JP3933857B2 - 薄膜、その製造方法及びその製造装置と、薄膜を用いた液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜、その製造方法及びその製造装置に関するものである。また本発明は、薄膜を用いた液晶表示装置及びその製造方法に関し、より詳細には、テレビジョン（ＴＶ）画像やコンピュータ画像等が表示可能な、平面表示パネルに使用できる液晶表示装置とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（１）従来の有機薄膜の製造方法としては、例えば特開平３−７９１３号公報、特開平３−２３０１５６号公報、特開平４−３３０９２５号公報、日本国特許第２０２８６６２号、第２５９８８６７号及び第２６３８４４６号等に開示されている方法がある。これら各公報に記載されている製造方法は何れも、クロロシラン系界面活性剤を用いて、基材表面に化学吸着膜を製膜する手法を採用している。基材表面に製膜する有機薄膜は一般に、基材に対する耐剥離性に優れたものが好ましいが、前記したクロロシラン系界面活性剤の様に、基材表面に存在する活性水素を有する官能基と化学吸着反応をするものは、当該基材に対する固定力が強いので好ましい。
【０００３】
また、光感応性官能基（以下、光感応性基と言う）を備えた化合物を用いて、基材上に有機薄膜を形成する方法も知られている。具体的には、前記化合物を基材上に塗布した後、必要に応じて当該基材を洗浄し余剰の前記化合物を除去する。更に、化合物が塗布された基材を露光して有機薄膜を形成するというものである。
【０００４】
ところで、近年、液晶表示装置の製造プロセスに於いて、配向膜に液晶配向性を付与する工程として必須であったラビング処理をなくす検討が行われている。ラビング処理とは、液晶の配向手法の一種であり、配向膜の形成された基板表面を、ナイロン等の布を張り付けたローラーで擦ることにより、配向膜表面に異方性を発現させ、これにより液晶を所望の方向に初期配向させるというものである。しかしラビング処理は、従来より幾つかの欠点が指摘されてきており、例えばその代表的なものとしては、以下のものが挙げられる。
【０００５】
▲１▼配向膜表面に凹凸があると凹部が擦れず、特に大面積のパネルであると均一に擦れない為、配向欠陥、表示ムラ及び表示焼き付き等が発生する。
【０００６】
▲２▼ラビング処理の際に配向膜上に静電気が発生し、この静電気がＴＦＴ等の回路を破壊する等してその機能を低下させる。
【０００７】
▲３▼ラビング処理の際にラビング材（綿布等）からゴミが発生し、このゴミが表示ムラやセルギャップの不均一化を招来する。
【０００８】
前記問題点を解消すべく、ラビング処理に代わる他の配向手法も種々提案されてはいるが、未だ実用化には至っていない。この様な状況下、最近「光配向」という配向手法が注目を浴びている。この光配向処理法は、配向膜材料として光感応性基を有するポリマーを用い、そのポリマーに偏光ＵＶ光を照射することにより、所望の異方性を配向膜表面に発現させ、その異方性を用いて液晶を配向させるという手法である。即ち、光配向処理法の最大の特徴は、ラビング処理と異なり、「非接触」という点にある。これにより、従来ラビング処理で発生していた大半の問題を解消可能となった。
【０００９】
ここで一般に、光感応性基が起こす光反応には、異性化、分解、架橋（二量化）、重合等がある。このうち、異性化及び分解は、前記分子の個々が独立して反応を起こす為に、分子間の位置関係及び相互作用が光反応自体に大きな影響を与えることはない。
【００１０】
しかし、架橋（二量化）及び重合反応に於いては、分子間の位置関係及び相互作用等が光反応に大きな影響を与える。これは、適当な位置関係にあり、かつ相互作用が適度に影響し合う分子同士のみで架橋または重合できるからである。例を挙げると、例えばWoodward-Hoffmann則によれば、光反応型の付加環化反応において、反応する２つの分子中の２つのｓｐ2炭素が、ちょうど両者のπ軌道の近い側のローブの（極性）符号が一致し、かつ両分子のお互いに向かい合うｓｐ2炭素間距離が炭素−炭素単結合分の距離にある場合のみ、環化反応が起こることでも知られている。
【００１１】
以上の点を鑑みると、前記した従来の光配向処理法に於いては、分子間の適当な位置関係等を考慮して光配向処理を行うということがなされていなかった。つまり、上述の様に、架橋または重合は分子相互の位置関係及び相互作用等に影響されるにも関わらず、光反応を起こすのに最適な膜状態で処理するということが何ら施されていなかった。よって、前記従来の光配向処理法に於いては、光反応率を向上させることにより光照射量を抑制し、製造コストの低減を図る余地があった。更に、分子相互の位置関係及び相互作用等の影響を考慮せずに製膜していたことから、この様な要因を制御できれば有機薄膜の機能を更に向上させる余地があった。
【００１２】
（２）一方、二つの物体が接触した状態で相対運動をし、或いは相対運動を起こそうとしている場合、具体的にはある物体を他の物体で擦る場合、ある物体上で他の物体を滑らせる場合、ある物体の中に他の物体を流す場合、または密着している２つの物体を引き離す場合等では、接触面で電子の移動が起こり相互の物体が帯電して静電気が発生することが知られている。
【００１３】
ところで、各種の表示デバイスや通信デバイス等に於いては、その製造プロセスに於いて様々な静電気対策が行われてきた。具体的には、雰囲気の湿度を高く保つ方法、対象物をアースに接続する方法、イオン発生器により発生させたイオン化エアーを吹きかける方法等である。そして、この様な対策が行われてきたのは、これらのデバイスが本来的に静電気に対して極めて弱い構造であり、また製造プロセス中での静電気の発生が不可避的なものだからである。
【００１４】
ここで、前記した各種のデバイス等では薄膜の形成が重要なプロセスとなっている。また、形成した薄膜に微細な加工を施すプロセスが無ければデバイスの作製が不可能となっている。
【００１５】
薄膜形成プロセスに於いては、溶剤等の流体が前記した各種のデバイスで使用される基板と接触することは避けられない。一方、流体がある物体と接触し、かつ物体表面を流動すれば流体と物体の界面で摩擦電気が発生することは周知である。加えて、流体の流動速度が大きい場合や誘電率の大きい場合には、静電気が極めて顕著に発生する。従って、薄膜形成プロセスに於いても当然に静電気が発生するが、その対策はこれまで行われてこなかった。この結果、例えば、液晶表示装置用のＴＦＴアレイ基板等では、静電気が発生するとＴＦＴ回路が即座に静電破壊されてしまうという問題があった。また、静電気に起因して空気中の浮遊物が基板に付着し、薄膜の清浄性が劣化する等の問題もあった。よって、前記従来の薄膜形成プロセスに於いては、十分な静電気対策を行えば歩留まりの向上が図れ、製造コストの低減を図る余地があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
一群の本発明は、前記従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、その第一の目的は、光反応率の向上により光照射量を抑制し、コストの低減が可能な薄膜の製造方法と、これにより得られる薄膜、及び液晶表示装置の製造方法とこれにより得られる液晶表示装置を提供することにある。
【００１７】
また、第２の目的は、効率的、かつ簡便な方法により静電気を除去しつつ薄膜を製造する方法と、その製造装置、及び液晶表示装置を製造する方法とその製造装置を提供することにある。
【００１８】
尚、一群の本発明は、同一ないし類似した着想に基づくものである。しかし、それぞれの発明は異なる実施例により具現化されるものであるので、本明細書では、これらの一群の本発明を密接に関連した発明ごとに第１の発明群、及び第２の発明群として区分する。そして、以下では、それぞれの区分（発明群）ごとにその内容を順次説明する。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
一群の本発明は、前記従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、その第一の目的は、光反応率の向上により光照射量を抑制し、コストの低減が可能な薄膜の製造方法と、これにより得られる薄膜、及び液晶表示装置の製造方法とこれにより得られる液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
また、第２の目的は、効率的、かつ簡便な方法により静電気を除去しつつ薄膜を製造する方法と、その製造装置、及び液晶表示装置を製造する方法とその製造装置を提供することにある。
【００２１】
尚、一群の本発明は、同一ないし類似した着想に基づくものである。しかし、それぞれの発明は異なる実施例により具現化されるものであるので、本明細書では、これらの一群の本発明を密接に関連した発明ごとに第１の発明群、及び第２の発明群として区分する。そして、以下では、それぞれの区分（発明群）ごとにその内容を順次説明する。
【００２２】
[第１発明群]
（１）薄膜
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る薄膜は、基材表面に、薄膜構成分子の集合群が結合固定されてなる薄膜であって、前記薄膜構成分子の集合群は、分子相互の関係が安定状態または準安定状態で配向していることを特徴とする。
【００２３】
前記の構成に於いて、前記薄膜構成分子の集合群が、前記基材に対して−Ｏ−Ａ結合（但し、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なる群より選ばれる１種の原子を示す。）を介して結合された構成とすることができる。
【００２４】
また、前記構成に於いて、前記薄膜構成分子の一部が光感応性基を有する分子であり、当該光感応性基部の少なくとも一部が所定方向に結合固定されている構成とすることができる。
【００２５】
更に、前記光感応性基を有する分子のうち、５０％以上の分子の光感応性基部が結合固定されている構成とすることができる。
【００２６】
また、前記薄膜構成分子の集合群が、複数種類の分子からなる構成とすることができる。
【００２７】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る薄膜は、基材表面に設けられ、かつ機能性官能基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜であって、前記機能性官能基は、官能基相互の関係が安定状態または準安定状態で配向していることを特徴とする。
【００２８】
前記の構成に於いて、前記ポリマーは少なくとも一部に光感応性基を有しており、当該光感応性基部の少なくとも一部が所定方向に結合固定されている構成とすることができる。
【００２９】
更に、前記光感応性基がカルコン骨格基またはシンナメート骨格基である構成とすることができる。
【００３０】
更に、前記ポリマーが、その主鎖にポリビニル、ポリシロキサンまたはポリイミドの何れか１つを有する構成とすることができる。
【００３１】
ここで、前記構成を有した第１発明群に係る薄膜の作用について述べる。
【００３２】
第１発明群に係る薄膜は、薄膜構成分子の集合群が基材面に結合固定されてなり、かつこれを構成する薄膜構成分子の集合群が配向秩序を安定状態または準安定状態となる様に配向した膜構造を有しているので、同一の薄膜構成分子からなる従来の単分子膜よりも膜機能に優れたものとできる。安定状態とは、薄膜構成分子がランダムに配向の乱れた、ポテンシャルエネルギー（またはエネルギー準位）の最も高い非安定状態に対立する概念として用いている。換言すれば、分子相互の立体的な位置関係、即ち配向秩序が均一な、ポテンシャルエネルギーの最も低く安定した状態を言う。また、準安定状態とは、非安定状態から安定状態までの過程に於いて、ポテンシャルエネルギーを小さくしていく上で現れる、安定に準ずる状態を言い、具体的には一定程度配向秩序が均一となった状態を表す。
【００３３】
ここで、薄膜構成分子が、撥水性や親水性等の機能を発揮する機能性官能基を有する場合には、それらの機能が膜の物性として発揮されるが、従来の有機薄膜の様に非安定状態であると、その機能が十分に発現されない場合がある。これに対して、本発明であると、前記構成のように薄膜構成分子の集合群が配向秩序を安定化させているので、同一材料からなる場合であっても、その膜機能を向上させることができると共に、新規な機能を発現させることも可能となる。
【００３４】
更に、薄膜が機能性官能基を側鎖として備えたポリマーからなる場合にも、かかる機能性官能基を安定状態または準安定状態となる様に配向させる結果、機能性官能基を揃って膜表面側または膜の内部側に配向させることができる。この結果、前記と同様に、機能性官能基を有することにより発現する膜機能を向上させることが可能となる。
【００３５】
（２）薄膜の製造方法
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る薄膜の製造方法は、基材表面に結合し、光感応性基を備えた分子を含む薄膜構成分子の集合群からなる薄膜の製造方法であって、前記基材を薄膜形成用溶液に接触させることにより、基材表面に結合した薄膜構成分子の集合群からなる被膜を形成する被膜形成工程と、前記基材上に存在する未結合の分子を除去する除去工程と、前記基材を熱処理することにより、前記被膜を構成する薄膜構成分子の集合群を再配向させて分子相互の関係を安定状態または準安定状態にする熱処理工程と、前記基材に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の分子相互を結合固定させる露光工程とを備えることを特徴とする。
【００３６】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る他の薄膜の製造方法は、基材表面に結合し、光感応性基を備えた分子を含む薄膜構成分子の集合群からなる薄膜の製造方法であって、前記基材を薄膜形成用溶液に接触させることにより、基材表面に結合した薄膜構成分子の集合群からなる被膜を形成する被膜形成工程と、前記基材上に存在する未結合の分子を除去する除去工程と、前記基材を熱処理しながら、前記基材に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の分子相互を結合固定させる露光工程とを備えることを特徴とする。
【００３７】
前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子が化学反応しない温度未満で行うことができる。
【００３８】
更に、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子の融点以上、化学反応しない温度未満の範囲内で行うことができる。
【００３９】
また、前記薄膜形成用溶液として、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を備えた分子からなる化学吸着物質を含む溶液を使用することができる。
【００４０】
【化９】
（但し、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なる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
更に、前記構成に於いて、前記光感応性基がカルコン骨格基またはシンナメート骨格基である構成とすることができる。
【００４１】
また、前記構成に於いて、前記露光工程が、所定の方向に偏光方向を有する偏光を照射する工程である
更に、前記構成に於いて、前記被膜形成工程に於いて使用する前記薄膜形成用溶液は、複数種の薄膜形成材料を含む構成とすることができる。
【００４２】
更に、前記露光工程により、光感応性基を備えた分子のうち５０％以上の分子が光感応性基部で結合固定している構成とすることができる。
【００４３】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る更に他の薄膜の製造方法は、基材表面に、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、前記基材を薄膜形成用溶液に接触させてポリマー膜を形成する被膜形成工程と、前記基材を熱処理することにより、前記光感応性基を再配向させて、官能基相互の関係を安定状態または準安定状態にする熱処理工程と、前記基材に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の光感応性基相互を結合固定させる露光工程とを備えることを特徴とする。
【００４４】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る更に他の薄膜の製造方法は、基材表面に、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、前記基材に薄膜形成用溶液を接触させてポリマー膜を形成する被膜形成工程と、前記基材を熱処理しながら、前記基材に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の光感応性基相互を結合固定させる露光工程とを備えることを特徴とする。
【００４５】
前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として前記ポリマーが化学反応しない温度未満で行うことができる。
【００４６】
更に、前記熱処理工程は、処理温度として前記ポリマーの融点以上、化学反応しない温度未満の範囲内で行うことができる。
【００４７】
更に、前記各構成に於いて、前記光感応性基を備えたポリマーの主鎖にポリビニル、ポリシロキサン及びポリイミドからなる群より選ばれる何れか１つを有する構成とすることができる。
【００４８】
また、前記各構成に於いて、前記露光工程が、所定の方向に偏光方向を有する偏光を照射する工程である構成とすることができる。
【００４９】
また、前記各構成に於いて、前記被膜形成工程に於いて使用する前記薄膜形成用溶液は、複数種の薄膜形成材料を含む構成とすることができる。
【００５０】
ここで、前記構成を有した第１発明群に係る薄膜の製造方法の作用について述べる。
【００５１】
第１発明群に係る薄膜の製造方法に於いては、膜形成直後に熱処理を行うことにより、薄膜構成分子の集合群を再配向させて、分子相互の関係を安定状態または準安定状態にするものである。被膜形成工程直後の被膜は、薄膜構成分子が規則的に整然と配列・配向した膜構造とはなっていない。この様な膜構造の被膜に対して、例えば薄膜構成分子が光感応性基を有しており露光の必要がある場合には、十分な光反応を起こすのは困難となる。光反応は、光感応性基同士が邂逅する場合に起こるからである。しかし本発明に於いては、熱処理工程を行うことにより、薄膜構成分子の配向秩序を安定化させるので、光反応を十分に生じさせることができる。更にこのことは、従来の有機薄膜と比較して反応速度に著しい差を生むこととなり、光反応効率を向上させることができる。この結果、光照射量を低減させコストの抑制を図ることができる。
【００５２】
その一方、熱処理をしながら露光工程を行う場合には、その熱処理により薄膜構成分子の分子振動を励起状態とし、分子相互の邂逅する確率を増大させた状態で露光を行うので、光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストの抑制が図れる。
【００５３】
更に、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜の製造方法の場合に於いては、膜形成直後に熱処理を行うことにより、当該光感応性基を安定状態または準安定状態となる様に配向させるものである。これにより、機能性官能基を有することにより発現する機能を最大限に発揮させることが可能な薄膜を製造することができる。また、熱処理をしながら露光工程を行う場合にも、やはり分子振動が励起状態となる結果、側鎖である光感応性基同士の邂逅する確率を増大させることができる。これにより、光反応を十分に起こさせることができ、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストの抑制が図れる。
【００５４】
（３）液晶表示装置
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る液晶表示装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置であって、前記液晶配向膜は、基板表面に薄膜構成分子の集合群が結合固定されてなり、かつ、前記薄膜構成分子の集合群は、分子相互の関係が安定状態または準安定状態で配向していることを特徴とする。
【００５５】
前記の構成に於いて、前記薄膜構成分子の集合群が、前記基板に対して−Ｏ−Ａ結合（但し、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なる群より選ばれる１種の原子を示す。）を介して結合されている構成とすることができる。
【００５６】
また、前記構成に於いて、前記薄膜構成分子の一部が光感応性基を有する分子であり、当該光感応性基部の少なくとも一部が所定方向に結合固定されている構成とすることができる。
【００５７】
更に、前記構成に於いて、前記光感応性基を有する分子のうち、５０％以上の分子の光感応性基部が結合固定されている構成とすることができる。
【００５８】
また、前記構成に於いて、前記薄膜構成分子の集合群が、複数種類の分子からなる構成とすることができる。
【００５９】
また、前記液晶層に於ける前記液晶配向膜近傍の液晶がプレチルト角５°〜８８°の範囲内で配向している構成とすることができる。
【００６０】
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る液晶表示装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置であって、前記液晶配向膜は、機能性官能基を側鎖として備えたポリマーからなり、かつ、前記機能性官能基は、官能基相互の関係が安定状態または準安定状態で配向していることを特徴とする。
【００６１】
前記構成に於いて、前記ポリマーは少なくとも一部に光感応性基を有しており、当該光感応性基部の少なくとも一部が所定方向に結合固定されている構成とすることができる。
【００６２】
更に、前記光感応性基がカルコン骨格基またはシンナメート骨格基である構成とすることができる。
【００６３】
また、前記構成に於いて、前記ポリマーが、その主鎖にポリビニル、ポリシロキサンまたはポリイミドの何れか１つを有する構成とすることができる。
【００６４】
ここで、前記構成を有した第１発明群に係る液晶表示装置の作用について述べる。
【００６５】
第１発明群に係る液晶表示装置は、基板面に結合固定された薄膜構成分子の集合群からなる液晶配向膜を備えている。そして、この液晶配向膜は分子相互の関係が安定状態または準安定状態で配向してなるので、同一材料からなる従来の配向膜と比較して非常に良好な液晶配向能を有している。この結果、ディスクリネーションや流動配向等の配向欠陥を低減させることができ、コントラスト等の表示品位を向上させることができる。
【００６６】
更に、第１発明群に係る液晶表示装置が、液晶配向膜が機能性官能基を側鎖として備えたポリマーからなる液晶配向膜を備えている場合にも、機能性官能基が安定状態または準安定状態となる様に膜表面側または膜の内部側に配向しており、同一材料からなる従来の配向膜と比較して非常に良好な液晶配向能を有しているので、ディスクリネーションや流動配向等の配向欠陥を低減させることができ、コントラスト等の表示品位を向上させることができる。
【００６７】
（４）液晶表示装置の製造方法
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を有し、両基板のうち少なくとも一方の基板の内側には、基板表面に結合し、光感応性基を備えた分子を含む薄膜構成分子の集合群からなる液晶配向膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板に配向膜形成用溶液を接触させることにより、基板表面に結合した薄膜構成分子の集合群からなる被膜を形成する被膜形成工程と、前記基板上に存在する未結合の分子を除去する除去工程と、前記基板を熱処理することにより、前記薄膜構成分子の集合群を再配向させて分子相互の関係を安定状態または準安定状態にする熱処理工程と、前記基板に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の分子相互を結合固定させる光配向処理工程とを備えることを特徴とする。
【００６８】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る他の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を有し、両基板のうち少なくとも一方の基板の内側には、基板表面に結合し、光感応性基を備えた分子を含む薄膜構成分子の集合群からなる液晶配向膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板に配向膜形成用溶液を接触させることにより、基板表面に結合した前記薄膜構成分子の集合群からなる被膜を形成する被膜形成工程と、前記基板上に存在する未結合の分子を除去する除去工程と、前記基板を熱処理しながら、前記基板に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の分子相互を結合固定させる光配向処理工程とを備えることを特徴とする。
【００６９】
前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子が化学反応しない温度未満で行うことができる。
【００７０】
また、前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子の融点以上、化学反応しない温度未満の範囲内で行うことができる。
【００７１】
また、前記各構成に於いて、前記配向膜形成用溶液として、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を備えた分子からなる化学吸着物質を含む溶液を使用することができる。
【００７２】
【化１０】
（但し、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なる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
更に、前記光感応性基がカルコン骨格基またはシンナメート骨格基である構成とすることができる。
【００７３】
また、前記各構成に於いて、前記光配向処理工程が、所定の方向に偏光方向を有する偏光を照射する工程である構成とすることができる。
【００７４】
また、前記各構成に於いて、前記被膜形成工程に於いて使用する前記薄膜形成用溶液は、複数種の薄膜形成材料を含む構成とすることができる。
【００７５】
また、前記光配向処理工程により、光感応性基を備えた分子のうち５０％以上の分子が光感応性基部で結合固定している構成とすることができる。
【００７６】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る更に他の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を有し、両基板のうち少なくとも一方の基板の内側には、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる液晶配向膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板に配向膜形成用溶液を接触させてポリマー膜を形成する被膜形成工程と、前記基板を熱処理することにより、前記光感応性基を再配向させて、官能基相互の関係を安定状態または準安定状態にする熱処理工程と、前記基板に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の光感応性基相互を結合固定させる光配向処理工程とを備えることを特徴とする。
【００７７】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る更に他の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を有し、両基板のうち少なくとも一方の基板の内側には、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる液晶配向膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板に配向膜形成用溶液を接触させてポリマー膜を形成する被膜形成工程と、前記基板を熱処理しながら、前記基板に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の光感応性基相互を結合固定させる光配向処理工程とを備えることを特徴とする。
【００７８】
前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子が化学反応しない温度未満で行うことができる。
【００７９】
また、前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子の融点以上、化学反応しない温度未満の範囲内で行うことができる。
【００８０】
更に、前記各構成に於いて、前記光感応性基を備えたポリマーの主鎖にポリビニル、ポリシロキサン及びポリイミドからなる群より選ばれる何れか１つを有する構成とすることができる。
【００８１】
また、前記各構成に於いて、前記光配向処理工程が、所定の方向に偏光方向を有する偏光を照射する工程である構成とすることができる。
【００８２】
また、前記各構成に於いて、前記被膜形成工程に於いて使用する前記配向膜形成用溶液は、複数種の配向膜形成材料を含む構成とすることができる。
【００８３】
ここで、前記構成を有した第１発明群に係る液晶表示装置の製造方法の作用について述べる。
【００８４】
第１発明群に係る液晶表示装置の製造方法によれば、薄膜構成分子の集合群からなる液晶配向膜を有する場合、熱処理により薄膜構成分子を安定状態または準安定状態で配列させるので、光配向処理工程に於いては光反応率を向上させることができる。この結果、光照射量を低減することができコストの抑制が図れると共に、液晶配向能に優れた液晶配向膜を液晶表示装置を製造することができる。即ち、ディスクリネーションや流動配向等の配向欠陥を低減し、コントラスト等の表示品位に優れた液晶表示装置の製造が可能となる。
【００８５】
また、熱処理をしながら露光工程を行う場合にも、その熱処理により薄膜構成分子の分子振動を励起状態とし、分子相互の邂逅する確率を増大させた状態で露光を行うので、光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストを抑制して液晶表示装置を製造することができる。
【００８６】
第１発明群に係る更に他の液晶表示装置の製造方法によれば、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる液晶配向膜を有する場合、熱処理により光感応性基を安定状態または準安定状態で配列させるので、光配向処理工程に於いては光反応率を向上させることができる。この結果、光照射量を低減することができコストの抑制が図れると共に、液晶配向能に優れた液晶配向膜を液晶表示装置を製造することができる。即ち、ディスクリネーションや流動配向等の配向欠陥を低減し、コントラスト等の表示品位に優れた液晶表示装置の製造が可能となる。
【００８７】
また、熱処理をしながら露光工程を行う場合にも、その熱処理によりポリマーの分子振動を励起状態とし、光感応性基相互の邂逅する確率を増大させた状態で露光を行うので、光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストを抑制して液晶表示装置を製造することができる。
【００８８】
[第２発明群]
本願発明者等は、各種デバイスの製造プロセス中に発生する静電気の発生を抑制すべく鋭意検討した。その結果、各種のデバイスの製造に於いて重要なプロセスでありながら、従来静電気対策が全く成されていなかった薄膜形成に於いて、静電気が発生しており、この静電気発生に起因して歩留まりの低下等を招来していることを見出した。即ち、薄膜形成に於いて、流体としての薄膜形成材料を基材上に塗布等する際に、基材が帯電して静電気を発生する結果、静電破壊を引き起こすことを見出した。第２の発明群は、かかる点に着想を得て完成されたものである。
【００８９】
（１）薄膜
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜は、基材上に結合された薄膜構成分子の集合群からなる薄膜であって、前記薄膜は、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する分子群を、静電気除去をしながら該基材面に接触させることにより、−Ｏ−Ａ結合を介して結合させた後、前記基材に結合されない前記分子を、静電気除去しながら洗浄して得られたものであることを特徴とする。
【００９０】
【化１１】
（但し、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なる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
前記の構成に於いて、前記薄膜は単分子膜である構成とすることができる。
【００９１】
（２）薄膜の製造方法
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜の製造方法は、基材上に薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、前記基材上に薄膜形成材料を含む薄膜形成用溶液を接触させる接触工程と、前記基材を洗浄する洗浄工程とを有し、前記接触工程及び洗浄工程は、静電気を除去しながら行うことを特徴とする。
【００９２】
また、前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜の製造方法は、基材上に薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む薄膜形成用溶液を基材に接触させる接触工程と、前記基材を洗浄する洗浄工程とを有し、前記接触工程及び洗浄工程は、静電気を除去しながら行うことを特徴とする。
【００９３】
【化１２】
（但し、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なる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
前記構成に於いて、電気放電によりイオン化気体を生成するイオン化気体生成工程を有し、前記接触工程及び／または洗浄工程は、前記イオン化気体生成工程にて生成したイオン化気体を導入した環境下で行うことにより静電気を除去することができる。
【００９４】
また、前記構成に於いて、前記接触工程及び／または洗浄工程に於ける静電気の除去は、軟Ｘ線を前記基材に照射して、基材近傍にイオンを発生させることにより行うことができる。
【００９５】
また、前記の構成に於いて、前記接触工程は前記化合物を前記基材表面に結合固定させる工程であり、前記洗浄工程は前記基材上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の薄膜を形成する工程である構成とすることができる。
【００９６】
ここで、前記構成を有した第２発明群に係る薄膜の製造方法の作用について述べる。
【００９７】
第２発明群に係る薄膜の製造方法に於いては、薄膜形成用溶液を基材表面に接触する際、及び基材を洗浄する際に、基材等に蓄積した電荷（静電気）を除去しながら行うので、例えば接触工程の場合に於いては基材に対する薄膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止できる。この結果、所望の膜厚の薄膜を形成することができ、歩留まりの低下を抑制できる。更に、空気中を浮遊する異物が静電気に起因して基材に吸い寄せられ、清浄度が低下することも抑制できる。また、洗浄工程の場合に於いても、洗浄剤の基材に対する濡れ性が変化しないことから、洗浄能力を最大限に発揮することができる。
【００９８】
また、薄膜形成用溶液が上記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む場合には、静電気の除電により薄膜形成用溶液の基材に対する濡れ性の変化を抑制できることから、前記化合物が基材に化学吸着する際の吸着速度が変化するのを抑制できる。この結果、基材に対する吸着量を一定にすることができ、所望の膜質の薄膜形成が可能となる。
【００９９】
（３）薄膜の製造装置
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜の製造装置は、基材上に薄膜を形成する薄膜の製造装置であって、前記基材上に薄膜形成材料を含む薄膜形成用溶液を接触させる接触手段と、前記基材を洗浄する洗浄手段とを備え、前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする。
【０１００】
また、前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜の製造方法は、基材上に薄膜を形成する薄膜の製造装置であって、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む薄膜形成用溶液を基材に接触させる接触手段と、前記基材に未結合の化学吸着物質を洗浄して除去する洗浄手段とを備え、前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする。
【０１０１】
【化１３】
（但し、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なる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
前記構成に於いて、前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を有し、前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の外部に設置された、イオン化気体を生成する生成部と、前記イオン化気体を前記外気遮蔽手段内部に供給する供給部とを有する構成とすることができる。
【０１０２】
また、前記構成に於いて、前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を有し、前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の内部に所定の気体を供給する供給部と、前記基材に軟Ｘ線を照射することにより、前記所定の気体をイオン化する軟Ｘ線照射部とを有する構成とすることができる。
【０１０３】
また、前記の構成に於いて、前記接触手段は前記化合物を前記基材表面に結合固定させる手段であり、前記洗浄手段は前記基材上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の薄膜を形成する手段である構成とすることができる。
【０１０４】
ここで、前記構成を有した第２発明群に係る薄膜の製造装置の作用について述べる。
【０１０５】
第２発明群に係る薄膜の製造装置によれば、接触手段及び洗浄手段とが、基材等に蓄積した電荷を除去する静電気除去手段を備えているので、薄膜形成用溶液を基材に接触させる際、及び基材を洗浄する際に静電気の除去を同時に行うことができる。これにより、基材に対する薄膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止でき、所望の膜厚の薄膜を形成できる等、歩留まりの低下を抑制して薄膜の製造が可能となる。更に、静電気に起因して異物が基材に吸い寄せられることも抑制できるので、清浄度の高い薄膜の形成を製造できる。また、洗浄手段は静電気除去手段を備えていることから、洗浄剤の基材に対する濡れ性の変化を抑制して極めて効率よく基材の洗浄を行うことができる。
【０１０６】
また、薄膜形成用溶液が上記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む場合にも、静電気の除電により薄膜形成用溶液の基材に対する濡れ性の変化を抑制できることから、前記化合物が基材に化学吸着する際の吸着速度が変化するのを抑制できる。この結果、基材に対する吸着量を一定にすることができ、所望の膜質の薄膜形成が可能となる。
【０１０７】
（４）液晶表示装置
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置であって、前記液晶配向膜は、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する分子群を、静電気除去しながら該基板面に接触させることにより、−Ｏ−Ａ結合を介して結合させた後、前記基板に結合されない前記分子を、静電気除去しながら洗浄して得られたものであることを特徴とする。
【０１０８】
【化１４】
（但し、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なる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
前記の構成に於いて、前記液晶配向膜は単分子膜である構成とすることができる。
【０１０９】
（５）液晶表示装置の製造方法
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造方法であって、前記基板上に配向膜形成材料を含む配向膜形成用溶液を接触させる接触工程と、前記基板を洗浄する洗浄工程とを有し、前記接触工程及び洗浄工程は、静電気を除去しながら行うことを特徴とする。
【０１１０】
また、前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造方法であって、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む配向膜形成用溶液を基板に接触させる接触工程と、前記基板を洗浄する洗浄工程とを有し、前記接触工程及び洗浄工程は、静電気を除去しながら行うことを特徴とする。
【０１１１】
【化１５】
（但し、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なる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
前記構成に於いて、電気放電によりイオン化気体を生成するイオン化気体生成工程を有し、前記接触工程及び／または洗浄工程は、前記イオン化気体生成工程にて生成したイオン化気体を導入した環境下で行うことにより静電気を除去することができる。
【０１１２】
また、前記構成に於いて、前記接触工程及び／または洗浄工程に於ける静電気の除去は、軟Ｘ線を前記基板に照射して、基板近傍にイオンを発生させることにより行うことができる。
【０１１３】
また、前記の構成に於いて、前記接触工程は前記化合物を前記基板表面に結合固定させる工程であり、前記洗浄工程は前記基板上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の液晶配向膜を形成する工程である構成とすることができる。
【０１１４】
ここで、前記構成を有した第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法の作用について述べる。
【０１１５】
第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法に於いては、配向膜形成用溶液を基板表面に接触する際、及び基板を洗浄する際に、基板等に蓄積した電荷（静電気）を除去しながら行うので、例えば基板上にＴＦＴ等の回路が形成されている場合であっても、基板等に蓄積した静電気が放電することにより、該ＴＦＴ等の静電破壊の発生を防止できる。この結果、歩留まりを低減して液晶表示装置の製造が可能となる。更に、接触工程の場合に於いては静電気を除去しながら行うので、基板に対する配向膜形成用溶液の濡れ性が変化するのも防止できる。この結果、所望の膜厚の配向膜を形成することができ、歩留まりの低下を抑制できる。また、濡れ性の変化の防止は、基板上に化学吸着物質を化学吸着させる場合には、吸着速度が変化するのを防止するので、所望の膜厚を有する液晶配向膜を形成することができる。更に、空気中を浮遊する異物が静電気に起因して基板に吸い寄せられ、清浄度が低下することも抑制できる。また、洗浄工程の場合に於いても、洗浄剤の基板に対する濡れ性が変化しないことから、洗浄能力を最大限に発揮することができる。これにより、線欠陥等が視認されず良好な画像表示の可能な液晶表示装置を歩留まりよく製造することができる。
【０１１６】
また、配向膜形成用溶液が上記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む場合には、静電気の除電により配向膜形成用溶液の基板に対する濡れ性の変化を抑制できることから、前記化合物が基板に化学吸着する際の吸着速度が変化するのを抑制できる。この結果、基板に対する吸着量を一定にすることができ、所望の膜質の配向膜形成が可能となる。
【０１１７】
（６）液晶表示装置の製造装置
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造装置であって、前記基板上に配向膜形成材料を含む配向膜形成用溶液を接触させる接触手段と、前記基板を洗浄する洗浄手段とを備え、前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする。
【０１１８】
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造装置であって、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む配向膜形成用溶液を前記基板に接触させる接触手段と、前記基板に未結合の化学吸着物質を洗浄して除去する洗浄手段とを備え、前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする。
【０１１９】
【化１６】
（但し、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なる群より選ばれる少なくとも１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
前記の構成に於いて、前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を備え、前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の外部に設置された、イオン化気体を生成する生成部と、前記イオン化気体を前記外気遮蔽手段内部に供給する供給部とを備える構成とすることができる。
【０１２０】
また、前記の構成に於いて、前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を備え、前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の内部に所定の気体を供給する供給部と、前記基板に軟Ｘ線を照射することにより、前記所定の気体をイオン化する軟Ｘ線照射部とを備える構成とすることができる。
【０１２１】
また、前記の構成に於いて、前記接触手段は前記化合物を前記基板表面に結合固定させる手段であり、前記洗浄手段は前記基板上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の液晶配向膜を形成する手段である構成とすることができる。
【０１２２】
ここで、前記構成を有した第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置の作用について述べる。
【０１２３】
第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置によれば、接触手段及び洗浄手段とが、基板等に蓄積した電荷を除去する静電気除去手段を備えているので、配向膜形成用溶液を基板に接触させる際、及び基板を洗浄する際に静電気の除去を同時に行うことができる。これにより、基板に対する配向膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止でき、所望の膜厚の液晶配向膜を形成できる等、歩留まりの低下を抑制して液晶表示装置の製造が可能な製造装置を提供できる。更に、静電気に起因して異物が基板に吸い寄せられることも抑制できるので、清浄度の高い配向膜の形成を製造できる。また、洗浄手段は静電気除去手段を備えていることから、洗浄剤の基板に対する濡れ性の変化を抑制して極めて効率よく基板の洗浄を行うことができる。
【０１２４】
また、配向膜形成用溶液が上記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む場合にも、静電気の除電により配向膜形成用溶液の基板に対する濡れ性の変化を抑制できることから、前記化合物が基板に化学吸着する際の吸着速度が変化するのを抑制できる。この結果、基板に対する吸着量を一定にすることができ、所望の膜質の配向膜を備えた液晶表示装置の製造が可能な製造装置を提供することができる。
【０１２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本実施の形態１は、第１発明群に対応する。
【０１２６】
本実施の形態１に於いては、光感応性官能基（以下、光感応性基と言う）を備えた吸着分子（薄膜構成分子）が基材表面に化学吸着すると共に、吸着分子同志が光感応性基部で架橋結合されてなる単分子膜状の有機薄膜を例にして詳述する。
【０１２７】
図１は、単分子膜状の有機薄膜に於ける薄膜構成分子の分子配向状態を模式的に示した説明図である。同図（ｃ）に示すように、有機薄膜としての単分子膜１０１は、長軸方向の一端（吸着部位）を基材１０２上に結合させ、他端を基材１０２と離れる方向に突出させた薄膜構成分子１０３…が２次元的に配列した単分子膜状の化学吸着膜である。各薄膜構成分子１０３…は、相互に立体的位置関係が準安定状態となる様に配向しており、分子配向秩序が安定している。更に、個々の薄膜構成分子１０３…同士は光感応性基部で架橋結合されている。
【０１２８】
ここで、単分子膜は分子の集合状態を２次元的にしたものであり、薄膜構成分子の集合状態が整然と配向しているか否かによって膜構造が異なってくる。更に、膜構造が異なると膜の物性も変化する。本実施の形態の様に、薄膜構成分子を準安定状態となる様にして配向させることにより、同一の薄膜構成分子からなる単分子膜と比較して、膜の欠陥密度を低減できる。更に、膜固有の物性に起因する膜機能を向上させ、また新たな機能を発現させることも可能である。その上、単分子膜を複数層に累積させた累積膜を形成したい場合にも、一層規則正しい配列を可能とする。
【０１２９】
特に、本実施の形態に係る単分子膜１０１を液晶配向膜に適用した場合、単分子膜１０１は極めて良好な液晶配向性を示す。即ち、通常の単分子膜状の液晶配向膜であると、膜を構成する分子はランダムに乱れた状態で配向している為（非安定状態）、液晶分子も配向が乱れる。これは、液晶分子が薄膜構成分子１０３…の基材１０２に対する傾きや方位等に合致したプレチルト角及び配向方位となる様に配向規制される為である。これに対して、本実施の形態に係る単分子膜１０１であると、薄膜構成分子１０３は整然と所定の方向に準安定状態で配向しているので、液晶も配列が乱れることなく安定的にかつ均一に配向規制できる。
【０１３０】
また、本実施の形態に係る単分子膜１０１は、単分子膜状の薄膜からなるものであるので極めて薄い（例えば、５０ｎｍ以下程度）。よって、液晶セルを形成した際にもセルギャップが増大せず、また配向膜が光透過や液晶駆動電界を殆ど阻害しない。
【０１３１】
前記薄膜構成分子１０３は、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる何れか少なくとも１種の官能基を備えた吸着分子が基材１０２表面に化学吸着したものである。
【０１３２】
【化１７】
（但し、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なる群より選ばれる１種の原子を表し、Ｘはハロゲン、アルコキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
前記した官能基を吸着分子が有していると、この吸着分子と基材１０２表面に存在する活性水素を備えた表面官能基とを反応させることができ、これにより化学吸着が可能となる。この結果、各々の薄膜構成分子１０３…が該基材１０２表面に強固に結合固定できるので、密着性及び耐剥離性等に優れた薄膜とすることができる。例えば、吸着分子が−ＡＸ3基を備え、基板表面にヒドロキシル基（ＯＨ基）が存在する場合、−ＡＸ基とＯＨ基との間でＨＸが脱離して−Ａ−Ｏ−結合することにより化学吸着する。
【０１３３】
前記薄膜構成分子１０３としては、以下に列挙する官能基が前記化学式（１）で示される官能基群から選ばれる何れか１種の官能基と連結して構成される。
【０１３４】
１．メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基、フェニル基等の炭化水素基。
【０１３５】
２．前記１の炭化水素基の一部に炭素・炭素二重結合若しくは炭素・炭素三重結合を含む炭化水素基。
【０１３６】
３．前記１及び２の炭化水素基における水素が他の官能基（例えば、メチル基、エチル基、ハロゲン化メチル基、水酸基、シアノ基、アミノ基、イミノ基、カルボキシル基、エステル基、チオール基、アルデヒド基等）及び／または原子（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等）に置換された官能基。
【０１３７】
４．前記１及び２の炭化水素基におけるＣ−Ｃ（カルボニール）結合の一部がＣ−Ｏ−Ｃ（エーテル）結合、Ｃ−ＣＯ−Ｃ（カルボニル）結合、またはＣ＝Ｎ結合に置換された官能基。
【０１３８】
また、前記光感応性基としては、カルコン骨格基、シンナメート骨格基等が例示できる。更に、これらの官能基に他の官能基を付加することにより、所望の波長に吸収性を示す薄膜材料物質の設計が可能となる。
【０１３９】
前記基材１０２としては、その表面に活性水素を有する表面官能基が露出しているものが使用できる。具体的には、例えばガラス基板、樹脂基板等が挙げられる。また、活性水素を有する表面官能基としては、前記した水酸基の他に、カルボキシル基、スルフィン酸基、スルフォン酸基、リン酸基、亜リン酸基、チオール基、アミノ基等が挙げられる。更に、前記官能基の活性な水素が、それぞれアルカリ金属、アルカリ土類金属で置換された官能基であってもよい。また、前記基材表面に活性な水素を有する官能基が存在しないか、若しくはそれが少ない場合には、ＵＶ／オゾン処理、酸素プラズマ処理、エキシマＵＶ処理、過マンガン酸カリウム処理等の化合物酸化剤処理を施すことにより、基材表面を改質して前記官能基を導入し、或いはその数を増やすことが適当である。
【０１４０】
次に、有機薄膜が単分子膜である場合の製造方法について説明する。
【０１４１】
先ず、化学吸着物質（膜材料物質）を含む化学吸着溶液を調製した後、基材１０２表面に化学吸着溶液を接触させる（被膜形成工程）。この被膜形成工程は、相対湿度３５％以下の乾燥雰囲気中、例えば乾燥空気、乾燥窒素または乾燥ヘリウム中で行うのが好ましい。また接触させる方法としては、化学吸着溶液を基材に塗布する方法、当該溶液中に基材を浸漬する方法、化学吸着溶液を揮発させることにより、化学吸着物質を基材表面に接触させ気相反応により薄膜を形成する方法等が挙げられる。
【０１４２】
続いて、洗浄剤を用いて基材１０２上に残存している未反応の化学吸着物質を除去する（洗浄工程）。但し本工程は、前記した被膜形成工程と同様、相対湿度３５％以下の乾燥雰囲気中で行う必要がある。なぜならば、未吸着分子が空気中の水分と反応する等して白濁するからである。前記洗浄剤としては、特に限定されるものではないが、化学吸着物質が可溶性を示す非水系の溶媒を使用するのが好ましい。具体的には、例えばトルエン、キシレン、クロロホルム、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、エタノール、アセトン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリジノン）等が挙げられる。また、前記洗浄工程の後、必要に応じて前記洗浄剤を除去する為にリンス工程を行ってもよい。更に、リンス工程に於いて使用したリンス剤を除去する為、乾燥工程を行ってもよい。これにより、単分子膜１０１’が基材１０２上に形成される。尚、単分子膜１０１’の膜構造は、図１（ａ）に示す様に、薄膜構成分子１０３…がそれぞれランダムに、種々の方向に配向した状態になっている。
【０１４３】
更に、前記単分子膜１０１’の膜構造を変化させる為、基材１０２を所定の処理温度にて熱処理する（熱処理工程）。この熱処理により、基材１０２上の薄膜構成分子１０３…の膜分子運動は活発化し、製膜直後のランダムな状態から、近接する分子間の立体的位置関係が適度な間隔となる様に分子配向した、安定状態または準安定状態に変化させる。
【０１４４】
ここで、前記処理温度は特に限定されるものではなく、有機薄膜の膜材料物質に応じて適宜設定すればよいが、化学反応をしない温度以下で熱処理するのが好ましい。更に前記処理温度としては、膜材料物質の融点以上、化学反応をしない温度以下の範囲内であることがより好ましい。化学反応をしない温度とは、薄膜構成分子１０３が分解しない温度、または薄膜構成分子１０３…同士が結合（例えば、脱水等）しない温度を言う。前記範囲内であると、薄膜構成分子１０３…の相互の関係が安定状態または準安定状態にできる。
【０１４５】
続いて、熱処理された前記基材１０２を徐冷する（徐冷工程）。これにより、活発な膜分子運動を行っていた薄膜構成分子１０３は基底状態に回帰し、図１（ａ）に示す様に、分子配向秩序が安定状態または準安定状態の単分子膜１０１’を製膜することができる。
【０１４６】
次に、薄膜構成分子１０３の光感応性基を選択的に光反応させる為に露光工程を行う。これにより、基板表面の薄膜構成分子１０３…同志を特定方向に架橋結合させることができ、薄膜構成分子１０３の配向を固定させることができる。この結果、熱的安定性や化学的安定性等の向上が図れる。
【０１４７】
また、本工程は、所定の時間間隔をおいて、単分子膜１０１’の同一領域に偏光を複数回照射してもよい。これにより、照射に伴う光エネルギーの付与によって基材温度が上昇するのを防止できる。更に、本工程は、基材に対する入射角や照射量を変えて複数回の偏光照射を行うことも可能である。これにより、例えば有機薄膜を液晶配向膜として使用した場合には、配向規制する液晶分子のプレチルト角を所望の角度に制御できる。この場合、本工程は、液晶分子を所望の方向に配向させる為に液晶配向膜に対して行う光配向処理工程となる。
【０１４８】
尚、参考までに述べると、液晶分子のプレチルト角は表示モードにより種々異なり、例えばＴＮ（Twisted Nematic）用であればプレチルト角が３°〜５°程度であり、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）用であれば７°〜１０°程度であり、ＩＰＳ（In-Plane Switching）用であれば０°〜１°程度である。一方、液晶分子をホメオトロピック配向させたい場合には、液晶分子のプレチルト角は８８°〜９０°程度である。プレチルト角の実用的な値としては５°〜８８°程度であるが、本発明に於いては、露光条件を種々変更して前記露光工程を行うことにより、プレチルト角を容易に制御できる。更に、ラビング処理において問題となっていた有機薄膜表面の劣化やダストの発生も防止できる。
【０１４９】
また、本工程で使用する光は、直線偏光であってもよい。更に、本工程で使用する光の波長域は、２００〜４５０ｎｍの範囲内であればよく、より好ましくは２５０ｎｍ以上、更に好ましくは３００ｎｍ以上である。これは、光照射による主反応が架橋反応や重合反応である場合、照射光の波長が短過ぎると、反対に副反応として分解反応が起き易くなるからである。よって、膜材料物質としては、前記波長域で光吸収性を示し、光反応を容易に起こす物質を選択するのが適当である。
【０１５０】
以上の様に、本実施の形態に係る有機薄膜の製造方法は、製膜直後の有機薄膜に熱処理を施すことにより、同一の薄膜材料物質からなる単分子膜と比較して耐剥離性等の耐久性に優れ、膜機能を最大限に発揮できる有機薄膜を形成することができる。
【０１５１】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、第１発明群に対応する。
【０１５２】
本実施の形態２に係る有機薄膜は、前記実施の形態１の有機薄膜と基本的には同様の膜構造を有する。しかし、その製造方法に於いては、熱処理をしながら露光工程を行う点で、熱処理工程の後、露光工程を行う前記実施の形態１ー１とは相違する。
【０１５３】
図２（ａ）は熱処理前の薄膜構成分子の分子配向状態を示し、同図（ｂ）は熱処理をしながら露光しているときの分子配向状態を示し、同図（ｃ）は露光後の分子配向状態を示す。
【０１５４】
先ず、前記実施の形態１と同様にして、化学吸着物質を含む化学吸着溶液を基材１０２表面に接触させて接触工程を行った後、洗浄剤を用いて基材１０２上に残存している未反応の化学吸着物質を除去する（洗浄工程）。このとき、図２（ａ）に示すように、単分子膜１１１’は、薄膜構成分子１１３…がそれぞれランダムに、種々の方向に配向した状態になっている。
【０１５５】
更に、前記単分子膜１１１’の膜構造を変化させる為、基材１０２を所定の処理温度にて熱処理すると共に、露光工程を行う。この熱処理により、薄膜構成分子１１３…の分子振動は活発化し、分子相互が邂逅する確率を増大させることができる。この様な分子のエネルギーの高い振動状態で露光すると、各薄膜構成分子１１３…に於ける光感応性基の邂逅する確率も高まるので、わずかな光照射で光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストの低減が図れる。
【０１５６】
（実施の形態３）
本実施の形態１は、第１発明群に対応する。
【０１５７】
本実施の形態３に於いては、有機薄膜がポリマー膜である場合について述べる。
【０１５８】
図３は、ポリマーからなる有機薄膜の膜構造を模式的に示した説明図である。同図（ｃ）に示すように、本実施の形態３に係るポリマー膜１０４は、鎖状高分子１０５間で架橋し、及び／または物理的に絡み合い、それらが２次元的にまたは３次元的に広がった構造のポリマー膜である。更に、鎖状高分子１０５には、同図（ｄ）に示す様に、主鎖から枝分かれした側鎖としての光感応性基（機能性官能基）１０６…が結合している。この光感応性基１０６…は、相互に立体的位置関係が安定状態または準安定状態となる様に、膜表面側または膜の内部側に揃って配向している。この結果、膜固有の物理的性質を最大限に発揮可能な有機薄膜とすることができる。
【０１５９】
前記鎖状高分子１０５は、その主鎖にポリビニル、ポリシロキサンまたはポリイミドの何れか１つを有している。また、光感応性基１０６としては、前記単分子膜の説明の際に列挙したのと同様の官能基が例示できる。例えば、撥水性基を有するポリマー膜１０４としては、ポリフルオロメチルシロキサン等が挙げられる。また、親水性基を有するものとしては、ポリビニルアルコール等が挙げられる。更に、ポリマー膜１０４としてアルキルポリイミド等を使用すれば、良好な液晶配向性を有する液晶配向膜として使用することができる。
【０１６０】
次に、ポリマー膜１０４の製造方法について説明する。
【０１６１】
先ず、膜材料物質を含む塗布液を基材１０７上に塗布する等してポリマー膜１０４’を形成する（被膜形成工程）。ポリマー膜１０４’の膜構造は、図３（ａ）及び（ｂ）に示す様に、鎖状高分子１０５に結合している光感応性基１０６…がランダムに、種々の方向に配向した状態になっている。
【０１６２】
次に、前記ポリマー膜１０４’の膜構造を変化させる為、基材１０７を所定の処理温度にて熱処理する（熱処理工程）。この熱処理により、ポリマー膜１０４’に於ける鎖状高分子１０５の膜分子運動（分子振動）は活発化し、光感応性基１０６…は製膜直後のランダムな配向状態から、近接する分子間の立体的位置関係が等間隔に、かつ膜表面側または膜の内側に揃って配向した安定状態または準安定状態に変化させる。処理温度は、前記実施の形態１と同様に、有機薄膜の膜材料物質に応じて適宜設定すればよいが、膜材料物質の融点以上、かつ膜構造中で脱水等の化学反応をしない温度以下の範囲内で熱処理するのが好ましい。
【０１６３】
続いて、熱処理された前記基材１０７を徐冷する（徐冷工程）。これにより、活発な膜分子運動を行っていた鎖状高分子１０５は基底状態に回帰し、図３（ｂ）に示す様に、配向秩序が安定状態または準安定状態のポリマー膜１０４を製膜することができる。
【０１６４】
次に、光感応性基１０６を選択的に光反応させる為に露光工程を行う。これにより、光感応性基１０６…同志を特定方向に架橋結合させることができる。ここで、ポリマー膜１０４に於ける光感応性基１０６は、上記した熱処理工程を行うことにより、安定状態または準安定状態となっているので、光反応を起こしやすく、この結果光反応率を大幅に向上できると共に、光照射量も低減できコストの抑制を図ることができる。
【０１６５】
（実施の形態４）
本実施の形態１は、第１発明群に対応する。
【０１６６】
本実施の形態４に係る有機薄膜は、前記実施の形態３の有機薄膜と基本的には同様の膜構造を有する。しかし、その製造方法に於いては、熱処理をしながら露光工程を行う点で、熱処理工程の後、露光工程を行う前記実施の形態１ー３とは異なっている。
【０１６７】
図４（ａ）は熱処理前の薄膜構成分子の分子配向状態を示し、同図（ｂ）は熱処理をしながら露光しているときの分子配向状態を示し、同図（ｃ）は露光後の分子配向状態を示す。
【０１６８】
先ず、前記実施の形態３と同様にして、膜材料物質を含む塗布液を基材１０７上に塗布する等してポリマー膜１０４’を形成する（被膜形成工程）。ポリマー膜１０４’の膜構造は、図４（ａ）及び（ｂ）に示す様に、鎖状高分子１０５に結合している光感応性基（機能性官能基）１０６…がランダムに、種々の方向に配向した状態になっている。
【０１６９】
更に、基材１０７を所定の処理温度にて熱処理すると共に、露光工程を行う。この熱処理により、鎖状高分子１０５の膜分子運動（分子振動）は活発化し、光感応性基１０６相互が邂逅する確率を増大させることができる。この様な分子のエネルギーの高い振動状態で露光すると、鎖状高分子１０５に於ける光感応性基１０６の邂逅する確率が高いので、光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を大幅に向上できると共に、光照射量も低減できコストの抑制が図れる。
【０１７０】
（その他の事項）
尚、前記実施の形態１及び実施の形態２に於いては、光感応性基を備えた薄膜構成分子の集合群からなる単分子膜状の有機薄膜について述べた。また、前記実施の形態３及び実施の形態４に於いては、光感応性基を備えた鎖状高分子からなるポリマー状の有機薄膜について述べた。しかし、本発明はこれに何ら限定されるものではない。即ち、前記薄膜構成分子１０３または鎖状高分子１０５は、光感応性基以外にも各種の機能性官能基を備えた機能性分子であってもよい。例えば、従来公知の官能基を導入することにより、例えば導電性、磁性、誘電性、焦電性、光導波性、イオン伝導性、撥水性、親水性等の膜機能を持たせることができる。この様な膜機能を付与する機能性官能基としては、撥水性基、親水性基、導電性基等が例示できる。例えば、薄膜構成分子１０３が膜表面側の一端に撥水性基を備えている場合、同様の薄膜材料を用いて製膜した場合であっても、従来の薄膜と比較して極めて撥水性の高い有機薄膜とすることができる。これは、各薄膜構成分子１０３…が準安定状態で整然と配向している結果、殆どの撥水性基が膜表面側に露出させることができたからであり、従来の有機薄膜の様に膜を構成する分子が配向の乱れた状態で吸着している場合と比較して、撥水性基の露出の割合が非常に高いことに起因する。
【０１７１】
また、前記実施の形態１及び実施の形態３に於いては、熱処理工程の後徐冷工程を行う態様について説明したが本発明は、これに限定されるものではなく、徐冷を行わずに露光工程を行ってもよい。この場合、薄膜構成分子またはポリマーの分子振動は励起状態を維持し、或いは基底状態への回帰の途中にある為、光感応性基同士が邂逅する確率が高くなっている。この様な状態で露光工程を行うと、光反応率を大幅に向上できると共に、光照射量を低減でき製造コストの低減が図れる。
【０１７２】
更に、本発明に係る薄膜の製造方法であると、光感応性基を備えた薄膜構成分子の集合群からなる薄膜や、光感応性基を側鎖として備えるポリマーからなる薄膜の場合、露光工程に於ける光反応率を大幅に向上できることは、前記各実施の形態に於いて既に述べたが、その具体的数値は概ね５０％以上である。
【０１７３】
（実施の形態５）
本実施の形態５は、第２発明群に対応する。
【０１７４】
本発明に係る薄膜の製造方法は、基材上に薄膜を形成するプロセスに於いて、該基材等に発生する静電気の除電を同時に行う点に特徴がある。本発明に於いて基材上に薄膜を形成するプロセスとは、薄膜形成用溶液を基材表面に接触させる接触工程と、基材を洗浄する洗浄工程とを含む一連の工程を意味する。
【０１７５】
前記接触工程としては、基材を薄膜形成用溶液中に浸漬する浸漬法、基材に対して薄膜形成用溶液を霧状に噴霧するスプレー法、水平にした基材上に薄膜形成用溶液を滴下し基材を回転させることにより、基材上に均一に塗布するスピンコート法、ロール表面に薄膜形成用溶液を塗布し、水平にした基材上でロールを移動させることにより基材上に転写するロールコート法、薄膜形成用溶液を基材上に転写する印刷法、ディスペンサを用いて基材上に塗布する描画法等を採用することができる。
【０１７６】
前記薄膜形成用溶液は、薄膜形成材料が溶媒に溶解したものを意味する。薄膜形成材料としては特に限定されるものではなく、従来公知の材料物質を採用することができる。例えば、化学吸着物質を用いてもよい。この場合、化学吸着物質を溶解させる溶媒としては有機溶媒が好ましい。また、化学吸着物質としては、活性水素を有する官能基に対して反応性を有する官能基を備えている化合物を採用することができる。活性水素を有する官能基に対して反応性を有する官能基とは、具体的には下記一般式（１）で表される官能基である。
【０１７７】
【化１８】
（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なる群より選ばれる少なくとも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なる群より選ばれる少なくとも１種の官能基を表している。）
ハロゲンは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを意味する。また、前記活性水素を有する官能基とは、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基、スルフィン酸基、スルフォン酸基、リン酸基、亜リン酸基、チオール基、アミノ基等を意味する。
【０１７８】
前記基材としては、ガラス、金属、セラミックス、プラスチック、木材、石材、繊維、紙、及び高分子樹脂等からなる何れか１種の材料に適用できる。
【０１７９】
また、前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、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルフィン酸基、スルフォン酸基、リン酸基、亜リン酸基、チオール基、アミノ基等が例示できる。
【０１８０】
ここで、薄膜形成材料として前記の化学吸着物質を使用する場合、本工程は乾燥雰囲気下で行うのが好ましい。前記一般式（１）で表される官能基は大気中に存在する水分に対しても極めて高い反応性を示すので、通常雰囲気下で行えば基材上に存在するＯＨ基と反応する前に大気中の水と反応するからである。またこの場合、基材としては、その表面に活性水素を有する官能基が存在するものを使用するのが好ましい。但し、その様な官能基が存在しない基材であっても、従来公知の親水化処理等を行えば使用可能である。
【０１８１】
接触工程に於ける静電気の発生は、浸漬法の場合、薄膜形成用溶液中に基材を浸漬させた後、該薄膜形成用溶液から基材を引き上げる際等に起こる。これは、基材表面と、その表面を流動する薄膜形成用溶液との間で摩擦電気が発生する為である。またロールコート法の場合には、基材上をロールが移動する際に、基材とロールとの間で摩擦電気が発生して帯電する。更にスピンコート法の場合には、薄膜形成用溶液を滴下した基材を回転させる際に、基材の回転に伴う遠心力の発生により薄膜形成用溶液が基材上を流動することにより、薄膜形成用溶液と基材との間で摩擦電気が発生し、これにより基材や薄膜形成用溶液、接触工程を行っている雰囲気中等に電荷が蓄積されることとなる。基材及び薄膜形成用溶液等に蓄積される電荷の量は、薄膜形成用溶液の粘度や基材上を流動する際の流動速度（浸漬法の場合に於いては基材の引き上げ速度）等に左右され、粘度や流動速度が大きい程基材に蓄積される電荷量も大きくなる。特に、液晶表示ディスプレイ用のガラス基板や樹脂基板の様に、誘電率の高い基材の場合には、静電気の発生は顕著である。
【０１８２】
前記した接触工程に於いて発生する静電気の除電としては、基材等の電荷を中和させる方法、基材等の電荷を分散または漏洩させる方法を採用することができる。
【０１８３】
前者の電荷を中和させる方法とは、荷電粒子を、除電対象物としての帯電した基材等に接触させることにより中和し、静電気の除去を行う方法である。この方法は、例えばスピンコータの様に、除電対象物としての基材が回転する等アースに接続するのが困難な場合に特に有用である。前記荷電粒子としては、例えば空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンまたはそれらの混合気体を、電離状態にした原子または分子が例示できる。但し、通常の湿度を有する空気をイオン化したイオン化空気は、本発明の荷電粒子に含まない。イオン化空気にはＯＨ-が豊富に含まれており、化学吸着物質はこのＯＨ-と反応して、基材に化学吸着させることが困難となるからである。
【０１８４】
荷電粒子の発生方法としては、コロナ放電式、軟Ｘ線照射式等が例示できる。例えばコロナ放電による場合、放電用電極に電圧を印加することによって該放電用電極に正及び負のイオンを発生させ、窒素やヘリウム等の所定の気体と同伴させることによりイオン化気体を生成する（イオン化気体生成工程）。更に、このイオン化気体を基材に吹き付ける。これにより、帯電した基材の除電を行う。また、軟Ｘ線照射による場合、除電対象物としての基材等近傍を少なくとも所定の気体雰囲気下としておき、この基材に軟Ｘ線を照射する。このとき基材近傍の安定状態にある気体から、軟Ｘ線の有する電離作用により照射範囲内でイオンが生成する。そして、この生成イオンが帯電した基材を中和し除電を行う。
【０１８５】
後者の電荷を分散または漏洩させる方法としては、接地（アース）させる方法が例示できる。例えば浸漬法に於いて、薄膜形成用溶液を満たす容器をアースに接続することにより静電気除去が可能となる。
【０１８６】
前記洗浄工程は、例えば単分子膜状の化学吸着膜を形成する場合に、基材に未吸着の化学吸着物質を除去する為に行う。具体的には、洗浄剤を満たした洗浄槽に基材を浸漬して洗浄する方法や、基材表面を洗浄剤で洗い流す方法等が例示できる。また、本工程に於いて行う静電気の除電方法としては、前述と同様の方法を採用することができる。
【０１８７】
以上の様に、本実施の形態に係る有機薄膜の製造方法によれば、基材の薄膜形成用溶液に対する濡れ性が本来のものと違ってくるのを防止できる。この結果、基材表面に化学吸着物質を吸着させる際の吸着速度が変化するのを抑制し、所望の膜質を有する有機薄膜の形成が可能となる。また、基材の洗浄剤に対する濡れ性の変化も抑制できるので、洗浄剤の洗浄力が変化するのを防止できる。この結果、基材表面を所望の清浄度にできる等、清浄性の制御が可能となり、機能性に優れた有機薄膜の形成が可能となる。更に、除電をすることにより、空気中の浮遊物その他の異物が付着するのも防止できる。
【０１８８】
また、例えば基材がＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の素子が設けられた液晶表示装置用のガラス基板等である場合、前記製造方法は特に有用である。即ち、絶縁体であるガラス基板は帯電し易いので、その放電によりＴＦＴ等の素子が破壊される。しかしながら、接触工程に於いて除電を同時行うことにより、前記した静電破壊を防止することができる。この結果、液晶表示装置の製造の歩留まりを向上させることができる。
【０１８９】
また本発明は、薄膜の製造方法に用いる薄膜の製造装置にも関する。該薄膜の製造装置は、その主要構成要素として、基材上に薄膜形成用溶液を接触させる接触手段と、不要な薄膜形成用溶液を洗浄する洗浄手段とを有している。更に、接触手段及び洗浄手段は、帯電した基材の除電を行う静電気除去手段を備えている。
【０１９０】
更に、本発明に係る製造装置は、接触手段及び洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を備えていてもよい。この外気遮蔽手段は、外気を遮断し、かつ内部の相対湿度を所定の値に維持可能なものであれば特に限定されるものではない。具体的には、チャンバー等が例示できる。更に、外気遮蔽手段には、内部の相対湿度を所定の値に制御する湿度制御装置を設けてもよい。これにより、単分子膜状の化学吸着膜を形成する等、乾燥雰囲気下での製膜を要する場合にも適用できる。
【０１９１】
前記接触手段としては、例えばディップコータ、スピンコータ、ロールコータ、印刷装置、ディスペンサ方式による描画装置、薄膜形成用溶液を霧状に噴霧可能な噴霧装置等が例示できる。
【０１９２】
更に、接触手段が備えている前記静電気除去手段としては、基材等に蓄積した電荷を中和する手段、または基材等に蓄積した電荷を分散若しくは漏洩させる手段が例示できる。
【０１９３】
電荷を中和する手段としては、例えば外気遮蔽手段の外部に設置され、正及び負のイオン化気体を発生させる生成部と、このイオン化気体を基材を外気遮蔽手段内部に供給する供給部とを有するイオン化気体供給型イオナイザが例示できる。更に、イオン化気体を発生させる生成部としては、例えばコロナ放電式のイオン発生器等が例示できる。また、供給部としては、ファン等で所定の気体を送風することによりイオンを伴った気体、即ちイオン化気体を外気遮蔽手段内部に供給するものが例示できる。
【０１９４】
イオン化気体の生成部を外気遮蔽手段の外部に設置したのは、爆発の危険を回避し安全性を確保する為である。即ち、外気遮蔽手段内部は通常、接触工程で使用する薄膜形成用溶液に於ける有機溶媒や、洗浄工程で使用する洗浄剤としての有機溶媒が揮発し、有機溶媒の雰囲気下となっている。そして、有機溶媒が可燃性物質である場合には、上記したコロナ放電式イオン発生装置等を系内で使用すると、スパークにより爆発する危険がある。この為、放電電気を利用してイオン化気体を生成させる場合には、イオン化気体の生成部を外気遮蔽手段の外部に設置している。よって、前記したイオン化気体供給型イオナイザを静電気除去手段として用いれば、静電気対策のみならず爆発も回避することができ複合的な対策が可能となる。
【０１９５】
また、他の電荷を中和する手段としては、前記外気遮蔽手段の内部に所定の気体を供給する供給部と、前記基材に軟Ｘ線を照射することにより、前記所定の気体をイオン化する軟Ｘ線照射部とを有する軟Ｘ線照射イオナイザが例示できる。ここで、所定の気体とはイオンを発生させる為の原料ガスであって、例えば、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンまたはそれらの混合気体等が例示できる。但し、空気は乾燥空気に限られる。また、軟Ｘ線照射部はイオンを発生させる為に放電電気を利用するものではないので、外気遮蔽手段の内部に設置可能である。
【０１９６】
その一方、基材の電荷を分散または漏洩させる手段としては、接地による除電装置等が例示できる。例えば、接触手段としてのディップコータに於いて、ステンレス製または金属製等のものを使用すれば電荷を漏洩させることができる。
【０１９７】
前記洗浄手段としては特に限定されるものではなく、従来公知の種々の装置が採用できる。具体的には、基材を浸漬して洗浄する為の洗浄槽やシャワー式洗浄機等が例示できる。また、洗浄液としては、有機溶媒や純水を用いることができる。更に、有機溶媒としてはキシレン、クロロホルム等が例示できる。また、洗浄手段が備えている静電気除去手段としては、前述のものを採用することができる。更に、前記洗浄槽は、前記に於いてディップコータについて述べたのと同様の理由から、ステンレス製や、金属製等であることが好ましい。
【０１９８】
【実施例】
以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。尚、実施例１〜実施例９、及び比較例１〜比較例２は第１発明群に対応し、実施例１０及び比較例３は第２発明群に対応する。
【０１９９】
（実施例１）
先ず、吸着溶液（化学吸着溶液）の調製を行った。即ち、膜材料物質としての下記化学式（２）で示される化合物（融点：７５℃）を、キシレン／ＫＦ９６Ｌ（商品名、信越化学工業（株）製）（１／９の混合溶媒）に１重量％溶解させ、これを吸着溶液Ａとした。
【０２００】
【化１９】
次に、ＩＴＯを予め蒸着により片面全面に形成したガラス基板（基材）を２枚用意し、乾燥雰囲気中で、これらの基板を前記吸着溶液Ａ中に浸漬した（被膜形成工程）。浸漬時間は２時間とした。更に、洗浄剤としてｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）を用いて未吸着の前記化学式（２）で表される化合物を除去した後（洗浄工程）、アセトンリンスを行いガラス基板を乾燥雰囲気から取り出し、液晶配向膜を製膜した。
【０２０１】
続いて、液晶配向膜が形成されたガラス基板を５０℃のオーブン中に１５分間入れた（熱処理工程）。
【０２０２】
更に、主波長が３６５ｎｍの紫外線を照射するＵＶランプ（照射強度：２．１ｍＷ／ｃｍ2）を用いて、前記ガラス基板に偏光板を介して５分間照射した（露光工程）。
【０２０３】
次に、基板上にスペーサを散布しておき、かつ該基板の縁部に、液晶注入口を欠いた塗布形状が枠状のシール材を塗布した。続いて、２枚のガラス基板に於ける液晶配向膜同士が相対する様に、その２枚のガラス基板を貼り合わせ空セルを作製した。このとき、セルギャップは約１２μｍとなる様に設定した。更に、この空セルに液晶としてＺＬＩ−４７９２（商品名、メルク社製）を真空注入して、本発明の液晶セルＡを作製した。
【０２０４】
以上の様にして得られた液晶セルＡについて、以下の様にして配向評価を行った。先ず、配向性について観察すると、ディスクリネーションが一部視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向が一部認められ、黒表示をさせてもやや色が薄かった。即ち、液晶セルＡは、その表示画面の一部に配向不良箇所が若干確認されたものの、全体としてはきれいなホモジニアス配向を示した。更に、本発明の液晶セルＡのプレチルト角についてクリスタルローテーション法を用いて測定したところ、０．７゜であった。
【０２０５】
また、コントラストの評価は以下の様にして行った。即ち、空セルに液晶を注入する際に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製し、偏光板１枚を介して明状態及び暗状態のときの輝度をそれぞれ測定し、二色比を求めた。その結果、二色比は２９０であった。
【０２０６】
（実施例２）
本実施例２に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１００℃にした以外は、前記実施例１と同様にして、本発明の液晶セルＢを作製した。
【０２０７】
この様にして得られた液晶セルＢについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションは極めて少なく、液晶注入口付近の流動配向もほとんど見られなかった。また、濃い黒表示がされ、非常にきれいなホモジニアス配向を示すことが確認された。更に、本実施例に係る液晶セルＢのプレチルト角を測定したところ、３．５度であった。
【０２０８】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は３４５であった。
【０２０９】
（実施例３）
本実施例３に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１５０℃にした以外は、前記実施例１と同様にして、本発明の液晶セルＣを作製した。
【０２１０】
この様にして得られた液晶セルＣについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションが若干視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向が若干残り、黒表示も液晶セルＡと比較してやや色が薄かったものの、流動配向の発生は低減され、黒表示も良好であった。更に、液晶セルＣのプレチルト角を測定したところ、１．３度であった。
【０２１１】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２９３であった。
【０２１２】
（実施例４）
本実施例４に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１７０℃にした以外は、前記実施例１と同様にして、本発明の液晶セルＤを作製した。
【０２１３】
この様にして得られた液晶セルＤについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションが一部視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向が一部確認され、黒表示もやや薄かったものの、全体としては良好なホモジニアス配向を示した。更に、液晶セルＤのプレチルト角を測定したところ、０．８゜であった。
【０２１４】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２８５であった。
【０２１５】
（比較例１）
本比較例１に於いては、熱処理工程を行わなかった以外は、前記実施例１と同様にして、比較用液晶セルＥを作製した。
【０２１６】
この様にして得られた比較用液晶セルＥについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、表示画面の全面にわたって配向不良が確認され、良好なホモジニアス配向を示さなかった。即ち、ディスクリネーションが多数視認され、黒表示も薄く、更に液晶注入口付近には流動配向もはっきりと確認された。更に、本比較用液晶セルＥのプレチルト角を測定したところ、０．６゜であった。
【０２１７】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２８７であった。
【０２１８】
（実施例５）
本実施例５に於いては、前記化学式（２）で表される化合物をキシレン／ＫＦ９６Ｌに０．０１重量％溶解させた吸着溶液Ｂを用い、かつ被膜形成工程後の洗浄工程及びアセトンリンスを行わなかった以外は、前記実施例１と同様にして、本発明の液晶セルＦを作製した。
【０２１９】
この様にして得られた本実施例に係る液晶セルＦについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションは極めて少なく、黒さも濃く、液晶注入口付近の流動配向もほとんど無い、非常に良好なホモジニアス配向を示した。更に、本発明の液晶セルＦのプレチルト角を測定したところ、２．７度であった。
【０２２０】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２８５であった。
【０２２１】
（実施例６）
本実施例６に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１５０℃にした以外は、前記実施例４と同様にして、本発明の液晶セルＧを作製した。
【０２２２】
この様にして得られた液晶セルＧについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションが若干視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向が若干残り、黒表示も液晶セルＧと比較してやや色が薄かったものの、流動配向の発生は低減され、黒表示も良好であった。更に、液晶セルＦのプレチルト角を測定したところ、１．５゜であった。
【０２２３】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２２５であった。
【０２２４】
（比較例２）
本比較例２に於いては、熱処理工程を行わなかった以外は、前記実施例４と同様にして、比較用液晶セルＨを作製した。
【０２２５】
この様にして得られた比較用液晶セルＨについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションが若干視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向がはっきりと残っており、黒表示をさせてもやや色が薄かった。この様に、比較用液晶セルＨはホモジニアス配向を示したが、表示画面の一部に配向不良箇所が確認された。更に、本比較用液晶セルＨのプレチルト角を測定したところ、０．５゜であった。
【０２２６】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２１０であった。
【０２２７】
（結果）
以上の各実施例及び比較例に於いて述べた熱処理工程での条件及び各種の測定値について、下記表１にまとめる。
【０２２８】
【表１】
尚、ディスクリネーションの評価基準は、ディスクリネーションの発生が極めて少ない場合を◎、若干視認された場合を○、多数確認された場合を×としている。また、流動配向の評価基準は、液晶注入口付近で流動配向がほとんど見られなかった場合を◎、若干残存していた場合を○、一部認められた場合を△、明らかに確認された場合を×としている。
【０２２９】
前記表１から明らかな様に、熱処理工程を行った本実施例に係る液晶セルＡ〜Ｄ、Ｆ及びＧは、比較用液晶セルＥ、Ｈと比べてプレチルト角が大きかった。また、液晶セルＡ〜Ｄは比較用液晶セルＥよりも二色比が大きく、更に液晶セルＦ、Ｇは比較用液晶セルＨよりも二色比が大きかった。また、本実施例に係る液晶セルＡ〜Ｄ、Ｆ及びＧは、比較用液晶セルＥ、Ｈよりもディスクリネーション及び流動配向の発生を抑制することができ、良好なホモジニアス配向を示した。
【０２３０】
以上の結果から、本発明に係る製造方法によると、液晶配向性に優れた液晶配向膜を形成できることが確認された。
【０２３１】
前記結果は以下の様に考察できる。即ち、熱処理を行うことにより、薄膜構成分子の配向が製膜直後のランダムな状態から、整然と配向した準安定状態に変化したものと考えられる。そして、準安定状態の膜構造にできた結果、露光する際にも十分に光反応を起こさせることができ、配向規制力に優れた液晶配向膜の製膜が可能になったものと考えられる。また、比較用液晶セルＤ、Ｈに於ける液晶配向膜の膜中には化学吸着溶液ＡまたはＢに於ける溶媒分子が残存しているのに対し、液晶セルＡ〜Ｄ、Ｆ及びＧに於ける液晶配向膜中には、熱処理により溶媒分子が完全に除去された為、光反応性の向上、ひいては液晶配向性の向上に寄与したとも考えられる。
【０２３２】
尚、前記表１の結果から、各実施例に於いて製膜された液晶配向膜の配向性は、熱処理工程を行う際の処理温度に対して依存性を示すことが分かった。即ち、処理温度が膜材料物質の融点よりも低い場合の液晶セルＡ（実施例１）、及び処理温度が化学反応をしない温度よりも高い場合の液晶セルＤ（実施例４）については、比較用液晶セルＥと比べて良好な液晶配向性を示したものの、液晶セルＢ、Ｃと比べてやや劣っていた。以上のことから、最適な液晶配向性を示す液晶配向膜を製膜する為には、熱処理工程に於ける処理温度の好ましい範囲は、膜材料物質の融点以上、かつ化学反応をしない温度未満の範囲内で行えばよいことが分かった。
【０２３３】
（実施例７）
本実施例に於いては、ガラス基板上に撥水性の有機薄膜を形成した場合を示す。
【０２３４】
先ず、吸着溶液（化学吸着溶液）の調製を行った。即ち、オクタデシルトリクロロシラン（Ｃ18Ｈ37ＳｉＣｌ3、融点：７５℃）をキシレン／ＫＦ９６Ｌ（商品名、信越化学工業（株）製）（１／９の混合溶媒）に０．００１重量％溶解させ、これを吸着溶液Ｃとした。
【０２３５】
次に、予め用意しておいたガラス基板を乾燥雰囲気中で前記吸着溶液Ｃ中に浸漬した（被膜形成工程）。浸漬時間は１分間とした。
【０２３６】
続いて、浸漬直後のガラス基板を８０℃のオーブン中に１０分間入れた（熱処理工程）。この様にして撥水性の有機薄膜を有するガラス基板ａを作製した。
【０２３７】
前記ガラス基板ａについて、水に対する接触角を測定すると１１５℃であり、高い撥水性を示した。尚、有機薄膜を製膜する直前のガラス基板の、水に対する接触角は１５度であった。
【０２３８】
（実施例８）
本実施例８に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を４０℃にした以外は、前記実施例７と同様にして、本発明のガラス基板ｂを作製した。
【０２３９】
更に、ガラス基板ｂに関して水に対する接触角を測定すると１０５度であった。よって、ガラス基板の初期接触角よりも大きくすることができ、撥水性を向上させることができた。
【０２４０】
（実施例９）
本実施例９に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１２０℃にした以外は、前記実施例７と同様にして、本発明のガラス基板ｃを作製した。
【０２４１】
更に、ガラス基板ｃに関して、水に対する接触角を測定すると１０２度であった。よって、ガラス基板の初期接触角よりも大きくすることができ、撥水性を向上させることができた。
【０２４２】
（結果）
以上の結果から、本発明に係る製造方法によると、撥水性に優れた有機薄膜が形成できることが確認された。
【０２４３】
これは、乱れた状態で配向していた薄膜構成分子を、熱処理によって均一に整然と再配向させた為と考えられる。即ち、薄膜構成分子が準安定状態となる様に再配向したことにより、撥水性の付与に寄与する撥水性基が膜表面に多数露出することとなり、この結果撥水性が向上したものと考えられる。
【０２４４】
（実施例１０）
本実施例は第２発明群に対応する。
【０２４５】
本実施例は、有機薄膜として液晶表示ディスプレイ用の配向膜を形成した場合についてのものである。
【０２４６】
本実施例に於いては、配向膜材料として下記化学式（２）で示される化学吸着物質を用いた。
【０２４７】
【化２０】
次に、前記化学式（２）で表される化学吸着物質を有機溶媒（信越化学工業（株）製、商品名：ＫＦ９６Ｌ、誘電率、２．４２）に０．１重量％溶解させた配向膜形成用溶液（薄膜形成用溶液）を調製した。
【０２４８】
次に、図５に示すように、反応室（外気遮蔽手段）２０１の内部に反応容器（接触手段）２０２を設置し、この反応容器２０２にはアース（静電気除去手段）を接続させておいた。この反応室２０１には、イオン化エアーを照射するコロナ放電式の除電装置（静電気除去手段）２０３を設けておいた。この除電装置２０３は、イオン発生器（生成部）２０３ａと、ファン（供給部）２０３ｂとを備えたイオン化気体供給型の除電装置である。即ち、水分を含まないアルゴン２０３ｃをファン２０３ｂで送風し、これによりイオン化気体２０６を反応室２０１内に供給するものである。尚、反応室２０１には内部の圧力を一定にすべく排気手段２０９が設けられている。
【０２４９】
続いて、前記反応容器２０２に配向膜形成用溶液２０４を満たし、予めＴＦＴや電極、配線等を設けたＴＮ（Twisted Nematic）用のＴＦＴアレイ基板２０５を１時間浸漬させた。このとき、反応室２０１内には、イオン化気体２０６を吹きつけておいた。本実施例の様に、イオン化気体２０６を照射することにより、反応室２０１中のイオンの空間的均一性を保持しつつ除電を行うことができた。尚、反応室２０１内は、湿度制御手段（図示しない）により相対湿度３５％以下となる様に制御しておいた。
【０２５０】
次に、反応容器２０２からＴＦＴアレイ基板２０５を取り出し、洗浄剤（クロロホルム）２０８が入った洗浄槽（洗浄手段）２０７に浸漬させた。洗浄槽２０７内では、洗浄剤２０８を３回交換して、ＴＦＴアレイ基板２０５を洗浄した。尚、洗浄槽２０７はアースに接続しておいた。
【０２５１】
この様にして形成した配向膜に対して、光配向処理を施すべく配向処理工程を行った。即ち、ＴＦＴアレイ基板２０５に対し、偏光ＵＶ光を５００ｍＪ／ｃｍ2照射することにより、配向処理を施した。
【０２５２】
続いて、予めカラーフィルター等を設けたカラーフィルター基板にも、前記した一連の工程を繰り返すことにより、配向膜を形成し、配向処理を行った。
【０２５３】
更に、前記ＴＦＴアレイ基板２０５とカラーフィルター基板を、従来公知の方法により貼り合わせ、液晶を注入することにより本発明の液晶表示ディスプレイを作製した。
【０２５４】
（比較例３）
本比較例３に於いては、除電を行わなかった以外は、前記実施例１０と同様にして、比較用液晶表示ディスプレイを作製した。
【０２５５】
前記実施例１０に係る本発明の液晶表示ディスプレイ、及び前記比較例２−１に係る比較用液晶表示ディスプレイをそれぞれ２０組作製し、映像を表示させて表示品位の比較を行い、製造歩留まりの検討を行った。その結果、本発明の液晶表示ディスプレイは２０組全て良好な表示を示した。その一方、比較用液晶表示ディスプレイは２０組中５組で線欠陥が視認された。線欠陥が発生していたのは、ＴＦＴアレイ基板上の回路の一部が静電破壊されていた為であった。
【０２５６】
これらの結果から明らかな様に、除電をしながら配向膜材料の塗布及び塗布後の洗浄を行うことにより、静電気の発生に起因する回路破壊を防止でき、歩留まりを向上させることが可能となった。
【０２５７】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様は、あくまでも、本発明の技術内容を明確にするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項との範囲内で、種々に変更して実施することができるものである。
【０２５８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように説明した形態で実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【０２５９】
即ち、第１発明群に係る薄膜は、これを構成する薄膜構成分子の集合群が配向秩序を安定状態または準安定状態となる様に配向した膜構造を有しているので、同一の薄膜構成分子からなる従来の単分子膜よりも膜機能に優れたものとできる。
【０２６０】
更に、第１発明群に係る他の薄膜は、機能性官能基を側鎖として有するポリマーからなり、かつこの機能性官能基が安定状態または準安定状態となる様に膜表面側または膜の内部側に揃って配向しているので、同一のポリマーからなる薄膜と比較して、膜機能を十分に発揮可能なものとできる。
【０２６１】
また、第１発明群に係る薄膜の製造方法では、膜形成直後に熱処理を行うので、ランダムな状態で配向していた薄膜構成分子を再配向させて、分子相互の関係を安定状態または準安定状態にできる。この結果、各種の機能を極めて良好に発揮することが可能な薄膜を製造することができる。また、例えば薄膜構成分子が光感応性基を有しており、露光の必要がある場合にも薄膜構成分子の配向秩序が安定状態または準安定状態にあるので、光反応効率を向上させコストの低減を図ることができる。
【０２６２】
更に、第１発明群に係る他の薄膜の製造方法では、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜の場合にも、官能基相互の関係を安定状態または準安定状態で配向させることができる。この結果、上記と同様に、各種の機能を極めて良好に発揮することが可能な薄膜を製造することができる。
【０２６３】
また、第１発明群に係る液晶表示装置は、薄膜構成分子の集合群が配向秩序を安定状態または準安定状態となる様に配向した膜構造の液晶配向膜を有しているので、同一の薄膜構成分子からなる従来の単分子膜状の配向膜を備えた液晶表示装置と比較して、配向欠陥の発生を抑制し、コントラスト等の表示品位が良好なものにできる。
【０２６４】
更に、第１発明群に係る他の液晶表示装置は、機能性官能基を側鎖として有するポリマーからなり、かつこの機能性官能基が安定状態または準安定状態となる様に膜表面側または膜の内部側に揃って配向した液晶配向膜を有しているので、同一のポリマーからなる配向膜を備えた液晶表示装置と比較して、配向欠陥の発生を抑制し、コントラスト等の表示品位が良好なものにできる。
【０２６５】
また、第１発明群に係る液晶表示装置の製造方法によれば、膜形成直後に熱処理を行うので、ランダムな状態で配向していた薄膜構成分子を再配向させて、分子相互の関係を安定状態または準安定状態で配向させた液晶配向膜を備えるので、配向欠陥がなくコントラスト等の表示品位に優れた液晶表示装置を製造することができる。
【０２６６】
更に、第１発明群に係る他の液晶表示装置の製造方法によれば、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜の場合にも、官能基相互の関係を安定状態または準安定状態で配向させた液晶配向膜を備えるので、配向欠陥がなくコントラスト等の表示品位に優れた液晶表示装置を製造することができる。
【０２６７】
また、第２発明群に係る薄膜の製造方法によれば、接触工程の場合に於いては基材に対する薄膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止でき、歩留まりの低下を抑制できる。更に、空気中を浮遊する異物が静電気に起因して基材に吸い寄せられ、清浄度が低下することも抑制できる。また、洗浄工程の場合に於いても、洗浄能力を最大限に発揮させて清浄性に優れた薄膜を製造することができる。
【０２６８】
また、第２発明群に係る薄膜の製造装置によれば、静電気を除去しながら薄膜を形成できるので、基材に対する薄膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止でき、所望の膜厚の薄膜を形成できる等、歩留まりの低下を抑制して薄膜の製造が可能な薄膜の製造装置を提供できる。
【０２６９】
また、第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法によれば、静電気を除去しながら液晶配向膜を形成するので、静電破壊に起因するＴＦＴ等の回路の破損を防止して液晶表示装置を製造できる。この結果、線欠陥等が視認されず良好な画像表示の可能な液晶表示装置を歩留まりよく製造することができる。
【０２７０】
また、第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置によれば、静電気を除去しながら液晶配向膜を形成するので、静電破壊に起因するＴＦＴ等の回路の破損を防止して液晶表示装置を製造することが可能な製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明群の実施の形態１に係る有機薄膜であって、その薄膜構成分子の分子配向状態を模式的に示した説明図であり、同図（ａ）は熱処理前の分子配向状態を表し、同図（ｂ）は熱処理後の分子配向状態を表し、同図（ｃ）は露光後の分子配向状態を表す。
【図２】第１発明群の実施の形態２に係る有機薄膜であって、その薄膜構成分子の分子配向状態を模式的に示した説明図であり、同図（ａ）は熱処理前の分子配向状態を表し、同図（ｂ）は熱処理をしながら露光しているときの分子配向状態を表し、同図（ｃ）は露光後の分子配向状態を表す。
【図３】第１発明群の実施の形態３に係る有機薄膜の膜構造を模式的に示した説明図であって、同図（ａ）は熱処理前の膜構造を表し、同図（ｂ）は熱処理後の膜構造を表し、同図（ｃ）は露光後の膜構造を表し、同図（ｄ）は図３（ａ）に於ける機能性官能基の配向状態を表し、同図（ｅ）は図３（ｂ）に於ける機能性官能基の配向状態を表し、同図（ｆ）は図３（ｃ）に於ける機能性官能基の配向状態を表す。
【図４】第１発明群の実施の形態４に係る有機薄膜の膜構造を模式的に示した説明図であって、同図（ａ）は熱処理前の膜構造を表し、同図（ｂ）は熱処理をしながら露光しているときの膜構造を表し、同図（ｃ）は露光後の膜構造を表し、同図（ｄ）は図４（ａ）に於ける機能性官能基の配向状態を表し、同図（ｅ）は図４（ｂ）に於ける機能性官能基の配向状態を表し、同図（ｆ）は図４（ｃ）に於ける機能性官能基の配向状態を表す。。
【図５】第２発明群の実施例１０に係る薄膜の製造装置を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０１ 単分子膜
１０２ 基材
１０３ 薄膜構成分子
１０４ ポリマー膜
１０５ 鎖状高分子
１０６ 光感応性基
１０７ 基材
１１１ 単分子膜
１１３ 薄膜構成分子
２０１ 反応室（外気遮蔽手段）
２０２ 反応容器（接触手段）
２０３ 除電装置（静電気除去手段）
２０３ａ イオン発生器（生成部）
２０３ｂ ファン（供給部）
２０４ 配向膜形成用溶液
２０５ ＴＦＴアレイ基板
２０６ イオン化気体
２０７ 洗浄槽（洗浄手段）
２０８ 洗浄剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜、その製造方法及びその製造装置に関するものである。また本発明は、薄膜を用いた液晶表示装置及びその製造方法に関し、より詳細には、テレビジョン（ＴＶ）画像やコンピュータ画像等が表示可能な、平面表示パネルに使用できる液晶表示装置とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（１）従来の有機薄膜の製造方法としては、例えば特開平３−７９１３号公報、特開平３−２３０１５６号公報、特開平４−３３０９２５号公報、日本国特許第２０２８６６２号、第２５９８８６７号及び第２６３８４４６号等に開示されている方法がある。これら各公報に記載されている製造方法は何れも、クロロシラン系界面活性剤を用いて、基材表面に化学吸着膜を製膜する手法を採用している。基材表面に製膜する有機薄膜は一般に、基材に対する耐剥離性に優れたものが好ましいが、前記したクロロシラン系界面活性剤の様に、基材表面に存在する活性水素を有する官能基と化学吸着反応をするものは、当該基材に対する固定力が強いので好ましい。
【０００３】
また、光感応性官能基（以下、光感応性基と言う）を備えた化合物を用いて、基材上に有機薄膜を形成する方法も知られている。具体的には、前記化合物を基材上に塗布した後、必要に応じて当該基材を洗浄し余剰の前記化合物を除去する。更に、化合物が塗布された基材を露光して有機薄膜を形成するというものである。
【０００４】
ところで、近年、液晶表示装置の製造プロセスに於いて、配向膜に液晶配向性を付与する工程として必須であったラビング処理をなくす検討が行われている。ラビング処理とは、液晶の配向手法の一種であり、配向膜の形成された基板表面を、ナイロン等の布を張り付けたローラーで擦ることにより、配向膜表面に異方性を発現させ、これにより液晶を所望の方向に初期配向させるというものである。しかしラビング処理は、従来より幾つかの欠点が指摘されてきており、例えばその代表的なものとしては、以下のものが挙げられる。
【０００５】
▲１▼配向膜表面に凹凸があると凹部が擦れず、特に大面積のパネルであると均一に擦れない為、配向欠陥、表示ムラ及び表示焼き付き等が発生する。
【０００６】
▲２▼ラビング処理の際に配向膜上に静電気が発生し、この静電気がＴＦＴ等の回路を破壊する等してその機能を低下させる。
【０００７】
▲３▼ラビング処理の際にラビング材（綿布等）からゴミが発生し、このゴミが表示ムラやセルギャップの不均一化を招来する。
【０００８】
前記問題点を解消すべく、ラビング処理に代わる他の配向手法も種々提案されてはいるが、未だ実用化には至っていない。この様な状況下、最近「光配向」という配向手法が注目を浴びている。この光配向処理法は、配向膜材料として光感応性基を有するポリマーを用い、そのポリマーに偏光ＵＶ光を照射することにより、所望の異方性を配向膜表面に発現させ、その異方性を用いて液晶を配向させるという手法である。即ち、光配向処理法の最大の特徴は、ラビング処理と異なり、「非接触」という点にある。これにより、従来ラビング処理で発生していた大半の問題を解消可能となった。
【０００９】
ここで一般に、光感応性基が起こす光反応には、異性化、分解、架橋（二量化）、重合等がある。このうち、異性化及び分解は、前記分子の個々が独立して反応を起こす為に、分子間の位置関係及び相互作用が光反応自体に大きな影響を与えることはない。
【００１０】
しかし、架橋（二量化）及び重合反応に於いては、分子間の位置関係及び相互作用等が光反応に大きな影響を与える。これは、適当な位置関係にあり、かつ相互作用が適度に影響し合う分子同士のみで架橋または重合できるからである。例を挙げると、例えばWoodward-Hoffmann則によれば、光反応型の付加環化反応において、反応する２つの分子中の２つのｓｐ2炭素が、ちょうど両者のπ軌道の近い側のローブの（極性）符号が一致し、かつ両分子のお互いに向かい合うｓｐ2炭素間距離が炭素−炭素単結合分の距離にある場合のみ、環化反応が起こることでも知られている。
【００１１】
以上の点を鑑みると、前記した従来の光配向処理法に於いては、分子間の適当な位置関係等を考慮して光配向処理を行うということがなされていなかった。つまり、上述の様に、架橋または重合は分子相互の位置関係及び相互作用等に影響されるにも関わらず、光反応を起こすのに最適な膜状態で処理するということが何ら施されていなかった。よって、前記従来の光配向処理法に於いては、光反応率を向上させることにより光照射量を抑制し、製造コストの低減を図る余地があった。更に、分子相互の位置関係及び相互作用等の影響を考慮せずに製膜していたことから、この様な要因を制御できれば有機薄膜の機能を更に向上させる余地があった。
【００１２】
（２）一方、二つの物体が接触した状態で相対運動をし、或いは相対運動を起こそうとしている場合、具体的にはある物体を他の物体で擦る場合、ある物体上で他の物体を滑らせる場合、ある物体の中に他の物体を流す場合、または密着している２つの物体を引き離す場合等では、接触面で電子の移動が起こり相互の物体が帯電して静電気が発生することが知られている。
【００１３】
ところで、各種の表示デバイスや通信デバイス等に於いては、その製造プロセスに於いて様々な静電気対策が行われてきた。具体的には、雰囲気の湿度を高く保つ方法、対象物をアースに接続する方法、イオン発生器により発生させたイオン化エアーを吹きかける方法等である。そして、この様な対策が行われてきたのは、これらのデバイスが本来的に静電気に対して極めて弱い構造であり、また製造プロセス中での静電気の発生が不可避的なものだからである。
【００１４】
ここで、前記した各種のデバイス等では薄膜の形成が重要なプロセスとなっている。また、形成した薄膜に微細な加工を施すプロセスが無ければデバイスの作製が不可能となっている。
【００１５】
薄膜形成プロセスに於いては、溶剤等の流体が前記した各種のデバイスで使用される基板と接触することは避けられない。一方、流体がある物体と接触し、かつ物体表面を流動すれば流体と物体の界面で摩擦電気が発生することは周知である。加えて、流体の流動速度が大きい場合や誘電率の大きい場合には、静電気が極めて顕著に発生する。従って、薄膜形成プロセスに於いても当然に静電気が発生するが、その対策はこれまで行われてこなかった。この結果、例えば、液晶表示装置用のＴＦＴアレイ基板等では、静電気が発生するとＴＦＴ回路が即座に静電破壊されてしまうという問題があった。また、静電気に起因して空気中の浮遊物が基板に付着し、薄膜の清浄性が劣化する等の問題もあった。よって、前記従来の薄膜形成プロセスに於いては、十分な静電気対策を行えば歩留まりの向上が図れ、製造コストの低減を図る余地があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
一群の本発明は、前記従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、その第一の目的は、光反応率の向上により光照射量を抑制し、コストの低減が可能な薄膜の製造方法と、これにより得られる薄膜、及び液晶表示装置の製造方法とこれにより得られる液晶表示装置を提供することにある。
【００１７】
また、第２の目的は、効率的、かつ簡便な方法により静電気を除去しつつ薄膜を製造する方法と、その製造装置、及び液晶表示装置を製造する方法とその製造装置を提供することにある。
【００１８】
尚、一群の本発明は、同一ないし類似した着想に基づくものである。しかし、それぞれの発明は異なる実施例により具現化されるものであるので、本明細書では、これらの一群の本発明を密接に関連した発明ごとに第１の発明群、及び第２の発明群として区分する。そして、以下では、それぞれの区分（発明群）ごとにその内容を順次説明する。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
一群の本発明は、前記従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、その第一の目的は、光反応率の向上により光照射量を抑制し、コストの低減が可能な薄膜の製造方法と、これにより得られる薄膜、及び液晶表示装置の製造方法とこれにより得られる液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
また、第２の目的は、効率的、かつ簡便な方法により静電気を除去しつつ薄膜を製造する方法と、その製造装置、及び液晶表示装置を製造する方法とその製造装置を提供することにある。
【００２１】
尚、一群の本発明は、同一ないし類似した着想に基づくものである。しかし、それぞれの発明は異なる実施例により具現化されるものであるので、本明細書では、これらの一群の本発明を密接に関連した発明ごとに第１の発明群、及び第２の発明群として区分する。そして、以下では、それぞれの区分（発明群）ごとにその内容を順次説明する。
【００２２】
[第１発明群]
（１）薄膜
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る薄膜は、基材表面に、薄膜構成分子の集合群が結合固定されてなる薄膜であって、前記薄膜構成分子の集合群は、分子相互の関係が安定状態または準安定状態で配向していることを特徴とする。
【００２３】
前記の構成に於いて、前記薄膜構成分子の集合群が、前記基材に対して−Ｏ−Ａ結合（但し、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なる群より選ばれる１種の原子を示す。）を介して結合された構成とすることができる。
【００２４】
また、前記構成に於いて、前記薄膜構成分子の一部が光感応性基を有する分子であり、当該光感応性基部の少なくとも一部が所定方向に結合固定されている構成とすることができる。
【００２５】
更に、前記光感応性基を有する分子のうち、５０％以上の分子の光感応性基部が結合固定されている構成とすることができる。
【００２６】
また、前記薄膜構成分子の集合群が、複数種類の分子からなる構成とすることができる。
【００２７】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る薄膜は、基材表面に設けられ、かつ機能性官能基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜であって、前記機能性官能基は、官能基相互の関係が安定状態または準安定状態で配向していることを特徴とする。
【００２８】
前記の構成に於いて、前記ポリマーは少なくとも一部に光感応性基を有しており、当該光感応性基部の少なくとも一部が所定方向に結合固定されている構成とすることができる。
【００２９】
更に、前記光感応性基がカルコン骨格基またはシンナメート骨格基である構成とすることができる。
【００３０】
更に、前記ポリマーが、その主鎖にポリビニル、ポリシロキサンまたはポリイミドの何れか１つを有する構成とすることができる。
【００３１】
ここで、前記構成を有した第１発明群に係る薄膜の作用について述べる。
【００３２】
第１発明群に係る薄膜は、薄膜構成分子の集合群が基材面に結合固定されてなり、かつこれを構成する薄膜構成分子の集合群が配向秩序を安定状態または準安定状態となる様に配向した膜構造を有しているので、同一の薄膜構成分子からなる従来の単分子膜よりも膜機能に優れたものとできる。安定状態とは、薄膜構成分子がランダムに配向の乱れた、ポテンシャルエネルギー（またはエネルギー準位）の最も高い非安定状態に対立する概念として用いている。換言すれば、分子相互の立体的な位置関係、即ち配向秩序が均一な、ポテンシャルエネルギーの最も低く安定した状態を言う。また、準安定状態とは、非安定状態から安定状態までの過程に於いて、ポテンシャルエネルギーを小さくしていく上で現れる、安定に準ずる状態を言い、具体的には一定程度配向秩序が均一となった状態を表す。
【００３３】
ここで、薄膜構成分子が、撥水性や親水性等の機能を発揮する機能性官能基を有する場合には、それらの機能が膜の物性として発揮されるが、従来の有機薄膜の様に非安定状態であると、その機能が十分に発現されない場合がある。これに対して、本発明であると、前記構成のように薄膜構成分子の集合群が配向秩序を安定化させているので、同一材料からなる場合であっても、その膜機能を向上させることができると共に、新規な機能を発現させることも可能となる。
【００３４】
更に、薄膜が機能性官能基を側鎖として備えたポリマーからなる場合にも、かかる機能性官能基を安定状態または準安定状態となる様に配向させる結果、機能性官能基を揃って膜表面側または膜の内部側に配向させることができる。この結果、前記と同様に、機能性官能基を有することにより発現する膜機能を向上させることが可能となる。
【００３５】
（２）薄膜の製造方法
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る薄膜の製造方法は、基材表面に結合し、光感応性基を備えた分子を含む薄膜構成分子の集合群からなる薄膜の製造方法であって、前記基材を薄膜形成用溶液に接触させることにより、基材表面に結合した薄膜構成分子の集合群からなる被膜を形成する被膜形成工程と、前記基材上に存在する未結合の分子を除去する除去工程と、前記基材を熱処理することにより、前記被膜を構成する薄膜構成分子の集合群を再配向させて分子相互の関係を安定状態または準安定状態にする熱処理工程と、前記基材に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の分子相互を結合固定させる露光工程とを備えることを特徴とする。
【００３６】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る他の薄膜の製造方法は、基材表面に結合し、光感応性基を備えた分子を含む薄膜構成分子の集合群からなる薄膜の製造方法であって、前記基材を薄膜形成用溶液に接触させることにより、基材表面に結合した薄膜構成分子の集合群からなる被膜を形成する被膜形成工程と、前記基材上に存在する未結合の分子を除去する除去工程と、前記基材を熱処理しながら、前記基材に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の分子相互を結合固定させる露光工程とを備えることを特徴とする。
【００３７】
前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子が化学反応しない温度未満で行うことができる。
【００３８】
更に、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子の融点以上、化学反応しない温度未満の範囲内で行うことができる。
【００３９】
また、前記薄膜形成用溶液として、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を備えた分子からなる化学吸着物質を含む溶液を使用することができる。
【００４０】
【化９】
更に、前記構成に於いて、前記光感応性基がカルコン骨格基またはシンナメート骨格基である構成とすることができる。
【００４１】
また、前記構成に於いて、前記露光工程が、所定の方向に偏光方向を有する偏光を照射する工程である
更に、前記構成に於いて、前記被膜形成工程に於いて使用する前記薄膜形成用溶液は、複数種の薄膜形成材料を含む構成とすることができる。
【００４２】
更に、前記露光工程により、光感応性基を備えた分子のうち５０％以上の分子が光感応性基部で結合固定している構成とすることができる。
【００４３】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る更に他の薄膜の製造方法は、基材表面に、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、前記基材を薄膜形成用溶液に接触させてポリマー膜を形成する被膜形成工程と、前記基材を熱処理することにより、前記光感応性基を再配向させて、官能基相互の関係を安定状態または準安定状態にする熱処理工程と、前記基材に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の光感応性基相互を結合固定させる露光工程とを備えることを特徴とする。
【００４４】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る更に他の薄膜の製造方法は、基材表面に、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、前記基材に薄膜形成用溶液を接触させてポリマー膜を形成する被膜形成工程と、前記基材を熱処理しながら、前記基材に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の光感応性基相互を結合固定させる露光工程とを備えることを特徴とする。
【００４５】
前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として前記ポリマーが化学反応しない温度未満で行うことができる。
【００４６】
更に、前記熱処理工程は、処理温度として前記ポリマーの融点以上、化学反応しない温度未満の範囲内で行うことができる。
【００４７】
更に、前記各構成に於いて、前記光感応性基を備えたポリマーの主鎖にポリビニル、ポリシロキサン及びポリイミドからなる群より選ばれる何れか１つを有する構成とすることができる。
【００４８】
また、前記各構成に於いて、前記露光工程が、所定の方向に偏光方向を有する偏光を照射する工程である構成とすることができる。
【００４９】
また、前記各構成に於いて、前記被膜形成工程に於いて使用する前記薄膜形成用溶液は、複数種の薄膜形成材料を含む構成とすることができる。
【００５０】
ここで、前記構成を有した第１発明群に係る薄膜の製造方法の作用について述べる。
【００５１】
第１発明群に係る薄膜の製造方法に於いては、膜形成直後に熱処理を行うことにより、薄膜構成分子の集合群を再配向させて、分子相互の関係を安定状態または準安定状態にするものである。被膜形成工程直後の被膜は、薄膜構成分子が規則的に整然と配列・配向した膜構造とはなっていない。この様な膜構造の被膜に対して、例えば薄膜構成分子が光感応性基を有しており露光の必要がある場合には、十分な光反応を起こすのは困難となる。光反応は、光感応性基同士が邂逅する場合に起こるからである。しかし本発明に於いては、熱処理工程を行うことにより、薄膜構成分子の配向秩序を安定化させるので、光反応を十分に生じさせることができる。更にこのことは、従来の有機薄膜と比較して反応速度に著しい差を生むこととなり、光反応効率を向上させることができる。この結果、光照射量を低減させコストの抑制を図ることができる。
【００５２】
その一方、熱処理をしながら露光工程を行う場合には、その熱処理により薄膜構成分子の分子振動を励起状態とし、分子相互の邂逅する確率を増大させた状態で露光を行うので、光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストの抑制が図れる。
【００５３】
更に、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜の製造方法の場合に於いては、膜形成直後に熱処理を行うことにより、当該光感応性基を安定状態または準安定状態となる様に配向させるものである。これにより、機能性官能基を有することにより発現する機能を最大限に発揮させることが可能な薄膜を製造することができる。また、熱処理をしながら露光工程を行う場合にも、やはり分子振動が励起状態となる結果、側鎖である光感応性基同士の邂逅する確率を増大させることができる。これにより、光反応を十分に起こさせることができ、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストの抑制が図れる。
【００５４】
（３）液晶表示装置
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る液晶表示装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置であって、前記液晶配向膜は、基板表面に薄膜構成分子の集合群が結合固定されてなり、かつ、前記薄膜構成分子の集合群は、分子相互の関係が安定状態または準安定状態で配向していることを特徴とする。
【００５５】
前記の構成に於いて、前記薄膜構成分子の集合群が、前記基板に対して−Ｏ−Ａ結合（但し、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なる群より選ばれる１種の原子を示す。）を介して結合されている構成とすることができる。
【００５６】
また、前記構成に於いて、前記薄膜構成分子の一部が光感応性基を有する分子であり、当該光感応性基部の少なくとも一部が所定方向に結合固定されている構成とすることができる。
【００５７】
更に、前記構成に於いて、前記光感応性基を有する分子のうち、５０％以上の分子の光感応性基部が結合固定されている構成とすることができる。
【００５８】
また、前記構成に於いて、前記薄膜構成分子の集合群が、複数種類の分子からなる構成とすることができる。
【００５９】
また、前記液晶層に於ける前記液晶配向膜近傍の液晶がプレチルト角５°〜８８°の範囲内で配向している構成とすることができる。
【００６０】
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る液晶表示装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置であって、前記液晶配向膜は、機能性官能基を側鎖として備えたポリマーからなり、かつ、前記機能性官能基は、官能基相互の関係が安定状態または準安定状態で配向していることを特徴とする。
【００６１】
前記構成に於いて、前記ポリマーは少なくとも一部に光感応性基を有しており、当該光感応性基部の少なくとも一部が所定方向に結合固定されている構成とすることができる。
【００６２】
更に、前記光感応性基がカルコン骨格基またはシンナメート骨格基である構成とすることができる。
【００６３】
また、前記構成に於いて、前記ポリマーが、その主鎖にポリビニル、ポリシロキサンまたはポリイミドの何れか１つを有する構成とすることができる。
【００６４】
ここで、前記構成を有した第１発明群に係る液晶表示装置の作用について述べる。
【００６５】
第１発明群に係る液晶表示装置は、基板面に結合固定された薄膜構成分子の集合群からなる液晶配向膜を備えている。そして、この液晶配向膜は分子相互の関係が安定状態または準安定状態で配向してなるので、同一材料からなる従来の配向膜と比較して非常に良好な液晶配向能を有している。この結果、ディスクリネーションや流動配向等の配向欠陥を低減させることができ、コントラスト等の表示品位を向上させることができる。
【００６６】
更に、第１発明群に係る液晶表示装置が、液晶配向膜が機能性官能基を側鎖として備えたポリマーからなる液晶配向膜を備えている場合にも、機能性官能基が安定状態または準安定状態となる様に膜表面側または膜の内部側に配向しており、同一材料からなる従来の配向膜と比較して非常に良好な液晶配向能を有しているので、ディスクリネーションや流動配向等の配向欠陥を低減させることができ、コントラスト等の表示品位を向上させることができる。
【００６７】
（４）液晶表示装置の製造方法
前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を有し、両基板のうち少なくとも一方の基板の内側には、基板表面に結合し、光感応性基を備えた分子を含む薄膜構成分子の集合群からなる液晶配向膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板に配向膜形成用溶液を接触させることにより、基板表面に結合した薄膜構成分子の集合群からなる被膜を形成する被膜形成工程と、前記基板上に存在する未結合の分子を除去する除去工程と、前記基板を熱処理することにより、前記薄膜構成分子の集合群を再配向させて分子相互の関係を安定状態または準安定状態にする熱処理工程と、前記基板に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の分子相互を結合固定させる光配向処理工程とを備えることを特徴とする。
【００６８】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る他の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を有し、両基板のうち少なくとも一方の基板の内側には、基板表面に結合し、光感応性基を備えた分子を含む薄膜構成分子の集合群からなる液晶配向膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板に配向膜形成用溶液を接触させることにより、基板表面に結合した前記薄膜構成分子の集合群からなる被膜を形成する被膜形成工程と、前記基板上に存在する未結合の分子を除去する除去工程と、前記基板を熱処理しながら、前記基板に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の分子相互を結合固定させる光配向処理工程とを備えることを特徴とする。
【００６９】
前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子が化学反応しない温度未満で行うことができる。
【００７０】
また、前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子の融点以上、化学反応しない温度未満の範囲内で行うことができる。
【００７１】
また、前記各構成に於いて、前記配向膜形成用溶液として、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を備えた分子からなる化学吸着物質を含む溶液を使用することができる。
【００７２】
【化１０】
更に、前記光感応性基がカルコン骨格基またはシンナメート骨格基である構成とすることができる。
【００７３】
また、前記各構成に於いて、前記光配向処理工程が、所定の方向に偏光方向を有する偏光を照射する工程である構成とすることができる。
【００７４】
また、前記各構成に於いて、前記被膜形成工程に於いて使用する前記薄膜形成用溶液は、複数種の薄膜形成材料を含む構成とすることができる。
【００７５】
また、前記光配向処理工程により、光感応性基を備えた分子のうち５０％以上の分子が光感応性基部で結合固定している構成とすることができる。
【００７６】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る更に他の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を有し、両基板のうち少なくとも一方の基板の内側には、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる液晶配向膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板に配向膜形成用溶液を接触させてポリマー膜を形成する被膜形成工程と、前記基板を熱処理することにより、前記光感応性基を再配向させて、官能基相互の関係を安定状態または準安定状態にする熱処理工程と、前記基板に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の光感応性基相互を結合固定させる光配向処理工程とを備えることを特徴とする。
【００７７】
また、前記第１の目的を達成する為に、第１発明群に係る更に他の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を有し、両基板のうち少なくとも一方の基板の内側には、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる液晶配向膜を有する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板に配向膜形成用溶液を接触させてポリマー膜を形成する被膜形成工程と、前記基板を熱処理しながら、前記基板に光を照射して前記光感応性基同士を反応させ、少なくとも一部の光感応性基相互を結合固定させる光配向処理工程とを備えることを特徴とする。
【００７８】
前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子が化学反応しない温度未満で行うことができる。
【００７９】
また、前記各構成に於いて、前記熱処理工程は、処理温度として薄膜構成分子の融点以上、化学反応しない温度未満の範囲内で行うことができる。
【００８０】
更に、前記各構成に於いて、前記光感応性基を備えたポリマーの主鎖にポリビニル、ポリシロキサン及びポリイミドからなる群より選ばれる何れか１つを有する構成とすることができる。
【００８１】
また、前記各構成に於いて、前記光配向処理工程が、所定の方向に偏光方向を有する偏光を照射する工程である構成とすることができる。
【００８２】
また、前記各構成に於いて、前記被膜形成工程に於いて使用する前記配向膜形成用溶液は、複数種の配向膜形成材料を含む構成とすることができる。
【００８３】
ここで、前記構成を有した第１発明群に係る液晶表示装置の製造方法の作用について述べる。
【００８４】
第１発明群に係る液晶表示装置の製造方法によれば、薄膜構成分子の集合群からなる液晶配向膜を有する場合、熱処理により薄膜構成分子を安定状態または準安定状態で配列させるので、光配向処理工程に於いては光反応率を向上させることができる。この結果、光照射量を低減することができコストの抑制が図れると共に、液晶配向能に優れた液晶配向膜を液晶表示装置を製造することができる。即ち、ディスクリネーションや流動配向等の配向欠陥を低減し、コントラスト等の表示品位に優れた液晶表示装置の製造が可能となる。
【００８５】
また、熱処理をしながら露光工程を行う場合にも、その熱処理により薄膜構成分子の分子振動を励起状態とし、分子相互の邂逅する確率を増大させた状態で露光を行うので、光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストを抑制して液晶表示装置を製造することができる。
【００８６】
第１発明群に係る更に他の液晶表示装置の製造方法によれば、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる液晶配向膜を有する場合、熱処理により光感応性基を安定状態または準安定状態で配列させるので、光配向処理工程に於いては光反応率を向上させることができる。この結果、光照射量を低減することができコストの抑制が図れると共に、液晶配向能に優れた液晶配向膜を液晶表示装置を製造することができる。即ち、ディスクリネーションや流動配向等の配向欠陥を低減し、コントラスト等の表示品位に優れた液晶表示装置の製造が可能となる。
【００８７】
また、熱処理をしながら露光工程を行う場合にも、その熱処理によりポリマーの分子振動を励起状態とし、光感応性基相互の邂逅する確率を増大させた状態で露光を行うので、光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストを抑制して液晶表示装置を製造することができる。
【００８８】
[第２発明群]
本願発明者等は、各種デバイスの製造プロセス中に発生する静電気の発生を抑制すべく鋭意検討した。その結果、各種のデバイスの製造に於いて重要なプロセスでありながら、従来静電気対策が全く成されていなかった薄膜形成に於いて、静電気が発生しており、この静電気発生に起因して歩留まりの低下等を招来していることを見出した。即ち、薄膜形成に於いて、流体としての薄膜形成材料を基材上に塗布等する際に、基材が帯電して静電気を発生する結果、静電破壊を引き起こすことを見出した。第２の発明群は、かかる点に着想を得て完成されたものである。
【００８９】
（１）薄膜
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜は、基材上に結合された薄膜構成分子の集合群からなる薄膜であって、前記薄膜は、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する分子群を、静電気除去をしながら該基材面に接触させることにより、−Ｏ−Ａ結合を介して結合させた後、前記基材に結合されない前記分子を、静電気除去しながら洗浄して得られたものであることを特徴とする。
【００９０】
【化１１】
前記の構成に於いて、前記薄膜は単分子膜である構成とすることができる。
【００９１】
（２）薄膜の製造方法
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜の製造方法は、基材上に薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、前記基材上に薄膜形成材料を含む薄膜形成用溶液を接触させる接触工程と、前記基材を洗浄する洗浄工程とを有し、前記接触工程及び洗浄工程は、静電気を除去しながら行うことを特徴とする。
【００９２】
また、前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜の製造方法は、基材上に薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む薄膜形成用溶液を基材に接触させる接触工程と、前記基材を洗浄する洗浄工程とを有し、前記接触工程及び洗浄工程は、静電気を除去しながら行うことを特徴とする。
【００９３】
【化１２】
前記構成に於いて、電気放電によりイオン化気体を生成するイオン化気体生成工程を有し、前記接触工程及び／または洗浄工程は、前記イオン化気体生成工程にて生成したイオン化気体を導入した環境下で行うことにより静電気を除去することができる。
【００９４】
また、前記構成に於いて、前記接触工程及び／または洗浄工程に於ける静電気の除去は、軟Ｘ線を前記基材に照射して、基材近傍にイオンを発生させることにより行うことができる。
【００９５】
また、前記の構成に於いて、前記接触工程は前記化合物を前記基材表面に結合固定させる工程であり、前記洗浄工程は前記基材上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の薄膜を形成する工程である構成とすることができる。
【００９６】
ここで、前記構成を有した第２発明群に係る薄膜の製造方法の作用について述べる。
【００９７】
第２発明群に係る薄膜の製造方法に於いては、薄膜形成用溶液を基材表面に接触する際、及び基材を洗浄する際に、基材等に蓄積した電荷（静電気）を除去しながら行うので、例えば接触工程の場合に於いては基材に対する薄膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止できる。この結果、所望の膜厚の薄膜を形成することができ、歩留まりの低下を抑制できる。更に、空気中を浮遊する異物が静電気に起因して基材に吸い寄せられ、清浄度が低下することも抑制できる。また、洗浄工程の場合に於いても、洗浄剤の基材に対する濡れ性が変化しないことから、洗浄能力を最大限に発揮することができる。
【００９８】
また、薄膜形成用溶液が上記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む場合には、静電気の除電により薄膜形成用溶液の基材に対する濡れ性の変化を抑制できることから、前記化合物が基材に化学吸着する際の吸着速度が変化するのを抑制できる。この結果、基材に対する吸着量を一定にすることができ、所望の膜質の薄膜形成が可能となる。
【００９９】
（３）薄膜の製造装置
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜の製造装置は、基材上に薄膜を形成する薄膜の製造装置であって、前記基材上に薄膜形成材料を含む薄膜形成用溶液を接触させる接触手段と、前記基材を洗浄する洗浄手段とを備え、前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする。
【０１００】
また、前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る薄膜の製造方法は、基材上に薄膜を形成する薄膜の製造装置であって、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む薄膜形成用溶液を基材に接触させる接触手段と、前記基材に未結合の化学吸着物質を洗浄して除去する洗浄手段とを備え、前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする。
【０１０１】
【化１３】
前記構成に於いて、前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を有し、前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の外部に設置された、イオン化気体を生成する生成部と、前記イオン化気体を前記外気遮蔽手段内部に供給する供給部とを有する構成とすることができる。
【０１０２】
また、前記構成に於いて、前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を有し、前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の内部に所定の気体を供給する供給部と、前記基材に軟Ｘ線を照射することにより、前記所定の気体をイオン化する軟Ｘ線照射部とを有する構成とすることができる。
【０１０３】
また、前記の構成に於いて、前記接触手段は前記化合物を前記基材表面に結合固定させる手段であり、前記洗浄手段は前記基材上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の薄膜を形成する手段である構成とすることができる。
【０１０４】
ここで、前記構成を有した第２発明群に係る薄膜の製造装置の作用について述べる。
【０１０５】
第２発明群に係る薄膜の製造装置によれば、接触手段及び洗浄手段とが、基材等に蓄積した電荷を除去する静電気除去手段を備えているので、薄膜形成用溶液を基材に接触させる際、及び基材を洗浄する際に静電気の除去を同時に行うことができる。これにより、基材に対する薄膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止でき、所望の膜厚の薄膜を形成できる等、歩留まりの低下を抑制して薄膜の製造が可能となる。更に、静電気に起因して異物が基材に吸い寄せられることも抑制できるので、清浄度の高い薄膜の形成を製造できる。また、洗浄手段は静電気除去手段を備えていることから、洗浄剤の基材に対する濡れ性の変化を抑制して極めて効率よく基材の洗浄を行うことができる。
【０１０６】
また、薄膜形成用溶液が上記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む場合にも、静電気の除電により薄膜形成用溶液の基材に対する濡れ性の変化を抑制できることから、前記化合物が基材に化学吸着する際の吸着速度が変化するのを抑制できる。この結果、基材に対する吸着量を一定にすることができ、所望の膜質の薄膜形成が可能となる。
【０１０７】
（４）液晶表示装置
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置であって、前記液晶配向膜は、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する分子群を、静電気除去しながら該基板面に接触させることにより、−Ｏ−Ａ結合を介して結合させた後、前記基板に結合されない前記分子を、静電気除去しながら洗浄して得られたものであることを特徴とする。
【０１０８】
【化１４】
前記の構成に於いて、前記液晶配向膜は単分子膜である構成とすることができる。
【０１０９】
（５）液晶表示装置の製造方法
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造方法であって、前記基板上に配向膜形成材料を含む配向膜形成用溶液を接触させる接触工程と、前記基板を洗浄する洗浄工程とを有し、前記接触工程及び洗浄工程は、静電気を除去しながら行うことを特徴とする。
【０１１０】
また、前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造方法であって、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む配向膜形成用溶液を基板に接触させる接触工程と、前記基板を洗浄する洗浄工程とを有し、前記接触工程及び洗浄工程は、静電気を除去しながら行うことを特徴とする。
【０１１１】
【化１５】
前記構成に於いて、電気放電によりイオン化気体を生成するイオン化気体生成工程を有し、前記接触工程及び／または洗浄工程は、前記イオン化気体生成工程にて生成したイオン化気体を導入した環境下で行うことにより静電気を除去することができる。
【０１１２】
また、前記構成に於いて、前記接触工程及び／または洗浄工程に於ける静電気の除去は、軟Ｘ線を前記基板に照射して、基板近傍にイオンを発生させることにより行うことができる。
【０１１３】
また、前記の構成に於いて、前記接触工程は前記化合物を前記基板表面に結合固定させる工程であり、前記洗浄工程は前記基板上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の液晶配向膜を形成する工程である構成とすることができる。
【０１１４】
ここで、前記構成を有した第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法の作用について述べる。
【０１１５】
第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法に於いては、配向膜形成用溶液を基板表面に接触する際、及び基板を洗浄する際に、基板等に蓄積した電荷（静電気）を除去しながら行うので、例えば基板上にＴＦＴ等の回路が形成されている場合であっても、基板等に蓄積した静電気が放電することにより、該ＴＦＴ等の静電破壊の発生を防止できる。この結果、歩留まりを低減して液晶表示装置の製造が可能となる。更に、接触工程の場合に於いては静電気を除去しながら行うので、基板に対する配向膜形成用溶液の濡れ性が変化するのも防止できる。この結果、所望の膜厚の配向膜を形成することができ、歩留まりの低下を抑制できる。また、濡れ性の変化の防止は、基板上に化学吸着物質を化学吸着させる場合には、吸着速度が変化するのを防止するので、所望の膜厚を有する液晶配向膜を形成することができる。更に、空気中を浮遊する異物が静電気に起因して基板に吸い寄せられ、清浄度が低下することも抑制できる。また、洗浄工程の場合に於いても、洗浄剤の基板に対する濡れ性が変化しないことから、洗浄能力を最大限に発揮することができる。これにより、線欠陥等が視認されず良好な画像表示の可能な液晶表示装置を歩留まりよく製造することができる。
【０１１６】
また、配向膜形成用溶液が上記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む場合には、静電気の除電により配向膜形成用溶液の基板に対する濡れ性の変化を抑制できることから、前記化合物が基板に化学吸着する際の吸着速度が変化するのを抑制できる。この結果、基板に対する吸着量を一定にすることができ、所望の膜質の配向膜形成が可能となる。
【０１１７】
（６）液晶表示装置の製造装置
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造装置であって、前記基板上に配向膜形成材料を含む配向膜形成用溶液を接触させる接触手段と、前記基板を洗浄する洗浄手段とを備え、前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする。
【０１１８】
前記第２の目的を達成する為に、第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置は、少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造装置であって、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む配向膜形成用溶液を前記基板に接触させる接触手段と、前記基板に未結合の化学吸着物質を洗浄して除去する洗浄手段とを備え、前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする。
【０１１９】
【化１６】
前記の構成に於いて、前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を備え、前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の外部に設置された、イオン化気体を生成する生成部と、前記イオン化気体を前記外気遮蔽手段内部に供給する供給部とを備える構成とすることができる。
【０１２０】
また、前記の構成に於いて、前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を備え、前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の内部に所定の気体を供給する供給部と、前記基板に軟Ｘ線を照射することにより、前記所定の気体をイオン化する軟Ｘ線照射部とを備える構成とすることができる。
【０１２１】
また、前記の構成に於いて、前記接触手段は前記化合物を前記基板表面に結合固定させる手段であり、前記洗浄手段は前記基板上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の液晶配向膜を形成する手段である構成とすることができる。
【０１２２】
ここで、前記構成を有した第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置の作用について述べる。
【０１２３】
第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置によれば、接触手段及び洗浄手段とが、基板等に蓄積した電荷を除去する静電気除去手段を備えているので、配向膜形成用溶液を基板に接触させる際、及び基板を洗浄する際に静電気の除去を同時に行うことができる。これにより、基板に対する配向膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止でき、所望の膜厚の液晶配向膜を形成できる等、歩留まりの低下を抑制して液晶表示装置の製造が可能な製造装置を提供できる。更に、静電気に起因して異物が基板に吸い寄せられることも抑制できるので、清浄度の高い配向膜の形成を製造できる。また、洗浄手段は静電気除去手段を備えていることから、洗浄剤の基板に対する濡れ性の変化を抑制して極めて効率よく基板の洗浄を行うことができる。
【０１２４】
また、配向膜形成用溶液が上記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む場合にも、静電気の除電により配向膜形成用溶液の基板に対する濡れ性の変化を抑制できることから、前記化合物が基板に化学吸着する際の吸着速度が変化するのを抑制できる。この結果、基板に対する吸着量を一定にすることができ、所望の膜質の配向膜を備えた液晶表示装置の製造が可能な製造装置を提供することができる。
【０１２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本実施の形態１は、第１発明群に対応する。
【０１２６】
本実施の形態１に於いては、光感応性官能基（以下、光感応性基と言う）を備えた吸着分子（薄膜構成分子）が基材表面に化学吸着すると共に、吸着分子同志が光感応性基部で架橋結合されてなる単分子膜状の有機薄膜を例にして詳述する。
【０１２７】
図１は、単分子膜状の有機薄膜に於ける薄膜構成分子の分子配向状態を模式的に示した説明図である。同図（ｃ）に示すように、有機薄膜としての単分子膜１０１は、長軸方向の一端（吸着部位）を基材１０２上に結合させ、他端を基材１０２と離れる方向に突出させた薄膜構成分子１０３…が２次元的に配列した単分子膜状の化学吸着膜である。各薄膜構成分子１０３…は、相互に立体的位置関係が準安定状態となる様に配向しており、分子配向秩序が安定している。更に、個々の薄膜構成分子１０３…同士は光感応性基部で架橋結合されている。
【０１２８】
ここで、単分子膜は分子の集合状態を２次元的にしたものであり、薄膜構成分子の集合状態が整然と配向しているか否かによって膜構造が異なってくる。更に、膜構造が異なると膜の物性も変化する。本実施の形態の様に、薄膜構成分子を準安定状態となる様にして配向させることにより、同一の薄膜構成分子からなる単分子膜と比較して、膜の欠陥密度を低減できる。更に、膜固有の物性に起因する膜機能を向上させ、また新たな機能を発現させることも可能である。その上、単分子膜を複数層に累積させた累積膜を形成したい場合にも、一層規則正しい配列を可能とする。
【０１２９】
特に、本実施の形態に係る単分子膜１０１を液晶配向膜に適用した場合、単分子膜１０１は極めて良好な液晶配向性を示す。即ち、通常の単分子膜状の液晶配向膜であると、膜を構成する分子はランダムに乱れた状態で配向している為（非安定状態）、液晶分子も配向が乱れる。これは、液晶分子が薄膜構成分子１０３…の基材１０２に対する傾きや方位等に合致したプレチルト角及び配向方位となる様に配向規制される為である。これに対して、本実施の形態に係る単分子膜１０１であると、薄膜構成分子１０３は整然と所定の方向に準安定状態で配向しているので、液晶も配列が乱れることなく安定的にかつ均一に配向規制できる。
【０１３０】
また、本実施の形態に係る単分子膜１０１は、単分子膜状の薄膜からなるものであるので極めて薄い（例えば、５０ｎｍ以下程度）。よって、液晶セルを形成した際にもセルギャップが増大せず、また配向膜が光透過や液晶駆動電界を殆ど阻害しない。
【０１３１】
前記薄膜構成分子１０３は、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる何れか少なくとも１種の官能基を備えた吸着分子が基材１０２表面に化学吸着したものである。
【０１３２】
【化１７】
前記した官能基を吸着分子が有していると、この吸着分子と基材１０２表面に存在する活性水素を備えた表面官能基とを反応させることができ、これにより化学吸着が可能となる。この結果、各々の薄膜構成分子１０３…が該基材１０２表面に強固に結合固定できるので、密着性及び耐剥離性等に優れた薄膜とすることができる。例えば、吸着分子が−ＡＸ3基を備え、基板表面にヒドロキシル基（ＯＨ基）が存在する場合、−ＡＸ基とＯＨ基との間でＨＸが脱離して−Ａ−Ｏ−結合することにより化学吸着する。
【０１３３】
前記薄膜構成分子１０３としては、以下に列挙する官能基が前記化学式（１）で示される官能基群から選ばれる何れか１種の官能基と連結して構成される。
【０１３４】
１．メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基、フェニル基等の炭化水素基。
【０１３５】
２．前記１の炭化水素基の一部に炭素・炭素二重結合若しくは炭素・炭素三重結合を含む炭化水素基。
【０１３６】
３．前記１及び２の炭化水素基における水素が他の官能基（例えば、メチル基、エチル基、ハロゲン化メチル基、水酸基、シアノ基、アミノ基、イミノ基、カルボキシル基、エステル基、チオール基、アルデヒド基等）及び／または原子（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等）に置換された官能基。
【０１３７】
４．前記１及び２の炭化水素基におけるＣ−Ｃ（カルボニール）結合の一部がＣ−Ｏ−Ｃ（エーテル）結合、Ｃ−ＣＯ−Ｃ（カルボニル）結合、またはＣ＝Ｎ結合に置換された官能基。
【０１３８】
また、前記光感応性基としては、カルコン骨格基、シンナメート骨格基等が例示できる。更に、これらの官能基に他の官能基を付加することにより、所望の波長に吸収性を示す薄膜材料物質の設計が可能となる。
【０１３９】
前記基材１０２としては、その表面に活性水素を有する表面官能基が露出しているものが使用できる。具体的には、例えばガラス基板、樹脂基板等が挙げられる。また、活性水素を有する表面官能基としては、前記した水酸基の他に、カルボキシル基、スルフィン酸基、スルフォン酸基、リン酸基、亜リン酸基、チオール基、アミノ基等が挙げられる。更に、前記官能基の活性な水素が、それぞれアルカリ金属、アルカリ土類金属で置換された官能基であってもよい。また、前記基材表面に活性な水素を有する官能基が存在しないか、若しくはそれが少ない場合には、ＵＶ／オゾン処理、酸素プラズマ処理、エキシマＵＶ処理、過マンガン酸カリウム処理等の化合物酸化剤処理を施すことにより、基材表面を改質して前記官能基を導入し、或いはその数を増やすことが適当である。
【０１４０】
次に、有機薄膜が単分子膜である場合の製造方法について説明する。
【０１４１】
先ず、化学吸着物質（膜材料物質）を含む化学吸着溶液を調製した後、基材１０２表面に化学吸着溶液を接触させる（被膜形成工程）。この被膜形成工程は、相対湿度３５％以下の乾燥雰囲気中、例えば乾燥空気、乾燥窒素または乾燥ヘリウム中で行うのが好ましい。また接触させる方法としては、化学吸着溶液を基材に塗布する方法、当該溶液中に基材を浸漬する方法、化学吸着溶液を揮発させることにより、化学吸着物質を基材表面に接触させ気相反応により薄膜を形成する方法等が挙げられる。
【０１４２】
続いて、洗浄剤を用いて基材１０２上に残存している未反応の化学吸着物質を除去する（洗浄工程）。但し本工程は、前記した被膜形成工程と同様、相対湿度３５％以下の乾燥雰囲気中で行う必要がある。なぜならば、未吸着分子が空気中の水分と反応する等して白濁するからである。前記洗浄剤としては、特に限定されるものではないが、化学吸着物質が可溶性を示す非水系の溶媒を使用するのが好ましい。具体的には、例えばトルエン、キシレン、クロロホルム、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、エタノール、アセトン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリジノン）等が挙げられる。また、前記洗浄工程の後、必要に応じて前記洗浄剤を除去する為にリンス工程を行ってもよい。更に、リンス工程に於いて使用したリンス剤を除去する為、乾燥工程を行ってもよい。これにより、単分子膜１０１’が基材１０２上に形成される。尚、単分子膜１０１’の膜構造は、図１（ａ）に示す様に、薄膜構成分子１０３…がそれぞれランダムに、種々の方向に配向した状態になっている。
【０１４３】
更に、前記単分子膜１０１’の膜構造を変化させる為、基材１０２を所定の処理温度にて熱処理する（熱処理工程）。この熱処理により、基材１０２上の薄膜構成分子１０３…の膜分子運動は活発化し、製膜直後のランダムな状態から、近接する分子間の立体的位置関係が適度な間隔となる様に分子配向した、安定状態または準安定状態に変化させる。
【０１４４】
ここで、前記処理温度は特に限定されるものではなく、有機薄膜の膜材料物質に応じて適宜設定すればよいが、化学反応をしない温度以下で熱処理するのが好ましい。更に前記処理温度としては、膜材料物質の融点以上、化学反応をしない温度以下の範囲内であることがより好ましい。化学反応をしない温度とは、薄膜構成分子１０３が分解しない温度、または薄膜構成分子１０３…同士が結合（例えば、脱水等）しない温度を言う。前記範囲内であると、薄膜構成分子１０３…の相互の関係が安定状態または準安定状態にできる。
【０１４５】
続いて、熱処理された前記基材１０２を徐冷する（徐冷工程）。これにより、活発な膜分子運動を行っていた薄膜構成分子１０３は基底状態に回帰し、図１（ａ）に示す様に、分子配向秩序が安定状態または準安定状態の単分子膜１０１’を製膜することができる。
【０１４６】
次に、薄膜構成分子１０３の光感応性基を選択的に光反応させる為に露光工程を行う。これにより、基板表面の薄膜構成分子１０３…同志を特定方向に架橋結合させることができ、薄膜構成分子１０３の配向を固定させることができる。この結果、熱的安定性や化学的安定性等の向上が図れる。
【０１４７】
また、本工程は、所定の時間間隔をおいて、単分子膜１０１’の同一領域に偏光を複数回照射してもよい。これにより、照射に伴う光エネルギーの付与によって基材温度が上昇するのを防止できる。更に、本工程は、基材に対する入射角や照射量を変えて複数回の偏光照射を行うことも可能である。これにより、例えば有機薄膜を液晶配向膜として使用した場合には、配向規制する液晶分子のプレチルト角を所望の角度に制御できる。この場合、本工程は、液晶分子を所望の方向に配向させる為に液晶配向膜に対して行う光配向処理工程となる。
【０１４８】
尚、参考までに述べると、液晶分子のプレチルト角は表示モードにより種々異なり、例えばＴＮ（Twisted Nematic）用であればプレチルト角が３°〜５°程度であり、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）用であれば７°〜１０°程度であり、ＩＰＳ（In-Plane Switching）用であれば０°〜１°程度である。一方、液晶分子をホメオトロピック配向させたい場合には、液晶分子のプレチルト角は８８°〜９０°程度である。プレチルト角の実用的な値としては５°〜８８°程度であるが、本発明に於いては、露光条件を種々変更して前記露光工程を行うことにより、プレチルト角を容易に制御できる。更に、ラビング処理において問題となっていた有機薄膜表面の劣化やダストの発生も防止できる。
【０１４９】
また、本工程で使用する光は、直線偏光であってもよい。更に、本工程で使用する光の波長域は、２００〜４５０ｎｍの範囲内であればよく、より好ましくは２５０ｎｍ以上、更に好ましくは３００ｎｍ以上である。これは、光照射による主反応が架橋反応や重合反応である場合、照射光の波長が短過ぎると、反対に副反応として分解反応が起き易くなるからである。よって、膜材料物質としては、前記波長域で光吸収性を示し、光反応を容易に起こす物質を選択するのが適当である。
【０１５０】
以上の様に、本実施の形態に係る有機薄膜の製造方法は、製膜直後の有機薄膜に熱処理を施すことにより、同一の薄膜材料物質からなる単分子膜と比較して耐剥離性等の耐久性に優れ、膜機能を最大限に発揮できる有機薄膜を形成することができる。
【０１５１】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、第１発明群に対応する。
【０１５２】
本実施の形態２に係る有機薄膜は、前記実施の形態１の有機薄膜と基本的には同様の膜構造を有する。しかし、その製造方法に於いては、熱処理をしながら露光工程を行う点で、熱処理工程の後、露光工程を行う前記実施の形態１ー１とは相違する。
【０１５３】
図２（ａ）は熱処理前の薄膜構成分子の分子配向状態を示し、同図（ｂ）は熱処理をしながら露光しているときの分子配向状態を示し、同図（ｃ）は露光後の分子配向状態を示す。
【０１５４】
先ず、前記実施の形態１と同様にして、化学吸着物質を含む化学吸着溶液を基材１０２表面に接触させて接触工程を行った後、洗浄剤を用いて基材１０２上に残存している未反応の化学吸着物質を除去する（洗浄工程）。このとき、図２（ａ）に示すように、単分子膜１１１’は、薄膜構成分子１１３…がそれぞれランダムに、種々の方向に配向した状態になっている。
【０１５５】
更に、前記単分子膜１１１’の膜構造を変化させる為、基材１０２を所定の処理温度にて熱処理すると共に、露光工程を行う。この熱処理により、薄膜構成分子１１３…の分子振動は活発化し、分子相互が邂逅する確率を増大させることができる。この様な分子のエネルギーの高い振動状態で露光すると、各薄膜構成分子１１３…に於ける光感応性基の邂逅する確率も高まるので、わずかな光照射で光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を向上できると共に、光照射量も低減できコストの低減が図れる。
【０１５６】
（実施の形態３）
本実施の形態１は、第１発明群に対応する。
【０１５７】
本実施の形態３に於いては、有機薄膜がポリマー膜である場合について述べる。
【０１５８】
図３は、ポリマーからなる有機薄膜の膜構造を模式的に示した説明図である。同図（ｃ）に示すように、本実施の形態３に係るポリマー膜１０４は、鎖状高分子１０５間で架橋し、及び／または物理的に絡み合い、それらが２次元的にまたは３次元的に広がった構造のポリマー膜である。更に、鎖状高分子１０５には、同図（ｄ）に示す様に、主鎖から枝分かれした側鎖としての光感応性基（機能性官能基）１０６…が結合している。この光感応性基１０６…は、相互に立体的位置関係が安定状態または準安定状態となる様に、膜表面側または膜の内部側に揃って配向している。この結果、膜固有の物理的性質を最大限に発揮可能な有機薄膜とすることができる。
【０１５９】
前記鎖状高分子１０５は、その主鎖にポリビニル、ポリシロキサンまたはポリイミドの何れか１つを有している。また、光感応性基１０６としては、前記単分子膜の説明の際に列挙したのと同様の官能基が例示できる。例えば、撥水性基を有するポリマー膜１０４としては、ポリフルオロメチルシロキサン等が挙げられる。また、親水性基を有するものとしては、ポリビニルアルコール等が挙げられる。更に、ポリマー膜１０４としてアルキルポリイミド等を使用すれば、良好な液晶配向性を有する液晶配向膜として使用することができる。
【０１６０】
次に、ポリマー膜１０４の製造方法について説明する。
【０１６１】
先ず、膜材料物質を含む塗布液を基材１０７上に塗布する等してポリマー膜１０４’を形成する（被膜形成工程）。ポリマー膜１０４’の膜構造は、図３（ａ）及び（ｂ）に示す様に、鎖状高分子１０５に結合している光感応性基１０６…がランダムに、種々の方向に配向した状態になっている。
【０１６２】
次に、前記ポリマー膜１０４’の膜構造を変化させる為、基材１０７を所定の処理温度にて熱処理する（熱処理工程）。この熱処理により、ポリマー膜１０４’に於ける鎖状高分子１０５の膜分子運動（分子振動）は活発化し、光感応性基１０６…は製膜直後のランダムな配向状態から、近接する分子間の立体的位置関係が等間隔に、かつ膜表面側または膜の内側に揃って配向した安定状態または準安定状態に変化させる。処理温度は、前記実施の形態１と同様に、有機薄膜の膜材料物質に応じて適宜設定すればよいが、膜材料物質の融点以上、かつ膜構造中で脱水等の化学反応をしない温度以下の範囲内で熱処理するのが好ましい。
【０１６３】
続いて、熱処理された前記基材１０７を徐冷する（徐冷工程）。これにより、活発な膜分子運動を行っていた鎖状高分子１０５は基底状態に回帰し、図３（ｂ）に示す様に、配向秩序が安定状態または準安定状態のポリマー膜１０４を製膜することができる。
【０１６４】
次に、光感応性基１０６を選択的に光反応させる為に露光工程を行う。これにより、光感応性基１０６…同志を特定方向に架橋結合させることができる。ここで、ポリマー膜１０４に於ける光感応性基１０６は、上記した熱処理工程を行うことにより、安定状態または準安定状態となっているので、光反応を起こしやすく、この結果光反応率を大幅に向上できると共に、光照射量も低減できコストの抑制を図ることができる。
【０１６５】
（実施の形態４）
本実施の形態１は、第１発明群に対応する。
【０１６６】
本実施の形態４に係る有機薄膜は、前記実施の形態３の有機薄膜と基本的には同様の膜構造を有する。しかし、その製造方法に於いては、熱処理をしながら露光工程を行う点で、熱処理工程の後、露光工程を行う前記実施の形態１ー３とは異なっている。
【０１６７】
図４（ａ）は熱処理前の薄膜構成分子の分子配向状態を示し、同図（ｂ）は熱処理をしながら露光しているときの分子配向状態を示し、同図（ｃ）は露光後の分子配向状態を示す。
【０１６８】
先ず、前記実施の形態３と同様にして、膜材料物質を含む塗布液を基材１０７上に塗布する等してポリマー膜１０４’を形成する（被膜形成工程）。ポリマー膜１０４’の膜構造は、図４（ａ）及び（ｂ）に示す様に、鎖状高分子１０５に結合している光感応性基（機能性官能基）１０６…がランダムに、種々の方向に配向した状態になっている。
【０１６９】
更に、基材１０７を所定の処理温度にて熱処理すると共に、露光工程を行う。この熱処理により、鎖状高分子１０５の膜分子運動（分子振動）は活発化し、光感応性基１０６相互が邂逅する確率を増大させることができる。この様な分子のエネルギーの高い振動状態で露光すると、鎖状高分子１０５に於ける光感応性基１０６の邂逅する確率が高いので、光反応を十分に起こさせることができる。この結果、光反応率を大幅に向上できると共に、光照射量も低減できコストの抑制が図れる。
【０１７０】
（その他の事項）
尚、前記実施の形態１及び実施の形態２に於いては、光感応性基を備えた薄膜構成分子の集合群からなる単分子膜状の有機薄膜について述べた。また、前記実施の形態３及び実施の形態４に於いては、光感応性基を備えた鎖状高分子からなるポリマー状の有機薄膜について述べた。しかし、本発明はこれに何ら限定されるものではない。即ち、前記薄膜構成分子１０３または鎖状高分子１０５は、光感応性基以外にも各種の機能性官能基を備えた機能性分子であってもよい。例えば、従来公知の官能基を導入することにより、例えば導電性、磁性、誘電性、焦電性、光導波性、イオン伝導性、撥水性、親水性等の膜機能を持たせることができる。この様な膜機能を付与する機能性官能基としては、撥水性基、親水性基、導電性基等が例示できる。例えば、薄膜構成分子１０３が膜表面側の一端に撥水性基を備えている場合、同様の薄膜材料を用いて製膜した場合であっても、従来の薄膜と比較して極めて撥水性の高い有機薄膜とすることができる。これは、各薄膜構成分子１０３…が準安定状態で整然と配向している結果、殆どの撥水性基が膜表面側に露出させることができたからであり、従来の有機薄膜の様に膜を構成する分子が配向の乱れた状態で吸着している場合と比較して、撥水性基の露出の割合が非常に高いことに起因する。
【０１７１】
また、前記実施の形態１及び実施の形態３に於いては、熱処理工程の後徐冷工程を行う態様について説明したが本発明は、これに限定されるものではなく、徐冷を行わずに露光工程を行ってもよい。この場合、薄膜構成分子またはポリマーの分子振動は励起状態を維持し、或いは基底状態への回帰の途中にある為、光感応性基同士が邂逅する確率が高くなっている。この様な状態で露光工程を行うと、光反応率を大幅に向上できると共に、光照射量を低減でき製造コストの低減が図れる。
【０１７２】
更に、本発明に係る薄膜の製造方法であると、光感応性基を備えた薄膜構成分子の集合群からなる薄膜や、光感応性基を側鎖として備えるポリマーからなる薄膜の場合、露光工程に於ける光反応率を大幅に向上できることは、前記各実施の形態に於いて既に述べたが、その具体的数値は概ね５０％以上である。
【０１７３】
（実施の形態５）
本実施の形態５は、第２発明群に対応する。
【０１７４】
本発明に係る薄膜の製造方法は、基材上に薄膜を形成するプロセスに於いて、該基材等に発生する静電気の除電を同時に行う点に特徴がある。本発明に於いて基材上に薄膜を形成するプロセスとは、薄膜形成用溶液を基材表面に接触させる接触工程と、基材を洗浄する洗浄工程とを含む一連の工程を意味する。
【０１７５】
前記接触工程としては、基材を薄膜形成用溶液中に浸漬する浸漬法、基材に対して薄膜形成用溶液を霧状に噴霧するスプレー法、水平にした基材上に薄膜形成用溶液を滴下し基材を回転させることにより、基材上に均一に塗布するスピンコート法、ロール表面に薄膜形成用溶液を塗布し、水平にした基材上でロールを移動させることにより基材上に転写するロールコート法、薄膜形成用溶液を基材上に転写する印刷法、ディスペンサを用いて基材上に塗布する描画法等を採用することができる。
【０１７６】
前記薄膜形成用溶液は、薄膜形成材料が溶媒に溶解したものを意味する。薄膜形成材料としては特に限定されるものではなく、従来公知の材料物質を採用することができる。例えば、化学吸着物質を用いてもよい。この場合、化学吸着物質を溶解させる溶媒としては有機溶媒が好ましい。また、化学吸着物質としては、活性水素を有する官能基に対して反応性を有する官能基を備えている化合物を採用することができる。活性水素を有する官能基に対して反応性を有する官能基とは、具体的には下記一般式（１）で表される官能基である。
【０１７７】
【化１８】
ハロゲンは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを意味する。また、前記活性水素を有する官能基とは、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基、スルフィン酸基、スルフォン酸基、リン酸基、亜リン酸基、チオール基、アミノ基等を意味する。
【０１７８】
前記基材としては、ガラス、金属、セラミックス、プラスチック、木材、石材、繊維、紙、及び高分子樹脂等からなる何れか１種の材料に適用できる。
【０１７９】
また、前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、ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルフィン酸基、スルフォン酸基、リン酸基、亜リン酸基、チオール基、アミノ基等が例示できる。
【０１８０】
ここで、薄膜形成材料として前記の化学吸着物質を使用する場合、本工程は乾燥雰囲気下で行うのが好ましい。前記一般式（１）で表される官能基は大気中に存在する水分に対しても極めて高い反応性を示すので、通常雰囲気下で行えば基材上に存在するＯＨ基と反応する前に大気中の水と反応するからである。またこの場合、基材としては、その表面に活性水素を有する官能基が存在するものを使用するのが好ましい。但し、その様な官能基が存在しない基材であっても、従来公知の親水化処理等を行えば使用可能である。
【０１８１】
接触工程に於ける静電気の発生は、浸漬法の場合、薄膜形成用溶液中に基材を浸漬させた後、該薄膜形成用溶液から基材を引き上げる際等に起こる。これは、基材表面と、その表面を流動する薄膜形成用溶液との間で摩擦電気が発生する為である。またロールコート法の場合には、基材上をロールが移動する際に、基材とロールとの間で摩擦電気が発生して帯電する。更にスピンコート法の場合には、薄膜形成用溶液を滴下した基材を回転させる際に、基材の回転に伴う遠心力の発生により薄膜形成用溶液が基材上を流動することにより、薄膜形成用溶液と基材との間で摩擦電気が発生し、これにより基材や薄膜形成用溶液、接触工程を行っている雰囲気中等に電荷が蓄積されることとなる。基材及び薄膜形成用溶液等に蓄積される電荷の量は、薄膜形成用溶液の粘度や基材上を流動する際の流動速度（浸漬法の場合に於いては基材の引き上げ速度）等に左右され、粘度や流動速度が大きい程基材に蓄積される電荷量も大きくなる。特に、液晶表示ディスプレイ用のガラス基板や樹脂基板の様に、誘電率の高い基材の場合には、静電気の発生は顕著である。
【０１８２】
前記した接触工程に於いて発生する静電気の除電としては、基材等の電荷を中和させる方法、基材等の電荷を分散または漏洩させる方法を採用することができる。
【０１８３】
前者の電荷を中和させる方法とは、荷電粒子を、除電対象物としての帯電した基材等に接触させることにより中和し、静電気の除去を行う方法である。この方法は、例えばスピンコータの様に、除電対象物としての基材が回転する等アースに接続するのが困難な場合に特に有用である。前記荷電粒子としては、例えば空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンまたはそれらの混合気体を、電離状態にした原子または分子が例示できる。但し、通常の湿度を有する空気をイオン化したイオン化空気は、本発明の荷電粒子に含まない。イオン化空気にはＯＨ-が豊富に含まれており、化学吸着物質はこのＯＨ-と反応して、基材に化学吸着させることが困難となるからである。
【０１８４】
荷電粒子の発生方法としては、コロナ放電式、軟Ｘ線照射式等が例示できる。例えばコロナ放電による場合、放電用電極に電圧を印加することによって該放電用電極に正及び負のイオンを発生させ、窒素やヘリウム等の所定の気体と同伴させることによりイオン化気体を生成する（イオン化気体生成工程）。更に、このイオン化気体を基材に吹き付ける。これにより、帯電した基材の除電を行う。また、軟Ｘ線照射による場合、除電対象物としての基材等近傍を少なくとも所定の気体雰囲気下としておき、この基材に軟Ｘ線を照射する。このとき基材近傍の安定状態にある気体から、軟Ｘ線の有する電離作用により照射範囲内でイオンが生成する。そして、この生成イオンが帯電した基材を中和し除電を行う。
【０１８５】
後者の電荷を分散または漏洩させる方法としては、接地（アース）させる方法が例示できる。例えば浸漬法に於いて、薄膜形成用溶液を満たす容器をアースに接続することにより静電気除去が可能となる。
【０１８６】
前記洗浄工程は、例えば単分子膜状の化学吸着膜を形成する場合に、基材に未吸着の化学吸着物質を除去する為に行う。具体的には、洗浄剤を満たした洗浄槽に基材を浸漬して洗浄する方法や、基材表面を洗浄剤で洗い流す方法等が例示できる。また、本工程に於いて行う静電気の除電方法としては、前述と同様の方法を採用することができる。
【０１８７】
以上の様に、本実施の形態に係る有機薄膜の製造方法によれば、基材の薄膜形成用溶液に対する濡れ性が本来のものと違ってくるのを防止できる。この結果、基材表面に化学吸着物質を吸着させる際の吸着速度が変化するのを抑制し、所望の膜質を有する有機薄膜の形成が可能となる。また、基材の洗浄剤に対する濡れ性の変化も抑制できるので、洗浄剤の洗浄力が変化するのを防止できる。この結果、基材表面を所望の清浄度にできる等、清浄性の制御が可能となり、機能性に優れた有機薄膜の形成が可能となる。更に、除電をすることにより、空気中の浮遊物その他の異物が付着するのも防止できる。
【０１８８】
また、例えば基材がＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の素子が設けられた液晶表示装置用のガラス基板等である場合、前記製造方法は特に有用である。即ち、絶縁体であるガラス基板は帯電し易いので、その放電によりＴＦＴ等の素子が破壊される。しかしながら、接触工程に於いて除電を同時行うことにより、前記した静電破壊を防止することができる。この結果、液晶表示装置の製造の歩留まりを向上させることができる。
【０１８９】
また本発明は、薄膜の製造方法に用いる薄膜の製造装置にも関する。該薄膜の製造装置は、その主要構成要素として、基材上に薄膜形成用溶液を接触させる接触手段と、不要な薄膜形成用溶液を洗浄する洗浄手段とを有している。更に、接触手段及び洗浄手段は、帯電した基材の除電を行う静電気除去手段を備えている。
【０１９０】
更に、本発明に係る製造装置は、接触手段及び洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を備えていてもよい。この外気遮蔽手段は、外気を遮断し、かつ内部の相対湿度を所定の値に維持可能なものであれば特に限定されるものではない。具体的には、チャンバー等が例示できる。更に、外気遮蔽手段には、内部の相対湿度を所定の値に制御する湿度制御装置を設けてもよい。これにより、単分子膜状の化学吸着膜を形成する等、乾燥雰囲気下での製膜を要する場合にも適用できる。
【０１９１】
前記接触手段としては、例えばディップコータ、スピンコータ、ロールコータ、印刷装置、ディスペンサ方式による描画装置、薄膜形成用溶液を霧状に噴霧可能な噴霧装置等が例示できる。
【０１９２】
更に、接触手段が備えている前記静電気除去手段としては、基材等に蓄積した電荷を中和する手段、または基材等に蓄積した電荷を分散若しくは漏洩させる手段が例示できる。
【０１９３】
電荷を中和する手段としては、例えば外気遮蔽手段の外部に設置され、正及び負のイオン化気体を発生させる生成部と、このイオン化気体を基材を外気遮蔽手段内部に供給する供給部とを有するイオン化気体供給型イオナイザが例示できる。更に、イオン化気体を発生させる生成部としては、例えばコロナ放電式のイオン発生器等が例示できる。また、供給部としては、ファン等で所定の気体を送風することによりイオンを伴った気体、即ちイオン化気体を外気遮蔽手段内部に供給するものが例示できる。
【０１９４】
イオン化気体の生成部を外気遮蔽手段の外部に設置したのは、爆発の危険を回避し安全性を確保する為である。即ち、外気遮蔽手段内部は通常、接触工程で使用する薄膜形成用溶液に於ける有機溶媒や、洗浄工程で使用する洗浄剤としての有機溶媒が揮発し、有機溶媒の雰囲気下となっている。そして、有機溶媒が可燃性物質である場合には、上記したコロナ放電式イオン発生装置等を系内で使用すると、スパークにより爆発する危険がある。この為、放電電気を利用してイオン化気体を生成させる場合には、イオン化気体の生成部を外気遮蔽手段の外部に設置している。よって、前記したイオン化気体供給型イオナイザを静電気除去手段として用いれば、静電気対策のみならず爆発も回避することができ複合的な対策が可能となる。
【０１９５】
また、他の電荷を中和する手段としては、前記外気遮蔽手段の内部に所定の気体を供給する供給部と、前記基材に軟Ｘ線を照射することにより、前記所定の気体をイオン化する軟Ｘ線照射部とを有する軟Ｘ線照射イオナイザが例示できる。ここで、所定の気体とはイオンを発生させる為の原料ガスであって、例えば、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンまたはそれらの混合気体等が例示できる。但し、空気は乾燥空気に限られる。また、軟Ｘ線照射部はイオンを発生させる為に放電電気を利用するものではないので、外気遮蔽手段の内部に設置可能である。
【０１９６】
その一方、基材の電荷を分散または漏洩させる手段としては、接地による除電装置等が例示できる。例えば、接触手段としてのディップコータに於いて、ステンレス製または金属製等のものを使用すれば電荷を漏洩させることができる。
【０１９７】
前記洗浄手段としては特に限定されるものではなく、従来公知の種々の装置が採用できる。具体的には、基材を浸漬して洗浄する為の洗浄槽やシャワー式洗浄機等が例示できる。また、洗浄液としては、有機溶媒や純水を用いることができる。更に、有機溶媒としてはキシレン、クロロホルム等が例示できる。また、洗浄手段が備えている静電気除去手段としては、前述のものを採用することができる。更に、前記洗浄槽は、前記に於いてディップコータについて述べたのと同様の理由から、ステンレス製や、金属製等であることが好ましい。
【０１９８】
【実施例】
以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。尚、実施例１〜実施例９、及び比較例１〜比較例２は第１発明群に対応し、実施例１０及び比較例３は第２発明群に対応する。
【０１９９】
（実施例１）
先ず、吸着溶液（化学吸着溶液）の調製を行った。即ち、膜材料物質としての下記化学式（２）で示される化合物（融点：７５℃）を、キシレン／ＫＦ９６Ｌ（商品名、信越化学工業（株）製）（１／９の混合溶媒）に１重量％溶解させ、これを吸着溶液Ａとした。
【０２００】
【化１９】
【０２０１】
続いて、液晶配向膜が形成されたガラス基板を５０℃のオーブン中に１５分間入れた（熱処理工程）。
【０２０２】
更に、主波長が３６５ｎｍの紫外線を照射するＵＶランプ（照射強度：２．１ｍＷ／ｃｍ2）を用いて、前記ガラス基板に偏光板を介して５分間照射した（露光工程）。
【０２０３】
次に、基板上にスペーサを散布しておき、かつ該基板の縁部に、液晶注入口を欠いた塗布形状が枠状のシール材を塗布した。続いて、２枚のガラス基板に於ける液晶配向膜同士が相対する様に、その２枚のガラス基板を貼り合わせ空セルを作製した。このとき、セルギャップは約１２μｍとなる様に設定した。更に、この空セルに液晶としてＺＬＩ−４７９２（商品名、メルク社製）を真空注入して、本発明の液晶セルＡを作製した。
【０２０４】
以上の様にして得られた液晶セルＡについて、以下の様にして配向評価を行った。先ず、配向性について観察すると、ディスクリネーションが一部視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向が一部認められ、黒表示をさせてもやや色が薄かった。即ち、液晶セルＡは、その表示画面の一部に配向不良箇所が若干確認されたものの、全体としてはきれいなホモジニアス配向を示した。更に、本発明の液晶セルＡのプレチルト角についてクリスタルローテーション法を用いて測定したところ、０．７゜であった。
【０２０５】
また、コントラストの評価は以下の様にして行った。即ち、空セルに液晶を注入する際に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製し、偏光板１枚を介して明状態及び暗状態のときの輝度をそれぞれ測定し、二色比を求めた。その結果、二色比は２９０であった。
【０２０６】
（実施例２）
本実施例２に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１００℃にした以外は、前記実施例１と同様にして、本発明の液晶セルＢを作製した。
【０２０７】
この様にして得られた液晶セルＢについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションは極めて少なく、液晶注入口付近の流動配向もほとんど見られなかった。また、濃い黒表示がされ、非常にきれいなホモジニアス配向を示すことが確認された。更に、本実施例に係る液晶セルＢのプレチルト角を測定したところ、３．５度であった。
【０２０８】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は３４５であった。
【０２０９】
（実施例３）
本実施例３に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１５０℃にした以外は、前記実施例１と同様にして、本発明の液晶セルＣを作製した。
【０２１０】
この様にして得られた液晶セルＣについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションが若干視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向が若干残り、黒表示も液晶セルＡと比較してやや色が薄かったものの、流動配向の発生は低減され、黒表示も良好であった。更に、液晶セルＣのプレチルト角を測定したところ、１．３度であった。
【０２１１】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２９３であった。
【０２１２】
（実施例４）
本実施例４に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１７０℃にした以外は、前記実施例１と同様にして、本発明の液晶セルＤを作製した。
【０２１３】
この様にして得られた液晶セルＤについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションが一部視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向が一部確認され、黒表示もやや薄かったものの、全体としては良好なホモジニアス配向を示した。更に、液晶セルＤのプレチルト角を測定したところ、０．８゜であった。
【０２１４】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２８５であった。
【０２１５】
（比較例１）
本比較例１に於いては、熱処理工程を行わなかった以外は、前記実施例１と同様にして、比較用液晶セルＥを作製した。
【０２１６】
この様にして得られた比較用液晶セルＥについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、表示画面の全面にわたって配向不良が確認され、良好なホモジニアス配向を示さなかった。即ち、ディスクリネーションが多数視認され、黒表示も薄く、更に液晶注入口付近には流動配向もはっきりと確認された。更に、本比較用液晶セルＥのプレチルト角を測定したところ、０．６゜であった。
【０２１７】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２８７であった。
【０２１８】
（実施例５）
本実施例５に於いては、前記化学式（２）で表される化合物をキシレン／ＫＦ９６Ｌに０．０１重量％溶解させた吸着溶液Ｂを用い、かつ被膜形成工程後の洗浄工程及びアセトンリンスを行わなかった以外は、前記実施例１と同様にして、本発明の液晶セルＦを作製した。
【０２１９】
この様にして得られた本実施例に係る液晶セルＦについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションは極めて少なく、黒さも濃く、液晶注入口付近の流動配向もほとんど無い、非常に良好なホモジニアス配向を示した。更に、本発明の液晶セルＦのプレチルト角を測定したところ、２．７度であった。
【０２２０】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２８５であった。
【０２２１】
（実施例６）
本実施例６に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１５０℃にした以外は、前記実施例４と同様にして、本発明の液晶セルＧを作製した。
【０２２２】
この様にして得られた液晶セルＧについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションが若干視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向が若干残り、黒表示も液晶セルＧと比較してやや色が薄かったものの、流動配向の発生は低減され、黒表示も良好であった。更に、液晶セルＦのプレチルト角を測定したところ、１．５゜であった。
【０２２３】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２２５であった。
【０２２４】
（比較例２）
本比較例２に於いては、熱処理工程を行わなかった以外は、前記実施例４と同様にして、比較用液晶セルＨを作製した。
【０２２５】
この様にして得られた比較用液晶セルＨについて、前記実施例１と同様に配向評価を行ったところ、ディスクリネーションが若干視認された。更に、液晶注入口付近で流動配向がはっきりと残っており、黒表示をさせてもやや色が薄かった。この様に、比較用液晶セルＨはホモジニアス配向を示したが、表示画面の一部に配向不良箇所が確認された。更に、本比較用液晶セルＨのプレチルト角を測定したところ、０．５゜であった。
【０２２６】
また、前記実施例１と同様に、液晶（ＺＬＩ−４７９２）に黒色色素を０．１％混入した液晶材料を用いて液晶セルを作製したところ、その二色比は２１０であった。
【０２２７】
（結果）
以上の各実施例及び比較例に於いて述べた熱処理工程での条件及び各種の測定値について、下記表１にまとめる。
【０２２８】
【表１】
【０２２９】
前記表１から明らかな様に、熱処理工程を行った本実施例に係る液晶セルＡ〜Ｄ、Ｆ及びＧは、比較用液晶セルＥ、Ｈと比べてプレチルト角が大きかった。また、液晶セルＡ〜Ｄは比較用液晶セルＥよりも二色比が大きく、更に液晶セルＦ、Ｇは比較用液晶セルＨよりも二色比が大きかった。また、本実施例に係る液晶セルＡ〜Ｄ、Ｆ及びＧは、比較用液晶セルＥ、Ｈよりもディスクリネーション及び流動配向の発生を抑制することができ、良好なホモジニアス配向を示した。
【０２３０】
以上の結果から、本発明に係る製造方法によると、液晶配向性に優れた液晶配向膜を形成できることが確認された。
【０２３１】
前記結果は以下の様に考察できる。即ち、熱処理を行うことにより、薄膜構成分子の配向が製膜直後のランダムな状態から、整然と配向した準安定状態に変化したものと考えられる。そして、準安定状態の膜構造にできた結果、露光する際にも十分に光反応を起こさせることができ、配向規制力に優れた液晶配向膜の製膜が可能になったものと考えられる。また、比較用液晶セルＤ、Ｈに於ける液晶配向膜の膜中には化学吸着溶液ＡまたはＢに於ける溶媒分子が残存しているのに対し、液晶セルＡ〜Ｄ、Ｆ及びＧに於ける液晶配向膜中には、熱処理により溶媒分子が完全に除去された為、光反応性の向上、ひいては液晶配向性の向上に寄与したとも考えられる。
【０２３２】
尚、前記表１の結果から、各実施例に於いて製膜された液晶配向膜の配向性は、熱処理工程を行う際の処理温度に対して依存性を示すことが分かった。即ち、処理温度が膜材料物質の融点よりも低い場合の液晶セルＡ（実施例１）、及び処理温度が化学反応をしない温度よりも高い場合の液晶セルＤ（実施例４）については、比較用液晶セルＥと比べて良好な液晶配向性を示したものの、液晶セルＢ、Ｃと比べてやや劣っていた。以上のことから、最適な液晶配向性を示す液晶配向膜を製膜する為には、熱処理工程に於ける処理温度の好ましい範囲は、膜材料物質の融点以上、かつ化学反応をしない温度未満の範囲内で行えばよいことが分かった。
【０２３３】
（実施例７）
本実施例に於いては、ガラス基板上に撥水性の有機薄膜を形成した場合を示す。
【０２３４】
先ず、吸着溶液（化学吸着溶液）の調製を行った。即ち、オクタデシルトリクロロシラン（Ｃ18Ｈ37ＳｉＣｌ3、融点：７５℃）をキシレン／ＫＦ９６Ｌ（商品名、信越化学工業（株）製）（１／９の混合溶媒）に０．００１重量％溶解させ、これを吸着溶液Ｃとした。
【０２３５】
次に、予め用意しておいたガラス基板を乾燥雰囲気中で前記吸着溶液Ｃ中に浸漬した（被膜形成工程）。浸漬時間は１分間とした。
【０２３６】
続いて、浸漬直後のガラス基板を８０℃のオーブン中に１０分間入れた（熱処理工程）。この様にして撥水性の有機薄膜を有するガラス基板ａを作製した。
【０２３７】
前記ガラス基板ａについて、水に対する接触角を測定すると１１５℃であり、高い撥水性を示した。尚、有機薄膜を製膜する直前のガラス基板の、水に対する接触角は１５度であった。
【０２３８】
（実施例８）
本実施例８に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を４０℃にした以外は、前記実施例７と同様にして、本発明のガラス基板ｂを作製した。
【０２３９】
更に、ガラス基板ｂに関して水に対する接触角を測定すると１０５度であった。よって、ガラス基板の初期接触角よりも大きくすることができ、撥水性を向上させることができた。
【０２４０】
（実施例９）
本実施例９に於いては、熱処理工程に於ける処理温度を１２０℃にした以外は、前記実施例７と同様にして、本発明のガラス基板ｃを作製した。
【０２４１】
更に、ガラス基板ｃに関して、水に対する接触角を測定すると１０２度であった。よって、ガラス基板の初期接触角よりも大きくすることができ、撥水性を向上させることができた。
【０２４２】
（結果）
以上の結果から、本発明に係る製造方法によると、撥水性に優れた有機薄膜が形成できることが確認された。
【０２４３】
これは、乱れた状態で配向していた薄膜構成分子を、熱処理によって均一に整然と再配向させた為と考えられる。即ち、薄膜構成分子が準安定状態となる様に再配向したことにより、撥水性の付与に寄与する撥水性基が膜表面に多数露出することとなり、この結果撥水性が向上したものと考えられる。
【０２４４】
（実施例１０）
本実施例は第２発明群に対応する。
【０２４５】
本実施例は、有機薄膜として液晶表示ディスプレイ用の配向膜を形成した場合についてのものである。
【０２４６】
本実施例に於いては、配向膜材料として下記化学式（２）で示される化学吸着物質を用いた。
【０２４７】
【化２０】
【０２４８】
次に、図５に示すように、反応室（外気遮蔽手段）２０１の内部に反応容器（接触手段）２０２を設置し、この反応容器２０２にはアース（静電気除去手段）を接続させておいた。この反応室２０１には、イオン化エアーを照射するコロナ放電式の除電装置（静電気除去手段）２０３を設けておいた。この除電装置２０３は、イオン発生器（生成部）２０３ａと、ファン（供給部）２０３ｂとを備えたイオン化気体供給型の除電装置である。即ち、水分を含まないアルゴン２０３ｃをファン２０３ｂで送風し、これによりイオン化気体２０６を反応室２０１内に供給するものである。尚、反応室２０１には内部の圧力を一定にすべく排気手段２０９が設けられている。
【０２４９】
続いて、前記反応容器２０２に配向膜形成用溶液２０４を満たし、予めＴＦＴや電極、配線等を設けたＴＮ（Twisted Nematic）用のＴＦＴアレイ基板２０５を１時間浸漬させた。このとき、反応室２０１内には、イオン化気体２０６を吹きつけておいた。本実施例の様に、イオン化気体２０６を照射することにより、反応室２０１中のイオンの空間的均一性を保持しつつ除電を行うことができた。尚、反応室２０１内は、湿度制御手段（図示しない）により相対湿度３５％以下となる様に制御しておいた。
【０２５０】
次に、反応容器２０２からＴＦＴアレイ基板２０５を取り出し、洗浄剤（クロロホルム）２０８が入った洗浄槽（洗浄手段）２０７に浸漬させた。洗浄槽２０７内では、洗浄剤２０８を３回交換して、ＴＦＴアレイ基板２０５を洗浄した。尚、洗浄槽２０７はアースに接続しておいた。
【０２５１】
この様にして形成した配向膜に対して、光配向処理を施すべく配向処理工程を行った。即ち、ＴＦＴアレイ基板２０５に対し、偏光ＵＶ光を５００ｍＪ／ｃｍ2照射することにより、配向処理を施した。
【０２５２】
続いて、予めカラーフィルター等を設けたカラーフィルター基板にも、前記した一連の工程を繰り返すことにより、配向膜を形成し、配向処理を行った。
【０２５３】
更に、前記ＴＦＴアレイ基板２０５とカラーフィルター基板を、従来公知の方法により貼り合わせ、液晶を注入することにより本発明の液晶表示ディスプレイを作製した。
【０２５４】
（比較例３）
本比較例３に於いては、除電を行わなかった以外は、前記実施例１０と同様にして、比較用液晶表示ディスプレイを作製した。
【０２５５】
前記実施例１０に係る本発明の液晶表示ディスプレイ、及び前記比較例２−１に係る比較用液晶表示ディスプレイをそれぞれ２０組作製し、映像を表示させて表示品位の比較を行い、製造歩留まりの検討を行った。その結果、本発明の液晶表示ディスプレイは２０組全て良好な表示を示した。その一方、比較用液晶表示ディスプレイは２０組中５組で線欠陥が視認された。線欠陥が発生していたのは、ＴＦＴアレイ基板上の回路の一部が静電破壊されていた為であった。
【０２５６】
これらの結果から明らかな様に、除電をしながら配向膜材料の塗布及び塗布後の洗浄を行うことにより、静電気の発生に起因する回路破壊を防止でき、歩留まりを向上させることが可能となった。
【０２５７】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様は、あくまでも、本発明の技術内容を明確にするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項との範囲内で、種々に変更して実施することができるものである。
【０２５８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように説明した形態で実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【０２５９】
即ち、第１発明群に係る薄膜は、これを構成する薄膜構成分子の集合群が配向秩序を安定状態または準安定状態となる様に配向した膜構造を有しているので、同一の薄膜構成分子からなる従来の単分子膜よりも膜機能に優れたものとできる。
【０２６０】
更に、第１発明群に係る他の薄膜は、機能性官能基を側鎖として有するポリマーからなり、かつこの機能性官能基が安定状態または準安定状態となる様に膜表面側または膜の内部側に揃って配向しているので、同一のポリマーからなる薄膜と比較して、膜機能を十分に発揮可能なものとできる。
【０２６１】
また、第１発明群に係る薄膜の製造方法では、膜形成直後に熱処理を行うので、ランダムな状態で配向していた薄膜構成分子を再配向させて、分子相互の関係を安定状態または準安定状態にできる。この結果、各種の機能を極めて良好に発揮することが可能な薄膜を製造することができる。また、例えば薄膜構成分子が光感応性基を有しており、露光の必要がある場合にも薄膜構成分子の配向秩序が安定状態または準安定状態にあるので、光反応効率を向上させコストの低減を図ることができる。
【０２６２】
更に、第１発明群に係る他の薄膜の製造方法では、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜の場合にも、官能基相互の関係を安定状態または準安定状態で配向させることができる。この結果、上記と同様に、各種の機能を極めて良好に発揮することが可能な薄膜を製造することができる。
【０２６３】
また、第１発明群に係る液晶表示装置は、薄膜構成分子の集合群が配向秩序を安定状態または準安定状態となる様に配向した膜構造の液晶配向膜を有しているので、同一の薄膜構成分子からなる従来の単分子膜状の配向膜を備えた液晶表示装置と比較して、配向欠陥の発生を抑制し、コントラスト等の表示品位が良好なものにできる。
【０２６４】
更に、第１発明群に係る他の液晶表示装置は、機能性官能基を側鎖として有するポリマーからなり、かつこの機能性官能基が安定状態または準安定状態となる様に膜表面側または膜の内部側に揃って配向した液晶配向膜を有しているので、同一のポリマーからなる配向膜を備えた液晶表示装置と比較して、配向欠陥の発生を抑制し、コントラスト等の表示品位が良好なものにできる。
【０２６５】
また、第１発明群に係る液晶表示装置の製造方法によれば、膜形成直後に熱処理を行うので、ランダムな状態で配向していた薄膜構成分子を再配向させて、分子相互の関係を安定状態または準安定状態で配向させた液晶配向膜を備えるので、配向欠陥がなくコントラスト等の表示品位に優れた液晶表示装置を製造することができる。
【０２６６】
更に、第１発明群に係る他の液晶表示装置の製造方法によれば、光感応性基を側鎖として備えたポリマーからなる薄膜の場合にも、官能基相互の関係を安定状態または準安定状態で配向させた液晶配向膜を備えるので、配向欠陥がなくコントラスト等の表示品位に優れた液晶表示装置を製造することができる。
【０２６７】
また、第２発明群に係る薄膜の製造方法によれば、接触工程の場合に於いては基材に対する薄膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止でき、歩留まりの低下を抑制できる。更に、空気中を浮遊する異物が静電気に起因して基材に吸い寄せられ、清浄度が低下することも抑制できる。また、洗浄工程の場合に於いても、洗浄能力を最大限に発揮させて清浄性に優れた薄膜を製造することができる。
【０２６８】
また、第２発明群に係る薄膜の製造装置によれば、静電気を除去しながら薄膜を形成できるので、基材に対する薄膜形成用溶液の濡れ性が本来のものと異なるのを防止でき、所望の膜厚の薄膜を形成できる等、歩留まりの低下を抑制して薄膜の製造が可能な薄膜の製造装置を提供できる。
【０２６９】
また、第２発明群に係る液晶表示装置の製造方法によれば、静電気を除去しながら液晶配向膜を形成するので、静電破壊に起因するＴＦＴ等の回路の破損を防止して液晶表示装置を製造できる。この結果、線欠陥等が視認されず良好な画像表示の可能な液晶表示装置を歩留まりよく製造することができる。
【０２７０】
また、第２発明群に係る液晶表示装置の製造装置によれば、静電気を除去しながら液晶配向膜を形成するので、静電破壊に起因するＴＦＴ等の回路の破損を防止して液晶表示装置を製造することが可能な製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明群の実施の形態１に係る有機薄膜であって、その薄膜構成分子の分子配向状態を模式的に示した説明図であり、同図（ａ）は熱処理前の分子配向状態を表し、同図（ｂ）は熱処理後の分子配向状態を表し、同図（ｃ）は露光後の分子配向状態を表す。
【図２】第１発明群の実施の形態２に係る有機薄膜であって、その薄膜構成分子の分子配向状態を模式的に示した説明図であり、同図（ａ）は熱処理前の分子配向状態を表し、同図（ｂ）は熱処理をしながら露光しているときの分子配向状態を表し、同図（ｃ）は露光後の分子配向状態を表す。
【図３】第１発明群の実施の形態３に係る有機薄膜の膜構造を模式的に示した説明図であって、同図（ａ）は熱処理前の膜構造を表し、同図（ｂ）は熱処理後の膜構造を表し、同図（ｃ）は露光後の膜構造を表し、同図（ｄ）は図３（ａ）に於ける機能性官能基の配向状態を表し、同図（ｅ）は図３（ｂ）に於ける機能性官能基の配向状態を表し、同図（ｆ）は図３（ｃ）に於ける機能性官能基の配向状態を表す。
【図４】第１発明群の実施の形態４に係る有機薄膜の膜構造を模式的に示した説明図であって、同図（ａ）は熱処理前の膜構造を表し、同図（ｂ）は熱処理をしながら露光しているときの膜構造を表し、同図（ｃ）は露光後の膜構造を表し、同図（ｄ）は図４（ａ）に於ける機能性官能基の配向状態を表し、同図（ｅ）は図４（ｂ）に於ける機能性官能基の配向状態を表し、同図（ｆ）は図４（ｃ）に於ける機能性官能基の配向状態を表す。。
【図５】第２発明群の実施例１０に係る薄膜の製造装置を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０１ 単分子膜
１０２ 基材
１０３ 薄膜構成分子
１０４ ポリマー膜
１０５ 鎖状高分子
１０６ 光感応性基
１０７ 基材
１１１ 単分子膜
１１３ 薄膜構成分子
２０１ 反応室（外気遮蔽手段）
２０２ 反応容器（接触手段）
２０３ 除電装置（静電気除去手段）
２０３ａ イオン発生器（生成部）
２０３ｂ ファン（供給部）
２０４ 配向膜形成用溶液
２０５ ＴＦＴアレイ基板
２０６ イオン化気体
２０７ 洗浄槽（洗浄手段）
２０８ 洗浄剤
Claims (20)
- 基材上に薄膜を形成する薄膜の製造方法であって、
下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む薄膜形成用溶液を基材に接触させる接触工程と、
前記基材を洗浄する洗浄工程とを有し、
前記接触工程及び洗浄工程は、静電気除去をしながら行うことを特徴とする薄膜の製造方法。
- 電気放電によりイオン化気体を生成するイオン化気体生成工程を有し、
前記接触工程及び／または洗浄工程は、前記イオン化気体生成工程にて生成したイオン化気体を導入した環境下で行うことにより静電気を除去することを特徴とする請求項１に記載の薄膜の製造方法。 - 前記接触工程及び／または洗浄工程に於ける静電気の除去は、軟Ｘ線を前記基材に照射して、基材近傍にイオンを発生させることにより行うことを特徴とする請求項１に記載の薄膜の製造方法。
- 前記接触工程は前記化合物を前記基材表面に結合固定させる工程であり、
前記洗浄工程は前記基材上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の薄膜を形成する工程であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の薄膜の製造方法。 - 基材上に薄膜を形成する薄膜の製造装置であって、
下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む薄膜形成用溶液を基材に接触させる接触手段と、
前記基材に未結合の化学吸着物質を洗浄して除去する洗浄手段とを備え、
前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする薄膜の製造装置。
- 前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を有し、
前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の外部に設置された、イオン化気体を生成する生成部と、前記イオン化気体を前記外気遮蔽手段内部に供給する供給部とを有することを特徴とする請求項５に記載の薄膜の製造装置。 - 前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を有し、
前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の内部に所定の気体を供給する供給部と、前記基材に軟Ｘ線を照射することにより、前記所定の気体をイオン化する軟Ｘ線照射部とを有することを特徴とする請求項５に記載の薄膜の製造装置。 - 前記接触手段は前記化合物を前記基材表面に結合固定させる手段であり、
前記洗浄手段は前記基材上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の薄膜を形成する手段であることを特徴とする請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の薄膜の製造装置。 - 少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、
前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造方法であって、
下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む配向膜形成用溶液を基板に接触させる接触工程と、
前記基板を洗浄する洗浄工程とを有し、
前記接触工程及び洗浄工程は、静電気除去をしながら行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 電気放電によりイオン化気体を生成するイオン化気体生成工程を有し、
前記接触工程及び／または洗浄工程は、前記イオン化気体生成工程にて生成したイオン化気体を導入した環境下で行うことにより静電気を除去することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記接触工程及び／または洗浄工程に於ける静電気の除去は、軟Ｘ線を前記基板に照射して、基板近傍にイオンを発生させることにより行うことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記接触工程は前記化合物を前記基板表面に結合固定させる工程であり、
前記洗浄工程は前記基板上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の液晶配向膜を形成する工程であることを特徴とする請求項９〜請求項１１の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、
前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置の製造装置であって、
下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する化合物と有機溶媒とを含む配向膜形成用溶液を前記基板に接触させる接触手段と、
前記基板に未結合の化学吸着物質を洗浄して除去する洗浄手段とを備え、
前記接触手段及び洗浄手段は、静電気を除去する静電気除去手段を有していることを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
- 前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を備え、
前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の外部に設置された、イオン化気体を生成する生成部と、前記イオン化気体を前記外気遮蔽手段内部に供給する供給部とを備えることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造装置。 - 前記接触手段及び／または洗浄手段を内部に設置可能な外気遮蔽手段を備え、
前記静電気除去手段は、前記外気遮蔽手段の内部に所定の気体を供給する供給部と、前記基板に軟Ｘ線を照射することにより、前記所定の気体をイオン化する軟Ｘ線照射部とを備えることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造装置。 - 前記接触手段は前記化合物を前記基板表面に結合固定させる手段であり、
前記洗浄手段は前記基板上に存在する未結合の化合物を除去して単分子膜状の液晶配向膜を形成する手段であることを特徴とする請求項１３〜請求項１５の何れか１項に記載の液晶表示装置の製造装置。 - 基材上に結合された薄膜構成分子の集合群からなる薄膜であって、
前記薄膜は、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する分子群を、静電気除去をしながら該基材面に接触させることにより、−Ｏ−Ａ結合を介して結合させた後、前記基材に結合されない前記分子を、静電気除去しながら洗浄して得られたものであることを特徴とする薄膜。
- 前記薄膜は単分子膜であることを特徴とする請求項１７に記載の薄膜。
- 少なくとも何れか一方の内側に液晶配向膜が設けられた一対の基板と、
前記一対の基板間に設けられた液晶層とからなる液晶表示装置であって、
前記液晶配向膜は、下記化学式（１）で表される官能基群から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する分子群を、静電気除去しながら該基板面に接触させることにより、−Ｏ−Ａ結合を介して結合させた後、前記基板に結合されない前記分子を、静電気除去しながら洗浄して得られたものであることを特徴とする液晶表示装置。
- 前記液晶配向膜は単分子膜であることを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置。
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