JP4356278B2 - Surface treatment method, method for forming antiglare layer, antiglare layer film and antiglare low reflection film - Google Patents

Surface treatment method, method for forming antiglare layer, antiglare layer film and antiglare low reflection film Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気圧または大気圧近傍の圧力下において反応性ガスをプラズマ状態にし、基材に曝すことによって、基材表面に微細な形状の加工を施す表面処理方法、防眩層の形成方法、形成された防眩層を有する防眩層フィルム及び防眩性低反射フィルムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、薄型軽量ノートパソコンの開発が進んでいる。それに伴って、液晶表示装置等の表示装置で用いられる偏光板の保護フィルムもますます薄膜化、高性能化への要求が強くなってきている。
最近、視認性向上のために反射防止層または防眩層を付与したディスプレイが多く使用されている。反射防止層や防眩層は用途に応じてさまざまな種類や性能の改良がなされ、これらの機能を有する種々の前面板を液晶ディスプレイの偏光子等に貼り合わせることで、ディスプレイに視認性向上のために反射防止機能または防眩機能等を付与する方法が用いられている。これら、前面板として用いる光学用フィルムには、塗布またはスパッタリング等で形成した反射防止層または防眩層が設けられている。
【0003】
防眩層は、表面に反射した像の輪郭をぼかすことによって反射像の視認性を低下させて、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイといった画像表示装置などの使用時に反射像の映り込みが気にならないようにするものである。
表面に適切な凹凸を設けることによって、このような性質を持たせることができる。従来、このような凹凸を形成する方法としては、例えば、特開昭59−58036号等で開示されているような微粒子を塗布液に添加する方法が用いられている。このほか、特開平6−234175号で開示されているエンボス加工する方法、特開昭63−298201号で開示されているあらかじめ型を転写させる方法等が知られている。しかしながら、上述のエンボス加工では、微細な凹凸を形成することが困難で、そのため、ぎらつきを防止するのには不十分であり、また、微粒子を塗布液に添加する方法では、微粒子のみで必要な凹凸を形成するため、多量の微粒子を添加する必要があり、塗布層内部で表面の凹凸とは無関係な散乱が生じてしまい、この結果、透過画像もぼけてしまうという問題点があった。また、上述の技術においては、しばしば塗布むらを発生することがあり、生産性に劣るという欠点を有しており、早急な改良手段の開発が要望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、煩雑な工程を経ることなく、基材上に防眩性に対して理想的な凹凸を形成する表面処理方法、防眩層の形成方法、形成された防眩層を有する防眩層フィルム及び防眩性低反射フィルムを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の表面処理方法は、プラズマ耐性が異なる複数の物質により炭素含有率が5〜20%の不均一な組成に制御された薄膜を基材の表面に形成した被処理物を、大気圧または大気圧近傍の圧力下においてプラズマ状態の反応性ガスに曝す大気圧プラズマ処理によって、前記薄膜に凹凸及び空隙を形成して該薄膜を防眩層とすることを特徴とする。
請求項2記載の表面処理方法は、請求項1記載の表面処理方法であって、
前記物質のうちの少なくとも一つが、前記大気圧プラズマ処理によってガス化しやすい物質であることを特徴とする。
【0006】
請求項3記載の表面処理方法は、請求項1記載の表面処理方法であって、
前記物質のうちの少なくとも一つが有機物であることを特徴とする。
【0007】
請求項4記載の表面処理方法は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の表面処理方法であって、
前記薄膜が、塗布により不均一組成を有するように生成されることを特徴とする。
請求項5記載の表面処理方法は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の表面処理方法であって、
前記薄膜が、プラズマ処理により不均一組成を有するように生成されることを特徴とする。
請求項6記載の表面処理方法は、請求項1〜5のいずれか一つに記載の表面処理方法であって、
少なくとも一種類の不活性ガスと前記反応性ガスとを含む混合ガスを用いて前記大気圧プラズマ処理を行うことを特徴とする。
【0008】
請求項7記載の表面処理方法は、請求項6記載の表面処理方法であって、
前記反応性ガスに、酸素またはフッ素を含む化合物からなるガスが含まれることを特徴とする。
請求項8記載の防眩層の形成方法は、請求項1〜7のいずれか一つに記載の表面処理方法により、前記基材の表面に防眩層を形成することを特徴とする。
【0009】
請求項9記載の防眩層フィルムは、請求項8記載の防眩層の形成方法により形成された防眩層を有することを特徴とする。
請求項10記載の防眩性低反射フィルムは、請求項9記載の防眩層フィルムの上面に反射防止層を備えることを特徴とする。
【0010】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明者は、防眩性に対して理想的な凹凸を形成する為には、基材(被処理物)表面の組成に炭素成分由来の有機物を含有する基材を用いて、その表面にプラズマ密度の高い大気圧プラズマ処理を施すことで、均一に凹凸及び空隙を形成できることを見い出した。
また、大気圧プラズマにより凹凸及び空隙が形成されるメカニズムとしては、炭素などの有機物成分がプラズマのエネルギーにより結合を切断され、雰囲気中の酸素、基材中の酸素などと結合して二酸化炭素などのガスとなって基材を離脱するためと考えられる。
【0011】
また、本発明においては、プラズマ処理あるいは塗布により、基材の表面付近に意図的にガス化しやすい炭素などの有機物成分を残留させた製膜処理を施すことが特徴である。
意図的に基材の表面付近に有機物成分を残留させる薄膜の形成方法としては、塗布や、あるいは周知のプラズマ放電処理装置を用い、電極に印加する高周波電圧の周波数、プラズマの投入出力密度を制御することが最も簡便に行えるため操作しやすい。そのほかの方法としては、ガス濃度などのガス条件を調整する方法、プラズマ印加電圧のパルス化による正味の投入出力を低下させる方法などがあるが、意図的に有機物成分を残留させる方法であれば上記に限定されない。
【0012】
このようにして意図的に有機物成分を残留させた基材に対して、大気圧プラズマ処理(製膜条件とは別の処理条件が好ましい)を施すことで防眩層として理想的な表面凹凸を有する表面を形成できる。
また、大気圧または大気圧近傍の圧力下でプラズマ処理(大気圧プラズマ処理)を施し、薄膜表面に凹凸及び空隙を形成するので、薄膜の表面処理の工程を、防眩層フィルムや防眩性低反射フィルム製造に要する他の工程とインライン化することができる。従って、煩雑な工程を経ることなく、連続的に一環した加工により防眩層フィルムや防眩性低反射フィルムを製造でき、生産性を向上させることができる。
請求項1に係る表面処理方法では、少なくとも表面付近にプラズマ耐性が異なる複数の物質による不均一な組成を有する被処理物の表面を、大気圧または大気圧近傍の圧力下においてプラズマ状態の反応性ガスに曝す大気圧プラズマ処理によって、該被処理物表面に凹凸及び空隙を形成することを特徴とする。
【0013】
そして、プラズマ耐性が異なる複数の物質のうちの少なくとも一つが、大気圧プラズマ処理によってガス化しやすい物質、例えば、炭素成分由来の有機物であることが好ましい。
また、大気圧プラズマ処理を行う際には、基材の温度をガラス転移温度以下にすることが好ましい。
そして、有機物中の炭素含有量を制御するものとすれば、大気圧プラズマ処理による基材表面の凹凸及び空隙の形成量を制御できる。
なお、プラズマ処理とは、処理雰囲気の圧力について限定するものではなく、大気圧下のみならず、真空や高圧下におけるプラズマ処理を含むものである。
また、不均一組成とは、プラズマ耐性(プラズマに対するエッチング耐性)が異なる複数の物質による組成を指す。
【0014】
以下、本発明に係る基材の表面処理方法、防眩層の形成方法、形成された防眩層を有する防眩層フィルム及び防眩性低反射フィルムについて、その好ましい実施の形態を図を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、また、以下の説明では、用語等に対する断定的な表現があるが、本発明の好ましい例を示すものであり、本発明の用語の意義や技術的な範囲を限定するものではない。
本実施の形態では、基材の表面に、ガス化しやすい炭素成分由来の有機物を含有する薄膜を形成し、この薄膜の表面を大気圧プラズマ処理することで、均一な凹凸を備える防眩層を有した防眩層フィルムを形成している。詳しい説明は後述するが、薄膜の種類としては、SiO2やTiO2等を含有する薄膜が挙げられる。なお、基材表面に薄膜を形成する前に、予め基材の表面に、例えば、押し出しコーターやグラビアコーター等の公知の方法を用いてクリアハードコート層を塗布しておくことが好ましい。
【0015】
図1は、プラズマ放電処理容器20の一例を示す概略図であり、本実施の形態において用いるプラズマ放電処理装置10(図6を参照)では、図2に示すプラズマ放電処理容器20を用いている。
【0016】
図1において、長尺フィルム状の基材Fは搬送方向(図中、時計回り)に回転するロール電極21に巻回されながら搬送される。固定されている電極22は複数の円筒から構成され、ロール電極21に対向させて設置される。ロール電極21に巻回された基材Fは、ニップローラ23a、23bで押圧され、ガイドローラ24で規制されてプラズマ放電処理容器20によって確保された放電処理空間に搬送され、放電プラズマ処理され、次いで、ガイドローラ25を介して次工程に搬送される。また、仕切板26は前記ニップローラ23bに近接して配置され、基材Fに同伴する空気がプラズマ放電処理容器20内に進入するのを抑制する。
【0017】
この同伴される空気は、プラズマ放電処理容器20内の気体の全体積に対し、1体積%以下に抑えることが好ましく、0.1体積%以下に抑えることがより好ましい。前記ニップローラ23bにより、それを達成することが可能である。
【0018】
尚、放電プラズマ処理に用いられる混合ガス(不活性ガスと、反応性ガスである有機フッ素化合物、チタン化合物または珪素化合物等を含有する有機ガス)は、給気口27からプラズマ放電処理容器20に導入され、処理後のガスは排気口28から排気される。
【0019】
図2は、上述のように、プラズマ放電処理容器20の他の例を示す概略図であり、図1のプラズマ放電処理容器20では円柱型の固定電極22を用いているのに対し、図2に示すプラズマ放電処理容器20では角柱型の固定電極29を用いている。
【0020】
図1に示した円柱型の電極22に比べて、図2に示した角柱型の電極29は、放電範囲を広げる効果があるので、本発明の表面処理方法に好ましく用いられる。
【0021】
図3(a)、(b)は、上述の円筒型のロール電極21の一例を示す概略図、図4(a)、(b)は、円筒型の固定電極22の一例を示す概略図、図5(a)、(b)は、角柱型の固定電極29の一例を示す概略図である。
【0022】
図3(a)において、アース電極であるロール電極21は、金属等の導電性母材21aに対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体21bを被覆した組み合わせで構成されているものである。セラミック被覆処理誘電体21bを片肉で1mm被覆し、ロール径を被覆後200φとなるように製作し、アースに接地してある。また、図3(b)に示すように、金属等の導電性母材21Aへライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体21Bを被覆した組み合わせでロール電極21を構成してもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いので、更に好ましく用いられる。金属等の導電性母材21a、21Aとしては、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属等が挙げられるが、加工の観点からステンレスが好ましい。また、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、更に好ましく用いられる。尚、本実施の形態においては、ロール電極の母材21a、21Aは、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材を使用している(不図示)。
【0023】
図4(a)、(b)および図5(a)、(b)は、印加電極である固定の電極22、電極29であり、上記記載のロール電極21と同様な組み合わせで構成されている。
【0024】
印加電極に電圧を印加する電源としては、特に限定はないが、パール工業製高周波電源(200kHz)、パール工業製高周波電源(800kHz)、日本電子製高周波電源(13.56MHz)、パール工業製高周波電源(150MHz)等が使用できる。
【0025】
図6は、本発明に用いられるプラズマ放電処理装置10の一例を示す概念図である
。図6において、プラズマ放電処理容器20の部分は図2の記載と同様であるが、更に、ガス発生装置40、電源50、電極冷却ユニット70等が装置構成として配置されている。電極冷却ユニット70の冷却剤としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が用いられる。
【0026】
図6に記載の電極21、29は、図3、図5に示したものと同様であり、対向する電極間のギャップは、例えば1mm程度に設定される。
上記電極間の距離は、電極の母材に設置した固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に固体誘電体を設置した場合の固体誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に固体誘電体を設置した場合の固体誘電体同士の距離としては、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.5mm〜20mmが好ましく、特に好ましくは1mm±0.5mmである。
【0027】
前記プラズマ放電処理容器20内にロール電極21、固定電極29
を所定位置に配置し、ガス発生装置40で発生させた混合ガスを流量制御し、ガス充填手段41を介して給気口27よりプラズマ放電処理容器20内に入れ、前記プラズマ放電処理容器20内をプラズマ処理に用いる混合ガスで充填し排気口28より排気する。次に電源50により電極21、29に電圧を印加し、ロール電極21はアースに接地し、放電プラズマを発生させる。ここでロール状の元巻き基材60より基材Fを供給し、ガイドローラ24を介して、プラズマ放電処理容器20内の電極間を片面接触(ロール電極21に接触している)の状態で搬送される。そして、基材Fは搬送中に放電プラズマにより表面が放電処理され、表面に混合ガス中の反応性ガス由来の有機物を含有した薄膜が形成された後、ガイドローラ25を介して、次工程に搬送される。ここで、基材Fはロール電極21に接触していない面のみ放電処理がなされる。
【0028】
電源50より固定電極29に印加される電圧の値は適宜決定される
が、例えば、電圧が0.5〜10kV程度で、電源周波数は100kHzを越えて150MHz以下に調整される。ここで電源の印加法に関しては、連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードとパルスモードと呼ばれるON/OFFを断続的に行う断続発振モードのどちらを採用しても良いが連続モードの方がより緻密で良質な膜が得られる。
【0029】
プラズマ放電処理容器20はパイレックス(R)ガラス製の処理容器等が好ましく用いられるが、電極との絶縁がとれれば金属製を用いることも可能である。例えば、アルミニウムまたは、ステンレスのフレームの内面にポリイミド樹脂等を張り付けても良く、該金属フレームにセラミックス溶射を行い絶縁性をとっても良い。
【0030】
また、放電プラズマ処理時の基材への影響を最小限に抑制するために、放電プラズマ処理時の基材の温度を常温(15℃〜25℃)〜200℃未満の温度に調整することが好ましく、更に好ましくは常温〜100℃に調整することである。上記の温度範囲に調整する為、必要に応じて電極、基材は冷却手段で冷却しながら放電プラズマ処理される。
【0031】
本実施の形態においては、上記のプラズマ処理が大気圧または大気圧近傍で行われるが、上述のように、真空や高圧下においてプラズマ処理を行ってもよい。なお、大気圧近傍とは、20kPa〜110kPaの圧力を表すが、本発明に記載の効果を好ましく得るためには、93kPa〜104kPaが好ましい。また、薄膜を塗布などの周知の手段により形成してもよい。
【0032】
また、本発明の薄膜形成方法に係る放電用電極においては、電極の少なくとも基材と接する側のJIS B 0601で規定される表面粗さの最大高さ(Rmax)が10μm以下になるように調整されることが、本発明に記載の効果を得る観点から好ましいが、更に好ましくは、表面粗さの最大値が8μm以下であり、特に好ましくは、7μm以下に調整することである。
【0033】
また、JIS B 0601で規定される中心線平均表面粗さ(Ra)は0.5μm以下が好ましく、更に好ましくは0.1μm以下である。
【0034】
本発明において使用するガスは、基材上に設けたい薄膜の種類によって異なるが、基本的に、不活性ガスと、薄膜を形成するための反応性ガスの混合ガスである。反応性ガスは、混合ガスに対し、0.01〜10体積%含有させることが好ましい。薄膜の膜厚としては、0.1nm〜1000nmの範囲の薄膜が得られる。
【0035】
上記不活性ガスとは、周期表の第18属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。
【0036】
例えば、反応性ガスとしてジンクアセチルアセトナート、トリエチルインジウム、トリメチルインジウム、ジエチル亜鉛、ジメチル亜鉛、エトラエチル錫、エトラメチル錫、二酢酸ジ−n−ブチル錫、テトラブチル錫、テトラオクチル錫などから選択された少なくとも1つの有機金属化合物を含む反応性ガスを用いて、導電性膜あるいは帯電防止膜、あるいは反射防止膜の中屈折率層として有用な金属酸化物層を形成することができる。
【0037】
また、フッ素含有化合物ガスを用いることによって、基材表面にフッ素含有基を形成させて表面エネルギーを低くし、撥水性表面を得る撥水膜を得ることが出来る。フッ素元素含有化合物としては、6フッ化プロピレン(CF3CFCF2)、8フッ化シクロブタン(C4F8)等のフッ素・炭素化合物が挙げられる。安全上の観点から、有害ガスであるフッ化水素を生成しない6フッ化プロピレン、8フッ化シクロブタンを用いる。
【0038】
また、分子内に親水性基と重合性不飽和結合を有するモノマーの雰囲気下で処理を行うことにより、親水性の重合膜を堆積させることもできる。上記親水性基としては、水酸基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、1級若しくは2級又は3級アミノ基、アミド基、4級アンモニウム塩基、カルボン酸基、カルボン酸塩基等の親水性基等が挙げられる。又、ポリエチレングリコール鎖を有するモノマーを用いても同様に親水性重合膜を堆積が可能である。
【0039】
上記モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルアルコール、アリルアミン、ポリエチレングリコールジメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールジアクリル酸エステルなどが挙げられ、これらの少なくとも1種が使用できる。
【0040】
また、有機フッ素化合物、珪素化合物またはチタン化合物を含有する反応性ガスを用いることにより、反射防止膜の低屈折率層または高屈折率層を設けることが出来る。
【0041】
有機フッ素化合物としては、フッ化炭素ガス、フッ化炭化水素ガス等が好ましく用いられる。フッ化炭素ガスとしては、4フッ化炭素、6フッ化炭素、具体的には、4フッ化メタン、4フッ化エチレン、6フッ化プロピレン、8フッ化シクロブタン等が挙げられる。前記のフッ化炭化水素ガスとしては、2フッ化メタン、4フッ化エタン、4フッ化プロピレン、3フッ化プロピレン等が挙げられる。
【0042】
更に、1塩化3フッ化メタン、1塩化2フッ化メタン、2塩化4フッ化シクロブタン等のフッ化炭化水素化合物のハロゲン化物やアルコール、酸、ケトン等の有機化合物のフッ素置換体を用いることが出来るがこれらに限定されない。また、これらの化合物が分子内にエチレン性不飽和基を有していても良い。前記の化合物は単独でも混合して用いても良い。
【0043】
混合ガス中に上記記載の有機フッ素化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中の有機フッ素化合物の含有率は、0.1〜10体積%であることが好ましいが、更に好ましくは、0.1〜5体積%である。
【0044】
また、係る有機フッ素化合物が常温、常圧で気体である場合は、混合ガスの構成成分として、そのまま使用できるので最も容易に本発明の方法を遂行することができる。しかし、有機フッ素化合物が常温・常圧で液体又は固体である場合には、加熱、減圧等の方法により気化して使用すればよく、また、又、適切な溶剤に溶解して用いてもよい。
【0045】
混合ガス中に上記記載のチタン化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中のチタン化合物の含有率は、0.1〜10体積%であることが好ましいが、更に好ましくは、0.1〜5体積%である。
【0046】
また、上記記載の混合ガス中に水素ガスを0.1〜10体積%含有させることにより薄膜の硬度を著しく向上させることが出来る。
また、混合ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を0.01〜5体積%含有させることにより、反応促進され、且つ、緻密で良質な薄膜を形成することができる。
【0047】
上記記載の珪素化合物、チタン化合物としては、取り扱い上の観点から金属水素化合物、金属アルコキシドが好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程上の汚れなども少ないことから、金属アルコキシドが好ましく用いられる。
また、上記記載の珪素化合物、チタン化合物を放電空間である電極間に導入するには、両者は常温常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合は、そのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用される。珪素化合物、チタン化合物を加熱により気化して用いる場合、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシチタンなど、常温で液体で、沸点が200℃以下である金属アルコキシドが反射防止膜の形成に好適に用いられる。上記金属アルコキシドは、溶媒によって希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エタノール、n−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。尚、これらの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、分子状、原子状に分解される為、基材上への薄膜の形成、薄膜の組成などに対する影響は殆ど無視することが出来る。
【0048】
上記記載の珪素化合物としては、例えば、ジメチルシラン、テトラメチルシランなどの有機金属化合物、モノシラン、ジシランなどの金属水素化合物、二塩化シラン、三塩化シランなどの金属ハロゲン化合物、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどのアルコキシシラン、オルガノシランなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。また、これらは適宜組み合わせて用いることが出来る。
【0049】
混合ガス中に上記記載の珪素化合物を用いる場合、放電プラズマ処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中の珪素化合物の含有率は、0.1〜10体積%であることが好ましいが、更に好ましくは、0.1〜5体積%である。
【0050】
上記記載のチタン化合物としては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
【0051】
反応性ガスに有機金属化合物を添加する場合、例えば、有機金属化合物としてLi,Be,B,Na,Mg,Al,Si,K,Ca,Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Rb,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,Cd,In,Ir,Sn,Sb,Cs,Ba,La,Hf,Ta,W,Tl,Pb,Bi,Ce,Pr,Nd,Pm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luから選択される金属を含むことができる。より好ましくは、これらの有機金属化合物が金属アルコキシド、アルキル化金属、金属錯体から選ばれるものが好ましい。
次に、本発明に用いることができる基材について説明する。
本発明に用いることができる基材としては、フィルム状のもの、レンズ状等の立体形状のもの等、薄膜をその表面に形成できるものであれば特に限定はない。基材が電極間に載置できるものであれば、電極間に載置することによって、基材が電極間に載置できないものであれば、発生したプラズマを当該基材に吹き付けることによって薄膜を形成すればよい。
【0052】
基材を構成する材料も特に限定はないが、大気圧または大気圧近傍の圧力下であることと、低温のグロー放電であることから、樹脂を好ましく用いることができる。好ましくは、フィルム状のセルローストリアセテート等のセルロースエステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、更にこれらの上にゼラチン、ポリビニルアルコール(PVA)、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂等を塗設したもの等を使用することが出来る。また、これら基材は、支持体上に防眩層やクリアハードコート層を塗設したり、バックコート層、帯電防止層を塗設したものを用いることが出来る。
【0053】
上記の支持体(基材としても用いられる)としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートフタレートフィルム、セルローストリアセテート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体からなるフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ノルボルネン樹脂系フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリスルホン系フィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、アクリルフィルムあるいはポリアリレート系フィルム等を挙げることができる。
【0054】
これらの素材は単独であるいは適宜混合されて使用することもできる。中でもゼオネックス(日本ゼオン(株)製)、ARTON(日本合成ゴム(株)製)などの市販品を好ましく使用することができる。更に、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルフォン及びポリエーテルスルフォンなどの固有複屈折率の大きい素材であっても、溶液流延、溶融押し出し等の条件、更には縦、横方向に延伸条件等を適宜設定することにより、得ることが出来る。また、本発明に係る支持体は、上記の記載に限定されない。膜厚としては10μm〜1000μmのフィルムが好ましく用いられる。
【0055】
また、基材上に設ける薄膜が反射防止膜である場合には、支持体としては、中でもセルロースエステルフィルムを用いることが低い反射率の積層体が得られる為、好ましい。本発明に記載の効果を好ましく得る観点から、セルロースエステルとしてはセルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートが好ましく、中でもセルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートが好ましく用いられる。
【0056】
本発明において、反射防止膜を有する基材として上記セルロースエステルフィルムを用いる場合、このセルロースエステルフィルムには可塑剤を含有するのが好ましい。
【0057】
可塑剤としては特に限定はないが、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤などを好ましく用いることが出来る。リン酸エステル系では、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系では、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ブチルベンジルフタレート等、トリメリット酸系可塑剤として、トリブチルトリメリテート、トリフェニルトリメリテート、トリエチルトリメリテート等、ピロメリット酸エステル系可塑剤として、テトラブチルピロメリテート、テトラフェニルピロメリテート、テトラエチルピロメリテート等、グリコール酸エステル系では、トリアセチン、トリブチリン、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等、クエン酸エステル系可塑剤として、トリエチルシトレート、トリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリ−n−(2−エチルヘキシル)シトレート等を好ましく用いることができる。
その他のカルボン酸エステルの例には、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。
【0058】
ポリエステル系可塑剤として脂肪族二塩基酸、脂環式二塩基酸、芳香族二塩基酸等の二塩基酸とグリコールの共重合体を用いることが出来る。脂肪族二塩基酸としては特に限定されないが、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸などを用いることが出来る。グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,2−ブチレングリコールなどを用いることが出来る。これらの二塩基酸及びグリコールはそれぞれ単独で用いても良いし、二種以上混合して用いても良い。
【0059】
これらの可塑剤の使用量は、フィルム性能、加工性等の点で、セルロースエステルに対して1〜20質量%であることが好ましい。
【0060】
また、薄膜が反射防止膜である場合、基材(支持体単独の場合もある)としては、液晶等の劣化防止の観点から、紫外線吸収剤が好ましく用いられる。
【0061】
紫外線吸収剤としては、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。好ましく用いられる紫外線吸収剤の具体例としては、例えばオキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などが挙げられるが、これらに限定されない。又、特開平6−148430号記載の高分子紫外線吸収剤も好ましく用いられる。
【0062】
又、本発明の支持体に用いることのできる紫外線吸収剤は特願平11−295209号に記載されている分配係数が9.2以上の紫外線吸収剤を含むことが、プラズマ処理工程の汚染が少なく、また、各種塗布層の塗布性にも優れる為好ましく、特に分配係数が10.1以上の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。
【0063】
可塑剤や紫外線吸収剤吸収剤を含むセルロースエステルフィルムを基材として用いた場合、これらがブリードアウトするなどによって、プラズマ処理部に付着するなどして工程を汚染し、これがフィルムに付着する可能性が考えられる。この問題を解決するためには、支持体がセルロースエステルと可塑剤を有し、80℃、90%RHで時間処理した前後の質量変化が±2質量%未満である支持体を用いることが好ましい(保留性)。このようなセルロースエステルフィルムは特願2000−338883号記載のセルロースエステルフィルム等が好ましく用いられる。又、この目的のために特開平6−148430号、特願2000−156039号記載の高分子紫外線吸収剤(または紫外線吸収性ポリマー)が好ましく用いることができる。高分子紫外線吸収剤としては、PUVA−30M(大塚化学(株)製)などが市販されている。特開平6−148430号の一般式(1)あるいは一般式(2)あるいは特願2000−156039の一般式(3)(6)(7)記載の高分子紫外線吸収剤が特に好ましく用いられる。
【0064】
薄膜が反射防止膜である場合の基材の光学特性としては、面内リターデーションR0は0〜1000nmのものが好ましく用いられ、厚味方向のリターデーションRtは0〜300nmのものが用途に応じて好ましく用いられる。又、波長分散特性としてはR0(600)/R0(450)は0.7〜1.3であることが好ましく、特に1.0〜1.3であること好ましい。
【0065】
ここで、R0(450)は波長450nmの光による3次元屈折率測定に基づいた面内リターデーション、R0(600)は波長600nmの光による3次元屈折率測定に基づいた面内リターデーションを表す。
【0066】
薄膜が反射防止膜である場合、基材と放電プラズマ処理により形成される薄膜との密着性を向上させる観点から、1種以上のエチレン性不飽和モノマーを含む成分を重合させて形成した層に、上記記載の放電プラズマ処理をして形成されたものであることが好ましく、特に、前記エチレン性不飽和モノマーを含む成分を重合させて形成した層をpH10以上の溶液で処理した後に放電プラズマ処理することにより、さらに密着性が改善されるため好ましい。pH10以上の溶液としては、0.1〜3mol/Lの水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウム水溶液等が好ましく用いられる。
【0067】
エチレン性不飽和モノマーを含む成分を重合させて形成した樹脂層としては、活性線硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂を構成成分として含有する層が好ましく用いられるが、特に好ましく用いられるのは活性線硬化樹脂層である。
【0068】
ここで、活性線硬化樹脂層とは紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応などを経て硬化する樹脂を主たる成分とする層をいう。活性線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂などが代表的なものとして挙げられるが、紫外線や電子線以外の活性線照射によって硬化する樹脂でもよい。紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂等を挙げることが出来る。
【0069】
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、もしくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に更に2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下アクリレートにはメタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることが出来る(例えば、特開昭59−151110号等を参照)。
【0070】
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂は、一般にポリエステルポリオールに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることが出来る(例えば、特開昭59−151112号を参照)。
【0071】
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光反応開始剤を添加し、反応させたものを挙げることが出来る(例えば、特開平1−105738号)。この光反応開始剤としては、ベンゾイン誘導体、オキシムケトン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体等のうちから、1種もしくは2種以上を選択して使用することが出来る。
【0072】
また、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、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、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることが出来る。
【0073】
これらの樹脂は通常公知の光増感剤と共に使用される。また上記光反応開始剤も光増感剤としても使用出来る。具体的には、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることが出来る。また、エポキシアクリレート系の光反応剤の使用の際、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等の増感剤を用いることが出来る。塗布乾燥後に揮発する溶媒成分を除いた紫外線硬化性樹脂組成物に含まれる光反応開始剤又光増感剤は該組成物の2.5〜6質量%であることが好ましい。
【0074】
樹脂モノマーとしては、例えば、不飽和二重結合が一つのモノマーとして、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、酢酸ビニル、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、スチレン等の一般的なモノマーを挙げることが出来る。また不飽和二重結合を二つ以上持つモノマーとして、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、1,4−シクロヘキシルジメチルアジアクリレート、前出のトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることができる。
【0075】
例えば、紫外線硬化樹脂としては、アデカオプトマーKR・BYシリーズ:KR−400、KR−410、KR−550、KR−566、KR−567、BY−320B(以上、旭電化工業株式会社製)、あるいはコーエイハードA−101−KK、A−101−WS、C−302、C−401−N、C−501、M−101、M−102、T−102、D−102、NS−101、FT−102Q8、MAG−1−P20、AG−106、M−101−C(以上、広栄化学工業株式会社製)、あるいはセイカビームPHC2210(S)、PHC X−9(K−3)、PHC2213、DP−10、DP−20、DP−30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(以上、大日精化工業株式会社製)、あるいはKRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(以上、ダイセル・ユーシービー株式会社)、あるいはRC−5015、RC−5016、RC−5020、RC−5031、RC−5100、RC−5102、RC−5120、RC−5122、RC−5152、RC−5171、RC−5180、RC−5181(以上、大日本インキ化学工業株式会社製)、あるいはオーレックスNo.340クリヤ(中国塗料株式会社製)、あるいはサンラッドH−601(三洋化成工業株式会社製)、あるいはSP−1509、SP−1507(昭和高分子株式会社製)、あるいはRCC−15C(グレース・ジャパン株式会社製)、アロニックスM−6100、M−8030、M−8060(以上、東亞合成株式会社製)あるいはこの他の市販のものから適宜選択して利用できる。
【0076】
本発明に用いられる活性線硬化樹脂層は公知の方法で塗設することができる。活性線硬化性樹脂を光硬化反応により硬化皮膜層を形成するための光源としては、紫外線を発生する光源であればいずれでも使用出来る。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることが出来る。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、照射光量は20〜10000mJ/cm2程度あればよく、好ましくは、50〜2000mJ/cm2である。近紫外線領域〜可視光線領域にかけてはその領域に吸収極大のある増感剤を用いることによって使用出来る。
【0077】
活性線硬化樹脂層を塗設する際の溶媒として前述のバックコート層や導電性微粒子を含有する樹脂層を塗設する溶媒、例えば、炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、その他の溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合し利用できる。好ましくは、プロピレングリコールモノ(炭素数1〜4のアルキル基)アルキルエーテルまたはプロピレングリコールモノ(炭素数1〜4のアルキル基)アルキルエーテルエステルを5質量%以上、さらに好ましくは5〜80質量%以上含有する溶媒が用いられる。
【0078】
紫外線硬化性樹脂組成物塗布液の塗布方法としては、グラビアコーター、スピナーコーター、ワイヤーバーコーター、ロールコーター、リバースコーター、押し出しコーター、エアードクターコーター等公知の方法を用いることが出来る。塗布量はウェット膜厚で0.1〜30μmが適当で、好ましくは、0.5〜15μmである。塗布速度は好ましくは10〜60m/分で行われる。
【0079】
紫外線硬化性樹脂組成物は塗布乾燥された後、紫外線を光源より照射するが、照射時間は0.5秒〜5分がよく、紫外線硬化性樹脂の硬化効率、作業効率とから3秒〜2分がより好ましい。
【0080】
こうして得た硬化皮膜層に、ブロッキングを防止するため、また対擦り傷性等を高めるために無機あるいは有機の微粒子を加えることが好ましい。例えば、無機微粒子としては酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、カオリン、硫酸カルシウム等を挙げることができ、また有機微粒子としては、ポリメタアクリル酸メチルアクリレート樹脂粉末、アクリルスチレン系樹脂粉末、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末、シリコン系樹脂粉末、ポリスチレン系樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、ベンゾグアナミン系樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、あるいはポリ弗化エチレン系樹脂粉末等を挙げることができ、紫外線硬化性樹脂組成物に加えることが出来る。これらの微粒子粉末の平均粒径としては、0.005μm〜1μmが好ましく0.01〜0.1μmであることが特に好ましい。紫外線硬化樹脂組成物と微粒子粉末との割合は、樹脂組成物100質量部に対して、0.1〜10質量部となるように配合することが望ましい。
【0081】
このようにして形成された紫外線硬化樹脂を硬化させた層は中心線表面粗さRaが1〜50nmのクリアハードコート層であっても、Raが0.1〜1μm程度の防眩層であってもよい。
以上のようにして、基材の表面に紫外線硬化樹脂を硬化させた層が塗布され、さらに、その上面にプラズマ放電処理装置10によりプラズマ処理を施すことで有機物成分が残留した薄膜を形成する。そして、この薄膜の表面に大気圧プラズマ処理を施すことで、薄膜中の有機物成分をガス化させ、薄膜表面に、防眩性に対して理想的な均一な凹凸及び空隙が形成される。
薄膜の表面に施される大気圧プラズマ処理の条件としては、上述のように、プラズマ放電処理装置を用いて、有機物成分が残留した薄膜を形成する際のプラズマ処理の条件とは異なるものとすることが好ましい。
【0082】
また、大気圧プラズマ処理により凹凸が形成された薄膜(防眩層フィルム)の表面に、低屈折率層や高屈折率層等の屈折率が異なる光学干渉層を積層して防眩性低反射フィルムを形成してもよい。
以下に、防眩性低反射フィルムの好ましい構成例i)〜v)を示す。なお、/は積層されていることを示す。
i)バックコート層/支持体/防眩層/高屈折率層/低屈折率層
ii)バックコート層/支持体/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
iii)バックコート層/支持体/防眩層/高屈折率層/低屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
iv)バックコート層/支持体/帯電防止層/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
v)帯電防止層/支持体/防眩層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
なお、汚れや指紋のふき取りが容易となるように、最表面の低屈折率層の上に防汚層を設けることが好ましい。
【0083】
防汚層は、例えば、図6に示したプラズマ放電処理装置10を用いて、下記の処理条件で大気圧プラズマ処理により製膜することもできる。
(電源周波数とメーカー)
13.56MHz(パール工業製)
(放電出力密度)
4W/cm2
(ガス条件)
ガス1:アルゴン…99.8体積%
ガス2:6フッ化プロピレン 0.2体積%
【0084】
また、構成例iv)及びv)に示した耐電防止層は、例えば、図6に示したプラズマ放電処理装置10を用いて、下記の処理条件で大気圧プラズマ処理にて製膜することもできる。
(電源周波数とメーカー)
13.56MHz(パール工業製)
(放電出力密度)
4W/cm2
(ガス条件)
ガス1:アルゴン…99.5体積%
ガス2:テトラブチル錫にアルゴンをバブリング
トリエチルインジウムにアルゴンをバブリング
これら2つのバブリングにより含まれるテトラブチル錫とトリエチルインジウムの蒸気を混合したもの。 0.5体積%
【0085】
光学干渉層の塗布による製膜方法は、以下の手順による。
(中屈折率層の塗設)
上述の防眩膜上に、下記中屈折率層組成物を塗布し、100℃で5分間乾燥させた後、高圧水銀ランプ(80W)を用いて紫外線を180mJ/cm2照射して硬化させ、中屈折率層(厚さは77nm、屈折率は1.70)を設ける。
(中屈折率層組成物)
テトラ(n)ブトキシチタン 250質量部
末端反応性ジメチルシリコーンオイル(日本ユニカー社製 L−9000)0.5質量部
アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製 KBE903)22質量部
UV硬化性エポキシ樹脂(旭電化社製 KR500) 21質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 4850質量部
イソプロピルアルコール 4900質量部
【0086】
(高屈折率層の塗設)
上記形成した中屈折率層の上に、下記高屈折率層組成物を塗布し、100℃で5分間乾燥させた後、高圧水銀ランプ(80W)を用いて紫外線を180mJ/cm2照射して硬化させ、高屈折率層(厚さは65nmで、屈折率は1.85)を設けた。
(高屈折率層組成物)
テトラ(n)ブトキシチタン 310質量部
末端反応性ジメチルシリコーンオイル(日本ユニカー社製 L−9000)0.4質量部
アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製 KBE903)4.8質量部
UV硬化性エポキシ樹脂(旭電化社製 KR500) 4.6質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 4800質量部
イソプロピルアルコール 4900質量部
【0087】
(低屈折率層の塗設)
上記形成した高屈折率層の上に、下記低屈折率層組成物を塗布し、100℃で5分間乾燥させた後、120℃で5分間熱硬化させ、更に高圧水銀ランプ(80W)を用いて紫外線を180mJ/cm2照射し、低屈折率層(厚さは95nmで、屈折率1.45)を設けた。
(低屈折率層組成物)
テトラエトキシシラン加水分解物(*1) 1020質量部
末端反応性ジメチルシリコーンオイル(日本ユニカー社製 L−9000)0.42質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 2700質量部
イソプロピルアルコール 6300質量部
*1:テトラエトキシシラン加水分解物の調製
テトラエトキシシラン300gとエタノール455gを混合し、これに0.5質量%クエン酸水溶液295gを添加した後、室温にて1時間攪拌することでテトラエトキシシラン加水分解物を調製した。
【0088】
また、光学干渉層のプラズマ処理による製膜方法は、上述の防眩層の上に、図6に示したプラズマ放電処理装置10を用い、以下の手順による。
(高屈折率層)
希ガス:アルゴン
反応ガス:水素ガス(アルゴンに対し1%)
反応ガス:テトライソプロポキシチタン蒸気(100℃に加熱後、アルゴンガスにてバブリング)
放電密度:450W・min/m2
処理速度:30m/min
(低屈折率層)
希ガス:アルゴン
反応ガス:水素ガス(アルゴンに対し1%)
反応ガス:テトラエトキシシラン蒸気(アルゴンガスにてバブリング)
放電密度:400W・min/m2
処理速度:30m/min
【0089】
なお、基材面に対して薄膜を設ける場合、平均膜厚に対する膜厚偏差を±10%になるように設けることが好ましく、更に好ましくは±5%以内であり、特に好ましくは±1%以内になるように設けることが好ましい。
【0090】
また、基材表面の薄膜をプラズマ処理する前に、プラズマ処理面に紫外線を照射することが形成される皮膜の密着性に優れるため好ましい。紫外線照射光量としては50〜2000mJ/cm2であることが好ましい。50mJ/cm2未満では、効果が十分ではなく、2000mJ/cm2を越えると基材の変形等が生じる恐れがあり好ましくない。紫外線照射後、1時間以内にプラズマ処理することが好ましく、特に紫外線照射後10分以内にプラズマ処理することが好ましい。プラズマ処理前の紫外線の照射は、前述の紫外線硬化樹脂の硬化のための紫外線照射と同時に行ってもよく、その場合、硬化のために最低限必要な紫外線照射量よりも多くすることが好ましい。
また、プラズマ処理を行った後に紫外線照射することも、形成された皮膜を早期に安定化させるために有効である。
【0091】
このため、紫外線照射光量として50〜2000mJ/cm2をプラズマ処理後にプラズマ処理面に照射することが好ましい。これらの処理はプラズマ処理の後、巻き取り工程までの間に行うことが好ましい。また、プラズマ処理後の基材は50〜130℃に調整された乾燥ゾーンにおいて1〜30分処理されることが好ましい。
【0092】
反射防止膜を有する基材は、両面にプラズマ処理が施されていることが処理後のカールが少なくなるため好ましい。裏面のプラズマ処理は別々に行ってもよいが、両面同時にプラズマ処理を行うことが好ましく、低反射加工側の裏面側には、プラズマ処理による裏面加工を行うことが好ましい。例えば、特願2000−273066号記載の易接着加工、特願2000−80043号記載の帯電防止加工があげられるが、特にこれらに限定されない。
【0093】
反射防止膜を有する基材は、屈折率が1.6〜2.3の酸化チタンを主成分とする高屈折率層、屈折率が1.3〜1.5の酸化ケイ素を主成分とする低屈折率層を長尺フィルム状の基材表面に連続して設けることが好ましい。これにより各層の間の密着性が良好となる。好ましくは基材フィルム上に紫外線硬化樹脂層を設けた後、直ちにプラズマ処理によって高屈折率層及び低屈折率層を設けることがより好ましい。
【0094】
また、前記高屈折率層が酸化チタンを主成分とし、屈折率が2.2以上であることが特に好ましい。
【0095】
反射防止膜の高屈折率層及び低屈折率層の炭素含有率は、ともに0.2〜5質量%であることが下層との密着性と膜の柔軟性のために好ましい。より好ましくは炭素含有率は0.3〜3質量%である。すなわち、プラズマ処理によって形成された層は有機物(炭素原子)を含んでいるため、その範囲が膜に柔軟性を与えるため、膜の密着性に優れ好ましい。炭素の比率が多くなりすぎると経時で屈折率が変動しやすくなる傾向があり、好ましくない。
【0096】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
1.基材フィルム(セルロースエステルフィルム)の作製
以下に示す方法に従って、基材であるセルロースエステルフィルムを作製した。
(1)ドープCの調製
(酸化ケイ素分散液Aの調製)
アエロジル200V(日本アエロジル(株)製) 1kg
エタノール 9kg
上記素材をディゾルバで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリン型高圧分散装置を用いて分散を行った。
【0097】
(添加液Bの調製)
セルローストリアセテート(アセチル置換度:2.65) 6kg
メチレンクロライド 140kg
上記素材を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解、濾過した。これに10kgの上記酸化ケイ素分散液Aを撹拌しながら加えて、さらに30分間撹拌した後、濾過し、添加液Bを調製した。
【0098】
(ドープ原液Cの調製)
メチレンクロライド 440kg
エタノール 35kg
トリアセチルセルロース(アセチル置換度:2.65)100kg
トリフェニルフォスフェート 8kg
エチルフタリルエチルグリコレート 3kg
チヌビン326(チバスペシャルティケミカルズ社製) 0.4kg
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ社製) 0.9kg
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ社製) 0.9kg
溶剤を密閉容器に投入し、攪拌しながら素材を投入し、加熱、撹拌しながら、完全に溶解、混合した。ドープを流延する温度まで下げて一晩静置し、脱泡操作を施した後、溶液を安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープ原液Cを調製した。
【0099】
更に溶液100kgあたり添加液Bを2kgの割合で添加し、インラインミキサー(東レ静止型管内混合機H−Mixer、SWJ)で十分混合し、濾過し、ドープCを調製した。
【0100】
(2)ドープEの調製
(酸化ケイ素分散液Aの調製)
アエロジルR972V(日本アエロジル(株)製)
(一次粒子の平均径16nm) 1kg
エタノール 9kg
上記素材をディゾルバで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリン型高圧分散装置を用いて分散を行った。
【0101】
(添加液Dの調製)
セルロースアセテートプロピオネート(アセチル置換度:2.0、プロピオニル基置換度:0.8) 6kg
酢酸メチル 100kg
エタノール 40kg
上記の素材を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解、濾過した。これに10kgの上記酸化ケイ素分散液Aを撹拌しながら加えて、さらに30分間撹拌した後、濾過し、添加液Dを調製した。
【0102】
(ドープ原液Eの調製)
セルロースアセテートプロピオネート(アセチル置換度:2.0、プロピオニル基置換度:0.8) 100kg
酢酸メチル 290kg
エタノール 85kg
KE−604(荒川化学工業) 15kg
PUVA−30M(大塚化学(株)製) 5kg
溶剤を密閉容器に投入し、攪拌しながら素材を投入し、加熱、撹拌しながら、完全に溶解、混合した。ドープを流延する温度まで下げて一晩静置し、脱泡操作を施した後、溶液を安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープ原液Eを調製した。
【0103】
更に溶液100kgあたり添加液Dを2kgの割合で添加し、インラインミキサー(東レ静止型管内混合機Hi−Mixer、SWJ)で十分混合し、濾過し、ドープEを調製した。
【0104】
(3)ドープGの調製》
(酸化ケイ素分散液Fの調製)
アエロジル200V(日本アエロジル(株)製) 1kg
エタノール 9kg
上記素材をディゾルバで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリン型高圧分散装置を用いて分散を行った。
【0105】
(添加液Eの調製)
セルローストリアセテート(アセチル置換度:2.88) 6kg
メチレンクロライド 140kg
上記素材を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解、濾過した。これに10kgの上記酸化ケイ素分散液Fを撹拌しながら加えて、さらに30分間撹拌した後、濾過し、添加液Eを調製した。
【0106】
(ドープ原液Gの調製)
メチレンクロライド 440kg
エタノール 35kg
トリアセチルセルロース(アセチル置換度:2.88)100kg
トリフェニルフォスフェート 9kg
エチルフタリルエチルグリコレート 4kg
チヌビン326(チバスペシャルティケミカルズ社製) 0.4kg
チヌビン109(チバスペシャルティケミカルズ社製) 0.9kg
チヌビン171(チバスペシャルティケミカルズ社製) 0.9kg
溶剤を密閉容器に投入し、攪拌しながら素材を投入し、加熱、撹拌しながら、完全に溶解、混合した。ドープを流延する温度まで下げて一晩静置し、脱泡操作を施した後、溶液を安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、ドープ原液Gを調製した。
【0107】
更に溶液100kgあたり添加液Eを2kgの割合で添加し、インラインミキサー(東レ静止型管内混合機Hi−Mixer、SWJ)で十分混合し、濾過し、ドープGを調製した。
尚、上記記載のドープC、E、Gの各々の調製に用いたセルロースエステルの置換度の測定は、ASTM−D817−96に規定の方法に準じて行った。
【0108】
(4)セルロースエステルフィルムの作製
上記で調製したドープC、E及びGを用いて下記のようにしてセルロースエステルフィルムを作製した。
【0109】
ドープEを濾過した後、ベルト流延装置を用い、ドープ温度35℃で30℃のステンレスバンド支持体上に均一に流延した。その後、剥離可能な範囲まで乾燥させた後、ステンレスバンド支持体上からウェブを剥離した。このときのウェブの残留溶媒量は35%であった。
【0110】
ステンレスバンド支持体から剥離した後、幅方向に保持しながら115℃で乾燥させた後、幅保持を解放して、ロール搬送しながら120℃の乾燥ゾーンで乾燥を終了させ、フィルム両端に幅10mm、高さ5μmのナーリング加工を施して、膜厚80μmのセルロースエステルフィルムを作製した。フィルム幅は1300mm、巻き取り長は1500mとした。
【0111】
上記で得られたセルロースエステルフィルムについては、下記の方法で保留性を評価した。その結果、80℃、90%RHの条件下で48時間放置した前後の質量変化から求められた保留性は0.4%であった。
【0112】
(5)保留性の評価方法
試料を10cm×10cmのサイズに断裁し、23℃、55%RHの雰囲気下で24時間放置後の質量を測定して、80℃、90%RHの条件下で48時間放置した。処理後の試料の表面を軽く拭き、23℃、55%RHで1日放置後の質量を測定して、以下の方法で保留性(質量%)を計算した。
保留性={(放置前の質量−放置後の質量)/放置前の質量}×100
【0113】
2.プラズマ処理による製膜
上述のようにして得られた膜厚80μmのセルロースエステルフィルム上に、図6に示すプラズマ放電処理装置10を用い、下記に示すプラズマ処理条件下により膜厚4μmのSiO2を主成分とする製膜を行い、基材フィルム1〜6を作製した。
【0114】
プラズマ処理条件
(プラズマ電源周波数とメーカー)
13.56MHz(パール工業製)
800kHz(パール工業製)
100kHz(ハイデン研究所製)
50kH(神鋼電機製)
(放電出力条件)
2W/cm2、4W/cm2、8W/cm2
ここで、単位のW/cm2とは印加出力(単位W)を放電面積(cm2)で除したもの。
(ガス条件)
ガス1:アルゴン…99.25体積%
ガス2:酸素…混合ガス全体に対して0.5体積%
ガス3:テトラエトキシシラン蒸気…混合ガス全体に対して0.25体積%
上記ガス1〜3を放電空間直前で均一に混合させ、反応ガスとした。
ガス3は60℃に加熱したテトラエトキシシラン(液体)をガス1の一部を使ってバブリングすることによりテトラエトキシシラン蒸気を供給することができる。
【0115】
なお、プラズマ放電処理装置10のロール電極21は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によりアルミナを1mm被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により硬化させ封孔処理を行い、表面を平滑にしてRmax5μmとした誘電体(比誘電率10)を有するロール電極25を製作しアース(接地)した。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を同条件にて被覆し、対向する電極群とした。
【0116】
次に、セルロースエステルフィルム上に下記のクリアハードコート層を塗布し、クリアハードコート層上に、上記基材フィルム1〜6と同様に製膜を行い、基材フィルム7〜12を作製した。
(クリアハードコート層の生成方法)
下記のクリアハードコート層塗布組成物をウェット膜厚で13μmとなるように押し出しコーターでコーティングし、次いで80℃に設定された乾燥部で乾燥した後、120mJ/cm2で紫外線照射し、乾燥膜厚で4μm、算術平均粗さ(Ra)15nmのクリアハードコート層を作製する。
(クリアハードコート層塗布組成物)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体 60質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート2量体 20質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート3量体以上の成分 20質量部
ジメトキシベンゾフェノン光反応開始剤 4質量部
酢酸エチル 50質量部
メチルエチルケトン 50質量部
イソプロピルアルコール 50質量部
【0117】
次に、作製した基材フィルム1〜12の炭素含有率を、以下の測定方法により測定した。
(1)炭素含有率を、XPS表面分析装置を用いて測定する。
XPS表面分析装置としては、特に限定なく、いかなる機種も使用することができるが、本実施例においてはVGサイエンティフィックス社製ESCALAB−200Rを用いた。X線アノードにはMgを用い、出力600W(加速電圧15kV、エミッション電流40mA)で測定した。
エネルギー分解能は、清浄なAg3d5/2ピークの半値幅で規定したとき、1.5〜1.7eVとなるように設定した。測定をおこなう前に、汚染による影響を除くために、薄膜の膜厚の10〜20%の厚さに相当する表面層をエッチング除去する必要がある。表面層の除去には、希ガスイオンが利用できるイオン銃を用いることが好ましく、イオン種としては、He、Ne、Ar、Xe、Krなどが利用できる。本測定おいては、Arイオンエッチングを用いて表面層を除去した。
【0118】
(2)結合エネルギー0eVから1100eVの範囲を、データ取り込み間隔1.0eVで測定し、いかなる元素が検出されるかを求めた。
(3)次に、検出された、エッチングイオン種を除く全ての元素について、データの取り込み間隔を0.2eVとして、その最大強度を与える光電子ピークについてナロースキャンをおこない、各元素のスペクトルを測定した。
得られたスペクトルは、測定装置、あるいは、コンピューターの違いによる含有率算出結果の違いを生じせしめなくするために、VAMAS−SCA−JAPAN製のCOMMON DATA PROCESSING SYSTEM (Ver.2.3以降が好ましい)上に転送した後、同ソフトで処理をおこない、炭素含有率の値を原子数濃度(atomic concentration)として求めた。
【0119】
定量処理をおこなう前に、各元素についてCount Scaleのキャリブレーションをおこない、5ポイントのスムージング処理をおこなった。定量処理では、バックグラウンドを除去したピークエリア強度(cps*eV)を用いた。バックグラウンド処理には、Shirleyによる方法を用いた。Shirley法については、D.A.Shirley,Phys.Rev.,B5,4709(1972)を参考にすることができる。
【表1】

Figure 0004356278
【0120】
3.防眩層フィルムの作製
上記の基材フィルム1〜12に対して、図6に示すプラズマ放電処理装置10を用い、下記に示すプラズマ処理条件下により、防眩層フィルム1〜24を作製した。
(プラズマ電源周波数とメーカー)
13.56MHz(パール工業製)
(放電出力条件)
8W/cm2
(ガス条件1)
ガス1:アルゴン…98.0体積%
ガス2:酸素…混合ガス全体に対して2.0体積%
上記ガス1〜2を均一に混合させて放電空間に供給し、反応ガスとした。
(ガス条件2)
ガス1:アルゴン…98.0体積%
ガス2:CF4…混合ガス全体に対して1.0体積%
ガス3:酸素…混合ガス全体に対して1.0体積%
【0121】
上記のようにして作製した防眩層フィルムに対して、中心線平均粗さ(Ra)、防眩性、ギラツキ感、表面均一性、の評価を行ない、結果を表2に示した。
(Raの測定方法)
中心線平均表面粗さRa(μm)は、非接触3次元表面解析装置(WYKO社RST/PLUS)を用いて、299.4μm×232.4μmの面積のRaを測定した。なおRaの定義は、JIS表面粗さ(B0601)に従った。測定は、30cm×30cmの各試料について、3cm間隔で碁盤目状に100分割し、各正方形領域の中心について測定を行ない、100回の測定からその平均値と標準偏差を求めた。中心線平均表面粗さ(Ra)は、得られた粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さLの部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をX軸、縦倍率の方向をY軸、粗さ曲線をY=f(X)で表したとき、下記式によって求められる値をマイクロメートル(μm)で表した。
【数1】
Figure 0004356278
【0122】
(防眩性の評価方法)
作製した試料面に、ルーバーなしのむき出し蛍光灯(8000cd/m2)を映し、その蛍光灯反射像のボケの程度を、以下に示す基準に従い、目視観察にて防眩性ランクを評価した。
◎:蛍光灯像の輪郭がまったくわからない。
○:蛍光灯像の輪郭が僅かに見える。
△:蛍光灯像はボケてはいるが、輪郭が識別できる。
×:蛍光灯像がほとんどボケない。
【0123】
(ギラツキ感の評価方法)
上記により作製した試料面に、ルーバーを有する蛍光灯の拡散光を映し、表面のギラツキ感を、以下に示す基準に従い、目視観察にてギラツキ感ランクを評価した。
◎:ギラツキがまったく認められない。
○:ほとんどギラツキが認められない。
△:僅かにギラツキが認められる。
×:明らかにギラツキが認められる。
【0124】
(表面均一性の評価方法)
上記により作製した試料表面を背後よりフラットな拡散光を照射し、以下に示す基準に従い、表面の面状態を目視観察にて表面均一性ランクを評価した。
○:ムラが観察されない。
×:明らかにムラが観察される。
【表2】
Figure 0004356278
【0125】
本発明による防眩層フィルムは、防眩性に優れ、ギラツキ感もなく、かつ表面均一性に優れていることが確認された。
【0126】
【発明の効果】
本発明によれば、煩雑な工程を経ることなく、基材上に防眩性に対して理想的な凹凸及び空隙を形成する表面処理方法及び防眩層の形成方法を提供でき、また、これら表面処理方法及び防眩層の形成方法により形成された防眩層を有する防眩層フィルム及び防眩性低反射フィルムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プラズマ放電処理容器の一例を示す概略図である。
【図2】プラズマ放電処理容器の他の一例を示す概略図である。
【図3】円筒型のロール電極の一例を示す斜視図(a)及び(b)である。
【図4】固定型の円筒型電極の一例を示す斜視図(a)及び(b)である。
【図5】固定型の角柱型電極の一例を示す斜視図(a)及び(b)である。
【図6】プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
F 基材
20 プラズマ放電処理容器
21、22、29 電極
21a、21A、22a、22A、29a、29A 金属等の導電性母材
21b、22b、29b セラミック被覆処理誘電体
21B、22B、29B ライニング処理誘電体
23a、23b ニップローラー
24、25 ガイドローラー
26 仕切板
27 給気口
28 排気口
40 ガス発生装置
41 ガス充填手段
50 電源
70 電極冷却ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface treatment method for forming a fine shape on the surface of a substrate by forming a reactive gas in a plasma state under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, and exposing the substrate to the substrate, and a method for forming an antiglare layer The present invention relates to an antiglare layer film having an antiglare layer formed and an antiglare low reflection film.
[0002]
[Prior art]
In recent years, development of thin and light notebook computers has been progressing. Along with this, the demand for thinner and higher performance protective films for polarizing plates used in display devices such as liquid crystal display devices is also increasing.
Recently, many displays provided with an antireflection layer or an antiglare layer for improving visibility have been used. Various types and performance improvements have been made to the antireflection layer and antiglare layer depending on the application, and various front plates with these functions are attached to the polarizer of a liquid crystal display, etc., to improve visibility on the display. Therefore, a method of providing an antireflection function or an antiglare function is used. These optical films used as the front plate are provided with an antireflection layer or an antiglare layer formed by coating or sputtering.
[0003]
The anti-glare layer reduces the visibility of the reflected image by blurring the outline of the image reflected on the surface, and reflection of the reflected image is noticeable when using an image display device such as a liquid crystal display, an organic EL display, or a plasma display. It is to prevent it from becoming.
By providing appropriate unevenness on the surface, such a property can be provided. Conventionally, as a method for forming such unevenness, for example, a method of adding fine particles as disclosed in JP-A-59-58036 or the like to a coating solution is used. In addition, an embossing method disclosed in JP-A-6-234175, a method of transferring a mold in advance disclosed in JP-A-63-298201, and the like are known. However, the embossing described above makes it difficult to form fine irregularities, and is therefore insufficient to prevent glare. In addition, the method of adding fine particles to the coating solution requires only fine particles. In order to form such irregularities, it is necessary to add a large amount of fine particles, and scattering is generated inside the coating layer irrespective of the irregularities on the surface. As a result, the transmission image is also blurred. Further, the above-described technique often causes coating unevenness and has a disadvantage that it is inferior in productivity, and there is a demand for the rapid development of improvement means.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to have a surface treatment method for forming an ideal unevenness with respect to anti-glare properties on a substrate, a method for forming an anti-glare layer, and a formed anti-glare layer without going through complicated steps. An object is to provide an antiglare layer film and an antiglare low-reflection film.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The surface treatment method according to claim 1 of the present invention uses a plurality of substances having different plasma resistance.Non-uniform composition with a carbon content of 5-20%Forms irregularities and voids in the thin film by atmospheric pressure plasma treatment in which an object to be processed, on which the controlled thin film is formed on the surface of the substrate, is exposed to a reactive gas in a plasma state at atmospheric pressure or near atmospheric pressure. The thin film is used as an antiglare layer.
  The surface treatment method according to claim 2 is the surface treatment method according to claim 1,
  At least one of the substances is a substance that is easily gasified by the atmospheric pressure plasma treatment.
[0006]
  The surface treatment method according to claim 3 is the surface treatment method according to claim 1,
  At least one of the substances is an organic substance.
[0007]
  Claim 4The surface treatment method described isClaims 1-3A surface treatment method according to any one of
  The thin film is produced by coating so as to have a non-uniform composition.
  Claim 5The surface treatment method described isClaims 1-3A surface treatment method according to any one of
  The thin film is generated by plasma treatment so as to have a non-uniform composition.
  Claim 6The surface treatment method described isClaims 1-5A surface treatment method according to any one of
  The atmospheric pressure plasma treatment is performed using a mixed gas containing at least one kind of inert gas and the reactive gas.
[0008]
  Claim 7The surface treatment method described isClaim 6A surface treatment method according to claim 1,
  The reactive gas includes a gas composed of a compound containing oxygen or fluorine.
  Claim 8The method for forming the described antiglare layer is:Claims 1-7An antiglare layer is formed on the surface of the substrate by the surface treatment method according to any one of the above.
[0009]
  Claim 9The antiglare layer film described isClaim 8It has the glare-proof layer formed by the formation method of the glare-proof layer of description.
  Claim 10The antiglare and low reflection film described isClaim 9An antireflection layer is provided on the upper surface of the described antiglare layer film.
[0010]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In order to form an ideal unevenness with respect to anti-glare properties, the present inventor uses a base material containing an organic substance derived from a carbon component in the composition of the base material (object to be processed) surface. It has been found that unevenness and voids can be formed uniformly by performing atmospheric pressure plasma treatment with a high plasma density.
In addition, as a mechanism for forming irregularities and voids by atmospheric pressure plasma, organic components such as carbon are broken by the energy of the plasma and combined with oxygen in the atmosphere, oxygen in the substrate, carbon dioxide, etc. This is thought to be due to the separation of the base material.
[0011]
In addition, the present invention is characterized in that a film forming process is performed in which an organic component such as carbon that is easily gasified intentionally remains in the vicinity of the surface of the base material by plasma processing or coating.
As a method of forming a thin film that intentionally leaves organic components near the surface of the substrate, the frequency of the high-frequency voltage applied to the electrode and the plasma input power density are controlled using coating or a well-known plasma discharge treatment device. It is easy to operate because it can be done most easily. Other methods include a method of adjusting gas conditions such as gas concentration and a method of reducing the net input power by pulsing the plasma applied voltage. It is not limited to.
[0012]
By applying atmospheric pressure plasma processing (preferably processing conditions different from the film forming conditions) to the substrate on which the organic component is intentionally left in this manner, an ideal surface unevenness as an antiglare layer is obtained. The surface which has can be formed.
Also, plasma treatment (atmospheric pressure plasma treatment) is performed under atmospheric pressure or near atmospheric pressure to form irregularities and voids on the surface of the thin film, so that the thin film surface treatment process can be performed with an antiglare layer film or antiglare property. It can be inlined with other processes required for manufacturing a low reflection film. Therefore, an anti-glare layer film and an anti-glare low-reflection film can be produced by continuous continuous processing without going through complicated steps, and productivity can be improved.
In the surface treatment method according to claim 1, the surface of the workpiece having a non-uniform composition of a plurality of substances having different plasma resistances at least in the vicinity of the surface is subjected to plasma state reactivity under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure. Unevenness and voids are formed on the surface of the object to be processed by atmospheric pressure plasma treatment exposed to gas.
[0013]
And it is preferable that at least one of the plurality of substances having different plasma resistance is a substance that is easily gasified by atmospheric pressure plasma treatment, for example, an organic substance derived from a carbon component.
Moreover, when performing an atmospheric pressure plasma process, it is preferable that the temperature of a base material shall be below a glass transition temperature.
If the carbon content in the organic material is controlled, the amount of formation of irregularities and voids on the substrate surface by atmospheric pressure plasma treatment can be controlled.
Note that the plasma processing is not limited to the pressure of the processing atmosphere, and includes plasma processing not only under atmospheric pressure but also under vacuum or high pressure.
In addition, the non-uniform composition refers to a composition of a plurality of substances having different plasma resistance (etching resistance to plasma).
[0014]
Hereinafter, the surface treatment method of the substrate according to the present invention, the formation method of the antiglare layer, the antiglare layer film having the formed antiglare layer, and the antiglare low reflection film will be described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these examples, and in the following description, there are assertive expressions for terms and the like, but they show preferred examples of the present invention. It is not intended to limit the significance or technical scope.
In the present embodiment, a thin film containing an organic substance derived from a carbon component that is easily gasified is formed on the surface of the base material, and the surface of this thin film is subjected to atmospheric pressure plasma treatment, whereby an antiglare layer having uniform unevenness is formed. An anti-glare layer film is formed. As will be described in detail later, examples of the type of thin film include a thin film containing SiO2, TiO2, or the like. In addition, before forming a thin film on the base material surface, it is preferable to apply | coat a clear hard-coat layer to the surface of a base material beforehand using well-known methods, such as an extrusion coater and a gravure coater.
[0015]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a plasma discharge treatment container 20, and the plasma discharge treatment apparatus 10 (see FIG. 6) used in the present embodiment uses the plasma discharge treatment container 20 shown in FIG. .
[0016]
In FIG. 1, a long film-like substrate F is conveyed while being wound around a roll electrode 21 that rotates in the conveying direction (clockwise in the figure). The fixed electrode 22 is composed of a plurality of cylinders, and is installed facing the roll electrode 21. The substrate F wound around the roll electrode 21 is pressed by the nip rollers 23a and 23b, is regulated by the guide roller 24, is transported to the discharge treatment space secured by the plasma discharge treatment vessel 20, is subjected to discharge plasma treatment, and then Then, it is conveyed to the next process via the guide roller 25. In addition, the partition plate 26 is disposed in the vicinity of the nip roller 23 b and suppresses the air accompanying the base material F from entering the plasma discharge processing container 20.
[0017]
The entrained air is preferably suppressed to 1% by volume or less, and more preferably 0.1% by volume or less, with respect to the total volume of the gas in the plasma discharge treatment vessel 20. This can be achieved by the nip roller 23b.
[0018]
A mixed gas (an inert gas and an organic gas containing an organic fluorine compound, a titanium compound, a silicon compound, or the like, which is a reactive gas) used for the discharge plasma treatment is supplied from the air supply port 27 to the plasma discharge treatment vessel 20. The introduced and treated gas is exhausted from the exhaust port 28.
[0019]
FIG. 2 is a schematic view showing another example of the plasma discharge processing container 20 as described above, and the plasma discharge processing container 20 of FIG. 1 uses the cylindrical fixed electrode 22 whereas FIG. The plasma discharge processing container 20 shown in FIG. 1 uses a prismatic fixed electrode 29.
[0020]
Compared with the cylindrical electrode 22 shown in FIG. 1, the prismatic electrode 29 shown in FIG. 2 has an effect of widening the discharge range, and thus is preferably used in the surface treatment method of the present invention.
[0021]
3A and 3B are schematic views showing an example of the above-described cylindrical roll electrode 21, and FIGS. 4A and 4B are schematic views showing an example of the cylindrical fixed electrode 22. 5A and 5B are schematic views showing an example of a prismatic fixed electrode 29. FIG.
[0022]
In FIG. 3 (a), a roll electrode 21 as a ground electrode is a combination in which a ceramic coating is applied to a conductive base material 21a such as a metal, and then a ceramic coating treatment dielectric 21b that is sealed with an inorganic material is coated. It is composed of. The ceramic-coated dielectric material 21b is coated with 1 mm in one piece, manufactured so that the roll diameter becomes 200φ after coating, and is grounded to the ground. Further, as shown in FIG. 3B, the roll electrode 21 may be constituted by a combination of a conductive base material 21A such as metal covered with a lining dielectric 21B provided with an inorganic material by lining. As the lining material, silicate glass, borate glass, phosphate glass, germanate glass, tellurite glass, aluminate glass, vanadate glass and the like are preferably used. Of these, borate glass is more preferred because it is easy to process. Examples of the conductive base materials 21a and 21A such as metal include metals such as silver, platinum, stainless steel, aluminum, and iron. Stainless steel is preferable from the viewpoint of processing. As the ceramic material used for thermal spraying, alumina, silicon nitride, or the like is preferably used. Among these, alumina is more preferable because it is easily processed. In the present embodiment, the base material 21a, 21A of the roll electrode uses a stainless steel jacket roll base material having cooling means by cooling water (not shown).
[0023]
4 (a), 4 (b), 5 (a), and 5 (b) are a fixed electrode 22 and an electrode 29 that are application electrodes, and are configured in the same combination as the roll electrode 21 described above. .
[0024]
A power source for applying a voltage to the application electrode is not particularly limited, but a high frequency power source (200 kHz) manufactured by Pearl Industry, a high frequency power source (800 kHz) manufactured by Pearl Industry, a high frequency power source manufactured by JEOL (13.56 MHz), and a high frequency power source manufactured by Pearl Industry. A power source (150 MHz) or the like can be used.
[0025]
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example of a plasma discharge treatment apparatus 10 used in the present invention.
. In FIG. 6, the portion of the plasma discharge treatment vessel 20 is the same as that shown in FIG. 2, but a gas generator 40, a power source 50, an electrode cooling unit 70, and the like are further arranged as the device configuration. As a coolant for the electrode cooling unit 70, an insulating material such as distilled water or oil is used.
[0026]
The electrodes 21 and 29 shown in FIG. 6 are the same as those shown in FIGS. 3 and 5, and the gap between the opposing electrodes is set to about 1 mm, for example.
The distance between the electrodes is determined in consideration of the thickness of the solid dielectric placed on the base material of the electrodes, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, and the like. The shortest distance between the solid dielectric and the electrode when a solid dielectric is placed on one of the electrodes, and the distance between the solid dielectrics when a solid dielectric is placed on both of the electrodes is uniform in any case From the viewpoint of discharging, 0.5 mm to 20 mm is preferable, and 1 mm ± 0.5 mm is particularly preferable.
[0027]
In the plasma discharge treatment vessel 20, a roll electrode 21 and a fixed electrode 29 are provided.
Is placed at a predetermined position, the flow rate of the mixed gas generated by the gas generator 40 is controlled, and the gas mixture is introduced into the plasma discharge treatment vessel 20 from the air supply port 27 via the gas filling means 41. Is filled with a mixed gas used for plasma processing and exhausted through an exhaust port 28. Next, a voltage is applied to the electrodes 21 and 29 by the power source 50, and the roll electrode 21 is grounded to the ground to generate discharge plasma. Here, the base material F is supplied from the roll-shaped original winding base material 60, and the electrodes in the plasma discharge treatment container 20 are in a single-sided contact state (in contact with the roll electrode 21) via the guide roller 24. Be transported. And the surface of the base material F is subjected to a discharge treatment by discharge plasma during conveyance, and after the thin film containing the organic substance derived from the reactive gas in the mixed gas is formed on the surface, the substrate F is passed through the guide roller 25 to the next process. Be transported. Here, the substrate F is subjected to discharge treatment only on the surface not in contact with the roll electrode 21.
[0028]
The value of the voltage applied to the fixed electrode 29 from the power supply 50 is determined as appropriate.
However, for example, the voltage is about 0.5 to 10 kV, and the power supply frequency is adjusted to more than 100 kHz and not more than 150 MHz. As for the method of applying power, either a continuous sine wave continuous oscillation mode called continuous mode or an intermittent oscillation mode called ON / OFF intermittently called pulse mode may be adopted. A denser and better quality film can be obtained.
[0029]
The plasma discharge treatment vessel 20 is preferably a treatment vessel made of Pyrex (R) glass or the like, but may be made of metal as long as it can be insulated from the electrodes. For example, polyimide resin or the like may be attached to the inner surface of an aluminum or stainless steel frame, and the metal frame may be subjected to ceramic spraying to provide insulation.
[0030]
Moreover, in order to suppress the influence on the base material at the time of the discharge plasma treatment to a minimum, the temperature of the base material at the time of the discharge plasma treatment may be adjusted to a temperature from room temperature (15 ° C. to 25 ° C.) to less than 200 ° C. More preferably, the temperature is adjusted to room temperature to 100 ° C. In order to adjust to the above temperature range, the electrode and the substrate are subjected to discharge plasma treatment while being cooled by a cooling means as necessary.
[0031]
In the present embodiment, the plasma treatment is performed at or near atmospheric pressure, but as described above, the plasma treatment may be performed under vacuum or high pressure. In addition, although the atmospheric pressure vicinity represents the pressure of 20 kPa-110 kPa, in order to acquire the effect as described in this invention preferably, 93 kPa-104 kPa are preferable. Moreover, you may form a thin film by well-known means, such as application | coating.
[0032]
In the discharge electrode according to the thin film forming method of the present invention, the maximum height (Rmax) of the surface roughness defined by JIS B 0601 on the side in contact with at least the substrate is adjusted to 10 μm or less. Although it is preferable from the viewpoint of obtaining the effects described in the present invention, the maximum value of the surface roughness is more preferably 8 μm or less, and particularly preferably adjusted to 7 μm or less.
[0033]
The centerline average surface roughness (Ra) specified by JIS B 0601 is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.1 μm or less.
[0034]
The gas used in the present invention is basically a mixed gas of an inert gas and a reactive gas for forming a thin film, although it varies depending on the type of thin film to be provided on the substrate. It is preferable to contain 0.01-10 volume% of reactive gas with respect to mixed gas. As the thickness of the thin film, a thin film in the range of 0.1 nm to 1000 nm is obtained.
[0035]
Examples of the inert gas include Group 18 elements of the periodic table, specifically helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, etc. In order to obtain the effects described in the present invention, helium Argon is preferably used.
[0036]
For example, at least selected from zinc acetylacetonate, triethylindium, trimethylindium, diethylzinc, dimethylzinc, etraethyltin, etramethyltin, di-n-butyltin diacetate, tetrabutyltin, tetraoctyltin and the like as the reactive gas A reactive gas containing one organometallic compound can be used to form a metal oxide layer useful as a middle refractive index layer of a conductive film, an antistatic film, or an antireflection film.
[0037]
Moreover, by using a fluorine-containing compound gas, a water-repellent film can be obtained in which a fluorine-containing group is formed on the surface of the substrate to reduce the surface energy and obtain a water-repellent surface. Examples of the fluorine element-containing compound include fluorine / carbon compounds such as hexafluoropropylene (CF3CFCF2) and octafluorocyclobutane (C4F8). From the viewpoint of safety, propylene hexafluoride and cyclobutane octafluoride that do not generate hydrogen fluoride, which is a harmful gas, are used.
[0038]
Moreover, a hydrophilic polymer film can be deposited by performing the treatment in an atmosphere of a monomer having a hydrophilic group and a polymerizable unsaturated bond in the molecule. Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a sulfonate group, a primary or secondary or tertiary amino group, an amide group, a quaternary ammonium base, a carboxylic acid group, and a carboxylic acid group. Can be mentioned. Similarly, a hydrophilic polymer film can be deposited using a monomer having a polyethylene glycol chain.
[0039]
Examples of the monomer include acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, sodium acrylate, sodium methacrylate, potassium acrylate, potassium methacrylate, sodium styrenesulfonate, allyl alcohol, allylamine, polyethylene. Examples thereof include glycol dimethacrylic acid ester and polyethylene glycol diacrylic acid ester, and at least one of them can be used.
[0040]
Further, by using a reactive gas containing an organic fluorine compound, a silicon compound, or a titanium compound, the low refractive index layer or the high refractive index layer of the antireflection film can be provided.
[0041]
As the organic fluorine compound, a fluorocarbon gas, a fluorinated hydrocarbon gas, or the like is preferably used. Examples of the fluorocarbon gas include carbon tetrafluoride and carbon hexafluoride, specifically, tetrafluoromethane, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, octafluorocyclobutane, and the like. Examples of the fluorinated hydrocarbon gas include difluoromethane, tetrafluoroethane, tetrafluoropropylene, and trifluoride propylene.
[0042]
Furthermore, a halogenated fluoride compound such as trichloromethane monochloride, methane difluoride methane, or cyclobutane tetrachloride, or a fluorine-substituted product of an organic compound such as alcohol, acid, or ketone may be used. Yes, but not limited to these. Moreover, these compounds may have an ethylenically unsaturated group in the molecule. The above compounds may be used alone or in combination.
[0043]
When the organic fluorine compound described above is used in the mixed gas, the content of the organic fluorine compound in the mixed gas is 0.1 to 10% by volume from the viewpoint of forming a uniform thin film on the substrate by discharge plasma treatment. Although it is preferable, it is 0.1-5 volume% more preferably.
[0044]
Further, when the organic fluorine compound is a gas at normal temperature and normal pressure, it can be used as it is as a component of the mixed gas, so that the method of the present invention can be most easily performed. However, when the organic fluorine compound is liquid or solid at normal temperature and normal pressure, it may be used after being vaporized by a method such as heating or decompression, or may be used after being dissolved in an appropriate solvent. .
[0045]
When using the titanium compound described above in the mixed gas, the content of the titanium compound in the mixed gas is 0.1 to 10% by volume from the viewpoint of forming a uniform thin film on the substrate by discharge plasma treatment. However, it is more preferably 0.1 to 5% by volume.
[0046]
Moreover, the hardness of a thin film can be remarkably improved by containing 0.1-10 volume% of hydrogen gas in the said mixed gas.
In addition, by containing 0.01 to 5% by volume of a component selected from oxygen, ozone, hydrogen peroxide, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen and nitrogen in the mixed gas, the reaction is promoted and dense. A high-quality thin film can be formed.
[0047]
As the silicon compounds and titanium compounds described above, metal hydrides and metal alkoxides are preferable from the viewpoint of handling, and metal alkoxides are preferably used because they are not corrosive, do not generate harmful gases, and have little contamination in the process. It is done.
Further, in order to introduce the silicon compound and the titanium compound described above between the electrodes which are the discharge spaces, both of them may be in the state of gas, liquid or solid at normal temperature and pressure. In the case of gas, it can be introduced into the discharge space as it is, but in the case of liquid or solid, it is used after being vaporized by means such as heating, decompression or ultrasonic irradiation. When a silicon compound or a titanium compound is vaporized by heating, a metal alkoxide that is liquid at room temperature and has a boiling point of 200 ° C. or lower, such as tetraethoxysilane or tetraisopropoxytitanium, is preferably used for forming the antireflection film. The metal alkoxide may be used after being diluted with a solvent. As the solvent, an organic solvent such as methanol, ethanol, n-hexane, or a mixed solvent thereof can be used. Since these diluted solvents are decomposed into molecular and atomic forms during the plasma discharge treatment, the influence on the formation of the thin film on the substrate, the composition of the thin film, etc. can be almost ignored.
[0048]
Examples of the silicon compound described above include organic metal compounds such as dimethylsilane and tetramethylsilane, metal hydrogen compounds such as monosilane and disilane, metal halogen compounds such as silane dichloride and silane trichloride, tetramethoxysilane, and tetraethoxy. It is preferable to use alkoxysilane such as silane or dimethyldiethoxysilane, organosilane, or the like, but the invention is not limited to these. Moreover, these can be used in combination as appropriate.
[0049]
When using the above-mentioned silicon compound in the mixed gas, the content of the silicon compound in the mixed gas is 0.1 to 10% by volume from the viewpoint of forming a uniform thin film on the substrate by discharge plasma treatment. However, it is more preferably 0.1 to 5% by volume.
[0050]
Examples of the titanium compounds described above include organometallic compounds such as tetradimethylaminotitanium, metal hydrogen compounds such as monotitanium and dititanium, metal halogen compounds such as titanium dichloride, titanium trichloride, and titanium tetrachloride, tetraethoxy titanium, tetra Metal alkoxides such as isopropoxy titanium and tetrabutoxy titanium are preferably used, but are not limited thereto.
[0051]
When adding an organometallic compound to the reactive gas, for example, Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Ir, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Tl, Pb, Bi, A metal selected from Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu can be included. More preferably, those organometallic compounds are selected from metal alkoxides, alkylated metals, and metal complexes.
Next, the base material that can be used in the present invention will be described.
The substrate that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can form a thin film on the surface thereof, such as a film-like material or a three-dimensional shape such as a lens shape. If the substrate can be placed between the electrodes, it can be placed between the electrodes, and if the substrate cannot be placed between the electrodes, the generated plasma can be blown against the substrate to blow the thin film. What is necessary is just to form.
[0052]
The material constituting the substrate is not particularly limited, but a resin can be preferably used because it is under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure and low-temperature glow discharge. Preferably, cellulose esters such as film-like cellulose triacetate, polyester, polycarbonate, polystyrene, and those coated with gelatin, polyvinyl alcohol (PVA), acrylic resin, polyester resin, cellulose resin, etc. are used. I can do it. Moreover, these base materials can use what coated the anti-glare layer and the clear hard-coat layer on the support body, and coated the back-coat layer and the antistatic layer.
[0053]
As the above support (also used as a base material), specifically, polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyethylene film, polypropylene film, cellophane, cellulose diacetate film, cellulose acetate butyrate film, Cellulose acetate propionate film, cellulose acetate phthalate film, cellulose triacetate, cellulose ester film such as cellulose nitrate, or derivatives thereof, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, ethylene vinyl alcohol film, syndiotactic polystyrene series Film, polycarbonate film, norbornene resin film, polymethylpen Film, polyetherketone film, polyimide film, polyethersulfone film, polysulfone film, polyetherketoneimide film, polyamide film, fluororesin film, nylon film, polymethylmethacrylate film, acrylic film or polyarylate film Can be mentioned.
[0054]
These materials can be used alone or in combination as appropriate. Among these, commercially available products such as ZEONEX (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) and ARTON (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) can be preferably used. Furthermore, even for materials with a large intrinsic birefringence, such as polycarbonate, polyarylate, polysulfone, and polyethersulfone, conditions such as solution casting and melt extrusion, as well as stretching conditions in the longitudinal and lateral directions are set as appropriate. Can be obtained. Moreover, the support body which concerns on this invention is not limited to said description. A film thickness of 10 μm to 1000 μm is preferably used as the film thickness.
[0055]
Moreover, when the thin film provided on a base material is an antireflection film, it is preferable to use a cellulose ester film as a support because a laminate having a low reflectance can be obtained. From the viewpoint of preferably obtaining the effects described in the present invention, as the cellulose ester, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, and cellulose acetate propionate are preferable, and among them, cellulose acetate butyrate and cellulose acetate propionate are preferably used.
[0056]
In the present invention, when the cellulose ester film is used as a substrate having an antireflection film, the cellulose ester film preferably contains a plasticizer.
[0057]
The plasticizer is not particularly limited, but is a phosphate ester plasticizer, a phthalate ester plasticizer, a trimellitic ester plasticizer, a pyromellitic acid plasticizer, a glycolate plasticizer, or a citrate ester plasticizer. An agent, a polyester plasticizer, or the like can be preferably used. For phosphate esters, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, diphenyl biphenyl phosphate, trioctyl phosphate, tributyl phosphate, etc. For phthalate esters, diethyl phthalate, dimethoxyethyl phthalate, dimethyl Trimellitic plasticizers such as phthalate, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, butyl benzyl phthalate, etc. Tributyl trimellitate, triphenyl trimellitate, triethyl trimellitate, etc. Examples of plasticizers include tetrabutyl pyromellitate, tetraphenyl pyromellitate, tetraethyl pyromellitate, Acid ester-based triacetin, tributyrin, ethyl phthalyl ethyl glycolate, methyl phthalyl ethyl glycolate, butyl phthalyl butyl glycolate, etc. Acetyl triethyl citrate, acetyl tri-n-butyl citrate, acetyl tri-n- (2-ethylhexyl) citrate and the like can be preferably used.
Examples of other carboxylic acid esters include butyl oleate, methylacetyl ricinoleate, dibutyl sebacate, and various trimellitic acid esters.
[0058]
A copolymer of a dibasic acid such as an aliphatic dibasic acid, an alicyclic dibasic acid, or an aromatic dibasic acid and a glycol can be used as the polyester plasticizer. The aliphatic dibasic acid is not particularly limited, and adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, terephthalic acid, 1,4-cyclohexyl dicarboxylic acid and the like can be used. As the glycol, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,2-butylene glycol and the like can be used. These dibasic acids and glycols may be used alone or in combination of two or more.
[0059]
It is preferable that the usage-amount of these plasticizers is 1-20 mass% with respect to a cellulose ester at points, such as film performance and workability.
[0060]
Further, when the thin film is an antireflection film, an ultraviolet absorber is preferably used as the base material (which may be a support alone) from the viewpoint of preventing deterioration of liquid crystals and the like.
[0061]
As the ultraviolet absorber, those excellent in the ability to absorb ultraviolet rays having a wavelength of 370 nm or less and having a small absorption of visible light having a wavelength of 400 nm or more are preferably used from the viewpoint of good liquid crystal display properties. Specific examples of preferably used ultraviolet absorbers include, but are not limited to, oxybenzophenone compounds, benzotriazole compounds, salicylic acid ester compounds, benzophenone compounds, cyanoacrylate compounds, nickel complex compounds, and the like. Not. Further, a polymeric ultraviolet absorber described in JP-A-6-148430 is also preferably used.
[0062]
In addition, the ultraviolet absorber that can be used for the support of the present invention contains an ultraviolet absorber having a distribution coefficient of 9.2 or more as described in Japanese Patent Application No. 11-295209, so that contamination of the plasma treatment process is prevented. In addition, it is preferable because various coating layers have excellent coating properties, and it is particularly preferable to use an ultraviolet absorber having a distribution coefficient of 10.1 or more.
[0063]
When cellulose ester films containing plasticizers and UV absorber absorbers are used as the base material, they may contaminate the process by attaching to the plasma processing part due to bleed-out, etc., which may adhere to the film Can be considered. In order to solve this problem, it is preferable to use a support having a cellulose ester and a plasticizer and having a mass change of less than ± 2% by mass before and after the time treatment at 80 ° C. and 90% RH. (Holding). As such a cellulose ester film, a cellulose ester film described in Japanese Patent Application No. 2000-338883 is preferably used. For this purpose, high molecular weight ultraviolet absorbers (or ultraviolet absorbing polymers) described in JP-A-6-148430 and Japanese Patent Application No. 2000-156039 can be preferably used. As a polymer ultraviolet absorber, PUVA-30M (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) and the like are commercially available. The polymer ultraviolet absorbers described in the general formula (1) or general formula (2) of JP-A-6-148430 or the general formulas (3), (6) and (7) of Japanese Patent Application No. 2000-156039 are particularly preferably used.
[0064]
As the optical properties of the substrate when the thin film is an antireflection film, the in-plane retardation R0 is preferably 0 to 1000 nm, and the thickness direction retardation Rt is 0 to 300 nm depending on the application. Are preferably used. Further, as wavelength dispersion characteristics, R0 (600) / R0 (450) is preferably 0.7 to 1.3, and more preferably 1.0 to 1.3.
[0065]
Here, R0 (450) represents in-plane retardation based on three-dimensional refractive index measurement with light having a wavelength of 450 nm, and R0 (600) represents in-plane retardation based on three-dimensional refractive index measurement with light having a wavelength of 600 nm. .
[0066]
In the case where the thin film is an antireflection film, from the viewpoint of improving the adhesion between the substrate and the thin film formed by the discharge plasma treatment, a layer formed by polymerizing a component containing one or more ethylenically unsaturated monomers The discharge plasma treatment is preferably formed by the discharge plasma treatment described above, and in particular, the discharge plasma treatment is performed after treating the layer formed by polymerizing the component containing the ethylenically unsaturated monomer with a solution having a pH of 10 or more. This is preferable because the adhesion is further improved. As a solution having a pH of 10 or more, a 0.1 to 3 mol / L sodium hydroxide or potassium hydroxide aqueous solution is preferably used.
[0067]
As the resin layer formed by polymerizing a component containing an ethylenically unsaturated monomer, a layer containing an actinic ray curable resin or a thermosetting resin as a constituent component is preferably used, but an actinic ray curable resin is particularly preferably used. Is a layer.
[0068]
Here, the actinic radiation curable resin layer refers to a layer mainly composed of a resin that cures through a crosslinking reaction or the like by irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays or electron beams. Typical examples of the actinic radiation curable resin include an ultraviolet curable resin and an electron beam curable resin, but a resin that is cured by irradiation with an actinic ray other than ultraviolet rays or an electron beam may be used. Examples of the ultraviolet curable resin include an ultraviolet curable acrylic urethane resin, an ultraviolet curable polyester acrylate resin, an ultraviolet curable epoxy acrylate resin, an ultraviolet curable polyol acrylate resin, and an ultraviolet curable epoxy resin. I can do it.
[0069]
UV curable acrylic urethane resins generally include 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as acrylate) to products obtained by reacting polyester polyols with isocyanate monomers or prepolymers. It can be easily obtained by reacting an acrylate monomer having a hydroxyl group such as 2-hydroxypropyl acrylate (for example, see JP-A-59-151110).
[0070]
The UV curable polyester acrylate resin can be easily obtained by reacting polyester polyol with 2-hydroxyethyl acrylate or 2-hydroxy acrylate monomer (see, for example, JP-A-59-151112). .
[0071]
Specific examples of the ultraviolet curable epoxy acrylate resin include those obtained by reacting epoxy acrylate with an oligomer, a reactive diluent and a photoinitiator added thereto (for example, JP-A-1- No. 105738). As the photoreaction initiator, one or more kinds selected from benzoin derivatives, oxime ketone derivatives, benzophenone derivatives, thioxanthone derivatives and the like can be selected and used.
[0072]
Specific examples of ultraviolet curable polyol acrylate resins include trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, alkyl-modified dipentaerythritol pentaacrylate. Etc. can be mentioned.
[0073]
These resins are usually used together with known photosensitizers. Moreover, the said photoinitiator can also be used as a photosensitizer. Specific examples include acetophenone, benzophenone, hydroxybenzophenone, Michler's ketone, α-amyloxime ester, thioxanthone, and the like. Further, when using an epoxy acrylate photoreactant, a sensitizer such as n-butylamine, triethylamine, or tri-n-butylphosphine can be used. It is preferable that the photoreaction initiator or photosensitizer contained in the ultraviolet curable resin composition excluding the solvent component that volatilizes after coating and drying is 2.5 to 6% by mass of the composition.
[0074]
Examples of the resin monomer include general monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, vinyl acetate, benzyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and styrene as monomers having one unsaturated double bond. In addition, monomers having two or more unsaturated double bonds include ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, divinylbenzene, 1,4-cyclohexane diacrylate, 1,4-cyclohexyldimethyl adiacrylate, and the above trimethylolpropane. Examples thereof include triacrylate and pentaerythritol tetraacryl ester.
[0075]
For example, as an ultraviolet curable resin, Adekaoptomer KR / BY series: KR-400, KR-410, KR-550, KR-566, KR-567, BY-320B (above, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) Or Koei hard A-101-KK, A-101-WS, C-302, C-401-N, C-501, M-101, M-102, T-102, D-102, NS-101, FT -102Q8, MAG-1-P20, AG-106, M-101-C (manufactured by Guangei Chemical Industry Co., Ltd.), Seika Beam PHC2210 (S), PHC X-9 (K-3), PHC2213, DP- 10, DP-20, DP-30, P1000, P1100, P1200, P1300, P1400, P1500, P1600, SCR900 (above Manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), or KRM7033, KRM7039, KRM7130, KRM7131, UVECRYL29201, UVECRYL29202 (above, Daicel UCB Corporation), or RC-5015, RC-5016, RC-5020, RC-5031, RC -5100, RC-5102, RC-5120, RC-5122, RC-5152, RC-5171, RC-5180, RC-5181 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) or Aulex No. 340 clear (manufactured by China Paint Co., Ltd.), or Sun Rad H-601 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), SP-1509, SP-1507 (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), or RCC-15C (Grace Japan Co., Ltd.) (Manufactured by company), Aronix M-6100, M-8030, M-8060 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) or other commercially available ones can be used.
[0076]
The actinic radiation curable resin layer used in the present invention can be applied by a known method. As the light source for forming the cured film layer of the actinic radiation curable resin by photocuring reaction, any light source that generates ultraviolet rays can be used. For example, a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like can be used. Irradiation conditions vary depending on each lamp, but the amount of irradiation light is 20-10000 mJ / cm.2About 50 to 2000 mJ / cm.2It is. It can be used by using a sensitizer having an absorption maximum in the near ultraviolet region to the visible light region.
[0077]
Solvents for coating the above-mentioned back coat layer or resin layer containing conductive fine particles as a solvent for coating an actinic radiation curable resin layer, such as hydrocarbons, alcohols, ketones, esters, glycol ethers In addition, the solvent can be appropriately selected from among other solvents or can be used by mixing them. Preferably, propylene glycol mono (alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) alkyl ether or propylene glycol mono (alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) alkyl ether ester is 5% by mass or more, more preferably 5 to 80% by mass or more. The containing solvent is used.
[0078]
As a method for applying the ultraviolet curable resin composition coating solution, a known method such as a gravure coater, a spinner coater, a wire bar coater, a roll coater, a reverse coater, an extrusion coater, or an air doctor coater can be used. The coating amount is suitably 0.1 to 30 μm, preferably 0.5 to 15 μm in terms of wet film thickness. The coating speed is preferably 10 to 60 m / min.
[0079]
The UV curable resin composition is applied and dried, and then irradiated with UV light from a light source. The irradiation time is preferably 0.5 seconds to 5 minutes, and 3 seconds to 2 from the curing efficiency and work efficiency of the UV curable resin. Minutes are more preferred.
[0080]
It is preferable to add inorganic or organic fine particles to the cured film layer thus obtained in order to prevent blocking and to improve scratch resistance. Examples of the inorganic fine particles include silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, tin oxide, zinc oxide, calcium carbonate, barium sulfate, talc, kaolin, calcium sulfate, and the like, and examples of the organic fine particles include polymethacrylic acid. Methyl acrylate resin powder, acrylic styrene resin powder, polymethyl methacrylate resin powder, silicon resin powder, polystyrene resin powder, polycarbonate resin powder, benzoguanamine resin powder, melamine resin powder, polyolefin resin powder, polyester resin powder , Polyamide resin powder, polyimide resin powder, polyfluoroethylene resin powder, and the like, and can be added to the ultraviolet curable resin composition. The average particle diameter of these fine particle powders is preferably 0.005 μm to 1 μm, and particularly preferably 0.01 to 0.1 μm. The proportion of the ultraviolet curable resin composition and the fine particle powder is desirably blended so as to be 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin composition.
[0081]
Even if the layer formed by curing the ultraviolet curable resin thus formed is a clear hard coat layer having a centerline surface roughness Ra of 1 to 50 nm, it is an antiglare layer having an Ra of about 0.1 to 1 μm. May be.
As described above, a layer obtained by curing an ultraviolet curable resin is applied to the surface of the base material, and further, a plasma treatment is performed on the upper surface by the plasma discharge treatment apparatus 10 to form a thin film in which organic components remain. Then, by subjecting the surface of the thin film to atmospheric pressure plasma treatment, the organic component in the thin film is gasified, and uniform unevenness and voids ideal for anti-glare properties are formed on the thin film surface.
As described above, the atmospheric pressure plasma treatment condition applied to the surface of the thin film is different from the plasma treatment condition when forming the thin film in which the organic component remains using the plasma discharge treatment apparatus. It is preferable.
[0082]
In addition, an optical interference layer such as a low refractive index layer or a high refractive index layer is laminated on the surface of a thin film (antiglare layer film) on which irregularities are formed by atmospheric pressure plasma treatment, thereby providing antiglare and low reflection. A film may be formed.
Below, the preferable structural example i)-v) of an anti-glare low reflection film is shown. In addition, / indicates that they are stacked.
i) Back coat layer / support / antiglare layer / high refractive index layer / low refractive index layer
ii) Backcoat layer / support / antiglare layer / medium refractive index layer / high refractive index layer / low refractive index layer
iii) Backcoat layer / support / antiglare layer / high refractive index layer / low refractive index layer / high refractive index layer / low refractive index layer
iv) Backcoat layer / support / antistatic layer / antiglare layer / medium refractive index layer / high refractive index layer / low refractive index layer
v) Antistatic layer / support / antiglare layer / medium refractive index layer / high refractive index layer / low refractive index layer
It is preferable to provide an antifouling layer on the outermost low refractive index layer so that dirt and fingerprints can be easily wiped off.
[0083]
For example, the antifouling layer can be formed by atmospheric pressure plasma treatment under the following treatment conditions using the plasma discharge treatment apparatus 10 shown in FIG.
(Power frequency and manufacturer)
13.56MHz (Made by Pearl Industry)
(Discharge output density)
4W / cm2
(Gas condition)
Gas 1: Argon: 99.8% by volume
Gas 2: Propylene hexafluoride 0.2% by volume
[0084]
Further, the antistatic layer shown in the structural examples iv) and v) can be formed by atmospheric pressure plasma treatment under the following treatment conditions using, for example, the plasma discharge treatment apparatus 10 shown in FIG. .
(Power frequency and manufacturer)
13.56MHz (Made by Pearl Industry)
(Discharge output density)
4W / cm2
(Gas condition)
Gas 1: Argon: 99.5% by volume
Gas 2: Bubbling argon into tetrabutyltin
Bubble argon into triethylindium
A mixture of tetrabutyltin and triethylindium vapor contained by these two bubbling. 0.5% by volume
[0085]
The film formation method by application of the optical interference layer is according to the following procedure.
(Coating of medium refractive index layer)
The following medium refractive index layer composition is applied onto the above antiglare film, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and then irradiated with ultraviolet rays at 180 mJ / cm using a high pressure mercury lamp (80 W).2Irradiate and cure to provide a medium refractive index layer (thickness is 77 nm, refractive index is 1.70).
(Medium refractive index layer composition)
250 parts by mass of tetra (n) butoxytitanium
End-reactive dimethyl silicone oil (Ni-Unicar L-9000) 0.5 parts by mass
22 parts by mass of aminopropyltrimethoxysilane (KBE903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
21 parts by mass of UV curable epoxy resin (KR500 manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.)
4850 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether
Isopropyl alcohol 4900 parts by mass
[0086]
(Coating of high refractive index layer)
The following high refractive index layer composition is applied on the medium refractive index layer formed above, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and then irradiated with ultraviolet rays at 180 mJ / cm using a high pressure mercury lamp (80 W).2Irradiated and cured to provide a high refractive index layer (thickness 65 nm, refractive index 1.85).
(High refractive index layer composition)
Tetra (n) butoxytitanium 310 parts by mass
Terminal reactive dimethyl silicone oil (Ni-Unicar L-9000) 0.4 parts by mass
4.8 parts by mass of aminopropyltrimethoxysilane (KBE903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
4.6 parts by mass of UV curable epoxy resin (KR500 manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.)
4800 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether
Isopropyl alcohol 4900 parts by mass
[0087]
(Coating of low refractive index layer)
On the formed high refractive index layer, the following low refractive index layer composition is applied, dried at 100 ° C. for 5 minutes, thermally cured at 120 ° C. for 5 minutes, and further using a high pressure mercury lamp (80 W). UV light 180mJ / cm2Irradiated to provide a low refractive index layer (thickness 95 nm, refractive index 1.45).
(Low refractive index layer composition)
Tetraethoxysilane hydrolyzate (* 1) 1020 parts by mass
Terminal reactive dimethyl silicone oil (Ni-Unicar L-9000) 0.42 parts by mass
2700 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether
Isopropyl alcohol 6300 parts by mass
* 1: Preparation of tetraethoxysilane hydrolyzate
After mixing 300 g of tetraethoxysilane and 455 g of ethanol and adding 295 g of 0.5% by mass aqueous citric acid solution thereto, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to prepare a tetraethoxysilane hydrolyzate.
[0088]
Moreover, the film formation method by the plasma processing of an optical interference layer uses the plasma discharge processing apparatus 10 shown in FIG. 6 on the above-mentioned anti-glare layer, and follows the following procedures.
(High refractive index layer)
Noble gas: Argon
Reaction gas: Hydrogen gas (1% of argon)
Reaction gas: Tetraisopropoxy titanium vapor (heated to 100 ° C and then bubbled with argon gas)
Discharge density: 450 W · min / m2
Processing speed: 30m / min
(Low refractive index layer)
Noble gas: Argon
Reaction gas: Hydrogen gas (1% of argon)
Reaction gas: Tetraethoxysilane vapor (bubbled with argon gas)
Discharge density: 400 W · min / m2
Processing speed: 30m / min
[0089]
In addition, when providing a thin film with respect to a base-material surface, it is preferable to provide so that the film thickness deviation with respect to an average film thickness may be +/- 10%, More preferably, it is less than +/- 5%, Especially preferably, it is less than +/- 1% It is preferable to provide so that.
[0090]
In addition, it is preferable to irradiate the plasma-treated surface with ultraviolet rays before plasma-treating the thin film on the surface of the substrate because the adhesion of the formed film is excellent. The amount of UV irradiation is 50 to 2000 mJ / cm2It is preferable that 50 mJ / cm2Less than 2000mJ / cm, the effect is not sufficient.2Exceeding the range is not preferred because the substrate may be deformed. It is preferable to perform plasma treatment within 1 hour after ultraviolet irradiation, and it is particularly preferable to perform plasma treatment within 10 minutes after ultraviolet irradiation. The ultraviolet irradiation before the plasma treatment may be performed simultaneously with the ultraviolet irradiation for curing the above-described ultraviolet curable resin, and in that case, it is preferable to increase the ultraviolet irradiation amount necessary for the curing.
In addition, irradiation with ultraviolet light after performing plasma treatment is also effective in stabilizing the formed film at an early stage.
[0091]
For this reason, 50-2000 mJ / cm as the amount of ultraviolet irradiation light2Is preferably irradiated to the plasma-treated surface after the plasma treatment. These treatments are preferably performed after the plasma treatment and before the winding process. Moreover, it is preferable that the base material after a plasma process is processed for 1 to 30 minutes in the drying zone adjusted to 50-130 degreeC.
[0092]
A base material having an antireflection film is preferably subjected to plasma treatment on both surfaces because curling after treatment is reduced. Although the plasma treatment on the back surface may be performed separately, it is preferable to perform the plasma treatment on both sides simultaneously, and it is preferable to perform the back surface processing by plasma processing on the back surface side on the low reflection processing side. Examples thereof include easy adhesion processing described in Japanese Patent Application No. 2000-273066 and antistatic processing described in Japanese Patent Application No. 2000-80043, but are not particularly limited thereto.
[0093]
The base material having the antireflection film is mainly composed of a high refractive index layer mainly composed of titanium oxide having a refractive index of 1.6 to 2.3 and silicon oxide having a refractive index of 1.3 to 1.5. It is preferable to continuously provide the low refractive index layer on the surface of the long film substrate. Thereby, the adhesiveness between each layer becomes favorable. Preferably, it is more preferable to provide the high refractive index layer and the low refractive index layer by plasma treatment immediately after providing the ultraviolet curable resin layer on the base film.
[0094]
The high refractive index layer is particularly preferably composed mainly of titanium oxide and having a refractive index of 2.2 or more.
[0095]
The carbon content of the high-refractive index layer and the low-refractive index layer of the antireflection film is preferably 0.2 to 5% by mass for the adhesion to the lower layer and the flexibility of the film. More preferably, the carbon content is 0.3 to 3% by mass. That is, since the layer formed by the plasma treatment contains an organic substance (carbon atom), the range gives flexibility to the film, which is excellent in film adhesion. If the carbon ratio is too high, the refractive index tends to fluctuate with time, which is not preferable.
[0096]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
1. Production of base film (cellulose ester film)
According to the method shown below, a cellulose ester film as a substrate was produced.
(1) Preparation of dope C
(Preparation of silicon oxide dispersion A)
Aerosil 200V (Nippon Aerosil Co., Ltd.) 1kg
Ethanol 9kg
The above material was stirred and mixed with a dissolver for 30 minutes, and then dispersed using a Manton Gorin type high-pressure dispersing device.
[0097]
(Preparation of additive solution B)
Cellulose triacetate (acetyl substitution degree: 2.65) 6kg
Methylene chloride 140kg
The material was put into a sealed container, heated, and completely dissolved and filtered while stirring. To this, 10 kg of the above silicon oxide dispersion A was added with stirring, followed by further stirring for 30 minutes, followed by filtration to prepare additive liquid B.
[0098]
(Preparation of dope stock solution C)
440 kg of methylene chloride
Ethanol 35kg
Triacetyl cellulose (acetyl substitution degree: 2.65) 100 kg
Triphenyl phosphate 8kg
Ethyl phthalyl ethyl glycolate 3kg
Tinuvin 326 (Ciba Specialty Chemicals) 0.4kg
Tinuvin 109 (Ciba Specialty Chemicals) 0.9kg
Tinuvin 171 (Ciba Specialty Chemicals) 0.9kg
The solvent was put into an airtight container, the raw material was added while stirring, and completely dissolved and mixed while heating and stirring. The dope was lowered to the temperature at which the dope was cast, allowed to stand overnight, and subjected to a defoaming operation. A dope stock solution C was prepared by filtration using 244.
[0099]
Further, 2 kg of the additive solution B was added per 100 kg of the solution, sufficiently mixed with an in-line mixer (Toray static type in-pipe mixer H-Mixer, SWJ), and filtered to prepare a dope C.
[0100]
(2) Preparation of dope E
(Preparation of silicon oxide dispersion A)
Aerosil R972V (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.)
(Average diameter of primary particles 16nm) 1kg
Ethanol 9kg
The above material was stirred and mixed with a dissolver for 30 minutes, and then dispersed using a Manton Gorin type high-pressure dispersing device.
[0101]
(Preparation of additive solution D)
Cellulose acetate propionate (acetyl substitution degree: 2.0, propionyl group substitution degree: 0.8) 6 kg
100 kg of methyl acetate
Ethanol 40kg
The above materials were put into a sealed container, heated, and completely dissolved and filtered while stirring. To this, 10 kg of the above silicon oxide dispersion A was added with stirring, and the mixture was further stirred for 30 minutes, followed by filtration to prepare additive solution D.
[0102]
(Preparation of dope stock solution E)
Cellulose acetate propionate (acetyl substitution degree: 2.0, propionyl group substitution degree: 0.8) 100 kg
290 kg of methyl acetate
Ethanol 85kg
KE-604 (Arakawa Chemical Industries) 15kg
PUVA-30M (Otsuka Chemical Co., Ltd.) 5kg
The solvent was put into an airtight container, the raw material was added while stirring, and completely dissolved and mixed while heating and stirring. The dope was lowered to the temperature at which the dope was cast, allowed to stand overnight, and subjected to a defoaming operation. A dope stock solution E was prepared by filtration using 244.
[0103]
Further, 2 kg of the additive solution D was added per 100 kg of the solution, sufficiently mixed with an in-line mixer (Toray static type in-pipe mixer Hi-Mixer, SWJ), and filtered to prepare Dope E.
[0104]
(3) Preparation of dope G >>
(Preparation of silicon oxide dispersion F)
Aerosil 200V (Nippon Aerosil Co., Ltd.) 1kg
Ethanol 9kg
The above material was stirred and mixed with a dissolver for 30 minutes, and then dispersed using a Manton Gorin type high-pressure dispersing device.
[0105]
(Preparation of additive solution E)
Cellulose triacetate (acetyl substitution degree: 2.88) 6kg
Methylene chloride 140kg
The material was put into a sealed container, heated, and completely dissolved and filtered while stirring. To this, 10 kg of the above silicon oxide dispersion F was added with stirring, and the mixture was further stirred for 30 minutes, followed by filtration to prepare additive E.
[0106]
(Preparation of dope stock solution G)
440 kg of methylene chloride
Ethanol 35kg
Triacetyl cellulose (acetyl substitution degree: 2.88) 100 kg
9 kg of triphenyl phosphate
Ethyl phthalyl ethyl glycolate 4kg
Tinuvin 326 (Ciba Specialty Chemicals) 0.4kg
Tinuvin 109 (Ciba Specialty Chemicals) 0.9kg
Tinuvin 171 (Ciba Specialty Chemicals) 0.9kg
The solvent was put into an airtight container, the raw material was added while stirring, and completely dissolved and mixed while heating and stirring. The dope was lowered to the temperature at which the dope was cast, allowed to stand overnight, and subjected to a defoaming operation. A dope stock solution G was prepared by filtration using 244.
[0107]
Further, 2 kg of the additive solution E was added per 100 kg of the solution, sufficiently mixed with an in-line mixer (Toray static type in-pipe mixer Hi-Mixer, SWJ), and filtered to prepare a dope G.
In addition, the measurement of the substitution degree of the cellulose ester used for preparation of each of said dope C, E, and G was performed according to the method prescribed | regulated to ASTM-D817-96.
[0108]
(4) Preparation of cellulose ester film
A cellulose ester film was produced as follows using the dopes C, E, and G prepared above.
[0109]
After the dope E was filtered, it was uniformly cast on a stainless steel band support having a dope temperature of 35 ° C. and a temperature of 30 ° C. using a belt casting apparatus. Then, after drying to the peelable range, the web was peeled from the stainless steel band support body. At this time, the residual solvent amount of the web was 35%.
[0110]
After peeling from the stainless steel band support, drying at 115 ° C while holding in the width direction, releasing the width holding, finishing drying in a 120 ° C drying zone while carrying the roll, and having a width of 10 mm at both ends of the film Then, a knurling process having a height of 5 μm was applied to produce a cellulose ester film having a thickness of 80 μm. The film width was 1300 mm, and the winding length was 1500 m.
[0111]
About the cellulose-ester film obtained above, the holdability was evaluated by the following method. As a result, the retentivity determined from the mass change before and after being left for 48 hours at 80 ° C. and 90% RH was 0.4%.
[0112]
(5) Reservation evaluation method
The sample was cut into a size of 10 cm × 10 cm, the mass after being allowed to stand for 24 hours in an atmosphere of 23 ° C. and 55% RH was measured, and left for 48 hours under the conditions of 80 ° C. and 90% RH. The surface of the sample after the treatment was lightly wiped, the mass after standing for 1 day at 23 ° C. and 55% RH was measured, and the retention (mass%) was calculated by the following method.
Retention property = {(mass before being left−mass after being left) / mass before being left} × 100
[0113]
2. Film formation by plasma treatment
Using the plasma discharge treatment apparatus 10 shown in FIG. 6 on the cellulose ester film having a film thickness of 80 μm obtained as described above, a film mainly composed of SiO 2 having a film thickness of 4 μm is used under the following plasma treatment conditions. The base film 1-6 was produced.
[0114]
Plasma processing conditions
(Plasma power frequency and manufacturer)
13.56 MHz (made by Pearl Industry)
800 kHz (made by Pearl Industry)
100 kHz (manufactured by HEIDEN Laboratory)
50kH (made by Shinko Electric)
(Discharge output condition)
2W / cm2, 4W / cm2, 8W / cm2
Where unit W / cm2The applied output (unit: W) is the discharge area (cm2) Divided by.
(Gas condition)
Gas 1: Argon: 99.25% by volume
Gas 2: Oxygen: 0.5% by volume with respect to the entire mixed gas
Gas 3: Tetraethoxysilane vapor: 0.25% by volume based on the entire mixed gas
The above gases 1 to 3 were uniformly mixed immediately before the discharge space to obtain a reaction gas.
The gas 3 can supply tetraethoxysilane vapor | steam by bubbling the tetraethoxysilane (liquid) heated at 60 degreeC using a part of gas 1. FIG.
[0115]
The roll electrode 21 of the plasma discharge treatment apparatus 10 was coated with 1 mm of alumina by ceramic spraying on a stainless steel jacket roll base material having cooling means with cooling water, and then tetramethoxysilane was diluted with ethyl acetate. After the solution was applied and dried, it was cured by ultraviolet irradiation and sealed, and a roll electrode 25 having a dielectric (relative dielectric constant 10) having a smooth surface and an Rmax of 5 μm was produced and grounded. On the other hand, as an application electrode, a hollow square stainless steel pipe was covered with the same dielectric as described above under the same conditions to form an opposing electrode group.
[0116]
Next, the following clear hard coat layer was applied onto the cellulose ester film, and film formation was performed on the clear hard coat layer in the same manner as the base films 1 to 6 to prepare base films 7 to 12.
(Generation method of clear hard coat layer)
The following clear hard coat layer coating composition was coated with an extrusion coater to a wet film thickness of 13 μm, then dried in a drying section set at 80 ° C., and then 120 mJ / cm2Then, a clear hard coat layer having a dry film thickness of 4 μm and an arithmetic average roughness (Ra) of 15 nm is produced.
(Clear hard coat layer coating composition)
60 parts by mass of dipentaerythritol hexaacrylate monomer
Dipentaerythritol hexaacrylate dimer 20 parts by mass
Dipentaerythritol hexaacrylate trimer or higher component 20 parts by mass
4 parts by weight of dimethoxybenzophenone photoinitiator
50 parts by mass of ethyl acetate
50 parts by mass of methyl ethyl ketone
50 parts by mass of isopropyl alcohol
[0117]
Next, the carbon content of the produced base films 1 to 12 was measured by the following measuring method.
(1) The carbon content is measured using an XPS surface analyzer.
There is no particular limitation on the XPS surface analyzer, and any model can be used. In this example, ESCALAB-200R manufactured by VG Scientific, Inc. was used. Mg was used for the X-ray anode, and measurement was performed at an output of 600 W (acceleration voltage: 15 kV, emission current: 40 mA).
The energy resolution was set to be 1.5 to 1.7 eV when defined by the half width of a clean Ag3d5 / 2 peak. Before performing the measurement, it is necessary to etch away a surface layer corresponding to a thickness of 10 to 20% of the thickness of the thin film in order to eliminate the influence of contamination. For the removal of the surface layer, it is preferable to use an ion gun that can use rare gas ions. As the ion species, He, Ne, Ar, Xe, Kr, or the like can be used. In this measurement, the surface layer was removed using Ar ion etching.
[0118]
(2) The range of binding energy from 0 eV to 1100 eV was measured at a data acquisition interval of 1.0 eV to determine what elements were detected.
(3) Next, with respect to all the detected elements except the etching ion species, the data capture interval was set to 0.2 eV, and the photoelectron peak giving the maximum intensity was subjected to narrow scan, and the spectrum of each element was measured. .
The obtained spectrum is COMMON DATA PROCESSING SYSTEM (Ver. 2.3 or later is preferable) manufactured by VAMAS-SCA-JAPAN in order not to cause a difference in the content calculation result due to a difference in measuring apparatus or computer. After being transferred to the top, the process was performed with the same software, and the value of carbon content was determined as atomic concentration.
[0119]
Before performing the quantitative process, a calibration of the Scale Scale was performed for each element, and a 5-point smoothing process was performed. In the quantitative process, the peak area intensity (cps * eV) from which the background was removed was used. For the background treatment, the method by Shirley was used. For the Shirley method, see D.C. A. Shirley, Phys. Rev. , B5, 4709 (1972).
[Table 1]
Figure 0004356278
[0120]
3. Production of anti-glare layer film
Antiglare layer films 1 to 24 were produced on the base films 1 to 12 using the plasma discharge treatment apparatus 10 shown in FIG. 6 under the following plasma treatment conditions.
(Plasma power frequency and manufacturer)
13.56 MHz (made by Pearl Industry)
(Discharge output condition)
8W / cm2
(Gas condition 1)
Gas 1: Argon: 98.0% by volume
Gas 2: Oxygen: 2.0% by volume with respect to the entire mixed gas
The above gases 1 and 2 were uniformly mixed and supplied to the discharge space to obtain a reaction gas.
(Gas condition 2)
Gas 1: Argon: 98.0% by volume
Gas 2: CF4: 1.0% by volume with respect to the entire mixed gas
Gas 3: Oxygen: 1.0% by volume with respect to the entire mixed gas
[0121]
The antiglare layer film produced as described above was evaluated for center line average roughness (Ra), antiglare property, glare feeling, and surface uniformity, and the results are shown in Table 2.
(Ra measurement method)
For the centerline average surface roughness Ra (μm), Ra with an area of 299.4 μm × 232.4 μm was measured using a non-contact three-dimensional surface analyzer (RST / PLUS manufactured by WYKO). Ra was defined according to JIS surface roughness (B0601). The measurement was performed by dividing each sample of 30 cm × 30 cm into 100 grids at intervals of 3 cm, measuring the center of each square region, and calculating the average value and standard deviation from 100 measurements. For the centerline average surface roughness (Ra), a portion of the measurement length L is extracted from the obtained roughness curve in the direction of the centerline, the centerline of this extracted portion is the X axis, and the direction of the vertical magnification is the Y axis. When the roughness curve is represented by Y = f (X), the value obtained by the following formula is represented by micrometers (μm).
[Expression 1]
Figure 0004356278
[0122]
(Anti-glare evaluation method)
Exposed fluorescent lamp (8000cd / m without louver) on the prepared sample surface2), And the degree of blurring of the reflected image of the fluorescent lamp was evaluated by visual observation according to the criteria shown below.
A: The outline of the fluorescent lamp image is not known at all.
○: The outline of the fluorescent lamp image is slightly visible.
Δ: The fluorescent lamp image is blurred, but the outline can be identified.
X: The fluorescent lamp image is hardly blurred.
[0123]
(Evaluation method for glare feeling)
The diffused light of a fluorescent lamp having a louver was projected on the sample surface produced as described above, and the glare sensation rank was evaluated by visual observation according to the criteria shown below.
A: No glare is recognized.
○: Almost no glare is observed.
Δ: Slight glare is observed.
X: Glare is clearly recognized.
[0124]
(Evaluation method of surface uniformity)
The sample surface prepared as described above was irradiated with flat diffused light from behind, and the surface uniformity was evaluated by visual observation of the surface state of the surface according to the following criteria.
○: Unevenness is not observed.
X: Unevenness is clearly observed.
[Table 2]
Figure 0004356278
[0125]
It was confirmed that the antiglare layer film according to the present invention has excellent antiglare properties, no glare, and excellent surface uniformity.
[0126]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a surface treatment method and a method for forming an antiglare layer that form ideal irregularities and voids for antiglare properties on a substrate without going through complicated steps. An antiglare layer film and an antiglare low reflection film having an antiglare layer formed by a surface treatment method and an antiglare layer forming method can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a plasma discharge treatment container.
FIG. 2 is a schematic view showing another example of a plasma discharge treatment container.
FIGS. 3A and 3B are perspective views showing an example of a cylindrical roll electrode. FIGS.
4A and 4B are perspective views showing an example of a fixed cylindrical electrode.
FIGS. 5A and 5B are perspective views showing an example of a fixed prismatic electrode. FIG.
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a plasma discharge treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
F base material
20 Plasma discharge treatment vessel
21, 22, 29 electrodes
21a, 21A, 22a, 22A, 29a, 29A Conductive base material such as metal
21b, 22b, 29b Ceramic coating dielectric
21B, 22B, 29B Lined dielectric
23a, 23b Nip roller
24, 25 Guide roller
26 Partition plate
27 Air supply port
28 Exhaust vent
40 Gas generator
41 Gas filling means
50 power supply
70 Electrode cooling unit

Claims (10)

プラズマ耐性が異なる複数の物質により炭素含有率が5〜20%の不均一な組成に制御された薄膜を基材の表面に形成した被処理物を、大気圧または大気圧近傍の圧力下においてプラズマ状態の反応性ガスに曝す大気圧プラズマ処理によって、前記薄膜に凹凸及び空隙を形成して該薄膜を防眩層とすることを特徴とする表面処理方法。The object to be processed carbon content plasma resistance Ri by the different substances was formed in 5-20% of non-uniform controlled surface of the thin film substrate to the composition, a pressure of atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure A surface treatment method characterized by forming irregularities and voids in the thin film by atmospheric pressure plasma treatment exposed to a reactive gas in a plasma state to form the thin film as an antiglare layer. 請求項1記載の表面処理方法であって、
前記物質のうちの少なくとも一つが、前記大気圧プラズマ処理によってガス化しやすい物質であることを特徴とする表面処理方法。
The surface treatment method according to claim 1,
At least one of the substances is a substance that is easily gasified by the atmospheric pressure plasma treatment.
請求項1記載の表面処理方法であって、
前記物質のうちの少なくとも一つが有機物であることを特徴とする表面処理方法。
The surface treatment method according to claim 1,
A surface treatment method, wherein at least one of the substances is an organic substance.
請求項1〜3のいずれか一つに記載の表面処理方法であって、
前記薄膜が、塗布により不均一組成を有するように生成されることを特徴とする表面処理方法。
It is the surface treatment method as described in any one of Claims 1-3 ,
A surface treatment method, wherein the thin film is produced by coating so as to have a non-uniform composition.
請求項1〜3のいずれか一つに記載の表面処理方法であって、
前記薄膜が、プラズマ処理により不均一組成を有するように生成されることを特徴とする表面処理方法。
It is the surface treatment method as described in any one of Claims 1-3 ,
The surface treatment method, wherein the thin film is generated by plasma treatment so as to have a non-uniform composition.
請求項1〜5のいずれか一つに記載の表面処理方法であって、
少なくとも一種類の不活性ガスと前記反応性ガスとを含む混合ガスを用いて前記大気圧プラズマ処理を行うことを特徴とする表面処理方法。
It is the surface treatment method as described in any one of Claims 1-5 ,
A surface treatment method, wherein the atmospheric pressure plasma treatment is performed using a mixed gas containing at least one kind of inert gas and the reactive gas.
請求項6記載の表面処理方法であって、
前記反応性ガスに、酸素またはフッ素を含む化合物からなるガスが含まれることを特徴とする表面処理方法。
The surface treatment method according to claim 6 ,
The surface treatment method according to claim 1, wherein the reactive gas contains a gas composed of a compound containing oxygen or fluorine.
請求項1〜7のいずれか一つに記載の表面処理方法により、前記基材の表面に防眩層を形成することを特徴とする防眩層の形成方法。 A method for forming an antiglare layer, comprising forming an antiglare layer on the surface of the substrate by the surface treatment method according to claim 1 . 請求項8記載の防眩層の形成方法により形成された防眩層を有することを特徴とする防眩層フィルム。An antiglare layer film comprising the antiglare layer formed by the method for forming an antiglare layer according to claim 8 . 請求項9記載の防眩層フィルムの上面に反射防止層を備えることを特徴とする防眩性低反射フィルム。An anti-glare low-reflection film comprising an anti-reflection layer on the upper surface of the anti-glare layer film according to claim 9 .
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