方のポリマーの原料組成物として用いられてもよい。

前記薄膜の上層に偏析するポリマーを合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物類としては、上記に例示した公知のテトラカルボン酸二無水物またはその誘導化合物から制限されることなく選択することができる。

薄膜の上層に偏析するポリマーを合成するために用いられる式（１）または式（２）で表されるテトラカルボン酸二無水物類以外のテトラカルボン酸二無水物類は、式（ＡＮ－１－１）、式（ＡＮ－１－２）、式（ＡＮ－２－１）、式（ＡＮ－３－１）、式（ＡＮ－４－５）、式（ＡＮ－４－１７）、または式（ＡＮ－４－２１）、で表される化合物またはその誘導化合物が好ましく、式（ＡＮ－４－１７）または式（ＡＮ－４－２１）がより好ましい。式（ＡＮ－４－１７）においては、ｍ＝４～８が好ましい。

薄膜の上層に偏析するポリマーを合成するために用いられるジアミン類としては、上記に例示した公知のジアミン類から制限されることなく選択することができる。

薄膜の上層に偏析するポリマーを合成するために用いられるジアミン類としては、式（ＤＩ－４－１）、式（ＤＩ－４－１３）、式（ＤＩ－４－１５）、式（ＤＩ－５－１）、式（ＤＩ－７－３）、式（ＤＩ－１３－１）、（Ｖ－２－１）、（Ｖ－２－１３）、（Ｖ－２－１４）、（Ｖ－２－１５）、または（Ｖ－２－１６）で表される化合物を用いるのが好ましい。中でも、式（ＤＩ－４－１３）、式（ＤＩ－４－１５）、式（ＤＩ－５－１）、式（ＤＩ－１３－１）、（Ｖ－２－１）、（Ｖ－２－１３）、または（Ｖ－２－１５）で表される化合物を用いるのがより好ましい。式（ＤＩ－５－１）において、ｍ＝４～８が好ましい。式（ＤＩ－７－３）においてはｍ＝３、ｎ＝１が好ましい。

薄膜の下層に偏析するポリマーを合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物類としては、上記に例示した公知のテトラカルボン酸二無水物またはその誘導化合物から制限されることなく選択することができる。

薄膜の下層に偏析するポリマーを合成するために用いられる式（１）または式（２）で表されるテトラカルボン酸二無水物類以外のテトラカルボン酸二無水物類としては、式（ＡＮ－１－１）、式（ＡＮ－１－１３）、式（ＡＮ－２－１）、式（ＡＮ－３－２）、または式（ＡＮ－４－２１）で表される化合物またはその誘導化合物が好ましく、式（ＡＮ－１－１）、式（ＡＮ－２－１）、または式（ＡＮ－３－２）がより好ましい。

薄膜の下層に偏析するポリマーを合成するために好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物類は、テトラカルボン酸二無水物類の全量中芳香族テトラカルボン酸二無水物類を１０モル％以上含むことが好ましく、３０モル％以上含むことがより好ましい。

薄膜の下層に偏析するポリマーを合成するために用いられるジアミン類としては、上記に例示した公知のジアミン類から制限されることなく選択することができる。

薄膜の下層に偏析するポリマーを合成するために用いられるジアミン類としては、式（ＤＩ－４－１）、式（ＤＩ－４－２）、式（ＤＩ－４－１０）、式（ＤＩ－４－１８）、式（ＤＩ－４－１９）、式（ＤＩ－５－１）、式（ＤＩ－５－９）、式（ＤＩ－５－２８）、式（ＤＩ－５－３０）、式（ＤＩ－１３－１）、または式（ＤＩＨ－１－２）で表される化合物が好ましい。式（ＤＩ－５－１）において、ｍ＝１または２である化合物が好ましく、式（ＤＩ－５－３０）において、ｋ＝２である化合物が好ましい。中でも、式（ＤＩ－４－１）、式（ＤＩ－４－１８）、式（ＤＩ－４－１９）、式（ＤＩ－５－９）、式（ＤＩ－１３－１）、または式（ＤＩＨ－１－２）で表される化合物がより好ましい。

薄膜の下層に偏析するポリマーを合成するために好ましく用いられるジアミン類は、芳香族ジアミンおよび芳香族ジヒドラジドからなる群から選択された少なくとも１つを、全ジアミン類に対して、３０モル％以上含むものである事が好ましく、５０モル％以上含むものであることがより好ましい。

薄膜の上層に偏析するポリマー、および薄膜の下層に偏析するポリマーの合計量に対する薄膜の上層に偏析するポリマーの割合としては、５重量％～５０重量％が好ましく、１０重量％～４０重量％がさらに好ましい。

本発明のポリアミック酸又はその誘導体は、第１ポリマー鎖と、第１ポリマー鎖とは構造が異なる第２ポリマー鎖を含むブロックポリマーであってもよい。また、ブロックポリマーは、さらに第１ポリマー鎖及び第２ポリマー鎖と構造が異なる他のポリマー鎖を含んでいてもよい。
例えば、ポリアミック酸のブロックポリマーは、下記式（ＰＡＡ）で示される特定のポリアミック酸（ＰＡＡ１）の溶液と、ポリアミック酸（ＰＡＡ１）とＸ^１及びＸ^２の組み合わせが異なるポリアミック酸（ＰＡＡ２）の溶液を混合して加熱することにより形成することができる。こうして形成されるポリアミック酸のブロックポリマーは、（ＰＡＡ１）_ｎ１で表されるブロックと（ＰＡＡ２）_ｎ２で表されるブロックを含む。（ＰＡＡ１）_ｎ１及び（ＰＡＡ２）_ｎ２におけるｎ１及びｎ２は、各々独立して１以上の整数であり、好ましくは各々独立して２以上の整数である。ブロックポリマーにおいて、式（１）で表される化合物および、式（２）または式（３）で表されるテトラカルボン酸二無水物類を原料組成物に用いるポリマー鎖は、いずれか１つであってもよいし、２つ以上であってもよいし、全てのポリマー鎖であってもよい。

ブロックポリマーにおいて式（１）で表される化合物および、式（２）または式（３）で表されるテトラカルボン酸二無水物類を原料組成物に用いるポリマー鎖は、ブロックポリマー全体の５～５０重量％が好ましく、１０～４０重量％がより好ましい。

ここで、ポリアミック酸のブロックポリマーは、２種以上のポリアミック酸をそれぞれ単独で製造した後に混合し、加熱して合成してもよい。または、１種類目のポリアミック酸を合成した後に同じ反応容器に２種類目のポリアミック酸の原料を加えて合成するなどのように、２種以上のポリアミック酸を同じ反応容器中で合成した後、加熱して合成してもよい。

また、本発明の液晶配向剤は、液晶配向剤の塗布性や前記ポリアミック酸またはその誘導体の濃度の調整の観点から、溶剤をさらに含有していてもよい。前記溶剤は、ポリマー成分を溶解する能力を持った溶剤であれば格別制限なく適用可能である。前記溶剤は、ポリアミック酸、可溶性ポリイミド等のポリマー成分の製造工程や用途面で通常使用されている溶剤を広く含み、使用目的に応じて、適宜選択できる。前記溶剤は１種でも２種以上の混合溶剤であってもよい。

溶剤としては、前記ポリマー成分の親溶剤や、塗布性改善を目的とした他の溶剤が挙げられる。

前記ポリマー成分に対し親溶剤である非プロトン性極性有機溶剤としては、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、Ｎ－エチル－２－ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、Ｎ－メチルカプロラクタム、Ｎ－メチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルイソブチルアミド、γ－ブチロラクトン、およびγ－バレロラクトン等が挙げられる。これらの中で、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、γ－ブチロラクトン、またはγ－バレロラクトンが好ましい。

塗布性改善等を目的とした他の溶剤の例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテルが挙げられる。また、プロピレングリコールモノメチルエーテル、１－ブトキシ－２－プロパノール等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ブチルセロソルブアセテート、フェニルアセテート、およびこれらアセテート類等のエステル化合物が挙げられる。さらにマロン酸ジエチル等のマロン酸ジアルキル、乳酸アルキル、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、３－メチル－３－メトキシブタノール、４－メチル－２－ペンタノール、ジイソブチルカルビノール、テトラリン、およびイソホロンが挙げられる。

これらの中で、ジイソブチルケトン、４－メチル－２－ペンタノール、ジイソブチルカルビノール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノターシャリーブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、１－ブトキシ－２－プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、またはブチルセロソルブアセテートが好ましい。

本発明の液晶配向剤におけるポリマー濃度は特に限定されるものではなく、下記の種々の塗布法に合わせ最適な値を選べばよい。通常、塗布時のムラやピンホール等を抑えるため、ワニス重量に対し、好ましくは０．１～３０重量％、より好ましくは１～１０重量％である。

本発明の液晶配向剤の粘度は、塗布する方法、ポリマー成分の濃度、使用するポリマー成分の種類、溶剤の種類と割合によって好ましい範囲が異なる。例えば、印刷機による塗布の場合は５～１００ｍＰａ・ｓ（より好ましくは１０～８０ｍＰａ・ｓ）である。５ｍＰａ・ｓ以上であれば十分な膜厚が得られやすくなり、１００ｍＰａ・ｓ以下であれば印刷ムラを抑えやすくなる。スピンコートによる塗布の場合は５～２００ｍＰａ・ｓ（より好ましくは１０～１００ｍＰａ・ｓ）が適している。インクジェット塗布装置を用いて塗布する場合は５～５０ｍＰａ・ｓ（より好ましくは５～２０ｍＰａ・ｓ）が適している。液晶配向剤の粘度は回転粘度測定法により測定され、例えば回転粘度計（東機産業製ＴＶＥ－２０Ｌ型）を用いて測定（測定温度：２５℃）される。

本発明の液晶配向剤は各種添加剤をさらに含有していてもよい。各種添加剤は、配向膜の各種特性を向上させるために、それぞれの目的に応じて選択して使用することができる。以下に例を示す。

＜アルケニル置換ナジイミド化合物＞
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、アルケニル置換ナジイミド化合物をさらに含有していてもよい。アルケニル置換ナジイミド化合物は１種で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。アルケニル置換ナジイミド化合物の含有量は、上記の目的から、ポリマー成分に対して１～５０重量％であることが好ましく、１～３０重量％であることがより好ましく、１～２０重量％であることがさらに好ましい。アルケニル置換ナジイミド化合物は、本発明で用いられるポリマー成分を溶解する溶剤に溶解させることができる化合物であることが好ましい。好ましいアルケニル置換ナジイミド化合物には、特開２００８－０９６９７９号、特開２００９－１０９９８７号、特開２０１３－２４２５２６号に開示されているアルケニル置換ナジイミド化合物が挙げられる。特に好ましいアルケニル置換ナジイミド化合物としては、ビス｛４－（アリルビシクロ［２．２．１］ヘプト－５－エン－２，３－ジカルボキシイミド）フェニル｝メタン、Ｎ，Ｎ’－ｍ－キシリレン－ビス（アリルビシクロ［２．２．１］ヘプト－５－エン－２，３－ジカルボキシイミド）、またはＮ，Ｎ’－ヘキサメチレン－ビス（アリルビシクロ［２．２．１］ヘプト－５－エン－２，３－ジカルボキシイミド）が挙げられる。

＜ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物＞
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子の電気特性を長期に安定させる目的から、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物をさらに含有していてもよい。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物は１種の化合物であってもよいし、２種以上の化合物であってもよい。なお、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物にはアルケニル置換ナジイミド化合物は含まれない。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物には、好ましいものとして、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジヒドロキシエチレン－ビスアクリルアミド、エチレンビスアクリレート、４，４’－メチレンビス（Ｎ，Ｎ－ジヒドロキシエチレンアクリレートアニリン）、シアヌル酸トリアリル、他に、特開２００９－１０９９８７号、特開２０１３－２４２５２６号、国際公報２０１４／１１９６８２、国際公報２０１５／１５２０１４に開示されているラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物が挙げられる。ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物の含有量は、上記の目的から、ポリマー成分に対して１～５０重量％であることが好ましく、１～３０重量％であることがより好ましい。

＜オキサジン化合物＞
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、オキサジン化合物をさらに含有していてもよい。オキサジン化合物は１種の化合物であってもよいし、２種以上の化合物であってもよい。オキサジン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリマー成分に対して０．１～５０重量％であることが好ましく、１～４０重量％であることがより好ましく、１～２０重量％であることがさらに好ましい。

オキサジン化合物は、ポリマー成分を溶解させる溶剤に可溶であり、加えて、開環重合性を有するオキサジン化合物が好ましい。好ましいオキサジン化合物には、式（ＯＸ－３－１）、式（ＯＸ－３－９）、式（ＯＸ－３－１０）で表されるオキサジン化合物、他に、特開２００７－２８６５９７号、特開２０１３－２４２５２６号に開示されているオキサジン化合物が挙げられる。

＜オキサゾリン化合物＞
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、オキサゾリン化合物をさらに含有していてもよい。オキサゾリン化合物はオキサゾリン構造を有する化合物である。オキサゾリン化合物は１種の化合物であってもよいし、２種以上の化合物であってもよい。オキサゾリン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリマー成分に対して０．１～５０重量％であることが好ましく、１～４０重量％であることがより好ましく、１～２０重量％であることがさらに好ましい。好ましいオキサゾリン化合物には、特開２０１０－０５４８７２号、特開２０１３－２４２５２６号に開示されているオキサゾリン化合物が挙げられる。より好ましくは、１，３－ビス（４，５－ジヒドロ－２－オキサゾリル）ベンゼンが挙げられる。

＜エポキシ化合物＞
例えば、本発明の液晶配向剤は、液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的、膜の硬度を向上させる目的、もしくはシール剤との密着性を向上させる目的から、エポキシ化合物をさらに含有していてもよい。エポキシ化合物は１種の化合物であってもよいし、２種以上の化合物であってもよい。エポキシ化合物の含有量は、上記の目的から、ポリマー成分に対して０．１～５０重量％であることが好ましく、１～２０重量％であることがより好ましく、１～１０重量％であることがさらに好ましい。

エポキシ化合物としては、分子内にエポキシ環を１つまたは２つ以上有する種々の化合物を用いることができる。膜の硬度を向上させる目的、もしくはシール剤との密着性を向上させる目的のためには、分子内にエポキシ環を２つ以上有する化合物が好ましく、３つまたは４つ有する化合物がより好ましい。

エポキシ化合物としては、特開２００９-１７５７１５号、特開２０１３－２４２５２６号、特開２０１６－１７０４０９号、国際公報２０１７／２１７４１３に開示されているエポキシ化合物が挙げられる。好ましいエポキシ化合物としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラグリシジル－４，４’－ジアミノジフェニルメタン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、（３，３‘，４，４’－ジエポキシ）ビシクロヘキシル、１，４－ブタンジオールグリシジルエーテル、イソシアヌル酸トリス（２，３－エポキシプロピル）、１，３－ビス（Ｎ，Ｎ－ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、またはＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ‘－テトラグリシジル－ｍ－キシレンジアミンが挙げられる。
上記の他、エポキシ環を有するオリゴマーやポリマーを添加することもできる。エポキシ環を有するオリゴマーやポリマーは特開２０１３－２４２５２６号に開示されているオリゴマーやポリマーを使用することができる。

＜シラン化合物＞
例えば、本発明の液晶配向剤は、基板およびシール剤との密着性を向上させる目的から、シラン化合物をさらに含有していてもよい。シラン化合物の含有量は、上記の目的から、ポリマー成分に対して０．１～３０重量％であることが好ましく、０．５～２０重量％であることがより好ましく、０．５～１０重量％であることがさらに好ましい。

シラン化合物としては、特開２０１３－２４２５２６、特開２０１５－２１２８０７号、特開２０１８－１７３５４５号、国際公報２０１８／１８１５６６に開示されているシランカップリング剤を使用することができる。好ましいシランカップリング剤として、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、パラアミノフェニルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、または３－ウレイドプロピルトリエトキシシランが挙げられる。

上記記載の添加剤の他、配向膜の強度を上げる目的、または液晶表示素子における電気特性を長期に安定させる目的から、シクロカーボネート基を持つ化合物、ヒドロキシアルキルアミド部位や水酸基を持つ化合物を添加することもできる。具体的化合物としては、特開２０１６－１１８７５３号、国際公報２０１７／１１０９７６に開示されている化合物が挙げられる。好ましい化合物としては、以下の式（ＨＤ－１）～式（ＨＤ－４）が挙げられる。これらの化合物は、ポリマー成分に対して０．５～５０重量％であることが好ましく、１～３０重量％であることがより好ましく、１～１０重量％であることがさらに好ましい。

また、帯電防止の向上を必要とするときは帯電防止剤、低温でイミド化を進行させる場合はイミド化触媒を使用することもできる。イミド化触媒としては、特開２０１３－２４２５２６号に開示されているイミド化触媒が挙げられる。

＜液晶配向膜＞
次に、本発明の液晶配向膜について説明する。
本発明の液晶配向膜は、本発明の液晶配向剤を使用して形成されたものである。本発明の液晶配向剤を用いて液晶配向膜を形成させる過程で加熱焼成すると、ポリイミド系液晶配向膜を形成させることができる。本発明の液晶配向剤は、配向処理方法としてラビング法を用いるラビング配向膜にも、原料として光反応性構造を有する化合物を併用すれば配向処理方法として光配向法を用いる光配向膜にも適用することができる。

以下において、本発明の光配向用液晶配向剤による液晶配向膜の形成方法について説明する。

本発明の液晶配向膜は、光配向用液晶配向剤から液晶配向膜を作製する通常の方法によって得ることができる。本発明の液晶配向膜は、例えば、本発明の光配向用液晶配向剤の塗膜を形成する工程と、塗膜を加熱乾燥して液晶配向剤の膜を形成する工程と、液晶配向剤の膜に光を照射して異方性を付与する工程と、異方性を付与した液晶配向剤の膜を加熱焼成する工程を経ることによって得ることができる。本発明の液晶配向膜については、塗膜工程、加熱乾燥工程の後に光を照射して異方性を付与し、その後加熱焼成工程を経るのが好ましい。

塗膜は、通常の液晶配向膜の作製と同様に、液晶表示素子における基板に本発明の液晶配向剤を塗布することによって形成することができる。基板には、透明電極やカラーフィルタ等が設けられていてもよいガラス製、窒化ケイ素製、アクリル製、ポリカーボネイト製、ポリイミド製等の基板が挙げられる。

液晶配向剤を基板に塗布する方法としてはスピンナー法、印刷法、ディッピング法、滴下法、インクジェット法等が一般に知られている。これらの方法は本発明においても同様に適用可能である。

加熱乾燥工程は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。加熱乾燥工程は溶剤の蒸発が可能な範囲内の温度で実施することが好ましく、加熱焼成工程における温度に対して比較的低い温度で実施することがより好ましい。具体的には加熱乾燥温度は３０℃～１５０℃の範囲であること、さらには５０℃～１２０℃の範囲であることが好ましい。

加熱焼成工程は、例えば、加熱乾燥工程後の微量の残存溶剤を除去するのに必要な条件、あるいはポリアミック酸またはその誘導体がイミド化反応を呈するのに必要な条件で行うことができる。塗膜の焼成は、オーブンまたは赤外炉の中で加熱処理する方法、ホットプレート上で加熱処理する方法等が一般に知られている。これらの方法も本発明において同様に適用可能である。一般に９０～３００℃程度の温度で１分間～３時間行うことが好ましく、１２０～２８０℃がより好ましく、１５０～２５０℃がさらに好ましい。

膜の異方性や、液晶表示素子を作製した際の残像特性を向上させることを重視する場合には、加熱工程の昇温を緩やかに行うことが好ましく、例えば、段階的に温度を上げながら、異なる温度で複数回加熱焼成する、または、低温から高温へと温度を変化させて加熱することができる。また、両方の加熱方法を組み合わせて行ってもよい。

異なる温度で複数回加熱焼成する場合、異なる温度に設定された複数の加熱装置を用いてもよいし、１台の加熱装置を用いて、異なる温度に順次変化させながら行ってもよい。

異なる温度で複数回加熱焼成する場合は、初めの焼成温度は９０～１８０℃で行うのが好ましく、最後の温度は１８５℃～３００℃で行うのが好ましい。例えば、１１０℃で加熱焼成した後２２０℃で加熱焼成、１１０℃で加熱焼成した後２３０℃で加熱焼成、１３０℃で加熱焼成した後２２０℃で加熱焼成、１５０℃で加熱焼成した後２００℃で加熱焼成、１５０℃で加熱焼成した後２２０℃で加熱焼成、１５０℃で加熱焼成した後２３０℃で加熱焼成、または１７０℃で加熱焼成した後２００℃で加熱焼成することが好ましい。さらに段階を増やして緩やかに昇温させながら加熱焼成することも好ましい。加熱温度を変えて２段階以上で加熱焼成を行う場合、各加熱工程での加熱時間は５分～３０分であることが好ましい。

低温度から高温へと温度を変化させて焼成を行なう場合、初期温度は９０～１８０℃が好ましい。最終温度は１８５～３００℃が好ましく、１９０～２３０℃がより好ましい。加熱時間は５分～６０分が好ましく、２０分～６０分がより好ましい。昇温スピードは、例えば０．５℃／分～４０℃／分とすることができる。昇温中の昇温スピードは一定でなくともよい。

本発明の液晶配向膜の形成方法において、液晶を水平および／または垂直方向に対して一方向に配向させるために、薄膜へ異方性を付与する手段として、公知の光配向法を好適に用いることができる。

光配向法による本発明の液晶配向膜の形成方法について、詳細に説明する。光配向法を用いた本発明の液晶配向膜は、塗膜を加熱乾燥した後の薄膜に、光を照射することにより、薄膜に異方性を付与し、その膜を加熱焼成することにより形成することができる。または、塗膜を加熱乾燥し、加熱焼成した後に、薄膜に光の直線偏光または無偏光を照射することにより形成する事ができる。液晶配向性の点から、光の照射工程は加熱焼成工程前に行うのが好ましい。

さらに、液晶配向膜の液晶配向能を上げるために、塗膜を加熱しながら光を照射することもできる。光の照射は、塗膜を加熱乾燥する工程、または加熱焼成する工程で行ってもよく、加熱乾燥工程と加熱焼成工程の間に行ってもよい。
塗膜を加熱乾燥する工程、または加熱焼成する工程で光を照射する場合の加熱温度は、上記の加熱乾燥工程、または加熱焼成工程の記載を参考にできる。加熱乾燥工程と加熱焼成工程の間に光を照射する場合の加熱温度は、３０℃～１５０℃の範囲であることが好ましく、５０℃～１１０℃の範囲であることがさらに好ましい。

光としては、例えば１５０～８００ｎｍの波長の光を含む紫外線または可視光を用いることができるが、２００～４００ｎｍの光を含む紫外線が好ましい。また、直線偏光または無偏光を用いることができる。これらの光は、前記薄膜に液晶配向能を付与することができる光であれば特に限定されないが、液晶に対して強い配向規制力を発現させたい場合、直線偏光が好ましい。

前記光照射工程における直線偏光の照射量は０．０５～１０Ｊ／ｃｍ^２であることが好ましく、０．１～５Ｊ／ｃｍ^２がより好ましい。直線偏光の膜表面に対する照射角度は特に限定されないが、液晶に対する強い配向規制力を発現させたい場合、膜表面に対してなるべく垂直であることが配向処理時間短縮の観点から好ましい。また、本発明の液晶配向膜は、直線偏光を照射することにより、直線偏光の偏光方向に対して直角方向に液晶を配向させることができる。

光を照射する工程に使用する光源には、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Ｄｅｅｐ ＵＶランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、エキシマランプ、ＫｒＦエキシマレーザー、蛍光ランプ、ＬＥＤランプ、ナトリウムランプ、マイクロウェーブ励起無電極ランプ、などを制限なく用いることができる。

本発明の液晶配向膜は、前述した工程以外の他の工程をさらに含む方法によって好適に得られる。

本発明の液晶配向膜は、焼成または光照射後の膜を洗浄液で洗浄する工程を必須としないが、他の工程の都合で洗浄工程を設けることができる。洗浄液による洗浄方法としては、ブラッシング、ジェットスプレー、蒸気洗浄または超音波洗浄等が挙げられる。これらの方法は単独で行ってもよいし、併用してもよい。洗浄液としては純水または、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の各種アルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類を用いることができるが、これらに限定されるものではない。もちろん、これらの洗浄液は十分に精製された不純物の少ないものが用いられる。このような洗浄方法は、本発明の液晶配向膜の形成における前記洗浄工程にも適用することができる。

本発明の液晶配向膜の液晶配向能を高めるために、加熱焼成工程の前後、または、偏光または無偏光の光照射の前後に、熱や光によるアニール処理を用いることができる。該アニール処理において、アニール温度が３０～１８０℃、好ましくは５０～１５０℃であり、時間は１分～２時間が好ましい。また、アニール処理に使用するアニール光には、ＵＶランプ、蛍光ランプ、ＬＥＤランプなどが挙げられる。光の照射量は０．３～１０Ｊ／ｃｍ^２であることが好ましい。

本発明の液晶配向剤から、ラビング法を用いて液晶配向膜を形成する場合は、ラビング用液晶配向剤から液晶配向膜を作製する通常の方法によって得ることができ、例えば国際公開２０１９／０３１６０４に記載の方法を参照することができる。

本発明の液晶配向膜の膜厚は、特に限定されないが、１０～３００ｎｍであることが好ましく、３０～１５０ｎｍであることがより好ましい。本発明の液晶配向膜の膜厚は、段差計やエリプソメータ等の公知の膜厚測定装置によって測定することができる。

本発明の液晶配向膜は特に大きな配向の異方性を持つことを特徴とする。このような異方性の大きさは特開２００５－２７５３６４等に記載の偏光ＩＲを用いた方法で評価する事ができる。またエリプソメトリーを用いた方法によっても評価することができる。詳しくは、分光エリプソメータによって液晶配向膜のリタデーション値を測定することができる。膜のリタデーション値はポリマー主鎖の配向度に比例して大きくなる。

本発明の液晶配向膜は、スマートフォン、タブレット、車載モニター、テレビ等、液晶ディスプレイ用の液晶組成物の配向制御に用いることができる。液晶ディスプレイ用の液晶組成物の配向用途以外に、光学補償材や液晶を用いたマイクロ波・ミリ波帯の広帯域可変移相器等、その他すべての液晶材料の配向制御に用いることができる。また本発明の液晶配向膜は大きな異方性を有するので、単独で光学補償材用途に使用することができる。

＜液晶表示素子＞
次に、本発明の液晶表示素子について説明する。本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶配向膜を有する点に特徴があり、その残像特性、コントラストおよび蓄積電荷の緩和の速さから、高い表示品位を実現することができる。

本発明の液晶表示素子について詳細に説明する。本発明は、対向配置されている一対の基板と、前記一対の基板それぞれの対向している面の一方または両方に形成されている電極と、前記一対の基板それぞれの対向している面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板間に形成された液晶層と、前記対向基板を挟むように設置されている一対の偏光フィルムとバックライトと駆動装置とを有する液晶表示素子において、前記液晶配向膜が本発明の液晶配向膜により構成されている。

電極は、基板の一面に形成される電極であれば特に限定されない。このような電極には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ（In-Ga-Zn Oxide）電極等の透明電極や金属の蒸着膜等が挙げられる。また電極は、基板の一方の面の全面に形成されていてもよいし、例えばパターン化されている所望の形状に形成されていてもよい。電極の前記所望の形状には、例えば櫛型またはジグザグ構造等が挙げられる。電極は、一対の基板のうちの一方の基板に形成されていてもよいし、両方の基板に形成されていてもよい。電極の形成の形態は液晶表示素子の種類に応じて異なり、例えばＩＰＳモードの液晶表示素子（横電界型液晶表示素子）の場合は前記一対の基板の一方に電極が配置され、その他の液晶表示素子の場合は前記一対の基板の双方に電極が配置される。前記基板または電極の上に前記液晶配向膜が形成される。

ホモジニアス配向の液晶表示素子（例えばＩＰＳモード、ＦＦＳモードなど）の場合は、構成として、少なくとも、バックライト側からバックライト、第一の偏光フィルム、第一の基板、第一の液晶配向膜、液晶層、第二の基板、第二の偏光フィルムを有し、前記偏光フィルムの偏光軸は、第一の偏光フィルムの偏光軸（偏光吸収の方向）と第二の偏光フィルムの偏光軸は交差（好ましくは直交）するように設置される。この時、第一の偏光フィルムの偏光軸と液晶配向方向が平行になるように、または直交するように設置することができる。第一の偏光フィルムの偏光軸と液晶配向方向が平行になるように設置した液晶表示素子をＯ－モード、直交するように設置した液晶表示素子をＥ－モードと言う。本発明の液晶配向膜は、Ｏ-モード、Ｅ－モードどちらにも適用でき、目的によって選択することができる。

多くの光異性化型材料には２色性を有する化合物が用いられている。そのため、液晶配向剤に対して異方性を付加させるために照射する偏光の偏光軸を、バックライト側に配置した偏光フィルムからの偏光の偏光軸と平行に揃える（本発明の液晶配向剤を使用した場合には、Ｏ－モードの配置とする）と、液晶配向膜の光吸収波長域の透過率が上昇する。その為、液晶表示素子の透過率を更に改善することができる。

前記液晶層は、液晶配向膜が形成された面が対向している前記一対の基板によって液晶組成物が挟持される形で形成される。液晶層の形成では、微粒子や樹脂シート等の、前記一対の基板の間に介在して適当な間隔を形成するスペーサーを必要に応じて用いることができる。

液晶層の形成方法としては、真空注入法とＯＤＦ（One Drop Fill）法が知られている。

真空注入法では、液晶配向膜面が対向するように、空隙（セルギャップ）を設けて、かつ液晶の注入口を残して、シール剤を印刷し、基板を張り合わせる。基板表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に、真空差圧を利用して液晶を注入充填した後、注入口を封止し、液晶表示素子を製造する。

ＯＤＦ法では、一対の基板のうちの一方の液晶配向膜面の外周にシール剤を印刷し、シール剤の内側の領域に液晶を滴下した後、液晶配向膜面が対向するように他方の基板を張り合わせる。そして、液晶を基板の全面に押し広げ、次いで基板の全面に紫外光を照射してシール剤を硬化し、液晶表示素子を製造する。

基板の張り合わせに用いられるシール剤には、ＵＶ硬化型以外に熱硬化型も知られている。シール剤の印刷は、例えばスクリーン印刷法により行なうことができる。

液晶組成物には、特に制限はなく、誘電率異方性が正または負の各種の液晶組成物を用いることができる。誘電率異方性が正の液晶組成物（ポジ型液晶組成物）には、特許３０８６２２８、特許２６３５４３５、特表平５－５０１７３５、特開平８－１５７８２６、特開平８－２３１９６０、特開平９－２４１６４４（ＥＰ８８５２７２Ａ１）、特開平９－３０２３４６（ＥＰ８０６４６６Ａ１）、特開平８－１９９１６８（ＥＰ７２２９９８Ａ１）、特開平９－２３５５５２、特開平９－２５５９５６、特開平９－２４１６４３（ＥＰ８８５２７１Ａ１）、特開平１０－２０４０１６（ＥＰ８４４２２９Ａ１）、特開平１０－２０４４３６、特開平１０－２３１４８２、特開２０００－０８７０４０、特開２００１－４８８２２等に開示されている液晶組成物が挙げられる。

前記負の誘電率異方性を有する液晶組成物（ネガ型液晶組成物）の好ましい例として、特開昭５７－１１４５３２、特開平２－４７２５、特開平４－２２４８８５、特開平８－４０９５３、特開平８－１０４８６９、特開平１０－１６８０７６、特開平１０－１６８４５３、特開平１０－２３６９８９、特開平１０－２３６９９０、特開平１０－２３６９９２、特開平１０－２３６９９３、特開平１０－２３６９９４、特開平１０－２３７０００、特開平１０－２３７００４、特開平１０－２３７０２４、特開平１０－２３７０３５、特開平１０－２３７０７５、特開平１０－２３７０７６、特開平１０－２３７４４８（ＥＰ９６７２６１Ａ１）、特開平１０－２８７８７４、特開平１０－２８７８７５、特開平１０－２９１９４５、特開平１１－０２９５８１、特開平１１－０８００４９、特開２０００－２５６３０７、特開２００１－０１９９６５、特開２００１－０７２６２６、特開２００１－１９２６５７、特開２０１０－０３７４２８、国際公開２０１１／０２４６６６、国際公開２０１０／０７２３７０、特表２０１０－５３７０１０、特開２０１２－０７７２０１、特開２００９－０８４３６２等に開示されている液晶組成物が挙げられる。

誘電率異方性が正または負の液晶組成物に１種以上の光学活性化合物を添加して使用することも何ら差し支えない。

また例えば、本発明の液晶表示素子に用いる液晶組成物は、例えば配向性を向上させる観点から、添加物をさらに添加してもよい。このような添加物は、光重合性モノマー、光学活性な化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤などである。好ましい光重合性モノマー、光学活性な化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤には、国際公開２０１５／１４６３３０等に開示されている化合物が挙げられる。

ＰＳＡ（Polymer Sustained Alignment）モードの液晶表示素子に適合させるために重合可能な化合物を液晶組成物に混合することができる。重合可能な化合物の好ましい例はアクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物（オキシラン、オキセタン）、ビニルケトンなどの重合可能な基を有する化合物である。好ましい化合物には、国際公開２０１５／１４６３３０等に開示されている化合物が挙げられる。

以下、本発明を実施例により説明する。なお、実施例において用いる評価法および化合物は次の通りである。

＜重量平均分子量（Ｍｗ）＞
ポリアミック酸の重量平均分子量は、２６９５セパレーションモジュール・２４１４示差屈折計（Ｗａｔｅｒｓ製）を用いてＧＰＣ法により測定し、ポリスチレン換算することにより求めた。得られたポリアミック酸をリン酸－ＤＭＦ混合溶液（リン酸／ＤＭＦ＝０．６／１００：重量比）で、ポリアミック酸濃度が約２重量％になるように希釈した。カラムはＨＳＰｇｅｌ ＲＴ ＭＢ－Ｍ（Ｗａｔｅｒｓ製）を使用し、前記混合溶液を展開剤として、カラム温度５０℃、流速０．４０ｍＬ／ｍｉｎの条件で測定を行った。標準ポリスチレンは東ソー（株）製ＴＳＫ標準ポリスチレンを用いた。

＜ＡＣ残像測定・コントラスト測定＞
ＡＣ残像は国際公開第２０００／４３８３３号に記載の方法に従って測定した。具体的には、作製した液晶セルの輝度－電圧特性（Ｂ－Ｖ特性）を測定し、これをストレス印加前の輝度－電圧特性：Ｂ（before）とした。次に、液晶セルに４．５Ｖ、６０Ｈｚの交流を２０分間印加した後、１秒間ショートし、再び輝度－電圧特性（Ｂ－Ｖ特性）を測定した。これをストレス印加後の輝度－電圧特性：Ｂ（after）とした。ここでは、測定した各輝度－電圧特性の電圧１．３Ｖにおける輝度を用い、下記式にて輝度変化率ΔＢ（％）を求めた。ΔＢ（％）の値が小さいほど、ＡＣ残像の発生を抑制できること、すなわち残像特性が良好であることを意味する。ΔＢは、３％以下であれば残像特性が良好と言えるが、近年残像特性の要望はさらに高まっており、より低いことが好ましい。
ΔＢ（％）＝｛［Ｂ（after）－Ｂ（before）］／Ｂ（before）｝×１００
また、ストレス印加前のＢ－Ｖ特性における最小輝度と最大輝度の比を用いてコントラスト(ＣＲ)を求めた。ＣＲの値が大きいほど、明暗表示が鮮明であり、コントラストが良好であることを意味し、３０００以上で優れたコントラストを有すると言える。
ＣＲ＝Ｂ(before)_ｍａｘ/Ｂ(before)_ｍｉｎ
式において、Ｂ(before)_ｍａｘはストレス印加前のＢ－Ｖ特性における最大輝度を示し、Ｂ(before)_ｍｉｎはストレス印加前のＢ－Ｖ特性における最小輝度を示す。
＜ＤＣ緩和特性の評価＞
液晶セルをＡＣ２．５Ｖで１０分間駆動させ、次に、ＡＣ２．５Ｖで駆動させつつＤＣ０．３Ｖを２０分間印加し、ＤＣ印加を終了してＡＣ２．５Ｖで駆動した。この間、透過率を測定した。ＤＣ印加を終了してから、蓄積した電荷が緩和して、透過率が駆動開始直後の透過率に０．１％足した値以内になるまでの時間を緩和時間として算出した。緩和時間が短いほど、ＤＣ緩和特性は良好である。緩和時間が５分未満であれば「◎」、５分以上１０分未満であれば「○」、１０分以上２０分未満であれば「△」、２０分以上であれば「×」として評価し、「◎」「○」「△」であれば優れたＤＣ緩和特性を有すると言える。

＜ジアミン類＞

＜テトラカルボン酸二無水物類＞

式（３－１）で表わされる化合物におけるｍの値は、表１に記載した。

＜溶剤＞
ＮＭＰ： Ｎ－メチル－２－ピロリドン
ＢＣ： ブチルセロソルブ（エチレングリコールモノブチルエーテル）

＜ワニスの調製＞
本実施例で使用したワニスは、下記の手順で調製した。ここでワニスの調製例１～４で調製したワニスＡ１～Ａ３、およびＢ１は、式（１）で表される化合物を原料として用いた、光反応性構造を有するポリアミック酸の溶液である。ワニスＡ１～Ａ３は、原料として式（２）で表される化合物および式（３）で表される化合物の少なくとも１つを用い、場合によってさらに式（４）で表される化合物を用いた、本発明のポリアミック酸の溶液である。ワニスＢ１は、原料としてこれらの化合物を使用していない、比較用のポリアミック酸の溶液である。ワニスの調製例５～６で調製したブレンド用ワニスＤ１～Ｄ２は、光反応性構造を有する化合物を原料に用いないで得られたポリアミック酸の溶液であり、ワニスＡ１～Ａ３、またはＢ１とブレンドして使用するものである。

［ワニスの調製例１］ ワニスＡ１の調製
攪拌翼、窒素導入管を装着した１００ｍＬ３つ口フラスコに、ジアミン異性体混合物１（１．３９４ｇ）を入れ、ＮＭＰ（１７．０ｇ）を加え撹拌した。この溶液に、式（２－１）で表される化合物（１．４２９ｇ）、および式（ＡＮ－１－１）で表される化合物（０．１７７ｇ）を加え、１２時間室温で攪拌させた。そこにＮＭＰ（１５．０ｇ）およびＢＣ（１５．０ｇ）を加え、溶質のポリマーの重量平均分子量が所望する重量平均分子量になるまで、その溶液を７０℃で加熱攪拌して、溶質の重量平均分子量がおよそ１８，０００であり、ポリマー濃度が６重量％であるワニスＡ１を得た。

［ワニスの調製例２～６］ ワニスＡ２～Ａ３、ワニスＢ１、ワニスＤ１～Ｄ２の調製
ジアミン類及びテトラカルボン酸二無水物類として用いる化合物を、表１に示すように変更したこと以外は、調製例１と同様にしてポリマー濃度が６重量％のワニスＡ２～Ａ３、ワニスＢ１、ワニスＤ１～Ｄ２を調整した。また、ワニスＤ１～Ｄ２においては、ポリマーの重量平均分子量が５０，０００程度になるように加熱撹拌の条件を調整した。生成したポリマーの重量平均分子量を表１に示す。なお、表１においてジアミン類として２つ以上の化合物が掲載されている調製例では、その全ての化合物を合わせてジアミン類として使用したことを意味し、テトラカルボン酸二無水物類として２つ以上の化合物が掲載されている調製例では、その全ての化合物を合わせてテトラカルボン酸二無水物類として使用したことを意味する。角括弧内の数値は、配合比（モル％）を表し、空欄はその欄に対応する化合物を使用していないことを意味する。なお、重量平均分子量は、有効数字２桁の値まで記載し、下３桁の数値は四捨五入した。

［表１］

［実施例１］
＜液晶配向剤の調製＞
ワニスＡ１を、ポリマー濃度が４重量％になるようにＮＭＰ・ＢＣ混合溶液（ＮＭＰ／ＢＣ＝７／３重量比）で希釈、撹拌し、液晶配向剤Ｅ１を調製した。
＜コントラストの測定、ＡＣ残像測定、ＤＣ緩和特性の評価＞
ＦＦＳ電極付きガラス基板およびカラムスペーサー付きガラス基板に、液晶配向剤Ｅ１をスピンナー法により塗布した。塗布後、基板を６０℃で８０秒間加熱し、溶剤を蒸発させた後、ウシオ電機（株）製マルチライトＭＬ－５０１Ｃ／Ｂを用い、基板に対して鉛直方向から、偏光板を介して紫外線の直線偏光を照射した。この時の露光エネルギーは、ウシオ電機（株）製紫外線積算光量計ＵＩＴ－１５０（受光器：ＵＶＤ－Ｓ２５４）を用いて光量を測定し、波長２５４ｎｍで０．５Ｊ／ｃｍ^２になるよう、露光時間を調整した。その後、２２０℃にて３０分間焼成処理を行い、膜厚およそ１００ｎｍの配向膜を形成した。
次いで、これらの液晶配向膜が形成された基板２枚を、液晶配向膜が形成されている面を対向させ、かつ、対向する液晶配向膜の間に液晶組成物を注入するための空隙を設けて貼り合わせた。この時、それぞれの液晶配向膜に照射された直線偏光の偏光方向が平行になるようにした。これらのセルにポジ型液晶組成物Ａを注入し、セル厚５μｍの液晶セル（液晶表示素子）を作製した。

＜ポジ型液晶組成物Ａ＞

（物性値）
相転移温度ＮＩ：１００．１℃、誘電率異方性Δε：５．１、屈折率異方性Δｎ：０．０９３、粘度η：２５．６ｍＰａ・ｓ．

作製した液晶セルを用いて、前述の評価法「ＡＣ残像測定・コントラスト測定・ＤＣ緩和特性の評価」に従ってＡＣ残像測定、コントラスト測定、およびＤＣ緩和特性の評価を行った。その結果、ΔＢは１．８％、ＣＲは３６００、ＤＣ緩和特性は◎であった。

［実施例２］～［実施例３］、［比較例１］
ワニスＡ１の代わりに、表２に記載のワニスを用いた以外は、実施例１と同様の操作を行ない、液晶配向剤Ｅ２～Ｅ３、およびＦ１を調製した。調製した液晶配向剤を用いて、実施例１と同様の操作を行い、コントラストの測定、ＡＣ残像測定、およびＤＣ緩和特性の評価を行なった。結果を、実施例１の結果と共に表２に示す。

［表２］

本発明の式（１）および、式（２）または式（３）または式（４）で表される化合物を使用したワニスＡ１～Ａ３から調製した液晶配向剤Ｅ１～Ｅ３を使用した実施例１～３では、コントラストの値は３０００以上を示し、優れたコントラストを示した。また、ΔＢの値が２％以下と小さく、優れた残像特性を示した。ＤＣ緩和特性も良好な結果が得られ、コントラスト、残像特性およびＤＣ緩和特性、全ての特性を満たす液晶表示素子が得られた。一方、本発明の式（２）または式（３）または式（４）で表される化合物を使用していない比較例１では、ＤＣ緩和特性が良好な液晶表示素子は得られなかった。

［実施例４］
ワニスＡ１とワニスＤ１を重量比３：７になるようにブレンドし、さらにポリマー濃度が４重量％になるようにＮＭＰ・ＢＣ混合溶液（ＮＭＰ／ＢＣ＝７／３重量比）で希釈、撹拌し、液晶配向剤Ｅ４を調製した。
液晶配向剤Ｅ４を用いて、実施例１と同様の操作を行い、コントラストの測定、ＡＣ残像測定、およびＤＣ緩和特性の評価を行った。

［実施例５］～［実施例７］、［比較例２］
ワニスＡ１とワニスＤ１の代わりに、表３に示すワニスを使用し、表３に示すブレンド比に変更した以外は、実施例４と同様にして、液晶配向剤Ｅ５～Ｅ７、およびＦ２を調製した。調製した液晶配向剤を用いて、実施例４と同様に、コントラストの測定、ＡＣ残像測定、およびＤＣ緩和特性の評価を行った。使用したワニス、ブレンド比および結果を、実施例４と共に表３に示す。表３における角括弧内の数値が、ブレンド比（重量比）である。

［表３］

本発明の式（２）、式（３）または式（４）で表される化合物を使用したワニスＡ１～Ａ３と、Ｄ１またはＤ２をブレンドしたブレンド型液晶配向剤Ｅ４～Ｅ７を使用した実施例４～７においても、コントラストの値は３０００以上を示し、優れたコントラストを示した。また、ΔＢの値が３％以下と小さく、優れた残像特性を示した。ＤＣ緩和特性も良好な結果が得られ、コントラスト、残像特性およびＤＣ緩和特性、全ての特性を満たす液晶表示素子が得られた。一方、本発明の式（２）または式（３）または式（４）で表される化合物を使用していない比較例２では、ＤＣ緩和特性が良好な液晶表示素子は得られなかった。

本発明の液晶配向剤を用いて形成される液晶配向膜を使用すれば、良好なコントラストおよび残像特性を有し、かつ、蓄積電荷の緩和が速い液晶表示素子を得ることができる。本発明の液晶配向剤は、横電界型液晶表示素子に好適に適用することができる。

Claims (10)

1. 少なくとも１つのポリマーと溶剤とを含む液晶配向剤であって、前記ポリマーの少なくとも１つがテトラカルボン酸二無水物類とジアミン類を反応させてなるポリマーであり、
   前記ジアミン類が式（１）で表される化合物の少なくとも１つを含み、前記テトラカルボン酸二無水物類が式（２）または（３）で表される化合物およびその誘導化合物からなる群から選ばれる化合物の少なくとも１つを含む液晶配向剤。
   
   

   

   
   式（１）において、Ｒ^１及びＲ^２は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基又は炭素数１から６のアルコキシ基であり、Ｒ^１とＲ^２は一体となって置換されていてもよいメチレン基を形成してもよく、
   Ｘは各々独立してハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基又は炭素数１から６のアルコキシ基であり、
   ｎは０から４の整数を表し、
   
   

   

   
   式（２）および式（３）において、Ｒ³は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１から６のアルキル基であり、式（３）において、Ｗは炭素数１～１２のアルキレン基であり、前記アルキレン基の－（ＣＨ_２）_２－の隣り合わない１つ以上が－Ｏ－または－ＮＨ－のいずれかで置き換えられていてもよく、
   式（１）、式（２）および式（３）において、環を構成するいずれかの炭素原子に結合位置が固定されていない基は、その環における結合可能な炭素のいずれかと結合できることを表す。
2. 前記式（１）で表される化合物が、式（１－２）で表される化合物である、請求項１に記載の液晶配向剤。
   
   

   

   
   式（１－２）において、Ｒ^１及びＲ^２は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数１から６のアルキル基、炭素数１から６のハロアルキル基又は炭素数１から６のアルコキシ基であり、Ｒ^１とＲ^２は一体となって置換されていてもよいメチレン基を形成してもよい。
3. 前記式（１）または式（１－２）において、２つのエステルがシクロプロパン環にトランス配置している、請求項１または２に記載の液晶配向剤。
4. 前記テトラカルボン酸二無水物類が、式（２－１）または式（３－１）で表される化合物およびその誘導化合物からなる群から選ばれる化合物の少なくとも１つを含む請求項１～３のいずれかに記載の液晶配向剤。
   
   

   

   
   式（３－１）において、ｍは１～８の整数である。
5. 前記ジアミン類が、式（４）で表される化合物を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
   
   

   

   
   式（４）において、Ｒ⁴は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１から６のアルキル基であり、ｋは１から６の整数を表す。
6. 前記式（４）で表される化合物が、式（４－１）で表される化合物である、請求項５に記載の液晶配向剤。
   
   

   
7. さらに、添加剤を含む請求項１～６のいずれかに記載の液晶配向剤。
8. 請求項１～７のいずれかに記載の液晶配向剤から形成される液晶配向膜。
9. 請求項８に記載の液晶配向膜を有する液晶素子。
10. 請求項１～７のいずれか１項に記載の液晶配向剤を基板に塗布する工程と、その塗膜に偏光紫外線を照射する工程とを含む、液晶配向膜の製造方法。