发明名称 化学吸附膜及其制造方法、及该制造方法所用之化学吸附液
摘要 提供一种化学吸附膜,系在基板表面所形成之被膜,用以构成前述被膜的分子具有所望的倾斜且朝特定的方向定向,并藉由一端以结合固在前述基板表面。又,在形成化学吸附膜时,系将兴化变吸附剂同系的交联剂添加入化学吸附腋中以令吸附分子交联,如此以提供耐摩耗性优异的被膜。将作为化学吸附剂之例如CF3(CF2)7(CH2)2SiCl35wt%、作为交联剂之例如六氯二矽氧烷3wt%、非水系溶剂之环己烷(bp.80℃)92wt%混合以作成化学吸附液,在乾燥气氛中涂布于铝基材11,藉由蒸发除去溶剂,以在分子互相纠缠的状态下交联,并与基材表面进行共价结合而形成高分子状的被膜12。
申请公布号 TW470861 申请公布日期 2002.01.01
申请号 TW086111898 申请日期 1997.08.20
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 小川一文
分类号 G02F1/1337 主分类号 G02F1/1337
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种化学吸附膜,系形成于基板表面之被膜,用以构成前述被膜的分子,系具有所望的倾斜且朝特定的方向配向,并藉由一端以结合固定在基板表面,其含有碳链或矽氧烷结合链;且前述被膜为单分子膜状或高分子膜状。2.如申请专利范围第1项之化学吸附膜,其中,碳链的部分碳系具有旋光性。3.如申请专利范围第1项之化学吸附膜,其中,用以构成被膜的分子之末端系含有Si。4.一种化学吸附膜之制造方法,系具备:结合固定步骤,令基板接触化学吸附液,以使得前述吸附液中之界面活性剂分子与基板表面进行化学反应,而将前述界面活性剂分子的一端结合固定在基板表面;及配向步骤,经有机溶剂洗净后,使用介由偏光板以朝所望的方向偏光之光实施曝光,以使得前述界面活性剂分子之方向朝向特定的方向配向;作为界面活性剂,系使用含择自由直链状烃基、矽氧烷结合链与氯甲矽烷基、烷氧基矽烷基、异氰酸矽烷基所构成群中之至少一活性基之矽烷系界面活性剂;作为洗净用有机溶剂,系使用不含水之非水系有机溶剂;作为曝光所用之光,系择自由波长436nm、405nm、365nm、254nm及248nm所构成群中之至少一光线。5.如申请专利范围第4项之化学吸附膜之制造方法,其中,作为含择自由直链状烃基、矽氧烷结合链与氯甲矽烷基、烷氧基矽烷基、异氰酸矽烷基所构成群中之至少一活性基之矽烷系界面活性剂,系将复数种分子长度不同的矽烷系界面活性剂混合使用之。6.如申请专利范围第5项之化学吸附膜之制造方法,其中,烃基之部分碳,系具旋光性者。7.如申请专利范围第5项之化学吸附膜之制造方法,其中,烃基的末端系含有择自由卤素原子或甲基(-CH3)、苯基(-C6H5)、氰基(-CN)、或三氟化碳基(-CF3)所构成群中之至少一基。8.如申请专利范围第4项之化学吸附膜之制造方法,其中,作为非水系之有机溶剂,系使用择自含烷基、氟化碳基、氯化碳基、或矽氧烷基之溶剂所构成群中之至少一溶剂。9.一种单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,系具备:结合固定步骤,令基板接触化学吸附液,以使得前述吸附液中之界面活性剂分子与基板表面进行化学反应,而将前述界面活性剂分子的一端结合固定在基板表面;及配向步骤,经有机溶剂洗净后,将基板朝所望的方向立起并进行液体之切割,以使得前述界面活性剂分子之方向在具有所望倾斜的状态下朝向特定的方向配向;作为界面活性剂,系使用含择自由直链状烃基、矽氧烷结合链与氯甲矽烷基、烷氧基矽烷基、异氰酸矽烷基所构成群中之至少一活性基之矽烷系界面活性剂。10.如申请专利范围第9项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,在液体切割步骤后,再进行使用介由偏光板以朝所望的方向偏光之光实施曝光之曝光步骤。11.如申请专利范围第9项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,作为含择自由直链状烃基、矽氧烷结合链与氯甲矽烷基、烷氧基矽烷基、异氰酸矽烷基所构成群中之至少一活性基之矽烷系界面活性剂,系将复数种分子长度不同的矽烷系界面活性剂混合使用之。12.如申请专利范围第11项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,烃基之部分碳,系具旋光性者。13.如申请专利范围第11项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,烃基的末端系含有择自由卤素原子或甲基(-CH3)、苯基(-C6H5)、氰基(-CN)、或三氟化碳基(-CF3)所构成群中之至少一基。14.如申请专利范围第10项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,作为曝光所用之光,系择自由波长436nm、405nm、365nm、254nm及248nm所构成群中之至少一光线。15.如申请专利范围第9项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,作为界面活性剂,系使用含直链状烃基、矽氧烷结合链与氯甲矽烷基、或异氰酸矽烷基之矽烷系界面活性剂;洗净用有机溶剂系使用不含水之非水系有机溶剂。16.如申请专利范围第15项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,作为非水系之有机溶剂,系使用择自含烷基、氟化碳基、氯化碳基、或矽氧烷基之溶剂所构成群中之至少一溶剂。17.一种化学吸附膜,系将用以构成化学吸附膜之分子藉由共价结合而固定于基材表面;前述化学吸附膜,系藉由聚卤矽烷或聚烷氧矽烷的残基之复数个矽氧烷结合而无规地进行交联而成之高分子状被膜。18.一种化学吸附膜,系将用以构成化学吸附膜之分子藉由共价结合而固定于基材表面;前述化学吸附膜,系藉由聚卤矽烷或聚烷氧矽烷的残基之复数个矽氧烷结合而无规地进行交联而成之单分子膜状被膜。19.一种高分子状的化学吸附膜之制造方法,系具备:反应步骤1,对于表面含活性氢之基材,令其接触将具有氯甲矽烷基与直链状碳链氯矽烷系吸附剂、含复数个氯甲矽烷基之氯矽烷系交联剂、及非水系有机溶剂(几乎不含水的溶剂)混合所作成之氯矽烷系化学吸附液,以使得前述基材表面与前述各个分子反应;及反应步骤2,令前述溶剂蒸发后,令基材上未反应的各物质与水反应;以藉由矽氧烷结合而形成交联之高分子状的化学吸附膜;氯矽烷系吸附剂的碳链之至少一部分系使用经氟化碳基(-CF2-)取代之物质;作为氯矽烷系交联剂,系使用择自由SiCl4.SiHCl3.SiH2Cl2.或Cl-(SiCl2O)n-SiCl3(其中n为整数)所构成群中之至少之一者。20.如申请专利范围第19项之高分子状的化学吸附膜之制造方法,其中,吸附液所用之非水系有机溶剂的沸点系50-100℃。21.一种单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,系具备:反应步骤1,对于表面含活性氢之基材,令其接触将具有氯甲矽烷基与直链状碳链氯矽烷系吸附剂、含复数个氯甲矽烷基之氯矽烷系交联剂、及非水系有机溶剂(几乎不含水的溶剂)混合所作成之氯矽烷系化学吸附液,以使得前述基材表面与前述各个分子反应;洗净步骤,使用非水系有机溶剂,以将残留于前述基材上之未与基材反应的前述物质洗净除去;及反应步骤2,令前述溶剂蒸发后,令基材上未反应的各物质与水反应;以藉由矽氧烷结合而形成交联之单分子膜状的化学吸附膜;氯矽烷系吸附剂的碳链之至少一部分系使用经氟化碳基(-CF2-)取代之物质;作为氯矽烷系交联剂,系使用择自由SiCl4.SiHCl3.SiH2Cl2.或Cl-(SiCl2O)n-SiCl3(其中n为整数)所构成群中之至少之一者。22.如申请专利范围第21项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,吸附液所用之非水系有机溶剂的沸点系100-250℃。23.如申请专利范围第19或第21项之化学吸附膜之制造方法,其中,氯矽烷系吸附剂,系使用CF3-(CF2)n-(R)m-SiXpCl3-p(n为0或整数,R为烷基、乙烯基、乙炔基、芳基、矽、或含氧原子之取代基,m为0或1,X为氢、烷基、烷氧基、含氟烷基、或含氟烷氧基之取代基,p为0.1.或2)。24.如申请专利范围第19或第21项之化学吸附膜之制造方法,其中,基材系择自金属、陶瓷、玻璃、塑胶、纸、纤维、皮革等。25.如申请专利范围第24项之化学吸附膜之制造方法,其中,将塑胶或纤维,预先对其表面以含氧电浆或在电晕气氛下进行处理而形成亲水化。26.如申请专利范围第19或第21项之化学吸附膜之制造方法,其中,处理步骤系在完全乾燥之气氛中进行。27.如申请专利范围第19或第21项之化学吸附膜之制造方法,其中,系取代氯矽烷系吸附剂与氯矽烷系交联剂,而使用异氰酸酯系吸附剂与异氰酸酯系交联剂。28.一种高分子膜状的化学吸附膜之制造方法,系具备;反应步骤1,对于表面含活性氢之基材,令其接触将烷氧系吸附剂、烷氧系交联剂及添加有矽烷醇之非水系有机溶剂混合而作成之烷氧矽烷系化学吸附液,以令前述基材表面与前述各药剂反应;及反应步骤2,令前述溶剂蒸发后,令基材上未反应的各物质与水反应;以藉由矽氧烷结合而制造出交联之高分子状化学吸附膜;作为烷氧系交联剂,系使用择自由四烷氧基矽烷、六烷氧基二矽氧烷、八烷氧基三矽氧烷所构成群中之至少一支联剂;作为矽烷醇缩合触媒,系使用择自由羧酸金属盐、羧酸酯金属盐、羧酸金属盐聚合物、羧酸金属盐螯合物、钛酸酯、或钛酸酯螯合物类所构成群中之至少一者;烷氧矽烷吸附剂中系含有氟化碳基(-CF2-)。29.如申请专利范围第28项之高分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,非水系有机溶剂之沸点系50-100℃。30.一种单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,系具备:反应步骤1,对于表面含活性氢之基材,令其接触将烷氧系吸附剂、烷氧系交联剂及添加有矽烷醇之非水系有机溶剂混合而作成之烷氧矽烷系化学吸附液,以令前述基材表面与前述各药剂反应;洗净步骤,使用非水系有机溶剂以将残留于前述基材上之未与前述基材反应之前述物质洗净除去;及反应步骤2,令前述溶剂蒸发后,令基材上未反应的各物质与水反应;以藉由矽氧烷结合而制造出交联之单分子膜状化学吸附膜;作为烷氧系交联剂,系使用择自由四烷氧基矽烷、六烷氧基二矽氧烷、八烷氧基三矽氧烷所构成群中之至少一交联剂;作为矽烷醇缩合触媒,系使用择自由羧酸金属盐、羧酸酯金属盐、羧酸金属盐聚合物、羧酸金属盐螯合物、钛酸酯、或钛酸酯螯合物类所构成群中之至少一者;烷氧矽烷吸附剂中系含有氟化碳基(-CF2-)。31.如申请专利范围第30项之单分子膜状的化学吸附膜之制造方法,其中,非水系溶剂之沸点系100-250℃。32.如申请专利范围第28或30项之化学吸附膜之制造方法,其中,作为矽烷醇缩合触媒,系使用择自由醋酸亚锡、二丁基锡二月桂酸盐、二丁基锡二辛酸盐、二丁基锡二醋酸盐、二辛基锡二月桂酸盐、二辛基锡二辛酸盐、二辛基锡二醋酸盐、二辛酸亚锡、环烷酸铅、环烷酸钴、2-乙基己烯酸铁、二辛基锡二辛基巯基乙酸酯盐、二辛基锡马来酸酯盐、二丁基锡马来酸盐聚合物、二甲基锡巯基丙酸盐聚合物、二丁基锡二乙醯基乙酸酯、二辛基锡二乙醯基月桂酸酯、四丁基钛酸酯、四壬基钛酸酯、以及二(乙醯基丙酮基)二丙基钛酸酯所构成群中之至少一者。33.如申请专利范围第28或30项之化学吸附膜之制造方法,其中,作为含氟化碳基之烷氧矽烷吸附剂,系使用以CF3-(CF2)n-(R)m-SiXp(OA)3-p(n为0或整数,R为烷基、乙烯基、乙炔基、芳基、矽、或含氧原子之取代基,m为0或1,X为氢、烷基、烷氧基、含氟烷基、或含氟烷氧基之取代基,A为烷基,p为0.1.或2)所代表之物质,或以CF3COO-(CH2)w-SiXp(OA)3-p(其中,w为整数,X为氢、烷基、烷氧基、含氟烷基、或含氟烷氧基之取代基,A为烷基,p为0.1.或2)所代表之物质。34.如申请专利范围第28或30项之化学吸附膜之制造方法,其中,基材,系择自由金属、陶瓷、玻璃、塑胶、纸、纤维、皮革所构成群中者。35.如申请专利范围第34项之化学吸附膜之制造方法,其中,系将塑胶或纤维,预先对其表面以含氧电浆或在电晕气氛下进行处理而形成亲水化。36.如申请专利范围第28或30项之化学吸附膜之制造方法,其中,作为非水系的溶剂,系使用不含水的烃系溶剂或氟化碳系溶剂。37.一种化学吸附液,系至少含有氯矽烷系吸附剂、氯矽烷系交联剂、及不含活性氢之非水系溶剂。38.如申请专利范围第37项之化学吸附液,其中,氯矽烷系吸附剂中系含氟化碳基。39.如申请专利范围第37项之化学吸附液,其中,作为非水系溶剂,系使用不含水的烃系溶剂、矽酮系溶剂、或氟化碳系溶剂。40.一种化学吸附液,系至少含有烷氧矽烷系吸附剂、烷氧矽烷系交联剂、不含活性氢之非水系溶剂、及矽烷醇缩合触媒。41.如申请专利范围第40项之化学吸附液,其中,烷氧矽烷吸附剂系含有氟化碳基。42.如申请专利范围第40项之化学吸附液,其中,作为矽烷醇缩合触媒,系择自由羧酸金属盐、羧酸酯金属盐、羧酸金属盐聚合物、羧酸金属盐螯合物、钛酸酯、或钛酸酯螯合物类所构成群中之至少一物质。43.如申请专利范围第40项之化学吸附液,其中,作为非水系的溶剂,系使用择自由不含水的烃系溶剂、矽酮系溶剂、或氟化碳系溶剂所构成群中之至少一溶剂。图式简单说明:第一图系本发明的实施例1中用以说明化学吸付单分子膜的化学吸付步骤之断面概念图。第二图系本发明的实施例1中用以说明化学吸付单分子膜的洗净步骤之断面概念图。第三图系本发明的实施例1中用以说明溶剂洗净后化学吸付单分子膜的分子定向状态之将断面放大至分子大小之概念图。第四图系本发明的实施例1中藉由光曝光以将被吸付的分子再定向所用之曝光步骤的概念图。第五图系本发明的实施例1中用以说明光定向后化学吸付单分子膜的分子定向状态之概念图。第六图系本发明的实施例1中用以说明光定向后化学吸付单分子膜的分子定向状态之将断面放大至分子大小之概念图。第七图系显示本发明的实施例3中高分子状的化学吸付膜之制造方法的步骤,(a)代表基材,(b)代表将基材表面放大至分子大小之模式断面图。第八图系显示本发明的实施例4中单分子膜状的化学吸付膜之制造方法的步骤,(a)代表基材,(b)代表将基材表面放大至分子大小之模式断面图。第九图系显示本发明的实施例5中高分子状的化学吸付膜之制造方法的步骤,(a)代表基材,(b)代表和水反应前之被膜断面图,(c)代表将形成有反应终了后的被膜之基材表面放大至分子大小之模式断面图。第十图系显示本发明的实施例6中单分子膜状的化学吸付膜之制造方法的步骤,(a)代表基材,(b)代表将基材表面放大至分子大小之模式断面图。
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