(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散媒と、
粒径Ｄ５０が１〜５０ｎｍであり且つ前記分散媒中に分散している、ナノダイヤモンドの微粒子と、
前記分散媒中に分散している透明性樹脂のエマルション粒子と、を含み、
前記ナノダイヤモンドの微粒子のゼータ電位と、前記透明性樹脂のエマルション粒子のゼータ電位とは、同符号であり、
厚さ１００ｎｍの膜体に成膜後に、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠して測定される値として２．０％以下のヘーズを示し、且つＪＩＳ Ｋ ７１４２に準拠して測定される値として１．６〜２．２の屈折率を示す、ナノダイヤモンド分散組成物。
【請求項２】
前記エマルション粒子の平均粒径は、１〜３００ｎｍである、請求項１に記載のナノダイヤモンド分散組成物。
【請求項３】
前記ナノダイヤモンドは爆轟法ナノダイヤモンドである、請求項１または２に記載のナノダイヤモンド分散組成物。
【請求項４】
前記分散媒は水である、請求項１から３のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散組成物。
【請求項５】
前記微粒子は一次粒子である、請求項１から４のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散組成物。
【請求項６】
前記透明性樹脂はウレタン樹脂である、請求項１から５のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散組成物。
【請求項７】
前記透明性樹脂は硬化性樹脂である、請求項１から５のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散組成物。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散組成物から形成された部位を、光透過領域の少なくとも一部に有する、光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高屈折率微粒子の分散している組成物、および、そのような組成物から形成された部位を有する光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な用途において、透明性に優れ且つ屈折率の高いプラスチック系材料ないし樹脂系材料が求められている。例えば、フラットパネルディスプレイ用の基板、各種カメラのレンズ、ＬＥＤ封止材、眼鏡レンズ表面の被膜、並びに、各種光学部材における屈折率調整膜（いわゆるインデックスマッチングフィルムや屈折率調整接着層）および反射防止膜の用途においてである。また、そのような樹脂系材料として、高屈折率微粒子たるジルコニア微粒子や酸化チタン微粒子が分散された複合材料が開発されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８５９２４号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２８４８号公報
【特許文献３】特開２００９−２７５１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば爆轟法により、ナノダイヤモンドと呼称される微粒子状のダイヤモンドが生成することが知られている。ナノダイヤモンドは、バルクダイヤモンドがそうであるように高い屈折率等を示す。微粒子たるナノ粒子は、一般に、表面原子（配位的に不飽和である）の割合が大きいので、隣接粒子の表面原子間で作用し得るファンデルワールス力の総和が大きくて凝集（aggregation）しやすい。これに加えて、爆轟法ナノダイヤモンド（爆轟法によって生成したナノダイヤモンド）の場合、隣接結晶子の結晶面間クーロン相互作用が寄与して非常に強固に集成する凝着（agglutination）という現象が生じ得る。爆轟法ナノダイヤモンドは、このように結晶子ないし一次粒子の間が重畳的に相互作用し得る特異な性質を有するところ、当該ナノダイヤモンドが例えば樹脂材料中に分散した状態を創出することには技術的困難を伴う。ナノダイヤモンドは、爆轟法により得られる生成物にて先ずは、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体（二次粒子）の形態をとり、二次粒子から一次粒子への解砕や、一次粒子を所望の樹脂材料に分散させることに、技術的困難を伴うのである。
【０００５】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであり、高い透明性を有するとともに高い屈折率を有する樹脂部ないし樹脂膜を形成するのに適したナノダイヤモンド分散組成物を提供することを、目的とする。また、本発明は、そのような光透過性の樹脂部ないし樹脂膜を有する光学部材を提供することを、他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によると、ナノダイヤモンド分散組成物が提供される。このナノダイヤモンド分散組成物は、分散媒と、粒径Ｄ５０（メディアン径）が１〜５０ｎｍであり且つ分散媒中に分散しているナノダイヤモンドの微粒子と、透明性樹脂のエマルション粒子とを含み、成膜後に２．０％以下のヘーズおよび１．６〜２．２の屈折率を示す。本発明において、ヘーズとは、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠して厚さ１００ｎｍの膜体について測定されたものであり、屈折率とは、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７１４２に準拠して厚さ１００ｎｍの膜体について測定されたものである。
【０００７】
このような構成のナノダイヤモンド分散組成物は、例えば所定の基材上に塗布された後に乾燥されることにより、光透過性の樹脂膜ないし樹脂部を形成するための材料である。本組成物に含まれる透明性樹脂のエマルション粒子は、本組成物から形成される樹脂部において透明性樹脂マトリックスをなすこととなる。本組成物に含まれるナノダイヤモンド微粒子は、本組成物から形成される樹脂部において、本組成物の分散媒中での安定分散状態を反映して透明性樹脂マトリックス中に分散して含まれることとなる。透明性樹脂マトリックスとこれに分散しているナノダイヤモンド微粒子とを含んでなる樹脂部は、光透過性を有する。本組成物においては、例えばナノダイヤモンド微粒子に関する粒径や含有率の調整により、厚さ１００ｎｍに成膜された場合のヘーズが２．０％以下となるように設定される。ナノダイヤモンド微粒子に関する含有率とは、例えば、本組成物におけるナノダイヤモンド微粒子および透明性樹脂エマルション粒子の総含有量に対するナノダイヤモンド微粒子の含有量の割合である。
【０００８】
また、本組成物の分散媒中には、高屈折率微粒子であるナノダイヤモンド微粒子が分散している。当該ナノダイヤモンド微粒子は、本組成物から形成される樹脂部において、本組成物の分散媒中での安定分散状態を反映して透明性樹脂マトリックス中に分散して含まれることとなる。透明性樹脂マトリックスとこれに分散している高屈折率のナノダイヤモンド微粒子とを含んでなる樹脂部は、当該透明性樹脂のみからなる樹脂体よりも高い屈折率を有し得る。本組成物においては、例えばナノダイヤモンド微粒子に関する含有率の調整により、当該樹脂部の屈折率が１．６〜２．２となるように設定される。
【０００９】
以上のように、本ナノダイヤモンド分散組成物は、成膜状態にてメディアン径１〜５０ｎｍのナノダイヤモンド微粒子が透明性樹脂マトリックス中に適切に分散し得て２．０％以下のヘーズおよび１．６〜２．２の屈折率を示す、という構成を有するのである。このような構成を有するナノダイヤモンド分散組成物は、高い透明性を有するとともに高い屈折率を有する樹脂部ないし樹脂膜を形成するのに適する。
【００１０】
好ましくは、ナノダイヤモンドの微粒子のゼータ電位と、透明性樹脂のエマルション粒子のゼータ電位とは、同符号である。すなわち、ナノダイヤモンド微粒子のゼータ電位および透明性樹脂エマルション粒子のゼータ電位はそれぞれネガティブであるか、或は、ナノダイヤモンド微粒子のゼータ電位および透明性樹脂エマルション粒子のゼータ電位はそれぞれポジティブである。このような構成によると、各ナノダイヤモンド微粒子は他のナノダイヤモンド微粒子と反発しあうと共に透明性樹脂エマルション粒子とも反発しあい、且つ、各透明性樹脂エマルション粒子は他のエマルション粒子と反発しあうと共にナノダイヤモンド微粒子とも反発しあう。したがって、本構成は、ナノダイヤモンド微粒子と透明性樹脂エマルション粒子とが互いに引き付け合って凝集するのを抑制して両粒子群を分散媒中に安定して分散させるうえで好適である。本ナノダイヤモンド分散組成物が比較的に高濃度でナノダイヤモンド微粒子および透明性樹脂エマルション粒子を含む場合において例えば、ナノダイヤモンド微粒子と透明性樹脂エマルション粒子とを分散媒中に安定して分散させるうえで好適である。
【００１１】
好ましくは、透明性樹脂のエマルション粒子の平均粒径は、１〜３００ｎｍである。本ナノダイヤモンド分散組成物に含まれる透明性樹脂について適切にエマルション粒子の形態を実現するという観点から、前記平均粒径は１ｎｍ以上であるのが好ましい。また、本ナノダイヤモンド分散組成物から形成される樹脂部においてナノダイヤモンド連続層（ナノダイヤモンドが連なって存在する領域）が生じるのを抑制するという観点から、前記平均粒径は３００ｎｍ以下であるのが好ましい。ナノダイヤモンド連続層の発生の抑制は、本ナノダイヤモンド分散組成物から形成される樹脂部について低いヘーズすなわち高い透明性を実現するうえで好ましい。
【００１２】
好ましくは、ナノダイヤモンドは、爆轟法ナノダイヤモンド（爆轟法によって生成したナノダイヤモンド）である。爆轟法ナノダイヤモンドの一次粒子の粒径は一桁ナノメートルであるところ、このような構成は、本ナノダイヤモンド分散組成物から形成される樹脂部について低いヘーズすなわち高い透明性を実現するうえで好適である。
【００１３】
好ましくは、分散媒は水である。このような構成は、ナノダイヤモンド微粒子を分散媒中に安定して分散させるうえで好適である。
【００１４】
好ましくは、ナノダイヤモンドの微粒子は一次粒子である。ナノダイヤモンド微粒子が二次粒子より小さな一次粒子である構成は、本ナノダイヤモンド分散組成物から形成される樹脂部について低いヘーズすなわち高い透明性を実現するうえで好適である。
【００１５】
好ましくは、透明性樹脂はウレタン樹脂である。このような構成によると、本ナノダイヤモンド分散組成物から、ナノダイヤモンド微粒子が適切に分散したウレタン樹脂膜ないしウレタン樹脂部を形成することが可能となる。また、このような構成は、耐水性を有する樹脂膜ないし樹脂部を本ナノダイヤモンド分散組成物から形成するうえで好適である。
【００１６】
好ましくは、透明性樹脂は硬化性樹脂である。このような構成によると、本ナノダイヤモンド分散組成物から、ナノダイヤモンド微粒子が適切に分散した硬化性樹脂膜ないし硬化性樹脂部を形成することが可能となる。硬化性樹脂は、好ましくは、アクリル系樹脂またはエポキシ樹脂である。このような構成は、耐摩耗性などの機械的特性に優れた樹脂膜ないし樹脂部を本ナノダイヤモンド分散組成物から形成するうえで好適である。
【００１７】
本発明の第２の側面によると、光学部材が提供される。この光学部材は、本発明の第１の側面に係るナノダイヤモンド分散組成物から形成された部位を、光透過領域の少なくとも一部に有する。本光学部材は、高い透明性を有するとともに高い屈折率を有する樹脂部ないし樹脂膜を有する光学部材を実現するうえで、好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一の実施形態に係るナノダイヤモンド分散組成物の拡大模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る光学部材の拡大部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一の実施形態に係るナノダイヤモンド分散組成物たるＮＤ分散組成物Ｘ１の拡大模式図である。ＮＤ分散組成物Ｘ１は、例えば所定の基材上に塗布された後に乾燥されることによって光透過性の樹脂膜ないし樹脂部を形成するための材料である。本実施形態のＮＤ分散組成物Ｘ１は、ＮＤ微粒子１１と、分散媒１２と、透明性樹脂のエマルション粒子１３とを含み、成膜後に２．０％以下のヘーズおよび１．６〜２．２の屈折率を示すように設計されている。本実施形態において、ヘーズとは、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠して厚さ１００ｎｍの膜体について測定されたものであり、屈折率とは、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７１４２に準拠して厚さ１００ｎｍの膜体について測定されたものである。
【００２０】
ＮＤ微粒子１１は、ナノダイヤモンドの微粒子であり、互いに離隔して分散媒１２中にコロイド粒子として分散している。ＮＤ微粒子１１は、所定の生成過程を経て生成した一次粒子であってもよいし、一次粒子間が集成してなる二次粒子であってもよい。ＮＤ微粒子１１が二次粒子より小さな一次粒子である構成は、ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される樹脂膜ないし樹脂部について低いヘーズすなわち高い透明性を実現するうえで好ましい。また、コロイド粒子たるＮＤ微粒子１１のいわゆるゼータ電位の絶対値は、分散媒１２中でのＮＤ微粒子１１の分散安定性の観点から大きいほうが好ましい。コロイド粒子たるＮＤ微粒子１１としては、ゼータ電位がネガティブのナノダイヤモンド微粒子であってもよいし、ゼータ電位がポジティブのナノダイヤモンド微粒子であってもよい。
【００２１】
ＮＤ微粒子１１の粒径Ｄ５０（メディアン径）は、１〜５０ｎｍである。この粒径Ｄ５０の上限は、好ましくは２０ｎｍであり、より好ましくは１０ｎｍであり、更に好ましくは８ｎｍであり、特に好ましくは６ｎｍである。ＮＤ微粒子１１の粒径Ｄ５０が小さいほど、ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される樹脂膜ないし樹脂部について低いヘーズすなわち高い透明性を実現するうえで好ましい傾向にある。本明細書では、一次粒子の粒径Ｄ５０は、ＴＥＭ観察によって測定される値とする。このＴＥＭ観察において具体的には、まず、対象となる試料について一視野あたりに含まれる一次粒子の数が２００〜３００個となるように画像を撮影する。そして、その画像内の一次粒子の各々について画像解析ソフトを使用して粒径を求め、その結果に基づいて当該一次粒子群に係るメディアン径を算出する。また、本明細書では、二次粒子の粒径Ｄ５０は、いわゆる動的光散乱法によって測定される値とする。
【００２２】
ＮＤ微粒子１１の含有率は、例えば１５〜９０質量％である。ＮＤ微粒子１１の含有率とは、ＮＤ分散組成物Ｘ１における分散媒１２以外の成分の総含有量に対するＮＤ微粒子１１の含有量の割合をいうものとする。ＮＤ分散組成物Ｘ１がＮＤ微粒子１１と、分散媒１２と、透明性樹脂のエマルション粒子１３とからなる場合、ＮＤ微粒子１１の含有率は、ＮＤ分散組成物Ｘ１中のＮＤ微粒子１１とエマルション粒子１３との総含有量に対するＮＤ微粒子１１の含有量の割合である。ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成されることとなる樹脂部の透明性および屈折率のバランスの観点から、ＮＤ微粒子１１の含有率の下限は、好ましくは２５質量％であり、より好ましくは３５質量％であり、更に好ましくは４５質量％である。ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成されることとなる樹脂部の透明性および屈折率のバランスの観点から、ＮＤ微粒子１１の含有率の上限は、好ましくは９０質量％である。
【００２３】
一次粒子の粒径Ｄ５０が一桁ナノメートルであるナノダイヤモンドは、例えば爆轟法によって生成することが可能である。爆轟法においては、例えば、爆薬を密閉容器中で爆発させる。その際、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素を原料として、爆発で生じた衝撃波の圧力とエネルギーの作用によってナノダイヤモンドが生成する。爆薬としては、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）とシクロトリメチレントリニトロアミンすなわちヘキソーゲン（ＲＤＸ）との混合物を使用することができる。
【００２４】
爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物には、金属酸化物が含まれやすい。この金属酸化物は、爆轟法に使用される容器等に由来するＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の酸化物である。例えば水溶媒中で所定の強酸を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物から金属酸化物を溶解・除去することができる（酸処理）。この酸処理に用いられる強酸としては、鉱酸が好ましく、例えば、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、および王水が挙げられる。
【００２５】
爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物には、グラファイト（黒鉛）が含まれている。このグラファイトは、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素のうちナノダイヤモンド結晶を形成しなかった炭素に由来する。例えば上記の酸処理を経た後に、例えば水溶媒中で所定の酸化剤を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物からグラファイトを除去することができる（酸化処理）。この酸化処理に用いられる酸化剤としては、例えば、クロム酸、無水クロム酸、二クロム酸、過マンガン酸、過塩素酸、及びこれらの塩、並びに、過酸化水素が挙げられる。
【００２６】
爆轟法ナノダイヤモンド（爆轟法によって生成したナノダイヤモンド）は、以上のような酸処理および酸化処理を経て精製された後であっても、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体（二次粒子）の形態をとる。この凝着体を所定の分散媒に分散させて得られる懸濁液を解砕処理に付すことによって、粒径が一桁ナノメートルのナノダイヤモンドを得ることができる。分散媒としては、ナノダイヤモンドが溶解性を示し得る溶媒が好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、およびＮ−メチルピロリドンが挙げられる。解砕処理は、例えば、高剪断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、またはコロイドミルを使用して行うことができる。また、上記のような解砕処理の後、ナノダイヤモンドの分散している懸濁液の水分量を必要に応じて低減することによって、所定濃度のナノダイヤモンド分散液を得ることができる。或は、上記のような解砕処理の後、ナノダイヤモンドの分散している懸濁液から必要に応じて水分を除去することによって、ナノダイヤモンドの粉体を得ることができる。これら水分量低減および水分除去は、例えばエバポレーターを使用して行うことができる。
【００２７】
分散媒１２は、ＮＤ分散組成物Ｘ１においてＮＤ微粒子１１および透明性樹脂のエマルション粒子１３を適切に分散させるための媒体である。分散媒１２としては、ナノダイヤモンドが溶解性を示し得る溶媒が好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド、およびＮ−メチルピロリドンが挙げられる。ＮＤ微粒子１１の分散性の観点からは水が好ましい。分散媒１２としては、一種類の分散媒を用いてもよいし、二種類以上の分散媒を用いてもよい。
【００２８】
透明性樹脂のエマルション粒子１３は、互いに離隔して分散媒１２中に分散しており、ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される樹脂膜ないし樹脂部において透明性樹脂マトリックスをなすこととなる成分である。このようなエマルション粒子１３をなすための透明性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂（フェノール-ホルムアルデヒド樹脂）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル-スチレン共重合体）、ＭＳ樹脂（メチルメタクレート-スチレン共重合体）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアクリル酸エステル、およびポリアミドが挙げられる。これらのうち、耐水性の観点からは例えばウレタン樹脂が好ましく、耐摩耗性などの機械的特性の観点からは例えばアクリル系樹脂およびエポキシ樹脂が好ましい。エマルション粒子１３をなす透明性樹脂としては、一種類の樹脂を用いてもよいし、二種類以上の樹脂を用いてもよい。
【００２９】
ウレタン樹脂は、ウレタン結合を有する重合体であって、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させることにより得られる。ウレタン樹脂を得るためのポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、および芳香族ポリイソシアネートが挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、および２,２,４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、４,４'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、１,４−シクロヘキサンジイソシアネート、およびメチルシクロヘキシレンジイソシアネートが挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、２,２'−ジフェニルメタンジイソシアネート、２,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、およびポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが挙げられる。一方、ウレタン樹脂を得るためのポリオールとしては、例えば、水酸基含有共役ジエン重合体、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリカーボネートポリオールが挙げられる。水酸基含有共役ジエン重合体としては、例えば、ポリブタジエンポリオールおよびポリイソプレンポリオールが挙げられる。ポリエーテルポリオールとしては、例えば、多価アルコールにアルキレンオキサイドを付加重合したものが挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、多価アルコールと多価カルボン酸とのエステル化反応物が挙げられる。ポリカーボネートポリオールとしては、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ホスゲン等の炭酸誘導体と多価アルコールとの反応生成物が挙げられる。
【００３０】
アクリル系樹脂は、（メタ）アクリロイル基を有するモノマー（例えば、（メタ）アクリル酸エステル構造を有するモノマー）に由来するモノマーユニットを主たるモノマーユニットとして含む樹脂である。例えば「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」、「メタクリル」、または、「アクリル」と「メタクリル」の両方を表す。アクリル系樹脂を得るためのモノマーとしては、例えば、単官能（メタ）アクリレートおよび多官能（メタ）アクリレートが挙げられる。単官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、イソステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、フェノールＥＯ変性アクリレート、ｏ−フェニルフェノールＥＯ変性アクリレート、パラクミルフェノールＥＯ変性アクリレート、ノニルフェノールＥＯ変性アクリレート、２−エチルヘキシルＥＯ変性アクリレート、Ｎ−アクリロイルオキシエチルヘキシルヘキサヒドロフタルイミド、およびメトキシポリエチレングリコールアクリレートが挙げられる。多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、１,６−ヘキサンジオールジアクリレート、１,６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１,９−ノナンジオールジアクリレート、１,９−ノナンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、１,１０−デカンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、グリセリンジメタクリレート、トリシクロデカンジメタールジアクリレート、トリシクロデカンジメタールジメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルオキシプロピルメタクリレート、ＰＯ変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、ビスフェノールＦ ＥＯ変性ジアクリレート、ビスフェノールＡ ＥＯ変性ジアクリレート、ビスフェノールＡ ＥＯ変性ジメタクリレート、ビスフェノールＡ ＰＯ変性ジアクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジアクリレート、９,９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、トリメチロールプロパンＥＯ変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンＰＯ変性トリアクリレート、グリセリンＰＯ変性トリアクリレート、ジグリセリンＥＯ変性アクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジ及びトリアクリレート、およびペンタエリスリトールＥＯ変性テトラアクリレートが挙げられる。
【００３１】
エポキシ樹脂は、オキシラン環を有する高分子化合物についてアミンや酸無水物等の硬化剤を作用させて硬化させることによって得られる。エポキシ樹脂としては、例えば、二官能型グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、多官能型グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、およびグリシジルアミン型エポキシ樹脂が挙げられる。二官能型グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、およびビフェニル型エポキシ樹脂が挙げられる。多官能型グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、およびテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂が挙げられる。グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、例えば、テトラグリシジルジアミニジフェニルメタン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、アニリン型エポキシ樹脂、およびトルイジン型エポキシ樹脂が挙げられる。
【００３２】
ＮＤ分散組成物Ｘ１におけるエマルション粒子１３の含有率は、ＮＤ分散組成物Ｘ１の塗工性や塗工後の乾燥のしやすさ、および、ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される膜の強度のバランスの観点から、例えば５〜９０質量％である。
【００３３】
透明性樹脂のエマルション粒子１３の平均粒径は、好ましくは１〜３００ｎｍである。ＮＤ分散組成物Ｘ１に含まれる透明性樹脂について適切にエマルション粒子の形態を実現するという観点から、前記平均粒径は１ｎｍ以上であるのが好ましい。ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される樹脂部においてナノダイヤモンド連続層（ナノダイヤモンドが連なって存在する領域）が生じるのを抑制するという観点から、前記平均粒径は３００ｎｍ以下であるのが好ましい。ナノダイヤモンド連続層の発生の抑制は、ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される樹脂部について低いヘーズすなわち高い透明性を実現するうえで好ましい。本明細書では、エマルション粒子１３の平均粒径は、動的光散乱法によって測定される値とする。
【００３４】
透明性樹脂のエマルション粒子１３のゼータ電位の絶対値は、分散媒１２中でのエマルション粒子１３の分散安定性の観点から大きいほうが好ましい。また、透明性樹脂のエマルション粒子１３のゼータ電位と、上述のＮＤ微粒子１１のゼータ電位とは、同符号であるのが好ましい。すなわち、透明性樹脂のエマルション粒子１３のゼータ電位およびＮＤ微粒子１１のゼータ電位はそれぞれネガティブであるか、或は、透明性樹脂のエマルション粒子１３のゼータ電位およびＮＤ微粒子１１のゼータ電位はそれぞれポジティブである。このような構成は、透明性樹脂のエマルション粒子１３とＮＤ微粒子１１とを共に分散媒１２中に安定して分散させるうえで好適である。ＮＤ分散組成物Ｘ１が比較的に高濃度でＮＤ微粒子１１および透明性樹脂のエマルション粒子１３を含む場合において例えば、ＮＤ微粒子１１とエマルション粒子１３とを分散媒１２中に安定して分散させるうえで好適である。
【００３５】
ＮＤ分散組成物Ｘ１は、例えば、次のようにして製造することができる。ＮＤ微粒子１１の分散液（水分散液等）と上述の透明性樹脂の乳化液（透明性樹脂のエマルション粒子１３の分散液）とを混合する(第１の方法)。透明性樹脂の乳化液にＮＤ微粒子１１を添加して混合する(第２の方法)。ＮＤ微粒子１１と透明性樹脂とを分散媒１２中で混合して透明性樹脂の乳化を図る(第３の方法)。ＮＤ微粒子１１の分散性の観点からは、第１の方法が好ましい。
【００３６】
ＮＤ分散組成物Ｘ１は、ＮＤ微粒子１１および透明性樹脂のエマルション粒子１３に加えて他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、透明性樹脂のエマルション粒子１３の構成材料として硬化性化合物を採用する場合に当該化合物を硬化させるための硬化剤や、消泡剤、レベリング剤が挙げられる。
【００３７】
ＮＤ分散組成物Ｘ１は、例えば所定の基材上に塗布された後に乾燥されることにより、光透過性の樹脂膜ないし樹脂部を形成するための材料である。上述のように、透明性樹脂のエマルション粒子１３は、ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される樹脂部において透明性樹脂マトリックスをなすこととなる。上述のように、ＮＤ微粒子１１は、ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される樹脂部において、当該組成物の分散媒１２中での安定分散状態を反映して透明性樹脂マトリックス中に分散して含まれることとなる。透明性樹脂マトリックスとこれに分散しているＮＤ微粒子１１とを含んでなる樹脂部は、光透過性を有する。ＮＤ分散組成物Ｘ１においては、例えばＮＤ微粒子１１に関する粒径や含有率の調整により、厚さ１００ｎｍに成膜された場合のヘーズが２．０％以下となるように設定される。
【００３８】
また、ＮＤ分散組成物Ｘ１の分散媒１２中には、高屈折率微粒子であるＮＤ微粒子１１が分散している。上述のように、高屈折率のＮＤ微粒子１１は、ＮＤ分散組成物Ｘ１から形成される樹脂部において、当該組成物の分散媒１２中での安定分散状態を反映して透明性樹脂マトリックス中に分散して含まれることとなる。透明性樹脂マトリックスとこれに分散している高屈折率のＮＤ微粒子１１とを含んでなる樹脂部は、当該透明性樹脂のみからなる樹脂体よりも高い屈折率を有し得る。ＮＤ分散組成物Ｘ１においては、例えばＮＤ微粒子１１に関する含有率の調整により、当該樹脂部の屈折率が１．６〜２．２となるように設定される。当該屈折率は、好ましくは１．７〜２．１となるように設定される。
【００３９】
以上のように、ＮＤ分散組成物Ｘ１は、成膜状態にてメディアン径１〜５０ｎｍのＮＤ微粒子１１が透明性樹脂マトリックス中に適切に分散し得て２．０％以下のヘーズおよび１．６〜２．２の屈折率を示す、という構成を有するのである。このような構成を有するＮＤ分散組成物Ｘ１は、高い透明性を有するとともに高い屈折率を有する樹脂部ないし樹脂膜を形成するのに適する。
【００４０】
図２は、本発明の他の実施形態に係る光学部材Ｙの拡大部分断面図である。光学部材Ｙは、透明基材２０と、ナノダイヤモンド分散樹脂膜たるＮＤ分散樹脂膜Ｘ２とを備える。光学部材Ｙは、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、およびプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用の透明基板、レンズ、並びにタッチパネル用透明パネルなど、光が透過することとなる光学部材である。透明基材２０は、そのような光学部材Ｙの主たる構造要素をなす透明部材であって、光が透過することとなる領域を含む。このような透明基材２０は、例えば、プラスチック系材料ないし樹脂系材料、またはガラス系材料よりなる。ＮＤ分散樹脂膜Ｘ２は、上述のＮＤ分散組成物Ｘ１から形成されたものであって（内部構造につき図示略）、透明基材２０の光透過領域の少なくとも一部を覆うように設けられている。すなわち、光学部材Ｙは、上述のＮＤ分散組成物Ｘ１から形成された部位を光透過領域の少なくとも一部に有するのである。ＮＤ分散樹脂膜Ｘ２の厚さは、例えば０．０１〜１０μｍである。透明基材２０の例えば屈折率に応じてＮＤ分散樹脂膜Ｘ２の例えば屈折率および／または厚さが設定されることにより、ＮＤ分散樹脂膜Ｘ２は屈折率調整膜（インデックスマッチングフィルム）や反射防止膜として機能することが可能である。
【００４１】
このような光学部材Ｙは、上述のＮＤ分散組成物Ｘ１を透明基材２０上に塗布して薄膜化した後に乾燥固化（必要な場合には硬化）させることによって、製造することができる。塗布手段としては、例えば、バーコーター、スプレー塗布、スピンコーター、ディップコーター、ダイコーター、コンマコーター、およびグラビアコーターが挙げられる。
【００４２】
光学部材Ｙは、高い透明性を有するとともに高い屈折率を有する樹脂部ないし樹脂膜を形成するのに適するＮＤ分散組成物Ｘ１から形成されたＮＤ分散樹脂膜Ｘ２を有する。したがって、光学部材Ｙは、高い透明性を有するとともに高い屈折率を有する樹脂部ないし樹脂膜を有する光学部材を実現するのに適する。
【実施例】
【００４３】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
〔実施例１〕
ウレタンエマルション（商品名「スーパーフレックス（ＳＦ）１７０」，ウレタン成分濃度３３質量％，平均粒径１０ｎｍ，ｐＨ８におけるゼータ電位；−５０ｍＶ，第一工業製薬社製）と、ナノダイヤモンド水分散液（商品名「Ｖｏｘ Ｄ」，ナノダイヤモンド濃度５質量％，粒径Ｄ５０；５ｎｍ，ｐＨ９におけるゼータ電位；−５５ｍＶ，Ｃａｒｂｏｄｅｏｎ社製）とを、ウレタン成分７０重量部に対してナノダイヤモンド成分が３０重量部となる量比で、超音波中で分散させながら混合した。このようにして、実施例１のナノダイヤモンド分散組成物を調製した。このナノダイヤモンド分散組成物を、表面にハードコート層（厚さ３μｍ）を有して当該表面にコロナ処理が施されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（商品名「コスモシャインＡ４３００」，厚さ１８８μｍ，ＴＯＹＯＢＯ社製）の上に滴下し、バーコーターを使用して、乾燥後の厚さが１００ｎｍとなるように塗布した。この後、乾燥機にて８０℃で２分間乾燥した。以上のようにして、実施例１のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００４５】
〔実施例２〕
ウレタン成分およびナノダイヤモンド成分の量比を７０重量部および３０重量部に代えて６０重量部（ウレタン成分）および４０重量部（ナノダイヤモンド成分）とした以外は実施例１と同様にして、実施例２のナノダイヤモンド分散組成物を調製し、そして実施例２のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００４６】
〔実施例３〕
ウレタン成分およびナノダイヤモンド成分の量比を７０重量部および３０重量部に代えて５０重量部（ウレタン成分）および５０重量部（ナノダイヤモンド成分）とした以外は実施例１と同様にして、実施例３のナノダイヤモンド分散組成物を調製し、そして実施例３のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００４７】
〔実施例４〕
ウレタン成分およびナノダイヤモンド成分の量比を７０重量部および３０重量部に代えて４０重量部（ウレタン成分）および６０重量部（ナノダイヤモンド成分）とした以外は実施例１と同様にして、実施例４のナノダイヤモンド分散組成物を調製し、そして実施例４のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００４８】
〔実施例５〕
ウレタン成分およびナノダイヤモンド成分の量比を７０重量部および３０重量部に代えて３０重量部（ウレタン成分）および７０重量部（ナノダイヤモンド成分）とした以外は実施例１と同様にして、実施例５のナノダイヤモンド分散組成物を調製し、そして実施例５のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００４９】
〔実施例６〕
ウレタン成分およびナノダイヤモンド成分の量比を７０重量部および３０重量部に代えて２０重量部（ウレタン成分）および８０重量部（ナノダイヤモンド成分）とした以外は実施例１と同様にして、実施例６のナノダイヤモンド分散組成物を調製し、そして実施例６のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００５０】
〔実施例７〕
ウレタン成分およびナノダイヤモンド成分の量比を７０重量部および３０重量部に代えて１０重量部（ウレタン成分）および９０重量部（ナノダイヤモンド成分）とした以外は実施例１と同様にして、実施例７のナノダイヤモンド分散組成物を調製し、そして実施例７のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００５１】
〔実施例８〕
ウレタンエマルション（商品名「スーパーフレックス１３０」，ウレタン成分濃度３５質量％，平均粒径３０ｎｍ，ｐＨ８におけるゼータ電位；−５２ｍＶ，第一工業製薬社製）と、ナノダイヤモンド水分散液（商品名「Ｖｏｘ Ｄ」，Ｃａｒｂｏｄｅｏｎ社製）とを、ウレタン成分５０重量部に対してナノダイヤモンド成分が５０重量部となる量比で、超音波中で分散させながら混合した。このようにして、実施例８のナノダイヤモンド分散組成物を調製した。このナノダイヤモンド分散組成物を、ポリエチレンテレフタレートフィルム（商品名「コスモシャインＡ４３００」，厚さ１８８μｍ，ＴＯＹＯＢＯ社製）の上に滴下し、バーコーターを使用して、乾燥後の厚さが１００ｎｍとなるように塗布した。この後、乾燥機にて８０℃で２分間乾燥した。以上のようにして、実施例８のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００５２】
〔実施例９〕
ウレタンエマルション（商品名「スーパーフレックス６２０」，ウレタン成分濃度３０質量％，平均粒径２０ｎｍ，ｐＨ７におけるゼータ電位；＋３５ｍＶ，第一工業製薬社製）と、ナノダイヤモンド水分散液（商品名「Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｄ」，ナノダイヤモンド濃度２．５質量％，粒径Ｄ５０；５ｎｍ，ｐＨ６におけるゼータ電位；＋４２ｍＶ，Ｃａｒｂｏｄｅｏｎ社製）とを、ウレタン成分５０重量部に対してナノダイヤモンド成分が５０重量部となる量比で、超音波中で分散させながら混合した。このようにして、実施例９のナノダイヤモンド分散組成物を調製した。このナノダイヤモンド分散組成物を、ポリエチレンテレフタレートフィルム（商品名「コスモシャインＡ４３００」，厚さ１８８μｍ，ＴＯＹＯＢＯ社製）の上に滴下し、バーコーターを使用して、乾燥後の厚さが１００ｎｍとなるように塗布した。この後、乾燥機にて８０℃で２分間乾燥した。以上のようにして、実施例９のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００５３】
〔実施例１０〕
ウレタン成分およびナノダイヤモンド成分の量比を５０重量部および５０重量部に代えて２０重量部（ウレタン成分）および８０重量部（ナノダイヤモンド成分）とした以外は実施例９と同様にして、実施例１０のナノダイヤモンド分散組成物を調製し、そして実施例１０のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００５４】
〔比較例１〕
ウレタンエマルション（商品名「スーパーフレックス１７０」，第一工業製薬社製）と、ナノダイヤモンド水分散液（商品名「Ｖｏｘ Ｄ」，Ｃａｒｂｏｄｅｏｎ社製）とを、ウレタン成分９０重量部に対してナノダイヤモンド成分が１０重量部となる量比で、超音波中で分散させながら混合した。このようにして、比較例１のナノダイヤモンド分散組成物を調製した。このナノダイヤモンド分散組成物を、ポリエチレンテレフタレートフィルム（商品名「コスモシャインＡ４３００」，厚さ１８８μｍ，ＴＯＹＯＢＯ社製）の上に滴下し、バーコーターを使用して、乾燥後の厚さが１００ｎｍとなるように塗布した。この後、乾燥機にて８０℃で２分間乾燥した。以上のようにして、比較例１のナノダイヤモンド分散樹脂膜を形成した。
【００５５】
〔比較例２〕
ウレタンエマルション（商品名「スーパーフレックス６２０」，ｐＨ７におけるゼータ電位；＋３５ｍＶ，第一工業製薬社製）と、ナノダイヤモンド水分散液（商品名「Ｖｏｘ Ｄ」，ｐＨ９におけるゼータ電位；−５５ｍＶ，Ｃａｒｂｏｄｅｏｎ社製）とを、ウレタン成分７０重量部に対してナノダイヤモンド成分が３０重量部となる量比で、超音波中で混合した。しかしながら、液中にて成分が凝集して沈降した。用いたウレタンエマルション中のエマルション粒子のゼータ電位と、用いたナノダイヤモンド水分散液中のナノダイヤモンド微粒子のゼータ電位とが逆符号であるため、エマルション粒子とナノダイヤモンド微粒子とが互いに引き付け合って凝集が生じたと考えられる。このように、ナノダイヤモンド分散組成物を調製することはできなかった。
【００５６】
〔比較例３〕
ウレタンエマルション（商品名「スーパーフレックス１７０」，ｐＨ８におけるゼータ電位；−５０ｍＶ，第一工業製薬社製）と、ナノダイヤモンド水分散液（商品名「Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｄ」，ｐＨ６におけるゼータ電位；＋４２ｍＶ，Ｃａｒｂｏｄｅｏｎ社製）とを、ウレタン成分７０重量部に対してナノダイヤモンド成分が３０重量部となる量比で、超音波中で混合した。しかしながら、液中にて成分が凝集して沈降した。用いたウレタンエマルション中のエマルション粒子のゼータ電位と、用いたナノダイヤモンド水分散液中のナノダイヤモンド微粒子のゼータ電位とが逆符号であるため、エマルション粒子とナノダイヤモンド微粒子とが互いに引き付け合って凝集が生じたと考えられる。このように、ナノダイヤモンド分散組成物を調製することはできなかった。
【００５７】
〈ヘーズ〉
上述のようにＰＥＴフィルム上に形成された各ナノダイヤモンド分散樹脂膜について、ヘーズメーター（商品名：「ヘーズメーター３００Ａ」，日本電色工業社製）を使用してヘーズを測定した。ヘーズの測定は、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠して行った。その結果を表１に掲げる。
【００５８】
〈屈折率〉
上述のように形成された各ナノダイヤモンド分散樹脂膜について、エリプソメーター（商品名「自動エリプソメーター ＤＶＡ−３６ＬＡ」，溝尻光学工業所製）を使用して、波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定した。その結果を表１に掲げる。
【００５９】
【表１】
0006472703.tif 000002
【符号の説明】
【００６０】
Ｘ１  ＮＤ分散組成物
Ｘ２  ＮＤ分散樹脂膜
Ｙ  光学部材
１１  ＮＤ微粒子
１２  分散媒
１３  エマルション粒子
２０  透明基材
【図１】
0006472703.tif 000003
【図２】
0006472703.tif 000004