JP2762013B2 - 紫外レーザーによる有機多層膜製造方法 - Google Patents
紫外レーザーによる有機多層膜製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外レーザーを用いて
基板表面に有機多層膜を形成する方法、詳しくは、基板
上に有機モノマー分子を蒸着させ、これを紫外レーザー
照射により光重合させ、ついで、この表面に有機化合物
を導入し、重合膜表面において固定化反応を行わせて、
紫外レーザー１回の照射のみで有機多層膜を製造する方
法に関する。
基板表面に有機多層膜を形成する方法、詳しくは、基板
上に有機モノマー分子を蒸着させ、これを紫外レーザー
照射により光重合させ、ついで、この表面に有機化合物
を導入し、重合膜表面において固定化反応を行わせて、
紫外レーザー１回の照射のみで有機多層膜を製造する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光重合により多層薄膜を製造する
方法としては、特開昭６０−２３４２６号公報に記載さ
れた方法が知られている。この公報記載の方法は、ガス
状にて有機モノマーを基板に供給・被着させた後、光の
照射によって膜を形成している。続いで重合膜の表面に
組成を変えたガスを供給・被着させた後、再度光を照射
することにより、屈折率の分布が離散的に変化する多層
膜を製造するものである。
方法としては、特開昭６０−２３４２６号公報に記載さ
れた方法が知られている。この公報記載の方法は、ガス
状にて有機モノマーを基板に供給・被着させた後、光の
照射によって膜を形成している。続いで重合膜の表面に
組成を変えたガスを供給・被着させた後、再度光を照射
することにより、屈折率の分布が離散的に変化する多層
膜を製造するものである。
【０００３】また、特開昭６１−２４７７３９号公報に
は、ｍ−フェニレンビスアクリル酸エステル誘導体を水
面上へ展開し、光重合させ、その後ＬＢ法により膜を固
体基板上に転写させる方法が記載されている。また累積
層の作製では、同操作を繰返し行うことで可能とするこ
とも記載されている。
は、ｍ−フェニレンビスアクリル酸エステル誘導体を水
面上へ展開し、光重合させ、その後ＬＢ法により膜を固
体基板上に転写させる方法が記載されている。また累積
層の作製では、同操作を繰返し行うことで可能とするこ
とも記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の特開昭６０−２
３４２６号公報の方法では、光重合においては重水素ラ
ンプを光源としているため、十分な製膜を達成する為に
は時間がかかる、さらに、多層膜を作製するにあたって
は、ガス供給−基板上へ被着−光照射の一連の工程を繰
返し行うことで可能であると記載されているが、量産性
が低くプロセスの簡略化が必要とされた。また、上記の
特開昭６１−２４７７３９号公報記載の方法は、湿式系
での操作であり、本発明のようなドライプロセス（乾
式）とは根本的に構成、作用を異にしている。
３４２６号公報の方法では、光重合においては重水素ラ
ンプを光源としているため、十分な製膜を達成する為に
は時間がかかる、さらに、多層膜を作製するにあたって
は、ガス供給−基板上へ被着−光照射の一連の工程を繰
返し行うことで可能であると記載されているが、量産性
が低くプロセスの簡略化が必要とされた。また、上記の
特開昭６１−２４７７３９号公報記載の方法は、湿式系
での操作であり、本発明のようなドライプロセス（乾
式）とは根本的に構成、作用を異にしている。
【０００５】本発明者らは、種々の実験により、光重合
を行う励起源として紫外レーザーを使用した場合、真空
下、低温で基板上に蒸着した分子の重合による膜形成と
同時に、重合膜表面において活性種（ラジカル種）が生
成し、真空下では３００時間保持してもラジカルは失活
せず安定であることを知見した。本発明は上記知見に基
づきなされたもので、その目的は、紫外レーザー照射の
１工程、すなわち、１回の紫外レーザー照射により、光
重合膜の製造と膜の改質（機能性付与）とを可能とする
有機多層膜製造方法を提供することにある。
を行う励起源として紫外レーザーを使用した場合、真空
下、低温で基板上に蒸着した分子の重合による膜形成と
同時に、重合膜表面において活性種（ラジカル種）が生
成し、真空下では３００時間保持してもラジカルは失活
せず安定であることを知見した。本発明は上記知見に基
づきなされたもので、その目的は、紫外レーザー照射の
１工程、すなわち、１回の紫外レーザー照射により、光
重合膜の製造と膜の改質（機能性付与）とを可能とする
有機多層膜製造方法を提供することにある。
【０００６】また、本発明の他の目的は、高強度及び指
向性の高い紫外域レーザーを使用することにより、短時
間に制御よく、しかも、位置選択的に良質な薄膜作製が
可能な方法を提供することにある。さらに、本発明の他
の目的は、低温状態で操作を行うことにより、導入する
有機化合物の吸着量を正確に制御することが可能であ
り、かつ、生成する重合薄膜の厚みを任意に制御可能で
あり（紫外スペクトルとの併用）、数分子層レベルでの
薄膜作製を行うことが可能な方法を提供することにあ
る。
向性の高い紫外域レーザーを使用することにより、短時
間に制御よく、しかも、位置選択的に良質な薄膜作製が
可能な方法を提供することにある。さらに、本発明の他
の目的は、低温状態で操作を行うことにより、導入する
有機化合物の吸着量を正確に制御することが可能であ
り、かつ、生成する重合薄膜の厚みを任意に制御可能で
あり（紫外スペクトルとの併用）、数分子層レベルでの
薄膜作製を行うことが可能な方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明の有機多層膜製造方法は、真空チ
ャンバー内において、蒸着した有機モノマーに紫外レー
ザーを照射して重合させ、この後、有機化合物を重合膜
表面へ固定化することを特徴としている。本発明をさら
に詳細に説明すると、真空度では１Ｔｏｒｒ以下で、基
板温度は４Ｋ以上で、望ましくは真空度１０−３Ｔｏｒ
ｒ以下、温度７７Ｋから２００Ｋで行うのがよい。これ
らの条件下にて基板上に有機モノマー分子を蒸着させ、
この蒸着層に紫外レーザーを照射することにより重合さ
せて膜を形成させると同時に重合膜表面にラジカル種を
発生させる工程と、ついでレーザーを照射しない暗反応
下において、この蒸着した分子の重合膜表面に前記ラジ
カル種と反応する遊離の官能基を有する有機化合物を導
入し、該有機化合物を重合膜表面へ固定化する工程と
を、上記１回の紫外レーザー照射により行い、１回の紫
外レーザー照射工程の間に光重合膜の製造と膜の複合化
を行って有機多層膜を得ることを特徴としている。
成するために、本発明の有機多層膜製造方法は、真空チ
ャンバー内において、蒸着した有機モノマーに紫外レー
ザーを照射して重合させ、この後、有機化合物を重合膜
表面へ固定化することを特徴としている。本発明をさら
に詳細に説明すると、真空度では１Ｔｏｒｒ以下で、基
板温度は４Ｋ以上で、望ましくは真空度１０−３Ｔｏｒ
ｒ以下、温度７７Ｋから２００Ｋで行うのがよい。これ
らの条件下にて基板上に有機モノマー分子を蒸着させ、
この蒸着層に紫外レーザーを照射することにより重合さ
せて膜を形成させると同時に重合膜表面にラジカル種を
発生させる工程と、ついでレーザーを照射しない暗反応
下において、この蒸着した分子の重合膜表面に前記ラジ
カル種と反応する遊離の官能基を有する有機化合物を導
入し、該有機化合物を重合膜表面へ固定化する工程と
を、上記１回の紫外レーザー照射により行い、１回の紫
外レーザー照射工程の間に光重合膜の製造と膜の複合化
を行って有機多層膜を得ることを特徴としている。
【０００８】真空チャンバー内の圧力が１Torrを超える
場合は、基板上に蒸着した有機モノマーを紫外レーザー
を用いて光重合させたと同時に、重合膜表面に発生する
活性種（ラジカル種）が失活するという不都合がある。
また、４K 未満の場合は、基板上に蒸着した分子の紫外
レーザー照射による光重合及び活性種（ラジカル種）の
生成が不十分であるという不都合がある。
場合は、基板上に蒸着した有機モノマーを紫外レーザー
を用いて光重合させたと同時に、重合膜表面に発生する
活性種（ラジカル種）が失活するという不都合がある。
また、４K 未満の場合は、基板上に蒸着した分子の紫外
レーザー照射による光重合及び活性種（ラジカル種）の
生成が不十分であるという不都合がある。
【０００９】上記の方法において、真空中で基板に有機
モノマーを蒸着させる温度は、固体基板上から該有機モ
ノマーが脱着する温度より３〜１００K 低い温度、望ま
しくは５〜５０K 低い温度である。この温度が３K 未満
の場合は、基板表面における有機モノマーの蒸着制御が
非常に困難であるという不都合があり、一方、１００K
を超える場合は、基板上の温度制御が困難、かつ、次工
程の紫外レーザー照射による重合工程を十分に達成でき
ないという不都合がある。
モノマーを蒸着させる温度は、固体基板上から該有機モ
ノマーが脱着する温度より３〜１００K 低い温度、望ま
しくは５〜５０K 低い温度である。この温度が３K 未満
の場合は、基板表面における有機モノマーの蒸着制御が
非常に困難であるという不都合があり、一方、１００K
を超える場合は、基板上の温度制御が困難、かつ、次工
程の紫外レーザー照射による重合工程を十分に達成でき
ないという不都合がある。
【００１０】また、上記の方法において、紫外レーザー
照射後、重合膜表面へ有機化合物を導入する温度は、該
重合膜表面から有機化合物が脱着する温度より５〜５０
K 低い温度範囲であるのが望ましい。この温度が５K 未
満の場合は、重合膜表面へ導入された有機化合物が、重
合膜表面から脱着を起こし、固定化反応が達成されない
という不都合があり、一方、５０K を超える場合は、重
合膜表面に被着した有機化合物のマイグレーション（酔
歩）が制限されるので、十分な固定化反応が達成されな
いという不都合がある。
照射後、重合膜表面へ有機化合物を導入する温度は、該
重合膜表面から有機化合物が脱着する温度より５〜５０
K 低い温度範囲であるのが望ましい。この温度が５K 未
満の場合は、重合膜表面へ導入された有機化合物が、重
合膜表面から脱着を起こし、固定化反応が達成されない
という不都合があり、一方、５０K を超える場合は、重
合膜表面に被着した有機化合物のマイグレーション（酔
歩）が制限されるので、十分な固定化反応が達成されな
いという不都合がある。
【００１１】つぎに、図１に基づいて、本発明の有機多
層膜製造方法を説明する。１２は真空チャンバーで、例
えば、８５K 、１０-5Torrに保持されている。この真空
チャンバー１２内には、基板１０が固定されている。真
空チャンバー１２内にガス状又は溶液状態の有機化合物
（化合物１）が導入されると、基板１０表面に有機モノ
マー分子１４が蒸着する。
層膜製造方法を説明する。１２は真空チャンバーで、例
えば、８５K 、１０-5Torrに保持されている。この真空
チャンバー１２内には、基板１０が固定されている。真
空チャンバー１２内にガス状又は溶液状態の有機化合物
（化合物１）が導入されると、基板１０表面に有機モノ
マー分子１４が蒸着する。
【００１２】ついで、この有機モノマー分子１４上にマ
スク１６の開口から紫外レーザー光が照射され、化合物
１の有機モノマー分子１４が選択的に光重合する。紫外
レーザー光の照射はこの時の１回のみである。このとき
の真空チャンバー１２内は、例えば、１５０K 、１０-5
Torrである。
スク１６の開口から紫外レーザー光が照射され、化合物
１の有機モノマー分子１４が選択的に光重合する。紫外
レーザー光の照射はこの時の１回のみである。このとき
の真空チャンバー１２内は、例えば、１５０K 、１０-5
Torrである。
【００１３】ついで、光重合した部分に有機化合物（単
成分又は多成分）をガス状又は溶液状態で導入すると、
光重合膜表面において固定化反応が行われ、有機多層膜
１８が形成される。その後、真空チャンバー１２内の未
反応物が除去され、有機多層膜１８が製造される。この
ときの真空チャンバー１２内は、例えば、３００K 、１
０-5Torrである。
成分又は多成分）をガス状又は溶液状態で導入すると、
光重合膜表面において固定化反応が行われ、有機多層膜
１８が形成される。その後、真空チャンバー１２内の未
反応物が除去され、有機多層膜１８が製造される。この
ときの真空チャンバー１２内は、例えば、３００K 、１
０-5Torrである。
【００１４】上記の方法において、照射する紫外レーザ
ー光の通過経路を、予め作製したマスク（金属パターン
など）１６により限定することによって、基板１０上に
形成する膜の位置の制御が出来、パータンニングが可能
となる。この操作を繰り返すことにより、電子回路など
の作製にも応用可能である。基板上に蒸着させる有機化
合物として、一般式（Ｉ） Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ1 （Ｉ） （ただし、式中Ｒ1は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるビニル基を有する
有機化合物、又は一般式（II） Ｈ2Ｃ＝ＣＨＣＨ2Ｒ2 （II） （ただし、式中Ｒ2は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるアリル基を有する
有機化合物、又は一般式（III） ＨＣ≡ＣＲ3 （III） （ただし、式中Ｒ3は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるエチニル基を挙げ
ることができる。
ー光の通過経路を、予め作製したマスク（金属パターン
など）１６により限定することによって、基板１０上に
形成する膜の位置の制御が出来、パータンニングが可能
となる。この操作を繰り返すことにより、電子回路など
の作製にも応用可能である。基板上に蒸着させる有機化
合物として、一般式（Ｉ） Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ1 （Ｉ） （ただし、式中Ｒ1は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるビニル基を有する
有機化合物、又は一般式（II） Ｈ2Ｃ＝ＣＨＣＨ2Ｒ2 （II） （ただし、式中Ｒ2は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるアリル基を有する
有機化合物、又は一般式（III） ＨＣ≡ＣＲ3 （III） （ただし、式中Ｒ3は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるエチニル基を挙げ
ることができる。
【００１５】また、光重合膜表面に導入される有機化合
物として、基板上に蒸着させる有機化合物と同等物質を
導入することが可能であり、一般式（Ｉ） Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ1 （Ｉ） （ただし、式中Ｒ1は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるビニル基を有する
有機化合物、又は一般式（II） Ｈ2Ｃ＝ＣＨＣＨ2Ｒ2 （II） （ただし、式中Ｒ2は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるアリル基を有する
有機化合物、又は一般式（III） ＨＣ≡ＣＲ3 （III） （ただし、式中Ｒ3は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるエチニル基を有す
る有機化合物を挙げることができる。固定化、すなわち
表面修飾に用いる化合物は、分子中に活性種（ラジカル
種）と反応する遊離のビニル基、アリル基、エチニル基
を有する前記一般式（Ｉ）、（II）又は（III）で表わ
される化合物である。一般式（Ｉ）で表わされる化合物
としては、スチレン、ペンタフルオロスチレン、アクリ
ル酸トリフルオロエチルエステル、アクリル酸ジブロモ
エチルエステル、アクリル酸、アクリロニトリル、アク
ロレイン、アクリルアミド等を挙げることができる。ま
た、一般式（II）で表わされる化合物としては、アリル
酢酸、塩化アリル、アリルアミン等がある。また、一般
式（III）で表わされる化合物としては、１−プロピニ
ルアイオダイド、トリメチルシリルアセチレン、フェニ
ルアセチレン、ペンタフルオロフェニルアセチレン等を
挙げることができる。また、任意の有機化合物をビニル
基又はアリル基又はエチニル基で化学修飾したものを導
入してもよい。
物として、基板上に蒸着させる有機化合物と同等物質を
導入することが可能であり、一般式（Ｉ） Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ1 （Ｉ） （ただし、式中Ｒ1は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるビニル基を有する
有機化合物、又は一般式（II） Ｈ2Ｃ＝ＣＨＣＨ2Ｒ2 （II） （ただし、式中Ｒ2は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるアリル基を有する
有機化合物、又は一般式（III） ＨＣ≡ＣＲ3 （III） （ただし、式中Ｒ3は、ハロゲン原子、シアノ基、置換
されたカルボニル基、置換もしくは無置換のアルキル
基、アリール基、アルデヒド基、カルボキシル基、カル
バモイル基を表わす。）で表わされるエチニル基を有す
る有機化合物を挙げることができる。固定化、すなわち
表面修飾に用いる化合物は、分子中に活性種（ラジカル
種）と反応する遊離のビニル基、アリル基、エチニル基
を有する前記一般式（Ｉ）、（II）又は（III）で表わ
される化合物である。一般式（Ｉ）で表わされる化合物
としては、スチレン、ペンタフルオロスチレン、アクリ
ル酸トリフルオロエチルエステル、アクリル酸ジブロモ
エチルエステル、アクリル酸、アクリロニトリル、アク
ロレイン、アクリルアミド等を挙げることができる。ま
た、一般式（II）で表わされる化合物としては、アリル
酢酸、塩化アリル、アリルアミン等がある。また、一般
式（III）で表わされる化合物としては、１−プロピニ
ルアイオダイド、トリメチルシリルアセチレン、フェニ
ルアセチレン、ペンタフルオロフェニルアセチレン等を
挙げることができる。また、任意の有機化合物をビニル
基又はアリル基又はエチニル基で化学修飾したものを導
入してもよい。
【００１６】紫外レーザーとしては、特に好ましくは、
ＸｅＦ（３５１nm）、ＸｅＣｌ（３０８nm) 、ＫｒＦ
（２４８nm) 、ＡｒＦ（１９３nm）あるいはＦ２（１５
７nm）エキシマレーザー等を挙げることができる。ま
た、Ｎｄ＋：ＹＡＧレーザー、色素レーザー、Ｋｒイオ
ンレーザー、Ａｒイオンレーザー又は銅蒸気レーザーに
おいても基本発振波長光を非線形光学素子などにより、
紫外光領域のレーザーに変換したものを用いることもで
きる。レーザーフルエンスとしては、高分子の素材によ
り異なるがパルス幅がナノ秒程度として、約０．１mJ／
cm2／パルス以上の高輝度レーザーが望ましい。また、
ＦＥＬ（自由電子レーザー）も使用可能である。また、
基板は、有機材料、無機材料又は金属材料のいずれでも
よい。
ＸｅＦ（３５１nm）、ＸｅＣｌ（３０８nm) 、ＫｒＦ
（２４８nm) 、ＡｒＦ（１９３nm）あるいはＦ２（１５
７nm）エキシマレーザー等を挙げることができる。ま
た、Ｎｄ＋：ＹＡＧレーザー、色素レーザー、Ｋｒイオ
ンレーザー、Ａｒイオンレーザー又は銅蒸気レーザーに
おいても基本発振波長光を非線形光学素子などにより、
紫外光領域のレーザーに変換したものを用いることもで
きる。レーザーフルエンスとしては、高分子の素材によ
り異なるがパルス幅がナノ秒程度として、約０．１mJ／
cm2／パルス以上の高輝度レーザーが望ましい。また、
ＦＥＬ（自由電子レーザー）も使用可能である。また、
基板は、有機材料、無機材料又は金属材料のいずれでも
よい。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。図２は、以下
の実施例において用いた試験装置を示している。１２は
真空チャンバーで、内部に基板１０が固定されている。
真空チャンバー１２内は、ロータリポンプ２４及び拡散
ポンプ２６からなる真空発生源で排気されて、真空状態
になるように構成されている。紫外レーザー光は、レン
ズ２８及びレーザー導入口３０を介して基板１０に照射
されるようになっている。３２は導入管で、化合物１又
は化合物２がそれぞれ流量計３４又は３６を介して真空
チャンバー１２内に導入されるようになっている。３
８、４０、４２は開閉弁、４４は緊急遮断弁である。ま
た、基板１０には加熱器４６が設けられ、この加熱器４
６は制御器４８により調節されるように構成されてい
る。
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。図２は、以下
の実施例において用いた試験装置を示している。１２は
真空チャンバーで、内部に基板１０が固定されている。
真空チャンバー１２内は、ロータリポンプ２４及び拡散
ポンプ２６からなる真空発生源で排気されて、真空状態
になるように構成されている。紫外レーザー光は、レン
ズ２８及びレーザー導入口３０を介して基板１０に照射
されるようになっている。３２は導入管で、化合物１又
は化合物２がそれぞれ流量計３４又は３６を介して真空
チャンバー１２内に導入されるようになっている。３
８、４０、４２は開閉弁、４４は緊急遮断弁である。ま
た、基板１０には加熱器４６が設けられ、この加熱器４
６は制御器４８により調節されるように構成されてい
る。
【００１８】実施例１ サファイア基板上にキャスト法にて製膜したポリエチレ
ンナフタレート薄膜に真空雰囲気（２×１０-5Torr）、
温度８５K の状態で１−プロピニルアイオダイドを蒸着
させた（図２参照）。その後、固体基板上の温度を１５
０K （１−プロピニルアイオダイドの脱着温度は１８０
K ）に昇温し、ＫｒＦエキシマレーザー（波長；２４８
nm、半値幅約２０ns）を１０mJ／cm2／パルスで５０シ
ョット照射し、１−プロピニルアイオダイドを重合させ
た。この後、アクリル酸トリフルオロエチルエステルを
真空チャンバー内へ導入し、照射表面に所定量吸着させ
た。３０分間保持した後、真空チャンバー内の温度を３
００K まで上昇させ、未反応モノマーを除去し、表面処
理薄膜を得た。Ｘ線光電子分光測定（ＸＰＳ）によって
１−プロピニルアイオダイドのよう素に基ずくピーク、
及びアクリル酸トリフルオロエチルエステルのフッ素に
基づくピークが検出され（図３参照）、レーザー照射し
た表面部分のみに重合と固定化が進行していることが確
認された。
ンナフタレート薄膜に真空雰囲気（２×１０-5Torr）、
温度８５K の状態で１−プロピニルアイオダイドを蒸着
させた（図２参照）。その後、固体基板上の温度を１５
０K （１−プロピニルアイオダイドの脱着温度は１８０
K ）に昇温し、ＫｒＦエキシマレーザー（波長；２４８
nm、半値幅約２０ns）を１０mJ／cm2／パルスで５０シ
ョット照射し、１−プロピニルアイオダイドを重合させ
た。この後、アクリル酸トリフルオロエチルエステルを
真空チャンバー内へ導入し、照射表面に所定量吸着させ
た。３０分間保持した後、真空チャンバー内の温度を３
００K まで上昇させ、未反応モノマーを除去し、表面処
理薄膜を得た。Ｘ線光電子分光測定（ＸＰＳ）によって
１−プロピニルアイオダイドのよう素に基ずくピーク、
及びアクリル酸トリフルオロエチルエステルのフッ素に
基づくピークが検出され（図３参照）、レーザー照射し
た表面部分のみに重合と固定化が進行していることが確
認された。
【００１９】比較例１ サファイア基板上にキャスト法にて製膜したポリエチレ
ンナフタレート薄膜に真空雰囲気（２×１０-5Torr）、
温度８５K の状態で１−プロピニルアイオダイドを蒸着
させた。温度８５K にてＫｒＦエキシマレーザー（波
長；２４８nm、半値幅約２０ns）を１０mJ／cm2／パル
スで５０ショット照射し、１−プロピニルアイオダイド
を重合させた。この後、アクリル酸トリフルオロエチル
エステルを真空チャンバー内へ導入し、照射表面に所定
量を吸着させた。この後真空チャンバー内の温度を３０
０K まで上昇させ、未反応モノマーを除去し、表面処理
薄膜を得た。Ｘ線光電子分光測定（ＸＰＳ）によれば、
１−プロピニルアイオダイドのよう素に基ずくピークは
観察されたが、重合膜の表面に導入したアクリル酸トリ
フルオロエチルエステルのフッ素に基づくピークが検出
されなかった（図４参照）。
ンナフタレート薄膜に真空雰囲気（２×１０-5Torr）、
温度８５K の状態で１−プロピニルアイオダイドを蒸着
させた。温度８５K にてＫｒＦエキシマレーザー（波
長；２４８nm、半値幅約２０ns）を１０mJ／cm2／パル
スで５０ショット照射し、１−プロピニルアイオダイド
を重合させた。この後、アクリル酸トリフルオロエチル
エステルを真空チャンバー内へ導入し、照射表面に所定
量を吸着させた。この後真空チャンバー内の温度を３０
０K まで上昇させ、未反応モノマーを除去し、表面処理
薄膜を得た。Ｘ線光電子分光測定（ＸＰＳ）によれば、
１−プロピニルアイオダイドのよう素に基ずくピークは
観察されたが、重合膜の表面に導入したアクリル酸トリ
フルオロエチルエステルのフッ素に基づくピークが検出
されなかった（図４参照）。
【００２０】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 紫外レーザーの１回（１工程）の照射のみで、
光重合膜の製造と膜の複合化（機能性付与）が可能とな
る。 （２） 重合膜表面へ導入する物質を複数とすることに
より、表面上に性質の異なる膜を積層することができ
る。 （３） 高強度及び指向性の高い紫外域レーザーを使用
しているため、短時間に制御よく、しかも、良質の薄膜
作製が可能である。 （４） 低温状態で行うと紫外吸収スペクトルとの併用
により、導入分子の吸着量を正確に決定することが可能
であり、化合物の吸着量及び生成する重合薄膜の厚みを
任意に制御して、分子層数層レベルでの吸着を行うこと
も可能である。 （５） レーザー照射部を金属パターン等を用いて位置
選択的に行えるため、パターン形成が可能である。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 紫外レーザーの１回（１工程）の照射のみで、
光重合膜の製造と膜の複合化（機能性付与）が可能とな
る。 （２） 重合膜表面へ導入する物質を複数とすることに
より、表面上に性質の異なる膜を積層することができ
る。 （３） 高強度及び指向性の高い紫外域レーザーを使用
しているため、短時間に制御よく、しかも、良質の薄膜
作製が可能である。 （４） 低温状態で行うと紫外吸収スペクトルとの併用
により、導入分子の吸着量を正確に決定することが可能
であり、化合物の吸着量及び生成する重合薄膜の厚みを
任意に制御して、分子層数層レベルでの吸着を行うこと
も可能である。 （５） レーザー照射部を金属パターン等を用いて位置
選択的に行えるため、パターン形成が可能である。
【図１】本発明の紫外レーザーによる有機多層膜製造方
法の工程説明図である。
法の工程説明図である。
【図２】実施例及び比較例において用いた試験装置の系
統図である。
統図である。
【図３】実施例１における結果を示すもので、１−プロ
ピニルアイオダイドをレーザー照射により１５０K で重
合させた後、この表面にアクリル酸トリフルオロエチル
エステルを導入した時のＸＰＳ（Ｘ線光電子分光測定）
スペクトルで、結合エネルギーとカウントとの関係を示
している。
ピニルアイオダイドをレーザー照射により１５０K で重
合させた後、この表面にアクリル酸トリフルオロエチル
エステルを導入した時のＸＰＳ（Ｘ線光電子分光測定）
スペクトルで、結合エネルギーとカウントとの関係を示
している。
【図４】比較例１における結果を示すもので、１−プロ
ピニルアイオダイドをレーザー照射により８５K で重合
させた後、この表面にアクリル酸トリフルオロエチルエ
ステルを導入した時のＸＰＳ（Ｘ線光電子分光測定）ス
ペクトルで、結合エネルギーとカウントとの関係を示し
ている。
ピニルアイオダイドをレーザー照射により８５K で重合
させた後、この表面にアクリル酸トリフルオロエチルエ
ステルを導入した時のＸＰＳ（Ｘ線光電子分光測定）ス
ペクトルで、結合エネルギーとカウントとの関係を示し
ている。
１０ 基板 １２ 真空チャンバー １４ 有機モノマー分子 １６ マスク １８ 有機多層膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新納 弘之 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 大花 継頼 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 審査官 三宅 正之 (56)参考文献 特開 昭63−235463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−138529（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−168859（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58
Claims (4)
- 【請求項１】 真空チャンバー内において、基板上に有
機モノマー分子を蒸着させ、この蒸着層に紫外レーザー
を照射することにより重合させて膜を形成させると同時
に重合膜表面にラジカル種を発生させる工程と、ついで
レーザーを照射しない暗反応下において、この蒸着分子
が重合した膜表面に前記ラジカル種と反応する遊離の官
能基を有する有機化合物を導入し、該有機化合物を表面
へ固定化する工程とを１回の紫外レーザー照射により行
い、１回の紫外レーザー照射工程の間に光重合膜の製造
と膜の複合化を行って有機多層膜を作製することを特徴
とする紫外レーザーによる有機多層膜製造方法。 - 【請求項２】 真空中で基板に有機モノマーを蒸着させ
る温度が、固体基板上から該有機モノマーが脱着する温
度より３から１００Ｋ低い温度であることを特徴とする
請求項１記載の紫外レーザーによる有機多層膜製造方
法。 - 【請求項３】 紫外レーザーを照射するときの有機モノ
マーの温度が、該有機モノマーの基板からの脱着温度よ
り５から５０Ｋ低い温度範囲であることを特徴とする請
求項１記載の紫外レーザーによる有機多層膜製造方法。 - 【請求項４】 真空中で紫外レーザーにより重合させた
蒸着物表面へ有機化合物を供給、蒸着させる温度が、重
合膜表面から該有機化合物が脱着する温度より５から５
０Ｋ低い温度であることを特徴とする請求項１記載の紫
外レーザーによる有機多層膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5124946A JP2762013B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 紫外レーザーによる有機多層膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5124946A JP2762013B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 紫外レーザーによる有機多層膜製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06316757A JPH06316757A (ja) | 1994-11-15 |
| JP2762013B2 true JP2762013B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=14898118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5124946A Expired - Lifetime JP2762013B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 紫外レーザーによる有機多層膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762013B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007111092A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法 |
| WO2007111098A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及びその製造方法 |
| WO2007111075A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 透明バリア性シート及び透明バリア性シートの製造方法 |
| JPWO2007111076A1 (ja) | 2006-03-24 | 2009-08-06 | コニカミノルタエムジー株式会社 | 透明バリア性シートおよび透明バリア性シートの製造方法 |
| JPWO2007111074A1 (ja) | 2006-03-24 | 2009-08-06 | コニカミノルタエムジー株式会社 | 透明バリア性シート及び透明バリア性シートの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62138529A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | 有機シリコ−ン薄膜の形成方法 |
| JP2580154B2 (ja) * | 1987-03-23 | 1997-02-12 | 三菱重工業株式会社 | 金属の積層コ−テイング膜 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP5124946A patent/JP2762013B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06316757A (ja) | 1994-11-15 |
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