CN116731728A - 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件，所述液晶取向剂可获得液晶取向性良好且DC蓄积特性及DC缓和特性良好而且不易产生残像的液晶元件。一种液晶取向剂，含有聚合物P。聚合物P在同一分子内包含部分结构U2‑1、U2‑2及U2‑3中的任意一个以上与部分结构U1，且包含部分结构U1的分子在同一分子内或不同的分子内包含部分结构U2‑1、U2‑2及U2‑3中的任意两个以上。部分结构U1具有从式(Y‑1)所表示的结构中去除两个氢原子而成的部分结构。部分结构U2‑1在主链中包含链状烃结构与“*1‑NR1‑CO‑”等所邻接的部分结构。部分结构U2‑2具有羧酸基或磺酸基。部分结构U2‑3具有含氮杂环。

Description

液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件
技术领域
本发明涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件。
背景技术
液晶元件被应用于从液晶电视或信息显示器(information display)等等相对大型的显示装置到智能手机等小型的显示装置的广泛用途中。液晶元件的性能由液晶的取向性或预倾角的大小、电压保持率等各种特性决定。为了提高液晶元件的性能，以往对用于使液晶沿一定方向排列的液晶取向膜进行了改良。
当通过对液晶元件施加电压而电荷蓄积于液晶单元内时，有时以残像(直流(Direct Current，DC)残像)的形式被观察者视认到，液晶元件的显示品质会降低。因此，作为对液晶取向膜所要求的特性之一，可列举电荷的蓄积少。
因此，以往提出了各种用于抑制液晶单元内的电荷的蓄积并改善液晶元件的显示品质的技术(例如，参照专利文献1或专利文献2)。在专利文献1中公开了通过使液晶取向剂含有如下聚酰胺酸，即N4,N4'-双(4-氨基苯基)-联苯胺之类的包含含氮二胺的二胺化合物与四羧酸二酐反应而获得的聚酰胺酸来实现蓄积电荷的减低。在专利文献2中公开了通过使液晶取向剂含有由如下二胺，即具有通过氨基而键结有咔唑结构与苯环的结构的二胺获得的聚合物而获得蓄积电荷的缓和快的液晶取向膜。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2008-107811号公报
[专利文献2]国际公开第2018/110354号
发明内容
[发明所要解决的问题]
伴随着液晶元件的进一步高品质化的要求，而要求开发一种更不易产生残像的液晶元件。为了抑制残像的产生来实现液晶元件的高品质化，而要求即便在施加电压的情况下，电荷也不易蓄积于液晶单元中(以下，也称为“DC蓄积特性”)且所蓄积的电荷可迅速得到缓和(以下，也称为“DC缓和特性”)。另外，为了获得高品质的液晶元件，理想的是在将作为液晶元件的基本特性之一的液晶取向性维持得良好的同时使DC蓄积特性及DC缓和特性此两者良好。
本发明是鉴于所述课题而成的，目的之一在于提供一种液晶取向剂，其可获得液晶取向性良好且DC蓄积特性及DC缓和特性良好的、不易产生残像的液晶元件。
[解决问题的技术手段]
可通过本发明来提供以下手段。
＜1＞一种液晶取向剂，含有聚合物(P)，所述聚合物(P)在同一分子内包含下述式(1)所表示的部分结构和下述式(2)所表示的部分结构、下述式(3)所表示的部分结构及下述式(4)所表示的部分结构中的任意一个以上，且包含下述式(1)所表示的部分结构的分子在同一分子内或不同的分子内包含下述式(2)所表示的部分结构、下述式(3)所表示的部分结构及下述式(4)所表示的部分结构中的任意两个以上。
[化1]
(式(1)中，X1为四价有机基；Y1为具有从下述式(Y-1)所表示的结构中去除两个氢原子而成的部分结构的二价有机基)
[化2]
(式(Y-1)中，A1及A2分别独立地为具有芳香族烃环的一价基且芳香族烃环与式(Y-1)中的氮原子键结，或者表示A1与A2相互结合并与A1及A2所键结的氮原子一起构成的含氮缩合杂环结构；A3为氢原子或一价有机基；其中，在A1及A2表示相互结合并与A1及A2所键结的氮原子一起构成的含氮缩合杂环结构的情况下，含氮缩合杂环结构具有两个以上的芳香族烃环，含氮缩合杂环结构所具有的两个芳香族烃环具有共享式(Y-1)中的氮原子地键结的稠环结构，或者A3具有芳香族烃环且A3所具有的芳香族烃环与式(Y-1)中的氮原子键结)
[化3]
(式(2)、式(3)及式(4)中，X2、X3及X4分别独立地为四价有机基；Y2为在主链中包含链状烃结构与“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”所邻接的部分结构的二价基；R1及R2分别独立地为氢原子或一价有机基；“*1”表示与链状烃结构的键结键；Y3为具有羧酸基或磺酸基的二价有机基；Y4为具有选自由含氮杂环、“-R3-NR4-R5-”及“-R6-NR7R8”所组成的群组中的至少一种部分结构的二价有机基(其中，相当于Y2的基除外)；R3、R5及R6分别独立地为二价脂肪族烃基；R4、R7及R8分别独立地为氢原子、热脱离性基或一价脂肪族烃基)
＜2＞根据所述＜1＞所记载的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)在同一分子内包含所述式(1)所表示的部分结构和所述式(2)所表示的部分结构、所述式(3)所表示的部分结构及所述式(4)所表示的部分结构中的任意两个以上。
＜3＞根据所述＜1＞或＜2＞所记载的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)包含源自芳香族四羧酸二酐的结构单元。
＜4＞根据所述＜1＞至＜3＞中任一项所记载的液晶取向剂，还含有与所述聚合物(P)不同的聚合物(Q)。
＜5＞根据所述＜4＞所记载的液晶取向剂，含有包含选自由下述式(5)所表示的部分结构及下述式(6)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种的聚合物作为所述聚合物(Q)。
[化4]
(式(5)及式(6)中，X5及X6分别独立地为具有脂环式结构的四价基；Y5及Y6分别独立地为包含在氮原子上键结有热脱离性基的部分结构的二价有机基)
＜6＞根据所述＜5＞所记载的液晶取向剂，其中，所述脂环式结构为经取代或未经取代的环丁烷环结构。
＜7＞根据所述＜1＞至＜6＞中任一项所记载的液晶取向剂，还含有在一分子内具有三个以上的选自由氧杂环丙基、氧杂环丁基、羟基、巯基、氨基及聚合性碳-碳双键基所组成的群组中的至少一种的化合物。
＜8＞根据所述＜1＞至＜7＞中任一项所记载的液晶取向剂，还含有具有三烷氧基硅烷基的化合物。
＜9＞一种液晶取向膜，使用根据所述＜1＞至＜8＞中任一项所记载的液晶取向剂而形成。
＜10＞一种液晶元件，包括根据所述＜9＞所记载的液晶取向膜。
[发明的效果]
通过本发明的液晶取向剂，可获得如下液晶元件，即在维持良好的液晶取向性的同时使DC蓄积特性及DC缓和特性良好，并且不易产生由电荷的蓄积所引起的残像的液晶元件。
具体实施方式
《液晶取向剂》
以下，对本公开的液晶取向剂中所含的各成分及视需要任意调配的其他成分进行说明。此外，关于各成分，只要未特别提及，则可单独使用一种，也可组合使用两种以上。
这里，在本说明书中，所谓“烃基”是包含链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基的含义。所谓“链状烃基”是指主链不含环状结构，仅包含链状结构的直链状烃基及分支状烃基。其中，链状烃基可为饱和也可为不饱和。所谓“脂环式烃基”是指仅包含脂环式烃的结构作为环结构，不含芳香环结构的烃基。其中，脂环式烃基无需仅包含脂环式烃的结构，也包括在其一部分中具有链状结构的基。所谓“芳香族烃基”是指包含芳香环结构作为环结构的烃基。其中，芳香族烃基无需仅包含芳香环结构，也可在其一部分中包含链状结构或脂环式烃的结构。“芳香环”是包含芳香族烃环及芳香族杂环的含义。所谓“有机基”是指从包含碳的化合物(即，有机化合物)中去除任意的氢原子而成的原子团。
聚合物的“主链”是指聚合物中包含最长的原子链的“主干”的部分。可容许所述“主干”部分包含环结构。例如，所谓“在主链中具有特定结构”是指所述特定结构构成主链的一部分。所谓“侧链”是指从聚合物的“主干”分支的部分。“四羧酸衍生物”是包含四羧酸二酐、四羧酸二酯及四羧酸二酯二卤化物的含义。
本公开的液晶取向剂含有聚合物(P)。聚合物(P)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种，且是在分子内包含部分结构(U1)的高分子的集合体。另外，构成聚合物(P)的分子在同一分子内包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)中的任意一个以上与部分结构(U1)，包含部分结构(U1)的分子在同一分子内或不同的分子内包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)中的任意两个以上。关于各部分结构，部分结构(U1)具有对聚合物赋予空穴传输性的特定的含氮结构。部分结构(U2-1)具有对聚合物的主链赋予氢键性的结构。部分结构(U2-2)具有酸性官能基，部分结构(U2-3)具有含氮杂环。
此处，包含部分结构(U1)的分子在同一分子内或不同的分子内包含“部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)中的任意两个以上”是指在作为高分子的集合体的聚合物(P)中包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)此三个部分结构中的任意两个、或者包含全部三个。具体而言，在聚合物(P)包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)此三个部分结构中的任意两个的情况下，聚合物(P)(即，包含部分结构(U1)的高分子的集合体)在同一分子内或不同的分子内包含部分结构(U2-1)与部分结构(U2-2)、或包含部分结构(U2-1)与部分结构(U2-3)、或者包含部分结构(U2-2)与部分结构(U2-3)。另外，在聚合物(P)包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)此全部三个的情况下，聚合物(P)在同一分子内或不同的分子内包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)。作为聚合物(P)的具体形态，可列举以下的＜1＞～＜4＞。
＜1＞一种聚合物，其中，包含部分结构(U1)的分子在同一分子内或不同的分子内包含部分结构(U2-1)与部分结构(U2-2)。
＜2＞一种聚合物，其中，包含部分结构(U1)的分子在同一分子内或不同的分子内包含部分结构(U2-1)与部分结构(U2-3)。
＜3＞一种聚合物，其中，包含部分结构(U1)的分子在同一分子内或不同的分子内包含部分结构(U2-2)与部分结构(U2-3)。
＜4＞一种聚合物，其中，包含部分结构(U1)的分子在同一分子内或不同的分子内包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)。
此外，所述＜1＞～＜4＞的各聚合物可仅包含一种部分结构(U1)，也可包含两种以上。所述＜1＞、＜2＞及＜4＞的各聚合物可仅包含一种部分结构(U2-1)，也可包含两种以上。所述＜1＞、＜3＞及＜4＞的各聚合物可仅包含一种部分结构(U2-2)，也可包含两种以上。所述＜2＞～＜4＞的各聚合物可仅包含一种部分结构(U2-3)，也可包含两种以上。
作为聚合物(P)在不同的分子内包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)中的任意两个以上时的具体例，例如在所述＜1＞的情况下，可列举聚合物(P)包括在同一分子内具有部分结构(U1)及部分结构(U2-1)的聚合物、以及在同一分子内具有部分结构(U1)及部分结构(U2-2)的聚合物的形态。在所述＜4＞的情况下，可列举：聚合物(P)包括在同一分子内具有部分结构(U1)及部分结构(U2-1)的聚合物、在同一分子内具有部分结构(U1)及部分结构(U2-2)的聚合物、以及在同一分子内具有部分结构(U1)及部分结构(U2-3)的聚合物的形态；聚合物(P)包括在同一分子内具有部分结构(U1)、部分结构(U2-1)及部分结构(U2-2)的聚合物、以及在同一分子内具有部分结构(U1)及部分结构(U2-3)的聚合物的形态；聚合物(P)包括在同一分子内具有部分结构(U1)及部分结构(U2-1)的聚合物、以及在同一分子内具有部分结构(U1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)的聚合物的形态等。
就可在极力减少构成液晶取向剂的成分的数量的同时获得因DC蓄积特性及DC缓和特性良好而残像少的液晶元件的方面而言，聚合物(P)优选为在同一分子内包含部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)中的任意两个以上与部分结构(U1)。
以下，对部分结构(U1)、部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)的详细情况进行说明。
＜部分结构(U1)＞
部分结构(U1)为下述式(1)所表示的结构单元。
[化5]
(式(1)中，X1为四价有机基；Y1为具有从下述式(Y-1)所表示的结构中去除两个氢原子而成的部分结构的二价有机基)
[化6]
(式(Y-1)中，A1及A2分别独立地为具有芳香族烃环的一价基且芳香族烃环与式(Y-1)中的氮原子键结，或者表示A1与A2相互结合并与A1及A2所键结的氮原子一起构成的含氮缩合杂环结构；A3为氢原子或一价有机基；其中，在A1及A2表示相互结合并与A1及A2所键结的氮原子一起构成的含氮缩合杂环结构的情况下，含氮缩合杂环结构具有两个以上的芳香族烃环，含氮缩合杂环结构所具有的两个芳香族烃环具有共享式(Y-1)中的氮原子地键结的稠环结构，或者A3具有芳香族烃环且A3所具有的芳香族烃环与式(Y-1)中的氮原子键结)
在所述式(1)中，Y1为源自具有从所述式(Y-1)所表示的结构中去除两个氢原子而成的部分结构的二胺(以下，也称为“特定二胺(D1)”)的基。所述式(Y-1)中的A1及A2分别具有芳香族烃环，在A1及A2所具有的芳香族烃环通过单键而与式(Y-1)中的氮原子键结的情况下，A1及A2中的芳香族烃环可为单环也可为多环。作为A1及A2中的芳香族烃环，可列举：苯环、萘环、蒽环等。这些中，A1及A2中的芳香族烃环优选为苯环或萘环，更优选为苯环。A1及A2中的芳香族烃环可具有取代基。作为所述取代基，可列举：甲基、乙基、卤素原子等。
在A1及A2表示相互结合并与A1及A2所键结的氮原子一起构成的含氮缩合杂环结构的情况下，作为所述含氮缩合杂环结构，可列举：吲哚啉结构、吲哚结构、1,2,3,4-四氢喹啉结构、1,2-二氢喹啉结构、1,2-二氢异喹啉结构、咔唑结构、吩噁嗪结构、吩噻嗪结构等。这些杂环结构可在环部分具有取代基。作为所述取代基，可列举：甲基、乙基、卤素原子等。这些中，A1及A2相互结合而构成的含氮缩合杂环结构优选为吲哚啉结构、吲哚结构、1,2,3,4-四氢喹啉结构、1,2-二氢喹啉结构、1,2-二氢异喹啉结构、咔唑结构。
在A3为一价有机基的情况下，作为所述一价有机基，可列举碳数1～10的一价烃基及热脱离性基等。作为一价烃基，例如可列举碳数1～10的烷基、碳数3～10的环烷基、碳数6～10的芳基。
热脱离性基为因在形成液晶取向膜时等对液晶取向剂赋予的热而脱离并被取代为氢原子的取代基。作为热脱离性基，例如可列举：氨基甲酸酯系保护基、酰胺系保护基、酰亚胺系保护基、磺酰胺系保护基等。这些中，就基于热的脱离性高的方面而言，优选为氨基甲酸酯系保护基。作为其具体例，可列举：叔丁氧基羰基、苄基氧基羰基、1,1-二甲基-2-卤代乙基氧基羰基、烯丙基氧基羰基、2-(三甲基硅烷基)乙氧基羰基、9-芴基甲基氧基羰基等。就基于热的脱离性优异且可减少脱保护后的部分在膜中的残存量的方面而言，这些中，特别优选为叔丁氧基羰基(Boc基)。
在A1及A2表示所述含氮缩合杂环结构的情况下，由A1及A2表示的含氮缩合杂环结构具有两个以上的芳香族烃环，所述含氮缩合杂环结构所具有的两个芳香族烃环具有共享式(Y-1)中的氮原子地键结的稠环结构(以下，也称为“稠环结构Cp”)，或者A3具有芳香族烃环且所述芳香族烃环与式(Y-1)中的氮原子键结。作为稠环结构Cp，可列举咔唑结构、吩噁嗪结构、吩噻嗪结构等，优选为咔唑结构。
所述式(1)中的Y1只要具有从所述式(Y-1)所表示的结构中去除两个氢原子而成的部分结构即可。从所述式(Y-1)所表示的结构中去除的氢原子可为A1、A2及A3的任一个所具有的氢原子。具体而言，所述式(1)中的Y1可为具有从A1与A2中去除各一个氢原子而成的部分结构的二价基，也可为具有从A1与A3中去除各一个氢原子而成的部分结构的二价基。
就充分实现在液晶元件中产生的残像的减低的观点而言，Y1优选为在主链中具有源自所述式(Y-1)的部分结构。Y1中的源自所述式(Y-1)的部分结构的数量可为一个，也可为两个以上。
作为Y1所表示的二价有机基的具体例，可列举下述式所表示的基。
[化7]
(式中，“*”表示键结键)
在聚合物(P)中，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D1)的结构单元的含有比例优选为3摩尔％以上，更优选为5摩尔％以上。另外，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D1)的结构单元的含有比例优选为90摩尔％以下，更优选为80摩尔％以下。通过将源自特定二胺(D1)的结构单元的含有比例设为所述范围，可改善液晶元件的DC残像特性(特别是DC缓和特性)，可充分减低DC残像的产生。
此外，在聚合物(P)包含单量体组成不同的两种以上的高分子的情况下，源自特定二胺(D1)的结构单元的比例是指相对于源自构成聚合物(P)的二胺的结构单元的总量的比例。例如，在本公开的液晶取向剂包含单量体组成相互不同的第一聚合物与第二聚合物作为聚合物(P)的情况下，源自特定二胺(D1)的结构单元的比例表示源自构成第一聚合物的特定二胺(D1)的结构单元及源自构成第二聚合物的特定二胺(D1)的结构单元的合计量相对于源自构成第一聚合物的所有二胺的结构单元与源自构成第二聚合物的所有二胺的结构单元的合计量的比例(以下的结构单元也相同)。
＜部分结构(U2-1)＞
部分结构(U2-1)为下述式(2)所表示的结构单元。
[化8]
(式(2)中，X2为四价有机基；Y2为在主链中包含链状烃结构与“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”所邻接的部分结构的二价基；R1及R2分别独立地为氢原子或一价有机基；“*1”表示与链状烃结构的键结键)
在所述式(2)中，Y2为源自在主链中包含链状烃结构与“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”所邻接的部分结构的二胺(以下，也称为“特定二胺(D2-1)”)的基。Y2所具有的链状烃结构可为饱和也可为不饱和。Y2所具有的链状烃结构可为直链状也可为分支状，优选为直链状的饱和或不饱和的烃基，具体而言，可列举直链状的烷二基及烯二基。与“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”邻接的每一个链状烃结构的碳数优选为1～10，更优选为2～8，进而优选为2～5。
此外，Y2只要在主链中具有链状烃结构与“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”所邻接的部分结构，则也可还具有环状结构。Y2可具有的环状结构并无特别限定。作为Y2可具有的环状结构的具体例，可列举：环烷二基、环烯二基等脂环式基；亚苯基等芳香族烃基；哌啶二基、哌嗪二基、吡啶二基、哒嗪二基等杂环基。
在“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”所表示的基中，在R1及R2为一价有机基的情况下，作为R1及R2的具体例，可列举碳数1～10的一价烃基及热脱离性基。在R1及R2为一价烃基的情况下，所述一价烃基优选为碳数1～3的烷基或苯基，更优选为碳数1～3的烷基。作为热脱离性基的具体例，可列举与在所述式(1)中的A3的说明中作为A3为热脱离性基时的具体例而例示的基相同的基。就基于热的脱离性优异且可减少脱保护后的部分在膜中的残存量的方面而言，这些中，特别优选为叔丁氧基羰基(Boc基)。
所述中，R1及R2优选为氢原子、碳数1～3的烷基或热脱离性基，更优选为氢原子、碳数1～3的烷基或叔丁氧基羰基，进而优选为氢原子。
在“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”中，在“*1”侧键结有链状烃结构。在与“*1”相反的一侧可邻接有链状烃结构，也可邻接有与链状烃结构不同的结构(具体而言为环状烃基或杂环基)。另外，在与“*1”相反的一侧邻接的基也可具有卤素原子或羟基等取代基。
作为Y2的优选例，可列举下述式(y2-1)所表示的二价基。
*-Ar1-R3-Z1-(R4-Z2)n-R5-Ar2-*…(y2-1)
(式(y2-1)中，Ar1及Ar2分别独立地为二价芳香环基或脂环式基；Z1及Z2分别独立地为“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”；“*1”表示与链状烃结构的键结键；R3及R5分别独立地为单键或二价链状烃基；R4为二价有机基；其中，在R3为单键的情况下，与Z1键结的R4为二价链状烃基；在R5为单键的情况下，与和Ar2邻接的Z2键结的R4为二价链状烃基；n为0～2的整数；“*”表示键结键)
在所述式(y2-1)中，Ar1或Ar2所表示的二价芳香环基为从芳香环的环部分去除两个氢原子而成的基。作为所述芳香环，可列举：苯环、萘环、吡啶环、嘧啶环等。Ar1或Ar2所表示的二价脂环式基为从环己烷环等脂肪族环的环部分去除两个氢原子而成的基。Ar1或Ar2所表示的二价芳香环基或脂环式基可在环部分具有取代基。作为所述取代基，可列举：亚甲基、亚乙基、卤素原子等。就形成显示出良好的液晶取向性的液晶取向膜的观点而言，这些中，Ar1及Ar2优选为亚苯基。
在R3及R5为二价链状烃基的情况下，作为R3及R5，可列举直链状的烷二基及烯二基。R3及R5所表示的二价链状烃基优选为直链状的烷二基，更优选为碳数1～5的直链状的烷二基。
作为R4所表示的二价有机基，可列举二价烃基及杂环基。作为二价烃基，可列举：链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基。作为R4所表示的二价有机基的具体例，可列举：烷二基、烯二基、环烷二基、环烯二基、亚苯基、哌啶二基、哌嗪二基、吡啶二基、哒嗪二基等。
作为Y2所表示的二价有机基的具体例，可列举下述式所表示的基。
[化9]
[化10]
[化11]
(式中，“Boc”表示叔丁氧基羰基；“*”表示键结键)
在聚合物(P)包含源自特定二胺(D2-1)的结构单元的情况下，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D2-1)的结构单元的含有比例优选为5摩尔％以上，更优选为10摩尔％以上。另外，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D2-1)的结构单元的含有比例优选为90摩尔％以下，更优选为80摩尔％以下。通过将源自特定二胺(D2-1)的结构单元的含有比例设为所述范围，可改善液晶元件的DC残像特性(特别是DC蓄积特性)，可充分减低DC残像的产生。
＜部分结构(U2-2)＞
部分结构(U2-2)为下述式(3)所表示的结构单元。
[化12]
(式(3)中，X3为四价有机基；Y3为具有羧酸基或磺酸基的二价有机基)
在所述式(3)中，Y3为源自具有羧酸基或磺酸基的二胺(以下，也称为“特定二胺(D2-2)”)的基。Y3中的羧酸基或磺酸基可与链状结构键结，也可与环结构键结。Y3优选为羧酸基或磺酸基直接或经由二价连结基而与芳香环结构键结，更优选为直接与芳香环结构键结。在羧酸基或磺酸基经由二价连结基而与芳香环结构键结的情况下，作为二价连结基，例如可列举：碳数1～3的烷二基、碳数2～4的烷二基中的任意亚甲基被-O-、-CO-、-COO-、-NR6-或-CO-NR6-取代而成的二价基(R6为氢原子或一价有机基)等。Y3所具有的羧酸基或磺酸基的数量并无特别限定，例如为一个～四个，优选为一个或两个。
作为Y3所表示的二价基的具体例，可列举下述式所表示的基。
[化13]
(式中，“*”表示键结键)
在聚合物(P)包含源自特定二胺(D2-2)的结构单元的情况下，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D2-2)的结构单元的含有比例优选为5摩尔％以上，更优选为10摩尔％以上。另外，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D2-2)的结构单元的含有比例优选为90摩尔％以下，更优选为60摩尔％以下。通过将源自特定二胺(D2-2)的结构单元的含有比例设为所述范围，可改善液晶元件的DC残像特性(特别是DC蓄积特性)，可充分减低DC残像的产生。
＜部分结构(U2-3)＞
部分结构(U2-3)为下述式(4)所表示的结构单元。
[化14]
(式(4)中，X4为四价有机基；Y4为具有选自由含氮杂环、“-R3-NR4-R5-”及“-R6-NR7R8”所组成的群组中的至少一种部分结构的二价有机基(其中，相当于Y2的基除外)；R3、R5及R6分别独立地为二价脂肪族烃基；R4、R7及R8分别独立地为氢原子、热脱离性基或一价脂肪族烃基)
在所述式(4)中，Y4为源自具有选自由含氮杂环、“-R3-NR4-R5-”及“-R6-NR7R8”所组成的群组中的至少一种部分结构(以下，也称为“含氮结构Ny”)的二胺(以下，也称为“特定二胺(D2-3)”)的基。在Y4具有含氮杂环的情况下，所述含氮杂环可为芳香族杂环，也可为非芳香族杂环。另外，Y4中的含氮杂环可为单环也可为稠环。关于Y4中的含氮杂环的具体例，作为含氮芳香族杂环，例如可列举：吡咯环、咪唑环、吡唑环、***环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、喹啉环、苯并咪唑环、咔唑环及吡嗪环、以及在这些环上具有取代基(例如，甲基、乙基等)的杂环。作为含氮非芳香族杂环，例如可列举：哌啶环、哌嗪环、吗啉环及六亚甲基亚胺环、以及在这些环上导入有取代基(例如，甲基、乙基等)的杂环。这些中，Y4中的含氮杂环优选为具有选自由吡啶环、嘧啶环、吡嗪环、哌啶环、哌嗪环、喹啉环、苯并咪唑环及咔唑环所组成的群组中的至少一种的结构。
作为R3、R5或R6所表示的二价脂肪族烃基，可列举：烷二基、烯二基、环烷二基等。这些中，R3、R5或R6所表示的二价脂肪族烃基优选为烷二基。
R4、R7或R8所表示的一价脂肪族烃基优选为烷基，更优选为碳数1～3的烷基。
作为R4、R7或R8所表示的热脱离性基的具体例，可列举与在所述式(1)中的A3的说明中作为A3为热脱离性基时的具体例而例示的基相同的基。这些中，特别优选为叔丁氧基羰基(Boc基)。
Y4可在聚合物的主链中具有含氮结构Ny，也可在侧链中具有，还可在主链及侧链此两者中具有含氮结构Ny。就获得残像得到充分减低的液晶元件的观点而言，Y4优选为在聚合物的侧链中具有含氮结构Ny。Y4所具有的含氮结构Ny的数量并无特别限定，例如为一个～四个，优选为一个～三个。
Y4可为仅包含含氮杂环的基，也可一并具有含氮杂环以及与含氮杂环不同的环结构或链状结构。另外，这些环结构及链状结构可位于聚合物的主链中，也可位于侧链中。作为链状结构，可列举：碳数1～10的烷二基、烷二基中的任意亚甲基被-O-、-CO-、-COO-、-NR7-或-CO-NR7-取代而成的二价基(R7为氢原子或一价有机基)等。作为与含氮杂环不同的环结构，可列举芳香族烃环(苯环、萘环等)。
其中，Y4为与所述式(2)所具有的Y2不同的基。即，特定二胺(D2-3)为与特定二胺(D2-1)不同的化合物，Y4为在主链中不具有链状烃结构与“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”所邻接的部分结构的二价基。此外，构成聚合物(P)的特定二胺(D1)、特定二胺(D2-1)、特定二胺(D2-2)及特定二胺(D2-3)为相互不同的化合物。
关于Y4所表示的二价有机基的具体例，作为在主链中具有含氮结构Ny的基，可列举下述式所表示的基。
[化15]
(式中，“*”表示键结键)
另外，关于Y4所表示的二价有机基的具体例，作为在侧链中具有含氮结构Ny的基，可列举下述式所表示的基。
[化16]
(式中，“*”表示键结键)
在聚合物(P)包含源自特定二胺(D2-3)的结构单元的情况下，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D2-3)的结构单元的含有比例优选为3摩尔％以上，更优选为5摩尔％以上。另外，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D2-3)的结构单元的含有比例优选为90摩尔％以下，更优选为60摩尔％以下。通过将源自特定二胺(D2-3)的结构单元的含有比例设为所述范围，可改善液晶元件的DC残像特性(特别是DC蓄积特性)，可充分减低DC残像的产生。
在聚合物(P)中，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D2-1)的结构单元、源自特定二胺(D2-2)的结构单元及源自特定二胺(D2-3)的结构单元的合计含有比例优选为10摩尔％以上，更优选为20摩尔％以上。另外，相对于源自聚合物(P)所具有的二胺的结构单元的总量，源自特定二胺(D2-1)的结构单元、源自特定二胺(D2-2)的结构单元及源自特定二胺(D2-3)的结构单元的合计含有比例优选为97摩尔％以下，更优选为95摩尔％以下。
所述式(1)中的X1、所述式(2)中的X2、所述式(3)中的X3及所述式(4)中的X4所表示的四价基为源自四羧酸酐的结构单元。作为四羧酸酐，例如可列举脂肪族四羧酸二酐及芳香族四羧酸二酐。作为脂肪族四羧酸二酐，可列举链状四羧酸二酐及脂环式四羧酸二酐。
作为链状四羧酸二酐，可列举1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐等。作为脂环式四羧酸二酐，可列举：1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-8-甲基-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、2,4,6,8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2:4,6:8-二酐、环戊烷四羧酸二酐、环己烷四羧酸二酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降冰片烷-2:3,5:6-二酐等。作为芳香族四羧酸二酐，可列举：均苯四甲酸二酐、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、乙二醇双偏苯三酸酐、4,4'-羰基二邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐等。
就可获得液晶元件的DC缓和特性的改善效果高且残像的产生得到充分减低的液晶元件的方面而言，构成各部分结构(U1)、部分结构(U2-1)～部分结构(U2-3)的四羧酸二酐优选为包含源自芳香族四羧酸二酐的结构单元。在聚合物(P)中，相对于源自构成聚合物(P)的四羧酸二酐的结构单元的总量，源自芳香族四羧酸二酐的结构单元的比例优选为10摩尔％以上，更优选为20摩尔％以上，进而优选为30摩尔％以上。
〔其他二胺〕
在合成聚合物(P)时，也可并用与特定二胺(D1)、特定二胺(D2-1)、特定二胺(D2-2)及特定二胺(D2-3)不同的二胺(以下，也称为“其他二胺”)。作为其他二胺，可列举：脂肪族二胺、芳香族二胺、二氨基有机硅氧烷等。作为脂肪族二胺，可列举链状二胺及脂环式二胺。
关于其他二胺的具体例，作为链状二胺，可列举间苯二甲胺(meta-xylylenediamine)、六亚甲基二胺等。作为脂环式二胺，可列举1,4-二氨基环己烷、4,4'-亚甲基双(环己基胺)等。
作为芳香族二胺，可列举：对苯二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基乙烷、4-氨基苯基-4-氨基苯甲酸酯、4,4'-二氨基偶氮苯、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,6-双(4-氨基苯氧基)己烷、6,6'-(五亚甲基二氧基)双(3-氨基吡啶)、双[2-(4-氨基苯基)乙基]己二酸、4,4'-二氨基二苯基醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、4,4'-(亚苯基二亚异丙基)双苯胺等主链型二胺；
十六烷氧基-2,4-二氨基苯、十八烷氧基-2,4-二氨基苯、十八烷氧基-2,5-二氨基苯、胆甾烷基氧基-3,5-二氨基苯、胆甾醇基氧基-3,5-二氨基苯、胆甾烷基氧基-2,4-二氨基苯、胆甾醇基氧基-2,4-二氨基苯、3,5-二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、3,5-二氨基苯甲酸胆甾醇基酯、3,5-二氨基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3,6-双(4-氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷、3,6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、4-(4'-三氟甲氧基苯甲酰氧基)环己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、1,1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、3,5-二氨基苯甲酸＝5ξ-胆甾烷-3-基、下述式(E-1)所表示的化合物等侧链型二胺等；
[化17]
(式(E-1)中，XI及XII分别独立地为单键、-O-、*-COO-或*-OCO-(其中，“*”表示与二氨基苯基侧的键结键)；RI为碳数1～3的烷二基；RII为单键或碳数1～3的烷二基；RIII为碳数1～20的烷基、烷氧基、氟烷基或氟烷氧基；a为0或1；b为0～3的整数；c为0～2的整数；d为0或1；其中，1≦a+b+c≦3)
作为二氨基有机硅氧烷，可列举1,3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等。
作为式(E-1)所表示的化合物，例如可列举下述式(E-1-1)～式(E-1-4)各自所表示的化合物等。
[化18]
在合成聚合物(P)时，相对于聚合物(P)的合成中使用的二胺的总量，其他二胺的使用比例优选为75摩尔％以下，更优选为65摩尔％以下。
〔聚合物(P)的合成〕
·聚酰胺酸
在聚合物(P)为聚酰胺酸的情况下，所述聚酰胺酸(以下，也称为“聚酰胺酸(P)”)可通过使四羧酸二酐与二胺和视需要的分子量调整剂一起反应而获得。
在聚酰胺酸(P)的合成反应中，四羧酸二酐与二胺的使用比例优选为相对于二胺的氨基1当量而四羧酸二酐的酸酐基成为0.2当量～2当量的比例。作为分子量调整剂，例如可列举：马来酸酐、邻苯二甲酸酐、衣康酸酐等酸单酐；苯胺、环己基胺、正丁基胺等单胺化合物；异氰酸苯酯、异氰酸萘酯等单异氰酸酯化合物等。相对于所使用的四羧酸二酐以及二胺的合计100质量份，分子量调整剂的使用比例优选为设为20质量份以下。
在聚酰胺酸(P)的合成反应中，反应温度优选为-20℃～150℃，反应时间优选为0.1小时～24小时。作为用于反应的有机溶媒，例如可列举：非质子性极性溶媒、酚系溶媒、醇系溶媒、酮系溶媒、酯系溶媒、醚系溶媒、卤化烃、烃等。这些中，优选为使用选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基脲、六甲基磷酰三胺、间甲酚、二甲酚及卤化苯酚所组成的群组中的一种以上作为反应溶媒，或者使用它们的一种以上与其他有机溶媒(例如丁基溶纤剂、二乙二醇二***等)的混合物。有机溶媒的使用量优选为设为相对于反应溶液的总量而四羧酸二酐及二胺化合物的合计量成为0.1质量％～50质量％的量。
在通过所述聚合而获得使聚酰胺酸(P)溶解而成的聚合物溶液的情况下，可将所述聚合物溶液直接供于液晶取向剂的制备，也可在将聚合物溶液中所含的聚酰胺酸(P)分离后供于液晶取向剂的制备。
·聚酰胺酸酯
在聚合物(P)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等而获得：[I]使聚酰胺酸(P)与酯化剂反应的方法；[II]使四羧酸二酯与二胺反应的方法；[III]使四羧酸二酯二卤化物与二胺反应的方法。聚酰胺酸酯可仅具有酰胺酸酯结构，也可为使酰胺酸结构与酰胺酸酯结构并存的部分酯化物。使聚酰胺酸酯溶解而成的反应溶液可直接用于液晶取向剂的制备。另外，也可将反应溶液中所含的聚酰胺酸酯分离，并将分离出的聚酰胺酸酯用于液晶取向剂的制备。
·聚酰亚胺
在聚合物(P)为聚酰亚胺的情况下，所述聚酰亚胺(以下，也称为“聚酰亚胺(P)”)例如可通过对聚酰胺酸(P)进行脱水闭环并进行酰亚胺化而获得。聚酰亚胺(P)优选为酰亚胺化率为20％～99％，更优选为30％～90％。此外，酰亚胺化率是以百分率来表示酰亚胺环结构的数量相对于聚酰亚胺的酰胺酸结构的数量与酰亚胺环结构的数量的合计而言所占的比例。
聚酰胺酸(P)的脱水闭环优选为通过如下方法来进行：将聚酰胺酸(P)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，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。相对于聚酰胺酸(P)的酰胺酸结构的1摩尔，脱水剂的使用量优选为设为0.01摩尔～20摩尔。作为脱水闭环催化剂，例如可使用：吡啶、三甲吡啶、二甲吡啶、三乙基胺等三级胺。相对于所使用的脱水剂1摩尔，脱水闭环催化剂的使用量优选为设为0.01摩尔～10摩尔。
作为脱水闭环反应中所使用的有机溶媒，可列举作为用于合成聚酰胺酸(P)的有机溶媒而例示的有机溶媒。脱水闭环反应的反应温度优选为0℃～180℃。反应时间优选为1.0小时～120小时。此外，含有聚酰亚胺(P)的反应溶液可直接用于液晶取向剂的制备。另外，也可从反应溶液中分离出聚酰亚胺(P)，并将分离出的聚酰亚胺(P)用于液晶取向剂的制备。聚酰亚胺(P)也可通过聚酰胺酸酯的脱水闭环来获得。
在制成浓度为10质量％的溶液时，聚合物(P)的溶液粘度优选为具有10mPa·s～800mPa·s的溶液粘度，更优选为具有15mPa·s～500mPa·s的溶液粘度。此外，溶液粘度(mPa·s)是对于使用聚合物(P)的良溶媒(例如，γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等)所制备的浓度10质量％的聚合物溶液，使用E型旋转粘度计在25℃下测定而得的值。
聚合物(P)的通过凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography，GPC)测定而得的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)优选为1,000～500,000，更优选为2,000～300,000。由Mw与通过GPC测定而得的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(Mn)的比所表示的分子量分布(Mw/Mn)优选为7以下，更优选为5以下。
相对于液晶取向剂中所含的固体成分的总量(即，液晶取向剂的溶媒以外的成分的合计质量)，液晶取向剂中的聚合物(P)的含有比例优选为20质量％以上，更优选为40质量％以上，进而优选为60质量％以上。
＜其他成分＞
液晶取向剂除聚合物(P)以外，视需要也可含有与聚合物(P)不同的成分(以下，也称为“其他成分”)。
·聚合物(Q)
本公开的液晶取向剂也可还含有与聚合物(P)不同的聚合物(Q)。通过一并调配聚合物(P)以及聚合物(Q)，可形成液晶取向性良好且提供可靠性高的液晶元件的液晶取向膜。
聚合物(Q)的主骨架并无特别限定。作为聚合物(Q)，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、聚烯胺、聚脲、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯并噁唑前体、聚苯并噁唑、纤维素衍生物、聚缩醛、加成聚合物(例如，(甲基)丙烯酸系聚合物、苯乙烯系聚合物、马来酰亚胺系聚合物、苯乙烯-马来酰亚胺系共聚物)等。这些中，聚合物(Q)优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种。此外，在聚合物(Q)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种的情况下，聚合物(Q)为不具有部分结构(U1)的聚合物。
本公开的液晶取向剂优选为含有具有选自由下述式(5)所表示的部分结构及下述式(6)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种的聚合物(以下，也称为“聚合物(Q-1)”)作为聚合物(Q)。通过使液晶取向剂一并含有聚合物(P)以及聚合物(Q-1)，可促进聚合物成分的层分离，可提高液晶取向性，就此方面而言适合。
[化19]
(式(5)及式(6)中，X5及X6分别独立地为具有脂环式结构的四价基；Y5及Y6分别独立地为包含在氮原子上键结有热脱离性基的部分结构的二价有机基)
在所述式(5)及式(6)中，X5及X6所表示的四价基为源自具有脂环式结构的四羧酸二酐(即，脂环式四羧酸二酐)的基。作为脂环式四羧酸二酐的具体例，可列举与作为构成聚合物(P)的脂环式四羧酸二酐而例示的化合物相同的化合物。X5及X6所具有的脂环式结构优选为经取代或未经取代的环丁烷环结构。
在经取代的环丁烷环结构中，作为取代基，可列举：碳数1～6的烷基、碳数1～6的卤化烷基、碳数1～6的烷氧基、碳数1～6的卤化烷氧基、卤素原子等。这些中，环丁烷环结构所具有的取代基优选为碳数1～3的烷基、碳数1～3的卤化烷基、碳数1～3的烷氧基、碳数1～3的卤化烷氧基或卤素原子，更优选为碳数1～3的烷基、碳数1～3的氟烷基或氟原子，特别优选为甲基。
作为构成X5及X6所表示的四价基的四羧酸二酐的具体例，可列举：1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1-甲基-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、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3-三甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1-乙基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二乙基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1-乙基-3-甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲氧基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二乙氧基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1-三氟甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二(三氟甲基)-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二(三氟甲氧基)-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3-三(三氟甲基)-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四(三氟甲基)-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐等。这些中，优选为选自由1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐及1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐所组成的群组中的至少一种。
Y5及Y6所表示的二价有机基为源自具有在氮原子上键结有热脱离性基的部分结构(以下，也称为“部分结构(Np)”)的二胺的基。作为部分结构Np所具有的热脱离性基的具体例，可列举与在所述式(1)中的A3的说明中作为A3为热脱离性基时的具体例而例示的基相同的基。其中，部分结构Np所具有的热脱离性基优选为叔丁氧基羰基。
聚合物(Q-1)可在主链中具有部分结构Np，也可在侧链中具有，还可在所述两者中具有。作为部分结构Np的具体例，可列举下述式(Np-1)所表示的一价基及式(Np-2)所表示的二价基。
[化20]
(式(Np-1)及式(Np-2)中，R10为热脱离性基；R11为氢原子、碳数1～10的一价烃基或热脱离性基；“*”表示键结键；“*2”表示与构成主链的原子的键结键)
作为具有部分结构(Np)的二胺的具体例，可列举下述式所表示的化合物等。
[化21]
在使液晶取向剂含有聚合物(Q)的情况下，相对于液晶取向剂中所含的聚合物(P)与聚合物(Q)的合计量100质量份，聚合物(Q)的含有比例优选为5质量份以上，更优选为10质量份以上。另外，相对于液晶取向剂中所含的聚合物(P)与聚合物(Q)的合计量100质量份，聚合物(Q)的含有比例优选为80质量份以下，更优选为60质量份以下，进而优选为40质量份以下。
相对于液晶取向剂中所含的聚合物(P)与聚合物(Q)的合计量100质量份，聚合物(Q-1)的含有比例优选为5质量份以上，更优选为10质量份以上。另外，相对于液晶取向剂中所含的聚合物(P)与聚合物(Q)的合计量100质量份，聚合物(Q-1)的含有比例优选为80质量份以下，更优选为60质量份以下，进而优选为40质量份以下。
·交联剂
在本公开的液晶取向剂中，出于提高膜的力学强度等的目的，也可调配交联剂。作为交联剂，可优选地使用在一分子内具有三个以上的选自由氧杂环丙基、氧杂环丁基、羟基、巯基、氨基及聚合性碳-碳双键基所组成的群组中的至少一种交联性基的化合物(以下，也称为“化合物(Z)”)。就在实现膜的力学强度的提高的同时确保膜的韧性的观点而言，化合物(Z)所具有的交联性基的数量优选为三个～十个，更优选为三个～六个。
在使液晶取向剂含有化合物(Z)的情况下，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量(聚合物(P)与聚合物(Q)的合计量)100质量份，化合物(Z)的含有比例优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上。另外，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份，化合物(Z)的含有比例优选为15质量份以下，更优选为10质量份以下。
·密接助剂
在本公开的液晶取向剂中，出于改善液晶取向膜的密接性的目的，也可调配密接助剂。作为密接助剂，可优选地使用具有三烷氧基硅烷基的化合物(以下，也称为“化合物(Y)”)。化合物(Y)优选为具有选自由氧杂环丙基、氧杂环丁基、羟基、巯基、氨基及聚合性碳-碳双键基所组成的群组中的至少一种反应性官能基的化合物。作为此种化合物(Y)，可适宜使用具有所述反应性官能基的已知的硅烷偶合剂。
在使液晶取向剂含有化合物(Y)的情况下，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量(聚合物(P)与聚合物(Q)的合计量)100质量份，化合物(Y)的含有比例优选为0.1质量份以上，更优选为0.3质量份以上。另外，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的合计量100质量份，化合物(Y)的含有比例优选为10质量份以下，更优选为5质量份以下。
·溶剂
本公开的液晶取向剂作为使聚合物(P)及视需要而使用的其他成分优选为在适当的溶媒中分散或溶解而成的液状的组合物来制备。
作为溶剂，可优选地使用有机溶媒。作为其具体例，可列举：N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、1,2-二甲基-2-咪唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、苯酚、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、二丙酮醇、1-己醇、2-己醇、丙烷-1,2-二醇、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇单甲醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、丙酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇-正丙醚、乙二醇-异丙醚、乙二醇-正丁醚(丁基溶纤剂)、乙二醇二甲醚、乙二醇***乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二***、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单***、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单***乙酸酯、二异丁基酮、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯、二异戊醚、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、丙二醇单甲醚(propylene glycol monomethyl ether，PGME)、二乙二醇二***乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、丙二醇二乙酸酯、环戊酮、环己酮等。作为溶剂，可单独使用一种或混合使用两种以上。
作为调配于液晶取向剂中的其他成分，除所述以外，例如可列举：抗氧化剂、金属螯合物化合物、硬化促进剂、表面活性剂、填充剂、分散剂、光增感剂等。其他成分的调配比例可在无损本公开的效果的范围内，根据各化合物而适宜选择。
液晶取向剂的固体成分浓度(液晶取向剂的溶媒以外的成分的合计质量占液晶取向剂的总质量的比例)是考虑粘性、挥发性等而适宜选择。液晶取向剂的固体成分浓度优选为1质量％～10质量％的范围。若固体成分浓度为1质量％以上，则可充分确保涂膜的膜厚、可获得显示出更良好的液晶取向性的液晶取向膜，就此方面而言适合。另一方面，若固体成分浓度为10质量％以下，则有如下倾向：可将涂膜设为适度的厚度，容易获得显示出良好的液晶取向性的液晶取向膜，另外，液晶取向剂的粘性变得适度，可使涂布性良好。
《液晶取向膜及液晶元件》
本公开的液晶取向膜可通过如所述那样制备的液晶取向剂来制造。另外，本公开的液晶元件包括使用上文中所说明的液晶取向剂而形成的液晶取向膜。液晶元件中的液晶的驱动方式并无特别限定，例如可应用于扭转向列(Twisted Nematic，TN)型、超扭转向列(Super Twisted Nematic，STN)型、垂直取向(Vertical Alignment，VA)型(包含垂直取向-多域垂直取向(Vertical Alignment-Multi-domain Vertical Alignment，VA-MVA)型、垂直取向-图案垂直取向(Vertical Alignment-Patterned Vertical Alignment，VA-PVA)型等)、共面切换(In-Plane Switching，IPS)型、边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)型、光学补偿弯曲(Optically Compensated Bend，OCB)型、聚合物稳定取向(PolymerSustained Alignment，PSA)型等各种模式。液晶元件例如可利用包括以下工序1～工序3的方法来制造。工序1中，使用基板根据所期望的动作模式而不同。工序2及工序3在各动作模式中共通。
＜工序1：涂膜的形成＞
首先，通过在基板上涂布液晶取向剂，优选为对涂布面进行加热而在基板上形成涂膜。作为基板，例如可使用：浮法玻璃、钠玻璃等玻璃；包含聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚(脂环式烯烃)等塑料的透明基板。作为设置于基板的其中一面的透明导电膜，可使用包含氧化锡(SnO2)的奈塞(NESA)膜(美国PPG公司注册商标)、包含氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)的氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)膜等。在制造TN型、STN型或VA型的液晶元件的情况下，使用两枚设置有经图案化的透明导电膜的基板。另一方面，在制造IPS型或FFS型的液晶元件的情况下，使用设置有经图案化为梳齿型的电极的基板、与未设置电极的相向基板。
向基板涂布液晶取向剂的方法并无特别限定。液晶取向剂向基板的涂布例如可通过旋涂方式、印刷方式(例如，胶版印刷方式、柔版印刷方式等)、喷墨方式、狭缝涂布方式、棒涂机方式、挤出模(extrusion die)方式、直接凹版涂布机(direct gravure coater)方式、腔室刮刀涂布机(chamber doctor coater)方式、胶版凹版涂布机(offset gravurecoater)方式、含浸涂布机方式、MB涂布机方式等来进行。
在涂布液晶取向剂后，出于防止所涂布的液晶取向剂的流挂等目的，优选为实施预加热(预烘烤)。预烘烤温度优选为30℃～200℃，预烘烤时间优选为0.25分钟～10分钟。其后，将溶剂完全去除，视需要以对聚合物中所存在的酰胺酸结构进行热酰亚胺化为目的而实施煅烧(后烘烤)工序。此时的煅烧温度(后烘烤温度)优选为80℃～280℃，更优选为80℃～250℃。后烘烤时间优选为5分钟～200分钟。所形成的膜的膜厚优选为0.001μm～1μm。
＜工序2：取向处理＞
在制造TN型、STN型、IPS型或FFS型液晶元件的情况下，实施对所述工序1中形成的涂膜赋予液晶取向能力的处理(取向处理)。由此，液晶分子的取向能力被赋予到涂膜而形成液晶取向膜。作为取向处理，优选为使用对基板上所形成的涂膜的表面利用棉花或尼龙等进行擦拭的摩擦处理、或对涂膜进行光照射以对其赋予液晶取向能力的光取向处理。在制造垂直取向型的液晶元件的情况下，可将所述工序1中形成的涂膜直接用作液晶取向膜，为了进一步提高液晶取向能力，也可对所述涂膜实施取向处理。适合于垂直取向型的液晶元件的液晶取向膜也可优选地用于PSA型的液晶元件。
用于光取向的光照射可通过如下方法等来进行：对后烘烤工序后的涂膜进行照射的方法；对预烘烤工序后且后烘烤工序前的涂膜进行照射的方法；在预烘烤工序及后烘烤工序的至少任一者中，在涂膜的加热过程中对涂膜进行照射的方法。作为照射到涂膜的放射线，例如可使用：包含150nm～800nm的波长的光的紫外线及可见光线。优选为包含200nm～400nm的波长的光的紫外线。在放射线为偏光的情况下，可为直线偏光，也可为部分偏光。在所使用的放射线为直线偏光或部分偏光的情况下，照射可从垂直于基板面的方向进行，也可从斜方向进行，或者也可将这些方向加以组合而进行。非偏光的放射线时的照射方向设为斜方向。
作为所使用的光源，例如可列举：低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯、准分子激光等。放射线的照射量优选为200J/m2～30,000J/m2，更优选为500J/m2～10,000J/m2。在用于赋予取向能力的光照射后，也可进行对基板表面使用例如水、有机溶媒(例如，甲醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基溶纤剂、乳酸乙酯等)或它们的混合物进行清洗的处理、或对基板进行加热的处理。
＜工序3：液晶单元的构筑＞
准备两枚以所述方式形成有液晶取向膜的基板，通过在相向配置的两枚基板间配置液晶来制造液晶单元。在制造液晶单元时，例如可列举如下方法等：以液晶取向膜相向的方式隔着间隙将两枚基板相向配置，利用密封剂将两枚基板的周边部贴合，在由基板表面与密封剂所包围的单元间隙内注入填充液晶并将注入孔密封的方法、利用液晶滴注(OneDrop Fill，ODF)方式的方法。作为密封剂，例如可使用含有硬化剂及作为间隔物的氧化铝球的环氧树脂等。作为液晶，可列举向列液晶(nematic liquid crystal)、近晶液晶(smectic liquid crystal)，其中优选为向列液晶。
在PSA模式中，进行如下处理：将聚合性化合物(例如，多官能(甲基)丙烯酸酯化合物等)与液晶一起填充到单元间隙内，并且在液晶单元的构筑后，在对一对基板所具有的导电膜间施加电压的状态下，对液晶单元进行光照射。在制造PSA型的液晶元件时，相对于液晶的合计100质量份，聚合性化合物的使用比例例如为0.01质量份～3质量份，优选为0.05质量份～1质量份。
在制造液晶显示装置的情况下，继而，在液晶单元的外侧表面贴合偏光板。作为偏光板，可列举：利用乙酸纤维素保护膜将一面使聚乙烯醇延伸取向一面使其吸收碘而成的被称为“H膜”的偏光膜夹持而成的偏光板、或包含H膜其本身的偏光板。
本公开的液晶元件可有效地应用于各种用途。具体而言，例如可用作钟表、便携式游戏机、文字处理器(word processor)、笔记本型个人计算机、汽车导航***(carnavigation system)、摄像机(camcorder)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、数字照相机(digital camera)、移动电话、智能手机、各种监视器、液晶电视、信息显示器等各种显示装置或调光装置、相位差膜等。
[实施例]
以下，通过实施例来更具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。
＜化合物的结构与简称＞
以下例子中使用的主要化合物的结构与简称如以下所述。
[四羧酸二酐]
化合物(TA-1)～化合物(TA-7)：下述式(TA-1)～式(TA-7)各自所表示的化合物
[化22]
[二胺]
化合物(DA-1)～化合物(DA-6)：下述式(DA-1)～式(DA-6)各自所表示的化合物
[化23]
化合物(DB-1)～化合物(DB-6)：下述式(DB-1)～式(DB-6)各自所表示的化合物
[化24]
化合物(DC-1)、化合物(DC-2)：下述式(DC-1)或式(DC-2)所表示的化合物
[化25]
化合物(DD-1)～化合物(DD-4)：下述式(DD-1)～式(DD-4)各自所表示的化合物
[化26]
化合物(DE-1)～化合物(DE-13)：下述式(DE-1)～式(DE-13)各自所表示的化合物
[化27]
[化28]
[添加剂]
化合物(AD-1)～化合物(AD-4)：下述式(AD-1)～式(AD-4)各自所表示的化合物
[化29]
[溶剂]
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)
BC：丁基溶纤剂(Butyl Cellosolve，BC)
＜聚合物的合成及评价＞
在以下的合成例1～合成例52中分别合成聚合物。此外，在以下例中，通过以下方法来测定聚合物溶液中的聚酰亚胺的酰亚胺化率。
[聚酰亚胺的酰亚胺化率]
将聚酰亚胺的溶液投入到纯水中，将所获得的沉淀在室温下充分地减压干燥后，溶解于氘化二甲基亚砜中，以四甲基硅烷作为基准物质，在室温下测定氢谱核磁共振(1H-nuclear magnetic resonance，1H-NMR)。根据所获得的1H-NMR光谱(400MHz)，利用下述数式(1)而求出酰亚胺化率[％]。
酰亚胺化率[％]＝(1-(A1/(A2×α)))×100…(1)
(数式(1)中，A1为在化学位移10ppm附近出现的源自酰胺基的质子的峰值面积，A2为在化学位移6ppm～9ppm附近出现的源自芳香族基的质子的峰值面积，α为芳香族基的质子相对于聚合物的前体(聚酰胺酸)中的酰胺基的一个质子的个数比例)
[合成例1]
将二胺(相对于所有二胺100摩尔份而言二胺(DA-1)为10摩尔份，二胺(DB-2)为40摩尔份，二胺(DC-1)为20摩尔份及二胺(DE-3)为30摩尔份)溶解于NMP中，并加入相对于二胺合计量而为0.95摩尔当量的四羧酸二酐(相对于所有四羧酸二酐100摩尔份而言酸二酐(TA-1)为40摩尔份及酸二酐(TA-5)为60摩尔份)，在室温下进行6小时反应，获得聚酰胺酸(将其设为聚合物(PA-1))的15质量％溶液。
[合成例2～合成例32]
将四羧酸二酐及二胺的种类及摩尔比分别如下述表1中记载那样进行变更，除此以外，分别与合成例1同样地获得聚酰胺酸(聚合物(PA-2)～聚合物(PA-32))。
[合成例33～合成例38]
将四羧酸二酐及二胺的种类及摩尔比分别如下述表2中记载那样进行变更，除此以外，分别与合成例1同样地获得聚酰胺酸(聚合物(PA-33)～聚合物(PA-38))。
[合成例39]
将二胺(相对于所有二胺100摩尔份而言二胺(DE-11)为50摩尔份，二胺(DE-12)为30摩尔份及二胺(DE-2)为20摩尔份)溶解于NMP中，并加入相对于二胺合计量而为0.95摩尔当量的四羧酸二酐(TA-2)，在室温下进行6小时反应，获得聚酰胺酸的溶液。在所获得的溶液中加入作为脱水剂的相对于聚酰胺酸的羧基而为0.75摩尔当量的1-甲基哌啶及乙酸酐，在60℃下加热搅拌3小时。对于所获得的溶液，重复进行减压浓缩及利用NMP的稀释，获得聚酰亚胺(将其设为聚合物(PI-1))的10质量％溶液。聚酰亚胺(PI-1)的酰亚胺化率为78％。
[合成例40]
将四羧酸二酐及二胺的种类及摩尔比分别如下述表2中记载那样进行变更，除此以外，与合成例39同样地获得聚酰亚胺(将其设为聚合物(PI-2))。
[合成例41～合成例51]
将四羧酸二酐及二胺的种类及摩尔比分别如下述表3中记载那样进行变更，除此以外，分别与合成例1同样地获得聚酰胺酸(聚合物(PA-39)～聚合物(PA-49))。
[合成例52]
将脱水剂的摩尔比变更为0.40摩尔当量，除此以外，与合成例39同样地获得作为聚酰亚胺的聚合物(PI-3)的10质量％溶液。聚合物(PI-3)的酰亚胺化率为50％。
[表1]
[表2]
[表3]
关于表1～表3中的数值，对于酸二酐，表示各化合物相对于合成中使用的酸二酐的合计量(100摩尔％)的使用比例(摩尔％)，对于二胺，表示各化合物相对于合成中使用的二胺的合计量(100摩尔％)的使用比例(摩尔％)。
＜液晶取向剂的制备及评价＞
[实施例1：光取向FFS型液晶显示元件]
(1)液晶取向剂的制备
利用NMP及BC对聚合物成分(固体成分换算：聚合物(PI-1)20质量份、聚合物(PA-1)80质量份)、交联剂(N,N,N',N'-四(2-羟基乙基)己二酰二胺(所述式(AD-1)所表示的化合物))5质量份及密接助剂(3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(所述式(AD-4)所表示的化合物))1质量份进行稀释，由此获得固体成分浓度为4.0质量％、溶剂组成比为NMP：BC＝70：30(质量比)的溶液。利用孔径为0.2μm的过滤器对所述溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂(AL-1)。
(2)基于光取向法进行的液晶取向膜的形成
使用旋涂机将所述(1)中制备的液晶取向剂(AL-1)涂布于在单面依次层叠有平板电极、绝缘层及梳齿状电极的玻璃基板及未设置电极的相向玻璃基板各自的面上，在80℃的热板上加热1分钟后，在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中进行30分钟加热，形成平均膜厚为100nm的涂膜。对于所述涂膜表面，使用Hg-Xe灯从基板法线方向照射包含经直线偏光的254nm的亮线的紫外线200mJ/cm2而进行光取向处理。在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中将所述实施了光取向处理的涂膜加热30分钟而进行热处理，形成液晶取向膜。
(3)FFS型液晶显示元件的制造
在所述(2)中制作的基板中的一枚基板的具有液晶取向膜的面的外周留出液晶注入口，利用分配器涂布放入有直径为3.5μm的氧化铝球的环氧树脂接着剂后，使一对基板的具有液晶取向膜的面相向，以各基板的取向处理方向成为反平行的方式进行压接，在150℃下历时1小时使接着剂热硬化。继而，从液晶注入口将负型向列液晶(默克(Merck)公司制造、MJ20195NCMP)填充到基板间的间隙中后，利用环氧系接着剂将液晶注入口密封。进而，为了将液晶注入时的流动取向去除，在120℃下加热后缓缓冷却到室温。其次，将偏光板以其偏光方向相互正交且与液晶取向膜的取向处理方向呈45°的角度的方式贴合于基板的外侧两面，由此制造FFS型液晶显示元件。
(4)液晶取向性的评价
对于所述(3)中制造的液晶显示元件，利用显微镜以50倍的倍率对施加/解除(ON/OFF)5V的电压时明暗变化中有无异常区域(domain)进行观察。关于评价，将未观察到异常区域的情况设为“良好”，将观察到异常区域的情况设为“不良”。其结果，在本实施例中为“良好”的评价。
(5)室温长期残像(DC缓和特性)的评价
将所述(3)中制造的液晶显示元件置于25℃、1气压的环境下。利用频率为30Hz的交流矩形波(交流(Alternating Current，AC))以相对透过率100％进行驱动并将任意两像素之间的亮度差设定为0后，在背光照射下进行AC驱动，同时仅对单一像素施加30分钟的直流(DC)0.5V而蓄积电荷。当结束DC 0.5V的施加而恢复为相对透过率成为50％的仅AC的驱动时，因所蓄积的电荷而在两像素之间产生亮度差ΔL。对所述亮度差ΔL的经时变化进行观测，将结束DC 0.5V的施加后至亮度差ΔL成为初始值的36.8％以下为止的时间设为残像消去时间。此外，所述时间越短，由所蓄积的电荷引起的残像越容易消失，可以说DC缓和特性越良好。关于评价，将残像消去时间未满10分钟的情况设为“优”，将10分钟以上且未满20分钟的情况设为“良”，将20分钟以上且未满30分钟的情况设为“可”，将30分钟以上的情况设为“不可”。其结果，在本实施例中为“良”的评价。
(6)高温短期残像(DC蓄积特性)的评价
将所述(3)中制造的液晶显示元件置于60℃、1气压的环境下。利用频率为30Hz的交流矩形波(AC)以相对透过率100％进行驱动并将任意两像素之间的亮度差设定为0后，在背光照射下进行AC驱动，同时仅对单一像素施加30分钟的直流(DC)0.2V而蓄积电荷。当结束DC 0.2V的施加而恢复为相对透过率成为50％的仅AC的驱动时，因所蓄积的电荷而在两像素之间产生亮度差ΔL。此外，所述亮度差越少，越不易蓄积电荷，可以说DC蓄积特性越良好。将所述亮度差ΔL除以两像素的亮度的平均值所得的值未满1％的情况设为“优”，将1％以上且未满2％的情况设为“良”，将2％以上且未满3％的情况设为“可”，将3％以上的情况设为“不可”。其结果，在本实施例中为“可”的评价。
[实施例2～实施例17、实施例26～实施例29]
在所述实施例1中，将液晶取向剂中所含有的聚合物成分的种类及量如下述表4所示那样进行变更，除此以外，与实施例1同样地制备液晶取向剂，通过光取向法来形成液晶取向膜，并且制造FFS型液晶显示元件并进行各种评价。将评价结果示于下述表4中。此外，经直线偏光的紫外线的曝光量在实施例2～实施例4、实施例10～实施例11、实施例13～实施例17、实施例26、实施例28～实施例29中设为200mJ/cm2，在其他实施例中设为500mJ/cm2。
[比较例1～比较例14]
在所述实施例1中，将液晶取向剂中所含有的聚合物成分的种类及量如下述表5所示那样进行变更，除此以外，与实施例1同样地制备液晶取向剂，通过光取向法来形成液晶取向膜，并且制造FFS型液晶显示元件并进行各种评价。将评价结果示于下述表5中。此外，经直线偏光的紫外线的曝光量在比较例1～比较例12中设为200mJ/cm2，在比较例13、比较例14中设为500mJ/cm2。
[实施例18：摩擦取向FFS型液晶显示元件]
(1)液晶取向剂的制备
利用NMP及BC对聚合物成分(固体成分换算：聚合物(PI-2)20质量份、聚合物(PA-1)80质量份)、交联剂(N,N,N',N'-四(2-羟基乙基)己二酰二胺(所述式(AD-1)所表示的化合物))5质量份及密接助剂(3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(所述式(AD-4)所表示的化合物))1质量份进行稀释，由此获得固体成分浓度为4.0质量％、溶剂组成比为NMP：BC＝70：30(质量比)的溶液。利用孔径为0.2μm的过滤器对所述溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂(AL-18)。
(2)基于摩擦法进行的液晶取向膜的形成
使用旋涂机将所述(1)中制备的液晶取向剂(AL-18)涂布于在单面依次层叠有平板电极、绝缘层及梳齿状电极的玻璃基板及未设置电极的相向玻璃基板各自的面上，在80℃的热板上加热1分钟后，在对库内进行了氮气置换的230℃的烘箱中进行30分钟加热，形成平均膜厚为100nm的涂膜。对于所述涂膜表面，使用具有卷绕有尼龙制的布的辊的摩擦机器，以辊转速1000rpm、平台移动速度30mm/秒、毛压入长度0.3mm进行两次摩擦处理。将所述实施了摩擦取向处理的涂膜在超纯水中超声波清洗1分钟后，在100℃的烘箱中进行10分钟干燥，由此形成液晶取向膜。
(3)FFS型液晶显示元件的制造
使用具有所述(2)中通过摩擦法而制作的液晶取向膜的一对基板作为具有液晶取向膜的基板，除此以外，与实施例1同样地制造FFS型液晶显示元件。
(4)液晶取向性的评价
对于所述(3)中制造的FFS型液晶显示元件，与实施例1同样地进行液晶取向性的评价。其结果，在本实施例中为“良好”的评价。
(5)室温长期残像(DC缓和特性)的评价
对于所述(3)中制造的FFS型液晶显示元件，与实施例1同样地进行DC缓和特性的评价。其结果，在本实施例中为“良”的评价。
(6)高温短期残像(DC蓄积特性)的评价
对于所述(3)中制造的FFS型液晶显示元件，与实施例1同样地进行DC蓄积特性的评价。其结果，在本实施例中为“可”的评价。
[实施例19～实施例25]
在所述实施例18中，将液晶取向剂中所含有的聚合物成分的种类及量如下述表4所示那样进行变更，除此以外，与实施例18同样地制备液晶取向剂，通过摩擦法来形成液晶取向膜，并且制造FFS型液晶显示元件并进行各种评价。将评价结果示于下述表4中。
[表4]
[表5]
表4及表5中，液晶取向剂的各聚合物的质量比表示各聚合物相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合物成分的合计100质量份的调配比例(质量份)。在各例的液晶取向剂中分别调配相对于聚合物成分的合计100质量份而为5质量份的交联剂(N,N,N',N'-四(2-羟基乙基)己二酰二胺(所述式(AD-1)所表示的化合物))及1质量份的密接助剂(3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(所述式(AD-4)所表示的化合物))。
如表4所示，含有聚合物(P)的实施例1～实施例29的液晶取向剂的液晶显示元件的液晶取向性“良好”，室温长期残像(DC缓和特性)及高温短期残像(DC蓄积特性)均“优”、“良”或“可”，取得了各种特性的平衡。相对于此，不含有聚合物(P)的比较例1～比较例14的液晶取向剂中，液晶显示元件的DC缓和特性及DC蓄积特性的任一特性为“不可”，比实施例差。
在实施例1～实施例29中，液晶显示元件的残像特性得到改善的机理尚不确定，但推测如以下所述。
实施例1～实施例29的液晶取向剂中所含的聚合物具有部分结构(U1)(具有空穴传输性的部分结构)，且具有部分结构(U2-1)(具有氢键性的部分结构)、部分结构(U2-2)(具有酸性官能基的部分结构)及部分结构(U2-3)(具有碱性官能基的部分结构)此三个部分结构中的任意两个或全部。相对于此，比较例1～比较例4的液晶取向剂中，聚合物不具有部分结构(U1)，比较例5～比较例7的液晶取向剂中，聚合物均不具有部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)，比较例8～比较例14的液晶取向剂中，聚合物仅具有部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)此三个部分结构中的任意一个。
就室温长期残像(DC缓和特性)的观点而言，聚合物优选为具有显示出空穴传输性的部分结构，进而优选为具有源自芳香族四羧酸二酐的部分结构。实施例1～实施例29的液晶取向剂中，聚合物具有部分结构(U1)，DC缓和特性的评价为“可”以上，相对于此，比较例1～比较例4的液晶取向剂中，聚合物不具有部分结构(U1)，因此认为DC缓和特性的评价为“不可”。
就高温短期残像(DC蓄积特性)的观点而言，优选为在高温且背光下，液晶取向膜的物性或电特性不易变化且稳定，进而优选为抑制液晶单元中的离子性杂质的移动或偏向存在。实施例1～实施例29的液晶取向剂中，聚合物具有部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)中的两个或全部部分结构，DC蓄积特性的评价为“可”以上，相对于此，比较例5～比较例14的液晶取向剂中，聚合物仅具有部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)中的一个或均不具有，因此认为DC蓄积特性的评价为“不可”。
关于这一方面，认为：通过聚合物具有部分结构(U2-1)、部分结构(U2-2)及部分结构(U2-3)中的两个或全部部分结构，液晶取向膜中的聚合物彼此的分子间相互作用增强，液晶膨润或热膨胀得到抑制，由此高温且背光下的物性或电特性的变动得到抑制，进而被捕捉到液晶取向膜中的离子性杂质在液晶层中的扩散或由电场引起的移动得到抑制。
另外，在聚合物(P)中，认为：部分结构(U2-1)中的酰胺键或脲键可作为氢键给体及受体发挥作用，部分结构(U2-2)中的羧酸基或磺酸基可作为氢键给体及受体发挥作用，部分结构(U2-3)中的碱性官能基可作为氢键受体发挥作用。进而，认为：在酸性官能基与碱性官能基共存的情况下，也可通过酸碱基相互作用(离子性相互作用)来形成分子间相互作用。
就液晶取向性的观点而言，优选为包含聚合物(P)与聚合物(Q)，主要负责液晶取向性的赋予及改善的聚合物(Q)及主要负责电特性的赋予及改善的聚合物(P)分别层分离为上下层。在制成一并包含聚合物(P)以及作为聚合物(Q)的具有经Boc基保护的极性基的聚合物(Q-1)的液晶取向剂的情况下，聚合物(Q)的疏水性提高，相对于聚合物(P)而言容易偏向存在于膜表面，可以说容易显现出液晶取向性。进而，也认为：通过Boc基热脱离而产生极性基，从而可有助于聚合物彼此的交联或分子间相互作用。
另外，实施例26～实施例29的液晶取向剂还含有不具有部分结构(U1)及部分结构(U2-2)且与聚合物(P)及聚合物(Q-1)相比容易偏向存在于基板界面侧的聚合物(第三聚合物)，DC蓄积特性均“优”或“良”，各种特性的平衡优异。推测通过调配所述第三聚合物，可抑制与ITO电极的电荷授受(空穴注入等)，可进一步减低电荷的蓄积。认为：具有空穴传输性的二胺的最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital，HOMO)的能级通常高，在其超出ITO的功函数的情况下，容易产生来自ITO电极的空穴注入。
[实施例30～实施例40]
在所述实施例1中，将液晶取向剂中所含有的聚合物成分及交联剂的种类及量如下述表6所示那样进行变更，除此以外，与实施例1同样地制备液晶取向剂，通过光取向法来形成液晶取向膜，并且制造FFS型液晶显示元件并进行各种评价。将评价结果示于下述表6中。
[表6]
表6中，液晶取向剂的各聚合物的质量比表示各聚合物相对于液晶取向剂的制备中使用的聚合物成分的合计100质量份的调配比例(质量份)。在各例的液晶取向剂中分别调配相对于聚合物成分的合计100质量份而为1质量份的密接助剂(3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(所述式(AD-4)所表示的化合物))。
如表6所示，含有聚合物(P)实施例30～实施例40的液晶取向剂的液晶显示元件的液晶取向性“良好”，DC缓和特性及DC蓄积特性均“优”或“良”，取得了各种特性的平衡。
根据以上而明确，含有聚合物(P)的液晶取向剂的液晶显示元件的液晶取向性良好，且DC蓄积特性及DC缓和特性良好，而且不易产生残像。

Claims (10)

1.一种液晶取向剂，含有聚合物(P)，
所述聚合物(P)在同一分子内包含下述式(1)所表示的部分结构和下述式(2)所表示的部分结构、下述式(3)所表示的部分结构及下述式(4)所表示的部分结构中的任意一个以上，且包含下述式(1)所表示的部分结构的分子在同一分子内或不同的分子内包含下述式(2)所表示的部分结构、下述式(3)所表示的部分结构及下述式(4)所表示的部分结构中的任意两个以上；
式(1)中，X1为四价有机基；Y1为具有从下述式(Y-1)所表示的结构中去除两个氢原子而成的部分结构的二价有机基，
式(Y-1)中，A1及A2分别独立地为具有芳香族烃环的一价基且芳香族烃环与式(Y-1)中的氮原子键结，或者表示A1与A2相互结合并与A1及A2所键结的氮原子一起构成的含氮缩合杂环结构；A3为氢原子或一价有机基；其中，在A1及A2表示相互结合并与A1及A2所键结的氮原子一起构成的含氮缩合杂环结构的情况下，含氮缩合杂环结构具有两个以上的芳香族烃环，含氮缩合杂环结构所具有的两个芳香族烃环具有共享式(Y-1)中的氮原子地键结的稠环结构，或者A3具有芳香族烃环且A3所具有的芳香族烃环与式(Y-1)中的氮原子键结，
式(2)、式(3)及式(4)中，X2、X3及X4分别独立地为四价有机基；Y2为在主链中包含链状烃结构与“*1-NR1-CO-”、“*1-CO-NR1-”、“*1-NR1-CO-NR2-”或“*1-CO-NR1-NR2-CO-”所邻接的部分结构的二价基；R1及R2分别独立地为氢原子或一价有机基；“*1”表示与链状烃结构的键结键；Y3为具有羧酸基或磺酸基的二价有机基；Y4为具有选自由含氮杂环、“-R3-NR4-R5-”及“-R6-NR7R8”所组成的群组中的至少一种部分结构的二价有机基，且相当于Y2的基除外；R3、R5及R6分别独立地为二价脂肪族烃基；R4、R7及R8分别独立地为氢原子、热脱离性基或一价脂肪族烃基。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)在同一分子内包含所述式(1)所表示的部分结构和所述式(2)所表示的部分结构、所述式(3)所表示的部分结构及所述式(4)所表示的部分结构中的任意两个以上。
3.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中，所述聚合物(P)包含源自芳香族四羧酸二酐的结构单元。
4.根据权利要求1所述的液晶取向剂，还含有与所述聚合物(P)不同的聚合物(Q)。
5.根据权利要求4所述的液晶取向剂，含有包含选自由下述式(5)所表示的部分结构及下述式(6)所表示的部分结构所组成的群组中的至少一种的聚合物作为所述聚合物(Q)；
式(5)及式(6)中，X5及X6分别独立地为具有脂环式结构的四价基；Y5及Y6分别独立地为包含在氮原子上键结有热脱离性基的部分结构的二价有机基。
6.根据权利要求5所述的液晶取向剂，其中，所述脂环式结构为经取代或未经取代的环丁烷环结构。
7.根据权利要求1所述的液晶取向剂，还含有在一分子内具有三个以上的选自由氧杂环丙基、氧杂环丁基、羟基、巯基、氨基及聚合性碳-碳双键基所组成的群组中的至少一种的化合物。
8.根据权利要求1所述的液晶取向剂，还含有具有三烷氧基硅烷基的化合物。
9.一种液晶取向膜，使用如权利要求1至8中任一项所述的液晶取向剂而形成。
10.一种液晶元件，包括如权利要求9所述的液晶取向膜。
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