JPH03109431A - 有機薄膜およびその作製方法 - Google Patents
有機薄膜およびその作製方法Info
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- JPH03109431A JPH03109431A JP24628989A JP24628989A JPH03109431A JP H03109431 A JPH03109431 A JP H03109431A JP 24628989 A JP24628989 A JP 24628989A JP 24628989 A JP24628989 A JP 24628989A JP H03109431 A JPH03109431 A JP H03109431A
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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】
本発明は、電気的または光学的な機能を有する有機薄膜
およびその作製方法に係り、詳しくは、薄膜中の有機分
子の配向性を良好に発現させる有機薄膜作製方法および
その有機薄膜に関する。
およびその作製方法に係り、詳しくは、薄膜中の有機分
子の配向性を良好に発現させる有機薄膜作製方法および
その有機薄膜に関する。
近年、未来の電子デバイス、いわゆる「分子エレクトロ
ニクス」を念頭に据えた機能性有機薄膜の研究が活発に
行われている。有機分子に内在している電子的、光学的
、および化学的機能をエレクトロニクスやオプトエレク
トロニクス材料またはエネルギー変換材料などへ応用し
ようとするものである。またそれらの様々な機能を分子
集合体、特に薄膜として有効に発現させるためには、分
子集合体の高度な構造制御、すなわち構成分子の配向や
配列の制御が不可欠であると言われている。 現在までの薄膜化技術としては、真空蒸着法2分子線蒸
着法、クラスターイオンビーム法、イオンビーム蒸着法
、イオンプレーティング法、光CVD法、およびプラズ
マCVD法などの乾式の薄膜作製方法、またはラングミ
ュア・プロジェット(LB)法、ディップ法、スプレー
法、スピンコート法、キャスト法、および電着法などの
湿式の薄膜作製方法などがあげられる。なかでもLB法
は単分子膜の累積方向に分子オーダーの周期的秩序を持
つ多層膜を形成できることから近年再認識されている手
法の一つである。現在、それらの技術を暉使しながら有
機分子の配向および配列を制御した有機薄膜の作製やそ
の薄膜の特性評価を行っている状況である。しかしなが
ら、上記の様々な方法で作製した有機薄膜のほとんどが
、ランダムな配向を示す多結晶性の薄膜に成り、良好な
機能を発現することが困難であるため様々な工夫が行わ
れている。例えば、LB法における基板の上下操作によ
り、単分子膜中の有機分子または分子集合体に流動配向
を誘起せしめ、膜面内の配向性を向上させる方法、また
はアルカリハライドの壁界面を蒸着基板に用い、エピタ
キシャルな成長を促す方法、さらにはラビング処理を併
用したポリジアセチレン配向薄膜作製法などが考案され
ている。 上記従来技術については、特開昭64−18470号公
報、ジェイ リーモーガンエトアル、、ジャーナルケミ
カルフィジイクス(J 、 Le Moigne et
al、 、 J 、Chem、 Phys、)88
(1988)6647または江良らポリマープリプリン
ト、ジェイピーエヌ、 (M、Eraetal、、
Polymer Preprints、 Jpn、)
t 37(1988)3279に記載されている。
ニクス」を念頭に据えた機能性有機薄膜の研究が活発に
行われている。有機分子に内在している電子的、光学的
、および化学的機能をエレクトロニクスやオプトエレク
トロニクス材料またはエネルギー変換材料などへ応用し
ようとするものである。またそれらの様々な機能を分子
集合体、特に薄膜として有効に発現させるためには、分
子集合体の高度な構造制御、すなわち構成分子の配向や
配列の制御が不可欠であると言われている。 現在までの薄膜化技術としては、真空蒸着法2分子線蒸
着法、クラスターイオンビーム法、イオンビーム蒸着法
、イオンプレーティング法、光CVD法、およびプラズ
マCVD法などの乾式の薄膜作製方法、またはラングミ
ュア・プロジェット(LB)法、ディップ法、スプレー
法、スピンコート法、キャスト法、および電着法などの
湿式の薄膜作製方法などがあげられる。なかでもLB法
は単分子膜の累積方向に分子オーダーの周期的秩序を持
つ多層膜を形成できることから近年再認識されている手
法の一つである。現在、それらの技術を暉使しながら有
機分子の配向および配列を制御した有機薄膜の作製やそ
の薄膜の特性評価を行っている状況である。しかしなが
ら、上記の様々な方法で作製した有機薄膜のほとんどが
、ランダムな配向を示す多結晶性の薄膜に成り、良好な
機能を発現することが困難であるため様々な工夫が行わ
れている。例えば、LB法における基板の上下操作によ
り、単分子膜中の有機分子または分子集合体に流動配向
を誘起せしめ、膜面内の配向性を向上させる方法、また
はアルカリハライドの壁界面を蒸着基板に用い、エピタ
キシャルな成長を促す方法、さらにはラビング処理を併
用したポリジアセチレン配向薄膜作製法などが考案され
ている。 上記従来技術については、特開昭64−18470号公
報、ジェイ リーモーガンエトアル、、ジャーナルケミ
カルフィジイクス(J 、 Le Moigne et
al、 、 J 、Chem、 Phys、)88
(1988)6647または江良らポリマープリプリン
ト、ジェイピーエヌ、 (M、Eraetal、、
Polymer Preprints、 Jpn、)
t 37(1988)3279に記載されている。
上記のような様々な手法で作製され、配向性が向上した
と言われる有機薄膜でも、その配向性、およびその完全
性などの点でまだ充分なものとは言えず、問題が残され
ている状況である。例えば、上記のLB法における流動
配向の場合は、配向性の程度が基板面内で不均一である
こと、またアルカリハライドの壁界面を蒸着基板に用い
る方法では格子定数の不整合によると考えられる粒界の
発生やスタッキング不良などの欠点があり、良好な薄膜
と言えない。また現状の方法では、数十cm2程度の大
面積でかつ均一な分子配向を有する薄膜として得ること
が困難な状況である。 本発明の目的は、上記問題点を回避または改善できる有
機薄膜作製方法を提案し、かつ良好な有機薄膜を提供す
ることにある。
と言われる有機薄膜でも、その配向性、およびその完全
性などの点でまだ充分なものとは言えず、問題が残され
ている状況である。例えば、上記のLB法における流動
配向の場合は、配向性の程度が基板面内で不均一である
こと、またアルカリハライドの壁界面を蒸着基板に用い
る方法では格子定数の不整合によると考えられる粒界の
発生やスタッキング不良などの欠点があり、良好な薄膜
と言えない。また現状の方法では、数十cm2程度の大
面積でかつ均一な分子配向を有する薄膜として得ること
が困難な状況である。 本発明の目的は、上記問題点を回避または改善できる有
機薄膜作製方法を提案し、かつ良好な有機薄膜を提供す
ることにある。
上記目的は、気液界面で単分子膜を形成する方法におい
て、特定の官能基を有する長鎖高分子を土たる成膜分子
に用い、液面上で一方向または対向する二方向から圧縮
することにより、膜面内のある特定方向に配向した有機
薄膜を気液界面において形成した後、付着法または浸漬
法により固体基板上に移し取る方法、ならびにその方法
により作製した薄膜上に様々な積層方法を併用して薄膜
を形成することにより達成される。 以下で、より具体的に本発明を説明する。 すなわち、第1の発明の特徴は、有機物質を液面上に展
開後、一方向または対向する二方向から圧縮することに
より、該有機物質が膜面内のある特定方向に配向した有
機薄膜において、該有機物質が長鎖高分子であり、膜面
内における該長鎖高分子の主鎖の配向方向が圧縮方向に
対し垂直方向に配向している有機薄膜にある。 上記長鎖高分子の主鎖または側鎖のいずれか一方又は両
方に、化学式 で示される構造を少なくとも一つ有していることが好適
である。 上記長鎖高分子は、 一般式 (ただし、 R工。 R2は側鎖置換基を示している。 ) で示されるポリジアセチレン誘導体が好ましい。 上記ポリジアセチレン誘導体において、側装置 換基R工。 R2が、 下記の一般式 (ただし、 h=2〜18゜ k=o又は1゜ fl=1 〜18.m=o又は1.n=o 〜18である。)で示
される構造であるポリジアセチレン誘導体から成ること
が好ましい。 上記長鎖高分子が、一般式 (ただし、R1,R2,R,、R,は、それぞれ側鎖置
換基を示している。)で示される(1)ポリピロール誘
導体、(2)ポリチェニレン誘導体、(3)☆リパラフ
エニレン誘導体およびそれ前駆体高分子、(4)ポリパ
ラフェニレンビニレン誘導体およびその前駆体高分子、
(5)ポリチェニレンビニレン誘導体およびその前駆体
高分子、(6)ポリシラン誘導体、(7)ポリゲルマン
誘導体、および(8)ポリアセポリシラン誘導体のうち
少なくとも一種類から成ることが好ましい。 上記長鎖高分子から成る有機薄膜が、それ自体で、また
はドーピング処理をすることにより電気的に活性な導電
性または半導性を保持していることが好ましい。 上記長鎖高分子の側鎖置換基R0,R,,R2、R3、
R4の少なくとも一つ以上が、炭素数6以上のアルキル
基、または水酸基、アミノ基、リン酸基。 エーテル、エステル、ペプチド、またはウレタン部分の
いずれか一つ以上を含んだアルキル基のいずれかである
ことが好ましい。 上記長鎖高分子が、上記ポリジアセチレン誘導体と、上
記ポリピロール誘導体、ポリチェニレン誘導体、ポリパ
ラフェニレン誘導体およびその前味体高分子、ポリパラ
フェニレンビニレン誘導体およびその前翻体高分子、ポ
リシラン誘導体、ポリゲルマン誘導体、およびポリアセ
ポリシラン誘導体のうち少なくとも一種類から成る長鎖
高分子との混合物または共重合体から成るものであって
もよい。 第2の発明の特徴は有機物質を液面上に展開後、一方向
または対向する二方向から圧縮することにより、該有機
物質が膜面内のある特定方向に配向した有機薄膜におい
て、該有機薄膜を複数層形成し、有機薄膜の各層を構成
する有機物質が各層内で少なくとも2種以上または各層
間で異なる有機薄膜にある。 上記有機物質が、上記長鎖高分子のいずれか一つと有機
分子または染料の混合物から成るものであってもよい。 上記有機物質および上記有機分子が、電子供与性または
電子吸引性の化合物から成り、該有機薄膜が電気的に活
性な導電性または半導性を保持していてもよい。 上記有機物質および上記有機分子が、ポルフィリン誘導
体またはフタロシアニン誘導体から成り、該有機薄膜が
電気的に活性な導電性、半導性または光電変換特性を保
持していてもよい。 上記有機物質および上記有機分子が、2次または3次の
非線形光学特性を有する材料であってもよい。 上記非線形光学特性を有する材料が、下記の一般式 (ただし、Dは電子供与性の置換基、Aは電子吸引性の
置換基を示し、 nは工または2である。)で示される
(1)アセチレン誘導体、(2)エチレン誘導体、(3
)ジアゾベンゼン誘導体のいずれか一つまたは二つ以上
の混合物であってもよい。 上記アセチレン誘導体、およびエチレン誘導体の電子供
与性の置換基りとして、水着基、アミノ基、メチル基、
またはメトキシ基のいずれか−っまたは二つ以上を有し
ていることが好ましい。 上記アセチレン誘導体、およびエチレン誘導体の電子吸
引性の置換基Aとして、シアノ基、カルボキシル基、ニ
トロ基、リン酸基、またはスルフォニル基のいずれか一
つ以上を有していることが好ましい。 上記有機物質および上記有機分子が、ジアセチレン誘導
体であってもよい。 上記ジアセチレン誘導体から成る有機薄膜に、紫外線、
γ線、または電子線を照射するか、または熱処理するこ
とにより重合してポリジアセチレンを形成すると、該ポ
リジアセチレンの主鎖が下層薄膜の分子配列と同等とな
る。 第3の発明の特徴は、気液界面で有機物質から成る単分
子膜を形成する方法において、該有機物質を液面上に展
開後、一方向または対向する二方向から圧縮することに
より、該有機物質が膜面内のある特定方向に配向した有
機薄膜を気液界面において形成した後、付着法または浸
漬法により固体基板上に移し取る工程を有する有機薄膜
の作製方法にある。 液面上で有機薄膜を形成中に、直線偏光を用いた反射ま
たは吸収スペクトルの測定により、配向の方向とその完
全性の程度をモニターすることにより膜面内の配向方向
を規定して、固体基板上に移し取ることが好ましい。 上記工程を少なくとも二回以上繰り返すことにより多層
構造を形成し、かつ各層ごとにその配向方向を規定して
作製してもよい。 上記有機薄膜の作製方法で形成された有機薄膜上に、上
記有機物質と同じか又は異なる有機物質を積層し、該有
機物質を特定の方向に配向せしめてもよい。 上記有機物質の積層は、真空蒸着法9分子線蒸着法、ク
ラスターイオンビーム法、イオンビーム蒸着法、イオン
プレーティング法、光CVD法、またはプラズマCVD
法のうち少なくとも一つ以上の方法で行なうことが好ま
しい。 上記有機物質と同じか又は異なる有機物質の積層を有機
溶媒又は無機溶媒に溶かした溶液を調製し、該溶液を用
いたディップ法、スプレー法、スピンコート法、キャス
ト法、または電着法のうち少なくとも一つ以上の方法で
行なってもよい。 上記有機物質の積層後に、上記有機薄膜を構成している
有機物質の融解温度未満の温度条件で加熱処理すること
がより好ましい。 結晶性の良い一次元鎖状高分子の中で、例えば有機溶媒
に可溶な第1図(a)に示すブトキシカルボニルメチル
ウレタン系のポリジアセチレンp−3BCMUは、気液
界面に展開後、一方向または対向する二方向からの圧縮
操作を施すことにより、その主鎖の配向方向が上記圧縮
方向の法線方向と平行になるように一様に配向した薄膜
にすることができる。さらに、上記方法で作製した薄膜
は、数十C♂程度の大面積でかつ均一な分子配向を有す
る、膜厚20〜40人程度の良好な超薄膜である。また
、上記の配向有機薄膜作製方法は、特定の官能基を主鎖
または側鎖に有し、かつ有機溶媒に可溶な一次元鎖状高
分子全般に広く適用可能であると考えられる。ここで、
有機溶媒に可溶な一次元鎖状高分子としては、ポリジア
セチレン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリチェニレン
誘導体、ポリパラフェニレン誘導体およびその前駆体高
分子、ポリパラフェニレンビニレン誘導体およびその前
駆体高分子、ポリチェニレンビニレン誘導体およびその
前駆体高分子、ポリシラン誘導体、ポリゲルマン誘導体
、およびポリアセチレン前駆体高分子の誘導体など、導
電性、半導性の電子材料および非線形光学材料として期
待されている様々な高分子材料があげられる。また上記
の特定な官能基とは、炭素数6以上のアルキル基、また
は、水酸基、アミノ基、リン酸基、エーテル。 エステル、ペプチド、またはウレタン部分のいずれか一
つ以上を含んだアルキル基などである。このような官能
基を保持することにより、有機溶媒に可溶で、かつ気液
界面に展開可能となる。 上記の配向有機薄膜作製方法は、上記の一次元鎖状高分
子の例にとどまらず、単独では良好な配向薄膜が形成で
きないような他の高分子や構造異方性を有する低分子に
対しても、上記−次元鎖状高分子を配向支持体として混
合することにより良好な配向薄膜を形成することができ
る。ここで、上記の構造異方性を有する低分子の例とし
ては、シアニン系色素、メロシアニン系色素などに代表
される染料色素、光電変換機能を有するポルフィリン誘
導体またはフタロシアニン誘導体、ペリレンなどの多環
芳香族化合物、TCNQ−TTFに代表されるような電
荷移動錯体系、および2次または3次の非線形光学特性
を有するπ電子共役分子などがあげられる。 また気液界面における圧縮操作中または圧縮操作後に、
上記配向薄膜に対し加熱処理または温度勾配を施すこと
により、上記の配向有機薄膜の配向および結晶性の完全
性をさらに向上させることができる。 上記方法により気液界面に作製した極薄の配向有機薄膜
は、付着法または浸漬法、望ましくは水平付着法により
同体基板上に移し取ることができ、またその操作を多数
回行うことにより多店化することも可能である。用いる
基板としては、ガラス。 セラミック、プラスチック、金属、または半導体基板な
ど一般に薄膜形成用に用いられている基板が適用可能で
あり、さらにはミリボア暎や電顕観察用のメツシュなど
の穴のあいたものでも適用可能である。また上記基板表
面に疎水化または親水化処理を施すことにより、配向有
機薄膜と基板の密着性を高めることもできる。また上記
方法により多層化する場合に、気液界面の配向薄膜の配
向方向を一層ごと任意に規定して積層することも可能で
ある。通常は気液界面で圧縮する方向の法線方向に鎖状
高分子の主鎖が配向することから、基板を望む方向に設
定して累積操作を行えば、基板上の望む位置、望む方向
に主鎖の配向がそろった配向有機薄膜を作製することが
できる。また気液界面の配向薄膜の配向方向を直線偏光
を用いた偏光吸収および偏光反射スペクトルを測定する
ことにより、より厳密に分子の配向を確認することがで
き、低分子が混合されている場合などの配向規定に有効
である。このように多層累積した配向有機薄膜はそれ自
体でカラー偏光板として活用することが可能であり、ま
た累積層数を適度にW!4mすることによりその偏光板
の光透過率を任意に制御することができる。さらに、上
記の染料色素などを混合して作製した配向有機薄膜は、
任意に染料色素の吸収波長を選択することにより単色偏
光フィルターとなる。 次に、上記のように気液界面で単分子膜を形成する方法
を利用して作製される配向有機薄膜を、従来の薄膜化技
術、例えば、真空蒸着法2分子線蒸着法、クラスターイ
オンビーム法、イオンビーム蒸着法、イオンプレーティ
ング法、光cvD法、およびプラズマCVD法などの乾
式の薄膜作製方法、またはLB法、ディップ法、スプレ
ー法、スピンコート法、キャスト法、および電着法など
の湿式の薄膜作製方法の下地用の基板として用いること
により、上記の気液界面で単分子膜を形成する方法には
適さない有機物質の配向有機薄膜作製に広く適用するこ
とが可能である。上記の気液界面で作製される配向有機
薄膜を下地基板として様々な薄膜作製法に適用すること
は、アルカリハライドなどの無機結晶の接界面上に有機
物質のエピタキシャル成長を促す従来法と、同等あるい
はそれ以上の効果をもたらすことが期待される。なぜな
らば、エピタキシャル成長の可否が下層と上層の結晶格
子の整合性の程度に強く依存しており。 従来法のように下層に無機結晶を用いるよりも有機物質
の結晶面を用いた方が上層の有機物質との結晶格子の整
合性が向上すると考えられるからである。また下層に用
いる有機物質としては、上層の有機物質と同類の有機物
質を用いるのが望ましいが、異なっていても良い。した
がって1本発明のように下地に配向有機薄膜を用いるこ
とにより、上層に形成される有機物質との結晶格子の整
合性を大幅に改善することが可能となる。特に、有機非
線形光学材料として期待されている第1図に示すような
ポリジアセチレン化合物の場合は、ジアセチレンモノマ
ーからポリジアセチレンへの重合が七ツマー結晶格子の
立体配置により厳密に規制されるトポケミカル重合であ
ることから、格子の整合性およびエピタキシャル性の可
否が顕著に現れる好例である。このように同相重合が可
能な場合は、熱的に安定なポリマー薄膜上に配向したモ
ノマー薄膜を形成することができ、さらにその薄膜を重
合することにより配向したポリマー薄膜を得ることが可
能である。また本発明の方法は、光電変換材料として期
待されるポルフィリン誘導体およびフタロシアニン誘導
体、さらには、ジアセチレン誘導体の中でも二次および
三次の非線形効果が期待される低分子系材料の配向薄膜
を形成するのに有効である。 また、従来の無機物質エピタキシャル成長の研究で知ら
れているように、配向有機薄膜上に有機分子のエピタキ
シャル膜を形成させる上記の場合においても良好なエピ
タキシャル成長を促すためには、基板付着前の分子が持
つ内部エネルギーや基板温度などを適切に制御する必要
がある。しかしながら、稀に、真空蒸着法、分子線蒸着
法などの方法を用いた場合にエピタキシャル膜が得られ
ないことがある。このような場合は、上記薄膜に対し構
成分子の融解温度未満の温度条件のもとで熱処理するこ
とにより良好な配向薄膜を作製することが可能となる。 またこの方法は、他の乾式および湿式の薄膜作刺方法で
形成した配向有機薄膜の場合にも有効である。
て、特定の官能基を有する長鎖高分子を土たる成膜分子
に用い、液面上で一方向または対向する二方向から圧縮
することにより、膜面内のある特定方向に配向した有機
薄膜を気液界面において形成した後、付着法または浸漬
法により固体基板上に移し取る方法、ならびにその方法
により作製した薄膜上に様々な積層方法を併用して薄膜
を形成することにより達成される。 以下で、より具体的に本発明を説明する。 すなわち、第1の発明の特徴は、有機物質を液面上に展
開後、一方向または対向する二方向から圧縮することに
より、該有機物質が膜面内のある特定方向に配向した有
機薄膜において、該有機物質が長鎖高分子であり、膜面
内における該長鎖高分子の主鎖の配向方向が圧縮方向に
対し垂直方向に配向している有機薄膜にある。 上記長鎖高分子の主鎖または側鎖のいずれか一方又は両
方に、化学式 で示される構造を少なくとも一つ有していることが好適
である。 上記長鎖高分子は、 一般式 (ただし、 R工。 R2は側鎖置換基を示している。 ) で示されるポリジアセチレン誘導体が好ましい。 上記ポリジアセチレン誘導体において、側装置 換基R工。 R2が、 下記の一般式 (ただし、 h=2〜18゜ k=o又は1゜ fl=1 〜18.m=o又は1.n=o 〜18である。)で示
される構造であるポリジアセチレン誘導体から成ること
が好ましい。 上記長鎖高分子が、一般式 (ただし、R1,R2,R,、R,は、それぞれ側鎖置
換基を示している。)で示される(1)ポリピロール誘
導体、(2)ポリチェニレン誘導体、(3)☆リパラフ
エニレン誘導体およびそれ前駆体高分子、(4)ポリパ
ラフェニレンビニレン誘導体およびその前駆体高分子、
(5)ポリチェニレンビニレン誘導体およびその前駆体
高分子、(6)ポリシラン誘導体、(7)ポリゲルマン
誘導体、および(8)ポリアセポリシラン誘導体のうち
少なくとも一種類から成ることが好ましい。 上記長鎖高分子から成る有機薄膜が、それ自体で、また
はドーピング処理をすることにより電気的に活性な導電
性または半導性を保持していることが好ましい。 上記長鎖高分子の側鎖置換基R0,R,,R2、R3、
R4の少なくとも一つ以上が、炭素数6以上のアルキル
基、または水酸基、アミノ基、リン酸基。 エーテル、エステル、ペプチド、またはウレタン部分の
いずれか一つ以上を含んだアルキル基のいずれかである
ことが好ましい。 上記長鎖高分子が、上記ポリジアセチレン誘導体と、上
記ポリピロール誘導体、ポリチェニレン誘導体、ポリパ
ラフェニレン誘導体およびその前味体高分子、ポリパラ
フェニレンビニレン誘導体およびその前翻体高分子、ポ
リシラン誘導体、ポリゲルマン誘導体、およびポリアセ
ポリシラン誘導体のうち少なくとも一種類から成る長鎖
高分子との混合物または共重合体から成るものであって
もよい。 第2の発明の特徴は有機物質を液面上に展開後、一方向
または対向する二方向から圧縮することにより、該有機
物質が膜面内のある特定方向に配向した有機薄膜におい
て、該有機薄膜を複数層形成し、有機薄膜の各層を構成
する有機物質が各層内で少なくとも2種以上または各層
間で異なる有機薄膜にある。 上記有機物質が、上記長鎖高分子のいずれか一つと有機
分子または染料の混合物から成るものであってもよい。 上記有機物質および上記有機分子が、電子供与性または
電子吸引性の化合物から成り、該有機薄膜が電気的に活
性な導電性または半導性を保持していてもよい。 上記有機物質および上記有機分子が、ポルフィリン誘導
体またはフタロシアニン誘導体から成り、該有機薄膜が
電気的に活性な導電性、半導性または光電変換特性を保
持していてもよい。 上記有機物質および上記有機分子が、2次または3次の
非線形光学特性を有する材料であってもよい。 上記非線形光学特性を有する材料が、下記の一般式 (ただし、Dは電子供与性の置換基、Aは電子吸引性の
置換基を示し、 nは工または2である。)で示される
(1)アセチレン誘導体、(2)エチレン誘導体、(3
)ジアゾベンゼン誘導体のいずれか一つまたは二つ以上
の混合物であってもよい。 上記アセチレン誘導体、およびエチレン誘導体の電子供
与性の置換基りとして、水着基、アミノ基、メチル基、
またはメトキシ基のいずれか−っまたは二つ以上を有し
ていることが好ましい。 上記アセチレン誘導体、およびエチレン誘導体の電子吸
引性の置換基Aとして、シアノ基、カルボキシル基、ニ
トロ基、リン酸基、またはスルフォニル基のいずれか一
つ以上を有していることが好ましい。 上記有機物質および上記有機分子が、ジアセチレン誘導
体であってもよい。 上記ジアセチレン誘導体から成る有機薄膜に、紫外線、
γ線、または電子線を照射するか、または熱処理するこ
とにより重合してポリジアセチレンを形成すると、該ポ
リジアセチレンの主鎖が下層薄膜の分子配列と同等とな
る。 第3の発明の特徴は、気液界面で有機物質から成る単分
子膜を形成する方法において、該有機物質を液面上に展
開後、一方向または対向する二方向から圧縮することに
より、該有機物質が膜面内のある特定方向に配向した有
機薄膜を気液界面において形成した後、付着法または浸
漬法により固体基板上に移し取る工程を有する有機薄膜
の作製方法にある。 液面上で有機薄膜を形成中に、直線偏光を用いた反射ま
たは吸収スペクトルの測定により、配向の方向とその完
全性の程度をモニターすることにより膜面内の配向方向
を規定して、固体基板上に移し取ることが好ましい。 上記工程を少なくとも二回以上繰り返すことにより多層
構造を形成し、かつ各層ごとにその配向方向を規定して
作製してもよい。 上記有機薄膜の作製方法で形成された有機薄膜上に、上
記有機物質と同じか又は異なる有機物質を積層し、該有
機物質を特定の方向に配向せしめてもよい。 上記有機物質の積層は、真空蒸着法9分子線蒸着法、ク
ラスターイオンビーム法、イオンビーム蒸着法、イオン
プレーティング法、光CVD法、またはプラズマCVD
法のうち少なくとも一つ以上の方法で行なうことが好ま
しい。 上記有機物質と同じか又は異なる有機物質の積層を有機
溶媒又は無機溶媒に溶かした溶液を調製し、該溶液を用
いたディップ法、スプレー法、スピンコート法、キャス
ト法、または電着法のうち少なくとも一つ以上の方法で
行なってもよい。 上記有機物質の積層後に、上記有機薄膜を構成している
有機物質の融解温度未満の温度条件で加熱処理すること
がより好ましい。 結晶性の良い一次元鎖状高分子の中で、例えば有機溶媒
に可溶な第1図(a)に示すブトキシカルボニルメチル
ウレタン系のポリジアセチレンp−3BCMUは、気液
界面に展開後、一方向または対向する二方向からの圧縮
操作を施すことにより、その主鎖の配向方向が上記圧縮
方向の法線方向と平行になるように一様に配向した薄膜
にすることができる。さらに、上記方法で作製した薄膜
は、数十C♂程度の大面積でかつ均一な分子配向を有す
る、膜厚20〜40人程度の良好な超薄膜である。また
、上記の配向有機薄膜作製方法は、特定の官能基を主鎖
または側鎖に有し、かつ有機溶媒に可溶な一次元鎖状高
分子全般に広く適用可能であると考えられる。ここで、
有機溶媒に可溶な一次元鎖状高分子としては、ポリジア
セチレン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリチェニレン
誘導体、ポリパラフェニレン誘導体およびその前駆体高
分子、ポリパラフェニレンビニレン誘導体およびその前
駆体高分子、ポリチェニレンビニレン誘導体およびその
前駆体高分子、ポリシラン誘導体、ポリゲルマン誘導体
、およびポリアセチレン前駆体高分子の誘導体など、導
電性、半導性の電子材料および非線形光学材料として期
待されている様々な高分子材料があげられる。また上記
の特定な官能基とは、炭素数6以上のアルキル基、また
は、水酸基、アミノ基、リン酸基、エーテル。 エステル、ペプチド、またはウレタン部分のいずれか一
つ以上を含んだアルキル基などである。このような官能
基を保持することにより、有機溶媒に可溶で、かつ気液
界面に展開可能となる。 上記の配向有機薄膜作製方法は、上記の一次元鎖状高分
子の例にとどまらず、単独では良好な配向薄膜が形成で
きないような他の高分子や構造異方性を有する低分子に
対しても、上記−次元鎖状高分子を配向支持体として混
合することにより良好な配向薄膜を形成することができ
る。ここで、上記の構造異方性を有する低分子の例とし
ては、シアニン系色素、メロシアニン系色素などに代表
される染料色素、光電変換機能を有するポルフィリン誘
導体またはフタロシアニン誘導体、ペリレンなどの多環
芳香族化合物、TCNQ−TTFに代表されるような電
荷移動錯体系、および2次または3次の非線形光学特性
を有するπ電子共役分子などがあげられる。 また気液界面における圧縮操作中または圧縮操作後に、
上記配向薄膜に対し加熱処理または温度勾配を施すこと
により、上記の配向有機薄膜の配向および結晶性の完全
性をさらに向上させることができる。 上記方法により気液界面に作製した極薄の配向有機薄膜
は、付着法または浸漬法、望ましくは水平付着法により
同体基板上に移し取ることができ、またその操作を多数
回行うことにより多店化することも可能である。用いる
基板としては、ガラス。 セラミック、プラスチック、金属、または半導体基板な
ど一般に薄膜形成用に用いられている基板が適用可能で
あり、さらにはミリボア暎や電顕観察用のメツシュなど
の穴のあいたものでも適用可能である。また上記基板表
面に疎水化または親水化処理を施すことにより、配向有
機薄膜と基板の密着性を高めることもできる。また上記
方法により多層化する場合に、気液界面の配向薄膜の配
向方向を一層ごと任意に規定して積層することも可能で
ある。通常は気液界面で圧縮する方向の法線方向に鎖状
高分子の主鎖が配向することから、基板を望む方向に設
定して累積操作を行えば、基板上の望む位置、望む方向
に主鎖の配向がそろった配向有機薄膜を作製することが
できる。また気液界面の配向薄膜の配向方向を直線偏光
を用いた偏光吸収および偏光反射スペクトルを測定する
ことにより、より厳密に分子の配向を確認することがで
き、低分子が混合されている場合などの配向規定に有効
である。このように多層累積した配向有機薄膜はそれ自
体でカラー偏光板として活用することが可能であり、ま
た累積層数を適度にW!4mすることによりその偏光板
の光透過率を任意に制御することができる。さらに、上
記の染料色素などを混合して作製した配向有機薄膜は、
任意に染料色素の吸収波長を選択することにより単色偏
光フィルターとなる。 次に、上記のように気液界面で単分子膜を形成する方法
を利用して作製される配向有機薄膜を、従来の薄膜化技
術、例えば、真空蒸着法2分子線蒸着法、クラスターイ
オンビーム法、イオンビーム蒸着法、イオンプレーティ
ング法、光cvD法、およびプラズマCVD法などの乾
式の薄膜作製方法、またはLB法、ディップ法、スプレ
ー法、スピンコート法、キャスト法、および電着法など
の湿式の薄膜作製方法の下地用の基板として用いること
により、上記の気液界面で単分子膜を形成する方法には
適さない有機物質の配向有機薄膜作製に広く適用するこ
とが可能である。上記の気液界面で作製される配向有機
薄膜を下地基板として様々な薄膜作製法に適用すること
は、アルカリハライドなどの無機結晶の接界面上に有機
物質のエピタキシャル成長を促す従来法と、同等あるい
はそれ以上の効果をもたらすことが期待される。なぜな
らば、エピタキシャル成長の可否が下層と上層の結晶格
子の整合性の程度に強く依存しており。 従来法のように下層に無機結晶を用いるよりも有機物質
の結晶面を用いた方が上層の有機物質との結晶格子の整
合性が向上すると考えられるからである。また下層に用
いる有機物質としては、上層の有機物質と同類の有機物
質を用いるのが望ましいが、異なっていても良い。した
がって1本発明のように下地に配向有機薄膜を用いるこ
とにより、上層に形成される有機物質との結晶格子の整
合性を大幅に改善することが可能となる。特に、有機非
線形光学材料として期待されている第1図に示すような
ポリジアセチレン化合物の場合は、ジアセチレンモノマ
ーからポリジアセチレンへの重合が七ツマー結晶格子の
立体配置により厳密に規制されるトポケミカル重合であ
ることから、格子の整合性およびエピタキシャル性の可
否が顕著に現れる好例である。このように同相重合が可
能な場合は、熱的に安定なポリマー薄膜上に配向したモ
ノマー薄膜を形成することができ、さらにその薄膜を重
合することにより配向したポリマー薄膜を得ることが可
能である。また本発明の方法は、光電変換材料として期
待されるポルフィリン誘導体およびフタロシアニン誘導
体、さらには、ジアセチレン誘導体の中でも二次および
三次の非線形効果が期待される低分子系材料の配向薄膜
を形成するのに有効である。 また、従来の無機物質エピタキシャル成長の研究で知ら
れているように、配向有機薄膜上に有機分子のエピタキ
シャル膜を形成させる上記の場合においても良好なエピ
タキシャル成長を促すためには、基板付着前の分子が持
つ内部エネルギーや基板温度などを適切に制御する必要
がある。しかしながら、稀に、真空蒸着法、分子線蒸着
法などの方法を用いた場合にエピタキシャル膜が得られ
ないことがある。このような場合は、上記薄膜に対し構
成分子の融解温度未満の温度条件のもとで熱処理するこ
とにより良好な配向薄膜を作製することが可能となる。 またこの方法は、他の乾式および湿式の薄膜作刺方法で
形成した配向有機薄膜の場合にも有効である。
ここで本発明の配向有機薄膜作製方法と気液界面の流動
配向を利用する分子配向薄膜の製法(例えば特開昭63
−141639号公報に記載されている)との相違点に
ついて以下に説明する。 気液界面に発生する流動を利用する場合は、−般に、圧
縮速度、すなわち流動の大きさを増加させると、それに
伴って分子の配向度の向上が見られ、流動の大きさと配
向度との間に正の相関が認められる。しかし、本発明に
用いる一次元鎖状高分子の場合は、圧縮速度を増加させ
、流動の効果を増加させると、得られる単分子膜の配向
度が逆に低下する傾向を示す。このことは、気液界面に
展開された一次元鎖状高分子が、不特定な繰り返し単位
で折れ曲がり、鎖がうねったいわゆる″ランダムコイル
″の状態から、圧力の増加と共に結晶性、配向性の良い
板状の″ロッド″状態へと圧力誘起の構造相転移を起こ
したものと考えるとよく説明できる。なぜならば、構造
相転移は、準静的に行う場合はより均質に進行するが、
急激に行う場合は、過冷却現象など不均質な割合が増え
。 膜質の悪化の要因をつくるからである。したがって、本
発明の基本メカニズムが単なる流動配向ではなく、圧力
誘起の構造相転移であることがわかる。
配向を利用する分子配向薄膜の製法(例えば特開昭63
−141639号公報に記載されている)との相違点に
ついて以下に説明する。 気液界面に発生する流動を利用する場合は、−般に、圧
縮速度、すなわち流動の大きさを増加させると、それに
伴って分子の配向度の向上が見られ、流動の大きさと配
向度との間に正の相関が認められる。しかし、本発明に
用いる一次元鎖状高分子の場合は、圧縮速度を増加させ
、流動の効果を増加させると、得られる単分子膜の配向
度が逆に低下する傾向を示す。このことは、気液界面に
展開された一次元鎖状高分子が、不特定な繰り返し単位
で折れ曲がり、鎖がうねったいわゆる″ランダムコイル
″の状態から、圧力の増加と共に結晶性、配向性の良い
板状の″ロッド″状態へと圧力誘起の構造相転移を起こ
したものと考えるとよく説明できる。なぜならば、構造
相転移は、準静的に行う場合はより均質に進行するが、
急激に行う場合は、過冷却現象など不均質な割合が増え
。 膜質の悪化の要因をつくるからである。したがって、本
発明の基本メカニズムが単なる流動配向ではなく、圧力
誘起の構造相転移であることがわかる。
以下、本発明の実施例について説明する。
夾庭且よ
有機溶媒に可溶な一次元鎖状高分子として、第1図(a
)に示した化学式で表されるようなウレタンおよびエス
テル部分を含むアルキル鎖を側鎖置換基に有するポリジ
アセチレン誘導体(p−3BCMU)を用いた。第1図
中のR1,R,は共にポリジアセチレン誘導体の側鎖置
換基である。このp −3B CMUは平均鎖長約1μ
mで、クロロホルムに可溶なポリマーである。このポリ
マーの0 、5 g / Qクロロホルム溶液を調製し
、その溶液をLB膜作製装置内の純水で満たされた展開
槽に数滴展開した。クロロホルムが完全に揮発した後に
、対向する二方向から圧縮速度100c++”/min
で圧縮し1表面圧20 m N / mの単分子膜を作
製した。 上記のように作製した水面上のp −3B CMU単分
子膜の膜面内配向性を偏光反射スペクトル測定により評
価した。偏光測定は、直線偏光を水面上単分子膜に対し
垂直に入射して行った。その結果、第2図に示すように
偏光反射スペクトル強度の最大および最小を与える偏光
方向は、それぞれ上記圧縮方向に対して垂直(±)およ
び平行(7)の場合であった。第2図中の土、/は直線
偏光の電気ベクトルがそれぞれ圧縮方向に対し垂直及び
平行の場合である。この結果より、 p −3B CMUポリマーの主鎖が上記圧縮方向に対
して垂直方向に配向していることが明らかになった。ま
たこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示さないことか
ら、約60cm”の単分子膜全体にねたり主鎖が同一方
向に、かつ−様に配向していることがわかった。さらに
、このポリジアセチレンp −3B CMUの一次元主
鎖のπ−πゝ励起子に由来する約620nmのピーク位
置における二色比は、約20であることがわかった。 またこのように気水界面において作製したp−3BCM
Uの配向有機薄膜は、シランカップリング剤の一つであ
るヘキサメチルジシラザンを用いて疎水化処理したガラ
ス、石英、およびシリコン基板上に、水平付着法により
容易に移し取ることができた。これらの基板上に作製し
たp −3BCMU配向有機薄膜は、いずれもp−3B
CMUの高い配向性を保持した膜厚約27人の良好なも
のであった。 失胤籠1 有機溶媒に可溶な一次元鎖状高分子として、実施例1の
p −3B CMUと同様な側鎖置換基を有し、平均鎖
長的1μmで、クロロホルムに可溶なポリジアセチレン
誘導体(p−4BCMUと略す)を用いた。この化合物
の化学式を第1図(b)に示した。このポリマーの0.
5g/Qクロロホルム溶液を調製し、その溶液をLB膜
作製装置内の純水で満たされた展開槽に数滴展開した。 クロロホルムが完全に揮発した後に、対向する二方向か
ら圧縮速度10100e/minで圧縮し、表面圧20
m N / mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上のp−4BCMU単分子膜
の膜面的配向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測
定により評価した。その結果、第3図に示すように偏光
反射スペクトル強度の最大および最小を与える偏光方向
は、実施例1のp−3BCMUの場合と同様に、それぞ
れ上記圧縮方向に対して垂直(1)および平行(1)の
場合であった。第3図中の土、7は直線偏光の電気ベク
トルがそれぞれ圧縮方向に対し垂直及び平行の場合であ
る。この結果より、P−4BCMUポリマーの主鎖が上
記圧縮方向に対して垂直方向に配向していることが明ら
かになった。またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を
示さないことから、約40cm2の単分子膜全体にわた
り主鎖が同一方向に、かつ−様に配向していることがわ
かった。さらに、このポリジアセチレンp−4BCMU
の一次元主鎖のπ−π7励起子に由来する約540nm
のピーク位置における二色比は、約10であることがわ
かった。 またこのように気水界面において作製したp −4BC
MUの配向有機薄膜は、ヘキサメチルジシラザンを用い
て疎水化処理したガラス、石英、およびシリコン基板上
に、水平付着法により容易に移し取ることができた。こ
れらの基板上に作製したp−4BCMU配向有機薄膜は
、いずれもp −4BCMUの高い配向性を保持した膜
厚約31人の良好なものであった。 裏庭m 第4図(a)に示した化学式で表されるようなアルキル
鎖を側鎖置換基に有するポリ(3−ヘキサデシルチェニ
レン)(PHDTと略す)と、実施例1に示したポリジ
アセチレン誘導体(p−3BCMU)の混合物を成膜物
質として用いた。これらのポリマーは共に平均鎖長的1
μmで、かつクロロホルムに可溶なポリマーである。こ
れらのポリマーの1対1のクロロホルム混合溶液をms
し、その溶液をLB膜作製装置内の純水で満たされた展
開槽に数滴展開した。クロロホルムが完全に揮発した後
に、対向する二方向から圧縮速度100cm”/min
で圧縮し、表面圧20mN/mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上の混合単分子膜の膜面的配
向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測定により評
価した。その結果、偏光反射スペクトル強度の最大およ
び最小を与える偏光方向は、それぞれ上記圧縮方向に対
して垂直(1)および平行(1)の場合であった。この
結果より、それらの−次元鎖状高分子の主鎖が共に上記
圧縮方向に対して垂直方向に配向していることが明らか
になった。またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示
さないことから、約50cm”の単分子膜全体にわたり
主鎖が同一方向に、かつ−様に配向していることがわか
った。 このように気水界面において作製した混合物の配向有機
薄膜は、疎水化処理した石英基板上に、水平付着法を用
い主鎖の配向方向を揃えて10M累積した。またこの基
板上に作製した混合物の配向有機薄膜の偏光吸収スペク
トルを測定したところ、p −3B CMUの一次元主
鎖のπ−π7励起子に由来する約620nmの吸収ピー
ク位置における二色比は約6であり、またPHDTの一
次元主鎖のπ−π8遷移に由来する約490nmの吸収
ピーク位置における二色比は約3であった。 さらに混合物から成る上記配向薄膜をヨウ素蒸気にさら
したところ、膜面内の電気伝導度が上昇し、ポリマー主
鎖の配向している方向の導電率がそれと垂直な方向より
も約−桁大きい約1O−2S/amの値を示した。 失胤五土 第4図(b)に示した化学式で表されるようなポリフェ
ニレンビニレン誘導体の前駆体高分子と、実施例1に示
したポリジアセチレン誘導体(p −3BCMU)の混
合物を成膜物質として用いた。 これらのポリマーは共に平均鎖長約1μmで、かつクロ
ロホルムに可溶なポリマーである。これらのポリマーの
1対1のクロロホルム混合溶液を調製し、その溶液をL
B膜作製装置内の純水で満たされた展開槽に数滴展開し
た。クロロホルムが完全に揮発した後に、対向する二方
向から圧縮速度100cm” / mi nで圧縮し、
表面圧20 m N / mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上の混合単分子膜の膜面内配
向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測定により評
価した。その結果、偏光反射スペクトル強度の最大およ
び最小を与える偏光方向は、それぞれ上記圧縮方向に対
して垂直(1)および平行(7)の場合であった。この
結果より、それらの−次元鎖状高分子の主鎖が共に上記
圧縮方向に対して垂直方向に配向していることが明らか
になった。またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示
さないことから、約50cm”の単分子膜全体にわたり
主鎖が同一方向に、かつ−様に配向していることがわか
った。 このように気水界面において作製した混合物の配向有機
薄膜は、疎水化処理した石英基板上に水平付着法により
、主鎖の配向方向を揃えて20層累積した。またこの配
向薄膜に150℃の熱処理を2時間施すことにより、上
記前駆体を第4図(c)に示すようなポリフェニレンビ
ニレン誘導体に変えることができた。この熱処理した配
向有機薄膜の偏光吸収スペクトルを測定したところ、P
−3BCMUの一次元主鎖のπ−π8励起子に由来する
約620nmの吸収ピーク位置における二色比は約6で
あり、またポリフェニレンビニレン誘導体の一次元主鎖
の電子遷移に由来する約480nmの吸収ピーク位置に
おける二色比は約4であつた・ さらに混合物から成る上記配向薄膜をヨウ素蒸気にさら
したところ、膜面内の電気伝導度が上昇し、ポリマー主
鎖の配向している方向の導電率がそれと垂直な方向より
も約−桁大きい約10−”S/0mの値を示した。 去】1L」 第4図(d)に示した化学式で表されるようなアルキル
鎖を側鎖置換基に有するポリジヘキシルシラン(PDH
8と略す)と実施例1に示したポリジアセチレン誘導体
(p−3BCMU)の混合物を成膜物質として用いた。 これらのポリマーは共に平均鎖長約1μmで、かつクロ
ロホルムに可溶なポリマーである。これらのポリマーの
1対1のクロロホルム混合溶液を調製し、その溶液をL
B膜作製装置内の純水で満たされた展開槽に数滴展開し
た。クロロホルムが完全に揮発した後に、対向する二方
向から圧縮速度100cm”/minで圧縮し、表面圧
25mN/mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上の混合単分子膜の膜面内配
向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測定により評
価した。その結果、偏光反射スペクトル強度の最大およ
び最小を与える偏光方向は、それぞれ上記圧縮方向に対
して垂直(±)および平行(1)の場合であった。この
結果より、それらの−次元鎖状高分子の主鎖が共に上記
圧縮方向に対して垂直方向に配向していることが明らか
になった。またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示
さないことから、約数50m”の単分子膜全体にねたり
主鎖が同一方向に、かつ−様に配向していることがわか
った。 このように気水界面において作製した混合物の配向有機
薄膜は、ヘキサメチルジシラザンを用いて疎水化処理し
たガラス、石英、およびシリコン基板上に、水平付着法
により容易に移し取ることができた。またこれらの基板
上に作製した混合物の配向有機薄膜の偏光吸収スペクト
ルを測定したところ、p−3BCMUの一次元主鎖のπ
−π8励起子に由来する約620nmのピーク位置にお
ける二色比は約8であり、またPDH8の一次元主鎖の
電子遷移に由来する約370nmのピーク位置における
二色比は約4であった。 失胤餌旦 第4図(e)の化学式に示したようなアルキル鎖を有す
るメロシアニン色素と実施例2に示したポリジアセチレ
ン誘導体(p−4BCMU)の混合物を成膜物質として
用いた。p−4BCMUポリマーの1残基当り1対1の
クロロホルム混合溶液を;J+製し、その溶液をLB膜
作製装置内の塩化カドミウム水溶液で満たされた展開槽
に数滴展開した。クロロホルムが完全に揮発した後に、
対向する二方向から圧縮速度100cm”/ ninで
圧縮し、表面圧25mN/mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上の混合単分子膜の膜面内配
向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測定により評
価した。偏光反射スペクトル強度の最大および最小を与
える偏光方向は、それぞれ上記圧縮方向に対して垂直(
1)および平行(1)の場合であった。またp−4BC
MUの一次元主鎖のπ−π8励起子に由来する約540
nmのピーク位置における二色比は約8であり、メロシ
アニン色素のJ会合体の電子遷移に由来する約600n
mのピーク位置における二色比は約4であった。この結
果より、p−4BCMUポリマーの主鎖およびメロシア
ニン色素のJ会合体の会合方向が、共に上記圧縮方向に
対して垂直方向に配向していることが明らかになった。 またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示さないこと
から。 約数50m”の単分子膜全体にわたり主鎖が同一方向に
、かつ−様に配向していることがわかった。 このように気水界面において作製した混合物の配向有機
薄膜を、石英基板上に水平付着法により容易に移し取る
ことができた。また基板に移し取った後も膜質の変化は
なかった。 失五■ユ 実施例1と同様の方法でガラス基板上に作製したp −
3B CMU配向配向有機上膜上第5図(a)に示すよ
うなジアセチレン誘導体を真空蒸着法にて蒸着し、厚さ
約1μmのジアセチレンモノマー薄膜を作製した。その
後、紫外線を照射して重合させ、膜面積約4012のポ
リマー薄膜を得た。 第5図(b)に上記ポリマー薄膜の直線偏光を用いた偏
光吸収スペクトルを示す。ポリマー主鎖に由来する吸収
ピーク強度の最大および最小を与える偏光方向は、それ
ぞれ下地に用いた単分子膜のp −3B CMUの主鎖
の配向方向と平行(7)および垂直(±)の場合であっ
た。第5図(b)の土、7は直線偏光の電気ベクトルが
下地のポリジアセチレン主鎖の配向方向に対しそれぞれ
垂直及び平行の場合である。またこのポリジアセチレン
p−3BCMUの一次元主鎖のπ−π8励起子に由来す
る約620nmのピーク位置における二色比は、約6で
あることがわかった。さらにこの偏光特性は膜面内の位
置依存性を示さないことから、この薄膜全体にわたりp
−3BCMU主鎖が同一方向に、かつ−様に配向してい
ることがわかった。従って、上記のように蒸着法により
上層に作製したポリジアセチレン薄膜は下層のp−3B
CMUの配向方向に規制された良好なエピタキシャル膜
であることがわかった。 大庭件旦 実施例1と同様の方法でガラス基板上に作製したp −
3B CMU配向配向有機上膜上第6Ufli(a)に
示すようなジアセチレン誘導体(DCHと略す)を真空
蒸着法にて蒸着し、厚さ約1μmのジアセチレンモノマ
ー薄膜を作製した。その後、140℃、6時間の熱処理
により重合させ、膜面積約40(!l”のポリジアセチ
レン(P−DCH)薄膜を得た。 第6図(b)に上記ポリジアセチレン薄膜の直線偏光を
用いた偏光吸収スペクトルを示す。ポリマー主鎖に由来
する吸収ピーク強度の最大および最小を与える偏光方向
は、それぞれ下地に用いた単分子膜のp −3B CM
Uの主鎖の配向方向と平行(1)および垂直(土)の場
合であった。第6図(b)中の上、7は直線偏光の電気
ベクトルが下地のポリジアセチレン主鎖の配向方向に対
しそれぞれ垂直及び平行の場合である。またこのポリジ
アセチレンp−DCHの一次元主鎖のπ−π7励起子に
由来する約650nmのピーク位置における二色比は、
約5であることがわかった。さらにこの偏光特性は膜面
内の位置依存性を示さないことから、この薄膜全体にわ
たりp−DCH主鎖が同一方向に、かつ−様に配向して
いることがわかった。したがって、上記のように蒸着法
により−EWJに作製したポリジアセチレン(p−DC
H)薄膜は下層のp−3BCMUの配向方向に規制され
た良好なエピタキシャル膜であることがわかった。 1m 実施例1と同様の方法で石英基板上に作製したp −3
B CMU配向配向有機上膜上第7図(a)に示すよう
なフタロシアニン誘導体を真空蒸着法にて蒸着し、厚さ
約0.5μm、膜面核的40an”のフタロシアニン薄
膜を作製した。 第7図(b)に上記フタロシアニン薄膜の直線偏光を用
いた偏光吸収スペクトルを示す。フタロシアニンに由来
する吸収ピークの強度の最大および最小を与える偏光方
向は、それぞれ下地に用いた単分子膜のp −3B C
MUの主鎖の配向方向と垂直(±)および平行(7)の
場合であった。第7図(b)中の土、/は直線偏光の電
気ベクトルが下地のポリジアセチレン主鎖の配向方向に
対しそれぞれ垂直及び平行の場合である。またこのフタ
ロシアニンの分子面内のπ−π8励起に由来する約65
0nmのピーク位置における二色比は、約9であること
がわかった。さらにこの偏光特性は膜面内の位置依存性
を示さないことから、この薄膜全体にわたりフタロシア
ニンの一次元分子カラムが同一方向に、かつ−様に配向
した良好なエピタキシャル膜であることがわかった。そ
の後、上記ya股に対し100℃、10時間の熱処理を
施し再度偏光特性を評価してみると、上記二色比が約1
2に上昇しており、熱処理によりエピタキシャル性が助
長されたことがわかった。 災λ涯↓立 実施例7で作製した膜厚1μm、二色比的6のポリジア
セチレンp −3B CMU配向膜の三次の非線形光学
効果を評価した。 実験は、上記薄膜に対し1.9μmのレーザー光を照射
し、メーカーフリンジ法で第三次高調波(0,63μm
)の強度を測定してχ(3)を評価した。その結果、ポ
リジアセチレンp−3BCMUの主鎖に平行な場合のχ
(3)(1)の値は、約2X10−”esuであり、χ
(3)(±)の約10倍の値を示した。また実施例8で
作製したポリジアセチレンp−DCHの配向薄膜につい
ても同様の結果を得た。
)に示した化学式で表されるようなウレタンおよびエス
テル部分を含むアルキル鎖を側鎖置換基に有するポリジ
アセチレン誘導体(p−3BCMU)を用いた。第1図
中のR1,R,は共にポリジアセチレン誘導体の側鎖置
換基である。このp −3B CMUは平均鎖長約1μ
mで、クロロホルムに可溶なポリマーである。このポリ
マーの0 、5 g / Qクロロホルム溶液を調製し
、その溶液をLB膜作製装置内の純水で満たされた展開
槽に数滴展開した。クロロホルムが完全に揮発した後に
、対向する二方向から圧縮速度100c++”/min
で圧縮し1表面圧20 m N / mの単分子膜を作
製した。 上記のように作製した水面上のp −3B CMU単分
子膜の膜面内配向性を偏光反射スペクトル測定により評
価した。偏光測定は、直線偏光を水面上単分子膜に対し
垂直に入射して行った。その結果、第2図に示すように
偏光反射スペクトル強度の最大および最小を与える偏光
方向は、それぞれ上記圧縮方向に対して垂直(±)およ
び平行(7)の場合であった。第2図中の土、/は直線
偏光の電気ベクトルがそれぞれ圧縮方向に対し垂直及び
平行の場合である。この結果より、 p −3B CMUポリマーの主鎖が上記圧縮方向に対
して垂直方向に配向していることが明らかになった。ま
たこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示さないことか
ら、約60cm”の単分子膜全体にねたり主鎖が同一方
向に、かつ−様に配向していることがわかった。さらに
、このポリジアセチレンp −3B CMUの一次元主
鎖のπ−πゝ励起子に由来する約620nmのピーク位
置における二色比は、約20であることがわかった。 またこのように気水界面において作製したp−3BCM
Uの配向有機薄膜は、シランカップリング剤の一つであ
るヘキサメチルジシラザンを用いて疎水化処理したガラ
ス、石英、およびシリコン基板上に、水平付着法により
容易に移し取ることができた。これらの基板上に作製し
たp −3BCMU配向有機薄膜は、いずれもp−3B
CMUの高い配向性を保持した膜厚約27人の良好なも
のであった。 失胤籠1 有機溶媒に可溶な一次元鎖状高分子として、実施例1の
p −3B CMUと同様な側鎖置換基を有し、平均鎖
長的1μmで、クロロホルムに可溶なポリジアセチレン
誘導体(p−4BCMUと略す)を用いた。この化合物
の化学式を第1図(b)に示した。このポリマーの0.
5g/Qクロロホルム溶液を調製し、その溶液をLB膜
作製装置内の純水で満たされた展開槽に数滴展開した。 クロロホルムが完全に揮発した後に、対向する二方向か
ら圧縮速度10100e/minで圧縮し、表面圧20
m N / mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上のp−4BCMU単分子膜
の膜面的配向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測
定により評価した。その結果、第3図に示すように偏光
反射スペクトル強度の最大および最小を与える偏光方向
は、実施例1のp−3BCMUの場合と同様に、それぞ
れ上記圧縮方向に対して垂直(1)および平行(1)の
場合であった。第3図中の土、7は直線偏光の電気ベク
トルがそれぞれ圧縮方向に対し垂直及び平行の場合であ
る。この結果より、P−4BCMUポリマーの主鎖が上
記圧縮方向に対して垂直方向に配向していることが明ら
かになった。またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を
示さないことから、約40cm2の単分子膜全体にわた
り主鎖が同一方向に、かつ−様に配向していることがわ
かった。さらに、このポリジアセチレンp−4BCMU
の一次元主鎖のπ−π7励起子に由来する約540nm
のピーク位置における二色比は、約10であることがわ
かった。 またこのように気水界面において作製したp −4BC
MUの配向有機薄膜は、ヘキサメチルジシラザンを用い
て疎水化処理したガラス、石英、およびシリコン基板上
に、水平付着法により容易に移し取ることができた。こ
れらの基板上に作製したp−4BCMU配向有機薄膜は
、いずれもp −4BCMUの高い配向性を保持した膜
厚約31人の良好なものであった。 裏庭m 第4図(a)に示した化学式で表されるようなアルキル
鎖を側鎖置換基に有するポリ(3−ヘキサデシルチェニ
レン)(PHDTと略す)と、実施例1に示したポリジ
アセチレン誘導体(p−3BCMU)の混合物を成膜物
質として用いた。これらのポリマーは共に平均鎖長的1
μmで、かつクロロホルムに可溶なポリマーである。こ
れらのポリマーの1対1のクロロホルム混合溶液をms
し、その溶液をLB膜作製装置内の純水で満たされた展
開槽に数滴展開した。クロロホルムが完全に揮発した後
に、対向する二方向から圧縮速度100cm”/min
で圧縮し、表面圧20mN/mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上の混合単分子膜の膜面的配
向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測定により評
価した。その結果、偏光反射スペクトル強度の最大およ
び最小を与える偏光方向は、それぞれ上記圧縮方向に対
して垂直(1)および平行(1)の場合であった。この
結果より、それらの−次元鎖状高分子の主鎖が共に上記
圧縮方向に対して垂直方向に配向していることが明らか
になった。またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示
さないことから、約50cm”の単分子膜全体にわたり
主鎖が同一方向に、かつ−様に配向していることがわか
った。 このように気水界面において作製した混合物の配向有機
薄膜は、疎水化処理した石英基板上に、水平付着法を用
い主鎖の配向方向を揃えて10M累積した。またこの基
板上に作製した混合物の配向有機薄膜の偏光吸収スペク
トルを測定したところ、p −3B CMUの一次元主
鎖のπ−π7励起子に由来する約620nmの吸収ピー
ク位置における二色比は約6であり、またPHDTの一
次元主鎖のπ−π8遷移に由来する約490nmの吸収
ピーク位置における二色比は約3であった。 さらに混合物から成る上記配向薄膜をヨウ素蒸気にさら
したところ、膜面内の電気伝導度が上昇し、ポリマー主
鎖の配向している方向の導電率がそれと垂直な方向より
も約−桁大きい約1O−2S/amの値を示した。 失胤五土 第4図(b)に示した化学式で表されるようなポリフェ
ニレンビニレン誘導体の前駆体高分子と、実施例1に示
したポリジアセチレン誘導体(p −3BCMU)の混
合物を成膜物質として用いた。 これらのポリマーは共に平均鎖長約1μmで、かつクロ
ロホルムに可溶なポリマーである。これらのポリマーの
1対1のクロロホルム混合溶液を調製し、その溶液をL
B膜作製装置内の純水で満たされた展開槽に数滴展開し
た。クロロホルムが完全に揮発した後に、対向する二方
向から圧縮速度100cm” / mi nで圧縮し、
表面圧20 m N / mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上の混合単分子膜の膜面内配
向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測定により評
価した。その結果、偏光反射スペクトル強度の最大およ
び最小を与える偏光方向は、それぞれ上記圧縮方向に対
して垂直(1)および平行(7)の場合であった。この
結果より、それらの−次元鎖状高分子の主鎖が共に上記
圧縮方向に対して垂直方向に配向していることが明らか
になった。またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示
さないことから、約50cm”の単分子膜全体にわたり
主鎖が同一方向に、かつ−様に配向していることがわか
った。 このように気水界面において作製した混合物の配向有機
薄膜は、疎水化処理した石英基板上に水平付着法により
、主鎖の配向方向を揃えて20層累積した。またこの配
向薄膜に150℃の熱処理を2時間施すことにより、上
記前駆体を第4図(c)に示すようなポリフェニレンビ
ニレン誘導体に変えることができた。この熱処理した配
向有機薄膜の偏光吸収スペクトルを測定したところ、P
−3BCMUの一次元主鎖のπ−π8励起子に由来する
約620nmの吸収ピーク位置における二色比は約6で
あり、またポリフェニレンビニレン誘導体の一次元主鎖
の電子遷移に由来する約480nmの吸収ピーク位置に
おける二色比は約4であつた・ さらに混合物から成る上記配向薄膜をヨウ素蒸気にさら
したところ、膜面内の電気伝導度が上昇し、ポリマー主
鎖の配向している方向の導電率がそれと垂直な方向より
も約−桁大きい約10−”S/0mの値を示した。 去】1L」 第4図(d)に示した化学式で表されるようなアルキル
鎖を側鎖置換基に有するポリジヘキシルシラン(PDH
8と略す)と実施例1に示したポリジアセチレン誘導体
(p−3BCMU)の混合物を成膜物質として用いた。 これらのポリマーは共に平均鎖長約1μmで、かつクロ
ロホルムに可溶なポリマーである。これらのポリマーの
1対1のクロロホルム混合溶液を調製し、その溶液をL
B膜作製装置内の純水で満たされた展開槽に数滴展開し
た。クロロホルムが完全に揮発した後に、対向する二方
向から圧縮速度100cm”/minで圧縮し、表面圧
25mN/mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上の混合単分子膜の膜面内配
向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測定により評
価した。その結果、偏光反射スペクトル強度の最大およ
び最小を与える偏光方向は、それぞれ上記圧縮方向に対
して垂直(±)および平行(1)の場合であった。この
結果より、それらの−次元鎖状高分子の主鎖が共に上記
圧縮方向に対して垂直方向に配向していることが明らか
になった。またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示
さないことから、約数50m”の単分子膜全体にねたり
主鎖が同一方向に、かつ−様に配向していることがわか
った。 このように気水界面において作製した混合物の配向有機
薄膜は、ヘキサメチルジシラザンを用いて疎水化処理し
たガラス、石英、およびシリコン基板上に、水平付着法
により容易に移し取ることができた。またこれらの基板
上に作製した混合物の配向有機薄膜の偏光吸収スペクト
ルを測定したところ、p−3BCMUの一次元主鎖のπ
−π8励起子に由来する約620nmのピーク位置にお
ける二色比は約8であり、またPDH8の一次元主鎖の
電子遷移に由来する約370nmのピーク位置における
二色比は約4であった。 失胤餌旦 第4図(e)の化学式に示したようなアルキル鎖を有す
るメロシアニン色素と実施例2に示したポリジアセチレ
ン誘導体(p−4BCMU)の混合物を成膜物質として
用いた。p−4BCMUポリマーの1残基当り1対1の
クロロホルム混合溶液を;J+製し、その溶液をLB膜
作製装置内の塩化カドミウム水溶液で満たされた展開槽
に数滴展開した。クロロホルムが完全に揮発した後に、
対向する二方向から圧縮速度100cm”/ ninで
圧縮し、表面圧25mN/mの単分子膜を作製した。 上記のように作製した水面上の混合単分子膜の膜面内配
向性を実施例1同様の偏光反射スペクトル測定により評
価した。偏光反射スペクトル強度の最大および最小を与
える偏光方向は、それぞれ上記圧縮方向に対して垂直(
1)および平行(1)の場合であった。またp−4BC
MUの一次元主鎖のπ−π8励起子に由来する約540
nmのピーク位置における二色比は約8であり、メロシ
アニン色素のJ会合体の電子遷移に由来する約600n
mのピーク位置における二色比は約4であった。この結
果より、p−4BCMUポリマーの主鎖およびメロシア
ニン色素のJ会合体の会合方向が、共に上記圧縮方向に
対して垂直方向に配向していることが明らかになった。 またこの偏光特性は膜面内の位置依存性を示さないこと
から。 約数50m”の単分子膜全体にわたり主鎖が同一方向に
、かつ−様に配向していることがわかった。 このように気水界面において作製した混合物の配向有機
薄膜を、石英基板上に水平付着法により容易に移し取る
ことができた。また基板に移し取った後も膜質の変化は
なかった。 失五■ユ 実施例1と同様の方法でガラス基板上に作製したp −
3B CMU配向配向有機上膜上第5図(a)に示すよ
うなジアセチレン誘導体を真空蒸着法にて蒸着し、厚さ
約1μmのジアセチレンモノマー薄膜を作製した。その
後、紫外線を照射して重合させ、膜面積約4012のポ
リマー薄膜を得た。 第5図(b)に上記ポリマー薄膜の直線偏光を用いた偏
光吸収スペクトルを示す。ポリマー主鎖に由来する吸収
ピーク強度の最大および最小を与える偏光方向は、それ
ぞれ下地に用いた単分子膜のp −3B CMUの主鎖
の配向方向と平行(7)および垂直(±)の場合であっ
た。第5図(b)の土、7は直線偏光の電気ベクトルが
下地のポリジアセチレン主鎖の配向方向に対しそれぞれ
垂直及び平行の場合である。またこのポリジアセチレン
p−3BCMUの一次元主鎖のπ−π8励起子に由来す
る約620nmのピーク位置における二色比は、約6で
あることがわかった。さらにこの偏光特性は膜面内の位
置依存性を示さないことから、この薄膜全体にわたりp
−3BCMU主鎖が同一方向に、かつ−様に配向してい
ることがわかった。従って、上記のように蒸着法により
上層に作製したポリジアセチレン薄膜は下層のp−3B
CMUの配向方向に規制された良好なエピタキシャル膜
であることがわかった。 大庭件旦 実施例1と同様の方法でガラス基板上に作製したp −
3B CMU配向配向有機上膜上第6Ufli(a)に
示すようなジアセチレン誘導体(DCHと略す)を真空
蒸着法にて蒸着し、厚さ約1μmのジアセチレンモノマ
ー薄膜を作製した。その後、140℃、6時間の熱処理
により重合させ、膜面積約40(!l”のポリジアセチ
レン(P−DCH)薄膜を得た。 第6図(b)に上記ポリジアセチレン薄膜の直線偏光を
用いた偏光吸収スペクトルを示す。ポリマー主鎖に由来
する吸収ピーク強度の最大および最小を与える偏光方向
は、それぞれ下地に用いた単分子膜のp −3B CM
Uの主鎖の配向方向と平行(1)および垂直(土)の場
合であった。第6図(b)中の上、7は直線偏光の電気
ベクトルが下地のポリジアセチレン主鎖の配向方向に対
しそれぞれ垂直及び平行の場合である。またこのポリジ
アセチレンp−DCHの一次元主鎖のπ−π7励起子に
由来する約650nmのピーク位置における二色比は、
約5であることがわかった。さらにこの偏光特性は膜面
内の位置依存性を示さないことから、この薄膜全体にわ
たりp−DCH主鎖が同一方向に、かつ−様に配向して
いることがわかった。したがって、上記のように蒸着法
により−EWJに作製したポリジアセチレン(p−DC
H)薄膜は下層のp−3BCMUの配向方向に規制され
た良好なエピタキシャル膜であることがわかった。 1m 実施例1と同様の方法で石英基板上に作製したp −3
B CMU配向配向有機上膜上第7図(a)に示すよう
なフタロシアニン誘導体を真空蒸着法にて蒸着し、厚さ
約0.5μm、膜面核的40an”のフタロシアニン薄
膜を作製した。 第7図(b)に上記フタロシアニン薄膜の直線偏光を用
いた偏光吸収スペクトルを示す。フタロシアニンに由来
する吸収ピークの強度の最大および最小を与える偏光方
向は、それぞれ下地に用いた単分子膜のp −3B C
MUの主鎖の配向方向と垂直(±)および平行(7)の
場合であった。第7図(b)中の土、/は直線偏光の電
気ベクトルが下地のポリジアセチレン主鎖の配向方向に
対しそれぞれ垂直及び平行の場合である。またこのフタ
ロシアニンの分子面内のπ−π8励起に由来する約65
0nmのピーク位置における二色比は、約9であること
がわかった。さらにこの偏光特性は膜面内の位置依存性
を示さないことから、この薄膜全体にわたりフタロシア
ニンの一次元分子カラムが同一方向に、かつ−様に配向
した良好なエピタキシャル膜であることがわかった。そ
の後、上記ya股に対し100℃、10時間の熱処理を
施し再度偏光特性を評価してみると、上記二色比が約1
2に上昇しており、熱処理によりエピタキシャル性が助
長されたことがわかった。 災λ涯↓立 実施例7で作製した膜厚1μm、二色比的6のポリジア
セチレンp −3B CMU配向膜の三次の非線形光学
効果を評価した。 実験は、上記薄膜に対し1.9μmのレーザー光を照射
し、メーカーフリンジ法で第三次高調波(0,63μm
)の強度を測定してχ(3)を評価した。その結果、ポ
リジアセチレンp−3BCMUの主鎖に平行な場合のχ
(3)(1)の値は、約2X10−”esuであり、χ
(3)(±)の約10倍の値を示した。また実施例8で
作製したポリジアセチレンp−DCHの配向薄膜につい
ても同様の結果を得た。
本発明によれば、気液界面において膜面内のある特定方
向に分子が配向した有機薄膜を形成でき。 また付着法または浸漬法により固体基板上に移し取る方
法、ならびにその方法により作製した薄膜上に様々な積
層方法を併用して薄膜を形成することにより、膜面内の
特定方向に分子が配向した有機薄膜を形成することがで
きる。
向に分子が配向した有機薄膜を形成でき。 また付着法または浸漬法により固体基板上に移し取る方
法、ならびにその方法により作製した薄膜上に様々な積
層方法を併用して薄膜を形成することにより、膜面内の
特定方向に分子が配向した有機薄膜を形成することがで
きる。
第1図は本発明に適用可能なポリジアセチレン誘導体の
化学式を示す構造図、 、第2図、第3図は
それぞれ実 施例1.実施例2で得られた膜の偏光スペクトル図、第
4図は実施例3.実施例4.実施例5または実施例6で
薄膜形成に用いた化合物の化学式を示す図、第5図は実
施例7で薄膜形成に用いた化合物の化学式を示す図と得
られた膜の偏光スペクトル図、第6図は実施例8で薄膜
形成に用いた化合物の化学式を示す図と得られた膜の偏
光スペクトル図、第7図は実施例9で薄膜形式に用いた
化合物の化学式を示す図と得られた膜の偏光スペクトル
図である。 (すにμ!?2; 、fフ /≧l−メζL ノ tf)λ/xpjL1 tl、ノ AレースごjL; (t) メピl −メピリ (p メ2.%<1゜ (幻&−心ノ グ ーC1’/a−θ−5−4−CbHり ゲ −(C1h)ta−0−9−、A/−CzHrゲ −(Cl4z)4I〜θ−5−/J−(6A/りρ −(C局番−θ−r−々−C1l−(tHs入ρ −CHL−0−3θx −CtHa 0Hs−Cfk−
ρ−fez −Ct Hs f−CC〜り05ρよC,
鳩cH3 (ノ2 (y+) (7L) (虎) (Iン Ca2 1、+田 ぺ/=4 ) −C1/、^/□C7x/f
t/Qt−p?−ノ −C6H4= A/HeθC
Hs1;:1=Fz 3 −(ct−tz)2θ〃A、
=A’、L ; −Cl/xcθx(C1lz)
2C1h/z ) −0HJ メミz;
−CHx θ4〆(r) 人/ /’ −(CI’l’JL、)。cHJRz
、) −(rib)h DooH(〜j jl〜l≦
2 ル)2りlθノλl;水り、; −aμ4t) COζCゐ力ρcoctt−ita −
笛 図 詐 図 第 44図 値】 H3 遁士圓 纂夕図 tb) 液間 (ル帆) 笛 乙 図 (λ2 (b〕 5更も (九帆9
化学式を示す構造図、 、第2図、第3図は
それぞれ実 施例1.実施例2で得られた膜の偏光スペクトル図、第
4図は実施例3.実施例4.実施例5または実施例6で
薄膜形成に用いた化合物の化学式を示す図、第5図は実
施例7で薄膜形成に用いた化合物の化学式を示す図と得
られた膜の偏光スペクトル図、第6図は実施例8で薄膜
形成に用いた化合物の化学式を示す図と得られた膜の偏
光スペクトル図、第7図は実施例9で薄膜形式に用いた
化合物の化学式を示す図と得られた膜の偏光スペクトル
図である。 (すにμ!?2; 、fフ /≧l−メζL ノ tf)λ/xpjL1 tl、ノ AレースごjL; (t) メピl −メピリ (p メ2.%<1゜ (幻&−心ノ グ ーC1’/a−θ−5−4−CbHり ゲ −(C1h)ta−0−9−、A/−CzHrゲ −(Cl4z)4I〜θ−5−/J−(6A/りρ −(C局番−θ−r−々−C1l−(tHs入ρ −CHL−0−3θx −CtHa 0Hs−Cfk−
ρ−fez −Ct Hs f−CC〜り05ρよC,
鳩cH3 (ノ2 (y+) (7L) (虎) (Iン Ca2 1、+田 ぺ/=4 ) −C1/、^/□C7x/f
t/Qt−p?−ノ −C6H4= A/HeθC
Hs1;:1=Fz 3 −(ct−tz)2θ〃A、
=A’、L ; −Cl/xcθx(C1lz)
2C1h/z ) −0HJ メミz;
−CHx θ4〆(r) 人/ /’ −(CI’l’JL、)。cHJRz
、) −(rib)h DooH(〜j jl〜l≦
2 ル)2りlθノλl;水り、; −aμ4t) COζCゐ力ρcoctt−ita −
笛 図 詐 図 第 44図 値】 H3 遁士圓 纂夕図 tb) 液間 (ル帆) 笛 乙 図 (λ2 (b〕 5更も (九帆9
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、有機物質を液面上に展開後、一方向または対向する
二方向から圧縮することにより、該有機物質が膜面内の
ある特定方向に配向した有機薄膜において、該有機物質
が長鎖高分子であり、膜面内における該長鎖高分子の主
鎖の配向方向が圧縮方向に対し垂直方向に配向している
ことを特徴とする有機薄膜。 2、上記長鎖高分子の主鎖または側鎖のいずれか一方又
は両方に、化学式 ▲数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化学
式、表等があります▼ または▲数式、化学式、表等があります▼ で示される構造を少なくとも一つ有していることを特徴
とする請求項1記載の有機薄膜。3、上記長鎖高分子が
、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、R_1、R_2は側鎖置換基を示している。 )で示されるポリジアセチレン誘導体であることを特徴
とする請求項1記載の有機薄膜。 4、上記ポリジアセチレン誘導体において、側鎖置換基
R_1、R_2が、下記の一般式▲数式、化学式、表等
があります▼ (ただし、h=2〜18、k=0又は1、 l=1〜18、m=0又は1、n=0〜18である。)
で示される構造であるポリジアセチレン誘導体から成る
ことを特徴とする請求項3記載の有機薄膜。 5、上記長鎖高分子が、一般式 (1)▲数式、化学式、表等があります▼ (2)▲数式、化学式、表等があります▼ (3)▲数式、化学式、表等があります▼ (4)▲数式、化学式、表等があります▼ (5)▲数式、化学式、表等があります▼ (6)▲数式、化学式、表等があります▼ (7)▲数式、化学式、表等があります▼ (8)▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、R_1、R_2、R_3、R_4は、それぞ
れ側鎖置換基を示している。)で示される(1)ポリピ
ロール誘導体、(2)ポリチエニレン誘導体、(3)ポ
リパラフェニレン誘導体およびその前駆体高分子、(4
)ポリパラフェニレンビニレン誘導体およびその前駆体
高分子、(5)ポリチエニレンビニレン誘導体およびそ
の前駆体高分子、(6)ポリシラン誘導体、(7)ポリ
ゲルマン誘導体、および(8)ポリアセチレン前駆体の
誘導体のうち少なくとも一種類から成ることを特徴とす
る請求項1記載の有機薄膜。 6、上記長鎖高分子から成る有機薄膜が、それ自体で、
またはドーピング処理をすることにより電気的に活性な
導電性または半導性を保持していることを特徴とする請
求項5記載の有機薄膜。 7、上記長鎖高分子の側鎖置換基R_1、R_2、R_
3、R_4の少なくとも一つ以上が、炭素数6以上のア
ルキル基、または水酸基、アミノ基、リン酸基、エーテ
ル、エステル、ペプチド、またはウレタン部分のいずれ
か一つ以上を含んだアルキル基のいずれかであることを
特徴とする請求項5記載の有機薄膜。 8、上記長鎖高分子が、上記ポリジアセチレン誘導体と
、上記ポリピロール誘導体、ポリチエニレン誘導体、ポ
リパラフェニレン誘導体およびその前駆体高分子、ポリ
パラフェニレンビニレン誘導体およびその前駆体高分子
、ポリシラン誘導体、ポリゲルマン誘導体、およびポリ
アセチレン前駆体の誘導体のうち少なくとも一種類から
成る長鎖高分子との混合物または共重合体から成ること
を特徴とする請求項1記載の有機薄膜。 9、有機物質を液面上に展開後、一方向または対向する
二方向から圧縮することにより、該有機物質が膜面内の
ある特定方向に配向した有機薄膜において、該有機薄膜
を複数層形成し、有機薄膜の各層を構成する有機物質が
各層内で少なくとも2種以上または各層間で異なること
を特徴とする有機薄膜。 10、上記有機物質が、上記長鎖高分子のいずれか一つ
と有機分子または染料の混合物から成ることを特徴とす
る請求項1または9記載の有機薄膜。 11、上記有機物質および上記有機分子が、電子供与性
または電子吸引性の化合物から成り、該有機薄膜が電気
的に活性な導電性または半導性を保持していることを特
徴とする請求項10記載の有機薄膜。 12、上記有機物質および上記有機分子が、ポルフィリ
ン誘導体またはフタロシアニン誘導体から成り、該有機
薄膜が電気的に活性な導電性、半導性または光電変換特
性を保持していることを特徴とする請求項10記載の有
機薄膜。 13、上記有機物質および上記有機分子が、2次または
3次の非線形光学特性を有する材料であることを特徴と
する請求項10記載の有機薄膜。 14、上記非線形光学特性を有する材料が、下記の一般
式 (1)▲数式、化学式、表等があります▼ (2)▲数式、化学式、表等があります▼ (3)▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、Dは電子供与性の置換基、Aは電子吸引性の
置換基を示し、nは1または2である。)で示される(
1)アセチレン誘導体、(2)エチレン誘導体、(3)
ジアゾベンゼン誘導体のいずれか一つまたは二つ以上の
混合物であることを特徴とする請求項13記載の有機薄
膜。 15、上記アセチレン誘導体、およびエチレン誘導体の
電子供与性の置換基Dとして、水酸基、アミノ基、メチ
ル基、またはメトキシ基のいずれか一つまたは二つ以上
を有していることを特徴とする請求項14記載の有機薄
膜。 16、上記アセチレン誘導体、およびエチレン誘導体の
電子吸引性の置換基Aとして、シアノ基、カルボキシル
基、ニトロ基、リン酸基、またはスルフォニル基のいず
れか一つ以上を有していることを特徴とする請求項14
記載の有機薄膜。 17、上記有機物質および上記有機分子が、ジアセチレ
ン誘導体であることを特徴とする請求項10記載の有機
薄膜。 18、上記ジアセチレン誘導体から成る有機薄膜に、紫
外線、γ線、または電子線を照射するか、または熱処理
することにより重合してポリジアセチレンを形成し、該
ポリジアセチレンの主鎖が下層薄膜の分子配列と同等で
あることを特徴とする請求項17記載の有機薄膜。 19、気液界面で有機物質から成る単分子膜を形成する
方法において、該有機物質を液面上に展開後、一方向ま
たは対向する二方向から圧縮することにより、該有機物
質が膜面内のある特定方向に配向した有機薄膜を気液界
面において形成した後、付着法または浸漬法により同体
基板上に移し取る工程を有することを特徴とする有機薄
膜の作製方法。 20、液面上で有機薄膜を形成中に、直線偏光を用いた
反射または吸収スペクトルの測定により、配向の方向と
その完全性の程度をモニターすることにより膜面内の配
向方向を規定して、固体基板上に移し取ることを特徴と
する請求項19記載の有機薄膜の作製方法。21、上記
工程を少なくとも二回以上繰り返すことにより多層構造
を形成し、かつ各層ごとにその配向方向を規定して作製
することを特徴とする請求項19または20記載の有機
薄膜の作製方法。 22、上記有機薄膜の作製方法で形成された有機薄膜上
に、上記有機物質と同じか又は異なる有機物質を積層し
、該有機物質を特定の方向に配向せしめることを特徴と
する請求項19〜21のいずれかに記載の有機薄膜の作
製方法。 23、上記有機物質の積層を、真空蒸着法、分子線蒸着
法、クラスターイオンビーム法、イオンビーム蒸着法、
イオンプレーティング法、光CVD法、またはプラズマ
CVD法のうち少なくとも一つ以上の方法で行なうこと
を特徴とする請求項22記載の有機薄膜の作製方法。 24、上記有機物質と同じか又は異なる有機物質の積層
を有機溶媒又は無機溶媒に溶かした溶液を調製し、該溶
液を用いたディップ法、スプレー法、スピンコート法、
キャスト法、または電着法のうち少なくとも一つ以上の
方法で行なうことを特徴とする請求項22記載の有機薄
膜の作製方法。 25、上記有機物質の積層後に、上記有機薄膜を構成し
ている有機物質の融解温度未満の温度条件で加熱処理す
ることを特徴とする請求項22〜24のいずれかに記載
の有機薄膜の作製方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24628989A JPH03109431A (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 有機薄膜およびその作製方法 |
| EP19900117959 EP0418833A3 (en) | 1989-09-20 | 1990-09-18 | Organic thin film and liquid crystal display devices with the same |
| US07/584,971 US5357357A (en) | 1989-09-20 | 1990-09-19 | Liquid crystal display devices with organic thin film formed by compressing molecules on liquid surface and transferring to substrate by horizontal lifting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24628989A JPH03109431A (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 有機薄膜およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03109431A true JPH03109431A (ja) | 1991-05-09 |
Family
ID=17146333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24628989A Pending JPH03109431A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-25 | 有機薄膜およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03109431A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003505720A (ja) * | 1999-07-20 | 2003-02-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 導電性の透明な材料を含有する層、該層の製造方法およびその使用 |
-
1989
- 1989-09-25 JP JP24628989A patent/JPH03109431A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003505720A (ja) * | 1999-07-20 | 2003-02-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 導電性の透明な材料を含有する層、該層の製造方法およびその使用 |
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