(57)【要約】【課題】紫外線耐性を有する自己組織化単分子膜を提供する。【解決手段】式【化１】2004033824.tif 000004［式中、Ｘは基板表面に化学吸着することができる官能基を表し、Ｒは水素原子または置換基を表し、ｍは１〜１０の整数であり、ｎは１以上の整数である］で表される多芳香環化合物、特にターフェニルメタンチオールからなる自己組織化単分子膜。この単分子膜は紫外線照射に対する耐性が高い。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式
【化１】
2004033824.tif 000003
［式中、Ｘは基板表面に化学吸着することができる官能基を表し、Ｒは水素原子または置換基を表し、ｍは１〜１０の整数であり、ｎは１以上の整数である］で表される多芳香環化合物からなる紫外線耐性自己組織化単分子膜。
【請求項２】
Ｘがチオール基またはシランカップリング基である、請求項１に記載の紫外線耐性自己組織化単分子膜。
【請求項３】
ｍおよびｎが１である、請求項１または２に記載の紫外線耐性自己組織化単分子膜。
【請求項４】
多芳香環化合物がターフェニルメタンチオールである、請求項１〜３のいずれかに記載の紫外線耐性自己組織化単分子膜。
【請求項５】
基板が金である、請求項１〜４のいずれかに記載の紫外線耐性自己組織化単分子膜。
【請求項６】
請求項１に記載の多芳香環化合物の溶液中に基板を浸漬することを含んでなる、請求項１に記載の紫外線耐性自己組織化単分子膜の製造方法。
【請求項７】
多芳香環化合物がターフェニルメタンチオールである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
基板が金である、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１に記載の多芳香環化合物を使用することを特徴とする、自己組織化単分子膜に紫外線耐性を付与する方法。
【請求項１０】
多芳香環化合物がターフェニルメタンチオールである、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線耐性に優れた自己組織化単分子膜に係る。
【０００２】
【従来の技術】
近年、作製が容易・簡便でありさまざまな特性に優れていることからいわゆる自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）が大いに注目されている。従来、ＳＡＭの研究は主としてアルカンチオールやシランカップリング剤を用いて行われている。このようなＳＡＭは金属表面の表面コーティングやレジストを含めて広範囲の用途への応用が期待されている。
【０００３】
ＳＡＭの特性の研究において、テトラデカンチオールのようなアルカンチオールからなるＳＡＭは耐熱性に問題があることが判明した。この耐熱性の問題を解決するために、本発明者らは、用いる有機分子としてターフェニル系チオールを提案した（Ｔ，　Ｉｓｈｉｄａ，　ｅｔ　ａｌ．，　Ｌａｎｇｍｕｉｒ，　２００２，　１８，　８３−９２）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＳＡＭの特性をさらに高めるべく研究が続けられている。たとえば、上記の耐熱性に加えて、紫外線に対する耐性があればさらに望ましいが、従来紫外線耐性の問題は研究されていない。このような紫外線耐性は特に、たとえばネガ光レジストや金属の表面保護材（酸化・腐食を防ぐ）の分野で必要とされる。
したがって、本発明の目的は、紫外線耐性を有する自己組織化単分子膜を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、この紫外線耐性の問題に着目し、種々検討した結果、デカンチオールのようなアルカンチオールやベンゼンメルカプタンのようなチオール化合物は紫外線に対する耐性が十分ではないことを見出した。さらに研究を続けたところ、多芳香環構造の骨格を有する有機化合物を使用すると顕著に高い紫外線耐性が得られることが判明した。
すなわち、本発明は、次式で表される多芳香環化合物からなる紫外線耐性自己組織化単分子膜を提供する。
【０００６】
【化２】
2004033824.tif 000002
この式中で、Ｘは基板表面に化学吸着することができる官能基を表し、Ｒは水素原子または置換基を表し、ｍは１〜１０の整数であり、ｎは１以上の整数である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、上記式で表される多芳香環構造を有する化合物を使用することをその特徴とする。このような化合物、たとえばターフェニルメタンチオール誘導体から作製した自己組織化単分子膜が耐熱性を有することはすでに開示されているが（Ｔ，　Ｉｓｈｉｄａ，　ｅｔ　ａｌ．，　Ｌａｎｇｍｕｉｒ，　２００２，　１８，　８３−９２）、そのような自己組織化単分子膜の紫外線耐性については教示も示唆もされていない。これらの多芳香環化合物、たとえばターフェニルメタンチオールから得られる自己組織化単分子膜が優れた紫外線耐性を有することは、後述の実施例にも記載されているように、紫外線照射実験によって充分に確かめられている。
【０００８】
前記式中のＸは、基板表面に化学吸着することができる官能基を表すが、従来から自己組織化単分子膜を形成することができるものとして知られているものがすべて使用できる。たとえば、Ｘはチオール基またはシランカップリング基であることができ、特にチオール基が好ましい。なお、シランカップリング剤の例としては、シラン、アルコキシシラン、たとえばトリメトキシシランなどがある。
【０００９】
また、式中のＲは水素原子または置換基を表し、置換基としては従来から自己組織化単分子膜を形成することができるものとして知られているものでよく、さらには紫外線耐性を強化するものであると好ましい。たとえば、メチル、エチルなどのアルキル基、塩素、臭素などのハロゲン原子、ニトリル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、などが挙げられる。
【００１０】
式中のｍとｎは整数であり、ｍは１〜１０の整数であり、ｎは１以上の整数である。ｍとｎが両方とも１であるのが好ましい。
上記式で表される多芳香環化合物のうち、特に好ましいのはターフェニルメタンチオールである。
【００１１】
上記式で表される多芳香環化合物から自己組織化単分子膜を作製するには、従来の方法に従えばよい。すなわち、本発明の多芳香環化合物を溶かすことができる溶媒、たとえばジクロロメタンなどの溶媒に溶解した溶液中に基板を浸漬するだけでよい。この溶媒の選択、溶液の濃度、温度、浸漬の時間などは当業者が容易に決定することができる。また、基板としては、金、銀、その他従来から自己組織化単分子膜の基板として用いられているものでよい。
本発明によると、多芳香環構造を有する化合物を使用して自己組織化単分子膜に紫外線耐性を付与することができる。
本発明の多芳香環化合物からなる自己組織化単分子膜は、紫外線耐性に優れているため、特にネガ光レジストや金属の表面保護材のような用途に有用である。
【００１２】
【実施例】
以下、限定することのない実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。実施例１
ターフェニルメタンチオール（保土ヶ谷コントラクトラボ社製。以後ＴＰと略す）をジクロロメタン中に１ｍＭの濃度に希釈した溶液中に室温で金基板を２４時間浸漬した。
【００１３】
次に、この試料のＸ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）を測定した。その結果、Ｃ（１ｓ）領域（束縛エネルギー２８４．０ｅＶ）およびＳ（２ｐ）領域（１６２ｅＶ）に金に吸着した分子の硫黄に由来するピークが検出され、金基板表面に単分子膜が形成されていることが明らかになった。
比較として、デカンチオール（ＣＨ３（ＣＨ２）９ＳＨ、以後Ｃ１０と略す）およびベンゼンメルカプタン（以後ＢＭと略す）と溶媒としてエタノールを用いて同様に浸漬を行った。その結果、ＸＰＳの測定により、金基板表面に単分子膜が形成されていることが明らかになった。
【００１４】
実施例２
次にこれらＳＡＭの試料に２５４ｎｍの波長の光を照射した後、試料のＸＰＳを測定した。照射時間は１時間、３時間、６時間と変化させた。
その結果、Ｃ１０とＢＭのＳＡＭにおいてＳ（２ｐ）領域に金に吸着した分子の硫黄のピーク（１６２ｅＶ）のみならず、分子の硫黄が酸化されてＳＯ３に変化したものと帰属できるピーク（１６８ｅＶ）も検出された。また、Ｃ（１ｓ）ピークの強度も弱くなっていた。さらに、３時間光照射したＳＡＭの表面を走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）で観察したところ部分的な脱離が確認された。これは、２５４ｎｍの光照射においてＳＡＭの硫黄が活性化され、大気中の酸素または水分などと反応して、硫黄が酸化され、分子と金基板の結合が弱まり、分子が一部分脱離したものと考えられる。
【００１５】
これに対し、ＴＰのＳＡＭにおいては、光照射後もＳ（２ｐ）領域に金に吸着した分子の硫黄のピーク（１６２ｅＶ）のみしか観察されず、ＳＴＭ観察においても分子の金基板表面からの脱離は全く観察されなかった。さらに、２４時間の紫外光照射でも殆ど分子の脱離が見られなかった。すなわち、ＴＰのＳＡＭは紫外線照射に対して耐性が高いことが確認された。
【００１６】
【発明の効果】
本発明により、紫外線に対して優れた耐性を有する自己組織化単分子膜を形成することができる。この自己組織化単分子膜は、たとえばネガ光レジストや金属の表面保護材などを始めとする広範囲の用途において特に有利である。