液晶配向剤および液晶表示素子
【課題】長時間の熱ストレスに対する耐久性に優れた液晶配向膜を与える液晶配向剤および長期間駆動をした場合にも表示性能が劣化することのない液晶表示素子を提供すること。
【解決手段】上記液晶配向剤は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、下記式（Ａ）
で表される化合物を含むジアミンとの反応により得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体を含有する。
上記液晶表示素子は、上記液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備する。
【解決手段】上記液晶配向剤は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、下記式（Ａ）
で表される化合物を含むジアミンとの反応により得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体を含有する。
上記液晶表示素子は、上記液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶配向剤および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、耐熱性に優れた液晶配向膜を与える液晶配向剤および熱ストレスによる表示劣化が抑制され、長時間駆動の可能な液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示素子としては、透明導電膜が設けられている基板表面に液晶配向膜を形成して液晶表示素子用基板とし、その２枚を対向配置してその間隙内に正の誘電異方性を有するネマチック型液晶の層を形成してサンドイッチ構造のセルとし、液晶分子の長軸が一方の基板から他方の基板に向かって連続的に９０°捻れるようにした、いわゆるＴＮ型（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶セルを有するＴＮ型液晶表示素子が広く知られている。また、ＴＮ型液晶表示素子に比して高いコントラスト比を実現できるＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶表示素子や視角依存性の少ないＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶表示素子、ＩＰＳ型の電極構造を変更し表示素子部分の開口率を上げて輝度を向上させたＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶表示素子、さらにＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示素子、視角依存性が少ないと共に映像画面の高速応答性に優れたＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ：光学補償ベンド）型液晶表示素子等が開発されている。
これらの液晶表示素子における液晶配向膜の材料としては、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル等の樹脂材料が知られており、特にポリアミック酸またはポリイミドからなる液晶配向膜は耐熱性、機械的強度、液晶との親和性等に優れており、多くの液晶表示素子に使用されている（例えば特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
これら樹脂材料からなる液晶配向膜を有する液晶表示素子は、テレビジョン用途に使用しうるほどにその性能が向上したため、耐用年数が１０年を超えることを前提として設計されることとなり、従来の液晶表示素子の用途に比較すると桁外れに長時間の駆動が要求されている。
従来知られている液晶表示素子を長時間（例えば１，０００時間以上）連続駆動すると、素子の明暗のコントラストが低下するとの問題点があった。この不具合は、長時間駆動による熱ストレスのために液晶配向膜が熱劣化し、その結果液晶の電圧保持率が低下することに起因するものと考えられている。そのため、液晶表示素子を長時間駆動した場合でも安定した電圧保持率を示す、耐熱性に優れる液晶配向膜が要求されているが、かかる液晶配向膜を与える液晶配向剤は未だ知られていない。
【特許文献１】特開平９−１９７４１１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９６４８号公報
【特許文献３】特開２００３−１０７４８６号公報
【特許文献４】特開平６−２２２３６６号公報
【特許文献５】特開平６−２８１９３７号公報
【特許文献６】特開平５−１０７５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長時間の熱ストレスに対しても安定した電圧保持率を示す耐久性（耐熱性）に優れた液晶配向膜を与える液晶配向剤を提供することにある。
本発明の他の目的は、長期間駆動をした場合にも表示性能（特にコントラスト）が低下することのない液晶表示素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、本発明の上記目的は、第一に、
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、下記式（Ａ）
【０００６】
【化１】
【０００７】
で表される化合物を含むジアミンと
の反応により得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一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、第二に、
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って達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液晶配向剤は、耐熱性に優れた液晶配向膜、すなわち長時間の熱ストレスを加えられても液晶配向能が劣化することのない液晶配向膜を形成することができる。本発明の液晶配向剤から形成された液晶配向膜は各種の液晶表示素子に好適に適用することができる。
かかる液晶配向膜を具備する本発明の液晶表示素子は、長期間駆動をした場合にも表示性能が劣化することがない。したがって、本発明の液晶表示素子は種々の装置に有効に適用することができ、例えば時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、ＰＤＡ、デジタルカメラ、携帯電話、各種モニター、液晶テレビ等等の表示装置に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の液晶配向剤は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体を含有する。
＜ポリアミック酸＞
本発明の液晶配向剤に含有されることのできるポリアミック酸は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させることにより得られる。
【００１０】
［テトラカルボン酸二無水物］
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含む。
テトラカルボン酸二無水物としては、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物のみを単独で用いてもよく、その他のテトラカルボン酸二無水物と組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用することのできるその他のテトラカルボン酸二無水物としては、例えば２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物以外の脂環式テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物および芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。
上記２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物以外の脂環式テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えば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、シス−３，７−ジブチルシクロオクタ−１，５−ジエン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、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−トリカルボニル−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−ジ無水物、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、
【００１１】
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ル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、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）、下記式（Ｔ−Ｉ）または（Ｔ−ＩＩ）
【００１２】
【化２】
【００１３】
（式中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ、芳香環を有する２価の有機基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ、水素原子またはアルキル基であり、複数存在するＲ２およびＲ４はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。）
で表される化合物などを挙げることができる。
上記脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。
上記芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えば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、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−１）〜（Ｔ−４）
【００１４】
【化３】
【００１５】
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。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いることのできる他のテトラカルボン酸二無水物としては、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物以外の脂環式テトラカルボン酸二無水物ならびに芳香族テトラカルボン酸二無水物のうちのピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（以下、ピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物をまとめて「特定芳香族テトラカルボン酸二無水物」ということがある。）よりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、中でも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−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、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、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、シス−３，７−ジブチルシクロオクタ−１，５−ジエン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、３，５，６−トリカルボニル−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−ジ無水物、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）、上記式（Ｔ−Ｉ）で表される化合物のうち下記式（Ｔ−５）〜（Ｔ−７）
【００１６】
【化４】
【００１７】
のそれぞれで表される化合物、上記式（Ｔ−ＩＩ）で表される化合物のうち下記式（Ｔ−８）
【００１８】
【化５】
【００１９】
で表される化合物、ピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むテトラカルボン酸二無水物であることが、良好な液晶配向性を発現しうる観点からより好ましく、さらに好ましくは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、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、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、シス−３，７−ジブチルシクロオクタ−１，５−ジエン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、３，５，６−トリカルボニル−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−ジ無水物、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）、上記式（Ｔ−５）で表される化合物、ピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むテトラカルボン酸二無水物であり、特に好ましくは１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、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、ピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むテトラカルボン酸二無水物である。
テトラカルボン酸二無水物が、脂環式テトラカルボン酸二無水物および特定芳香族テトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物を含むものである場合、脂環式テトラカルボン酸二無水物および特定芳香族テトラカルボン酸二無水物以外の好ましい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、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などを挙げることができる。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を、全テトラカルボン酸二無水物に対して５０モル％以上含むものであることが好ましく、８０モル％以上含むものであることがより好ましい。
【００２０】
［ジアミン］
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンは、上記式（Ａ）で表される化合物を含む。
上記式（Ａ）で表される化合物の好ましい具体例としては、例えば３，５−ジアミノ安息香酸を挙げることができる。
ジアミンとしては、上記式（Ａ）で表される化合物のみを単独で用いてもよく、上記式（Ａ）で表される化合物とその他のジアミンとを組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用することのできるその他のジアミンとしては、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、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−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、ジ（４−アミノフェニル）ベンジジンなどの芳香族ジアミン；
【００２１】
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、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、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）、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサ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、１−（３，５−ジアミノフェニル）−３−デシルスクシンイミド、１−（３，５−ジアミノフェニル）−３−オクタデシルスクシンイミド、下記式（Ｄ−Ｉ）
【００２２】
【化６】
【００２３】
（式（Ｄ−Ｉ）中、Ｒ５はピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジンおよびピペラジンよりなる群から選択される窒素原子を含む環構造を有する一価の有機基であり、Ｘ１は二価の有機基である。）
で表される化合物、下記式（Ｄ−ＩＩ）
【００２４】
【化７】
【００２５】
（式（Ｄ−ＩＩ）中、Ｘ２は、それぞれ、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジンおよびピペラジンよりなる群から選択される窒素原子を含む環構造を有する二価の有機基であり、Ｒ６は二価の有機基であり、複数存在するＸ２は同一であっても異なっていてもよい。）
で表される化合物などの分子内に２つの一級アミノ基および該一級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン；
下記式（Ｄ−ＩＩＩ）
【００２６】
【化８】
【００２７】
（式（Ｄ−ＩＩＩ）中、Ｒ７は−Ｏ−＊、−ＣＯＯ−＊、−ＯＣＯ−＊、−ＮＨＣＯ−＊、−ＣＯＮＨ−＊および−ＣＯ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）よりなる群からから選択さる二価の有機基であり、Ｒ８はステロイド骨格、トリフルオロメチル基およびフルオロ基よりなる群から選択される骨格もしくは基を有する一価の有機基または炭素数６〜３０のアルキル基である。）
で表されるモノ置換フェニレンジアミン；
下記式（Ｄ−ＩＶ）
【００２８】
【化９】
【００２９】
（式（Ｄ−ＩＶ）中、Ｒ９は、それぞれ、炭素数１〜１２の炭化水素基を示し、複数存在するＲ９はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、ｐは、それぞれ、１〜３の整数であり、ｑは１〜２０の整数である。）
で表される化合物などのジアミノオルガノシロキサン；
下記式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）
【００３０】
【化１０】
【００３１】
【化１１】
【００３２】
（式（Ｄ−４）におけるｙは２〜１２の整数であり、式（Ｄ−５）におけるｚは１〜５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。
これらのジアミンは、単独でまたは二種以上組み合わせて用いることができる。
これらのうち、ｐ−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スルフィド、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、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、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、４，４’−（ｐ−フェニレンジイソプロピリデン）ビスアニリン、４，４’−（ｍ−フェニレンジイソプロピリデン）ビスアニリン、１，４−シクロヘキサンジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、上記式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）のそれぞれで表される化合物、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、３，６−ジアミノアクリジン、上記式（Ｄ−Ｉ）で表される化合物のうち下記式（Ｄ−６）
【００３３】
【化１２】
【００３４】
で表される化合物、上記式（Ｄ−ＩＩ）で表される化合物のうち下記式（Ｄ−７）
【００３５】
【化１３】
【００３６】
で表される化合物、上記式（Ｄ−ＩＩＩ）で表される化合物および上記式（Ｄ−ＩＶ）で表わされる化合物のうち１，３−ビス（−３−ジアミノプロピル）テトラメチルジシロキサンが好ましく、特にｐ−フェニレンジアミンが好ましい。
上記式（Ｄ−ＩＩＩ）で表される化合物の中では、上記式（Ｄ−ＩＩＩ）においてＲ７が−Ｏ−＊または−ＣＯＯ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）であり、Ｒ８がステロイド骨格を有する一価の有機基である化合物が好ましく、特に下記式（Ｄ−８）〜（Ｄ−１６）
【００３７】
【化１４】
【００３８】
【化１５】
【００３９】
【化１６】
【００４０】
のそれぞれで表される化合物が好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンは、上記式（Ａ）で表される化合物を、全ジアミンに対して、１モル％以上含むものであることが好ましく、１０モル％以上含むものであることがより好ましい。また本発明に用いられるジアミンは、上記式（Ａ）で表される化合物のほかに、上記式（Ｄ−ＩＩＩ）で表される化合物およびｐ−フェニレンジアミンよりなる群から選択される少なくとも一種を含むものであることが好ましい。この場合、上記式（Ｄ−ＩＩＩ）で表される化合物を全ジアミンに対して１〜５０モル％含むものであることがより好ましい。また、ｐ−フェニレンジアミンを全ジアミンに対して３０〜９０モル％含むものであることがより好ましい。
【００４１】
［ポリアミック酸の合成］
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させることにより得られる。
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との使用割合は、ジアミンのアミノ基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０．７〜１．２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℃の温度条件下において、好ましくは１〜７２時間、より好ましくは３〜４８時間行われる。ここで、有機溶媒としては、生成す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１−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、３−ブトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−ヘキシルオキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミドなどのアミド化合物、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性化合物；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性化合物などを例示することができる。有機溶媒の使用量（α）は、通常、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の総量（β）が、反応溶液の全量（α＋β）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。ここで、有機溶媒を次に述べる貧溶媒と併用する場合、上記有機溶媒の使用量（α）は有機溶媒と貧溶媒との合計の使用量をいう。
【００４２】
上記有機溶媒には、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してもよい。かかる貧溶媒の具体例としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、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、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、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、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。
有機溶媒と貧溶媒とを併用する場合、貧溶媒の使用量は生成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、溶媒の全量に対して３０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましい。
【００４３】
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。
【００４４】
＜ポリイミド＞
本発明の液晶配向剤に含有されることのできるポリイミドは、上記の如きポリアミック酸を脱水閉環することにより得ることができる。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、原料であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、イミド化率が４０モル％以上であることが好ましく、８０モル％以上であることがより好ましい。イミド化率が４０モル％以上のポリイミドを用いることによって、残像消去時間のより短い液晶配向膜を形成しうる液晶配向剤を得ることができる。
上記イミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める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。イミド化率は、ポリイミドを適当な重水素化溶媒（例えば重水素化ジメチルスルホキシド）に溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温（例えば２５℃）で１Ｈ−ＮＭＲを測定した結果から、下記数式（ｉ）により求めることができる。
イミド化率（％）＝（１−Ａ１／Ａ２×α）×１００ （ｉ）
（数式（ｉ）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。）
【００４５】
ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくは（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。反応時間は好ましくは１〜８時間であり、より好ましくは３〜５時間である。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、所望するイミド化率によるが、ポリアミック酸のアミック酸構造の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。イミド化率は上記の脱水剤、脱水閉環剤の使用量が多いほど高くすることができる。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℃である。反応時間は好ましくは１〜８時間であり、より好ましくは３〜５時間である。
【００４６】
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。
【００４７】
−末端修飾型の重合体−
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸またはポリイミドは、分子量が調節された末端修飾型のものであってもよい。末端修飾型の重合体を用いることにより、本発明の効果が損なわれることなく液晶配向剤の塗布特性などをさらに改善することができる。このような末端修飾型の重合体は、ポリアミック酸を合成する際に、分子量調節剤を重合反応系に添加することにより行うことができる。分子量調節剤としては、例えば酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などを挙げることができる。
上記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。上記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。上記モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを挙げることができる。
分子量調節剤の使用割合は、ポリアミック酸を合成する際に使用するテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの合計１００重量部に対して好ましくは２０重量部以下であり、より好ましくは１０重量部以下である。
【００４８】
−溶液粘度−
以上のようにして得られるポリアミック酸またはポリイミドは、濃度１０重量％の溶液としたときに、２０〜８００ｍＰａ・ｓの溶液粘度を持つものであることが好ましく、３０〜５００ｍＰａ・ｓの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。
上記重合体の溶液粘度（ｍＰａ・ｓ）は、当該重合体の良溶媒を用いて調製した濃度１０重量％の重合体溶液につき、Ｅ型回転粘度計を用いて２５℃において測定した値である。
【００４９】
＜その他の添加剤＞
本発明の垂直配向型液晶配向膜は、上記の如きポリアミック酸およびこれを脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種を必須成分として含有するが、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。かかるその他の成分としては、例えばその他の重合体、接着性向上剤などを挙げることができる。
上記その他の重合体は、溶液特性および電気特性の改善のために使用することができる。かかるその他の重合体は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミド以外の重合体であり、例えば２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含まないテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含まないジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸（以下、「他のポリアミック酸」という。）、該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミド（以下、「他のポリイミド」という。）、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、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。これらのうち、他のポリミック酸または他のポリイミドが好ましい。
その他の重合体の使用割合としては、重合体の合計（上記の２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドならびにその他の重合体の合計をいう。以下同じ。）に対して好ましくは３０重量％以下であり、より好ましくは２０重量％以下である。
【００５０】
上記接着性向上剤は、得られる液晶配向膜の基板表面に対する接着性を向上させる目的で使用することができる。かかる接着性向上剤としては、例えば分子内に少なくとも１つのエポキシ基を有する化合物（以下、「エポキシ化合物」という。）、官能性シラン化合物などを挙げることができる。
上記エポキシ化合物としては、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、３−（Ｎ−アリル−Ｎ−グリシジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ−ジグリシジル）アミノプロピルトリメトキシシランなどを挙げることができる。
上記の如きエポキシ化合物の使用割合としては、重合体の合計１００重量部に対して好ましくは４０重量部以下であり、より好ましくは０．１〜３０重量部である。
【００５１】
上記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などを挙げることができる。
上記の如き官能性シラン化合物の使用割合としては、重合体の合計１００重量部に対して好ましくは２重量部以下であり、より好ましくは０．０１〜０．２重量部である。
【００５２】
＜液晶配向剤＞
本発明の液晶配向剤は、上記の如き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種ならびに必要に応じて任意的に配合されるその他の添加剤が、好ましくは有機溶媒中に溶解含有されて構成される。
本発明の液晶配向剤に使用できる有機溶媒としては、例えば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、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、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、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、３−ブトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−ヘキシルオキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミドなどを挙げることができる。
【００５３】
本発明の液晶配向剤における固形分濃度（液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計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適宜に選択されるが、好ましくは１〜１０重量％の範囲である。すなわち、本発明の液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより液晶配向膜となる塗膜が形成されるが、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ることができず、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ることができず、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣るものとなる。
特に好ましい固形分濃度の範囲は、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℃であり、より好ましくは２０℃〜６０℃である。
【００５４】
＜液晶表示素子＞
本発明の液晶表示素子は、上記の如き本発明の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備するものである。
本発明の液晶表示素子における好ましい動作モードとしては、ＴＮ型、ＶＡ型またはＩＰＳ型を挙げることができる。
本発明の液晶表示素子は、例えば以下（１）ないし（３）の工程により製造することができる。工程（１）は、所望の動作モードによって使用基板、液晶配向剤の好ましい塗布方法および液晶配向剤塗布後の加熱温度が異なる。工程（２）および（３）は各動作モードに共通である。
（１）先ず基板上に本発明の液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
（１−１）ＴＮ型またはＶＡ型液晶表示素子を製造する場合、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に、本発明の液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法またはインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布し、次いで、各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。ここに、基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス；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）などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ（ＳｎＯ２）からなるＮＥＳＡ膜（米国ＰＰＧ社登録商標）、酸化インジウム−酸化スズ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）からなるＩＴＯ膜などを用いることができ、パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後フォト・エッチングによりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法などによることができる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面および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、基板表面のうち塗膜を形成するべき面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布する前処理を施しておいてもよい。
液晶配向剤塗布後の加熱温度は好ましくは３０〜３００℃であり、より好ましくは４０〜２５０℃であり、加熱時間は好ましくは１〜６０分であり、より好ましくは１０〜３０分である。形成される塗膜の膜厚は、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。
【００５５】
（１−２）一方、ＩＰＳ型液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜が設けられている基板の導電膜形成面と、導電膜が設けられていない対向基板の一面とに、本発明の液晶配向剤を好ましくはロールコーター法、スピンナー法またはインクジェット印刷法によってそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。
このとき使用される基板および透明導電膜の材質、透明導電膜のパターニング方法ならびに基板の前処理については上記（１−１）と同様である。
液晶配向剤を塗布した後の加熱温度は、好ましくは８０〜３００℃であり、より好ましくは１２０〜２５０℃であり、加熱時間は好ましくは１〜６０分であり、より好ましくは１０〜３０分である。
形成される塗膜の好ましい膜厚は、上記（１−１）と同様である。
上記（１−１）および（１−２）のいずれの場合も、本発明の液晶配向剤は塗布後に有機溶媒を除去することによって配向膜となる塗膜を形成するが、本発明の液晶配向剤に含有される重合体がポリアミック酸またはイミド環構造とアミック酸構造とを併有するポリイミドである場合には、塗膜形成後にさらに加熱することによって脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。
【００５６】
（２）次に、上記のようにして形成された塗膜面を、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理を行う。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。なお、ＶＡ型液晶表示素子の場合はラビング処理を行わない場合もある。
さらに、本発明の液晶配向剤により形成された液晶配向膜に対し、例えば特許文献４（特開平６−２２２３６６号公報）や特許文献５（特開平６−２８１９３７号公報）に示されているような液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、特許文献６（特開平５−１０７５４４号公報）に示されているような液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成したうえで先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにすることによって得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。
【００５７】
（３）上記のようにして液晶配向膜が形成された一対の基板につき、二枚の基板の液晶配向膜のラビング方向が直交または逆平行となるように間隙（セルギャップ）を介して対向配置し、二枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填し、注入孔を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの外表面に、偏光板を、その偏光方向が各基板に形成された液晶配向膜のラビング方向と一致または直交するように貼り合わせることにより、液晶表示素子を得ることができる。ここに、シール剤としては、例えば硬化剤およびスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。液晶としては、ネマチック型液晶およびスメクチック型液晶を挙げることができ、その中でもネマチック型液晶が好ましく、例えば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、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を用いることができる。また、これらの液晶に、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型液晶；商品名「Ｃ−１５」、「ＣＢ−１５」（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、添加して使用してもよい。
液晶セルの外表面に貼り合わ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」と称さ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を挙げることができる。
上記のようにして製造された本発明の液晶表示素子は、従来知られている液晶表示素子と比較して、長時間連続駆動した場合であっても表示性能が劣化することがなく、具体的には例えば液晶配向膜の熱劣化による液晶の配向不良に起因すると思われるバックライトの光漏れ等が怒ることがないという利点を有する。
【実施例】
【００５８】
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。
なお、下記合成例において３，５−ジアミノ安息香酸は、東京化成（株）の市販品をそのまま使用した。
また、合成例における重合体の溶液粘度は、いずれもＥ型粘度計を用いて２５℃において測定した値である。
合成例１（ポリイミドの合成例１）
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物１１２ｇ（０．５０モル）および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１５７ｇ（０．５０モル）、ジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン８３ｇ（０．７８モル）、３，５−ジアミノ安息香酸１５．２ｇ（０．１０モル）、ビスアミノプロピルテトラメチルジシロキサン２５ｇ（０．１０モル）および３，６−ビス（４−アミノベンゾイルオキシ）コレスタン１３ｇ（０．０２０モル）ならびにモノアミンとしてアニリン２．７ｇ（０．０３０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン９６０ｇに溶解し、６０℃で６時間反応させることによりポリアミック酸溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて濃度１０重量％の溶液として測定した溶液粘度は４８ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇを追加し、ピリジン３９６ｇおよび無水酢酸４０９ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換（本操作にて脱水閉環反応に使用したピリジンおよび無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。）し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９０％のポリイミド（Ａ−１）を１５重量％含有する溶液約２，６４０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は１５ｍＰａ・ｓであった。
【００５９】
合成例２（ポリイミドの合成例２）
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２４ｇ（１．０モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン７６ｇ（０．７モル）、３，５−ジアミノ安息香酸１５ｇ（０．１０モル）および上記式（Ｄ−１０）で表される化合物１０５ｇ（０．２０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン４，５００ｇに溶解し、６０℃で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は６０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇを追加し、ピリジン３９６ｇおよび無水酢酸４０９ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環化反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９０％のポリイミド（Ａ−２）を１５重量％含有する溶液約２，７７０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は１６ｍＰａ・ｓであった。
【００６０】
合成例３（ポリイミドの合成例３）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物７７ｇ（０．３４モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン１９ｇ（０．１８モル）および３，５−ジアミノ安息香酸２７ｇ（０．１８モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１，２６０ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は８０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン６００ｇを追加し、ピリジン１３６ｇおよび無水酢酸１０５ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約８５％のポリイミド（Ａ−３）を２０重量％含有する溶液６００ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２２ｍＰａ・ｓであった。
【００６１】
合成例４（ポリイミドの合成例４）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２４ｇ（１．０モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン７６ｇ（０．７モル）、３，５−ジアミノ安息香酸２４ｇ（０．１モル）、４，４’−ジアミノジフェニルメタン２３ｇ（０．１モル）および２，２’−トリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル３２ｇ（０．１モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は８０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン２，０００ｇを追加し、ピリジン１５０ｇおよび無水酢酸２００ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約８５％のポリイミド（Ａ−４）を１５重量％含有する溶液２，４３０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２０ｍＰａ・ｓであった。
【００６２】
合成例５（ポリイミドの合成例５）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物６６ｇ（０．２９モル）およびジアミンとして３，５−ジアミノ安息香酸５０ｇ（０．３３モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１、２６０ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は５５ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン６００ｇを追加し、ピリジン１１６ｇおよび無水酢酸９０ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約８５％のポリイミド（Ａ−５）を１５重量％含有する溶液約７６０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は１８ｍＰａ・ｓであった。
【００６３】
合成例６（他のポリイミドの合成例１）
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物１１２ｇ（０．５０モル）および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１５７ｇ（０．５０モル）、ジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン９４ｇ（０．８８モル）、ビスアミノプロピルテトラメチルジシロキサン２５ｇ（０．１０モル）および３，６−ビス（４−アミノベンゾイルオキシ）コレスタン１３ｇ（０．０２０モル）ならびにモノアミンとしてアニリン２．７ｇ（０．０３０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン９６０ｇに溶解し、６０℃で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は５８ｍＰａ・ｓであった。
得られたポリアミック酸溶液に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇを追加し、ピリジン３９６ｇおよび無水酢酸４０９ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９５％のポリイミド（Ａ−６）を１５重量％含有する溶液約２，６２０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は１８ｍＰａ・ｓであった。
【００６４】
合成例７（他のポリイミドの合成例２）
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物７３ｇ（０．３３モル）ならびにジアミン化合物としてｐ−フェニレンジアミン３０ｇ（０．２８モル）および式（Ｄ−１０）で表されるジアミン３６ｇ（０．０６９モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン５６０ｇに溶解し、６０℃で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて濃度１０重量％の溶液として測定した溶液粘度は８０ｍＰa・ｓであった。
得られたポリアミック酸溶液６００ｇに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン１，３００ｇを追加し、ピリジン２６ｇおよび無水酢酸３４ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ−ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９２％のポリイミド（Ａ−７）を１０重量％含有する溶液７９０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６重量％の溶液として測定した溶液粘度は３０ｍＰａ・ｓであった。
【００６５】
合成例８（他のポリイミドの合成例３）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物７７ｇ（０．３４モル）およびジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン３８ｇ（０．３６モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１，２６０ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は９０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン６００ｇを追加し、ピリジン１３６ｇおよび無水酢酸１０５ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９５％のポリイミド（Ａ−８）を１５重量％含有する溶液７６０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２５ｍＰａ・ｓであった。
【００６６】
合成例９（他のポリイミドの合成例４）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２４ｇ（１．０モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン８７ｇ（０．８モル）、４，４’−ジアミノジフェニルメタン２３ｇ（０．１モル）および２，２’−トリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル３２ｇ（０．１モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて濃度１０重量％の溶液として測定した溶液粘度は８０ｍＰa・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン２，０００ｇを追加し、ピリジン１５０ｇおよび無水酢酸２００ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９５％のポリイミド（Ａ−９）を１５重量％含有する溶液２，４００ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２５ｍＰａ・ｓであった。
【００６７】
合成例１０（他のポリイミドの合成例５）
テトラカルボン酸無水物として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１５０ｇ（０．５０モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン４３．２ｇ（０．４０モル）および３，５−ジアミノ安息香酸１５．２ｇ（０．１０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１，２２０ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて濃度１０重量％の溶液として測定した溶液粘度は９０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン６００ｇを追加し、ピリジン１３６ｇおよび無水酢酸１０５ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶剤を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９１％のポリイミド（Ａ−１０）を１５重量％含有する溶液１，３８０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２５ｍＰａ・ｓであった。
【００６８】
合成例１１（他のポリアミック酸の合成例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３７０ｇおよびγ−ブチロラクトン３，３００ｇからなる混合溶媒に溶解し、４０℃で３時間反応させることにより、ポリアミック酸（Ｂ−１）を１０重量％含有する溶液約４，２００ｇを得た。
この溶液の溶液粘度は２１０ｍＰａ・ｓであった。
合成例１２（他のポリアミック酸の合成例２）
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２０ｇ（０．１モル）およびピロメリット酸無水物１９６ｇ（０．９モル）ならびにジアミンとして４，４’−ジアミノジフェニルエーテル１５９ｇ（０．８モル）およびｐ−フェニレンジアミン２１ｇ（０．２モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン３，６００ｇに溶解し、４０℃で４時間反応させることにより、ポリアミック酸（Ｂ−２）を１０重量％含有する溶液約４，０００ｇを得た。
この溶液の溶液粘度は４００ｍＰａ・ｓであった。
【００６９】
実施例１
＜液晶配向剤の調製＞
合成例１で得られたポリイミド（Ａ−１）を含有する溶液をポリイミド（Ａ−１）に換算して２０重量部に相当する量および合成例１１で得られたポリアミック酸（Ｂ−１）を含有する溶液をポリアミック酸（Ｂ−１）に換算して８０重量部に相当する量を合わせ、これにγ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンおよびブチルセロソルブを、γ−ブチロラクトン：Ｎ−メチル−２−ピロリドン：ブチルセロソルブの比が重量比で７１：１７：１２になるように加え、さらに接着性向上剤としてエポキシ化合物である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を２重量部加えて、固形分濃度３．５重量の溶液を調製した。この溶液を十分に撹拌後、孔径１μｍのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
この液晶配向剤を用いて以下のようにして評価を行なった。
【００７０】
＜液晶表示素子の製造および評価＞
［液晶表示素子の製造］
上記で調製した液晶配向剤を、厚さ１ｍｍのガラス基板の一面に設けられたＩＴＯ膜からなる透明導電膜上にスピンナーを用いて回転数２，０００ｒｐｍ、回転時間２０秒間の条件下で塗布し、２００℃で１時間加熱して溶媒を除去することにより、膜厚０．０８μｍの被膜を形成した。この被膜にレーヨン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロールの回転数４００ｒｐｍ、ステージの移動速度３ｃｍ／秒、毛足押し込み長さ０．４ｍｍの条件下でラビング処理を行い、塗膜に液晶配向能を付与して液晶配向膜とした。この液晶配向膜を有する基板を、超純水中で１分間超音波洗浄した後、１００℃のクリーンオーブン中で１０分間乾燥した。同様の操作を繰り返すことにより、液晶配向膜を有する基板を二枚（一対）作成した。
次に、この一対の液晶配向膜を有する基板の液晶配向膜を有するそれぞれの外縁に、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塗布した後、液晶配向膜面が相対するように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化した。次いで、液晶注入口より基板間に、誘電率の異方性が正の値を示すネマチック型液晶（メルク社製、ＭＬＣ−６２２１）を充填した後、アクリル系光硬化接着剤で液晶注入口を封止し、基板の外側の両面に偏光板を貼り合わせることにより、液晶表示素子を製造した。
【００７１】
［液晶表示素子の評価］
（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、偏光顕微鏡を用いてクロスニコル下で観察した、このとき、光漏れがないものを液晶配向性「良好」、光漏れが認められるものを液晶配向性「不良」として評価したところ、この液晶表示素子の液晶配向性は「良好」であった。
（２）耐熱性の評価（耐熱ストレス試験）
上記で製造した液晶表示素子につき、先ず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。このときの数値を初期電圧保持率（ＶＨＲＢＦ）とした。ＶＨＲＢＦ測定後、液晶表示素子を１００℃のオーブンに入れ、１，０００時間熱ストレスを印加した。次いで液晶表示素子を室温下に静置して室温まで冷却した後、熱ストレス印加後の電圧保持率ＶＨＲＡＦを測定した。
下記数式（ｉｉ）により、熱ストレス印加前後の電圧保持率の変化率を求め、この変化率が３％未満のものを耐熱性「良好」、３％以上のものを耐熱性「不良」として評価したところ、この液晶表示素子の耐熱性は「良好」であった。
【００７２】
【数１】
【００７３】
なお、電圧保持率の測定には（株）東陽テクニカ製の「ＶＨＲ−１」を使用した。
【００７４】
実施例２
＜液晶配向剤の調製＞
合成例２で得られたポリイミド（Ａ−２）を含有する溶液のポリイミド（Ａ−２）に換算して１００重量部に相当する量をとり、これにγーブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンおよびブチルセロソルブを、γーブチロラクトン：Ｎ−メチル−２−ピロリドン：ブチルセロソルブの比が重量比で４０：３０：２０となるように加え、さらに接着性向上剤としてエポキシ化合物である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を２重量部加えて、固形分濃度３．５重量の溶液を調製した。この溶液を十分に撹拌後、孔径１μｍのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
＜液晶表示素子の製造および評価＞
実施例１において、液晶として誘電率の異方性が負の値を示すネマチック液晶（メルク社製、ＭＬＣ−２０３８）を用いたほかは実施例１と同様にして液晶表示素子を製造し、液晶配向性および耐熱性の評価を行なった、結果は表１に示した。
【００７５】
実施例３
＜液晶配向剤の調製＞
合成例３で得られたイミド化重合体（Ａ−３）を含有する溶液のポリイミド（Ａ−２）に換算して１００重量部に相当する量をとり、これに接着性向上剤としてエポキシ化合物である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の１０重量部および官能性シラン化合物であるメチル３−［２−（３−トリメトキシシリルプロピルアミノ）エチルアミノ］プロピオネートの０．７５重量部を加え、さらにγ―ブチロラクトンおよびブチルセロソルブを、γ―ブチロラクトン：ブチルセロソルブ比が重量比で９０：１０になるように加えて固形分濃度４重量％の溶液とした。この溶液を孔径１μｍのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
＜液晶表示素子の製造および評価＞
実施例１において、液晶として誘電率の異方性が正の値を示すネマチック液晶（メルク社製、ＭＬＣ−２０１９）を用いたほかは実施例１と同様にして液晶表示素子を製造し、液晶配向性および耐熱性の評価を行なった、結果は表１に示した。
【００７６】
実施例４および５
重合体として、それぞれ表１に摘示した種類のものを表１記載の量用いたほかは実施例３と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表１に示した。
比較例１
重合体として、表１に摘示した種類のものを表１記載の量用いたほかは実施例１と同様にして液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表１に示した。
比較例２および５
重合体として、それぞれ表１に摘示した種類のものを表１記載の量用いたほかは実施例２と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表１に示した。
比較例３および４
重合体として、それぞれ表１に摘示した種類のものを表１記載の量用いたほかは実施例３と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表１に示した。
【００７７】
【表１】
【００７８】
なお、表１の接着性向上剤の「種類」欄における略称は、それぞれ以下の意味である。
エポキシ化合物
ＧＡＰＭ：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
官能性シラン化合物
ＭＳＰＰ：メチル３−［２−（３−トリメトキシシリルプロピルアミノ）エチルアミノ］プロピオネート
また、「液晶名」欄の記載は、それぞれ以下の意味である。
６２２１：ＭＬＣ−６２２１（商品名、メルク社製）
２０３８：ＭＬＣ−２０３８（商品名、メルク社製）
２０１９：ＭＬＣ−２０１９（商品名、メルク社製）
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶配向剤および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、耐熱性に優れた液晶配向膜を与える液晶配向剤および熱ストレスによる表示劣化が抑制され、長時間駆動の可能な液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示素子としては、透明導電膜が設けられている基板表面に液晶配向膜を形成して液晶表示素子用基板とし、その２枚を対向配置してその間隙内に正の誘電異方性を有するネマチック型液晶の層を形成してサンドイッチ構造のセルとし、液晶分子の長軸が一方の基板から他方の基板に向かって連続的に９０°捻れるようにした、いわゆるＴＮ型（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶セルを有するＴＮ型液晶表示素子が広く知られている。また、ＴＮ型液晶表示素子に比して高いコントラスト比を実現できるＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶表示素子や視角依存性の少ないＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶表示素子、ＩＰＳ型の電極構造を変更し表示素子部分の開口率を上げて輝度を向上させたＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶表示素子、さらにＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶表示素子、視角依存性が少ないと共に映像画面の高速応答性に優れたＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ：光学補償ベンド）型液晶表示素子等が開発されている。
これらの液晶表示素子における液晶配向膜の材料としては、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル等の樹脂材料が知られており、特にポリアミック酸またはポリイミドからなる液晶配向膜は耐熱性、機械的強度、液晶との親和性等に優れており、多くの液晶表示素子に使用されている（例えば特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
これら樹脂材料からなる液晶配向膜を有する液晶表示素子は、テレビジョン用途に使用しうるほどにその性能が向上したため、耐用年数が１０年を超えることを前提として設計されることとなり、従来の液晶表示素子の用途に比較すると桁外れに長時間の駆動が要求されている。
従来知られている液晶表示素子を長時間（例えば１，０００時間以上）連続駆動すると、素子の明暗のコントラストが低下するとの問題点があった。この不具合は、長時間駆動による熱ストレスのために液晶配向膜が熱劣化し、その結果液晶の電圧保持率が低下することに起因するものと考えられている。そのため、液晶表示素子を長時間駆動した場合でも安定した電圧保持率を示す、耐熱性に優れる液晶配向膜が要求されているが、かかる液晶配向膜を与える液晶配向剤は未だ知られていない。
【特許文献１】特開平９−１９７４１１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９６４８号公報
【特許文献３】特開２００３−１０７４８６号公報
【特許文献４】特開平６−２２２３６６号公報
【特許文献５】特開平６−２８１９３７号公報
【特許文献６】特開平５−１０７５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長時間の熱ストレスに対しても安定した電圧保持率を示す耐久性（耐熱性）に優れた液晶配向膜を与える液晶配向剤を提供することにある。
本発明の他の目的は、長期間駆動をした場合にも表示性能（特にコントラスト）が低下することのない液晶表示素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、本発明の上記目的は、第一に、
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、下記式（Ａ）
【０００６】
【化１】
【０００７】
で表される化合物を含むジアミンと
の反応により得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一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、第二に、
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って達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液晶配向剤は、耐熱性に優れた液晶配向膜、すなわち長時間の熱ストレスを加えられても液晶配向能が劣化することのない液晶配向膜を形成することができる。本発明の液晶配向剤から形成された液晶配向膜は各種の液晶表示素子に好適に適用することができる。
かかる液晶配向膜を具備する本発明の液晶表示素子は、長期間駆動をした場合にも表示性能が劣化することがない。したがって、本発明の液晶表示素子は種々の装置に有効に適用することができ、例えば時計、携帯型ゲーム、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、ＰＤＡ、デジタルカメラ、携帯電話、各種モニター、液晶テレビ等等の表示装置に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の液晶配向剤は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体を含有する。
＜ポリアミック酸＞
本発明の液晶配向剤に含有されることのできるポリアミック酸は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させることにより得られる。
【００１０】
［テトラカルボン酸二無水物］
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含む。
テトラカルボン酸二無水物としては、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物のみを単独で用いてもよく、その他のテトラカルボン酸二無水物と組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用することのできるその他のテトラカルボン酸二無水物としては、例えば２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物以外の脂環式テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物および芳香族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。
上記２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物以外の脂環式テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えば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、シス−３，７−ジブチルシクロオクタ−１，５−ジエン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、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−トリカルボニル−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−ジ無水物、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、
【００１１】
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ル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、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）、下記式（Ｔ−Ｉ）または（Ｔ−ＩＩ）
【００１２】
【化２】
【００１３】
（式中、Ｒ１およびＲ３は、それぞれ、芳香環を有する２価の有機基であり、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ、水素原子またはアルキル基であり、複数存在するＲ２およびＲ４はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。）
で表される化合物などを挙げることができる。
上記脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。
上記芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、例えば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、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−１）〜（Ｔ−４）
【００１４】
【化３】
【００１５】
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。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いることのできる他のテトラカルボン酸二無水物としては、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物以外の脂環式テトラカルボン酸二無水物ならびに芳香族テトラカルボン酸二無水物のうちのピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（以下、ピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物をまとめて「特定芳香族テトラカルボン酸二無水物」ということがある。）よりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、中でも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−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、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、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、シス−３，７−ジブチルシクロオクタ−１，５−ジエン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、３，５，６−トリカルボニル−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−ジ無水物、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）、上記式（Ｔ−Ｉ）で表される化合物のうち下記式（Ｔ−５）〜（Ｔ−７）
【００１６】
【化４】
【００１７】
のそれぞれで表される化合物、上記式（Ｔ−ＩＩ）で表される化合物のうち下記式（Ｔ−８）
【００１８】
【化５】
【００１９】
で表される化合物、ピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むテトラカルボン酸二無水物であることが、良好な液晶配向性を発現しうる観点からより好ましく、さらに好ましくは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、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、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、シス−３，７−ジブチルシクロオクタ−１，５−ジエン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、３，５，６−トリカルボニル−２−カルボキシノルボルナン−２：３，５：６−ジ無水物、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）、上記式（Ｔ−５）で表される化合物、ピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むテトラカルボン酸二無水物であり、特に好ましくは１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、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、ピロメリット酸二無水物および２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも一種を含むテトラカルボン酸二無水物である。
テトラカルボン酸二無水物が、脂環式テトラカルボン酸二無水物および特定芳香族テトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物を含むものである場合、脂環式テトラカルボン酸二無水物および特定芳香族テトラカルボン酸二無水物以外の好ましい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、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などを挙げることができる。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を、全テトラカルボン酸二無水物に対して５０モル％以上含むものであることが好ましく、８０モル％以上含むものであることがより好ましい。
【００２０】
［ジアミン］
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンは、上記式（Ａ）で表される化合物を含む。
上記式（Ａ）で表される化合物の好ましい具体例としては、例えば３，５−ジアミノ安息香酸を挙げることができる。
ジアミンとしては、上記式（Ａ）で表される化合物のみを単独で用いてもよく、上記式（Ａ）で表される化合物とその他のジアミンとを組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用することのできるその他のジアミンとしては、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、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−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、ジ（４−アミノフェニル）ベンジジンなどの芳香族ジアミン；
【００２１】
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、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、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）、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサ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、１−（３，５−ジアミノフェニル）−３−デシルスクシンイミド、１−（３，５−ジアミノフェニル）−３−オクタデシルスクシンイミド、下記式（Ｄ−Ｉ）
【００２２】
【化６】
【００２３】
（式（Ｄ−Ｉ）中、Ｒ５はピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジンおよびピペラジンよりなる群から選択される窒素原子を含む環構造を有する一価の有機基であり、Ｘ１は二価の有機基である。）
で表される化合物、下記式（Ｄ−ＩＩ）
【００２４】
【化７】
【００２５】
（式（Ｄ−ＩＩ）中、Ｘ２は、それぞれ、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、ピペリジンおよびピペラジンよりなる群から選択される窒素原子を含む環構造を有する二価の有機基であり、Ｒ６は二価の有機基であり、複数存在するＸ２は同一であっても異なっていてもよい。）
で表される化合物などの分子内に２つの一級アミノ基および該一級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン；
下記式（Ｄ−ＩＩＩ）
【００２６】
【化８】
【００２７】
（式（Ｄ−ＩＩＩ）中、Ｒ７は−Ｏ−＊、−ＣＯＯ−＊、−ＯＣＯ−＊、−ＮＨＣＯ−＊、−ＣＯＮＨ−＊および−ＣＯ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）よりなる群からから選択さる二価の有機基であり、Ｒ８はステロイド骨格、トリフルオロメチル基およびフルオロ基よりなる群から選択される骨格もしくは基を有する一価の有機基または炭素数６〜３０のアルキル基である。）
で表されるモノ置換フェニレンジアミン；
下記式（Ｄ−ＩＶ）
【００２８】
【化９】
【００２９】
（式（Ｄ−ＩＶ）中、Ｒ９は、それぞれ、炭素数１〜１２の炭化水素基を示し、複数存在するＲ９はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、ｐは、それぞれ、１〜３の整数であり、ｑは１〜２０の整数である。）
で表される化合物などのジアミノオルガノシロキサン；
下記式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）
【００３０】
【化１０】
【００３１】
【化１１】
【００３２】
（式（Ｄ−４）におけるｙは２〜１２の整数であり、式（Ｄ−５）におけるｚは１〜５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。
これらのジアミンは、単独でまたは二種以上組み合わせて用いることができる。
これらのうち、ｐ−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スルフィド、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、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、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、４，４’−（ｐ−フェニレンジイソプロピリデン）ビスアニリン、４，４’−（ｍ−フェニレンジイソプロピリデン）ビスアニリン、１，４−シクロヘキサンジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、上記式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）のそれぞれで表される化合物、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、３，６−ジアミノアクリジン、上記式（Ｄ−Ｉ）で表される化合物のうち下記式（Ｄ−６）
【００３３】
【化１２】
【００３４】
で表される化合物、上記式（Ｄ−ＩＩ）で表される化合物のうち下記式（Ｄ−７）
【００３５】
【化１３】
【００３６】
で表される化合物、上記式（Ｄ−ＩＩＩ）で表される化合物および上記式（Ｄ−ＩＶ）で表わされる化合物のうち１，３−ビス（−３−ジアミノプロピル）テトラメチルジシロキサンが好ましく、特にｐ−フェニレンジアミンが好ましい。
上記式（Ｄ−ＩＩＩ）で表される化合物の中では、上記式（Ｄ−ＩＩＩ）においてＲ７が−Ｏ−＊または−ＣＯＯ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）であり、Ｒ８がステロイド骨格を有する一価の有機基である化合物が好ましく、特に下記式（Ｄ−８）〜（Ｄ−１６）
【００３７】
【化１４】
【００３８】
【化１５】
【００３９】
【化１６】
【００４０】
のそれぞれで表される化合物が好ましい。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸を合成するために用いられるジアミンは、上記式（Ａ）で表される化合物を、全ジアミンに対して、１モル％以上含むものであることが好ましく、１０モル％以上含むものであることがより好ましい。また本発明に用いられるジアミンは、上記式（Ａ）で表される化合物のほかに、上記式（Ｄ−ＩＩＩ）で表される化合物およびｐ−フェニレンジアミンよりなる群から選択される少なくとも一種を含むものであることが好ましい。この場合、上記式（Ｄ−ＩＩＩ）で表される化合物を全ジアミンに対して１〜５０モル％含むものであることがより好ましい。また、ｐ−フェニレンジアミンを全ジアミンに対して３０〜９０モル％含むものであることがより好ましい。
【００４１】
［ポリアミック酸の合成］
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させることにより得られる。
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との使用割合は、ジアミンのアミノ基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０．７〜１．２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℃の温度条件下において、好ましくは１〜７２時間、より好ましくは３〜４８時間行われる。ここで、有機溶媒としては、生成す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１−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、３−ブトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−ヘキシルオキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミドなどのアミド化合物、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性化合物；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性化合物などを例示することができる。有機溶媒の使用量（α）は、通常、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の総量（β）が、反応溶液の全量（α＋β）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。ここで、有機溶媒を次に述べる貧溶媒と併用する場合、上記有機溶媒の使用量（α）は有機溶媒と貧溶媒との合計の使用量をいう。
【００４２】
上記有機溶媒には、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してもよい。かかる貧溶媒の具体例としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、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、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、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、ジイソブチルケトン、イソアミルプロピオネート、イソアミルイソブチレート、ジイソペンチルエーテルなどを挙げることができる。
有機溶媒と貧溶媒とを併用する場合、貧溶媒の使用量は生成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、溶媒の全量に対して３０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましい。
【００４３】
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。
【００４４】
＜ポリイミド＞
本発明の液晶配向剤に含有されることのできるポリイミドは、上記の如きポリアミック酸を脱水閉環することにより得ることができる。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、原料であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。
本発明の液晶配向剤に含有されるポリイミドは、イミド化率が４０モル％以上であることが好ましく、８０モル％以上であることがより好ましい。イミド化率が４０モル％以上のポリイミドを用いることによって、残像消去時間のより短い液晶配向膜を形成しうる液晶配向剤を得ることができる。
上記イミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める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。イミド化率は、ポリイミドを適当な重水素化溶媒（例えば重水素化ジメチルスルホキシド）に溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温（例えば２５℃）で１Ｈ−ＮＭＲを測定した結果から、下記数式（ｉ）により求めることができる。
イミド化率（％）＝（１−Ａ１／Ａ２×α）×１００ （ｉ）
（数式（ｉ）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。）
【００４５】
ポリアミック酸の脱水閉環は、好ましくは（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。反応時間は好ましくは１〜８時間であり、より好ましくは３〜５時間である。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、所望するイミド化率によるが、ポリアミック酸のアミック酸構造の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。イミド化率は上記の脱水剤、脱水閉環剤の使用量が多いほど高くすることができる。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℃である。反応時間は好ましくは１〜８時間であり、より好ましくは３〜５時間である。
【００４６】
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。
【００４７】
−末端修飾型の重合体−
本発明の液晶配向剤に含有されるポリアミック酸またはポリイミドは、分子量が調節された末端修飾型のものであってもよい。末端修飾型の重合体を用いることにより、本発明の効果が損なわれることなく液晶配向剤の塗布特性などをさらに改善することができる。このような末端修飾型の重合体は、ポリアミック酸を合成する際に、分子量調節剤を重合反応系に添加することにより行うことができる。分子量調節剤としては、例えば酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などを挙げることができる。
上記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。上記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。上記モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを挙げることができる。
分子量調節剤の使用割合は、ポリアミック酸を合成する際に使用するテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの合計１００重量部に対して好ましくは２０重量部以下であり、より好ましくは１０重量部以下である。
【００４８】
−溶液粘度−
以上のようにして得られるポリアミック酸またはポリイミドは、濃度１０重量％の溶液としたときに、２０〜８００ｍＰａ・ｓの溶液粘度を持つものであることが好ましく、３０〜５００ｍＰａ・ｓの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。
上記重合体の溶液粘度（ｍＰａ・ｓ）は、当該重合体の良溶媒を用いて調製した濃度１０重量％の重合体溶液につき、Ｅ型回転粘度計を用いて２５℃において測定した値である。
【００４９】
＜その他の添加剤＞
本発明の垂直配向型液晶配向膜は、上記の如きポリアミック酸およびこれを脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも１種を必須成分として含有するが、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。かかるその他の成分としては、例えばその他の重合体、接着性向上剤などを挙げることができる。
上記その他の重合体は、溶液特性および電気特性の改善のために使用することができる。かかるその他の重合体は、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミド以外の重合体であり、例えば２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含まないテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含まないジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸（以下、「他のポリアミック酸」という。）、該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミド（以下、「他のポリイミド」という。）、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、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。これらのうち、他のポリミック酸または他のポリイミドが好ましい。
その他の重合体の使用割合としては、重合体の合計（上記の２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と上記式（Ａ）で表される化合物を含むジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドならびにその他の重合体の合計をいう。以下同じ。）に対して好ましくは３０重量％以下であり、より好ましくは２０重量％以下である。
【００５０】
上記接着性向上剤は、得られる液晶配向膜の基板表面に対する接着性を向上させる目的で使用することができる。かかる接着性向上剤としては、例えば分子内に少なくとも１つのエポキシ基を有する化合物（以下、「エポキシ化合物」という。）、官能性シラン化合物などを挙げることができる。
上記エポキシ化合物としては、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、３−（Ｎ−アリル−Ｎ−グリシジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ−ジグリシジル）アミノプロピルトリメトキシシランなどを挙げることができる。
上記の如きエポキシ化合物の使用割合としては、重合体の合計１００重量部に対して好ましくは４０重量部以下であり、より好ましくは０．１〜３０重量部である。
【００５１】
上記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などを挙げることができる。
上記の如き官能性シラン化合物の使用割合としては、重合体の合計１００重量部に対して好ましくは２重量部以下であり、より好ましくは０．０１〜０．２重量部である。
【００５２】
＜液晶配向剤＞
本発明の液晶配向剤は、上記の如き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種ならびに必要に応じて任意的に配合されるその他の添加剤が、好ましくは有機溶媒中に溶解含有されて構成される。
本発明の液晶配向剤に使用できる有機溶媒としては、例えば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、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、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、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、３−ブトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−ヘキシルオキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミドなどを挙げることができる。
【００５３】
本発明の液晶配向剤における固形分濃度（液晶配向剤の溶媒以外の成分の合計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適宜に選択されるが、好ましくは１〜１０重量％の範囲である。すなわち、本発明の液晶配向剤は、後述するように基板表面に塗布され、好ましくは加熱されることにより液晶配向膜となる塗膜が形成されるが、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ることができず、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ることができず、また、液晶配向剤の粘性が増大して塗布特性が劣るものとなる。
特に好ましい固形分濃度の範囲は、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℃であり、より好ましくは２０℃〜６０℃である。
【００５４】
＜液晶表示素子＞
本発明の液晶表示素子は、上記の如き本発明の液晶配向剤から形成された液晶配向膜を具備するものである。
本発明の液晶表示素子における好ましい動作モードとしては、ＴＮ型、ＶＡ型またはＩＰＳ型を挙げることができる。
本発明の液晶表示素子は、例えば以下（１）ないし（３）の工程により製造することができる。工程（１）は、所望の動作モードによって使用基板、液晶配向剤の好ましい塗布方法および液晶配向剤塗布後の加熱温度が異なる。工程（２）および（３）は各動作モードに共通である。
（１）先ず基板上に本発明の液晶配向剤を塗布し、次いで塗布面を加熱することにより基板上に塗膜を形成する。
（１−１）ＴＮ型またはＶＡ型液晶表示素子を製造する場合、パターニングされた透明導電膜が設けられている基板二枚を一対として、その各透明性導電膜形成面上に、本発明の液晶配向剤を、好ましくはオフセット印刷法、スピンコート法またはインクジェット印刷法によりそれぞれ塗布し、次いで、各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。ここに、基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラスなどのガラス；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）などのプラスチックからなる透明基板を用いることができる。基板の一面に設けられる透明導電膜としては、酸化スズ（ＳｎＯ２）からなるＮＥＳＡ膜（米国ＰＰＧ社登録商標）、酸化インジウム−酸化スズ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）からなるＩＴＯ膜などを用いることができ、パターニングされた透明導電膜を得るには、例えばパターンなし透明導電膜を形成した後フォト・エッチングによりパターンを形成する方法、透明導電膜を形成する際に所望のパターンを有するマスクを用いる方法などによることができる。液晶配向剤の塗布に際しては、基板表面および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、基板表面のうち塗膜を形成するべき面に、官能性シラン化合物、官能性チタン化合物などを予め塗布する前処理を施しておいてもよい。
液晶配向剤塗布後の加熱温度は好ましくは３０〜３００℃であり、より好ましくは４０〜２５０℃であり、加熱時間は好ましくは１〜６０分であり、より好ましくは１０〜３０分である。形成される塗膜の膜厚は、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。
【００５５】
（１−２）一方、ＩＰＳ型液晶表示素子を製造する場合、櫛歯型にパターニングされた透明導電膜が設けられている基板の導電膜形成面と、導電膜が設けられていない対向基板の一面とに、本発明の液晶配向剤を好ましくはロールコーター法、スピンナー法またはインクジェット印刷法によってそれぞれ塗布し、次いで各塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。
このとき使用される基板および透明導電膜の材質、透明導電膜のパターニング方法ならびに基板の前処理については上記（１−１）と同様である。
液晶配向剤を塗布した後の加熱温度は、好ましくは８０〜３００℃であり、より好ましくは１２０〜２５０℃であり、加熱時間は好ましくは１〜６０分であり、より好ましくは１０〜３０分である。
形成される塗膜の好ましい膜厚は、上記（１−１）と同様である。
上記（１−１）および（１−２）のいずれの場合も、本発明の液晶配向剤は塗布後に有機溶媒を除去することによって配向膜となる塗膜を形成するが、本発明の液晶配向剤に含有される重合体がポリアミック酸またはイミド環構造とアミック酸構造とを併有するポリイミドである場合には、塗膜形成後にさらに加熱することによって脱水閉環反応を進行させ、よりイミド化された塗膜としてもよい。
【００５６】
（２）次に、上記のようにして形成された塗膜面を、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理を行う。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。なお、ＶＡ型液晶表示素子の場合はラビング処理を行わない場合もある。
さらに、本発明の液晶配向剤により形成された液晶配向膜に対し、例えば特許文献４（特開平６−２２２３６６号公報）や特許文献５（特開平６−２８１９３７号公報）に示されているような液晶配向膜の一部に紫外線を照射することによって液晶配向膜の一部の領域のプレチルト角を変化させる処理や、特許文献６（特開平５−１０７５４４号公報）に示されているような液晶配向膜表面の一部にレジスト膜を形成したうえで先のラビング処理と異なる方向にラビング処理を行った後にレジスト膜を除去する処理を行い、液晶配向膜が領域ごとに異なる液晶配向能を持つようにすることによって得られる液晶表示素子の視界特性を改善することが可能である。
【００５７】
（３）上記のようにして液晶配向膜が形成された一対の基板につき、二枚の基板の液晶配向膜のラビング方向が直交または逆平行となるように間隙（セルギャップ）を介して対向配置し、二枚の基板の周辺部をシール剤を用いて貼り合わせ、基板表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶を注入充填し、注入孔を封止して液晶セルを構成する。そして、液晶セルの外表面に、偏光板を、その偏光方向が各基板に形成された液晶配向膜のラビング方向と一致または直交するように貼り合わせることにより、液晶表示素子を得ることができる。ここに、シール剤としては、例えば硬化剤およびスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有するエポキシ樹脂などを用いることができる。液晶としては、ネマチック型液晶およびスメクチック型液晶を挙げることができ、その中でもネマチック型液晶が好ましく、例えば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、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を用いることができる。また、これらの液晶に、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型液晶；商品名「Ｃ−１５」、「ＣＢ−１５」（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、添加して使用してもよい。
液晶セルの外表面に貼り合わ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」と称さ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を挙げることができる。
上記のようにして製造された本発明の液晶表示素子は、従来知られている液晶表示素子と比較して、長時間連続駆動した場合であっても表示性能が劣化することがなく、具体的には例えば液晶配向膜の熱劣化による液晶の配向不良に起因すると思われるバックライトの光漏れ等が怒ることがないという利点を有する。
【実施例】
【００５８】
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。
なお、下記合成例において３，５−ジアミノ安息香酸は、東京化成（株）の市販品をそのまま使用した。
また、合成例における重合体の溶液粘度は、いずれもＥ型粘度計を用いて２５℃において測定した値である。
合成例１（ポリイミドの合成例１）
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物１１２ｇ（０．５０モル）および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１５７ｇ（０．５０モル）、ジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン８３ｇ（０．７８モル）、３，５−ジアミノ安息香酸１５．２ｇ（０．１０モル）、ビスアミノプロピルテトラメチルジシロキサン２５ｇ（０．１０モル）および３，６−ビス（４−アミノベンゾイルオキシ）コレスタン１３ｇ（０．０２０モル）ならびにモノアミンとしてアニリン２．７ｇ（０．０３０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン９６０ｇに溶解し、６０℃で６時間反応させることによりポリアミック酸溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて濃度１０重量％の溶液として測定した溶液粘度は４８ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇを追加し、ピリジン３９６ｇおよび無水酢酸４０９ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換（本操作にて脱水閉環反応に使用したピリジンおよび無水酢酸を系外に除去した。以下同じ。）し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９０％のポリイミド（Ａ−１）を１５重量％含有する溶液約２，６４０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は１５ｍＰａ・ｓであった。
【００５９】
合成例２（ポリイミドの合成例２）
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２４ｇ（１．０モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン７６ｇ（０．７モル）、３，５−ジアミノ安息香酸１５ｇ（０．１０モル）および上記式（Ｄ−１０）で表される化合物１０５ｇ（０．２０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン４，５００ｇに溶解し、６０℃で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は６０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇを追加し、ピリジン３９６ｇおよび無水酢酸４０９ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環化反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９０％のポリイミド（Ａ−２）を１５重量％含有する溶液約２，７７０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は１６ｍＰａ・ｓであった。
【００６０】
合成例３（ポリイミドの合成例３）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物７７ｇ（０．３４モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン１９ｇ（０．１８モル）および３，５−ジアミノ安息香酸２７ｇ（０．１８モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１，２６０ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は８０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン６００ｇを追加し、ピリジン１３６ｇおよび無水酢酸１０５ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約８５％のポリイミド（Ａ−３）を２０重量％含有する溶液６００ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２２ｍＰａ・ｓであった。
【００６１】
合成例４（ポリイミドの合成例４）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２４ｇ（１．０モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン７６ｇ（０．７モル）、３，５−ジアミノ安息香酸２４ｇ（０．１モル）、４，４’−ジアミノジフェニルメタン２３ｇ（０．１モル）および２，２’−トリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル３２ｇ（０．１モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は８０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン２，０００ｇを追加し、ピリジン１５０ｇおよび無水酢酸２００ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約８５％のポリイミド（Ａ−４）を１５重量％含有する溶液２，４３０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２０ｍＰａ・ｓであった。
【００６２】
合成例５（ポリイミドの合成例５）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物６６ｇ（０．２９モル）およびジアミンとして３，５−ジアミノ安息香酸５０ｇ（０．３３モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１、２６０ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は５５ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン６００ｇを追加し、ピリジン１１６ｇおよび無水酢酸９０ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約８５％のポリイミド（Ａ−５）を１５重量％含有する溶液約７６０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は１８ｍＰａ・ｓであった。
【００６３】
合成例６（他のポリイミドの合成例１）
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物１１２ｇ（０．５０モル）および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１５７ｇ（０．５０モル）、ジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン９４ｇ（０．８８モル）、ビスアミノプロピルテトラメチルジシロキサン２５ｇ（０．１０モル）および３，６−ビス（４−アミノベンゾイルオキシ）コレスタン１３ｇ（０．０２０モル）ならびにモノアミンとしてアニリン２．７ｇ（０．０３０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン９６０ｇに溶解し、６０℃で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は５８ｍＰａ・ｓであった。
得られたポリアミック酸溶液に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇを追加し、ピリジン３９６ｇおよび無水酢酸４０９ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９５％のポリイミド（Ａ−６）を１５重量％含有する溶液約２，６２０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は１８ｍＰａ・ｓであった。
【００６４】
合成例７（他のポリイミドの合成例２）
テトラカルボン酸二無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物７３ｇ（０．３３モル）ならびにジアミン化合物としてｐ−フェニレンジアミン３０ｇ（０．２８モル）および式（Ｄ−１０）で表されるジアミン３６ｇ（０．０６９モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン５６０ｇに溶解し、６０℃で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて濃度１０重量％の溶液として測定した溶液粘度は８０ｍＰa・ｓであった。
得られたポリアミック酸溶液６００ｇに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン１，３００ｇを追加し、ピリジン２６ｇおよび無水酢酸３４ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ−ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９２％のポリイミド（Ａ−７）を１０重量％含有する溶液７９０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６重量％の溶液として測定した溶液粘度は３０ｍＰａ・ｓであった。
【００６５】
合成例８（他のポリイミドの合成例３）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物７７ｇ（０．３４モル）およびジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン３８ｇ（０．３６モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１，２６０ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、減圧にて濃縮することにより濃度重量１０％の溶液として測定した溶液粘度は９０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン６００ｇを追加し、ピリジン１３６ｇおよび無水酢酸１０５ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９５％のポリイミド（Ａ−８）を１５重量％含有する溶液７６０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２５ｍＰａ・ｓであった。
【００６６】
合成例９（他のポリイミドの合成例４）
テトラカルボン酸無水物として２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２２４ｇ（１．０モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン８７ｇ（０．８モル）、４，４’−ジアミノジフェニルメタン２３ｇ（０．１モル）および２，２’−トリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル３２ｇ（０．１モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン２，７００ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて濃度１０重量％の溶液として測定した溶液粘度は８０ｍＰa・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン２，０００ｇを追加し、ピリジン１５０ｇおよび無水酢酸２００ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶媒を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９５％のポリイミド（Ａ−９）を１５重量％含有する溶液２，４００ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２５ｍＰａ・ｓであった。
【００６７】
合成例１０（他のポリイミドの合成例５）
テトラカルボン酸無水物として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１５０ｇ（０．５０モル）ならびにジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン４３．２ｇ（０．４０モル）および３，５−ジアミノ安息香酸１５．２ｇ（０．１０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン１，２２０ｇに溶解し、室温で６時間反応させることにより、ポリアミック酸を含有する溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液を少量分取し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて濃度１０重量％の溶液として測定した溶液粘度は９０ｍＰａ・ｓであった。
次いで、得られたポリアミック酸溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン６００ｇを追加し、ピリジン１３６ｇおよび無水酢酸１０５ｇを添加して１１０℃で４時間脱水閉環反応を行なった。脱水閉環反応後、系内の溶剤を新たなγ―ブチロラクトンで溶媒置換し、さらに濃縮することにより、イミド化率約９１％のポリイミド（Ａ−１０）を１５重量％含有する溶液１，３８０ｇを得た。
この溶液を少量分取し、γ−ブチロラクトンを加えて濃度６．０重量％の溶液として測定した溶液粘度は２５ｍＰａ・ｓであった。
【００６８】
合成例１１（他のポリアミック酸の合成例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３７０ｇおよびγ−ブチロラクトン３，３００ｇからなる混合溶媒に溶解し、４０℃で３時間反応させることにより、ポリアミック酸（Ｂ−１）を１０重量％含有する溶液約４，２００ｇを得た。
この溶液の溶液粘度は２１０ｍＰａ・ｓであった。
合成例１２（他のポリアミック酸の合成例２）
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２０ｇ（０．１モル）およびピロメリット酸無水物１９６ｇ（０．９モル）ならびにジアミンとして４，４’−ジアミノジフェニルエーテル１５９ｇ（０．８モル）およびｐ−フェニレンジアミン２１ｇ（０．２モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン３，６００ｇに溶解し、４０℃で４時間反応させることにより、ポリアミック酸（Ｂ−２）を１０重量％含有する溶液約４，０００ｇを得た。
この溶液の溶液粘度は４００ｍＰａ・ｓであった。
【００６９】
実施例１
＜液晶配向剤の調製＞
合成例１で得られたポリイミド（Ａ−１）を含有する溶液をポリイミド（Ａ−１）に換算して２０重量部に相当する量および合成例１１で得られたポリアミック酸（Ｂ−１）を含有する溶液をポリアミック酸（Ｂ−１）に換算して８０重量部に相当する量を合わせ、これにγ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンおよびブチルセロソルブを、γ−ブチロラクトン：Ｎ−メチル−２−ピロリドン：ブチルセロソルブの比が重量比で７１：１７：１２になるように加え、さらに接着性向上剤としてエポキシ化合物である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を２重量部加えて、固形分濃度３．５重量の溶液を調製した。この溶液を十分に撹拌後、孔径１μｍのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
この液晶配向剤を用いて以下のようにして評価を行なった。
【００７０】
＜液晶表示素子の製造および評価＞
［液晶表示素子の製造］
上記で調製した液晶配向剤を、厚さ１ｍｍのガラス基板の一面に設けられたＩＴＯ膜からなる透明導電膜上にスピンナーを用いて回転数２，０００ｒｐｍ、回転時間２０秒間の条件下で塗布し、２００℃で１時間加熱して溶媒を除去することにより、膜厚０．０８μｍの被膜を形成した。この被膜にレーヨン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロールの回転数４００ｒｐｍ、ステージの移動速度３ｃｍ／秒、毛足押し込み長さ０．４ｍｍの条件下でラビング処理を行い、塗膜に液晶配向能を付与して液晶配向膜とした。この液晶配向膜を有する基板を、超純水中で１分間超音波洗浄した後、１００℃のクリーンオーブン中で１０分間乾燥した。同様の操作を繰り返すことにより、液晶配向膜を有する基板を二枚（一対）作成した。
次に、この一対の液晶配向膜を有する基板の液晶配向膜を有するそれぞれの外縁に、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塗布した後、液晶配向膜面が相対するように重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化した。次いで、液晶注入口より基板間に、誘電率の異方性が正の値を示すネマチック型液晶（メルク社製、ＭＬＣ−６２２１）を充填した後、アクリル系光硬化接着剤で液晶注入口を封止し、基板の外側の両面に偏光板を貼り合わせることにより、液晶表示素子を製造した。
【００７１】
［液晶表示素子の評価］
（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、偏光顕微鏡を用いてクロスニコル下で観察した、このとき、光漏れがないものを液晶配向性「良好」、光漏れが認められるものを液晶配向性「不良」として評価したところ、この液晶表示素子の液晶配向性は「良好」であった。
（２）耐熱性の評価（耐熱ストレス試験）
上記で製造した液晶表示素子につき、先ず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。このときの数値を初期電圧保持率（ＶＨＲＢＦ）とした。ＶＨＲＢＦ測定後、液晶表示素子を１００℃のオーブンに入れ、１，０００時間熱ストレスを印加した。次いで液晶表示素子を室温下に静置して室温まで冷却した後、熱ストレス印加後の電圧保持率ＶＨＲＡＦを測定した。
下記数式（ｉｉ）により、熱ストレス印加前後の電圧保持率の変化率を求め、この変化率が３％未満のものを耐熱性「良好」、３％以上のものを耐熱性「不良」として評価したところ、この液晶表示素子の耐熱性は「良好」であった。
【００７２】
【数１】
【００７３】
なお、電圧保持率の測定には（株）東陽テクニカ製の「ＶＨＲ−１」を使用した。
【００７４】
実施例２
＜液晶配向剤の調製＞
合成例２で得られたポリイミド（Ａ−２）を含有する溶液のポリイミド（Ａ−２）に換算して１００重量部に相当する量をとり、これにγーブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンおよびブチルセロソルブを、γーブチロラクトン：Ｎ−メチル−２−ピロリドン：ブチルセロソルブの比が重量比で４０：３０：２０となるように加え、さらに接着性向上剤としてエポキシ化合物である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を２重量部加えて、固形分濃度３．５重量の溶液を調製した。この溶液を十分に撹拌後、孔径１μｍのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
＜液晶表示素子の製造および評価＞
実施例１において、液晶として誘電率の異方性が負の値を示すネマチック液晶（メルク社製、ＭＬＣ−２０３８）を用いたほかは実施例１と同様にして液晶表示素子を製造し、液晶配向性および耐熱性の評価を行なった、結果は表１に示した。
【００７５】
実施例３
＜液晶配向剤の調製＞
合成例３で得られたイミド化重合体（Ａ−３）を含有する溶液のポリイミド（Ａ−２）に換算して１００重量部に相当する量をとり、これに接着性向上剤としてエポキシ化合物である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の１０重量部および官能性シラン化合物であるメチル３−［２−（３−トリメトキシシリルプロピルアミノ）エチルアミノ］プロピオネートの０．７５重量部を加え、さらにγ―ブチロラクトンおよびブチルセロソルブを、γ―ブチロラクトン：ブチルセロソルブ比が重量比で９０：１０になるように加えて固形分濃度４重量％の溶液とした。この溶液を孔径１μｍのフィルターを用いて濾過することにより、液晶配向剤を調製した。
＜液晶表示素子の製造および評価＞
実施例１において、液晶として誘電率の異方性が正の値を示すネマチック液晶（メルク社製、ＭＬＣ−２０１９）を用いたほかは実施例１と同様にして液晶表示素子を製造し、液晶配向性および耐熱性の評価を行なった、結果は表１に示した。
【００７６】
実施例４および５
重合体として、それぞれ表１に摘示した種類のものを表１記載の量用いたほかは実施例３と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表１に示した。
比較例１
重合体として、表１に摘示した種類のものを表１記載の量用いたほかは実施例１と同様にして液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表１に示した。
比較例２および５
重合体として、それぞれ表１に摘示した種類のものを表１記載の量用いたほかは実施例２と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表１に示した。
比較例３および４
重合体として、それぞれ表１に摘示した種類のものを表１記載の量用いたほかは実施例３と同様にしてそれぞれ液晶配向剤を調製し、液晶表示素子を製造し評価した。結果は表１に示した。
【００７７】
【表１】
【００７８】
なお、表１の接着性向上剤の「種類」欄における略称は、それぞれ以下の意味である。
エポキシ化合物
ＧＡＰＭ：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
官能性シラン化合物
ＭＳＰＰ：メチル３−［２−（３−トリメトキシシリルプロピルアミノ）エチルアミノ］プロピオネート
また、「液晶名」欄の記載は、それぞれ以下の意味である。
６２２１：ＭＬＣ−６２２１（商品名、メルク社製）
２０３８：ＭＬＣ−２０３８（商品名、メルク社製）
２０１９：ＭＬＣ−２０１９（商品名、メルク社製）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、下記式（Ａ）
【化１】
で表される化合物を含むジアミンと
の反応により得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体を含有することを特徴とする、液晶配向剤。
【請求項２】
ジアミンが、さらに下記式（Ｄ−ＩＩＩ）
【化２】
（式（Ｄ−ＩＩＩ）中、Ｒ７は−Ｏ−＊、−ＣＯＯ−＊、−ＯＣＯ−＊、−ＮＨＣＯ−＊、−ＣＯＮＨ−＊および−ＣＯ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）よりなる群からから選択さる二価の有機基であり、Ｒ８はステロイド骨格、トリフルオロメチル基およびフルオロ基よりなる群から選択される骨格もしくは基を有する一価の有機基または炭素数６〜３０のアルキル基である。）
で表される化合物を含むものである、請求項１に記載の液晶配向剤。
【請求項３】
上記式（Ｄ−ＩＩＩ）におけるＲ７が−Ｏ−＊または−ＣＯＯ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）であり、Ｒ８がステロイド骨格を有する一価の有機基である、請求項２に記載の液晶配向剤。
【請求項４】
ジアミンが、さらにｐ−フェニレンジアミンを含むものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
【請求項５】
含有される重合体がポリイミドである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
【請求項６】
請求項１〜５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。
【請求項１】
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物と、下記式（Ａ）
【化１】
で表される化合物を含むジアミンと
の反応により得られるポリアミック酸および該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体を含有することを特徴とする、液晶配向剤。
【請求項２】
ジアミンが、さらに下記式（Ｄ−ＩＩＩ）
【化２】
（式（Ｄ−ＩＩＩ）中、Ｒ７は−Ｏ−＊、−ＣＯＯ−＊、−ＯＣＯ−＊、−ＮＨＣＯ−＊、−ＣＯＮＨ−＊および−ＣＯ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）よりなる群からから選択さる二価の有機基であり、Ｒ８はステロイド骨格、トリフルオロメチル基およびフルオロ基よりなる群から選択される骨格もしくは基を有する一価の有機基または炭素数６〜３０のアルキル基である。）
で表される化合物を含むものである、請求項１に記載の液晶配向剤。
【請求項３】
上記式（Ｄ−ＩＩＩ）におけるＲ７が−Ｏ−＊または−ＣＯＯ−＊（ただし、「＊」を付した結合手がＲ８と結合する。）であり、Ｒ８がステロイド骨格を有する一価の有機基である、請求項２に記載の液晶配向剤。
【請求項４】
ジアミンが、さらにｐ−フェニレンジアミンを含むものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
【請求項５】
含有される重合体がポリイミドである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶配向剤。
【請求項６】
請求項１〜５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。
【公開番号】特開２００９−１５７３５１（Ｐ２００９−１５７３５１Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８２９３４（Ｐ２００８−２８２９３４）
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
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