JP5782673B2 - Transparent photo-oxidation layer thin film formation method - Google Patents

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本発明は、シリコーンオイルを光酸化反応により接着やコーティングを短時間に行うために、光照射中は、塗布されたシリコーンオイル層の固化を促進させるために、シリコーンオイル内部に過不足無く酸化剤を保持させる目的で、酸化剤の蒸発を飽和蒸気圧を超えない範囲内及び溶解度が飽和溶解度を超えない範囲内に制御するための光反応雰囲気及び照射光源の冷却と、その光酸化反応の進行過程を蛍光剤の発光量から光酸化反応の密度分布として監視することができるシリコーンオイルの透明光酸化層薄膜形成方法に関する。 In the present invention, since the silicone oil is bonded and coated by a photo-oxidation reaction in a short time, during the light irradiation, in order to promote the solidification of the applied silicone oil layer, the oxidant is not excessively contained in the silicone oil. In order to maintain the oxidant evaporation within the range that does not exceed the saturated vapor pressure and the solubility within the range that does not exceed the saturation solubility, cooling of the photoreaction atmosphere and irradiation light source, and the progress of the photooxidation reaction The present invention relates to a method for forming a transparent photo-oxidized layer thin film of silicone oil, which can monitor the process from the light emission amount of a fluorescent agent as a density distribution of a photo-oxidation reaction.

従来、材料表面へのガラスコーティング法としては真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、CVD法などがある。しかし、これらのコーティング膜は薄く、かつ膜質はポーラスであり、耐水性に劣る。他方、透明接着剤としてはアクリルシアノール系の紫外線硬化樹脂があるが、250nmより短い波長の紫外線域で使えるような接着剤はシリコーンオイル光酸化接着方法による薄膜形成以外に方法は無い。 Conventionally, glass coating methods on the material surface include vacuum deposition, ion plating, sputtering, and CVD. However, these coating films are thin, the film quality is porous, and the water resistance is poor. On the other hand, there is an acrylic cyanol-based ultraviolet curable resin as a transparent adhesive, but there is no method other than the formation of a thin film by a silicone oil photo-oxidation bonding method that can be used in an ultraviolet region having a wavelength shorter than 250 nm.

ガラス膜形成法としては水ガラスを用いる方法があるが、ガラスの硬化反応に水分が必要なため、反応熱による発泡が透明度や接着強度や形成された膜強度に問題が残る。これに対し、シリコーンオイルを酸素雰囲気で紫外線を照射することで高密度で紫外線を透過し、更に、耐高温性、高強度、高硬度、耐水性を有するコーティング法や接着法は本発明者によって既に報告している[特許文献4、特開平2005-070243]および[特許文献5、特開平2005-070245]。 As a glass film forming method, there is a method using water glass. However, since moisture is required for the glass curing reaction, foaming due to reaction heat remains a problem in transparency, adhesive strength, and formed film strength. On the other hand, silicone oil is irradiated with ultraviolet rays in an oxygen atmosphere to transmit ultraviolet rays at a high density, and further, a coating method and an adhesion method having high temperature resistance, high strength, high hardness, and water resistance are determined by the present inventor. Already reported [Patent Document 4, JP-A-2005-070243] and [Patent Document 5, JP-A-2005-070245].

一般的に、接着剤内部には水分が多いために真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどの手法で硬質膜を形成するには、基板温度を上げる必要がある。しかしこの処理によって、基板の性質が変わったり、膜に熱歪が生じたりする。このため、基板温度は270〜300℃に抑えているのが現状であり、膜が薄く、しかも、硬質である膜は実用化に至っていない。 Generally, since there is a lot of moisture inside the adhesive, it is necessary to raise the substrate temperature in order to form a hard film by means of vacuum deposition, ion plating, sputtering, or the like. However, this treatment changes the properties of the substrate and causes thermal strain in the film. For this reason, the substrate temperature is currently kept at 270 to 300 ° C., and a thin film and a hard film have not been put into practical use.

更に、光学材料の膜厚コーティングに関しては、特許文献1『光学素子の製造方法』には、ガラスレンズにテトライソシアネート化合物あるいはクロロシラン化合物を滴下した後、これを高速回転し、該溶液を均一に拡散させ、均一拡散された該溶液の上方から赤外ヒーター加熱を行い、加水分解による3次元架橋構造のSiO2膜を形成させた後、常温まで徐冷する方法がある。しかし、この膜も250nmより短い波長では使えない。 Furthermore, regarding film thickness coating of optical materials, Patent Document 1 “Optical Element Manufacturing Method” describes that a tetraisocyanate compound or a chlorosilane compound is dropped on a glass lens and then rotated at high speed to uniformly diffuse the solution. In addition, there is a method in which an infrared heater is heated from above the uniformly diffused solution to form a SiO 2 film having a three-dimensional crosslinked structure by hydrolysis and then gradually cooled to room temperature. However, this film cannot be used at wavelengths shorter than 250 nm.

また、NF3とO2の混合ガスおよびSiウエハの存在下でArFレーザーあるいはXeエキシマランプ光を照射して、室温で透明なSiO2 を積層させる方法は、本願発明者らによって[特許文献2、特開平05-102130]、特許文献2、[特許文献3、特開平08-088222]、に開示されている。しかしこの方法でも250nmより短い波長でも使えるような硬質薄膜はできない。 In addition, a method of laminating transparent SiO 2 at room temperature by irradiating ArF laser or Xe excimer lamp light in the presence of a mixed gas of NF 3 and O 2 and a Si wafer is performed by the present inventors [Patent Document 2]. , Japanese Patent Laid-Open No. 05-102130], Patent Document 2, and [Patent Document 3, Japanese Patent Laid-Open No. 08-088222]. However, this method cannot produce a hard thin film that can be used at wavelengths shorter than 250 nm.

硬質薄膜の形成に関しては、本発明者らによる非特許文献1に『ジメチルシロキサンシリコーンモノマー(SiO(CH3)2)n (ジメチルシロキサンシリコーンオイル)を塗布したガラス基板上に、酸素雰囲気でArFエキシマレーザー光を照射してシロキサン結合からメチル基を光解離させ、かつ、酸素の光励起によって生成した基底状態の酸素原子 O(3P)がSiのダングリンボンドと結合して厚さ2μmの透明SiO2硬質膜を形成させたと』と開示されているが、均一な膜厚を形成させるまでには至っていない。このシリコーンオイルは非特許文献2に開示しているように、酸素雰囲気で紫外線を照射すると光酸化によって有機シリコーンオイルを無機材料であるSiO2に変えることができる。さらに[特許文献4、特開平2005-070243]では、光学材料表面をガラスコーティングするために、被処理試料表面を予めプラズマ処理もしくは紫外線照射を施した後、酸化剤雰囲気で紫外線と赤外線の夫々を間欠的にあるいは連続的に照射しながら、シリコーンオイルを滴下し、スピン回転を開始し、均一膜厚に至ったところで回転を止め、その後も界面に紫外線と赤外線の夫々を照射してガラス薄膜を形成する方法が開示されている。さらに酸化剤として、空気、酸素、オゾン、過酸化水素、水、水蒸気が有効であることが開示されている。 Regarding the formation of a hard thin film, a non-patent document 1 by the present inventors “ArF excimer in an oxygen atmosphere on a glass substrate coated with dimethylsiloxane silicone monomer (SiO (CH 3 ) 2 ) n (dimethylsiloxane silicone oil)”. Laser light is used to photodissociate methyl groups from siloxane bonds, and ground state oxygen atoms O (3P) generated by photoexcitation of oxygen are bonded to Si dangling bonds to form transparent SiO 2 with a thickness of 2 μm. It is disclosed that a hard film is formed ”, but a uniform film thickness has not yet been formed. As disclosed in Non-Patent Document 2, when this silicone oil is irradiated with ultraviolet rays in an oxygen atmosphere, the organic silicone oil can be changed to SiO 2 that is an inorganic material by photooxidation. Furthermore, in [Patent Document 4, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-070243], in order to coat the surface of the optical material with glass, the surface of the sample to be processed is preliminarily subjected to plasma treatment or ultraviolet irradiation, and then each of ultraviolet rays and infrared rays is irradiated in an oxidizing agent atmosphere. While intermittently or continuously irradiating, silicone oil is dripped, spin rotation is started, rotation is stopped when it reaches a uniform film thickness, and then UV and infrared rays are irradiated to the interface to form a glass thin film. A method of forming is disclosed. Furthermore, it is disclosed that air, oxygen, ozone, hydrogen peroxide, water, and water vapor are effective as the oxidizing agent.

また、シリコーンオイルによる接着については、[特許文献5、特開2005-070245]に、両被接合材料表面にプラズマ処理を施した面にシリコーンオイルと酸化剤を介在させ、これらを過熱またはそのままの状態で、両方の被接合材料を重ねあわせ、それらの界面に紫外線を照射することが開示されている。さらに[特許文献6、特開2006-104046]では、異種同士のガラス材料を接着する場合の最適な条件として、シリコーンオイルの分子量が200から12万であり、室温あるいは200℃以下の温度雰囲気で被接合材料面同士を重ねあわせ、機械加圧またはガスによる雰囲気加圧により、0から30 kg/cm2の範囲で加圧または被接合部を低圧に吸引して接合面を大気圧または不活性ガスによる外圧により両者の差圧を制御しながら加圧を行い、それら接合界面に紫外線を照射することを開示している。さらに酸化剤ガスとして炭酸ガスも開示されている。 As for adhesion with silicone oil, in [Patent Document 5, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-070245], both surfaces of the materials to be bonded are subjected to plasma treatment, silicone oil and an oxidizing agent are interposed, and these are overheated or left as they are. In this state, it is disclosed that both materials to be bonded are superposed and the interface thereof is irradiated with ultraviolet rays. Furthermore, in [Patent Document 6, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-104046], as an optimum condition for bonding different kinds of glass materials, the molecular weight of silicone oil is 200 to 120,000, and the temperature is room temperature or 200 ° C. or less. The surfaces to be joined are overlapped, and the joining surfaces are at atmospheric pressure or inert by applying pressure in the range of 0 to 30 kg / cm 2 or sucking the to-be-joined parts to a low pressure by mechanical pressurization or gas atmosphere pressurization It discloses that pressurization is performed while controlling the differential pressure between the two by an external pressure of gas, and ultraviolet rays are irradiated to the bonding interface. Further, carbon dioxide gas is also disclosed as an oxidant gas.

特願平2-410824 (特開平04-219349)Japanese Patent Application No. 2-410824 (Japanese Patent Laid-Open No. 04-219349) 特願平3-260651 (特開平05-102130)Japanese Patent Application No. 3-260651 (Japanese Patent Laid-Open No. 05-102130) 特願平6-222049 (特開平08-088222)Japanese Patent Application No.6-222049 (Japanese Patent Laid-Open No. 08-088222) 特願2003-298124(特開2005-070243)Japanese Patent Application 2003-298124 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-070243) 特願2003-298158(特開2005-070245)Japanese Patent Application 2003-298158 (JP 2005-070245) 特願2005-251257(特開2006-104046)Japanese Patent Application 2005-251257 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-104046) 特願2007-192117(特開2009-009075)Japanese Patent Application No. 2007-192117 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-009075)

村原正隆 著 塑性と加工(日本塑性加工学会誌)第27巻第30号、934〜942 (1986)Masataka Murahara Plasticity and Processing (Journal of the Japan Society for Technology of Plasticity) Vol. 27, No. 30, 934-942 (1986) 村原正隆 著 エキシマランプを用いた石英ガラスの室温接着とコーティング、セラミックス,41(6)440〜443 (2006)Murahara Masataka Room temperature adhesion and coating of quartz glass using excimer lamp, ceramics, 41 (6) 440-443 (2006)

従来、シリコーンオイルによる酸化剤雰囲気で真空紫外光照射して接着やコーティングを行う方法において、シリコーンオイル内部に混入している酸化剤を過不足なく補給することについての報告は無かった。一般に石英ガラスは二酸化珪素だけから成るガラスで、軟化点は1500℃以上、膨張係数は5〜6×10-7で急熱急冷に耐え、耐食性大、紫外線透過200nm、弾性性能も良いが、融解に1,800℃の高温を要す。一方シリコーンオイルはジメチルジクロルシランの重合体が一般に無色透明の液体で、動粘性率は0.65〜100万cSの範囲で市販されている。これらシリコーンオイルは、温度による粘性変化が小さく、凝固点が低く、化学的に不活性であり、しかも、表面張力が小さく、撥水性、消泡性、離型性、電気絶縁性などに優れている。幸いなことに、化学構造式を見ると、共に骨格にシロキサン結合(-Si-O-)結合を有し、そのSi原子にメチル基(-CH3)やエチル基(-C2H5)などが付いたものがシリコーンオイル、酸素(=O)が付いたものが石英ガラスである。本願発明者は石英ガラスが有する化学的安定性と、多くの耐性を有しながら、融解に1,800℃の高温を要すると言う加工の欠点を克服するために、骨格に同じシロキサン結合を有し、かつ、液体のシリコーンオイルに酸素雰囲気で真空紫外線照射して、Siの側鎖のメチル基を光切断し、そこに酸素原子を置換することにより石英ガラスに変質させることを研究してきた。すなわち酸化剤雰囲気で液体に紫外線を照射して固体にすることであった。 Conventionally, there has been no report about supplying an oxidant mixed in silicone oil without excess or deficiency in a method of bonding or coating by irradiating vacuum ultraviolet light in an oxidant atmosphere with silicone oil. In general, quartz glass is made of silicon dioxide only, with a softening point of 1500 ° C or higher, an expansion coefficient of 5-6 × 10 -7 , withstanding rapid quenching, high corrosion resistance, UV transmission of 200 nm, good elastic performance, but melting Requires a high temperature of 1,800 ℃. Silicone oil, on the other hand, is a dimethyldichlorosilane polymer, which is generally a colorless and transparent liquid, and has a kinematic viscosity ranging from 0.65 to 1 million cS. These silicone oils have a small viscosity change with temperature, have a low freezing point, are chemically inert, have a low surface tension, and are excellent in water repellency, antifoaming properties, releasability, electrical insulation, etc. . Fortunately, looking at the chemical structural formula, both have a siloxane bond (—Si—O—) bond in the skeleton, and the Si atom has a methyl group (—CH 3 ) or an ethyl group (—C 2 H 5 ). Those with etc. are silicone oil, and those with oxygen (= O) are quartz glass. The present inventor has the same siloxane bond in the skeleton in order to overcome the disadvantage of processing that the high temperature of 1,800 ° C. is required for melting while having the chemical stability and high resistance of quartz glass, In addition, we have been researching the transformation of quartz oil by irradiating liquid silicone oil with vacuum ultraviolet rays in an oxygen atmosphere, photo-cleaving methyl groups in Si side chains, and substituting oxygen atoms there. That is, the liquid was irradiated with ultraviolet rays in an oxidant atmosphere to form a solid.

1986年[非特許文献1]に開示した如く、空気中でシリコーンオイル層に193nmのArFレーザーを照射して石英ガラス膜を作ったことを皮切りに、特許文献2〜7および非特許文献2に開示したように、シリコーンオイルに様々な酸化剤雰囲気で真空紫外線を照射して、シリコーンオイル層を光酸化してそれらの層をアモルファス石英ガラス化する過程で、コーティングによる成膜方法や接着方法を開示してきた。 As disclosed in 1986 [Non-patent Document 1], starting with the fact that a silica glass film was formed by irradiating a 193 nm ArF laser on the silicone oil layer in air, Patent Documents 2-7 and Non-Patent Document 2 As disclosed, in the process of irradiating silicone oil with vacuum ultraviolet rays in various oxidant atmospheres to photo-oxidize the silicone oil layers and transform those layers into amorphous quartz glass, the film formation method and adhesion method by coating are Has been disclosed.

しかしそれらは全てにおいて反応に1時間以上の時間がかかり、しかも、照射時間を増加すると、光硬化が完全に完了するものと、不完全な場合など様々であった。その都度、真空紫外ランプの照射エネルギー密度やシリコーンオイル層と光源間の距離や雰囲気ガスなどを変化させた試行錯誤が続けられたが、再現性が悪く、光酸化の決定的な条件を見出すには至らなかった。 However, in all of them, the reaction took 1 hour or more, and when the irradiation time was increased, the photocuring was completely completed and incomplete cases were various. In each case, trial and error was continued by changing the irradiation energy density of the vacuum ultraviolet lamp, the distance between the silicone oil layer and the light source, the atmosphere gas, etc., but the reproducibility was poor and the decisive condition for photooxidation was found. Did not come.

この再現性の無さを示唆する決定的な現象が現れたのが以下の実験であった。中央部が中空の金属製試料台上にシリコーンオイルを塗布したガラス基板を載せ、光照射を試みた時、試料台がガラス基板と接触している部分は硬化したが中央の中空の部分は固まらず、試料台の形状に相応するように、境界付近から液体状シリコーンオイル層が波打つような模様を呈していた。 The following experiment showed a decisive phenomenon suggesting the lack of reproducibility. When a glass substrate coated with silicone oil was placed on a metal sample table with a hollow central part and light irradiation was attempted, the part where the sample table was in contact with the glass substrate was cured, but the hollow part in the center was not solidified. Instead, the liquid silicone oil layer was waved from the vicinity of the boundary so as to correspond to the shape of the sample stage.

この部分を観察すると、シリコーンオイル層の大気に接した部分に極薄膜が形成され、その下部から基板にかけてのシリコーンオイル層は全く光硬化していなかった。この現象を、初めは、試料台とガラス基板との真空紫外光の反射が影響し、試料と試料台が密着している箇所では光量が多いためだと考えた。 When this portion was observed, an ultrathin film was formed in the portion of the silicone oil layer in contact with the atmosphere, and the silicone oil layer from the lower portion to the substrate was not photocured at all. At first, this phenomenon was thought to be due to the influence of the reflection of vacuum ultraviolet light between the sample stage and the glass substrate, and a large amount of light at the place where the sample and the sample stage were in close contact.

しかし、試料台とガラス基板の境界を鏡面にして紫外線の反射効率を向上させたが、如実な変化は無かった。更に当該境界面を黒く塗り熱吸収を良くすると、光硬化が阻害されることが判明した。すなわち前述した中央部が中空の金属製試料台は熱の拡散盤の役割をし、当該ガラス基板と接触した部分は熱が拡散するため温度上昇が抑えられたが、中央の中空部は熱貯まりになり、シリコーンオイルを局所的に過熱する結果となり、シリコーンオイル層内部の酸化剤を離散させているという結論に至った。そしてその原因が酸素現不足であることが判明した。 However, the reflection efficiency of ultraviolet rays was improved by making the boundary between the sample stage and the glass substrate a mirror surface, but there was no real change. Further, it was found that photocuring is inhibited when the boundary surface is painted black to improve heat absorption. In other words, the above-described metal sample stage with a hollow central portion serves as a heat diffusion plate, and the temperature increase is suppressed because heat diffuses in the portion in contact with the glass substrate, but the central hollow portion stores heat. As a result, the silicone oil was locally overheated, resulting in the conclusion that the oxidizer inside the silicone oil layer was dispersed. And it was found that the cause was lack of oxygen.

これらの考察の結果、酸化反応雰囲気の温度を下げ、温度上昇を抑えることを見出した。さらにこれを発展させて、光酸化反応系の雰囲気温度を下げることが出来ない場合には、反応雰囲気を加圧して、酸化剤を反応系から離散させない方法を見出した。すなわち、酸化剤が液体の場合には雰囲気気圧を上げ飽和蒸気圧を持続させ、あるいは気体の場合にも雰囲気気圧を上げ飽和溶解度を維持させることにより、飽和蒸気圧および飽和溶解度制御を行い、シリコーンオイル内から酸化剤を離散させない本発明の着想に到達した。 As a result of these considerations, it has been found that the temperature of the oxidation reaction atmosphere is lowered to suppress the temperature rise. Furthermore, when the atmospheric temperature of the photo-oxidation reaction system cannot be lowered by developing this, a method has been found in which the reaction atmosphere is pressurized and the oxidant is not separated from the reaction system. That is, when the oxidizing agent is a liquid, the atmospheric pressure is increased and the saturated vapor pressure is maintained, or when the oxidizing agent is a gas, the atmospheric pressure is increased and the saturated solubility is maintained, thereby controlling the saturated vapor pressure and the saturated solubility. The idea of the present invention has been reached in which the oxidant is not dispersed from within the oil.

さらに当該光酸化反応における酸化剤の過不足と光硬化を実時間で監視して反応制御にフィードバックする必要が生じた。しかし、これらシリコーンオイルの光酸化反応過程をモニターして、酸化剤の補給や光照射を終了させるタイミングを計測させる手法の報告も無い。また真空紫外光源の冷却と照射光量増を共に満たした照射装置の報告も無い。
さらに最近スペースシャトルのハップル望遠鏡のミラーや太陽電池パネルが黒化して天体からの光受光効率が落ちていると言われている。
Furthermore, it is necessary to monitor the excess and deficiency of the oxidant and the photocuring in the photooxidation reaction in real time and feed back to the reaction control. However, there is no report of a method for monitoring the photooxidation reaction process of these silicone oils and measuring the timing of replenishing the oxidant and ending the light irradiation. There is no report of an irradiation apparatus that satisfies both cooling of the vacuum ultraviolet light source and increase in the amount of irradiation light.
Recently, it has been said that the efficiency of receiving light from astronomical objects has been reduced due to the blackening of mirrors and solar panels of Space Shuttle's Happle telescope.

この原因について本願発明者は、宇宙などの真空紫外線が照射されている真空中で、人工衛星搭載太陽電池パネルを支持するためのシリコーンゴム接着剤やコーティング膜から揮発した低分子シロキサンが太陽電池受光面や天体望遠鏡ミラーなどの光学面に吸着し、受光面の表面が黒化または曇る現象が現れるものと考え、真空容器の中にRTVシリコーンゴムKE106(信越化学工業株式会社製)で成膜したフィルムを放置し、100時間172nmのXe2エキシマランプ光を照射した結果、表面が黒化し、炭素が遊離したことを確認した。しかしこれらの現象を光酸化手法を用いて回避する報告は無い。 Regarding this cause, the inventor of the present application received a low-molecular siloxane volatilized from a silicone rubber adhesive or a coating film for supporting a solar cell panel mounted on an artificial satellite in a vacuum irradiated with vacuum ultraviolet rays such as in space. The film is adsorbed on an optical surface such as a surface or an astronomical telescope mirror, and the surface of the light-receiving surface appears to be blackened or clouded, so that a film was formed in a vacuum vessel with RTV silicone rubber KE106 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). The film was allowed to stand and irradiated with 172 nm Xe2 excimer lamp light for 100 hours. As a result, it was confirmed that the surface was blackened and carbon was liberated. However, there is no report which avoids these phenomena using a photo-oxidation technique.

従って、本願発明では、前述した課題点を解決する手段として、光励起中は、低分子シロキサン及びシリコーンオイル内部に過不足無い適量の酸化剤を保持させる方法と、この光酸化反応を常時モニターして酸化反応を制御する方法、及び光酸化反応を効果的に行うための真空紫外光源を提供することを目的とするものである。 Therefore, in the present invention, as means for solving the above-described problems, during photoexcitation, a method of keeping an appropriate amount of oxidizing agent in the low molecular weight siloxane and silicone oil and a proper amount of the oxidizing agent are constantly monitored, and this photooxidation reaction is constantly monitored. An object of the present invention is to provide a method for controlling an oxidation reaction and a vacuum ultraviolet light source for effectively performing a photo-oxidation reaction.

従って、本発明は前述した課題点を解決する手段として、接着やコーティングのために被接着試料面に塗布されたシリコーンオイル内部に過不足無く、空気、酸素、二酸化炭素、オゾンあるいは水分などの酸化剤を光励起中間のみ維持させることが必要である。そのために、光酸化反応雰囲気が大気中にある場合には、これら酸化剤ガスや水分が反応系外に離散することを避けるため、すなわち酸化剤の蒸発を抑える目的で、酸化反応雰囲気を有機溶媒若しくは液体酸化剤の圧力が飽和蒸気圧を超えない範囲内及び気体酸化剤の溶解度が飽和溶解度を超えない範囲内で光酸化雰囲気での反応を持続させることが必要である。 Therefore, the present invention provides a means for solving the above-mentioned problems, and it is possible to oxidize air, oxygen, carbon dioxide, ozone, moisture, etc. without excessively or insufficiently inside the silicone oil applied to the adherend sample surface for adhesion or coating. It is necessary to maintain the agent only in the middle of photoexcitation. For this reason, when the photo-oxidation reaction atmosphere is in the air, the oxidation reaction atmosphere is set to an organic solvent in order to avoid the oxidant gas and moisture from being dispersed outside the reaction system, that is, for the purpose of suppressing evaporation of the oxidant. Alternatively, it is necessary to maintain the reaction in the photooxidizing atmosphere within a range where the pressure of the liquid oxidant does not exceed the saturated vapor pressure and within a range where the solubility of the gaseous oxidant does not exceed the saturated solubility.

一般に飽和蒸気圧は最大蒸気圧と言い、その値は物質により異なり、温度の上昇と共に増す。一般に、シリコーンオイルには約250ppmの水分が含有しているが、本願発明者はこの水分が光酸化反応の酸化剤として有効なことを突き止めている。例えば、水蒸気の飽和蒸気圧は100℃で760mmHg、50℃では92.5mmHg、10℃では9.2mmHgである。さらにシリコーンオイルの希釈溶剤としてよく用いるへキサンは80.26℃で760mmHg、31.61℃で200mmHg、5.36℃で60mmHgである。また、シリコーンオイルは空気や二酸化炭素を非常に良く吸収する。これらの気体についても、本願発明者は光酸化反応の酸化剤として有効なことを突き止めている。例えば、飽和溶解度は、酸素ガスは100℃で20容量%、10℃で30容量%、二酸化炭素では10℃で100容量%と有効な光酸化剤である。この飽和溶解度は飽和溶液中における溶質の濃度で、温度によって変化する。尚、気体の液体に対する溶解度は“溶解度係数”又は“ブンゼンの吸収係数”ともいう。このようにシリコーンオイルの光酸化反応には、温度、気圧の制御が欠かせない。 In general, the saturated vapor pressure is called the maximum vapor pressure, and its value varies depending on the substance and increases with increasing temperature. In general, silicone oil contains about 250 ppm of water, but the present inventor has found that this water is effective as an oxidant for the photo-oxidation reaction. For example, the saturated vapor pressure of water vapor is 760 mmHg at 100 ° C, 92.5 mmHg at 50 ° C, and 9.2 mmHg at 10 ° C. Further, hexane frequently used as a diluent solvent for silicone oil is 760 mmHg at 80.26 ° C., 200 mmHg at 31.61 ° C., and 60 mmHg at 5.36 ° C. Silicone oil also absorbs air and carbon dioxide very well. The inventors of this application have also found out that these gases are effective as an oxidant for the photooxidation reaction. For example, the saturation solubility is 20% by volume at 100 ° C. for oxygen gas, 30% by volume at 10 ° C., and 100% by volume at 10 ° C. for carbon dioxide. This saturation solubility is the concentration of the solute in the saturated solution and varies with temperature. The solubility of a gas in a liquid is also referred to as “solubility coefficient” or “Bunsen absorption coefficient”. Thus, control of temperature and pressure is indispensable for the photo-oxidation reaction of silicone oil.

[特許文献6、特開2006-104046]の[請求項1]には光反応温度として室温あるいは200℃以下の温度雰囲気で被接合面同士を重ね合わせることが開示されている。しかし、この記述の温度範囲では酸化剤が系外への飛散してしまう。これでは光励起時間を幾ら長く持続させても酸化反応は起こらない。すなわち酸化剤不足の雰囲気では、光の強度や照射時間を長くしても、それ以降の光酸化反応は進行しない。この酸化剤の飛散を防止するために本発明では、シリコーンオイル層と被処理試料あるいは前記光酸化反応の雰囲気などを冷却して、この酸化反応で使用する酸化剤の飽和蒸気圧を超えない範囲内及び溶解度が飽和溶解度を超えない範囲内に保持するための制御方法を提供するものである。 [Claim 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-104046] discloses that the surfaces to be bonded are superposed in a room temperature or a temperature atmosphere of 200 ° C. or less as a photoreaction temperature. However, the oxidizing agent is scattered outside the temperature range in this description. In this case, no oxidation reaction occurs no matter how long the photoexcitation time is maintained. That is, in an atmosphere where the oxidizing agent is insufficient, the subsequent photooxidation reaction does not proceed even if the light intensity or irradiation time is increased. In order to prevent the scattering of the oxidant, the present invention cools the silicone oil layer and the sample to be processed or the atmosphere of the photo-oxidation reaction and the like, and does not exceed the saturated vapor pressure of the oxidant used in the oxidation reaction. And a control method for maintaining the solubility within a range that does not exceed the saturation solubility.

この光酸化反応において最も雰囲気温度を上昇させるのが真空紫外ランプからの熱放射である。さらに光酸化反応で使用する酸化剤が真空紫外ランプの電極や反射鏡を酸化して、励起光の反射率を低下させ、これが電極の劣化につながる。この真空紫外光源の発熱や反射鏡あるいは電極の酸化を共に防止する目的で、反射鏡と電極を一体物にしてその内部を冷却する手法も提供するものである。 It is heat radiation from the vacuum ultraviolet lamp that raises the atmospheric temperature most in this photo-oxidation reaction. Furthermore, the oxidizing agent used in the photo-oxidation reaction oxidizes the electrodes and reflectors of the vacuum ultraviolet lamp, thereby reducing the reflectivity of the excitation light, which leads to electrode deterioration. For the purpose of preventing both the heat generation of the vacuum ultraviolet light source and the oxidation of the reflecting mirror or the electrode, there is also provided a method for cooling the inside of the reflecting mirror and the electrode.

更に、このシリコーンオイル層の光酸化反応が進行して、シリコーンオイル中のメチル基(-CH3)が減少し、そのメチル基と酸素が置き換わると、シリコーンオイル層は徐々にガラス化して光酸化層を形成し、真空紫外線を透過するようになる。この性質を利用して、光酸化の過程を監視するために、光酸化層の背面に真空紫外線に感知させる蛍光剤層を置けば、その発光強度に応じてシリコーンオイルとガラス化の比率が監視でき、酸化剤の投入制御や励起光の制御が可能になる。この監視は蛍光層の裏面に備え付けたフォトセンサーでもできるが、励起光側から蛍光体の発光スペクトルのみをバンドパスフィルターを介してTVカメラで観察すれば、シリコーンオイルの光酸化反応の進展につれて発光強度が増加し、光酸化反応の密度分布を蛍光層の発光量の分布画像として監視できるため、高効率の光酸化反応装置を提供することができる。 Furthermore, when the photo-oxidation reaction of the silicone oil layer proceeds and the methyl group (—CH 3) in the silicone oil decreases and the methyl group and oxygen are replaced, the silicone oil layer gradually vitrifies and becomes a photo-oxidized layer. To form a vacuum ultraviolet ray. In order to monitor the process of photooxidation using this property, if a fluorescent agent layer that is sensitive to vacuum ultraviolet rays is placed on the back side of the photooxidation layer, the ratio of silicone oil to vitrification is monitored according to the emission intensity. It is possible to control the input of oxidant and the excitation light. This monitoring can also be done with a photosensor mounted on the back side of the fluorescent layer, but if only the emission spectrum of the phosphor is observed from the excitation light side with a TV camera through a bandpass filter, light emission occurs as the photooxidation reaction of silicone oil progresses. Since the intensity increases and the density distribution of the photooxidation reaction can be monitored as a distribution image of the light emission amount of the fluorescent layer, a highly efficient photooxidation reaction apparatus can be provided.

本発明では、シリコーンオイルを光酸化するために、過不足無い酸化剤供給が必要である。そこで酸化剤や溶剤の飽和蒸気圧や飽和溶解度を抑制するには、光酸化反応の雰囲気温度が高い時は、雰囲気圧力を高くする必要性があり、温度が低い時は圧力を低くしても差し支えないが高くしてはならない。一方、光酸化反応の雰囲気圧力が低い時は温度を下げねばならないが、圧力が高い時は温度を上げても良い。このためシリコーンオイル自体に光酸化反応を行わせるために+50℃から−50℃の範囲に雰囲気温度を保つことが望ましいが、内部あるいは境界に在る酸化剤ガスが液化温度まで下がると、酸素過多になると同時に真空紫外線も透過しなくなるため、経済的には光酸化反応は冷却水の温度として保てる10℃から50℃の範囲が望ましい。他方、宇宙など光酸化反応の雰囲気が真空の場合には、低分子シロキサンの吸着面に酸化剤ガスを吸着させた状態で真空紫外光が照射され、前記低分子シロキサン吸着層が光酸化反応を行い低分子シロキサンに含まれるメチル基が酸化剤の存在化で光分解するため、透明なSiO2層が形成され、遊離炭素の生成による受光面の表面の黒化の障害から免れる。 In the present invention, in order to photooxidize the silicone oil, it is necessary to supply an oxidizing agent that is not excessive or insufficient. Therefore, to suppress the saturated vapor pressure and saturation solubility of oxidizers and solvents, it is necessary to increase the atmospheric pressure when the atmospheric temperature of the photooxidation reaction is high, and even if the pressure is low when the temperature is low It ’s okay, but it should n’t be high. On the other hand, the temperature must be lowered when the atmospheric pressure of the photooxidation reaction is low, but the temperature may be raised when the pressure is high. Therefore, it is desirable to maintain the atmospheric temperature in the range of + 50 ° C. to −50 ° C. in order to cause the silicone oil itself to perform a photo-oxidation reaction. However, if the oxidant gas inside or at the boundary is lowered to the liquefaction temperature, excess oxygen At the same time, vacuum ultraviolet rays are not transmitted. Therefore, from the economical viewpoint, the photooxidation reaction is preferably in the range of 10 ° C. to 50 ° C. where the temperature of the cooling water can be maintained. On the other hand, when the atmosphere of the photo-oxidation reaction such as space is vacuum, vacuum ultraviolet light is irradiated with the oxidant gas adsorbed on the adsorption surface of the low-molecular siloxane, and the low-molecular siloxane adsorption layer performs photo-oxidation reaction. Since the methyl group contained in the low molecular weight siloxane is photodegraded in the presence of an oxidant, a transparent SiO 2 layer is formed, thus avoiding obstruction of blackening of the surface of the light receiving surface due to generation of free carbon.

接着やコーティング試料が潮解性であったり、シリコーンオイル内部の溶剤が揮発性であったり、光酸化反応雰囲気が高温だったりする場合には、それら酸化反応雰囲気を大気と遮断された反応容器内で処理する必要がある。この理由は、シリコーンオイル層内部に溶存またはシリコーンオイル層の界面に吸着する空気、酸素、二酸化炭素、オゾンあるいは水分などの酸化剤、または前記シリコーンオイル層内部に溶存するベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサンエチルエーテルなどの炭化水素系あるいは四塩化炭素、クロロホルム、トリクロロエチレン、クロロベンゼンなどの塩化炭素系溶媒などの蒸発を抑制するために、その酸化反応に使用している酸化剤ガス又は不活性ガスで加圧することにより、シリコーンオイル中の酸化剤や溶剤の離脱を防止できる。 If the adhesion or coating sample is deliquescent, the solvent inside the silicone oil is volatile, or the photo-oxidation reaction atmosphere is hot, the oxidation reaction atmosphere should be kept in a reaction vessel that is isolated from the atmosphere. Need to be processed. This is because the oxidant such as air, oxygen, carbon dioxide, ozone or moisture dissolved in the silicone oil layer or adsorbed at the interface of the silicone oil layer, or benzene, toluene, xylene, cyclohexane dissolved in the silicone oil layer. In order to suppress evaporation of hydrocarbons such as ethyl ether or carbon chlorides such as carbon tetrachloride, chloroform, trichloroethylene, chlorobenzene, etc., pressurization is performed with an oxidizing gas or inert gas used in the oxidation reaction. As a result, the oxidant and solvent in the silicone oil can be prevented from leaving.

一般に接着する場合は、[特許文献6、特開2006-104046]に開示してあるように、シリコーンオイルの粘性(粘度)が高い方が効果的だが、コーティングの場合には粘度が低い方が、スピンナーによる薄膜化が容易である。そのため、溶剤で希釈して、試料に塗布した後、スピンナーの回転を速くして余分のシリコーンオイルを飛散させるのだが、粘性のあるシリコーンオイルよりも先に溶剤の方が飛散してしまい、薄膜化は無理である。そこで本発明では、反応容器内を不活性ガス又は酸化剤ガスで加圧した状態で、溶媒で希釈したシリコーンオイルを被処理試料面に塗布した後、スピンナーで薄膜化した後、徐々に減圧して、溶媒を気化させた後、反応容器内に酸化剤のガスを導入して、真空紫外ランプの光を照射して光酸化層を1層形成する。この一連の操作を繰り返すことにより多層膜やモールドが形成され、一定の膜厚や所望する任意の膜厚を形成させることや吻合を行なう方法及びその装置を提供することができる。 For general bonding, as disclosed in [Patent Document 6, JP-A-2006-104046], the higher the viscosity (viscosity) of silicone oil, the more effective, but in the case of coating, the lower the viscosity, Thinning with a spinner is easy. Therefore, after diluting with a solvent and applying to the sample, the spinner rotates faster to disperse excess silicone oil, but the solvent disperses ahead of the viscous silicone oil, resulting in a thin film It is impossible. Therefore, in the present invention, in a state where the inside of the reaction vessel is pressurized with an inert gas or an oxidant gas, silicone oil diluted with a solvent is applied to the surface of the sample to be treated, and after being thinned with a spinner, the pressure is gradually reduced. Then, after vaporizing the solvent, an oxidizing gas is introduced into the reaction vessel and irradiated with light from a vacuum ultraviolet lamp to form one photooxidized layer. By repeating this series of operations, a multilayer film or a mold is formed, and a method and apparatus for forming a constant film thickness or any desired film thickness or performing anastomosis can be provided.

本発明による光酸化膜形成は、基板や製品に塗装と同じ方法でシリコーンオイルを塗布し、塗布後酸化剤雰囲気で真空紫外線照射を行うと、透明、硬質、電気絶縁性に優れた膜が形成できるため、ガラス板を使わない大面積太陽電池パネルや大面積液晶ディスプレイなどの絶縁下地膜や保護膜として利用できる。このためには被処理試料としてのフィルム材あるいは平面や曲面などの形状を有する金属、プラスチック、ガラスあるいはセラミックなどを下地材とするパネル、壁建材パネル、屋根材パネル、航空機翼上面、航空機胴体、車体面あるいは船舶デッキ面などに太陽光発電素子を形成するための電気絶縁基板としての光酸化層、あるいは太陽光発電素子の透明性、耐湿、耐水あるいは耐塩などの保護膜として、または液晶ディスプレイパネルのマザーガラスとパネル全面の透明性、耐水性、耐湿性を有する保護膜として、または光学窓表面、眼鏡レンズ、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、非線形光学素子、光ファイバー端面、レーザー媒質の側面や光学面などの保護膜として利用できる。あるいは極地での風車翼の氷結防止膜、洋上風車翼の耐塩膜として利用できる。また温度差発電に供するペルチェ素子やゼーベック素子などの半導体熱電素子モジュールは耐水性、耐湿性、耐塩性あるいは耐熱性などを有する保護膜として有用である。 In the photo-oxidation film formation according to the present invention, when silicone oil is applied to a substrate or product by the same method as coating, and irradiation with vacuum ultraviolet rays in an oxidizing agent atmosphere is performed, a film that is transparent, hard, and excellent in electrical insulation is formed. Therefore, it can be used as an insulating base film or protective film for a large area solar cell panel or a large area liquid crystal display without using a glass plate. For this purpose, a film material as a sample to be processed or a metal plate having a shape such as a plane or curved surface, plastic, glass or ceramic as a base material, a wall building material panel, a roof material panel, an aircraft wing upper surface, an aircraft fuselage, Photo-oxidation layer as an electrical insulating substrate for forming photovoltaic power generation elements on the body surface or ship deck surface, or as a protective film such as transparency, moisture resistance, water resistance or salt resistance for photovoltaic power generation elements, or a liquid crystal display panel As a protective film with transparency, water resistance, moisture resistance on the entire surface of the mother glass and panel, or optical window surface, spectacle lens, optical lens, optical mirror, optical prism, nonlinear optical element, optical fiber end face, side face of laser medium It can be used as a protective film for optical surfaces. Alternatively, it can be used as an anti-icing film for windmill blades in polar regions and a salt-resistant film for offshore windmill blades. Semiconductor thermoelectric element modules such as Peltier elements and Seebeck elements used for temperature difference power generation are useful as protective films having water resistance, moisture resistance, salt resistance, heat resistance, and the like.

これらの光酸化層を形成するには、シリコーンオイルをスピンコーティング、ディップコーティング、どぶ漬け、ローラー、刷毛、スプレー、あるいは被コーティング試料表面をシリコーンオイル液面に瞬間的に触れさせ、直ぐ上昇させるタッチアンドゴーコーティング方法(Touch and go coating)などによる塗布手段により均一なシリコーンオイル層形成を行う。 In order to form these photo-oxidation layers, spin coating, dip coating, dripping, roller, brush, spray, or touch the surface of the sample to be coated with the silicone oil momentarily and touch it immediately. A uniform silicone oil layer is formed by a coating means such as a touch and go coating method.

この手法すなわち、保護膜として、シリコーンオイルの光酸化を利用して薄膜形成する手法については、[特許文献4、特開2005-070243]、[特許文献5、特開2005-070245]、[特許文献6、特開2006-104046]及び[特許文献7、特開2009-009075]に開示されている。しかし本発明では、光酸化反応における酸化剤の供給を制御して膜形成時間の短縮と形成された光酸化膜の中の未反応シリコーンオイルの存在率を低くするために、酸化剤の蒸気圧が飽和蒸気圧を超えない範囲内及び溶解度が飽和溶解度を超えない範囲内にして、光励起中は過不足無く酸化剤を維持させながら光酸化層を形成する方法と装置も提供することができる。 For this technique, that is, a technique for forming a thin film using photo-oxidation of silicone oil as a protective film, [Patent Document 4, JP 2005-070243], [Patent Document 5, JP 2005-070245], [Patent Document 6, JP-A-2006-104046] and [Patent Document 7, JP-A-2009-009075]. However, in the present invention, the vapor pressure of the oxidant is controlled in order to control the supply of the oxidant in the photooxidation reaction to shorten the film formation time and to reduce the abundance of unreacted silicone oil in the formed photooxidized film. It is also possible to provide a method and an apparatus for forming a photooxidized layer while maintaining an oxidizing agent without excess or deficiency during photoexcitation within the range where the vapor pressure does not exceed the saturated vapor pressure and the solubility does not exceed the saturated solubility.

[請求項1]記載の発明は、光酸化層薄膜形成させるに単数若しくは複数個からなる基板に光酸化膜を製造するステップに関するもので、基板の前処理ステップでは、シリコーンオイルの光酸化によりSiO2の透明光酸化層薄膜を基板に形成するに際して、該基板表面を予め酸素ガス雰囲気で173nmのXe2エキシマランプなどの真空紫外光や微量酸素雰囲気あるいはアルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに混合させた酸素ガス雰囲気中で放電プラズマを照射することにより、表面を洗浄及び酸素ガスや酸素分子を吸着させ、さらに該基板表面のシリコーンオイルの塗布ステップにおいて、接着の場合は、それらの前処理された対の基板の間に酸化剤を混入させた粘度が500〜50,000cs(分子量:1万から10万)の高粘度のシリコーンオイルを塗布し、1kg/cm2〜10kg/cm2の圧力で加圧し、コーティングの場合は、粘度が0.65〜50csでシリコーンオイルを塗布する。それ以上の粘度では、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサンエチルエーテルなどの炭化水素系あるいは四塩化炭素、クロロホルム、トリクロロエチレン、クロロベンゼンなどの塩化炭素系溶媒などの有機溶媒で希釈後、粘度が低くなったシリコーンオイルを、それぞれ該前処理された基板上にスピンコーティング、ディップコーティング、どぶ漬け、ローラー、刷毛、スプレー、あるいは被コーティング試料表面をシリコーンオイル液面に瞬間的に触れさせ、直ぐ上昇させるタッチアンドゴーコーティング方法(Touch and go coating)などによる塗布手段により均一なシリコーンオイル層形成を行ない、さらに酸化剤とシリコーンオイルを光反応させるステップにおいて、前記基板に塗布されたシリコーンオイル層に液体又は気体状の酸化剤を過不足なく保持させるために、予めシリコーンオイル内部に混入する酸化剤は勿論のこと、光酸化反応中においても、シリコーンオイル層表面や内部に過不足無く、空気、酸素、二酸化炭素、オゾンあるいは水分などの酸化剤を光励起中のみ維持させ、かつ前記シリコーンオイル層の光酸化反応によるガラス化の進行過程を真空紫外線に感度を有する蛍光剤層の発光強度を監視して光反応を持続させるためのステップと、該発光強度を真空紫外ランプにフィードバックして酸化剤の過不足のない光酸化反応によりSiO2透明光酸化薄膜形成を行うことができるようにした発明である。
尚、[請求項1]記載の発明に関する模式的全工程図を[図12]に示す。
Invention [Claim 1] described, relates steps of manufacturing an optical oxide film on a plate made of a single or a plurality to be photooxidation layer thin film formation, in the pretreatment step in board, the silicone oil light in forming a transparent photo-oxidation layer a thin film of SiO2 on a substrate by oxidation, an inert gas such as vacuum ultraviolet light or trace oxygen atmosphere or an argon gas or helium gas, such as Xe2 excimer lamp of 173nm the substrate surface beforehand in an oxygen gas atmosphere in mixed allowed the oxygen gas atmosphere by a Turkey be irradiated discharge plasma, the surface cleaning and oxygen gas or oxygen molecules are adsorbed to, Oite the coating step of the silicone oil of the substrate surface in addition, when the adhesive Apply a high-viscosity silicone oil with a viscosity of 500 to 50,000cs (molecular weight: 10,000 to 100,000) mixed with an oxidizing agent between the pair of pretreated substrates, and 1kg / c Pressure is applied at a pressure of m2 to 10 kg / cm2, and in the case of coating, silicone oil is applied with a viscosity of 0.65 to 50 cs. Silicone with lower viscosity after dilution with organic solvents such as hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane ethyl ether or carbon chloride solvents such as carbon tetrachloride, chloroform, trichloroethylene, chlorobenzene, etc. Touch-and-go that immediately raises the oil on the pretreated substrate by spin coating, dip coating, dripping, roller, brush, spray, or touching the surface of the sample to be coated with the silicone oil. no rows uniform silicone oil layer formed by a coating method (Touch and go coating) such as by coating means, further at step of photoreaction an oxidizing agent and a silicone oil, liquid or gaseous in a silicone oil layer applied to the substrate Oxidation of In order to keep the agent without excess or deficiency, not only the oxidizing agent mixed in the silicone oil in advance, but also during the photooxidation reaction, there is no excess or deficiency on the surface or inside of the silicone oil layer, and air, oxygen, carbon dioxide, ozone or an oxidizing agent such as water is seen maintained in light excitation, and the emission intensity of the fluorescent agent layers sensitive to a vacuum ultraviolet course of vitrification by photooxidation of the silicone oil layer monitors photoreaction This is an invention in which the SiO2 transparent photo-oxidation thin film can be formed by a photo-oxidation reaction without excess or deficiency of the oxidizing agent by feeding back the emitted light intensity to a vacuum ultraviolet lamp .
A schematic overall process diagram relating to the invention of [Claim 1] is shown in FIG.

[請求項]記載の発明によると、接着やコーティングのために被接着試料面に塗布されたシリコーンオイル層に液体又は気体状の酸化剤を過不足なく保持させるための酸化剤とシリコーンオイルを光反応させるステップは真空紫外線照射時に過不足無く、空気、酸素、二酸化炭素、オゾンあるいは水分などの酸化剤を持続的に供給させ、かつ、これら酸化剤ガスや水分が反応系外に離散することを避けることが必要である。一般に、大気中に放置したシリコーンオイルには約250ppmの水分が含有し、かつ、空気が16〜19容量%含有している。雰囲気を二酸化炭素があると非常に良く吸収する。従って、シリコーンオイル内部に水分、酸素、過酸化水素、オゾン、二酸化炭素などの酸化剤ガスを混入させておくと都合が良い。しかし、水分、酸素、過酸化酸素、オゾンは当該光酸化反応に必要とする真空紫外線に吸収が強く、混入量が多すぎると、シリコーンオイル層内での真空紫外線(172nmのXe2エキシマランプ光)はシリコーンオイル層の光入射表面で吸収され、表面の極薄層のみを硬化させるだけで内部には透過されない。このため内部の光酸化は進行しない。とくに水分は雰囲気温度が低くなると密度が増え、真空紫外光の透過を阻害する。凍結するとなおさらである。とくに接着の場合は、2枚の基板の間隙に酸化剤の混入したシリコーンオイルを挟むため、光照射中の酸化剤ガス投入は、コーティングに比して難しい。さらに、シリコーンオイルの光酸化反応が進むにつれ、透明アモルファスガラス(SiO2)が形成されるが、この反応の副産物として光分解したメチル基(-CH3)が内部の酸化剤と反応して水と二酸化炭素を生成する。酸化剤が過多のときは生成した水や二酸化炭素をシリコーンオイル層が硬化した内部に水や二酸化炭素が残留し内部歪や曇りの原因になる。他方、酸化剤が不足すると光分解したメチル基(-CH3)から炭素(C)が遊離して黒化の原因になる。幸いなことに副産物として生成した二酸化炭素や水は再度の真空紫外照射で光分解して酸素の供給源に成る。またメチル基は基板との接着剤としての役割を担うため、適量の酸化剤の混入が欠かせない。酸化剤としての二酸化炭素は前述した他の酸化剤に比べて172nmの真空紫外光を透過する。したがって酸化剤として適している。一方、コーティングの場合は、シリコーンオイル層の光入射面は酸化剤ガスに接しているため、酸化剤を含まないシリコーンオイルを基板に塗布した後、酸化剤ガス雰囲気に置けば良い。勿論、酸化剤が予め混入したシリコーンオイルでも良い。シリコーンオイル層は光入射面側から酸化反応が進む。すなわち、シリコーンオイルは未反応では真空紫外光の吸収が強く表面層で吸収され、内部にまで透過しない。ところが光酸化反応が進んだ酸化層は真空紫外光が透過できるようになるため、順次内部まで酸化反応が進み、最終的に裏面層を酸化させ基板まで到達し基板と密着する。従って、経験的に、シリコーンオイル層への酸化剤ガスの投入はシリコーンオイル層の表面に極薄い酸化膜ができるまでのプロセスが重要である。このように、シリコーンオイル層の光反応に於ける酸化剤投入は基板にシリコーンオイル塗布前から光照射前およびシリコーンオイル層の表面に光酸化層が形成されるまでとすることが望ましい。そしてシリコーンオイル層内部に混入した酸化剤をシリコーンオイル層から飛散させないために、酸化剤が液体の場合は該酸化剤の飽和蒸気圧を超えない範囲で、酸化剤が気体の場合は、該酸化剤の飽和溶解度を超えない範囲で、光反応雰囲気温度を10〜50℃に冷却した状態で真空紫外光を照射する。とくに反応容器が大気と接している場合で、酸化剤がガスの場合は光酸化反応温度が−50℃〜+50℃の範囲が望ましい。しかし、シリコーンオイル中には水分が混入していることが多いので、水分の凍結を避けるため、経済的には光酸化反応は冷却水の温度として保てる10℃から50℃の範囲とする。あるいは該光酸化雰囲気温度範囲に冷却出来ない場合は、反応容器を大気と遮断させ、該反応容器内にアルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスで希釈した酸素ガスなどの酸化剤ガスを1気圧以上に加圧し、シリコーンオイル内部に酸化剤ガスの飽和溶解度を上げることにより酸化反応を持続させた状態で真空紫外照射を行い透明光酸化薄膜を形成することができる。 According to [claim 2] The invention described, oxidizing agent and a silicone oil for holding the silicone for oil layer applied to the adhesive surface of the sample just enough liquid or gaseous oxidizing agent for adhesion and coating The step of photoreacting is not excessive or insufficient during vacuum ultraviolet irradiation, and oxidants such as air, oxygen, carbon dioxide, ozone or moisture are continuously supplied, and these oxidant gases and moisture are dispersed outside the reaction system. It is necessary to avoid that. Generally, silicone oil left in the atmosphere contains about 250 ppm of water, and air contains 16 to 19% by volume. The atmosphere absorbs carbon dioxide very well. Therefore, it is convenient to mix an oxidant gas such as moisture, oxygen, hydrogen peroxide, ozone, carbon dioxide in the silicone oil. However, moisture, oxygen, oxygen peroxide, and ozone are strongly absorbed by the vacuum ultraviolet rays required for the photo-oxidation reaction. If the amount is too much, vacuum ultraviolet rays in the silicone oil layer (172 nm Xe2 excimer lamp light) Is absorbed by the light incident surface of the silicone oil layer, and only the ultrathin layer on the surface is cured and is not transmitted into the interior. For this reason, internal photooxidation does not proceed. In particular, the moisture increases in density when the ambient temperature is lowered, impeding the transmission of vacuum ultraviolet light. This is even more so when frozen. In particular, in the case of bonding, since the silicone oil mixed with the oxidizing agent is sandwiched between the two substrates, it is difficult to input the oxidizing gas during the light irradiation as compared with the coating. Furthermore, as the photo-oxidation reaction of silicone oil proceeds, transparent amorphous glass (SiO2) is formed. As a by-product of this reaction, the photo-decomposed methyl group (-CH3) reacts with the internal oxidizing agent to react with water and dioxide. Produces carbon. When the amount of the oxidizing agent is excessive, water and carbon dioxide remain inside the cured silicone oil layer of the generated water and carbon dioxide, causing internal distortion and cloudiness. On the other hand, when the oxidizing agent is insufficient, carbon (C) is liberated from the photodecomposed methyl group (—CH 3), which causes blackening. Fortunately, carbon dioxide and water produced as a by-product are photodegraded by re-vacuum ultraviolet irradiation and become a source of oxygen. Further, since the methyl group plays a role as an adhesive with the substrate, it is indispensable to mix an appropriate amount of an oxidizing agent. Carbon dioxide as an oxidizing agent transmits 172 nm vacuum ultraviolet light as compared with the other oxidizing agents described above. Therefore, it is suitable as an oxidizing agent. On the other hand, in the case of coating, since the light incident surface of the silicone oil layer is in contact with the oxidant gas, the silicone oil containing no oxidant may be applied to the substrate and then placed in the oxidant gas atmosphere. Of course, silicone oil in which an oxidizing agent is mixed in advance may be used. The silicone oil layer undergoes an oxidation reaction from the light incident surface side. That is, when the silicone oil is not reacted, it absorbs vacuum ultraviolet light strongly and is absorbed by the surface layer, and does not penetrate into the inside. However, since the oxide layer that has undergone the photo-oxidation reaction can transmit the vacuum ultraviolet light, the oxidation reaction sequentially proceeds to the inside, and finally the back layer is oxidized to reach the substrate and adhere to the substrate. Therefore, empirically, it is important to introduce an oxidant gas into the silicone oil layer until a very thin oxide film is formed on the surface of the silicone oil layer. As described above, it is desirable that the oxidant is added in the photoreaction of the silicone oil layer before the application of the silicone oil to the substrate before the light irradiation and until the photooxidation layer is formed on the surface of the silicone oil layer. In order not to scatter the oxidant mixed in the silicone oil layer from the silicone oil layer , the oxidant is liquid so long as it does not exceed the saturated vapor pressure of the oxidant. Irradiate with vacuum ultraviolet light in a state where the photoreaction atmosphere temperature is cooled to 10 to 50 ° C. within a range not exceeding the saturation solubility of the agent. Particularly in cases where the anti-reaction container device is in contact with the atmosphere, if the oxidant gas is photooxidation reaction temperature - it is preferably in the range of 50 ℃ ~ + 50 ℃. However, since water is often mixed in the silicone oil, the photo-oxidation reaction is economically performed in the range of 10 ° C. to 50 ° C. where the temperature of the cooling water can be maintained in order to avoid freezing of the water . Or if you can not cool the optical oxidizing ambient temperature range, the reaction vessel was shut off from the atmosphere, the oxidizing gas such as oxygen gas which is diluted by the inert gas such as argon gas or helium gas to the reaction vessel pressurized to above 1 atm, it is the child a transparent photo-oxidation thin film and vacuum ultraviolet irradiation in a state that lasted oxidation reaction by increasing the saturation solubility of the shea recone oil inside the oxidant gas.

[請求項3]記載の発明によると、光酸化層薄膜の形成過程すなわちシリコーンオイル層の光酸化反応の進行過程を監視して光反応を持続させるためのステップが、シリコーンオイル層に供給する酸化剤の過不足を監視するために、シリコーンオイルによる形成光酸化層の背面に真空紫外線に感度を有し、450nm付近に発光ピークを有するサリチル酸ナトリウムなどの真空紫外光に感度を有する蛍光剤層で発光させ、該蛍光剤層の発光強度に応じて未反応のシリコーンオイルとガラス化した光酸化層の比率を検知させ、その発光強度に応じて未反応シリコーンオイルとガラス化された光酸化層の比率を蛍光層の裏面に備え付けたフォトセルでもできるが、励起光側から蛍光体の発光スペクトルのみをバンドパスフィルターを介してTVカメラで観察すれば、シリコーンオイルの光酸化反応の進展につれて発光強度が増加し、光酸化反応の密度分布を蛍光層の発光量の分布画像として監視し、前記液体又は気体の酸化剤の供給又は真空紫外光の照射強度及び照射時間にフィードバックして透明光酸化薄膜形成を行うことができる。 According to the invention of [Claim 3 ], the step of monitoring the process of forming the photo-oxidation layer thin film, that is, the progress of the photo-oxidation reaction of the silicone oil layer and maintaining the photo-reaction is the oxidation supplied to the silicone oil layer. in order to monitor the excess and deficiency of agent has sensitivity to vacuum ultraviolet radiation to the back of the formed light oxide layer with a silicone oil, fluorescers layers sensitive to a vacuum ultraviolet light such as sodium salicylate having an emission peak around 450nm in emit light, to detect the proportion of photooxidation layer was silicone oil and glass of unreacted depending on the emission intensity of the fluorescent light adhesive layer, unreacted silicone oil and vitrified photooxidation according to the emission intensity of its Photocells with layer ratios on the back side of the fluorescent layer can also be used, but only the emission spectrum of the phosphor is observed from the excitation light side with a TV camera through a bandpass filter. If, the emission intensity as progress of photooxidation of the silicone oil is increased, the density distribution of the photo-oxidation reaction was monitored as a light emission amount of the distribution image of the fluorescent layer, the supply or vacuum ultraviolet light of the oxidizing agent of the liquid or gaseous can and this performing the irradiation intensity and the transparent photo-oxidation thin film formed is fed back to the irradiation time.

[請求項]記載の発明によると、前記基板の表面のシリコーンオイルの塗布ステップにおいて、透明光酸化薄膜を形成させるためのシリコーンオイル層に用いる接着剤及び/又はコーティング剤として、低分子のシロキサン結合を有するガス状低分子シロキサン吸着層及び/又はシリコーンオイル層を用いるが、とくにシリコーンオイルの表面張力は、水や一般の合成油に比較して小さい値を示す。本発明者による測定によると、石英ガラス基板と水の接触角が28度に対し、石英ガラス基板とシリコーンオイル(KF-96:信越化学工業株式会社製)との接触角は6度と小さい。この接触角が小さい性質は基板表面での広がり易さを示し、接着層やコーティング層の基板との密着性の良さの尺度である。さらに該石英ガラス基板に前処理として希釈酸素雰囲気で2分のプラズマ照射を行なうと該石英ガラスと該シリコーンオイルの接触角は0度に成り、基板とシリコーンオイル層の密着性は強固になることを見出している。シリコーンオイルの粘度は0.65〜100万cs があり、高粘度品は6,000〜100万cs 、中粘度品は10〜5,000cs 、小粘度品は0.65〜9cs に分類される。本願発明者による測定では接着剤として用いる場合は粘度が500〜50,000cs(分子量:2万から10万)の高粘度シリコーンオイルが適し、望ましくは10,000cs(分子量6万)である。コーティングの場合は、粘度が0.65〜50csのシリコーンオイルが良い。本願発明者の測定ではシリコーンオイルの粘度が10csで100nm、50csで700nm、100csで4,000nmの膜厚が得られている。ただし100cs以上の粘度では、スピンナーによる場合は4,000nm以上の一様な膜厚塗布は難しく、しかも塗布むらが発生する。従って、高分子量シリコーンオイル、すなわち高粘度シリコーンオイルを用いてコーティングを行う場合にはベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサンエチルエーテルなどの炭化水素系あるいは四塩化炭素、クロロホルム、トリクロロエチレン、クロロベンゼンなどの塩化炭素系溶媒などの有機溶媒で希釈後、粘度が低くなったシリコーンオイルを塗布すると良い。ただし基板上での当該シリコーンオイルの塗布ステップにおけるスピンナー塗布では、当該有機溶媒の蒸発を抑制するために、その酸化反応に使用している酸化剤ガス又は不活性ガスで加圧することが必要であり、該高分子シリコーンオイル層を薄く成型した後、雰囲気圧力を大気圧に戻し、その後、酸化剤雰囲気で真空紫外照射を行うことにより均一な膜が形成できる。
シリコーン製品の主成分であるジメチルシロキサン中には、その生成過程に残存する低分子シロキサン結合を有するガス状低分子シロキサン吸着層が揮発し、モーターやリレーあるいはスイッチなどの電子部品の接点に付着し、その分解性生物のSiO2が電気絶縁物として作用し、接点不良を起こすことが報告されている。ところが最近宇宙空間に於ける人工衛星搭載太陽電池パネル及び望遠鏡ミラー等の光受光面が黒かすると報告されだした。一般に低分子シロキサンとは環状ポリシロキサンのことで、C8H24O4Si4、C10H30O5Si5、C12H36O6Si6、C14H42O7Si7、C16H48O8Si8、C18H54O9Si9、C20H60O10Si10のMASナンバー294, 370, 444, 518, 592, 666, 740 の質量数の低分子量のガスをさす。本発明では、宇宙などの真空雰囲気では当該低分子シロキサンがシリコーンゴムやシリコーン接着剤などから揮発して、周囲にある固体物に付着すると考える。とくに、光を受ける太陽電池やミラーなどは受光効率に影響を与えるため大問題となる。本発明者はこの受光面に吸着した低分子シロキサンの吸着層が太陽光の真空紫外線に照射されて光分解し、成分中の炭素が遊離して黒化するものと考える。そこで本発明では、低分子シロキサンの吸着面に酸化剤ガスを吸着させた状態で真空紫外光が照射されば、低分子シロキサン吸着層が光酸化反応を行い低分子シロキサンに含まれるメチル基が酸化剤の存在化で光分解するため、透明なSiO2層が形成され、遊離炭素の生成による受光面の表面の黒化の障害から免れると考える。
According to the invention described in [ 4 ], a low molecular weight siloxane is used as an adhesive and / or a coating agent used for a silicone oil layer for forming a transparent photo-oxidized thin film in the step of applying a silicone oil on the surface of the substrate. A gaseous low-molecular-weight siloxane adsorbing layer and / or a silicone oil layer having a bond is used. In particular, the surface tension of silicone oil is smaller than that of water or general synthetic oil. According to the measurement by the present inventors, the contact angle between the quartz glass substrate and water is 28 degrees, whereas the contact angle between the quartz glass substrate and silicone oil (KF-96: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is as small as 6 degrees. The nature of this small contact angle indicates the ease of spreading on the substrate surface, and is a measure of the good adhesion of the adhesive layer and coating layer to the substrate. Furthermore, when the quartz glass substrate is subjected to plasma irradiation in a diluted oxygen atmosphere as a pretreatment for 2 minutes, the contact angle between the quartz glass and the silicone oil becomes 0 degree, and the adhesion between the substrate and the silicone oil layer becomes strong. Is heading. Silicone oil has a viscosity of 0.65 to 1 million cs, a high viscosity product is classified into 6,000 to 1 million cs, a medium viscosity product is classified into 10 to 5,000 cs, and a low viscosity product is classified into 0.65 to 9 cs. In the measurement by the present inventor, when used as an adhesive, a high viscosity silicone oil having a viscosity of 500 to 50,000 cs (molecular weight: 20,000 to 100,000) is suitable, preferably 10,000 cs (molecular weight 60,000). In the case of coating, silicone oil having a viscosity of 0.65 to 50 cs is preferable. According to the measurement by the present inventor, the viscosity of the silicone oil is 100 nm at 10 cs, 700 nm at 50 cs, and 4,000 nm at 100 cs. However, with a viscosity of 100 cs or more, it is difficult to apply a uniform film thickness of 4,000 nm or more when using a spinner, and uneven coating occurs. Therefore, when coating with high molecular weight silicone oil, that is, high viscosity silicone oil, hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane ethyl ether or carbon chlorides such as carbon tetrachloride, chloroform, trichloroethylene, chlorobenzene, etc. After diluting with an organic solvent such as a solvent, silicone oil having a low viscosity may be applied. However, in spinner coating in the silicone oil coating step on the substrate, it is necessary to pressurize with an oxidizing gas or inert gas used for the oxidation reaction in order to suppress evaporation of the organic solvent. A uniform film can be formed by thinly molding the polymer silicone oil layer and then returning the atmospheric pressure to atmospheric pressure, followed by vacuum ultraviolet irradiation in an oxidizing agent atmosphere.
During dimethylsiloxane as the main component of the silicone products, gaseous low-molecular-weight siloxane adsorbent layer having a low molecular Siloxane bonds are volatilized remaining in its production process, adhere to the contacts of the electronic components such as motors and relays or switches However, it has been reported that the decomposable organism, SiO 2 , acts as an electrical insulator and causes contact failure. Recently, however, it has been reported that the light receiving surfaces of space-equipped solar panels and telescope mirrors in space are black. Generally, low molecular weight siloxane is cyclic polysiloxane, C 8 H 24 O 4 Si 4 , C 10 H 30 O 5 Si 5 , C 12 H 36 O 6 Si 6 , C 14 H 42 O 7 Si 7 , C 16 H 48 O 8 Si 8 , C 18 H 54 O 9 Si 9 , C 20 H 60 O 10 Si 10 MAS number 294, 370, 444, 518, 592, 666, 740 with low molecular weight gas Sure. In the present invention, it is considered that the low molecular weight siloxane volatilizes from silicone rubber, silicone adhesive, etc. in a vacuum atmosphere such as space and adheres to surrounding solid objects. In particular, solar cells and mirrors that receive light are serious problems because they affect the light receiving efficiency. The present inventor considers that the low molecular siloxane adsorbing layer adsorbed on the light receiving surface is irradiated with sunlight by vacuum ultraviolet rays and photodecomposed, and carbon in the components is liberated and blackened. Therefore, in the present invention, when vacuum ultraviolet light is irradiated with the oxidant gas adsorbed on the adsorption surface of the low molecular siloxane, the low molecular siloxane adsorption layer undergoes a photo-oxidation reaction and the methyl groups contained in the low molecular siloxane are oxidized. Since the photodecomposition is caused by the presence of the agent, a transparent SiO 2 layer is formed, which is considered to be free from obstacles to blackening of the light receiving surface due to the generation of free carbon.

[請求項5]記載の発明は粘度が低いシリコーンオイルを塗布して極薄い光酸化層を1層形成させた後、請求項1記載の一連のステップを反復させて膜を順次積層させて厚膜の透明光酸化層薄膜を形成させる方法に関するものである。コーティングの場合は、粘度が0.65〜50csでシリコーンオイルを塗布する。それ以上の粘度では、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサンエチルエーテルなどの炭化水素系あるいは四塩化炭素、クロロホルム、トリクロロエチレン、クロロベンゼンなどの塩化炭素系溶媒などの有機溶媒でシリコーンオイルを希釈して極端に粘度を低くし、かつそれらが飽和蒸気圧を超えないようにするために、真空紫外線を透過する窒素ガスなどの不活性ガスで加圧する。この加圧状態で、希釈後、粘度が低くなったシリコーンオイルを、それぞれ該前処理された基板上にスピンコーティングによる塗布手段により均一なシリコーンオイル層形成を行なった後、減圧により溶媒を気化させ、かつ前記酸化剤ガスを封入して真空紫外光を照射させ、光酸化層を1層形成させた後、徐々に減圧して、溶媒を気化させた後、スピンナーの回転を止め、二酸化炭素などの酸化剤ガスを封入して真空紫外光を照射させ、光酸化層を1層形成させた後、請求項1記載の一連のステップを反復させて膜を順次積層させて透明光酸化厚膜を形成させることができる。 [Claim 5] According to the invention described in [5], after applying a silicone oil having a low viscosity to form one ultra-thin photo-oxidation layer, the series of steps described in [1] is repeated to form a film in order. The present invention relates to a method for forming a transparent photo-oxidized layer thin film. For co computing, viscosity to apply the silicone oil in 0.65~50Cs. For higher viscosity, dilute the silicone oil with organic solvents such as hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane ethyl ether or carbon chloride solvents such as carbon tetrachloride, chloroform, trichloroethylene, chlorobenzene, etc. In order to lower the pressure and prevent them from exceeding the saturated vapor pressure, pressurization is performed with an inert gas such as nitrogen gas that transmits vacuum ultraviolet rays. In this pressurized state, after diluting the silicone oil, a uniform silicone oil layer is formed on the pretreated substrate by means of spin coating, and the solvent is evaporated by reducing the pressure. And after filling the oxidant gas and irradiating with vacuum ultraviolet light, forming a single layer of photo-oxidation layer, gradually reducing the pressure to vaporize the solvent, and then stopping the spinner rotation, carbon dioxide, etc. After the formation of a single layer of photo-oxidized layer by enclosing the oxidant gas and irradiating with vacuum ultraviolet light, the series of steps according to claim 1 is repeated to form a transparent photo-oxidized thick film. Can be formed.

[請求項6]記載の発明によると、宇宙空間にある人工衛星の太陽電池パネルを筺体に接着固定するためにシリコーンゴム接着剤や保護膜としてのRTVシリコーンゴムが用いられる。しかし、そのシリコーンゴム中に残留するD4〜D10までの低分子シロキサンであるC8H24O4Si4、C10H30O5Si5、C12H36O6Si6、C14H42O7Si7、C16H48O8Si8、C18H54O9Si9、C20H60O10Si10などが揮発して、周囲にある固体物に付着すると考える。とくに、光を受ける太陽電池やミラーなどは受光効率に影響を与えるため大問題となる。本発明者はこの受光面に吸着した低分子シロキサンの吸着層が太陽光の真空紫外線に照射されて光分解し、成分中の炭素が遊離して黒化するものと考える。そこで本発明では、人工衛星搭載太陽電池パネルや望遠鏡ミラー等の受光面に吸着した該低分子シロキサン吸着面に酸素ガス、過酸化水素、水分等の酸化剤ガスを噴射させるためのガス供給ノズルで常にあるいは間欠的に光学面に酸化剤を吸着させた状態で、あるいは太陽電池パネルや望遠鏡ミラー等の周囲にちりばめて配置した酸化銅などの金属酸化物を酸素供給源として、該受光面に太陽光の200nm以下の紫外光が照射されば、低分子シロキサン吸着層が光酸化反応を行い透明なSiO2層が形成され、遊離炭素の生成による受光面の表面の黒化障害を防止することができる。 According to the invention described in [Claim 6], a silicone rubber adhesive or an RTV silicone rubber as a protective film is used to adhere and fix the solar cell panel of an artificial satellite in outer space to the casing. However, C 8 H 24 O 4 Si 4 , C 10 H 30 O 5 Si 5 , C 12 H 36 O 6 Si 6 , C 14 H 42 are low molecular weight siloxanes from D4 to D10 remaining in the silicone rubber. It is considered that O 7 Si 7 , C 16 H 48 O 8 Si 8 , C 18 H 54 O 9 Si 9 , C 20 H 60 O 10 Si 10, etc. are volatilized and adhere to surrounding solid substances. In particular, solar cells and mirrors that receive light are serious problems because they affect the light receiving efficiency. The present inventor considers that the low molecular siloxane adsorbing layer adsorbed on the light receiving surface is irradiated with sunlight by vacuum ultraviolet rays and photodecomposed, and carbon in the components is liberated and blackened. Therefore, in the present invention, a gas supply nozzle for injecting an oxidant gas such as oxygen gas, hydrogen peroxide, and moisture onto the low-molecular siloxane adsorption surface adsorbed on the light-receiving surface of a solar cell panel mounted on an artificial satellite, a telescope mirror, or the like. A metal oxide such as copper oxide, which is placed in a state where the oxidant is adsorbed on the optical surface constantly or intermittently, or scattered around the solar cell panel, telescope mirror, etc., is used as an oxygen supply source, and the light receiving surface is exposed to the sun. When irradiated with UV light of 200 nm or less, a low-molecular siloxane adsorption layer undergoes a photo-oxidation reaction to form a transparent SiO 2 layer, which prevents blackening of the surface of the light-receiving surface due to the formation of free carbon. it can.

[請求項7]記載の発明は基板上のシリコーンオイル層を光酸化して製造した厚膜のうち、基板のみをエッチングして、板ガラスやマザーガラスを製造する方法に関するものである。本発明は、前記[請求項1]、[請求項2]、[請求項3]、[請求項4]、[請求項5]及び[請求項6]記載による透明光酸化層薄膜を形成させる方法を、太陽電池パネルを構成する絶縁基板を形成するために、金属、プラスチック板上に該シリコーンオイル層により該光酸化層薄膜を形成させ、更に[請求項]に記載のように透明光酸化層薄膜形成を反復させて膜を順次積層することにより成型した厚膜絶縁基板を作ることができる。また、液晶ディスプレイパネルを構成するマザーガラスを形成するために、予め、金属、プラスチック等に該シリコーンオイル層により該光酸化層薄膜を形成させ、更に[請求項]に記載のように透明光酸化層薄膜形成を反復させて膜を順次積層することにより成型した厚膜絶縁基板を酸又は有機溶剤でエッチング除去して得られた薄板ガラスを該マザーガラスとして供することもできる。このマザーガラス製造方法のように、弾力性があり、かつ、薄く表面が鏡面を成す金属やプラスチックの上にシリコーンオイルを光酸化させて形成した厚膜をエッチング処理で形成した薄板ガラスは多くの分野で利用可能である。又、金属やプラスチック表面に凹凸や模様あるいは位相上方を形成した鋳型の上にシリコーンオイルを光酸化させて形成して多層化したモールド厚膜を作り、エッチング処理して得られたレプリカは光学ホログラム、位相変換板、模様板又は蠅の目レンズなどとして利用できる。更に太陽電池パネル、液晶ディスプレイパネルまたは熱電子変換モジュールなどの被コーティング物の前面あるいは全面に電気絶縁性透明保護膜を形成するために、該シリコーンオイル層による該透明光酸化層薄膜を形成させることもできる。 [7] The present invention relates to a method for producing a plate glass or a mother glass by etching only a substrate out of a thick film produced by photo-oxidizing a silicone oil layer on the substrate. According to the present invention, a transparent photo-oxidation layer thin film according to the above-mentioned [Claim 1], [Claim 2], [Claim 3], [Claim 4], [Claim 5] and [Claim 6] is formed. In order to form an insulating substrate constituting a solar cell panel, the method comprises forming the photo-oxidized layer thin film on the metal or plastic plate with the silicone oil layer, and further forming transparent light as described in [Claim 6 ]. A thick film insulating substrate formed by sequentially stacking films by repeating oxide layer thin film formation can be produced. In addition, in order to form the mother glass constituting the liquid crystal display panel, the photo-oxidation layer thin film is formed in advance on the metal, plastic, etc. by the silicone oil layer, and the transparent light as described in [Claim 6 ]. A thin glass obtained by etching and removing a thick film insulating substrate formed by sequentially stacking films by repeating oxide layer thin film formation with an acid or an organic solvent can be used as the mother glass. As this mother glass manufacturing method, there are many thin glass plates formed by etching a thick film formed by photo-oxidizing silicone oil on metal or plastic that is elastic and thin and has a mirror surface. Available in the field. In addition, a replica obtained by etching a silicone thick film on a metal or plastic surface formed by photo-oxidation of silicone oil on a mold with irregularities, patterns, or tops of the phase is an optical hologram. It can be used as a phase conversion plate, a pattern plate, or an eyelet lens. Furthermore, in order to form an electrically insulating transparent protective film on the front surface or the entire surface of an object to be coated such as a solar cell panel, a liquid crystal display panel or a thermoelectric conversion module, the transparent photo-oxidized layer thin film is formed by the silicone oil layer. You can also.

本願発明によると、光酸化による薄膜形成は、基板や製品に塗装と同じ方法でシリコーンオイルを塗布し、塗布後、温度あるいは雰囲気圧力を制御した、酸化剤雰囲気で真空紫外線照射を行うと、透明、硬質、電気絶縁性に優れた薄膜が形成できるため、ガラス板を使わない大面積太陽電池パネルや大面積液晶ディスプレイなどの絶縁下地膜や保護膜としても利用できる。
シリコーンオイルの光酸化による膜形成において、オイル内部に酸化剤を過不足なく貯蔵または補給するために、本発明では、光励起中の光酸化反応を常時モニターして、酸化剤の飽和蒸気圧を制御する方法と光酸化反応を効果的に行うための真空紫外光源を提供することで解決し、電気絶縁に富み、全波長域で透明で、かつ耐熱性や耐水性に優れた大面積薄膜を短時間に作成することが出来る。
According to the present onset bright, thin film formation by photooxidation, a silicone oil was applied in the same way as coating to the substrate and product, after application, to control the temperature or atmospheric pressure, when the vacuum ultraviolet radiation in an oxidizing agent atmosphere, A thin film that is transparent, hard, and excellent in electrical insulation can be formed, so that it can be used as an insulating underlayer film or protective film for large-area solar cell panels and large-area liquid crystal displays that do not use a glass plate.
In the film formation by photo-oxidation of silicone oil, in order to store or replenish the oxidant in the oil without excess or deficiency, the present invention constantly monitors the photo-oxidation reaction during photo-excitation and controls the saturated vapor pressure of the oxidant. To solve this problem by providing a vacuum ultraviolet light source that effectively performs photo-oxidation reaction, and is short of a large-area thin film that is rich in electrical insulation, transparent in all wavelengths, and excellent in heat resistance and water resistance. Can be created on time.

更に、外気と遮断された反応容器内に置かれたスピンナー上の試料に、溶剤で希釈したシリコーンオイルを塗布し、その雰囲気を溶剤の飽和水蒸気以上の圧力に成るように不活性ガスあるいは酸化剤ガスで加圧した状態で、スピンナーで薄膜化した後、脱気により溶剤を気化させた後、大気圧の酸化剤ガスを封入した状態で真空紫外照射を行なうことにより塗布時のシリコーンオイルの粘度に応じて10〜4,000nmの膜を形成できる。
又、本発明によれば、光酸化反応雰囲気を冷却することにより、シリコーンオイル内の酸化剤の蒸気圧を飽和蒸気圧以下に抑制し、シリコーンオイル内に過不足無く酸化剤を維持できるため、従来の60分以上の光反応時間を30分以下に短縮することができ、かつ二酸化炭素を酸化剤として用いれば反応時間を15分以下に短縮することができ、かつ、酸化剤の過不足が無いため再現性の高い成膜が得られる。
Furthermore, a silicone oil diluted with a solvent is applied to a sample on a spinner placed in a reaction vessel that is shielded from the outside air, and an inert gas or an oxidizing agent is applied so that the atmosphere becomes a pressure higher than the saturated water vapor of the solvent. Viscosity of silicone oil at the time of application by thinning with a spinner while being pressurized with gas, vaporizing the solvent by degassing, and then irradiating with vacuum ultraviolet radiation with atmospheric pressure oxidant gas sealed Depending on the film thickness, a film having a thickness of 10 to 4,000 nm can be formed.
In addition, according to the present invention, by cooling the photo-oxidation reaction atmosphere, the vapor pressure of the oxidant in the silicone oil is suppressed to a saturation vapor pressure or less, and the oxidant can be maintained in the silicone oil without excess or deficiency. The conventional photoreaction time of 60 minutes or more can be shortened to 30 minutes or less, and if carbon dioxide is used as an oxidant, the reaction time can be shortened to 15 minutes or less, and there is an excess or shortage of oxidant. Since there is no film formation with high reproducibility.

シリコーンオイルによる形成光酸化層の背面に真空紫外線に感度を有し、450nm付近に発光ピークを有するサリチル酸ナトリウムなどの蛍光剤層を置くため、その発光強度に応じて未反応シリコーンオイルとガラス化された光酸化層の比率を蛍光層の発光量として監視することができ、これをモニターすることにより効果的な酸化剤投入の指標とすることができる。 Silicone oil formed on the back side of the photo-oxidation layer has a sensitivity to vacuum ultraviolet rays and a fluorescent agent layer such as sodium salicylate that has an emission peak near 450 nm. The ratio of the photo-oxidized layer can be monitored as the amount of light emitted from the fluorescent layer, and by monitoring this, it can be used as an effective index of oxidant input.

本発明の透明光酸化層薄膜形成のための真空紫外ランプは[図1]〜[図11]に示すよう
反射鏡と電極とを一体物にして、その内部を冷却すると同時に真空紫外光源と反射鏡兼電極をシリコーンオイルの接着で一体化してしまうため、電極や反射鏡の酸化による劣化を抑制でき、ランプの長寿命化を達成でき、さらに光酸化反応を高効率に行うことである
The vacuum ultraviolet lamp for forming the transparent photo-oxidation layer thin film of the present invention is as shown in [FIG. 1] to [FIG. 11].
Since the reflector and electrode are integrated into one body and the inside is cooled and the vacuum ultraviolet light source and the reflector mirror electrode are integrated by bonding silicone oil, deterioration due to oxidation of the electrode and reflector can be suppressed, can achievement of long life of the lamp is to further carry out the photooxidation with high efficiency.

[請求項4]および[請求項6]記載の発明によると、
宇宙空間にある人工衛星の太陽電池パネルを筺体に接着固定するためにシリコーンゴム接着剤が用いられるが、そのシリコーンゴム中に残留するD4〜D10までの低分子シロキサンが揮発し、周囲の物質面、とくに太陽電池受光面や望遠鏡ミラーなどに吸着し、光学面が曇ったり黒化したりして、入射光量減の原因になっている。この原因は、吸着した低分子シロキサンが酸素の無い真空中で、太陽光の200nm以下の紫外線で光分解されて生成した遊離炭素が、光学面に残留した結果である。そこで、酸素ガス、過酸化水素、水や酸化銅などの金属酸化物などの酸化剤を太陽光照射時あるいは間欠的に光学面に吸着させた状態で、照射太陽光の真空紫外線が当たれば、遊離炭素を生成させることはない。
According to the invention described in [Claim 4] and [Claim 6],
Silicone rubber adhesive is used to adhere and fix the solar panel of an artificial satellite in outer space to the housing, but the low-molecular siloxane from D4 to D10 remaining in the silicone rubber volatilizes and the surrounding material surface In particular, it is adsorbed on the solar cell light-receiving surface, telescope mirror, etc., and the optical surface becomes clouded or blackened, causing a decrease in the amount of incident light. This is because free carbon generated by photolysis of the adsorbed low-molecular siloxane in a vacuum free of oxygen with ultraviolet rays of 200 nm or less of sunlight remains on the optical surface. So, if the oxidant such as oxygen gas, hydrogen peroxide, water and metal oxides such as copper oxide is exposed to sunlight or intermittently adsorbed to the optical surface, the irradiated ultraviolet light will hit, It does not produce free carbon.

[請求項5]および[請求項7]の発明を大面積太陽電池パネルや大面積液晶ディスプレイあるいは熱電子変換モジュールなどに適用させた場合、本発明による光酸化薄膜形成や透明光酸化層薄膜形成を反復させて膜を順次積層することにより成型した厚膜形成は、基板や製品に塗装と同じ方法でシリコーンオイルを塗布し、塗布後、温度あるいは雰囲気圧力を制御した、酸化剤雰囲気で真空紫外線照射を行うと、透明、硬質、電気絶縁性に優れた膜が形成できるため、ガラス板を使わない大面積太陽電池パネルや大面積液晶ディスプレイ、あるいは熱電子変換モジュールなどの絶縁下地膜や保護膜としても利用できる。さらに弾力性があり、かつ、薄く表面が鏡面を成す金属フィルムあるは弾力性および展性に優れたステンレスや燐青銅板などの金属箔やアクリル樹脂、ポリイミド、ポリサルファンなどのプラスチックフィルムの上に形成させた光酸化透明を酸又は有機溶剤でエッチング除去して得られた薄板ガラスを該マザーガラスや保護ガラス、あるいは半導体基板として供することができる。さらに、金属やプラスチック表面に凹凸や模様を形成した鋳型の上にシリコーンオイルを光酸化させて形成して多層化した厚膜をエッチング処理してモザイク上又は蠅の目レンズとして利用できる。 [Claim 5] and [Claim 7] inventions the case where is applied to a large-area solar cell panel and large area liquid crystal display or thermionic conversion module, the optical thin oxide formed and a transparent light oxidation layer film according to the invention Forming a thick film by repeating the formation and sequentially laminating the film is performed by applying silicone oil to the substrate or product in the same way as painting, and then applying the vacuum in an oxidant atmosphere with controlled temperature or atmospheric pressure. Irradiation with ultraviolet rays can form a film that is transparent, hard, and excellent in electrical insulation, so it can be used for insulation underlayers and protection such as large-area solar cell panels, large-area liquid crystal displays that do not use glass plates, and thermoelectric conversion modules. It can also be used as a membrane. Furthermore, it is a flexible metal film with a thin mirror surface, or a highly flexible and malleable metal foil such as stainless steel or phosphor bronze plate, or a plastic film such as acrylic resin, polyimide, or polysulfane. The thin glass obtained by etching and removing the photo-oxidized transparency formed in step 1 with an acid or an organic solvent can be used as the mother glass, protective glass, or semiconductor substrate. In addition, a thick film formed by photo-oxidizing silicone oil on a metal or plastic surface with a concavo-convex pattern is formed by etching and can be used as a mosaic or eyeglass lens.

以下、本発明の効果的な実施の形態を[図1〜図12]に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an effective embodiment of the present invention will be described in detail based on [FIGS. 1 to 12].

[図1]は、本発明のシリコーンオイルの低温光酸化層形成方法及び装置を示す概略図である。この図に示すように、本願発明の特徴は、反応容器1の中で、真空紫外線に透明な基板2表面にシリコーンオイルを塗布して、真空紫外ランプ3により光励起すると、接着層やコーティング層などのシリコーンオイル光酸化層4を形成し、真空紫外線に透明な基板2の背面に真空紫外線に感度を有し、420nm付近に発光ピークを有するサリチル酸ナトリウム蛍光剤層5を置くことにより、その発光強度に応じて未反応のシリコーンオイルとガラス化された光酸化層との比率を蛍光層の発光量として、レンズ6、バンドパスフィルター7を通過した画像をCCDカメラ8から構成する光酸化反応実時間観察モニター9により、励起光入射側から光酸化反応の密度分布として監視することができ、効果的な酸化剤投入の指標とすることができる。 FIG. 1 is a schematic view showing a method and apparatus for forming a low-temperature photooxidized layer of silicone oil of the present invention. As shown in this figure, the feature of the present invention is that when a silicone oil is applied to the surface of a substrate 2 transparent to vacuum ultraviolet light in a reaction vessel 1 and photoexcited by a vacuum ultraviolet lamp 3, an adhesive layer, a coating layer, etc. The silicon oil photo-oxidation layer 4 is formed, and the sodium salicylate fluorescent agent layer 5 having sensitivity to vacuum ultraviolet rays and having an emission peak in the vicinity of 420 nm is placed on the back surface of the substrate 2 transparent to vacuum ultraviolet rays. The photooxidation reaction real time in which the ratio of the unreacted silicone oil and the vitrified photooxidized layer is the amount of light emitted from the fluorescent layer, and the image passing through the lens 6 and the bandpass filter 7 is constituted by the CCD camera 8. The observation monitor 9 can monitor the density distribution of the photo-oxidation reaction from the excitation light incident side, and can be used as an effective index of oxidant input.

とくに、ここで特記すべきことは、シリコーンオイルによる光酸化反応において、最も悪影響を与える光反応雰囲気温度の上昇と励起光の安定性を共に解決するための真空紫外発光用ランプを提供することである。とくに真空紫外線を効率良く反射する反射面はアルミニウム鏡面である。しかしこの材料は空気中に置くだけで直ぐに酸化し、極端に反射率を低下させる。したがって真空紫外ランプ(放電管)3の外周に密着させる形で、鏡面研磨したアルミニウム反射鏡10をシリコーンオイルの光酸化反応を利用して接着すれば、恒久的に鏡面の酸化による劣化を防止できる。例えば、放電管の電極が空気や他のガス体に触れていれば、スパークを発生し、電極自身を劣化させるし、電極が熱の放熱源にも成る。これら全てを解決するために、鏡面研磨したアルミニウム反射鏡10と電極とを一体物化したアルミニウム金属電極11を備え、網電極12との間で放電を行なう。さらに、一体物化したアルミニウム金属電極11の内部を冷却ジャケット13で冷却する構造にし、かつ、これらの接着には本体である真空紫外ランプを用いれば一連のランプ製造工程で解決でき、電極や反射鏡の酸化による劣化を抑制し、ランプの長寿命化を達成することである。さらに重要なことは、光反応雰囲気温度を下げるために、シリコーンオイル光酸化層4を冷却ジャケット14を備えた試料台15で冷却すると効果的である。 Particularly noteworthy here is the provision of a vacuum ultraviolet light emitting lamp for solving both the rise in photoreaction atmosphere temperature and the stability of excitation light, which have the most adverse effects in the photooxidation reaction with silicone oil. is there. In particular, the reflecting surface that efficiently reflects vacuum ultraviolet rays is an aluminum mirror surface. However, this material oxidizes immediately when it is placed in the air, resulting in extremely low reflectivity. Therefore, if the mirror-polished aluminum reflecting mirror 10 is adhered by utilizing the photo-oxidation reaction of silicone oil so as to be in close contact with the outer periphery of the vacuum ultraviolet lamp (discharge tube) 3, deterioration due to oxidation of the mirror surface can be prevented permanently. . For example, if the electrode of the discharge tube is in contact with air or another gas body, a spark is generated, the electrode itself is deteriorated, and the electrode also becomes a heat radiation source. In order to solve all of these problems, an aluminum metal electrode 11 in which a mirror-polished aluminum reflecting mirror 10 and an electrode are integrated is provided, and discharge is performed between the mesh electrode 12. Furthermore, if the inside of the integrated aluminum metal electrode 11 is cooled by the cooling jacket 13 and a vacuum ultraviolet lamp as the main body is used for bonding, the solution can be solved by a series of lamp manufacturing processes. This is to suppress the deterioration due to the oxidation of the lamp and achieve a longer lamp life. More importantly, in order to lower the photoreaction atmosphere temperature, it is effective to cool the silicone oil photooxidized layer 4 with the sample stage 15 provided with the cooling jacket 14.

[図2]は、基板が真空紫外線に透明である場合で光酸化反応実時間観察を蛍光剤層の裏面側から監視する方式図である。蛍光剤として真空紫外線に感度を有し、420nm付近に発光ピークを有するサリチル酸ナトリウムを透明基板2の裏面に塗布した蛍光剤層5の裏面側に、光ファイバー16を介して420nmを中心波長とするバンドパスフィルター付きフォトセル(HAMAMATSU S2684-254)17で検知することにより効果的な酸化剤投入の指標とすることができる。また光ファイバー16に分光器(Ocean Optics Inc. USB4000)を付け発光スペクトルと強度を検知することができる。 FIG. 2 is a system diagram for monitoring the real time observation of the photooxidation reaction from the back side of the fluorescent agent layer when the substrate is transparent to vacuum ultraviolet rays. A band having a central wavelength of 420 nm via the optical fiber 16 on the back surface side of the fluorescent agent layer 5 in which sodium salicylate having a sensitivity to vacuum ultraviolet rays as a fluorescent agent and having an emission peak in the vicinity of 420 nm is applied to the back surface of the transparent substrate 2. By detecting with a photocell (HAMAMATSU S2684-254) 17 with a pass filter, it can be used as an effective index of oxidant input. A spectroscope (Ocean Optics Inc. USB4000) can be attached to the optical fiber 16 to detect the emission spectrum and intensity.

[図3]は、基板が真空紫外線に不透明である場合の光酸化反応実時間観察を励起光側から監視する方式図である。[図1]の方式では被コーティング試料として真空紫外線に透明な基板2しか使えない。したがって、基板が真空紫外光に不透明な材質が金属、プラスチック、一般ガラス、セラミックスなどの場合には、励起光入射側からしか蛍光剤の発光を観察することはできない。そこで不透明基板18の表面にシリコーンオイル光酸化層4を形成し、真空紫外ランプ3からの励起光がシリコーンオイル光酸化層4を通過し、基板との境界で反射して戻る光を励起光側の光酸化反応実時間観察モニター9の中に備した、真空紫外線に感度を有し420nm付近に発光ピークを有するサリチル酸ナトリウム蛍光剤層5で検知し、ここでの発光強度の相対変化を光ファイバー16を介して420nmを中心波長とするバンドパスフィルター付きフォトセル(HAMAMATSU S2684-254)17で検知する。光酸化反応実時間観察モニター9にはシリコーンオイル光酸化層4の表面で反射する光と、基板海面で反射する光が重畳して検出されるため、420nmに中心波長を有するバンドパスフィルターを通過後の光を電子冷却型Siフォトセル(HAMAMATSU S2592-03)で増幅し、シリコーンオイル光酸化層4を往復した光を検知する。この場合基板表面の検知部分にのみアルミニウム蒸着膜19を施しておけば、さらに効果的な酸化剤投入の指標とすることができる。 FIG. 3 is a system diagram for monitoring real-time observation of the photooxidation reaction from the excitation light side when the substrate is opaque to vacuum ultraviolet rays. In the method of FIG. 1, only a substrate 2 transparent to vacuum ultraviolet rays can be used as a sample to be coated. Therefore, when the substrate is made of a material that is opaque to vacuum ultraviolet light such as metal, plastic, general glass, and ceramics, the emission of the fluorescent agent can be observed only from the excitation light incident side. Therefore, the silicone oil photooxidized layer 4 is formed on the surface of the opaque substrate 18, and the excitation light from the vacuum ultraviolet lamp 3 passes through the silicone oil photooxidized layer 4 and is reflected at the boundary with the substrate to return to the excitation light side. The photo-oxidation reaction real-time observation monitor 9 of FIG. 1 is detected by the sodium salicylate fluorescent agent layer 5 which is sensitive to vacuum ultraviolet rays and has a light emission peak at around 420 nm, and the relative change in the light emission intensity here is detected by the optical fiber 16. And a photocell (HAMAMATSU S2684-254) 17 with a bandpass filter having a central wavelength of 420 nm. The photo-oxidation reaction real-time observation monitor 9 detects the light reflected from the surface of the silicone oil photo-oxidation layer 4 and the light reflected from the surface of the substrate so that it passes through a band-pass filter having a center wavelength of 420 nm. The later light is amplified by an electronically cooled Si photocell (HAMAMATSU S2592-03), and the light traveling back and forth through the silicone oil photooxidized layer 4 is detected. In this case, if the aluminum vapor-deposited film 19 is applied only to the detection portion of the substrate surface, it can be used as a more effective index of oxidant input.

[図4]は、真空紫外線に不透明な基板表面に予め蛍光剤を塗布した後、光酸化層を形成する方式図である。蛍光剤層の裏面側から監視する方式図である。不透明基板18の表面に部分的あるいは全面に、真空紫外線に感度を有し420nm付近に発光ピークを有するサリチル酸ナトリウム蛍光剤層5を塗布し、その上にシリコーンオイル光酸化層4を形成し、その発光強度に応じて未反応のシリコーンオイルとガラス化された光酸化層との比率を蛍光層の発光量をレンズ6、バンドパスフィルター7を通過した画像をCCDカメラ8からなる光酸化反応実時間観察モニター9により励起光入射側から光酸化反応の密度分布として監視することができる。この方式では蛍光剤層を部分的に基板表面に形成しておけば、その部分での発光強度から全体の光酸化度を推測することができる。 FIG. 4 is a system diagram in which a photo-oxidation layer is formed after applying a fluorescent agent in advance to a substrate surface opaque to vacuum ultraviolet rays. It is a system diagram which monitors from the back surface side of a fluorescent agent layer. On the surface of the opaque substrate 18, a sodium salicylate fluorescent agent layer 5 having a sensitivity to vacuum ultraviolet rays and having an emission peak near 420 nm is applied partially or entirely, and a silicone oil photooxidized layer 4 is formed thereon, The actual time of photooxidation reaction comprising the ratio of unreacted silicone oil and vitrified photooxidized layer according to the luminescence intensity, the amount of light emitted from the fluorescent layer as the lens 6, and the image passing through the bandpass filter 7 as the CCD camera 8. The observation monitor 9 can monitor the density distribution of the photooxidation reaction from the excitation light incident side. In this method, if the fluorescent agent layer is partially formed on the substrate surface, the overall photooxidation degree can be estimated from the light emission intensity at that portion.

[図5]は、光酸化反応励起用冷却水循環型真空紫外Xe2エキシマランプの構造図である。(a)は網電極(正極)、(b)棒電極(正極)である。Xe2エキシマランプ放電管21に密着させた電極兼凹型2次曲面反射鏡11の反射率低下を防止して真空紫外光量の経年変化を抑制するために、Xe2エキシマランプを構成する円筒形状Xe2エキシマランプ放電管21に密着した電極兼凹型2次曲面反射鏡11に冷却水を循環する冷却ジャケット13を備える。ここで電極兼凹型2次曲面反射鏡11の凹面に沿ってシリコーンオイルを塗布し、その塗布面に沿ってXe2エキシマランプ放電管21を密着させ、かつこの電極兼凹型2次曲面反射鏡に対向して置かれた網電極12を加圧密着させた状態で、電極兼凹型2次曲面反射鏡11を冷却しながら、Xe2エキシマランプ放電管21から真空紫外光を発光させ電極兼凹型2次曲面反射鏡11とXe2エキシマランプ放電管21とを光接着させる方式が(a)であり、2個の棒電極20を加圧密着させた状態で、電極兼凹型2次曲面反射鏡11を冷却しながら、Xe2エキシマランプ放電管21から真空紫外光を発光させ電極兼凹型2次曲面反射鏡11とXe2エキシマランプ放電管21とを光接着させる方式が(b)である。電極兼凹型2次曲面反射鏡の反射鏡面と大気との接触を遮断した低温度真空紫外光源である。この真空紫外光源の温度は10〜50℃が望ましい。 FIG. 5 is a structural view of a cooling water circulation type vacuum ultraviolet Xe2 excimer lamp for photooxidation reaction excitation. (a) is a mesh electrode (positive electrode), (b) is a rod electrode (positive electrode). Cylindrical Xe2 excimer lamp that constitutes the Xe2 excimer lamp in order to prevent a decrease in reflectivity of the electrode-concave secondary curved reflector 11 in close contact with the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 and to suppress the secular change of the vacuum ultraviolet light quantity. A cooling jacket 13 that circulates cooling water is provided in the electrode-concave secondary curved reflector 11 that is in close contact with the discharge tube 21. Here, silicone oil is applied along the concave surface of the electrode / concave secondary curved reflector 11, the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 is brought into close contact with the applied surface, and the electrode / concave secondary curved reflector is opposed to the electrode / concave secondary curved reflector. The electrode / concave secondary curved surface 11 is made to emit vacuum ultraviolet light from the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 while the electrode / concave secondary curved reflector 11 is cooled with the mesh electrode 12 placed in pressure contact. The method of photoadhering the reflecting mirror 11 and the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 is (a), and the electrode / concave secondary curved reflecting mirror 11 is cooled in a state where the two rod electrodes 20 are pressed and adhered. However, (b) is a method in which vacuum ultraviolet light is emitted from the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 and the electrode-concave secondary curved reflector 11 and the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 are photobonded. This is a low-temperature vacuum ultraviolet light source in which contact between the reflecting mirror surface of the electrode / concave secondary curved reflecting mirror and the atmosphere is cut off. The temperature of the vacuum ultraviolet light source is preferably 10 to 50 ° C.

[図6]は、光酸化反応励起用冷却水循環ジャケット兼電極を交互に配列した真空紫外Xe2エキシマランプの構造図である。(a)は冷却ジャケットが角パイプ型、(b) は冷却ジャケットが丸パイプ型である。Xe2エキシマランプ放電管21に密着させた電極兼凹型2次曲面反射鏡11と冷却水循環型(-)電極兼凹型2次曲面反射鏡22とを交互に配列し、夫々の電極兼反射鏡の反射率低下を防止して真空紫外光量の経年変化を抑制するために、Xe2エキシマランプを構成する円筒形状Xe2エキシマランプ放電管21に密着した電極兼凹型2次曲面反射鏡11および冷却水循環型(-)電極兼凹型2次曲面反射鏡22に冷却水を循環する冷却ジャケット13を備える。ここで各電極兼凹型2次曲面反射鏡の凹面に沿ってシリコーンオイルを塗布し、その塗布面に沿ってXe2エキシマランプ放電管21を密着させ、かつこの電極兼凹型2次曲面反射鏡11に対向して置かれた冷却水循環型(-)電極兼凹型2次曲面反射鏡22同士を加圧密着させた状態で、夫々の電極兼凹型2次曲面反射鏡を冷却しながら、Xe2エキシマランプ放電管21から真空紫外光を発光させ電極兼凹型2次曲面反射鏡11および冷却水循環型(-)電極兼凹型2次曲面反射鏡22とXe2エキシマランプ放電管21とを光接着させる。ここで(a)は冷却ジャケットが角パイプ型、(b) は冷却ジャケットが丸パイプ型である。電極兼凹型2次曲面反射鏡の反射鏡面と大気との接触を遮断した前記低温度真空紫外光源である。 FIG. 6 is a structural diagram of a vacuum ultraviolet Xe2 excimer lamp in which cooling water circulation jackets and electrodes for photooxidation reaction excitation are alternately arranged. (a) The cooling jacket is a square pipe type, and (b) is a round pipe type cooling jacket. The electrode / concave secondary curved reflector 11 closely attached to the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 and the cooling water circulation type (−) electrode / concave secondary curved reflector 22 are alternately arranged, and the reflection of each electrode / reflector is reflected. In order to prevent a decrease in the rate and suppress the secular change in the amount of vacuum ultraviolet light, the electrode-concave secondary curved reflector 11 closely attached to the cylindrical Xe2 excimer lamp discharge tube 21 constituting the Xe2 excimer lamp and the cooling water circulation type (- ) A cooling jacket 13 for circulating cooling water is provided in the electrode / concave secondary curved reflecting mirror 22. Here, a silicone oil is applied along the concave surface of each electrode / concave secondary curved reflector, the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 is adhered along the applied surface, and the electrode / concave secondary curved reflector 11 is applied. Xe2 excimer lamp discharge while cooling each electrode / concave secondary curved reflector with the cooling water circulation type (-) electrode / concave secondary curved reflector 22 placed in pressure contact with each other Vacuum ultraviolet light is emitted from the tube 21, and the electrode / concave secondary curved reflector 11, the cooling water circulation type (−) electrode / concave secondary curved reflector 22 and the Xe 2 excimer lamp discharge tube 21 are optically bonded. Here, (a) is a square pipe type cooling jacket, and (b) is a round pipe type cooling jacket. In the low-temperature vacuum ultraviolet light source, the contact between the reflecting mirror surface of the electrode / concave secondary curved reflecting mirror and the atmosphere is blocked.

[図7]は、光酸化反応励起用冷却水循環型多段真空紫外Xe2エキシマランプの構造図である。(a)は網電極型、(b)棒電極型である。冷却水循環パイプを中心軸として、その周囲に同軸状に複数のXe2エキシマランプ放電管21を配列し、夫々のXe2エキシマランプ放電管21は電極兼凹型2次曲面反射鏡11と密着し、夫々の電極兼反射鏡の反射率低下を防止して真空紫外光量の経年変化を抑制するために冷却水を循環する冷却ジャケット13を備える。ここで各電極兼凹型2次曲面反射鏡11の凹面に沿ってシリコーンオイルを塗布し、その塗布面に沿ってXe2エキシマランプ放電管21を密着させ、かつこの電極兼凹型2次曲面反射鏡11に対向して置かれた網状電極12あるいは棒状電極20同士を加圧密着させた状態で、電極兼凹型2次曲面反射鏡を冷却しながら、Xe2エキシマランプ放電管21から真空紫外光を発光させ電極兼凹型2次曲面反射鏡11とXe2エキシマランプ放電管21とを光接着させる。ここで(a)は網電極型、(b)棒電極型である。電極兼凹型2次曲面反射鏡の反射鏡面と大気との接触を遮断した前記低温度真空紫外光源である。 FIG. 7 is a structural diagram of a cooling water circulation type multistage vacuum ultraviolet Xe2 excimer lamp for photooxidation reaction excitation. (a) is a mesh electrode type and (b) a bar electrode type. A plurality of Xe2 excimer lamp discharge tubes 21 are arranged coaxially around the cooling water circulation pipe as a central axis, and each Xe2 excimer lamp discharge tube 21 is in close contact with the electrode-and-concave concave curved surface reflecting mirror 11, and each A cooling jacket 13 that circulates cooling water is provided in order to prevent a decrease in reflectivity of the electrode / reflector and suppress the secular change of the amount of vacuum ultraviolet light. Here, silicone oil is applied along the concave surface of each electrode / concave secondary curved reflector 11, the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 is brought into close contact with the applied surface, and this electrode / concave secondary curved reflector 11 is applied. In a state where the mesh electrode 12 or the rod-shaped electrode 20 placed opposite to each other is pressed and adhered to each other, vacuum ultraviolet light is emitted from the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 while cooling the electrode-concave secondary curved reflector. The electrode / concave secondary curved reflector 11 and the Xe2 excimer lamp discharge tube 21 are optically bonded. Here, (a) is a mesh electrode type and (b) a bar electrode type. In the low-temperature vacuum ultraviolet light source, the contact between the reflecting mirror surface of the electrode / concave secondary curved reflecting mirror and the atmosphere is blocked.

[図8]は、タッチ・アンド・ゴー型(touch and go)シリコーンオイル塗布装置概略図である。この試料台15は光学結晶や光学窓のコーティングに供される。ここで被コーティング試料23は吸引クランプ24で吸引されて試料台15に固定され、その試料はペルチェ冷却素子25と冷却ジャケット13により冷却する構造になっている。先ず試料は下方のシリコーンオイル26の入った桶を向いて固定した後、瞬間的に下方に移動して、シリコーンオイル面26に触れた後、スプリング27により直ぐに上昇する。この操作がタッチ・アンド・ゴー方式である。ここでシリコーンオイルが付着した試料はベアリング28によりスムースに180度回転して上方を向いた後、光照射が行なわれる。とくにシリコーンオイルが塗布された試料がゆっくりと180度回転して試料台が上方に向く間にシリコーンオイルは垂れて均一面になる。 FIG. 8 is a schematic view of a touch and go silicone oil application device. The sample stage 15 is used for coating an optical crystal or an optical window. Here, the sample 23 to be coated is sucked by the suction clamp 24 and fixed to the sample table 15, and the sample is cooled by the Peltier cooling element 25 and the cooling jacket 13. First, the sample is fixed by facing the bag containing the silicone oil 26 below, and then instantaneously moves downward, touches the silicone oil surface 26, and then immediately rises by the spring 27. This operation is a touch-and-go method. Here, the sample to which the silicone oil is attached is rotated 180 degrees smoothly by the bearing 28 and turned upward, and then irradiated with light. In particular, the silicone oil drips into a uniform surface while the sample coated with silicone oil slowly rotates 180 degrees and the sample stage faces upward.

[図9]は、光接着用加圧冶具付き反応容器概略図である。反応容器は、光反応容器加圧室29と光反応室30から成り、夫々の室には互いの室を平行に加圧するように右ネジ山31と左ネジ山32が付けられ、その対のネジ山を光反応室加圧ネジ33により一方向に回転すると両室が接近する構造になっている。そして光反応容器加圧室29にはピエゾ加圧素子34が備えられ、両室の中間には冷却ジャケット14を有する試料台15が置かれ、その上に真空紫外光に透明な被接着試料37と38をシリコーンオイル26で挟んで置き、光酸化反応の過程を監視する目的で、被接着試料38の裏面にはサリチル酸ナトリウム蛍光剤層5を介して光ファイバー16でバンドパスフィルター付きフォトセル17を設備する。
真空紫外光に透明な被接着試料37の上には合成石英窓36を載せ、Oリング35により試料台15と合成石英窓36の間を光反応室30として外気を遮断し、反応ガス入気・排気口39から酸化剤ガスをいれ、ピエゾ加圧素子34に電圧を印加して、室温以下の温度雰囲気で真空紫外光40で光励起して、高効率の光接着を行うことができる。
FIG. 9 is a schematic view of a reaction vessel equipped with a pressure jig for photobonding. The reaction vessel is composed of a photoreaction vessel pressurizing chamber 29 and a photoreaction chamber 30, and each chamber is provided with a right thread 31 and a left thread 32 so as to pressurize each other in parallel. When the screw thread is rotated in one direction by the photoreaction chamber pressurizing screw 33, both chambers approach each other. A piezo pressurizing element 34 is provided in the photoreaction vessel pressurizing chamber 29, and a sample stage 15 having a cooling jacket 14 is placed between the two chambers, and an adherend sample 37 transparent to vacuum ultraviolet light is placed thereon. 38 is sandwiched between silicone oils 26, and a photocell 17 with a band-pass filter is placed on the back surface of the adherend sample 38 with an optical fiber 16 via a sodium salicylate fluorescent agent layer 5 for the purpose of monitoring the photo-oxidation reaction process. Install.
A synthetic quartz window 36 is placed on the adherend sample 37 that is transparent to vacuum ultraviolet light, and the outside air is blocked by the O-ring 35 between the sample stage 15 and the synthetic quartz window 36 as a photoreaction chamber 30, and the reaction gas is introduced. A high-efficiency photobonding can be performed by supplying an oxidant gas from the exhaust port 39, applying a voltage to the piezo pressurizing element 34, and photoexciting with vacuum ultraviolet light 40 in a temperature atmosphere below room temperature.

[図10]は、スピンナー光薄膜装置概略図である。光反応室30はO リング35を介して合成石英板6と光反応室蓋41で外気と遮断され、反応ガス入気・排気口39により反応ガスや容器内の圧力調整が行なうことができる。光反応室30(反応容器)の中のスピンナー試料台42を備え、光反応室の外部のモーター43で伝達された回転力で真空紫外繊維透明な基板2の上に塗布されたシリコーンオイル(シリコーンオイル光酸化層4)を高速回転により薄層にする。粘度の比較的強いシリコーンオイルをスピンナーでの薄膜化は至難の業である。そこでベンゼン、キシレンあるいはシクロヘキサンエチルエーテルなどの炭化水素系または四塩化炭素やクロロベンゼンなどの塩化炭素系溶媒でシリコーンオイルを希釈して極端に粘度を低くし、かつそれらが飽和蒸気圧を超えないようにするために、真空紫外線を透過する窒素ガスなどの不活性ガスで加圧する。この加圧状態で、モーター43でスピンナー試料台42に置かれた基板2の上に塗布された粘度が低いシリコーンオイルをスピンナーで薄膜化した後、徐々に減圧して、溶媒を気化させた後、スピンナーの回転を止め、反応ガス入気・排気口39により二酸化炭素などの酸化剤ガスを封入する。次にXe2エキシマランプ(真空紫外ランプ3)の光を照射して光酸化層を1層形成する。この一連の操作を繰り返すことにより厚膜を形成することができる FIG. 10 is a schematic view of a spinner thin film device. The photoreaction chamber 30 is shielded from the outside air by the synthetic quartz plate 6 and the photoreaction chamber lid 41 through the O-ring 35, and the reaction gas and the pressure in the container can be adjusted by the reaction gas inlet / exhaust port 39. Silicone oil (silicone) provided on a substrate 2 transparent to vacuum ultraviolet fiber by a rotational force transmitted by a motor 43 outside the photoreaction chamber, provided with a spinner sample stage 42 in the photoreaction chamber 30 (reaction vessel). The oil photooxidized layer 4) is thinned by high speed rotation. Thinning a silicone oil with relatively strong viscosity with a spinner is a difficult task. Therefore, dilute the silicone oil with a hydrocarbon solvent such as benzene, xylene or cyclohexaneethyl ether or a carbon chloride solvent such as carbon tetrachloride or chlorobenzene to make the viscosity extremely low so that they do not exceed the saturated vapor pressure. In order to achieve this, pressurization is performed with an inert gas such as nitrogen gas that transmits vacuum ultraviolet rays. In this pressurized state, the low-viscosity silicone oil applied on the substrate 2 placed on the spinner sample stage 42 by the motor 43 is thinned with a spinner, and then gradually reduced in pressure to vaporize the solvent. The rotation of the spinner is stopped, and an oxidant gas such as carbon dioxide is sealed by the reaction gas inlet / exhaust port 39. Next, the photo-oxidation layer is formed by irradiating light from a Xe2 excimer lamp (vacuum ultraviolet lamp 3). By repeating this series of operations, a thick film can be formed .

この装置ではスピンナーが停止してから反応雰囲気温度を下げるための水冷ジャケット付きペルチェ冷却素子25が備えられている。また基板裏面にはサリチル酸ナトリウム蛍光剤層5が置かれ、光ファイバー16を介して、バンドパスフィルター付きフォトセル17で検知することにより効果的な酸化剤投入の指標とすることができる。この反応装置では粘度の比較的高いシリコーンオイルでも水冷ジャケット付きペルチェ冷却素子25で加熱した状態でスピンコートを行い、薄膜化した後、回転を止め、ペルチェ冷却素子25の逆電圧を加え、冷却した状態で、反応ガス入気・排気口39から二酸化炭素などの酸化ガスを封入した後、Xe2エキシマランプ(真空紫外ランプ3)の光を照射して光酸化層を形成する。 This apparatus is provided with a Peltier cooling element 25 with a water cooling jacket for lowering the reaction atmosphere temperature after the spinner is stopped. Further, a sodium salicylate fluorescent agent layer 5 is placed on the back surface of the substrate, and can be used as an effective index of oxidizing agent by detecting with a photocell 17 with a bandpass filter via an optical fiber 16. In this reactor, even with a silicone oil having a relatively high viscosity, spin coating was performed in a state of being heated by the Peltier cooling element 25 with a water cooling jacket, and after thinning, the rotation was stopped and the reverse voltage of the Peltier cooling element 25 was applied to cool. In this state, after oxidizing gas such as carbon dioxide is sealed from the reaction gas inlet / exhaust port 39, light from the Xe2 excimer lamp (vacuum ultraviolet lamp 3) is irradiated to form a photo-oxidized layer.

[図11]は、沿面放電式エキシマランプによる大面積絶縁膜形成装置である。この装置の励起光源の放電方式は異なる気体から成る直列のガス層(Xeガスと大気)間を電極11と電極44により放電させ、電極44とエキシマランプ(真空紫外ランプ3)のガラス外壁45との間に、シリコーンオイル層4が塗布された長大面積尺被基板46を載せ、シリコーンオイル層4とエキシマランプガラス外壁との間で雰囲気ガスの沿面放電と、真空紫外ランプ3からの紫外光の両者で光酸化反応を高効率に行うもので、両金属電極11と44は水冷され、シリコーンオイル中に含まれる酸化剤が飽和蒸気圧以上に成り、系外に飛散することを防止する。さらに大面積長尺基板45の要所には サリチル酸ナトリウム蛍光剤層5が塗布されており、光ファイバー16を介して420nmを中心波長とするバンドパスフィルター付きフォトセル(HAMAMATSU S2684-254)17で検知することにより効果的な酸化剤投入の指標とすることができる。 [FIG. 11] is a large area insulating film forming apparatus using a creeping discharge excimer lamp. The discharge method of the excitation light source of this apparatus is to discharge between a series of gas layers (Xe gas and atmosphere) made of different gases by means of the electrode 11 and the electrode 44, and the electrode 44 and the glass outer wall 45 of the excimer lamp (vacuum ultraviolet lamp 3). Between the silicone oil layer 4 and the outer wall of the excimer lamp glass, and the ultraviolet light from the vacuum ultraviolet lamp 3 is placed between the silicon oil layer 4 and the outer wall of the excimer lamp glass. Both perform a photo-oxidation reaction with high efficiency, and both metal electrodes 11 and 44 are water-cooled to prevent the oxidant contained in the silicone oil from exceeding the saturated vapor pressure and scattering out of the system. Further, the sodium salicylate fluorescent agent layer 5 is applied to the main point of the large-area long substrate 45 and is detected by a photocell (HAMAMATSU S2684-254) 17 with a bandpass filter having a central wavelength of 420 nm through the optical fiber 16. By doing so, it can be used as an index of effective oxidant input.

[図12]は、[請求項1]記載の発明に関する模式的全工程図である。 [FIG. 12] is a schematic entire process diagram relating to the invention of [Claim 1].

[図2]の低温光酸化装置を用い、反応容器を用い、石英ガラス基板2の裏面に板状サリチル酸ナトリウム蛍光剤層5を挿入し、石英ガラス基板2の表面にシリコーンオイル(信越化学工業株式会社製 KF96-500cs)を塗布し、反応容器1に取り付けられた、反応ガス入気・排気口39を開放し、空気や湿気が混入した大気雰囲気で30分経過後、シリコーンオイル光酸化層4と真空紫外ランプ放電管3(Xe2エキシマランプ、発振波長157nm)の網電極12の距離を15mm隔てた状態で光励起を開始した。 [Fig. 2] Using the low-temperature photo-oxidation apparatus of FIG. 2, using a reaction vessel, a plate-like sodium salicylate fluorescent agent layer 5 is inserted on the back surface of the quartz glass substrate 2, and silicone oil (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Apply KF96-500cs), open the reaction gas inlet / exhaust port 39 attached to the reaction vessel 1, and after 30 minutes in an air atmosphere mixed with air and moisture, the silicone oil photo-oxidation layer 4 Photoexcitation was started with a distance of 15 mm between the network electrode 12 of the vacuum ultraviolet lamp discharge tube 3 (Xe2 excimer lamp, oscillation wavelength 157 nm).

ここでの光反応はサリチル酸ナトリウム蛍光剤層5の裏面に取り付けた光ファイバー16を介してバンドパスフィルター付きフォトセル17で検知した。しかし、大気中ではシリコーンオイル光酸化層4と網電極12の間隔が15mm以上では膜の硬化は起こらず、間隔が8mm内外にすると光酸化膜が形成するのに120分要することがわかった。さらに間隔を狭め、1mmにするとフォトセル17の信号は照射開始の時点から徐々に増加して5分でピークに達し、それ以降は変化は皆無に等しかった。しかも、その時のコーティング膜は表面層のみの硬化で基板との界面はシリコーンオイルのままだった。 The photoreaction here was detected by a photocell 17 with a band-pass filter via an optical fiber 16 attached to the back surface of the sodium salicylate phosphor layer 5. However, it was found that in the air, the film did not harden when the distance between the silicone oil photooxidized layer 4 and the mesh electrode 12 was 15 mm or more, and it took 120 minutes for the photooxidized film to form when the distance was 8 mm or less. When the interval was further reduced to 1 mm, the signal of the photocell 17 gradually increased from the start of irradiation and reached a peak in 5 minutes, and thereafter, there was no change. Moreover, the coating film at that time was only the surface layer cured, and the interface with the substrate remained silicone oil.

そこで再度基板2上にシリコーンオイル4を塗布し、反応ガス入気・排気口39を開放し30分経過後、試料台15の冷却ジャケット14に25℃の冷却水を循環させたら、フォトセル17の信号15分まで増加したが、それ以上から鈍くなった。そこでサリチル酸ナトリウム蛍光剤層5と試料台15の間に中心部に2Φの孔を有するペルチェ冷却素子を用い、基板を冷却した。ここでシリコーンオイルに混存している酸化剤の蒸気圧を飽和蒸気圧以下にするため基板温度を50℃〜10℃が望ましいが、10℃以下になるとシリコーンオイル光酸化層4上に霜が付着し、極端にフォトセル17の信号が弱まる。これは大気中の水蒸気が結露し、紫外線透過の妨げとなると同時に水である酸化剤が濃度過多に成るため酸化反応が進まなくなると結論付けた。 Then, the silicone oil 4 is applied again on the substrate 2, the reaction gas inlet / exhaust port 39 is opened, and after 30 minutes, when cooling water of 25 ° C. is circulated through the cooling jacket 14 of the sample table 15, the photocell 17. The signal increased to 15 minutes, but became dull after that. Therefore, the substrate was cooled using a Peltier cooling element having a 2Φ hole in the center between the sodium salicylate fluorescent agent layer 5 and the sample stage 15. Here, the substrate temperature is preferably 50 ° C. to 10 ° C. so that the vapor pressure of the oxidant mixed in the silicone oil is less than or equal to the saturated vapor pressure, but when it is 10 ° C. or less, frost is formed on the silicone oil photooxidized layer 4. It adheres and the signal of the photocell 17 becomes extremely weak. It was concluded that water vapor in the atmosphere dewed and hindered UV transmission, and at the same time the oxidant, which was water, was overconcentrated and the oxidation reaction would not proceed.

そこで大気中での反応の場合には、酸化剤の蒸気圧が飽和蒸気圧を超えない温度を15から30℃の間と定め、試料台15の冷却は冷却水のみとし、それ以上の温度雰囲気に成らないようにするために、真空紫外ランプ3(Xe2エキシマランプ)を冷却ジャケット13で冷却水循環することにより、雰囲気温度の発熱源全てを水冷のみで抑制し、酸化剤の蒸気圧が飽和蒸気圧以上にならないようにした。 Therefore, in the case of the reaction in the atmosphere, the temperature at which the vapor pressure of the oxidizer does not exceed the saturated vapor pressure is determined to be between 15 and 30 ° C., and the cooling of the sample stage 15 is only cooling water, In order to prevent this, the vacuum ultraviolet lamp 3 (Xe2 excimer lamp) is circulated through the cooling water in the cooling jacket 13, so that all the heat sources at ambient temperature are suppressed only by water cooling, and the vapor pressure of the oxidant is saturated. The pressure was not exceeded.

これにより従来の、雰囲気温度制御皆無でシリコーンオイル内部や界面の酸化剤の蒸気圧を飽和蒸気圧以下に抑え、特許文献4の実施例4にあるようにXe2エキシマランプ(20mW)を60分間照射して形成した膜の193nmでの透過率が90.6%であったものが、半分の30分の照射で91%を達成した。さらに反応ガス入気・排気口39から入射するガスを空気から二酸化炭素に換えると、さらに反応時間は15分と短縮された。さらにシリコーンオイル光酸化層4と網電極12の間隔を20cmと広げても真空紫外ランプ3(Xe2エキシマランプ)の光は光路での紫外線吸収が少なくシリコーンオイル光酸化層4に到達し、かつ、二酸化炭素が光分解して活性酸素が形成するため酸化剤として働き光酸化を促進する事が明らかになった。 As a result, the vapor pressure of the oxidizer inside or at the interface of the silicone oil is kept below the saturated vapor pressure without any atmospheric temperature control, and the Xe2 excimer lamp (20 mW) is irradiated for 60 minutes as in Example 4 of Patent Document 4. The film formed in this way had a transmittance of 90.6% at 193 nm, but achieved 91% with half the irradiation for 30 minutes. Furthermore, when the gas incident from the reaction gas inlet / exhaust port 39 was changed from air to carbon dioxide, the reaction time was further reduced to 15 minutes. Furthermore, even if the distance between the silicone oil photooxidation layer 4 and the mesh electrode 12 is increased to 20 cm, the light of the vacuum ultraviolet lamp 3 (Xe2 excimer lamp) reaches the silicone oil photooxidation layer 4 with little ultraviolet absorption in the optical path, and It has been clarified that carbon dioxide is photodegraded to form active oxygen, which acts as an oxidant and promotes photooxidation.

したがって、この実験結果より、本願発明によれば、光酸化反応雰囲気を冷却することにより、シリコーンオイル内の酸化剤の蒸気圧を飽和蒸気圧を超えない範囲内に抑制し、シリコーンオイル内に過不足無く酸化剤を維持できるため、従来の60分以上の光反応時間を30分以下に短縮することができ、かつ二酸化炭素を酸化剤として用いればさらに反応時間を15分以下に短縮することができることがわかった。ここで予めシリコーンオイルの中に酸素、二酸化炭素あるいは水蒸気などを大気圧下で混入させたものを酸化剤入りシリコーンオイルとし、これを塗布すれば、2枚の試料でシリコーンオイルを挟み圧縮しながら真空紫外線照射を行なう接着では、酸化剤を過不足無く光酸化に供することができる。ここで注意しなくてはいけないことは、酸化剤が無くなった時点で、光照射も終了するようにシリコーンオイルを調合し、かつ、酸化剤の蒸気圧が飽和蒸気圧を超えない範囲内に制御する事である。 Therefore, from this experimental result, according to the present invention, by cooling the photo-oxidation reaction atmosphere, the vapor pressure of the oxidant in the silicone oil is suppressed within a range that does not exceed the saturated vapor pressure. Since the oxidizing agent can be maintained without a shortage, the conventional photoreaction time of 60 minutes or more can be reduced to 30 minutes or less, and if carbon dioxide is used as the oxidizing agent, the reaction time can be further reduced to 15 minutes or less. I knew it was possible. Here, a silicone oil containing oxygen, carbon dioxide, or water vapor mixed in advance under atmospheric pressure is used as a silicone oil containing an oxidizing agent, and if this is applied, the silicone oil is sandwiched between two samples and compressed. In the adhesion using vacuum ultraviolet irradiation, the oxidizing agent can be used for photooxidation without excess or deficiency. It should be noted here that when the oxidant is exhausted, the silicone oil is formulated so that the light irradiation is terminated, and the vapor pressure of the oxidant is controlled within a range not exceeding the saturated vapor pressure. Is to do.

[図9]の光接着用加圧冶具付き反応容器を用い、合成石英ガラス基板37、38の間隙に分子量6万のシリコーンオイル(信越化学工業株式会社製 KF96-10000)を挿入し、その基板37の上に合成石英窓板36を被せ、反応ガス入気・排気口39から酸化剤ガスを封入後、下方からピエゾ加圧素子34で加圧した状態で、発光波長172nmのXe2エキシマランプ光40を10から60分間照射した。ここでの光反応はサリチル酸ナトリウム蛍光剤層5の裏面に取り付けた光ファイバー16を介してバンドパスフィルター付きフォトセル17で、二酸化炭素ガスの効果と接着圧の効果及び基板温度効果を測定し、10%の二酸化炭素ガスが混入した窒素ガスを1気圧、接着圧15kg/cm2、基板温度20℃なる条件で、172nmのXe2エキシマランプ光を15分照射して、引っ張りせん断強度180kg/cm2と接着強度が高いことがわかる。この値は特許文献6の光照射時間90分に比較して1/6の15分である。 [FIG. 9] Using a reaction vessel with a pressure bonding jig for photobonding, insert a silicone oil having a molecular weight of 60,000 (KF96-10000 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) into the gap between the synthetic quartz glass substrates 37 and 38, and the substrate. The Xe 2 excimer lamp having a light emission wavelength of 172 nm is covered with a synthetic quartz window plate 36 and filled with an oxidant gas from the reaction gas inlet / exhaust port 39 and pressurized with the piezo pressurizing element 34 from below. Light 40 was irradiated for 10 to 60 minutes. Here, the photoreaction measures the effect of carbon dioxide gas, the effect of adhesion pressure, and the substrate temperature effect on a photocell 17 with a bandpass filter via an optical fiber 16 attached to the back surface of the sodium salicylate phosphor layer 5. % Of carbon dioxide gas mixed with nitrogen gas at 1 atm, adhesion pressure of 15 kg / cm 2 , substrate temperature of 20 ° C., irradiated with 172 nm Xe 2 excimer lamp for 15 minutes, tensile shear strength 180 kg / cm 2 It can be seen that the adhesive strength is high. This value is 1/6, 15 minutes, compared with the light irradiation time of 90 minutes in Patent Document 6.

[図10]のスピンナー光薄膜装置を用い、粘度の高いシリコーンオイルのコーティングを溶剤で希釈したシリコーンオイルと、基板温度を上げて粘度を低くした状態での膜形成を比較した。まず、外気と遮断され光反応室30の中で、真空紫外繊維透明な基板2の上に塗布されたキシレンおよびクロロベンゼンなどの溶媒でシリコーンオイルシリコーンオイル(信越化学工業株式会社製 KF96-50cs)を希釈して極端に粘度を低くし、かつそれらが飽和蒸気圧を超えないようにするために、真空紫外線を透過する窒素ガスで加圧する。この加圧状態で、モーター43でスピンナー試料台42に置かれた基板2の上に塗布された粘度が低いシリコーンオイルをスピンナーで薄膜化した後、徐々に減圧して、溶媒を気化させた後、スピンナーの回転を止めた後、ペルチェ冷却素子25で反応室の温度を5から50℃に変化させ、かつ反応ガス入気・排気口39により二酸化炭素を封入した。このときの酸化反応の様子は、光ファイバー16を介して、バンドパスフィルター付きフォトセル17で検知しながら、Xe2エキシマランプ(真空紫外ランプ3)の光を20分照射して膜厚は100nmまで薄くすることができた。 Using the spinner light thin film apparatus of FIG. 10, the film formation in a state where the viscosity of the silicone oil coating with a high viscosity silicone oil was diluted with a solvent was compared with that of the silicone oil diluted with a solvent. First, in a photoreaction chamber 30 that is blocked from outside air, a silicone oil silicone oil (KF96-50cs manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied with a solvent such as xylene and chlorobenzene coated on the substrate 2 that is transparent to the vacuum ultraviolet fiber. In order to dilute to extremely reduce the viscosity and not to exceed the saturated vapor pressure, pressurize with nitrogen gas that transmits vacuum ultraviolet light. In this pressurized state, the low-viscosity silicone oil applied on the substrate 2 placed on the spinner sample stage 42 by the motor 43 is thinned with a spinner, and then gradually reduced in pressure to vaporize the solvent. After the rotation of the spinner was stopped, the temperature of the reaction chamber was changed from 5 to 50 ° C. with the Peltier cooling element 25, and carbon dioxide was sealed with the reaction gas inlet / exhaust port 39. The state of the oxidation reaction at this time is detected by a photocell 17 with a band-pass filter through the optical fiber 16, and irradiated with light from a Xe2 excimer lamp (vacuum ultraviolet lamp 3) for 20 minutes, and the film thickness is reduced to 100 nm. We were able to.

つぎに溶剤で希釈しないシリコーンオイル4をペルチェ冷却素子25で80℃まで加熱した状態でスピンコートを行い、薄膜化した後、回転を止め、ペルチェ冷却素子25の逆電圧を加え、冷却した状態で、反応ガス入気・排気口39から二酸化炭素などの酸化ガスを封入した後、Xe2エキシマランプ(真空紫外ランプ3)の光を照射して光酸化層を形成したこれによっても700nmの膜厚が得られた。 Next, the silicone oil 4 that is not diluted with a solvent is spin-coated with the Peltier cooling element 25 heated to 80 ° C., and after thinning, the rotation is stopped, the reverse voltage of the Peltier cooling element 25 is applied, and the liquid is cooled. After oxidizing gas such as carbon dioxide was sealed from the reaction gas inlet / exhaust port 39, Xe2 excimer lamp (vacuum ultraviolet lamp 3) was irradiated to form a photo-oxidized layer. Obtained.

一般に半導体基板にレジストを塗布する場合、スピンナー用レジストの粘性は極く低い。ところがシリコーンオイルは粘性があり、高速でスピーンしても薄膜化には限界があり、回転を止めると、多量に残っているオイル自身の表面張力により元に戻り、厚さが均一な薄膜はできなかった。 In general, when a resist is applied to a semiconductor substrate, the viscosity of the spinner resist is extremely low. However, silicone oil is viscous, and even if it is spun at high speed, there is a limit to thinning the film. When rotation is stopped, it returns to its original state due to the surface tension of the remaining oil itself, and a thin film with a uniform thickness is formed. There wasn't.

このため本願発明によれば、外気と遮断された反応容器内に置かれたスピンナー上の試料に、溶剤で希釈したシリコーンオイルを塗布し、その雰囲気を溶剤の飽和水蒸気以上の圧力に成るように不活性ガスあるいは酸化剤ガスで加圧した状態で、スピンナーを高速回転させ、薄膜化した後、脱気により溶剤を気化させながら1気圧以下の酸化剤ガスを封入した状態で真空紫外照射を行なうことにより100ナノメータ以下の薄膜を形成することができた。 Therefore, according to the present invention, silicone oil diluted with a solvent is applied to a sample on a spinner placed in a reaction vessel that is blocked from outside air, and the atmosphere is set to a pressure equal to or higher than the saturated water vapor of the solvent. Rotate the spinner at a high speed in a state pressurized with an inert gas or an oxidant gas, thin the film, and then irradiate it with vacuum ultraviolet radiation in a state where an oxidant gas of 1 atm or less is sealed while vaporizing the solvent by deaeration. As a result, a thin film of 100 nanometers or less could be formed.

RTVシリコーンゴムがコーティングされた太陽電池及びアルミニウム基板に貼り付けた太陽電池および石英ガラス基板を真空容器の中に固定し、10-4Torrまで吸引した後、容器のコックを閉め、6時間/日 を1ヶ月間ヒータ加熱と同時に172nmのXe2エキシマランプ照射を行なった。 1ヵ月後に質量分析計(QMAS)により、C8H24O4Si4、C10H30O5Si5、C12H36O6Si6、C14H42O7Si7、C16H48O8Si8、C18H54O9Si9、C20H60O10Si10のMASナンバー294, 370, 444, 518, 592, 666, 740 の質量数に夫々のピークが検出され、また石英基板が僅かに黒くなった.そこで同じ条件で、微量の過酸化酸素を基板に吸着し続けた場合、基板の曇りや黒化は観測されなかった。 A solar cell coated with RTV silicone rubber and a solar cell attached to an aluminum substrate and a quartz glass substrate are fixed in a vacuum container, sucked up to 10 -4 Torr, then the container cock is closed, and 6 hours / day. The Xe2 excimer lamp of 172nm was irradiated simultaneously with the heater heating for 1 month. One month later, using a mass spectrometer (QMAS), C 8 H 24 O 4 Si 4 , C 10 H 30 O 5 Si 5 , C 12 H 36 O 6 Si 6 , C 14 H 42 O 7 Si 7 , C 16 H 48 O 8 Si 8 , C 18 H 54 O 9 Si 9 , C 20 H 60 O 10 Si 10 MAS numbers 294, 370, 444, 518, 592, 666, 740 The quartz substrate became slightly black. Therefore, when the trace amount of oxygen peroxide was continuously adsorbed to the substrate under the same conditions, no clouding or blackening of the substrate was observed.

本発明の第一の特徴は、従来の厚く重い板ガラスを用いない大面積太陽電池パネルや大面積液晶ディスプレイを大量生産することである。光酸化膜形成は、基板や製品に塗装と同じ方法でシリコーンオイルを塗布し、真空紫外線照射しながら、当該光反応の経過を蛍光剤の発光を利用して監視し、シリコーンオイル中の酸化剤の蒸気圧を飽和蒸気圧以下に抑え、過不足の無い酸化剤をシリコーンオイルに供給することにより、透明、硬質、電気絶縁性に優れた膜が形成できるため、大面積太陽電池パネルや大面積液晶ディスプレイなどの絶縁下地膜や保護膜として利用できる。 The first feature of the present invention is to mass-produce large-area solar cell panels and large-area liquid crystal displays that do not use a conventional thick and heavy plate glass. Photo-oxidation film formation involves applying silicone oil to a substrate or product in the same way as painting, and monitoring the progress of the photoreaction using the luminescence of the fluorescent agent while irradiating with vacuum ultraviolet rays. By controlling the vapor pressure of the liquid to below the saturated vapor pressure and supplying the oxidizer without excess or deficiency to the silicone oil, a film that is transparent, hard, and excellent in electrical insulation can be formed. It can be used as an insulating base film or protective film for liquid crystal displays and the like.

本発明の第二の特徴は、耐候性に富む光酸化薄膜を形成させることが出来るために、薄膜表面に宇宙での浮遊塵付着の防止、防曇性を有するために宇宙空間における船外機の窓から地上の観測写真を撮影する際に適用できる。 The second feature of the present invention is that it is possible to form a photo-oxidized thin film rich in weather resistance. It can be applied when taking observation photographs of the ground from the windows.

更に、熱電子変換モジュールなどの絶縁下地膜や保護膜としても利用できる。また基板上に形成した該透明光酸化層薄膜を酸または有機溶媒でエッチングしてフィルム状薄ガラスを形成できる。この薄ガラスは液晶パネルのマザーガラスとしての他、半導体基板として、あるいは光学ガラスとして多くの分野で利用ができる。
Furthermore, it can also be used as an insulating base film or protective film for a thermoelectric conversion module or the like. Further, the transparent photo-oxidized layer thin film formed on the substrate can be etched with an acid or an organic solvent to form a film-like thin glass. This thin glass can be used in many fields as a semiconductor substrate or as an optical glass in addition to a mother glass of a liquid crystal panel.

シリコーンオイルの低温光酸化層形成方法及び装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the low-temperature photo-oxidation layer forming method and apparatus of silicone oil. 基板が真空紫外線に透明である場合で光酸化反応実時間観察を蛍光剤層の裏面側から監視する方式図である。It is a system diagram which monitors photooxidation reaction real-time observation from the back side of a fluorescent agent layer when the substrate is transparent to vacuum ultraviolet rays. 基板が真空紫外線に不透明である場合の光酸化反応実時間観察を励起光側から監視する方式図である。It is a system diagram which monitors the photo-oxidation reaction real-time observation when a board | substrate is opaque to a vacuum ultraviolet ray from the excitation light side. 真空紫外線に不透明な基板表面に予め蛍光剤を塗布した後、光酸化層を形成する方式図である。It is a system diagram in which a photo-oxidation layer is formed after applying a fluorescent agent in advance to a substrate surface opaque to vacuum ultraviolet rays. 光酸化反応励起用真空紫外Xe2エキシマランプの構造図である。(a)は正極を網電極、(b)は正極に複数の棒電極FIG. 3 is a structural diagram of a vacuum ultraviolet Xe2 excimer lamp for photooxidation reaction excitation. (a) The positive electrode is a mesh electrode, (b) is the positive electrode and a plurality of rod electrodes 光酸反応励起用冷却水循環ジャケット兼電極を交互に配列した真空紫外Xe2エキシマランプの構造図である。(a)は冷却ジャケットが角パイプ型、(b) は冷却ジャケットが丸パイプ型である。FIG. 3 is a structural diagram of a vacuum ultraviolet Xe2 excimer lamp in which cooling water circulation jackets and electrodes for photoacid reaction excitation are alternately arranged. (a) The cooling jacket is a square pipe type, and (b) is a round pipe type cooling jacket. 光酸化反応励起用冷却水循環型多段真空紫外Xe2エキシマランプの構造図である。(a)は網電極型、(b)棒電極型である。FIG. 4 is a structural diagram of a cooling water circulation type multi-stage vacuum ultraviolet Xe2 excimer lamp for photooxidation reaction excitation. (a) is a mesh electrode type and (b) a bar electrode type. タッチ・アンド・ゴー型シリコーンオイル塗布装置概略図である。1 is a schematic diagram of a touch-and-go type silicone oil application device. FIG. 光接着用加圧冶具付き反応容器概略図である。It is a reaction container schematic with a pressure jig for photobonding. スピンナー光薄膜装置概略図である。It is a spinner optical thin film apparatus schematic. 沿面放電式エキシマランプによる大面積絶縁膜形成装置である。This is a large area insulating film forming apparatus using a creeping discharge excimer lamp. [請求項1]記載の発明に関する模式的全工程図である。FIG. 3 is a schematic entire process diagram related to the invention of [Claim 1].

1 反応容器
2 真空紫外線に透明な基板
3 真空紫外ランプ(放電管)
4 シリコーンオイル光酸化層
5 サリチル酸ナトリウム蛍光剤層
6 レンズ
7 バンドパスフィルター
8 CCDカメラ
9 光酸化反応実時間観察モニター
10 鏡面研磨したアルミニウム反射鏡
11 アルミニウム金属電極(負極)
12 網電極(正極)
13 冷却ジャケット
14 冷却ジャケット(試料台用)
15 試料台
16 光ファイバー
17 バンドパスフィルター付きフォトセル
18 不透明基板
19 アルミニウム蒸着膜
20 棒電極(正極)
21 Xe2エキシマランプ放電管
22 冷却水循環型(-)電極兼凹型2次曲面反射鏡
23 被コーティング試料
24 吸引クランプ
25 ペルチェ冷却素子
26 シリコーンオイル
27 スプリング
28 ベアリング
29 光反応容器加圧室
30 光反応室
31 右ネジ山
32 左ねじ山
33 光反応室加圧ネジ
34 ピエゾ加圧素子
35 Oリング
36 合成石英窓板
37 被接着試料1(真空紫外に透明)
38 被接着試料2(真空紫外に透明)
39 反応ガス入気・排気口
40 真空紫外光(励起光)
41 光反応装置蓋
42 スピンナー試料台
43 モーター
44 パイプ状スライド電極
45 エキシマランプのガラス外壁
46 大面積長尺基板
1 Reaction vessel 2 Substrate transparent to vacuum ultraviolet rays
3 Vacuum ultraviolet lamp (discharge tube)
4 Silicone oil photo-oxidation layer 5 Sodium salicylate phosphor layer 6 Lens 7 Bandpass filter 8 CCD camera 9 Photo-oxidation reaction real-time observation monitor 10 Mirror-polished aluminum reflector 11 Aluminum metal electrode (negative electrode)
12 Mesh electrode (positive electrode)
13 Cooling jacket 14 Cooling jacket (for sample stage)
15 Sample stage 16 Optical fiber 17 Photocell 18 with bandpass filter Opaque substrate 19 Aluminum vapor deposition film 20 Bar electrode (positive electrode)
21 Xe2 excimer lamp discharge tube 22 Cooling water circulation type (-) electrode and concave secondary curved reflector 23 Sample to be coated 24 Suction clamp 25 Peltier cooling element 26 Silicone oil 27 Spring 28 Bearing 29 Photoreaction vessel pressurization chamber 30 Photoreaction chamber 31 Right Thread 32 Left Thread 33 Photoreaction Chamber Pressure Screw 34 Piezo Pressure Element 35 O-ring 36 Synthetic Quartz Window Plate 37 Bonded Sample 1 (Transparent to Vacuum Ultraviolet)
38 Adhered sample 2 (Transparent to vacuum ultraviolet)
39 Reaction gas inlet / outlet 40 Vacuum ultraviolet light (excitation light)
41 Photoreactor lid 42 Spinner sample stage 43 Motor 44 Pipe-shaped slide electrode 45 Excimer lamp glass outer wall
46 Large area long substrate

Claims (7)

シリコーンオイルの光酸化によりSiO2の透明光酸化層薄膜を基板に形成するに際して、該基板の前処理ステップと、
該基板表面へのシリコーンオイルの塗布ステップと、
前記基板に塗布されたシリコーンオイル層に液体又は気体状の酸化剤を過不足なく保持させるための酸化剤とシリコーンオイルを光反応させるステップと、
前記シリコーンオイル層の光酸化反応によるガラス化の進行過程を真空紫外線に感度を有する蛍光剤層の発光強度を監視して光反応を持続させるためのステップと、
該発光強度を真空紫外ランプにフィードバックして酸化剤の過不足のない光酸化反応によりSiO2薄膜を形成することを特徴とする透明光酸化薄膜形成方法。
When forming a transparent photo-oxidized layer thin film of SiO2 on a substrate by photooxidation of silicone oil, a pretreatment step of the substrate,
A coating step of the silicone for oil to the substrate table surface,
A step for photoreaction an oxidizing agent and silicone oil because the liquid or gaseous oxidizing agent is just enough held in a silicone oil layer applied to the substrate,
And step for sustaining a light reaction by monitoring the emission intensity of the fluorescent agent layers sensitive to a vacuum ultraviolet course of vitrification by photooxidation of the silicone oil layer,
A method for forming a transparent photo-oxidized thin film, comprising feeding back the emitted light intensity to a vacuum ultraviolet lamp and forming a SiO2 thin film by a photo-oxidation reaction without excess or deficiency of an oxidizing agent.
前記シリコーンオイル層に液体又は気体状の酸化剤を過不足なく保持させるための酸化剤とシリコーンオイルを光反応させるステップが、酸化剤が液体の場合は該酸化剤の飽和蒸気圧を超えない範囲で、酸化剤が気体の場合は、該酸化剤の飽和溶解度を超えない範囲で、光反応雰囲気温度を10〜50℃に冷却した状態で真空紫外光を照射し、若しくは該光酸化雰囲気温度範囲に冷却出来ない場合は、反応容器を大気と遮断させ、該反応容器内に不活性ガスで希釈した酸化剤ガスを1気圧以上に加圧した酸化剤により、真空紫外照射を行うことを特徴とする請求項1記載の透明光酸化薄膜形成方法。 Steps to photoreaction an oxidizing agent and silicone oil because just enough to hold the liquid or gaseous oxidizing agent in the silicone oil layer is, when the oxidizing agent is a liquid exceeds the saturation vapor pressure of the oxidizing agent If the oxidizing agent is a gas in a range, the ultraviolet light is irradiated with the photoreactive atmosphere temperature cooled to 10 to 50 ° C. within the range not exceeding the saturation solubility of the oxidizing agent, or the photooxidizing atmosphere. If it cannot be cooled to the temperature range, the reaction vessel is shut off from the atmosphere, and vacuum ultraviolet irradiation is performed with an oxidant that has been pressurized with an oxidant gas diluted with an inert gas to 1 atmosphere or more in the reaction vessel. 2. The method for forming a transparent photo-oxidized thin film according to claim 1, wherein 前記シリコーンオイル層の光酸化反応の進行過程を監視して光反応を持続させるための
テップが、シリコーンオイル層に供給する酸化剤の過不足量を、該シリコーンオイル層を通過した真空紫外光に感度を有する蛍光剤層で発光させ、該蛍光剤層の発光強度に応じて未反応のシリコーンオイルとガラス化した光酸化層の比率を検知させ、前記液体又は気体の酸化剤の供給又は真空紫外光の照射強度及び照射時間にフィードバックして透明光酸化層形成を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の透明光酸化薄膜形成方法。
To sustain the photoreaction to monitor the course of photooxidation of the silicone oil layer
Step is, the excess and deficiency of the oxidizing agent supplied to the silicone oil layer, light is emitted by the fluorescent agent layers sensitive to a vacuum ultraviolet light that has passed through the silicone oil layer, depending on the emission intensity of the fluorescent light adhesive layer Not The ratio of the reaction silicone oil and the vitrified photo-oxidized layer is detected, and the transparent photo-oxidized layer is formed by feeding back to the liquid or gaseous oxidant supply or the irradiation intensity and irradiation time of vacuum ultraviolet light. The method for forming a transparent photo-oxidized thin film according to claim 1 or 2.
前記基板の表面のシリコーンオイルの塗布ステップにおいて、透明光酸化薄膜を形成させるためのシリコーンオイル層が低分子のシロキサン結合を有するガス状低分子シロキサン吸着層又はシリコーンオイル層であることを特徴とする請求項1記載の透明光酸化層薄膜形成方法。 In coating fabrics step of the silicone oil on the surface of the substrate, and wherein the silicone oil layer for forming a transparent photo-oxidation thin film is a gaseous low-molecular siloxanes adsorbed layer or a silicone oil layer having a siloxane bond of the low molecular 2. The method for forming a transparent photo-oxidized layer thin film according to claim 1. 基板に厚膜の透明光酸化層薄膜を形成するに際して、該基板の表面のシリコーンオイルの塗布ステップが、該基板上に粘度が0.65〜50csの範囲のシリコーンオイルを塗布した後、又はそれ以上の粘度では有機溶剤で希釈したシリコーンオイルを塗布した後、減圧により溶媒を気化させ、かつ前記酸化剤ガスを封入して真空紫外光を照射させ、光酸化層を1層形成させた後、請求項1記載の一連のステップを反復させて膜を順次積層させて厚膜を形成させることを特徴とする請求項1記載の透明光酸化薄膜形成方法。 In forming a transparent photo-oxidation layer thin film thick film substrate, coated fabrics step of shea Rikon'oi Le of the front surface of the substrate is, after the viscosity was applied silicone oil in the range of 0.65~50cs on the substrate, or After applying a silicone oil diluted with an organic solvent at a higher viscosity, vaporize the solvent by reducing the pressure, and enclose the oxidant gas and irradiate vacuum ultraviolet light to form one photooxidized layer. a transparent photo-oxidation thin film forming method according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that claim 1 by repeating a series of steps sequentially laminating a film according to the formation of a thick film. 宇宙空間に於ける人工衛星搭載太陽電池パネル及び望遠鏡ミラー等に採用されるシリコーン系材料から飛散する前記低分子シロキサン吸着層による光受光面の曇り及び黒化を防止する手段として、該光受光面に酸素ガス、過酸化水素、水分等の酸化剤ガスを吸着させる手段及び/又は該光受光面材料に酸素供給可能な金属酸化物を具備させ、太陽光の真空紫外線により、該光受光面材料に前記透明光酸化層を形成させ、遊離炭素の生成を阻害させることを特徴とする請求項1又は請求項4記載の透明光酸化層薄膜形成方法。 As a means for preventing fogging and blackening of the light-receiving surface by the low-molecular siloxane adsorbing layer scattered from the silicone-based material employed in an artificial satellite-mounted solar panel and a telescope mirror in outer space, the light-receiving surface Means for adsorbing an oxidant gas such as oxygen gas, hydrogen peroxide, moisture and / or a metal oxide capable of supplying oxygen to the light receiving surface material, and the light receiving surface material by vacuum ultraviolet rays of sunlight. The method of forming a transparent photo-oxidized layer thin film according to claim 1, wherein the transparent photo-oxidized layer is formed to inhibit formation of free carbon. 前記基板の面状が平面又は凹凸を成す基板とし、該基板上に請求項5記載の方法で厚膜を形成した後、該基板のみをエッチングして薄板ガラス又は模様板ガラスを形成することを特徴とする請求項1又は請求項5記載の透明光酸化層薄膜形成方法。 A substrate having a planar or uneven surface shape, and after forming a thick film on the substrate by the method according to claim 5, only the substrate is etched to form a thin plate glass or a patterned plate glass. The method for forming a transparent photo-oxidized layer thin film according to claim 1 or 5.
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