利用Sol-Gel法在有机材料表面形成无机层-EDA365

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利用Sol-Gel法在有机材料表面形成无机层

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日本信州大学纤维系精密素材工艺专业的村上泰讲师领导的研究小组开发成功了一种新工艺--使用基于触媒的Sol-Gel法、低温形成无机材料的高折射率涂层。该工艺有望成为未来有机半导体激光器及有机LED（发光元件）的高耐热性无机材料涂层形成的关键技术。

具体而言，使用盐触媒（离子性触媒）在有机材料表面形成高折射率层--氧化钛（TiO2）层、使用非离子性触媒在有机材料表面形成低折射层--氧化硅（SiO2）层。目前全世界只有村上讲师的研究小组发现了可以在Sol-Gel法中实际使用的非离子性触媒。

在PET（聚脂）等有机材料表面形成无机材料层时，必须使用能在有机材料的耐热温度以下形成薄膜的工艺。村上讲师此次通过在Sol-Gel中配合使用触媒这种新工艺，成功地将氧化钛制备成所需要的锁状而不是粒子状。

在150℃的低温下，从Sol-Gel法的原料--烃氧基氧化钛中制备出了细密、高折射率的氧化钛层（非结晶状）。折射率在1.9以上。如果氧化钛层制备成球状粒子的话，粒子间的间隙中会混入低折射率的空气，会导致氧化钛整体折射率的下降。而锁状的间隙较小，不会影响氧化钛本来的折射率。

氧化钛层的制备中使用了盐触媒。作为Sol-Gel法中延缓缩聚反应（Polycondensation) 的盐触媒，开发出了混合弱酸醋酸和弱碱氨水的盐触媒。弱酸与弱碱的混合方法是开发中的关键所在。据说，在开发中发现了多种离子性触媒--盐触媒。

另一方面，作为低折射层制备出了二氧化硅多孔质层。为在低温下制备内部富含低折射率空气的多孔质二氧化硅层奠定了基础。此次利用非离子性触媒、通过原料--烃氧基二氧化硅制备低折射率层。已证实非离子触媒具有延缓Sol-Gel法的加水分解反应、产生微细多孔质体的前体以及延缓加水分解反应的作用。折射率目前正在测定。

这样，就为在耐热性较差的有机材料表面制备高耐热性无机材料质地的高折射率和低折射率层奠定了基础。通过这种工艺技术有望提高所有有机材料的耐热性。另外，村上讲师同时还在利用非离子性触媒进行纳米混合材料制造方面的研究。

此项研究是长野上田地区科技创新事业中的“基于功能性纳米高分子材料的智能信息元件研究开发”项目中的一环。该项目由信州大学纤维系谷口雄教授负责。

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