JP2010002750A - ディスプレイ用フィルタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電磁波シールド層上に他の機能性層を形成した場合に、優れた反射防止性を有するディスプレイ用フィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】メッシュ状の電磁波シールド層を有する透明基材上に、紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤を含む第1の機能性層形成用塗工液を塗工し、これにより得られた塗工層に紫外線を照射して硬化させることにより、第1の機能性層を形成する工程を有し、前記紫外線硬化性化合物がビスフェノールA骨格を有する化合物を含み、且つ前記ビスフェノールA骨格を有する化合物の含有量が、前記紫外線硬化性化合物100質量部に対して10質量部以上であり、前記紫外線の照射は、25℃において5,000cP以上の粘度を有する前記塗工層に行うことすることを特徴とするディスプレイ用フィルタの製造方法。
【選択図】なし
【解決手段】メッシュ状の電磁波シールド層を有する透明基材上に、紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤を含む第1の機能性層形成用塗工液を塗工し、これにより得られた塗工層に紫外線を照射して硬化させることにより、第1の機能性層を形成する工程を有し、前記紫外線硬化性化合物がビスフェノールA骨格を有する化合物を含み、且つ前記ビスフェノールA骨格を有する化合物の含有量が、前記紫外線硬化性化合物100質量部に対して10質量部以上であり、前記紫外線の照射は、25℃において5,000cP以上の粘度を有する前記塗工層に行うことすることを特徴とするディスプレイ用フィルタの製造方法。
【選択図】なし
Description
本発明は、プラズマディスプレイパネル(PDP)、ブラウン管(CRT)ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機EL(電界発光)ディスプレイ、表面電界型ディスプレイ(SED)を含む電界放出型ディスプレイ(FED)等の各種ディスプレイに対して反射防止、近赤外線遮断、電磁波遮蔽等の各種機能を有するフィルタの製造方法に関する。
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ(PDP)、ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ、及びCRTディスプレイは、近年、大画面表示が主流となり、次世代の大画面表示デバイスとしてPDPが一般的になってきている。しかしながら、このPDPでは画像表示のため発光部に高周波パルス放電を行っているため、不要な電磁波の輻射や赤外線リモコン等の誤動作の原因ともなる赤外線の輻射の恐れがある。
このため、PDPなどのディスプレイに用いられるフィルタとして、透明基材上に電磁波シールド層が形成されたものなどが知られている。電磁波シールド層には、例えば、(1)金属銀を含む透明導電薄膜、(2)金属線又は導電性繊維を網状にした導電メッシュ、(3)銅箔等の金属箔に開口部を設けたメッシュ状のもの、(4)導電性インクをメッシュ状に印刷したものなどの導電層が用いられる。なかでも、開口部により高い光透過性が得られることから(2)〜(4)のメッシュ状の導電層が好適に用いられている。導電性のメッシュの部分によって電磁波がシールドされ、開口部によって光の透過が確保される。
さらに、従来のディスプレイ用フィルタには、耐傷付き性を付与するためのハードコート層、蛍光灯などの外部光源から照射された光線の反射を抑制して視認性を向上させるための反射防止層が積層される。さらに、赤外線を遮蔽するために、近赤外線遮蔽層が透明基材の一方の面に設けられたディスプレイ用フィルタなども提案されている。
例えば、特許文献1では、1枚の透明基材と、導電性メッシュと、最表層の反射防止フィルムと、近赤外線カットフィルムとが積層一体化されてなる積層体を備えたディスプレイ用フィルタが開示されている。電磁波シールド層、ハードコート層、反射防止層及び近赤外線遮蔽層は、ディスプレイ用フィルタの用途に応じて積層して用いられる。
ディスプレイ用フィルタでは、高い電磁波シールド性が得られることから、透明基板上のメッシュ状の電磁波シールド層が利用者側となるように配置されるのが好ましい。メッシュ状の電磁波シールド層上に反射防止層や近赤外線吸収層などの他の機能性層を作製するには、紫外線硬化性樹脂のモノマーなどの紫外線硬化性化合物、及び必要に応じて微粒子などを含む塗工液をメッシュ状の電磁波シールド層上に直接塗工し、紫外線などの化学線の照射や加熱により硬化する方法が用いられている。しかしながら、このような方法では、優れた反射防止性を有するディスプレイ用フィルタが得られない場合があった。
したがって、本発明は、電磁波シールド層上に他の機能性層を形成した場合に、優れた反射防止性を有するディスプレイ用フィルタの製造方法を提供することを目的とする。
優れた反射防止性を有するディスプレイ用フィルタを得るためには、メッシュ状の電磁波シールド層上に形成された他の機能性層が表面平滑性に優れている必要がある。しかしながら、このような機能性層は厚さが非常に薄いため、塗工液を非常に均一な厚さで塗布するのが困難であった。さらに、塗工層を有する透明基材がロールなどに支持された場合など、製造工程において応力が加わったり、液ダレが生じるなどして、塗工層表面が変形して表面平滑性が低下する問題などもある。
本発明者はこのような実情に着目して種々の検討を行った結果、所定量のビスフェノールA骨格を有する化合物を使用し、高い粘度を有する塗工層を硬化させることによって、電磁波シールド層上に表面平滑性に優れ、高度の高い機能性層を作製でき、著しく向上された反射防止性を有するディスプレイ用フィルタが得られることを見出した。
すなわち、本発明は、メッシュ状の電磁波シールド層を有する透明基材上に、紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤を含む第1の機能性層形成用塗工液を塗工し、これにより得られた塗工層に紫外線を照射して硬化させることにより、第1の機能性層を形成する工程を有し、
前記紫外線硬化性化合物がビスフェノールA骨格を有する化合物を含み、且つ前記ビスフェノールA骨格を有する化合物の含有量が、前記紫外線硬化性化合物100質量部に対して10質量部以上であり、
前記紫外線の照射は、25℃において5,000cP以上の粘度を有する前記塗工層に行うことすることを特徴とするディスプレイ用フィルタの製造方法により上記課題を解決する。
前記紫外線硬化性化合物がビスフェノールA骨格を有する化合物を含み、且つ前記ビスフェノールA骨格を有する化合物の含有量が、前記紫外線硬化性化合物100質量部に対して10質量部以上であり、
前記紫外線の照射は、25℃において5,000cP以上の粘度を有する前記塗工層に行うことすることを特徴とするディスプレイ用フィルタの製造方法により上記課題を解決する。
本発明の方法によれば、メッシュ状の電磁波シールド層上に平滑化された表面を有する第1の機能性層を形成することが可能となる。これにより、光の乱反射が抑制され、優れた反射防止性を有するディスプレイ用フィルタを製造することが可能となる。したがって、前記ディスプレイ用フィルタは、ディスプレイに表示された画像の視認性に優れ、プラズマディスプレイ(PDP)、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイなどのディスプレイ全面に設置されるディスプレイ用フィルタとして有用である。
本発明の方法は、メッシュ状の電磁波シールド層を有する透明基材上に、紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤を含む第1の機能性層形成用塗工液を塗工し、これにより得られた塗工層を硬化させる際に、25℃において5,000cP以上の粘度を有する前記塗工層に紫外線を照射することを特徴とする。このように高い粘度を有する塗工層を硬化させることにより、製造工程において生じる塗工層の変形を抑制して、均一な厚さを有し、表面平滑性に優れる第1の機能性層をメッシュ状の電磁波シールド層上に形成できる。さらに、本発明の方法では、紫外線硬化性化合物としてビスフェノールA骨格を有する化合物を、前記紫外線硬化性化合物100質量部に対して10質量部以上使用して塗工層の粘度を向上させることにより、製造工程において生じる塗工層の変形をより高く抑制し、硬度が高い第1の機能性層を形成できる。
本発明の方法において、紫外線を照射する際の塗工層の粘度は、25℃において、5,000cP以上であるが、好ましくは7,000cP以上、より好ましくは9,000〜200,000cP、特に好ましくは9,000〜30,000cPである。
塗工層の粘度を測定するには、25℃の塗工層の一部をヘラ等で採取し、振動式粘度計(VM−100A CBCマテリアルズ株式会社製)を使用して測定することができる。
本願発明において、第1の機能性層としては、電磁波シールド層上に形成された何らかの機能を示す合成樹脂を含む層などであればどのようなものでも良い。したがって、第1の機能性層は、紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤を含む塗工液を用いて形成される。
第1の機能性層としては、近赤外線吸収層又はハードコート層が挙げられる。なかでも、第1の機能性層は、ハードコート層であるのが好ましい。本発明の方法によれば、電磁波シールド層上に表面平坦性に優れるハードコート層を形成でき、高い反射防止性を有するディスプレイ用フィルタが得られる。なお、本発明において、ハードコート層とは、JIS−K−5400で規定される鉛筆硬度試験でH以上の硬度を有するものをいう。
第1の機能性層形成用塗工液は、少なくとも紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤を含む。これにより短時間で硬化する紫外線硬化性の塗工液とするこができ、優れた表面平滑性を有する第1の機能性層を形成することが可能となる。
紫外線硬化性化合物としては、紫外線硬化性樹脂のモノマー、オリゴマーを使用することができる。
本発明では、第1の機能性層形成用塗工液が、前記紫外線硬化性化合物として、ビスフェノールA骨格を有する化合物を含むことを特徴とする。ビスフェノールA骨格を有する化合物としては、化合物中に下記式(1)によって示される構造を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。
前記ビスフェノールA骨格を有する化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応物であるビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
なかでも、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートが好ましく挙げられる。このようなモノマーとしては、例えば、下記式(2)
アルキレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートの市販品としては、例えば、NKエステルA−BPE−4、NKエステルA−BPE−10、NKエステルA−BPE−20、NKエステルA−BPE−30(新中村化学工業株式会社製、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジアクリレート)、NKエステルA−BPP−3(新中村化学工業株式会社製、プロレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジアクリレート)などがある。
前記ビスフェノールA骨格を有する化合物は、第1の機能性層形成用塗工液に含まれる紫外線硬化性化合物の全量100質量部に対して、10質量部以上、特に10〜30質量部含まれるのが好ましい。
紫外線硬化性化合物としては、上述したビスフェノールA骨格を有する化合物の他にも、さらに他の化合物を使用してもよい。他の紫外線硬化性化合物としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルポリエトキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカンモノ(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジプロポキシジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリス〔(メタ)アクリロキシエチル〕イソシアヌレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレートモノマー類;ポリオール化合物(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ジメチロールシクロヘキサン、ポリテトラメチレングリコール等のポリオール類、前記ポリオール類とコハク酸、マレイン酸、イタコン酸、アジピン酸、水添ダイマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の多塩基酸又はこれらの酸無水物類との反応物であるポリエステルポリオール類、前記ポリオール類とε−カプロラクトンとの反応物であるポリカプロラクトンポリオール類、前記ポリオール類と前記、多塩基酸又はこれらの酸無水物類のε−カプロラクトンとの反応物、ポリカーボネートポリオール、ポリマーポリオール等)と有機ポリイソシアネート(例えば、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ジシクロペンタニルジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4'−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,2'−4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等)と水酸基含有(メタ)アクリレート(例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキサン−1,4−ジメチロールモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート等)の反応物であるポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ビスフェノールF型エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応物であるビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらの化合物は1種又は2種以上、混合して使用することができる。
これらの他の紫外線硬化性化合物のうち、ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等を主に使用することが好ましい。特に、ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが好ましい。なお、ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの数平均分子量は、通常300〜20,000、好ましくは400〜10,000程度である。
これらの他の紫外線硬化性化合物、特にポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、第1の機能性層形成用塗工液に含まれる紫外線硬化性化合物の全量100質量部に対して90質量部以下、好ましくは90〜70質量部含まれるのが好ましい。
第1の機能性層形成用塗工液には、さらに、紫外線硬化性化合物の光重合開始剤を含むのが好ましい。前記光重合開始剤としては、紫外線硬化性樹脂の性質に適した任意の化合物を使用することができる。例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルホリノプロパン−1などのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、イソプロピルチオキサントン、2−4−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、その他特殊なものとしては、メチルフェニルグリオキシレートなどが使用できる。特に好ましくは、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルホリノプロパン−1、ベンゾフェノン等が挙げられる。これら光重合開始剤は、必要に応じて、4−ジメチルアミノ安息香酸のごとき安息香酸系又は、第3級アミン系などの公知慣用の光重合促進剤の1種または2種以上を任意の割合で混合して使用することができる。また、光重合開始剤のみの1種または2種以上の混合で使用することができる。特に1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャリティケミカルズ社製、イルガキュア(登録商標)184)が好ましい。
光重合開始剤の含有量は、塗工液に対して一般に0.1〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%である。
第1の機能性層形成用塗工液は、有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤は、特に制限されないが、紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤を溶解又は分解させ且つ乾燥が容易なものが好ましい。具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、アルコール系溶剤、セロソルブ系溶剤、石油系溶剤などが挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
有機溶剤の含有量は、紫外線硬化性化合物、光重合開始剤などの固形分の合計100質量部に対して、好ましくは500質量部以下、より好ましくは50〜300質量部、特に好ましくは50〜200質量部である。このような含有量であれば、塗工層の硬化時に有機溶剤が揮発することによって表面に発生し得る凹凸を抑制することができ、優れた表面平滑性を有する第1の機能性層を形成することが可能となる。
第1の機能性層形成用塗工液は、さらに、シリコーンオイルを含有するのが好ましい。これにより、塗工液の塗工性を向上させることが可能となる。前記シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、及びメチルハイドロジェンシリコーンオイルなどが好ましく挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。シリコーンオイルは、ジメチルシリコーンオイルを使用するのが特に好ましい。
シリコーンオイルの含有量は、塗工液に対して、好ましくは0.0005〜0.1質量%、より好ましくは0.001〜0.05質量%である。これにより、透明性及び表面平滑性に優れる第1の機能性層が得られる。
第1の機能性層形成用塗工液がハードコート層形成用塗工液として使用される場合、第1の機能性層形成用塗工液は、紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤のみを含んでいてもよいが、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、老化防止剤、塗料加工助剤、着色剤などの他の成分をさらに含んでいても良い。紫外線吸収剤、特にベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤又はベンゾフェノン系紫外線吸収剤を含むことが好ましい。これによりフィルタの黄変などの防止を効率的に行うことができる。他の成分の含有量は、塗工液に対して、一般に0.1〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%である。
上述した第1の機能性層形成用塗工液を、メッシュ状の電磁波シールド層を有する透明基材上に塗工する方法は、特に制限はなく、例えば、グラビアコーター、ロールコーター(サイズプレス、ゲートロールコーター等)、バーコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、ディッピング、バーコート、ブレードコート、ナイフコート、リバースロールコート、グラビアロールコート、スクイズコート、カーテンコート、スプレイコート、ダイコートなど、公知の方法を挙げることができる。なかでも、グラビアコーターが好ましい。
塗工液は、好ましくは1〜20m/分、より好ましくは1〜10m/分、特に好ましくは1〜5m/分の速度で透明基材を搬送しながら、前記透明基材上に塗工するのがよい。このような塗工速度であれば、製造工程において塗工層に加わる振動や応力を少なくすることができ、表面平滑性に優れる第1の機能性層を形成することができる。
前記塗工により得られた塗工層は、紫外線の照射前に乾燥させて有機溶剤を除去するのが好ましい。乾燥は、前記塗工層を、70〜130℃、特に75〜125℃で、5秒〜10分間、特に1〜5分間、加熱することにより行うのが好ましい。乾燥は、加熱温度が上記範囲内であれば、複数回に分けて行ってもよい。例えば、70〜90℃で5秒〜5分間の加熱を行った後、さらに、90〜130℃で5秒〜5分間の加熱を行うことにより、塗工層を乾燥させてもよい。また、前記乾燥は、温度が上記範囲内であれば、複数回行ってもよい。
塗工層を硬化させるには、優れた表面平滑性を有する第1の機能性層を形成することが可能となることから、上述した第1の機能性層形成用塗工液の塗工層を紫外線照射により硬化させるのが好ましい。
紫外線硬化の場合、光源として紫外〜可視領域に発光する多くのものが採用でき、例えば超高圧、高圧、低圧水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、マーキュリーハロゲンランプ、カーボンアーク灯、白熱灯、レーザー光等を挙げることができる。照射時間は、ランプの種類、光源の強さによって一概には決められないが、数秒〜数分程度である。
紫外線の照射は、酸素濃度が、好ましくは1000ppm以下、より好ましくは550ppm以下の雰囲気下で行うのが好ましい。これにより、硬化時間を短縮するとともに、架橋密度を向上させることができ、表面平滑性に優れる第1の機能性層を形成することができる。
このような酸素濃度雰囲気下で紫外線を照射するには、減圧下や不活性ガス雰囲気下で紫外線照射を行えばよく、特に制限されない。なかでも、簡便な方法で行うことができるため、不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。不活性ガスとしては、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素およびアルゴン等の希ガス、ならびにこれらの混合気体が挙げられるが、特に窒素ガスまたは窒素含有ガスが好ましい。
第1の機能性層としてハードコート層を形成する場合、ハードコート層の厚さは、通常は1〜50μm、好ましくは5〜40μm、特に好ましくは5〜35μmである。
本発明の方法では、上述の通りに、メッシュ状の電磁波シールド層を有する透明基材上に第1の機能性層としてハードコート層を形成した場合、前記ハードコート層上に反射防止層を形成する工程を実施するのが好ましい。このように反射防止層を形成することによって、反射防止性をさらに向上させることができる。
反射防止層としては、屈折率の低い低屈折率層及び/又は屈折率の高い高屈折率層が挙げられる。反射防止層として、ハードコート層上に、(1)ハードコート層より屈折率の低い低屈折率層のみが形成されてもよく、(2)ハードコート層より屈折率の高い高屈折率層と、高屈折率層より屈折率の低い低屈折率層とがこの順で積層されて形成されてもよい。
低屈折率層を形成するには、合成樹脂の他、シリカ、フッ素樹脂等の微粒子、好ましくは中空シリカを含む塗工液が用いられる。
中空シリカとしては、平均粒径10〜100nm、好ましくは10〜50nm、比重0.5〜1.0、好ましくは0.8〜0.9のものが好ましい。
また、シリカ、好ましくは中空シリカは、シランカップリング剤で処理されていてもよい。これにより安定性、反射防止性を向上させることができる。前記シランカップリング剤としては、一般式:RnSiX(4-n)(式中、Rは、炭素数1〜4のアルコキシ基、メタアクリロイルアルキル基、メタアクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、又はパーフルオロ(メタ)アクリロイル基を表し、Xは、炭素数1〜4のアルコキシ基、シラノール基、ハロゲン原子、又は水素原子を表し、nは1〜3、好ましくは1の整数を表す)で示されるものが好ましく挙げられる。
シリカをシランカップリング剤で処理するには、シリカの分散液にシランカップリング剤を添加し、必要に応じて酸又はアルカリを加水分解用触媒として添加して処理する方法など、従来公知の方法を使用することができる。
シリカ、フッ素樹脂などの微粒子の含有量は、塗工液に対して、好ましくは10〜40質量%、より好ましくは10〜30質量%である。
低屈折率層はシリコーンオイルを含有するのが好ましい。低屈折率層におけるシリコーンオイルの含有量は、低屈折率層に含まれる合成樹脂100質量部に対して、好ましくは0.0005〜0.1質量部、より好ましくは0.001〜0.05質量部である。
高屈折率層を形成するには、合成樹脂の他、ITO、ATO、Sb2O3、ZrO2、SbO2、In2O3、SnO2、ZnO、AlをドープしたZnO、TiO2等の金属酸化物微粒子を含む塗工液が用いられる。
金属酸化物微粒子は、平均粒径10〜10000nm、好ましくは10〜50nmのものが好ましい。ITO、特に平均粒径10〜50nmのものが好ましい。
高屈折率層はシリコーンオイルを含有するのが好ましい。高屈折率層におけるシリコーンオイルの含有量は、高屈折率層に含まれる紫外線硬化性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.0005〜0.1質量部、より好ましくは0.001〜0.05質量部である。
低屈折率層及び高屈折率層の形成に使用される塗工液に使用される合成樹脂は、紫外線硬化性樹脂であるのが好ましい。具体的には、紫外線硬化性樹脂(モノマー、オリゴマー)としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリス〔(メタ)アクリロキシエチル〕イソシアヌレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の硬質の多官能モノマーなどを使用することが好ましい。また、塗工液は、それぞれ有機溶剤、光重合開始剤、シリコーンオイル及び有機溶剤を含んでいてもよい。これらは、第1の機能性層に使用される上述したものと同じものをそれぞれ使用できる。
また、低屈折率層及び高屈折率層は、ハードコート層上に各塗工液を順次、塗工した後、紫外線照射することにより形成することができる。塗工方法、及び紫外線照射条件としては、上述したのと同様に行うことができる。この場合、全層を塗工した後にまとめて硬化させてもよいが、各層を1層ずつ塗工して硬化させるのが好ましい。また、硬化前には塗工層上に平滑化シートを積層してもよい。
低屈折率層の厚さは、通常は10〜500nmの範囲、好ましくは20〜200nmである。また、低屈折率層の屈折率は、1.35〜1.45が好ましい。この屈折率が1.45超であると、反射防止フィルムの反射防止特性が低下する。
高屈折率層の厚さは、通常は10〜500nm、好ましくは20〜200nmである。また、高屈折率層の屈折率は1.64以上であるのが好適である。高屈折率層の屈折率を1.64以上とすることにより反射防止層の表面反射率の最小反射率を1.5%以内にすることができ、1.69以上、好ましくは1.69〜1.82とすることにより反射防止層の表面反射率の最小反射率を1.0%以内にすることができる。
本発明の方法に使用される透明基材としては、透明度及び可とう性を備え、その後の処理に耐えるものであれば特に制限はない。透明基材の材質としては、例えば、ガラス、ポリエステル(例、ポリエチレンテレフタレート、(PET)、ポリブチレンテレフタレート)、アクリル樹脂(例、ポリメチルメタクリレート(PMMA))、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン、セルローストリアセテート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、金属イオン架橋エチレン−メタクリル酸共重合体、ポリウレタン、セロファン等を挙げることができる、これらの中で、加工処理(加熱、溶剤、折り曲げ)による劣化が少なく、透明性の高い材料であるPET、PC、PMMAが好ましい。なかでも、安価であり優れた耐久性を有することから、PETであるのが好ましい。透明基材は、これらの材質からなるシート、フィルム、または板として用いられる。
前記透明基材の厚さは、特に制限されないが、6〜250μm、特に6〜150μm程度であるのが好ましい。
なお、本発明の方法において、(1)メッシュ状の電磁波シールド層を有する枚葉化された透明基材上にハードコート層及び反射防止層を形成してもよく、(2)連続的に形成されたメッシュ状の電磁波シールド層を有する長尺状の透明フィルム上に、透明フィルムを裁断せずに、ハードコート層及び反射防止層を形成してもよい。
また、透明基材上に形成されるメッシュ状の電磁波シールド層は、金属を含み導電性を有する。例えば、(1)銅などの金属からなるもの、(2)バインダ樹脂中に導電性粒子を分散させたもの、等を挙げることができる。
(1)銅などの金属からなる電磁波シールド層において、前記金属としては、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケル、鉄、真鍮、或いはこれらの合金、好ましくは銅、ステンレス、アルミニウムが用いられる。
前記(1)の電磁波シールド層を作製するには、まず、スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等の気相製膜法や、印刷、塗工などの方法を用いて透明基材上に前記金属からなる金属箔を形成し、その後、前記金属箔をエッチングして開口部を設けることによりメッシュ状にする方法など、公知の方法を用いて行えばよい。
前記(1)の電磁波シールド層を作製するには、上記方法の他にも、透明基材上に、溶剤に対して可溶な材料によってドットを形成し、フィルム面に溶剤に対して不溶な導電材料からなる導電材料層を形成し、フィルム面を溶剤と接触させてドット及びドット上の導電材料層を除去する方法を用いても良い。このような方法は、例えば、特開2001−332889号公報などに記載されている。
(2)バインダ樹脂中に導電性粒子を分散させた電磁波シールド層において、前記導電性粒子としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、インジウム、クロム、金、バナジウム、スズ、カドミウム、銀、プラチナ、銅、チタン、コバルト、鉛等の金属、合金;或いはITO、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム−酸化スズ(ITO、いわゆるインジウムドープ酸化スズ)、酸化スズ−酸化アンチモン(ATO、いわゆるアンチモンドープ酸化スズ)、酸化亜鉛−酸化アルミニウム(ZAO;いわゆるアルミニウムドープ酸化亜鉛)等の導電性酸化物等を挙げることができる。特に、ITOが好ましい。
バインダ樹脂の例としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、マレイン酸樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリイミド樹脂、含ケイ素樹脂等を挙げることができる。さらに、これらの樹脂のうち熱硬化性樹脂であることが好ましい。
(2)の電磁波シールド層を作製するには、導電性粒子をバインダ樹脂に分散させた導電性インクを透明基材上にメッシュ状に印刷する方法を用いることができる。前記導電性インクは導電性粒子及びバインダ樹脂の他に、適度な粘度に調整するため、さらに溶剤を含んでいてもよい。前記溶剤としては、ヘキサノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ステアリルアルコール、セリルアルコール、シクロヘキサノール、テルピネオール等のアルコール;エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルカルビトール)、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のアルキルエーテルが挙げられる。
導電性インクを透明基材上にメッシュ状に印刷するには、グラビア印刷、フレキソ印刷、グラビアオフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、静電印刷など公知の方法を用いて行えばよい。その後、必要に応じ室温〜120℃で乾燥させて硬化させる。
電磁波シールド層としては、防眩性及び導電性に優れることから、上述したもののうち(1)の電磁波シールド層を用いるのが好ましい。
電磁波シールド層の線で囲まれた開口部の形状は、円、楕円、角形(4角形、6角形)など任意の形状とすることができるが、一般に角形であり、特に正方形であることが好ましい。また線は網状であるが、格子状とすることが好ましい。
電磁波シールド層におけるメッシュパターンの形状には特に制限はなく、例えば四角形の開口部が形成された格子状や、円形、六角形、三角形又は楕円形の開口部が形成されたパンチングメタル状などが挙げられる。また、開口部は規則的に並んだものに限らず、ランダムパターンとしても良い。
メッシュ状(格子状を含む)の電磁波シールド層の線幅は、一般に20μm以下、好ましくは5〜15μm、特に5〜12μmである。線のピッチは200μm以下が好ましい。また、開口率は75〜95%であることが好ましく、特に80〜95%である。なお、開口率とはメッシュの線幅と1インチ幅に存在する線の数から計算で求めたものである。
電磁波シールド層をさらに低い抵抗値にして、電磁波シールド効果を向上させたい場合は、電磁波シールド層上に金属メッキ層を形成することが好ましい。
金属メッキ層は、公知の電解メッキ法、無電解メッキ法により形成することができる。メッキに使用される金属としては、一般に銅、銅合金、ニッケル、銀、金、亜鉛又はスズ等を使用することが可能であり、これらは単独で使用しても、2種以上の合金として使用しても良い。なかでも、金属メッキ層は、ニッケル及び亜鉛の合金、又はニッケル及びスズの合金からなる層を用いるのが好ましい。これにより、黒色度合い及び導電性に優れる黒色合金導電層が得られ、電磁波シールド性を向上させるとともに防眩性を付与することができる。
ニッケルと亜鉛又はスズとの合金からなる黒色合金導電層におけるニッケルと亜鉛又はスズとの質量比(Ni/Zn)は、0.4〜1.4、特に0.2〜1.2とするのが好ましい。これにより黒色の色調が均質な黒色合金導電層を得ることができ、厚さが薄くても高い防眩性を有する電磁波シールド層を得ることができる。
黒色合金導電層の厚さは、0.001〜1μm、特に0.01〜0.1μmとするのが好ましい。黒色合金導電層の厚さが、0.001μm未満では十分な電磁波シールド層に十分な防眩性を付与できない恐れがあり、1μmを超えると電磁波シールド層の厚さが増加して、ディスプレイ用フィルタ表面の平坦化の観点から望ましくない。
また、電磁波シールド層に防眩性能を付与しても良い。この防眩化処理は、電磁波シールド層の表面に黒化処理を行って、黒化層を設けることにより行っても良い。例えば、金属膜の酸化処理、クロム合金等の黒色メッキ、黒又は暗色系のインクの塗布等により行うことができる。
本発明の方法では、上述の通り、メッシュ状の電磁波シールド層を有する透明基材上に第1の機能性層を形成した後、前記透明基材の電磁波シールド層を形成した面とは反対側の面上に、さらに第2の機能性層を形成する工程を実施するのが好ましい。
第2の機能性層は、透明基材の電磁波シールド層が形成された面とは反対側の面に形成され、何らかの機能を示す合成樹脂を含む層であればどのようなものでも良い。第2の機能性層としては、一般に、近赤外線吸収層又は透明粘着剤層、或いはこれらの組合せである。第2の機能性層として具体的には、(1)近赤外線吸収層のみからなるもの、(2)透明粘着剤層からなるもの、又は(3)近赤外線吸収層及び透明粘着剤層からなるもの(この順で透明基材上に設けられている)からなることが好ましい。
第2の機能性層として用いられる近赤外線吸収層(即ち、近赤外線遮蔽層)は、一般に、透明基材の表面に色素等を含む層を形成することにより得られる。近赤外線吸収層は、例えば色素及びバインダとして紫外線硬化性又は電子線硬化性の合成樹脂を含む塗工液を塗工、必要により乾燥、そして硬化させることにより得られる。塗工方法は、第1の機能性層形成用塗工液として上述した方法と同様の方法が用いられる。フィルムとして使用する場合は、一般に近赤外線カットフィルムであり、例えば色素等を含有するフィルムである。
色素としては、一般に800〜1200nmの波長に吸収極大を有するもので、例としては、フタロシアニン系色素、金属錯体系色素、ニッケルジチオレン錯体系色素、シアニン系色素、スクアリリウム系色素、ポリメチン系色素、アゾメチン系色素、アゾ系色素、ポリアゾ系色素、ジイモニウム系色素、アミニウム系色素、アントラキノン系色素、を挙げることができ、特にシアニン系色素又はスクアリリウム系色素が好ましい。これらの色素は、単独又は組み合わせて使用することができる。
バインダとしての合成樹脂の例としては、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、およびノルボルネン樹脂などが好ましく用いられる。これらは、1種単独で用いられてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明では、近赤外線吸収層に、ネオン発光の吸収機能を付与することにより色調の調節機能を持たせても良い。したがって、近赤外線吸収層形成用塗工液にネオン発光の選択吸収色素を含有させても良い。
ネオン発光の選択吸収色素としては、シアニン系色素、スクアリリウム系色素、アントラキノン系色素、フタロシアニン系色素、ポリメチン系色素、ポリアゾ系色素、アズレニウム系色素、ジフェニルメタン系色素、トリフェニルメタン系色素を挙げることができる。このような選択吸収色素は、585nm付近のネオン発光の選択吸収性とそれ以外の可視光波長において吸収が小さいことが必要であるため、吸収極大波長が575〜595nmであり、吸収スペクトル半値幅が40nm以下であるものが好ましい。
また、近赤外線やネオン発光の吸収色素を複数種組み合わせる場合、色素の溶解性に問題がある場合、混合による色素間の反応ある場合、耐熱性、耐湿性等の低下が認められる場合には、すべての近赤外線吸収色素を同一の層に含有させる必要はなく、別の層に含有させても良い。
また、光学特性に大きな影響を与えない限り、近赤外線吸収層形成用塗工液に、さらに着色用の色素、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を加えても良い。
本発明のディスプレイ用フィルタの近赤外線吸収特性としては、850〜1000nmの透過率を、20%以下、さらに15%するのが好ましい。また選択吸収性としては、585nmの透過率が50%以下であることが好ましい。特に前者の場合には、周辺機器のリモコン等の誤作動が指摘されている波長領域の透過度を減少させる効果があり、後者の場合は、575〜595nmにピークを持つオレンジ色が色再現性を悪化させる原因であることから、このオレンジ色の波長を吸収させる効果があり、これにより真赤性を高めて色の再現性を向上させたものである。
近赤外線吸収層の厚さは、特に制限はないが、近赤外線の吸収性及び可視光透過性の点で、0.5〜50μm程度が好ましい。
近赤外線吸収層は、色調補正用の色素を含有していることが好ましい。或いは色調補正用の色素を含む色調補正層を、近赤外線吸収層と同様にして設けても良い。
色調補正用の色素としては、近赤外線遮蔽層の黄褐色〜緑色の色調を中性化してカラーバランスを整えるために、それらの補色となるようなものが好ましい。このような色素としては、無機系顔料、有機系顔料、有機系染料、色素等一般的なものが挙げることができる。無機顔料としては、コバルト化合物、鉄化合物、クロム化合物等を挙げることができ、有機顔料としては、アゾ系、インドリノン系、キナクリドン系、バット系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系等を挙げることができ、前記有機系染料及び色素には、アゾ系、アジン系、アントラキノン系、インジゴイド系、オキサジン系、キノフタロン系、スクワリウム系、スチルベン系、トリフェニルメタン系、ナフトキノン系、ピラロゾン系、ポリメチン系等を挙げることができるが、これらの内で、発色性と耐久性の兼合いから有機系顔料が好適に用いられる。
透明粘着剤層は、本発明のディスプレイ用フィルタをディスプレイに接着するための層であり、接着機能を有するものであればどのような樹脂でも使用することができる。
透明粘着剤層における接着機能を有する樹脂としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、アクリル樹脂(例、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸メチル共重合体、金属イオン架橋エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体)、部分鹸化エチレン−酢酸ビニル共重合体、カルボキシル化エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル−(メタ)アクリレート共重合体等のエチレン系共重合体を挙げることができる(なお、「(メタ)アクリル」は「アクリル又はメタクリル」を示す。)。その他、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ゴム系粘着剤、SEBS(スチレン/エチレン/ブチレン/スチレン)及びSBS(スチレン/ブタジエン/スチレン)等の熱可塑性エラストマー等も用いることができるが、良好な接着性が得られやすいのはアクリル樹脂系粘着剤、エポキシ樹脂である。EVAなどを使用する場合、透明粘着剤層はさらに架橋剤を含んでいてもよい。
透明粘着剤層の厚さは、一般に10〜50μm、好ましくは、20〜30μmの範囲が好ましい。ディスプレイ用フィルタは、一般に上記粘着剤層をディスプレイのガラス板に加熱圧着することによる装備することができる。
有機過酸化物は通常EVAに対し押出機、ロールミル等で混練されるが、有機溶媒、可塑剤、ビニルモノマー等に溶解し、EVAのフィルムに含浸法により添加しても良い。透明粘着剤層は、例えばEVAと上述の添加剤とを混合し、押出機、ロール等で混練した後、カレンダー、ロール、Tダイ押出、インフレーション等の成膜法により所定の形状にシート成形することにより製造される。
透明粘着剤層上にはさらに剥離シートが設けられるのが好ましい。剥離シートの材料としては、ガラス転移温度が50℃以上の透明のポリマーが好ましく、このような材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシ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系樹脂、ナイロン46、変性ナイロン6T、ナイロンMXD6、ポリフタルアミド等のポリアミド系樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリチオエーテルサルフォン等のケトン系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン等のサルフォン系樹脂の他に、ポリエーテルニトリル、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、ポリビニルクロライド等のポリマーを主成分とする樹脂を用いることができる。これら中で、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートが好適に用いることができる。厚さは10〜200μmが好ましく、特に30〜100μmが好ましい。
本発明の好ましい一実施形態である上述したハードコート層からなる第1の機能性層、高屈折率層及び低屈折率層からなる反射防止層と、近赤外線吸収層及び透明粘着剤層からなる第2の機能性層とを有するディスプレイ用フィルタの模式断面図を図1に示す。図1に示すディスプレイ用フィルタは、透明基材110と、前記透明基材110上に形成されたメッシュ状の電磁波シールド層120と、電磁波シールド層120上に形成されたハードコート層130と、ハードコート層130上に形成された高屈折率層140と、前記高屈折率層140上に形成された低屈折率層150とを有する。さらに、前記ディスプレイ用フィルタは、透明基材110の電磁波シールド層120が形成された面とは反対側の面に、近赤外線吸収層160と、透明粘着剤層170とを有する。
上述した本発明の方法によれば、優れた表面平滑性を有し、高度が高い第1の機能性層、好ましくはハードコート層を形成することができる。したがって、このようなハードコート層上に形成された反射防止層は、表面粗さRaが0.1μm以下、好ましくは0.01〜0.1μm、より好ましくは0.01〜0.08μmと高い表面平滑性を有し、これにより、光の乱反射を抑制し、反射防止性が優れるディスプレイ用フィルタが得られる。
なお、本発明において、反射防止層の表面粗さRaは、JIS B 0601(1994)に従って、表面粗さ計(サーフコム480A 株式会社東京精密製)を用いて測定することができる。
本発明の方法により製造されるディスプレイ用フィルタは、特に制限されないが、ディスプレイの画像表示ガラス板の表面に透明粘着層を介して貼合する等の手段を用いて、ディスプレイに適用できる。このようなディスプレイとしては、表面電界型ディスプレイ(SED)を含む電界放出型ディスプレイ(FED)、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FPD)、及びCRTディスプレイなどが挙げられる。
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
1.メッシュ状電磁波シールド層の形成
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ100μm)上に、ポリビニルアルコールの20%水溶液をドット状に印刷した。ドット1個の大きさは1辺が150μmの正方形状であり、ドット同士間の間隔は20μmであり、ドット配列は正方格子状である。印刷厚さは、乾燥後で0.2μmである。
1.メッシュ状電磁波シールド層の形成
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ100μm)上に、ポリビニルアルコールの20%水溶液をドット状に印刷した。ドット1個の大きさは1辺が150μmの正方形状であり、ドット同士間の間隔は20μmであり、ドット配列は正方格子状である。印刷厚さは、乾燥後で0.2μmである。
その上に、銅を平均膜厚0.3μmとなるように真空蒸着した。次いで、常温の水に浸漬し、スポンジで擦ることによりドット部分を溶解除去し、次いで水でリンスした後、乾燥してポリエチレンフィルムの全面にメッシュ状の電磁波シールド層を形成した。
このフィルム表面の電磁波シールド層は、正確にドットのネガパターンに対応した正方格子状のものであり、平均厚さは3.6μm、平均線幅は30μm、平均ピッチは170μm、開口率は68%であった。
2.黒色合金導電層の形成
PETフィルム上に形成された電磁波シールド層に対して下記条件により亜鉛−ニッケル合金めっきを行うことにより、電磁波シールド層の全面を被覆する黒色合金導電層(厚さ0.1μm)を形成した。
PETフィルム上に形成された電磁波シールド層に対して下記条件により亜鉛−ニッケル合金めっきを行うことにより、電磁波シールド層の全面を被覆する黒色合金導電層(厚さ0.1μm)を形成した。
(めっき条件)
めっき液の温度:40℃
電流密度 :5〜10A/dm2
めっき時間 :10秒
めっき液量 :120m3
(めっき液組成)
ZnCl2を用いZn2+濃度が2.0g/l、NiCl2・6H2Oを用いてNi2+濃度が0.5g/l、KClを用いてK+濃度が250g/l、pH10めっき液を用いた。
めっき液の温度:40℃
電流密度 :5〜10A/dm2
めっき時間 :10秒
めっき液量 :120m3
(めっき液組成)
ZnCl2を用いZn2+濃度が2.0g/l、NiCl2・6H2Oを用いてNi2+濃度が0.5g/l、KClを用いてK+濃度が250g/l、pH10めっき液を用いた。
3.ハードコート層用塗料の調製
ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部、及びエチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(NKエステルA−BPE−4、新中村化学工業株式会社製)15質量部を含む紫外線硬化性化合物100質量部に対して、重合開始剤(イルガキュア(登録商標)184(チバスペシャリティケミカル社製))5質量部を添加し、固形分Aを得た。一方、2−プロパノールとシクロヘキサノンとを質量比7:3で混合することにより溶剤Aを得た。固形分Aと溶剤Aとを質量比2:8で混合し、さらにシリコーンオイル(KF96−200CS 信越シリコーン)を0.02質量%添加し、室温で1時間撹拌することにより、ハードコート層用塗料を調製した。
ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部、及びエチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(NKエステルA−BPE−4、新中村化学工業株式会社製)15質量部を含む紫外線硬化性化合物100質量部に対して、重合開始剤(イルガキュア(登録商標)184(チバスペシャリティケミカル社製))5質量部を添加し、固形分Aを得た。一方、2−プロパノールとシクロヘキサノンとを質量比7:3で混合することにより溶剤Aを得た。固形分Aと溶剤Aとを質量比2:8で混合し、さらにシリコーンオイル(KF96−200CS 信越シリコーン)を0.02質量%添加し、室温で1時間撹拌することにより、ハードコート層用塗料を調製した。
4.高屈折率層用塗料の調製
二酸化チタンと二酸化ジルコニウムの複合コロイドゾル(平均粒子径13.1μm、固形分濃度30質量%、メタノール溶剤、二酸化チタンと二酸化ジルコニウとムの質量比=85:15)200質量部に対し、樹脂成分としてトリメチロールプロパンアクリレート(EO3モル付加)50質量部、重合開始剤(イルガキュア(登録商標)1800(チバスペシャリティケミカル社製))7質量部、溶剤としてイソプロピルアルコールを50質量部、さらにシリコーンオイル(KF96−50CS 信越シリコーン)を0.01質量部添加し、室温で1時間撹拌した後、孔径1μmのポリプロピレンフィルターでろ過することにより、高屈折率層用塗料を調製した。
二酸化チタンと二酸化ジルコニウムの複合コロイドゾル(平均粒子径13.1μm、固形分濃度30質量%、メタノール溶剤、二酸化チタンと二酸化ジルコニウとムの質量比=85:15)200質量部に対し、樹脂成分としてトリメチロールプロパンアクリレート(EO3モル付加)50質量部、重合開始剤(イルガキュア(登録商標)1800(チバスペシャリティケミカル社製))7質量部、溶剤としてイソプロピルアルコールを50質量部、さらにシリコーンオイル(KF96−50CS 信越シリコーン)を0.01質量部添加し、室温で1時間撹拌した後、孔径1μmのポリプロピレンフィルターでろ過することにより、高屈折率層用塗料を調製した。
5.低屈折率層用塗料の調製
シリカ微粒子のメタノール分散液(平均粒子径15nm、固形分濃度50質量%)100質量部に対し、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−503 信越シリコーン)3質量部、触媒として1N塩酸1質量部を添加し、室温で12時間撹拌した後、50時間室温で放置することにより、シランカップリング処理したシリカ微粒子分散液を調製した。
シリカ微粒子のメタノール分散液(平均粒子径15nm、固形分濃度50質量%)100質量部に対し、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−503 信越シリコーン)3質量部、触媒として1N塩酸1質量部を添加し、室温で12時間撹拌した後、50時間室温で放置することにより、シランカップリング処理したシリカ微粒子分散液を調製した。
このシリカ微粒子分散液5質量部に対し、樹脂成分としてペンタエリスリトールトリアクリレート25質量部、溶剤としてメチルイソブチルケトン94質量部及びイソブチルアルコール5質量部、重合開始剤(イルガキュア(登録商標)907(チバスペシャリティケミカル社製))2質量部、さらにシリコーンオイル(KF96−50CS 信越シリコーン)を0.001質量部添加し、室温で1時間撹拌した後、孔径1μmのポリプロピレンフィルターでろ過することにより、低屈折率層用塗料を調製した。
6.ディスプレイ用フィルタの作製
フィルタの作製には、UV照射装置付きマイクログラビアコーター(株式会社康井精機製)を使用した。また、マイクログラビアコーターにおいてUV照射位置を、透明基材が水平状態となっている時に垂直方向から紫外線が照射できるように変更した。
フィルタの作製には、UV照射装置付きマイクログラビアコーター(株式会社康井精機製)を使用した。また、マイクログラビアコーターにおいてUV照射位置を、透明基材が水平状態となっている時に垂直方向から紫外線が照射できるように変更した。
上記で作製した透明基材の電磁波シールド層上に、ハードコート層用塗料を塗布し、乾燥炉を経、これにより得られた塗工層上に、透明基材が水平状態にある時に垂直方向から積算光量600mJ/cm2の紫外線を照射して、ハードコート層を作製した。この時、グラビアロールの回転速度は50rpm、ライン速度は4m/minとした。乾燥炉は2個あり、巻き出し側に配置した乾燥炉は温度80℃、巻き取り側に配置した乾燥炉は温度100℃に設定した。また、紫外線照射は、酸素濃度が500ppm以下の雰囲気下で行われるように、窒素パージを行った。
次に、ハードコート層上に高屈折率用塗料を塗布し、50℃で10秒間乾燥させた後、積算光量600mJ/cm2の紫外線を照射して高屈折率層を形成した。ハードコート層及び高屈折率層を形成した状態での光学反射スペクトル測定を350〜800nmの範囲で行い、反射率の最小値が400〜450nmの範囲内にあるように膜厚を調整した。
さらに、高屈折率層上に低屈折率層用塗料を塗布し、50℃で10秒間乾燥させた後、積算光量600mJ/cm2の紫外線を照射して、低屈折率層を形成した。ハードコート層、高屈折率層、及び低屈折率層を形成した状態での光学スペクトル測定を350〜800nmの範囲で行い。反射率の最小値が550〜600nmの範囲内にあるように厚さを調整した。
また、高屈折率層及び低屈折率層の形成には、グラビアロールの回転速度は20〜80rpm、ライン速度は4m/minとした。乾燥炉は2個あり、巻き出し側に配置した乾燥炉は温度50℃に設定し、巻き取り側に配置した乾燥炉は温度50℃に設定した。また、紫外線照射は、酸素濃度が200ppm以下の雰囲気下で行われるように、窒素パージを行った。
(実施例2)
実施例1のハードコート層用塗料において、紫外線硬化性化合物のうちポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光7550B 日本合成化学株式会社製)85質量部に変更し、ハードコート層の厚さを14μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
実施例1のハードコート層用塗料において、紫外線硬化性化合物のうちポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光7550B 日本合成化学株式会社製)85質量部に変更し、ハードコート層の厚さを14μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
(実施例3)
実施例1のハードコート層用塗料において、紫外線硬化性化合物のうちポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(アロニックス(登録商標)M−1200 東亜合成株式会社製)85質量部とし、ハードコート層の厚さを9μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
実施例1のハードコート層用塗料において、紫外線硬化性化合物のうちポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(アロニックス(登録商標)M−1200 東亜合成株式会社製)85質量部とし、ハードコート層の厚さを9μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
(実施例4)
実施例1のハードコート層用塗料において、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(アロニックス(登録商標)M−1960 東亜合成株式会社製)85質量部及びプロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(NKエステルA−BPE−3、新中村化学工業株式会社製)15質量部を含む紫外線硬化性化合物100質量部を使用し、ハードコート層の厚さを15μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
実施例1のハードコート層用塗料において、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(アロニックス(登録商標)M−1960 東亜合成株式会社製)85質量部及びプロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(NKエステルA−BPE−3、新中村化学工業株式会社製)15質量部を含む紫外線硬化性化合物100質量部を使用し、ハードコート層の厚さを15μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
(比較例1)
実施例1のハードコート層用塗料において、樹脂成分として、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7640B 日本合成化学株式会社製)85質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
実施例1のハードコート層用塗料において、樹脂成分として、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7640B 日本合成化学株式会社製)85質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
(比較例2)
実施例1のハードコート層用塗料において、樹脂成分として、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、
ε−カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート(アロニックス(登録商標)M−325 東亜合成株式会社製)85質量部とし、ハードコート層の厚さを15μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
実施例1のハードコート層用塗料において、樹脂成分として、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、
ε−カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート(アロニックス(登録商標)M−325 東亜合成株式会社製)85質量部とし、ハードコート層の厚さを15μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
(比較例3)
実施例1のハードコート層用塗料において、樹脂成分として、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート(アロニックス(登録商標)M−315 東亜合成株式会社製)85質量部とし、ハードコート層の厚さを20μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
実施例1のハードコート層用塗料において、樹脂成分として、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)85質量部を、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート(アロニックス(登録商標)M−315 東亜合成株式会社製)85質量部とし、ハードコート層の厚さを20μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
(比較例4)
実施例1のハードコート層用塗料において、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)95質量部、及びエチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(NKエステルA−BPE−4、新中村化学工業株式会社製)5質量部を含む紫外線硬化性化合物100質量部を使用し、ハードコート層の厚さを12μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
実施例1のハードコート層用塗料において、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)95質量部、及びエチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(NKエステルA−BPE−4、新中村化学工業株式会社製)5質量部を含む紫外線硬化性化合物100質量部を使用し、ハードコート層の厚さを12μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
(比較例5)
実施例1のハードコート層用塗料において、紫外線硬化性化合物として、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)のみを使用し、ハードコート層の厚さを15μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
実施例1のハードコート層用塗料において、紫外線硬化性化合物として、ポリウレタンアクリレートオリゴマー(紫光UV−7000B 日本合成化学株式会社製)のみを使用し、ハードコート層の厚さを15μmとした以外は、実施例1と同様の方法でディスプレイ用フィルタを作製した。
(評価)
1.ハードコート層用塗料の塗工層の粘度
上記の手順において、ハードコート層用塗料を塗布することにより得られた塗工層を、乾燥させた後、紫外線照射前に、25℃の塗工層の一部をヘラで採取し、振動式粘度計(VM−100A CBCマテリアルズ株式会社製)を使用して測定した。結果を表1に示す。
1.ハードコート層用塗料の塗工層の粘度
上記の手順において、ハードコート層用塗料を塗布することにより得られた塗工層を、乾燥させた後、紫外線照射前に、25℃の塗工層の一部をヘラで採取し、振動式粘度計(VM−100A CBCマテリアルズ株式会社製)を使用して測定した。結果を表1に示す。
2.ハードコート層の厚さ
ハードコート層の厚さは、薄膜測定計F20(フィルメトリクス株式会社製)を用いて測定した。結果を表1に示す。
ハードコート層の厚さは、薄膜測定計F20(フィルメトリクス株式会社製)を用いて測定した。結果を表1に示す。
3.低屈折率層の表面粗さRa
ディスプレイ用フィルタにおける低屈折率層の表面粗さRaを、表面粗さ計(サーフコム480A 株式会社東京精密製)を用いて、JIS B 0601(1994)により規定された測定条件、測定長さ4mm、カットオフ値0.8mmで測定した。結果を表1に示す。
ディスプレイ用フィルタにおける低屈折率層の表面粗さRaを、表面粗さ計(サーフコム480A 株式会社東京精密製)を用いて、JIS B 0601(1994)により規定された測定条件、測定長さ4mm、カットオフ値0.8mmで測定した。結果を表1に示す。
4.反射率(最低反射率、視感反射率)
ディスプレイ用フィルタの裏面(電磁波シールド層形成面の裏面)に黒ビニールテープをハンドローラーを用いて貼り、分光光度計(U−4000 株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、5°正反射率を測定することにより、低反射膜付き透明基材の反射率(最低反射率、視感反射率)を測定した。400nm〜700nmの波長内の最も低い反射率を最低反射率とし、波長400〜700nmの範囲における平均反射率を視感反射率とする。結果を表1に示す。
ディスプレイ用フィルタの裏面(電磁波シールド層形成面の裏面)に黒ビニールテープをハンドローラーを用いて貼り、分光光度計(U−4000 株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、5°正反射率を測定することにより、低反射膜付き透明基材の反射率(最低反射率、視感反射率)を測定した。400nm〜700nmの波長内の最も低い反射率を最低反射率とし、波長400〜700nmの範囲における平均反射率を視感反射率とする。結果を表1に示す。
5.ハードコート層の鉛筆硬度
JIS−K−5400に基づいて、ハードコート層の鉛筆硬度を測定した。
JIS−K−5400に基づいて、ハードコート層の鉛筆硬度を測定した。
本発明の方法は、ディスプレイに表示された画像の視認性に優れることから、プラズマディスプレイ(PDP)、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイなどのディスプレイ全面に設置されるディスプレイ用フィルタの製造方法として有用である。
110 透明基材、
120 メッシュ状の電磁波シールド層、
130 ハードコート層、
140 高屈折率層、
150 低屈折率層、
160 近赤外線吸収層、
170 透明粘着剤層。
120 メッシュ状の電磁波シールド層、
130 ハードコート層、
140 高屈折率層、
150 低屈折率層、
160 近赤外線吸収層、
170 透明粘着剤層。
Claims (10)
- メッシュ状の電磁波シールド層を有する透明基材上に、紫外線硬化性化合物及び光重合開始剤を含む第1の機能性層形成用塗工液を塗工し、これにより得られた塗工層に紫外線を照射して硬化させることにより、第1の機能性層を形成する工程を有し、
前記紫外線硬化性化合物がビスフェノールA骨格を有する化合物を含み、且つ前記ビスフェノールA骨格を有する化合物の含有量が、前記紫外線硬化性化合物100質量部に対して10質量部以上であり、
前記紫外線の照射は、25℃において5,000cP以上の粘度を有する前記塗工層に行うことすることを特徴とするディスプレイ用フィルタの製造方法。 - 前記第1の機能性層が、ハードコート層であることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ用フィルタの製造方法。
- 前記ビスフェノールA骨格を有する化合物が、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1又は2に記載のディスプレイ用フィルタの製造方法。
- 前記紫外線硬化性化合物が、ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーをさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のディスプレイ用フィルタの製造方法。
- 前記ポリウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの含有量が、前記紫外線硬化性化合物100質量部に対して90質量部以下であることを特徴とする請求項4に記載のディスプレイ用フィルタの製造方法。
- 前記塗工液が、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、及びメチルハイドロジェンシリコーンオイルよりなる群から選択される少なくとも1種のシリコーンオイルを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のディスプレイ用フィルタの製造方法。
- 前記紫外線の照射を、前記塗工層を70〜130℃で5秒〜10分間、加熱することにより乾燥させた後に行う請求項1〜6のいずれか1項に記載のディスプレイ用フィルタの製造方法。
- 前記紫外線の照射を、酸素濃度1000ppm以下の雰囲気下で行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のディスプレイ用フィルタ。
- 前記ハードコート層上に、前記ハードコート層よりも屈折率の低い低屈折率層を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項2〜8のいずれか1項に記載のディスプレイ用フィルタの製造方法。
- 前記ハードコート層上に、前記ハードコート層よりも屈折率の高い高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とを形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項2〜8のいずれか1項に記載のディスプレイ用フィルタの製造方法。
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2008
- 2008-06-20 JP JP2008162260A patent/JP2010002750A/ja active Pending
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