JPH11971A - 配向分子薄膜 - Google Patents
配向分子薄膜Info
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- JPH11971A JPH11971A JP15660197A JP15660197A JPH11971A JP H11971 A JPH11971 A JP H11971A JP 15660197 A JP15660197 A JP 15660197A JP 15660197 A JP15660197 A JP 15660197A JP H11971 A JPH11971 A JP H11971A
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Abstract
方性を有する高度に配向した特定の分子の配向分子薄膜
を提供する。 【解決手段】〔1〕例えば下記表1に示されるような構
造の線状の共役系分子の配向した薄膜がフッ素樹脂配向
膜上に堆積してなり、該薄膜の厚みが10nm以上50
00nm以下であり、該薄膜が300nm〜400nm
に光吸収極大を有し、かつ該吸収極大波長における二色
性比が5以上である配向分子薄膜。 【表1】 〔2〕例えば前記の表1に示されるような構造の線状の
共役系分子の配向した薄膜がフッ素樹脂配向膜上に堆積
してなり、該薄膜の厚みが10nm以上5000nm以
下であり、該薄膜が分子軸に平行な方向に伸縮する振動
による赤外光吸収を少なくとも一つ有し、かつ該吸収波
数における二色性比が15以上である配向分子薄膜。
Description
で有用な配向分子薄膜に関する。
ン、等の線状の共役系分子はその形状に起因する強い異
方性が期待される。特にこれら分子から異方性の高い薄
膜を形成すれば、光学材料や電子材料の分野で多くの用
途が期待される。
の分野において多くの用途を有するので期待されてい
る。一般に要求される光学的または電気的な異方性の種
類によって、配向させるべき分子の種類および必要な配
向の程度は異なる。しかし一般にいかなる場合でも高い
配向が好ましい傾向がある。薄膜での光学的または電気
的な異方性、例えば屈折率異方性、二色性、移動度等
は、薄膜を構成する分子の配向に著しく大きな影響を受
けるためである。したがって、異方性の種類によってそ
れぞれ配向させることが必要とされる分子それぞれにつ
いてもその高度に配向した薄膜を使用することが望まれ
る。ところが、一般にこのような高度に配向した共役系
分子の配向分子薄膜を得ることは難しかった。
リテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと記すこと
がある。)を加熱しながら圧力をかけてガラス基板にこ
すりつけることにより、配向したPTFE薄膜が得られ
ることを示した。これをフッ素樹脂配向膜とすることに
より、アルカン類、液晶分子、ポリマー、オリゴマー、
無機塩などを配向させることができることが報告されて
いる〔ネイチャー(NATURE)第352巻、414
頁(1991年)〕。この技術により可視光領域での二
色性の高い偏光膜等を作製して、液晶表示装置に利用
し、その表示性能を高めることができる。たとえばアン
ドレアータらは、二色性色素の高度に配向した薄膜を作
製し、液晶表示装置の偏光素子として有用であることを
示した(国際特許出願 WO96/07941号明細書)。また、
この技術により、有機半導体を配向させて特定の方向に
キャリアの移動度が大きい薄膜を作製して、トランジス
タ等の電子素子に応用することもできる。たとえば脇田
らは、チオフェンオリゴマーの配向した薄膜を利用して
電子素子を作製した(特開平7−206599号明細
書)。
色性の極めて高い薄膜は、まだ知られておらず、また配
向したPTFE薄膜上でこれらの異方性の高い共役系分
子の薄膜を得ることも知られていなかった。
的異方性を有する高度に配向した特定の分子の配向分子
薄膜を提供することにある。より詳しくは、近紫外光ま
たは赤外光の二色性の高い配向分子薄膜を提供すること
にある。
題を解決するために鋭意検討した結果、特定の共役系分
子をフッ素樹脂配向膜上に堆積すると、高度に配向した
配向分子薄膜が得られ、しかも、共役系分子の種類を選
択することにより目的の異方性が得られることを見出
し、本発明に到達したものである。
で表される構造の線状の共役系分子の配向した薄膜がフ
ッ素樹脂配向膜上に堆積してなり、該薄膜の厚みが10
nm以上5000nm以下であり、該薄膜が300nm
〜400nmに光吸収極大を有し、かつ該吸収極大波長
における二色性比が5以上である配向分子薄膜に係るも
のである。
ばれる基である。
はパーフルオロアルキル基である。Yは、以下の基を互
いに独立に少なくとも2つ結合して得られる共役系の基
である。
れる構造の線状の共役系分子の配向した薄膜がフッ素樹
脂配向膜上に堆積してなり、該薄膜の厚みが10nm以
上5000nm以下であり、該薄膜が分子軸に平行な方
向に伸縮する振動による赤外光吸収を少なくとも一つ有
し、かつ該吸収波数における二色性比が15以上である
配向分子薄膜に係るものである。さらに、本発明は、
〔3〕一般式(1)で表される構造の線状の共役系分子
が一般式(2)で表わされるものである〔1〕記載の配
向分子薄膜に係るものである。
ばれる基である。
り、kは、3〜8の整数である。)) さらに、本発明は、〔4〕一般式(1)で表される構造
の線状の共役系分子が一般式(3)で表されるものであ
り、該薄膜が分子軸に平行な方向に伸縮する振動が分子
軸に平行な方向に伸縮するフェニレン基の振動である
〔2〕記載の配向分子薄膜に係るものである。
ばれる基である。
り、mは、1〜12の整数である。nは、0または1で
あり、mが1のときnは、1である。))
する。本発明の配向分子薄膜〔1〕は、前記一般式
(1)で表される構造の線状の共役系分子の配向した薄
膜がフッ素樹脂配向膜上に堆積してなるものであり、該
薄膜の厚みが10nm以上5000nm以下である。該
配向分子薄膜の最適膜厚は、一般にピンホールがなく、
均一な薄膜を形成するという観点からは厚い方が良く、
高配向度とするためには薄くすることが有利である。よ
って膜厚は、好ましくは50nm以上1000nm以下
である。
該薄膜が光吸収スペクトルにおいて300nm〜400
nmに光吸収極大を有し、かつ該吸収極大波長における
二色性比が5以上であることを特徴とする。本発明にお
ける二色性比とは、特定の波長において、配向分子薄膜
の膜面に垂直に直線偏光を入射し、その偏光方向(電場
の振動方向)が配向分子薄膜の配向方向に垂直な方向の
場合の偏光の吸光度(A1)と、その偏光方向(電場の
振動方向)が配向分子薄膜の配向方向に平行な場合の偏
光の吸光度(A2)を測定し、次の式により求めたもの
であり、特に吸収ピーク波長での値を用いる。該配向分
子薄膜の配向方向とは、偏光方向を膜面内で変化させた
ときに、吸光度が最大となる方向とする。該吸光度の値
としては、基材による吸収を差し引いて、配向分子薄膜
そのものの吸収を用いる。
X1およびX2は、アルキル基またはアルコキシ基が好ま
しく、炭素数3〜8のアルキル基またはアルコキシ基が
特に好ましい。Yは、フェニレン基、チオフェン基、ア
セチレン基から構成されることが好ましい。該一般式
(1)で表される構造の共役系分子として、具体的に
は、前記一般式(2)で表される構造の共役系分子を使
用することが好ましい。該一般式(2)においては、X
1およびX2は、アルキル基またはアルコキシ基が好まし
く、炭素数3〜8のアルキル基またはアルコキシ基が特
に好ましい。このような構造として具体的には、表1に
記載した化合物を挙げることができ、この中では番号
(e)の化合物が好ましい。
前記一般式(1)で表される構造の線状の共役系分子の
配向した薄膜がフッ素樹脂配向膜上に堆積してなるもの
であり、該薄膜の厚みが10nm以上5000nm以下
である。該配向分子薄膜の最適膜厚は、一般にピンホー
ルがなく、均一な薄膜を形成するという観点からは厚い
方が良く、高配向度とするためには薄くすることが有利
である。よって膜厚は、好ましくは10nm以上500
0nm以下、さらに好ましくは50nm以上1000n
m以下である。
該薄膜が分子軸に平行な方向に伸縮する振動による赤外
光吸収を少なくとも一つ有し、かつ該吸収波数における
二色性比が15以上であることを特徴とする。該二色性
比は、20以上であることが好ましい。また、分子軸に
平行な方向に伸縮する振動による赤外光吸収としては、
フェニレン基の伸縮振動を挙げることができる。該一般
式(1)において、X1およびX2は、アルキル基または
アルコキシ基が好ましく、炭素数3〜8のアルキル基ま
たはアルコキシ基が特に好ましい。Yは、フェニレン
基、チオフェン基、アセチレン基から構成されることが
好ましい。該一般式(1)で表される構造の共役系分子
として、前記一般式(3)で表される構造の共役系分子
を使用することが好ましい。該一般式(3)において
は、X1およびX2は、アルキル基またはアルコキシ基が
好ましく、炭素数3〜8のアルキル基またはアルコキシ
基が特に好ましい。このような構造として、具体的に
は、前記の表1に記載した化合物を挙げることができる
が、この中では番号(a)、(b)、(c)の化合物が
好ましい。
役系分子の種類により異なる。通常90〜100%の範
囲が使用できるが、好ましくは95〜100%の範囲
が、さらに好ましくは98〜100%の範囲が、特に好
ましくは99〜100%の範囲が使用される。
向した薄膜がフッ素樹脂配向膜の上に堆積してなること
を特徴とする。堆積する方法としては、気相からの蒸
着、溶融物の塗布、溶液の塗布等が挙げられるが、均一
な薄膜を形成できる点で、気相からの蒸着が好ましい。
できるが、たとえば米国特許第5180470号明細書
記載の方法を用いることにより高配向の膜が得られる。
具体的には、加熱下において基板にフッ素系樹脂の塊を
圧力をかけてこすりつけることにより作成できる。ま
た、フッ素樹脂の薄膜やフィルムの表面を摩擦する方法
も好適に使用できる。該各種の方法のなかでもPTFE
を気相から基材上に蒸着したのち表面を摩擦する方法が
好ましい。該基材は、平滑な材料を使用することができ
るが、目的およびフッ素樹脂配向膜の作製方法により適
宜選択して使用する。このような選択に際して考慮され
る基材として、ガラス、高分子フィルム、フッ化カルシ
ウム、フッ化ストロントウム、サファイア等を挙げるこ
とができる。
は、たとえば共役系分子を分解温度以下で加熱すること
により昇華させてフッ素樹脂配向膜を設けた基材上に堆
積させることで行われる。よって、共役系分子は蒸発に
必要な加熱により分解しないで昇華するものが用いられ
るが、蒸発源の温度を共役系分子の分解温度以下とする
ことが好ましい。具体的な温度は、共役系分子の構造に
より異なるが。共役系分子の一般的な特徴から400℃
以下が好ましく、300℃以下がさらに好ましい。基材
の温度は一般に共役系分子の融点以下が使用されるが、
―10℃以上200℃以下または共役系分子の融点以下
が好ましく、0℃以上150℃以下または共役系分子の
融点以下がさらに好ましく、0℃以上100℃以下また
は共役系分子の融点以下が特に好ましい。
ことができるが、共役系分子の加熱温度を下げるため
に、また蒸発源と基板の距離を確保する意味でできるだ
け真空の状態に排気することが好ましい。具体的には1
0-5torr以下が好ましい。
らによって限定されるものではない。 実施例1 <フッ素樹脂配向膜の形成>PTFE(分子量5000
〜20000)をガラス基板上に約50nmの厚みで蒸
着した。このPTFE薄膜の表面をセーム革(5mm×
20mm)で一方向に摩擦し、20mm×60mmのP
TFE配向膜を得た。このとき、セーム革は5kg重の
圧力で基板に押しつけ、5mm/秒の速度でセーム革の
長辺に垂直な方向に移動させて摩擦を行った。 <配向分子薄膜の形成>PTFE樹脂配向膜上に、表1
記載の番号(e)の化合物を蒸着する。蒸着の際の真空
度は、10-5Torr以下であった。蒸着膜の膜厚は約
0.1μmであった。 <二色性比の評価>近紫外領域の偏光吸収スペクトルを
測定すると、374nmに吸収ピークがあり、吸収ピー
クでの二色性比は7であった。
ルシウム板上に得たPTFE樹脂配向膜上に、表1記載
の(a)を蒸着する。蒸着の際の真空度は、10-5To
rr以下であった。蒸着膜の膜厚は約1μmであった。 <二色性比の評価>赤外領域の偏光吸収スペクトルを測
定すると、1520cm-1に吸収ピークがあり、吸収ピ
ークでの二色性比は23であった。
ルシウム板上に得たPTFE樹脂配向膜上に、表1記載
の番号(b)の化合物を蒸着した。蒸着の際の真空度
は、10-5Torr以下である。蒸着膜の膜厚は約1.
5μmであった。 <二色性比の評価>赤外領域の偏光吸収スペクトルを測
定すると、1520cm-1に吸収ピークがあり、吸収ピ
ークでの二色性比は36であった。
ルシウム板上に得たPTFE樹脂配向膜上に、表1記載
の(c)を蒸着した。蒸着の際の真空度は、10-5To
rr以下である。蒸着膜の膜厚は約1.5μmであっ
た。 <二色性比の評価>赤外領域の偏光吸収スペクトルを測
定すると、1520cm-1に吸収ピークがあり、吸収ピ
ークでの二色性比は41であった。
し、この配向分子薄膜を用いた薄膜光学素子は、極薄軽
量であり、かつ性能が高く、近紫外光または赤外光の偏
光膜等に利用できるので、工業的利用価値が高い。
Claims (4)
- 【請求項1】一般式(1)で表される構造の線状の共役
系分子の配向した薄膜がフッ素樹脂配向膜上に堆積して
なり、該薄膜の厚みが10nm以上5000nm以下で
あり、該薄膜が300nm〜400nmに光吸収極大を
有し、かつ該吸収極大波長における二色性比が5以上で
あることを特徴とする配向分子薄膜。 【化1】 (式中、X1、X2は、それぞれ独立に以下の構造から選
ばれる基である。 【化2】 (ここで、Rは、炭素数3〜12の直鎖アルキル基また
はパーフルオロアルキル基である。Yは、以下の基を互
いに独立に少なくとも2つ結合して得られる共役系の基
である。 【化3】 )) - 【請求項2】前記一般式(1)で表される構造の線状の
共役系分子の配向した薄膜がフッ素樹脂配向膜上に堆積
してなり、該薄膜の厚みが10nm以上5000nm以
下であり、該薄膜が分子軸に平行な方向に伸縮する振動
による赤外光吸収を少なくとも一つ有し、かつ該吸収波
数における二色性比が15以上であることを特徴とする
配向分子薄膜。 - 【請求項3】一般式(1)で表される構造の線状の共役
系分子が一般式(2)で表わされるものであることを特
徴とする請求項1記載の配向分子薄膜。 【化4】 (式中、X1、X2は、それぞれ独立に以下の構造から選
ばれる基である。 【化5】 (ここで、Rは、炭素数3〜12の直鎖アルキル基であ
り、kは、3〜8の整数である。)) - 【請求項4】一般式(1)で表される構造の線状の共役
系分子が一般式(3)で表されるものであり、該薄膜が
分子軸に平行な方向に伸縮する振動が分子軸に平行な方
向に伸縮するフェニレン基の振動であることを特徴とす
る請求項2記載の配向分子薄膜。 【化6】 (式中、X1、X2は、それぞれ独立に以下の構造から選
ばれる基である。 【化7】 (ここで、Rは、炭素数3〜12の直鎖アルキル基であ
り、mは、1〜12の整数である。nは、0または1で
あり、mが1のときはnは、1である。))
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15660197A JP3992203B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 配向分子薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15660197A JP3992203B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 配向分子薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11971A true JPH11971A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3992203B2 JP3992203B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=15631317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15660197A Expired - Lifetime JP3992203B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 配向分子薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3992203B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002029898A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層超構造およびそれを利用した電気光学デバイス |
| KR100720427B1 (ko) | 2003-01-28 | 2007-05-22 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정층의 두께 공차가 큰 능동구동형 액정표시소자 및이를 이용한 액정투영기 |
| JP2009117619A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機薄膜トランジスタの製造方法及び有機薄膜トランジスタ |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP15660197A patent/JP3992203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002029898A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層超構造およびそれを利用した電気光学デバイス |
| KR100720427B1 (ko) | 2003-01-28 | 2007-05-22 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정층의 두께 공차가 큰 능동구동형 액정표시소자 및이를 이용한 액정투영기 |
| JP2009117619A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機薄膜トランジスタの製造方法及び有機薄膜トランジスタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3992203B2 (ja) | 2007-10-17 |
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