JPH03274259A - 有機薄膜の製造方法 - Google Patents
有機薄膜の製造方法Info
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- JPH03274259A JPH03274259A JP7377890A JP7377890A JPH03274259A JP H03274259 A JPH03274259 A JP H03274259A JP 7377890 A JP7377890 A JP 7377890A JP 7377890 A JP7377890 A JP 7377890A JP H03274259 A JPH03274259 A JP H03274259A
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Landscapes
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- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電子写真感光体に用い入られる有機薄膜受光凰
液晶配向膜等に用いられる有機薄瓜空間光変調素子に
おける光導電層の製造方法に関するものであも 従来の技術 我々は高い光感度を有する高分子膜として一般式(イ)
と(ロ)を溶媒中で合成することで得られるポリアミッ
ク酸からのポリイミド膜を発明しtラ このポリイミ
ド膜の光導電性はポリイミド膜の融点近傍での加熱処理
で結晶化度を上げることで著しく増加すも 一般式(イ
)の重合度、Xi、Yiの種類によっても結晶性の差が
生じも 又それぞれの組合せによって結晶化方法も異な
ってくん この光導電性ポリイミド膜は電子写真感光層として用い
ることができ& 10〜30μm膜厚で電子写真感度
として半減露光量21uxsec以下(白色光の照射)
と良好な感度を有し 通常のポリイミド膜が電気絶縁性
であるのに対して著しく異な玩 この光感度特性の発現
は一般式(イ)を含むことにあん この成分によって、
結晶化が進むと同時に光キャリアの生成と伝達が容易に
なされもところで、この感光層の成膜がポリイミドの前
駆体であるポリアミック酸溶液の塗布 乾熾 加熱と容
易なプロセスでなされる。更に耐刷法 熱安定性に優れ
てい氏 光導電性薄膜と液晶光シャッターを組み合わせることで
液晶空間光変調素子が形成できも これまでCdSe、
CdSあるいはa−8i等を用いたものが発表されてい
る。光導電性ポリイミド膜は液晶配向膜としても機能す
るた取 単純な構成と製造方法によって前出液晶空間光
変調素子が形成できも また配向膜白身、キャリアの伝
達能力が高いた△ 空間電荷の影響による光スイツチン
グ特性変化が少な戟 発明が解決しようとする課題 我々の発明した光導電性ポリイミド薄膜は結晶性の向上
配向性の向上によって、大きくその特性が増す。従来
はその製造をポリイミドの前駆体であるポリアミック酸
の塗布 加熱等によって行なった しかしポリアミック
酸の重合では分子長分布の制御は困難であり、イミド化
結晶化の改善では限界が生じtも また基本的には
ウェットプロセスであるため不純物等の残留は避けられ
ず、光感度向上に悪影響を及ぼす。
液晶配向膜等に用いられる有機薄瓜空間光変調素子に
おける光導電層の製造方法に関するものであも 従来の技術 我々は高い光感度を有する高分子膜として一般式(イ)
と(ロ)を溶媒中で合成することで得られるポリアミッ
ク酸からのポリイミド膜を発明しtラ このポリイミ
ド膜の光導電性はポリイミド膜の融点近傍での加熱処理
で結晶化度を上げることで著しく増加すも 一般式(イ
)の重合度、Xi、Yiの種類によっても結晶性の差が
生じも 又それぞれの組合せによって結晶化方法も異な
ってくん この光導電性ポリイミド膜は電子写真感光層として用い
ることができ& 10〜30μm膜厚で電子写真感度
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と良好な感度を有し 通常のポリイミド膜が電気絶縁性
であるのに対して著しく異な玩 この光感度特性の発現
は一般式(イ)を含むことにあん この成分によって、
結晶化が進むと同時に光キャリアの生成と伝達が容易に
なされもところで、この感光層の成膜がポリイミドの前
駆体であるポリアミック酸溶液の塗布 乾熾 加熱と容
易なプロセスでなされる。更に耐刷法 熱安定性に優れ
てい氏 光導電性薄膜と液晶光シャッターを組み合わせることで
液晶空間光変調素子が形成できも これまでCdSe、
CdSあるいはa−8i等を用いたものが発表されてい
る。光導電性ポリイミド膜は液晶配向膜としても機能す
るた取 単純な構成と製造方法によって前出液晶空間光
変調素子が形成できも また配向膜白身、キャリアの伝
達能力が高いた△ 空間電荷の影響による光スイツチン
グ特性変化が少な戟 発明が解決しようとする課題 我々の発明した光導電性ポリイミド薄膜は結晶性の向上
配向性の向上によって、大きくその特性が増す。従来
はその製造をポリイミドの前駆体であるポリアミック酸
の塗布 加熱等によって行なった しかしポリアミック
酸の重合では分子長分布の制御は困難であり、イミド化
結晶化の改善では限界が生じtも また基本的には
ウェットプロセスであるため不純物等の残留は避けられ
ず、光感度向上に悪影響を及ぼす。
課題を解決するための手段
真空装置内−において有機材料が少なくとも下記一般式
(イ)で表わされるジアミン化合物を一成分として含有
し これらの有機材料を蒸発させ基板面に運ぶことに依
って成膜すも NH2−A−NH2(イ) A: −(X i−Y i) n−X i −n≧1
、 i=1,2、3、 ”’ nXi: 芳香族或は
置換芳香族基 Yi: O,S、 Se、 Te。
(イ)で表わされるジアミン化合物を一成分として含有
し これらの有機材料を蒸発させ基板面に運ぶことに依
って成膜すも NH2−A−NH2(イ) A: −(X i−Y i) n−X i −n≧1
、 i=1,2、3、 ”’ nXi: 芳香族或は
置換芳香族基 Yi: O,S、 Se、 Te。
−CH=CH−のいずれか
作用
光導電性ポリイミドを形成するのに ポリアミック酸の
原料である一般式(イ)のジアミンと一般式(ロ)のテ
トラカルボン酸二無水物をそれぞれ重合原料として蒸発
させも 基板面では重合反応が進へ ポリアミック酸あ
るいはポリイミドが形成されも 蒸発源としてこれらを
分離すれば任意の比率で分子を送ることが可能であも
これは分子数としてl:lの時重合が最も進むことと併
せて分子長制御が容易であも またカルボン酸(ロ)の
比率を大きくすることで末端カルボン酸のポリアミック
酸分子、あるいはポリイミド分子をより多く膜内に含ま
せることが可能であん こうすると加熱処理後の結晶化
が容易に進む。これは結晶核として末端カルボン酸が作
用するからであも 残留未反応のジアミンを除去するた
めに基板温度の最低温度は制限されも 一方カルボン酸
成分は後の結晶化で作用させるのに都合のよいものであ
るから制限はな(〜 イミド化は脱水反応であるか収
真空中で蒸着後行なうのが残留分を軽減できてよl、%
結晶化温度はイミド化温度に比べて高部 イミド化
の進行が速いと結晶化が進みにくいので、結晶化の進み
安い温度まで上げて二つの処理を同時に進ませるのがよ
Ll また ポリイミド膜を形成させる基板面を予め同一ある
いは他種のポリイミド膜で被覆しておく。
原料である一般式(イ)のジアミンと一般式(ロ)のテ
トラカルボン酸二無水物をそれぞれ重合原料として蒸発
させも 基板面では重合反応が進へ ポリアミック酸あ
るいはポリイミドが形成されも 蒸発源としてこれらを
分離すれば任意の比率で分子を送ることが可能であも
これは分子数としてl:lの時重合が最も進むことと併
せて分子長制御が容易であも またカルボン酸(ロ)の
比率を大きくすることで末端カルボン酸のポリアミック
酸分子、あるいはポリイミド分子をより多く膜内に含ま
せることが可能であん こうすると加熱処理後の結晶化
が容易に進む。これは結晶核として末端カルボン酸が作
用するからであも 残留未反応のジアミンを除去するた
めに基板温度の最低温度は制限されも 一方カルボン酸
成分は後の結晶化で作用させるのに都合のよいものであ
るから制限はな(〜 イミド化は脱水反応であるか収
真空中で蒸着後行なうのが残留分を軽減できてよl、%
結晶化温度はイミド化温度に比べて高部 イミド化
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安い温度まで上げて二つの処理を同時に進ませるのがよ
Ll また ポリイミド膜を形成させる基板面を予め同一ある
いは他種のポリイミド膜で被覆しておく。
更にラビング処理を施し配向性の制御を行なう。
この面上での蒸着ポリマーの成長は 分子鎖が基板水平
に並ぶものとなん またラビング処理はその方向性も制
御すも 一方表面にシランクツプリング剤を被覆すると
、初めに(イ)のジアミンを蒸着すると、ジアミンの一
方の末端アミノ基が反応して基板に垂直に配向す瓜 次
に(ロ)のカルボン酸を蒸着する服 基板温度を高く設
定し ジアミンの一方の未反応アミノ基と反応してイミ
ド環を形成する力\ 再蒸発するかのいづれかになるよ
うにすも 更に(イ)を基板温度を今度はジアミンがカ
ルボン酸末端と反応するか再蒸発するかの条件に設定す
も このプロセスを続けることで分子鎖が基板に垂直な
ポリイミド膜を得ることができも なお最後に結晶化促
進のため加熱処理工程を入れても効果があも 実施例 第1図に本発明の高分子薄膜の底膜に用いた製造装置の
概略図を示す。真空装置101内に温度制御された基板
102が設置され 坩堝106より一般式(イ)を含有
する有機物力曳 坩堝107より一般式(ロ)の有機物
が加熱されることで蒸発す:6o(イ)及び(ロ)の蒸
発速度はそれぞれの坩堝温度で制御される。尚−坩堝よ
り(イ)を含む多成分の有機物を蒸発させてもよし1本
発明の有機薄膜の底膜に用いる一般式(イ)の化合物と
しては NHe−A−NHz (1)A: −(Ph−8)、−Ph−(n=1,2
、3、4、5・ ・) (以下5DA−nと称すも 〉 (2)A: −(Ph−0)。−Ph−(n=1、2
、3、4、5・・・) (以下0DA−nと称すん ) (3) A+ −(Ph−3e) −−Ph −(n
=1,2、3.4、5−・−) (以下5eDA−nと称すも ) (4)A: −(Ph−CH=CH)、−Ph−(n
=1,2、3.4、5−−−) (以下BDA−nと称すも 〉 (5)A: −Ph−8−X−3−Ph−(X:
ナフタレン、アントラセン、ピレン、ペリレン等多環芳
香環) (Phはp位で結合するベンゼン環を表す。)等があも また一般式(ロ)で表される化合物の例としてζ戴 (1)ピロメリット酸(以下PMDAと称する)(2)
ペンゾフヱノンテトラカルボン酸二無水物(以下BPD
Aと称する) (3)3、3°、 4、4° −ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物(以下BIDAIと称する)(4)1、
1′、 5.5°−ビフェニルテトラカルボン酸二無水
物(以下BIDA2と称する)(5)ナフタレン−1,
4、5、8−テトラカルボン酸二無水物(以下NADA
Iと称する。)(6)ナフタレン−2,3、6,7−テ
トラカルボン酸二無水物(以下NADA2と称す翫 )
(7)ペリレン−3、4、9、10−テトラカルボン酸
二無水物(以下PEDAと称すん )等が上げられも 成膜に用いる真空を用いた装置にLL(1)抵抗加熱法
による蒸着法(2〉イオンクラスター法(3)高真空で
のMBE (モレキュラービームエピタキシー)法等が
あム 各成膜方法で異なった成分の有機物は個別のセルより蒸
発させ、基板に到達する分子数速度を制御することが望
ましへ また異なった成分を交互に蒸発させて転 或は
同時に蒸発させてもよL%基板加熱条件は合成するポリ
マーによって異なる力(@成分(ジアミンあるいはカル
ボン酸)のモノマーが未反応の状態で膜内に留まること
の無いように設定するのが望ましl、Xo 温度範囲
は(イ)(ロ)の組合せで重合するポリアミック酸ある
いはポリイミドの場合、 0℃から400℃の温度範囲
が望まし鶏 基板面を予め有機物で被覆させ、高分子鎖の配向を制御
することもできも 第1の方法例としてはポリイミド焦
或はラビング処理を施した上記ポリイミド膜によって
基板面を被覆することであも 第2の方法例としてアミ
ノシラン系で被覆する場合であも 例えばT−アミノプ
ロピルトリエトキシシランがあも 成膜徴 膜の結晶法 配向性を向上させるのに加熱して
もよ1.% 加熱温度は高分子膜の融点近傍が望まし
t、% 温度範囲は(イ)、 (ロ)の組合せで重合
するポリアミック酸あるいはポリイミドの場合、 20
0℃から400℃の温度範囲が望まし〜℃ 成膜する速度としては0.1〜50A/sの範囲が望ま
し鶏 ジアミン分子の重合長あるいはサイズが増加する
にしたがって、成膜速度を遅くすることで配向性の良い
膜が得られも よって更に0.1〜5A/sの範囲が望
ましく1 本発明の成膜方法を用いて複写機 プリンター等に用い
られる感光膜を製造する場合、基板には円@状 フィル
ム状のものかあム 第2図にその感光体の一例として断
面図を示す。電気絶縁性の基板である場合、支持体20
1,204の表面は金属で被覆されていも 第2図(A
)のように本発明で成膜する感光層だけであっても良い
し 第2図(B)のように他の層との多層膜であっても
よ(〜 また本発明の方法で種類の異なる層を積層した
膜であっても良賎 本発明の成膜方法を用いて液晶デイスプレィ、液晶空間
光変調素子等に用いられる液晶配向膜を製造する場合の
例として第3@ 第4図に液晶素子の断面図を示す。膜
厚は300A〜10μmであも 第3図に示すように配
向膜301として使う場合、本発明による高分子層は成
膜後、ラビング処理を施す。配向膜として暗時の電気伝
導度が10−”(Ω−’ Cm−’)以上であることが
望ましくちこれは膜内での空間電荷を減少させるためで
あも配向膜に高い光導電性を付与する場合は 第4図に
示す液晶空間光変調素子401が構成できも光導電性配
向膜403を導入することで入射光411に対して出射
光412が変調を受けも実施例) 一般式(イ)で表されるジアミンとして5DA−1、2
、3、4の4種類と一般式(ロ)で表されるカルボン酸
としてBPDAを用いて、m1図に示した抵抗加熱法の
装置で蒸着膜を成膜しtもそれぞれ個別の石英坩堝にモ
ノマー粉末入札 モノマーの分子速度は坩堝の加熱温度
で制御し九モノマー蒸発速度でジアミンとカルボン酸の
速度が同一となるようにし 成膜速度は5A/s一定と
しtラ 成膜時の基板温度は50℃一定とすも それ
ぞれ8種類とも3μmの成膜を行った 成膜直後はポリ
アミック酸であることが赤外吸収スペクトルより判明し
7= これらの膜を加熱しイミド化させtラ 加熱
条件として温度を変化させtう膜構造評価としてX線回
折パターンより求められる結晶化度を採用した 結晶化
度(戴 全体のX線散乱強度の中で結晶部からの散乱強
度の比をX線回折パターンにおける面積比で定義すム
またそれぞれの光導電性を、その電子写真感度特性で示
す。感度測定はコロナ帯電機によって正帯電させた後、
その表面電位を半減させるのに必要な光量(E I /
e 1uxsec)で定義する。第5図に結晶化嵐
第6図に光感度の変化を示す。5DA2,4の場合、
結晶化度として50%を越えており、光感度はEl/l
〜2.51uxsecと良好であ瓜実施例2 基板温度依存性を調べた 基板温度としては50℃から
200℃の範囲とし九 成膜には代表例として5DA−
2とPMDAで行った 図7に膜構造変化と光感度変化
の結果を示す。X線回折ノくターンの2θ〜18.6(
面間隔4.8A)の散乱ピークの半値幅からシエーラー
の評価式で求められる結晶粒で表も 基板温度の増加で
結晶粒の増加と感度増加が獲られも 尚モノマーの基板
面からの再蒸発は増加するので、成膜速度は一意に減少
すも 各基板温度で成膜したサンプルを続いてアニルすること
で結晶性の向上を図った アニール温度としては400
℃一定としf、 結果を図8に示も それぞれアニー
ル効果が得られ 結晶法 光感度とも増加すも 実施例3 真空蒸着装置内に円筒A1基板を設置し 回転させなが
らBPDA+5DA2を成膜すも 基板温度100℃で
膜厚15μmとした抵 装置内で300℃のアニール処
理を施す。これを複写機に搭載し その感光体特性を評
価しf、 正帯電感光体として用(\ 表面電位80
0vとして半減露光量Ellは21uxsecと良好で
ありtラ 繰り返し特性を見たとこ&1万枚の画像出
力後も表面電仏感嵐 画質とも安定であった 実施例4 PMDA十5DA2の成膜において、カルボン酸とジア
ミンの蒸発速度の比率を変化させて膜質の評価を行っt
ラ 実施例1同様2つの坩堝によって抵抗加熱法で成
膜しtラ ジアミンの蒸発速度に対してカルボン酸の
蒸発速度を、坩堝温度を変えることで変化させ1.
ジアミンの速度(Fda molecules/ c
m’、 s )に対するカルボン酸の速度(Fcr
molecules/ c m”、s )の比を1+M
と表もM=0は高分子の重合反応にとって通常の条件で
あ、LMを変化させてポリアミック酸を台底した抵 加
熱イミド(L 結晶化させて、その結晶性と光導電性
をみた 蒸着時の基板温度は200℃、アニール処理温
度は400℃一定とした 図9&こX線回折スペクトル
から得られるピーク散乱強度変化を示す。図1Oには光
感度変化として電子写真感度(E、・0を示す。図より
M>0の条件で結晶膜とな、%M≦0では加熱条件に依
らずアモルファス膜であった 感度は結晶性と相関があ
るためMの増加で増加すム ところで膜内の高分子の分
子長はMの増加で減少す、LM〜0に近い状態で結晶膜
となる条件が熱安定法 加工性に優れも実施例5 基板表面を処理することで蒸着重合膜の配向制御を行っ
?= 基板面に対して分子鎖が平行に配列させるのに
基板面をポリイミド膜の被覆層 及び一定方向にラビ
ング処理を施したポリイミド被覆層を導入した 逆に分
子鎖を垂直に配列させるのにアミノシラン系のシランカ
ップリング層で被覆することを検討した 本実施例では
γ−アミノプロピルトリエトキシシランを使ツタ BPDA+5DA2を各表面被覆膜上に成膜した 成膜
条件は基板温度100℃とし丸 蒸着後300℃のアニ
ール処理を施す。ポリイミド被覆層はカプトン(デュポ
ン社)1000A膜厚とし九 ラビング処理は通常の液
晶配向膜と同じ方法で行った アミノシラン系のシラン
カップリング層の被覆はT−アミノプロピルトリエトキ
シシランを含む溶液を基板に塗布し乾燥させて形威すも
ほぼ単分子層とみなせ氏 成膜後の配向評価にX線回折を用いた 平行配向した膜
では2θ=18.6の散乱強度(I+・、eと称する)
が大きく、垂直配向の膜では2θ=22、4 (Is
t、tと称する)の散乱強度が大きく現れも よって配
向性をOR−I +s、・/ (I +s、e+I*t
、aと表す。
に並ぶものとなん またラビング処理はその方向性も制
御すも 一方表面にシランクツプリング剤を被覆すると
、初めに(イ)のジアミンを蒸着すると、ジアミンの一
方の末端アミノ基が反応して基板に垂直に配向す瓜 次
に(ロ)のカルボン酸を蒸着する服 基板温度を高く設
定し ジアミンの一方の未反応アミノ基と反応してイミ
ド環を形成する力\ 再蒸発するかのいづれかになるよ
うにすも 更に(イ)を基板温度を今度はジアミンがカ
ルボン酸末端と反応するか再蒸発するかの条件に設定す
も このプロセスを続けることで分子鎖が基板に垂直な
ポリイミド膜を得ることができも なお最後に結晶化促
進のため加熱処理工程を入れても効果があも 実施例 第1図に本発明の高分子薄膜の底膜に用いた製造装置の
概略図を示す。真空装置101内に温度制御された基板
102が設置され 坩堝106より一般式(イ)を含有
する有機物力曳 坩堝107より一般式(ロ)の有機物
が加熱されることで蒸発す:6o(イ)及び(ロ)の蒸
発速度はそれぞれの坩堝温度で制御される。尚−坩堝よ
り(イ)を含む多成分の有機物を蒸発させてもよし1本
発明の有機薄膜の底膜に用いる一般式(イ)の化合物と
しては NHe−A−NHz (1)A: −(Ph−8)、−Ph−(n=1,2
、3、4、5・ ・) (以下5DA−nと称すも 〉 (2)A: −(Ph−0)。−Ph−(n=1、2
、3、4、5・・・) (以下0DA−nと称すん ) (3) A+ −(Ph−3e) −−Ph −(n
=1,2、3.4、5−・−) (以下5eDA−nと称すも ) (4)A: −(Ph−CH=CH)、−Ph−(n
=1,2、3.4、5−−−) (以下BDA−nと称すも 〉 (5)A: −Ph−8−X−3−Ph−(X:
ナフタレン、アントラセン、ピレン、ペリレン等多環芳
香環) (Phはp位で結合するベンゼン環を表す。)等があも また一般式(ロ)で表される化合物の例としてζ戴 (1)ピロメリット酸(以下PMDAと称する)(2)
ペンゾフヱノンテトラカルボン酸二無水物(以下BPD
Aと称する) (3)3、3°、 4、4° −ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物(以下BIDAIと称する)(4)1、
1′、 5.5°−ビフェニルテトラカルボン酸二無水
物(以下BIDA2と称する)(5)ナフタレン−1,
4、5、8−テトラカルボン酸二無水物(以下NADA
Iと称する。)(6)ナフタレン−2,3、6,7−テ
トラカルボン酸二無水物(以下NADA2と称す翫 )
(7)ペリレン−3、4、9、10−テトラカルボン酸
二無水物(以下PEDAと称すん )等が上げられも 成膜に用いる真空を用いた装置にLL(1)抵抗加熱法
による蒸着法(2〉イオンクラスター法(3)高真空で
のMBE (モレキュラービームエピタキシー)法等が
あム 各成膜方法で異なった成分の有機物は個別のセルより蒸
発させ、基板に到達する分子数速度を制御することが望
ましへ また異なった成分を交互に蒸発させて転 或は
同時に蒸発させてもよL%基板加熱条件は合成するポリ
マーによって異なる力(@成分(ジアミンあるいはカル
ボン酸)のモノマーが未反応の状態で膜内に留まること
の無いように設定するのが望ましl、Xo 温度範囲
は(イ)(ロ)の組合せで重合するポリアミック酸ある
いはポリイミドの場合、 0℃から400℃の温度範囲
が望まし鶏 基板面を予め有機物で被覆させ、高分子鎖の配向を制御
することもできも 第1の方法例としてはポリイミド焦
或はラビング処理を施した上記ポリイミド膜によって
基板面を被覆することであも 第2の方法例としてアミ
ノシラン系で被覆する場合であも 例えばT−アミノプ
ロピルトリエトキシシランがあも 成膜徴 膜の結晶法 配向性を向上させるのに加熱して
もよ1.% 加熱温度は高分子膜の融点近傍が望まし
t、% 温度範囲は(イ)、 (ロ)の組合せで重合
するポリアミック酸あるいはポリイミドの場合、 20
0℃から400℃の温度範囲が望まし〜℃ 成膜する速度としては0.1〜50A/sの範囲が望ま
し鶏 ジアミン分子の重合長あるいはサイズが増加する
にしたがって、成膜速度を遅くすることで配向性の良い
膜が得られも よって更に0.1〜5A/sの範囲が望
ましく1 本発明の成膜方法を用いて複写機 プリンター等に用い
られる感光膜を製造する場合、基板には円@状 フィル
ム状のものかあム 第2図にその感光体の一例として断
面図を示す。電気絶縁性の基板である場合、支持体20
1,204の表面は金属で被覆されていも 第2図(A
)のように本発明で成膜する感光層だけであっても良い
し 第2図(B)のように他の層との多層膜であっても
よ(〜 また本発明の方法で種類の異なる層を積層した
膜であっても良賎 本発明の成膜方法を用いて液晶デイスプレィ、液晶空間
光変調素子等に用いられる液晶配向膜を製造する場合の
例として第3@ 第4図に液晶素子の断面図を示す。膜
厚は300A〜10μmであも 第3図に示すように配
向膜301として使う場合、本発明による高分子層は成
膜後、ラビング処理を施す。配向膜として暗時の電気伝
導度が10−”(Ω−’ Cm−’)以上であることが
望ましくちこれは膜内での空間電荷を減少させるためで
あも配向膜に高い光導電性を付与する場合は 第4図に
示す液晶空間光変調素子401が構成できも光導電性配
向膜403を導入することで入射光411に対して出射
光412が変調を受けも実施例) 一般式(イ)で表されるジアミンとして5DA−1、2
、3、4の4種類と一般式(ロ)で表されるカルボン酸
としてBPDAを用いて、m1図に示した抵抗加熱法の
装置で蒸着膜を成膜しtもそれぞれ個別の石英坩堝にモ
ノマー粉末入札 モノマーの分子速度は坩堝の加熱温度
で制御し九モノマー蒸発速度でジアミンとカルボン酸の
速度が同一となるようにし 成膜速度は5A/s一定と
しtラ 成膜時の基板温度は50℃一定とすも それ
ぞれ8種類とも3μmの成膜を行った 成膜直後はポリ
アミック酸であることが赤外吸収スペクトルより判明し
7= これらの膜を加熱しイミド化させtラ 加熱
条件として温度を変化させtう膜構造評価としてX線回
折パターンより求められる結晶化度を採用した 結晶化
度(戴 全体のX線散乱強度の中で結晶部からの散乱強
度の比をX線回折パターンにおける面積比で定義すム
またそれぞれの光導電性を、その電子写真感度特性で示
す。感度測定はコロナ帯電機によって正帯電させた後、
その表面電位を半減させるのに必要な光量(E I /
e 1uxsec)で定義する。第5図に結晶化嵐
第6図に光感度の変化を示す。5DA2,4の場合、
結晶化度として50%を越えており、光感度はEl/l
〜2.51uxsecと良好であ瓜実施例2 基板温度依存性を調べた 基板温度としては50℃から
200℃の範囲とし九 成膜には代表例として5DA−
2とPMDAで行った 図7に膜構造変化と光感度変化
の結果を示す。X線回折ノくターンの2θ〜18.6(
面間隔4.8A)の散乱ピークの半値幅からシエーラー
の評価式で求められる結晶粒で表も 基板温度の増加で
結晶粒の増加と感度増加が獲られも 尚モノマーの基板
面からの再蒸発は増加するので、成膜速度は一意に減少
すも 各基板温度で成膜したサンプルを続いてアニルすること
で結晶性の向上を図った アニール温度としては400
℃一定としf、 結果を図8に示も それぞれアニー
ル効果が得られ 結晶法 光感度とも増加すも 実施例3 真空蒸着装置内に円筒A1基板を設置し 回転させなが
らBPDA+5DA2を成膜すも 基板温度100℃で
膜厚15μmとした抵 装置内で300℃のアニール処
理を施す。これを複写機に搭載し その感光体特性を評
価しf、 正帯電感光体として用(\ 表面電位80
0vとして半減露光量Ellは21uxsecと良好で
ありtラ 繰り返し特性を見たとこ&1万枚の画像出
力後も表面電仏感嵐 画質とも安定であった 実施例4 PMDA十5DA2の成膜において、カルボン酸とジア
ミンの蒸発速度の比率を変化させて膜質の評価を行っt
ラ 実施例1同様2つの坩堝によって抵抗加熱法で成
膜しtラ ジアミンの蒸発速度に対してカルボン酸の
蒸発速度を、坩堝温度を変えることで変化させ1.
ジアミンの速度(Fda molecules/ c
m’、 s )に対するカルボン酸の速度(Fcr
molecules/ c m”、s )の比を1+M
と表もM=0は高分子の重合反応にとって通常の条件で
あ、LMを変化させてポリアミック酸を台底した抵 加
熱イミド(L 結晶化させて、その結晶性と光導電性
をみた 蒸着時の基板温度は200℃、アニール処理温
度は400℃一定とした 図9&こX線回折スペクトル
から得られるピーク散乱強度変化を示す。図1Oには光
感度変化として電子写真感度(E、・0を示す。図より
M>0の条件で結晶膜とな、%M≦0では加熱条件に依
らずアモルファス膜であった 感度は結晶性と相関があ
るためMの増加で増加すム ところで膜内の高分子の分
子長はMの増加で減少す、LM〜0に近い状態で結晶膜
となる条件が熱安定法 加工性に優れも実施例5 基板表面を処理することで蒸着重合膜の配向制御を行っ
?= 基板面に対して分子鎖が平行に配列させるのに
基板面をポリイミド膜の被覆層 及び一定方向にラビ
ング処理を施したポリイミド被覆層を導入した 逆に分
子鎖を垂直に配列させるのにアミノシラン系のシランカ
ップリング層で被覆することを検討した 本実施例では
γ−アミノプロピルトリエトキシシランを使ツタ BPDA+5DA2を各表面被覆膜上に成膜した 成膜
条件は基板温度100℃とし丸 蒸着後300℃のアニ
ール処理を施す。ポリイミド被覆層はカプトン(デュポ
ン社)1000A膜厚とし九 ラビング処理は通常の液
晶配向膜と同じ方法で行った アミノシラン系のシラン
カップリング層の被覆はT−アミノプロピルトリエトキ
シシランを含む溶液を基板に塗布し乾燥させて形威すも
ほぼ単分子層とみなせ氏 成膜後の配向評価にX線回折を用いた 平行配向した膜
では2θ=18.6の散乱強度(I+・、eと称する)
が大きく、垂直配向の膜では2θ=22、4 (Is
t、tと称する)の散乱強度が大きく現れも よって配
向性をOR−I +s、・/ (I +s、e+I*t
、aと表す。
3種類の基板面に対するポリイミド蒸着重合膜の配向性
と光感度を以下の表1に示す。
と光感度を以下の表1に示す。
(A: ポリイミド皮膜層 B: ラビングポリイミ
ド皮膜層 C: シランカップリング被覆層)ポリイミ
ド被覆層は平行配向を、特にラビング処理で効果は大き
くなも 一方シランカップリング被覆層は垂直配向を制
御すも 最大感度を与えるのはBサンプルであるパ こ
れはキャリアが分子鎖に対して垂直に伝達されるメカニ
ズムを持つためであも 実施例6 MBE法を使い結晶性の優れたポリイミド膜を成膜した
基板面を実施例5のT−アミノプロピルトリエトキシ
シランで被覆し 基板温度250℃に保持し カルボン
酸BPDAのみを蒸発させも この基板温度ではBPD
Aが前出シラン力・ンプリング剤と反応し イミド環を
作り付着すん一方未反応カルボン酸モノマーは再蒸発す
も 続いてジアミン5DA−3のみを蒸発させも 基板
温度は保持し 基板面を覆うBPDAと反応する5DA
−3のみ付著すも この過程を繰り返すこと玄 基板面
に対して垂直に成長するポリイミド膜が得られ、LX線
回折より2θ=22.4の散乱のみの垂直配向膜であり
、またその半値幅から結晶粒は〜100OAとみなせた
光導電性を評価するた△ 膜表面に櫛形平行Au電極
を形成した ημτ(η: 量子効率 μ: キャリア
移動度τ: 寿命)は〜10−’cm”/vとアモルフ
ァスシリコン膜に匹敵する感度を得九 実施例7 実施例5の方法と実施例6の方法で液晶空間光変調素子
の配向膜を成膜し?、、 液晶空間光変調素子の構造
を第4図に示す。以下の3とおりの方法で光導電性配向
膜403を形Ili!2.LA パネル410を作製
しtら a; ラビングポリイミド層+蒸着層 b; シランカップリング層+蒸着層 C; シランカップリング層+MBE層a、 b、
cパネルの光スイツチング特性を第11図に示す。入
射光強度に対して透過光強度は非線形に応答すも この
特性を有する空間光変調素子を使って光ニューラルネッ
トワークシステムを構築しtラ システムの概略図を
第12図に示す。逆伝搬型学習法(バックプロパゲーシ
ョン法)を用いており、マイクロレンズアレイ122、
124、学習マスクパターン123、本実施例の空間光
変調素子による光しきい値素子125からなる。入力画
像121は7×8のマトリックスでアルファベット26
文字を表示すも 学習マスクパターン123は49X6
4のマトリックスからなり、BP法で求めた8階調表示
を透過光強度で表現できるように透過率を変化させも
光しきい値素子125は7×8のマトリックスであり、
各画素にはマイクロレンズアレイ124で7×8ケのマ
スクパターンからの透過光が集光されていも 第11図
に示す光非線形特性に依って液晶シャ・ツタ−が動作す
ム このシステムを用いてアルファべ・ント26文字の
連想させたところ100%の認識率で回答した 発明の効果 本発明によれば 高い光感度を有する高分子薄膜をドラ
イプロセスで得ることができ私 このことによって熱安
定法 耐刷性に優れた感光体を提供できも 又液晶パネ
ルおよび液晶空間光変調素子の配向膜としても有用であ
り、空間電荷の溜りにくい配向膜を提供すも また高い
光感度を付与することで良好な光スイツチング特性を与
えも
ド皮膜層 C: シランカップリング被覆層)ポリイミ
ド被覆層は平行配向を、特にラビング処理で効果は大き
くなも 一方シランカップリング被覆層は垂直配向を制
御すも 最大感度を与えるのはBサンプルであるパ こ
れはキャリアが分子鎖に対して垂直に伝達されるメカニ
ズムを持つためであも 実施例6 MBE法を使い結晶性の優れたポリイミド膜を成膜した
基板面を実施例5のT−アミノプロピルトリエトキシ
シランで被覆し 基板温度250℃に保持し カルボン
酸BPDAのみを蒸発させも この基板温度ではBPD
Aが前出シラン力・ンプリング剤と反応し イミド環を
作り付着すん一方未反応カルボン酸モノマーは再蒸発す
も 続いてジアミン5DA−3のみを蒸発させも 基板
温度は保持し 基板面を覆うBPDAと反応する5DA
−3のみ付著すも この過程を繰り返すこと玄 基板面
に対して垂直に成長するポリイミド膜が得られ、LX線
回折より2θ=22.4の散乱のみの垂直配向膜であり
、またその半値幅から結晶粒は〜100OAとみなせた
光導電性を評価するた△ 膜表面に櫛形平行Au電極
を形成した ημτ(η: 量子効率 μ: キャリア
移動度τ: 寿命)は〜10−’cm”/vとアモルフ
ァスシリコン膜に匹敵する感度を得九 実施例7 実施例5の方法と実施例6の方法で液晶空間光変調素子
の配向膜を成膜し?、、 液晶空間光変調素子の構造
を第4図に示す。以下の3とおりの方法で光導電性配向
膜403を形Ili!2.LA パネル410を作製
しtら a; ラビングポリイミド層+蒸着層 b; シランカップリング層+蒸着層 C; シランカップリング層+MBE層a、 b、
cパネルの光スイツチング特性を第11図に示す。入
射光強度に対して透過光強度は非線形に応答すも この
特性を有する空間光変調素子を使って光ニューラルネッ
トワークシステムを構築しtラ システムの概略図を
第12図に示す。逆伝搬型学習法(バックプロパゲーシ
ョン法)を用いており、マイクロレンズアレイ122、
124、学習マスクパターン123、本実施例の空間光
変調素子による光しきい値素子125からなる。入力画
像121は7×8のマトリックスでアルファベット26
文字を表示すも 学習マスクパターン123は49X6
4のマトリックスからなり、BP法で求めた8階調表示
を透過光強度で表現できるように透過率を変化させも
光しきい値素子125は7×8のマトリックスであり、
各画素にはマイクロレンズアレイ124で7×8ケのマ
スクパターンからの透過光が集光されていも 第11図
に示す光非線形特性に依って液晶シャ・ツタ−が動作す
ム このシステムを用いてアルファべ・ント26文字の
連想させたところ100%の認識率で回答した 発明の効果 本発明によれば 高い光感度を有する高分子薄膜をドラ
イプロセスで得ることができ私 このことによって熱安
定法 耐刷性に優れた感光体を提供できも 又液晶パネ
ルおよび液晶空間光変調素子の配向膜としても有用であ
り、空間電荷の溜りにくい配向膜を提供すも また高い
光感度を付与することで良好な光スイツチング特性を与
えも
第1図は本発明の高分子薄膜の製造に用いる真空成膜装
置の一実施例の概略は 第2図は本発明の方法によって
成膜した感光体の断面は 第3図は本発明の方法で液晶
配向膜を形成した 液晶デイスプレィの断面は 第4図
は本発明の方法で液晶配向膜を形成しt:、、液晶空間
光変調素子の断面@ 第5図は実施例1における高分子
薄膜の結晶化度の変化を表わした阻 第6図は実施例1
における高分子薄膜の光感度の変化を表わした阻 第7
図は実施例2における高分子薄膜の基板温度変化に対す
る結晶粒径と光感度の変化を示したは第8図は第7図の
高分子薄膜を加熱処理することによる効果示した飄 第
9図及び第10図は実施例4における原料比率に対する
結晶法 光感度の変化を示した阻 第11図は実施例7
における液晶空間光変調素子の光応答特性を示した@
第12図は実施例7における光ニューラルネットワーク
システムの概略図であも 101・・・・真空槽 102・・・・基板 103・
・・・基板加熱ヒーター 104・・・・シャッター
105・・・・加熱用電源 106・・・・坩堝(イ〉
107・・・・坩堝(ロ) 108、109・・
・・坩堝加熱用電源 110・・・・真空ポンプ 20
1,204・・・・支持体 202、205・・・・光
導電層 208・・・・表面被覆層 203、207・
・・・自由表面 301・・・・配向膜 302・・・
・液晶層 303・・・・透明電極 304・・・・ガ
ラス基板 305・・・・液晶パネル 401,407
・・・・透明基板402.406・・・・透明電極 4
03・・・・光導電性配向g 404・・・・液晶
405・・・・配向膜408・・・・偏光子 409・
・・・検光子 410・・・・空間光変調素子 411
・・・・入射光 412・・・・出射光 121・・・
・入力画像 122・・・・マイクロレンズアレイ(1
) 123・・・・学習マスクパターン 124・
・・・マイクロレンズアレイ(2)!25・・・・光閾
値素子。
置の一実施例の概略は 第2図は本発明の方法によって
成膜した感光体の断面は 第3図は本発明の方法で液晶
配向膜を形成した 液晶デイスプレィの断面は 第4図
は本発明の方法で液晶配向膜を形成しt:、、液晶空間
光変調素子の断面@ 第5図は実施例1における高分子
薄膜の結晶化度の変化を表わした阻 第6図は実施例1
における高分子薄膜の光感度の変化を表わした阻 第7
図は実施例2における高分子薄膜の基板温度変化に対す
る結晶粒径と光感度の変化を示したは第8図は第7図の
高分子薄膜を加熱処理することによる効果示した飄 第
9図及び第10図は実施例4における原料比率に対する
結晶法 光感度の変化を示した阻 第11図は実施例7
における液晶空間光変調素子の光応答特性を示した@
第12図は実施例7における光ニューラルネットワーク
システムの概略図であも 101・・・・真空槽 102・・・・基板 103・
・・・基板加熱ヒーター 104・・・・シャッター
105・・・・加熱用電源 106・・・・坩堝(イ〉
107・・・・坩堝(ロ) 108、109・・
・・坩堝加熱用電源 110・・・・真空ポンプ 20
1,204・・・・支持体 202、205・・・・光
導電層 208・・・・表面被覆層 203、207・
・・・自由表面 301・・・・配向膜 302・・・
・液晶層 303・・・・透明電極 304・・・・ガ
ラス基板 305・・・・液晶パネル 401,407
・・・・透明基板402.406・・・・透明電極 4
03・・・・光導電性配向g 404・・・・液晶
405・・・・配向膜408・・・・偏光子 409・
・・・検光子 410・・・・空間光変調素子 411
・・・・入射光 412・・・・出射光 121・・・
・入力画像 122・・・・マイクロレンズアレイ(1
) 123・・・・学習マスクパターン 124・
・・・マイクロレンズアレイ(2)!25・・・・光閾
値素子。
Claims (10)
- (1)真空装置内において有機材料が少なくとも下記一
般式(イ)で表わされるジアミン化合物を一成分として
含有し、これらの有機材料を蒸発させ基板面に運ぶこと
に依って成膜することを特徴とする有機薄膜の製造方法
。 NH_2−A−NH_2(イ) A:−(Xi−Yi)_n−Xi− n≧1、i=1、2、3、・・・、n Xi:芳香族或は置換芳香族基 Yi:O,S,Se,Te, −CH=CH−のいずれか - (2)一般式(イ)の他に一般式(ロ)で表わされるテ
トラカルボン酸二無水物を有機材料として含有すること
を特徴とする請求項1記載の有機薄膜の製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ Z:芳香族を含む基 - (3)一般式(イ)の有機材料と一般式(ロ)の有機材
料を分離して蒸発させることを特徴とする請求項2記載
の有機薄膜の製造方法。 - (4)一般式(イ)の有機材料の単位時間当り基板に到
達する分子数で定義する蒸発速度が、一般式(ロ)の有
機材料の蒸発速度との比において1:1+M(M>0) であることを特徴とする請求項3記載の有機薄膜の製造
方法。 - (5)基板の表面をポリイミド膜で被覆し、その表面に
請求項1、2、3、または4記載の方法で有機薄膜を二
層以上形成することを特徴とする有機薄膜の製造方法。 - (6)ポリイミド膜をラビング処理することを特徴とす
る請求項5記載の有機薄膜の製造方法。 - (7)基板温度が一般式(イ)の化合物の融点以上であ
ることを特徴とする請求項1または5記載の有機薄膜の
製造方法。 - (8)蒸着の完了した後、基板温度を200度以上に上
げることを特徴とする請求項1または5記載の有機薄膜
の製造方法。 - (9)基板表面をシランカップリング剤で被覆すること
を特徴とする請求項1、2、3または4記載の有機薄膜
の製造方法。 - (10)一般式(イ)の有機材料と一般式(ロ)の有機
材料を交互に蒸発させることを特徴とする請求項9記載
の有機薄膜の製造方法。
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
JP7377890A JP2884676B2 (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 有機薄膜の製造方法 |
EP19910104437 EP0449117A3 (en) | 1990-03-23 | 1991-03-21 | Organic polymer and preparation and use thereof |
US08/090,638 US5486442A (en) | 1990-03-23 | 1993-07-13 | Organic polymer and preparation and use in crystal spatial light modulator |
US08/451,727 US5597889A (en) | 1990-03-23 | 1995-05-26 | Organic polymer and preparation and use thereof |
US08/450,909 US5876891A (en) | 1990-03-23 | 1995-05-26 | Photosensitive material and process for the preparation thereof |
US08/453,061 US5654367A (en) | 1990-03-23 | 1995-05-26 | Organic polymer and preparation and use thereof |
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---|---|---|---|
JP7377890A JP2884676B2 (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 有機薄膜の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03274259A true JPH03274259A (ja) | 1991-12-05 |
JP2884676B2 JP2884676B2 (ja) | 1999-04-19 |
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ID=13528003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7377890A Expired - Fee Related JP2884676B2 (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 有機薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2884676B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009270009A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Jsr Corp | 新規ジアミン化合物、それを使用して製造されるポリアミック酸及びイミド化重合体 |
JP2012204519A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Tokyo Electron Ltd | 表面処理方法及び成膜方法 |
JP2012204520A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Tokyo Electron Ltd | 表面処理方法及び成膜方法 |
JP2013155394A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Kojima Press Industry Co Ltd | 蒸着重合膜の形成方法並びに積層構造体 |
-
1990
- 1990-03-23 JP JP7377890A patent/JP2884676B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009270009A (ja) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Jsr Corp | 新規ジアミン化合物、それを使用して製造されるポリアミック酸及びイミド化重合体 |
JP2012204519A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Tokyo Electron Ltd | 表面処理方法及び成膜方法 |
JP2012204520A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Tokyo Electron Ltd | 表面処理方法及び成膜方法 |
JP2013155394A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Kojima Press Industry Co Ltd | 蒸着重合膜の形成方法並びに積層構造体 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2884676B2 (ja) | 1999-04-19 |
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