JP2008203377A - High refractive index thin film and composition for formation of high refractive index thin film - Google Patents

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哲也 竹内
Yoshihiro Tokunaga
義弘 徳永
Tetsuji Narasaki
徹司 楢▲崎▼
Yoshihiro Kimura
嘉宏 木村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high refractive index thin film having a sufficiently high refractive index by using a wet process and to provide a composition for formation of a thin film to form a high refractive index thin film. <P>SOLUTION: The thin film contains metal nanoparticles that generate localized surface plasmon resonance in a transparent matrix and is formed by coating. The metal nanoparticles are preferably included by 60 to 600 pts.wt. in 100 pts.wt. of the transparent matrix. The composition contains metal nanoparticles that generate localized surface plasmon resonance, a transparent matrix source material and a solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高屈折率薄膜および高屈折率薄膜形成用組成物に関するものである。   The present invention relates to a high refractive index thin film and a composition for forming a high refractive index thin film.

近年、様々な分野において、各種の機能性薄膜が使用されている。例えば、光学分野などでは、比較的高い屈折率を有する光学薄膜が、光学フィルターや反射防止膜などの用途に用いられている。   In recent years, various functional thin films have been used in various fields. For example, in the optical field, an optical thin film having a relatively high refractive index is used for applications such as an optical filter and an antireflection film.

従来、この種の光学薄膜は、真空蒸着法、スパッタリング法などのドライプロセスにより成膜するのが主流であった。   Conventionally, this type of optical thin film has been mainly formed by a dry process such as vacuum deposition or sputtering.

ところが、ドライプロセスは、基本的に、真空下にて成膜を行う必要があるので高コストになりやすく、生産性に劣るなどの欠点があった。   However, the dry process basically requires film formation under a vacuum, so that there are drawbacks such as high cost and poor productivity.

そのため、最近では、大気下にて成膜可能な簡易プロセスであるウェットプロセスを活用して、薄膜を成膜する提案もなされるようになっている。   Therefore, recently, proposals have been made to form a thin film by utilizing a wet process, which is a simple process capable of forming a film in the atmosphere.

例えば、特許文献1には、有機チタン化合物と、βジケトン類とを含む薄膜形成用組成物を塗工、乾燥させた後、この塗工膜に紫外線を照射し、硬化させることにより、屈折率1.9程度の酸化チタン薄膜を成膜する技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that a thin film-forming composition containing an organotitanium compound and a β-diketone is applied and dried, and then the applied film is irradiated with ultraviolet rays and cured to obtain a refractive index. A technique for forming a titanium oxide thin film of about 1.9 is disclosed.

特開2005−353656号公報JP-A-2005-353656

しかしながら、上記従来技術は、以下の点で改良の余地があった。   However, the prior art has room for improvement in the following points.

すなわち、一般に、ウェットプロセスは、ドライプロセスに比較して、緻密な膜質の薄膜を形成し難い。そのため、高い屈折率を得難く、さらなる高屈折率化を図るためには、何らかの工夫が必要になる。   That is, in general, it is difficult for the wet process to form a dense thin film as compared with the dry process. Therefore, it is difficult to obtain a high refractive index, and some ingenuity is required to further increase the refractive index.

例えば、特許文献1では、ゾル−ゲル法による塗工膜を紫外線で硬化させ、高い屈折率を有する薄膜を形成するにあたり、βジケトン類などの特定の添加剤を添加している。しかし、このような工夫を行っても、これ以上の高屈折率化を図るのは難しい状況にあった。   For example, in Patent Document 1, a specific additive such as β-diketone is added when a coating film formed by a sol-gel method is cured with ultraviolet rays to form a thin film having a high refractive index. However, even with such a device, it has been difficult to achieve a higher refractive index.

このように、比較的簡単に形成可能なコーティング薄膜の高屈折率化に対する要求は高いにもかかわらず、なかなか有効な手段が見いだせないといった問題があった。   As described above, although there is a high demand for a high refractive index of a coating thin film that can be formed relatively easily, there is a problem that an effective means cannot be found.

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、ウェットプロセスを用いて、十分に高い屈折率を有する高屈折率薄膜を提供することにある。また、上記高屈折率薄膜を形成するための薄膜形成用組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and a problem to be solved by the present invention is to provide a high refractive index thin film having a sufficiently high refractive index using a wet process. Moreover, it is providing the composition for thin film formation for forming the said high refractive index thin film.

上記課題を解決するため、本発明に係る高屈折率薄膜は、局在表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子を透明マトリクス中に含み、コーティングにより形成されていることを要旨とする。   In order to solve the above-described problems, the high refractive index thin film according to the present invention includes metal nanoparticles that cause localized surface plasmon resonance in a transparent matrix and is formed by coating.

ここで、上記高屈折率薄膜は、上記透明マトリクス100重量部に対して、上記金属ナノ粒子を60〜600重量部含んでいると良い。   Here, the high refractive index thin film may contain 60 to 600 parts by weight of the metal nanoparticles with respect to 100 parts by weight of the transparent matrix.

また、上記金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴に起因する吸収のない波長領域における屈折率は、1.95以上であると良い。   In addition, the refractive index in a wavelength region where there is no absorption due to localized surface plasmon resonance of the metal nanoparticles is preferably 1.95 or more.

また、上記高屈折率薄膜は、有機分を含んでいると良い。   The high refractive index thin film preferably contains an organic component.

また、その膜厚は、10nm〜300nmの範囲内にあると良い。   The film thickness is preferably in the range of 10 nm to 300 nm.

一方、本発明に係る高屈折率薄膜形成用組成物は、局在表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子と、透明マトリクス原料と、溶媒とを含むことを要旨とする。   On the other hand, the composition for forming a high refractive index thin film according to the present invention includes metal nanoparticles that cause localized surface plasmon resonance, a transparent matrix material, and a solvent.

本発明に係る高屈折率薄膜は、局在表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子を透明マトリクス中に含んでいる。そのため、コーティング薄膜であっても、それを含んでいない場合に比較して、十分に高い屈折率を有する。これは、以下の理由によるものと推察される。   The high refractive index thin film according to the present invention includes metal nanoparticles that cause localized surface plasmon resonance in a transparent matrix. Therefore, even if it is a coating thin film, it has a sufficiently high refractive index compared with the case where it is not included. This is presumably due to the following reasons.

すなわち、当該薄膜中に入射した入射光は、金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴によって生じる、局所的に増強された電場と相互作用することにより、その進行速度が遅くなる。そのため、高屈折率化されるものと考えられる。   That is, the incident light incident on the thin film interacts with the locally enhanced electric field generated by the localized surface plasmon resonance of the metal nanoparticles, thereby slowing its traveling speed. Therefore, it is considered that the refractive index is increased.

ここで、上記透明マトリクス中に占める金属ナノ粒子の含有量が、上記特定の範囲内にある場合には、上記高屈折率化の効果が大きく、強度のある均質な薄膜を得やすくなるなどの利点がある。   Here, when the content of the metal nanoparticles in the transparent matrix is within the specific range, the effect of increasing the refractive index is large, and it is easy to obtain a strong and homogeneous thin film. There are advantages.

また、膜中に有機分が含まれている場合には、膜の柔軟性が向上するなどの利点がある。   Moreover, when an organic component is contained in the film, there are advantages such as an improvement in the flexibility of the film.

一方、本発明に係る高屈折率薄膜形成用組成物は、局在表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子と、透明マトリクス原料と、溶媒とを含んでいる。   On the other hand, the composition for forming a high refractive index thin film according to the present invention includes metal nanoparticles that cause localized surface plasmon resonance, a transparent matrix material, and a solvent.

そのため、これを適当なコーティング法を用いてコーティングし、コーティング膜(前駆体膜)中の透明マトリクス原料の種類に応じて、透明マトリクス原料から透明マトリクスを生成させるなどすれば、上記高屈折率薄膜を得ることができる。   Therefore, if this is coated using an appropriate coating method and a transparent matrix is generated from the transparent matrix raw material according to the type of the transparent matrix raw material in the coating film (precursor film), the above high refractive index thin film Can be obtained.

以下、本実施形態に係る高屈折率薄膜(以下、「本薄膜」ということがある。)、本実施形態に係る高屈折率薄膜形成用組成物(以下、「本組成物」ということがある。)について詳細に説明する。   Hereinafter, the high refractive index thin film according to the present embodiment (hereinafter sometimes referred to as “the present thin film”) and the high refractive index thin film forming composition according to the present embodiment (hereinafter referred to as “the present composition”). .) Will be described in detail.

1.本薄膜
本薄膜は、コーティングにより形成されたコーティング薄膜である。本薄膜は、透明マトリクス中に金属ナノ粒子を含んでいる。
1. This thin film is a coating thin film formed by coating. The thin film contains metal nanoparticles in a transparent matrix.

本薄膜において、透明マトリクスは、本薄膜を用いる波長領域で透明性を有しておれば良い。例えば、本薄膜を赤外領域で用いるのであれば、赤外領域で透明性を有しておれば良い。本薄膜を可視光領域で用いるのであれば、可視光領域で透明性を有しておれば良い。   In this thin film, the transparent matrix should just have transparency in the wavelength range which uses this thin film. For example, if this thin film is used in the infrared region, it should be transparent in the infrared region. If this thin film is used in the visible light region, it should be transparent in the visible light region.

透明マトリクスの材質は、無機物、有機物、これらの複合物の何れであっても良い。   The material of the transparent matrix may be any of inorganic materials, organic materials, and composites thereof.

上記無機材料としては、具体的には、例えば、シリコンの酸化物、チタンの酸化物、亜鉛の酸化物、インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウムとスズとの酸化物、マグネシウムの酸化物、アルミニウムの酸化物、ジルコニウムの酸化物、ニオブの酸化物、セリウムの酸化物等の金属酸化物などを例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。なお、シリコンは、その性質上、金属と非金属との中間に属するので、いわゆる半金属と呼ばれるが、本発明では、便宜上、金属成分に含めた。   Specific examples of the inorganic material include silicon oxide, titanium oxide, zinc oxide, indium oxide, tin oxide, indium and tin oxide, and magnesium oxide. And metal oxides such as aluminum oxide, zirconium oxide, niobium oxide, and cerium oxide. These may be contained alone or in combination of two or more. Note that silicon is called a so-called semi-metal because it belongs to an intermediate between a metal and a non-metal due to its nature. However, in the present invention, silicon is included in the metal component for convenience.

一方、上記有機材料としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン系樹脂などを例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。   On the other hand, specific examples of the organic material include (meth) acrylic resins, polycarbonate resins, olefin resins, urethane resins, silicone resins, polyester resins, epoxy resins, polystyrene resins, and the like. Can be illustrated. These may be contained alone or in combination of two or more.

本薄膜は、金属ナノ粒子を含んでいる。ここで、金属ナノ粒子は、局在表面プラズモン共鳴を生じるものである必要がある。局在表面プラズモン共鳴を利用して高屈折率化を図るためである。   The thin film contains metal nanoparticles. Here, the metal nanoparticles need to generate localized surface plasmon resonance. This is to increase the refractive index using localized surface plasmon resonance.

金属ナノ粒子が局在表面プラズモン共鳴を生じるか否かは、例えば、粒子サイズ、粒子形態などによって異なる。本薄膜では、局在表面プラズモン共鳴を生じれば、金属ナノ粒子の粒子サイズ、粒子形態、金属種などは、特に限定されることはない。金属ナノ粒子の粒径は、通常、数nm〜数十nm程度である。   Whether the metal nanoparticles cause localized surface plasmon resonance depends on, for example, the particle size, the particle morphology, and the like. In this thin film, as long as localized surface plasmon resonance occurs, the particle size, particle morphology, metal species, and the like of the metal nanoparticles are not particularly limited. The particle size of the metal nanoparticles is usually about several nm to several tens of nm.

金属ナノ粒子を構成する金属としては、具体的には、例えば、金(Au)、銀(Ag)、白金属(Pt、Pd、Ru、Rh、Ir、Os)などの貴金属や、銅、インジウム、鉄、ゲルマニウム、錫、ビスマス、ニッケル、コバルトなどの卑金属などを例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。また、上記金属から選択される1種または2種以上よりなるコアの周囲に、上記金属から選択される1種または2種以上よりなるシェル層が被覆されたコア−シェル構造の金属ナノ粒子であっても良い。   Specific examples of the metal constituting the metal nanoparticles include noble metals such as gold (Au), silver (Ag), and white metals (Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, Os), copper, and indium. And base metals such as iron, germanium, tin, bismuth, nickel, and cobalt. These may be contained alone or in combination of two or more. Further, core-shell structured metal nanoparticles in which a shell layer made of one or more kinds selected from the above metal is coated around a core made of one or more kinds selected from the above metals. There may be.

上記金属ナノ粒子としては、大気下での安定性、入手容易性などの観点から、貴金属ナノ粒子が好ましい。貴金属ナノ粒子のうちでは、銀ナノ粒子、金ナノ粒子が好適である。   The metal nanoparticles are preferably noble metal nanoparticles from the viewpoints of stability in the atmosphere, availability, and the like. Among the noble metal nanoparticles, silver nanoparticles and gold nanoparticles are preferable.

本薄膜は、高屈折率化の効果が大きくなるなどの観点から、上記金属ナノ粒子を、上記透明マトリクス100重量部に対して、好ましくは、60重量部以上、より好ましくは、100重量部以上含んでいると良い。   From the viewpoint of increasing the effect of increasing the refractive index, the present thin film is preferably 60 parts by weight or more, more preferably 100 parts by weight or more, with respect to 100 parts by weight of the transparent matrix. It should be included.

一方、本薄膜は、強度のある均質な薄膜にする、コストなどの観点から、上記金属ナノ粒子を、上記透明マトリクス100重量部に対して、好ましくは、600重量部以下、より好ましくは、400重量部以下含んでいると良い。   On the other hand, the present thin film is made into a strong and homogeneous thin film. From the viewpoint of cost and the like, the metal nanoparticles are preferably 600 parts by weight or less, more preferably 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the transparent matrix. It is good if it contains less than parts by weight.

本薄膜は、有機分を含んでいても良い。上記有機分としては、例えば、透明マトリクス原料に由来する有機分などを例示することができる。より具体的には、例えば、金属アルコキシド、金属アシレート、金属キレートなどの有機金属化合物(その分解物も含む)などを例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。この種の有機分を含んでいる場合には、柔軟性を付与できるなどの利点がある。   The thin film may contain an organic component. As said organic content, the organic content etc. which originate in a transparent matrix raw material can be illustrated, for example. More specifically, for example, organometallic compounds such as metal alkoxides, metal acylates and metal chelates (including decomposition products thereof) can be exemplified. These may be contained alone or in combination of two or more. When this kind of organic component is contained, there is an advantage that flexibility can be imparted.

その他の有機分としては、例えば、金属ナノ粒子の表面を被覆している有機分などを例示することができる。   Examples of other organic components include organic components covering the surface of metal nanoparticles.

なお、上記有機分を含んでいるか否かは、赤外分光法(IR)(赤外吸収分析)X線光電子分光法(XPS)などを用いて調べることができる。   Whether or not the organic component is contained can be examined using infrared spectroscopy (IR) (infrared absorption analysis) X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) or the like.

その他、本薄膜は、上記以外にも、薄膜形成時に用いた分散剤、架橋剤、重合開始剤、触媒などを、本発明による効果を損なわない範囲内で含んでいても良い。   In addition to the above, the present thin film may contain a dispersant, a crosslinking agent, a polymerization initiator, a catalyst, and the like used in forming the thin film as long as the effects of the present invention are not impaired.

本薄膜は、上記金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴に起因する吸収のない波長領域における屈折率が、好ましくは、1.95以上、より好ましくは、2.0以上であると良い。   The thin film preferably has a refractive index of 1.95 or more, more preferably 2.0 or more, in a wavelength region where there is no absorption due to localized surface plasmon resonance of the metal nanoparticles.

なお、上記屈折率は、高いほど好ましいため、その上限は特に限定されるものではない。   In addition, since the said refractive index is so preferable that it is high, the upper limit is not specifically limited.

また、上記屈折率の波長を、上記波長領域と規定したのは、金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴に起因する吸収ピークの前後の波長領域は、透過率が低いため、光学膜として利用し難いからである。   The wavelength of the refractive index is defined as the wavelength region because the wavelength region before and after the absorption peak due to the localized surface plasmon resonance of the metal nanoparticles has a low transmittance and is used as an optical film. It is difficult.

例えば、金属ナノ粒子として、銀ナノ粒子を用いた場合、その局在表面プラズモン共鳴に起因する吸収の影響を受ける波長領域は、おおよそ1200nmより小さい領域である。そのため、1200nm以上の波長領域における屈折率が、好ましくは、1.95以上であると良い。   For example, when silver nanoparticles are used as the metal nanoparticles, the wavelength region affected by absorption due to the localized surface plasmon resonance is a region smaller than approximately 1200 nm. Therefore, the refractive index in the wavelength region of 1200 nm or more is preferably 1.95 or more.

ここで、上記屈折率は、次のようにして求めることができる。本薄膜を支持させるための透明支持基材(透明高分子フィルムやガラス基板など)単体につき、分光光度計を用いて測定波長領域における透過率、反射率を測定する。また、マイクロメーター等により透明支持基材の厚みを測定する。   Here, the refractive index can be obtained as follows. With respect to a single transparent support substrate (such as a transparent polymer film or a glass substrate) for supporting this thin film, the transmittance and reflectance in the measurement wavelength region are measured using a spectrophotometer. Further, the thickness of the transparent support substrate is measured with a micrometer or the like.

次いで、Scientific Computing International社製の「Film Tek」シリーズ、または、これと同等の機能を有する光学式薄膜測定装置を用いて、上記透過率、反射率、厚みから、透明支持基材の屈折率、吸収係数の波長分散を求める。   Next, using the “Film Tek” series manufactured by Scientific Computing International, or an optical thin film measuring device having the same function, the refractive index of the transparent support substrate is determined from the transmittance, reflectance, and thickness. Obtain the chromatic dispersion of the absorption coefficient.

次いで、上記透明支持基材の片面に本薄膜を形成した試料につき、分光光度計を用いて、本薄膜側から上記測定波長の入射光を入射し、試料の透過率、反射率を測定する。また、触針式表面粗さ計等により本薄膜の厚みを測定する。   Next, with respect to the sample in which the thin film is formed on one side of the transparent support base, incident light having the above measurement wavelength is incident from the thin film side using a spectrophotometer, and the transmittance and reflectance of the sample are measured. Moreover, the thickness of this thin film is measured with a stylus type surface roughness meter or the like.

そして、上記装置を用い、透明支持基材単体について実測した屈折率、吸収係数、厚みと、試料について実測した透過率、反射率、厚みとから、本薄膜の屈折率、吸収係数を求めることができる。   Then, using the above apparatus, the refractive index and absorption coefficient of the thin film can be obtained from the refractive index, absorption coefficient, and thickness measured for the transparent support substrate alone and the transmittance, reflectance, and thickness measured for the sample. it can.

本薄膜の膜厚は、その用途などに応じて種々調節することができる。本薄膜の膜厚の上限は、光学膜として用いる観点から、好ましくは、300nm以下、より好ましくは、200nm以下であると良い。   The film thickness of the thin film can be variously adjusted according to its use. The upper limit of the thickness of the thin film is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, from the viewpoint of use as an optical film.

一方、本薄膜の膜厚の下限は、好ましくは、10nm以上、より好ましくは、20nm以上であると良い。   On the other hand, the lower limit of the thickness of the thin film is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more.

本薄膜は、一度に形成されたものであっても良いし、複数回コーティングを行うことにより、分割形成されたものであっても良い。この場合、上記膜厚とは、複数の分割層を合わせた薄膜の厚みのことである。   The thin film may be formed at a time, or may be divided and formed by coating a plurality of times. In this case, the said film thickness is the thickness of the thin film which combined the some division layer.

なお、本薄膜は、透明支持基材の少なくとも一方面側に積層することができる。上記透明支持基材は、本薄膜の光学特性を損ない難く、その表面に薄膜を支障なく形成できるものであれば、無機材料、有機材料の何れのものであっても良く、用途に合わせて適宜選択することができる。また、本薄膜は、透明支持基材表面に直接形成されていても良いし、透明支持基材と本薄膜との間に他の薄膜が1層または2層以上介在されていても良い。   In addition, this thin film can be laminated | stacked on the at least one surface side of a transparent support base material. The transparent support substrate may be either an inorganic material or an organic material, as long as it does not easily impair the optical properties of the thin film and can form a thin film on the surface without hindrance. You can choose. In addition, the present thin film may be directly formed on the surface of the transparent support substrate, or one or more other thin films may be interposed between the transparent support substrate and the present thin film.

上記無機材料としては、具体的には、例えば、ガラスなどを例示することができる。上記有機材料としては、具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、トリアセチルセルロース、ポリウレタン、シクロオレフィンポリマーなどの高分子材料が挙げられる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、シクロオレフィンポリマーなどを好適に用いることができる。   Specific examples of the inorganic material include glass. Specific examples of the organic material include polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polystyrene, polyimide, polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polysulfone. , Polymer materials such as polyethersulfone, polyetheretherketone, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, triacetylcellulose, polyurethane, and cycloolefin polymer. Preferably, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethyl methacrylate, cycloolefin polymer, and the like can be suitably used.

本薄膜の用途としては、具体的には、例えば、光学フィルター、反射防止膜などを例示することができる。   Specific examples of the use of the thin film include an optical filter and an antireflection film.

2.本組成物
本組成物は、局在表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子と、透明マトリクス原料と、溶媒とを含んでいる。
2. The present composition The present composition contains metal nanoparticles that cause localized surface plasmon resonance, a transparent matrix material, and a solvent.

本組成物において、上記金属ナノ粒子は、「1.本薄膜」にて上述した内容と基本的には同様である。もっとも、本組成物中に含有させる金属ナノ粒子としては、分散性を向上させるなどの観点から、金属表面が有機成分で表面修飾されたものなどを好適に用いることができる。   In the present composition, the metal nanoparticles are basically the same as described above in “1. But as a metal nanoparticle contained in this composition, the thing by which the metal surface was surface-modified with the organic component from a viewpoint of improving dispersibility etc. can be used conveniently.

本組成物において、上記透明マトリクス原料としては、熱や活性エネルギー線(紫外線、電子線など)の照射、重合、架橋などによって、透明マトリクスを生成しうる材料や、「1.本薄膜」にて上述した透明マトリクス材料そのものなどを用いることができる。   In the present composition, the raw material of the transparent matrix includes a material capable of forming a transparent matrix by irradiation with heat or active energy rays (ultraviolet rays, electron beams, etc.), polymerization, crosslinking, etc., and “1. The above-described transparent matrix material itself can be used.

上記透明マトリクス原料としては、具体的には、例えば、シリコン、チタン、亜鉛、インジウム、スズ、マグネシウム、アルミニウム、ジルコニウム、ニオブ、セリウムなどの金属の有機化合物;上記透明マトリクス材料として例示した、(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン系樹脂などの有機材料;これら有機材料を生成しうるモノマーやオリゴマーなどを例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。   Specific examples of the transparent matrix material include organic compounds of metals such as silicon, titanium, zinc, indium, tin, magnesium, aluminum, zirconium, niobium, and cerium; ) Organic materials such as acrylic resins, polycarbonate resins, olefin resins, urethane resins, silicone resins, polyester resins, epoxy resins, polystyrene resins; examples of monomers and oligomers that can produce these organic materials can do. These may be contained alone or in combination of two or more.

上記有機金属化合物としては、具体的には、例えば、上記金属の金属アルコキシド、金属アシレート、金属キレートなどを例示することができる。   Specific examples of the organometallic compound include metal alkoxides, metal acylates, and metal chelates of the above metals.

好ましくは、比較的低温で硬化させやすいなどの観点から、有機シリコン化合物などを好適に用いることができる。   Preferably, an organic silicon compound or the like can be suitably used from the viewpoint of easy curing at a relatively low temperature.

上記有機シリコン化合物としては、具体的には、例えば、RSiX(4−n)(この式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基、Xは炭素数1〜4のアルコキシド基、シラノール基、ハロゲンまたは水素、nは0〜3の整数)で示される有機シリコン化合物、その加水分解物などを例示することができる。 Specific examples of the organic silicon compound include R n SiX (4-n) (wherein R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and X is 1 to 4 carbon atoms). Alkoxide group, silanol group, halogen or hydrogen, n is an integer of 0 to 3), and hydrolysates thereof.

有機シリコン化合物としては、より具体的には、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシトリプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ビニルトリクロルシラン、トリメチルブロモシラン、ジエチルシラン、これらの多量体などを例示することができる。これらは1種または2種以上混合されていても良い。   More specifically, as the organic silicon compound, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, Dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (βmethoxyethoxy) silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane , Methyl-3,3,3-trifluoropropyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxytripropyltri Toxisilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane , Γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-amino Propyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylsilanol, Examples include titrichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, phenyltrichlorosilane, diphenyldichlorosilane, vinyltrichlorosilane, trimethylbromosilane, diethylsilane, and multimers thereof. These may be used alone or in combination.

本組成物において、上記溶媒は、透明マトリクス原料の種類、金属ナノ粒子の分散性などに応じて、適当なものを選択すれば良い。   In the present composition, an appropriate solvent may be selected according to the type of transparent matrix raw material, the dispersibility of the metal nanoparticles, and the like.

上記溶媒としては、具体的には、例えば、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、ヘプタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、酢酸エチルなどの有機酸エステル、アセトニトリル、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのシクロエーテル類、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどの酸アミド類、ヘキサンなどの炭化水素類、トルエンなどの芳香族類、水などを例示することができる。これらは1種または2種以上混合されていても良い。   Specific examples of the solvent include alcohols such as ethanol, methanol, propanol, butanol, heptanol, and isopropyl alcohol, organic acid esters such as ethyl acetate, ketones such as acetonitrile, acetone, and methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, and dioxane. And the like, cycloamides such as formamide, acid amides such as N, N-dimethylformamide, hydrocarbons such as hexane, aromatics such as toluene, water and the like. These may be used alone or in combination.

本組成物は、上記以外にも、必要に応じて、分散剤、架橋剤、重合開始剤などの各種の添加剤が1種または2種以上添加されていても良い。   In addition to the above, the composition may contain one or more various additives such as a dispersant, a crosslinking agent, and a polymerization initiator, as necessary.

本組成物は、当該組成物中に占める透明マトリクス原料の含有量が、好ましくは、0.1〜50重量%の範囲内にあることが好ましい。   In the present composition, the content of the transparent matrix raw material in the composition is preferably in the range of 0.1 to 50% by weight.

当該組成物中に占める透明マトリクス原料の含有量が、0.1重量%未満になると、1回のコーティングで形成できる膜厚が薄くなり、所望の厚みを得るために多数回のコーティングが必要となる傾向が見られる。一方、50重量%を越えると、コーティング液の流動性が低下し、均一な膜厚が得られ難くなる傾向が見られる。したがって、上記含有量の選択には、これらに留意すると良い。   When the content of the transparent matrix raw material in the composition is less than 0.1% by weight, the film thickness that can be formed by one coating becomes thin, and a large number of coatings are required to obtain a desired thickness. There is a tendency to become. On the other hand, when it exceeds 50% by weight, the fluidity of the coating solution is lowered, and it tends to be difficult to obtain a uniform film thickness. Therefore, it is good to pay attention to these when selecting the content.

当該組成物中に占める透明マトリクス原料の含有量は、より好ましくは、0.5〜30重量%の範囲内、さらにより好ましくは、1〜20重量%の範囲内にあると良い。   The content of the transparent matrix raw material in the composition is more preferably in the range of 0.5 to 30% by weight, and still more preferably in the range of 1 to 20% by weight.

また、当該組成物中に占める透明マトリクス原料の含有量が上記範囲にある場合、透明マトリクス原料から透明マトリクスが生成する(例えば、有機シリコン化合物からシリコン酸化物が生成するなど)ときには、生成する透明マトリクス100重量部に相当する透明マトリクス原料に対して、金属ナノ粒子を、好ましくは、60〜600重量部含んでいると良い。なお、残りは、上記溶媒などである。   Further, when the content of the transparent matrix raw material in the composition is in the above range, the transparent matrix generated when the transparent matrix is generated from the transparent matrix raw material (for example, silicon oxide is generated from the organic silicon compound). The metal nanoparticles are preferably contained in an amount of 60 to 600 parts by weight with respect to the transparent matrix raw material corresponding to 100 parts by weight of the matrix. The remainder is the above solvent and the like.

一方、当該組成物中に占める透明マトリクス原料の含有量が上記範囲にある場合、透明マトリクス原料がそのまま透明マトリクスとなる(例えば、透明マトリクス原料として透明ポリマーそのものを用いるなど)ときには、その透明マトリクス原料100重量部に対して、金属ナノ粒子を、好ましくは、60〜600重量部含んでいると良い。なお、残りは、上記溶媒などである。   On the other hand, when the content of the transparent matrix raw material in the composition is in the above range, when the transparent matrix raw material becomes a transparent matrix as it is (for example, the transparent polymer itself is used as the transparent matrix raw material), the transparent matrix raw material The metal nanoparticles are preferably contained in an amount of 60 to 600 parts by weight with respect to 100 parts by weight. The remainder is the above solvent and the like.

上記金属ナノ粒子の下限は、より好ましくは、100重量部以上、さらにより好ましくは、150重量部以上であると良い。一方、金属ナノ粒子の上限は、より好ましくは、500重量部以下、さらにより好ましくは、400重量部以下であると良い。   The lower limit of the metal nanoparticles is more preferably 100 parts by weight or more, and still more preferably 150 parts by weight or more. On the other hand, the upper limit of the metal nanoparticles is more preferably 500 parts by weight or less, and still more preferably 400 parts by weight or less.

本組成物は、例えば、所定割合となるように秤量した透明マトリクス原料と、金属ナノ粒子と、適当な量の溶媒と、必要に応じて添加される他の成分とを、攪拌機などの撹拌手段により所定時間撹拌・混合するなどの方法により調製することができる。この場合、各成分の混合は、1度に混合しても良いし、複数回に分けて混合しても良い。また、金属ナノ粒子は、予め適当な溶媒に分散させたものを混合するようにしても良い。   This composition is, for example, stirring means such as a stirrer for transparent matrix raw materials weighed so as to have a predetermined ratio, metal nanoparticles, an appropriate amount of solvent, and other components added as necessary. Can be prepared by a method such as stirring and mixing for a predetermined time. In this case, the components may be mixed at a time or may be mixed in a plurality of times. Moreover, you may make it mix the metal nanoparticle previously disperse | distributed to the suitable solvent.

本組成物を用いて本薄膜を形成するには、例えば、以下の方法を例示することができる。すなわち、各種のコーティング法を用いて薄膜前駆体を成膜(必要に応じて乾燥可)し、得られた薄膜前駆体を、透明マトリクス原料の種類に応じて、加熱したり、活性エネルギー線(紫外線や電子線など)を照射したりするなどすれば、本薄膜を形成することができる。   In order to form this thin film using this composition, the following method can be illustrated, for example. That is, a thin film precursor is formed using various coating methods (can be dried if necessary), and the obtained thin film precursor is heated according to the type of the transparent matrix raw material or active energy rays ( The thin film can be formed, for example, by irradiation with ultraviolet rays or electron beams.

上記コーティング液のコーティング法としては、均一なコーティングが行いやすいなどの観点から、マイクログラビア法、グラビア法、リバースロールコート法、ダイコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スピンコート法、バーコート法など、各種のウェットコーティング法を好適なものとして例示することができる。これらは適宜選択して用いることができ、1種または2種以上併用しても良い。   As the coating method of the above coating liquid, from the viewpoint of easy uniform coating, etc., micro gravure method, gravure method, reverse roll coating method, die coating method, knife coating method, dip coating method, spin coating method, bar coating method Various wet coating methods can be exemplified as suitable. These may be appropriately selected and used, and one or more may be used in combination.

本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。
1.実施例および比較例に係る薄膜形成用組成物の調製
(実施例1)
以下の手順により、実施例1に係る高屈折率薄膜形成用組成物を調製した。すなわち、メチルトリメトキシシラン20gに、重合触媒としてテトラブトキシチタン4量体(日本曹達(株)製、「B4」)0.2gを添加し、10分間撹拌して溶液Aを調製した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using Examples and Comparative Examples.
1. Preparation of thin film forming compositions according to Examples and Comparative Examples (Example 1)
The composition for forming a high refractive index thin film according to Example 1 was prepared by the following procedure. That is, 0.2 g of tetrabutoxy titanium tetramer (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., “B4”) as a polymerization catalyst was added to 20 g of methyltrimethoxysilane, and stirred for 10 minutes to prepare Solution A.

次いで、0.1N硝酸5gと2メトキシエタノール40gとを混合し、これを上記溶液Aに滴下し、10分間撹拌して溶液Bを調製した。   Next, 5 g of 0.1N nitric acid and 40 g of 2 methoxyethanol were mixed and added dropwise to the solution A, and stirred for 10 minutes to prepare a solution B.

次いで、銀ナノ粒子(日本ペイント株式会社製、「ファインスフェアSVE102」、粒径20〜30nm、組成:Ag30重量%、分散樹脂2重量%、エタノール68重量%)6.5gと、1ブタノール10gとを混合し、10分間撹拌して溶液Cを調製した。   Next, 6.5 g of silver nanoparticles (Nippon Paint Co., Ltd., “Finesphere SVE102”, particle size 20-30 nm, composition: Ag 30% by weight, dispersion resin 2% by weight, ethanol 68% by weight) and 1 butanol 10 g And stirred for 10 minutes to prepare solution C.

次いで、上記溶液Bを6.5g秤量し、上記溶液Cと混合し、10分間撹拌することにより、実施例1に係る薄膜形成用組成物を調製した。   Next, 6.5 g of the solution B was weighed, mixed with the solution C, and stirred for 10 minutes to prepare a thin film forming composition according to Example 1.

(実施例2)
銀ナノ粒子6.5gを13gに変更した以外は、実施例1に係る高屈折率薄膜形成用組成物の調製と同様にして、実施例2に係る薄膜形成用組成物を調製した。
(Example 2)
A thin film forming composition according to Example 2 was prepared in the same manner as the preparation of the high refractive index thin film forming composition according to Example 1, except that 6.5 g of silver nanoparticles were changed to 13 g.

(比較例1)
銀ナノ粒子6.5gをエタノール6gに変更した以外は、実施例1に係る高屈折率薄膜形成用組成物の調製と同様にして、比較例1に係る薄膜形成用組成物を調製した。
(Comparative Example 1)
A thin film forming composition according to Comparative Example 1 was prepared in the same manner as the preparation of the high refractive index thin film forming composition according to Example 1, except that 6.5 g of silver nanoparticles were changed to 6 g of ethanol.

2.実施例および比較例に係る薄膜の作製
次に、得られた実施例1、2および比較例1に係る薄膜形成用組成物を用いて、以下のように、実施例1、2および比較例1に係る薄膜を作製した。
2. Production of Thin Films According to Examples and Comparative Examples Next, using the obtained thin film forming compositions according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were performed as follows. The thin film which concerns on was produced.

直径50mm、厚み1mmのガラス基板(ファイブラボ(株)製、「BK−7」)の一方面に、スピンコーターにより上記各組成物を塗工し、各薄膜前駆体を得たた。なお、スピンコート条件は、溶液の滴下量0.3cc、予備回転500rpm×3秒、本回転2100rpm×30秒とした。   Each said composition was apply | coated to one side of the glass substrate (Fibrabo Co., Ltd. product, "BK-7") of diameter 50mm and thickness 1mm with the spin coater, and each thin film precursor was obtained. The spin coating conditions were a solution dripping amount of 0.3 cc, a preliminary rotation of 500 rpm × 3 seconds, and a main rotation of 2100 rpm × 30 seconds.

次いで、上記各薄膜前駆体をガラス基板ごと100℃にて1分間乾燥させた。これにより、実施例1、2および比較例1に係る薄膜を作製した。図1に、実施例1に係る薄膜断面のTEM像を示す。   Subsequently, each said thin film precursor was dried for 1 minute at 100 degreeC with the glass substrate. Thus, thin films according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were produced. FIG. 1 shows a TEM image of a thin film cross section according to Example 1. FIG.

なお、実施例1および実施例2に係る薄膜は、図1に示すように、透明マトリクス(主成分SiO)中に、上記銀ナノ粒子が分散されている。また、実施例1に係る薄膜は、透明マトリクス100重量部に対して、銀ナノ粒子を170重量部含んでいる。実施例2に係る薄膜は、透明マトリクス100重量部に対して、銀ナノ粒子を340重量部含んでいる。 In the thin films according to Example 1 and Example 2, the silver nanoparticles are dispersed in a transparent matrix (main component SiO 2 ) as shown in FIG. The thin film according to Example 1 contains 170 parts by weight of silver nanoparticles with respect to 100 parts by weight of the transparent matrix. The thin film according to Example 2 contains 340 parts by weight of silver nanoparticles with respect to 100 parts by weight of the transparent matrix.

3.薄膜の評価
次に、得られた実施例1、2および比較例1に係る薄膜の評価を行った。この際、評価は、以下の手順により、各薄膜の屈折率、吸収係数の波長分散を求めることによって行った。なお、吸収係数を求めたのは、吸収ピークの前後の波長領域では、吸収が大きく、光学薄膜としての利用価値が低いため、その領域を見極めるためである。
3. Evaluation of Thin Films Next, the obtained thin films according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were evaluated. At this time, the evaluation was performed by obtaining the refractive index and the wavelength dispersion of the absorption coefficient of each thin film according to the following procedure. The reason why the absorption coefficient is obtained is that the wavelength region before and after the absorption peak has a large absorption and the utility value as an optical thin film is low, so that the region is determined.

先ず、薄膜形成時に用いた1mm厚のガラス基板単体につき、分光光度計を用いて波長領域250〜2500nmにおける透過率、反射率を測定した。   First, the transmittance | permeability and reflectance in a wavelength range 250-2500 nm were measured using the spectrophotometer about the glass substrate single-piece | unit used at the time of thin film formation.

次いで、Scientific Computing International社製の「Film Tek3000」を用いて、上記透過率、反射率、厚みから、ガラス基板の屈折率、吸収係数の波長分散を求めた。   Next, using “Film Tek 3000” manufactured by Scientific Computing International, the wavelength dispersion of the refractive index and absorption coefficient of the glass substrate was determined from the transmittance, reflectance, and thickness.

次いで、2.にて形成した、片面に各薄膜が形成されているガラス基板につき、分光光度計を用いて、薄膜側から上記波長の入射光を入射し、各薄膜付きガラス基板の透過率、反射率を測定した。また、触針計により各薄膜の厚みを測定した。
なお、実施例1に係る薄膜の厚みは190nm、実施例2に係る薄膜の厚みは200nm、比較例1に係る薄膜の厚みは164nmであった。
Then, 2. Using a spectrophotometer, the incident light of the above wavelength is incident from the thin film side, and the transmittance and reflectance of each glass substrate with a thin film are measured. did. Moreover, the thickness of each thin film was measured with a stylus meter.
The thickness of the thin film according to Example 1 was 190 nm, the thickness of the thin film according to Example 2 was 200 nm, and the thickness of the thin film according to Comparative Example 1 was 164 nm.

そして、上記Film Tek3000を用い、ガラス基板単体について求めた屈折率、吸収係数、厚みと、各薄膜付きガラス基板について実測した透過率、反射率、厚みとから、各薄膜の屈折率、吸収係数の波長分散を求めた。   Then, using the above Film Tek 3000, from the refractive index, absorption coefficient, thickness obtained for the glass substrate alone, and the transmittance, reflectance, thickness measured for each thin film-attached glass substrate, the refractive index, absorption coefficient of each thin film Chromatic dispersion was determined.

4.結果
図2に、実施例および比較例に係る薄膜の波長と屈折率との関係を示す。図3に、実施例および比較例に係る薄膜の波長と吸収係数との関係を示す。
4). Results FIG. 2 shows the relationship between the wavelength and refractive index of thin films according to Examples and Comparative Examples. In FIG. 3, the relationship between the wavelength and absorption coefficient of the thin film which concerns on an Example and a comparative example is shown.

図2および図3によれば、次のことが分かる。すなわち、図3によれば、比較例1に係る薄膜は、測定波長に対して全く吸収係数に変化が生じていない。これに対して、実施例1および実施例2に係る薄膜は、波長400nm近傍に測定光の吸収ピークが存在している。これは、用いた銀ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴に起因するピークである。   2 and 3, the following can be understood. That is, according to FIG. 3, the thin film according to Comparative Example 1 has no change in the absorption coefficient with respect to the measurement wavelength. On the other hand, the thin film according to Example 1 and Example 2 has an absorption peak of measurement light in the vicinity of a wavelength of 400 nm. This is a peak due to localized surface plasmon resonance of the silver nanoparticles used.

そして、図2によれば、局在表面プラズモン共鳴を生じる銀ナノ粒子を透明マトリクス中に含む実施例1および2に係る薄膜は、これを含まない比較例1に係る薄膜に比較して、十分に高い屈折率(実施例1は、波長領域600nm以上で、屈折率2.0以上、実施例2は、波長領域600nm以上で、屈折率2.3以上)を有していることが分かる。   And according to FIG. 2, the thin film which concerns on Example 1 and 2 which contains the silver nanoparticle which produces localized surface plasmon resonance in a transparent matrix is sufficient compared with the thin film which concerns on Comparative Example 1 which does not contain this It can be seen that it has a high refractive index (Example 1 has a wavelength region of 600 nm or more and a refractive index of 2.0 or more, and Example 2 has a wavelength region of 600 nm or more and a refractive index of 2.3 or more).

このことから、透明マトリクス中に局在表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子を添加することで、薄膜の高屈折率化を図ることが可能であることが分かる。   This shows that it is possible to increase the refractive index of the thin film by adding metal nanoparticles that cause localized surface plasmon resonance in the transparent matrix.

このメカニズムについては、詳細は明らかではないが、当該薄膜中に入射した入射光が、金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴によって生じる、局所的に増強された電場と相互作用することにより、その進行速度が遅くなり、それ故、高屈折率化されるものと推察される。   Although the details of this mechanism are not clear, the progress of the incident light incident on the thin film interacts with a locally enhanced electric field generated by localized surface plasmon resonance of the metal nanoparticles. It is presumed that the speed becomes slow and therefore the refractive index is increased.

また、実施例1および実施例2に係る薄膜を比較すると、銀ナノ粒子の含有量が多いほど、より高屈折率化を図ることが可能なことが分かる。   Further, comparing the thin films according to Example 1 and Example 2, it can be seen that the higher the silver nanoparticle content, the higher the refractive index.

また、これら実施例1および実施例2に係る薄膜は、主に、プラズモン吸収による屈折率の影響の少ない赤外領域で使用する光学フィルターや反射防止膜などとして好適であることが分かる。   Further, it can be seen that the thin films according to Examples 1 and 2 are suitable mainly as an optical filter or an antireflection film used in the infrared region where the influence of the refractive index due to plasmon absorption is small.

実施例1に係る薄膜の断面を示すTEM写真である。2 is a TEM photograph showing a cross section of a thin film according to Example 1; 実施例および比較例に係る薄膜の波長と屈折率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the wavelength and refractive index of the thin film which concern on an Example and a comparative example. 実施例および比較例に係る薄膜の波長と吸収係数との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the wavelength and absorption coefficient of the thin film which concerns on an Example and a comparative example.

Claims (6)

局在表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子を透明マトリクス中に含み、コーティングにより形成されていることを特徴とする高屈折率薄膜。   A high-refractive-index thin film comprising metal nanoparticles that cause localized surface plasmon resonance in a transparent matrix and formed by coating. 前記透明マトリクス100重量部に対して、前記金属ナノ粒子を60〜600重量部含むことを特徴とする請求項1に記載の高屈折率薄膜。   The high refractive index thin film according to claim 1, wherein the metal nanoparticles are included in an amount of 60 to 600 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the transparent matrix. 前記金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴に起因する吸収のない波長領域における屈折率が、1.95以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の高屈折率薄膜。   3. The high refractive index thin film according to claim 1, wherein a refractive index in a wavelength region where there is no absorption due to localized surface plasmon resonance of the metal nanoparticles is 1.95 or more. 有機分を含むことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の高屈折率薄膜。   The high refractive index thin film according to any one of claims 1 to 3, comprising an organic component. その膜厚が、10nm〜300nmの範囲内にあることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の高屈折率薄膜。   The high refractive index thin film according to any one of claims 1 to 4, wherein the film thickness is in the range of 10 nm to 300 nm. 局在表面プラズモン共鳴を生じる金属ナノ粒子と、透明マトリクス原料と、溶媒とを含むことを特徴とする高屈折率薄膜形成用組成物。   A composition for forming a high refractive index thin film, comprising metal nanoparticles that cause localized surface plasmon resonance, a transparent matrix material, and a solvent.
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