JP2001279471A - Method for producing thin film onto porous body - Google Patents

Method for producing thin film onto porous body

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JP2001279471A
JP2001279471A JP2000088883A JP2000088883A JP2001279471A JP 2001279471 A JP2001279471 A JP 2001279471A JP 2000088883 A JP2000088883 A JP 2000088883A JP 2000088883 A JP2000088883 A JP 2000088883A JP 2001279471 A JP2001279471 A JP 2001279471A
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thin film
silica airgel
porous body
forming
polymer
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JP2000088883A
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Inventor
Kenji Kono
謙司 河野
Hiroshi Yokogawa
弘 横川
Masaru Yokoyama
勝 横山
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a thin film onto a porous body in which a uniform thin film is formed on the surface of a porous body. SOLUTION: The first thin film 2 with a thickness of <=0.1 μm is transfer printed the surface of a porous body 1. Next, the second thin film 3 is formed on the surface of the first thin film 2. The surface of the porous body 1 can be smoothened by the first thin film 2, and the second thin film 3 can uniformly be formed on the smoothened surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】本発明は、断熱性、電気絶縁
性、低屈折率、低誘電率などの特性を有するシリカエア
ロゲルなど薄膜の表面に薄膜を形成する方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a thin film on the surface of a thin film of silica aerogel having properties such as heat insulation, electric insulation, low refractive index and low dielectric constant.

【従来の技術】シリカエアロゲルは、米国特許第440
2927号明細書、米国特許第4432956号明細
書、米国特許第4610863号明細書に開示されてい
るように、アルコキシシラン(シリコンアルコキシドや
アルキルシリケートとも称する)を加水分解し、これを
縮重合して得られるゲル状化合物を、分散媒の存在下
で、この分散媒の臨界点以上の超臨界条件で乾燥するこ
とによって得ることができる。また特開平5−2790
11号公報、特開平7−138375号公報に開示され
るように、シリカエアロゲルを疎水化処理することによ
って、シリカエアロゲルの耐湿性を高め、シリカエアロ
ゲルの特性が低下することを防ぐことができる。そして
シリカエアロゲルは、高断熱性、高電気絶縁性、低屈折
率、低誘電率などの特性を有しており、これらの特性を
利用して各種の方面に応用することが期待されている。
例えば、基板の表面にシリカエアロゲルの薄膜を形成
し、このシリカエアロゲルの表面にさらに機能性薄膜を
形成することによって、高機能性基板を作製することが
できる。例えばシリカエアロゲル薄膜の表面に機能性薄
膜として銅などの導電性金属薄膜を設けて、この導電性
金属薄膜で回路を形成することによって、シリカエアロ
ゲルの低誘電率という特性を活かした回路基板を作製す
ることができるものである。
2. Description of the Related Art Silica airgel is disclosed in U.S. Pat.
As disclosed in US Pat. No. 2,927, US Pat. No. 4,432,956, US Pat. No. 4,610,863, alkoxysilane (also referred to as silicon alkoxide or alkyl silicate) is hydrolyzed and condensed by condensation. The obtained gel compound can be obtained by drying in the presence of a dispersion medium under supercritical conditions at or above the critical point of the dispersion medium. Also, JP-A-5-2790
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-138375 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-138375, by subjecting silica airgel to a hydrophobizing treatment, the moisture resistance of the silica airgel can be increased, and a decrease in the characteristics of the silica airgel can be prevented. Silica airgel has properties such as high heat insulation, high electrical insulation, low refractive index, and low dielectric constant, and is expected to be applied to various fields by utilizing these properties.
For example, a highly functional substrate can be manufactured by forming a thin film of silica airgel on the surface of the substrate and further forming a thin functional film on the surface of the silica airgel. For example, a conductive metal thin film such as copper is provided as a functional thin film on the surface of a silica airgel thin film, and a circuit is formed using the conductive metal thin film, thereby producing a circuit board utilizing the low permittivity of silica airgel. Is what you can do.

【発明が解決しようとする課題】しかし、シリカエアロ
ゲルは多孔質体であって凹凸があり、シリカエアロゲル
の表面に機能性の薄膜を均一に形成することが困難であ
って、実用化に至っていないのが現状である。また、こ
のように多孔質体の表面は凹凸があるので、表面に機能
性の薄膜を均一に形成することが困難なのは、多孔質体
が一般に有する問題である。本発明は上記の点に鑑みて
なされたものであり、シリカエアロゲルなど多孔質体の
表面に薄膜を均一に形成することができる多孔質体への
薄膜の形成方法を提供することを目的とするものであ
る。
However, silica airgel is a porous material and has irregularities, and it is difficult to uniformly form a functional thin film on the surface of the silica airgel, and it has not been put to practical use. is the current situation. In addition, since the surface of the porous body has irregularities, it is difficult to uniformly form a functional thin film on the surface is a problem that the porous body generally has. The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a method of forming a thin film on a porous body that can uniformly form a thin film on the surface of a porous body such as silica airgel. Things.

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
多孔質体への薄膜の形成方法は、多孔質体の表面に厚み
0.1μm以下の第一の薄膜を転写して形成し、この第
一の薄膜の表面に第二の薄膜を形成することを特徴とす
るものである。また請求項2の発明は、第一の薄膜の形
成方法が、ラングミュア−ブロジェット法であることを
特徴とするものである。また請求項3の発明は、ラング
ミュア−ブロジェット法で第一の薄膜を形成するにあた
って、第一の薄膜を側鎖に光架橋性を有する基を持った
高分子で形成することを特徴とするものである。また請
求項4の発明は、ラングミュア−ブロジェット法で第一
の薄膜を形成するにあたって、第一の薄膜を構成する高
分子によって疎水性の多孔質体の表面を親水化すること
を特徴とするものである。また請求項5の発明は、第二
の薄膜が導電性物質薄膜であることを特徴とするもので
ある。また請求項6の発明は、第二の薄膜が赤外線反射
性薄膜であることを特徴とするものである。また請求項
7の発明は、第二の薄膜が透明性無機酸化物薄膜である
ことを特徴とするものである。また請求項8の発明は、
第二の薄膜が透明導電性薄膜であることを特徴とするも
のである。また請求項9の発明は、第二の薄膜が蛍光体
薄膜であることを特徴とするものである。また請求項1
0の発明は、多孔質体がシリカエアロゲルであることを
特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for forming a thin film on a porous body, comprising transferring a first thin film having a thickness of 0.1 μm or less to the surface of the porous body. The second thin film is formed on the surface of the first thin film. The invention according to claim 2 is characterized in that the first thin film forming method is a Langmuir-Blodgett method. The invention according to claim 3 is characterized in that, when forming the first thin film by the Langmuir-Blodgett method, the first thin film is formed of a polymer having a group having a photocrosslinkable group in a side chain. Things. The invention according to claim 4 is characterized in that, when forming the first thin film by the Langmuir-Blodgett method, the surface of the hydrophobic porous body is hydrophilized by a polymer constituting the first thin film. Things. The invention according to claim 5 is characterized in that the second thin film is a conductive material thin film. The invention according to claim 6 is characterized in that the second thin film is an infrared reflective thin film. The invention according to claim 7 is characterized in that the second thin film is a transparent inorganic oxide thin film. The invention of claim 8 is
The second thin film is a transparent conductive thin film. In a ninth aspect of the present invention, the second thin film is a phosphor thin film. Claim 1
Invention 0 is characterized in that the porous body is silica airgel.

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。シリカエアロゲルは、米国特許第4402927
号公報、同第4432956号公報、同第461086
3号公報で提供されているように、アルコキシシラン
(シリコンアルコキシド、アルキルシリケートとも称さ
れる)の加水分解、重合反応によって得られたシリカ骨
格からなる湿潤状態のゲル状化合物を、アルコールある
いは二酸化炭素等の溶媒(分散媒)の存在下で、この溶
媒の臨界点以上の超臨界状態で乾燥することによって製
造することができる。超臨界乾燥は、例えばゲル状化合
物を液化二酸化炭素中に浸漬し、ゲル状化合物が含む溶
媒の全部又は一部をこの溶媒よりも臨界点が低い液化二
酸化炭素に置換し、この後、二酸化炭素の単独系、ある
いは二酸化炭素と溶媒との混合系の超臨界条件下で乾燥
することによって、行なうことができる。またシリカエ
アロゲルは、米国特許第5137279号公報、同第5
124364号公報で提供されているように、ケイ酸ナ
トリウムを原料として、上記と同様にして製造すること
ができる。ここで、特開平5−279011号公報、特
開平7−138375号公報に開示されているように、
上記のようにしてアルコキシシランの加水分解、重合反
応によって得られたゲル状化合物を疎水化処理すること
によって、シリカエアロゲルに疎水性を付与することが
好ましい。このように疎水性を付与した疎水性シリカエ
アロゲルは、湿気や水等が浸入し難くなり、シリカエア
ロゲルの屈折率や光透過性等の性能が劣化することを防
ぐことができるものである。この疎水化処理の工程は、
ゲル状化合物を超臨界乾燥する前、あるいは超臨界乾燥
中に行なうことができる。疎水化処理は、ゲル状化合物
の表面に存在するシラノール基の水酸基を疎水化処理剤
の官能基と反応させ、疎水化処理剤の疎水基と置換させ
ることによって疎水化するために行なうものである。疎
水化処理を行なう手法としては、例えば、疎水化処理剤
を溶媒に溶解させた疎水化処理液中にゲルを浸漬し、混
合するなどしてゲル内に疎水化処理剤を浸透させた後、
必要に応じて加熱して、疎水化反応を行なわせる方法が
ある。ここで、疎水化処理に用いる溶媒としては、例え
ば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、キシ
レン、トルエン、ベンゼン、N,N−ジメチルホルムア
ミド、ヘキサメチルジシロキサン等を挙げることができ
るが、疎水化処理剤が容易に溶解し、かつ、疎水化処理
前のゲルが含有する溶媒と置換可能なものであればよ
く、これらに限定されるものではない。また後の工程で
超臨界乾燥が行なわれる場合、超臨界乾燥の容易な媒
体、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、液体二酸化炭素などと同一種類もしくはそれと置換
可能なものが好ましい。また疎水化処理剤としては例え
ば、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサ
ン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルジメトキシ
シラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキ
シシラン、エチルトリメトキシシラン、トリメチルエト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン等を挙げることができる。上記のようにし
て作製されるシリカエアロゲルは多孔質であり、液状物
質を塗布すると毛細管現象で液状物質が浸透し易く、シ
リカエアロゲルの微細多孔構造が破壊されてシリカエア
ロゲルの特性が損なわれてしまうおそれがある。特に疎
水化処理されていないシリカエアロゲルの場合には、液
状物質が水性あるいは油性のいずれの場合でもシリカエ
アロゲルの微細多孔構造破壊が起こる。一方、疎水化処
理された疎水性シリカエアロゲルは、水性の液状物質に
対しては微細多孔構造の破壊は受けないが、油性の液状
物質に対しては微細多孔構造の破壊を受ける。そこで請
求項1の発明は、シリカエアロゲル1の表面に液状物質
を塗布して薄膜を形成するのではなく、予め作製した薄
膜をシリカエアロゲル1の表面に転写することによっ
て、図1(a)に示すようにシリカエアロゲル1の表面
に第一の薄膜2を形成し、この第一の薄膜2によってシ
リカエアロゲル1の表面を平滑化するようにしている。
シリカエアロゲル1の高断熱性、高電気絶縁性、低屈折
率、低誘電率などの特性を損なわないで有効に発現させ
るために、シリカエアロゲル1の表面に形成される第一
の薄膜2は薄く形成することが望ましく、第一の薄膜2
の膜厚は0.1μm以下に設定される。膜厚の下限は特
に設定されないが、シリカエアロゲル1の表面を平滑化
する効果を得るためには、0.001μm以上の膜厚を
有することが望ましい。第一の薄膜2を転写で形成する
方法としては、後述のラングミュア−ブロジェット法の
他に、濃度の高い高分子溶液から得られるキャスト膜を
シリカエアロゲル1の表面に転写する方法が考えられ
る。ただ、高分子のキャスト膜の膜厚を0.1μm以下
に制御することは困難であり、膜厚は0.1μm以上に
なってしまうことが多い。高分子で形成される第一の薄
膜2の膜厚が厚くなると、高分子の第一の薄膜2を形成
した後の養生で高分子膜中に発生する応力によって、シ
リカエアロゲル1との界面表面で第一の薄膜2に剥がれ
が生じ、シリカエアロゲル1の表面を平滑化することが
できなくなるおそれがある。請求項2の発明は、シリカ
エアロゲル1の表面への第一の薄膜2の形成を、ラング
ミュア−ブロジェット法で行なうようにしたものであ
る。ラングミュア−ブロジェット法(以下LB法と略
称)は、水面上に高分子の非水溶性溶液を展開すること
によって、水面に高分子薄膜を形成し、適当な表面圧で
高分子薄膜にシリカエアロゲル1の表面を接触させ、高
分子薄膜をシリカエアロゲル1の表面に水面から転写さ
せて第一の薄膜2を形成するようにした方法である。シ
リカエアロゲル1は表面が親水性、疎水性のどちらで
も、LB法で第一の薄膜2を形成することは可能である
が、予め疎水化処理をしたもののほうが好ましい。この
ようにLB法による高分子薄膜で第一の薄膜2をシリカ
エアロゲル1の表面に形成することによって、シリカエ
アロゲル1の表面を平滑化することができるものであ
る。LB法によって形成される高分子薄膜は、膜厚は単
分子レベルであって、数ナノメーターのオーダーの非常
に薄い膜として作製することができるという特徴があ
り、また高分子の側鎖長を変えることによって膜厚をナ
ノスケールでコントロールすることができるという特徴
がある。さらに後述するように、垂直浸漬法や水平付着
法など、シリカエアロゲル1の表面への高分子薄膜の累
積手法によって、累積膜構造を変えることができ、膜表
面の性状を変化させることができるという特徴もある。
LB法によって高分子薄膜を形成するにあたって、高分
子としてはポリイミド、ポリアルキルアクリレート、ポ
リエステル、ポリビニルアセタール、ポリグルタメート
など両親媒性のものを挙げることができる。請求項3の
発明は、上記のようにLB法でシリカエアロゲル1の表
面に第一の薄膜2として形成される高分子として、側鎖
に光架橋性を有する基を持つものを用いるようにしたも
のである。光架橋性の基としては、例えばシンナメート
基を挙げることができる。そしてこのように側鎖に光架
橋性を有する基を持つ高分子で第一の薄膜2をシリカエ
アロゲル1の表面に形成した後、紫外線照射すると、第
一の薄膜2を構成する高分子は側鎖間で光架橋し、第一
の薄膜2を構成する高分子の構造を三次元化して固定化
することができるものであり、耐熱性などの特性が高い
第一の薄膜2とすることができるものである。従って、
例えば、後述のように第一の薄膜2の上にアルミニウム
を蒸着して第二の薄膜3を形成するときなどの温度上昇
に対して、第一の薄膜2を熱的に安定させることができ
るものである。請求項4の発明は、上記のようにLB法
でシリカエアロゲル1の表面に第一の薄膜2を形成する
にあたって、疎水性のシリカエアロゲル1の表面を、第
一の薄膜2を構成する高分子によって親水化するように
したものである。既述のようにLB法で高分子薄膜を形
成する方法としては垂直浸漬法や水平付着法などがあ
る。図2は水平付着法で高分子薄膜を形成する方法を示
すものであり、水10の表面に両親媒性の高分子の非水
溶性溶液を展開すると、図2(a)に示すように、各高
分子11は親水性部分11aが水10と接する下端に、
疎水性部分(親油性基)11bが水と接しない上端に位
置する向きで、水面上に並列配置されて高分子薄膜12
が形成される。そして、シリカエアロゲル1の表面を水
平にして高分子薄膜12の上に押し当てると、シリカエ
アロゲル1の疎水性の表面に各高分子11の疎水性部分
11bが付着する。次にシリカエアロゲル1を引き上げ
ると、図2(b)に示すように、各高分子11の疎水性
部分11bがシリカエアロゲル1の表面に付着したま
ま、水面から高分子薄膜12がシリカエアロゲル1の表
面に転写され、シリカエアロゲル1の表面に第一の薄膜
2を形成することができるものである。このように一回
の付着操作によって一層だけで形成される第一の薄膜2
にあって、第一の薄膜2を構成する各高分子11は疎水
性部分11bがシリカエアロゲル1の側を、親水性部分
11aが反対側を向いた配列になっており、第一の薄膜
2の表面は各高分子11の親水性部分11aで形成され
るものであり、この第一の薄膜2によってシリカエアロ
ゲル1の表面を親水化することができるものである。こ
のように、疎水性のシリカエアロゲル1の表面に第一の
薄膜2を形成することによって、シリカエアロゲル1の
表面を親水性にすると、後述のようにインジウムスズ酸
化物等の透明導電性薄膜など第二の薄膜3を第一の薄膜
2の上に形成するにあたって、第二の薄膜3の形成を安
定して行なうことができるものである。一方、図3は垂
直浸漬法で高分子薄膜を形成する方法を示すものであ
り、水10の表面に両親媒性の高分子の非水溶性溶液を
展開すると、上記と同様に図3(a)に示すように、各
高分子11は親水性部分11aが下端に、疎水性部分1
1bが上端に位置する向きで配置されて高分子薄膜12
が水面に形成される。そして、シリカエアロゲル1の表
面を水面に対して垂直にして、シリカエアロゲル1を水
中に浸漬すると、図3(b)に示すように、シリカエア
ロゲル1の疎水性の表面に各高分子11の疎水性部分1
1bが付着し、疎水性部分11bがシリカエアロゲル1
の側に配列されると共に表面側に親水性部分11aが配
列された高分子薄膜12がシリカエアロゲル1の表面に
形成される。このようにシリカエアロゲル1の表面に形
成される一層目の高分子薄膜12の表面側は親水性部分
11aが配列して親水性になっている。次に、シリカエ
アロゲル1を水中から引き上げると、シリカエアロゲル
1の表面に付着する高分子薄膜12の表面側は親水性で
あるので、水面上の高分子薄膜12の親水性部分11a
がシリカエアロゲル1の表面の高分子薄膜12の表面側
に付着し、図3(c)のようにシリカエアロゲル1の表
面に二層の高分子薄膜12が付着する。このようにして
二層の高分子薄膜12が累積されて形成される第一の薄
膜2をシリカエアロゲル1の表面に設けることができる
ものであり、この第一の薄膜2の表面には疎水性部分1
1bが配列しているので、シリカエアロゲル1の表面を
疎水性にすることができるものである。上記のようにし
てシリカエアロゲル1の表面に第一の薄膜2を形成して
シリカエアロゲル1の表面を平滑化した後、図1(b)
のように第一の薄膜2の上に第二の薄膜3として形成す
ることによって、機能性の薄膜をシリカエアロゲル1の
表面に設けるものである。シリカエアロエゲル11の表
面は第一の薄膜2で平滑化されているために、シリカエ
アロゲル1の表面に機能性の薄膜を第二の薄膜3として
均一に形成することができるものである。ここで、第二
の薄膜3を機能性薄膜として形成するにあたって、請求
項5の発明では、この第二の薄膜3を導電性物質薄膜で
形成するようにしている。導電性物質としては、銅、ア
ルミニウム、マグネシウム、銀等の導電性金属を用いる
ことができるが、一般的には導電性やコストのうえで銅
が好ましい。このように第二の薄膜3を導電性物質薄膜
で形成することによって、シリカエアロゲル1を金属張
り基板として用いることができるものであり、導電性物
質の薄膜3にフォトレジスト形成、マスキング、露光、
現像、エッチングの処理を施して、回路パターンを形成
することによって、回路基板として使用することができ
るものである。シリカエアロゲル1は誘電率が1.05
〜2.0程度と非常に小さい値を示すので、高集積回路
用などの優れた低誘電率回路基板として用いることがで
きるものである。また請求項6の発明では、第二の薄膜
3を赤外線反射性薄膜で形成するようにしている。この
赤外線反射性薄膜はアルミニウムやチタニアの薄膜で形
成することができる。このように第二の薄膜3を赤外線
反射性薄膜で形成することによって、赤外線を反射する
ことができるものであり、シリカエアロゲル1を断熱性
基板として使用することができるものである。しかもシ
リカエアロゲル1は熱伝導率が0.01〜0.025m
W/mK程度と非常に低く、かつ密度が非常に小さいこ
とから赤外線反射性薄膜との界面における熱伝導係数が
大きくなるので、より優れた断熱性を示すものである。
また請求項7の発明では、第二の薄膜3を透明性無機酸
化物薄膜で形成するようにしている。透明性無機酸化物
としてはシリカ等を用いることができるものである。こ
のものは、シリカエアロゲル1と透明性無機酸化物薄膜
による薄膜3との界面で光を全反射させ、透明性無機酸
化物薄膜による薄膜3を光伝送性能の高い光導通路とし
た、光伝送性能に優れた光導路基板として使用すること
ができるものである。シリカエアロゲル1は光の屈折率
が1.008〜1.1と非常に小さいために光導通路と
外部との界面での前半遮光率が高く、光導通路が曲線パ
ターンで形成されていても光の伝送ロスを極小に抑制で
きるものである。ここで、シリカエアロゲル1と第二の
薄膜3の間には第一の薄膜2が介在しているが、第一の
薄膜2は厚みが0.1μm以下であって光の波長よりも
小さいので、シリカエアロゲル1と第二の薄膜3との間
での光の全反射には何ら影響を与えることはない。従っ
て、第一の薄膜2の厚みが導通する光の波長並以上にな
ると、本来伝送すべき光が伝送できなくなるので好まし
くない。また請求項8の発明では、第二の薄膜3を透明
導電性薄膜で形成するようにしている。この透明導電性
薄膜は、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム
亜鉛酸化物(IXO)、銀、クロムなどの透明導電性物
質で形成することができる。このように第二の薄膜3を
透明導電性薄膜で形成することによって、シリカエアロ
ゲル1を発光素子用基板として用いることができるもの
である。例えば、透明導電性の第二の薄膜3の表面にE
L(エレクトロルミネッセンス)層を設けると共にさら
にEL層の表面に背面金属電極を設け、透明導電性の第
二の薄膜3と背面金属電極の間に電界を印加することに
よって、EL層を発光させることができ、EL発光素子
としてディスプレーに用いることができるものである。
ここで、シリカエアロゲル1は光の屈折率が1.008
〜1.1と非常に小さく、この低屈折率のシリカエアロ
ゲル1を通過する光は大気への取り出し率が高く、EL
層で発光した光を外部に取り出す取り出し率が高いEL
発光素子として使用することができるものである。ここ
で、シリカエアロゲル1と第二の薄膜3間には第一の薄
膜2が介在しているが、第一の薄膜2は厚みが0.1μ
m以下であって光の波長よりも小さいので、光の大気へ
の取り出し率に何ら影響を与えることはない。EL層と
しては有機ELや無機ELとして従来から用いられてい
るものを使用することができる。また、シリカエアロゲ
ル1は光の屈折率が1.008〜1.1と小さいため
に、空気が存在するのと同等の光機能を有し、例えば反
射型液晶用フロントライトの保護とタッチパネルを兼ね
たディスプレーを形成することができるものである。ま
た請求項9の発明では、第二の薄膜3を蛍光体物質によ
る蛍光体薄膜で形成するようにしてある。このものでは
紫外線照射によって第二の薄膜3を構成する蛍光体物質
が発光し、上記のEL発光素子と同じ原理で発光の取り
出し効率が高い蛍光性薄膜基板として使用することがで
きるものである。尚、上記の実施の形態では、シリカエ
アロゲルの表面に薄膜を形成する例について説明した
が、本発明に係る薄膜の形成方法は、シリカエアロゲル
以外に、多孔質体全般に適用することができるものであ
る。シリカエアロゲル以外の多孔質体としては、親水性
多孔質体として、例えばアルコシキシランの加水分解重
合反応やケイ酸ナトリウム溶液のゲル化反応によって得
られる湿潤ゲルを通常の加熱や減圧などで乾燥して得ら
れる多孔質シリカ(キセロゲル)などがあり、また疎水
性多孔質体として、例えば上記キセロゲルの疎水化処理
物、低濃度のメラミン樹脂ゲル化物を乾燥した多孔質ポ
リマー、ポリスチレンとポリメチルメタクリル樹脂とポ
リスチレン樹脂の溶解物を乾燥した後、ポリスチレン樹
脂を溶剤にて選択的に溶解除去することで得られる多孔
質ポリマーなどがあり、素材は特に限定されるものでは
ない。
Embodiments of the present invention will be described below. Silica airgel is disclosed in US Pat. No. 4,402,927.
No. 4,432,956 and No. 4,610,862
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 3 (1993), a wet gel compound comprising a silica skeleton obtained by hydrolysis and polymerization of alkoxysilane (also referred to as silicon alkoxide or alkyl silicate) is converted into alcohol or carbon dioxide. In the presence of such a solvent (dispersion medium), the solvent can be produced by drying in a supercritical state at or above the critical point of the solvent. Supercritical drying is, for example, immersing the gel-like compound in liquefied carbon dioxide, replacing all or part of the solvent contained in the gel-like compound with liquefied carbon dioxide having a lower critical point than this solvent, and thereafter, carbon dioxide Or a mixture of carbon dioxide and a solvent under supercritical conditions. Silica airgel is disclosed in U.S. Pat.
As provided in JP-A-124364, it can be produced in the same manner as described above using sodium silicate as a raw material. Here, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 5-279011 and Hei 7-138375,
It is preferable to impart hydrophobicity to the silica airgel by subjecting the gel compound obtained by the hydrolysis and polymerization reaction of the alkoxysilane to a hydrophobic treatment as described above. The hydrophobic silica airgel imparted with such hydrophobicity makes it difficult for moisture, water and the like to infiltrate, and can prevent the performance of the silica airgel such as the refractive index and the light transmittance from deteriorating. The step of this hydrophobic treatment is
It can be performed before or during supercritical drying of the gel compound. The hydrophobizing treatment is performed in order to make the hydroxyl group of the silanol group present on the surface of the gel compound react with the functional group of the hydrophobizing agent, and to replace the hydrophobic group with the hydrophobic group of the hydrophobizing agent to make the surface hydrophobic. . As a method of performing the hydrophobizing treatment, for example, after immersing the gel in a hydrophobizing treatment solution in which the hydrophobizing agent is dissolved in a solvent, mixing and so on, the permeation of the hydrophobizing agent into the gel,
There is a method of performing a hydrophobic reaction by heating as necessary. Here, examples of the solvent used for the hydrophobizing treatment include methanol, ethanol, isopropanol, xylene, toluene, benzene, N, N-dimethylformamide, and hexamethyldisiloxane. The material is not limited to these as long as it can be easily dissolved and can be replaced by the solvent contained in the gel before the hydrophobic treatment. In the case where supercritical drying is performed in a subsequent step, a medium which can be easily subjected to supercritical drying, for example, the same type as that of methanol, ethanol, isopropanol, liquid carbon dioxide, or the like, or a medium which can be replaced with the same is preferable. As the hydrophobizing agent, for example, hexamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane, trimethylmethoxysilane, trimethyldimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, Methyltriethoxysilane and the like can be mentioned. The silica airgel produced as described above is porous, and when a liquid substance is applied, the liquid substance easily penetrates by capillary action, and the microporous structure of the silica airgel is destroyed, and the properties of the silica airgel are impaired. There is a risk. In particular, in the case of silica airgel that has not been subjected to a hydrophobic treatment, the microporous structure of the silica airgel is destroyed regardless of whether the liquid substance is aqueous or oily. On the other hand, the hydrophobic silica airgel that has been subjected to the hydrophobizing treatment does not suffer from the destruction of the microporous structure for an aqueous liquid substance, but suffers the destruction of the microporous structure for an oily liquid substance. Therefore, the invention of claim 1 does not apply a liquid substance to the surface of the silica airgel 1 to form a thin film, but instead transfers a thin film prepared in advance to the surface of the silica airgel 1, as shown in FIG. As shown, a first thin film 2 is formed on the surface of a silica airgel 1, and the surface of the silica airgel 1 is smoothed by the first thin film 2.
The first thin film 2 formed on the surface of the silica airgel 1 is thin so that the silica airgel 1 can effectively exhibit properties such as high heat insulation, high electrical insulation, a low refractive index, and a low dielectric constant without deteriorating. It is desirable to form the first thin film 2
Is set to 0.1 μm or less. The lower limit of the film thickness is not particularly set, but in order to obtain the effect of smoothing the surface of the silica airgel 1, it is desirable to have a film thickness of 0.001 μm or more. As a method of forming the first thin film 2 by transfer, in addition to the Langmuir-Blodgett method described later, a method of transferring a cast film obtained from a high-concentration polymer solution to the surface of the silica airgel 1 can be considered. However, it is difficult to control the film thickness of the polymer cast film to 0.1 μm or less, and the film thickness often becomes 0.1 μm or more. When the thickness of the first thin film 2 formed of a polymer is increased, the stress generated in the polymer film during curing after the formation of the first thin film 2 of the polymer causes an interface surface with the silica airgel 1 to be generated. As a result, the first thin film 2 may be peeled off, and the surface of the silica airgel 1 may not be smoothed. According to a second aspect of the present invention, the first thin film 2 is formed on the surface of the silica airgel 1 by a Langmuir-Blodgett method. In the Langmuir-Blodgett method (hereinafter abbreviated as LB method), a polymer thin film is formed on a water surface by spreading a water-insoluble solution of the polymer on the water surface, and the silica aerogel is formed on the polymer thin film at an appropriate surface pressure. 1 is a method in which the first thin film 2 is formed by bringing the surface of the first thin film 2 into contact and transferring the polymer thin film onto the surface of the silica airgel 1 from the water surface. Although the silica airgel 1 can form the first thin film 2 by the LB method regardless of whether the surface is hydrophilic or hydrophobic, it is preferable that the silica airgel 1 has been subjected to a hydrophobic treatment in advance. The surface of the silica airgel 1 can be smoothed by forming the first thin film 2 on the surface of the silica airgel 1 with the polymer thin film by the LB method. The polymer thin film formed by the LB method has a feature that the film thickness is a single molecule level and can be produced as a very thin film of the order of several nanometers. There is a feature that the film thickness can be controlled on a nano scale by changing the thickness. Further, as described later, it is said that the cumulative film structure can be changed and the properties of the film surface can be changed by a method of accumulating a polymer thin film on the surface of the silica airgel 1, such as a vertical immersion method or a horizontal adhesion method. There are also features.
In forming a polymer thin film by the LB method, examples of the polymer include amphiphilic polymers such as polyimide, polyalkyl acrylate, polyester, polyvinyl acetal, and polyglutamate. According to the invention of claim 3, as the polymer formed as the first thin film 2 on the surface of the silica airgel 1 by the LB method as described above, a polymer having a photocrosslinkable group in a side chain is used. Things. Examples of the photocrosslinkable group include a cinnamate group. After the first thin film 2 is formed on the surface of the silica airgel 1 with a polymer having a photocrosslinkable group in the side chain, the polymer constituting the first thin film 2 is irradiated with ultraviolet light. The first thin film 2 having high properties such as heat resistance can be fixed by three-dimensionally fixing the structure of the polymer constituting the first thin film 2 by photocrosslinking between the chains. You can do it. Therefore,
For example, the first thin film 2 can be thermally stabilized against a temperature rise when, for example, aluminum is deposited on the first thin film 2 to form the second thin film 3 as described later. Things. In forming the first thin film 2 on the surface of the silica airgel 1 by the LB method as described above, the surface of the hydrophobic silica airgel 1 is changed to a polymer constituting the first thin film 2. Is made hydrophilic. As described above, as a method of forming a polymer thin film by the LB method, there are a vertical dipping method and a horizontal deposition method. FIG. 2 shows a method of forming a polymer thin film by a horizontal deposition method. When a water-insoluble solution of an amphiphilic polymer is spread on the surface of water 10, as shown in FIG. Each polymer 11 has a hydrophilic portion 11a at the lower end where it contacts water 10;
The polymer thin film 12 is arranged in parallel on the water surface with the hydrophobic portion (lipophilic group) 11b positioned at the upper end not in contact with water.
Is formed. Then, when the surface of the silica airgel 1 is horizontal and pressed against the polymer thin film 12, the hydrophobic portions 11 b of the respective polymers 11 adhere to the hydrophobic surface of the silica airgel 1. Next, when the silica aerogel 1 is pulled up, as shown in FIG. 2 (b), the polymer thin film 12 is removed from the water surface while the hydrophobic portion 11b of each polymer 11 adheres to the surface of the silica aerogel 1. The first thin film 2 is transferred to the surface and can be formed on the surface of the silica airgel 1. Thus, the first thin film 2 formed by only one layer by one adhesion operation
In each of the polymers 11 constituting the first thin film 2, the hydrophobic portion 11b is arranged on the side of the silica airgel 1 and the hydrophilic portion 11a is arranged on the opposite side. Is formed of the hydrophilic portion 11a of each polymer 11, and the surface of the silica airgel 1 can be made hydrophilic by the first thin film 2. As described above, when the surface of the silica airgel 1 is made hydrophilic by forming the first thin film 2 on the surface of the hydrophobic silica airgel 1, as described later, a transparent conductive thin film such as indium tin oxide is used. In forming the second thin film 3 on the first thin film 2, the second thin film 3 can be formed stably. On the other hand, FIG. 3 shows a method of forming a polymer thin film by a vertical immersion method. When a water-insoluble solution of an amphiphilic polymer is spread on the surface of water 10, FIG. ), Each polymer 11 has a hydrophilic portion 11a at the lower end and a hydrophobic portion 1a.
1b is arranged in the direction located at the upper end, and the polymer thin film 12
Are formed on the water surface. When the surface of the silica airgel 1 is perpendicular to the water surface and the silica airgel 1 is immersed in water, the hydrophobic surface of each polymer 11 is placed on the hydrophobic surface of the silica airgel 1 as shown in FIG. Sex part 1
1b is attached, and the hydrophobic portion 11b is a silica airgel 1
Is formed on the surface of the silica airgel 1 with the hydrophilic portions 11a arranged on the surface side. As described above, the surface side of the first polymer thin film 12 formed on the surface of the silica airgel 1 is hydrophilic because the hydrophilic portions 11a are arranged. Next, when the silica airgel 1 is pulled out of the water, the surface side of the polymer thin film 12 adhered to the surface of the silica airgel 1 is hydrophilic.
Adheres to the surface of the polymer thin film 12 on the surface of the silica airgel 1, and the two-layer polymer thin film 12 adheres to the surface of the silica airgel 1 as shown in FIG. The first thin film 2 formed by accumulating the two polymer thin films 12 in this manner can be provided on the surface of the silica airgel 1, and the surface of the first thin film 2 has hydrophobic properties. Part 1
Since 1b is arranged, the surface of the silica airgel 1 can be made hydrophobic. After forming the first thin film 2 on the surface of the silica airgel 1 as described above and smoothing the surface of the silica airgel 1, FIG. 1 (b)
By forming the second thin film 3 on the first thin film 2 as described above, a functional thin film is provided on the surface of the silica airgel 1. Since the surface of the silica airgel 11 is smoothed by the first thin film 2, a functional thin film can be uniformly formed on the surface of the silica airgel 1 as the second thin film 3. Here, in forming the second thin film 3 as a functional thin film, in the invention of claim 5, the second thin film 3 is formed of a conductive material thin film. As the conductive substance, a conductive metal such as copper, aluminum, magnesium, and silver can be used, but copper is generally preferred in terms of conductivity and cost. By forming the second thin film 3 with a conductive material thin film in this way, the silica airgel 1 can be used as a metal-clad substrate. The conductive material thin film 3 is formed with a photoresist, masked, exposed,
The circuit board can be used as a circuit board by forming a circuit pattern by performing development and etching processes. Silica airgel 1 has a dielectric constant of 1.05
Since it shows a very small value of about 2.0, it can be used as an excellent low dielectric constant circuit board for use in highly integrated circuits. In the invention of claim 6, the second thin film 3 is formed of an infrared reflective thin film. This infrared reflective thin film can be formed of a thin film of aluminum or titania. By forming the second thin film 3 as an infrared-reflective thin film in this way, infrared light can be reflected, and the silica airgel 1 can be used as a heat insulating substrate. Moreover, the silica airgel 1 has a thermal conductivity of 0.01 to 0.025 m.
Since it has a very low density of about W / mK and a very low density, the coefficient of thermal conductivity at the interface with the infrared reflective thin film becomes large, so that it exhibits more excellent heat insulating properties.
In the invention of claim 7, the second thin film 3 is formed of a transparent inorganic oxide thin film. Silica or the like can be used as the transparent inorganic oxide. The light transmission performance is such that light is totally reflected at the interface between the silica airgel 1 and the thin film 3 made of a transparent inorganic oxide thin film, and the thin film 3 made of the transparent inorganic oxide thin film is used as a light conducting path having high light transmission performance. It can be used as an optical waveguide substrate having excellent characteristics. Since the silica airgel 1 has a very low refractive index of 1.008 to 1.1, the first half light blocking ratio at the interface between the light conducting path and the outside is high, and even if the light conducting path is formed in a curved pattern, the light of the light is low. Transmission loss can be minimized. Here, the first thin film 2 is interposed between the silica airgel 1 and the second thin film 3, but the first thin film 2 has a thickness of 0.1 μm or less and is smaller than the wavelength of light. It does not affect the total reflection of light between the silica airgel 1 and the second thin film 3 at all. Therefore, it is not preferable that the thickness of the first thin film 2 is equal to or greater than the wavelength of the conducting light, because the light to be transmitted cannot be transmitted. In the invention of claim 8, the second thin film 3 is formed of a transparent conductive thin film. This transparent conductive thin film can be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IXO), silver, and chromium. By forming the second thin film 3 with a transparent conductive thin film in this way, the silica airgel 1 can be used as a light emitting element substrate. For example, the surface of the transparent conductive second thin film 3 has E
Providing an L (electroluminescence) layer, further providing a back metal electrode on the surface of the EL layer, and applying an electric field between the transparent conductive second thin film 3 and the back metal electrode to cause the EL layer to emit light. And can be used for a display as an EL light emitting element.
Here, silica airgel 1 has a light refractive index of 1.008.
The light passing through this silica airgel 1 having a low refractive index has a high extraction rate to the atmosphere,
EL with high extraction rate for extracting light emitted from the layer to the outside
It can be used as a light emitting element. Here, the first thin film 2 is interposed between the silica airgel 1 and the second thin film 3, and the first thin film 2 has a thickness of 0.1 μm.
m, which is smaller than the wavelength of light, so that it has no effect on the extraction rate of light to the atmosphere. As the EL layer, those conventionally used as organic EL and inorganic EL can be used. Further, since the silica airgel 1 has a light refractive index as small as 1.008 to 1.1, it has an optical function equivalent to the presence of air. Can form a display. In the ninth aspect of the present invention, the second thin film 3 is formed of a phosphor thin film made of a phosphor material. In this device, the fluorescent substance constituting the second thin film 3 emits light by ultraviolet irradiation, and can be used as a fluorescent thin film substrate having a high light extraction efficiency by the same principle as the above EL light emitting element. In the above-described embodiment, an example in which a thin film is formed on the surface of silica airgel has been described. However, the method for forming a thin film according to the present invention can be applied to all porous materials other than silica airgel. It is. As a porous body other than silica airgel, as a hydrophilic porous body, for example, a wet gel obtained by a hydrolysis polymerization reaction of an alkoxysilane or a gelation reaction of a sodium silicate solution is dried by ordinary heating or reduced pressure. Porous silica (xerogel) obtained by the above method. Examples of the hydrophobic porous body include a hydrophobicized product of the above xerogel, a porous polymer obtained by drying a low-concentration gelled melamine resin, polystyrene and polymethyl methacrylic resin. There is a porous polymer or the like obtained by selectively dissolving and removing the polystyrene resin with a solvent after drying the melt of the polystyrene resin and the polystyrene resin, and the material is not particularly limited.

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。 (実施例1)表面に疎水性シリカエアロゲル膜が形成さ
れたソーダガラス基板を用い、LB法にて、ポリビニル
オクタナールアセタールを表面圧25mN/mの条件で
浸漬することによって、疎水性シリカエアロゲル膜の表
面に厚み10nmの第一の薄膜を形成した。この第一の
薄膜は1層の高分子薄膜によって形成されており、表面
は親水性である。次に、室温にて0.003Pa、10
0Wの条件でスパッタリングすることによって、第一の
薄膜の上に第二の薄膜として厚み200nmのIXO薄
膜からなる透明導電性薄膜を形成した。 (実施例2)表面に疎水性シリカエアロゲル膜が形成さ
れたソーダガラス基板を用い、LB法にて、ポリビニル
オクタナールアセタールを表面圧25mN/mの条件で
浸漬することによって、疎水性シリカエアロゲル膜の表
面に厚み10nmの第一の薄膜を形成した。この第一の
薄膜は1層の高分子薄膜によって形成されており、表面
は親水性である。次に、200℃にて0.003Pa、
300Wの条件でスパッタリングすることによって、第
一の薄膜の上に第二の薄膜として厚み200nmのIT
O薄膜からなる透明導電性薄膜を形成した。 (実施例3)表面に疎水性シリカエアロゲル膜が形成さ
れたソーダガラス基板を用い、LB法にて、ポリビニル
オクタナールアセタールを表面圧25mN/mの条件で
浸漬することによって、疎水性シリカエアロゲル膜の表
面に厚み10nmの1層目の高分子薄膜を形成した後、
ポリビニルオクタナールアセタールを表面圧25mN/
mの条件で水平付着させることによって、厚み10nm
の2層目の高分子薄膜を形成し、第一の薄膜を形成し
た。この第一の薄膜は2層の高分子薄膜によって形成さ
れており、表面は疎水性である。次に、200℃にて
0.003Pa、300Wの条件でスパッタリングする
ことによって、第一の薄膜の上に第二の薄膜として厚み
200nmのITO薄膜からなる透明導電性薄膜を形成
した。 (実施例4)表面に疎水性シリカエアロゲル膜が形成さ
れたソーダガラス基板を用い、LB法にて、ポリビニル
オクタナールアセタール−シンメート−コポリマーを表
面圧25mN/mの条件で浸漬することによって、疎水
性シリカエアロゲル膜の表面に厚み10nmの第一の薄
膜を形成した。この後、波長298nmの紫外線を5分
間照射することによって光架橋させ、第一の薄膜を固定
化した。次に、蒸着法にて、第一の薄膜の上に第二の薄
膜として厚み50nmのAl薄膜からなる導電性物質薄
膜を形成した。 (比較例1)表面に疎水性シリカエアロゲル膜が形成さ
れたソーダガラス基板を用い、疎水性シリカエアロゲル
の表面に実施例1と同様にしてIXO薄膜からなる透明
導電性薄膜のみを形成した。 (比較例2)表面に疎水性シリカエアロゲル膜が形成さ
れたソーダガラス基板を用い、疎水性シリカエアロゲル
の表面に実施例2と同様にしてITO薄膜からなる透明
導電性薄膜のみを形成した。 (比較例3)表面に疎水性シリカエアロゲル膜が形成さ
れたソーダガラス基板を用い、疎水性シリカエアロゲル
の表面に実施例4と同様にしてAl薄膜導電性物質薄膜
のみを形成した。上記のようにして実施例1〜4および
比較例1〜3で得た薄膜形成基板を用い、その最上層の
導電性の薄膜について1cm距離の導通性能をテスター
により測定した。結果を表1に示す。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. (Example 1) Using a soda glass substrate having a hydrophobic silica airgel film formed on the surface thereof, polyvinyl octanal acetal was immersed at a surface pressure of 25 mN / m by the LB method to obtain a hydrophobic silica airgel film. A first thin film having a thickness of 10 nm was formed on the surface of. This first thin film is formed by one layer of a polymer thin film, and the surface is hydrophilic. Next, at room temperature, 0.003 Pa, 10
A transparent conductive thin film made of an IXO thin film having a thickness of 200 nm was formed as a second thin film on the first thin film by sputtering under the condition of 0 W. (Example 2) Using a soda glass substrate having a hydrophobic silica airgel film formed on the surface thereof, polyvinyl octanal acetal was immersed at a surface pressure of 25 mN / m by the LB method to obtain a hydrophobic silica airgel film. A first thin film having a thickness of 10 nm was formed on the surface of. This first thin film is formed by one layer of a polymer thin film, and the surface is hydrophilic. Next, at 200 ° C., 0.003 Pa,
By sputtering under the condition of 300 W, a 200 nm thick IT is formed as a second thin film on the first thin film.
A transparent conductive thin film made of an O thin film was formed. (Example 3) Using a soda glass substrate having a hydrophobic silica airgel film formed on its surface, polyvinyl octanal acetal was immersed at a surface pressure of 25 mN / m by the LB method to obtain a hydrophobic silica airgel film. After forming a first polymer thin film having a thickness of 10 nm on the surface of
Polyvinyl octanal acetal with a surface pressure of 25 mN /
m, the thickness is 10 nm
Was formed, and a first thin film was formed. This first thin film is formed by two polymer thin films, and the surface is hydrophobic. Next, a transparent conductive thin film made of an ITO thin film having a thickness of 200 nm was formed as a second thin film on the first thin film by sputtering at 200 ° C. under the conditions of 0.003 Pa and 300 W. (Example 4) A soda glass substrate having a hydrophobic silica airgel film formed on its surface was used to immerse a polyvinyl octanal acetal-sinmate-copolymer under a condition of a surface pressure of 25 mN / m by the LB method to obtain a hydrophobic material. A first thin film having a thickness of 10 nm was formed on the surface of the porous silica airgel film. Thereafter, photocrosslinking was performed by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 298 nm for 5 minutes to fix the first thin film. Next, a conductive material thin film made of an Al thin film having a thickness of 50 nm was formed as a second thin film on the first thin film by an evaporation method. (Comparative Example 1) Using a soda glass substrate having a hydrophobic silica airgel film formed on its surface, only a transparent conductive thin film made of an IXO thin film was formed on the surface of the hydrophobic silica airgel in the same manner as in Example 1. Comparative Example 2 Using a soda glass substrate having a hydrophobic silica airgel film formed on its surface, only a transparent conductive thin film made of an ITO thin film was formed on the surface of the hydrophobic silica airgel in the same manner as in Example 2. (Comparative Example 3) A soda glass substrate having a hydrophobic silica airgel film formed on the surface was used, and only the Al thin film conductive material thin film was formed on the surface of the hydrophobic silica airgel in the same manner as in Example 4. Using the thin film-formed substrates obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 as described above, the conduction performance of the uppermost conductive thin film at a distance of 1 cm was measured by a tester. Table 1 shows the results.

【表1】 表1にみられるように、各実施例のものは第一の薄膜に
よってシリカエアロゲルの表面が平滑化されているため
に、導電性の薄膜が均一に形成されており、導通性が高
くなっていることが確認される。 (実施例5)表面に疎水性シリカエアロゲル膜が形成さ
れたソーダガラス基板を用い、LB法にて、ポリビニル
オクタナールアセタールを表面圧25mN/mの条件で
浸漬することによって、疎水性シリカエアロゲル膜の表
面に厚み10nmの第一の薄膜を形成した。この第一の
薄膜は1層の高分子薄膜によって形成されており、表面
は親水性である。次に、室温で蒸着法にて、第一の薄膜
の上に第二の薄膜として厚み100nmのアルミキノリ
ノール錯体(トリス(8−ヒドロキノリン)アルミニウ
ム:(株)同仁化学研究所製「ALq3」)からなる蛍
光体薄膜を形成した。 (比較例4)シリカエアロゲル膜が形成されていないソ
ーダガラス基板の表面に、実施例5と同様にして「AL
q3」からなる蛍光体薄膜のみを形成した。上記の実施
例5および比較例4で得た薄膜形成基板に20Wのブラ
ックライトを照射し、その発光輝度を測定した。結果を
表2に示す。
[Table 1] As can be seen from Table 1, in each of the examples, since the surface of the silica airgel was smoothed by the first thin film, the conductive thin film was formed uniformly, and the conductivity increased. Is confirmed. (Example 5) Using a soda glass substrate having a hydrophobic silica airgel film formed on the surface thereof, polyvinyl octanal acetal was immersed at a surface pressure of 25 mN / m by the LB method to obtain a hydrophobic silica airgel film. A first thin film having a thickness of 10 nm was formed on the surface of. This first thin film is formed by one layer of a polymer thin film, and the surface is hydrophilic. Next, a 100 nm-thick aluminum quinolinol complex (tris (8-hydroquinoline) aluminum: "ALq3" manufactured by Dojindo Laboratories, Inc.) as a second thin film on the first thin film by an evaporation method at room temperature. Was formed. (Comparative Example 4) On the surface of a soda glass substrate on which a silica airgel film was not formed, “AL
Only a phosphor thin film made of "q3" was formed. The thin film-formed substrates obtained in Example 5 and Comparative Example 4 were irradiated with 20 W black light, and the emission luminance was measured. Table 2 shows the results.

【表2】 表2にみられるように、実施例5のものは第一の薄膜に
よってシリカエアロゲルの表面が平滑化されているため
に、蛍光体薄膜が均一に形成されており、発光性が高く
なっていることが確認される。 (実施例6)5mm厚でシリカエアロゲルが形成された
ソーダガラス基板を用い、実施例1と同様にしてLB法
でシリカエアロゲルの表面に第一の薄膜を形成した後、
実施例4と同様にして、第一の薄膜の上に第二の薄膜と
してAl薄膜からなる赤外線反射性薄膜を形成した。 (比較例5)シリカエアロゲルが形成されていないソー
ダガラス基板の表面に、実施例4と同様にしてAl薄膜
からなる赤外線反射性薄膜を形成した。上記の実施例6
および比較例5で得た薄膜形成基板について、熱伝導率
をASTM法に準拠して測定し、また1000nm波長
光の透過率を分光光度計により測定した。これらの結果
を表3に示す。
[Table 2] As can be seen from Table 2, in the case of Example 5, the surface of the silica airgel was smoothed by the first thin film, so that the phosphor thin film was formed uniformly and the luminous property was high. It is confirmed that. (Example 6) A first thin film was formed on the surface of silica airgel by the LB method in the same manner as in Example 1 using a soda glass substrate on which silica airgel was formed with a thickness of 5 mm.
In the same manner as in Example 4, an infrared reflective thin film made of an Al thin film was formed as a second thin film on the first thin film. Comparative Example 5 An infrared reflective thin film made of an Al thin film was formed on the surface of a soda glass substrate on which no silica airgel was formed, in the same manner as in Example 4. Example 6 above
The thermal conductivity of the thin film-formed substrate obtained in Comparative Example 5 was measured in accordance with the ASTM method, and the transmittance of light having a wavelength of 1000 nm was measured with a spectrophotometer. Table 3 shows the results.

【表3】 表3にみられるように、実施例6のものは第一の薄膜に
よってシリカエアロゲルの表面が平滑化されているため
に、赤外線反射性薄膜が均一に形成されており、赤外線
透過率が低くなっていることが確認される。
[Table 3] As can be seen from Table 3, in Example 6, since the surface of the silica airgel was smoothed by the first thin film, the infrared reflective thin film was formed uniformly, and the infrared transmittance was low. It is confirmed that.

【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係る多
孔質体への薄膜の形成方法は、多孔質体の表面に厚み
0.1μm以下の第一の薄膜を転写して形成し、この第
一の薄膜の表面に第二の薄膜を形成するようにしたの
で、多孔質体の表面を第一の薄膜で平滑化することがで
き、平滑化した表面に均一に第二の薄膜を形成すること
ができるものであり、第二の薄膜の機能を有効に発揮さ
せることができるものである。しかも第一の薄膜は転写
で多孔質体の表面に形成されるものであって、シリカエ
アロゲルなど多孔質体の微細多孔構造を破壊するような
ことがなく、また第一の薄膜は0.1μm以下と厚みが
薄く、第二の薄膜の機能を損なうようようなこともない
ものである。また請求項2の発明は、第一の薄膜の形成
方法が、ラングミュア−ブロジェット法であるので、ラ
ングミュア−ブロジェット法では膜厚は単分子レベルで
あって、数ナノメーターのオーダーの非常に薄い膜とし
て第一の薄膜を作製することができると共に高分子の側
鎖長を変えることによって膜厚をナノスケールでコント
ロールすることができ、さらに多孔質体の表面への高分
子薄膜の累積手法によって、膜表面の性状を変化させる
ことができるものである。また請求項3の発明は、ラン
グミュア−ブロジェット法で第一の薄膜を形成するにあ
たって、第一の薄膜を側鎖に光架橋性を有する基を持っ
た高分子で形成するようにしたので、第一の薄膜を形成
した後に紫外線照射すると、第一の薄膜を構成する高分
子を側鎖間で光架橋させることができ、耐熱性などの特
性が高い第一の薄膜とすることができるものである。ま
た請求項4の発明は、ラングミュア−ブロジェット法で
第一の薄膜を形成するにあたって、第一の薄膜を構成す
る高分子によって疎水性の多孔質体の表面を親水化する
ようにしたので、多孔質体が疎水性であっても、親水性
の第二の薄膜を容易に形成することができるものであ
る。また請求項5の発明は、第二の薄膜が導電性物質薄
膜であるので、多孔質体がシリカエアロゲルである場合
にその低誘電率特性を有効に利用した回路基板を作製す
ることができるものである。また請求項6の発明は、第
二の薄膜が赤外線反射性薄膜であるので、多孔質体がシ
リカエアロゲルである場合にその低熱伝導性を有効に利
用した断熱基板を作製することができるものである。ま
た請求項7の発明は、第二の薄膜が透明性無機酸化物薄
膜であるので、多孔質体がシリカエアロゲルである場合
にその低屈折率を有効に利用した光導路基板を作製する
ことができるものである。また請求項8の発明は、第二
の薄膜が透明導電性薄膜であるので、多孔質体がシリカ
エアロゲルである場合にその低屈折率を有効に利用した
透明導電性薄膜基板を作製することができるものであ
る。また請求項9の発明は、第二の薄膜が蛍光体薄膜で
あるので、多孔質体がシリカエアロゲルである場合にそ
の低屈折率を有効に利用した蛍光性薄膜基板を作製する
ことができるものである。
As described above, the method for forming a thin film on a porous body according to the first aspect of the present invention comprises transferring a first thin film having a thickness of 0.1 μm or less to the surface of the porous body. Since the second thin film is formed on the surface of the first thin film, the surface of the porous body can be smoothed with the first thin film, and the second thin film can be uniformly formed on the smoothed surface. Can be formed, and the function of the second thin film can be effectively exerted. In addition, the first thin film is formed on the surface of the porous material by transfer, and does not break the microporous structure of the porous material such as silica airgel, and the first thin film is 0.1 μm The thickness is as thin as below, and the function of the second thin film is not impaired. Further, in the invention of claim 2, the first thin film forming method is a Langmuir-Blodgett method. Therefore, in the Langmuir-Blodgett method, the film thickness is at a single molecule level, and is very small on the order of several nanometers. The first thin film can be prepared as a thin film, the thickness can be controlled on the nano scale by changing the side chain length of the polymer, and the method of accumulating the polymer thin film on the surface of the porous body Thus, the properties of the film surface can be changed. According to the invention of claim 3, the first thin film is formed of a polymer having a group having a photocrosslinkable side chain in forming the first thin film by the Langmuir-Blodgett method. By irradiating ultraviolet rays after forming the first thin film, the polymer constituting the first thin film can be photocrosslinked between side chains, and can be a first thin film having high properties such as heat resistance. It is. Further, according to the invention of claim 4, in forming the first thin film by the Langmuir-Blodgett method, the surface of the hydrophobic porous body is made hydrophilic by a polymer constituting the first thin film. Even if the porous body is hydrophobic, a hydrophilic second thin film can be easily formed. According to the invention of claim 5, since the second thin film is a conductive material thin film, when the porous body is silica airgel, it is possible to produce a circuit board that effectively utilizes the low dielectric constant characteristics. It is. According to the invention of claim 6, since the second thin film is an infrared-reflective thin film, when the porous body is silica airgel, a heat insulating substrate can be produced by effectively utilizing its low thermal conductivity. is there. According to the invention of claim 7, since the second thin film is a transparent inorganic oxide thin film, when the porous body is silica airgel, it is possible to produce a light guide substrate that effectively utilizes the low refractive index. You can do it. According to the invention of claim 8, since the second thin film is a transparent conductive thin film, when the porous body is silica airgel, it is possible to produce a transparent conductive thin film substrate that effectively utilizes the low refractive index. You can do it. According to the ninth aspect of the present invention, since the second thin film is a phosphor thin film, when the porous material is silica airgel, it is possible to produce a fluorescent thin film substrate utilizing its low refractive index effectively. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、
(a),(b)はそれぞれ断面図である。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention,
(A), (b) is a sectional view, respectively.

【図2】BL法の一例を示すものであり、(a),
(b)はそれぞれ概略断面図である。
FIG. 2 shows an example of the BL method, in which (a),
(B) is a schematic sectional view, respectively.

【図3】BL法の他の一例を示すものであり、(a),
(b),(c)はそれぞれ概略断面図である。
FIG. 3 shows another example of the BL method, in which (a),
(B), (c) is a schematic sectional view, respectively.

【符号の説明】 1 シリカエアロゲル 2 第一の薄膜 3 第二の薄膜[Explanation of Signs] 1 silica airgel 2 first thin film 3 second thin film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 勝 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 4G072 AA28 BB09 BB15 CC08 FF01 GG03 NN11 UU03 4K029 AA08 BA45 BA50 BA62 BC07 BD09 CA05 FA07 4K044 AA11 AA12 BA10 BA12 BA21 BB03 CA13  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masaru Yokoyama 1048 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Works, Ltd. 4G072 AA28 BB09 BB15 CC08 FF01 GG03 NN11 UU03 4K029 AA08 BA45 BA50 BA62 BC07 BD09 CA05 FA07 4K044 AA11 AA12 BA10 BA12 BA21 BB03 CA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多孔質体の表面に厚み0.1μm以下の
第一の薄膜を転写して形成し、この第一の薄膜の表面に
第二の薄膜を形成することを特徴とする多孔質体への薄
膜の形成方法。
1. A porous material, wherein a first thin film having a thickness of 0.1 μm or less is transferred to a surface of a porous body and formed, and a second thin film is formed on the surface of the first thin film. A method of forming a thin film on a body.
【請求項2】 第一の薄膜の形成方法が、ラングミュア
−ブロジェット法であることを特徴とする請求項1に記
載の多孔質体への薄膜の形成方法。
2. The method for forming a thin film on a porous body according to claim 1, wherein the first method for forming a thin film is a Langmuir-Blodgett method.
【請求項3】 第一の薄膜を側鎖に光架橋性を有する基
を持った高分子で形成することを特徴とする請求項2に
記載の多孔質体への薄膜の形成方法。
3. The method for forming a thin film on a porous body according to claim 2, wherein the first thin film is formed of a polymer having a group having a photocrosslinkable group in a side chain.
【請求項4】 疎水性の多孔質体の表面を、第一の薄膜
を構成する高分子によって親水化することを特徴とする
請求項2又は3に記載の多孔質体への薄膜の形成方法。
4. The method for forming a thin film on a porous body according to claim 2, wherein the surface of the hydrophobic porous body is hydrophilized by a polymer constituting the first thin film. .
【請求項5】 第二の薄膜が導電性物質薄膜であること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の多孔質
体への薄膜の形成方法。
5. The method for forming a thin film on a porous body according to claim 1, wherein the second thin film is a conductive material thin film.
【請求項6】 第二の薄膜が赤外線反射性薄膜であるこ
とを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の多孔
質体への薄膜の形成方法。
6. The method for forming a thin film on a porous body according to claim 1, wherein the second thin film is an infrared reflective thin film.
【請求項7】 第二の薄膜が透明性無機酸化物薄膜であ
ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の
多孔質体への薄膜の形成方法。
7. The method of forming a thin film on a porous body according to claim 1, wherein the second thin film is a transparent inorganic oxide thin film.
【請求項8】 第二の薄膜が透明導電性薄膜であること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の多孔質
体への薄膜の形成方法。
8. The method for forming a thin film on a porous body according to claim 1, wherein the second thin film is a transparent conductive thin film.
【請求項9】 第二の薄膜が蛍光体薄膜であることを特
徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の多孔質体へ
の薄膜の形成方法。
9. The method for forming a thin film on a porous body according to claim 1, wherein the second thin film is a phosphor thin film.
【請求項10】 多孔質体がシリカエアロゲルであるこ
とを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の多孔
質体への薄膜の形成方法。
10. The method for forming a thin film on a porous body according to claim 1, wherein the porous body is silica airgel.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004281307A (en) * 2003-03-18 2004-10-07 Seiko Epson Corp Organic electroluminescence display and its manufacturing method

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JP2004281307A (en) * 2003-03-18 2004-10-07 Seiko Epson Corp Organic electroluminescence display and its manufacturing method

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