JPH0796097B2 - 導電性薄膜の形成法 - Google Patents
導電性薄膜の形成法Info
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Description
ニル系重合体からの導電性薄膜形成法に関する。
とによって、分子内に多量の長い共役多重結合鎖を生成
させて導電性にする方法が知られている。これを達成す
る特定の方法は以下の如くである。
放出する。ポリ塩化ビニルを一例としてあげると170℃
以上で溶融し190℃以上で塩化水素を激しく遊離して共
役多重結合鎖を形成する。(化学便覧応用編、p.786、
日本化学会編纂、丸善発行、1980) (b)化学的方法 Synth.Met.,Vol.17,143(1987)によれば、塩素化ポリ
塩化ビニルをDBU(1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]‐7-ウ
ンデセン)の強塩基性溶液に浸し、脱塩化水素反応をイ
オンの働きで進行せしめ導電性材料を形成させている。
は、塩素化ビニル系重合体中の炭素と塩素間の結合を解
離させ、生じた塩素ラジカルが隣接水素原子を引き抜
き、脱塩化水素反応を引き起こす。
塩素化ポリ塩化ビニルを中圧の水銀灯で照射し、光化学
的に塩素化ポリアセチレンを生成させ、続いて488.1nm
のアルゴンイオンレーザーで照射して、導電性材料を調
製したということを報告している。
る、脱塩化水素反応を実施する種々の方法が知られてい
る。しかし、これらの方法は以下に要約される如くそれ
ぞれ問題点を持っている。
ことは困難である。脱塩化水素反応を開始するために
は、重合体の軟化点あるいはそれ以上の温度にしなくて
はならないので、重合体成形品の変形、変質は避けられ
ない。
ために、強塩基を用いるため、その結果として形成した
薄膜中に、導電性を妨害する塩が生成し、該塩を除去で
きない。
領域の光源から照射された光は、塩素化ビニル系重合体
に対し脱塩化水素反応を引き起こすが、それと同時に、
光を長時間照射することで光架橋や主鎖の切断を引き起
こしてしまう。更に、酸素の存在する雰囲気下で、紫外
線波長領域の光を照射することは、塩素化ビニル系重合
体の酸化及び続く主鎖の切断を引き起こし、切断点にカ
ルボニル基を生成させる。このような光架橋や主鎖の切
断は、当の塩素化ビニル系重合体にとっては、導電性を
付与するのに必要な条件の共役多重結合鎖を長くする目
的に対して、不都合な副反応となる。前記(c)光学的
方法の中で挙げたたJ.Polym.Soc.,Polym.Letters,Vol.2
5,5(1987)及び国際調査報告書で挙げられたPROC.SPIE
-INT.Soc.,OPT.ENG.Vol.1022,112-117(1988)は本発明
の発想に類似した技術を記載しているが、照射光の波長
とパルス幅に関して本発明と相違している。先行技術の
報告によれば導電性はアルゴンイオンレーザからの可視
域連続光(488.1nm)で照射することにより発現すると
述べている。本報告は又波長377nmのパルス光の窒素レ
ーザーによる照射では導電性を発現させることのできな
かつたことを報告している。
に引き起こさない脱塩化水素反応を実施することによ
り、均一な薄膜状の導電性膜を形成させることによっ
て、塩素化ビニル系重合体の成形品に導電性を付与する
方法を提供することである。
から当業者にとって明瞭となるであろう。
の例の概略図である。
ス以上のフルエンスから塩素化ビニル系重合体がアブレ
ーションをうけない範囲のフルエンスまで、約190から
約300nmの波長、及び約1ヘルツ以上の繰り返し数から
該重合体が熱効果により変形及び/又は分解をうけない
範囲の繰り返し数までを有するパルス光を真空又は脱酸
素雰囲気下で塩素化ビニル系重合体の成形品に照射し、
それによって該成形品に少なくとも1x1018/cm2、実施効
率及び経済性の観点から好ましくは1x1019から1x1020/c
m2の全照射光子数を照射することによって、この目的を
達成する。
系重合体は、塩素化ポリ塩化ビニル及び/又はポリ塩化
ビニリデンである。本発明方法は塩素化ビニル系重合体
の成形品に適用されるが、これらの成形品として、フィ
ルム、シート、板、繊維、等がある。本発明により、導
電性薄膜は塩素化ビニル系重合体の成形品表面に形成さ
れる。成形品として薄膜を用いれば導電性薄膜を製造で
きる。
は、稀ガスとハロゲンガス(例えばフッ化アルゴン又は
フッ化クリプトン)の混合系のエキシマレーザあるいは
フラッシュランプなどを含む。
体に高レベルの導電性を付与する目的のためには真空あ
るいは不活性ガスで満たされた脱酸素雰囲気が有利であ
る。
放射する光源下で行われた光化学反応と、エキシマレー
ザ及び他の紫外線領域における高強度のパルス光源下に
よる光化学反応との間の比較検討を行った。その結果、
本発明者達は紫外線領域におけるパルス光での特異的反
応を見出した。
のみ導電性が得られるので、大面積であろうと、微細な
パターン状であろうと、あるいは他のいずれの型であっ
ても、単に光の照射方法を変更するだけで、必要に応じ
た形の導電性薄膜が調製される。
材料の使用、例えば製品の薄膜を汚染する可能性のある
溶媒や強塩基の使用が排除されるので、本発明の方法は
前記(b)の化学的方法に関連した諸問題、例えば反応
後の溶媒除去の必要性および反応による残留塩の形成の
心配は一切ない。
加熱されることがないので、前記(a)の熱的方法の場
合の変形あるいは他の劣化を起こすことなく均一薄膜と
して調製できる。
明はこれに限定されるものではない。
塩化ビニルを使用した。63%塩素付加されたポリ塩化ビ
ニル粉末を、塩化メチレンに溶解して約50μmの厚さを
有するフィルムを作成した。このフィルムを用いて以下
の光化学反応を行った。
ある。上述の方法により作成された塩素化ポリ塩化ビニ
ルフィルム1をステージ2の上に置き、ステージ2に備
え付けられているヒーター3を加熱し、センサー4によ
り温度を測定しながらフィルムの温度を制御した。真空
排気装置6をチャンバー(導電性薄膜作製室)5に接続
し、チャンバー中の反応雰囲気を真空に排気できるよう
にした。
た。レーザ装置7からの照射光は石英の窓8を経由して
チャンバー5に入射され、フイルム1を照射する。
た。
圧の窒素ガスであることを除いて、実施例1と同じ原材
料、同じ温度で、光化学反応を実施した。
例1と同じ原材料、同じ温度、同じ雰囲気で光化学反応
を実施した。これらの条件の下で光照射された原材料重
合体を試料Cとした。
の1-cm平方パターンで測定すると約5-30キロオームの電
気抵抗を有することが判明した。光照射による変質層
は、光学顕微鏡で断面を観察したところ約5ミクロンの
厚さであった。これより、該二個の試料は0.1〜1シー
メンス/cm程度の導電率を有することが決定された。比
較試料Cのシートの抵抗は300メグオーム以上であって
より正確な測定は不可能であった。
までの波長を有するパルス光の使用により原材料塩素化
ビニル系重合体の光架橋や主鎖の切断の機会が減少す
る。
酸化に伴う主鎖の切断は起こらなくなる。
化水素反応の間に薄膜を汚染する可能性のある強塩基及
び溶媒を使用しないので、反応後溶媒を除去する必要は
なく、あるいは残存塩類が該反応によって形成される懸
念も全くない。
熱する必要がないため、変形や劣化はなく均一薄膜を調
製できる。
での波長を有するパルス光で照射された領域においての
み導電性が得られるため、大面積であろうと微細なパタ
ーン状であろうと、又は他のいずれの型であろうと、単
に照射の方法を変更するだけで、必要に応じた形の導電
性薄膜が調製できる。
Claims (4)
- 【請求項1】導電性薄膜を形成する方法において、100n
sec以下のパルス幅、15mJ/cm2/パルス以上のフルエン
スから塩素化ビニル系重合体がアブレーションをうけな
い範囲のフルエンスまで、190から300nmまでの波長及び
1ヘルツ以上の繰り返し数から熱効果により該重合体が
変形及び/又は分解をうけない範囲の繰り返し数までを
有する、パルス光を真空又は脱酸素雰囲気の下で塩素化
ビニル系重合体の成形品に照射し、それによって少なく
とも1×1018/cm2の全照射光子数を該成形品に照射する
ことにより導電性薄膜を形成する方法。 - 【請求項2】該塩素化ビニル系重合体が塩素化ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデン及びこれらの混合物からな
る群から選択される請求項1記載の方法。 - 【請求項3】導電性薄膜を形成する方法において、15か
ら30mJ/cm2/パルスのフルエンス、1ヘルツ以上の繰り
返し数から熱効果により塩素化ビニル系重合体が変形及
び/又は分解をうけない範囲の繰り返し数までを有す
る、KrFエキシマレーザを真空又は脱酸素雰囲気中で塩
素化ビニル系重合体の成形品に照射しそれによって1×
1019から1×1020/cm2の全照射光子数を該成形品に照射
することにより導電性薄膜を形成する方法。 - 【請求項4】該塩素化ビニル系重合体が塩素化ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデン及びこれらの混合物からな
る群から選択される請求項3記載の方法。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (4)
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