相关申请的交叉参考
本申请基于2017年12月14日提出申请的日本专利申请编号2017-240060号，且将其记载内容引用于此。
本发明涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件。
背景技术：
液晶元件用于以电视机或个人计算机、移动电话等显示装置、或相位差膜等光学补偿膜、调光膜等为代表的各种用途中。这些液晶元件具备具有使液晶分子在一定方向上取向的功能的液晶取向膜。通常，液晶取向膜是通过如下方式而形成：将聚合体成分溶解于有机溶媒中而成的液晶取向剂涂布于玻璃制或树脂制的基材上并进行加热。作为液晶取向剂的聚合体成分，就机械强度或液晶取向性、与液晶的亲和性优异而言，广泛使用聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺(例如参照专利文献1、专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2017-198975号公报
专利文献2：日本专利特开2016-206645号公报
技术实现要素：
发明所要解决的问题
在将液晶取向剂涂布于基材上时发生收缩、或液晶取向剂并不均匀而由此在取向膜表面产生涂布不均(面内不均)的情况下，担心导致制品良率下降、或所获得的液晶元件的液晶取向性不充分。所述涂布不均例如在为了提高液晶取向膜对液晶的取向性、或提高液晶取向膜与基材的密接性而使液晶取向膜的膜厚较厚(例如为0.3μm以上)的情况下容易产生。即，若加厚液晶取向膜的膜厚，则在膜形成时的加热步骤中无法充分去除溶剂，容易因取向膜中的残存溶剂的影响而在取向膜表面产生涂布不均。所述情况下，担心所获得的液晶元件的液晶取向性不充分。
另外，例如在辊对辊方式中，有时在液晶元件的制造过程中，以辊状层叠形成有取向膜的基材来进行暂时保管。若取向膜中残存的溶剂量多，则容易发生取向膜中的聚合体成分或残存溶剂移至基材侧的背移。另外，在发生向基材侧的背移的情况下，担心液晶取向膜容易自基材剥离，或所获得的液晶元件的液晶取向性恶化。
本公开是鉴于所述课题而成，其目的之一在于提供一种对基材的涂布性良好且可充分减少取向膜中的残存溶剂的液晶取向剂。
解决问题的技术手段
本发明人为解决所述课题进行努力研究，发现通过含有沸点较低的特定溶剂作为液晶取向剂的溶剂成分而能够解决所述课题。具体而言，本公开为解决所述课题而采用了以下手段。
＜1＞一种液晶取向剂，含有聚合体成分及溶剂成分，所述溶剂成分中，相对于所述溶剂成分的总量而包含1质量％～70质量％的下述(a)溶剂、以及相对于所述溶剂成分的总量而包含0质量％～40质量％的下述(b)溶剂。
(a)溶剂为选自由3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、下述式(1)所表示的化合物及下述式(2)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种化合物。
(b)溶剂为1气压下的沸点为200℃以上且与所述(a)溶剂不同的化合物。
[化1]
(式(1)中，r1为碳数1～4的烷基)
[化2]
(式(2)中，r2为碳数1～4的烷基，r3为碳数1～4的烷基。n为0或1)。
＜2＞一种液晶取向膜，是使用所述＜1＞的液晶取向剂而形成。
＜3＞一种液晶元件，包括所述＜2＞的液晶取向膜。
＜4＞一种液晶取向膜的制造方法，将所述＜1＞的液晶取向剂涂布于基材上，在150℃以下进行加热而形成涂膜。
发明的效果
本公开的液晶取向剂对基材的涂布性良好，而且在取向膜形成时的加热时可将液晶取向剂中的溶剂充分去除，可充分减少取向膜中的残存溶剂。由此，可抑制制品良率的下降，另外可获得高品质的液晶元件。
具体实施方式
以下，对本公开的液晶取向剂中所含的各成分、以及视需要而任意调配的其他成分进行说明。本公开的液晶取向剂含有聚合体成分及溶剂成分。所述液晶取向剂为聚合体成分溶解于溶剂成分中而成的液状的聚合体组合物。
《聚合体成分》
关于液晶取向剂中所含有的聚合体成分，其主骨架并无特别限定，例如可列举：聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺、聚有机硅氧烷、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯并噁唑前体、聚苯并噁唑、纤维素衍生物、聚缩醛、苯乙烯-马来酰亚胺系共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯等主骨架。再者，(甲基)丙烯酸酯是指包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。就充分确保液晶元件的性能等观点而言，所述中，作为聚合体成分，优选为选自由聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚(甲基)丙烯酸酯及聚有机硅氧烷所组成的群组中的至少一种聚合体(以下也称为“(p)聚合体”)，就可使膜形成时的加热更低温的方面而言，更优选为选自由聚(甲基)丙烯酸酯及聚有机硅氧烷所组成的群组中的至少一种。
(含感光性基的聚合物)
作为(p)聚合体，可将液晶取向剂中含有的聚合体中的一部分或全部设为具有感光性结构的聚合体(以下也称为“含感光性基的聚合物”)。作为感光性结构，只要为感应光而引起反应的结构或官能基即可，可列举光取向性基及聚合性基。
在(p)聚合体具有光取向性基的情况下，能够通过光取向法来对使用液晶取向剂所制作的涂膜赋予液晶取向性。由此，就可获得应用光取向法所带来的效果的方面而言优选，所述效果具体而言为抑制因产生尘埃或静电等而产生显示不良或良率降低的效果、可对基板上所形成的有机薄膜均匀地赋予液晶取向能力的效果。另外，在(p)聚合体具有聚合性基的情况下，就可提高液晶取向膜对基板的密接性、可进一步抑制应用辊对辊方式制造液晶元件时良率的降低的方面而言优选。
光取向性基是通过光照射所引起的光异构化反应、光二聚化反应、光分解反应、光弗里斯重排反应等而对膜赋予各向异性的官能基。作为其具体例，可列举：含有偶氮苯或其衍生物作为基本骨架的偶氮苯结构、含有肉桂酸或其衍生物作为基本骨架的肉桂酸结构、含有查尔酮或其衍生物作为基本骨架的查尔酮结构、含有二苯甲酮或其衍生物作为基本骨架的二苯甲酮结构、含有香豆素或其衍生物作为基本骨架的香豆素衍生物、含有二苯乙烯或其衍生物作为基本骨架的二苯乙烯结构、包含二苯基乙炔或其衍生物作为基本骨架的二苯基乙炔结构、包含苯甲酸苯酯或其衍生物作为基本骨架的苯甲酸苯酯结构、含有环丁烷或其衍生物作为基本骨架的环丁烷结构等。这些中，就对光的反应性高的方面而言，(p)聚合体所具有的光取向性基特别优选为具有肉桂酸结构的基。
作为具有肉桂酸结构的基，具体而言优选为具有下述式(4)所表示的部分结构。
[化3]
(式(4)中，r31及r32分别独立地为氢原子、卤素原子、碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基或氰基。r33为卤素原子、碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基或氰基。a1为0～4的整数。其中，在a1为2以上的情况下，多个r33可相同也可不同。“*”表示键结键)
作为所述式(4)所表示的基，可列举：将肉桂酸所具有的羧基的氢原子去除而获得的一价基、或在所述一价基所具有的苯环中导入取代基而成的基(以下也将这些称为“顺肉桂酸酯基”)、或肉桂酸所具有的羧基经酯化且在苯环上键结有二价有机基而成的一价基、或者在所述一价基所具有的苯环上导入有取代基的基(以下也将这些称为“逆肉桂酸酯基”)等。顺肉桂酸酯基例如由下述式(cn-1)所表示。逆肉桂酸酯基例如由下述式(cn-2)所表示。
[化4]
(式(cn-1)中，r34为氢原子、卤素原子、碳数1～3的烷基、碳数1～3的烷氧基或氰基。r35为亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基或亚环己基、或者亚苯基、亚联苯基、亚三联苯基或亚环己基所具有的氢原子的至少一部分经卤素原子、氰基、碳数1～10的烷基、碳数1～10的烷氧基及碳数1～10的烷氧基中的任一者取代而成的基。a11为单键、氧原子、硫原子、碳数1～3的烷二基、-ch＝ch-、-nh-、*2-coo-、*2-oco-、*2-nh-co-、*2-co-nh-、*2-ch2-o-或*2-o-ch2-(“*2”表示与r35的键结键)。b1为0或1。“*”表示键结键。
式(cn-2)中，r36为碳数1～3的烷基。a12为氧原子、*2-coo-、*2-oco-、*2-nh-co-或*2-co-nh-(“*2”表示与r37的键结键)。r37为碳数1～6的烷二基。c1为0或1。“*”表示键结键。
r31、r32、r33及a1与所述式(4)为相同含义)
作为聚合性基，优选为感应光而引起交联反应的官能基，例如可列举：(甲基)丙烯酰基、乙烯基(包含乙烯基苯基及乙烯基氧基(ch2＝ch-o-)等含乙烯基结构的基)、亚乙烯基、马来酰亚氨基、烯丙基、乙炔基、烯丙氧基、环氧基等。这些中，就对光的反应性高的方面而言，优选为(甲基)丙烯酰基或乙烯基。再者，(甲基)丙烯酰基为包含丙烯酰基及甲基丙烯酰基的含义，环氧基为包含氧杂环丙基及氧杂环丁基的含义。
这些中，(p)聚合体具有的感光性结构优选为选自由肉桂酸结构、偶氮苯结构、查尔酮结构、二苯乙烯结构、二苯基乙炔结构、(甲基)丙烯酰基、乙烯基及苯甲酸苯酯结构所组成的群组中的至少一种，特别优选为肉桂酸结构或(甲基)丙烯酰基。在(p)聚合体具有感光性结构的情况下，相对于构成(p)聚合体的单量体单元的总量，感光性结构的含有比例优选为10摩尔％以上，更优选为20摩尔％以上。
在使用具有光取向性基的聚合体作为(p)聚合体的情况下，可将液晶取向剂的聚合体成分的全部设为具有光取向性基的聚合体，也可将其一部分设为具有光取向性基的聚合体。在将聚合体成分的一部分设为具有光取向性基的聚合体的情况下，所述聚合体的使用比例相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合体成分的总量而言，优选为设为1质量％～80质量％，更优选为设为2质量％～70质量％。
另外，在使用具有聚合性基的聚合体作为(p)聚合体的情况下，所述聚合体的使用比例相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合体成分的总量而言，优选为设为1质量％～80质量％，更优选为设为2质量％～70质量％。再者，含感光性基的聚合物可单独使用一种，也可混合使用两种以上。
(液晶性聚合物)
作为(p)聚合体，可将液晶取向剂中含有的聚合体中的一部分或全部设为在侧链具有在规定的温度范围显现液晶性的部分结构(以下也称为“液晶性结构”)的聚合体(以下也称为“液晶性聚合物”)。通过使液晶取向剂中含有液晶性聚合物，就可进一步提高液晶元件的初期的电压保持率的方面而言优选。
作为液晶性结构，可列举具有刚直部位(液晶原结构)的结构，作为其具体例，可列举具有下述式(5)所表示的基的结构等。
[化5]
(式(5)中，ar1及ar2分别独立地为经取代或未经取代的亚苯基、或者经取代或未经取代的亚环己基，x21为单键、-co-、-coo-、-c＝c-、-c≡c-、-n＝n-或-conr41-(r41为氢原子或一价有机基)。r为1～3的整数。当r为2或3时，ar2、x21各自独立地具有所述定义。“*”表示键结键)
所述式(5)中，x21优选为单键或-coo-。作为r41的一价有机基，例如可列举碳数1～6的烷基、保护基等。作为保护基的具体例，例如可列举：叔丁氧基羰基、苄氧基羰基、1,1-二甲基-2-卤乙基氧基羰基、烯丙基氧基羰基等，优选为叔丁氧基羰基。ar1及ar2的环部分的取代基优选为碳数1～5的烷基或卤素原子，更优选为甲基或氟原子。
作为所述式(5)所表示的部分结构的优选具体例，例如可列举：4,4'-亚联苯基、4,4'-双亚环己基、对亚三联苯基、及下述式(5-1)～式(5-4)分别所表示的基、以及在这些基的环部分具有甲基或氟原子的基等。再者，所述式(5)及下述式(5-1)～式(5-4)中的“*”也可键结于氢原子上。
[化6]
(式中，“*”表示键结键)
在(p)聚合体为液晶性聚合物的情况下，作为所述液晶性聚合物，可优选地使用在侧链具有感光性基的聚合体。具体而言，液晶性聚合物优选为在侧链具有由下述式(f-1)～式(f-7)分别所表示的基。
[化7]
(式(f-1)～式(f-7)中，a1及b1及d1分别独立地为单键、-o-、-ch2-、-coo-、-oco-、-conh-或-nh-co-。b2为单键、-coo-、-oco-、-n＝n-、-c＝c-、-c≡c-或亚苯基。y1为苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环、或具有碳数5～8的环状烃基的一价环状基，键结于环的至少一个氢原子可经卤素原子、硝基、氰基、-c＝c(cn)2、-c＝ch-cn、碳数1～3的烷基、或碳数1～3的烷氧基取代。y2为苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环、或具有碳数5～8的环状烃基的二价环状基，键结于环的至少一个氢原子可经卤素原子、硝基、氰基、-c＝c(cn)2、-c＝ch-cn、碳数1～3的烷基、或碳数1～3的烷氧基取代。y3为具有苯环、萘环或联苯环的一价环状基，键结于环的至少一个氢原子可经卤素原子、硝基、氰基、-c＝c(cn)2、-c＝ch-cn、碳数1～3的烷基、或碳数1～3的烷氧基取代。x1为单键、-coo-、-oco-、-n＝n-、-c＝c-、-c≡c-或亚苯基。r11为氢原子或碳数1～6的烷基。r12为氢原子、卤素原子、硝基、氰基、-c＝c(cn)2、-c＝ch-cn、碳数1～6的烷基、或碳数1～6的烷氧基。r13为氢原子或碳数1～3的烷基。k为1～12的整数，m及j分别独立地为1～3的整数，g为1～12的整数。再者，键结于式(f-6)中的苯环的至少一个氢原子可经卤素原子、硝基、氰基、-c＝c(cn)2、-c＝ch-cn、碳数1～3的烷基、或碳数1～3的烷氧基取代。“*1”表示键结于主链的键结键)
在(p)聚合体的一部分或全部为液晶性聚合物的情况下，所述液晶性聚合物优选为选自由聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺及聚酰胺酸酯所组成的群组中的至少一种，特别优选为聚(甲基)丙烯酸酯。在使用液晶性聚合物作为(p)聚合体的情况下，所述液晶性聚合物的使用比例可以在液晶取向剂的制备中使用的聚合体成分的总量中为100质量％以下的范围而适当设定。再者，作为液晶性聚合物，可单独使用一种，也可将两种以上混合使用。
(聚合体的合成)
(p)聚合体可通过根据其主骨架适当组合有机化学的通用方法而获得。以下，分别对聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚(甲基)丙烯酸酯及聚有机硅氧烷进行说明。
[聚酰胺酸]
聚酰胺酸可通过使四羧酸二酐与二胺化合物反应而获得。
(四羧酸二酐)
作为聚酰胺酸的合成中使用的四羧酸二酐，例如可列举脂肪族四羧酸二酐、脂环式四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐等。作为这些的具体例，脂肪族四羧酸二酐例如可列举1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐等；
脂环式四羧酸二酐例如可列举：1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-8-甲基-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺环-3'-(四氢呋喃-2',5'-二酮)、2,4,6,8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2:4,6:8-二酐、4,9-二氧杂三环[5.3.1.02,6]十一烷-3,5,8,10-四酮、环戊烷四羧酸二酐、环己烷四羧酸二酐等；芳香族四羧酸二酐例如可列举均苯四甲酸二酐、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、乙二醇双偏苯三甲酸酐、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、4,4'-羧基二邻苯二甲酸酐等，除此以外，也可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的四羧酸二酐。再者，所述四羧酸二酐可单独使用一种或者组合使用两种以上。
(二胺化合物)
作为聚酰胺酸的合成中使用的二胺化合物，例如可列举：脂肪族二胺、脂环式二胺、芳香族二胺、二氨基有机硅氧烷等。作为这些二胺的具体例，脂肪族二胺例如可列举：间苯二甲胺、1,3-丙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺等；脂环式二胺例如可列举：1,4-二氨基环己烷、4,4'-亚甲基双(环己基胺)等；
芳香族二胺例如可列举：十二烷氧基二氨基苯、十八烷氧基二氨基苯、胆甾烷氧基二氨基苯、二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、二氨基苯甲酸胆甾醇酯、3,6-双(4-氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷、3,6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、1,1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、3,5-二氨基苯甲酸＝5ξ-胆甾烷-3-基、下述式(e-1)
[化8]
(式(e-1)中，xi及xii分别独立地为单键、-o-、*-coo-或*-oco-(其中“*”表示与xi的键结键)，ri为碳数1～3的烷二基，rii为单键或碳数1～3的烷二基，a为0或1，b为0～2的整数，c为1～20的整数，d为0或1。其中，a及b不会同时成为0)
所表示的化合物、具有肉桂酸结构的二胺、具有液晶性结构的二胺等含取向性基的二胺；
对苯二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4-氨基苯基-4'-氨基苯甲酸酯、4,4'-二氨基偶氮苯、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、双[2-(4-氨基苯基)乙基]己二酸、n,n-双(4-氨基苯基)甲基胺、2,6-二氨基吡啶、1,4-双(4-氨基苯基)-哌嗪、n,n'-双(4-氨基苯基)-联苯胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、4,4'-二氨基二苯基醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4'-(亚苯基二亚异丙基)双苯胺、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯；二氨基有机硅氧烷例如可列举1,3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等，除此以外，也可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的二胺。
(聚酰胺酸的合成)
聚酰胺酸可通过使如所述那样的四羧酸二酐与二胺化合物视需要与分子量调整剂一并进行反应而获得。被供于聚酰胺酸的合成反应的四羧酸二酐与二胺化合物的使用比例优选为相对于二胺化合物的氨基1当量而四羧酸二酐的酸酐基成为0.2当量～2当量的比例。作为分子量调整剂，例如可列举：马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐等酸单酐；苯胺、环己基胺、正丁基胺等单胺化合物；异氰酸苯酯、异氰酸萘酯等单异氰酸酯化合物等。相对于所使用的四羧酸二酐及二胺化合物的合计100质量份，分子量调整剂的使用比例优选为设为20质量份以下。
聚酰胺酸的合成反应优选为在有机溶媒中进行。此时的反应温度优选为-20℃～150℃，反应时间优选为0.1小时～24小时。
作为反应中使用的有机溶媒，例如可列举：非质子性极性溶媒、酚系溶媒、醇、酮、酯、醚、卤化烃、烃等。特别优选的有机溶媒优选为使用选自由n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基脲、六甲基磷酰三胺、间甲酚、二甲酚及卤化酚所组成的群组中的一种以上作为溶媒，或者使用这些中的一种以上与其他有机溶媒(例如，丁基溶纤剂、二乙二醇二乙醚等)的混合物。有机溶媒的使用量(a)优选为设为使四羧酸二酐及二胺的合计量(b)相对于反应溶液的总量(a+b)而成为0.1质量％～50质量％的量。
以所述方式可获得将聚酰胺酸溶解而成的反应溶液。所述反应溶液可直接供于液晶取向剂的制备，也可将反应溶液中所含的聚酰胺酸分离之后供于液晶取向剂的制备。
[聚酰胺酸酯]
在(p)聚合体为聚酰胺酸酯的情况下，所述聚酰胺酸酯例如可通过如下方法而获得：[i]使通过所述合成反应而获得的聚酰胺酸与酯化剂进行反应的方法；[ii]使四羧酸二酯与二胺化合物进行反应的方法；[iii]使四羧酸二酯二卤化物与二胺化合物进行反应的方法等。液晶取向剂中含有的聚酰胺酸酯可仅具有酰胺酸酯结构，也可为酰胺酸结构与酰胺酸酯结构并存的部分酯化物。再者，将聚酰胺酸酯溶解而成的反应溶液可直接供于液晶取向剂的制备，也可将反应溶液中所含的聚酰胺酸酯分离之后供于液晶取向剂的制备。
[聚酰亚胺]
在(p)聚合体为聚酰亚胺的情况下，所述聚酰亚胺例如可通过将如上所述那样合成的聚酰胺酸脱水闭环并加以酰亚胺化而获得。聚酰亚胺可为将作为其前体的聚酰胺酸所具有的酰胺酸结构的全部进行脱水闭环而成的完全酰亚胺化物，也可为仅将酰胺酸结构的一部分脱水闭环且酰胺酸结构与酰亚胺环结构并存的部分酰亚胺化物。反应中所使用的聚酰亚胺优选为其酰亚胺化率为20％～99％，更优选为30％～90％。所述酰亚胺化率以百分率表示相对于聚酰亚胺的酰胺酸结构的数量与酰亚胺环结构的数量的合计而言酰亚胺环结构的数量所占的比例。此处，酰亚胺环的一部分也可为异酰亚胺环。
聚酰胺酸的脱水闭环优选为通过如下方法进行：将聚酰胺酸溶解于有机溶媒中，在所述溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂并视需要进行加热。所述方法中，作为脱水剂，例如可使用乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。脱水剂的使用量优选为相对于聚酰胺酸的酰胺酸结构的1摩尔而设为0.01摩尔～20摩尔。作为脱水闭环催化剂，例如可使用吡啶、三甲吡啶、二甲吡啶、三乙胺等三级胺。脱水闭环催化剂的使用量优选为相对于所使用的脱水剂1摩尔而设为0.01摩尔～10摩尔。作为脱水闭环反应中所使用的有机溶媒，可列举作为在聚酰胺酸的合成中所使用者而例示的有机溶媒。脱水闭环反应的反应温度优选为0℃～180℃。反应时间优选为1.0小时～120小时。如此而获得含有聚酰亚胺的反应溶液。所述反应溶液可直接供于液晶取向剂的制备，也可将聚酰亚胺分离之后供于液晶取向剂的制备。聚酰亚胺也可通过聚酰胺酸酯的酰亚胺化而获得。
以所述方式获得的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺优选为当将其制成浓度为10质量％的溶液时，具有10mpa·s～800mpa·s的溶液粘度者，更优选为具有15mpa·s～500mpa·s的溶液粘度者。再者，聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺的溶液粘度(mpa·s)为对于使用这些聚合体的良溶媒(例如，γ-丁内酯、n-甲基-2-吡咯烷酮等)所制备的浓度10质量％的聚合体溶液，使用e型旋转粘度计在25℃下测定的值。
聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺的通过凝胶渗透色谱法(gelpenetrationchromatography，gpc)而测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(mw)优选为1,000～500,000，更优选为2,000～300,000。另外，由mw与通过gpc而测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(mn)的比所表示的分子量分布(mw/mn)优选为15以下，更优选为10以下。通过处于此种分子量范围，可确保液晶显示元件的良好的取向性及稳定性。
[聚酰胺酰亚胺]
聚酰胺酰亚胺例如可通过以下方法获得：使三羧酸与二异氰酸酯化合物进行缩合反应的方法；或使三羧酸与二胺化合物反应而在分子中导入酰亚胺键，继而使二异氰酸酯化合物与其反应而酰胺化的方法。
作为聚酰胺酰亚胺的合成中使用的三羧酸，例如可列举偏苯三甲酸酐、丁烷-1,2,4-三羧酸、萘-1,2,4-三羧酸等。作为二异氰酸酯化合物，例如可列举：二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二苯基醚-4,4'-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯等。作为二胺化合物，可列举聚酰胺酸的合成中例示的二胺化合物等。
所述反应优选为在有机溶媒中进行。在聚酰胺酰亚胺的合成时，优选为将单体的使用比例设为异氰酸酯基或氨基相对于羧基及酸酐基的合计1摩尔而言的数成为0.85摩尔～1.05摩尔的量。聚酰胺酰亚胺的合成反应优选为在有机溶媒中进行。此时的反应温度优选为-20℃～150℃，反应时间优选为0.1小时～24小时。作为反应中使用的有机溶媒，可列举作为聚酰胺酸的合成中使用者而例示的有机溶媒。关于所获得的聚酰胺酰亚胺，通过gpc而测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(mw)优选为5,000～100,000，更优选为7,000～80,000。
[聚有机硅氧烷]
聚有机硅氧烷例如可通过对水解性的硅烷化合物进行水解、缩合而获得。作为聚有机硅氧烷的合成中使用的硅烷化合物，例如可列举：四甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷等烷氧基硅烷化合物；3-巯基丙基三乙氧基硅烷、巯基甲基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-(3-环己基氨基)丙基三甲氧基硅烷等含氮、硫的烷氧基硅烷化合物；3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷等含环氧基的硅烷化合物；3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷等含不饱和键的烷氧基硅烷化合物；三甲氧基硅烷基丙基丁二酸酐等。水解性硅烷化合物可单独使用这些中的一种或者组合使用两种以上。再者，“(甲基)丙烯酰氧基”为包含“丙烯酰氧基”及“甲基丙烯酰氧基”的含义。
所述水解、缩合反应通过使如上所述的硅烷化合物的一种或两种以上与水，优选为在适当的催化剂以及有机溶媒的存在下反应而进行。当进行反应时，相对于硅烷化合物(合计量)1摩尔，水的使用比例优选为1摩尔～30摩尔。作为所使用的催化剂，例如可列举：酸、碱金属化合物、有机碱、钛化合物、锆化合物等。催化剂的使用量根据催化剂的种类、温度等反应条件等不同，应适当设定，例如相对于硅烷化合物的合计量，优选为0.01倍摩尔～3倍摩尔。作为所使用的有机溶媒，例如可列举烃、酮、酯、醚、醇等，这些中，优选为使用非水溶性或难水溶性的有机溶媒。相对于反应中使用的硅烷化合物的合计100质量份，有机溶媒的使用比例优选为10质量份～10,000质量份。
所述水解、缩合反应例如优选为通过油浴等进行加热来实施。此时，加热温度优选为设为130℃以下，加热时间优选为设为0.5小时～12小时。在反应结束后，在视需要利用干燥剂对自反应液分取的有机溶媒层进行干燥后去除溶媒，由此可获得作为目标的聚有机硅氧烷。再者，聚有机硅氧烷的合成方法并不限定于所述水解、缩合反应，例如，可通过使水解性硅烷化合物在草酸以及醇的存在下反应的方法等而进行。
也可将聚有机硅氧烷设为在侧链具有感光性结构或液晶性结构的聚有机硅氧烷。合成所述聚有机硅氧烷的方法并无特别限定，可列举：在原料的至少一部分使用含环氧基的硅烷化合物，合成在侧链具有环氧基的聚有机硅氧烷(以下也称为“含环氧基的聚有机硅氧烷”)，继而使含环氧基的聚有机硅氧烷与具有感光性结构或液晶性结构的羧酸反应的方法等。所述方法简便，而且就可提高感光性结构及液晶性结构的导入率的方面而言优选。除此以外，也可通过单体中包含具有感光性结构或液晶性结构的水解性硅烷化合物的反应而合成在侧链具有感光性结构或液晶性结构的聚有机硅氧烷。对于聚有机硅氧烷，通过gpc而测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(mw)优选为处于100～50,000的范围，更优选为处于200～10,000的范围。
[聚(甲基)丙烯酸酯]
聚(甲基)丙烯酸酯可通过将包含(甲基)丙烯酸系化合物的单体聚合而获得。作为(甲基)丙烯酸系化合物，例如可列举：(甲基)丙烯酸、丙烯酸α-乙酯、马来酸、富马酸、苯甲酸乙烯酯等不饱和羧酸；(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸三甲氧基硅烷基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧基丁酯、丙烯酸4-羟基丁基缩水甘油醚等不饱和羧酸酯；马来酸酐等不饱和多元羧酸酐等。再者，聚合时，作为(甲基)丙烯酸系化合物，可单独使用一种或者组合使用两种以上。
在聚(甲基)丙烯酸酯的合成时，也可使用(甲基)丙烯酸系化合物以外的单体。作为所述单体，例如可列举：苯乙烯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物；1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯等共轭二烯化合物；n-甲基马来酰亚胺、n-环己基马来酰亚胺、n-苯基马来酰亚胺等含马来酰亚氨基的化合物等。这些单体可单独使用一种或者组合使用两种以上。
相对于聚合中使用的单体的合计量，(甲基)丙烯酸系化合物以外的单体的使用比例优选为设为50摩尔％以下，更优选为设为40摩尔％以下，进而优选为设为30摩尔％以下。
聚(甲基)丙烯酸酯可通过在聚合引发剂的存在下对所述单体进行聚合而获得。作为所使用的聚合引发剂，例如优选为2,2'-偶氮双(异丁腈)、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物。相对于反应中所使用的总单体100质量份，聚合引发剂的使用比例优选为设为0.01质量份～30质量份。
所述聚合反应优选为在有机溶媒中进行。作为反应中所使用的有机溶媒，例如可列举：醇、醚、酮、酰胺、酯、烃化合物等，优选为二乙二醇乙基甲基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等。反应温度优选为设为30℃～120℃，反应时间优选为设为1小时～36小时。有机溶媒的使用量(a)优选为设为反应中使用的单体的合计量(b)相对于反应溶液的总体量(a+b)而成为0.1质量％～60质量％的量。
在将聚(甲基)丙烯酸酯设为含感光性基的聚合物或液晶性聚合物的情况下，其合成方法并无特别限定，例如可列举：(i)通过在单体中包含具有感光性结构或液晶性结构的水解性硅烷化合物的聚合而进行合成的方法；(ii)在原料的至少一部分中使用含环氧基的化合物而合成在侧链具有环氧基的聚合体，继而与具有感光性结构或液晶性结构的羧酸反应的方法等。通过gpc对聚(甲基)丙烯酸酯测定而得的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(mw)优选为250～500,000，更优选为500～100,000，进而优选为1,000～50,000。
《溶剂成分》
本公开的液晶取向剂含有(a)溶剂作为溶剂成分的至少一部分，所述(a)溶剂为选自由3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、所述式(1)所表示的化合物及所述式(2)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种。
[(a)溶剂]
所述式(1)及式(2)中，r1、r2及r3的烷基可为直链状也可为分支状，例如可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。这些中，r1优选为碳数为3或4，更优选为正丙基或正丁基。r2优选为碳数为1或2。r3优选为甲基。所述式(2)的n为0或1，优选为0。
作为所述式(1)所表示的化合物的具体例，例如可列举：丙二醇甲基乙基醚、丙二醇二甲醚、丙二醇甲基正丙醚、丙二醇甲基正丁醚等。优选为丙二醇甲基正丙醚或丙二醇甲基正丁醚。再者，作为所述式(1)所表示的化合物，可单独使用一种，也可组合使用两种以上。
作为所述式(2)所表示的化合物的具体例，例如可列举：乙酸环己酯、丙酸环己酯、丁酸环己酯、戊酸环己酯等。优选为乙酸环己酯或丙酸环己酯。再者，作为所述式(2)所表示的化合物，可单独使用一种，也可组合使用两种以上。
[(b)溶剂]
就在加厚液晶取向膜的膜厚的情况下也可充分抑制涂布不均的产生的方面而言，溶剂成分优选为与(a)溶剂一并而还包含1气压下的沸点为200℃以上且与(a)溶剂不同的(b)溶剂。
(b)溶剂优选为选自由非质子性极性溶媒及酚类所组成的群组中的至少一种，更优选为非质子性极性溶媒。具体而言，特别优选为选自由n-甲基-2-吡咯烷酮、n-乙基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、γ-丁内酯及下述式(3)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种。
[化9]
(式(3)中，r4及r5分别独立地为氢原子、或者可具有醚键的碳数1～6的一价烃基，r4与r5也可键结而形成环结构；r6为碳数1～4的烷基)。
(式(3)所表示的化合物)
所述式(3)中，作为r4及r5的碳数1～6的一价烃基，例如可列举：碳数1～6的链状烃基、碳数3～6的脂环式烃基、碳数5或6的芳香族烃基等。另外，作为具有醚键的一价基，例如可列举碳数2～6的烷氧基烷基等。作为r4、r5相互键结而与r4及r5所键结的氮原子一并形成的环，例如可列举吡啶环、哌啶环等含氮杂环。这些含氮杂环中也可键结有甲基等一价的链状烃基。
r4及r5优选为氢原子或碳数1～6的烷基，更优选为氢原子或碳数1～3的烷基，进而优选为氢原子或甲基。r6的碳数1～4的烷基可为直链状也可为分支状。r6优选为甲基或乙基。
作为所述式(3)所表示的化合物的具体例，例如可列举：3-丁氧基-n,n-二甲基丙酰胺(3-butoxy-n,n-dimethylpropanamide)、3-甲氧基-n,n-二甲基丙酰胺、3-己氧基-n,n-二甲基丙酰胺、异丙氧基-n-异丙基-丙酰胺(isopropoxy-n-isopropyl-propionamide)、正丁氧基-n-异丙基-丙酰胺等。所述式(3)所表示的化合物可单独使用一种或者组合使用两种以上。
[(c)溶剂]
溶剂成分也可还包含(a)溶剂及(b)溶剂以外的溶剂(以下也称为“(c)溶剂”)。作为(c)溶剂，若为与(a)溶剂及(b)溶剂不同的溶剂，只要不妨碍本公开的效果则并无特别限定。(c)溶剂优选为选自由醇类、酮类、酯类、醚类、卤化烃类及烃类所组成的群组中的至少一种。作为这些的具体例，醇类例如可列举：甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇、二丙酮醇等；
酮类例如可列举：丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮等；
酯类例如可列举：乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乙二酸二乙酯、丙二酸二乙酯、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯等；
醚类例如可列举：二乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、乙二醇异丙醚、乙二醇单丁醚(丁基溶纤剂)、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚(propyleneglycolmonomethylether，pgme)、丙二醇单甲醚乙酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate，pgmea)、四氢呋喃、二异戊醚等；
卤化烃类例如可列举：二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯等；
烃类例如可列举：己烷、庚烷、辛烷、环戊烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯等。再者，作为(c)溶剂，可单独使用一种或者组合使用两种以上。
作为(c)溶剂，就可优选实现涂布不均的抑制的方面而言，这些中优选为选自由酮类、酯类、醚类及烃类所组成的群组中的至少一种。就能够通过低温煅烧来形成液晶取向膜，能够应用于膜基材的方面而言，所述中，优选为1气压下的沸点为180℃以下的低沸点溶剂。具体而言，优选为选自由丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、环己酮、环戊烷及环戊酮所组成的群组中的一种。
溶剂成分中，相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，(a)溶剂的含有比例为1质量％～70质量％。若小于1质量％，则改善液晶取向剂的涂布性的效果及减少取向膜中残存的溶剂的效果小，另一方面，若多于70质量％，则聚合体的溶解性降低，取向膜的涂布不均的抑制效果小。(a)溶剂的含有比例优选为3质量％～65质量％，进而优选为5质量％～60质量％。
相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，(b)溶剂的含有比例为0质量％～40质量％。若(b)溶剂的含有比例多于40质量％，则取向膜中的溶剂的残存量过多，就容易产生背移的方面而言欠佳。再者，所谓“包含0质量％的(b)溶剂”是指液晶取向剂中不含(b)溶剂。就厚膜的情况下也可获得更不易产生涂布不均的液晶取向膜的方面而言，优选为与(a)溶剂一并而在液晶取向剂中含有较少量的(b)溶剂。具体而言，就可进一步提高抑制涂布不均的效果的方面而言，相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，优选为将(b)溶剂的含有比例设为0.1质量％～40质量％，更优选为设为0.5质量％～40质量％，进而优选为设为1质量％～35质量％，特别优选为设为1质量％～20质量％。
相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，(c)溶剂的含有比例优选为设为5质量％～98质量％，更优选为设为10质量％～95质量％，进而优选为设为20质量％～90质量％。就在低温下(例如150℃以下)进行膜形成时的加热的情况下也可充分减少液晶取向膜中的残存溶剂的量的方面而言，相对于液晶取向剂中所含有的溶剂成分的总量，优选为将(c)溶剂的含有比例设为40质量％以上，更优选为设为50质量％以上。所述情况下，通过将聚合体成分设为选自由聚(甲基)丙烯酸酯及聚有机硅氧烷所组成的群组中的至少一种，可使聚合体对溶剂的溶解性更良好，就可充分抑制涂布不均的方面而言优选。液晶取向剂优选为溶剂成分为包含(a)溶剂与(b)溶剂的混合溶媒，特别优选为包含(a)溶剂与(b)溶剂及(c)溶剂的混合溶媒。
《其他成分》
液晶取向剂含有聚合体成分及溶剂成分，视需要也可含有其他成分。作为所述其他成分，例如可列举：含环氧基的化合物、官能性硅烷化合物、抗氧化剂、金属螫合化合物、硬化催化剂、硬化促进剂、表面活性剂、填充剂、分散剂、光增感剂等。其他成分的调配比例可在不损及本发明的效果的范围内，根据各化合物而适当选择。
液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的溶媒以外的成分的合计质量在液晶取向剂的总质量中所占的比例)可考虑粘性、挥发性等而适当选择，优选为1质量％～10质量％的范围。在固体成分浓度小于1质量％的情况下，涂膜的膜厚过小而难以获得良好的液晶取向膜。另一方面，在固体成分浓度超过10质量％的情况下，涂膜的膜厚过大而难以获得良好的液晶取向膜，而且液晶取向剂的粘性增大而有涂布性降低的倾向。
《液晶元件》
本公开的液晶元件具备使用以上所说明的液晶取向剂而形成的液晶取向膜。液晶元件可有效地应用于各种用途，例如可用作钟表、可携式游戏、文字处理器、笔记型个人计算机、汽车导航系统、摄像机、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、数字相机、移动电话、智能电话、各种监视器、液晶电视机、信息显示器等各种显示装置、或调光膜、相位差膜等。在用作液晶显示元件的情况下，液晶的运行模式并无特别限定，例如可应用于扭转向列(twistednematic，tn)型、超扭转向列(supertwistednematic，stn)型、垂直取向型(包含垂直取向-多域垂直取向(verticalalignment-multi-domainverticalalignment，va-mva)型、垂直取向-图案垂直取向(verticalalignment-patternedverticalalignment，va-pva)型等)、共面切换(in-planeswitching，ips)型、边缘场切换(fringefieldswitching，ffs)型、光学补偿弯曲(opticallycompensatedbend，ocb)型等各种模式中。
液晶元件例如可通过以下步骤来制造。此处，列举制造相位差膜及液晶显示元件的情况为一例来进行说明。
[步骤1：涂膜的形成]
首先，将液晶取向剂涂布于基材上，继而，视需要对涂布面进行加热，由此在基材上形成涂膜。作为基材，可优选地使用透明基材。具体而言，例如可列举：浮法玻璃、钠钙玻璃等玻璃基板；酰化纤维素(三乙酰纤维素(triacetylcellulose，tac)等纤维素乙酸酯等)、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚(甲基)丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、环状聚烯烃等树脂膜等。特别是本公开的液晶取向剂可作为用于对树脂膜进行涂布的液晶取向剂而优选地应用。再者，为了使基材表面与液晶取向膜的密接性良好，也可对涂布液晶取向剂的基材实施碱化处理等现有公知的前处理。
在液晶显示元件的情况下，一对基材中的至少一者使用在基材的单面设置有透明导电膜的基材。作为透明导电膜，可设为包含氧化锡(sno2)的奈塞(nesa)膜(美国ppg公司注册商标)、包含氧化铟-氧化锡(in2o3-sno2)的氧化铟锡(indiumtinoxide，ito)膜等。在制造tn型、stn型或垂直取向型的液晶显示元件的情况下，使用两块设置有经图案化的透明导电膜的基板。在制造ips型或ffs型的横电场式的液晶显示元件的情况下，使用设置有包含经图案化为梳齿状的透明导电膜或金属膜的电极的基板及未设置电极的相向基板。作为金属膜，例如可使用包含铬等金属的膜。
液晶取向剂对基材的涂布可根据基材的种类而采用适当的涂布方法。作为具体例，可列举：辊涂布机法、旋转器法、喷墨印刷法、平板印刷法、柔版印刷法、棒涂机法、挤出模法、直接凹版印刷涂布机法、腔室刮刀涂布机法、平板凹版涂布机法、含浸涂布机法、mb涂布机法等。涂布液晶取向剂后，优选为对涂布面进行加热(烘烤)。此时的加热温度是根据基材来设定，在将基材设为树脂膜的情况下，优选为150℃以下，更优选为40℃～150℃，进而优选为80℃～140℃。加热时间优选为0.1分钟～15分钟，更优选为1分钟～10分钟。涂布面的加热也可设为利用预烘烤及后烘烤的多次加热处理。如此在基材上形成作为液晶取向膜的涂膜。
基材上所形成的涂膜的膜厚优选为1nm～1μm，更优选为5nm～0.5μm。此处，当在基材上形成液晶取向膜时，为了提高液晶取向膜对液晶的取向性、或提高液晶取向膜与基材(特别是树脂膜基材)的密接性，有时会使液晶取向膜的膜厚较厚(例如0.2μm或0.3μm以上)。另一方面，若使液晶取向膜的膜厚厚，则取向膜中容易残存溶剂，通过所述残存溶剂的影响，有时会在取向膜表面产生涂布不均，或者在将形成有液晶取向膜的基材层叠时发生取向膜中的聚合体成分或残存溶剂移至基材侧的背移。所述情况下，所获得的显示元件的液晶的取向性容易降低、或制品良率容易降低。作为用以减少取向膜中的残存溶剂的手段之一，考虑提高膜形成时的加热温度，但若需要在高温下加热，则树脂膜作为基材的应用受到限制。就所述方面而言，在使液晶取向膜的膜厚厚至0.3μm以上的情况下，本公开的液晶取向剂也可抑制产生所述不良，作为用于树脂膜的液晶取向剂而言优选。
[步骤2：取向处理]
继而，实施对所述步骤1中形成的涂膜赋予液晶取向能力的处理(取向处理)。由此，对涂膜赋予液晶分子的取向能力而成为液晶取向膜。作为取向处理，可列举：利用卷绕着包含例如尼龙(nylon)、人造丝(rayon)、棉(cotton)等纤维的布的辊对涂膜朝一定方向进行摩擦，由此而对涂膜赋予液晶取向能力的摩擦处理；对涂布有液晶取向剂的基板面进行光照射而对涂膜赋予液晶取向能力的光取向处理等。就可抑制因产生尘埃或静电等而产生显示不良或良率降低的方面、可对基板上所形成的有机薄膜均匀地赋予液晶取向能力的方面而言，可优选地应用光取向处理。再者，在制造垂直取向型的液晶显示元件的情况下，可将所述步骤1中形成的涂膜直接用作液晶取向膜，但也可对所述涂膜实施取向处理。
在光取向处理中，作为所照射的光，例如可列举包含150nm～800nm的波长的光的紫外线、可见光线等。这些中，优选为包含300nm～400nm的波长的光的紫外线。照射光可为偏光，也可为非偏光。作为偏光，优选为使用包含直线偏光的光。在所使用的光为偏光的情况下，光的照射可自垂直于基板面的方向进行，也可自倾斜方向进行，或者可将这些组合来进行。在照射非偏光的情况下，需要自相对于基板面倾斜的方向进行照射。
作为所使用的光源，例如可列举：低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯、水银-氙灯(hg-xe灯)等。偏光可通过将所述光源与例如滤光器、衍射光栅等并用的方法等而获得。光的照射量优选为设为0.1mj/cm2～1,000mj/cm2，更优选为设为1mj/cm2～500mj/cm2。
[步骤3-1：光学各向异性膜的形成]
在作为液晶元件而制造相位差膜的情况下，继而，在光照射后的涂膜(液晶取向膜)上涂布聚合性液晶来进行硬化。由此，在液晶取向膜的表面上形成作为具有光学补偿功能的有机薄膜的光学各向异性膜。此处所使用的聚合性液晶为通过加热及光照射中的至少任一种处理而进行聚合的液晶化合物。作为聚合性液晶所具有的聚合性基，例如可列举：(甲基)丙烯酰基、乙烯基、乙烯基苯基、烯丙基等，优选为(甲基)丙烯酰基。
作为聚合性液晶，可使用现有公知者，具体而言，例如可列举非专利文献1(《uv可硬化液晶及其应用》、液晶、第3卷第1号(1999年)、第34～42页))中记载的向列液晶。另外，也可为胆固醇液晶、盘状液晶、添加有手性剂的扭转向列取向型液晶等。聚合性液晶可为多个液晶化合物的混合物，也可为进而含有公知的聚合引发剂或适当的溶媒、聚合性单体、表面活性剂等的组合物。在所形成的液晶取向膜上涂布聚合性液晶时，例如可采用棒涂布机法、辊涂布机法、旋转器法、印刷法、喷墨法等适当的涂布方法。
继而，对以所述方式所形成的聚合性液晶的涂膜实施选自加热及光照射中的一种以上的处理，由此而将所述涂膜硬化，形成液晶层(光学各向异性膜)。就获得良好的取向而言，优选为重叠进行这些处理。涂膜的加热温度可根据所使用的聚合性液晶的种类而适当选择。例如，在使用默克(merck)公司制造的rms03-013c的情况下，优选为在40℃～80℃的范围的温度下进行加热。加热时间优选为0.5分钟～5分钟。作为对涂膜的照射光，可优选地使用具有200nm～500nm的范围的波长的非偏光的紫外线。作为光的照射量，优选为设为50mj/cm2～10,000mj/cm2，更优选为设为100mj/cm2～5,000mj/cm2。再者，对涂膜的偏光放射线的照射可自规定的偏光方向仅进行一次，也可对涂膜照射多次偏光方向(入射方向)不同的放射线。
作为所形成的光学各向异性膜的厚度，可根据所期望的光学特性而适当设定。例如，作为相位差膜，在制造波长540nm的可见光下的1/2波长板的情况下，选择作为相位差膜的光学各向异性膜的相位差成为240nm～300nm的厚度，若为1/4波长板，则选择相位差成为120nm～150nm那样的厚度。可获得目标相位差的光学各向异性膜的厚度视所使用的聚合性液晶的光学特性而不同。例如在使用默克制造的rms03-013c的情况下，用于制造1/4波长板的厚度为0.6μm～1.5μm的范围。
作为生产相位差膜的方法，就工业上可简便地规模生产而言，有时采用辊对辊方式。所述方法中，进行连续实施以下处理的步骤，并将经过这些步骤后的膜再次以卷绕体的形式回收，所述处理为：自长条状的树脂膜为卷状的卷绕体卷出树脂膜，在所述卷出的膜上形成液晶取向膜的处理；在液晶取向膜上涂布聚合性液晶并进行硬化的处理；以及视需要将保护膜层叠的处理。另外，在辊对辊方式中，有时在自形成液晶取向膜的步骤转而进行涂布聚合性液晶及硬化的步骤的期间，将带取向膜的树脂膜暂时卷绕，其后，进行下一步骤(聚合性液晶的涂布及硬化)。此时，若存在液晶取向膜中的残存溶剂或聚合体成分向基材侧移动的背移，或即便不存在背移，取向膜中的溶剂去除也不充分，则在为了进行聚合性液晶的涂布及硬化处理而将膜卷出时，容易产生液晶取向膜自基材剥离的膜剥离。关于所述方面，根据本公开的液晶取向剂，可减少取向膜中残存的溶剂量，由此可不易产生向基材的背移，就所述方面而言优选。
[步骤3-2：液晶单元的构筑]
在作为液晶元件而制造液晶显示元件的情况下，准备如所述那样形成有液晶取向膜的两块基材，在相向配置的两块基材间配置液晶，由此制造液晶单元。具体而言，可列举：通过密封剂将一对基材的周边部贴合，并将液晶注入填充于通过基材表面及密封剂所划分的单元间隙内，然后将注入孔密封的方法；将密封剂涂布于其中一个基材的液晶取向膜侧的周边部，进而在液晶取向膜面上的规定几处滴加液晶后，以使液晶取向膜相向的方式将另一个基材贴合，并且将液晶扩散于基板的整个面上，其后使密封剂硬化的方法(液晶滴注(onedropfilling，odf)方式)等。作为密封剂，例如可列举含有硬化剂及作为间隔物(spacer)的氧化铝球的环氧树脂等。液晶可列举向列液晶及近晶液晶，其中优选为向列液晶。另外，也可在液晶中添加胆甾醇型液晶(cholestericliquidcrystal)、手性剂、铁电性液晶(ferroelectricliquidcrystal)等来使用。
接下来，视需要在液晶单元的外侧表面贴合偏光板，由此而获得液晶显示元件。作为偏光板，可列举以乙酸纤维素保护膜将一边使聚乙烯醇延伸取向一边使其吸收碘而成的被称为“h膜”的偏光膜夹持所得的偏光板、或包含h膜本身的偏光板。
实施例
以下，通过实施例来对本发明进一步进行具体说明，但本发明并不这些实施例的任何限制。
以下的例子中，通过以下方法测定聚合体的重量平均分子量mw、数量平均分子量mn及环氧当量、以及聚合体溶液的溶液粘度。以下的实施例中使用的原料化合物及聚合体的必要量通过视需要重复进行下述的合成例中所示的合成规模下的合成而确保。
[聚合体的重量平均分子量mw及数量平均分子量mn]
mw及mn是通过以下的条件下的gpc进行测定而得的聚苯乙烯换算值。
管柱：东曹(股)制造、tskgelgrcxlii
溶剂：四氢呋喃
温度：40℃
压力：68kgf/cm2
[环氧当量]
环氧当量是通过日本工业标准(japaneseindustrialstandards，jis)c2105中记载的盐酸-甲基乙基酮法进行测定。
[聚合体溶液的溶液粘度]
聚合体溶液的溶液粘度(mpa·s)使用e型旋转粘度计在25℃下进行测定。
＜聚合体及化合物的合成＞
[合成例1-1：含环氧基的聚有机硅氧烷(eps-1)的合成]
在具备搅拌机、温度计、滴加漏斗及回流冷却管的反应容器中装入丙二醇单甲醚乙酸酯100g、去离子水100g、三乙胺10.0g、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷68.1g、甲基丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷31.9g、季戊四醇四[3-(3,5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]0.074g，在室温下加以混合。继而，在60℃下回流6小时来进行反应。在反应结束后，取出有机层，通过0.2质量％硝酸铵水溶液进行清洗至清洗后的水成为中性为止后，在减压下蒸馏去除溶媒及水，由此，以粘调的透明液体形式获得含环氧基的聚有机硅氧烷(eps-1)。对所述含环氧基的聚有机硅氧烷进行1h-核磁共振(nuclearmagneticresonance，nmr)分析，结果确认到在化学偏移(δ)＝3.2ppm附近可获得基于氧杂环丙基的波峰，反应过程中不会引起环氧基的副反应。所述含环氧基的聚有机硅氧烷的重量平均分子量mw为2,200，环氧当量为186g/摩尔。
[合成例1-2：聚有机硅氧烷(ps-1)的合成]
在100ml的三口烧瓶中装入合成例1-1中所得的含环氧基的聚有机硅氧烷(eps-1)10.1g、4-(4-正戊基环己基)苯甲酸1.3g、丙二醇单甲醚乙酸酯17g、及四丁基溴化铵0.3g，在90℃下搅拌12小时。反应结束后，对于反应溶液，利用0.75等量(质量)的环己烷加以稀释，并进行5次水洗。将所述溶液浓缩，并利用丙二醇单甲醚乙酸酯(pgmea)加以稀释，反复进行2次所述操作，获得包含具有垂直取向性基的聚有机硅氧烷(ps-1)的溶液。所述聚有机硅氧烷(ps-1)的重量平均分子量mw为8,000。
[合成例2-a：肉桂酸衍生物(mc-1)的合成]
在具备冷却管的500ml的三口烧瓶中加入1-溴-4-环己基苯19.2g、乙酸钯0.18g、三(2-甲苯基)膦0.98g、三乙胺32.4g及二甲基乙酰胺135ml加以混合。继而，利用注射器将丙烯酸7g加入混合溶液中进行搅拌。进而一边在120℃下将所述混合溶液加热3小时，一边进行搅拌。利用薄层色谱法(thinlayerchromatography，tlc)确认反应的结束后，将反应溶液冷却至室温。将沉淀物过滤分离后，将滤液注入1n盐酸水溶液300ml中，并回收沉淀物。利用乙酸乙酯与己烷的1：1(质量比)溶液对这些沉淀物进行再结晶，由此而获得10.2g的由下述式(mc-1)所表示的肉桂酸衍生物。
[化10]
[合成例2-1：含环氧基的聚有机硅氧烷(eps-2)的合成]
在具备搅拌机、温度计、滴加漏斗及回流冷却管的反应容器中装入2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷100.0g、甲基异丁基酮500g及三乙胺10.0g，在室温下加以混合。继而，自滴加漏斗花费30分钟滴加去离子水100g后，在回流下加以混合，并且在80℃下使其反应6小时。在反应结束后，取出有机层，通过0.2重量％硝酸铵水溶液进行清洗至清洗后的水成为中性为止后，在减压下蒸馏去除溶媒及水，由此，以粘调的透明液体形式获得含环氧基的聚有机硅氧烷(eps-1)。
对所述含环氧基的聚有机硅氧烷进行1h-nmr分析，结果确认到在化学偏移(δ)＝3.2ppm附近可获得基于氧杂环丙基的波峰，反应过程中不会引起环氧基的副反应。所述含环氧基的聚有机硅氧烷的重量平均分子量mw为2,200，环氧当量为186g/摩尔。
[合成例2-2：含光取向性基的聚有机硅氧烷(ps-2)的合成]
在100ml的三口烧瓶中装入合成例2-1中所得的含环氧基的聚有机硅氧烷(eps-2)10.1g、含丙烯酸基的羧酸(东亚合成股份有限公司，商品名“亚罗尼斯(aronix)m-5300”、丙烯酸ω-羧基聚己内酯(聚合度n≒2))0.5g、乙酸丁酯20g、合成例2-a中获得的肉桂酸衍生物(mc-1)1.5g、及四丁基溴化铵0.3g，在90℃下搅拌12小时。在反应结束后，利用与反应溶液等量(质量)的丙二醇单甲醚乙酸酯加以稀释，并进行3次水洗。将所述溶液浓缩，并利用丙二醇单甲醚乙酸酯加以稀释，反复进行2次所述操作，最终获得包含具有光取向性基的聚有机硅氧烷(ps-2)的溶液。所述聚有机硅氧烷(ps-2)的重量平均分子量mw为9,000。
[合成例3-1：含环氧的聚甲基丙烯酸酯(ap-1)的合成]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中装入作为聚合引发剂的2,2'-偶氮双(异丁腈)1质量份、及作为溶媒的丙二醇单甲醚乙酸酯180质量份。在其中加入甲基丙烯酸3,4-环氧基环己基甲酯50质量份、及甲基丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯50质量份，对烧瓶内进行氮气置换后，缓慢地开始搅拌。使溶液温度上升至80℃，并维持所述温度5小时，由此而获得含有32.9质量％的具有环氧基的聚甲基丙烯酸酯的聚合体溶液。所获得的含环氧的聚甲基丙烯酸酯的数量平均分子量mn为16,000。
[合成例4-1：含光取向性基的聚酰胺酸(paa-1)的合成]
将作为四羧酸二酐的2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐2.24g(0.01摩尔)、以及作为二胺的由下述式(8)所表示的化合物2.54g(0.01摩尔)溶解于n-甲基-2-吡咯烷酮(n-methyl-2-pyrrolidone，nmp)27.1g中，在40℃下使其反应3小时，由此而获得含有15质量％的聚酰胺酸(paa-1)的溶液31.8g。所述聚酰胺酸溶液的溶液粘度为68mpa·s。
[化11]
[合成例5-a：甲基丙烯酸酯(9)的合成]
将4,4'-联苯基二醇与1,6-二溴己烷在碱条件下加热，由此而合成4'-(6-溴己基氧基)联苯基-4-醇。使甲基丙烯酸锂与所述产物反应，获得2-(4'-羟基联苯基-4-基氧基)己基氧基甲基丙烯酸酯。继而，在碱性条件下加入4-甲氧基肉桂酰氯，合成由下述式(9)所表示的化合物(甲基丙烯酸酯(9))。
[化12]
[合成例5-b：甲基丙烯酸酯(10)的合成]
将4-羟基肉桂酸与1-羟基-6-己醇在碱条件下加热，由此而合成4-(6-羟基己基氧基)肉桂酸。使甲基丙烯酰氯与所述产物在碱性条件下反应，获得由下述式(10)所表示的化合物(甲基丙烯酸酯(10))。
[化13]
[合成例5-c：甲基丙烯酸酯(11)的合成]
将4-碘酚与6-氯-1-己醇在碱条件下加热，由此而合成4-(6-羟基己基氧基)碘酚。使2-甲基-3-丁炔-2-醇与所述产物反应后，在碱条件下进行加热，由此而获得4-(6-羟基己基氧基)乙炔基苯(将其设为化合物a)。另外，在另一路径，使4-甲氧基肉桂酰氯与4-碘酚反应，合成4-碘苯基-3-(4-甲氧基苯基)丙烯酸酯(将其设为化合物b)。接下来，使化合物a与化合物b在碱性条件下反应，由此而获得由下述式(11)所表示的化合物(甲基丙烯酸酯(11))。
[化14]
[合成例5-1：具有液晶性的聚甲基丙烯酸酯(lcp-1)的合成]
将甲基丙烯酸酯(9)溶解于四氢呋喃中，添加作为反应引发剂的偶氮双异丁腈(aibn)来进行聚合，由此而获得聚合物溶液。将所述聚合物溶液滴加至二乙醚(5000ml)中，将所获得的沉淀物过滤。利用二乙醚来清洗所述沉淀物，并在40℃的烘箱中减压干燥，以粉末形式获得具有液晶性的聚甲基丙烯酸酯(lcp-1)。所获得的聚甲基丙烯酸酯(lcp-1)的数量平均分子量为46,000，重量平均分子量为119,600。所述聚甲基丙烯酸酯(lcp-1)在116℃～315℃的温度范围内显示出液晶性。
[合成例5-2：具有液晶性的聚甲基丙烯酸酯(lcp-2)的合成]
使用甲基丙烯酸酯(10)来代替甲基丙烯酸酯(9)，除所述方面以外，进行与合成例5-1同样的操作，由此而获得聚甲基丙烯酸酯(lcp-2)。所获得的聚甲基丙烯酸酯(lcp-2)的数量平均分子量为46,000，重量平均分子量为119,600。所述聚甲基丙烯酸酯(lcp-2)在135℃～187℃的温度范围内显示出液晶性。
[合成例5-3：具有液晶性的聚甲基丙烯酸酯(lcp-3)的合成]
使用甲基丙烯酸酯(11)来代替甲基丙烯酸酯(9)，除所述方面以外，进行与合成例5-1同样的操作，由此而获得聚甲基丙烯酸酯(lcp-3)。所获得的聚甲基丙烯酸酯(lcp-3)的数量平均分子量为46,000，重量平均分子量为119,600。所述聚甲基丙烯酸酯(lcp-3)在66℃～320℃的温度范围内显示出液晶性。
＜液晶取向膜的制作及评价＞
[实施例1]
1.液晶取向剂的制备
在含有聚甲基丙烯酸酯(ap-1)作为聚合体成分的溶液中，以聚甲基丙烯酸酯(ap-1)：聚有机硅氧烷(ps-1)＝95：5(质量比)的方式加入聚有机硅氧烷(ps-1)，进而加入作为溶剂的3-甲氧基丙酸甲酯(mmp)、丙二醇单甲醚乙酸酯(pgmea)、及丙二醇单甲醚(pgme)并充分搅拌，制成溶剂组成为mmp：pgmea：pgme＝10：40：50(质量比)、固体成分浓度为4.0质量％的溶液。使用孔径为1μm的过滤器将所述溶液过滤，由此制备液晶取向剂(al-1)。
2.涂布性的评价
作为评价用样品，利用棒涂机将所述1.中制备的液晶取向剂(al-1)涂布于pet膜上，在120℃下干燥2分钟而形成液晶取向膜。在显微镜下观察所述液晶取向膜的表面的不均，由此来评价液晶取向剂的涂布性(涂布不均)。作为评价用样品，制作干燥后的液晶取向膜的膜厚为0.1μm、0.3μm的两种。再者，膜厚越厚，越容易在液晶取向膜的表面产生不均。评价时，将涂膜表面完全未观察到不均的情况评价为“非常良好(◎)”，将涂膜表面观察到极少不均的情况评价为“良好(○)”，将涂布表面观察到稍许不均的情况评价为“可(△)”，将涂膜表面观察到许多不均的情况评价为“不良(×)”。结果，所述实施例中，膜厚0.1μm的情况下为“非常良好”的评价，膜厚0.3μm的情况下为“良好”的评价。
3.向基材的背移性的评价
作为评价用样品，利用棒涂机将所述1.中制备的液晶取向剂(al-1)涂布于pet膜上，在120℃下干燥2分钟而形成膜厚0.1μm的液晶取向膜。继而，在液晶取向膜面(a)上层叠pet膜(b)，在80℃下保持施加有负荷40g/cm2的状态30分钟后，维持层叠状态而冷却至室温。其后，将pet膜(b)自液晶取向膜面(a)剥离，目视观察pet膜(b)中液晶取向膜的聚合体成分及残留溶剂是否发生背移。再者，在液晶取向膜的聚合体成分及残留溶剂背移至pet膜(b)的情况下，以白浊的形式观察到背移的部分。评价时，将pet膜(b)中完全未观察到背移的情况评价为“非常良好(◎)”，将观察到极少背移的情况评价为“良好(○)”，将观察到稍许背移的情况评价为“可(△)”，将整体观察到背移的情况评价为“不良(×)”。另外，将负荷自40g/cm2变更为80g/cm2，除此以外，以与所述相同的方式进行评价。结果，所述实施例中，将负荷设为40g/cm2的情况及设为80g/cm2的情况的两者均为“非常良好”的评价。
[实施例2～实施例23及比较例1～比较例4]
将液晶取向剂的调配组成如下述表1及表2所记载那样变更，除此以外，进行与实施例1同样的操作，分别制备液晶取向剂(al-2)～液晶取向剂(al-23)、液晶取向剂(bl-1)～液晶取向剂(bl-4)。另外，分别使用液晶取向剂(al-2)～液晶取向剂(al-23)、液晶取向剂(bl-1)～液晶取向剂(bl-4)来代替液晶取向剂(al-1)，除此以外，以与实施例1相同的方式进行各种评价。将这些结果示于下述表3中。
表1及表2中，聚合体一栏括弧内的数值表示各聚合体相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合体成分的合计100质量份的调配比例(质量份)。溶剂一栏的数值表示各溶剂相对于液晶取向剂的制备中使用的溶剂成分的合计100质量份的调配比例(质量份)。“-”是指并未使用所述化合物。化合物的略号如以下所述。
＜溶剂＞
mmp：3-甲氧基丙酸甲酯
eep：3-乙氧基丙酸乙酯
mba：3-甲氧基丁基乙酸酯
pgmpe：丙二醇甲基丙基醚
pgmbe：丙二醇甲基丁基醚
ca：乙酸环己酯
cp：丙酸环己酯
nmp：n-甲基-2-吡咯烷酮
gbl：γ-丁内酯
nep：n-乙基-2-吡咯烷酮
dmi：1,3-二甲基-2-咪唑烷酮
pgmea：丙二醇单甲醚乙酸酯
pgme：丙二醇单甲醚
dedg：二乙二醇二乙醚
bc：丁基溶纤剂
[表3]
如根据表3可知那样，使用包含(a)溶剂的液晶取向剂的实施例1～实施例23的涂布性及背移性为“非常良好”、“良好”或“可”的评价，取得两者的平衡。另外，通过并用(b)溶剂，将液晶取向膜的膜厚设为0.3μm时的涂布性进一步改善。另一方面，不含溶剂(a)的比较例的比较例1～比较例3中，若将膜厚设为0.3μm，则涂布性为“不良”的评价。另外，比较例3、比较例4中背移性为“不良”的评价。