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KR0144636B1 - Method for manufacture and apparatus of langmuir-blodgett thin film - Google Patents

Method for manufacture and apparatus of langmuir-blodgett thin film

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Publication number
KR0144636B1
KR0144636B1 KR1019940039800A KR19940039800A KR0144636B1 KR 0144636 B1 KR0144636 B1 KR 0144636B1 KR 1019940039800 A KR1019940039800 A KR 1019940039800A KR 19940039800 A KR19940039800 A KR 19940039800A KR 0144636 B1 KR0144636 B1 KR 0144636B1
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KR
South Korea
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substrate
thin film
electric field
barrier
polymer
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Application number
KR1019940039800A
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Korean (ko)
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KR960026371A (en
Inventor
우형석
김형석
Original Assignee
김준성
고등기술연구원연구조합
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Publication date
Application filed by 김준성, 고등기술연구원연구조합 filed Critical 김준성
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Publication of KR960026371A publication Critical patent/KR960026371A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • B05D1/20Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping substances to be applied floating on a fluid
    • B05D1/202Langmuir Blodgett films (LB films)

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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

공지의 랑뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett: LB)박막 제조 장치 및 방법을 개선하기 위하여 전기장을 인가한 LB 박막 제조 장치 및 방법이 기술되어 있다. 본 발명의 전기장을 인가한 LB 박막 제조 장치는 물과 고분자의 혼합 용액을 담기 위한 본체(2)와; 상기 물과 고분자 혼합 용액 내에 용액 표면에 수직 방향으로 침지된 기판(1)과; 상기 기판 표면의 대향측에 기판 표면과 나란한 방향으로 배열된 장벽(3)과; 상기 기판 표면과 대향하는 상기 장벽의 내측벽에 형성되어 종방향 전기장을 형성하기 위해 설치된 한 쌍의 전극(4)으로 구성되어 있다. 상기 장벽에 설치된 전극(4)에 전압을 인가하고, 상기 장벽(3)을 점진적으로 기판(1) 방향으로 접근시킨 후 상기 기판을 상기 용액 표면의 수직 방향으로 서서히 들어올리면 상기 기판상에 종방향으로 정렬된 LB 박막이 성막된다. 본 발명의 LB 박막 제조장 치에 따르면, 전극의 설치 위치에 따라 횡방향으로 정렬된 LB 박막은 물론 임의의 방향으로 정렬된 LB 박막을 얻을 수 있다.In order to improve the known Langmuir-Blodgett (LB) thin film production apparatus and method, an LB thin film production apparatus and method having an electric field applied thereto are described. The LB thin film manufacturing apparatus to which the electric field of the present invention is applied comprises: a main body 2 for containing a mixed solution of water and a polymer; A substrate (1) immersed in the water and polymer mixed solution in a direction perpendicular to the surface of the solution; A barrier (3) arranged on a side opposite to the substrate surface in a direction parallel to the substrate surface; It consists of a pair of electrodes 4 formed on the inner wall of the barrier opposite the substrate surface and arranged to form a longitudinal electric field. A voltage is applied to the electrode 4 provided on the barrier, the barrier 3 is gradually approached in the direction of the substrate 1, and then the substrate is gradually lifted in the vertical direction of the surface of the solution. LB thin films aligned with each other are deposited. According to the LB thin film manufacturing apparatus of the present invention, the LB thin film aligned in any direction as well as the LB thin film aligned in the transverse direction according to the installation position of the electrode can be obtained.

Description

전기장을 인가하여 랑뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett)박막을 제조하기 위한 개량된 장치 및 방법.An improved apparatus and method for producing a Langmuir-Blodgett thin film by applying an electric field.

제1도의 (a)는 종래의 랑뮤어-블로젯(LB) 박막 제조장치의 평면도.Figure 1 (a) is a plan view of a conventional Langmuir-Bloze (LB) thin film manufacturing apparatus.

제1도의 (b)는 공지의 LB 박막 제조장치의 종단면도 및 LB 박막이 성막되는 기판 부위의 부분 확대 단면도.(B) is a longitudinal cross-sectional view of a well-known LB thin film manufacturing apparatus, and a partial enlarged sectional view of the board | substrate site | part in which LB thin film is formed.

제1도의 (c)는 공지의 LB 박막장치에 의해 성막되는 LB 박막과 그 분재 배열을 확대하여 나타낸 기판의 정면도.FIG. 1C is a front view of the substrate showing an enlarged LB thin film formed by a known LB thin film device and its bonsai arrangement.

제1도의 (d)는 친수기와 소수기를 갖는 고분자를 공지의 LB 박막 제조장치에 의해 성막시킬 때 기판의 측면에 나타나는 그 분자 배열의 확대도.Fig. 1 (d) is an enlarged view of the molecular arrangement appearing on the side of the substrate when a polymer having a hydrophilic group and a hydrophobic group is formed by a known LB thin film production apparatus.

제2도의 (a)는 본 발명의 종방향의 전기장을 인가한 LB 박막 제조장치의 평면도.2A is a plan view of an LB thin film manufacturing apparatus to which an electric field in the longitudinal direction of the present invention is applied.

제2도의 (b)는 본 발명의 종방향의 전기장을 인가한 LB 박막 제조장치의 종단면도.(B) of FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the LB thin film manufacturing apparatus which applied the electric field of the longitudinal direction of this invention.

제2도의 (c)는 본 발명의 종방향의 전기장을 인가했을 때 성막되는 LB 박막과 그 분자들의 배열을 확대하여 나타낸 기판의 정면도.FIG. 2C is a front view of the substrate, in which the LB thin film and the arrangement of the molecules thereof are formed when the longitudinal electric field of the present invention is applied.

제2도의 (d)는 본 발명의 친수기와 소수기를 갖는 고분자들의 기판 측면 배열 확대도.Figure 2 (d) is an enlarged view of the substrate side array of the polymer having a hydrophilic group and a hydrophobic group of the present invention.

제2도의 (f)는 본 발명의 친수기와 소수기를 가지면서 그 분자가 축방향의 대칭 구조를 갖는 고분자를 종방향의 전기장을 인가한 LB 박막 제조장치에 의해 성막시킬 때 기판의 측면에 형성된 그 분자 배열의 확대도.(F) of FIG. 2 shows that a polymer having a hydrophilic group and a hydrophobic group of the present invention and formed on the side of the substrate when a polymer having a symmetrical structure in the axial direction is formed by an LB thin film production apparatus applying a longitudinal electric field. Magnified view of molecular arrangement.

제3도의 (a)는 본 발명의 횡방향의 전기장을 인가한 LB 박막 제조장치의 평면도.3A is a plan view of an LB thin film manufacturing apparatus to which an electric field in a lateral direction of the present invention is applied.

제3도의 (b)는 본 발명의 횡방향의 전기장을 인가했을 때 성막되는 LB 박막과 그 분자 배열을 확대하여 나타낸 기판의 정면도.FIG. 3B is a front view of the substrate showing an enlarged LB thin film and its molecular arrangement when a lateral electric field of the present invention is applied.

제4도는 단분자막 형성에 필요한 표면압(Π)과 분자당 유효면적(A)의 관계를 나타낸 Π-A 그래프.4 is a Π-A graph showing the relationship between the surface pressure (Π) and the effective area per molecule (A) required for monomolecular film formation.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1:LB 박막을 성막시키고자 하는 기판Substrate to form a 1: LB thin film

2:LB 박막 제조장치의 본체2: Main body of LB thin film manufacturing apparatus

3:LB 박막 제조장치의 장벽(barrier)3: Barrier of LB thin film manufacturing equipment

4:기판에 대해 전기장을 인가하기 위해 LB 박막제조장치의 장벽(barrier)에 설치된 전극.4: An electrode installed on the barrier of an LB thin film manufacturing apparatus to apply an electric field to a substrate.

5:기판에 대해 횡방향의 전기장을 인가하기 위한 전극.5: An electrode for applying a transverse electric field to the substrate.

6:물6: water

7:수면 위를 떠다니거나 또는 기판 위에 성막된 LB 박막을 구성하는 고분자.7: A polymer that floats on the water or forms an LB thin film deposited on a substrate.

8:친수기와 소수기를 동시에 갖고 있는 고분자의 친수기.8: A hydrophilic group of a polymer having both hydrophilic and hydrophobic groups.

9:친수기와 소수기를 동시에 갖고 있는 고분자의 소수기.9: A hydrophobic group of a polymer having a hydrophilic group and a hydrophobic group at the same time.

본 발명은 LB 박막의 제조에 관한 것으로 특히 그 구성분자들을 일정한 정렬를 이루게 하면서 성막이 가능한 LB 박막 제조장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the production of LB thin film, and more particularly, to an LB thin film manufacturing apparatus and method capable of forming a film while making its constituent molecules in a uniform alignment.

본 발명과 관련한 종래의 기술로는 랑뮤어(Langmuir)가 1917년 액체 표면상에서 거동하는 단분자 유기막에 대하여 연구한 바 있으며, 그 후 랑뮤어와 블로젯(Blodgett)에 의해 고체판 위해 이들 단분자 유기막을 형성시키는 기술을 개발하였다. 제1도의 (a) 내지 (d)에 랑뮤어와 블로젯이 사용한 종래의 LB 박막 제조장치가 도시되어 있다. 이러한 종래의 LB 박막 장치에 따르면, 두 장벽이 점차 기판을 향해 접근함에 따라 물 위에 떠 있던 고분자는 그 고분자의 소수기의 존재로 인해 촘촘하고 균일한 단분자막을 유지(형성)하게 되고, 이 때 기판(1)을 수직 방향으로 서서히 들어올리면 제1도의 (b), (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이 고분자가 기판에 달라붙게 되어 기판 위에 촘촘하고 균일한 단분자로 된 박막을 형성하게 된다. 상기 장벽을 기판에 접근시키는 종래의 방법을 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 즉, 장벽이 기판을 향해 점진적으로 접근함에 따라 한 분자당 차지하는 유효 면적은 작아진다. 이 때 수면위에 떠있는 분자들 사이의 운동이 초기에는 기체상을 이루다가 분자간의 간격이 좁아짐에 따라 액체상을 거쳐 고체상으로 변한다. 액체상과 고체상의 경계점인 유효 면적 A1지점을 지나면 막 위에 막이 겹쳐 올라가 단분자막이 붕괴된다. 따라서, 단분자로 박막을 형성하기 위해서는 액체상에서 고체상으로 넘어가기 직전(A1)에 기판을 들어 올려야 한다.In the related art of the present invention, Langmuir studied a monomolecular organic film behaving on a liquid surface in 1917, and then, by Langmuir and Blodgett, these steps A technique for forming a molecular organic film has been developed. In Fig. 1 (a) to (d), a conventional LB thin film manufacturing apparatus used by Langmuir and Blojet is shown. According to the conventional LB thin film device, as the two barriers gradually approach toward the substrate, the polymer floating on the water maintains (forms) a dense and uniform monomolecular film due to the presence of hydrophobic groups of the polymer. Gradually lifting 1) in the vertical direction causes the polymer to stick to the substrate as shown in (b), (c) and (d) of FIG. 1 to form a thin and uniform monolayer thin film on the substrate. . A conventional method of approaching the barrier to a substrate will now be described with reference to FIG. In other words, as the barrier gradually approaches toward the substrate, the effective area per molecule becomes smaller. At this time, the movement between the molecules floating on the surface of the water initially forms a gas phase, and as the gap between molecules narrows, it changes to a solid phase through the liquid phase. After passing through the effective area A 1 , the boundary point between the liquid and solid phases, the membrane overlaps the membrane and the monomolecular membrane collapses. Therefore, in order to form a thin film with a single molecule, the substrate must be lifted just before the transition from the liquid phase to the solid phase (A 1 ).

제1도에 도시된 공지의 장치에 의해 성막된 단분자 막을 랑뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett;LB)박막이라 부른다. 이러한 종래의 LB 박막 제조방법을 사용하면 물과 공기의 계면에 형성되어 있는 유기 단분자 막을 고체 기판 위에 원하는 횟수만큼 반복하여 누적시킴으로서 유기 단분자 막의 두께를 옹스트롬(Å) 단위로 제작할 수 있을 뿐 아니라 상기 유기 단분자 막을 구성하는 고분자들이 기판에 수직한 방향으로 일정하게 배열되도록 하는 것이 가능하다.The monomolecular film formed by the known apparatus shown in FIG. 1 is called Langmuir-Blodgett (LB) thin film. Using the conventional LB thin film manufacturing method, the organic monomolecular film formed at the interface between water and air can be repeatedly accumulated and accumulated on the solid substrate as many times as desired to produce the thickness of the organic monomolecular film in angstrom units. It is possible to arrange the polymers constituting the organic monomolecular film constantly in a direction perpendicular to the substrate.

그러나, 이러한 종래의 LB 박막 제조 방법은 LB 박막을 구성하는 고분자들을기판에 수직한 방향으로 배열할 수 있으나 기판에 평행한 방향으로는 형성할 수 없는 문제점이 있다.However, the conventional LB thin film manufacturing method may arrange the polymers constituting the LB thin film in a direction perpendicular to the substrate, but may not be formed in a direction parallel to the substrate.

따라서, 본 발명은 기판에 평행한 방향은 물론 수직 방향으로도 촘촘하게 정렬된 고분자 LB 박막을 형성하기 위한 개량된 LB 박막 제조 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention is to provide an improved LB thin film manufacturing apparatus and method for forming a polymer LB thin film closely aligned not only in the direction parallel to the substrate but also in the vertical direction.

또한, 본 발명은 임의의 일정한 방향으로 촘촘하게 정렬된 고분자 LB 박막을 형성하기 위한 개량된 LB 박막 제조장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide an improved LB thin film manufacturing apparatus and method for forming a polymer LB thin film closely aligned in any constant direction.

또한, 본 발명은 공지의 LB 박막 제조장치의 장벽(3)에 종방향으로의 전기장을 인가하기 위한 전극(4)과 횡방향으로의 전기장을 인가해 주기 위한 전극을 설치하여, 종래의 고분자와 박막간의 부착력에 의해 형성되는 LB 박막의 균일성의 정도(程度)를 더욱 정밀하게 제어할 수 있는 LB 박막을 형성하기 위한 개량된 LB 박막제조 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides an electrode 4 for applying an electric field in the longitudinal direction and an electrode for applying an electric field in the lateral direction to the barrier 3 of a known LB thin film manufacturing apparatus, An improved LB thin film production apparatus and method for forming an LB thin film capable of more precisely controlling the degree of uniformity of an LB thin film formed by adhesion between thin films.

본 발명의 또 다른 목적은 LB 박막을 형성하기 위한 고분자가 소수기만을 갖는 경우는 물론 친수기와 소수기를 동시에 갖는 경우에도 기판에 평행 및 수직 방향으로 촘촘하게 정렬된 고분자 LB 박막의 형성이 가능한 개량된 LB 박막 제조장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to improve the LB to form a polymer LB thin film closely aligned in the parallel and vertical direction to the substrate even when the polymer for forming the LB thin film has only hydrophobic groups as well as hydrophilic and hydrophobic groups at the same time It is to provide a thin film manufacturing apparatus and method.

본 발명의 또 다른 목적은 기판에 성막되는 고분자의 배향을 수평 또는 수직이 아닌 임의의 방향으로 배향될 수 있는 개량된 LB 박막 제조장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.It is still another object of the present invention to provide an improved LB thin film manufacturing apparatus and method which can align the orientation of a polymer deposited on a substrate in any direction other than horizontal or vertical.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 LB 박막 제조 장치는 물과 고분자의 혼합 용액을 담기 위한 본체(2); 상기 물과 고분자 혼합 용액 내에 그 용액 표면에 수직 방향으로 침지된 기판(1)과; 상기 기판 표면의 대향측에 기판 표면과 나란한 방항으로 배열된 장벽(3)과; 상기 기판 표면과 대향하는 상기 장벽의 내측벽에 형성되어 종방향 전기장을 형성하기 위해 설치된 한 쌍의 전극(4)으로 구성되고, 상기 장벽에 설치된 전극(4)에 전압을 인가한 후 상기 장벽(3)을 점진적으로 기판(1) 방향으로 고체상이 되기 직전까지 접근시킨 후 그 때의 표면압을 일정하게 유지하면서 상기 기판을 상기 용액 표면의 수직 방향으로 서서히 들어올려 상기 기판상에 종방향으로 정렬된 LB 박막이 성막되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the LB thin film manufacturing apparatus of the present invention includes a main body (2) for containing a mixed solution of water and polymer; A substrate (1) immersed in the water and polymer mixed solution in a direction perpendicular to the surface of the solution; Barriers (3) arranged on the opposite side of the substrate surface in parallel with the substrate surface; It consists of a pair of electrodes 4 formed on the inner wall of the barrier opposite the substrate surface and installed to form a longitudinal electric field, and after applying a voltage to the electrodes 4 provided on the barrier, the barrier ( 3) is gradually approached in the direction of the substrate 1 until just before it becomes a solid phase, and then gradually lifts the substrate in the vertical direction of the surface of the solution while maintaining the surface pressure at that time to align the longitudinal direction on the substrate. The LB thin film is formed into a film.

이하, 본 발명의 개량된 LB 박막 제조장치 및 방법을 첨부도면을 참조하여 설명하겠다. 각 도면에 있어서, 동일한 구성 부분은 동일한 참조 부호을 사용하였다.Hereinafter, the improved LB thin film manufacturing apparatus and method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same components used the same reference numerals.

제2도의 (a)는 본 발명 LB 박막 제조장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 본 발명의 LB 박막 제조장치에는, 기판과 나란한 방향으로 배치되고 전압을 인가하여 기판의 종방향 전기장을 발생시키기 위한 전극(4)이 두 장벽(3)에 설치되어 있다. 또한, 횡방향 전기장을 발생시키기 위하여 기판 표면과 수직 방향으로 한 쌍의 대향 전극(5)을 LB 박막 장치의 본체(2) 외부 표면에 각각 설치한다. 상기 두 장벽(3)에 설치된 전극(4)에 전압을 인가하면 종방향(즉, 기판(1)에 수직인 방향)으로 전기장이 발생하고, 이러한 전기장에 의하여 고유한 유전 상수값을 갖는 고분자(7)는 일정한 방향으로 정렬하게 된다. 본 발명에 사용되는 고분자는 예를들어, 아조벤젠(Azobenzene), 올리고머(1,4-distyrylnebenzene), 포피린(porphyrin) 유도체, 프탈로시아닌(phthalocyanine) 등이 사용될 수 있다. 이러한 고분자에 전압을 인가하면 전극(4)과 기판(1)사이에 형성되는 전기장에 의해 고분자는 종방향(즉, 기판 표면에 대해 수직방향으로)으로 정렬된다. 장벽(3)을 점차 기판(1)쪽으로 밀면, 소수기(9)의 존재로 인하여 물(6)위에 더 있던 고분자(7)는 촘촘하면서도 전기장에 의해 정렬된 상태로 균일한 분자막을 유지하게 된다. 이 때 기판(1)을 수직 방향으로 서서히 들어 올리면 고분자(7)는 전기장에 의해 정렬된 상태로 기판(1)에 달라붙어서 기판(1)과 함께 따라 올라와 제2도의 (c)에 도시된 바와 이 기판(1)의 종(수직)방향으로 정렬된 LB 박막을 형성하게 된다. 고분자(7)는 친수기(8)와 소수기(9)를 동시에 갖고 있을 수도 있다. 이와 관련하여, 고분자의 소수기(9)는 제2도의 (d)에 도시된 바와 같이, 곁가지(side chain)를 가지고 있거나 또는 제2도의 (e)에 도시된 바와 같이, 소수기(9)가 분자축 방향의 대칭구조를 가질 수도 있다. 소수기(9)가 곁가지를 가지는 경우에는 각 고분자의 소수기 자체도 전기장에 의해 일정한 방향으로 정렬됨은 물론 꼬리도 전기장의 영향을 받아 일정한 방향으로 정렬된다. 또한, 소수기(9)가 분자측 방향의 대칭구조를 가질때는 그 소수기(9) 전체가 전기장에 의해 일정한 방향으로 정렬된다. 이렇게 형성된 LB 박막을 기판(1)의 정면에서 보았을 때 꼬리가 달려있거나 혹은 분자측 방향의 대칭구조를 지닌 소수기(9)만이 보일 것이므로 제1도의 (c), 제2도의 (c), 및 제3도의 (b)에 각각 도시된 바와 같이 기판(1) 위에 형성된 고분자(7) LB 박막은 친수기(8)을 제외한 소수기(9)만을 나타낸다. 만일 고분자(7)가 친수기(8)를 갖고 있지 않는 경우에도, 고분자(7)는 소수기(9)의 존재로 인하여 물(6) 위에 떠 있다가 밀려드는 장벽(3)에 의해 소수기(9)자체가 기판(1)에 직접 달라 붙게 되고, 따라서 그 고분자(7)의 기판(1) 상의 배열 방향은 전기장의 방향에 따라 일정하게 정해지는 것은 앞서 기술한 바와 같다.Figure 2 (a) is a schematic configuration of the LB thin film manufacturing apparatus of the present invention is shown. In the LB thin film manufacturing apparatus of the present invention, electrodes 4 are disposed on two barriers 3 for arranging in parallel with the substrate and applying a voltage to generate a longitudinal electric field of the substrate. Further, in order to generate a lateral electric field, a pair of opposing electrodes 5 are provided on the outer surface of the main body 2 of the LB thin film device, respectively, in a direction perpendicular to the substrate surface. When a voltage is applied to the electrodes 4 provided on the two barriers 3, an electric field is generated in the longitudinal direction (that is, the direction perpendicular to the substrate 1), and the polymer has a unique dielectric constant value due to the electric field. 7) is aligned in a constant direction. As the polymer used in the present invention, for example, azobenzene, oligomer (1,4-distyrylnebenzene), porphyrin derivative, phthalocyanine and the like can be used. When a voltage is applied to the polymer, the polymer is aligned in the longitudinal direction (ie, perpendicular to the substrate surface) by an electric field formed between the electrode 4 and the substrate 1. When the barrier 3 is gradually pushed toward the substrate 1, the polymer 7, which was further on the water 6 due to the presence of the hydrophobic group 9, maintains a uniform molecular film in a tight and aligned state by an electric field. . At this time, if the substrate 1 is slowly lifted in the vertical direction, the polymer 7 sticks to the substrate 1 in a state aligned with the electric field, and comes up along with the substrate 1 as shown in FIG. LB thin films aligned in the longitudinal (vertical) direction of the substrate 1 are formed. The polymer 7 may have a hydrophilic group 8 and a hydrophobic group 9 at the same time. In this regard, the hydrophobic group 9 of the polymer has a side chain, as shown in (d) of FIG. 2 or the hydrophobic group 9 is divided into, as shown in (e) of FIG. It may have a symmetrical structure in the magnetic axis direction. When the hydrophobic group (9) has a side branch, the hydrophobic groups themselves of each polymer are also aligned in a certain direction by the electric field, as well as the tail is aligned in a constant direction under the influence of the electric field. In addition, when the hydrophobic group 9 has a symmetrical structure in the molecular direction, the entire hydrophobic group 9 is aligned in a constant direction by the electric field. When the LB thin film thus formed is viewed from the front of the substrate 1, only the hydrophobic group 9 having the tail or the symmetrical structure in the molecular direction will be seen, and thus (c), (c), and (c) of FIG. As shown in (b) of FIG. 3, the LB thin film of the polymer 7 formed on the substrate 1 shows only the hydrophobic group 9 except for the hydrophilic group 8. Even if the polymer (7) does not have a hydrophilic group (8), the polymer (7) is floating on the water (6) due to the presence of the hydrophobic group (9) by the barrier (3) is pushed by the hydrophobic group (9) It is directly attached to the substrate 1, so that the arrangement direction of the polymer 7 on the substrate 1 is determined constant according to the direction of the electric field as described above.

한편, 제3도의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(1)에 수직인 방향으로 인가된 전압의 스위치를 끊고, 본체(2)의 외부 표면에 설치된 전극(5)에 전압을 인가하면 기판(1) 표면과 나란한 횡방향의 전기장이 발생하고, 고유한 유정 상수값을 갖는 고분자(7)는 전기장과 동일한 방향으로 정렬하게 된다. 다시 장벽(3)를 점차 기판(1) 쪽으로 밀면, 고분자(7)는 촘촘하면서도 정렬된 상태로 균일한 단분자막을 유지하게 되는데 이 때 기판(1)을 수직 방향으로 서서히 들어올리면 고분자(7)들은 일정한 방향으로 정렬된 상태로 기판(1)에 달라붙어 함께 따라 올라와 제3도의 (b)에 도시된 바와 같이 기판(1)에 대해 횡(수평)방향으로 정렬된 LB 박막을 형성하게 된다. 고분자(7)는 소수기(9)와 친수기(8)를 동시에 가지거나 소수기(9)만을 가지거나에 관계없이 제2도 또는 제3도와 관련하여 상기 기술한 바와 마찬가지로 종방향 또는 횡방향으로 정렬된 고분자(7)의 LB 박막이 이루어진다.On the other hand, as shown in (a) of FIG. 3, when the voltage is applied in a direction perpendicular to the substrate 1, the voltage is applied to the electrode 5 provided on the outer surface of the main body 2. (1) An electric field in a lateral direction parallel to the surface is generated, and the polymer 7 having an inherent well constant value is aligned in the same direction as the electric field. When the barrier 3 is gradually pushed toward the substrate 1 again, the polymer 7 maintains a uniform monolayer in a dense and aligned state. At this time, if the substrate 1 is gradually lifted in the vertical direction, the polymers 7 It adheres to the substrate 1 in a state aligned in a constant direction and comes up together to form an LB thin film aligned in the transverse (horizontal) direction with respect to the substrate 1 as shown in FIG. The polymer (7) may have a hydrophobic group (9) and a hydrophilic group (8) at the same time, or have only a hydrophobic group (9), or may be longitudinally or transversely aligned as described above with reference to FIG. 2 or 3. An LB thin film of the polymer 7 is formed.

제2도의 (a)와 제3도의 (a)에는 각각 기판(1)에 대해 종방향 또는 횡방향으로만 배열된 한 쌍의 전극(4)와 전극(5)만을 예시하고 있으나, 그 배열 방향을 기판에 대해 미리 선정된 각도로 설치 할 수 있으며, 선정 각도를 임의로 조절함으로써 기판(1)에 성막되는 고분자(7)의 배향을 임의로 제어할 수 있다.2 (a) and 3 (a) illustrate only a pair of electrodes 4 and 5 arranged only in the longitudinal or transverse direction with respect to the substrate 1, respectively. Can be installed at a predetermined angle with respect to the substrate, and the orientation of the polymer 7 deposited on the substrate 1 can be arbitrarily controlled by arbitrarily adjusting the selection angle.

따라서, 전도성 고분자인 경우에도 본 발명의 LB 박막 제조 장치 및 방법에 의해 그 전도성 고분자는 기판에 임의의 일정한 방향으로 배향될 수 있다.Therefore, even in the case of a conductive polymer, the conductive polymer may be oriented in a predetermined direction on the substrate by the LB thin film manufacturing apparatus and method of the present invention.

이상, 본 발명을 상세히 기술하였다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 발명 기술 분야의 당업자에 의해 여러 가지 변형 및 변경이 가해질 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 기술한 실시예 또는 도면에만 제한되지 않으며, 그 특허청구범위에 의해서만 제한된다.The present invention has been described in detail above. However, various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Therefore, the present invention is not limited only to the above-described embodiments or drawings, but only by the claims.

Claims (10)

물과 고분자의 혼합 용액을 담기 위한 본체(2)와; 상기 물과 고분자 혼합 용액 내에 그 용액 표면에 수직 방향으로 침지된 기판(1)과; 상기 기판 표면의 대향측에 기판 표면과 나란한 방향으로 배열된 장벽(3)과; 상기 기판 표면과 대향하는 상기 장벽의 내측벽에 형성되어 종방향 전기장을 형성하기 위해 설치된 한 쌍의 전극(4)으로 구성되고 상기 장벽에 설치된 전극(4)에 전압을 인가하고, 상기 장벽(3)을 점진적으로 기판(1) 방향으로 접근시킨 후 상기 기판을 상기 용액 표면의 수직방향으로 서서히 들어올려 상기 기판상에 종방향으로 정렬된 LB 박막이 성막되는 것을 특징으로 하는 전기장을 인가한 LB 박막 제조 장치.A main body 2 for containing a mixed solution of water and a polymer; A substrate (1) immersed in the water and polymer mixed solution in a direction perpendicular to the surface of the solution; A barrier (3) arranged on a side opposite to the substrate surface in a direction parallel to the substrate surface; A pair of electrodes 4 formed on the inner wall of the barrier opposite the substrate surface and installed to form a longitudinal electric field and applying a voltage to the electrodes 4 provided on the barrier, the barrier 3 ) Gradually approaching the substrate 1 direction, and then slowly lifting the substrate in the vertical direction of the solution surface to form an LB thin film vertically aligned on the substrate. Manufacturing device. 제1항에 있어서, 상기 전기장을 인가한 LB 박막 제조 장치는 상기 기판 표면과 수직방향으로 상기 본체의 외부 측벽에 설치되어 횡방향 전기장을 형성하기 위한 한 쌍의 전극(5)을 더 포함하여, 상기 기판상에 종방향 및 횡방향으로 정렬된 LB 박막이 성막되는 것을 특징으로 하는 전기장을 인가한 LB 박막 제조 장치.The apparatus of claim 1, wherein the LB thin film manufacturing apparatus applying the electric field further includes a pair of electrodes 5 arranged on an outer sidewall of the main body in a direction perpendicular to the surface of the substrate to form a transverse electric field. LB thin film manufacturing apparatus is applied to the electric field, characterized in that the LB thin film arranged in the longitudinal and transverse direction is formed on the substrate. 제1항에 있어서, 상기 전극(4)의 배열 방향이 기판 표면에 임의의 각도를 갖는 방향으로 설치되어, 상기 기판상에 성막되는 고분자의 배향을 임의로 제어할 수 있는것을 특징으로 하는 전기장을 인가한 LB 박막 제조장치.The electric field is applied according to claim 1, wherein the arrangement direction of the electrode 4 is provided in a direction having an angle on the surface of the substrate so that the orientation of the polymer deposited on the substrate can be arbitrarily controlled. One LB thin film manufacturing apparatus. 물과 고분자의 혼합 용액을 담기 위한 본체(2)와; 상기 물과 고분자 혼합 용액 내에 그 용액 표면에 수직 방향으로 침지된 기판(1)과; 상기 기판 표면의 대향측에 기판 표면과 나란한 방향으로 배열된 장벽(3)과; 상기 기판 표면과 수직 방향으로 상기 본체의 외부 측벽에 설치되어 횡방향 전기장을 형성하기 위한 한 쌍의 전극(5)으로 구성되고, 상기 전극(5)에 전압을 인가하고, 상기 장벽(3)을 점진적으로 기판(1) 방향으로 접근시킨 후 상기 기판을 상기 용액 표면의 수직 방향으로 서서히 들어올려 상기 기판상에 횡방향으로 정렬된 LB 박막이 성막되는 것을 특징으로 하는 전기장을 인가한 LB 박막 제조 장치.A main body 2 for containing a mixed solution of water and a polymer; A substrate (1) immersed in the water and polymer mixed solution in a direction perpendicular to the surface of the solution; A barrier (3) arranged on a side opposite to the substrate surface in a direction parallel to the substrate surface; A pair of electrodes 5 arranged on an outer sidewall of the body in a direction perpendicular to the substrate surface to form a lateral electric field, applying a voltage to the electrodes 5, and applying the barrier 3 to the Apparatus for applying LB thin film to an electric field, characterized in that after gradually approaching the substrate 1 direction, the substrate is gradually lifted in the vertical direction of the surface of the solution to form a horizontally aligned LB thin film on the substrate. . 제4항에 있어서, 상기 전극(5)의 배열 방향이 상기 기판 표면에 임의의 각도를 갖는 방향으로 설치되어, 상기 기판상에 성막되는 고분자의 방향을 임의로 제어할 수 있는 것을 할수 있는 것을 특징으로 하는 전기장을 인가한 LB 박막 제조 장치.The method according to claim 4, wherein the arrangement direction of the electrode 5 is provided in a direction having an arbitrary angle on the surface of the substrate, so that the direction of the polymer deposited on the substrate can be arbitrarily controlled. The LB thin film manufacturing apparatus which applied the electric field to make. 물과 고분자의 혼합 용액을 본체(2)에 담은 단계와; 상기 물과 고분자 혼합 용액 내에 그 용액 표면의 수직 방향으로 기판(1)을 침지시키는 단계와; 상기 기판 표면의 대향측에 기판 표면과 나란한 방향으로 장벽(3)을 배열시키는 단계와; 상기 기판 표면과 대향하는 상기 장벽의 내측벽에 형성되어 종방향 전기장을 형성하기 위해 한 쌍의 전극(4)을 설치하는 단계와; 상기 장벽에 설치된 전극(4)에 전압을 인가하는 단계와; 상기 장벽(3)을 점진적으로 기판(1) 방향으로 접근시키는 단계와; 상기 기판을 상기 용액 표면의 수직 방향으로 서서히 들어올리는 단계로 구성되어, 상기 기판상에 종방향으로 정렬된 LB 박막이 성막되는 것을 특징으로하는 전기장을 인가하여 LB 박막을 제조하는 방법.Placing a mixed solution of water and a polymer in the main body 2; Immersing the substrate (1) in the water and polymer mixed solution in a direction perpendicular to the surface of the solution; Arranging a barrier (3) on a side opposite to the substrate surface in a direction parallel to the substrate surface; Installing a pair of electrodes (4) formed on an inner wall of the barrier opposite the substrate surface to form a longitudinal electric field; Applying a voltage to an electrode (4) provided at the barrier; Gradually approaching the barrier (3) in the direction of the substrate (1); And gradually lifting the substrate in a vertical direction of the surface of the solution, wherein a longitudinally aligned LB thin film is formed on the substrate to produce an LB thin film. 제6항에 있어서, 상기 전기장을 인가하여 LB 박막을 제조하는 방법은 상기 한 쌍의 전극(4)을 설치하는 단계 다음에 횡방향 전기장을 형성하기 위하여 기판 표면과 수직 방향으로 상기 본체의 외부 측벽에 한 쌍의 전극(5)을 설치하는 단계를 더 포함하여, 상기 기판상에 종방향 및 횡방향으로 정렬된 LB 박막이 성막되는 것을 특징으로 하는 전기장을 인가하여 LB 박막을 제조하는 방법.7. The method according to claim 6, wherein the method for producing an LB thin film by applying the electric field comprises the step of installing the pair of electrodes 4, followed by an external sidewall of the body in a direction perpendicular to the substrate surface to form a transverse electric field. A method of manufacturing an LB thin film by applying an electric field, characterized in that it further comprises the step of installing a pair of electrodes (5) on the substrate, the LB thin film aligned in the longitudinal and transverse directions. 상기 제6항의 상기 전극(4)을 설치하는 단계에 있어서, 상기 전극(4)의 배열방향을 기판 표면에 임의의 각도를 갖는 방향으로 설치하여, 상기 기판상에 성막되는 고분자의 배향을 임의로 제어할 수 있는 것을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기장을 인가하여 LB 박막을 제조하는 방법.In the step of installing the electrode 4 of claim 6, the arrangement direction of the electrode 4 is arranged in a direction having an arbitrary angle on the surface of the substrate, thereby arbitrarily controlling the orientation of the polymer deposited on the substrate. Method for producing an LB thin film by applying an electric field characterized in that it can be done. 물과 고분자의 혼합 용액을 본체(2)에 담는 단계와; 상기 물과 고분자 혼합 용액 내에 그 용액 표면에 수직 방향으로 기판(1)을 침지시키는 단계와; 상기 기판 표면의 대향측에 기판 표면과 나란한 방향으로 장벽(3)을 배열시키는 단계와; 횡방향 전기장을 형성하기 위하여 상기기판 표면과 수직 방향으로 상기 본체의 외부 측벽에 한 쌍의 전극(5)을 설치하는 단계와; 상기 본체의 외부 측벽에 설치된 전극(5)에 전압을 인가하는 단계와; 상기 장벽(3)을 점진적으로 기판(1) 방향으로 접근시키는 단계와; 상기 기판을 상기 용액 표면의 수직 방향으로 서서히 들어올리는 단계로 구성되어, 상기 기판상에 횡방향으로 정렬된 LB 박막이 성막되는 것을 특징으로 하는 전기장을 인가하여 LB 박막을 제조하는 방법.Placing the mixed solution of water and polymer in the main body (2); Immersing the substrate (1) in the water and polymer mixed solution in a direction perpendicular to the surface of the solution; Arranging a barrier (3) on a side opposite to the substrate surface in a direction parallel to the substrate surface; Installing a pair of electrodes (5) on an outer sidewall of the body in a direction perpendicular to the substrate surface to form a transverse electric field; Applying a voltage to an electrode (5) provided on an outer sidewall of the body; Gradually approaching the barrier (3) in the direction of the substrate (1); And gradually lifting the substrate in a vertical direction of the surface of the solution, wherein a horizontally aligned LB thin film is formed on the substrate to produce an LB thin film. 상기 제9항의 상기 전극(5)을 설치하는 단계에 있어서, 상기전극(5)의 배열 방향을 상기 기판 표면에 임의의 각도를 갖는 방향으로 설치하여, 상기 기판상에 성막되는 고분자의 배향을 임의로 제어할수 있는 것을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기장을 인가하여 LB 박막을 제조하는 방법.In the step of installing the electrode (5) of claim 9, the arrangement direction of the electrode (5) is provided in a direction having an arbitrary angle on the surface of the substrate, so that the orientation of the polymer deposited on the substrate is arbitrarily selected. Method for producing an LB thin film by applying an electric field characterized in that it can be controlled.
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