JPWO2009069724A1 - 液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子 - Google Patents

液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子 Download PDF

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Abstract

本発明は、下記式（１）（式（１）中、Ｙ１は水酸基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基である。）で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種と、アルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体とを反応させて得られる感放射線性ポリシロキサンを含有する液晶配向剤に関する。

Description

本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子に関する。
従来、正の誘電異方性を有するネマチック型液晶を、液晶配向膜を有する透明電極付き基板でサンドイッチ構造にし、必要に応じて液晶分子の長軸が基板間で０〜３６０°連続的に捻れるようにしてなる、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型などの液晶セルを有する液晶表示素子が知られている（特開昭５６−９１２７７号公報および特開平１−１２０５２８号公報参照）。
このような液晶セルにおいては、液晶分子を基板面に対し所定の方向に配向させるため、基板表面に液晶配向膜を設ける必要がある。この液晶配向膜は、通常、基板表面に形成された有機膜表面をレーヨンなどの布材で一方向にこする方法（ラビング法）により形成されている。しかし、液晶配向膜の形成をラビング処理により行うと、工程内でほこりや静電気が発生し易いため、配向膜表面にほこりが付着して表示不良発生の原因となるという問題があった。特にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子を有する基板の場合には、発生した静電気によってＴＦＴ素子の回路破壊が起こり、歩留まり低下の原因となるという問題もあった。さらに、今後ますます高精細化される液晶表示素子においては、画素の高密度化に伴い基板表面に凹凸が生じるために、均一にラビング処理を行うことが困難となりつつある。
液晶セルにおける液晶を配向させる別の手段として、基板表面に形成したポリビニルシンナメート、ポリイミド、アゾベンゼン誘導体などの感光性薄膜に偏光または非偏光の放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する光配向法が知られている。この方法によれば、静電気やほこりを発生することなく、均一な液晶配向を実現することができる（特開平６−２８７４５３号公報、特開平１０−２５１６４６号公報、特開平１１−２８１５号公報、特開平１１−１５２４７５号公報、特開２０００−１４４１３６号公報、特開２０００−３１９５１０号公報、特開２０００−２８１７２４号公報、特開平９−２９７３１３号公報、特開２００３−３０７７３６号公報、特開２００４−１６３６４６号公報および特開２００２−２５０９２４号公報参照）。
ところで、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型などの液晶セルにおいては、液晶配向膜は、液晶分子を基板面に対して所定の角度で傾斜配向させる、プレチルト角特性を有する必要がある。光配向法により液晶配向膜を形成する場合においては、プレチルト角は、通常、照射する放射線の基板面への入射方向を基板法線から傾斜させることにより付与される。
一方、上記とは別の液晶表示素子の動作モードとして、負の誘電異方性を有する液晶分子を基板に垂直に配向させる垂直（ホメオトロピック）配向モードも知られている。この動作モードでは、基板間に電圧を印加して液晶分子が基板に平行な方向に向かって傾く際に、液晶分子が基板法線方向から基板面内の一方向に向かって傾くようにする必要がある。このための手段として、例えば、基板表面に突起を設ける方法、透明電極にストライプを設ける方法、ラビング配向膜を用いることにより液晶分子を基板法線方向から基板面内の一方向に向けてわずかに傾けておく（プレチルトさせる）方法などが提案されている。
前記光配向法は、垂直配向モードの液晶セルにおいて液晶分子の傾き方向を制御する方法としても有用であることが知られている。すなわち、光配向法により配向規制能およびプレチルト角発現性を付与した垂直配向膜を用いることにより、電圧印加時の液晶分子の傾き方向を均一に制御できることが知られている（特開２００３−３０７７３６号公報、特開２００４−１６３６４６号公報、特開２００４−８３８１０号公報、特開平９−２１１４６８号公報および特開２００３−１１４４３７号公報参照）。
このように、光配向法により製造した液晶配向膜は、各種の液晶表示素子に有効に適用されうるものである。しかしながら、従来の光配向膜には、大きなプレチルト角を得るのに必要な放射線照射量が多いという問題があった。例えば、アゾベンゼン誘導体を含有する薄膜に光配向法によって液晶配向能を付与する場合、十分なプレチルト角を得るためにはその光軸が基板法線から傾斜された放射線を１０，０００Ｊ／ｍ２以上照射しなければならないことが報告されている（特開２００２−２５０９２４号公報および特開２００４−８３８１０号公報ならびにＪ．ｏｆ ｔｈｅ ＳＩＤ １１／３，２００３，ｐ５７９参照）。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラビング処理を行わずに偏光または非偏光の放射線照射によって、少ない露光量でも良好な液晶配向能を有する液晶配向膜を与える液晶配向剤、前記液晶配向膜の製造方法および表示特性、信頼性などの諸性能に優れた液晶表示素子を提供することにある。
本発明によれば、本発明の上記目的は第１に、
下記式（１）
Figure 2009069724
（式（１）中、Ｙ１は水酸基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基である。）
で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種と、
アルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体と
を反応させて得られる感放射線性ポリシロキサンを含有する液晶配向剤によって達成される。
本発明の上記目的は第２に、
上記の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に放射線を照射する、液晶配向膜の形成方法によって達成される。
本発明の上記目的は第３に、
上記の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備する液晶表示素子により達成される。
＜液晶配向剤＞
本発明の液晶配向剤は、上記式（１）で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種（以下、「ポリシロキサン（１）」という。）と、
アルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体と
を反応させて得られる感放射線性ポリシロキサンを含有する。
［ポリシロキサン（１）］
本発明に用いられるポリシロキサン（１）は、上記式（１）で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種である。
上記式（１）におけるＹ１の炭素数１〜１０のアルコキシル基としては、例えばメトキシル基、エトキシル基など；炭素数１〜２０のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ラウリル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基など；炭素数６〜２０のアリール基としては、例えばフェニル基などを、それぞれ挙げることができる。
ポリシロキサン（１）は、直鎖状、ラダー（はしご）状、かご状、キュービック状もしくはランダム状のいずれであってもよく、または一分子中にこれらのうちの２種以上の構造を有するものであってもよく、あるいは相異なる構造を有する２種以上のポリシロキサンの混合物であってもよい。
ポリシロキサン（１）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が２００〜１５０，０００であることが好ましく、２００〜１００，０００あることがより好ましく、さらに１，０００〜１０，０００であることが好ましい。
本発明に特に好適に用いられるポリシロキサン（１）として、例えば下記式（１−１）
Figure 2009069724
で表されるキュービック状のオクタキス（ヒドリドシルセスキオキサン）、下記式（１−２）〜（１−６）
Figure 2009069724
（上記式中、ｎ１およびｎ２はそれぞれ３〜８の整数であり、ｎ３およびｎ５はそれぞれ１〜５０の整数であり、ｎ４およびｎ６はそれぞれ０〜１，０００の整数であり、ｎ７は５〜１０の整数である。）
のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。本発明で用いられるポリシロキサン（１）としては、上記式（１−１）で表される化合物が好ましい。
本発明に好ましく用いられるポリシロキサン（１）は、ケイ素−水素結合の量１モルに相当するポリシロキサンの重量が５０〜５，０００ｇ／モルであることが好ましく、５０〜５００ｇ／モルであることがより好ましい。
本発明に使用されるポリシロキサン（１）として特に好ましい上記式（１−１）で表されるオクタキス（ヒドリドシルセスキオキサン）は、例えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，９２巻、１９号、Ｐ５５８６（１９７０年）に記載の方法により合成することができる。
本発明におけるポリシロキサン（１）としては、市販されているものを用いてもよい。例えば上記式（１−１）で表される化合物はＴＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ Ｉｎｃ．から入手可能である。
［桂皮酸誘導体］
本発明に用いられるアルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体は、例えばアルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基と、下記式
Figure 2009069724
で表される２価の基とを有する化合物であることができる。かかる桂皮酸誘導体としては、下記式（２）
Figure 2009069724
（式（２）中、Ｒ１は炭素数１〜４０のアルキル基または脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基であり、ただし前記アルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｒ２は単結合、酸素原子、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり、Ｒ３は２価の芳香族基、２価の脂環式基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基であり、Ｒ４は単結合、酸素原子、＊−ＣＯＯ−または＊−ＯＣＯ−（ただし、「＊」を付した結合手がＲ３と結合する。）であり、Ｒ５は単結合、メチレン基または炭素数２〜１０のアルキレン基であり、Ｒ５が単結合のときＲ６は−ＣＨ＝ＣＨ２または−Ｃ≡ＣＨであり、Ｒ５がメチレン基またはアルキレン基のときＲ６は−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ≡ＣＨまたは−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ２であり、Ｒ７はフッ素原子またはシアノ基であり、Ｘ１は酸素原子または下記式
Figure 2009069724
（ただし、「＊」を付した結合手がＲ５−Ｒ６側である。）
で表される基であり、ａは０〜３の整数であり、ｂは０〜４の整数である。）
で表される化合物または下記式（３）
Figure 2009069724
（式（３）中、Ｒ８は炭素数１〜４０のアルキル基または脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基であり、ただし前記アルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｒ９は酸素原子、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり、Ｒ１０は２価の芳香族基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基であり、Ｒ１１は単結合、−ＯＣＯ−（ＣＨ２）ｅ−＊または−Ｏ−（ＣＨ２）ｇ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ１２と結合する。）であり、ただしｅおよびｇはそれぞれ０〜１０の整数であり、Ｒ１２は−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ≡ＣＨまたは−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ２であり、Ｒ１３はフッ素原子またはシアノ基であり、Ｘ２は酸素原子、フェニレン基または下記式
Figure 2009069724
（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）
で表される基であり、ｃは０〜３の整数であり、ｄは０〜４の整数である。）
で表される化合物であることが好ましい。
上記式（２）におけるＲ１の炭素数１〜４０のアルキル基としては、例えば炭素数１〜２０のアルキル基、ただしこのアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい、であることが好ましい。かかるアルキル基の例としては、例えばｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ラウリル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基、４，４，４−トリフロロブチル基、４，４，５，５，５−ペンタフルオロペンチル、４，４，５，５，６，６，６−ヘプタフルオロヘキシル基、３，３，４，４，５，５，５−ヘプタフルオロペンチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、２−（パーフルオロブチル）エチル基、２−（パーフルオロオクチル）エチル基、２−（パーフルオロデシル）エチル基などを挙げることができる。Ｒ１の脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基としては、例えばコレステニル基、コレスタニル基、アダマンチル基などを挙げることができる。
Ｒ３の２価の芳香族基としては、例えば１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレン基などを；Ｒ３の２価の脂環式基としては、例えば１，４−シクロヘキシレン基などを；Ｒ３の２価の複素環式基としては、例えば１，４−ピリジレン基、２，５−ピリジレン基、１，４−フラニレン基などを；Ｒ３の２価の縮合環式基としては、例えばナフチレン基などを、それぞれ挙げることができる。
上記式（２）で表される化合物の例としては、アルケニル基を有する桂皮酸誘導体として、例えば下記式（２−Ｐ１）〜（２−Ｐ１５）および（２−Ａ１）〜（２−Ａ１５）
Figure 2009069724
Figure 2009069724
Figure 2009069724
（式中、Ｒ１は上記式（２）におけるのと同じ意味であり、ｉは０〜１０の整数である。）
のそれぞれで表される化合物などを；
アルキニル基を有する桂皮酸誘導体として、例えば下記式（２−Ｐ１６）〜（２−Ｐ２１）
Figure 2009069724
（式中、Ｒ１は上記式（２）におけるのと同じ意味であり、ｆは０〜１０の整数である。）
のそれぞれで表される化合物などを、それぞれ挙げることができる。
上記式（３）におけるＲ８の炭素数１〜４０のアルキル基としては、例えば炭素数１〜２０のアルキル基、ただしこのアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい、であることが好ましい。かかるアルキル基の例としては、例えば上記式（２）におけるＲ１のアルキル基として例示したものを挙げることができる。Ｒ８の脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基としては、例えばコレステニル基、コレスタニル基、アダマンチル基などを挙げることができる。
Ｒ１０の２価の芳香族基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基としては、例えば例えば上記式（２）におけるＲ３の２価の芳香族基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基としてそれぞれ例示したものを挙げることができる。
Ｘ２のフェニレン基としては、１，４−フェニレン基が好ましい。
上記式（３）で表される化合物の例としては、アルケニル基を有する桂皮酸誘導体として、例えば下記式（３−Ｐ１）〜（３−Ｐ５）および（３−Ａ１）〜（３−Ａ３）
Figure 2009069724
Figure 2009069724
（式中、Ｒ８は上記式（３）におけるのと同じ意味であり、ｈおよびｊは、それぞれ、１〜１０の整数である。）
のそれぞれで表される化合物などを；
アルキニル基を有する桂皮酸誘導体として、例えば下記式（３−Ｐ６）〜（３−Ｐ８）ならびに（３−Ａ４）および（３−Ａ５）
Figure 2009069724
（式中、Ｒ８は上記式（３）におけるのと同じ意味であり、ｈおよびｊは、それぞれ、１〜１０の整数である。）
で表される化合物などを、それぞれ挙げることができる。
上記式（２）または（３）で表される化合物は、有機化学の常法により合成することができる。
例えば上記式（２−Ｐ１）で表される化合物は、例えばヒドロキシ桂皮酸とＲ１に相当するアルキル基を有するハロゲン化アルキルとを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下で加熱して反応させた後、水酸化ナトリウムなどの適当なアルカリ水溶液で加水分解してカルボキシル基を有する桂皮酸誘導体とし、このカルボキシル基を所望のメチレン連鎖を有する化合物ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＨ２）ｋＸ’（ただし、ｋは１〜６の整数であり、Ｘ’はハロゲン原子である。）と、好ましくは炭酸カリウム中で反応させることにより、得ることができる。
また、上記式（２−Ａ１）で表される化合物は、上記と同様にして合成したカルボキシル基を有する桂皮酸誘導体のカルボキシル基を塩化チオニルと反応させて酸クロリドとした後、これとヒドロキシエチルアクリレートとを、トリエチルアミンなどの適宜の塩基触媒の存在下に反応させることにより、得ることができる。
上記式（２−Ｐ２）で表される化合物および上記式（２−Ａ２）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、ヒドロキシ桂皮酸とＲ１に相当するアルキル基を有するアルキルカルボン酸クロリドとを炭酸カリウムなどの適当な塩基存在下で０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ４）で表される化合物および上記式（２−Ａ４）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、ヒドロキシ安息香酸メチルとＲ１に相当するアルキル基を有するハロゲン化アルキルまたはトシル化アルキルとを炭酸カリウムなどの適当な塩基存在下で室温〜１００℃の温度で反応させた後、水酸化ナトリウムなどの適当なアルカリ水溶液で加水分解し、さらにこれを塩化チオニルにより酸クロリドとした後、これを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ５）で表される化合物および上記式（２−Ａ５）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、ヒドロキシ安息香酸とＲ１に相当するアルキル基を有するアルキルカルボン酸クロリドとをトリエチルアミンなどの適当な塩基存在下で０℃〜室温の温度で反応させた後、塩化チオニルにより酸クロリドとし、これを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ６）で表される化合物および上記式（２−Ａ６）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、４−アルキル安息香酸を塩化チオニルにより酸クロリドとし、これを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ１５）で表される化合物および上記式（２−Ａ１５）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、４−ヒドロキシシクロヘキシルカルボン酸メチルとＲ１に相当するアルキル基を有するハロゲン化アルキルとを水素化ナトリウムまたは金属ナトリウムなどの適当なアルカリの存在下で反応させてエーテルとした後、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液で加水分解し、さらに塩化チオニルで酸クロリドとした後、これを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ７）で表される化合物および上記式（２−Ａ７）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、Ｒ１に相当するアルキル基を有する４−アルキルシクロヘキシルカルボン酸を塩化チオニルにより酸クロリドとしたものを、炭酸カリウムなどの適当な塩基存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ８）で表される化合物および上記式（２−Ａ８）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、Ｒ１に相当するハロゲン化アルキルとヒドロキシベンズアルデヒドを炭酸カリウムなどの塩基存在下で反応させてエーテル結合を形成した後、４−アセチル安息香酸を水酸化ナトリウム存在下でアルドール縮合させて得て得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。上記式（２−Ａ９）〜（２−Ａ１４）および（２−Ｐ９）〜（２−Ｐ１４）のそれぞれで表される化合物もこれに準じた方法により得ることができる。
上記式（３−Ｐ１）で表される化合物および上記式（３−Ａ１）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、４−ヨードフェノールとＲ１に相当するアルキル基を有するアルキルアクリレートとを、パラジウムおよびアミンを触媒として反応（一般に「Ｈｅｃｋ反応」と呼ばれる。）させた後、反応生成物に無水こはく酸または無水グルタル酸などの所望の環状酸無水物を開環付加することにより得て得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（３−Ｐ２）で表される化合物および上記式（３−Ａ２）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、Ｒ１に相当する４−アルキルアセトフェノンと４−ホルミル安息香酸を水酸化ナトリウム存在下でアルドール縮合させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。上記式（３−Ｐ３）および（３−Ａ３）のそれぞれで表される化合物もこれに準じた方法により得ることができる。
［感放射線性ポリシロキサン］
本発明の液晶配向剤に含有される感放射線性ポリシロキサンは、上記の如きポリシロキサン（１）と桂皮酸誘導体とを、好ましくは触媒の存在下、好ましくは有機溶媒中でヒドロシリル化反応により反応させることにより得られるポリオルガノシロキサンである。
ここで桂皮酸誘導体は、ポリシロキサン（１）の有するケイ素−水素結合の１モルに対して好ましくは０．００１〜１．５モル、より好ましくは０．０１〜１モル、さらに好ましくは０．０５〜０．９モル使用される。
上記触媒としては、ヒドロシリル化反応の触媒として公知のものを使用することができ、例えば白金、ロジウムもしくはパラジウムを含む化合物または錯体を用いることができる。中でも白金を含む化合物または錯体が好ましく、その具体例としてヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸六水和物、白金カルボニルビニルメチル錯体、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金−オクチルアルデヒド／オクタノール錯体などを挙げることができる。上記の白金の化合物または錯体は、活性炭などの適当な担体に担持されたものであってもよい。触媒の使用量は、化合物または錯体中に含まれる金属原子の量として、使用される桂皮酸誘導体の重量に対して好ましくは０．０１〜１０，０００ｐｐｍであり、より好ましくは０．１〜１００ｐｐｍである。
ポリシロキサン（１）と桂皮酸誘導体とのヒドロシリル化反応に使用できる有機溶媒としては芳香族炭化水素またはエーテルが好ましく、その具体例として例えばトルエン、キシレン、メシチレン、ジエチルベンゼン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、１，４−ジオキサン、ジフェニルエーテルなどを挙げることができる。溶媒は、固形分濃度（反応溶液中の溶媒以外の成分の重量が溶液の全重量に占める割合）が好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは５〜５０重量％となる量で使用される。
反応温度は、好ましくは室温〜２５０℃であり、より好ましくは５０〜１８０℃である。反応時間は、好ましくは０．１〜１２０時間、より好ましくは１〜１０時間である。
なお、感放射線性ポリシロキサンの合成に際してポリシロキサン（１）と桂皮酸誘導体とを反応させるにあたっては、桂皮酸誘導体の一部をエポキシ基を有する不飽和化合物で置き換えて使用してもよい。桂皮酸誘導体とエポキシ基を有する不飽和化合物とを併用することにより、感放射線性ポリシロキサン架橋性基を導入することができ、得られる液晶配向膜の強度をより向上することができる。この場合、感放射線性ポリシロキサンの合成は、ポリシロキサン（１）と桂皮酸誘導体およびエポキシ基を有する不飽和化合物からなる混合物とを反応させることにより好ましく行われる。
かかるエポキシ基を有する不飽和化合物としては、例えばアリルグリシジルエーテル、１，２−エポキシ−５−ヘキセン、１，２−エポキシ−９−デセン、アクリル酸グリシジル、４−ビニル−１−シクロヘキセン１，２−エポキシドなどを挙げることができる。桂皮酸誘導体とエポキシ基を有する不飽和化合物とを併用する場合、エポキシ基を有する不飽和化合物の使用割合としては、桂皮酸誘導体とエポキシ基を有する不飽和化合物との合計に対して好ましくは５０モル％以下である。
［その他の成分］
本発明の液晶配向剤は、上記の如き感放射線性ポリシロキサンを含有する。
本発明の液晶配向剤は、上記の如き感放射線性ポリシロキサンのほかに、本発明の効果を損なわない限り、さらに他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、例えば感放射線性ポリシロキサン以外の重合体（以下、「他の重合体」という。）、感熱性架橋剤、官能性シラン化合物、界面活性剤などを挙げることができる。
上記他の重合体は、本発明の液晶配向剤の溶液特性および得られる液晶配向膜の電気特性をより改善するために使用することができる。かかる他の重合体としては、例えばポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体；下記式（４）
Figure 2009069724
（式（４）中、Ｘは水酸基、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基または炭素数６〜２０のアリール基であり、Ｙ２は水酸基または炭素数１〜１０のアルコキシル基である。）
で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種（以下、「他のポリシロキサン」ともいう。）；ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ（スチレン−フェニルマレイミド）誘導体、ポリ（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。
〔ポリアミック酸〕
上記ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることにより得ることができる。
上記ポリアミック酸の合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジクロロ−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−テトラメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、３，５，６−トリカルボキシノルボルナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−メチル−５（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−エチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−７−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−７−エチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−エチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５，８−ジメチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、ビシクロ［２．２．２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、３−オキサビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン−６−スピロ−３’−（テトラヒドロフラン−２’，５’−ジオン）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、３，５，６−トリカルボキシ−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−二無水物、４，９−ジオキサトリシクロ［５．３．１．０２，６］ウンデカン−３，５，８，１０−テトラオン、下記式（Ｔ−１）〜（Ｔ−１４）
Figure 2009069724
のそれぞれで表されるテトラカルボン酸二無水物などの、脂肪族テトラカルボン酸二無水物および脂環式テトラカルボン酸二無水物；
ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−フランテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルプロパン二無水物、３，３’，４，４’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（フタル酸）フェニルホスフィンオキサイド二無水物、ｐ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ｍ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルメタン二無水物、エチレングリコール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、プロピレングリコール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，４−ブタンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，６−ヘキサンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，８−オクタンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン−ビス（アンヒドロトリメリテート）、下記式（Ｔ−１５）〜（Ｔ−１８）
Figure 2009069724
のそれぞれで表されるテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。
これらのうち好ましいものとして、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５，８−ジメチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、ビシクロ［２，２，２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、３−オキサビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン−６−スピロ−３’−（テトラヒドロフラン−２’，５’−ジオン）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、３，５，６−トリカルボキシ−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−二無水物、４，９−ジオキサトリシクロ［５．３．１．０２，６］ウンデカン−３，５，８，１０−テトラオン、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、２，３’，２，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物ならびに上記式（Ｔ−１）、（Ｔ−２）および（Ｔ−１５）〜（Ｔ−１８）のそれぞれで表されるテトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。これらのテトラカルボン酸二無水物は、良好な液晶配向性を発現させることができる観点から好ましい。
特に好ましいテトラカルボン酸二無水物として、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、３−オキサビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン−６−スピロ−３’−（テトラヒドロフラン−２’，５’−ジオン）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、３，５，６−トリカルボキシ−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−二無水物、４，９−ジオキサトリシクロ［５．３．１．０２，６］ウンデカン−３，５，８，１０−テトラオンおよびピロメリット酸二無水物を挙げることができる。
これらテトラカルボン酸二無水物は単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
上記ポリアミック酸の合成に用いられるジアミン化合物としては、例えばｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノベンズアニリド、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，５−ジアミノナフタレン、２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジトリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジトリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、５−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、６−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）−１０−ヒドロアントラセン、２，７−ジアミノフルオレン、９，９−ジメチル−２，７−ジアミノフルオレン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、２，２’，５，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジクロロ−４，４’−ジアミノ−５，５’−ジメトキシビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、１，４，４’−（ｐ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、４，４’−（ｍ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、２，２’−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、４，４’−ビス［（４−アミノ−２−トリフルオロメチル）フェノキシ］−オクタフルオロビフェニルなどの芳香族ジアミン；
１，１−メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６．２．１．０２，７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）などの脂肪族ジアミンおよび脂環式ジアミン；
２，３−ジアミノピリジン、２，６−ジアミノピリジン、３，４−ジアミノピリジン、２，４−ジアミノピリミジン、５，６−ジアミノ−２，３−ジシアノピラジン、５，６−ジアミノ−２，４−ジヒドロキシピリミジン、２，４−ジアミノ−６−ジメチルアミノ−１，３，５−トリアジン、１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジン、２，４−ジアミノ−６−イソプロポキシ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メトキシ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−フェニル−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−１，３，５−トリアジン、４，６−ジアミノ−２−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−５−フェニルチアゾール、２，６−ジアミノプリン、５，６−ジアミノ−１，３−ジメチルウラシル、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾール、６，９−ジアミノ−２−エトキシアクリジンラクテート、３，８−ジアミノ−６−フェニルフェナントリジン、１，４−ジアミノピペラジン、３，６−ジアミノアクリジン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルアミン、３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−メチル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−エチル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−フェニル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ，Ｎ’−ジ（４−アミノフェニル）−ベンジジン、６−（４−カルコニルオキシ）ヘキシルオキシ（２，４−ジアミノベンゼン）、６−（４’−フルオロ−４−カルコニルオキシ）ヘキシルオキシ（２，４−ジアミノベンゼン）、８−（４−カルコニルオキシ）オクチルオキシ（２，４−ジアミノベンゼン）、８−（４’−フルオロ−４−カルコニルオキシ）オクチルオキシ（２，４−ジアミノベンゼン）、１−ドデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−テトラデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−ペンタデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−ヘキサデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−オクタデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−コレステリルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−コレスタニルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、ドデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、テトラデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、ペンタデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、ヘキサデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、オクタデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、コレステリルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、コレスタニルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、（２，４−ジアミノフェノキシ）パルミテート、（２，４−ジアミノフェノキシ）ステアリレート、（２，４−ジアミノフェノキシ）−４−トリフルオロメチルベンゾエート、下記式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）
Figure 2009069724
のそれぞれで表されるジアミン化合物などの芳香族ジアミン；
ジアミノテトラフェニルチオフェンなどのヘテロ原子を有する芳香族ジアミン；
メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、４，４−ジアミノヘプタメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６．２．１．０２，７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）などの脂肪族ジアミンおよび脂環式ジアミン；
ジアミノヘキサメチルジシロキサンなどのジアミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。
これらのうち好ましいものとして、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、１，５−ジアミノナフタレン、２，７−ジアミノフルオレン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−（ｐ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、４，４’−ビス［（４−アミノ−２−トリフルオロメチル）フェノキシ］−オクタフルオロビフェニル、１−ヘキサデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−オクタデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−コレステリルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−コレスタニルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、ヘキサデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、オクタデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、コレステリルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、コレスタニルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−メチル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−エチル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−フェニル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ，Ｎ’−ジ（４−アミノフェニル）−ベンジジンおよび上記式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）のそれぞれで表されるジアミン化合物を挙げることができる。
これらジアミン化合物は単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の使用割合は、ジアミン化合物に含まれるアミノ基１当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が０．２〜２当量となる割合が好ましく、さらに好ましくは０．３〜１．２当量となる割合である。
ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において、好ましくは−２０〜１５０℃、より好ましくは０〜１００℃の温度条件下で行われる。合成反応の時間は、好ましくは０．５〜２４時間、より好ましくは２〜１０時間である。ここで、有機溶媒としては、合成されるポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミドなどの非プロトン系極性溶媒；ｍ−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒を挙げることができる。また、有機溶媒の使用量（ａ）は、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の合計量（ｂ）が、反応溶液の全量（ａ＋ｂ）に対して０．１〜３０重量％になるような量であることが好ましい。なお、有機溶媒を次に説明する貧溶媒と併用する場合には、上記有機溶媒の使用量（ａ）とは、有機溶媒と貧溶媒との合計の使用量を意味する。
前記有機溶媒には、ポリアミック酸の貧溶媒であると一般に信じられているアルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを、生成するポリアミック酸が析出しない範囲で併用することができる。かかる貧溶媒の具体例としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソアミルイソブチレート、イソアミルプロピオネート、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｉ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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モノメチルエーテル、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モノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，４−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、ｏ−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。
ポリアミック酸を合成する際に使用する有機溶媒の一部に貧溶媒を使用する場合、その使用割合は精製するポリアミック酸が析出しない範囲で適宜に設定することができるが、有機溶媒と貧溶媒との合計量に対して、好ましくは８０重量％以下であり、より好ましくは５０重量％以下である。
以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸の単離は、上記反応溶液を大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、この析出物を減圧下乾燥する方法、あるいは、反応溶液をエバポレーターで減圧留去する方法により行うことができる。また、このポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解し、次いで貧溶媒で析出させる方法、あるいは、エバポレーターで減圧留去する工程を１回または数回行う方法により、ポリアミック酸を精製することができる。
〔ポリイミド〕
上記ポリイミドは、上記の如きポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得られる。このとき、ポリアミック酸の有するアミック酸単位のすべてを脱水閉環してもよく、あるいはアミック酸単位の一部のみが脱水閉環され、アミック酸単位とイミド環とが併存する部分イミド化物としてもよい。ポリイミドのイミド化率としては、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上である。ここで、「イミド化率」とは、重合体におけるアミック酸単位数とイミド環単位数との合計数に対するイミド環単位数の割合を百分率で表したものである。このとき、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。このイミド化率は、ポリイミドを適当な溶媒に溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温で測定した１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルから、下記数式（１）
イミド化率（％）＝（１−Ａ１／Ａ２×α）×１００ （１）
（数式（１）中、Ａ１は化学シフト１０ｐｐｍ付近に現れるＮＨ基のプロトン由来のピーク面積であり、Ａ２はその他のプロトン由来のピーク面積であり、αはポリイミドの前駆体（ポリアミック酸）におけるＮＨ基のプロトン１個に対するその他のプロトンの個数割合である。）
により計算することができる。
ポリアミック酸の脱水閉環反応は、（ｉ）ポリアミック酸を加熱する方法により、または（ｉｉ）ポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。
上記（ｉ）のポリアミック酸を加熱する方法における反応温度は、好ましくは５０〜２００℃であり、より好ましくは６０〜１７０℃である。反応温度が５０℃未満では脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が２００℃を超えると得られるポリイミドの分子量が低下することがある。
一方、上記（ｉｉ）のポリアミック酸の溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、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を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸の有するアミック酸単位１モルに対して０．０１〜２０モルとするのが好ましい。また、脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミンなどの３級アミンを用いることができる。しかし、これらに限定されるものではない。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤１モルに対して０．０１〜１０モルとするのが好ましい。なお、脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は好ましくは０〜１８０℃であり、より好ましくは１０〜１５０℃であり、反応時間は好ましくは１〜４８時間であり、より好ましくは２〜１０時間である。
上記方法（ｉ）において得られるポリイミドは、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、あるいは得られるポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。一方、上記方法（ｉｉ）においては、上記のようにしてポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除くには、例えば溶媒置換などの方法を適用することができる。ポリイミドの単離、精製は、ポリアミック酸の単離、精製方法として上記したのと同様の操作を行うことにより行うことができる。
−末端修飾型のポリアミック酸およびポリイミド−
上記ポリアミック酸およびポリイミドは、分子量が調節された末端修飾型のものであってもよい。このような末端修飾型のものは、ポリアミック酸を合成する際に、酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などの適当な分子量調節剤を反応系に添加することにより合成することができる。ここで、酸一無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、ｎ−デシルサクシニック酸無水物、ｎ−ドデシルサクシニック酸無水物、ｎ−テトラデシルサクシニック酸無水物、ｎ−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを挙げることができる。また、モノアミン化合物としては、例えば、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−エイコシルアミンなどを挙げることができる。また、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、ナフチルイソシアネートなどを挙げることができる。
ポリアミック酸の合成に際して上記の如き分子量調節剤を使用する場合、その使用量としては、ジアミンの１００重量部に対して好ましくは１０重量部以下であり、より好ましくは５重量部以下である。
−ポリアミック酸およびポリイミドの溶液粘度−
上記ポリアミック酸は、１０重量％のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液とし、Ｅ型回転粘度計を用いて２５℃で測定した溶液粘度が２０〜８００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、３０〜５００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
上記ポリイミドは、１０重量％のγ−ブチロラクトン溶液とし、Ｅ型回転粘度計を用いて２５℃で測定した溶液粘度が２０〜８００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、３０〜５００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
〔他のポリシロキサン〕
上記式（４）で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種（他のポリシロキサン）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が５００〜５０，０００であることが好ましく、５００〜５，０００であることがより好ましい。また、他のポリシロキサンとしては、上記式（４）におけるＸの少なくとも一部が炭素数１〜２０のアルキル基であってＹ２の少なくとも一部が炭素数１〜１０のアルコキシル基であるポリオルガノシロキサンの加水分解物の縮合物であることが好ましい。
他のポリシロキサンは、例えばアルコキシシラン化合物およびハロゲン化シラン化合物よりなる群から選択される少なくとも１種のシラン化合物（以下、「原料シラン化合物」ともいう。）を、好ましくは適当な有機溶媒中で、水および触媒の存在下において加水分解または加水分解・縮合することにより合成することができる。
ここで使用できる原料シラン化合物としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラクロロシラン；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、エチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロロシラン；ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン；トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルクロロシランなどを挙げることができる。これらのうちテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシランまたはトリメチルエトキシシランが好ましい。
他のポリシロキサンを合成する際に、任意的に使用することのできる有機溶媒としては、例えばアルコール化合物、ケトン化合物、アミド化合物もしくはエステル化合物またはその他の非プロトン性化合物を挙げることができる。これらは単独でまたは２種以上組合せて使用できる。
上記アルコール化合物としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｉ−ペンタノール、２−メチルブタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、ｔ−ペンタノール、３−メトキシブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルペンタノール、ｓｅｃ−ヘキサノール、２−エチルブタノール、ｓｅｃ−ヘプタノール、ヘプタノール−３、ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、ｓｅｃ−オクタノール、ｎ−ノニルアルコール、２，６−ジメチルヘプタノール−４、ｎ−デカノール、ｓｅｃ−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、ｓｅｃ−テトラデシルアルコール、ｓｅｃ−ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、３，３，５−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコールなどのモノアルコール化合物；
エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ペンタンジオール−２，４、２−メチルペンタンジオール−２，４、ヘキサンジオール−２，５、ヘプタンジオール−２，４、２−エチルヘキサンジオール−１，３、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコールなどの多価アルコール化合物；
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、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ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−２−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、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モノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルなどの多価アルコール化合物の部分エーテルなどを、それぞれ挙げることができる。これらのアルコール化合物は、１種であるいは２種以上を組合せて使用してもよい。
上記ケトン化合物としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−ｉ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ペンチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジ−ｉ−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、２−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、フェンチョンなどのモノケトン化合物；
アセチルアセトン、２，４−ヘキサンジオン、２，４−ヘプタンジオン、３，５−ヘプタンジオン、２，４−オクタンジオン、３，５−オクタンジオン、２，４−ノナンジオン、３，５−ノナンジオン、５−メチル−２，４−ヘキサンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ヘプタンジオンなどのβ−ジケトン化合物などを、それぞれ挙げることができる。これらのケトン化合物は、１種であるいは２種以上を組合せて使用するこができる。
上記アミド化合物としては、例えばホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−ホルミルモルホリン、Ｎ−ホルミルピペリジン、Ｎ−ホルミルピロリジン、Ｎ−アセチルモルホリン、Ｎ−アセチルピペリジン、Ｎ−アセチルピロリジンなどを挙げることができる。これらアミド化合物は、１種であるいは２種以上を組合せて使用することができる。
上記エステル化合物としては、例えばジエチルカーボネート、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチル、酢酸ｓｅｃ−ペンチル、酢酸３−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸ｎ−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸ｉ−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−ｎ−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−ブチル、乳酸ｎ−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどを挙げることができる。これらエステル化合物は、１種であるいは２種以上を組合せて使用することができる。
上記その他の非プロトン性化合物としては、例えばアセトニトリル、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルスルファミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、Ｎ−メチルモルホロン、Ｎ−メチルピロール、Ｎ−エチルピロール、Ｎ−メチル−Δ３−ピロリン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−エチルピペリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラジン、Ｎ−メチルイミダゾール、Ｎ−メチル−４−ピペリドン、Ｎ−メチル−２−ピペリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジメチルテトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノンなどを挙げることができる。
これら溶媒のうち、多価アルコール化合物、多価アルコール化合物の部分エーテルまたはエステル化合物が特に好ましい。
他のポリシロキサンの合成に際して使用する水の量としては、原料シラン化合物の有するアルコキシル基およびハロゲン原子の合計１モルに対して、好ましくは０．５〜１００モルであり、より好ましくは１〜３０モルであり、さらに１〜１．５モルであることが好ましい。
他のポリシロキサンの合成に際して使用できる触媒としては、例えば金属キレート化合物、有機酸、無機酸、有機塩基、アンモニア、アルカリ金属化合物などを挙げることができる。
上記金属キレート化合物としては、例えばトリエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）チタン、ジエトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）チタン、モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）チタン、テトラキス（アセチルアセトナート）チタン、トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）チタン、ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）チタン、モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）チタン、テトラキス（エチルアセトアセテート）チタン、モノ（アセチルアセトナート）トリス（エチルアセトアセテート）チタン、ビス（アセチルアセトナート）ビス（エチルアセトアセテート）チタン、トリス（アセチルアセトナート）モノ（エチルアセトアセテート）チタンなどのチタンキレート化合物；
トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジエトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、テトラキス（アセチルアセトナート）ジルコニウム、トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、テトラキス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、モノ（アセチルアセトナート）トリス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、ビス（アセチルアセトナート）ビス（エチルアセトアセテート）ジルコニウム、トリス（アセチルアセトナート）モノ（エチルアセトアセテート）ジルコニウムなどのジルコニウムキレート化合物；
トリス（アセチルアセトナート）アルミニウム、トリス（エチルアセトアセテート）アルミニウムなどのアルミニウムキレート化合物などを挙げることができる。
上記有機酸としては、例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、ミキミ酸、２−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、ｐ−アミノ安息香酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸などを挙げることができる。
上記無機酸としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸などを挙げることができる。
上記有機塩基としては、例えばピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなどを挙げることができる。
上記アルカリ金属化合物としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウムなどを挙げることができる。
これら触媒は、１種をあるいは２種以上を一緒に使用することができる。
これら触媒のうち、金属キレート化合物、有機酸または無機酸が好ましく、より好ましくはチタンキレート化合物または有機酸である。
触媒の使用量は、原料シラン化合物１００重量部に対して好ましくは０．００１〜１０重量部であり、より好ましくは０．００１〜１重量である。
他のポリシロキサンの合成に際して添加される水は、原料であるシラン化合物中またはシラン化合物を有機溶媒に溶解した溶液中に、断続的または連続的に添加することができる。
触媒は、原料であるシラン化合物中またはシラン化合物を有機溶媒に溶解した溶液中に予め添加しておいてもよく、あるいは添加される水中に溶解または分散させておいてもよい。
他のポリシロキサンの合成の際の反応温度としては、好ましくは０〜１００℃であり、より好ましくは１５〜８０℃である。反応時間は好ましくは０．５〜２４時間であり、より好ましくは１〜８時間である。
本発明の液晶配向剤が、前述の感放射線性ポリシロキサンとともに他の重合体を含有するものである場合、他の重合体の含有量としては、感放射線性ポリシロキサン１００重量部に対して１０，０００重量部以下であることが好ましい。他の重合体のより好ましい含有量は、他の重合体の種類により異なる。
本発明の液晶配向剤が、感放射線性ポリシロキサンならびにポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体を含有するものである場合における両者のより好ましい使用割合は、感放射線性ポリシロキサン１００重量部に対するポリアミック酸およびポリイミドの合計量として１００〜５，０００重量部であり、さらに２００〜２，０００重量部であることが好ましい。
一方、本発明の液晶配向剤が、感放射線性ポリシロキサンおよび他のポリシロキサンを含有するものである場合における両者のより好ましい使用割合は、感放射線性ポリシロキサン１００重量部に対する他のポリシロキサンの量として１００〜２，０００重量部である。
本発明の液晶配向剤が、感放射線性ポリシロキサンとともに他の重合体を含有するものである場合、他の重合体の種類としては、ポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体、または他のポリシロキサンであることが好ましい。
〔感熱性架橋剤〕
上記感熱性架橋剤は、プレチルト角の安定化および塗膜強度の向上のために使用することができる。感熱性架橋剤としては、多官能エポキシ化合物が有効であり、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、２，２−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，３，５，６−テトラグリシジル−２，４−ヘキサンジオール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン、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、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、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルジアミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、エポキシ基を有するアクリル樹脂などを使用することができる。これらの市販品としては、例えばエポライト４００Ｅ、同３００２（以上、共栄社化学（株）製）、エピコート８２８、同１５２、エポキシノボラック１８０Ｓ（以上、ジャパンエポキシレジン（株）製）などを好ましいものとして挙げることができる。感熱性架橋剤として多官能エポキシ化合物を使用する場合、架橋反応を効率良く起こす目的で、１−ベンジル−２−メチルイミダゾールなどの塩基触媒を併用してもよい。
本発明の液晶配向剤が感熱性架橋剤を含有する場合、その含有割合としては、上記の感放射線性ポリシロキサンと任意的に使用される他の重合体との合計１００重量部に対して、好ましくは１００重量部以下であり、より好ましくは５０重量部以下である。
〔官能性シラン化合物〕
上記官能性シラン化合物は、得られる液晶配向膜の基板との接着性を向上する目的で使用することができる。官能性シラン化合物としては、例えば３−アミノプロピ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、２−アミノプロピルトリメトキシシラン、２−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、Ｎ−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、１０−トリメトキシシリル−１，４，７−トリアザデカン、１０−トリエトキシシリル−１，４，７−トリアザデカン、９−トリメトキシシリル−３，６−ジアザノニルアセテート、９−トリエトキシシリル−３，６−ジアザノニルアセテート、Ｎ−ベンジル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ベンジル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−ビス（オキシエチレン）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ビス（オキシエチレン）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシジロ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などを挙げることができ、さらに特許文献１７（特開昭６３−２９１９２２号公報）に記載されている、テトラカルボン酸二無水物とアミノ基を有するシラン化合物との反応物などを挙げることができる。
本発明の液晶配向剤が官能性シラン化合物を含有する場合、その含有割合としては、上記の感放射線性ポリシロキサンと任意的に使用される他の重合体との合計１００重量部に対して、好ましくは５０重量部以下であり、より好ましくは２０重量部以下である。
〔界面活性剤〕
上記界面活性剤としては、例えばノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン界面活性剤、ポリアルキレンオキシド界面活性剤、含フッ素界面活性剤などを挙げることができる。
本発明の液晶配向剤が界面活性剤を含有する場合、その含有割合としては、液晶配向剤の全体１００重量部に対して、好ましくは１０重量部以下であり、より好ましくは１重量部以下である。
［液晶配向剤の調製］
本発明の液晶配向剤は、上述の通り、感放射線性ポリシロキサンを必須成分として含有し、そのほかに必要に応じて他の成分を含有するものであるが、好ましくは各成分が有機溶媒に溶解された溶液状の組成物として調製される。
本発明の液晶配向剤を調製するために使用することのできる有機溶媒としては、感放射線性ポリシロキサンおよび任意的に使用される他の成分を溶解し、これらと反応しないものが好ましい。
本発明の液晶配向剤に好ましく使用することのできる有機溶媒は、任意的に添加される他の重合体の種類により異なる。
本発明の液晶配向剤が感放射線性ポリシロキサンならびにポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体を含有するものである場合における好ましい有機溶剤としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして上記に例示した有機溶媒を挙げることができる。このとき、本発明のポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した貧溶媒を併用してもよい。
特に好ましい有機溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジイソブチルケトン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、ジイソペンチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｉ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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モノメチルエーテル、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モノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどを挙げることができる。
これら有機溶媒は、単独でまたは２種以上組み合わせて使用することができる。
一方、本発明の液晶配向剤が、重合体として感放射線性ポリシロキサンのみを含有するものである場合、または感放射線性ポリシロキサンおよび他のポリシロキサンを含有するものである場合における有機溶剤としては、例えば１−エトキシ−２−プロパノール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレンブリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、エチレングリコールモノアミルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコール、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブチルセルソルブアセテート、メチルカルビトール、エチルカルビトール、プロピルカルビトール、ブチルカルビトール、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチル、酢酸ｓｅｃ−ペンチル、酢酸３−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸ｎ−ヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸オクチル、酢酸アミル、酢酸イソアミルなどが挙げられる。この中で酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ｎ−ペンチルまたは酢酸ｓｅｃ−ペンチルが好ましい。
本発明の液晶配向剤の調製に用いられる好ましい有機溶媒は、他の重合体の使用の有無およびその種類に従い、上記した有機溶媒の１種または２種以上を組み合わせて得られるものであって、下記の好ましい固形分濃度において液晶配向剤に含有される各成分が析出せず、且つ液晶配向剤の表面張力が２５〜４０ｍＮ／ｍの範囲となるものである。
本発明の液晶配向剤の固形分濃度、すなわち液晶配向剤中の溶媒以外の全成分の重量が液晶配向剤の全重量に占める割合は、粘性、揮発性などを考慮して選択されるが、好ましくは１〜１０重量％の範囲である。本発明の液晶配向剤は、基板表面に塗布され、液晶配向膜となる塗膜を形成するが、固形分濃度が１重量％未満である場合には、この塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得難い場合がある。一方、固形分濃度が１０重量％を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を得難く、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が不足する場合がある。本発明の液晶配向剤の固形分濃度の特に好ましい範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えばスピンナー法による場合には固形分濃度１．５〜４．５重量％の範囲が特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を３〜９重量％の範囲とし、それにより、溶液粘度を１２〜５０ｍＰａ・ｓの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を１〜５重量％の範囲とし、それにより、溶液粘度を３〜１５ｍＰａ・ｓの範囲とすることが特に好ましい。
本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは、０℃〜２００℃、より好ましくは２０℃〜６０℃である。
＜液晶配向膜の形成方法＞
本発明の液晶配向剤は、光配向法により液晶配向膜を形成するために好適に使用することができる。
液晶配向膜を形成する方法としては、例えば基板上に本発明の液晶配向膜の塗膜を形成し、次いで該塗膜に光配向法により液晶配向能を付与する方法を挙げることができる。
先ず、パターン状の透明導電膜が設けられた基板の透明導電膜側に、本発明の液晶配向剤を、例えばロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法などの適宜の塗布方法により塗布し、例えば４０〜２５０℃の温度で０．１〜１２０分間加熱して塗膜を形成する。塗膜の膜厚は、溶媒除去後の厚さとして、好ましくは０．００１〜１μｍであり、より好ましくは０．００５〜０．５μｍである。
前記基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスの如きガラスや、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ（脂環式オレフィン）の如きプラスチックからなる透明基板などを用いることができる。
前記透明導電膜としては、ＳｎＯ２からなるＮＥＳＡ膜、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２からなるＩＴＯ膜などを用いることができる。これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法や透明導電膜を形成する際にマスクを用いる方法などが用いられる。
液晶配向剤の塗布に際しては、基板または透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板および透明導電膜上に、予め官能性シラン化合物、チタネート化合物などを塗布しておいてもよい。
次いで、前記塗膜に直線偏光もしくは部分偏光された放射線または無偏光の放射線を照射し、場合によってさらに１５０〜２５０℃の温度で好ましくは１〜１２０分間加熱処理を行うことにより、液晶配向能を付与して液晶配向膜とする。ここで、放射線としては、例えば１５０〜８００ｎｍの波長の光を含む紫外線および可視光線を用いることができるが、３００〜４００ｎｍの波長の光を含む紫外線が好ましい。用いる放射線が直線偏光または部分偏光している場合には、照射は基板面に垂直の方向から行っても、プレチルト角を付与するために斜め方向から行ってもよく、また、これらを組み合わせて行ってもよい。無偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向である必要がある。
使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザーなどを使用することができる。前記の好ましい波長領域の紫外線は、前記光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。
放射線の照射量としては、好ましくは１Ｊ／ｍ２以上１０，０００Ｊ／ｍ２未満であり、より好ましくは１０〜３，０００Ｊ／ｍ２である。なお、従来知られている液晶配向剤から形成された塗膜に光配向法により液晶配向能を付与する場合、１０，０００Ｊ／ｍ２以上の放射線照射量が必要であった。しかし本発明の液晶配向剤を用いると、光配向法の際の放射線照射量が３，０００Ｊ／ｍ２以下、さらに１，０００Ｊ／ｍ２以下であっても良好な液晶配向性を付与することができ、液晶表示素子の製造コストの削減に資する。
なお、本発明における「プレチルト角」とは、基板面と平行な方向からの液晶分子の傾きの角度を表す。
＜液晶表示素子の製造方法＞
本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤から形成される液晶配向膜を具備する。本発明の液晶表示素子は、例えば以下のようにして製造することができる。
上述のようにして液晶配向膜が形成された基板を一対（２枚）準備し、これらの有する液晶配向膜を、照射した直線偏光放射線の偏光方向が所定の角度となるように対向させ、基板の間の周辺部をシール剤でシールし、液晶を注入、充填し、液晶注入口を封止して液晶セルを構成する。次いで、液晶セルを、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで冷却して、注入時の流動配向を除去することが望ましい。
そして、その両面に、偏光板をその偏光方向がそれぞれ基板の液晶配向膜の配向容易軸と所定の角度をなすように貼り合わせることにより、液晶表示素子とする。液晶配向膜が水平配向性である場合、液晶配向膜が形成された２枚の基板における、照射した直線偏光放射線の偏光方向のなす角度およびそれぞれの基板と偏光板との角度を調整することにより、ＴＮ型またはＳＴＮ型液晶セルを有する液晶表示素子を得ることができる。一方、液晶配向膜が垂直配向性である場合には、液晶配向膜が形成された２枚の基板における配向容易軸の方向が平行となるようにセルを構成し、これに、偏光板を、その偏光方向が配向容易軸と４５°の角度をなすように貼り合わせることにより、垂直配向型液晶セルを有する液晶表示素子とすることができる。
前記シール剤としては、例えばスペーサーとしての酸化アルミニウム球および硬化剤を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。
前記液晶としては、例えばネマティック型液晶、スメクティック型液晶などを用いることができる。ＴＮ型液晶セルまたはＳＴＮ型液晶セルの場合、正の誘電異方性を有するネマティック型液晶が好ましく、例えばビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などが用いられる。また前記液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶；商品名「Ｃ−１５」、「ＣＢ−１５」（以上、メルク社製）として販売されているようなカイラル剤；ｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ−アミノ−２−メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶などを、さらに添加して使用することもできる。
一方、垂直配向型液晶セルの場合には、負の誘電異方性を有するネマティック型液晶が好ましく、例えばジシアノベンゼン系液晶、ピリダジン系液晶、シッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶などが用いられる。
液晶セルの外側に使用される偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「Ｈ膜」と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板、またはＨ膜そのものからなる偏光板などを挙げることができる。
かくして製造された本発明の液晶表示素子は、表示特性、信頼性などの諸性能に優れるものである。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
以下の実施例における重量平均分子量は、以下の条件におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム：東ソー（株）製、「ＴＳＫｇｅｌＧＲＣＸＬＩＩ」
溶剤：テトラヒドロフラン
温度：４０℃
圧力：６８ｋｇｆ／ｃｍ２
＜桂皮酸誘導体の合成＞
合成例Ｐ（１）
下記スキーム１
Figure 2009069724
に従って、化合物（２−Ｐ４−１）を合成した。
１Ｌのナス型フラスコに、４−ヒドロキシ安息香酸メチル９１．３ｇ、炭酸カリウム１８２．４ｇおよびＮ−メチル−２−ピロリドン３２０ｍＬを仕込み、室温で１時間撹拌を行った後、１−ブロモペンタン９９．７ｇを加え１００℃で５時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、水で再沈殿を行った。次に、この沈殿に水酸化ナトリウム４８ｇおよび水４００ｍＬを加えて３時間還流して加水分解反応を行った。反応終了後、塩酸で中和し、生じた沈殿をエタノールで再結晶することにより化合物（２−Ｐ４−１−１）の白色結晶を１０４ｇ得た。
この化合物（２−Ｐ４−１−１）１０４ｇを反応容器にとり、これに塩化チオニル１ＬおよびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド７７０μＬを加えて８０℃で１時間撹拌した。次に、減圧下で塩化チオニルを留去し、塩化メチレンを加えて炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮を行った後、テトラヒドロフランを加えて溶液とした。
次に、上記とは別の５Ｌ三口フラスコに４−ヒドロキシ桂皮酸７４ｇ、炭酸カリウム１３８ｇ、テトラブチルアンモニウム４．８ｇ、テトラヒドロフラン５００ｍＬおよび水１Ｌを仕込んだ。この水溶液を氷冷し、上記の化合物（２−Ｐ４−１−１）と塩化チオニルとの反応物を含有するテトラヒドロフラン溶液をゆっくり滴下し、さらに２時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物に塩酸を加えて中和し、酢酸エチルで抽出した後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮を行った後、エタノールで再結晶することにより、化合物（２−Ｐ４−１−２）の白色結晶を９０ｇ得た。
撹拌機、窒素導入管および温度計を備えた３００ｍＬ三口フラスコに、上記で合成した化合物（２−Ｐ４−１−２）の４２．３ｇ、炭酸カリウム４１．５ｇ、ヨウ化カリウム５．００ｇ、４−ブロモ−１−ブテン２２．３ｇおよび１−メチル−２−ピロリドン６００ｍＬを仕込み、窒素下、９０℃で３時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、トルエンおよび水を加えて抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮した後、メタノールで再結晶することにより、化合物（２−Ｐ４−１）を３５ｇ得た。
合成例Ｐ（２）
下記スキーム２
Figure 2009069724
に従って化合物（３−Ｐ５−１）を合成した。
温度計および窒素導入管を備えた５Ｌ三口フラスコに、４−ヨードフェノール４４ｇ、ヘキシルアクリレート３２ｇ、トリエチルアミン２８ｍＬ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム４．６ｇおよびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２Ｌを仕込み、十分に系内を乾燥した。続いて、系を９０℃に加熱し、窒素気流下で２時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、希塩酸を加え、酢酸エチルで抽出して得た有機層につき、水洗を行い、硫酸マグネシウムで乾燥した後に濃縮し、エタノールで再結晶することにより、化合物（３−Ｐ５−１−１）を２４ｇ得た。
温度計、窒素導入管および還流管を備えた５００ｍＬの三口フラスコに、上記で合成した化合物（３−Ｐ５−１−１）を２４ｇ、無水こはく酸１１．０ｇおよび４−ジメチルアミノピリジン１．２ｇを仕込み、十分に系内を乾燥した。この系に、トリエチルアミン１１．２ｇおよびテトラヒドロフラン２００ｍＬを加え、５時間還流下に反応を行った。反応終了後、希塩酸を加え、酢酸エチルで抽出して得た有機層につき水洗を行い、硫酸マグネシウムで乾燥した後に濃縮し、エタノールで再結晶することにより、化合物（３−Ｐ５−１−２）を１７．４ｇ得た。
撹拌機、窒素導入管および温度計を備えた３００ｍＬ三口フラスコに、上記で合成した化合物（３−Ｐ５−１−２）の１０．４ｇ、炭酸カリウム１０．４ｇ、ヨウ化カリウム１．２５ｇ、４−ブチル−１−ブテン５．５８ｇおよび１−メチル−２−ピロリドン１５０ｍＬを仕込み、窒素下、９０℃で３時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、トルエンと水を加えて抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮した後、メタノールで再結晶することにより、化合物（３−Ｐ５−１）を８．５ｇ得た。
合成例Ｐ（３）
上記合成例Ｐ（１）において、４−ブロモ−１−ブテンの代わりに臭化アリル２０．０ｇ使用したほかは合成例Ｐ（１）と同様に実施することにより、下記式（２−Ｐ４−２）
Figure 2009069724
で表される化合物（化合物（２−Ｐ４−２））を得た。
＜他の重合体の合成＞
［ポリアミック酸の合成］
合成例ＰＡ−１
テトラカルボン酸二無水物として１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物１９６ｇ（１．０モル）およびジアミンとして２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル２１２ｇ（１．０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン４，０５０ｇに溶解し、４０℃で３時間反応を行うことにより、ポリアミック酸（ＰＡ−１）を１０重量％含有する溶液３，７００ｇを得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は１７０ｍＰａ・ｓであった。
合成例ＰＡ−２
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２．４ｇ（０．１モル）およびシクロヘキサンビス（メチルアミン）１４．２３ｇ（０．１モル）を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン３２９．３ｇに溶解し、６０℃で６時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノールに注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下４０℃で１５時間乾燥することにより、ポリアミック酸ＰＡ−２を３２ｇ得た。
［他のポリシロキサンの合成］
合成例ＰＳ−１
冷却管を備えた２００ｍＬの三口フラスコにテトラエトキシシラン２０．８ｇおよび１−エトキシ−２−プロパノール２８．２ｇを仕込み、６０℃に加熱し攪拌した。ここに、容量２０ｍＬの別のフラスコに調製した、無水マレイン酸０．２６ｇを水１０．８ｇに溶解した無水マレイン酸水溶液を加え、６０℃でさらに４時間加熱、攪拌して反応を行った。得られた反応混合物から溶剤を留去し、１−エトキシ−２−プロパノールを加えて、再度濃縮することにより、ポリオルガノシロキサンＰＳ−１を１０重量％含有する重合体溶液を得た。ＰＳ−１の重量平均分子量Ｍｗは５，１００であった。
＜感放射線性ポリシロキサンの合成＞
実施例ＣＨ−１
オクタキス（ヒドリドシルセスキオキサン）（ＴＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ Ｉｎｃ．製）０．８５ｇ、上記合成例Ｐ（１）で合成した化合物（２−Ｐ４−１）８．９７ｇ、トルエン８０ｍＬおよび白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を２重量％含むキシレン溶液を１００μＬ加え、窒素下で２０時間還流下に反応を行った。反応終了後、メタノールで再沈殿し、沈殿物を酢酸エチルに溶解して水洗した後、溶剤を留去することにより、感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−１の白色粉末を５．４ｇ得た。
実施例ＣＨ−２
上記実施例ＣＨ−１において、化合物（２−Ｐ４−１）８．９７ｇの代わりに、化合物（２−Ｐ４−１）４．４９ｇおよびアリルグリシジルエーテル１．１４ｇの混合物を使用したほかは上記実施例ＣＨ−１と同様に実施して、感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−２を得た。
実施例ＣＨ−３
上記実施例ＣＨ−１において、化合物（２−Ｐ４−１）８．９７ｇの代わりに、上記合成例Ｐ（２）で合成した化合物（３−Ｐ５−１）８．０５ｇを使用したほかは上記実施例ＣＨ−１を同様に実施して、感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−３を得た。
実施例ＣＨ−４
上記実施例ＣＨ−１において、化合物（２−Ｐ４−１）の代わりに上記合成例Ｐ（３）で合成した化合物（２−Ｐ４−２）の８．６６ｇを使用したほかは上記実施例ＣＨ−１と同様にして、感放射線性ポリオルガノシロキサンＳ−ＣＨ−４を得た。
＜液晶配向剤の調製および保存安定性の評価＞
実施例ＣＨ−５
［液晶配向剤の調製］
上記実施例ＣＨ−１で得た感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−１の１００重量部と、他の重合体として上記合成例ＰＡ−１で得たポリアミック酸ＰＡ−１を含有する溶液のＰＡ−１に換算して２，０００重量部に相当する量とを合わせ、これにＮ−メチル−２−ピロリドンおよびブチルセロソルブを加え、溶媒組成がＮ−メチル−２−ピロリドン：ブチルセロソルブ＝５０：５０（重量比）、固形分濃度が３．０重量％の溶液とした。
この溶液を孔径１μｍのフィルターで濾過することにより、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１を調製した。
この液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１につき、以下の方法および判定基準により保存安定性を評価したところ、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１の保存安定性は「良」であった。
［保存安定性の評価方法］
ガラス基板上に、スピンコート法により回転数を変量として液晶配向剤の塗膜を形成し、溶媒除去後の塗膜の膜厚が１，０００Åとなる回転数を調べた。
次いで、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１の一部をとり、これを−１５℃にて５週間保存した。保存後の液晶配向剤を目視で観察し、不溶物の析出が観察された場合には保存安定性「不良」と判定した。
５週間保存後に不溶物が観察されなかった場合には、さらにガラス基板上に、保存前に膜厚が１，０００Åとなった回転数のスピンコート法により塗膜を形成し、溶媒除去後の膜厚を測定した。この膜厚が、１，０００Åから１０％以上ずれていた場合には保存安定性「不良」と判定し、膜厚のずれが１０％未満であった場合を保存安定性「良」と判定した。
なお、上記塗膜の膜厚の測定は、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製の蝕針式段差膜厚計を用いて行なった。
実施例ＣＨ−６〜１０、１５，１６および１８
感放射線性ポリシロキサンの種類ならびに他の重合体の種類および量を表１に記載の通りとしたほかは実施例ＣＨ−５と同様にして、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−２〜Ａ−ＣＨ−６ならびにＡ−ＣＨ−１１、Ａ−ＣＨ−１２およびＡ−ＣＨ−１４を、それぞれ調製した。
実施例ＣＨ−１１
他の重合体として、上記合成例５で得た他のポリシロキサンＰＳ−１を含有する溶液のＰＳ−１固形分２，０００重量部に相当する量をとり、これに上記実施例ＣＨ−１で得た感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−１の１００重量部を加え、さらに１−エトキシ−２−プロパノールを加えて固形分濃度４．０重量％の溶液とした。
この溶液を孔径１μｍのフィルターで濾過することにより、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−７を調製した。
実施例ＣＨ−１２〜１４および１７
感放射線性ポリシロキサンの種類ならびに他の重合体の種類および量を表１に記載の通りとしたほかは実施例ＣＨ−１１と同様にして、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−８〜Ａ−ＣＨ−１０およびＡ−ＣＨ−１３を、それぞれ調製した。
Figure 2009069724
 実施例ＣＨ−１９
＜垂直配向型液晶表示素子の製造＞
ＩＴＯ膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上に、上記実施例ＣＨ−５で調製した液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１をスピンナーを用いて塗布し、８０℃のホットプレート上で１分間プレベークした後、庫内を窒素置換したオーブン中で２００℃で１時間加熱して膜厚０．１μｍの塗膜を形成した。次いでこの塗膜表面に、Ｈｇ−Ｘｅランプおよびグランテーラープリズムを用いて３１３ｎｍの輝線を含む偏光紫外線１，０００Ｊ／ｍ２を、基板法線から４０°傾いた方向から照射して液晶配向膜とした。同じ操作を繰り返して、液晶配向膜を有する基板を一対（２枚）作成した。
上記基板のうちの１枚の液晶配向膜を有する面の外周に直径５．５μｍの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように圧着し、１５０℃で１時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙に、ネガ型液晶（メルク社製ＭＬＣ−６６０８）を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを１５０℃で加熱してから室温まで徐冷した。次に基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜の紫外線の光軸の基板面への射影方向と４５°の角度をなすように貼り合わせることにより垂直型液晶表示素子を製造した。
この液晶表示素子につき、以下の方法により評価した。評価結果は第２表に示した。
＜液晶表示素子の評価方法＞
（１）液晶配向性の評価
上記で製造した液晶表示素子につき、５Ｖの電圧をＯＮ・ＯＦＦ（印加・解除）したときの明暗の変化における異常ドメインの有無を顕微鏡により観察し、異常ドメインのない場合を「良」とした。
（２）プレチルト角の評価
上記で製造した液晶表示素子につき、Ｔ．Ｊ．Ｓｃｈｅｆｆｅｒ ｅｔ．ａｌ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．１９，ｐ２０１３（１９８０）に記載の方法に準拠し、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を用いる結晶回転法によりプレチルト角を測定した。
（３）電圧保持率の評価
上記で製造した液晶表示素子に、５Ｖの電圧を６０マイクロ秒の印加時間、１６７ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から１６７ミリ秒後の電圧保持率を測定した。測定装置は（株）東陽テクニカ製、「ＶＨＲ−１」を使用した。
（４）焼き付きの評価
上記で製造した液晶表示素子に、直流５Ｖを重畳した３０Ｈｚ、３Ｖの矩形波を６０℃の環境温度で２時間印加し、直流電圧を切った直後の液晶セル内に残留した電圧をフリッカー消去法により残留ＤＣ電圧を求めた。
実施例ＣＨ−２０〜３３
使用した液晶配向剤の種類および液晶配向膜の形成の際の偏光紫外線の照射量を、それぞれ第２表に記載の通りとしたほかは実施例ＣＨ−１９と同様にして垂直配向型液晶表示素子を製造して評価した。結果を第２表に示した。
また、実施例３３においては、以下のようにして耐光性の評価を行ったところ、評価結果は「良」であった。
［実施例ＣＨ−３３における耐光性の評価］
上記で製造した液晶表示素子につき、上記電圧保持率の評価と同様の条件で初期の電圧保持率を測定した。その後、液晶表示素子を４０ワット型白色蛍光灯下５ｃｍの距離に配置し、１，０００時間光を照射してから再度上記と同条件で電圧保持率を測定した。電圧保持率の値が初期値と比較して±２％未満であった場合を耐光性「良」とし、±２％以上であった場合を耐光性「不良」として評価した。
比較例ＣＨ−１
＜ポリアミック酸の合成＞
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２．４ｇ（０．１モル）と特表２００３−５２０８７８号公報に従って合成した下記式（ｄ−１）
Figure 2009069724
で表される化合物４８．４６ｇ（０．１モル）とをＮ−メチル−２−ピロリドン２８３．４ｇに溶解し、室温で６時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下４０℃で１５時間乾燥することにより、ポリアミック酸を６７ｇ得た。
＜液晶配向剤の調製＞
上記で合成したポリアミック酸をＮ−メチル−２−ピロリドンおよびブチルセロソルブからなる混合溶媒（混合比＝５０：５０（重量比））に溶解し、固形分濃度３．０重量％の溶液とした。この溶液を孔径１μｍのフィルターで濾過することにより、液晶配向剤Ｒ−ＣＨ−１を調製した。
＜垂直配向型液晶表示素子の製造および評価＞
上記で調製した液晶配向剤Ｒ−ＣＨ−１を使用したほかは実施例ＣＨ−１９と同様にして液晶配向膜を形成し、垂直配向型液晶表示素子を製造して評価した。結果は第２表に示した。
Figure 2009069724
 実施例ＣＨ−３４
＜ＴＮ配向型液晶表示素子の製造＞
上記実施例ＣＨ−１５で調製した液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１１を、ＩＴＯ膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上にスピンナーを用いて塗布し、８０℃のホットプレート上で１分間プレベークした後、２００℃にて１時間加熱することにより、膜厚０．１μｍの塗膜を形成した。この塗膜の表面に、Ｈｇ−Ｘｅランプおよびグランテーラープリズムを用いて、３１３ｎｍの輝線を含む偏光紫外線１，０００Ｊ／ｍ２を基板法線から４０°傾いた方向から照射することにより、液晶配向能を付与して液晶配向膜を形成した。
上記と同じ操作を繰り返し、液晶配向膜を透明導電膜面上に有するガラス基板を一対（２枚）作製した。
この一対の基板のそれぞれ液晶配向膜を形成した面の周囲部に、直径５．５μｍの酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、偏光紫外線照射方向が直交となるように基板を重ね合わせて圧着し、１５０℃で１時間加熱して接着剤を熱硬化した。次いで、基板の間隙に液晶注入口よりポジ型のネマティック型液晶（メルク社製、ＭＬＣ−６２２１、カイラル剤入り）を注入して充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを１５０℃で１０分加熱してから室温まで徐冷した。次に、基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜の偏光方向と平行となるように貼り合わせることにより、ＴＮ型液晶表示素子を製造した。
この液晶表示素子につき、上記実施例ＣＨ−１９におけるのと同様にして、液晶配向性、電圧保持率および焼き付きの評価を行なった。結果を第３表に示した。
実施例ＣＨ−３５および３６
使用した液晶配向剤の種類を第３表に記載の通りとしたほかは実施例ＣＨ−３４と同様にしてＴＮ配向型液晶表示素子を製造して評価した。結果を第３表に示した。
Figure 2009069724
 以上の実施例により具体的に明らかにされたように、本発明の液晶配向剤は、保存安定性に優れるばかりでなく、従来知られている光配向用の液晶配向剤に比べてより少ない放射線照射量により、優れた液晶配向性および電気特性を有する液晶配向膜を形成することができる。
発明の効果
本発明の液晶配向剤は、光配向法を適用しうる液晶配向剤として従来知られている液晶配向剤と比較して、少ない放射線照射量で優れた液晶配向性および電気特性を有する液晶配向膜を形成することができる。それゆえ、この液晶配向膜を液晶表示素子に適用した場合、液晶表示素子を従来より安価に製造でき、しかも表示特性、信頼性などの諸性能に優れるものとなる。したがって、これらの液晶表示素子は種々の装置に有効に適用でき、例えば卓上計算機、腕時計、置時計、計数表示板、ワードプロセッサ、パーソナルコンピューター、液晶テレビなどの装置に好適に用いることができる。
本発明は、液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子に関する。
従来、正の誘電異方性を有するネマチック型液晶を、液晶配向膜を有する透明電極付き基板でサンドイッチ構造にし、必要に応じて液晶分子の長軸が基板間で０〜３６０°連続的に捻れるようにしてなる、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型などの液晶セルを有する液晶表示素子が知られている（特開昭５６−９１２７７号公報および特開平１−１２０５２８号公報参照）。
このような液晶セルにおいては、液晶分子を基板面に対し所定の方向に配向させるため、基板表面に液晶配向膜を設ける必要がある。この液晶配向膜は、通常、基板表面に形成された有機膜表面をレーヨンなどの布材で一方向にこする方法（ラビング法）により形成されている。しかし、液晶配向膜の形成をラビング処理により行うと、工程内でほこりや静電気が発生し易いため、配向膜表面にほこりが付着して表示不良発生の原因となるという問題があった。特にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子を有する基板の場合には、発生した静電気によってＴＦＴ素子の回路破壊が起こり、歩留まり低下の原因となるという問題もあった。さらに、今後ますます高精細化される液晶表示素子においては、画素の高密度化に伴い基板表面に凹凸が生じるために、均一にラビング処理を行うことが困難となりつつある。
液晶セルにおける液晶を配向させる別の手段として、基板表面に形成したポリビニルシンナメート、ポリイミド、アゾベンゼン誘導体などの感光性薄膜に偏光または非偏光の放射線を照射することにより、液晶配向能を付与する光配向法が知られている。この方法によれば、静電気やほこりを発生することなく、均一な液晶配向を実現することができる（特開平６−２８７４５３号公報、特開平１０−２５１６４６号公報、特開平１１−２８１５号公報、特開平１１−１５２４７５号公報、特開２０００−１４４１３６号公報、特開２０００−３１９５１０号公報、特開２０００−２８１７２４号公報、特開平９−２９７３１３号公報、特開２００３−３０７７３６号公報、特開２００４−１６３６４６号公報および特開２００２−２５０９２４号公報参照）。
ところで、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型などの液晶セルにおいては、液晶配向膜は、液晶分子を基板面に対して所定の角度で傾斜配向させる、プレチルト角特性を有する必要がある。光配向法により液晶配向膜を形成する場合においては、プレチルト角は、通常、照射する放射線の基板面への入射方向を基板法線から傾斜させることにより付与される。
一方、上記とは別の液晶表示素子の動作モードとして、負の誘電異方性を有する液晶分子を基板に垂直に配向させる垂直（ホメオトロピック）配向モードも知られている。この動作モードでは、基板間に電圧を印加して液晶分子が基板に平行な方向に向かって傾く際に、液晶分子が基板法線方向から基板面内の一方向に向かって傾くようにする必要がある。このための手段として、例えば、基板表面に突起を設ける方法、透明電極にストライプを設ける方法、ラビング配向膜を用いることにより液晶分子を基板法線方向から基板面内の一方向に向けてわずかに傾けておく（プレチルトさせる）方法などが提案されている。
前記光配向法は、垂直配向モードの液晶セルにおいて液晶分子の傾き方向を制御する方法としても有用であることが知られている。すなわち、光配向法により配向規制能およびプレチルト角発現性を付与した垂直配向膜を用いることにより、電圧印加時の液晶分子の傾き方向を均一に制御できることが知られている（特開２００３−３０７７３６号公報、特開２００４−１６３６４６号公報、特開２００４−８３８１０号公報、特開平９−２１１４６８号公報および特開２００３−１１４４３７号公報参照）。
このように、光配向法により製造した液晶配向膜は、各種の液晶表示素子に有効に適用されうるものである。しかしながら、従来の光配向膜には、大きなプレチルト角を得るのに必要な放射線照射量が多いという問題があった。例えば、アゾベンゼン誘導体を含有する薄膜に光配向法によって液晶配向能を付与する場合、十分なプレチルト角を得るためにはその光軸が基板法線から傾斜された放射線を１０，０００Ｊ／ｍ２以上照射しなければならないことが報告されている（特開２００２−２５０９２４号公報および特開２００４−８３８１０号公報ならびにＪ． ｏｆ ｔｈｅ ＳＩＤ １１／３， ２００３， ｐ５７９参照）。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラビング処理を行わずに偏光または非偏光の放射線照射によって、少ない露光量でも良好な液晶配向能を有する液晶配向膜を与える液晶配向剤、前記液晶配向膜の製造方法および表示特性、信頼性などの諸性能に優れた液晶表示素子を提供することにある。
本発明によれば、本発明の上記目的は第１に、
下記式（１）
Figure 2009069724
（式（１）中、Ｙ１は水酸基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基である。）
で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種と、
アルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体と
を反応させて得られる感放射線性ポリシロキサン、ならびに
ポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体
を含有する液晶配向剤によって達成される。
本発明の上記目的は第２に、
上記の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に放射線を照射する、液晶配向膜の形成方法によって達成される。
本発明の上記目的は第３に、
上記の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備する液晶表示素子により達成される。
本発明の液晶配向剤は、光配向法を適用しうる液晶配向剤として従来知られている液晶配向剤と比較して、少ない放射線照射量で優れた液晶配向性および電気特性を有する液晶配向膜を形成することができる。それゆえ、この液晶配向膜を液晶表示素子に適用した場合、液晶表示素子を従来より安価に製造でき、しかも表示特性、信頼性などの諸性能に優れるものとなる。したがって、これらの液晶表示素子は種々の装置に有効に適用でき、例えば卓上計算機、腕時計、置時計、計数表示板、ワードプロセッサ、パーソナルコンピューター、液晶テレビなどの装置に好適に用いることができる。
＜液晶配向剤＞
本発明の液晶配向剤は、上記式（１）で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種（以下、「ポリシロキサン（１）」という。）と、
アルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体と
を反応させて得られる感放射線性ポリシロキサンを含有する。
［ポリシロキサン（１）］
本発明に用いられるポリシロキサン（１）は、上記式（１）で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種である。
上記式（１）におけるＹ１の炭素数１〜１０のアルコキシル基としては、例えばメトキシル基、エトキシル基など；炭素数１〜２０のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ラウリル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基など；炭素数６〜２０のアリール基としては、例えばフェニル基などを、それぞれ挙げることができる。
ポリシロキサン（１）は、直鎖状、ラダー（はしご）状、かご状、キュービック状もしくはランダム状のいずれであってもよく、または一分子中にこれらのうちの２種以上の構造を有するものであってもよく、あるいは相異なる構造を有する２種以上のポリシロキサンの混合物であってもよい。
ポリシロキサン（１）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が２００〜１５０，０００であることが好ましく、２００〜１００，０００あることがより好ましく、さらに１，０００〜１０，０００であることが好ましい。
本発明に特に好適に用いられるポリシロキサン（１）として、例えば下記式（１−１）
Figure 2009069724
で表されるキュービック状のオクタキス（ヒドリドシルセスキオキサン）、下記式（１−２）〜（１−６）
Figure 2009069724
（上記式中、ｎ１およびｎ２はそれぞれ３〜８の整数であり、ｎ３およびｎ５はそれぞれ１〜５０の整数であり、ｎ４およびｎ６はそれぞれ０〜１，０００の整数であり、ｎ７は５〜１０の整数である。）
のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。本発明で用いられるポリシロキサン（１）としては、上記式（１−１）で表される化合物が好ましい。
本発明に好ましく用いられるポリシロキサン（１）は、ケイ素−水素結合の量１モルに相当するポリシロキサンの重量が５０〜５，０００ｇ／モルであることが好ましく、５０〜５００ｇ／モルであることがより好ましい。
本発明に使用されるポリシロキサン（１）として特に好ましい上記式（１−１）で表されるオクタキス（ヒドリドシルセスキオキサン）は、例えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ， ９２巻、１９号、Ｐ５５８６（１９７０年）に記載の方法により合成することができる。
本発明におけるポリシロキサン（１）としては、市販されているものを用いてもよい。例えば上記式（１−１）で表される化合物はＴＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ Ｉｎｃ．から入手可能である。
［桂皮酸誘導体］
本発明に用いられるアルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体は、例えばアルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基と、下記式
Figure 2009069724
で表される２価の基とを有する化合物であることができる。かかる桂皮酸誘導体としては、下記式（２）
Figure 2009069724
（式（２）中、Ｒ１は炭素数１〜４０のアルキル基または脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基であり、ただし前記アルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｒ２は単結合、酸素原子、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり、Ｒ３は２価の芳香族基、２価の脂環式基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基であり、Ｒ４は単結合、酸素原子、＊−ＣＯＯ−または＊−ＯＣＯ−（ただし、「＊」を付した結合手がＲ３と結合する。）であり、Ｒ５は単結合、メチレン基または炭素数２〜１０のアルキレン基であり、Ｒ５が単結合のときＲ６は−ＣＨ＝ＣＨ２または−Ｃ≡ＣＨであり、Ｒ５がメチレン基またはアルキレン基のときＲ６は−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ≡ＣＨまたは−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ２であり、Ｒ７はフッ素原子またはシアノ基であり、Ｘ１は酸素原子または下記式
Figure 2009069724
（ただし、「＊」を付した結合手がＲ５−Ｒ６側である。）
で表される基であり、ａは０〜３の整数であり、ｂは０〜４の整数である。）
で表される化合物または下記式（３）
Figure 2009069724
（式（３）中、Ｒ８は炭素数１〜４０のアルキル基または脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基であり、ただし前記アルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｒ９は酸素原子、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり、Ｒ１０は２価の芳香族基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基であり、Ｒ１１は単結合、−ＯＣＯ−（ＣＨ２）ｅ−＊または−Ｏ−（ＣＨ２）ｇ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ１２と結合する。）であり、ただしｅおよびｇはそれぞれ０〜１０の整数であり、Ｒ１２は−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ≡ＣＨまたは−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ２であり、Ｒ１３はフッ素原子またはシアノ基であり、Ｘ２は酸素原子、フェニレン基または下記式
Figure 2009069724
（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）
で表される基であり、ｃは０〜３の整数であり、ｄは０〜４の整数である。）
で表される化合物であることが好ましい。
上記式（２）におけるＲ１の炭素数１〜４０のアルキル基としては、例えば炭素数１〜２０のアルキル基、ただしこのアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい、であることが好ましい。かかるアルキル基の例としては、例えばｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ラウリル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基、４，４，４−トリフロロブチル基、４，４，５，５，５−ペンタフルオロペンチル、４，４，５，５，６，６，６−ヘプタフルオロヘキシル基、３，３，４，４，５，５，５−ヘプタフルオロペンチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、２−（パーフルオロブチル）エチル基、２−（パーフルオロオクチル）エチル基、２−（パーフルオロデシル）エチル基などを挙げることができる。Ｒ１の脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基としては、例えばコレステニル基、コレスタニル基、アダマンチル基などを挙げることができる。
Ｒ３の２価の芳香族基としては、例えば１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレン基などを；Ｒ３の２価の脂環式基としては、例えば１，４−シクロへキシレン基などを；Ｒ３の２価の複素環式基としては、例えば１，４−ピリジレン基、２，５−ピリジレン基、１，４−フラニレン基などを；Ｒ３の２価の縮合環式基としては、例えばナフチレン基などを、それぞれ挙げることができる。
上記式（２）で表される化合物の例としては、アルケニル基を有する桂皮酸誘導体として、例えば下記式（２−Ｐ１）〜（２−Ｐ１５）および（２−Ａ１）〜（２−Ａ１５）
Figure 2009069724
Figure 2009069724
Figure 2009069724
（式中、Ｒ１は上記式（２）におけるのと同じ意味であり、ｉは０〜１０の整数である。）
のそれぞれで表される化合物などを；
アルキニル基を有する桂皮酸誘導体として、例えば下記式（２−Ｐ１６）〜（２−Ｐ２１）
Figure 2009069724
（式中、Ｒ１は上記式（２）におけるのと同じ意味であり、ｆは０〜１０の整数である。）
のそれぞれで表される化合物などを、それぞれ挙げることができる。
上記式（３）におけるＲ８の炭素数１〜４０のアルキル基としては、例えば炭素数１〜２０のアルキル基、ただしこのアルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子により置換されていてもよい、であることが好ましい。かかるアルキル基の例としては、例えば上記式（２）におけるＲ１のアルキル基として例示したものを挙げることができる。Ｒ８の脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基としては、例えばコレステニル基、コレスタニル基、アダマンチル基などを挙げることができる。
Ｒ１０の２価の芳香族基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基としては、例えば例えば上記式（２）におけるＲ３の２価の芳香族基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基としてそれぞれ例示したものを挙げることができる。
Ｘ２のフェニレン基としては、１，４−フェニレン基が好ましい。
上記式（３）で表される化合物の例としては、アルケニル基を有する桂皮酸誘導体として、例えば下記式（３−Ｐ１）〜（３−Ｐ５）および（３−Ａ１）〜（３−Ａ３）
Figure 2009069724
（式中、Ｒ８は上記式（３）におけるのと同じ意味であり、ｈおよびｊは、それぞれ、１〜１０の整数である。）
のそれぞれで表される化合物などを；
アルキニル基を有する桂皮酸誘導体として、例えば下記式（３−Ｐ６）〜（３−Ｐ８）ならびに（３−Ａ４）および（３−Ａ５）
Figure 2009069724
（式中、Ｒ８は上記式（３）におけるのと同じ意味であり、ｈおよびｊは、それぞれ、１〜１０の整数である。）
で表される化合物などを、それぞれ挙げることができる。
上記式（２）または（３）で表される化合物は、有機化学の常法により合成することができる。
例えば上記式（２−Ｐ１）で表される化合物は、例えばヒドロキシ桂皮酸とＲ１に相当するアルキル基を有するハロゲン化アルキルとを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下で加熱して反応させた後、水酸化ナトリウムなどの適当なアルカリ水溶液で加水分解してカルボキシル基を有する桂皮酸誘導体とし、このカルボキシル基を所望のメチレン連鎖を有する化合物ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＨ２）ｋＸ’（ただし、ｋは１〜６の整数であり、Ｘ’はハロゲン原子である。）と、好ましくは炭酸カリウム中で反応させることにより、得ることができる。
また、上記式（２−Ａ１）で表される化合物は、上記と同様にして合成したカルボキシル基を有する桂皮酸誘導体のカルボキシル基を塩化チオニルと反応させて酸クロリドとした後、これとヒドロキシエチルアクリレートとを、トリエチルアミンなどの適宜の塩基触媒の存在下に反応させることにより、得ることができる。
上記式（２−Ｐ２）で表される化合物および上記式（２−Ａ２）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、ヒドロキシ桂皮酸とＲ１に相当するアルキル基を有するアルキルカルボン酸クロリドとを炭酸カリウムなどの適当な塩基存在下で０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ４）で表される化合物および上記式（２−Ａ４）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、ヒドロキシ安息香酸メチルとＲ１に相当するアルキル基を有するハロゲン化アルキルまたはトシル化アルキルとを炭酸カリウムなどの適当な塩基存在下で室温〜１００℃の温度で反応させた後、水酸化ナトリウムなどの適当なアルカリ水溶液で加水分解し、さらにこれを塩化チオニルにより酸クロリドとした後、これを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ５）で表される化合物および上記式（２−Ａ５）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、ヒドロキシ安息香酸とＲ１に相当するアルキル基を有するアルキルカルボン酸クロリドとをトリエチルアミンなどの適当な塩基存在下で０℃〜室温の温度で反応させた後、塩化チオニルにより酸クロリドとし、これを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ６）で表される化合物および上記式（２−Ａ６）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、４−アルキル安息香酸を塩化チオニルにより酸クロリドとし、これを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ１５）で表される化合物および上記式（２−Ａ１５）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、４−ヒドロキシシクロヘキシルカルボン酸メチルとＲ１に相当するアルキル基を有するハロゲン化アルキルとを水素化ナトリウムまたは金属ナトリウムなどの適当なアルカリの存在下で反応させてエーテルとした後、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液で加水分解し、さらに塩化チオニルで酸クロリドとした後、これを炭酸カリウムなどの適当な塩基の存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ７）で表される化合物および上記式（２−Ａ７）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、Ｒ１に相当するアルキル基を有する４−アルキルシクロヘキシルカルボン酸を塩化チオニルにより酸クロリドとしたものを、炭酸カリウムなどの適当な塩基存在下でヒドロキシ桂皮酸と０℃〜室温の温度で反応させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（２−Ｐ８）で表される化合物および上記式（２−Ａ８）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、Ｒ１に相当するハロゲン化アルキルとヒドロキシベンズアルデヒドを炭酸カリウムなどの塩基存在下で反応させてエーテル結合を形成した後、４−アセチル安息香酸を水酸化ナトリウム存在下でアルドール縮合させて得て得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。上記式（２−Ａ９）〜（２−Ａ１４）および（２−Ｐ９）〜（２−Ｐ１４）のそれぞれで表される化合物もこれに準じた方法により得ることができる。
上記式（３−Ｐ１）で表される化合物および上記式（３−Ａ１）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、４−ヨードフェノールとＲ１に相当するアルキル基を有するアルキルアクリレートとを、パラジウムおよびアミンを触媒として反応（一般に「Ｈｅｃｋ反応」と呼ばれる。）させた後、反応生成物に無水こはく酸または無水グルタル酸などの所望の環状酸無水物を開環付加することにより得て得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。
上記式（３−Ｐ２）で表される化合物および上記式（３−Ａ２）で表される化合物は、カルボキシル基を有する桂皮酸誘導体として、Ｒ１に相当する４−アルキルアセトフェノンと４−ホルミル安息香酸を水酸化ナトリウム存在下でアルドール縮合させて得た化合物を用いるほかは、それぞれ上記式（２−Ｐ１）で表される化合物または上記式（２−Ａ１）で表される化合物の合成と同様にして得ることができる。上記式（３−Ｐ３）および（３−Ａ３）のそれぞれで表される化合物もこれに準じた方法により得ることができる。
［感放射線性ポリシロキサン］
本発明の液晶配向剤に含有される感放射線性ポリシロキサンは、上記の如きポリシロキサン（１）と桂皮酸誘導体とを、好ましくは触媒の存在下、好ましくは有機溶媒中でヒドロシリル化反応により反応させることにより得られるポリオルガノシロキサンである。
ここで桂皮酸誘導体は、ポリシロキサン（１）の有するケイ素−水素結合の１モルに対して好ましくは０．００１〜１．５モル、より好ましくは０．０１〜１モル、さらに好ましくは０．０５〜０．９モル使用される。
上記触媒としては、ヒドロシリル化反応の触媒として公知のものを使用することができ、例えば白金、ロジウムもしくはパラジウムを含む化合物または錯体を用いることができる。中でも白金を含む化合物または錯体が好ましく、その具体例としてヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸六水和物、白金カルボニルビニルメチル錯体、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金−オクチルアルデヒド／オクタノール錯体などを挙げることができる。上記の白金の化合物または錯体は、活性炭などの適当な担体に担持されたものであってもよい。触媒の使用量は、化合物または錯体中に含まれる金属原子の量として、使用される桂皮酸誘導体の重量に対して好ましくは０．０１〜１０，０００ｐｐｍであり、より好ましくは０．１〜１００ｐｐｍである。
ポリシロキサン（１）と桂皮酸誘導体とのヒドロシリル化反応に使用できる有機溶媒としては芳香族炭化水素またはエーテルが好ましく、その具体例として例えばトルエン、キシレン、メシチレン、ジエチルベンゼン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、１，４−ジオキサン、ジフェニルエーテルなどを挙げることができる。溶媒は、固形分濃度（反応溶液中の溶媒以外の成分の重量が溶液の全重量に占める割合）が好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは５〜５０重量％となる量で使用される。
反応温度は、好ましくは室温〜２５０℃であり、より好ましくは５０〜１８０℃である。反応時間は、好ましくは０．１〜１２０時間、より好ましくは１〜１０時間である。
なお、感放射線性ポリシロキサンの合成に際してポリシロキサン（１）と桂皮酸誘導体とを反応させるにあたっては、桂皮酸誘導体の一部をエポキシ基を有する不飽和化合物で置き換えて使用してもよい。桂皮酸誘導体とエポキシ基を有する不飽和化合物とを併用することにより、感放射線性ポリシロキサン架橋性基を導入することができ、得られる液晶配向膜の強度をより向上することができる。この場合、感放射線性ポリシロキサンの合成は、ポリシロキサン（１）と桂皮酸誘導体およびエポキシ基を有する不飽和化合物からなる混合物とを反応させることにより好ましく行われる。
かかるエポキシ基を有する不飽和化合物としては、例えばアリルグリシジルエーテル、１，２−エポキシ−５−ヘキセン、１，２−エポキシ−９−デセン、アクリル酸グリシジル、４−ビニル−１−シクロヘキセン１，２−エポキシドなどを挙げることができる。桂皮酸誘導体とエポキシ基を有する不飽和化合物とを併用する場合、エポキシ基を有する不飽和化合物の使用割合としては、桂皮酸誘導体とエポキシ基を有する不飽和化合物との合計に対して好ましくは５０モル%以下である。
［その他の成分］
本発明の液晶配向剤は、上記の如き感放射線性ポリシロキサンを含有する。
本発明の液晶配向剤は、上記の如き感放射線性ポリシロキサンのほかに、本発明の効果を損なわない限り、さらに他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、例えばポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体、感熱性架橋剤、官能性シラン化合物、界面活性剤などを挙げることができる。
上記ポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体は、本発明の液晶配向剤の溶液特性および得られる液晶配向膜の電気特性をより改善するために使用される。
〔ポリアミック酸〕
上記ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることにより得ることができる。
上記ポリアミック酸の合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジクロロ−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−テトラメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、３，５，６−トリカルボキシノルボルナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−メチル−５（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−エチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−７−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−７−エチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−エチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５，８−ジメチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、ビシクロ［２．２．２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、３−オキサビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン−６−スピロ−３’−（テトラヒドロフラン−２’，５’−ジオン）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、３，５，６−トリカルボキシ−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−二無水物、４，９−ジオキサトリシクロ［５．３．１．０２，６］ウンデカン−３，５，８，１０−テトラオン、下記式(Ｔ−１）〜（Ｔ−１４）
Figure 2009069724
のそれぞれで表されるテトラカルボン酸二無水物などの、脂肪族テトラカルボン酸二無水物および脂環式テトラカルボン酸二無水物；
ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−フランテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルプロパン二無水物、３，３’，４，４’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（フタル酸）フェニルホスフィンオキサイド二無水物、ｐ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ｍ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルメタン二無水物、エチレングリコール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、プロピレングリコール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，４−ブタンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，６−ヘキサンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，８−オクタンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン−ビス（アンヒドロトリメリテート）、下記式（Ｔ−１５）〜（Ｔ−１８）
Figure 2009069724
のそれぞれで表されるテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。
これらのうち好ましいものとして、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５，８−ジメチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、ビシクロ［２，２，２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、３−オキサビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン−６−スピロ−３’−（テトラヒドロフラン−２’，５’−ジオン）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、３，５，６−トリカルボキシ−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−二無水物、４，９−ジオキサトリシクロ［５．３．１．０２，６］ウンデカン−３，５，８，１０−テトラオン、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、２，３’，２，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物ならびに上記式（Ｔ−１）、（Ｔ−２）および（Ｔ−１５）〜（Ｔ−１８）のそれぞれで表されるテトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。これらのテトラカルボン酸二無水物は、良好な液晶配向性を発現させることができる観点から好ましい。
特に好ましいテトラカルボン酸二無水物として、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、３−オキサビシクロ［３．２．１］オクタン−２，４−ジオン−６−スピロ−３’−（テトラヒドロフラン−２’，５’−ジオン）、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、３，５，６−トリカルボキシ−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−二無水物、４，９−ジオキサトリシクロ［５．３．１．０２，６］ウンデカン−３，５，８，１０−テトラオンおよびピロメリット酸二無水物を挙げることができる。
これらテトラカルボン酸二無水物は単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
上記ポリアミック酸の合成に用いられるジアミン化合物としては、例えばｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノベンズアニリド、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，５−ジアミノナフタレン、２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジトリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジトリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、５−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、６−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）−１０−ヒドロアントラセン、２，７−ジアミノフルオレン、９，９−ジメチル−２，７−ジアミノフルオレン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、２，２’，５，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジクロロ−４，４’−ジアミノ−５，５’−ジメトキシビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、１，４，４’−（ｐ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、４，４’−（ｍ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、２，２’−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、４，４’−ビス［（４−アミノ−２−トリフルオロメチル）フェノキシ］−オクタフルオロビフェニルなどの芳香族ジアミン；
１，１−メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６．２．１．０２，７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）などの脂肪族ジアミンおよび脂環式ジアミン；
２，３−ジアミノピリジン、２，６−ジアミノピリジン、３，４−ジアミノピリジン、２，４−ジアミノピリミジン、５，６−ジアミノ−２，３−ジシアノピラジン、５，６−ジアミノ−２，４−ジヒドロキシピリミジン、２，４−ジアミノ−６−ジメチルアミノ−１，３，５−トリアジン、１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジン、２，４−ジアミノ−６−イソプロポキシ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メトキシ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−フェニル−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−１，３，５−トリアジン、４，６−ジアミノ−２−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−５−フェニルチアゾール、２，６−ジアミノプリン、５，６−ジアミノ−１，３−ジメチルウラシル、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾール、６，９−ジアミノ−２−エトキシアクリジンラクテート、３，８−ジアミノ−６−フェニルフェナントリジン、１，４−ジアミノピペラジン、３，６−ジアミノアクリジン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルアミン、３，６−ジアミノカルバゾール、N-メチル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−エチル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−フェニル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ，Ｎ’−ジ（４−アミノフェニル）−ベンジジン、６−（４−カルコニルオキシ）ヘキシルオキシ（２，４−ジアミノベンゼン）、６−（４’−フルオロ−４−カルコニルオキシ）ヘキシルオキシ（２，４−ジアミノベンゼン）、８−（４−カルコニルオキシ）オクチルオキシ（２，４−ジアミノベンゼン）、８−（４’−フルオロ−４−カルコニルオキシ）オクチルオキシ（２，４−ジアミノベンゼン）、１−ドデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−テトラデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−ペンタデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−ヘキサデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−オクタデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−コレステリルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−コレスタニルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、ドデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、テトラデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、ペンタデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、ヘキサデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、オクタデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、コレステリルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、コレスタニルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、（２，４−ジアミノフェノキシ）パルミテート、（２，４−ジアミノフェノキシ）ステアリレート、（２，４−ジアミノフェノキシ）−４−トリフルオロメチルベンゾエート、下記式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）
Figure 2009069724
のそれぞれで表されるジアミン化合物などの芳香族ジアミン；
ジアミノテトラフェニルチオフェンなどのヘテロ原子を有する芳香族ジアミン；
メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、４，４−ジアミノヘプタメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６．２．１．０２，７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）などの脂肪族ジアミンおよび脂環式ジアミン；
ジアミノヘキサメチルジシロキサンなどのジアミノオルガノシロキサンなどを挙げることができる。
これらのうち好ましいものとして、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、１，５−ジアミノナフタレン、２，７−ジアミノフルオレン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−（ｐ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、４，４’−ビス［（４−アミノ−２−トリフルオロメチル）フェノキシ］−オクタフルオロビフェニル、１−ヘキサデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−オクタデシルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−コレステリルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、１−コレスタニルオキシ−２，４−ジアミノベンゼン、ヘキサデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、オクタデシルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、コレステリルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、コレスタニルオキシ（３，５−ジアミノベンゾイル）、３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−メチル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−エチル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ−フェニル−３，６−ジアミノカルバゾール、Ｎ，Ｎ’−ジ（４−アミノフェニル）−ベンジジンおよび上記式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）のそれぞれで表されるジアミン化合物を挙げることができる。
これらジアミン化合物は単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の使用割合は、ジアミン化合物に含まれるアミノ基１当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が０．２〜２当量となる割合が好ましく、さらに好ましくは０．３〜１．２当量となる割合である。
ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において、好ましくは−２０〜１５０℃、より好ましくは０〜１００℃の温度条件下で行われる。合成反応の時間は、好ましくは０．５〜２４時間、より好ましくは２〜１０時間である。ここで、有機溶媒としては、合成されるポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミドなどの非プロトン系極性溶媒；ｍ−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒を挙げることができる。また、有機溶媒の使用量（ａ）は、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の合計量（ｂ）が、反応溶液の全量（ａ＋ｂ）に対して０．１〜３０重量％になるような量であることが好ましい。なお、有機溶媒を次に説明する貧溶媒と併用する場合には、上記有機溶媒の使用量（ａ）とは、有機溶媒と貧溶媒との合計の使用量を意味する。
前記有機溶媒には、ポリアミック酸の貧溶媒であると一般に信じられているアルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などを、生成するポリアミック酸が析出しない範囲で併用することができる。かかる貧溶媒の具体例としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソアミルイソブチレート、イソアミルプロピオネート、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｉ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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モノメチルエーテル、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モノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，４−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、ｏ−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。
ポリアミック酸を合成する際に使用する有機溶媒の一部に貧溶媒を使用する場合、その使用割合は精製するポリアミック酸が析出しない範囲で適宜に設定することができるが、有機溶媒と貧溶媒との合計量に対して、好ましくは８０重量％以下であり、より好ましくは５０重量％以下である。
以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。この反応溶液はそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。ポリアミック酸の単離は、上記反応溶液を大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、この析出物を減圧下乾燥する方法、あるいは、反応溶液をエバポレーターで減圧留去する方法により行うことができる。また、このポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解し、次いで貧溶媒で析出させる方法、あるいは、エバポレーターで減圧留去する工程を１回または数回行う方法により、ポリアミック酸を精製することができる。
〔ポリイミド〕
上記ポリイミドは、上記の如きポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得られる。このとき、ポリアミック酸の有するアミック酸単位のすべてを脱水閉環してもよく、あるいはアミック酸単位の一部のみが脱水閉環され、アミック酸単位とイミド環とが併存する部分イミド化物としてもよい。ポリイミドのイミド化率としては、好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上である。ここで、「イミド化率」とは、重合体におけるアミック酸単位数とイミド環単位数との合計数に対するイミド環単位数の割合を百分率で表したものである。このとき、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。このイミド化率は、ポリイミドを適当な溶媒に溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温で測定した１Ｈ−ＮＭＲのスペクトルから、下記数式（１）
イミド化率（％）＝（１−Ａ１／Ａ２×α）×１００ （１）
（数式（１）中、Ａ１は化学シフト１０ｐｐｍ付近に現れるＮＨ基のプロトン由来のピーク面積であり、Ａ２はその他のプロトン由来のピーク面積であり、αはポリイミドの前駆体（ポリアミック酸）におけるＮＨ基のプロトン１個に対するその他のプロトンの個数割合である。）
により計算することができる。
ポリアミック酸の脱水閉環反応は、（ｉ）ポリアミック酸を加熱する方法により、または（ｉｉ）ポリアミック酸を有機溶媒に溶解し、この溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行われる。
上記（ｉ）のポリアミック酸を加熱する方法における反応温度は、好ましくは５０〜２００℃であり、より好ましくは６０〜１７０℃である。反応温度が５０℃未満では脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が２００℃を超えると得られるポリイミドの分子量が低下することがある。
一方、上記（ｉｉ）のポリアミック酸の溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、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を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリアミック酸の有するアミック酸単位１モルに対して０．０１〜２０モルとするのが好ましい。また、脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミンなどの３級アミンを用いることができる。しかし、これらに限定されるものではない。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤１モルに対して０.０１〜１０モルとするのが好ましい。なお、脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒を挙げることができる。脱水閉環反応の反応温度は好ましくは０〜１８０℃であり、より好ましくは１０〜１５０℃であり、反応時間は好ましくは１〜４８時間であり、より好ましくは２〜１０時間である。
上記方法（ｉ）において得られるポリイミドは、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、あるいは得られるポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。一方、上記方法（ｉｉ）においては、上記のようにしてポリイミドを含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、これをそのまま液晶配向剤の調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、ポリイミドを単離したうえで液晶配向剤の調製に供してもよく、または単離したポリイミドを精製したうえで液晶配向剤の調製に供してもよい。反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除くには、例えば溶媒置換などの方法を適用することができる。ポリイミドの単離、精製は、ポリアミック酸の単離、精製方法として上記したのと同様の操作を行うことにより行うことができる。
−末端修飾型のポリアミック酸およびポリイミド−
上記ポリアミック酸およびポリイミドは、分子量が調節された末端修飾型のものであってもよい。このような末端修飾型のものは、ポリアミック酸を合成する際に、酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などの適当な分子量調節剤を反応系に添加することにより合成することができる。ここで、酸一無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、ｎ−デシルサクシニック酸無水物、ｎ−ドデシルサクシニック酸無水物、ｎ−テトラデシルサクシニック酸無水物、ｎ−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを挙げることができる。また、モノアミン化合物としては、例えば、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−エイコシルアミンなどを挙げることができる。また、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、ナフチルイソシアネートなどを挙げることができる。
ポリアミック酸の合成に際して上記の如き分子量調節剤を使用する場合、その使用量としては、ジアミンの１００重量部に対して好ましくは１０重量部以下であり、より好ましくは５重量部以下である。
−ポリアミック酸およびポリイミドの溶液粘度−
上記ポリアミック酸は、１０重量％のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液とし、Ｅ型回転粘度計を用いて２５℃で測定した溶液粘度が２０〜８００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、３０〜５００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
上記ポリイミドは、１０重量％のγ−ブチロラクトン溶液とし、Ｅ型回転粘度計を用いて２５℃で測定した溶液粘度が２０〜８００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、３０〜５００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
本発明の液晶配向剤における感放射線性ポリシロキサンならびにポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体の好ましい使用割合は、感放射線性ポリシロキサン１００重量部に対するポリアミック酸およびポリイミドの合計量として１００〜５，０００重量部であり、さらに２００〜２，０００重量部であることが好ましい。
〔感熱性架橋剤〕
上記感熱性架橋剤は、プレチルト角の安定化および塗膜強度の向上のために使用することができる。感熱性架橋剤としては、多官能エポキシ化合物が有効であり、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、２，２−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，３，５，６−テトラグリシジル−２，４−ヘキサンジオール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン、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、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、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルジアミン系エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、エポキシ基を有するアクリル樹脂などを使用することができる。これらの市販品としては、例えばエポライト４００Ｅ、同３００２（以上、共栄社化学（株）製）、エピコート８２８、同１５２、エポキシノボラック１８０Ｓ（以上、ジャパンエポキシレジン（株）製）などを好ましいものとして挙げることができる。感熱性架橋剤として多官能エポキシ化合物を使用する場合、架橋反応を効率良く起こす目的で、１−ベンジル−２−メチルイミダゾールなどの塩基触媒を併用してもよい。
本発明の液晶配向剤が感熱性架橋剤を含有する場合、その含有割合としては、上記の感放射線性ポリシロキサンと任意的に使用される他の重合体との合計１００重量部に対して、好ましくは１００重量部以下であり、より好ましくは５０重量部以下である。
〔官能性シラン化合物〕
上記官能性シラン化合物は、得られる液晶配向膜の基板との接着性を向上する目的で使用することができる。官能性シラン化合物としては、例えば３−アミノプロピ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、２−アミノプロピルトリメトキシシラン、２−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、Ｎ−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、１０−トリメトキシシリル−１，４，７−トリアザデカン、１０−トリエトキシシリル−１，４，７−トリアザデカン、９−トリメトキシシリル−３，６−ジアザノニルアセテート、９−トリエトキシシリル−３，６−ジアザノニルアセテート、Ｎ−ベンジル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ベンジル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−ビス（オキシエチレン）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ビス（オキシエチレン）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシジロ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などを挙げることができ、さらに特開昭６３ー２９１９２２号公報に記載されている、テトラカルボン酸二無水物とアミノ基を有するシラン化合物との反応物などを挙げることができる。
本発明の液晶配向剤が官能性シラン化合物を含有する場合、その含有割合としては、上記の感放射線性ポリシロキサンと任意的に使用される他の重合体との合計１００重量部に対して、好ましくは５０重量部以下であり、より好ましくは２０重量部以下である。
〔界面活性剤〕
上記界面活性剤としては、例えばノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン界面活性剤、ポリアルキレンオキシド界面活性剤、含フッ素界面活性剤などを挙げることができる。
本発明の液晶配向剤が界面活性剤を含有する場合、その含有割合としては、液晶配向剤の全体１００重量部に対して、好ましくは１０重量部以下であり、より好ましくは１重量部以下である。
［液晶配向剤の調製］
本発明の液晶配向剤は、好ましくは各成分が有機溶媒に溶解された溶液状の組成物として調製される。
本発明の液晶配向剤を調製するために使用することのできる有機溶媒としては、感放射線性ポリシロキサンおよび任意的に使用される他の成分を溶解し、これらと反応しないものが好ましい。
本発明の液晶配向剤における好ましい有機溶剤としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして上記に例示した有機溶媒を挙げることができる。このとき、本発明のポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した貧溶媒を併用してもよい。
特に好ましい有機溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジイソブチルケトン、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、ジイソペンチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸ブチル、酢酸ブチル、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｉ−プロピルエーテル、エチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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モノメチルエーテル、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モノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどを挙げることができる。
これら有機溶媒は、単独でまたは２種以上組み合わせて使用することができる。
本発明の液晶配向剤の調製に用いられる好ましい有機溶媒は、上記した有機溶媒の１種または２種以上を組み合わせて得られるものであって、下記の好ましい固形分濃度において液晶配向剤に含有される各成分が析出せず、且つ液晶配向剤の表面張力が２５〜４０ｍＮ／ｍの範囲となるものである。
本発明の液晶配向剤の固形分濃度、すなわち液晶配向剤中の溶媒以外の全成分の重量が液晶配向剤の全重量に占める割合は、粘性、揮発性などを考慮して選択されるが、好ましくは１〜１０重量％の範囲である。本発明の液晶配向剤は、基板表面に塗布され、液晶配向膜となる塗膜を形成するが、固形分濃度が１重量％未満である場合には、この塗膜の膜厚が過小となって良好な液晶配向膜を得難い場合がある。一方、固形分濃度が１０重量％を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な液晶配向膜を得難く、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が不足する場合がある。本発明の液晶配向剤の固形分濃度の特に好ましい範囲は、基板に液晶配向剤を塗布する際に用いる方法によって異なる。例えばスピンナー法による場合には固形分濃度１．５〜４．５重量％の範囲が特に好ましい。印刷法による場合には、固形分濃度を３〜９重量％の範囲とし、それにより、溶液粘度を１２〜５０ｍＰａ・sの範囲とすることが特に好ましい。インクジェット法による場合には、固形分濃度を１〜５重量％の範囲とし、それにより、溶液粘度を３〜１５ｍＰａ・sの範囲とすることが特に好ましい。
本発明の液晶配向剤を調製する際の温度は、好ましくは、０℃〜２００℃、より好ましくは２０℃〜６０℃である。
＜液晶配向膜の形成方法＞
本発明の液晶配向剤は、光配向法により液晶配向膜を形成するために好適に使用することができる。
液晶配向膜を形成する方法としては、例えば基板上に本発明の液晶配向膜の塗膜を形成し、次いで該塗膜に光配向法により液晶配向能を付与する方法を挙げることができる。
先ず、パターン状の透明導電膜が設けられた基板の透明導電膜側に、本発明の液晶配向剤を、例えばロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法などの適宜の塗布方法により塗布し、例えば４０〜２５０℃の温度で０．１〜１２０分間加熱して塗膜を形成する。塗膜の膜厚は、溶媒除去後の厚さとして、好ましくは０．００１〜１μｍであり、より好ましくは０．００５〜０．５μｍである。
前記基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスの如きガラスや、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ（脂環式オレフィン）の如きプラスチックからなる透明基板などを用いることができる。
前記透明導電膜としては、ＳｎＯ２からなるＮＥＳＡ膜、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２からなるＩＴＯ膜などを用いることができる。これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法や透明導電膜を形成する際にマスクを用いる方法などが用いられる。
液晶配向剤の塗布に際しては、基板または透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板および透明導電膜上に、予め官能性シラン化合物、チタネート化合物などを塗布しておいてもよい。
次いで、前記塗膜に直線偏光もしくは部分偏光された放射線または無偏光の放射線を照射し、場合によってさらに１５０〜２５０℃の温度で好ましくは１〜１２０分間加熱処理を行うことにより、液晶配向能を付与して液晶配向膜とする。ここで、放射線としては、例えば１５０〜８００ｎｍの波長の光を含む紫外線および可視光線を用いることができるが、３００〜４００ｎｍの波長の光を含む紫外線が好ましい。用いる放射線が直線偏光または部分偏光している場合には、照射は基板面に垂直の方向から行っても、プレチルト角を付与するために斜め方向から行ってもよく、また、これらを組み合わせて行ってもよい。無偏光の放射線を照射する場合には、照射の方向は斜め方向である必要がある。
使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、重水素ランプ、メタルハライドランプ、アルゴン共鳴ランプ、キセノンランプ、エキシマーレーザーなどを使用することができる。前記の好ましい波長領域の紫外線は、前記光源を、例えばフィルター、回折格子などと併用する手段などにより得ることができる。
放射線の照射量としては、好ましくは１Ｊ／ｍ２以上１０，０００Ｊ／ｍ２未満であり、より好ましくは１０〜３，０００Ｊ／ｍ２である。なお、従来知られている液晶配向剤から形成された塗膜に光配向法により液晶配向能を付与する場合、１０，０００Ｊ／ｍ２以上の放射線照射量が必要であった。しかし本発明の液晶配向剤を用いると、光配向法の際の放射線照射量が３，０００Ｊ／ｍ２以下、さらに１，０００Ｊ／ｍ２以下であっても良好な液晶配向性を付与することができ、液晶表示素子の製造コストの削減に資する。
なお、本発明における「プレチルト角」とは、基板面と平行な方向からの液晶分子の傾きの角度を表す。
＜液晶表示素子の製造方法＞
本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶配向剤から形成される液晶配向膜を具備する。本発明の液晶表示素子は、例えば以下のようにして製造することができる。
上述のようにして液晶配向膜が形成された基板を一対（２枚）準備し、これらの有する液晶配向膜を、照射した直線偏光放射線の偏光方向が所定の角度となるように対向させ、基板の間の周辺部をシール剤でシールし、液晶を注入、充填し、液晶注入口を封止して液晶セルを構成する。次いで、液晶セルを、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで冷却して、注入時の流動配向を除去することが望ましい。
そして、その両面に、偏光板をその偏光方向がそれぞれ基板の液晶配向膜の配向容易軸と所定の角度をなすように貼り合わせることにより、液晶表示素子とする。液晶配向膜が水平配向性である場合、液晶配向膜が形成された２枚の基板における、照射した直線偏光放射線の偏光方向のなす角度およびそれぞれの基板と偏光板との角度を調整することにより、ＴＮ型またはＳＴＮ型液晶セルを有する液晶表示素子を得ることができる。一方、液晶配向膜が垂直配向性である場合には、液晶配向膜が形成された２枚の基板における配向容易軸の方向が平行となるようにセルを構成し、これに、偏光板を、その偏光方向が配向容易軸と４５°の角度をなすように貼り合わせることにより、垂直配向型液晶セルを有する液晶表示素子とすることができる。
前記シール剤としては、例えばスペーサーとしての酸化アルミニウム球および硬化剤を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。
前記液晶としては、例えばネマティック型液晶、スメクティック型液晶などを用いることができる。ＴＮ型液晶セルまたはＳＴＮ型液晶セルの場合、正の誘電異方性を有するネマティック型液晶が好ましく、例えばビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などが用いられる。また前記液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶；商品名「Ｃ−１５」、「ＣＢ−１５」（以上、メルク社製）として販売されているようなカイラル剤；ｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ−アミノ−２−メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶などを、さらに添加して使用することもできる。
一方、垂直配向型液晶セルの場合には、負の誘電異方性を有するネマティック型液晶が好ましく、例えばジシアノベンゼン系液晶、ピリダジン系液晶、シッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶などが用いられる。
液晶セルの外側に使用される偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながらヨウ素を吸収させた「Ｈ膜」と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板、またはＨ膜そのものからなる偏光板などを挙げることができる。
かくして製造された本発明の液晶表示素子は、表示特性、信頼性などの諸性能に優れるものである。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
以下の実施例における重量平均分子量は、以下の条件におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算値である。
カラム：東ソー（株）製、「ＴＳＫｇｅｌＧＲＣＸＬＩＩ」
溶剤：テトラヒドロフラン
温度：４０℃
圧力：６８ｋｇｆ／ｃｍ２
＜桂皮酸誘導体の合成＞
合成例Ｐ（１）
下記スキーム１
Figure 2009069724
に従って、化合物（２−Ｐ４−１）を合成した。
１Ｌのナス型フラスコに、４−ヒドロキシ安息香酸メチル９１．３ｇ、炭酸カリウム１８２．４ｇおよびＮ−メチル−２−ピロリドン３２０ｍＬを仕込み、室温で１時間撹拌を行った後、１−ブロモペンタン９９．７ｇを加え１００℃で５時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、水で再沈殿を行った。次に、この沈殿に水酸化ナトリウム４８ｇおよび水４００ｍＬを加えて３時間還流して加水分解反応を行った。反応終了後、塩酸で中和し、生じた沈殿をエタノールで再結晶することにより化合物（２−Ｐ４−１−１）の白色結晶を１０４ｇ得た。
この化合物（２−Ｐ４−１−１）１０４ｇを反応容器にとり、これに塩化チオニル１ＬおよびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド７７０μＬを加えて８０℃で１時間撹拌した。次に、減圧下で塩化チオニルを留去し、塩化メチレンを加えて炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮を行った後、テトラヒドロフランを加えて溶液とした。
次に、上記とは別の５Ｌ三口フラスコに４−ヒドロキシ桂皮酸７４ｇ、炭酸カリウム１３８ｇ、テトラブチルアンモニウム４．８ｇ、テトラヒドロフラン５００ｍＬおよび水１Ｌを仕込んだ。この水溶液を氷冷し、上記の化合物（２−Ｐ４−１−１）と塩化チオニルとの反応物を含有するテトラヒドロフラン溶液をゆっくり滴下し、さらに２時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、反応混合物に塩酸を加えて中和し、酢酸エチルで抽出した後、抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮を行った後、エタノールで再結晶することにより、化合物（２−Ｐ４−１−２）の白色結晶を９０ｇ得た。
撹拌機、窒素導入管および温度計を備えた３００ｍＬ三口フラスコに、上記で合成した化合物（２−Ｐ４−１−２）の４２．３ｇ、炭酸カリウム４１．５ｇ、ヨウ化カリウム５．００ｇ、４−ブロモ−１−ブテン２２．３ｇおよび１−メチル−２−ピロリドン６００ｍＬを仕込み、窒素下、９０℃で３時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、トルエンおよび水を加えて抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮した後、メタノールで再結晶することにより、化合物（２−Ｐ４−１）を３５ｇ得た。
合成例Ｐ（２）
下記スキーム２
Figure 2009069724
に従って化合物（３−Ｐ５−１）を合成した。
温度計および窒素導入管を備えた５Ｌ三口フラスコに、４−ヨードフェノール４４ｇ、ヘキシルアクリレート３２ｇ、トリエチルアミン２８ｍＬ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム４．６ｇおよびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド２Ｌを仕込み、十分に系内を乾燥した。続いて、系を９０℃に加熱し、窒素気流下で２時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、希塩酸を加え、酢酸エチルで抽出して得た有機層につき、水洗を行い、硫酸マグネシウムで乾燥した後に濃縮し、エタノールで再結晶することにより、化合物（３−Ｐ５−１−１）を２４ｇ得た。
温度計、窒素導入管および還流管を備えた５００ｍＬの三口フラスコに、上記で合成した化合物（３−Ｐ５−１−１）を２４ｇ、無水こはく酸１１．０ｇおよび４−ジメチルアミノピリジン１．２ｇを仕込み、十分に系内を乾燥した。この系に、トリエチルアミン１１．２ｇおよびテトラヒドロフラン２００ｍＬを加え、５時間還流下に反応を行った。反応終了後、希塩酸を加え、酢酸エチルで抽出して得た有機層につき水洗を行い、硫酸マグネシウムで乾燥した後に濃縮し、エタノールで再結晶することにより、化合物（３−Ｐ５−１−２）を１７．４ｇ得た。
撹拌機、窒素導入管および温度計を備えた３００ｍＬ三口フラスコに、上記で合成した化合物（３−Ｐ５−１−２）の１０．４ｇ、炭酸カリウム１０．４ｇ、ヨウ化カリウム１．２５ｇ、４−ブチル−１−ブテン５．５８ｇおよび１−メチル−２−ピロリドン１５０ｍＬを仕込み、窒素下、９０℃で３時間撹拌下に反応を行った。反応終了後、トルエンと水を加えて抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥、濃縮した後、メタノールで再結晶することにより、化合物（３−Ｐ５−１）を８．５ｇ得た。
合成例Ｐ（３）
上記合成例Ｐ（１）において、４−ブロモ−１−ブテンの代わりに臭化アリル２０．０ｇ使用したほかは合成例Ｐ（１）と同様に実施することにより、下記式（２−Ｐ４−２）
Figure 2009069724
で表される化合物（化合物（２−Ｐ４−２））を得た。
［ポリアミック酸の合成］
合成例ＰＡ−１
テトラカルボン酸二無水物として１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物１９６ｇ（１．０モル）およびジアミンとして２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル２１２ｇ（１．０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン４，０５０ｇに溶解し、４０℃で３時間反応を行うことにより、ポリアミック酸（ＰＡ−１）を１０重量％含有する溶液３，７００ｇを得た。このポリアミック酸溶液の溶液粘度は１７０ｍＰａ・ｓであった。
合成例ＰＡ−２
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２．４ｇ（０．１モル）およびシクロヘキサンビス（メチルアミン）１４．２３ｇ（０．１モル）を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン３２９．３ｇに溶解し、６０℃で６時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノールに注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下４０℃で１５時間乾燥することにより、ポリアミック酸ＰＡ−２を３２ｇ得た。
［他のポリシロキサンの合成］
合成例ＰＳ−１
冷却管を備えた２００ｍＬの三口フラスコにテトラエトキシシラン２０．８ｇおよび１−エトキシ−２−プロパノール２８．２ｇを仕込み、６０℃に加熱し攪拌した。ここに、容量２０ｍＬの別のフラスコに調製した、無水マレイン酸０．２６ｇを水１０．８ｇに溶解した無水マレイン酸水溶液を加え、６０℃でさらに４時間加熱、攪拌して反応を行った。得られた反応混合物から溶剤を留去し、１−エトキシ−２−プロパノールを加えて、再度濃縮することにより、ポリオルガノシロキサンＰＳ−１を１０重量％含有する重合体溶液を得た。ＰＳ−１の重量平均分子量Ｍｗは５，１００であった。
＜感放射線性ポリシロキサンの合成＞
実施例ＣＨ−１
オクタキス（ヒドリドシルセスキオキサン）（ＴＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ Ｉｎｃ．製）０．８５ｇ、上記合成例Ｐ（１）で合成した化合物（２−Ｐ４−１）８．９７ｇ、トルエン８０ｍＬおよび白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を２重量％含むキシレン溶液を１００μＬ加え、窒素下で２０時間還流下に反応を行った。反応終了後、メタノールで再沈殿し、沈殿物を酢酸エチルに溶解して水洗した後、溶剤を留去することにより、感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−１の白色粉末を５．４ｇ得た。
実施例ＣＨ−２
上記実施例ＣＨ−１において、化合物（２−Ｐ４−１）８．９７ｇの代わりに、化合物（２−Ｐ４−１）４．４９ｇおよびアリルグリシジルエーテル１．１４ｇの混合物を使用したほかは上記実施例ＣＨ−１と同様に実施して、感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−２を得た。
実施例ＣＨ−３
上記実施例ＣＨ−１において、化合物（２−Ｐ４−１）８．９７ｇの代わりに、上記合成例Ｐ（２）で合成した化合物（３−Ｐ５−１）８．０５ｇを使用したほかは上記実施例ＣＨ−１を同様に実施して、感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−３を得た。
実施例ＣＨ−４
上記実施例ＣＨ−１において、化合物（２−Ｐ４−１）の代わりに上記合成例Ｐ（３）で合成した化合物（２−Ｐ４−２）の８．６６ｇを使用したほかは上記実施例ＣＨ−１と同様にして、感放射線性ポリオルガノシロキサンＳ−ＣＨ−４を得た。
＜液晶配向剤の調製および保存安定性の評価＞
実施例ＣＨ−５
［液晶配向剤の調製］
上記実施例ＣＨ−１で得た感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−１の１００重量部と、他の重合体として上記合成例ＰＡ−１で得たポリアミック酸ＰＡ−１を含有する溶液のＰＡ−１に換算して２，０００重量部に相当する量とを合わせ、これにＮ−メチル−２−ピロリドンおよびブチルセロソルブを加え、溶媒組成がＮ−メチル−２−ピロリドン：ブチルセロソルブ＝５０：５０（重量比）、固形分濃度が３．０重量％の溶液とした。
この溶液を孔径１μｍのフィルターで濾過することにより、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１を調製した。
この液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１につき、以下の方法および判定基準により保存安定性を評価したところ、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１の保存安定性は「良」であった。
［保存安定性の評価方法］
ガラス基板上に、スピンコート法により回転数を変量として液晶配向剤の塗膜を形成し、溶媒除去後の塗膜の膜厚が１，０００Åとなる回転数を調べた。
次いで、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１の一部をとり、これを−１５℃にて５週間保存した。保存後の液晶配向剤を目視で観察し、不溶物の析出が観察された場合には保存安定性「不良」と判定した。
５週間保存後に不溶物が観察されなかった場合には、さらにガラス基板上に、保存前に膜厚が１，０００Åとなった回転数のスピンコート法により塗膜を形成し、溶媒除去後の膜厚を測定した。この膜厚が、１，０００Åから１０％以上ずれていた場合には保存安定性「不良」と判定し、膜厚のずれが１０％未満であった場合を保存安定性「良」と判定した。
なお、上記塗膜の膜厚の測定は、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製の蝕針式段差膜厚計を用いて行なった。
実施例ＣＨ−６〜１０、１５，１６および１８
感放射線性ポリシロキサンの種類ならびにポリアミック酸の種類および量を表１に記載の通りとしたほかは実施例ＣＨ−５と同様にして、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−２〜Ａ−ＣＨ−６ならびにＡ−ＣＨ−１１、Ａ−ＣＨ−１２およびＡ−ＣＨ−１４を、それぞれ調製した。
参考例ＣＨ−１１
上記合成例５で得た他のポリシロキサンＰＳ−１を含有する溶液のＰＳ−１固形分２，０００重量部に相当する量をとり、これに上記実施例ＣＨ−１で得た感放射線性ポリシロキサンＳ−ＣＨ−１の１００重量部を加え、さらに１−エトキシ−２−プロパノールを加えて固形分濃度４．０重量％の溶液とした。
この溶液を孔径１μｍのフィルターで濾過することにより、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−７を調製した。
参考例ＣＨ−１２〜１４および１７
感放射線性ポリシロキサンの種類ならびに他のポリシロキサンの種類および量を表１に記載の通りとしたほかは参考例ＣＨ−１１と同様にして、液晶配向剤Ａ−ＣＨ−８〜Ａ−ＣＨ−１０およびＡ−ＣＨ−１３を、それぞれ調製した。
Figure 2009069724
実施例ＣＨ−１９
＜垂直配向型液晶表示素子の製造＞
ＩＴＯ膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上に、上記実施例ＣＨ−５で調製した液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１をスピンナーを用いて塗布し、８０℃のホットプレート上で１分間プレベークした後、庫内を窒素置換したオーブン中で２００℃で１時間加熱して膜厚０．１μｍの塗膜を形成した。次いでこの塗膜表面に、Ｈｇ−Ｘｅランプおよびグランテーラープリズムを用いて３１３ｎｍの輝線を含む偏光紫外線１，０００Ｊ／ｍ２を、基板法線から４０°傾いた方向から照射して液晶配向膜とした。同じ操作を繰り返して、液晶配向膜を有する基板を一対（２枚）作成した。
上記基板のうちの１枚の液晶配向膜を有する面の外周に直径５．５μｍの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、一対の基板の液晶配向膜面を対向させ、各基板の紫外線の光軸の基板面への投影方向が逆平行となるように圧着し、１５０℃で１時間かけて接着剤を熱硬化させた。次いで、液晶注入口より基板間の間隙に、ネガ型液晶（メルク社製ＭＬＣ−６６０８）を充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを１５０℃で加熱してから室温まで徐冷した。次に基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜の紫外線の光軸の基板面への射影方向と４５°の角度をなすように貼り合わせることにより垂直型液晶表示素子を製造した。
この液晶表示素子につき、以下の方法により評価した。評価結果は第２表に示した。
＜液晶表示素子の評価方法＞
（１）液晶配向性の評価
上記で製造した液晶表示素子につき、５Ｖの電圧をＯＮ・ＯＦＦ（印加・解除）したときの明暗の変化における異常ドメインの有無を顕微鏡により観察し、異常ドメインのない場合を「良」とした。
（２）プレチルト角の評価
上記で製造した液晶表示素子につき、Ｔ． Ｊ． Ｓｃｈｅｆｆｅｒ ｅｔ． ａｌ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ｖｏｌ． １９， ｐ２０１３（１９８０）に記載の方法に準拠し、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を用いる結晶回転法によりプレチルト角を測定した。
（３）電圧保持率の評価
上記で製造した液晶表示素子に、５Ｖの電圧を６０マイクロ秒の印加時間、１６７ミリ秒のスパンで印加した後、印加解除から１６７ミリ秒後の電圧保持率を測定した。測定装置は（株）東陽テクニカ製、「ＶＨＲ−１」を使用した。
（４）焼き付きの評価
上記で製造した液晶表示素子に、直流５Ｖを重畳した３０Ｈｚ、３Ｖの矩形波を６０℃の環境温度で２時間印加し、直流電圧を切った直後の液晶セル内に残留した電圧をフリッカー消去法により残留ＤＣ電圧を求めた。
実施例ＣＨ−２０〜３２および参考例ＣＨ−３３
使用した液晶配向剤の種類および液晶配向膜の形成の際の偏光紫外線の照射量を、それぞれ第２表に記載の通りとしたほかは実施例ＣＨ−１９と同様にして垂直配向型液晶表示素子を製造して評価した。結果を第２表に示した。
また、参考例ＣＨ−３３においては、以下のようにして耐光性の評価を行ったところ、評価結果は「良」であった。
［参考例ＣＨ−３３における耐光性の評価］
上記で製造した液晶表示素子につき、上記電圧保持率の評価と同様の条件で初期の電圧保持率を測定した。その後、液晶表示素子を４０ワット型白色蛍光灯下５ｃｍの距離に配置し、１，０００時間光を照射してから再度上記と同条件で電圧保持率を測定した。電圧保持率の値が初期値と比較して±２％未満であった場合を耐光性「良」とし、±２％以上であった場合を耐光性「不良」として評価した。
比較例ＣＨ−１
＜ポリアミック酸の合成＞
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２．４ｇ（０．１モル）と特表２００３−５２０８７８号公報に従って合成した下記式（ｄ−１）
Figure 2009069724
で表される化合物４８．４６ｇ（０．１モル）とをＮ−メチル−２−ピロリドン２８３．４ｇに溶解し、室温で６時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。沈殿物をメタノールで洗浄し、減圧下４０℃で１５時間乾燥することにより、ポリアミック酸を６７ｇ得た。
＜液晶配向剤の調製＞
上記で合成したポリアミック酸をＮ−メチル−２−ピロリドンおよびブチルセロソルブからなる混合溶媒（混合比＝５０：５０（重量比））に溶解し、固形分濃度３．０重量％の溶液とした。この溶液を孔径１μｍのフィルターで濾過することにより、液晶配向剤Ｒ−ＣＨ−１を調製した。
＜垂直配向型液晶表示素子の製造および評価＞
上記で調製した液晶配向剤Ｒ−ＣＨ−１を使用したほかは実施例ＣＨ−１９と同様にして液晶配向膜を形成し、垂直配向型液晶表示素子を製造して評価した。結果は第２表に示した。
Figure 2009069724
参考例ＣＨ−３４
＜ＴＮ配向型液晶表示素子の製造＞
上記実施例ＣＨ−１５で調製した液晶配向剤Ａ−ＣＨ−１１を、ＩＴＯ膜からなる透明電極付きガラス基板の透明電極面上にスピンナーを用いて塗布し、８０℃のホットプレート上で１分間プレベークした後、２００℃にて１時間加熱することにより、膜厚０．１μｍの塗膜を形成した。この塗膜の表面に、Ｈｇ−Ｘｅランプおよびグランテーラープリズムを用いて、３１３ｎｍの輝線を含む偏光紫外線１，０００Ｊ／ｍ２を基板法線から４０°傾いた方向から照射することにより、液晶配向能を付与して液晶配向膜を形成した。
上記と同じ操作を繰り返し、液晶配向膜を透明導電膜面上に有するガラス基板を一対（２枚）作製した。
この一対の基板のそれぞれ液晶配向膜を形成した面の周囲部に、直径５．５μｍの酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂接着剤をスクリーン印刷により塗布した後、偏光紫外線照射方向が直交となるように基板を重ね合わせて圧着し、１５０℃で１時間加熱して接着剤を熱硬化した。次いで、基板の間隙に液晶注入口よりポジ型のネマティック型液晶（メルク社製、ＭＬＣ−６２２１、カイラル剤入り）を注入して充填した後、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止した。さらに、液晶注入時の流動配向を除くために、これを１５０℃で１０分加熱してから室温まで徐冷した。次に、基板の外側両面に、偏光板を、その偏光方向が互いに直交し、かつ、液晶配向膜の偏光方向と平行となるように貼り合わせることにより、ＴＮ型液晶表示素子を製造した。
この液晶表示素子につき、上記実施例ＣＨ−１９におけるのと同様にして、液晶配向性、電圧保持率および焼き付きの評価を行なった。結果を第３表に示した。
参考例ＣＨ−３５および３６
使用した液晶配向剤の種類を第３表に記載の通りとしたほかは参考例ＣＨ−３４と同様にしてＴＮ配向型液晶表示素子を製造して評価した。結果を第３表に示した。
Figure 2009069724
以上の実施例により具体的に明らかにされたように、本発明の液晶配向剤は、保存安定性に優れるばかりでなく、従来知られている光配向用の液晶配向剤に比べてより少ない放射線照射量により、優れた液晶配向性および電気特性を有する液晶配向膜を形成することができる。

Claims (8)

  1. 下記式（１）
    Figure 2009069724
    （式（１）中、Ｙ１は水酸基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアルキル基または炭素数６〜２０のアリール基である。）
    で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種と、
    アルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体と
    を反応させて得られる感放射線性ポリシロキサンを含有することを特徴とする、液晶配向剤。
  2. 上記桂皮酸誘導体が、アルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基と、下記式
    Figure 2009069724
    で表される２価の基とを有する化合物である、請求項１に記載の液晶配向剤。
  3. 上記桂皮酸誘導体が、下記式（２）
    Figure 2009069724
    （式（２）中、Ｒ１は炭素数１〜４０のアルキル基または脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基であり、ただし前記アルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｒ２は単結合、酸素原子、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり、Ｒ３は２価の芳香族基、２価の脂環式基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基であり、Ｒ４は単結合、酸素原子、＊−ＣＯＯ−または＊−ＯＣＯ−（ただし、「＊」を付した結合手がＲ３と結合する。）であり、Ｒ５は単結合、メチレン基または炭素数２〜１０のアルキレン基であり、Ｒ５が単結合のときＲ６は−ＣＨ＝ＣＨ２または−Ｃ≡ＣＨであり、Ｒ５がメチレン基またはアルキレン基のときＲ６は−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ≡ＣＨまたは−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ２であり、Ｒ７はフッ素原子またはシアノ基であり、Ｘ１は酸素原子または下記式
    Figure 2009069724
    （ただし、「＊」を付した結合手がＲ５−Ｒ６側である。）
    で表される基であり、ａは０〜３の整数であり、ｂは０〜４の整数である。）
    で表される化合物または下記式（３）
    Figure 2009069724
    （式（３）中、Ｒ８は炭素数１〜４０のアルキル基または脂環式基を含む炭素数３〜４０の１価の有機基であり、ただし前記アルキル基の水素原子の一部または全部はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｒ９は酸素原子、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり、Ｒ１０は２価の芳香族基、２価の複素環式基または２価の縮合環式基であり、Ｒ１１は単結合、−ＯＣＯ−（ＣＨ２）ｅ−＊または−Ｏ−（ＣＨ２）ｇ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ１２と結合する。）であり、ただしｅおよびｇはそれぞれ０〜１０の整数であり、Ｒ１２は−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｃ≡ＣＨまたは−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ２であり、Ｒ１３はフッ素原子またはシアノ基であり、Ｘ２は酸素原子、フェニレン基または下記式
    Figure 2009069724
    （ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）
    で表される基であり、ｃは０〜３の整数であり、ｄは０〜４の整数である。）
    で表される化合物である、請求項２に記載の液晶配向剤。
  4. さらに、ポリアミック酸およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種の重合体を含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
  5. さらに、下記式（４）
    Figure 2009069724
    （式（４）中、Ｘは水酸基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアリール基または炭素数１〜６のアルコキシル基であり、Ｙ２は水酸基または炭素数１〜１０のアルコキシル基である。）
    で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種を含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
  6. 基板上に、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶配向剤を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に放射線を照射することを特徴とする、液晶配向膜の形成方法。
  7. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備することを特徴とする、液晶表示素子。
  8. 上記式（１）で表される繰り返し単位を有するポリシロキサン、その加水分解物および加水分解物の縮合物よりなる群から選択される少なくとも１種と、アルケニル基およびアルキニル基よりなる群から選択される少なくとも１種の基を有する桂皮酸誘導体と
    を反応させて得られる感放射線性ポリシロキサン。
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