JPH01152181A - 有機薄膜構造体及びその製造法 - Google Patents

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】 ［技術分野］ 本発明は、厚み方向に規則的構造を有する有機超薄膜構
造体並びにその製造法に関する。

［従来技術］ 度、有機物質の会合性等の影響の為に、数ミクロン以下
の薄膜を製膜する事は困難である。従って有機薄膜形成
法としては遠心力を用いたスピンコード法、真空蒸着法
、プラズマ反応膜、電解重合法、水面展開法等が、上述
の欠点を克服する手法として提唱されている。

しかしながら、いずれの方法も、得られた膜の構造の規
則性を完全に制御する事は、可成り難しいのが現状であ
る。この様な構造の不規則性の特徴の為に、有機薄膜に
期待される各種の機能を充分に発揮する事が出来なくな
り、各種用途への応用展開の途が閉ざされている。近年
、この欠点を克服する為にラングミュア−プロジェット
法（ＬＢ法）という方法が用いられる様になった。ラン
グミュア−プロジェット法は、分子内に親水基と疎水基
を有する構造の分子において、親水−疎水のバランスが
保たれている時、該分子は水面で親水基を下に向けた単
分子膜を形成する事を利用して、−分子の厚みで規制さ
れた累積膜を作製するする事で単分子膜、又は単分子累
積膜が形成される。ところがこの様な状態で累積転移が
行われる為には、その条件を設定する事が難しく、有機
分子の化学構造、単分子膜展開条件、基板材の材質。

表面状態等各種の因子が複雑に混り合う為に、所望する
様な規則的構造を作成するのに多くの困難が伴うのが実
情である。

本発明者は、かかる現状の困難を克服する為に鋭意検討
した結果、本発明に到達したものである。

［発明の開示］ 本発明は、膜の厚み方向に規則的な周期性を有し一最大
Ｒ−ＣＯＮＨ−ＣＮ（但し、Ｒは炭素数１０以上２２以
下の直鎖状炭化水素基を表わす）で表わされる化合物を
主たる構成体とする膜厚が４０八以上１μｍ以下の有機
薄膜構造体並びにその製造法である。

本発明に用いられる一般式Ｒ−ＣＯＮ　Ｈ−ＣＮで表わ
される長鎖アミド置換ピリジンは、そのＲの炭素数が１
０以上２２以下であれば良いが、炭素数１３以上２０以
下が原料合成の点、得られる構造体の安定性の観点から
、より好ましい。

本発明に開示された有機薄膜構造体を製造するに際して
は通常のラングミュア型トラフを用いる事が望ましいが
、同様の機能を果すものでおればその装置の名称には、
必ずしもこだわらない。

該分子を展開させる為には、適当な有機溶媒に溶解させ
る事が望ましい。一般に該分子を溶解させる有機溶媒な
ら如何なるものでも用いる事が出来るが、好ましくはク
ロロホルム、ブロモホルム。

ジクロルエチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素、ジメ
チルスルホキシド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ
、Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアブロティツク溶媒を
あげる事が出来る。又、本溶媒に溶解するに際し、その
濃度は０．０５ｍＭ以上５ｍＭ以下であれば望ましい。

又、発明゛明に関する有機薄膜構造体を得る為にはその
単分子膜の圧力−面積曲線が固体状態を示している事が
望ましく、かかる点で水相の温度が少なくとも１℃以上
４５°Ｃ以下である事が必須となる。高温にすると、一
般に熱運動の為に分子凝集が乱され、望ましい固体膜は
得られない。又、累積膜形成の際、圧力の設定も重要な
因子となり、上述した様に固体膜を形成する圧力の３　
ｍＮ／ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ下でおる事が必要となる。

この様な圧力より低い場合には、凝集状態を取り得ず規
則性構造のある薄膜とはならず、一方、該圧力以上にな
ると、単分子膜状態の崩壊現象が発生し、本発明の目的
には好ましくない。この様な累積膜を形成させるに際し
、その単分子膜を転移する基板は表面が清浄なものであ
れば、その目的とする用途に応じて材質を選択する事が
可能でおる。

この様にして得られた薄膜は一般にその厚み方向の規則
性が良好な為に、例えば電気或いは電子工学用素子材料
への応用が考えられるし、非常に平滑な表面となりその
特性を用いて各種の光学材料への応用等が考えられる。

又、該化合物の構造安定性の寄与の大きさから、伯の機
能単回を有しているが、それ単独では規則構造を持ち得
ない為に単分子累積膜の手法の応用が困難であった分子
と混合する事で、その機能基を発現させる為の支持分子
として用いる事も可能である。

以下に実施例を挙げて本発明を詳述する。

実施例１ ４−バルミトイルアミノピリジン１．５８５ｍ）ｆを含
むクロロホルム溶液１００μｌを石英製二段蒸留装置で
得られた１８°Ｃの蒸溜水上に展開した後、０．５ｃｍ
／　ｍ　ｉ　ｎの圧縮速度で圧縮した。極限分子占有面
積２３人２／分子であり４８ｍＮ／ｍまでは崩壊圧力が
認められなかった（図１参照）。

圧縮圧力を最初の１５回は２８ｍＮ／ｍに設定した上、
表面を清浄にしたガラス板をＬＢ法により昇降して累積
を行なった。１５回目から２５回目までは１８ｍＮ／ｍ
での昇降をくりかえした処いずれの圧縮圧でも平均転移
比０，９６のＹ膜か得られた。

この様にして得られた累積膜の表面を、微分干渉顕微鏡
で調べた処表面の均一性は良好であり、殆んど凹凸が認
められなかった。

この膜の膜厚方向についてのＸ線回折をＣｕ１（αをＸ
線源にしてθ／２θ法で測定した処２θ＝２．１０’　
、並びに６．３２°に回折が得られた。各々面間隔とし
て４２．ＯＡ並びに１４人に対応した（図２参照）。こ
の面間隔から、分子模型を用いて規則性構造を検討した
処４−パルミ１〜イルアミノピリジンのアミド基相互が
水素結合を介して構成される構造の周期性と一致し、該
累積膜が厚み方向に高度な規則性を有している事が認め
られた。この規則性は比較例に示した該分子の粉末サン
プルの周期性とは異なり、ＬＢＩＩ！による規則性と判
断出来る。

実施例２ ４−バルミトイルアミノピリジン１．２ｍＨのクロロホ
ルム溶液を二度蒸溜水上に展開した上、設定圧力を２０
ｍＮ／ｍにした上でＡｕを蒸着したガラスを３０回昇降
をくりかえし、ＬＢ法で累積した。３０回の平均累積費
は０．９８となった。

得られた累積膜のＸ線回折スペクトルは実施例１と同じ
になり、厚み方向の規則性が観測された。

本累積膜の偏光反射ＦＴ−Ｉ　Ｒスペクトルを入射角７
０°でＯ′偏光で測定した処、比較例のキャスト膜に比
べて３２９０Ｃｍ”のアミドのＮ−Ｈの伸縮撮動：Ｃ＝
Ｏによるアミド■吸収帯（Ｃ＝Ｏの伸縮による）は消失
したが伸縮振動によるもの以外のアミド吸収帯、アミド
■吸収帯（１５２９ｃｎｒ’　）並びにアミド■吸収帯
（１２９０ｃｍ−１付近〉は残った。

この事実はＯ°偏光は光の電場ベクトルが基板面に垂直
に操作させる因子のみである事から本累積膜のアミド結
合は基板面と平行であると推測する事が出来、Ｘ線から
判断される規則性構造を支持すると考えられる（図３参
照）。

比較例１ ４−バルミトイルアミノピリジン粉末を圧縮成型しその
Ｘ銭回折を測定した処、図４に示す様な回折パターンが
得られ、実施例１で述べた規則性とは異なる事が認めら
れた。

比較例２ ４−バルミトイルアミノピリジン粉末をクロロホルムに
溶解し、あらかじめ金を蒸着したガラス板上に流延乾燥
して、薄膜状粉末サンプルを得た。

本サンプルは垂直にする事で部分的に基板よりはがれた
。該サンプルの偏光反射ＦＴ−Ｉ　Ｒスペクトルを入射
角７０’てＯ°偏光で測定した処図５の様になり実施例
２に比べて各種吸収が均等に発現している事が認められ
た。

【図面の簡単な説明】

図１は４−バルミトイルアミノピリジンの表面圧−面積
曲線を、図２は４−バルミトイルアミノピリジン累積膜
のＸ線回折を、図３は４−バルミトイルアミノピリジン
累積膜の偏光反射ＦＴ−１Ｒスペクトル（入射角７０’
でのＯ°偏光の測定）を、図４は４−バルミトイルアミ
ノピリジン粉末のＸ線解析を、図５は４−バルミトイル
アミノピリジン薄膜状粉末の偏光反射ＦＴ−１Ｒスペク
トル（入射角７０°、　Ｏ”ｔｉｐ光）をそれぞれ示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）膜の厚み方向に規則的な周期性を有し一般式▲数式
   、化学式、表等があります▼（但し、Ｒは炭素数１０以 上２２以下の直鎖状炭化水素基を表わす）で表わされる
   化合物を主たる構成体とする膜厚が４０Å以上１μｍ以
   下の有機薄膜構造体。 ２）一般式▲数式、化学式、表等があります▼（但し、
   Ｒは炭 素数１０以上２２以下の直鎖状炭化水素基を表わす）で
   表わされる化合物を、１℃以上４５℃以下の温度の水面
   上に展開して後、３ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下の
   圧力で累積する事を特徴とする有機薄膜構造体の製造法
   。