JP4259957B2 - 帯電防止性低反射フィルム - Google Patents
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Description
本発明は、防塵性、耐擦傷性、反射防止性、透明性に優れたフィルムに関し、さらに詳しくは、ワープロ、コンピュータ、テレビ等の各種ディスプレイ、特に液晶テレビの表面の塵埃による汚れ防止や耐擦傷性に優れると共に、外光による表面の反射の防止や透明性に優れた帯電防止性低反射フィルムに関するものである。
ワープロ、コンピュータ、テレビ等の電子機器のディスプレイ、その他種々の商業用ディスプレイ等には、ガラスやプラスチック等の透明基板が使用されている。プラスチック基板は、ガラス基板に比べて軽量であると共に破損し難いものであるが、静電気による塵埃付着や、硬度が低いために耐擦傷性が劣り、擦り傷や引っ掻き傷等による透明性が損なわれるという問題があり、また、透明基材共通の問題として、透明基板を通して物体や文字、図形等の視覚情報を観察する場合に透明基板の表面が外光により反射し、内部の視覚情報が見え難いという問題があった。
上記問題の一つであるプラスチック基板における静電気による塵埃付着や擦過傷による透明性の低下を防止する方法としては、プラスチック基板の表面に帯電防止塗料を塗布したり、ハードコート層を塗布する技術があった。しかしながら、異物付着を防ぐ程度に帯電防止剤等の導電性材料を分散させたハードコート層は透明性に欠けるばかりでなく、ハードコート層の硬化が阻害され、耐擦傷性を満たす十分な硬度を得ることができないものであった。また、金属酸化物等の蒸着で透明性が高い導電性薄膜をプラスチック基板上に形成することはできるが、蒸着工程は生産性が劣りコストが高く、耐擦傷性も十分ではないという問題があった。また、上記問題のもう一つである透明基板表面の反射を防止する方法としては、ハードコート層上に低屈折率層を設ける技術があり、表面の反射防止には効果があるが、帯電防止効果は期待できないものであった。
そこで本出願人は、先に、透明基材フィルム上に、透明導電性層、ハードコート層及び低屈折率層を順に積層すると共に前記低屈折率層の屈折率を前記ハードコート層の屈折率よりも低く構成した低反射帯電防止性ハードコートフィルムを提案した（特許文献１参照）。この特許文献１記載の発明の低反射帯電防止性ハードコートフィルムは、塵埃による汚れ防止や耐擦傷性に優れ、外光による反射が防止されると共に、このフィルムを通してみる画像の認識に支障がない程度の透明性を有するものとすることができたが、液晶テレビ用としては、特に外光による反射の防止おいて改善の余地が残っており、この改善を図ることとした。
特開平１１−３２６６０２号公報
そこで本発明は、外光による反射が防止されると共に、防塵性においても優れる帯電防止性低反射フィルムを提供することである。
本発明者は、以下に記す構成の帯電防止性低反射フィルムとすることにより、上記課題を達成することができることを見出して本発明を完成させたものである。
すなわち、請求項１記載の本発明の帯電防止性低反射フィルムは、透明基材フィルム上に、透明導電性層、ハードコート層、および、前記ハードコート層よりも低い屈折率を有する低屈折率層を順に積層してなり、前記ハードコート層は透光性樹脂中に酸化ジルコニウム微粒子とシリカ微粒子とを分散させた導電性と光拡散性を備えた透明樹脂層であり、前記ハードコート層は、透光性樹脂１００質量部に対して酸化ジルコニウム微粒子を５０〜２５０質量部、シリカ微粒子を７〜３０質量部の割合でそれぞれ分散した層であり、前記酸化ジルコニウム微粒子の平均粒径が１〜５０ｎｍであることを特徴とするものである。
また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の帯電防止性低反射フィルムにおいて、前記シリカ微粒子は平均粒径が１．０μｍの微粒子と１．５μｍの微粒子との混合物であることを特徴とするものである。
また、請求項３記載の本発明は、請求項１記載の帯電防止性低反射フィルムにおいて、１×１０１２Ω／□を超えない表面抵抗率を有することを特徴とするものである。
また、請求項４記載の本発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の帯電防止性低反射フィルムにおいて、５°正反射による鏡面反射率が１．３％未満であり、全光線反射率が２．０〜２．８％であることを特徴とするものである。
上記請求項１〜４のいずれかに記載の構成とすることにより、外光による反射が防止されると共に、透明性、耐擦傷性、防塵性に優れた帯電防止性低反射フィルムとすることができる。
本発明の帯電防止性低反射フィルムは、外光による反射が防止されて視覚情報を鮮明に見ることができ、また、１×１０12Ω／□を超えない表面抵抗率を示すために防塵性においても優れた効果を奏するものである。
上記の本発明について、図面等を用いて以下に詳しく説明する。
図１は本発明にかかる帯電防止性低反射フィルムの一実施例を図解的に示す層構成図であり、図１に示す帯電防止性低反射フィルム１は、透明基材フィルム２上に、透明導電性層３、ハードコート層４、および、前記ハードコート層４よりも低い屈折率を有する低屈折率層５を順に積層した実施例である。また、前記ハードコート層４は光拡散性、導電性等を備えさせるために、前記ハードコート層４中に微粒子が分散されており、この微粒子により前記ハードコート層４の前記低屈折率層５と当接する面は微細凹凸６面となっている。また、前記ハードコート層４上に形成する前記低屈折率層５は前記ハードコート層４に比べて極めて薄膜なために、前記ハードコート層４の微細凹凸６に正確にほぼ沿って形成されている。
図１は本発明にかかる帯電防止性低反射フィルムの一実施例を図解的に示す層構成図であり、図１に示す帯電防止性低反射フィルム１は、透明基材フィルム２上に、透明導電性層３、ハードコート層４、および、前記ハードコート層４よりも低い屈折率を有する低屈折率層５を順に積層した実施例である。また、前記ハードコート層４は光拡散性、導電性等を備えさせるために、前記ハードコート層４中に微粒子が分散されており、この微粒子により前記ハードコート層４の前記低屈折率層５と当接する面は微細凹凸６面となっている。また、前記ハードコート層４上に形成する前記低屈折率層５は前記ハードコート層４に比べて極めて薄膜なために、前記ハードコート層４の微細凹凸６に正確にほぼ沿って形成されている。
本発明において、前記透明基材フィルム２としては、透明性を有するプラスチックフィルムであれば、特に限定はなく、たとえば、セルロースジまたはトリアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、環状ポリオレフィン、あるいは、ポリエチレンテレフタレート，ポリカーボネートなどのポリエステル等の熱可塑性樹脂のフィルムであり、未延伸、あるいは、一軸ないし二軸方向に延伸したフィルムのいずれも使用することができるが、これらの中では、一軸ないし二軸方向に延伸したポリエステルフィルムないし環状ポリオレフィンフィルムが透明性および耐熱性に優れ、セルローストリアセテートフィルムは透明性および光学的に異方性がない点で好適に用いることができる。前記透明基材フィルム２の厚さとしては、８〜１０００μｍ程度が適当である。
次に、前記透明導電性層３としては、透明膜を形成する金属や金属酸化物等を蒸着やスパッタリングして導電性薄膜を形成する方法、あるいは、導電性微粒子と反応性硬化型樹脂を含む導電性塗布液を塗布して導電性塗膜を形成する方法等の周知の方法で形成することができる。前記透明導電性層３を蒸着膜で形成する場合、前記透明導電性層３を構成する金属ないし金属酸化物としては、たとえば、金、ニッケル、アンチモンドープのインジウム・錫酸化物（以下、ＡＴＯと呼称する）、インジウム・錫酸化物（以下、ＩＴＯと呼称する）、酸化亜鉛・酸化アルミニウム等を用い、蒸着膜の厚さとしては、４０〜１００ｎｍ程度とすることが好ましい。
また、前記透明導電性層３を塗膜で形成する場合、前記透明導電性層３の形成に使用する導電性微粒子としては、たとえば、ＡＴＯやＩＴＯ等を挙げることができる。また、前記導電性微粒子を分散する前記反応性硬化型樹脂としては、透光性樹脂であって、前記透明基材フィルム２との接着性が良好であり、かつ、耐光性、耐湿性があり、また、前記透明導電性層３上に形成する前記ハードコート層４との接着性が良好なものであれば特に制限されないが、紫外線や電子線を照射することにより架橋重合反応を起こして３次元の高分子構造に変化する樹脂、すなわち、分子中に重合性不飽和結合、または、エポキシ基をもつ反応性のプレポリマー、オリゴマー、および／または、単量体を適宜混合したものである電離放射線硬化型樹脂、あるいは、塗布適性等を考慮して前記電離放射線硬化型樹脂に必要に応じてウレタン系、ポリエステル系、アクリル系、ブチラール系、ビニル系等の熱可塑性樹脂を混合したものを挙げることができる。前記透明導電性層３を塗膜形成する方法としては、導電性微粒子を分散して液状となした上記樹脂の液状組成物などを用いてロールコート法、バーコート法、グラビアコート法等の周知の塗布方法で塗布・乾燥・硬化させることにより形成することができる。なお、硬化に用いる紫外線源としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク灯、ブラックライト蛍光灯、メタルハライドランプ灯の光源が使用できる。紫外線の波長としては、１９０〜３８０ｎｍの波長域を使用することができるし、また、電子線源としては、コッククロフトワルト型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器を用いることができる。なお、前記透明基材フィルム２の前記透明導電性層３を形成する面には、必要に応じて、コロナ放電処理やプライマー処理等の適宜の易接着処理を施してもよいものである。
前記電離放射線硬化型樹脂としては、具体的にはアクリレート系の官能基を有するものが適当であり、塗膜の硬度や耐熱性、耐溶剤性、耐擦傷性を考慮すると、高い架橋密度の構造とすることが好ましく、２官能以上のアクリレートモノマー、たとえば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。なお上記においては、アクリレート、および／または、メタアクリレートは（メタ）アクリレートと記載した。
上記の電離放射線硬化型樹脂は電子線を照射すれば十分に硬化するが、紫外線を照射して硬化させる場合には、光重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、ミヒラーケトン、ジフェニルサルファイド、ジベンジルジサルファイド、ジエチルオキサイト、トリフェニルビイミダゾール、イソプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゾエートなどや、光増感剤として、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−ｎ−ブチルホソフィンなどを単独ないし混合物として用いることができる。光重合開始剤や光増感剤の添加量は一般に、電離放射線硬化型樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部程度である。
また、前記透明導電性層３を塗膜形成する場合の膜厚としては、前記透明導電性層３の表面抵抗率が１×１０12Ω／□以下であることが好ましい。前記透明導電性層３の厚さは、通常、０．３〜３．５μｍあり、好ましくは０．７〜２．８μｍである。厚さが０．３μｍ未満では、前記透明導電性層３の表面抵抗率を１×１０12Ω／□以下とすることが困難であり、３．５μｍ超では、前記透明導電性層３の透明性が失われる虞がある。
また、前記透明導電性層３の形成方法としては、上記した導電性薄膜や導電性塗膜以外に、たとえば、ポリピロールやポリアニリン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよいものである。
次に、前記ハードコート層４について説明する。前記ハードコート層４は、耐擦傷性を有する硬度と導電性および光拡散性を備えた層であり、前記透明導電性層３で説明した電離放射線硬化型樹脂と同じ樹脂および同じ塗布方法で形成することができる。また、前記ハードコート層４はその屈折率を後述する低屈折率層５よりも高い屈折率とすることにより外光による反射を一層防止することができるものであるが、前記ハードコート層４を、電離放射線硬化型樹脂に特定の屈折率、粒径をもつ微粒子を特定の割合で分散させた層とすることにより、後述する低屈折率層５よりも高い屈折率とすると共に透明性や光拡散性に優れ、導電性をも備えた層とするものである。一般に、電離放射線硬化型樹脂からなるハードコート層の屈折率は、１．４８〜１．５２であり、ガラス（屈折率：１．５０）と同程度の屈折率であるが、本発明におけるハードコート層の好ましい屈折率は１．６０〜１．７０であり、この屈折率を達成すると共に、透明性や光拡散性に優れ、導電性をも備えた層とするために前記ハードコート層４に分散する微粒子としては、平均粒径が１〜５０ｎｍの酸化ジルコニウム〔ＺｒＯ2（屈折率：２．０５）〕および平均粒径が１．０μｍと１．５μｍのシリカの混合物（質量比が１：１）である。混合割合としては、電離放射線硬化型樹脂１００質量部に対して、酸化ジルコニウムを５０〜２５０質量部、シリカの混合物を７〜３０質量部である。酸化ジルコニウムの混合割合が５０質量部未満では、ハードコート層の屈折率が低いために低反射性能を発現させることが困難であり、２５０質量部超では、ハードコート層の硬化皮膜の強度が弱くなり、かつ、酸化ジルコニウム含有量を上げてもハードコート層の屈折率が上がらず酸化ジルコニウムの凝集体により硬化皮膜自体に白化現象が見られる。また、シリカの混合物が７質量部未満では、防眩性が不足し、防眩フィルムとしての機能をなさず、３０質量部超では、表面が著しく白化するために、防眩フィルムとしての性能をなさない。
平均粒径が１．０μｍと１．５μｍのシリカを用いた理由としては、１．０μｍより小さい平均粒径のシリカの場合には、防眩性を発現できず、１．５μｍより大きい平均粒径のシリカの場合には、凹凸が大きくなり、低反射フィルムとしての表示体の視認性が大きく損なわれると共にギラツキ感が著しくなり実用的でない。また、平均粒径が１．０μｍあるいは１．５μｍのいずれか一方の粒子のみを用いた場合は上記問題は改善されるが、斜めから見た場合の写り込み性が悪化する。平均粒径が１．０μｍと１．５μｍのシリカを混合することにより、一様な凹凸の中にランダムな細かい凹凸を形成することができるために、斜めから見た場合の写り込み性を良化させることができ、防眩性と視認性との両特性を満足させることができ、この平均粒径が１．０μｍと１．５μｍのシリカの配合比率を調節することにより、様々な解像度からなる液晶表示体の防眩性と視認性との両方を満足させることができる帯電防止性低反射フィルムを提供することができる。また、前記ハードコート層４の厚さとしては、１〜１０μｍが適当であり、好ましくは、３〜７μｍである。
次に、前記低屈折率層５について説明する、前記低屈折率層５としては、前記ハードコート層４上に、膜厚０．０８〜０．２μｍ程度のＭｇＦ2やＳｉＯ2等のＳｉＯX（１≦Ｘ≦２）等の薄膜を真空蒸着法やスパッタリング、プラズマＣＶＤ法等の気相法により形成する周知の方法、あるいは、ＳｉＯ2ゾルを含むゾル液からＳｉＯ2ゲル膜を形成する方法等で形成することができる。また、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体やシリコン含有のフッ化ビニリデン共重合体等のフッ素系樹脂等の低屈折率樹脂の被膜を形成してもよいものである。前記低屈折率層５の屈折率は、前記ハードコート層４の屈折率よりも小さいことが外光による反射を防止する上で必要であり、１．４７以下であることが適当であり、好ましくは１．４０〜１．４５である。
次に、本発明について、以下に実施例を挙げてさらに詳しく説明する。
最初に、８０μｍ厚さのセルローストリアセテートフィルムの一方の面に表１に示す配合の透明導電性層形成組成物を乾燥後の膜厚が１．０μｍとなるようにミヤバーにて塗布・乾燥して後に電離放射線を照射（積算光量：１００ｍｊ）して透明導電性層を形成した中間フィルムを作製した。
最初に、８０μｍ厚さのセルローストリアセテートフィルムの一方の面に表１に示す配合の透明導電性層形成組成物を乾燥後の膜厚が１．０μｍとなるようにミヤバーにて塗布・乾燥して後に電離放射線を照射（積算光量：１００ｍｊ）して透明導電性層を形成した中間フィルムを作製した。
次に、前記中間フィルムの透明導電性層上に、表２のＡ〜Ｈに示す配合のハードコート層形成組成物を乾燥後の膜厚が３．０μｍとなるようにそれぞれミヤバーにて塗布・乾燥して後に電離放射線を照射（積算光量：１００ｍｊ）してハードコート層Ａ〜Ｈを形成し、さらに前記ハードコート層Ａ〜Ｈ上に、表３に示す配合の低屈折率層形成組成物を乾燥後の膜厚が９８ｎｍ（ナノメーター）となるようにそれぞれ塗布・乾燥して後に電離放射線を照射（積算光量：２００ｍｊ）して低屈折率層を形成したハードコート層形成組成物Ａ〜Ｈにそれぞれ対応する実施例１〜７、及び参考例８の帯電防止性低反射フィルムを作製した。
また、他方において、８０μｍ厚さのセルローストリアセテートフィルムの一方の面に、表２のＩに示す配合のハードコート層形成組成物を乾燥後の膜厚が３．０μｍとなるようにミヤバーにて塗布・乾燥して後に電離放射線を照射（積算光量：１００ｍｊ）してハードコート層Ｉを形成し、さらに前記ハードコート層Ｉ上に、表３に示す配合の低屈折率層形成組成物を乾燥後の膜厚が９８ｎｍ（ナノメーター）となるようにそれぞれ塗布・乾燥して後に電離放射線を照射（積算光量：２００ｍｊ）して低屈折率層を形成した参考例９の帯電防止性低反射フィルムを作製した。
上記で作製した実施例１〜７及び参考例８、９の帯電防止性低反射フィルムについて、防眩性、反射防止性、帯電防止性、ギラツキ防止性について評価し、その結果を表４に纏めて示した。
表４からも明らかなように、実施例４〜６は特に６０度偏った方向からの防眩性に劣り、実施例７はギラツキ防止性に劣り、参考例８は反射防止性（反射光の黒さに劣る）に劣り、参考例９は帯電防止性に劣る結果となったが、実施例１〜３は防眩性、反射防止性、帯電防止性、ギラツキ防止性のいずれの性能においても優れたものとすることができた。
１ 帯電防止性低反射フィルム
２ 透明基材フィルム
３ 透明導電性層
４ ハードコート層
５ 低屈折率層
６ 微細凹凸
２ 透明基材フィルム
３ 透明導電性層
４ ハードコート層
５ 低屈折率層
６ 微細凹凸
Claims (4)
- 透明基材フィルム上に、透明導電性層、ハードコート層、および、前記ハードコート層よりも低い屈折率を有する低屈折率層を順に積層してなり、前記ハードコート層は透光性樹脂中に酸化ジルコニウム微粒子とシリカ微粒子とを分散させた導電性と光拡散性を備えた透明樹脂層であり、
前記ハードコート層は、透光性樹脂１００質量部に対して酸化ジルコニウム微粒子を５０〜２５０質量部、シリカ微粒子を７〜３０質量部の割合でそれぞれ分散した層であり、
前記酸化ジルコニウム微粒子の平均粒径が１〜５０ｎｍである
ことを特徴とする帯電防止性低反射フィルム。 - 前記シリカ微粒子は平均粒径が１．０μｍの微粒子と１．５μｍの微粒子との混合物であることを特徴とする請求項１記載の帯電防止性低反射フィルム。
- １×１０１２Ω／□を超えない表面抵抗率を有することを特徴とする請求項１又は２記載の帯電防止性低反射フィルム。
- ５°正反射による鏡面反射率が１．３％未満であり、全光線反射率が２．０〜２．８％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の帯電防止性低反射フィルム。
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