MÉTODO PARA PRODUCIR PELÍCULA DELGADA ORGÁNICA.

La presente invención se refiere a un método para producir una película delgada orgánica que se forma sobre la superficie de un sustrato vía enlaces metal-oxígeno, a una disolución formadora de una película delgada orgánica usada en el método, y a una película delgada orgánica producida usando el método definido en las presentes reivindicaciones. Antecedentes de la técnica Es conocido un gran número de métodos para producir películas químicamente adsorbidas, que presentan una excelente resistencia al velado, un nivel elevado de transparencia, y no deterioran el brillo de la superficie del sustrato o la transparencia del sustrato, como métodos adecuados para formar una película de revestimiento que mejora las propiedades de una superficie de un sustrato (véanse la solicitud de patente japonesa sin examinar, primera publicación nº Hei 4-132637, solicitud de patente japonesa sin examinar, primera publicación nº Hei 4- 221630, y solicitud de patente japonesa sin examinar, primera publicación nº Hei 4-367721). Como método para formar una película químicamente adsorbida sobre una superficie de un sustrato que contiene hidrógeno activo, se conoce un método en el que se pone en contacto una disolución mixta, que contiene al menos un tensioactivo a base de alcoxisilano, un disolvente no acuoso sin hidrógeno activo, y al menos un catalizador de la condensación de silanol, seleccionado del grupo que consiste en sales metálicas de ácidos carboxílicos, sales metálicas de carboxilatos, polímeros de sales metálicas de ácidos carboxílicos, quelatos de sales metálicas de ácidos carboxílicos, ésteres de titanatos, y quelatos de ésteres de titanato, con una superficie de un sustrato, formando de ese modo una película químicamente adsorbida que se enlaza covalentemente a la superficie de sustrato vía enlaces de siloxano (véase la solicitud de patente japonesa sin examinar, primera publicación nº Hei 8- 337654). Como método para formar una película químicamente adsorbida que presenta cristalinidad sobre una superficie de un sustrato, se conoce un método en el que se desarrolla una disolución de un tensioactivo a base de silano en un disolvente orgánico sobre la superficie de una oblea de silicio sobre la que se ha escurrido agua pura, formando de ese modo una película monomolecular cristalina (véase Bull. Chem. Soc. Jpn., 74, 1397 a 1401 (2001)). También se conocen métodos para formar películas que repelen el agua, en los que, usando el monómero o polímero de un producto de hidrólisis de un compuesto silánico que contiene grupos fluoroalquílicos, producido mediante hidrólisis en presencia de un catalizador ácido, se fija a la superficie del sustrato, vía grupos silanólicos, una película que repele el agua formada a partir de una capa monomolecular del producto de la hidrólisis (véanse la solicitud de patente japonesa sin examinar, primera publicación nº Hei 11-228942, solicitud de patente japonesa sin examinar, primera publicación nº Hei 11-322368). Como método para formar una película monomolecular sobre una superficie de un sustrato que contiene hidrógeno activo, se conoce un método para producir una película monomolecular químicamente adsorbida, que incluye las etapas de revestir la superficie de un sustrato, en una atmósfera seca, con una disolución de adsorción química preparada usando un disolvente orgánico no acuoso y un tensioactivo a base de silano, hacer reaccionar químicamente las moléculas de tensioactivo en la disolución de adsorción con la superficie del sustrato mientras que el disolvente orgánico se concentra mediante evaporación, enlazando y fijando de ese modo un extremo de las moléculas del tensioactivo a la superficie del sustrato, y después usar un disolvente orgánico para lavar y eliminar cualquier tensioactivo que no haya reaccionado que queda sobre la superficie del sustrato tras la evaporación del disolvente orgánico (véase solicitud de patente japonesa sin examinar, primera publicación nº Hei 11-147074). Sin embargo, en todos los métodos descritos anteriormente surge un número de problemas, incluyendo el tiempo prolongado requerido para formar la película, el hecho de que el catalizador de la condensación de silanol residual queda en la película, inhibiendo la adsorción química y evitando la formación de una película monomolecular densa, el hecho de que se generan materiales ácidos, lo que quiere decir que existen restricciones sobre el tipo de sustrato que se puede usar, y el hecho de que la formación de la película se debe de llevar a cabo en un sistema no acuoso. Se busca con afán la provisión estable de películas monomoleculares densas con impurezas mínimas, particularmente para la formación de micropatrones en el diseño de dispositivos electrónicos y similares. Además, usando los métodos convencionales descritos anteriormente, no se conocen ejemplos de la formación de una película cristalina químicamente adsorbida sobre la superficie de un sustrato amorfo. Descripción de la invención La presente invención tiene en cuenta las circunstancias anteriores asociadas con la tecnología convencional, con objeto de proporcionar un método para producir una película delgada orgánica que permita la formación rápida de 2   películas, y que permita que se forme de manera estable una película delgada orgánica densa con mínimas impurezas, y en una pluralidad de repeticiones consecutivas. Como resultado de la intensa investigación dirigida a lograr el objeto anterior, los inventores de la presente invención descubrieron que poniendo en contacto un sustrato con una disolución de un disolvente orgánico que contiene un tensioactivo a base de metal, que tiene al menos un grupo hidrolizable, y un catalizador capaz de interaccionar con el tensioactivo a base de metal, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se ajusta o se mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en el que un potencial zeta para las partículas agregadas de las moléculas que forman la película orgánica es mayor que el potencial zeta del sustrato sobre el que se forma la película orgánica, o una disolución de disolvente orgánico que contiene un tensioactivo a base de metal que tiene al menos un grupo hidroxilo, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se ajusta o se mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en el que un potencial zeta para las partículas agregadas de las moléculas que forman la película orgánica es mayor que el potencial zeta del sustrato sobre el que se forma la película orgánica, se podrían formar de forma estable y rápidamente películas delgadas orgánicas homogéneas mediante dos o más repeticiones del proceso de formación de la película usando la misma disolución. En otras palabras, la presente invención incluye los siguientes aspectos: (1) un método para producir una película delgada orgánica, en el que se forma una película delgada orgánica sobre la superficie de un sustrato, incluye una etapa de (A) poner en contacto el sustrato con una disolución de disolvente orgánico que contiene un tensioactivo a base de metal que tiene al menos un grupo hidrolizable, y un catalizador capaz de interaccionar con el tensioactivo a base de metal, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se ajusta o se mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en el que un potencial zeta para las partículas agregadas de las moléculas que forman la película orgánica es mayor que el potencial zeta del sustrato sobre el que se forma la película orgánica. (2) Un método para producir una película delgada orgánica según el aspecto (1) anterior, en el que la disolución de disolvente orgánico se prepara usando de 0,001 a 1 mol, o una cantidad equivalente de óxido de 0,001 a 1 mol, del catalizador capaz de interaccionar con el tensioactivo a base de metal, por 1 mol del tensioactivo a base de metal. (3) Un método para producir una película delgada orgánica, en el que se forma una película delgada orgánica sobre la superficie de un sustrato, que incluye una etapa (A) de poner en contacto el sustrato con una disolución de disolvente orgánico que contiene un tensioactivo a base de metal que tiene al menos un grupo hidrolizable, y un catalizador capaz de interaccionar con un tensioactivo a base de metal, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en el que un potencial zeta para partículas agregadas de las moléculas que forman la película orgánica es mayor que el potencial zeta del sustrato... [Seguir leyendo]

1. Método para producir una película delgada orgánica, en el que se forma una película delgada orgánica sobre una superficie de un sustrato, que comprende una etapa de (A) poner en contacto dicho sustrato con una disolución de disolvente orgánico que comprende un tensioactivo a base de metal que tiene al menos un grupo hidrolizable, y un catalizador capaz de interaccionar con dicho tensioactivo a base de metal, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se ajusta o se mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en el que un potencial zeta para las partículas agregadas de las moléculas que forman la película delgada orgánica es mayor que el potencial zeta del sustrato sobre el que se forma la película delgada orgánica. 2. Método para producir una película delgada orgánica según la reivindicación 1, en el que dicha disolución de disolvente orgánico se prepara usando de 0,001 a 1 mol, o una cantidad equivalente de óxido de 0,001 a 1 mol, de dicho catalizador capaz de interaccionar con dicho tensioactivo a base de metal, por 1 mol de dicho tensioactivo a base de metal. 3. Método para producir una película delgada orgánica, en el que se forma una película delgada orgánica sobre una superficie de un sustrato, que incluye una etapa (A) de poner en contacto dicho sustrato con una disolución de disolvente orgánico que comprende un tensioactivo a base de metal que tiene al menos un grupo hidrolizable, y un catalizador capaz de interaccionar con dicho tensioactivo a base de metal, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en el que un potencial zeta para partículas agregadas de las moléculas que forman la película delgada orgánica es mayor que el potencial zeta del sustrato sobre el que se forma la película delgada orgánica, y dicha etapa (A) se repite al menos dos veces usando una disolución idéntica. 4. Método para producir una película delgada orgánica según la reivindicación 3, en el que, al repetir dicha etapa (A) dos o más veces, dicha etapa (A) se lleva a cabo con dos o más sustratos usando una disolución idéntica. 5. Método para producir una película delgada orgánica según la reivindicación 1 ó 3, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se ajusta o se mantiene en un intervalo de 50 a 1.000 ppm. 6. Método para producir una película delgada orgánica según la reivindicación 1 ó 3, en el que dicho catalizador capaz de interaccionar con el tensioactivo a base de metal es al menos un material seleccionado de un grupo que consiste en óxidos metálicos; hidróxidos metálicos; alcóxidos metálicos; compuestos metálicos quelados o coordinados; productos de la hidrólisis parcial de alcóxidos metálicos; productos de la hidrólisis obtenidos tratando un alcóxido metálico con una equivalencia de dos veces o más de agua; ácidos orgánicos; catalizadores de la condensación de silanol; y catalizadores ácidos. 7. Método para producir una película delgada orgánica según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3, en el que dicho tensioactivo a base de metal, que tiene al menos un grupo hidrolizable, es un compuesto representado por una fórmula (I) mostrada a continuación: R 1 nMXm-n (I) (en la que R 1 representa un grupo hidrocarbonado que puede contener un sustituyente, un grupo hidrocarbonado halogenado que puede contener un sustituyente, un grupo hidrocarbonado que contiene un grupo enlazante, o un grupo hidrocarbonado halogenado que contiene un grupo enlazante, M representa al menos un átomo metálico seleccionado de un grupo que consiste en un átomo de silicio, átomo de germanio, átomo de estaño, átomo de titanio, y átomo de circonio, X representa un grupo hidroxilo o un grupo hidrolizable, n representa un número entero de 1 a (m-1), m representa la valencia atómica del metal M, y en aquellos casos en los que n es 2 o mayor, dichos grupos R 1 pueden ser iguales o diferentes, y en aquellos casos en los que (m-n) es 2 o mayor, dichos grupos X pueden ser iguales o diferentes, aunque de los (m-n) grupos, al menos un grupo X es un grupo hidrolizable). 8. Método para producir una película delgada orgánica, en el que se forma una película delgada orgánica sobre una superficie de un sustrato, que comprende una etapa de poner en contacto dicho sustrato con una disolución de disolvente orgánico que comprende un tensioactivo a base de metal que tiene al menos un grupo hidroxilo, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se ajusta o se mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en el que un potencial zeta para las partículas agregadas de las moléculas que forman la película delgada orgánica es mayor que el potencial zeta del sustrato sobre el que se forma la película delgada orgánica. 9. Método para producir una película delgada orgánica según la reivindicación 8, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se ajusta o se mantiene en un intervalo de 50 a 1.000 ppm. 47   10. Método para producir una película delgada orgánica la reivindicación 8, en el que dicho tensioactivo a base de metal, que tiene al menos un grupo hidroxilo, es un compuesto representado por una fórmula (III) mostrada a continuación: R 1 nMXm-n-1(OH) (III) (en la que R 1 representa un grupo hidrocarbonado que puede contener un sustituyente, un grupo hidrocarbonado halogenado que puede contener un sustituyente, un grupo hidrocarbonado que contiene un grupo enlazante, o un grupo hidrocarbonado halogenado que contiene un grupo enlazante, M representa al menos un átomo metálico seleccionado de un grupo que consiste en un átomo de silicio, átomo de germanio, átomo de estaño, átomo de titanio, y átomo de circonio, X representa un grupo hidroxilo o un grupo hidrolizable, n representa un número entero de 1 a (m-1), m representa la valencia atómica de dicho metal M, y en aquellos casos en los que n sea 2 o mayor, dichos grupos R 1 pueden ser iguales o diferentes, y en aquellos casos en los que (m-n) es 2 o mayor, dichos grupos X pueden ser iguales o diferentes). 11. Método para producir una película delgada orgánica según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 u 8, en el que dicha etapa de poner en contacto dicho sustrato con dicha disolución de disolvente orgánico se lleva a cabo en un espacio que se mantiene a una humedad de al menos 40% de RH. 12. Método para producir una película delgada orgánica según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 u 8, en el que dicha etapa de poner en contacto dicho sustrato con dicha disolución de disolvente orgánico se lleva a cabo en un espacio que se mantiene a una humedad de al menos 60% de RH. 13. Método para producir una película delgada orgánica según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 u 8, en el que dicha disolución de disolvente orgánico es una disolución de disolvente a base de hidrocarburos, o una disolución de disolvente a base de hidrocarburos fluorados. 14. Método para producir una película delgada orgánica según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 u 8, en el que dicha película delgada orgánica es una película delgada orgánica cristalina. 15. Método para producir una película delgada orgánica según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 u 8, en el que dicha película delgada orgánica es una película monomolecular. 16. Disolución formadora de una película de autoensamblaje para formar una película de autoensamblaje sobre una superficie de un sustrato, en la que las moléculas para formar dicha película de autoensamblaje forman un agregado en dicha disolución, en la que dicha disolución tiene un tensioactivo a base de metal que tiene al menos un grupo seleccionado de grupo hidroxilo y grupo hidrolizable, en la que el contenido de agua de un disolvente orgánico se ajusta o se mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en la que el valor del potencial zeta del agregado es mayor que el potencial zeta del sustrato en la misma disolución. 17. Disolución formadora de una película de autoensamblaje según la reivindicación 16, en la que las moléculas para formar dicha película de autoensamblaje son moléculas de un tensioactivo a base de metal que tiene al menos un grupo hidroxilo o un grupo hidrolizable, o un derivado del mismo. 18. Disolución formadora de una película de autoensamblaje según la reivindicación 16, en la que dicho agregado se obtiene tratando un tensioactivo a base de metal, que tiene al menos un grupo hidroxilo o un grupo hidrolizable, con un catalizador capaz de interaccionar con dicho tensioactivo a base de metal, y agua. 19. Disolución formadora de una película de autoensamblaje según la reivindicación 16, en la que un diámetro medio de partículas de dicho agregado está en un intervalo de 10 a 1.000 nm. 20. Disolución formadora de una película de autoensamblaje según la reivindicación 16, en la que un potencial zeta de dicho agregado es igual o mayor que un potencial zeta de dicho sustrato en una disolución idéntica. 21. Película químicamente adsorbida formada sobre un sustrato, en la que dicho sustrato no es cristalino, y dicha película químicamente adsorbida es cristalina, en la que la película químicamente adsorbida se forma según cualquiera de las reivindicaciones 1-15. 22. Método para producir una película monomolecular, que comprende una etapa de aplicar una disolución de disolvente orgánico que comprende un tensioactivo a base de metal que tiene un grupo hidroxilo, grupo hidroxicarbonoxi, o grupo aciloxi, a un sustrato usando al menos un método seleccionado de un grupo que consiste en métodos de inmersión, métodos de revestimiento por giro, métodos de revestimiento con rodillo, métodos con barra de Meyer, métodos de serigrafía, métodos de impresión offset, métodos de revestimiento mediante cepillo, y métodos de pulverización, en el que el contenido de agua en dicha disolución de disolvente orgánico se ajusta o se 48   mantiene en un intervalo de 50 ppm hasta el contenido saturado de agua para el disolvente orgánico, en el que un potencial zeta para partículas agregadas de las moléculas que forman la película delgada orgánica, que se usa para obtener una película monomolecular, es mayor que el potencial zeta del sustrato sobre el que se forma la película monomolecular. 49     51   52