CN111433639A - 粒子混合体、使用了其的光散射性提高方法、以及包含其的光散射构件及光学设备 - Google Patents

粒子混合体、使用了其的光散射性提高方法、以及包含其的光散射构件及光学设备 Download PDF

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Abstract

粒子混合体包含以下的粒子A和与该粒子A不同的粒子即以下的粒子B。〔粒子A〕LnPO4(Ln为稀土类元素，表示选自由Sc、Y、La、Eu、Gd、Dy、Yb及Lu构成的组中的至少一种元素。)所表示的稀土类磷酸盐粒子。〔粒子B〕LnPO4(Ln为稀土类元素，表示选自由Sc、Y、La、Eu、Gd、Dy、Yb及Lu构成的组中的至少一种元素。)所表示的稀土类磷酸盐粒子或稀土类钛酸盐粒子。

Description

粒子混合体、使用了其的光散射性提高方法、以及包含其的光 散射构件及光学设备
技术领域
本发明涉及粒子混合体。另外，本发明还涉及使用了粒子混合体的光散射性提高方法、以及包含稀土类磷酸盐粒子的光散射构件及光学设备。
背景技术
使透明的树脂中含有光散射粒子而成的光散射片材在电视机或智能手机中使用的液晶显示装置的背光源模块、投影电视等图像显示装置的屏幕、通过平视显示器或投影仪而被投影的透明屏幕、作为密封材料等使用的LED元件及μLED元件、作为罩等使用的照明器具等各种光学设备中使用。对于这样的光散射片材，要求确保透明性并且光散射性优异的特性。另外，还要求视角宽。基于此，使用作为光散射粒子的二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、钛酸钡、氧化锌及树脂粒子等。例如在专利文献1中，作为光散射粒子，提出了氧化锌。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-138270号公报
发明内容
然而，使用了专利文献1中记载的光散射粒子的光散射片材虽然是具有透明性及光散射性的片材，但是在显示装置中实际使用该光散射片材的情况下，由于光散射性不能说是充分的，所以难以得到鲜明的图像，有改善的余地。另外，从视角窄的方面出发也有改善的余地。
于是，本发明的课题在于提供在配置于基材的内部或表面的情况下，能够确保该基材的透明性并且提高光散射性、而且能够确保宽的视角的粒子。
本发明通过提供一种粒子混合体来解决上述的课题，其包含以下的粒子A和与该粒子A不同的粒子即以下的粒子B。
〔粒子A〕
LnPO4(Ln为稀土类元素，表示选自由Sc、Y、La、Eu、Gd、Dy、Yb及Lu构成的组中的至少一种元素。)所表示的稀土类磷酸盐粒子。
〔粒子B〕
LnPO4(Ln为稀土类元素，表示选自由Sc、Y、La、Eu、Gd、Dy、Yb及Lu构成的组中的至少一种元素。)所表示的稀土类磷酸盐粒子或稀土类钛酸盐粒子。
另外，本发明提供一种光散射性提高方法，其将上述的粒子混合体添加到基材中、或配置于基材的表面，使该基材的光散射性提高。
进而，本发明提供由包含上述的粒子混合体及树脂的树脂组合物构成的光散射构件、及具备该光散射构件的光学设备。
附图说明
图1(a)是表示测定光散射片材的亮度的方法的概略侧面图，图1(b)是概略俯视图。
具体实施方式
以下，基于其优选的实施方式对本发明进行说明。本发明涉及包含彼此不同的至少2种粒子A及粒子B的粒子混合体。所谓“彼此不同”是指构成各粒子的物质的组成不同。该粒子混合体例如具有粉末状或分散于液体介质中的浆料状的形态。该粒子混合体是为了配置于透明的基材的内部或表面而产生光散射所使用的。详细而言，本发明的粒子混合体是为了以均匀地分散的状态配置在基材的内部、或者以不均匀的状态配置于基材的内部中的基材的单侧表面侧、或者以均匀地分散的状态配置在设置于基材的表面的涂层的内部而使入射至该基材的光产生散射而使用的。对于入射的光的散射，一般有前向散射和后向散射。关于使光散射，本发明的粒子混合体被用于前向散射及后向散射中的任一者或两者。在以下的说明中，在简称为“散射”时，包含前向散射及后向散射这两者。另外，在以下的说明中，在称为“光”时，是指包含可见光的波长区域的光。
本发明的粒子混合体中包含的粒子A及粒子B的详细情况如下所述。
〔粒子A〕
LnPO4(Ln为稀土类元素，表示选自由Sc、Y、La、Eu、Gd、Dy、Yb及Lu构成的组中的至少一种元素。)所表示的稀土类磷酸盐粒子。
〔粒子B〕
LnPO4(Ln为稀土类元素，表示选自由Sc、Y、La、Eu、Gd、Dy、Yb及Lu构成的组中的至少一种元素。)所表示的稀土类磷酸盐粒子或稀土类钛酸盐粒子。
像这样，本发明的粒子混合体由(i)至少包含LnPO4所表示的稀土类磷酸盐粒子A、及与该稀土类磷酸盐粒子A不同的LnPO4所表示的稀土类磷酸盐粒子B这2种粒子的粉体形成、或由(ii)至少包含LnPO4所表示的稀土类磷酸盐粒子A、及稀土类钛酸盐粒子B这2种粒子的粉体形成。在(i)中，在构成粒子A及粒子B的稀土类元素为一种的情况下，Ln不同时成为相同的元素。另外，在(i)中，在构成粒子A和/或粒子B的稀土类元素为2种以上的情况下，Ln的种类或存在比率不同。例如，在粒子A为YxGd(1-X)PO4、并且粒子B为YPO4的情况下，粒子A和粒子B为不同的粒子，在粒子A为Y0.8Gd0.2PO4、并且粒子B为Y0.5Gd0.5PO4的情况下，粒子A和粒子B也为不同的粒子。在本说明书中，在称为“粒子”时，根据上下文，有指粒子的集合体即粉末的情况和指构成该粉末的各个粒子的情况。
构成本发明的粒子混合体的粒子A及粒子B均为具有高折射率的材料。起因于此，若使本发明的粒子混合体分散地配置于基材的内部或表面，则会产生光的较大的散射。
粒子A及粒子B一般而言均为具有高阿贝数的材料。关于粒子A及粒子B，本发明人进行了各种研究，结果判明了，粒子A及粒子B与其他高阿贝数材料、例如氧化锆相比，折射率的波长依赖性小。即判明了在包含各种波长的光入射的情况下，折射的程度的不均匀小。其结果是，通过使用本发明的粒子混合体，能够得到色再现性优异的散射光。
而且本发明的粒子混合体通过包含彼此不同的2种以上的粒子A及粒子B，与单独使用粒子A或粒子B的情况相比，还具有用于光散射构件时的该光散射构件的视角变宽的优点。像这样本发明的粒子混合体为发挥高的光透射性及光散射性、并且也发挥宽视角的极其优异的材料。
粒子A及粒子B的形状在本发明中并不是临界的。例如，各粒子的形状越接近球状则存在各向同性的光散射性变得越高、另外构成树脂制的基材的树脂组合物中及构成基材的表面涂层的树脂组合物中的分散性变得越良好的倾向。另一方面，若稀土类磷酸盐粒子的形状成为棒状等具有各向异性的形状，则存在光散射片材成为具备光散射性并且透明性优异的片材的倾向。
关于粒子A及粒子B各自的粒径，判明了包含这些粒子的本发明的粒子混合体其粒度分布越尖锐则光散射性越进一步变高。粒子混合体的粒度分布可以以D99/D50的值为尺度进行评价。D50及D99表示利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的累积体积50容量％及99容量％下的体积累积粒径。D99/D50的值越接近1，则粒子混合体其粒度分布变得越尖锐。在本发明中，D99/D50的值优选为15以下，更优选为13以下，进一步优选为11以下，更进一步优选为9以下，特别优选为8以下。
粒子混合体其本身的D50的值从发挥宽视角的观点出发优选为0.1μm以上且20μm以下，更优选为0.1μm以上且10μm以下，进一步优选为0.1μm以上且3μm以下。
粒子混合体的D50及D99例如通过以下的方法来测定。将粒子混合体与水混合，使用一般的超声波浴进行1分钟分散处理。装置使用Beckman Coulter公司制的装置即LS13 320进行测定。
本发明中使用的粒子混合体中包含的粒子A及粒子B可以分别为结晶质的粒子，或者也可以为无定型(非晶质)的粒子。一般而言，若通过后述的方法来制造粒子A及粒子B，则可得到结晶质的粒子。粒子A及粒子B为结晶质的粒子的情况从折射率变高的方面出发优选。
在粒子A为结晶质的情况下，构成该粒子A的LnPO4所表示的稀土类磷酸盐其晶体结构为磷钇矿结构或独居石结构从发挥宽视角的观点出发优选。根据同样的理由，在粒子B为结晶质的情况下，构成该粒子B的LnPO4所表示的稀土类磷酸盐优选其晶体结构为磷钇矿结构或独居石结构。另外，在粒子B为稀土类钛酸盐粒子的情况下，作为稀土类钛酸盐，使用Ln2Ti2O7(Ln与上述的元素相同。)所表示的钛酸盐从发挥宽视角的观点出发优选。
从发挥宽视角的观点出发，在将粒子A中包含的稀土类元素的合计摩尔数设定为MA、将粒子B中包含的稀土类元素的合计摩尔数设定为MB时，MA/MB的值优选为0.005以上且200以下，更优选为0.01以上且100以下，进一步优选为0.1以上且10以下。
作为本发明中使用的粒子A及粒子B的组合，从能够发挥宽视角、并且折射率的波长依赖性小出发，优选使用YPO4作为粒子A，使用GdPO4、LaPO4或LuPO4作为粒子B。根据同样的理由，优选使用GdPO4或LaPO4作为粒子A，使用LaPO4或LuPO4作为粒子B。进而，还优选使用YPO4作为粒子A，使用Y2Ti2O7、Gd2Ti2O7、Lu2Ti2O7或La2Ti2O7作为粒子B。
本发明中使用的粒子混合体除了包含粒子A及粒子B以外，还可以包含与这些粒子A及粒子B不同的一种或2种以上的稀土类磷酸盐和/或稀土类钛酸盐。另外，本发明中使用的粒子混合体根据需要也可以包含这些粒子以外的固体成分和/或液体成分等。
本发明的粒子混合体从粒径控制的方面出发，其BET比表面积优选为1m2/g以上且100m2/g以下，更优选为3m2/g以上50m2/g以下，进一步优选为5m2/g以上30m2/g以下。BET比表面积的测定例如可以使用岛津制作所社制的“Flowsorb 2300”，通过氮吸附法进行测定。例如，测定粉末的量设定为0.3g，预脱气条件设定为大气压下、120℃下10分钟。
关于构成粒子混合体的粒子A及粒子B各自的BET比表面积，关于粒子A，优选为1m2/g以上且50m2/g以下，更优选为3m2/g以上且50m2/g以下，进一步优选为5m2/g以上且30m2/g以下。另一方面，关于粒子B，优选为3m2/g以上且100m2/g以下，更优选为5m2/g以上且50m2/g以下，进一步优选为10m2/g以上且50m2/g以下。
本发明的粒子混合体在无损本发明的效果的程度内，出于使构成树脂制的基材的树脂组合物中及构成基材的表面涂层的树脂组合物中的分散性变得良好的目的，可以对其表面进行亲油性处理。作为亲油性处理，可列举出例如利用各种偶联剂的处理、利用羧酸或磺酸等有机酸的处理等。作为偶联剂，可列举出例如有机金属化合物。具体而言，可以使用硅烷偶联剂、锆偶联剂、钛偶联剂、铝偶联剂等。
以上的各种偶联剂可以单独使用一种或将2种以上组合使用。在使用硅烷偶联剂作为偶联剂的情况下，构成粒子混合体的稀土类磷酸盐粒子或稀土类钛酸盐粒子的表面被硅烷化合物覆盖。该硅烷化合物优选具有亲油基、例如烷基或取代烷基。烷基可以是直链的烷基，或者也可以是支链的烷基。在任一情况下烷基的碳原子数为1～20从与树脂的亲和性变得良好的方面出发均优选。在烷基被取代的情况下，作为取代基，可以使用氨基、乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯酸基、丙烯酸基、脲基、巯基、硫醚基、异氰酸酯基等。将构成粒子混合体的稀土类磷酸盐粒子或稀土类钛酸盐粒子的表面覆盖的硅烷化合物的量相对于粒子混合体的质量为0.01～200质量％、特别是0.1～100质量％从与树脂的亲和性变得良好的方面出发优选。
利用有机酸的处理中使用的羧酸优选具有烷基或取代烷基。烷基可以是直链的烷基，或者也可以是支链的烷基。在任一情况下烷基的碳原子数为1～20从与树脂的亲和性变得良好的方面出发均优选。作为羧酸，可以使用例如丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、顺式-9-十八碳烯酸、顺式,顺式-9,12-十八碳二烯酸等。
本发明的粒子混合体通过将其例如添加到树脂中、或分散到有机溶剂中制成分散液后添加树脂而构成树脂组合物，可以为了使该树脂组合物的光散射性提高而使用。对于树脂组合物的形态没有特别限制，可列举出片材(薄膜)、膜、粉末、颗粒(母料)、涂布液(涂料)等，但若为片材的形态，则由于可容易地进行在光散射片材中的应用，所以是有利的。
对于成为本发明的粒子混合体的添加对象的树脂的种类没有特别限制，可以使用能够成形的热塑性树脂、热固性树脂及电离性射线固化性树脂。特别是从容易成形为片材的形态的方面出发，优选使用热塑性树脂。
作为热塑性树脂，可列举出聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚丙烯酸或其酯或聚甲基丙烯酸或其酯等聚丙烯酸系树脂、聚苯乙烯或聚氯乙烯等聚乙烯基系树脂、三乙酰纤维素等纤维素系树脂、聚氨酯等氨基甲酸酯系树脂等。
作为热固性树脂，可列举出有机硅系树脂、酚系树脂、尿素系树脂、三聚氰胺系树脂、呋喃系树脂、不饱和聚酯系树脂、环氧系树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯系树脂、胍胺系树脂、酮系树脂、氨基醇酸系树脂、氨基甲酸酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂等。
作为电离性射线固化性树脂，可以使用可通过电离性射线(紫外线或电子射线)的照射而进行交联固化的光聚合性预聚物，作为该光聚合性预聚物，特别优选使用1分子中具有2个以上的丙烯酰基、且通过交联固化而成为三维网眼结构的丙烯酸系预聚物。作为该丙烯酸系预聚物，可以使用氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、聚氟烷基丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯等。进而这些丙烯酸系预聚物也可以单独使用，但为了提高交联固化性而进一步提高制成光散射层时的硬度，优选添加光聚合性单体。
作为光聚合性单体，使用丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸丁氧基乙酯等单官能丙烯酸单体、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、羟基新戊酸酯新戊二醇二丙烯酸酯等2官能丙烯酸单体、二季戊四醇六丙烯酸酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯等多官能丙烯酸单体等中的一种或2种以上。
除了上述的光聚合性预聚物及光聚合性单体以外，在通过紫外线照射而使其固化的情况下，优选使用光聚合引发剂或光聚合促进剂等添加剂。
作为光聚合引发剂，可列举出苯乙酮、二苯甲酮、米蚩酮、苯偶姻、苯偶酰甲基缩酮、苯甲酰苯甲酸酯、α-酰基肟酯、噻吨酮类等。
另外，光聚合促进剂是能够减轻固化时的由空气带来的聚合障碍而加快固化速度的物质，可列举出例如对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、对二甲基氨基苯甲酸乙酯等。
在具有由包含本发明的粒子混合体及树脂的树脂组合物构成的部分的光散射构件中，关于粒子混合体的比例，考虑透射性与光散射性的平衡，在将光散射层的厚度设定为T(μm)、将光散射层中的粒子混合体的浓度设定为C(质量％)时，T与C优选满足下述数学式(I)。
5≤(T×C)≤500 (I)
需要说明的是，所谓光散射层的厚度，在由上述树脂组合物构成的光散射片材(片材状的光散射构件)的情况下，是指片材的厚度，在包含基材和由上述树脂组合物构成的表面涂层的光散射构件的情况下，是指表面涂层的厚度。T与C更优选满足下述数学式(II)。
10≤(T×C)≤100 (II)
在具有由包含本发明的粒子混合体及树脂的树脂组合物构成的部分的上述光散射构件中，若考虑光散射性或处理性等，则光散射层的厚度优选设定为2μm以上且10000μm以下。
为了得到由包含本发明的粒子混合体和透明的树脂的树脂组合物构成的光散射片材等，只要在例如熔融状态的树脂中掺入本发明的粒子混合体后，通过吹塑法、T型模法、溶液流延法、压延法等公知的片材成形方法来成形即可。另外，为了得到使本发明的粒子混合体配置于透明的片材状的基材的表面而得到的光散射片材等光散射构件，例如，只要将有机溶剂与粘合剂树脂与本发明的粒子混合体混合而制作涂敷液，将该涂敷液使用棒、刮刀、辊或喷枪等涂装或喷雾于基材的表面即可。也可以使用溅射等，在树脂片材的表面直接配置本发明的粒子混合体。所谓“透明的树脂”是指具有可见光透射性的树脂。以这样的方法得到的光散射片材例如可以作为显示器、照明用构件、窗户用构件、电饰构件、导光板构件、投影仪的屏幕、平视显示器等中使用的透明屏幕、作为密封材料等使用的LED元件及μLED元件、塑料大棚等农业用物资等而适宜地制造。另外，也可以将光散射片材插入光学设备中来使用。作为那样的光学设备，可列举出例如液晶TV、个人电脑、平板电脑、智能手机等移动设备、照明器具等。
对本发明的粒子混合体的适宜的制造方法进行说明。为了制造本发明的粒子混合体，只要制备粒子A及粒子B，将两粒子使用公知的混合机构均匀混合即可。在两粒子的混合之前，也可以进行调整至少一种粒子的粒径的操作。对于粒度调整，可以使用公知的粉碎机构、例如漆摇动器等。
粒子A及粒子B的制备方法根据其种类而选择适当的方法。在粒子A和/或粒子B为稀土类磷酸盐粒子的情况下，可以采用以下的方法。首先将包含稀土类元素源的水溶液与包含磷酸根的水溶液混合而产生稀土类磷酸盐的沉淀。例如通过在包含稀土类元素源的水溶液中添加包含磷酸根的水溶液而产生稀土类磷酸盐的沉淀。接着，将进行固液分离而得到的沉淀物干燥后，能够通过烧成来合成稀土类磷酸盐粒子。作为适于本发明的制造方法的一个例子，在将上述的沉淀物通过喷雾干燥等进行干燥后，可以通过烧成来合成所期望的形状的粒子。
优选在加热状态下实施上述的得到稀土类磷酸盐的沉淀的工序。在该情况下，包含稀土类元素源的水溶液的加热的程度优选设定为50℃以上且100℃以下，进一步优选设定为70℃以上且95℃以下。通过在该温度范围内进行加热的状态下进行反应，可得到具有所期望的D50或比表面积的粒子。
作为包含稀土类元素源的水溶液，优选使用该水溶液中的稀土类元素的浓度为0.01～2.0mol/升、特别是0.01～1.5mol/升、尤其是0.01～1.0mol/升的水溶液。在该水溶液中，稀土类元素优选成为三价的离子的状态、或成为在三价的离子上配位有配位基的络离子的状态。为了制备包含稀土类元素源的水溶液，例如只要在硝酸水溶液中添加稀土类氧化物(例如Ln2O3等)而使其溶解即可。
在包含磷酸根的水溶液中，优选将该水溶液中的磷酸化学种的合计的浓度设定为0.01～5mol/升、特别是0.01～3mol/升、尤其是0.01～1mol/升。为了调整pH，也可以添加碱种。作为碱种，可以使用例如氨、碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸钠、乙基胺、丙基胺、氢氧化钠、氢氧化钾等碱性化合物。
包含稀土类元素源的水溶液与包含磷酸根的水溶液按照磷酸根离子/稀土类元素离子的摩尔比成为0.5～10、特别是1～10、尤其是1～5的方式进行混合从可高效地得到沉淀产物的方面出发优选。
一旦如以上那样操作而得到稀土类磷酸盐粒子，就将其按照常规方法进行固液分离，然后进行1次或多次水洗。水洗优选进行至溶液的导电率成为例如2000μS/cm以下。
在上述的将稀土类磷酸盐的沉淀物进行烧成的工序中，烧成可以在大气等含氧气氛下进行。关于该情况的烧成条件，烧成温度优选为80～1500℃，更优选为400～1300℃。通过采用该温度范围，能够容易地得到具有目标晶体结构或比表面积的稀土类磷酸盐粉末。若烧成温度变得过高，则存在烧结进行而粒子的结晶性提高、并且比表面积下降的倾向。烧成时间以烧成温度为该范围内作为条件，优选为1～20小时，更优选为1～10小时。
以上为稀土类磷酸盐粒子的适宜的制造方法，本发明中能够使用的另一种粒子即稀土类钛酸盐粒子的适宜的制造方法如下所述。首先，将包含稀土类元素源及钛源的水溶液和包含酸或碱的水溶液同时添加到一个容器中，生成稀土类钛酸盐的前体。接着，通过将所得到的前体进行烧成，可得到目标稀土类钛酸盐粒子。为了制备包含稀土类元素源及钛源的水溶液，例如只要准备盐酸或硝酸等酸性的水溶液，在其中添加作为稀土类元素源之一的稀土类氧化物(例如Ln2O3等)并使其溶解，同时添加作为钛源之一的硫酸钛或四氯化钛即可。作为酸，可以使用例如盐酸或硝酸、硫酸等无机酸或醋酸、丙酸等羧酸等。作为碱，可以使用例如氨、碳酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸钠、乙基胺、丙基胺、氢氧化钠、氢氧化钾等。烧成可以在大气中等含氧气氛下进行，另外，关于该情况的烧成条件，烧成温度优选为600～1400℃，更优选为600～1200℃。除此以外，稀土类钛酸盐的适宜的制造方法的详细情况记载于例如日本特开2015-67469号公报中。
实施例
以下，通过实施例对本发明进一步进行详细说明。然而，本发明的范围并不限制于所述实施例。只要没有特别说明，则“％”是指“质量％”。
〔实施例1〕
(1)粒子A(磷酸钇粒子)的制备
计量水600g到玻璃容器1中，添加60％硝酸(和光纯药工业公司制)61.7g、Y2O3(Nippon Yttrium公司制)18.8g，加温至80℃使其溶解。计量水600g到另一玻璃容器2中，添加85％磷酸18.8g。
向玻璃容器1中添加玻璃容器2的内容物，进行1小时老化。将所得到的沉淀物通过倾析洗涤进行洗涤至上清液的导电率成为100μS/cm以下。在洗涤后，通过减压过滤进行固液分离，在大气中进行120℃×5小时干燥后，在大气中进行900℃×3小时烧成，得到稀土类磷酸盐粒子A(磷酸钇粒子)。进行所得到的磷酸钇粒子的XRD测定，结果确认其晶体结构为磷钇矿结构。
(2)粒子B(磷酸钆粒子)的制备
计量水600g到玻璃容器1中，添加60％硝酸(和光纯药工业公司制)61.7g、Gd2O3(Nippon Yttrium公司制)29.6g，加温至80℃使其溶解。计量水600g到另一玻璃容器2中，添加85％磷酸18.8g。之后，进行与粒子A的制备同样的操作，得到稀土类磷酸盐粒子B(磷酸钆粒子)。将该稀土类磷酸盐粒子B(磷酸钆粒子)交付于利用漆摇动器的粉碎处理，调整BET比表面积(粒径)。进行所得到的磷酸钆粒子的XRD测定，结果确认其晶体结构为独居石结构。
(3)粒子混合体的制备
将0.5g的粒子A与1.0g的粒子B使用乳钵充分混合，得到粒子混合体。粒子A中包含的稀土类元素的合计摩尔数MA与粒子B中包含的稀土类元素的合计摩尔数MB之比即MA/MB的值、即粒子A与粒子B的配合比如表1中所示的那样。
(4)光散射片材的制备
使用聚碳酸酯树脂作为树脂。将该树脂与粒子混合体预混合后，通过挤出成形而制造了100mm×100mm×厚度1mm的光散射片材。粒子混合体相对于树脂的配合比例如表1中所示的那样设定。
〔实施例2及3〕
在实施例1中，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。另外，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
〔实施例4〕
在实施例1中，使用LaPO4来代替GdPO4。以下示出LaPO4的制备方法。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
粒子B(磷酸镧粒子)的制备
计量水600g到玻璃容器1中，添加60％硝酸(和光纯药工业公司制)61.7g、La2O3(Nippon Yttrium公司制)27.1g，加温至80℃使其溶解。计量水600g到另一玻璃容器2中，添加85％磷酸18.8g。之后，进行与实施例1的粒子A的制备同样的操作，得到稀土类磷酸盐粒子B(磷酸镧粒子)。将该稀土类磷酸盐粒子B(磷酸镧粒子)交付于利用漆摇动器的粉碎处理，调整BET比表面积(粒径)。进行所得到的磷酸镧粒子的XRD测定，结果确认其晶体结构为独居石结构。
〔实施例5〕
在实施例1中，使用LuPO4来代替GdPO4。以下示出LuPO4的制备方法。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
粒子B(磷酸镥粒子)的制备
计量水600g到玻璃容器1中，添加60％硝酸(和光纯药工业公司制)61.7g、Lu2O3(Nippon Yttrium公司制)33.1g，加温至80℃使其溶解。计量水600g到另一玻璃容器2中，添加85％磷酸18.8g。之后，进行与实施例1的粒子A的制备同样的操作，得到稀土类磷酸盐粒子B(磷酸镥粒子)。将该稀土类磷酸盐粒子B(磷酸镥粒子)交付于利用漆摇动器的粉碎处理，调整BET比表面积即粒径。进行所得到的磷酸镥粒子的XRD测定，结果确认其晶体结构为磷钇矿结构。
〔实施例6〕
在实施例4中，使用GdPO4来代替YPO4。该GdPO4与实施例1的粒子B同样地制备，如表1中所示的那样调整BET比表面积。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
〔实施例7〕
在实施例5中，使用LaPO4来代替YPO4。该GdPO4与实施例4的粒子B同样地制备，如表1中所示的那样调整BET比表面积。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
〔实施例8〕
在实施例1中，使用Lu2Ti2O7来代替GdPO4。以下示出Lu2Ti2O7的制备方法。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
钛酸镥的制备
计量水845.4g到玻璃容器1中，添加Lu2O3(Nippon Yttrium公司制)35.68g、TiCl4溶液(和光纯药工业公司制、CAS.No 7550-45-0)53.55g、35％盐酸(和光纯药工业公司制)65.37g并使其溶解。计量水3955g到另一玻璃容器2中，添加氢氧化钠(和光纯药工业公司制)45g。
接着，将玻璃容器1的溶液及玻璃容器2的溶液分别在室温下搅拌，将A液和B液分别通过送液泵以10mL/min及40mL/min向高剪切混合装置即均化器送液，同时添加到均化器中进行混合，得到钛酸镥前体的浆料。均化器的转速设定为20000rpm。另外，所得到的浆料的pH为8.0。将所得到的浆料使用纯水进行再制浆洗涤至上清液的导电率成为100μS/cm以下后，过滤。将过滤后的滤饼以120℃、6小时干燥后，在大气中进行800℃×3小时烧成，得到钛酸镥粒子。将所得到的钛酸镥粒子交付于利用漆摇动器的粉碎处理，调整BET比表面积(粒径)。进行所得到的钛酸镥粒子的XRD测定，结果确认为Lu2Ti2O7所表示的结晶质的钛酸镥。
〔实施例9〕
在实施例1中，使用La2Ti2O7来代替GdPO4。以下示出La2Ti2O7的制备方法。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
钛酸镧的制备
计量水852.7g到玻璃容器1中，添加La2O3(Nippon Yttrium公司制)28.33g、TiCl4溶液(和光纯药工业公司制、CAS.No 7550-45-0)53.55g、35％盐酸(和光纯药工业公司制)65.37g并使其溶解。之后，进行与实施例8的钛酸镥的制备同样的操作，得到钛酸镧粒子。进行所得到的钛酸镧粒子的XRD测定，结果确认为La2Ti2O7所表示的结晶质的钛酸镧。
〔实施例10〕
在实施例1中，使用Gd2Ti2O7来代替GdPO4。以下示出Gd2Ti2O7的制备方法。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
钛酸钆的制备
计量水848.5g到玻璃容器1中，添加Gd2O3(Nippon Yttrium公司制)32.53g、TiCl4溶液(和光纯药工业公司制、CAS.No 7550-45-0)53.55g、35％盐酸(和光纯药工业公司制)65.37g并使其溶解。之后，进行与实施例8的钛酸镥的制备同样的操作，得到钛酸钆粒子。进行所得到的钛酸钆粒子的XRD测定，结果虽然稍微观察到Ga2Ti2O7所表示的晶体结构的衍射峰，但是作为整体确认为非晶质的钛酸钆。
〔实施例11〕
在实施例1中，使用Y2Ti2O7来代替GdPO4。以下示出Y2Ti2O7的制备方法。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
钛酸钇的制备
计量水860.8g到玻璃容器1中，添加Y2O3(Nippon Yttrium公司制)20.25g、TiCl4溶液(和光纯药工业公司制、CAS.No 7550-45-0)53.55g、35％盐酸(和光纯药工业公司制)65.37g并使其溶解。之后，进行与实施例8的钛酸镥的制备同样的操作，得到钛酸钇粒子。进行所得到的钛酸钇粒子的XRD测定，结果确认为Y2Ti2O7所表示的结晶质的钛酸钇。
〔实施例12及13〕
在实施例1中，使用表1中所示的树脂来代替聚碳酸酯。另外，将粒子A与粒子B的配合比(摩尔比)设定为表1中所示的值。进而，将粒子混合体相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到粒子混合体及光散射片材。
〔参考例1〕
在实施例1中，不使用GdPO4，仅使用粒子A的YPO4。另外，将稀土类磷酸盐粒子相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到稀土类磷酸盐粒子及光散射片材。
〔参考例2〕
在实施例1中，不使用YPO4，仅使用粒子B的GdPO4。另外，将稀土类磷酸盐粒子相对于树脂的配合比例如该表中所示的那样设定。除了这些以外，与实施例1同样地操作而得到稀土类磷酸盐粒子及光散射片材。
〔评价〕
通过上述的方法来测定构成实施例中得到的粒子混合体的粒子A及粒子B各自的BET比表面积。另外，通过上述的方法来测定实施例中得到的粒子混合体及参考例中得到的稀土类磷酸盐粒子的BET比表面积、D50及D99。进而，通过以下的方法来测定实施例及参考例中得到的光散射片材的总光线透射率、雾度及亮度。将它们的结果示于以下的表1中。
〔总光线透射率及雾度的测定〕
用雾度计(日本电色工业株式会社制、NDH2000)进行测定。
〔视角的评价〕
如图1(a)中所示的那样，将总光线透射率的测定中使用的光散射片材10配置于垂直面V内。将短焦点投影仪用于光源12，对光散射片材10照射光。光从光散射片材10的下方朝向上方，相对于垂直面V以45度的角度照射。在光散射片材10中的与光的照射面相反侧的投影面11侧设置亮度计13，测定光散射片材10发光的亮度。亮度计13如图1(b)中所示的那样，设置于将光散射片材10横切、并且相对于与水平面平行的线H成45度的角度的位置。而且，通过将各实施例及参考例2的光散射片材的亮度的值除以参考例1的光散射片材的亮度的值，算出亮度比(〔各实施例及参考例2的光散射片材的亮度〕/〔参考例1的光散射片材的亮度〕)。
Figure BDA0002523739630000161
如由表1中所示的结果表明的那样，若使用各实施例中得到的粒子混合体，则可得到与使用参考例1及2的稀土类磷酸盐粒子时同样的总光线透射率及雾度。由于这些值是在用于透明屏幕等的情况下充分地满足性能的值，所以判断使用了各实施例的粒子混合体及各参考例的稀土类磷酸盐粒子的光散射片材是具有高的光透射性及光散射性的片材。另外，若使用各实施例的粒子混合体，则与使用了参考例1及2的稀土类磷酸盐粒子的情况相比，即使亮度的测定位置的角度相对于光源的正面方向较大偏离也可得到高的亮度。由该结果判断，使用了各实施例中得到的粒子混合体的光散射片材在用于透明屏幕等的情况下，与使用了各参考例的稀土类磷酸盐粒子的光散射片材相比为宽视角的片材。
产业上的可利用性
根据本发明的粒子混合体，通过将该粒子配置于基材的内部或表面，能够确保该基材的透明性及宽的视角并且提高光散射性。

Claims (14)

1.一种粒子混合体，其包含以下的粒子A和与该粒子A不同的粒子即以下的粒子B，
〔粒子A〕
LnPO4所表示的稀土类磷酸盐粒子，其中，Ln为稀土类元素，表示选自由Sc、Y、La、Eu、Gd、Dy、Yb及Lu构成的组中的至少一种元素，
〔粒子B〕
LnPO4所表示的稀土类磷酸盐粒子或稀土类钛酸盐粒子，其中，Ln为稀土类元素，表示选自由Sc、Y、La、Eu、Gd、Dy、Yb及Lu构成的组中的至少一种元素。
2.根据权利要求1所述的粒子混合体，其中，所述粒子A的LnPO4的晶体结构为磷钇矿结构或独居石结构。
3.根据权利要求1或2所述的粒子混合体，其中，所述粒子A由YPO4形成，所述粒子B由GdPO4、LaPO4及LuPO4中的至少一种形成。
4.根据权利要求1或2所述的粒子混合体，其中，所述粒子A由GdPO4及LaPO4中的至少一种形成，所述粒子B由LaPO4及LuPO4中的至少一种形成。
5.根据权利要求1或2所述的粒子混合体，其中，所述粒子B由Ln2Ti2O7所表示的稀土类钛酸盐形成，其中，Ln与上述的元素相同。
6.根据权利要求5所述的粒子混合体，其中，所述粒子A由YPO4形成，所述粒子B由Y2Ti2O7、Gd2Ti2O7、Lu2Ti2O7及La2Ti2O7中的至少一种形成。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的粒子混合体，其是为了配置于基材的内部或表面而产生光散射所使用的。
8.一种光散射性提高方法，其将权利要求1～7中任一项所述的粒子混合体添加到基材中，使该基材的光散射性提高。
9.一种光散射性提高方法，其将权利要求1～7中任一项所述的粒子混合体配置于基材的表面，使该基材的光散射性提高。
10.一种分散液，其包含权利要求1～7中任一项所述的粒子混合体及有机溶剂。
11.一种树脂组合物，其包含权利要求1～7中任一项所述的粒子混合体及树脂。
12.一种光散射构件，其由权利要求11所述的树脂组合物构成。
13.根据权利要求12所述的光散射构件，其特征在于，所述光散射构件包含由权利要求11所述的树脂组合物构成的光散射层，在将所述光散射层的厚度设定为T(μm)、将所述光散射层中的稀土类磷酸盐粒子的浓度设定为C(质量％)时，T与C满足下述数学式(I)，
5≤(T×C)≤500 (I)。
14.一种光学设备，其具备权利要求12或13所述的光散射构件。
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