JPH04100568A - 単分子膜形成方法 - Google Patents

単分子膜形成方法

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JPH04100568A
JPH04100568A JP21493190A JP21493190A JPH04100568A JP H04100568 A JPH04100568 A JP H04100568A JP 21493190 A JP21493190 A JP 21493190A JP 21493190 A JP21493190 A JP 21493190A JP H04100568 A JPH04100568 A JP H04100568A
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water
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は単分子膜形成方法に関するものである。
〔従来の技術〕
例えば液晶表示素子等の各種光学素子の基板面に、配向
膜等の分子配列方向が一方向にそろった樹脂膜を形成す
る方法として、L B (Langusulr−BIO
dgett)法と呼ばれる方法がある。
このLB法は、静水面上に前記配向膜や光学膜等となる
液状物質を滴下してその単分子を膜状に流し拡げ、この
単分子の膜を基板面に移し取ってこの基板面に単分子膜
を形成する方法である。
第4図は上記LB法による従来の単分子膜形成方法を示
しており、図中1は内部に水2を満たした水槽、3はこ
の水槽1内の水面部を水平移動する水平なバー状の移動
バリアである。この単分子膜形成方法による単分子膜の
形成は次のようにして行なわれている。
まず、単分子膜を形成する基板4を水槽1内の水中に垂
直に浸漬した状態で、移動バリア3と基板4との間の水
面上に液状物質を滴下し、その単分子を膜状に流し拡げ
る。なお、この単分子は、分子の両端に親水性基aと疎
水性基すとをもつ両親媒性の単分子であり、この水面上
を膜状に流れ拡がった単分子は、その全てが、疎水性基
すをもつ側の端部が上に向いた状態にそろう。
次に、移動バリア3を基板4側に移動させて水面上の単
分子を密集させ、この単分子の膜Aを、一定の表面圧に
なるように調整する。
この後は、水面上の単分子11Aを移動バリア3により
基板4側に押しながら、これに同調させて基板4を垂直
に引上げて行けばよく、このようにして基板4を引上げ
て行くと、水面上の単分子膜Aが基板4の引上げにとも
なって基板4面に移し取られ、基板4面に上記単分子膜
Aが形成される。
なお、この基板4としては、親水性基板かあるいは単分
子膜形成面に親木処理を施した基板が用いられており、
したがって、この基板4面に形成された単分子膜Aは、
全ての単分子が親水性基aをもつ側の端部において基板
4面に付着した−様な膜となる。
なお、この方法で基板4面に形成される単分子膜Aの膜
厚は、単分子が一層に並んだ極めて薄い膜であるが、上
記工程を繰返して基板4面に単分子膜Aを複数層に積層
すれば、任意の膜厚の被膜を得ることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の単分子膜形成方法は、基板4
を水槽1内の水中に垂直に浸漬して、この基板4を引上
げながら水面上の単分子膜Aを直接基板4面に移し取る
ものであるため、基板4の面積が大きいほど深さの大き
な水槽1を使用しなければならないという問題をもって
いた。すなわち、例えば基板4面にその全体にわたって
単分子膜Aを形成する場合は、水槽1として、その長さ
が移動バリア3の移動ストローク〔単分子膜Aの表面圧
調整に要する移動ストロークと、基板4の引上げに同調
して単分子膜Aを基板4側に押して行くときの移動スト
ローク(基板4の長さ)との合計ストローク〕に基板4
の浸漬スペースを加えた長さ以上で、幅が基板4の幅量
上のものが必要であるが、これに加えて、従来の単分子
膜形成方法では、水槽1の深さを、基板1の長さ以上に
する必要がある。そして、このように水槽1の深さが大
きいと、水槽1にかかる水圧が高くなるため、水槽1の
耐圧強度を高くしなければならず、したがって、水槽1
の製作費が高くなるだけでなく、水槽1の重量が大きく
なって、水槽1を設置する架台も高強度のものとする必
要がある。しかも、上記従来の単分子膜形成方法では、
水槽1から基板4を引上げながら水面上の単分子膜Aを
基板4面に移し取るものであるため、水槽1の上方に基
板4の長さに応じた基板引上げスペースを確保しなれれ
ばならなかった。
本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、使用する水槽が深さ
の浅いものでよく、しかも水槽の上方に確保しなければ
ならないスペースも小さくてすむようにした、単分子膜
形成方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の単分子膜形成方法は、水槽内の水面上に流し拡
げた単分子膜を、前記水面下に浸漬させて設けた回転ド
ラムの外周面に付着させて引上げるとともに、この回転
ドラムの上に前記基板を搬入してこの基板を前記回転ド
ラムの回転に同調させて送りながら、前記回転ドラムの
外周面に付着した前記単分子膜を前記基板面に転写する
ことを特徴とするものである。
〔作用〕
すなわち、本発明は、水面上の単分子膜を回転ドラムを
介して基板面に移し取るも・のてあり、このようにすれ
ば、使用する水槽は、前記回転ドラムの下部が水面下に
浸漬するだけの深さのもので十分であるし、また、水槽
の上方には、前記回転ドラムの上を移動する基板の移動
スペースがあれば十分である。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図および第2図を参照し
て説明する。
まず、単分子膜の形成に使用する装置の構成を説明する
と、この装置は、第1図に示すように、内部に水12を
満たした水槽と、この水槽11内の水面部を水平移動す
る移動バリア13と、水槽11内の水面上につくられた
単分子膜Aを基板10面に転写するための回転ドラム1
4とからなっている。前記移動バリア13は、水槽11
内の水面上の単分子膜Aを回転ドラム14側に押し移動
するもので、この移動バリア13は、水槽11のほぼ全
幅にわたる長さの水平なバーがらなっており、そのほぼ
下半分は水槽11内の水面下に浸漬させである。この移
動バリア13は、水槽11の両側壁に設けたレール(図
示せず)に支持されており、図示しない移動機構によっ
て、水槽11の一端側(図において右側)から他端側に
水平移動されるようになっている。また、回転ドラム1
4は、水槽11のほぼ全幅にわたる長さのもので、この
回転ドラム14は、その全体あるいは外周面をガラス等
の親水性物質で形成した親水性ドラムとされている。そ
して、この回転ドラム14は、そのほぼ下半分を水面下
に浸漬させた状態で、水槽11内の他端側に移動バリア
13と平行に設けられている。この回転ドラム14は、
水槽11の両側壁に回転可能に支持されており、図示し
ない回転機構によって、移動バリア13と対向する側が
水面下から水面上に向がう回転方向に回転されるように
なっている。また、図示しないが、水槽11の上方には
、単分子膜Aを形成する基板10をその単分子膜形成面
を下に向けた状態で水平に支持して、この基板10を水
槽11の一端側から他端側に搬送する基板搬送機構が設
けられている。この基板搬送機構は、回転ドラム14の
回転に同調して基板10を搬送するもので、基板10は
、その先端側から回転ドラム14の上に搬入されてその
下面が回転ドラム14の外周面に接し、この状態で水槽
11の他端側に向けて水平に搬送される。なお、15は
基板押えローラであり、基板10は、この基板押えロー
ラ15によって、極く軽い接触圧(基板10と回転ドラ
ム14との間に単分子膜Aが入れる接触圧)で回転ドラ
ム14の外周面に接触される。なお、この基板10とし
ては、疎水性樹脂等からなる疎水性基板か、あるいはガ
ラス等の基板面にパラフィン等の疎水性物質を塗布して
疎水処理を施したものを用いる。
次に、上記装置によって行なわれる前記基板10面への
単分子膜Aの形成方法を説明する。
まず、水槽11上への基板10の搬入に先立って、移動
バリア13を水槽11の一端側の復帰位置に移動させ、
この状態で水槽11内の移動バリア13と回転ドラム1
4との間の水面上に液状物質を滴下して、その単分子を
水面上に膜状に流し拡げる。この単分子は、分子(図示
せず)の両端に親水性基aと疎水性基すとをもつ両親媒
性の単分子であり、この水面上を膜状に流れ拡がった単
分子は、その全てが、疎水性基すをもつ側の端部が上に
向いた状態にそろう。
次に、復帰位置にある移動バリア13を回転ドラム14
側に移動させて水面上の単分子を密集させ、この単分子
の膜Aを、一定の表面圧になるように調整する。
この後は、水面上の単分子膜Aを移動バリア3により回
転トラム14側に押しながら、これに同調させて回転ド
ラム14を回転させることにより、水面上の単分子HA
を回転ドラム14の外周面に付着させて引上げるととも
に、この回転ドラム14の上に基板1Gを搬入して、こ
の基板10を回転ドラム14の回転に同調させて送り、
回転ドラム14の外周面に付着した単分子膜Aを基板1
0の下面に転写して行く。なお、前記回転ドラム14は
親水性ドラムであるため、回転ドラム14の外周面に付
着する単分子膜Aは、全ての単分子が親水性基aをもつ
側の端部において回転ドラム14に付着した−様な膜と
なり、また前記基板10は、疎水性基板かあるいは疎水
処理を施した基板であるため、この基板10面に付着し
た単分子膜Aは、全ての単分子が疎水性基すをもつ側の
端部において基板10に付着した−様な膜となる。
なお、上記工程で基板10面に形成される単分子膜Aの
膜厚は、単分子が一層に並んだ極めて薄い躾であるが、
基板10面に単分子膜Aを複数層に積層すれば、任意の
膜厚の被膜を得ることができる。この場合は、上記のよ
うにして単分子HAを転写した基板10を回転ドラム1
4から浮かせた状態で水槽11の一端側に逆送りすると
ともに、この基板10の逆送り時間を利用して移動バリ
ア13を復帰位置に移動させ、この後水面上に液状物質
を滴下して単分子膜Aをつくり、この単分子膜Aを回転
ドラム14を介して基板10面に転写する工程を繰返し
て、所望の膜厚になるまで基板10面に単分子膜Aを積
層すればよい。
すなわち、この単分子膜形成方法は、水面上の単分子膜
Aを回転トラム14を介して基板10面に移し取るもの
であり、このようにすれば、使用する水槽11は深さの
浅いものでよい。すなわち、例えば基板10面にその全
体にわたって単分子膜Aを形成する場合、水槽11とし
ては、その長さが移動バリア13の移動ストローク〔単
分子膜Aの表面圧調整に要する移動ストロークと、回転
ドラム14の回転に同調して単分子膜Aを回転ドラム1
4側に押して行くときの移動ストローク(基板10の長
さ)との合計ストローク〕に回転ドラム14の設置スペ
ースを加えた長さ以上で、幅が基板10の幅量上のもの
が必要であるが、この水槽11の深さは、回転ドラム1
4のほぼ下半分が水面下に浸漬するだけの深さがあれば
十分である。
そして、このように水111の深さが浅ければ、水槽1
1にかかる水圧は小さくなるため、水槽11の耐圧強度
は低くて十分であり、したがって、水槽11の製作費を
低減できるし、また水槽11の重量も小さくなるから、
水槽11を設置する架台を高い強度を必要としない安価
なのものとすることができる。しかも、この単分子膜形
成方法によれば、水槽11の上方には、回転ドラム14
の上に接して移動する基板10の移動スペースがあれば
十分であるから、水槽11の上方に確保するスペースも
小さくてすむ。
第2図は本発明の他の実施例を示している。この実施例
は、第1図に示した単分子膜形成装置を複数台基板搬送
方向に並べて配置して、この各装置により順次基板10
に単分子膜を転写して行くようにしたものであり、この
実施例によれば一基板10面に連続して単分子膜へを積
層して所望の膜厚の被膜を得ることができる。
また、第3図は前記回転ドラム14の変形例を示してい
る。この回転ドラム14は、ドラム外周面に部分的に所
定パターンの親水性領域14aを形成し、他の領域は疎
水性領域14bとしたものであり、このような回転ドラ
ム14を用いれば、水面上の単分子膜がドラム外周面の
親水性領域14aのみに付着して基板面に転写されるか
ら、基板面に所定パターンに単分子膜を形成することが
できる。なお、この回転ドラム14は、ドラム全体また
はドラム外周面をガラス等の親水性物質で形成した親水
性ドラムの外周面に所定領域を除いてパラフィン等の塗
布による疎水処理を施すか、あるいは、ドラム全体また
はドラム外周面を疎水性樹脂等の疎水性物質で形成した
疎水性ドラムの外周面の所定領域に界面活性剤の塗布等
による親水処理を施すことによって製造することができ
る。
〔発明の効果〕
本発明の単分子膜形成方法は、水槽内の水面上に流し拡
げた単分子膜を、前記水面下に浸漬させて設けた回転ド
ラムの外周面に付着させて引上げるとともに、この回転
ドラムの上に前記基板を搬入してこの基板を前記回転ド
ラムの回転に同調させて送りながら、前記回転ドラムの
外周面に付着した前記単分子膜を前記基板面に転写する
ものであるから、前記水槽は、回転ドラムの下部が水面
下に浸漬するたけの深さかあれば十分てあり、したがっ
て水槽として深さの浅いものを使用することができるし
、また、水槽の上方には、回転ドラムの上に接して移動
する基板の移動スペースがあれば十分であるから、水槽
の上方に確保するスペースも小さくてすむ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す単分子膜形成に使用す
る装置の縦断側面図、第2図は本発明の他の実施例を示
す単分子膜形成装置の配置図、第3図は本発明に用いる
回転ドラムの変形例を示す斜視図、第4図は従来の単分
子膜形成方法を示す図である。 10・・・基板、11・・・水槽、12・・・水、13
・・・移動バリア、14・・・回転ドラム、14a・・
親水性領域、14b・・・疎水性領域、15・・・基板
押えローラ、A・・・単分子膜、a・・・親水性基、b
・・・疎水性基。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 水槽内の水面上に単分子を膜状に流し拡げ、この単分子
    の膜を基板面に移し取ってこの基板面に単分子膜を形成
    する方法において、前記水面上の単分子膜を、前記水面
    下に浸漬させて設けた回転ドラムの外周面に付着させて
    引上げるとともに、この回転ドラムの上に前記基板を搬
    入してこの基板を前記回転ドラムの回転に同調させて送
    りながら、前記回転ドラムの外周面に付着した前記単分
    子膜を前記基板面に転写することを特徴とする単分子膜
    形成方法。
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