特許 6398973 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6398973

(24)【登録日】2018年9月14日

(45)【発行日】2018年10月3日

(54)【発明の名称】液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子

(51)【国際特許分類】

   C09K 19/56 20060101AFI20180920BHJP

   G02F 1/1337 20060101ALI20180920BHJP

   C08G 77/26 20060101ALI20180920BHJP

【ＦＩ】

   C09K19/56

   G02F1/1337 530

   C08G77/26

【請求項の数】8

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2015-521458(P2015-521458)

(86)(22)【出願日】2014年6月3日

(86)【国際出願番号】JP2014064767

(87)【国際公開番号】WO2014196540

(87)【国際公開日】20141211

【審査請求日】2017年5月29日

(31)【優先権主張番号】特願2013-120053(P2013-120053)

(32)【優先日】2013年6月6日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003986

【氏名又は名称】日産化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090918

【弁理士】

【氏名又は名称】泉名 謙治

(74)【代理人】

【識別番号】100082887

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 利春

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 大輔

(72)【発明者】

【氏名】檜森 章吾

【審査官】 水島 英一郎

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０１５３０７８２（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５０５７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／１０５０３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／１０８１５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１１３６４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００７−５３５５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１４６５６５３（ＣＮ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０６９１３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１２０２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Chem. Mater.，２０００年，12，3288-3295

【文献】 Angew. Chem. Int. Ed.，２００３年，42，1812-1815

【文献】 Jpn. J. Appl. Phys.，２０００年，39，L90-L93

【文献】 Proceedings of SPIE，２００３年，Vol. 5213 (Liquid Crystals VII)，267-277

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０７Ｆ

ＣＡｐｌｕｓ（ＳＴＮ）

ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記の式[１]で表され、環構造がアミド結合で連結されたアルコキシシラン化合物を構成成分として含有する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を含有する液晶配向剤。

【化1】

（式[１]中、Ｚ¹、Ｚ²及びＺ³は、それぞれ独立して、Ｒ^１、ＯＲ^１又はＯＣＯＲ^１（Ｒ^１は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基）である。但し、Ｚ¹、Ｚ²及びＺ³が全てＲ^１である場合を除く。ａは１〜１８の整数である。ｍは、１又は２である。Ｚ⁴は、Ｈ、メチル基又はフェニル基である。Ｙ^１は、単結合、−Ｒ^２Ｏ−、−Ｒ^２ＯＣＯ−、又は−Ｒ^２ＣＯＯ−（Ｒ^２は、炭素数１〜３の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基）である。Ｃｙ¹は、フェニレン基、ナフチレン基及びシクロヘキシレン基から選ばれる２価の環状基又はステロイド骨格を有する炭素数１２〜４０の有機基である。Ｃｙ²は、フェニレン基、ナフチレン基及びシクロヘキシレン基から選ばれる２価の環状基〔Ｃｙ¹及びＣｙ²の環上にある任意の水素原子は、Ｆ、ＣＮ、ＯＨ、Ｒ^３及びＯＲ^３（Ｒ^３は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基又は炭素数1〜４の直鎖若しくは分岐状のフッ素含有炭化水素基）から選ばれる基で置き換えられていてもよい。〕である。ｎは、０、１又は２である。Ｚ^５は、Ｈ、ＣＮ、Ｒ^４又はＯＲ^４（Ｒ^４は、炭素数１〜１８の直鎖若しくは分岐状の炭化水素基又は炭素数1〜１８の直鎖若しくは分岐状のフッ素含有炭化水素基）である。但し、Ｃｙ¹がステロイド骨格を有する炭素数１２〜４０の有機基である場合、ｎは０であり、Ｚ^５は無置換である。）

【請求項2】

前記アルコキシシラン化合物が、式[１]において、ａが３であり、ｍが１であるアルコキシシラン化合物である請求項１に記載の液晶配向剤。

【請求項3】

前記アルコキシシラン化合物が、式[１]において、ａが３であり、ｍが１であり、Ｚ⁴がＨ、Ｙ^１が単結合であるアルコキシシラン化合物である請求項１に記載の液晶配向剤。

【請求項4】

前記アルコキシシラン化合物を、重縮合される全アルコキシシラン中、１〜３０モル％含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶配向剤。

【請求項5】

ポリシロキサンの含有量が、ＳｉＯ_２換算濃度で、０．５〜１５質量％である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶配向剤。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。

【請求項7】

請求項６に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。

【請求項8】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶配向剤を塗布し、焼成した２枚の基板で液晶を挟持し、電圧を印加した状態で紫外線を照射する液晶表示素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルコキシシラン化合物及びその製造方法、並びに該アルコキシシラン化合物を含む液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、液晶表示素子の表示方式の中でも、垂直配向型（ＶＡ方式）の液晶表示素子は、大画面の液晶テレビや高精細なモバイル用途（デジタルカメラや携帯電話の表示部）などに広く使用されている。ＶＡ方式には、液晶の倒れる方向を制御するための突起をＴＦＴ基板やカラーフィルタ基板に形成するＭＶＡ方式（Multi Vertical Alignment）や、基板のＩＴＯ電極にスリットを形成し、電界によって液晶の倒れる方向を制御するＰＶＡ（Patterned Vertical Alignment）方式が知られている。別の配向方式として、ＰＳＡ（Polymer Sustained Alignment）方式がある。

【0003】

ＶＡ方式の中でも、ＰＳＡ方式は近年注目されている技術である。この方式は、液晶組成物中に光重合性化合物を添加し、液晶パネルの作製後に、電圧を印加し液晶が倒れた状態で紫外線を液晶パネルに照射することで、液晶の応答速度を速くする技術である（特許文献１参照）。光重合性化合物を含んだ液晶組成物とポリイミド等からなる液晶配向膜とを用いて作製した液晶セルに、電圧を印加しながら紫外線を照射すると、光重合反応が起こり、液晶分子の傾いていた方向が記憶されたポリマー構造物が、液晶配向膜上に形成される。その結果、液晶の配向方向が固定化され、プレチルトが生じるので、突起やスリットのみで液晶分子の傾き方向を制御する方法と比べて、良好な応答速度を有する液晶表示素子を得る事ができる。

【0004】

このＰＳＡ方式は、液晶パネルを構成する片側の電極にスリットを作製し、対向側の電極パターンにはＭＶＡのような突起やＰＶＡのようなスリットを設けていない構造でも動作可能であり、製造の簡略化や優れたパネル透過率が得られる特長を有している（特許文献２参照）。

【0005】

しかし、ＰＳＡ方式の液晶表示素子においては、液晶に添加する光重合性化合物の溶解性が低く、添加量を増やすと低温時に析出するといった問題がある。他方で、光重合性化合物の添加量を減らすと良好な配向状態、応答速度が得られなくなる。また、液晶中に残留する未反応の光重合性化合物は、液晶中の不純物となるため液晶表示素子の信頼性を低下させるといった問題もある。

【0006】

そこで、ポリマー分子中に光反応性の側鎖を導入したポリマーを用いた液晶配向剤を基板に塗布し、焼成して得られた液晶配向膜に接触させた液晶層を設け、この液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射して液晶表示素子を作製することにより、液晶中に光重合性化合物を添加せずとも、応答速度の速い液晶表示素子を得ることが出来る方式が開発されている。

【0007】

一方、液晶配向膜の材料としては、従来から用いられているポリイミド等の有機系の液晶配向膜材料と共に、無機系の液晶配向膜材料も知られている。例えば、塗布型の無機系配向膜の材料として、テトラアルコキシシランと、トリアルコキシシランと、アルコール及び蓚酸との反応生成物を含有する液晶配向剤組成物が提案され、液晶表示素子の電極基板上で垂直配向性、耐熱性及び均一性に優れる液晶配向膜を形成することが報告されている（特許文献４参照）。

【0008】

また、テトラアルコキシシラン、特定のトリアルコキシシラン及び水との反応生成物と特定のグリコールエーテル系溶媒とを含有する液晶配向剤組成物が提案されている。かかる液晶配向剤組成物を用いることにより、表示不良を防止し、長時間駆動後も残像特性が良好で、液晶を配向させる能力が低下せず、且つ光及び熱に対する電圧保持率の低下が少ない液晶配向膜を形成することが報告されている（特許文献５参照）。

【0009】

アルコキシシラン化合物を重縮合して得られるポリシロキサンは、液晶配向膜材料の構成成分として使用できることが知られている。特に、ＶＡ方式の液晶表示素子においては、環構造を有するアルコキシシラン化合物を用いることにより、良好な垂直配向性を付与できることが報告されている（特許文献６、７、及び８参照）。

【0010】

この環構造を有するアルコキシシラン化合物としては、フェニレン基、シクロへキシレン基等が１つ以上含まれた部位を有し、その部位とアルコキシシリル基が直接連結しているか、エーテル結合を介して連結しているものが挙げられる。このような化合物の製造方法としては、ハライド部位を有する環式化合物とアルコキシシラン類とのGrignard反応や、炭素−炭素不飽和結合部位を有する環式化合物とヒドロシラン類とのヒドロシリル化反応等が用いられている（特許文献６、及び７参照）。

【0011】

しかしながら、これらの反応は何れも副生成物及び反応試剤由来の不純物の発生を伴うため、目的生成物を純度良く単離するには煩雑な精製操作を行わなければならず、生産効率が低いという問題がある。例えば、目的生成物の性状が液体の場合、精製操作として蒸留を行うことが多いが、目的生成物と副生成物の沸点差がそれ程大きくはなく、副生成物の分離に多くの時間を要することや収率が低下することが難点である。また、分子量の大きい目的生成物に関しては、高真空、高温条件下においても沸点に到達せず、蒸留すること自体が物理的に不可能であるため、精製操作として著しく生産効率の低いカラムクロマトグラフィを行わざるを得ない。

【0012】

一方、目的生成物の性状が固体の場合、通常、精製操作として再結晶を行うことが多いが、アルコキシシラン化合物の一般的な性質として結晶性が著しく低いということもあり、結晶性が高い副生成物の除去が極めて困難である。そのため、上記同様、精製操作として著しく生産効率の低いカラムクロマトグラフィを行わざるを得ない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】日本特開昭６１−２８６３９３号公報

【特許文献2】ＷＯ２０１２−１６５３５４号公報

【特許文献3】日本特開２０１２−１５９８２６号公報

【特許文献4】日本特開平０９−２８１５０２号公報

【特許文献5】日本特開２００５−２５０２４４号公報

【特許文献6】日本特開２００３−３０７７２０号公報

【特許文献7】日本特開２００４−３０２０６１号公報

【特許文献8】ＷＯ２０１０／０７４２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、生産効率が高く、且つ、液晶配向膜材料の構成成分として用いた場合の垂直配向性に優れるアルコキシシラン化合物及びその製造方法、並びに該アルコキシシラン化合物を用いて得られる液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、環構造がアミド結合で連結された新規のアルコキシシラン化合物、及び、当該化合物の製造方法として、環構造を有するカルボン酸を塩素化剤で処理して得られる酸クロリドとアミノ基含有のアルコキシシラン化合物とを反応させることにより、副生成物が殆ど発生せず、精製操作を行うことなく、高収率、高純度で目的生成物を得る手法を見出した。さらに、当該化合物を液晶配向膜材料の構成成分として用いた場合に、良好な垂直配向性を発揮することを見出し、本発明を完成するに至った。

【0016】

本発明はかかる知見に基づくもので、以下の要旨を有する。
１．下記の式[１]で表され、環構造がアミド結合で連結されたアルコキシシラン化合物。

【化1】

（式[１]中、Ｚ¹、Ｚ²及びＺ³は、それぞれ独立して、Ｒ^１、ＯＲ^１又はＯＣＯＲ^１（Ｒ^１は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基）である。但し、Ｚ¹、Ｚ²及びＺ³が全てＲ^１である場合を除く。ａは１〜１８の整数である。ｍは、１又は２である。Ｚ⁴は、Ｈ、メチル基又はフェニル基である。Ｙ^１は、単結合、−Ｒ^２Ｏ−、−Ｒ^２ＯＣＯ−、−Ｒ^２ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ(ＣＨ_３)＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−（Ｒ^２は、炭素数１〜３の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基）である。Ｃｙ¹は、フェニレン基、ナフチレン基及びシクロヘキシレン基から選ばれる２価の環状基又はステロイド骨格を有する炭素数１２〜４０の有機基である。Ｃｙ²は、フェニレン基、ナフチレン基及びシクロヘキシレン基から選ばれる２価の環状基〔Ｃｙ¹及びＣｙ²の環上にある任意の水素原子は、Ｆ、ＣＮ、ＯＨ、Ｒ^３及びＯＲ^３（Ｒ^３は、炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基又は炭素数1〜４の直鎖若しくは分岐状のフッ素含有炭化水素基）から選ばれる基で置き換えられていてもよい。〕である。ｎは、０、１又は２である。Ｚ^５は、Ｈ、ＣＮ、Ｒ^４又はＯＲ^４（Ｒ^４は、炭素数１〜１８の直鎖若しくは分岐状の炭化水素基又は炭素数1〜１８の直鎖若しくは分岐状のフッ素含有炭化水素基）である。但し、Ｃｙ¹がステロイド骨格を有する炭素数１２〜４０の有機基である場合、ｎは０であり、Ｚ^５は無置換である。）
２．ａが３、ｍが１である上記１に記載のアルコキシシラン化合物。
３．ａが３、ｍが１、Ｚ⁴がＨ、Ｙ^１が単結合である上記１に記載のアルコキシシラン化合物。
４．下記の式[２]で表されるカルボン酸を塩素化剤で処理することによって、下記の式［３］表される酸クロリドを得た後、該酸クロリドと下記の式[４] で表わされるアルコキシシラン化合物とを、塩基存在下で反応させることを特徴とする、上記１に記載のアルコキシシラン化合物の製造方法。

【0017】

尚、産業上の利用可能性を考慮した場合、工業的に安価で入手可能な原料から製造される、ａが３、ｍが１であるものが好ましく、それに加えて短い合成ステップで製造される、ａが３、ｍが１、Ｚ⁴がＨ、Ｙ^１が単結合であるものがより好ましい。

【化2】

（式[２]中、Ｙ^１、Ｃｙ¹、Ｃｙ²、Ｚ^５及びｎは、前記と同じ意味を表す。）

【化3】

（式［３］中、Ｙ^１、Ｃｙ¹、Ｃｙ²、Ｚ^５及びｎは、前記と同じ意味を表す。）

【化4】

（式［４］中、Ｚ¹、Ｚ²、Ｚ³、Ｚ⁴、ａ及びｍは、前記と同じ意味を表す。）

【0018】

５．ａが３、ｍが１である上記４に記載の製造方法。
６．ａが３、ｍが１、Ｚ⁴がＨ、Ｙ^１が単結合である上記４に記載の製造方法。
７．上記１に記載のアルコキシシラン化合物を重縮合して得られるポリシロキサン。
８．上記１に記載のアルコキシシランの含有量が、全アルコキシシラン中、１〜３０モル％である上記７に記載のポリシロキサン。
９．上記７又は８に記載のポリシロキサンを含有する液晶配向剤。
１０．ポリシロキサンの含有量が、ＳｉＯ_２換算濃度で、０．５〜１５質量％である上記９に記載の液晶配向剤。
１１．上記９又は１０に記載の液晶配向剤を基板に塗布し、乾燥、焼成して得られる液晶配向膜。
１２．上記１１に記載の液晶配向膜を有する液晶表示素子。
１３．上記９又は１０に記載の液晶配向剤が塗布され、焼成された２枚の基板で液晶が挟持された液晶セルに、電圧を印加した状態で紫外線を照射してなる液晶表示素子。
１４．上記９又は１０に記載の液晶配向剤を塗布し、焼成した２枚の基板で液晶を挟持し、電圧を印加した状態で紫外線を照射する液晶表示素子の製造方法。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、高い生産効率で環構造を有するアルコキシシラン化合物を得ることができ、当該アルコキシシラン化合物を液晶配向膜材料の構成成分として用いた場合に、従来用いられてきた類似化合物と同等の垂直配向性を付与することができる。また、本発明により得られるアルコキシシラン化合物、及び、それを用いて得られるポリシロキサンは、液晶配向膜材料用途に限らず、各種機能性材料用途においても好適に活用し得るものである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
＜アルコキシシラン化合物＞
前記式[１]で表される本発明のアルコキシシラン化合物（アルコキシシラン化合物[１]）は、下記の［反応式１］に示すように、環構造を有するカルボン酸[２]を塩素化剤で塩素化反応させることにより、対応する酸クロリド[３]に誘導した後、アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物[４]と、塩基存在下でアミド化反応させることにより製造することができる。

【0021】

【化5】

（式中、Ｙ¹、Ｃｙ^１、Ｃｙ^２、Ｚ¹、Ｚ²、Ｚ³、Ｚ⁴、Ｚ⁵、ａ、ｍ及びｎは、前記と同じ意味を表す。）

【0022】

＜塩素化反応＞
以下、［反応式１］の塩素化反応における反応条件、後処理操作の詳細について説明する。
塩素化剤としては、塩化チオニル、オギザリルクロリド、ホスゲン、塩素、オキシ塩化リン、五塩化リンなどが挙げられ、好ましくは、塩化チオニル、オギザリルクロリド、又はホスゲンであり、より好ましくは、塩化チオニルである。塩素化剤の量は、カルボン酸［２］に対して通常、１〜１００倍モル、好ましくは１〜３０倍モル、より好ましくは２〜１５倍モルである。

【0023】

上記塩素化反応は、無溶媒でも行うことができるが、必要に応じて溶媒を使用することができる。溶媒としては、反応に不活性なものであれば特に限定はないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン又はトルエンなどの炭化水素類、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン又はクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン又は１，４−ジオキサンなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、アセトン又はメチルエチルケトンなどのケトン類、アセトニトリル又はプロピオニトリル等のニトリル類、及び、これらの混合物が挙げられ、好ましくは、ヘキサン、ヘプタン、又はトルエンであり、より好ましくは、トルエンである。

【0024】

また、上記塩素化反応は、触媒なしでも進行するが、触媒を添加することにより進行を速くすることができる。触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、キノリン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリン又はＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの有機塩基類、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド又はカリウムｔ−ブトキシドなどの金属アルコキシド類が挙げられ、好ましくは、トリエチルアミン、ピリジン、又はＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドであり、より好ましくは、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミドである。触媒の量は、カルボン酸［２］に対して通常、０〜１０倍モル、好ましくは０．００１〜１倍モル、より好ましくは０.００５〜０.１倍モルである。

【0025】

反応温度は、特に限定されないが、通常、−９０〜２００℃、好ましくは−３０〜１００℃、より好ましくは５０〜８０℃である。
反応時間は、通常、０．０５〜１００時間、好ましくは０．５〜２０時間、より好ましくは０．５〜５時間である。

【0026】

上記のようにして得られた酸クロリド［３］は、反応液中に残存する塩素化剤及び溶媒を減圧留去することにより単離することができる。単離された酸クロリド［３］は十分に良好な純度であるが、液体の場合は蒸留を行う事で、固体の場合は溶媒を用いた洗浄あるいは再結晶を行う事で、さらに高純度化することもできる。

【0027】

洗浄に用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン又はトルエンなどの炭化水素類、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン又はクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン又は１，４−ジオキサンなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、アセトン又はメチルエチルケトンなどのケトン類、アセトニトリル又はプロピオニトリル等のニトリル類、及び、これらの混合物が挙げられ、好ましくは、ヘキサン、ヘプタン、又はトルエンであり、より好ましくは、ヘプタンである。

【0028】

再結晶に用いる溶媒としては、酸クロリド［３］が加熱時に溶解し冷却時に析出すれば特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン又はトルエンなどの炭化水素類、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン又はクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン又は１，４−ジオキサンなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、アセトン又はメチルエチルケトンなどのケトン類、アセトニトリル又はプロピオニトリル等のニトリル類、及び、これらの混合物が挙げられ、好ましくは、ヘキサン、ヘプタン、又はトルエンであり、より好ましくは、ヘプタンである。

【0029】

＜アミド化反応＞
以下、［反応式１］のアミド化反応における反応条件、後処理操作の詳細について説明する。
アルコキシシラン化合物[４]としては、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−メチル−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メトキシシラン、３−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、ビス[３-(トリメトキシシリル)プロピル]アミンなどが挙げられ、好ましくは、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−メチル−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メトキシシランであり、より好ましくは、３−アミノプロピルトリメトキシシランである。

【0030】

アルコキシシラン化合物[４]の量は、酸クロリド［３］に対して通常、０.８〜２.０倍モル、好ましくは１〜１.２倍モル、より好ましくは１〜１.０５倍モルである。
塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、キノリン又はコリジンなどの有機塩基類、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム又は燐酸カリウムなどの無機塩類が挙げられ、好ましくは、トリエチルアミン、ピリジン、炭酸カリウムであり、より好ましくは、トリエチルアミンである。

【0031】

上記アミド化反応に用いる溶媒としては、反応に不活性なものであれば特に限定はないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン又はトルエンなどの炭化水素類、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン又はクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン又は１，４−ジオキサンなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、アセトン又はメチルエチルケトンなどのケトン類、アセトニトリル又はプロピオニトリル等のニトリル類、及び、これらの混合物が挙げられ、好ましくは、ヘキサン、ヘプタン、又はトルエンであり、より好ましくは、トルエンである。

【0032】

また、上記アミド化反応は、触媒なしでも進行するが、触媒を添加することにより進行を速くすることができる。触媒としては、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、キノリン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリン又はＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの有機塩基類、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド又はカリウムｔ−ブトキシドなどの金属アルコキシド類が挙げられ、好ましくは、トリエチルアミン、ピリジン、又はＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドであり、より好ましくは、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミドである。触媒の量は、カルボン酸［２］に対して通常、０〜１０倍モル、好ましくは０．００１〜１倍モル、より好ましくは０.００５〜０.１倍モルである。

【0033】

反応温度は、特に限定されないが、通常、−９０〜２００℃、好ましくは−３０〜１００℃、より好ましくは５０〜８０℃である。
反応時間は、通常、０．０５〜１００時間、好ましくは０．５〜２０時間、より好ましくは０．５〜５時間である。

【0034】

上記のようにして得られたアルコキシシラン化合物[１]は、反応液中に残存する有機塩あるいは無機塩をろ過で除き、ろ液を溶媒で希釈し、これを純水で洗浄した後、有機相を抜き出し、溶媒を減圧留去することにより単離することができる。

【0035】

ろ液の希釈に用いる溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン又はトルエンなどの炭化水素類、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン又はクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン又は１，４−ジオキサンなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、アセトン又はメチルエチルケトンなどのケトン類、アセトニトリル又はプロピオニトリル等のニトリル類、及び、これらの混合物が挙げられ、好ましくは、トルエン、１，２−ジクロロエタン又は酢酸エチルであり、より好ましくは、酢酸エチルである。

【0036】

純水で洗浄した後の有機相は、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウムなどを用いて脱水処理してもよい。

【0037】

単離されたアルコキシシラン化合物[１]は十分に良好な純度であるが、固体の場合は溶媒を用いた洗浄あるいは再結晶を行う事で、さらに高純度化することもできる。

【0038】

洗浄に用いる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン又はトルエンなどの炭化水素類、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン又はクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン又は１，４−ジオキサンなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、アセトン又はメチルエチルケトンなどのケトン類、アセトニトリル又はプロピオニトリル等のニトリル類、及び、これらの混合物が挙げられ、好ましくは、ヘプタン、トルエン又はジイソプロピルエーテルであり、より好ましくは、ジイソプロピルエーテルである。

【0039】

再結晶に用いる溶媒としては、アルコキシシラン化合物[１]が加熱時に溶解し冷却時に析出すれば特に限定されないが、例えば、ヘキサン、ヘプタン又はトルエンなどの炭化水素類、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン又はクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン又は１，４−ジオキサンなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、アセトン又はメチルエチルケトンなどのケトン類、アセトニトリル又はプロピオニトリル等のニトリル類、及び、これらの混合物が挙げられ、好ましくは、ヘプタン、トルエン又はジイソプロピルエーテルであり、より好ましくは、ジイソプロピルエーテルである。

【0040】

＜環構造を有するカルボン酸＞
環構造を有するカルボン酸[２]の例としては、以下のような化合物が挙げられる。

【化6】

（式中、Ｚ^５は前記と同じ意味を表す。Ｒ^５及びＲ^６は、それぞれ独立に、Ｈ又はＣＨ_３を表す。）

【0041】

上記［２−７］〜［２−１１］のような炭素−炭素二重結合を含有するカルボン酸は、例えば、下記の［反応式２］に示すように、芳香族ハライド（もしくはトリフラート）と（メタ）アクリル酸とをヘック（Ｈｅｃｋ）反応させることにより得ることができる。

【化7】

（式中、Ｘ^２はＣｌ、Ｂｒ、Ｉ又はＯＴｆ（トリフラート）、Ｒ^５はＨ又はＣＨ_３、Ｚ^５は前記と同じものを表わす。）

【0042】

また、上記［２−１２］〜［２−１６］のような炭素−炭素三重結合を含有するカルボン酸は、例えば下記の［反応式３］に示すように、芳香族ハライド（もしくはトリフラート）とプロピオール酸とを薗頭反応させることにより製造することができる。

【化8】

（式中、Ｘ^２及びＺ^５は、前記と同じものを表す。）

【0043】

また、上記［２−１７］〜［２−２４］のような環構造との間にエーテル結合を含有するカルボン酸は、例えば下記の［反応式４］に示すように、炭酸カリウムなどの塩基存在下、カルボン酸基を含有する環構造の化合物を、α位に脱離基を持つエステルに求核置換反応させた後、酸又は塩基を用いて加水分解反応させることにより製造することができる。

【化9】

（式中、Ｘ^３はＣｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＭｓ（メシラート）又はＯＴｓ、Ｒ^４はＨ又はＣＨ_３、Ｒ^５はＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基又はｔｅｒｔ−ブチル基、Ｚ⁵は前記と同じものを表す。）。

【0044】

また、上記［２−２５］〜［２−２８］のような環構造との間にエステル結合を含有するカルボン酸は、例えば下記の［反応式５］に示すように、炭酸カリウムなどの塩基存在下、カルボン酸基を含有する環構造の化合物を、α位に脱離基を持つｔｅｒｔ−ブチルエステルに求核置換反応させた後、ギ酸又はトリフルオロ酢酸等の酸を用いてｔｅｒｔ−ブチルエステル部分のみを加水分解反応させることにより製造することができる。

【化10】

（式中、Ｘ^３はＣｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＭｓ又はＯＴｓ、Ｚ⁵は前記と同じものを表す。）

【0045】

また、上記［２−２９］〜［２−３５］のような環構造との間にエステル結合を含有するカルボン酸は、例えば下記の［反応式６］に示すように、水酸基を含有する環構造の化合物とコハク酸無水物とを反応させることにより製造することができる。

【化11】

（式中、Ｚ⁵は前記と同じものを表す。）

【0046】

また、上記［２−３６］〜［２−４２］のような環構造との間にエステル結合を含有するカルボン酸は、例えば下記の［反応式７］に示すように、水酸基を含有する環構造の化合物とグルタル酸無水物とを反応させることにより製造することができる。

【化12】

（式中、Ｚ⁵は前記と同じものを表す。）

【0047】

＜ポリシロキサン＞
本発明のポリシロキサンは、上記式[１]で表わされるアルコキシシラン化合物を重縮合して得られるポリシロキサンである。
本発明のポリシロキサンは、上記式[１]で表わされるアルコキシシラン化合物に加えて、さらに、他のアルコキシシランを構成成分として含有してもよい。当該他のアルコキシシランとしては、下記式（１）で表わされるアルコキシシラン、下記式（３）で表わされるアルコキシシラン、下記式（４）で表わされるアルコキシシラン、下記式（５）で表わされるアルコキシシラン、下記式（６）で表わされるアルコキシシラン、及び下記式（７）で表わされるアルコキシシランが挙げられる。

【0048】

Ｒ^１０１Ｓｉ（ＯＲ^１０２）_３ （１）
（Ｒ^１０１は下記式（２）の構造を表し、Ｒ^１０２は炭素数１〜５のアルキル基を表す。）

【化13】

（式（２）中、Ｙ^１は単結合、−（ＣＨ_２）_ｂ−（ｂは１〜１５の整数である）、−Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−である。Ｙ^２は単結合、二重結合を含有する炭素数３〜８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基、又は、−（ＣＲ^１１７Ｒ^１１８）_ｃ−（ｃは１〜１５の整数である。Ｒ^１１７、及びＲ^１１８はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基を表す。）である。Ｙ^３は単結合、−（ＣＨ_２）_ｄ−（ｄは１〜１５の整数である）、−Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−である。Ｙ^４は単結合、ベンゼン環、シクロへキシル環、及び、複素環からなる群より選ばれる２価の環状基、又は、ステロイド骨格を有する炭素数１７〜５１の２価の有機基であり、これらの環状基上の任意の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシル基、炭素数１〜３のフッ素含有アルキル基、炭素数１〜３のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子で置換されていても良い。Ｙ^５はベンゼン環、シクロへキシル環及び複素環からなる群より選ばれる２価の環状基であって、これらの環状基上の任意の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシル基、炭素数１〜３のフッ素含有アルキル基、炭素数１〜３のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子で置換されていてもよい。ｎ１は０〜４の整数である。Ｙ^６は水素原子、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８のフッ素含有アルキル基、炭素数１〜１８のアルコキシル基又は炭素数１〜１８のフッ素含有アルコキシル基を表す。）

【0049】

【化14】

（式（３）中、Ｒ^２１、Ｒ^２２、及びＲ^２３は、それぞれ独立に、−ＯＣＨ_３、−ＯＣ_２Ｈ_５、−ＯＣＨ（ＣＨ_３）_２、−ＯＣ（ＣＨ_３）_３、−ＣＨ_３、−Ｐｈ、−Ｃｌ、−ＯＣＯＣＨ_３、−ＯＨ、−Ｈ、又は、それらの組合せからなる置換基を表す。Ｒ^２４は水素原子、又はメチル基を表す。Ｙ^２１は単結合、又は、二重結合を含有していても良い炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基を表す。Ｙ^２２は単結合、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＮＰｈ−、−ＮＨＣＯ−、−Ｎ（ＣＨ_３）ＣＯ−、−ＮＰｈＣＯ−、−ＮＨＳＯ_２−、−Ｎ（ＣＨ_３）ＳＯ_２−、−ＮＰｈＳＯ_２−、−Ｓ−、−ＳＯ_２−、−ＮＨＣＯＮＨ、−Ｎ（ＣＨ_３）ＣＯＮＨ−、−ＮＰｈＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯＯ−、及び−ＯＣＯＮＨ−から選ばれる結合基を表す。Ｙ^２３は単結合、又は炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基を表す。Ｙ^２４は単結合、又は炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基を表す。Ｙ^２５は単結合、−Ｏ−、又は−ＮＺ_２−を表し、Ｚ_２は水素原子、炭素数１〜１８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基、芳香族環基、又は脂肪族環基を表す。Ｃｙは下記から選ばれ任意の置換位置で結合形成される２価の環状基を表し、これらの環状基上の任意の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシ基、シアノ基、フッ素原子、及び塩素原子から選ばれる基で置換されていても良い。）

【0050】

【化15】

（Ｚ_１は芳香族環基、又は脂肪族環基を含有していても良い炭素数１〜１８の直鎖状若しくは分岐状の２価の炭化水素基を表す。）

【0051】

Ｒ^１０３Ｓｉ（ＯＲ^１０４）_３ （４）
（Ｒ^１０３は、任意の水素原子が、アクリル基、アクリロキシ基、メタクリル基、メタクリロキシ基又はスチリル基で置換された炭素数１〜３０のアルキル基であり、Ｒ^１０４は炭素数１〜５のアルキル基を表す。）

【0052】

Ｓｉ（ＯＲ^１５）_４ （５）
（Ｒ^１５は炭素数１〜５のアルキル基を表す。）

【0053】

（Ｒ^１３）_ｎ２Ｓｉ（ＯＲ^１４）_４−ｎ （６）
（式（６）中、Ｒ^１３は、水素原子、又は、任意の水素原子がヘテロ原子、ハロゲン原子、アミノ基、グリシドキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、又はウレイド基で置換されていてもよい炭素数１〜１０の炭化水素基であり、Ｒ^１４は炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎ２は０〜３の整数を表す。）

【0054】

Ｒ^１６Ｓｉ（ＯＲ^１７）_３ （７）
（Ｒ^１６は、炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｒ^１７は、炭素数１〜５のアルキル基である。）

【0055】

式（２）中、Ｙ^１は単結合、−（ＣＨ_２）_ｂ−（ｂは１〜１５の整数である）、−Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−である。なかでも、単結合、−（ＣＨ_２）_ｂ−（ｂは１〜１５の整数である）、−Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−又は−ＣＯＯ−が、側鎖構造の合成を容易にする観点から好ましい。さらに、単結合、−（ＣＨ_２）_ｂ−（ｂは１〜１０の整数である）、−Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−又は−ＣＯＯ−がより好ましい。

【0056】

式（２）中、Ｙ^２は単結合、二重結合を含有する炭素数３〜８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基、又は、−（ＣＲ^１１７Ｒ^１１８）_ｃ−（ｃは１〜１５の整数であり、Ｒ^１１７、及びＲ^１１８はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基を表す。）である。なかでも、液晶表示素子の応答速度をより顕著に改善させる観点から、−（ＣＨ_２）_ｃ−（ｃは１〜１０の整数である）が好ましい。

【0057】

式（２）中、Ｙ^３は単結合、−（ＣＨ_２）_ｄ−（ｄは１〜１５の整数である）、−Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−である。なかでも、単結合、−（ＣＨ_２）_ｄ−（ｄは１〜１５の整数である）、−Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−が、側鎖構造の合成を容易にする観点から好ましい。さらに、単結合、−（ＣＨ_２）_ｄ−（ｄは１〜１０の整数である）、−Ｏ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−がより好ましい。

【0058】

式（２）中、Ｙ^４は単結合、又はベンゼン環、シクロへキサン環及び複素環よりなる群から選ばれる環状基であって、これらの環状基上の任意の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシル基、炭素数１〜３のフッ素含有アルキル基、炭素数１〜３のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子により置換されていてもよい。さらに、Ｙ^４は、ステロイド骨格を有する炭素数１２〜２５の２価の有機基でもよい。なかでも、ベンゼン環、シクロへキサン環又はステロイド骨格を有する炭素数１２〜２５の有機基が好ましい。

【0059】

式（２）中、Ｙ^５はベンゼン環、シクロへキサン環及び複素環よりなる群から選ばれる２価の環状基であって、これらの環状基上の任意の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシル基、炭素数１〜３のフッ素含有アルキル基、炭素数１〜３のフッ素含有アルコキシル基又はフッ素原子で置換されていてもよい。
式（２）中、ｎ１は０〜４の整数である。好ましくは、０〜２の整数である。

【0060】

式（２）中、Ｙ^６は炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８のフッ素含有アルキル基、炭素数１〜１８のアルコキシル基又は炭素数１〜１８のフッ素含有アルコキシル基である。なかでも、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１０のフッ素含有アルキル基、炭素数１〜１８のアルコキシル基又は炭素数１〜１０のフッ素含有アルコキシル基であることが好ましい。より好ましくは、炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数１〜１２のアルコキシル基である。さらに好ましくは、炭素数１〜９のアルキル基又は炭素数１〜９のアルコキシル基である。

【0061】

式（１）で表されるアルコキシシランのＲ^１０２は、炭素数１〜５、好ましくは１〜３のアルキル基である。より好ましくは、Ｒ^２がメチル基又はエチル基である。

【0062】

以下に式（１）で表されるアルコキシシランの具体例として式［１−１］〜［１−３１］を挙げるが、これに限定されるものではない。なお、下記式［１−１］〜［１−３１］におけるＲ^２は、式（１）におけるＲ^１０２と同じである。

【0063】

【化16】

【0064】

【化17】

【0065】

【化18】

【0066】

【化19】

【0067】

【化20】

【0068】

【化21】

（式［１−１９］〜式［１−２１］中、Ｒ^１０５は−Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯＣＨ_２−又は−ＣＨ_２ＯＣＯ−を示し、Ｒ^１０６は炭素数１〜２２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である。）

【0069】

【化22】

（式［１−２２］〜式［１−２４］中、Ｒ^１０７は単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＯＣＯ−、−（ＣＨ_２）_ｎＯ−（ｎは１〜５の整数）、−ＯＣＨ_２−又は−ＣＨ_２−を示し、Ｒ^１０８は炭素数１〜２２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である。）

【0070】

【化23】

（式［１−２５］及び式［１−２６］中、Ｒ^１０９は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２−又は−Ｏ−を示し、Ｒ^１１０はフッ素基、シアノ基、トリフルオロメタン基、ニトロ基、アゾ基、ホルミル基、アセチル基、アセトキシ基又は水酸基である。）

【0071】

【化24】

（式［１−２７］及び式［１−２８］中、Ｒ^１１１は炭素数３〜１２のアルキル基であり、１，４−シクロヘキシレンのシス−トランス異性は、それぞれトランス異性体である。）

【0072】

【化25】

（式［１−２９］及び式［１−３０］中、Ｒ^１１２は、炭素数３〜１２のアルキル基であり、１，４−シクロヘキシレンのシス−トランス異性は、それぞれトランス異性体である。）

【0073】

【化26】

（式［１−３１］中、Ｂ_４はフッ素原子で置換されていてもよい炭素数３〜２０のアルキル基であり、Ｂ_３は１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基であり、Ｂ_２は酸素原子又は−ＣＯＯ−＊（但し、「＊」を付した結合手がＢ_３と結合する。）であり、Ｂ_１は酸素原子又は−ＣＯＯ−＊（但し、「＊」を付した結合手が（ＣＨ_２）ａ_２）と結合する。）である。また、ａ_１は０又は１の整数であり、ａ_２は２〜１０の整数であり、ａ_３は０又は１の整数である。）

【0074】

式（１）で表されるアルコキシシランは、シロキサンポリマー（ポリシロキサン）とした際の溶媒への溶解性、液晶配向膜とした場合における液晶の配向性、プレチルト角特性、電圧保持率、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。また、炭素数１０〜１８の長鎖アルキル基を含有するアルコキシシランとの併用も可能である。

【0075】

このような式（１）で表されるアルコキシシランは、例えば、特開昭６１−２８６３９３号公報に記載されるような公知の方法で製造することが可能である。

【0076】

式（３）で表されるアルコキシシランのＲ^２１、Ｒ^２２、及びＲ^２３は、それぞれ独立に、−ＯＣＨ_３、−ＯＣ_２Ｈ_５、−ＯＣＨ（ＣＨ_３）_２、−ＯＣ（ＣＨ_３）_３、−ＣＨ_３、−Ｐｈ（すなわち−Ｃ_６Ｈ_５）、−Ｃｌ、−ＯＣＯＣＨ_３、−ＯＨ、−Ｈ、又はそれらの組合せからなる置換基である。好ましくは、Ｒ^２１、Ｒ^２２、及びＲ^２３は、それぞれ独立に、−ＯＣＨ_３又は−ＯＣ_２Ｈ_５である。

【0077】

Ｒ^２４は、水素原子、又はメチル基である。

【0078】

式（３）で表されるアルコキシシランのＹ^２１は、単結合、又は、二重結合を含有していても良い炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基である。好ましくは、Ｙ^２１は、単結合、又は炭素数３〜５の直鎖状炭化水素基である。

【0079】

式（３）で表されるアルコキシシランのＹ^２２は、単結合、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＮＰｈ−、−ＮＨＣＯ−、−Ｎ（ＣＨ_３）ＣＯ−、−ＮＰｈＣＯ−、−ＮＨＳＯ_２−、−Ｎ（ＣＨ_３）ＳＯ_２−、−ＮＰｈＳＯ_２−、−Ｓ−、−ＳＯ_２−、−ＮＨＣＯＮＨ、−Ｎ（ＣＨ_３）ＣＯＮＨ−、−ＮＰｈＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯＯ−、及び、−ＯＣＯＮＨ−から選ばれる結合基である。好ましくは、Ｙ^２２は、単結合である。

【0080】

Ｙ^２３は単結合、又は、炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基であり、好ましくは、単結合である。

【0081】

Ｙ^２４は単結合、又は、炭素数１〜８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基であり、好ましくは、単結合又は炭素数１〜３の直鎖状の炭化水素基である。

【0082】

Ｙ^２５は単結合、−Ｏ−、又は、−ＮＺ_２−である。ここで、Ｚ_２は水素原子、炭素数１〜１８の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基、芳香族環基、又は、脂肪族環基である。好ましくは、単結合、−Ｏ−、又は−ＮＨ−である。

【0083】

式（３）で表されるアルコキシシランのＣｙは、下記から選ばれ任意の置換位置で結合形成される２価の環状基を表し、これらの環状基上の任意の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基、炭素数１〜３のアルコキシ基、シアノ基、フッ素原子、及び、塩素原子から選ばれるもので置換されていても良い。好ましくは、Ｃｙは、ベンゼン環、ビフェニル環である。なお、「任意の置換位置で結合形成される２価の環状基」とは、下記の環状基の２本の結合手の位置が任意でよいということを意味する。

【0084】

【化27】

（Ｚ_１は芳香族環基、又は、脂肪族環基を含有していても良い炭素数１〜１８の直鎖状若しくは分岐状の２価の炭化水素基を表す。）

【0085】

式（４）で表されるアルコキシシランのＲ^１０３は、任意の水素原子が、アクリル基、アクリロキシ基、メタクリル基、メタクリロキシ基又はスチリル基で置換されたアルキル基である。置換されている水素原子は１つ以上であり、好ましくは１つである。アルキル基の炭素数は１〜３０が好ましく、より好ましくは１〜２０である。更に好ましくは１〜１０である。

【0086】

Ｒ^１０４は、炭素数１〜５のアルキル基であり、好ましくは炭素数１〜３であり、特に好ましくは炭素数１〜２である。

【0087】

式（４）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、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、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチ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、アクリロキシエチルトリメトキシシラン、アクリロキシエチルトリエトキシシラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、スチリルエチルトリエトキシシラン、又は３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシランである。

【0088】

式（６）で表されるアルコキシシランのＲ^１３は、水素原子、又は任意の水素原子がヘテロ原子、ハロゲン原子、アミノ基、グリシドキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、又はウレイド基で置換されていてもよい、炭素数１〜１０の炭化水素基であり、好ましくは、アミノ基、グリシド基、ウレイド基である。Ｒ^１４は炭素数１〜５、好ましくは１〜３のアルキル基であり、ｎ２は０〜３、好ましくは０〜２の整数を表す。）

【0089】

式（６）で表されるアルコキシシランのＲ^１３は水素原子又は炭素数が１〜１０の有機基である。炭素数が１〜１０の有機基であるＲ^１３の例としては、炭素数が１〜１０の、脂肪族炭化水素、脂肪族環、芳香族環及びヘテロ環のような環構造が挙げられ、これらは不飽和結合や、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、また、直鎖状でも分岐状でもよい。炭素数が１〜６であることが好ましい。加えて、この炭化水素基の任意の水素原子は、ハロゲン原子、アミノ基、グリシドキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、ウレイド基などで置換されていてもよい。

【0090】

このような式（６）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。例えば、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、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、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及びγ−ウレイドプロピルトリプロポキシシラン等が挙げられる。

【0091】

式（６）で表されるアルコキシシランにおいて、ｎ２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）、（３）又は（４）で表されるアルコキシシランと重縮合反応をし易い。

【0092】

このような式（６）の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好ましく、特に、テトラメトキシシラン又はテトラエトキシシランが好ましい。

【0093】

式（５）で表され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好ましく、特に、テトラメトキシシラン又はテトラエトキシシランが好ましい。

【0094】

式（７）で表されるアルコキシシランのＲ^１６は、炭素数１〜５のアルキル基である。アルキル基の炭素数は１〜４が好ましく、より好ましくは１〜３である。

【0095】

Ｒ^１７は、炭素数１〜５のアルキル基であり、好ましくは炭素数１〜３であり、特に好ましくは炭素数１〜２である。

【0096】

式（７）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、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルトリメトキシシラン、ジメチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、又はｎ−プロピルトリエトキシシランである。

【0097】

本発明の液晶配向剤が含有するポリシロキサンは、高価なポリイミド系と比較して安価なため、本発明の液晶配向剤は安価に製造することができ、汎用性が高い。

【0098】

本発明のポリシロキサンの分子量は、重量平均分子量で２，０００〜５００，０００が好ましく、５，０００〜３００，０００がより好ましく、１０，０００〜１００，０００がさらに好ましい。また、数平均分子量では、１，０００〜２５０，０００が好ましく、２，５００〜１５０，０００がより好ましく、５，０００〜５０，０００がさらに好ましい。

【0099】

上記式[１]で表わされるアルコキシシラン化合物の割合は、ポリシロキサンを得るために用いられる全アルコキシシラン成分中(１００モル％)において、良好な液晶配向性を得るためは、１モル％以上が好ましく、１．５モル％以上がより好ましく、２モル％以上がさらに好ましい。また、形成される液晶配向膜の充分な硬化特性を得るためには、３０モル％以下が好ましく、２５モル％以下がより好ましい。

【0100】

＜ポリシロキサンの製造方法＞
本発明のポリシロキサンを得る方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。ポリシロキサンを得るためにアルコキシシランを重縮合する方法として、例えば、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。

【0101】

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倍モルであるのが好ましく、０．５〜２倍モルがより好ましい。

【0102】

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が触媒として用いられる。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・撹拌する、還流下で１時間加熱・撹拌するなどの方法が挙げられる。

【0103】

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、あらかじ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く、０．５〜２モルがより好ましい。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、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。

【0104】

本発明においては、ポリシロキサンを得る際に、アルコキシシランを複数種用いることができるが、その場合は、アルコキシシランをあらかじめ混合した混合物として混合してもよいし、複数種のアルコキシシランを順次混合してもよい。すなわち、アルコキシシラン成分を反応させる順序には限定はなく、例えば、アルコキシシラン成分を一度に反応させてもよく、また、一部のアルコキシシランを反応させた後に、他のアルコキシシランを添加して反応させてもよい。

【0105】

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。

【0106】

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−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホトリアミド、ｍ−クレゾール等が挙げられる。
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。

【0107】

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ＳｉＯ_２に換算した濃度（以下、ＳｉＯ_２換算濃度と称す。）で、好ましくは２０質量％以下、さらには５〜１５質量％とすることがより好ましい。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。

【0108】

＜ポリシロキサンの溶液＞
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重合体成分として用いても良く、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、重合体成分として用いても良い。
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。

【0109】

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、液晶配向剤の粘度の調整、更には、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剤を基板上に塗布する際の塗布性を向上できる。

【0110】

＜その他の成分＞
本発明においては、本発明の効果を損なわない限りにおいて、ポリシロキサン以外のその他の成分、例えば、無機微粒子、メタロキサンオリゴマー、メタロキサンポリマー、レベリング剤、更には、界面活性剤等の成分が含まれていてもよい。
無機微粒子としては、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子、又はフッ化マグネシウム微粒子等の微粒子が好ましく、特にコロイド溶液の状態であるものが好ましい。このコロイド溶液は、無機微粒子を分散媒に分散したものでもよいし、市販品のコロイド溶液であってもよい。無機微粒子としては、その平均粒子径が０．００１〜０．２μｍであることが好ましく、更に好ましくは０．００１〜０．１μｍである。無機微粒子の平均粒子径が０．２μｍを超える場合には、調製される塗布液を用いて形成される硬化被膜の透明性が低下する場合がある。

【0111】

無機微粒子の分散媒としては、水若しくは有機溶剤を挙げることができる。コロイド溶液としては、被膜形成用塗布液の安定性の観点から、ｐＨ又はｐＫａが１〜１０に調整されていることが好ましい。より好ましくは２〜７である。
コロイド溶液の分散媒に用いる有機溶剤としては、メタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル等のアルコール類；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；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエ−テル類；を挙げることができる。これらの中で、アルコール類又はケトン類が好ましい。これら有機溶剤は、単独で又は２種以上を混合して分散媒として使用することができる。

【0112】

メタロキサンオリゴマー、又はメタロキサンポリマーとしては、ケイ素、チタン、アルミニウム、タンタル、アンチモン、ビスマス、錫、インジウム、亜鉛等の単独又は複合酸化物前駆体が用いられる。メタロキサンオリゴマー、又はメタロキサンポリマーとしては、市販品であっても、金属アルコキシド、硝酸塩、塩酸塩、カルボン酸塩等のモノマーから、加水分解等の常法により得られたものであってもよい。

【0113】

市販品のメタロキサンオリゴマー、又はメタロキサンポリマーの具体例としては、コルコート社製の、メチルシリケート５１、メチルシリケート５３Ａ、エチルシリケート４０、エチルシリケート４８、ＥＭＳ−４８５、ＳＳ−１０１等のシロキサンオリゴマー又はシロキサンポリマー、関東化学社製のチタニウム−ｎ−ブトキシドテトラマー等のチタノキサンオリゴマーが挙げられる。これらは単独又は２種以上混合して使用してもよい。
また、レベリング剤及び界面活性剤等は、公知のものを用いることができ、特に市販品は入手が容易なので好ましい。
また、ポリシロキサンに、上記したその他の成分を混合する方法は、ポリシロキサンと同時であっても、後であってもよく、特に限定されない。

【0114】

＜液晶配向剤＞
本発明の液晶配向剤は、上述したポリシロキサン及び必要に応じてその他の成分を含有する溶液である。その際、溶媒としては、上述したポリシロキサンの重合溶媒及び添加溶媒からなる群から選ばれる溶媒が用いられる。液晶配向剤におけるポリシロキサンの含有量は、ＳｉＯ_２換算濃度が好ましくは０．５〜１５質量％、より好ましくは１〜６質量％である。このようなＳｉＯ_２換算濃度の範囲であれば、一回の塗布で所望の膜厚を得やすく、充分な溶液のポットライフが得られ易い。

【0115】

本発明の液晶配向剤を調製する方法は特に限定されない。本発明に用いるポリシロキサン、必要に応じて加えられるその他の成分が均一に混合した状態であればよい。通常、ポリシロキサンは、溶媒中で重縮合されるので、ポリシロキサンの溶液をそのまま用いるか、ポリシロキサンの溶液に必要に応じてその他の成分を添加することが簡便である。更に、ポリシロキサンの重合溶液をそのまま用いる方法が最も簡便である。
また、液晶配向剤中におけるポリシロキサンの含有量を調整する際には、上述したポリシロキサンの重合溶媒及び添加溶媒からなる群から選ばれる溶媒を用いることができる。

【0116】

本発明の液晶配向剤が含有する有機溶媒の含有量は、塗布により均一な薄膜を形成するという観点から、液晶配向剤中、９０〜９９質量％が好ましく、９２〜９７質量％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。

【0117】

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の低表面張力を有する溶媒を含有することが好ましい。

【0118】

＜液晶配向膜＞
本発明の液晶配向膜は、上述した液晶配向剤を用いて得られる。該液晶配向剤を、基板に塗布した後、乾燥・焼成を行うことで得られる硬化膜を、そのまま液晶配向膜として用いるか、ラビング処理や光照射などで配向処理をしてから液晶配向膜として用いることができる。

【0119】

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(Indium Zinc Oxide)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、この場合の電極は金属アルミニウム等の光を反射する材料も使用できる。

【0120】

具体例を挙げると、ガラス板、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリサルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、トリメチルペンテン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、（メタ）アクリロニトリル、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロースなどのプラスチック板などに透明電極が形成された基板を挙げることができる。

【0121】

液晶配向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。生産性の面から工業的には転写印刷法が広く用いられており、本発明でも好適に用いられる。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。

【0122】

液晶配向剤を塗布した後の乾燥の工程は、必ずしも必要とされないが、塗布後から焼成までの時間が基板ごとに一定していない場合、又は塗布後ただちに焼成されない場合には、乾燥工程を含める方が好ましい。この乾燥は、基板の搬送等により塗膜形状が変形しない程度に溶媒が除去されていればよく、その乾燥手段については特に限定されない。例えば、温度４０℃〜１５０℃、好ましくは６０℃〜１００℃のホットプレート上で、０．５〜３０分、好ましくは１〜５分乾燥させる方法が挙げられる。

【0123】

液晶配向剤を塗布した後の焼成は、焼成温度は、１００℃〜３５０℃の任意の温度で行うことができるが、好ましくは１４０℃〜３００℃であり、より好ましくは１５０℃〜２３０℃、更に好ましくは１６０℃〜２２０℃である。焼成時間は５〜２４０分の任意の時間で焼成を行うことができ、好ましくは１０〜９０分であり、より好ましくは２０〜８０分である。加熱は、通常公知の方法、例えば、ホットプレート、熱風循環オーブン、ＩＲオーブン、ベルト炉などを用いることができる。

【0124】

液晶配向膜中のポリシロキサンは、焼成工程において、重縮合が進行する。しかし、本発明においては、本発明の効果を損なわない限り、完全に重縮合させる必要はない。但し、液晶セルの製造行程で必要とされる、シール剤硬化などの熱処理温度より、１０℃以上高い温度で焼成することが好ましい。
この硬化膜の厚みは、必要に応じて選択することができるが、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上の場合、液晶表示素子の信頼性が得られ易いので好適である。また、硬化膜の厚みが好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは１５０ｎｍ以下の場合は、液晶表示素子の消費電力が極端に大きくならないので好適である。

【0125】

＜液晶表示素子＞
本発明の液晶表示素子は、対向するように配置された２枚の基板と、基板間に設けられた液晶層と、基板と液晶層との間に設けられ、本発明の液晶配向剤により形成された上記液晶配向膜とを有する液晶セルを具備する液晶表示素子である。具体的には、本発明の液晶配向剤を２枚の基板上に塗布して焼成することにより液晶配向膜を形成し、この液晶配向膜が対向するように２枚の基板を配置し、この２枚の基板の間に液晶で構成された液晶層を挟持し、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射することで作製される液晶セルを具備する液晶表示素子である。

【0126】

この液晶層を２枚の基板の間に挟持させる方法としては、公知の方法を挙げることができる。例えば、液晶配向膜が形成された１対の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜上にビーズ等のスペーサーを散布し、液晶配向膜が形成された側の面が内側になるようにして、もう一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が挙げられる。また、液晶配向膜が形成された１対の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜上にビーズ等のスペーサーを散布した後に液晶を滴下し、その後液晶配向膜が形成された側の面が内側になるようにして、もう一方の基板を貼り合わせて封止を行う方法でも液晶セルを作製することができる。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。
液晶を注入する方法は特に制限されず、作製した液晶セル内を減圧にした後、液晶を注入する真空法、液晶を滴下した後に封止を行う滴下法などを挙げることができる。

【0127】

液晶が導入された液晶セルの、両側基板の電極間に電圧を印加した状態で紫外線を照射することにより、液晶配向膜中のアクリル基やメタクリル基などの架橋性基がその場で重合し架橋されることで、液晶ディスプレイの応答速度が速くなる。
液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加しながら紫外線を照射することにより液晶セルを作製する工程は、例えば基板上に設置されている電極間に電圧をかけることで、液晶配向膜及び液晶層に電圧を印加し、この電圧を保持したまま紫外線を照射する方法が挙げられる。ここで、電極間にかける電圧としては、例えば５〜８０Ｖｐ−ｐ、好ましくは５〜６０Ｖｐ−ｐである。紫外線の照射量は、例えば１〜６０Ｊ、好ましくは４０Ｊ以下であり、紫外線照射量が少ないほうが、液晶表示素子を構成する部材の破壊により生じる信頼性低下を抑制でき、かつ紫外線照射時間を減らせることで製造効率が上がるので好適である。

【0128】

本発明の液晶表示素子に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ないが、通常は、基板上に液晶を駆動するための透明電極が形成された基板である。具体例としては、上記＜液晶配向膜＞で記載した基板と同様のものを挙げることができる。従来の電極パターンや突起パターンが設けられた基板を用いてもよいが、本発明の液晶表示素子においては、液晶配向膜を形成する液晶配向剤として、上記本発明の液晶配向剤を用いているため、片側基板に１〜１０μｍのライン／スリット電極パターンを形成し、対向基板にはスリットパターンや突起パターンを形成していない構造においても動作可能であり、この構造の液晶表示素子によって、製造時のプロセスを簡略化でき、高い透過率を得ることができる。

【0129】

また、ＴＦＴ型の素子のような高機能素子においては、液晶駆動のための電極と基板の間にトランジスタの如き素子が形成されたものが用いられる。
透過型の液晶表示素子の場合は、上記の如き基板を用いることが一般的であるが、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基板も用いることが可能である。その際、基板に形成された電極には、光を反射するアルミニウムの如き材料を用いることもできる。

【0130】

本発明の液晶表示素子の液晶層を構成する液晶材料は特に限定されず、従来の垂直配向方式で使用される液晶材料、例えばメルク社製のＭＬＣ−６６０８、ＭＬＣ−６６０９などのネガ型の液晶や、ＭＬＣ−２０４１などを用いることができる。

【実施例】

【0131】

以下、実施例を掲げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定して解釈されるものではない。
以下に、合成例１〜３で合成した化合物の同定に用いた、¹Ｈ−ＮＭＲ分析の条件を示した。
装置：Ｖａｒｉａｎ ＮＭＲ Ｓｙｓｔｅｍ ４００ ＮＢ （４００ ＭＨｚ）
測定溶媒：ＣＤＣｌ_３
基準物質：テトラメチルシラン（ＴＭＳ）（δ０．０ ppm for ^１H）

【0132】

＜合成例１＞

【化28】

【0133】

化合物[１]の合成
マグネチックスターラーを備えた３００ｍｌ四口フラスコに、４-（トランス-４-ヘプチルシクロヘキシル）安息香酸を３０.００ｇ（０.０９９２ｍｏｌ）、塩化チオニルを１２０ｇ（１.００８７ｍｏｌ）、及びＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドを０.０７ｇ（０.００１０ｍｏｌ）仕込み、内温５０℃にて２時間攪拌した。その後、減圧下、反応液から塩化チオニルを留去し、化合物［１］を３１.８０ｇ（０.０９９１ｍｏｌ）得た（収率：１００％、性状：黄色オイル）。
¹H-NMR(400MHz) in CDCl₃： 0.89ppm(t, J = 7.0 Hz, 3H), 0.98-1.12ppm(m, 2H), 1.18-1.39ppm(m, 13H), 1.40-1.53ppm(m, 2H), 1.83-1.93ppm(m, 4H), 2.51-2.62ppm(m, 1H), 7.32ppm(d, J = 8.2 Hz, 2H), 8.03ppm(d, J = 8.2 Hz, 2H)

【0134】

化合物［２］の合成
マグネチックスターラーを備えた１Ｌ四口フラスコに、化合物［１］を３１.８０ｇ（０.０９９１ｍｏｌ）、及びトルエンを１９０.８ｇ仕込み、氷浴下（内温５℃）で攪拌しながら、１８.１２ｇ（０.１０１１ｍｏｌ）の３−アミノプロピルトリメトキシシランと１１.０３ｇ（０.１０９０ｍｏｌ）のトリエチルアミンとを１２７.２ｇのトルエンに溶解させた溶液を、３０分掛けて滴下した後、室温にて更に１７時間攪拌した。その後、反応液中に析出したトリエチルアミン塩酸塩をろ過し、ろ液を１９２ｇの酢酸エチルで希釈した。次に、このろ液を２００ｇの純水で３回洗浄した後、有機相に硫酸ナトリウムを５ｇ加え脱水処理した。続いて、これをろ過した後、減圧下、ろ液から溶媒を完全に留去し、化合物［２］を４４.４９ｇ（０.０９５９ｍｏｌ）得た（収率：９７％、性状：白色結晶）。
¹H-NMR(400MHz) in CDCl₃： 0.70-0.75ppm(m, 2H), 0.89ppm(t, J = 7.0 Hz, 3H), 0.99-1.10ppm(m, 2H), 1.18-1.39ppm(m, 13H), 1.40-1.52ppm(m, 2H), 1.74ppm(m, 2H), 1.84-1.92ppm(m, 4H), 2.45-2.55ppm(m, 1H), 3.45ppm(q, J = 6.9 Hz, 2H), 3.57ppm(s, 9H), 6.39-6.44ppm(m, 1H), 7.25ppm(d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.68ppm(d, J = 8.2 Hz, 2H)

【0135】

＜合成例２＞

【化29】

【0136】

化合物［３］の合成
マグネチックスターラーを備えた５００ｍｌ四口フラスコに、４-ヘプチル安息香酸を４０.００ｇ（０.１８１６ｍｏｌ）、塩化チオニルを１６０ｇ（１.３４４９ｍｏｌ）、及びN、N−ジメチルホルムアミドを０.１３ｇ（０.００１８ｍｏｌ）を仕込み、内温５０℃にて２時間攪拌した。その後、減圧下、反応液から塩化チオニルを留去し、化合物［３］を４３.２３ｇ（０.１８１１ｍｏｌ）を得た（収率：１００％、性状：橙色オイル）。
¹H-NMR(400MHz) in CDCl₃： 0.88ppm(t, J = 6.9 Hz, 3H), 1.21-1.39ppm(m, 8H), 1.57-1.69ppm(m, 2H), 2.69ppm(t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.30ppm(d, J = 8.5 Hz, 2H), 8.01ppm(d, J = 8.5 Hz, 2H)

【0137】

化合物［４］の合成
マグネチックスターラーを備えた５００ｍｌ四口フラスコに、化合物［３］を１５.００ｇ（０.０６２８ｍｏｌ）、及びトルエンを９０ｇ仕込み、氷浴下（内温５℃）、攪拌しながら、１１.４９ｇ（０.０６４１ｍｏｌ）の３−アミノプロピルトリメトキシシランと６.９９ｇ（０.０６９０ｍｏｌ）のトリエチルアミンとを６０ｇのトルエンに溶解させた溶液を、３０分掛けて滴下した後、室温にて１時間攪拌した。その後、反応液中に析出したトリエチルアミン塩酸塩をろ過し、ろ液を９０ｇの酢酸エチルで希釈した。次に、このろ液を９０ｇの純水で３回洗浄した後、有機相に硫酸ナトリウムを２.３ｇ加え脱水処理した。続いて、これをろ過した後、減圧下、ろ液から溶媒を完全に留去し、化合物［４］を２２.３２ｇ（０.０５８５ｍｏｌ）得た（収率：９３％、性状：淡黄色オイル）。
¹H-NMR(400MHz) in CDCl₃： 0.69-0.78ppm(m, 2H), 0.89ppm(t, J = 6.9 Hz, 3H), 1.20-1.37ppm(m, 8H), 1.54-1.66ppm(m, 2H), 1.69-1.80ppm(m, 2H), 2.64ppm(t, J = 7.7 Hz, 2H), 3.45ppm(q, J = 6.8 Hz, 2H), 3.58ppm(s, 9H), 6.38-6.48ppm(m, 1H), 7.22ppm(d, J = 8.3 Hz, 2H), 7.68ppm(d, J = 8.3 Hz, 2H)

【0138】

＜合成例３＞

【化30】

【0139】

化合物［５］の合成
マグネチックスターラーを備えた５００ｍｌ四口フラスコに、化合物［３］を１５.００ｇ（０.０６２８ｍｏｌ）、及びトルエンを９０ｇ仕込み、氷浴下（内温５℃）、攪拌しながら、１６.３７ｇ（０.０６４１ｍｏｌ）のＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランと６.９７ｇ（０.０６８９ｍｏｌ）のトリエチルアミンとを６０ｇのトルエンに溶解させた溶液を、３０分掛けて滴下した後、室温にて１時間攪拌した。その後、反応液中に析出したトリエチルアミン塩酸塩をろ過し、ろ液を９０ｇの酢酸エチルで希釈した。次に、このろ液を９０ｇの純水で３回洗浄した後、有機相に硫酸ナトリウムを２.５ｇ加え脱水処理した。続いて、これをろ過した後、減圧下、ろ液から溶媒を完全に留去し、化合物［５］を２８.３９ｇ（０.０６２０ｍｏｌ）得た（収率：９９％、性状：淡黄色オイル）。
¹H-NMR(400MHz) in CDCl₃： 0.64-0.71ppm(m, 2H), 0.86ppm(t, J = 7.1 Hz, 3H), 1.15-1.34ppm(m, 8H), 1.45-1.54ppm(m, 2H), 1.69-1.80ppm(m, 2H), 2.49ppm(t, J = 7.8 Hz, 2H), 3.53ppm(s, 9H), 3.90ppm(t, J = 8.0 Hz, 2H), 6.93ppm(d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.02ppm(d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.10-7.28ppm(m, 5H)

【0140】

「ポリシロキサンの合成」
下記合成例４〜９において略称で記載された化合物名は以下のとおりである。
ＴＥＯＳ：テトラエトキシシラン
Ｃ１８：オクタデシルトリエトキシシラン
ＡＣＰＳ：３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン
ＭＰＭＳ：３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
Ｍ８ＭＳ：３−メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン
ＭＴＥＳ：メチルトリエトキシシラン
ＨＧ：２−メチル−２，４−ペンタンジオール（別名：ヘキシレングリコール）
ＢＣＳ：２−ブトキシエタノール
ＵＰＳ：３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン
ＸＳ−１８：１−（トランス−４−n−ペンチルシクロヘキシル）−４−（３−トリメトキシシリルプロパノキシ）ベンゼン
ＸＳ−９１：２−メトキシ−４−[３−トリエトキシシリル)プロピル]フェニルメタクリレート

【0141】

＜合成例４＞
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬの四口反応フラスコ中で、ＨＧを９．９ｇ、ＢＣＳを３．３ｇ、ＴＥＯＳを１７．６ｇ、及び合成例１で得られた化合物[２]を２．１ｇ混合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ＨＧを４．８ｇ、ＢＣＳを１．６ｇ、水を４．９ｇ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、さらに室温で３０分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して３０分間還流させた後、予め準備しておいたＵＰＳ含有量９２質量％のメタノール溶液０．３ｇ、０．１ｇのＨＧ及び０．１ｇのＢＣＳの混合液を加えた。更に３０分間還流させてから放冷して、ＳｉＯ_２換算濃度が１２質量％のポリシロキサン溶液（Ａ）を得た。
得られたポリシロキサン溶液（Ａ）１０．０ｇ、及びＢＣＳ２０．０ｇを混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤（Ｋ１）を得た。

【0142】

＜合成例５＞
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬの四口反応フラスコ中で、ＨＧを９．９ｇ、ＢＣＳを３．３ｇ、ＴＥＯＳを１７．６ｇ、及びＸＳ−１８を１．８ｇ混合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ＨＧを５．０ｇ、ＢＣＳを１．７ｇ、水を４．９ｇ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、さらに室温で３０分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して３０分間還流させた後、予め準備しておいたＵＰＳ含有量９２質量％のメタノール溶液０．３ｇ、０．１ｇのＨＧ及び０．１ｇのＢＣＳの混合液を加えた。更に３０分間還流させてから放冷して、ＳｉＯ_２換算濃度が１２質量％のポリシロキサン溶液（Ｂ）を得た。
得られたポリシロキサン溶液（Ｂ）１０．０ｇ、及びＢＣＳ２０．０ｇを混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤（Ｌ１）を得た。

【0143】

＜合成例６＞
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬの四つ口反応フラスコ中で、ＨＧを７．７ｇ、ＢＣＳを２．６ｇ、ＴＥＯＳを５．８ｇ、ＭＰＭＳを７．８ｇ、ＸＳ−９１を５．３５ｇ、合成例１で得られた化合物[２]を３．３ｇ、及びＶＴＭＳ１．３ｇを混合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ＨＧ３．８ｇ、ＢＣＳ１．３ｇ、水４．９ｇ及び触媒として蓚酸０．８ｇを混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、さらに室温で３０分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して３０分間還流させた後、予め準備しておいたＵＰＳ含有量９２質量％のメタノール溶液０．１ｇ、０．１ｇのＨＧ及び０．２ｇのＢＣＳの混合液を加えた。更に３０分間還流させてから放冷して、ＳｉＯ_２換算濃度が１２質量％のポリシロキサン溶液（Ｃ）を得た。
得られたポリシロキサン溶液（Ｃ）１０．０ｇ、及びＢＣＳ２０．０ｇを混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤中間体（Ｓ１）を得た。

【0144】

温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬの四口反応フラスコ中で、ＨＧを８．６ｇ、ＢＣＳを２．９ｇ、ＴＥＯＳを１４．４ｇ、ＸＳ−１８を０．７ｇ、及びＸＳ−９１を７．１ｇ混合して、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ＨＧ４．３ｇ、ＢＣＳ１．４ｇ、水４．９ｇ及び触媒として蓚酸０．３ｇを混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、さらに室温で３０分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して３０分間還流させた後、予め準備しておいたＵＰＳ含有量９２質量％のメタノール溶液０．３ｇ、ＨＧ０．１ｇ及びＢＣＳ０．１ｇの混合液を加えた。更に３０分間還流させてから放冷して、ＳｉＯ_２換算濃度が１２質量％のポリシロキサン溶液（Ｄ）を得た。
得られたポリシロキサン溶液（Ｄ）１０．０ｇ、及びＢＣＳ２０．０ｇを混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤中間体（Ｕ１）を得た。

【0145】

その後、液晶配向剤中間体（Ｓ１）と液晶配向剤中間体（Ｕ１）を、質量比で３：７の比率で混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤［Ｋ２］を得た。

【0146】

＜合成例７＞
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬの四つ口反応フラスコ中で、ＨＧを７．７ｇ、ＢＣＳを２．６ｇ、ＴＥＯＳを５．８ｇ、ＭＰＭＳを７．８ｇ、ＸＳ−９１を５．４ｇ、合成例１で得られた化合物[２]を３．３ｇ、及びＶＴＭＳ１．３ｇを混合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ＨＧ３．８ｇ、ＢＣＳ１．３ｇ、水４．９ｇ及び触媒として蓚酸０．８ｇを混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、さらに室温で３０分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して３０分間還流させた後、予め準備しておいたＵＰＳ含有量９２質量％のメタノール溶液０．３ｇ、０．１ｇのＨＧ及び０．１ｇのＢＣＳの混合液を加えた。更に３０分間還流させてから放冷して、ＳｉＯ_２換算濃度が１２質量％のポリシロキサン溶液（Ｅ）を得た。
得られたポリシロキサン溶液（Ｅ）１０．０ｇ、及びＢＣＳ２０．０ｇを混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤中間体（Ｓ２）を得た。

【0147】

その後、液晶配向剤中間体（Ｓ２）と液晶配向剤中間体（Ｕ１）を、質量比で３：７の比率で混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤［Ｋ３］を得た。

【0148】

＜合成例８＞
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬの四つ口反応フラスコ中で、ＨＧを８．２ｇ、ＢＣＳを２．７ｇ、ＴＥＯＳを５．８ｇ、ＭＰＭＳを７．８ｇ、ＸＳ−９１を５．４ｇ、合成例１で得られた化合物[２]を２．５ｇ、及びＶＴＭＳ１．３ｇを混合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ＨＧ４．１ｇ、ＢＣＳ１．４ｇ、水４．８ｇ及び触媒として蓚酸０．８ｇを混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、さらに室温で３０分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して３０分間還流させた後、予め準備しておいたＵＰＳ含有量９２質量％のメタノール溶液０．３ｇ、０．１ｇのＨＧ及び０．１ｇのＢＣＳの混合液を加えた。更に３０分間還流させてから放冷して、ＳｉＯ_２換算濃度が１２質量％のポリシロキサン溶液（Ｆ）を得た。
得られたポリシロキサン溶液（Ｆ）１０．０ｇ、及びＢＣＳ２０．０ｇを混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤中間体（Ｓ３）を得た。

【0149】

その後、液晶配向剤中間体（Ｓ３）と液晶配向剤中間体（Ｕ１）を、質量比で３：７の比率で混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤［Ｋ４］を得た。

【0150】

＜合成例９＞
温度計、及び還流管を備え付けた２００ｍＬの四つ口反応フラスコ中で、ＨＧを９．９ｇ、ＢＣＳを２．５ｇ、ＴＥＯＳを５．１ｇ、ＭＰＭＳを７．８ｇ、ＸＳ−９１を５．４ｇ、ＸＳ−１８を４．４ｇ、及びＶＴＭＳ１．３ｇを混合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ＨＧ３．８ｇ、ＢＣＳ１．３ｇ、水４．９ｇ及び触媒として蓚酸０．８ｇを混合した溶液を、室温下で３０分かけて滴下し、さらに室温で３０分間撹拌した。その後オイルバスを用いて加熱して３０分間還流させた後、予め準備しておいたＵＰＳ含有量９２質量％のメタノール溶液０．３ｇ、０．１ｇのＨＧ及び０．２ｇのＢＣＳの混合液を加えた。更に３０分間還流させてから放冷して、ＳｉＯ_２換算濃度が１２質量％のポリシロキサン溶液（Ｇ）を得た。
得られたポリシロキサン溶液（Ｇ）１０．０ｇ、及びＢＣＳ２０．０ｇを混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤中間体（Ｓ４）を得た。

【0151】

その後、液晶配向剤中間体（Ｓ４）と液晶配向剤中間体（Ｕ１）を、質量比で３：７の比率で混合し、ＳｉＯ_２換算濃度が４質量％の液晶配向剤［Ｌ２］を得た。

【0152】

・液晶セルの評価
＜実施例１＞
合成例４で得られた液晶配向剤［Ｋ１］を、電極パターンが形成されていないＩＴＯ面にスピンコートした。８０℃のホットプレートで２分間乾燥した後、２００℃の熱風循環式オーブンで３０分間焼成を行い、膜厚１００ｎｍの液晶配向膜を形成した。このようにして得られた２枚の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜面上に４μｍのビーズスペーサーを散布した後、その上からシール剤を印刷した。他方の基板の液晶配向膜面を内側にし、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。液晶ＭＬＣ−６６０８（メルク社製商品名）を、空セルに減圧注入法によって、前記液晶を注入した液晶セル１を作製した。この液晶セル１の垂直配向性を後述する方法により評価した。

【0153】

上記の液晶セル１を１００℃の循環式オーブンで３０分のアニールを行った。取り出した液晶セルを、偏光板をクロスニコルにした状態で、顕微鏡観察を行い、液晶の配向乱れであるドメインの状態を観察した。この時、ドメインが観測されない場合は、垂直配向性が良好であると評価し、ドメインが多く観察される場合は、垂直配向性が良好でないと評価した（結果を表１に記載）。

【0154】

＜比較例１＞
液晶配向剤［Ｋ１］を合成例５で得られた液晶配向剤［Ｌ１］に変更した以外は、実施例１と同様にして液晶セルを作製し、アニール後のドメインの状態を観察した（結果を表１に記載）。

【0155】

＜実施例２＞
合成例６で得られた液晶配向剤［Ｋ２］を、画素サイズが１００×３００μｍで、ライン／スペースがそれぞれ５μｍのＩＴＯ電極パターンが形成されているＩＴＯ電極基板のＩＴＯ面にスピンコートした。８０℃のホットプレートで２分間乾燥した後、２００℃の熱風循環式オーブンで３０分間焼成を行い、膜厚１００ｎｍの液晶配向膜を形成した。また、実施例２で得られた液晶配向剤［Ｋ２］を、電極パターンが形成されていないＩＴＯ面にスピンコートし、８０℃のホットプレートで２分間乾燥した後、上記基板同様に２００℃の熱風循環式オーブンで３０分間焼成を行い、膜厚１００ｎｍの液晶配向膜を形成した。

【0156】

これらの２枚の基板を用意し、一方の基板の液晶配向膜面上に４μｍのビーズスペーサーを散布した後、その上からシール剤を印刷した。他方の基板の液晶配向膜面を内側にし、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。液晶ＭＬＣ−６６０８（メルク社製商品名）を、空セルに減圧注入法によって、前記液晶を注入した液晶セル２を作製した。この液晶セル２の応答速度を、後述する方法により測定した。

【0157】

（応答速度の測定）
バックライト、クロスニコルの状態にした一組の偏光版、光量検出器の順で構成される測定装置において、一組の偏光版の間に上記で作製した液晶セルを配置した。このときライン／スペースが形成されているＩＴＯ電極のパターンがクロスニコルに対して４５°の角度になるようにした。そして、上記の液晶セルに電圧±４Ｖ、周波数１ｋＨｚの矩形波を印加し、光量検出器によって観測される輝度が飽和するまでの変化をオシロスコープにて取り込み、電圧を印加していない時の輝度を０％、±４Ｖの電圧を印加し、飽和した輝度の値を１００％として、輝度が１０％から９０％まで変化するのにかかる時間を応答速度とした。

【0158】

次に、この液晶セル２に２０ＶのＤＣ電圧を印加した状態で、この液晶セルの外側から紫外線を５Ｊ照射した。その後、再び応答速度を測定した（結果を表２に記載）。

【0159】

一方で、液晶セル２（すなわち、２０ＶのＤＣ電圧を印加した状態で液晶セルの外側から紫外線を５Ｊ照射していない液晶セル）を、１００℃の循環式オーブンで３０分のアニールを行った。取り出した液晶セルを、偏光板をクロスニコルにした状態で、顕微鏡観察を行い、液晶の配向乱れであるドメインの状態を観察した。この時、ドメインが観測されない場合は、垂直配向性が良好であると評価し、ドメインが多く観察される場合は、垂直配向性が良好でないと評価した（結果を表２に記載）。

【0160】

＜実施例３＞
液晶配向剤［Ｋ２］を合成例７で得られた液晶配向剤［Ｋ３］に変更した以外は、実施例２と同様にして液晶セルを作製し、アニール後のドメインの状態を観察した。また、応答速度を測定した（結果を表２に記載）。

【0161】

＜実施例４＞
液晶配向剤［Ｋ２］を合成例８で得られた液晶配向剤［Ｋ４］に変更した以外は、実施例２と同様にして液晶セルを作製し、アニール後のドメインの状態を観察した。また、応答速度を測定した（結果を表２に記載）。

【0162】

＜比較例２＞
液晶配向剤［Ｋ２］を合成例９で得られた液晶配向剤［Ｌ２］に変更した以外は、実施例２と同様にして液晶セルを作製し、アニール後のドメインの状態を観察した。また、応答速度を測定した（結果を表２に記載）。

【0163】

【表1】

アニール後のドメイン観察結果
△：ドメインが多数観察される、
○：ドメインが1〜３個程度観察される（良好）、
◎：ドメインが全く観察されない（非常に良好）。

【0164】

表１からわかるように、実施例１及び比較例１の液晶セルはともに、アニール後に液晶の配向乱れであるドメインが全く観察されなかった。

【0165】

【表2】

応答速度の判定；◎：非常に速い（非常に良好）、○:速い（良好）、×：遅い（悪い）。
アニール後のドメイン観察結果
△：ドメインが多数観察される、
○：ドメインが1〜３個程度観察される（良好）、
◎：ドメインが全く観察されない（非常に良好）。

【0166】

表２からわかるように、実施例３、及び４の液晶セルは、紫外線照射後の応答速度が３０ｍｓ程度と速く、特に実施例３においては、アニール後のドメインの状態も良好であった。これは、垂直配向性と応答速度の性能に関して、比較例２の液晶セルと同等であることを意味する。

【0167】

以上に示した通り、本発明のアルコキシシラン化合物を構成成分とする液晶配向剤を用いて作製した液晶セルは、ＸＳ-１８のような従来用いられてきた類似化合物の場合と比較して、垂直配向性が同等であることが確認された。また、紫外線照射後の応答速度も同等であることが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0168】

本発明のアルコキシシラン化合物は、蒸留等の精製操作を行うことなく、高収率、高純度で合成可能であり、該アルコキシシラン化合物を構成成分とする液晶配向剤を用いて作製した液晶配向膜は、プレチルト角の安定性に優れた液晶表示素子を提供することができ、垂直配向型の液晶表示素子に有用である。
なお、２０１３年６月６日に出願された日本特許出願２０１３−１２００５３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。