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本研究は高分子表面にマスクレス真空蒸着によって、微細な金属パターンを形成する技術の開発を目的としている。従来はこのような金属パターンを形成するには、シャドウマスクを用いた真空蒸着が用いられていたが、本研究ではこれまで行ってきた低ガラス転移点（Tg）有機表面での金属原子離脱現象を拡張し、比較的高いTgを有する単一の高分子表面でも、所望の微細な金属パターンをマスクレス蒸着で形成可能にするものである。
昨年度は代表的高分子材料であるポリスチレンや高分子半導体であるMEH-PPV膜に対して、溶媒印刷と蒸発により表面高分子鎖の運動を活発化させることで、Mg、Pb、Mnなどの金属蒸気の非堆積現象を確認することができた。この研究結果を基に、今年度はこの原理に基づくこれらの金属種のマスクレス蒸着におけるパターン形成の解像度限界を調べた。
解像度限界を調べるには微細な溶媒印刷を行う必要がありインクジェット法が最適ではあるが、実験装置上の困難があるため代わりに溶媒ミスト法を用いた。これはスプレー法で微細な溶媒のミストを形成し、高分子表面に落下させて微細な溶媒塗布スポットを作る方法である。その後に、高分子膜上に金属のマスクレス蒸着を行い、金属の非堆積パターンを観察するのである。
有機半導体高分子材料であるMEH-PPVとP3HTの膜に、クロロホルム、トルエン、シクロヘキサノンをそれぞれ溶媒ミスト法で噴霧し、Mgをマスクレス蒸着して得られた金属パターンを観察した。その結果、数ミクロンから数十ミクロンのMg非堆積領域が確認された。特に高分子に対する貧溶媒でもこの現象が生じた。これは、この溶媒印刷＋マスクレス金属蒸着によって、数ミクロンレベルの金属パターンが形成可能であることを示している。以上の結果は、高分子エレクトロニクス分野における微細電極パターン形成への応用が期待できる。
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