(57)【要約】【課題】基板に固定化していない化合物を完全に除去できる機能性単分子膜の製造方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】シロキサン結合を介して基板１表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板１にその化合物を固定化する工程と、基板１に固定化していない化合物を２００℃雰囲気４で１０分加熱し蒸発する工程を少なくとも含むものである。これにより、基板１に固定化していない化合物を完全に除去でき、その結果、機能性の官能基が表面に露出した撥水性単分子膜５を製造でき、機能性単分子膜の性能を向上できる。特に、シロキサン結合により、化合物をより強固に基板に結合でき、耐熱性、耐水性、耐電気特性などにすぐれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程を少なくとも含む機能性単分子膜の製造方法。
【請求項２】
シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程を少なくとも含む機能性単分子膜の製造方法。
【請求項３】
基板に化合物を固定化する工程が相対湿度３５％以下である請求項１または２に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項４】
基板に固定化していない化合物を蒸発する工程が減圧吸引である請求項１〜３のいずれか１項に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項５】
基板に固定化していない化合物を蒸発する工程が加熱である請求項１〜３のいずれか１項に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項６】
基板に固定化していない化合物を蒸発する工程が、相対湿度３５％以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項７】
シロキサン結合を介して基板表面に固定化する化合物がクロロシランである請求項１〜６のいずれか１項に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項８】
機能を発現する官能基が、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項９】
機能を発現する官能基の末端が、チエニル基またはピロリル基であり、かつチエニル基またはピロリル基の共役系を形成する工程を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項１０】
共役系を形成する工程が電解重合である請求項９に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項１１】
機能を発現する官能基が、カルコニル基を含み、かつカルコニル基の共役系を形成する工程を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項１２】
共役系を形成する工程が光重合である請求項１１に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項１３】
光重合が偏光によるものである請求項１２に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項１４】
相対湿度３５％以下の雰囲気下で、少なくとも、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、この基板を調理容器内面に設ける工程とを少なくとも含む調理容器の製造方法。
【請求項１５】
相対湿度３５％以下の雰囲気下で、少なくとも、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、この基板を調理容器の内面に設ける工程とを少なくとも含む調理容器の製造方法。
【請求項１６】
相対湿度３５％以下の雰囲気下で、少なくとも、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、この基板を庫内に設ける工程とを少なくとも含む調理機器の製造方法。
【請求項１７】
相対湿度３５％以下の雰囲気下で、少なくとも、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、この基板を庫内に設ける工程とを少なくとも含む調理機器の製造方法。
【請求項１８】
相対湿度３５％以下の雰囲気下で、２つの電極を有する基板表面の少なくとも電極間に、少なくとも、チエニル基またはピロリル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、チエニル基またはピロリル基の共役系を形成する電解重合工程とを少なくとも含み、その雰囲気の変動により２つの電極間の導電率が変動する導電センサーの製造方法。
【請求項１９】
相対湿度３５％以下の雰囲気下で、２つの電極を有する基板表面の少なくとも電極間に、少なくとも、チエニル基またはピロリル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、チエニル基またはピロリル基の共役系を形成する電解重合工程とを少なくとも含み、その雰囲気の変動により２つの電極間の導電率が変動する導電センサーの製造方法。
【請求項２０】
相対湿度３５％以下の雰囲気下で、液晶表示素子の２つの対向基板上に、直鎖状のカルコニル基とシロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、その上に偏光照射する工程と、前記対向基板同士を貼り合わせる工程と、液晶層を形成する工程とを備える液晶表示素子の製造方法。
【請求項２１】
相対湿度３５％以下の雰囲気下で、液晶表示素子の２つの対向基板上に、カルコニル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を含む溶液を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、その上に偏光照射する工程と、前記対向基板同士を貼り合わせる工程と、液晶層を形成する工程とを備え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、機能性単分子膜の製造方法および調理機器などのデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、単分子膜の製造方法はすでに知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、基板に固定化していない化合物は洗浄除去するのが一般的である。
【特許文献１】特開平６−３２７９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の方法では、基板に固定化していない化合物を洗浄しても、基板から完全に取り除くことができず、単分子膜には化合物が残るという課題があった。このため、撥水、防汚に使用する場合、直鎖状フロオロアルキル基の末端のＣＦ３基が表面に露出する割合が少なくなるため、撥水、防汚性がやや劣った。また、センサーとして使用する場合、センシング部の末端の共役基が表面に露出しにくいため、センシング性能が低下した。また液晶の光配向膜に使用する場合、カルコニル基の光架橋反応が起こりにくくなるため、配向性が劣っていた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、基板に固定化していない化合物を完全に除去できる機能性単分子膜の製造方法およびデバイスの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の機能性単分子膜の製造方法およびデバイスの製造方法は、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程を少なくとも含むものである。
【０００６】
これにより、基板に固定化していない化合物を完全に除去でき、その結果、機能性単分子膜はすぐれた特性を発揮するものである。特に、シロキサン結合により、化合物をより強固に基板に結合でき、耐熱性、耐水性、耐電気特性などにすぐれている。
【０００７】
また、本発明の機能性単分子膜の製造方法およびデバイスの製造方法は、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程を少なくとも含むものである。
【０００８】
これにより、前記発明と同様に、基板に固定化していない化合物を完全に除去できるとともに耐熱性、耐水性、耐電気特性などにすぐれ、かつ、溶液を用いるので、例えば、ディップ、スプレー、ロールコート、印刷などで簡単に機能性単分子膜を製造することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の機能性単分子膜の製造方法およびデバイスの製造方法は、基板に固定化していない化合物を完全に除去でき、その結果、機能性単分子膜はすぐれた特性を発揮すると同時に、シロキサン結合により、化合物をより強固に基板に結合でき、耐熱性、耐水性、耐電気特性などにすぐれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程を少なくとも含む機能性単分子膜の製造方法とすることにより、基板に固定化していない化合物を完全に除去でき、その結果、機能性単分子膜はすぐれた特性を発揮するものである。特に、シロキサン結合により、共有結合を介したもの（例えば、スルフィド結合−Ｓ−）よりも、より強固に基板に結合するので、耐熱性、耐水性、耐電気特性などにすぐれている。
【００１１】
第２の発明は、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程を少なくとも含む機能性単分子膜の製造方法とすることにより、第１の発明と同様に、基板に固定化していない化合物を完全に除去できるとともに耐熱性、耐水性、耐電気特性などにすぐれ、かつ、溶液を用いるので、例えば、ディップ、スプレー、ロールコート、印刷などで簡単に機能性単分子膜を製造することができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、基板に化合物を固定化する工程が相対湿度３５％以下であることにより、機能を発現する官能基とシロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物と雰囲気中の水との反応を抑えることができるので、この化合物はシロキサン結合を介して基板表面により多く結合できる。この結果として、耐久性がすぐれた機能性単分子膜を製造できる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程が減圧吸引であることにより、基板に固定化していない化合物を、例えば、チャンバー内で減圧することで簡単に除去し、機能性単分子膜を製造できる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程が加熱であることにより、基板に固定化していない化合物を、例えば、電気炉内で乾燥することで簡単に除去し、機能性単分子膜を製造できる。
【００１５】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程が、相対湿度３５％以下であることにより、基板表面に固定化していない化合物と雰囲気中の水との反応を抑えて、その化合物の重合化を防ぐので、その化合物をより簡単に除去できる。
【００１６】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する化合物がクロロシランであることにより、クロロシリル基が基板表面の表面水酸基と反応して、シロキサン結合を介して化合物が基板と共有結合する一方、過剰な化合物は反応せず、容易に除去できる。
【００１７】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、機能を発現する官能基が、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基を含むことにより、単分子膜表面にＣＦ３基またはＣＨ３基が高密度に露出することになり、すぐれた撥水、撥油、防汚性を発揮する。
【００１８】
第９の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、機能を発現する官能基の末端が、チエニル基またはピロリル基であり、かつチエニル基またはピロリル基の共役系を形成する工程を有することにより、単分子膜表面にチエニル基またはピロリル基が高密度に露出するで、共役系を形成する工程において、チエニル基またはピロリル基が容易に共役系を形成できる。
【００１９】
第１０の発明は、特に、第９の発明において、共役系を形成する工程が電解重合であることにより、簡単な方法でチエニル基またはピロリル基が容易に共役系を形成できる。
【００２０】
第１１の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、機能を発現する官能基が、カルコニル基を含み、かつカルコニル基の共役系を形成する工程を有することにより、単分子膜表面にカルコニル基が高密度に露出するで、共役系を形成する工程において、カルコニル基が容易に共役系を形成できる。
【００２１】
第１２の発明は、特に、第１１の発明において、共役系を形成する工程が光重合であることにより、簡単なドライプロセスでカルコニル基が容易に共役系を形成できる。
【００２２】
第１３の発明は、特に、第１２の発明において、光重合が偏光によるものであることにより、簡単なドライプロセスで容易に異方性を持った単分子膜を形成できる。
【００２３】
第１４の発明は、相対湿度３５％以下の雰囲気下で、少なくとも、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、この基板を調理容器内面に設ける工程とを少なくとも含む調理容器の製造方法とすることにより、撥水、撥油、防汚性にすぐれ、かつこれらを長期にわたり維持できる調理容器を提供できる。
【００２４】
第１５の発明は、相対湿度３５％以下の雰囲気下で、少なくとも、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、この基板を調理容器の内面に設ける工程とを少なくとも含む調理容器の製造方法とすることにより、撥水、撥油、防汚性にすぐれ、かつこれらを長期にわたり維持できる調理容器をより工業的な手段で提供できる。
【００２５】
第１６の発明は、相対湿度３５％以下の雰囲気下で、少なくとも、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、この基板を庫内に設ける工程とを少なくとも含む調理機器の製造方法とすることにより、撥水、撥油、防汚性にすぐれ、かつこれらを長期にわたり維持できる調理機器を提供できる。
【００２６】
第１７の発明は、相対湿度３５％以下の雰囲気下で、少なくとも、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、この基板を庫内に設ける工程とを少なくとも含む調理機器の製造方法とすることにより、撥水、撥油、防汚性にすぐれ、かつこれらを長期にわたり維持できる調理機器をより工業的な手段で提供できる。
【００２７】
第１８の発明は、相対湿度３５％以下の雰囲気下で、２つの電極を有する基板表面の少なくとも電極間に、少なくとも、チエニル基またはピロリル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、チエニル基またはピロリル基の共役系を形成する電解重合工程とを少なくとも含み、その雰囲気の変動により２つの電極間の導電率が変動する導電センサーの製造方法とすることにより、導電性を有する共役系を形成したチエニル基またはピロリル基部分が表面に露出するため、表面の雰囲気による導電率の変化が大きい、つまり感度が高いセンサーとなる。また、その導電膜は化学結合により固定化されるので、信頼性のすぐれたセンサーを製造できる。
【００２８】
第１９の発明は、相対湿度３５％以下の雰囲気下で、２つの電極を有する基板表面の少なくとも電極間に、少なくとも、チエニル基またはピロリル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、チエニル基またはピロリル基の共役系を形成する電解重合工程とを少なくとも含み、その雰囲気の変動により２つの電極間の導電率が変動する導電センサーの製造方法とすることにより、導電性を有する共役系を形成したチエニル基またはピロリル基部分が表面に露出するため、表面の雰囲気による導電率の変化が大きい、つまり感度が高いセンサーとなる。また、その導電膜は化学結合により固定化されるので、信頼性のすぐれたセンサーを工業的に製造できる。
【００２９】
第２０の発明は、相対湿度３５％以下の雰囲気下で、液晶表示素子の２つの対向基板上に、直鎖状のカルコニル基とシロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、その上に偏光照射する工程と、前記対向基板同士を貼り合わせる工程と、液晶層を形成する工程とを備える液晶表示素子の製造方法とすることにより、共役異方性を形成したカルコニル基部分が表面に露出するため、その上での液晶分子の配向力（アンカリング力）の大きい、つまりコントラストの高い液晶表示素子となる。また、その液晶配向膜は化学結合により固定化されるので、信頼性の液晶表示素子を製造できる。
【００３０】
第２１の発明は、相対湿度３５％以下の雰囲気下で、液晶表示素子の２つの対向基板上に、カルコニル基と、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基とを有する化合物を含む溶液を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程と、その上に偏光照射する工程と、前記対向基板同士を貼り合わせる工程と、液晶層を形成する工程とを備える液晶表示素子の製造方法とすることにより、共役異方性を形成したカルコニル基部分が表面に露出するため、その上での液晶分子の配向力（アンカリング力）の大きい、つまりコントラストの高い液晶表示素子となる。また、その液晶配向膜は化学結合により固定化されるので、信頼性の液晶表示素子を工業的に製造できる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における機能性単分子膜の製造方法について説明する。
【００３３】
本実施の形態における機能性単分子膜の製造方法は、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程を少なくとも含むものである。
【００３４】
また、シロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物を含む溶液を基板に接触させることで、基板にその化合物を固定化する工程と、溶媒を蒸発させる工程と、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程を少なくとも含むものである。
【００３５】
なお、本実施の形態に供されるシロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基ととしては、クロロシリル基を始めとするハロゲン化シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネートシリル基が有効であるが、クロロシリル基は表面水酸基との反応性の高さとクロロシリル基同士の反応性の低さ、すなわち基板と反応していない化合物の除去しやすさを考慮すると特に有効である。また、シロキサン結合を介することにより、共有結合を介したもの（例えば、スルフィド結合−Ｓ−）よりも、より強固に基板に結合するので、耐熱性、耐水性、耐電気特性などにすぐれている。
【００３６】
また、基板としては、シロキサン結合を介して化合物を固定化するために表面水酸基を有するものが有効であり、金属酸化物、例えば、ガラス、セラミックなどが有効であるが、金属でもアルマイトやステンレスのように酸化皮膜を設けたものについても適用できる。また、コロナ処理など表面水酸基を設ける処理を行えばプラスチックについても適応できる。
【００３７】
また、本実施の形態に供される機能を発現する官能基としては、撥水、防汚性にはアルキル基が良く、さらに撥油性を付与し、防汚性を高める場合には、フルオロアルキル基がすぐれている。さらにこれらの官能基は固定化される化合物の割合（被覆率）を高めるためにも、直鎖状がすぐれている。
【００３８】
また、本実施の形態に供される機能を発現する官能基としては、雰囲気をセンシングできるものとして、下記の（化学式１）から（化学式４）に示すチエニル基またはピロリル基が有効で、この官能基を共役化することで、センシング性を発現する。このうち、本方法により、（化学式２）のチエニル基と（化学式４）のピロリル基、共役が表面に露出し、センサー感度がよくなり特に有効である。また共役系を形成するには、光、熱、電解重合が有効であるが、この場合、熱分解することなく確率よく共役が形成できる電解重合が最もよい。さらに、これらの官能基は固定化される化合物の割合（被覆率）を高めるためにも、直鎖状がすぐれている。
【００３９】
【化１】
2006224234.tif 000003
【００４０】
【化２】
2006224234.tif 000004
【００４１】
【化３】
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【００４２】
【化４】
2006224234.tif 000006
【００４３】
また、本実施の形態に供される機能を発現する官能基としては、液晶配向膜として作用するものとして、（化学式５）に示すカルコニル基または（化学式６）に示すシンナモイル基が有効で、この官能基を異方的に共役化することで、液晶配向性を発現する。このうち、本方法により、（化学式５）のカルコニル基は、表面に露出しやすいため、少ない偏光を照射するだけで、大きな配向性（アンカリングエネルギー）を得られ、特に有効である。また共役系を形成するには、光、熱、電解重合が有効であるが、この場合、異方性共役が形成できる偏光が最もよい。さらに、これらの官能基は固定化される化合物の割合（被覆率）を高めるためにも、直鎖状がすぐれている。
【００４４】
【化５】
2006224234.tif 000007
【００４５】
【化６】
2006224234.tif 000008
【００４６】
以上のことから、本実施の形態に供されるシロキサン結合を介して基板表面に固定化する官能基と、機能を発現する官能基とを有する化合物の具体例として、撥水、撥油、防汚の場合は、以下のものが例示できる。
（１）ＣｎＨ２ｎ＋１―（Ｃ６Ｈ４）ｋ−（ＣＨ２）ｍ−ＳｉＸ３
（２）ＣｎＦ２ｎ＋１−（ＣＨ２）ｍ―（Ｃ６Ｈ４）ｋ―（ＣＨ２）ｌ−ＳｉＸ３
ただし、ｎは１以上の自然数、ｍ、ｌは自然数、ｋは０または１でＸはハロゲン基、アルコキシ基、イソシアネート基である。
【００４７】
さらに具体的には直鎖状のものがすぐれ、
（３）ｎ−Ｃ１０Ｈ２１−ＳｉＣｌ３
（４）ｎ−Ｃ８Ｆ１７−Ｃ２Ｈ４−ＳｉＣｌ３
である。
【００４８】
また、雰囲気をセンシングできるものとして、化学式１から４に加え、一般的なものとして、
（５）Ｃ４Ｈ５Ｎ−（ＣＨ２）ｎ−ＳｉＸ３
（６）Ｃ４Ｈ５Ｓ−（ＣＨ２）ｎ−ＳｉＸ３
ただし、ｎは１以上の自然数、Ｘはハロゲン基、アルコキシ基、イソシアネート基である。
【００４９】
さらに、具体的なものとして、
（７）Ｃ４Ｈ５Ｎ−（ＣＨ２）８−ＳｉＣｌ３
（８）Ｃ４Ｈ５Ｓ−（ＣＨ２）８−ＳｉＣｌ３
また、液晶配向膜として作用するものとして、以下のものが例示できる。
（９）Ｃ６Ｈ５−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−ＳｉＸ３
（１０）Ｃ６Ｈ５−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−ＳｉＸ３
ただし、ｎは１以上の自然数、Ｘはハロゲン基、アルコキシ基、イソシアネート基である。
【００５０】
さらに、具体的なものとして、
（１１）Ｃ６Ｈ５−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）６−Ｏ−ＳｉＸ３
（１２）Ｃ６Ｈ５−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）６−Ｏ−ＳｉＸ３
また、基板に固定化していない化合物を蒸発する工程としては、その化合物を洗浄するという手段があるが、これを完全に除去できなかったり、製造工程が複雑（洗浄液の扱い）になったりすることから、蒸発除去するのが望ましい。この方法として、減圧や加熱という方法があるが、化合物の熱的安定を考えると、減圧蒸発が望ましい。ただし、工程が複雑であるので場合により、基板に固定化していない化合物の沸点程度に加熱して蒸発除去するのが望ましい。具体的温度範囲としては１５０℃から３００℃が望ましいが、基板に固定化していない化合物が重合反応などにより変化している可能性もあるので、場合により５００℃まではかまわない。またその雰囲気として、加熱により基板に固定化している化合物あるいは固定化していない化合物の反応を抑えるためにも、雰囲気湿度が３５％以下、さらに望ましくは不活性ガス雰囲気下、無水雰囲気下などが望ましい。
【００５１】
次に溶媒としては、水を含まない非水系溶媒を用いるのが好ましく、水を含まない炭化水素系溶媒、フッ化炭素系溶媒、シリコーン系、アルコール系溶媒などを用いることが可能である。なお、石油系の溶剤の他に具体的に使用可能なものは、石油ナフサ、ソルベントナフサ、石油エーテル、石油ベンジン、イソパラフィン、ノルマルパラフィン、デカリン、工業ガソリン、灯油、リグロイン、ジメチルミリコーン、フェニルシリコーン、アルキル変性シリコーン、ポリエステルシリコーンなどを挙げることができる。また、フッ化炭素系溶媒には、フロン系溶媒や、フロリナート（３Ｍ社製品）、アフルード（旭ガラス社製品）などがある。なお、これらは１種単独で用いてもよいし、よく混合するものなら２種以上を組み合わせてもよい。
【００５２】
次に、図１に基づいて撥水基板の作製法について説明する。
【００５３】
基板１として、日本電気硝子製ネオセラムＮ−０を用い、窒素雰囲気（無水）下でこれをヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン２と溶媒ヘキサメチルシロキサン３を含む溶液に浸漬し、浸漬後、無水雰囲気下で基板１を乾燥させた。この後、無水雰囲気下で基板１を２００℃雰囲気４で１０分加熱することで、撥水性単分子膜５を有するガラス基板Ａを作製した。
【００５４】
（比較例１ａ）
次に、ガラス基板Ａに対する比較例として、基板１を無水雰囲気下で２００℃の雰囲気で１０分加熱することを行わず（他はガラス基板Ａと同じ）ガラス基板１ａを作製した。
【００５５】
（撥水膜の加熱処理の効果）
ガラス基板Ａとガラス基板１ａの水の接触角を測定したところ、ガラス基板Ａは１１２°、ガラス基板１ａは１０３°であった。また、基板上に黒のマジックインキ（Ｎｏ．５００）で直径５ｃｍの円を描き、この後、ティッシュでふきとったところガラス基板Ａは黒のマジックインキを簡単に除去できたものの、ガラス基板１ａは困難であった。これは、ガラス基板Ａは加熱することで固定化されていない化合物が蒸発除去され、表面にＣＦ３基が露出しているのに対し、ガラス基板１ａは除去されず、表面にＣＨ２−やＳｉ−が存在するためと考えられる。したがって、本実施の形態におけるガラス基板Ａの効果が実証された。
【００５６】
（比較例１ｂ）
本実施の形態の無水雰囲気下に代わって、通常雰囲気下（相対湿度５０％）で行ったこと以外は、実施の形態と同様にしてガラス基板１ｂを作製した。
【００５７】
（撥水膜の雰囲気中における水の影響）
ガラス基板Ａとガラス基板１ｂの水の接触角を測定したところ、ガラス基板Ａは１１２°、ガラス基板１ｂは１０８°であった。また、基板上に黒のマジックインキ（Ｎｏ．５００）で直径５ｃｍの円を描き、この後、ティッシュでふきとったところガラス基板Ａは黒のマジックインキを簡単に除去できたものの、ガラス基板１ｂは困難であった。これは、ガラス基板Ａは加熱することで固定化されていない化合物が蒸発除去され、表面にＣＦ３基が露出しているのに対し、ガラス基板１ｂは雰囲気中の水分により過剰な化合物が重合体になったため除去されにくく、表面にＣＨ２−やＳｉ−が存在するためと考えられる。したがって、本実施の形態におけるガラス基板Ａの効果が実証された。
【００５８】
なお、これらと同様な効果が、例えば、炊飯器鍋や蓋などの調理容器内面や電子レンジ壁面やＩＨクッキングヒータのガラストップなどのこびりつき汚れのとれやすさや、自動車、建材の窓ガラスの撥水、油膜のとれやすさでも認められ、本実施の形態におけるガラス基板Ａを適用することにより、すぐれた撥水、防汚性能を有する調理容器や調理機器、あるいは自動車や建材の窓ガラスが提供できる。
【００５９】
（比較例１ｃ）
基板として、金蒸着ネオセラムＮ−０を用い、窒素雰囲気（無水）下でこれをヘプタデカフルオロデシルチオールと溶媒エタノールを含む溶液に浸漬し、浸漬後、無水雰囲気下で基板を乾燥させた。この後、無水雰囲気下で基板を２００℃雰囲気４で１０分加熱することで、ガラス基板１ｃを作製した。
【００６０】
（撥水膜の耐熱性）
ガラス基板Ａとガラス基板１ｃの接触角を測定したところ、ガラス基板Ａは１１２°、ガラス基板１ｃは１００°であった。さらに２００℃で１００時間加熱すると、ガラス基板Ａは１０７°、ガラス基板１ｃは４５°であった。これは、シロキサン結合を介することにより、従来の共有結合を介したもの（例えば、スルフィド結合−Ｓ−）よりも、より強固に基板に結合するので、耐熱性がすぐれるためである。
【００６１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における機能性単分子膜の製造方法を用いたデバイスの製造方法について説明する。
【００６２】
図２は、デバイスとして導電センサーの作製法を示している。クロロシリル基を有するチエニル化合物１１として、２−チエニルオクチルトリクロロシランを、その溶媒として、ヘキサメチルシロキサンを用いた溶液１２に、２つの金電極１３を有する石英基板１４を、無水雰囲気下で１時間浸漬し、溶媒を乾燥させた。この後、過剰な２−チエニルオクチルトリクロロシランを１００℃雰囲気１５で１０分加熱した。このとき２−チエニルオクチルトリクロロシランは、そのクロロシリル基と石英基板との間で脱水素反応をおこして、シロキサン結合を介して石英基板１４に固定化される。また、そのチエニル基は、金電極１３と化学結合を形成する。この基板をさらに不活性ガス雰囲気下で、無水過塩素酸リチウム０．０５ｍｏｌ／Ｌのアセトニトリル溶液１６中に浸漬しながら、２つの金電極１３間に電流密度１００μＡ／ｃｍ２となるように、走査速度１００ｍＶ／Ｓで電解重合した。この結果、チエニル基は隣接同士で重合をおこし、ポリチエニル単分子膜１７の基板Ｂができる。
【００６３】
（比較例２ａ）
次に、基板Ｂに対する比較例として、石英基板１４を１００℃雰囲気１５で１０分加熱することを行わず（他は基板Ｂと同じ）基板２ａを作製した。
【００６４】
（導電センサーの加熱処理の効果）
この単分子膜を有する基板Ｂと基板２ａを、不活性ガス雰囲気中で２つの金電極１３間に６０Ｈｚの交流をプローブとしての導電率を測定することでセンサー化した。不活性ガス雰囲気中では基板Ｂは４０ｍＳ、基板２ａは４００ｍＳを示したが、この雰囲気にＣＯを導入し雰囲気濃度を１０ｐｐｍにしたところ、基板Ｂは３２ｍＳとなったが、基板２ａは４００ｍＳとほとんど変わらなかったことから、この基板Ｂは導電センサーとして作用することがわかる。
【００６５】
これは、基板Ｂは加熱することで固定化されていない化合物が蒸発除去され、表面にチエニル基が露出しているのに対し、基板２ａは除去されず、表面にＣＨ２−や−ＳＨが存在するためと考えられる。したがって、本実施の形態における基板Ｂの効果が実証された。
【００６６】
（比較例２ｂ）
次に、基板Ｂに対する比較例として、本実施の形態の無水雰囲気下に代わって、通常雰囲気下（相対湿度５０％）で行ったこと以外は、実施の形態と同様にして基板２ｂを作製した。
【００６７】
（導電センサー製造時の雰囲気中における水の影響）
基板Ｂと基板２ｂを、不活性ガス雰囲気中で２つの金電極１３間に６０Ｈｚの交流をプローブとしての導電率を測定することでセンサー化した。不活性ガス雰囲気中では基板Ｂは４０ｍＳ、基板２ｂは４００ｍＳを示したが、この雰囲気にＣＯを導入し雰囲気濃度を１０ｐｐｍにしたところ、基板Ｂは３２ｍＳとなったが、基板２ｂは２２０ｍＳと感度が悪かったので、この基板Ｂは導電センサーとして作用することがわかる。
【００６８】
これは、基板Ｂは加熱することで固定化されていない化合物が蒸発除去され、表面にチエニル基が露出しているのに対し、基板２ｂは雰囲気中の水分により過剰な化合物が重合体になったため除去されにくく、表面にＣＨ２−や−Ｃｌが存在するためと考えられる。したがって、本実施の形態における基板Ｂの効果が実証された。
【００６９】
同様にして、基板Ｂは、ＮＯ、メルカプタン、カルボン酸、アルデヒド、アルコール、ケトンなど、有害物やにおいの成分などガスに対しても同様な作用があることがわかった。また、水溶液中に浸漬すると、水素イオン濃度に対しても同様な作用があることがわかった。
【００７０】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における機能性単分子膜の製造方法を用いたデバイスの製造方法について説明する。
【００７１】
まず、図３に基づき液晶配向膜の作製について説明する。
【００７２】
シラン化合物としてＣ６Ｈ５−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−（ＣＨ２）６−Ｏ−ＳｉＣｌ３  ２２、溶媒としてヘキサメチルジシロキサンの１０−３ｍｏｌ／Ｌの溶液を、相対湿度を５％以下とした無水雰囲気で、ＴＮ液晶表示素子の２つの対向基板２１上に印刷機を用いて１μｍ（液膜）塗布した（塗布工程）。その後、このＴＮ液晶表示素子の２つの対向基板２１を２００℃雰囲気で加熱した（蒸発工程）。その後、クロロホルム中に浸漬、そして、引き上げ、ＴＮ液晶表示素子の２つの対向基板２１上に、液晶表示素子に組み合わせたときに、それぞれの基板におけるクロロホルムの液切り方向が左ねじれ９０゜になるように引き上げ、第１と第２と対向基板２１上に形成された膜を液切り方向に配向させた（液切り配向工程）。この後、フォトマスクによるマスキング法を用い、画素（８０μｍ×２４０μｍ）の中心部５０μｍ×２１０μｍの領域をマスクし、全体を偏光方向が前記液切り方向と同じ方向で前記液切り方向となす角（基板とのなす角）が４５゜の偏光を８００ｍＪ／ｃｍ２照射し、（偏光配向工程）単分子膜による液晶配向膜２３を有する基板Ｃを作製した。
【００７３】
（比較例３ａ）
次に、基板Ｃに対する比較例として、対向基板２１を２００℃の雰囲気で１０分加熱することを行わず（他は基板Ｃと同じ）基板３ａを作製した。
【００７４】
（液晶表示素子製造時の加熱処理の効果）
基板Ｃまたは基板３ａを用いた液晶表示素子を図４に示した。
【００７５】
対向基板３１には透明電極、対向基板３２にはＣＦとその上に透明電極３３が設けられ、それら上に液晶配向膜３４が設けられることで、基板Ｃまたは基板３ａとなる。この対向基板３１、３２はシール剤３６で対向して固定化され、その対向基板３１、３２間のギャップに液晶が充填され、液晶表示素子が製造される。
【００７６】
この基板Ｃまたは基板３ａを用いた液晶表示素子を駆動して、コントラストを測定したところ、基板Ｃのものは３００に対し、基板３ａのものは７２であった。したがって、基板Ｃを用いた液晶表示素子がすぐれた表示性能を有することがわかる。これは、基板体Ｃは加熱することで固定化されていない化合物が蒸発除去され、表面にＣＦ３基が露出しているのに対し、基板３ａは除去されず、表面にＣＨ２−やＳｉ−Ｃｌが存在するためと考えられる。したがって、本実施の形態における基板Ｃの効果が実証された。
【００７７】
（比較例３ｂ）
次に、基板Ｃに対する比較例として、本実施の形態の無水雰囲気下に代わって、通常雰囲気下（相対湿度５０％）で行ったこと以外は、実施の形態と同様にして基板３ｂを作製した。
【００７８】
（液晶表示素子製造時の雰囲気中における水の影響）
この基板Ｃまたは基板３ｂを用いた液晶表示素子を駆動して、コントラストを測定したところ、基板Ｃのものは３００に対し、基板体３ｂのものは２００であった。したがって、基板Ｃを用いた液晶表示素子がすぐれた表示性能を有することがわかる。これは、基板Ｃは加熱することで固定化されていない化合物が蒸発除去され、表面にＣＦ３基が露出しているのに対し、基板３ｂは雰囲気中の水分により過剰な化合物が重合体になったため除去されにくく、表面にＣＨ２−やＳｉ−Ｃｌが存在するためと考えられる。したがって、本実施の形態における基板Ｃの効果が実証された。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明にかかる機能性単分子膜の製造方法およびデバイスの製造方法は、基板に固定化していない化合物を完全に除去でき、その結果、機能性単分子膜はすぐれた特性を発揮すると同時に、シロキサン結合により、化合物をより強固に基板に結合でき、耐熱性、耐水性、耐電気特性などにすぐれているので、すぐれた防汚性を有する調理容器、調理機器、自動車や建材の窓ガラス、感度のよいガスあるいは食品センサーや、表示特性にすぐれた液晶表示素子などのデバイスに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態１における機能性単分子膜の製造方法を示す工程図
【図２】本発明の実施の形態２における導電センサーの製造方法を示す工程図
【図３】本発明の実施の形態３における液晶配向膜の製造方法を示す工程図
【図４】同製造方法により作製の基板を用いた液晶表示素子の断面図
【符号の説明】
【００８１】
１  基板
５  撥水性単分子膜
１３  金電極
１４  石英基板
１７  ポリチエニル単分子膜
２１  対向基板
２３、３４  液晶配向膜
３１、３２  対向基板
【図１】
2006224234.tif 000009
【図２】
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【図３】
2006224234.tif 000011
【図４】
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