JP2005154787A - Thin film formation method and thin film formation body - Google Patents

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JP2005154787A JP2003390911A JP2003390911A JP2005154787A JP 2005154787 A JP2005154787 A JP 2005154787A JP 2003390911 A JP2003390911 A JP 2003390911A JP 2003390911 A JP2003390911 A JP 2003390911A JP 2005154787 A JP2005154787 A JP 2005154787A
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Hiroaki Arita
浩了 有田
Kazuyoshi Kudo
一良 工藤
Atsushi Saito
篤志 斉藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film formation method capable of stably forming a soil-resistant film having high uniformity, excellent water repellency, oil repellency, sebum and ink wiping properties and repetitive durability thereof even if long-term thin film formation is performed continuously, and to provide a thin film formation body obtained by the same. <P>SOLUTION: The thin film formation method forms a thin film on a base material by introducing thin film forming gas into a discharge space consisting of an electrode pair facing each other under the atmospheric pressure or a pressure near the atmospheric pressure and exciting the gas. The thin film forming gas contains an organometallic compound having an organic group including a fluorine atom. The electrode pair has cleaning films for preventing the electrode pair from being exposed to the excited thin film forming gas. The cleaning films are heated stepwise or continuously before arriving at a discharge surface on an upstream side in a transport direction and are transported while being held in tight contact with the discharge surface and at least part of the electrode pair surfaces exclusive of the discharge surface and continuing to the discharge surface. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、新規の防汚膜の薄膜形成方法と薄膜形成体に関し、詳しくは、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスを放電空間内で励起して基材を晒すことにより、高機能の防汚膜を形成する薄膜形成方法とそれにより得られる薄膜形成体に関する。   The present invention relates to a novel antifouling film thin film forming method and a thin film formed body, and more specifically, a substrate is formed by exciting a thin film forming gas containing an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom in a discharge space. The present invention relates to a thin film forming method for forming a high-function antifouling film by exposure and a thin film formed body obtained thereby.

現在、人の手指が直接触れるタッチパネル、CRTや液晶ディスプレイなどの画像表示装置表面、めがね表面、レンズ表面、あるいは外気に晒されて塵埃等が付着しやすい太陽電池や窓ガラスなどの透明材料の表面には、その表面を保護し、視認性を損なう汚れや塵等の付着を防止したり、あるいは付着した汚れや塵等を簡単に取り去ることのできる防汚膜を、その表面に設けることが知られている。   Currently, the surface of an image display device such as a touch panel directly touched by human fingers, the surface of an image display device such as a CRT or a liquid crystal display, the surface of a lens, the surface of a lens, or a transparent material such as a solar cell or window glass that is easily exposed to the outside air. It is known to provide an antifouling film on the surface that protects the surface, prevents adhesion of dirt and dust that impairs visibility, or easily removes adhering dirt and dust. It has been.

従来、防汚膜の形成方法としては、防汚膜形成用の液体材料を、物品の表面に塗布する方法が広く知られており、また実用化されている(特許文献1参照。)。一例としては、液晶ディスプレイなどで用いる反射防止膜表面を、末端シラノール有機ポリシロキサンを、塗布方式により被覆して、表面上の防汚性を向上させる方法がある(特許文献2参照。)。   Conventionally, as a method for forming an antifouling film, a method of applying a liquid material for forming an antifouling film to the surface of an article has been widely known and put into practical use (see Patent Document 1). As an example, there is a method of improving the antifouling property on the surface by coating the surface of an antireflection film used in a liquid crystal display or the like with a terminal silanol organic polysiloxane by a coating method (see Patent Document 2).

しかしながら、塗布方式による防汚膜の形成方法は、塗布液を構成する溶剤に対する化学的な耐性を必要とするため、用いることのできる基材の材質が制限を受けること、塗布後に乾燥工程を必要とするため製造工程にコスト上の負荷がかかること、対象とする基材表面が凹凸を有している場合には、塗布後の乾燥工程でレベリングを起こしたり、材質により塗布液の濡れ性が不適切となり、塗布ムラやはじき故障を引き起こし、均一の膜厚を有する防汚膜を形成することが難しいとの課題を抱えている。   However, the method of forming an antifouling film by a coating method requires chemical resistance to the solvent constituting the coating solution, so that the material of the base material that can be used is limited, and a drying process is required after coating Therefore, when the manufacturing process is costly loaded, and the target substrate surface has irregularities, leveling may occur in the drying process after coating, and the wettability of the coating liquid may vary depending on the material. There is a problem that it becomes inadequate, causing coating unevenness and repellency failure, and it is difficult to form an antifouling film having a uniform film thickness.

上記の課題を踏まえて、大気圧プラズマCVDを用いて簡易に防汚膜を形成する方法が提案されている(特許文献3参照。)。この方法によれば、乾燥工程を必要とせず、凹凸の表面形状を有する基材であっても、均一な厚さからなる防汚膜を安定して形成することが可能となる。
特開2000−144097号公報 (特許請求の範囲) 特開平2−36921号公報 (特許請求の範囲) 特開2003−98303号公報 (特許請求の範囲)
Based on the above problems, a method of easily forming an antifouling film using atmospheric pressure plasma CVD has been proposed (see Patent Document 3). According to this method, it is possible to stably form an antifouling film having a uniform thickness even on a substrate having an uneven surface shape without requiring a drying step.
JP 2000-144097 A (Claims) JP-A-2-36921 (Claims) JP 2003-98303 A (Claims)

しかしながら、上記方法では、連続して長期間の薄膜形成を行った場合、徐々に電極表面に汚れが付着し、その結果、不安定な放電状態となり、不均一な励起ガスの流れが生じる。特に、高い均一性が求められる防汚膜の形成では、比較的低出力の放電となるため、電極表面に付着した汚れにより部分的に放電が起こらなくなり、得られる防汚膜の性能低下や薄膜の不均一化が発生するという課題を抱えている。   However, in the above method, when a thin film is continuously formed for a long period of time, dirt gradually adheres to the electrode surface, resulting in an unstable discharge state and a non-uniform flow of excited gas. In particular, in the formation of an antifouling film that requires high uniformity, the discharge is relatively low, so that the discharge does not partially occur due to dirt adhering to the electrode surface, and the resulting antifouling film has a reduced performance or thin film. Has the problem of non-uniformity.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、連続して長期間の薄膜形成を行っても、均一性が高く、かつ優れた撥水性、撥油性及び皮脂やインクの拭き取り性を有する防汚膜を安定して形成できる薄膜形成方法及びそれにより得られる薄膜形成体を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to achieve high water repellency, oil repellency, and sebum and ink wiping even when a long-term thin film is continuously formed. It is providing the thin film formation method which can form stably the antifouling film which has property, and the thin film formation body obtained by it.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
(請求項1)
大気圧または大気圧近傍の圧力下で、互いに対向する電極対から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを導入し、該薄膜形成ガスを励起し、該励起した薄膜形成ガスに基材を晒すことにより、該基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、
前記薄膜形成ガスは、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有し、
該電極対は、励起した薄膜形成ガスに直接晒されることを防止するクリーニングフィルムを有し、該クリーニングフィルムは、該放電面に達するまでの搬送方向の上流側で段階的あるいは連続的に加熱され、かつ該放電面と、該放電面に連続する該放電面以外の電極対表面の少なくとも一部とに密着させて搬送されることを特徴とする薄膜形成方法。
(請求項2)
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(Claim 1)
A thin film forming gas is introduced into a discharge space composed of electrode pairs facing each other at atmospheric pressure or near atmospheric pressure, the thin film forming gas is excited, and the substrate is exposed to the excited thin film forming gas. In the thin film formation method of forming a thin film on the substrate,
The thin film forming gas contains an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom,
The electrode pair has a cleaning film that prevents direct exposure to the excited thin film forming gas, and the cleaning film is heated stepwise or continuously upstream in the transport direction until reaching the discharge surface. And a method of forming a thin film, wherein the thin film is transported in close contact with the discharge surface and at least a part of the surface of the electrode pair other than the discharge surface continuous with the discharge surface.
(Claim 2)
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (1).

Figure 2005154787
Figure 2005154787

〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。jは0〜150の整数を表す。〕
(請求項3)
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項2に記載の薄膜形成方法。
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. j represents an integer of 0 to 150. ]
(Claim 3)
The thin film forming method according to claim 2, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2).

一般式(2)
[Rf−X−(CH2kq−M(R10r(OR11t
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R10はアルキル基、アルケニル基を、またR11はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表す。また、kは0〜50の整数を表し、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR10は連結して環を形成してもよい。〕
(請求項4)
前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする請求項3に記載の薄膜形成方法。
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group. K represents an integer of 0 to 50, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring. ]
(Claim 4)
The thin film forming method according to claim 3, wherein the compound represented by the general formula (2) is a compound represented by the following general formula (3).

一般式(3)
Rf−X−(CH2k−M(OR123
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R12は、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、kは0〜50の整数を表す。〕
(請求項5)
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
General formula (3)
Rf-X- (CH 2) k -M (OR 12) 3
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and k represents an integer of 0 to 50. ]
(Claim 5)
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (4).

Figure 2005154787
Figure 2005154787

〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。R7は、水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。jは0〜150の整数を表す。〕
(請求項6)
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. j represents an integer of 0 to 150. ]
(Claim 6)
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (5).

一般式(5)
[Rf−X−(CH2k−Y]m−M(R8n(OR9p
〔式中、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表す。Xは単なる結合手まはた2価の基を表し、Yは単なる結合手または酸素原子を表す。R8は置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、R9は置換もしくは非置換のアルキル基またはアルケニル基を表す。kは0〜50の整数を表し、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、n、pはそれぞれ0〜2の整数を表す。〕
(請求項7)
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
General formula (5)
[Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p
[Wherein, M represents In, Al, Sb, Y or La, and Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. X represents a simple bond or a divalent group, and Y represents a simple bond or an oxygen atom. R 8 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or aryl group, and R 9 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group. k represents an integer of 0 to 50, m + n + p = 3, m is at least 1, and n and p each represent an integer of 0 to 2. ]
(Claim 7)
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (6).

一般式(6)
f1(OC36m1−O−(CF2n1−(CH2p1−Z−(CH2q1−Si−(R23
〔式中、Rf1は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、R2は加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。〕
(請求項8)
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(7)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
General formula (6)
R f1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3
[Wherein, R f1 represents a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, and m1 represents 1 to 50 An integer, n1 is an integer of 0 to 3, p1 is an integer of 0 to 3, q1 is an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0. ]
(Claim 8)
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (7).

Figure 2005154787
Figure 2005154787

〔式中、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R21は加水分解可能な基、R22は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。〕
(請求項9)
前記放電空間が、前記電極対間に高周波電界を印加することにより形成されたものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項10)
前記薄膜形成ガスが、希ガス及び/または窒素を50体積%以上含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項11)
前記薄膜形成ガスが、還元系ガスを0.01〜10体積%含有していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項12)
前記還元系ガスの少なくとも1つが、水素ガスであることを特徴とする請求項11に記載の薄膜形成方法。
(請求項13)
前記薄膜形成ガスが、酸化系ガスを0.01〜10体積%含有していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項14)
前記酸化系ガスの少なくとも1つが、酸素ガスであることを特徴とする請求項13に記載の薄膜形成方法。
(請求項15)
前記基材を放電空間または励起した放電ガスに晒して前処理を行った後、前記励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、該基材上に薄膜を形成することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項16)
前記薄膜を形成する基材表面が、無機化合物を含むことを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項17)
前記薄膜を形成する基材表面の主成分が、金属酸化物であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項18)
請求項1〜17のいずれか1項に記載の薄膜形成方法により得られたことを特徴とする薄膜形成体。
(請求項19)
請求項1〜17のいずれか1項に記載の薄膜形成方法により得られた薄膜形成体であって、基材上に形成された薄膜表面の表面比抵抗値が、23℃、55%RH条件下で1×1012Ω/□以下であることを特徴とする薄膜形成体。
[Wherein, Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trifluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1, m and n Represents an integer of 0 to 2, and p represents an integer of 1 to 10. ]
(Claim 9)
The thin film forming method according to claim 1, wherein the discharge space is formed by applying a high-frequency electric field between the pair of electrodes.
(Claim 10)
The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 50% by volume or more of a rare gas and / or nitrogen.
(Claim 11)
The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 0.01 to 10% by volume of a reducing gas.
(Claim 12)
The thin film forming method according to claim 11, wherein at least one of the reducing gases is hydrogen gas.
(Claim 13)
The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 0.01 to 10% by volume of an oxidizing gas.
(Claim 14)
The thin film forming method according to claim 13, wherein at least one of the oxidizing gases is oxygen gas.
(Claim 15)
The thin film is formed on the substrate by exposing the substrate to a discharge space or an excited discharge gas and performing a pretreatment and then exposing the substrate to the excited thin film forming gas. The thin film formation method of any one of 1-14.
(Claim 16)
The method of forming a thin film according to claim 1, wherein the surface of the substrate on which the thin film is formed contains an inorganic compound.
(Claim 17)
The thin film forming method according to any one of claims 1 to 15, wherein a main component of a surface of the base material forming the thin film is a metal oxide.
(Claim 18)
A thin film formed body obtained by the thin film forming method according to claim 1.
(Claim 19)
It is a thin film formation body obtained by the thin film formation method of any one of Claims 1-17, Comprising: The surface specific resistance value of the thin film surface formed on the base material is 23 degreeC, 55% RH conditions A thin film forming body characterized in that it is 1 × 10 12 Ω / □ or less below.

本発明によれば、連続して長期間の薄膜形成を行っても、均一性が高く、かつ優れた撥水性、撥油性、皮脂やインクの拭き取り性及びその繰り返し耐久性を有する防汚膜を安定して形成できる薄膜形成方法及びそれにより得られる薄膜形成体を提供することができる。   According to the present invention, an antifouling film having high uniformity and excellent water repellency, oil repellency, sebum and ink wiping property and repeated durability even when a thin film is continuously formed for a long period of time. It is possible to provide a thin film forming method that can be stably formed and a thin film formed body obtained thereby.

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

本発明の薄膜形成方法においては、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、互いに対向する電極対から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを導入し、該薄膜形成ガスを励起し、該励起した薄膜形成ガスに基材を晒すことにより、該基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、前記薄膜形成ガスは、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有し、該電極対は、励起した薄膜形成ガスに直接晒されることを防止するクリーニングフィルムを有し、該クリーニングフィルムは、該放電面に達するまでの搬送方向の上流側で段階的あるいは連続的に加熱され、かつ該放電面と、該放電面に連続する該放電面以外の電極対表面の少なくとも一部とに密着させて搬送されることを特徴とする。   In the thin film forming method of the present invention, a thin film forming gas is introduced into a discharge space composed of electrode pairs facing each other under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, the thin film forming gas is excited, and the excitation is performed. In the thin film forming method of forming a thin film on the base material by exposing the base material to the thin film forming gas, the thin film forming gas contains an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom, and the electrode pair Has a cleaning film that prevents direct exposure to the excited thin film forming gas, the cleaning film being heated stepwise or continuously upstream in the conveying direction until reaching the discharge surface, and It is transported in close contact with the discharge surface and at least a part of the surface of the electrode pair other than the discharge surface continuous with the discharge surface.

はじめに、本発明に係る薄膜形成ガスに含有されるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物について、その詳細を説明する。   First, the details of the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom contained in the thin film forming gas according to the present invention will be described.

本発明に係るフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物において、フッ素原子を有する有機基としては、フッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基、アリール基等を含有する有機基が挙げられるが、本発明において用いられるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物は、これらのフッ素原子を有する有機基が、金属原子、例えば、珪素、チタン、ゲルマニウム、ジルコニウム、スズ、アルミニウム、インジウム、アンチモン、イットリウム、ランタニウム、鉄、ネオジウム、銅、ガリウム、ハーフニューム等の金属に直接結合した有機金属化合物である。これらの金属のうちでは、珪素、チタン、ゲルマニウム、ジルコニウム、スズ等が好ましく、更に好ましいのは珪素、チタンである。これらのフッ素を有する有機基は、金属化合物にいかなる形で結合していてもよく、例えば、シロキサン等複数の金属原子を有する化合物が、これらの有機基を有する場合、少なくとも1つの金属原子がフッ素を有する有機基を有していれば良く、またその位置も問わない。   In the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom according to the present invention, examples of the organic group having a fluorine atom include organic groups containing a fluorine atom-containing alkyl group, alkenyl group, aryl group, etc. The organometallic compound having an organic group having a fluorine atom used in the invention is an organic group having these fluorine atoms, such as silicon, titanium, germanium, zirconium, tin, aluminum, indium, antimony, yttrium, It is an organometallic compound that is directly bonded to a metal such as lanthanum, iron, neodymium, copper, gallium, or half-new. Of these metals, silicon, titanium, germanium, zirconium, tin and the like are preferable, and silicon and titanium are more preferable. These fluorine-containing organic groups may be bonded to the metal compound in any form. For example, when a compound having a plurality of metal atoms such as siloxane has these organic groups, at least one metal atom is fluorine. The position may be any as long as it has an organic group having.

本発明の薄膜形成方法によると、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、シリカやガラス等の基板と結合を形成し易く、本発明の優れた効果を奏することができると推定している。   According to the thin film forming method of the present invention, it is estimated that an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom can easily form a bond with a substrate such as silica or glass, and can exert the excellent effect of the present invention. Yes.

本発明において用いられるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物としては、前記一般式(1)で表される化合物が好ましい。   As the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom used in the present invention, a compound represented by the general formula (1) is preferable.

前記一般式(1)において、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表す。また、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する有機基であり、例えば、フッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基またはアリール基を含有する有機基が好ましく、フッ素原子を有するアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の基が、フッ素原子を有するアルケニル基としては、例えば、3,3,3−トリフルオロ−1−プロペニル基等の基が、また、フッ素原子を有するアリール基としては、例えば、ペンタフルオロフェニル基等の基が挙げられる。また、これらフッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基、またアリール基から形成されるアルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基等なども用いることができる。 In the general formula (1), M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn. R 1 to R 6 each represent a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is an organic group having a fluorine atom, for example, having a fluorine atom. An organic group containing an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group is preferable. Examples of the alkyl group having a fluorine atom include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, and 4,4. , 3, 3, 2, 2, 1, 1-octafluorobutyl group and the like, as the alkenyl group having a fluorine atom, for example, a group such as 3, 3, 3-trifluoro-1-propenyl group In addition, examples of the aryl group having a fluorine atom include groups such as a pentafluorophenyl group. In addition, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group formed from an aryl group, an alkenyloxy group, an aryloxy group, or the like can also be used.

また、フッ素原子は、前記アルキル基、アルケニル基、アリール基等においては、骨格中の炭素原子のどの位置に任意の数結合していてもよいが、少なくとも1個以上結合していることが好ましい。また、アルキル基、アルケニル基骨格中の炭素原子は、例えば、酸素、窒素、硫黄等他の原子、また、酸素、窒素、硫黄等を含む2価の基、例えば、カルボニル基、チオカルボニル基等の基で置換されていてもよい。   Further, in the alkyl group, alkenyl group, aryl group, etc., any number of fluorine atoms may be bonded to any position of the carbon atom in the skeleton, but preferably at least one is bonded. . The carbon atom in the skeleton of the alkyl group or alkenyl group includes, for example, other atoms such as oxygen, nitrogen and sulfur, and divalent groups containing oxygen, nitrogen and sulfur, such as a carbonyl group and a thiocarbonyl group. It may be substituted with a group.

1〜R6で表される基のうち、前記フッ素原子を有する有機基以外は、水素原子または1価の基を表し、1価の基としては、例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、イソシアネート基、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基等の基が挙げられるが、これに限定されない。jは0〜150の整数を表し、好ましくは0〜50、更に好ましいのはjが0〜20の範囲である。 Of the groups represented by R 1 to R 6 , other than the organic group having a fluorine atom represents a hydrogen atom or a monovalent group, and examples of the monovalent group include a hydroxy group, an amino group, and an isocyanate group. , Halogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, alkoxy groups, alkenyloxy groups, aryloxy groups, and the like, but are not limited thereto. j represents an integer of 0 to 150, preferably 0 to 50, and more preferably j is in the range of 0 to 20.

前記1価の基のうち、ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。また、前記1価の基である前記アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基のうち、好ましいのは、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基である。   Of the monovalent groups, the halogen atom is preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. Among the alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, alkoxy groups, alkenyloxy groups, and aryloxy groups that are the monovalent groups, preferred are an alkoxy group, an alkenyloxy group, and an aryloxy group.

また、Mで表される金属原子のうち、好ましいのは、Si、Tiである。   Of the metal atoms represented by M, Si and Ti are preferable.

前記1価の基は、更にその他の基で置換されていてもよく、特に限定されないが、好ましい置換基としては、アミノ基、ヒドロキシル基、イソシアネート基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、フェニル基等のアリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカンアミド基、アリールアミド基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、シリル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等の基が挙げられる。   The monovalent group may be further substituted with other groups, and is not particularly limited. Preferred substituents include amino groups, hydroxyl groups, isocyanate groups, fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms and the like. Atom, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group such as alkenyl group, phenyl group, alkoxy group, alkenyloxy group, aryloxy group, acyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, alkaneamide group, arylamide group, alkylcarbamoyl And groups such as an arylcarbamoyl group, a silyl group, an alkylsilyl group, and an alkoxysilyl group.

また、前記フッ素原子を有する有機基、またはそれ以外のこれらR1〜R6で表される基は、R123M−(Mは、前記金属原子を表し、R1、R2、R3はそれぞれ1価の基を表し、1価の基としては前記フッ素原子を有する有機基またはR1〜R6として挙げられた前記フッ素原子を有する有機基以外の基を表す。)で表される基によって更に置換された複数の金属原子を有する構造であっても良い。これらの金属原子としては、Si、Tiなどが挙げられ、例えば、シリル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等が挙げられる。 Further, the organic group having a fluorine atom or other groups represented by these R 1 to R 6, and is, R 1 R 2 R 3 M- (M represents the metal atom, R 1, R 2 R 3 represents a monovalent group, and the monovalent group represents an organic group having the fluorine atom or a group other than the organic group having the fluorine atom exemplified as R 1 to R 6 . A structure having a plurality of metal atoms further substituted by the group represented may be used. Examples of these metal atoms include Si and Ti, and examples thereof include a silyl group, an alkylsilyl group, and an alkoxysilyl group.

前記R1〜R6において挙げられたフッ素原子を有する基であるアルキル基、アルケニル基、またこれらから形成されるアルコキシ基、アルケニルオキシ基におけるアルキル基、アルケニル基としては、下記一般式(F)で表される基が好ましい。 Examples of the alkyl group, alkenyl group, and the alkoxy group formed from these, the alkyl group in the alkenyloxy group, and the alkenyl group, which are the groups having fluorine atoms mentioned in R 1 to R 6 , include the following general formula (F) The group represented by these is preferable.

一般式(F)
Rf−X−(CH2k
ここにおいてRfは、水素の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基、アルケニル基を表し、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロオクチル基、ヘプタフルオロプロピル基のようなパーフルオロアルキル基等の基、また、3,3,3−トリフルオロプロピル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の基、また、1,1,1−トリフルオロ−2−クロルプロペニル基等のようなフッ素原子により置換されたアルケニル基が好ましく、中でも、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロオクチル基、ヘプタフルオロプロピル基等の基、また、3,3,3−トリフルオロプロピル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の少なくとも2つ以上のフッ素原子有するアルキル基が好ましい。
Formula (F)
Rf-X- (CH 2) k -
Here, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of hydrogen is substituted by a fluorine atom. For example, Rf represents a perfluoro group such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorooctyl group, or a heptafluoropropyl group. Groups such as alkyl groups, groups such as 3,3,3-trifluoropropyl groups, 4,4,3,3,2,2,1,1-octafluorobutyl groups, and 1,1,1 -An alkenyl group substituted by a fluorine atom such as trifluoro-2-chloropropenyl group is preferred, among which a group such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorooctyl group, a heptafluoropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 4,4,3,3,2,2,1,1-octafluorobutyl group, etc. Alkyl group preferably has at least two or more fluorine atoms.

また、Xは単なる結合手または2価の基である、2価の基としては−O−、−S−、−NR−(Rは水素原子またはアルキル基を表す)等の基、−CO−、−CO−O−、−CONH−、−SO2NH−、−SO2−O−、−OCONH−、 X is a simple bond or a divalent group. The divalent group is a group such as —O—, —S—, —NR— (R represents a hydrogen atom or an alkyl group), —CO—, and the like. , -CO-O -, - CONH -, - SO 2 NH -, - SO 2 -O -, - OCONH-,

Figure 2005154787
Figure 2005154787

等の基を表す。 Represents a group such as

kは0〜50、好ましくは0〜30の整数を表す。   k represents an integer of 0 to 50, preferably 0 to 30.

Rf中にはフッ素原子のほか、他の置換基が置換されていてもよく、置換可能な基としては、前記R1〜R6において置換基として挙げられた基と同様の基が挙げられる。また、Rf中の骨格炭素原子が他の原子、例えば、−O−、−S−、−NR0−(R0は水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表し、また前記一般式(F)で表される基であってもよい)、カルボニル基、−NHCO−、−CO−O−、−SO2NH−等の基によって一部置換されていてもよい。 In addition to the fluorine atom, other substituents may be substituted in Rf, and examples of the substitutable group include the same groups as those exemplified as the substituents in R 1 to R 6 . The skeletal carbon atom in Rf is another atom, for example, —O—, —S—, —NR 0 — (R 0 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and the general formula (F Or a group represented by carbonyl group, —NHCO—, —CO—O—, —SO 2 NH— or the like.

前記一般式(1)で表される化合物のうち、好ましいのは下記一般式(2)で表される化合物である。   Of the compounds represented by the general formula (1), a compound represented by the following general formula (2) is preferable.

一般式(2)
[Rf−X−(CH2kq−M(R10r(OR11t
一般式(2)において、Mは前記一般式(1)と同様の金属原子を表し、Rf、Xは前記一般式(F)におけるRf、Xと同様の基を表し、kについても同じ整数を表す。R10はアルキル基、アルケニル基を、またR11はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、それぞれ、前記一般式(1)のR1〜R6の置換基として挙げた基と同様の基により置換されていてもよいが、好ましくは、非置換のアルキル基、アルケニル基を表す。また、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR10は連結して環を形成してもよい。
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
In general formula (2), M represents the same metal atom as in general formula (1), Rf and X represent the same groups as Rf and X in general formula (F), and k represents the same integer. Represent. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, each of which is the same as the group exemplified as the substituent for R 1 to R 6 in the general formula (1). May be substituted, but preferably represents an unsubstituted alkyl group or alkenyl group. Further, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring.

一般式(2)のうち、更に好ましいものものは下記一般式(3)で表される化合物である。   Of the general formula (2), more preferred are compounds represented by the following general formula (3).

一般式(3)
Rf−X−(CH2k−M(OR123
ここにおいて、Rf、Xまたkは、前記一般式(2)におけるものと同義である。また、R12も、前記一般式(2)におけるR11と同義である。また、Mも前記一般式(2)におけるMと同様であるが、特に、Si、Tiが好ましく、最も好ましいのはSiである。
General formula (3)
Rf-X- (CH 2) k -M (OR 12) 3
Here, Rf, X and k are as defined in the general formula (2). R 12 is also synonymous with R 11 in the general formula (2). Further, M is the same as M in the general formula (2), but Si and Ti are particularly preferable, and Si is most preferable.

本発明において、フッ素原子を有する有機金属化合物の他の好ましい例は、前記一般式(4)で表される化合物が挙げられる。   In the present invention, another preferred example of the organometallic compound having a fluorine atom includes a compound represented by the general formula (4).

前記一般式(4)において、R1〜R6は、前記一般式(1)におけるR1〜R6と同義である。ここにおいても、R1〜R6の少なくとも1つは、前記フッ素原子を有する有機基であり、前記一般式(F)で表される基が好ましい。R7は水素原子、または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。また、jは0〜100の整数を表し、好ましくは0〜50、最も好ましいのはjが0〜20の範囲である。 In the general formula (4), R 1 to R 6 have the same meanings as R 1 to R 6 in the general formula (1). Also in this case, at least one of R 1 to R 6 is an organic group having the fluorine atom, and a group represented by the general formula (F) is preferable. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. J represents an integer of 0 to 100, preferably 0 to 50, and most preferably j is in the range of 0 to 20.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、前記一般式(5)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   Another preferred compound having a fluorine atom used in the present invention is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the general formula (5).

一般式(5)
[Rf−X−(CH2k−Y]m−M(R8n(OR9p
一般式(5)において、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表す。Rf、Xは前記一般式(F)におけるRf、Xと同様の基を表し、Yは単なる結合手または酸素を表す。kについても同じく0〜50の整数を表し、好ましくは30以下の整数である。R9はアルキル基またはアルケニル基を、またR8はアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、それぞれ、前記一般式(1)のR1〜R6の置換基として挙げた基と同様の基により置換されていてもよい。また、一般式(5)において、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、nは0〜2を、またpも0〜2の整数を表す。m+p=3、即ちn=0であることが好ましい。
General formula (5)
[Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p
In the general formula (5), M represents In, Al, Sb, Y, or La. Rf and X represent the same groups as Rf and X in formula (F), and Y represents a simple bond or oxygen. k also represents an integer of 0 to 50, and is preferably an integer of 30 or less. R 9 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 8 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, each of which is the same as the group listed as the substituent for R 1 to R 6 in the general formula (1). May be substituted. Moreover, in General formula (5), it is m + n + p = 3, m is at least 1, n represents 0-2, p represents the integer of 0-2. It is preferable that m + p = 3, that is, n = 0.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、下記一般式(6)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   As another preferable compound having a fluorine atom used in the present invention, there is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the following general formula (6).

一般式(6)
f1(OC36m1−O−(CF2n1−(CH2p1−Z−(CH2q1−Si−(R23
一般式(6)において、Rf1は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、R2は加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。
General formula (6)
R f1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3
In the general formula (6), R f1 represents a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, and m1 represents 1 An integer of ˜50, n1 is an integer of 0 to 3, p1 is an integer of 0 to 3, q1 is an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0.

f1に導入しうる直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基の炭素数は、1〜16がより好ましく、1〜3が最も好ましい。従って、Rf1としては、−CF3、−C25、−C37等が好ましい。 As for carbon number of the linear or branched perfluoroalkyl group which can be introduce | transduced into Rf1, 1-16 are more preferable, and 1-3 are the most preferable. Therefore, the R f1, -CF 3, -C 2 F 5, -C 3 F 7 and the like are preferable.

2に導入しうる加水分解基としては、−Cl、−Br、−I、−OR11、−OCOR11、−CO(R11)C=C(R122、−ON=C(R112、−ON=CR13、−N(R122、−R12NOCR11などが好ましい。R11はアルキル基などの炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を、またはフェニル基などの炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表し、R12は水素原子またはアルキル基などの炭素数1〜5の脂肪族炭化水素を表し、R13はアルキリデン基などの炭素数3〜6の二価の脂肪族炭化水素基を表す。これらの加水分解基の中でも、−OCH3、−OC25、−OC37、−OCOCH3及び−NH2が好ましい。 Examples of the hydrolyzable group that can be introduced into R 2 include —Cl, —Br, —I, —OR 11 , —OCOR 11 , —CO (R 11 ) C═C (R 12 ) 2 , —ON═C (R 11) 2, -ON = CR 13 , -N (R 12) 2, are preferred, such as -R 12 NOCR 11. R 11 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, and R 12 represents a carbon such as a hydrogen atom or an alkyl group. R 1 represents an aliphatic hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms, and R 13 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms such as an alkylidene group. Among these hydrolyzable groups, —OCH 3 , —OC 2 H 5 , —OC 3 H 7 , —OCOCH 3 and —NH 2 are preferable.

上記一般式(6)におけるm1は1〜30あることがより好ましく、5〜20であることが更に好ましい。n1は1または2であることがより好ましく、p1は1または2であることがより好ましい。また、q1は1〜3であることがより好ましい。   As for m1 in the said General formula (6), it is more preferable that it is 1-30, and it is still more preferable that it is 5-20. n1 is more preferably 1 or 2, and p1 is more preferably 1 or 2. Further, q1 is more preferably 1 to 3.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、前記一般式(7)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   Another preferred compound having a fluorine atom used in the present invention is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the general formula (7).

前記一般式(7)において、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R21は加水分解可能な基、R22は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。 In the general formula (7), Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trimethyl group. A fluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1 , M and n are integers of 0 to 2, and p is an integer of 1 to 10.

前記一般式(7)において、Rfは、通常、炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基であり、好ましくは、CF3基、C25基、C37基である。Yにおける低級アルキル基としては、通常、炭素数1〜5のものが挙げられる。 In the general formula (7), Rf is usually a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, preferably a CF 3 group, a C 2 F 5 group, or a C 3 F 7 group. It is. Examples of the lower alkyl group for Y usually include those having 1 to 5 carbon atoms.

21の加水分解可能な基としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、R23O基、R23COO基、(R242C=C(R23)CO基、(R232C=NO基、R25C=NO基、(R242N基、及びR23CONR24基が好ましい。ここで、R23はアルキル基等の通常は炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基またはフェニル基等の通常は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、R24は水素原子またはアルキル基等の通常は炭素数1〜5の低級脂肪族炭化水素基、R25はアルキリデン基等の通常は炭素数3〜6の二価の脂肪族炭化水素基である。さらに好ましくは、塩素原子、CH3O基、C25O基、C37O基である。 Examples of the hydrolyzable group of R 21 include halogen atoms such as chlorine atom, bromine atom and iodine atom, R 23 O group, R 23 COO group, (R 24 ) 2 C═C (R 23 ) CO group, ( R 23 ) 2 C═NO group, R 25 C═NO group, (R 24 ) 2 N group, and R 23 CONR 24 group are preferred. Here, R 23 is usually an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group usually having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, and R 24 is a hydrogen atom or an alkyl group. Usually a lower aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, R 25 is usually a divalent aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms such as an alkylidene group. More preferred are a chlorine atom, a CH 3 O group, a C 2 H 5 O group, and a C 3 H 7 O group.

22は水素原子または不活性な一価の有機基であり、好ましくは、アルキル基等の通常は炭素数1〜4の一価の炭化水素基である。a、b、c、dは0〜200の整数であり、好ましくは1〜50である。mおよびnは、0〜2の整数であり、好ましくは0である。pは1または2以上の整数であり、好ましくは1〜10の整数であり、さらに好ましくは1〜5の整数である。また、数平均分子量は5×102〜1×105であり、好ましくは1×103〜1×104である。 R 22 is a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, and is preferably a monovalent hydrocarbon group usually having 1 to 4 carbon atoms such as an alkyl group. a, b, c and d are integers of 0 to 200, preferably 1 to 50. m and n are integers of 0 to 2, preferably 0. p is an integer of 1 or 2 or more, preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5. The number average molecular weight is 5 × 10 2 to 1 × 10 5 , preferably 1 × 10 3 to 1 × 10 4 .

また、前記一般式(7)で表されるシラン化合物の好ましい構造のものとして、RfがC37基であり、aが1〜50の整数であり、b、c及びdが0であり、eが1であり、Zがフッ素原子であり、nが0である化合物である。 Further, as a preferred structure of the silane compound represented by the general formula (7), Rf is C 3 F 7 group, a is an integer of 1 to 50, b, c and d is 0 , E is 1, Z is a fluorine atom, and n is 0.

本発明において、フッ素原子を有するシラン化合物として好ましく用いられるフッ素を有する有機基を有する有機金属化合物、及び前記一般式(1)〜(7)で表される化合物の代表的化合物を以下に挙げるが、本発明ではこれらの化合物に限定されるものではない。   In the present invention, typical examples of the organometallic compound having an organic group having fluorine, which is preferably used as the silane compound having a fluorine atom, and the compounds represented by the general formulas (1) to (7) are listed below. However, the present invention is not limited to these compounds.

1:(CF3CH2CH24Si
2:(CF3CH2CH22(CH32Si
3:(C817CH2CH2)Si(OC253
4:CH2=CH2Si(CF33
5:(CH2=CH2COO)Si(CF33
6:(CF3CH2CH22SiCl(CH3
7:C817CH2CH2Si(Cl)3
8:(C817CH2CH22Si(OC252
9:CF3CH2CH2Si(OCH33
10:CF3CH2CH2SiCl3
11:CF3(CF23CH2CH2SiCl3
12:CF3(CF25CH2CH2SiCl3
13:CF3(CF25CH2CH2Si(OCH33
14:CF3(CF27CH2CH2SiCl3
15:CF3(CF27CH2CH2Si(OCH33
16:CF3(CF28CH2Si(OC253
17:CF3(CH22Si(OC253
18:CF3(CH22Si(OC373
19:CF3(CH22Si(OC493
20:CF3(CF25(CH22Si(OC253
21:CF3(CF25(CH22Si(OC373
22:CF3(CF27(CH22Si(OC253
23:CF3(CF27(CH22Si(OC373
24:CF3(CF27(CH22Si(OCH3)(OC372
25:CF3(CF27(CH22Si(OCH32OC37
26:CF3(CF27(CH22SiCH3(OCH32
27:CF3(CF27(CH22SiCH3(OC252
28:CF3(CF27(CH22SiCH3(OC372
29:(CF32CF(CF28(CH22Si(OCH33
30:C715CONH(CH23Si(OC253
31:C817SO2NH(CH23Si(OC253
32:C817(CH22OCONH(CH23Si(OCH33
33:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OCH32
34:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OC252
35:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OC372
36:CF3(CF27(CH22Si(C25)(OCH32
37:CF3(CF27(CH22Si(C25)(OC372
38:CF3(CH22Si(CH3)(OCH32
39:CF3(CH22Si(CH3)(OC252
40:CF3(CH22Si(CH3)(OC372
41:CF3(CF25(CH22Si(CH3)(OCH32
42:CF3(CF25(CH22Si(CH3)(OC372
43:CF3(CF22O(CF23(CH22Si(OC373
44:C715CH2O(CH23Si(OC253
45:C817SO2O(CH23Si(OC253
46:C817(CH22OCHO(CH23Si(OCH33
47:CF3(CF25CH(C49)CH2Si(OCH33
48:CF3(CF23CH(C49)CH2Si(OCH33
49:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2CH2Si(OCH33
50:CF3CO−O−CH2CH2CH2Si(OCH33
51:CF3(CF23CH2CH2Si(CH3)Cl
52:CF3CH2CH2(CH3)Si(OCH32
53:CF3CO−O−Si(CH33
54:CF3CH2CH2Si(CH3)Cl2
55:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2Si(OCH33
56:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2Si(OC653
57:(CF324)(CH32Si−O−Si(CH33
58:(CF324)(CH32Si−O−Si(CF324)(CH32
59:CF3(OC3624−O−(CF22−CH2−O−CH2Si(OCH33
60:CF3O(CF(CF3)CF2O)mCF2CONHC36Si(OC253 (m=11〜30)、
61:(C25O)3SiC36NHCOCF2O(CF2O)n(CF2CF2O)pCF2CONHC36Si(OC253 (n/p=約0.5、数平均分子量=約3000)
62:C37−(OCF2CF2CF2)q−O−(CF22−[CH2CH{Si−(OCH33}]9−H (q=約10)
63:F(CF(CF3)CF2O)15CF(CF3)CONHCH2CH2CH2Si(OC253
64:F(CF24[CH2CH(Si(OCH33)]2.02OCH3
65:(C25O)3SiC36NHCO−[CF2(OC2410(OCF26OCF2]−CONHC36Si(OC253
66:C37(OC3624O(CF22CH2OCH2Si(OCH33
67:CF3(CF23(C64)C24Si(OCH33
68:(CF32CF(CF26CH2CH2SiCH3(OCH32
69:CF3(CF23(C64)C24SiCH3(OCH32
70:CF3(CF25(C64)C24Si(OC253
71:CF3(CF2324Si(NCO)3
72:CF3(CF2524Si(NCO)3
73:C919CONH(CH23Si(OC253
74:C919CONH(CH23SiCl3
75:C919CONH(CH23Si(OC253
76:C37O(CF(CF3)CF2O)2−CF(CF3)−CONH(CH2)Si(OC253
77:CF3O(CF(CF3)CF2O)6CF2CONH(CH23SiOSi(OC252(CH23NHCOCF2(OCF2CF(CF3))6OCF3
78:C37COOCH2Si(CH32OSi(CH32CH2OCOC37
79:CF3(CF27CH2CH2O(CH23Si(CH32OSi(CH32(CH23OCH2CH2(CF27CF3
80:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH32(OC25
81:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH3)(OC252
82:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH32OSi(CH32(OC25
上記例示した化合物の他には、フッ素置換アルコキシシランとして、
83:(パーフルオロプロピルオキシ)ジメチルシラン
84:トリス(パーフルオロプロピルオキシ)メチルシラン
85:ジメチルビス(ノナフルオロブトキシ)シラン
86:メチルトリス(ノナフルオロブトキシ)シラン
87:ビス(パーフルオロプロピルオキシ)ジフェニルシラン
88:ビス(パーフルオロプロピルオキシ)メチルビニルシラン
89:ビス(1,1,1,3,3,4,4,4−オクタフルオロブトキシ)ジメチルシラン
90:ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)ジメチルシラン
91:トリス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)メチルシラン
92:テトラキス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)シラン
93:ジメチルビス(ノナフルオロ−t−ブトキシ)シラン
94:ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)ジフェニルシラン
95:テトラキス(1,1,3,3−テトラフルオロイソプロポキシ)シラン
96:ビス〔1,1−ビス(トリフルオロメチル)エトキシ〕ジメチルシラン
97:ビス(1,1,1,3,3,4,4,4−オクタフルオロ−2−ブトキシ)ジメチルシラン
98:メチルトリス〔2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1,1−ビス(トリフルオロメチル)プロポキシ〕シラン
99:ジフェニルビス〔2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)−1−トリルエトキシ〕シラン
等の化合物や、以下の化合物、
100:(CF3CH23Si(CH2−NH2
101:(CF3CH23Si−N(CH32
1: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 4 Si
2: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 2 (CH 3 ) 2 Si
3: (C 8 F 17 CH 2 CH 2) Si (OC 2 H 5) 3
4: CH 2 = CH 2 Si (CF 3) 3
5: (CH 2 = CH 2 COO) Si (CF 3 ) 3
6: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 2 SiCl (CH 3 )
7: C 8 F 17 CH 2 CH 2 Si (Cl) 3
8: (C 8 F 17 CH 2 CH 2) 2 Si (OC 2 H 5) 2
9: CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
10: CF 3 CH 2 CH 2 SiCl 3
11: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 SiCl 3
12: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 SiCl 3
13: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
14: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 SiCl 3
15: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
16: CF 3 (CF 2 ) 8 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
17: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
18: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
19: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 4 H 9 ) 3
20: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
21: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
22: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
23: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
24: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
25: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 OC 3 H 7
26: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2
27: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OC 2 H 5 ) 2
28: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OC 3 H 7 ) 2
29: (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3
30: C 7 F 15 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
31: C 8 F 17 SO 2 NH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
32: C 8 F 17 (CH 2 ) 2 OCONH (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
33: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
34: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2
35: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
36: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (C 2 H 5 ) (OCH 3 ) 2
37: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (C 2 H 5 ) (OC 3 H 7 ) 2
38: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
39: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2
40: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
41: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
42: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
43: CF 3 (CF 2 ) 2 O (CF 2 ) 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
44: C 7 F 15 CH 2 O (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3
45: C 8 F 17 SO 2 O (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
46: C 8 F 17 (CH 2 ) 2 OCHO (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
47: CF 3 (CF 2 ) 5 CH (C 4 H 9 ) CH 2 Si (OCH 3 ) 3
48: CF 3 (CF 2 ) 3 CH (C 4 H 9 ) CH 2 Si (OCH 3 ) 3
49: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
50: CF 3 CO—O—CH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
51: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) Cl
52: CF 3 CH 2 CH 2 (CH 3 ) Si (OCH 3 ) 2
53: CF 3 CO-O- Si (CH 3) 3
54: CF 3 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) Cl 2
55: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
56: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 Si (OC 6 H 5) 3
57: (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2 Si-O-Si (CH 3) 3
58: (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2 Si-O-Si (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2
59: CF 3 (OC 3 F 6) 24 -O- (CF 2) 2 -CH 2 -O-CH 2 Si (OCH 3) 3
60: CF 3 O (CF ( CF 3) CF 2 O) m CF 2 CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3 (m = 11~30),
61: (C 2 H 5 O ) 3 SiC 3 H 6 NHCOCF 2 O (CF 2 O) n (CF 2 CF 2 O) p CF 2 CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3 (n / p = About 0.5, number average molecular weight = about 3000)
62: C 3 F 7 - ( OCF 2 CF 2 CF 2) q-O- (CF 2) 2 - [CH 2 CH {Si- (OCH 3) 3}] 9 -H (q = about 10)
63: F (CF (CF 3 ) CF 2 O) 15 CF (CF 3 ) CONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
64: F (CF 2 ) 4 [CH 2 CH (Si (OCH 3 ) 3 )] 2.02 OCH 3
65: (C 2 H 5 O ) 3 SiC 3 H 6 NHCO- [CF 2 (OC 2 F 4) 10 (OCF 2) 6 OCF 2] -CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3
66: C 3 F 7 (OC 3 F 6) 24 O (CF 2) 2 CH 2 OCH 2 Si (OCH 3) 3
67: CF 3 (CF 2 ) 3 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si (OCH 3 ) 3
68: (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2
69: CF 3 (CF 2) 3 (C 6 H 4) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3) 2
70: CF 3 (CF 2 ) 5 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si (OC 2 H 5 ) 3
71: CF 3 (CF 2 ) 3 C 2 H 4 Si (NCO) 3
72: CF 3 (CF 2 ) 5 C 2 H 4 Si (NCO) 3
73: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
74: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 SiCl 3
75: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
76: C 3 F 7 O ( CF (CF 3) CF 2 O) 2 -CF (CF 3) -CONH (CH 2) Si (OC 2 H 5) 3
77: CF 3 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 6 CF 2 CONH (CH 2 ) 3 SiOSi (OC 2 H 5 ) 2 (CH 2 ) 3 NHCOCF 2 (OCF 2 CF (CF 3 )) 6 OCF Three
78: C 3 F 7 COOCH 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 CH 2 OCOC 3 F 7
79: CF 3 (CF 2) 7 CH 2 CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (CH 2) 3 OCH 2 CH 2 (CF 2) 7 CF 3
80: CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2) 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (OC 2 H 5)
81: CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2) 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) (OC 2 H 5) 2
82: CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2) 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (OC 2 H 5)
In addition to the compounds exemplified above, as fluorine-substituted alkoxysilanes,
83: (Perfluoropropyloxy) dimethylsilane 84: Tris (perfluoropropyloxy) methylsilane 85: Dimethylbis (nonafluorobutoxy) silane 86: Methyltris (nonafluorobutoxy) silane 87: Bis (perfluoropropyloxy) diphenylsilane 88: Bis (perfluoropropyloxy) methylvinylsilane 89: Bis (1,1,1,3,3,4,4,4-octafluorobutoxy) dimethylsilane 90: Bis (1,1,1,3,3) , 3-Hexafluoroisopropoxy) dimethylsilane 91: Tris (1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropoxy) methylsilane 92: Tetrakis (1,1,1,3,3,3-hexafluoro Isopropoxy) silane 93: dimethylbis (nonaf) (Luoro-t-butoxy) silane 94: bis (1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropoxy) diphenylsilane 95: tetrakis (1,1,3,3-tetrafluoroisopropoxy) silane 96: Bis [1,1-bis (trifluoromethyl) ethoxy] dimethylsilane 97: Bis (1,1,1,3,3,4,4,4-octafluoro-2-butoxy) dimethylsilane 98: Methyltris [2 , 2,3,3,3-pentafluoro-1,1-bis (trifluoromethyl) propoxy] silane 99: diphenylbis [2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) -1-tolyl Ethoxy] silane and the following compounds,
100: (CF 3 CH 2 ) 3 Si (CH 2 —NH 2 )
101: (CF 3 CH 2) 3 Si-N (CH 3) 2

Figure 2005154787
Figure 2005154787

更に、   Furthermore,

Figure 2005154787
Figure 2005154787

等のシラザン類や、
106:CF3CH2−CH2TiCl3
107:CF3(CF23CH2CH2TiCl3
108:CF3(CF25CH2CH2Ti(OCH33
109:CF3(CF27CH2CH2TiCl3
110:Ti(OC374
111:(CF3CH2−CH2O)3TiCl3
112:(CF324)(CH32Ti−O−Ti(CH33
等のフッ素を有する有機チタン化合物、また、以下のようなフッ素含有有機金属化合物を例として挙げることができる。
Silazanes such as
106: CF 3 CH 2 —CH 2 TiCl 3
107: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 TiCl 3
108: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Ti (OCH 3 ) 3
109: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 TiCl 3
110: Ti (OC 3 F 7 ) 4
111: (CF 3 CH 2 —CH 2 O) 3 TiCl 3
112: (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2 Ti-O-Ti (CH 3) 3
Examples thereof include organic titanium compounds having fluorine such as fluorine-containing organometallic compounds as follows.

113:CF3(CF23CH2CH2O(CH23GeCl
114:CF3(CF23CH2CH2OCH2Ge(OCH33
115:(C37O)2Ge(OCH32
116:[(CF32CHO]4Ge
117:[(CF32CHO]4Zr
118:(C37CH2CH22Sn(OC252
119:(C37CH2CH2)Sn(OC253
120:Sn(OC374
121:CF3CH2CH2In(OCH32
122:In(OCH2CH2OC373
123:Al(OCH2CH2OC373
124:Al(OC373
125:Sb(OC373
126:Fe(OC373
127:Cu(OCH2CH2OC372
128:C37(OC3624O(CF22CH2OCH2Si(OCH33
113: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 O (CH 2 ) 3 GeCl
114: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 OCH 2 Ge (OCH 3 ) 3
115: (C 3 F 7 O) 2 Ge (OCH 3 ) 2
116: [(CF 3 ) 2 CHO] 4 Ge
117: [(CF 3 ) 2 CHO] 4 Zr
118: (C 3 F 7 CH 2 CH 2) 2 Sn (OC 2 H 5) 2
119: (C 3 F 7 CH 2 CH 2) Sn (OC 2 H 5) 3
120: Sn (OC 3 F 7 ) 4
121: CF 3 CH 2 CH 2 In (OCH 3 ) 2
122: In (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 3
123: Al (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 3
124: Al (OC 3 F 7 ) 3
125: Sb (OC 3 F 7 ) 3
126: Fe (OC 3 F 7 ) 3
127: Cu (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 2
128: C 3 F 7 (OC 3 F 6 ) 24 O (CF 2 ) 2 CH 2 OCH 2 Si (OCH 3 ) 3

Figure 2005154787
Figure 2005154787

これら具体例で挙げられた各化合物等は、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)、信越化学工業(株)、ダイキン工業(株)(例えば、オプツールDSX)また、Gelest Inc.、ソルベイ ソレクシス(株)等により上市されており、容易に入手することができる他、例えば、J.Fluorine Chem.,79(1).87(1996)、材料技術,16(5),209(1998)、Collect.Czech.Chem.Commun.,44巻,750〜755頁、J.Amer.Chem.Soc.1990年,112巻,2341〜2348頁、Inorg.Chem.,10巻,889〜892頁,1971年、米国特許第3,668,233号明細書等、また、特開昭58−122979号、特開平7−242675号、特開平9−61605号、同11−29585号、特開2000−64348号、同2000−144097号公報等に記載の合成方法、あるいはこれに準じた合成方法により製造することができる。   The compounds listed in these specific examples are Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Daikin Industries Co., Ltd. (for example, OPTOOL DSX), and Gelest Inc. In addition to being marketed by Solvay Solexis Co., Ltd., etc., they can be easily obtained. Fluorine Chem. 79 (1). 87 (1996), material technology, 16 (5), 209 (1998), Collect. Czech. Chem. Commun. 44, 750-755, J.M. Amer. Chem. Soc. 1990, 112, 2341-2348, Inorg. Chem. 10: 889-892, 1971, U.S. Pat. No. 3,668,233, etc., JP-A 58-122979, JP-A 7-242675, JP-A 9-61605, etc. 11-29585, JP-A No. 2000-64348, JP-A No. 2000-144097 and the like, or a synthesis method based on the synthesis method.

次に、薄膜形成ガスを構成する他の要素について説明する。   Next, other elements constituting the thin film forming gas will be described.

本発明に係る薄膜形成ガスにおいては、上記説明したフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物と共に、放電を起こすことのできる放電ガスとして、希ガス及び/または窒素を50体積%以上含有することが好ましい。また、添加ガスとして、還元系ガスまたは酸化系ガスを0.01〜10体積%の範囲で含有することが好ましく、更に好ましくは、還元系ガスとして水素ガスを用いること、あるいは酸化系ガスとして酸素ガスを用いるである。更に、放電ガスとして、必要に応じて、例えば、空気などを混合して用いてもかまわない。   The thin film forming gas according to the present invention contains 50% by volume or more of a rare gas and / or nitrogen as a discharge gas capable of causing discharge together with the above-described organometallic compound having an organic group having a fluorine atom. Is preferred. The additive gas preferably contains a reducing gas or an oxidizing gas in the range of 0.01 to 10% by volume, more preferably hydrogen gas is used as the reducing gas, or oxygen is used as the oxidizing gas. Use gas. Furthermore, as a discharge gas, for example, air or the like may be mixed and used as necessary.

また、本発明に係る薄膜形成ガスにおいては、前述のフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物の含有量としては、0.001〜30.0体積%の範囲であることが好ましい。   Moreover, in the thin film formation gas which concerns on this invention, it is preferable that it is the range of 0.001-30.0 volume% as content of the organometallic compound which has the organic group which has the above-mentioned fluorine atom.

本発明に係る薄膜形成方法で処理される基材の材質は、特に限定はなく、金属酸化物、プラスチック、金属、陶器、紙、木材、不織布、ガラス板、セラミック、建築材料等を挙げることができ、特に、基材表面が、無機化合物を含む表面、あるいは有機化合物を含む表面で構成されていることが、本発明の目的効果を発揮する観点から好ましいが、その中でも、更に好ましくはシリカ、チタニア等の金属酸化物を主成分とする表面の基材である。また、基材の形態は、シート状でも成型品でもよく、ガラスとしては板ガラスやレンズ等、プラスチックとしては、プラスチックレンズ、プラスチックフィルム、プラスチックシート、あるいはプラスチック成型品等が挙げられる。基材が、このようなプラスチックを支持体とする場合には、その表面に金属酸化物膜を形成したものが好ましい。   The material of the base material processed by the thin film forming method according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include metal oxides, plastics, metals, ceramics, paper, wood, nonwoven fabrics, glass plates, ceramics, building materials, and the like. In particular, it is preferable that the surface of the base material is composed of a surface containing an inorganic compound or a surface containing an organic compound, from the viewpoint of exhibiting the object effect of the present invention. It is a surface substrate mainly composed of a metal oxide such as titania. The substrate may be in the form of a sheet or a molded product. Examples of glass include plate glass and lenses, and examples of plastic include plastic lenses, plastic films, plastic sheets, and plastic molded products. When the base material uses such a plastic as a support, one having a metal oxide film formed on the surface thereof is preferable.

次いで、本発明の薄膜形成方法で用いる薄膜形成装置について説明する。   Next, a thin film forming apparatus used in the thin film forming method of the present invention will be described.

本発明の薄膜形成方法は、前述のように、大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、互いに対向する電極対から構成され、該電極対が励起した薄膜形成ガスに直接晒されることを防止するクリーニングフィルム有し、該電極対のそれぞれの放電面に対して、該クリーニングフィルムの搬送方向の上流側で、該クリーニングフィルムが該放電面に達するまでに段階的あるいは連続的に加熱し、かつ該クリーニングフィルムを、該放電面と、該放電面に連続する該放電面以外の電極対表面の少なくとも一部とに密着させて搬送する薄膜形成方法であって、該電極対から構成される放電空間に、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスを導入し、該薄膜形成ガスを励起し、該励起した薄膜形成ガスに基材を晒すことにより、該基材上に薄膜を形成するものである。   The thin film forming method of the present invention, as described above, is composed of electrode pairs facing each other under atmospheric pressure or near atmospheric pressure, and prevents the electrode pairs from being directly exposed to the excited thin film forming gas. Having a cleaning film, heated stepwise or continuously until the cleaning film reaches the discharge surface upstream of the discharge surface of the electrode pair in the transport direction of the cleaning film, and A thin film forming method for transporting a cleaning film in close contact with the discharge surface and at least a part of the surface of the electrode pair other than the discharge surface that is continuous with the discharge surface, wherein the discharge space includes the electrode pair. A thin film forming gas containing an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is introduced, the thin film forming gas is excited, and the substrate is exposed to the excited thin film forming gas. More and forms a thin film on the substrate.

本発明において、放電空間とは、所定の距離を有して対向配置された電極対により挟まれ、かつ前記電極対間へ薄膜形成ガスを導入して電圧印加することにより放電を起こす空間である。   In the present invention, the discharge space is a space which is sandwiched between electrode pairs arranged to face each other at a predetermined distance, and causes discharge by introducing a thin film forming gas between the electrode pairs and applying a voltage. .

放電空間の形態は、特に制限はなく、例えば、対向する平板電極対により形成されるスリット状であっても、あるいは2つの円筒電極間に円周状に形成された空間であっても良い。   The form of the discharge space is not particularly limited, and may be, for example, a slit formed by opposing plate electrode pairs or a space formed in a circumferential shape between two cylindrical electrodes.

本発明でいう大気圧又は大気圧近傍の圧力下とは、20kPa〜200kPaの圧力下である。本発明において、電圧を印加する電極間のさらに好ましい圧力は、70kPa〜140kPaである。   In the present invention, the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity of the atmospheric pressure refers to a pressure of 20 kPa to 200 kPa. In this invention, the more preferable pressure between the electrodes which apply a voltage is 70 kPa-140 kPa.

図1は、従来の薄膜形成方法で用いる対向する電極対から構成される放電空間の一例を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a discharge space composed of opposed electrode pairs used in a conventional thin film forming method.

プラズマ放電処理装置99には、互いに対向し薄膜形成ガスGの放電空間Aを形成する電極101、102と、この流路を臨むように基材Fを支持する支持体104と、薄膜形成ガスを放電空間Aに導入して基材Fまで供給するガスノズル(図示省略)とが設けられている。つまり、この薄膜形成用のプラズマ放電処理装置99では、支持体104に支持された基材Fに対して、ガスノズルから薄膜形成ガスGを噴射しながら高周波電源5より両電極101、102に電界を印加して放電空間Aを形成し、この放電空間Aで発生した励起した薄膜形成ガスG′が、基材Fに向けて噴出され、基材Fは励起した薄膜形成ガスG′に晒されて、基材F上に薄膜を形成することができる。   The plasma discharge treatment apparatus 99 includes electrodes 101 and 102 that face each other and form a discharge space A of the thin film forming gas G, a support member 104 that supports the base material F so as to face this flow path, and a thin film forming gas. A gas nozzle (not shown) that is introduced into the discharge space A and supplies the base material F is provided. That is, in this plasma discharge processing apparatus 99 for forming a thin film, an electric field is applied to both electrodes 101 and 102 from the high frequency power source 5 while jetting a thin film forming gas G from a gas nozzle to the base material F supported by the support 104. This is applied to form a discharge space A, and the excited thin film forming gas G ′ generated in the discharge space A is ejected toward the substrate F, and the substrate F is exposed to the excited thin film forming gas G ′. A thin film can be formed on the substrate F.

しかしながら、上記のプラズマ放電処理装置99においては、放電空間A内で放電プラズマが発生して、薄膜形成ガスが励起されるので、放電空間Aを形成する電極101、102の放電面では、励起した薄膜形成ガスG′、特に、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する励起した薄膜形成ガスG′によって汚染が発生しやすくなる。放電面が汚染されると、安定した放電が行えなくなるために、品質の低下を誘発してしまう。   However, in the plasma discharge processing apparatus 99 described above, discharge plasma is generated in the discharge space A and the thin film forming gas is excited, so that the discharge surface of the electrodes 101 and 102 forming the discharge space A is excited. Contamination is likely to occur due to the thin film forming gas G ′, particularly the excited thin film forming gas G ′ containing an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom. If the discharge surface is contaminated, stable discharge cannot be performed, which leads to a deterioration in quality.

本発明の薄膜形成方法においては、上記課題を解決するため、電極対部にクリーニングフィルムを設け、電極対のそれぞれの放電面に対して、クリーニングフィルムの搬送方向の上流側で、クリーニングフィルムが放電面に達するまでに段階的あるいは連続的に加熱し、かつクリーニングフィルムを、放電面と、放電面に連続する放電面以外の電極対表面の少なくとも一部とに密着させて搬送することにより、特に放電面の電極部における励起した薄膜形成ガス、特に、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する励起した薄膜形成ガスによる汚れを効率よく防止し、連続して長期間の薄膜形成を行っても、均一性が高く、かつ優れた撥水性、撥油性、皮脂やインクの拭き取り性及びその繰り返し耐久性を有する防汚膜を安定して形成できる薄膜形成方法を実現するものである。   In the thin film forming method of the present invention, in order to solve the above problems, a cleaning film is provided at the electrode pair, and the cleaning film discharges upstream of the discharge surface of the electrode pair in the transport direction of the cleaning film. By heating stepwise or continuously until reaching the surface, and transporting the cleaning film in close contact with the discharge surface and at least a part of the surface of the electrode pair other than the discharge surface continuous to the discharge surface, Effectively prevent contamination by excited thin film forming gas at the electrode part of the discharge surface, especially excited thin film forming gas containing an organometallic compound having an organic group having fluorine atoms, and can continuously form a long-term thin film. The antifouling film is highly uniform and has excellent water repellency, oil repellency, sebum and ink wiping properties and repeated durability. Thin film forming method capable to form realizes the.

本発明の薄膜形成方法においては、電極に対する汚れの付着を防止するクリーニングフィルムを、電極の表面に密着させて搬送するクリーニングフィルム用搬送機構を備えている。   The thin film forming method of the present invention includes a cleaning film transport mechanism that transports a cleaning film that prevents dirt from adhering to the electrode in close contact with the surface of the electrode.

本発明に係るクリーニングフィルム用搬送機構は、クリーニングフィルムを電極の表面に密着させて搬送するので、電極の表面はクリーニングフィルムによって覆われ、その結果、電極表面が、励起した薄膜形成ガスによって汚染されることを防止できる。   Since the cleaning film transport mechanism according to the present invention transports the cleaning film in close contact with the surface of the electrode, the surface of the electrode is covered with the cleaning film, and as a result, the electrode surface is contaminated by the excited thin film forming gas. Can be prevented.

また、クリーニングフィルムは、クリーニングフィルム用搬送機構によって搬送されるので、電極の表面に密着するクリーニングフィルムを新たなものに連続して交換することができ、電極表面を長期にわたってメンテナンスフリーとすることができる。   Also, since the cleaning film is transported by the cleaning film transport mechanism, the cleaning film in close contact with the surface of the electrode can be continuously replaced with a new one, and the electrode surface can be made maintenance-free for a long time. it can.

本発明の薄膜形成方法においては、クリーニングフィルムを電極の放電面と、放電面に連続する放電面以外の電極表面の少なくとも一部とに密着させて搬送することを特徴としている。電極の放電面に位置したクリーニングフィルムに皺やツレが発生していると、放電空間内の気流の均一性が乱れてしまい、不均一な製膜となってしまう。この皺やツレが発生する原因は、放電空間に支えのない状態で進入することにより、熱等の影響を受けて収縮してしまうことにある。しかしながら、本発明に係る構成においては、クリーニングフィルムが、電極の放電面と、放電面に連続する放電面以外の電極表面に密着されているために、放電面以外の表面によって支えられた状態で放電空間に進入する。これにより、クリーニングフィルムが熱影響を受けたとしてもクリーニングフィルム面が均一に保たれ、皺やツレが発生することを防止できる。したがって、プラズマ空間内の均一性を維持することができ、高品質な薄膜の形成が可能となる。   The thin film forming method of the present invention is characterized in that the cleaning film is conveyed in close contact with the discharge surface of the electrode and at least a part of the electrode surface other than the discharge surface continuous with the discharge surface. If wrinkles or slippage occurs in the cleaning film located on the discharge surface of the electrode, the uniformity of the airflow in the discharge space is disturbed, resulting in non-uniform film formation. The cause of the wrinkles and creases is that they enter the discharge space in an unsupported state and contract under the influence of heat or the like. However, in the configuration according to the present invention, since the cleaning film is in close contact with the discharge surface of the electrode and the electrode surface other than the discharge surface continuous to the discharge surface, the cleaning film is supported by the surface other than the discharge surface. Enter the discharge space. As a result, even if the cleaning film is affected by heat, the surface of the cleaning film can be kept uniform, and wrinkles and slippage can be prevented. Therefore, uniformity in the plasma space can be maintained, and a high-quality thin film can be formed.

本発明の薄膜形成方法においては、電極の放電面に対して、クリーニングフィルムの搬送方向の上流側に、クリーニングフィルムが放電面に達するまでに段階的あるいは連続的に加熱機構を有していることが、特徴の1つである。   The thin film forming method of the present invention has a heating mechanism stepwise or continuously until the cleaning film reaches the discharge surface upstream of the discharge surface of the electrode in the transport direction of the cleaning film. Is one of the features.

上記で規定した加熱機構を設けることにより、電極の放電面における上流側で加熱機構がクリーニングフィルムを加熱するので、電極の放電面に接触する以前にクリーニングフィルムを加熱することができる。このため、放電空間にクリーニングフィルムが進入したとしても急激かつ過剰に熱影響を受けることを防止でき、放電プラズマの熱による収縮を抑えることができる。したがって、クリーニングフィルムに皺やツレが発生することを、さらに防止することができる。   By providing the heating mechanism defined above, the heating mechanism heats the cleaning film on the upstream side of the discharge surface of the electrode, so that the cleaning film can be heated before coming into contact with the discharge surface of the electrode. For this reason, even if the cleaning film enters the discharge space, it can be prevented from being suddenly and excessively influenced by heat, and shrinkage of the discharge plasma due to heat can be suppressed. Therefore, it is possible to further prevent the cleaning film from wrinkling and slipping.

本発明の薄膜形成方法においては、クリーニングフィルムの全幅は、電極の放電面よりも大きくなるように設定されていることが好ましい。クリーニングフィルムの全幅を、電極の放電面よりも大きくなるように設定することにより、電極はクリーニングフィルムによって放電面以上の範囲が覆われることになる。このため励起した薄膜形成ガスに晒されることを更に抑制し、電極に対する汚れを防止できる。更に、クリーニングフィルムエッジが放電空間内に侵入しないために、放電集中によるアーク放電を防止できる。   In the thin film forming method of the present invention, the entire width of the cleaning film is preferably set to be larger than the discharge surface of the electrode. By setting the entire width of the cleaning film so as to be larger than the discharge surface of the electrode, the electrode is covered by the cleaning film in a range beyond the discharge surface. For this reason, exposure to the excited thin film forming gas can be further suppressed, and contamination of the electrode can be prevented. Furthermore, since the cleaning film edge does not enter the discharge space, arc discharge due to concentration of discharge can be prevented.

本発明の薄膜形成方法においては、フィルム用搬送機構は、クリーニングフィルムを薄膜形成ガス供給部の少なくとも一部に接触させてから、ガス流路を形成する電極の表面まで搬送することが好ましい。すなわち、クリーニングフィルムが、薄膜形成ガス供給部の少なくとも一部に接触されてから、流路を形成する電極の表面まで搬送されることにより、薄膜形成ガス供給部から流路までの空間は、クリーニングフィルムによって仕切られることになって、薄膜形成ガスが流路外に流れることを防止できる。   In the thin film forming method of the present invention, the film transport mechanism preferably transports the cleaning film to at least a part of the thin film forming gas supply unit and then transports the cleaning film to the surface of the electrode forming the gas flow path. That is, the cleaning film is brought into contact with at least a part of the thin film forming gas supply unit and then transported to the surface of the electrode forming the flow path, whereby the space from the thin film forming gas supply unit to the flow path is cleaned. By being partitioned by the film, the thin film forming gas can be prevented from flowing out of the flow path.

以下、本発明の薄膜形成方法において用いるクリーニングフィルムを備えた薄膜形成装置について、図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれらの図のみに制限されるものではない。   Hereinafter, although the thin film forming apparatus provided with the cleaning film used in the thin film forming method of the present invention will be described with reference to the drawings, the embodiment of the present invention is not limited to these drawings.

図2は、本発明の薄膜形成方法に用いるクリーニングフィルムを備えた対向する電極対から構成される放電空間の一例を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a discharge space composed of opposing electrode pairs provided with a cleaning film used in the thin film forming method of the present invention.

図2において、プラズマ放電処理装置99には、基材Fを乗せた支持体104の周面に間隔aを空けて対向する一対の電極101、102が配置されている。また、これら一対の電極101、102は、互いに隙間bを空けて配置されている。この隙間bが放電空間Aであり、放電空間Aを構成する電極101、102の対向する面をそれぞれ放電面101a、102aとする。   In FIG. 2, the plasma discharge processing apparatus 99 has a pair of electrodes 101 and 102 facing each other with a gap a on the peripheral surface of the support 104 on which the substrate F is placed. The pair of electrodes 101 and 102 are disposed with a gap b therebetween. The gap b is the discharge space A, and the opposing surfaces of the electrodes 101 and 102 constituting the discharge space A are discharge surfaces 101a and 102a, respectively.

電極101、102は導電性の金属母材の表面に誘電体が被覆された四角柱状電極である。この電極101、102の角部215は円弧状に形成されている。すなわち、電極101、102の四面は角部215を介して連続していることから、放電面101a、102a及び放電面101a、102a以外の表面も連続することになる。   The electrodes 101 and 102 are square columnar electrodes in which a dielectric is coated on the surface of a conductive metal base material. The corners 215 of the electrodes 101 and 102 are formed in an arc shape. That is, since the four surfaces of the electrodes 101 and 102 are continuous via the corner portion 215, the surfaces other than the discharge surfaces 101a and 102a and the discharge surfaces 101a and 102a are also continuous.

プラズマ放電処理装置99には、図2に示すように、一対の電極101、102の隙間bに向けてガスを導入するガス供給部(混合ガス供給部)124が、隙間bに対向するように配置されている。すなわち、隙間bがガス供給部124から供給されたガスを、支持体104上の基材Fまで誘導する流路として機能するようになっている。ガス供給部124には、内部にガス流路が形成されたノズル本体部125と、ノズル本体部125から流路に向けて突出し、ガス流路に連通してガスを噴出するガス噴出部126とが設けられている。   In the plasma discharge treatment apparatus 99, as shown in FIG. 2, a gas supply unit (mixed gas supply unit) 124 that introduces gas toward the gap b between the pair of electrodes 101 and 102 is opposed to the gap b. Has been placed. That is, the gap b functions as a flow path that guides the gas supplied from the gas supply unit 124 to the base material F on the support 104. The gas supply unit 124 includes a nozzle main body part 125 having a gas flow path formed therein, a gas ejection part 126 that projects from the nozzle main body part 125 toward the flow path, and communicates with the gas flow path to eject gas. Is provided.

プラズマ放電処理装置99には、電極101、102の汚れを防止するクリーニングフィルム127を電極101、102に密着させながら連続的、あるいは間欠的に搬送するフィルム用搬送機構130が、各電極101、102に応じて設けられている。このフィルム用搬送機構130には、ガス供給部124の近傍で、クリーニングフィルム127を案内する第1フィルム用ガイドローラ131が設けられている。この第1フィルム用ガイドローラ131の上流側には、図示しないクリーニングフィルム127の巻き出しローラ若しくはクリーニングフィルム127の元巻が設けられている。   In the plasma discharge treatment apparatus 99, a film transport mechanism 130 that transports a cleaning film 127 that prevents the electrodes 101 and 102 from being soiled to the electrodes 101 and 102 in a continuous or intermittent manner is provided on each of the electrodes 101 and 102. It is provided according to. The film transport mechanism 130 is provided with a first film guide roller 131 that guides the cleaning film 127 in the vicinity of the gas supply unit 124. An unillustrated unwinding roller for the cleaning film 127 or an original roll for the cleaning film 127 is provided on the upstream side of the first film guide roller 131.

また、ガス供給部124に対して、第1フィルム用ガイドローラ131よりも遠方には、第2フィルム用ガイドローラ132を介してクリーニングフィルム127を巻き取る巻取部(不図示)が設けられている。   Further, a winding unit (not shown) for winding the cleaning film 127 through the second film guide roller 132 is provided farther than the gas supply unit 124 than the first film guide roller 131. Yes.

また、プラズマ放電処理装置99には、クリーニングフィルム127が放電面101a、102aに接触する際に生じるツレや皺を防止するために、電極101、102の放電面101a、102aに対して、クリーニングフィルム127の搬送方向の上流側に、クリーニングフィルム127を加熱する加熱部材128が設けられている。   Further, the plasma discharge treatment apparatus 99 has a cleaning film against the discharge surfaces 101a and 102a of the electrodes 101 and 102 in order to prevent creases and wrinkles that occur when the cleaning film 127 contacts the discharge surfaces 101a and 102a. A heating member 128 for heating the cleaning film 127 is provided on the upstream side in the transport direction of 127.

すなわち、プラズマ放電処理装置99には、クリーニングフィルム127を、フィルム用搬送機構130によって、巻出ローラから引き出された後、第1フィルム用ガイドローラ131に案内されて、ガス供給部124のノズル本体部125の周縁に接触した後に、加熱部材128の表面に接触して加熱されてから、電極101、102の角部215を介して放電面101a、102aに接触し、その後、第2フィルム用ガイドローラ132に案内されて、巻取部で巻き取られるようになっている。この際、角部215が円弧状に形成されているので、クリーニングフィルム127が放電面101a、102a以外の表面(角部215表面)から放電面101a、102aまで移動する際に引っかかることを防止でき、スムーズに搬送させることができる。なお、本説明では、電極101、102の放電面101a、102aが平面であるが、この放電面101a、102aを、他方の放電面101a、102aに向かって凸となる曲面に形成してもよい。こうした場合、電極101、102の放電面101a、102aとクリーニングフィルム127との密着性をさらに高めることができる。   That is, in the plasma discharge processing apparatus 99, the cleaning film 127 is pulled out from the unwinding roller by the film transport mechanism 130, and then guided to the first film guide roller 131, so that the nozzle body of the gas supply unit 124. After contacting the peripheral edge of the portion 125, the surface of the heating member 128 is contacted and heated, and then contacts the discharge surfaces 101 a and 102 a via the corner portions 215 of the electrodes 101 and 102, and then the second film guide. It is guided by the roller 132 and is wound up by the winding unit. At this time, since the corner portion 215 is formed in an arc shape, the cleaning film 127 can be prevented from being caught when moving from the surface (surface of the corner portion 215) other than the discharge surfaces 101a and 102a to the discharge surfaces 101a and 102a. Can be transported smoothly. In this description, the discharge surfaces 101a and 102a of the electrodes 101 and 102 are flat surfaces. However, the discharge surfaces 101a and 102a may be formed into curved surfaces that protrude toward the other discharge surfaces 101a and 102a. . In such a case, the adhesion between the discharge surfaces 101a and 102a of the electrodes 101 and 102 and the cleaning film 127 can be further enhanced.

そして、上記のように、クリーニングフィルム127とノズル本体部125とが接触しているので、ガス供給部124から放電空間Aまでの空間は、クリーニングフィルム127によって仕切られることになって、ガスが流路外に流れることを防止できる。   As described above, since the cleaning film 127 and the nozzle main body 125 are in contact with each other, the space from the gas supply unit 124 to the discharge space A is partitioned by the cleaning film 127 so that the gas flows. It can prevent flowing out of the road.

ここで、クリーニングフィルム127が電極101、102に密着していない場合においては、上記のように電極101、102の表面が放電面101a、102aとなるが、クリーニングフィルム127が電極101、102に密着している場合には、放電面101a、102aに密着するクリーニングフィルム127の表面が放電面になる。したがって、クリーニングフィルム127が電極101、102に密着している場合には、放電空間Aはクリーニングフィルム127の表面より形成されることになる。   Here, when the cleaning film 127 is not in close contact with the electrodes 101 and 102, the surfaces of the electrodes 101 and 102 become the discharge surfaces 101a and 102a as described above, but the cleaning film 127 is in close contact with the electrodes 101 and 102. In this case, the surface of the cleaning film 127 that is in close contact with the discharge surfaces 101a and 102a becomes the discharge surface. Therefore, when the cleaning film 127 is in close contact with the electrodes 101 and 102, the discharge space A is formed from the surface of the cleaning film 127.

電極101、102は、金属母材と誘電体で構成され、該金属母材をライニングすることにより無機質的性質の誘電体を被覆する組み合わせにより、また、金属母材に対しセラミックス溶射した後、無機質的性質の物質により封孔処理した誘電体を被覆する組み合わせにより構成されていてもよい。金属母材としてはチタン、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属が使える。また、誘電体のライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等を用いることができ、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易く好ましい。また、誘電体の溶射に用いるセラミックスとしては、アルミナが良く、酸化珪素等封孔材が好ましい。またアルコキシラン系封孔材をゾルゲル反応させて無機化させることもできる。   The electrodes 101 and 102 are composed of a metal base material and a dielectric, and a combination of coating the metal base material with a dielectric having an inorganic property, and after spraying ceramics on the metal base material, It may be configured by a combination in which a dielectric material sealed with a material having a specific property is coated. Metals such as titanium, silver, platinum, stainless steel, aluminum, and iron can be used as the metal base material. Dielectric lining materials include silicate glass, borate glass, phosphate glass, germanate glass, tellurite glass, aluminate glass, vanadate glass, etc. Of these, borate glass is preferable because it is easy to process. As the ceramic used for the thermal spraying of the dielectric, alumina is preferable, and a sealing material such as silicon oxide is preferable. Further, the alkoxysilane-based sealing material can be made inorganic by a sol-gel reaction.

本発明に係るクリーニングフィルム127としては、例えば、樹脂フィルム、紙、布、不織布等から形成されている。樹脂としては、例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートのようなセルロースエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコールコポリマー、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリメチルアクリレート、アクリレートコポリマー等が挙げられ、好ましくは、安価で生産性に優れるポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート(PET)及びPETを主体とする樹脂フィルムである。また本発明に用いられるクリーニングフィルム127は、厚みが10〜1000μm、より好ましくは20〜100μmのフイルム状のものが使用されている。また、また材質に求められる性質としては、大気圧プラズマ処理を行っている最中は非常に高温となるために、耐熱性すなわち熱的寸法安定性に優れたものがよい。更に、熱的寸法安定性を向上させるために、アニール処理等を施したものがより好ましい。   The cleaning film 127 according to the present invention is formed of, for example, a resin film, paper, cloth, nonwoven fabric, or the like. Examples of the resin include cellulose esters such as cellulose triacetate, cellulose diacetate, cellulose acetate propionate or cellulose acetate butyrate, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and polychlorinated salts. Vinylidene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyetherketone, polyimide, polyethersulfone, polysulfone, polyetherimide, polyamide, fluororesin, Polymethyl acrylate, acrylate copolymer, etc. are mentioned, preferably Polyesters excellent inexpensive and productivity, a resin film, particularly as a main component polyethylene terephthalate (PET) and PET. The cleaning film 127 used in the present invention is a film having a thickness of 10 to 1000 μm, more preferably 20 to 100 μm. Further, the property required of the material is preferably excellent in heat resistance, that is, thermal dimensional stability, because the temperature becomes very high during the atmospheric pressure plasma treatment. Furthermore, in order to improve thermal dimensional stability, what gave annealing treatment etc. is more preferable.

次いで、本発明の薄膜形成方法に用いる大気圧プラズマ放電処理装置、大気圧プラズマ放電処理方法及び大気圧プラズマ放電処理装置用の電極システムについて、以下にその実施の形態を図を用いて説明するが、本発明はこれに限定されない。   Next, embodiments of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus, an atmospheric pressure plasma discharge treatment method, and an electrode system for an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus used in the thin film forming method of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this.

図3は、本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の一例を示す図である。   FIG. 3 is a view showing an example of a plasma discharge processing apparatus under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof according to the present invention.

この大気圧プラズマ放電処理装置は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で、放電プラズマを発生させることによって薄膜形成ガスを励起し、その励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置である。薄膜形成装置には、図3に示すように、シート状の基材Fをその周面に密着させて搬送するロール形状の支持部材10が回転自在に設けられている。   This atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus excites a thin film forming gas by generating a discharge plasma under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and exposes the substrate to the excited thin film forming gas, This is a thin film forming apparatus for forming a thin film. As shown in FIG. 3, the thin film forming apparatus is rotatably provided with a roll-shaped support member 10 that conveys a sheet-like base material F in close contact with the peripheral surface thereof.

支持部材10の内部には、表面温度を調節するため、例えば、水やシリコンオイル等の温度調節用の媒体が循環できるようになっており、この循環部分には、図3に示すように、配管3を介して温度調節装置4が接続されている。また、支持部材10の周縁には、基材Fを支持部材10の周面に密着させて搬送するために基材用搬送機構13と、図2に示した様な基材F上に薄膜を形成するためのクリーニングフィルム127を装備した複数の薄膜放電処理装置100が設けられている。   In order to adjust the surface temperature inside the support member 10, for example, a temperature adjusting medium such as water or silicone oil can be circulated, and in this circulating portion, as shown in FIG. A temperature control device 4 is connected via a pipe 3. Further, on the periphery of the support member 10, a thin film is formed on the base material transport mechanism 13 and the base material F as shown in FIG. 2 in order to transport the base material F in close contact with the peripheral surface of the support member 10. A plurality of thin film discharge treatment apparatuses 100 equipped with a cleaning film 127 for forming are provided.

基材用搬送機構13には、基材Fを支持部材10の周面に案内する第1ガイドローラ14及びニップローラ15と、前記周面に密着した基材Fを剥がして、次工程まで案内する第2ガイドローラ16と、第1ガイドローラ14、第2ガイドローラ16及び支持部材10を連動するように回転させる駆動源(不図示)とが設けられている。   In the base material transport mechanism 13, the first guide roller 14 and the nip roller 15 that guide the base material F to the peripheral surface of the support member 10 and the base material F that is in close contact with the peripheral surface are peeled off and guided to the next step. A second guide roller 16 and a drive source (not shown) that rotates the first guide roller 14, the second guide roller 16, and the support member 10 in an interlocking manner are provided.

また、薄膜放電処理装置100には、図4に示すように、一対の電極101、102の隙間に向けて薄膜形成ガスを噴出するガス供給部(混合ガス供給部)124が、隙間に対向するように配置されている。つまり、隙間がガス供給部124から供給された薄膜形成ガスを、支持部材10上の基材Fまで案内する流路として機能するようになっている。ガス供給部124には、内部にガス流路が形成されたノズル本体部125と、ノズル本体部(不図示)から流路に向けて突出し、ガス流路に連通してガスを噴出するガス噴出部(不図示)とが設けられている。   Further, as shown in FIG. 4, in the thin film discharge processing apparatus 100, a gas supply unit (mixed gas supply unit) 124 that ejects a thin film forming gas toward the gap between the pair of electrodes 101 and 102 faces the gap. Are arranged as follows. That is, the gap functions as a flow path for guiding the thin film forming gas supplied from the gas supply unit 124 to the base material F on the support member 10. The gas supply unit 124 includes a nozzle main body 125 having a gas flow path formed therein, and a gas jet that protrudes from the nozzle main body (not shown) toward the flow path, and communicates with the gas flow path to eject gas. Part (not shown).

また、薄膜放電処理装置100には、電極101、102の汚れを防止するクリーニングフィルム127を電極101、102に密着させながら連続的若しくは間欠的に搬送するフィルム用搬送機構130が、各電極101、102に応じて設けられている。このフィルム用搬送機構130には、ガス供給部124の近傍で、クリーニングフィルム127を案内する第1フィルム用ガイドローラが設けられている。この第1フィルム用ガイドローラの上流側には、図示しないクリーニングフィルム127の巻き出しローラ若しくはクリーニングフィルム127の元巻が設けられている。   In addition, the thin film discharge processing apparatus 100 includes a film transport mechanism 130 that continuously or intermittently transports a cleaning film 127 that prevents the electrodes 101 and 102 from being soiled, in close contact with the electrodes 101 and 102. 102 is provided. The film transport mechanism 130 is provided with a first film guide roller for guiding the cleaning film 127 in the vicinity of the gas supply unit 124. An unillustrated unwinding roller for the cleaning film 127 or an original roll for the cleaning film 127 is provided on the upstream side of the first film guide roller.

図4は、電極対101、102を表す斜視図であり、電極対101、102は導電性の金属質母材211の表面に誘電体212が被覆された四角柱状電極である。この電極対101、102の角部215は円弧状に形成されている。つまり、電極対101、102の四面は角部215を介して連続していることから、放電面101a、102a及び放電面101a、102a以外の表面も連続することになる。電極対101、102は内部が中空となっており、この中空部分213には、図3に示すように、配管3を介して温度調節装置4が接続されている。中空部分213に温度調節用の媒体を流すことにより、電極表面の温度調節ができるようになっている。そして、薄膜放電処理装置100の電極対101、102の間には、高周波電源5によって、高周波電界を印加できるようになっている。   FIG. 4 is a perspective view showing the electrode pair 101, 102. The electrode pair 101, 102 is a square columnar electrode in which a dielectric 212 is coated on the surface of a conductive metallic base material 211. The corners 215 of the electrode pairs 101 and 102 are formed in an arc shape. That is, since the four surfaces of the electrode pairs 101 and 102 are continuous via the corner portion 215, the surfaces other than the discharge surfaces 101a and 102a and the discharge surfaces 101a and 102a are also continuous. The electrode pair 101, 102 has a hollow inside, and the temperature adjusting device 4 is connected to the hollow portion 213 through the pipe 3 as shown in FIG. 3. By flowing a temperature adjusting medium through the hollow portion 213, the temperature of the electrode surface can be adjusted. A high frequency electric field can be applied between the electrode pairs 101 and 102 of the thin film discharge processing apparatus 100 by the high frequency power source 5.

本発明に係るプラズマ放電処理装置においては、電圧印加手段は高周波電源により、それぞれの電極の金属の導電性を有する金属母材に電圧を印加する。本発明に係る防汚膜を形成させるための対向電極に電圧を印加する高周波電源としては、特に限定はないが、好ましくは比較的ローパワーの電源である。また、2電源以上を同時に印加してもよい。   In the plasma discharge processing apparatus according to the present invention, the voltage applying means applies a voltage to the metal base material having metal conductivity of each electrode by a high frequency power source. The high frequency power source for applying a voltage to the counter electrode for forming the antifouling film according to the present invention is not particularly limited, but is preferably a relatively low power source. Two or more power supplies may be applied simultaneously.

本発明に用いる高周波電源としては、例えば、神鋼電機製高周波電源(3kHz)、神鋼電機製高周波電源(5kHz)、神鋼電機製高周波電源(15kHz)、神鋼電機製高周波電源(50kHz)、ハイデン研究所製高周波電源(連続モード使用、100kHz)、パール工業製高周波電源(200kHz)、パール工業製高周波電源(800kHz)、パール工業製高周波電源(2MHz)、日本電子製高周波電源(13.56MHz)、パール工業製高周波電源(27MHz)、パール工業製高周波電源(150MHz)等を使用できる。また、433MHz、800MHz、1.3GHz、1.5GHz、1.9GHz、2.45GHz、5.2GHz、10GHzを発振する電源を用いてもよい。   Examples of the high frequency power source used in the present invention include a high frequency power source (3 kHz) manufactured by Shinko Electric, a high frequency power source (5 kHz) manufactured by Shinko Electric, a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (15 kHz), a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (50 kHz), and the HEIDEN Laboratory. High frequency power supply (continuous mode use, 100 kHz), high frequency power supply from Pearl Industries (200 kHz), high frequency power supply from Pearl Industries (800 kHz), high frequency power supply from Pearl Industries (2 MHz), high frequency power supply from JEOL (13.56 MHz), Pearl An industrial high frequency power supply (27 MHz), a pearl industrial high frequency power supply (150 MHz), or the like can be used. Alternatively, a power source that oscillates at 433 MHz, 800 MHz, 1.3 GHz, 1.5 GHz, 1.9 GHz, 2.45 GHz, 5.2 GHz, or 10 GHz may be used.

本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下で薄膜形成ガス雰囲気内でプラズマ放電処理する方法あるいは条件等について説明する。   A method or conditions for plasma discharge treatment in a thin film forming gas atmosphere under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof according to the present invention will be described.

本発明に係る防汚膜を形成するする場合の対向電極間に印加する高周波電界の周波数としては、特に限定はないが、高周波電源として0.5kHz以上、200kHz以下が好ましく、更に好ましくは0.5kHz以上、80kHz以下である。また、対向電極間に供給する電力は、好ましくは0.05W/cm2以上、10W/cm2以下である。尚、対向電極における電圧の印加面積(cm2)は、放電が起こる範囲の面積のことを指す。対向電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わない。 The frequency of the high frequency electric field applied between the counter electrodes when forming the antifouling film according to the present invention is not particularly limited, but the high frequency power source is preferably 0.5 kHz or more and 200 kHz or less, more preferably 0. 5 kHz or more and 80 kHz or less. The power supplied between the counter electrodes is preferably 0.05 W / cm 2 or more and 10 W / cm 2 or less. Note that the voltage application area (cm 2 ) in the counter electrode refers to the area where discharge occurs. The high-frequency voltage applied between the counter electrodes may be an intermittent pulse wave or a continuous sine wave.

本発明において、対向電極間の距離(図2におけるb)は、電極の金属母材上の誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に誘電体を設置した場合の誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に誘電体を設置した場合の誘電体同士の距離を電極間の距離として、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.1mm〜20mmが好ましく、0.2〜10mmがより好ましい。   In the present invention, the distance between the counter electrodes (b in FIG. 2) is determined in consideration of the thickness of the dielectric on the metal base material of the electrodes, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, and the like. The shortest distance between the dielectric when the dielectric is placed on one of the electrodes and the distance between the dielectrics when the dielectric is placed on both of the electrodes is the distance between the electrodes. From the viewpoint of discharging, 0.1 mm to 20 mm is preferable, and 0.2 to 10 mm is more preferable.

本発明において、大気圧もしくはその近傍の圧力とは、20〜200kPaの圧力を表すが、本発明に記載の効果を好ましく得るためには90〜110kPa、特に93〜104kPaが好ましい。   In the present invention, the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof represents a pressure of 20 to 200 kPa, and 90 to 110 kPa, particularly 93 to 104 kPa is preferable in order to obtain the effects described in the present invention.

本発明に係る薄膜形成前、基材を別途設けた放電空間に晒して薄膜形成を施しても良い。また、薄膜形成前に、予め基材表面の除電処理を行い、更にゴミ除去を行っても良い。除電手段及び除電処理後のゴミ除去手段としては、通常のブロアー式や接触式以外に、複数の正負のイオン生成用除電電極と基材を挟むようにイオン吸引電極を対向させた除電装置とその後に正負の直流式除電装置を設けた高密度除電システム(特開平7−263173号)を用いてもよい。また、除電処理後のゴミ除去手段としては、非接触式のジェット風式減圧型ゴミ除去装置(特開平7−60211号)等を挙げることが出来好ましく用いることも出来るが、これらに限定されない。   Before forming the thin film according to the present invention, the thin film may be formed by exposing the base material to a separately provided discharge space. In addition, before the thin film is formed, the surface of the base material may be previously subjected to charge removal, and dust may be further removed. As the charge removal means and the dust removal means after the charge removal process, in addition to the normal blower type and contact type, a charge removal device in which a plurality of positive and negative ion generation charge removal electrodes and an ion attracting electrode are opposed to each other so as to sandwich the substrate, and thereafter Alternatively, a high-density static elimination system (Japanese Patent Laid-Open No. 7-263173) provided with positive and negative DC type static elimination devices may be used. Further, examples of the dust removal means after the static elimination treatment include a non-contact type jet-type depressurization type dust removal device (Japanese Patent Laid-Open No. 7-60211) and can be preferably used, but are not limited thereto.

本発明の薄膜形成方法においては、基材を放電空間、または励起放電ガスに晒して前処理を行った後、前記励起した薄膜形成ガスに基材を晒すこともできる。   In the thin film forming method of the present invention, the substrate can be exposed to the excited thin film forming gas after performing the pretreatment by exposing the substrate to the discharge space or the excited discharge gas.

本発明に係る薄膜形成前、基材を励起放電ガスに晒して薄膜形成する前処理に用いる大気圧プラズマ放電装置としては、前述の図1で示した大気圧プラズマ放電装置等を用いることができる。   As the atmospheric pressure plasma discharge device used for the pretreatment for forming a thin film by exposing the substrate to an excitation discharge gas before forming the thin film according to the present invention, the atmospheric pressure plasma discharge device shown in FIG. 1 can be used. .

また、薄膜形成前、基材を放電空間に晒して薄膜形成する前処理に用いる大気圧プラズマ放電装置としては、図5に記載の大気圧プラズマ放電装置を用いることができる。   Further, as the atmospheric pressure plasma discharge device used for the pretreatment for forming the thin film by exposing the substrate to the discharge space before forming the thin film, the atmospheric pressure plasma discharge device shown in FIG. 5 can be used.

プラズマ放電処理装置200には、薄膜形成ガス流路を形成する様に、間隙を挟んで1対の第2電極101′、102′と、電極対に対向する位置に、基材Fの支持体である第1電極104′とが配置され、この第1電極と第2電極間に電界を印加して放電空間Aを形成する。また、そのほかには、薄膜形成ガスを放電空間Aに導入して基材Fまで供給するガスノズル(図示省略)とが設けられている。   The plasma discharge treatment apparatus 200 includes a pair of second electrodes 101 ′ and 102 ′ with a gap therebetween so as to form a thin film forming gas flow path, and a support for the substrate F at a position facing the electrode pair. The first electrode 104 ′ is disposed, and an electric field is applied between the first electrode and the second electrode to form a discharge space A. In addition, a gas nozzle (not shown) for introducing a thin film forming gas into the discharge space A and supplying it to the substrate F is provided.

すなわち、この薄膜形成用のプラズマ放電処理装置200では、第1電極104′に支持された基材Fに対して、ガスノズルから、例えば、放電ガスを噴射しながら高周波電源5より第2電極101′、102′と、第1電極104′間に電界を印加して放電空間Aを形成し、この放電空間Aに基材を晒した後、本発明に係る励起した薄膜形成ガスに基材を晒すことができる。   That is, in the plasma discharge processing apparatus 200 for forming a thin film, the second electrode 101 ′ is applied from the high frequency power source 5 to the base material F supported by the first electrode 104 ′ from a gas nozzle, for example, while discharging discharge gas. , 102 ′ and the first electrode 104 ′ to form a discharge space A, and after exposing the substrate to the discharge space A, the substrate is exposed to the excited thin film forming gas according to the present invention. be able to.

また、本発明の薄膜形成方法においては、薄膜を形成する基材表面が、無機化合物を含むこと、あるいは基材表面の主成分が、金属酸化物であることが好ましい。   Moreover, in the thin film formation method of this invention, it is preferable that the base-material surface which forms a thin film contains an inorganic compound, or the main component of a base-material surface is a metal oxide.

本発明でいう基材表面が無機化合物を含む、基材表面の主成分が金属酸化物であるとは、本発明に係る防汚層を形成する前の基材が、無機化合物あるいは金属酸化物を含む、例えば、反射防止膜、防眩膜等の機能性薄膜が既に形成されていることを意味する。   The base material surface in the present invention contains an inorganic compound, and the main component of the base material surface is a metal oxide. The base material before forming the antifouling layer according to the present invention is an inorganic compound or a metal oxide. For example, it means that a functional thin film such as an antireflection film or an antiglare film has already been formed.

無機化合物あるいは金属酸化物としては、例えば、二酸化チタン(例えば、ルチル、ルチル/アナターゼの混晶、アナターゼ、アモルファス構造)、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化珪素等が挙げられる。   Examples of the inorganic compound or metal oxide include titanium dioxide (for example, rutile, rutile / anatase mixed crystal, anatase, amorphous structure), tin oxide, indium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, silicon oxide, and the like.

本発明において、基材表面に上記構成物を含む層を設ける方法の1つとして、大気圧プラズマ放電装置を用いることができる。   In the present invention, an atmospheric pressure plasma discharge apparatus can be used as one method for providing a layer containing the above-described constituent on the surface of the substrate.

図6は、プラズマ放電処理装置300、ガス供給手段150、電圧印加手段140、及び電極温度調節手段160から構成されている。ロール回転電極135と角筒型固定電極群136として、基材Fをプラズマ放電処理をするものである。ロール回転電極(第1電極)135と角筒型固定電極群(第2電極)136との間の放電空間(対向電極間)Aに、ロール回転電極(第1電極)135には第1電源141から周波数ω1であって高周波電圧V1を、また角筒型固定電極群(第2電極)136には第2電源142から周波数ω2であって高周波電圧V2をかけるようになっている。 FIG. 6 includes a plasma discharge processing apparatus 300, a gas supply unit 150, a voltage application unit 140, and an electrode temperature adjustment unit 160. The substrate F is subjected to plasma discharge treatment as the roll rotating electrode 135 and the rectangular tube type fixed electrode group 136. In the discharge space (between the counter electrodes) A between the roll rotating electrode (first electrode) 135 and the square tube fixed electrode group (second electrode) 136, the roll rotating electrode (first electrode) 135 has a first power source. a frequency omega 1 of the high-frequency voltages V 1 from 141, also prismatic fixed electrode group (second electrode) 136 adapted to apply a high frequency voltage V 2 to a frequency omega 2 of the second power supply 142 Yes.

ロール回転電極(第1電極)135と第1電源141との間には、第1電源141からの電流がロール回転電極(第1電極)135に向かって流れるように第1フィルター143が設置されている。該第1フィルターは第1電源141からの電流をアース側へと通過しにくくし、第2電源142からの電流をアース側へと通過し易くするように設計されている。また、角筒型固定電極群(第2電極)136と第2電源142との間には、第2電源からの電流が第2電極に向かって流れるように第2フィルター144が設置されている。第2フィルター144は、第2電源142からの電流をアース側へと通過しにくくし、第1電源141からの電流をアース側へと通過し易くするように設計されている。   A first filter 143 is installed between the roll rotation electrode (first electrode) 135 and the first power supply 141 so that the current from the first power supply 141 flows toward the roll rotation electrode (first electrode) 135. ing. The first filter is designed to make it difficult for the current from the first power supply 141 to pass to the ground side and to easily pass the current from the second power supply 142 to the ground side. Further, a second filter 144 is installed between the square tube type fixed electrode group (second electrode) 136 and the second power source 142 so that the current from the second power source flows toward the second electrode. . The second filter 144 is designed to make it difficult for the current from the second power source 142 to pass to the ground side and to easily pass the current from the first power source 141 to the ground side.

尚、ロール回転電極135を第2電極、また角筒型固定電極群136を第1電極としてもよい。何れにしろ第1電極には第1電源が、また第2電極には第2電源が接続される。第1電源は第2電源より大きな高周波電圧(V1>V2)を印加できる能力を有しており、周波数はω1<ω2となる能力を有している。また、第1電源、第2電源は必ずしも両方とも使用する必要はなく、どちらか一方だけを使用することもでき、放電ガスが窒素ガスの時は、第1電源と第2電源の双方を使用することが好ましく、放電ガスがヘリウムやアルゴンのような希ガスの場合には、いずれか一方の電源だけを使用しても良い。 The roll rotating electrode 135 may be the second electrode, and the square tube type fixed electrode group 136 may be the first electrode. In any case, the first power source is connected to the first electrode, and the second power source is connected to the second electrode. The first power supply has the ability to apply a higher frequency voltage (V 1 > V 2 ) than the second power supply, and the frequency has the ability to satisfy ω 12 . Moreover, it is not always necessary to use both the first power source and the second power source, and either one can be used. When the discharge gas is nitrogen gas, both the first power source and the second power source are used. Preferably, when the discharge gas is a rare gas such as helium or argon, only one of the power supplies may be used.

基材Fは、ガイドロール164を経てニップロール165で基材に同伴してくる空気等を遮断し、ロール回転電極135に接触したまま巻き回されながら角筒型固定電極群136との間を移送され、ニップロール166、ガイドロール167を経て、次工程である本発明に係る薄膜形成工程に移送する。処理ガスはガス供給手段150であるガス発生装置151で発生させた処理ガスHを、流量制御して給気口152より対向電極間(ここが放電空間になる)Aのプラズマ放電処理容器170内に入れ、該プラズマ放電処理容器170内を処理ガスで充填し、放電処理が行われた処理排ガスH′を排気口153より排出するようにする。   Substrate F passes between guide tube 164 and nip roll 165 to block air or the like accompanying the substrate, and transfers between square tube fixed electrode group 136 while being wound while being in contact with roll rotating electrode 135. Then, it passes through the nip roll 166 and the guide roll 167 and is transferred to the thin film forming process according to the present invention which is the next process. The process gas H is generated in the gas generator 151 which is the gas supply means 150 and the flow rate is controlled so that the process gas is in the plasma discharge processing container 170 between the counter electrodes (this is the discharge space) A from the air supply port 152. Then, the inside of the plasma discharge treatment container 170 is filled with the treatment gas, and the treatment exhaust gas H ′ subjected to the discharge treatment is discharged from the exhaust port 153.

ロール回転電極135及び角筒型固定電極群136を電極温度調節手段160を用いて媒体を加熱または冷却し電極に送液する。電極温度調節手段160で温度を調節した媒体を送液ポンプPで配管161を経てロール回転電極135及び角筒型固定電極群136内側から温度を調節する。プラズマ放電処理の際、基材の温度によって得られる薄膜の物性や組成は変化することがあり、これに対して適宜制御することが好ましい。媒体としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が好ましく用いられる。プラズマ放電処理の際、幅手方向あるいは長手方向での基材の温度ムラを出来るだけ生じさせないようにロール回転電極135の内部の温度を制御することが望ましい。尚、168及び169はプラズマ放電処理容器131と外界を仕切る仕切板である。   The roll rotating electrode 135 and the rectangular tube type fixed electrode group 136 are heated or cooled using the electrode temperature adjusting means 160 and fed to the electrodes. The temperature of the medium whose temperature is adjusted by the electrode temperature adjusting means 160 is adjusted by the liquid feed pump P from the inside of the roll rotating electrode 135 and the rectangular tube type fixed electrode group 136 through the pipe 161. During the plasma discharge treatment, the properties and composition of the thin film obtained may vary depending on the temperature of the substrate, and it is preferable to appropriately control this. As the medium, an insulating material such as distilled water or oil is preferably used. During the plasma discharge treatment, it is desirable to control the temperature inside the roll rotating electrode 135 so that the temperature unevenness of the substrate in the width direction or the longitudinal direction does not occur as much as possible. Reference numerals 168 and 169 denote partition plates that partition the plasma discharge processing vessel 131 from the outside.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

《薄膜形成体試料の作製》
〔基材の作製〕
(帯電防止層の形成)
厚さ80μmのセルローストリアセテートフィルム(コニカ社製、商品名:コニカタックKC80UVSF)の一方の面に、下記組成の帯電防止層1の塗布組成物を乾燥膜厚で0.2μmとなるようにダイコートし、80℃、5分間乾燥して、帯電防止層を設けた。
《Preparation of thin film sample》
[Preparation of substrate]
(Formation of antistatic layer)
The coating composition of the antistatic layer 1 having the following composition was die-coated on one surface of a cellulose triacetate film (manufactured by Konica, trade name: Konicatak KC80UVSF) having a thickness of 80 μm so that the dry film thickness was 0.2 μm. And dried at 80 ° C. for 5 minutes to provide an antistatic layer.

〈帯電防止層の塗布組成物〉
ダイヤナール(BR−88 三菱レーヨン社製) 0.5質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 60質量部
メチルエチルケトン 15質量部
乳酸エチル 6質量部
メタノール 8質量部
導電性ポリマー樹脂
IP−16(特開平9−203810号公報記載) 0.5質量部
(ハードコート層の形成)
上記帯電防止層を形成したフィルムに、下記ハードコート層組成物を、乾燥膜厚が3.5μmとなるように塗布し、80℃にて5分間乾燥した。次に80W/cm高圧水銀灯を12cmの距離から4秒間照射して硬化させ、ハードコート層を有するハードコートフィルムを作製した。ハードコート層の屈折率は1.50であった。
<Coating composition for antistatic layer>
Dianal (BR-88 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 0.5 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether 60 parts by mass Methyl ethyl ketone 15 parts by mass Ethyl lactate 6 parts by mass Methanol 8 parts by mass Conductive polymer resin IP-16 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-203810) Publication) 0.5 parts by mass (formation of hard coat layer)
The following hard coat layer composition was applied to the film on which the antistatic layer was formed so that the dry film thickness was 3.5 μm, and dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, an 80 W / cm high-pressure mercury lamp was irradiated for 4 seconds from a distance of 12 cm to be cured, and a hard coat film having a hard coat layer was produced. The refractive index of the hard coat layer was 1.50.

〈ハードコート層組成物〉
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体 60質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート2量体 20質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート3量体以上の成分 20質量部
ジエトキシベンゾフェノン(UV光開始剤) 2質量部
メチルエチルケトン 50質量部
酢酸エチル 50質量部
イソプロピルアルコール 50質量部
上記組成物を撹拌しながら溶解した。
<Hard coat layer composition>
Dipentaerythritol hexaacrylate monomer 60 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate dimer 20 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate trimer or higher component 20 parts by weight Diethoxybenzophenone (UV photoinitiator) 2 parts by weight Methyl ethyl ketone 50 Part by mass Ethyl acetate 50 parts by mass Isopropyl alcohol 50 parts by mass The above composition was dissolved with stirring.

(バックコート層の塗設)
前記ハードコート層を塗設した面の反対面に、下記のバックコート層塗布組成物を、ウェット膜厚14μmとなるようにグラビアコーターで塗布し、乾燥温度85℃にて乾燥させてバックコート層を塗設した。
(Coating back coat layer)
The backcoat layer coating composition described below was applied to the opposite side of the surface coated with the hard coat layer with a gravure coater to a wet film thickness of 14 μm and dried at a drying temperature of 85 ° C. Was applied.

〈バックコート層塗布組成物〉
アセトン 30質量部
酢酸エチル 45質量部
イソプロピルアルコール 10質量部
セルロースジアセテート 0.5質量部
アエロジル200V 0.1質量部
(反射防止層の形成)
図8に示した大気圧プラズマ放電処理装置を4基接続し、それぞれの装置の2個の電極の電極間隙を1mmとし、各装置の放電空間に下記ガスをそれぞれ供給し、上記作製したハードコート層上に、順次薄膜を形成した。各装置の第1電極に第1の高周波電源として、神鋼電機社製(50kHz)の高周波電源を使用し、高周波電圧10kV/mm及び出力密度1W/cm2で、また、第2電極に第2の高周波電源として、パール工業社製(13.56MHz)の高周波電源を使用し、高周波電圧0.8kV/mm及び出力密度5.0W/cm2で印加し、プラズマ放電を行って酸化チタンを主成分とする薄膜及び酸化珪素を主成分とする反射防止層を形成した。このときの各装置の放電空間における窒素ガスの放電開始電圧は3.7kV/mmであった。なお、下記薄膜形成ガスは窒素ガス中で気化器によって蒸気とし、加温しながら放電空間に供給した。また、ロール電極はドライブを用いてセルロースエステルフィルムの搬送を同期して回転させた。両電極を80℃になるように調節保温して行った。
<Backcoat layer coating composition>
Acetone 30 parts by weight Ethyl acetate 45 parts by weight Isopropyl alcohol 10 parts by weight Cellulose diacetate 0.5 parts by weight Aerosil 200V 0.1 parts by weight (formation of an antireflection layer)
The four atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatuses shown in FIG. 8 are connected, the electrode gap between the two electrodes of each apparatus is set to 1 mm, the following gas is supplied to the discharge space of each apparatus, and the hard coat produced above A thin film was sequentially formed on the layer. A high frequency power source manufactured by Shinko Electric Co., Ltd. (50 kHz) is used as the first high frequency power source for the first electrode of each device, the high frequency voltage is 10 kV / mm and the output density is 1 W / cm 2 , and the second electrode is the second high frequency power source. As a high-frequency power source, a high-frequency power source manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. (13.56 MHz) is used. A high-frequency voltage of 0.8 kV / mm and an output density of 5.0 W / cm 2 are applied, and plasma discharge is performed to mainly produce titanium oxide. A thin film as a component and an antireflection layer mainly composed of silicon oxide were formed. The discharge start voltage of nitrogen gas in the discharge space of each device at this time was 3.7 kV / mm. The following thin film forming gas was vaporized by a vaporizer in nitrogen gas and supplied to the discharge space while heating. Moreover, the roll electrode was rotated in synchronization with the conveyance of the cellulose ester film using a drive. Both electrodes were adjusted and kept at 80 ° C.

〈酸化チタン層形成用ガス組成〉
放電ガス:窒素 97.9体積%
薄膜形成ガス:テトライソプロポキシチタン 0.1体積%
添加ガス:水素 2.0体積%
〈酸化珪素層形成用ガス組成〉
放電ガス:窒素 98.9体積%
薄膜形成ガス:テトラエトキシシラン 0.1体積%
添加ガス:酸素 1.0体積%
前記ハードコート層の上に、順に酸化チタン層、酸化珪素層、酸化チタン層、酸化珪素層を設け、帯電防止層、ハードコート層及び反射防止層を有する基材(表1には、これをTACと記す)を作製した。なお、反射防止層を構成するそれぞれの層は、順に屈折率2.1(膜厚15nm)、屈折率1.46(膜厚33nm)、屈折率2.1(膜厚120nm)、屈折率1.46(膜厚76nm)であった。
<Gas composition for titanium oxide layer formation>
Discharge gas: Nitrogen 97.9% by volume
Thin film forming gas: tetraisopropoxy titanium 0.1% by volume
Addition gas: Hydrogen 2.0% by volume
<Gas composition for forming silicon oxide layer>
Discharge gas: Nitrogen 98.9% by volume
Thin film forming gas: Tetraethoxysilane 0.1% by volume
Addition gas: Oxygen 1.0% by volume
On the hard coat layer, a titanium oxide layer, a silicon oxide layer, a titanium oxide layer, and a silicon oxide layer are provided in this order, and a substrate having an antistatic layer, a hard coat layer, and an antireflection layer (this is shown in Table 1). (Referred to as TAC). Each of the layers constituting the antireflection layer has a refractive index of 2.1 (film thickness of 15 nm), a refractive index of 1.46 (film thickness of 33 nm), a refractive index of 2.1 (film thickness of 120 nm), and a refractive index of 1. .46 (film thickness 76 nm).

〔試料1の作製〕
上記作製したハードコート層及び反射防止層を有する基材上に、図3及び図5に示すクリーニングフィルムを備えた大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、神鋼電機社製の高周波電源(周波数:5kHz)により1.0W/cm2の放電電力を印加した放電空間に、下記の組成からなる薄膜形成ガスを導入し、薄膜である防汚膜の形成を行って試料1を得た。
[Preparation of Sample 1]
A high frequency power source (frequency: 5 kHz) manufactured by Shinko Electric Co., Ltd. was used on the base material having the hard coat layer and the antireflection layer prepared above, using an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus provided with the cleaning film shown in FIGS. ), A thin film forming gas having the following composition was introduced into a discharge space to which a discharge power of 1.0 W / cm 2 was applied, and an antifouling film as a thin film was formed to obtain Sample 1.

〈薄膜形成ガス組成〉
放電ガス:窒素 98.3体積%
有機金属化合物:例示化合物15 0.2体積%
(エステック社製気化器により、窒素ガス中に例示化合物15を気化)
添加ガス:水素 1.5体積%
〔試料2〜11の作製〕
上記試料1の作製において、有機金属化合物である例示化合物15を、表1に記載の各例示化合物に変更した以外は同様にして、試料2〜11を作製した。
<Thin film forming gas composition>
Discharge gas: Nitrogen 98.3% by volume
Organometallic compound: Exemplified compound 15 0.2% by volume
(Example compound 15 is vaporized in nitrogen gas by a vaporizer manufactured by STEC Co.)
Additive gas: 1.5% by volume of hydrogen
[Preparation of Samples 2 to 11]
Samples 2 to 11 were produced in the same manner as in the production of Sample 1 except that Exemplified Compound 15 which was an organometallic compound was changed to each Exemplified Compound shown in Table 1.

〔試料12の作製〕
上記試料1の作製において、防汚膜を形成する前に、基材表面に下記の前処理Aを施した以外は同様にして、試料12を作製した。
[Preparation of Sample 12]
In the preparation of Sample 1, Sample 12 was prepared in the same manner except that the following pretreatment A was applied to the surface of the base material before forming the antifouling film.

前処理A:基材上に防汚膜を形成する前に、図1に記載の装置を用い、窒素:酸素=99:1(体積%)の放電ガスを流入して励起させ、基材を励起した放電ガスに3秒間晒した。なお、高周波電源として、神鋼電機社製の高周波電源(周波数:50kHZ)、放電出力は5W/cm2に設定して行った。 Pretreatment A: Before forming the antifouling film on the substrate, the apparatus shown in FIG. 1 is used to inject and excite discharge gas of nitrogen: oxygen = 99: 1 (volume%) to Exposed to the excited discharge gas for 3 seconds. The high frequency power source was a high frequency power source (frequency: 50 kHz) manufactured by Shinko Electric Co., Ltd., and the discharge output was set to 5 W / cm 2 .

〔試料13の作製〕
上記試料1の作製において、防汚膜を形成する前に、基材表面に下記の前処理Bを施した以外は同様にして、試料13を作製した。
[Preparation of Sample 13]
Sample 13 was prepared in the same manner as Sample 1 except that the following pretreatment B was applied to the surface of the base material before forming the antifouling film.

前処理B:基材上に防汚膜を形成する前に、図5に記載の装置を用い、窒素:酸素=99:1(体積%)の放電ガスを流入して励起させ、基材を励起した放電ガスに3秒間晒した。なお、高周波電源として、神鋼電機社製の高周波電源(周波数:50kHZ)、放電出力は5W/cm2に設定して行った。 Pretreatment B: Before forming the antifouling film on the substrate, the apparatus shown in FIG. 5 was used to inject and excite discharge gas of nitrogen: oxygen = 99: 1 (volume%) to Exposed to the excited discharge gas for 3 seconds. The high frequency power source was a high frequency power source (frequency: 50 kHz) manufactured by Shinko Electric Co., Ltd., and the discharge output was set to 5 W / cm 2 .

〔試料14の作製〕
前記試料1の作製において、基材をセルロースエステルフィルムに代えて、ガラス板(製品名:日本板硝子社製 0.5tソーダライムガラス 片面研磨品)を用いた以外は同様にして、試料14を作製した。
[Preparation of Sample 14]
Sample 14 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1, except that a glass plate (product name: 0.5t soda lime glass single-side polished product manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) was used instead of the cellulose ester film as the base material. did.

〔試料15の作製〕
上記試料1の作製において、放電ガスを窒素に代えて、アルゴンを用いた以外は同様にして、試料15を作製した。
[Preparation of Sample 15]
Sample 15 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1, except that argon was used instead of the discharge gas.

〔試料16の作製〕
上記試料1の作製において、防汚膜の形成に用いた装置を、図3に記載の装置に代えて、クリーニングフィルムを備えていない図1に記載の装置を用いた以外は同様にして試料16を作製した。
[Preparation of Sample 16]
Sample 16 was prepared in the same manner as the sample 1 except that the apparatus used for forming the antifouling film was replaced with the apparatus shown in FIG. 3 and the apparatus shown in FIG. 1 without a cleaning film was used. Was made.

〔試料17〜20の作製〕
上記試料16の作製において、有機金属化合物である例示化合物15を、表1に記載の各例示化合物に変更した以外は同様にして、試料17〜20を作製した。
[Preparation of Samples 17 to 20]
Samples 17 to 20 were prepared in the same manner as in the preparation of Sample 16, except that Exemplified Compound 15 that was an organometallic compound was changed to each Exemplified Compound shown in Table 1.

〔試料21の作製〕
上記試料1の作製において、有機金属化合物である例示化合物15を、ソルベイ ソレクシス(株)製のFluorolink S10に変更した以外は同様にして、試料21を作製した。
[Preparation of Sample 21]
Sample 21 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1, except that Exemplified Compound 15 which was an organometallic compound was changed to Fluorolink S10 manufactured by Solvay Solexis Co., Ltd.

〔試料22の作製〕
上記試料1の作製において、添加ガスとして水素に代えて、酸素を用いた以外は同様にして、試料22を作製した。
[Preparation of Sample 22]
Sample 22 was prepared in the same manner as Sample 1 except that oxygen was used instead of hydrogen as the additive gas.

〔試料23の作製〕
上記試料1の作製において、放電ガスを窒素(98.3体積%)に代えて、窒素が50.0体積%、アルゴンが48.3体積%からなるガス組成に変更した以外は同様にして、試料23を作製した。
[Preparation of Sample 23]
In the production of Sample 1, the discharge gas was changed to nitrogen (98.3% by volume), except that the gas composition was changed to 50.0% by volume of nitrogen and 48.3% by volume of argon. Sample 23 was produced.

《各試料の特性値の測定及び評価》
上記各薄膜形成方法で作製した試料1〜23について、薄膜形成直後の試料と、連続して薄膜形成を行った3時間後の試料とを採取し、それぞれの試料について下記の各測定及び評価を行った。
<< Measurement and evaluation of characteristic values of each sample >>
Samples 1 to 23 produced by each of the thin film forming methods described above were sampled immediately after the thin film formation and samples after 3 hours of continuous thin film formation, and the following measurements and evaluations were performed on each sample. went.

〔接触角の測定〕
各試料について、協和界面科学社製接触角計CA−Wを用いて、23℃、55%の環境下で、防汚膜表面の水に対する接触角とヘキサデカンに対する接触角を測定した。なお、測定はランダムに10カ所について行い、その平均値を求めた。
(Measurement of contact angle)
About each sample, the contact angle with respect to the water of the antifouling film surface and the contact angle with hexadecane were measured using a contact angle meter CA-W manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. in an environment of 23 ° C. and 55%. In addition, the measurement was performed at 10 locations at random and the average value was obtained.

〔油性インク拭き取り性の評価〕
油性インク(ゼブラ社製 マッキー極細黒 MO−120−MC−BK)を用いて、試料表面を3mmφ塗りつぶした後、柔らかい布(旭化成社製 BEMCOT M−3 250mm×250mm)で油性インク画像を拭き取り、この操作を同一位置で20回繰り返して行い、20回拭き取り後における油性インクの残り状況を目視観察し、下記の基準に則り油性インクの拭き取り性の評価を行った。
[Evaluation of oil-based ink wiping performance]
Using oil-based ink (Zebra Co., Ltd. Mackey extra fine black MO-120-MC-BK), the sample surface was painted 3 mmφ, and then the oil-based ink image was wiped off with a soft cloth (BEMCOT M-3 250 mm × 250 mm manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) This operation was repeated 20 times at the same position, the remaining state of the oil-based ink after wiping 20 times was visually observed, and the wiping property of the oil-based ink was evaluated according to the following criteria.

◎:油性インクが、完全に拭き取れた
○:油性インクが、ほぼ拭き取れた
×:油性インクが、一部で拭き取られず残っている
〔表面比抵抗の測定〕
本発明の試料について、下記の方法に従って表面比抵抗値を測定した結果、全て1×1012Ω/□以下であった。
◎: Oil-based ink was completely wiped off ○: Oil-based ink was almost wiped off ×: Oil-based ink was not wiped off in part [Measurement of surface resistivity]
As a result of measuring the surface specific resistance values of the samples of the present invention according to the following method, they were all 1 × 10 12 Ω / □ or less.

(表面比抵抗の測定方法)
試料を、23℃、55%RHの環境下で24時間調湿した後、川口電機社製のテラオームメーターモデルVE−30を用いて測定した。測定に用いた電極は、2本の電極(試料と接触する部分が1cm×5cm)を1cmの間隔で配置し、電極に試料を接触させて測定し、測定値を5倍にした値を表面比抵抗値(Ω/□)とした。
(Measurement method of surface resistivity)
The sample was conditioned for 24 hours in an environment of 23 ° C. and 55% RH, and then measured using a Teraohm Meter Model VE-30 manufactured by Kawaguchi Electric Co., Ltd. The electrodes used for the measurement were measured by placing two electrodes (1 cm x 5 cm in contact with the sample) at an interval of 1 cm, contacting the sample with the electrode, and multiplying the measured value by 5 times. The specific resistance value (Ω / □) was used.

以上により得られた表面比抵抗を除く結果を、表1に示す。   The results excluding the surface specific resistance obtained as described above are shown in Table 1.

Figure 2005154787
Figure 2005154787

表1より明らかなように、クリーニングフィルムを備えた大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有した薄膜形成ガスを用いて防汚膜を形成した本発明の試料は、比較例に対し、形成された防汚膜の撥水性、油性インクの拭き取り性に優れ、かつ連続薄膜形成を行った後の試料においても、その効果が低下することなく維持されていることが分かる。   As can be seen from Table 1, an antifouling film was formed using a thin film forming gas containing an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom using an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus equipped with a cleaning film. The sample of the invention is superior to the comparative example in the water repellency of the formed antifouling film, the wiping property of the oil-based ink, and the sample after the continuous thin film formation is maintained without reducing its effect. I understand that

従来の薄膜形成方法で用いる対向する電極対から構成される放電空間の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the discharge space comprised from the electrode pair which opposes used with the conventional thin film formation method. 本発明の薄膜形成方法に用いるクリーニングフィルムを備えた対向する電極対から構成される放電空間の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the discharge space comprised from the opposing electrode pair provided with the cleaning film used for the thin film formation method of this invention. 本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the plasma discharge processing apparatus under the atmospheric pressure which concerns on this invention, or the pressure of the vicinity. 本発明に係るプラズマ放電処理装置で用いる電極対を表す斜視図である。It is a perspective view showing the electrode pair used with the plasma discharge processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る基材の表面処理に用いる大気圧プラズマ放電装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the atmospheric pressure plasma discharge apparatus used for the surface treatment of the base material which concerns on this invention. 本発明に係る基材表面の薄膜形成に用いる大気圧プラズマ放電装置の他の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of the atmospheric pressure plasma discharge apparatus used for thin film formation of the base-material surface based on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

3 配管
4 温度調節装置
5 高周波電源
6 アース
10 支持部材
13 基材用搬送機構
14 第1ガイドローラ
15 ニップローラ
16 第2ガイドローラ
99、100、200、300 プラズマ放電処理装置
101、102 電極
101′、102′ 第2電極
104 支持体
104′ 第1電極
101a、102a 放電面
124 ガス供給部
125 ノズル本体部
126 ガス噴出部
127 クリーニングフィルム
128 加熱部材
130 フィルム用搬送機構
131 第1フィルム用ガイドローラ
132 第2フィルム用ガイドローラ
135 ロール回転電極
136 角柱型固定電極群
140 電圧印加手段
141 第1電源
142 第2電源
150 ガス供給手段
151 ガス発生装置
160 電極温度調節手段
164、167 ガイドロール
165、166 ニップロール
170 プラズマ放電処理容器
211 金属質母材
212 誘電体
213 中空部分
215 角部
F 基材
G 薄膜形成ガス
G′ 励起した薄膜形成ガス
A 放電空間
3 Piping 4 Temperature control device 5 High frequency power source 6 Ground 10 Support member 13 Substrate transport mechanism 14 First guide roller 15 Nip roller 16 Second guide roller 99, 100, 200, 300 Plasma discharge treatment device 101, 102 Electrode 101 ', 102 'second electrode 104 support 104' first electrode 101a, 102a discharge surface 124 gas supply part 125 nozzle body part 126 gas ejection part 127 cleaning film 128 heating member 130 film transport mechanism 131 first film guide roller 132 first film 2 Film guide roller 135 Roll rotating electrode 136 Square column type fixed electrode group 140 Voltage applying means 141 First power supply 142 Second power supply 150 Gas supplying means 151 Gas generator 160 Electrode temperature adjusting means 164, 167 Guide roll 16 5, 166 Nip roll 170 Plasma discharge treatment vessel 211 Metal base material 212 Dielectric 213 Hollow portion 215 Corner portion F Substrate G Thin film forming gas G ′ Excited thin film forming gas A Discharge space

Claims (19)

大気圧または大気圧近傍の圧力下で、互いに対向する電極対から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを導入し、該薄膜形成ガスを励起し、該励起した薄膜形成ガスに基材を晒すことにより、該基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、
前記薄膜形成ガスは、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有し、
該電極対は、励起した薄膜形成ガスに直接晒されることを防止するクリーニングフィルムを有し、該クリーニングフィルムは、該放電面に達するまでの搬送方向の上流側で段階的あるいは連続的に加熱され、かつ該放電面と、該放電面に連続する該放電面以外の電極対表面の少なくとも一部とに密着させて搬送されることを特徴とする薄膜形成方法。
A thin film forming gas is introduced into a discharge space composed of electrode pairs facing each other at atmospheric pressure or near atmospheric pressure, the thin film forming gas is excited, and the substrate is exposed to the excited thin film forming gas. In the thin film formation method of forming a thin film on the substrate,
The thin film forming gas contains an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom,
The electrode pair has a cleaning film that prevents direct exposure to the excited thin film forming gas, and the cleaning film is heated stepwise or continuously upstream in the transport direction until reaching the discharge surface. And a method of forming a thin film, wherein the thin film is transported in close contact with the discharge surface and at least a part of the surface of the electrode pair other than the discharge surface continuous with the discharge surface.
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
Figure 2005154787
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。jは0〜150の整数を表す。〕
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2005154787
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. j represents an integer of 0 to 150. ]
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項2に記載の薄膜形成方法。
一般式(2)
[Rf−X−(CH2kq−M(R10r(OR11t
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R10はアルキル基、アルケニル基を、またR11はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表す。また、kは0〜50の整数を表し、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR10は連結して環を形成してもよい。〕
The thin film forming method according to claim 2, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2).
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group. K represents an integer of 0 to 50, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring. ]
前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする請求項3に記載の薄膜形成方法。
一般式(3)
Rf−X−(CH2k−M(OR123
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R12は、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、kは0〜50の整数を表す。〕
The thin film forming method according to claim 3, wherein the compound represented by the general formula (2) is a compound represented by the following general formula (3).
General formula (3)
Rf-X- (CH 2) k -M (OR 12) 3
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and k represents an integer of 0 to 50. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
Figure 2005154787
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。R7は、水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。jは0〜150の整数を表す。〕
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (4).
Figure 2005154787
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. j represents an integer of 0 to 150. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
一般式(5)
[Rf−X−(CH2k−Y]m−M(R8n(OR9p
〔式中、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表す。Xは単なる結合手まはた2価の基を表し、Yは単なる結合手または酸素原子を表す。R8は置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、R9は置換もしくは非置換のアルキル基またはアルケニル基を表す。kは0〜50の整数を表し、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、n、pはそれぞれ0〜2の整数を表す。〕
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (5).
General formula (5)
[Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p
[Wherein, M represents In, Al, Sb, Y or La, and Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. X represents a simple bond or a divalent group, and Y represents a simple bond or an oxygen atom. R 8 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or aryl group, and R 9 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group. k represents an integer of 0 to 50, m + n + p = 3, m is at least 1, and n and p each represent an integer of 0 to 2. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
一般式(6)
f1(OC36m1−O−(CF2n1−(CH2p1−Z−(CH2q1−Si−(R23
〔式中、Rf1は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、R2は加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。〕
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (6).
General formula (6)
R f1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3
[Wherein, R f1 represents a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, and m1 represents 1 to 50 An integer, n1 is an integer of 0 to 3, p1 is an integer of 0 to 3, q1 is an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(7)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
Figure 2005154787
〔式中、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R21は加水分解可能な基、R22は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。〕
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (7).
Figure 2005154787
[Wherein, Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trifluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1, m and n Represents an integer of 0 to 2, and p represents an integer of 1 to 10. ]
前記放電空間が、前記電極対間に高周波電界を印加することにより形成されたものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 1, wherein the discharge space is formed by applying a high-frequency electric field between the pair of electrodes. 前記薄膜形成ガスが、希ガス及び/または窒素を50体積%以上含有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 50% by volume or more of a rare gas and / or nitrogen. 前記薄膜形成ガスが、還元系ガスを0.01〜10体積%含有していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 0.01 to 10% by volume of a reducing gas. 前記還元系ガスの少なくとも1つが、水素ガスであることを特徴とする請求項11に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 11, wherein at least one of the reducing gases is hydrogen gas. 前記薄膜形成ガスが、酸化系ガスを0.01〜10体積%含有していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 0.01 to 10% by volume of an oxidizing gas. 前記酸化系ガスの少なくとも1つが、酸素ガスであることを特徴とする請求項13に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 13, wherein at least one of the oxidizing gases is oxygen gas. 前記基材を放電空間または励起した放電ガスに晒して前処理を行った後、前記励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、該基材上に薄膜を形成することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 The thin film is formed on the substrate by exposing the substrate to a discharge space or an excited discharge gas and performing a pretreatment, and then exposing the substrate to the excited thin film forming gas. The thin film formation method of any one of 1-14. 前記薄膜を形成する基材表面が、無機化合物を含むことを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 The method of forming a thin film according to claim 1, wherein the surface of the base material on which the thin film is formed contains an inorganic compound. 前記薄膜を形成する基材表面の主成分が、金属酸化物であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to any one of claims 1 to 15, wherein a main component of a base material surface forming the thin film is a metal oxide. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の薄膜形成方法により得られたことを特徴とする薄膜形成体。 A thin film forming body obtained by the thin film forming method according to claim 1. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の薄膜形成方法により得られた薄膜形成体であって、基材上に形成された薄膜表面の表面比抵抗値が、23℃、55%RH条件下で1×1012Ω/□以下であることを特徴とする薄膜形成体。 It is a thin film formation body obtained by the thin film formation method of any one of Claims 1-17, Comprising: The surface specific resistance value of the thin film surface formed on the base material is 23 degreeC, 55% RH conditions A thin film forming body characterized in that it is 1 × 10 12 Ω / □ or less below.
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