JP6663079B2 - 金被覆銀平板状粒子、金被覆銀平板状粒子分散液及びその製造方法、塗布膜、並びに、反射防止光学部材 - Google Patents
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Description
また、銀粒子に対しては酸化に対する安定性を向上させるため、粒子表面を金被覆することが行なわれている。
特許第563608号公報には、耐光性改良を目的として、銀平板状銀粒子の表面及び表面から2〜4原子層まで、銀より貴な金属を10−3原子%〜5原子%含有させる技術が開示されている。
本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、酸化耐性に優れた金被覆銀平板状粒子含む分散液を高い生産性で製造しうる製造方法を提供することである。
また、本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、酸化耐性に優れた塗布膜、及び、この塗布膜を用いた酸化耐性に優れた反射防止光学部材を提供することである。
<1> 銀平板状粒子と金被覆層とを有し、粒子の主平面における金被覆層の平均厚みが0.1nm以上2nm以下であり、かつ粒子の端面における金被覆層の平均厚みに対する粒子の主平面における金被覆層の平均厚みの比が0.02以上である、金被覆銀平板状粒子。
<2> 主平面における金被覆層の平均厚みが0.7nm以上1.5nm以下であり、かつ粒子の端面における金被覆層の平均厚みに対する粒子の主平面における金被覆層の平均厚みの比が0.02以上である、<1>に記載の金被覆銀平板状粒子。
<3> アスペクト比が、2〜80である<1>又は<2>に記載の金被覆銀平板状粒子。
<5> 銀濃度が2mmol/L以上である<4>に記載の金被覆銀平板状粒子分散液。
<6> 更に、銀イオンとの溶解度積pKspが14以上であり、かつ還元電位が700mV未満である有機成分を含む<4>又は<5>に記載の金被覆銀平板状粒子分散液。
<9> 金被覆処理工程において、金塩の添加量に対する金イオンとの形成錯体の還元電位が0.5V以下となる錯化剤の添加量は、mol比率で、2.5以上10以下の範囲となる量である、<7>又は<8>に記載の金被覆銀平板状粒子分散液の製造方法。
<10> 金被覆処理工程の後に、金被覆銀平板状粒子分散液に、銀イオンとの溶解度積pKspが14以上であり、かつ還元電位が700mV未満である有機成分を添加する、<7>〜<9>のいずれか1つに記載の金被覆銀平板状粒子分散液の製造方法。
<12> 更に、銀イオンとの溶解度積pKspが14以上であり、かつ還元電位が700mV未満である有機成分を含む、<11>に記載の塗布膜。
<13> 可視光の入射光の反射を防止する反射防止光学部材であり、
透明基材と、<11>又は<12>に記載の塗布膜である金属微粒子含有層と、誘電体層とをこの順に積層してなる積層構造を有し、金被覆銀平板状粒子の主平面が、金属微粒子含有層の表面に対して0°〜30°の範囲で面配向し、金属微粒子含有層中において、複数の金被覆銀平板状粒子は導電路を形成することなく配置され、誘電体層の厚みが、入射光が誘電体層の表面側から積層構造へ入射する場合の誘電体層の表面における反射光を、誘電体層と金属微粒子含有層との界面における反射光と干渉させて打ち消すことができる厚みである、反射防止光学部材。
本発明の他の実施形態によれば、酸化耐性に優れた金被覆銀平板状粒子含む分散液を高い生産性で製造しうる製造方法を提供することができる。
また、本発明の他の実施形態によれば、酸化耐性に優れた塗布膜、及び、この塗布膜を用いた反射防止光学部材を提供することができる。
以下に記載する説明は、本開示の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本開示はそのような実施態様に限定されるものではない。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示の金被覆銀平板状粒子は、銀平板状粒子と金被覆層を有し、粒子の主平面における金被覆の平均厚みが0.1nm以上2nm以下であり、かつ粒子の端面における金被覆層の平均厚みに対する粒子の主平面における金被覆層の平均厚みの比が0.02以上である。本開示の金被覆銀平板状粒子は銀平板状粒子を金被覆処理して、その表面に金被覆銀層を形成した粒子である。
また、本開示の金被覆銀平板状粒子分散液は、上記の金被覆銀平板状粒子と分散媒体とを含む分散液である。
本開示の特定平板状粒子は、銀平板状粒子と金被覆層とを有し、粒子の主平面における金被覆層の平均厚みを0.1nm以上2nm以下とし、かつ粒子の端面における金被覆層の平均厚みに対する粒子の主平面における金被覆層の平均厚みの比を0.02以上としたことにより、従来に比して優れた酸化耐性を発揮しうる。
金被覆層の厚みの比が0.02以上であると優れた酸化耐性が発揮される。
平板状粒子の形状は、平板状であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。特定平板状粒子の形状は、金被覆前の銀平板状粒子の形状を反映する。
平板状粒子において、平均円相当径とは、透過型電子顕微鏡(TEM)で平板状粒子を観察して得た像から任意に選んだ個数の粒子の主平面の直径(最大長さ)の平均値を意味する。
円相当径は、個々の平板状粒子の投影面積と等しい面積を有する円の直径で表される。個々の特定平板状粒子の投影面積は、電子顕微鏡写真上での面積を測定し、撮影倍率で補正する公知の方法により得ることができる。
本明細書における平板状粒子の平均粒子径(平均円相当径)は、200個の平板状粒子の円相当径Dの粒径分布(粒度分布)が得られ、算術平均を計算することにより得られる。平板状粒子の粒度分布における変動係数は、粒度分布における標準偏差を前述の平均粒子径(平均円相当径))で割った値(%)として求めることができる。
平板状粒子の厚みは、平板状粒子の主平面間距離に相当し、例えば、図1A及び図1Bにaとして示す距離である。
平板状粒子の厚みは、原子間力顕微鏡(AFM)により測定することができる。
AFMによる平均粒子厚みの測定方法としては、例えば、ガラス基板に平板状粒子を含有する粒子分散液を滴下し、乾燥させて、粒子1個の厚みを測定する方法などが挙げられる。
平板状粒子において、アスペクト比とは、平板状粒子の平均粒子径を平板状粒子の平均粒子厚みで除算した値を意味する。例えば、平板状粒子が円形状である場合、アスペクト比は、図1Aに示す直径Dを厚みaで除算した値(D/a)である。平板状粒子が六角形状である場合、アスペクト比は、図1Bに示すように六角形状の平板状粒子の平面の面積を同面積の円で近似したときの直径D(円相当径D)を厚みaで除算した値(D/a)である。
特定平板状粒子のアスペクト比は、2〜80であることが好ましく、4〜60がより好ましく、10〜40がさらに好ましい。
また、金被覆性及び平板状粒子の光学的特性保持の観点からは、金被覆される前の銀平板状粒子のアスペクト比は、2〜80であることが好ましく、4〜60がより好ましく、10〜40さらに好ましい。
本開示の金被覆銀平板状粒子分散液(特定粒子分散液)は、上記の特定平板状粒子と分散媒体とを含む分散液である。
特定有機成分の還元電位は「電気化学測定法」(1984年,藤嶋昭ら著)pp.150−167に記載のサイクリックボルタメトリー測定を参照して測定した値である。
本開示の金被覆銀平板状粒子の製造方法は、銀平板状粒子製造工程と金被覆処理工程と有し、上記の特定粒子分散液を得る製造方法であり、銀平板状粒子製造工程は、水、銀塩、分散剤及び還元剤を含む混合液を作製する工程と、混合液を作製する工程で得た混合液中に、固体状態の他の銀塩を混在させる工程と、を含み、銀平板状粒子分散液を得る工程であり、かつ、金被覆処理工程は、水、金、及び金との形成錯体の還元電位が0.5V以下となる錯化剤を含む金被覆処理液を、銀平板状粒子分散液に添加して、金被覆銀平板状粒子分散液を得る工程である。
銀平板状粒子製造工程は、少なくとも、水、銀塩、分散剤及び還元剤を含む混合液を作製する工程(以下、混合液作製工程と称する。)と、混合液作製工程で得た混合液中に、固体状態の他の銀塩を混在させる工程(以下、混在工程と称する。)と、を含み、銀平板状粒子分散液を得る工程である。
混合液作製工程は、水中に、銀塩、分散剤及び還元剤を含む混合液を作製する工程である。
混合液作製工程において、水中の銀塩に由来する銀イオンが還元剤により還元されて、核となる銀粒子が形成され、成長する。
混合液作製工程において、(i)水に分散剤及び還元剤を添加した水溶液を作製し、該水溶液に所定の割合で銀塩水溶液を添加する、(ii)水に分散剤及び銀塩を添加した水溶液を作製し、該水溶液に所定の割合で還元剤水溶液を添加する、又は、(iii)水に分散剤を添加した水溶液を作製し、この水溶液に所定の割合で銀塩水溶液及び還元剤水溶液を添加する、ことにより銀粒子を得ることが好ましい。
混合液の溶媒としては、水を含む溶媒であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水を70質量%以上含む溶媒が好ましく、水を90%以上含む溶媒であることがより好ましい。水以外の溶媒としては、メタノール、エタノール等のアルコール類、ポリエチレングリコール(PEG)などのグリコール類、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。
混合液作製工程で使用する銀塩としては、水に溶解するものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。銀塩としては、例えば、硝酸銀、過塩素酸銀、等が挙げられる。これらの銀塩は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
混合液における銀塩の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、混合液100質量部に対して、0.0001質量部〜10質量部が好ましく、0.0005質量部〜1質量部がより好ましく、0.001質量部〜0.1質量部が特に好ましい。
混在工程は、混合液作製工程で作製した混合液中に、固体状態の他の銀塩を混在させる工程である。すなわち、混在工程において、少なくとも1回以上、他の銀塩が固体状態で存在する。
他の銀塩が「固体状態」であるとは、他の銀塩における銀イオンの濃度と、他の銀塩におけるリガンドの濃度との積が、銀イオンとリガンドとの溶解度積(Ksp)よりも大きく、水に溶解しないことを意味する。
混在工程では、混合液作製工程で作製された混合液に、水、分散剤、還元剤、銀塩、リガンド及びpH調整剤の少なくとも1種が、任意の量、タイミング、又は混合比で添加されて、銀粒子が成長する。
混在工程を経ることにより、所定の形状の銀平板状粒子を簡便に製造することができる。
これらの中でも、固体状態の他の銀塩(銀塩固体物)の分散液を添加する態様、すなわち、銀塩含有水溶液とリガンド含有水溶液との混合により生成された他の銀塩(銀塩固体物)の分散液を混合液(反応釜)に添加する態様、混合液(反応釜)に他の銀塩(銀塩固体物)粉末の水分散液を添加する態様、が好ましい。
混合液の温度が、0℃以上であると、溶液が固まり難く、100℃以下であると、銀粒子の粒子サイズが揃い易くなる。一方、混合液の温度が、上記の特に好ましい範囲内であると、粒子サイズの均一性の点で有利である。
固体状態の他の銀塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、亜硫酸銀、塩化銀、酸化銀、等が挙げられる。
固体状態の他の銀塩(銀塩固体物)の濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1mmol/L〜10,000mmol/Lが好ましく、2mmol/L〜5,000mmol/Lがより好ましく、5mmol/L〜2,000mmol/Lが特に好ましい。
濃度が、1mmol/L以上であると、固体状態が良好に維持され、10,000mmol/L以下であると、銀粒子の粒子サイズが揃い易くなる。一方、濃度が上記の特に好ましい範囲内であると、粒子サイズの均一性及び生産性の点で有利である。
銀塩固体物は、沈殿していてもよく、分散していてもよい。
溶解度積(Ksp)が、10−30以上であると(pKspが30を超えると)、難溶性の銀塩固体物が生成し難くなり、還元反応が進行し易い、10−3以下であると(pKspが3未満であると)、銀塩固体物を得るために、リガンドの添加量を抑制できる傾向となる。
リガンドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Cl−、Br−、I−、CN−、SCN−、SeCN−、SO3 2−、S2−、OH−、CrO4 2−、CH3COO−、PO4 3−、CO3 2−、シュウ酸、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、ジメチルジチオカルバミド酸、等が挙げられる。
下記の表1に、各リガンドと銀イオンとのpKspを示す(pKsp=−log(Ksp))。
混在工程は、複数の工程に分割されていてもよい。
銀濃度が、2mmol/Lを超えると、生産性がより向上する。一方、銀濃度が上記のより好ましい範囲内であると、生産性の点で有利である。
なお、「銀濃度」とは、混合液中の銀イオンと、析出した銀とを両方足した銀の濃度値である。また、この銀濃度は、混在工程時において固体状態の他の銀塩を混在させた混合液における銀の濃度であって、混在工程後に実施される遠心分離、限外濾過、などによって濃厚化したときの濃度ではない。
混在工程で使用する分散剤としては、水に溶解するものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゼラチン、クエン酸ナトリウム、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリカルボン酸、ポリアクリル酸などが挙げられる。これらの分散剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
分散剤を、2種以上を含む場合、分散剤におけるゼラチン等の高分子分散剤の含有量が1質量%以上であることが好ましい。ゼラチン等の高分子分散剤の含有量が1質量%未満であると、分散性が低下し、凝集してしまうことがある。
分散剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、全銀塩100質量部に対して、0.00001質量部〜10,000質量部が好ましく、0.0001質量部〜5,000質量部がより好ましく、0.001質量部〜1,000質量部が特に好ましい。
分散剤の含有量が、0.00001質量部以上であると、凝集を抑制し易く、10,000質量部以下であると、銀粒子の粒子サイズが揃い易い。一方、分散剤の含有量が、上記の特に好ましい範囲内であると、凝集防止の点で有利である。
還元剤としては、水に溶解するものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、ハイドロ(ヒドロ)キノンスルホン酸又はその塩、アスコルビン酸又はその塩、ジメチルアミノボラン、などが挙げられる。これらの還元剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
還元剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、混合液100質量部に対して、0.0001質量部〜100質量部が好ましく、0.0005質量部〜50質量部がより好ましく、0.001質量部〜10質量部が特に好ましい。
還元剤の含有量が、0.0001質量部以上であると、還元反応が進み易く、100質量部以下であると、銀粒子の粒子サイズが揃い易い。一方、還元剤の含有量が上記の特に好ましい範囲内であると、平板化率及び銀粒子のサイズ分布の点で有利である。
本開示の製造方法においては、銀平板状粒子製造工程の後であって、金被覆処理工程の前に、銀平板状粒子製造工程により得た銀平板状粒子分散液に、銀平板状粒子の端面吸着剤を添加することが好ましい。端面吸着剤を用いることにより、後述する金被覆処理工程において、銀平板状粒子の端面における金被覆層の形成を促進しうることから、銀平板状粒子の主平面及び端面の双方に、より均一な金被覆層を形成することができる。
これらの端面吸着剤はアミン構造を有しており、このアミン構造を介して銀平板状粒子の端面における{111}面に端面吸着剤が選択に吸着することで、端面における金被覆層の形成性が向上すると考えている。
金被覆処理工程は、水、金塩、及び金イオンとの形成錯体の還元電位が0.5V以下となる錯化剤(以下、「特定錯化剤」とも称する。)を含む金被覆処理液(以下、単に「金被覆処理液」とも称する。)に、上記の銀平板状粒子製造工程により得られた銀平板状粒子分散液を混合して、特定平板状粒子の分散液を得る工程である。
金被覆処理液は、水、金塩、及び特定錯化剤を含み、還元剤、pH緩衝剤及びpH調整剤を含むことが好ましく、更に、錯体安定化剤、分散剤等の他の成分を含んでいてもよい。
金被覆処理液が含む金塩としては、水溶性金塩化合物の少なくとも1種であることが好ましい。水溶性金塩化合物はとしては、例えば、シアン化金(I)カリウム、シアン化金(II)カリウム、亜硫酸金(I)ナトリウム、塩化金(III)酸ナトリウム、塩化金(III)酸カリウム等が挙げられ、安定性、供給性、価格の観点からは、塩化金(III)酸ナトリウムが特に好ましい。
水溶性金塩化合物は、金被覆処理液における金の添加量が上記の範囲になるように用いることが好ましい。
金被覆処理液は、金イオンとの形成錯体の還元電位が0.5V以下となる錯化剤(特定錯化剤)を少なくとも1種含む。特定錯化剤としては、金イオンとの形成錯体の還元電位が0.5V以下となる化合物であれば特に限定されない。特定錯化剤の使用は、金還元の還元電位を下げること、すなわち、金被覆処理において、ゆっくりと金を還元させることができ、均一な金被覆に寄与する。
金被覆処理液は、水を主溶媒として含む。ここで、主溶媒とは、金被覆処理液中における含有量が60質量%以上となる溶媒を意味する。
金被覆処理液における水の含有量に特に制限はないが、80質量%以上含まれることが好ましく、90質量%〜99.9質量%がよりが好ましい。
金被覆処理液は、水以外の溶媒を含んでいてもよい。
金被覆処理液は、還元剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。
還元剤としては、金被覆処理に適用可能であり、水に溶解する還元剤であれば、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。
還元剤としては、例えば、アスコルビン酸又はその塩、水素化ホウ素ナトリウム、ハイドロ(ヒドロ)キノンスルホン酸又はその塩、ジメチルアミノボラン等が挙げられる。
金被覆処理液は、水、金塩、及び特定錯化剤以外のその他の成分を含んでもよい。
その他の成分の例としては、グリシン、アラニン等のアミノ酸;N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)グリシン、N−シクロヘキシル−2−ヒドロキシ−3−アミノプロパンスルホン酸、N−シクロヘキシル−2−アミノエタンスルホン酸等のグッド緩衝剤などの酸解離定数が8以上のpH緩衝剤;水酸化ナトリウム等のpH調整剤;錯体安定化剤;分散剤;等が挙げられ、これらの成分の1種又は2種以上を任意に選択して用いることができる。
金被覆処理液の調製は、金被覆処理液に含まれる各成分を混合して調製すればよい。
好ましくは、予め、水、水溶性金塩化合物及び特定錯化剤を含む混合液(金還元液)を調製し、この金還元液と、水、還元剤、及びその他の任意成分と、を混合して、金被覆処理液を調製する態様である。
還元剤等の金還元液以外の成分は、そのまま用いてもよいし、水等の任意の溶媒に溶解した溶液の形態に調製してから用いてもよい。
金被覆処理工程における金被覆処理は、金被覆処理液と、銀平板状粒子製造工程で得た銀平板状粒子分散液と、を混合することにより行なう。銀平板状粒子製造工程で得た銀平板状粒子分散液に対して、本開示に係る金被覆処理液を用いて金被覆処理を行なうことで、銀平板状粒子の主平面及び端面の双方に均一な金被覆層が形成される。
金被覆処理液に銀平板状粒子分散液を混合した後の混合液は、加熱処理することが好ましい。加熱温度としては、25℃〜80℃が好ましく、30℃〜70℃がより好ましい。加熱時間としては、0.5hr〜8hrが好ましく、1hr〜6hrがより好ましい。
加熱処理は任意の攪拌手段を用いて攪拌しながら行なうことが好ましい。
特定有機成分及び分散液における含有量の詳細は、本開示の特定粒子分散液の説明において既述した事項と同一の事項が適用される。
本開示の塗布膜は、既述した本開示の特定平板状粒子を含む塗布膜であり、本開示の特定平板状粒子を含むことから優れた酸化耐性を奏する。
特定有機成分の詳細は、本開示の特定粒子分散液の説明にて既述した事項と同一の事項が適用される。
塗布膜における特定有機成分の含有量としては、酸化耐性及び特定平板状粒子の凝集抑制の観点から、特定粒子分散液中の銀の質量に対して、1質量%〜65質量%が好ましく、5質量%〜39質量%がより好ましく、7質量%〜26質量%が更に好ましい。
例えば、反射防止光学部材に適用した場合の厚み、透過率などの各性状については、後述する本開示の反射防止光学部材の項にて説明する事項とすることができる。
本開示の反射防止光学部材は、可視光の入射光の反射を防止する反射防止光学部材であり、透明基材と、本開示の塗布膜である金属微粒子含有層と、誘電体層とをこの順に積層してなる積層構造を有し、金被覆銀平板状粒子の主平面が、金属微粒子含有層の表面に対して0°〜30°の範囲で面配向し、金属微粒子含有層中において、複数の金被覆銀平板状粒子は導電路を形成することなく配置され、誘電体層の厚みが、入射光が誘電体層の表面側から積層構造へ入射する場合の誘電体層の表面における反射光を、誘電体層と金属微粒子含有層と界面における反射光と干渉させて打ち消すことができる厚みである、反射防止光学部材である。
また、誘電体層14の厚み14aは、入射光が誘電体層14の表面側から積層構造へ入射する場合の誘電体層14の表面における反射光LR1が、誘電体層14と金属微粒子含有層12との界面における反射光LR2と干渉して打ち消される厚みである。
また、反射防止効果としては、例えば、液晶ディスプレイ等の反射防止に用いる場合には、反射率0.5%以下の波長域が100nm以上の範囲に亘っていることが好ましい。
以下、本開示の光学部材の各要素についてより詳細に説明する。
透明基材10としては、所定の媒質の屈折率n0より大きい第1の屈折率n1を有する所定波長の入射光に対し光学的に透明なものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、反射防止をしたい波長が可視光域である場合には。透明基材としては、可視光線透過率が70%以上のもの、好ましくは80%以上のもの、反射防止をしたい波長が近赤外域である場合には、近赤外線域の透過率が高いものを用いればよい。
透明基材の形状としては、例えば、フィルム状、平板状などが挙げられる。透明基材の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、大きさは、用途に応じて定めればよい。
透明基材の材料としては、例えば、ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチルペンテン−1、ポリブテン−1等のポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポリエチレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロースアセテート等のセルロース系樹脂などからなるフィルム又はこれらの積層フィルムが挙げられる。これらの中でも、特にトリアセチルセルロース(TAC)フィルム、又はポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが好適である。
金属微粒子含有層12は、既述の本開示の塗布膜を金属微粒子含有層に適用して構成したものであり、特定平板状粒子及びその他の成分を含有して構成される。
金属微粒子含有層12は、バインダ28中に複数の特定平板状粒子20が含有されてなる層である。金属微粒子含有層12においては、特定平板状粒子は、平面視において、層中にランダム(すなわち、非周期的に)に配置されている。
金属微粒子含有層12は、本開示の反射防止光学部材の効果を損なわない限りにおいて、特定平板状粒子20以外の金属微粒子を含有してもよいが、金属微粒子含有層12に含まれる複数の金属微粒子の総数の60個数%以上が、特定平板状粒子20であり、65個数%以上、さらには70個数%以上が、特定平板状粒子20であることが好ましい。特定平板状粒子20の割合が、60個数%以上であると、酸化耐性をより確保できる傾向となる。
金属微粒子含有層12中において、特定平板状粒子20の主面は金属微粒子含有層12の表面に対して0°〜30°の範囲で面配向している。すなわち、図4において、金属微粒子含有層12の表面と、特定平板状粒子20の主平面(円相当径Dを決める面)又は主平面の延長線とのなす角度(±θ)が0°〜30°である。角度(±θ)が0°〜20°の範囲で面配向していることがより好ましく、0°〜10°の範囲で面配向していることが特に好ましい。反射防止光学部材の断面を観察した際、特定平板状粒子20は、図4に示す傾角(±θ)が小さい状態で配向していることがより好ましい。θが±30°を超えると、反射防止光学部材における可視光線の吸収が増加してしまう傾向がある。
図5A〜図5Dは、金属微粒子含有層12における特定平板状粒子20の分布状態を模式的に示した平面図である。図中白抜き部分が特定平板状粒子20である。図5Aでは複数の特定平板状粒子20が面方向において全て(100%)孤立して分布されている。図5Bは複数の特定平板状粒子20のうち50%が孤立し、他の50%が隣接粒子と接触して部分的な連結状態24で分布している状態を示す。図5Cは複数の特定平板状粒子20のうち10%のみが孤立して存在し、他は隣接粒子と接触して部分的な連結状態24で分布している状態を示す。図5Aに示すように、特定平板状粒子20は互いに孤立していることが最も好ましいが、10%以上が孤立して配置されていれば十分に反射防止効果を得ることができる。他方、図5Dは複数の特定平板状粒子20のうち2%のみが孤立した場合の特定平板状粒子の分布を示すものであり、図5Dにおいては、画像中の一端から他端へ特定平板状粒子20が連結して導電路26が形成されている。このように導電路26が形成されると、特定平板状粒子による可視光域波長の吸収率が上昇し、反射率も増加する。従って、本開示の反射防止用部材においては、図5A〜図5Cに示すように、少なくとも特定平板状粒子20により導電路が形成されてない状態である。
図6及び図7は、本開示の反射防止光学部材において、特定平板状粒子20の金属微粒子含有層28における存在状態を示した概略断面図である。
図6は、金属微粒子含有層の厚みdがd>D/2である場合を表した模式図であり、特に特定平板状粒子の80個数%以上がfの範囲に含まれており、f<d/2であることを表した図である。
金属微粒子含有層12は、へイズ値(%)が、0.1%〜10.0%が好ましく、0.1%〜5%がより好ましく、0.1%〜3%がさらに好ましい。
ヘイズ値は、ヘイズメーター(NDH−5000、日本電色工業株式会社製)を用いて測定した値である。
反射防止光学部材を上から見た時の基材の面積X(金属微粒子含有層に対して垂直方向から見たときの金属微粒子含有層の全投影面積X)に対する特定平板状粒子の面積の合計値Yの割合である面積率〔(Y/X)×100〕としては、5%以上が好ましく、10%以上70%未満がより好ましい。面積率が、5%以上であれば十分な反射防止効果が得られる。面積率が70%未満であれば、導電路が形成せず、可視光の吸収と反射を抑制して透過率の低下を抑制することができる。
金属微粒子含有層における特定平板状粒子の配列は均一であることが好ましい。ここで言う配列の均一とは、各粒子に対する最近接粒子までの距離(最近接粒子間距離)を粒子の中心間距離で数値化した際、各々の粒子の最近接粒子間距離の変動係数(=標準偏差÷平均値)が小さいことを指す。最近接粒子間距離の変動係数は小さいほど好ましく、好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、理想的には0%である。最近接粒子間距離の変動係数が大きい場合には、金属微粒子含有層内で特定平板状粒子の粗密や粒子間の凝集が生じ、ヘイズが悪化する傾向がある。最近接粒子間距離は金属微粒子含有層塗布面をSEMなどで観察することにより測定が可能である。
金属微粒子含有層12におけるバインダ28は、ポリマーを含むことが好ましく、透明ポリマーを含むことがより好ましい。ポリマーとしては、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、(飽和)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ゼラチンやセルロース等の天然高分子等の高分子などが挙げられる。その中でも、主ポリマーがポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、(飽和)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂であることが好ましく、ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂であることが特定平板状粒子の80個数%以上を金属微粒子含有層の表面からd/2の範囲に存在させやすい観点からより好ましい。
また、本明細書中、金属微粒子含有層に含まれる主ポリマーとは、金属微粒子含有層に含まれるポリマーの50質量%以上を占めるポリマー成分のことを意味する。
バインダの屈折率nは、1.4〜1.7であることが好ましい。
金属微粒子含有層12は、既述の銀イオンとの溶解度積pKspが14以上であり、かつ還元電位が700mV未満である有機成分(特定有機成分)を含むことが好ましい。
特定有機成分の詳細は、本開示の特定粒子分散液の説明にて既述した事項と同一の事項が適用される。
金属微粒子含有層12は、他の添加剤を含有していてよく、例えば、酸化防止剤、界面活性剤、金属酸化物粒子等の無機粒子、各種の水溶性溶媒、硫化防止剤、腐食防止剤、粘度調整剤、防腐剤などが例示される。
誘電体層14の厚み14aは、既述の通り、誘電体層14の表面からの入射光の誘電体層14における反射光LR1が、入射光Lの金属微粒子含有層12における反射光LR2と干渉して打ち消される厚みである。ここで、「反射光LR1が、入射光Lの金属微粒子含有層12における反射光LR2と干渉して打ち消される」とは、反射光LR1と反射光LR2とが互いに干渉して全体としての反射光を低減することを意味し、完全に反射光がなくなる場合に限定されるものではない。
誘電体層14は、低屈折率層として構成してもよい。
原理的には誘電体層14の厚みとしては、光路長λ/8が最適であるが、金属微粒子含有層の条件によって、λ/16〜λ/4程度の範囲で最適値は変化するため、層構成に応じて適宜設定すればよい。
誘電体層14は、所定の媒質の屈折率より大きい第2の屈折率を有するものであればその構成材料は特に制限されない。例えば、バインダ、マット剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤及び界面活性剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。バインダとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂等の熱硬化型又は光硬化型樹脂などが挙げられる。
本開示の反射防止光学部材は、上記各層以外の他の層を備えていてもよい。他の層としては、赤外線吸収化合物含有層、赤外線吸収化合物含有層、粘着剤層、ハードコート層、紫外線吸収剤が含まれている層などが挙げられる。
本開示の反射防止光学部材は、反射防止能の向上の観点から、高屈折率層を更に有していてもよい。
また、本開示の反射防止光学部材は、熱線を遮蔽等の観点から、少なくとも1種の金属酸化物粒子を含有していてもよい。
金属微粒子含有層12の形成方法は、本開示の塗布膜が金属微粒子含有層として形成されるものであれば、特に制限はない。例えば、透明基材の表面上に、本開示の特定分散液及びその他の任意成分を用いて調製した塗布液を、ディップコーター、ダイコーター、スリットコーター、バーコーター、グラビアコーター等により塗布する方法、ラングミュア・プロジェット膜(LB膜)法、自己組織化法、スプレー塗布などの方法で面配向させる方法が挙げられる。
誘電体層14は、塗布により形成することが好ましい。このときの塗布方法としては、特に限定はなく、公知の方法を用いることができ、例えば、紫外線吸収剤を含有する分散液を、ディップコーター、ダイコーター、スリットコーター、バーコーター、グラビアコーター等により塗布する方法などが挙げられる。
ハードコート層は、塗布により形成することが好ましい。このときの塗布方法としては、特に限定はなく、公知の方法を用いることができ、例えば、紫外線吸収剤を含有する分散液を、ディップコーター、ダイコーター、スリットコーター、バーコーター、グラビアコーター等により塗布する方法などが挙げられる。
粘着層は、塗布により形成することが好ましい。例えば、透明基材、金属微粒子含有層、紫外線吸収層などの下層の表面上に積層することができる。このときの塗布方法としては、特に限定はなく、公知の方法を用いることができる。
粘着剤を予め離型フィルム上に塗工及び乾燥させたフィルムを作製しておいて、当該フィルムの粘着剤面と本発明の反射防止構造表面とをラミネートすることにより、ドライな状態のままの粘着剤層を積層することが可能である。このときのラミネートの方法としては、特に限定はなく、公知の方法を用いることができる。
[実施例1]
(1)銀平板状粒子分散液aの作製
NTKR−4製の反応容器(日本金属工業(株)製)にイオン交換水13Lを計量し、SUS316L製のシャフトにNTKR−4製のプロペラ4枚及びNTKR−4製のパドル4枚を取り付けたアジターを備えるチャンバーを用いて撹拌しながら、10g/Lのクエン酸三ナトリウム(無水物)水溶液1.0Lを添加して35℃に保温した。8.0g/Lのポリスチレンスルホン酸水溶液0.68Lを添加し、更に0.04Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いて23g/Lに調製した水素化ホウ素ナトリウム水溶液0.041Lを添加した。0.10g/Lの硝酸銀水溶液13Lを5.0L/minで添加した。
このようにして銀平板状粒子分散液aを調製した。
銀平板状粒子分散液aが含む銀平板状粒子は、平均厚みが8.3nm、平均粒子径(平均円相当径)が121.2nmの平板状粒子であり、アスペクト比は14.6であった。測定方法は、既述のとおりである。
SUS316L製の溶解タンクにイオン交換水16.7Lを計量した。SUS316L製のアジターで低速撹拌を行いながら、脱イオン処理を施したアルカリ処理牛骨ゼラチン(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)重量平均分子量:20万)1.4kgを添加した。更に、この溶解タンクに、脱イオン処理、蛋白質分解酵素処理、及び過酸化水素を用いた酸化処理を施したアルカリ処理牛骨ゼラチン(GPC重量平均分子量:2.1万)0.91kgを添加した。その後40℃に昇温し、ゼラチンの膨潤と溶解を同時に行って完全に溶解させた。
SUS316L製の溶解タンクにイオン交換水8.2Lを計量し、100g/Lの硝酸銀水溶液8.2Lを添加した。SUS316L製のアジターで高速撹拌を行いながら、この溶解タンクに、140g/Lの亜硫酸ナトリウム水溶液2.7Lを短時間で添加して、亜硫酸銀の白色沈澱物を含む混合液を調製した。この亜硫酸銀白色沈殿物混合液は、使用する直前に調製した。
次いで、上記で得た銀平板状粒子分散液a 130.4gに対し、50mMの塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAC)13.6gを添加し、銀平板状粒子分散液Aを得た。
水 266.3g、0.5mol/Lアスコルビン酸(還元剤) 177g、及び、下記の金還元液B1 608gを、反応容器に順次添加し、5分間攪拌した後、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて、pHを10以上となるように調整して、金被覆処理液B1を得た。
次いで、この反応容器内の金被覆処理液B1に、上記で得た銀平板状粒子分散液A(銀濃度:0.5質量%≒46mmol/L)144gを添加し、60℃で4時間攪拌した。
以上により、銀平板状粒子を金被覆した特定平板状粒子を含む分散液(分散液b)を得た。
容器に、水 18.2g、0.012mol/Lの塩化金酸4水和物(水溶性金化合物) 353.6g、0.2mol/Lの水酸化ナトリウム(pH調整剤) 15.6g、及び、0.1mol/Lのチオ硫酸ナトリウム(錯化剤) 220.6gを、軽く撹拌しながら順次添加し、金還元液B1を得た。
上記で得た特定平板状粒子を含む分散液bを遠沈管に800g採取して、1mol/LのNaOHおよび0.5mol/Lの硫酸のうち少なくとも一方を用いて25℃でpH=9.2±0.2に調整した。遠心分離機(日立工機(株)製himacCR22GIII、アングルローターR9A)を用いて、35℃に設定して9000rpmで60分間の遠心分離操作を行った後、上澄液を784g捨てた。沈殿した銀平板状粒子に0.2mmol/LのNaOH水溶液を加えて合計400gとし、撹拌棒を用いて手撹拌して粗分散液にした。これと同様の操作で24本分の粗分散液を調製して合計9600gとし、SUS316L製のタンクに添加して混合した。更に、このタンクに、界面活性剤であるPluronic31R1(BASF社製)の10g/L溶液(メタノール:イオン交換水=1:1(体積比)の混合液で希釈)を10mL添加した。プライミクス(株)製オートミクサー20型(撹拌部はホモミクサーMARKII)を用いて、タンク中の粗分散液と界面活性剤の混合物に9000rpmで120分間のバッチ式分散処理を施した。分散中の液温は50℃に保った。分散後、25℃に降温してから、プロファイルIIフィルター(日本ポール(株)製、製品型式MCY1001Y030H13)を用いてシングルパスの濾過を行った。
このようにして、特定平板状粒子を含む分散液bに脱塩処理及び再分散処理を施し、特定平板状粒子を含む完成品である分散液B1を得た。
分散液B1に含まれる特定平板状粒子は、平均厚みが9.1nm、平均厚みが(平均円相当径)が123.2nmの平板状粒子であり、アスペクト比は13.5であり、変動係数は19.6%であった。測定方法は、既述のとおりである。
実施例1において、錯体化剤の種類及び量、端面吸着剤の量、銀平板状粒子分散液Aの量、及び塩化金酸4水和物の量を調整して、下記表2に記載の錯体化剤の種類及び量、端面吸着剤の量、銀濃度及び金濃度となるようにした以外は、実施例1と同様にして、分散液B2〜B14及び分散液C5〜C6を得た。
実施例4において、銀平板状粒子分散液aの調製において加える亜硫酸銀白色沈殿物混合液の調製の際、100g/Lの硝酸銀水溶液の添加量を2.7Lとしたことに加え、錯体化剤の種類及び量、端面吸着剤の量、銀平板状粒子分散液Aの量、及び塩化金酸4水和物の量を調整して、下記表2に記載の錯体化剤の種類及び量、端面吸着剤の量、銀濃度及び金濃度となるようにした以外は、実施例4と同様にして分散液B15を得た。
実施例4において、銀平板状粒子分散液aの調製においてメチルヒドロキノン水溶液を添加する前に、反応容器中の液から33.1Lを抜き取ったこと以外は、実施例4と同様にして分散液B16を得た。
実施例4において、金被覆処理液の調製において、水 266.3gの代わりに、水136.3g、およびpH緩衝材として5質量%のグリシン水溶液を130g用いたこと以外は、実施例4と同様にして分散液B17を得た。
実施例4において、銀平板状粒子分散液と、金被覆処理液を混合する際に、以下のマイクロミキサーを用いたこと以外は、実施例4と同様にして分散液B18を得た。
具体的には、銀平板状粒子分散液と、金被覆処理液を、富士テクノ社製プランジャーポンプで、それぞれ8mL/min、32mL/minで送液し、EYELA社製T字型リアクター(内径0.5mm)を用いて混合した。各プランジャーポンプとリアクターは、長さ500mm、内径2mmのテフロン(登録商標)チューブで連結し、リアクターから受け容器までは長さ200mm、内径2mmのテフロン(登録商標)チューブで連結した。また、水浴を用いてリアクターを60℃に加熱した。回収した液は、60℃で4時間攪拌した。
特開2016−109550号公報の段落番号0032及び0033に記載の方法に順じ、銀濃度を、銀平板状粒子分散液aと同じ46mmol/Lとするために、各材料の添加量を260倍とし、銀平板状粒子を作製しようとしたところ、沈殿物が生じ、銀平板粒子が作製できなかった。この結果は、銀濃度が高いため、クエン酸ナトリウムの分散力では、十分に粒子の保護コロイド性が発現しなかったためであると推定した。
このため、比較例1については、金被覆処理も実施できなかった。
実施例1において調製した銀平板状粒子分散液aに対して、端面端面吸着剤の添加及び金被覆処理を行なわずに、「(4)脱塩処理及び再分散処理」と同様の処理を行なった以外は、実施例1と同様にして作製した銀平板状粒子の分散液を分散液C2として用いた。
実施例1において錯化剤を用いなかった以外は、実施例1と同様にして、金被覆銀平板状粒子分散液である分散液C3を得た。
実施例1において、錯化剤をヨウ化カリウムに変更した以外は、実施例1と同様にしてて、金被覆銀平板状粒子分散液である分散液C4を得た。
(1)金被覆状態の確認
分散液B1〜B18及び分散液C1〜C6に含まれる金被覆銀平板状粒子について、走査型電子顕微鏡(SEM、超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡:S−5200、(株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて確認した。結果を表2に示す。
分散液B1〜B18及び分散液C1〜C6に含まれる金被覆銀平板状粒子について、主平面の平均厚み(A)及び端面の平均厚み(B)を測定し、厚み比(A/B)を算出した。厚みの測定方法の詳細は、以下の通りである。結果を表1に示す。
粒子断面方向のHAADF−STEM(High-angle Annular Dark Field Scanning TEM)像を撮影し、その撮影画像中で輝度の高い金被覆層の厚みを、主平面及び端面のそれぞれについて、1粒子中5点を画像解析ツールとしてImageJを用いて測定し、計20個の粒子の厚みを算術平均することで、主平面の平均厚み(A)、端面の平均厚み(B)、及び厚み比A/Bをそれぞれ算出した。
分散液B1〜B18及び分散液C1〜C6の酸化耐性(耐H2O2性)について、以下の評価方法及び評価基準により評価した。評価レベルA又はBが実用上問題ない酸化耐性であると評価する。結果を表2に示す。
H2O2の含有量が、0質量%の液、及び、3質量%の液を、それぞれ4mLづつ計19個に小分けし、そこに分散液B1〜B18及び分散液C1〜C6の各分散液を、20μLづつ添加して、評価用サンプルを調製した。
各評価用サンプルを2hr経過させた後、各評価用サンプルの液分光吸収を分光機(U−4000形分光光度計 日立ハイテクノロジーズ社製)にて測定した。
分散液B1〜B13及び分散液C1〜C6のそれぞれについて、H2O2の含有量が0質量%の評価用サンプルと3質量%の評価用サンプルとの吸収ピーク強度 AM(Abs.Max)(0%)及びAM(3%)を求め、その強度比:AM(3%)/AM(0%)から、下記評価基準A〜Eに基づいて、酸化耐性(耐H2O2性)を判定した。
A:強度比が0.9以上1.0以下
B:強度比が0.7以上0.9未満
C:強度比が0.5以上0.7未満
D:強度比が0.3以上0.5未満
E:強度比が0以上0.3未満
得られた各分散液について、銀濃度(mmol/L)を分散液の作製時間(hr)で割ることにより、粒子の生産性(mmol/L・hr)を求めた。評価基準は以下のとおりである。この評価に優れるほど、短時間に高濃度の金被覆銀平板状粒子を含む分散液が得られ、生産性が高い。
結果を表2に示す。
(評価基準)
A:生産性が、2.5mmol/L・hr以上
B:生産性が、0.5mmol/L・hr以上2.5mmol/L・hr未満
C:生産性が、0.5mmol/L・hr未満
[実施例19]
<塗布液B1の調製>
下記表3に示す組成1にて、塗布液B1を調製した。
透明基材である易接着層付PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(U403、膜厚75μm、東レ(株)製)の表面上に、塗布液B1を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の平均厚みが30nmになるように塗布した。その後、130℃で1分間加熱し、乾燥、固化し、塗布膜B1を形成した。
実施例19において、分散液B1に換えて、分散液B2〜B14、B17〜18及び分散液C1〜C6のいずれかの分散液を用いた以外は、実施例19と同様にして、塗布液B2〜B13、14〜16及び塗布液C1〜C6を調製した。
次いで、得られた各塗布液を用いて、実施例19と同様にして塗布膜B1〜B13、18〜20及び塗布膜C1〜C6を形成した。
実施例19において、分散液B1に換えて分散液B3を用い、かつ特定有機成分1を用いなかった以外は、実施例19と同様にして、塗布液B14を調製した。
次いで、得られた塗布液を用いて、実施例19と同様にして塗布膜B14を形成した。
実施例19において、特定有機成分1(1−(5−メチルウレイドフェニル)−5−メルカプトテトラゾール)に換えて、下記表4に示す有機成分2〜4のいずれかを添加した以外は、実施例19と同様にして、塗布液B15〜B17を調製した。
次いで、得られた各塗布液を用いて、実施例19と同様にして、塗布膜B15〜B17を形成した。
上記にて作製した塗布膜について、以下に示す測定及び評価を行った。
特定有機成分1及び有機成分2〜4の還元電位値(mV)は、「電気化学測定法」(1984年,藤嶋昭ら著)pp.150−167に記載のサイクリックボルタメトリー測定を参照して測定した。測定値を表4に示す。
特定有機成分1及び有機成分2〜4の銀イオンとの溶解度積Kspは、「坂口喜堅・菊池真一,日本写真学会誌,13,126,(1951)」と「a. pailliofet and j.pouradier,bull.soc.chim.france,1982,i-445(1982)」を参照して測定した。なお、pKsp=−log10Kspである。測定値を表4に示す。
塗布膜B1〜B20「及び塗布膜C1〜C6の酸化耐性(耐オゾン性)について、以下の評価方法及び評価基準により評価した。評価レベルA又はBが実用上問題ない酸化耐性であると評価する。結果を表4に示す。
3mm厚の青板ガラスに、実施例及び比較例にて形成した各塗布膜を、透明基材が青板ガラス側となるようにして粘着フィルム(PD−S1:パナック(株)製)を介して貼り合わせたサンプルを2セット作製した。
そのうちの1セットの各サンプルの塗布膜について、下記の表面反射率の測定方法により平均反射率(曝露試験前)を算出した。なお、ここでは、青板ガラスの塗布膜の貼付面と反対の面に黒インキを塗って反射率を測定した。
実施例及び比較例の各塗布膜について、塗布膜の貼付面とは逆の面(透明基材の裏面)に黒インキ(シャチハタ製 Artline_KR−20_black)を塗り、裏面の可視光領域の反射を除き、紫外可視近赤外分光計(V560、日本分光(株)製)を用い、塗布膜側から光を入射角5°で入射した際の正反射測定を実施した。
この曝露後の各サンプルの反射防止フィルムについて、上記と同様にして表面反射率の測定を行って平均反射率(曝露試験後)を算出した。
上記のようにして得た曝露試験前の平均反射率と曝露試験後の平均反射率との差を求め、下記の基準で評価した。結果は表4に示す。
A:差が0.2%以下
B:差が0.2%超0.4%以下
C:差が0.4%超0.6%以下
D:差が0.6%超1.0%以下
E:差が2.0%超
塗布膜B1〜B20及び塗布膜C1〜C6のヘイズ値を、ヘイズメーター(NDH−5000、日本電色工業株式会社製)を用いて測定した。
なお、反射防止光学部材用途においては、ヘイズ値(%)が0.1%〜3%であることが好ましい。
面配向(°)は、既述の方法により測定した。測定方法は以下の通りである。結果は表4に示す。
なお、本開示の反射防止光学部材が構成される場合においては、特定平板状粒子の主平面は、塗布膜(金属微粒子含有層)の表面に対して0°〜30°の範囲で面配向される。
各実施例及び比較例の塗布膜について、集束イオンビーム(FEI社製Nova200型FIB−SEM複合機)を用いて断面切片サンプルを作製した。
得られた各断面切片サンプルについて、日立ハイテクノロジー社製HD2300型STEM装置を用いて観察して画像を得た。
得られた画像を用いて、透明基材と塗布膜との境界から0°を決め、計30個の粒子の面配向角度を算術平均することで面配向(°)の値を得た。
また、実施例の分散液を作製した製造方法によれば、特定平板状子を高濃度で含む分散液を高い生産性で製造できることが分かる。
また、実施例で作製した塗布膜B1〜B20が示すヘイズ値及び面配向の値は、いずれも、塗布膜を反射防止光学部材に適用した場合において、優れた反射防止能に寄与する特性である。従って、実施例で作製した塗布膜を用いて、反射防止能及び耐酸化性の両方に優れた反射防止光学部材を構成できることが分かる。
[実施例39]
実施例21で作製した塗布液B3を用いて、以下のとおり反射防止フィルム(反射防止光学部材)を作製した。本実施例で作製した反射防止フィルムは、透明基材/ハードコート層/高屈折率層/金属微粒子含有層(特定平版状粒子を含有する層)/低屈折率層(本開示における誘電体層)からなる構成を有する。
なお、以下に示す反射防止光学部材の作製に用いた、ハードコート層用塗布液、高屈折率層用塗布液、及び低屈折層用塗布液の各塗布液の詳細は、反射防止光学部材の作製の説明の後に示す。
透明基材である易接着層付PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(U403、膜厚75μm、東レ(株)製)の一面上に、下記のハードコート層用塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の平均厚みが4μmになるように塗布し、165℃で2分間加熱乾燥、固化して、ハードコート層を形成した。
(1)ハードコート層用塗布液の調製
下記表6に示す組成Aを混合して、ハードコート層形成用塗布液を調製した。
下記表7に示す組成Bを混合して、高屈折率層用塗布液を調製した。
下記表8に示す組成Cを混合して、低屈折率層用塗布液を調製した。
(1)ヘイズ値(%)の測定
上記にて形成した金属微粒子含有層のヘイズ値を、ヘイズメーター(NDH−5000、日本電色工業株式会社製)を用いて測定したところ、0.6%であった。
このヘイズ値は、反射防止フィルムが備える金属微粒子層として好適なヘイズ値(0.1%〜3%)の範囲内である。
上記にて得られた反射防止フィルムの表面反射率を、下の評価方法及び評価基準により評価した。結果は、評価レベルA(0.5%未満)であり、本実施例の反射防止フィルムは、優れた反射防止能を有することが確認された。
反射防止フィルムの低屈折率層とは逆の面(透明基材の裏面)に黒インキ(シャチハタ製 Artline_KR−20_black)を塗り、裏面の可視光領域の反射を除き、紫外可視近赤外分光計(V560、日本分光製)を用い、低屈折率層側から光を入射角5°で入射した際の正反射測定を実施した。波長450nmから650nmにおける反射率を測定して平均値(以下において「平均反射率」という。)を算出し、以下の基準で評価した。
A:0.5%未満
B:0.5%以上、1.0%未満
C:1.0%以上、2.0%未満
D:2.0%以上
上記にて得られた反射防止フィルムの酸化耐性(耐オゾン性)について、既述の「[2−2] 測定及び評価(II) (3)酸化耐性(耐オゾン性)評価」と同様にして評価した。結果は、評価レベルA(差が0.2%以下)であり、本実施例の反射防止フィルムは、優れた酸化耐性を有することが確認された。
a 粒子の厚み
1 反射防止光学部材
10 透明基材
12 金属微粒子含有層
14 誘電体層
14a 誘電体層の厚み
d 金属微粒子含有層の厚み
20 金被覆銀平板状粒子
24 粒子の部分的な連結状態
26 導電路
28 バインダ
θ 金属微粒子含有層と金被覆銀平板状粒子の主平面とがなす角度
f 80個数%以上の金被覆銀平板状粒子が含まれる範囲
100 金被覆銀平板状粒子
101 銀平板状粒子
102 金被覆層
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (13)
- 銀平板状粒子と金被覆層とを有し、粒子の主平面における金被覆層の平均厚みが0.1nm以上2nm以下であり、かつ粒子の端面における金被覆層の平均厚みに対する粒子の主平面における金被覆層の平均厚みの比が0.02以上である、金被覆銀平板状粒子。
- 主平面における金被覆層の平均厚みが0.7nm以上1.5nm以下であり、かつ粒子の端面における金被覆層の平均厚みに対する粒子の主平面における金被覆層の平均厚みの比が0.02以上である、請求項1に記載の金被覆銀平板状粒子。
- アスペクト比が、2〜80である請求項1又は請求項2に記載の金被覆銀平板状粒子。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の金被覆銀平板状粒子と分散媒体とを含む金被覆銀平板状粒子分散液。
- 銀濃度が2mmol/L以上である請求項4に記載の金被覆銀平板状粒子分散液。
- 更に、銀イオンとの溶解度積pKspが14以上であり、かつ還元電位が700mV未満である有機成分を含む請求項4又は請求項5に記載の金被覆銀平板状粒子分散液。
- 銀平板状粒子製造工程と金被覆処理工程とを有し、請求項4〜請求項6のいずれか1項に記載の金被覆銀平板状粒子分散液を得る製造方法であり、
銀平板状粒子製造工程は、水、銀塩、分散剤及び還元剤を含む混合液を作製する工程と、混合液を作製する工程で得た混合液中に、固体状態の他の銀塩を混在させる工程と、を含み、銀平板状粒子分散液を得る工程であり、かつ、
金被覆処理工程は、水、金塩、及び金イオンとの形成錯体の還元電位が0.5V以下となる錯化剤を含む金被覆処理液と、銀平板状粒子製造工程で得た銀平板状粒子分散液と、を混合して、金被覆銀平板状粒子分散液を得る工程である、
金被覆銀平板状粒子分散液の製造方法。 - 金被覆処理工程の前において、銀平板状粒子製造工程により得た銀平板状粒子分散液に、銀平板状粒子の端面吸着剤を添加する、請求項7に記載の金被覆銀平板状粒子分散液の製造方法。
- 金被覆処理工程において、金塩の添加量に対する金イオンとの形成錯体の還元電位が0.5V以下となる錯化剤の添加量は、mol比率で、2.5以上10以下の範囲となる量である、請求項7又は請求項8に記載の金被覆銀平板状粒子分散液の製造方法。
- 金被覆処理工程の後に、金被覆銀平板状粒子分散液に、銀イオンとの溶解度積pKspが14以上であり、かつ還元電位が700mV未満である有機成分を添加する、請求項7〜請求項9のいずれか1項に記載の金被覆銀平板状粒子分散液の製造方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の金被覆銀平板状粒子を含む塗布膜。
- 更に、銀イオンとの溶解度積pKspが14以上であり、かつ還元電位が700mV未満である有機成分を含む、請求項11に記載の塗布膜。
- 可視光の入射光の反射を防止する反射防止光学部材であり、透明基材と、請求項11又は請求項12に記載の塗布膜である金属微粒子含有層と、誘電体層とをこの順に積層してなる積層構造を有し、金被覆銀平板状粒子の主平面が、金属微粒子含有層の表面に対して0°〜30°の範囲で面配向し、金属微粒子含有層中において、複数の金被覆銀平板状粒子は導電路を形成することなく配置され、誘電体層の厚みが、入射光が誘電体層の表面側から積層構造へ入射する場合の誘電体層の表面における反射光を、誘電体層と金属微粒子含有層との界面における反射光と干渉させて打ち消すことができる厚みである、反射防止光学部材。
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