CN1625715A - 取向膜及其制造方法、带有取向膜的基板及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的主要目的是提供一种取向膜，在接触液晶层一侧的表面上，具有由疏水性区域和作为与水的接触角小于该疏水性区域的区域的亲水性区域构成的图案。利用该取向膜，不用形成突起部等构造物，或进行摩擦，就可以进行液晶的合适的取向。

Description

取向膜及其制造方法、带有取向膜的基板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及可以使液晶分子相对于基板沿适合的方向取向的在成本方面有利的取向膜，特别涉及为了改善视野特性而容易地进行象素内的取向分割的取向膜及具有所述取向膜的取向膜基板、使用了所述取向膜基板的液晶显示装置。
背景技术
液晶盒是利用了液晶的电光学的变化的显示元件，作为装置既小型又轻量，消耗电能小等，这些特性受到关注，近年来，作为各种显示器用的显示装置，获得显著的发展。其中代表性的为如下的扭曲向列相型(TN)的电场效应型液晶盒，即，使用具有正的介电各向异性的向列相液晶，在相面对的一对电极基板的各自的界面上，采用了使液晶分子相对于基板平行排列的所谓的均一取向，并且按照使液晶分子的取向方向相互正交的方式使两基板组合。
另一方面，在使用了具有负的介电各向异性的向列相液晶的情况下，已知有在相面对的一对电极基板的各自的界面上，采用使液晶分子相对于基板垂直排列的所谓等回归线(homeo-tropic)取向，利用了施加电压时的液晶层的双折射率的变化的电场控制双折射型(ECB型)、利用了液晶的相构造变化的相转移型(PC型)、混合了色素分子的宾·主型(GH型)等多种电场效应型液晶盒。
对于此种垂直取向模式的液晶显示装置，使用图1进行简单地说明。垂直取向方式利用使具有负的介电各向异性的负型液晶材料和垂直方向的取向膜组合的方式，如图1(a)所示，在未外加电压时，液晶分子沿垂直方向取向，形成黑显示。如图1(c)所示，当加上特定的电压时，液晶分子沿水平方向取向，形成白显示。此种垂直取向方式与TN方式相比，具有显示的对比度更高，黑白水平响应速度也更快的优点。
但是，在用垂直取向方式进行中间色调显示的情况下，有产生显示状态的视角依赖的问题。即，在用垂直取向方式显示中间色调的情况下，虽然加上比白显示时更小的电压，但是此时如图1(b)所示，液晶分子会沿倾斜的方向取向。此时，如图所示，液晶分子被平行于从右下向左上的光取向。所以，液晶由于基本上不能发挥双折射效果，因此当从左侧观察时，看上去发黑。与之相反，由于液晶方向被垂直于从左下向右上的光取向，因此液晶相对于入射的光发挥较大的双折射效果，从而接近白色显示。这样，垂直取向方式就会有产生显示状态的视角依赖的问题。
为了解决此种问题，已知有通过将液晶分子的取向方向在象素内分割成多个不同方向来改善视角特性的方法。特开平6-301036号公报公布有如下的垂直取向方式的液晶显示装置，即，通过在对置电极的象素电极的中央的相互面对的部分上设置开口部，在象素中央部产生电场倾斜的部分，从而将液晶分子的取向方向分割成2个方向或4个方向。但是，特开平6-301036号公报中所公布的液晶显示装置中，有响应速度慢的问题，特别是从未加上电压的状态向加上电压的状态变化时的响应速度慢。这是因为，由于形成于象素内的取向方向连续的区域的长度为象素的长度的一半左右，因此要使区域内的全部液晶的取向统一需要花费时间。
另一方面，特开平7-199193号公报公布有通过在电极上设置方向不同的倾斜面而在象素内将液晶的取向方向分割成多个区域的垂直取向方式的液晶显示装置。但是，所公布的构成中，由于倾斜面被设于象素整体上，在未外加电压时与取向面接触的液晶全部沿着倾斜面取向，因此无法获得完全的黑显示，从而产生对比度降低的问题。另外发现，由于倾斜面被设于象素整体上，因此倾斜面较缓，不足以限定液晶的取向方向。为了使倾斜面陡峭，虽然有必要加厚构造物，但是当加厚电介质的构造物时，在装置的动作中，会在构造物中积蓄电荷，由于所积蓄的电荷的缘故，即使在电极间加上电压，液晶分子的方向也不会变化，即产生所谓的粘着现象。
另外，作为解决所示问题的方法，在专利刊载公报第2947350号中，公布有在基板上形成作为区域限制机构的突起部的方法。图2是说明其原理的图，如图2(a)所示，在未加上电压的状态下，液晶分子相对于基板表面垂直取向。当加上中间的电压时，如图2(b)所示，在电极狭缝部(电极边缘部)上相对于基板表面产生倾斜的电场。另外，突起部20的液晶分子从未施加电压的状态略为倾斜。由该突起的倾斜面和倾斜电场的影响来决定液晶分子的倾斜方向，在突起部20和狭缝的正中，液晶的取向方向被分割。此时，由于液晶分子多少有些倾斜，例如从正下方向正上方透过的光受到若干双折射的影响，其透过被抑制，从而获得灰色的中间色调显示。从右下向左上透过的光在液晶向左倾斜的区域中难以透过，而在向右倾斜的区域中非常容易透过，进行平均后则可以获得灰色的中间色调显示。从左下向右上透过的光由于同样的原理也成为灰色显示，因而在全方位上获得均一的显示。另外，当加上特定的电压时，液晶分子成为大致水平状态，可以获得白显示。所以，在黑、中间色调、白的显示状态的全部状态中，都可以获得视角依赖性小的良好的显示。
但是，此种方法中，由于需要在液晶基板上形成突起部之类的构造物，因此有制造程序复杂化，成本增高，材料利用率也降低之类各种问题。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的主要目的在于，提供不用形成如上所述的突起部等构造物或不用进行摩擦的可以进行液晶分子的合适的取向的取向膜。
为了达成所述目的，本发明提供具有如下特征的取向膜，即，在接液晶层一侧的表面上，具有由疏水性区域和作为与水的接触角小于该疏水触性区域的区域的亲水性区域构成的图案。通过像这样在疏水性区域内以图案状形成亲水性区域，例如在垂直取向模式的液晶显示装置中，疏水性区域中，垂直取向的液晶分子通过利用在亲水性区域中倾斜的性质，就可以实现垂直取向的液晶分子的象素内的取向分割。所以，通过使用此种取向膜，就能够形成可以容易地进行象素内的取向分割，并且利用与形成了所述突起部的例子相同的作用来减少视角依赖性的液晶显示装置。
本发明中，所述疏水性区域的与水的接触角最好在10°～120°的范围内大于所述亲水性区域的与水的接触角。这是因为，通过将疏水性区域和亲水性区域之间的差异设定在所述范围内，就可以更有效地进行液晶分子的象素内的取向。
另外，本发明中，所述疏水性区域的与水的接触角最好在40°～120°的范围内。这是因为，例如当在垂直取向模式的液晶显示装置中使用时，为了使液晶分子在疏水性区域中垂直取向，最好具有所述程度的疏水性。
另外，本发明中，所述取向膜最好由作为主链具有聚酰亚胺、聚酰胺或聚有机硅氧烷，作为侧链具有碳数为4～22的直链的烷基或含氟烷基的化合物构成，所述疏水性区域的侧链的密度最好小于所述亲水性区域的侧链的密度。
例如在垂直取向模式的液晶显示装置中使用时，如上所述，本发明是在疏水性区域中液晶分子垂直取向，在亲水性区域中液晶分子利用了倾斜的性质的材料，另外，在取向膜表面上使用形成了用于使液晶分子垂直取向的侧链，这在提高液晶分子的取向特性方面是理想的。从此种观点出发，由所述的化合物形成的取向膜是理想的，另外，从在亲水性区域中液晶分子发生了倾斜会更为理想这一点出发，侧链的密度最好为与疏水性区域相比，亲水性区域一方更小。
在所述疏水性区域中，最好所述侧链的重量相对于总重量具有5重量％以上的材料。这是因为，如果具有该程度的侧链，则作为取向膜会成为具有足够的取向特性的膜。
本发明中，所述聚有机硅氧烷为含有氟烷基的聚硅氧烷，另外，所述聚有机硅氧烷最好为以YnSiX(4-n)(这里，Y表示烷基、氟烷基、乙烯基、氨基、苯基或环氧基，X表示烷氧基或卤素。n为0～3的整数。)表示的硅化合物的1种或2种以上的水解缩合物或共水解缩合物的聚有机硅氧烷。这是因为，由于通过使用此种聚有机硅氧烷，在如后所述的光催化剂含有层侧基板进行处理，就可以比较容易地在疏水性区域中形成亲水性区域，并且可以增大疏水性区域和亲水性区域的浸润性的差，因而对于液晶分子的象素内的取向是合适的。
另外，本发明中，所述聚酰亚胺最好为通过将至少四羧酸成分和含有直链状烷基的二胺成分反应聚合，作为含有直链状烷基的聚酰亚胺前体，并将其酰亚胺化而形成的聚酰亚胺。这是因为，此种聚酰亚胺是一直以来作为取向膜使用的物质，当使用该材料形成取向膜时，产生问题的可能性极小。
另外，本发明提供具有如下特征的取向膜的制造方法，即，具有在基板上形成取向膜的取向膜形成工序、在所述取向膜表面上形成由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的图案形成工序。
本发明中，仅通过像这样在取向膜上形成由疏水性区域和亲水性区域构成的浸润性的图案，就可以进行象素内的取向，因此具有可以比例如形成突起部等构造物等方法更容易制造的优点。
另外，最好形成于所述基板上的取向膜为因光催化剂的作用表面的浸润性发生变化的浸润性变化层，
所述图案形成工序具有：
调制具有含有光催化剂的光催化剂含有层及基材的光催化剂含有层侧基板的光催化剂含有层侧基板调制工序、
在按照所述光催化剂含有层和所述浸润性变化层的间隙在200μm以下的方式留有间隙而配置后，通过从特定的方向照射能量，在所述浸润性变化层表面形成由亲水性区域和疏水性区域构成的图案的光催化剂处理工序。
由于在像这样使用浸润性变化层，按照使所述光催化剂含有层和所述浸润性变化层具有特定的间隙的方式配置之后，仅通过照射能量，就可以形成浸润性变化层，即在取向膜上形成浸润性不同的图案，因此可以极为容易地在取向膜上形成浸润性图案，从而可以容易地形成象素内的取向良好的取向膜。
本发明中，所述光催化剂含有层侧基板最好由基材、在所述基材上以图案状形成的光催化剂含有层构成。这是因为，通过像这样以图案状形成光催化剂含有层，就可以不用使用光掩模，而在浸润性变化层上形成由浸润性不同的疏水性区域和亲水性区域构成的图案。另外，由于只是与光催化剂含有层的接触面变化为亲水性区域，因此所照射的能量并不特别限定于平行的能量，另外，能量的照射方向也没有特别限定，因此，具有能量源的种类及配置的自由度大幅度增加的优点。
另外，在所述光催化剂含有层侧调制工序中调制的所述光催化剂含有层侧基板也可以由基材、形成于所述基材上的光催化剂含有层、以图案状形成的光催化剂含有层侧遮光部构成，所述图案形成工序的能量的照射也可以从光催化剂含有层侧基板进行。
这是因为，由于通过像这样在光催化剂含有层侧基板上具有光催化剂含有层侧遮光部，在进行曝光时就不需要使用光掩模等，因此就不需要与光掩模的位置匹配等，从而可以将工序简略化。
另外，在所述光催化剂含有层侧基板上，也可以在所述基材上以图案状形成所述光催化剂含有层侧遮光部，另外在其上形成所述光催化剂含有层，另外，在所述光催化剂含有层侧基板上，也可以在所述基材上形成光催化剂含有层，在所述光催化剂含有层上以图案状形成所述光催化剂含有层侧遮光部。
可以说，将光催化剂含有层侧遮光部配置在与浸润性变化层的接触位置接近的位置上，在所获得的浸润性图案的精度方面是理想的。但是，最好将光催化剂含有层侧遮光部配置在所述的位置上。另外，在光催化剂含有层上形成了光催化剂含有层侧遮光部的情况下，则具有如下的优点，即，可以作为在所述浸润性图案形成工序的使光催化剂含有层和浸润性变化层间隔间隙而配置时的间隔件使用。
本发明中，所述光催化剂含有层最好为由光催化剂构成的层。这是因为，如果光催化剂含有层为仅由光催化剂构成的层，则可以提高使浸润性变化层的浸润性变化的效率，从而可以有效地在取向膜表面形成浸润性的图案。
另外，本发明中，所述光催化剂含有层最好为利用真空制膜法将光催化剂在基材上制膜而形成的层。这是因为，通过像这样利用真空制膜法形成光催化剂含有层，就可以形成表面的凹凸少且膜厚均一的均匀的光催化剂含有层，从而可以均一地并且高效率地进行在浸润性变化层表面上的浸润性图案的形成。
另外，所述光催化剂含有层也可以是具有光催化剂和粘接剂的层。这是因为，通过像这样使用粘接剂，就可以比较容易地形成光催化剂含有层，结果就可以用低成本进行图案形成体的制造。
另外，本发明提供具有如下特征的带有取向膜的基板，即，具有基板、形成于所述基板上并在与液晶层接触一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜。通过像这样具有在疏水性区域内以图案状形成了亲水性区域的取向膜，例如在垂直取向模式的液晶显示装置中使用时，在疏水性区域中垂直取向的液晶分子通过利用在亲水性区域中倾斜的性质，就可以实现在垂直取向的液晶分子的象素内的取向分割。
另外，本发明中，也可以在所述取向膜的表面侧配置液晶层，另外还可以在所述基板表面形成着色层，在所述着色层表面形成透明电极层，在所述透明电极层上形成所述取向膜。
另外，本发明提供具有如下特征的液晶显示装置，即，将具有第1基板、形成于所述第1基板上的着色层、形成于所述着色层上的透明电极层、形成于所述透明电极层上并且在与液晶层接触一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜的滤色片侧基板及
具有第2基板、形成于所述第2基板上的透明电极层、形成于所述透明电极层上并且在与液晶层接触一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜的对置基板
按照所述滤色片侧基板的取向膜和所述对置基板侧的取向膜相互面对的方式配置，
在所述两个取向膜之间封入液晶而构成。
此种液晶显示装置由于是具有在疏水性区域内以图案状形成了亲水性区域的取向膜的装置，因此例如在垂直取向模式的液晶显示装置中，在疏水性区域中垂直取向的液晶分子通过利用在亲水性区域中倾斜的性质，就可以实现在垂直取向的液晶分子的象素内的取向分割。
附图说明
图1是用于说明垂直取向模式的液晶显示装置的说明图。
图2是表示进行了象素内的取向分割的垂直取向模式液晶显示装置的以往例的说明图。
图3是表示在MVA模式中使用的取向膜所使用的亲水性图案的俯视图。
图4是表示在图3所示的亲水性图案上配置了液晶分子的例子的俯视图。
图5是表示从剖面看到的图4所示的例子的状态的概略剖面图。
图6是表示在IPS模式中使用的取向膜所使用的亲水性图案的俯视图。
图7是表示在图6所示的亲水性图案上配置了液晶分子的例子的俯视图。
图8是表示从剖面看到的图7所示的例子的状态的概略剖面图。
图9是表示在TN模式中使用的取向膜所使用的亲水性图案的俯视图。
图10是表示在图9所示的亲水性图案上配置了液晶分子的例子的俯视图。
图11是表示从剖面看到的图10所示的例子的状态的概略剖面图。
图12是表示本发明所使用的光催化剂含有层侧基板的一个例子的概略剖面图。
图13是表示本发明所使用的光催化剂含有层侧基板的另一个例子的概略剖面图。
图14是表示本发明所使用的光催化剂含有层侧基板的另一个例子的概略剖面图。
图15是表示本发明所使用的光催化剂含有层侧基板的另一个例子的概略剖面图。
图16是表示本发明的带有取向膜基板的一个例子的概略剖面图。
图17是表示本发明的带有取向膜基板的另一个例子的概略剖面图。
图18是表示本发明的带有取向膜基板的另一个例子的概略剖面图。
图19是表示本发明的液晶显示装置的一个例子的概略剖面图。
图20是表示包括实施例所示的本发明的取向膜的垂直取向模式的液晶显示装置的概略剖面图。
具体实施方式
下面将对本发明进行具体说明。本发明是包括取向膜、取向膜的制造方法、带有取向膜的基板及液晶显示装置的发明。以下将对各个内容分项进行说明。
A.取向膜
本发明的取向膜的特征是，在接触液晶层的一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案。
本发明中，通过像这样使取向膜表面为疏水性区域，并在其中形成亲水性区域的图案，就可以在象素内进行液晶分子的取向。其理由如下。
即，例如在垂直取向模式(以下有时称为MVA模式)的液晶显示装置中，在形成象素的区域内的取向膜的具有疏水性的表面上，以特定的图案形成亲水性区域。液晶分子由于其性质在疏水性区域内被垂直取向，在亲水性区域中被略微倾斜取向。所以，通过调整该亲水性区域的浸润性的程度、形状等，就可以在同一象素内，按照使液晶分子的取向方向成为2个方向或4个方向的不同方向的方式进行控制。所以，通过使用此种取向膜，就可以形成视角依赖性小的液晶显示装置。
另外，当IPS模式或TN模式等的液晶分子相对于基板平行排列时，液晶分子由于沿着亲水性区域的图案取向，因此通过形成条状的亲水性区域的图案，就可以进行液晶分子的取向。本发明中，由此具有不用进行以往所进行的摩擦工序就可以形成取向层的优点。
(疏水性区域及亲水性区域)
本发明的取向膜是具有如下特征的取向膜，即，在如上所述的接触液晶层的一侧的表面上，形成了由疏水性区域和亲水性区域构成的图案。该亲水性区域只要是比疏水性区域与水的接触角更小的区域，就没有特别的限定，既可以是亲水性区域内浸润性均一的，也可以是不均一的。
另外，虽然与疏水性区域的浸润性的差并没有特别的限定，但是从控制取向方向的容易度等观点出发，优选疏水性区域的与水的接触角和亲水性区域的与水的接触角的差在10°～120°的范围内，特别优选在60°～120°的范围内。
虽然形成亲水性区域和疏水性区域的材料最好通常使用相同的材料，通过对其表面进行利用后述的光催化剂含有层等的表面处理而产生浸润性的差，但是本发明并没有特别的限定，也可以用不同的材料形成亲水性区域和疏水性区域。
形成象素的区域内的亲水性区域的图案形状可以依据使用取向膜的液晶显示装置的种类而举出各种形状。
例如，在MVA模式的液晶显示装置中，在其象素内，只要是可以将液晶分子的取向方向分割·控制为多个方向的形状，可以是各种形状。该形状是在亲水性区域和疏水性区域的浸润性差、液晶分子的种类等方面不同的形状，是根据各个条件而适当决定的形状。
具体来说，如图3所示，可以举出将亲水性区域以楔形排列配置的图案。如果是此种图案，则如图4所示，由于在无电场状态下垂直配置的液晶分子通过施加电场会沿着该楔形的图案取向，因此在同一象素内就可以按照使液晶分子的取向方向成为4个方向的不同方向的方式进行控制，从而可以形成视角依赖性小的液晶显示装置。此种亲水性区域的图案最好在滤色片侧基板及对置侧基板两者上都以图案形成。而且，图5是表示从剖面看到的液晶分子的状态的图。
另外，在IPS模式的液晶显示装置中，如图6所示，以条状对亲水性区域进行图案处理，此时，例如在作为滤色片侧基板的上基板、作为对置基板的下基板上平行地形成该条纹。通过像这样在上基板和下基板上平行地形成亲水性区域的条纹图案，即如图7所示，在无电场状态下，液晶分子就会形成与亲水性区域平行地取向的状态。另外，当加上电场时，液晶分子就会形成朝向与亲水性区域的条状的图案交叉的方向。而且，图8是表示从剖面看到液晶分子的状态的图。
通过像这样以条状形成亲水性区域，就可以不用对取向膜进行摩擦工序，而可以使液晶分子取向。
另外，在TN模式的液晶显示装置中，如图9所示，虽然以条状对亲水性区域进行图案处理，但是对于TN模式的情况，例如在作为滤色片侧基板的上基板、作为对置基板的下基板上，正交地形成该条纹。通过像这样在上基板和下基板上正交地形成亲水性区域的条纹图案，即如图10所示，在无电场状态下，液晶分子就会形成从下基板到上基板螺旋旋转了90度的状态的取向。另外，当加上电场时，液晶分子就会相对于基板垂直取向。该状态被表示在表示从剖面看到液晶分子的状态的图11中。
此时，也不需要对取向膜进行摩擦，而可以作为能够使液晶分子取向的取向膜使用。
另外，虽然形成象素的区域内的亲水性区域和疏水性区域的面积比也与所述的亲水性区域的图案形状相同，因所使用的液晶显示装置的种类、条件等而有很大的不同，但是从亲水性区域过大时控制通常会变得困难等观点出发，在将形成象素的区域设为100％的情况下，优选在0.1％～90％的范围内，特别优选在0.1％～50％的范围内形成亲水性区域。
另一方面，虽然疏水性区域通常是不能进行使用如上所述的光催化剂含有层等的表面处理的区域，但是本发明并不限定于此，例如也可以通过实施表面处理而形成疏水性区域的图案。
此种疏水性区域虽然如上所述，只要是与亲水性区域相比，与水的接触角更高的区域，就没有特别的限定，但是，为了使液晶分子垂直取向，最好具有特定的疏水性。从该观点出发，本发明的疏水性区域的与水的接触角优选在40°～120°的范围内，特别优选在70°～120°的范围内。
而且，本发明的所谓的与水的接触角是指，使用接触角测定器(协和界面科学(株)制CA-Z型)测定与水的接触角(从微量调节注射器滴下液滴30秒后)而获得的值。
(取向膜的材料)
本发明的取向膜只要是具有所述的疏水性区域及亲水性区域的材料，对该材料就没有特别的限定。但是，由于以下的理由，可以合适地使用具有特定的侧链的高分子材料。
首先，如后述所示，本发明中，虽然最好通过使用光催化剂含有层对疏水性区域的表面实施表面处理，形成由亲水性区域构成的图案，但是，利用该光催化剂含有层进行的表面处理，从更容易利用表面处理来形成浸润性的差的观点出发，优选使用在侧链上具有例如烷基或含氟烷基的物质。
另外，如上所述，本发明的疏水性区域中，虽然液晶分子最好被垂直取向，但是，在除了取向膜的疏水性，还具有特定的侧链，并对其进行摩擦处理的情况下，就可以更有效地使液晶分子取向。
作为此种侧链，虽然没有特别的限定，但是优选碳数为4～22的、更优选5～10的范围内的直链的烷基或含氟烷基。
另外，本发明中，在所述疏水性区域中，最好所述侧链的重量相对于总重量在5重量％以上。这是因为，只要侧链的密度在该程度，则可以充分地发挥液晶分子的取向能力。
另一方面，作为具有此种侧链的主链，虽然没有特别的限定，但是优选聚酰亚胺类、聚酰胺类或聚硅氧烷类。
以下将对此种取向膜中优选的材料，分聚酰亚胺类、聚酰胺类或聚硅氧烷类进行说明。
a.聚酰亚胺类
作为本发明的取向膜中使用的聚酰亚胺类树脂，聚酰亚胺优选通过将至少四羧酸成分、含有直链状烷基的二胺成分反应聚合，作为含有直链状烷基的聚酰亚胺前体，并将其酰亚胺化而获得的聚酰亚胺。
本发明中，例如可以使用特开平6-3678号公报中所公布的聚酰亚胺等。即，含有直链状烷基的聚酰亚胺为，通过将四羧酸成分和不含有直链状烷基的二胺成分及/或含有直链状烷基的二胺成分及/或含有直链状烷基的一元胺成分及/或含有直链状烷基的二羧酸成分反应聚合，作为含有直链状烷基的聚酰亚胺前体，并通过将其酰亚胺化而获得的聚酰亚胺。
具体来说，既可以在不含有直链状烷基的聚酰亚胺中混合含有直链状烷基的二酰亚胺化合物而使用，也可以使用在聚酰亚胺侧链上含有直链状烷基的聚酰亚胺，还可以使不含有直链状烷基的聚酰亚胺的分子链末端与直链状烷基反应而使用。但是，为了获得作为本发明的目的的稳定的垂直取向，直链状烷基的碳数在12以上，其含量以烷基的重量换算表示，必须占总聚酰亚胺的重量的5％以上。
为了获得本发明中所使用的聚酰亚胺而使用的四羧酸成分没有特别的限定。如果举出其具体例，则可以举出均苯四酸、2，3，6，7-萘四羧酸、1，2，5，6-萘四羧酸、1，4，5，8-萘四羧酸、2，3，6，7-蒽四羧酸、1，2，5，6-蒽四羧酸、3，3’，4，4’-联苯四羧酸、2，3，3’，4-联苯四羧酸、双(3，4-二羧基苯)醚、3，3’，4，4’-二苯酮四羧酸、双(3，4-二羧基苯)砜、双(3，4-二羧基苯)甲烷、2，2-双(3，4-二羧基苯)丙烷、1，1，1，3，3，3-六氟-2，2-双(3，4-二羧基苯)丙烷、双(3，4-二羧基苯)二甲基硅烷、双(3，4-二羧基苯)二苯基硅烷、2，3，4，5-吡啶四羧酸或2，6-双(3，4-二羧基苯)吡啶等芳香族四羧酸及它们的二酐以及它们的二羧酸二酰卤化物、1，2，3，4-环丁烷四羧酸、1，2，3，4-环戊烷四羧酸、1，2，4，5-环己烷四羧酸、2，3，5-三羧基环戊乙酸、3，4-二羧基-1，2，3，4-四氢-1-萘琥珀酸等脂环式四羧酸及它们的二酐以及它们的二羧酸二酰卤化物、1，2，3，4-丁烷四羧酸等脂肪族四羧酸及它们的二酐以及它们的二羧酸二酰卤化物等。
特别是，从涂膜的透明性的观点出发，优选脂环式四羧酸及它们的二酐以及它们的二羧酸二酰卤化物，更优选1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐。另外，也可以使用这些四羧酸及其衍生物的1种或混合使用2种以上。
为了获得本发明中使用的聚酰亚胺而使用的不含有直链状烷基的二胺成分，一般为聚酰亚胺合成中所使用的二胺，并没有特别的限定。
例如，可以举出对苯二胺、间苯二胺、2，5-二氨基甲苯、2，6-二氨基甲苯、4，4’-二氨基联苯、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基联苯、3，3’-二甲氧基-4，4’-二氨基联苯、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基醚、2，2-二氨基二苯基丙烷、双(3，5-二乙基-4-氨基苯基)甲烷、二氨基二苯基砜、二氨基二苯酮、二氨基萘、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、1，4-双(4-氨基苯基)苯、9，10-双(4-氨基苯基)蒽、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯、4，4’-双(4-氨基苯氧基)二苯基砜、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷或2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷等芳香族二胺、双(4-氨基环己基)甲烷或双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷等脂环式二胺及四亚甲基二胺、己二胺等脂肪族二胺以及
(式中，n表示1到10的整数)等二氨基硅氧烷等。
另外，可以使用这些二胺的1种或混合使用2种以上。如果举出为了获得本发明所使用的聚酰亚胺而使用的含有直链状烷基的二胺成分的具体例，可以举出如下述化学式(2)所示的二氨基苯衍生物、如化学式(3)所示的二氨基联苯衍生物、如化学式(4)所示的二氨基三联苯衍生物、如化学式(5)所示的二氨基二苯醚衍生物、如化学式(6)所示的二苯基甲烷衍生物、如化学式(7)所示的双(氨基苯氧基)苯基衍生物等，R为碳数12以上的直链状烷基、烷氧基、烷氧亚甲基等。
Figure A0380285700181
Figure A0380285700191
另外，可以使用这些烷基二胺的1种或混合使用2种以上。如果举出为了获得本发明所使用的聚酰亚胺而使用的含有直链状烷基的一元胺成分的具体例，可以举出如下述化学式(8)所示的脂肪族胺、如化学式(9)所示的脂环式二胺、如化学式(10)所示的芳香族胺，R为碳数12以上的直链状烷基、烷氧基、烷氧亚甲基等。
另外，也可以使用这些烷基二胺的1种或混合使用2种以上。
            NH2-R                            (8)
如果举出为了获得本发明所使用的聚酰亚胺而使用的含有直链状烷基的二羧酸成分的具体例，可以举出如下述化学式(11)所示的脂肪族二羧酸及其酸酐以及其酰卤化物、如化学式(12)所示的脂环式二羧酸及其酸酐以及其酰卤化物、如化学式(13)所示的芳香族二羧酸及其酸酐以及其酰卤化物，R为碳数12以上的直链状烷基、烷氧基、烷氧亚甲基等。
另外，也可以使用这些二羧酸成分的1种或混合使用2种以上。
Figure A0380285700201
在使四羧酸成分和二胺成分反应、聚合而成为聚酰亚胺树脂前体后，虽然将其脱水闭环而酰亚胺化，但是作为此时使用的四羧酸成分一般使用四羧酸二酐。四羧酸二酐的总摩尔数与二胺成分的总摩尔数的比优选从0.8到1.2。与通常的聚合反应相同，该摩尔比越接近1，则生成的聚合体的聚合度就越大。
如果聚合度过小，则在作为取向膜使用时，聚酰亚胺膜的强度不够，液晶的取向变得不稳定。另外，当聚合度过大时，会有聚酰亚胺树脂膜形成时的操作性变差的情况。所以，本反应的生成物的聚合度以聚酰亚胺前体溶液的还原粘度换算，优选设为0.05～3.0dl/g(温度30℃下的N-甲基吡咯烷酮中，浓度为0.5g/dl)。
另外，作为获得本发明所使用的含有直链状烷基的聚酰亚胺的方法之一，有混合含有直链状烷基的二酰亚胺化合物的方法。为了获得该二酰亚胺化合物，有如下的方法，即，在使含有直链状烷基的二羧酸成分和二胺成分以摩尔比2比1反应而成为二酰亚胺化合物前体后，将其脱水闭环而酰亚胺化的方法，及/或在使含有直链状烷基的一元胺成分和四羧酸二酐以摩尔比2比1反应而成为二酰亚胺化合物前体后，将其脱水闭环而酰亚胺化的方法。
另外，作为获得本发明所使用的含有直链状烷基的聚酰亚胺的方法之一，有在聚酰亚胺的分子链的末端导入直链状烷基的方法。该情况下，有如下的方法，即，在使四羧酸成分和二胺成分反应、聚合时，使含有直链状烷基的二羧酸成分反应的方法，及/或在使四羧酸成分和二胺成分反应、聚合时，使含有直链状烷基的一元胺成分反应的方法。在使含有直链状烷基的二羧酸成分反应时，四羧酸成分及二羧酸成分的羧酸残基的总摩尔数a和二胺成分的胺残基的总摩尔数b的比a/b最好在2以下，另外，在使含有直链状烷基的一元胺成分反应时，四羧酸成分的羧酸残基的总摩尔数a’和二胺成分及一元胺成分的胺残基的总摩尔数b’的比a’/b’最好在2以上。
当摩尔比a/b大于2时，或摩尔比a’/b’小于2时，在成为聚酰亚胺前体后，对其进行脱水闭环酰亚胺化时，二羧酸成分或一元胺成分的反应就会不充分，从而有可能在作为液晶取向处理剂时对液晶盒的特性产生不良影响。一般使这些四羧酸成分、二胺成分、二羧酸成分、一元胺成分在N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺等有机极性溶剂中反应。
在使它们反应而成为聚酰亚胺前体时的反应温度可以选择从-20到150℃、优选从-5到100℃的任意的温度。
另外，通过对该聚酰亚胺前体在100～400℃下进行加热脱水，或使用通常所使用的三乙胺/乙酸酐等酰亚胺化催化剂进行化学的酰亚胺化，就可以形成聚酰亚胺。
b.聚酰胺
另一方面，作为本发明所使用的聚酰胺，例如可以使用特开平9-230354号公报中所示的物质等。
具体来说，可以举出重复单元以下述通式(14)
(式(14)中，A为构成二羧酸的2价的有机基，X为以下述通式(15)
             -Y1-R1                       (15)
Figure A0380285700212
或下述通式(16)
表示的取代基，所述式(15)或(16)中，Y1为氧原子或以-CH2O-、-C(＝O)O-或-OC(＝O)-表示的2价的有机基，R1为碳数8～22的烷基或含氟烷基，Y2为以-(CH2)n-、-O(CH2)n-、-CH2O(CH2)n-、-C(＝O)O(CH2)n-或-OC(＝O)(CH2)n-(n为2～6的整数)表示的2价的有机基，R2～R6为相同或不同均可的碳数1～6的烷基，m为1以上的整数。)表示并且重均分子量在1000以上的聚酰胺等。
作为所示通式(15)中以R1表示的烷基，可以列举出辛基、壬基、十一烷基、癸基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、二十烷基以及廿二烷基等直链状烷基、1-乙基己基、2-乙基己基、3-乙基己基、1-甲基庚基、2-甲基庚基、3-甲基庚基、1-甲基辛基、2-甲基辛基、2-乙基辛基、1-甲基癸基、2-甲基癸基、3-甲基癸基、1-甲基十二烷基、1-甲基十四烷基、1-甲基十六烷基、1-甲基十八烷基、1-甲基二十烷基及2-乙基二十烷基等支链状烷基。
另外，作为同样以R1表示的含氟烷基，虽然可以举出用1个以上的氟原子置换了所述烷基的氢原子的物质，但是作为特别优选的物质，可以列举出全氟代辛基、全氟代壬基、全氟代十一烷基、全氟代癸基、全氟代十二烷基、全氟代十三烷基、全氟代十四烷基、全氟代十五烷基、全氟代十六烷基、全氟代十七烷基、全氟代十八烷基、全氟代二十烷基、全氟代廿二烷基、1H，1H-十五氟代辛基、1H，1H-十七氟代壬基、1H，1H-十九氟代癸基、1H，1H-二十一氟代十一烷基、1H，1H-二十三氟代十二烷基、1H，1H-二十五氟代十三烷基、1H，1H，2H，2H-十三氟代辛基、1H，1H，2H，2H-十五氟代癸基、1H，1H，2H，2H-二十一氟代十二烷基及1H，1H，2H，2H-二十五氟代十四烷基等。而且，所述的烷基及含氟烷基的每个重复单元也可以不同。
另外，作为所述通式(16)中以R2～R6表示的烷基，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等直链状或支链状的低级烷基。但是，考虑到合成的容易度及产生作为本发明的液晶取向膜的特性，优选所述取代基当中的甲基。
c.聚硅氧烷
作为本发明的取向层所使用的材料，当如后述所示，从利用光催化剂含有层进行表面处理这一点考虑时，优选利用因曝光而接触的光催化剂含有层中的光催化剂使浸润性变化的材料并且具有难以因光催化剂的作用而老化、分解的主链的物质。从这一点出发，作为优选材料，可以举出聚有机硅氧烷。本发明中，其中，所述聚有机硅氧烷最好为含有氟烷基的聚有机硅氧烷。
作为此种聚有机硅氧烷，例如可以举出利用溶胶凝胶反应等将氯或烷氧基硅烷等水解、缩合而发挥大的强度的聚有机硅氧烷。
所述的情况下，优选作为以通式
YnSiX(4-n)
(这里，Y表示烷基、氟烷基、乙烯基、氨基、苯基或环氧基，X表示烷氧基、乙酰基或卤素。n为0～3的整数。)表示的硅化合物的1种或2种以上的水解缩合物或共水解缩合物的聚有机硅氧烷。而且，这里以Y表示的基的碳数优选在1～20的范围内，另外，以X表示的烷氧基优选甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。
另外，特别是作为侧链可以优选使用含有如下所示的氟烷基的聚有机硅氧烷，具体来说，可以举出下述的氟烷基硅烷的1种或2种以上的水解缩合物、共水解缩合物。
CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)3；
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3；
CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3；
CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH3)3；
(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3；
(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3；
(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3；
CF3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3；
CF3(CF2)3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3；
CF3(CF2)5(C6H4)C2H4Si(OCH3)3；
CF3(CF2)7(C6H4)C2H4Si(OCH3)3；
CF3(CF2)3CH2CH2SiCH3(OCH3)2；
CF3(CF2)5CH2CH2SiCH3(OCH3)2；
CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OCH3)2；
CF3(CF2)9CH2CH2SiCH3(OCH3)2；
(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2SiCH3(OCH3)2；
(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2SiCH3(OCH3)2；
(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2SiCH3(OCH3)2；
CF3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2；
CF3(CF2)3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2；
CF3(CF2)5(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2；
CF3(CF2)7(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2；
CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH2CH3)3；
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH2CH3)3；
CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3；
CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH2CH3)3；および
CF3(CF2)7SO2N(C2H5)C2H4CH2Si(OCH3)3。
通过使用作为侧链含有如上所述的氟烷基的聚硅氧烷作为取向层，使得浸润性变化层的未曝光部的疏水性大大提高，并且形成侧链，因此可以使取向特性大幅度提高。
(其他)
作为本发明的取向膜的膜厚，虽然没有特别限定，但是优选在10～2000范围内。另外，对于本发明的取向膜的配置位置，为通常垂直取向方式的液晶显示装置中被配置的位置，即夹隔液晶层的位置。另外，本发明的取向膜虽然通常被配置在液晶层的滤色片侧或阵列基板侧的任意一侧的表面上，但是如果需要，也可以在两侧都配置。
B.取向膜的制造方法
下面对本发明所含的取向膜的制造方法进行说明。本发明的取向膜的制造方法的特征是，具有在基板上形成取向膜的取向膜形成工序、在所示取向膜表面形成由疏水性区域和作为与该疏水性区域相比与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的图案形成工序。
本发明中，仅通过像这样在取向膜上形成由疏水性区域和亲水性区域构成的浸润性的图案，就可以进行象素内的液晶分子的取向。所以，当液晶显示装置为MVA模式的液晶显示装置时，可以比例如形成突起部等的构造物等方法更容易地对象素内的液晶分子的取向方向进行分割。
(取向膜形成工序)
本发明的取向膜形成工序中，首先进行在基板上形成取向膜的取向膜形成工序。
这里，作为本发明中使用的基板，只要是透明的材料，既可以使用玻璃等没有柔性的材料，另外可以使用树脂性薄膜等具有柔性的材料。
一般来说，在此种基板上形成透明电极层等各种功能层，在其上形成取向膜。
该取向膜形成工序因使用的材料不同，其处理会有很大不同。所以，要考虑使用的材料来选择适宜的形成方法，从而形成取向膜。
(图案形成工序)
本发明中，在所述取向膜形成工序后，进行在取向膜表面形成由疏水性区域和作为与该疏水性区域相比与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的图案形成工序。
本发明中，作为形成此种由疏水性区域及亲水性区域构成的图案的方法，没有特别的限定，例如可以举出长时间照射紫外线等特定的活性能量线的方法等，但是其中优选采用使用光催化剂含有层的方法。这是因为，通过使用光催化剂含有层，可以短时间并且有效地在疏水性区域内形成亲水性区域的图案。
具体来说，形成于所述基板上的取向膜是因光催化剂的作用而使表面的浸润性变化的浸润性变化层，所述图案形成工序最好使用具有：
调制具有含有光催化剂的光催化剂含有层及基材的光催化剂含有层侧基板的光催化剂含有层侧基板调制工序、
在按照所述光催化剂含有层和所述浸润性变化层的间隙在200μm以下的方式留有间隙而配置后，通过从特定的方向照射能量，在所述浸润性变化层表面形成由亲水性区域和疏水性区域构成的图案的光催化剂处理工序的方法。
下面将对此种使用光催化剂在浸润性变化层，即取向膜上形成浸润性不同的图案的方法进行说明。
1.浸润性变化层
本发明中，形成于基板上的取向膜最好为因光催化剂的作用而使表面的浸润性变化的浸润性变化层。所谓此种浸润性变化层，一般可以举出具有由可以利用光催化剂分解的烷基或含氟烷基等构成的侧链的化合物。作为此种化合物，具体来说，可以举出在所述「A.取向膜」部分中说明的聚酰亚胺类化合物、聚酰胺类化合物及聚硅氧烷类化合物。
2.光催化剂含有层侧基板调整工序
本发明的光催化剂含有层侧基板调整工序是调制具有含有光催化剂的光催化剂含有层及基材的光催化剂含有层侧基板的工序。
由该工序制造的光催化剂含有层侧基板是像这样至少具有光催化剂和基材的基板，通常是在基材上形成用特定的方法形成的薄膜状的光催化剂含有层而制成的。另外，对于该光催化剂含有层侧基板，可以使用形成了以图案状形成了光催化剂含有层侧遮光部的基板。
a.光催化剂含有层
只要光催化剂含有层中的光催化剂可以使所接触的浸润性变化层的浸润性变化，本发明中使用的光催化剂含有层就没有特别的限定，既可以由光催化剂和粘接剂构成，也可以由光催化剂单体制膜。另外，特别是，其表面的浸润性既可以是亲水性，也可以是疏水性。
本发明中使用的光催化剂含有层既可以例如如图12所示，在基材1上全面形成光催化剂含有层2而作为光催化剂含有层侧基板3，也可以例如如图13所示，在基材1上以图案状形成光催化剂含有层2。
通过像这样以图案状形成光催化剂含有层，则如后述的光催化剂处理工序中说明所示，在使光催化剂含有层与浸润性变化层接触而照射能量时，就不需要进行使用光掩模等的图案照射，而可以通过全面地照射，在浸润性变化层上形成由亲水性区域和疏水性区域构成的浸润性图案。
该光催化剂含有层的图案形成方法虽然没有特别的限定，但是例如可以利用光刻法等进行。
另外，由于实际上仅与光催化剂含有层接触的浸润性变化层上的部分的浸润性发生变化，因此能量的照射方向只要是向所述光催化剂含有层和浸润性变化层接触的部分照射能量，则可以从任意的方向照射，另外，还具有如下的优点，即，所照射的能量也并不特别限定于平行光等平行的射线。
此种光催化剂含有层的以如后所述的二氧化钛为代表的光催化剂的作用机理虽然还不一定很明确，但是因光的照射而产生的载流子会因与附近的化合物的直接反应或者在氧、水的存在下产生的活性氧种，而对有机物的化学结构造成变化。本发明中，该载流子会对在光催化剂含有层上接触的浸润性变化层中的化合物产生作用。
作为本发明中使用的光催化剂，可以举出作为光半导体公知的例如二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化钨(WO3)、氧化铋(Bi2O3)及氧化铁(Fe2O3)，可以从它们当中选择1种或混合使用2种以上。
本发明中，特别是二氧化钛，由于带隙高，化学上稳定并且没有毒性，容易获得，因此可以很好地使用。在二氧化钛中，有锐钛型和金红石型，本发明中虽然可以使用任意一种，但是优选锐钛型的二氧化钛。锐钛型的二氧化钛的激发波长在380nm以下。
作为此种锐钛型二氧化钛，例如可以举出盐酸胶溶型的锐钛型二氧化钛(石原工业(株)制STS-02(平均粒径7nm)、石原工业(株)制ST-K01)、硝酸胶溶型的锐钛型二氧化钛(日产化学(株)制TA-15(平均粒径12nm))等。
由于光催化剂的粒径越小，光催化反应就会越有效地发生，因此优选，特别优选使用平均粒径在50nm以下，特别优选使用20nm以下的光催化剂。
本发明的光催化剂含有层也可以如上所述由光催化剂单独形成，另外也可以与粘接剂混合而形成。
当仅由光催化剂构成光催化剂含有层时，相对于浸润性变化层上的浸润性的变化的效率提高，在处理时间缩短等成本方面是有利的。另一方面，当由光催化剂和粘接剂构成光催化剂含有层时，则会有容易形成光催化剂含有层的优点。
作为仅由光催化剂构成的光催化剂含有层的形成方法，例如可以举出溅射法、CVD法、真空蒸镀法等使用真空制膜法的方法。通过利用真空制膜法形成光催化剂含有层，可以形成膜均一并且仅含有光催化剂的光催化剂含有层。这样，由于可以使浸润性变化层上的浸润性均一地变化，并且仅由光催化剂构成，因此与使用粘接剂的情况相比，可以有效地使浸润性变化层上的浸润性产生变化。
另外，作为仅由光催化剂构成的光催化剂含有层的形成方法，例如当光催化剂为二氧化钛时，可以举出在基材上形成无定形二氧化钛，然后通过煅烧使之相变为晶体二氧化钛的方法等。作为这里所使用的无定形二氧化钛，例如可以利用四氯化钛、硫酸钛等的钛的无机盐的水解、脱水缩聚、在酸存在下对四乙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丙氧基钛、四丁氧基钛、四甲氧基钛等有机钛化合物进行水解、脱水缩聚而获得。然后，利用400℃～500℃下的煅烧变成锐钛型二氧化钛，利用600℃～700℃下的煅烧变成金红石型二氧化钛。
另外，当使用粘接剂时，粘接剂的主骨架最好具有不会被所述的光催化剂的光激发而分解的较高的结合能，例如可以举出在所述取向膜的材料部分中说明的聚硅氧烷类材料等。
当像这样使用聚硅氧烷作为粘接剂时，所述光催化剂含有层可以将光催化剂和作为粘接剂的聚硅氧烷，根据需要还可以加上其他的添加剂，分散到溶剂中，调制成涂布液，通过将该涂布液涂布在基材上来形成。作为所使用的溶剂，优选乙醇、异丙醇等醇类的有机溶剂。涂布可以利用旋转涂覆法、喷雾涂覆法、浸渍涂覆法、滚筒涂覆法、滚珠涂覆法等公知的涂布方法进行。当作为粘接剂含有紫外线固化型的成分时，可以通过照射紫外线进行固化处理来形成光催化剂含有层。
另外，作为粘接剂可以使用无定形二氧化硅前体。该无定形二氧化硅前体优选以通式SiX4表示的并且X为卤素、甲氧基、乙氧基或乙酰基等的硅化合物、作为它们的水解物的硅烷醇或平均分子量在3000以下的聚硅氧烷。
具体来说，可以举出四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四甲氧基硅烷等。另外，在该情况下，可以使无定形氧化硅的前体和光催化剂的粒子均一地分散在非水性溶剂中，在基材上利用空气中的水分使之水解而形成了硅烷醇后，通过在常温下脱水缩聚而形成光催化剂含有层。如果在100℃以上进行硅烷醇的脱水缩聚，则硅烷醇的聚合度增加，可以提高膜表面的强度。另外，这些粘接剂可以单独使用，或者混合2种以上使用。
使用粘接剂时的光催化剂含有层中的光催化剂的含量可以为5～60重量％，优选在20～40重量％的范围内设定。另外，光催化剂含有层的厚度优选在0.05～10μm的范围内。
另外，可以使光催化剂含有层除了所述的光催化剂、粘接剂以外，还含有表面活性剂。具体来说，可以举出日光Chemicals(株)制NIKKOL BL、BC、BO、BB各系列等的烃类、杜邦公司制ZONYL FSN、FSO、旭玻璃(株)制Surflon S-141、145、大日本油墨化学工业(株)制Megafuck F-141、144、Neos(株)制Phthagent F-200、F251、DAIKIN工业(株)制UNIDYNE DS-401、402、3M(株)制Fluorad FC-170、176等氟类或硅类的非离子表面活性剂，另外，也可以使用阳离子类表面活性剂、阴离子类表面活性剂、两性表面活性剂。
另外，在光催化剂含有层中，除了所述的表面活性剂以外，还可以含有聚乙烯醇、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、聚乙烯、邻苯二甲酸二烯丙基酯、乙烯丙烯二烯单体、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、三聚氰胺甲醛树脂、聚碳酸酯、聚氯乙稀、聚酰胺、聚酰亚胺、苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚丙烯腈、表氯醇、聚硫、聚异戊二烯等低聚物、聚合物等。
b.基材
本发明中，如图12所示，光催化剂含有层侧基板3至少具有基材1和形成于该基材1上的光催化剂含有层2。
此时，构成所使用的基材的材料根据后述的光催化剂处理工序的能量的照射方向而适宜地选择。即，在后述的光催化剂处理工序中，虽然当从光催化剂含有层侧基板的背面进行曝光时，有必要为透明的材料，但是，当从浸润性变化层侧进行曝光时，并不特别限定于透明的材料。
另外，本发明中使用的基材既可以是具有柔性的材料，例如树脂制薄膜等，也可以是没有柔性的材料，例如玻璃基板等。对其也应根据后述的光催化剂处理工序的能量照射方法来适宜地选择。
这样，虽然本发明的光催化剂含有层侧基板所使用的基材对其材料并没有特别限定，但是，本发明中，由于该光催化剂含有层侧基板被反复循环使用，因此最好使用具有特定的强度并且其表面与光催化剂含有层的密接性良好的材料。
具体来说，可以举出玻璃、陶瓷、金属、塑料等。
而且，为了提高基材表面和光催化剂含有层的密接性，也可以在基材上形成底层。作为此种底层，例如可以举出硅烷类、钛类的偶合剂等。
c.光催化剂含有层侧遮光部
对于本发明中使用的光催化剂含有层侧基板，也可以使用以图案状形成了光催化剂含有层侧遮光部的材料。通过像这样使用具有光催化剂含有层侧遮光部的光催化剂含有层侧基板，在进行曝光时，就不需要使用光掩模或进行利用激光的描绘照射。所以，由于不需要光催化剂含有层侧基板和光掩模的位置匹配，因此就可以采用简便的工序，另外也不需要描绘照射所必需的昂贵的装置，因此具有在成本上有利的优点。
此种具有光催化剂含有层侧遮光部的光催化剂含有层侧基板，根据光催化剂含有层侧遮光部的形成位置，可以采用下述的两个实施方式。
其一例如图14所示，为如下的实施方式，即，在基材1上形成光催化剂含有层侧遮光部13，在该光催化剂含有层侧遮光部13上形成光催化剂含有层2，从而形成光催化剂含有层侧基板3。另一个例如图15所示，为如下的实施方式，即，在基材1上形成光催化剂含有层2，在其上形成光催化剂含有层侧遮光部13，从而形成光催化剂含有层侧基板3。
在任意一种实施方式中，当与使用光掩模的情况相比时，由于光催化剂含有层侧遮光部被配置于所示光催化剂含有层与浸润性变化层的接触部分的附近，因此就可以减少基材内等的能量的散乱的影响，所以可以极为准确地进行能量的图案照射。
另外，在所述光催化剂含有层上形成光催化剂含有层侧遮光部的实施方式中，在相隔特定的间隙配置光催化剂含有层和浸润性变化层时，在最好如后述所示具有特定的间隙而配置的情况下，通过使该光催化剂含有层侧遮光部的膜厚与该间隙的宽度一致，就会有如下的优点，即，也可以将所述光催化剂含有层侧遮光部作为用于使所述间隙为一定值的间隔件使用。
即，在相隔特定的间隙将所述光催化剂含有层和浸润性变化层以特定的间隙配置时，通过在使所述光催化剂含有层侧遮光部和浸润性变化层密接的状态下进行配置，就可以准确地形成所述特定的间隙，此后通过在该状态下从光催化剂含有层侧基板照射能量，就可以在浸润性变化层上精度优良地形成浸润性图案。
此种光催化剂含有层侧遮光部的形成方法并没有特别的限定，可以根据光催化剂含有层侧遮光部的形成面的特性，必要时根据对能量的遮蔽性等，适宜地选择使用。
例如，也可以利用溅射法、真空蒸镀法等形成厚度1000～2000左右的铬等的金属薄膜，通过对该薄膜进行图案处理而形成。作为该图案处理的方法，可以使用溅射等通常的图案处理方法。
另外，也可以是以图案状形成在树脂粘接剂中含有碳微粒、金属氧化物、无机颜料、有机颜料等遮光性粒子的层的方法。作为所使用的树脂粘接剂，可以使用1种或混合了2种以上的聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、明胶、酪蛋白、纤维素等树脂的材料，或感光性树脂以及O/W乳液型的树脂组合物，例如可以使用将反应性硅进行乳液化后的材料等。作为此种树脂制遮光部的厚度，可以在0.5～10μm的范围内设定。此种树脂制遮光部的图案处理的方法可以使用光刻法、印刷法等一般使用的方法。
而且，在所述说明中，作为光催化剂含有层侧遮光部的形成位置，虽然对基材和光催化剂含有层之间及光催化剂含有层表面这两种情况进行了说明，但是，此外还可以采用在基材的未形成光催化剂含有层的一侧的表面上形成光催化剂含有层侧遮光部的方式。在该方式中，例如认为可以使光掩模以能够拆装的程度密接在该表面上，并且该方法可以被合适地用于小部分地改变浸润性图案的情况。
3.光催化剂处理工序
本发明中，接下来，在按照使所述光催化剂含有层及所述浸润性变化层接触的方式配置后，进行通过从特定的方向照射能量，在所述浸润性变化层表面形成由亲水性区域和疏水性区域构成的浸润性图案的光催化剂处理工序。
a.光催化剂含有层和浸润性变化层的配置
在该工序中，首先在能量照射时将光催化剂含有层和浸润性变化层以200μm以下的间隙配置。
本发明中，所述间隙虽然使光催化剂含有层及特性变化层密接即可，但是如果考虑图案精度及特性功能层上的特性的变化的效率的问题，则优选100μm以下，特别优选0.2μm～10μm的范围内。
通过像这样以特定的间隔将光催化剂含有层和特性变化层表面分离配置，氧和水及由光催化作用产生的活性氧种就容易脱离或附着。即，当使光催化剂含有层和特性变化层的间隔小于所述范围时，所述活性氧种的脱离或附着变得困难，结果有可能延缓特性的变化速度，因此不够理想，而在使间隔超过所述范围而配置时，所产生的活性氧种难以到达特性变化层，该情况下也有可能延缓特性的变化速度，因此也不够理想。
本发明中，至少需要在曝光期间保持留有此种间隙的配置状态。
作为均一地形成此种极小的间隙而配置光催化剂含有层和浸润性变化层的方法，例如可以举出使用间隔件的方法。此外，由于通过像这样使用间隔件，可以形成均一的间隙，而且，该间隔件所接触的部分防止光催化剂的作用影响到浸润性变化层表面，因此通过将该间隔件制成具有与所述的浸润性图案相同的图案的构件，就可以在浸润性变化层上形成特定的浸润性图案。
本发明中，虽然也可以将此种间隔件作为一个构件形成，但是为了将工序简单化，如所述光催化剂含有层侧基板调整工序的部分中说明的那样，最好在光催化剂含有层侧基板的光催化剂含有层表面形成。而且，在所述光催化剂含有层侧基板调制工序的说明中，虽然作为光催化剂含有层侧遮光部进行了说明，但是本发明中，由于此种间隔件只要能按照防止光催化剂的作用影响到浸润性变化层表面的方式起到保护表面的作用即可，因此，特别也可以是由不具有遮蔽所照射的能量的功能的材料形成的构件。
b.对间隙部分的能量照射
然后，在保持相隔如上所述的间隙而配置的状态的状态下，进行对间隙部分的能量照射。而且，本发明中所说的能量照射(曝光)是还包括可以利用光催化剂含有层使浸润性变化层表面的浸润性变化的任意的能量线的照射的概念，并不限定于可见光的照射。
通常此种曝光中所使用的光的波长被设定在400nm以下的范围，优选380nm以下的范围。这是因为，如上所述，光催化剂含有层中所使用的优选的光催化剂为二氧化钛，作为利用该二氧化钛使光催化剂作用活化的能量，优选所述波长的光。
作为可以在此种曝光中使用的光源，可以举出水银灯、金属卤化物灯、氙灯、受激准分子灯及其他各种光源。
除了使用如上所述的光源并夹持光掩模而进行图案照射的方法以外，还可以使用利用受激准分子、YAG等激光以图案状进行描绘照射的方法。
另外，曝光时的能量的照射量采用浸润性变化层表面因光催化剂含有层中的光催化剂的作用而进行浸润性变化层表面的浸润性的变化所必需的照射量。
此时，通过一边加热光催化剂含有层一边进行曝光，就可以使感光度提高，在可以进行有效的浸润性的变化这方面是十分理想的。具体来说，优选在30℃～80℃的范围内进行加热。
本发明的曝光方向是由是否形成有光催化剂含有层侧遮光部等浸润性图案的形成方法，或光催化剂含有层侧基板是否为透明而决定的。
即，在形成光催化剂含有层侧遮光部的情况下，有必要从光催化剂含有层侧基板侧进行曝光，并且此时光催化剂含有层侧基板需要相对于所照射的能量为透明的。而且，此时，在光催化剂含有层上形成光催化剂含有层侧遮光部，并且按照具有作为如上所述的间隔件的功能的方式使用该光催化剂含有层侧遮光部的情况下，曝光方向既可以是从光催化剂含有层侧基板侧方向，也可以是从图案形成体用基板侧方向。
另外，在光催化剂含有层被以图案状形成时的曝光方向，如上所述，只要是向光催化剂含有层和浸润性变化层的间隙部分照射能量，可以从任意的方向进行照射。
同样，在使用如上所述的间隔件的情况下，只要是向所述部分照射能量，就可以从任意的方向进行照射。
当使用光掩模时，从配置了光掩模的一侧照射能量。
c.光催化剂含有层侧基板的取下
当如上所述的能量照射结束时，将光催化剂含有层侧基板从与浸润性变化层面对的位置上分离，这样就在浸润性变化层上形成由亲水性区域和疏水性区域构成的浸润性图案。
4.其他
关于本发明的其他的方面，例如疏水性区域及亲水性区域等问题，由于与所述「A.取向膜」部分中说明的内容相同，因此这里的说明省略。
C.带有取向膜的基板
下面对本发明的带有取向膜的基板进行说明。本发明的带有取向膜的基板的特征是，具有基板、形成于所述基板上并且在接触液晶层一侧的表面上设有具有由疏水性区域和作为与该疏水性区域相比与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜。通过像这样具有在疏水性区域内以图案状形成了亲水性区域的取向膜，例如在垂直取向模式的液晶显示装置中使用时，通过利用在疏水性区域中垂直取向的液晶分子在亲水性区域中会倾斜的性质，就可以进行垂直取向的液晶分子的象素内的取向分割。
图16是表示此种本发明的带有取向膜的基板的一个例子的图，是表示在基板4上夹隔透明电极层9形成了取向膜5的状态的图。
本发明的带有取向膜基板中所用的取向膜，与上述[A取向膜]栏中说明的相同，因此此处省略说明。
另外，本发明中使用的基板通常为透明基板，既可以是玻璃等不具有柔性的材料，也可以是透明树脂等具有柔性的材料。
本发明中，例如图17所示，通常在所述取向膜的表面侧配置液晶层6。
而且，可以通过利用本发明的取向膜，使固化性的胆甾醇相液晶(例如固化性的向列相液晶和固化性的kairal agent的混合物)取向而固化，制作成半透过反射膜，另外，可以通过使用固化性的向列相液晶、固化性的短螺距的胆甾醇相液晶、固化性的圆盘状液晶，同样地利用本发明的取向膜使之取向而固化，形成具有双折射率的相位差层，从而可以作为光学补偿片利用。
作为所述液晶层中使用的液晶分子，只要是具有负的介电各向异性的负型液晶材料，并且在常温下具有向列相的材料，就没有特别的限定。具体来说，可以举出默克公司的MLC-6608、MLC-2037、MLC-2038及MLC-2039(分别为商品名)等。
本发明的带有取向膜的基板还可以是在基板和取向膜之间形成了其他的层的基板，例如如图18所示，在基板4上，还可以设置着色层7及形成于其交界部分上的遮光部(黑矩阵)8，在其上设置电极层9，在其上形成所述取向膜5等。
此种本发明中使用的着色层及遮光部只要是通常在滤色片中使用的，就没有特别的限定，作为着色层可以合适地使用含有通常的颜料分散法等中使用的红、兰或绿颜料的感光性树脂，作为遮光部，可以合适地使用分散了铬等金属或碳黑等具有遮光性的粒子的树脂。
另外，透明电极层虽然没有特别限定，但是一般来说可以合适地使用ITO。
D.液晶显示装置
最后对本发明的液晶显示装置进行说明。本发明的液晶显示装置的特征是，将具有第1基板、形成于所述第1基板上的着色层、形成于所述着色层上的透明电极层、形成于所述透明电极层上并且在与液晶层接触一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜的滤色片侧基板及
具有第2基板、形成于所述第2基板上的透明电极层、形成于所述透明电极层上并且在与液晶层接触一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜的对置基板
按照所述滤色片侧基板的取向膜和所述对置基板侧的取向膜相互面对的方式配置，
在所述两个取向膜之间封入液晶而构成。
此种液晶显示装置由于是具有在疏水性区域内以图案状形成了亲水性区域的取向膜的装置，因此例如在垂直取向模式的液晶显示装置中，通过利用在疏水性区域中垂直取向的液晶分子在亲水性区域中会倾斜的性质，就可以进行垂直取向的液晶分子的象素内的取向分割。
此种液晶显示装置的一个例子表示在图19中。首先，形成有滤色片的滤色片侧基板在第1基板21上，通常形成具有红、绿及兰的图案的着色层7，另外在其表面上形成透明电极层9，在其表面上还形成有如上所述的取向膜5。
另一方面，与滤色片侧基板面对的对置基板在第2基板22上形成透明电极9，在透明电极9上形成有如上所述的取向膜5。
而且，所述滤色片侧基板的透明电极层或对置基板侧的透明电极层的任意一个也可以是有源矩阵方式。
所述滤色片侧基板的取向膜5与对置基板侧的取向膜5被按照相面对的方式配置，通过在它们的间隙中封入液晶分子而形成液晶层6，从而形成本发明的液晶显示装置。
此种本发明的液晶显示装置所使用的取向膜由于与所述「A.取向膜」中说明的取向膜相同，因此这里的说明省略。另外，其他的第1及第2基板由于与「C.带有取向膜的基板」中说明的基板相同，另外，对于着色层及透明电极层，以及液晶层，由于与「C.带有取向膜的基板」中说明的内容相同，因此这里的说明省略。
而且，本发明并不限定于所述实施方式。所述实施方式只是示例，具有与本发明的技术方案的范围中记述的技术思想在本质上相同的构成并且发挥相同的作用效果的方案，无论是何种方式，都包含在本发明的技术范围中。
[实施例]
下面使用实施例对本发明进行具体说明。
(实施例1)
首先，在上下各基板上涂布取向膜，下侧的基板的取向膜使用了形成了具有疏水性区域和亲水性区域的浸润性图案的取向膜。
取向膜按照如下方式制作。在形成了铬制的遮光层图案的石英玻璃基板上，涂覆石原工业(株)制的光催化剂用氧化钛涂覆剂ST-K03，在150℃下干燥15分钟，从而完成了带有光催化剂含有层的光掩模(带有图案的基板)。
然后，将在5g氟烷基硅烷、2g四乙氧基硅烷中添加3g的0.1N盐酸水并在室温下搅拌了1小时的溶液涂覆在基板上，在150℃下干燥10分钟，形成了浸润性变化层。
在其上密接先前的光掩模，从光掩模侧用超高压水银灯以20mW/cm2(365nm)的照度照射180秒紫外线，在浸润性变化层表面上形成了浸润性的图案。此时，未曝光部的水的接触角为108°，曝光部的水的接触角为7°。另外，基板间的间隙为5μm。而且，该间隙由配置于液晶层中的间隔件控制，在显示面板面内基本上均一。间隔件使用积水化工(SekisuiChemical)制的SP系列。
基板间，在外周涂布热固化性密封材料，并使之贴合。为了控制基板间的间隙，一边按压小室一边进行加热，从而将密封固化。密封材料使用三井化学制XN-5A。在该小室内，利用真空注入方式填充了液晶材料。液晶材料使用默克公司制MLC6608(商品名)。该液晶具有负的介电各向异性，具有当加上电场时，分子长轴会与电场方向垂直的性质。
将如此获得的液晶显示装置的无电场的状态、加上中间值电压后的状态以及加上电压的状态表示在图7中。
图20(a)表示无电场的取向状态，由于上下基板的取向膜基本上显示疏水性，因此液晶分子基本上垂直取向。在下基板的取向膜亲水性区域及附近，虽然液晶分子略微成倾斜取向，但是由于基本上接近垂直，因此即使入射光通过液晶层，也不会改变偏光面，而被出射侧的偏光板吸收，形成黑显示。
图20(b)是加上了使液晶形成水平取向和垂直取向的中间态的倾斜取向的状态的电压的图。该状态形成显示的中间色调。在取向膜亲水性区域中，以预先倾斜的分子作为起点，决定倾斜方向，将取向分割。由于在象素内形成多个液晶分子的倾斜不同的区域，因此由视角产生的透过光量的差被被相互补偿地平均化，因而视角依赖性得到改善。
图20(c)加上了足够的电压，液晶大致沿水平取向，从而形成了白显示。
(实施例2：聚酰亚胺制取向膜)
作为垂直取向膜材料，使用JSR制JALS-688、JALS-204、JALS-2021、JALS-2022、日产化学制SE-7511L及SE-1211。用旋转涂覆法将所述的PI分别涂布在附有ITO的玻璃基板上，在220℃下煅烧1个小时。
旋转涂覆在600rpm下进行5秒，然后在2400rpm下进行15秒。取向膜的膜厚用直针式膜厚计测定，结果为600。该聚酰亚胺膜虽然为疏水性膜，但是借助在最表面涂布了光催化剂含有层的曝光掩模，通过进行紫外线曝光，可以在疏水性区域内形成亲水性区域的图案。
本实施例中，使用在宽50μm的条状的遮光区域及宽25μm的条状透过区域的曝光掩模上形成光催化剂含有层的取向膜。
其结果是，在基板上形成了50μm宽的疏水性区域、25μm的亲水性区域。疏水性区域表面的与水的接触角为96°，显示出了足够的疏水性。另外，经由具有不带有遮光图案的光催化剂含有层的基板进行曝光，在形成了亲水性区域的部分上，由于与水的接触角在10～30°前后变化，因此观察到浸润性发生了足够的变化，从而足够地亲水性化。
使所述基板与配置有相同的垂直取向聚酰亚胺的另一方的基板贴合。此时，为了将基板间的间隙设为大约5μm，在另一方的基板上，散布了积水化工制SP系列材料。散布密度控制为10～200个/mm2左右。散布方法采用干式散布进行。
为了确保上下基板的粘接和填充液晶的封闭空间，在外周以大约1mm宽度涂布密封材料，在进行了按压后，使之热固化。
注入默克公司制负型液晶材料MLC-6608，制作了液晶盒。在用偏光显微镜观察时，得到了垂直取向的初期取向。进而，在向该液晶盒加上了电压后，观察到液晶的取向大致与亲水性区域和疏水性区域的交界线平行的情况，当加上足够的电压时，即获得取向沿着所述交界线的水平取向。
(实施例3：IPS模式)
IPS模式是水平取向液晶模式，基板被实施了水平取向处理。本实施例中，作为浸润性变化层，使用氟类硅，通过将亲水性所占的区域设计为相对于疏水性所占的区域为同等或在其以上，即获得了水平取向。
在附有ITO的玻璃基板上，利用旋转涂覆法，涂布实施例1中使用的氟类硅而成膜。该氟类硅膜虽然为疏水性膜，但是，通过经由在最表面涂布了光催化剂含有层的曝光掩模进行紫外线曝光，就可以在基板上配置亲水性区域和疏水性区域的图案。该图案表示在图6中。本实施例中，在宽20μm的条状的遮光区域及宽20μm的条状的透过区域的曝光掩模上形成光催化剂层。
具体来说，如图6所示，在基板上形成了20μm宽的疏水性区域和20μm的亲水性区域。
氟类硅膜的与水的接触角在110°左右，具有足够的疏水性。另外，当经由具有不带有遮光图案的光催化剂含有层的基板进行曝光而形成亲水性区域时，由于与水的接触角在0～10°前后变化，因此观察到浸润性发生了足够的变化，从而足够地亲水性化。
使所述基板与配置有相同的疏水性图案的另一方的基板贴合。此时，为了将基板间的间隙设为大约3～4μm，在另一方的基板上，散布了积水化工制SP系列材料。
散布密度控制为10～200个/mm2左右。为了确保上下基板的粘接和填充液晶的封闭空间，在外周以大约1mm宽度涂布密封材料，在进行了按压后，使之热固化。
注入默克公司制IPS用液晶材料MLC-2042，制作了液晶盒。在用偏光显微镜观察时，得到了取向大致与亲水性区域和疏水性区域的交界线平行的状态。
进而，观察到该液晶盒内的液晶取向会根据施加电场的强度，逐渐向施加电场的电力线方向接近的状态。
(实施例4：TN模式)
TN模式的基板表面为水平取向液晶模式，基板被实施了水平取向处理。本实施例中，浸润性变化层使用了实施例1中所示的氟类硅。
将亲水性所占的区域设计为相对于疏水性所占的区域为同等或在其以上，进行水平取向处理，进行了如图9所示的上基板的取向方向和下基板的取向方向正交的状态的小室设计。
在附有ITO的玻璃基板上，利用旋转涂覆法，涂布实施例1中使用的氟类硅而成膜。该氟类硅膜为疏水性膜。另一方面，通过经由在最表面涂布了光催化剂含有层的曝光掩模进行UV曝光，就可以在基板上配置亲水性区域和疏水性区域。本实施例中，在宽20μm的条状的遮光区域及宽20μm的条状的透过区域的曝光掩模上形成光催化剂层。
使用它在基板上形成了20μm宽的疏水性区域和20μm的亲水性区域。氟类硅膜的与水的接触角在110°左右，因而具有足够的疏水性。另外，当经由具有不带有遮光图案的光催化剂含有层的基板进行曝光而形成亲水性区域时，由于与水的接触角在0～10°前后变化，因此观察到浸润性发生了足够的变化，从而足够地亲水性化。
使所述基板与配置有相同的疏水性图案的另一方的基板贴合。此时，为了将基板间的间隙(间距)设为大约4～5μm，在另一方的基板上，散布了积水化工制SP系列材料。
散布密度控制为10～200个/mm2左右。为了确保上下基板的粘接和填充液晶的封闭空间，在外周以大约1mm宽度涂布密封材料，在进行了按压后，使之热固化。
注入默克公司制TN用液晶材料ZLI-2293，制作了液晶盒。在用偏光显微镜观察时，在基板的上下产生了取向在基板界面上与亲水性区域和疏水性区域的交界线大致平行的作用，观察到在液晶层厚度方向上取向被扭曲了90°的状态。
进而，观察到该液晶盒内的液晶取向会根据施加电场的强度，逐渐向施加电场的电力线方向接近，形成与基板垂直的状态。
(实施例5：MVA模式)
在MVA模式的基板表面实施垂直取向处理。这里，本实施例中，浸润性变化层使用了氟类硅。另外，将疏水性所占的区域设计为相对于亲水性所占的区域同等或在其以上，进行了垂直取向处理。
另外，在上基板和下基板表面上，按照具有形成使液晶预先向特定的方向倾斜的区域或容易倾斜的区域的亲水性图案形状的方式，如图3所示地进行了设计。
本实施例中，以10～50μm的间隔配置了底边20μm高50μm的等腰三角形。按照将该三角形的各顶端分配在基板区域内的4个方向的方式制作了图案。该三角形的配置图案沿着MVA模式的凸棱棱线附近配置，该三角形顶端的朝向采用了与棱线面对的配置。这是因为，利用该三角形顶端附近的各液晶分子在加上电场时会向亲水性区域倾斜的性质。
在附有ITO的玻璃基板上，利用旋转涂覆法，涂布所述的氟类硅而成膜。该氟类硅膜为疏水性膜。通过经由在最表面涂布了光催化剂含有层的曝光掩模进行UV曝光，就可以在基板上配置亲水性区域和疏水性区域。氟类硅膜的与水的接触角在110°左右，因而具有足够的疏水性。
另外，当经由具有不带有遮光图案的光催化剂含有层的基板进行曝光时，由于与水的接触角在0～10°前后变化，因此观察到浸润性发生了足够的变化，从而足够地亲水性化。
使所述基板与配置有相同的疏水性图案的另一方的基板贴合。此时，为了将基板间的间隙设为大约3.5～4.5μm，在另一方的基板上，散布了积水化工制SP系列材料。
散布密度控制为10～200个/mm2左右。为了确保上下基板的粘接和填充液晶的封闭空间，在外周以大约1mm宽度涂布密封材料，在进行了按压后，使之热固化。
注入默克公司制负型液晶材料MLC-6608，制作了液晶盒。在用偏光显微镜观察时，得到了垂直取向的初期取向。进而，在向该液晶盒施加了电压后，观察到取向从三角形亲水性区域向直角方向倾斜的状态。
进而，由于区域内各三角形锐角顶端朝向4个方向的任意一个，因此观察到被分配成4个显示液晶分子的倾斜的区域的4个分割取向。

Claims (20)

1.一种取向膜，其特征是，在接触液晶层一侧的表面上，具有由疏水性区域和作为与水的接触角小于该疏水性区域的区域的亲水性区域构成的图案。
2.根据权利要求1所述的取向膜，其特征是，所述疏水性区域的与水的接触角在10°～120°的范围内大于所述亲水性区域的与水的接触角。
3.根据权利要求1或2所述的取向膜，其特征是，所述疏水性区域的与水的接触角在40°～120°的范围内。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的取向膜，其特征是，所述取向膜由作为主链具有聚酰亚胺、聚酰胺或聚有机硅氧烷，作为侧链具有碳数为4～22的直链的烷基或含氟烷基的化合物构成，所述疏水性区域的侧链的密度小于所述亲水性区域的侧链的密度。
5.根据权利要求4所述的取向膜，其特征是，在所述疏水性区域中，所述侧链的重量相对于总重量具有5重量％以上。
6.根据权利要求4或5所述的取向膜，其特征是，所述聚有机硅氧烷为含有氟烷基的聚硅氧烷，另外，所述聚有机硅氧烷为以YnSiX(4-n)(这里，Y表示烷基、氟烷基、乙烯基、氨基、苯基或环氧基，X表示烷氧基或卤素。n为0～3的整数。)表示的硅化合物的1种或2种以上的水解缩合物或共水解缩合物的聚有机硅氧烷。
7.根据权利要求4或5所述的取向膜，其特征是，所述聚酰亚胺是通过至少将四羧酸成分和含有直链状烷基的二胺成分反应聚合，作为含有直链状烷基的聚酰亚胺前体，并将其酰亚胺化而形成的聚酰亚胺。
8.一种取向膜的制造方法，其特征是，具有在基板上形成取向膜的取向膜形成工序、在所述取向膜表面上形成由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的图案形成工序。
9.根据权利要求8所述的取向膜的制造方法，其特征是，形成于所述基板上的取向膜是因光催化剂的作用而使表面的浸润性发生变化的浸润性变化层，
所述图案形成工序具有：
调制具有含有光催化剂的光催化剂含有层及基材的光催化剂含有层侧基板的光催化剂含有层侧基板调制工序、
在按照所述光催化剂含有层和所述浸润性变化层的间隙在200μm以下的方式留有间隙而配置后，通过从特定的方向照射能量，在所述浸润性变化层表面形成由亲水性区域和疏水性区域构成的图案的光催化剂处理工序。
10.根据权利要求9所述的取向膜的制造方法，其特征是，所述光催化剂含有层侧基板由基材、在所述基材上以图案状形成的光催化剂含有层构成。
11.根据权利要求9所述的取向膜的制造方法，其特征是，在所述光催化剂含有层侧调制工序中调制的所述光催化剂含有层侧基板，由基材、形成于所述基材上的光催化剂含有层、以图案状形成的光催化剂含有层侧遮光部构成，所述图案形成工序中的能量的照射从光催化剂含有层侧基板进行。
12.根据权利要求11所述的取向膜的制造方法，其特征是，在所述光催化剂含有层侧基板上，在所述基材上以图案状形成所述光催化剂含有层侧遮光部，另外在其上形成所述光催化剂含有层。
13.根据权利要求11所述的取向膜的制造方法，其特征是，在所述光催化剂含有层侧基板上，在所述基材上形成光催化剂含有层，在所述光催化剂含有层上以图案状形成所述光催化剂含有层侧遮光部。
14.根据权利要求9至13中任意一项所述的取向膜的制造方法，其特征是，所述光催化剂含有层为由光催化剂构成的层。
15.根据权利要求14所述的取向膜的制造方法，其特征是，所述光催化剂含有层是利用真空制膜法将光催化剂在基材上制膜而形成的层。
16.根据权利要求9至13中任意一项所述的取向膜的制造方法，其特征是，所述光催化剂含有层是具有光催化剂和粘接剂的层。
17.一种带有取向膜的基板，其特征是，具有基板、形成于所述基板上并在与液晶层接触一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜。
18.根据权利要求17所述的带有取向膜的基板，其特征是，在所述取向膜的表面侧配置液晶层。
19.根据权利要求18所述的带有取向膜的基板，其特征是，在所述基板表面形成着色层，在所述着色层表面形成透明电极层，在所述透明电极层上形成所述取向膜。
20.一种液晶显示装置，其特征是，将具有第1基板、形成于所述第1基板上的着色层、形成于所述着色层上的透明电极层、形成于所述透明电极层上并且在与液晶层接触一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜的滤色片侧基板及
具有第2基板、形成于所述第2基板上的透明电极层、形成于所述透明电极层表面上并且在与液晶层接触一侧的表面上具有由疏水性区域和作为比该疏水性区域与水的接触角更小的区域的亲水性区域构成的图案的取向膜的对置基板
按照所述滤色片侧基板的取向膜和所述对置基板侧的取向膜相互面对的方式配置，
在所述两个取向膜之间封入液晶而构成。
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