(57)【要約】  本発明の目的は、ラビング処理に伴う膜削れが少なく、良好な液晶配向膜を得ることができる、新たな液晶配向処理剤を提供することであり、また、膜削れに由来する表示不良が低減された液晶表示素子を提供することにある。  （Ａ）成分であるポリアミック酸及びポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも一種類の重合体と、（Ｂ）成分であるウレイド基で置換された炭素原子数１〜１２の炭化水素基を有するポリシロキサンとを含有する液晶配向処理剤、該液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜及び該液晶配向膜を有する液晶表示素子。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）成分であるポリアミック酸及びポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも一種類の重合体と、（Ｂ）成分であるウレイド基で置換された炭素原子数１〜１２の炭化水素基を有するポリシロキサンとを含有する液晶配向処理剤。
【請求項２】
（Ｂ）成分が、下記式（１）で表されるアルコキシシランを含むアルコキシシランを重縮合して得られるポリシロキサンである請求項１に記載の液晶配向処理剤。
Ｘ１｛Ｓｉ（ＯＸ２）３｝Ｐ          （１）
（Ｘ１はウレイド基で置換された炭素原子数１〜１２の炭化水素基であり、Ｘ２は炭素原子数１〜５のアルキル基であり、ｐは１又は２の整数を表す。）
【請求項３】
（Ｂ）成分が、下記式（２）で表されるアルコキシシランをさらに含むアルコキシシランを重縮合して得られるポリシロキサンである請求項１又は２に記載の液晶配向処理剤。
（Ｘ３）ｑＳｉ（ＯＸ４）４−ｑ        （２）
（Ｘ３は水素原子又はフッ素原子で置換されていても良く、かつ、酸素原子、リン原子、もしくは硫黄原子を含有していても良い炭素原子数１〜３０の炭化水素基であり、前記炭化水素基はハロゲン原子、ビニル基、グリシドキシ基、メルカプト基、メタクリロキシ基、イソシアネート基若しくはアクリロキシ基で置換されていてもよい。Ｘ４は炭素原子数１〜５のアルキル基であり、ｑは０〜３の整数を表す。）
【請求項４】
式（１）で表されるアルコキシシランの含有量が、全アルコキシシラン中１モル％以上６０モル％以下である請求項２又は３に記載の液晶配向処理剤。
【請求項５】
式（２）で表されるアルコキシシランの含有量が、全アルコキシシラン中４０〜９９モル％である請求項２〜４のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
【請求項６】
（Ａ）成分の１００質量部に対して（Ｂ）成分が、（Ｂ）成分が有するケイ素原子のＳｉＯ２換算値で０．５〜２０００質量部である請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶配向膜の作製に用いる液晶配向処理剤、及びそれを用いた液晶表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、透明電極上にポリアミック酸及び／又はポリイミドを主成分とする液晶配向膜が設けられている２枚の基板を対向配置し、その間隙内に液晶物質を充填させた構造であることが一般に知られている。液晶表示素子の方式としては、ＴＮ(Twisted Nematic)型液晶表示素子が良く知られているが、これよりも高いコントラスト比が実現できるＳＴＮ(Super Twisted Nematic)型、視野角依存性が少ないＩＰＳ(In-Plane Switching)型、垂直配向(VA:Vertical Alignment)型等の開発がされている。
液晶配向膜に使用されるポリマーとしては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミドなどが知られており、これらのポリマーやその前駆体を溶剤に溶解させた液晶配向処理剤が一般的に使用されている。ポリイミドの前駆体としては、ポリアミック酸が一般的に使用されている。【０００３】
一部の垂直配向型液晶素子などを除きその液晶配向膜のほとんどは、電極上に形成されたポリマー被膜の表面を、なんらかの配向処理を施すことで作製されている。
基板電極上に形成されたポリマー被膜の配向処理方法として、現在最も普及している方法は、その被膜表面を、レーヨンなどを素材とする布によって圧力をかけて擦る、いわゆるラビング処理を施す方法である。しかしながら、ラビング処理の工程において、被膜の一部が剥離したり、液晶配向膜の表面にラビング処理に伴う傷が生じたりする、いわゆる「膜削れ」と呼ばれる問題が発生する場合があり、これらの異常は、液晶表示素子の特性を低下させ、更には歩留まり低下を招く原因のひとつとされている。
このようなラビング処理に伴う膜削れの問題に対しては、ポリアミック酸、またはポリイミドの少なくとも1種の重合体と共に、特定の熱架橋性化合物を含有する液晶配向処理剤を使用する方法（例えば特許文献１参照）や、特定のポリイミドまたはその前駆体にメルカプト基やアミノ基を有するシランモノマーを含む樹脂組成物（例えば特許文献２参照）が提案されている。【０００４】
また、ビジネス用途及びホームシアター用の液晶プロジェクタ用途においては、光源に照射強度の強いメタルハライドランプが用いられており、高耐熱性だけでなくバックライトやＵＶランプに対する高い耐光性を有する液晶配向膜材料が要望されている。
このような高い耐光性を有する配向膜としては、特定の構造を有するポリアミック酸のイミド化重合体を含有する液晶配向処理剤（例えば特許文献３参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８５０６５号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２９２８号公報
【特許文献３】特開２００４−３２５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、液晶表示素子の大型化や高精細化の進展により、液晶配向膜の膜削れに由来する表示不良対策への要望は非常に高くなってきている。加えて、液晶表示素子の電気特性の信頼性に対する要望も高くなっている。
本発明は、上記の事情を鑑みなされたものである。本発明の目的は、ラビング処理に伴う膜削れが少なく、良好な液晶配向膜を得ることができる、新たな液晶配向処理剤を提供することであり、また、膜削れに由来する表示不良が低減された液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は以下の要旨を有するものである。
１．（Ａ）成分であるポリアミック酸及びポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも一種類の重合体と、（Ｂ）成分であるウレイド基で置換された炭素原子数１〜１２の炭化水素基を有するポリシロキサンとを含有する液晶配向処理剤。
２．（Ｂ）成分が下記式（１）で表されるアルコキシシランを含むアルコキシシランを重縮合して得られるポリシロキサンである上記１に記載の液晶配向処理剤。
Ｘ１｛Ｓｉ（ＯＸ２）３｝Ｐ          （１）
（Ｘ１はウレイド基で置換された炭素原子数１〜１２の炭化水素基であり、Ｘ２は炭素原子数１〜５のアルキル基であり、ｐは１又は２の整数を表す。）【０００８】
３．（Ｂ）成分が下記式（２）で表されるアルコキシシランを含むアルコキシシランを重縮合して得られるポリシロキサンである上記１又は２に記載の液晶配向処理剤。
（Ｘ３）ｑＳｉ（ＯＸ４）４−ｑ        （２）
（Ｘ３は水素原子又はフッ素原子で置換されていても良く、かつ、酸素原子、リン原子、もしくは硫黄原子を含有していても良い炭素原子数１〜３０の炭化水素基であり、前記炭化水素基はハロゲン原子、ビニル基、グリシドキシ基、メルカプト基、メタクリロキシ基、イソシアネート基若しくはアクリロキシ基で置換されていてもよい。Ｘ４は炭素原子数１〜５のアルキル基であり、ｑは０〜３の整数を表す。）
４．式（１）で表されるアルコキシシランの含有量が、全アルコキシシラン中１モル％以上６０モル％以下である上記２又は３に記載の液晶配向処理剤。
５．式（２）で表されるアルコキシシランの含有量が、全アルコキシシラン中４０〜９９モル％である上記２〜４のいずれか一項に記載の液晶配向処理剤。
６．（Ａ）成分の１００質量部に対し、（Ｂ）成分は（Ｂ）成分が有するケイ素原子のＳｉＯ２換算値で０．５〜２０００質量部である上記１〜５に記載の液晶配向処理剤。
７．上記１〜６のいずれかに記載の液晶配向処理剤から得られる液晶配向膜。
８．上記７に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の液晶配向処理剤は、ラビングにより発生する傷や削れによる表示欠陥を抑制した液晶配向膜を得ることが出来る。また、この液晶配向膜を使用することにより、高品位で信頼性に優れた液晶表示素子を得ることが出来る。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜（Ａ）成分：ポリアミック酸及びポリイミド＞
本発明の液晶配向処理剤には、ポリアミック酸及びポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも一種類のポリマーを含有する。このポリアミック酸及びポリイミドの具体的な構造は特に限定されず、例えば公知の液晶配向処理剤に含有されているポリアミック酸又はポリイミドであってもよい。
ポリアミック酸は、テトラカルボン酸又はテトラカルボン酸の誘導体と、ジアミンとの反応によって容易に得ることができる。
本発明に用いる（Ａ）成分であるポリアミック酸及びポリイミドの製造方法は特に限定されない。一般的には、テトラカルボン酸及びその誘導体からなる群から選ばれる１種以上からなるテトラカルボン酸成分と、１種又は複数種のジアミン化合物からなるジアミン成分とを反応して、ポリアミック酸を得て、そのポリアミック酸をイミド化してポリイミドとする方法が用いられる。
その際、得られるポリアミック酸は、原料であるテトラカルボン酸成分とジアミン成分を適宜選択することによって単重合体（ホモポリマー）又は共重合体（コポリマー）とすることができる。
ここで、テトラカルボン酸及びその誘導体とは、テトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジハライド及びテトラカルボン酸二無水物である。なかでも、テトラカルボン酸二無水物はジアミン化合物との反応性が高いので好ましい。
【００１１】
具体的には、ピロメリット酸、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸、１，２，５，６−アントラセンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ジメチルシラン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ジフェニルシラン、２，３，４，５−ピリジンテトラカルボン酸、２，６−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ピリジン、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸、１，３−ジフェニル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸、オキシジフタルテトラカルボン酸、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸、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、１，２−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸、１，２，３，４−シクロヘプタンテトラカルボン酸、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸、３，４−ジカルボキシ−１−シクロへキシルコハク酸、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸、３，４−ジカルボキシ−１，２，３，４−テトラヒドロ−１−ナフタレンコハク酸、ビシクロ［３，３，０］オクタン−２，４，６，８−テトラカルボン酸、ビシクロ［４，３，０］ノナン−２，４，７，９−テトラカルボン酸、ビシクロ［４，４，０］デカン−２，４，７，９−テトラカルボン酸、ビシクロ［４，４，０］デカン−２，４，８，１０−テトラカルボン酸、トリシクロ［６．３．０．０＜２，６＞］ウンデカン−３，５，９，１１−テトラカルボン酸、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸、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、テトラシクロ［６，２，１，１，０，２，７］ドデカ−４，５，９，１０−テトラカルボン酸、などのテトラカルボン酸が挙げられる。更に、これらのテトラカルボン酸のジハロゲン化物及びテトラカルボン酸の二無水物などが挙げられる。
【００１２】
特に液晶配向膜用途としては、塗膜の透明性の点から脂環式テトラカルボン酸及びこれらの二無水物並びにこれらのジカルボン酸ジ酸ハロゲン化物が好ましく、特に１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸、３，４−ジカルボキシ−１，２，３，４−テトラヒドロ−１−ナフタレンコハク酸、ビシクロ［３，３，０］オクタン−２，４，６，８−テトラカルボン酸、及びこれらテトラカルボン酸のジハロゲン化物、テトラカルボン酸の二無水物が好ましい。
上記したテトラカルボン酸及びその誘導体は、液晶配向膜にした際の液晶配向性、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、１種類または２種類以上混合して使用することができる。
【００１３】
ポリアミック酸の合成反応に使用するジアミンは特に限定されない。
具体的には、ｐ−フェニレンジアミン、２，３，５，６−テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２，４−ジメチル−ｍ−フェニレンジアミン、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、２，５−ジアミノフェノール、２，４−ジアミノフェノール、３，５−ジアミノフェノール、３，５−ジアミノベンジルアルコール、２，４−ジアミノベンジルアルコール、４，６−ジアミノレゾルシノール、４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジカルボキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジフルオロ−４，４’−ビフェニル、３，３’−トリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジアミノビフェニル、２，３’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２’−ジアミノジフェニルメタン、２，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、２，２’−ジアミノジフェニルエーテル、２，３’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−スルホニルジアニリン、３，３’−スルホニルジアニリン、ビス（４−アミノフェニル）シラン、ビス（３−アミノフェニル）シラン、ジメチル−ビス（４−アミノフェニル）シラン、ジメチル−ビス（３−アミノフェニル）シラン、４，４’−チオジアニリン、３，３’−チオジアニリン、４，４’−ジアミノジフェニルアミン、３，３’−ジアミノジフェニルアミン、３，４’−ジアミノジフェニルアミン、２，２’−ジアミノジフェニルアミン、２，３’−ジアミノジフェニルアミン、Ｎ−メチル（４，４’−ジアミノジフェニル）アミン、Ｎ−メチル（３，３’−ジアミノジフェニル）アミン、Ｎ−メチル（３，４’−ジアミノジフェニル）アミン、Ｎ−メチル（２，２’−ジアミノジフェニル）アミン、Ｎ−メチル（２，３’−ジアミノジフェニル）アミン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、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、１，４−ジアミノナフタレン、２，２’−ジアミノベンゾフェノン、２，３’−ジアミノベンゾフェノン、１，５−ジアミノナフタレン、１，６−ジアミノナフタレン、１，７−ジアミノナフタレン、１，８−ジアミノナフタレン、２，５−ジアミノナフタレン、２，６ジアミノナフタレン、２，７−ジアミノナフタレン、２，８−ジアミノナフタレン、１，２−ビス（４−アミノフェニル）エタン、１，２−ビス（３−アミノフェニル）エタン、１，３−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、１，３−ビス（３−アミノフェニル）プロパン、１，４−ビス（４アミノフェニル）ブタン、１，４−ビス（３−アミノフェニル）ブタン、ビス（３，５−ジエチル−４−アミノフェニル）メタン、１，４−ビス（４-アミノフェノ��シ）ベンゼン、１，３−ビス（４-アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４-アミノフェニル）ベンゼン、１，３−ビス（４-アミノフェニル）ベンゼン、１，４−ビス（４-アミノベンジル）ベンゼン、１，３−ビス（４-アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−［１，４−フェニレンビス（メチレン）］ジアニリン、４，４’−［１，３−フェニレンビス（メチレン）］ジアニリン、３，４’−［１，４−フェニレンビス（メチレン）］ジアニリン、３，４’−［１，３−フェニレンビス（メチレン）］ジアニリン、３，３’−［１，４−フェニレンビス（メチレン）］ジアニリン、３，３’−［１，３−フェニレンビス（メチレン）］ジアニリン、１，４−フェニレンビス［（４−アミノフェニル）メタノン］、１，４−フェニレンビス［（３−アミノフェニル）メタノン］、１，３−フェニレンビス［（４−アミノフェニル）メタノン］、１，３−フェニレンビス［（３−アミノフェニル）メタノン］、１，４−フェニレンビス（４−アミノベンゾエート）、１，４−フェニレンビス（３−アミノベンゾエート）、１，３−フェニレンビス（４−アミノベンゾエート）、１，３−フェニレンビス（３−アミノベンゾエート）、ビス（４−アミノフェニル）テレフタレート、ビス（３−アミノフェニル）テレフタレート、ビス（４−アミノフェニル）イソフタレート、ビス（３−アミノフェニル）イソフタレート、Ｎ，Ｎ’−（１，４−フェニレン）ビス（４−アミノベンズアミド）、Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビス（４−アミノベンズアミド）、Ｎ，Ｎ’−（１，４−フェニレン）ビス（３−アミノベンズアミド）、Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビス（３−アミノベンズアミド）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−アミノフェニル）テレフタルアミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノフェニル）テレフタルアミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−アミノフェニル）イソフタルアミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノフェニル）イソフタルアミド、９，１０−ビス（４−アミノフェニル）アントラセン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン、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（３−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２’−ビス（３−アミノ−４−メチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２’−ビス（３−アミノフェニル）プロパン、２，２’−ビス（３−アミノ−４−メチルフェニル）プロパン、３，５−ジアミノ安息香酸、２，５−ジアミノ安息香酸、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）プロパン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）プロパン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ブタン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ブタン、１，５−ビス（４−アミノフェノキシ）ペンタン、１，５−ビス（３−アミノフェノキシ）ペンタン、１，６−ビス（４−アミノフェノキシ）へキサン、１，６−ビス（３−アミノフェノキシ）へキサン、１，７−ビス（４−アミノフェノキシ）ヘプタン、１，７−（３−アミノフェノキシ）ヘプタン、１，８−ビス（４−アミノフェノキシ）オクタン、１，８−ビス（３−アミノフェノキシ）オクタン、１，９−ビス（４−アミノフェノキシ）ノナン、１，９−ビス（３−アミノフェノキシ）ノナン、１，１０−（４−アミノフェノキシ）デカン、１，１０−（３−アミノフェノキシ）デカン、１，１１−（４−アミノフェノキシ）ウンデカン、１，１１−（３−アミノフェノキシ）ウンデカン、１，１２−（４−アミノフェノキシ）ドデカン、１，１２−（３−アミノフェノキシ）ドデカンなどの芳香族ジアミン；ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタンなどの脂環式ジアミン；１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノへキサン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミノデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、１，１２−ジアミノドデカンなどの脂肪族ジアミンなどを挙げることができる。
【００１４】
また、ジアミン側鎖にアルキル基、フッ素含有アルキル基、芳香環、脂肪族環、複素環、並びにそれらからなる大環状置換体を有するジアミンを挙げることができる。具体的には、下記式［Ａ１］〜式［Ａ２０］で示されるジアミンを例示することができる。
【００１５】
【化１】
2011068127.tif 000002
【００１６】
（式［Ａ１］〜［Ａ５］中、Ｒ１は、炭素数１以上２２以下のアルキル基又はフッ素含有アルキル基を示す。）
【００１７】
【化２】
2011068127.tif 000003
【００１８】
（式［Ａ６］〜［Ａ９］中、Ｒ２は、ＣＯＯ、ＯＣＯ、ＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＣＨ２、Ｏ、ＣＯ、又はＮＨを示し、Ｒ３は、水素原子、炭素数１以上２２以下のアルキル基又はフッ素含有アルキル基を示す。）
【００１９】
【化３】
2011068127.tif 000004
【００２０】
（式［Ａ１０］及び［Ａ１１］中、Ｒ４は、Ｏ、ＯＣＨ２、ＣＨ２Ｏ、ＣＯＯＣＨ２、又はＣＨ２ＯＣＯを示し、Ｒ５は、炭素数１以上２２以下のアルキル基、アルコキシ基、フッ素含有アルキル基又はフッ素含有アルコキシ基を示す。）
【００２１】
【化４】
2011068127.tif 000005
【００２２】
（一般式［Ａ１２］〜［Ａ１４］中、Ｒ６は、ＣＯＯ、ＯＣＯ、ＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＣＯＯＣＨ２、ＣＨ２ＯＣＯ、ＣＨ２Ｏ、ＯＣＨ２、又はＣＨ２を示し、Ｒ７は、炭素数１以上２２以下のアルキル基、アルコキシ基、フッ素含有アルキル基又はフッ素含有アルコキシ基を示す。）
【００２３】
【化５】
2011068127.tif 000006
【００２４】
（式［Ａ１５］及び［Ａ１６］中、Ｒ８は、ＣＯＯ、ＯＣＯ、ＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＣＯＯＣＨ２、ＣＨ２ＯＣＯ、ＣＨ２Ｏ、ＯＣＨ２、ＣＨ２、Ｏ、又はＮＨを示し、Ｒ９は、フッ素基、シアノ基、トリフルオロメチル基、ニトロ基、アゾ基、ホルミル基、アセチル基、アセトキシ基、水酸基、又はカルボキシル基を示す。）
【００２５】
【化６】
2011068127.tif 000007
【００２６】
さらに、下記式［Ａ２１］で示されるようなジアミノシロキサンなども挙げることができる。
【００２７】
【化７】
2011068127.tif 000008
【００２８】
（式［Ａ２１］中、ｍは、１〜１０の整数を表す。）
【００２９】
上記したジアミンは、液晶配向膜とした際の液晶配向性、電圧保持特性、蓄積電荷などの特性に応じて、１種類又は２種類以上を混合して使用することもできる。
上記に示したポリアミック酸の合成原料の中で、水酸基又はカルボキシル基を有する原料を使用すると、ポリアミック酸又はポリイミドと後述する架橋性化合物との反応効率を高めることができる。このような原料の具体例としては、２，５−ジアミノフェノール、２，４−ジアミノフェノール、３，５−ジアミノフェノール、３，５−ジアミノベンジルアルコール、２，４−ジアミノベンジルアルコール、３，３’−ジヒドロキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジカルボキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、３，５−ジアミノ安息香酸、２，５−ジアミノ安息香酸、式［Ａ２２］〜［Ａ２７］で示されるジアミンなどが挙げられる。
【００３０】
【化８】
2011068127.tif 000009
【００３１】
（式［Ａ２２］〜［Ａ２７］中、Ｒ１０は、ＣＯＯ、ＯＣＯ、ＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＣＨ２、Ｏ、ＣＯ、又はＮＨを示す。）
【００３２】
【化９】
2011068127.tif 000010
【００３３】
（式［Ａ２６］及び［Ａ２７］中、Ｒ１１は、ＣＯＯ、ＯＣＯ、ＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＣＯＯＣＨ２、ＣＨ２ＯＣＯ、ＣＨ２Ｏ、ＯＣＨ２、ＣＨ２、Ｏ、又はＮＨを示し、Ｒ１２は、水酸基、又はカルボキシル基を示す。）
【００３４】
ポリアミック酸を合成する際に用いる有機溶媒としては、生成したポリアミック酸が溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を挙げるならば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、３−メチル−３−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、ｎ−へキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−オクタン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸メチルエチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸、３−メトキシプロピオン酸、３−メトキシプロピオン酸プロピル、３−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノンなどである。
【００３５】
これらは単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリアミック酸を溶解させない溶媒であっても、生成したポリアミック酸が析出しない範囲で、上記溶媒に混合して使用してもよい。また、有機溶媒中の水分は重合反応を阻害し、さらには生成したポリアミック酸を加水分解させる原因となるので、有機溶媒はなるべく脱水乾燥させたものを用いることが好ましい。
ポリアミック酸を合成する際のテトラカルボン酸及びその誘導体とジアミンとを有機溶媒中で反応させる方法としては、ジアミンを有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を攪拌させ、テトラカルボン酸及びその誘導体をそのまま、又は有機溶媒に分散あるいは溶解させて添加する方法、逆にテトラカルボン酸及びその誘導体を有機溶媒に分散あるいは溶解させた溶液にジアミンを添加する方法、テトラカルボン酸及びその誘導体とジアミンとを交互に添加する方法などが挙げられる。これらは、いずれの方法であってもよい。また、テトラカルボン酸及びその誘導体又はジアミンが複数種の化合物からなる場合は、あらかじめ混合した状態で反応させてもよく、個別に順次反応させてもよく、さらに個別に反応させた低分子量体を混合反応させ高分子量体としてもよい。
【００３６】
ポリアミック酸を合成する際の温度は−２０℃〜１５０℃の任意の温度を選択することができるが、好ましくは−５℃〜１００℃の範囲である。また、反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、好ましくは１〜５０質量％、より好ましくは５〜３０質量％である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加しても構わない。
ポリアミック酸の合成において、テトラカルボン酸及びその誘導体のモル数に対する、ジアミン成分のモル数の比は０．８〜１．２であることが好ましく、０．９〜１．１であることがより好ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が１．０に近いほど生成するポリアミック酸の分子量は大きくなる。
【００３７】
ポリアミック酸をイミド化させる方法としては、加熱による熱イミド化、触媒を使用する触媒イミド化が一般的であるが、比較的低温でイミド化反応が進行する触媒イミド化の方が、得られるポリイミドの分子量低下が起こりにくく好ましい。
触媒イミド化は、ポリアミック酸を有機溶媒中において、塩基性触媒と酸無水物の存在下で攪拌することにより行うことができる。このときの反応温度は−２０〜２５０℃、好ましくは０〜１８０℃である。反応温度が高い方がイミド化は早く進行するが、高すぎるとポリイミドの分子量が低下する場合がある。塩基性触媒の量はアミド酸基の０．５〜３０モル倍、好ましくは２〜２０モル倍であり、酸無水物の量はアミド酸基の１〜５０モル倍、好ましくは３〜３０モル倍である。塩基性触媒や酸無水物の量が少ないと反応が十分に進行せず、また多すぎると反応終了後に完全に除去することが困難となる。
塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミンなどを挙げることができ、中でもピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。また、酸無水物としては無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などを挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。
【００３８】
有機溶媒としては、ポリアミック酸が溶解するものであれば限定されない。その具体例を挙げるならば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトンなどである。触媒イミド化によるイミド化率は、触媒量と反応温度、反応時間を調節することにより制御することができる。
生成したポリイミドは、上記反応溶液を貧溶媒に投入して生成した沈殿を回収することで得られる。その際、用いる貧溶媒は特に限定されないが、例えば、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン、水などを挙げることができる。貧溶媒に投入して沈殿させたポリイミドは、濾過した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱乾燥して粉末とすることができる。そのポリイミド粉末を、更に有機溶媒に溶解して、再沈殿する操作を２〜１０回繰り返すと、ポリイミドを精製することもできる。一度の沈殿回収操作では不純物が除ききれないときは、この精製工程を行うことが好ましい。
本発明に用いる特定ポリイミドの分子量は特に制限されないが、取り扱いのしやすさと、膜形成した際の特性の安定性の観点から重量平均分子量で２，０００〜２００，０００が好ましく、より好ましくは４，０００〜５０，０００である。分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエッションクロマトグラフィ）により求めたものである。
【００３９】
＜（Ｂ）成分：ポリシロキサン＞
（Ｂ）成分であるポリシロキサンは、式（１）で表されるアルコキシシランを含むアルコキシシランを重縮合して得られるポリシロキサンである。
Ｘ１｛Ｓｉ（ＯＸ２）３｝Ｐ          （１）
式（１）中、Ｘ１はウレイド基で置換された炭素原子数１〜１２の炭化水素基である。詳述すると、炭素原子数１〜１２の炭化水素基の任意の水素原子がウレイド基で置換された基を意味する。好ましくはウレイド基で置換された炭化水素基の炭素原子数が１〜７である。Ｘ２は炭素原子数１〜５のアルキル基であり、好ましくは炭素原子数が１〜３のアルキル基であり、より好ましくはメチル基又はエチル基である。ｐは１又は２の整数を表す。Ｘ１、Ｘ２は、直鎖構造でも分岐構造を有していてもよい。
式（１）で表されるアルコキシシランにおいて、ｐが１の場合は式（１−１）で表されるアルコキシシランである。
Ｘ１Ｓｉ（ＯＸ２）３    （１−１）
また、ｐが２の場合は式（１−２）で表されるアルコキシシランである。
（Ｘ２Ｏ）３Ｓｉ−Ｘ１−Ｓｉ（ＯＸ２）３  （１−２）
式（１−１）で表されるアルコキシシランの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではでない。例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリプロポキシシラン、（Ｒ）−Ｎ−１−フェニルエチル−Ｎ’−トリエトキシシリルプロピルウレア、（Ｒ）−Ｎ−１−フェニルエチル−Ｎ’−トリメトキシシリルプロピルウレア等が挙げられる。
【００４０】
なかでも、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、又はγ−ウレイドプロピルトリメトキシシランは、市販品として入手が容易であるため特に好ましい。
式（１−２）で表されるアルコキシシランの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではでない。例えば、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ウレア、ビス［３−（トリエトキシシリル）エチル］ウレア、ビス［３−（トリメトキシシリル）プロピル］ウレア、ビス［３−（トリプロポキシシリル）プロピル］ウレア等が挙げられる。なかでも、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ウレアは、市販品として入手が容易であるため特に好ましい。
本発明に用いるポリシロキサン（（Ｂ）成分）は、式（１）で表されるアルコキシシランを複数種用いてもよい。
【００４１】
式（１）で表されるアルコキシシランは、ポリシロキサンを得るために用いる全アルコキシシラン中において、１モル％未満の場合には良好な電気特性が得られなかったり、液晶配向処理剤の保存安定性が悪くなる場合があるため、１モル％以上が好ましい。より好ましくは５モル％以上である。更に好ましくは１０モル％以上である。また、６０モル％を超える場合は、得られるポリシロキサンの溶液の安定性が低下したり、形成される液晶配向膜が充分に硬化しない場合があるため、６０モル％以下が好ましい。より好ましくは５０モル％以下である。更に好ましくは４０モル％以下である。
【００４２】
本発明に用いるポリシロキサンは、式（１）で表されるアルコキシシランとともに、下記式（２）で表されるアルコキシシランの少なくとも１種を含むアルコキシシランを重縮合して得られるポリシロキサンでもよい。式（２）で表されるアルコキシシランはポリシロキサンに種々の特性を付与することが可能である。そのため必要に応じて式（２）で表されるアルコキシシランの中から一種又は複数種を選択して用いることができる。
（Ｘ３）ｑＳｉ（ＯＸ４）４−ｑ        （２）
式（２）で表されるアルコキシシランのＸ３は、水素原子、又はフッ素原子で置換されていても良く、かつ、酸素原子、リン原子、もしくは硫黄原子を含有していても良い炭素原子数１〜３０の炭化水素基である。Ｘ４は上述したＸ２と同義であり、好ましい範囲も同様である。
Ｘ３の例としては、脂肪族炭化水素；脂肪族環、芳香族環若しくはヘテロ環のような環構造；不飽和結合；酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子等を含んでいてもよく、分岐構造を有していてもよい、炭素原子数が１〜６の有機基である。加えて、式（２）で表されるＸ３はハロゲン原子、ビニル基、アミノ基、グリシドキシ基、メルカプト基、メタクリロキシ基、イソシアネート基、アクリロキシ基などで置換されていてもよい。
以下にこのような式（２）で表されるアルコキシシランの具体例を挙げるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
式（２）のアルコキシシランにおいて、Ｘ３が水素原子である場合のアルコキシシランの具体例としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、トリブトキシシラン等が挙げられる。
又、式（２）のアルコキシシランにおいて、Ｘ３が有機基である場合のアルコキシシランの具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、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、Ｎ−２（アミノエチル）３−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、３−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシシラン、３−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリエトキシシラン、２−アミノエチルアミノメチルトリメトキシシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）トリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、ブロモプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３―アミノプロピルジメチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、ヘプタデシルトリメトキシシラン、ヘプタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ノナデシルトリメトキシシラン、ノナデシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、２１−ドコセニルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン、イソオクチルトリエトキシシラン、フェネチルトリエトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリメトキシシラン、ｍ−スチリルエチルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルエチルトリメトキシシラン、（１−ナフチル）トリエトキシシラン、（１−ナフチル）トリメトキシシラン等が挙げられる。
【００４４】
本発明に用いるポリシロキサンは、基板との密着性、液晶分子との親和性改善等を目的として、本発明の効果を損なわない限りにおいて、Ｘ３に示した官能基を一種又は複数種有していてもよい。
式（２）で表されるアルコキシシランにおいて、ｑが０であるアルコキシシランは、テトラアルコキシシランである。テトラアルコキシシランは、式（１）で表されるアルコキシシランと縮合し易いので、本発明のポリシロキサンを得るために好ましい。このような式（２）においてｑが０であるアルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン又はテトラブトキシシランがより好ましく、テトラメトキシシラン又はテトラエトキシシランが特に好ましい。
ポリシロキサンを得る際に、式（２）で表されるアルコキシシランを併用する場合、ポリシロキサンを得るために用いる全アルコキシシラン中において、式（２）で表されるアルコキシシランが４０〜９９モル％であることが好ましい。より好ましくは、５０〜９５モル％である。更に好ましくは、６０〜９０モル％である。
本発明では、ポリシロキサンは式（１）で表されるアルコキシシランと、式（２）で表されるアルコキシシランから選ばれる少なくとも１種の化合物とを重縮合して得られるポリシロキサンであることが好ましい。
【００４５】
［ポリシロキサン（Ｂ成分）の製造方法］
本発明に用いるポリシロキサンを得る方法は特に限定されないが、本発明においては、上記した式（１）のアルコキシシランを必須成分とするアルコキシシランを有機溶媒中で重縮合させて得られる。そのため、ポリシロキサンは有機溶媒に均一に溶解した溶液として得られる。
例えば、上記アルコキシシランをアルコール又はグリコールなどの溶媒中で加水分解・縮合する方法が挙げられる。その際、加水分解・縮合反応は、部分加水分解及び完全加水分解のいずれであってもよい。完全加水分解の場合は、理論上、アルコキシシラン中の全アルコキシド基の０．５倍モルの水を加えればよいが、通常は０．５倍モルより過剰量の水を加えるのが好ましい。
本発明においては、上記反応に用いる水の量は、所望により適宜選択することができるが、通常、アルコキシシラン中の全アルコキシ基の０．５〜２．５倍モルの範囲で行われる。好ましくは０．５〜２．５倍モル、より好ましくは０．５〜１．５倍モルである。
【００４６】
また、通常、加水分解・縮合反応を促進する目的で、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、蟻酸、蓚酸、マレイン酸、フマル酸などの酸；アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、エタノールアミン、トリエチルアミンなどのアルカリ；塩酸、硫酸、硝酸などの金属塩などの触媒が用いられる。加えて、アルコキシシランが溶解した溶液を加熱することで、更に、加水分解・縮合反応を促進させることも一般的である。その際、加熱温度及び加熱時間は所望により適宜選択できる。例えば、５０℃で２４時間加熱・撹拌したり、還流下で１時間加熱・撹拌するなどの方法が挙げられる。
また、別法として、例えば、アルコキシシラン、溶媒及び蓚酸の混合物を加熱して重縮合する方法が挙げられる。具体的には、予めアルコールに蓚酸を加えて蓚酸のアルコール溶液とした後、該溶液を加熱した状態で、アルコキシシランを混合する方法である。その際、用いる蓚酸の量は、アルコキシシランが有する全アルコキシ基の１モルに対して０．２〜２モルとすることが好ましい。この方法における加熱は液温５０〜１８０℃で行うことができる。好ましくは、液の蒸発や揮散などが起こらないように、還流下で数十分〜十数時間加熱する方法である。
複数のアルコキシシランを用いてポリシロキサンを得る場合は、複数のアルコキシシランをあらかじめ混合してから反応させても良いが、複数のアルコキシシランを順次混合して反応させてもよい。
【００４７】
アルコキシシランを重縮合する際に用いられる溶媒（以下、重合溶媒ともいう）は、アルコキシシランを溶解するものであれば特に限定されない。また、アルコキシシランが溶解しない場合でも、アルコキシシランの重縮合反応の進行とともに溶解するものであればよい。一般的には、アルコキシシランの重縮合反応によりアルコールが生成するため、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、又はアルコール類と相溶性の良好な有機溶媒が用いられる。
【００４８】
このような重合溶媒の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール，ジアセトンアルコール等のアルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、へキシレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、２，３−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等のグリコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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ジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等のグリコールエーテル類；Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ｍ−クレゾール等が挙げられる。
【００４９】
本発明においては、上記の重合溶媒を複数種混合して用いてもよい。
上記の方法で得られたポリシロキサンの重合溶液（以下、重合溶液ともいう。）は、原料として仕込んだ全アルコキシシランのケイ素原子をＳｉＯ２に換算した濃度（以下、ＳｉＯ２換算濃度ともいう。）を２０質量％以下とすることが一般的である。この濃度範囲において任意の濃度を選択することにより、ゲルの生成を抑え、均質な溶液を得ることができる。
本発明に用いるポリシロキサンの分子量は特に制限されないが、取り扱いのしやすさと、膜形成した際の塗布性の安定性の観点から数平均分子量で１，０００〜１０，０００が好ましく、より好ましくは１，５００〜４，０００である。数平均分子量は、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を溶離液として用いる、ＧＰＣ（ゲルパーミエッションクロマトグラフィ）により求めたものである。
得られるポリシロキサンの数平均分子量が１，０００より小さい場合は、ピンホール等の膜の欠陥が生じたり、ラビングによる耐性が低くなる。また、ポリシロキサンの数平均分子量が１０，０００より大きい場合は、ゲルが発生するなど、保存安定性が著しく悪くなる可能性がある。保存安定性やポリアミック酸又はポリイミドとの相溶性、成膜性を考慮すると、ポリシロキサンの数平均分子量は１，５００〜４，０００であることがより好ましい。
【００５０】
［ポリシロキサン（Ｂ成分）の溶液］
本発明においては、上記の方法で得られたポリシロキサンの重合溶液をそのまま（Ｂ）成分の溶液としてもよいし、必要に応じて、上記の方法で得られた溶液を、濃縮したり、溶媒を加えて希釈したり又は他の溶媒に置換して、（Ｂ）成分の溶液としてもよい。
その際、用いる溶媒（以下、添加溶媒ともいう）は、重合溶媒と同じでもよいし、別の溶媒でもよい。この添加溶媒は、ポリシロキサンが均一に溶解している限りにおいて特に限定されず、一種でも複数種でも任意に選択して用いることができる。
かかる添加溶媒の具体例としては、上記の重合溶媒の例として挙げた溶媒のほかに、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸エチル等のエステル類等が挙げられる。
これらの溶媒は、液晶配向処理剤の粘度の調整、又はスピンコート、フレキソ印刷、インクジェット等で液晶配向処理剤を基板上に塗布する際の塗布性を向上できる。
本発明では、ポリアミック酸及び／又はポリイミドと混合することから、（Ｂ）成分の溶液で使用する溶媒としては、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテル等が好ましい。
さらに、本発明ではポリアミック酸及び／又はポリイミドと混合する前に、ポリシロキサンを製造する際に使用、または発生するアルコールを常圧または減圧で留去することがより好ましい。
【００５１】
［液晶配向処理剤］
本発明の液晶配向処理剤における、（Ｂ）成分（ポリシロキサン）の含有量は、ポリアミック酸及び／又はポリイミドからなる（Ａ）成分（ポリマー成分）１００質量部に対して、（Ｂ）成分が有するケイ素原子のＳｉＯ２換算値で０．５〜２０００質量部である。好ましくは０．５〜５００質量部である。ＴＮ型、ＳＴＮ型、ＩＰＳ型といった水平配向型の場合は、液晶の配向性を低下させないために、より好ましくは０．５〜１００質量部であり、さらに好ましくは０．５〜５０質量部である。特には、１〜２０質量部である。また、ＭＶＡ(Multi-domain Vertical Alignment)、ＰＶＡ(Patterned Vertical Alignment)、ＰＳＡ(Polymer Sustained Alignment)等の垂直配向型の場合は、液晶の垂直配向性を低下させないために、より好ましくは０．５〜１０００質量部であり、さらに好ましくは０．５〜２００質量部である。特には１〜１００質量部である。
本発明の液晶配向処理剤は特に限定されないが、通常、液晶配向膜を作製する際に、基板上に０．０１〜１．０μｍの均一な薄膜を形成する必要があることから、（Ａ）成分、及び（Ｂ）成分に加えて、これらの成分を溶解させる有機溶媒を含有する塗布液であることが好ましい。本発明の液晶配向処理剤が上記有機溶媒を含有する場合は、塗布により均一な薄膜を形成するという観点から、有機溶媒の含有量は、液晶配向処理剤中、９０〜９９質量％であることが好ましく、９２〜９７質量％であることがより好ましい。これらの含有量は、目的とする液晶配向膜の膜厚によって適宜変更することができる。
【００５２】
本発明の液晶配向処理剤に用いる有機溶媒の具体例としては、前述したポリアミック酸又はポリイミドの合成反応に用いられる有機溶媒を挙げることができる。特に好ましくは、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン等である。これらの有機溶媒は１種類でもよく、２種類以上を併用してもよい。
また、有機溶媒中には、塗膜の均一性を向上させる目的で、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールモノへキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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エチルエーテルアセテート、エチレングリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、１−ブトキシ−２−プロパノール、１−フェノキシ−２−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−１−モノメチルエーテル−２−アセテート、プロピレングリコール−１−モノエチルエーテル−２−アセテート、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、２−（２−エトキシプロポキシ）プロパノール、ジアセトンアルコール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸ｎ−プロピルエステル、乳酸ｎ−ブチルエステル、乳酸イソアミルエステルなど、低表面張力を有する溶媒を含有することが好ましい。
【００５３】
これらの溶媒は通常１種類又は２種類以上を混合して用いられる。これらの溶媒は一般的にポリアミック酸又はポリイミドを溶解させる能力が低いので、有機溶媒中の８０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは６０質量％以下である。また、塗膜の均一性の向上を期待するのであれば、有機溶媒中の５質量％以上が好ましく、より好ましくは１５質量％以上である。
本発明の液晶配向処理剤は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び上記有機溶媒の他、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、添加剤成分が含有されていても良い。添加剤成分としては、液晶配向膜と基板との密着性を向上させるための化合物、塗膜の平坦化性を高めるための界面活性剤などが挙げられる。
【００５４】
塗膜と基板との密着性を向上させる化合物の具体例としては、次に示すものが挙げられる。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、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の官能性シラン含有化合物である。
【００５５】
これら化合物を添加する場合は、密着性向上の効果を得ることができ、液晶の配向性を低下させないという観点から、ポリマー成分１００質量部に対して０．１〜３０質量部が好ましく、より好ましくは１〜２０質量部であり、特には１〜１０質量部である。
塗膜の平坦化性を高めるための界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。より具体的には、例えばエフトップＥＦ３０１、ＥＦ３０３、ＥＦ３５２（以上、トーケムプロダクツ社製））、メガファックＦ１７１、Ｆ１７３、Ｒ−３０（以上、大日本インキ社製）、フロラードＦＣ４３０、ＦＣ４３１（以上、住友スリーエム社製）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ−３８２、ＳＣ１０１、ＳＣ１０２、ＳＣ１０３、ＳＣ１０４、ＳＣ1０５、ＳＣ１０６（以上、旭硝子社製）などが挙げられる。これらの界面活性剤の使用割合は、ポリマー成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜２質量部、より好ましくは０．０１〜１質量部である。
【００５６】
＜液晶配向膜・液晶表示素子＞
本発明の液晶配向処理剤は、基板上に塗布、焼成した後、ラビング処理や光照射などで配向処理をして、又は垂直配向用途などでは配向処理無しでも液晶配向膜として用いることができる。
この際、用いる基板としては透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板；アクリル基板やポリカーボネート基板などのプラスチック基板；などを用いることができる。さらに、液晶駆動のためのＩＴＯやＩＺＯ電極などが形成された基板を用いることがプロセスの簡素化の観点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では片側の基板のみにならばシリコンウエハー等の不透明な物でも使用でき、この場合の電極はアルミ等の光を反射する材料も使用できる。
液晶配向処理剤の塗布方法は特に限定されないが、工業的には、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェットなどで行う方法が一般的である。その他の塗布方法としては、ディップ、ロールコーター、スリットコーター、スピンナーなどがあり、目的に応じてこれらを用いてもよい。
【００５７】
液晶配向処理剤を塗布した後の焼成は、１００〜３５０℃の任意の温度で行うことができるが、好ましくは１２０〜３００℃であり、さらに好ましくは１５０〜２５０℃である。この焼成はホットプレート、熱風循環炉、赤外線炉などで行うことができる。
焼成後の塗膜の厚みは、厚すぎると液晶表示素子の消費電力の面で不利となり、薄すぎると液晶表示素子の信頼性が低下する場合があるので、好ましくは５〜３００ｎｍ、より好ましくは１０〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは５０〜１００ｎｍである。液晶を水平配向や傾斜配向させる場合は、焼成後の塗膜をラビング又は偏光紫外線照射などで処理する。
本発明の液晶表示素子は、上記した手法により本発明の液晶配向処理剤から液晶配向膜付き基板を得た後、公知の方法で液晶セルを作製し、液晶表示素子としたものである。
液晶セル作製の一例を挙げるならば、液晶配向膜の形成された１対の基板を用意し、片方の基板の液晶配向膜上にカラムスペーサーを形成したり、ビーズスペーサーを散布し、液晶配向膜面が内側になるようにして、もう片方の基板を貼り合わせ、液晶を減圧注入して封止する方法、又は、カラムスペーサーを形成したり、ビーズスペーサーを散布した液晶配向膜面に液晶を滴下した後に基板を貼り合わせて封止を行う方法などが例示できる。このときのスペーサーの厚みは、好ましくは１〜３０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍである。
このようにして、本発明の液晶配向処理剤を用いて作製した液晶表示素子は、プレチルト角の安定性に優れた液晶表示デバイスとすることができ、ＴＮ素子、ＳＴＮ素子、ＴＦＴ液晶素子、更には、垂直配向型の液晶表示素子などに有用である。
【実施例】
【００５８】
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、これらに限定して解釈されるものではない。
「本発明のポリシロキサン、ポリアミック酸及びポリイミドの合成」
以下に実施例で使用した化合物の略号と化合物名を示した。
(アルコキシシランモノマー)
ＴＥＯＳ：テトラアルコキシシラン
ＵＰＳ：３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン
（テトラカルボン酸二無水物）
ＣＢＤＡ：１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
ＢＯＤＡ：ビシクロ［３，３，０］オクタン−２，４，６，８−テトラカルボン酸二無水物
ＴＤＡ：３，４−ジカルボキシ−１，２，３，４−テトラヒドロ−１−ナフタレンコハク酸二無水物
ＰＭＤＡ：ピロメリット酸二無水物【００５９】
【化１０】
2011068127.tif 000011
【００６０】
（ジアミン化合物）
ｐ−ＰＤＡ：ｐ−フェニレンジアミン
ＤＢＡ：３，５−ジアミノ安息香酸
ＤＤＭ：４，４’−ジアミノジフェニルメタン
ＡＰ１８：４−（オクタデシルオキシ）−１，３−フェニレンジアミン
ＤＡ５：１，５−ビス（４−アミノフェノキシ）ペンタン
ＰＣＨ７ＤＡＢ：１，３−ジアミノ−４−〔４−（トランス−４−ｎ−ヘプチルシクロへキシル）フェノキシ〕ベンゼン【００６１】
【化１１】
2011068127.tif 000012
【００６２】
（有機溶媒）
ＮＭＰ：Ｎ−メチル−２−ピロリドン
ＢＣＳ：ブチルセロソルブ
γ−ＢＬ：γ−ブチロラクトン
（ポリアミック酸、ポリイミドの分子量測定）
合成例におけるポリイミドの分子量は、昭和電工社製の常温ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）装置（ＧＰＣ−１０１）、及びＳｈｏｄｅｘ社製カラム（ＫＤ−８０３、ＫＤ−８０５）を用い以下のようにして測定した。
カラム温度：５０℃
溶離液：Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（添加剤として、臭化リチウム−水和物（ＬｉＢｒ・Ｈ２Ｏ）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、リン酸・無水結晶（ｏ−リン酸）が３０ｍｍｏｌ／Ｌ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が１０ｍｌ／Ｌ）
流速：１．０ｍｌ／分
検量線作成用標準サンプル：東ソー社製のＴＳＫ標準ポリエチレンオキサイド（分子量  約９００,０００、１５０,０００、１００,０００、３０,０００）、及びポリマーラボラトリー社製のポリエチレングリコール（分子量  約１２,０００、４,０００、１,０００）。【００６３】
（イミド化率の測定）
合成例におけるポリイミドのイミド化率は次のようにして測定した。ポリイミド粉末２０ｍｇをＮＭＲサンプル管（草野科学社製  ＮＭＲサンプリングチューブスタンダード  φ５）に入れ、重水素化ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ−ｄ６、０．０５質量％ＴＭＳ（テトラメチルシラン）混合品）０.５３ｍｌを添加し、超音波をかけて完全に溶解させた。この溶液を日本電子データム社製ＮＭＲ測定器（ＪＮＷ−ＥＣＡ５００）にて５００ＭＨｚのプロトンＮＭＲ（核磁気共鳴）を測定した。イミド化率は、イミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとして決め、このプロトンのピーク積算値と、９.５から１０.０ｐｐｍ付近に現れるアミド酸のＮＨ基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって求めた。
イミド化率（％）＝（１−α・ｘ／ｙ）×１００
上記式において、ｘはアミド酸のＮＨ基由来のプロトンピーク積算値、ｙは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミック酸（イミド化率が０％）の場合におけるアミド酸のＮＨ基プロトン１個に対する基準プロトンの個数割合である。【００６４】
（ポリシロキサンの分子量測定）
ポリシロキサンの分子量は、昭和電工社製の常温ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）装置（ＧＰＣ−１０１）、Ｓｈｏｄｅｘ社製カラム（KF−８０３Ｌ）を用い以下のようにして測定した。
カラム温度：４０℃
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
流速：１．０ｍｌ／分
検量線作成用標準サンプル：ＳＨＯＤＥＸ社製  ＳＭ１０５、ＳＬ−１０５  標準ポリスチレン（分子量  約５２４００、１９９００、７２００、２９７０、５８０）【００６５】
（合成例１）
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍL四つ口反応フラスコにメタノール（３４．８ｇ）、ＴＥＯＳ（２７．８ｇ）、及びＵＰＳを９２％含有するメタノール溶液（９．６ｇ）（ＵＰＳ含有量：８．８ｇ）を投入して撹拌し、アルコキシシランモノマーの溶液を調製した。この溶液に、予めメタノール（１７．４ｇ）、水（９．０ｇ）、及び触媒として蓚酸（１．５ｇ）を混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、滴下終了後３０分室温下で撹拌した。その後、還流下で1時間加熱後、放冷してＳｉＯ２換算固形分濃度が１０質量％のポリシロキサン溶液を得た。
さらに３００ｍLフラスコ中で、上記ポリシロキサン溶液（１２０．０ｇ）と、溶媒としてＮＭＰ（１７０．０ｇ）を混合した。次に、ＮＥＷロータリーバキュームエバポレーター（東京理化器械社製、ＮＥ−１）により６０℃で２０ｍｍHg（２．６７ｋPa）まで徐々に減圧しながら溶媒を留去して、溶媒をＮＭＰに置換した溶液（以下、置換溶液とも記す。）（１９６．２ｇ）を得た。その後、この置換溶液（１９６．２ｇ）にＮＭＰ（３．８ｇ）を混合し、ＳｉＯ２換算固形分濃度６質量％のポリシロキサン溶液（Ｂ−１）を得た。【００６６】
（合成例２）
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬ四つ口反応フラスコにメタノール（３６．１ｇ）、ＴＥＯＳ（３３．０ｇ）、及びＵＰＳを９２％含有するメタノール溶液（２．４ｇ）（ＵＰＳ含有量：２．２ｇ）を投入して撹拌し、アルコキシシランモノマーの溶液を調製した。この溶液に、予めメタノール（１８．０ｇ）、水（９．０ｇ）、及び触媒として蓚酸（１．５ｇ）を混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、滴下終了後３０分室温下で撹拌した。その後、還流下で1時間加熱後、放冷してＳｉＯ２換算固形分濃度が１０質量％のポリシロキサン溶液を得た。
さらに３００ｍＬフラスコ中で、上記ポリシロキサン溶液（１２０．０ｇ）と、溶媒としてＮＭＰ（１７０．０ｇ）を混合した。次に、ＮＥＷロータリーバキュームエバポレーター（東京理化器械社製、ＮＥ−１）により６０℃２０ｍｍＨｇ（２．６７ｋＰａ）まで徐々に減圧しながら溶媒を留去して、置換溶液（１９５．８ｇ）を得た。その後、この置換溶液（１９５．８ｇ）に、ＮＭＰ（４．２ｇ）を混合して、ＳｉＯ２換算固形分濃度６質量％のポリシロキサン溶液（Ｂ−２）を得た。ポリシロキサンの数平均分子量は３０４０であり、重量平均分子量は７４３０であった。
【００６７】
（合成例３）
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬ四つ口反応フラスコにメタノール（３６．５ｇ）及びＴＥＯＳ（３４．７ｇ）を投入して撹拌して、アルコキシシランモノマーの溶液を調製した。この溶液に、予めメタノール（１８．３ｇ）、水（９．０ｇ）及び触媒として蓚酸（１．５０ｇ）を混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、滴下終了後３０分室温下で撹拌した。その後、還流下で1時間加熱後、放冷してＳｉＯ２換算固形分濃度が１０質量％のポリシロキサン溶液を得た。
さらに３００ｍＬフラスコ中で、上記ポリシロキサン溶液（１２０ｇ）と、溶媒としてＮＭＰ（１７０．０ｇ）を混合した。次に、ＮＥＷロータリーバキュームエバポレーター（東京理化器械社製、ＮＥ−１）により６０℃で２０ｍｍＨｇ（２．６７ｋＰａ）まで徐々に減圧しながら溶媒を留去して、置換溶液（１９５．２ｇ）を得た。その後、この置換溶液（１９５．２ｇ）に、ＮＭＰ（４．８ｇ）を混合して、ＳｉＯ２換算固形分濃度６質量％のポリシロキサン溶液（Ｂ−３）を得た。【００６８】
(合成例４)
ＴＤＡ（１５０．１４ｇ,０．５ｍｏｌ）、ｐ−ＰＤＡ（４８．６７ｇ,０．４５ｍｏｌ）、及びＡＰ１８（１８．８３ｇ,０．０５ｍｏｌ)を、ＮＭＰ（１２３３ｇ）中、５０℃で２４時間反応させポリアミック酸溶液を調製した。このポリアミック酸溶液をＮＭＰにより、ポリアミック酸の濃度が５質量％になるように希釈し、さらにイミド化触媒としてピリジン（２３７．９ｇ）、及び無水酢酸（５１０．６ｇ）を加え、４０℃で３時間反応させた。この溶液をメタノール（１７．４Ｌ）中に投入し、得られた沈殿物を濾別し、乾燥し、白色のポリイミド粉末を得た。このポリイミドのイミド化率は８２％であり、数平均分子量は１８７００、重量平均分子量は５１２００であった。
このポリイミド粉末（３ｇ）をＮＭＰ（３４．５ｇ）中、５０℃にて２０ｈ攪拌し溶解させた。その後、この溶液中のポリイミド濃度が６質量％になるようにＮＭＰを加え、攪拌してポリイミド溶液を調製した。【００６９】
(合成例５）
ＣＢＤＡ（９８．０５ｇ,０．５ｍｏｌ)、ＰＭＤＡ（９５．９８ｇ,０．４４ｍｏｌ）、及びＤＤＭ（１９８．２７ｇ,１．０ｍｏｌ）を、ＮＭＰ（１１１１ｇ）及びγ−ＢＬ（１１１１ｇ）の混合溶媒中、室温で５時間反応させ、ポリアミック酸の濃度が１５質量％のポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸の数平均分子量は２３５００、重量平均分子量は６７１００であった。このポリアミック酸溶液（４０ｇ）にＮＭＰ、γ−ＢＬ、及びＢＣＳを加え、ポリアミック酸が６質量％、ＮＭＰが５９質量％、γ−ＢＬが２０質量％、及びＢＣＳが１５質量％になるように調製した。【００７０】
（合成例６）
合成例４で調製したポリイミド溶液（２０ｇ）と、合成例５で調製したポリアミック酸希釈液（８０ｇ）を混合し、室温で２０時間攪拌し、ポリイミド/ポリアミック酸溶液（Ａ−１）を得た。【００７１】
（合成例７）
ＰＭＤＡ(４．８０ｇ,２２．０ｍｍｏｌ)、及びＤＡ５(７．１６ｇ,２５．０ｍｍｏｌ)をＮＭＰ(８７．７ｇ)中で混合し、２５℃で２時間反応させ、ポリアミック酸の濃度が１２質量％のポリアミック酸溶液（Ａ−２）を得た。このポリアミック酸の数平均分子量は１７４００、重量平均分子量は４２７００であった。【００７２】
（合成例８）
ＢＯＤＡ(１５０．１ｇ,６００ｍｍｏｌ)、ＤＢＡ(６０．９ｇ,４００ｍｍｏｌ)、及びＰＣＨ７ＤＡＢ(１５２．２ｇ,４００ｍｍｏｌ）をＮＭＰ(１２９０ｇ)中で混合し、８０℃で５時間反応させた後、ＣＢＤＡ(３８．８ｇ,１９８ｍｍｏｌ)とＮＭＰ(３２０g)を加え、４０℃で３時間反応させポリアミック酸溶液を得た。このポリアミック酸溶液(６００．２ｇ)にＮＭＰを加え、ポリアミック酸の濃度が６質量％になるように希釈した後、イミド化触媒として無水酢酸(６３．９ｇ)、及びピリジン(４９．６ｇ)を加え、８０℃で３時間反応させた。この反応溶液をメタノール(７７００ｍｌ)中に投入し、得られた沈殿物を濾別した。この沈殿物をメタノールで洗浄し、１００℃で減圧乾燥し、ポリイミド粉末（Ａ−３）を得た。このポリイミドのイミド化率は５７％であり、数平均分子量は２３０００、重量平均分子量は８０２００であった。【００７３】
（合成例９）
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬ四つ口フラスコにメタノール（１３．８ｇ）、ＴＥＯＳ（３３．３g）、オクタデシルトリエトキシシラン（１．４ｇ）、及びUPSを９２％含有するメタノール溶液（１．０ｇ）（UPS含有量：０．９２ｇ）を投入して攪拌し、アルコキシシランモノマーの溶液を調製した。この溶液にあらかじめメタノール（４１．３ｇ）、水（９．０g）、及び触媒として蓚酸（０．２ｇ）を混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、滴下終了後３０分室温下で攪拌した。その後還流下で１時間過熱後、放冷してＳｉＯ２換算固形分濃度１０質量％のポリシロキサン溶液を得た。
さらに３００ｍLフラスコ中で、上記ポリシロキサン溶液（１２０．０ｇ）と、溶媒としてNMP（１７０．０ｇ）を混合した。次に、NEWロータリーバキュームエバポレーター（東京理化機械社製、NE-1）により６０℃２０ｍｍHg（２．６７ｋPa）まで徐々に減圧しながら溶媒を留去して、置換溶液（１９４．１ｇ）を得た。その後、この置換溶液（１９４．１ｇ）に、ＮＭＰ（５．９ｇ）を混合して、ＳｉＯ２換算固形分濃度６質量％のポリシロキサン溶液（Ｂ−４）を得た。ポリシロキサンの数平均分子量は２０１０であり、重量平均分子量は３４５０であった。【００７４】
以下の実施例では下記の[液晶配向膜の成膜性]、 [液晶配向膜の表面観察]、[液晶配向性の評価]、及び[電気特性の評価]に従い評価した。
［液晶配向膜の成膜性］
液晶配向処理剤を５×５ｃｍＩＴＯ電極付き基板のＩＴＯ面にスピンコートし、ホットプレート上にて８０℃で５分間、熱循環型クリーンオーブン中にて２３０℃で３０分間加熱処理をして膜厚１００ｎｍのポリイミド塗膜を得た。得られた液晶配向膜を目視により観察し、透明なものを○、膜の白化が発生しているものを×とした。【００７５】
［液晶配向膜の表面観察］
液晶配向処理剤を３×４ｃｍＩＴＯ電極付き基板（厚さ１．１ｍｍのソーダライムガラス）のＩＴＯ面にスピンコートし、ホットプレート上にて８０℃で５分間、熱循環型クリーンオーブン中にて２３０℃で３０分間加熱処理をして膜厚１００ｎｍのポリイミド塗膜を得た。塗膜面をロール径１２０ｍｍのレーヨン布のラビング装置にて、実施例１〜３、及び比較例１〜４では回転数１０００ｒｐｍ、移動速度２０ｍｍ／ｓｅｃ、押し込み量０．４ｍｍの条件で、実施例４〜６、及び比較例５〜６では回転数１０００ｒｐｍ、移動速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、押し込み量０．３ｍｍの条件で、実施例７〜１０、及び比較例７〜９では回転数３００ｒｐｍ、移動速度２０ｍｍ／ｓｅｃ、押し込み量０．３ｍｍの条件にてラビング処理をし、液晶配向膜付き基板を得た。
この基板表面について、実施例１〜６、及び比較例１〜６についてはラビング処理による配向膜表面の傷や、配向膜の削れかすの状態を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。また、実施例７〜１１、及び比較例７〜９についてはラビングによる配向膜表面の傷を共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。
傷：配向膜表面にラビングによる傷が発生していない場合を○、一部に発生している場合を△、全面に発生している場合は×とした。
削れかすの大きさ：ラビングによる削れかすの大きさが極小さいものを◎、小さいものを○、中程度のものを△、大きいものを×とした。
削れかすの量：ラビングによる削れかすの量が少ないものを○、多いものを×とした。【００７６】
［液晶セルの作製］
液晶配向処理剤を３×４ｃｍＩＴＯ電極付き基板のＩＴＯ面にスピンコートし、ホットプレート上にて８０℃で５分間、熱循環型クリーンオーブン中にて２３０℃で３０分間加熱処理をして膜厚１００ｎｍのポリイミド塗膜を得た。塗膜面をロール径１２０ｍｍのレーヨン布のラビング装置にて、実施例１〜３、及び比較例１〜４では回転数１０００ｒｐｍ、移動速度２０ｍｍ／ｓｅｃ、押し込み量０．４ｍｍの条件で、実施例４〜６、及び比較例５〜６では回転数１０００ｒｐｍ、移動速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、押し込み量０．３ｍｍの条件で、実施例７〜１０、及び比較例７〜９では回転数３００ｒｐｍ、移動速度２０ｍｍ／ｓｅｃ、押し込み量０．３ｍｍの条件にてラビング処理をし、液晶配向膜付き基板を得た。基板の面上に、６μｍのスペーサーを散布した後、その上からシール剤を印刷し、もう１枚の基板を液晶配向膜面が向き合い、ラビング方向が反対方向になるようにして張り合わせた後、シール剤を硬化させて空セルを作製した。この空セルに減圧注入法によって、実施例１〜６及び比較例１〜６については液晶ＭＬＣ−２０４１（メルク・ジャパン社製）を注入し、実施例７〜１１及び比較例７〜９についてはＭＬＣ−６６０８（メルク・ジャパン社製）を注入し、注入口を封止して、アンチパラレルの液晶セルを得た（以下、液晶セルともいう）。【００７７】
［液晶配向性の評価］
上記の[液晶セルの作製]で得られた液晶セルについて、初期及び１２０℃で５時間過熱処理後の液晶セルについて、偏光顕微鏡観察により液晶の配向均一性を確認した。液晶が均一に配向している状態を○、液晶の配向に乱れが観察されたものを×と評価した。【００７８】
［電気特性の評価］
上記の[液晶セルの作製]で得られた液晶セルについての電気特性の評価を行った。ただし、実施例７、８、１０、１１及び比較例８〜９についてはラビング処理を行わずに液晶セルを作製した。
得られた液晶セルを実施例２、比較例１、及び比較例４では９０℃の温度下で１Ｖの電圧を６０μｓ印加して５０ｍｓ後の電圧を測定し、電圧がどのくらい保持できているかを電圧保持率（ＶＨＲ、％）として計算した。
また、実施例７、８、１０、１１及び比較例８〜９では、液晶セルに高圧水銀ランプを用いて、３６５ｎｍ換算で５０Ｊ/ｃｍ２照射した後に、８０℃の温度下で４Ｖの電圧を６０μｓ印加して、１６６７ｍｓ後の電圧を測定し、電圧がどのくらい保持できているかを電圧保持率として計算した。
さらに、上記で作製した液晶セルを用いてイオン密度の測定を行った。液晶セルに電圧±１０Ｖ、周波数０．０１Ｈｚの三角波を印可した時のイオン密度を測定した。実施例２、比較例１、及び比較例４では測定温度は９０℃で、実施例７、８、１０、１１及び比較例８〜９では測定温度は８０℃で行った。測定装置は、東陽テクニカ社製の６２４５型液晶物性評価装置を用いた。【００７９】
（実施例１）
合成例７で得られたポリアミック酸溶液（Ａ−２）（５．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−１）（０．５ｇ）、ＮＭＰ（３．０ｇ）、及びＢＣＳ(２．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００８０】
（実施例２）
合成例７で得られたポリアミック酸溶液（Ａ−２）（５．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−１）（０．３ｇ)、ＮＭＰ（３．０ｇ)、及びＢＣＳ(２．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(２)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１及び表２に示す。【００８１】
（実施例３）
合成例７で得られたポリアミック酸溶液（Ａ−２）(５．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−１）(０．１ｇ)、ＮＭＰ（３．０ｇ）、及びＢＣＳ(２．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(３)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００８２】
（実施例４）
合成例６で得られたポリイミド/ポリアミック酸溶液（Ａ−１）（１０．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ-１）（０．５ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤（４）を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、［液晶配向膜の表面観察］及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００８３】
（実施例５）
合成例６で得られたポリイミド/ポリアミック酸溶液（Ａ−１）(１０．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−１）（０．３ｇ）を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(５)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００８４】
（実施例６）
合成例６で得られたポリイミド/ポリアミック酸溶液（Ａ−１）(１０．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−１）(０．１ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(６)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、 [液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００８５】
（実施例７）
合成例８で得られたポリイミド溶液（Ａ−３）(１０．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−１）(１０．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(７)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１及び表３に示す。【００８６】
（実施例８）
合成例８で得られたポリイミド溶液（Ａ−３）(１０．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−１）(１．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(８)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１及び表３に示す。【００８７】
（実施例９）
合成例８で得られたポリイミド溶液（Ａ−３）(１０．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−１）(０．５ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(９)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００８８】
（実施例１０）
合成例８で得られたポリイミド溶液（Ａ−３）(１０．０ｇ）に、合成例１で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−２）(１．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１０)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１及び表３に示す。【００８９】
（実施例１１）
合成例７で得られたポリアミック酸溶液（Ａ−２）（０．１ｇ）に、合成例９で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−４）（２００ｇ）を加えて攪拌し、液晶配向処理剤（２０）を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、〔液晶配向処理膜の表面観察〕及び〔液晶配向性の評価〕を行った。更に、〔電気特性の評価〕に従い、電圧保持率およびイオン密度の評価を行った。結果を表１及び表３に示す。【００９０】
（比較例１）
合成例７で得られたポリアミック酸溶液（Ａ−２）（５．０ｇ）に、合成例３で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−３）（０．３ｇ)、ＮＭＰ（３．０ｇ)、及びＢＣＳ(２．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１１)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１及び表２に示す。【００９１】
（比較例２）
合成例７で得られたポリアミック酸溶液（Ａ−２）（５０．０ｇ）、ＮＭＰ（３０．０ｇ)、及びＢＣＳ(２０．０ｇ)の混合物に、ＵＰＳを９２％含有するメタノール溶液（０．９ｇ）（ＵＰＳ含有量：０．８ｇ）、及びＮＭＰ（２．１ｇ）を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１２）を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００９２】
（比較例３）
合成例７で得られたポリアミック酸溶液（Ａ−２）（５０．０ｇ）、ＮＭＰ（３０．０ｇ)、及びＢＣＳ(２０．０ｇ)の混合物に、ＵＰＳを９２％含有するメタノール溶液（０．２９ｇ）（ＵＰＳ含有量：０．２６ｇ）、及びＮＭＰ（０．７１ｇ）を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１３）を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、 [液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００９３】
（比較例４）
合成例７で得られたポリアミック酸溶液（Ａ−２）（５．０ｇ）に、ＮＭＰ（３．０ｇ)、及びＢＣＳ(２．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１４）を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１及び表２に示す。【００９４】
（比較例５）
合成例６で得られたポリイミド/ポリアミック酸溶液（Ａ−１）(１０．０ｇ）に、合成例３で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−３）(０．１ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１５)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、 [液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００９５】
（比較例６）
合成例６で得られたポリイミド/ポリアミック酸溶液（Ａ−１）(１０．０ｇ）をそのまま液晶配向処理剤(１５)とした。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１に示す。【００９６】
（比較例７）
合成例８で得られたポリイミド溶液（Ａ−３）(１０．０ｇ）に、合成例３で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−３）(１０．０ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１７)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、 [液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。結果は表１に示す。【００９７】
（比較例８）
合成例８で得られたポリイミド溶液（Ａ−３）(１０．０ｇ）に、合成例３で得られたポリシロキサン溶液（Ｂ−３）(０．５ｇ)を加えて攪拌し、液晶配向処理剤(１８)を得た。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１及び表３に示す。【００９８】
（比較例９）
合成例８で得られたポリイミド溶液（Ａ−３）(１０．０ｇ）をそのまま液晶配向処理剤(１９)とした。
この液晶配向処理剤を用いて、[液晶配向膜の表面観察]及び[液晶配向性の評価]を行った。更に、[電気特性の評価]に従い、電圧保持率及びイオン密度の評価を行った。結果は表１及び表３に示す。【００９９】
【表１】
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＊添加剤質量比は、ポリアミック酸及び／又はポリイミドの１００質量部に対する質量比を表す。【０１００】
【表２】
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【０１０１】
【表３】
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【０１０２】
上記の結果より、本発明の液晶配向処理剤から得られた液晶配向膜はウレイド基を有するポリシロキサン添加剤を含有する実施例１〜１０と、添加剤を含有しないあるいはウレイド基を有さないポリシロキサン添加剤を含有する比較例１〜９と比較して、成膜性、液晶配向性が良好で、かつラビングによる膜の欠陥が少なくなることがわかった。また、実施例１〜１０のＵＰＳ含有ポリシロキサンを含有する液晶配向膜は、比較例２、３に示すＵＰＳモノマーを添加した場合に比べて、ラビングによる傷が良好な結果であった。
また、電気特性に関しても、ウレイド基を有するポリシロキサン添加剤を含有する実施例１、７、８、及び１０と、添加剤を含有しないあるいはウレイド基を有さないポリシロキサン添加剤を含有する比較例１、４、８、及び９を比較すると、ウレイド基含有ポリシロキサン添加剤を含有するほうがＶＨＲが高く、イオン密度が低いことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の液晶配向処理剤は、ラビングにより発生する傷や削れによる表示欠陥を抑制した液晶配向膜を得ることが出来る。さらに本発明により得られる液晶表示素子は、表示欠陥がなく、電気特性に優れたものが得られる。よって、本発明により得られる液晶配向処理剤、液晶配向膜を使用することにより、高品位で信頼性に優れた液晶表示素子を得ることが出来るので、ＴＮ素子、ＳＴＮ素子、ＴＦＴ素子、更には垂直配向型、ＰＳＡ型、ＩＰＳ型、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)型の液晶表示素子などに有用である。
なお、２００９年１２月０２日に出願された日本特許出願２００９−２７４６６１号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【国際調査報告】
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