由日本信州大学纤维系精密素材工艺专业的村上泰所领导的研究小组宣布成功开发了使用触媒的Sol-Gel法,用于低温形成无机材料的高折射率涂层。该技术将成为未来有机半导体雷射读取头及OLED的高耐热性无机材料涂层形成的关键技术。
一般来说,使用盐触媒(离子性触媒)可在有机材料表面形成高折射率层--氧化钛(TiO2)层、使用非离子性触媒可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技术。村上此次通过在Sol-Gel中配合使用触媒这种新技术,成功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。
氧化钛层的制程中使用了盐触媒。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。在开发中发现了多种离子性触媒--盐触媒。
另一方面,作为低折射层制程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。通过这种技术可提高所有有机材料的耐热性。