JP5493289B2 - Inorganic oxide film containing arrayed metal fine particles and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、金属微粒子を秩序立てて配列する方法に関し、詳しくは無機酸化物膜中に金属微粒子を膜と平行方向に層状に配列させる方法に関する。 The present invention relates to a method for arranging metal fine particles in an orderly manner, and more particularly, to a method for arranging metal fine particles in a layer in a direction parallel to the film in an inorganic oxide film.
光学薄膜は、液晶表示素子などの表示装置、光通信用の光学部品、光ディスクなどをはじめ、建築用窓ガラス、自動車用ウインドシールドなどの各種製品に数多く利用されている。このような薄膜は、単層あるいは多層で形成されているが、多層膜は、単層膜と比較して波長特性に応じた光学設計の自由度が高く、光学フィルタとしては、光学多層膜が広く用いられている。 Optical thin films are widely used in various products such as display devices such as liquid crystal display elements, optical components for optical communication, optical discs, window glass for construction, and windshields for automobiles. Such a thin film is formed of a single layer or a multilayer, but the multilayer film has a higher degree of freedom in optical design depending on the wavelength characteristics than a single layer film, and an optical multilayer film is used as an optical filter. Widely used.
従来、このような光学多層膜では、高い屈折率を有する透明薄膜と低い屈折率を有する透明薄膜、あるいはそれらの中間の屈折率を有する透明薄膜を極めて多くの層(例えば100層程度)を積層して組み合わせることにより、光学干渉効果を利用し、目的の光学特性を発現している。具体的な高屈折率を有する材料としては、TiO2、Ta2O5、SnO2、ZnO、Nb2O5、ZrO2、HfO2など、低屈折率材料としては、MgF2、SiO2、Al2O3など、中間の屈折率材料としてはSi3N4、WO3、MgOなどの無機材料が広く利用されている(例えば特許文献1〜4参照)。 Conventionally, in such an optical multilayer film, an extremely large number of layers (for example, about 100 layers) of a transparent thin film having a high refractive index and a transparent thin film having a low refractive index, or a transparent thin film having an intermediate refractive index between them are laminated. By combining these, the optical interference effect is utilized and the desired optical characteristics are expressed. Specific materials having a high refractive index include TiO 2 , Ta 2 O 5 , SnO 2 , ZnO, Nb 2 O 5 , ZrO 2 , and HfO 2 , and low refractive index materials include MgF 2 , SiO 2 , As an intermediate refractive index material such as Al 2 O 3 , inorganic materials such as Si 3 N 4 , WO 3 , and MgO are widely used (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
無機材料からなる光学多層膜を形成する成膜方法としては、従来から真空蒸着法や、スパッタリングによる方法が良く知られている。これらの方法は、薄膜の膜厚の制御が容易である反面、真空環境が必要である。また、薄膜の形成毎に蒸着源を交換するために、製造工程が煩雑であり、さらに、装置が大型化する等の問題がある。 As a film forming method for forming an optical multilayer film made of an inorganic material, a vacuum vapor deposition method and a sputtering method are well known. These methods are easy to control the thickness of the thin film, but require a vacuum environment. Further, since the deposition source is exchanged every time the thin film is formed, there are problems such as a complicated manufacturing process and an increase in the size of the apparatus.
一方、本発明者らは、金属微粒子配列ポリマー膜を、一般性の高い、簡便な方法により製造する方法を提供することを目的として、光の干渉現象を利用してポリマー中に金属微粒子を規則的に配列する手法について研究を進めてきた(例えば非特許文献5)。しかし、配列した金属微粒子を含有する無機材料膜は、未だ知られていなかった。
本発明は、無機酸化物膜中に金属微粒子が層状に配列された新規な配列膜を、簡便な方法により製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明の異なる態様の目的は、新規な金属微粒子が配列した無機酸化物膜を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a novel alignment film in which metal fine particles are arranged in layers in an inorganic oxide film by a simple method. Another object of the present invention is to provide an inorganic oxide film in which novel metal fine particles are arranged.
本発明は以下の事項に関する。 The present invention relates to the following matters.
1. 反射基板上に、無機酸化物ゾル−ゲル成分と金属成分とを含有する薄膜を製膜する工程(A)と、
前記反射基板上の薄膜に、特定の波長の光を照射する工程(B)と
を含むことを特徴とする、配列した金属微粒子を含有する無機酸化物膜の製造方法。
1. A step (A) of forming a thin film containing an inorganic oxide sol-gel component and a metal component on a reflective substrate;
And (B) irradiating the thin film on the reflective substrate with light having a specific wavelength. A method for producing an inorganic oxide film containing arranged metal fine particles.
2. 前記配列した金属微粒子を含有する無機酸化物膜の構造が、金属微粒子が密集した層が無機酸化物膜の膜厚方向に周期的に多層として存在する構造である上記1記載の製造方法。 2. 2. The manufacturing method according to 1 above, wherein the structure of the inorganic oxide film containing the arranged metal fine particles is a structure in which a layer in which metal fine particles are densely present periodically as a multilayer in the film thickness direction of the inorganic oxide film.
3. 前記工程(A)が、(1)無機アルコキシドから無機酸化物ゾルを調製するサブ工程、(2)前記ゾルと、金属成分を含む塗布溶液を調製するサブ工程、(3)前記塗布溶液を反射基板上に塗布し、塗布膜を形成するサブ工程、及び(4)前記塗布膜を乾燥するサブ工程を含むことを特徴とする上記1または2に記載の製造方法。 3. The step (A) includes (1) a sub-step of preparing an inorganic oxide sol from an inorganic alkoxide, (2) a sub-step of preparing a coating solution containing the sol and a metal component, and (3) reflecting the coating solution. 3. The manufacturing method according to 1 or 2 above, comprising: a sub-step of coating on a substrate and forming a coating film; and (4) a sub-step of drying the coating film.
4. 前記無機アルコキシドが、Si、Ti、Al、Zr、Li、Na、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Ga、Y、Ge、Pb、P、Sb、V、Ta、W、La、Nd、Inの元素群から選ばれる少なくとも1種の元素を含むことを特徴とする上記3記載の製造方法。 4). The inorganic alkoxide is Si, Ti, Al, Zr, Li, Na, Ca, Sr, Ba, Zn, B, Ga, Y, Ge, Pb, P, Sb, V, Ta, W, La, Nd, In. 4. The production method according to 3 above, comprising at least one element selected from the group of elements described above.
5. 前記無機アルコキシドが、以下の一般式(I)で表されることを特徴とする上記4記載の製造方法。 5. 5. The production method according to 4 above, wherein the inorganic alkoxide is represented by the following general formula (I).
MR1 x(OR2)m−x ・・・(I)
(式中、MはSi、Ti、Al、Zr、B、Ta、P、Li、Na、Ga、Ge、SbおよびVからなる群より選ばれる元素を示し、R1は置換基を有しても良いアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアシル基を示し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を示し、mは元素Mの価数、xは0〜(m−1)の整数を示す。但し、R1およびR2は、それぞれ式中に2つ以上存在するときは、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。)
6. 前記無機アルコキシドが、テトラエトキシシランおよびメチルトリエトキシシランから選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする上記5記載の製造方法。
MR 1 x (OR 2) m -x ··· (I)
(Wherein M represents an element selected from the group consisting of Si, Ti, Al, Zr, B, Ta, P, Li, Na, Ga, Ge, Sb and V, and R 1 has a substituent. Represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group or an acyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, m represents a valence of the element M, and x represents 0 to (m -1) represents an integer, provided that when two or more of R 1 and R 2 are present in the formula, they may be the same or different from each other.
6). 6. The method according to 5 above, wherein the inorganic alkoxide contains at least one selected from tetraethoxysilane and methyltriethoxysilane.
7. 前記無機アルコキシドから無機酸化物ゾルを調製するサブ工程において、触媒を含む水溶液中で、無機アルコキシドを加水分解重合して無機酸化物ゾルを調製することを特徴とする上記3〜6のいずれかに記載の製造方法。 7). Any one of the above items 3 to 6, wherein in the sub-step of preparing the inorganic oxide sol from the inorganic alkoxide, the inorganic alkoxide is hydrolyzed and polymerized in an aqueous solution containing a catalyst. The manufacturing method as described.
8. 前記金属成分が、前記特定の波長の光によって還元されて金属微粒子を生成する金属化合物を含むことを特徴とする上記1〜7のいずれかに記載の製造方法。 8). 8. The production method according to any one of 1 to 7, wherein the metal component includes a metal compound that is reduced by light having the specific wavelength to generate metal fine particles.
9. 前記金属成分が、金属微粒子を含むことを特徴とする上記1〜8のいずれかに記載の製造方法。 9. 9. The manufacturing method according to any one of 1 to 8, wherein the metal component includes metal fine particles.
10. 前記金属化合物が、塩化金酸であることを特徴とする上記8記載の製造方法。 10. 9. The production method according to 8 above, wherein the metal compound is chloroauric acid.
11. 前記工程(B)の後に、さらに焼成工程を含むことを特徴とする上記1〜10のいずれかに記載の製造方法。 11. The manufacturing method according to any one of the above items 1 to 10, further comprising a baking step after the step (B).
12. 前記工程(B)において、照射する光の波長を変えることにより、前記無機酸化物膜中の金属微粒子層の繰り返し距離を調節することを特徴とする上記1〜11のいずれかに記載の製造方法。 12 12. The manufacturing method according to any one of 1 to 11 above, wherein in the step (B), the repetition distance of the metal fine particle layer in the inorganic oxide film is adjusted by changing the wavelength of the irradiated light. .
13. 前記工程(B)において、前記反射基板に対する照射する光の角度を変えることにより、前記無機酸化物膜中の金属微粒子層の繰り返し距離を調節することを特徴とする上記1〜11のいずれかに記載の製造方法。 13. In the step (B), the repetition distance of the metal fine particle layer in the inorganic oxide film is adjusted by changing the angle of light applied to the reflective substrate. The manufacturing method as described.
14. 無機酸化物膜中に、金属微粒子が密集した層が、膜厚方向に周期的に多層として存在している構造を有する金属微粒子が配列した無機酸化物膜。 14 An inorganic oxide film in which metal fine particles having a structure in which a layer in which metal fine particles are densely present as a multilayer in the film thickness direction are periodically arranged in the inorganic oxide film.
15. 膜厚が100nm以上10μm以下であることを特徴とする上記14記載の無機酸化物膜。 15. 15. The inorganic oxide film as described in 14 above, wherein the film thickness is from 100 nm to 10 μm.
本発明によれば、金属微粒子の層が周期的に多層積層された構造を有する新規な金属微粒子配列無機酸化物膜を非常に簡便な方法で作製することができる。得られる金属微粒子配列無機酸化物膜は、従来の光学多層膜と同様に、種々の光学素子、光学部品等に広く応用することができる。 According to the present invention, a novel metal fine particle arrayed inorganic oxide film having a structure in which metal fine particle layers are periodically multilayered can be produced by a very simple method. The obtained metal fine particle arrayed inorganic oxide film can be widely applied to various optical elements, optical components and the like, as in the case of the conventional optical multilayer film.
本発明者らは、光の干渉現象を利用してポリマー中に金属微粒子を規則的に配列する手法を無機材料に適用すべく、鋭意検討を行った。無機材料を硬化・成形するためには、一般に高温条件が必要であるため、仮に硬化・成形前に無機材料の内部に規則構造が形成できたとしても、加熱操作によって膜内部で生じる拡散や対流現象の影響でその規則構造を維持することが極めて難しいと考えられる。一方、硬化・成形後の構造体に配列操作を行うことも考えられるが、加熱後の硬化・成形体は一般に非常に緻密な結晶構造を形成しているため、膜内部での金属の移動が極めて制限され、規則構造を形成することは困難であると考えられた。 The inventors of the present invention have intensively studied to apply a method of regularly arranging metal fine particles in a polymer using an interference phenomenon of light to an inorganic material. In general, high-temperature conditions are required to cure and mold inorganic materials. Therefore, even if a regular structure can be formed inside the inorganic material before curing and molding, diffusion and convection that occur inside the film by the heating operation. It is considered extremely difficult to maintain the regular structure under the influence of the phenomenon. On the other hand, it is conceivable to perform an alignment operation on the structure after curing / molding, but the cured / molded body after heating generally forms a very dense crystal structure. It was extremely limited and it was considered difficult to form a regular structure.
一方、ゾル−ゲル法は、無機酸化物薄膜を低温で合成できる方法として知られているが、ゾル−ゲル法においても、無機元素−酸素の3次元ネットワークを形成するための無機アルコキシドの加水分解反応や膜の緻密化を図るための加熱操作は必要であり、このような工程の中で、一度構築した規則構造の乱れが予想された。しかし、本発明によれば、驚くべきことに、規則的な配列構造を有する金属微粒子を含有する無機酸化物膜を簡便な方法で得られることが見いだされた。 On the other hand, the sol-gel method is known as a method capable of synthesizing an inorganic oxide thin film at a low temperature, but also in the sol-gel method, hydrolysis of inorganic alkoxide to form a three-dimensional network of inorganic element-oxygen is performed. A heating operation for the purpose of densification of the reaction and the film is necessary, and disorder of the regular structure once constructed was expected in such a process. However, according to the present invention, it has been surprisingly found that an inorganic oxide film containing metal fine particles having a regular arrangement structure can be obtained by a simple method.
本発明の製造方法では、無機酸化物ゾル−ゲル成分と金属成分を含有する薄膜を反射基板に製膜した後、特定の波長λの光を照射する。そしてその後、必要に応じて、得られた反射基板上の薄膜を硬化する。以下、本発明を詳細に説明する。 In the production method of the present invention, after a thin film containing an inorganic oxide sol-gel component and a metal component is formed on a reflective substrate, light having a specific wavelength λ is irradiated. Thereafter, the thin film on the obtained reflective substrate is cured as necessary. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本出願において、用語「無機酸化物」は、無機(原子)−酸素の3次元ネットワークが完全に形成された酸化物に加え、無機(原子)−酸素のネットワークが不完全で流動性のあるゾル、さらにネットワーク構造が進んだゲル、およびこれらの中間状態のすべてを意味するものとして使用する。従って、完全な「酸化物」だけでなく、部分的にOH基、アルコキシ基等を有していてもよい。具体的な状態は、その製造過程の段階により明らかである。また、用語「無機酸化物ゾル−ゲル成分」は、ゾルからゲルまでのすべての状態の無機酸化物成分を意味する。用語「無機酸化物ゾル」は、無機酸化物が、コロイド粒子状のゾル状態にあることを意味し、それ自体が液状または分散溶媒中に分散している状態、加えて、濃縮ゾルおよび乾燥ゾルを含む。用語「無機酸化物ゲル」は、無機(原子)−酸素のネットワークが少なくとも部分的に構築され、無機酸化物が、流動性のないゲル状態にあることを意味し、湿潤ゲル、乾燥ゲルを含む。 In this application, the term “inorganic oxide” refers to a sol in which the inorganic (atom) -oxygen network is incomplete and fluid in addition to the oxide in which the inorganic (atom) -oxygen three-dimensional network is completely formed. It is used to mean a gel with a more advanced network structure, and all of these intermediate states. Therefore, it may have not only a complete “oxide” but also a partial OH group, alkoxy group or the like. The specific state is clear according to the stage of the manufacturing process. The term “inorganic oxide sol-gel component” means an inorganic oxide component in all states from sol to gel. The term “inorganic oxide sol” means that the inorganic oxide is in a colloidal particulate sol state, itself dispersed in a liquid or dispersion solvent, as well as concentrated and dry sols. including. The term “inorganic oxide gel” means that an inorganic (atom) -oxygen network is at least partially constructed and the inorganic oxide is in a non-flowable gel state, and includes wet gel and dry gel. .
<無機酸化物ゾルの調製>
「無機酸化物ゾル−ゲル成分」のために、まず最初に「無機酸化物ゾル」を調製する。これは、公知のゾル−ゲル法を用いて合成できる。ゾル−ゲル法は、一般的に、ガラスや無機酸化物の製造方法として知られている。この方法では、まず、無機アルコキシドを加水分解させ、さらにこれを重合させることにより、「無機酸化物ゾル」を調製する。そして、この反応をさらに進めることで無機酸化物ゾルをゲル化させ、できた多孔質のゲルを加熱して、ガラスや無機酸化物を作る〔参考文献:例えば、作花済夫「ゾル−ゲル法の科学」(株)アグネ承風社(刊)(1988年)〕。このゾル−ゲル法の特徴の1つは、低温合成が可能な点であり、特にSiのアルコキシドを用いたシリカガラスの低温合成は、プラスチック等の表面のハードコート膜として広く実用化されている。
<Preparation of inorganic oxide sol>
For the “inorganic oxide sol-gel component”, an “inorganic oxide sol” is first prepared. This can be synthesized using a known sol-gel method. The sol-gel method is generally known as a method for producing glass or inorganic oxide. In this method, first, an inorganic alkoxide is hydrolyzed and then polymerized to prepare an “inorganic oxide sol”. The inorganic oxide sol is gelled by further proceeding with this reaction, and the resulting porous gel is heated to produce glass or an inorganic oxide [Reference: For example, Sakuo Sakuo “Sol-Gel Science of Law "Agne Jofusha (published) (1988)]. One of the features of this sol-gel method is that low-temperature synthesis is possible. In particular, low-temperature synthesis of silica glass using an alkoxide of Si has been widely put into practical use as a hard coat film on the surface of plastic or the like. .
「無機酸化物ゾル」は、好ましくは、ゾル−ゲル法を用いて、無機アルコキシドの加水分解および重縮合によって合成できるものであり、反射基板上に塗布する前においては、少なくとも固化(ゲル化)していない状態である。 The “inorganic oxide sol” is preferably one that can be synthesized by hydrolysis and polycondensation of an inorganic alkoxide using a sol-gel method, and is at least solidified (gelled) before being applied on a reflective substrate. It is not in the state.
無機アルコキシドは、Si、Ti、Al、Zr、Li、Na、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Ga、Y、Ge、Pb、P、Sb、V、Ta、W、La、Nd、Inの元素群から選ばれる少なくとも1種の元素を含んでいるものが好ましく、2種類以上の元素を含んでいてもよい。さらに、使用する無機アルコキシドは、単独または2種以上組み合わせてもよい。この中でも、種々の置換基を持つアルコキシドが知られており、かつ、市販されており入手しやすいことから、当該元素としてSi、Ti、Al、Zr、B、Ta、P,Li、Na、Ga、Ge、Sb、Vを含む各種の無機アルコキシドが好適に用いられる。 Inorganic alkoxides include Si, Ti, Al, Zr, Li, Na, Ca, Sr, Ba, Zn, B, Ga, Y, Ge, Pb, P, Sb, V, Ta, W, La, Nd, and In. What contains at least 1 type of element chosen from an element group is preferable, and 2 or more types of elements may be included. Furthermore, the inorganic alkoxide used may be used alone or in combination of two or more. Among these, since alkoxides having various substituents are known and are commercially available and easily available, the elements include Si, Ti, Al, Zr, B, Ta, P, Li, Na, Ga. , Ge, Sb, and V, various inorganic alkoxides are preferably used.
当該元素としてSi、Ti、Al、Zr、B、Ta、P、Li、Na、Ga、Ge、Sb、Vを含む各種の無機アルコキシドについては、特にこれらに限定されるわけではないが、以下の一般式(I)で表される化合物であることが望ましい。 Various inorganic alkoxides including Si, Ti, Al, Zr, B, Ta, P, Li, Na, Ga, Ge, Sb, and V as the element are not particularly limited, but A compound represented by formula (I) is desirable.
MR1 x(OR2)m−x ・・・(I)
式中、MはSi、Ti、Al、Zr、B、Ta、P、Li、Na、Ga、Ge、SbおよびVからなる群より選ばれる元素を示し、R1は置換基を有しても良いアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアシル基を示し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を示し、mは元素Mの価数、xは0〜(m−1)の整数を示す。但し、R1およびR2は、それぞれ式中に2つ以上存在するときは、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。
MR 1 x (OR 2) m -x ··· (I)
In the formula, M represents an element selected from the group consisting of Si, Ti, Al, Zr, B, Ta, P, Li, Na, Ga, Ge, Sb and V, and R 1 may have a substituent. A good alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, aralkyl group or acyl group; R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; m is a valence of element M; x is 0 to (m- The integer of 1) is shown. However, when two or more of R 1 and R 2 are present in the formula, they may be the same as or different from each other.
Mは、好ましくは、Si、Ti、Al、Zr、B、Taである。 M is preferably Si, Ti, Al, Zr, B, or Ta.
前記一般式(I)において、R1は置換基を有しても良い非加水分解性基である。アルキル基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、また、アルケニル基およびアルキニル基は、炭素数2〜20のものが好ましい。アリール基としては、炭素数6〜20、アラルキル基は、炭素数7〜20のものが好ましい。さらに、アシル基としては、炭素数2〜20の脂肪族アシル基や、炭素数7〜20の芳香族アシル基(アロイル基)を好ましく挙げることができる。 In the general formula (I), R 1 is a non-hydrolyzable group which may have a substituent. As an alkyl group, a C1-C20 alkyl group is preferable, and an alkenyl group and an alkynyl group have a C2-C20 thing. As the aryl group, those having 6 to 20 carbon atoms and the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms are preferable. Furthermore, as an acyl group, a C2-C20 aliphatic acyl group and a C7-C20 aromatic acyl group (aroyl group) can be mentioned preferably.
置換基としては、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン、3,4−エポキシシクロヘキシル基、グリシジルオキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基、アミノ基、アミノアルキル基、メルカプト基、アニリノ、ウレイド基等が挙げられる。 Examples of the substituent include halogens such as fluorine, chlorine and bromine, 3,4-epoxycyclohexyl group, glycidyloxy group, (meth) acryloyloxy group, amino group, aminoalkyl group, mercapto group, anilino group and ureido group. It is done.
一方、OR2は加水分解性基である。R2で示される炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、その例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基などが挙げられる。 On the other hand, OR 2 is a hydrolyzable group. The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 2 may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, Examples include n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, vinyl group and the like.
式(I)において、OR2基は、少なくとも1つ以上存在し、好ましくは2つ以上存在する。従って、xは、0〜(m−1)の整数であり、好ましくは、負にならないことを条件として0〜(m−2)である。 In the formula (I), at least one OR 2 group is present, preferably two or more. Therefore, x is an integer of 0 to (m−1), and preferably 0 to (m−2) on condition that it is not negative.
式(I)の無機アルコキシドは、2種類以上を併用してもよい。その際、Mが異なる無機アルコキシドを組み合わせてよいし、またMが同じでも、R1および/またはR2および/またはxが異なるアルコキシドを組み合わせてよいし、これらの両方を組み合わせてもよい。 Two or more inorganic alkoxides of the formula (I) may be used in combination. At that time, inorganic alkoxides having different Ms may be combined, alkoxides having different R 1 and / or R 2 and / or x may be combined, or both of them may be combined.
前記一般式(I)において、M=Siである、具体的なシリカアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリ(β−メトキシエトキシ)シラン、ジビニロキシジメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリアルコキシシラン、アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、グリシジルオキシエチルトリエトキシシラン、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシ−n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、2−メタクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、2−メタクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシ−n−プロピル−n−プロポキシシラン、ジ(γ−アクリロイルオキシ−n−プロピル)ジ−n−プロポキシシラン、アクリロイルオキシジメトキシエチルシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−ブロモプロピルトリメトキシシラン、γ−ブロモプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、などを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific silica alkoxide in which M = Si is not particularly limited, but includes trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, tetramethoxysilane, tetra Ethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane, Trimethylethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, dimethylethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxy Silane, diphenyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, dodecyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltri (β-methoxyethoxy) silane , Divinyloxydimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-chloropropylmethyldichlorosilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, β- (3 4-epoxycyclohexyl) -ethyltrialkoxysilane, acryloyloxyethyltriethoxysilane, glycidyloxyethyltriethoxysilane, glycidyl Xylpropyltrimethoxysilane, glycidyloxypropyltriethoxysilane, glycidyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloyloxy-n-propyltri-n-propoxysilane, 2-methacryloyloxyethyltrimethoxysilane, 2-methacryloyloxyethyltri Ethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloyloxy-n-propyl-n-propoxysilane, di (γ-acryloyloxy) -N-propyl) di-n-propoxysilane, acryloyloxydimethoxyethylsilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxy Silane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyldimethylethoxysilane, γ-aminopropyldimethylmethoxysilane, γ-aminopropylethyldiethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltri Ethoxysilane, γ-bromopropyltrimethoxysilane, γ-bromopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-urei It may be mentioned propyl triethoxysilane, and the like. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Tiである、具体的なチタンアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、チタンn−ブトキシド、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンn−プロポキシド、チタンイソプロポキシド、チタンt−ブトキシド、チタンn−ノニルオキシド、チタンi−ブトキシド、チタンメトキシプロポキシド、チタンジn−ブトキシド(ビス−2,4−ペンタジオネート)、チタンジイソプロポキシド(ビス−2,4−ペンタジオネート)、チタンジイソプロポキシドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタンジイソプロポキシドビス(エチルアセトアセテート)、チタン2−エチルヘキシオキシド、チタンオキシドビス(ペンタジオネート)、チタンオキシビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、テトラキス(トリメチルシロキシ)チタン、チタンアリルアセトアセテートトリイソプロポキシド、チタンビス(トリエタノールアミン)ジイソプロポキシド、チタンメタクリレートトリイソプロポキシド、(2−メタクリルオキシエトキシ)トリイソプロポキシチタネート、チタンメタクリルオキシエチルアセトアセテートトリイソプロキシド、チタンメチルフェノキシドを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific titanium alkoxide in which M = Ti is not particularly limited, but titanium n-butoxide, titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium n-propoxy , Titanium isopropoxide, titanium t-butoxide, titanium n-nonyl oxide, titanium i-butoxide, titanium methoxypropoxide, titanium di-n-butoxide (bis-2,4-pentadionate), titanium diisopropoxide ( Bis-2,4-pentadionate), titanium diisopropoxide bis (tetramethylheptanedionate), titanium diisopropoxide bis (ethyl acetoacetate), titanium 2-ethylhexoxide, titanium oxide bis (penta Diate), titanium oxybis (tetramethylhepta) Diate), tetrakis (trimethylsiloxy) titanium, titanium allyl acetoacetate triisopropoxide, titanium bis (triethanolamine) diisopropoxide, titanium methacrylate triisopropoxide, (2-methacryloxyethoxy) triisopropoxy titanate, titanium Examples thereof include methacryloxyethyl acetoacetate triisoproxide and titanium methylphenoxide. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Alである、具体的なアルミニウムアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、アルミニウム(III)n−ブトキシド、アルミニウム(III)s−ブトキシド、アルミニウム(III)t−ブトキシド、アルミニウム(III)エトキシド、アルミニウム(III)イソプロポキシド、アルミニウム(III)s−ブトキシドビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウム(III)ジ−s−ブトキシドエチルアセトアセテート、アルミニウム(III)ジイソプポキシドエチルアセトアセテート、アルミニウム(III)エトキシエトキシエトキシド、アルミニウムヘキサフルオロペンタジオネート、アルミニウム(III)3−ヒドロキシ−2−メチル−4−ピロネート、アルミニウム(III)9−オクタデセニルアセトアセテートジイソプロポキシド、アルミニウム(III)2,4−ペンタンジオネート、アルミニウム(III)フェノキシド、アルミニウム(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネートを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific aluminum alkoxide in which M = Al is not particularly limited, but aluminum (III) n-butoxide, aluminum (III) s-butoxide, aluminum (III) t-butoxide, aluminum (III) ethoxide, aluminum (III) isopropoxide, aluminum (III) s-butoxide bis (ethyl acetoacetate), aluminum (III) di-s-butoxide ethyl acetoacetate, aluminum ( III) diisopropoxide ethyl acetoacetate, aluminum (III) ethoxyethoxy ethoxide, aluminum hexafluoropentadionate, aluminum (III) 3-hydroxy-2-methyl-4-pyronate, a Minium (III) 9-octadecenyl acetoacetate diisopropoxide, aluminum (III) 2,4-pentandionate, aluminum (III) phenoxide, aluminum (III) 2,2,6,6-tetramethyl- Mention may be made of 3,5-heptanedionate. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Zrである、具体的なジルコニウムアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムイソプロポキシド、ジルコニウムn−プロポキシド、ジルコニウムn−ブトキシド、ジルコニウムt−ブトキシド、ジルコニウム2−エチルヘキシルオキシド、ジルコニウム2−メチル−2−ブトキシド、テトラキス(トリメチルシロキシ)ジルコニウム、ジルコニウムジn−ブトキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、ジルコニウムジイソプロポキシドビス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、ジルコニウムジメタクリレートジブトキシド、ジルコニウムヘキサフルオロペンタンジオネート、ジルコニウムメタクリルオキシエチルアセトアセテートトリn−プロポキシド、ジルコニウム2,4−ペンタンジオネート、ジルコニウム2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、ジルコニウムトリフルオロペンタンジオネートを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific zirconium alkoxide in which M = Zr is not particularly limited, but zirconium ethoxide, zirconium isopropoxide, zirconium n-propoxide, zirconium n -Butoxide, zirconium t-butoxide, zirconium 2-ethylhexyl oxide, zirconium 2-methyl-2-butoxide, tetrakis (trimethylsiloxy) zirconium, zirconium di-n-butoxide (bis-2,4-pentandionate), zirconium diiso Propoxide bis (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate, zirconium dimethacrylate dibutoxide, zirconium hexafluoropentanedionate, zirconium methacryloxye Mention may be made of acetoacetate tri n-propoxide, zirconium 2,4-pentanedionate, zirconium 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate, zirconium trifluoropentanedionate. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Bである、具体的なボロンアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、ホウ素メトキシド、ホウ素エトキシド、ホウ素イソプロポキシド、ホウ素n−ブトキシド、ホウ素t−ブトキシド、ホウ素アリルオキシドを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific boron alkoxide in which M = B is not particularly limited, but boron methoxide, boron ethoxide, boron isopropoxide, boron n-butoxide, boron Examples thereof include t-butoxide and boron allyl oxide. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Taである、具体的なタンタルアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、タンタル(IV)メトキシド、タンタル(IV)エトキシド、タンタル(IV)イソプロポキシド、タンタル(IV)n−プロポキシド、タンタル(IV)n−ブトキシド、タンタル(IV)t−ブトキシド、タンタルナトリウムメトキシド、タンタル(V)トリフルオロエトキシド、タンタル(V)テトラエトキシドペンタンジオネートを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific tantalum alkoxide in which M = Ta is not particularly limited, but includes tantalum (IV) methoxide, tantalum (IV) ethoxide, tantalum (IV) isoform. Propoxide, Tantalum (IV) n-propoxide, Tantalum (IV) n-butoxide, Tantalum (IV) t-butoxide, Tantalum sodium methoxide, Tantalum (V) trifluoroethoxide, Tantalum (V) tetraethoxide pentane Dionate can be mentioned. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Pである、具体的なリンアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、トリメトキシリン、トリエトキシリンを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific phosphorus alkoxides with M = P are not particularly limited, and examples thereof include trimethoxyline and triethoxyline. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Liである、具体的なリチウムアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、リチウムメトキシド、リチウムエトキシド、リチウムイソプロポキシド、リチウムt−ブトキシド、リチウム2,4−ペンタンジオネート、リチウムテトラメチルヘプタンジオネートを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific lithium alkoxide in which M = Li is not particularly limited, but lithium methoxide, lithium ethoxide, lithium isopropoxide, lithium t-butoxide. , Lithium 2,4-pentanedionate, and lithium tetramethylheptanedionate. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Naである、具体的なナトリウムアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific sodium alkoxide in which M = Na is not particularly limited, but sodium methoxide and sodium ethoxide can be exemplified. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Gaである、具体的なガリウムアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、ガリウムトリエトキシド、ガリウム(III)2,4−ペンタンジオネート、ガリウム(III)2,2,6,6−テトラメチルヘプタンジオネートを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific gallium alkoxide in which M = Ga is not particularly limited, but includes gallium triethoxide, gallium (III) 2,4-pentanedionate, Mention may be made of gallium (III) 2,2,6,6-tetramethylheptanedionate. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Geである、具体的なゲルマニウムアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、ゲルマニウムメトキシド、ゲルマニウムエトキシド、ゲルマニウムイソプロポキシド、ゲルマニウムn−ブトキシド、ゲルマニウムt−ブトキシドを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific germanium alkoxides in which M = Ge is not particularly limited, but germanium methoxide, germanium ethoxide, germanium isopropoxide, germanium n-butoxide. And germanium t-butoxide. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Sbである、具体的なアンチモンアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、アンチモントリメトキシド、アンチモントリエトキシド、アンチモントリn−ブトキシド、アンチモントリt−ブトキシドを挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific antimony alkoxides in which M = Sb are not particularly limited, but include antimony trimethoxide, antimony triethoxide, antimony tri-n-butoxide, antimony. Mention may be made of tri-t-butoxide. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
前記一般式(I)において、M=Vである、具体的なバナジウムアルコキシドとしては、特にこれらに限定されるわけではないが、バナジウムトリイソプロポキシドオキシド、バナジウムトリイソブトキサイドオキシド、バナジウム(III)2,4−ペンタンジオネート、バナジウム(IV)オキシドビス(2,4−ペンタンジオネート)、バナジウム(IV)オキシビス(ベンゾイルアセトネート)を挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In the general formula (I), specific vanadium alkoxides in which M = V are not particularly limited, but include vanadium triisopropoxide oxide, vanadium triisobutoxide oxide, vanadium (III ) 2,4-pentanedionate, vanadium (IV) oxide bis (2,4-pentanedionate), vanadium (IV) oxybis (benzoylacetonate). These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
これらの無機アルコキシドの中でも特に、得られる薄膜の厚膜化が可能であることから、テトラエトキシシランとメチルトリエトキシシランとの併用が特に好適に用いられる。 Among these inorganic alkoxides, the combined use of tetraethoxysilane and methyltriethoxysilane is particularly preferably used because the resulting thin film can be thickened.
以上のような無機アルコキシドを、加水分解・縮合反応させて、無機酸化物ゾルを得ることができる。例えばテトラアルコキシシランを例にとると、
加水分解反応は、例えば
Si(OR)4 + H2O → Si(OR)3(OH) + ROH
Si(OR)3(OH) + H2O → Si(OR)2(OH)2 + ROH
等の反応で進行し、重縮合反応は、例えば
2Si(OR)3(OH) → (OR)3Si−O−Si(OR)3 + H2O
Si(OR)3(OH) + Si(OR)4→ (OR)3Si−O−Si(OR)3 + ROH
等の反応で進行する。縮合反応が高度に進行し、Si−O−Siの3次元ネットワークが形成されるとゲル化して固形化する。反射基板に塗布前の無機酸化物ゾルは、ゲル化する以前の流動性のある状態、コロイド粒子の状態である。
An inorganic oxide sol can be obtained by subjecting the above inorganic alkoxide to hydrolysis / condensation reaction. For example, taking tetraalkoxysilane as an example,
The hydrolysis reaction is, for example, Si (OR) 4 + H 2 O → Si (OR) 3 (OH) + ROH
Si (OR) 3 (OH) + H 2 O → Si (OR) 2 (OH) 2 + ROH
The polycondensation reaction proceeds by, for example, 2Si (OR) 3 (OH) → (OR) 3 Si—O—Si (OR) 3 + H 2 O
Si (OR) 3 (OH) + Si (OR) 4 → (OR) 3 Si—O—Si (OR) 3 + ROH
It progresses by the reaction. When the condensation reaction proceeds to a high degree and a three-dimensional network of Si—O—Si is formed, it gels and solidifies. The inorganic oxide sol before being applied to the reflective substrate is in a state of fluidity and colloidal particles before gelation.
無機アルコキシドの加水分解・縮合反応は、無溶媒でも、溶媒中でも行うことができる。反応が問題なく進行する場合には、製造コストが安くなることから、無溶媒が好適に選択される。一方、成分を均一に混合するために有機溶媒を用いる場合、例えばアルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、ケトン類、エステル類などが好適である。溶媒は無機アルコキシドと触媒を溶解させるものが好ましい。また、溶媒を塗布液あるいは塗布液の一部として用いることが工程上好ましい。一部のアルコキシドを加水分解せずに塗布溶液に添加することも可能であるが、塗布したときにハジキやスジむらを生ずるなど一般的に塗布状態に悪影響を及ぼすことが多く、加水分解を進めた状態で使用することが好ましい。 The hydrolysis / condensation reaction of the inorganic alkoxide can be performed without a solvent or in a solvent. In the case where the reaction proceeds without any problem, the production cost is reduced, so that no solvent is preferably selected. On the other hand, when an organic solvent is used to uniformly mix the components, for example, alcohols, aromatic hydrocarbons, ethers, ketones, esters and the like are preferable. The solvent is preferably a solvent that dissolves the inorganic alkoxide and the catalyst. Moreover, it is preferable on a process to use a solvent as a coating liquid or a part of coating liquid. Although it is possible to add some alkoxides to the coating solution without hydrolysis, they generally have adverse effects on the coating state, such as cissing and uneven stripes when applied, and the hydrolysis proceeds. It is preferable to use in the state.
溶媒として使用可能なアルコール類としては、例えば1価アルコールまたは2価アルコールを挙げることができ、このうち1価アルコールとしては炭素数1〜8の飽和脂肪族アルコールが好ましい。これらのアルコール類の具体例としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテルなどを挙げることができる。 Examples of alcohols that can be used as the solvent include monohydric alcohols and dihydric alcohols. Among these, monohydric alcohols are preferably saturated aliphatic alcohols having 1 to 8 carbon atoms. Specific examples of these alcohols include methanol, ethanol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol. Examples thereof include monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and acetic acid ethylene glycol monoethyl ether.
また、芳香族炭化水素類の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを、エーテル類の具体例としては、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど、ケトン類の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトンなどを、エステル類の具体例としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸プロピレンなどを挙げることができる。 Specific examples of aromatic hydrocarbons include benzene, toluene, xylene and the like. Specific examples of ethers include tetrahydrofuran and dioxane. Specific examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, Specific examples of esters such as diisobutyl ketone include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, and propylene carbonate.
これらの有機溶媒は、1種単独であるいは2種以上を混合して使用することもできる。該反応における溶媒の割合は特に限定されるものではないが通常全質量の10質量%〜99質量%の範囲であり、好ましくは30質量%〜80質量%の範囲である。 These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. The ratio of the solvent in the reaction is not particularly limited, but is usually in the range of 10% by mass to 99% by mass of the total mass, and preferably in the range of 30% by mass to 80% by mass.
前記無機アルコキシドの加水分解および縮合反応は、触媒の存在下で行われることが好ましい。触媒としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸類;シュウ酸、酢酸、ギ酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の有機酸類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の無機塩基類;トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基類等が挙げられる。ここで、金属アルコキシドは、反応原料の無機アルコキシドよりも強塩基性が選ばれる。ゾル液の製造安定性やゾル液の保存安定性の点から、酸触媒(無機酸類、有機酸類)が好ましい。そのなかでも安価で入手しやすいことから塩酸、硫酸、硝酸が好ましく、特に塩酸が好ましい。 The hydrolysis and condensation reaction of the inorganic alkoxide is preferably performed in the presence of a catalyst. Catalysts include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid; organic acids such as oxalic acid, acetic acid, formic acid, methanesulfonic acid and toluenesulfonic acid; inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia; triethylamine, And organic bases such as pyridine. Here, the metal alkoxide is selected to be more basic than the reaction raw material inorganic alkoxide. From the viewpoint of the production stability of the sol solution and the storage stability of the sol solution, acid catalysts (inorganic acids and organic acids) are preferred. Of these, hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid are preferable because they are inexpensive and easily available, and hydrochloric acid is particularly preferable.
加水分解および縮合反応は、通常、無機アルコキシドの加水分解性基1モルに対して0.3〜2モル、好ましくは0.5〜1モルの水を添加し、上記溶媒の存在下あるいは非存在下に、そして好ましくは触媒の存在下に、25〜100℃で、撹拌することにより行われる。加水分解に必要な水は、溶媒中の水分、空気中の水分で充分なことがあり、アルコールを溶媒に用いた場合、もしくは触媒を水溶液として添加した場合には、実質的に水を添加しないことも好適である。 The hydrolysis and condensation reaction is usually performed by adding 0.3 to 2 mol, preferably 0.5 to 1 mol of water with respect to 1 mol of the hydrolyzable group of the inorganic alkoxide, and in the presence or absence of the solvent. Under stirring and preferably in the presence of a catalyst at 25-100 ° C. The water required for hydrolysis may be sufficient in the solvent or in the air. When alcohol is used as the solvent or when the catalyst is added as an aqueous solution, substantially no water is added. It is also suitable.
触媒の使用量は、触媒が無機酸の場合には加水分解性基に対して通常0.0005〜10モル% 、好ましくは0.001〜1モル%である。触媒をあまり多量に添加すると反応が急激に進行してゲル化してしまい、後工程で均一な塗布膜を形成することが難しくなる恐れがあり、少なすぎると反応が遅く完全な加水分解が行われない。 When the catalyst is an inorganic acid, the amount of the catalyst used is usually 0.0005 to 10 mol%, preferably 0.001 to 1 mol%, based on the hydrolyzable group. If too much catalyst is added, the reaction proceeds rapidly and gels, which may make it difficult to form a uniform coating film in the subsequent process, and if it is too small, the reaction is slow and complete hydrolysis occurs. Absent.
反応は通常25〜100℃で撹拌することにより行われるが、無機アルコキシドの反応性により適宜調節されることが好ましい。 The reaction is usually carried out by stirring at 25 to 100 ° C., but is preferably adjusted as appropriate depending on the reactivity of the inorganic alkoxide.
このようにして得られる無機酸化物ゾルは、それ自体が液状であるか、溶媒中に分散された分散液として得られ(以下、これらを合わせてゾル溶液ということもある)、次の工程で金属成分が混合される。 The inorganic oxide sol thus obtained is itself liquid or obtained as a dispersion liquid dispersed in a solvent (hereinafter, these may be collectively referred to as a sol solution), and in the next step Metal components are mixed.
<反射基板>
本発明で使用できる「反射基板」は、基板の表面が、特定の波長λの光を反射できるものであれば特に限定されない。例えば、基板の表面に、アルミニウム、銀等の種々の金属および金属酸化物等から選ばれる材料を用いて、単層膜または多層膜を形成した反射鏡(ミラー)が挙げられる。その中でもガラス基板上にアルミニウム、シリカを順に製膜したものが好適である。これは、アルミニウムが紫外から可視領域において安定して高い反射率を持つ膜を形成できるためである。シリカ層はアルミニウムが酸化するのを防止する効果がある。
<Reflective substrate>
The “reflective substrate” that can be used in the present invention is not particularly limited as long as the surface of the substrate can reflect light having a specific wavelength λ. For example, a reflecting mirror (mirror) in which a single layer film or a multilayer film is formed on the surface of the substrate using a material selected from various metals such as aluminum and silver and metal oxides. Among these, a film obtained by sequentially forming aluminum and silica on a glass substrate is preferable. This is because aluminum can form a film having a high reflectance stably in the ultraviolet to visible region. The silica layer is effective in preventing aluminum from being oxidized.
反射基板中のアルミニウムの厚み(膜厚)は、例えば、100〜2000nm、好ましくは150〜1000nm、さらに好ましくは200〜800nm程度である。また、シリカの厚み(膜厚)はアルミニウムの反射特性を低下させないため薄い方が良く、例えば、5〜100nm、好ましくは10〜50nm、さらに好ましくは10〜30nm程度である。 The thickness (film thickness) of aluminum in the reflective substrate is, for example, about 100 to 2000 nm, preferably about 150 to 1000 nm, and more preferably about 200 to 800 nm. Further, the thickness (film thickness) of silica is better because it does not deteriorate the reflective properties of aluminum, and is, for example, about 5 to 100 nm, preferably about 10 to 50 nm, and more preferably about 10 to 30 nm.
<金属成分>
「金属成分」を構成する金属元素の種類は1種類であっても2種類以上であっても良い。金属成分は、好ましくは金属化合物(錯体および塩を含む。以下同じ。)および金属微粒子の少なくとも一方を含むことが好ましい。一般には、金属化合物および/または金属微粒子を含むゾル溶液を反射基板に塗布する方法が好ましく、特に、金属化合物が溶解したゾル溶液を反射基板に塗布する方法が好ましい。
<Metal component>
There may be one kind of metal element constituting the “metal component” or two or more kinds. The metal component preferably contains at least one of a metal compound (including a complex and a salt; the same applies hereinafter) and metal fine particles. In general, a method of applying a sol solution containing a metal compound and / or metal fine particles to a reflective substrate is preferable, and a method of applying a sol solution in which a metal compound is dissolved to the reflective substrate is particularly preferable.
本発明で用いられる金属化合物は、特定の波長λの照射によって金属微粒子を生成するものである。このような材料としては、光のエネルギーを吸収し、還元によって金属微粒子(または金属微粒子を構成する金属)を生成する化合物(すなわち、金属原子の酸化数が正である金属化合物)が知られており、通常、金属塩である場合が多い。 The metal compound used in the present invention generates metal fine particles by irradiation with a specific wavelength λ. As such a material, a compound that absorbs light energy and generates metal fine particles (or a metal constituting the metal fine particles) by reduction (that is, a metal compound having a positive oxidation number of metal atoms) is known. Usually, it is often a metal salt.
このような金属化合物としては、例えば、金属酸化物、金属水酸化物、金属ハロゲン化物(金属塩化物など)、金属酸塩[金属無機酸塩(硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、過塩素酸塩、塩酸塩などのオキソ酸塩など)、金属有機酸塩(酢酸塩など)など]が挙げられる。金属塩の形態は、単塩、複塩、または錯塩(電解質錯体または非電解質錯体、通常、電解質錯体)であっても、多量体(例えば、2量体)などであってもよい。また、金属化合物(金属塩)は、例えば、酸成分[塩化水素(HCl)など]、塩基成分(アンモニアなど)、水(H2O)などを含有する化合物(例えば、含ハロゲン化水素化合物、含水物、水和物など)であってもよい。金属化合物は、単独でまたは2種以上組み合わせてもよい。 Examples of such metal compounds include metal oxides, metal hydroxides, metal halides (metal chlorides, etc.), metal acid salts [metal inorganic acid salts (sulfates, nitrates, phosphates, perchloric acid). Salt, oxo acid salt such as hydrochloride), metal organic acid salt (such as acetate) and the like. The form of the metal salt may be a single salt, a double salt, or a complex salt (electrolyte complex or non-electrolyte complex, usually an electrolyte complex), or a multimer (for example, a dimer). The metal compound (metal salt) includes, for example, an acid component [hydrogen chloride (HCl) and the like], a base component (ammonia and the like), water (H 2 O) and the like (for example, a halogenated hydrogen compound, It may be a hydrate or hydrate). The metal compounds may be used alone or in combination of two or more.
また、金属化合物を構成する金属元素も特に限定されない。金属化合物を構成する金属元素としては、周期表第8〜11族金属(すなわち、鉄、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金など)が好ましく、特定の実施形態においては、貴金属(銀、金、白金、ロジウムなど)が特に好ましい。金属化合物は、これらの金属元素を単独でまたは2種以上含んでいてもよい。 Moreover, the metal element which comprises a metal compound is not specifically limited. As the metal element constituting the metal compound, Group 8-11 metals of the periodic table (that is, iron, ruthenium, osmium, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, gold, etc.) are preferable, and specific implementation In the form, noble metals (silver, gold, platinum, rhodium, etc.) are particularly preferable. The metal compound may contain one or more of these metal elements.
具体的な金属化合物としては、周期表第8〜11族金属化合物(金属塩を含む)が挙げられる。例えば、周期表第8〜11族金属酸塩として、無機酸塩[例えば、過塩素酸銀(AgClO4)、硝酸銀(AgNO3)などの貴金属無機酸塩]、および有機酸塩[例えば、酢酸パラジウム(Pd(CH3CO2)2など)、酢酸ロジウム([Rh(CH3CO2)2]2など)などの貴金属酢酸塩などの貴金属有機酸塩]などが挙げられる。また、周期第8〜11族金属ハロゲン化物として、貴金属ハロゲン化物[例えば、塩化銀(AgCl)、塩化金(AuCl3)、塩化白金(PtCl2、PtCl4など)、塩化パラジウム(PdCl2など)などの貴金属塩化物など]、酸成分含有金属ハロゲン化物[例えば、塩化金酸(HAuCl4など)、塩化白金酸(H2PtCl6など)などの塩化貴金属酸などの塩化水素含有貴金属ハロゲン化物]、およびこれらの水和物などが挙げられる。 Specific examples of the metal compound include Group 8-11 metal compounds (including metal salts) of the periodic table. For example, as Group 8-11 metal salts of the periodic table, inorganic acid salts [for example, noble metal inorganic acid salts such as silver perchlorate (AgClO 4 ), silver nitrate (AgNO 3 )], and organic acid salts [for example, acetic acid Palladium (Pd (CH 3 CO 2 ) 2 and the like), rhodium acetate (noble metal organic acid salts such as noble metal acetates such as [Rh (CH 3 CO 2 ) 2 ] 2 ) and the like. Further, as a periodic group 8-11 metal halide, noble metal halide [eg, silver chloride (AgCl), gold chloride (AuCl 3 ), platinum chloride (PtCl 2 , PtCl 4 etc.), palladium chloride (PdCl 2 etc.) Noble metal chlorides such as], acid component-containing metal halides [for example, hydrogen chloride-containing noble metal halides such as chlorinated noble metal acids such as chloroauric acid (HAuCl 4 etc.), chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 etc.)] And hydrates thereof.
以下に、周期表第11族金属のうち、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウムについて、代表的な金属化合物を例示する。 Below, typical metal compounds are illustrated about gold | metal | money, silver, copper, platinum, palladium, and rhodium among periodic table 11 group metals.
金化合物としては、金ハロゲン化物(AuCl、AuCl3、AuBr3、AuI、AuI3、AuCl(PPh3),AuCl(SC4H8)など)、ハロゲン化金酸またはその塩(HAuCl4、HAuCl4・4H2O、NaAuCl4・4H2O、KAuCl4・4H2Oなど)、水酸化金(AuOH)、シアン化金(AuCN)、酸化金(Au2O3など)、硫化金(Au2S、Au2S3(III)など)などの無機塩、又は、トリメチル金(III)(Au2(CH3)6)、メチル(トリフェニルホスフィン)金(I)(Au2CH3(PPh3))、4−エチルベンゼンチオラト金(I)(Au{S(C6H4)C2H5})、{μ−1,8−ビス(ジフェニルホスフィノ)−3,6−ジオキサオクタン}ビス{クロロ金(I)}((AuCl)2(μ−{Ph2P(CH2)2O(CH2)2O(CH2)2PPh2})、(ペンタフルオロフェニル)(テトラヒドロチオフェン)金(I)([Au(C6F5)(SC4H8)])、トリス(ペンタフルオロフェニル)(テトラヒドロチオフェン)金(III)([Au(C6F5)3(SC4H8)])などが挙げられる。 Examples of the gold compound include gold halides (AuCl, AuCl 3 , AuBr 3 , AuI, AuI 3 , AuCl (PPh 3 ), AuCl (SC 4 H 8 ), halogenated gold acid or a salt thereof (HAuCl 4 , HAuCl). 4 · 4H 2 O, NaAuCl 4 · 4H 2 O, KAuCl 4 · 4H 2 O , etc.), gold hydroxide (AuOH), gold cyanide (AuCN), such as gold oxide (Au 2 O 3), gold sulfide (Au 2 S, Au 2 S 3 (III), etc.), or trimethyl gold (III) (Au 2 (CH 3 ) 6 ), methyl (triphenylphosphine) gold (I) (Au 2 CH 3 ( PPh 3)), 4-ethylbenzene-thio Ratn gold (I) (Au {S ( C 6 H 4) C 2 H 5}), {μ-1,8- bis (diphenylphosphino) 3,6 Dioxaoctane} bis {chloroauric (I)} ((AuCl) 2 (μ- {Ph 2 P (CH 2) 2 O (CH 2) 2 O (CH 2) 2 PPh 2}), ( pentafluorophenyl ) (Tetrahydrothiophene) gold (I) ([Au (C 6 F 5 ) (SC 4 H 8 )]), tris (pentafluorophenyl) (tetrahydrothiophene) gold (III) ([Au (C 6 F 5 ) 3 (SC 4 H 8 )]) and the like.
銀化合物としては、無機塩[例えば、AgF、AgCl、AgI、AgBrなどの銀ハロゲン化物、Ag2Oなどの酸化銀、Ag2SO4、AgS、AgCN、AgClO4、Ag3PO4、AgSCN、AgNO3、Ag2SO3、Ag2CO3、Ag2CrO4、Ag2Se、AgReO4、AgBF4、AgW4O16、Ag3AsO4、AgSbF6、AgPF6、AgHF2、AgIO3、AgBrO3、AgOCN、AgMnO4、AgVO3などの無機酸塩など]、有機塩(または錯体)[例えば、C6H5CO2Ag、C6H11(CH2)3CO2Ag、CH3CH(OH)CO2Ag、トリフルオロ酢酸銀(CF3CO2Ag)、C2F5CO2Ag、C3F7CO2Ag、AgO2CCH2C(OH)(CO2Ag)CH2CO2Agなどのカルボン酸塩、p−トルエンスルホン酸銀、トリフルオロメタンスルホン酸銀(CF3SO3Ag)などのスルホン酸塩、(CH3C(O)CHC(O)CH3)Ag、(C2H5)2NCS2Ag、フェニル銀(I)、テトラメシチル四銀(I)、ブチルアセチリド銀(I)、クロロ(イソシアノシクロヘキサン)銀、(シクロペンタジエニル)トリフェニルホスフィン銀(I)、ビスピリジン銀(I)過塩素酸塩、(η4−1、5−シクロオクタジエン)(1、1、1、5、5、5−ヘキサフルオロ−2、4−ペンタンジオナト)銀(I)、ブロモ(トリ−n−ブチルホスフィン)銀(I)、ビスイミダゾール銀(I)硝酸塩、ビス(1,10−フェナントロリン)銀(I)過塩素酸塩および硝酸塩、1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン銀(II)過塩素酸塩、(1,1,1,5,5,5−ヘキサフルオロ−2,4−ペンタンジオナト)(N,N,N’−トリメチルエチレンジアミン)銀(I)]などが挙げられる。 Silver compounds include inorganic salts [for example, silver halides such as AgF, AgCl, AgI, AgBr, silver oxides such as Ag 2 O, Ag 2 SO 4 , AgS, AgCN, AgClO 4 , Ag 3 PO 4 , AgSCN, AgNO 3, Ag 2 SO 3, Ag 2 CO 3, Ag 2 CrO 4, Ag 2 Se, AgReO 4, AgBF 4, AgW 4 O 16, Ag 3 AsO 4, AgSbF 6, AgPF 6, AgHF 2, AgIO 3, Inorganic acid salts such as AgBrO 3 , AgOCN, AgMnO 4 , AgVO 3, etc.], organic salts (or complexes) [eg, C 6 H 5 CO 2 Ag, C 6 H 11 (CH 2 ) 3 CO 2 Ag, CH 3 CH (OH) CO 2 Ag, silver trifluoroacetate (CF 3 CO 2 Ag), C 2 F 5 CO 2 Ag, C 3 F 7 CO 2 Ag, carboxylates such as AgO 2 CCH 2 C (OH) (CO 2 Ag) CH 2 CO 2 Ag, p- toluenesulfonate, silver silver trifluoromethanesulfonate (CF 3 SO 3 Ag), etc. (CH 3 C (O) CHC (O) CH 3 ) Ag, (C 2 H 5 ) 2 NCS 2 Ag, phenyl silver (I), tetramesityl tetrasilver (I), butyl acetylide silver (I ), Chloro (isocyanocyclohexane) silver, (cyclopentadienyl) triphenylphosphine silver (I), bispyridine silver (I) perchlorate, (η 4 -1,5-cyclooctadiene) (1,1, 1,5,5,5-hexafluoro-2,4-pentanedionato) silver (I), bromo (tri-n-butylphosphine) silver (I), bisimidazole silver (I) nitrate, Bis (1,10-phenanthroline) silver (I) perchlorate and nitrate, 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane silver (II) perchlorate, (1,1,1,5,5 , 5-hexafluoro-2,4-pentanedionato) (N, N, N′-trimethylethylenediamine) silver (I)] and the like.
銅化合物としては、無機塩[例えば、Cu2O、CuO、Cu(OH)2、CuF2、CuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2、CuIなどの銅ハロゲン化物、CuCO3、CuCN、Cu(NO3)2、Cu(ClO4)2、Cu2P2O7、Cu2Se、CuSe、CuSeO3、CuSO4、Cu2S、CuS、Cu(BF4)2、Cu2HgI4、CuSCN、(CF3CO2)2Cu、(CF3SO3)2Cu、CuWO4、Cu2(OH)PO4などの無機酸塩など]、有機塩(または錯体)[例えば、酢酸銅(I)、酢酸銅(II)、[C6H11(CH2)3CO2]2Cu、[CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2]2Cu、(HCO2)2Cu、[HOCH2[CH(OH)]4CO2]2Cuなどのカルボン酸塩、(CH3C(O)CHC(O)CH3)2Cu、CH3(CH2)3SCu、(CH3O)2Cu]などが挙げられる。 Examples of the copper compound include inorganic salts [eg, Cu 2 O, CuO, Cu (OH) 2 , CuF 2 , CuCl, CuCl 2 , CuBr, CuBr 2 , CuI and other copper halides, CuCO 3 , CuCN, Cu (NO 3) 2, Cu (ClO 4 ) 2, Cu 2 P 2 O 7, Cu 2 Se, CuSe, CuSeO 3, CuSO 4, Cu 2 S, CuS, Cu (BF 4) 2, Cu 2 HgI 4, CuSCN, Inorganic acid salts such as (CF 3 CO 2 ) 2 Cu, (CF 3 SO 3 ) 2 Cu, CuWO 4 , Cu 2 (OH) PO 4 ], organic salts (or complexes) [eg, copper (I) acetate , copper acetate (II), [C 6 H 11 (CH 2) 3 CO 2] 2 Cu, [CH 3 (CH 2) 3 CH (C 2 H 5) CO 2] 2 Cu, (HCO 2) 2 u, [HOCH 2 [CH ( OH)] 4 CO 2] carboxylate such as 2 Cu, (CH 3 C ( O) CHC (O) CH 3) 2 Cu, CH 3 (CH 2) 3 SCu, ( CH 3 O) 2 Cu] and the like.
白金化合物としては、無機塩[例えば、PtO2、PtCl2、PtCl4、PtBr2、PtBr4、PtI2、PtI5などの白金ハロゲン化物、HPtCl6・2H2Oなどのハロゲン化白金酸、PtS2、Pt(CN)2など]、有機塩(または錯体)[例えば、(CH3C(O)CHC(O)CH3)2Pt、(C6H5CN)2PtCl2、(CH3CN)2PtCl2]などが挙げられる。 Platinum compounds include inorganic salts [for example, platinum halides such as PtO 2 , PtCl 2 , PtCl 4 , PtBr 2 , PtBr 4 , PtI 2 , PtI 5 , haloplatinic acids such as HPtCl 6 · 2H 2 O, PtS 2 , Pt (CN) 2, etc.], organic salt (or complex) [eg (CH 3 C (O) CHC (O) CH 3 ) 2 Pt, (C 6 H 5 CN) 2 PtCl 2 , (CH 3 CN) 2 PtCl 2 ] and the like.
パラジウム化合物としては、無機塩[例えば、PdO、PdCl2、PdBr2、PdI2、などのハロゲン化パラジウム、PdCN2、Pd(NO3)2、PdS、PdSO4、K2Pd(S2O3)2・H2O、塩化パラジウム酸など]、有機塩(または錯体)[例えば、Pd(CH3CO2)、プロピオン酸パラジウム(II)、(CF3CO2)2Pdなどのカルボン酸塩、(CH3C(O)CHC(O)CH3)2Pd、(C6H5CN)2PdCl2、(CH3CN)2PdCl2]などが例示できる。 Examples of the palladium compound include inorganic salts [eg, palladium halides such as PdO, PdCl 2 , PdBr 2 , PdI 2 , PdCN 2 , Pd (NO 3 ) 2 , PdS, PdSO 4 , K 2 Pd (S 2 O 3 ) 2 · H 2 O, chloropalladic acid, etc.], organic salts (or complexes) [for example, carboxylates such as Pd (CH 3 CO 2 ), palladium (II) propionate, (CF 3 CO 2 ) 2 Pd , (CH 3 C (O) CHC (O) CH 3 ) 2 Pd, (C 6 H 5 CN) 2 PdCl 2 , (CH 3 CN) 2 PdCl 2 ], and the like.
ロジウム化合物としては、無機塩[例えば、Rh2O3、RhO3、RhCl3、RhBr3、RhI3などのロジウムハロゲン化物、RhPO4、Rh2SO4など]、有機塩(または錯体)[例えば、[Rh(CH3CO2)2]2、(CF3CO2)2Rh、{[CH3(CH2)6CO2]2Rh}2、[(CF3CF2CF2CO2)2Rh]2、{[(CH3)3CCO2]2Rh}2などのカルボン酸塩、(CH3C(O)CHC(O)CH3)3Rh]などが挙げられる。 Examples of rhodium compounds include inorganic salts [eg, rhodium halides such as Rh 2 O 3 , RhO 3 , RhCl 3 , RhBr 3 , RhI 3 , RhPO 4 , Rh 2 SO 4, etc.], organic salts (or complexes) [eg, , [Rh (CH 3 CO 2 ) 2 ] 2 , (CF 3 CO 2 ) 2 Rh, {[CH 3 (CH 2 ) 6 CO 2 ] 2 Rh} 2 , [(CF 3 CF 2 CF 2 CO 2 ) 2 Rh] 2 , carboxylates such as {[(CH 3 ) 3 CCO 2 ] 2 Rh} 2 , (CH 3 C (O) CHC (O) CH 3 ) 3 Rh] and the like.
これらの金属化合物のうち、特に、光によって還元されやすい金属化合物である塩化金酸が好適に用いられる。 Of these metal compounds, chloroauric acid, which is a metal compound that is easily reduced by light, is particularly preferably used.
また、金属微粒子(ここでは、無機酸化物ゾル−ゲル成分と金属成分を含有する薄膜を反射基板に製膜する工程の時点で薄膜に含まれる金属微粒子を意味する。)としては、特定の波長λの照射によって膜中を移動できるようなものが好ましく、特にコロイド状粒子などの、10nm程度以下、特に好ましくは2nm以下の金属粒子が好ましい。例えば上記の金属化合物から金属微粒子が析出したものが挙げられる。例えば、銀や金の微粒子が好ましい。また、金属化合物と金属微粒子の混合物であってもよい。 In addition, as a metal fine particle (here, means a metal fine particle contained in a thin film at the time of forming a thin film containing an inorganic oxide sol-gel component and a metal component on a reflective substrate), a specific wavelength is used. Those which can move in the film by irradiation with λ are preferred, and metal particles such as colloidal particles of about 10 nm or less, particularly preferably 2 nm or less are preferred. For example, the thing which metal fine particles precipitated from said metal compound is mentioned. For example, silver or gold fine particles are preferable. Further, it may be a mixture of a metal compound and metal fine particles.
<無機酸化物ゾル−ゲル成分と金属成分とを含有する薄膜の製膜>
反射基板上に、無機酸化物ゾル−ゲル成分と金属成分とを含有する薄膜を製膜するために、前述のように調製された無機酸化物ゾル(ゾル溶液)と金属成分を含む塗布溶液を調製する。
<Film Formation of Inorganic Oxide Sol-Gel Component and Metal Component>
In order to form a thin film containing an inorganic oxide sol-gel component and a metal component on a reflective substrate, an inorganic oxide sol (sol solution) prepared as described above and a coating solution containing the metal component are prepared. Prepare.
上記の金属成分、または金属成分を含む溶液を前述したゾル溶液に溶解または均一に混合・分散し、塗布溶液を調製する。ゾル溶液中に含有させる金属成分の割合は、ゾルの種類などにもよるが、出発原料である無機アルコキシド100重量部に対して、例えば、0.2〜500重量部、好ましくは0.5〜400重量部、さらに好ましくは1〜200重量部程度である。 The metal component or a solution containing the metal component is dissolved or uniformly mixed and dispersed in the sol solution described above to prepare a coating solution. The ratio of the metal component to be contained in the sol solution is, for example, 0.2 to 500 parts by weight, preferably 0.5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the inorganic alkoxide as a starting material, although it depends on the kind of sol. The amount is about 400 parts by weight, more preferably about 1 to 200 parts by weight.
塗布溶液の反射基板への製膜法は、膜形成が可能であれば特に限定されず、慣用の塗布法、例えば、スピンコーティング法(回転塗布法)、ロールコーティング法、カーテンコーティング法、ディップコーティング法、キャスト法などが利用できる。塗布装置としては、上記塗布方法に対応する装置、例えば、スピンコーター、スリットコーター、ロールコーター、バーコーターなどを使用できる。 The method for forming the coating solution on the reflective substrate is not particularly limited as long as the film can be formed. Conventional coating methods such as spin coating method (rotary coating method), roll coating method, curtain coating method, dip coating are applicable. Law, cast method, etc. can be used. As the coating device, a device corresponding to the above coating method, for example, a spin coater, a slit coater, a roll coater, a bar coater or the like can be used.
次に、製膜した塗布膜を乾燥する。この乾燥工程では、ゾル溶液中に含まれていた溶媒、水、アルコキシドから脱離したアルコール、金属成分溶液中の溶媒等を蒸発させる。乾燥方法も特に限定されず、慣用の溶媒留去法、例えば、加熱による蒸発や各種エバポレーターによる真空乾燥が挙げられる。乾燥後、金属成分を含有する無機酸化物ゾル−ゲル成分の固形膜が得られる。尚、「乾燥」は、蒸発成分の少なくとも一部を除くことを意味し、固形膜は、溶媒、水、アルコキシドを含んでいてもよい。 Next, the formed coating film is dried. In this drying step, the solvent, water, alcohol desorbed from the alkoxide, the solvent in the metal component solution, and the like contained in the sol solution are evaporated. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include a conventional solvent distillation method, for example, evaporation by heating and vacuum drying by various evaporators. After drying, a solid film of an inorganic oxide sol-gel component containing a metal component is obtained. Note that “drying” means removing at least a part of the evaporation component, and the solid film may contain a solvent, water, and alkoxide.
塗布溶液の塗布から乾燥工程中に、通常の条件では、ゲル化により固形化して「無機酸化物ゲル」となっている。また、一部の無機(原子)−酸素のネットワークで構成されるゲル中にゾルが含有されていてもよい(本発明では、この状態も「無機酸化物ゲル」に含まれる。)。本発明では、乾燥工程後に無機酸化物ゲルになっていることが好ましいと考えられるが、可能であれば無機酸化物ゾルのまま(濃縮ゾル、乾燥ゾル)で存在してもよい。 During the drying process from application of the coating solution, under normal conditions, the solution is solidified by gelation to form an “inorganic oxide gel”. Further, a sol may be contained in a gel composed of a part of an inorganic (atom) -oxygen network (in the present invention, this state is also included in the “inorganic oxide gel”). In the present invention, it is considered preferable to be an inorganic oxide gel after the drying step, but if possible, it may be present as an inorganic oxide sol (concentrated sol, dry sol).
反射基板上に製膜された金属成分を含有する薄膜の厚さは、特に限定されず、用途に応じて適宜設定することができるが、本発明で製造される金属微粒子が配列した無機酸化物膜を得るためには、当該膜厚が少なくとも金属微粒子の配列間隔よりも大きいことが必要である。さらに、ゾル−ゲル法を用いて1回の製膜操作でサブミクロン以上の厚さを持つ膜を作製しようとすると、焼成過程で膜の面方向に発生する応力のため、膜に亀裂が発生することが、ゾル−ゲル法の問題点として広く知られている。厚膜化を実現するため、複数回の製膜操作を行うことも可能であるが、界面が生じて後述する光照射の操作の際に光の膜中の均一な透過に悪影響を及ぼすため、本発明においては、1回の製膜操作が好ましい。このため、反射基板上に製膜された金属成分を含有する薄膜の厚さは、例えば、50nm〜100μm、好ましくは70nm〜50μm、さらに好ましくは100nm〜10μm程度である。 The thickness of the thin film containing the metal component formed on the reflective substrate is not particularly limited and can be appropriately set according to the use, but the inorganic oxide in which the metal fine particles produced in the present invention are arranged In order to obtain a film, it is necessary that the film thickness is at least larger than the arrangement interval of the metal fine particles. In addition, if a film having a thickness of submicron or more is produced by a single film forming operation using the sol-gel method, a crack is generated in the film due to stress generated in the film surface direction during the firing process. It is widely known as a problem of the sol-gel method. In order to realize a thick film, it is possible to perform a plurality of film forming operations, but since an interface occurs and adversely affects the uniform transmission of light in the film during the light irradiation operation described later, In the present invention, one film forming operation is preferable. For this reason, the thickness of the thin film containing the metal component formed on the reflective substrate is, for example, about 50 nm to 100 μm, preferably 70 nm to 50 μm, and more preferably about 100 nm to 10 μm.
<光照射>
本発明の製造方法では、次に、反射基板上に製膜された金属成分を含有する無機酸化物ゾル−ゲル成分の膜に、特定の波長λの光を照射する。波長λは、所望の波長を選ぶことができるが、前述の金属成分がこの波長の光を受けたときに、金属微粒子の生成、金属の移動、および金属粒子の成長のいずれかが起こりうるような波長領域の中から設定する。通常、金属化合物を励起して金属微粒子へ還元するのに十分なエネルギーを有する波長領域から選ばれ、紫外から可視光領域が好ましい。具体的には、200〜600nm、好ましくは300〜500nm、より好ましくは350〜500nmの波長領域から1波長が選ばれることが好ましい。このような波長範囲では、各種金属化合物を効率良く金属微粒子へ光還元することができる。
<Light irradiation>
In the production method of the present invention, the inorganic oxide sol-gel component film containing the metal component formed on the reflective substrate is then irradiated with light having a specific wavelength λ. A desired wavelength can be selected as the wavelength λ, but when the above-described metal component receives light of this wavelength, generation of metal fine particles, movement of metal, and growth of metal particles may occur. Set from various wavelength ranges. Usually, it is selected from a wavelength region having sufficient energy to excite a metal compound and reduce it to metal fine particles, and an ultraviolet to visible light region is preferable. Specifically, it is preferable that one wavelength is selected from a wavelength region of 200 to 600 nm, preferably 300 to 500 nm, more preferably 350 to 500 nm. In such a wavelength range, various metal compounds can be efficiently photoreduced into metal fine particles.
照射する光源としては、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ(低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプなど)、重水素ランプ、UVランプ、レーザ(例えば、ヘリウム−カドミウムレーザー、エキシマーレーザーなど)等が使用できる。一実施形態においては、超高圧水銀ランプが好適である。また、なるべく半値幅の狭い1波長を照射することが好ましい。照射波長の半値幅は、好ましくは50nm、より好ましくは30nm以下、特に好ましくは20nm以下、最も好ましくは10nm以下である。半値幅を狭くするためには、市販の狭帯域バンドパスフィルターを組み合わせるのが好ましい。 Examples of light sources to be irradiated include halogen lamps, mercury lamps (low pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, ultrahigh pressure mercury lamps, etc.), deuterium lamps, UV lamps, lasers (eg, helium-cadmium lasers, excimer lasers, etc.), etc. Can be used. In one embodiment, an ultra high pressure mercury lamp is suitable. Further, it is preferable to irradiate one wavelength with a narrow half width as much as possible. The full width at half maximum of the irradiation wavelength is preferably 50 nm, more preferably 30 nm or less, particularly preferably 20 nm or less, and most preferably 10 nm or less. In order to reduce the half-value width, it is preferable to combine a commercially available narrow band-pass filter.
光照射時間は、照射光源の能力(照射強度)に大きく依存するが、反応速度と共に金属成分の移動を考慮し、生成する金属粒子の径等も考慮して決めることが好ましい。限定はされないが、1例として、500Wの高圧水銀ランプ(照射強度;165W/cm2以上)を用いる場合、照射時間は20分〜24時間、好ましくは3時間〜15時間、特に好ましくは5時間〜10時間である。 Although the light irradiation time largely depends on the ability (irradiation intensity) of the irradiation light source, it is preferable to determine the size of the generated metal particles in consideration of the reaction rate and the movement of the metal component. For example, when a 500 W high-pressure mercury lamp (irradiation intensity: 165 W / cm 2 or more) is used, the irradiation time is 20 minutes to 24 hours, preferably 3 hours to 15 hours, and particularly preferably 5 hours. -10 hours.
<配列した金属微粒子を含有する無機酸化物膜>
前記光照射工程により、金属成分を含有する薄膜中で、金属化合物から金属微粒子が生成し、あるいは金属微粒子が移動し、密集して膜面に平行な層を形成し、さらにこの層が、周期的な多層構造となる。即ち、膜の断面方向で見ると、金属が密集した金属微粒子層と、金属酸化物のみの層とが交互に積層された多層構造となっている。
<Inorganic oxide film containing arranged metal fine particles>
By the light irradiation step, metal fine particles are generated from the metal compound in the thin film containing the metal component, or the metal fine particles move and densely form a layer parallel to the film surface. A multilayer structure. That is, when viewed in the cross-sectional direction of the film, it has a multi-layer structure in which metal fine particle layers densely packed with metal and layers of only metal oxides are alternately laminated.
これは、入射光と反射光が干渉して、周期的な光強度を持つ分布を持つ定在波が生じることにより、金属化合物が移動し、その結果、多層構造が形成されたものと推定される。一方、金属微粒子を含有した薄膜内においても、定在的な電場の強度分布が生じ、同様な機構により、金属微粒子が移動し、多層構造が形成されたものと推定される。 It is presumed that the incident light and reflected light interfere to generate a standing wave with a distribution with periodic light intensity, and the metal compound moves, resulting in the formation of a multilayer structure. The On the other hand, it is presumed that a standing electric field intensity distribution also occurs in the thin film containing metal fine particles, and the metal fine particles move and a multilayer structure is formed by the same mechanism.
また、本発明の製造方法では、金属微粒子層の繰り返し距離(ピッチ)を任意に調節することができる。上記の理論に従い、無機酸化物膜の厚み方向に生じる光強度の周期を変化させるように調節することで、金属微粒子層の繰り返し距離(ピッチ)が変化する。代表的には、照射光の波長λを変えることにより調節することができる。例えば、照射光の波長を長波長とすることで金属微粒子層の繰り返し距離を長くすることができる。さら、照射光の角度を変化させることでも、金属微粒子層の繰り返し距離(ピッチ)を調節することができる。例えば、照射光の入射角を、大きくすることで金属微粒子層の繰り返し距離を長くすることができる。入射角の変化は、基板を傾ける、もしくは照射光をある角度で入射させるだけで実現できることから、非常に簡便な方法である。さらにこの方法では、金属微粒子層の繰り返し距離を、照射光の波長から独立して調節することができるので、製造時にあっては、所望の繰り返し距離(ピッチ)を得るために適した波長の光を選択することができる。そのため、照射光の波長とは異なる波長の光を選択的に反射する膜を作製することも容易である。本発明の金属微粒子が配列した無機酸化物膜では、このようにして任意制御によって、金属微粒子層の配列を決定することができる。尚、光照射後の処理等により、膜厚の収縮または増加が生じることがあり、その場合には、金属微粒子層の繰り返し距離(ピッチ)も変化することがある。 Moreover, in the manufacturing method of this invention, the repetition distance (pitch) of a metal fine particle layer can be adjusted arbitrarily. According to the above theory, by adjusting the period of the light intensity generated in the thickness direction of the inorganic oxide film, the repetition distance (pitch) of the metal fine particle layer is changed. Typically, it can be adjusted by changing the wavelength λ of the irradiation light. For example, the repetition distance of the metal fine particle layer can be increased by setting the wavelength of the irradiation light to a long wavelength. Furthermore, the repetition distance (pitch) of the metal fine particle layer can also be adjusted by changing the angle of the irradiation light. For example, the repetition distance of the metal fine particle layer can be increased by increasing the incident angle of the irradiation light. The change in the incident angle is a very simple method because it can be realized simply by tilting the substrate or making the irradiation light incident at a certain angle. Furthermore, in this method, the repetition distance of the metal fine particle layer can be adjusted independently from the wavelength of the irradiation light. Therefore, at the time of manufacture, light having a wavelength suitable for obtaining a desired repetition distance (pitch). Can be selected. Therefore, it is easy to produce a film that selectively reflects light having a wavelength different from the wavelength of irradiation light. In the inorganic oxide film in which the metal fine particles are arranged according to the present invention, the arrangement of the metal fine particle layers can be determined by arbitrary control in this way. Note that the film thickness may shrink or increase due to the treatment after the light irradiation, and in this case, the repetition distance (pitch) of the metal fine particle layer may also change.
金属微粒子層中の金属微粒子は、その生成時においては、極めて小さいものであるが、金属微粒子において通常に観察される凝集・固結により、その粒径が大きくなり、また、実質的に金属膜と見なせる態様を取ることもある。一方、金属微粒子を含有した薄膜においても、光強度を大きくすることにより、定在波として生じる電場の強度の大きい部分と小さい部分の差が大きくなり、これにより、移動できる金属微粒子の大きさは大きくなる。 The metal fine particles in the metal fine particle layer are extremely small at the time of generation, but the particle diameter becomes large due to the aggregation and consolidation normally observed in the metal fine particles, and the metal fine particles are substantially reduced. It may take the form that can be considered. On the other hand, even in a thin film containing metal fine particles, by increasing the light intensity, the difference between the portion where the electric field strength generated as a standing wave is high and the portion where the electric field strength is small becomes large. growing.
このように条件にも依存するが、通常2〜100nmである。特定の態様においては、微粒子の大部分(例えば80%以上)が50nm以下のナノレベルの粒子径を有している。 Thus, although it depends on conditions, it is usually 2 to 100 nm. In a particular embodiment, the majority (eg 80% or more) of the fine particles have a nano-level particle size of 50 nm or less.
このようにして得られた反射基板上の金属微粒子が配列した無機酸化物膜は、そのまま使用してもよいし、また剥離した後適当な基材に貼付して使用することも出来る。例えば基材として透明または不透明のフィルムまたはシート、特に樹脂製(ポリマー製)フィルムまたはシートを使用し、これに金属微粒子が配列した無機酸化物膜を貼付または積層すると、本発明の金属微粒子が配列した無機酸化物膜に機械的柔軟性および軽量性を付与することができ、取り扱い性が向上するために、種々の用途に使用できる。 The inorganic oxide film on which the metal fine particles are arranged on the reflective substrate thus obtained may be used as it is, or may be used after being peeled and attached to a suitable substrate. For example, when a transparent or opaque film or sheet, particularly a resin (polymer) film or sheet, is used as a substrate, and an inorganic oxide film in which metal fine particles are arranged is pasted or laminated, the metal fine particles of the present invention are arranged. The inorganic oxide film can be provided with mechanical flexibility and light weight, and can be used for various applications because the handleability is improved.
<無機酸化物膜の焼成>
光照射後、無機酸化物膜は、反射基板と一緒にまたは反射基板から剥離してから、加熱または焼成してもよい。加熱、焼成により、さらに重縮合反応等が進行し、膜を硬化し、緻密にすることができる。条件によってはガラス化することが可能である。硬化の方法としては、条件により種々の方法を選択することが可能であるが、加熱、又は紫外光を照射した状態での加熱等の方法が好ましく用いられる。特に、焼成炉を用いた加熱が簡便なので好ましい。この時の加熱温度については、無機マトリックスの種類に大きく依存するが、例えば100℃以上1000℃以下程度、好ましくは300℃以上900℃以下程度、より好ましくは、400℃以上800℃以下程度である。
<Baking of inorganic oxide film>
After the light irradiation, the inorganic oxide film may be heated or baked together with the reflective substrate or after being peeled from the reflective substrate. By heating and baking, a polycondensation reaction or the like further proceeds, whereby the film can be cured and densified. Depending on conditions, it can be vitrified. As a curing method, various methods can be selected depending on conditions, but a method such as heating or heating in a state irradiated with ultraviolet light is preferably used. In particular, heating using a baking furnace is preferable because it is simple. The heating temperature at this time largely depends on the type of the inorganic matrix, but is, for example, about 100 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, preferably 300 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, more preferably 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. .
本発明で製造される金属微粒子が配列した無機酸化物膜は、従来の、無機物や無機酸化物よりなる光学多層膜の代わりに使用することができる。そのため、光学材料として光学部品等への幅広い応用が可能である。 The inorganic oxide film in which the metal fine particles are produced according to the present invention can be used in place of a conventional optical multilayer film made of an inorganic substance or an inorganic oxide. Therefore, it can be widely applied to optical parts as an optical material.
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to a present Example.
(参考例1)
ソーダライムガラス上に、直流スパッタ法により200nmのアルミニウムを成膜し、さらに、13.56MHzの交流スパッタ法により10nmのシリカを成膜し、反射基板を作製した。
(Reference Example 1)
A 200 nm aluminum film was formed on soda lime glass by a direct current sputtering method, and further a 10 nm silica film was formed by a 13.56 MHz alternating current sputtering method to produce a reflective substrate.
(実施例1)
テトラエトキシシラン3.05gとメチルトリエトキシシラン4.20gの混合溶液に0.1M塩酸水溶液1.14gを加え、40℃で4時間加熱攪拌した。得られた溶液を30分静置した後、17wt%塩化金酸希塩酸溶液1.03gを滴下し、1時間攪拌した。得られた溶液を参考例1で作製した反射基板上にスピンコート(1000rpm、10秒間)した後、室温で真空乾燥した。その後、反射基板上の薄膜に対して、超高圧水銀ランプ(ウシオ電機(株)製、「マルチライト」)と狭帯域バンドパスフィルターを用いて、365nmの波長の紫外光を垂直に8時間照射した。その後、反射基板上の薄膜を焼成炉を用いて500℃で30分間加熱焼成した。
Example 1
To a mixed solution of 3.05 g of tetraethoxysilane and 4.20 g of methyltriethoxysilane was added 1.14 g of 0.1M hydrochloric acid aqueous solution, and the mixture was heated and stirred at 40 ° C. for 4 hours. The resulting solution was allowed to stand for 30 minutes, and then 1.03 g of a 17 wt% dilute hydrochloric acid solution was added dropwise and stirred for 1 hour. The obtained solution was spin-coated (1000 rpm, 10 seconds) on the reflective substrate prepared in Reference Example 1, and then vacuum-dried at room temperature. Thereafter, ultraviolet light with a wavelength of 365 nm is vertically irradiated for 8 hours to the thin film on the reflective substrate using an ultra-high pressure mercury lamp (“Multi Light” manufactured by USHIO INC.) And a narrow band-pass filter. did. Thereafter, the thin film on the reflective substrate was heated and baked at 500 ° C. for 30 minutes using a baking furnace.
得られた反射基板上の薄膜断面の透過型電子顕微鏡(TEM)写真を図1に示す。シリカ中に金微粒子がおよそ100nm(幾何学的距離)の間隔で基板と平行方向に層状に配列していることを確認した。また、金粒子の多くは10nm以下の粒径を持つことが観察された。 A transmission electron microscope (TEM) photograph of the cross section of the thin film on the obtained reflective substrate is shown in FIG. It was confirmed that gold fine particles were arranged in a layered manner in the direction parallel to the substrate at intervals of about 100 nm (geometric distance) in silica. It was also observed that many of the gold particles have a particle size of 10 nm or less.
さらに、得られた反射基板上の薄膜断面の透過型電子顕微鏡(TEM)写真を画像解析ソフト(NIH Image(ImageJ))で処理し、図1中のA面からの距離とその位置に存在する金属粒子の個数との関係をB面(A面からの距離;1000nm)に至るまで、表したグラフを図2に示す。グラフは一定の周期で極大値を示しており、シリカ中に金微粒子が基板と平行方向に層状に配列していることが確認された。 Further, a transmission electron microscope (TEM) photograph of the cross-section of the thin film on the obtained reflective substrate is processed with image analysis software (NIH Image (ImageJ)), and the distance from the A surface in FIG. A graph showing the relationship with the number of metal particles up to the B-plane (distance from the A-plane; 1000 nm) is shown in FIG. The graph showed a maximum value at a constant period, and it was confirmed that gold fine particles were arranged in layers in a direction parallel to the substrate in silica.
(比較例1)
テトラエトキシシラン3.02gとメチルトリエトキシシラン4.23gの混合溶液に0.1M塩酸水溶液1.07gを加え、40℃で4時間加熱攪拌した。得られた溶液を30分静置した後、17wt%塩化金酸希塩酸溶液1.09gを滴下し、1時間攪拌した。得られた溶液を反射金属層のない、ガラス基板上にスピンコート(1000rpm、10秒間)した後、室温で真空乾燥した。その後、ガラス基板上の薄膜に対して、超高圧水銀ランプ(ウシオ電機(株)製、「マルチライト」)と狭帯域バンドパスフィルターを用いて、365nmの波長の紫外光を垂直に8時間照射した。その後、ガラス基板上の薄膜を焼成炉を用いて500℃で30分間加熱焼成した。
(Comparative Example 1)
To a mixed solution of 3.02 g of tetraethoxysilane and 4.23 g of methyltriethoxysilane was added 1.07 g of 0.1M hydrochloric acid aqueous solution, and the mixture was heated and stirred at 40 ° C. for 4 hours. The resulting solution was allowed to stand for 30 minutes, and then 1.09 g of a 17 wt% chloroauric acid dilute hydrochloric acid solution was added dropwise and stirred for 1 hour. The obtained solution was spin-coated (1000 rpm, 10 seconds) on a glass substrate without a reflective metal layer, and then vacuum-dried at room temperature. After that, ultraviolet light with a wavelength of 365 nm is vertically irradiated for 8 hours to the thin film on the glass substrate using an ultra-high pressure mercury lamp (USHIO INC., “Multi Light”) and a narrow band-pass filter. did. Thereafter, the thin film on the glass substrate was baked at 500 ° C. for 30 minutes using a baking furnace.
得られたガラス基板上の薄膜断面の透過型電子顕微鏡(TEM)写真を図3に示す。実施例1で作製した構造体と比較してシリカ中の金微粒子の分布には規則性が存在せず、金微粒子がほぼ均一にシリカ膜中に分散していることが観察された。 The transmission electron microscope (TEM) photograph of the thin film cross section on the obtained glass substrate is shown in FIG. Compared with the structure produced in Example 1, there was no regularity in the distribution of the gold fine particles in the silica, and it was observed that the gold fine particles were almost uniformly dispersed in the silica film.
さらに、得られた反射基板上の薄膜断面の透過型電子顕微鏡(TEM)写真を画像解析ソフト(NIH Image(ImageJ))で処理し、図3中のA面からの距離とその位置に存在する金属粒子の個数との関係をB面(A面からの距離;1000nm)に至るまで、表したグラフを図4に示す。グラフは実施例1で解析したものと比較して明確な規則性を示しておらず、シリカ中に金微粒子がほぼ均一に分散していることが確認された。 Further, a transmission electron microscope (TEM) photograph of the cross-section of the thin film on the obtained reflective substrate is processed with image analysis software (NIH Image (ImageJ)), and exists at the position and the distance from the A surface in FIG. FIG. 4 shows a graph representing the relationship with the number of metal particles up to the B-plane (distance from the A-plane; 1000 nm). The graph does not show clear regularity as compared with that analyzed in Example 1, and it was confirmed that the gold fine particles were dispersed almost uniformly in the silica.
Claims (13)
前記反射基板上の薄膜に、特定の波長の光を照射する工程(B)と
を含むことを特徴とする、配列した金属微粒子を含有する無機酸化物膜の製造方法。 A step (A) of forming a thin film containing an inorganic oxide sol-gel component and a metal component on a reflective substrate;
And (B) irradiating the thin film on the reflective substrate with light having a specific wavelength. A method for producing an inorganic oxide film containing arranged metal fine particles.
MR1 x(OR2)m−x ・・・(I)
(式中、MはSi、Ti、Al、Zr、B、Ta、P、Li、Na、Ga、Ge、SbおよびVからなる群より選ばれる元素を示し、R1は置換基を有しても良いアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアシル基を示し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を示し、mは元素Mの価数、xは0〜(m−1)の整数を示す。但し、R1およびR2は、それぞれ式中に2つ以上存在するときは、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。) The said inorganic alkoxide is represented by the following general formula (I), The manufacturing method of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
MR 1 x (OR 2) m -x ··· (I)
(Wherein M represents an element selected from the group consisting of Si, Ti, Al, Zr, B, Ta, P, Li, Na, Ga, Ge, Sb and V, and R 1 has a substituent. Represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group or an acyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, m represents a valence of the element M, and x represents 0 to (m -1) represents an integer, provided that when two or more of R 1 and R 2 are present in the formula, they may be the same or different from each other.
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