JP2009222851A - 導電性反射防止フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】電気導電性、透過率、透過色彩、機械強度を充分に併せ持った構成の導電性反射防止フィルムを提供すること。
【解決手段】透明基材フィルムの一方の面に反射防止積層体が形成されており、前記反射防止積層体が高屈折率薄膜と低屈折率薄膜を交互に積層した、第１の高屈折率薄膜／第１の低屈折率薄膜／第２の高屈折率薄膜／第２の低屈折率薄膜／第３の高屈折率薄膜という５層の積層体からなり、第３の高屈折率薄膜がＩＴＯ（酸化インジウムと酸化錫の混合物）からなり、第２の低屈折率薄膜が酸化シリコンからなることを特徴とする導電性反射防止フィルム。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドライコーティング法による導電性反射防止フィルムに関するものである。

ＬＣＤ等の光学表示装置においては、屋内での使用のみではなく、デジタルカメラや携帯電話、デジタルビデオカメラ等のモバイル機器やカーナビゲーションの普及により、屋外での使用も増えてきており、視認性向上目的から透過率の向上が求められている。

これらの光学表示装置と組み合わせて使用されるタッチパネルでは、抵抗膜式と呼ばれるＩＴＯ（酸化インジウムと酸化錫の混合物）等の透明導電膜を形成したフィルムをその検知に用いることが多い。このタッチパネルにおいてもＩＴＯ界面の透過光損失を少なくして、透過率を向上させることが望まれている。
国際公開第２００２／０２９８３０パンフレット 一方で、表示品位向上のためには、単に透過率向上だけではなく、透過光の短波長損失による黄色味を低減することが望まれている。また、併せてＩＴＯの機械的強度もその信頼性の必要性から向上が求められている。

具体的には、これまでの導電性反射防止フィルムにおいては、電気導電性、透過率、透過色彩、機械強度を充分に併せ持った構成は実現できているとはいえない。それゆえ、本発明は、この課題を解決すべくなされたものである。

請求項１に記載の本発明は、透明基材フィルムの一方の面に反射防止積層体が形成されており、前記反射防止積層体が高屈折率薄膜と低屈折率薄膜を交互に積層した、第１の高屈折率薄膜／第１の低屈折率薄膜／第２の高屈折率薄膜／第２の低屈折率薄膜／第３の高屈折率薄膜という５層の積層体からなり、第３の高屈折率薄膜がＩＴＯ（酸化インジウムと酸化錫の混合物）からなり、第２の低屈折率薄膜が酸化シリコンからなることを特徴とする導電性反射防止フィルムである。

請求項２に記載の本発明は、第２の低屈折率薄膜の厚さが、３０ｎｍ以上４５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性反射防止フィルムである。

本発明によれば、透過色彩を損なうことなく透過率を向上できるとともに、機械的強度も備わった導電性反射防止フィルムが可能となる。

図１に、本発明の本発明の導電性反射防止フィルムの構成の一例を示す模式断面図を示した。本発明の導電性反射防止フィルム８は、透明基材フィルム１上に反射防止積層体７を積層してなる。反射防止積層体７は、透明基材側から順に第１の高屈折率薄膜２、第１の低屈折率薄膜３、第２の高屈折率薄膜４、第２の低屈折率薄膜５、第３の高屈折率薄膜６を備えることを特徴とする。本発明にあっては、第３の高屈折率薄膜がＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズの混合物）であり、第２の低屈折率薄膜層が酸化シリコンからなることを特徴とする。

本発明の導電性反射防止フィルムは、第１の高屈折率薄膜２、第１の低屈折率薄膜３、第２の高屈折率薄膜４、第２の低屈折率薄膜５、第３の高屈折率薄膜６を順に備える５層構成の反射防止積層体とすることにより、透過率が高く、黄味の低い導電性反射防止フィルムとすることができる。

また、本発明の第３の高屈折率薄膜は、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズの混合物）からなることから導電性を備えている。したがって、本発明の導電性反射防止フィルムは、タッチパネル部材、電磁波遮蔽部材、建材、携帯ゲーム機部材、自動車部材、車両部材、家電用品部材、携帯電話部材、パーソナルコンピューター部材、カーナビゲーション部材として好適に用いることができる。

このとき、導電性反射防止フィルムにあっては、透過率が高く、黄味が低く、導電性を備えるだけでなく、形成される反射防止積層体表面において高い機械的強度が求められる。反射防止積層体表面の機械的強度が低い場合、導電性反射防止フィルムの表面の導電性の低下を引き起こす。本発明者らは、ＩＴＯからなる第３の高屈折率薄膜と接するように設けられる第２の低屈折率薄膜層を酸化シリコンとすることにより、反射防止積層体表面の機械強度が向上することを見出し、本発明に至った。

さらに、本発明の反射防止フィルムにあっては、ＩＴＯからなる第３の高屈折率薄膜と接するように設けられる酸化シリコンからなる第２の低屈折率薄膜が３０ｎｍ以上４５ｎｍ以下であることを特徴とする。酸化シリコンからなる第２の低屈折率薄膜が３０ｎｍに満たない場合、反射防止積層体表面の機械的強度が不十分となる場合がある。一方、酸化シリコンからなる第２の低屈折率薄膜が４５ｎｍを超えるような場合、得られる反射防止フィルムが色味を帯びる場合があり、好ましくない。

透明基材フィルム１としては、透明性を有するフィルムであれば良いが、タッチパネル等の用途においては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などのフィルムがその光学特性や機械的特性などから利用できる例として挙げられる。これらの中でも、とりわけ、ＰＥＴフィルムが多く使用されている。透明基材フィルム１の厚さは、目的の用途に応じて、適宜選択すればよいが、通常、機械的強度やハンドリング性、また光学装置設計上の観点から、総厚が５０〜２００μｍ程度の状態で使用することが多い。この透明基材フィルム１には、必要に応じて、可塑剤や紫外線吸収剤、劣化防止剤等の添加物が含まれても良いし、低熱収縮性処理を施しても良い。

透明基材フィルム１上には、少なくとも一方の面にハードコート層を形成しても良い。このハードコート層は、透明基材フィルム１と反射防止積層体との間に形成される場合には密着性向上等の目的で、また反対の面に形成される場合には機械強度向上による保護機能付与の目的がある。ハードコートには、電離線や紫外線硬化型の樹脂あるいは、熱硬化性樹脂が使用され、紫外線硬化型のアクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、メタクリルアミド等のアクリル系樹脂や有機珪素系樹脂やポリシロキサン樹脂が最適である。これらの材料の中には、硬化性を向上させるために、重合開始剤を添加してもよい。ハードコート層の厚みとしては、０．５μｍ以上、好ましくは、３〜２０μｍである。また、ハードコート層には、平均粒子０．０１〜３μｍの透明微粒子を分散させて、防眩処理（散乱により反射光を擬似的に低減させる処理）を施しても良い。

また、本発明の導電性反射防止フィルムにあっては、反射防止積層体を形成する前に、密着強度を向上させる目的で表面処理を施しても良い。このとき、表面処理方法としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、イオンビーム処理、大気圧プラズマ処理、ケン化処理等の処理が挙げられる。

さらに密着強度を向上させる必要がある場合には、表面処理後かつ反射防止積層体の形成前に、プライマー層を設けてもよい。プライマー層の材料としては、例えば、シリコン、ニッケル、クロム、錫、金、銀、白金、亜鉛、チタン、タングステン、ジルコニウム、パラジウム等の金属、あるいは、これら金属の２種類以上からなる合金、または、これらの酸化物、弗化物、硫化物、窒化物などが挙げられる。特に、たとえば、シリコンを用いたＳｉ、ＳｉＯｘなどのプライマー層は、酸化物薄膜を用いた反射防止積層体のプライマー層として優れている。これらのプライマー層は、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法などのドライコーティング方法を用いることが好ましい。また、プライマー層の厚さは目的に応じて決定すればよいが、１〜２０ｎｍ程度の範囲が好ましく、プライマー層は形成される反射防止積層体の光学特性に影響を与えない範囲の膜厚で設けられることが好ましい。

本発明の導電性反射防止フィルムにあっては、透明基材フィルム上に設けられる反射防止積層体がスパッタリング法で形成されることが好ましい。本発明の反射防止層は、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法などのドライコーティング方法（真空成膜法）により形成される。このとき、形成される薄膜の膜厚均一性が高く、ピンホール等の欠陥が少ないため視認性に優れた薄膜とすることができ、且つ、形成される薄膜が緻密であり、耐擦傷性などの機械特性に優れた薄膜とすることができるスパッタリング法を用いることが好ましい。中でも、より高い成膜速度と高い放電安定性により高い生産性を得ることができることから、中周波領域の電圧印加により成膜をおこなうデュアル・マグネトロン・スパッタリング（ＤＭＳ）法が最適である。

本発明の第１の高屈折率薄膜、第２の高屈折率薄膜を形成するために用いられる高屈折率材料としては、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム等、あるいは、それらの混合物が挙げられる。特に、反射防止フィルム用途としては、通常、酸化ニオブや酸化チタンが広く用いられている。中でも、スパッタリング用としては、その薄膜中のピンホールの少なさから、酸化ニオブが適している。

また、本発明の第１の低屈折薄膜に用いる低屈折率材料としては、酸化シリコン、窒化チタン、弗化マグネシウム、弗化バリウム、弗化カルシウム、弗化ハフニウム、弗化ランタン等の材料が、挙げられ、目的にあわせて、適宜選択されている。これらの中で特に、その光学特性、機械強度、成膜適性、コストなどの観点から、酸化シリコンがもっとも適している。

また、本発明の第２の低屈折薄膜に用いる低屈折率材料としては、酸化シリコンが用いられる。

第２の低屈折率薄膜の膜厚にあっては、透過色彩向上の観点から、５０ｎｍ以下、望ましくは４５ｎｍ以下が良い。また、ＩＴＯの機械的特性の観点から２０ｎｍ以上、望ましくは、３０ｎｍ以上が良い。

最も外側に設けられる第３の高屈折率薄膜に用いられる高屈折率材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズの混合物）を用いることができる。第３の高屈折率薄膜であるＩＴＯ薄膜は、その検出特性などの点から、製品用途によって求められる厚さが異なる。タッチパネル用途でよく用いられている表面抵抗値は数百Ω／□台であり、なかでも約２００〜６００Ω／□の範囲が求められることが多い。この抵抗を実現するためのＩＴＯ膜厚としては、形成する膜質にもよるが、１５〜４０ｎｍ以下であることが好ましい。

また、本発明導電性反射防止フィルムにあっては、反射防止積層体を形成する面とは反対の面に、別途反射防止積層体を形成しても良い。この場合は、透明基材フィルムの両面が反射防止効果を有し、且つ、導電性を有することになり、その効果が大きくなる。

また、本発明の導電性反射防止フィルムにあっては、導電性反射防止層の表面に防汚層を設けても良い。反射防止層の上に防汚層を設けることにより、表面に汚れが付きにくく、更に、汚れが付いた場合でも拭き取りが可能な反射防止積層体とすることができる。

以下、実施例を用いて説明する。

［実施例と比較例の共通条件］
透明基材フィルム１には厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートを用い、反射防止積層体７を形成する面に、表面処理として、グロー放電による処理を行った。その後、プライマー層として、スパッタリング法により５ｎｍ程度以下のシリコン層を設けた。その後、デュアル・マグネトロン・スパッタリング（ＤＭＳ）法により、反射防止積層体７を形成した。第１の低屈折率薄膜及び第２の低屈折率薄膜には酸化シリコンを用いた。第１の高屈折率薄膜及び第２の低屈折率薄膜には酸化ニオブを用いた。第３の高屈折率薄膜にはＩＴＯ（ＳｎＯ₂：１０ｗｔ％）を用いた。

［実施例１］
反射防止積層体の構成を、第１の高屈折率薄膜（１９ｎｍ）／第１の低屈折率薄膜（２４ｎｍ）／第２の高屈折率薄膜（４８ｎｍ）／第２の低屈折率薄膜（３８ｎｍ）／第３の高屈折率薄膜（２５ｎｍ）とした。

［実施例２］
反射防止積層体の構成を、第１の高屈折率薄膜（１９ｎｍ）／第１の低屈折率薄膜（１７ｎｍ）／第２の高屈折率薄膜（６５ｎｍ）／第２の低屈折率薄膜（２８ｎｍ）／第３の高屈折率薄膜（２５ｎｍ）とした。

［実施例３］
反射防止積層体の構成を、第１の高屈折率薄膜（１９ｎｍ）／第１の低屈折率薄膜（２６ｎｍ）／第２の高屈折率薄膜（３８ｎｍ）／第２の低屈折率薄膜（４９ｎｍ）／第３の高屈折率薄膜（２５ｎｍ）とした。

［比較例１］
反射防止積層体の構成を、第３の高屈折率薄膜（２５ｎｍ）のみとした。

［比較例２］
反射防止積層体の構成を、第１の低屈折率薄膜（２７ｎｍ）／第３の高屈折率薄膜（２５ｎｍ）のみとした。

［比較例３］
反射防止積層体の構成を、第１の高屈折率薄膜（８０ｎｍ）／第２の低屈折率薄膜（３０ｎｍ）／第３の高屈折率薄膜（２５ｎｍ）とした。

［評価］
得られたサンプルを以下の方法で評価した。
（１）透過色彩Ｙ，ｂ＊
日立製作所製Ｕ４０００形の分光光度計を用い測定した。正反射５°のユニットを使用した。透過色彩は、２°視野、Ｄ６５光源で算出した。透過率を表す値として透過Ｙを、透過色の黄色味を表す値としてｂ＊を用いた。結果は、表１に示す。
（２）表面抵抗
表面抵抗の評価機として、ダイアインストルメンツのロレスタを用いた。結果は、表１に示す。
（３）機械的強度
実施例の３種類のサンプルについて、さらに機械的強度評価として、シリコーンゴム（硬度７０）による打鍵試験を実施した。試験は、裏面のポリエチレンテレフタレートフィルム面から行った。荷重は２．９４Ｎで１０万回行った。評価は、ＩＴＯ面を目視評価にて、打痕の程度を比較評価した。その結果、良い順に、実施例１≒実施例３≧実施例２であった。これは、ＩＴＯの下地であるＳｉＯ₂の第２の低屈折率薄膜の厚さが膜の硬さに大きく影響するためであって、その厚さは３０ｎｍ以上あることが望ましいと判断された。

前記実施例および比較例の結果、本発明の実施例は、比較例と比べ、透過色彩を悪化させること無く、透過率向上と機械強度を両立することが明らかとなった。

本発明の導電性反射防止フィルムの構成を示す模式断面図である。

符号の説明

１…透明基材フィルム
２…第１の高屈折率薄膜
３…第１の低屈折率薄膜
４…第２の高屈折率薄膜
５…第２の低屈折率薄膜
６…第３の高屈折率薄膜
７…反射防止積層体
８…導電性反射防止フィルム

Claims (2)

1. 透明基材フィルムの一方の面に反射防止積層体が形成されており、前記反射防止積層体が高屈折率薄膜と低屈折率薄膜を交互に積層した、第１の高屈折率薄膜／第１の低屈折率薄膜／第２の高屈折率薄膜／第２の低屈折率薄膜／第３の高屈折率薄膜という５層の積層体からなり、第３の高屈折率薄膜がＩＴＯ（酸化インジウムと酸化錫の混合物）からなり、第２の低屈折率薄膜が酸化シリコンからなることを特徴とする導電性反射防止フィルム。
2. 第２の低屈折率薄膜の厚さが、３０ｎｍ以上４５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性反射防止フィルム。

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