JP2003231738A - Conductive organic thin film and its production process - Google Patents

Conductive organic thin film and its production process

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JP2003231738A
JP2003231738A JP2002033184A JP2002033184A JP2003231738A JP 2003231738 A JP2003231738 A JP 2003231738A JP 2002033184 A JP2002033184 A JP 2002033184A JP 2002033184 A JP2002033184 A JP 2002033184A JP 2003231738 A JP2003231738 A JP 2003231738A
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JP
Japan
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group
thin film
organic thin
film
conductive
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Withdrawn
Application number
JP2002033184A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yamamoto
伸一 山本
Kazufumi Ogawa
小川  一文
Norihisa Mino
規央 美濃
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive organic thin film containing at least one conjugated bond group selected from a polypyrrolyl group and a polythienylene group, and its production process. <P>SOLUTION: The conductive organic thin film comprises a conductive polymer (34) containing, as the repeating molecular units of the polymer, a terminal bonding group covalently bonded to the surface of a base material (1, 2) containing active hydrogen atoms on its surface, at least one conjugated bond group selected from a polypyrrolyl group and a polythienylene group, and an organic group with no active hydrogen atom, present between the terminal bonding group and the conjugated bond group, wherein the conjugated bond groups are polymerized with the conjugated bond groups of other molecules to form the conductive polymer. The polymerization of the conjugated bond groups is effected by electrolytic oxidation polymerization, catalytic polymerization or actinic radiation polymerization. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、導電性有機薄膜と
その製造方法に関するものである。さらに詳しくは、基
材表面に形成する単分子または単分子累積膜からなる導
電性ポリマー膜に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive organic thin film and a method for manufacturing the same. More specifically, it relates to a conductive polymer film composed of a monomolecular film or a monomolecular cumulative film formed on the surface of a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から有機導電膜については様々な提
案がある。本出願人は、すでにポリアセチレン、ポリジ
アセチレン、ポリアセン(Polyacene)、ポリフェニレ
ン、ポリチェニレン、ポリピロール、ポリアニリンなど
の導電性共役基を含む導電膜を提案している(特開平2(1
990)-27766号公報、USP5,008,127、EP-A-0385656、EP-A
-0339677,EP-A-0552637、USP5,270,417、特開平5(199
3)-87559号公報、特開平6(1994)-242352号公報)。
2. Description of the Related Art There have been various proposals for organic conductive films. The applicant has already proposed a conductive film containing a conductive conjugated group such as polyacetylene, polydiacetylene, polyacene, polyphenylene, polyphenylene, polypyrrole, and polyaniline (Japanese Patent Laid-Open No. 2 (1
990) -27766, USP 5,008,127, EP-A-0385656, EP-A
-0339677, EP-A-0552637, USP5,270,417, JP-A-5 (199
3) -87559, JP-A-6-1994-242352).

【0003】前記従来の有機系導電膜は、導電性が金属
に比較すると低いという問題があった。
The conventional organic conductive film has a problem that its conductivity is lower than that of metal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題を解決するため、従来の有機導電膜よりも高い導電
性を有し、好ましくは金属よりも高い導電性を有する導
電性有機薄膜とその製造方法およびこれに用いる3−ピ
ロリル化合物を提供することを目的とする。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention is a conductive organic thin film having higher conductivity than conventional organic conductive films, preferably higher than metal. And a method for producing the same and a 3-pyrrolyl compound used therein.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の導電性有機薄膜は、表面に活性水素を含む
基材表面と共有結合した末端結合基と、ポリピロリル基
およびポリチェニレン基から選ばれる少なくとも一つの
共役結合基と、前記末端結合基と前記共役結合基との間
は活性水素を含まない有機基をポリマーの繰り返し分子
ユニットに含み、前記共役結合基は他の分子の共役結合
基と重合して導電性ポリマーを形成していることを特徴
とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the conductive organic thin film of the present invention is selected from a terminal bonding group covalently bonded to the surface of a base material containing active hydrogen, a polypyrrolyl group and a polyphenylene group. At least one conjugated bond group, and an organic group containing no active hydrogen between the terminal bond group and the conjugated bond group is included in the repeating molecular unit of the polymer, and the conjugated bond group is a conjugated bond group of another molecule. It is characterized in that it is polymerized with to form a conductive polymer.

【0006】次に本発明の導電性有機薄膜の製造方法
は、表面に活性水素を含む基材表面と共有結合可能な末
端官能基と、ポリピロリル基およびポリチェニレン基か
ら選ばれる少なくとも一つの共役結合基と、前記末端結
合基と前記共役結合基との間は活性水素を含まない有機
基を分子内に含む化合物を、前記表面に活性水素を含む
基材表面に接触させ、脱離反応により共有結合させて有
機薄膜を成膜し、前記共役結合可能基同士を電解酸化重
合、触媒重合およびエネルギービーム照射重合から選ば
れる少なくとも一つの重合法により共役結合させて導電
性ポリマーを形成することを特徴とする。
Next, the method for producing a conductive organic thin film of the present invention comprises a terminal functional group capable of covalently bonding to the surface of a base material containing active hydrogen, and at least one conjugated bond group selected from polypyrrolyl group and polychenylene group. And a compound containing an organic group containing no active hydrogen in the molecule between the terminal bonding group and the conjugated bonding group is brought into contact with the surface of the base material containing active hydrogen on the surface, and a covalent bond is formed by an elimination reaction. An organic thin film is formed by the above, and the conductive polymer is formed by carrying out a conjugated bond between the conjugate bondable groups by at least one polymerization method selected from electrolytic oxidation polymerization, catalytic polymerization and energy beam irradiation polymerization. To do.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明において、有機薄膜が導電
性を有するのは、有機分子の集合群を構成する分子相互
が共役結合してポリマー化していることによる。ここ
に、導電性有機薄膜(以下「導電性ポリマー」ともい
う。)は、電気伝導に関与する共役結合で結合した有機
分子の集合体であり、共役結合鎖(共役系)を有するポ
リマーで形成されている。また、導電性ポリマーは電極
間の方向に形成されている。この共役結合鎖ポリマーは
厳密に1方向に連なるものではなく、様々な方向のポリ
マー鎖が形成されていればよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the reason why the organic thin film has conductivity is that the molecules constituting the aggregated group of organic molecules are conjugated and polymerized. Here, the conductive organic thin film (hereinafter also referred to as “conductive polymer”) is an assembly of organic molecules bound by a conjugated bond involved in electrical conduction, and is formed of a polymer having a conjugated bond chain (conjugated system). Has been done. The conductive polymer is formed in the direction between the electrodes. The conjugated bond chain polymer is not strictly continuous in one direction, and polymer chains in various directions may be formed.

【0008】本発明においては、導電性有機薄膜の電導
度(ρ)は、1S/cm以上、好ましくは1×103
/cm以上、さらに好ましくは5.5×105S/cm
以上、最も好適には1×107S/cm以上である。前
記の値はすべて室温(25℃)、相対湿度60%におけ
るドーパントなしの場合である。
In the present invention, the conductivity (ρ) of the conductive organic thin film is 1 S / cm or more, preferably 1 × 10 3 S.
/ Cm or more, more preferably 5.5 × 10 5 S / cm
As described above, the most preferable value is 1 × 10 7 S / cm or more. All the above values are for room temperature (25 ° C.), 60% relative humidity and no dopant.

【0009】前記導電性ポリマーの部分は、活性水素を
N基に含まないポリ(3−ピロール)、活性水素をN基
に含まないポリ(3−ピロール)とポリ(1−ピロー
ル)との共重合体、およびポリ(3−チェニレン)から
選ばれる少なくとも一つのポリマーまたはこれらの共重
合体であることが好ましい。共重合体の場合は、本発明
のモノマー残基が50モル%以上であることが好まし
い。
The portion of the conductive polymer is poly (3-pyrrole) containing no active hydrogen in the N group, and poly (3-pyrrole) containing no active hydrogen in the N group and poly (1-pyrrole). It is preferably a polymer and at least one polymer selected from poly (3-chenylene) or a copolymer thereof. In the case of a copolymer, the monomer residue of the present invention is preferably 50 mol% or more.

【0010】本発明の導電性ポリマーは、重合を電解酸
化重合法で行った薄膜はとくに高い電導度を有する。
In the conductive polymer of the present invention, a thin film obtained by polymerization by electrolytic oxidation polymerization has a particularly high electric conductivity.

【0011】前記末端結合基は、シロキサン(−SiO
−)およびSiN−結合から選ばれる少なくとも一つの
結合であることが好ましい。
The terminal bonding group is siloxane (--SiO 2).
-) And at least one bond selected from SiN-bonds.

【0012】前記末端結合基は、脱塩化水素反応、脱ア
ルコール反応および脱イソシアネート反応から選ばれる
少なくとも一つの脱離反応によって形成されている。例
えば分子末端の官能基が-SiCl3,-Si(OR)3(但しRは炭素
数1-3のアルキル基),または-Si(NCO)3の場合、基材表面
または基材の上に形成した下地層表面に-OH基,-CHO基,-
COOH基,-NH2基,>NH基等に含まれる活性水素が存在する
と、脱塩化水素反応、脱アルコール反応または脱イソシ
アネート反応が起こり、化学吸着分子を基材表面または
基材の上に形成した下地層表面に共有結合させる。
The terminal bonding group is formed by at least one elimination reaction selected from dehydrochlorination reaction, dealcoholization reaction and deisocyanation reaction. For example, when the functional group at the terminal of the molecule is -SiCl 3 , -Si (OR) 3 (where R is an alkyl group having 1-3 carbon atoms), or -Si (NCO) 3 , the surface of the substrate or the surface of the substrate is -OH group, -CHO group, -on the surface of the formed underlayer
When active hydrogen contained in COOH group, -NH 2 group,> NH group, etc. is present, dehydrochlorination reaction, dealcoholation reaction or deisocyanate reaction occurs, and chemisorption molecules are formed on the surface of the substrate or on the substrate. Covalently bond to the surface of the underlayer.

【0013】この方法によって形成される分子膜は、当
業界では”化学吸着膜”または”セルフ アセンブリン
グ フィルム(self assembling film)”と言われている
が、本発明においては”化学吸着膜”と呼ぶ。また、そ
の形成方法を”化学吸着法”と呼ぶ。
The molecular film formed by this method is referred to in the art as a "chemisorption film" or "self assembling film", but in the present invention, it is referred to as "chemisorption film". Call. Moreover, the forming method is called "chemisorption method".

【0014】本発明において、好ましくは導電性分子を
配向させる。分子の配向は、ラビングによる配向処理、
脱離反応によって基材表面に分子を共有結合した後の反
応溶液からの傾斜液切り処理、偏光の照射処理、および
重合工程における分子のゆらぎによる配向から選ばれる
少なくとも一つによって形成されていることが好まし
い。
In the present invention, the conductive molecules are preferably oriented. Alignment of molecules is performed by rubbing
It is formed by at least one selected from the gradient liquid removal treatment from the reaction solution after covalently bonding the molecule to the substrate surface by the elimination reaction, the irradiation treatment of the polarized light, and the orientation due to the fluctuation of the molecule in the polymerization step. Is preferred.

【0015】前記導電性有機薄膜は可視領域の波長を有
する光に対して透明である。これは、膜厚がナノメータ
ーレベル(通常10nm以下、分子修飾しても50nm
以下)であり、可視光線の波長領域(300nm〜80
0nm)よりはるかに薄いからである。
The conductive organic thin film is transparent to light having a wavelength in the visible region. This is because the film thickness is on the nanometer level (usually 10 nm or less, 50 nm even with molecular modification).
Below), and the wavelength region of visible light (300 nm to 80 nm).
It is much thinner than 0 nm).

【0016】前記導電性有機薄膜を形成している分子ユ
ニットは例えば下記式(A1−5)で示されることが好
ましい。
The molecular unit forming the conductive organic thin film is preferably represented by the following formula (A1-5).

【0017】[0017]

【化11】 [Chemical 11]

【0018】[0018]

【化12】 [Chemical 12]

【0019】[0019]

【化13】 [Chemical 13]

【0020】[0020]

【化14】 [Chemical 14]

【0021】[0021]

【化15】 [Chemical 15]

【0022】(但し、式A1−A3において、Zはエス
テル基(−COO−)、オキシカルボニル基(−OCO
−)、カルボニル基(−CO−)及びカーボネイト(−
OCOO−)基、アゾ(−N=N−)基から選ばれる少
なくとも一つの官能基または化学結合(−)、Rは炭素
数1〜3のアルキル基、R1,R2,R3,R4は水
素、炭素数1−10のアルキル基、又は不飽和基を含む
有機基、m,nは整数でありm+nは2以上25以下、
Yは酸素(O)または窒素(N)、Eは水素または炭素
数1−3のアルキル基、pは1,2又は3の整数、uは
1−6の整数、好ましくは1−3の整数である。)前記
導電性有機薄膜を形成するための化学吸着剤分子は例え
ば下記式(B1−5)で示される。
(In the formulas A1-A3, Z is an ester group (-COO-) or an oxycarbonyl group (-OCO).
-), Carbonyl group (-CO-) and carbonate (-)
OCOO-) group, at least one functional group selected from an azo (-N = N-) group or a chemical bond (-), R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R1, R2, R3 and R4 are hydrogen, An organic group containing an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an unsaturated group, m and n are integers, and m + n is 2 or more and 25 or less,
Y is oxygen (O) or nitrogen (N), E is hydrogen or an alkyl group having 1-3 carbon atoms, p is an integer of 1, 2, or 3, u is an integer of 1-6, preferably an integer of 1-3. Is. The chemical adsorbent molecule for forming the conductive organic thin film is represented by, for example, the following formula (B1-5).

【0023】[0023]

【化16】 [Chemical 16]

【0024】[0024]

【化17】 [Chemical 17]

【0025】[0025]

【化18】 [Chemical 18]

【0026】[0026]

【化19】 [Chemical 19]

【0027】[0027]

【化20】 [Chemical 20]

【0028】(但し、式B1−B5において、Zはエス
テル基(−COO−)、オキシカルボニル基(−OCO
−)、カルボニル基(−CO−)及びカーボネイト(−
OCOO−)基、アゾ(−N=N−)基から選ばれる少
なくとも一つの官能基または化学結合(−)、Rは炭素
数1〜3のアルキル基、R1,R2,R3,R4は水
素、炭素数1−10のアルキル基、又は不飽和基を含む
有機基、m,nは整数でありm+nは2以上25以下、
Dはハロゲン原子、イソシアネート基及び炭素数1−3
のアルコキシル基から選ばれる少なくとも一つの反応
基、Eは水素または炭素数1−3のアルキル基、pは
1,2又は3の整数、uは1−6の整数、好ましくは1
−3の整数である。)前記式B1−B5の化合物を用い
ると、1分子中に複数個のピロール環またはチェニル環
を含むので、吸着分子を密度高く基材表面に存在させな
くても、導電ポリマーを形成できる。
(In the formulas B1-B5, Z is an ester group (-COO-) or an oxycarbonyl group (-OCO).
-), Carbonyl group (-CO-) and carbonate (-)
OCOO-) group, at least one functional group selected from an azo (-N = N-) group or a chemical bond (-), R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R1, R2, R3 and R4 are hydrogen, An organic group containing an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an unsaturated group, m and n are integers, and m + n is 2 or more and 25 or less,
D is a halogen atom, an isocyanate group and 1-3 carbon atoms
At least one reactive group selected from the alkoxyl groups, E is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, p is an integer of 1, 2 or 3, and u is an integer of 1-6, preferably 1
-3 is an integer. The compound of the formulas B1-B5 contains a plurality of pyrrole rings or cenyl rings in one molecule, so that a conductive polymer can be formed without making the adsorbed molecules densely present on the surface of the substrate.

【0029】前記式B1−B5の化合物において、末端
がトリクロロシリル基(-SiCl3)の場合は、基材との反
応性が高いので好ましい。
In the compounds of the above formulas B1-B5, the case where the terminal is a trichlorosilyl group (-SiCl 3 ) is preferable because the reactivity with the base material is high.

【0030】また、前記単分子層形成工程を複数回繰り
返すことにより、単分子層を積層させて単分子累積膜を
形成しても良い。とくに、前記式B1−B5の化合物の
R1,R2,R3またはR4に、ビニル結合などの不飽
和基を導入しておくと、例えば水分の存在する雰囲気中
で電子線またはX線などのエネルギー線を照射すること
により水酸基(−OH)を導入でき。また、過マンガン
酸カリウム水溶液に浸漬することにより−COOHを導
入できる。他の方法として、酸素プラズマ処理、UV/
オゾン処理、コロナ処理、または濃硫酸と重クロム酸カ
リウムの混合溶液に浸漬する方法(クロム混酸液処理)
などもある。このようにすると、活性水素を導入できる
ので、さらに単分子膜を累積結合させることができる。
The monomolecular layer may be laminated to form a monomolecular cumulative film by repeating the monomolecular layer forming step a plurality of times. Particularly, when an unsaturated group such as a vinyl bond is introduced into R1, R2, R3 or R4 of the compound of the formula B1-B5, for example, an energy ray such as an electron beam or an X-ray in an atmosphere containing water. A hydroxyl group (—OH) can be introduced by irradiating with. Also, -COOH can be introduced by immersing in an aqueous solution of potassium permanganate. Other methods include oxygen plasma treatment, UV /
Ozone treatment, corona treatment, or immersion in a mixed solution of concentrated sulfuric acid and potassium dichromate (chromium mixed acid solution treatment)
And so on. By doing so, active hydrogen can be introduced, and thus the monomolecular film can be further cumulatively bonded.

【0031】また、前記単分子層形成工程と前記傾斜処
理(配向)工程とを交互に繰り返し行った後、前記導電
性ポリマー形成工程で、単分子累積膜の各単分子層内に
導電性ポリマーを一括形成することにより、導電性単分
子累積膜を形成しても良い。
Further, after alternately repeating the monomolecular layer forming step and the tilting (orienting) step, in the conductive polymer forming step, the conductive polymer is formed in each monomolecular layer of the monomolecular cumulative film. Alternatively, the conductive monomolecular cumulative film may be formed by collectively forming.

【0032】また、前記単分子層形成工程、前記傾斜処
理工程および前記導電性ポリマー形成工程よりなる一連
の工程を繰り返し行うことにより、導電性単分子累積膜
を形成しても良い。
Further, a conductive monomolecular cumulative film may be formed by repeating a series of steps consisting of the monomolecular layer forming step, the gradient treatment step and the conductive polymer forming step.

【0033】重合方法としては、電解酸化重合、触媒重
合およびエネルギー線照射重合から選ばれる少なくとも
一つの重合方法がある。前記電解酸化による導電性ポリ
マーを形成する前に、触媒重合およびエネルギー線照射
重合から選ばれる少なくとも一つの予備重合を行っても
良い。
As the polymerization method, there is at least one polymerization method selected from electrolytic oxidative polymerization, catalytic polymerization and energy ray irradiation polymerization. Before forming the conductive polymer by the electrolytic oxidation, at least one prepolymerization selected from catalytic polymerization and energy ray irradiation polymerization may be performed.

【0034】前記エネルギー線は、紫外線、遠紫外線、
X線および電子線から選ばれる少なくとも一つであるこ
とが好ましい。
The energy rays are ultraviolet rays, far ultraviolet rays,
It is preferably at least one selected from X-rays and electron beams.

【0035】前記エネルギー線は、偏光した紫外線、偏
光した遠紫外線および偏光したX線から選ばれる少なく
とも一つであり、前記傾斜配向処理と前記導電性ポリマ
ー形成とを同時に行っても良い。
The energy rays are at least one selected from polarized ultraviolet rays, polarized deep ultraviolet rays, and polarized X-rays, and the inclined alignment treatment and the formation of the conductive polymer may be performed at the same time.

【0036】有機分子が有極性の官能基を含むことによ
り、印加された電界に対する感度が高く、応答速度が高
速となる。したがって、有機薄膜の導電性を高速に変化
させることができる。電界が印加された際、前記有機薄
膜の導電性の変化は、有極性の官能基が電界に応答し、
その応答による影響が前記導電性ポリマーの構造に波及
されたため、生じたと考えられる。
Since the organic molecule contains a polar functional group, the sensitivity to an applied electric field is high and the response speed is high. Therefore, the conductivity of the organic thin film can be changed at high speed. When an electric field is applied, a change in conductivity of the organic thin film is caused by the polar functional group responding to the electric field.
It is considered that this was caused because the influence of the response spread to the structure of the conductive polymer.

【0037】また、ドーピングにより導電性ポリマーに
電荷移動性のドーパント物質を組み込めば、さらに導電
率を向上することも可能である。このドーパント物質と
して、ヨウ素、BF-イオン、Na,K等のアルカリ金
属、Ca等のアルカリ土類金属等の任意のドーパント物
質が利用できる。さらに有機膜形成工程の溶液に含まれ
る微量成分やガラス容器などから不可避的に混入される
コンタミネーションによるドーパント物質を含んでいて
も良い。
It is also possible to further improve the conductivity by incorporating a charge transferable dopant substance into the conductive polymer by doping. As the dopant substance, any dopant substance such as iodine, BF ions, alkali metals such as Na and K, and alkaline earth metals such as Ca can be used. Further, it may contain a minor component contained in the solution in the organic film forming step or a dopant substance due to contamination which is inevitably mixed from a glass container or the like.

【0038】導電単分子層を構成する有機分子はかなり
良く配向した状態にあるため、導電性ポリマーの共役結
合鎖が特定平面内に存在する。したがって、単分子層に
形成された導電性ポリマーは所定の方向に直線的に連な
る。その導電性ポリマーの直線性により、高い導電異方
性を有する。また、その導電性ポリマーの直線性は、導
電性ポリマーを構成する各共役結合鎖(共役系)が単分
子層内の同一平面で略平行に配列していることを意味す
る。したがって、導電単分子層は、高い導電率を有し、
且つ、均一な導電率を有する。また、前記導電性ポリマ
ーの直線性により、重合度の高い共役結合鎖を単分子層
に有する。
Since the organic molecules constituting the conductive monomolecular layer are in a fairly well oriented state, the conjugated bond chain of the conductive polymer exists in a specific plane. Therefore, the conductive polymer formed in the monolayer is linearly connected in a predetermined direction. Due to the linearity of the conductive polymer, it has high conductivity anisotropy. Further, the linearity of the conductive polymer means that the respective conjugated bond chains (conjugated system) forming the conductive polymer are arranged substantially in parallel on the same plane in the monomolecular layer. Therefore, the conductive monolayer has a high conductivity,
Moreover, it has uniform conductivity. Further, due to the linearity of the conductive polymer, it has a conjugated bond chain with a high degree of polymerization in a monomolecular layer.

【0039】別の例によれば、膜厚が薄くても極めて良
好な導電性を有する導電性単分子膜および導電性単分子
累積膜を提供できる。
According to another example, it is possible to provide a conductive monomolecular film and a conductive monomolecular accumulated film having extremely good conductivity even when the film thickness is thin.

【0040】導電性単分子累積膜の場合、各導電性単分
子層に導電性ポリマーが形成されているので、単分子累
積膜の導電性ポリマーの導電率は、積層された単分子膜
の層数に依存する。したがって、導電単分子層の積層数
を変更することにより所望の導電率を有する導電性有機
薄膜を提供できる。例えば、同一の導電性単分子層が積
層された導電性累積膜であれば、それに含まれる導電性
ポリマーの導電率はほぼ比例する。
In the case of a conductive monomolecular cumulative film, since the conductive polymer is formed in each conductive monomolecular layer, the conductivity of the conductive polymer of the monomolecular cumulative film is determined by the layer of the laminated monomolecular film. Depends on the number. Therefore, a conductive organic thin film having a desired conductivity can be provided by changing the number of stacked conductive monomolecular layers. For example, in the case of a conductive cumulative film in which the same conductive monomolecular layer is laminated, the conductivity of the conductive polymer contained therein is almost proportional.

【0041】導電性単分子累積膜において、すべての単
分子層に形成された導電性ポリマーの方向が同一である
限り、各単分子層ごとに有機分子の配向の傾斜角が異な
っていてもよい。また、すべての単分子層を同一有機分
子から構成するものでなくとも良い。また、各導電性単
分子層ごとに異なる種類の有機分子から構成された導電
性単分子累積膜であってもよい。
In the conductive monomolecular cumulative film, the tilt angle of the orientation of the organic molecules may be different for each monomolecular layer as long as the directions of the conductive polymers formed in all monomolecular layers are the same. . Further, not all monomolecular layers need to be composed of the same organic molecule. Further, it may be a conductive monomolecular cumulative film composed of different kinds of organic molecules for each conductive monomolecular layer.

【0042】また、導電性単分子累積膜の場合は、基材
に最近接する導電性単分子層が基材と化学結合で結合さ
れているので、耐剥離性等の耐久性に優れる。
Further, in the case of the conductive monomolecular cumulative film, the conductive monomolecular layer closest to the base material is bonded to the base material by a chemical bond, so that the durability is excellent in peeling resistance and the like.

【0043】傾斜処理工程における有機分子の傾斜方向
は、有機分子の長軸を基材表面に射影した線分の方向を
意味する。したがって、基材に対する傾斜角は同一角度
でなくてもよい。
The inclination direction of the organic molecule in the inclination treatment step means the direction of a line segment in which the long axis of the organic molecule is projected on the surface of the base material. Therefore, the angles of inclination with respect to the substrate do not have to be the same.

【0044】単分子層を構成した有機分子の集合群を、
傾斜処理工程において、精度よく所定の方向に傾斜させ
ることができる。一般的には、単分子層を構成した分子
を配向させることができる。精度よく配向させることが
できるので、導電性ポリマー形成工程において、方向性
を有する導電性ポリマーを簡便に形成できる。
An aggregate group of organic molecules constituting a monolayer is
In the tilting process, it is possible to accurately tilt in a predetermined direction. Generally, the molecules that make up the monolayer can be oriented. Since it can be oriented with high accuracy, a conductive polymer having directionality can be easily formed in the conductive polymer forming step.

【0045】また、単分子層内の配向した有機分子相互
を共役結合させると、重合度が高くかつ直線的に連なる
導電性ポリマーが形成できる。また、導電性ポリマーの
直線性により、均質な導電性単分子層が形成できる。
When the oriented organic molecules in the monomolecular layer are conjugated with each other, a conductive polymer having a high degree of polymerization and linearly connected can be formed. In addition, the linearity of the conductive polymer can form a uniform conductive monolayer.

【0046】別の例においては、前記偏光として可視光
領域の波長を有する偏光を用いる。この例によれば、有
機薄膜を構成した有機分子の剥離や、有機分子自体の破
壊等による有機薄膜の破壊を防止または抑制できる。
In another example, polarized light having a wavelength in the visible light region is used as the polarized light. According to this example, it is possible to prevent or suppress the peeling of the organic molecules forming the organic thin film and the destruction of the organic thin film due to the destruction of the organic molecules themselves.

【0047】別の例によれば、ラビング処理を施した基
材表面に有機薄膜を成膜すると、その有機薄膜を構成し
た有機分子は所定の方向に傾斜した状態となる。一般的
には、ラビング処理におけるラビング方向と成膜された
有機分子の傾斜方向とは同一方向となる。
According to another example, when an organic thin film is formed on the surface of a substrate that has been subjected to a rubbing treatment, the organic molecules forming the organic thin film are inclined in a predetermined direction. Generally, the rubbing direction in the rubbing process is the same as the tilt direction of the formed organic molecules.

【0048】前記ラビング処理で用いるラビング布とし
て、ナイロン製またはレーヨン製の布を用いることがで
きる。前記の構成の如くナイロン製またはレーヨン製の
ラビング布を用いることが、配向の精度を向上させる目
的にとって適正である。
As the rubbing cloth used in the rubbing treatment, a cloth made of nylon or rayon can be used. Using a rubbing cloth made of nylon or rayon as described above is appropriate for the purpose of improving the alignment accuracy.

【0049】前記導電性ポリマー形成工程で1種以上の
重合法を適用し、前記有機薄膜を構成する分子相互を重
合によりまたは重合および該重合後の架橋により共役結
合させて導電性ポリマーを形成しても良い。この例によ
れば、有機分子の前記重合性基を共役結合で連結させ電
気伝導を可能にする導電性ポリマーを形成できる。重合
の種類としては電解酸化重合、触媒重合およびエネルギ
ービームの照射重合から選ばれる少なくと一つの重合法
が利用できる。とくに最終工程において、電解酸化重合
により導電性ポリマーを完結させると、高い導電性を得
ることができる。
In the step of forming the conductive polymer, one or more polymerization methods are applied, and the molecules forming the organic thin film are conjugated with each other by polymerization or by polymerization and crosslinking after the polymerization to form a conductive polymer. May be. According to this example, it is possible to form a conductive polymer that enables electrical conduction by connecting the polymerizable groups of the organic molecule with a conjugated bond. As the type of polymerization, at least one polymerization method selected from electrolytic oxidative polymerization, catalytic polymerization, and energy beam irradiation polymerization can be used. In particular, when the conductive polymer is completed by electrolytic oxidation polymerization in the final step, high conductivity can be obtained.

【0050】また、前記有機薄膜を形成する分子が共役
結合で結合する重合性基を複数有する場合、一方の重合
性基の重合で形成された高分子に対して、さらに架橋反
応を行い他方の重合性基を共役結合させることにより、
重合後の構造と異なる構造を有する導電性ポリマーを形
成できる。この際、重合により形成された高分子の側鎖
にある前記他方の重合性基が架橋される。
When the molecule forming the organic thin film has a plurality of polymerizable groups bonded by a conjugated bond, the polymer formed by the polymerization of one of the polymerizable groups is further subjected to a crosslinking reaction and the other. By forming a conjugated bond with the polymerizable group,
A conductive polymer having a structure different from the structure after polymerization can be formed. At this time, the other polymerizable group on the side chain of the polymer formed by polymerization is crosslinked.

【0051】前記重合を行う工程で触媒重合法、電解重
合法、エネルギービーム重合法よりなる群から選択され
る重合法を適用してもよい。効率よく導電性ポリマーを
形成するには、まず触媒重合法および/またはエネルギ
ービーム重合を行い、最終工程で電解酸化重合により反
応を完結させる。
A polymerization method selected from the group consisting of a catalytic polymerization method, an electrolytic polymerization method and an energy beam polymerization method may be applied in the step of carrying out the polymerization. In order to efficiently form a conductive polymer, first, a catalytic polymerization method and / or energy beam polymerization is performed, and in the final step, the reaction is completed by electrolytic oxidation polymerization.

【0052】複数回の架橋工程を採用する場合は、異な
る作用による架橋工程の組合せでもよいが、同じ作用で
あるが反応条件が異なる工程の組合せも含む。例えば、
触媒作用による架橋工程後に第1の種類のエネルギービ
ーム照射による架橋工程を行い、さらに第2の種類のエ
ネルギービーム照射による架橋工程を行う等により導電
性ポリマーを形成してもよい。
When a plurality of cross-linking steps are adopted, a combination of cross-linking steps having different actions may be used, but a combination of steps having the same action but different reaction conditions is also included. For example,
The conductive polymer may be formed by performing a crosslinking step by irradiation with the first type of energy beam after the crosslinking step by catalytic action and further performing a crosslinking step by irradiation with the second type of energy beam.

【0053】また、前記エネルギービームとして偏光し
た紫外線、偏光した遠紫外線または偏光したX線を用
い、前記傾斜処理工程と前記導電性ポリマー形成工程と
を同時に行うこともできる。この例によれば、有機薄膜
を構成する有機分子を所定の方向に傾斜(配向)させる
とともに、有機分子相互を共役結合させることができ
る。したがって、工程を簡素化できる。
It is also possible to use polarized ultraviolet rays, polarized deep ultraviolet rays, or polarized X-rays as the energy beam, and to perform the tilting step and the conductive polymer forming step at the same time. According to this example, the organic molecules forming the organic thin film can be tilted (orientated) in a predetermined direction, and the organic molecules can be conjugated to each other. Therefore, the process can be simplified.

【0054】本発明で用いる基材は、表面に活性水素を
有するか、活性水素を付与した基材を用いる。ガラス、
金属、セラミックス、プラスチック、紙など基材の種類
は問わない。表面に活性水素が少ない基材の場合は、Si
Cl4 ,HSiCl3 ,SiCl3O-(SiCl2-O)n-SiCl3(但し、nは0以上
6以下の整数),Si(OCH3)4 ,HSi(OCH3)3 ,Si(OCH3)3O-(Si
(OCH3)2-O)n-Si(OCH3)3(但し、nは0以上6以下の整
数)などで処理する。前記化合物も化学吸着法により形
成でき、膜厚は1〜10nm程度の薄膜で形成するのが
透明性を損なわないので好ましい。また、蒸着法を用い
てシリカ膜、またはAl2O3膜を形成しても良い。また、
コロナ放電やプラズマ照射などで基材表面を活性化する
ことにより活性水素を付与できる。
As the base material used in the present invention, a base material having active hydrogen on its surface or having active hydrogen added thereto is used. Glass,
The type of base material such as metal, ceramics, plastic, or paper does not matter. If the surface has a small amount of active hydrogen, Si
Cl 4 , HSiCl 3 ,, SiCl 3 O- (SiCl 2 -O) n -SiCl 3 (where n is 0 or more
6 or less), Si (OCH 3 ) 4 , HSi (OCH 3 ) 3 , Si (OCH 3 ) 3 O- (Si
(OCH 3 ) 2 -O) n -Si (OCH 3 ) 3 (where n is an integer of 0 or more and 6 or less). The compound can also be formed by a chemical adsorption method, and it is preferable to form a thin film having a film thickness of about 1 to 10 nm because transparency is not impaired. Further, a silica film or an Al 2 O 3 film may be formed by using a vapor deposition method. Also,
Active hydrogen can be provided by activating the surface of the base material by corona discharge or plasma irradiation.

【0055】本発明の有機導電膜は、電導度が高く、透
明性も高い。この性質を利用した用途としては、電線、
モーター、発電機、コンデンサー(キャパシター)、透
明電極(ITO代替)、半導体装置配線・CPU配線
(電気抵抗により発熱しない)、電磁波シールド、導電
ガラス、透明アンテナ線、面発熱膜、CRTガラス表面
フィルター(静電気発生防止)、乗り物ガラス、建築物
の窓ガラス等様々な用途が考えられる。
The organic conductive film of the present invention has high conductivity and high transparency. Applications that take advantage of this property are electric wires,
Motor, generator, condenser (capacitor), transparent electrode (replacement of ITO), semiconductor device wiring / CPU wiring (does not generate heat due to electric resistance), electromagnetic wave shield, conductive glass, transparent antenna wire, surface heating film, CRT glass surface filter ( It can be used for various applications such as static electricity prevention), vehicle glass, and window glass for buildings.

【0056】(実施の形態1)本実施の形態1において
は、有機薄膜が単分子膜である場合について、その製造
方法及びその構造を説明する。
(Embodiment 1) In Embodiment 1, a method of manufacturing the organic thin film and a structure thereof will be described when the organic thin film is a monomolecular film.

【0057】まず、製造方法について説明する。共役重
合性官能基を有する有機分子を基材と接触させて、基材
上に単分子膜を形成する単分子層形成工程(化学吸着膜
形成工程)を行い、次に、単分子膜を構成する分子相互
が共役結合で所定の方向に連なる導電性ポリマーを有す
る導電領域を単分子膜の少なくとも一部に形成する導電
領域形成工程を行うことにより、導電領域を有する単分
子膜を形成できる。前記において、化学吸着膜形成工程
で形成された有機分子を所定の方向に配向(傾斜)させ
ることが好ましい。このようにすると、重合度及び導電
率の高い導電領域を形成できる。
First, the manufacturing method will be described. Conducting a monomolecular layer forming step (chemical adsorption film forming step) of forming a monomolecular film on the base material by bringing an organic molecule having a conjugated polymerizable functional group into contact with the base material, and then forming the monomolecular film By performing the conductive region forming step of forming a conductive region having a conductive polymer in which the molecules are linked by a conjugated bond in a predetermined direction on at least a part of the monomolecular film, the monomolecular film having the conductive region can be formed. In the above, it is preferable to orient (tilt) the organic molecules formed in the chemical adsorption film forming step in a predetermined direction. By doing so, a conductive region having a high degree of polymerization and high conductivity can be formed.

【0058】ここに、単分子膜及び単分子層において
は、所定の方向に傾斜させることは、単分子膜を構成す
る有機分子を配向させることと同じであるので、以下、
単分子膜や単分子層に対しては、配向ともいう。
Here, in the monomolecular film and the monomolecular layer, inclining in a predetermined direction is the same as orienting the organic molecules constituting the monomolecular film.
Also referred to as orientation for a monomolecular film or a monomolecular layer.

【0059】このような配向した単分子膜を形成する方
法としては、単分子層形成工程前に基材表面をラビング
処理しておき(前処理工程)、ラビング処理済みの基材
表面に単分子膜を形成する方法や、単分子層形成工程後
に単分子膜に対して配向処理を施して(傾斜処理工
程)、配向した単分子膜を形成する方法等が適用でき
る。また、前処理工程と傾斜処理工程とを含む製造方法
であれば極めて直線性に優れた導電性ポリマーを形成で
きる。
As a method for forming such an oriented monomolecular film, the substrate surface is rubbed before the monolayer forming step (pretreatment step), and the monomolecular film is rubbed on the rubbed substrate surface. A method of forming a film, a method of forming an oriented monomolecular film by subjecting the monomolecular film to orientation treatment after the monomolecular layer forming step (gradient treatment step), and the like can be applied. In addition, a manufacturing method including a pretreatment step and a gradient treatment step can form a conductive polymer having extremely excellent linearity.

【0060】前記の単分子層形成工程に引き続き、洗浄
工程を含む製造方法であれば、表面に汚れのない単分子
膜を形成することができる。また、電荷移動性のドーパ
ントをドーピングするドーピング工程を含む製造方法で
あれば、簡便に、導電領域の導電率を向上させることが
できる。また、導電領域形成工程後に、単分子膜上に絶
縁性の保護膜を形成する工程を含む製造方法であれば、
耐剥離性等の耐久性に優れる保護膜付き単分子膜を製造
できる。以下に、各工程について説明する。
With the manufacturing method including the washing step subsequent to the above-mentioned monomolecular layer forming step, it is possible to form a monomolecular film without stains on the surface. In addition, with the manufacturing method including the doping step of doping the charge-moving dopant, the conductivity of the conductive region can be easily improved. In addition, after the conductive region forming step, if it is a manufacturing method including a step of forming an insulating protective film on the monomolecular film,
A monomolecular film with a protective film having excellent durability such as peeling resistance can be produced. Each step will be described below.

【0061】単分子層形成工程では、膜材料分子を含む
有機溶液に基材を浸漬することにより単分子膜を形成し
てもよいし、有機溶液を基材上に塗布することにより単
分子膜を形成してもよい。また、膜材料分子を含むガス
中に基材を暴露することにより単分子膜を形成してもよ
い。
In the monomolecular layer forming step, the base material may be formed by immersing the base material in an organic solution containing film material molecules, or by applying the organic solution onto the base material. May be formed. Alternatively, the monomolecular film may be formed by exposing the base material to a gas containing film material molecules.

【0062】シラン系界面活性剤等のような、基材に化
学吸着する官能基を末端に有する有機分子を膜材料分子
として用いると、基材上に結合固定された耐剥離性等の
耐久性に優れた単分子膜を形成できる。2層目以降の積
層膜を形成する場合は、化学吸着法あるいはラングミュ
アーブロジェット法を適用できる。
When an organic molecule having a functional group capable of being chemically adsorbed to the substrate at the end, such as a silane-based surfactant, is used as a film material molecule, durability such as peeling resistance fixed on the substrate is obtained. An excellent monomolecular film can be formed. When forming the laminated film of the second and subsequent layers, the chemisorption method or the Langmuir-Blodgett method can be applied.

【0063】また、単分子層形成工程は、基材の全面又
は一部の面に単分子膜を形成する工程であってもよい
し、基材に、所定のパターンに単分子膜を形成する工程
であってもよい。例えば、基材表面に単分子膜を形成す
るパターン以外の部位に被膜(レジストパターン)を形
成し、被膜の形成された基材と膜材料分子とを接触させ
て単分子膜を成膜した後、被膜を除去することにより所
定のパターンに単分子膜を形成することができる。
The monomolecular layer forming step may be a step of forming a monomolecular film on the entire surface or a part of the surface of the base material, or the monomolecular film is formed on the base material in a predetermined pattern. It may be a process. For example, after forming a coating film (resist pattern) on a site other than the pattern for forming a monomolecular film on the surface of the base material, and contacting the base material on which the coating film is formed with the film material molecule to form a monomolecular film By removing the coating, a monomolecular film can be formed in a predetermined pattern.

【0064】次に、洗浄工程では、単分子層形成工程後
に、単分子膜の形成された基材を洗浄用の有機溶媒に浸
漬させて、未吸着の有機分子を洗浄除去することができ
る。洗浄用の有機溶媒として非水系の有機溶媒を用いる
ことが好ましい。
Next, in the washing step, after the monomolecular layer forming step, the substrate on which the monomolecular film is formed can be immersed in an organic solvent for washing to wash and remove unadsorbed organic molecules. It is preferable to use a non-aqueous organic solvent as the cleaning organic solvent.

【0065】次に、配向処理工程では、基材の表面を任
意の1方向にラビング処理する工程であってもよいし、
所定の部位ごとにラビング方向を異ならせる様にラビン
グ処理する工程であってもよい。ラビング処理方法につ
いては、下記の傾斜処理工程において説明する。配向処
理工程で用いるラビング装置と傾斜処理工程で用いるラ
ビング装置とは同一の装置であり、基材上に単分子膜が
形成されているか否かの違いである(図5A)。
Next, the orientation treatment step may be a step of rubbing the surface of the substrate in one arbitrary direction,
A rubbing process may be performed so that the rubbing direction is different for each predetermined portion. The rubbing treatment method will be described in the following inclination treatment process. The rubbing device used in the alignment treatment process and the rubbing device used in the tilt treatment process are the same device, and the difference is whether or not a monomolecular film is formed on the substrate (FIG. 5A).

【0066】以下に、所定の部位ごとにラビング方向を
異ならせる場合の前処理工程の例を説明する。基材表面
に所定の第1のパターン状に被膜を形成し(レジストパ
ターン)、被膜の形成されていない基材表面を所定の第
1のラビング方向にラビングし、ラビング処理後に被膜
を除去する。その後、基材表面に第1のパターンと異な
る第2のパターン状に被膜(レジストパターン)を形成
し、被膜の形成されていない基材表面を所定の第2のラ
ビング方向にラビングし、ラビング処理後に被膜を除去
する。これにより、第1のラビング方向にラビング処理
した部位と、第2のラビング方向にラビング処理した部
位とを形成できる。更に、これをラビング方向を異なら
せて繰り返すことにより、複雑なラビングパターンを形
成することもできる。
An example of the pretreatment process when the rubbing direction is made different for each predetermined part will be described below. A coating is formed on the surface of the base material in a predetermined first pattern (resist pattern), the surface of the base material on which the coating is not formed is rubbed in the predetermined first rubbing direction, and the coating is removed after the rubbing treatment. After that, a coating film (resist pattern) is formed on the surface of the base material in a second pattern different from the first pattern, and the surface of the base material on which the coating is not formed is rubbed in a predetermined second rubbing direction to perform a rubbing treatment. The coating is removed later. This makes it possible to form a portion that has been rubbed in the first rubbing direction and a portion that has been rubbed in the second rubbing direction. Further, a complicated rubbing pattern can be formed by repeating this with different rubbing directions.

【0067】次に、配向処理工程(傾斜処理工程)で
は、ラビング配向法、光配向法、液切り配向法等を適用
して、単分子膜を構成する有機分子を所定の方向に配向
させることができる。図5A−Cは、有機薄膜を構成す
る分子を傾斜(配向)させる配向法を説明するための模
式的斜視図であり、図5Aはラビング配向法、図5Bは
光配向法、図5Cは液切り配向法である。
Next, in the alignment treatment step (gradient treatment step), a rubbing alignment method, a photo-alignment method, a liquid draining alignment method or the like is applied to align the organic molecules constituting the monomolecular film in a predetermined direction. You can 5A to 5C are schematic perspective views for explaining an alignment method for inclining (aligning) molecules that form an organic thin film. FIG. 5A is a rubbing alignment method, FIG. 5B is an optical alignment method, and FIG. 5C is a liquid. This is a cut orientation method.

【0068】ラビング配向法は、図5Aに示したよう
に、単分子膜4の形成された基材1を所定の方向(基材
搬送方向)Cに搬送しながら、単分子膜4と接触するラ
ビング布41の巻き付けられたラビングロール42を回
転方向Aに回転させて、ラビング布41で単分子膜4の
表面を擦ることにより、単分子膜4を構成する有機分子
をラビング方向Bに配向させる方法である。これによ
り、基材1上に、ラビング方向Bに配向した単分子膜4
を形成することができる。
In the rubbing orientation method, as shown in FIG. 5A, the substrate 1 having the monomolecular film 4 formed thereon is brought into contact with the monomolecular film 4 while being conveyed in a predetermined direction (substrate conveying direction) C. The rubbing roll 42 wound around the rubbing cloth 41 is rotated in the rotation direction A, and the surface of the monomolecular film 4 is rubbed with the rubbing cloth 41, so that the organic molecules forming the monomolecular film 4 are oriented in the rubbing direction B. Is the way. As a result, the monomolecular film 4 oriented in the rubbing direction B is formed on the base material 1.
Can be formed.

【0069】光配向法は、図5Bに示したように、透過
軸方向Dを有する偏光板43に紫外線または可視光線4
5を照射し、偏光46により単分子膜4を構成する有機
分子を偏光方向Eに配向させる方法である。偏光として
は直線偏光が好ましい。これにより、基材1上に、偏光
方向に配向した単分子膜4を形成することができる。
In the photo-alignment method, as shown in FIG. 5B, ultraviolet rays or visible rays 4 are applied to the polarizing plate 43 having the transmission axis direction D.
5 to irradiate the organic molecule forming the monomolecular film 4 with the polarized light 46 in the polarization direction E. Linearly polarized light is preferred as the polarized light. Thereby, the monomolecular film 4 oriented in the polarization direction can be formed on the base material 1.

【0070】また、液切り配向法は、図5Cに示したよ
うに、洗浄用の有機溶媒44の液面に対して所定の傾斜
角度を保ちつつ引き上げ方向Fに基材1を引き上げ、単
分子膜4を構成する有機分子を液切り方向Gに配向させ
る方法である。これにより基材1上に、配向した単分子
膜4を形成することができる。
As shown in FIG. 5C, the liquid-slip alignment method pulls up the base material 1 in the pulling direction F while keeping a predetermined inclination angle with respect to the liquid surface of the organic solvent 44 for washing, and the monomolecular This is a method of orienting the organic molecules forming the film 4 in the liquid draining direction G. Thereby, the oriented monomolecular film 4 can be formed on the substrate 1.

【0071】さらに図示していないが、触媒重合、電解
酸化重合時の溶液中における分子のゆらぎによっても配
向させることができる。
Although not shown in the drawing, the orientation can also be achieved by the fluctuation of molecules in the solution during the catalytic polymerization or electrolytic oxidation polymerization.

【0072】液切り配向法、ラビング配向法、光配向
法、重合時の溶液中における分子のゆらぎによる配向い
ずれか1つの方法を適用する工程であってもよいし、複
数種の配向法を組み合わせて順次適用する工程であって
もよい。異なる配向方法を組み合わせて、精度よく配向
した状態にある配向した単分子膜を形成する際には、ラ
ビング方向や偏光方向や液切り方向が同一方向になるよ
うにすることが好ましい。
It may be a step of applying any one of the liquid draining alignment method, the rubbing alignment method, the photo alignment method, and the alignment due to the fluctuation of the molecule in the solution at the time of polymerization, or a combination of a plurality of alignment methods. May be applied sequentially. When different oriented methods are combined to form an oriented monomolecular film in an accurately oriented state, it is preferable that the rubbing direction, the polarization direction, and the liquid draining direction are the same direction.

【0073】また、全体的又は部分的に単分子膜を一方
向に配向させる工程であってもよいし、所定の部位ごと
に配向方向を異ならせて配向させる工程であってもよ
い。所定の部位ごとに配向方向を異ならせる場合、ラビ
ング配向法又は光配向法を適用することが好ましい。ラ
ビング配向法を適用して所定の部位ごとに配向方向を異
ならせることもできる。
Further, it may be a step of orienting the monomolecular film in one direction wholly or partly, or may be a step of orienting by changing the orientation direction for each predetermined portion. When the alignment direction is different for each predetermined part, it is preferable to apply a rubbing alignment method or a photo-alignment method. It is also possible to apply a rubbing orientation method to make the orientation direction different for each predetermined portion.

【0074】また、光配向法を適用して所定の部位ごと
に配向方向を異ならせて配向させる場合には、例えば、
所定のパターンを形成した第1のフォトマスクを介し
て、第1の偏光を照射した後、第1のフォトマスクのパ
ターンと異なる所定のパターンを形成した第2のフォト
マスクを介して、第1の偏光の偏光方向と異なる偏光方
向を有する第2の偏光を照射すればよい。更に、パター
ンが互いに異なる複数のフォトマスクと偏光方向の互い
に異なる複数種の偏光とを用いれば、複雑な配向パター
ンを形成することができる。
Further, when the photo-alignment method is applied and the alignment direction is made different for each predetermined portion, for example,
After irradiating the first polarized light through the first photomask on which the predetermined pattern is formed, the first photomask is formed on the second photomask on which the predetermined pattern different from the pattern of the first photomask is formed. The second polarized light having a polarization direction different from the polarization direction of the polarized light may be irradiated. Furthermore, a complicated alignment pattern can be formed by using a plurality of photomasks having different patterns and a plurality of types of polarized light having different polarization directions.

【0075】また、偏光方向を変化させながら、単分子
膜に偏光をスキャン照射すれば、直線的に連なる導電性
ポリマーばかりでなく、曲線的に連なる導電性ポリマー
を形成することが可能である。
By scanning and irradiating the monomolecular film with polarized light while changing the polarization direction, it is possible to form not only a linearly continuous conductive polymer but also a curved continuous conductive polymer.

【0076】次に、導電領域形成工程では、単分子膜を
構成する分子相互を重合又は架橋させて共役系を形成す
ることができる。重合や架橋を行う重合法として触媒重
合法、電解重合法、エネルギービーム照射重合法等を適
用することができる。
Next, in the conductive region forming step, the molecules forming the monomolecular film can be polymerized or crosslinked to form a conjugated system. A catalyst polymerization method, an electrolytic polymerization method, an energy beam irradiation polymerization method, or the like can be applied as a polymerization method for performing polymerization or crosslinking.

【0077】重合又は架橋させる工程を複数回行うこと
により、導電性ポリマーを形成してもよい。例えば、膜
材料分子として、共役重合性官能基(共役結合で重合す
る重合性官能基)を複数有する有機分子を用いた場合、
単分子層内に含まれる複数の平行な平面それぞれに共役
系(共役結合鎖)を形成することができる。
The conductive polymer may be formed by repeating the polymerization or crosslinking step a plurality of times. For example, when an organic molecule having a plurality of conjugated polymerizable functional groups (polymerizable functional groups that polymerize by a conjugated bond) is used as the film material molecule,
A conjugated system (conjugated bond chain) can be formed in each of a plurality of parallel planes included in the monolayer.

【0078】更に、重合又は架橋を複数回行う際、各回
ごとに重合法あるいは重合条件が異なっていてもよい。
ここで、重合条件とは、同一の重合法を用いた場合の反
応条件を意味する。例えば、触媒重合において触媒の種
類や反応温度等が異なる場合、また、電解重合において
印加電圧等が異なる場合、また、エネルギービーム照射
重合においてビームの種類やビームのエネルギーやビー
ムの照射強度等が異なる場合である。
Further, when the polymerization or crosslinking is carried out a plurality of times, the polymerization method or the polymerization conditions may be different for each time.
Here, the polymerization conditions mean reaction conditions when the same polymerization method is used. For example, when the type of catalyst and reaction temperature are different in catalytic polymerization, when the applied voltage is different in electrolytic polymerization, and the type of beam, the energy of the beam and the irradiation intensity of the beam are different in the energy beam irradiation polymerization. This is the case.

【0079】また、単分子膜の全部又は1部に導電領域
を形成する工程であってもよいし、電気的に互いに絶縁
された複数の導電領域を単分子膜に形成する工程であっ
てもよい。以下に、膜材料分子に含まれる共役重合性官
能基が触媒重合性官能基の場合、電解重合性官能基であ
る場合、エネルギービーム照射重合性官能基である場合
について説明する。
Further, it may be a step of forming a conductive region in all or a part of the monomolecular film, or a step of forming a plurality of conductive regions electrically insulated from each other in the monomolecular film. Good. The case where the conjugated polymerizable functional group contained in the film material molecule is a catalytic polymerizable functional group, an electrolytic polymerizable functional group, or an energy beam irradiation polymerizable functional group will be described below.

【0080】第1に、単分子膜を構成する有機分子が触
媒重合性官能基を有する場合について説明する。単分子
膜と触媒とを接触させることにより導電性ポリマーを形
成できる。したがって、触媒を含む溶液に単分子膜を浸
漬してもよいし、触媒を含む溶液を単分子膜に塗布して
もよく、また、触媒を含むガス雰囲気中に単分子膜を暴
露してもよいし、触媒を含むガスを単分子膜に吹き付け
てもよい。
First, the case where the organic molecule forming the monomolecular film has a catalytically polymerizable functional group will be described. The conductive polymer can be formed by bringing the monomolecular film and the catalyst into contact with each other. Therefore, the monolayer may be dipped in a solution containing the catalyst, the solution containing the catalyst may be applied to the monolayer, or the monolayer may be exposed to a gas atmosphere containing the catalyst. The catalyst-containing gas may be blown onto the monomolecular film.

【0081】また、前記配向処理工程(傾斜処理工程)
を行わない場合、触媒を含む溶液を単分子膜表面に対し
て一定方向に流すことにより、又は、触媒を含むガスを
単分子膜表面に対して一定方向に吹き付けることによ
り、単分子膜を配向させると共に導電性ポリマーを形成
することが可能である。したがって、配向処理工程を省
略して、所定の方向に連なる導電性ポリマーを含む導電
領域を形成できる。
In addition, the alignment treatment step (tilt treatment step)
If not performed, the monolayer is oriented by flowing a solution containing the catalyst in a certain direction to the surface of the monolayer, or by blowing a gas containing the catalyst in a certain direction to the surface of the monolayer. It is possible to form a conductive polymer as well as to form a conductive polymer. Therefore, the alignment treatment step can be omitted, and a conductive region containing a conductive polymer that extends in a predetermined direction can be formed.

【0082】また、電気的に互いに絶縁された複数の導
電領域を形成する場合、単分子膜上に所定のパターンの
被膜(レジストパターン)を形成した後、触媒と接触さ
せることにより、被膜の形成されていない部位に導電領
域を形成することができる。不要であれば被膜を除去す
ればよい。
When forming a plurality of electrically conductive regions that are electrically insulated from each other, a coating film (resist pattern) having a predetermined pattern is formed on the monomolecular film and then contacted with a catalyst to form the coating film. A conductive region can be formed in a portion that has not been formed. If unnecessary, the film may be removed.

【0083】第2に、単分子膜を構成する有機分子が電
解重合性官能基を有する場合について説明する。単分子
膜に電位差のある1対の電極を接触させることにより、
所定の方向に連なる導電性ポリマーを形成できる。した
がって、単分子膜の表面又は側面に接触しかつ互いに離
隔した1対の電解重合用の電極を形成し、形成した1対
の電極間に電圧を印加してもよいし、単分子膜の表面又
は側面に1対の外部電極を互いの電極が離隔するように
接触させ、一対の外部電極間に電圧を印加してもよい。
Secondly, the case where the organic molecule constituting the monomolecular film has an electropolymerizable functional group will be described. By contacting a pair of electrodes with a potential difference to the monolayer,
It is possible to form a conductive polymer that extends in a predetermined direction. Therefore, a pair of electrodes for electrolytic polymerization which are in contact with the surface or the side surface of the monomolecular film and are separated from each other may be formed and a voltage may be applied between the formed pair of electrodes. Alternatively, a pair of external electrodes may be brought into contact with the side surfaces so that the electrodes are separated from each other, and a voltage may be applied between the pair of external electrodes.

【0084】また、電気的に互いに絶縁された複数の導
電領域を形成する場合、複数対の電極を所定のパターン
に形成し、電極に所定の電位を与えることにより、電位
の異なる電極間に導電領域を形成できる。このとき2つ
の電極のみに電位を与えて導電領域を1つずつ形成して
もよいし、3つ以上の複数の電極に電位を与えて複数の
導電領域を同時に形成してもよい。
In the case of forming a plurality of electrically conductive regions electrically insulated from each other, a plurality of pairs of electrodes are formed in a predetermined pattern, and a predetermined potential is applied to the electrodes so that the electrodes having different potentials are electrically conductive. Regions can be formed. At this time, a potential may be applied to only two electrodes to form one conductive region at a time, or a potential may be applied to three or more electrodes to form a plurality of conductive regions at the same time.

【0085】前記において、電極を形成して電解重合を
行うと端子付き導電領域を有する単分子膜を製造でき
る。不要であれば、これらの電極は除去する。
In the above, by forming an electrode and carrying out electrolytic polymerization, a monomolecular film having a conductive region with a terminal can be manufactured. If unnecessary, these electrodes are removed.

【0086】第3に、単分子膜を構成する有機分子がエ
ネルギービーム照射重合性官能基を有する場合について
説明する。単分子膜にエネルギービームを照射すること
により、導電性ポリマーを形成することができる。エネ
ルギービームとしては光、X線、電子線等を用いること
ができる。好ましくは、エネルギービームとして偏光又
は偏光X線を用いる。
Thirdly, the case where the organic molecule forming the monomolecular film has an energy beam irradiation polymerizable functional group will be described. A conductive polymer can be formed by irradiating the monomolecular film with an energy beam. Light, X-rays, electron beams or the like can be used as the energy beam. Preferably, polarized light or polarized X-rays are used as the energy beam.

【0087】また、前記配向処理工程(傾斜処理工程)
を行わない場合であっても、偏光を照射することによ
り、単分子膜を配向させると共に、導電性ポリマーを形
成することが可能である。したがって、配向処理工程を
省略して、所定の方向に連なる導電性ポリマーを含む導
電領域を形成できる。
Further, the alignment treatment step (tilt treatment step)
Even when the step is not performed, it is possible to align the monomolecular film and form a conductive polymer by irradiating polarized light. Therefore, the alignment treatment step can be omitted, and a conductive region containing a conductive polymer that extends in a predetermined direction can be formed.

【0088】また、電気的に互いに絶縁された複数の導
電領域を形成する場合、所定のパターンを形成した第1
のフォトマスクを介して、エネルギービームを照射した
後、第1のフォトマスクのパターンと異なる所定のパタ
ーンを形成した第2のフォトマスクを介して、エネルギ
ービームを照射する。
In the case of forming a plurality of conductive regions electrically insulated from each other, the first pattern having a predetermined pattern is formed.
After irradiating the energy beam through the photo mask of No. 2, the energy beam is radiated through the second photo mask on which a predetermined pattern different from the pattern of the first photo mask is formed.

【0089】このとき、第1のフォトマスクを介して照
射されるエネルギービームと第2のフォトマスクを介し
て照射されるエネルギービームとは同じエネルギービー
ムでなくともよい。更に、エネルギービームとして偏光
又は偏光X線を用いる場合には、それらの偏光方向が同
じでなくともよい。例えば、パターンが互いに異なる複
数のフォトマスクと偏光方向の互いに異なる複数種の偏
光とを用いれば、導電性ポリマーの方向が互いに異なる
導電領域を簡便に形成できる。
At this time, the energy beam irradiated through the first photomask and the energy beam irradiated through the second photomask do not have to be the same energy beam. Furthermore, when polarized light or polarized X-rays are used as the energy beam, their polarization directions need not be the same. For example, by using a plurality of photomasks having different patterns and a plurality of types of polarized light having different polarization directions, conductive regions having different directions of the conductive polymer can be easily formed.

【0090】また、エネルギービームを単分子膜にスキ
ャン照射すれば、より簡便に電気的に互いに絶縁された
複数の導電領域を形成できる。このとき、エネルギービ
ームとして偏光又は偏光X線を用いれば、導電性ポリマ
ーの方向が互いに異なる導電領域を簡便に形成すること
ができる。更に、偏光方向とスキャン方向(エネルギー
ビームの進行方向)とを平行に保ちながらスキャン照射
すれば、曲線的に所定の方向に連なる導電性ポリマーを
形成できる。
By scanning and irradiating the monomolecular film with the energy beam, a plurality of electrically conductive regions electrically insulated from each other can be formed more easily. At this time, if polarized light or polarized X-rays are used as the energy beam, it is possible to easily form conductive regions in which the directions of the conductive polymers are different from each other. Further, if scanning irradiation is performed while keeping the polarization direction and the scanning direction (energy beam traveling direction) parallel to each other, it is possible to form a conductive polymer that is curvilinearly continuous in a predetermined direction.

【0091】前記導電性ポリマーを効率よく形成するた
めには、触媒重合および/または光エネルギービーム照
射による重合をまず行い、最後に電解酸化重合によりネ
ットワークを完結させる手段がある。触媒重合および/
または光エネルギービーム照射による重合は重合速度が
速く、また電解酸化重合はそれほど速くはないが電流を
流しながら重合させるので、ネットワークが完結した瞬
間に大電流が流れるため、完結したか否かを容易に検知
できる。
In order to efficiently form the above-mentioned conductive polymer, there is a means of carrying out catalytic polymerization and / or polymerization by irradiation with a light energy beam first, and finally completing the network by electrolytic oxidation polymerization. Catalytic polymerization and /
Polymerization by light energy beam irradiation has a high polymerization rate, and electrolytic oxidative polymerization is not so fast, but since polymerization is carried out while passing a current, a large current flows at the moment the network is completed, so it is easy to determine whether or not it is completed. Can be detected.

【0092】次にドーピング工程では、電荷移動性のド
ーパントをドーピングすることにより、簡便に導電率を
向上させることができる。ドーパントとしてはヨウ素
(I2)、BF-イオン等のアクセプター・ドーパント
(電子受容体)であってもよいし、Li等のドナー・ド
ーパント(電子供与体)であってもよい。
Next, in the doping step, the conductivity can be easily improved by doping the dopant having a charge transfer property. The dopant may be an acceptor dopant (electron acceptor) such as iodine (I 2 ) or BF 4 ion, or a donor dopant (electron donor) such as Li.

【0093】次に、基材絶縁膜形成工程では、基材上に
シリカ膜又は酸化アルミニウム膜等の絶縁性の被膜を形
成することができる。透明電極等に用いるためには透明
な被膜を形成する必要がある。また、絶縁性の被膜とし
て、膜構成分子が化学吸着しやすい被膜を形成すると、
基材の材質に依らず、単分子膜を形成できる。
Next, in the base material insulating film forming step, an insulating film such as a silica film or an aluminum oxide film can be formed on the base material. In order to use it for a transparent electrode or the like, it is necessary to form a transparent film. In addition, if a film that forms film-forming molecules is easily chemisorbed as an insulating film,
A monomolecular film can be formed regardless of the material of the base material.

【0094】最後に、保護膜形成工程では、単分子膜表
面に絶縁性の保護膜を形成する。保護膜形成工程を行え
ば、耐剥離性等の耐久性に優れた単分子膜を形成するこ
とができる。また、ドーパントを含む単分子膜であれ
ば、脱ドーピングによるドーパントの蒸発を低減でき
る。また、透明電極等に用いるためには透明な保護膜を
形成する。
Finally, in the protective film forming step, an insulating protective film is formed on the surface of the monomolecular film. By performing the protective film forming step, a monomolecular film having excellent durability such as peeling resistance can be formed. Further, a monomolecular film containing a dopant can reduce evaporation of the dopant due to dedoping. In addition, a transparent protective film is formed for use as a transparent electrode or the like.

【0095】前記の製造方法により形成された導電領域
を有する単分子膜の構造例を図1A−Cに示す。図1A
−Cは、例えばガラス基材1上に形成された、導電領域
を有する単分子膜を模式的に示す断面図である。図1A
は基材1の表面に単分子膜4が共有結合により固定され
ており、共役重合性官能基9が重合されて導電領域6が
全領域に形成され、導電性ポリマー5が形成されている
状態を示す。図1Bは複数の部分領域(導電領域6,
6)に導電性ポリマー5が形成された単分子膜を示す。
図1Cは共役重合性官能基を内部に有する有機分子から
なり、複数の部分領域(導電領域6)に導電性ポリマー
の形成された単分子膜を示す。
An example of the structure of a monomolecular film having a conductive region formed by the above manufacturing method is shown in FIGS. Figure 1A
-C is a cross-sectional view schematically showing a monomolecular film having a conductive region, which is formed on the glass substrate 1, for example. Figure 1A
Is a state in which the monomolecular film 4 is fixed to the surface of the substrate 1 by covalent bond, the conjugated polymerizable functional group 9 is polymerized to form the conductive region 6 in the entire region, and the conductive polymer 5 is formed. Indicates. FIG. 1B shows a plurality of partial regions (conductive regions 6,
6) shows a monomolecular film on which the conductive polymer 5 is formed.
FIG. 1C shows a monomolecular film made of an organic molecule having a conjugated polymerizable functional group inside and having a conductive polymer formed in a plurality of partial regions (conductive region 6).

【0096】図2は、単分子膜4中の導電性ポリマー5
の方向を説明するための模式的平面図である。なお、図
2以外の図面においては、蛇行した導電性ポリマーを蛇
行のない直線又は蛇行のない曲線として表す。
FIG. 2 shows the conductive polymer 5 in the monomolecular film 4.
FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the direction of FIG. In drawings other than FIG. 2, the meandering conductive polymer is represented as a straight line without a meander or a curve without a meander.

【0097】また、前記導電領域を有する単分子膜内に
おける、導電領域のパターン例を図3A−Dに示す。図
3A−Dは、基材上に形成された導電性ポリマーを含む
単分子層の導電領域6の構成例を模式的に示す平面図で
ある。図3Aは一方向に連なる導電性ポリマー5が全領
域に形成され単分子層4であり、図3Bは、各導電領域
6に一方向に連なる導電性ポリマー5の形成された、平
行な導電領域6を有する単分子層4を示し、図3Cは、
各導電領域に一方向に連なる導電性ポリマー6の形成さ
れた、マトリックス状に配列した導電領域6を有する単
分子層4を示し、図3Dは、各導電領域に形成された導
電性ポリマーの方向が同じでなく、かつ、各導電領域の
形状も同じでない、任意のパターンに配列した導電領域
6を有する単分子層4を示す。
3A to 3D show examples of patterns of the conductive region in the monomolecular film having the conductive region. 3A to 3D are plan views schematically showing configuration examples of the conductive region 6 of the monomolecular layer containing the conductive polymer formed on the base material. FIG. 3A is a monolayer 4 in which a conductive polymer 5 continuous in one direction is formed in the entire region, and FIG. 3B is a parallel conductive region in which a conductive polymer 5 continuous in one direction is formed in each conductive region 6. 3 shows a monolayer 4 having 6 and FIG.
FIG. 3D shows the direction of the conductive polymer formed in each conductive region, which shows the monolayer 4 having the conductive regions 6 arranged in a matrix in which the conductive polymer 6 is formed in each conductive region. Shows a monomolecular layer 4 having conductive regions 6 arranged in an arbitrary pattern, which are not the same and the shape of each conductive region is not the same.

【0098】また、基材上に形成される導電領域を有す
る単分子膜の構成を図4A−Bに示す。図4A−Bは、
基材上に形成された、単分子膜の構造例を模式的に示す
断面図である。図4Aは基材絶縁膜2付き基材1上に形
成された単分子膜を示し、図4Bは基材1上に形成さ
れ、かつ表面に保護膜3の形成された単分子膜4を示
す。図示していないが、基材上に、絶縁膜と単分子膜と
保護膜とが基材表面から順次積層された構造でもよい。
The structure of a monomolecular film having a conductive region formed on a base material is shown in FIGS. 4A-B. 4A-B
It is sectional drawing which shows typically the structural example of the monomolecular film formed on the base material. FIG. 4A shows the monomolecular film formed on the base material 1 with the base material insulating film 2, and FIG. 4B shows the monomolecular film 4 formed on the base material 1 and having the protective film 3 formed on the surface. . Although not shown, a structure in which an insulating film, a monomolecular film, and a protective film are sequentially laminated on the base material may be formed on the base material.

【0099】また、図6A−Bは、基材上の選択的な部
位に導電領域を形成した構成例を模式的に示す斜視図で
ある。図6Aは基材1上の全部位に形成された単分子膜
4内に、複数の導電領域6が形成された構成を示し、図
6Bは全領域に導電領域6の形成された単分子膜4を、
基材1上に複数形成した構成を示す。
FIGS. 6A and 6B are perspective views schematically showing a constitutional example in which a conductive region is formed at a selective portion on the base material. FIG. 6A shows a structure in which a plurality of conductive regions 6 are formed in a monomolecular film 4 formed on all parts of a substrate 1, and FIG. 6B is a monomolecular film in which conductive regions 6 are formed in all regions. 4
The structure formed in multiple numbers on the base material 1 is shown.

【0100】(実施の形態2)本実施の形態2において
は、導電領域を有する単分子累積膜の例を説明する。
(Embodiment 2) In Embodiment 2, an example of a monomolecular cumulative film having a conductive region will be described.

【0101】単分子累積膜を形成する場合、第1層目は
化学吸着法により形成する。第2層目以降は化学吸着法
でもよいし、ラングミュアーブロジェット法を適用して
も良い。しかし、全層を化学吸着法による単分子積層膜
とすることが簡便であり、好ましい。また、配向処理工
程(傾斜処理工程)を行うことは実施の形態1において
も説明したが、単分子累積膜の場合は単分子膜の場合に
比べその重要性が大きい。以下においては、配向処理工
程を含む製造方法について説明する。
When forming a monomolecular cumulative film, the first layer is formed by a chemisorption method. The chemical adsorption method or the Langmuir-Blodgett method may be applied to the second and subsequent layers. However, it is simple and preferable that all the layers are a monomolecular laminated film formed by the chemical adsorption method. Further, although the alignment treatment step (gradient treatment step) has been described in the first embodiment, its importance is greater in the case of a monomolecular film, than in the case of a monomolecular film. Hereinafter, a manufacturing method including an alignment treatment step will be described.

【0102】本発明に係る導電領域を有する単分子累積
膜の製造方法おいては、単分子層形成工程と、導電領域
形成工程と、配向処理工程との様々な組合せ及び順序が
可能である。以下に、好ましい製造方法を製造方法1〜
5に説明する。
In the method for producing a monomolecular cumulative film having a conductive region according to the present invention, various combinations and sequences of a monomolecular layer forming process, a conductive region forming process, and an alignment treatment process are possible. Below, preferred manufacturing methods are Manufacturing Method 1 to
5 will be described.

【0103】製造方法1は、単分子層形成工程を複数回
連続して行って単分子累積膜を形成した後、導電領域形
成工程を行うことにより、導電領域を有する単分子累積
膜を形成する製造方法である。
In the manufacturing method 1, the monomolecular layer forming step is performed plural times in succession to form the monomolecular cumulative film, and then the conductive area forming step is performed to form the monomolecular cumulative film having the conductive area. It is a manufacturing method.

【0104】製造方法2は、単分子層形成工程と配向処
理工程(傾斜処理工程)とを順次交互に複数回行って、
配向した単分子層を積層させた後、導電領域形成工程を
行うことにより、導電領域を有する単分子累積膜を形成
する製造方法である。
In the manufacturing method 2, the monomolecular layer forming step and the orientation treatment step (gradient treatment step) are alternately performed a plurality of times,
This is a manufacturing method of forming a monomolecular cumulative film having a conductive region by stacking oriented monomolecular layers and then performing a conductive region forming step.

【0105】製造方法3は、単分子層形成工程と配向処
理工程(傾斜処理工程)と導電領域形成工程を順次行う
一連の工程を複数回行うことにより、導電領域を有する
単分子累積膜を形成する製造方法である。
In the manufacturing method 3, a series of steps of sequentially carrying out the monomolecular layer forming step, the orientation processing step (gradient processing step) and the conductive area forming step are carried out a plurality of times to form a monomolecular cumulative film having a conductive area. It is a manufacturing method.

【0106】製造方法4は、単分子層形成工程と配向処
理工程(傾斜処理工程)と導電領域形成工程を順次行っ
て導電領域を有する単分子膜を形成した後、単分子層形
成工程を複数回連続して行い、その後、導電領域形成工
程を行うことにより、導電領域を有する単分子累積膜を
形成する製造方法である。
In the manufacturing method 4, after the monomolecular layer forming step, the orientation processing step (gradient processing step) and the conductive area forming step are sequentially performed to form a monomolecular film having a conductive area, a plurality of monomolecular layer forming steps are performed. This is a manufacturing method in which a monomolecular cumulative film having a conductive region is formed by performing the conductive region forming step successively.

【0107】製造方法5は、前処理工程を行った後、単
分子層形成工程を複数回連続して行い、その後、導電領
域形成工程を行うことにより、導電領域を有する単分子
累積膜を形成する製造方法である。また、前処理工程を
行った後、前記製造方法1〜製造方法5のいずれかの製
造方法を行う製造方法であっても好ましい。
In the manufacturing method 5, after performing the pretreatment step, the monomolecular layer forming step is continuously performed a plurality of times, and then the conductive area forming step is performed to form the monomolecular cumulative film having the conductive area. It is a manufacturing method. Further, it is also preferable that the manufacturing method is any one of the manufacturing methods 1 to 5 after the pretreatment step.

【0108】前記の製造方法1〜5を用いた場合であっ
ても、導電領域を有する単分子累積膜にどの様な導電領
域のパターンを形成するか、また、配向処理工程でどの
様な配向方法を適用するか、導電領域形成工程でどの様
な重合方法を適用するか、等によりその優位性は製造方
法ごとに異なる。したがって、所望の導電領域を有する
単分子累積膜を形成するために最適な製造方法を選択す
ることが重要である。
Even when the above-mentioned manufacturing methods 1 to 5 are used, what kind of conductive area pattern is formed in the monomolecular cumulative film having the conductive area, and what kind of orientation is used in the alignment treatment step. The superiority varies depending on the manufacturing method depending on the method applied, what kind of polymerization method is applied in the conductive region forming step, and the like. Therefore, it is important to select an optimum manufacturing method for forming a monomolecular cumulative film having a desired conductive region.

【0109】前記製造方法1〜5は、更に、基材絶縁膜
形成工程、洗浄工程、ドーピング工程、保護膜形成工程
のいずれか1つ又は複数の工程を含む製造方法であって
もよい。単分子層形成工程、導電領域形成工程、前処理
工程、配向工程、基材絶縁膜形成工程、洗浄工程、ドー
ピング工程及び保護膜形成工程の各々についての詳細
は、前記実施の形態1を参照することとし、以下におい
て、有機薄膜が単分子膜であるか、又は単分子累積膜で
あるかによって生じる各工程の相違点について述べる。
The manufacturing methods 1 to 5 may be a manufacturing method further including any one or more of a base insulating film forming step, a cleaning step, a doping step, and a protective film forming step. For details of each of the monomolecular layer forming step, the conductive region forming step, the pretreatment step, the orientation step, the base insulating film forming step, the cleaning step, the doping step and the protective film forming step, refer to Embodiment 1 above. However, in the following, differences between the respective steps caused depending on whether the organic thin film is a monomolecular film or a monomolecular cumulative film will be described.

【0110】各単分子層形成工程において、同一の膜材
料分子を用いて、1種の有機分子からなる単分子累積膜
を形成してもよいし、異なる膜材料分子を用いて、単分
子層ごとに構成分子の異なる単分子累積膜を形成しても
よい。
In each monomolecular layer forming step, the same film material molecule may be used to form a monomolecular cumulative film composed of one type of organic molecule, or different film material molecules may be used to form a monomolecular layer. A monomolecular cumulative film having different constituent molecules may be formed for each.

【0111】次に、配向処理工程におけるラビング配向
法及び光配向法の適用性について説明する。単分子膜形
成工程で、基材は膜構成分子を含む溶液中から所定の角
度、通常は溶液面に対して垂直で引き上げられるため、
単分子形成工程で液切り配向が行われていることにな
る。
Next, the applicability of the rubbing alignment method and the photo-alignment method in the alignment treatment step will be described. In the monomolecular film forming step, the substrate is pulled up from the solution containing the film-constituting molecules at a predetermined angle, usually perpendicular to the solution surface,
This means that the liquid crystal orientation is performed in the single molecule forming step.

【0112】ラビング配向法は、膜表面をラビングする
ことにより、膜を構成する有機分子を配向させる方法で
あるため、積層数の多い単分子累積膜に対して適用した
場合、基材側下層の単分子層を十分に配向させることが
できなくなる。したがって、ラビング配向は、製造方法
2〜4を適用する場合に適している。なお、製造方法1
を適用して積層数の少ない単分子累積膜を形成する場合
であれば、ラビング配向法を用いることができる。
The rubbing orientation method is a method of orienting the organic molecules constituting the film by rubbing the surface of the film, and therefore when applied to a monomolecular cumulative film having a large number of laminated layers, The monolayer cannot be sufficiently oriented. Therefore, the rubbing orientation is suitable when applying the manufacturing methods 2 to 4. Manufacturing method 1
In the case of applying the above to form a monomolecular cumulative film having a small number of laminated layers, the rubbing orientation method can be used.

【0113】一方、光配向法は、積層数の多い単分子累
積膜に対しも適用できるので、製造方法1〜5のいずれ
に対しても適している。ただし、過度に積層数が多くな
り、光透過性が劣化する場合においては、基材側下層の
単分子層を十分に配向させることができなくなる。
On the other hand, since the photo-alignment method can be applied to a monomolecular cumulative film having a large number of laminated layers, it is suitable for any of the manufacturing methods 1 to 5. However, when the number of layers is excessively increased and the light transmittance is deteriorated, it becomes impossible to sufficiently orient the monomolecular layer as the lower layer on the substrate side.

【0114】次に、導電領域形成工程で触媒重合法、電
解重合法、エネルギービーム照射重合法を適用する場合
について、好ましい製造方法を重合法ごとに説明する。
Next, in the case where the catalytic polymerization method, the electrolytic polymerization method, and the energy beam irradiation polymerization method are applied in the conductive region forming step, preferable manufacturing methods will be described for each polymerization method.

【0115】触媒重合法は、単分子累積膜の表面と触媒
とを接触させて重合反応を誘起する方法であるので、基
材側下層の単分子層内に十分に重合した導電性ポリマー
を形成することが困難となる。したがって、触媒重合法
を適用する場合は、前記製造方法4が適している。積層
数が極めて少ない単分子累積膜を形成する場合には、前
記製造方法1又は製造方法2であってもよい。
Since the catalytic polymerization method is a method of inducing a polymerization reaction by bringing the surface of the monomolecular cumulative film into contact with the catalyst, a sufficiently polymerized conductive polymer is formed in the monomolecular layer on the lower side of the substrate. Will be difficult to do. Therefore, when the catalytic polymerization method is applied, the manufacturing method 4 is suitable. When forming a monomolecular cumulative film having an extremely small number of layers, the above-mentioned manufacturing method 1 or manufacturing method 2 may be used.

【0116】また、電解重合法を適用する場合、単分子
累積膜表面に接触した一対の電極に電圧を印加すると基
材側下層の単分子層内に十分に重合した導電性ポリマー
を形成することが困難となるので、単分子累積膜の側面
部に接触した電極に電圧を印加することが好ましい。こ
のように、側面部に接触した電極に電圧を印加すれば、
前記製造方法1〜5のいずれの製造方法を適用しても単
分子累積膜の各単分子層に導電性ポリマーを形成するこ
とができる。更に、電解重合法は、単分子累積膜の全面
に導電領域を形成する場合や単分子累積膜を貫通する導
電領域を形成する場合に適する。
When the electrolytic polymerization method is applied, when a voltage is applied to the pair of electrodes in contact with the surface of the monomolecular accumulated film, a sufficiently polymerized conductive polymer is formed in the monomolecular layer on the lower side of the substrate. Therefore, it is preferable to apply a voltage to the electrode in contact with the side surface of the monomolecular film. In this way, if voltage is applied to the electrodes that are in contact with the side surface,
The conductive polymer can be formed in each monomolecular layer of the monomolecular cumulative film by applying any of the above-mentioned manufacturing methods 1 to 5. Furthermore, the electrolytic polymerization method is suitable for forming a conductive region on the entire surface of the monomolecular cumulative film or for forming a conductive region penetrating the monomolecular cumulative film.

【0117】また、エネルギービーム照射重合法は、積
層数の多い単分子累積膜に対しも適用できるので、製造
方法1〜5のいずれに対しても適している。ただし、過
度に積層数が多くなり、エネルギービームの透過性が劣
化する場合においては、基材側下層の単分子層を十分に
配向させることができなくなる。
Since the energy beam irradiation polymerization method can be applied to a monomolecular cumulative film having a large number of laminated layers, it is suitable for any of the manufacturing methods 1 to 5. However, in the case where the number of layers is excessively increased and the transmittance of the energy beam is deteriorated, it becomes impossible to sufficiently orient the lower molecular layer on the substrate side.

【0118】次に、洗浄工程は、単層形成後ごとに行う
ことが好ましい。
Next, the cleaning step is preferably performed after each single layer is formed.

【0119】次に、ドーピング工程は、導電性ポリマー
の形成された単分子層に対して個々に行うことが好まし
い。したがって、ドーピング工程を行う際には、前記製
造方法3を適用することが好ましく、前記製造方法3の
各導電領域形成工程後に行うことが好ましい。
Next, it is preferable that the doping step is individually performed on the monomolecular layer on which the conductive polymer is formed. Therefore, when performing the doping step, it is preferable to apply the manufacturing method 3, and preferably after each conductive region forming step of the manufacturing method 3.

【0120】前記の製造方法により形成される、単分子
累積膜の導電領域の構造例を図7A−Cに示す。図7A
は各単分子層4の配向方向を同一方向とするX型の単分
子累積膜を示し、図7Bは各単分子層4ごとに配向方向
を強めたX型の単分子累積膜であり、図7Cは各単分子
層4ごとに2つの配向方向のいずれかに配向したX型の
単分子累積膜である。
7A-C show a structural example of the conductive region of the monomolecular cumulative film formed by the above manufacturing method. Figure 7A
Shows an X-type monomolecular cumulative film in which the orientation directions of the monolayers 4 are the same, and FIG. 7B is an X-type monomolecular cumulative film in which the orientation direction is strengthened for each monolayer 4. 7C is an X-type monomolecular cumulative film oriented in either of two orientation directions for each monomolecular layer 4.

【0121】(実施の形態3)本実施の形態に係る電気
ケーブルを図8A−Cを用いて説明する。図8A−C
は、単分子膜が形成された導電領域を芯線として用いる
電気ケーブルの構造例を模式的に示す図である。図8A
は、ガラスまたは金属からなる芯線11の外表面に形成
され、全領域を導電領域とする導電性単分子膜6を備
え、その表面が電気的絶縁膜13で被覆された電気ケー
ブルの断面図である。図8Bは、四角柱状の絶縁基材1
1の表面に形成され、かつ、外側表面を絶縁保護膜13
で被膜された、4つの導電領域を有する単分子膜4を備
えた集合電線型の電気ケーブルの斜視図である。図8C
は、基材上に形成された、全領域を導電領域6とする単
分子膜4と4対の接点7とを備えた集合電極型のフラッ
トケーブルの斜視図である。なお、図8Cのフラットケ
ーブルは、有機薄膜の導電領域が高い導電異方性を有す
ることにより、4本の芯線を備えたフラットケーブルと
なる。
(Embodiment 3) An electric cable according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 8A to 8C. 8A-C
[Fig. 3] is a diagram schematically showing a structural example of an electric cable using a conductive region on which a monomolecular film is formed as a core wire. Figure 8A
Is a cross-sectional view of an electric cable that is formed on the outer surface of a core wire 11 made of glass or metal, and is provided with a conductive monomolecular film 6 having a conductive region in all areas, the surface of which is covered with an electrically insulating film 13. is there. FIG. 8B shows a rectangular column-shaped insulating substrate 1.
1 is formed on the surface and the outer surface is covered with an insulating protective film 13
FIG. 3 is a perspective view of an electric cable of a collective electric wire type including a monomolecular film 4 having four conductive regions coated with a. Figure 8C
[FIG. 3] is a perspective view of a collective electrode type flat cable formed on a base material and provided with a monomolecular film 4 having an entire conductive region 6 and four pairs of contacts 7. The flat cable of FIG. 8C is a flat cable including four core wires because the conductive region of the organic thin film has high conductivity anisotropy.

【0122】また、図6A−Bに示された、絶縁基材1
上に導電領域6を有する有機薄膜4に、更に、絶縁性の
保護膜を形成することによっても、集合電極型のフラッ
トケーブルを提供することができる。
In addition, the insulating substrate 1 shown in FIGS. 6A-B.
By further forming an insulative protective film on the organic thin film 4 having the conductive region 6 on it, a flat cable of the collecting electrode type can be provided.

【0123】(実施の形態4)本発明の有機薄膜は、導
線、集合配線、電極、透明電極として利用した様々なデ
バイスを提供できる。例えば、半導体素子、コンデン
サ、半導体装置等の電子デバイスや、液晶表示装置、電
界発光素子、太陽電池等の光デバイスを提供できる。
(Embodiment 4) The organic thin film of the present invention can provide various devices used as conducting wires, collective wiring, electrodes, and transparent electrodes. For example, electronic devices such as semiconductor elements, capacitors, and semiconductor devices, and optical devices such as liquid crystal display devices, electroluminescent elements, and solar cells can be provided.

【0124】例えば、図9A−Bは、単分子膜に形成さ
れた導電領域を電極として用いるコンデンサの構造例を
模式的に示す断面図であり、図9Aは、導電領域6を有
する単分子膜4の形成された2つの基材1で、各単分子
膜4を内側にして、誘電体8を狭持した構造であり、図
9Bは、誘電体8の平行な2つの表面それぞれに、導電
領域6を有する単分子膜4の形成された構造である。図
9A及び図9Bにおいて、導電性ポリマーの方向と直交
する方向に、導電領域6を貫く金属接点7(配線、リー
ド線)が形成されていると、有機薄膜電極全面に均一な
電圧を印加でき、好ましい。
For example, FIGS. 9A-B are cross-sectional views schematically showing a structural example of a capacitor in which the conductive region formed on the monomolecular film is used as an electrode, and FIG. 9A shows the monomolecular film having the conductive region 6. 9 is a structure in which each of the monomolecular films 4 is placed inside and the dielectric 8 is sandwiched between the two base materials 1 on which the dielectric films 8 are formed. FIG. It is a structure in which a monomolecular film 4 having a region 6 is formed. In FIGS. 9A and 9B, when the metal contact 7 (wiring, lead wire) penetrating the conductive region 6 is formed in the direction orthogonal to the direction of the conductive polymer, a uniform voltage can be applied to the entire surface of the organic thin film electrode. ,preferable.

【0125】本発明のピロール化合物は、例えば3−ア
ルキルピロールまたは4−アルキルピロールと末端ブロ
モ1−アルキルを反応させて(アルキルピロリル)アル
キルを合成する工程と、前記合成された(アルキルピロ
リル)アルキルとトリクロロシランを反応させること
で、(アルキルピロリル)アルキルトリクロロシランを
合成できる。アルキル(アルキルピロリル)アルキルト
リクロロシランの場合は、例えばアルキル(アルキルピ
ロール)と末端ブロモ1−アルキルを反応させてアルキ
ル(アルキルピロリル)アルキルを合成する工程と、前
記合成されたアルキル(アルキルピロリル)アルキルと
トリクロロシランを反応させることで合成できる。
The pyrrole compound of the present invention comprises, for example, a step of reacting 3-alkylpyrrole or 4-alkylpyrrole with terminal bromo 1-alkyl to synthesize (alkylpyrrolyl) alkyl, and the above-mentioned (alkylpyrrolyl) ) By reacting alkyl with trichlorosilane, (alkylpyrrolyl) alkyltrichlorosilane can be synthesized. In the case of alkyl (alkylpyrrolyl) alkyltrichlorosilane, for example, a step of reacting alkyl (alkylpyrrole) with terminal bromo1-alkyl to synthesize alkyl (alkylpyrrolyl) alkyl, and the above-mentioned synthesized alkyl (alkylpyrrolyl) It can be synthesized by reacting alkyl) with trichlorosilane.

【0126】[0126]

【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。下記の実施例において、単に%と表示してい
るのは質量%を意味する。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples. In the following examples, simply indicating “%” means “% by mass”.

【0127】(合成例1) [1]合成工程1. 11−ビ(1−ピロリル)−1−
ウンデセンの合成 下記化学式(C1)に示す反応式に従って、アルゴン気
流下、2Lの反応容器にビピロ−ル 83.9g(0.
567mol)、脱水テトラヒドロフラン(THF)20
0mlを仕込み、5℃以下に冷却した。
Synthesis Example 1 [1] Synthesis Step 1. 11-bi (1-pyrrolyl) -1-
Synthesis of Undecene In accordance with the reaction formula shown in the following chemical formula (C1), 83.9 g (0.
567 mol), dehydrated tetrahydrofuran (THF) 20
0 ml was charged and cooled to 5 ° C or lower.

【0128】これに1.6M n-ブチルリチウムヘキサ
ン溶液354ml(0.567mol)を10℃以下で滴
下した。同温度で1時間攪拌させた後、ジメチルスルホ
キシドを600ml加えてTHFを加熱留去して溶媒置
換した。次に、11―ブロモ−1−ウンデセン 14
5.2g(0.623mol)を室温にて滴下した。滴下
後、2時間、同温度で攪拌させた。
To this, 354 ml (0.567 mol) of a 1.6 M n-butyllithium hexane solution was added dropwise at 10 ° C. or lower. After stirring at the same temperature for 1 hour, 600 ml of dimethyl sulfoxide was added and THF was distilled off by heating to replace the solvent. Next, 11-bromo-1-undecene 14
5.2 g (0.623 mol) was added dropwise at room temperature. After the dropping, the mixture was stirred at the same temperature for 2 hours.

【0129】次に、前記反応混合物に水600molを加
え、ヘキサン抽出し、有機層を水洗した。無水硫酸マグ
ネシウムにて乾燥後、溶媒留去した。
Next, 600 mol of water was added to the reaction mixture, hexane extraction was performed, and the organic layer was washed with water. After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off.

【0130】さらに、残渣を、ヘキサン/酢酸エチル=
50/1にてシリカゲルカラムで精製して141.8g
の11−ビ(1−ピロリル)−1−ウンデセンを得た。
Further, the residue was mixed with hexane / ethyl acetate =
Purified with silica gel column at 50/1, 141.8 g
11-bi (1-pyrrolyl) -1-undecene was obtained.

【0131】[0131]

【化21】 [Chemical 21]

【0132】収率は91.2%であった。The yield was 91.2%.

【0133】なお、ここでピロリル基の隣の共有結合可
能基以外の部位にアルキル基、または末端にビニル基や
エチニル基のような不飽和基を含む下記式22の(a)
−(g)で示される基で置換した原料を用いても、分子
修飾された11−ビ(1−ピロリル)−1−ウンデセン
がそれぞれ得られた。
[0133] Here, (a) of the following formula 22 containing an alkyl group at a site other than the covalently bondable group next to the pyrrolyl group or an unsaturated group such as a vinyl group or an ethynyl group at the terminal
Using the starting material substituted with the group represented by-(g), the molecularly modified 11-bi (1-pyrrolyl) -1-undecene was obtained.

【0134】[0134]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0135】[2]合成工程2. 11−ビ(1−ピロ
リル)−ウンデセニルトリクロロシランの合成 下記化学式(C2)に示す反応式2に従って、下記のの
反応を行った。
[2] Synthesis Step 2. Synthesis of 11-bi (1-pyrrolyl) -undecenyltrichlorosilane The following reactions were carried out according to reaction formula 2 shown in the following chemical formula (C2).

【0136】[0136]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0137】50mlキャップ付き耐圧試験管に、11
−(1−ピロリル)−1−ウンデセン2.5g(9.1×
10-3mol)、トリクロロシラン 2.0g(1.48×
10- 2mol)、H2PtCl6・6H2Oの5%イソプロピルアルコ
−ル溶液0.01gを仕込み50℃で9時間反応させ
た。NMRにて反応チェックしたところ、50%程度反応
が進行していた。
In a pressure resistant test tube with a 50 ml cap, 11
2.5 g (-9.1-pyrrolyl) -1-undecene (9.1 x
10 -3 mol), trichlorosilane 2.0 g (1.48 ×)
10 - 2 mol), H 2 PtCl 6 · 6H 2 O in 5% isopropyl alcohol - was reacted for 9 hours Le solution 0.01g at charged 50 ° C.. When the reaction was checked by NMR, it was found that the reaction had proceeded about 50%.

【0138】ここで、ピロリル基の隣の共有結合可能基
以外の部位にアルキル基、または末端にビニル基やエチ
ニル基のような不飽和基を含む有機基で置換した化合物
を原料とし、化学式23の反応させた場合も、同様に分
子修飾されたトリクロロシランがそれぞれ得られた。
Here, a compound in which an alkyl group at a site other than a covalent bondable group next to a pyrrolyl group or an organic group containing an unsaturated group such as a vinyl group or an ethynyl group at the end is substituted is used as a raw material, and a chemical formula Also in the case of the reaction of (3), similarly, molecularly modified trichlorosilane was obtained.

【0139】(合成例2)ビピロリル基と、分極性の官
能基であるオキシカルボニル基(−OCO−)と、基板
表面の活性水素(例えば水酸基(−OH))と脱塩化水
素反応するトリクロロシリル基(−SiCl3)とを有
する下記化学式(D1)の物質(PEN:6-bi(1-pyrro
lyl)hexyl-12,12,12-trichloro-12-siladodecanoate)
を下記工程にしたがって合成した。
(Synthesis Example 2) Trichlorosilyl which undergoes dehydrochlorination reaction with a bipyrrolyl group, an oxycarbonyl group (-OCO-) which is a polarizable functional group, and active hydrogen (for example, a hydroxyl group (-OH)) on the substrate surface. substance group (-SiCl 3) and the following formula with (D1) (PEN: 6- bi (1-pyrro
lyl) hexyl-12,12,12-trichloro-12-siladodecanoate)
Was synthesized according to the following steps.

【0140】[0140]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0141】(D1)工程1 6-ブロモ-1-(テトラヒド
ロピラニルオキシ)ヘキサンの合成 500mlの反応容器に6-ブロモ-1-ヘキサノール197.8g(1.0
9mol)を仕込み、5℃以下に冷却した。これにジヒドロピ
ラン102.1g(1.21mol)を10℃以下の温度で滴下した。滴
下終了後、室温に戻して1時間攪拌させた。反応により
得られた残渣をヘキサン/IPE(ジイソプロピルエーテ
ル)=5/1にてシリカゲルカラム精製して263.4gの6-
ブロモ-1-(テトラヒドロピラニルオキシ)ヘキサンを得
た。収率は90.9%であった。工程1の反応式を下記式
(D2)に示す。
(D1) Step 1 Synthesis of 6-Bromo-1- (tetrahydropyranyloxy) hexane 197.8 g (1.0%) of 6-bromo-1-hexanol was added to a 500 ml reaction vessel.
(9 mol) was charged and cooled to 5 ° C or lower. Dihydropyran (102.1 g, 1.21 mol) was added dropwise thereto at a temperature of 10 ° C or lower. After the dropping was completed, the temperature was returned to room temperature and the mixture was stirred for 1 hour. The residue obtained by the reaction was purified by silica gel column with hexane / IPE (diisopropyl ether) = 5/1 and 263.4 g of 6-
Bromo-1- (tetrahydropyranyloxy) hexane was obtained. The yield was 90.9%. The reaction formula of Step 1 is shown in the following formula (D2).

【0142】[0142]

【化25】 [Chemical 25]

【0143】工程2 N-[6-(テトラヒドロピラニルオ
キシ)ヘキシル]ビピロールの合成アルゴン気流下、2リ
ットルの反応容器にピロール83.6g(0.567mol)、脱水テ
トラヒドロフラン(THF)200m1を仕込み、5℃以下
に冷却した。これに1.6Mのn−ブチルリチウムヘキサン
溶液354ml(0.567mol)を10℃以下で滴下した。同温度
で1時間攪拌させた後、ジメチルスルホキシド600mlを
加えてTHFを加熱留去して溶媒置換した。次に、6-ブ
ロモ-1-(テトラヒドロピラニルオキシ)ヘキサン165.2g
(0.623mol)を室温にて滴下した。滴下後、2時間、同温
度で攪拌させた。
Step 2 Synthesis of N- [6- (tetrahydropyranyloxy) hexyl] bipyrrole 83.6 g (0.567 mol) of pyrrole and 200 ml of dehydrated tetrahydrofuran (THF) were charged in a 2 liter reaction vessel under an argon stream, and 5 ° C. Cooled to: To this was added 354 ml (0.567 mol) of a 1.6 M n-butyllithium hexane solution at 10 ° C. or lower. After stirring at the same temperature for 1 hour, 600 ml of dimethyl sulfoxide was added and THF was distilled off by heating to replace the solvent. Next, 165.2 g of 6-bromo-1- (tetrahydropyranyloxy) hexane
(0.623 mol) was added dropwise at room temperature. After the dropping, the mixture was stirred at the same temperature for 2 hours.

【0144】反応混合物に水600molを加え、ヘキサン抽
出し、有機層を水洗した。無水硫酸マグネシウムにて乾
燥後、溶媒留去した。残渣をヘキサン/酢酸エチル=4
/1にてシリカゲルカラム精製してN−[6−(テトラ
ヒドロピラニルオキシ)ヘキシル]ビピロールを得た。
収率75.2%であった。工程2の反応式を下記式(D
3)に示す。
600 mol of water was added to the reaction mixture, and the mixture was extracted with hexane, and the organic layer was washed with water. After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off. The residue is hexane / ethyl acetate = 4
Silica gel column purification at 1/1 gave N- [6- (tetrahydropyranyloxy) hexyl] bipyrrole.
The yield was 75.2%. The reaction formula of step 2 is the following formula (D
3).

【0145】[0145]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0146】工程3 N-(6-ヒドロキシヘキシル)-ビ
ピロールの合成 1リットルの反応容器に上記で得られたN-[6-(テト
ラヒドロピラニルオキシ)ヘキシル]ビピロール0.418m
ol、メタノール450ml、水225ml、濃塩酸3
7.5mlを仕込み、室温にて6時間攪拌させた。反応
混合物を飽和食塩水750mlに注加し、IPE抽出し
た。有機層を飽和食塩水洗浄し、無水硫酸マグネシウム
にて乾燥させ、溶媒留去した。得られた残渣をn−ヘキ
サン/酢酸エチル=3/1にてシリカゲルカラム精製
し、N-(6-ヒドロキシヘキシル)-ビピロールを得た。
収率90.3%であった。工程3の反応式を下記式(D
4)に示す。
Step 3 Synthesis of N- (6-hydroxyhexyl) -bipyrrole 0.418 m of N- [6- (tetrahydropyranyloxy) hexyl] bipyrrole obtained above in a 1 liter reaction vessel.
ol, methanol 450 ml, water 225 ml, concentrated hydrochloric acid 3
7.5 ml was charged and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours. The reaction mixture was poured into 750 ml of saturated saline and extracted with IPE. The organic layer was washed with saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was evaporated. The obtained residue was purified by silica gel column with n-hexane / ethyl acetate = 3/1 to obtain N- (6-hydroxyhexyl) -bipyrrole.
The yield was 90.3%. The reaction formula of step 3 is represented by the following formula (D
4).

【0147】[0147]

【化27】 [Chemical 27]

【0148】(D4)工程4 N-[6-(10-ウンデセノイ
ルオキシ)ヘキシル]-ビピロールの合成 2リットルの反応容器にN-(6-ヒドロキシヘキシル)-
ビピロール0.371molと、dryピリジン33.2g
(0.420mol)、dryトルエン1850mlを
仕込み、20℃以下で10-ウンデセノイルクロリド75.7g
(0.373mol)のdryトルエン300m1溶液を
滴下した。滴下時間は30分であった。その後、同温度
にて1時間攪拌させた。反応混合物を氷水1.5リット
ルに注加し、1N塩酸で酸性にした。酢酸エチル抽出
し、有機層を水洗、飽和食塩水洗浄し、無水硫酸マグネ
シウムにて乾燥させ、溶媒を除去し、128.2gの粗
体を得た。これをn−ヘキサン/アセトン=20/1に
てシリカゲルカラム精製し、N-[6-(10-ウンデセ
ノイルオキシ)ヘキシル]-ビピロールを得た。収率8
0.1%であった。工程4の反応式を下記式(D5)に
示す。
(D4) Step 4 Synthesis of N- [6- (10-undecenoyloxy) hexyl] -bipyrrole N- (6-hydroxyhexyl) -in a 2 liter reaction vessel.
0.371 mol of bipyrrole and 33.2 g of dry pyridine
(0.420 mol) and dry toluene 1850 ml were charged, and 10-undecenoyl chloride 75.7 g at 20 ° C or lower.
A solution of (0.373 mol) in dry toluene (300 ml) was added dropwise. The dropping time was 30 minutes. Then, the mixture was stirred at the same temperature for 1 hour. The reaction mixture was poured into 1.5 liters of ice water and acidified with 1N hydrochloric acid. The mixture was extracted with ethyl acetate, the organic layer was washed with water and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was removed to obtain 128.2 g of a crude product. This was purified with a silica gel column with n-hexane / acetone = 20/1 to obtain N- [6- (10-undecenoyloxy) hexyl] -bipyrrole. Yield 8
It was 0.1%. The reaction formula of Step 4 is shown in the following formula (D5).

【0149】[0149]

【化28】 [Chemical 28]

【0150】工程5 PENの合成 100mlキャップ付き耐圧試験管にN-[6-(10-
ウンデセノイルオキシ)ヘキシル]-ビピロール(6.
0×10-3mo1)、トリクロロシラン0.98g(7.2
3×10-3mol)、H2PtC16・6H20の5%イソプロピル
アルコール溶液0.01gを仕込み、100℃で12時
間反応させた。この反応液を活性炭で処理した後、2.66
×103Pa(20Torr)の減圧下で低沸点成分を留去した。収
率81.7%でPENを得た。工程5の反応式を下記式
(D6)に示す。
Step 5 Synthesis of PEN N- [6- (10-
Undecenoyloxy) hexyl] -bipyrrole (6.
0 × 10 -3 mo1), trichlorosilane 0.98 g (7.2
(3 × 10 −3 mol) and 0.01 g of a 5% isopropyl alcohol solution of H 2 PtC1 6 · 6H 2 0 were charged and reacted at 100 ° C. for 12 hours. After treating this reaction solution with activated carbon, 2.66
The low boiling point component was distilled off under reduced pressure of × 10 3 Pa (20 Torr). PEN was obtained with a yield of 81.7%. The reaction formula of Step 5 is shown in the following formula (D6).

【0151】[0151]

【化29】 [Chemical 29]

【0152】(D6)なお、末端のトリクロロシリル基
をトリメトキシシリル基に置換するには、前記化学式1
のPENを3モル倍のメチルアルコールと室温(25
℃)で攪拌し、脱塩化水素反応させる。必要に応じて前
記塩化水素は水酸化ナトリウムを加えて塩化ナトリウム
として分離する。
(D6) In order to replace the terminal trichlorosilyl group with a trimethoxysilyl group, the above chemical formula 1 is used.
PEN with 3 moles of methyl alcohol and room temperature (25
Stir at (° C.) to carry out dehydrochlorination reaction. If necessary, the hydrogen chloride is separated as sodium chloride by adding sodium hydroxide.

【0153】(実施例1)合成例1と同様にして、下記
式(E1)に示す11−[ビ(3−Nメチルピロリル)
−ウンデセニルトリクロロシランを合成した。
(Example 1) In the same manner as in Synthesis Example 1, 11- [bi (3-N-methylpyrrolyl) represented by the following formula (E1):
-Undecenyltrichlorosilane was synthesized.

【0154】[0154]

【化30】 [Chemical 30]

【0155】ただし、出発物質としては、下記式(E
2)に示すビ(3−Nメチルピロリル)ブロムを用い
た。
However, as the starting material, the following formula (E
The bi (3-N-methylpyrrolyl) bromine shown in 2) was used.

【0156】[0156]

【化31】 [Chemical 31]

【0157】下記式(E1)に示す11−[ビ(3−N
メチルピロリル)−ウンデセニルトリクロロシランを脱
水したジメチルシリコーン溶媒で1%に薄めて化学吸着
液Eを調製した。
11- [bi (3-N) represented by the following formula (E1):
Chemical adsorption liquid E was prepared by diluting methylpyrrolyl) -undecenyltrichlorosilane to 1% with a dehydrated dimethyl silicone solvent.

【0158】また、図10Aに示すように予め厚み0.
2mmの電気的絶縁性ポリイミド基材21の表面に、厚
み0.5μmの電気的絶縁性シリカ膜2を形成した。
Further, as shown in FIG. 10A, the thickness of 0.
The electrically insulating silica film 2 having a thickness of 0.5 μm was formed on the surface of the electrically insulating polyimide base material 21 having a thickness of 2 mm.

【0159】次に、ポリイミド基材21を化学吸着溶液
Eに浸漬して、シリカ膜2の表面に化学吸着分子を化学
吸着させた(単分子層形成工程)。単分子層形成工程
後、ポリイミド基材21をクロロホルム溶液に浸漬し
て、ポリイミド基材21上に残留する未反応の膜材料分
子を洗浄除去した。これにより、表面に汚れのない単分
子膜14を形成した(図10A)。
Next, the polyimide base material 21 was dipped in the chemical adsorption solution E to chemically adsorb the chemically adsorbed molecules on the surface of the silica film 2 (monomolecular layer forming step). After the monomolecular layer forming step, the polyimide base material 21 was immersed in a chloroform solution to wash and remove unreacted film material molecules remaining on the polyimide base material 21. As a result, the monomolecular film 14 having no stain on the surface was formed (FIG. 10A).

【0160】このとき、ポリイミド基材21上のシリカ
膜2表面には、活性水素を含む水酸基が多数存在するの
で、それらの水酸基と化学吸着分子の−SiCl結合基
との脱塩素反応により共有結合で化学結合して、化学式
(E3)に示す化学吸着分子で構成された単分子膜14
が形成されている。ただし、化学式(E3)において、
化学吸着分子中の全ての−SiCl結合基がシリカ膜2
表面と反応した場合を示したが、少なくとも1つの−S
iCl結合基がシリカ膜2表面と反応していればよい。
At this time, since a large number of hydroxyl groups containing active hydrogen are present on the surface of the silica film 2 on the polyimide base material 21, a covalent bond is formed by a dechlorination reaction between these hydroxyl groups and the -SiCl bonding group of the chemisorption molecule. A monomolecular film 14 composed of chemisorbed molecules represented by the chemical formula (E3) by chemically bonding with
Are formed. However, in the chemical formula (E3),
All the -SiCl bonding groups in the chemisorption molecule are silica films 2
In the case of reaction with the surface, at least one -S
It suffices that the iCl bonding group reacts with the surface of the silica film 2.

【0161】[0161]

【化32】 [Chemical 32]

【0162】次に、形成した単分子膜14の表面に、液
晶配向膜の作製に使用するラビング装置(図5A)を使
用してラビング処理を行い、単分子膜14を構成する化
学吸着分子を配向させた(傾斜処理工程)(図10
B)。ラビング処理においてレーヨン製のラビング布4
1を巻き付けた直径7.0cmのラビングロール42を
用い、押し込み深さ0.3mm、ニップ幅11.7m
m、回転数1200回転/s、テーブルスピード(基材
走行速度)40mm/sの条件でラビングを行った。こ
のとき、ラビング方向と略平行に配向(傾斜)した単分
子膜24となった。
Next, the surface of the formed monomolecular film 14 is rubbed by using a rubbing apparatus (FIG. 5A) used for producing a liquid crystal alignment film to remove chemisorbed molecules constituting the monomolecular film 14. Oriented (tilt process step) (FIG. 10)
B). Rubbing cloth 4 made of rayon in the rubbing process
Using a rubbing roll 42 having a diameter of 7.0 cm and 1 wound, a pressing depth of 0.3 mm and a nip width of 11.7 m
The rubbing was performed under the conditions of m, rotation speed 1200 rotations / s, and table speed (base material traveling speed) 40 mm / s. At this time, the monomolecular film 24 was oriented (tilted) substantially parallel to the rubbing direction.

【0163】次に、真空蒸着法、フォトリソグラフィ法
及びエッチング法を適用して、単分子膜24の表面に、
長さ50mmの一対の白金電極17を5mm隔てて蒸着
形成した後、室温下で超純水中に浸漬し、かつ、一対の
白金電極17間に8Vの電圧を6時間印加して、電解酸
化重合を行った(導電領域形成工程)。これにより、下
記化学式(C5)を重合単位とする、所定の方向(ラビ
ング方向)に連なる導電性のポリピロール型共役系を含
む導電性ポリマーを有する導電領域16を一対の白金電
極17間に形成できた(導電領域形成工程)(図10
D)。
Next, a vacuum deposition method, a photolithography method and an etching method are applied to the surface of the monomolecular film 24,
After a pair of platinum electrodes 17 having a length of 50 mm are vapor-deposited at a distance of 5 mm, they are immersed in ultrapure water at room temperature, and a voltage of 8 V is applied between the pair of platinum electrodes 17 for 6 hours to perform electrolytic oxidation. Polymerization was performed (conductive region forming step). Thereby, a conductive region 16 having a conductive polymer containing a conductive polypyrrole-type conjugated system, which has the following chemical formula (C5) as a polymerized unit and is continuous in a predetermined direction (rubbing direction), can be formed between a pair of platinum electrodes 17. (Conductive region forming step) (FIG. 10)
D).

【0164】[0164]

【化33】 [Chemical 33]

【0165】得られた有機導電膜の膜厚は約2.0n
m、ポリピロール部分の厚さは約0.2nmであった。
The film thickness of the obtained organic conductive film was about 2.0 n.
m, and the thickness of the polypyrrole portion was about 0.2 nm.

【0166】前記の一対の白金電極17間に有機導電膜
を介して8Vの電圧印加で1mAの電流を流すことがで
きた。したがって、ドナーやアクセプタ等の不純物をド
ープしなくとも、導電性ポリマーの導電率が約103
/cmの導電領域を有する単分子膜34が得られた。
A current of 1 mA was able to flow by applying a voltage of 8 V between the pair of platinum electrodes 17 through the organic conductive film. Therefore, the conductivity of the conductive polymer is about 10 3 S without doping impurities such as donors and acceptors.
A monomolecular film 34 having a conductive area of / cm was obtained.

【0167】上記のようにして形成された導電領域の導
電率は金属の1/10〜1/100程度であるので、単
分子膜34を積層すれば半導体素子やコンデンサ等の機
能デバイスの配線や電極に使用できるレベルであった。
また、本実施例に係る単分子膜34は可視領域の波長の
光を吸収しないため、積層すれば液晶表示素子、電解発
光素子、太陽電池等の透明電極としても使用できるレベ
ルであった。
Since the conductivity of the conductive region formed as described above is about 1/10 to 1/100 of that of metal, if the monomolecular film 34 is laminated, it can be used for wiring of functional devices such as semiconductor elements and capacitors. It was a level that could be used for electrodes.
In addition, since the monomolecular film 34 according to this example does not absorb light having a wavelength in the visible region, it can be used as a transparent electrode for liquid crystal display devices, electrolytic light emitting devices, solar cells, etc. when laminated.

【0168】なお、上記の本実施例では絶縁性のシリカ
膜2を表面に設けたポリイミド基材21を用いたが、絶
縁性の酸化アルミニウム膜を表面に設けたポリイミド基
材を用いても同様の導電領域を有する単分子膜が得られ
た。また、ポリイミド基材の代わりに導電性のアルミニ
ウム基材を用いても、その基材表面にシリカ膜を設ける
こと又はその基材表面に酸化処理を施すことにより、同
様の導電領域を有する単分子膜が得られた。
Although the polyimide base material 21 provided with the insulating silica film 2 on the surface is used in the above-mentioned embodiment, the same applies to the polyimide base material 21 provided with the insulating aluminum oxide film on the surface. As a result, a monomolecular film having a conductive region was obtained. Further, even if a conductive aluminum base material is used instead of the polyimide base material, by providing a silica film on the base material surface or by subjecting the base material surface to an oxidation treatment, a single molecule having a similar conductive region is formed. A film was obtained.

【0169】また、上記の本実施例の傾斜処理工程でラ
ビング配向法を適用したが、単分子層形成工程前に、シ
リカ膜を設けたポリイミド基材の表面にラビング処理を
施し、その後、同様の方法で単分子膜を形成すればラビ
ング方向に配向した単分子膜を形成することができ、更
にその後、同様の方法で導電領域を形成すると、同様な
導電特性の導電領域を有する単分子膜が得られた。
Although the rubbing orientation method was applied in the tilting process of the above-mentioned embodiment, the rubbing treatment was applied to the surface of the polyimide base material provided with the silica film before the monomolecular layer forming process, and then the same procedure was performed. If the monomolecular film is formed by the method described above, a monomolecular film oriented in the rubbing direction can be formed, and if a conductive region is formed by the same method thereafter, the monomolecular film having a conductive region with similar conductive characteristics is formed. was gotten.

【0170】また、上記の本実施例の傾斜処理工程でラ
ビング配向法を適用したが、図5Bに示す如く、偏光板
43を介して紫外線を照射しても、単分子膜14を構成
する化学吸着分子22が偏光方向と略平行に配向した単
分子膜24を形成する(光配向法)ことができ、その
後、上記と同じ方法で導電領域を形成すると、より導電
性に優れた導電領域を有する単分子膜34が得られた。
なお、光配向法で用いる光としては、上記の偏光紫外線
のみに限らず、単分子膜34が吸収する波長の光であれ
ば用いることができた。
Although the rubbing alignment method was applied in the tilting process of the above-mentioned embodiment, the chemistry for forming the monomolecular film 14 even when ultraviolet rays are irradiated through the polarizing plate 43 as shown in FIG. 5B. It is possible to form a monomolecular film 24 in which the adsorbed molecules 22 are oriented substantially parallel to the polarization direction (photo-alignment method). Then, if a conductive region is formed by the same method as described above, a conductive region with higher conductivity is formed. A monomolecular film 34 having the above was obtained.
The light used in the photo-alignment method is not limited to the above-mentioned polarized ultraviolet light, and any light having a wavelength absorbed by the monomolecular film 34 can be used.

【0171】また、上記の本実施例の洗浄工程におい
て、洗浄用のクロロフォルム溶液からポリイミド基材1
を引き上げる際に、図5Cに示す如く、ポリイミド基材
1の表面を洗浄用のクロロフォルム溶液44の液面にし
て、略垂直に引き上げて液切りを行っても、単分子膜を
構成する化学吸着分子22が液切り方向と略平行に配向
した単分子膜24を形成する(液切り配向法)ことがで
きた。これにより、洗浄工程と傾斜処理工程とを同時に
行うことができる。更に、液切り配向処理を行った単分
子膜に光配向処理を施し、その後、上記と同じ方法で導
電領域を形成すると、導電率104S/cmの導電領域
を有する単分子膜34が得られた。
In the above-mentioned cleaning process of this embodiment, the polyimide base material 1 is removed from the cleaning chloroform solution.
5C, when the surface of the polyimide base material 1 is set to the liquid surface of the chloroform solution 44 for cleaning and the liquid is drained by pulling it up almost vertically, the chemical adsorption that forms the monomolecular film It was possible to form the monomolecular film 24 in which the molecules 22 were oriented substantially parallel to the liquid draining direction (liquid draining orientation method). Thereby, the cleaning process and the tilting process can be performed at the same time. Further, the liquid crystal alignment-treated monomolecular film is subjected to photo-alignment treatment, and then a conductive region is formed by the same method as described above to obtain a monomolecular film 34 having a conductive region with a conductivity of 10 4 S / cm. Was given.

【0172】(実施例2)合成例1と同様の方法で合成
した下記化学式(D1)に示す5−ヘキシル−(3−メ
チルピロリル)オクタデセニルトリクロロシランを用
い、脱水したジメチルシリコーンの有機溶媒で1%に薄
めて化学吸着液を調製した。
Example 2 5-hexyl- (3-methylpyrrolyl) octadecenyltrichlorosilane represented by the following chemical formula (D1) synthesized by the same method as in Synthesis Example 1 was used and dehydrated with an organic solvent of dimethyl silicone. A chemical adsorption liquid was prepared by diluting it to 1%.

【0173】[0173]

【化34】 [Chemical 34]

【0174】次に、厚み0.2mmの絶縁性ポリイミド
基材101(ガラスあるいは導電性のメタル基材でも良
い)の表面に厚み0.5μmの絶縁性の薄膜、例えばシ
リカ保護膜あるいはAl23の保護膜102を形成した
(図11A)。
Next, an insulating thin film having a thickness of 0.5 μm, such as a silica protective film or Al 2 O, is formed on the surface of an insulating polyimide base material 101 (which may be glass or a conductive metal base material) having a thickness of 0.2 mm. The protective film 102 of 3 was formed (FIG. 11A).

【0175】次に、前記吸着液に浸漬して前記シリカ膜
表面に化学吸着を行い、さらに表面に残った未反応の前
記物質をクロロホルムで洗浄除去して、前記物質よりな
る単分子膜103を選択的に形成した(図11B)。
Next, the surface of the silica film is chemically adsorbed by immersing it in the adsorbent, and the unreacted substance remaining on the surface is washed away with chloroform to form a monomolecular film 103 of the substance. It was selectively formed (FIG. 11B).

【0176】このとき、基材表面(シリカ膜またはAl
23膜)には活性水素を含む水酸基が多数存在するの
で、前記物質の−SiCl基が水酸基と脱塩化水素反応
を生じて基材表面に共有結合した下記化学式(F2)で
示される分子で構成された単分子膜103が形成された。
At this time, the surface of the substrate (silica film or Al
2 O 3 film) has a large number of hydroxyl groups containing active hydrogen. Therefore, a molecule represented by the following chemical formula (F2) in which the -SiCl group of the substance undergoes a dehydrochlorination reaction with the hydroxyl group to covalently bond to the surface of the substrate A monomolecular film 103 composed of was formed.

【0177】[0177]

【化35】 [Chemical 35]

【0178】その後、図11Cに示したように、液晶配
向膜作製に使用するラビング装置104を使用し、レーヨ
ン製布105(吉川加工(株)製:YA−20−R)で、
押し込み深さ0.3mm、ニップ幅11.7mm、回転
数1200回転、テーブルスピード40mm/secの
条件で電極ギャップとほぼ垂直方向にラビング処理する
と、単分子膜を構成する分子がラビング方向とほぼ並行
に配向した単分子膜103'が得られた(図11D)。
Thereafter, as shown in FIG. 11C, using a rubbing apparatus 104 used for producing a liquid crystal alignment film, a rayon cloth 105 (Yoshikawa Kako Co., Ltd .: YA-20-R) was used.
When the rubbing treatment is performed in the direction substantially perpendicular to the electrode gap under the conditions of indentation depth of 0.3 mm, nip width of 11.7 mm, rotation speed of 1200 rotations, and table speed of 40 mm / sec, the molecules forming the monomolecular film are almost parallel to the rubbing direction. A monomolecular film 103 ′ oriented in the vertical direction was obtained (FIG. 11D).

【0179】次に、前記単分子膜表面に長さ50mmの
白金電極(ソース、ドレーン電極)106,106'を5mm間
隔で1対を蒸着形成し、超純水中で室温(25℃)下で
6時間この電極間に8Vの直流電界を印加してピロリル
基107の電解酸化重合を行った。その結果、図11Eと
下記化学式(D3)で示されるような前記電極間を導電
性のポリピロリル基107'(共役結合基)で接続され、室
温(25℃)での導電度が4×103S/cm(この単
分子膜の場合、8Vの電界印加で、4mAの電流を流す
ことができた)の導電性単分子膜108が得られた(図1
1F)。
Next, a pair of platinum electrodes (source and drain electrodes) 106 and 106 'having a length of 50 mm were vapor-deposited on the surface of the monomolecular film at intervals of 5 mm, and were placed in ultrapure water at room temperature (25 ° C.) for 6 times. A direct current electric field of 8 V was applied between the electrodes for a time to carry out electrolytic oxidative polymerization of the pyrrolyl group 107. As a result, as shown in FIG. 11E and the following chemical formula (D3), the electrodes were connected by a conductive polypyrrolyl group 107 ′ (conjugated bond group), and the conductivity at room temperature (25 ° C.) was 4 × 10 3. A conductive monomolecular film 108 of S / cm (in the case of this monomolecular film, a current of 4 mA could be passed by applying an electric field of 8 V) was obtained (FIG. 1).
1F).

【0180】[0180]

【化36】 [Chemical 36]

【0181】この導電度は、金属の1/10〜1/10
0程度であり、積層すれば半導体装置やコンデンサ等の
機能デバイスの配線や電極に使用できるレベルであっ
た。また、この被膜は、単分子膜であり、膜厚がナノメ
ーターレベルできわめて薄いため、可視光の波長の光を
ほとんど吸収せず、透過する。このため、液晶表示素子
や電界発光素子、太陽電池等の透明電極に使用できるレ
ベルであった。
This conductivity is 1/10 to 1/10 that of metal.
It was about 0, which was a level that could be used for wiring and electrodes of functional devices such as semiconductor devices and capacitors if laminated. In addition, since this coating is a monomolecular film and has a very thin film thickness at the nanometer level, it hardly absorbs light having a wavelength of visible light and transmits it. For this reason, it is at a level that can be used for transparent electrodes of liquid crystal display devices, electroluminescent devices, solar cells and the like.

【0182】なお、ここで、単分子膜を構成する分子を
配向させる際、偏光板121を介して紫外線122を照射する
(図12A)と、単分子膜を構成する分子123が偏光方
向とほぼ並行に配向した単分子膜が得られ、その後、前
記と同様の方法で重合するとより導電性に優れた導電性
単分子膜が得られた。
Here, when the molecules constituting the monomolecular film are oriented, when the ultraviolet rays 122 are irradiated through the polarizing plate 121 (FIG. 12A), the molecules 123 constituting the monomolecular film are almost in the polarization direction. A monomolecular film oriented in parallel was obtained, and then a conductive monomolecular film having more excellent conductivity was obtained by polymerizing in the same manner as described above.

【0183】なお、光配向に用いる光として、単分子膜
が吸収する波長の光であれば、紫外光あるいは可視光領
域の偏光を用いて光配向を行うことが可能であった。
As the light used for the photo-alignment, if the light has a wavelength absorbed by the monomolecular film, it was possible to perform the photo-alignment by using the polarized light in the ultraviolet light or the visible light region.

【0184】また、同単分子膜を形成後、もう一度洗浄
液124であるクロロフォルムに浸漬し、同様の洗浄を行
い、さらに基材を立てながら引き上げて液切りを行う
と、単分子膜を構成する分子が液切り方向とほぼ並行に
配向した単分子膜123'が得られ、その後、前記と同様の
方法で電解酸化重合すると、室温(25℃)で104
・cmの導電性単分子膜が得られた(図12B)。
Further, after forming the same monomolecular film, it is immersed again in the cleaning liquid 124, which is chloroform, and the same cleaning is carried out. Further, when the base material is raised and the liquid is drained off, the molecules constituting the monomolecular film are formed. There almost parallel monomolecular film 123 'is obtained which is oriented in the draining direction, then, when the electrolytic oxidation polymerization in the same manner as described, 10 4 S at room temperature (25 ° C.)
A cm conductive film was obtained (Fig. 12B).

【0185】また、基材を立てながら引き上げて液切り
を行う工程を光配向の前に行うとさらに配向性を向上で
きた。
Further, if the step of pulling the substrate upright and draining it is performed before the photo-alignment, the orientation can be further improved.

【0186】なお、この様な被膜は、電界発光素子(E
L)や太陽電池で用いられているインジウム錫酸化物合
金(ITO)製透明電極の代わりの透明電極としても利
用可能であった。
Note that such a coating is used for the electroluminescent device (E
L) or an indium tin oxide alloy (ITO) transparent electrode used in a solar cell.

【0187】また、層内の複数の導電性共役結合基が特
定の方向に配向した単分子膜状または単分子累積膜状の
被膜で、導電度が103S/cm以上の被膜を作成すると、
コンデンサの電極、半導体ICチップの配線、または電
磁波シールド膜にも利用可能であった。
When a plurality of electroconductive conjugated bond groups in the layer are oriented in a specific direction, a monomolecular film or a monomolecular cumulative film having a conductivity of 10 3 S / cm or more is prepared. ,
It could also be used as an electrode of a capacitor, wiring of a semiconductor IC chip, or an electromagnetic shield film.

【0188】(実施例3)図13に示すように、実施例
1においてポリイミド基材101の代わりにSi基材131
(ゲート電極として利用)を用い、保護膜102の代わり
に2酸化シリコン膜(SiO2)132を形成し、同様の導
電性単分子膜133を形成した後、一対の白金電極(それ
ぞれソース134、ドレーン135電極として利用)を5μm
間隔で形成した他は、同様のプロセスを行ない、前記S
iO2膜をゲート絶縁膜とした薄膜トランジスタ(TF
T)型有機電子デバイス(3端子素子)136を作製でき
た(図13)。
Example 3 As shown in FIG. 13, instead of the polyimide substrate 101 in Example 1, a Si substrate 131 was used.
(Used as gate electrode), a silicon dioxide film (SiO 2 ) 132 is formed in place of the protective film 102, and a similar conductive monomolecular film 133 is formed, and then a pair of platinum electrodes (source 134, respectively). Use as drain 135 electrode) 5 μm
Except for forming at intervals, the same process is performed and the above S
A thin film transistor (TF) having an iO 2 film as a gate insulating film
A T) type organic electronic device (three-terminal element) 136 could be produced (FIG. 13).

【0189】このデバイスでは、TFTのチャネルは、
それぞれ両端がソース及びドレーン電極に結合された共
役結合基であるポリピロリル基で構成されているため、
電界効果の移動度が約1000cm2/V・S数百以上の有機
TFTが容易に得られた。
In this device, the channel of the TFT is
Since each end is composed of a polypyrrolyl group which is a conjugated bond group bonded to the source and drain electrodes,
An organic TFT having a field effect mobility of about 1000 cm 2 / V · S several hundreds or more was easily obtained.

【0190】(実施例4)図14に示すように、まず、
多数の有機電子デバイスを液晶の動作スイッチとして用
いるため、実施例1と同様のプロセスでアクリル基材
(0.5mm厚)141表面に3端子有機電子デバイス142
群をマトリック状に複数個配列配置形成して、さらに、
それぞれのソース側及びゲート側電極をソース配線とゲ
ート配線でそれぞれ接続した。またドレーン側電極に
は、インジウム−錫酸化物合金(ITO)を用いて透明
電極143を形成した。
(Embodiment 4) As shown in FIG. 14, first,
Since a large number of organic electronic devices are used as liquid crystal operation switches, a three-terminal organic electronic device 142 is formed on the surface of an acrylic base material (0.5 mm thick) 141 in the same process as in Example 1.
A plurality of groups are arranged and formed in a matrix, and further,
The respective source side and gate side electrodes were connected by a source wiring and a gate wiring, respectively. A transparent electrode 143 was formed on the drain side electrode using an indium-tin oxide alloy (ITO).

【0191】次に、前記アレイ基材表面に通常の方法で
ポリイミド被膜を形成し、ラビングして配向膜144を形
成し、アレイ基材145を作製した。
Next, a polyimide coating film was formed on the surface of the array substrate by a usual method, and rubbing was performed to form an alignment film 144, thereby preparing an array substrate 145.

【0192】一方、平行して、アクリル基材146表面に
マトリック状にRGBの色要素147群を配列配置してカ
ラーフィルターを形成し、さらに導電性透明電極148を
前面に形成してカラーフィルター基材149を作製した。
On the other hand, in parallel, a matrix of RGB color elements 147 are arranged in a matrix on the surface of the acrylic substrate 146 to form a color filter, and further a conductive transparent electrode 148 is formed on the front surface to form a color filter substrate. Material 149 was produced.

【0193】次に、前記カラーフィルター表面にポリイ
ミド被膜を形成し、ラビングして配向膜144'を作製し
た。
Next, a polyimide film was formed on the surface of the color filter and rubbed to prepare an alignment film 144 '.

【0194】次に、前記配向膜の形成されたアレイ基材
145とカラーフィルター基材149を配向膜が向かい合わせ
になるよう重ね合わせし、スペーサー150を挟んでエポ
キシ系接着剤151で封口部を除いて接着して所定の間隔
で周縁部をシール接着した液晶セルを作製した。
Next, the array substrate on which the alignment film is formed
145 and the color filter substrate 149 are laminated so that the alignment films face each other, and the spacer 150 is sandwiched between the epoxy adhesive 151 and the epoxy adhesive 151 except for the sealing portion, and the peripheral portion is sealed and adhered at a predetermined interval. A cell was prepared.

【0195】最後に、TN型液晶152を注入し封止し
て、さらに周辺回路を組み込んだICチップを実装し、
前後に偏光板153,153'を設置してバックライト154を組
み込んでTN型液晶表示装置155を製造できた(図1
4)。
Finally, TN type liquid crystal 152 is injected and sealed, and an IC chip incorporating peripheral circuits is mounted,
The TN type liquid crystal display device 155 could be manufactured by installing the polarizing plates 153 and 153 ′ in front and rear and incorporating the backlight 154 (FIG. 1).
4).

【0196】この方法では、アレイの製造において、基
材加熱の必要がないので、アクリル基材のようなガラス
転移点(Tg)が低い基材を用いても十分高画質な型液
晶表示装置を作成できた。
According to this method, it is not necessary to heat the base material in the manufacture of the array. Therefore, even if a base material having a low glass transition point (Tg) such as an acrylic base material is used, a sufficiently high image quality liquid crystal display device can be obtained. I was able to create it.

【0197】このとき、有機電子デバイスのゲート電極
に接する絶縁性単分子膜または絶縁性単分子累積膜とし
て、炭化水素基を含む界面活性剤(例えばCH3-(CH2)9-S
i-Cl 3)を用い、化学吸着法によりCH3-(CH2)9-Si(-O-)3
の単分子膜を形成した。この場合は、耐電圧特性を0.
5×1010V/cm〜1×1010V/cmまで大幅に向
上できた。その耐剥離強度は、1トン/cm2程度にな
り、信頼性に優れた液晶表示装置製造できた。
At this time, the gate electrode of the organic electronic device
As an insulating monomolecular film or an insulating monomolecular cumulative film in contact with
A hydrocarbon-containing surfactant (eg CH3-(CH2)9-S
i-Cl 3) And CH by the chemisorption method3-(CH2)9-Si (-O-)3
Was formed into a monolayer. In this case, the withstand voltage characteristic is 0.
5 x 10TenV / cm-1 x 10TenGreatly up to V / cm
I made it. Its peel strength is 1 ton / cm2To a degree
As a result, a highly reliable liquid crystal display device could be manufactured.

【0198】なお、実施例4においてはボトムゲートタ
イプの液晶表示装置の作成例を示したが、トップゲート
タイプの液晶表示装置に応用することもできる。
In the fourth embodiment, an example of producing a bottom gate type liquid crystal display device is shown, but it can be applied to a top gate type liquid crystal display device.

【0199】(実施例5)図15に示すように、まず、
多数の有機電子デバイスを電界発光素子の動作スイッチ
として用いるため、実施例1と同様のプロセスでポリエ
ーテルサルホン基材(厚み0.2mm)161表面に3端
子有機電子デバイス162群をマトリック状に複数個配列
配置形成して、さらに、それぞれのソース側及びゲート
側電極をソース配線とゲート配線でそれぞれ接続した。
またドレーン側電極には、インジウム−錫酸化物合金
(ITO)を用いて透明電極163を形成してアレイ基材1
64を作製した。
(Embodiment 5) As shown in FIG. 15, first,
Since a large number of organic electronic devices are used as the operation switches of the electroluminescent device, the three-terminal organic electronic device 162 group is formed in a matrix shape on the surface of the polyether sulfone base material (thickness 0.2 mm) 161 by the same process as in Example 1. A plurality of them were arranged and formed, and further, the respective source side and gate side electrodes were connected by a source wiring and a gate wiring, respectively.
In addition, a transparent electrode 163 is formed on the drain side electrode using an indium-tin oxide alloy (ITO) to form the array substrate 1.
64 was produced.

【0200】次に、前記3端子有機電子デバイスのドレ
ーンに接続された透明電極163上にホール輸送層165を蒸
着し、さらに赤色発光層166(2,3,7,8,12,13,17,18-オ
クタエチル-21H23H-ポルフィン プラチナ(I
I))と緑色発光層66’(トリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム)と青色発光層166"(4,4'−ビス
(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル)をそれぞれ
マスク蒸着した後、さらに電子輸送層167を全面蒸着
し、陰極168(例えばMgとAgの合金、AlとLiの
合金、または電子輸送層167の上にLiFとAlを積層
したもの)を形成して、最後に、周辺回路を組み込んだ
ICチップを実装するとEL型表示装置169を製造した
(図15)。
Next, a hole transport layer 165 is deposited on the transparent electrode 163 connected to the drain of the three-terminal organic electronic device, and the red light emitting layer 166 (2,3,7,8,12,13,17) is further deposited. , 18-octaethyl-21H23H-porphine platinum (I
I)), a green light emitting layer 66 '(tris (8-quinolinolato) aluminum) and a blue light emitting layer 166 "(4,4'-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl) are mask-deposited, respectively, and then electron The transport layer 167 is vapor-deposited on the entire surface to form a cathode 168 (for example, an alloy of Mg and Ag, an alloy of Al and Li, or a stack of LiF and Al on the electron transport layer 167), and finally, a peripheral circuit. An EL type display device 169 was manufactured by mounting an IC chip incorporating the above (FIG. 15).

【0201】この方法ではアレイの製造において、基材
を加熱する必要がないので、ポリエーテルサルホン基材
を用いても十分高画質なEL型表示装置を作成できた。
According to this method, since it is not necessary to heat the base material in manufacturing the array, an EL type display device having a sufficiently high image quality can be produced even if the polyether sulfone base material is used.

【0202】このとき、有機電子デバイスのゲート電極
の上に実施例4で用いた炭化水素基を含む界面活性剤で
絶縁膜を形成すると、耐電圧特性を0.5×1010V/
cm〜1×1010V/cmまで大幅に向上できた。その
耐剥離強度は、1トン/cm 2程度になり、信頼性に優
れた液晶表示装置が製造できた。
At this time, the gate electrode of the organic electronic device
And the surfactant containing the hydrocarbon group used in Example 4 above.
When an insulating film is formed, the withstand voltage characteristic is 0.5 × 10.TenV /
cm ~ 1 x 10TenV / cm could be greatly improved. That
Peel resistance is 1 ton / cm 2Good and reliable
Liquid crystal display device was manufactured.

【0203】また、3端子有機電子デバイスのドレーン
に個々に接続されたエレクトロルミネッセンス膜を接続
形成する工程において、それぞれ赤、青、緑色の光を発
光する3種類のエレクトロルミネッセンス膜を形成して
エレクトロルミネッセンス型カラー表示装置を製造でき
た。
Further, in the step of connecting and forming the electroluminescent films individually connected to the drain of the three-terminal organic electronic device, three types of electroluminescent films which respectively emit red, blue and green light are formed to form an electroluminescent film. A luminescence type color display device could be manufactured.

【0204】(実施例6)合成例2で得られたビ(3−
メチルピロリル)基と、分極性の官能基であるオキシカ
ルボニル基(-OCO-)と、基板表面の活性水素(例えば水
酸基(-OH))と脱塩化水素反応するトリクロロシリル基
(-SiCl3)とを有する下記化学式(G1)の物質(6-(bi
pyrrolyl)hexyl-12,12,12-trichloro-12-siladodecanoa
te)を合成した。
(Example 6) Bi (3- obtained in Synthesis Example 2)
(Methylpyrrolyl) group, a polarizable functional group oxycarbonyl group (-OCO-), and a trichlorosilyl group that undergoes dehydrochlorination reaction with active hydrogen (eg, hydroxyl group (-OH)) on the substrate surface.
(-SiCl 3 ) and a substance of the following chemical formula (G1) (6- (bi
pyrrolyl) hexyl-12,12,12-trichloro-12-siladodecanoa
te) was synthesized.

【0205】[0205]

【化37】 [Chemical 37]

【0206】なお、末端のトリクロロシリル基をトリメ
トキシシリル基に置換するには、前記化学式1のPEN
を3モル倍のメチルアルコールと室温(25℃)で攪拌
し、脱塩化水素反応させる。必要に応じて前記塩化水素
は水酸化ナトリウムを加えて塩化ナトリウムとして分離
する。得られたトリメトキシシラン化合物も脱アルコー
ル反応により、化学吸着膜の原料として使用できる。 II.分子膜の形成方法 前記化学式(G1)の化合物を用い、脱水したジメチル
シリコーン溶媒で1wt%に薄めて化学吸着液Gを調製し
た。
[0206] To replace the terminal trichlorosilyl group with a trimethoxysilyl group, PEN of the above chemical formula 1 is used.
Is stirred with 3 molar times of methyl alcohol at room temperature (25 ° C.) to cause dehydrochlorination reaction. If necessary, the hydrogen chloride is separated as sodium chloride by adding sodium hydroxide. The obtained trimethoxysilane compound can also be used as a raw material for a chemisorption film by a dealcoholization reaction. II. Method for forming molecular film A chemical adsorption liquid G was prepared by diluting the compound of the above chemical formula (G1) to 1 wt% with a dehydrated dimethyl silicone solvent.

【0207】次に、厚み5mmのガラス基板の表面に厚
み2nmのシリカ下地層を形成した。このシリカ下地層
は、テトラクロロシラン(SiCl4)を、脱水したジメチル
シリコーンの有機溶媒で1%に薄めて化学吸着下地層溶
液を調製し、この化学吸着下地層溶液をガラス基板の片
面にコーティングし、テトラクロロシラン(SiCl4)とガ
ラス基板の表面の水酸基(-OH)との間で脱塩化水素反応
を起こさせ、次いでクロロホルムで洗浄除去して未反応
物を除去し、トリクロロシラノール(Cl3Si-O-)からなる
単分子膜を形成した。次に水と反応させ、(OH)3Si-O-膜
に置換し、水酸基を導入してシリカ下地層を形成した。
Next, a silica base layer having a thickness of 2 nm was formed on the surface of a glass substrate having a thickness of 5 mm. This silica underlayer was prepared by diluting tetrachlorosilane (SiCl 4 ) to 1% with dehydrated dimethyl silicone organic solvent to prepare a chemisorption underlayer solution, and coating this chemisorption underlayer solution on one side of a glass substrate. , Tetrachlorosilane (SiCl 4 ) and a hydroxyl group (-OH) on the surface of the glass substrate are caused to undergo dehydrochlorination reaction, and then washed with chloroform to remove unreacted substances, and trichlorosilanol (Cl 3 Si). A monolayer of -O-) was formed. Next, it was reacted with water to substitute for the (OH) 3 Si—O— film, and a hydroxyl group was introduced to form a silica underlayer.

【0208】次に、前記シリカ下地層の表面に前記化学
吸着液Gをコーティングして、化学吸着反応を行い、さ
らに表面に残った未反応の前記物質をクロロホルムで洗
浄除去して、前記物質よりなる単分子膜を形成した。
Next, the surface of the silica underlayer is coated with the chemical adsorbent G to carry out a chemical adsorption reaction, and the unreacted substance remaining on the surface is removed by washing with chloroform. Was formed.

【0209】このとき、シリカ下地層には活性水素を含
む水酸基が多数存在するので、前記物質(G1)の−S
iCl基が水酸基と脱塩化水素反応を生じて基板表面に
共有結合した下記化学式(G2)で示される分子で構成
された単分子膜が形成された。
At this time, since a large number of hydroxyl groups containing active hydrogen are present in the silica underlayer, --S of the substance (G1) is obtained.
A monomolecular film composed of a molecule represented by the following chemical formula (G2) in which the iCl group caused a dehydrochlorination reaction with the hydroxyl group and was covalently bonded to the substrate surface was formed.

【0210】[0210]

【化38】 [Chemical 38]

【0211】III.分子膜の配向方法 次に、単分子膜が形成されたガラス基板を非水クロロフ
ォルム溶液で洗浄し、乾燥後、図5Aに示すラビング配
向処理をして配向した単分子膜を形成した。 IV.電極の形成方法 次に、単分子膜の両端の所定の部分にニッケル薄膜を蒸
着形成した。ギャップ間距離は10cm、長さが30c
mの第1電極と第2電極とを形成した。 V.重合法 まず、光エネルギービーム重合をした。図5Bに示すよ
うに、第1の電極から第2の電極に向かう方向を偏光方
向とする偏光した可視光を500mJ/cm2程度照射
して、配向性させつつ、予備重合した。
III. Alignment Method of Molecular Film Next, the glass substrate on which the monomolecular film was formed was washed with a non-aqueous chloroform solution, dried, and then subjected to a rubbing alignment treatment shown in FIG. 5A to form an aligned monomolecular film. IV. Method for forming electrode Next, a nickel thin film was formed by vapor deposition on predetermined portions on both ends of the monomolecular film. Gap distance is 10cm, length is 30c
m first and second electrodes were formed. V. Polymerization method First, light energy beam polymerization was performed. As shown in FIG. 5B, polarized visible light having a polarization direction from the first electrode to the second electrode was irradiated at about 500 mJ / cm 2 to preliminarily polymerize while aligning.

【0212】その後、純水溶液中で、電極間に5V/c
mの電解を印加し電解酸化重合させた。電解酸化重合の
条件は、反応温度25℃、反応時間8時間であった。こ
れにより、電解重合して導電性有機薄膜を形成した。こ
のとき、電界の方向に沿って共役結合が自己組織的に形
成されて行くので、完全に重合が終われば、第1の電極
と第2の電極とは導電性ポリマーで電気的に接続され
た。得られた有機導電膜の膜厚は約2.0nm、ポリピ
ロール部分の厚さは約0.2nm、有機導電膜の長さは
10cm、幅30cmであった。
Then, in a pure aqueous solution, 5 V / c was applied between the electrodes.
m electrolysis was applied to carry out electrolytic oxidative polymerization. The conditions of the electrolytic oxidative polymerization were a reaction temperature of 25 ° C. and a reaction time of 8 hours. Thereby, electropolymerization was performed to form a conductive organic thin film. At this time, a conjugated bond is formed in a self-organizing manner along the direction of the electric field, and when the polymerization is completed, the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive polymer. . The obtained organic conductive film had a thickness of about 2.0 nm, the polypyrrole portion had a thickness of about 0.2 nm, and the organic conductive film had a length of 10 cm and a width of 30 cm.

【0213】下記化学式(E3)に得られた有機導電膜
ポリマーの1ユニットを示す。
One unit of the obtained organic conductive film polymer is represented by the following chemical formula (E3).

【0214】[0214]

【化39】 [Chemical Formula 39]

【0215】VI.測定 得られた導電性有機薄膜を、市販の原子間力顕微鏡(A
FM)(セイコーインスツルメント社製、SAP 38
00N)を用い、AFM−CITSモードで、電圧:1
mV、電流:160nAの条件における電導度ρは、室
温(25℃)においてドープなしでρ>1×107S/
cmであった。これは、前記電流計1×107S/cm
までしか測定することができず、針がオーバーして振り
切れてしまったからである。電導度の良好な金属である
金は室温(25℃)において5.2×105S/cm、
銀は5.4×105S/cmであることからすると、本
実施例の有機導電膜の電導度ρは驚くべき高い導電性で
ある。ゆえに本発明の有機導電膜は、「超金属導電膜」
ということができる。
VI. Measurement The obtained conductive organic thin film was measured with a commercially available atomic force microscope (A
FM) (manufactured by Seiko Instruments Inc., SAP 38
00N) in AFM-CITS mode, voltage: 1
The conductivity ρ under the conditions of mV and current: 160 nA is ρ> 1 × 10 7 S / without doping at room temperature (25 ° C.).
It was cm. This is the ammeter 1 × 10 7 S / cm
This is because it was only possible to measure up to, and the needle was over and shook out. Gold, which is a metal with good conductivity, has a density of 5.2 × 10 5 S / cm at room temperature (25 ° C.),
Since the silver content is 5.4 × 10 5 S / cm, the conductivity ρ of the organic conductive film of this example is surprisingly high. Therefore, the organic conductive film of the present invention is a "supermetal conductive film".
Can be said.

【0216】本発明において、有機導電膜の電導度ρを
下げることは、導電ネットワークを不完全なものとした
り、分子の配向度を低下させることにより、容易にでき
る。
In the present invention, it is possible to easily reduce the conductivity ρ of the organic conductive film by making the conductive network incomplete or by reducing the degree of molecular orientation.

【0217】得られた導電性有機薄膜は、透明電極また
は電線として有用であった。
The resulting conductive organic thin film was useful as a transparent electrode or electric wire.

【0218】前記実施例2と同様に、前記化学式(E
1)の分子の5位に、CH2=CH-CH2-を導入しておき、前
記化学式(E8)に示す導電性有機薄膜を形成後、2重
結合の部分を酸化することにより水酸基(-OH)を導入
し、次いで前記化学式(E1)のピロリル化合物を反応
させて累積膜を形成することができた。
As in Example 2, the chemical formula (E
CH 2 ═CH—CH 2 — is introduced at the 5-position of the molecule of 1), the conductive organic thin film represented by the chemical formula (E8) is formed, and then the double bond is oxidized to form a hydroxyl group ( -OH) was introduced, and then the pyrrolyl compound represented by the chemical formula (E1) was reacted to form a cumulative film.

【0219】(実施例7)前記実施例6で得られた化合
物を、脱水したジメチルシリコーン溶媒で1%に薄めて
化学吸着液を調製した。この化学吸着液に直径1mmの
ガラスファイバーを室温(25℃)で1時間浸漬し、ガ
ラスファイバー表面で脱塩化反応させ、薄膜を形成させ
た。次に、未反応の前記化合物を非水溶液のクロロフォ
ルムで洗浄除去した。これにより、ガラスファイバー表
面の水酸基と、前記化合物のクロロシリル基(−SiC
l)との間で塩化水素反応を生じて単分子膜が形成され
た。
Example 7 The chemical adsorption solution was prepared by diluting the compound obtained in Example 6 to 1% with dehydrated dimethyl silicone solvent. A glass fiber having a diameter of 1 mm was immersed in this chemical adsorbent at room temperature (25 ° C.) for 1 hour to cause a desalting reaction on the surface of the glass fiber to form a thin film. Then, the unreacted compound was washed away with chloroform in a non-aqueous solution. Thereby, the hydroxyl group on the surface of the glass fiber and the chlorosilyl group (-SiC) of the compound are
A hydrogen chloride reaction was caused with l) to form a monomolecular film.

【0220】次に、単分子膜が形成されたガラスファイ
バーをクロロフォルム溶液中に浸漬して洗浄し、クロロ
フォルム溶液から引き上げる際、長さ方向に液切りして
単分子膜を配向させた。
Next, the glass fiber on which the monomolecular film was formed was immersed in a chloroform solution for cleaning, and when the glass fiber was pulled out from the chloroform solution, the monomolecular film was oriented by draining in the lengthwise direction.

【0221】次に、ガラスファイバーの端部の一部分に
ニッケル薄膜を蒸着形成した。
Next, a nickel thin film was formed by vapor deposition on a part of the end of the glass fiber.

【0222】その後、純水溶液中で、電極間に5V/c
mの電解を印加し電解酸化重合させた。電解酸化重合の
条件は、反応温度25℃、反応時間8時間であった。こ
れにより、電解重合して導電性ポリマーを形成し、両電
極間を電気的に接続した。このとき、電界の方向に沿っ
て共役結合が自己組織的に形成されて行くので、完全に
重合が終われば、両電極間は導電性ポリマーで電気的に
接続されたことになる。このようにして、ガラスファイ
バー上にポリピロールの共役結合重合膜がガラスファイ
バーの軸方向に沿って長さ10mm形成できた。有機薄
膜の膜厚は約2.0nm、ポリピロール部分の厚さは約
0.2nmであった。また、得られた有機導電膜は可視
光線のもとでは透明であった。
Then, in a pure aqueous solution, 5 V / c was applied between the electrodes.
m electrolysis was applied to carry out electrolytic oxidative polymerization. The conditions of the electrolytic oxidative polymerization were a reaction temperature of 25 ° C. and a reaction time of 8 hours. As a result, electropolymerization was performed to form a conductive polymer, and both electrodes were electrically connected. At this time, since a conjugate bond is formed in a self-organizing manner along the direction of the electric field, when the polymerization is completed, the electrodes are electrically connected by the conductive polymer. In this manner, a polypyrrole conjugated polymer film was formed on the glass fiber in a length of 10 mm along the axial direction of the glass fiber. The organic thin film had a thickness of about 2.0 nm, and the polypyrrole portion had a thickness of about 0.2 nm. Further, the obtained organic conductive film was transparent under visible light.

【0223】このようにして得られた有機薄膜の表面を
覆うように絶縁膜を形成することにより電気ケーブルを
作製した。得られた電線の断面図を図8Aに示す。図8
Aにおいて、11はガラス芯線、6はポリピロール電解
酸化重合膜、13は室温硬化型のシリコーンゴムからな
る被覆絶縁膜である。
An electric cable was produced by forming an insulating film so as to cover the surface of the organic thin film thus obtained. A cross-sectional view of the obtained electric wire is shown in FIG. 8A. Figure 8
In A, 11 is a glass core wire, 6 is a polypyrrole electrolytic oxidation polymerization film, and 13 is a coating insulating film made of room temperature curable silicone rubber.

【0224】得られた導電性有機薄膜を、市販の原子間
力顕微鏡(AFM)(セイコーインスツルメント社製、
SAP 3800N)を用い、AFM−CITSモード
で、電圧:1mV、電流:160nAの条件における電
導度ρは、室温(25℃)においてドープなしでρ>1
×107S/cmであった。これは、前記電流計1×1
7S/cmまでしか測定することができず、針がオー
バーして振り切れてしまったからである。
A commercially available atomic force microscope (AFM) (manufactured by Seiko Instruments Inc.,
SAP 3800N), in the AFM-CITS mode, under the conditions of voltage: 1 mV, current: 160 nA, the conductivity ρ is ρ> 1 at room temperature (25 ° C.) without doping.
It was × 10 7 S / cm. This is the ammeter 1 × 1
This is because it was possible to measure only up to 0 7 S / cm and the needle was over and shook off.

【0225】このようにして得られた有機薄膜の表面を
覆うように絶縁膜を形成することにより電気ケーブルを
作製した。被覆絶縁膜は、室温硬化型のシリコーンゴム
を用いた。
An electric cable was produced by forming an insulating film so as to cover the surface of the organic thin film thus obtained. A room temperature curable silicone rubber was used for the coating insulating film.

【0226】本実施例においては、前記電気ケーブルは
互いに電気的に絶縁された複数本の芯線を含む集合電線
を形成していてもよい。
In this embodiment, the electric cable may form a collective electric wire including a plurality of core wires electrically insulated from each other.

【0227】また、電線を作成する場合の芯線は、ガラ
ス以外にも金属も使用することができる。金属の場合
は、表面に酸化物を形成すると、単分子膜は形成しやす
い。
Further, as the core wire for producing the electric wire, metal other than glass can be used. In the case of metal, a monomolecular film can be easily formed by forming an oxide on the surface.

【0228】(実施例8)前記実施例1〜7おいて、導
電性分子が配向しているか否かは、図16に示すような
液晶セル170を形成し、偏光板177,178で挟み、裏面より
光を照射して180の位置から観察することにより確認で
きる。液晶セル170は、導電性分子膜172,174がそれぞれ
形成されたガラス板171,173の導電性分子膜を内側にし
て、ギャップ間距離5〜6μmに保持して周囲を接着剤
175で封止し、内部に液晶組成物176(ネマチック液晶、
例えばチッソ社製”LC,MT−5087LA”)を注
入して作成した。 (1)偏光板177,178をクロスにした場合、導電性分子
膜172,174の配向方向を揃え、この方向と、一方の偏光
板を平行にし、他方の偏光板を直交させる。完全に配向
していれば液晶が配向して均一な黒色になる。均一な黒
色にならない場合は配向不良である。 (2)偏光板177,178を平行にした場合、導電性分子膜1
72,174の配向方向を揃え、この方向と、両方の偏光板を
平行にする。完全に配向していれば液晶が配向して均一
な白色になる。均一な白色にならない場合は配向不良で
ある。
(Embodiment 8) In Embodiments 1 to 7, whether or not the conductive molecules are oriented is determined by forming a liquid crystal cell 170 as shown in FIG. It can be confirmed by irradiating light and observing from a position of 180. In the liquid crystal cell 170, the conductive molecular films of the glass plates 171 and 173 on which the conductive molecular films 172 and 174 are formed are placed inside, and the distance between the gaps is kept at 5 to 6 μm, and the periphery is bonded with an adhesive.
The liquid crystal composition 176 (nematic liquid crystal,
For example, it was created by injecting "LC, MT-5087LA" manufactured by Chisso Corporation. (1) When the polarizing plates 177 and 178 are crossed, the orientation directions of the conductive molecular films 172 and 174 are aligned, and one of the polarizing plates is parallel and the other polarizing plate is orthogonal to this direction. If it is perfectly aligned, the liquid crystal is aligned and becomes a uniform black color. If the uniform black is not obtained, the orientation is poor. (2) When the polarizing plates 177 and 178 are parallel, the conductive molecular film 1
The alignment directions of 72 and 174 are aligned, and both polarization plates are parallel to this direction. If it is perfectly aligned, the liquid crystal is aligned and becomes a uniform white color. If the white color is not uniform, the orientation is poor.

【0229】なお、裏側の基材が透明でない場合は、偏
光板は上側一枚とし、表面より光を照射して反射光で観
察する。
When the base material on the back side is not transparent, one polarizing plate is provided on the upper side, and light is radiated from the surface for observation with reflected light.

【0230】この方法により、前記実施例1〜13で得
られた導電性分子膜は配向していることが確認できた。
By this method, it was confirmed that the conductive molecular films obtained in Examples 1 to 13 were oriented.

【0231】[0231]

【発明の効果】本発明は、導線、配線、電極または透明
電極等として利用できる導電性ポリマーからなる有機薄
膜を提供できる。また、前記導電性ポリマーからなる有
機薄膜を導線、配線、電極、透明電極として用いた、半
導体装置、コンデンサ、液晶表示素子、電界発光素子、
太陽電池等の高性能なデバイスを提供できる。更に、導
電性ポリマーからなる有機薄膜を用いた電線等が提供で
きる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an organic thin film made of a conductive polymer which can be used as a conductive wire, a wiring, an electrode or a transparent electrode. Further, a semiconductor device, a capacitor, a liquid crystal display element, an electroluminescent element, which uses the organic thin film made of the conductive polymer as a conductor, a wiring, an electrode and a transparent electrode,
A high-performance device such as a solar cell can be provided. Furthermore, an electric wire or the like using an organic thin film made of a conductive polymer can be provided.

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

【図1】本発明の実施形態1における基材上に形成され
た導電性ポリマーを含む単分子膜を模式的に示す断面図
であり、Aは全領域に導電性ポリマーの形成された単分
子膜、Bは複数の部分領域に導電性ポリマーの形成され
た単分子膜、Cは共役重合性官能基を内部に有する有機
分子からなり、複数の部分領域に導電性ポリマーの形成
された単分子膜である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a monomolecular film containing a conductive polymer formed on a base material according to Embodiment 1 of the present invention, where A is a monomolecular film in which a conductive polymer is formed in the entire region. Membrane, B is a monomolecular film in which a conductive polymer is formed in a plurality of partial regions, C is a monomolecular film in which a conductive polymer is formed in a plurality of partial regions It is a film.

【図2】本発明の実施形態1における導電性ポリマーの
方向を説明するための模式的平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the direction of a conductive polymer according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態1における基材上に形成され
た導電性ポリマーを含む単分子層の導電領域の構成例を
模式的に示す平面図であり、Aは一方向に連なる導電性
ポリマーが全領域に形成され単分子層、Bは各導電領域
に一方向に連なる導電性ポリマーの形成された平行な導
電領域を有する単分子層、Cは各導電領域に一方向に連
なる導電性ポリマーの形成されたマトリックス状に配列
した導電領域を有する単分子層、Dは各導電領域に形成
された導電性ポリマーの方向が同じで、かつ、各導電領
域の形状も同じでない、任意のパターンに配列した導電
領域を有する単分子層である。
FIG. 3 is a plan view schematically showing a configuration example of a conductive region of a monomolecular layer containing a conductive polymer formed on a base material according to the first embodiment of the present invention, in which A is a continuous conductive layer in one direction. The polymer is formed in the whole region in a monomolecular layer, B is a monolayer in which conductive regions are connected in one direction to each conductive region, and the parallel conductive region is formed in which a conductive polymer is formed. C is a conductive line in which conductive regions are connected in one direction. A monolayer having conductive regions arranged in a matrix in which polymers are formed, D is an arbitrary pattern in which the directions of the conductive polymers formed in the respective conductive regions are the same and the shapes of the respective conductive regions are not the same. It is a monomolecular layer having conductive regions arranged in a line.

【図4】本発明の実施形態1における基材上に形成され
た単分子膜の構造例を模式的に示す断面図であり、Aは
電気絶縁膜付き基材上に形成された単分子膜、Bは基材
上に形成され、かつ、表面に保護膜の形成された単分子
膜である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a structural example of a monomolecular film formed on a base material according to Embodiment 1 of the present invention, where A is a monomolecular film formed on a base material with an electrically insulating film. , B are monomolecular films formed on a base material and having a protective film formed on the surface thereof.

【図5】本発明の実施形態1における有機薄膜を構成す
る分子を傾斜(配向)させる配向法を説明するための模
式的斜視図であり、Aはラビング配向法、Bは光配向
法、Cは液切り配向法である。
5A and 5B are schematic perspective views for explaining an alignment method for inclining (aligning) the molecules that form the organic thin film according to the first embodiment of the present invention, where A is a rubbing alignment method, B is an optical alignment method, and C is a C alignment method. Is a drainage orientation method.

【図6】本発明の実施形態1における基材上の選択的な
部位に導電領域を形成した構成例を模式的に示す斜視図
であり、Aは基材上の全部位に形成された単分子膜内に
複数の導電領域が形成された構成を示し、Bは全領域に
導電領域の形成された単分子膜を、基材上に複数形成し
た構成を示す。
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a configuration example in which a conductive region is formed in a selective portion on a base material according to the first embodiment of the present invention, and A is a single portion formed on the entire base material portion. A structure in which a plurality of conductive regions are formed in the molecular film is shown, and B represents a structure in which a plurality of monomolecular films in which conductive regions are formed in the entire region are formed on a base material.

【図7】本発明の実施形態2における基材上に形成され
た単分子累積膜の積層構造例を模式的に示す断面図であ
り、Aは各単分子層の配向方向を同一方向とするX型の
単分子累積膜、Bは各単分子層ごとに配向方向の傾斜が
強くなるX型の単分子累積膜、Cは各単分子層ごとに2
つの配向方向のいずれかに配向したX型の単分子累積膜
である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of a laminated structure of a monomolecular cumulative film formed on a base material according to Embodiment 2 of the present invention, in which A indicates that the orientation directions of the monomolecular layers are the same. X-type monomolecular cumulative film, B is an X-type monomolecular cumulative film in which the inclination of the orientation direction becomes strong for each monomolecular layer, and C is 2 for each monomolecular layer.
It is an X-type monomolecular cumulative film oriented in any one of the two orientation directions.

【図8】Aは本発明の実施例12における芯線の外表面
に形成され、全領域を導電領域とする導電性単分子膜を
備え、その表面が電気的絶縁膜で被覆された電気ケーブ
ルの断面図、Bは本発明の実施形態3における四角柱状
の絶縁体の表面に形成され、外側表面は絶縁膜で被膜さ
れた4つの導電領域を有する単分子膜を備えた集合電線
型の電気ケーブルの斜視図、Cは本発明の実施形態3に
おける基材上に形成された全領域を導電領域とする単分
子膜と3対の接続部とを備えた集合電線型のフラットケ
ーブルの斜視図である。
FIG. 8A shows an electric cable having an electrically conductive monomolecular film formed on the outer surface of the core wire in the twelfth embodiment of the present invention and having the entire area as an electrically conductive area, the surface of which is covered with an electrically insulating film. Sectional view B is a collective wire type electric cable formed on the surface of a quadrangular prism-shaped insulator according to Embodiment 3 of the present invention and having an outer surface provided with a monomolecular film having four conductive regions coated with an insulating film. FIG. 3C is a perspective view of a flat cable of a collective electric wire type including a monomolecular film having a conductive region in all regions formed on a base material and three pairs of connecting portions in Embodiment 3 of the present invention. is there.

【図9】本発明の実施形態4における単分子膜に形成さ
れた導電領域を電極として用いるコンデンサの構造例を
模式的に示す断面図であり、Aは導電領域を有する単分
子膜の形成された2つの基材で各単分子膜を内側にして
誘電体を狭持した構造、Bは誘電体の平行な2つの表面
それぞれに導電領域を有する単分子膜が形成された構造
を示す。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a structural example of a capacitor in which a conductive region formed in a monomolecular film according to Embodiment 4 of the present invention is used as an electrode, wherein A is a monomolecular film having a conductive region. In addition, a structure in which a dielectric is sandwiched between two monolayers with each monolayer inside, and B indicates a structure in which a monolayer having a conductive region is formed on each of two parallel surfaces of the dielectric.

【図10】本発明の実施形態1および実施例6における
導電領域を有する単分子膜を製造する工程を説明するた
めの断面図であり、Aは単分子層形成工程後における基
材上に形成された単分子膜、Bは傾斜処理(配向処理)
工程後における配向した単分子膜、Cは重合電極形成工
程で表面に形成された一対の電極に電圧を印加する導電
領域形成工程を開始した直後の単分子膜、Dは導電領域
形成工程後における導電性ポリマーが形成された単分子
膜である。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a process of manufacturing a monomolecular film having a conductive region in Embodiment 1 and Example 6 of the present invention, in which A is formed on a substrate after the monomolecular layer forming process. B monolayer film, B is tilted (orientated)
Oriented monomolecular film after the process, C is a monomolecular film immediately after starting the conductive region forming process of applying a voltage to a pair of electrodes formed on the surface in the polymerizing electrode forming process, and D is after the conductive region forming process. It is a monomolecular film on which a conductive polymer is formed.

【図11】A〜Fは本発明の実施例2における有機導電
性膜の製造工程概念図である。
11A to 11F are conceptual diagrams of a process for manufacturing an organic conductive film in Example 2 of the present invention.

【図12】A〜Bは本発明の実施例2における分子層内
の分子を配向させるプロセスを説明するための断面概念
図である。
12A and 12B are conceptual cross-sectional views for explaining a process of orienting molecules in a molecular layer in Example 2 of the present invention.

【図13】本発明の実施例3における有機電子デバイス
を説明するための断面概念図である。
FIG. 13 is a conceptual sectional view for explaining an organic electronic device in Example 3 of the present invention.

【図14】本発明の実施例4における液晶表示装置を説
明するための断面概念図である。
FIG. 14 is a conceptual sectional view for explaining a liquid crystal display device in embodiment 4 of the present invention.

【図15】本発明の実施例5におけるエレクトロルミネ
ッセンス(EL)表示装置を説明するための断面概念図
である。
FIG. 15 is a conceptual sectional view for explaining an electroluminescence (EL) display device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施例8における導電性分子の配向
を評価する方法を示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a method for evaluating the orientation of conductive molecules in Example 8 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基材(基材) 2 基材絶縁膜 3 保護被膜 4 単分子膜(単分子層) 5 共役系(共役結合鎖) 6 導電領域 7 金属接点(配線) 8 誘電体 9 共役重合性官能基 11 絶縁性基材 13 絶縁保護膜 14 ピロール基を有する有機分子からなる単分子膜 16 ポリピロール型導電性ポリマーを有する導電領域 17 電解重合用の白金電極 21 樹脂基材 24 ピロール基を有する有機分子が配向した単分子膜 34 ポリピロール型導電性ポリマーを有する単分子膜 41 ラビングロール 42 ラビング布 43 偏光板 44 洗浄用の有機溶液 1 Base material (base material) 2 Base insulating film 3 protective film 4 Monolayer (monolayer) 5 Conjugated system (conjugated bond chain) 6 Conductive area 7 Metal contacts (wiring) 8 Dielectric 9 Conjugated polymerizable functional groups 11 Insulating base material 13 Insulation protection film 14 Monomolecular film composed of organic molecules having a pyrrole group 16 Conductive region having polypyrrole type conductive polymer 17 Platinum electrode for electrolytic polymerization 21 Resin base material 24 Monomolecular film in which organic molecules having a pyrrole group are oriented 34 Monomolecular film having polypyrrole-type conductive polymer 41 Rubbing roll 42 rubbing cloth 43 Polarizer 44 Organic solutions for cleaning

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 美濃 規央 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4J032 BA13 BA14 BB01 BB03 BC01 BC02 BC03 BC07 BC12 BC21 BC32    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Norio Mino             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 4J032 BA13 BA14 BB01 BB03 BC01                       BC02 BC03 BC07 BC12 BC21                       BC32

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に活性水素を含む基材表面と共有結
合した末端結合基と、複数のピロリル基群および複数の
チェニレン基群から選ばれる共役結合基群と、前記末端
結合基と前記共役結合基との間は活性水素を含まない有
機基をポリマーの繰り返し分子ユニットに含み、 前記複数の共役結合基群は他の分子の共役結合基または
共役結合基群と重合して導電性ポリマーを形成している
ことを特徴とする導電性有機薄膜。
1. A terminal bonding group covalently bonded to the surface of a base material containing active hydrogen on the surface, a conjugated bonding group group selected from a plurality of pyrrolyl groups and a plurality of cylene groups, and the terminal bonding group and the conjugate. An organic group containing no active hydrogen between the bonding groups is included in the repeating molecular unit of the polymer, and the plurality of conjugated bond groups are polymerized with a conjugated bond group or a conjugated bond group of another molecule to form a conductive polymer. A conductive organic thin film characterized by being formed.
【請求項2】 重合が、電解酸化重合、触媒重合および
エネルギービーム照射重合から選ばれる少なくとも一つ
である請求項1に記載の導電性有機薄膜。
2. The conductive organic thin film according to claim 1, wherein the polymerization is at least one selected from electrolytic oxidative polymerization, catalytic polymerization and energy beam irradiation polymerization.
【請求項3】 前記導電性有機薄膜の電導度(ρ)が、
室温(25℃)においてドーパントなしで1S/cm以
上である請求項1に記載の導電性有機薄膜。
3. The conductivity (ρ) of the conductive organic thin film is
The conductive organic thin film according to claim 1, which has a dopant of 1 S / cm or more at room temperature (25 ° C.).
【請求項4】 前記導電性有機薄膜の電導度(ρ)が、
室温(25℃)においてドーパントなしで1×103
/cm以上である請求項3に記載の導電性有機薄膜。
4. The conductivity (ρ) of the conductive organic thin film is
1 × 10 3 S without dopant at room temperature (25 ° C.)
The conductive organic thin film according to claim 3, wherein the conductive organic thin film has a thickness of not less than / cm.
【請求項5】 前記導電性有機薄膜の電導度(ρ)が、
室温(25℃)においてドーパントなしで5.5×10
5S/cm以上である請求項4に記載の導電性有機薄
膜。
5. The conductivity (ρ) of the conductive organic thin film is
5.5 × 10 without dopant at room temperature (25 ° C.)
The conductive organic thin film according to claim 4, which is 5 S / cm or more.
【請求項6】 前記ポリマーが、活性水素をN基に含ま
ないポリ(3−ピロール)、活性水素をN基に含まない
ポリ(3−ピロール)とポリ(1−ピロール)との共重
合体、およびポリ(3−チェニレン)、活性水素をN基
に含まないポリ(4−ピロール)、活性水素をN基に含
まないポリ(4−ピロール)とポリ(1−ピロール)と
の共重合体、およびポリ(4−チェニレン)から選ばれ
る少なくとも一つのポリマーまたはこれらの共重合体で
ある請求項1に記載の導電性有機薄膜。
6. The polymer is poly (3-pyrrole) containing no active hydrogen in the N group, or a copolymer of poly (3-pyrrole) containing no active hydrogen in the N group and poly (1-pyrrole). , And poly (3-chenylene), poly (4-pyrrole) containing no active hydrogen in the N group, and copolymer of poly (4-pyrrole) containing no active hydrogen in the N group and poly (1-pyrrole) 2. The conductive organic thin film according to claim 1, which is at least one polymer selected from the group consisting of, and poly (4-chenylene), or a copolymer thereof.
【請求項7】 前記末端結合基が、シロキサン(−Si
O−)およびSiN−結合から選ばれる少なくとも一つ
の結合(但し、SiおよびNには価数に相当する他の結
合基があっても良い。)である請求項1に記載の導電性
有機薄膜。
7. The siloxane (—Si) is used as the terminal bonding group.
The conductive organic thin film according to claim 1, wherein the conductive organic thin film is at least one bond selected from O-) and SiN- bond (however, Si and N may have other bonding groups corresponding to the valence). .
【請求項8】 前記導電性有機薄膜を構成する分子が配
向されている請求項1に記載の導電性有機薄膜。
8. The conductive organic thin film according to claim 1, wherein molecules constituting the conductive organic thin film are oriented.
【請求項9】 前記導電性有機薄膜は、可視領域の波長
を有する光に対して透明である請求項1に記載の導電性
有機薄膜。
9. The conductive organic thin film according to claim 1, wherein the conductive organic thin film is transparent to light having a wavelength in the visible region.
【請求項10】 前記導電性有機薄膜を形成しているポ
リマーの分子ユニットが下記化学式(A1)−(A5)
から選ばれるいずれかで示される請求項1に記載の導電
性有機薄膜。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 (但し、式A1−A5において、Zはエステル基(−C
OO−)、オキシカルボニル基(−OCO−)、カルボ
ニル基(−CO−)及びカーボネイト(−OCOO−)
基、アゾ(−N=N−)基から選ばれる少なくとも一つ
の官能基または化学結合(−)、Rは炭素数1〜3のア
ルキル基、R1,R2,R3,R4は水素、炭素数1−
10のアルキル基、又は不飽和基を含む有機基、m,n
は整数でありm+nは2以上25以下、Yは酸素(O)
または窒素(N)、Eは水素または炭素数1−3のアル
キル基、pは1,2又は3の整数、uは1−6の整数で
ある。)
10. The polymer molecular unit forming the conductive organic thin film has the following chemical formulas (A1)-(A5).
The conductive organic thin film according to claim 1, which is represented by any one selected from the group consisting of: [Chemical 1] [Chemical 2] [Chemical 3] [Chemical 4] [Chemical 5] (However, in the formula A1-A5, Z is an ester group (-C
OO-), oxycarbonyl group (-OCO-), carbonyl group (-CO-) and carbonate (-OCOO-)
Group, at least one functional group selected from an azo (-N = N-) group or a chemical bond (-), R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R1, R2, R3 and R4 are hydrogen and 1 carbon atom. −
Organic group containing 10 alkyl groups or unsaturated groups, m, n
Is an integer, m + n is 2 or more and 25 or less, and Y is oxygen (O)
Alternatively, nitrogen (N) and E are hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, p is an integer of 1, 2, or 3, and u is an integer of 1-6. )
【請求項11】 前記導電性有機薄膜が、さらにドーパ
ント物質を含む請求項1に記載の導電性有機薄膜。
11. The conductive organic thin film according to claim 1, wherein the conductive organic thin film further contains a dopant substance.
【請求項12】 前記導電性有機薄膜が、単分子膜また
は単分子累積膜である請求項1に記載の導電性有機薄
膜。
12. The conductive organic thin film according to claim 1, wherein the conductive organic thin film is a monomolecular film or a monomolecular cumulative film.
【請求項13】 表面に活性水素を含む基材表面と共有
結合可能な末端官能基と、ポリピロリル基およびポリチ
ェニレン基から選ばれる少なくとも一つの共役結合基
と、前記末端結合基と前記共役結合基との間は活性水素
を含まない有機基を分子内に含む化合物を、 前記表面に活性水素を含む基材表面に接触させ、脱離反
応により共有結合させて有機薄膜を成膜し、 前記共役結合可能基同士を電解酸化重合、触媒重合およ
びエネルギービーム照射重合から選ばれる少なくとも一
つの重合法により共役結合させて導電性ポリマーを形成
することを特徴とする導電性有機薄膜の製造方法。
13. A terminal functional group capable of covalently bonding to a surface of a base material containing active hydrogen, at least one conjugated bond group selected from a polypyrrolyl group and a polyphenylene group, the terminal bond group and the conjugated bond group. During the period, a compound containing an organic group containing no active hydrogen in the molecule is brought into contact with the surface of the base material containing active hydrogen on the surface, and an organic thin film is formed by covalent bonding by an elimination reaction, and the conjugate bond is formed. A method for producing a conductive organic thin film, which comprises forming a conductive polymer by conjugate-bonding possible groups to each other by at least one polymerization method selected from electrolytic oxidation polymerization, catalytic polymerization and energy beam irradiation polymerization.
【請求項14】 前記末端官能基が、ハロゲン化シリル
基、アルコシシリル基またはイソシアネート基であり、
基材表面の活性水素と脱塩化水素反応、脱アルコール反
応および脱イソシアネート反応から選ばれる少なくとも
一つの脱離反応によって共有結合を形成する請求項13
に記載の導電性有機薄膜の製造方法。
14. The terminal functional group is a halogenated silyl group, an alkoxysilane group or an isocyanate group,
The covalent bond is formed by active hydrogen on the surface of the substrate and at least one elimination reaction selected from a dehydrochlorination reaction, a dealcoholization reaction and a deisocyanation reaction.
A method for producing a conductive organic thin film as described in 1.
【請求項15】 前記ポリマーが、活性水素をN基に含
まないポリ(3−ピロール)、活性水素をN基に含まな
いポリ(3−ピロール)とポリ(1−ピロール)との共
重合体、およびポリ(3−チェニレン)、活性水素をN
基に含まないポリ(4−ピロール)、活性水素をN基に
含まないポリ(4−ピロール)とポリ(1−ピロール)
との共重合体、およびポリ(4−チェニレン)から選ば
れる少なくとも一つのポリマーまたはこれらの共重合体
である請求項13に記載の導電性有機薄膜の製造方法。
15. The polymer is poly (3-pyrrole) containing no active hydrogen in the N group, or a copolymer of poly (3-pyrrole) containing no active hydrogen in the N group and poly (1-pyrrole). , And poly (3-chenylene) with active hydrogen N
Poly (4-pyrrole) not containing a group, poly (4-pyrrole) not containing active hydrogen in an N group and poly (1-pyrrole)
14. The method for producing a conductive organic thin film according to claim 13, wherein the copolymer is a copolymer with a polymer, and at least one polymer selected from poly (4-chenylene) or a copolymer thereof.
【請求項16】 前記脱離反応により共有結合させた後
の有機薄膜を、ラビングによる配向処理、脱離反応によ
って基材表面に分子を共有結合した後の反応溶液からの
傾斜液切り処理、偏光の照射処理、および重合時の分子
のゆらぎによる配向から選ばれる少なくとも一つの配向
処理を行う請求項13に記載の導電性ガラスの製造方
法。
16. An organic thin film after being covalently bound by the elimination reaction is subjected to an alignment treatment by rubbing, a gradient drainage treatment from a reaction solution after molecules are covalently bound to a substrate surface by the elimination reaction, and a polarized light. 15. The method for producing a conductive glass according to claim 13, wherein the irradiation treatment is performed, and at least one orientation treatment selected from orientations due to fluctuations of molecules during polymerization is performed.
【請求項17】 前記ポリピロリル基およびポリチェニ
レン基から選ばれる少なくとも一つの共役結合基と、前
記末端結合基と前記共役結合基との間は活性水素を含ま
ない有機基を分子内に含む化合物分子が下記化学式(B
1)−(B5)のいずれかで示される請求項13に記載
の導電性有機薄膜の製造方法。 【化6】 【化7】 【化8】 【化9】 【化10】 (但し、式B1−B5において、Zはエステル基(−C
OO−)、オキシカルボニル基(−OCO−)、カルボ
ニル基(−CO−)及びカーボネイト(−OCOO−)
基、アゾ(−N=N−)基から選ばれる少なくとも一つ
の官能基または化学結合(−)、Rは炭素数1〜3のア
ルキル基、R1,R2,R3,R4は水素、炭素数1−
10のアルキル基、又は不飽和基を含む有機基、m,n
は整数でありm+nは2以上25以下、Dはハロゲン原
子、イソシアネート基及び炭素数1−3のアルコキシル
基から選ばれる少なくとも一つの反応基、Eは水素また
は炭素数1−3のアルキル基、pは1,2又は3の整
数、uは1−6の整数である。)
17. A compound molecule containing at least one conjugated bond group selected from the polypyrrolyl group and the polyphenylene group, and an organic group containing no active hydrogen between the terminal bond group and the conjugated bond group in the molecule. The following chemical formula (B
The method for producing a conductive organic thin film according to claim 13, which is represented by any one of 1) to (B5). [Chemical 6] [Chemical 7] [Chemical 8] [Chemical 9] [Chemical 10] (However, in the formula B1-B5, Z is an ester group (-C
OO-), oxycarbonyl group (-OCO-), carbonyl group (-CO-) and carbonate (-OCOO-)
Group, at least one functional group selected from an azo (-N = N-) group or a chemical bond (-), R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R1, R2, R3 and R4 are hydrogen and 1 carbon atom. −
Organic group containing 10 alkyl groups or unsaturated groups, m, n
Is an integer, m + n is 2 or more and 25 or less, D is at least one reactive group selected from a halogen atom, an isocyanate group and an alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms, E is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, p Is an integer of 1, 2 or 3, and u is an integer of 1-6. )
【請求項18】 前記導電性有機薄膜を単分子層状に形
成する請求項13に記載の導電性有機薄膜の製造方法。
18. The method for producing a conductive organic thin film according to claim 13, wherein the conductive organic thin film is formed into a monomolecular layer.
【請求項19】 前記エネルギービームが、紫外線、遠
紫外線、X線および電子線から選ばれる少なくとも一つ
である請求項13に記載の導電性有機薄膜の製造方法。
19. The method for producing a conductive organic thin film according to claim 13, wherein the energy beam is at least one selected from ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, X-rays, and electron beams.
【請求項20】 前記エネルギービームが、偏光した紫
外線、偏光した遠紫外線および偏光したX線から選ばれ
る少なくとも一つであり、配向処理と導電性有機薄膜形
成とを同時に行う請求項19に記載の導電性有機薄膜の
製造方法。
20. The energy beam is at least one selected from polarized ultraviolet rays, polarized deep ultraviolet rays, and polarized X-rays, and the alignment treatment and the formation of the conductive organic thin film are performed at the same time. Manufacturing method of conductive organic thin film.
【請求項21】 前記導電性有機薄膜形成中または形成
後に、さらにドーパントを添加する請求項13に記載の
導電性有機薄膜の製造方法。
21. The method for producing a conductive organic thin film according to claim 13, wherein a dopant is further added during or after the formation of the conductive organic thin film.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004085515A1 (en) * 2003-02-25 2004-10-07 Sharp Kabushiki Kaisha Functional organic thin film, organic thin-film transistor, pi-electron conjugated molecule-containing silicon compound, and methods of forming them
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WO2021096326A1 (en) * 2019-11-15 2021-05-20 주식회사 유진테크 머티리얼즈 Method for forming thin film using surface protection material

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