CN105579123B - 无机粒子分散液、含无机粒子的组合物、涂膜、带涂膜的塑料基材、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有锋利的粒度分布且水含量少的无机粒子分散液、含无机粒子的组合物、涂膜、带涂膜的塑料基材、显示装置。这种无机粒子分散液是将无机粒子利用具有水解性基团的分散剂分散于分散介质中而成的分散液，其包含碱性物质，水的含量为1质量％以下。

Description

无机粒子分散液、含无机粒子的组合物、涂膜、带涂膜的塑料 基材、显示装置
技术领域
本发明涉及无机粒子分散液、含无机粒子的组合物、涂膜、带涂膜的塑料基材、显示装置。
本申请要求基于2013年9月30日于日本申请的日本特愿2013-202984号的优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
氧化锆、二氧化钛、二氧化硅等无机粒子分散在树脂等粘合剂中来使用。
例如，液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(EL)等显示装置中使用的塑料基材要求透明性、折射率、机械特性等。因此，进行了如下操作等：在塑料基材上涂布混合有折射率高的无机微粒和树脂的组合物来设置功能性膜。
作为将无机粒子与粘合剂复合化的方法，通常的方法是将通过使在水的存在下用具有醇盐等水解性基团的分散剂进行了表面修饰的无机粒子分散于溶剂中而得到的分散液与粘合剂混合的方法。
醇盐等水解性基团具有通过在酸性或碱性下与水共存而被水解的羟基吸附、脱水缩合于无机粒子的性质。
无机粒子的表面通常具有亲水性，因此，为了与粘合剂复合化并维持高透明性，重要的是利用分散剂等对无机粒子的表面进行疏水化，从而提高无机粒子对有机溶剂的分散性。
作为这样的分散液，提出了添加水解催化剂并利用硅烷偶联剂对金属氧化物粒子进行表面处理而得到的无机粒子分散液(例如参照专利文献1)。
另外，提出了如下得到的分散体：在对金属氧化物微粒进行珠磨机处理时利用硅烷偶联剂进行有机化，在超声波处理时，使该金属氧化物微粒与具有聚合性官能团的异氰酸酯化合物反应，由此使金属氧化物微粒分散化(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-108123号公报
专利文献2：日本特开2010-254889号公报
发明的概要
发明所要解决的问题
然而，上述的专利文献1中记载的分散液由于对硅烷偶联剂进行水解处理之后进行分散处理，因此工序多，而且分散液中含有水，因此，不仅得不到具有锋利的粒度分布的分散液，而且长期保管稳定性不稳定。
另外，由于含有大量水，当与树脂等粘合剂成分混合而涂膜化时，涂膜外观容易产生异物等，存在成膜性不理想的问题。
专利文献2中记载的分散体未经过水解工序，因此含水量少，但在第一阶段的分散处理中得不到所期望的分散性，因此，需要添加异氰酸酯化合物来再次进行分散处理，工序繁杂。另外，异氰酸酯化合物与羟基发生反应，因此存在能够使用的溶剂受限的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供具有锋利的粒度分布且水含量少的无机粒子分散液、含无机粒子的组合物、涂膜、带涂膜的塑料基材、显示装置。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，在无机粒子的分散处理中，通过使用碱性物质对该无机粒子进行表面处理并使其分散，能够以无机粒子的吸附水这样的最低限度的水分量进行表面处理，因此能够得到具有锋利的粒度分布且水含量少的无机粒子分散液，并且还能够减少分散处理中的工序数，从而完成了本发明。
即，
[1]本发明的无机粒子分散液为一种无机粒子分散液，其是将无机粒子利用具有水解性基团的分散剂分散于分散介质而成，其特征在于，包含碱性物质，水的含量为1质量％以下。
[2]本发明的含无机粒子的组合物为一种含无机粒子的组合物，其特征在于，含有本发明的无机粒子分散液和粘合剂成分。
[3]本发明的涂膜为一种涂膜，其特征在于，使用本发明的含无机粒子的组合物而形成。
[4]本发明的带涂膜的塑料基材为一种带涂膜的塑料基材，其特征在于，在塑料基材的至少一个表面上设置有本发明的涂膜。
[5]本发明的显示装置为一种显示装置，其特征在于，具备本发明的涂膜及本发明的带涂膜的基材中的至少任意一者。
发明效果
根据本发明，能够提供具有锋利的粒度分布且无机粒子的分散稳定性优良、分散液的长期保管稳定性优良的无机粒子分散液、包含该无机粒子分散液的含无机粒子的组合物、使用该含无机粒子的组合物而形成的涂膜、设置有该涂膜的带涂膜的塑料基材、具备涂膜及带涂膜的基材中的至少任意一者的显示装置。
附图说明
图1是实施例4的涂膜断面的上部侧的扫描离子显微镜图像。
图2是实施例4的涂膜断面的下部侧的扫描离子显微镜图像。
图3是实施例4和比较例4的反射光谱。
具体实施方式
以下，对实施方式进行说明。
[无机粒子分散液]
本实施方式的无机粒子分散液是将无机粒子利用具有水解性基团的分散剂分散于分散介质而成的分散液，其包含碱性物质，水的含量为1质量％以下。
本实施方式的无机粒子分散液的水的含量为1质量％以下，优选为0.7质量％以下，更优选为0.5质量％以下，进一步优选为0.4质量％以下。
若无机粒子分散液含有超过1质量％的量的水，则不仅得不到具有锋利的粒度分布的分散液，而且长期保管稳定性变差，因此优选无机粒子分散液的水的含量尽量少。
另外，本实施方式中的水的含量是指利用卡尔费休水分仪(型号：AQL-22320，平沼产业公司制造)进行滴定而得到的值。
在本实施方式的无机粒子分散液中，粒度分布的累积体积百分率为90％时的粒径(D90)除以粒度分布的累积体积百分率为50％时的粒径(D50)而得到的值优选为1以上且4以下，更优选为1以上且3以下，进一步优选为1以上且2以下。在此，粒度分布是指无机粒子分散液中包含的无机粒子的粒度分布。
通过将粒度分布的累积体积百分率为90％时的粒径(D90)除以粒度分布的累积体积百分率为50％时的粒径(D50)而得到的值设定在上述范围内，能够使无机粒子均匀地分散于树脂中，从而能够使膜内的折射率分布变得均匀。由此，能够减少干涉条纹这样的色斑。另外，可以减少粗大粒子，因此还具有能够抑制涂布时的异物产生的效果。
需要说明的是，本实施方式中的D50和D90是指利用以动态光散乱方式作为测定原理的粒度分布仪(商品名：MICRO TRAK UPA150，日机装公司制造)测定而得到的值。
从提高无机粒子分散液的透明性的观点考虑，本实施方式的无机粒子分散液中的D50优选为1nm以上且45nm以下，更优选为1nm以上且20nm以下。
作为本实施方式的无机粒子分散液的一个实施方式，对含有无机粒子、具有水解性基团的分散剂、碱性物质及分散介质的无机粒子分散液进行说明。
“无机粒子”
本实施方式中的无机粒子并没有特别限定，可以适当地选择使用具有所期望的特性的无机粒子。
例如，在对无机粒子分散液赋予高折射率性能的情况下，使用折射率为1.9以上的无机粒子。作为这种无机粒子，例如优选使用氧化锆、氧化锌、氧化铁、酸化铜、氧化钛、氧化锡、氧化铈、氧化钽、氧化铌、氧化钨、氧化铕、氧化铪、钛酸钾、钛酸钡、钛酸锶、铌酸钾、铌酸锂、钨酸钙、含锑氧化锡(ATO)、含锡氧化铟(ITO)等金属氧化物。其中，从折射率的高低、由着色引起的影响的多少的观点考虑，特别优选氧化锆、氧化钛。
另外，在对无机粒子分散液赋予耐候性的情况下，可以适当地选择使用具有紫外线屏蔽性的无机粒子。作为这种无机粒子，可以列举例如氧化锌、氧化钛、氧化铁、氧化铈等。
另外，在对无机粒子分散液赋予导电性的情况下，使用具有导电性的金属氧化物。作为这种金属氧化物，可以列举例如含锑氧化锡(ATO)、含锡氧化铟(ITO)等。
无机粒子的平均一次粒径根据用途适当地选择即可，为了制成透明性优良的无机粒子分散液，优选为1nm以上且30nm以下，更优选为5nm以上且25nm以下。
在本实施方式中，“平均一次粒径”是指每个粒子本身的粒径。作为平均一次粒径的测定方法，可以列举如下方法：使用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)等，测定金属氧化物粒子各自的长径，例如100个以上的金属氧化物粒子、优选500个金属氧化物粒子各自的长径，计算出其算术平均值。
无机粒子分散液中的无机粒子的含量根据用途适当地调整即可，优选为5质量％以上且50质量％以下，更优选为10质量％以上且40质量％以下。
通过将无机粒子分散液中的无机粒子的含量设定在上述范围内，能够得到无机粒子分散液中的无机粒子的良好的分散稳定性。
“具有水解性基团的分散剂”
作为本实施方式中的具有水解性基团的分散剂，只要具有水解性基团且无机粒子的表面被表面修饰而将粒子表面疏水化，从而提高无机粒子在溶剂或树脂中的分散性，则没有特别限定，例如优选使用具有烷氧基的分散剂。
作为这种具有烷氧基的分散剂，可以列举例如金属醇盐、硅烷偶联剂、硅酮化合物等。
作为烷氧基，优选甲氧基、乙氧基。
作为金属醇盐，并没有特别限定，优选烷氧基硅烷。
作为烷氧基硅烷，优选四烷氧基硅烷。
作为四烷氧基硅烷，可以列举四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四异丁氧基硅烷、四仲丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷、四苯氧基硅烷、单乙氧基三甲氧基硅烷、单丁氧基三甲氧基硅烷、单戊氧基三甲氧基硅烷、单己氧基三甲氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、二甲氧基二丁氧基硅烷等。
其中，四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷由于硅(Si)的含量多、分散于溶剂时容易调整浓度、水解/缩合反应性高，因此可以优选使用。
这些四烷氧基硅烷可以单独使用1种，也可以同时使用2种以上。
作为硅烷偶联剂，只要具有烷氧基，则并没有特别限定，可以列举乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等。
另外，作为硅烷偶联剂，可以列举烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基乙基二甲氧基硅烷、乙烯基乙基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基乙基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙基二乙氧基硅烷、对苯乙烯基乙基二甲氧基硅烷、对苯乙烯基乙基二乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基乙基二甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基乙基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基乙基二乙氧基硅烷、烯丙基乙基二甲氧基硅烷、烯丙基乙基二乙氧基硅烷等。
另外，作为硅烷偶联剂，可以列举乙烯基二乙基甲氧基硅烷、乙烯基二乙基乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二乙基甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二乙基乙氧基硅烷、对苯乙烯基二乙基甲氧基硅烷、对苯乙烯基二乙基乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基二乙基甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基二乙基乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二乙基甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二乙基乙氧基硅烷、烯丙基二乙基甲氧基硅烷、烯丙基二乙基乙氧基硅烷等。
这些硅烷偶联剂可以单独使用1种，也可以同时使用2种以上。
作为硅酮化合物，只要具有烷氧基，则没有特别限定，可以使用具有甲氧基、乙氧基的硅酮树脂等。
具有烷氧基的分散剂的添加量适当地调整至可以得到良好分散性的程度。具有烷氧基的分散剂的添加量例如相对于无机粒子的总质量优选为5质量％以上且120质量％以下，更优选为10质量％以上且110质量％以下，进一步优选为15质量％以上且100质量％以下。
“碱性物质”
作为本实施方式中的碱性物质，只要是与水混合时氢离子指数(pH)大于7的物质且即使无机粒子分散液的水的含量为1质量％以下也能够均匀混合的物质，则没有特别限定。
作为这种碱性物质，可以列举碱金属或碱土金属的氢氧化物、胺类等，从操作容易的观点考虑，优选胺类。
作为碱金属或碱土金属的氢氧化物，可以列举例如氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锰、氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化钾、氢氧化钠等无机碱性物质等。
作为胺类，可以列举例如胺、酰胺、胺系分散剂、胺系表面活性剂、酰胺型单体、胺系溶剂、酰胺系溶剂等。
作为胺，可以使用伯胺、仲胺、叔胺中的任意一种，也可以将它们混合使用，更优选使用叔胺。
作为酰胺型单体，例如优选使用丙烯酰胺型单体、甲基丙烯酰胺型单体。作为这种酰胺型单体，可以列举例如羟乙基丙烯酰胺、羟乙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、N-[3-(二甲氨基)丙基]丙烯酰胺、N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺等。
碱性物质的添加量以使粒度分布的累积体积百分率为90％时的粒径(D90)除以粒度分布的累积体积百分率为50％时的粒径(D50)而得到的值为1以上且4以下的方式进行适当调整即可，优选在无机粒子分散液中含有0.01质量％以上且1质量％以下的碱性物质。
通过使无机粒子分散液含有碱性物质，即使水的含量为1质量％以下这样的少量，也可以促进硅烷偶联剂等具有烷氧基的分散剂的水解，能够以粒径一致的状态使无机粒子分散于分散介质中。
“分散介质”
分散介质只要使无机粒子容易分散且为水以外的物质，则没有特别限定。作为分散介质，可以列举例如己烷、庚烷、环己烷等脂肪族烃类、甲苯、二甲苯等芳香族烃类、甲醇、乙醇、丙醇等醇类、二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃类、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、2-戊酮、异佛尔酮等酮类、醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯类、乙基溶纤剂等溶纤剂类、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等醚类、酰胺系溶剂、醚酯系溶剂、树脂单体、树脂低聚物等。
作为本实施方式的无机粒子分散液的制造方法，可以列举如下方法：将作为无机粒子分散液的构成要素的上述各材料进行机械混合，使无机粒子分散于溶剂中。
作为分散装置，可以列举例如搅拌机、自转公转式混合机、均化器、超声波均化器等。
根据本实施方式的无机粒子分散液，将无机粒子利用具有水解性基团的分散剂分散于分散介质而成，其包含碱性物质，水的含量为1质量％以下，因此具有锋利的粒度分布，因此，无机粒子的分散稳定性优良，分散液的长期保管稳定性优良。
本实施方式的无机粒子分散液中，若粒度分布的累积体积百分率为90％时的粒径(D90)除以粒度分布的累积体积百分率为50％时的粒径(D50)而得到的值为1以上且4以下，则无机粒子的分散稳定性更加优良，分散液的长期保管稳定性更加优良。
另外，当D50为1nm以上且45nm以下时，可以得到透明性优良的无机粒子分散液。
另外，当无机粒子是折射率为1.9以上的粒子时，可以得到折射率高的无机粒子分散液。
另外，当无机粒子为具有紫外线屏蔽性的粒子时，可以得到耐候性优良的无机粒子分散液。
[含无机粒子的组合物]
本实施方式的含无机粒子的组合物含有本实施方式的无机粒子分散液和粘合剂成分。
“粘合剂成分”
粘合剂成分并没有特别限定，例如可以优选使用树脂单体、树脂低聚物、树脂聚合物、有机硅化合物或其聚合物等。
作为显示装置等用途中的粘合剂成分，只要是在通常的硬涂膜中使用的固化性树脂的单体和低聚物，则没有特别限定，可以使用光固化性树脂的单体和低聚物，也可以使用热固化性树脂的单体和低聚物。
从容易得到透明性高、硬涂性强的膜的观点考虑，优选使用光固化性树脂的单体，在光固化性树脂的单体中，进一步优选使用在分子中具有1个以上的丙烯酰基及甲基丙烯酰基中的任意一者或两者的交联性化合物。
作为在分子中具有1个以上的丙烯酰基及甲基丙烯酰基中的任意一者或两者的交联性化合物，并没有特别限定，优选反应性、透明性、耐候性、硬度优良的多官能丙烯酸酯。在此，多官能是指具有3个以上的官能团。3个以上的官能团可以全部为相同种类的官能团，也可以为不同种类的官能团。
作为上述交联性化合物所具有的丙烯酰基、甲基丙烯酰基以外的官能团，可以列举例如乙烯基、烯丙基、烯丙基醚基、苯乙烯基、羟基等。
作为多官能丙烯酸酯的具体例，可以列举例如(甲基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(甲基)双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、(甲基)季戊四醇三丙烯酸酯、(甲基)季戊四醇四丙烯酸酯、(甲基)二季戊四醇六丙烯酸酯等多元醇聚丙烯酸酯、环氧基(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚硅氧烷丙烯酸酯等。这些多官能丙烯酸酯可以单独使用1种，也可以混合使用2种以上。
本实施方式的含无机粒子的组合物中，在不阻碍发明效果的范围内，可以适当含有官能团为1个或2个且不包含在上述单体中的单体或低聚物、分散剂、聚合引发剂、防静电剂、折射率调节剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定化剂、流平剂、消泡剂、无机填充剂、偶联剂、防腐剂、增塑剂、流动调节剂、增稠剂、pH调节剂、聚合引发剂等通常的各种添加剂。
作为分散剂，可以列举例如硫酸酯系、羧酸系、聚羧酸系等阴离子型表面活性剂、高级脂肪族胺的季盐等阳离子型表面活性剂、高级脂肪酸聚乙二醇酯系等非离子型表面活性剂、硅系表面活性剂、氟系表面活性剂、具有酰胺酯键的高分子系表面活性剂等。
聚合引发剂可以依据所使用的单体的种类适当选择。在使用光固化性树脂的单体的情况下，使用光聚合引发剂。光聚合引发剂的种类和量可以依据所使用的光固化性树脂的单体适当选择。作为光聚合引发剂，可以列举例如二苯甲酮系、二酮系、苯乙酮系、苯偶姻系、噻吨酮系、醌系、苄基二甲基缩酮系、烷基苯酮系、酰基氧化膦系、苯基氧化膦系等公知的光聚合引发剂。
本实施方式的含无机粒子的组合物涂布于基材上来形成涂膜，因此，为了使涂布容易，粘度优选为0.2mPa·s以上且500mPa·s以下，更优选为0.5mPa·s以上且200mPa·s以下。
若含无机粒子的组合物的粘度为0.2mPa·s以上，则形成涂膜时的膜厚不会变得过薄，膜厚的控制容易，因此优选。另一方面，若含无机粒子的组合物的粘度为500mPa·s以下，则粘度不会变得过高，涂布时的含无机粒子的组合物的处理容易，因此优选。
含无机粒子的组合物的粘度优选通过在含无机粒子的组合物中适当添加有机溶剂而调整至上述范围。
作为有机溶剂，只要是与上述含无机粒子的组合物相容性良好的有机溶剂，则没有特别限定，可以列举例如己烷、庚烷、环己烷等脂肪族烃类、甲苯、二甲苯等芳香族烃类、甲醇、乙醇、丙醇等醇类、二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃类、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、2-戊酮、异佛尔酮等酮类、醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯类、乙基溶纤剂等溶纤剂类、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等醚类、酰胺系溶剂、醚酯系溶剂。这些溶剂可以单独使用1种，也可以混合使用2种以上。
根据本实施方式的含无机粒子的组合物，由于含有本实施方式的无机粒子具有锋利的粒度分布的无机粒子分散液，因此，无机粒子的分散稳定性优良，组合物的长期保管稳定性也优良。
[含无机粒子的组合物的制造方法]
作为本实施方式的含无机粒子的组合物的制造方法，可以列举将作为含无机粒子的组合物的构成要素的上述各材料进行机械混合的方法。
作为混合装置，可以列举例如搅拌机、自转公转式混合机、均化器、超声波均化器等。
[涂膜]
本实施方式的涂膜使用本实施方式的含无机粒子的组合物而形成。
该涂膜的膜厚可以依据用途适当地进行调整，通常优选为0.01μm以上且20μm以下，更优选为1μm以上且10μm以下。
本实施方式的涂膜的制造方法具有通过将上述含无机粒子的组合物涂布到被涂布物上而形成涂膜的工序及使该涂膜固化的工序。
作为形成涂膜的涂布方法，例如可以使用棒涂法、流涂法、浸涂法、旋涂法、辊涂法、喷涂法、弯月面涂布法、凹版涂法、吸涂法、刷涂法等通常的湿涂法。
作为用于使涂膜固化的固化方法，可以根据粘合剂成分的种类适当选择，可以使用热固化或光固化的方法。
作为光固化中使用的能量射线，只要能够使涂膜固化，则没有特别限定，例如可以使用紫外线、远红外线、近紫外线、红外线、X射线、γ射线、电子射线、质子射线、中子射线等能量射线。这些能量射线中，从固化速度快、装置的获得及操作容易的观点考虑，优选使用紫外线。
在通过紫外线照射进行固化的情况下，可以列举使用产生200nm～500nm的波长区域的紫外线的高压汞灯、金属卤化物灯、氙气灯、化学灯等以100～3000mJ/cm2的能量照射紫外线的方法等。
本实施方式的涂膜中，在本实施方式中的具有锋利的粒度分布的无机粒子、换言之含无机粒子的组合物中，无机粒子的大小大致均匀，因此，无机粒子在涂膜中容易无间隙地均匀填充。因此，涂膜的成膜性优良，在膜面内的所有部位的性能变得均匀。因此，例如膜面内的折射率变得大致均匀，因此，涂膜的色斑的产生被抑制，在应用于显示装置等的情况下，能够提高视认性。
本实施方式的涂膜中，使用了具有锋利的粒度分布的无机粒子，因此无机粒子均匀地填充于膜内，膜内的空隙少。因此，在例如想要使用折射率为1.9以上的无机粒子来提高折射率的情况下，能够比以往减少用于提高折射率所需的无机粒子的量。因此，即使是10nm～200nm这样的的薄膜，无机粒子也会均匀地填充于整个涂膜，能够均匀地减少膜内的空隙，因此能够提高涂膜的折射率。
另外，本实施方式的涂膜中，在膜面内的所有部位的性能变均匀，因此，即使形成膜厚为1μm以上的厚膜，也能够抑制光学不均的发生。
即，本实施方式的涂膜可以是用于调整折射率的薄膜，也可以是能够调整折射率且还具有硬涂性的厚膜，可以依据用途适当选择来使用。
根据本实施方式的涂膜，使用本实施方式的含无机粒子的组合物而形成，因此能够得到成膜性优良的涂膜。
[带涂膜的塑料基材]
本实施方式的带涂膜的塑料基材具有使用树脂材料而形成的基体主体(塑料基材)及设置于基体主体的至少一个表面上的本实施方式的涂膜。
带涂膜的塑料基材通过如下方法得到：使用公知的涂布法将本实施方式的含无机粒子的组合物涂布于基体主体上，由此形成涂膜，并使该涂膜固化。
基材主体只要是塑料基材，则没有特别限定，例如可以使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯、三醋酸纤维素、丙烯酸、丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、氯乙烯等塑料而形成的塑料基材。
在显示装置用途中使用的情况下，作为基材主体，优选使用具有透光性的塑料基材。
基材主体可以是片状，也可以是薄膜状，优选薄膜状。
在以空气为基准进行测定的情况下，本实施方式的带涂膜的塑料基材的雾度值优选为1.4％以下，更优选为1.0％以下。
在此，“雾度值”是指扩散透射光相对于总光线透射光的比例(％)，是指以空气为基准，使用雾度计NDH-2000(日本电色公司制造)基于日本工业标准JIS-K-7136测定的值。
就本实施方式的带涂膜的塑料基材而言，500nm以上且750nm以下的范围内的反射率的最大值与最小值的差优选为1％以下，更优选为0.8％以下，进一步优选为0.7％以下。
通过使500nm以上且750nm以下的范围内的带涂膜的塑料基材的反射率的最大值与最小值的差为1％以下，本实施方式的带涂膜的塑料基材可以抑制由光干涉引起的波纹的产生，可以得到色斑得到抑制的涂膜，因此优选。
本实施方式的带涂膜的塑料基材，可以在塑料基材与涂膜之间设置硬涂膜，也可以层叠折射率等性能与涂膜不同的膜。
根据本发明的带涂膜的塑料基材，由于形成有本实施方式的涂膜，因此能够得到成膜性优良的带涂膜的塑料基材。
[显示装置]
本实施方式的显示装置具备本实施方式的涂膜及本实施方式的带涂膜的塑料基材中的至少任意一者、即本实施方式的涂膜及本实施方式的带涂膜的塑料基材中的任意一者或两者。
显示装置并没有特别限定，本实施方式中，对触控面板用的液晶显示装置进行说明。
[触控面板]
对于触控面板而言，当ITO电极与透明基材(聚对苯二甲酸乙二醇酯等塑料基材)的折射率差大时，会发生容易观察到ITO电极部分的、所谓的可视化现象。
因此，通过将选择了折射率为1.9以上的无机粒子的本实施方式的涂膜作为透明基材与ITO电极之间的层来设置，能够缓和透明基材与ITO电极的折射率差而抑制可视化现象。
在触控面板上设置本实施方式的涂膜及本实施方式的带涂膜的塑料基材中的任意一者或两者的方法并没有特别限定，通过公知的方法进行安装即可。例如，可以列举在本实施方式的带涂膜的塑料基材的涂膜面进行ITO电极的图案化并层叠取向膜、液晶层而得到的结构等。
根据本实施方式的显示装置，由于具备成膜性优良的、本实施方式的涂膜及本实施方式的带涂膜的塑料基材中的至少任意一者，因此，几乎不会产生涂膜面内的光学特性的偏差，因此能够得到视认性优良的显示装置。
实施例
以下，通过实施例及比较例对本发明进行具体说明，但本发明并不受这些实施例的限定。
[实施例1]
“无机粒子分散液”
将氧化锆(平均一次粒径12nm，住友大阪水泥股份有限公司制造)30质量％、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6.0质量％、烷基二甲基胺0.4质量％、丙二醇单甲醚63.6质量％混合之后，使用珠磨机进行分散处理，从而得到实施例1的无机粒子分散液。
“无机粒子分散液的评价”
利用卡尔费休水分仪(型号：AQL-22320，平沼产业公司制造)测定所得到的无机粒子分散液的水分率，结果，水的含量为0.3质量％。
另外，利用粒度分布仪(商品名：MICRO TRAK UPA150，日机装公司制造)测定所得到的无机粒子分散液的粒度分布，结果，D50为25nm，D90为35nm，D90/D50为1.4。
该无机粒子分散液在经过6个月时的粒度分布特性为同等程度，确认到长期保管稳定性优良。将评价结果示于表1。
“含无机粒子的组合物”
将所得到的无机粒子分散液5.4质量％、二季戊四醇六丙烯酸酯0.19质量％、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-1-丙酮0.02质量％、丙二醇单甲醚94.39质量％进行混合，从而得到实施例1的含无机粒子的组合物。
“带涂膜的塑料基材”
将二季戊四醇六丙烯酸酯40质量％、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-1-丙酮2质量％、甲基异丁基酮58质量％进行混合，从而得到硬涂膜形成用组合物。
利用棒涂法将该硬涂膜形成用组合物以使干燥膜厚为1μm的方式涂布于100μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，在90℃下进行加热而使其干燥，从而形成涂膜。
接着，使用高压汞灯(120W/cm)，以使紫外线达到250mJ/cm2的能量的方式对涂膜进行曝光，使涂膜固化，从而得到带硬涂膜的基材。
接着，利用棒涂法将实施例1的含无机粒子的组合物以干燥膜厚为100nm的方式涂布于该带硬涂膜的基材的硬涂膜上，在90℃下进行加热而使其干燥，从而形成涂膜。
接着，使用高压汞灯(120W/cm)，以使紫外线达到250mJ/cm2的能量的方式对涂膜进行曝光，使涂膜固化，从而得到实施例1的带涂膜的塑料基材。
“带涂膜的塑料基材的评价”
“带涂膜的塑料基材的总光线透射率、雾度值”
以空气为基准，使用雾度计NDH-2000(日本电色公司制造)，基于日本工业标准JIS-K-7136测定带涂膜的塑料基材的总光线透射率和雾度值。
在总光线透射率和雾度值的测定中，由所制作的带涂膜的塑料基材制作100mm×100mm的试验片，并使用该试验片。
将评价结果示于表1。
“涂膜的折射率”
使用棱镜耦合器模型(PRISM COUPLER MODEL)2010(メリコン公司制造)测定涂膜的折射率。
“带涂膜的塑料基材的色斑”
关于带涂膜的塑料基材的色斑，将基材与眼睛的间隔设为30cm，通过目视进行观察，若无色斑或色斑几乎不明显则评价为○，若有色斑则评价为×。
将评价结果示于表1。
“带涂膜的塑料基材的反射光谱的测定”
对于实施例1的带涂膜的塑料基材，使用分光光度计(商品名：V-570，日本分光公司制造)测定500nm～750nm范围内的反射光谱。
其结果，500nm～750nm范围内的带涂膜的塑料基材的反射率的最大值与最小值的差为1％以下。
[实施例2]
“无机粒子分散液”
将氧化锆(平均一次粒径12nm，住友大阪水泥股份有限公司制造)30质量％、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4.5质量％、胺系分散剂0.4质量％、甲基异丁基酮65.1质量％进行混合之后，使用珠磨机进行分散处理，从而得到实施例2的无机粒子分散液。
“无机粒子分散液的评价”
与实施例1同样地进行评价，结果，水的含量为0.3质量％。
另外，D50为18nm，D90为25nm，D90/D50为1.4。
该无机粒子分散液在经过6个月时的粒度分布特性为同等程度，确认到长期保管稳定性优良。将评价结果示于表1。
“含无机粒子的组合物、带涂膜的塑料基材”
除使用实施例2的无机粒子分散液以外，与实施例1完全相同地进行而得到实施例2的含无机粒子的组合物、实施例2的带涂膜的塑料基材。
“带涂膜的塑料基材的评价”
对于实施例2的带涂膜的塑料基材，与实施例1同样地评价总光线透射率、雾度值、涂膜的折射率、带涂膜的塑料基材的色斑。
将评价结果示于表1。
另外，与实施例1同样地测定500nm～750nm范围内的带涂膜的塑料基材的反射光谱，结果，带涂膜的塑料基材的反射率的最大值与最小值的差为1％以下。
[实施例3]
将氧化锌(商品名：ZnO650，平均一次粒径25nm，住友大阪水泥股份有限公司制造)10质量％、四甲氧基硅烷10质量％、二甲氨基丙基丙烯酰胺0.4质量％、异丙醇77.6质量％进行混合之后，使用珠磨机进行分散处理，从而得到实施例3的无机粒子分散液。
“无机粒子分散液的评价”
与实施例1同样地进行评价，结果，水的含量为0.3质量％。
另外，D50为30nm，D90为90nm，D90/D50为3.0。
该无机粒子分散液在经过6个月时的粒度分布特性为同等程度，确认到长期保管稳定性优良。将评价结果示于表1。
[实施例4]
“含无机粒子的组合物”
将实施例2的无机粒子分散液58质量％、二季戊四醇六丙烯酸酯11质量％、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-1-丙酮0.5质量％、丙二醇单甲醚30.5质量％进行混合，从而得到实施例4的含无机粒子的组合物。
“带涂膜的塑料基材”
利用棒涂法将该实施例4的含无机粒子的组合物以使干燥膜厚为1.5μm的方式涂布于100μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，在90℃下进行加热而使其干燥，从而形成涂膜。
接着，使用高压汞灯(120W/cm)，以使紫外线达到250mJ/cm2的能量的方式对涂膜进行曝光，使涂膜固化，从而得到实施例4的带涂膜的塑料基材。
对于实施例4的带涂膜的塑料基材，与实施例1同样地评价总光线透射率、雾度值、带涂膜的塑料基材的色斑。使用阿贝式折射率计(型号：DR-M2，爱拓公司制造)测定涂膜的折射率。
将评价结果示于表1。
“涂膜内的无机粒子的填充状态的观察”
为了确认涂膜内的无机粒子的填充状态，使用聚焦离子束加工观察装置对膜断面进行观察。将涂膜断面的上部侧的扫描离子显微镜图像示于图1，将涂膜断面的下部侧的扫描离子显微镜图像示于图2。
由图1及图2所示的扫描离子显微镜图像确认到，在涂膜内无间隙地填充有无机粒子。
“带涂膜的塑料基材的反射光谱的测定”
对于实施例4的带涂膜的塑料基材，使用分光光度计(商品名：V-570，日本分光公司制造)测定500nm～750nm范围内的反射光谱。
将结果示于图3。
其结果，500nm～750nm范围内的带涂膜的塑料基材的反射率的最大值与最小值的差为0.5％。
[比较例1]
使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4.5质量％、甲乙酮65.5质量％来代替使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6.0质量％、烷基二甲基胺0.4质量％、丙二醇单甲醚63.6质量％，除此以外，与实施例1同样地进行，欲制备不含碱性物质的比较例1的无机粒子分散液，但即使利用珠磨机进行分散，无机粒子也会沉降，未得到分散液。
[比较例2]
使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4.5质量％、1质量％氢氧化钠水溶液3质量％、甲乙酮62.5质量％来代替使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6.0质量％、烷基二甲基胺0.4质量％、丙二醇单甲醚63.6质量％，除此以外，与实施例1同样地进行，得到含大量水的比较例2的无机粒子分散液。
“无机粒子分散液的评价”
与实施例1同样地进行评价，结果，水的含量为3.3质量％。
另外，D50为30nm，D90为135nm，D90/D50为4.5。
该无机粒子分散液在经过2个月时无机粒子发生沉降，确认到长期分散稳定性不理想。将评价结果示于表1。
“含无机粒子的组合物、带涂膜的塑料基材”
除了使用比较例2的无机粒子分散液以外，与实施例1完全相同地进行，从而得到比较例2的无机粒子组合物、比较例2的带涂膜的塑料基材。
“带涂膜的塑料基材的评价”
对于比较例2的带涂膜的塑料基材，评价总光线透射率、雾度值、涂膜的折射率、带涂膜的塑料基材的色斑。
将评价结果示于表1。
另外，与实施例1同样地测定500nm～750nm范围内的带涂膜的塑料基材的反射光谱，结果，带涂膜的塑料基材的反射率的最大值与最小值的差超过1％。
[比较例3]
使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4.5质量％、1质量％乙酸水溶液3质量％、甲乙酮62.5质量％来代替使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6.0质量％、烷基二甲基胺0.4质量％、丙二醇单甲醚63.6质量％，除此以外，与实施例1同样地进行，欲制备含大量水且不含碱性物质的比较例3的无机粒子分散液，但即使利用珠磨机进行分散，无机粒子也会沉降，未得到分散液。
[比较例4]
“含无机粒子的组合物”
将比较例2的无机粒子分散液60质量％、二季戊四醇六丙烯酸酯11质量％、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-1-丙酮0.5质量％、丙二醇单甲醚28.5质量％进行混合，从而得到比较例4的含无机粒子的组合物。
“带涂膜的塑料基材”
利用棒涂法将该比较例4的含无机粒子的组合物以使干燥膜厚为1.5μm的方式涂布于100μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，在90℃下进行加热而使其干燥，从而形成涂膜。
接着，使用高压汞灯(120W/cm)，以使紫外线达到250mJ/cm2的能量的方式对涂膜进行曝光，使涂膜固化，从而得到比较例4的带涂膜的塑料基材。
对于比较例4的带涂膜的塑料基材，与实施例1同样地评价总光线透射率、雾度值、带涂膜的塑料基材的色斑。使用阿贝式折射率计(型号：DR-M2，爱拓公司制造)测定涂膜的折射率。
将评价结果示于表1。
“带涂膜的塑料基材的反射光谱的测定”
对于比较例4的带涂膜的塑料基材，使用分光光度计(商品名：V-570，日本分光公司制造)测定500nm～750nm范围内的反射光谱。
将结果示于图3。
其结果，500nm～750nm范围内的带涂膜的塑料基材的反射率的最大值与最小值的差为1.7％。
[表1]
Figure BDA0000951485130000261
由表1的结果能够确认到，实施例1～实施例3与比较例1～比较例3相比，实施例1～实施例3的无机粒子分散液的无机粒子的分散稳定性优良，分散液的长期保管稳定性优良。
由表1的结果能够确认到，实施例1及实施例2与比较例2相比，实施例1及2中，总光线透射率、雾度值、涂膜的折射率及带涂膜的塑料基材的色斑与比较例2相比得到了提高。
另外，实施例4的反射光谱与比较例4的反射光谱相比，即使将膜厚设定为1.5μm这样的厚膜，实施例4的带涂膜的塑料基材中，因光的干涉引起的波纹的振幅也小，通过目视也能够确认到色斑得到了抑制。
另外，为了将比较例4调整至与实施例4相同的折射率，需要增加比较例4的氧化锆的含量，能够确认到实施例4能够以比以往的膜少的氧化锆的量提高折射率。
产业上的可利用性
本发明的无机粒子分散液能够适用于以往使用无机粒子分散液的所有工业用途，例如能够适用于光学薄膜用途、住宅外装用途、热射线屏蔽用途等。

Claims (13)

1.一种无机粒子分散液，其是将无机粒子利用具有水解性基团的分散剂分散于分散介质而成，其特征在于，
包含碱性物质，
所述无机粒子分散液中的所述碱性物质的含量为0.01质量％以上且1质量％以下，
利用卡尔费休水分仪进行滴定而得到的水的含量为1质量％以下，
所述无机粒子分散液中的所述无机粒子的粒度分布的累积体积百分率为90％时的粒径(D90)除以粒度分布的累积体积百分率为50％时的粒径(D50)而得到的值为1以上且4以下。
2.根据权利要求1所述的无机粒子分散液，其特征在于，所述无机粒子为选自由氧化锆、氧化锌、氧化铁、酸化铜、氧化钛、氧化锡、氧化铈、氧化钽、氧化铌、氧化钨、氧化铕、氧化铪、钛酸钾、钛酸钡、钛酸锶、铌酸钾、铌酸锂、钨酸钙、含锑氧化锡(ATO)、含锡氧化铟(ITO)组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的无机粒子分散液，其特征在于，所述无机粒子分散液中的所述无机粒子的含量为5质量％以上且50质量％以下。
4.根据权利要求2所述的无机粒子分散液，其特征在于，所述无机粒子分散液中的所述无机粒子的含量为5质量％以上且50质量％以下。
5.根据权利要求1所述的无机粒子分散液，其特征在于，所述具有水解性基团的分散剂为具有烷氧基的分散剂，所述具有烷氧基的分散剂为选自由金属醇盐、硅烷偶联剂、硅酮化合物组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的无机粒子分散液，其特征在于，所述具有水解性基团的分散剂为具有烷氧基的分散剂，所述具有烷氧基的分散剂为选自由金属醇盐、硅烷偶联剂、硅酮化合物组成的组中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的无机粒子分散液，其特征在于，所述具有水解性基团的分散剂为具有烷氧基的分散剂，所述具有烷氧基的分散剂为选自由金属醇盐、硅烷偶联剂、硅酮化合物组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的无机粒子分散液，其特征在于，所述碱性物质为选自由碱金属或碱土金属的氢氧化物、胺类组成的组中的至少一种。
9.一种含无机粒子的组合物，其特征在于，含有权利要求1或2所述的无机粒子分散液和粘合剂成分。
10.一种涂膜，其特征在于，使用权利要求9所述的含无机粒子的组合物而形成。
11.一种带涂膜的塑料基材，其特征在于，在塑料基材的至少一个表面上设置有权利要求10所述的涂膜。
12.根据权利要求11所述的带涂膜的塑料基材，其特征在于，500nm以上且750nm以下的范围内的反射率的最大值与最小值之差为1％以下。
13.一种显示装置，其特征在于，具备权利要求10所述的涂膜及权利要求11或12所述的带涂膜的塑料基材中的至少任意一者。
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