JPH03200218A - 面内配向重合薄膜を有する機能部材、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、面内配向性に優れた重合薄膜を有する機能部
材およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、偏光子
や強誘電体、非線形光学体等に用いられる均質で面内配
向性に優れた重合薄膜を有する機能部材およびその製造
方法に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

従来より、絶縁膜、誘電体膜の作製を目的として、種々
の有機薄膜成膜法が検討されている。その一つに、耐熱
性、絶縁性の高い重合薄膜を形成するため、縮重合反応
または重付加反応を起こすモノマー二種を同時に真空蒸
着し固体表面上で重合させる手法（以下、蒸着重合とい
う）がある（特開昭６１−７８４６３号、特開昭６３−
６２８６９号、特開昭６３−１６６９６２号）。この手
法は、通常の化学的手法で作製された重合物と同様に化
学構造の制御ができ、また気相系で重合を行うため湿式
法で見られる不純物の混入や廃液処理といった問題点が
ないという特徴がある。

一方、単なる絶縁膜、誘電体膜への応用だけでなく、非
線形光学膜、強誘電体膜等の機能性有機薄膜の開発が盛
んに行われている。この機能性有機薄膜を得るためには
、化学構造のみならず、配向性、結晶性といった高次構
造の制御が重要となる。特に、配向性に関し、膜厚方向
の配向性のみならず面内配向性の制御を可能にすること
が、三次元の配向制御を実現するために必須である。し
かしながら前記従来方法では、化学構造は制御されてい
るものの、配向性に関する高次構造は制御できないか、
例えできたとしても膜厚方向の配向性の例があるのみで
あるため、より高い機能を有する機能性有機薄膜を作製
することができなかった。このほか、高次構造の制御の
うち膜厚方向の配向制御の例としては、ＬＢ法、クラス
ター法、真空蒸着法と数多くの手法が知られているが、
これらの手法で面内配向を実現した例はなく、より高い
機能を有する機能性有機薄膜の開発が俟たれていた。

そこで、三次元の配向を有する高機能薄膜を得べく、こ
の面内方向の配向性を実現する方法の開発が行われてい
る。その一つに、ポリイミド膜をラビング処理し該ラビ
ング方向のきずに沿って液晶分子を配向させる手法を成
膜法に発展させた方法で、ポリイミドラビング膜上に低
分子量（ＭＷ＝５４２）のオリゴ−（ｐ−）ユニしンス
ルフイド）を蒸着して面内配向を実現させた例（応用物
理学会１９８９秋季大会予稿集、Ｐ、Ｐ、　９９６〜９
９７）がある。また、他の面内配向を実現する方法とし
て、ポリテトラフルオロエチレン、マイラー、ポリエチ
レンシートを延伸後、紙で擦り傷を与えた膜上に８２Ｎ
２を蒸着し、（ＳＮ）ｘ面内配向膜を作製する例（Ａ、
　Ａ、　Ｂｒｉｇｈｔ他、Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌ
ｅｔｔ。

２６、６１２（１９７５）　）がある。しかしながらこ
れら方法は、基板に高分子膜を用いており、特に後者で
はガラス基板を用いた例も示しているものの均一な配向
膜は作製できていない。すなわち、これら方法では、高
分子表面のキズに沿って結晶の核が生成し、蒸着分子が
配向して面内配向性の膜を作製しており、キズの付きに
（い無機基板に適用できないためと考えられる。従って
、これら方法では、無機基板上に面内配向膜を作製する
ことは困難であるという問題点を有する。

また、無機基板上に面内配向膜を成膜した例としては、
蒸着により作製した（ＳＮ）Ｘ薄膜をラビングした後、
再び（ＳＮ）ｘ膜を成膜する方法（Ｔ、＼（ｉｔａｎｉ
他、　Ｊ、　Ｐｈｙ、　Ｓｏｃ、　Ｊａｐ、、　４７．
６７９（１９７９））や、同様の手法によりジアセチレ
ン化合物の面内配向膜を作製する方法（Ｔ、　Ｋａｎｅ
ｔａｋｅ他、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　
５１．　１９５７（１９８７））がある。しかしながら
これら方法は、真空蒸着を２度行わなければならないと
いう欠点がある。このことからも、無機基板上に一段階
で面内配向膜を作製することは困難であることが分る。

ところで、有機配向膜のコーティングを考えた場合、電
極上に直接成膜するなど無機基板上への成膜が必要な場
合が多く、無機基板上での面内配向膜作製法の確立が重
要である。

また、上記従来の面内配向膜成膜法において、適用物質
は結晶性の高い導電性物質もしくはそのモノマーに限ら
れている。これら方法のうち、最終的には高分子体が得
られているものもあるが、これはモノマーが固相重合を
起こす性質を利用したものであり、一般の高分子、例え
ば本発明に見られる縮重合、重付加重合体とは全く異な
る機構による。

通常昇華法により結晶成長させると個々の結晶は、分子
の方向性が揃った、すなわち配向状態のの結晶となるが
、全体としてみると各結晶の方位がランダムである。前
記従来の面内配向膜成膜法では、高分子膜上の傷または
既に蒸着した同一物質をラビングして残った所望方向の
結晶のみを核として、昇華により結晶成長させ面内配向
性の膜を成膜する。従って、適用物質が単一な結晶性の
高い導電物質に現在のところ限られているのはこのため
であり、電荷移動錯体といった特殊な例を除けば２種以
上の物質を同時に蒸着し、十分に混和した状態で配向性
を制御することは各物質の結晶型が異なることから困難
と考えられる。特に、高分子材を成膜する場合に、結晶
性がないか、あっても低い場合が多く、モノマーの結晶
型とは通常大きく異なるためその困難さはさらに大きい
と予想される。このため、無機基板上に直接形成された
面内配向性を有する絶縁性の重合膜は、現在のところ作
製されていない。

そこで、本発明者らは、上述の如き従来技術の問題点を
解決すべく鋭意研究し、各種の系統的実験を重ねた結果
、本発明を成すに至ったものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、均質で面内配向性に優れた重合薄膜を
有する機能部材およびその製造方法を提供するにある。

本発明者らは、上述の従来技術の問題に関し、以下のこ
とに着眼した。

すなわち、基板、特に無機基板上に直接面内配向性を有
する重合膜（特に、絶縁性の重合膜）が形成できれば、
例えば液晶配向膜といった用途が考えられる。また、耐
熱性、耐絶縁性の高いことで知られる縮重合、重付加重
合物で面内配向膜が実現できれば、上記用途にも最適で
あり、また従来技術でなしえなかった部分の補完になる
と考えた。

より具体的には、異方性を付与した基板上に、縮重合ま
たは重付加反応を起こすモノマーを少なくとも二種蒸着
し、基板の情報を反映した形での各モノマーの吸着が可
能で且つ重合物が剛直な分子であれば、蒸着初期には少
なくとも基板の情報に従って面内配向が実現でき、また
更に続いて面内異方性を持つ重合物上にも同様に異方性
を有する重合物が生成すると考えた。これが可能であれ
ば、面内配向性を有する重合薄膜の提供が可能となる。

〔第１発明の説明〕 第１発明の構成 本第１発明の面内配向重合薄膜を有する機能部材は、少
なくとも表面に面内異方性を有する基板と、該基板の面
内異方性部上に直接形成され、該基板面内異方性部に形
成された面内異方性の情報を、高分子主鎖または官能基
の向きが面内異方性である形で膜表面まで伝達されて形
成された。開環重合体を除く重付加重合膜または縮重合
体膜からなる重合膜とからなることを特徴とする。

第１発明の作用および効果 本第１発明の面内配向重合薄膜を有する機能部材は、均
質で面内配向性に優れた重合膜を有する。

本第１発明の面内配向重合薄膜が上述の如き効果を発揮
するメカニズムについては、未だ必ずしも明らかではな
いが、次のように考えられる。

すなわち、従来技術である蒸着重合法では、吸着したモ
ノマーにより重合が進行すると考えられるが、吸着の方
向性は基板面内では等方的であるため面内異方性の重合
膜は形成されていない。これに対し本発明では、吸着分
子の面内の方向性を制御できるように面内異方性を付与
した基板上に重合薄膜を直接形成した構造となっている
。そして、該基板に直接吸着したモノマーの方向、すな
わち重合に関与する官能基の方向性は、前記基板上に付
与されている面内異方性により決定され、これより、基
板に直接接した重合薄膜の面内異方性が実現されている
。さらに、該基板に直接形成された重合膜の表面に累積
した重合膜は、基板表面直接形成重合膜が異方性を有し
ているため、その情報を反映した形で吸着・重合した構
造となっているので、膜表面まで配向性を有した状態で
重合膜が形成されている。

しかも、本発明では、重合膜が開環重合体を除く重付加
重合膜または縮重合体膜からなり、該縮重合または重付
加重合物は、カルボニル基、アミノ基、アミド基等の極
性基をモノマーおよび重合物に持つため、水素結合能力
があり、且つ剛直な高分子であることから、優れた面内
異方性を有する重合膜となっている。

また、面内配向を実現するには剛直性が必要なことから
、前述の蒸着面内配向で高分子膜を作製する場合、対象
物にはπ共役系の高分子、すなわち所謂導電性高分子で
ある必要がある。これに対し、本発明では、縮重合また
は重付加重合体からなる重合膜は、絶縁性であり、従来
法とは全く異なる性質の配向膜の提供が可能となる。

本発明の面内配向重合薄膜を有する機能部材は、非常に
有用な高分子材である。

従来法では、液晶紡糸、延伸といった複雑な手法で配向
性を確保し、高強度繊維として開発していた。しかしな
がら、こういった素材性は融点が非常に高い場合や溶媒
不溶な場合が多く、薄膜化は困難である。一方、蒸着重
合はこの薄膜化は容易であるものの、面内配向性は付与
できない。従って、従来の面内配向法は、導電性物質と
いった特殊な例に限られており、本発明のごとき上記縮
重合、重付加重合体のような耐熱性および絶縁性に優れ
た高分子膜の配向制御の例は知られていない。以上のこ
とから、本発明により新規な高次構造、化学構造、物性
を有した面内配向膜を有する機能部材が初めて可能にな
ったことは明らかである。

また、この面内配向膜を無機基板上に直接形成した構造
では、電極の保護膜、絶縁膜として使用でき、しかも配
向性を有することから電極系を必要とする液晶配向膜、
光素子等への応用が期待される。

〔第１発明のその他の発明の説明〕 以下に、前記第１発明のその他の発明について説明する
。

本第１発明の面内配向重合薄膜において、基板は、配向
性を有する重合薄膜の面内の方向性を制御・決定するた
めの情報である面内異方性が付与された面内配向情報保
有／伝達手段であり、これを満足する材料であれば特に
限定されるものではない。具体的に例示すれば、各種結
晶、ガラス、石英等の絶縁物、シリコン等の半導体、酸
化インジウムスズ、酸化スズ等の透明電極、アルミニウ
ム、金等の金属などの無機質物質からなる無機材料が挙
げられる。該基板は、有機質物質からなる有機材料とし
て高分子材料も同様に用いることができるが、傷がつき
にくく、基板表面に形成される重合膜の臨界表面張力と
大きく異なるものを用いる。また、基板の構造は、特に
限定されるものではなく、単一構造、また、有機、無機
の支持材上に蒸着、スパッタ、湿式成膜等で、電極や絶
縁層がコーティングされている積層構造でもよい。

また、基板の形状は、通常平面であるが、これに限定さ
れるものではなく、円筒状、球面状、波状でもよい。ま
た、基板の平滑度は、面内異方性を全面に付与できる程
度であればよい。厚さに関しては、表面状態が重要であ
り、限定されるものではない。基板の表面状態に関して
は、面内異方性が付与されている必要があり、単結晶等
の特殊なものを使用できるが、基板状を一方向に高分子
材でラビングし、高分子を一部付着させたものが好まし
い。また、斜めの蒸着等により、基板表面の一方向に微
細な溝や、組成分布を形成したものを用いることができ
る。

また、面内配向重合膜は、開環重合を除く重付加重合体
または縮重合体膜である。前者の重付加重合体としては
、ポリュリアやポリウレタンがあり、後者の縮重合体と
しては、ポリアミド、ポリアゾメチン、ポリエステルが
ある。各高分子体は、それぞれ二官能性イソシアネート
、酸クロライド、アルデヒドとジアミン、二官能性アル
コールとの反応によって生成する。そのうち最も好まし
いのは、ポリアミドである。これは、高分子とモノマー
との水素結合性に起因すると考えられる。

なお、蒸着重合法では、ポリイミド膜の作製例が最も多
（報告されているが、ポリアミド配向膜の作製を本発明
の手法に従って行ったところ、このものは数千Å以上の
膜厚では少なくとも面内配向性を有さない。このことか
らも、本発明は、単なる蒸着重合の転用ではないことが
明らかである。

このポリイミドは、アミンの酸無水物へのにより開環重
合し、前駆体としてポリアミック酸を生成した後、加熱
脱水閉環し、イミド化され、生成する。ポリアミック酸
の状態でも面内配向性を有していないことから、ポリイ
ミドで面内配向膜が作製できない理由は、前駆体のポリ
アミック酸が側鎖にカルボキシル基という極性基を有し
ているためその影響が強く主鎖の情報が消されてしまう
ためか、一部間環イミド化する時に主鎖の移動が起こり
情報が消されてしまうためと推察される。

また、本発明でいう面内配向性とは、基板を上から見た
ときに基板に付与された情報、例えばラビング方向に平
行もしは垂直方向に主鎖またはカルボニル基等の官能基
が並んでいる状態をさす。

従って、主鎖および官能基が総て基板に対して平行であ
る必要はなく、ある角度を基板との間に保ちながら、一
定の方向に傾いている状態も採りつる。

また、液晶の配向等への応用を考えた場合には、総ての
分子が一定方向を向いている必要もなく、個々の分子は
ある程度ランダムでも全体として異方性方向に配向して
いる状態もさす。従って、ここでいう面内配向性とは、
赤外分光法により基板情報、例えばラビング方向と平行
および垂直方向の偏光を基板に垂直に照射透過させ測定
した透過スペクトル間の差スペクトルを観察し、官能基
の吸収の２色性が検出された場合、および直交ニコルの
偏光子間に膜を配設し、基板情報、例えばラビング方向
が偏光子と平行および４５°の角度をとるように膜を回
転させ複屈折性が確認できた場合、およびゲストホスト
型の液晶を２枚の膜を基板情報、例えばラビング方向が
互いに平行に位置するように一定間隔に固定したセル内
に注入し、液晶の配向性を確認することにより、膜の配
向性を間接的に確認できた場合をいう。

前記面内配向重合膜は、表面まで配向性を有しておれば
よく、膜厚には特に限定されるものではないが、機能部
材として、１０Å以上１００μｍ以下が好ましく、さら
に１００Å以上１０μｍ以下がより好適である。

次に、本発明の面内配向重合膜の製造方法について、そ
の具体的な一例を簡単に説明すると以下のようである。

すなわち、先ず、基板として、シリコンウェハー、ガラ
ス、酸化インジウムスズ透明電極をコーティングしたガ
ラス等を用い、その表面を一方向に高分子材料、例えば
綿、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ヒドロキ
シエチルポリメタクレート、ポリテトラフルオロエチレ
ンの繊維またはシートで擦る。この基板を、真空槽内に
設置し、必要に応じて所定の温度に保つ。基板と対向し
た位置に、縮重合、重付加反応を起こすモノマー２種、
例えばテレフタル酸クロライド、セバシン酸ジクロライ
ド、メチレンジフェニルイソシアネート、テレフタルア
ルデヒド等から一種とデカメチレンジアミン、ヘキサメ
レンジアミン等の脂肪酸ジアミンおよびパラフェニレン
ジアミン、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル等の
芳香族ジアミン、エチレングリコール、バラヒドロキシ
フェノール等の二官能性アルコールから一種をそれぞれ
別の系の容器内に入れる。各容器はヒーターにより温度
を調節でき、また容器の開口部、すなわちモノマー蒸気
の噴出口は必要に応じシャッターによりその開閉度を調
節できる機構にする。真空槽内を油拡散ポンプ等でｌ　
Ｘ　１０−５Ｔｏｒｒ以下に排気した後、各モノマー容
器を所定温度まで昇温し、シャッターを開は両モノマー
を噴出する。この時、両モノマーの噴出量が極端に異な
らないようにシャッターの開閉度、または各モノマー容
器温度を微調する。蒸着時の圧力は、ｌＸｌ０−５〜１
×１Ｏ−３Ｔｏｒｒで行っている。各モノマーの噴出量
の制御は、厳密に行う場合は、水晶発振器を用いた膜厚
モニターを各モノマー噴出口の近傍に設置して行えばよ
く、また比較的揮発性が高いモノマーに関しては、噴出
量の少ない、すなわちそのモノマー温度での蒸気圧の低
い方のモノマー容器噴出口を全開した状態で、もう一方
のモノマー容器噴出口のシャッターの開閉度を微調整し
、イオンゲージで測定した圧力が最低になるように設定
してもよい。これは、重合反応が進行すると揮発性が低
下するため系の圧力が低下することと、縮重合反応によ
り生成する低分子量ガスのイオンゲージにおけるモノマ
ーに対する相対感度が低いため、重合反応が進行すると
イオンゲージで測定した圧力が低下することから、圧力
が最低であることは両モノマーがほぼ１対１に存在する
ことを示すことになる。また、一方のモノマーの揮発性
が非常に高い場合には、上記と同様に揮発性の低いモノ
マーを全開にし、圧力が最低となる条件よりもやや高く
、かつ揮発性の高いモノマーを過剰に供給する状態に保
ってよい。この状態は、揮発性の低いモノマーの供給を
止めた場合に圧力が単調に上昇し、供給すると圧力が単
調に低下することで確認できる。このようにして所定時
開成膜を行うことにより、面内配向膜を得ることができ
る。その時間は、重合速度、基板温度、系の圧力、目的
の膜厚によって異なるのは当然である。面内配向性の評
価は、前述の如く赤外分光法、複屈折性の測定、液晶配
向能によって確認する。特に、表面まで面内配向性を有
しているかは、液晶配向能によって確認できる。

本発明の面内配向膜は、前記性質を利用できる製品であ
れば特に適用分野が限定されるものではないが、例えば
、液晶配向膜、機能性有機物の配向膜、非線形光学材、
などが好適な用途として挙げられる。

また、本発明の面内配向重合薄膜を有する機能部材は、
無機基板上に面内配向膜を作製する従来法と比較すると
、膜物質、性質が異なるのみならず、従来法では２回蒸
着を行わなければならなかったが一度で済むという簡略
化の効果もある。

また、有機基板をラビング処理すると、柔らかいために
傷の生成が避けられず、配向膜が薄い場合には配向膜表
面が荒れることになる。この点、本発明の手法では、無
機基板上に作製できることから、表面が平滑な配向膜が
得られるという特徴がある。

また、本発明は基本的なモノマーについて行ったもので
あるが、機能性の置換基、例えば色素や極性基をモノマ
ーに導入し重合膜を作製すれば、偏光子や強誘電体、非
線形光子体高分子配向膜も実現できると考えられる。

〔第２発明の説明〕 本第２発明は、前記第１発明の面内配向重合薄膜を有す
る機能部材を製造するに好適な方法である。

玉主Ｒ皿０旦煎 前記発明の目的に加えて、次のような目的を有する。

本第２発明の他の目的は、均質で面内配向性に優れた重
合薄膜を有する機能部材を簡便に得ることができる方法
を提供するにある。

第２発明の構成 本第２発明の面内配向重合薄膜を有する機能部材の製造
方法は、基板の表面をラビング処理して該基板表層部に
面内異方性を付与する工程と、該面内異方性を付与した
基板を真空蒸着装置内に配設し、該基板表面に開環重合
を除く重付加反応または縮重合反応を起こす二種類以上
のモノマーを同時に蒸着して、前記基板表層部に形成さ
れた面内異方性の情報を該蒸着膜の表面に伝達させるこ
とにより面内配向した重合膜を形成する重合薄膜形成工
程と、からなることを特徴とする。

！左魚服Ω作里 本第２発明の面内配向重合薄膜を有する機能部材の製造
方法により得られる効果を発揮するメカニズムについて
は、未だ必ずしも明らかではないが、次のように考えら
れる。

通常、基板は、面内配向性を有さないため、面内異方性
、特に有機物質の吸着の方向の異方性を実現させるため
に、基板表面をラビング処理する。

これによって、はぼすべての種類の基板、好ましくは無
機基板に異方性の付与が可能になる。該基板を有機ガス
の吸脱着が容易になるように真空装置内に設置する。真
空下で開環重合を除く重付加反応若しくは縮重合反応を
起こすモノマー２種以上を蒸着すると、各モノマーが交
互に結合した重合膜が固体表面上に形成できる。このと
き、基板方面は、面内異方性を有するため、モノマーの
吸着の方向に異方性が生じ、その異方的に吸着したモノ
マーが別の種類のモノマーと反応重合することにより面
内配向性を有する重合物が生成することになる。こうし
て、基板表面を面内配向性を有する重合物が直接覆うこ
とになる。

続いて、モノマーは重合膜が基板の情報を反映した異方
性を有しているため、その異方性を反映した形で吸着、
重合し、膜表面まで基板の情報を伝達した形、すなわち
重合膜全体が面内配向性を有する状態で重合薄膜が形成
できる。

この時、重合体が剛直な分子でなく屈曲性に富む場合に
は、膜表面に至るまでに配向性の乱れを生じランダムな
構造となる。また、高分子上にモノマーが吸着し重合を
起こす過程において、高分子鎖と水素結合等を起こし、
吸着の方向性が決定できるよう、重合物とモノマーとの
相互作用が大きいことも必要である。この点、縮重合、
重付加重合物は、カルボニル基、アミノ基、アミド基等
の極性基をモノマーおよび重合物に持つため、水素結合
能力があり、且つ剛直な高分子であることから面内異方
性を有する重合膜が作製できることになる。高分子反応
には、縮重合、重付加、開環重合、高重合がある。通常
重合反応を起こさせるためには、活性化が必要なため、
従来技術である蒸着面内配向法のように固相重合を起こ
す場合を除けば、反応性が高く且つラジカル、イオン種
といった開始剤を必要としない縮重合、重付加反応が蒸
着により重合できる主な反応となる。面内配向を実現す
るには剛直性が必要なことから、前記従来技術の蒸着面
内配向で高分子膜を作製する場合、対象物にはπ共役系
の高分子、すなわち所謂導電性高分子である必要がある
。これに対し、縮重合、重付加重合体は、絶縁性であり
、従来法とは全く異なる性質の配向膜の提供が可能とな
る。

第２発明の効果 本第２発明の面内配向重合薄膜を有する機能部材の製造
方法により、均質で面内配向性に優れた重合薄膜を有す
る機能部材を簡便に得ることができる。

また、本第２発明の方法により、基板上に直接形成され
た面内異方性を有する膜が提供できる。

従来法では、高強度、高耐熱性、高絶縁性を有する縮重
合、重付加重合体の配向膜を基板上に直接形成する技術
はなかったが、この第２発明の方法によりそれが可能と
なった。

また、本第２発明の方法により、無機基板上へ直接面内
配向膜の作製を可能にしたので、蒸着処理を１回ですみ
、工程の簡略化が図れる。すなわち、従来法で配向膜を
作製するためには、有機基板をラビングする方法、およ
び−度蒸着した基板をラビングし方向性の揃った結晶を
残した後、再度蒸着する方法がとられているが、前者は
無機基板ではなくラビングによる傷のため配向膜表面が
荒れる虞があり、後者は蒸着を２回行わなければならず
、作業性に劣るという欠点があった。これに対し、本第
２発明の方法では、無機基板上へ直接形成して、面内配
向膜の作製を可能にしたことにより、これら従来技術の
欠点を解消した。

また、本第２発明の方法により、基板の処理面積が広く
、均一な大面積の重合膜の作製ができる。

従って、本発明は、この利点を生かし、かつ面内配向性
を付与できる点で優れた手法といえる。

〔第２発明のその他の発明の説明〕 以下に、前記第２発明のその他の発明について説明する
。

本発明の面内配向重合薄膜を有する機能部材の製造方法
は、先ず、基板の表面をラビング処理して該基板表層部
に面内異方性を付与する（面内異方性付与工程）。

基板は、配向性を有する重合薄膜を有する機能部材の面
内の方向性を制御・決定するための情報である面内異方
性が付与された面内配向情報保有／伝達手段であり、こ
れを満足する材料であれば特に限定されるものではない
。具体的に例示すれば、各種結晶、ガラス、石英等の絶
縁物、シリコン等の半導体、酸化インジウムスズ、酸化
スズ等の透明電極、アルミニウム、金等の金属などの無
機質物質からなる無機材料が挙げられる。このうち、面
内異方性付与工程において傷がつかないものが好ましい
。有機質物質からなる有機材料として、高分子材料も同
様に用いることができるが、この場合は、面内異方性付
与時に傷のつきにくいもの、および高分子材の臨界表面
張力が異方性付与を行う材質の臨界表面張力と大きく異
なることが必要である。

基板の構造は、特に限定されるものではなく、単一構造
、また、有機、無機の支持材上に蒸着、スパッタ、湿式
成膜等で、電極や絶縁層がコーティングされている積層
構造でもよい。

基板の形状は、通常平面であるが、これに限定されるも
のではなく、円筒状、球面状、波状でもよい。

基板の平滑度は、面内異方性を全面に付与できる程度で
あればよい。厚さに関しては、表面状態が重要であり、
限定されるものではない。基板の表面状態に関しては、
面内異方性が付与されている必要があり、単結晶等の特
殊なものを使用できるが、基板状を一方向に高分子材で
ラビングし、高分子を一部付着させたものが好ましい。

また、斜めの蒸着等により、基板表面の一方向に微細な
溝や、組成分布を形成したものを用いることができる。

ラビング処理で用いるラビング材の材質は、ラビング材
が基板表面に僅かに付着する必要があることから、有機
物質が望ましい。特に、成膜条件下で揮発もしくは溶融
すると異方性付与が実質的に成されなくなるため、高分
子材であることがさらに望ましい。高分子材のうちでは
、基板との組合せ、モノマーとの親和性により異なるた
め、−概には言えないが、モノマーの吸着能力が高いと
予想される親水性高分子材料、または基板との吸着能の
差が大きくなる疎水性高分子材料を用いることができる
。特に、臨界表面張力が３５６ｙｎ／ａｍ以上の親水性
高分子材料、または、２０　ｄｙｎ／ａｍ以下の疎水性
高分子材料が好適である。具体的には、親水性高分子材
料として、ポリアクリロニトリル、綿、ポリアクリル酸
、ヒドロキシメチルメタクリル酸、ポリビニルアルコー
ル、ポリアミド、ポリアクリルアミド等が、疎水性高分
子材料として、ポリテトラフルオロエチレンが挙げられ
る。また、その中間にあっても、上記親水性高分子材料
および疎水性高分子材料に比べて配向性は劣るものの、
ある程度配向性を示す場合もあり、要求される特性によ
り適宜選択することができる。

また、ラビング処理は、基板全面に行う必要はなく、配
向膜を作製したい部分のみに行ってもよい。また、ラビ
ング材の形状は、繊維状、フィルム状、塊状など、どの
ようであってもよい。

高分子材でラビングを行うことにより、基板表面に一部
線状に高分子材が付着すると考えられる。

その情報をもとに、基板全面に配向性重合膜が形成され
ることになるため、基板全面を高分子ラビング材でおお
っているわけではない。従って、基板に密着した状態で
重合膜が形成されることになる。また、ラビング回数に
は限定されるものではなく、通常数回〜数千回行えば十
分である。また、ラビングの方向は、常に平行方向に行
う必要があり、そのずれにより当然重合膜の配向性に乱
れを生じる。また、基板全体を同一方向にラビングする
だけでなく、一部のみをラビング方向を変化させ、重合
膜の配向の向きを変化させたり、曲線状にラビングし、
それに沿った配向膜を得ることもできる。

次に、該面内異方性を付与した基板を真空蒸着装置内に
配設し、該基板表面に開環重合を除く重付加反応または
縮重合反応を起こす二種類以上のモノマーを同時に蒸着
して、前記基板表層部に形成された面内異方性の情報を
該蒸着膜の表面に伝達させることにより面内配向した重
合膜を形成する（重合薄膜形成工程）。

ここで用いるモノマーは、開環重合を除く重付加または
縮重合反応を起こす２種以上のモノマーである。具体的
には、テレフタル酸クロライド、セバシン酸クロライド
等の二官能性酸クロライド、フエニルジイソシアネート
、メチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合
物、テレフタルアルデヒド等のジアルデヒド化合物から
一種と、デカメチレンジアミン、ヘキサメレンジアミン
等の脂肪酸ジアミン、パラフェニレンジアミン、４゜４
゛−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジアミンか
ら１種を用いる。その他、ポリウレタンを作製する場合
には、ジイソシアネートとパラヒドロキシフェノール、
エチレングリコール系の二官能性アルコールとを、また
ポリエステルを作製する場合には、二官能性酸クロライ
ドと二官能性アルコールが挙げられる。さらに、前記モ
ノマー以外に、重合反応を阻害しない範囲で、これらモ
ノマーにニトロ基等の極性基、色素等の官能基を置換し
た誘導体を用いてもよい。

なお、重合初期には基板に付与された面内異方性に、ま
たその後は重合膜の異方性に従い、モノマーの吸着の方
向性が決定されなければならない。

従って、重合速度が高い場合には、ランダムな方向に吸
着した分子が重合に関与する可能性がある。

この場合、モノマーの供給が重合速度を律速することに
なる。面内異方性を発現するためには、このようなモノ
マー供給律速ではなく、モノマーの吸・脱着が激しく起
こっている状態で重合を行う必要がある。これは、より
安定な状態で吸着したモノマーは、吸着のライフタイム
（吸着時間）が長くなり、重合反応に関与する確率が高
いのに対し、不安定な方向、状態で吸着したモノマーは
ライフタイムが短く、重合反応に関与できなくするため
である。従って、安定な状態、すなわちこの場合は、基
板の異方性および重合膜の異方性に従った状態で吸着し
た分子が反応に関与し面内配向性を実現できるようにな
る。モノマーの吸着量を減少させる方法としては、基板
温度を上昇させるか、もしくは分圧を低下させる方法が
ある。

この重合薄膜形成工程において、面内配向膜を得るには
、基板温度を高くし、モノマー供給律速より重合速度を
遅くすればよい。但し、温度が高すぎると重合速度が極
めて低下するため、実際的ではない。その温度範囲は、
重合性、吸着性により特定できないので、各モノマー系
列について、重合速度と基板温度との関係を測定し、基
板温度を低下させてもそれ以上の場合と重合速度があま
り変化しなくなる温度（モノマー供給律速の温度）を求
める必要があり、そのモノマー供給律速の温度より基板
温度を高くすることが好ましい。

一方、あるモノマー供給条件では、モノマー供給律速と
なる温度でも、モノマー供給Ｉを減らす、即ち系のモノ
マー分圧を低下させると、モノマーの吸着量が減少し、
吸・脱着が激しく起こるため、好適な温度となりえる。

この場合も、重合性、吸着性により条件は特定できない
。従って、上記と同様にモノマー供給律速となる温度範
囲を各供給条件について把握し、温度を決定しなければ
ならない。ただ、傾向としては、基板温度を低くし、配
向膜を作製したい場合には、モノマー供給、すなわちモ
ノマー分圧を低下させる必要があるといえる。また、一
方のモノマーの揮発性が悪い場合には、揮発性の高いモ
ノマーを過剰にし、揮発性の低いモノマーを減らした状
態で、上記基板温度、モノマー供給量を決定する必要が
ある。両方のモノマーの揮発性が悪い場合は、吸着性が
高くなるため当然基板温度を上げるか、モノマー供給量
を減らし上記条件を満足させる必要がある。

以上のように作製した重合膜は、基板情報を膜表面まで
伝達した重合膜となる。その他、他の分子、例えば色素
等をモノマーとは別に同時に蒸着し、色素の配向および
重合膜の配向を両方実現することも可能であるし、モノ
マーとして２種以上複数のものを用い、それらモノマー
がそれぞれ重合体分子中に含まれる配向膜を作製するこ
ともできる。

〔実施例〕

以下に、本発明の詳細な説明する。

大塵皿上 基板としてシリコンウェハー、酸化インジウムスズ透明
電極コーティングガラス、およびガラスを用い、ラビン
グ処理を行った後、該基板の処理面に蒸着処理により重
合膜を形成して本発明にかかる面内配向重合薄膜を有す
る機能部材を作製し、該機能部材の性能評価試験を行っ
た。

先ず、基板として、２　ｃｍＸ　２　、５ｃｍのシリコ
ンウェハー、酸化インジウムスズ透明電極コーティング
ガラス（以下、ＩＴＯとする）、およびガラスを用意し
、該基板の片面をポリテトラフルオロエチレン板（臨界
表面張力１８．５　ｄｙｎ／ｃｍ　）の端で一方方向に
５０回擦り面内異方性を付与した。このとき、該基板の
面内異方性付与部分に息を吹きかけ、基板のくもり方に
異方性があることにより、基板のラビング処理面に面内
異方性が付与されていることを確認した。

次に、これら基板を真空装置内に配設し、ヒーターで６
２〜６５°Ｃに加熱保持しながら１×１゜５Ｔｏｒｒ（
イオンゲージにより測定）以下まで排気した。

次に、該真空装置に配設した基板に対向した位置に設置
され、テレフタル酸クロライド、デカメチレンジアミン
をそれぞれ入れたモノマー容器２個をシャッターを閉じ
た状態で、テレフタル酸クロライドの容器を３５〜４５
℃に、デカメチレンジアミンの容器を５５〜７５℃にそ
れぞれ加熱した。

次に、基板、モノマー容器温度をそれぞれ前記温度に保
ちながら、デカメチレンジアミン容器のシャッターを全
開にした後、テレフタル酸クロライド容器を一部開き、
真空装置内の圧力が５×１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下になるよ
うにテレフタル酸クロライド容器のシャッター開閉度を
微調整した。なお、いずれのシャッターを閉じても、一
方が開状態であると圧力の上昇が観察された。圧力は時
間とともに変動するため、１０〜３０分毎にテレフタル
酸クロライド容器のシャッターを微調整し圧力が最も低
くなるようにした（成膜初期は５Ｘ１０”Ｔｏｒｒ以下
、その後２　Ｘ　１０”　Ｔｏｒｒ以下）。この状態で
２時開成膜を行い、膜厚が約６０００人の重合膜を基板
上に形成することにより、本実施例の機能部材を得た。

この機能部材の性能評価試験を、透過ＩＲスペクトル測
定、面内配向性評価により行った。

シリコンウェハー上に形成した重合膜について、ラビン
グ方向に平行および垂直の偏光を用い、基板に垂直入射
の条件で透過ＩＲスペクトルを測定した。その結果を、
第１図に示す。同図中、「ｌｌ」および「１２」は該重
合膜の偏光ＩＲスペクトルで、「ｌｌ」はラビング方向
に垂直偏光、「１２」はラビング方向に平行偏光で得ら
れたスペクトル、「１３」はこの差スペクトル、すなわ
ち（ラビング方向に垂直な偏光ＩＲスペクトル）−（平
行な偏光ＩＲスペクトル）を、それぞれ示す。第１図よ
り、これらのスペクトルから重合膜はポリアミド膜の構
造であることが分かった。さらに、この差スペクトルか
ら明らかのように、２色性が観察され、ラビング方向に
垂直方向のカルボニル基の吸収（１６３５ｃｍ−’）が
強いことから、ラビング方向にポリアミド高分子の主鎖
が平行に配向していることが分かった。これより、基板
のラビングの情報を反映した面内配向ポリアミド膜が作
製できていることが確認された。

また、基板としてＩＴＯおよびガラスを用いたものに関
して、液晶配向能の有無により重合膜の面内配向性、特
に膜表面の面内配向性を評価した。

重合膜を形成した基板それぞれ２枚を重合膜を内面に向
け、ラビング方向が平行になるように重ね合わせ、重合
膜間の間隔が１０μｍの液晶セルを作製した。このセル
をクリアポイント以上の温度（１００８Ｃ）に保ち、ゲ
ストホスト型の液晶（ホスト液晶：メルク社製ＺＬＩ−
１８４０、染料二三菱化成（株制アントラキノン系アゾ
系数種の混合物である黒色２色性染料）を封入した。室
温まで冷却後、偏光子を用い、液晶の配向を観察した。

その結果、基板のラビング方向に平行に配向しているこ
とが分かり、重合膜表面に基板情報が伝達した面内配向
性ポリアミド膜が作製できていることが分かった。

衷旌剋又旦主プユ ラビング材として、ポリテトラフルオロエチレンの代わ
りにポリアクリロニトリル（臨界表面張力４４　ｄｙｎ
／ｃｍ　）　、および脱脂綿（臨界表面張力４４　ｄｙ
ｎ／ａｍ　）を用い、その他の条件は実施例１と同様に
して、基板上にポリアミド膜を形成し、本実施例の機能
部材を得た。

得られた機能部材の重合膜について、偏光ＩＲスペクト
ルを実施例１同様に測定した。その結果より得られた差
スペクトルを、第２図に示す。同図中、「２１」はラビ
ング材としてポリアクリロニトリルを用いた場合（実施
例２）の結果を、「３１」はラビング材として脱脂綿を
用いた場合（実施例３）の結果を、それぞれ示す。第２
図より明らかの如く、ラビング材としてポリアクリロニ
トリルを用いた場合は、実施例１と同様にラビング方向
に平行にポリアミド高分子鎖が配向した面内配向ポリア
ミド膜が得られていることが分かった。また、ラビング
材として脱脂綿を用いた場合には、ポリアクリロニトリ
ルとは逆に２色性が観察されることから、ラビング方向
に垂直にポリアミド高分子鎖が配向した面内配向ポリア
ミド膜が得られていることが分かった。

次に、それぞれ実施例１と同様に液晶配向能を測定した
ところ、ポリアクリロニトリルの場合は、ラビング方向
と平行に、脱脂綿の場合はラビング方向に垂直に液晶が
配向していることが分かった。

以上より、配向の向きはラビング材で異なるものの、基
板に付与された面内異方性の情報を重合膜表面に伝達し
た面内異方性を有する重合膜が作製できていることが分
かった。

実施例４〜６ ラビング材として、ポリテトラフルオロエチレンの代わ
りにポリメタクリル酸ヒドロキシエチル板（臨界表面張
力４０　ｄｙｎ／ｃｍ以上：実施例４）、ポリビニルア
ルコールシート（臨界表面張力３７ｄｙｎ／ｃｍ　：実
施例５）、および糸状のポリアクリル酸（臨界表面張力
３５　ｄｙｎ／ｃｍ　：実施例６）を用い、基板として
ガラス基板のみを用いたほかは、前記実施例１と同様に
して、基板上にポリアミド膜を形成し、本実施例の機能
部材を得た。

得られた機能部材について、実施例１と同様に液晶配向
能の有無により重合膜の面内配向性、特に膜表面の面内
配向性を評価した。その結果、ラビング材としてポリメ
タクリル酸ヒドロキシエチル板およびポリビニルアルコ
ールシートを用いた場合はラビング方向に平行に、ポリ
アクリル酸を用いた場合はラビング方向に垂直に液晶が
配向することが分かった。

以上より、配向の向きはラビング材で異なるものの、基
板に付与された面内異方性の情報を重合膜表面に伝達し
た面内異方性を有するポリアミド重合膜が得られている
ことが分かった。

比較例１〜４ ラビング材として、ポリテトラフルオロエチレンの代わ
りにポリプロピレン糸（臨界表面張力２９　ｄｙｎ／ｃ
ｍ　：比較例１）、５ポリフツ化ビニリデン板（臨界表
面張力２５　ｄｙｎ／ａｍ　：比較例−２）、およびポ
リスチレン板（臨界表面張力３３　ｄｙｎ／Ｃｍ：比較
例３）を用い、若しくはラビング処理を行わなかった（
比較例４）、以外のその他の条件は実施例１と同様にし
て基板上にポリアミド膜を形成し、本比較例としての比
較用部材を得た。

得られた比較用部材について、偏光ＩＲスペクトルを実
施例１同様に測定した。その結果、各膜とも偏光ＩＲス
ペクトルの差スペクトルに２色性が観察されず、また実
施例１と同様に液晶配向能を測定したところ液晶配向能
も観察されなかった。

実施例１〜６および比較例１〜４より、ラビング材を用
いないと配向性は得られず、また用いるラビング材とし
ては親水性（臨界表面張力が大）または疎水性（臨界表
面張力がｔＪりの強いラビング材が基板の面内異方性を
付与するのに適していることが分る。

比較例５〜７ それぞれ実施例１〜３と同じラビング材および基板を用
い、基板温度が室温（２５°Ｃ）および蒸着処理時間が
３０分である以外は実施例１と同様にして基板上にポリ
アミド膜を形成し、本比較例としての比較用部材を得た
。得られた比較用部材表面に生成されたポリアミド重合
膜の膜厚は、約５０００人であった。これら重合膜の偏
光ＩＲスペクトルの差スペクトルには２色性が観察され
ず、液晶配向能も観察されなかった。これより、重合速
度が速い場合、すなわち基板温度が低くモノマー供給律
速の条件下では、面内配向膜は得られないことが分かっ
た。

比較例８ 実施例１と同じラビング材および基板を用い、基板温度
が８０°Ｃおよび蒸着処理時間が４時間である以外は実
施例１と同様にして基板上にポリアミド膜の作製を試み
た結果、基板上には重合膜は形成されないことが分かっ
た。

比較例５〜８の結果より、基板温度には適切な範囲があ
り、モノマー供給律速の条件より基板温度を高く、かつ
重合が進行する温度範囲にする必要があることが分かっ
た。

比較例９ 基板として湿式法でポリイミドを成膜したものを用い、
該ポリイミド膜をナイロンブラシでラビングした以外は
、実施例１と同様の条件で基板上にポリアミド膜を形成
し、本比較例としての比較用部材を得た。この比較用部
材表面の重合膜は、液晶配向能を示さなかった。このこ
とから、基板は無機基板が適することが分かった。

実施例７ モノマーとしてデカメチレンジアミンの代わりにパラフ
ェニレンジアミンを用いて、基板温度を５０°Ｃ〜３５
℃に１時間かけて降温し、該温度に２時間保ちながら、
パラフェニレンジアミンの容器の温度を７５８Ｃ〜８５
℃に保ち、該パラフェニレンジアミンの容器のシャッタ
ーは全開の状態でテレフタル酸クロライド容器のシャッ
ターを調節することにより、テレフタル酸クロライドの
供給量をパラフェニレンジアミンの供給量よりも過剰に
供給し、成膜重合時の圧力を５〜１０×１Ｏ−５Ｔｏｒ
ｒに保ちながら３時間蓋着処理した以外は、前記実施例
３と同様にして本実施例の機能部材を作製した。なお、
テレフタル酸クロライドの供給量が過剰であることは、
適時該供給量を減らす、すなわちシャッターを僅かに閉
じると圧力が低下し、またパラフェニレンジアミン容器
のシャッターを閉じると逆に圧力が単調に上昇し、再び
開くと単調に低下することから確認した。

この機能部材表面に形成された重合膜の性能評価試験を
、実施例１と同様にＩＲスペクトル測定を行ったところ
、該重合膜は芳香族ポリアミド膜、であることが分かっ
た。さらに、偏光ＩＲスペクトルを実施例１と同様に測
定した。その結果を、第３図に示す。同図中、「７１」
および「７２」は該重合膜の偏光ＩＲスペクトルで、「
７１」はラビング方向に垂直偏光、「７２」はラビング
方向に平行偏光により得られたスペクトル、「７３」は
その差スペクトルをそれぞれ示す。カルボニル基の吸収
（１６５０ｃｍ”−’）がラビング方向゛に平行の偏光
スペクトルでは全く観察されないのに対し、垂直方向の
偏光スペクトルおよび差スペクトルでは観察されること
から、はぼ完全な面内配向性を有することが確認された
。また、面内配向の向きは、芳香族ポリアミド膜では脱
脂綿をラビング材に用いても、高分子鎖がラビング方向
に平行に配向していることが分かった。

また、ＩＴＯ基板上およびガラス基板上に作製した重合
膜の複屈折性を、直行ニコルにした偏光子間に基板を挟
み基板を回転させることにより測定した。その結果、何
れか一方の偏光子とラビング方向が平行な場合は非常に
暗く、４５度の角度をとるときに最も明るくなり、複屈
折性が確認できた。これより、芳香族ポリアミド膜は、
ラビング方向に非常に高度に配向していることが分かる
。

また、実施例１と同様に液晶配向能の有無により重合膜
の面内配向性、特に膜表面の面内配向性を評価した。そ
の結果、ラビング方向に平行に液晶が配向していること
が分かった。

以上より、脱脂綿でラビング処理し面内異方性を付与し
た基板上に、基板の情報を膜表面まで伝達した高度に配
向した芳香族ポリアミド膜が得られることが分かった。

実施例８ 基板温度が室温（２５°Ｃ）である以外は前記実施例７
と同様にして、芳香族ポリアミド膜を１時間の蒸着処理
により作製した。得られた重合膜の偏光ＩＲスペクトル
測定の結果を、第４図に示す。

同図中、「８１」および「８２」は該重合膜の偏光ＩＲ
スペクトルで、「８１」はラビング方向に垂直偏光、「
８２」はラビング方向に平行偏光により得られたスペク
トル、「８３」はその差スペクトルをそれぞれ示す。カ
ルボニル基の吸収（１６５０ｃｍ−’）がラビング方向
に平行の偏光スペクトルでも僅かに観察されることから
、高い配向性を有しているものの、前記実施例７に比べ
るとやや配向性が劣ることが分る。このことから、基板
温度は、高い方がよいことが分る。また液晶配向性を実
施例１と同様に測定したところ、液晶はラビング方向に
平行に配向しており、基板の情報を膜表面まで伝達した
高度に配向した芳香族ポリアミド膜が得られることが分
かった。なお、基板温度が５０℃以上では、重合膜が形
成されない。また、比較例５〜７のポリアミド膜では室
温では配向膜が得られていない。本実施例のパラフェニ
レンジアミンのように反応性が低いモノマーでは、吸着
種の吸着時間が長（ないと重合反応に関与できなくなる
ため、モノマー供給律速となる温度が室温以下と低くな
り、室温領域でも面内配向膜が得られると考えられる。

実施例９ ラビング材として脱脂綿の代わりにポリアクリロニトリ
ル糸を用い、その他は前記実施例７と同様にポリアミド
重合膜を作製した。得られた重合膜の偏光ＩＲスペクト
ルの差スペクトルを、第５図に示す（「９１」）。その
結果、ＩＲ２色性が確認された。また、複屈折性の測定
試験の結果、ややむらがあるものの、複屈折が確認され
、面内配向性（主鎖がラビング方向に平行）があること
が分った。また、実施例１と同様に液晶配向能を測定し
た結果、ラビング方向に平行に液晶が配向していること
が分かった。これらの結果より、基板のラビングによる
面内異方性の情報を膜表面まで伝達した面内配向膜が得
られることが分かった。

実施例１Ｏおよび１１ ラビング材として脱脂綿の代わりにポリアクリル酸（実
施例１０）およびポリテトラフルオロエチレン（実施例
１１）を用い、それ以外は前記実施例７と同様にポリア
ミド重合膜を作製した。得られた重合膜の性能評価試験
を、複屈折性の測定試験および液晶配向能測定試験によ
り行った。複屈折性の測定試験の結果より面内配向性が
あることが、また液晶配向能測定試験の結果よりラビン
グ方向に平行に液晶が配向していることが分かった。こ
れより、基板のラビングによる面内異方性の情報を膜表
面まで伝達した芳香族ポリアミド膜が得られることが分
かった。

実施例１２および１３ ラビング材としてポリアクリロニトリル（実施例１２）
およびポリフッ化ビニリデン（実施例１３）を用い、そ
れ以外は前記実施例８と同様の条件で、シリコーンウェ
ハー上に１時間蒸着重合処理して重合膜を作製した。得
られた重合膜の偏光ＩＲスペクトルを測定し、その差ス
ペクトルを求めた結果を、第６図に示した。同図中、ｒ
１２１」がラビング材としてポリアクリロニトリルを用
いた結果を、ｒ１３１」がラビング材としてポリフッ化
ビニリデンを用いた結果を、それぞれ示す。２色性が確
認されることから、ラビング方向に平行に主鎖が配向し
た芳香族ポリアミド膜が得られることが分かった。比較
例２（ポリフッ化ビニリデン使用）のポリアミド膜では
配向膜が得られなかったのに対し、芳香族ポリアミド膜
ではポリアクリロニトリルに比べて配向度は劣るものの
、ポリフッ化ビニリデンでも高い配向性を有する面内配
向膜が得られることが分る。

比較例９および１０ ポリスチレン板、ポリプロピレン糸をラビング材として
用いる他は、実施例８と同様の条件でシリコーウェハー
上に芳香族ポリアミド膜を作製した（比較例９．１０）
。得られた重合膜の偏光ＩＲスペクトル測定の結果とし
て該スペクトルの差のスペクトルを、第６図に示す。同
図中、「Ｃ９１Ｊは比較例９を、ｒｃｌｏｌＪは比較例
１０をそれぞれ示す。この比較例の試験結果より、実施
例１２および１３の重合膜に比べて２色性が小さく、配
向性はかなり劣ることが分かった。但し、前記比較例１
および３のポリアミド膜で面内配向性を全く示さなかっ
たのに対して、本比較例９およびＩＯでは面内配向性を
僅かに示していることから、モノマーによっては、ラビ
ング材が親水性と疎水性の中間的な性質のもの（臨界表
面張カニ３５　ｄｙｎ／ｃｍ　＞　　＞　２０　ｄｙｎ
／ｃｍ）を用いてもある程度の配向性を実現できること
が分る。ただし、配向の程度は、親水性または疎水性の
高いラビング材を用いた場合の方が高く、中間的なもの
ではやや劣ることになる。

ル校皿上土 ラビングを行わない他は、実施例８と同様に芳香族ポリ
アミド膜を作製した。この膜の偏光ＩＲスペクトルを測
定した結果、２色性は観察されず、配向性はないことが
分かった。

里秋皿土主二１上 基板温度を７３〜７７℃とし、テレフタル酸クロライド
の代わりにピロメリット酸二無水物を用い、該ピロメリ
ット酸二無水物の容器を２００〜２２０℃に保ち、真空
容器内の蒸着時の圧力が４〜２０　Ｘ　１０−５Ｔｏｒ
ｒとした以外は実施例１〜６、比較例１〜４と同様の条
件で、基板上に重合膜を作製した。得られた膜のＩＲ測
測定結果から、これら膜は何れもポリアミック酸（ポリ
イミド前駆体）であることが分かった。また、これら膜
の偏光ＩＲ測測定液晶配向能の測定を行った結果、面内
配向性は何れの場合も有していないことが分かった。

さらに、これら膜を２００℃に３０分間保ち、イミド化
した。得られた膜のＩＲ測測定結果より、これらの膜は
何れもイミド構造であることを確認した。また、該ポリ
イミド膜について、偏光ＩＲ測測定液晶配向能の測定を
行った結果、何れの場合も面内配向性を有していないこ
とが分かった。

比較例２２〜３１ 基板温度を３５〜３６°Ｃとし、デカメチレンジアミン
の代わりにパラフェニレンジアミンを用い、該パラフェ
ニレンジアミンの容器を７０〜８０°Ｃに保ち、ピロメ
リット酸二無水物容器のシャッターを全開とし、パラフ
ェニレンジアミン容器のシャッターの開閉度を微調する
ことにより、比較例１２〜２１と同様に基板上に重合膜
を作製した。

得られた膜のＩＲ測測定結果から、これら膜は何れもポ
リアミック酸（ポリイミド前駆体）であることが分かっ
た。また、これら膜の偏光ＩＲ測測定液晶配向能の測定
を行った結果、面内配向性は何れの場合も有していない
ことが分かった。

さらに、これら膜を２００℃に３０分間保ち、イミド化
した。得られた膜のＩＲ測測定結果より、これらの膜は
何れもイミド構造であることを確認した。また、該ポリ
イミド膜について、偏光ＩＲ測測定液晶配向能の測定を
行った結果、何れの場合も面内配向性を有していないこ
とが分かった。

以上、比較例１２〜３１の比較試験結果より、重付加反
応であっても、酸無機物の開環反応を伴う開環重合体で
は、面内配向膜が得られないことが分かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られた面内配向重合膜の偏光ＩＲ
スペクトルおよびその差スペクトル（ラビング方向に垂
直偏光スペクトル−平行偏光スペクトル）を示す線図、
第２図は実施例２および実施例３で得られた面内配向重
合膜の偏光ＩＲスペクトルの差スペクトルを示す線図、
第３図は実施例７で得られた面内配向重合膜の偏光ＩＲ
スペクトルおよびその差スペクトルを示す線図、第４図
は実施例８で得られた面内配向重合膜の偏光ＩＲスペク
トルおよびその差スペクトルを示す線図、第５図は実施
例９で得られた面内配向重合膜の偏光ＩＲスペクトルの
差スペクトルを示す線図、第６図は実施例１２および１
３、比較例Ｃ９およびＣ１Ｏで得られた重合膜の偏光Ｉ
Ｒスペクトルの差スペクトルを示す線図である。 １ ２ ７．７ ８．８ ２１ ３１ ９１ ｌ０１ ２．１３　・・・実施例１ ・・・実施例２ ・・・実施例３ ２．７３　・・・実施例７ ２．８３　・・・実施例８ ・・・実施例９ ・・・実施例１２ ・・・実施例１３ ・・・比較例Ｃ９ ・・・比較例ＣＩＯ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも表面に面内異方性を有する基板と、 該基板の面内異方性部上に直接形成され、該基板面内異
   方性部に形成された面内異方性の情報が、高分子主鎖ま
   たは官能基の向きが面内異方性である形で膜表面まで伝
   達されて形成された、開環重合体を除く重付加重合膜ま
   たは縮重合体膜からなる重合膜と、 からなることを特徴とする面内配向重合薄膜を有する機
   能部材。
2. （２）基板の表面をラビング処理して該基板表層部に面
   内異方性を付与する工程と、 該面内異方性を付与した基板を真空蒸着装置内に配設し
   、該基板表面に開環重合を除く重付加反応または縮重合
   反応を起こす二種類以上のモノマーを同時に蒸着して、
   前記基板表層部に形成された面内異方性の情報を該蒸着
   膜の表面に伝達させることにより面内配向した重合膜を
   形成する重合薄膜形成工程と、 からなることを特徴とする面内配向重合薄膜を有する機
   能部材の製造方法。