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ゾル-ゲル法による高屈折率透明厚膜材料の作製と微細パターニング

研究課題

研究課題/領域番号 13555242
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 無機工業化学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

南 努  大阪府立大学, 学長 (80081313)

研究分担者 松田 厚範  豊橋技術科学大学, 物質工学系, 助教授 (70295723)
忠永 清治  大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (90244657)
辰巳砂 昌弘  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50137238)
仲間 健一  日本板硝子株式会社, 技術研究所, 主任
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2002年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
2001年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
キーワードゾル-ゲル法 / 高屈折率 / 透明 / 厚膜 / 微細パターン / 無機-有機複合 / 光照射 / マイクロレンズ / ゾルーゲル法
研究概要

本研究では、以下の研究成果を得た。
1.高屈折率透明厚膜材料開発とキャラクタリゼーション
フェニルトリエトキシシラン、ベンジルトリエトキシシランなどを出発原料に用いて種々のシルセスキオキサン-金属酸化物系厚膜を作製した。検討を行った中で酸化物としてチタニアを加えた場合に、最も屈折率が大きくなることがわかった。さらに、2官能のアルコキシドであるジフェルニルジメトキシシランにチタニアを組み合わせた2成分系膜は、3官能アルコキシドであるフェニルトリメトキシシラン系よりも高い屈折率を示すことがわかった。また、チタニア含量が30%以下では、100℃以上に加熱することによって、粘性が低下し流動性を示すことがわかった。
2.シルセスキオキサン-チタニア系複合体厚膜材料のキャラクタリゼーション
紫外光照射に伴うシルセスキオキサン-チタニア系複合体厚膜材料の構造、組織および光学的性質の変化について検討を行った。複合化したチタニア成分が紫外光を吸収し、シルセスキオキサンのSi-C結合を開裂すると考察した。また、ビニルシルセスキオキサン-チタニア系において最も膜の硬度が大きく上昇することがわかった。
3.高屈折率透明厚膜材料の微細パターニング
ゾル-ゲル成型装置を用いて型プレスを行うエンボス法によって、フェニルシルセスキオキサン-チタニア系高屈折率透明厚膜の微細パターンを転写できることを確認した。
一方、チタニア薄膜表面をフルオロアルキルシランによって撥水処理した表面にフォトマスクを通して紫外光照射を行うと、紫外線照射部のみ親水性になる。これを用いて形成した撥水-親水パターン上にフェニルシスセスキオキサン厚膜を形成し加熱すると、ゲル膜が軟化した際に親水部分に選択的に流動し、液の表面張力によって球面のふくらみ形状を有するマイクロパターンが得られることがわかった。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] A.Matsuda: "Changes in Porosity and Amounts of Adsorbed Water in Sol-Gel Derived Porous Silica Films with Heat Treatment"J. Sol-Gel Sci. Tech.. 20・[2]. 129-134 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsuda: "Thermal Softening Behavior and Application to Transparent Thick Films of Poly(benzylsilsesquioxane) Particles Prepared by the Sol-Gel Process"J. Am. Ceram. Soc.. 84・[4]. 775-780 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 忠永清治: "ゾル-ゲル法による超撥水・超親水化技術(総説)"Material Stage. 1・[1]. 34-38 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kotani: "Effects of Addition of Poly(ethylene glycol) on the Formation of Anatase Nanocrystals in SiO_2-TiO_2 Gel Films with Hot Water Treatment"Chem. Mater.. 13・[6]. 2144-2149 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 忠永清治: "ゾル-ゲル法による超撥水コーティング薄膜の形成と応用(総説)"マテリアルインテグレーション. 14・[10]. 9-13 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsuda: "Preparation of Copolymerized Phenylsilsesquioxane-Benzylsilsesquioxane Particles"J. Sol-Gel Sci. Tech.. 23. 247-252 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsuda: "Photocatalytic Micropatterning of Transparent Ethylsilsesquioxane-Titania Hybrid Films"Chem. Mater.. 14・[6]. 2693-2700 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sasaki: "Control of Thermal Softening Behavior of Polyphenylsilsesquioxane Particles for Transparent Thick Films by Electrophoretic Deposition"J. Ceram. Soc. Jpn.. 110・[11]. 1005-1009 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tadanaga: "Formation of Convexly Shaped Silica Micropatterns on Sol-Gel Derived Films Using a Difference in Surface Free Energy"Glass Technol.. 43C. 275-277 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tadanaga: "Micropatterning of Inorganic-Organic Hybrid Coating Films from Various Tri-Functional Silicon Alkoxides with a Double Bond in Their Organic Components"J. Sol-Gel Sci. Tech.. 26・[1]. 431-434 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsuda: "Preparation and Characterization of Copolymerized Methylsilsesquioxane-Benzylsilsesquioxane Microparticles for Electrophoretic Sol-Gel Deposition"J. Mater. Sci.. (accepted for publication).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田厚範: "ナノマテリアルの最新技術"シーエムシー. 340 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Changes in Porosity and Amounts of Adsorbed Water in Sol-Gel Derived Porous Silica Films with Heat Treatment"J. Sol-Gel Sci. Tech.. 20[2]. 129-134 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Thermal Softening Behavior and Application to Transparent Thick Films of Poly(benzylsilsesquioxane) Particles Prepared by the Sol-Gel Process"J. Am. Ceram. Soc.. 84[4]. 775-780 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tadanaga: "Formation of Superhydrophobic and Superhydrophlic Surfaces by the Sol-Gel Method (review)(in Japanese)"Material Stage. 1[1]. 34-38 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kotani: "Effects of Addition of Poly (ethyfene glycol) on the Formation of Anatase Nanocryslals in SiO_2-TiO_2 Gel Films with Hot Water Treatment"Chem. Mater.. 13[6]. 2144-2149 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tadanaga: "Preparation and Application of Superhydrophobic Coating Films by the Sol-Gel Method (review)(in Japanese)"Materials Integration. 14[10]. 9-13 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Preparation of Copolymerized Phenylsilsesquioxane-Benzylsilsesquioxane Particles"J. Sol-Gel Sci. Tech.. 23. 247-252 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Photocatalytic Micropatterning of Transparent Ethylsesesqiuoxane-Titania Hybrid Films"Chem. Mater.. 14[6]. 2693-2700 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Sasaki: "Control of Thermal Softening Behavior of Polyphenylsilsesquioxane Particles for Transparent Thick Films by Electrophoretic Deposition"J. Ceram Soc. Jpn.. 110[11]. 1005-1009 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tadanaga: "Formation of Convexly Shaped Silica Micropatterns on Sol-Gd Derived Films Using a Diffidence in Surface Free Energy"Glass Tech.. 43C. 275-277 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tadanaga: "Micropatterning of Inorganic-Organic Hybrid Coaling Films from Various Tri-Functional Silicon Alkoxides with a Double Bond in Their Organic Components"J. Sol-Gel Sci. Tech.. 26[1]. 431-434 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Preparation and Characterization of Copolymerized Methylsilsesquioxane-Benzylsilsesquioxane Micoparticles for Electrophoretic Sol-Gel Deposition"J. Mater. Sci.. accepted for publication.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "New Fundtion Provided by the Sol-Gel Process(in Japanese), Recent Progress in Nano Materials (Book, contribution), Edited by M. Koizumi"(2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsuda: "Preparation of Copolymerized Phenylsilsesquioxane-Benzylsilsesquioxane Particles"J.Sol-Gel Sci.Tech.. 23. 247-252 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsuda: "Photocatalytic Micropatterning of Transparent Ethylsilsesquioxane-Titania Hybrid Films"Chem.Mater.. 14・[6]. 2693-2700 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sasaki: "Control of Thermal Softening Behavior of Polyphenylsilsesquioxane Particles for Transparent Thick Films by Electrophoretic Deposition"J.Ceram.Soc.Jpn.. 110[11]. 1005-1009 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tadanaga: "Formation of Convexly Shaped Silica Micropatterns on Sol-Gel Derived Films Using a Difference in Surface Free Energy"Glass Technol.. 43C. 275-277 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tadanaga: "Micropatterning of Inorganic-Organic Hybrid Coating Films from Various Tri-Functional Silicon Alkoxides with a Double Bond in Their Organic Components"J.Sol-Gel Sci.Tech.. 26・[1]. 431-434 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsuda: "Changes in Porosity and Amounts of Adsorbed Water in Sol-Gel Derived Porous Silica Films with Heat Treatment"J.Sol-Gel Sci.Tech.. 20. 129-134 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Matsuda: "Thermal Softening Behavior and Application to Transparent Thick Films of Poly (benzylsilsesquioxane) Particles Prepared by the Sol-Gel Process"J.Am.Ceram.Soc.. 84・[4]. 775-780 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 忠永清治: "ゾルーゲル法による超擾水・超親水化技術(総説)"Material Stage. 1・[1]. 34-38 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 忠永清治: "ゾルーゲル法による超擾水コーティング薄膜の形成と応用(総説)"マテリアルインテグレーション. 14・[10]. 9-13 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tadanaga: "Micropatterning of Inorganic-Organic Hybrid Coating Films from Various Tri-Functional Sillcon Alkoxides with a Double Bond in Their Organic Components"J.Sol-Gel Sci.Tech.. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tadanaga: "Formation of Convexly Shaped Silica Micropatterns on Sol-Gel Derived Films Using a Difference in Surface Free Energy"Glass Technology. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 松田厚範: "ナノマテリアルの最新技術"小泉光恵他編 シーエムシー. 331 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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