JP4479225B2 - Thin film formation method - Google Patents

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Description

本発明は、新規の防汚膜の薄膜形成方法と薄膜形成体に関し、詳しくは、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスを放電空間で励起して基材を晒すことにより、高機能の防汚膜を形成する薄膜形成方法に関する。 The present invention relates to a novel method for forming an antifouling film and a thin film formed body, and more specifically, exposes a substrate by exciting a thin film forming gas containing an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom in a discharge space. it makes relates to a thin film formation how to form an antifouling film having a high functionality.

現在、人の手指が直接触れるタッチパネル、CRTや液晶ディスプレイなどの画像表示装置表面、めがね表面、レンズ表面、あるいは外気に晒されて塵埃等が付着しやすい太陽電池や窓ガラスなどの透明材料の表面には、その表面を保護し、視認性を損なう汚れや塵等の付着を防止したり、あるいは付着した汚れや塵等を簡単に取り去ることのできる防汚膜を、その表面に設けることが知られている。   Currently, the surface of an image display device such as a touch panel directly touched by human fingers, the surface of an image display device such as a CRT or a liquid crystal display, the surface of a lens, the surface of a lens, or a transparent material such as a solar cell or window glass that is easily exposed to outside air It is known to provide an antifouling film on the surface that protects the surface, prevents adhesion of dirt and dust that impairs visibility, or easily removes adhering dirt and dust. It has been.

従来、防汚膜の形成方法としては、防汚膜形成用の液体材料を、物品の表面に塗布する方法が広く知られており、また実用化されている(特許文献1参照。)。一例としては、液晶ディスプレイなどで用いる反射防止膜表面を、末端シラノール有機ポリシロキサンを、塗布方式により被覆して、表面上の防汚性を向上させる方法がある(特許文献2参照。)。   Conventionally, as a method for forming an antifouling film, a method of applying a liquid material for forming an antifouling film to the surface of an article has been widely known and put into practical use (see Patent Document 1). As an example, there is a method of improving the antifouling property on the surface by coating the surface of an antireflection film used in a liquid crystal display or the like with a terminal silanol organic polysiloxane by a coating method (see Patent Document 2).

しかしながら、塗布方式による防汚膜の形成方法は、塗布液を構成する溶剤に対する化学的な耐性を必要とするため、用いることのできる基材の材質が制限を受けること、塗布後に乾燥工程を必要とするため製造工程にコスト上の負荷がかかること、対象とする基材表面が凹凸を有している場合には、塗布後の乾燥工程でレベリングを起こしたり、材質により塗布液の濡れ性が不適切となり、塗布ムラやはじき故障を引き起こし、均一の膜厚を有する防汚膜を形成することが難しいとの課題を抱えている。   However, the method of forming an antifouling film by a coating method requires chemical resistance to the solvent constituting the coating solution, so that the material of the base material that can be used is limited, and a drying process is required after coating Therefore, when the manufacturing process is costly loaded, and the target substrate surface has irregularities, leveling may occur in the drying process after coating, and the wettability of the coating liquid may vary depending on the material. There is a problem that it becomes inadequate, causing coating unevenness and repellency failure, and it is difficult to form an antifouling film having a uniform film thickness.

上記の課題を踏まえて、大気圧プラズマCVDを用いて簡易に防汚膜を形成する方法が提案されている(特許文献3参照。)。この方法によれば、乾燥工程を必要とせず、凹凸の表面形状を有する基材であっても、均一な厚さからなる防汚膜を安定して形成することが可能となる。
特開2000−144097号公報 (特許請求の範囲) 特開平2−36921号公報 (特許請求の範囲) 特開2003−98303号公報 (特許請求の範囲)
Based on the above problems, a method of easily forming an antifouling film using atmospheric pressure plasma CVD has been proposed (see Patent Document 3). According to this method, it is possible to stably form an antifouling film having a uniform thickness even on a substrate having an uneven surface shape without requiring a drying step.
JP 2000-144097 A (Claims) JP-A-2-36921 (Claims) JP 2003-98303 A (Claims)

しかしながら、上記方法では放電ガスとして希ガスを用いており、希ガスは放電が局在化しにくく、電極外にも放電が拡がりやすい。この電極外に拡がった放電は、位置や時間に関して均一な放電ではなく、その結果、防汚性能に若干のばらつきを生じてしまうことがある。   However, in the above method, a rare gas is used as a discharge gas, and the rare gas does not easily localize the discharge, and the discharge is likely to spread outside the electrode. The discharge spreading outside the electrode is not a uniform discharge with respect to position and time, and as a result, there may be some variation in antifouling performance.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、放電が局在化し易い窒素ガスを放電ガスとして用いることにより、より均一性が高く、かつ優れた撥水性、撥油性、皮脂やインクの拭き取り性及びその繰り返し耐久性を有する薄膜形成方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to use a nitrogen gas, which is easily localized in discharge, as a discharge gas, which has higher uniformity and excellent water repellency, oil repellency, sebum. it is to provide and wiping of the ink and the thin film formed how with the repetition durability.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
(請求項1)
大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、少なくとも10体積%以上の窒素ガスと、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物とを含有する薄膜形成ガスを放電空間に導入して励起し、該励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、該基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、該放電空間は、0.5kHz以上、200kHz以下の高周波電源により、0.05W/cm 以上、10W/cm 以下の電力を対向電極間に印加することで形成されることを特徴とする薄膜形成方法。
(請求項2)
前記薄膜形成ガスが、還元系ガスを0.01〜10体積%含有することを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
(請求項3)
前記還元系ガスの少なくとも1種が、水素ガスであることを特徴とする請求項2に記載の薄膜形成方法。
(請求項4)
前記薄膜形成ガスが、酸化系ガスを0.01〜10体積%含有することを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。
(請求項5)
前記酸化系ガスの少なくとも1種が、酸素ガスであることを特徴とする請求項4に記載の薄膜形成方法
請求項
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(Claim 1)
A thin film forming gas containing at least 10% by volume of nitrogen gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is introduced into the discharge space and excited under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure, A method of forming a thin film by exposing a substrate to an excited thin film forming gas to form a thin film on the substrate , wherein the discharge space is 0.05 W / cm by a high frequency power source of 0.5 kHz or more and 200 kHz or less. A method of forming a thin film, wherein the thin film is formed by applying electric power of 2 or more and 10 W / cm 2 or less between opposing electrodes .
(Claim 2)
The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 0.01 to 10% by volume of a reducing gas.
(Claim 3)
The thin film forming method according to claim 2, wherein at least one of the reducing gases is hydrogen gas.
(Claim 4)
The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 0.01 to 10% by volume of an oxidizing gas.
(Claim 5)
The thin film forming method according to claim 4, wherein at least one of the oxidizing gases is oxygen gas .
( Claim 6 )
The thin film forming method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (1).

Figure 0004479225
Figure 0004479225

〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R〜Rは各々水素原子または一価の基を表し、R〜Rで表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。jは0〜150の整数を表す。〕
(請求項
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項に記載の薄膜形成方法。
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. j represents an integer of 0 to 150. ]
(Claim 7 )
The thin film forming method according to claim 6 , wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2).

一般式(2)
[Rf−X−(CH−M(R10(OR11
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R10はアルキル基、アルケニル基を、またR11はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表す。また、kは0〜50の整数を表し、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR10は連結して環を形成してもよい。〕
(請求項
前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする請求項に記載の薄膜形成方法。
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group. K represents an integer of 0 to 50, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring. ]
(Claim 8 )
The thin film forming method according to claim 7 , wherein the compound represented by the general formula (2) is a compound represented by the following general formula (3).

一般式(3)
Rf−X−(CH−M(OR12
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R12は、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、kは0〜50の整数を表す。〕
(請求項
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
General formula (3)
Rf-X- (CH 2) k -M (OR 12) 3
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and k represents an integer of 0 to 50. ]
(Claim 9 )
The method for forming a thin film according to any one of claims 1 to 5 , wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (4).

Figure 0004479225
Figure 0004479225

〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R〜Rは各々水素原子または一価の基を表し、R〜Rで表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。Rは、水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。jは0〜150の整数を表す。〕
(請求項1
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. j represents an integer of 0 to 150. ]
(0 claim 1)
The method for forming a thin film according to any one of claims 1 to 5 , wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (5).

一般式(5)
[Rf−X−(CH−Y]−M(R(OR
〔式中、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表す。Xは単なる結合手または2価の基を表し、Yは単なる結合手または酸素原子を表す。Rは置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、Rは置換もしくは非置換のアルキル基またはアルケニル基を表す。kは0〜50の整数を表し、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、n、pはそれぞれ0〜2の整数を表す。〕
(請求項1
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
General formula (5)
[Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p
[Wherein, M represents In, Al, Sb, Y or La, and Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. X represents a simple bond or a divalent group, and Y represents a simple bond or an oxygen atom. R 8 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or aryl group, and R 9 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group. k represents an integer of 0 to 50, m + n + p = 3, m is at least 1, and n and p each represent an integer of 0 to 2. ]
(Claim 1 1 )
The organometallic compound having an organic group having a fluorine atom, a thin film forming method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a compound represented by the following general formula (6).

一般式(6)
f1(OCm1−O−(CFn1−(CHp1−Z−(CHq1−Si−(R
〔式中、Rf1は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、Rは加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。〕
(請求項1
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(7)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
General formula (6)
R f1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3
[Wherein, R f1 represents a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, and m1 represents 1-50. An integer, n1 is an integer of 0 to 3, p1 is an integer of 0 to 3, q1 is an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0. ]
(Claim 1 2 )
The method for forming a thin film according to any one of claims 1 to 5 , wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (7).

Figure 0004479225
Figure 0004479225

〔式中、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R21は加水分解可能な基、R22は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。〕
(請求項1
前記基材を放電空間または励起した放電ガスに晒して前処理を行った後、前記励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、該基材上に薄膜を形成することを特徴とする請求項1〜1のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項1
前記薄膜を形成する基材表面が、無機化合物を含むことを特徴とする請求項1〜1のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
(請求項1
前記薄膜を形成する基材表面の主成分が、酸化金属であることを特徴とする請求項1〜1のいずれか1項に記載の薄膜形成方法。
[Wherein, Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trifluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1, m and n Represents an integer of 0 to 2, and p represents an integer of 1 to 10. ]
(Claim 1 3 )
The thin film is formed on the substrate by exposing the substrate to a discharge space or an excited discharge gas and performing a pretreatment, and then exposing the substrate to the excited thin film forming gas. thin film forming method according to any one of 1 to 1 2.
(Claims 1-4)
The substrate surface to form the thin film, a thin film forming method according to any one of claims 1 to 1 3, characterized in that it comprises an inorganic compound.
(Claim 1 5 )
The main component of the substrate surface to form the thin film, a thin film forming method according to any one of claims 1 to 1 3, characterized in that the metal oxide.

本発明によれば、より均一性が高く、優れた撥水性、撥油性、皮脂やインクの拭き取り性及びその繰り返し耐久性を有する薄膜形成方法及びそれにより得られる薄膜形成体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a thin film forming method having higher uniformity, excellent water repellency, oil repellency, sebum and ink wiping properties and repeated durability, and a thin film formed body obtained thereby. .

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

本発明の薄膜形成方法においては、大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、少なくとも10体積%以上の窒素ガスと、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物とを含有する薄膜形成ガスを放電空間に導入して励起し、該励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、該基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、該放電空間は、0.5kHz以上、200kHz以下の高周波電源により、0.05W/cm 以上、10W/cm 以下の電力を対向電極間に印加することで形成されることを特徴とする。 In the thin film forming method of the present invention, a thin film forming gas containing at least 10% by volume of nitrogen gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is discharged under atmospheric pressure or near atmospheric pressure. It is a thin film forming method for forming a thin film on a substrate by exposing the substrate to the excited gas and exposing the substrate to the excited thin film forming gas, wherein the discharge space has a frequency of 0.5 kHz or more and 200 kHz or less. It is formed by applying electric power of 0.05 W / cm 2 or more and 10 W / cm 2 or less between the counter electrodes by a high frequency power source .

はじめに、薄膜形成ガスに含有されるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物について、その詳細を説明する。   First, the details of the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom contained in the thin film forming gas will be described.

本発明に係るフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物において、フッ素原子を有する有機基としては、フッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基、アリール基等を含有する有機基が挙げられるが、本発明において用いられるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物は、これらのフッ素原子を有する有機基が、金属原子、例えば、珪素、チタン、ゲルマニウム、ジルコニウム、スズ、アルミニウム、インジウム、アンチモン、イットリウム、ランタニウム、鉄、ネオジウム、銅、ガリウム、ハーフニューム等の金属に直接結合した有機金属化合物である。これらの金属のうちでは、珪素、チタン、ゲルマニウム、ジルコニウム、スズ等が好ましく、更に好ましいのは珪素、チタンである。これらのフッ素を有する有機基は、金属化合物にいかなる形で結合していてもよく、例えば、シロキサン等複数の金属原子を有する化合物が、これらの有機基を有する場合、少なくとも1つの金属原子がフッ素を有する有機基を有していれば良く、またその位置も問わない。   In the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom according to the present invention, examples of the organic group having a fluorine atom include organic groups containing a fluorine atom-containing alkyl group, alkenyl group, aryl group, etc. The organometallic compound having an organic group having a fluorine atom used in the invention is an organic group having these fluorine atoms, such as silicon, titanium, germanium, zirconium, tin, aluminum, indium, antimony, yttrium, It is an organometallic compound that is directly bonded to a metal such as lanthanum, iron, neodymium, copper, gallium, or half-new. Of these metals, silicon, titanium, germanium, zirconium, tin and the like are preferable, and silicon and titanium are more preferable. These fluorine-containing organic groups may be bonded to the metal compound in any form. For example, when a compound having a plurality of metal atoms such as siloxane has these organic groups, at least one metal atom is fluorine. The position may be any as long as it has an organic group having.

本発明の薄膜形成方法によると、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、シリカやガラス等の基板と結合を形成し易く、本発明の優れた効果を奏することができると推定している。   According to the thin film forming method of the present invention, it is estimated that an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom can easily form a bond with a substrate such as silica or glass, and can exert the excellent effect of the present invention. Yes.

本発明において用いられるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物としては、前記一般式(1)で表される化合物が好ましい。   As the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom used in the present invention, a compound represented by the general formula (1) is preferable.

前記一般式(1)において、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表す。また、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する有機基であり、例えば、フッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基またはアリール基を含有する有機基が好ましく、フッ素原子を有するアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の基が、フッ素原子を有するアルケニル基としては、例えば、3,3,3−トリフルオロ−1−プロペニル基等の基が、また、フッ素原子を有するアリール基としては、例えば、ペンタフルオロフェニル基等の基が挙げられる。また、これらフッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基、またアリール基から形成されるアルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基等なども用いることができる。 In the general formula (1), M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn. R 1 to R 6 each represent a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is an organic group having a fluorine atom, for example, having a fluorine atom. An organic group containing an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group is preferable. Examples of the alkyl group having a fluorine atom include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, and 4,4. , 3, 3, 2, 2, 1, 1-octafluorobutyl group and the like, as the alkenyl group having a fluorine atom, for example, a group such as 3, 3, 3-trifluoro-1-propenyl group In addition, examples of the aryl group having a fluorine atom include groups such as a pentafluorophenyl group. In addition, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group formed from an aryl group, an alkenyloxy group, an aryloxy group, or the like can also be used.

また、フッ素原子は、前記アルキル基、アルケニル基、アリール基等においては、骨格中の炭素原子のどの位置に任意の数結合していてもよいが、少なくとも1個以上結合していることが好ましい。また、アルキル基、アルケニル基骨格中の炭素原子は、例えば、酸素、窒素、硫黄等他の原子、また、酸素、窒素、硫黄等を含む2価の基、例えば、カルボニル基、チオカルボニル基等の基で置換されていてもよい。   Further, in the alkyl group, alkenyl group, aryl group, etc., any number of fluorine atoms may be bonded to any position of the carbon atom in the skeleton, but preferably at least one is bonded. . The carbon atom in the skeleton of the alkyl group or alkenyl group includes, for example, other atoms such as oxygen, nitrogen and sulfur, and divalent groups containing oxygen, nitrogen and sulfur, such as a carbonyl group and a thiocarbonyl group. It may be substituted with a group.

1〜R6で表される基のうち、前記フッ素原子を有する有機基以外は、水素原子または1価の基を表し、1価の基としては、例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、イソシアネート基、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基等の基が挙げられるが、これに限定されない。jは0〜150の整数を表し、好ましくは0〜50、更に好ましいのはjが0〜20の範囲である。 Of the groups represented by R 1 to R 6 , other than the organic group having a fluorine atom represents a hydrogen atom or a monovalent group, and examples of the monovalent group include a hydroxy group, an amino group, and an isocyanate group. , Halogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, alkoxy groups, alkenyloxy groups, aryloxy groups, and the like, but are not limited thereto. j represents an integer of 0 to 150, preferably 0 to 50, and more preferably j is in the range of 0 to 20.

前記1価の基のうち、ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。また、前記1価の基である前記アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基のうち、好ましいのは、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基である。   Of the monovalent groups, the halogen atom is preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. Among the alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, alkoxy groups, alkenyloxy groups, and aryloxy groups that are the monovalent groups, preferred are an alkoxy group, an alkenyloxy group, and an aryloxy group.

また、Mで表される金属原子のうち、好ましいのは、Si、Tiである。   Of the metal atoms represented by M, Si and Ti are preferable.

前記1価の基は、更にその他の基で置換されていてもよく、特に限定されないが、好ましい置換基としては、アミノ基、ヒドロキシル基、イソシアネート基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、フェニル基等のアリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカンアミド基、アリールアミド基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、シリル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等の基が挙げられる。   The monovalent group may be further substituted with other groups, and is not particularly limited. Preferred substituents include amino groups, hydroxyl groups, isocyanate groups, fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms and the like. Atom, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group such as alkenyl group, phenyl group, alkoxy group, alkenyloxy group, aryloxy group, acyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, alkaneamide group, arylamide group, alkylcarbamoyl And groups such as an arylcarbamoyl group, a silyl group, an alkylsilyl group, and an alkoxysilyl group.

また、前記フッ素原子を有する有機基、またはそれ以外のこれらR1〜R6で表される基は、R123M−(Mは、前記金属原子を表し、R1、R2、R3はそれぞれ1価の基を表し、1価の基としては前記フッ素原子を有する有機基またはR1〜R6として挙げられた前記フッ素原子を有する有機基以外の基を表す。)で表される基によって更に置換された複数の金属原子を有する構造であっても良い。これらの金属原子としては、Si、Tiなどが挙げられ、例えば、シリル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等が挙げられる。 Further, the organic group having a fluorine atom or other groups represented by these R 1 to R 6, and is, R 1 R 2 R 3 M- (M represents the metal atom, R 1, R 2 R 3 represents a monovalent group, and the monovalent group represents an organic group having the fluorine atom or a group other than the organic group having the fluorine atom exemplified as R 1 to R 6 . A structure having a plurality of metal atoms further substituted by the group represented may be used. Examples of these metal atoms include Si and Ti, and examples thereof include a silyl group, an alkylsilyl group, and an alkoxysilyl group.

前記R1〜R6において挙げられたフッ素原子を有する基であるアルキル基、アルケニル基、またこれらから形成されるアルコキシ基、アルケニルオキシ基におけるアルキル基、アルケニル基としては、下記一般式(F)で表される基が好ましい。 Examples of the alkyl group, alkenyl group, and the alkoxy group formed from these, the alkyl group in the alkenyloxy group, and the alkenyl group, which are the groups having fluorine atoms mentioned in R 1 to R 6 , include the following general formula (F) The group represented by these is preferable.

一般式(F)
Rf−X−(CH2k
ここにおいてRfは、水素の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基、アルケニル基を表し、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロオクチル基、ヘプタフルオロプロピル基のようなパーフルオロアルキル基等の基、また、3,3,3−トリフルオロプロピル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の基、また、1,1,1−トリフルオロ−2−クロルプロペニル基等のようなフッ素原子により置換されたアルケニル基が好ましく、中でも、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロオクチル基、ヘプタフルオロプロピル基等の基、また、3,3,3−トリフルオロプロピル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の少なくとも2つ以上のフッ素原子有するアルキル基が好ましい。
Formula (F)
Rf-X- (CH 2) k -
Here, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of hydrogen is substituted by a fluorine atom. For example, Rf represents a perfluoro group such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorooctyl group, or a heptafluoropropyl group. Groups such as alkyl groups, groups such as 3,3,3-trifluoropropyl groups, 4,4,3,3,2,2,1,1-octafluorobutyl groups, and 1,1,1 -An alkenyl group substituted by a fluorine atom such as trifluoro-2-chloropropenyl group is preferred, among which a group such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorooctyl group, a heptafluoropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 4,4,3,3,2,2,1,1-octafluorobutyl group, etc. Alkyl group preferably has at least two or more fluorine atoms.

また、Xは単なる結合手または2価の基である、2価の基としては−O−、−S−、−NR−(Rは水素原子またはアルキル基を表す)等の基、−CO−、−CO−O−、−CONH−、−SO2NH−、−SO2−O−、−OCONH−、 X is a simple bond or a divalent group. The divalent group is a group such as —O—, —S—, —NR— (R represents a hydrogen atom or an alkyl group), —CO—, and the like. , -CO-O -, - CONH -, - SO 2 NH -, - SO 2 -O -, - OCONH-,

Figure 0004479225
Figure 0004479225

等の基を表す。 Represents a group such as

kは0〜50、好ましくは0〜30の整数を表す。   k represents an integer of 0 to 50, preferably 0 to 30.

Rf中にはフッ素原子のほか、他の置換基が置換されていてもよく、置換可能な基としては、前記R1〜R6において置換基として挙げられた基と同様の基が挙げられる。また、Rf中の骨格炭素原子が他の原子、例えば、−O−、−S−、−NR0−(R0は水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表し、また前記一般式(F)で表される基であってもよい)、カルボニル基、−NHCO−、−CO−O−、−SO2NH−等の基によって一部置換されていてもよい。 In addition to the fluorine atom, other substituents may be substituted in Rf, and examples of the substitutable group include the same groups as those exemplified as the substituents in R 1 to R 6 . The skeletal carbon atom in Rf is another atom, for example, —O—, —S—, —NR 0 — (R 0 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and the general formula (F Or a group represented by carbonyl group, —NHCO—, —CO—O—, —SO 2 NH— or the like.

前記一般式(1)で表される化合物のうち、好ましいのは下記一般式(2)で表される化合物である。   Of the compounds represented by the general formula (1), a compound represented by the following general formula (2) is preferable.

一般式(2)
[Rf−X−(CH2kq−M(R10r(OR11t
一般式(2)において、Mは前記一般式(1)と同様の金属原子を表し、Rf、Xは前記一般式(F)におけるRf、Xと同様の基を表し、kについても同じ整数を表す。R10はアルキル基、アルケニル基を、またR11はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、それぞれ、前記一般式(1)のR1〜R6の置換基として挙げた基と同様の基により置換されていてもよいが、好ましくは、非置換のアルキル基、アルケニル基を表す。また、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR10は連結して環を形成してもよい。
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
In general formula (2), M represents the same metal atom as in general formula (1), Rf and X represent the same groups as Rf and X in general formula (F), and k represents the same integer. To express. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, each of which is the same as the group exemplified as the substituent for R 1 to R 6 in the general formula (1). May be substituted, but preferably represents an unsubstituted alkyl group or alkenyl group. Further, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring.

一般式(2)のうち、更に好ましいものものは下記一般式(3)で表される化合物である。   Of the general formula (2), more preferred are compounds represented by the following general formula (3).

一般式(3)
Rf−X−(CH2k−M(OR123
ここにおいて、Rf、Xまたkは、前記一般式(2)におけるものと同義である。また、R12も、前記一般式(2)におけるR11と同義である。また、Mも前記一般式(2)におけるMと同様であるが、特に、Si、Tiが好ましく、最も好ましいのはSiである。
General formula (3)
Rf-X- (CH 2) k -M (OR 12) 3
Here, Rf, X and k are as defined in the general formula (2). R 12 is also synonymous with R 11 in the general formula (2). Further, M is the same as M in the general formula (2), but Si and Ti are particularly preferable, and Si is most preferable.

本発明において、フッ素原子を有する有機金属化合物の他の好ましい例は、前記一般式(4)で表される化合物が挙げられる。   In the present invention, another preferred example of the organometallic compound having a fluorine atom includes a compound represented by the general formula (4).

前記一般式(4)において、R1〜R6は、前記一般式(1)におけるR1〜R6と同義である。ここにおいても、R1〜R6の少なくとも1つは、前記フッ素原子を有する有機基であり、前記一般式(F)で表される基が好ましい。R7は水素原子、または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。また、jは0〜100の整数を表し、好ましくは0〜50、最も好ましいのはjが0〜20の範囲である。 In the general formula (4), R 1 to R 6 have the same meanings as R 1 to R 6 in the general formula (1). Also in this case, at least one of R 1 to R 6 is an organic group having the fluorine atom, and a group represented by the general formula (F) is preferable. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. J represents an integer of 0 to 100, preferably 0 to 50, and most preferably j is in the range of 0 to 20.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、前記一般式(5)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   Another preferred compound having a fluorine atom used in the present invention is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the general formula (5).

一般式(5)
[Rf−X−(CH2k−Y]m−M(R8n(OR9p
一般式(5)において、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表す。Rf、Xは前記一般式(F)におけるRf、Xと同様の基を表し、Yは単なる結合手または酸素を表す。kについても同じく0〜50の整数を表し、好ましくは30以下の整数である。R9はアルキル基またはアルケニル基を、またR8はアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、それぞれ、前記一般式(1)のR1〜R6の置換基として挙げた基と同様の基により置換されていてもよい。また、一般式(5)において、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、nは0〜2を、またpも0〜2の整数を表す。m+p=3、即ちn=0であることが好ましい。
General formula (5)
[Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p
In the general formula (5), M represents In, Al, Sb, Y, or La. Rf and X represent the same groups as Rf and X in formula (F), and Y represents a simple bond or oxygen. k also represents an integer of 0 to 50, and is preferably an integer of 30 or less. R 9 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 8 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, each of which is the same as the group listed as the substituent for R 1 to R 6 in the general formula (1). May be substituted. Moreover, in General formula (5), it is m + n + p = 3, m is at least 1, n represents 0-2, p represents the integer of 0-2. It is preferable that m + p = 3, that is, n = 0.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、下記一般式(6)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   As another preferable compound having a fluorine atom used in the present invention, there is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the following general formula (6).

一般式(6)
f1(OC36m1−O−(CF2n1−(CH2p1−Z−(CH2q1−Si−(R23
一般式(6)において、Rf1は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、R2は加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。
General formula (6)
R f1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3
In the general formula (6), R f1 represents a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, and m1 represents 1 An integer of ˜50, n1 is an integer of 0 to 3, p1 is an integer of 0 to 3, q1 is an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0.

f1に導入しうる直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基の炭素数は、1〜16がより好ましく、1〜3が最も好ましい。従って、Rf1としては、−CF3、−C25、−C37等が好ましい。 As for carbon number of the linear or branched perfluoroalkyl group which can be introduce | transduced into Rf1, 1-16 are more preferable, and 1-3 are the most preferable. Therefore, the R f1, -CF 3, -C 2 F 5, -C 3 F 7 and the like are preferable.

2に導入しうる加水分解基としては、−Cl、−Br、−I、−OR11、−OCOR11、−CO(R11)C=C(R122、−ON=C(R112、−ON=CR13、−N(R122、−R12NOCR11などが好ましい。R11はアルキル基などの炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を、またはフェニル基などの炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表し、R12は水素原子またはアルキル基などの炭素数1〜5の脂肪族炭化水素を表し、R13はアルキリデン基などの炭素数3〜6の二価の脂肪族炭化水素基を表す。これらの加水分解基の中でも、−OCH3、−OC25、−OC37、−OCOCH3及び−NH2が好ましい。 Examples of the hydrolyzable group that can be introduced into R 2 include —Cl, —Br, —I, —OR 11 , —OCOR 11 , —CO (R 11 ) C═C (R 12 ) 2 , —ON═C (R 11) 2, -ON = CR 13 , -N (R 12) 2, are preferred, such as -R 12 NOCR 11. R 11 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, and R 12 represents a carbon such as a hydrogen atom or an alkyl group. R 1 represents an aliphatic hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms, and R 13 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms such as an alkylidene group. Among these hydrolyzable groups, —OCH 3 , —OC 2 H 5 , —OC 3 H 7 , —OCOCH 3 and —NH 2 are preferable.

上記一般式(6)におけるm1は1〜30あることがより好ましく、5〜20であることが更に好ましい。n1は1または2であることがより好ましく、p1は1または2であることがより好ましい。また、q1は1〜3であることがより好ましい。   As for m1 in the said General formula (6), it is more preferable that it is 1-30, and it is still more preferable that it is 5-20. n1 is more preferably 1 or 2, and p1 is more preferably 1 or 2. Further, q1 is more preferably 1 to 3.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、前記一般式(7)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   Another preferred compound having a fluorine atom used in the present invention is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the general formula (7).

前記一般式(7)において、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R21は加水分解可能な基、R22は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。 In the general formula (7), Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trimethyl group. A fluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1 , M and n are integers of 0 to 2, and p is an integer of 1 to 10.

前記一般式(7)において、Rfは、通常、炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基であり、好ましくは、CF3基、C25基、C37基である。Yにおける低級アルキル基としては、通常、炭素数1〜5のものが挙げられる。 In the general formula (7), Rf is usually a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, preferably a CF 3 group, a C 2 F 5 group, or a C 3 F 7 group. It is. Examples of the lower alkyl group for Y usually include those having 1 to 5 carbon atoms.

21の加水分解可能な基としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、R23O基、R23COO基、(R242C=C(R23)CO基、(R232C=NO基、R25C=NO基、(R242N基、及びR23CONR24基が好ましい。ここで、R23はアルキル基等の通常は炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基またはフェニル基等の通常は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、R24は水素原子またはアルキル基等の通常は炭素数1〜5の低級脂肪族炭化水素基、R25はアルキリデン基等の通常は炭素数3〜6の二価の脂肪族炭化水素基である。さらに好ましくは、塩素原子、CH3O基、C25O基、C37O基である。 Examples of the hydrolyzable group of R 21 include halogen atoms such as chlorine atom, bromine atom and iodine atom, R 23 O group, R 23 COO group, (R 24 ) 2 C═C (R 23 ) CO group, ( R 23 ) 2 C═NO group, R 25 C═NO group, (R 24 ) 2 N group, and R 23 CONR 24 group are preferred. Here, R 23 is usually an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group usually having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, and R 24 is a hydrogen atom or an alkyl group. Usually a lower aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, R 25 is usually a divalent aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms such as an alkylidene group. More preferred are a chlorine atom, a CH 3 O group, a C 2 H 5 O group, and a C 3 H 7 O group.

22は水素原子または不活性な一価の有機基であり、好ましくは、アルキル基等の通常は炭素数1〜4の一価の炭化水素基である。a、b、c、dは0〜200の整数であり、好ましくは1〜50である。mおよびnは、0〜2の整数であり、好ましくは0である。pは1または2以上の整数であり、好ましくは1〜10の整数であり、さらに好ましくは1〜5の整数である。また、数平均分子量は5×102〜1×105であり、好ましくは1×103〜1×104である。 R 22 is a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, and is preferably a monovalent hydrocarbon group usually having 1 to 4 carbon atoms such as an alkyl group. a, b, c and d are integers of 0 to 200, preferably 1 to 50. m and n are integers of 0 to 2, preferably 0. p is an integer of 1 or 2 or more, preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5. The number average molecular weight is 5 × 10 2 to 1 × 10 5 , preferably 1 × 10 3 to 1 × 10 4 .

また、前記一般式(7)で表されるシラン化合物の好ましい構造のものとして、RfがC37基であり、aが1〜50の整数であり、b、c及びdが0であり、eが1であり、Zがフッ素原子であり、nが0である化合物である。 Further, as a preferred structure of the silane compound represented by the general formula (7), Rf is C 3 F 7 group, a is an integer of 1 to 50, b, c and d is 0 , E is 1, Z is a fluorine atom, and n is 0.

本発明において、フッ素原子を有するシラン化合物として好ましく用いられるフッ素を有する有機基を有する有機金属化合物、及び前記一般式(1)〜(7)で表される化合物の代表的化合物を以下に挙げるが、本発明ではこれらの化合物に限定されるものではない。   In the present invention, typical examples of the organometallic compound having an organic group having fluorine, which is preferably used as the silane compound having a fluorine atom, and the compounds represented by the general formulas (1) to (7) are listed below. However, the present invention is not limited to these compounds.

1:(CF3CH2CH24Si
2:(CF3CH2CH22(CH32Si
3:(C817CH2CH2)Si(OC253
4:CH2=CH2Si(CF33
5:(CH2=CH2COO)Si(CF33
6:(CF3CH2CH22SiCl(CH3
7:C817CH2CH2Si(Cl)3
8:(C817CH2CH22Si(OC252
9:CF3CH2CH2Si(OCH33
10:CF3CH2CH2SiCl3
11:CF3(CF23CH2CH2SiCl3
12:CF3(CF25CH2CH2SiCl3
13:CF3(CF25CH2CH2Si(OCH33
14:CF3(CF27CH2CH2SiCl3
15:CF3(CF27CH2CH2Si(OCH33
16:CF3(CF28CH2Si(OC253
17:CF3(CH22Si(OC253
18:CF3(CH22Si(OC373
19:CF3(CH22Si(OC493
20:CF3(CF25(CH22Si(OC253
21:CF3(CF25(CH22Si(OC373
22:CF3(CF27(CH22Si(OC253
23:CF3(CF27(CH22Si(OC373
24:CF3(CF27(CH22Si(OCH3)(OC372
25:CF3(CF27(CH22Si(OCH32OC37
26:CF3(CF27(CH22SiCH3(OCH32
27:CF3(CF27(CH22SiCH3(OC252
28:CF3(CF27(CH22SiCH3(OC372
29:(CF32CF(CF28(CH22Si(OCH33
30:C715CONH(CH23Si(OC253
31:C817SO2NH(CH23Si(OC253
32:C817(CH22OCONH(CH23Si(OCH33
33:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OCH32
34:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OC252
35:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OC372
36:CF3(CF27(CH22Si(C25)(OCH32
37:CF3(CF27(CH22Si(C25)(OC372
38:CF3(CH22Si(CH3)(OCH32
39:CF3(CH22Si(CH3)(OC252
40:CF3(CH22Si(CH3)(OC372
41:CF3(CF25(CH22Si(CH3)(OCH32
42:CF3(CF25(CH22Si(CH3)(OC372
43:CF3(CF22O(CF23(CH22Si(OC373
44:C715CH2O(CH23Si(OC253
45:C817SO2O(CH23Si(OC253
46:C817(CH22OCHO(CH23Si(OCH33
47:CF3(CF25CH(C49)CH2Si(OCH33
48:CF3(CF23CH(C49)CH2Si(OCH33
49:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2CH2Si(OCH33
50:CF3CO−O−CH2CH2CH2Si(OCH33
51:CF3(CF23CH2CH2Si(CH3)Cl
52:CF3CH2CH2(CH3)Si(OCH32
53:CF3CO−O−Si(CH33
54:CF3CH2CH2Si(CH3)Cl2
55:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2Si(OCH33
56:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2Si(OC653
57:(CF324)(CH32Si−O−Si(CH33
58:(CF324)(CH32Si−O−Si(CF324)(CH32
59:CF3(OC3624−O−(CF22−CH2−O−CH2Si(OCH33
60:CF3O(CF(CF3)CF2O)mCF2CONHC36Si(OC253 (m=11〜30)、
61:(C25O)3SiC36NHCOCF2O(CF2O)n(CF2CF2O)pCF2CONHC36Si(OC253 (n/p=約0.5、数平均分子量=約3000)
62:C37−(OCF2CF2CF2)q−O−(CF22−[CH2CH{Si−(OCH33}]9−H (q=約10)
63:F(CF(CF3)CF2O)15CF(CF3)CONHCH2CH2CH2Si(OC253
64:F(CF24[CH2CH(Si(OCH33)]2.02OCH3
65:(C25O)3SiC36NHCO−[CF2(OC2410(OCF26OCF2]−CONHC36Si(OC253
66:C37(OC3624O(CF22CH2OCH2Si(OCH33
67:CF3(CF23(C64)C24Si(OCH33
68:(CF32CF(CF26CH2CH2SiCH3(OCH32
69:CF3(CF23(C64)C24SiCH3(OCH32
70:CF3(CF25(C64)C24Si(OC253
71:CF3(CF2324Si(NCO)3
72:CF3(CF2524Si(NCO)3
73:C919CONH(CH23Si(OC253
74:C919CONH(CH23SiCl3
75:C919CONH(CH23Si(OC253
76:C37O(CF(CF3)CF2O)2−CF(CF3)−CONH(CH2)Si(OC253
77:CF3O(CF(CF3)CF2O)6CF2CONH(CH23SiOSi(OC252(CH23NHCOCF2(OCF2CF(CF3))6OCF3
78:C37COOCH2Si(CH32OSi(CH32CH2OCOC37
79:CF3(CF27CH2CH2O(CH23Si(CH32OSi(CH32(CH23OCH2CH2(CF27CF3
80:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH32(OC25
81:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH3)(OC252
82:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH32OSi(CH32(OC25
上記例示した化合物の他には、フッ素置換アルコキシシランとして、
83:(パーフルオロプロピルオキシ)ジメチルシラン
84:トリス(パーフルオロプロピルオキシ)メチルシラン
85:ジメチルビス(ノナフルオロブトキシ)シラン
86:メチルトリス(ノナフルオロブトキシ)シラン
87:ビス(パーフルオロプロピルオキシ)ジフェニルシラン
88:ビス(パーフルオロプロピルオキシ)メチルビニルシラン
89:ビス(1,1,1,3,3,4,4,4−オクタフルオロブトキシ)ジメチルシラン
90:ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)ジメチルシラン
91:トリス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)メチルシラン
92:テトラキス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)シラン
93:ジメチルビス(ノナフルオロ−t−ブトキシ)シラン
94:ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)ジフェニルシラン
95:テトラキス(1,1,3,3−テトラフルオロイソプロポキシ)シラン
96:ビス〔1,1−ビス(トリフルオロメチル)エトキシ〕ジメチルシラン
97:ビス(1,1,1,3,3,4,4,4−オクタフルオロ−2−ブトキシ)ジメチルシラン
98:メチルトリス〔2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1,1−ビス(トリフルオロメチル)プロポキシ〕シラン
99:ジフェニルビス〔2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)−1−トリルエトキシ〕シラン
等の化合物や、以下の化合物、
100:(CF3CH23Si(CH2−NH2
101:(CF3CH23Si−N(CH32
1: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 4 Si
2: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 2 (CH 3 ) 2 Si
3: (C 8 F 17 CH 2 CH 2) Si (OC 2 H 5) 3
4: CH 2 = CH 2 Si (CF 3) 3
5: (CH 2 = CH 2 COO) Si (CF 3 ) 3
6: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 2 SiCl (CH 3 )
7: C 8 F 17 CH 2 CH 2 Si (Cl) 3
8: (C 8 F 17 CH 2 CH 2) 2 Si (OC 2 H 5) 2
9: CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
10: CF 3 CH 2 CH 2 SiCl 3
11: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 SiCl 3
12: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 SiCl 3
13: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
14: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 SiCl 3
15: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
16: CF 3 (CF 2 ) 8 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
17: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
18: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
19: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 4 H 9 ) 3
20: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
21: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
22: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
23: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
24: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
25: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 OC 3 H 7
26: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2
27: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OC 2 H 5 ) 2
28: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OC 3 H 7 ) 2
29: (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3
30: C 7 F 15 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
31: C 8 F 17 SO 2 NH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
32: C 8 F 17 (CH 2 ) 2 OCONH (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
33: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
34: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2
35: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
36: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (C 2 H 5 ) (OCH 3 ) 2
37: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (C 2 H 5 ) (OC 3 H 7 ) 2
38: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
39: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2
40: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
41: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
42: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
43: CF 3 (CF 2 ) 2 O (CF 2 ) 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
44: C 7 F 15 CH 2 O (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3
45: C 8 F 17 SO 2 O (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
46: C 8 F 17 (CH 2 ) 2 OCHO (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
47: CF 3 (CF 2 ) 5 CH (C 4 H 9 ) CH 2 Si (OCH 3 ) 3
48: CF 3 (CF 2 ) 3 CH (C 4 H 9 ) CH 2 Si (OCH 3 ) 3
49: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
50: CF 3 CO—O—CH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
51: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) Cl
52: CF 3 CH 2 CH 2 (CH 3 ) Si (OCH 3 ) 2
53: CF 3 CO-O- Si (CH 3) 3
54: CF 3 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) Cl 2
55: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
56: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 Si (OC 6 H 5) 3
57: (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2 Si-O-Si (CH 3) 3
58: (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2 Si-O-Si (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2
59: CF 3 (OC 3 F 6) 24 -O- (CF 2) 2 -CH 2 -O-CH 2 Si (OCH 3) 3
60: CF 3 O (CF ( CF 3) CF 2 O) m CF 2 CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3 (m = 11~30),
61: (C 2 H 5 O ) 3 SiC 3 H 6 NHCOCF 2 O (CF 2 O) n (CF 2 CF 2 O) p CF 2 CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3 (n / p = About 0.5, number average molecular weight = about 3000)
62: C 3 F 7 - ( OCF 2 CF 2 CF 2) q-O- (CF 2) 2 - [CH 2 CH {Si- (OCH 3) 3}] 9 -H (q = about 10)
63: F (CF (CF 3 ) CF 2 O) 15 CF (CF 3 ) CONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
64: F (CF 2 ) 4 [CH 2 CH (Si (OCH 3 ) 3 )] 2.02 OCH 3
65: (C 2 H 5 O ) 3 SiC 3 H 6 NHCO- [CF 2 (OC 2 F 4) 10 (OCF 2) 6 OCF 2] -CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3
66: C 3 F 7 (OC 3 F 6) 24 O (CF 2) 2 CH 2 OCH 2 Si (OCH 3) 3
67: CF 3 (CF 2 ) 3 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si (OCH 3 ) 3
68: (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2
69: CF 3 (CF 2) 3 (C 6 H 4) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3) 2
70: CF 3 (CF 2 ) 5 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si (OC 2 H 5 ) 3
71: CF 3 (CF 2 ) 3 C 2 H 4 Si (NCO) 3
72: CF 3 (CF 2 ) 5 C 2 H 4 Si (NCO) 3
73: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
74: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 SiCl 3
75: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
76: C 3 F 7 O ( CF (CF 3) CF 2 O) 2 -CF (CF 3) -CONH (CH 2) Si (OC 2 H 5) 3
77: CF 3 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 6 CF 2 CONH (CH 2 ) 3 SiOSi (OC 2 H 5 ) 2 (CH 2 ) 3 NHCOCF 2 (OCF 2 CF (CF 3 )) 6 OCF Three
78: C 3 F 7 COOCH 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 CH 2 OCOC 3 F 7
79: CF 3 (CF 2) 7 CH 2 CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (CH 2) 3 OCH 2 CH 2 (CF 2) 7 CF 3
80: CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2) 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (OC 2 H 5)
81: CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2) 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) (OC 2 H 5) 2
82: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (OC 2 H 5 )
In addition to the compounds exemplified above, as fluorine-substituted alkoxysilanes,
83: (Perfluoropropyloxy) dimethylsilane 84: Tris (perfluoropropyloxy) methylsilane 85: Dimethylbis (nonafluorobutoxy) silane 86: Methyltris (nonafluorobutoxy) silane 87: Bis (perfluoropropyloxy) diphenylsilane 88: Bis (perfluoropropyloxy) methylvinylsilane 89: Bis (1,1,1,3,3,4,4,4-octafluorobutoxy) dimethylsilane 90: Bis (1,1,1,3,3) , 3-Hexafluoroisopropoxy) dimethylsilane 91: Tris (1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropoxy) methylsilane 92: Tetrakis (1,1,1,3,3,3-hexafluoro Isopropoxy) silane 93: dimethylbis (nonaf) (Luoro-t-butoxy) silane 94: bis (1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropoxy) diphenylsilane 95: tetrakis (1,1,3,3-tetrafluoroisopropoxy) silane 96: Bis [1,1-bis (trifluoromethyl) ethoxy] dimethylsilane 97: Bis (1,1,1,3,3,4,4,4-octafluoro-2-butoxy) dimethylsilane 98: Methyltris [2 , 2,3,3,3-pentafluoro-1,1-bis (trifluoromethyl) propoxy] silane 99: diphenylbis [2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) -1-tolyl Ethoxy] silane and the following compounds,
100: (CF 3 CH 2 ) 3 Si (CH 2 —NH 2 )
101: (CF 3 CH 2) 3 Si-N (CH 3) 2

Figure 0004479225
Figure 0004479225

更に、   Furthermore,

Figure 0004479225
Figure 0004479225

等のシラザン類や、
106:CF3CH2−CH2TiCl3
107:CF3(CF23CH2CH2TiCl3
108:CF3(CF25CH2CH2Ti(OCH33
109:CF3(CF27CH2CH2TiCl3
110:Ti(OC374
111:(CF3CH2−CH2O)3TiCl3
112:(CF324)(CH32Ti−O−Ti(CH33
等のフッ素を有する有機チタン化合物、また、以下のようなフッ素含有有機金属化合物を例として挙げることができる。
Silazanes such as
106: CF 3 CH 2 —CH 2 TiCl 3
107: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 TiCl 3
108: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Ti (OCH 3 ) 3
109: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 TiCl 3
110: Ti (OC 3 F 7 ) 4
111: (CF 3 CH 2 —CH 2 O) 3 TiCl 3
112: (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2 Ti-O-Ti (CH 3) 3
Examples thereof include organic titanium compounds having fluorine such as fluorine-containing organometallic compounds as follows.

113:CF3(CF23CH2CH2O(CH23GeCl
114:CF3(CF23CH2CH2OCH2Ge(OCH33
115:(C37O)2Ge(OCH32
116:[(CF32CHO]4Ge
117:[(CF32CHO]4Zr
118:(C37CH2CH22Sn(OC252
119:(C37CH2CH2)Sn(OC253
120:Sn(OC374
121:CF3CH2CH2In(OCH32
122:In(OCH2CH2OC373
123:Al(OCH2CH2OC373
124:Al(OC373
125:Sb(OC373
126:Fe(OC373
127:Cu(OCH2CH2OC372
128:C37(OC3624O(CF22CH2OCH2Si(OCH33
113: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 O (CH 2 ) 3 GeCl
114: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 OCH 2 Ge (OCH 3 ) 3
115: (C 3 F 7 O) 2 Ge (OCH 3 ) 2
116: [(CF 3 ) 2 CHO] 4 Ge
117: [(CF 3 ) 2 CHO] 4 Zr
118: (C 3 F 7 CH 2 CH 2) 2 Sn (OC 2 H 5) 2
119: (C 3 F 7 CH 2 CH 2) Sn (OC 2 H 5) 3
120: Sn (OC 3 F 7 ) 4
121: CF 3 CH 2 CH 2 In (OCH 3 ) 2
122: In (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 3
123: Al (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 3
124: Al (OC 3 F 7 ) 3
125: Sb (OC 3 F 7 ) 3
126: Fe (OC 3 F 7 ) 3
127: Cu (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 2
128: C 3 F 7 (OC 3 F 6 ) 24 O (CF 2 ) 2 CH 2 OCH 2 Si (OCH 3 ) 3

Figure 0004479225
Figure 0004479225

これら具体例で挙げられた各化合物等は、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)、信越化学工業(株)、ダイキン工業(株)(例えば、オプツールDSX)また、Gelest Inc.、ソルベイ ソレクシス(株)等により上市されており、容易に入手することができる他、例えば、J.Fluorine Chem.,79(1).87(1996)、材料技術,16(5),209(1998)、Collect.Czech.Chem.Commun.,44巻,750〜755頁、J.Amer.Chem.Soc.1990年,112巻,2341〜2348頁、Inorg.Chem.,10巻,889〜892頁,1971年、米国特許第3,668,233号明細書等、また、特開昭58−122979号、特開平7−242675号、特開平9−61605号、同11−29585号、特開2000−64348号、同2000−144097号公報等に記載の合成方法、あるいはこれに準じた合成方法により製造することができる。   The compounds listed in these specific examples are Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Daikin Industries Co., Ltd. (for example, OPTOOL DSX), and Gelest Inc. In addition to being marketed by Solvay Solexis Co., Ltd., etc., they can be easily obtained. Fluorine Chem. 79 (1). 87 (1996), material technology, 16 (5), 209 (1998), Collect. Czech. Chem. Commun. 44, 750-755, J. MoI. Amer. Chem. Soc. 1990, 112, 2341-2348, Inorg. Chem. 10: 889-892, 1971, U.S. Pat. No. 3,668,233, etc., JP-A 58-122979, JP-A 7-242675, JP-A 9-61605, etc. 11-29585, JP-A No. 2000-64348, JP-A No. 2000-144097 and the like, or a synthesis method based on the synthesis method.

次に、薄膜形成ガスを構成する他の要素について説明する。   Next, other elements constituting the thin film forming gas will be described.

本発明に係る薄膜形成ガスにおいては、上記説明したフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物と共に、放電を起こすことのできる放電ガスとして、少なくとも10体積%以上の窒素ガスを含有することが特徴であり、好ましくは50〜99.9体積%である。また、添加ガスとして、還元系ガスまたは酸化系ガスを0.01〜10体積%の範囲で含有することが好ましく、更に好ましくは、還元系ガスとして水素を用いること、あるいは酸化系ガスとして酸素を用いることである。   The thin film forming gas according to the present invention includes at least 10% by volume or more of nitrogen gas as a discharge gas capable of causing discharge together with the above-described organometallic compound having an organic group having a fluorine atom. Preferably, it is 50-99.9 volume%. The additive gas preferably contains a reducing gas or an oxidizing gas in the range of 0.01 to 10% by volume, more preferably hydrogen is used as the reducing gas, or oxygen is used as the oxidizing gas. Is to use.

更に、放電ガスとして、必要に応じて、例えば、希ガス、空気、酸素などを混合して用いてもかまわない。   Furthermore, as a discharge gas, for example, a rare gas, air, oxygen, or the like may be mixed and used as necessary.

また、本発明に係る薄膜形成ガスにおいては、前述のフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物の含有量としては、0.001〜30.0体積%の範囲であることが好ましい。   Moreover, in the thin film formation gas which concerns on this invention, it is preferable that it is the range of 0.001-30.0 volume% as content of the organometallic compound which has the organic group which has the above-mentioned fluorine atom.

本発明に係る薄膜形成方法で処理される基材の材質は、特に限定はなく、酸化金属、プラスチック、金属、陶器、紙、木材、不織布、ガラス板、セラミック、建築材料等を挙げることができ、特に、基材表面が、無機化合物を含む表面、あるいは有機化合物を含む表面で構成されていることが、本発明の目的効果を発揮する観点から好ましいが、その中でも、更に好ましくはシリカ、チタニア等の酸化金属を主成分とする表面の基材である。また、基材の形態は、シート状でも成型品でもよく、ガラスとしては板ガラスやレンズ等、プラスチックとしては、プラスチックレンズ、プラスチックフィルム、プラスチックシート、あるいはプラスチック成型品等が挙げられる。基材が、このようなプラスチックを支持体とする場合には、その表面に酸化金属膜を形成したものが好ましい。   The material of the base material processed by the thin film forming method according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include metal oxide, plastic, metal, earthenware, paper, wood, nonwoven fabric, glass plate, ceramic, and building material. In particular, it is preferable that the surface of the substrate is composed of a surface containing an inorganic compound or a surface containing an organic compound from the viewpoint of achieving the object effect of the present invention, and among them, silica and titania are more preferable. It is a base material of the surface which has a metal oxide as a main component. The substrate may be in the form of a sheet or a molded product. Examples of glass include plate glass and lenses, and examples of plastic include plastic lenses, plastic films, plastic sheets, and plastic molded products. When the base material uses such a plastic as a support, one having a metal oxide film formed on the surface thereof is preferable.

次いで、本発明の薄膜形成方法で用いる薄膜形成装置について説明する。   Next, a thin film forming apparatus used in the thin film forming method of the present invention will be described.

本発明の薄膜形成方法は、前述のように、大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、少なくとも10体積%以上の窒素ガスと、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物とを含有する薄膜形成ガスを放電空間に導入して励起し、該励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、該基材上に薄膜を形成するものである。   As described above, the thin film forming method of the present invention includes a thin film containing at least 10% by volume of nitrogen gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure. A forming gas is introduced into the discharge space and excited, and the substrate is exposed to the excited thin film forming gas to form a thin film on the substrate.

本発明において、放電空間とは、所定の距離を有して対向配置された電極対により挟まれ、かつ前記電極対間へ薄膜形成ガスを導入して電圧印加することにより放電を起こす空間である。   In the present invention, the discharge space is a space which is sandwiched between electrode pairs arranged to face each other at a predetermined distance, and causes discharge by introducing a thin film forming gas between the electrode pairs and applying a voltage. .

放電空間の形態は、特に制限はなく、例えば、対向する平板電極対により形成されるスリット状であっても、あるいは2つの円筒電極間に円周状に形成された空間であっても良い。   The form of the discharge space is not particularly limited, and may be, for example, a slit formed by opposing plate electrode pairs or a space formed in a circumferential shape between two cylindrical electrodes.

本発明でいう大気圧又は大気圧近傍の圧力下とは、20kPa〜200kPaの圧力下である。本発明において、電圧を印加する電極間のさらに好ましい圧力は、70kPa〜140kPaである。   In the present invention, the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity of the atmospheric pressure refers to a pressure of 20 kPa to 200 kPa. In this invention, the more preferable pressure between the electrodes which apply a voltage is 70 kPa-140 kPa.

次いで、本発明の薄膜形成方法に用いる大気圧プラズマ放電処理装置、大気圧プラズマ放電処理方法及び大気圧プラズマ放電処理装置用の電極システムについて、以下にその実施の形態を図を用いて説明するが、本発明はこれに限定されない。また、以下の説明には、用語等に対し断定的な表現が含まれている場合があるが、本発明の好ましい例を示すものであって、本発明の用語の意義や技術的な範囲を限定するものではない。   Next, embodiments of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus, an atmospheric pressure plasma discharge treatment method, and an electrode system for an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus used in the thin film forming method of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this. In addition, the following explanation may include assertive expressions for terms and the like, but it shows preferred examples of the present invention, and the meaning and technical scope of the terms of the present invention are shown. It is not limited.

図1は、本発明に有用な大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus useful for the present invention.

以下、本発明でいう大気圧プラズマ放電処理装置とは、大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、薄膜形成ガスを放電空間に導入して励起し、励起した薄膜形成ガスに基材を晒すことにより、該基材上に薄膜を形成する装置をいう。   Hereinafter, the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus referred to in the present invention refers to exciting a thin film forming gas introduced into a discharge space under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and exposing the substrate to the excited thin film forming gas. Means an apparatus for forming a thin film on the substrate.

図1において、20はプラズマ放電処理装置、1はプラズマ放電処理容器、図示してない基材の元巻ロールから巻きほぐされて搬送される、あるいは前工程から搬送されて来る基材Fが大気圧もしくはその近傍の圧力下で、連続的にプラズマ処理する処理室2に移送され、一対の対向電極3及び4の間でプラズマ処理される。処理室2は前記基材Fの入口2Aと出口2Bを有する間仕切りされた処理室によって構成されている。   In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a plasma discharge treatment apparatus, 1 denotes a plasma discharge treatment container, and a substrate F that is unwound from a base roll (not shown) and conveyed, or conveyed from a previous process is large. Under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, it is transferred to the processing chamber 2 where plasma processing is continuously performed, and plasma processing is performed between the pair of counter electrodes 3 and 4. The processing chamber 2 is constituted by a partitioned processing chamber having an inlet 2A and an outlet 2B of the substrate F.

以下、処理室を説明する。   Hereinafter, the processing chamber will be described.

処理室2に隣接して基材の入口側に予備室10が設けられ、その予備室10に隣接して予備室11が設けられている。出口側にも処理室2に隣接して予備室12が設けられている。予備室を設ける場合、基材Fの入口側に二つ、出口側に一つを設ける態様であってもよいが、これに限定されず、基材Fの出入口側に一つづつ設けてもよく、入口側に二つ設け、出口側に設けなくともよく、あるいは入口側に二つ以上、出口側に二つ以上設けてもよい。いずれの態様であっても、処理室2内の内圧が、該処理室2と隣接する予備室の内圧より高いことが必要であり、好ましくは0.25Pa以上高いことである。このように処理室2と予備室の間でも圧力差を設けることにより、外部空気の混入を防止し、薄膜形成ガスの有効使用が可能となり、処理効果も更に向上する。また処理室2に隣接して入口側に二つ以上、出口側に二つ以上予備室を設けた場合、その予備室10と隣り合う予備室11の間の差圧は、処理室2に近い側の予備室10の内圧が高く設定されることが好ましく、0.25Pa以上高く設定されることが好ましい。このように複数の予備室同士の間でも圧力差を設けることによって、外部空気の混入をより効率的に防止し、薄膜形成ガスの有効使用がより可能となり、処理効果も更に向上する。予備室10あるいは11には、処理ガスの少なくとも1成分を有していることが薄膜形成ガスの効率的な使用と処理効果の向上の観点から好ましい。更に予備室を複数設けて圧力差を設けるには、減圧手段15を設けることが好ましい。この減圧手段としては、吸引ファンあるいは真空ポンプ等を挙げることができる。前記処理室2と予備室10、予備室11同士の部屋には間仕切りされていることが必要であり、かかる間仕切り手段としては、入口側に少なくとも1対のニップロール7、出口側に少なくとも一対のニップロール8を設けることが好ましい。かかるニップロール7または8は、基材Fに対して接触しながら閉鎖ないし間仕切りする機能を有するが、部屋同士を完全に間仕切りできないので、圧力差を設ける手段が有効に機能するのである。また間仕切り手段としては、基材Fに対して所定の間隙を保ち、且つ非接触での手段であってもよい。かかる態様としては図示しないがエアーカーテン方式等を採用できる。なお、予備室を設けない場合には、処理室と外部の間に間仕切りがされればよい。   A spare chamber 10 is provided on the inlet side of the base material adjacent to the processing chamber 2, and a spare chamber 11 is provided adjacent to the spare chamber 10. A spare chamber 12 is also provided on the outlet side adjacent to the processing chamber 2. In the case of providing the preliminary chamber, two may be provided on the inlet side of the base material F and one on the outlet side, but the present invention is not limited to this. Alternatively, two may be provided on the inlet side and not provided on the outlet side, or two or more may be provided on the inlet side and two or more may be provided on the outlet side. In any embodiment, the internal pressure in the processing chamber 2 needs to be higher than the internal pressure in the preliminary chamber adjacent to the processing chamber 2, and is preferably higher by 0.25 Pa or more. Thus, by providing a pressure difference between the processing chamber 2 and the preliminary chamber, it is possible to prevent external air from being mixed in, to effectively use the thin film forming gas, and to further improve the processing effect. Further, when two or more auxiliary chambers are provided adjacent to the processing chamber 2 on the inlet side and two or more auxiliary chambers are provided on the outlet side, the pressure difference between the auxiliary chamber 10 and the adjacent auxiliary chamber 11 is close to the processing chamber 2. The internal pressure of the auxiliary chamber 10 on the side is preferably set high, and is preferably set high by 0.25 Pa or more. By providing a pressure difference between the plurality of preliminary chambers in this manner, external air can be more effectively prevented from being mixed, the thin film forming gas can be effectively used, and the processing effect can be further improved. The preliminary chamber 10 or 11 preferably has at least one component of the processing gas from the viewpoint of efficient use of the thin film forming gas and improvement of the processing effect. Further, in order to provide a plurality of preliminary chambers and provide a pressure difference, it is preferable to provide a decompression means 15. Examples of the pressure reducing means include a suction fan or a vacuum pump. It is necessary that the processing chamber 2 and the spare chamber 10 and the spare chamber 11 are separated from each other. As the partitioning means, at least a pair of nip rolls 7 on the inlet side and at least a pair of nip rolls on the outlet side are used. 8 is preferably provided. The nip rolls 7 or 8 have a function of closing or partitioning while being in contact with the base material F. However, since the rooms cannot be partitioned completely, means for providing a pressure difference functions effectively. Further, the partitioning means may be a means that keeps a predetermined gap with respect to the substrate F and is non-contact. Although not shown in the drawing, an air curtain system or the like can be adopted as such an embodiment. In the case where a spare chamber is not provided, a partition may be provided between the processing chamber and the outside.

一対の対向電極3及び4は、金属母材と誘電体で構成され(その区別は図示されていない)、該金属母材をライニングすることにより無機質的性質の誘電体を被覆する組み合わせにより、また、金属母材に対しセラミックス溶射した後、無機質的性質の物質により封孔処理した誘電体を被覆する組み合わせにより構成されていてもよい。金属母材としてはチタン、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属が使える。また、誘電体のライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等を用いることができ、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易く好ましい。また、誘電体の溶射に用いるセラミックスとしては、アルミナが良く、酸化珪素等封孔材が好ましい。またアルコキシラン系封孔材をゾルゲル反応させて無機化させることもできる。   The pair of counter electrodes 3 and 4 are composed of a metal base material and a dielectric (the distinction is not shown), and by combining the metal base material to coat the dielectric material having an inorganic property, Further, it may be constituted by a combination in which a ceramic material is sprayed on a metal base material and then a dielectric material sealed with a substance having an inorganic property is coated. Metals such as titanium, silver, platinum, stainless steel, aluminum, and iron can be used as the metal base material. Dielectric lining materials include silicate glass, borate glass, phosphate glass, germanate glass, tellurite glass, aluminate glass, vanadate glass, etc. Of these, borate glass is preferable because it is easy to process. As the ceramic used for the thermal spraying of the dielectric, alumina is preferable, and a sealing material such as silicon oxide is preferable. Further, the alkoxysilane-based sealing material can be made inorganic by a sol-gel reaction.

また、図1では一対の対向電極3及び4のように平板電極を用いてあるが、一方もしくは双方の電極を円柱型電極、角柱型電極あるいはロール状回転電極としてもよい。この一対の対向電極3及び4のうち一方の電極3に高周波電源5が接続され、他方の電極4は、アース6により接地され、一対の対向電極3及び4間に電界を印加できるように構成されている。   Further, in FIG. 1, flat electrodes are used like the pair of counter electrodes 3 and 4, but one or both electrodes may be cylindrical electrodes, prismatic electrodes, or roll-shaped rotating electrodes. A high frequency power source 5 is connected to one electrode 3 of the pair of counter electrodes 3 and 4, and the other electrode 4 is grounded by a ground 6 so that an electric field can be applied between the pair of counter electrodes 3 and 4. Has been.

図2は、本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の他の一例を示す図である。図2は、プラズマ放電処理装置30、ガス充填手段50、電圧印加手段40、及び電極温度調節手段60から構成されている。図2は、図1の対向する固定されている平板状電極3及び4を、ロール回転電極25と複数の角柱型固定電極36として、基材Fをプラズマ放電処理するものである。基材Fは図示されていない元巻きから巻きほぐされて搬送して来るか、または前工程から搬送されて来てガイドロール64を経てニップロール65で基材に同伴して来る空気等を遮断し、ロール回転電極25に接触したまま巻き回されながら複数の角柱型固定電極36との間を移送され、ニップロール66、ガイドロール67を経て、図示してない巻き取り機で巻き取られるか、次工程に移送する。薄膜形成ガスは、ガス充填手段50で、ガス発生装置51で発生させた薄膜形成ガスGを、流量制御して給気口52より放電処理室32のプラズマ放電処理容器31内に入れ、該プラズマ放電処理容器31内を薄膜形成ガスGで充填し処理排ガスG′を排気口53より排出するようにする。次に電圧印加手段40で、高周波電源41により角柱型固定電極36に電圧を印加し、ロール回転電極25にはアースを接地し、放電プラズマを発生させる。ロール回転電極25及び角柱型固定電極36を電極温度調節手段60を用いて媒体を加熱または冷却し電極に送液する。電極温度調節手段60で温度を調節した媒体を送液ポンプPで配管61を経てロール回転電極25及び角柱型固定電極36内側から温度を調節する。電極からの帰りの配管については省略されている。プラズマ放電処理の際、基材の温度によって得られる薄膜の物性や組成は変化することがあり、これに対して適宜制御することが好ましい。媒体としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が好ましく用いられる。プラズマ放電処理の際、幅手方向あるいは長手方向での基材の温度ムラができるだけ生じないようにロールを用いた回転電極の内部の温度を制御することが望まれる。なお、68及び69はプラズマ放電処理容器31と外界を仕切る仕切板である。   FIG. 2 is a diagram showing another example of the plasma discharge processing apparatus under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof according to the present invention. FIG. 2 includes a plasma discharge processing apparatus 30, a gas filling means 50, a voltage applying means 40, and an electrode temperature adjusting means 60. FIG. 2 shows a plasma discharge treatment of the substrate F using the fixed plate-like electrodes 3 and 4 opposed to each other in FIG. 1 as the roll rotating electrode 25 and the plurality of prismatic fixed electrodes 36. The substrate F is unwound from the original winding (not shown) and conveyed, or the substrate F is conveyed from the previous process, passes through the guide roll 64 and passes through the nip roll 65 to block the air and the like. , While being wound while being in contact with the roll rotating electrode 25, it is transferred between the plurality of prismatic fixed electrodes 36, passed through the nip roll 66 and the guide roll 67, and taken up by a winder (not shown), or Transfer to process. As the thin film forming gas, the gas filling means 50 controls the flow rate of the thin film forming gas G generated by the gas generator 51 and puts it into the plasma discharge processing vessel 31 of the discharge processing chamber 32 through the air supply port 52, and the plasma. The inside of the discharge treatment vessel 31 is filled with the thin film forming gas G, and the treatment exhaust gas G ′ is discharged from the exhaust port 53. Next, the voltage applying means 40 applies a voltage to the prismatic fixed electrode 36 by the high frequency power supply 41, and the roll rotating electrode 25 is grounded to generate discharge plasma. The roll rotating electrode 25 and the prismatic fixed electrode 36 are heated or cooled using an electrode temperature adjusting means 60 and fed to the electrode. The temperature of the medium whose temperature is adjusted by the electrode temperature adjusting means 60 is adjusted from the inside of the roll rotating electrode 25 and the prismatic fixed electrode 36 via the pipe 61 by the liquid feed pump P. The return piping from the electrode is omitted. During the plasma discharge treatment, the properties and composition of the thin film obtained may vary depending on the temperature of the substrate, and it is preferable to appropriately control this. As the medium, an insulating material such as distilled water or oil is preferably used. During the plasma discharge treatment, it is desirable to control the temperature inside the rotating electrode using a roll so that the temperature unevenness of the substrate in the width direction or the longitudinal direction does not occur as much as possible. Reference numerals 68 and 69 denote partition plates that partition the plasma discharge processing vessel 31 from the outside.

本発明に係る電極は、金属母材とその上に被覆されている誘電体から構成されている。図3は、本発明におけるロール回転電極の一例を示す斜視図である。図3において、ロール回転電極25の構成は、金属の導電性を有する金属母材25Aに対しセラミックス溶射後、無機質物質により封孔処理した誘電体25Bを被覆した組み合わせでなっている。また誘電体はライニングによるものでもよい。   The electrode according to the present invention is composed of a metal base material and a dielectric material coated thereon. FIG. 3 is a perspective view showing an example of the roll rotating electrode in the present invention. In FIG. 3, the structure of the roll rotating electrode 25 is a combination in which a metal base material 25A having metallic conductivity is coated with a dielectric 25B sealed with an inorganic substance after ceramic spraying. The dielectric may be a lining.

図4は角柱型固定電極の一例を示す斜視図である。図4において、角柱型固定電極36は上記ロール回転電極と同様に、または金属の導電性を有する金属母材36Aに対しセラミックス溶射後、無機質物質により封孔処理した誘電体36Bを被覆した組み合わせでなっている。また誘電体はライニングによるものでもよい。固定電極は円柱(円筒)型であってもよい。固定電極として角柱型固定電極36は、円柱型に比べ放電範囲を広げる効果があり、好ましい。   FIG. 4 is a perspective view showing an example of a prismatic fixed electrode. In FIG. 4, the prismatic fixed electrode 36 is the same as the above-described roll rotating electrode or a combination in which a dielectric 36B covered with an inorganic substance after ceramic spraying is applied to a metal base material 36A having metallic conductivity. It has become. The dielectric may be a lining. The fixed electrode may be a columnar (cylindrical) type. As the fixed electrode, the prismatic fixed electrode 36 is preferable because it has the effect of expanding the discharge range as compared with the cylindrical type.

図5は、プラズマ放電処理装置の電極と基材との位置関係が異なる一例を示した図である。プラズマ放電処理装置100の電極101と102の間に導入される薄膜形成ガスGにプラズマ放電を起こさせた薄膜形成ガスG°(点線で表している)として下方に流れ、電極の下に移送して来る基材Fの表面に薄膜を形成させる。G′は処理排ガスである。101A及び102Aは電極101及び102の金属母材であり、101B及び102Bは誘電体である。このように間隙を移送する基材Fでなくとも、プラズマ放電を起こさせた薄膜形成ガスG°を発生させて、処理位置103でレンズ等の凹凸を有する基材に薄膜を形成させる方法もある。   FIG. 5 is a view showing an example in which the positional relationship between the electrode and the base material of the plasma discharge treatment apparatus is different. The thin film forming gas G introduced between the electrodes 101 and 102 of the plasma discharge processing apparatus 100 flows downward as a thin film forming gas G ° (indicated by a dotted line) causing plasma discharge, and is transferred below the electrodes. A thin film is formed on the surface of the incoming substrate F. G ′ is the treated exhaust gas. 101A and 102A are metal base materials of the electrodes 101 and 102, and 101B and 102B are dielectrics. There is also a method of forming a thin film on a substrate having projections and depressions such as a lens at the processing position 103 by generating a thin film forming gas G ° causing plasma discharge, instead of the substrate F that transfers the gap in this way. .

図6は、本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の他の一例を示す図である。   FIG. 6 is a view showing another example of the plasma discharge processing apparatus under the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof according to the present invention.

プラズマ放電処理装置100は、金属母材と誘電体101B、102Bで構成されている対局電極101、102、対局電極間に高周波電界を印加する高周波電源の他に、図示していないが、ガス供給手段、電極温度調整手段等から構成されている。   The plasma discharge treatment apparatus 100 is not shown in addition to a high-frequency power source that applies a high-frequency electric field between the opposing electrodes 101 and 102, which are composed of a metal base material and dielectrics 101B and 102B, and the opposing electrodes. Means, electrode temperature adjusting means, and the like.

対向電極101、102が対向している領域に、基材Fを配置し、薄膜形成ガスGを導入して、放電空間Aに基材Fを晒すことにより、基材Fに薄膜を形成する。   A base material F is disposed in a region where the counter electrodes 101 and 102 are opposed to each other, a thin film forming gas G is introduced, and the base material F is exposed to the discharge space A to form a thin film on the base material F.

電圧印加手段は高周波電源5、41より、それぞれの電極の金属の導電性を有する金属母材に電圧を印加する。本発明に係る防汚膜を形成させるための対向電極に電圧を印加する高周波電源としては、0.5kHz以上、200kHz以下の周波数で、0.05W/cm 以上、10W/cm 以下のローパワーの電源であることを特徴とするThe voltage applying means applies a voltage from the high frequency power sources 5 and 41 to the metal base material having the metal conductivity of each electrode. The high-frequency power source for applying a voltage to the common electrode for forming an antifouling film according to the present invention, more than 0.5 kHz, at frequencies below 200kHz, 0.05 W / cm 2 or more, 10 W / cm 2 or less at a low characterized in that it is a power of the power.

高周波電源としては、神鋼電機製高周波電源(3kHz)、神鋼電機製高周波電源(5kHz)、神鋼電機製高周波電源(15kHz)、神鋼電機製高周波電源(50kHz)、ハイデン研究所製高周波電源(連続モード使用、100kHz)、パール工業製高周波電源(200kHz)等を使用できる。   As a high frequency power source, a high frequency power source (3 kHz) manufactured by Shinko Electric, a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (5 kHz), a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (15 kHz), a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (50 kHz), a high frequency power source manufactured by HEIDEN Laboratory (continuous mode) Use, 100 kHz), a high-frequency power source (200 kHz) manufactured by Pearl Industry, etc. can be used.

プラズマ放電処理容器31はパイレックス(R)ガラスやプラスティックで絶縁された金属性容器であってもよい。例えば、アルミまたは、ステンレススティールのフレームの内面にポリイミド樹脂等を張り付けても良く、該金属フレームにセラミックス溶射を行い絶縁性をとっても良い。   The plasma discharge treatment vessel 31 may be a metallic vessel insulated with Pyrex (R) glass or plastic. For example, polyimide resin or the like may be attached to the inner surface of an aluminum or stainless steel frame, and the metal frame may be subjected to ceramic spraying to achieve insulation.

本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下で薄膜形成ガス雰囲気内でプラズマ放電処理する方法あるいは条件等について説明する。   A method or conditions for plasma discharge treatment in a thin film forming gas atmosphere under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof according to the present invention will be described.

本発明に係る防汚膜を形成する場合の対向電極間に印加する高周波電界の周波数は、高周波電源として0.5kHz以上、200kHz以下であることを特徴の1つとし、好ましくは0.5kHz以上、80kHz以下である。また、対向電極間に供給する電力は、ローパワーであることを特徴とし、その電力としては0.05W/cm以上、10W/cm以下である。尚、対向電極における電圧の印加面積(cm)は、放電が起こる範囲の面積のことを指す。対向電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わない。 Frequency of the high frequency electric field applied between opposing electrodes in the case that forms the form an antifouling film according to the present invention, 0.5kHz or more as a high-frequency power source, 1 Tsutoshi feature that is 200kHz or less, preferably 0.5kHz As mentioned above, it is 80 kHz or less. The power supplied between opposed electrodes is characterized by a low power, it is in its power 0.05 W / cm 2 or more and 10 W / cm 2 or less. Note that the voltage application area (cm 2 ) in the counter electrode refers to the area where discharge occurs. The high-frequency voltage applied between the counter electrodes may be an intermittent pulse wave or a continuous sine wave.

本発明において、対向電極間の距離は、電極の金属母材上の誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に誘電体を設置した場合の誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に誘電体を設置した場合の誘電体同士の距離を電極間の距離として、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.1mm〜20mmが好ましく、0.2〜10mmがより好ましい。   In the present invention, the distance between the counter electrodes is determined in consideration of the thickness of the dielectric on the metal base material of the electrodes, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, and the like. The shortest distance between the dielectric when the dielectric is placed on one of the electrodes and the distance between the dielectrics when the dielectric is placed on both of the electrodes is the distance between the electrodes. From the viewpoint of discharging, 0.1 mm to 20 mm is preferable, and 0.2 to 10 mm is more preferable.

本発明において、大気圧もしくはその近傍の圧力とは、20〜200kPaの圧力を表すが、本発明に記載の効果を好ましく得るためには90〜110kPa、特に93〜104kPaが好ましい。   In the present invention, the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof represents a pressure of 20 to 200 kPa, and 90 to 110 kPa, particularly 93 to 104 kPa is preferable in order to obtain the effects described in the present invention.

本発明に係る薄膜形成前、基材を別途設けた放電空間に晒して薄膜形成を施しても良い。また、薄膜形成前に、予め基材表面の除電処理を行い、更にゴミ除去を行っても良い。除電手段及び除電処理後のゴミ除去手段としては、通常のブロアー式や接触式以外に、複数の正負のイオン生成用除電電極と基材を挟むようにイオン吸引電極を対向させた除電装置とその後に正負の直流式除電装置を設けた高密度除電システム(特開平7−263173号)を用いてもよい。また、除電処理後のゴミ除去手段としては、非接触式のジェット風式減圧型ゴミ除去装置(特開平7−60211号)等を挙げることが出来好ましく用いることも出来るが、これらに限定されない。   Before forming the thin film according to the present invention, the thin film may be formed by exposing the base material to a separately provided discharge space. In addition, before the thin film is formed, the surface of the base material may be previously subjected to charge removal, and dust may be further removed. As the charge removal means and the dust removal means after the charge removal process, in addition to the normal blower type and contact type, a charge removal device in which a plurality of positive and negative ion generation charge removal electrodes and an ion attracting electrode are opposed to each other so as to sandwich the substrate, and thereafter Alternatively, a high-density static elimination system (Japanese Patent Laid-Open No. 7-263173) provided with positive and negative DC type static elimination devices may be used. Further, examples of the dust removal means after the static elimination treatment include a non-contact type jet-type depressurization type dust removal device (Japanese Patent Laid-Open No. 7-60211) and can be preferably used, but are not limited thereto.

本発明の薄膜形成方法においては、基材を放電空間、または励起放電ガスに晒して前処理を行った後、前記励起した薄膜形成ガスに基材を晒すこともできる。   In the thin film forming method of the present invention, the substrate can be exposed to the excited thin film forming gas after performing the pretreatment by exposing the substrate to the discharge space or the excited discharge gas.

本発明に係る薄膜形成前、基材を放電空間に晒して薄膜形成する前処理に用いる大気圧プラズマ放電装置としては、前述の図2で示した大気圧プラズマ放電装置等を用いることができる。   As the atmospheric pressure plasma discharge device used for the pretreatment for forming the thin film by exposing the substrate to the discharge space before forming the thin film according to the present invention, the atmospheric pressure plasma discharge device shown in FIG. 2 can be used.

また、本発明の薄膜形成方法においては、薄膜を形成する基材表面が、無機化合物を含むこと、あるいは基材表面の主成分が、酸化金属であることが好ましい。   Moreover, in the thin film formation method of this invention, it is preferable that the base-material surface which forms a thin film contains an inorganic compound, or the main component of a base-material surface is a metal oxide.

本発明において、基材表面に上記構成物を含む層を設ける方法の1つとして、大気圧プラズマ放電装置を用いることができる。   In the present invention, an atmospheric pressure plasma discharge apparatus can be used as one method for providing a layer containing the above-described constituent on the surface of the substrate.

上記方法で用いることのできる大気圧プラズマ放電装置としては、例えば、放電ガスがヘリウムまたはアルゴンを主成分とする場合には、前述の図で説明した各大気圧プラズマ放電装置と同様の装置を用いることができるが、放電ガスとして窒素ガスを主成分とする場合には、図7に示す大気圧プラズマ放電装置を用いることが好ましい。   As the atmospheric pressure plasma discharge apparatus that can be used in the above method, for example, when the discharge gas is mainly helium or argon, the same apparatus as each atmospheric pressure plasma discharge apparatus described in the above-mentioned figure is used. However, when nitrogen gas is the main component of the discharge gas, it is preferable to use the atmospheric pressure plasma discharge apparatus shown in FIG.

図7は、本発明に係る基材の表面処理に用いる大気圧プラズマ放電装置の一例を示す概略図である。   FIG. 7 is a schematic view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge apparatus used for the surface treatment of the substrate according to the present invention.

装置の概略は、図2に示した構成とほぼ同様であるが、ロール回転電極(第1電極)135と角筒型固定電極群(第2電極)136との間の放電空間(対向電極間)132に、ロール回転電極(第1電極)135には第1電源141から周波数ω1であって高周波電圧V1を、また角筒型固定電極群(第2電極)136には第2電源142から周波数ω2であって高周波電圧V2をかけるようになっている。 The outline of the apparatus is almost the same as the configuration shown in FIG. 2, but the discharge space (between the counter electrodes) between the roll rotating electrode (first electrode) 135 and the square tube type fixed electrode group (second electrode) 136. to) 132, a roll rotating electrode (first electrode) 135 a frequency omega 1 from the first power source 141 a high-frequency voltage V 1, also prismatic fixed electrode group (the second electrode) 136 second power supply A high frequency voltage V 2 is applied from 142 at a frequency ω 2 .

ロール回転電極(第1電極)135と第1電源141との間には、第1電源141からの電流がロール回転電極(第1電極)135に向かって流れるように第1フィルター143が設置されている。該第1フィルターは第1電源141からの電流をアース側へと通過しにくくし、第2電源142からの電流をアース側へと通過し易くするように設計されている。また、角筒型固定電極群(第2電極)136と第2電源142との間には、第2電源からの電流が第2電極に向かって流れるように第2フィルター144が設置されている。第2フィルター144は、第2電源142からの電流をアース側へと通過しにくくし、第1電源141からの電流をアース側へと通過し易くするように設計されている。   A first filter 143 is installed between the roll rotation electrode (first electrode) 135 and the first power supply 141 so that the current from the first power supply 141 flows toward the roll rotation electrode (first electrode) 135. ing. The first filter is designed to make it difficult for the current from the first power supply 141 to pass to the ground side and to easily pass the current from the second power supply 142 to the ground side. Further, a second filter 144 is installed between the square tube type fixed electrode group (second electrode) 136 and the second power source 142 so that the current from the second power source flows toward the second electrode. . The second filter 144 is designed to make it difficult for the current from the second power source 142 to pass to the ground side and to easily pass the current from the first power source 141 to the ground side.

なお、ロール回転電極135を第2電極、また角筒型固定電極群136を第1電極としてもよい。何れにしろ第1電極には第1電源が、また第2電極には第2電源が接続される。第1電源は第2電源より大きな高周波電圧(V1>V2)を印加出来る能力を有しており、また、周波数はω1<ω2となる能力を有している。 Note that the roll rotating electrode 135 may be the second electrode, and the square tube fixed electrode group 136 may be the first electrode. In any case, the first power source is connected to the first electrode, and the second power source is connected to the second electrode. The first power source has the capability of applying a higher frequency voltage (V 1 > V 2 ) than the second power source, and the frequency has the capability of ω 12 .

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

《薄膜形成体試料の作製》
〔基材の作製〕
(帯電防止層の形成)
厚さ80μmのセルローストリアセテートフィルム(コニカ社製、商品名:コニカタックKC80UVSF)の一方の面に、下記組成の帯電防止層1の塗布組成物を乾燥膜厚で0.2μmとなるようにダイコートし、80℃、5分間乾燥して、帯電防止層を設けた。
《Preparation of thin film sample》
[Preparation of substrate]
(Formation of antistatic layer)
The coating composition of the antistatic layer 1 having the following composition was die-coated on one surface of a cellulose triacetate film (manufactured by Konica, trade name: Konicatak KC80UVSF) having a thickness of 80 μm so that the dry film thickness was 0.2 μm. And dried at 80 ° C. for 5 minutes to provide an antistatic layer.

〈帯電防止層の塗布組成物〉
ダイヤナール(BR−88 三菱レーヨン社製) 0.5質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 60質量部
メチルエチルケトン 15質量部
乳酸エチル 6質量部
メタノール 8質量部
導電性ポリマー樹脂
IP−16(特開平9−203810号公報記載) 0.5質量部
(ハードコート層の形成)
上記帯電防止層を形成したフィルムに、下記ハードコート層組成物を、乾燥膜厚が3.5μmとなるように塗布し、80℃にて5分間乾燥した。次に80W/cm高圧水銀灯を12cmの距離から4秒間照射して硬化させ、ハードコート層を有するハードコートフィルムを作製した。ハードコート層の屈折率は1.50であった。
<Coating composition for antistatic layer>
Dianal (BR-88 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 0.5 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether 60 parts by mass Methyl ethyl ketone 15 parts by mass Ethyl lactate 6 parts by mass Methanol 8 parts by mass Conductive polymer resin IP-16 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-203810) Publication) 0.5 parts by mass (formation of hard coat layer)
The following hard coat layer composition was applied to the film on which the antistatic layer was formed so that the dry film thickness was 3.5 μm, and dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, an 80 W / cm high-pressure mercury lamp was irradiated for 4 seconds from a distance of 12 cm to be cured, and a hard coat film having a hard coat layer was produced. The refractive index of the hard coat layer was 1.50.

〈ハードコート層組成物〉
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体 60質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート2量体 20質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート3量体以上の成分 20質量部
ジエトキシベンゾフェノン(UV光開始剤) 2質量部
メチルエチルケトン 50質量部
酢酸エチル 50質量部
イソプロピルアルコール 50質量部
上記組成物を撹拌しながら溶解した。
<Hard coat layer composition>
Dipentaerythritol hexaacrylate monomer 60 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate dimer 20 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate trimer or higher component 20 parts by weight Diethoxybenzophenone (UV photoinitiator) 2 parts by weight Methyl ethyl ketone 50 Part by mass Ethyl acetate 50 parts by mass Isopropyl alcohol 50 parts by mass The above composition was dissolved with stirring.

(バックコート層の塗設)
前記ハードコート層を塗設した面の反対面に、下記のバックコート層塗布組成物を、ウェット膜厚14μmとなるようにグラビアコーターで塗布し、乾燥温度85℃にて乾燥させてバックコート層を塗設した。
(Coating back coat layer)
The backcoat layer coating composition described below was applied to the opposite side of the surface coated with the hard coat layer with a gravure coater to a wet film thickness of 14 μm and dried at a drying temperature of 85 ° C. Was applied.

〈バックコート層塗布組成物〉
アセトン 30質量部
酢酸エチル 45質量部
イソプロピルアルコール 10質量部
セルロースジアセテート 0.5質量部
アエロジル200V 0.1質量部
(反射防止層の形成)
図7に示した大気圧プラズマ放電処理装置を4基接続し、それぞれの装置の2個の電極の電極間隙を1mmとし、各装置の放電空間に下記ガスをそれぞれ供給し、上記作製したハードコート層上に、順次薄膜を形成した。各装置の第1電極に第1の高周波電源として、神鋼電機社製(50kHz)の高周波電源を使用し、高周波電圧10kV/mm及び出力密度1W/cm2で、また、第2電極に第2の高周波電源として、パール工業社製(13.56MHz)の高周波電源を使用し、高周波電圧0.8kV/mm及び出力密度5.0W/cm2で印加し、プラズマ放電を行って酸化チタンを主成分とする薄膜及び酸化珪素を主成分とする反射防止層を形成した。このときの各装置の放電空間における窒素ガスの放電開始電圧は3.7kV/mmであった。なお、下記薄膜形成ガスは窒素ガス中で気化器によって蒸気とし、加温しながら放電空間に供給した。また、ロール電極はドライブを用いてセルロースエステルフィルムの搬送を同期して回転させた。両電極を80℃になるように調節保温して行った。
<Backcoat layer coating composition>
Acetone 30 parts by weight Ethyl acetate 45 parts by weight Isopropyl alcohol 10 parts by weight Cellulose diacetate 0.5 parts by weight Aerosil 200V 0.1 parts by weight (formation of an antireflection layer)
The four atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatuses shown in FIG. 7 are connected, the electrode gap between the two electrodes of each apparatus is set to 1 mm, the following gas is supplied to the discharge space of each apparatus, and the hard coat produced above A thin film was sequentially formed on the layer. A high frequency power source manufactured by Shinko Electric Co., Ltd. (50 kHz) is used as the first high frequency power source for the first electrode of each device, the high frequency voltage is 10 kV / mm and the output density is 1 W / cm 2 , and the second electrode is the second high frequency power source. As a high-frequency power source, a high-frequency power source manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. (13.56 MHz) is used, and a high-frequency voltage of 0.8 kV / mm and an output density of 5.0 W / cm 2 are applied. A thin film as a component and an antireflection layer mainly composed of silicon oxide were formed. The discharge start voltage of nitrogen gas in the discharge space of each device at this time was 3.7 kV / mm. The following thin film forming gas was vaporized by a vaporizer in nitrogen gas and supplied to the discharge space while heating. The roll electrode was rotated in synchronization with the transport of the cellulose ester film using a drive. Both electrodes were adjusted and kept at 80 ° C.

〈酸化チタン層形成用ガス組成〉
放電ガス:窒素 97.9体積%
薄膜形成ガス:テトライソプロポキシチタン 0.1体積%
添加ガス:水素 2.0体積%
〈酸化珪素層形成用ガス組成〉
放電ガス:窒素 98.9体積%
薄膜形成ガス:テトラエトキシシラン 0.1体積%
添加ガス:酸素 1.0体積%
前記ハードコート層の上に、順に酸化チタン層、酸化珪素層、酸化チタン層、酸化珪素層を設け、帯電防止層、ハードコート層及び反射防止層を有する基材(表1には、これをTACと記す)を作製した。なお、反射防止層を構成するそれぞれの層は、順に屈折率2.1(膜厚15nm)、屈折率1.46(膜厚33nm)、屈折率2.1(膜厚120nm)、屈折率1.46(膜厚76nm)であった。
<Gas composition for titanium oxide layer formation>
Discharge gas: Nitrogen 97.9% by volume
Thin film forming gas: tetraisopropoxy titanium 0.1% by volume
Additive gas: 2.0% by volume of hydrogen
<Gas composition for forming silicon oxide layer>
Discharge gas: Nitrogen 98.9% by volume
Thin film forming gas: Tetraethoxysilane 0.1% by volume
Addition gas: Oxygen 1.0% by volume
On the hard coat layer, a titanium oxide layer, a silicon oxide layer, a titanium oxide layer, and a silicon oxide layer are provided in this order, and a substrate having an antistatic layer, a hard coat layer, and an antireflection layer (this is shown in Table 1). (Referred to as TAC). Each of the layers constituting the antireflection layer has a refractive index of 2.1 (film thickness of 15 nm), a refractive index of 1.46 (film thickness of 33 nm), a refractive index of 2.1 (film thickness of 120 nm), and a refractive index of 1. .46 (film thickness 76 nm).

〔試料1の作製〕
上記作製したハードコート層及び反射防止層を有する基材上に、図2に示す大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、神鋼電機社製の高周波電源(周波数:5kHz)により1.0W/cm2の放電電力を印加した放電空間に、下記の組成からなる薄膜形成ガスを導入し、薄膜である防汚膜の形成を行って試料1を得た。
[Preparation of Sample 1]
On the base material having the hard coat layer and the antireflection layer produced above, 1.0 W / cm 2 by a high-frequency power source (frequency: 5 kHz) manufactured by Shinko Electric Co., Ltd. using the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG. Sample 1 was obtained by introducing a thin film forming gas having the following composition into the discharge space to which the discharge power was applied to form an antifouling film as a thin film.

〈薄膜形成ガス組成〉
放電ガス:窒素 98.3体積%
有機金属化合物:例示化合物15 0.2体積%
(エステック社製気化器により、窒素ガス中に例示化合物15を気化)
添加ガス:水素 1.5体積%
〔試料2〜11の作製〕
上記試料1の作製において、有機金属化合物である例示化合物15を、表1に記載の各例示化合物に変更した以外は同様にして、試料2〜11を作製した。
<Thin film forming gas composition>
Discharge gas: Nitrogen 98.3% by volume
Organometallic compound: Exemplified compound 15 0.2% by volume
(Evaporation of Exemplified Compound 15 in nitrogen gas using a vaporizer manufactured by STEC Co.)
Additive gas: 1.5% by volume of hydrogen
[Preparation of Samples 2 to 11]
Samples 2 to 11 were produced in the same manner as in the production of Sample 1 except that Exemplified Compound 15 which was an organometallic compound was changed to each Exemplified Compound shown in Table 1.

〔試料12の作製〕
上記試料1の作製において、防汚膜を形成する前に、基材表面に下記の前処理Aを施した以外は同様にして、試料12を作製した。
[Preparation of Sample 12]
In the preparation of Sample 1, Sample 12 was prepared in the same manner except that the following pretreatment A was applied to the surface of the base material before forming the antifouling film.

前処理A:基材上に防汚膜を形成する前に、図2に記載の装置を用い、窒素:酸素=99:1(体積%)の放電ガスを流入して励起させ、基材を励起した放電ガスに3秒間晒した。なお、高周波電源として、神鋼電機社製の高周波電源(周波数:50kHZ)、放電出力は5W/cm2に設定して行った。 Pretreatment A: Before forming the antifouling film on the substrate, the apparatus shown in FIG. 2 was used to inject and excite discharge gas of nitrogen: oxygen = 99: 1 (volume%) to Exposed to the excited discharge gas for 3 seconds. The high frequency power source was a high frequency power source (frequency: 50 kHz) manufactured by Shinko Electric Co., Ltd., and the discharge output was set to 5 W / cm 2 .

〔試料13の作製〕
上記試料1の作製において、防汚膜を形成する前に、基材表面に下記の前処理Bを施した以外は同様にして、試料13を作製した。
[Preparation of Sample 13]
Sample 13 was prepared in the same manner as Sample 1 except that the following pretreatment B was applied to the surface of the base material before forming the antifouling film.

前処理B:基材上に防汚膜を形成する前に、図6に記載の装置を用い、窒素:酸素=99:1(体積%)の放電ガスを流入して励起させ、基材を励起した放電ガスに3秒間晒した。なお、高周波電源として、神鋼電機社製の高周波電源(周波数:50kHZ)、放電出力は5W/cm2に設定して行った。 Pretreatment B: Before forming the antifouling film on the substrate, the apparatus shown in FIG. 6 was used to excite the substrate by injecting and exciting a discharge gas of nitrogen: oxygen = 99: 1 (volume%). Exposed to the excited discharge gas for 3 seconds. The high frequency power source was a high frequency power source (frequency: 50 kHz) manufactured by Shinko Electric Co., Ltd., and the discharge output was set to 5 W / cm 2 .

〔試料14の作製〕
前記試料1の作製において、基材をセルロースエステルフィルムに代えて、ガラス板(製品名:日本板硝子社製 0.5tソーダライムガラス 片面研磨品)を用い、また大気圧プラズマ放電処理装置として図2に記載の装置に代えて、図6に記載の装置を用いた以外は同様にして、試料14を作製した。
[Preparation of Sample 14]
In the preparation of the sample 1, a glass plate (product name: 0.5 t soda lime glass single-side polished product manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) is used instead of the cellulose ester film as a base material, and FIG. 2 shows an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus. A sample 14 was produced in the same manner except that the apparatus shown in FIG. 6 was used instead of the apparatus described in.

〔試料15の作製〕
上記試料1の作製において、放電ガスの組成を以下のように変更した以外は同様にして、試料15を作製した。
[Preparation of Sample 15]
Sample 15 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1 except that the composition of the discharge gas was changed as follows.

放電ガス:窒素 70.0体積%
放電ガス:アルゴン 28.3体積%
〔試料16の作製〕
上記試料1の作製において、防汚膜の形成に用いた装置を、図2に記載の装置に代えて、図5に記載の装置を用いた以外は同様にして試料16を作製した。
Discharge gas: Nitrogen 70.0 vol%
Discharge gas: Argon 28.3% by volume
[Preparation of Sample 16]
Sample 16 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1 except that the apparatus shown in FIG. 5 was used instead of the apparatus shown in FIG. 2 instead of the apparatus used to form the antifouling film.

〔試料17の作製〕
上記試料1の作製において、薄膜形成ガス組成を下記のように変更した以外は同様にして試料17を作製した。
[Preparation of Sample 17]
Sample 17 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1, except that the thin film forming gas composition was changed as follows.

〈薄膜形成ガス組成〉
放電ガス:アルゴン 98.3体積%
有機金属化合物:例示化合物15 0.2体積%
(エステック社製気化器により、窒素ガス中に例示化合物15を気化)
添加ガス:水素 1.5体積%
〔試料18〜21の作製〕
上記試料17の作製において、有機金属化合物である例示化合物15を、表1に記載の各例示化合物に変更した以外は同様にして、試料18〜21を作製した。
<Thin film forming gas composition>
Discharge gas: Argon 98.3% by volume
Organometallic compound: Exemplified compound 15 0.2% by volume
(Example compound 15 is vaporized in nitrogen gas by a vaporizer manufactured by STEC Co.)
Additive gas: 1.5% by volume of hydrogen
[Production of Samples 18 to 21]
Samples 18 to 21 were prepared in the same manner as in the preparation of Sample 17, except that Exemplified Compound 15 that was an organometallic compound was changed to each Exemplified Compound shown in Table 1.

〔試料22の作製〕
上記試料1の作製において、薄膜形成ガス組成を下記のように変更した以外は同様にして試料22を作製した。
[Preparation of Sample 22]
Sample 22 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1 except that the thin film forming gas composition was changed as follows.

〈薄膜形成ガス組成〉
放電ガス:アルゴン 93.3体積%
有機金属化合物:例示化合物15 0.2体積%
(エステック社製気化器により、窒素ガス中に例示化合物15を気化)
添加ガス:窒素 5.0体積%
添加ガス:水素 1.5体積%
〔試料23の作製〕
上記試料1の作製において、有機金属化合物である例示化合物15を、ソルベイ ソレクシス(株)製のFluorolink S10に変更した以外は同様にして、試料23を作製した。
<Thin film forming gas composition>
Discharge gas: Argon 93.3% by volume
Organometallic compound: Exemplified compound 15 0.2% by volume
(Example compound 15 is vaporized in nitrogen gas by a vaporizer manufactured by STEC Co.)
Additive gas: Nitrogen 5.0% by volume
Additive gas: 1.5% by volume of hydrogen
[Preparation of Sample 23]
Sample 23 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1, except that Exemplified Compound 15 which was an organometallic compound was changed to Fluorolink S10 manufactured by Solvay Solexis Co., Ltd.

〔試料24の作製〕
上記試料1の作製において、添加ガスとして水素に代えて、酸素を用いた以外は同様にして、試料24を作製した。
[Preparation of Sample 24]
Sample 24 was prepared in the same manner as Sample 1 except that oxygen was used instead of hydrogen as the additive gas.

《各試料の特性値の測定及び評価》
〔接触角の測定〕
各試料について、協和界面科学社製接触角計CA−Wを用いて、23℃、55%の環境下で、防汚膜表面の水に対する接触角とヘキサデカンに対する接触角を測定した。なお、測定はランダムに10カ所について行い、その平均値を求めた。
<< Measurement and evaluation of characteristic values of each sample >>
(Measurement of contact angle)
About each sample, the contact angle with respect to the water of the antifouling film surface and the contact angle with hexadecane were measured using a contact angle meter CA-W manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. in an environment of 23 ° C. and 55%. In addition, the measurement was performed at 10 locations at random and the average value was obtained.

〔薄膜均一性の評価〕
上記方法に従って水に対する接触角を50カ所について測定し、最大値と最小値の接触角差を求め、その差が3度以内であれば○、3度を超えた場合には×と判定し、これを薄膜均一性の尺度とした。
[Evaluation of thin film uniformity]
According to the above method, the contact angle for water was measured at 50 locations, the difference between the maximum and minimum contact angles was determined, and if the difference was within 3 degrees, it was determined as ○ when exceeding 3 degrees, This was taken as a measure of thin film uniformity.

〔油性インク拭き取り性の評価〕
油性インク(ゼブラ社製 マッキー極細黒 MO−120−MC−BK)を用いて、試料表面を3mmφ塗りつぶした後、柔らかい布(旭化成社製 BEMCOT M−3 250mm×250mm)で油性インク画像を拭き取り、この操作を同一位置で20回繰り返して行い、1回拭き取り後と20回拭き取り後における油性インクの残り状況を目視観察し、下記の基準に則り油性インクの拭き取り性の評価を行った。
[Evaluation of oil-based ink wiping performance]
Using oil-based ink (Zebra Co., Ltd. Mackey extra fine black MO-120-MC-BK), the sample surface was painted 3 mmφ, and then the oil-based ink image was wiped off with a soft cloth (BEMCOT M-3 250 mm × 250 mm manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) This operation was repeated 20 times at the same position, and the remaining state of the oil-based ink after wiping once and after wiping 20 times was visually observed, and the wiping property of the oil-based ink was evaluated according to the following criteria.

◎:油性インクが、完全に拭き取れた
○:油性インクが、ほぼ拭き取れた
×:油性インクが、一部で拭き取られず残っている
〔表面比抵抗の測定〕
本発明の薄膜形成体について、下記の方法に従って表面比抵抗値を測定した結果、全て1×1012Ω/□以下であった。
◎: Oil-based ink was completely wiped off ○: Oil-based ink was almost wiped off ×: Oil-based ink was not wiped off in part [Measurement of surface resistivity]
As a result of measuring the surface specific resistance value of the thin film-formed product of the present invention according to the following method, all were 1 × 10 12 Ω / □ or less.

(表面比抵抗の測定方法)
試料を、23℃、55%RHの環境下で24時間調湿した後、川口電機社製のテラオームメーターモデルVE−30を用いて測定した。測定に用いた電極は、2本の電極(試料と接触する部分が1cm×5cm)を1cmの間隔で配置し、電極に試料を接触させて測定し、測定値を5倍にした値を表面比抵抗値(Ω/□)とした。
(Measurement method of surface resistivity)
The sample was conditioned for 24 hours in an environment of 23 ° C. and 55% RH, and then measured using a Teraohm Meter Model VE-30 manufactured by Kawaguchi Electric Co., Ltd. The electrodes used for the measurement were measured by placing two electrodes (1 cm x 5 cm in contact with the sample) at an interval of 1 cm, contacting the sample with the electrode, and multiplying the measured value by 5 times. The specific resistance value (Ω / □) was used.

以上により得られた表面比抵抗を除く結果を、表1に示す。   The results excluding the surface specific resistance obtained as described above are shown in Table 1.

Figure 0004479225
Figure 0004479225

表1より明らかなように、少なくとも10体積%以上の窒素ガスと、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物とを含有した薄膜形成ガスを用いて防汚膜を形成した本発明の試料は、比較例に対し、形成された防汚膜の均一性が良好で、かつ撥水性、油性インクの拭き取り性に優れていることが分かる。   As apparent from Table 1, the sample of the present invention in which an antifouling film was formed using a thin film forming gas containing at least 10% by volume of nitrogen gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is Compared with the comparative example, it can be seen that the formed antifouling film has good uniformity, water repellency, and excellent wiping property of oil-based ink.

本発明に有用な大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置全体の一例を断面的に示した図である。It is the figure which showed in cross section an example of the whole plasma discharge processing apparatus under the atmospheric pressure useful for this invention, or the pressure of the vicinity. 大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the plasma discharge processing apparatus under atmospheric pressure or the pressure of the vicinity. ロール回転電極の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a roll rotation electrode. 角柱型固定電極の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a prismatic fixed electrode. プラズマ放電処理装置の電極と基材との位置関係の異なる一例を示した図である。It is the figure which showed an example from which the positional relationship of the electrode of a plasma discharge treatment apparatus and a base material differs. プラズマ放電処理装置の電極と基材との位置関係の異なる他の一例を示した図である。It is the figure which showed another example from which the positional relationship of the electrode of a plasma discharge treatment apparatus and a base material differs. 本発明に係る基材の表面処理に用いる大気圧プラズマ放電装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the atmospheric pressure plasma discharge apparatus used for the surface treatment of the base material which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

20、100 プラズマ放電処理装置
1 プラズマ放電処理容器
2 処理室
2A 入口
2B 出口
3、4、101、102 電極
5、41 高周波電源
6 アース
7、8 ニップロール
10、11、12 予備室
15 減圧手段
25 ロール回転電極
25A、36A、101A、102A 金属母材
25B、36B、101B、102B 誘電体
30 プラズマ放電処理装置
31 プラズマ放電処理容器
32 放電処理室
36 角柱型固定電極
40 電圧印加手段
50 ガス充填手段
51 ガス発生装置
52 給気口
53 排気口
60 電極温度調節手段
64、67 ガイドロール
65、66 ニップロール
68、69 仕切板
103 処理位置
F 基材
G 薄膜形成ガス
G′ 処理排ガス
G° プラズマ放電を起こさせた薄膜形成ガス
P 送液ポンプ
A 放電空間
20, 100 Plasma discharge treatment apparatus 1 Plasma discharge treatment vessel 2 Processing chamber 2A Inlet 2B Outlet 3, 4, 101, 102 Electrode 5, 41 High frequency power source 6 Ground 7, 8 Nip roll 10, 11, 12 Preparatory chamber 15 Decompression means 25 Roll Rotating electrode 25A, 36A, 101A, 102A Metal base material 25B, 36B, 101B, 102B Dielectric 30 Plasma discharge treatment device 31 Plasma discharge treatment vessel 32 Discharge treatment chamber 36 Square column type fixed electrode 40 Voltage application means 50 Gas filling means 51 Gas Generator 52 Air supply port 53 Exhaust port 60 Electrode temperature adjusting means 64, 67 Guide rolls 65, 66 Nip rolls 68, 69 Partition plate 103 Processing position F Substrate G Thin film forming gas G ′ Processing exhaust gas G ° Plasma discharge was caused Thin film forming gas P Liquid feed pump A Discharge space

Claims (15)

大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、少なくとも10体積%以上の窒素ガスと、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物とを含有する薄膜形成ガスを放電空間に導入して励起し、該励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、該基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、該放電空間は、0.5kHz以上、200kHz以下の高周波電源により、0.05W/cm 以上、10W/cm 以下の電力を対向電極間に印加することで形成されることを特徴とする薄膜形成方法。 A thin film forming gas containing at least 10% by volume of nitrogen gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is introduced into the discharge space and excited under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure, A method of forming a thin film by exposing a substrate to an excited thin film forming gas to form a thin film on the substrate , wherein the discharge space is 0.05 W / cm by a high frequency power source of 0.5 kHz or more and 200 kHz or less. A method of forming a thin film, wherein the thin film is formed by applying electric power of 2 or more and 10 W / cm 2 or less between opposing electrodes . 前記薄膜形成ガスが、還元系ガスを0.01〜10体積%含有することを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 0.01 to 10% by volume of a reducing gas. 前記還元系ガスの少なくとも1種が、水素ガスであることを特徴とする請求項2に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 2, wherein at least one of the reducing gases is hydrogen gas. 前記薄膜形成ガスが、酸化系ガスを0.01〜10体積%含有することを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 1, wherein the thin film forming gas contains 0.01 to 10% by volume of an oxidizing gas. 前記酸化系ガスの少なくとも1種が、酸素ガスであることを特徴とする請求項4に記載の薄膜形成方法。 The thin film forming method according to claim 4, wherein at least one of the oxidizing gases is oxygen gas. 前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜形成方法
Figure 0004479225
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R 〜R は各々水素原子または一価の基を表し、R 〜R で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。jは0〜150の整数を表す。〕
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (1) .
Figure 0004479225
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. j represents an integer of 0 to 150. ]
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項6に記載の薄膜形成方法
一般式(2)
[Rf−X−(CH −M(R 10 (OR 11
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R 10 はアルキル基、アルケニル基を、またR 11 はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表す。また、kは0〜50の整数を表し、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR 10 は連結して環を形成してもよい。〕
The thin film forming method according to claim 6, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2) .
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group. K represents an integer of 0 to 50, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring. ]
前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする請求項7に記載の薄膜形成方法
一般式(3)
Rf−X−(CH −M(OR 12
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R 12 は、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、kは0〜50の整数を表す。〕
The thin film forming method according to claim 7, wherein the compound represented by the general formula (2) is a compound represented by the following general formula (3) .
General formula (3)
Rf-X- (CH 2) k -M (OR 12) 3
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and k represents an integer of 0 to 50. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜形成方法
Figure 0004479225
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R 〜R は各々水素原子または一価の基を表し、R 〜R で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。R は、水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。jは0〜150の整数を表す。〕
The method for forming a thin film according to any one of claims 1 to 5, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (4) .
Figure 0004479225
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. j represents an integer of 0 to 150. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜形成方法
一般式(5)
[Rf−X−(CH −Y] −M(R (OR
〔式中、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表す。Xは単なる結合手または2価の基を表し、Yは単なる結合手または酸素原子を表す。R は置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、R は置換もしくは非置換のアルキル基またはアルケニル基を表す。kは0〜50の整数を表し、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、n、pはそれぞれ0〜2の整数を表す。〕
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (5) .
General formula (5)
[Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p
[Wherein, M represents In, Al, Sb, Y or La, and Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. X represents a simple bond or a divalent group, and Y represents a simple bond or an oxygen atom. R 8 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or aryl group, and R 9 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group. k represents an integer of 0 to 50, m + n + p = 3, m is at least 1, and n and p each represent an integer of 0 to 2. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜形成方法
一般式(6)
f1 (OC m1 −O−(CF n1 −(CH p1 −Z−(CH q1 −Si−(R
〔式中、R f1 は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、R は加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。〕
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (6) .
General formula (6)
R f1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3
[Wherein, R f1 represents a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, and m1 represents 1-50. An integer, n1 is an integer of 0 to 3, p1 is an integer of 0 to 3, q1 is an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(7)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜形成方法
Figure 0004479225
〔式中、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R 21 は加水分解可能な基、R 22 は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。〕
The method for forming a thin film according to any one of claims 1 to 5, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (7) .
Figure 0004479225
[Wherein, Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trifluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1, m and n Represents an integer of 0 to 2, and p represents an integer of 1 to 10. ]
前記基材を放電空間または励起した放電ガスに晒して前処理を行った後、前記励起した薄膜形成ガスに基材を晒して、該基材上に薄膜を形成することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の薄膜形成方法 The thin film is formed on the substrate by exposing the substrate to a discharge space or an excited discharge gas and performing a pretreatment, and then exposing the substrate to the excited thin film forming gas. The thin film formation method of any one of 1-12 . 前記薄膜を形成する基材表面が、無機化合物を含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の薄膜形成方法 The method of forming a thin film according to claim 1, wherein the surface of the substrate on which the thin film is formed contains an inorganic compound . 前記薄膜を形成する基材表面の主成分が、酸化金属であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の薄膜形成方法 The thin film forming method according to any one of claims 1 to 13, wherein a main component of a surface of the base material forming the thin film is a metal oxide .
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