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チタニア超薄膜およびその製造方法

国内特許コード P020000241
掲載日 2003年5月27日
出願番号 特願2000-083654
公開番号 特開2001-270022
登録番号 特許第3513589号
出願日 平成12年3月24日(2000.3.24)
公開日 平成13年10月2日(2001.10.2)
登録日 平成16年1月23日(2004.1.23)
発明者
  • 佐々木 高義
  • 海老名 保男
  • 渡辺 遵
出願人
  • 国立研究開発法人物質・材料研究機構
発明の名称 チタニア超薄膜およびその製造方法
発明の概要 従来の薄膜とは微細組織、膜厚などの制御性、光吸収性などの物性が大きく異なる新規な超薄膜に関するものである。
その製造法の特徴は次の通りである。 層状チタン酸化物微結晶を剥離して得られる薄片粒子とポリマーが積層した多層超薄膜。薄片粒子が組成式Ti1-δ2 (0 ≦δ≦0 .5 )示されるチタニアナノシートである。膜厚はサブnm ~nm レンジで制御可能である。この超薄膜は、波長300nm 以下の紫外光を高効率で吸収する。チタニアナノシートが懸濁したゾルとカチオン性ポリマー溶液に基板を交互に浸漬する操作を反復することにより、基板上にナノシートとポリマーをそれぞれサブnm ~nm レベルの厚さに吸着させ、成分が交互に繰り返す多層膜を累積することによってチタニア超薄膜を製造できる。
従来技術、競合技術の概要


通常のチタニア薄膜は適当なチタン化合物を加水分解することによって作られるチタニアゾルをスピンコート等の手法を用いて基板表面に塗布することによって作製されている。この場合の膜厚は大部分がサブμm以上である。また、ゾル中に分散しているコロイド粒子は大きさ数nm 以上で、ほぼ等方的な形態を有しており、得られた薄膜も球状粒子が密に集合したものである。

産業上の利用分野


この発明は、波長が300nm以下の紫外線の高効率吸収窓材、紫外線遮蔽コーティング用としての利用、光電変換用薄膜、フォトクロミック材料、光触媒薄膜およびセンサーとしても期待されるチタニア超薄膜とその製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板表面上に、層状チタン酸化物微結晶を剥離して得られる1nm以下の分子レベルの薄さにまで微細化されている薄片粒子とポリマーとを自己組織化的に交互にモノレヤーで吸着させて積層した、波長265nmに紫外光の吸収の極大ピークをもつ波長300nm以下の紫外光吸収用多層チタニア超薄膜。

【請求項2】
薄片粒子が組成式Ti1-δ2(0≦δ≦0.5)で示されるチタニアナノシートからなる請求項1記載の超薄膜。

【請求項3】
膜厚がサブnm~nmレンジで制御可能な請求項1記載の超薄膜。

【請求項4】
紫外線遮蔽コーテイング、光電変換用薄膜、フォトクロミック材料、光触媒薄膜およびセンサーのいずれかとして用いられる請求項1記載の超薄膜。

【請求項5】
濃度が5wt%以下でpHが5以上の前記薄片粒子が懸濁したゾル溶液とカチオン性ポリマー溶液に基板を交互に浸漬する操作を反復することにより、基板上に前記薄片粒子とポリマーをそれぞれサブnm~nmレベルの厚さに吸着させ、該成分が交互に繰り返す多層膜を累積することを特徴とする請求項1記載の紫外光吸収用多層チタニア超薄膜の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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