プラズマCVDによる透明・硬質な超はっ水性薄膜の作製

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555171
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Section: 試験
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 高井 治 名古屋大学, 工学部, 教授 (40110712)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 穂積 篤 (株)豊田自動織機製作所, 技術開発研究所, 研究員 ; 井上 泰志 名古屋大学, 工学部, 助手 (10252264)
• Keywords: はっ水 / プラズマCVD / フルオロアルキルシラン / 有機シリコン化合物 / 硬質膜 / 透明 / 密着性 / 低温合成

Research Abstract

マイクロ波プラズマCVD法を用いて,成膜中の原料ガス種や供給量を制御する多段階プロセスを導入することにより,薄膜表面のみをはっ水化させた透明・硬質な酸化シリコン系薄膜の低温形成を行った.また本研究では,フルオロアルキルシラン(FAS)をはじめてCVD原料として使用し,そのCVD原料としての可能性を探索した.
酸化シリコンの層の形成には,テトラメチルシランと酸素ガスを用いた.所定時間成膜後,酸素供給量を徐々に減少させ,はっ水源となるFAS-17 : CF_3(CF_2)_7CH_2CH_2Si(OCH_3)_3をキャリアガスのArとともに反応容器中に導入して,はっ水層を形成した.
成膜中の基板温度が増加するに従い,はっ水性はやや低下したものの,水滴接触角100度以上の高いはっ水性を示した.はっ水層の成膜時間を短くすることにより,低温でもホウ珪酸ガラス並みの硬度を有するはっ水性酸化シリコン系薄膜の作製が可能となった。また,得られた薄膜は可視光領域全域にわたって90%以上の光透過率を有していた.なお,X線光電子分光分析によって,薄膜の化学組成が傾斜していることが確かめられた.酸化シリコン層とはっ水層の境界がないため,2層間の密着性は良好で,スコッチテープによる基盤目剥離試験による剥離は観察されなかった.
本研究で開発した硬質・透明・高はっ水性薄膜形成プロセスは,基板温度100℃でも使用できることから,耐熱性に劣るプラスチック基板にも適用でき,今後の発展が期待される.

Research Products

• [Publications] Atsushi Hozumi: "Effect of Hydrolysis Groups in Fluoro-Alkyl Silanes on Water Repellency of Transparent Two-Layer Hard Coatings" Appl.Surf.Sci.(in press). (1996)
• [Publications] Atsushi Hozumi: "Two-Layer Hard Coatings on Transparent Resin Substrates for Improvement of Abration Resistance" Surf.Coat.Technol.82. 16-22 (1996)
• [Publications] Atsushi Hozumi: "Fluorine-Contained Films with High Water-Repellency and Transparency Prepared by RF Plasma-Enhanced CVD" J.Mater.Sci.Lett.15. 675-677 (1996)
• [Publications] Osamu Takai: "Preparation of Functional Thin Films by Plasma-Enhanced Processes" Proc.3rd Asia-Pacific Conf.Plasma Sci.Technol.47-52 (1996)
• [Publications] Yasushi Inoue: "Plasma Diagnostics in PECVD Using Organosilicon Compounds" Proc.3rd Asia-Pacific Conf.Plasma Sci.Technol.353-358 (1996)
• [Publications] 穂積篤: "透明高はっ水性皮膜の低温形成-透明プラスチック基板への応用-" 表面技術. 47. 575-579 (1996)