(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性基を有する同一の化学物質分子群が基板面に化学吸着されてなる有機薄膜であって、前記有機薄膜は、化学吸着した分子の吸着密度の異なる少なくとも２つの領域を有し、かつ前記吸着密度の異なる２つの領域が隣接していることを特徴とする有機薄膜。
【請求項２】
上記領域がパターン状に形成されている請求項１に記載の有機薄膜。
【請求項３】
各領域を構成する分子の群が、領域毎に同一または異なる方向に傾斜している請求項１または２に記載の有機薄膜。
【請求項４】
分子同士が感光性基を介して結合している請求項１ないし３のいずれかに記載の有機薄膜。
【請求項５】
前記有機薄膜は導電性を有し、かつ領域の導電性が、少なくとも隣接する領域において異なっている請求項１ないし４のいずれかに記載の有機薄膜。
【請求項６】
領域の表面エネルギーが、少なくとも隣接する領域において異なっている請求項１ないし５のいずれかに記載の有機薄膜。
【請求項７】
一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを基板面に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含む有機薄膜の製造方法。
【請求項８】
一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、異なる濃度のものを基板面に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含む有機薄膜の製造方法。
【請求項９】
化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質が異なる種類のものを基板面に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含む有機薄膜の製造方法。
【請求項１０】
化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるものを基板面に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含む有機薄膜の製造方法。
【請求項１１】
複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度、同一種類、かつ同一の混合割合のものを基板面に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含む有機薄膜の製造方法。
【請求項１２】
複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なるものを基板面に接触させる場合に、
上記両吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含む有機薄膜の製造方法。
【請求項１３】
領域がパターン状を形成するように化学吸着物質を接触させるものである請求項７ないし１２のいずれかに記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項１４】
上記化学吸着物質が下記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子を使用するものである請求項７ないし１３のいずれかに記載の有機薄膜の製造方法。
【化１】
0003809330.tif 000009
（式中、Ａはケイ素、ゲルマニウム、スズ、チタン及びジルコニウムから選ばれる１種の原子を表しており、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基から選ばれる１種の官能基を表している。）
【請求項１５】
上記有機薄膜表面に付着した未吸着の分子を洗浄剤で洗浄して除去する洗浄工程を含むことを特徴とする請求項７ないし１４のいずれかに記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項１６】
上記被膜形成工程が少なくとも２回化学吸着物質分子を化学吸着させる場合に、化学吸着物質分子を吸着させる毎に、上記洗浄工程を行うことを特徴とする請求項１５に記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項１７】
上記洗浄工程で用いる洗浄剤が、クロロホルム、アルキレングリコール類、アルコキシアルコール類及びケトン類からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項１５または１６に記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項１８】
上記化学吸着物質分子として感光性基を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程を含むことを特徴とする請求項７ないし１７のいずれかに記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項１９】
上記被膜形成工程が複数回化学吸着物質分子を化学吸着させる場合に、被膜形成工程の途中に少なくとも１回及び／又は被膜形成工程終了後に上記架橋処理工程を行うことを特徴とする請求項１８に記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項２０】
上記照射する紫外線が、偏光光である請求項１８または１９に記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項２１】
上記偏光光が直線偏光光である請求項２０に記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項２２】
上記架橋処理工程が、少なくとも２回紫外線を照射する場合であって、照射する紫外線の光強度及び／又は波長を変えて照射する工程である請求項１８ないし２１のいずれかに記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項２３】
上記架橋処理工程が、有機薄膜に少なくとも２回紫外線を照射する場合であって、領域ごとに照射する紫外線の基材に対する入射角を変えて照射する工程である請求項１８ないし２２のいずれかに記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項２４】
上記架橋処理工程が、薄膜面に、照射ごとに偏光方向の異なる偏光光を用い、かつ照射ごとに照射区域が異なるようにして少なくとも２回の偏光照射を行い、領域ごとに薄膜構成分子の基板面に対する傾きの角度及び／又は配向方向を変える工程である請求項１８ないし２３のいずれかに記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項２５】
上記化学吸着物質として少なくとも１種は、重合性を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板上で重合反応させて、基板上に共役系高分子層を形成し、さらにこれをドーピングして導電性を付与させることで少なくとも隣接する領域に異なる導電性を付与する導電性付与工程を含むことを特徴とする請求項７ないし１７のいずれかに記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項２６】
基板上に形成された有機薄膜よりなる液晶配向膜であって、前記有機薄膜は、分子密度の異なる少なくとも２つの領域を有し、かつ前記分子密度の異なる２つの領域が隣接し、隣接するそれぞれの領域が同一種類の化学物質分子の群で構成されていることを特徴とする液晶配向膜。
【請求項２７】
基板上に配された化学吸着物質分子よりなる有機薄膜で構成された液晶配向膜であって、１画素に対応する区画を複数かつパターン状に分割した分割領域を有し、前記分割領域の少なくとも隣合う領域を構成する前記化学吸着物質分子の分子吸着密度が異なり、前記分割領域ごとに前記化学吸着物質分子の基板面に対する傾きの角度及び／又は配向方向を変えることにより、各分割領域のプレチルト角及び／又はプレチルト方位が制御されていることを特徴とする液晶配向膜。
【請求項２８】
基板上に配された化学吸着物質分子よりなる有機薄膜で構成された液晶配向膜の製造方法において、
一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を有する
ことを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
【請求項２９】
基板上に配された化学吸着物質分子よりなる有機薄膜で構成された液晶配向膜の製造方法において、
一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、異なる濃度のものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を有する
ことを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
【請求項３０】
基板上に配された化学吸着物質分子よりなる有機薄膜で構成された液晶配向膜の製造方法において、
化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質が異なる種類のものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を有する
ことを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
【請求項３１】
基板上に配された化学吸着物質分子よりなる有機薄膜で構成された液晶配向膜の製造方法において、
化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を有する
ことを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
【請求項３２】
基板上に配された化学吸着物質分子よりなる有機薄膜で構成された液晶配向膜の製造方法において、
複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度、同一種類、かつ同一の混合割合のものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を有する
ことを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
【請求項３３】
基板上に配された化学吸着物質分子よりなる有機薄膜で構成された液晶配向膜の製造方法において、
複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なるものを基板面に接触させる場合に、上記両吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を有する
ことを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
【請求項３４】
前記化学吸着物質が基板面に化学吸着する化学吸着物質であり、領域がパターン状を形成するように化学吸着物質を基板面に接触させるものであることを特徴とする請求項２８ないし３３のいずれかに記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項３５】
上記化学吸着物質が下記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子を使用するものであることを特徴とする請求項２８ないし３４のいずれかに記載の液晶配向膜の製造方法。
【化２】
0003809330.tif 000010
（式中、Ａはケイ素、ゲルマニウム、スズ、チタン及びジルコニウムから選ばれる１種の原子を表しており、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基から選ばれる１種の官能基を表している。）
【請求項３６】
有機薄膜表面に付着した未吸着の分子を洗浄剤で洗浄して除去する洗浄工程を含むことを特徴とする請求項２８ないし３５のいずれかに記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項３７】
被膜形成工程が少なくとも２回化学吸着物質分子を化学吸着させる場合に、化学吸着物質を吸着させる毎に、上記洗浄工程を行うことを特徴とする請求項３６に記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項３８】
上記洗浄工程で用いる洗浄剤が、クロロホルム、アルキレングリコール類、アルコキシアルコール類及びケトン類からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項３６または３７に記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項３９】
上記化学吸着物質分子として感光性基を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板面上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程を含むことを特徴とする請求項２８ないし３８のいずれかに記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項４０】
上記被膜形成工程が複数回化学吸着物質分子を化学吸着させる場合に、被膜形成工程の途中に少なくとも１回及び／又は被膜形成工程終了後に上記架橋処理工程を行うことを特徴とする請求項３９に記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項４１】
上記照射する紫外線が、偏光光である請求項３９または４０に記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項４２】
上記偏光光が直線偏光光である請求項４１に記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項４３】
上記架橋処理工程が、少なくとも２回紫外線を照射する場合であって、照射する紫外線の光強度及び／又は波長を変えて照射する工程である請求項３９ないし４２のいずれかに記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項４４】
上記架橋処理工程が、有機薄膜に少なくとも２回紫外線を照射する場合であって、領域ごとに照射する紫外線の基材に対する入射角を変えて照射する工程である請求項３９ないし４３のいずれかに記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項４５】
上記架橋処理工程が、薄膜面に、照射ごとに偏光方向の異なる偏光光を用い、かつ照射ごとに照射区域が異なるようにして少なくとも２回の偏光照射を行い、領域ごとに薄膜構成分子の基板面に対する傾きの角度及び／又は配向方向を変える工程である請求項３９ないし４４のいずれかに記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項４６】
少なくとも、対向する一対の基板と、前記一対の基板のうち少なくとも表示電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜と、前記対向する一対の基板間に封入された液晶とを備える液晶表示装置であって、
前記液晶配向膜が、請求項２６または２７に記載の液晶配向膜であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４７】
前記液晶表示装置が、電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜のプレチルトの方向が対向する一対の基板間で逆向きである光学補償ベンド配向モードの液晶表示装置である請求項４６に記載の液晶表示装置。
【請求項４８】
前記液晶表示装置が、片方の基板面に一対の表示電極が形成されたイン・プレイン・スイッチングモードの液晶表示装置である請求項４６に記載の液晶表示装置。
【請求項４９】
少なくとも、対向する一対の基板と、前記一対の基板のうち少なくとも表示電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜と、前記対向する一対の基板間に封入された液晶とを備える液晶表示装置の製造方法において、
一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程と、
前記液晶配向膜付き基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板とを、表示電極の形成された面を内側にして所定のセルギャップを設けて重ね合わせた後、両基板の間に液晶を配置する液晶セル形成工程と、
を少なくとも備える液晶表示装置の製造方法。
【請求項５０】
少なくとも、対向する一対の基板と、前記一対の基板のうち少なくとも表示電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜と、前記対向する一対の基板間に封入された液晶とを備える液晶表示装置の製造方法において、
一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、異なる濃度のものを基板面に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程と、
前記液晶配向膜付き基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板とを、表示電極の形成された面を内側にして所定のセルギャップを設けて重ね合わせた後、両基板の間に液晶を配置する液晶セル形成工程と、
を少なくとも備える液晶表示装置の製造方法。
【請求項５１】
少なくとも、対向する一対の基板と、前記一対の基板のうち少なくとも表示電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜と、前記対向する一対の基板間に封入された液晶とを備える液晶表示装置の製造方法において、
化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質が異なる種類のものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程と、
前記液晶配向膜付き基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板とを、表示電極の形成された面を内側にして所定のセルギャップを設けて重ね合わせた後、両基板の間に液晶を配置する液晶セル形成工程と、
を少なくとも備える液晶表示装置の製造方法。
【請求項５２】
少なくとも、対向する一対の基板と、前記一対の基板のうち少なくとも表示電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜と、前記対向する一対の基板間に封入された液晶とを備える液晶表示装置の製造方法において、
化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程と、
前記液晶配向膜付き基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板とを、表示電極の形成された面を内側にして所定のセルギャップを設けて重ね合わせた後、両基板の間に液晶を配置する液晶セル形成工程と、
を少なくとも備える液晶表示装置の製造方法。
【請求項５３】
少なくとも、対向する一対の基板と、前記一対の基板のうち少なくとも表示電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜と、前記対向する一対の基板間に封入された液晶とを備える液晶表示装置の製造方法において、
複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度、同一種類、かつ同一の混合割合のものを基板面に接触させる場合に、上記吸着溶液を、基板面の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程と、
前記液晶配向膜付き基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板とを、表示電極の形成された面を内側にして所定のセルギャップを設けて重ね合わせた後、両基板の間に液晶を配置する液晶セル形成工程と、
を少なくとも備える液晶表示装置の製造方法。
【請求項５４】
少なくとも、対向する一対の基板と、前記一対の基板のうち少なくとも表示電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜と、前記対向する一対の基板間に封入された液晶とを備える液晶表示装置の製造方法において、
複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なるものを基板面に接触させる場合に、上記両吸着溶液を、基板面の異なる部位に異なる接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板面上の少なくとも隣接する領域では分子吸着密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程と、
前記液晶配向膜付き基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板とを、表示電極の形成された面を内側にして所定のセルギャップを設けて重ね合わせた後、両基板の間に液晶を配置する液晶セル形成工程と、
を少なくとも備える液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機薄膜およびその製造方法、それを用いた液晶配向膜およびその製造方法、それを用いた液晶表示装置およびその製造方法、ならびに導電性薄膜およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
材料表面に目的とする機能性分子を薄膜として分子の構造や配向を整えて修飾し、機能性材料としての活用が試みられている。機能性分子の中でも、有機分子を用いた有機薄膜は、電子材料、光材料などとして、種々の分野で利用されている。従来、このような有機薄膜の多くは、膜全体として均質な材質で構成されている、すなわち膜全体として均質な分子の構造を有している。
【０００３】
しかし、有機薄膜の高機能化という点からみると、膜全体として均質な分子の構造を有するもの以外に、膜の一部の分子構造が異なる有機薄膜の開発が望まれる。
【０００４】
例えば、一般にカラー表示液晶素子は、マトリックス状に配置された透明電極とこの透明電極上に形成された液晶配向膜とを有する一対の基板を、液晶配向膜面を内側にして所定の間隙を持たせて対向させ、この間隙内に液晶が封入された構造を有している。より具体的には、例えば画素電極と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイとが形成された第１のガラス基板と、複数個の赤青緑のカラーフィルターが形成され、さらにその上に共通透明電極が形成された第２のガラス基板のそれぞれの表面に高分子膜を形成し、この被膜面にラビングを施して液晶配向性を付与する。次いで、被膜面（液晶配向膜面）を内側にしてスペーサーを介在させた状態で対向させ、基板の周縁を接着して空セル（パネル構造）となす。
【０００５】
この空セル内にツイストネマチック（ＴＮ）などの液晶を注入した後密閉して液晶表示素子を構成し、更にこの素子の両外面に偏光板を配置するとともに、第１の電極の外側にバックライトを配置し、光学表示装置としての液晶表示装置が構成されている。
【０００６】
このような構造を有する液晶表示装置は、電極電圧をＴＦＴでＯＮ／ＯＦＦし液晶の配向状態を変化させることにより光透過を制御して、任意の映像を表示しようとするものである。したがって、光透過経路にあって液晶の配向状態を規制する配向膜は、表示性能を作用するきわめて重要な役割を担っている。
【０００７】
特に、液晶表示装置の表示特性の一つである視野角を改善する目的で、種々の液晶配向膜が開発されている。例えば、一画素に対応する区画を分割して配向方向の異なる領域を複数設けるマスクラビング法、光配向法、リブ法などの配向分割法を用いて、１の配向膜にプレチルト角やプレチルト方位の異なる複数の領域を有する液晶配向膜が提案されている。
【０００８】
しかし、これらの配向膜は、膜全体として均質な分子密度のものを複数の異なる配向方向を有する領域に分割させているにすぎない。
【０００９】
また、低プレチルト角の配向膜の一部の上に、高プレチルト角の配向膜を設けた二重配向膜も提案されている。しかし、膜の一重の部分と二重の部分とで、光の透過性や色度に相違を生ずる恐れがある。
【００１０】
また、導電性高分子は、重合性モノマーに高分子重合剤を加えて重合して得られた共役系高分子に電子供与性または電子受容性の化合物（ドーパント）を加えて（ドーピング）、導電性が付与された高分子である。あるいは、共役系高分子を電極として電気化学的に行う電気化学ドーピングされたものである。これを有機薄膜として用いると、高分子重合剤の量や反応時間を制御したり、膜内で導電性を必要とする部分のみにドーピングすることで、膜内の一部に導電性を付与することができる。
【００１１】
しかし、これらの方法によると、高分子重合剤の量や反応時間などの重合条件の制御が容易でなかったり、膜内で導電性の異なる明確な領域を作れないという問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、隣接する領域の特性が異なる有機薄膜およびその製造方法、それを用いた液晶配向膜およびその製造方法、それを用いた液晶表示装置およびその製造方法、ならびに導電性薄膜およびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、有機薄膜の隣接する領域の分子の分子密度を異ならせることにより、隣接する領域の特性を異ならせることができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
【００１４】
本発明の第１の態様は、基板上に形成された有機薄膜であって、分子密度の異なる少なくとも２つの領域を有し、かつ前記分子密度の異なる２つの領域が隣接していることを特徴とする。
【００１５】
基板上の表面分子の構造や配向は、表面エネルギー、アンカリングエネルギー、導電性などの基板表面の特性に影響を与える。基板上に有機薄膜を設ければ、薄膜を構成する分子の密度差により、薄膜を構成する分子の単位面積あたりの化学反応性（例えば、同一分子同士または他分子間での分子間結合の程度、重合性、光反応性など）、基板表面の形状、薄膜構成分子の表面占有量、濡れ性などの化学的、物理的特性が変わり、基板表面の特性を変えることができる。すなわち、基板上の表面分子の構造や配向は、薄膜を構成する分子の分子密度を異ならせることで制御できる。本発明の有機薄膜は、隣接する領域の分子密度が異なる少なくとも２つの領域で構成されている。本発明の構成によれば、隣接する領域の分子密度が異なっているので、基板上の少なくとも隣接する２つの領域においては、表面分子の構造や配向を異なるものとすることができる。
【００１６】
図１は、本発明の有機薄膜の一例を模式的に表した図であり、図１（ａ）はその斜視図、図１（ｂ）は上記図１（ａ）におけるＡ−Ａ'方向の断面図である。図１に示されるように、基板１上に有機薄膜２が形成されており、この有機薄膜２は、分子密度の異なる領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４とを有し、この分子密度の異なる２つの領域は隣接している。
【００１７】
領域の形状は、特に制限されるものではなく、円形、方形、台形、六角形、長方形、ひし形などであってもよい。また、所定の幅を有する直線、曲線またはそれらが組み合わされた図形であってもよい。さらに、上記図形の一部を用いたもの、上記図形を組み合わせた図形、上記図形を拡大、縮小した図形、および上記少数図形の集合体などであってもよい。実施に際しては、これらの図形の中から１種以上を選択して使用すればよい。
【００１８】
図１の例では、四角形の領域（ＩＩ）を領域（Ｉ）が取り囲んだ形態をしているが、例えば図２に示すように、短冊状に並列して設けられていてもよい。この場合も、領域の形状は、上記と同様に、特に制限されるものではない。さらに、必要に応じて、図１と図２が組み合わされた形態であってもよい。
【００１９】
なお、本明細書中で、単に分子密度というときは、基板上に形成された被膜の単位体積あたりの質量をいう。分子密度は、例えば二次イオン質量分析法などを用いて測定する。
【００２０】
本発明の第２の態様は、上記第１の態様の有機薄膜において、上記隣接する領域がそれぞれ同一種類の化学物質分子の群で構成されているものである。
【００２１】
図３は、本発明の一態様を模式的に表した要部拡大図である。領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４とは、ともに同一種類の化学物質分子Ａの群で構成されている。領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４とは、基板表面の単位体積あたりの化学物質分子Ａの質量が異なるように構成されているので、分子密度も異なる。また、領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４は隣接しているので、分子密度の異なる２つの領域が隣接している。この図では、便宜上２つの領域で説明したが、隣接する領域の化学物質分子Ａの密度を変えさえすれば、同一種類の化学物質分子であっても、複数の分子密度の異なる領域を有する有機薄膜が得られる。
【００２２】
本発明の第３の態様は、上記第１の態様の有機薄膜において、上記隣接する領域がそれぞれ異なる種類の単一の化学物質分子の群で構成されているものである。
【００２３】
図４は、本発明の別の一態様を模式的に表した要部拡大図である。領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４とは、それぞれ異なる種類の化学物質分子Ａの群と化学物質分子Ｂの群とで構成されている。この場合に、領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４を構成する化学物質分子ＡとＢとは、一般に分子の大きさが異なり、また化学物質分子ＡとＢの基板表面における単位体積あたりの質量も異なるので、両者の分子密度も異なる。また、領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４は隣接しているので、分子密度の異なる２つの領域が隣接している。
【００２４】
図４では、領域を構成する化学物質分子が２種類のものについて説明したが、領域を構成する化学物質分子が３種類以上であってもよい。図５は、領域を構成する化学物質分子が２種類以上の場合の態様を模式的に表した要部拡大図である。図中、領域（ＩＩＩ）を構成する化学物質分子Ｘは、化学物質分子Ｂ以外の化学物質分子である。この場合も、上記と同様に分子密度の異なる２つの領域が隣接している。
【００２５】
本発明の第４の態様は、上記第１の態様の有機薄膜において、上記隣接する領域がそれぞれ一種類の化学物質分子の群と複数種の化学物質分子の混合物からなる群とで構成されているものである。
【００２６】
図６は、本発明のさらに別の一態様を模式的に表した要部拡大図である。図６（ａ）に示すように、本発明では、隣接する２つの領域のうち、１つの領域（Ｉ）３は、一種類の化学物質分子Ａの群で構成されており、他の領域（ＩＩ）４は、複数種の化学物質分子（ＡとＢ）の混合物からなる群で構成されている。この場合には、一種類の化学物質分子Ａの群と複数種の化学物質分子（ＡとＢ）の混合物からなる群とは、その組成が異なるため、分子密度を異ならせることができ、隣接する領域の分子密度が異なる少なくとも２つの領域を有する有機薄膜とすることができる。図６（ａ）の例のように、複数種の化学物質分子（ＡとＢ）の混合物からなる群は、一種類の化学物質分子Ａの群を構成する化学物質を含んでいても良いし、いなくてもよい。例えば、図６（ｂ）の例のように、領域（ＩＩ）４を構成する複数種の化学物質分子（ＢとＣ）の混合物からなる群は、領域（Ｉ）３を構成する一種類の化学物質分子Ａの群を構成する化学物質Ａを含んでいない。この場合も、それぞれの領域を構成する化学物質分子の種類が異なるので、分子密度を異ならせることができる。
なお、複数種の化学物質分子の混合物からなる群は、２種類以上であれば何種類の化学物質分子の混合物であっても特に制限はない。
【００２７】
また、複数種の化学物質分子の混合物からなる群で構成される領域は、例えば、表面エネルギー、導電性などの特性について、複数種の分子の特性を併せ持つ特性を付与できる。
【００２８】
本発明の第５の態様は、上記第１の態様の有機薄膜において、上記隣接する領域がそれぞれ複数種の化学物質分子の混合物の群で構成されているものである。
【００２９】
図７は、本発明のさらに別の一態様を模式的に表した要部拡大図である。図７（ａ）に示すように、本発明では、隣接する領域のうち、１つの領域（Ｉ）３は、複数種の化学物質分子（ＡとＢ）の混合物の群で構成されており、他の領域（ＩＩ）４は、複数種の化学物質分子（ＣとＤ）の混合物の群で構成されている。この場合には、複数種の化学物質分子（ＡとＢ）の混合物の群と複数種の化学物質分子（ＣとＤ）の混合物の群とは、両者を構成する化学物質分子の種類などが異なるため、各領域の分子密度が異なり、隣接する領域の分子密度が異なる少なくとも２つの領域を有する有機薄膜とすることができる。
【００３０】
図７（ｂ）に示すように、隣接する領域を構成する複数種の化学物質分子の混合物の群は、共通する化学物質（この例では、Ａ）を含んでいても良い。複数種の化学物質分子の混合割合や、他の化学物質の種類が異なることにより、それぞれの領域の分子密度を異ならせることができる。
【００３１】
図７（ｃ）に示すように、隣接する領域を構成するそれぞれの複数種の化学物質分子の混合物は、同一の化学物質であってもよい。この場合に、複数種の化学物質分子の混合割合などを変えることによっても、それぞれの領域の分子密度を異ならせることができるからである。
【００３２】
また、いずれの領域も、複数種の化学物質分子の混合物の群である。したがって、各領域には、例えば、表面エネルギー、導電性などの特性について、複数種の分子の特性を併せ持つ特性を付与できる。
【００３３】
本発明の第６の態様は、上記第１ないし５のいずれかの態様の有機薄膜において、領域がパターン状に形成されているものである。
本発明の有機薄膜は、少なくとも隣接する領域の分子密度が異なる領域で構成されている。したがって、化学物質の分子密度をパターン状に異なるようにすれば、領域がパターン状に形成された有機薄膜が得られる。
この結果、この有機薄膜を液晶配向膜に用いる場合に、隣接するパターン状の領域の分子密度が異なるので、配向分割を容易にすることができる。また、導電性の化学物質で領域を形成した場合に、導電路のパターンニングなどが容易となる。
【００３４】
本発明の第７の態様は、上記第１ないし６のいずれかの態様の有機薄膜において、上記分子密度が基板へ化学吸着した分子の吸着密度によるものである。
【００３５】
基板と化学物質分子とが化学吸着する場合には、基板上の化学物質との反応基数に対する化学物質分子の吸着量（化学吸着した分子の吸着密度）の差により、分子密度が変わる。すなわち、化学物質分子が基板に飽和状態で吸着した場合と不飽和の状態で吸着した場合、あるいは化学物質分子が基板に不飽和の状態で吸着した場合であっても不飽和の程度が異なる場合は、基板へ化学吸着した分子の吸着密度が異なる。化学吸着した分子の吸着密度が異なれば、分子密度も異なる。これにより、有機薄膜表面の表面エネルギーなどの特性を少なくとも隣接する領域において異ならせることができる。
なお、この場合の分子の吸着密度は、単位面積あたりの化学物質分子の化学吸着数を意味する。分子の吸着密度は、例えば、フーリエ変換外分光法、走査型透過電子顕微鏡、原子間力顕微鏡などで測定する。
【００３６】
本発明の第８の態様は、上記第１ないし６のいずれかの態様の有機薄膜において、上記分子密度が基板表面の分子の占有密度によるものである。
【００３７】
基板へ化学吸着した分子の吸着密度が同じであっても、たとえば吸着した分子の種類が異なれば、分子の大きさが異なるため、基板表面の分子の占有体積が異なる。図８は、基板表面の分子の占有密度の差を説明するための図である。たとえば、図８（ａ）に示すように基板に化学吸着した分子の短軸方向と長軸方向の長さが長い化学吸着分子で構成される領域と、図８（ｂ）に示すように基板に化学吸着した分子の短軸方向と長軸方向の長さが短い化学吸着分子で構成される領域とでは、分子の占有体積が異なる。
また、図８（ｃ）に示すように、基板に化学吸着した分子の短軸方向と長軸方向の長さの長い化学吸着分子と化学吸着した分子の短軸方向と長軸方向の長さの短い化学吸着分子とが混在している場合も、図８（ａ）の例や図８（ｂ）の例で示される場合とは分子の占有体積が異なる。
【００３８】
また、分子の占有密度に影響を与えるものとしては、上記に加え、基板に化学吸着している分子間の隙間に、他の分子が入り込んだ状態のものや、基板に化学吸着している分子に他の分子が結合している場合、基板に化学吸着してはいないが大きな分子の隙間に小さな分子が入り込んだ状態で積層されている場合などが挙げられる。
なお、分子の占有密度とは、基板上の単位体積あたりの分子の占有体積（体積密度）を意味する。分子の占有密度は、例えば以下のようにして求められる。分子の平均膜厚を基板上の単位体積の高さと仮定する。次に、各領域における膜の分子占有面積を例えば紫外線可視吸収スペクトル、表面電位測定法、変異電流測定法、Ｘ線反射率測定法などの公知の方法で測定する。領域の面積は、実際の領域の面積である。膜の分子占有面積を実際の領域の面積で割った値が、分子の占有密度となる。
【００３９】
このように基板表面の分子の占有密度が異なれば、有機薄膜表面の表面エネルギーなどの特性も異なる。基板表面の分子の占有密度は、基板表面の分子の構造や配向に影響を与えるからである。したがって、少なくとも隣接する領域において基板表面の分子の占有密度が異なるようにすることで、この領域の分子密度を異なるものとすることができる。
【００４０】
基板表面の分子の占有密度に影響を与えるものとしては、基板へ化学吸着した分子のみならず、基板へ吸着した吸着分子の上に未吸着の分子が存在し複数分子層となったもの、基板へ吸着した吸着分子間に未吸着の分子が存在しているもの、自らは直接基板に結合固定されていないが、直接固定された分子と結合し、更には直接固定されていない前記分子に更に他の分子が結合する形で複数の分子が連なり、複数分子からなる層を形成しているもの、あるいは基板上に積層された高分子などが挙げられる。
【００４１】
本発明の第９の態様は、上記第７または８の態様の有機薄膜において、基板へ化学吸着した分子の群が感光性基を有しており、化学吸着した分子同士が感光性基を介して架橋結合したものである。
【００４２】
この構成によれば、化学吸着分子同士が、感光性基を介して架橋結合しているので、有機薄膜は、立体構造的に安定化される。したがって、有機薄膜分子を配向させて架橋することで、有機薄膜分子の配向規制が可能となり、配向規制力に富む有機薄膜とすることができる。
【００４３】
また、この分子は、基材表面に化学吸着しているので、基材との結合が強固で剥離しにくいので、耐久性に優れた有機薄膜とすることができる。
【００４４】
本発明の第１０の態様は、上記第１ないし９のいずれかの態様の有機薄膜において、各領域を構成する分子の群が、領域毎に同一または異なる方向に傾斜しているものである。
【００４５】
上記のように、本願の有機薄膜は、隣接する領域の分子密度が異なっている。したがって、少なくとも隣接する領域の表面エネルギーやアンカリングエネルギーが異なっている。この結果、領域を構成する分子の群を、領域毎に同一または異なる方向に容易に傾斜させることができる。
【００４６】
本発明の第１１の態様は、上記第１ないし８のいずれかの態様の有機薄膜において、領域を構成する分子の群の少なくとも一部が重合性基を有しており、分子同士が重合性基を介して重合しているものである。
【００４７】
この発明では、領域を構成する分子の群の少なくとも一部が重合性基を有している。したがって、少なくとも隣接する領域においては、重合性基を有する分子の濃度及び／又は種類が異なる。重合剤を用いて、重合性基を有する分子を重合することで、少なくとも隣接する領域では重合度が異なり、重合密度の異なる高分子からなる膜を得ることができる。なお、領域を構成する分子の群には、重合性基を有しないものが含まれていてもよい。このような分子も、重合には関与しないが、重合した高分子間に存在し、薄膜の分子密度には影響を与えるからである。
【００４８】
本発明の第１２の態様は、上記第１１の態様の有機薄膜において、重合性基を有している分子がさらに基板への化学吸着性基を有しており、この分子が化学吸着性基を介して基板へ化学吸着しているものである。
【００４９】
重合性基を有している分子がさらに基板への化学吸着性基を介して基材表面に化学吸着しているので、基材との結合が強固で剥離しにくいので、耐久性に優れた有機薄膜とすることができる。
【００５０】
本発明の第１３の態様は、上記第１１または１２の態様の有機薄膜において、各領域の導電性が、少なくとも隣接する領域において異なっているものである。
【００５１】
有機薄膜を構成する高分子が共役系骨格を有していれば、これにドーピングすることで、導電性を付与することができる。請求項１１または１２に記載の有機薄膜は、少なくとも隣接する領域では重合密度の異なる高分子であり、隣接する領域での共役系骨格数が異なるので、少なくとも隣接する領域に異なる導電性を付与できる。
【００５２】
本発明の第１４の態様は、上記第１ないし１３の態様の有機薄膜において、領域の表面エネルギーが、少なくとも隣接する領域において異なっているものである。
【００５３】
上記のように、本発明の有機薄膜では、隣接する領域の分子密度が異なるものである。分子密度の相違は、表面エネルギーの相違に影響する。したがって、領域の表面エネルギーが、少なくとも隣接する領域において異なるものとすることができる。
【００５４】
本発明の第１５の態様は、有機薄膜の製造方法であって、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【００５５】
一種類の化学吸着物質を溶解した同一濃度の吸着溶液を、基板の異なる部位に接触回数を変えて接触させれば、各部位の化学吸着物質の吸着量は変わる。この結果、基板上の少なくとも隣接する領域の分子密度を異なるようにすることができる。
【００５６】
なお、本明細書中で、接触回数を変えるとは、領域を形成する場合に基板の該当部位における吸着溶液の接触回数を異ならせることをいう。
例えば図２に示す有機薄膜を製造する場合に、基板１上の領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４に該当する部位に吸着溶液を接触させ、次に基板１上の領域（Ｉ）３と領域（ＩＩＩ）５に該当する部位に吸着溶液を接触させて、有機薄膜を製造した場合に、
領域（Ｉ）３に該当する部位の接触回数を２回、領域（ＩＩ）４と領域（ＩＩＩ）５に該当する部位の接触回数を１回と数える。
【００５７】
本発明の場合、吸着溶液としては、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを使用する。従って、基板上の少なくとも隣接する領域で分子密度が異なる薄膜を形成するためには、基板上の少なくとも隣接する領域では吸着溶液の接触回数が異なっていなければならない。
【００５８】
本発明の第１６の態様は、有機薄膜の製造方法であって、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、異なる濃度のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【００５９】
一種類の化学吸着物質を溶解した異なる濃度の吸着溶液を、基板の異なる部位に接触させれば、各部位の化学吸着物質の吸着量は変わる。この結果、基板上の少なくとも隣接する領域の分子密度を異なるようにすることができる。この場合に、吸着溶液の濃度が異なっているので、吸着溶液の接触回数は、異なっていても、同じであってもよい。ただし、基板上の少なくとも隣接する領域に該当する部位においては、化学吸着物質の吸着量が異なるようにする必要がある。基板上の少なくとも隣接する領域に該当する部位において化学吸着物質の吸着量を異ならせることで、基板上の少なくとも隣接する領域で分子密度が異なる薄膜が形成できるからである。
【００６０】
本発明の第１７の態様は、有機薄膜の製造方法であって、化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質が異なる種類のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【００６１】
この方法では、化学吸着物質が異なる種類のものを溶解した吸着溶液を基板上の異なる部位に接触させる。この結果、各領域に吸着した化学吸着物質の種類が異なるので、容易に領域の分子の分布密度を変えることができる。
この場合に、基板の各部位に対する吸着溶液の接触回数は、特に制限されず、異なっていても、同じであってもよい。接触回数が同じであっても、化学吸着物質の種類が異なるので、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成することができる。また、接触回数を異ならせることで、基板上に種々の分子の分布密度を有する領域が作成できる。
【００６２】
本発明の場合、吸着溶液の化学吸着物質の濃度は特に制限されない。異なる種類の化学吸着物質を用いるからである。この場合に、基板上に例えば３個以上の領域を形成する場合に、濃度の異なる吸着溶液を用いれば、隣接していない同一の化学吸着物質が吸着した領域であっても、分子密度を異ならせることができる。
【００６３】
本発明の第１８の態様は、有機薄膜の製造方法であって、化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【００６４】
この方法では、一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるものを溶解した吸着溶液を基板上の異なる部位に接触させる。この結果、各領域に吸着した化学吸着物質が異なるので、容易に領域の分子の分布密度を変えることができる。
【００６５】
本発明の場合も、吸着溶液の化学吸着物質の濃度は特に制限されない。一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるものを用いるからである。
【００６６】
一種類の化学吸着物質は、複数種の化学吸着物質に含まれていても、いなくてもよい。一種類の化学吸着物質は、複数種の化学吸着物質と同一の化学吸着物質ではないからである。
【００６７】
本発明の第１９の態様は、有機薄膜の製造方法であって、複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度、同一種類、かつ同一の混合割合のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【００６８】
複数種の化学吸着物質を溶解した同一濃度、同一種類、かつ同一の混合割合の吸着溶液を、基板の異なる部位に接触回数を変えて接触させれば、各部位の化学吸着物質の吸着量は変わる。この結果、基板上の少なくとも隣接する領域の分子密度を異なるようにすることができる。
【００６９】
本発明の場合、吸着溶液としては、複数種の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを使用する。従って、基板上の少なくとも隣接する領域で分子密度が異なる薄膜を形成するためには、基板上の少なくとも隣接する領域では吸着溶液の接触回数が異なっていなければならない。
【００７０】
本発明の第２０の態様は、有機薄膜の製造方法であって、複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なるものを基板に接触させる場合に、
上記両吸着溶液を、基板の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【００７１】
本発明では、接触させる吸着溶液に溶解している複種類の化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なる。この結果、容易に領域の分子の分布密度を変えることができる。
この場合に、基板の各部位に対する吸着溶液の接触回数は、特に制限されず、異なっていてもでまたは同一であってもよい。接触回数が同じであっても、化学吸着物質の種類などが異なるので、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成することができる。また、接触回数を異ならせることで、基板上に種々の分子の分布密度を有する領域が作成できる。
【００７２】
本発明の場合、吸着溶液の化学吸着物質の濃度は特に制限されない。複数種の化学吸着物質の化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なるからである。
【００７３】
本発明の第２１の態様は、上記第１５ないし２０のいずれかの態様の有機薄膜の製造方法において、領域がパターン状を形成するように化学吸着物質を接触させるものである。
【００７４】
本発明の方法では、基板上に隣接する領域の分子密度が異なるように化学吸着溶液を接触させ、領域を形成する。したがって、領域がパターン状を形成するように化学吸着物質を接触させることで、領域をその目的に応じて容易にパターニングできる。
【００７５】
本発明の第２２の態様は、上記第１５ないし２１のいずれかの態様の有機薄膜の製造方法において、上記化学吸着物質が下記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子を使用するものである。
【００７６】
【化３】
0003809330.tif 000002
（式中、Ａはケイ素、ゲルマニウム、スズ、チタン及びジルコニウムから選ばれる１種の原子を表しており、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基から選ばれる１種の官能基を表している。）
【００７７】
この方法によれば、上記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基と、基板上に存在する活性水素を有する官能基との間で共有結合させることにより、分子を基板上に化学吸着させることができる。具体的には、基板上にヒドロキシル基（ＯＨ基）が存在する場合、このＯＨ基と−ＡＸ基との間でＨＸの脱離反応が生じる。これにより、吸着分子は、−Ａ−Ｏ−結合を介して基板上に化学吸着する。この結果、吸着分子を基板上に強固に結合固定させることができ、密着性及び耐剥離性などに優れた有機薄膜を製造できる。
【００７８】
本発明の第２３の態様は、上記第１５ないし２２のいずれかの態様の有機薄膜の製造方法において、有機薄膜表面に付着した未吸着の分子を洗浄剤で洗浄して除去する洗浄工程を含むことを特徴とする。
【００７９】
有機薄膜表面に付着した未吸着の分子を除去することにより、得られる薄膜は、単分子層状であるので、膜厚の制御を容易にできる。また、この有機薄膜を液晶配向膜に使用する場合、液晶分子を配向させる配向能の低下を抑制した液晶配向膜を製造できる。
【００８０】
本発明の第２４の態様は、上記第２３の態様の有機薄膜の製造方法において、被膜形成工程が少なくとも２回化学吸着物質分子を化学吸着させる場合に、化学吸着物質分子を吸着させる毎に、上記洗浄工程を行うことを特徴とするものである。
【００８１】
被膜形成工程が少なくとも２回化学吸着物質分子を化学吸着させる場合には、化学吸着物質分子を吸着させる毎に有機薄膜表面に付着した未吸着の分子を除去することにより、より効果的に膜厚の制御を容易にできる。特に、基板上で吸着分子の一部が重なり合うようにあるいは一の部分を他の部分が完全に含むように接触させる場合には、先の工程で未吸着の化学吸着物質を除去できるので好ましい。
【００８２】
本発明の第２５の態様は、上記第２３または２４の態様の有機薄膜の製造方法において、上記洗浄工程で用いる洗浄剤が、クロロホルム、アルキレングリコール類、アルコキシアルコール類及びケトン類からなる群より選ばれた少なくとも１種である。
【００８３】
これらの溶媒を洗浄剤として用いると、未吸着の化学吸着物質を効率良く除去できるからである。
【００８４】
本発明の第２６の態様は、上記第１５ないし２５のいずれかの態様の有機薄膜の製造方法において、
上記化学吸着物質として感光性基を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程を含むことを特徴とする。
【００８５】
有機薄膜を架橋構造とすることにより、立体構造的に安定化させることができる。特に、この有機薄膜を液晶配向膜として使用する場合、液晶分子を安定して配向規制することができ、配向規制力に優れた配向膜を製造できる。
【００８６】
本発明の第２７の態様は、上記第２６の態様の有機薄膜の製造方法において、上記被膜形成工程が複数回化学吸着物質分子を化学吸着させる場合に、被膜形成工程の途中に少なくとも１回及び／又は被膜形成工程終了後に上記架橋処理工程を行うことを特徴とする。
【００８７】
被膜形成工程の途中に少なくとも１回架橋処理工程を行えば、領域ごとに架橋条件を変えることができるので、配向分割が容易に行える。また、被膜形成工程終了後に架橋処理工程を行う場合には、本発明の有機薄膜は隣接する領域の分子密度が異なっており、同一条件で架橋処理工程を行っても、吸着分子の異方性の程度、吸着分子間の架橋の程度などの制御が容易である。
【００８８】
本発明の第２８の態様は、上記第２６または２７の態様の有機薄膜の製造方法において、照射する紫外線が、偏光光によるものである。
【００８９】
偏光光を照射することで、吸着分子の感光性基で光の偏光方向と平行な部位の原子−原子結合部分に、光エネルギーを作用させ、当該部分の化学反応を励起させて、薄膜構成分子を相互に架橋反応させ、薄膜構成分子に一定方向の配向規制力を付与することができる。これにより、有機薄膜に熱安定性を付与できる。
【００９０】
本発明の第２９の態様は、上記第２８の態様の有機薄膜の製造方法において、上記偏光光が直線偏光光によるものである。
【００９１】
このような構成とすることで、効率良く有機薄膜に異方性を付与できる。
【００９２】
本発明の第３０の態様は、上記第２６ないし２９のいずれかの態様の有機薄膜の製造方法において、上記架橋処理工程が、少なくとも２回紫外線を照射する場合であって、照射する紫外線の光強度及び／又は波長を変えて照射する工程によるものである。
【００９３】
このように照射する紫外線の光強度及び／又は波長を変えて、少なくとも２回紫外線を照射すると、複数の架橋の条件で架橋されるので、膜を構成する分子の架橋の強さに変化を与えることができる。
【００９４】
本発明の第３１の態様は、上記第２６ないし３０のいずれかの態様の有機薄膜の製造方法において、上記架橋処理工程が、有機薄膜に少なくとも２回紫外線を照射する場合であって、領域ごとに照射する紫外線の基材に対する入射角を変えて照射する工程によるものである。
【００９５】
このような構成とすることにより、領域ごとに吸着分子の基板に対する傾きが変化し、領域ごとに異方性が制御された有機薄膜を製造できる。
【００９６】
本発明の第３２の態様は、上記第２６ないし３１のいずれかの態様の有機薄膜の製造方法において、上記架橋処理工程が、薄膜面に、照射ごとに偏光方向の異なる偏光光を用い、かつ照射ごとに照射区域が異なるようにして少なくとも２回の偏光照射を行い、領域ごとに薄膜構成分子の基板面に対する傾きの角度及び／又は配向方向を変える工程によるものである。
【００９７】
このような構成とすることで、少なくとも２つの領域からなる有機薄膜の各領域にそれぞれ、領域ごとに基板に対する傾きが変化するとともに、異方性の異なる有機薄膜を製造できる。
【００９８】
本発明の第３３の態様は、上記第１５ないし２５のいずれかの態様の有機薄膜の製造方法において、上記化学吸着物質として少なくとも１種は、重合性を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板上で重合反応させて、基板上に共役系高分子層を形成し、さらにこれをドーピングして導電性を付与させることで少なくとも隣接する領域に異なる導電性を付与する導電性付与工程を含むことを特徴とする。
【００９９】
本製造方法では、化学吸着物質として少なくとも１種は、重合性を有する吸着分子を含むものを使用するので、少なくとも隣接する領域については、重合性を有する吸着分子の分子密度を異ならせることができる。基板上で重合反応させる場合に、重合性を有する吸着分子の分子密度の高い領域では重合反応が促進され、密度の高い高分子層が形成される。逆に、重合性を有する吸着分子の分子密度の低い領域では重合反応が促進されないので、密度の低い高分子層が形成される。この場合に、重合剤の濃度や反応時間を制御しても、少なくとも隣接する領域の高分子の密度を異ならせることは可能である。しかし、最適な制御条件を見つけにくく、本発明のように、容易にかつ確実に少なくとも隣接する領域の高分子の密度を異ならせることはできない。
【０１００】
また、上記高分子層にドーピングして導電性を付与させることで少なくとも隣接する領域に異なる導電性を付与することができる。この結果、有機薄膜内の任意の位置で、導電性を変化させることができる。
【０１０１】
本発明の第３４の態様は、基板上に形成された液晶配向膜であって、分子密度の異なる少なくとも２つの領域を有し、かつ前記分子密度の異なる２つの領域が隣接していることを特徴とする。
【０１０２】
例えば、ＴＮ型モードのカラー表示液晶素子では、パネルの高精細化に伴うＴＦＴ配線密度の増加が、画素電極と信号及び走査線との距離を縮める結果となり、これらの間で生じる水平方向の電界の影響が大きくなり、他の画素からの横電界からのリバースチルトと呼ばれる配向欠陥、すなわち、その部分だけチルトが反転した状態を生じやすい。これを防止するため、画素の周辺部分のプレチルト角を高くする必要がある。
【０１０３】
このため、配向膜に用いられるポリイミド膜の材質を変更したり、焼成温度を制御することにより、プレチルト角を制御して、画素全体の極角アンカリングエネルギーを高くしている。ここで、極角アンカリングエネルギーとは、水平配向した液晶分子が外場により立ち上がろうとするとき、立ち上がる方向に束縛するエネルギーをいう。一方、画素の中心付近は、横電界の影響が小さい。逆に、画素の中心付近の極角アンカリングエネルギーが高ければ、画素の中心付近の駆動電圧が高くなる。このため、画素の中心付近の光の透過率が上昇し、視覚特性が低下するので、画素の中心付近の極角アンカリングエネルギーは、他の部分の極角アンカリングエネルギーより、低くしておくほうが望ましい。
【０１０４】
本発明の液晶配向膜は、分子密度の異なる少なくとも２つの領域を有し、かつ前記分子密度の異なる２つの領域が隣接しているので、プレチルト角の制御が容易であり、液晶に異なる極角アンカリングエネルギーを付与できる。
【０１０５】
特に、本発明の構成によれば、隣接する領域の分子密度が異なるので、画素に転移角となる極角アンカリングエネルギーが周辺の領域と異なる領域を設けることも容易である。
【０１０６】
本発明の第３５の態様は、上記第３４の態様の液晶配向膜において、上記隣接する領域がそれぞれ同一種類の化学物質分子の群で構成されているものである。
【０１０７】
本発明の第３６の態様は、上記第３４の態様の液晶配向膜において、上記隣接する領域がそれぞれ異なる種類の単一の化学物質分子の群で構成されているものである。
【０１０８】
本発明の第３７の態様は、上記第３４の態様の液晶配向膜において、上記隣接する領域がそれぞれ一種類の化学物質分子の群と複数種の化学物質分子の混合物からなる群とで構成されているものである。
【０１０９】
本発明の第３８の態様は、上記第３４の態様の液晶配向膜において、上記隣接する領域がそれぞれ複数種の化学物質分子の混合物の群で構成されているものである。
【０１１０】
本発明の第３５から３８の態様は、上記第３４の態様の液晶配向膜の具体的な態様を表したものである。
【０１１１】
本発明の第３９の態様は、上記第３４ないし３８のいずれかの態様の液晶配向膜において、基板上に隣接する領域の分子密度が異なる少なくとも２つの領域からなる液晶配向膜であって、１画素に対応する区画を複数かつパターン状に分割した上記領域ごとに薄膜構成分子の基板面に対する傾きの角度及び／又は配向方向を変えることにより、各領域のプレチルト角及び／又はプレチルト方位が制御されているものである。
【０１１２】
この液晶配向膜は、少なくとも隣接する領域の分子密度が異なっているので、この液晶配向膜に１画素に対応する区画を複数かつパターン状に分割した上記領域ごとに薄膜構成分子の基板面に対する傾きの角度及び／又は配向方向を変えることは容易である。この結果、プレチルト角及び／又はプレチルト方位は領域ごとに容易に制御できる。
【０１１３】
例えば、光学補償ベンド配向（ＯＣＢ）モードの液晶表示装置では、液晶分子は、電圧オフ状態でベンド構造に配向しており、電圧オン状態でスプレー構造に配向している。液晶分子をベンド構造に配向させるためには、プレチルト角を大きくする必要がある。この発明では、特定の領域のプレチルト角を制御し、画素に転移角となる極角アンカリングエネルギーが周辺の領域とは異なる領域を容易に作ることができる。
【０１１４】
また、液晶パネルへの液晶の注入は、空パネルを真空に近い状態で、液晶溜めに浸漬し、次に圧力を常圧に戻すことにより、液晶パネル内外の圧力差と毛細管現象で、液晶は注入口から注入される。この場合に、注入口付近の配向膜の配向は、液晶注入時の圧力により配向ムラができる。本発明の構成では、注入口付近の配向膜の異方性や配向規制力を、他の領域より強くすることができるので、配向ムラの発生を防止できる。
【０１１５】
例えば、横型電界駆動型のイン・プレイン・スイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶表示装置では、その駆動原理を考えると、駆動オン時には、方位角方向の電界は電極上では強く、その外では弱いので、方位角アンカリングエネルギーは、電極上では大きく、その外では小さいことが望ましい。また、極角方向の電界成分は、電極上では有するが、その外ではほとんど有さないので、極角アンカリングエネルギーは電極上では大きく、その外では小さいことが望ましい。特に、電極上以外の領域では、広い視野角特性を発揮させるためには、プレチルト角があまり大きくないことが要求される。本発明の構成によれば、液晶配向膜の異なる領域に異なる表面エネルギーを付与することにより、配向膜の表面状態が変わり、アンカリングエネルギーを領域ごとに制御できるので、広い視野角特性が得られる。
特に、イン・プレイン・スイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶表示装置のＴＦＴ基板の面内に形成された対向電極のように、電極の形状が特殊な形態をしていたり、対向電極の高さが液晶層の厚みの範囲内で異なる場合であっても、電極の形状や高さによらず、電極上に高密度の薄膜を形成できるので、アンカリングエネルギーを大きくすることができる。
【０１１６】
本発明の第４０の態様は、上記第３４ないし３９のいずれかの態様の液晶配向膜において、基板上に隣接する領域の分子密度が異なる少なくとも２つの領域からなる液晶配向膜であって、各領域を構成している化学吸着物質の種類、混合割合、化学吸着物質溶剤の濃度、吸着の態様の少なくとも１つを異ならせることにより、１画素に対応する区画を複数かつパターン状に分割した上記領域に異なる表面エネルギーを付与して、各領域の配向規制力が制御されているものである。
【０１１７】
各領域を構成する化学吸着物質の種類、混合割合、化学吸着物質の濃度、吸着の態様の少なくとも１つを異ならせることにより、少なくとも隣接する領域については、異なる表面エネルギーを付与することができる。ここで、「吸着の態様」とは、基板へ化学吸着した分子のみならず、吸着分子の上に未吸着分子が付着している場合や、未吸着分子が吸着分子と結合している場合なども含むものである。このような場合でも、領域の表面エネルギーに影響を与えるからである。
【０１１８】
表面エネルギーは配向膜の濡れ性、基板界面の配向規制力などに影響を及ぼしている。したがって、液晶配向膜の少なくとも隣接する領域に異なる表面エネルギーを付与することにより、配向膜の表面状態が変わり、アンカリングエネルギーが変わるので、液晶配向膜の任意の位置で配向規制力を制御できる。
【０１１９】
たとえば、配線の凸部の影やカラーフィルターなどの凹凸を有しているものの凸部は、配向膜の塗布が不均一になる場合がある。本発明の構成によれば、このような部分の配向膜の分子密度を高密度に調整することで、被膜の表面状態が変わり、アンカリングエネルギーを大きくすることで、リバースチルトを防止できる。
【０１２０】
本発明の第４１の態様は、液晶配向膜の製造方法であり、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【０１２１】
本発明の第４２の態様は、液晶配向膜の製造方法であり、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、異なる濃度のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【０１２２】
本発明の第４３の態様は、液晶配向膜の製造方法であり、化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質が異なる種類のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【０１２３】
本発明の第４４の態様は、液晶配向膜の製造方法であり、化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【０１２４】
本発明の第４５の態様は、液晶配向膜の製造方法であり、複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度、同一種類、かつ同一の混合割合のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【０１２５】
本発明の第４６の態様は、液晶配向膜の製造方法であり、複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なるものを基板に接触させる場合に、
上記両吸着溶液を、基板の異なる部位に異なる接触回数でまたは同一の接触回数で接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【０１２６】
本発明の第４７の態様は、上記第４１ないし４６のいずれかの態様の液晶配向膜の製造方法において、領域がパターン状を形成するように化学吸着物質を接触させるものである。
【０１２７】
本発明の第４８の態様は、上記第４１ないし４７のいずれかの態様の液晶配向膜の製造方法において、上記化学吸着物質が下記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子を使用するものである。
【０１２８】
【化４】
0003809330.tif 000003
（式中、Ａはケイ素、ゲルマニウム、スズ、チタン及びジルコニウムから選ばれる１種の原子を表しており、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基から選ばれる１種の官能基を表している。）
【０１２９】
本発明の第４９の態様は、上記第４１ないし４８のいずれかの態様の液晶配向膜の製造方法において、有機薄膜表面に付着した未吸着の分子を洗浄剤で洗浄して除去する洗浄工程を含むことを特徴とする。
【０１３０】
本発明の第５０の態様は、上記第４９の態様の液晶配向膜の製造方法において、被膜形成工程が少なくとも２回化学吸着物質を化学吸着させる場合に、化学吸着物質を吸着させる毎に、上記洗浄工程を行うことを特徴とする。
【０１３１】
本発明の第５１の態様は、上記第４９または５０の態様の液晶配向膜の製造方法において、上記洗浄工程で用いる洗浄剤が、クロロホルム、アルキレングリコール類、アルコキシアルコール類及びケトン類からなる群より選ばれた少なくとも１種であるものである。
【０１３２】
本発明の第５２の態様は、上記第４１または５１のいずれかの態様の液晶配向膜の製造方法において、上記化学吸着物質として感光性基を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程を含むことを特徴とする。
【０１３３】
本発明の第５３の態様は、上記第５２の態様の液晶配向膜の製造方法において、上記被膜形成工程が複数回化学吸着物質分子を化学吸着させる場合に、被膜形成工程の途中に少なくとも１回及び／又は被膜形成工程終了後に上記架橋処理工程を行うことを特徴とする。
【０１３４】
本発明の第５４の態様は、上記第５２又は５３の態様の液晶配向膜の製造方法において、照射する紫外線が、偏光光であるものである。
【０１３５】
本発明の第５５の態様は、上記第５４の態様の液晶配向膜の製造方法において、上記偏光光が直線偏光光であるものである。
【０１３６】
本発明の第５６の態様は、上記第５２ないし５５のいずれかの態様の液晶配向膜の製造方法において、上記架橋処理工程が、少なくとも２回紫外線を照射する場合であって、照射する紫外線の光強度及び／又は波長を変えて照射する工程である。
【０１３７】
本発明の第５７の態様は、上記第５２ないし５６のいずれかの態様の液晶配向膜の製造方法において、上記架橋処理工程が、有機薄膜に少なくとも２回紫外線を照射する場合であって、領域ごとに照射する紫外線の基材に対する入射角を変えて照射する工程である。
【０１３８】
本発明の第５８の態様は、上記第５２ないし５７のいずれかの態様の液晶配向膜の製造方法において、上記架橋処理工程が、薄膜面に、照射ごとに偏光方向の異なる偏光光を用い、かつ照射ごとに照射区域が異なるようにして少なくとも２回の偏光照射を行い、領域ごとに薄膜構成分子の基板面に対する傾きの角度及び／又は配向方向を変える工程である。
【０１３９】
これらの方法により、本発明の液晶配向膜を製造できる。
【０１４０】
本発明の第５９の態様は、少なくとも、対向する一対の基板と、前記一対の基板のうち少なくとも表示電極を有する基板の表面に形成された液晶配向膜と、前記対向する一対の基板間に封入された液晶とを備える液晶表示装置であって、
前記液晶配向膜が、上記第３４ないし４０のいずれかの態様の液晶配向膜であることを特徴とする。
【０１４１】
上記第３４ないし４０のいずれかの態様の液晶配向膜を使用した液晶表示装置は、隣接する領域の分子密度が異なることにより、隣接する領域の表面エネルギーや異方性などが異なっているので、広い視野角特性や液晶の配向均一性に優れる液晶表示装置を提供できる。
【０１４２】
液晶表示装置の型によらず、例えば光学補償ベンド配向モードの液晶表示装置（第６０の態様）、イン・プレイン・スイッチングモードの液晶表示装置（第６１の態様）においても、同様の効果が得られる。
【０１４３】
本発明の第６２の態様は、液晶表示装置の製造方法の発明であって、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程と、
上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程と、
前記液晶配向膜付き基板と、少なくとも対向電極を有する対向基板とを、表示電極の形成された面を内側にして所定のセルギャップを設けて重ね合わせた後、両基板の間に液晶を配置する液晶セル形成工程と、
を少なくとも備えるものである。
【０１４４】
上記液晶表示装置は、例えば上記の方法で製造できる。また、接触させる化学吸着物質溶液は、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、異なる濃度のもの（第６３の態様）であっても、化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質が異なる種類のもの（第６４の態様）であっても、化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるもの（第６５の態様）であっても、複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度、同一種類、かつ同一の混合割合のもの（第６６の態様）であっても、複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なるもの（第６７の態様）であっても、上記液晶表示装置を製造できる。
【０１４５】
本発明の第６８の態様は、基板上に形成された導電性薄膜であって、分子密度の異なる少なくとも２つの領域を有し、かつ前記分子密度の異なる２つの領域が隣接していることを特徴とするものである。
【０１４６】
有機電気伝導体においては、結晶内でのドナー、アクセプターの配列制御が導電性に大きく影響する。したがって、膜分子の配向状態を制御できれば、結晶内でのドナー、アクセプターの配列を制御できるので、導電性も制御できる。本導電性薄膜では、隣接する領域の分子密度が異なっているので、領域ごとに膜分子の配向状態を制御できる。この結果、同一基板上の少なくとも２つの領域においては、導電性の異なる領域を有する薄膜を提供できる。
【０１４７】
本発明の第６９の態様は、上記第６８の態様の導電性薄膜において、上記隣接する領域がそれぞれ同一種類の化学物質分子の群で構成されているものである。
【０１４８】
本発明の第７０の態様は、上記第６９の態様の導電性薄膜において、上記隣接する領域がそれぞれ異なる種類の単一の化学物質分子の群で構成されているものである。
【０１４９】
本発明の第７１の態様は、上記第６９の態様の導電性薄膜において、上記隣接する領域がそれぞれ一種類の化学物質分子の群と複数種の化学物質分子の混合物からなる群とで構成されているものである。
【０１５０】
本発明の第７２の態様は、上記第６９の態様の導電性薄膜において、上記隣接する領域がそれぞれ複数種の化学物質分子の混合物の群で構成されているものである。
【０１５１】
これらは、第６９の態様の導電性薄膜の態様を示すものである。
【０１５２】
本発明の第７３の態様は、上記第６８から７２のいずれかの態様の導電性薄膜において、基板上に隣接する領域の分子密度が異なる少なくとも２つの領域からなる導電性薄膜であって、領域を形成する化学吸着物質として少なくとも１種は重合性を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板上で重合反応させて、基板上に共役系高分子層を形成し、さらにこれをドーピングして導電性を付与させることにより、少なくとも隣接する領域に異なる導電性を付与させたものである。
【０１５３】
この構成によると、領域ごとに導電性を変えることができる。したがって、領域をパターン上に形成して、分子回路などを作成することができる。
【０１５４】
本発明の第７４の態様は、導電性薄膜の製造方法であって、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度のものを基板に接触させる場合に、
上記吸着溶液を、基板の異なる部位に接触回数を変えて接触させ、化学吸着物質分子を基板面に化学吸着して、基板上の少なくとも隣接する領域では分子密度が異なる薄膜を形成する薄膜形成工程を含むものである。
【０１５５】
上記導電性薄膜は、例えば上記の方法で製造できる。また、接触させる化学吸着物質溶液は、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、異なる濃度のもの（第７５の態様）であっても、化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質が異なる種類のもの（第７６の態様）であっても、化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、一種類の化学吸着物質からなるものと、複数種の化学吸着物質からなるもの（第７７の態様）であっても、複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、同一濃度、同一種類、かつ同一の混合割合のもの（第７８の態様）であっても、複種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液であって、化学吸着物質の種類、濃度、混合割合の少なくとも一つが異なるもの（第７９の態様）であっても、上記導電性薄膜を製造できる。また、これらの領域がパターン状を形成するように化学吸着物質を接触させるようにしてもよい（第８０の態様）。
【０１５６】
本発明の第８１の態様は、上記第７４ないし８０のいずれかの態様の導電性薄膜の製造方法において、上記化学吸着物質として少なくとも１種は、重合性を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板上で重合反応させて、基板上に共役系高分子層を形成し、さらにこれをドーピングして導電性を付与させることで少なくとも隣接する領域に異なる導電性を付与する導電性付与工程を含むことを特徴とする。
【０１５７】
この工程によって、薄膜の領域に導電性を付与することができる。
【０１５８】
【発明の実施の形態】
本発明の有機薄膜は、基板上に形成された有機薄膜であって、分子密度の異なる少なくとも２つの領域を有し、かつ前記分子密度の異なる２つの領域が隣接しているものである。
すなわち、本発明の有機薄膜では、一の領域とこれに隣接する領域とが、分子密度において互いに独立している。
【０１５９】
本発明の有機薄膜に使用できる化学物質としては、基材表面に薄膜を形成できるものであれば特に制限はない。例えば、高分子、重合性モノマー、非重合性の化学物質などがあげられる。これらの中には、ポリイミドやその前駆体であるポリアミック酸、ポリビニルアルコールなどの従来公知の液晶配向膜として使用されている高分子材料やポリアセチレンなどの従来公知の導電性高分子として使用されている高分子材料の原料なども含まれる。
【０１６０】
これらの化学物質のなかで、好ましいものは、分子の一端に基板と化学結合する官能基を有する分子（化学吸着物質分子）である。化学吸着物質を用いると、密着性、耐剥離性に優れた有機薄膜を提供できる。
【０１６１】
好ましい化学吸着物質分子としては、例えば、下記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子である。
【０１６２】
【化５】
0003809330.tif 000004
（式中、Ａはケイ素、ゲルマニウム、スズ、チタン及びジルコニウムから選ばれる１種の原子を表しており、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基から選ばれる１種の官能基を表している。）
なお、ハロゲンとしては、フッ素Ｆ、塩素Ｃｌ、臭素Ｂｒ、ヨウ素Ｉなどが挙げられるが、基材との反応性の点では、Ｃｌが好ましい。
また、本明細書中で、化学物質分子Ａ、化学吸着物質（Ａ）または（Ｘ）と記載されている場合は、上記原子や官能基を意味するのではなく、分子や化学物質自体を意味している。
【０１６３】
このＸが、基材表面の例えばヒドロキシル基（ＯＨ基）などの活性水素を有する基と反応して、ＨＸの脱離反応を生じ、分子が基材表面に化学吸着する。
【０１６４】
また、ポリイミドなどの高分子材料や重合性モノマーの場合であっても、上記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有していれば、この官能基により、基板に吸着できるので、基板との密着性が向上する。
【０１６５】
また、上記基材表面に存在する活性水素を有する官能基としては、水素を供与できる官能基であれば、特に制限されず、上記水酸基の他に、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、スルフィン酸基、スルホン酸基などが挙げられる。さらに、上記官能基の活性水素が、それぞれアルカリ金属又はアルカリ土類金属で置換された官能基であってもよい。
基材表面に活性水素を有する官能基が存在しないか、存在していても少ない場合は、基材表面に活性水素を有する官能基を付与する処理をすればよい。この処理は、例えばコロナ放電処理、ＵＶ／オゾン処理、酸素プラズマ処理、過マンガン酸カリウム溶液等の化合物酸化剤処理などの公知の方法で行う。
【０１６６】
本発明の有機薄膜は、前記活性水素を有する基板上に直接吸着させるだけでなく、他の物質層を介して間接的に吸着させることもできる。このような他の物質層としては、特に限定されるものではないが、好ましくは表面にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、ＮＨ基、ＮＨ2基、ＳＨ基等の親水性基を有する層である。他の物質層としては、具体的には、ＳｉＯ2層、ＴｉＯ2層などが挙げられる。
【０１６７】
上記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子において、Ａに結合しているＸ以外の官能基は、特に制限されず、有機薄膜の使用目的に応じて適宜選択できる。
例えば、炭素数１〜３０程度の直鎖状炭化水素基、芳香族炭化水素基、直鎖状シロキサン結合基などが挙げられる。これらの官能基により、有機薄膜の表面エネルギーなどを調整できる。
【０１６８】
なお、有機薄膜を液晶配向板などのように、基板表面に目的とする機能性分子を薄膜として分子の構造や配向を整えて使用する場合には、上記Ａに結合しているＸ以外の官能基は、さらに感光性基としての機能を有していてもよい。
【０１６９】
上記Ａに結合しているＸ以外の官能基がさらに感光性基としての機能を有するためには、例えば上記直鎖状炭化水素基または直鎖状シロキサン結合基の末端又は一部に、あるいは芳香族炭化水素基の置換基に、炭素−炭素二重結合基、炭素−炭素三重結合基、３フッ化炭素基（−ＣＦ3）、フェニル基（−Ｃ6Ｈ5）、アリール基（−Ｃ6Ｈ4−）、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、アルコキシ基（−ＯＲ、但しＲは、アルキル基を表す）、シアノ基（−ＣＮ）、アミノ基（−ＮＨ2）、イミノ基（＝ＮＨ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、カルボニル基（＝ＣＯ）、エステル基（−ＣＯＯ−）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）およびチオール基（−ＳＨ）からなる群より選ばれる少なくとも一つの有機基を有していればよい。
【０１７０】
なお、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどの高分子材料を感光性高分子膜として用いる場合は、これらの感光性基を高分子材料に導入したものを用いればよい。
【０１７１】
また、有機薄膜に導電性を付与する場合は、以下のような導電性高分子を用いる。導電性高分子は、共役系高分子にドーピングしたものである。
【０１７２】
導電性高分子に使用される共役系高分子としては、例えばポリアセチレン誘導体のような脂肪族共役系高分子、ポリ（パラフェニレン）などの芳香族共役系高分子、ポリピロール、ポリチオフェンなどの複素環式共役系高分子、ポリアニリンなどの含ヘテロ原子共役系高分子、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリ（チオフェンビニレン）などの混合型共役系高分子などが挙げられる。
これらの共役系高分子は、それぞれ公知の重合性モノマーを重合して得られる。
【０１７３】
本発明の有機薄膜は、例えば以下のようにして製造できる。
例えば、図３のような有機薄膜を作る場合は、以下のようにする。基板上の領域（Ｉ）と領域（ＩＩ）になる部位に同一種類の化学吸着物質（Ａ）を溶解した吸着溶液で異なる濃度のもの（濃度ａ１、ａ２、ａ１≠ａ２）をそれぞれ接触させる。その後、溶媒を除去して化学吸着物質（Ａ）を基板面に化学吸着させることで、分子密度が異なる少なくとも２つの領域（Ａ１、Ａ２）からなる薄膜を形成することができる。この場合は、２つの領域からなる薄膜を形成する場合について述べたが、同様の操作をすれば、３つ以上の領域からなる薄膜を形成する場合も同様である。
【０１７４】
化学吸着物質溶液は、非水系溶媒に、化学吸着物質（Ａ）、例えば上記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子の群が溶解した第１の吸着溶液（濃度ａ１）とこれと濃度の異なる第２の吸着溶液（濃度ａ２）を調整して得られる。
なお、この化学吸着物質溶液の調整は、相対湿度３５％以下の乾燥雰囲気、例えば乾燥空気、乾燥窒素または乾燥ヘリウム中で行うことが好ましい。
【０１７５】
使用する非水性有機溶媒としては、具体的にはヘキサデカン、オクタンなどの鎖状脂肪族炭化水素、ビシクロヘキシルなどの環状炭化水素、トルエン、キシレン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素、クロロホルム、トリクレンなどの有機ハロゲン化物、ジメチルシリコーン、ヘキサメチルジシロキサンなどのシロキサンなどが挙げられる。
これらの非水性有機溶媒は、単独でも、二種以上混合して使用してもよい。
【０１７６】
次に、上記吸着溶液作製工程にて作製した濃度の異なる第１の化学吸着物質溶液と第２の化学吸着物質溶液とを、有機溶剤等で予めよく洗浄した基板上の少なくとも隣接する部位に接触させた後、溶媒を除去すると、上記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子の群が基材表面に化学吸着して固定される。より詳しくは、上記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子に含まれるＡＸ基と上記基材表面に多数存在する水酸基などの活性水素を有する官能基との間で縮合反応が起こり、ＨＸが脱離する。この結果、上記一般式（１）で表される官能基群から選ばれる１種の官能基を有する分子が基材表面に化学吸着して、領域（Ｉ）と領域（ＩＩ）が形成される。
【０１７７】
なお、基板を有機溶剤等でよく洗浄するのは、吸着溶液の基板表面に対する付着性能を向上させるためであり、その他公知の方法で、表面処理を行ってもよい。
【０１７８】
また、同一濃度の吸着溶液を用いて、図３のような有機薄膜を作る場合は、以下のようにする。基板上の領域（Ｉ）と領域（ＩＩ）になる部位に化学吸着物質（Ａ）を溶解した吸着溶液（濃度ａ１）を接触させ、溶媒を除去して化学吸着物質（Ａ）を基板面に化学吸着させる。次に、基板上の領域（Ｉ）または領域（ＩＩ）になる部位に化学吸着物質（Ａ）を溶解した吸着溶液（濃度ａ２、ａ１＝ａ２）を接触させる。その後、溶媒を除去して化学吸着物質（Ａ）を基板面に化学吸着させることで、分子密度が異なる少なくとも２つの領域（Ａ１、Ａ２）からなる薄膜を形成することができる。この場合は、２つの領域からなる薄膜を形成する場合について述べたが、同様の操作をすれば、３つ以上の領域からなる薄膜を形成する場合も同様である。また、基板上の領域（Ｉ）と領域（ＩＩ）は、それぞれ吸着溶液の接触回数が異なる（１回または２回）。
【０１７９】
上記の製造方法では、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液を用いたが、一種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液の変わりに、異なる種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液を用いても、１種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液と複数種の化学吸着物質を溶解した吸着溶液とを用いても、複数種の化学吸着物質を溶解した吸着溶液を用いても、上記方法と同様に基板に接触させることで、図４から図７に示す態様の本発明の有機薄膜が得られる。
【０１８０】
接触回数は、基板上の少なくとも隣接する領域の分子密度が異なるようになるのであれば、特に制限はなく、１回以上であればよい。少なくとも１回の工程で、基板上に隣接する領域の分子密度が異なる少なくとも２つの領域からなる薄膜を形成できるので、効率的である。また、２回以上吸着溶液を接触させる場合には、領域ごとに異方性を付与したり、架橋処理ができる。
【０１８１】
異なる種類の化学吸着物質（Ａ、Ｂ）を溶解した吸着溶液を用いて、上記方法により有機薄膜を製造すると、たとえば図４のような有機薄膜が得られる。また、Ｂ以外の化学吸着物質（Ｘ）を溶解した吸着溶液を領域（ＩＩ）に隣接する基板の部位に接触させて、Ｂ以外の化学吸着物質（Ｘ）分子を化学吸着させれば、図５に示すような領域（ＩＩＩ）を有する有機薄膜を製造できる。
【０１８２】
１種類の化学吸着物質を溶解した吸着溶液と複数種の化学吸着物質を溶解した吸着溶液とを用いて、上記方法により有機薄膜を製造すると、たとえば図６のような有機薄膜が得られる。さらに、１種類の化学吸着物質（Ｘ）を溶解した吸着溶液を基板の領域（ＩＩ）に隣接する部位に接触させて、化学吸着物質（Ｘ）分子を化学吸着させれば、領域（ＩＩＩ）を有する有機薄膜を製造できる。
【０１８３】
複数種の化学吸着物質を溶解した吸着溶液を用いて、上記方法により有機薄膜を製造すると、たとえば図７のような有機薄膜が得られる。
【０１８４】
被膜形成工程は、乾燥雰囲気下（相対湿度３５％以下）で行うことが好ましい。湿度が高ければ、基材に未吸着の化学吸着物質が空気中の水分子と反応して水酸化物となり、これが基材に吸着している分子と部分的に反応することがあるからである。
【０１８５】
基板表面に化学吸着物質を接触させる方法としては、特に制限はなく、公知の方法が適用される。具体的には、吸着溶液を基材表面にスプレーする方法、乾燥雰囲気下に吸着溶液と基板とを置き、気化した化学吸着物質を基板表面に付着させる気相吸着法、吸着溶液中に基板を一定時間浸漬し、その後乾燥雰囲気で乾燥させるディップ法、吸着溶液をスピナーによって基板表面に塗布するスピナー法、吸着溶液を印刷機によって基板表面に塗布する印刷法、吸着溶液をスリットコーターを用いて基板表面に塗布するスリットコーター法などが挙げられる。
上記方法で、１回の操作で化学吸着物質を基板上に接触させる場合は、例えばスクリーン印刷のような印刷法を用いるのが好ましい。印刷法を用いれば、１回の操作で、明確に区画された領域を形成できるからである。
【０１８６】
また、複数回の操作で本発明の有機薄膜を製造する場合は、２回目以降の化学吸着物質の接触方法は、１回目の接触方法と同一であっても、異なっていてもよい。
【０１８７】
上記の方法により有機薄膜を製造する場合、２回目以降に領域を形成する際には、先に形成した領域に分子を接触させることができない場合がある。この場合に、先に形成した領域に分子を接触させない方法としては、マスク法と直接法に大別される公知の方法を用いればよい。
どの方法を用いるかについては、特に制限されず、基板の大きさ、形状、接触させる化学吸着物質や基板の物性などにより、適宜選択すればよい。
【０１８８】
マスク法は、基板表面に領域を形成する物質とは別の物質で、マスクを施し、マスクされていない部分に第２以降の化学吸着物質で、領域を形成した後に、マスクを除去するものである。マスクに用いられるものとしては、例えば印刷用インク、フォトレジスト膜、穴のあいたプラスチックフィルムなどが挙げられる。
【０１８９】
直接法は、基板表面の一部を先に領域を形成した物質とは別の物質にさらす、または基板表面の一部に化学的あるいは物理的処理を施すことにより、基板表面の一部に第２以降の領域を直接形成するものである。具体的には、スクリーン印刷を用いて、化学吸着物質をパターン化して印刷する、電子線を走査させ、目的の部分にのみ電子線を照射して領域を形成する、基板表面上に化学吸着物質の薄膜を形成しておいて、これにパターン化したフォトマスクを介して紫外線を照射し、光酸化により領域を形成する方法などが挙げられる。
【０１９０】
上記の方法で製造された有機薄膜は、以下のような有機薄膜である。
（１）隣接する領域がそれぞれ同一種類の化学物質分子の群で構成されていることにより少なくとも隣接する領域の分子密度が異なる有機薄膜である。
（２）隣接する領域がそれぞれ異なる種類の単一の化学物質分子の群で構成されていることにより少なくとも隣接する領域の分子密度が異なる有機薄膜である。
（３）隣接する領域がそれぞれ一種類の化学物質分子の群と複数種の化学物質分子の混合物からなる群とで構成されていることにより少なくとも隣接する領域の分子密度が異なる有機薄膜である。
（４）隣接する領域がそれぞれ複数種の化学物質分子の混合物の群で構成されていることにより少なくとも隣接する領域の分子密度が異なる有機薄膜である。
上記方法によれば、少なくとも隣接する領域の分子密度が異なる有機薄膜をより効果的に製造できる。
また、領域を作成する際に、領域がパターン状に形成されるようにしてやれば、パターニングが容易である。
【０１９１】
本発明の製造方法は、上記のように、化学吸着物質を基板表面に化学吸着する方法に限らず、高分子材料等を公知の方法で積層しても、本発明の有機薄膜を得ることができる。
【０１９２】
ここで、上記被膜形成工程を通常の湿度の雰囲気中（すなわち、大気中）で行うと、基材表面に吸着した吸着分子と、基材に吸着していない未吸着分子とが３次元的に架橋したポリマーライクな構造に一部物理的に絡み合った分子も含んだ薄膜が形成される。このような膜構造を有する薄膜が形成されるのは、以下に述べる理由による。即ち、基材表面に吸着しない未吸着分子は、雰囲気中の水分と反応し、ＨＸ分子が脱離する。この結果、この未吸着分子にはＯＨ基が導入される。そしてこのＯＨ基が他の未吸着分子のＸ基と反応するなどして架橋結合して、上記のような構造の薄膜が形成されている。
一方、乾燥雰囲気中（例えば、相対湿度３５％以下）で上記薄膜形成工程を行うと、単分子層状の薄膜が形成される。ここで、単分子層状の薄膜とは、概ね単分子膜と認識できる程度の薄膜をいう。具体的には、例えば基板に吸着した吸着分子の上に未吸着分子が付着して複数分子層となった部分があってもよく、また自らは直接基板と結合していないが、直接結合している分子に結合していたり、この直接基板と結合していない分子にさらに他の分子が結合する形で、複数の分子からなる層を形成している部分が含まれていてもよい。このような単分子層状の薄膜は、ナノメートルレベルの膜厚を有する膜を意味している。
【０１９３】
次に、この有機薄膜表面に付着した未吸着の分子を洗浄して除去する洗浄工程を行う。有機薄膜表面に付着した未吸着の分子が除去されるので、膜厚の制御された有機薄膜を得ることができる。
尚、このとき、洗浄工程を行わなければ、上記の単分子膜に付着している化学吸着物質が除去されないので、ポリマーライクな有機薄膜を形成できる。
いずれの有機薄膜にするかは、使用する目的による。
【０１９４】
なお、被膜形成工程が少なくとも２回化学吸着物質を化学吸着させる場合には、化学吸着物質を吸着させる毎に、上記洗浄工程を行ってもよい。各領域が各々単分子層状の被膜で形成されるので、全体として膜厚の制御された有機薄膜となる。
【０１９５】
上記洗浄工程で、使用できる洗浄剤としては、特に制限はなく、従来公知の洗浄剤が使用できる。好ましい洗浄剤としては、洗浄工程終了後、洗浄剤の除去が容易な点で、クロロホルム、アルキレングリコール類（例えば、ポリエチレングリコールを含むエチレングリコール類、プロピレングリコール類、ブチレングリコール類）、アルコキシアルコール類（例えば、エトキシエタノールなど）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトンなど）などが挙げられる。さらに、環境に与える負荷の少ない点から、アルキレングリコール類、アルコキシアルコール類がより好ましい。
これらの洗浄剤は、単独でも、２種以上組み合わせても使用できる。
【０１９６】
上記洗浄剤として、含水率が１％未満のものを用いることが好ましい。含水率が上記数値範囲を超えると、未吸着分子や吸着分子のＡＸ基が洗浄剤に含まれる水と反応して架橋構造を形成するからである。
この、洗浄工程は、乾燥雰囲気中で行ってもよい。単分子膜上に累積膜が形成された被膜を洗浄する場合、未吸着分子や吸着分子のＡＸ基が水と反応して架橋構造を形成することを防ぐためである。
【０１９７】
洗浄工程終了後、本発明の薄膜が形成された基板は、さらに水との反応工程に供してもよい。被膜を水と反応させると、薄膜を構成する分子中の例えばＳｉＣｌ基などのＡＸ基と水との間で例えばＨＣｌなどのＨＸの脱離反応を行い、この分子中にＯＨ基を導入できるからである。
【０１９８】
水との反応工程は、薄膜が水と接する状況に置くことにより行う。具体的には、薄膜に水を塗布する、水中に浸漬するなどによって行う。なお、上記洗浄工程終了後、洗浄液を乾燥した後、通常の湿度状態にある大気中に放置することによっても、大気中の水と反応して、膜を構成する分子中にＯＨ基を導入できる。
次に、上記薄膜を構成する分子にＯＨ基が導入された薄膜を乾燥状態に置くと、薄膜を構成する分子間で、ＯＨ基同士が脱水反応を起こして、架橋構造が形成される。架橋構造が形成されることにより、薄膜により強固な耐久性を付加することができる。なお、上記の単分子層状膜に付着している化学吸着物質を洗浄除去していない場合は、薄膜を構成する分子と単分子層状の膜に付着している化学吸着物質との間でもＯＨ基同士が脱水反応を起こして、三次元的に架橋したポリマー状（非単分子膜状）の有機薄膜が形成される。
【０１９９】
上記化学吸着物質として感光性基を有する吸着分子を含むものを使用する場合には、上記基板上に形成された有機薄膜に紫外線を照射することにより、吸着分子に異方性を付与するとともに、上記感光性基が光反応して吸着分子相互を架橋させる架橋処理工程を行ってもよい。
【０２００】
また、上記被膜形成工程が複数回化学吸着物質を化学吸着させる場合には、被膜形成工程の途中に少なくとも１回及び／又は被膜形成工程終了後に上記架橋処理工程を行ってもよい。
【０２０１】
直線偏光光を得る方法としては、吸収型の偏光板を介して得る方法、偏向ビームスプリッターなどの非吸収型の偏向分離素子を介して得る方法など、公知の方法が用いられる。
【０２０２】
露光時の温度としては、特に制限はないが、通常、室温付近から１００℃前後の温度である。
【０２０３】
照射する偏光紫外線は、３００〜４００ｎｍ付近に波長分布を有するものであればよい。照射量は、例えば３６５ｎｍで概ね５０〜３０００ｍＪ／ｃｍ2であればよい。また、照射する偏光光と基板とのなす角は、０〜９０°、好ましくは、４５〜９０°である。
【０２０４】
以上、光を用いた配向について説明したが、本発明は、これに限定されるものでなく、マスクラビング法を用いて、配向分割してもよい。
【０２０５】
上記のようにして有機薄膜が形成された基板を液晶表示装置に用いる場合は、例えば、以下のようにする。
電極を有する基板に、上記のようにして有機薄膜（配向膜）を設ける（第１の基板）。別途電極を有する基板（配向膜を有していても有していなくてもよい）を用意する（第２の基板）。この２つの基板を、電極面を内側にして所定の間隙を保ちつつ位置合わせし、基板の周縁を接着固定した後、第１の基板と第２の基板の間に、例えばネマチック液晶を注入し、液晶セルとする。この液晶セルに定法に従って偏光板およびバックライトを配置して、本発明の液晶表示装置を作成する。
【０２０６】
上記化学吸着物質として少なくとも１種は、重合性を有する吸着分子を含むものを使用し、上記基板上で重合反応させて、基板上に共役系高分子層を形成し、さらにこれをドーピングして導電性を付与させることで少なくとも隣接する領域に異なる導電性を付与する導電性付与工程を行ってもよい。
【０２０７】
重合性を有する吸着分子についても、上記と同様に基板表面に吸着させる。その後、吸着分子同士、吸着分子と未吸着分子、吸着分子に結合している未吸着分子と未吸着分子間で、重合反応させ、基板上に共役系高分子層を形成する。
【０２０８】
共役系高分子の合成は、重合性モノマーの重合により直接に共役系骨格を持った高分子を合成する直接合成法と、重合性モノマーの重合により可溶性の先駆ポリマーを合成し、これを脱離反応や付加反応などにより共役系を形成する間接合成法に大別される。いずれの方法をとるかは、重合性モノマーの種類や合成される共役系高分子により異なるので、公知の方法で合成すればよい。
【０２０９】
直接合成法では、付加重合、開環重合、環化重合などの連鎖重合法や重縮合のような逐次重合法が利用できる。
例えば、ポリアセチレン類は、アセチレンやフェニルアセチレンのチーグラー・ナッタ触媒による付加重合（配位アニオン重合）で合成できる。また、ポリピロールやポリチオフェンは、ピロールやチオフェンの２，５位の水素の脱離に伴う重縮合反応により合成される。
【０２１０】
間接合成法は、２段階の反応で共役系高分子を合成しようとするものである。共役系高分子のほとんどは、あらゆる溶媒に不溶であるため、一度できると成形できない。しかし、この方法では、一般に、先駆ポリマーが可溶であるので、これを成形してから２段目の反応を行えるという利点がある。
例えば、ポリビニルアルコールの脱水反応、ポリ塩化ビニルの脱塩素化反応によりポリアセチレンなどのポリエンが合成できる。
【０２１１】
共役系高分子の多くは、絶縁体かこれに近い半導体である。このような共役系高分子をドーピングすることで、導電性高分子を得る。ドーピングには、ドーパントを導電性高分子と反応させる化学ドーピングと導電性高分子を電極として電気化学的に行う電気化学ドーピングとが知られている。
【０２１２】
共役系高分子に電子受容性ドーパントまたは電子供与性ドーパントを加えると、電荷移動を起こし、導電性を得る。ドーピングできるか否かは、導電性高分子のイオン化ポテンシャル又は電気親和力とドーパントの電気親和力またはイオン化ポテンシャルにより決まる。
【０２１３】
使用できるドーパントとしては、例えばハロゲン、ルイス酸、プロトン酸、遷移金属ハロゲン化物、電界質アニオンなどの公知の電子受容性ドーパントやアルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド、第四級アンモニウムイオン、第四級ホスホニウムイオンなどの公知の電子供与性ドーパントなどが挙げられる。
【０２１４】
また、電気化学ドーピングでは、共役系高分子を正、負極両極として電界物質を溶かした電界溶液に浸して、電位をかけると、電流が流れて正極はｐ型に、負極はｎ型にドーピングされる。
【０２１５】
本発明の有機薄膜では、化学吸着物質として少なくとも１種は、重合性を有する吸着分子を含むものを使用している。したがって、少なくとも隣接する部分において種類、混合割合、濃度のいずれかが異なるようにして領域を形成すれば、少なくとも隣接する領域では、導電性の異なる有機薄膜が製造できる。この場合に、上記の条件に加え、ドーパントの種類、ドーパント濃度、共役性高分子とドーパントとの関係、印加電圧などを変えることによっても、少なくとも隣接する領域では、導電性の異なる有機薄膜が製造できる。
【０２１６】
さらに、共役結合基を有する吸着分子である場合に、感光性基を有していてもよい。感光性基により、薄膜表面の分子の配向状態を制御することで、ドーパントの配列が制御できるので、導電性を制御することもできるからである。
【０２１７】
上記基板としては、ガラス、金属、金属酸化物、セラミックス、プラスチック、木材、石材、紙および布等からなるいずれか１種の材料に適用できる。また、液晶配向膜の基板としては、電極は基板の片面に形成されていても良いし、両面に形成されていてもよい。電極の材質としては、アルミニウムやＩＴＯなどの公知の材質のものが使用できる。電極形状は、ストレート線状のものやくの字に屈曲したもの、ＴＦＴの配線形状など、どのような形状であってもよい。
【０２１８】
【実施例】
以下に、必要に応じて図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている構成要素の材質や製造条件等は、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる例示に過ぎない。
【０２１９】
（実施例１）
図９、図１０はそれぞれ紫外可視分光分析（以下、ＵＶ／ＶＩＳ分光分析という）のスペクトルを表す図である。
【０２２０】
まず、ｎ−へキサンに一般式（１）で表される官能群から選ばれる１種の官能基を有する分子として（チオフェニルオクチル）トリクロロシラン（本明細書中で、「チオフェニル」とは、「チオフェン環」を意味する）を１重量％となるように溶解させた（吸着溶液（ａ））。
【０２２１】
次に、ｎ−へキサンに一般式（１）で表される官能群から選ばれる１種の官能基を有する分子としてプロピルトリクロロシランを１重量％となるように溶解させた（吸着溶液（ｂ））。
【０２２２】
吸着溶液（ａ）と（ｂ）とを、（ａ）：（ｂ）が体積比で、それぞれ１：０、１：２、１：１、２：１になるように混合し、混合溶液を調整した。
【０２２３】
この混合溶液を、石英ガラス上に上記各々の混合溶液を印刷法を用いて、各々の混合溶液を短冊状に配列して接触させた。その後、乾燥雰囲気中で、１０分間放置乾燥させた。この薄膜を形成した石英ガラスについて、ＵＶ／ＶＩＳ分光分析を行ったところ、図９に示す重合前のスペクトルを得た。
【０２２４】
次に、この薄膜を形成した石英ガラスを１重量％塩化第二鉄ＤＭＳＯ溶液に２時間浸漬し、共役系高分子を重合させた。この薄膜を形成した石英ガラスを水洗した後、ＵＶ／ＶＩＳ分光分析を行ったところ、図９に示す重合後のスペクトルを得た。
図９の重合後のスペクトルから明らかなように、図９の重合前のスペクトルに比べて吸収ピークが大きくなり、しかも長波長へシフトしている。このことから、膜内において、ポリ（チオフェンオクチル）が重合したことがわかる。
【０２２５】
この薄膜を形成した石英ガラスを５重量％塩化第二鉄アセトニトリル溶液に３０分浸漬し、共役系高分子をドーピングした。その後、アセトニトリルで洗浄し、自然乾燥させた。
【０２２６】
得られた導電性高分子層に導電ペーストを塗布し、電極を形成した後、四端子法にて抵抗を測定し、電導度を計測した。吸着溶液（ａ）と（ｂ）との混合比率と電導度の関係を表１に示す。
【０２２７】
【表１】
0003809330.tif 000005
【０２２８】
表１から明らかなように、本発明の方法によれば、膜内に任意の導電性の領域を有する有機薄膜を得ることができた。
【０２２９】
（実施例２）
シリコーンオイル９６Ｌ（信越化学（株）製、沸点約１００℃）に一般式（１）で表される官能群から選ばれる１種の官能基を有する分子としてオクタデシルトリクロロシランＣＨ3（ＣＨ2）17ＳｉＣｌ3を１重量％となるように溶解させた（吸着溶液Ａ）。
【０２３０】
次に、シリコーンオイル９６Ｌ（信越化学（株）製、沸点約１００℃）に一般式（１）で表される官能群から選ばれる１種の官能基を有する分子としてオクタデシルトリクロロシランＣＨ3（ＣＨ2）17ＳｉＣｌ3を１０重量％となるように溶解させた（吸着溶液Ｂ）。
【０２３１】
オクタデシルトリクロロシランＣＨ3（ＣＨ2）17ＳｉＣｌ3は、下記反応式（２）で示されるように反応して、基板に吸着する。
【０２３２】
【化６】
0003809330.tif 000006
次に、基板として、ガラスにＩＴＯ電極が付いたＯＣＢ液晶表示素子用基板を準備した。次に、キセノンのエキシマランプを用いて、相対湿度６５％の空気中で、基板とランプ間の距離を２ｍｍ離して、約５０秒間照射した。ランプ直下の波長１７２ｎｍの照度は、３２ｍＷ／ｃｍ2であり、本実施例のように２ｍｍ離すと、照度は２０ｍＷ／ｃｍ2となる。基板とランプ間の距離は、１０μｍ以上５０μｍ以下が実用上望ましい。
【０２３３】
この基板を純水流水下に約１分間放置した後、引き上げ、エアガンで水滴を完全に除去し、乾燥させて、基板を表面処理した。
【０２３４】
次に、スクリーン印刷で、図１０に示すように、上記ガラス基板１上にインクによる第１パターン７を作成した。
【０２３５】
このパターン化されたインクをマスクとして、基板１を吸着溶液Ａに相対湿度３０％の乾燥雰囲気下で室温で１時間浸漬し、その後基板を引き上げて乾燥させることにより、インクの付着していないところに図１１に示すように領域（Ｉ）３を形成した。
【０２３６】
その後、この基板１をアセトンで洗浄し、インクを除去した。
次に、スクリーン印刷で図１２に示すように、上記領域（Ｉ）３の上にインクによる第２パターン８を作成した。
【０２３７】
このパターン化されたインクをマスクとして、基板１を吸着溶液Ｂに相対湿度３０％の乾燥雰囲気下で室温で１時間浸漬し、その後基板を引き上げて乾燥させることにより、インクの付着していないところに図１３に示すように領域（ＩＩ）４を形成した。
【０２３８】
領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４との面積比は、領域（Ｉ）：領域（ＩＩ）＝１００：１であった。
【０２３９】
次に、領域（Ｉ）３と領域（ＩＩ）４とが形成された基板に、５００Ｗの高圧水銀灯を用い、波長３６５ｎｍの紫外光をグランティラー型偏光子を介して１２００ｍＪ／ｃｍ2照射した。
【０２４０】
次に上記で作成した有機薄膜（液晶配向膜）付き基板２枚を用い、有機薄膜を対向させ、かつそれぞれの露光部分がアンチパラレル配向するようにして、スペーサーを介在させて、セルギャップが５μｍの液晶セルを組み立て、ＯＣＢ用液晶（（株）チッソ、ＭＪ９７２０６）して、液晶表示素子Ｉを作成した。
【０２４１】
ＯＣＢ液晶表示素子Ｉの領域（Ｉ）と領域（ＩＩ）のプレチルト角、領域（Ｉ）と領域（ＩＩ）との間のスプレー−ベンド転移電圧を測定するとともに、偏光顕微鏡を用いて、液晶の配向均一性（明るさのムラ）を観察した。結果を表２に示す。
【０２４２】
【表２】
0003809330.tif 000007
【０２４３】
この表から明らかなように、本発明の液晶配向膜を用いたＯＣＢ液晶表示素子は、領域（ＩＩ）のプレチルト角が、領域（Ｉ）のプレチルト角より大きくなっており、領域（ＩＩ）を転移発生の核としてベンド転移が発生、成長しやすくなり、スプレー−ベンド表示電圧を下げることができた。
また、液晶の配向均一性（明るさのムラ）に優れていた。
なお、ＯＣＢ液晶表示素子において、配向パターンＡの大きさは、５μｍ角以上で転移発生の核としての効果が得られることがわかった。
【０２４４】
実施例２と同様の方法により、１画素に対応する部分の周辺部分を高濃度に中心部分を低濃度になるようにして、液晶配向膜を作成した。
この液晶配向膜をＴＮ型液晶表示装置に用いると、周辺部のアンカリングエネルギーが高くなり、他の画素からの横電界によるリバースチルトを有効に防止できた。
【０２４５】
また、実施例２と同様の方法により、ＩＰＳ型液晶表示装置の電極部に対応する部分を高密度に他の部分を低濃度になるようにして、液晶配向膜を作成した。
この液晶配向膜をＩＰＳ型液晶表示装置に用いると、電極上の極角アンカリングエネルギーを高くすることができた。
【０２４６】
また、実施例２と同様の方法により、液晶注入口付近を液晶の注入方向に沿って、高密度になるように、液晶配向膜を作成した。
この液晶配向膜を用いた液晶パネルに液晶を注入したところ、配向ムラは起こさなかった。
【０２４７】
（実施例３）
ｎ−へキサンに一般式（１）で表される官能群から選ばれる１種の官能基を有する分子としてオクタデシルトリクロロシランＣＨ3（ＣＨ2）17ＳｉＣｌ3を０．１重量％となるように溶解させた（吸着溶液（ｃ））。
【０２４８】
乾燥雰囲気（相対湿度３５％以下）下で、ガラス基板を、吸着溶液（ｃ）に１分間浸漬した後に、取り出し、乾燥雰囲気下で１０分間放置乾燥させた。その後アセトンで洗浄し、ガラス基板に撥水性膜を形成した。
【０２４９】
この膜の臨界表面エネルギーを、４種類の有機溶媒により接触角を測定し、Ｚｉｓｍａｎプロットにより求めると、２４ｄｙｎ／ｃｍであった。
【０２５０】
ｎ−へキサンに一般式（１）で表される官能群から選ばれる１種の官能基を有する分子としてフェニルトリクロロシランＣ6Ｈ5ＳｉＣｌ3を０．１重量％となるように溶解させた（吸着溶液（ｄ））。
【０２５１】
この吸着溶液（ｄ）を上記と同様に処理し、この膜の臨界表面エネルギーを求めると、３７ｄｙｎ／ｃｍであった。
【０２５２】
吸着溶液（ｃ）と（ｄ）とをそれぞれ（ｃ）：（ｄ）が１：２、１：１、２：１になるように混合し、混合溶液を調整した。
【０２５３】
この混合溶液を、ガラス上に上記各々の混合溶液を印刷法を用いて、各々の混合溶液を短冊状に配列して接触させた。その後、乾燥雰囲気中で、１０分間放置乾燥させ、アセトンで洗浄し、薄膜を形成した。
【０２５４】
薄膜上の各領域の臨界表面エネルギーを求めた。吸着溶液（ｃ）と（ｄ）との混合比率と臨界表面エネルギーの関係を表３に示す。
【０２５５】
【表３】
0003809330.tif 000008
【０２５６】
表３から明らかなように、本発明の方法によれば、膜内に任意の表面エネルギーの領域を有する有機薄膜を得ることができた。
【０２５７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によると、基板上に形成された有機薄膜であって、分子密度の異なる少なくとも２つの領域を有し、かつ前記分子密度の異なる２つの領域が隣接しているものを提供できる。この有機薄膜は、耐久性に優れるだけでなく、特定の領域に表面エネルギーや配向性、アンカリングエネルギー、導電性などの特性を容易に付加することができる。
【０２５８】
また、上記有機薄膜を液晶配向膜に使用すると、リバースチルトを有効に防止する、広い視覚特性を得る、画素に転移角を与えることができる、液晶注入時の配向ムラを防止できるなどの効果がある。
【０２５９】
さらにこの有機薄膜を液晶配向膜に使用すると、分子回路のパターンニングなどの利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機薄膜の一例を模式的に表した図であり、図１（ａ）はその斜視図、図１（ｂ）は上記図１（ａ）におけるＡ−Ａ'方向の断面図である。
【図２】本発明の有機薄膜の別の一例を模式的に表した図である。
【図３】本発明の一態様を模式的に表した要部拡大図である。
【図４】本発明の別の一態様を模式的に表した要部拡大図である。
【図５】領域を構成する化学物質分子が２種類以上の場合の態様を模式的に表した要部拡大図である。
【図６】本発明のさらに別の一態様を模式的に表した要部拡大図である。
【図７】本発明のさらに別の一態様を模式的に表した要部拡大図である。
【図８】基板表面の分子の占有密度の差を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例１における重合前および重合後のＵＶ／ＶＩＳ分光分析のスペクトルを表す図である。
【図１０】本発明の実施例２におけるＯＣＢ液晶表示素子用基板に作成した第１パターンを示す図である。
【図１１】本発明の実施例２におけるＯＣＢ液晶表示素子用基板上に形成された領域（Ｉ）を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２におけるＯＣＢ液晶表示素子用基板に作成した第２パターンを示す図である。
【図１３】本発明の実施例２におけるＯＣＢ液晶表示素子用基板上に形成された領域（ＩＩ）を示す図である。
【符号の説明】
１      基板
２      有機薄膜
３      領域（Ｉ）
４      領域（ＩＩ）
５      領域（ＩＩＩ）
６      ＯＣＢ液晶表示素子用基板
７      第１パターン
８      第２パターン
【図１】
0003809330.tif 000011
【図２】
0003809330.tif 000012
【図３】
0003809330.tif 000013
【図４】
0003809330.tif 000014
【図５】
0003809330.tif 000015
【図６】
0003809330.tif 000016
【図７】
0003809330.tif 000017
【図８】
0003809330.tif 000018
【図９】
0003809330.tif 000019
【図１０】
0003809330.tif 000020
【図１１】
0003809330.tif 000021
【図１２】
0003809330.tif 000022
【図１３】
0003809330.tif 000023