JP2008262074A

JP2008262074A - 液晶配向剤、配向膜、液晶セル及び液晶表示装置

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Publication number: JP2008262074A
Application number: JP2007105482A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Morishima; 慎一森嶌; Yasuhiro Aiki; 康弘相木
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2008-10-30

Abstract

【課題】光照射量によって液晶配向制御能を発現する新規な液晶配向剤を提供する。
【解決手段】下記式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する重合体からなることを特徴とする液晶配向剤である。式中、Ｒ¹〜Ｒ³はそれぞれ水素原子又は置換基；Ｙ¹は所定の連結基；Ａｒ¹は、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の芳香環の基；Ｒ⁴及びＲ⁵はそれぞれ独立して、置換基；ｍは２〜５の整数を表し、ｎは１〜３の整数を表し、ｐは０〜４の整数を表し、及びｑは０〜５の整数を表す。

【選択図】なし

Description

本発明は、液晶材料の配向を制御するのに有用な液晶配向剤、及び配向膜に関する。また、本発明は、該配向膜を用いた液晶セル及び液晶表示装置にも関する。

液晶材料の配向を制御する配向膜として、光照射によって製造可能な配向膜が提案されている。
例えば、特許文献１には、光反応性高分子材料に対する自然光の照射による配向膜の製造方法が開示されている。しかしながら、このように製造された配向膜では、配向が固定化されておらず、安定性、特に熱安定性が低いという問題がある。
また、特許文献２には、マレイミド（共）重合体に所定の側鎖構造を導入した光配向材が提案されている。しかしながら、このような光配向材では、材料のガラス転移温度が高いため、配向させるためには多量の光照射が必要である。
特開２０００−２１２３１０号公報特許第３６１２３０８号公報

本発明の課題は、光照射によって液晶配向機能を生じる新規な液晶配向剤、及び該液晶配向剤からなる配向膜を提供することである。
また、本発明の他の課題は、上記課題が解決された、即ち、少ない光照射量で、液晶配向制御能を発現する液晶配向剤を提供することである。
また、本発明の他の課題は、少ない光照射量で、液晶配向制御能を発現し、しかも熱に対して良好な安定性を有する配向膜を形成可能な液晶配向剤を提供することである。
また、本発明の他の課題は、光照射によって形成された新規な配向膜、及び該配向膜を用いた液晶セル及び液晶表示装置を提供することである。

［１］下記式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する重合体からなることを特徴とする液晶配向剤：

式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を表し；
Ｙ¹は下記の連結基群
（連結基群）
−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ⁶−（Ｒ⁶は、水素原子又はアルキル基を表す）、−Ｓ−、アルキレン基、及びアリーレン基
から選ばれる２価の連結基又は下記の連結基群から選ばれる２つ以上を組み合わせて形成される２価の連結基を表し；
Ａｒ¹は、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の芳香環の基を表し；
Ｒ⁴及びＲ⁵はそれぞれ独立して、置換基を表し；
ｎは１〜３の整数を表し、ｐは０〜４の整数を表し、及びｑは０〜５の整数を表す。
［２］ｑが１以上の整数であり、ｑ個のＲ⁵のうち少なくとも一つが重合性基を含む置換基であることを特徴とする［１］の液晶配向剤。

［３］下記式（II）で表される繰り返し単位を少なくとも有し、且つ重合性基を少なくとも一つ有する重合体であることを特徴とする液晶配向剤：

式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を表し；
Ｙ¹は下記の連結基群
（連結基群）
−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ⁶−（Ｒ⁶は、水素原子又はアルキル基を表す）、−Ｓ−、アルキレン基、及びアリーレン基
から選ばれる２価の連結基又は下記の連結基群から選ばれる２つ以上を組み合わせて形成される２価の連結基を表し、
Ａｒ¹及びＡｒ²は、それぞれ独立して、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の芳香環の基を表し；
ｎは１〜３の整数を表す。

［４］ (メタ)アクリル酸系モノマーから誘導される繰り返し単位の少なくとも一種をさらに有することを特徴とする［１］〜［３］のいずれかの液晶配向剤。
［５］前記(メタ)アクリル酸系モノマーから誘導される繰り返し単位が、少なくとも一つの重合性基を有することを特徴とする［４］の液晶配向剤。
［６］［１］〜［５］のいずれかの液晶配向剤を含有する配向膜。
［７］対向配置された一対の基板と、該一対の基板間に液晶層とを有する液晶セルであって、前記一対の基板の少なくとも一方の対向面に［６］の配向膜を有することを特徴とする液晶セル。
［８］［７］の液晶セルを有する液晶表示装置。

本発明によれば、光照射によって液晶配向機能を生じる新規な液晶配向剤、及び該液晶配向剤からなる配向膜を提供することができる。
また、本発明の第１の態様によれば少ない光照射量で、液晶配向制御能を発現する液晶配向剤を提供することができる。
また、本発明の第２の態様によれば、少ない光照射量で、液晶配向制御能を発現し、しかも熱に対して良好な安定性を有する配向膜を形成可能な液晶配向剤を提供することができる。
また、本発明によれば、光照射によって形成された新規な配向膜、及び該配向膜を用いた液晶セル及び液晶表示装置を提供することができる。

発明の実施の形態

以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また、本願明細書において、重合体には、１種類のモノマーからなる重合体のほか、２種類以上のモノマーからなるいわゆる共重合体も含む趣旨である。
本発明において、アルキル基等の「基」は、特に述べない限り、置換基を有していてもよいし、置換基を有していなくてもよい。よって、例えば、「炭素数Ａ〜Ｂのアルキル基」と言う場合、該アルキル基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよく、また、置換基を有する場合は、該置換基の炭素数も、炭素数Ａ及びＢに含まれると解釈する。

［液晶配向剤］
本発明の液晶配向剤の第１の態様は、下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する重合体からなることを特徴とする。下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位は、光反応性基を有する。該光反応性基は、単一方向からの光の照射によって化学構造が変化し、これにより分子の異方性が任意の方向に変化し、液晶配向機能が生じる。従って、前記第１の態様の液晶配向剤に光照射した面上に、液晶を配置すると、該光反応性基に起因して生じた液晶配向機能により液晶を安定的に配向させることができる。
本発明の第１の態様の液晶配向剤は、重合性基を有する重合体であるのが好ましい。重合性基を有していると、光照射により液晶配向機能を付与した後、該重合性基を架橋することにより、熱安定性が高い配向膜を形成可能である。

本発明の液晶配向剤の第２の態様は、下記式（II）で表される繰り返し単位を少なくとも有し、且つ重合性基を少なくとも一つ有する重合体であることを特徴とする。下記一般式（II）で表される繰り返し単位は、光反応性基を有する。該光反応性基は、単一方向からの光の照射によって化学構造が変化し、これにより分子の異方性が任意の方向に変化し、液晶配向機能が生じる。従って、前記第２の態様の液晶配向剤に光照射した面上に、液晶を配置すると、該光反応性基に起因して生じた液晶配向機能により液晶を安定的に配向させることができる。しかも、第２の態様の液晶配向剤は、重合性基を有するので、光照射により液晶配向機能を付与した後、該重合性基の反応を進行させることにより硬化し、熱安定性が高い配向膜を形成可能である。

前記第１及び第２の態様の液晶配向剤は、それぞれ、他の繰り返し単位を有する重合体であってもよい。重合性基は、他の繰り返し単位が有していても勿論よい。他の繰り返し単位は、(メタ)アクリル系モノマー類から選択されるモノマーから誘導される繰り返し単位であるのが好ましい。

以下、各態様の液晶配向剤についてそれぞれ説明する。
本発明の第１の態様の液晶配向剤は、下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位を少なくとも有する重合体である。

式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を表し；
Ｙ¹は下記の連結基群
（連結基群）
−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ⁶−（Ｒ⁶は、水素原子又はアルキル基を表す）、−Ｓ−、アルキレン基、及びアリーレン基
から選ばれる２価の連結基又は下記の連結基群から選ばれる２つ以上を組み合わせて形成される２価の連結基を表し；
Ａｒ¹は、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の芳香環の基を表し；
Ｒ⁴及びＲ⁵はそれぞれ独立して、置換基を表し；
ｎは１〜３の整数を表し、ｐは０〜４の整数を表し、及びｑは０〜５の整数を表す。

本発明の第２の態様の液晶配向剤は、下記一般式（II）で表される繰り返し単位を少なくとも有し、且つ重合性基を少なくとも一つ有する重合体である。

前記（Ｉ）及び（II）中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³がそれぞれ置換基を表す場合、該置換基としては、アルキル基、又はハロゲン原子が好ましい。Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、又は塩素原子が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、又は塩素原子がより好ましく、水素原子、又はメチル基がさらに好ましい。Ｒ²及びＲ³は水素原子であるのが特に好ましい。

前記式（Ｉ）及び（II）中、Ｙ¹としては、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ⁶−、アルキレン基、又はアリーレン基を含むことが好ましく、−ＣＯ−、−Ｏ−、−ＮＲ⁶−、アルキレン基を含んでいることがより好ましく、−ＣＯ−、−Ｏ−、アルキレン基を含んでいることがよりさらに好ましい。Ｙ¹がアルキレン基を含む場合、アルキレン基の炭素数は好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜８、よりさらに好ましくは１〜６である。特に好ましいアルキレン基の具体例として、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラブチレン、ヘキサメチレン基等が挙げられる。Ｙ¹が、アリーレン基を含む場合、アリーレン基の炭素数は、好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１８、特に好ましくは６〜１２である。特に好ましいアリーレン基の具体例として、フェニレン、ナフタレン基等が挙げられる。Ｙ¹が、アルキレン基とアリーレン基を組み合わせて得られる２価の連結基（即ちアラルキレン基）を含む場合、アラルキレン基の炭素数は、好ましくは７〜３４、より好ましくは７〜２６、特に好ましくは７〜１６である。特に好ましいアラルキレン基の具体例として、フェニレンメチレン基、フェニレンエチレン基、メチレンフェニレン基等が挙げられる。Ｙ¹として挙げられた基は、適当な置換基を有していてもよい。

前記式（Ｉ）及び（II）中、Ａｒ¹は、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、又はナフタレン環の基であるのが好ましく、ベンゼン環の基であるのがより好ましい。
Ａｒ¹が置換基を有する場合、該置換基としては、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、炭素数１〜６のアルキルチオ基、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、炭素数１〜６のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数１〜６のアルキルカルボニルチオ基、炭素数１〜６のアルキルカルボニルアミノ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、シアノ基等を挙げることができ、より好ましい置換基としてはメチル基、エチル基、メトキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基を挙げることができる。
これらの置換基は、他の置換基によって、置換されていてもよく、この場合の好ましい置換基も上述と同義である。また、置換基を２つ以上有する場合は、それぞれの置換基は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。

前記一般式（Ｉ）及び（II）中、ｎは１〜３の整数を表し、１又は２であることが好ましい。

前記一般式（II）中、Ａｒ²は、ベンゼン環、フラン環、又はナフタレン環の基が好ましく、ベンゼン環の基がより好ましい。Ａｒ²が置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アルキルカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルカルボニルチオ基、アルキルカルボニルアミノ基、アルキルオキシカルボニルオキシ基、アルキルオキシカルボニルチオ基、アルキルオキシカルボニルアミノ基、アルキルチオカルボニルオキシ基、アルキルアミノカルボニルアミノ基、アルキルアミノカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アリール基等を挙げることができ、より好ましい置換基としては炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜２０のアルキルカルボニル基、炭素数１〜２０のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数１〜２０のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数１〜２０のアルキルオキシカルボニルオキシ基、炭素数１〜２０のアルキルオキシカルボニルチオ基、炭素数１〜２０のアルキルオキシカルボニルアミノ基、炭素数１〜２０のアルキルアミノカルボニルオキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数６〜３０のアリール基等を挙げることができる。また、該置換基は、後述する重合性基、又は後述する重合性基を含む置換基であるのも好ましい。
これらの置換基は、他の置換基によって、置換されていてもよく、この場合の好ましい置換基も上述と同義である。また、置換基を２つ以上有する場合は、それぞれの置換基は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。

前記一般式（Ｉ）中、ｐが１以上である場合、Ｒ⁴が表す置換基としては、Ａｒ²が有する置換基の例と同様である。Ｒ⁴が複数存在する場合は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
前記一般式（Ｉ）中、ｑが１以上である場合、Ｒ⁵が表す置換基としては、Ａｒ²が有する置換基の例と同様である。Ｒ⁵が複数存在する場合は、互いに同一であっても異なっていてもよい。また、Ｒ⁵がｐ位の置換基である場合は、下記の置換基群から選ばれるフェニレン基が直鎖状に結合した置換基であるか、又は後述する重合性基を末端に有するアルコキシ基であるのが好ましい。あるいは、ｐ位には、置換基が存在しない、無置換であるのも好ましい。

式中、Ｒは置換基でありそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、その具体例は、Ａｒ²が有する置換基の例と同様である。ｒは０〜５、ｔは０〜４の整数である。Ｒが末端のベンゼン環のｐ位の置換基である場合は、後述する重合性基を末端に有するアルコキシ基であるのが好ましい。あるいは、末端のベンゼン環のｐ位には、置換基が存在しない、無置換であるのも好ましい。

本発明の第１の態様の液晶配向剤は、重合性基を有するのが好ましく、本発明の第２の態様の液晶配向剤は、少なくとも一つの重合性基を有する。該重合性基としては特に限定されないが、付加重合反応又は縮合重合反応が可能な重合性基であることが好ましい。以下に重合性基の例を示す。

重合性基としては、ラジカル重合又はカチオン重合する重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、好適なものとして、（メタ）アクリレート基を挙げることができる。カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基などを挙げることができる。なかでも脂環式エーテル基、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルオキシ基が特に好ましい。

上記した通り、前記一般式（Ｉ）又は（II）で表される繰り返し単位を有する重合体はそれぞれ、前記一般式（Ｉ）又は（II）で表される繰り返し単位を１種含んでいてもよいし、２種以上含んでいてもよい。また、前記一般式（Ｉ）又は（II）で表される繰り返し単位を有する重合体はそれぞれ、上記各繰り返し単位以外の他の繰り返し単位を１種又は２種以上有していてもよい。前記他の繰り返し単位については特に制限されず、通常のラジカル重合反応可能なモノマーから誘導される繰り返し単位が好ましい例として挙げられる。以下、他の繰り返し単位を誘導するモノマーの具体例を挙げる。

モノマー群
（１）アルケン類
エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン、１−ヘキセン、１−ドデセン、１−オクタデセン、１−エイコセン、ヘキサフルオロプロペン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、３，３，３−トリフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなど；
（２）ジエン類
１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２−エチル−１，３−ブタジエン、２−ｎ−プロピル−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ペンタジエン、１−フェニル−１，３−ブタジエン、１−α−ナフチル−１，３−ブタジエン、１−β−ナフチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、１−ブロモ−１，３−ブタジエン、１−クロロブタジエン、２−フルオロ−１，３−ブタジエン、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、１，１，２−トリクロロ−１，３−ブタジエン及び２−シアノ−１，３−ブタジエン、１，４−ジビニルシクロヘキサンなど；

（３）α，β−不飽和カルボン酸の誘導体
（３ａ）アルキルアクリレート類
メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｔｅｒｔ−オクチルアクリレート、ドデシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、２−クロロエチルアクリレート、２−ブロモエチルアクリレート、４−クロロブチルアクリレート、２−シアノエチルアクリレート、２−アセトキシエチルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、２−クロロシクロヘキシルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、ω−メトキシポリエチレングリコールアクリレート（ポリオキシエチレンの付加モル数：ｎ＝２ないし１００のもの）、３−メトキシブチルアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、２−ブトキシエチルアクリレート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアクリレート、１−ブロモ−２−メトキシエチルアクリレート、１，１−ジクロロ−２−エトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレートなど）；

（３ｂ）アルキルメタクリレート類
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、アリルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、２−メトキシエチルメタクリレート、３−メトキシブチルメタクリレート、ω−メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ポリオキシエチレンの付加モル数：ｎ＝２ないし１００のもの）、２−アセトキシエチルメタクリレート、２−エトキシエチルメタクリレート、２−ブトキシエチルメタクリレート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、アリルメタクリレート、２−イソシアナトエチルメタクリレートなど；

（３ｃ）不飽和多価カルボン酸のジエステル類
マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、イタコン酸ジメチル、タコン酸ジブチル、クロトン酸ジブチル、クロトン酸ジヘキシル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジメチルなど；

（３ｄ）α、β−不飽和カルボン酸のアミド類
Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔブチルアクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔオクチルメタクリルアミド、Ｎ−シクロヘキシルアクリルアミド、Ｎ−フェニルアクリルアミド、Ｎ−（２−アセトアセトキシエチル）アクリルアミド、Ｎ−ベンジルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルモルフォリン、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−メチルマレイミドなど；

（４）不飽和ニトリル類
アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど；
（５）スチレン及びその誘導体
スチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔブチルスチレン、ｐ−ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレン、ｐ−クロロメチルスチレン、ビニルナフタレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−ヒドロキシメチルスチレン、ｐ−アセトキシスチレンなど；
（６）ビニルエステル類
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、メトキシ酢酸ビニル、フェニル酢酸ビニルなど；

（７）ビニルエーテル類
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ペンチルビニルエーテル、ｎ−ヘキシルビニルエーテル、ｎ−オクチルビニルエーテル、ｎ−ドデシルビニルエーテル、ｎ−エイコシルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、フルオロブチルビニルエーテル、フルオロブトキシエチルビニルエーテルなど；及び
（８）その他の重合性単量体
Ｎ−ビニルピロリドン、メチルビニルケトン、フェニルビニルケトン、メトキシエチルビニルケトン、２−ビニルオキサゾリン、２−イソプロペニルオキサゾリンなど。

本発明の第１の態様の液晶配向剤の好ましい例として、前記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位と、下記一般式（III）で表される繰り返し単位とを有する重合体が挙げられ、本発明の第２の態様の液晶配向剤の好ましい例として、前記一般式（II）で表される繰り返し単位と、下記一般式（III）で表される繰り返し単位とを有する重合体が挙げられる。

式（III）中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、前記一般式（Ｉ）及び（II）中のそれぞれと同義であり、好ましい範囲も同様である。

式（III）中、Ｓ¹は二価の連結基を表す。
Ｓ¹は、好ましくは、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、２価の複素環残基、−ＣＯ−、−ＮＲ⁵−（Ｒ⁵は炭素数が１〜６のアルキル基又は水素原子）、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ₂−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる２価の連結基であることが好ましい。アルキレン基の炭素数は、１〜１２であることが好ましい。アルケニレン基の炭素数は、２〜１２であることが好ましい。アリーレン基の炭素数は、６〜１０であることが好ましい。アルキレン基、アルケニレン基及びアリーレン基は、可能であれば、置換基（アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アシルオキシ基等）によって置換されていてもよいが、無置換であることが好ましい。
Ｓ¹としては、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ⁵−（Ｒ⁵は炭素数が１〜６のアルキル基又は水素原子）、アルキレン基又はアリーレン基を含んでいることが好ましく、−Ｏ−、−ＣＯ−、アルキレン基又はアリーレン基を含んでいることが特に好ましい。さらに、Ｓ¹は、−Ｏ−、−ＣＯ−、アルキレン基又はアリーレン基のみから構成されていることが好ましい。

前記式（III）中、Ｍはメソゲン基を表す。Ｍで表されるメソゲン基の例には、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ５巻、１０７頁（１９９３年）などに記載の構造が含まれる。
好ましくは、下記一般式（IV）で表されるメソゲン基である。

一般式（IV）中、Ｌ¹及びＬ²はそれぞれ、単結合又は二価の連結基を表し、Ｃｙ¹、Ｃｙ²及びＣｙ³は、それぞれ、二価の環状基を表し、ｐは０〜２の整数を表す。ｐが２の場合、２つのＬ²は同じであっても異なっていてもよく、２つのＣｙ²も同じであっても異なっていてもよい。

一般式（IV）中、Ｌ¹又はＬ²は、好ましくは、それぞれ、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＮＲ⁷−、二価の鎖状基、二価の環状基及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基、又は、単結合である。上記Ｒ⁷は、炭素数１〜７のアルキル基又は水素原子であり、炭素数１〜４のアルキル基又は水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが最も好ましい。
二価の鎖状基は、アルキレン基、アルケニレン基又はアルキニレン基が好ましく、これらは、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子が好ましい。アルキレン基又はアルケニレン基が好ましく、無置換のアルキレン基又は無置換のアルケニレン基がさらに好ましい。アルキレン基は、分岐を有していてもよい。アルキレン基の炭素数は１〜１２であることが好ましく、２〜１０であることがより好ましく、２〜８であることがさらに好ましい。アルケニレン基は、分岐を有していてもよい。アルケニレン基の炭素数は２〜１２であることが好ましく、２〜１０であることがより好ましく、２〜８であることがさらに好ましい。

アルキニレン基は、分岐を有していてもよい。アルキニレン基の炭素数は２〜１２であることが好ましく、２〜１０であることがより好ましく、２〜８であることがさらに好ましい。
二価の鎖状基の具体例としては、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、２−メチル−テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、２−ブテニレン基、２−ブチニレン基などが挙げられる。
二価の環状基は、後述するＣｙ¹、Ｃｙ²及びＣｙ³と同義であり、好ましい範囲も同様である。

一般式（IV）において、ｐは、０又は１であることが好ましい。

一般式（IV）において、Ｃｙ¹、Ｃｙ²及びＣｙ³は、それぞれ独立に二価の環状基である。環状基に含まれる環は、５員環、６員環又は７員環であることが好ましく、５員環又は６員環であることがより好ましく、６員環であることがさらに好ましい。環状基に含まれる環は、単環でも縮合環でもよく、単環が好ましい。環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環及び複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環及びナフタレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環及びピリミジン環が含まれる。ベンゼン環を有する環状基としては、１，４−フェニレン基が好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−１，５−ジイル基及びナフタレン−２，６−ジイル基が好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては１，４−シクロへキシレン基であることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−２，５−ジイル基が好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−２，５−ジイル基が好ましい。
環状基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素数１〜５のアルキル基、ハロゲン原子で置換された炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数１〜５のアルキルチオ基、炭素数２〜６のアシルオキシ基、炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素数２〜６のアルキル基で置換されたカルバモイル基及び炭素数が２〜６のアシルアミノ基が含まれる。

前記第１の態様では、式（Ｉ）及び（III）の繰り返し単位のうち、一方が重合性基を有していてもよく、いずれか一方が重合性基を有しているのが好ましい。前記第２の態様では、式（II）及び（III）のいずれかの繰り返し単位の少なくとも一方が、重合性基を有し、好ましくは、式（III）の繰り返し単位が重合性基を有する。

前記第１の態様の液晶配向剤の好ましい例として、前記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位と、下記一般式（Ｖ）で表される繰り返し単位とを有する重合体が挙げられ、前記第２の態様の液晶配向剤の好ましい例として、前記一般式（II）で表される繰り返し単位と、下記一般式（Ｖ）で表される繰り返し単位とを有する重合体が挙げられる。

式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ、水素原子又は置換基を表し、Ｓ¹及びＳ²はそれぞれ独立して二価の連結基を表し、Ｍはメソゲン基を表し、Ｐ¹は重合性基を示す。
Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、前記一般式（Ｉ）中のそれぞれと同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ｓ¹及びＳ²はそれぞれ、前記一般式（III）中のＳ¹と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ｍで表されるメソゲン基は、前記一般式（III）中のＭと同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ｐ¹で表される重合性基の例については、前述の通りであり、その好ましい範囲も同一である。

上記一般式（Ｖ）の繰り返し単位は、重合性基を有するので、組み合わされる式（Ｉ）又は式（II）の繰り返し単位は、重合性基を有していなくてもよく、有していないのが好ましい。

前記第１の態様の液晶配向剤の他の好ましい例として、前記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位と、下記一般式（VI）で表される繰り返し単位とを有する重合体が挙げられる。

式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ、水素原子又は置換基を表し、Ｓ¹は二価の連結基を表し、Ａｌｋは、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１〜８のアルキレン基を表し、ｎは１〜２０の整数を表す。
Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、前記一般式（Ｉ）中のそれぞれと同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ｓ¹は、前記一般式（III）中のＳ¹と同義であり、その好ましい範囲も同一である。
Ａｌｋは、炭素数２〜６のアルキレン基であるのが好ましく、例えば、エチレン、ｉｓｏ−プロピレン等が好ましい。
ｎは、１〜８の整数であるのが好ましい。

前記式（Ｉ）及び（VI）の繰り返し単位のうち、一方が重合性基を有していてもよく、該重合性基の例については、前述の通りであり、好ましい範囲も同様である。

以下に、本発明の第１及び第２の態様の液晶配向剤の具体例を挙げるが、以下の具体例に制限されるものではない。尚、式中のｘ、ｙ、ｚは各繰り返し単位のモル百分率を示す。

本発明の液晶配向剤である重合体において、前記一般式（Ｉ）又は（II）で表される繰り返し単位は、５モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以上であるのがより好ましい。

前記重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０００〜１００万であることが好ましく、５０００〜２０万であることがより好ましく、１００００〜１０万であることがさらに好ましい。上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて、ポリスチレン（ＰＳ）換算の値として測定できる。
重合度についても特に制限はないが、一般的には２０以上である。
また、前記重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、室温〜５０℃であることが好ましい。

本発明の液晶配向剤である重合体は、例えば各々の繰り返し単位に相当するモノマーの重合反応を進行させることにより製造することができる。これらのモノマーは、周知の方法により合成することができる。また、各種市販モノマーを用いることもできる。重合方法としては、ラジカル重合が好ましい。ラジカル重合に用いる重合開始剤としては、ラジカル熱重合開始剤やラジカル光重合開始剤などの種々のラジカル重合開始剤を使用することができるが、特に、ラジカル熱重合開始剤を使用することが好ましい。ここで、ラジカル熱重合開始剤は、分解温度以上に加熱することにより、ラジカルを発生させる化合物である。このようなラジカル熱重合開始剤としては、例えば、ジアシルパーオキサイド（アセチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなど）、ケトンパーオキサイド（メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドなど）、ハイドロパーオキサイド（過酸化水素、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドなど）、ジアルキルパーオキサイド（ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイドなど）、パーオキシエステル類（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレートなど）、アゾ系化合物（アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリルなど）、過硫酸塩類（過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなど）が挙げられる。このようなラジカル熱重合開始剤は、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。

ラジカル重合は、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法、溶液重合法等の種々の形態で進行させることができる。典型的なラジカル重合方法である溶液重合について、さらに具体的に説明する。他の重合方法についても概要は同等であり、その詳細は例えば「高分子化学実験法」高分子学会編（東京化学同人、１９８１年）などに記載されている。
溶液重合では、有機溶媒を使用する。有機溶媒は、通常、大気圧下での沸点が５０〜２００℃の範囲内の値を有する有機化合物であり、溶液重合に用いる有機溶媒は、モノマー等の原料を均一に溶解させる有機溶媒であるのが望ましい。好ましい有機溶媒の例を示すと、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、ジブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、ジメチルアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類が挙げられる。なお、これらの有機溶媒は、一種単独又は二種以上を組み合わせて用いることができる。さらに、モノマーや生成するポリマーの溶解性の観点から上記有機溶媒に水を併用した水混合有機溶媒も適用可能である。

また、溶液重合の条件についても、特に制限されるものではない、一例としては、５０〜２００℃の温度範囲内で１０分〜３０時間の重合条件が挙げられる。さらに、発生したラジカルが失活しないように、溶液重合中はもちろんのこと、溶液重合開始前にも不活性ガス雰囲気とすることが望ましい。不活性ガスとしては、窒素ガスなどが好適に用いられる。

得られる重合体を好ましい分子量範囲とするために、連鎖移動剤を用いてもよい。上記連鎖移動剤としては、メルカプタン類（例えば、オクチルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、オクタデシルメルカプタン、チオフェノール、ｐ−ノニルチオフェノールなど）、ポリハロゲン化アルキル（例えば、四塩化炭素、クロロホルム、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，１−トリブロモオクタンなど）、低活性モノマー類（α−メチルスチレン、α−メチルスチレンダイマーなど）のいずれも用いることができるが、好ましくは炭素数４〜１６のメルカプタン類である。これらの連鎖移動剤の使用量は、連鎖移動剤の活性やモノマーの組み合わせ、重合条件などに応じて決定することができる。好ましくは、使用するモノマーの全モル数に対して０．０１ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％であり、より好ましくは０．０５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％であり、さらに好ましくは０．０８ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％である。これらの連鎖移動剤は、重合過程において重合度を制御するべき対象のモノマーと同時に系内に存在させればよく、その添加方法については特に問わない。モノマーに溶解して添加してもよいし、モノマーと別途に添加することも可能である。

本発明の液晶配向剤は、配向膜の形成材料として有用である。以下、本発明の液晶配向剤を利用して形成された本発明の配向膜について説明する。
［配向膜］
本発明の配向膜は、本発明の液晶配向剤を含有する。液晶配向剤である重合体が重合性基を有する場合は、後述する様に、配向膜を形成する際に、該重合性基を重合して、固定化してもよく、従って、本明細書において「液晶配向剤を含有する」とは、その状態のまま含有する態様のみならず、重合性基を有する液晶配向剤の場合は、該重合性基が分子内又は分子間で反応し、結合した状態で含有される態様も含むものとする。

前記配向膜は、前記液晶配向剤とともに、必要に応じて種々の添加剤を含有する組成物から形成してもよい。該添加物の例には、重合開始剤、可塑剤、界面活性剤等が含まれる。重合開始剤は主には膜の強度の向上に寄与し、界面活性剤及び可塑剤は、主には配向膜の表面均一性及び配向性の向上に寄与する。
これらの添加量の総量は、前記液晶配向剤に対して、３０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましい。

前記重合開始剤としては、光重合開始剤又は光重合開始剤系が好ましく、その例としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号明細書及び同第２９５１７５８号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール２量体とｐ−アミノケトンの組み合わせ、特公昭５１−４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−トリアジン化合物、米国特許第４２１２９７６号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物等を挙げることができる。特に、トリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール及びトリアリールイミダゾール２量体が好ましい。また、この他、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「重合開始剤Ｃ」も好適なものとしてあげることができる。
配向膜形成用組成物の全固形分に対する光重合開始剤又は光重合開始剤系の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的であり、０．５〜５質量％が好ましい。

前記重合開始剤として、カチオン重合開始剤を用いるのも好ましい。カチオン重合開始剤の例としては、エトラフルオロボレート，ヘキサフルオロホスフェノールなどルイス酸のアリールジアゾニウム塩，ジアリールヨードニウム塩，トリアリールスルホニウム塩などの複塩，ベンジルシリルエーテル，ｏ−ニトロベンジルシリルエーテル，トリフェニル（ｔ−ブチル）ペルオキシシランなどのシラノール発生性シラン化合物とトリス（エチルアセト酢酸）アルミニウムなどのアルミニウム錯体との混合系などを挙げることができる。具体的には、ＷＰＡＧ−１４５、ＷＰＡＧ−１７０、ＷＰＡＧ−１９９（いずれも和光純薬製）等のジアゾジスルホン系光酸発生剤、ＷＰＡＧ−２８１、ＷＰＡＧ−３３６、ＷＰＡＧ−３６７（いずれも和光純薬製）、ＳＢ１Ａ、ＳＢ２Ｂ、ＳＢ２ＢＦ、ＳＢ３Ｃ（いずれも日本シイベルヘグナー製）、ＵＶＩ−６９７４，ＵＶＩ−６９９０（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ製）、ＦＸ５１２（３Ｍ製）、ＫＩ−８５（Ｄｅｇｕｓｓａ製）等のトリアリールスルホニウム系光酸発生剤、ＷＰＩ−１１３（和光純薬製）、ＭＣＡＡ、ＭＣＢＢ、ＭＣＣＣ、ＭＣＣＣＰＦ、ＭＣＣＣＦ（いずれも日本シイベルヘグナー製）等のジアリールヨードニウム塩等市販の光カチオン開始剤を用いることができる。
配向膜形成用組成物の全固形分に対するカチオン重合開始剤の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的であり、０．５〜５質量％が好ましい。

前記組成物中には、光重合開始剤として、２種類以上の異なる光反応機構を有する重合開始剤を併用してもよい。
また、前記液晶配向剤の中には、重合開始剤が存在しなくても、光照射によってその重合性基の重合が進行するものもある。かかる場合は、重合開始剤を用いなくても、後述する硬化工程を実施することができる。

前記可塑剤としては、特に制限されず、種々の可塑剤を用いることができる。具体的には、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジオクチルフタレート、オクチルカプリルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジアリールフタレートなどのフタル酸エステル類、ジメチルグリコールフタレート、エチルフタリールエチルグリコレート、メチルフタリールエチルグリコレート、ブチルフタリールブチルグリコレート、トリエチレングリコールジカプリル酸エステルなどのグリコールエステル類、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェートなどの燐酸エステル類、ジイソブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジメチルセバケート、ジブチルセバケート、ジオクチルアゼレート、ジブチルマレートなどの脂肪族二塩基酸エステル類、クエン酸トリエチル、グリセリントリアセチルエステル、ラウリン酸ブチルなどが挙げられる。

前記界面活性剤としては、特に制限されず、種々のアニオン系、カチオン系、ノニオン系及び両性界面活性剤を用いることができる。特にフッ素系化合物が好ましく、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキル基及び親水性基含有ポリマー、パーフルオロアルキル基、親水性基及び親油性基含有ポリマーなどが挙げられる。

本発明の配向膜は、例えば、本発明の液晶配向剤を含有する組成物の膜を形成する工程（膜形成工程）、及び光を照射して液晶配向機能を付与する工程（光照射工程）を経て製造することができる。液晶配向剤が重合性を有する場合は、さらに、重合性基の重合を進行させる工程（硬化工程）を経て製造することが好ましい。以下に、各工程に関し、具体的に説明する。
前記膜形成工程については特に制限されない。例えば、前記組成物を塗布液として調製し、基板等の表面に塗布した後に、乾燥して形成することができる。塗布方式としては、公知の方法、例えば、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、インクジェット法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、印刷コーティング法等、種々の方法が採用される。

また、ドラム又はバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成するソルベントキャスト法を用いてもよい。一般的なソルベントキャスト法については、米国特許２３３６３１０号の各明細書、特公昭４５−４５５４号の公報等に記載がある。
ソルベントキャスト法では、前記液晶配向剤を高濃度で含有するドープを調製する。ドープの調製に用いる溶媒は特に限定されないが、例えば酢酸エチル等のエステル類系溶剤、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤、クロロホルム、ジクロロメタンなどのハロゲン系溶剤、又はジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤、及びこれらの混合溶剤等が挙げられる。ドープは、固形分量が０．１〜１０質量％となるように濃度を調整することが好ましい。固形分量は１〜１０質量％であることがさらに好ましい。ドープは必要に応じて、ろ過処理してもよい。

ドープを２層以上流延することもできる。ドラム又はバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。得られたフィルムは、ドラム又はバンドから剥ぎ取り、高分子フィルムを作製する。前記剥ぎ取り工程は、必要に応じて次工程である光照射後、あるいは、所望により実際される硬化工程の後に行ってもよい。また、剥ぎ取りを行わず、支持体と一体化したままの状態で配向膜として利用することもできる。

また、パーターニングの観点から、流体として調製した前記組成物を、基板等の表面に吹き付けて膜を形成する方法（スプレーコーティング法やインクジェット法等）も好ましい例として挙げられる。インクジェット法について説明すると、インクジェット法は塗液の小滴をノズルから噴出させて支持体上に所定量付着させる方法である。前記流体の調製において、固形分量が０．５〜４０重量％となるように濃度を調整することが好ましい。固形分量は１〜３０重量％であることがさらに好ましい。調液には必要に応じて、ろ過工程を加えてもよい。塗布する際の温度は、通常、室温から溶液に用いる溶媒の沸点より低い温度である。

塗布等によって形成された塗膜が、溶媒を含んでいる場合は、加熱して乾燥してもよく、乾燥時の温度は、４０〜２００℃程度であるのが好ましい。
形成される塗膜の膜厚については特に制限されないが、溶媒を除去した乾燥後の厚みが、０．００１〜１μｍであるのが好ましく、０．００５〜０．５μｍであるのがより好ましい。

（光照射工程）
次に、形成した塗膜に光照射を施し、液晶配向機能が付与された配向膜とする。
照射する光の波長の好ましい範囲は、用いる液晶配向剤により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。好ましくは、光のピーク波長が２００ｎｍ〜７００ｎｍであり、より好ましくは光のピーク波長が４００ｎｍ以下の紫外光である。光強度の好ましい範囲は、用いる液晶配向剤により異なり、特に限定されない。通常、１ｍＪ／ｃｍ²〜６００Ｊ／ｃｍ²の範囲が好ましく、１０ｍＪ／ｃｍ²〜１０Ｊ／ｃｍ²の範囲がより好ましい。特に本発明の液晶配向剤は、少ない光照射量で、液晶配向機能を発現するので、１０ｍＪ／ｃｍ²〜１Ｊ／ｃｍ²程度で光照射するのが適切である。

光照射に用いる光源は、通常使われる光源、例えば、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ、カーボンアークランプ等のランプ、各種のレーザー（例えば、半導体レーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、ＹＡＧレーザー）、発光ダイオード、陰極線管などを挙げることができる。
前記の好ましい波長領域の紫外線は、フィルター、回折格子等を前記光源と併用する手段等により得ることができる。簡便には、偏光板としてパイレックス（登録商標）ガラス製偏光板など３２０ｎｍより短い波長の紫外線を透過しないものを、前記光源とともに用いることができる。

光照射は非偏光でも偏光でもよいが、偏光を用いることが好ましく、直線偏光を用いることがさらに好ましい。直線偏光を得る手段としては、偏光板を（例えば、ヨウ素偏光板、二色色素偏光板、ワイヤーグリッド偏光板）用いる方法、プリズム系素子（例えば、グラントムソンプリズム）やブリュースター角を利用した反射型偏光子を用いる方法、又は偏光を有するレーザー光源から出射される光を用いる方法が採用できる。また、フィルターや波長変換素子等を用いて必要とする波長の光のみを選択的に照射してもよい。

光照射の方向については特に制限されず、塗膜の上面もしくは裏面から照射してもよいし、また膜面に対して垂直もしくは斜めから照射してもよい。好ましくは垂直照射である。形成される配向膜の配向軸（配向膜上に配置された液晶分子の配向の方向性を決定する軸）は、偏光照射する直線偏光の偏光軸の方向等により調整することができる。
なお、光照射中又は光照射後、必要に応じて加熱操作を行ってもよい。

（硬化工程）
上記した通り、液晶配向剤が重合性基を有する場合は、膜強度を高めるために、重合性基の反応を進行させて、硬化させるのが好ましい。重合性基の反応は、再び光を照射することで進行させることができる。硬化のための光照射は、非偏光でも偏光でもよいが、非偏光を用いることが好ましい。用いる光の波長は、液晶配向剤の種類や、所望により用いる重合開始剤により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。好ましくは光のピーク波長が４００ｎｍ以下の紫外光である。強度についても特に制限されないが、配向機能を付与するための前記光照射工程（以下、「第１の光照射工程」という場合がある）と比較して、より高強度の光を照射するのが好ましい。加熱下で光照射を行なってもよい。

前記組成物中にあらかじめ重合開始剤を含有させてもよいが、前記第１の光照射工程実施時に、硬化が進行しないように、重合開始剤は、後添加するのが好ましい。例えば、第１の光照射工程を実施した後、重合開始剤を含有する流体を膜表面に塗布して、液中の重合開始剤を、膜中に浸透させてもよい。前記流体は、前記重合開始剤を溶媒に溶解させて調製することができる。該溶媒については特に限定されないが、塗膜を溶解しない溶媒が採用される。具体的には、例えば酢酸エチル等のエステル類系溶剤、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤、クロロホルム、ジクロロメタンなどのハロゲン系溶媒、又はメタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、アクリロニトリル等のニトリル溶媒及びこれらの混合溶剤等が挙げられる。メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、アクリロニトリル等のニトリル溶媒が特に好ましい。また、必要に応じて必要な添加剤を加えてもよい。用いる溶液の固形分量は、０．１〜３５重量％であることが好ましく、０．５〜２５重量％であることがさらに好ましい。用いる溶液は必要に応じて、ろ過工程を加えてもよい。塗布方式としては、公知の方法、例えば、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、インクジェット法、印刷コーティング法等が採用される。

本発明の配向膜の厚さは、例えば液晶表示装置用では、０．００１〜２μｍが好ましく、０．０１〜０．２μｍがより好ましい。

本発明の配向膜は、種々の用途に供することができる。例えば、液晶組成物から光学異方性膜を形成するのに利用してもよい。また、液晶表示装置の液晶セル中の液晶の配向制御に利用してもよい。以下、本発明の配向膜を有する液晶セルについて説明する。
［液晶セル］
本発明の液晶セルは、一対の基板と、該一対の基板間に液晶層とを有する液晶セルであって、前記一対の基板の少なくとも一方の対向面に本発明の配向膜を有することを特徴とする。一対の基板の双方の対向面に配向膜を有していてもよい。前記一対の基板としては、例えばフロートガラス、ソーダガラス等のガラス、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、ポリカーボネートの如きプラスチックフィルムからなる透明基板等、通常の液晶セル用基板を用いることができる。

前記基板は、対向面に本発明の配向膜以外の層を有していてもよい。例えば、前記一対の基板の少なくとも一方は、対向面に透明導電膜を有しいてもよく、その場合は、本発明の配向膜は、該透明導電膜上に形成してもよい。前記透明導電膜としては、ＳｎＯ₂からなるＮＥＳＡ膜、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂からなるＩＴＯ膜等を用いることができる。これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法、予めマスクを用いる方法等が用いられる。
また、前記一対の基板の一方は、対向面にカラーフィルタ等を有していてもよい。

なお、基板表面に配向膜を形成する際に、配向膜と基板又はその上の透明導電膜等の層との接着性をさらに良好にするために、基板又はその上の透明導電膜等の層の表面に、予め官能性シラン含有化合物、チタネート等を塗布してもよい。

本発明の液晶セルは、前記配向膜を内側にして、離間して対向配置された一対の基板間の周辺部をシール剤でシールし、液晶を充填し、充填孔を封止して作製することができる。使用される液晶材料については特に制限されず、例えばネマティック型液晶、スメクティック型液晶などを用いることができる。ＴＮ型液晶セル及びＳＴＮ型液晶セルを作製する場合は、ネマティック型液晶となる、正の誘電異方性を有する材料を用いるのが好ましい。例えばビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶等が用いられる。また前記液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネート等のコレステリック液晶や商品名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等をさらに添加して使用することもできる。さらに、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等の強誘電性液晶も使用することができる。また、垂直配向型液晶セルの場合、ネマティック型液晶を形成させる、負の誘電異方性を有するものが好ましい。例えば、ジシアノベンゼン系液晶、ピリダジン系液晶、シッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶等が用いられる。

前記シール剤としては、例えば硬化剤及びスペーサーとしての酸化アルミニウム球を含有したエポキシ樹脂等を用いることができる。

作製した液晶セルを、用いた液晶が等方相をとる温度まで加熱した後、室温まで冷却して、注入時の流動配向を除去した後、液晶表示装置の作製に用いるのが望ましい。

［液晶表示装置］
本発明の液晶表示装置は、本発明の液晶セルを有する。本発明の液晶表示装置の一例は、一対の偏光板と、該一対の偏光板間に配置された本発明の液晶セルとを有する液晶表示装置である。該液晶表示装置は、本発明の液晶セルの２つの外側基板面に、偏光板をそれぞれ一枚ずつ貼り合せることで作製することができる。液晶表示装置のモード等に応じて、偏光板の偏光軸の方向と、液晶セル基板の対向面に形成された配向膜の配向軸との角度が決定され、その角度となる様に、貼り合せる。

ＴＮ又はＳＴＮ等のねじれ配向モードの液晶表示装置とする場合は、液晶セルには水平配向性の配向膜が利用される。例えば、上下基板の対向面に形成された配向膜の配向軸の方向が直交となるようにセルを構成し、これに、偏光板を、その偏光軸が該配向膜の配向軸と所定の角度をなすように貼り合せることで、ねじれ配向モードの液晶表示装置を構成することができる。
垂直配向モードの液晶表示装置とする場合は、液晶セルには、垂直配向性の配向膜が利用される。上下基板の対向面に形成された配向膜の配向軸の方向が平行となるようにセルを構成し、これに、偏光板を、その偏光軸が配向軸と４５度の角度をなすように、貼り合せることで、垂直配向モードの液晶表示装置とすることができる。
なお、配向膜の配向軸は、前記第１の光照射工程中の直線偏光の偏光軸の方向により調整することができる。

液晶セルの外側に使用される偏光板としては、ポリビニルアルコールを延伸配向させながら、ヨウ素を吸収させたＨ膜と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板、又はＨ膜そのものからなる偏光板等を挙げることができる。

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

（実施例１）
はじめに、ガラス基板上に、１個のＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）電極（２０ｍｍ×２５ｍｍ）を形成し、電極付き基板を得た。

次に、本発明の液晶配向剤（例示化合物Ｐ−１２）の１質量％テトラヒドロフラン溶液を調製した。この溶液をスピンコート法（３５００ｒｐｍ、２０秒間）により、乾燥後厚みが０．０５〜０．１５μｍ程度となるよう、上記の電極付き基板上（電極側の面上）に塗布し、有機膜を成膜した。

得られた有機膜に対して、紫外線照射器（ＨＯＹＡＣＡＮＤＥＯＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製、ＥＸＥＣＵＲＥ３０００）より出射される紫外光より出射される光を、偏光板を介して直線偏光に変換し、支持体に対して垂直の方向から１００ｍＷ／ｃｍ²（３６５ｎｍ）の強度で１秒間照射し、配向膜とした。照射エネルギーは、０．１Ｊ／ｃｍ²とした。

以上の操作を繰り返し実施し、一対の配向膜付き基板を調製した。この一対の配向膜付き基板をスペーサを介して対向配置させた後、周縁部同士を貼り合わせ、基板間にメルク社製商品名「棒状液晶ＭＬＣ１６０００−１００」を１００℃で注入して液晶層を形成し、液晶セルを作製した。セルギャップは３μｍとした。また、一対の配向膜付き基板は、上側と下側の配向膜の配向方向が平行になるように配置した。

電圧無印加時の液晶セルを偏光顕微鏡観察したところ、液晶分子はすべて一軸配向しており配向不良のない配向膜が形成されていることが確認された。また、液晶分子の長軸方向は、有機膜に照射した直線偏光の偏光軸に対して略直交する方向であった。クリスタルローテーション法により、液晶層のプレティルト角を求めたところ、１°であった。

（実施例２）
本発明の液晶配向剤（例示化合物Ｐ−３（ｘ＝０．７，ｙ＝０．３））の１質量％テトラヒドロフラン溶液を調製し、照射エネルギーを、０．４Ｊ／ｃｍ²とし、有機膜を成膜した以外は、実施例１と同様にして、配向膜付き基板及び液晶セルを作成した。

実施例１と同様に評価を行ったところ、同様の結果が得られた。すなわち、液晶分子はすべて一軸配向しており、配向不良のない配向膜が形成されていることが確認された。また、液晶分子の長軸方向は、有機膜に照射した直線偏光の偏光軸に対して略直交する方向であった。液晶層のプレティルト角は２°であった。

（実施例３）
本発明の液晶配向剤（例示化合物Ｐ−４０）、及びこの例示化合物Ｐ−４０に対して３質量％の下記重合開始剤を添加し、１質量％テトラヒドロフラン溶液を調製した。この溶液をスピンコート法（３５００ｒｐｍ、２０秒間）により、乾燥後厚みが０．０５〜０．１５μｍ程度となるよう、上記の電極付き基板上（電極側の面上）に塗布し、有機膜を成膜した。

さらに、得られた配向膜に対して、紫外線照射器（ＨＯＹＡＣＡＮＤＥＯＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製、ＥＸＥＣＵＲＥ３０００）より出射される紫外光より出射される光を、支持体に対して垂直の方向から１００ｍＷ／ｃｍ²（３６５ｎｍ）の強度で１５秒間照射し、配向膜を重合させ、配向膜を固定化した。照射エネルギーは、１．５Ｊ／ｃｍ²とした。

電圧無印加時の液晶セルを偏光顕微鏡観察したところ、液晶分子はすべて一軸配向しており配向不良のない配向膜が形成されていることが確認された。また、液晶分子の長軸方向は、有機膜に照射した直線偏光の偏光軸に対して略直交する方向であった。クリスタルローテーション法により、液晶層のプレティルト角を求めたところ、２°であった。

（実施例４）
本発明の液晶配向剤（例示化合物Ｐ−１６（ｘ＝０．９，ｙ＝０．１））の１質量％テトラヒドロフラン溶液を調製した。この溶液をスピンコート法（３５００ｒｐｍ、２０秒間）により、乾燥後厚みが０．０５〜０．１５μｍ程度となるよう、上記の電極付き基板上（電極側の面上）に塗布し、有機膜を成膜した。

得られた有機膜に対して、紫外線照射器（ＨＯＹＡＣＡＮＤＥＯＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製、ＥＸＥＣＵＲＥ３０００）より出射される紫外光より出射される光を、偏光板を介して直線偏光に変換し、支持体に対して垂直の方向から１００ｍＷ／ｃｍ²（３６５ｎｍ）の強度で１０秒間照射し、配向膜とした。照射エネルギーは、１．０Ｊ／ｃｍ²とした。この配向膜の上に、さらに１質量％光酸発生剤（Ｃｈｉｂａ製、ＵＶＩ−６９７４）のメタノール溶液を塗布した後、紫外線照射器（ＨＯＹＡＣＡＮＤＥＯＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製、ＥＸＥＣＵＲＥ３０００）より出射される紫外光を支持体に対して垂直の方向から２６０ｍＷ／ｃｍ²（３６５ｎｍ）の強度で１０秒間照射し、配向膜を重合させ、配向膜を固定化した。照射エネルギーは、２．６Ｊ／ｃｍ²とした。

（比較例１）
特開２０００−２１２３１０号公報記載の［００１０］及び［００１５］に記載の重合体１の１質量％テトラヒドロフラン溶液を調製し、照射エネルギーを、０．１Ｊ／ｃｍ²とし、有機膜を成膜した以外は、実施例１と同様にして、配向膜付き基板及び液晶セルを作製した。
実施例１と同様に評価を行ったところ、液晶分子の配向には多数のシュリーレン欠陥に起因する配向不良が確認された。

（比較例２）
照射エネルギーを、５Ｊ／ｃｍ²とし、有機膜を成膜した以外は、比較例１と同様にして、配向膜付き基板及び液晶セルを作製した。
電圧無印加時の液晶セルを偏光顕微鏡観察したところ、液晶分子はすべて一軸配向しており配向不良のない配向膜が形成されていることが確認された。クリスタルローテーション法により、液晶層のプレティルト角を求めたところ、１°であった。

（比較例３）
特許第３６１２３０８号公報記載の実施例３の化合物（該公報の［００６７］に記載の化合物）の１質量％１−メチル−２−ピロリジノン溶液を調製し、照射エネルギーを、０．１Ｊ／ｃｍ²とし、有機膜を成膜した以外は、実施例１と同様にして、配向膜付き基板及び液晶セルを作製した。
実施例１と同様に評価を行ったところ、液晶分子の配向には多数のシュリーレン欠陥に起因する配向不良が確認された。

（比較例４）
照射エネルギーを、５Ｊ／ｃｍ²とし、有機膜を成膜した以外は、比較例３と同様にして、配向膜付き基板及び液晶セルを作製した。
電圧無印加時の液晶セルを偏光顕微鏡観察したところ、液晶分子はすべて一軸配向しており配向不良のない配向膜が形成されていることが確認された。クリスタルローテーション法により、液晶層のプレティルト角を求めたところ、１°であった。

実施例１〜４と比較例１〜４の比較より、実施例１〜４の光配向膜は、偏光照射に対して高い光感度を有し、低照射エネルギーで配向性を発現することが明らかとなった。

（実施例５）
熱耐久性の評価
実施例３、実施例４、及び比較例２で作製した配向膜を１５０℃において、１０分間静置した後、配向膜付き基板及び液晶セルを作製した。

電圧無印加時の液晶セルを偏光顕微鏡観察したところ、実施例３及び実施例４の液晶セルでは、液晶分子はすべて一軸配向しており配向不良のない配向膜が形成されていることが確認された。クリスタルローテーション法により、液晶層のプレティルト角を求めたところ、それぞれ１°及び４°であった。一方、比較例２の液晶セルでは、液晶分子の配向には多数のシュリーレン欠陥に起因する配向不良が確認された。以上の結果より、実施例３及び４の光配向膜は比較例２の光配向膜と比較して、高い熱安定性を有していることが明らかとなった。

Claims

下記式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する重合体からなることを特徴とする液晶配向剤：

式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を表し；
Ｙ¹は下記の連結基群
（連結基群）
−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ⁶−（Ｒ⁶は、水素原子又はアルキル基を表す）、−Ｓ−、アルキレン基、及びアリーレン基
から選ばれる２価の連結基又は下記の連結基群から選ばれる２つ以上を組み合わせて形成される２価の連結基を表し；
Ａｒ¹は、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の芳香環の基を表し；
Ｒ⁴及びＲ⁵はそれぞれ独立して、置換基を表し；
ｎは１〜３の整数を表し、ｐは０〜４の整数を表し、及びｑは０〜５の整数を表す。
ｑが１以上の整数であり、ｑ個のＲ⁵のうち少なくとも一つが重合性基を含む置換基であることを特徴とする請求項１に記載の液晶配向剤。
下記式（II）で表される繰り返し単位を少なくとも有し、且つ重合性基を少なくとも一つ有する重合体であることを特徴とする液晶配向剤：

式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ独立して、水素原子又は置換基を表し；
Ｙ¹は下記の連結基群
（連結基群）
−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ⁶−（Ｒ⁶は、水素原子又はアルキル基を表す）、−Ｓ−、アルキレン基、及びアリーレン基
から選ばれる２価の連結基又は下記の連結基群から選ばれる２つ以上を組み合わせて形成される２価の連結基を表し、
Ａｒ¹及びＡｒ²は、それぞれ独立して、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換の芳香環の基を表し；
ｎは１〜３の整数を表す。
(メタ)アクリル酸系モノマーから誘導される繰り返し単位の少なくとも一種をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶配向剤。
前記(メタ)アクリル酸系モノマーから誘導される繰り返し単位が、少なくとも一つの重合性基を有することを特徴とする請求項４に記載の液晶配向剤。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶配向剤を含有する配向膜。
対向配置された一対の基板と、該一対の基板間に液晶層とを有する液晶セルであって、前記一対の基板の少なくとも一方の対向面に請求項６に記載の配向膜を有することを特徴とする液晶セル。
請求項７に記載の液晶セルを有する液晶表示装置。