JP3158008B2 - 配向制御された有機薄膜及び製膜法 - Google Patents
配向制御された有機薄膜及び製膜法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶配向膜，光電変換
素子，非線形光学素子，センサー等に使用され、配向制
御された有機薄膜及び製膜法に関する。
素子，非線形光学素子，センサー等に使用され、配向制
御された有機薄膜及び製膜法に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機配向膜の形成方法は、液相を利用す
るウエットプロセスと気相，特に真空中におけるドライ
プロセスに大別される。ウエットプロセスには、溶媒の
除去によって薄膜を形成するキャスト法，水面上の単分
子膜を積層するＬＢ法，液相から結晶成長させる液相エ
ピタキシャル法，電極表面上で有機物質を電解重合させ
る電解重合法，電解によって酸化皮膜を形成する陽極酸
化法，微粒子を分散成長させる電着法等がある。ドライ
プロセスには、真空蒸着法，超高真空を使用するＭＢＥ
法，クラスタイオンビーム法，イオンビーム照射を併用
した真空蒸着法，高周波イオンプレーティング法，スパ
ッタ法，プラズマ重合法，ＣＶＤ法等がある。これら製
膜法のなかでも、配向性の良好な薄膜を作成する方法と
しては、ＬＢ法，真空蒸着法，クラスタイオンビーム
法，イオン照射真空蒸着法等が掲げられる。
るウエットプロセスと気相，特に真空中におけるドライ
プロセスに大別される。ウエットプロセスには、溶媒の
除去によって薄膜を形成するキャスト法，水面上の単分
子膜を積層するＬＢ法，液相から結晶成長させる液相エ
ピタキシャル法，電極表面上で有機物質を電解重合させ
る電解重合法，電解によって酸化皮膜を形成する陽極酸
化法，微粒子を分散成長させる電着法等がある。ドライ
プロセスには、真空蒸着法，超高真空を使用するＭＢＥ
法，クラスタイオンビーム法，イオンビーム照射を併用
した真空蒸着法，高周波イオンプレーティング法，スパ
ッタ法，プラズマ重合法，ＣＶＤ法等がある。これら製
膜法のなかでも、配向性の良好な薄膜を作成する方法と
しては、ＬＢ法，真空蒸着法，クラスタイオンビーム
法，イオン照射真空蒸着法等が掲げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の製膜
法、たとえばＬＢ法では１分子中に親水基及び疎水基を
併せ持つ有機化合物を使用する必要がある等、良好な配
向性で製膜可能な有機化合物の種類が非常に制約され
る。なかでも、芳香族有機化合物にあっては、如何なる
方法によっても良好な配向性をもつ有機薄膜が作製され
なかった。他方、液晶配向膜，光電変換素子，非線形光
学素子，センサー等としての用途が期待されている有機
配向膜の機能を高めるためには、より高度に配向されて
いることが要求される。ところで、走査型トンネル顕微
鏡の発展に伴って、分子又は原子レベルでの観察が可能
になり、有機薄膜の観察も試みられている。作製された
有機薄膜の配向性を走査型トンネル顕微鏡で観察し、配
向性に優れた有機薄膜の製造例もいくつか報告されてい
る。しかしながら、これまでの報告例は、真空蒸着法，
クラスタイオンビーム法，イオン照射真空蒸着法等のド
ライプロセスによるものであり、有機化合物としては液
晶化合物やベンゼン等に限られている。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、ハロゲ
ン化物イオン又はハロゲンを基材に予め吸着させること
により、如何なる芳香族化合物からでも良好な配向性を
もつ有機薄膜を得ることを目的とする。
法、たとえばＬＢ法では１分子中に親水基及び疎水基を
併せ持つ有機化合物を使用する必要がある等、良好な配
向性で製膜可能な有機化合物の種類が非常に制約され
る。なかでも、芳香族有機化合物にあっては、如何なる
方法によっても良好な配向性をもつ有機薄膜が作製され
なかった。他方、液晶配向膜，光電変換素子，非線形光
学素子，センサー等としての用途が期待されている有機
配向膜の機能を高めるためには、より高度に配向されて
いることが要求される。ところで、走査型トンネル顕微
鏡の発展に伴って、分子又は原子レベルでの観察が可能
になり、有機薄膜の観察も試みられている。作製された
有機薄膜の配向性を走査型トンネル顕微鏡で観察し、配
向性に優れた有機薄膜の製造例もいくつか報告されてい
る。しかしながら、これまでの報告例は、真空蒸着法，
クラスタイオンビーム法，イオン照射真空蒸着法等のド
ライプロセスによるものであり、有機化合物としては液
晶化合物やベンゼン等に限られている。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、ハロゲ
ン化物イオン又はハロゲンを基材に予め吸着させること
により、如何なる芳香族化合物からでも良好な配向性を
もつ有機薄膜を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の配向制御された
有機薄膜は、その目的を達成するため、金属質の基体に
吸着されたハロゲン化物イオン又はハロゲンの吸着層
と、該吸着層を介して前記基体に吸着された芳香族有機
化合物の吸着層とからなることを特徴とする。この有機
薄膜は、金属質の基体にハロゲン化物イオン又はハロゲ
ンを吸着させ、次いでその上に芳香族有機化合物を吸着
させることにより製膜される。金属質の基体としては、
予めハロゲン化物イオン又はハロゲンを吸着させたもの
を使用することができ、この場合、不飽和結合をもつ芳
香族有機化合物を溶解した溶液に基体が浸漬される。ハ
ロゲン化物イオン又はハロゲンの吸着及び芳香族有機化
合物の吸着は、液相からの吸着或いは蒸気からの吸着の
何れであってもよい。
有機薄膜は、その目的を達成するため、金属質の基体に
吸着されたハロゲン化物イオン又はハロゲンの吸着層
と、該吸着層を介して前記基体に吸着された芳香族有機
化合物の吸着層とからなることを特徴とする。この有機
薄膜は、金属質の基体にハロゲン化物イオン又はハロゲ
ンを吸着させ、次いでその上に芳香族有機化合物を吸着
させることにより製膜される。金属質の基体としては、
予めハロゲン化物イオン又はハロゲンを吸着させたもの
を使用することができ、この場合、不飽和結合をもつ芳
香族有機化合物を溶解した溶液に基体が浸漬される。ハ
ロゲン化物イオン又はハロゲンの吸着及び芳香族有機化
合物の吸着は、液相からの吸着或いは蒸気からの吸着の
何れであってもよい。
【０００５】
【作用】一般に、芳香族有機化合物は、金属表面に強固
に吸着する。そのため、金属表面に芳香族有機化合物を
接触させると、芳香族有機化合物が金属に吸着しようと
する力が強すぎ、芳香族有機化合物相互の秩序ある構造
を維持することが困難である。その結果、良好な有機配
向膜を形成できない。これに対し、金属表面に予めハロ
ゲン化物イオン又はハロゲンを吸着させておくと、吸着
されたハロゲン化物イオン又はハロゲンによって芳香族
化合物と金属との吸着力が弱められ、芳香族有機化合物
の分子間の相互作用が分子構造の秩序化に有効に作用す
る。その結果、有機薄膜の配向性が向上し、良好な配向
性をもった有機薄膜が作製される。
に吸着する。そのため、金属表面に芳香族有機化合物を
接触させると、芳香族有機化合物が金属に吸着しようと
する力が強すぎ、芳香族有機化合物相互の秩序ある構造
を維持することが困難である。その結果、良好な有機配
向膜を形成できない。これに対し、金属表面に予めハロ
ゲン化物イオン又はハロゲンを吸着させておくと、吸着
されたハロゲン化物イオン又はハロゲンによって芳香族
化合物と金属との吸着力が弱められ、芳香族有機化合物
の分子間の相互作用が分子構造の秩序化に有効に作用す
る。その結果、有機薄膜の配向性が向上し、良好な配向
性をもった有機薄膜が作製される。
【０００６】ハロゲン化物イオン又はハロゲンの吸着量
は、特に本発明を拘束するものではないが、有機薄膜の
配向性を向上させる上では単原子層から数原子層までの
吸着層が有効である。ハロゲンにはＦ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ
等があり、ハロゲン化物イオンにはＦ- ，Ｃｌ- ，Ｂｒ
- ，Ｉ- 等がある。本発明に従って製膜される芳香族有
機化合物は、水或いはベンゼン，クロロホルム，ヘキサ
ン，アルコール等の有機溶媒に溶解するもの或いは蒸気
からの吸着が可能であるものである限り、その種類が制
約されるものではない。具体的な芳香族有機化合物とし
ては、ベンゼン環，ナフタレン環等の縮合多環炭化水素
を有する有機化合物，炭素以外の酸素，硫黄，窒素等の
原子を含む複素環を有する有機化合物等が掲げられる。
は、特に本発明を拘束するものではないが、有機薄膜の
配向性を向上させる上では単原子層から数原子層までの
吸着層が有効である。ハロゲンにはＦ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ
等があり、ハロゲン化物イオンにはＦ- ，Ｃｌ- ，Ｂｒ
- ，Ｉ- 等がある。本発明に従って製膜される芳香族有
機化合物は、水或いはベンゼン，クロロホルム，ヘキサ
ン，アルコール等の有機溶媒に溶解するもの或いは蒸気
からの吸着が可能であるものである限り、その種類が制
約されるものではない。具体的な芳香族有機化合物とし
ては、ベンゼン環，ナフタレン環等の縮合多環炭化水素
を有する有機化合物，炭素以外の酸素，硫黄，窒素等の
原子を含む複素環を有する有機化合物等が掲げられる。
【０００７】
実施例１：線形芳香族化合物として、図１の構造式をも
つものを使用し、１μＭの水溶液を調製した。１ｍＭの
ＫＩ溶液に浸漬することによりＣｌＯ4 -を予め吸着させ
たＡｕを、溶液に前記水溶液に３０分程度浸漬し、線形
芳香族化合物を吸着させた。作製された有機配向膜のＳ
ＴＭ像を図２に示す。図２では、ベンゼン環及び窒素を
含む３つの環が直鎖的に配置していることから、この分
子を認識できる。また、この分子は、互いの環相互を隣
合せで高配向させている。このことから、得られた有機
薄膜膜は、高度に配向された構造を持っていることが判
る。
つものを使用し、１μＭの水溶液を調製した。１ｍＭの
ＫＩ溶液に浸漬することによりＣｌＯ4 -を予め吸着させ
たＡｕを、溶液に前記水溶液に３０分程度浸漬し、線形
芳香族化合物を吸着させた。作製された有機配向膜のＳ
ＴＭ像を図２に示す。図２では、ベンゼン環及び窒素を
含む３つの環が直鎖的に配置していることから、この分
子を認識できる。また、この分子は、互いの環相互を隣
合せで高配向させている。このことから、得られた有機
薄膜膜は、高度に配向された構造を持っていることが判
る。
【０００８】実施例２：芳香族化合物として、図３の構
造式をもつクリスタルバイオレットを使用し、１μＭの
水溶液を調製した。実施例１と同様に沃素を予め吸着さ
せたＡｕを、この水溶液に３０分程度浸漬し、クリスタ
ルバイオレットを吸着させた。作製された有機配向膜の
ＳＴＭ像を図４に示す。図４から明らかなように、得ら
れた有機薄膜膜は、高度に配向された構造を持っている
ことが判る。また、水溶液に替えてベンゼンを溶媒とし
た場合も、同様に高度に配向された有機薄膜が得られ
た。
造式をもつクリスタルバイオレットを使用し、１μＭの
水溶液を調製した。実施例１と同様に沃素を予め吸着さ
せたＡｕを、この水溶液に３０分程度浸漬し、クリスタ
ルバイオレットを吸着させた。作製された有機配向膜の
ＳＴＭ像を図４に示す。図４から明らかなように、得ら
れた有機薄膜膜は、高度に配向された構造を持っている
ことが判る。また、水溶液に替えてベンゼンを溶媒とし
た場合も、同様に高度に配向された有機薄膜が得られ
た。
【０００９】実施例３：芳香族化合物として、図５の構
造式をもつポルプィリン化合物を使用し、１μＭの水溶
液を調製した。実施例１と同様に沃素を予め吸着させた
Ａｕを、水溶液に３０分程度浸漬し、ポルプィリン化合
物を吸着させた。作製された有機配向膜のＳＴＭ像を図
６に示す。図６から、ポルフィリン環を明確に認識する
ことができ、得られた有機薄膜膜が高度に配向された構
造を持っていることが判る。
造式をもつポルプィリン化合物を使用し、１μＭの水溶
液を調製した。実施例１と同様に沃素を予め吸着させた
Ａｕを、水溶液に３０分程度浸漬し、ポルプィリン化合
物を吸着させた。作製された有機配向膜のＳＴＭ像を図
６に示す。図６から、ポルフィリン環を明確に認識する
ことができ、得られた有機薄膜膜が高度に配向された構
造を持っていることが判る。
【００１０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、予めハロゲン化物イオン又はハロゲンを金属表面に
吸着させた後、芳香族有機化合物を吸着させている。金
属表面に吸着されているハロゲン化物イオン又はハロゲ
ンは、金属と芳香族有機化合物との間の吸着力を弱め、
芳香族有機化合物の分子間における自己組織化に有効な
相互作用を発現させる。その結果、高度に配向制御され
た有機薄膜が作製される。このようにして得られた有機
薄膜は、高度に配向された構造を活用し、液晶配向膜，
光電変換素子，非線形光学素子，センサー等の素子とし
て使用される。
は、予めハロゲン化物イオン又はハロゲンを金属表面に
吸着させた後、芳香族有機化合物を吸着させている。金
属表面に吸着されているハロゲン化物イオン又はハロゲ
ンは、金属と芳香族有機化合物との間の吸着力を弱め、
芳香族有機化合物の分子間における自己組織化に有効な
相互作用を発現させる。その結果、高度に配向制御され
た有機薄膜が作製される。このようにして得られた有機
薄膜は、高度に配向された構造を活用し、液晶配向膜，
光電変換素子，非線形光学素子，センサー等の素子とし
て使用される。
【図１】 実施例１で使用した線形芳香族有機化合物の
構造式
構造式
【図２】 実施例１で作製された有機薄膜のＳＴＭ像
【図３】 実施例２で使用したクリスタルバイオレット
の構造式
の構造式
【図４】 実施例２で作製された有機薄膜のＳＴＭ像
【図５】 実施例３で使用したポルプィリン化合物の構
造式
造式
【図６】 実施例３で作製された有機薄膜のＳＴＭ像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 作原 寿彦 宮城県仙台市太白区八木山東２−18−13 (56)参考文献 特開 平３−7913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−58639（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−13115（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−63746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−48346（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−301984（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−307179（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05D 7/14 B05D 7/24 301 G02F 1/1337 520 C23C 26/00,28/00
Claims (3)
- 【請求項１】 金属質の基体に吸着されたハロゲン化物
イオン又はハロゲンの吸着層と、該吸着層を介して前記
基体に吸着された芳香族有機化合物の吸着層とからなる
配向制御された有機薄膜。 - 【請求項２】 金属質の基体にハロゲン化物イオン又は
ハロゲンを吸着させ、次いでその上に芳香族有機化合物
を吸着させることを特徴とする配向制御された有機薄膜
の製膜法。 - 【請求項３】 ハロゲン化物イオン又はハロゲンを吸着
させた金属質の基体を、不飽和結合をもつ芳香族有機化
合物を溶解した溶液に浸漬することを特徴とする配向制
御された有機薄膜の製膜法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6867695A JP3158008B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 配向制御された有機薄膜及び製膜法 |
| DE1996614898 DE69614898T2 (de) | 1995-03-02 | 1996-03-01 | Organische Dünnschicht mit gleichmässig orientierter Struktur und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| EP19960103218 EP0729793B1 (en) | 1995-03-02 | 1996-03-01 | Organic thin film having structure orientated with high regularity and making method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6867695A JP3158008B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 配向制御された有機薄膜及び製膜法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08238454A JPH08238454A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3158008B2 true JP3158008B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=13380565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6867695A Expired - Fee Related JP3158008B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 配向制御された有機薄膜及び製膜法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0729793B1 (ja) |
| JP (1) | JP3158008B2 (ja) |
| DE (1) | DE69614898T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4413290B2 (ja) * | 1997-06-23 | 2010-02-10 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 配向制御又は構造制御された有機薄膜の製造方法 |
| NO312180B1 (no) * | 2000-02-29 | 2002-04-08 | Thin Film Electronics Asa | Fremgangsmåte til behandling av ultratynne filmer av karbonholdige materialer |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05275771A (ja) * | 1992-03-26 | 1993-10-22 | Res Dev Corp Of Japan | ポルフィリン薄膜、その製造方法及びそれを用いた多層膜 |
| JP3030309B2 (ja) * | 1994-03-09 | 2000-04-10 | 工業技術院長 | 薄膜製造装置 |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP6867695A patent/JP3158008B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-01 EP EP19960103218 patent/EP0729793B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-01 DE DE1996614898 patent/DE69614898T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08238454A (ja) | 1996-09-17 |
| DE69614898T2 (de) | 2002-04-25 |
| DE69614898D1 (de) | 2001-10-11 |
| EP0729793A1 (en) | 1996-09-04 |
| EP0729793B1 (en) | 2001-09-05 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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