專利名稱：功能性膜及其制造方法、以及采用其的液晶顯示元件及其制造方法
技術領域：
本發明涉及為改變基材表面性質而在基材表面上形成的功能性膜及其制造方法，還涉及將其作為液晶取向膜使用的液晶顯示元件及其制造方法。
背景技術：
目前，已經使用改善基材表面性質，賦予基材表面防水性、防污性和取向液晶的機能的方法，這些方法中的一個是將溶解三氯硅烷和硅烷偶聯劑的溶液涂覆在基材上并將被膜成分化學吸附在基材表面上的方法。如果采用這種方法，通過化學吸附，將被膜成分溶質分子牢固地結合在基材上，因此可以形成耐久性優良的被膜。但是，如果基材表面上羥基等活性氫少，會形成吸附分子密度小的粗被膜。這樣的被膜無法達到充分改變表面性質的目的。
對于活性氫密度小的基材，可采用通過預先涂覆以SiO2等為主劑的溶膠凝膠溶液并燒結，在基材表面上形成活性氫密度高的底層后，涂覆含有硅烷偶合劑等的涂覆溶液的方法，通過底層在基材上結合固定涂覆膜的方法。采用這種方法，與在基材上直接涂覆涂覆溶液的方法相比，可以提高被膜的耐久性。然而，采用這種方法制造的現有技術中的這種功能性膜，從與基材的密和性、被膜的均一性和耐久性等方面看，還不能說是理想的，希望進一步改善。
并且也可以考慮下面的方法，即通過在含有硅烷偶合劑和三氯硅烷類化合物等的溶液中，預先混合SiO2，在基材上直接涂覆混合物，可簡化底層的形成操作，并且提高活性氫密度的方法。但是，采用這種方法，在干燥溶液的過程中，硅烷偶合劑和三氯硅烷類化合物等在基板和功能性膜之間的界面上偏析，無法獲得基板和功能性膜的粘接力。
功能性膜的耐久性依賴于底層的耐久性，為了進一步提高耐久性，希望有耐久性比SiO2膜更好的底層。
發明的公開本發明的目的在于針對所說問題提供了可制造對基材的被覆均一性和粘接性、耐久性優良的功能性膜以及其的制備方法。目的還在于提供采用該功能性膜作為液晶取向膜的液晶顯示元件及其制備方法。
為了達到所說目的，本發明的功能性膜具有以下的結構。
(1)本發明第1方案的功能性膜是，在基材表面上通過底層形成的功能性膜中，所說底層是由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，是通過硅氧烷鍵結合固定在該基材上的、含有用下面的結構式(1)表示的結構單元的薄膜，所說功能性膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附在分子末端基團上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組形成的薄膜。 (其中，n是0以上的整數。)如果具有所說結構，如所說結構式(1)所示，在底層的構成分子相互聚合的同時，構成分子的一部分與基材化學結合，因此，可以形成牢固地固定在基材上的底層。并且，在該底層上高密度化學吸附著構成功能性膜的硅烷類化合物分子，因此，可以形成耐久性優良的均勻的優質功能性膜。
(2)本發明第2方案的功能性膜是，在基材表面上通過底層形成的功能性膜中，所說底層是由X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，是通過-O-Al鍵結合固定在該基材上的、含有用下面的結構式(2)表示的結構單元的薄膜，所說功能性膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附在分子末端基團上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組形成的薄膜。 (其中，n是0以上的整數。)底層包括所說結構式(2)表示的結構單元，通過-O-Al鍵結合固定在基材上，因此，耐久性，例如耐磨耗性和耐熱性優良。因此，具有所說構成，通過在所說底層上形成功能性膜，可以制成耐久性等極為優良的薄膜。
(3)本發明第3方案的功能性膜是，在基材表面上通過底層形成的功能性膜中，所說底層是由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，是通過硅氧烷鍵和-O-Al鍵結合固定在所說基材上，含有用下面的結構式(1)或者結構式(2)表示的結構單元的薄膜，所說功能性膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附在分子末端基上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組形成的薄膜。
(其中，n是0以上的整數。)在所說構成中，底層是含有所說結構式(1)和(2)表示的、相互不同的結構單元的薄膜，具有Si系和Al系的化合物之間在分子水平上相互混雜的致密結構。因此，通過該底層設置在基材上的功能性膜可以具有高的致密性和優良的耐久性。底層的致密性高，表層上的吸附位置以高密度存在，結果，更多的硅烷類化合物分子會化學吸附在該吸附位置上。
所說第1～第3方案的功能性膜還可以附加以下的構成要素。
即，所說(1)～(3)中的所說硅烷類化合物分子可以是三氯硅烷類化合物分子。如果是三氯硅烷類化合物分子，由于其自身不發生聚合反應，通過共價鍵與露出在底層上的OH基結合(化學吸附)，因此，可以高密度地化學吸附該三氯硅烷類化合物分子，可制造防水性，液晶取向性等表面改性效果難以變差的功能性膜。
所說硅烷類化合物分子優選具有直鏈狀碳鏈。這是因為如果具有直鏈狀碳鏈，硅烷類化合物分子在基板上整齊排列，可高密度地化學吸附，防水性、液晶取向性等表面改性效果不易劣化。
所說直鏈狀碳鏈可以帶有烷基或者氟代烷基。由具有烷基或者氟代烷基的硅烷化合物制成的被膜在防水性和防污性優良這方面看是優選的，如果是防水性優良的被膜，可防止在底層和基材之間侵入水分。因此，進一步提高了耐久性。在作為液晶取向膜使用時，可制成均向、預傾斜(プレチルト)、軸向極面垂直均勻(ホメオトロピツク)取向等所有取向。
所說直鏈狀碳鏈可以具有感光性基。
所說直鏈狀碳鏈中的感光性基團可以按照所需的方向進行聚合固定。由此，可以提供提高耐久性的功能性膜，同時在將該功能性膜作為液晶取向膜使用時，可以優化取向穩定性。
所說感光性基可以是下面的化學式(3)表示的肉桂酰基 所說感光性基可以是下面的化學式(4)表示的查爾酮(カルコニル)基。 如果采用肉桂酰基或查爾酮基作為感光性基，可以在較少的偏光紫外線照射量下進行聚合，因此，可以在紫外線照射過程中縮短生產間隔。
所說(1)～(3)的功能性膜可以制成單分子層狀薄膜。如果是單分子層狀薄膜，膜表面側上排列相同的官能團，因此，可提高由該官能基發揮的功能性膜的機能。例如，所說官能基是CF3基時，與不是單分子層的薄膜相比，CF3基大多在功能性膜的膜表面側露出，因此可以提高防水性。而且，可以制成取向性優良的功能性膜，適合制成液晶取向膜。
構成所說(1)～(3)的功能性膜的所說硅烷類化合物分子的集合組可以在規定的方向上取向。通過這樣的構成，可以形成使附近的液晶分子在所需的方向上取向的液晶取向膜。
所說基材可以選擇玻璃、不銹鋼和氧化鋁中的一種。由此，在玻璃、不銹鋼或者氧化鋁形成的基材上形成耐久性優良的功能性膜。
作為制造所說功能性膜的方法，可以采用下面描述的(4)～(6)的方案。這里的(4)～(6)與所說第1～第3方案對應。
(4)對應于所說第1方案的本發明功能性膜的制造方法，包括在基材表面上接觸含有X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基材表面上接觸含有硅烷類化合物的溶液，通過在基材表面上化學吸附硅烷類化合物形成薄膜的薄膜形成工序；和在薄膜形成工序之后將該基材燒結的燒結工序。
在所說方法中，雖然在底層形成工序中不對底層進行干燥，不進行燒結，但是，如果采用該方法，干燥過程中，底層表面附近存在的SiX3與水分反應，變成帶有OH基的物質，作為硅烷類化合物吸附部位的活性氫的密度增大，另一方面，由于不進行燒結，不會發生由燒結時的溫度引起的活性氫損失。如果將該底層與含有硅烷類化合物的溶液接觸，以高密度存在活性氫的部位化學結合硅烷類化合物分子(所謂化學吸附)，因此，硅烷類化合物分子高密度化學吸附，形成薄膜。
在所說方法中，在制造工序的最后階段對基材進行燒結，通過該燒結，底層的結構分子相互進行聚合固化，更堅固地結合在基材上，并且結構分子的一部分與基材發生化學結合。因此，可將底層堅固地固定在基材上。
由此可見，如果采用所說制造方法，通過牢固固著在基材上的底層，由硅烷類化合物形成的薄膜均勻地結合固定在基材上，可制造優質的功能性膜，該功能性膜在耐久性等方面是優良的。
硅烷類化合物是通過RpSi(O-)3-P(R是取代基，P是1～3的整數)的形式以共價鍵結合在具有底層的基材表面上(化學吸附)。
(5)對應于所說第2方案的本發明功能性膜的制造方法，包括在基材表面上接觸含有X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基材表面上接觸含有硅烷類化合物的被膜形成溶液，通過在基材表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成薄膜的薄膜形成工序；和在薄膜形成工序之后將該基材燒結的燒結工序。
所說方法的特征是在底層形成工序中對底層進行干燥后即結束，不進行燒結。如果是這樣的構成，干燥過程中底層表面附近存在的Al-X’與水分發生反應，變成具有Al-OH基的物質，作為硅烷類化合物分子吸附部位的活性氫的密度提高，另一方面，由于不進行燒結，不會發生由燒結時的溫度引起的的活性氫損失。如果將該底層與含有硅烷類化合物的溶液接觸，在以高密度存在的活性氫部位化學結合硅烷類化合物分子(所謂化學吸附)。由此，形成硅烷類化合物分子高密度均勻地化學吸附的薄膜。
在所說方法中，在制造工序的最后階段對基材進行燒結，通過該燒結，底層的結構分子相互進行聚合固化，更堅固地結合在基材上，并且結構分子的一部分與基材化學結合。因此，可將底層堅固地固定在基材上。
進而，功能性膜的耐久性，例如耐磨耗性和耐熱性對底層的耐磨耗性和耐熱性等有很大的影響，但是，由于X’-(AlOX’)n-AlX’2表示的化合物形成的底層比SiO2單獨的層(功能性膜的本體)耐久性更優良，因此，由以上構成可以得到耐久性優良的功能性膜。也就是說，具有所說構成，通過牢固地固著在基材上的底層，可將硅烷類化合物分子高密度地均勻地結合固定在基材上。因此，這樣形成的功能性膜在耐久性方面極為優良。
硅烷類化合物以RpSi(O-)3-p(R是取代基，P是1～3的整數)的形式通過共價鍵結合在具有底層的基材表面上(化學吸附)。
(6)對應于所說第3方案的本發明功能性膜的制造方法，包括在基材表面上接觸含有X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的二組份系混合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基材表面上接觸含有硅烷類化合物的被膜形成溶液，通過在基材表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成被膜的被膜形成工序；和在被膜形成工序之后將該基材燒結的燒結工序。
該方法的特征在于采用含有X-(SiOX2)n-SiX3和X’-(AlOX’)n-AlX’2的二組份系底層溶液來形成底層。那么，對于其他事項來說，就是與所說第1方案的情況同樣制造功能性膜的方法。如果具有這樣的構成，在干燥過程中，底層表面附近存在的Al-X’和Si-X分別與水分發生反應，變成具有Al-OH基和Si-OH基的化合物，提高了作為硅烷類化合物分子吸附部位的活性氫密度。而且，具有這樣的構成，與所說第1方案同樣，由于不進行燒結，不會發生燒結時由溫度引起的活性氫損失。
進而，在該構成中，如果使用化合物〔X-(SiOX2)n-SiX3〕和化合物〔X’-(AlOX’)n-AlX’2〕的二組份系底層溶液，是所說Si系和Al系化合物形成二組份系，不同結構的化合物彼此在分子水平上相互混雜，與各自單獨使用的情況相比，可形成致密結構的底層。該底層由于致密性高，表層的羥基密度大，因此，可化學吸附更多的被膜形成分子。因此，形成更加致密的功能性膜，結果，由熱能引起的防水性劣化的情況變少。
在所說第1～第3方案所涉及的功能性膜的制造方法中，可附加以下的構成要素。
即，所說二組份系混合物的Si和Al的摩爾比Si/Al可以在1以上。即，采用Si系化合物和Al系化合物形成的二組份系底層溶液形成的底層的Si和Al的摩爾比Si/Al在1以上，與SiO2單獨的底層或Al2O3單獨的底層相比，耐磨耗性和耐熱性優良，同時，可以形成與摩爾比Si/Al低于1的二組份系底層相比耐磨耗性和耐熱性優良的底層。如上所述，所說功能性膜的耐久性大大依賴于底層的耐久性，因此，如果具有這樣的構成，可以制造耐磨耗性和耐熱性優良的功能性膜。
所說X-(SiOX2)n-SiX3表示的化合物可以形成烷氧基硅烷。烷氧基硅烷具有容易以溫度來控制與水分的反應或聚合反應，并由于在與水分反應時不產生鹽酸等有害物質而容易控制等方面的優點。而且，如果具有所說構成，可以形成制造操作性良好、化學吸附部位多、優質的底層。通過在制造的最終階段進行燒結，可將底層牢固地固著在基材上，結果，可以制造防水性和耐久性優良的功能性膜。所說底層形成工序中的干燥的特征在于蒸發底層溶液中所含的溶劑。在所說底層形成工序中，所說干燥可以在低于300℃的溫度下進行。如果在低于300℃的溫度下進行底層的干燥，露出底層表面的Al-X’或者Si-X適度地與水分反應，形成Al-OH或Si-OH，另一方面，不會通過無用的分解反應失掉羥基(OH)。因此，具有該構成可顯著提高基材表面的活性氫密度，結果，在表面形成工序中，硅烷類化合物分子可高密度地化學吸附。
所說燒結工序的特征在于將所說底層上的構成分子相互聚合固化。在所說燒結工序中，所說燒結是在300℃以上的溫度下進行。燒結溫度在300℃以上，會充分促進底層中所含的未反應分子進行聚合反應。因此，如果具有所說構成，可提高底層的硬度，將底層牢固地固著在基材上，結果，可形成密合性、耐久性優良的功能性膜。
作為用于形成被膜的所說硅烷類化合物，可采用三氯硅烷類化合物。三氯硅烷類化合物與OH基的反應性高，因此，如果在沒有水份的氣氛下與基板接觸，僅與底層表面上的OH基進行化學結合。而且，在形成被膜時，由于不需要使用酸、堿和水等，三氯硅烷類化合物自身不發生聚合反應。也就是說，如果被膜形成成分是三氯硅烷類化合物，應與底層表面OH基結合的官能基團不會由于聚合反應而喪失，因此，可確保被膜形成物質與以高密度存在的底層表面的OH基結合。結果，可以制造防水性和耐久性優良的功能性膜。
作為用于形成被膜的所說硅烷類化合物，可以采用帶有烷基或者氟代烷基的硅烷類化合物。由烷基或者氟代烷基系的硅烷化合物形成的覆膜在防水性和防污性方面優良，是優選的，而且，如果是防水性優良的被膜，可防止在底層和基材之間侵入水分。因此，可進一步提高耐久性。
所說被膜形成溶液的溶劑可使用非水性溶劑。如果是采用非水溶劑的所說構成，由于溶劑不會使三氯硅烷類化合物發生水解喪失反應性，因此，硅烷類化合物可有效地化學吸附在底層表面的親水性基團部分。因此，可以在底層上牢固結合，形成功能性膜。
所說非水系溶劑可以是聚硅氧烷。聚硅氧烷存在的水分少，不易吸濕，而且與氯硅烷類化合物發生溶劑化，防止氯硅烷類化合物與水分直接接觸的作用。因此，如果是氯硅烷類化合物和聚硅氧烷形成的溶液，與底層接觸時，可防止由環境氣氛中的水分引起的不良影響，在底層的親水性基(OH基)部分上化學吸附氯硅烷類化合物。
在所說被膜形成工序中，被膜形成溶液對所說基材表面進行的接觸優選在相對濕度在35％以下的氣氛中進行。在相對溫度保持在35％以下的氣氛中，如果是與含有三氯硅烷化合物的溶液接觸的所說構成，實質上可抑制氣氛中水分的不利影響(水分和三氯硅烷化合物的反應)。
在所說燒結工序后，可進行除去未吸附的硅烷類化合物分子的洗滌工序。由此，可在基板上形成由化學吸附的硅烷類化合物形成的均勻的單分子膜，可實現具備均勻取向性的功能性膜。
在所說洗滌工序中，洗滌劑可使用非水系溶劑。由此可以避免未反應的硅烷類化合物與水反應。
作為所說非水系溶劑，可以采用氯仿。由于氯仿是低沸點的，洗滌后的干燥性優良，是優選的。
所說非水系溶劑可以采用N-甲基-2吡咯烷酮。N-甲基-2吡咯烷酮在例如硅烷類化合物使用氯硅烷化合物時，在薄膜形成工序或者燒結工序，可溶解該氯硅烷與水發生反應生成的氯硅烷聚合物等，除去性優良。
本發明的液晶顯示元件具有以下的構成。
(7)本發明的第4方案所涉及的液晶顯示元件，具備各電極和液晶取向膜，在對置的一對基板之間，設置液晶層，在這樣的液晶顯示元件中，所說液晶取向膜是通過底層在所說電極表面上形成的，所說底層是由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，通過硅氧烷鍵結合固定在所說基材上、包括用下面的結構式(1)表示的結構單元的薄膜，所說液晶取向膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附在分子末端基上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組的取向膜。 (其中，n是0以上的整數。)具有所說構成，通過在基板上牢固地固著的底層，硅烷類化合物分子以高密度并均勻地結合固定在該基板上。這樣，通過將液晶取向膜設置在基板上，可以使耐久性等優良。
通過所說構成，可以提供超薄膜的液晶取向膜，實現光電特性優良的液晶顯示元件。
(8)本發明第5方案的液晶顯示元件，具備各電極和液晶取向膜，在對置的一對基板之間，設置液晶層，在這樣的液晶顯示元件中，所說液晶取向膜是通過底層在所說電極表面上形成的，所說底層是由X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，是通過-O-Al鍵結合固定在該基材上的、含有用下面的結構式(2)表示的結構單元的薄膜，所說液晶取向膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附在分子末端基上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組的取向膜。 (其中，n是0以上的整數。)具有所說構成，底層是通過其構成分子相互聚合固化、更牢固地結合固定在基板上而固著在基板上形成的，因此耐磨耗性和耐熱性優良。由此，在該底層上形成的液晶取向膜的耐磨耗性和耐熱性優良。
在現有的例如具備由聚酰亞胺樹脂等形成的取向膜的液晶顯示元件中，在液晶層上施加電場時，該取向膜通過自發極化積累電荷，結果會出現燒接。但是，本發明的液晶取向膜具有象所說構成那樣的硅烷類化合物分子的集合組化學吸附在底層上的結構，因此可以制成超薄膜。由此，自發極化積累的電荷與所說現有的取向膜相比非常少，由此，減少了燒接的發生，可以實現光電學特性優良的液晶顯示元件。
(9)本發明第6方案的液晶顯示元件，具備各電極和液晶取向膜，在對置的一對基板之間，設置液晶層，在這樣的液晶顯示元件中，所說液晶取向膜是通過底層在所說電極表面上形成的，所說底層是由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，是通過硅氧烷鍵和-O-Al鍵結合固定在所說基材上、含有用下面的結構式(1)和結構式(2)表示的結構單元的薄膜，所說液晶取向膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附在分子末端基上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組的取向膜。
(其中，n是0以上的整數。)通過具有所說構成，可減少燒接的發生，實現光電學特性優良的液晶取向膜。
在所說第4～6方案所涉及的液晶顯示元件中，可以附加以下的構成要素。
構成所說液晶取向膜的硅烷類化合物分子的集合組可以以圖案狀在規定的方向上或者在多個方向上取向。
所說硅烷類化合物分子具有帶感光性基團的直鏈狀碳鏈，該感光性基團可在所需的方向上聚合固定。
所說液晶層可以形成預傾斜取向。所說液晶層也可以形成均向取向。所說液晶層還可以形成軸向極面垂直均勻取向。
所說液晶顯示元件可以是對置的所說電極在在單方基板表面上形成的面內換向(インプレンスイツチング)型液晶顯示元件。由此提供面內換向型的燒結少的光電學特性優良的液晶顯示元件。
所說液晶顯示元件的制造方法可以采用以下描述的(10)～(12)的方案。(10)～(12)是對應于所說第4～第6的方案的制造方法。
(10)相應于所說第4方案的液晶顯示元件的制造方法是，在具備在至少任何一方的內側設置液晶取向膜的一對基板，和所說基板之間設置的液晶層(通過所說液晶取向膜具有規定取向結構)的液晶顯示元件的制造方法中，包括在所說基板上接觸含有X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基板表面上接觸含有硅烷類化合物的溶液，通過在基板表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成液晶取向膜的薄膜形成工序；燒結所說基板的燒結工序，和取向處理所說液晶取向膜的取向處理工序。
(11)相應于所說第5方案的液晶顯示元件的制造方法是，在具備在至少一方的內側設置液晶取向膜的一對基板，和所說基板之間設置的液晶層(通過所說液晶取向膜具有規定取向結構)的液晶顯示元件的制造方法中，包括在所說基板上接觸含有X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基板表面上接觸含有硅烷類化合物的溶液，通過在基板表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成液晶取向膜的薄膜形成工序；燒結所說基板的燒結工序；和對所說液晶取向膜進行取向處理的取向處理工序。
(12)相應于所說第6方案的液晶顯示元件的制造方法是，在具備在至少一方的內側設置液晶取向膜的一對基板，和所說基板之間設置的液晶層(通過所說液晶取向膜具有規定取向結構)的液晶顯示元件的制造方法中，包括在所說基板上接觸含有X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的二組份系混合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基板表面上接觸含有硅烷類化合物的溶液，通過在基板表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成液晶取向膜的薄膜形成工序；燒結所說基板的燒結工序，和對所說液晶取向膜進行取向處理的取向處理工序。
所說第4～6方案的液晶顯示元件的制造方法中可以附加以下所述的構成要素。
即，在所說燒結工序后，可以進行除去未吸附的硅烷類化合物分子的洗滌工序。
在所說洗滌工序后，可進行將所說洗滌劑沿著規定的軋液方向進行軋液，將構成所說液晶取向膜的硅烷類化合物分子沿著該軋液方法取向的軋液取向工序。由此，形成由在軋液方向上取向的硅烷類化合物分子的集合組形成的液晶取向膜。在軋液的取向工序后進行取向處理時，可以進行例如在光取向法中減少紫外線照射量，或者在摩擦處理法中減少處理次數等，緩和該取向處理的處理條件。
所說取向處理工序可以是通過摩擦處理將所說液晶取向膜中的硅烷類化合物分子沿著所需的方向進行取向的摩擦取向工序。由此，將摩擦條件緩和，通過摩擦法，在不將膜磨掉的前提下制造在摩擦方向上取向的化學吸附的膜。
在所說液晶取向膜由具備感光性基團的硅烷類化合物分子的集合組形成時，所說取向處理工序是在形成所說液晶取向膜的基板面上照射偏振光，硅烷類化合物分子相互發生交聯反應，通過該反應可將液晶分子在特定方向上取向，可賦予取向規制力的偏光取向工序。通過將具有化學吸附的感光性基的膜取向的軋液取向工序或者摩擦取向工序，容易使感光性基在所需的方向上發生異向光反應，與現有的光取向法(偏光取向法工序)相比，減少了偏光紫外線的照射量。可以不進行引起靜電產生的摩擦處理，而進行取向處理，提供了抑制燒接發生等電工學特性優良的液晶顯示元件。
在所說偏光取向工序中照射偏光的光強度在波長365nm下為1J/cm2。由此，可以將液晶層的取向結構形成均向取向，適用于面內換向形式的液晶顯示元件等。
在含有所說硅烷類化合物的溶液中，可以混合5摩爾％以下的帶有氟代烷基的硅烷化合物。由此，可以將液晶層中的取向構成軸向極面垂直均勻取向。
本發明的其它目的、特征以及優點可根據以下所示的記載充分顯示。而且，本發明的優點可參照附圖的以下說明顯示出來。
圖1是用于說明本發明的功能性膜的制造方法的示意圖。
圖2是用于說明現有方法的功能性膜的制造方法的示意圖。
圖3是用于說明沒有形成底層的現有方法的功能性膜的制造方法的示意圖。
圖4是表示摩擦次數和接觸角的關系的曲線。
圖5是表示在加熱耐久試驗中接觸角的經時變化的曲線。
圖6是表示在加熱耐久試驗中接觸角的經時變化的曲線。
圖7是表示在加熱耐久試驗中接觸角的經時變化的曲線。
圖8是用于說明本發明的功能性膜的制造方法的示意圖。
圖9是表示摩擦次數和接觸角的關系的曲線。
圖10是表示摩擦次數和接觸角的關系的曲線。
圖11是表示在加熱耐久試驗中接觸角的經時變化的曲線。
圖12是表示在加熱耐久試驗中接觸角的經時變化的曲線。
圖13是表示在加熱耐久試驗中接觸角的經時變化的曲線。
圖14是表示在加熱耐久試驗中接觸角的經時變化的曲線。
圖15是用于說明現有方法的功能性膜的制造方法的示意圖。
圖16是用于說明沒有形成底層的現有方法的功能性膜的制造方法的示意圖。
圖17是表示本發明的液晶顯示元件的構成的截面示意圖。
圖18是用于說明本發明液晶取向膜的制造方法的示意圖。
實施發明的最佳實施方案(實施方案)在本發明的功能性膜的制造方法中，將采用(1)X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物、(2)X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物(下文指底層形成物質)、(3)由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的混合物制成的底層溶液涂覆在例如玻璃基板表面上，通過將溶劑干燥，在玻璃基板上形成底層。
接著，在該底層上涂覆含有硅烷類化合物的溶液，將溶劑干燥。由此，硅烷類化合物的分子化學吸附在底層表面上，然后，燒結玻璃制基材，將底層牢固地固著在基板上。
通過該制造方法，可以將硅烷類化合物分子牢固地并且均一地結合在底層上，并通過在制造的最后階段進行的燒結將底層牢固地固著在基材上。因此，可以制造整體上在玻璃制基板上牢固、均一地結合固定的功能性膜。如果是這樣的功能性膜，具有長期作為表面改性被膜的機能。與此不同，如果采用在底層形成時進行燒結的現有制法，燒結時的溫度會使底層表面失去羥基，無法確保硅烷類化合物有足夠的吸附部位(OH基)。因此，采用現有制法制造的功能性膜與采用本發明方法制造的功能性膜相比，粘結性、均一性和耐久性都差。在所說本發明的制造方法中，形成底層時的干燥可在低于300℃的溫度下進行，優選在50～200℃，更優選在80～150℃下進行。這是因為如果干燥溫度在300℃以上，底層成分X’-(AlOX’)n-AlX’2發生聚合，或者X’-(AlOX’)n-AlX’2與X-(SiOX2)n-SiX3發生聚合，會失去底層表面的活性氫。這樣，如果從干燥效率和底層形成物質聚合兩方面考慮，優選50～200℃的溫度，更優選的干燥溫度是80～150℃。如果溫度為80～150℃，底層表面的Al-X’，或者二成分系中的Al-X’和Si-X與水分適度反應，底層表面的活性氫增加，另一方面，不會導致過度分解。
另外，在制造的最終階段進行的燒結工序中的燒結可在300℃以上的溫度下進行，優選在300～500℃，更優選在400～500℃的溫度進行。如果溫度低于300℃，底層成分X’-(AlOX’)n-AlX’2的聚合反應，或者X’-(AlOX’)n-AlX’2與X-(SiOX2)n-SiX3的聚合反應進行不充分，因此形成硬度小的底層，與基材的結合力也降低。另一方面，如果燒結溫度在500℃以上，底層形成物質和薄膜成分硅烷類化合物有可能發生分解。因此，從燒結效率和分解兩方面考慮，可以在400～500℃的溫度下燒結。
含有所說硅烷類化合物的溶液是指將硅烷類化合物溶解在溶劑中形成的溶液，但是，硅烷類化合物的一部分也可以是未溶解的狀態。典型的這類溶液是過飽和狀態的溶液。
在本發明的制造方法中，X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物可以舉出下面通式表示的化合物。
基于所說與水分的反應和聚合反應容易用溫度來控制，與水分反應時不生成鹽酸等有害物質而容易操作等理由，特別優選下面的化合物中的烷氧基硅烷。
(1)SiX4(相當于n等于0)(2)SiX3-O-SiX3(相當于n等于1)更具體的化合物是(3)Si(OC2H5)4(4)Si(OCH3)3-O-Si(OCH3)3(5)Si(OC2H5)3-O-Si(OCH3)3(6)Si(OC2H5)3-O-Si(OC2H5)3(7)Si(NCO)4(8)Si(NCO)3-O-Si(NCO)3(9)SiCl4(10)SiCl3-O-SiCl3(11)Si(OCH3)3-O-Si(OC2H5)3在所說本發明的制造方法中，X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物可以舉出例如下面通式表示的化合物。
(12)AlX’3(相當于n=0)(13)AlX’2-AlX’2(相當于n=1)更具體的化合物是(14)Al(OC2H5)3(15)Al(OCH3)2-O-Al(OCH3)2(16)Al(OCH3)2-O-Al(OC2H5)2另外，可用于本發明的化合物可以列舉下面的化合物。
(17)SiYpCl3-p(18)CH3(CH2)sO(CH2)tSiYqCl3-q
(19)CH3(CH2)u-Si(CH3)2(CH2)v-SiYqCl3-q(20)CF3COO(CH2)wSiYqCl3-q(21)CH3-(CH2)rSiYqCl3-q其中，p是0～3的整數，q是0～2的整數，r是1～25的整數，s是0～12的整數，t是1～20的整數，u是0～12的整數，v是1～20的整數，w是1～25的整數。Y是氫、烷基、烷氧基、含氟代烷基或者含氟烷氧基。
三氯硅烷類化合物的具體例是下述(22)～(34)表示的化合物。
(22)CH3CH2O(CH2)15SiCl3(23)CH3(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15SiCl3(24)CH3(CH2)6Si(CH3)2(CH2)9SiCl3(25)CH3COO(CH2)15SiCl3(26)CF3(CF2)7-(CH2)2-SiCl3(27)CF3(CF2)5-(CH2)2-SiCl3(28)CF3(CF2)7-C6H4-SiCl3(29)CF3(CF2)9SiCl3(30)CF3(CF2)9OSiCl3(31)CF3(CH2)9Si(CH3)2(CH2)10SiCl3(32)C6H5-CH=CH-CO-O-(CH2)6-O-SiCl3(33)C6H5-CO-CH=CH-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCl3(34)C6H5-CH=CH-CO-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCl3化合物(32)具有作為感光性基的肉桂酰基，化合物(33)或者(34)也具有作為感光性基的查耳酮(カルコニル)基，通過照射紫外線可將感光性基部分聚合。
可以采用用異氰酸酯基取代氯代甲硅烷基的下面通式(35)～(39)表示的異氰酸酯系硅烷類化合物，代替所說氯硅烷類化合物。
(35)SiYp(NCO)4-p(36)CH3-(CH2)rSiYq(NCO)3-q
(37)CH3(CH2)sO(CH2)tSiYq(NCO)3-q(38)CH3(CH2)u-Si(CH3)2(CH2)v-SiYq(NCO)3-q(39)CF3COO(CH2)vSiYq(NCO)3-q其中，p、q、r、s、t、u、v、w和x與所說相同。
異氰酸酯系硅烷化合物的具體例可用下述(40)～(47)表示的化合物來表示。
(40)CH3CH2O(CH2)15Si(NCO)3(41)CH3(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15Si(NCO)3(42)CH3(CH2)6Si(CH3)2(CH2)9Si(NCO)3(43)CH3COO(CH2)15Si(NCO)3(44)CH3(CH2)9Si(OC2H5)3(45)CF3(CF2)7-(CH2)2-Si(NCO)3(46)CF3(CF2)5-(CH2)2-Si(NCO)3(47)CF3(CF2)7-C6H4-Si(NCO)3在本發明中，可以采用通式SiYk(OA)4-k(其中，Y與所說相同，A是烷基，k是0、1、2或3)表示的烷氧基系硅烷化合物。其中，CF3-(CF2)n-(R)l-SiYp(OA)3-p(n是1以上的整數，優選1～22的整數，R是烷基、乙烯基、乙炔基、芳基、含有硅或者氧原子的取代基，l是0或1，Y、A和p與所說相同)表示的烷氧基系硅烷化合物從防污性高方面考慮是優良的。
其中，本發明中可使用的烷氧基系硅烷化合物并不限于所說，除此之外，還可以使用例如通式CH3-(CH2)r-SiYq(OA)3-q和CH3-(CH2)s-O-(CH2)t-SiYq(OA)3-q、CH3-(CH2)u-Si(CH3)2-(CH2)v-SiYq(OA)3-q、CF3COO-(CH2)v-SiYq(OA)3-q(其中，p、q、r、s、t、u、v、w、Y和A與所說相同)等。
烷氧基系硅烷類化合物的具體例可以舉出例如下面所示的(47)～(71)。
(47)CH3CH2O(CH2)15Si(OCH3)3
(48)CF3CH2O(CH2)15Si(OCH3)3(49)CH3(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15Si(OCH3)3(50)CH3(CH2)6Si(CH3)2(CH2)9Si(OCH3)3(51)CH3(CH2)9Si(NCO)3(52)CH3COO(CH2)15Si(OCH3)3(53)CF3(CF2)5(CH2)2-Si(OCH3)3(54)CF3(CF2)7-C6H4-Si(OCH3)3(55)CH3CH2O(CH2)15Si(OC2H5)3(56)CH3(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15Si(OC2H5)3(57)CH3(CH2)6Si(CH3)2(CH2)9Si(OC2H5)3(58)CF3(CH2)6Si(CH3)2(CH2)9Si(OC2H5)3(59)CH3COO(CH2)15Si(OC2H5)3(60)CF3COO(CH2)15Si(OC2H5)3(61)CF3COO(CH2)15Si(OCH3)3(62)CF3(CF2)9(CH2)2Si(OC2H5)3(63)CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3(64)CF3(CF2)5(CH2)2Si(OC2H5)3(65)CF3(CF2)7C6H4Si(OC2H5)3(66)CF3(CF2)9(CH2)2Si(OCH3)3(67)CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3(68)CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OC2H5)2(69)CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OCH3)3(70)CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)2OC2H5(71)CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)2OCH3作為異氰酸酯系或者烷氧基系的硅烷化合物，如果采用示例(20)～(71)的化合物，在化學結合時不產生鹽酸，因此，具有所謂不發生裝置損傷和操作容易進行這樣的優點。
這里說明采用硅烷化合物在基材表面上形成薄膜的同時，對作為實施本發明的要素的溶劑和基材進行說明。作為硅烷化合物的CF3-(CF2)7-(CH2)2-SiCl3與玻璃制基板(玻璃板)接觸時進行的反應，在下面的化學反應式表示。即，在該玻璃板上形成底層。
CF3(CF2),(CH2)2SiCl3+HO-玻璃基板 所說化學反應式所表示的最初的反應步驟(脫氯化氫反應)是通常稱為化學吸附反應的反應，具有OH基的基材與硅烷化合物溶液接觸，發生脫氯化氫的反應，硅烷化合物分子的一端化學結合在基材表面的OH基部分上。該反應基于硅烷化合物的SiCl基和OH基的反應，如果硅烷化合物溶液中含有很多水分，會阻礙與基材的反應。因此，為了使反應順利進行，優選采用不含有OH基等活性氫的非水系溶劑，還優選在濕度低的氣氛下進行。另外，對于濕度條件在下面的試驗部分進行詳細說明。
作為適用于本發明的硅烷化合物的溶劑，可以列舉不含有水的烴系溶劑、氟化烴系溶劑、聚硅氧烷系溶劑等，作為可以使用石油系溶劑的溶劑，例如可舉出例如石油石腦油、溶劑石腦油、石油醚、石油揮發油、異烷烴、正石蠟油、萘烷、工業汽油、煤油、粗汽油、二甲基聚硅氧烷、苯基聚硅氧烷、烷基變性聚硅氧烷、聚酯聚硅氧烷等。氟代烴系溶劑可以采用氯氟烴系溶劑、フロリナ-ト(3M社制品)、アフル-ド(旭玻璃社制品)等。這些溶劑可以一種單獨使用，或者兩種以上相溶組合使用。
適用于本發明的基材的要件是，可以涂覆、添加、附著(與它們接觸的統稱)含有通式X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物的溶液，或者含有通式X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物和通式X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物的混合物的雙組分系溶液，并且是耐燒結的。滿足所說條件的基材可以舉出玻璃、陶瓷、氧化鋁和氧化鋁和不銹鋼等金屬。即使具有耐熱性的塑料，顯然也適用于本發明的制造方法。
作為將本發明的功能性膜作為液晶取向膜適用于液晶顯示元件時，該功能性膜可按照以下的方法制造。
首先，按照與所說同樣的順序，在形成由ITO制成的電極等的基板上形成底層(底層形成工序)。在該底層上形成作為液晶取向膜的功能性膜之后(薄膜形成工序)，燒結基板(燒結工序)。
在燒結工序之后，為了除去未反應的硅烷類化合物，采用洗滌劑洗滌形成液晶取向膜的基板(洗滌工序)。這里的洗滌劑可舉出不含水的烴系溶劑、氟化烴系溶劑、聚硅氧烷系溶劑等，可使用的石油系溶劑，可舉出例如石油石腦油、溶劑石腦油、石油醚、石油揮發油、異烷烴、正石蠟油、萘烷、工業汽油、煤油、粗汽油、二甲基聚硅氧烷、苯基聚硅氧烷、烷基變性聚硅氧烷、聚酯聚硅氧烷等。氟代烴溶劑可以采用氯氟烴系溶劑、フロリナ-ト(3M社制品)、アフル-ド(旭玻璃社制品)等。這些溶劑可以一種單獨使用，或者兩種以上相溶組合使用。特別是，氯仿在洗滌后的干燥性方面是優選的。N-甲基-2-吡咯烷酮在薄膜形成工序或者燒結工序中除去氯硅烷和水反應生成的氯硅烷聚合物方面是優良的。
接著，在所說洗滌工序后，進行洗滌劑的軋液。這時，提升基板(軋液取向方向)，使洗滌液的軋液方向與取向處理液晶取向膜時的取向處理方向基本一致。由此，將構成液晶取向膜的膜構成分子向軋液方向傾斜，可進行假取向。通過干燥所說基板，除去洗滌劑。
接著，取向處理在軋液方向假取向的液晶取向膜。例如，在構成液晶取向膜的膜構成分子具有感光性基時，通過照射紫外線進行取向處理(偏光取向工序)。這時，設定軋液方向和偏光紫外線的偏光方向基本一致。由此，通過感光性基彼此之間的光聚合反應，沿著偏光方向進行交聯結合，可固定膜構成分子的取向。這里，作為所說感光性基，可以舉出下面的化學式(5)所示的肉桂酰基、下面的化學式(6)表示的查爾酮基。
如果將這些感光性基照射偏光紫外線，會形成通過所說化學式(5)和(6)中的碳碳雙鍵部分中的至少一個鍵交聯結合相鄰的膜構成分子的結構。而且，如果從所說查爾酮基比肉桂酰基對于偏光紫外線的感度更好的方面考慮，優選使用查爾酮基作為感光性基。由此，可減少偏光紫外線的照射量，并縮短在偏光取向工序中的生產間隔。在所說偏光取向工序中，作為偏光紫外線的照射條件，偏光紫外線的波長分布可在300～400nm附近分布。照射量在波長為365nm時約為50～2000mJ/cm2的范圍內。特別是，在1000mJ/cm2以上時，可以形成均向取向結構。反之，低于100mJ/cm2時，可以形成預傾斜取向結構。
另一方面，構成液晶取向膜的膜構成分子中不存在感光性基時，可進行摩擦法來代替光取向法。這時，也可進行設定，使軋液方向和摩擦處理方向基本一致。由此，膜構成分子不必為在摩擦處理方向上取向而預先進行很強的摩擦，與現有的摩擦處理相比，可以緩和摩擦條件。作為所說摩擦處理中的摩擦條件，摩擦溝部分的寬度和深度一般在0.01～0.5微米的范圍內。
下面基于實施例對本發明的內容作具體說明。
(實施例1)本實施例對應于第1方案的功能性膜。
作為X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物，采用Si(OC2H5)4，制成Si(OC2H5)4/HCl/水/異丙醇=1/0.01/5/25(摩爾比)的底層溶液。在該底層溶液中浸漬玻璃板后，以1mm/秒的速度提升，在玻璃板的表面上涂覆底層溶液，在80℃的溫度下干燥15分鐘，在玻璃板的表面上形成由Si(OC2H5)4形成的未燒結底層。
接著，硅烷化合物采用C8F17C2H4SiCl3，制成C8F17C2H4SiCl3/C8F18=1/99(體積比)的硅烷化合物溶液。然后，在相對濕度為5％以下的無水氣氛下，在該硅烷化合物溶液中浸漬形成底層(未燒結)的所說玻璃板，通過以1mm/秒的速度提升的方法在玻璃板表面上涂覆硅烷化合物溶液。之后，蒸發玻璃板表面的溶劑(C8F18)，并將該玻璃板在400℃下燒結15分鐘。這樣就制成了具有功能性膜的基材Al。
說明該方法的制造流程的示意圖在圖1說明。圖1(a)表示在將底層溶液涂覆在玻璃板上并進行干燥時，底層成分Si(OC2H5)4水解導入OH基的情況。圖1(b)表示在所說底層上涂覆硅烷化合物溶液時，硅烷類化合物(C8F17C2H4SiCl3)化學吸附在OH基部分上。圖1(c)表示通過燒結基板，底層成分發生聚合的情況。
下面，將形成功能性膜的玻璃板叫做基板，將在形成底層時不進行燒結，在涂覆硅烷化合物溶液后進行燒結的方法叫做后燒結方法。
(比較例1)對于涂覆所說底層溶液的玻璃板，進行在400℃下15分鐘的燒結，代替在80℃下干燥15分鐘，通過這種方法形成底層(燒結底層)，并對涂覆硅烷化合物溶液的玻璃板除了不進行在400℃下燒結15分鐘之外，與所說實施例1同樣，制作具有功能性膜的基板B1。
該方法的示意圖在圖2表示。圖2(a)表示在玻璃板上涂覆底層溶液并進行干燥時，底層成分Si(OC2H5)4水解導入OH基的情況。圖2(b)表示由于燒結所說底層，底層表面的OH基喪失一部分的情況。圖2(c)表示在少量OH基上化學吸附硅烷類化合物(C8F17C2H4SiCl3)的情況。
比較例1是現有技術的方法，通過該方法在底層形成時進行燒結被稱為前燒結法。
(比較例2)采用完全沒有施以底層的無處理玻璃板，將該玻璃板浸漬在所說硅烷化合物溶液中，以1mm/秒的速度提升，蒸發C8F18，制成具有比較例2的功能性膜的基板C1。該方法的示意圖在圖3表示。
圖3(a)表示玻璃板表面上OH基的存在狀態，圖3(b)表示在少量OH基上化學吸附硅烷類化合物(C8F17C2H4SiCl3)的狀態。
〔膜制作條件和耐久性〕采用所說基板A1、B1、C1，研究有無底層、燒結條件的不同和接觸角的關系。接觸角的測定如下進行。對于A1～C1各基板，采用洗滌餐具用海綿施加2kgf的荷重擦拭10000次，這時，每2000次通過采用乙醇的超聲波洗滌除去基板的污物，然后，往被膜形成面上滴下水10微升，測定接觸角。測定結果在圖4表示。
如圖4所示，通過本發明的制造方法制造的基板A1(實施例1)，最初的接觸角大，而即使用海綿擦拭仍沒有降低接觸角。與此不同，所說燒結法制備的基板B1(比較例1)，與所說基板A1相比，最初的接觸角小，而通過用海綿擦拭，接觸角有大大降低的趨勢。進而，沒有設置底層的基板C1(比較例2)，比所說基板B1的最初接觸角小，而通過海綿擦拭，接觸角的降低增大。
由以上結果可見，通過本發明的制造方法，可形成防水性和耐久性優良的功能性膜。
所說結果可作如下考察。即，基板A1，底層牢固地固著在基板面上，在該底層上均一并且牢固地化學結合硅烷化合物分子，形成優質的薄膜，因此，可認為是最初的接觸角大，而通過摩擦導致接觸角降低，不發生薄膜的剝離。另一方面，將底層進行前燒結的基板B1，通過燒結基板表面的羥基喪失，因此，與基板A1相比，形成均一性和結合強度小的被膜。沒有底層的基板C1，由于容易與硅烷化合物分子結合的活性氫部位少，形成具有在基板上不直接結合的懸著的硅烷化合物分子的不均一的薄膜，結果，最初的接觸角小，對擦拭的抵抗性變小。
(實施例2)作為X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物，采用Si(NCO)4代替Si(OC2H5)4，除此之外與所說實施例1同樣，制作實施例2的基板D1。
〔底層成分的不同和耐久性〕將所說實施例1的基板A1和實施例2的基板D1放置在加熱到300℃的空氣中100個小時。這時，每20個小時，采用乙醇進行超聲波洗滌，除去基板的污物，然后，在被膜形成面上滴加10微升的水，測定接觸角。該測定法下面被稱為加熱耐久試驗法。
測定結果在圖5表示。基板A1和基板D1僅在形成底層的物質上不同。
如圖5所示，底層成分采用Si(OC2H5)4的實施例1的基板A1比采用Si(NCO)4的實施例2的基板D1的最初接觸角大，而接觸角的經時降低小。由此結果可見，作為底層成分，與異氰酸酯硅烷相比，烷氧基硅烷在可以提高功能性膜的防水性和耐久性方面是優良的。
(實施例3)
除了硅烷化合物(薄膜成分)采用C8F17C2H4Si(OC2H5)3代替C8F17C2H4SiCl3之外，與實施例1相同，制作實施例3的基板E1。
〔硅烷化合物不同和耐久性〕采用實施例3的基板E1和所說實施例1的基板A1，通過所說加熱耐久試驗法，研究薄膜成分的不同與耐久性的關系。
測定結果在圖6表示。由圖6可見，兩基板的最初接觸角相同，硅烷化合物采用C8F17C2H4SiCl3的基板A1(實施例1)與采用C8F17C2H4Si(OC2H5)3的基板E1(實施例3)相比，經時接觸角的降低小。由此結果可見，硅烷化合物從耐久性方面來說三氯硅烷類化合物是優良的。
(實施例4)除了溶解硅烷類化合物的溶劑采用六甲基二硅氧烷(直鏈狀聚硅氧烷)代替C8F18之外，與實施例1相同，制作實施例4的基板F1。
〔溶劑的不同與耐久性〕采用所說加熱耐久試驗法，比較實施例4的基板F1和實施例1的基板A1的性能。
測定結果列于圖7。由圖7可見，兩基板的最初接觸角相同，但是，用于溶解硅烷化合物的溶劑采用六甲基二硅氧烷的基板F1(實施例4)與采用C8F18的基板A1(實施例1)相比，經時接觸角降低的少。由該結果可見，用于溶解硅烷化合物的溶劑從獲得高溫耐久性的功能性膜的方面看，六甲基二硅氧烷是優良的。
在采用環六甲基三硅氧烷(環狀聚硅氧烷)時，可得到與所說相同的結果。
(實施例5)除了硅烷類化合物采用C10H21SiCl3之外，與實施例1同樣，制作
(實施例6)除了硅烷化合物采用SiCl4之外，與實施例1同樣，制作實施例6的基板H1。
〔防污性試驗〕為了比較所說基板G1(實施例5)和基板H1(實施例6)，以及所說基板A1(實施例1)的被膜性能，對各基板進行防污性試驗。防污性試驗的方法如下。首先，在基板上滴下0.2cc砂糖/醬油=1/1(重量比)制成的糖漿，在300℃下燒結15分鐘。然后，用濕抹布擦拭粘結物，再在基板上滴加0.2cc的糖漿，在300℃下燒結15分鐘，與所說同樣擦拭。反復進行該循環，直至不再擦下粘結物。數出次數。結果列于表1。
(表1)
表1的結果表明，硅烷化合物的種類和防污性的關系，防污性依次良好，C8F17C2H4SiCl3(基板A1)＞＞C10H21SiCl3(基板G1)＞＞SiCl4(基板H1)，C8F17C2H4SiCl3和C10H21SiCl3具有良好的防污性，特別是C8F17C2H4SiCl3的防污性優良。另一方面，SiCl4幾乎不具有防污性。
由這些結果可見，為了提高防污性，優選采用具有烷基和氟代烷基的硅烷類化合物。
〔實驗〕在所說記載的實施例中，在硅烷化合物溶液中的浸漬提升在無水氣氛下進行，這里，在形成底層的基板上涂覆硅烷化合物溶液時，研究環境氣氛中濕度的影響。作為實驗方法，在硅烷化合物溶液中浸漬提升基板時，除了將環境氣氛中的相對濕度設定為5、10、15、20、25、30、35、40％的8種之外，與所說實施例4同樣制作形成功能性膜的基板，在功能性膜形成時和形成后，用肉眼觀察基板的外觀狀態。
在所說各濕度條件下觀察制作的基板，在30％以下的濕度條件下，得到與無水氣氛下(5％以下)同樣的外觀。另一方面，在40％以上的濕度條件下，顯然可確定有被認為是氣氛中的水分與硅烷化合物的反應物的白色生成物。該白色生成物在濕度35％下幾乎觀察低于。由此可見，硅烷化合物溶液與基板的接觸，優選在相對濕度35％以下的氣氛中進行。
(實施例7)本實施例相應于第2方案的功能性膜。
作為X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物，采用Al(OC2H5)3，制成Al(OC2H5)3/HCl/水/異丙醇=1/0.01/5/25(摩爾比)的底層溶液。在該底層溶液中浸漬玻璃板后，以1mm/秒的速度提升，在玻璃板的表面上涂覆底層溶液，在80℃的溫度下干燥15分鐘，在玻璃板的表面上形成由Al(OC2H5)3制成的未燒結底層。
接著，硅烷化合物采用C8F17C2H4SiCl3，溶解該化合物的溶劑采用C8F18，制成C8F17C2H4SiCl3/C8F18=1/99(體積比)的硅烷化合物溶液。然后，在相對濕度為5％以下的無水氣氛下，在該硅烷化合物溶液中浸漬形成底層(未燒結)的所說玻璃板，通過以1mm/秒的速度提升的方法在玻璃板表面上涂覆硅烷化合物溶液。之后，蒸發玻璃板表面的溶劑(C8F18)，并將該玻璃板在400℃下燒結15分鐘。這樣就制成了具有功能性膜的基材-A2。
說明該方法的制造流程的示意圖在圖8說明。圖8(a)是表示在將底層溶液涂覆在玻璃板上并進行干燥時，底層狀態的模式圖。如圖8(a)所示，如果涂覆底層溶液并在燒結溫度以下的溫度下干燥，首先，位于玻璃板表面附近的Al(OC2H5)3與玻璃板表面的OH基發生脫醇反應，形成鍵(-O-)，再者，沒有與基板的OH基結合的大多數Al(OC2H5)3分子與周圍存在的微量水分(例如空氣中的濕度)反應。由此，底層結合固定在基板上，同時，底層表面上的OH基增大。
圖8(b)是表示在所說底層上涂覆硅烷化合物溶液時的狀態的模型圖，表示了硅烷類化合物(C8F17C2H4SiCl3)化學結合(吸附)在底層表面的OH基部分上的狀態。進而，圖8(c)是表示燒結后的基板狀態的圖，表示了底層構成分子彼此聚合的狀態。
下面，將形成功能性膜的玻璃板叫做基板，在形成底層時不進行燒結，在涂覆硅烷化合物溶液后進行燒結的方法叫做后燒結方法。
(比較例3)對于涂覆所說底層溶液的玻璃板，進行在400℃下15分鐘的燒結，代替在80℃下干燥15分鐘，通過這種方法形成底層(燒結底層)，并對涂覆硅烷化合物溶液的玻璃板除了不進行在400℃下燒結15分鐘之外，與所說實施例7同樣，制作具有功能性膜的基板-B2。
該方法的示意圖在圖15表示。圖15(a)是表示在玻璃板上涂覆底層溶液并進行干燥時的情況的模式圖，該圖與所說圖1(a)相同。圖15(b)表示燒結所說底層的狀態，表示通過燒結，底層表面的OH基喪失一部分的情況。圖15(c)表示在少量OH基上化學吸附硅烷類化合物(C8F17C2H4SiCl3)的情況。
比較例3是現有技術的方法，將通過該方法在底層形成時進行燒結稱為前燒結法。
(比較例4)采用全部都沒有施以底層的無處理玻璃板，將該玻璃板浸漬在所說硅烷化合物溶液中，以1mm/秒的速度提升，蒸發C8F18，制成比較例4的具有功能性膜的基板-C2。說明該方法的示意圖在圖16表示。
圖16(a)是表示玻璃板表面狀態的圖，圖16(b)是表示在玻璃板表面上涂覆底層成分Al(OC2H5)3的狀態的圖。如圖16(b)所示，在玻璃上直接涂覆用于形成被膜的硅烷類化合物(C8F17C2H4SiCl3)時，玻璃基板上存在的少量OH基上化學吸附硅烷類化合物(C8F17C2H4SiCl3)，形成密度粗的被膜。
〔膜制作條件和耐久性〕采用所說基板-A2、B2、C2，研究有無底層、燒結條件的不同和接觸角的關系。接觸角的測定如下進行。對于A2～C2各基板，采用洗滌餐具用海綿施加2kgf的荷重擦拭50000次，這時，每5000次通過采用乙醇的超聲波洗滌除去基板的污物，然后，往被膜形成面上滴下水10微升，測定接觸角。下面將該測定法叫做擦拭耐久實驗法。測定結果在圖9表示。
如圖9所示，通過本發明的制造方法制造的基板-A2(實施例7)，最初的接觸角大，而即使用海綿擦拭，接觸角也幾乎沒有降低。與此不同，所說燒結法制備的基板-B2(比較例3)，與所說基板-A2相比，最初的接觸角小，而通過用海綿擦拭，接觸角有大大降低的趨勢。進而，沒有設置底層的基板-C2(比較例4)，比所說基板-B2的最初接觸角小，而通過海綿擦拭接觸角的降低增大。由以上結果可見，通過本發明的制造方法，可形成防水性和耐久性優良的功能性膜。
所說結果可基于圖8、15、16進行考察。在沒有進行前燒結的基板-A2中，可獲得優良的接觸角和擦拭耐久性，這是因為在涂覆被膜形成溶液時，底層表面的OH密度提高，因此，在底層表面上形成均一并且高密度地化學結合硅烷化合物分子的優質薄膜，并且，通過之后進行的燒結，底層構成分子彼此之間和被膜構成分子彼此之間發生聚合，形成牢固地結構。
與此不同，與基板-A2相比，將底層進行前燒結的基板-B2的擦拭耐久性等差，這是因為，通過前燒結基板表面的羥基喪失，因此，形成不均一的、結合點少的被膜。而且，直接采用沒有底層的玻璃基板的基板-C2，由于容易與硅烷化合物分子結合的活性氫位置少，形成與基板不直接結合的海綿狀的硅烷化合物分子的不均勻薄膜，結果，最初的接觸角小，對擦拭的抵抗性小。
(實施例8)本實施例對應于第3方案的功能性膜。
作為X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物形成的混合物(可水解的)，采用Si(OC2H5)4和Al(OC2H5)3，兩化合物的混合比例用Si的摩爾數/Al的摩爾數(分子/分母)表示，制成10/90、25/75、50/50、75/25、90/10、100/0六種混合比例的雙組分底層溶液。采用該雙組分底層溶液制成底層。除此之外，與所說實施例7同樣，制作實施例8的基板-D2、E2、F2、G2、H2和I2。
〔底層成分的不同和擦拭耐久性〕采用所說擦拭耐久試驗法，研究所說實施例7的基板-A2和實施例8的基板-D2～I2的耐久性差異。測定結果在圖10表示。
由圖10可見，單獨采用Al(OC2H5)3的基板-A2與單獨采用Si(OC2H5)4的基板-I2相比，初期接觸角和擦拭耐久性明顯優良。接觸角的經時降低由基板-A2(實施例7)、基板-D2、基板-E2、基板-F2、基板-G2、基板-H2、基板-I2(基板-D2～I2；實施例8)按順序增大。
由所說結果可見，單獨使用X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物，可以獲得耐磨耗性優良的功能性膜。通過擦拭減小接觸角是由于通過擦拭逐漸從基板表面上喪失構成表面改性被膜的分子(C8F17C2H4-)。由此可見，所說結果反應了底層的強度和硬度，增加Si的混合比例，可減小底層的強度和硬度，結果認為通過擦拭，接觸角會更嚴重地發生劣化。
〔底層成分的不同與溫度耐性〕采用加熱耐久試驗法研究所說實施例7的基板-A2和實施例8的基板-D2～I2的溫度耐性的不同。具體地說，在加熱到300℃的空氣中放置1000個小時。其間，每100個小時采用乙醇進行超聲波洗滌，除去基板的污物，然后，在被膜形成面上滴下10微升水，測定接觸角。測定結果在圖11表示。
由圖11可見，加熱耐久試驗法中的接觸角的經時變化為，基板-I2(100/0)＞基板-A2(0/100)＞基板-D2(10/90)＞基板-E2(25/75)＞基板-F2(50/50)＞基板-G2(75/25)＞基板-H2(90/10)，依次減小。
由該結果可見，如果底層溶液使用X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物形成的混合物，可確定提高了防水性中的耐熱性。如果所說雙組份系底層溶液中Si/Al比在1以上，能夠制造耐熱性更加優良的功能性膜。所說結果被認為與底層的致密性密切相關，底層越致密的基板，越具有優良的溫度耐性。
(實施例9)作為X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物，采用Si(NCO)4代替Si(OC2H5)4，除此之外與所說實施例8的基板-H2(Si/Al=90/10)同樣，制作實施例9的基板-J2。
〔底層成分的種類和耐久性〕采用所說加熱耐久試驗法研究所說實施例8的基板-H2和實施例9的基板-J2的溫度耐性。其結果在圖12表示。
由圖12可見，底層成分采用Si(OC2H5)4和Al(OC2H5)3的實施例8的基板-H2與采用Si(NCO)4和Al(OC2H5)3的實施例9的基板-J2相比，初期接觸角大，并且接觸角的經時變化小。由此結果可見，與采用異氰酸酯硅烷的雙組份系底層溶液相比，采用烷氧基硅烷的雙組份系底層溶液從提高功能性膜的防水性和耐久性方面看更為優選。
(實施例10)除了硅烷化合物(功能性膜的主要成分)采用C8F17C2H4Si(OC2H5)3代替C8F17C2H4SiCl3之外，與實施例7相同，制作實施例10的基板-K2。實施例10采用單組分系的底層。
〔硅烷化合物的不同和耐久性〕采用實施例10的基板-K2和所說實施例7的基板-A2，通過所說加熱耐久試驗法，研究薄膜成分(功能性膜的主要成分)的不同與耐久性的關系。測定結果在圖13表示。
由圖13可見，兩基板的最初接觸角相同，硅烷化合物采用C8F17C2H4Si(OC2H5)3的基板-K2(實施例10)與采用C8F17C2H4SiCl3的基板-A2(實施例7)相比，接觸角的經時降低顯著減小。由此結果可見，功能性膜的主要成分硅烷化合物從耐久性方面看優選三氯硅烷類化合物。
(實施例11)除了溶解硅烷類化合物的溶劑采用六甲基二硅氧烷(直鏈狀聚硅氧烷)代替C8F18之外，與實施例7相同，制作實施例11的基板-L2。
〔溶劑的不同與耐久性〕采用所說加熱耐久試驗法，比較實施例11的基板-L2和實施例7的基板-A2的性能，研究不同的可溶解硅烷化合物的溶劑與耐久性的關系。測定結果示于圖14。
由圖14可見，兩基板的最初接觸角相同，但是，采用六甲基二硅氧烷的基板-L2(實施例11)與采用C8F18的基板-A2(實施例7)相比，接觸角的經時變化減小。由該結果可見，從獲得高溫耐久性優良的功能性膜的方面看，作為用于溶解硅烷化合物的溶劑，優選六甲基二硅氧烷。
在采用環六甲基三硅氧烷(環狀聚硅氧烷)時，也可得到與所說相同的結果。
(實施例12)除了功能性膜的主要成分硅烷類化合物采用C10H21SiCl3代替C8F17C2H4SiCl3之外，與實施例7同樣，制作實施例12的基板-M2。
(實施例13)除了功能性膜的主要成分硅烷化合物采用SiCl4代替C8F17C2H4SiCl3之外，與實施例7同樣，制作實施例13的基板-N2。
〔硅烷化合物的種類和防污性的關系〕采用功能性膜的主要成分硅烷化合物僅種類不同的所說基板-A2(實施例7)、基板-M2(實施例12)、基板-N2(實施例13)，通過防污性試驗研究基板表面的防污性優劣。
防污性試驗的方法如下進行。首先，在基板上滴下0.2cc砂糖/醬油=1/1(重量比)制成的糖漿，在300℃下燒結15分鐘。然后，用濕抹布擦拭粘結物，再在基板上滴加0.2cc糖漿，在300℃下燒結15分鐘，與所說同樣擦拭。反復進行該循環，直至不再擦下粘結物。數出次數。結果列于表2。
(表2)
表2的結果表明，防污性(良好順序)為基板-A2(C8F17C2H4SiCl3)＞＞基板-M2(C10H21SiCl3)＞＞基板-N2(SiCl4)，與基板-N2相比，基板-A2、M2防污性高，基板-A2的防污性特別優良。由這些結果可見，為了提高功能性膜的防污性，優選采用具有烷基或氟代烷基的硅烷類化合物，更優選采用具有氟代烷基的硅烷化合物。
〔制造氣氛中的濕度影響〕在所說實施例7～13中，在硅烷化合物溶液中的浸漬和提升在相對濕度為5％以下的無水氣氛下進行。但是，在涂覆硅烷化合物溶液時，環境氣氛中的相對濕度的高低對被膜形成反應有很大的影響。因此，進行研究環境氣氛中濕度對在形成底層的基板上涂覆硅烷化合物溶液時的影響的試驗。
實驗方法是，在硅烷化合物溶液中浸漬和提升基板時，除了將環境氣氛中的相對濕度設定為5、10、15、20、25、30、35、40％的8種之外，與所說實施例11同樣制作形成功能性膜的基板，在功能性膜形成時和形成后，用肉眼觀察基板的外觀狀態。
在所說各濕度條件下觀察所制作的基板時，在30％以下的濕度條件下，得到與無水氣氛下(5％以下)具有同樣外觀的基板。另一方面，在40％以上的濕度條件下，顯然可見被認為是氣氛中的水分與硅烷化合物的反應物的白色生成物。由此可見，硅烷化合物溶液與基板的接觸，優選在相對濕度35％以下的氣氛中進行。
接著，描述本發明的功能性膜適用于液晶取向膜時的實施例。
(實施例14)本實施例的液晶顯示元件通過以下描述的方法制作。首先，如圖17所示，在具有形成矩形的第1電極組1和驅動該電極的晶體管組2的第1基板3上形成底層7。
即，作為X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物，采用Si(OC2H5)4，制成Si(OC2H5)4/HCl/水/異丙醇=1/0.01/5/25(摩爾比)的底層溶液。在第1基板3上形成第1電極組1區域中采用印刷機涂覆該底層溶液。使這時的涂覆膜約為1微米。將該涂覆膜在80℃的溫度下干燥15分鐘，在第1基板3的表面上形成由Si(OC2H5)4形成的未燒結底層7(底層形成工序)。
接著，硅烷化合物采用C6H5-CH=CH-CO-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCl3，溶解該化合物的溶劑采用六甲基二硅氧烷，制成10-3mol/L的C6H5-CH=CH-CO-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCL3/六甲基二硅氧烷的硅烷化合物溶液。然后，在相對濕度為5％以下的無水氣氛下，采用印刷機在形成底層7(未燒結)的第1基板3上涂覆硅烷化合物溶液(薄膜形成工序)。涂覆的液膜厚約為1微米。然后蒸發第1基板3表面上殘留的溶劑(六甲基二硅氧烷)，并將該第1的基板3在300℃下燒結15分鐘，形成液晶取向膜4(燒結工序)。
在所說燒結工序之后，將形成液晶取向膜4的第1基板3浸漬在非水系溶劑氯仿中進行洗滌(洗滌工序)。進而，將第1基板3沿著所需方向，以直立的狀態從氯仿中提升，軋液氯仿(軋液取向工序)。由此，可將構成液晶取向膜4的分子向與提升方向反向的軋液方向傾斜進行取向。
軋液取向工序后，使軋液方向和偏光方向為同一方向，照射400mJ/cm2(波長365nm)的偏光紫外線(偏光取向工序)。由此，將構成作為液晶取向膜4的功能性膜的分子沿著偏光方向在感光性基的部分上進行交聯。這樣，在第1基板3上，形成作為膜構成分子在偏光方向上取向的液晶取向膜4的功能性膜。
另一方面，對順序設置濾色片組13和第2電極14的第2基板6進行與所說相同的工序，由此，形成底層5和在規定方向上取向處理的液晶取向膜5。
在第1基板3上分散玻璃珠，并且在該基板3的邊緣部分涂覆加入了隔板的粘接劑8，使涂覆形狀為楔狀。接著，將第1電極組1和第2電極14平行對置，將第1基板3和第2基板6貼合，使單元間距為約5微米。這時，對正位置使在第1基板3上設置的液晶取向膜4的取向處理方向和第2基板6上設置的液晶取向膜5的取向處理方向的交叉角為90°。
接著，在第1基板3和第2基板6之間，注入液晶材料，形成具有扭轉角為90°的TN取向的液晶層10。而且，在第1基板3和第2基板6的外面，分別設置設定光學軸方向的偏光板11·12，以形成標準白色模式(ノ-マリ-ホワイトモ-ド)。由此，制作本實施例的TN型液晶顯示元件O。
用于說明該方法的制造流程的示意圖在圖18表示。圖18(a)是表示在第1基板3上涂覆底層溶液并進行干燥時底層7的狀態的模式圖。如圖18(a)所示，涂覆底層溶液并在燒結溫度以下的溫度下進行干燥，首先，位于第1基板3表面附近的Si(OC2H5)3與第1基板3和第1電極組1表面的OH基發生脫醇反應，形成鍵(-O-)，另一方面，沒有與第1基板3的OH基結合的大多數Si(OC2H5)3分子與周圍微量存在的水分(例如空氣中的濕度)反應。由此，底層7結合固定在第1基板3上，同時，底層7表面的OH基增大。
圖18(b)是表示在所說底層7上涂覆硅烷化合物溶液時的狀態的模式圖，表示硅烷化合物(C6H5-CH=CH-CO-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCl3)化學結合(吸附)在底層7表面的OH基部分上的狀態。圖18(c)是表示燒結后基板的狀態的圖，表示底層7的構成分子彼此發生聚合的狀態。
圖18(d)是將底層7表面上化學吸附的硅烷類化合物軋液取向時的狀態的模型圖，表示在洗滌液的軋液方向上液晶取向膜5的分子傾斜并進行取向的狀態。圖18(e)是表示偏光取向工序后液晶取向膜5的取向狀態的圖，液晶取向膜5的構成分子中，感光性基彼此沿著與偏光方向平行的方向進行交聯的狀態。
(比較例5)對涂覆所說底層溶液的第1和第2基板進行在300℃下的15分鐘燒結，代替在80℃下進行15分鐘的干燥，通過這種方法形成底層(燒結底層)，對涂覆硅烷化合物溶液的第1和第2基板不進行在400℃下15分鐘的后燒結，除此之外，與所說實施例14相同制作TN型液晶顯示元件P。
(比較例6)采用全部沒有施以底層的第1和第2基板，與實施例7同樣在這些基板上涂覆所說硅烷化合物溶液，蒸發六甲基二硅氧烷，形成作為液晶取向膜的功能性膜。與所說實施例14同樣制作比較例6的TN型液晶顯示元件Q。
〔膜制作條件和顯示特性〕采用所說液晶顯示元件O、P、Q，研究液晶的初期取向和用于評價顯示特性的對比度。結果歸納于表3。(表3)
取向缺陷=區域不均勻，descrination(デイスクリネ-シヨン)
如該表所示，在采用由本發明的功能性膜制成的液晶取向膜的液晶顯示元件O中，確定完全沒有取向缺陷。
另一方面，液晶顯示元件Q的液晶初期取向和顯示特性相當差，在第1和第2基板表面的電極材料ITO上，幾乎不存在具有成為硅烷化合物吸附點的活性氫的表面羥基。因此，用于在底層上吸附硅烷類化合物的吸附點增加的本發明效果，可以說即使在作為液晶取向膜使用的情況下也是極高的。
本發明者們除了進行洗滌工序和軋液取向工序之外，對采用與所說實施例14同樣方法制造的液晶顯示元件也研究了初期取向和對比度。在軋液取向工序中的軋液方向和偏光取向工序中的偏光方向不同之外，對通過與所說實施例14相同的方法制作的液晶顯示元件進行同樣的研究。結果，構成液晶取向膜的分子在偏光方向上取向，該液晶取向膜附近的液晶分子也在偏光方向上取向，但是，無法得到與液晶顯示元件O同樣的初期取向性和顯示特性。因此，偏光取向工序中的偏光紫外線的照射量比所說實施例14的情況有所增加，與液晶顯示元件O的特性接近。由以上可知，通過預先使洗滌劑的軋液方向與偏光紫外線的偏光方向平行，采用目前的光取向法也可降低偏光紫外線的照射量。這被認為是在照射偏光紫外線之前，通過洗滌劑的軋液，預先進行假取向，使液晶取向膜的膜構成分子與偏光方向平行，結果，在偏光紫外線照射時，在偏光方向上感光性基容易在不同的方向上發生光反應，由此，可減少偏光紫外線的照射量。
改變底層溶液的X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物的可水解的混合物的組成，與實施例7同樣制造液晶顯示元件，在任何一種情況下，都具有與液晶顯示元件O幾乎相同的顯示液晶的初期取向和顯示特性。
作為X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的化合物形成的混合物(可水解的)，采用Si(OC2H5)4和Al(OC2H5)3，改變兩種化合物的混合比例，與所說實施例14同樣制造液晶顯示元件，在這種情況下，也具有與液晶顯示元件O基本相同的初期取向和顯示特性。
(實施例15)作為硅烷化合物(薄膜成分)，采用C6H5-CH=CH-CO-O-(CH2)6-O-SiCl3(含有查耳酮基)代替C6H5-CH=CH-CO-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCl3(含有肉桂酰基)，除此之外，與實施例14相同，制作實施例15的TN型液晶顯示元件R。
(實施例16)作為硅烷化合物(薄膜成分)，采用C10H21SiCl3(無感光性基)代替C6H5-CH=CH-CO-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCl3(含有查耳酮基)，除此之外，與實施例14相同，制作實施例16的TN型液晶顯示元S。
〔硅烷化合物的不同與顯示特性〕采用實施例15和實施例16的TN型液晶顯示元件R、S和所說實施例14的液晶顯示元件O，研究液晶的初期取向和作為顯示特性的對比度。結果歸納在表4。(表4)
取向缺陷=區域不均勻，descrination由表4可見，具有查耳酮基的硅烷化合物，與具有肉桂酰基的相比，液晶的初期取向和顯示特性優良。但是，在具有肉桂酰基的硅烷化合物形成的液晶取向膜的情況下，通過增大偏光紫外線的照射量，可改善液晶分子初期取向狀態和顯示特性。這是因為感光性基對偏光紫外線的感度為查耳酮基＞肉桂酰基。在設置有沒有感光性基的硅烷化合物形成的液晶取向膜的液晶顯示元件S中，液晶分子沒有在所需的方向上取向，取向特性劣化。由上可見，在液晶顯示元件O、R中，通過照射偏光紫外線，感光性基沿著偏光方向聚合，結果，液晶分子發生取向。
(實施例17)除了將偏光取向工序改為摩擦取向工序之外，與實施例14同樣制作TN型液晶顯示元件T。即，在摩擦處理中摩擦方向與軋液取向方向平行，使用尼龍布(纖維直徑16～20微米，毛長度為3毫米)，壓入0.4毫米，以速度500m/分鐘的速度擦拭液晶取向膜表面。
〔取向方法和顯示特性〕采用實施例17的TN型液晶顯示元件T和所說實施例14的TN型液晶顯示元件O，研究液晶初期取向和作為顯示特性的對比度。結果歸納于表5。(表5)
取向缺陷=區域不均勻，descrination由表5可見，通過顯微鏡觀察可看見在液晶取向膜的表面上有很多摩擦痕，但是與液晶取向膜O同樣液晶分子在所需的方向上取向，沒有取向缺陷。而且，也具有對比度高的顯示特性。
硅烷化合物(薄膜成分)采用C10H21SiCl3(無感光性基)代替C6H5-CH=CH-CO-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCl3(含有查耳酮基)，對液晶顯示元件T中存在感光性基對液晶分子的初期取向和顯示特性的影響進行研究。結果，即使在采用C10H21SiCl3的情況下，也具有與液晶顯示元件T相同的初期取向，并可獲得顯示特性。因此，液晶分子的初期取向是通過摩擦處理獲得的。
本發明者們除了不進行洗滌工序和軋液取向工序之外，對通過與所說實施例14相同的方法制作的液晶顯示元件研究初期取向和對比度。除了在軋液取向工序中的軋液方向和摩擦取向工序中的摩擦處理方向不同之外，對采用與所說實施例14相同的方法制作的液晶顯示元件進行同樣的研究。結果發現，構成液晶取向膜的分子在摩擦處理方向上取向，結果在該液晶取向膜附近的液晶分子也在摩擦處理方向上取向，結果沒有獲得與液晶顯示元件T同樣良好的初期取向性和顯示特性。因此，改變摩擦工序中的摩擦條件，通過強力摩擦，可接近所說實施例17的液晶顯示元件T的特性。但是，這時的液晶取向膜表面上有摩擦痕。由此可見，通過預先使洗滌劑的軋液方向與摩擦處理方向平行，不進行比現有摩擦處理更強力的摩擦，可防止液晶取向膜被削去。這是因為，在進行摩擦處理之前，通過洗滌劑的軋液，預先進行假取向，使液晶取向膜的膜構成分子與摩擦處理方向平行，結果在摩擦處理時容易將膜構成分子進行取向處理。
〔實驗2〕在所說實施例中，對洗滌工序中的洗滌劑使用非水系溶劑的情況進行了說明，而在本實驗中洗滌劑使用水。作為試驗方法，除了在洗滌工序中洗滌劑使用水之外，與所說實施例14同樣形成液晶取向膜。肉眼觀察形成的液晶取向膜的外觀狀態。
在觀察所說洗滌工序中制成的基板時，明顯可見被認為是水和硅烷化合物發生反應生成的白色生成物，并且無法將其去除。由此，在洗滌工序中溶劑優選使用不含有水的非水系溶劑進行。
(實施例18)除了在洗滌工序中洗滌劑使用N-甲基-2-吡咯烷酮代替氯仿之外，與所說實施例14相同制作液晶顯示元件。
在本實施例中，觀察洗滌工序中過量存在的未反應的硅烷化合物的除去性。與實施例14中使用的氯仿相比，本實施例中使用的N-甲基-2-吡咯烷酮在除去性方面更為優良。因此，如果考慮藥液的安全性，在洗滌工序中使用N-甲基-2-吡咯烷酮可提高產率。
(實施例19)硅烷化合物(薄膜成分)使用在C6H5-CH=CH-CO-C6H4-O-(CH2)6-O-SiCl3(含有查耳酮基)中以1摩爾％的混合比例混合C8F17C2H4SiCl3組成的混合物，除此之外，與所說實施例14相同，制作本實施例19的液晶顯示元件U。
(實施例20)除了偏光取向工序中的偏光紫外線的照射量用100mJ/cm2代替400mJ/cm2之外，與所說實施例14同樣制作本實施例的TN型液晶顯示元件V。
(實施例21)除了偏光取向工序中的偏光紫外線的照射量用1000mJ/cm2代替400mJ/cm2之外，與所說實施例14同樣制作本實施例的TN型液晶顯示元件W。
〔液晶的取向方式〕對所說實施例19的液晶顯示元件U、實施例20的液晶顯示元件V和實施例21的液晶顯示元件W與所說實施例14的液晶顯示元件O，分別研究液晶取向膜附近的液晶分子的預傾斜角。結果在下面的表6歸納。
(表6)
由上看見，通過在硅烷化合物中混合5摩爾％以下的具有氟代烷基的硅烷化合物，可以得到軸向極面垂直均勻取向的液晶取向膜。
在本發明的功能性膜中，通過在偏光取向工序中照射1J/cm2(波長365nm)以上照射量的偏光紫外線，可使液晶取向膜具有均向取向。照射量在100mJ/cm2以下時，可以獲得TN液晶中最適合的預傾斜角為5～10°的預傾斜取向。
詳細說明發明的各項具體實施方案使本發明技術內容完全清楚，并不應該狹義地解釋為限定在具體例中，各種變化地實施都在本發明的精神和下面記載的權利要求書的范圍之內。
工業上的實用性如以上的說明所示，本發明采用如下的制造方法，即在玻璃板等基材上形成具有羥基的底層，不將該底層進行燒結，在其表面上化學吸附硅烷類化合物，然后進行燒結。如果采用這樣的制造方法，在底層表面上可以存在更多的活性氫，因此，通過硅烷化合物的接觸，可以以高密度化學結合硅烷類化合物分子。
在本發明中，通過在制造的最后階段進行燒結，可將底層牢固地固化，粘結在基材上。采用所說本發明的制造方法，可形成均勻并且牢固地結合固定在基材上的功能性膜，這種功能性膜可長期發揮防水性和液晶取向性等所需的表面改性效果。
在本發明中，使用X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)作為底層形成成分，采用該化合物，可形成極為牢固的底層，結果，可制造防水性和擦拭耐久性優良的功能性膜。
在本發明的其他方案中，使用X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)作為底層形成成分，采用該化合物，可形成極為牢固的底層，結果，可制造防水性和擦拭耐久性優良的功能性膜。
在本發明的另一個方案中，使用將X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)和X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)混合形成的雙組份系底層形成成分，可形成防水性等所需的表面改性效果難以熱劣化的優良的功能性膜。
所說功能性膜如果使用采用軋液干燥法或紫外線偏光照射法，可獲得具有所需液晶取向特性的液晶取向膜。
進而，如果采用本發明的液晶取向膜，可提高顯示性能優良的液晶顯示元件。
底層形成成分單獨使用X’-(AlOX’)n-AlX’2的制造方法適用于需要擦洗等例如餐具等用途。而使用X’-(AlOX’)n-AlX’2和X-(SiOX2)n-SiX3雙組份系底層形成溶液的制造方法適用于例如電熨斗的底部，由此可得到長時間熨平皺紋的機能不劣化的熨斗。因此，本發明在工業上有很大的意義。
權利要求
1．一種功能性膜，其特征在于在基材表面上通過底層形成的功能性膜中，所說底層是由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，所說的底層是通過硅氧烷鍵結合固定在該基材上的、含有用下面的結構式(1)表示的結構單元的薄膜，所說功能性膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附分子末端基團上帶有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組形成的薄膜， 其中，n是0以上的整數。
2．一種功能性膜，其特征在于在基材表面上通過底層形成的功能性膜中，所說底層是由X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，所說的底層是通過-O-Al鍵結合固定在該基材上的、含有用下面的結構式(2)表示的結構單元的薄膜，所說功能性膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附分子末端基團上帶有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組形成的薄膜。 其中，n是0以上的整數。
3．一種功能性膜，其特征在于在基材表面上通過底層形成的功能性膜中，所說底層是由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物以及X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，所說的底層是通過硅氧烷鍵和-O-Al鍵結合固定在所說基材上、含有用下面的結構式(1)和結構式(2)表示的結構單元的薄膜，所說功能性膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附分子末端基上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組形成的薄膜， 其中，n是0以上的整數。
4．權利要求1、2或3任意一項記載的功能性膜，其特征在于所說硅烷類化合物分子是三氯硅烷類化合物分子。
5．權利要求1-4的任意一項記載的功能性膜，其特征在于所說硅烷類化合物分子具有直鏈狀碳鏈。
6．權利要求5記載的功能性膜，其特征在于所說直鏈狀碳鏈帶有烷基或者氟代烷基。
7．權利要求5記載的功能性膜，其特征在于所說直鏈狀碳鏈具有感光性基。
8．權利要求7記載的功能性膜，其特征在于所說直鏈狀碳鏈上的感光性基部分在所需的方向上被聚合固定。
9．權利要求7或8記載的功能性膜，其特征在于所說感光性基是下面的化學式(3)表示的肉桂酰基。
10．權利要求7或8記載的功能性膜，其特征在于所說感光性基是下面的化學式(4)表示的查爾酮基。
11．權利要求1-10的任意一項記載的功能性膜，其特征在于所說功能性膜是單分子層狀薄膜。
12．權利要求1-11的任意一項記載的功能性膜，其特征在于構成所說功能性膜的所說硅烷類化合物分子的集合組在規定的方向上取向。
13．權利要求1-12的任意一項記載的功能性膜，其特征在于所說基材是選自玻璃、不銹鋼和氧化鋁中的一種。
14．功能性膜的制造方法，其特征在于該方法包括在基材表面上接觸含有X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基材表面上接觸含有硅烷類化合物的溶液，通過在基材表面上化學吸附硅烷類化合物形成薄膜的薄膜形成工序；和在薄膜形成工序之后將該基材燒結的燒結工序。
15．功能性膜的制造方法，其特征在于該方法包括在基材表面上接觸含有X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基材表面上接觸含有硅烷類化合物的被膜形成溶液，通過在基材表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成被膜的被膜形成工序；和在被膜形成工序之后將該基材燒結的燒結工序。
16．功能性膜的制造方法，其特征在于該方法包括在基材表面上接觸含有X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的二組份系混合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基材表面上接觸含有硅烷類化合物的被膜形成溶液，通過在基材表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成被膜的被膜形成工序；和在被膜形成工序之后將該基材燒結的燒結工序。
17．權利要求16的功能性膜的制造方法，其特征在于所說雙組份系混合物的Si與Al的摩爾比Si/Al為1以上。
18．權利要求14、15和16的任意一項的功能性膜的制造方法，其特征在于所說X-(SiOX2)n-SiX3表示的化合物是烷氧基硅烷。
19．權利要求14-18的任意一項的功能性膜的制造方法，其特征在于所說底層形成工序中的干燥是蒸發底層溶液中所含的溶劑。
20．權利要求19記載的功能性膜的制造方法，其特征在于底層形成工序中的所說干燥是在低于300℃的溫度下進行。
21．權利要求14-19的任意一項的功能性膜的制造方法，其特征在于所說燒結工序是所說底層的構成分子相互發生聚合固化。
22．權利要求21的功能性膜的制造方法，其特征在于燒結工序中的所說燒結是在300℃以上的溫度下進行。
23．權利要求14-22的任意一項的功能性膜的制造方法，其特征在于被膜形成用的所說硅烷類化合物采用三氯硅烷類化合物。
24．權利要求14-23的任意一項的功能性膜的制造方法，其特征在于被膜形成用的所說硅烷類化合物采用帶有烷基或者氟代烷基的硅烷類化合物。
25．權利要求14-24的任意一項的功能性膜的制造方法，其特征在于所說被膜形成溶液的溶劑采用非水系溶劑。
26．權利要求25的功能性膜的制造方法，其特征在于所說非水系溶劑是聚硅氧烷。
27．權利要求14-26的任意一項的功能性膜的制造方法，其特征在于被膜形成溶液與所說基材表面接觸是在相對濕度35％以下的氣氛中進行。
28．權利要求14-27的任意一項的功能性膜的制造方法，其特征在于在所說燒結工序之后，具備除去未吸附的硅烷類化合物分子的洗滌工序。
29．權利要求28的功能性膜的制造方法，其特征在于所說洗滌工序中的洗滌劑采用非水系溶劑。
30．權利要求29的功能性膜的制造方法，其特征在于所說洗滌工序中的所說非水系溶劑采用氯仿。
31．權利要求29的功能性膜的制造方法，其特征在于所說洗滌工序中的所說非水系溶劑采用N-甲基-2-吡咯烷酮。
32．一種液晶顯示元件，其特征在于具備各電極和液晶取向膜，在對置的一對基板之間，設置液晶層，在這樣的液晶顯示元件中，所說液晶取向膜是通過底層在所說電極表面上形成的，所說底層是由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，所說的底層是通過硅氧烷鍵結合固定在所說基材上、含有用下面的結構式(1)表示的結構單元的薄膜，所說液晶取向膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附分子末端基上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組的取向膜， 其中，n是0以上的整數。
33．一種液晶顯示元件，其特征在于具備各電極和液晶取向膜，在對置的一對基板之間，設置液晶層，在這樣的液晶顯示元件中，所說液晶取向膜是通過底層在所說電極表面上形成的，所說底層是由X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，是通過-O-Al鍵結合固定在該基材上、含有用下面的結構式(2)表示的結構單元的薄膜，所說液晶取向膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附分子末端基上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組的取向膜， 其中，n是0以上的整數。
34．一種液晶顯示元件，其特征在于具備各電極和液晶取向膜，在對置的一對基板之間，設置液晶層，在這樣的液晶顯示元件中，所說液晶取向膜是通過底層在所說電極表面上形成的，所說底層是由X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物以及X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的薄膜，是通過硅氧烷鍵和-O-Al鍵結合固定在所說基材上、含有用下面的結構式(1)和結構式(2)表示的結構單元的薄膜，所說液晶取向膜是在所說底層上通過化學鍵化學吸附分子末端基上具有-O-Si鍵的硅烷類化合物分子的集合組的取向膜 其中，n是0以上的整數。
35．權利要求33、34和35中的任意一項記載的液晶顯示元件，其特征在于，構成所說液晶取向膜的硅烷類化合物分子的集合組在規定的方向或者多個方向上取向，形成圖案。
36．權利要求32-35中任意一項記載的液晶顯示元件，其特征在于所說硅烷類化合物分子具有具備感光性基的直鏈狀碳鏈，該感光性基可在所需的方向上聚合固定。
37．權利要求32-36中任意一項記載的液晶顯示元件，其特征在于所說液晶層是預傾斜取向的。
38．權利要求32-36中任意一項記載的液晶顯示元件，其特征在于所說液晶層是均向取向的。
39．權利要求32-36中任意一項記載的液晶顯示元件，其特征在于所說液晶層是軸向極面垂直均勻取向的。
40．權利要求32-36以及權利要求38中任意一項記載的液晶顯示元件，其特征在于所說液晶顯示元件是在對置的所說電極的單方基板表面上形成的面內換向型液晶顯示元件。
41．液晶顯示元件的制造方法，是制備包括在至少一方的內側設置液晶取向膜的一對基板和所說基板之間設置的液晶層(通過所說液晶取向膜而具有規定的取向結構)的液晶顯示元件的制造方法，包括在基板表面上接觸含有X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基板表面上接觸含有硅烷類化合物的溶液，通過在基板表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成液晶取向膜的薄膜形成工序；燒結所說基板的燒結工序；和對所說液晶取向膜進行取向處理的取向處理工序。
42．液晶顯示元件的制造方法，是制備包括在至少一方的內側設置液晶取向膜的一對基板和所說基板之間設置的液晶層(通過所說液晶取向膜而具有規定取向結構)的液晶顯示元件的制造方法，包括在基板表面上接觸含有X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基板表面上接觸含有硅烷類化合物的溶液，通過在基板表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成液晶取向膜的薄膜形成工序；燒結所說基板的燒結工序；和對所說液晶取向膜進行取向處理的取向處理工序。
43．液晶顯示元件的制造方法，是制備包括在至少一方的內側設置液晶取向膜的一對基板和所說基板之間設置的液晶層(通過所說液晶取向膜而具有規定取向結構)的液晶顯示元件的制造方法，包括在基板表面上接觸含有X-(SiOX2)n-SiX3(其中，X是選自鹵素、烷氧基或者異氰酸酯基的至少一種的官能團，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物和X’-(AlOX’)n-AlX’2(其中，X’表示烷氧基，n是0以上的整數)表示的、可水解的化合物形成的二組份系混合物的底層溶液，干燥，形成底層的底層形成工序；在形成所說底層的基板表面上接觸含有硅烷類化合物的溶液，通過在基板表面上化學吸附硅烷類化合物分子形成液晶取向膜的薄膜形成工序；燒結所說基板的燒結工序；和對所說液晶取向膜進行取向處理的取向處理工序。
44．權利要求41、42和43中任意一項記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于在所說燒結工序之后，包括除去未吸附的硅烷類化合物分子的洗滌工序。
45．權利要求44記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于所說洗滌工序中的洗滌劑使用非水系溶劑。
46．權利要求45記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于所說非水系溶劑采用氯仿。
47．權利要求45記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于所說非水系溶劑采用N-甲基-2吡咯烷酮。
48．權利要求41-47中任意一項記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于在所說洗滌工序之后，具備將所說洗滌液在所需的軋液方向上軋液，將構成所說液晶取向膜的硅烷類化合物分子在該軋液方向上取向的軋液取向工序。
49．權利要求41-48中任意一項記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于所說取向處理工序是通過摩擦處理將所說液晶取向膜中的硅烷類化合物分子在所需的方向上取向的摩擦取向工序。
50．權利要求41-48中任意一項記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于在所說液晶取向膜是由具備感光性基的硅烷類化合物分子的集合組形成時，所說取向處理工序是通過在形成所說液晶取向膜的基板面上照射偏光，硅烷類化合物分子相互發生交聯反應，賦予使液晶分子在特定的方向上取向的取向規制力的偏光取向工序。
51．權利要求50記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于在所說偏光取向工序中照射的偏光的光強度在波長365nm下為1J/cm2以上。
52．權利要求41-50中任意一項記載的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于在含有所說硅烷類化合物的溶液中混合5摩爾％以下的具有氟代烷基的硅烷化合物。
全文摘要
本發明特征在于，在基材表面上接觸含有X－(SiOX
文檔編號C03C17/42GK1318010SQ99810979
公開日2001年10月17日 申請日期1999年9月16日 優先權日1998年9月16日
發明者野村幸生, 小川一文, 大竹忠, 武部尚子 申請人:松下電器產業株式會社