WO2025173560A1 - Coating liquid composition and method for manufacturing light control member using same - Google Patents
Coating liquid composition and method for manufacturing light control member using sameInfo
- Publication number
- WO2025173560A1 WO2025173560A1 PCT/JP2025/003200 JP2025003200W WO2025173560A1 WO 2025173560 A1 WO2025173560 A1 WO 2025173560A1 JP 2025003200 W JP2025003200 W JP 2025003200W WO 2025173560 A1 WO2025173560 A1 WO 2025173560A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- liquid composition
- coating liquid
- optical thin
- solvent
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/04—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
- B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/65—Additives macromolecular
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/111—Anti-reflection coatings using layers comprising organic materials
Definitions
- the present invention relates to a coating liquid composition and further to a method for producing a light control member using the same.
- Light control components comprising a substrate and an optical thin film are widely used.
- an optical thin film is a low-reflection film that reduces reflected light from the substrate.
- substrates include cover glass, lenses, prisms, and transmissive diffractive optical elements.
- Light control components include, for example, glass plates with low-reflection coatings, lenses with low-reflection coatings, prisms with low-reflection coatings, and transmissive diffractive optical elements with low-reflection coatings.
- Patent Document 1 discloses a coating liquid composition containing hollow microparticles and a binder precursor as a coating liquid composition for forming a low-reflection film.
- the ratio of binder to hollow microparticles is 0.39 by mass.
- the microparticles that impart desired properties are blended in greater amounts than the binder, which acts as a reinforcing material.
- the coating liquid composition is applied by flow coating.
- the present invention provides A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising: a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent; the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass; A coating liquid composition is provided.
- the present invention provides: A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising: a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
- the optical thin film further contains a particle adhesion inhibitor that suppresses contact between the particles.
- a coating liquid composition is provided.
- the present invention provides: A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising: a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent; Further comprising at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer dispersants and polymer dispersants.
- a coating liquid composition is provided.
- the present invention is A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising: a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent; In the coating liquid composition, at least one selected from the group consisting of condition (i), condition (ii), and condition (iii) is satisfied.
- a coating liquid composition is provided.
- condition (i) is a condition that the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass
- condition (ii) is a condition that the optical thin film further contains a fine particle contact inhibitor that suppresses contact between the fine particles in the optical thin film
- condition (iii) is a condition that the optical thin film further contains at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer-type dispersants and polymer-type dispersants.
- the present invention provides: A method for producing a light control member, comprising applying a coating liquid composition onto a substrate to form an optical thin film on the substrate, the coating liquid composition includes fine particles, a binder precursor that provides a binder that fixes the fine particles, and a solvent; In the coating liquid composition, at least one selected from the group consisting of condition (i), condition (ii), and condition (iii) is satisfied, Applying the coating liquid composition onto the substrate by spray coating; A method for manufacturing a light control member is provided.
- the conditions (i), (ii) and (iii) are as described above.
- the present invention provides A method for producing a light control member, comprising applying a coating liquid composition onto a substrate to form an optical thin film on the substrate, the coating liquid composition includes fine particles, a binder precursor that provides a binder that fixes the fine particles, and a solvent;
- the conditions (a) and (b) are satisfied, Applying the coating liquid composition onto the substrate by spray coating;
- a method for manufacturing a light control member is provided.
- condition (a) is a condition that the ratio of the binder to the fine particles in the optical thin film is less than 0.5 by mass
- condition (b) is a condition that, in the spray coating, the distance between the spray nozzle that discharges the coating liquid composition and the substrate is 25 mm or more and 35 mm or less.
- the present invention provides a coating liquid composition that is suitable for suppressing the occurrence of micro-defects in optical thin films, even when applied by spray coating. It also provides a method for manufacturing a light control member that can suppress the occurrence of micro-defects even when spray coating is used to form an optical thin film.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a light control member.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of a light control member.
- 1 shows the results of observing the optical thin film of Example 2 with a microscope.
- 10 shows the results of observation under a microscope of examples of optical thin films prepared in the same manner as in Examples 3 to 14.
- 14 shows the observation results of the optical thin film of Example 15.
- 1 shows the results of observing an example of an optical thin film before plasma treatment using a scanning electron microscope (SEM).
- SEM scanning electron microscope
- optical thin film refers to a film for adjusting the reflection and/or transmission of light.
- the “thin” in this term is not intended to limit the thickness of the film, but is added in consideration of the fact that "optical thin film” is more commonly used as a technical term than "optical film.”
- the “micro” in “microparticle” is not used to limit the size of the "particle” to a specific range.
- light control component refers to a component that utilizes the properties of an optical thin film.
- a “particulate adhesion inhibitor” refers to a substance that inhibits the adhesion of fine particles in an optical thin film. However, a “particulate adhesion inhibitor” does not necessarily have to completely eliminate contact between fine particles; it is sufficient for it to mitigate the degree of adhesion.
- a “polymeric dispersant” refers to a dispersant with an average molecular weight of 2,000 or more. The lower average molecular weight standard than the general definition of a polymer is due to common usage in the dispersant technical field. Surfactants commonly used as leveling agents, etc., typically have an average molecular weight of less than 1,000, and at most less than 2,000.
- the substrates 11 and 21 and the optical thin films 12 and 22 are in direct contact with each other, but this is not limited to this and another film may be interposed between the substrate and the optical thin film. Furthermore, the surfaces of the optical thin films 12 and 22 are both exposed. However, this is not limited to this and the surface of the optical thin film may be covered with another layer.
- the optical thin film is not limited to the single layer shown in the figure, but may be one layer constituting a multilayer film. When it is one layer constituting a multilayer film, the function of the optical thin film to adjust the reflection and/or transmission of light is exerted in cooperation with the other layers constituting the multilayer film.
- a coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate comprising: a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent; the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass; Coating liquid composition.
- the two-fluid spray nozzle is a two-fluid spray nozzle of an annular liquid film atomization type, and the manufacturing method of the light control member of technology 26.
- the composition includes fine particles and a binder that fixes the fine particles, the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass; Optical thin film.
- the composition includes fine particles and a binder that fixes the fine particles,
- the optical thin film further contains a particle adhesion inhibitor that inhibits the particles from adhering to each other.
- Optical thin film
- the composition includes fine particles and a binder that fixes the fine particles, Further comprising at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer dispersants and polymer dispersants.
- Optical thin film is a group consisting of anionic polymer dispersants and polymer dispersants.
- a binder mixture was prepared by mixing tetraalkoxysilane (TEOS), methyltriethoxysilane (MTES), and 0.3% formic acid in a mass ratio of 8.7:3.7:7.6. This mixture was mixed with fine particles, a dispersant, a leveling agent, a low-boiling solvent, and a high-boiling solvent to obtain a coating liquid composition.
- the coating liquid composition was prepared by mixing the raw materials in the mass ratio shown in Table 1 and the resulting film in the mass ratio shown in Table 2.
- Table 2 the binder precursors TEOS and MTES are expressed as binders, i.e., converted to SiO2 and CH3SiO1.5 , respectively.
- Fine particles hollow silica fine particles, Balloonsil (registered trademark) Nano (manufactured by Toyoda Chemical Industries, Ltd., average particle size 40 nm)
- Binder precursor 1 tetraalkoxysilane (TEOS), ethyl orthosilicate (manufactured by Tama Chemicals Co., Ltd.)
- Binder precursor 2 methyltriethoxysilane (MTES), KBE-13 (manufactured by Shin-Etsu Silicones Co., Ltd.)
- Fine particle contact inhibitor (dispersant) A-L below: A: Polyethylene glycol 400 (manufactured by Fujifilm Wako) B: Polyethylene glycol 600 (manufactured by Fujifilm Wako) C: Polyethylene glycol 1000 (manufactured by Fujifilm Wako) D: Styrene-maleic anhydride copolymer BYK-2013 (manufactured by BYK) E: Solution of block copolymer
- the spray coating conditions were A among the following conditions A to D.
- the refractive index was measured for films formed in the same manner as above for Examples 1 to 15, except that the substrate was a silicon wafer.
- an Olympus USPM was used to measure the spectral reflectance of the film in the visible light range, and the refractive index was obtained by fitting the film structure by simulation using optical film design software (TFCalc, manufactured by Hulinks Co., Ltd.) from this spectral reflectance data.
- TFCalc manufactured by Hulinks Co., Ltd.
- the substrate on which the film was formed was set in the chamber of a vacuum plasma device (PIB-20 manufactured by Vacuum Device Co., Ltd.), and after evacuation, the film surface was plasma-treated by discharging for 90 seconds at an argon:oxygen flow ratio of 1:1, atmospheric pressure of 50 Pa, and discharge current of 30 mA.
- a vacuum plasma device PIB-20 manufactured by Vacuum Device Co., Ltd.
- Example 3 to 14 the occurrence of defects was suppressed.
- the decrease in refractive index due to plasma treatment in Examples 3 to 14 sometimes reached 0.1 or more.
- a film with a refractive index of 1.27 became a film with a refractive index of 1.16 after plasma treatment.
- the number of defects in Examples 3 to 14 remained substantially the same.
- Example 15 where the binder/fine particle ratio was appropriately adjusted, the occurrence of defects was eliminated.
- Example 16 to 18 (Film formation) The spray coating conditions were as shown in Table 3. In Examples 16 to 18, low-reflection films were formed from the coating liquid compositions in the same manner as in Example 2, except that the spray coating conditions were set to any one of B to D.
- Example 17 and 18 where the spray nozzle discharge height was appropriately adjusted, the occurrence of defects was suppressed.
- Example 18 where the flow rate of the coating liquid composition was also appropriately adjusted, no color unevenness occurred.
- Example 17 where the flow rate of the coating liquid composition was not appropriately adjusted, the optical thin film was formed thicker in the central part of the concave surface of the substrate (concave lens) than in other parts, resulting in color unevenness.
- Examples 2 and 16 where the spray nozzle discharge height was not appropriately adjusted, the occurrence of defects could not be suppressed. Note that color unevenness did not occur in Examples 1 to 15.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、コーティング液組成物に関し、さらに、それを用いた光制御部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a coating liquid composition and further to a method for producing a light control member using the same.
基材と光学薄膜とを備えた光制御部材が広く使用されている。光学薄膜の一例は、基材からの反射光を低減する低反射膜である。基材の例としては、カバーガラス、レンズ、プリズム、透過型回折光学素子が挙げられる。光制御部材は、例えば、低反射膜付きガラス板、低反射膜付きレンズ、低反射膜付きプリズム、低反射膜付き透過型回折光学素子である。 Light control components comprising a substrate and an optical thin film are widely used. One example of an optical thin film is a low-reflection film that reduces reflected light from the substrate. Examples of substrates include cover glass, lenses, prisms, and transmissive diffractive optical elements. Light control components include, for example, glass plates with low-reflection coatings, lenses with low-reflection coatings, prisms with low-reflection coatings, and transmissive diffractive optical elements with low-reflection coatings.
光学薄膜を形成するために、微粒子と、バインダ前駆体と、溶媒と、を含むコーティング液組成物が使用されることがある。微粒子の一例はシリカ微粒子である。微粒子としては、中実微粒子と共に、内部に空隙を有する中空微粒子が知られている。バインダは、例えば、ゾルゲル法により、コーティング液組成物を塗布した後にバインダ前駆体から生成して、膜において微粒子を互いに結着し、さらに微粒子と基材とを結着することにより、微粒子を固定する。 To form an optical thin film, a coating liquid composition containing fine particles, a binder precursor, and a solvent is sometimes used. One example of the fine particles is silica fine particles. As for fine particles, in addition to solid fine particles, hollow fine particles with internal voids are also known. The binder is generated from the binder precursor, for example, by the sol-gel method, after the coating liquid composition is applied, and fixes the fine particles by binding them to each other in the film and further binding the fine particles to the substrate.
特許文献1には、低反射膜を形成するためのコーティング液組成物として、中空微粒子とバインダ前駆体とを含むコーティング液組成物が開示されている。特許文献1の実施例において、中空微粒子に対するバインダの比は質量基準で0.39である。この例のように、所望の特性を付与するための微粒子は、いわば補強材であるバインダよりも多く配合される。なお、特許文献1の実施例において、コーティング液組成物はフローコーティングにより塗布されている。 Patent Document 1 discloses a coating liquid composition containing hollow microparticles and a binder precursor as a coating liquid composition for forming a low-reflection film. In the examples of Patent Document 1, the ratio of binder to hollow microparticles is 0.39 by mass. As in this example, the microparticles that impart desired properties are blended in greater amounts than the binder, which acts as a reinforcing material. Note that in the examples of Patent Document 1, the coating liquid composition is applied by flow coating.
コーティング液組成物の塗布法としては、フローコーティング以外にも、スピンコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング等が知られている。本発明者は、スプレーコーティングにより塗布した光学薄膜に微小欠陥が生じやすいことを新たに見出した。本発明の目的の一つは、スプレーコーティングにより塗布した場合であっても、光学薄膜における微小欠陥の発生を抑制できるコーティング液組成物を提供することにある。 In addition to flow coating, other known methods for applying coating liquid compositions include spin coating, roll coating, and spray coating. The present inventors have newly discovered that optical thin films applied by spray coating are prone to developing micro-defects. One of the objects of the present invention is to provide a coating liquid composition that can suppress the development of micro-defects in optical thin films, even when applied by spray coating.
本発明は、
基材上に光学薄膜を形成するためのコーティング液組成物であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5以上である、
コーティング液組成物、を提供する。
The present invention provides
A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass;
A coating liquid composition is provided.
また、本発明は、別の側面から、
基材上に光学薄膜を形成するためのコーティング液組成物であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記光学薄膜における前記微粒子同士の接触を抑制する微粒子密接抑制剤をさらに含む、
コーティング液組成物、を提供する。
Also, from another aspect, the present invention provides:
A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
The optical thin film further contains a particle adhesion inhibitor that suppresses contact between the particles.
A coating liquid composition is provided.
さらに、本発明は、別の側面から、
基材上に光学薄膜を形成するためのコーティング液組成物であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
アニオン系ポリマー型分散剤及び高分子型分散剤からなる群より選択される少なくとも1つに該当する分散剤をさらに含む、
コーティング液組成物、を提供する。
Furthermore, from another aspect, the present invention provides:
A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
Further comprising at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer dispersants and polymer dispersants.
A coating liquid composition is provided.
すなわち、本発明は、
基材上に光学薄膜を形成するためのコーティング液組成物であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記コーティング液組成物において、条件(i)、条件(ii)及び条件(iii)からなる群より選択される少なくとも一つが成立する、
コーティング液組成物、を提供する。
ここで、前記条件(i)は、前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5以上である、との条件であり、前記条件(ii)は、前記光学薄膜における前記微粒子同士の接触を抑制する微粒子密接抑制剤をさらに含む、との条件であり、前記条件(iii)は、アニオン系ポリマー型分散剤及び高分子型分散剤からなる群より選択される少なくとも一つに該当する分散剤、をさらに含む、との条件である。
That is, the present invention is
A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
In the coating liquid composition, at least one selected from the group consisting of condition (i), condition (ii), and condition (iii) is satisfied.
A coating liquid composition is provided.
Here, the condition (i) is a condition that the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass, the condition (ii) is a condition that the optical thin film further contains a fine particle contact inhibitor that suppresses contact between the fine particles in the optical thin film, and the condition (iii) is a condition that the optical thin film further contains at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer-type dispersants and polymer-type dispersants.
さらに、本発明は、また別の側面から、
基材上にコーティング液組成物を塗布して前記基材上に光学薄膜を形成することを含む光制御部材の製造方法であって、
前記コーティング液組成物は、微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記コーティング液組成物において、条件(i)、条件(ii)及び条件(iii)からなる群より選択される少なくとも一つが成立し、
前記コーティング液組成物をスプレーコーティングにより前記基材上に塗布する、
光制御部材の製造方法、を提供する。
ここで、前記条件(i)、前記条件(ii)及び前記条件(iii)は、上述したとおりである。
Furthermore, from another aspect, the present invention provides:
A method for producing a light control member, comprising applying a coating liquid composition onto a substrate to form an optical thin film on the substrate,
the coating liquid composition includes fine particles, a binder precursor that provides a binder that fixes the fine particles, and a solvent;
In the coating liquid composition, at least one selected from the group consisting of condition (i), condition (ii), and condition (iii) is satisfied,
Applying the coating liquid composition onto the substrate by spray coating;
A method for manufacturing a light control member is provided.
Here, the conditions (i), (ii) and (iii) are as described above.
本発明は、また別の側面から、
基材上にコーティング液組成物を塗布して前記基材上に光学薄膜を形成することを含む光制御部材の製造方法であって、
前記コーティング液組成物は、微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記コーティング液組成物の製造方法において、条件(a)及び条件(b)が成立し、
前記コーティング液組成物をスプレーコーティングにより前記基材上に塗布する、
光制御部材の製造方法、を提供する。
ここで、前記条件(a)は、前記光学薄膜において、前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5未満である、との条件であり、前記条件(b)は、前記スプレーコーティングにおいて、前記コーティング液組成物を吐出するスプレーノズルと前記基材の距離が25mm以上35mm以下である、との条件である。
From another aspect, the present invention provides
A method for producing a light control member, comprising applying a coating liquid composition onto a substrate to form an optical thin film on the substrate,
the coating liquid composition includes fine particles, a binder precursor that provides a binder that fixes the fine particles, and a solvent;
In the method for producing the coating liquid composition, the conditions (a) and (b) are satisfied,
Applying the coating liquid composition onto the substrate by spray coating;
A method for manufacturing a light control member is provided.
Here, the condition (a) is a condition that the ratio of the binder to the fine particles in the optical thin film is less than 0.5 by mass, and the condition (b) is a condition that, in the spray coating, the distance between the spray nozzle that discharges the coating liquid composition and the substrate is 25 mm or more and 35 mm or less.
本発明によれば、スプレーコーティングにより塗布した場合であっても、光学薄膜における微小欠陥の発生を抑制することに適したコーティング液組成物が提供される。また、光学薄膜の成膜にスプレーコーティングを適用しながらも、微小欠陥の発生を抑制できる光制御部材の製造方法が提供される。 The present invention provides a coating liquid composition that is suitable for suppressing the occurrence of micro-defects in optical thin films, even when applied by spray coating. It also provides a method for manufacturing a light control member that can suppress the occurrence of micro-defects even when spray coating is used to form an optical thin film.
以下、本発明の好ましい実施形態を説明するが、以下の説明は本発明を特定の実施形態に制限する趣旨ではない。本明細書において、「光学薄膜」は、光の反射及び/又は透過を調整するための膜を意味する。なお、この用語中の「薄」は、膜の厚さを制限する趣旨ではなく、技術用語としては「光学膜」より「光学薄膜」が一般的であることを考慮して付加されている。「微粒子」の「微」も、「粒子」の大きさを特定の範囲に限定する趣旨で使用するものではない。 The following describes preferred embodiments of the present invention, but the following description is not intended to limit the present invention to any particular embodiment. In this specification, "optical thin film" refers to a film for adjusting the reflection and/or transmission of light. The "thin" in this term is not intended to limit the thickness of the film, but is added in consideration of the fact that "optical thin film" is more commonly used as a technical term than "optical film." The "micro" in "microparticle" is not used to limit the size of the "particle" to a specific range.
本明細書において、「光制御部材」は、光学薄膜の特性を利用する部材を意味する。「微粒子密接抑制剤」は、光学薄膜において微粒子同士の密接を抑制する機能を有する物質を意味する。ただし、「微粒子密接抑制剤」は、微粒子同士の接触を完全に排除する機能を有する必要まではなく、密接の程度を緩和する機能を有すれば足りる。「高分子型分散剤」は、平均分子量が2000以上の分散剤を意味する。高分子の一般的な定義よりも平均分子量の基準が低いのは、分散剤の技術分野での慣用による。レベリング剤等として一般に使用されている界面活性剤は、その平均分子量が、通常1000未満、高くても2000未満である。平均分子量についての本明細書中の表記は、いずれも重量平均分子量である。また、元素としての「シリコン(Si)」は、ゾルゲル法が適用される技術分野における慣用に従って、金属元素の一種として扱う。「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する意味である。 As used herein, "light control component" refers to a component that utilizes the properties of an optical thin film. A "particulate adhesion inhibitor" refers to a substance that inhibits the adhesion of fine particles in an optical thin film. However, a "particulate adhesion inhibitor" does not necessarily have to completely eliminate contact between fine particles; it is sufficient for it to mitigate the degree of adhesion. A "polymeric dispersant" refers to a dispersant with an average molecular weight of 2,000 or more. The lower average molecular weight standard than the general definition of a polymer is due to common usage in the dispersant technical field. Surfactants commonly used as leveling agents, etc., typically have an average molecular weight of less than 1,000, and at most less than 2,000. All average molecular weights expressed in this specification are weight-average molecular weights. Furthermore, the element "silicon (Si)" is treated as a type of metallic element, in accordance with common usage in technical fields where the sol-gel process is applied. The term "(meth)acrylic" encompasses both acrylic and methacrylic.
本明細書において、「微小欠陥」は、少なくとも光学倍率20倍の対物レンズを備えた顕微鏡による拡大画像の観察において、最大径が20μmを超える変色部分を意味する。変色部分には、直径1μm~数μm程度の凝集体が存在しうる。このような変色部分は、図3に示すように、背景色に比して局所的に色違いが認められる。微小欠陥が多いか少ないかの評価は、例えば、50mm2の矩形領域内に、最大径が20μmを超える変色部分がいくつ存在するかをカウントして行われる。このような凝集は、粒子を含む液組成物が、対象物の表面に付着して、粒子の凝集を伴いながら乾燥する結果、他の領域との色違いという現象で具現化されるものと推測される。スプレーコーティングにおいて、コーティング対象範囲(範囲A)のみへの液組成物のスプレーの指向をしたとしても、スプレーコーティングの性質上、噴射対象範囲以外(範囲B)にも組成物が付着することは避けられない。このような噴射対象範囲以外(範囲B)への組成物の付着を指向外付着という。例えば、範囲Aに指向する塗工をしていても、範囲Bに一部の組成物が指向外付着し、それと前後して範囲Bにまさに指向する塗工をする場合、組成物の乾燥において、局所的にばらつきが生じて指向外付着した部分が、他の領域との観察時に、反射光の色違いという現象を生じさせ、変色部分として視認されるもの、と推測される。 As used herein, "microdefects" refer to discolored areas with a maximum diameter exceeding 20 μm when observed in a magnified image using a microscope equipped with an objective lens with at least 20x optical magnification. Discolored areas may contain aggregates with a diameter of 1 μm to several μm. As shown in Figure 3, such discolored areas are locally different in color from the background color. The presence or absence of microdefects is evaluated, for example, by counting the number of discolored areas with a maximum diameter exceeding 20 μm within a rectangular area of 50 mm² . Such aggregation is presumably embodied as a phenomenon in which a liquid composition containing particles adheres to the surface of an object and dries while agglomerating the particles, resulting in a color difference from other areas. In spray coating, even if the liquid composition is sprayed only toward the coating target area (area A), due to the nature of spray coating, it is inevitable that the composition will also adhere to areas outside the spray target area (area B). This adhesion of the composition outside the spray target area (area B) is referred to as non-directed adhesion. For example, even if coating is directed toward area A, some of the composition adheres out of the intended direction to area B, and if coating is then performed directly toward area B before or after this, it is thought that local variations will occur in the drying of the composition, and the areas that have adhered out of the intended direction will cause the reflected light to show a different color when observed from other areas, and will be visible as discolored areas.
[コーティング液組成物]
本実施形態において、コーティング液組成物は、少なくとも、微粒子と、バインダ前駆体と、溶媒とを含む。コーティング液組成物においては、(i)微粒子に対するバインダの比が質量基準で0.5以上である、(ii)微粒子密接抑制剤をさらに含む、及び(iii)アニオン系ポリマー型分散剤及び/又は高分子型分散剤をさらに含む、からなる群より選択される少なくとも一つが成立する。以下、コーティング液組成物を構成する各材料について説明する。
[Coating liquid composition]
In this embodiment, the coating liquid composition contains at least fine particles, a binder precursor, and a solvent. The coating liquid composition satisfies at least one of the following: (i) the ratio of binder to fine particles is 0.5 or more by mass, (ii) a fine particle adhesion inhibitor is further contained, and (iii) an anionic polymer dispersant and/or a polymer dispersant is further contained. Each material constituting the coating liquid composition will be described below.
(微粒子)
微粒子は、無機物微粒子であっても有機物微粒子であってもよい。無機物微粒子は、例えば、酸化物微粒子、ハロゲン化物微粒子であり、特に酸化物微粒子である。酸化物微粒子としては、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、ジルコニア微粒子、チタニア微粒子等が挙げられる。酸化物微粒子は、アルミノシリケート微粒子のように、複数の元素の酸化物を含んでいてもよい。ハロゲン化物微粒子は、例えば、塩化物微粒子、フッ化物微粒子である。フッ化物微粒子としては、フッ化マグネシウム微粒子、フッ化カルシウム微粒子等が挙げられる。有機物微粒子は、樹脂微粒子であってもよい。樹脂微粒子に含まれる樹脂としては、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。ただし、後述するプラズマ照射(プラズマ処理)に代表される処理を膜に適用する場合は、微粒子は、無機物微粒子であることが望ましい。
(fine particles)
The fine particles may be inorganic or organic fine particles. Examples of inorganic fine particles include oxide fine particles and halide fine particles, particularly oxide fine particles. Examples of oxide fine particles include silica fine particles, alumina fine particles, zirconia fine particles, and titania fine particles. The oxide fine particles may contain oxides of multiple elements, such as aluminosilicate fine particles. Examples of halide fine particles include chloride fine particles and fluoride fine particles. Examples of fluoride fine particles include magnesium fluoride fine particles and calcium fluoride fine particles. The organic fine particles may be resin fine particles. Examples of resins contained in the resin fine particles include (meth)acrylic resins, styrene resins, and urethane resins. However, when a treatment such as plasma irradiation (plasma treatment) described below is applied to the film, it is desirable that the fine particles be inorganic fine particles.
微粒子は、中実微粒子であっても中空微粒子であってもよい。微粒子は、中空微粒子を含んでいてもよい。中空微粒子は、光学薄膜の低屈折率化に有利である。微粒子は、中実微粒子及び中空微粒子の両方を含んでいてもよい。低屈折率化に特に望ましい中空微粒子は、シリカ中空微粒子及びフッ化マグネシウム中空微粒子である。微粒子は、シリカ中空微粒子であってもよい。 The microparticles may be solid or hollow. The microparticles may include hollow microparticles. Hollow microparticles are advantageous for lowering the refractive index of optical thin films. The microparticles may include both solid and hollow microparticles. Hollow microparticles that are particularly desirable for lowering the refractive index are hollow silica microparticles and hollow magnesium fluoride microparticles. The microparticles may be hollow silica microparticles.
微粒子の平均粒径は、例えば、10~300nm、10~200nm、10~150nm、場合によっては10~100nmの範囲である。平均粒径は、15~100nm、さらに20~100nm、30~100nmの範囲にあってもよい。平均粒径は、30~80nmの範囲にあってもよい。微粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡を用いて測定できる。この測定は、任意に選択した50個の微粒子について各微粒子の最大粒径の平均値を求めることにより実施される。ここで述べた平均粒径は、いわゆる一次粒径に基づいている。 The average particle size of the microparticles is, for example, in the range of 10 to 300 nm, 10 to 200 nm, 10 to 150 nm, or in some cases 10 to 100 nm. The average particle size may be in the range of 15 to 100 nm, or even 20 to 100 nm, or 30 to 100 nm. The average particle size may be in the range of 30 to 80 nm. The average particle size of the microparticles can be measured using a transmission electron microscope or a scanning electron microscope. This measurement is performed by calculating the average maximum particle size of 50 randomly selected microparticles. The average particle size mentioned here is based on the so-called primary particle size.
(バインダ及びその前駆体)
バインダは、微粒子を互いに結着し、微粒子を基材等の下部構造に結着させる作用を奏する。バインダは、光学薄膜において微粒子を固定し、膜の耐摩耗性を改善する。バインダは、コーティング液組成物において前駆体として添加される。バインダは、例えば酸化物成分、より具体的には金属酸化物成分を含む。金属酸化物成分を供給するバインダ前駆体は、金属アルコキシドであってもよい。ゾルゲル法と呼ばれる手法により、金属アルコキシドは、金属酸化物成分を提供する。例えば、シリコンアルコキシドは、加水分解反応及び縮重合反応を経てシリカ成分を提供する。金属アルコキシドは、シリコンアルコキシドに限らず、アルミニウムアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド、ニオブアルコキシド、タンタルアルコキシド等であってもよい。
(Binder and its precursor)
The binder functions to bind the particles to each other and to the underlying structure, such as the substrate. The binder fixes the particles in the optical thin film and improves the abrasion resistance of the film. The binder is added as a precursor to the coating liquid composition. The binder includes, for example, an oxide component, more specifically, a metal oxide component. The binder precursor that supplies the metal oxide component may be a metal alkoxide. The metal alkoxide provides the metal oxide component using a technique called the sol-gel method. For example, silicon alkoxide provides the silica component through a hydrolysis reaction and a condensation polymerization reaction. The metal alkoxide is not limited to silicon alkoxide, but may also be aluminum alkoxide, zirconium alkoxide, titanium alkoxide, niobium alkoxide, tantalum alkoxide, etc.
バインダは、金属酸化物成分と共に有機成分を含んでいてもよい。有機成分は、金属アルコキシドに由来する成分、より具体的には金属アルコキシドを構成する金属原子に結合した有機基に由来する成分であってもよい。すなわち、バインダは、金属酸化物成分と有機成分とを含む無機有機複合体であってもよい。無機有機複合体であるバインダは、例えば、R2 nSi(OR1)4-nにより示されるシリコンアルコキシドから供給されうる。ここで、R1は炭素数1~4のアルキル基であり、R2はバインダに有機成分を供給する有機基であり、nは1又は2、特に1である。R2は、特に限定されず、脂肪族基であっても芳香族基であってもよく、ヘテロ原子を含んでいてもよい。R2は、炭素数1~10の炭化水素基、特に炭素数1~10、さらに1~4のアルキル基であってもよい。nが1であるシリコンアルコキシド(トリアルコキシシラン)からは、シルセスキオキサンと呼ばれるバインダが供給される。 The binder may contain an organic component in addition to the metal oxide component. The organic component may be a component derived from a metal alkoxide, more specifically, a component derived from an organic group bonded to a metal atom constituting the metal alkoxide. That is, the binder may be an inorganic-organic composite containing a metal oxide component and an organic component. An inorganic-organic composite binder may be provided, for example, from a silicon alkoxide represented by the formula R 2 n Si(OR 1 ) 4-n . Here, R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 is an organic group that provides the organic component to the binder, and n is 1 or 2, particularly 1. R 2 is not particularly limited and may be an aliphatic group or an aromatic group, or may contain a heteroatom. R 2 may be a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, particularly an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or even 1 to 4 carbon atoms. Silicon alkoxides (trialkoxysilanes) in which n is 1 provide binders called silsesquioxanes.
バインダは、1種のみの前駆体から供給してもよいが、2種以上の前駆体から供給することもできる。2種の前駆体の組み合わせの一例は、アルキルトリアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランである。ここでも、アルキル基の炭素数は、特に限定されず、アルコキシ基に含まれるアルキル基については、例えば1~4であり、シリコン原子に結合しているアルキル基については、例えば1~10、特に1~4である。テトラアルコキシシランは、上述の一般式においてn=0が成立する化合物に相当する。 The binder may be supplied from only one type of precursor, but can also be supplied from two or more types of precursors. One example of a combination of two types of precursors is an alkyltrialkoxysilane and a tetraalkoxysilane. Here, too, the number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited; for example, the alkyl group contained in the alkoxy group has 1 to 4 carbon atoms, and for example, the alkyl group bonded to the silicon atom has 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 4 carbon atoms. Tetraalkoxysilane corresponds to a compound in which n = 0 in the above general formula.
シリコンアルコキシド等の金属アルコキシドは、コーティング液組成物に加水分解物として含まれていてもよい。加水分解物は、部分的に加水分解が進行した部分加水分解物であってもよい。バインダ前駆体は、金属アルコキシド又はその加水分解物、特にアルコキシシラン又はその加水分解物であってもよい。 Metal alkoxides such as silicon alkoxides may be contained in the coating liquid composition as a hydrolysate. The hydrolysate may be a partial hydrolysate in which hydrolysis has progressed partially. The binder precursor may be a metal alkoxide or a hydrolysate thereof, in particular an alkoxysilane or a hydrolysate thereof.
(微粒子とバインダとの比)
以降の記載において、微粒子に対するバインダの比は、すべて質量基準である。また、この比は、前駆体ではなく、膜に供給される成分に基づいて算出される。したがって、例えば上記一般式におけるR1の相違は比に影響を与えない。微粒子に対するバインダの比は0.5以上が望ましい。この比は、0.8以上、1.0以上、1.1以上、1.2以上、1.5以上、1.7以上、さらに1.8以上であってもよい。この比が高く調整されたコーティング液組成物は、スプレーコーティングにより塗布しても、得られる光学薄膜には、微粒子の凝集に伴う微小欠陥が生じにくい。この比の上限は、特に限定されず、1000以下、特に100以下であってもよい。この比の一例は、0.5以上100以下、1.0以上100以下である。ただし、微粒子密接抑制剤又は分散剤を配合する場合、及び、後述のようにスプレーノズルの吐出高さを適切に調整した場合、微粒子に対するバインダの比は、1以下、0.5未満、0.3以下、0.2以下、場合によっては0.1以下であってもよい。微粒子密接抑制剤又は分散剤を配合する場合、及び、スプレーノズルの吐出高さを適切に調整した場合、この比は、0.001以上、0.005以上、0.01以上、さらに0.03以上であってもよい。微粒子密接抑制剤又は分散剤を配合する場合、及び、スプレーノズルの吐出高さを適切に調整した場合、この比の例は、0.001以上0.5未満、0.001以上0.2以下、さらに0.005以上0.2以下である。
(Fine particle to binder ratio)
In the following description, all binder to fine particle ratios are based on mass. This ratio is calculated based on the components supplied to the film, not the precursor. Therefore, for example, differences in R1 in the above general formula do not affect the ratio. The binder to fine particle ratio is preferably 0.5 or greater. This ratio may be 0.8 or greater, 1.0 or greater, 1.1 or greater, 1.2 or greater, 1.5 or greater, 1.7 or greater, or even 1.8 or greater. When a coating liquid composition with a high ratio is applied by spray coating, the resulting optical thin film is less likely to develop microdefects due to the aggregation of fine particles. The upper limit of this ratio is not particularly limited and may be 1,000 or less, particularly 100 or less. Examples of this ratio are 0.5 to 100, or 1.0 to 100 or less. However, when a fine particle adhesion inhibitor or dispersant is added, and when the spray nozzle discharge height is appropriately adjusted as described below, the binder to fine particle ratio may be 1 or less, less than 0.5, 0.3 or less, 0.2 or less, or even 0.1 or less. When a fine particle adhesion inhibitor or dispersant is added and when the discharge height of the spray nozzle is appropriately adjusted, this ratio may be 0.001 or more, 0.005 or more, 0.01 or more, or even 0.03 or more. When a fine particle adhesion inhibitor or dispersant is added and when the discharge height of the spray nozzle is appropriately adjusted, examples of this ratio are 0.001 or more and less than 0.5, 0.001 or more and 0.2 or less, or even 0.005 or more and 0.2 or less.
(微粒子密接抑制剤)
コーティング液組成物には、微粒子密接抑制剤を添加することが望ましい。
(Fine particle contact inhibitor)
It is desirable to add a fine particle adhesion inhibitor to the coating liquid composition.
微粒子密接抑制剤は、例えば、300℃以上、さらに400℃以上の沸点を有していてもよい。微粒子密接抑制剤の沸点は、バインダ前駆体の硬化温度よりも高いことが望ましい。バインダ前駆体の硬化温度は、バインダ前駆体からバインダを生成するために適用される加熱工程における最高温度である。また、微粒子密接抑制剤は、溶媒より沸点が高いことが望ましい。コーティング液組成物が溶媒として複数種の化合物を含む場合、微粒子密接抑制剤は、溶媒として含まれているすべての化合物の沸点よりも高い沸点を有していてもよい。コーティング液組成物が第1溶媒及び第2溶媒を含み、第2溶媒の沸点が第1溶媒の沸点よりも高い場合、微粒子密接抑制剤の沸点は、第2溶媒の沸点より高くてもよい。 The particle adhesion inhibitor may have a boiling point of, for example, 300°C or higher, or even 400°C or higher. The boiling point of the particle adhesion inhibitor is desirably higher than the curing temperature of the binder precursor. The curing temperature of the binder precursor is the maximum temperature in the heating process applied to produce the binder from the binder precursor. The particle adhesion inhibitor also desirably has a boiling point higher than that of the solvent. When the coating liquid composition contains multiple types of compounds as solvents, the particle adhesion inhibitor may have a boiling point higher than the boiling points of all of the compounds contained as solvents. When the coating liquid composition contains a first solvent and a second solvent, and the boiling point of the second solvent is higher than the boiling point of the first solvent, the boiling point of the particle adhesion inhibitor may be higher than the boiling point of the second solvent.
微小欠陥の抑制では、液組成物の蒸発の制御が重要であると推察される。本発明の上記形態では、膜の前駆体である液組成物は、300℃以上の沸点又は熱分解温度を有し、微粒子の凝集の抑制機能を有する微粒子密接抑制剤を含む。液組成物を基材の表面に塗布した後、粒子やバインダなどの固化する成分以外の成分を除去するにあたり、微粒子の密接を抑制する機能を維持するために、比較的ゆっくり微粒子密接抑制剤を除去することが望ましい。このような場合には、指向外付着による液組成物と、指向付着による液組成物と、が混合された状態であっても、凝集を認識できない程度、又は、凝集を抑制する程度に、固形物以外の成分の蒸発のばらつきが抑制されると推察される。 It is believed that controlling the evaporation of the liquid composition is important in suppressing micro-defects. In the above-described embodiment of the present invention, the liquid composition that is the precursor to the film has a boiling point or thermal decomposition temperature of 300°C or higher and contains a particle adhesion inhibitor that functions to suppress the aggregation of particle particles. After the liquid composition is applied to the surface of the substrate, when components other than solidifying components such as particles and binders are removed, it is desirable to remove the particle adhesion inhibitor relatively slowly in order to maintain the function of suppressing the aggregation of particle particles. In such cases, even when the liquid composition by non-directed deposition and the liquid composition by directed deposition are mixed, it is believed that the variation in evaporation of components other than solids is suppressed to an extent that aggregation is not noticeable or is suppressed.
微粒子密接抑制剤は、例えば、1000mPa・s以上、1200mPa・s以上、1400mPa・s以上、1600mPa・s以上、さらに1800mPa・s以上の粘度を有していてもよい。コーティング液組成物が溶媒として複数種の化合物を含む場合、微粒子密接抑制剤は、溶媒として含まれているすべての化合物の粘度よりも高い粘度を有していてもよい。微粒子密接抑制剤の相対的に高い粘度は、コーティング液組成物を曲面上に塗布する際に特に有用である。コーティング液組成物が第1溶媒及び第2溶媒を含み、第2溶媒の粘度が第1溶媒の粘度よりも高い場合、微粒子密接抑制剤の粘度は、第2溶媒の粘度より高くてもよい。なお、粘度は、常温(25℃)において振動式粘度計(例えば、セコニック社製、プローブ:PR-10L、コントローラVM-10A)を用いて測定できる。微粒子密接抑制剤が溶媒を含む場合は、溶媒を除去してから粘度測定が実施される。 The particle adhesion inhibitor may have a viscosity of, for example, 1000 mPa·s or more, 1200 mPa·s or more, 1400 mPa·s or more, 1600 mPa·s or more, or even 1800 mPa·s or more. When the coating liquid composition contains multiple compounds as solvents, the particle adhesion inhibitor may have a viscosity higher than the viscosity of all of the compounds contained as solvents. The relatively high viscosity of the particle adhesion inhibitor is particularly useful when applying the coating liquid composition to a curved surface. When the coating liquid composition contains a first solvent and a second solvent and the viscosity of the second solvent is higher than the viscosity of the first solvent, the viscosity of the particle adhesion inhibitor may be higher than the viscosity of the second solvent. Viscosity can be measured at room temperature (25°C) using a vibration viscometer (e.g., Sekonic Corporation, probe: PR-10L, controller: VM-10A). When the particle adhesion inhibitor contains a solvent, the viscosity is measured after removing the solvent.
微粒子密接抑制剤は、ポリマー、特に熱可塑性ポリマーであってもよい。微粒子密接抑制剤は、分散剤であってもよい。 The particulate adhesion inhibitor may be a polymer, particularly a thermoplastic polymer. The particulate adhesion inhibitor may also be a dispersant.
(分散剤)
コーティング液組成物には、アニオン系ポリマー型分散剤及び高分子型分散剤からなる群より選択される少なくとも一つに該当する分散剤を添加することが望ましい。分散剤は、微粒子密接抑制剤として機能しうる。分散剤は、微粒子密接抑制剤について例示した沸点を有しうる。分散剤は、微粒子密接抑制剤について例示した粘度を有しうる。
(Dispersant)
It is desirable to add at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer dispersants and polymer dispersants to the coating liquid composition. The dispersant can function as a particulate adhesion inhibitor. The dispersant can have a boiling point as exemplified for the particulate adhesion inhibitor. The dispersant can have a viscosity as exemplified for the particulate adhesion inhibitor.
アニオン系ポリマー型分散剤は、カルボン酸塩基及びスルホン酸塩基に代表されるアニオン性基を有する。また、アニオン系ポリマー型分散剤は、ポリマー型の分子構造、すなわち繰り返し単位を含む分子構造を有する。アニオン系ポリマー型分散剤は、単独重合体(ホモポリマー)であっても共重合体(コポリマー)であってもよい。アニオン系ポリマー型分散剤は、繰り返し単位にアニオン性基を有することが望ましい。 Anionic polymer dispersants have anionic groups, such as carboxylate and sulfonate groups. Furthermore, anionic polymer dispersants have a polymeric molecular structure, i.e., a molecular structure containing repeating units. Anionic polymer dispersants may be either homopolymers or copolymers. It is desirable for anionic polymer dispersants to have anionic groups in the repeating units.
アニオン系ポリマー型分散剤としては、ポリアクリル酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩、スチレン無水マレイン酸共重合体、オレフィン無水マレイン酸共重合体、アクリルアミドアクリル酸塩共重合体、アルギン酸塩、カルボキシメチルセルロース塩を例示できる。塩は、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩である。無水マレイン酸に由来するカルボン酸もナトリウム塩等として存在しうる。 Examples of anionic polymer dispersants include polyacrylates, polystyrene sulfonates, styrene-maleic anhydride copolymers, olefin-maleic anhydride copolymers, acrylamide-acrylate copolymers, alginates, and carboxymethylcellulose salts. Examples of salts include alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts. Carboxylic acids derived from maleic anhydride can also exist as sodium salts, etc.
高分子型分散剤は、平均分子量2000以上であって、汎用の界面活性剤である低分子型分散剤よりも相対的に分子量が大きく、微粒子に対して有効に作用する。高分子型分散剤の分子量は、3000以上、4000以上、5000以上、6000以上、7000以上、8000以上、9000以上、さらに10000以上であってもよい。分子量の上限は、特に限定されるものではないが、例えば20万以下、さらに10万以下である。高分子型分散剤は、アニオン系、ノニオン系、カチオン系のいずれであってもよいが、アニオン系又はノニオン系であることが望ましい。 Polymer dispersants have an average molecular weight of 2000 or more, which is relatively larger than the low-molecular-weight dispersants that are general-purpose surfactants, and they act effectively on fine particles. The molecular weight of polymer dispersants may be 3000 or more, 4000 or more, 5000 or more, 6000 or more, 7000 or more, 8000 or more, 9000 or more, or even 10,000 or more. There is no particular upper limit to the molecular weight, but it is, for example, 200,000 or less, or even 100,000 or less. Polymer dispersants may be anionic, nonionic, or cationic, but anionic or nonionic dispersants are preferable.
アニオン系高分子型分散剤の例は、アニオン系ポリマー型分散剤の例と同一である。ノニオン系高分子型分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド等を例示できる。カチオン系高分子型分散剤としては、ポリエチレンイミン、ポリビニルイミダゾリン等を例示できる。 Examples of anionic polymer dispersants are the same as those of anionic polymer dispersants. Examples of nonionic polymer dispersants include polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and polyacrylamide. Examples of cationic polymer dispersants include polyethyleneimine and polyvinylimidazoline.
(微粒子密接抑制剤等の配合量)
微粒子密接抑制剤又は分散剤の配合量は、微粒子に対して、質量基準で、0.4以上、0.5以上、1以上、2以上、4以上、5以上、6以上、7以上、8以上、9以上、さらに10以上であってもよい。この比の上限は、特に限定されず、1000以下、特に100以下であってもよい。この比の例は、0.4以上100以下、0.5以上100以下、1以上100以下、4以上100以下、6以上100以下、8以上100以下、さらに10以上100以下である。
(Amount of fine particle contact inhibitor, etc.)
The amount of the fine particle adhesion inhibitor or dispersant blended relative to the fine particles may be, on a mass basis, 0.4 or more, 0.5 or more, 1 or more, 2 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, 7 or more, 8 or more, 9 or more, or even 10 or more. The upper limit of this ratio is not particularly limited, and may be 1,000 or less, particularly 100 or less. Examples of this ratio are 0.4 to 100, 0.5 to 100, 1 to 100, 4 to 100, 6 to 100, 8 to 100, and even 10 to 100.
微粒子密接抑制剤又は分散剤は、バインダと同様、微粒子の間隔を保持する作用を奏しうる。微粒子密接抑制剤又は分散剤を含む場合、微粒子に対するバインダと微粒子密接抑制剤又は分散剤との合計量の比は、0.4以上が望ましい。この比についても、質量基準で記述する。この比は、0.5以上、0.8以上、1.0以上、1.1以上、1.2以上、1.5以上、1.7以上、さらに1.8以上であってもよい。この比の上限は、特に限定されず、1000以下、特に100以下であってもよい。この比の例は、0.4以上100以下、0.5以上100以下、1.0以上100以下である。 Like a binder, a particle adhesion inhibitor or dispersant can function to maintain the spacing between particles. When a particle adhesion inhibitor or dispersant is included, the ratio of the total amount of binder and particle adhesion inhibitor or dispersant to the particles is desirably 0.4 or greater. This ratio is also stated on a mass basis. This ratio may be 0.5 or greater, 0.8 or greater, 1.0 or greater, 1.1 or greater, 1.2 or greater, 1.5 or greater, 1.7 or greater, or even 1.8 or greater. There is no particular upper limit to this ratio, and it may be 1,000 or less, and in particular 100 or less. Examples of this ratio are 0.4 or greater and 100 or less, 0.5 or greater and 100 or less, and 1.0 or greater and 100 or less.
(溶媒)
溶媒は、単一種の溶媒から構成されていてもよいが、互いに沸点が異なる2種類以上の溶媒を含むことが望ましい。溶媒は、共に、有機溶媒、特に極性有機溶媒である第1溶媒及び第2溶媒を含み得る。第1溶媒の沸点は、70~150℃、80~140℃、さらに90~130℃が適している。第2溶媒の沸点は、150℃以上(ただし150℃を含まず)、165℃以上、特に170℃以上が適している。第2溶媒の沸点は、280℃以下であってもよい。第2溶媒の沸点の一例は、150~280℃である。微粒子密接抑制剤又は分散剤を含む場合、第2溶媒の沸点は、微粒子密接抑制剤又は分散剤の沸点よりも低くてよい。
(solvent)
The solvent may be composed of a single type of solvent, but preferably contains two or more solvents with different boiling points. The solvent may include a first solvent and a second solvent, both of which are organic solvents, particularly polar organic solvents. The boiling point of the first solvent is suitably 70 to 150°C, 80 to 140°C, or even 90 to 130°C. The boiling point of the second solvent is suitably 150°C or higher (but not including 150°C), 165°C or higher, or particularly 170°C or higher. The boiling point of the second solvent may be 280°C or lower. An example of the boiling point of the second solvent is 150 to 280°C. When a particulate adhesion inhibitor or dispersant is included, the boiling point of the second solvent may be lower than the boiling point of the particulate adhesion inhibitor or dispersant.
第1溶媒及び第2溶媒は、第1溶媒に対する第2溶媒の比により表示して、質量基準で1未満、0.8以下、さらに0.6以下、特に0.4以下となるように配合するとよい。この比の下限は、0.03以上、0.05以上、さらに0.07以上であってもよい。この比は、例えば、0.03以上0.8以下、0.05以上0.5以下、さらに0.07以上0.4以下である。溶媒の合計量は、コーティング液組成物中の固形分に対する比により表示して、質量基準で10~50、さらに20~40の範囲であってもよい。これらの比は、特にスプレーコーティングにより曲面上に塗布されるコーティング液組成物に滴定している。 The first and second solvents may be blended so that the ratio of the second solvent to the first solvent is less than 1, 0.8 or less, preferably 0.6 or less, and particularly 0.4 or less, by mass. The lower limit of this ratio may be 0.03 or more, 0.05 or more, or even 0.07 or more. This ratio is, for example, 0.03 or more and 0.8 or less, 0.05 or more and 0.5 or less, or even 0.07 or more and 0.4 or less. The total amount of solvent, expressed as a ratio to the solid content in the coating liquid composition, may be in the range of 10 to 50, or even 20 to 40, by mass. These ratios are particularly adjusted for coating liquid compositions to be applied to curved surfaces by spray coating.
第1溶媒及び第2溶媒としては、相溶性に優れた溶媒の組み合わせを選択するとよい。このような組み合わせは、例えば、第1溶媒及び第2溶媒を共にアルコキシ基含有アルコールとすることにより達成が容易となる。 It is advisable to select a combination of solvents with excellent compatibility as the first and second solvents. Such a combination can be easily achieved, for example, by using alkoxy group-containing alcohols as both the first and second solvents.
(その他の成分)
コーティング液組成物は、さらに増粘剤、チクソ性付与剤、界面活性剤、架橋剤、レベリング剤等を含んでいてもよい。レベリング剤は、微粒子のぬれの改善に効果がある。コーティング液組成物は、さらに界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤は、低分子量、具体的には平均分子量が2000未満の界面活性剤が適している。
(Other ingredients)
The coating liquid composition may further contain a thickener, a thixotropy imparting agent, a surfactant, a crosslinking agent, a leveling agent, etc. The leveling agent is effective in improving the wetting of the fine particles. The coating liquid composition may further contain a surfactant. The surfactant is preferably one with a low molecular weight, specifically, an average molecular weight of less than 2000.
[光制御部材及び光学薄膜]
図1は、光制御部材の一例を示す断面図である。光制御部材10は、基材11と、基材11上に形成された光学薄膜12とを備えている。光学薄膜12が形成された基材11の表面は平面である。基材11は、互いに平行な2つの表面を主たる面とする基板である。光制御部材10は、例えば、画像表示装置のカバーガラスである。光学薄膜12は、例えば、低反射膜である。
[Light control member and optical thin film]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a light control member. The light control member 10 includes a base material 11 and an optical thin film 12 formed on the base material 11. The surface of the base material 11 on which the optical thin film 12 is formed is flat. The base material 11 is a substrate having two parallel surfaces as its main surfaces. The light control member 10 is, for example, a cover glass of an image display device. The optical thin film 12 is, for example, a low-reflection film.
図2は、光制御部材の別の例を示す断面図である。光制御部材20は、基材21と、基材21上に形成された光学薄膜22とを備えている。光学薄膜22が形成された基材21の表面は曲面である。光制御部材20は、例えば樹脂製レンズである。光学薄膜22は、例えば低反射膜である。 Figure 2 is a cross-sectional view showing another example of a light control member. The light control member 20 includes a substrate 21 and an optical thin film 22 formed on the substrate 21. The surface of the substrate 21 on which the optical thin film 22 is formed is curved. The light control member 20 is, for example, a resin lens. The optical thin film 22 is, for example, a low-reflection film.
光学薄膜12及び22は、図示を省略する他の層と共に多層膜を構成していてもよい。この場合、光学薄膜12及び22は、所定の厚さ及び屈折率を有する層として、多層の光学干渉膜を構成していてもよい。光学薄膜12及び22は、耐擦傷性が相対的に低い下方の材料を保護しながら、光を透過させる光透過層であってもよい。 Optical thin films 12 and 22 may form a multilayer film together with other layers not shown. In this case, optical thin films 12 and 22 may form a multilayer optical interference film as layers having a predetermined thickness and refractive index. Optical thin films 12 and 22 may also be light-transmitting layers that transmit light while protecting underlying materials that have relatively low scratch resistance.
光制御部材は、上記に限らず、各種の光学部材でありうる。基材を構成する材料としては、ガラス、樹脂に代表される透明材料が望ましい。光制御部材において知られているガラスの組成及び樹脂の種類は、本実施形態においても特段の制限なく使用できる。 The light control member is not limited to the above, and can be any of a variety of optical members. Transparent materials such as glass and resin are desirable as materials for the substrate. Glass compositions and resin types known for use in light control members can also be used in this embodiment without particular restrictions.
光制御部材上の光学薄膜は、平面視で、50mm2当たりの微小欠陥が5個以下、3個以下、さらに1個以下、特に0個である領域を含むことが望ましい。光制御部材上の光学薄膜は、平面視で、全ての領域において、50mm2当たりの微小欠陥が5個以下、3個以下、さらに1個以下、特に0個であることがより望ましい。光学薄膜における50mm2当たりの微小欠陥の数は、例えば、20~500倍の金属顕微鏡、共焦点(コンフォーカル)顕微鏡(レーザー光源又は白色光源)又は、実体顕微鏡を用い、得られた画像における変色部分の数をカウントすることによって取得できる。上記カウント方法によってカウント可能な変色部分は、20μmを超える最大径を有す。微小欠陥の検出において、公称値で少なくとも20倍の対物レンズを備えた共焦点顕微鏡を用いて、微小欠陥の検出とカウントを行ってもよく、この場合、観察モニターに投影される視野範囲は、例えば、H×V=(500μm~1500μm)×(500μm~1500μm)であってもよい。ここで、Hは、例えば水平方向(横方向)であり、Vは、例えば垂直方向(縦方向)である。 The optical thin film on the light control member desirably includes an area where the number of microdefects per 50 mm2 is 5 or less, 3 or less, or even 1 or less, and particularly 0, in a planar view. It is more desirable that the optical thin film on the light control member has 5 or less, 3 or less, or even 1 or less, and particularly 0, microdefects per 50 mm2 in all areas in a planar view. The number of microdefects per 50 mm2 in the optical thin film can be obtained, for example, by using a metallurgical microscope, a confocal microscope (laser light source or white light source), or a stereomicroscope at 20 to 500 magnifications, and counting the number of discolored areas in the obtained image. The discolored areas that can be counted by the above counting method have a maximum diameter exceeding 20 μm. In detecting micro-defects, a confocal microscope equipped with an objective lens of at least 20x magnification may be used to detect and count the micro-defects, and in this case, the field of view projected on the observation monitor may be, for example, H×V=(500 μm to 1500 μm)×(500 μm to 1500 μm), where H is, for example, the horizontal direction (lateral direction) and V is, for example, the vertical direction (longitudinal direction).
光学薄膜の適切な屈折率の範囲は、光制御部材の種類、基材の種類、光学薄膜に求められる機能その他によって相異するが、基材上に直接形成する単層の低反射膜について例示すると、1.4以下、1.38以下、さらに1.35以下、1.3以下、1.25以下、場合によっては1.2以下であってもよい。屈折率の下限は、特に限定されないが、例えば1.07以上である。ここで、屈折率は、実施例の欄で述べる方法により測定できる。光学薄膜の適切な厚さも上述の要素によって相異するが、基材上に直接形成する単層の低反射膜について例示すると、50nm~350nm、さらに80nm~200nmであってよい。なお、本明細書において、特に断りのない限り、550nmの波長における屈折率を指すものとする。 The appropriate refractive index range for an optical thin film varies depending on the type of light control member, the type of substrate, the desired function of the optical thin film, and other factors. For example, for a single-layer low-reflection film formed directly on a substrate, the refractive index may be 1.4 or less, 1.38 or less, 1.35 or less, 1.3 or less, 1.25 or less, or even 1.2 or less in some cases. The lower limit of the refractive index is not particularly limited, but is, for example, 1.07 or more. The refractive index can be measured using the method described in the Examples section. The appropriate thickness of the optical thin film also varies depending on the factors mentioned above. For example, for a single-layer low-reflection film formed directly on a substrate, the refractive index may be 50 nm to 350 nm, or even 80 nm to 200 nm. Unless otherwise specified, the refractive index in this specification refers to the refractive index at a wavelength of 550 nm.
光制御部材10及び20では、基材11及び21と、光学薄膜12及び22とが直接接しているが、これに限らず、基材と光学薄膜との間には別の膜が介在していてもよい。また、光学薄膜12及び22の表面は共に露出している。ただしこれに限らず、光学薄膜の表面は別の層により被覆されていてもよい。光学薄膜は、図示した単層膜に限らず、多層膜を構成する1つの層であってもよい。多層膜を構成する1つの層である場合、光学薄膜が光の反射及び/又は透過を調整する機能は、多層膜を構成する他の層と協働して発揮される。 In the light control members 10 and 20, the substrates 11 and 21 and the optical thin films 12 and 22 are in direct contact with each other, but this is not limited to this and another film may be interposed between the substrate and the optical thin film. Furthermore, the surfaces of the optical thin films 12 and 22 are both exposed. However, this is not limited to this and the surface of the optical thin film may be covered with another layer. The optical thin film is not limited to the single layer shown in the figure, but may be one layer constituting a multilayer film. When it is one layer constituting a multilayer film, the function of the optical thin film to adjust the reflection and/or transmission of light is exerted in cooperation with the other layers constituting the multilayer film.
[光制御部材の製造方法]
本実施形態のコーティング液組成物は、各種のコーティングプロセスに供することが可能であるが、スプレーコーティングによる塗布に適している。これに鑑み、本実施形態の光制御部材の製造方法は、上述したコーティング液組成物をスプレーコーティングにより基材上に塗布することを含む。スプレーコーティングは、スプレーノズルからコーティング液組成物を噴霧する周知のコーティングプロセスである。
[Method of manufacturing light control member]
The coating liquid composition of this embodiment can be subjected to various coating processes, but is suitable for application by spray coating. In view of this, the method for producing a light control member of this embodiment includes applying the above-mentioned coating liquid composition onto a substrate by spray coating. Spray coating is a well-known coating process in which the coating liquid composition is sprayed from a spray nozzle.
スプレーコーティングにより、微粒子、バインダ前駆体、及び溶媒を含むコーティング液組成物を塗布して形成した光学薄膜では、他のコーティングプロセスにより形成した光学薄膜よりも微小欠陥が発生しやすい。この一因は、微粒子の凝集体の付着にあると推察される。上述したコーティング液組成物を使用することにより、微小欠陥の発生は低減し、場合によっては解消する。スプレーコーティング自体は、量産性に優れ、曲面へも対応できる塗布方法であり、連続で多数の基板に成膜できるコーティングプロセスでもある。本実施形態の製造方法は、スプレーコーティングによる光学薄膜の品質改善を可能とする点で利用価値が高い。 Optical thin films formed by spray coating using a coating liquid composition containing microparticles, a binder precursor, and a solvent are more likely to develop microdefects than optical thin films formed by other coating processes. One cause of this is thought to be the adhesion of microparticle aggregates. By using the above-mentioned coating liquid composition, the occurrence of microdefects is reduced and, in some cases, eliminated. Spray coating itself is a coating method that is highly suitable for mass production and can be used on curved surfaces, and is also a coating process that can continuously form films on multiple substrates. The manufacturing method of this embodiment is highly useful in that it enables the quality of optical thin films to be improved by spray coating.
コーティングプロセスにおいて使用されるスプレーノズルは、コーティング液組成物からなる流体を吐出する1流体スプレーノズルであってもよく、空気等のキャリアガスとコーティング液組成物との混合流体を吐出する2流体スプレーノズルであってもよい。2流体スプレーノズルが使用される場合、2流体スプレーノズルは、混合流体の直線流を生成する通常の2流体スプレーノズルであってもよく、混合流体の旋回流を生成する2流体スプレーノズルであってもよい。混合流体の旋回流を生成する2流体スプレーノズルとしては、環状液膜微粒化方式の2流体スプレーノズルが挙げられる。 The spray nozzle used in the coating process may be a one-fluid spray nozzle that discharges a fluid consisting of the coating liquid composition, or a two-fluid spray nozzle that discharges a mixed fluid of a carrier gas such as air and the coating liquid composition. When a two-fluid spray nozzle is used, the two-fluid spray nozzle may be a normal two-fluid spray nozzle that generates a linear flow of the mixed fluid, or a two-fluid spray nozzle that generates a swirling flow of the mixed fluid. An example of a two-fluid spray nozzle that generates a swirling flow of the mixed fluid is a two-fluid spray nozzle that uses an annular liquid film atomization method.
スプレーコーティングにおけるコーティング液組成物の塗布形態は、特に限定されるものではない。スプレーコーティングは、例えば、コーティング液組成物を塗布すべき面(塗布面)が水平となるように、基材を配置し、コーティング液組成物を含む流体流が全体として鉛直下方に向かうように、スプレーノズルを基材の塗布面に対して鉛直上方に配置した状態で行われる。スプレーノズルの吐出口と基材の塗布面との距離(スプレーノズルの吐出高さ)は、25mm以上35mm以下、さらには28mm以上32mm以下が望ましい。このようなスプレーノズルの吐出高さを適用する場合、スプレーノズルから吐出されるコーティング液組成物の流量は、0.1ml/分以上0.3ml/分以下、さらには0.15ml/分以上0.25ml/分以下が望ましい。このようなスプレーノズルの吐出高さを適用する場合、コーティング液組成物は、微粒子密接抑制剤又は分散剤を含んでいてもよく、微粒子密接抑制剤又は分散剤を含んでいなくてもよい。なお、液組成物の流量は、2流体スプレーノズルを用いる場合、供給エアの流量を0にしたうえで、液組成物のみを10分間吐出させて回収し、その体積を計測して単位時間(1分間)あたりの吐出量を算出した値とする。 The application form of the coating liquid composition in spray coating is not particularly limited. Spray coating is performed, for example, by positioning the substrate so that the surface to which the coating liquid composition is to be applied (the application surface) is horizontal, and by positioning the spray nozzle vertically above the application surface of the substrate so that the overall fluid flow containing the coating liquid composition is directed vertically downward. The distance between the spray nozzle outlet and the application surface of the substrate (spray nozzle discharge height) is preferably 25 mm to 35 mm, and more preferably 28 mm to 32 mm. When using such a spray nozzle discharge height, the flow rate of the coating liquid composition discharged from the spray nozzle is preferably 0.1 ml/min to 0.3 ml/min, and even more preferably 0.15 ml/min to 0.25 ml/min. When using such a spray nozzle discharge height, the coating liquid composition may or may not contain a particulate adhesion inhibitor or dispersant. When using a two-fluid spray nozzle, the flow rate of the liquid composition is determined by setting the supply air flow rate to 0, spraying and recovering only the liquid composition for 10 minutes, measuring the volume, and calculating the amount sprayed per unit time (1 minute).
すなわち、本実施形態の光制御部材の製造方法は、以下の条件(a)及び条件(b)が成立するものであってもよい。
条件(a):光学薄膜において、微粒子に対するバインダの比が質量基準で0.5未満である。
条件(b):スプレーコーティングにおいて、コーティング液組成物を吐出するスプレーノズルと基材の距離が25mm以上35mm以下である。
That is, the method for manufacturing a light control member of this embodiment may satisfy the following conditions (a) and (b).
Condition (a): In the optical thin film, the ratio of binder to fine particles is less than 0.5 by mass.
Condition (b): In the spray coating, the distance between the spray nozzle for discharging the coating liquid composition and the substrate is 25 mm or more and 35 mm or less.
本実施形態の光制御部材の製造方法は、上記条件条件(a)及び条件(b)に加えて、以下の条件(c)が成立するものであってもよい。
条件(c):スプレーノズルから吐出されるコーティング液組成物の流量が0.1ml/分以上0.3ml/分以下である。
In the method for manufacturing a light control member of this embodiment, in addition to the above conditions (a) and (b), the following condition (c) may also be satisfied.
Condition (c): The flow rate of the coating liquid composition discharged from the spray nozzle is 0.1 ml/min or more and 0.3 ml/min or less.
本実施形態の光制御部材の製造方法において、スプレーノズルは、2流体スプレーノズル、具体的には、混合流体の旋回流を生成する2流体スプレーノズル、より具体的には、環状液膜微粒化方式の2流体スプレーノズルであってもよい。 In the manufacturing method for a light control member of this embodiment, the spray nozzle may be a two-fluid spray nozzle, specifically a two-fluid spray nozzle that generates a swirling flow of mixed fluid, and more specifically a two-fluid spray nozzle that uses an annular liquid film atomization method.
本実施形態の光制御部材の製造方法は、光制御部材を1つのみ製造する場合にも、光制御部材を連続して複数製造する場合にも適用できる。光制御部材を連続して複数製造する場合としては、搬送方向に沿って連続して複数の基材を所定の間隔で搬送しながら、スプレーコーティングによって、コーティング液組成物を基材に吐出する製造方法が挙げられる。複数の基材は、搬送方向に沿って一列に配置されてもよく、複数列で配置されてもよい。 The manufacturing method for a light control member of this embodiment can be applied to both the manufacturing of a single light control member and the continuous manufacturing of multiple light control members. When manufacturing multiple light control members continuously, one example is a manufacturing method in which multiple substrates are continuously transported at predetermined intervals along the transport direction, and a coating liquid composition is ejected onto the substrates by spray coating. The multiple substrates may be arranged in a single row or multiple rows along the transport direction.
基材上に塗布されたコーティング液組成物においてバインダ前駆体からバインダが生成し、光学薄膜が形成される。形成された光学薄膜に含まれる微粒子密接抑制剤又は分散剤は、その後、少なくともその一部を除去してもよい。微粒子密接抑制剤又は分散剤の除去は、具体的には、光学薄膜への各種処理により実施できる。処理としては、プラズマ処理、コロナ処理、UV洗浄、高温処理、有機洗浄、酸洗浄、アルカリ洗浄を例示できる。プラズマ処理は、酸化性の活性種、例えば酸素プラズマを照射することにより、実施できる。 In the coating liquid composition applied to the substrate, a binder is generated from the binder precursor, forming an optical thin film. The particulate adhesion inhibitor or dispersant contained in the formed optical thin film may then be at least partially removed. Specifically, the particulate adhesion inhibitor or dispersant can be removed by various treatments of the optical thin film. Examples of such treatments include plasma treatment, corona treatment, UV cleaning, high-temperature treatment, organic cleaning, acid cleaning, and alkali cleaning. Plasma treatment can be performed by irradiating the optical thin film with an oxidizing active species, such as oxygen plasma.
以上に説明したとおり、本実施形態により、以下の技術が提供される。
(技術1)
基材上に光学薄膜を形成するためのコーティング液組成物であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5以上である、
コーティング液組成物。
As described above, the present embodiment provides the following techniques.
(Technology 1)
A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass;
Coating liquid composition.
(技術2)
前記比が質量基準で1.2以上である、技術1のコーティング液組成物。
(Technology 2)
The coating liquid composition of Technology 1, wherein the ratio is 1.2 or more by mass.
(技術3)
基材上に光学薄膜を形成するためのコーティング液組成物であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記光学薄膜における前記微粒子同士の密接を抑制する微粒子密接抑制剤をさらに含む、
コーティング液組成物。
(Technology 3)
A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
The optical thin film further contains a particle adhesion inhibitor that inhibits the particles from adhering to each other.
Coating liquid composition.
(技術4)
前記微粒子密接抑制剤は、300℃以上の沸点を有する、技術3のコーティング液組成物。
(Technology 4)
The coating liquid composition of Technology 3, wherein the fine particle adhesion inhibitor has a boiling point of 300°C or higher.
(技術5)
前記微粒子密接抑制剤は、前記溶媒より沸点が高い、技術3又は4のコーティング液組成物。
(Technology 5)
5. The coating liquid composition according to claim 3, wherein the fine particle adhesion inhibitor has a boiling point higher than that of the solvent.
(技術6)
前記微粒子密接抑制剤は、前記溶媒より粘度が高い、技術3~5のいずれか1つのコーティング液組成物。
(Technology 6)
6. The coating liquid composition according to any one of techniques 3 to 5, wherein the fine particle adhesion inhibitor has a higher viscosity than the solvent.
(技術7)
前記微粒子密接抑制剤は、熱可塑性ポリマーである、技術3~6のいずれか1つのコーティング液組成物。
(Technology 7)
7. The coating liquid composition of any one of techniques 3 to 6, wherein the particulate adhesion inhibitor is a thermoplastic polymer.
(技術8)
基材上に光学薄膜を形成するためのコーティング液組成物であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
アニオン系ポリマー型分散剤及び高分子型分散剤からなる群より選択される少なくとも1つに該当する分散剤をさらに含む、
コーティング液組成物。
(Technology 8)
A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
Further comprising at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer dispersants and polymer dispersants.
Coating liquid composition.
(技術9)
前記アニオン系ポリマー型分散剤は、繰り返し単位にアニオン性基を含む、技術8のコーティング液組成物。
(Technology 9)
9. The coating liquid composition according to claim 8, wherein the anionic polymer dispersant contains an anionic group in a repeating unit.
(技術10)
前記微粒子に対する前記バインダと前記微粒子密接抑制剤又は前記分散剤との合計量の比が、質量基準で0.4以上である、技術3~9のいずれか1つのコーティング液組成物。
(Technology 10)
10. The coating liquid composition according to any one of techniques 3 to 9, wherein the ratio of the total amount of the binder and the fine particle adhesion inhibitor or the dispersant to the fine particles is 0.4 or more by mass.
(技術11)
前記微粒子に対する前記微粒子密接抑制剤又は前記分散剤の比が、質量基準で0.4以上である、技術3~10のいずれか1つのコーティング液組成物。
(Technology 11)
11. The coating liquid composition according to any one of techniques 3 to 10, wherein the ratio of the fine particle adhesion inhibitor or the dispersant to the fine particles is 0.4 or more by mass.
(技術12)
前記微粒子は、中空微粒子を含む、技術1~11のいずれか1つのコーティング液組成物。
(Technology 12)
12. The coating liquid composition according to any one of techniques 1 to 11, wherein the fine particles include hollow fine particles.
(技術13)
前記前駆体は、アルコキシシラン及びアルコキシシランの加水分解物からなる群より選択される少なくとも一つを含む、技術1~12のいずれか1つのコーティング液組成物。
(Technology 13)
13. The coating liquid composition according to any one of claims 1 to 12, wherein the precursor comprises at least one selected from the group consisting of alkoxysilanes and hydrolysates of alkoxysilanes.
(技術14)
スプレーコーティング用の液組成物である、技術1~13のいずれか1つのコーティング液組成物。
(Technology 14)
14. The coating liquid composition according to any one of techniques 1 to 13, which is a liquid composition for spray coating.
(技術15)
前記溶媒は、第1溶媒と第2溶媒とを含み、
前記第2溶媒の沸点は、前記第1溶媒の沸点よりも高い、技術1~14のいずれか1つのコーティング液組成物。
(Technology 15)
the solvent includes a first solvent and a second solvent,
15. The coating liquid composition according to any one of claims 1 to 14, wherein the boiling point of the second solvent is higher than the boiling point of the first solvent.
(技術16)
前記第1溶媒に対する前記第2溶媒の比が質量基準で0.8以下である、技術15のコーティング液組成物。
(Technology 16)
16. The coating liquid composition of claim 15, wherein the ratio of the second solvent to the first solvent is 0.8 or less by mass.
(技術17)
基材上にコーティング液組成物を塗布して前記基材上に光学薄膜を形成することを含む光制御部材の製造方法であって、
前記コーティング液組成物は、微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記コーティング液組成物において、条件(i)、条件(ii)及び条件(iii)からなる群より選択される少なくとも一つが成立し、
前記コーティング液組成物をスプレーコーティングにより前記基材上に塗布する、
光制御部材の製造方法。
ここで、前記条件(i)は、前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5以上である、との条件であり、前記条件(ii)は、前記光学薄膜における前記微粒子同士の接触が直接密接するのを抑制する微粒子密接抑制剤をさらに含む、との条件であり、前記条件(iii)は、アニオン系ポリマー型分散剤及び高分子型分散剤からなる群より選択される少なくとも一つに該当する分散剤、をさらに含む、との条件である。
(Technology 17)
A method for producing a light control member, comprising applying a coating liquid composition onto a substrate to form an optical thin film on the substrate,
the coating liquid composition includes fine particles, a binder precursor that provides a binder that fixes the fine particles, and a solvent;
In the coating liquid composition, at least one selected from the group consisting of condition (i), condition (ii), and condition (iii) is satisfied,
Applying the coating liquid composition onto the substrate by spray coating;
A method for manufacturing a light control member.
Here, the condition (i) is a condition that the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass, the condition (ii) is a condition that the optical thin film further contains a fine particle adhesion inhibitor that inhibits the fine particles in the optical thin film from coming into direct close contact with each other, and the condition (iii) is a condition that the optical thin film further contains at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer-type dispersants and polymer-type dispersants.
(技術18)
前記コーティング液組成物において、少なくとも前記条件(ii)又は前記条件(iii)が成立し、
前記光学薄膜に対し、前記微粒子密接抑制剤又は前記分散剤の少なくとも一部を除去する処理を実施することをさらに含む、技術17の光制御部材の製造方法。
(Technology 18)
In the coating liquid composition, at least the condition (ii) or the condition (iii) is satisfied,
18. The method for manufacturing a light control member according to Art. 17, further comprising: performing a process for removing at least a part of the particle close contact suppressant or the dispersant from the optical thin film.
(技術19)
前記処理がプラズマ照射を含む、技術18の光制御部材の製造方法。
(Technology 19)
19. The method for manufacturing a light control member according to claim 18, wherein the treatment includes plasma irradiation.
(技術20)
前記光学薄膜は、屈折率が1.4以下の低反射膜である、技術17~19のいずれか1つの光制御部材の製造方法。
(Technology 20)
20. The method for manufacturing a light control member according to any one of techniques 17 to 19, wherein the optical thin film is a low-reflection film having a refractive index of 1.4 or less.
(技術21)
前記光学薄膜は、屈折率が1.2以下の低反射膜である、技術20の光制御部材の製造方法。
(Technology 21)
21. The method for manufacturing a light control member according to claim 20, wherein the optical thin film is a low-reflection film having a refractive index of 1.2 or less.
(技術22)
前記基材は、曲面を有し、前記コーティング液組成物を前記曲面に塗布する、技術17~21のいずれか1つの光制御部材の製造方法。
(Technology 22)
22. The method for producing a light control member according to any one of techniques 17 to 21, wherein the substrate has a curved surface, and the coating liquid composition is applied to the curved surface.
(技術23)
基材上にコーティング液組成物を塗布して前記基材上に光学薄膜を形成することを含む光制御部材の製造方法であって、
前記コーティング液組成物は、微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記コーティング液組成物の製造方法において、条件(a)及び条件(b)が成立し、
前記コーティング液組成物をスプレーコーティングにより前記基材上に塗布する、
光制御部材の製造方法。
ここで、前記条件(a)は、前記光学薄膜において、前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5未満である、との条件であり、前記条件(b)は、前記スプレーコーティングにおいて、前記コーティング液組成物を吐出するスプレーノズルと前記基材の距離が25mm以上35mm以下である、との条件である。
(Technology 23)
A method for producing a light control member, comprising applying a coating liquid composition onto a substrate to form an optical thin film on the substrate,
the coating liquid composition includes fine particles, a binder precursor that provides a binder that fixes the fine particles, and a solvent;
In the method for producing the coating liquid composition, the conditions (a) and (b) are satisfied,
Applying the coating liquid composition onto the substrate by spray coating;
A method for manufacturing a light control member.
Here, the condition (a) is a condition that the ratio of the binder to the fine particles in the optical thin film is less than 0.5 by mass, and the condition (b) is a condition that, in the spray coating, the distance between the spray nozzle that discharges the coating liquid composition and the substrate is 25 mm or more and 35 mm or less.
(技術24)
前記コーティング液組成物の製造方法において、さらに条件(c)が成立する、技術23の光制御部材の製造方法。
ここで、前記条件(c)は、前記スプレーノズルから吐出されるコーティング液組成物の流量が0.1ml/分以上0.3ml/分以下である、との条件である。
(Technology 24)
24. The method for producing a light control member according to Art. 23, wherein the method for producing the coating liquid composition further satisfies condition (c).
Here, the condition (c) is a condition that the flow rate of the coating liquid composition discharged from the spray nozzle is 0.1 ml/min or more and 0.3 ml/min or less.
(技術25)
前記スプレーノズルは、2流体スプレーノズルである、技術23又は24の光制御部材の製造方法。
(Technology 25)
25. The method for manufacturing a light control member according to claim 23 or 24, wherein the spray nozzle is a two-fluid spray nozzle.
(技術26)
前記2流体スプレーノズルは、前記コーティング液組成物とキャリアガスとの混合流体の旋回流を生成する2流体スプレーノズルである、技術25の光制御部材の製造方法。
(Technology 26)
The method for manufacturing a light control member according to Technology 25, wherein the two-fluid spray nozzle is a two-fluid spray nozzle that generates a swirling flow of a mixed fluid of the coating liquid composition and a carrier gas.
(技術27)
前記2流体スプレーノズルは、環状液膜微粒化方式の2流体スプレーノズルである、技術26の光制御部材の製造方法。
(Technology 27)
The two-fluid spray nozzle is a two-fluid spray nozzle of an annular liquid film atomization type, and the manufacturing method of the light control member of technology 26.
(技術28)
光制御部材上の光学薄膜であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダと、を含み、
前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5未満であり、
20倍~500倍の倍率で前記光学薄膜を観察したときに、前記光学薄膜は、観察面積50mm2当たりの微小欠陥が5個以下である領域を含む、
光学薄膜。
(Technology 28)
An optical thin film on a light control member,
The composition includes fine particles and a binder that fixes the fine particles,
the ratio of the binder to the particulates is less than 0.5 by weight;
When the optical thin film is observed at a magnification of 20 to 500 times, the optical thin film includes a region in which there are 5 or less microdefects per 50 mm2 of observation area.
Optical thin film.
(技術29)
光制御部材上の光学薄膜であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダと、を含み、
前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5以上である、
光学薄膜。
(Technology 29)
An optical thin film on a light control member,
The composition includes fine particles and a binder that fixes the fine particles,
the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass;
Optical thin film.
(技術30)
光制御部材上の光学薄膜であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダと、を含み、
前記光学薄膜における前記微粒子同士の密接を抑制する微粒子密接抑制剤をさらに含む、
光学薄膜。
(Technology 30)
An optical thin film on a light control member,
The composition includes fine particles and a binder that fixes the fine particles,
The optical thin film further contains a particle adhesion inhibitor that inhibits the particles from adhering to each other.
Optical thin film.
(技術31)
光制御部材上の光学薄膜であって、
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダと、を含み、
アニオン系ポリマー型分散剤及び高分子型分散剤からなる群より選択される少なくとも1つに該当する分散剤をさらに含む、
光学薄膜。
(Technology 31)
An optical thin film on a light control member,
The composition includes fine particles and a binder that fixes the fine particles,
Further comprising at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer dispersants and polymer dispersants.
Optical thin film.
[例1~15]
(膜の形成)
テトラアルコキシシラン(TEOS)、メチルトリエトキシシラン(MTES)及び0.3%ギ酸を質量比で8.7:3.7:7.6の比で混合したバインダ混合液を調製した。この混合液と、微粒子、分散剤、レベリング剤、低沸点溶媒及び高沸点溶媒とを混合して、コーティング液組成物を得た。コーティング液組成物は、原料が表1に示した質量比となり、形成される膜が表2に示した質量比となるように混合した。表2において、バインダ前駆体であるTEOS及びMTESは、バインダとして、すなわちそれぞれSiO2及びCH3SiO1.5に換算して表示されている。
[Examples 1 to 15]
(Film formation)
A binder mixture was prepared by mixing tetraalkoxysilane (TEOS), methyltriethoxysilane (MTES), and 0.3% formic acid in a mass ratio of 8.7:3.7:7.6. This mixture was mixed with fine particles, a dispersant, a leveling agent, a low-boiling solvent, and a high-boiling solvent to obtain a coating liquid composition. The coating liquid composition was prepared by mixing the raw materials in the mass ratio shown in Table 1 and the resulting film in the mass ratio shown in Table 2. In Table 2, the binder precursors TEOS and MTES are expressed as binders, i.e., converted to SiO2 and CH3SiO1.5 , respectively.
次いで、コーティング液組成物をガラス板の表面にスプレーコーティングにより塗布した。スプレーコーティングのスプレーノズルとして、環状液膜微粒化方式の2流体スプレーノズル(Shimada Appli合同会社製)を使用した。引き続き、コーティング液組成物を塗布したガラス板を10分間自然乾燥させた後、200℃に設定したオーブン内で10分間加熱し、光学薄膜として低反射膜を得た。形成した低反射膜の膜厚は、50nm~350nmの範囲にあった。使用した原料は下記のとおりである。 The coating liquid composition was then applied to the surface of the glass plate by spray coating. A two-fluid spray nozzle with a circular liquid film atomization method (manufactured by Shimada Appli LLC) was used as the spray nozzle for spray coating. The glass plate with the coating liquid composition applied was then allowed to air dry for 10 minutes, and then heated in an oven set to 200°C for 10 minutes to obtain a low-reflection film as an optical thin film. The film thickness of the formed low-reflection film was in the range of 50 nm to 350 nm. The raw materials used are as follows:
・微粒子:シリカ中空微粒子、バルーンシル(登録商標)ナノ(豊田化工製、平均粒径40nm)
・バインダ前駆体1:テトラアルコキシシラン(TEOS)、正珪酸エチル(多摩化学工業社製)
・バインダ前駆体2:メチルトリエトキシシラン(MTES)、KBE-13(信越シリコーン社製)
・微粒子接触抑制剤(分散剤)下記A-L:
A:ポリエチレングリコール400(富士フィルム和光製)
B:ポリエチレングリコール600(富士フィルム和光製)
C:ポリエチレングリコール1000(富士フィルム和光製)
D:スチレン無水マレイン酸共重合体 BYK-2013(BYK製)
E:塩基性顔料親和性基を有するブロックコポリマーの溶液 BYK-2150(BYK製)
F:超分岐ポリエステルBYK-2152(BYK製)
G:アクリル系重合物 ポリフローNo.36(共栄社化学製)
H:アクリル系重合物 ポリフローNo.99C(共栄社化学製)
I:アクリルコポリマー フローレンDOPA-35(共栄社化学製)
J:ノニオン界面活性剤とポリカルボン酸の混合物 フローレンDOPA-100(共栄社化学製)
K:ポリカルボン酸 フローレンG-700(共栄社化学製)
L:カルボン酸含有共重合物の変性物 フローレンG-1500(共栄社化学製)
・低沸点溶媒:1M2P(1-メトキシ-2-プロパノール)、沸点120℃、(東京化成工業製)
・高沸点溶媒:3M3M1B(3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール)、沸点174℃、(東京化成工業製)
・レベリング剤:ポリエーテル変性シリコーン、KP-341(信越シリコーン社製)
Fine particles: hollow silica fine particles, Balloonsil (registered trademark) Nano (manufactured by Toyoda Chemical Industries, Ltd., average particle size 40 nm)
Binder precursor 1: tetraalkoxysilane (TEOS), ethyl orthosilicate (manufactured by Tama Chemicals Co., Ltd.)
Binder precursor 2: methyltriethoxysilane (MTES), KBE-13 (manufactured by Shin-Etsu Silicones Co., Ltd.)
Fine particle contact inhibitor (dispersant) A-L below:
A: Polyethylene glycol 400 (manufactured by Fujifilm Wako)
B: Polyethylene glycol 600 (manufactured by Fujifilm Wako)
C: Polyethylene glycol 1000 (manufactured by Fujifilm Wako)
D: Styrene-maleic anhydride copolymer BYK-2013 (manufactured by BYK)
E: Solution of block copolymer having basic pigment affinity group BYK-2150 (manufactured by BYK)
F: Hyperbranched polyester BYK-2152 (manufactured by BYK)
G: Acrylic polymer Polyflow No. 36 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
H: Acrylic polymer Polyflow No. 99C (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
I: Acrylic copolymer FLOWLEN DOPA-35 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
J: Mixture of nonionic surfactant and polycarboxylic acid, FLOWLEN DOPA-100 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
K: Polycarboxylic acid Florene G-700 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
L: Modified carboxylic acid-containing copolymer, FLOWLEN G-1500 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
Low boiling point solvent: 1M2P (1-methoxy-2-propanol), boiling point 120°C (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
High boiling point solvent: 3M3M1B (3-methoxy-3-methyl-1-butanol), boiling point 174°C (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Leveling agent: Polyether-modified silicone, KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Silicones Co., Ltd.)
例1~15について、スプレーコーティングの塗布条件はいずれも、以下の塗布条件A~Dのうち、Aとした。
<塗布条件A>
スプレーノズルの吐出高さ:60mm、コーティング液組成物の流量:0.2ml/分。
<塗布条件B>
スプレーノズルの吐出高さ:30mm、コーティング液組成物の流量:0.2ml/分。
<塗布条件C>
スプレーノズルの吐出高さ:10mm、コーティング液組成物の流量:0.2ml/分。
<塗布条件D>
スプレーノズルの吐出高さ:30mm、コーティング液組成物の流量:0.4ml/分。
In all of Examples 1 to 15, the spray coating conditions were A among the following conditions A to D.
<Coating Condition A>
Discharge height of spray nozzle: 60 mm, flow rate of coating liquid composition: 0.2 ml/min.
<Coating Condition B>
Discharge height of spray nozzle: 30 mm, flow rate of coating liquid composition: 0.2 ml/min.
<Coating Condition C>
Discharge height of spray nozzle: 10 mm, flow rate of coating liquid composition: 0.2 ml/min.
<Coating Condition D>
Discharge height of spray nozzle: 30 mm, flow rate of coating liquid composition: 0.4 ml/min.
なお、少なくとも、上記D、F、K、Lの平均分子量は2000以上に相当する。また、KP-341(ポリエーテル変性シリコーン)は、レベリング剤として適した界面活性剤であり、その平均分子量は2000未満に相当する。 Note that at least the average molecular weight of the above D, F, K, and L is equivalent to 2000 or more. Also, KP-341 (polyether-modified silicone) is a surfactant suitable as a leveling agent, and its average molecular weight is equivalent to less than 2000.
(屈折率の測定)
屈折率の測定は、例1~15について、基材をシリコンウエハとしたことを除き、上記と同様にして形成した膜を対象として実施した。屈折率の測定にはオリンパス製USPMを用いて膜の可視光域における分光反射率を測定し、この分光反射率データから光学膜設計ソフト(株式会社ヒューリンクス製TFCalc)を用いて膜構成をシミュレーションでフィッティング処理することで屈折率を得た。例3~14から得た膜に関しては、下記の条件でプラズマ処理を適用し、その前後で屈折率を測定した。
(Measurement of refractive index)
The refractive index was measured for films formed in the same manner as above for Examples 1 to 15, except that the substrate was a silicon wafer. To measure the refractive index, an Olympus USPM was used to measure the spectral reflectance of the film in the visible light range, and the refractive index was obtained by fitting the film structure by simulation using optical film design software (TFCalc, manufactured by Hulinks Co., Ltd.) from this spectral reflectance data. For the films obtained in Examples 3 to 14, plasma treatment was applied under the following conditions, and the refractive index was measured before and after treatment.
・プラズマ処理
膜を形成した基材を真空プラズマ装置(株式会社真空デバイス製 PIB-20)のチャンバー内にセットし、真空引きした後、アルゴン:酸素の流量比=1:1とし、雰囲気圧力50Pa、放電電量30mAにて、90秒間放電させることで膜表面をプラズマ処理した。
Plasma Treatment The substrate on which the film was formed was set in the chamber of a vacuum plasma device (PIB-20 manufactured by Vacuum Device Co., Ltd.), and after evacuation, the film surface was plasma-treated by discharging for 90 seconds at an argon:oxygen flow ratio of 1:1, atmospheric pressure of 50 Pa, and discharge current of 30 mA.
(欠陥の測定)
例1~15について、シクロオレフィン樹脂製レンズを基材とした膜を上記と同様にして作製し、欠陥数を測定した。膜は、レンズの凹面上に形成した。欠陥数の測定は、共焦点(コンフォーカル)顕微鏡(レーザーテック株式会社製レーザー顕微鏡OPTELICS HYBRID L7;キセノン白色光源;対物レンズ倍率=×20;視野範囲H×V=750μm×750μm(モニター上の観察倍率=370倍))にて、得られた画像において欠陥数を数えることで実施した。実体顕微鏡における観察面積は、50mm2であった。例2についての測定結果を図3に、例3~14の測定結果の1つを図4に、例15についての測定結果を図5にそれぞれ示す。
(Measurement of defects)
For Examples 1 to 15, films using a cycloolefin resin lens as a substrate were prepared in the same manner as described above, and the number of defects was measured. The films were formed on the concave surface of the lens. The number of defects was measured by counting the number of defects in an image obtained using a confocal microscope (Lasertec Corporation, OPTELICS HYBRID L7 laser microscope; xenon white light source; objective lens magnification = ×20; field of view range H × V = 750 μm × 750 μm (monitor observation magnification = 370x)). The observation area under the stereo microscope was 50 mm2 . The measurement results for Example 2 are shown in Figure 3, one of the measurement results for Examples 3 to 14 is shown in Figure 4, and the measurement results for Example 15 is shown in Figure 5.
例3~14では、欠陥の発生を抑制できた。例3~14におけるプラズマ処理による屈折率の低下は、0.1以上に達することがあった。例えば屈折率が1.27の膜は、プラズマ処理後に屈折率1.16の膜となった。プラズマ処理後においても、例3~14における欠陥は実質的に同程度であった。一方、バインダ/微粒子比を適切に調整した例15では、欠陥の発生を解消できた。 In Examples 3 to 14, the occurrence of defects was suppressed. The decrease in refractive index due to plasma treatment in Examples 3 to 14 sometimes reached 0.1 or more. For example, a film with a refractive index of 1.27 became a film with a refractive index of 1.16 after plasma treatment. Even after plasma treatment, the number of defects in Examples 3 to 14 remained substantially the same. On the other hand, in Example 15, where the binder/fine particle ratio was appropriately adjusted, the occurrence of defects was eliminated.
例3~14の膜のプラズマ処理前後の変化を、SEMを用いて観察した。一例を図6(処理前)及び図7(処理後)に示す。膜中の空隙の増加が屈折率低下をもたらしたことが確認できる。 The changes in the films of Examples 3 to 14 before and after plasma treatment were observed using an SEM. Examples are shown in Figure 6 (before treatment) and Figure 7 (after treatment). It can be seen that an increase in voids in the film resulted in a decrease in the refractive index.
[例16~18]
(膜の形成)
スプレーコーティングの塗布条件を表3に示したとおり、例16~18について、B~Dのいずれかとした以外は、例2と同様にして、コーティング液組成物から低反射膜を形成した。
[Examples 16 to 18]
(Film formation)
The spray coating conditions were as shown in Table 3. In Examples 16 to 18, low-reflection films were formed from the coating liquid compositions in the same manner as in Example 2, except that the spray coating conditions were set to any one of B to D.
例16~18について、例1~15と同様に、屈折率の測定、欠陥の測定を実施した。さらに、下記により、色むらを観察した。 For Examples 16 to 18, refractive index and defect measurements were carried out in the same manner as for Examples 1 to 15. Furthermore, color unevenness was observed using the following methods.
(色むら発生の有無の確認)
欠陥の測定に際して、得られた画像の目視検査で、光学薄膜の色むらを確認し、色むらが観察されなかった場合を○、観察された場合を×とした。
(Check for color unevenness)
When measuring defects, the obtained image was visually inspected to check for color unevenness in the optical thin film, and the case where no color unevenness was observed was marked with ◯, and the case where color unevenness was observed was marked with ×.
スプレーノズルの吐出高さを適切に調整した例17及び例18では、欠陥の発生を抑制できた。コーティング液組成物の流量についても適切に調整した例18では、色むらも発生していなかった。コーティング液組成物の流量については適切に調整しなかった例17では、光学薄膜が基材(凹レンズ)の凹面の中央部分では他の部分より厚く形成されたことによって、色むらが発生していた。一方、スプレーノズルの吐出高さを適切に調整しなかった例2及び例16では、欠陥の発生を抑制できなかった。なお、例1~15においては、色むらは発生していなかった。 In Examples 17 and 18, where the spray nozzle discharge height was appropriately adjusted, the occurrence of defects was suppressed. In Example 18, where the flow rate of the coating liquid composition was also appropriately adjusted, no color unevenness occurred. In Example 17, where the flow rate of the coating liquid composition was not appropriately adjusted, the optical thin film was formed thicker in the central part of the concave surface of the substrate (concave lens) than in other parts, resulting in color unevenness. On the other hand, in Examples 2 and 16, where the spray nozzle discharge height was not appropriately adjusted, the occurrence of defects could not be suppressed. Note that color unevenness did not occur in Examples 1 to 15.
Claims (22)
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5以上である、
コーティング液組成物。 A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass;
Coating liquid composition.
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記光学薄膜における前記微粒子同士の密接を抑制する微粒子密接抑制剤をさらに含む、
コーティング液組成物。 A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
The optical thin film further contains a particle adhesion inhibitor that inhibits the particles from adhering to each other.
Coating liquid composition.
微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
アニオン系ポリマー型分散剤及び高分子型分散剤からなる群より選択される少なくとも1つに該当する分散剤をさらに含む、
コーティング液組成物。 A coating liquid composition for forming an optical thin film on a substrate, comprising:
a binder precursor that provides a binder for fixing the fine particles; and a solvent;
Further comprising at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer dispersants and polymer dispersants.
Coating liquid composition.
前記第2溶媒の沸点は、前記第1溶媒の沸点よりも高い、請求項1、3及び8のいずれか1項に記載のコーティング液組成物。 the solvent includes a first solvent and a second solvent,
The coating liquid composition according to claim 1 , wherein the boiling point of the second solvent is higher than the boiling point of the first solvent.
前記コーティング液組成物は、微粒子と、前記微粒子を固定するバインダを供給するバインダ前駆体と、溶媒と、を含み、
前記コーティング液組成物において、条件(i)、条件(ii)及び条件(iii)からなる群より選択される少なくとも一つが成立し、
前記コーティング液組成物をスプレーコーティングにより前記基材上に塗布する、
光制御部材の製造方法。
ここで、前記条件(i)は、前記微粒子に対する前記バインダの比が質量基準で0.5以上である、との条件であり、前記条件(ii)は、前記光学薄膜における前記微粒子同士の接触を抑制する微粒子密接抑制剤をさらに含む、との条件であり、前記条件(iii)は、アニオン系ポリマー型分散剤及び高分子型分散剤からなる群より選択される少なくとも一つに該当する分散剤、をさらに含む、との条件である。 A method for producing a light control member, comprising applying a coating liquid composition onto a substrate to form an optical thin film on the substrate,
the coating liquid composition includes fine particles, a binder precursor that provides a binder that fixes the fine particles, and a solvent;
In the coating liquid composition, at least one selected from the group consisting of condition (i), condition (ii), and condition (iii) is satisfied,
Applying the coating liquid composition onto the substrate by spray coating;
A method for manufacturing a light control member.
Here, the condition (i) is a condition that the ratio of the binder to the fine particles is 0.5 or more by mass, the condition (ii) is a condition that the optical thin film further contains a fine particle contact inhibitor that suppresses contact between the fine particles in the optical thin film, and the condition (iii) is a condition that the optical thin film further contains at least one dispersant selected from the group consisting of anionic polymer-type dispersants and polymer-type dispersants.
前記光学薄膜に対し、前記微粒子密接抑制剤又は前記分散剤の少なくとも一部を除去する処理を実施することをさらに含む、請求項17に記載の光制御部材の製造方法。 In the coating liquid composition, at least the condition (ii) or the condition (iii) is satisfied,
The method for manufacturing a light control member according to claim 17 , further comprising carrying out a process for removing at least a part of the particle contact suppressant or the dispersant from the optical thin film.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024022371 | 2024-02-16 | ||
| JP2024-022371 | 2024-02-16 | ||
| JP2024-134821 | 2024-08-13 | ||
| JP2024134821 | 2024-08-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025173560A1 true WO2025173560A1 (en) | 2025-08-21 |
Family
ID=96772825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/003200 Pending WO2025173560A1 (en) | 2024-02-16 | 2025-01-31 | Coating liquid composition and method for manufacturing light control member using same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025173560A1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011090035A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-28 | 旭硝子株式会社 | Water-repellent base and process for producing same |
| WO2012137744A1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-11 | 旭硝子株式会社 | Glass plate with low reflective film |
| WO2015145618A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | リンテック株式会社 | Anti-glare hard coat film |
| JP2016155256A (en) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | コニカミノルタ株式会社 | Heat shielding film, and method for producing the same |
| WO2016158097A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 富士フイルム株式会社 | Composition for forming optical function layer, solid-state imaging element using same, and camera module |
| JP2019085473A (en) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | リンテック株式会社 | Coat film |
| JP2021192090A (en) * | 2019-12-27 | 2021-12-16 | 日本板硝子株式会社 | Transparent laminate |
| JP2023177176A (en) * | 2022-06-01 | 2023-12-13 | 日本板硝子株式会社 | Coating liquid for low-reflection materials and low-reflection films |
-
2025
- 2025-01-31 WO PCT/JP2025/003200 patent/WO2025173560A1/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011090035A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-28 | 旭硝子株式会社 | Water-repellent base and process for producing same |
| WO2012137744A1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-11 | 旭硝子株式会社 | Glass plate with low reflective film |
| WO2015145618A1 (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | リンテック株式会社 | Anti-glare hard coat film |
| JP2016155256A (en) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | コニカミノルタ株式会社 | Heat shielding film, and method for producing the same |
| WO2016158097A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 富士フイルム株式会社 | Composition for forming optical function layer, solid-state imaging element using same, and camera module |
| JP2019085473A (en) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | リンテック株式会社 | Coat film |
| JP2021192090A (en) * | 2019-12-27 | 2021-12-16 | 日本板硝子株式会社 | Transparent laminate |
| JP2023177176A (en) * | 2022-06-01 | 2023-12-13 | 日本板硝子株式会社 | Coating liquid for low-reflection materials and low-reflection films |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101657731B1 (en) | Slot die coating process | |
| TWI613166B (en) | Glass container with delamination resistance and improved strength | |
| Kontziampasis et al. | Biomimetic, antireflective, superhydrophobic and oleophobic PMMA and PMMA-coated glass surfaces fabricated by plasma processing | |
| US9798045B2 (en) | Antireflection film and method of producing the same | |
| JP6540158B2 (en) | Porous laminate | |
| JP7406485B2 (en) | Inorganic oxide fine particle dispersion | |
| JP6943865B2 (en) | Nanocomposite formulation for optical applications | |
| JPWO2004052639A1 (en) | Film-coated article, method for producing the same, and coating material for film formation | |
| JP2022507821A (en) | Solvent-free formulations and nanocomposites | |
| JP2016191053A (en) | Sulfonate-functional coatings and methods | |
| JP2017125092A (en) | Fluorine-containing film and water / oil repellent coating composition | |
| JP2020516450A (en) | Method for producing antifouling coating composition and coating produced therefrom | |
| CN110622046A (en) | Transparent article and method for producing transparent article | |
| CN110546118B (en) | Glass substrate with film, article, and method for producing glass substrate with film | |
| TWI682977B (en) | Hard coating film | |
| JP2010199016A (en) | Transparent conductive sheet and method of manufacturing the same | |
| WO2025173560A1 (en) | Coating liquid composition and method for manufacturing light control member using same | |
| CN111902044A (en) | Antibacterial composition, antibacterial film, and base material with antibacterial film | |
| JP6721822B2 (en) | Hydrophilic coating, hydrophilic film-forming article, coating solution for forming hydrophilic film, and method for producing hydrophilic film-forming article | |
| US20150124327A1 (en) | Coating material, optical coating film, and optical element | |
| JP2014214063A (en) | Silica-based porous film, article having silica-based porous film, and method for producing the same article | |
| KR101661838B1 (en) | Fine inorganic compound particle dispersed composition and fine inorganic compound particle dispersed cured product | |
| JP2008050380A (en) | Water repellent and use thereof | |
| JP6794151B2 (en) | Coating film, method for producing coating film, and coating composition | |
| WO2025220691A1 (en) | Coating solution, antireflection film, and method for manufacturing lens |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 25754886 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |