(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。【解決手段】共有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℃の雰囲気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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共有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】
共有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加熱である請求項１または２に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項５】
基板表面に固定化する官能基がクロロシリル基である請求項１〜４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】
基板表面に固定化する官能基がチオール基である請求項１〜４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】
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１〜６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１〜６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９】
共役系を形成する工程が電解重合である請求項８に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項１０】
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１〜６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１１】
共役系を形成する工程が光重合である請求項１０に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項１２】
光重合が偏光によるものである請求項１１に記載の機能性単分子膜の製造方法。
【請求項１３】
共有結合を介して基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル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を少なくとも含む調理容器の製造方法。
【請求項１４】
共有結合を介して基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル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を少なくとも含む調理容器の製造方法。
【請求項１５】
共有結合を介して基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル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を少なくとも含む調理機器の製造方法。
【請求項１６】
共有結合を介して基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル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を少なくとも含む調理機器の製造方法。
【請求項１７】
２つの電極を有する基板を備え、共有結合を介して電極表面に固定化する官能基と、チエニル基またはピロリル基とを有する化合物を接触させることで、電極にその化合物を固定化する工程と、電極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導電センサーの製造方法。
【請求項１８】
２つの電極を有する基板を備え、共有結合を介して電極表面に固定化する官能基と、チエニル基またはピロリル基とを有する化合物を含む溶液を電極に接触させることで、電極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、電極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導電センサーの製造方法。
【請求項１９】
液晶表示素子の２つの対向基板を備え、共有結合を介して対向基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のカルコニル基とを有する化合物を接触させることで、対向基板にその化合物を固定化する工程と、対向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を備える液晶表示素子の製造方法。
【請求項２０】
液晶表示素子の２つの対向基板を備え、共有結合を介して対向基板表面に固定化する官能基と、カルコニル基とを有する化合物を含む溶液を接触させることで、対向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、対向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、共有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、機能性単分子膜は優れた特性を発揮するものである。
【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、共有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、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、機能性単分子膜は優れた特性を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、共有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、機能性の官能基が表面に露出し優れた特性を発揮する機能性単分子膜を製造することができる。
【００１１】
第２の発明は、共有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、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。
【００１３】
第４の発明は、特に、第１または第２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。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、基板表面に固定化する官能基がクロロシリル基であることにより、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化学結合し、過剰な化合物は反応せず、容易に除去できる。
【００１５】
第６の発明は、特に、第１または第２の発明において、基板表面に固定化する官能基がチオール基であることにより、チオール基が基板表面の金属原子と反応して、スルフィド結合を介して化合物が基板と化学結合し、過剰な化合物は反応せず、容易に除去できるのでよい。
【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、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、優れた撥水、撥油、防汚性を発揮する。
【００１７】
第８の発明は、特に、第１〜第６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ので、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。
【００１８】
第９の発明は、特に、第８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。
【００１９】
第１０の発明は、特に、第１〜第６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。
【００２０】
第１１の発明は、特に、第１０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。
【００２１】
第１２の発明は、特に、第１１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。
【００２２】
第１３の発明は、共有結合を介して基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル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、防汚性に優れ、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。
【００２３】
第１４の発明は、共有結合を介して基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル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、防汚性に優れ、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。
【００２４】
第１５の発明は、共有結合を介して基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル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、防汚性に優れ、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。
【００２５】
第１６の発明は、共有結合を介して基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のアルキル基またはフルオロアルキル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、防汚性に優れ、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。
【００２６】
第１７の発明は、２つの電極を有する基板を備え、共有結合を介して電極表面に固定化する官能基と、チエニル基またはピロリル基とを有する化合物を接触させることで、電極にその化合物を固定化する工程と、電極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電極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、つまり感度が高い導電センサーとなる。また、その導電膜は化学結合により固定化されるので、信頼性の優れた導電センサーを製造できる。
【００２７】
第１８の発明は、２つの電極を有する基板を備え、共有結合を介して電極表面に固定化する官能基と、チエニル基またはピロリル基とを有する化合物を含む溶液を電極に接触させることで、電極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、電極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電極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、信頼性の優れた導電センサーを工業的に製造できる。
【００２８】
第１９の発明は、液晶表示素子の２つの対向基板を備え、共有結合を介して対向基板表面に固定化する官能基と、直鎖状のカルコニル基とを有する化合物を接触させることで、対向基板にその化合物を固定化する工程と、対向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。
【００２９】
第２０の発明は、液晶表示素子の２つの対向基板を備え、共有結合を介して対向基板表面に固定化する官能基と、カルコニル基とを有する化合物を含む溶液を接触させることで、対向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、対向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。
【００３０】
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。
【００３１】
（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。
【００３２】
本実施の形態における機能性単分子膜の製造方法は、共有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。
【００３３】
また、共有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。
【００３４】
なお、本実施の形態に供される基板表面に固定化する官能基としては、表面水酸基を有する基板の場合、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。
【００３５】
また、表面水酸基を有する基板としては、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。
【００３６】
また、本実施の形態に供される基板表面に固定化する官能基としては、金属または金属薄膜基板の場合、チオール基が有効である。また、このときの金属としては、金、銀、白金、銅のいずれかもしくはそれらの合金である場合、特にスルフィド結合を介して強固に結合するので特に有効である。
【００３７】
次に、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優れている。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、直鎖状が優れている。
【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、直鎖状が優れている。
【００３９】
【化１】
2006223957.tif 000003
【００４０】
【化２】
2006223957.tif 000004
【００４１】
【化３】
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【００４２】
【化４】
2006223957.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、直鎖状が優れている。
【００４４】
【化５】
2006223957.tif 000007
【００４５】
【化６】
2006223957.tif 000008
【００４６】
以上のことから、本実施の形態に供される共有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
（３）ＣｎＨ２ｎ＋１―（Ｃ６Ｈ４）ｋ−（ＣＨ２）ｍ−ＳＨ
（４）ＣｎＦ２ｎ＋１−ＣｍＨ２ｍ―（Ｃ６Ｈ４）ｋ−（ＣＨ２）ｌ−ＳＨ
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優れ、
（５）ｎ−Ｃ１０Ｈ２１−ＳｉＣｌ３
（６）ｎ−Ｃ８Ｆ１７−Ｃ２Ｈ４−ＳｉＣｌ３
（７）ｎ−Ｃ１０Ｈ２１−ＳＨ
（８）ｎ−Ｃ８Ｆ１７−Ｃ２Ｈ４−ＳＨ
が例示できる。
【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（化学式４）に加え、一般的なものとして、下記のものがある。
（９）Ｃ４Ｈ５Ｎ−（ＣＨ２）ｎ−ＳｉＸ３
（１０）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、以下のものが例示できる。
（１１）Ｃ４Ｈ５Ｎ−（ＣＨ２）８−ＳｉＣｌ３
（１２）Ｃ４Ｈ５Ｓ−（ＣＨ２）８−ＳｉＣｌ３
（１３）Ｃ４Ｈ５Ｎ−（ＣＨ２）８−ＳＨ
（１４）Ｃ４Ｈ５Ｓ−（ＣＨ２）８−ＳＨ
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。
（１５）Ｃ６Ｈ５−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−ＳｉＸ３
（１６）Ｃ６Ｈ５−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−ＳｉＸ３
（１７）Ｃ６Ｈ５−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−ＳＨ
（１８）Ｃ６Ｈ５−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｎ−（ＣＨ２）ｎ−ＳＨ
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、以下のものが例示できる。
（１９）Ｃ６Ｈ５−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）６−Ｏ−ＳｉＸ３
（２０）Ｃ６Ｈ５−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）６−Ｏ−ＳｉＸ３
（２１）Ｃ６Ｈ５−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ２）６−ＳＨ
（２２）Ｃ６Ｈ５−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）６−ＳＨ
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、工程が複雑なので場合により、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。具体的な温度範囲としては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、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℃の雰囲気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１）
次に、ガラス基板Ａに対する比較例１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ａ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ａ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ａ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、ティッシュでふき取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ａ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ａ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】
なお、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庫内壁面や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、油膜の取れやすさでも認められ、ガラス基板Ａを適用することにより、優れた撥水、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。
【００５７】
（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。
【００５８】
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。導電センサーの石英基板１５には、酸化ケイ素絶縁層１３を介して２つの電極１４を有する金薄膜が設けられている。そして、この石英基板１５を、チエニル基を有するチオール化合物１１として、２−チエニルオクチルチオールを、その溶媒として、エタノールを用いた溶液１２に、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−チエニルオクチルチオールを１００℃の雰囲気１６で１０分加熱した。このとき２−チエニルオクチルチオールは、そのチオール基と石英基板１５に設けられた金薄膜領域で脱水素反応を起こして、スルフィド結合を介して金薄膜に固定化される。また、そのチエニル基は、電極１４と化学結合を形成する。この石英基板１５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１７中に浸漬しながら、２つの電極１４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（共役系形成工程）。この結果、チエニル基は隣接どおしで重合を起こし、ポリチエニル単分子膜１８の基板Ｂができる。
【００５９】
（比較例２）
次に、基板Ｂに対する比較例２として、石英基板１５を１００℃の雰囲気１６で１０分加熱することを行わず（他は基板Ｂと同じ）基板ｂを作製した。
【００６０】
（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ｂを、不活性ガス雰囲気中で２つの電極１４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ｂ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ｂ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。
【００６１】
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ｂ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。なお、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の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。
【００６２】
（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。
【００６３】
まず、図３に基づき液晶配向膜の作製について説明する。
【００６４】
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℃の雰囲気で加熱した（蒸発工程）。この後、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各基板の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、２つの対向基板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。
【００６５】
（比較例３）
次に、基板Ｃに対する比較例３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ｃを作製した。
【００６６】
（液晶表示素子の加熱処理の効果）
基板Ｃまたは基板ｃを用いて図４に示す液晶表示素子を構成した。
【００６７】
対向基板３１には透明電極３３、対向基板３２にはＣＦとその上に透明電極３３を設け、それらの上に液晶配向膜３４を設けることで、基板Ｃまたは基板ｃとなる。この対向基板３１間はシール剤３６で対向して固定化され、その対向基板３１間のギャップに液晶３５が充填され、液晶表示素子が構成される。
【００６８】
この基板Ｃまたは基板ｃ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ｃ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優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ｃ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。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
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、機能性単分子膜は優れた特性を発揮するので、優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、表示特性に優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】
【００７０】
【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】
【００７１】
１  基板
５  撥水性単分子膜
１４  電極
１５  石英基板
１８  ポリチエニル単分子膜
２１  対向基板
２３  液晶配向膜
３１、３２  対向基板
３４  液晶配向膜
【図１】
2006223957.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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