JPH0499609A - 高分子薄膜形成方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、例えばピコ秒、フェムト秒もしくはこれよ
り短い時間巾を有するパルス光の入射に対して応答性を
示し、入射光とは異なる光の放出を伴う高分子薄膜の形
成方法の改良に関する６（従来の技術） 種々の光機能を有する無機及び有機化合物を、高分子化
合物中に固溶して薄膜化する方法は。

種々の光機能を有する高分子薄膜の製造方法として、従
来より広く用いられてきた方法である。

この方法は、第３図に示すように溶媒高分子化合物７及
び溶質化合物８の双方を、一種類もしくは二種類以上の
有機もしくは無機溶剤９に溶解し均一に分散させた後、
これをガラスもしくは他の先学的に透明な基板ｌＯ上に
滴下し、溶剤のみを蒸発させて溶質化合物１を高分子化
合物２に保持させて薄膜を形成するものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、第３図に示す方法では溶剤を用いるため、薄
膜試料を乾燥等により脱溶剤させるようにしているが、
このような操作を行なっても試料内に溶剤が残留したり
、或いは溶剤を除去した後に気泡が生成し、試料の白濁
化現象を生ずる。また、この白濁化現象を避けるために
、乾燥速度を遍くする等の試みがなされているが、これ
でも試科内に数ミクロン程度の気泡もしくは空孔が生成
したり、試料内に溶剤が残留したりして、これが試料の
光学的性質を著しく低下させているのが現状である。

更に、光パルスは１フ工ムト秒の間に３００ナノメート
ルしか伝播せず、フェムト秒程度の巾を持つパルス光の
伝播に際しては、マイクロメートル程度の光路調整及び
試料の均一性が要求され、したがって薄膜試料内の不均
一性はパルス時間巾の伝播距離以下に抑える必要が生ず
る。

そこで、この発明の第１の目的は上記薄膜試料中に存在
する空孔等の不均質部分の大きさ、試料表面の凹凸をマ
イクロメートル以下にすることにより、フェムト秒程度
の巾を持つパルス光の伝播に対して良質の媒体となる高
分子薄膜の形成法を提供することにある。

一方、上述のようにして成形された薄膜試料の機械的強
度を増加させる目的で膜面内の一方向に引張応力を加え
ることにより、保持材料である高分子化合物そのもの、
或いは固溶された有機化合物の配列を制御する方法が薄
膜延伸法として広く知られているが、この方法には以下
のような欠点がある。

即ち、上述のように高分子化合物に保持される有機化合
物は一分子については多種多様の性質を示すことが知ら
れているが、上述のような薄膜試料に引張応力を加える
場合、有機化合物の配向性は保持材料である高分子化合
物そのもの、或いは化合物自身の物性により大きな制限
を受け、引張応力を加えてもこれに応じて延伸配向可能
な有機化合物分子は限られている。

＋＝ そこで、薄膜延伸法によって機械的もしくは光−あり、
このため一般に結晶もしくは薄膜全体としての性質は有
機化合物−分子あたりで示す量よりも小さくなることが
知られている。

そこで、この発明の第２の目的は有機化合物の一分子が
持つ性質を薄膜全体にわたる性質として引出し、フェム
ト秒程度の巾を持つパルス光の伝播に対して良質の媒体
となる高分子薄膜の成形法を提供することにある。

ｃ問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するため、この発明では種々の光機
能を有する溶質化合物を溶媒高分子化合物中に均一に分
散させてＮ４膜化する高分子薄膜形成方法において、基
板上に上記溶質化合物を、上記溶媒高分子化合物中に均
一に分数させてなる薄膜を形成した後、該薄膜を熱間圧
延処理する方法を提供するものである。

更に、この発明においては上記熱間圧延工程において薄
膜に一方向のすり応力を加えながら熱間圧延を行なう方
法を提供するものである。

ここで、溶媒高分子化合物としてはポリメチルメタアク
リレ−１−（ＰＭＭＡ）等を使用することができる。

また、溶質化合物としては種々の光機能を有する有機乃
至無機化合物を使用することができ、具体的には有機化
合物としては２−メチル−４−二トロアニリン（ＭＮＡ
）等を使用することができ、また基板上に薄膜を形成す
る方法としては、従来の方法を採用することができる。

例えば、第３図に示すように溶質化合物と溶媒高分子化
合物を瀉剤中に加え、得られた濡液を基板上に滴下し、
更に高速回転された円盤に基板を載架して瀉剤を遠心分
離し、更に静置して室温下で予備乾燥を行ない、また残
留する溶剤は加熱真空処理等により除去して基板上に薄
膜を形成することができる。

このうち、高速回転された円盤に載架された基板により
薄膜形成を行なう手順を省略して、静置した基板上で薄
膜形成を行なうようにしてもよく、このように上記従来
法の手順の省略、順序の入れ換え等により薄膜を形成す
るようにしてもよい。

また、溶質化合物と溶媒高分子化合物を一定割合で混合
し、充分に粉砕、混合を行ない、これを基板間に挟んで
薄膜を形成するようにしてもよい。

一方、薄膜の熱間圧延処理は例えば１５０℃程度に加熱
して薄膜試料に５０ｋｇ／平方ｃｍの静水圧をｌＯ分間
程度加えて行なわれる。

なお、これらの熱間圧延処理は真空熱間圧延処理の使用
が好適である。

（作用） 以上のように、この発明によれば従来法により得られた
薄膜を熱間圧延処理することにより、薄膜内の空孔等を
除去でき、更に薄膜表面を平滑にすることができる。

したがって、この発明によれば薄膜中に存在する不均質
部分の大きさ、薄膜表面の凹凸をマイクロメートル以下
にすることによりピコ秒、フェムト秒もしくはこれより
短い時間巾を有するパルス光の入射に対して応答性を示
し、入射光とは異なる光の放出を伴う材料を提供するこ
とができる。

また、この発明によれば種々の高分子薄膜中に溶質化合
物を均一に分散させることができるため、紫外、可視、
赤外光領域で光学的に透明で散乱損失の少ない材料を提
供することができる。

更に、この発明によれば熱間圧延処理工程中に薄膜に一
方向のすり応力を加えることにより、高分子薄膜中に分
散された有機化合物の分子配向が促進され、したがって
有機化合物の一分子が持つ性質を薄膜全体にわたる性質
として引出すことができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を示すが、この実施例で説明し
た溶質有機化合物、溶媒高分子化合物の組み合せ、混合
の割合、形成温度等は説明のための一例であり、この発
明の適用範囲を制限するものではない。

実施例　ｌ 溶質化合物と溶媒高分子化合物を溶剤中に加え、得られ
た溶液をガラス基板上に滴下し、更にこのガラス基板を
高速回転された円盤に載架して薄膜試料を形成する。

形成された薄膜試料は室温下で３日間静置により予備乾
燥を行ない、更に真空下において１００℃で２時間処理
され、試料中の残留溶剤の除去を行なった。この乾燥過
程で生じた試料中の空孔は、上記と同質のもう一枚の基
板で挟み、第１図に示される真空熱間圧延装置により処
理される。

真空熱間圧延装置は図示するように、内部に真空容器１
が設けられ、この真空容器１は上下に設けられた加熱装
置２．２で加熱されるとともに。

断熱材３．３を介して上下より油圧プレス本体４で加圧
されることができるように構成される。更に、真空容器
１には真空排気装置５にバルブを介して接続される。

薄膜試料６は図示するように真空容器ｌ内に装填され、
室温下で３０分間真空排気後、５０℃／分の割合で加熱
され、１００℃に達したところで真空排気を停止し真空
状態を保持して更に加熱し、１５０℃に達したところで
５０ｋｇ／平方ｃ１１１の静水圧を加え、この状態で１
０分間保持した後、　１００℃／時間の割合で冷却した
。

この処理により試料中の空孔は除去され、試料中に存在
する不均質部分の大きさ及び試料表面の凹凸はマイクロ
メートル以下に制御された。

形成された薄膜試料は、厚さ１５０μｍ程度の２枚のガ
ラス基板に挟まれており、試料の厚さは約３０μｍであ
った。

実施例２ 通常の化学的手法により充分に精製されたＭＮＡ及びＰ
ＭＭＡを、ＭＮＡ／１５２ｍｇ　、ＰＭＭＡ／１００ｍ
ｇの割合で混合し、乳ばちにより充分に粉砕し、混合を
行い、厚さ１５０ＬＬｍ程度の２枚のガラス基板の間に
挟んで、真空熱間圧延装置に装填し、実施例１と同様の
処理を行い、薄膜試料を形成した。形成された薄膜試料
の厚さは約３０ＬＬｍであった。

実施例３ 実施例１及び２で作成された薄膜試料をＣＰＭレーザー
の共振器内に、互いに共焦点をなすように設置された２
枚の凹面鏡の共焦点に設置した。

共焦点におけ−るレーザー光束の直径は約ｌＯμｍであ
る。発振されたレーザー共振器から出力された光パルス
の時間巾をＳＨＧ自己相関器により測定すると、第２図
ｆａｌ　に示される５０フ工ムト秒の時間巾を持つ光パ
ルスが得られ、第２図ｆｂｌ　に示される薄膜試料を設
置しない場合の光パルス巾である７３フ工ムト秒に比べ
、得られた光パルスの時間巾は短かくなっていることが
観測され、この発明により形成された薄膜試料が優れた
フェムト秒光パルス応答性を示すことが判明した。

（発明の効果） 以上要するに、この発明によればフェムト秒程度の巾を
持つパルス光の伝播に対して、良質の媒体を提供するこ
とができる。

また、この発明によれば有機化合物の分子配向ができる
ので、有機化合物の一分子が持つ性質を薄膜全体にわた
る性質として引出すことができる。

更に、この発明による薄膜形成方法は有機系の化合物を
ｆ！密形成するのに適しており、特に入射する光の波長
程度まで均質であることが要求される先学用の媒質の形
成に最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例に使用する真空熱間圧延装
置の概略図、第２図ｆａｌはこの発明により形成された
薄膜試料を、ＣＰＭレーザ共振器に設置した時に得られ
た５０フ工ムト秒の時間巾を持つ光パルス、第２図ｆｂ
ｌ　は薄膜試料を設置しない場合の７３フ工ムト秒光パ
ル又、第３図は溶剤を用いる従来の高分子化合物の薄膜
形成方法の説明図。 図中１は真空容器、２は加熱装置、３は断熱材、４は油
圧プレス本体、５は真空排気装置。 第１図 第２図 ＴｉｍｅＤｐｌａｙ　（ｆｓｅｃ） 手続補正書（昼） 平成３年１０月３Ｑ日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）種々の光機能を有する溶質化合物を、溶媒高分子
   化合物の中に均一に分散させて薄膜化する高分子薄膜形
   成方法において、 基板状に上記溶質化合物を、上記溶媒高分子化合物中に
   均一に分散させてなる薄膜を形成した後、該薄膜を熱間
   圧延処理することを特徴とする高分子薄膜形成方法。
2. （２）一方向のずり応力を加えながら熱間圧延処理を行
   なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高分
   子薄膜形成方法。