Electron beam-induced color imaging of acid-chromic polymer films

酸クロミック分子を含む薄膜の電子線反応とナノ発色パターン形成

榎本 一之; 湯浅 加奈子*; 加藤 順*; 松下 晴美*; 山下 俊*; 伊藤 和男*; 吉田 勝; 前川 康成

Enomoto, Kazuyuki; Yuasa, Kanako*; Kato, Jun*; Matsushita, Harumi*; Yamashita, Takashi*; Ito, Kazuo*; Yoshida, Masaru; Maekawa, Yasunari

電子線記録システムに適用できる、電子ナノビームによりクロミック挙動を示す有機薄膜の創製を目的に、電子線で酸を発生する分子(酸発生剤)と酸性で発色又は蛍光を呈する環境クロミック分子を含む高分子薄膜について、電子線によるクロミック分子の反応挙動と、電子線描画装置によるナノ発色パターン形成性を検討した。酸発生剤(phenyl-p-toluenesulfonate)存在下、環境クロミック分子であるrhodamine B base (RB)及び4,4'-bis(dimethylamino)benzhydrol(BH)のpolymethylmethacrylate(PMMA)薄膜は、それぞれ、照射線量の増加に伴い560nm及び610nmの吸収が単調増加し赤色及び青色を呈した。このことは、クロミック分子が電子線により発生した酸(H)でプロトン化し、選択的にRB-H体及びBH-H体を与えることで発色したことを意味する。次いで、酸発生効率が高く可視領域の吸収変化が大きく変化したBH/PMMA薄膜の電子線描画装置(50nm径)によるナノ発色パターン形成性を評価した。照射線量10C/cmでの電子線描画後、露光部と未露光部とで色調が変化し、ドットパターンで200nm,L/Sパターンでは100nmの分解能を示す発色パターンが観察された。

The polymer films with acid-responsive chromic molecules Rhodamine B base and 4,4'-bis(dimethylamino)benzhydrol as an acid-chromic compound with electron beam-acid generators were well designed for the novel electron beam-induced color imaging system. Electron beam scanning direct drawing of the acid-chromic polymer films gave clear color imaging of 100-200 nm line/space patterns with a dose of only 10 C cm.