Ultraviolet screening material using metal nano-particle

申请号 JP2008002389 申请日 2008-01-09 公开(公告)号 JP2008174745A 公开(公告)日 2008-07-31
申请人 Samsung Electronics Co Ltd; 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd.; 发明人 SHIN HYEON JIN; CHOI JAI-YOUNG; SONG IN-YONG; YI DONG KEE; SAI SEISAI; IN ZENBI;
摘要 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultraviolet screening material using metal nano-particles.
SOLUTION: The ultraviolet screening material contains nano-sized metal particles that absorb and screen ultraviolet wavelengths using surface plasmon absorption wavelengths and dielectrics. Ultraviolet wavelengths or specific wavelengths are absorbed and screened by the surface plasmon absorption wavelengths of metal nano-particles or the plasmon absorption wavelengths transferred by dielectrics. Thus, good visibility is exerted when the material is used for an image displaying apparatus, such as a cellular telephone.
COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT
权利要求
  • 紫外線遮断材料であって、
    表面プラズモン吸収波長を用いて紫外線波長を吸収遮断するナノサイズの金属粒子および誘電体を含んで構成され、
    前記金属ナノ粒子は、金、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、銀、ルテニウム、アルミニウム、銅、テルル、ビスマス、鉛、鉄、セリウム、モリブデン、ニオブ、タングステン、アンチモン、スズ、バナジウム、マンガン、ニッケル、コバルト、亜鉛、およびチタンで成される群から選択される1つ以上であることを特徴とする金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料。
  • 前記金属ナノ粒子は、前記誘電体にコーティングされてなることを特徴とする請求項1に記載の金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料。
  • 前記紫外線遮断材料は、前記金属ナノ粒子を含む層上に前記誘電体で成された層を積層した構造であることを特徴とする請求項1に記載の金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料。
  • 前記紫外線遮断材料は、400nmないし500nm範囲の波長を吸収遮断することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料。
  • 前記金属ナノ粒子は、銀であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料。
  • 前記誘電体は、無機粒子、有機−無機複合体、および有機ポリマーで成される群から選択される1つ以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料。
  • 前記誘電体は、二酸化チタンであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料。
  • 前記紫外線遮断材料は、画像表示装置用であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料。
  • 複数発光素子、
    前記発光素子から出射された光が進行する導光板と、
    前記導光板の上面に設けられ、数字キーボードおよび文字キーボードで成された多数のキーボタンと、
    前記導光板に設けられ、光を前記キーボタン側に反射する多数の反射パターンと、
    前記多数の反射パターンの下部に設けられた多数の突起と、
    前記多数の突起に対応する多数のスィッチとが備えられたスィッチ基板、
    を備える電子機器のキーパッドアセンブリにおいて、
    前記キーボタンの数字キーボードの下部には、前記発光素子から生成される光の波長のサイズに応じて反応または無反応し、多様な色相に変換させる色相発現光フィルタ層が設けられており、
    前記キーボタンの文字キーボードの下部には、紫外線波長を吸収遮断する紫外線遮断光フィルタ層を含んで構成されることを特徴とする電子機器のキーパッドアセンブリ。
  • 前記紫外線遮断光フィルタ層は、
    表面プラズモン吸収波長を用いて紫外線波長を吸収遮断するナノサイズの金属粒子および誘電体を含んで構成され、
    前記金属ナノ粒子は、金、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、銀、ルテニウム、アルミニウム、銅、テルル、ビスマス、鉛、鉄、セリウム、モリブデン、ニオブ、タングステン、アンチモン、スズ、バナジウム、マンガン、ニッケル、コバルト、亜鉛、およびチタンで成される群から選択される1つ以上であることを特徴とする請求項9に記載の電子機器のキーパッドアセンブリ。
  • 前記金属ナノ粒子は、前記誘電体にコーティングされてなることを特徴とする請求項10に記載の電子機器のキーパッドアセンブリ。
  • 前記紫外線遮断光フィルタ層は、前記金属ナノ粒子を含む層上に前記誘電体で成された層を積層した構造であることを特徴とする請求項10に記載の電子機器のキーパッドアセンブリ。
  • 前記紫外線遮断光フィルタ層は、400nmないし500nm範囲の波長を吸収遮断することを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の電子機器のキーパッドアセンブリ。
  • 前記金属ナノ粒子は、銀であることを特徴とする請求項10〜13のいずれか1項に記載の電子機器のキーパッドアセンブリ。
  • 前記誘電体は、無機粒子、有機−無機複合体、および有機ポリマーで成される群から選択される1つ以上であることを特徴とする請求項10〜14のいずれか1項に記載の電子機器のキーパッドアセンブリ。
  • 前記誘電体は、二酸化チタンであることを特徴とする請求項10〜15のいずれか1項に記載の電子機器のキーパッドアセンブリ。
  • 说明书全文

    本発明は、紫外線遮断材料に関し、より詳細には、紫外線波長を吸収遮断する金属ナノ粒子および誘電体を含むことで紫外線波長を効果的に遮断させ、携帯電話などの画像表示装置への適用時に優れた視認性を発揮する金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料およびこれを用いた画像表示装置に関する。

    最近、DMB(digital multimedia broadcasting;大韓民国が採用した小型携帯機器用のデジタル放送規格。日本の「携帯電話・移動体端末向けの1セグメント部分受信サービス」(ワンセグ)に相当するもの。)などを含む携帯電話はもちろん、パーソナルコンピュータ、Wibro(ワイブロ;大韓民国で開発された高速無線通信技術。WiMAXを基礎に規格を拡張した、大韓民国独自の無線アクセスの一種。2005年12月にIEEE(国際電気電子学会)によって「Mobile WiMAX」(IEEE802.16e)規格の一部として標準化されたもの。)端末機、超高速データ通信、テレマティックス端末機、DVD、ナビゲーションなどの多様な画像表示装置分野において、システム性能を向上するための技術の向上が絶えず求められている。

    しかし、画像表示装置においては、発現したい色を思い通りに具現できないという問題点が発生している。 例えば、紫外線発光素子を用いる画像表示装置においては、紫外線発光素子の光源から紫色波長が漏出するなどの現象が現われることがある。 特に、複数の発光素子を用いた画像表示装置の場合には、相違する発光素子の光源影響または各発光素子を最適化するために採用された光フィルタ層内の材料物質の干渉により、各発光素子の光源が適用される際には発現したい色が思い通りに具現されず、変質する現象がより深刻化している。

    感知器(sensor)分野においては、表面プラズモン共鳴(SPR;surface plasmon resonance)を用いることで、生体分子の結合親和度を測定したり検出物の含量を測定したりしている。 ここで、表面プラズモンとは、金などの金属から出る光−電子効果であって、特定の波長の光が金属に照射されれば、大部分の光エネルギーが自由電子に転移される共鳴現象が起こるようになる。 その結果として、表面波が生じるときに現われる現象が表面プラズモン共鳴と呼ばれ、このときに入射光が反射光に変化せずに表面に沿って伝達されるようになる。 このような現象が生体感知器に有効に用いられる根拠は、金属と接合した試料表面における物質造成変化に伴って共鳴波長移動が起こるためである。 すなわち、感知器は、表面で生成される結合が増加するほど波長移動が増加し、その結果として定量的な結果が得られるという原理を用いたものである。

    表面プラズモンの吸収波長は、金属種類、金属粒子のサイズ、コーティングの可否、およびコーティング物質の誘電率に伴って波長転移(shift)が起こる。 表面プラズモン吸収ピークの位置は、ミー共鳴状態(Mie resonance condition)によって予測することができる。

    例えば、銀、金、および銅の表面プラズモンの吸収は、それぞれ約400nm、530nm、および570nmとなり、金属粒子のサイズが小さいほど短波長で移動するようになる。 また、金を二酸化ケイ素(SiO )でコーティングする場合には約510ないし540nmで波長が転移(シフト)され、二酸化チタン(TiO )でコーティングする場合には約640nmで波長が転移されるが、これは、SiO に比べてTiO の誘電率がより大きいためである(非特許文献1参照)。 また、銀をSiO でコーティングする場合には、約425nmで波長を転移(シフト)させることができるものと知られている。

    しかし、表面プラズモン共鳴技術は、現在では感知器分野に限定および局地化されているだけであり、これを画像表示装置分野において特定の波長を吸収遮断するための目的として用いられてはいない。

    これにより、画像表示装置などの視認性を向上させるための紫外線波長吸収材料として、金属粒子の表面プラズモン共鳴を用いた技術の開発が求められている。
    Minyung Lee et al,「Third-order optical nonlinearities of sol-gel-processed Au-SiO2 thin films in the surface plasmon absorption region」,J.of Non-Crystalline Solids 211(1997),143-149

    本発明は、前記のような要求に応じて、金属ナノ粒子の表面プラズモン吸収波長を用いて紫外線波長または(および)紫色波長のような特定の波長を吸収遮断する紫外線遮断材料を提供することを目的とする。

    また、本発明は、金属ナノ粒子に誘電体をコーティングしたり積層構造で形成したりすることで、表面プラズモン吸収波長を所望する波長位置に転移(シフト)させ、紫外線波長または(および)特定の波長を吸収遮断することで、視認性が向上した画像表示装置を提供することを目的とする。

    また、本発明は、金属ナノ粒子の表面プラズモン吸収波長または(および)誘電体による吸収波長の転移(シフト)を用いて紫外線波長または(および)特定の波長を吸収遮断することで、紫外線発光素子の発光時に紫色などの特定の波長が漏出することを遮断する電子機器のキーパッドアセンブリを提供することを目的とする。

    本発明に係る金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料は、表面プラズモン吸収波長を用いて紫外線波長を吸収遮断するナノサイズの金属粒子(本発明では、「ナノサイズの金属粒子」を単に「金属ナノ粒子」ともいう。)および誘電体を含んで構成され、前記金属ナノ粒子は、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、銀(Ag)、ルテニウム(Ru)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、テルル(Te)、ビスマス(Bi)、鉛(Pb)、鉄(Fe)、セリウム(Ce)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)、アンチモン(Sb)、スズ(Sn)、バナジウム(V)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、およびチタン(Ti)で成される群から選択される1つ以上である。

    本発明に係る金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料において、前記金属ナノ粒子は、前記誘電体にコーティングされるようになる。

    また、本発明の他の一側(一実施形態)によれば、前記金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料において、紫外線遮断材料は、前記金属ナノ粒子を含む層上に前記誘電体で成された層を積層した構造で成されるようになる。 ここで、「誘電体で成された層」とは、以下に説明する誘電体材料のみからなる層と狭く解されるものではなく、後述する実施例に示すように適当なバインダ材料など適宜利用可能な材料を併用して成された層を含むものである。

    本発明に用いられる誘電体として、当技術分野で用いられるものは、どれも使用が可能である。 例えば、前記誘電体として、SiO 、TiO などのような無機粒子、シルセスキオキサン(silsesquoxane)のような有機−無機複合体、ポリスチレンのような有機ポリマーなどの使用が可能であるが、誘電体の種類がこれらに限定されるものではない。 本発明では、誘電率が相違した誘電体の適切な選択により、表面プラズモン吸収波長の位置を所望する波長位置に転移(シフト)できるようになる。 また、本発明では、金属ナノ粒子の粒子サイズ、体積の比率などの変数を相違させることで、表面プラズモン吸収波長の位置を所望する位置に転移(シフト)させることができる。

    本発明に係る金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料は、400nmないし500nm範囲の波長を吸収遮断することができる。

    本発明に係る金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料において、前記金属ナノ粒子は銀であり得る。 このとき、銀ナノ粒子は、粒子サイズ、誘電体のコーティング、または積層によって400nmないし430nm帯の波長を吸収遮断するようになる。

    本発明の他の一側(一実施形態)によれば、前記紫外線遮断材料は、画像表示装置用である。

    本発明の他の一側(一実施形態)によれば、前記画像表示装置として、電子機器のキーパッドアセンブリが挙げられる。 本発明に係る電子機器のキーパッドアセンブリは、複数の発光素子と、前記発光素子から出射された光が進行する導光板と、前記導光板の上面に設けられ、数字キーボードおよび文字キーボードで成された多数のキーボタンと、前記導光板に設けられ、光を前記キーボタン側に反射する多数の反射パターンと、前記多数の反射パターンの下部に設けられた多数の突起と、前記多数の突起に対応する多数のスィッチが備えられたスィッチ基板とを備える電子機器のキーパッドアセンブリにおいて、前記キーボタンの数字キーボードの下部には、前記発光素子から生成される光の波長のサイズに応じて反応または無反応して多様な色相に変換させる色相発現光フィルタ層が設けられており、前記キーボタンの文字キーボードの下部には、紫外線波長を吸収遮断する紫外線遮断光フィルタ層を含んで構成されるようになる。

    本発明に係る電子機器のキーパッドアセンブリにおいて、前記紫外線遮断光フィルタ層は、表面プラズモン吸収波長を用いて紫外線波長を吸収遮断するナノサイズの金属粒子および誘電体を含んで構成され、前記金属ナノ粒子は、Au、Pt、Pd、Ir、Rh、A
    g、Ru、Al、Cu、Te、Bi、Pb、Fe、Ce、Mo、Nb、W、Sb、Sn、V、Mn、Ni、Co、Zn、およびTiで成される群から選択される1つ以上である。

    本発明に係る電子機器のキーパッドアセンブリにおいて、前記金属ナノ粒子は、前記誘電体にコーティングされるようになる。 また、前記紫外線遮断光フィルタ層は、前記金属ナノ粒子を含む層上に前記誘電体で成された層を積層した構造で成されることもできる。

    本発明に係る電子機器のキーパッドアセンブリにおいて、前記紫外線遮断光フィルタ層は、400nmないし500nm範囲の波長を吸収遮断する。

    本発明に係る電子機器のキーパッドアセンブリにおいて、前記金属ナノ粒子は銀であり得る。

    本発明に用いられる誘電体として、当技術分野で用いられるものは、どれも使用が可能である。 例えば、前記誘電体として、SiO 、TiO などのような無機粒子、シルセスキオキサンのような有機−無機複合体、ポリスチレンのような有機ポリマーなどの使用が可能であるが、誘電体の種類がこれらに限定されるものではない。 本発明では、誘電率が相違する誘電体の適切な選択により、表面プラズモン吸収波長の位置を所望する波長位置に転移(シフト)できるようになる。 また、本発明では、金属ナノ粒子の粒子サイズ、体積の比率などの変数を相違させることで、表面プラズモン吸収波長の位置を所望する位置に転移(シフト)させることができる。

    以上で詳察するように、本発明に係る紫外線遮断材料は、表面プラズモンの吸収波長を用いて紫外線波長を吸収遮断する金属ナノ粒子を用いることで、紫外線波長を効果的に吸収遮断することができる。

    また、本発明に係る紫外線遮断材料は、金属ナノ粒子のサイズまたは体積量の調節、または適宜選択された誘電体によるコーティングまたは誘電体の積層によって表面プラズモン吸収波長を所望する波長位置に転移させることで、特定の波長を吸収遮断することができる。

    本発明に係る金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料は、金属ナノ粒子の表面プラズモン吸収波長または(および)誘電体による転移吸収波長を用いて紫外線波長または(および)特定の波長を吸収遮断することで、画像表示装置などに適用されて視認性を効果的に向上させることができる。 「または(および)」は、「および/または」と同じ意味内容である。

    また、本発明に係る電子機器のキーパッドアセンブリは、金属ナノ粒子の表面プラズモン吸収波長または(および)誘電体による転移吸収波長を用いて紫外線波長を吸収遮断することで、紫外線発光素子が発光する際に紫色が漏出することを遮断することができる。

    また、本発明は、キーパッドアセンブリなどの画像表示装置において、カラーフィルタとの適切な併用によって、紫外線遮断効果だけでなく、より精密な白色光維持効果を達成することもできる。

    本発明に係る電子機器のキーパッドアセンブリの一例を図1を参照して説明すれば、次の通りとなる。

    図1aないし図1cは、本発明によって、金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料を採用したキーパッドアセンブリの一例であって、使用モードに応じて選択的に文字または数字を照明できるキーパッドアセンブリの構成を示した図である。 図1aに示されたキーパッドアセンブリの構成を見れば、発光素子として紫外線(UV)発光素子140と白色発光素子150を用いており、キーボタンの数字キーボードの下部110には、発光素子から出射される光波長に応じて選択的に反応または無反応して光を多様な色相に変換させる蛍光体粒子(図中、球形粒子で模式的に表示される)を含有する色相発現光フィルタ層が形成されており、キーボタンの文字キーボードの下部120には、紫外線波長を吸収遮断する金属ナノ粒子(図中、球形粒子で模式的に表示される)を含有する紫外線遮断光フィルタ層が形成されている。 すなわち、図1bに示されるように、UV発光素子が発光する際には、数字キーボード部分の蛍光体粒子によって数字が点灯し、図1cに示されるように、白色発光素子が発光する際には、数字と文字が点灯するようになる。 本発明は、金属ナノ粒子を含む紫外線遮断光フィルタ層の形成として、UV発光素子が発光するときに紫色波長を吸収遮断することで、紫色の漏出現象を防ぐことができる。

    本発明では、キーパッドアセンブリなどの画像表示装置で白色光の維持効果を高めるために、白色調節光フィルタ層を追加で用いるようになる。 ここで、白色調節光フィルタ層は、白色光を透過させて画像表示部に究極的に白色が具現されるようにできるものであれば、どれでも使用が可能である。 本発明に使用可能な白色調節光フィルタ層の一例として、ブルーカラーフィルタのようなカラーフィルタ層が挙げられる。 このとき、カラーフィルタ層のカラーフィルタ材料の含量は特に限定されず、白色の具現が可能な範囲で適宜に選択されて調整することができる。 また、カラーフィルタ層は、有機物材料であるか無機物材料であるかに拘らず、どれでも使用が可能である。

    本発明に係る電子機器のキーパッドアセンブリにおいて、複数の発光素子は、紫外線発光素子および白色発光素子を含んで構成される。 紫外線発光素子から出射される光の波長の幅は320nmないし450nmであり、中心波長は約380nmないし420nmまたは350nmないし450nmとなり、好ましくは中心波長が約400nmであるが、これに限定されるものではない。 波長の幅および中心波長の位置は、紫外線発光素子として用いられる光源の種類および品質によって決まる。

    本発明の他の一側(一実施形態)によれば、電子機器のキーパッドアセンブリに用いられる色相発現光フィルタ層は、レッド(R)、グリーン(G)、およびブルー(B)色で発光する蛍光体で成されており、紫外線発光素子から出射された光に反応してそれぞれの色を混合して多様な色を発光し、白色発光素子から出射された白色光に反応せずに白色光を発光する。

    本発明に係る金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料において、金属ナノ粒子の含量および紫外線遮断材料の厚さは特に限定されず、吸収遮断しようとする紫外線の光源の種類、品質、および光源の強度によって適切に調整することができる。

    なお、おおよその目安につき、以下に簡単に説明する。

    金属ナノ粒子(特に銀ナノ粒子)、バインダ(実施例参照)および誘電体(特にTiO )混合物を用いて層(金属ナノ粒子が誘電体にコーティングされてなる形態)を形成する場合、金属ナノ粒子の含量は、紫外線遮断材料全体に対して0.001〜1質量%、好ましくは0.001〜0.2質量%、より好ましくは0.005〜0.05質量%の範囲とするのがよい。 ただし、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    上記の場合の金属ナノ粒子単独でのサイズ(平均粒子径)は、1〜20nm、好ましくは1〜10nm、より好ましくは3〜6nmの範囲とするのがよい。 ただし、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    また、上記誘電体に含まれた金属ナノ粒子(誘電体コーティング層ないし膜を含む)のサイズ(平均粒子径)は、1〜20nm、好ましくは1〜10nm、より好ましくは3〜6nmの範囲とするのがよい。 ただし、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    また、上記誘電体の含量は、紫外線遮断材料全体に対して1〜70質量%、好ましくは10〜50質量%、より好ましくは20〜50質量%の範囲とするのがよい。 ただし、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    更に、上記紫外線遮断材料の厚さは、1〜200μm、好ましくは5〜50μm、より好ましくは15〜25μmの範囲とするのがよい。 ただし、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    次に、金属ナノ粒子(特に銀ナノ粒子)およびバインダ(実施例参照)の混合物を用いて層(金属ナノ粒子を含む層)を形成した後、その上に誘電体(特にTiO )で成された層を形成する場合(積層構造)、金属ナノ粒子の含量は、「金属ナノ粒子を含む層(金属ナノ粒子+バインダ+誘電体)」全体に対して0.001〜1質量%、好ましくは0.001〜0.2質量%、より好ましくは0.005〜0.05質量%の範囲とするのがよい。 また金属ナノ粒子の含量は、「紫外線遮断材料(金属ナノ粒子を含む層+誘電体で成された層)」全体に対しては0.0014〜1.4質量%、好ましくは0.0014〜0.29質量%、より好ましくは0.007〜0.07質量%の範囲とするのがよい。 ただし、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    上記の場合の金属ナノ粒子のサイズ(平均粒子径)は、1〜20nm、好ましくは1〜10nm、より好ましくは3〜6nmの範囲とするのがよい。 ただし、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    また、上記の場合に誘電体の含量は、「誘電体で成された層」全体に対して1〜70質量%、好ましくは10〜50質量%、より好ましくは20〜50質量%の範囲とするのがよい。 ただし、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    更に、上記の場合に「紫外線遮断材料」全体の厚さは、1〜200μm、好ましくは5〜50μm、より好ましくは15〜25μmの範囲とするのがよい。 紫外線遮断材料のうち「金属ナノ粒子を含む層」の厚さは、0.3〜50μm、好ましくは1〜15μm、より好ましくは5〜10μmの範囲とするのがよい。 一方、「誘電体で成された層」の厚さは、0.7〜150μm、好ましくは4〜45μm、より好ましくは10〜25μmの範囲とするのがよい。 ただし、これらの厚さが、上記範囲を外れる場合であっても、本発明の作用効果を奏するものであれば、本発明の技術範囲に含まれるものであることは言うまでもない。

    以下、実施例を挙げて、本発明の構成および発明効果をより詳細に説明する。 下記の実施例は、本発明の内容を説明するものであるが、本発明の内容がこれに限定されるものではない。

    下記表1の組成(造成)のように、トルエン中に1wt%の含量で含有された銀溶液を透明インク(バインダ:ノグォン(Nokwon)社製造のCNI INS−000 INKを使用)に混ぜ、ミーリング装置(milling machine)を用いて上記バインダ中に銀ナノ粒子を分散して(または、銀前駆体(precursor)粒子を分散して)、平均粒子径5nmの銀ナノ粒子を含む層(厚さ(10μm)を形成した後、当該銀ナノ粒子を含む層上に誘電体としてTiO 層(上記透明インクに用いたバインダ1g+TiO 1g)をコーティングすることで、誘電体TiO で成された層(厚さ10μm)を積層した構造である、銀ナノ粒子を用いた紫外線遮断複合層(紫外線遮断フィルム)を製造した。

    <実験例1>
    本実験例1では、銀ナノ粒子の紫外線遮断効果を確認するために、実施例1ないし5に基づいて製造された紫外線遮断複合層(紫外線遮断フィルム)を紫外線発光素子(中心波長400nm)上に載せ、紫外線が発光するときに透過する光の強度を測定した。 さらに、上記紫外線遮断複合層(紫外線遮断フィルム)を白色発光素子の上に載せ、白色光維持の可否も観察した。 このとき、光の強度は、オーシャンオプティクスUSB100測定器(Ocean Optics USB 100 detector)を用いて測定し、この結果は下記表2および図2に示した。 下記の測定結果において、上記紫外線遮断複合層(紫外線遮断フィルム)を載せない状態で紫外線発光素子が発光するときに測定される光の強度は、比較実験例1に表示した。 下記の測定結果において、紫外線遮断効果および白色光維持効果は、肉眼で観察した結果、紫外線遮断効果(紫色が漏出する現象が阻止される効果)がない場合は×、ある程度の効果がある場合は△、効果が良好である場合は○、効果が極めて良好である場合は◎で表示した。

    上記表2及び下記表4の紫外線発光素子強度の単位は無単位である。

    上記表2の実験例1−eの紫外線発光素子強度及び紫外線遮断の欄の「−」は、それぞれ「0」という意味である。

    また上記表2及び下記表4の紫外線発光素子強度の欄の「〜」は、「以下」という意味である。

    前記表2および図2で確認されるように、銀ナノ粒子を含む紫外線遮断複合層(紫外線遮断フィルム)を用いる場合には、銀ナノ粒子の表面プラズモン吸収波長によって400nmないし420nmの波長が吸収遮断され、その結果、紫色が漏出する現象が阻止されることを知ることができる。

    次に、下記表3の組成(造成)のように、TiO と、トルエン中に1wt%の含量で含有された銀溶液を透明インク(バインダ:ノグォン社製造のCNI INS−000 INKを使用)に混ぜ、上記ミーリング装置を用いて分散することで、誘電体TiO がコーティングされた銀ナノ粒子(銀ナノ粒子単独の平均粒子径5nm、誘電体TiO コーティング層ないし膜を含む銀ナノ粒子の平均粒子径5nm)を含む紫外線遮断フィルム(厚さ20μm)を製造した。 本実施例6ないし10では、銀ナノ粒子と誘電体TiO を共用することで、紫外線遮断効果だけでなく白色光維持効果もともに図った。

    <実験例2>
    本実験例2で、実施例6ないし10に基づいて製造された紫外線遮断フィルムの紫外線遮断効果を確認するために、前記実施例6ないし10に基づいて製造された紫外線遮断フィルムを紫外線発光素子(中心波長400nm)上に載せ、紫外線が発光するときに透過する光の強度を測定した。 さらに、上記紫外線遮断フィルムを白色発光素子の上に載せ、白色光維持の可否も観察した。 このとき、光の強度は、オーシャンオプティクスUSB100測定器を用いて測定し、その結果は下記表4および図1に示した。 下記の測定結果において、紫外線遮断フィルムを載せない状態で紫外線発光素子が発光するときに測定される光の強度は、比較実験例1に表示した。 下記の測定結果において、紫外線遮断効果および白色光維持効果は、肉眼で観察した結果、紫外線遮断効果(紫色が漏出する現象が阻止される効果)がない場合は×、ある程度の効果がある場合は△、効果が良好である場合は○、効果が極めて良好である場合は◎で表示した。

    表4および図1で確認されるように、銀ナノ粒子から発生する表面プラズモンによって400nmないし420nmの波長が吸収遮断されることで、紫色が漏出する現象が阻止されるとともに、白色光維持効果も達成されることを知ることができる。 この他にも、カラーフィルタなどを用いて、白色光の維持効果をさらに精密に調節することができる。

    上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野において熟練した当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることを理解することができるであろう。 すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。

    本発明に係る金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料を適用した一例であって、電子機器のキーパッドアセンブリの構成を示した図である。

    図1aのキーパッドアセンブリにおいて、UV発光素子が発光する際に、数字キーボード部分の蛍光体粒子によって、光が所望の色に変換され、数字が所望の色に点灯した様子を模式的に表した図面である。

    図1aのキーパッドアセンブリにおいて、白色発光素子が発光する際に、白色発光素子から出射された白色光に反応せずに、数字と文字が白色に点灯した様子を模式的に表した図面である。

    本発明に係る金属ナノ粒子を用いた紫外線遮断材料によって紫外線波長が吸収遮断されることを示す波長強度測定スペクトラムであって、強度100以下(y座標)である部分を拡大したグラフをともに示したものである。

    符号の説明

    110 数字キーボード(蛍光体粒子含有)、
    120 文字キーボード(金属ナノ粒子)、
    130 拡散板、
    140 UV発光素子、
    150 白色発光素子。

    QQ群二维码
    意见反馈