JPH08236836A - 部分的に導電層を有するｌｂ膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の箇所に異分子からなる導電層を形成す
ることができるＬＢ膜の形成方法を提供する。 【構成】 水面上に、アラキジン酸１０およびピロール
２０を浮かべて分子膜を形成する。ＩＴＯ膜４１および
ガラス基板４２からなる導電性基板４０を液中に浸すと
ともに、白金からなる対極３０を液中に浸す。液中に
は、過塩素酸イオンＣｌＯ_４ ⁻を溶かしておく。この状
態で、導電性基板４０を徐々に引き上げると、液上の分
子膜がＩＴＯ膜４１の表面上に移し取られ、ＬＢ膜１１
が形成できる。このとき、スイッチ５１をオンにして、
電源５０からの電圧を印加すると、液面とＩＴＯ膜４１
表面とが交差するメニスカス近傍において、ピロール２
０が電圧印加重合し、導電性をもったポリピロール層２
１が形成される。ポリピロール層２１の形成位置、幅な
どは、導電性基板４０の引き上げ動作およびスイッチ５
１のオン／オフ動作によって自由に制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は部分的に導電層を有する
ＬＢ膜の形成方法、特に、ＬＢ膜の単分子層内に、単分
子と同程度のオーダーの寸法をもった微細な導電層を形
成する方法に関し、ＬＢ膜を用いた各種集積回路、電子
素子、センサなどに微細配線を施すために利用できる。

【０００２】

【従来の技術】有機分子を水面上で単分子オーダーで配
向制御し、基板上に単分子膜を累積形成する手法とし
て、ＬＢ法（ラングミュアーブロジェット法）は従来か
らよく知られた方法であり、このＬＢ法によって形成さ
れた膜は、一般にＬＢ膜と呼ばれている。ＬＢ法の基本
原理は、水面上に１分子の厚みをもった単分子膜を形成
し、この単分子膜をそのまま基板の表面上に移し取ると
いう点にある。このような方法を用いれば、有機化合物
を一定に配向させながら、基板上に分子レベルで１層ず
つ累積させてゆくことができ、配向性のよい超薄膜を作
成することが可能になる。

【０００３】このような有機化合物の薄膜は、今後、各
種集積回路や電子素子として広く利用されてゆくものと
考えられており、特に、ガス中や溶液中で用いるバイオ
センサとしての利用価値が注目を集めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＬＢ膜を用いた集積回
路、電子素子、センサなど、いわゆる３次元分子集積回
路を製造する場合、当然、配線層が必要になる。ところ
が、ＬＢ法によって、単一の分子層内に異種の分子を配
向制御することは非常に困難である。たとえば、第１の
層を分子Ａからなる分子層とし、その上の第２の層を別
な分子Ｂからなる分子層とする、というように、基板面
と垂直な方向に関して異種分子を交互に配向することは
ＬＢ法によって可能であるが、同一層内の任意の領域に
分子Ａからなる分子層を形成し、別な任意の領域に分子
Ｂからなる分子層を形成するような、同一の２次元面内
のパターンニングを行うことはできない。したがって、
従来の技術では、ＬＢ法によって任意のパターンをもっ
た配線層を形成することはできなかった。

【０００５】このため、ＬＢ膜を用いた集積回路、電子
素子、センサなどにおいて配線層を形成する場合、これ
までは、半導体素子におけるパターンニングと同様に、
光や電子線ビームに感応するレジストを用いたフォトリ
ソグラフィ法によるパターンニングを行っていた。しか
しながら、このフォトリソグラフィ法によるパターンニ
ングでは、露光に用いる光やビームの波長以下の寸法の
微細配線を形成することは原理的に不可能である。ま
た、半導体素子に比べれば、極めて微細な構造をもった
ＬＢ膜上に、フォトリソグラフィ法によるパターンニン
グ手法を適用すれば、ＬＢ膜の微細構造に損傷を与える
可能性が高く、ＬＢ膜を用いた素子が微細になればなる
ほど、フォトリソグラフィ法による配線層のパターンニ
ング方法は技術的に困難になる。

【０００６】そこで本発明は、任意の箇所に異分子から
なる導電層を形成することができるＬＢ膜の形成方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

(1) 本発明の第１の態様は、部分的に導電層を有する
ＬＢ膜の形成方法において、ＬＢ膜を形成する性質をも
った第１の材料と、電圧印加により重合し導電性をもっ
た重合体を形成する性質をもった第２の材料とを、所定
の液体の表面に浮かべ、少なくとも一方の面が導電性を
有する基板を、この液体中に徐々に浸漬させ、もしくは
この液体中から徐々に引上げることにより、基板の導電
性面に第１の材料からなるＬＢ膜を形成し、このＬＢ膜
の形成工程における任意の段階で、基板の導電性面と液
体との間に電圧を印加することにより、第２の材料を基
板の導電性面上において重合させ、第２の材料の重合体
からなる導電層を形成するようにしたものである。

【０００８】(2) 本発明の第２の態様は、部分的に導
電層を有するＬＢ膜の形成方法において、ＬＢ膜を形成
する性質をもった有機分子と、電圧印加により重合し所
定の電解質イオンを取り込むことによって導電性をもっ
た重合体を形成する性質をもった導電性高分子とを、所
定の液体の表面に浮かべ、上記電解質イオンを液体中に
溶かし、少なくとも一方の面が導電性を有する基板を、
この液体中に徐々に浸漬させ、もしくはこの液体中から
徐々に引上げることにより、基板の導電性面に有機分子
からなるＬＢ膜を形成し、このＬＢ膜の形成工程におけ
る任意の段階で、基板の導電性面と液体中に浸漬させた
対極との間に電圧を印加することにより、導電性高分子
を基板の導電性面上において重合させ、導電性高分子の
重合体からなる導電層を形成するようにしたものであ
る。

【０００９】(3) 本発明の第３の態様は、上述の第２
の態様に係る部分的に導電層を有するＬＢ膜の形成方法
において、電圧印加により導電層を形成する段階では、
基板の浸漬もしくは引上げのための移動速度を、ＬＢ膜
の形成工程における移動速度よりも遅くするか、もしく
は、基板の移動を一時的に停止するようにしたものであ
る。

【００１０】(4) 本発明の第４の態様は、上述の第２
または第３の態様に係る部分的に導電層を有するＬＢ膜
の形成方法において、ＬＢ膜を形成するための有機分子
としてアラキジン酸を、重合体を形成する性質をもった
導電性高分子としてピロールを、液体中に溶かす電解質
イオンとして過塩素酸を、それぞれ用い、アラキジン酸
からなるＬＢ膜内にポリピロールからなる導電層を形成
するようにしたものである。

【００１１】

【作 用】ピロール（Ｐｙ）のように、一般に「導電性
高分子」と呼ばれている高分子材料は、単体では導電性
を有しないが、電解質イオンを含んだ溶液中に分散させ
た状態において、導電性基板を溶液中に浸漬させ、この
基板と溶液との間に電圧を印加すると、基板表面で重合
して導電性ポリマーを形成する性質をもつことが知られ
ており、このような重合方法は、一般に「電解重合」と
呼ばれている。たとえば、水の中に電解質イオンとして
の過塩素酸イオン（ＣｌＯ_４ ⁻）と導電性高分子として
のピロール単体（モノマー状態）を分散させ、導電性基
板および対極をこの溶液中に浸漬させ、両者間に電圧を
印加（基板側が正）すると、基板表面にピロールの重合
体、すなわちポリピロール（ＰＰｙ）の層が形成され
る。ここで、ポリピロールは、過塩素酸イオンを取り込
んだ重合体となっているために導電性を有する。

【００１２】本願発明者は、このような導電性高分子に
ついての電解重合という手法を、ＬＢ法に取り込むこと
により、部分的に導電層を有するＬＢ膜を形成する方法
を考え出したのである。すなわち、通常のＬＢ法では、
ＬＢ膜を形成する性質をもった有機分子を液体の表面に
浮かべて単分子膜を形成し、この単分子膜を基板上に移
し取るという手法を用いることになるが、本発明では、
ＬＢ膜の材料となる有機分子とともに、ピロールのよう
な導電性高分子をモノマーの状態で液体の表面上に浮か
べておき、しかも、液体中には電解質イオンを溶かした
状態にして、導電性基板を用いてＬＢ法を実施するので
ある。

【００１３】この場合、導電性基板に何ら電圧を印加し
なければ、基板上には、通常のＬＢ法と同様に、有機分
子のＬＢ膜が形成される。もちろん、基板上の有機分子
のＬＢ膜内には導電性高分子が混入した状態になるが、
導電性高分子はＬＢ膜を形成する有機分子に比べて小さ
いため、ＬＢ膜自身の品質には重大な支障を及ぼすこと
はない。また、この導電性高分子は、モノマー状態でＬ
Ｂ膜内に分散しているだけであり導電性は示さない。

【００１４】ところが、導電性基板に電圧を印加する
と、基板表面において導電性高分子の電解重合が進み、
導電性高分子のポリマーが形成されることになる。この
とき、導電性高分子は液体の表面上に浮いているだけで
あるから、ポリマーは基板面と液体表面とが交差するメ
ニスカス近傍においてのみ形成されることになる。別言
すれば、メニスカスに沿った直線状にポリマー層が形成
される。前述したように、液体中に電解質イオンを溶か
した状態でこのような電解重合を行うと、形成されたポ
リマー層は導電性を有するものになる。したがって、こ
のポリマー層を配線層として利用することが可能にな
る。

【００１５】このように基板上に導電性高分子のポリマ
ー層が形成されるのは、電圧を印加しているときだけで
あるので、基板を液体中に浸漬させながら、もしくは液
体中から引上げながら、任意の時点で電圧印加を行うよ
うにすれば、ＬＢ膜内の任意の箇所に線状の導電層を形
成することが可能になる。すなわち、ＬＢ膜を用いた各
種集積回路、電子素子、センサなどに微細配線を施す技
術として利用することが可能になる。なお、本願発明者
は、この新規なＬＢ膜の形成方法を、電圧印加重合ＬＢ
法と呼んでいる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。はじめに、本発明に関連した一般的なＬＢ法に
よる超薄膜の形成方法を簡単に説明しておく。以下に述
べる一般的なＬＢ法は、ラングミュアー（I. Langmuir
）とブロジェット（K. B.Blodgett）によって最初に提
案された垂直浸漬法と呼ばれている方法である。いま、
図１に示すように、水槽１内に液体２を用意し、その表
面上にＬＢ膜の材料となる有機分子１０を展開する。有
機分子１０としては、気体と液体とに関して両親媒性を
示す分子であれば何でもよい。本願の図においては、有
機分子１０の親水基を円で示し、疎水基を棒状のシンボ
ルで示してある。図１において、有機分子１０が「マッ
チ棒」のようなシンボルで示されているのはこのためで
あり、「マッチ棒」の頭の部分が親水基、軸の部分が疎
水基に相当する。

【００１７】ここで、浮き子３によって図の矢印Ｃの方
向に圧力をかけ、有機分子１０が一定の表面圧をもった
単分子膜を形成するようにする。すなわち、液体２の表
面上では、親水基が液面に接するようになるため、図に
示すように、有機分子１０は、「マッチ棒」が頭を下に
して逆立ちしたように、液体２の液面上で整列すること
になる。この状態で、基板４を液体２の中に浸漬させた
り、液体２の中から引き上げたりする。このとき、基板
４の主面を液体２の表面に対してほぼ垂直に保つように
すると、１回の浸漬過程あるいは１回の引上げ過程にお
いて、基板４の表面に有機分子１０の１分子分の厚みを
もった層が形成されることになる。

【００１８】図２は、この分子レベルでの層形成過程を
示す図である。たとえば、図２(a)に示すように、基板
４を液体２内から上方へと引き上げるように、矢印Ａに
沿って移動させると、液体２の表面は表面張力によって
基板４の移動方向に引き上げられ、親水基が基板４の基
板面側に付着する。こうして、液体２上の分子膜が基板
４の表面上に移し取られ、基板４上に１分子の厚みから
なる第１層ＬＢ膜１１が形成されることになる。続い
て、図２(b) に示すように、基板４を液体２内に浸漬さ
せるように、矢印Ｂに沿って下方に移動させると、液体
２の表面は表面張力によって基板４の移動方向に引き下
げられ、疎水基が第１層ＬＢ膜１１側に付着する。こう
して、第１層ＬＢ膜１１上に、第２層ＬＢ膜１２が形成
される。更に続けて、図２(c) に示すように、基板４を
液体２内から上方へと引き上げるように、矢印Ａに沿っ
て移動させると、液体２の表面は表面張力によって基板
４の移動方向に引き上げられ、親水基が第２層ＬＢ膜１
２側に付着する。こうして、第２層ＬＢ膜１２上に、第
３層ＬＢ膜１３が形成される。

【００１９】このような浸漬および引上げ過程を繰り返
し実行すれば、基板４上に多層構造をもったＬＢ膜を形
成することができる。しかも、個々の層はいずれも規則
正しい分子配向をもった１分子膜を形成し、また、１層
ごとに親水基／疎水基の分子配向が逆転した構造を得る
ことができる。このようなＬＢ膜を用いると、各種集積
回路、電子素子、バイオセンサなどの素子を実現するこ
とができる。

【００２０】本発明は、このようなＬＢ膜内に、導電層
を形成するための新規な手法を提案するものである。本
発明によれば、ＬＢ法によってＬＢ膜と導電層とを同時
に形成することができ、しかも導電層の形成位置を任意
に制御することが可能になる。以下、この方法を図示す
る実施例に基づいて説明する。

【００２１】いま、図３に示すように、液体２として、
過塩素酸イオン（ＣｌＯ_４ ⁻）の水溶液を用意する。こ
のような水溶液は、たとえば、水に過塩素酸リチウム
（ＬｉＣｌＯ_４）などを溶かすことにより得ることがで
きる。一方、ＬＢ膜の形成材料となる両親媒性の有機分
子１０としてのアラキジン酸（Ｃ_１９Ｈ_３９ＣＯＯＨ）
と、導電性高分子２０としてのピロールと、を用意し、
これらを溶媒としてのベンゼンに溶かした上で液体２の
上に流す。ベンゼンは揮発性を有するため、やがて蒸発
して除去されてしまい、結局、水面上にアラキジン酸１
０とピロール２０とが浮かんだ状態になる。図では、ア
ラキジン酸１０を前述したように「マッチ棒」のような
シンボルで示し、ピロール２０を白抜きの小さな正方形
で示してある。この実施例では、アラキジン酸１０とピ
ロール２０とをモル比１：１でベンゼンに溶かしたもの
を用いたが、本発明はこの比率に何ら限定されるもので
はない。本願発明者が行った実験によれば、アラキジン
酸：ピロールをモル比１：３０程度でベンゼンに溶かし
た場合でも、本発明の作用効果には何ら問題は生じなか
った。

【００２２】さて、このように用意した液体２内に、対
極３０と基板４０とを浸漬させる。この実施例では、対
極３０としては白金電極を用い、基板４０としてはＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）膜４１をガラス基板４２上に形
成した導電性基板を用いているが、本発明はこれらに限
定されるものではない。要するに、対極３０は、電極と
して利用できる材料であればどのような材料を用いても
よいし、基板４０は、少なくとも一方の面が導電性を有
する基板であればどのようなものでもかまわない。そし
て、電源５０およびスイッチ５１を用意し、対極３０と
ＩＴＯ膜４１との間に電圧を印加できるようにする。こ
の実施例では、電解質イオンとして過塩素酸イオン（Ｃ
ｌＯ_４ ⁻）を用いているため、ＩＴＯ膜４１側が正にな
るような極性で電圧を印加できるようにしている。

【００２３】このような状態において、図示されていな
い浮き子３により、液体２上に展開しているアラキジン
酸１０およびピロール２０の膜に対して所定の表面圧を
加え、水面上に分子膜が形成されるようにする。この実
施例では、図の横方向に対して、２５ｍＮ／ｍ程度の圧
力を浮き子３によって加えることにした。ここで、スイ
ッチ５１をオフの状態に保ったまま、たとえば、導電性
基板４０を矢印Ａの方向に引き上げてみると、図２(a)
で示した原理により、導電性基板４０の表面上には、ア
ラキジン酸１０からなる第１層ＬＢ膜１１が形成される
ことになる。もちろん、液体２の表面上には、アラキジ
ン酸１０とともにピロール２０が分布しているので、第
１層ＬＢ膜１１の一部分には、ピロール２０が混入した
状態になる。しかしながら、モノマーとしてのピロール
２０の大きさは、５〜６オングストロームであるのに対
し、アラキジン酸１０の１分子の大きさは、２８オング
ストローム程度と大きいため、第１層ＬＢ膜１１内にお
いて、モノマーとしてのピロール２０が混入することに
よって、ＬＢ膜の性質に大きな支障が生じることはな
い。

【００２４】ところが、スイッチ５１をオンにすると、
ＩＴＯ膜４１側に正、対極３０側に負の極性の電圧が印
加されることになり、液体２とＩＴＯ膜４１との間に電
圧がかかることになる。前述したように、ピロール２０
は、電圧印加により重合し、ポリピロールを形成する性
質をもった導電性高分子なので、液体２内に溶けている
過塩素酸イオン（ＣｌＯ_４ ⁻）を取り込みながら重合が
行われ、ＩＴＯ膜４１の表面上にポリピロール層２１が
形成されることになる。図では、このポリピロール層２
１を黒い小さな正方形を複数個並べて示してある。もち
ろん、このポリピロール層２１は導電性をもった層にな
る。ここで重要な点は、このポリピロール層２１は、Ｉ
ＴＯ膜４１の表面と液体２の液面とが交差するメニスカ
スの部分だけに形成されるという点である。なぜなら、
重合に必要な電圧は、ＩＴＯ膜４１の表面と液体２との
界面にかかっており、しかも、ピロール２０は、液体２
の溶液中には存在せず、その表面上の膜内にのみ存在す
るからである。このため、ピロール２０の重合は、液面
とＩＴＯ膜４１の表面とが交差するメニスカスのライン
に沿った線状の領域において行われ、形成されるポリピ
ロール層２１は、メニスカスに沿った線状の導電層にな
る。

【００２５】もちろん、実際に形成される導電層は、幅
をもった線になるが、導電性基板４０を徐々に引き上げ
てゆく工程において、スイッチ５１をオン状態に維持す
る時間により、この導電層の幅を制御することが可能に
なる。具体的には、スイッチ５１をオン状態に維持する
時間が長ければ長いほど、幅の広い導電層が形成される
ことになる。また、電源５０からの印加電圧によって
も、導電層の性質を制御することが可能である。図３に
示すポリピロール層２２は、ポリピロール層２１の形成
時より前に形成された導電層である。すなわち、このポ
リピロール層２２がメニスカスの位置にあったときに、
スイッチ５１がオン状態にされ、続いて、スイッチ５１
をオフ状態にして導電性基板４０を引き上げてゆき、再
び、図３に示す位置において、スイッチ５１をオン状態
にすることにより、ポリピロール層２１が形成されたこ
とになる。

【００２６】この様子は、図４の斜視図に明瞭に示され
ている。ポリピロール層２１は、図４の一点鎖線に沿っ
た線状の導電層を形成している。この一点鎖線は、液体
２の表面とＩＴＯ膜４１の表面とが交差するメニスカス
の位置を示している。ポリピロール層２２は、過去にこ
の位置がメニスカスの位置にあったときに、スイッチ５
１をオンにすることにより電圧印加重合が行われて形成
された導電層ということになる。もちろん、ポリピロー
ル層２２の形成位置からポリピロール層２１の形成位置
まで、継続的にスイッチ５１をオン状態に保っていれ
ば、面状の導電層を形成することも可能である。このよ
うに、導電性基板４０を引き上げながら、もしくは浸漬
させながら、任意の時点でスイッチ５１をオンにするこ
とにより、所望の位置にポリピロールからなる導電層を
形成できる点が、本発明の特徴である。

【００２７】本実施例では、スイッチ５１をオフの状態
に維持して、導電性基板４０を上方へ３ｍｍ／ｍｉｎの
速度で引き上げながら、アラキジン酸１０からなる第１
層ＬＢ膜１１を形成する第１のプロセスと、導電性基板
４０の移動を停止させた状態において、スイッチ５１を
オンにして電源５０から１０Ｖの電圧を印加し、１０分
間そのままの状態を維持しながら、メニスカスの近傍領
域にポリピロール層を形成する第２のプロセスとを、導
電性基板４０を１ｃｍ引き上げるごとに交互に繰り返し
実行した。その結果、ＩＴＯ膜４１上に、アラキジン酸
の１分子の厚みをもった第１層ＬＢ膜を得るとともに、
幅１００μｍ程度の線状のポリピロール層を１ｃｍピッ
チで得ることができた。実用上は、ポリピロール層の幅
をある程度確保しておかないと、断線のない信頼性の高
いオーミックな配線層としては利用できない。このよう
にある程度の幅をもった導電層を得るためには、上述の
実施例のように、導電層形成プロセス（上述の第２のプ
ロセス）において、基板を所定時間だけ静止した状態に
保つか、あるいは引き上げもしくは浸漬のための移動速
度をある程度遅くするのが好ましい。

【００２８】図５は、ＩＴＯ膜４１上に、第１層ＬＢ膜
１１〜第４層ＬＢ膜１４までの４層からなるＬＢ膜を１
層ずつ形成し、任意の箇所において、ポリピロール層２
１，２２，２３を線状導電層（紙面に垂直な方向に伸び
ている）として形成した状態を示す断面図である。第２
層ＬＢ膜１２において２回、第３層ＬＢ膜１３において
１回、それぞれ導電層形成プロセス（スイッチ５１をオ
ンにして電圧印加重合を行うプロセス）を実行し、ポリ
ピロール層２１，２２および２３が形成されたことにな
る。ここで、もしポリピロール層２１と２３とを電気的
に接続したいのであれば、たとえば、図６に示すよう
に、第３層ＬＢ膜１３および第４層ＬＢ膜１４に接続用
配線層を構成するポリピロール層２４を形成するように
すればよい。特に、第４層ＬＢ膜１４内に形成されたポ
リピロール層２４は、２次元平面的に広がった導電層で
あり、スイッチ５１をオン状態に維持したままＩＴＯ膜
４１を移動させることにより形成できる。

【００２９】このように、上述の実施例に係る電圧印加
重合ＬＢ法によってＬＢ膜を形成すると、アラキジン酸
のＬＢ膜内の一部分にポリピロール層が存在することに
なるが、アラキジン酸層もポリピロール層もいずれも同
一のＬＢ法プロセスによって形成される層であるため、
ポリピロール層の存在によって、アラキジン酸のＬＢ膜
としての基本的な性質に影響が及ぶことはない。

【００３０】以上説明した電圧印加重合ＬＢ法の第１の
利点は、同一平面上のＬＢ膜の任意の一部分に異種分子
層を混在させることができるという点である。これま
で、各層ごとに異なる分子を累積する層間でのヘテロ接
合の手法は知られていたが、本発明はＬＢ膜の同一層内
における異種分子間のヘテロ接合を可能にすることがで
きる。この手法は、ＬＢ法の用途や応用範囲を大きく拡
大する。第２の利点は、一般のＬＢ膜は、基板および基
板上の分子との間でのファンデルワールス力（分子間
力）による結合によって形成される膜であるのに対し、
本発明によって形成される導電性高分子の導電層は、電
解重合によって形成される層になるため、基板との間の
密着性が大きくなり、信頼性の高い配線層を実現できる
点である。また、第３の利点は、フォトリソグラフィ法
のように、レジストに光や電子ビームを照射してパター
ニングする配線層の形成方法に比べて、本発明による方
法は光や電子ビームを使用しないため、光や電子ビーム
の波長以下の微細な分子レベルの寸法をもった配線層を
形成することができる点である。更に、第４の利点は、
電子ビーム露光法とは異なり、超高真空を必要とせず、
常温、常圧において導電層を形成することができるた
め、配線形成工程を簡略化させることができる点であ
る。

【００３１】以上、本発明を図示する実施例に基づいて
説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
なく、この他種々の態様で実施可能である。要するに、
本発明の基本概念は、ＬＢ膜を形成する性質をもった第
１の材料と、電圧印加により重合し導電性をもった重合
体を形成する性質をもった第２の材料とを、所定の液体
の表面に浮かべ、少なくとも一方の面が導電性を有する
基板を、この液体中に浸漬させ、もしくはこの液体中か
ら引上げることにより、基板の導電性面に第１の材料か
らなるＬＢ膜を形成し、このＬＢ膜の形成工程における
任意の段階で、基板の導電性面と液体との間に電圧を印
加することにより、第２の材料を基板の導電性面上にお
いて重合させ、第２の材料の重合体からなる導電層を形
成する点にあり、この基本思想から逸脱しない範囲内に
おいて、本発明は種々の態様で実施可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上のとおり本発明に係る部分的に導電
層を有するＬＢ膜の形成方法によれば、導電性高分子の
電圧印加重合を利用して導電層を形成するようにしたた
め、ＬＢ膜の任意の箇所に異分子からなる導電層を形成
することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関連した一般的なＬＢ法による超薄膜
の形成方法の原理を説明する図である。

【図２】図１に示す原理に基づいて、ＬＢ膜を形成する
具体的な方法を示す図である。

【図３】本発明に係る部分的に導電層を有するＬＢ膜の
形成方法の基本原理を説明する原理図である。

【図４】図３に示す原理を説明するための斜視図であ
る。

【図５】図３に示す原理によって形成された部分的に導
電層を有するＬＢ膜の一例を示す断面図である。

【図６】図３に示す原理によって形成された部分的に導
電層を有するＬＢ膜の別な一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…水槽 ２…液体 ３…浮き子 ４…基板 １０…有機分子（アラキジン酸） １１…第１層ＬＢ膜 １２…第２層ＬＢ膜 １３…第３層ＬＢ膜 １４…第４層ＬＢ膜 ２０…導電性高分子（ピロール） ２１〜２４…ポリピロール層 ３０…対極（白金） ４０…導電性基板 ４１…ＩＴＯ膜 ４２…ガラス基板 ５０…電源 ５１…スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＢ膜を形成する性質をもった第１の材
   料と、電圧印加により重合し導電性をもった重合体を形
   成する性質をもった第２の材料とを、所定の液体の表面
   に浮かべ、 少なくとも一方の面が導電性を有する基板を、前記液体
   中に徐々に浸漬させ、もしくは前記液体中から徐々に引
   上げることにより、前記基板の導電性面に前記第１の材
   料からなるＬＢ膜を形成し、 このＬＢ膜の形成工程における任意の段階で、前記基板
   の導電性面と前記液体との間に電圧を印加することによ
   り、前記第２の材料を前記基板の導電性面上において重
   合させ、前記第２の材料の重合体からなる導電層を形成
   することを特徴とする部分的に導電層を有するＬＢ膜の
   形成方法。
2. 【請求項２】 ＬＢ膜を形成する性質をもった有機分子
   と、電圧印加により重合し所定の電解質イオンを取り込
   むことによって導電性をもった重合体を形成する性質を
   もった導電性高分子とを、所定の液体の表面に浮かべ、
   前記電解質イオンを前記液体中に溶かし、 少なくとも一方の面が導電性を有する基板を、前記液体
   中に徐々に浸漬させ、もしくは前記液体中から徐々に引
   上げることにより、前記基板の導電性面に前記有機分子
   からなるＬＢ膜を形成し、 このＬＢ膜の形成工程における任意の段階で、前記基板
   の導電性面と前記液体中に浸漬させた対極との間に電圧
   を印加することにより、前記導電性高分子を前記基板の
   導電性面上において重合させ、前記導電性高分子の重合
   体からなる導電層を形成することを特徴とする部分的に
   導電層を有するＬＢ膜の形成方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の形成方法において、 電圧印加により導電層を形成する段階では、基板の浸漬
   もしくは引上げのための移動速度を、ＬＢ膜の形成工程
   における移動速度よりも遅くするか、もしくは、基板の
   移動を一時的に停止することを特徴とする部分的に導電
   層を有するＬＢ膜の形成方法。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の形成方法にお
   いて、 ＬＢ膜を形成するための有機分子としてアラキジン酸
   を、重合体を形成する性質をもった導電性高分子として
   ピロールを、液体中に溶かす電解質イオンとして過塩素
   酸を、それぞれ用い、アラキジン酸からなるＬＢ膜内に
   ポリピロールからなる導電層を形成することを特徴とす
   る部分的に導電層を有するＬＢ膜の形成方法。