JPH03252402A - 配向性有機薄膜及びその作製方法 - Google Patents
配向性有機薄膜及びその作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は配向性有機薄膜に関する。さらに詳しくは電解
酸化法を用いて電極面上に形成される共役ポリマーの配
向性薄膜に関する。
酸化法を用いて電極面上に形成される共役ポリマーの配
向性薄膜に関する。
従来より、共役電子系を有するポリマー薄膜を高配向化
することは、ポリマー鎖配向方向の電気電導塵の向上及
び電気的、光学的異方性の発現の点で非常に興味が持た
れていた。しかしながら、電解酸化法を用いて電極面上
に形成されるポリマー薄膜の場合には、高配向化に関す
る報告はきわめて少ないのが現状である。電解酸化法に
より電極面上に形成されたポリピロール薄膜を電極から
剥離した後に一方向に伸延することにより高配向化する
方法が特開昭60−88037号に開示されているが、
この方法には、■伸延に適した膜質を得るために特殊な
条件(−20’C)下で電M酸化をしなくてはならない
、■・伸延時に膜を電極から剥離させなくてはならない
、■伸延に耐えるだけの機械的強度が必要となるため厚
い膜を形成しなくてはならず、膜の形成に時間がかかる
、などの問題があった。
することは、ポリマー鎖配向方向の電気電導塵の向上及
び電気的、光学的異方性の発現の点で非常に興味が持た
れていた。しかしながら、電解酸化法を用いて電極面上
に形成されるポリマー薄膜の場合には、高配向化に関す
る報告はきわめて少ないのが現状である。電解酸化法に
より電極面上に形成されたポリピロール薄膜を電極から
剥離した後に一方向に伸延することにより高配向化する
方法が特開昭60−88037号に開示されているが、
この方法には、■伸延に適した膜質を得るために特殊な
条件(−20’C)下で電M酸化をしなくてはならない
、■・伸延時に膜を電極から剥離させなくてはならない
、■伸延に耐えるだけの機械的強度が必要となるため厚
い膜を形成しなくてはならず、膜の形成に時間がかかる
、などの問題があった。
本発明は、従来技術とは異なる方法により、かつ、従来
技術に比べて簡略化された工程により、膜面内の特定方
向に分子が配向した薄膜を、電解酸化法により電極面上
に直接形成させることを目的とする。
技術に比べて簡略化された工程により、膜面内の特定方
向に分子が配向した薄膜を、電解酸化法により電極面上
に直接形成させることを目的とする。
上記目的を達成するために本発明においては、電極とし
て、膜面内の特定方向に分子が配向した有機薄膜層によ
り表面があらかじめ被覆された電極、または、あらかじ
め有機薄膜層で被覆された後に、一方向にラビング処理
された表面を有する電極のいずれかを用いて電解酸化を
行う。これにより、該電極面上に、膜面内の特定方向に
分子が配向した薄膜が形成される。
て、膜面内の特定方向に分子が配向した有機薄膜層によ
り表面があらかじめ被覆された電極、または、あらかじ
め有機薄膜層で被覆された後に、一方向にラビング処理
された表面を有する電極のいずれかを用いて電解酸化を
行う。これにより、該電極面上に、膜面内の特定方向に
分子が配向した薄膜が形成される。
膜面内の特定方向に分子が配向した有機薄膜層により表
面が被覆された電極は次のようにして作製することがで
きる。
面が被覆された電極は次のようにして作製することがで
きる。
すなわち、まず第1図に示すような可動バリア付きの水
槽を用意する。第1図(a)は平面図を、同(b)は側
断面図を示す。第1図において、符号1は水槽、2およ
び3は圧縮バリア、4および5は圧縮バリアの進行方向
(圧縮方向)、6は成膜分子が展開される水面、7は清
浄水面、8は水相、をそれぞれ意味する。まず、バリア
4と5をそれぞれ水槽の左端および右端に寄せ、水面6
を広げる。この状態で水面6に成膜分子を単分子膜状に
展開する。バリア4と5をそれぞれ右方および左方にゆ
っくり移動させ、水面6に展開されている膜を圧縮する
。水面6上に展開されている膜の表面圧が一定の値にな
った時点でバリアの移動を停止する。本発明で用いられ
る成膜物質からなる膜であれば、この状態において成膜
分子が膜面内で成る特定の方向に一様に配向する。第1
図に示したのは気液界面に展開されている膜を対向する
二方向から圧縮する方式であるが、通常のLB膜装置で
多く見られる一方向のみから圧縮する方式を用いても同
様の結果が得られる。
槽を用意する。第1図(a)は平面図を、同(b)は側
断面図を示す。第1図において、符号1は水槽、2およ
び3は圧縮バリア、4および5は圧縮バリアの進行方向
(圧縮方向)、6は成膜分子が展開される水面、7は清
浄水面、8は水相、をそれぞれ意味する。まず、バリア
4と5をそれぞれ水槽の左端および右端に寄せ、水面6
を広げる。この状態で水面6に成膜分子を単分子膜状に
展開する。バリア4と5をそれぞれ右方および左方にゆ
っくり移動させ、水面6に展開されている膜を圧縮する
。水面6上に展開されている膜の表面圧が一定の値にな
った時点でバリアの移動を停止する。本発明で用いられ
る成膜物質からなる膜であれば、この状態において成膜
分子が膜面内で成る特定の方向に一様に配向する。第1
図に示したのは気液界面に展開されている膜を対向する
二方向から圧縮する方式であるが、通常のLB膜装置で
多く見られる一方向のみから圧縮する方式を用いても同
様の結果が得られる。
上述のような手順で気液界面に形成された配向性膜は第
2図に示す水平付着法もしくは第3図に示す水平浸漬法
を用いて、膜の配向性と秩序性を崩すことなく電極面上
に移しとることができる。
2図に示す水平付着法もしくは第3図に示す水平浸漬法
を用いて、膜の配向性と秩序性を崩すことなく電極面上
に移しとることができる。
第2図および第3図において、9は上記方法で液面上に
形成された配向性膜を、10は電極をそれぞれ意味する
。その他の符号は第1図と共通である。水平付着法(第
2図)の場合には、電極面をほぼ水平に保ったままゆっ
くりと降下させ(a)、電極表面が液面上の膜に接触(
b)したら、今度は電極をゆっくりと上昇させる(c)
。このとき、液面上の膜が電極面上に移しとられる。水
平浸漬法(第3図)では、電極面をほぼ水平に保ったま
まゆっくりと降下させ(a)、電極表面が液面上の膜と
接触(b)しても電極をそのまま下降させて水相中に沈
める(c)。このとき、液面上の膜が電極面上に移しと
られる。第2図または第3図の(a)から(c)に示す
操作はこの順序で何回でも繰り返すことができる。この
場合には繰り返し回数に応じた層数の膜が電極面上に蓄
積される。
形成された配向性膜を、10は電極をそれぞれ意味する
。その他の符号は第1図と共通である。水平付着法(第
2図)の場合には、電極面をほぼ水平に保ったままゆっ
くりと降下させ(a)、電極表面が液面上の膜に接触(
b)したら、今度は電極をゆっくりと上昇させる(c)
。このとき、液面上の膜が電極面上に移しとられる。水
平浸漬法(第3図)では、電極面をほぼ水平に保ったま
まゆっくりと降下させ(a)、電極表面が液面上の膜と
接触(b)しても電極をそのまま下降させて水相中に沈
める(c)。このとき、液面上の膜が電極面上に移しと
られる。第2図または第3図の(a)から(c)に示す
操作はこの順序で何回でも繰り返すことができる。この
場合には繰り返し回数に応じた層数の膜が電極面上に蓄
積される。
水平付着法および水平浸漬法いずれの場合も、電極表面
を界面活性剤を用いてあらかじめ疎水化処理しておくこ
とにより、電極と膜の間の密着性を高めることができる
。
を界面活性剤を用いてあらかじめ疎水化処理しておくこ
とにより、電極と膜の間の密着性を高めることができる
。
上記方法で気液界面に形成した配向性有機薄膜では、通
常、圧縮方向の法線方向に成膜分子が面内配向し、かつ
膜面全体にわたって均一な配向が得られるので、電極を
望む方向に設定して第2図または第3図に示す膜採取操
作を行えば、電極面内の望む方向に分子の面内配向方向
が揃った配向性膜を形成することができる。
常、圧縮方向の法線方向に成膜分子が面内配向し、かつ
膜面全体にわたって均一な配向が得られるので、電極を
望む方向に設定して第2図または第3図に示す膜採取操
作を行えば、電極面内の望む方向に分子の面内配向方向
が揃った配向性膜を形成することができる。
本発明において、気液界面での一方向または対向する二
方向からの圧縮により、膜面内の一定方向への分子配向
が実現できる成膜分子として用いることのできる化合物
の例としては、式(1)から式(15)で表わされる化
合物をあげることができる。
方向からの圧縮により、膜面内の一定方向への分子配向
が実現できる成膜分子として用いることのできる化合物
の例としては、式(1)から式(15)で表わされる化
合物をあげることができる。
R7
(14)
R2
(ここで、置換基R,,R2,R,,R4は一船人%式
% で表わされる構造を有し、h=2〜18.に=○または
1 、 fl = 1−18 、 m = Oまたは1
.p=O〜18である。) 上記(1)〜(15)の化学式で表わされる化合物のう
ち特に好ましい化合物の例としては次のものをあげるこ
とができる。
% で表わされる構造を有し、h=2〜18.に=○または
1 、 fl = 1−18 、 m = Oまたは1
.p=O〜18である。) 上記(1)〜(15)の化学式で表わされる化合物のう
ち特に好ましい化合物の例としては次のものをあげるこ
とができる。
(式中、
5
R6
は
基を表わし、
t=2〜15である。
)
(式中、u = 3〜21である。)
CH3
ζ
CH。
(式中、v = 4〜21である。)
ラビング処理を施すためにあらかじめ電極面上に被覆さ
せる有機薄膜は、真空蒸着法9分子線蒸着法,ディップ
法、スプレー法、スピンナー法。
せる有機薄膜は、真空蒸着法9分子線蒸着法,ディップ
法、スプレー法、スピンナー法。
キャスト法、吸着法、ラングミュア・プロジェット法ま
たは水平付着法のいずれかの方法で形成することができ
る。ラビング処理を施すための薄膜用の素材としてはか
なり広い範囲から選択することができるが、一般式(1
6)で表わされるポリジアセチレン誘導体が特に有効で
ある。
たは水平付着法のいずれかの方法で形成することができ
る。ラビング処理を施すための薄膜用の素材としてはか
なり広い範囲から選択することができるが、一般式(1
6)で表わされるポリジアセチレン誘導体が特に有効で
ある。
(16)
(式中−Pt sはOまたは1を、q+ rは0がら1
5のいずれかの整数をそれぞれ表わし、X1X2 は、
−OS○2−、−5o2o−−oco−−COO−、−
CONH−−NHC○ −0CONH−、−NHC○○−、−CH20−○CH
2−のいずれかの基を表わし、Y工。
5のいずれかの整数をそれぞれ表わし、X1X2 は、
−OS○2−、−5o2o−−oco−−COO−、−
CONH−−NHC○ −0CONH−、−NHC○○−、−CH20−○CH
2−のいずれかの基を表わし、Y工。
Y2はアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基、
アルコキシフェニル基、ハロゲン化フェニル基、ニトロ
フェニル基、ジニトロフェニル基。
アルコキシフェニル基、ハロゲン化フェニル基、ニトロ
フェニル基、ジニトロフェニル基。
カルバゾリル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基。
アンスリル基、アルキルオキシカルボニルアルキル基の
いずれかの基をそれぞれ表わす。)これらのポリジアセ
チレン誘導体は、通常はまずモノマー薄膜として電極上
に積層され、そ九から紫外線、ガンマ線等を照射してポ
リマー化される。
いずれかの基をそれぞれ表わす。)これらのポリジアセ
チレン誘導体は、通常はまずモノマー薄膜として電極上
に積層され、そ九から紫外線、ガンマ線等を照射してポ
リマー化される。
本発明で用いられるラビング処理とは、布などにより、
電極表面を被覆している薄膜表面を一方向にのみ、摩擦
することをいう。ラビング処理に用いる布としては、シ
リコンクロス、パフ布、ガーゼ等をあげることができる
が、これら以外にも多種多様の布を用いることができる
。
電極表面を被覆している薄膜表面を一方向にのみ、摩擦
することをいう。ラビング処理に用いる布としては、シ
リコンクロス、パフ布、ガーゼ等をあげることができる
が、これら以外にも多種多様の布を用いることができる
。
本発明による電解酸化法は、かなり広範囲の化合物を電
解酸化の対象とすることができるが、特に好ましいのは
式(17)から式(20)に一般式で示すピロール、フ
ラン、チオフェンおよびセレノフェンの各誘導体である
。
解酸化の対象とすることができるが、特に好ましいのは
式(17)から式(20)に一般式で示すピロール、フ
ラン、チオフェンおよびセレノフェンの各誘導体である
。
R7R。
(式中、R7,R,は水素原子、アルキル基。
アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表わし、R
gは水素原子またはアルキル基を表わす。)一般式(1
7)〜(20)で示されるビロール、フラン。
gは水素原子またはアルキル基を表わす。)一般式(1
7)〜(20)で示されるビロール、フラン。
チオフェンおよびセレノフェンの各誘導体において、置
換基R7およびR8の具体例としては、水素原子;メチ
ル基、エチル基、直鎖状もしくは分岐鎖状のプロピル基
、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オ
クチル基、ノニル基。
換基R7およびR8の具体例としては、水素原子;メチ
ル基、エチル基、直鎖状もしくは分岐鎖状のプロピル基
、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オ
クチル基、ノニル基。
デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル
基等のアルキル基;メトキシメチル基、プロポキシメチ
ル基、ブトキシメチル基、オクチルオキシメチル基、メ
トキシエチル基、ブトキシエチル基等のアルコキシアル
キシ基;メトキシ基。
基等のアルキル基;メトキシメチル基、プロポキシメチ
ル基、ブトキシメチル基、オクチルオキシメチル基、メ
トキシエチル基、ブトキシエチル基等のアルコキシアル
キシ基;メトキシ基。
エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキ
シ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチル
オキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、オクタデ
シル基等のアルコキシ基があげられる。
シ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチル
オキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、オクタデ
シル基等のアルコキシ基があげられる。
Rg の具体例としては、水素原子;メチル基。
エチル基、直鎖状もしくは分岐鎖状のプロピル基。
ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基。
オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基。
ヘキサデシル基、オクタデシル基等のアルキル基があげ
られる。
られる。
上記化合物は、支持電解質と共に有機溶媒、水、または
水と有機溶媒との混合溶媒に溶かして電解酸化するが、
この時支持電解質として、CΩ−B r−I I−、C
OO4−,5OS−、Noj−、BF4−tP F3−
、 A s F、−、S b Fs−、HCOO−CH
、COO−9H○○C−COO−、CH2Cl・COO
−、CHCQ2COO−、CCQ3CO○CF3C○○
−、CC氾3S○、−、CF35○3−ンとする四級ア
ンモニウム塩およびアルカリ金属塩等を用いることがで
きる。
水と有機溶媒との混合溶媒に溶かして電解酸化するが、
この時支持電解質として、CΩ−B r−I I−、C
OO4−,5OS−、Noj−、BF4−tP F3−
、 A s F、−、S b Fs−、HCOO−CH
、COO−9H○○C−COO−、CH2Cl・COO
−、CHCQ2COO−、CCQ3CO○CF3C○○
−、CC氾3S○、−、CF35○3−ンとする四級ア
ンモニウム塩およびアルカリ金属塩等を用いることがで
きる。
支持電解質の具体例としては、臭化テトラエチルアンモ
ニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テ
トラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラ
エチルアンモニウムpP−トルエンスルホン酸テトラエ
チルアンモニウム。
ニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テ
トラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラ
エチルアンモニウムpP−トルエンスルホン酸テトラエ
チルアンモニウム。
臭化テトラn−ブチルアンモニウム、ヨウ化テトラn−
ブチルアンモニウム、過塩素酸テトラn−ブチルアンモ
ニウム、テトラフルオルホウ酸テトラn−ブチルアンモ
ニウムt P −トルエンスルホン酸テトラn−ブチル
アンモニウム、硫酸水素テトラn−ブチルアンモニウム
、過塩素酸リチウム。
ブチルアンモニウム、過塩素酸テトラn−ブチルアンモ
ニウム、テトラフルオルホウ酸テトラn−ブチルアンモ
ニウムt P −トルエンスルホン酸テトラn−ブチル
アンモニウム、硫酸水素テトラn−ブチルアンモニウム
、過塩素酸リチウム。
硝酸リチウム、テトラフルオルホウ酸リチウム。
過塩素酸ナトリウム、酢酸テトラブチル−n−アンモニ
ウム等があげられる。
ウム等があげられる。
反応溶液中における上記電解質の濃度は、溶媒。
電解質の種類により変化するが、通常0.001モル/
Qから2モル/Qの範囲であり、好ましくは0.05モ
ル/Qから0.5モル/Qである。
Qから2モル/Qの範囲であり、好ましくは0.05モ
ル/Qから0.5モル/Qである。
電解酸化反応に用いる溶媒の具体例としてはアセトニト
リル、ベンゾニトリル、ヘキサヒドロフラン、ニトロベ
ンゼン、炭酸プロピレン、ヘキサメチルホスホルアミド
等があげられる。電解溶液に水を混合する場合、その濃
度は通常0.1 モル/Qから5モル/Qであり、特
に好ましいのは0.3 モル/!iから3モル/Qであ
る。
リル、ベンゾニトリル、ヘキサヒドロフラン、ニトロベ
ンゼン、炭酸プロピレン、ヘキサメチルホスホルアミド
等があげられる。電解溶液に水を混合する場合、その濃
度は通常0.1 モル/Qから5モル/Qであり、特
に好ましいのは0.3 モル/!iから3モル/Qであ
る。
本発明で用いられる電極材料の具体例としては白金、金
、銅、ニッケルなどの金属や、5nO2In20.など
の酸化物があげられる。
、銅、ニッケルなどの金属や、5nO2In20.など
の酸化物があげられる。
本発明における電解電圧は、1.0 ボルト以上。
3.0ボルト以下が好ましく、2.0 ボルト以上、3
.0 ボルト以下が特に好ましい。
.0 ボルト以下が特に好ましい。
本発明の特徴は、高配向性のポリマー薄膜を、電解酸化
法により電極面上に直接形成する点にあるが、これは電
極面を、膜面内の特定方向に分子が配向した有機薄膜層
により被覆するか、あるいは、電極面を適当な方法によ
り有機薄膜層で被覆後、一方向にラビング処理するか、
いずれかの表面処理に電極面にほどこすことによって達
成された。これは、このような電極面上に電解酸化によ
って形成される薄膜中におけるポリマー鎖の配向方向が
、下地薄膜層の分子配向方向又はラビング方向と一致す
ることからも明らかである。
法により電極面上に直接形成する点にあるが、これは電
極面を、膜面内の特定方向に分子が配向した有機薄膜層
により被覆するか、あるいは、電極面を適当な方法によ
り有機薄膜層で被覆後、一方向にラビング処理するか、
いずれかの表面処理に電極面にほどこすことによって達
成された。これは、このような電極面上に電解酸化によ
って形成される薄膜中におけるポリマー鎖の配向方向が
、下地薄膜層の分子配向方向又はラビング方向と一致す
ることからも明らかである。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが
1本発明はこれら実施例により何ら限定を受けるもので
はない。
1本発明はこれら実施例により何ら限定を受けるもので
はない。
寒施孤上
式(21)で表わされるポリジアセチレン誘導体(以下
、p−38CMTJと略記する)c S (ここでR3は置換基 を表わす)の0.!5gIQクロロホルム溶液を調製し
、その溶液をLB膜装置内の純水表面に滴下した。クロ
ロホルムが蒸発するのを待って、第1図のように、対向
する二方向からバリアをゆつくり動かし、水面上に展開
しているp−3BCMtJ膜を圧縮した。膜の表面圧が
20 m N / mに達したところでバリアを止め、
水面上に形成されたp−3BCMU単分子膜の膜面内転
向性を偏光反射スペクトル測定により評価した。偏光測
定は直線偏光を水面上の膜に対して垂直に入射させて行
った。その結果反射強度が最大および最小になるのは、
偏光方向が、圧縮方向に対して、それぞれ垂直(上)お
よび平行(1)の場合であることがわかった。この結果
より、上記単分子膜の面内でR3B CM U分子の主
鎖が、圧縮方向に対して垂直に配向していることが明ら
かになった。また、この偏光特性が膜面内で位置依存性
を示さないことから、水面上に形成されたp −3B
CMU単分子膜全体(この場合は膜面積約60a+f)
にわたり、分子主鎖が同一方向に、かつ、−様に配向し
ていることがわかった。この膜の約620nmにおける
二色比は上記スペクトルより約20であることがわかっ
た。
、p−38CMTJと略記する)c S (ここでR3は置換基 を表わす)の0.!5gIQクロロホルム溶液を調製し
、その溶液をLB膜装置内の純水表面に滴下した。クロ
ロホルムが蒸発するのを待って、第1図のように、対向
する二方向からバリアをゆつくり動かし、水面上に展開
しているp−3BCMtJ膜を圧縮した。膜の表面圧が
20 m N / mに達したところでバリアを止め、
水面上に形成されたp−3BCMU単分子膜の膜面内転
向性を偏光反射スペクトル測定により評価した。偏光測
定は直線偏光を水面上の膜に対して垂直に入射させて行
った。その結果反射強度が最大および最小になるのは、
偏光方向が、圧縮方向に対して、それぞれ垂直(上)お
よび平行(1)の場合であることがわかった。この結果
より、上記単分子膜の面内でR3B CM U分子の主
鎖が、圧縮方向に対して垂直に配向していることが明ら
かになった。また、この偏光特性が膜面内で位置依存性
を示さないことから、水面上に形成されたp −3B
CMU単分子膜全体(この場合は膜面積約60a+f)
にわたり、分子主鎖が同一方向に、かつ、−様に配向し
ていることがわかった。この膜の約620nmにおける
二色比は上記スペクトルより約20であることがわかっ
た。
このようにして水面上に形成されたp −3BCMLl
の配向性膜を、ヘキサメチルジシラザンを用いて疎水化
処理したIn2O3電極付ガラス基板(2]X2ao)
上に、第2図に示す水平付着法を用いて一層だけ移し取
った。p−3BCMU膜は、上記ガラス基板上でも配向
性を保持していることがわかった。
の配向性膜を、ヘキサメチルジシラザンを用いて疎水化
処理したIn2O3電極付ガラス基板(2]X2ao)
上に、第2図に示す水平付着法を用いて一層だけ移し取
った。p−3BCMU膜は、上記ガラス基板上でも配向
性を保持していることがわかった。
次に、200mQのアセトニトリルに、N−メチルピロ
ール1.5g と、過塩素酸テトラエチルアンモニウム
1.4g を溶解させて電解反応溶液とした。p−3B
CMU膜に被覆された上記I n203電極付ガラス基
板を作用電極とし、対極として白金電極を、参照電極と
して飽和カロメル電極を使用し、上記反応溶液中にこれ
らをいっしょに浸し窒素ガス雰囲気下で作用電極を陽極
として対極との間に一定電流(約50μA−■−2)を
2時間流し、上記作用電極上にπ電子共役系ポリマー薄
膜を析出させた。
ール1.5g と、過塩素酸テトラエチルアンモニウム
1.4g を溶解させて電解反応溶液とした。p−3B
CMU膜に被覆された上記I n203電極付ガラス基
板を作用電極とし、対極として白金電極を、参照電極と
して飽和カロメル電極を使用し、上記反応溶液中にこれ
らをいっしょに浸し窒素ガス雰囲気下で作用電極を陽極
として対極との間に一定電流(約50μA−■−2)を
2時間流し、上記作用電極上にπ電子共役系ポリマー薄
膜を析出させた。
上記ポリマー薄膜を偏光スペクトルを測定し7たところ
、450nmにおける二色比は4てあり、ポリマー鎖が
膜面内の特定方向に配向した薄膜が電解酸化法により電
極面上に直接形成できることがわかった。
、450nmにおける二色比は4てあり、ポリマー鎖が
膜面内の特定方向に配向した薄膜が電解酸化法により電
極面上に直接形成できることがわかった。
ス1板え
式(22)で表わされるポリジアセチレン誘導体(以下
、p−4BCMUと略記する) ポリマー鎖が面内の特定方向に配向した薄膜が形成され
ていることがわかった。
、p−4BCMUと略記する) ポリマー鎖が面内の特定方向に配向した薄膜が形成され
ていることがわかった。
失差皇1
式(23)で表わされるポリチオフェン誘導体(以下、
PHDTと略記する) R6 (ここでR6は置換基 を表わす)の配向性単分子膜を実施例1と全く同様の方
法でI n、O,電極付ガラス基板上に形成した。この
ガラス基板を作用電極として、実施例1と全く同様にし
てN−メチルピロールを電解酸化し、上記電極上にπ電
子系共役ポリマー薄膜を析出させた。
PHDTと略記する) R6 (ここでR6は置換基 を表わす)の配向性単分子膜を実施例1と全く同様の方
法でI n、O,電極付ガラス基板上に形成した。この
ガラス基板を作用電極として、実施例1と全く同様にし
てN−メチルピロールを電解酸化し、上記電極上にπ電
子系共役ポリマー薄膜を析出させた。
上記ポリマー薄膜の偏光スペクトルを測定したところ、
450nmにおける二色比は3であり、とp−3BCM
Uを1:1のモル比で混合したクロロホルム溶液を調製
し5実施例1と全く同し方法で水面上に配向性単分子膜
を形成し、水平付着法で工n203電極付ガラス基板上
に移しとった。
450nmにおける二色比は3であり、とp−3BCM
Uを1:1のモル比で混合したクロロホルム溶液を調製
し5実施例1と全く同し方法で水面上に配向性単分子膜
を形成し、水平付着法で工n203電極付ガラス基板上
に移しとった。
次に、200 m Qのアセトニトリルに、式(24)
で表わされるチオフェン誘導体0.6 g と、過塩
素酸テトラエチルアンモニウム1.5g を熔解させて
電解反応溶液とした。
で表わされるチオフェン誘導体0.6 g と、過塩
素酸テトラエチルアンモニウム1.5g を熔解させて
電解反応溶液とした。
PHDTとp−38CMUの混合膜に被覆された上記I
n2O3電極付ガラス基板を作用電極とし対極として白
金電極を、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、
上記反応溶液中にこれらをいっしょに浸し、窒素ガス雰
囲気下で作用電極を陽極として対極との間に一定電流(
約60μA・■−2)を2時間流し、上記作用電極上に
π電子共役系ポリマー薄膜を析出させた。
n2O3電極付ガラス基板を作用電極とし対極として白
金電極を、参照電極として飽和カロメル電極を使用し、
上記反応溶液中にこれらをいっしょに浸し、窒素ガス雰
囲気下で作用電極を陽極として対極との間に一定電流(
約60μA・■−2)を2時間流し、上記作用電極上に
π電子共役系ポリマー薄膜を析出させた。
上記ポリマー薄膜の偏光スペクトルを測定したところ、
490nmにおける二色比は2゜5でありポリマー鎖が
膜面内の特定方向に配向した薄膜が形成されていること
がわかった。
490nmにおける二色比は2゜5でありポリマー鎖が
膜面内の特定方向に配向した薄膜が形成されていること
がわかった。
尖五析土
式(24)で表わされるポリジヘキシルシランH3
H3
とp −3B CMUをl:1のモル比で混合したクロ
ロホルム溶液を調製し、実施例1と全く同じ方法で水面
上に配向性単分子膜を形成し、水平付着法でIn2O,
電極付ガラス基板上に移しとった。
ロホルム溶液を調製し、実施例1と全く同じ方法で水面
上に配向性単分子膜を形成し、水平付着法でIn2O,
電極付ガラス基板上に移しとった。
このガラス基板を作用電極として、実施例1と全く同様
にしてN−メチルピロールを電解酸化し、上記電極上に
π電子系共役ポリマー薄膜を析出させた。 上記ポリマ
ー薄膜の偏光スペクトルを測定したところ、450nm
における二色比は3゜5でありポリマー鎖が面内の特定
方向に配向した薄膜が形成されていることがわかった。
にしてN−メチルピロールを電解酸化し、上記電極上に
π電子系共役ポリマー薄膜を析出させた。 上記ポリマ
ー薄膜の偏光スペクトルを測定したところ、450nm
における二色比は3゜5でありポリマー鎖が面内の特定
方向に配向した薄膜が形成されていることがわかった。
尖1孤立
ポリエチレンテレフタレートの0.4 重量%クロロ
フェノール溶液をIn2O3電極付ガラス基板上にスピ
ンナー塗布後、加熱によりクロロフェノールを揮発させ
、ポリエチレンテレフタレートの薄膜を形成した。この
膜の表面を、シリコンクロスで一方向に繰り返し摩擦し
てラビング処理を行った。この基板を作用電極として、
実施例1と全く同様にしてN−メチルピロールの電解酸
化を行った。得られたポリマー薄膜の二色比は、450
nmにおいて6であった。
フェノール溶液をIn2O3電極付ガラス基板上にスピ
ンナー塗布後、加熱によりクロロフェノールを揮発させ
、ポリエチレンテレフタレートの薄膜を形成した。この
膜の表面を、シリコンクロスで一方向に繰り返し摩擦し
てラビング処理を行った。この基板を作用電極として、
実施例1と全く同様にしてN−メチルピロールの電解酸
化を行った。得られたポリマー薄膜の二色比は、450
nmにおいて6であった。
大筈鼾
式(25)で示される4、4′−ジアミノジフェニルエ
ーテル化合物と式(26)で示されるピロメリット酸二
無水物をN−メチル−2−ピロリドン中で重合させポリ
アミド酸ワニスを得た。
ーテル化合物と式(26)で示されるピロメリット酸二
無水物をN−メチル−2−ピロリドン中で重合させポリ
アミド酸ワニスを得た。
電極付きガラス基板上に蒸着し、厚さ約300人のジア
セチレン誘導体子ツマー膜を作製した。
セチレン誘導体子ツマー膜を作製した。
このポリアミド酸ワニスをIn、03電極付ガラス基板
上レコスピンナー塗布後、300℃で焼成し、ポリイミ
ド薄膜を形成した。この膜の表面を、シリコンクロスで
一方向に繰り返し摩擦することによってラビング処理し
た。この基板を作用電極として、実施例1と全く同様に
してN−メチルピロールの電解酸化を行った。得られた
ポリマー薄膜の二色比は、450nmにおいて8であっ
た。
上レコスピンナー塗布後、300℃で焼成し、ポリイミ
ド薄膜を形成した。この膜の表面を、シリコンクロスで
一方向に繰り返し摩擦することによってラビング処理し
た。この基板を作用電極として、実施例1と全く同様に
してN−メチルピロールの電解酸化を行った。得られた
ポリマー薄膜の二色比は、450nmにおいて8であっ
た。
失息奥ニー
式(27)示されるジアセチレン誘導体を、 In、0
゜この蒸着膜に紫外線を照射してモノマーを重合させた
後、この膜の表面を、シリコンクロスで一方向に繰り返
し摩擦することによりラビング処理した。この基板を作
用電極として、実施例1と全く同様にしてN−メチルピ
ロールの電解酸化を行った。得られたポリマー薄膜の二
色比は、450nmにおいて7であった。
゜この蒸着膜に紫外線を照射してモノマーを重合させた
後、この膜の表面を、シリコンクロスで一方向に繰り返
し摩擦することによりラビング処理した。この基板を作
用電極として、実施例1と全く同様にしてN−メチルピ
ロールの電解酸化を行った。得られたポリマー薄膜の二
色比は、450nmにおいて7であった。
失態孤立
第1表に示すジアセチレン誘導体を、それぞれI n2
0.電極付ガラス基板上に、真空蒸着し、厚さ約200
人のモノマー薄膜を形成した。これらの膜に紫外線を照
射してモノマーを重合させた後これらの膜の表面を、実
施例7と同じ方法でラビング処理した。これらの各基板
を作用電極とじて実施例1と全く同様にしてN−メチル
ピロールの電解酸化を行った。得られたポリマー薄膜の
それぞれについて偏光スペクトルを測定したところ。
0.電極付ガラス基板上に、真空蒸着し、厚さ約200
人のモノマー薄膜を形成した。これらの膜に紫外線を照
射してモノマーを重合させた後これらの膜の表面を、実
施例7と同じ方法でラビング処理した。これらの各基板
を作用電極とじて実施例1と全く同様にしてN−メチル
ピロールの電解酸化を行った。得られたポリマー薄膜の
それぞれについて偏光スペクトルを測定したところ。
いずれの膜も膜面内に異方性を有することがわかった。
下地膜を用いたジアセチレン誘導体ごとにその上に電解
酸化によって形成されたポリマー薄膜の二色比(測定波
長450nm)を第1表に示す。
酸化によって形成されたポリマー薄膜の二色比(測定波
長450nm)を第1表に示す。
実施例9
式(28)で示されるジアセチレン誘導体を、酢酸エチ
ルに溶解し、0.5重量パーセント溶液とした。この溶
液中にIn2O3ガラス基板を2時間浸漬して、基板表
面にジアセチレン誘導体分子を吸着させた。
ルに溶解し、0.5重量パーセント溶液とした。この溶
液中にIn2O3ガラス基板を2時間浸漬して、基板表
面にジアセチレン誘導体分子を吸着させた。
(28)
この基板を溶液から引き上げてから90″Cに加熱して
乾燥させた。基板表面を実施例7と同じ方法でラビング
処理してから、この基板を作用電極として、2,2′−
ジチオフェンの電解酸化を行った。反応溶液には、20
0mQのアセトニトリル中に2,2′−ジチオフェン0
.8 g と過塩素酸テトラエチルアンモニウム1.
4g をン容解させたものを用いた。得られたポリマー
薄膜の二色比は、44−90nにおいて8であった。
乾燥させた。基板表面を実施例7と同じ方法でラビング
処理してから、この基板を作用電極として、2,2′−
ジチオフェンの電解酸化を行った。反応溶液には、20
0mQのアセトニトリル中に2,2′−ジチオフェン0
.8 g と過塩素酸テトラエチルアンモニウム1.
4g をン容解させたものを用いた。得られたポリマー
薄膜の二色比は、44−90nにおいて8であった。
災庭粁よ立
p−3BCMUの配向性単分子膜を実施例1と全く同様
の方法で、白金板(3an X 3α)上に形成した。
の方法で、白金板(3an X 3α)上に形成した。
この白金板を作用電極として、実施例1とほぼ同様の方
法で、25時間かけて、N−メチルビロールの電解酸化
を行った。
法で、25時間かけて、N−メチルビロールの電解酸化
を行った。
上記白金板上に得られたポリマー薄膜を乾燥後白金板よ
り剥離させた。このポリマー薄膜の電気伝導度を四端子
法により、デジタルボルトメーターで測定した電圧値か
ら算出したところ、ポリマー鎖の配向方向については7
40 S / cs、配向方向と垂直な面内方向につい
ては115S/cnという値が得られた。すなわち、膜
の電気伝導度に面内異方性があることがわかった。
り剥離させた。このポリマー薄膜の電気伝導度を四端子
法により、デジタルボルトメーターで測定した電圧値か
ら算出したところ、ポリマー鎖の配向方向については7
40 S / cs、配向方向と垂直な面内方向につい
ては115S/cnという値が得られた。すなわち、膜
の電気伝導度に面内異方性があることがわかった。
本発明の方法によれば、従来とは異なる方法により、か
つ、従来技術に比べて簡略化された工程により、膜面内
で光学的・電気的異方性を示す薄膜を、電解酸化法を用
いて電極面上に直接形成させることができる。さらに本
発明では、機械的に伸延する工程を含まないため、従来
法に比べて薄い膜でも面内異方性を実現することができ
る。
つ、従来技術に比べて簡略化された工程により、膜面内
で光学的・電気的異方性を示す薄膜を、電解酸化法を用
いて電極面上に直接形成させることができる。さらに本
発明では、機械的に伸延する工程を含まないため、従来
法に比べて薄い膜でも面内異方性を実現することができ
る。
第1図は、本発明で使用される面内配向性単分子膜を気
液界面に形成するための装置の概要図であり、第2図は
水平付着法を用いて上記単分子膜を基板上へ移し取る手
順を、第3図は水平浸漬法を用いて同じく上記単分子膜
を基板上へ移し取る第 2 回 <a> (b) (It’)
液界面に形成するための装置の概要図であり、第2図は
水平付着法を用いて上記単分子膜を基板上へ移し取る手
順を、第3図は水平浸漬法を用いて同じく上記単分子膜
を基板上へ移し取る第 2 回 <a> (b) (It’)
Claims (11)
- 1.電解酸化法を用いて電極面上に形成される有機薄膜
において、電極として、膜面内の特定方向に分子が配向
した有機薄膜層により表面があらかじめ被覆された電極
、または、あらかじめ有機薄膜層で被覆された後に、一
方向にラビング処理された表面を有する電極、のいずれ
かを用いて作製されたことを特徴とする配向性有機薄膜
。 - 2.電解酸化法により電極面上に有機薄膜を形成する方
法において、電極として、膜面内の特定方向に分子が配
向した有機薄膜層により表面があらかじめ被覆された電
極、または、あらかじめ有機薄膜層で被覆された後に、
一方向にラビング処理された表面を有する電極、のいず
れかを用いることを特徴とする配向性有機薄膜の作製法
。 - 3.膜面内の特定方向に分子が配向した有機薄膜層の形
成法が、気液界面に展開された成膜分子を一方向または
対向する二方向から圧縮して該成膜分子が膜面内の特定
方向に配向した薄膜を気液界面に形成せしめ、しかる後
に該薄膜を水平付着法もしくは水平浸漬法を用いて電極
面上に移しとる方法であることを特許請求範囲第1項記
載の配向性有機薄膜。 - 4.あらかじめ電極を被覆する有機薄膜層の形成法が、
真空蒸着法,分子線蒸着法,ディップ法,スプレー法,
スピンナー法,キャスト法,吸着法,ラングミュア・プ
ロジェット法または水平付着法のいずれかの方法である
ことを特徴とする特許請求範囲第1項記載の配向性有機
薄膜。 - 5.特許請求範囲第3項記載の形成法を2回以上繰り返
すことを特徴とする特許請求範囲第1項記載の配向性有
機薄膜。 - 6.膜面内の特定方向に分子が配向した有機薄膜層を構
成する化合物の少なくとも一種類が、化学式(1)から
(15)で表わされる化合物から選ばれることを特徴と
する特許請求範囲第1項記載の配向性有機薄膜。 ▲数式、化学式、表等があります▼(1) ▲数式、化学式、表等があります▼(2) ▲数式、化学式、表等があります▼(3) ▲数式、化学式、表等があります▼(4) ▲数式、化学式、表等があります▼(5) ▲数式、化学式、表等があります▼(6) ▲数式、化学式、表等があります▼(7) ▲数式、化学式、表等があります▼(8) ▲数式、化学式、表等があります▼(9) ▲数式、化学式、表等があります▼(10) ▲数式、化学式、表等があります▼(11) ▲数式、化学式、表等があります▼(12) ▲数式、化学式、表等があります▼(13) ▲数式、化学式、表等があります▼(14) ▲数式、化学式、表等があります▼(15) ここで置換基R_1,R_2,R_3,R_4は一般式
▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、h=2〜18,k=0または1,l=1〜18
,m=0または1,p=0〜18である)で表わされる
構造を有する。 - 7.あらかじめ電極表面を被覆する有機薄膜層を構成す
る化合物の少なくとも一種類が、ポリジアセチレン誘導
体から選ばれることを特徴とする特許請求範囲第1項記
載の配向性有機膜。 - 8.ポリジアセチレン誘導体が一般式(16)で表わさ
れることを特徴とする特許請求範囲第7項記載の配向性
有機薄膜。 ▲数式、化学式、表等があります▼(16) (式中、p,sは0または1を、q,rは0から15の
いずれかの整数をそれぞれ表わし、X_1,X_2は、
−OSO_2−,−SO_2O−,−OCO−,−CO
O−,−CONH−, −NHCO−,−OCONH−,−NHCOO−,−C
H_2O−,−OCH_2−のいずれかの基を表わし、
Y_1,Y_2はアルキル基,フェニル基,アルキルフ
ェニル基,アルコキシフェニル基,ハロゲン化フェニル
基,ニトロフェニル基,ジニトロフエニル基,カルバゾ
リル基,ヒドロキシ基,カルボキシ基,アンスリル基,
アルキルオキシカルボニルアルキル基のいずれかの基を
それぞれ表わす。) - 9.膜面内の特定方向に分子が配向した有機薄膜層を構
成する化合物の少なくとも一種類が、化学式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_5,R_6は ▲数式、化学式、表等があります▼ 基を表わし、t=2〜15である。)で表わされる化合
物から選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第6項
記載の配向性有機薄膜。 - 10.気液界面に展開された成膜分子を一方向または対
向する二方向から圧縮して該成膜分子が膜面内の特定方
向に配向した薄膜を気液界面に形成せしめた後、該薄膜
の配向方向が電極面上で所望の方向を向くように、電極
の方向を規定しながら該薄膜の移し取りを行うことを特
徴とする特許請求範囲第3項記載の配向性有機薄膜。 - 11.電解酸化法を用いて電極面上に形成される有機薄
膜を構成する化合物が式(17)から式(20)で表わ
される繰り返し単位を有するポリマーであることを特徴
とする特許請求範囲第1項記載の配向性有機薄膜。 ▲数式、化学式、表等があります▼(17) ▲数式、化学式、表等があります▼(18) ▲数式、化学式、表等があります▼(19) ▲数式、化学式、表等があります▼(20) (式中、R_7,R_8は水素原子,アルキル基,アル
コキシアルキル基またはアルコキシ基を表わし、R_9
は水素原子またはアルキル基を表わす。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2049369A JPH03252402A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 配向性有機薄膜及びその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2049369A JPH03252402A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 配向性有機薄膜及びその作製方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03252402A true JPH03252402A (ja) | 1991-11-11 |
Family
ID=12829110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2049369A Pending JPH03252402A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 配向性有機薄膜及びその作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03252402A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08506640A (ja) * | 1993-02-05 | 1996-07-16 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション | 冷却可能なガスタービンエンジン用アウターエアシール装置 |
JP2003512647A (ja) * | 1999-10-15 | 2003-04-02 | アグフア−ゲヴエルト,ナームローゼ・フエンノートシヤツプ | 液晶整列層 |
CN105937037A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-09-14 | 东北石油大学 | 一种有机电合成用防腐电极 |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP2049369A patent/JPH03252402A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08506640A (ja) * | 1993-02-05 | 1996-07-16 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション | 冷却可能なガスタービンエンジン用アウターエアシール装置 |
JP2003512647A (ja) * | 1999-10-15 | 2003-04-02 | アグフア−ゲヴエルト,ナームローゼ・フエンノートシヤツプ | 液晶整列層 |
CN105937037A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-09-14 | 东北石油大学 | 一种有机电合成用防腐电极 |
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