JP4747438B2

JP4747438B2 - 導電性反射防止フィルム

Info

Publication number: JP4747438B2
Application number: JP2001144340A
Authority: JP
Inventors: 和利清川; 浩一大畑; 潤一新井; 哲哉高橋; 晴夫宇山
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: JP2002341107A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ等の表示画面表面にる反射防止フィルムに係わり、特に導電性と防汚性を有する反射防止フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くのディスプレイは、室内外を問わず外光などが入射するような環境下で使用される。この外光などの入射光は、ディスプレイ表面等において正反射され、反射像が表示光と混合し、表示品質を低下させ、表示画像を見にくくしている。
特に、最近のオフィスのＯＡ化に伴い、コンピューターを使用する頻度が増し、ディスプレイと相対していることが長時間化した。これにより、反射像等による表示品質の低下は、目の疲労など健康障害等を引き起こす要因とも考えられている。
さらに、近年、アウトドアライフの普及に伴い、各種ディスプレイを室外で使用する機会が益々増える傾向にあり、表示品質をより向上して、表示画像を明確に認識できるようなディスプレイが要求されてきている。
【０００３】
さらに、ＣＲＴ画面などでは帯電による埃防止や電磁波遮蔽などの目的から、導電性を有する反射防止フィルムが必要とされている。
これらの要求を満たすために、例えば、透明基材の表面に、ドライコーティング法により金属酸化物などからなる光吸収性導電層と低屈折率層を積層した、可視光の広範囲にわたり反射防止効果を有する反射防止フィルムが知られている。しかしながら、最表面に汚れ防止等の目的とした防汚層が必要になることが多く、反射防止フィルムの積層層数が多くなってしまうといった問題点がある。このようことから、反射防止フィルムの低コスト化の要求が強く望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、構成と製法の両面から低コスト化を実現できる防汚性、機械的強度に優れた導電性反射防止フィルムを提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、透明プラスチックフィルム基材上に、アクリル系ハードコート層と、窒化シリコン層と、窒化チタン層と、Ｓｉ（ＯＣ _２Ｈ _５） _４を９５ｍｏｌ％、ＣＦ _３（ＣＦ _２） _７（ＣＨ _２） _２Ｓｉ（ＯＣＨ _３） _３を５ｍｏｌ％で混合し、１．０Ｎ−ＨＣｌを触媒に用いた低屈折率材料により形成された低屈折率層とをこの順に備えることを特徴とする反射防止フィルムである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の反射防止フィルムの一例を示した断面図である。
図１に示すように、本発明の反射防止フィルム１は、透明プラスチックフィルム基材２、ハードコート層３、密着層４、光学機能層として反射防止層５から構成されている。さらに、反射防止層５は、光吸収性導電層５ａと防汚性を有する樹脂または化合物を添加した低屈折率層５ｂとからなる。
【００１１】
本発明における透明プラスチックフィルム基材２としては、種々の有機高分子からなる基材をあげることができる。通常、光学部材として使用される基材は、透明性、屈折率、分散などの光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸物性の点から、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル系（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）、ポリアミド系（ナイロン−６、ナイロン−６６等）、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール、アクリル、セルロース系（トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等）等、あるいはこれらの有機高分子の共重合体などが挙げられる。
【００１２】
これらの透明プラスチックフィルム基材２を構成する有機高分子に、公知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等を含有させたものも使用することができる。
【００１３】
また、この透明プラスチックフィルム基材２としては、単層、あるいは複数の有機高分子を積層したものでも良い。また、その厚みは、特に限定されるものではないが、７０〜２００μｍが好ましい。
【００１４】
本発明におけるハードコート層３は、透明プラスチックフィルム基材２の表面の硬度を向上させ、鉛筆等の荷重のかかる引っ掻きによる傷を防止し、また、透明プラスチックフィルム基材の屈曲による反射防止層のクラック発生を抑制することができ、反射防止フィルムの機械的強度が改善できる。ハードコート層３は１分子中に２個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を含有する多官能性モノマーを主成分とする重合物からなる。
【００１５】
上記の多官能性モノマーとしては、１，４−ブタンジオールジ（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、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、３−メチルペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールビスβ−（メタ）アクリロイルオキシプロピネート、トリメチロールエタントリ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリ（２−ヒドロキシエチル）イソシアネートジ（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、２，３−ビス（メタ）アクリロイルオキシエチルオキシメチル［２．２．１］ヘプタン、ポリ１，２−ブタジエンジ（メタ）アクリレート、１，２−ビス（メタ）アクリロイルオキシメチルヘキサン、ノナエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラデカンエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１０−デカンジオール（メタ）アクリレート、３，８−ビス（メタ）アクリロイルオキシメチルトリシクロ［５．２．１０］デカン、水素添加ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシジエトキシフェニル）プロパン、１，４−ビス（（メタ）アクリロイルオキシメチル）シクロヘキサン、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、エボキシ変成ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００１６】
上記の多官能モノマーは、一種類のみを使用しても良いし、二種類以上を併用しても良い。また、必要で有れば単官能モノマーと併用して共重合させることもできる。ハードコート層３は透明プラスチックフィルム基材１と屈折率が同等もしくは近似していることがより好ましい。膜厚は３μｍ以上あれば十分な強度となるが、透明性、塗工精度、取り扱いから５〜１５μｍの範囲が好ましい。
【００１７】
前記ハードコート層３に平均粒子径０．０１〜３μｍの無機あるいは有機物微粒子を混合分散させることもできる。また、表面形状を凹凸させることで一般的にアンチグレアと呼ばれる光拡散性処理を施すことができる。これらの微粒子は透明であれば特に限定されるものではないが、低屈折率材料が好ましく、酸化珪素、フッ化マグネシウムが安定性、耐熱性等で好ましい。これらのハードコート層３は、透明プラスチックフィルム基材２に対して平滑に、且つ、均一に塗布されるものであれば、塗布方法はいかなる方法でも構わない。さらに、塗布後、エンボス加工を施すこともできる。
【００１８】
本発明における密着層４は、密着強度に代表される機械強度のさらなる向上を目的として設けられるものである。密着層を形成する材料は、強度を向上させるものであればいかなるものであっても良いが、例えば、シリコン、シリコン酸化物、またはシリコン窒化物が効果の面から適している。これらの成膜方法としては、ＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等）、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の公知の方法が利用できるが、中でもスパッタリング法が効果の面から適している。
【００１９】
本発明における反射防止層５は光吸収性導電層５ａと低屈折率層５ｂとを、順次、所定の膜厚で積層させることにより機能を発現するものである。本発明において光吸収性導電層５ａとは、可視光領域において光の吸収能があるもので、光線吸収率が１０％〜６０％の範囲のものである。１０％以下の光線吸収率では、良好な反射防止が得られない場合が多く、６０％以上の光線吸収率のでは、画面が暗くなりすぎるといった問題が生じる。また、低屈折率層５ｂとは、屈折率が１．７０以下のものである。屈折率が１．７０より高いと良好な反射防止効果が得られない。
【００２０】
光吸収性導電層５ａを形成する材料としては、金属または金属化合物、および金属窒化物があげられる。なかでも、金属窒化物は反射防止性能に優れる。材料としては、例えば、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウムなどがあげられる。このなかで、性能やコストなどの面から窒化チタンが適している。この光吸収性導電層５ａは、ＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等）、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の公知の方法により形成される。
【００２１】
金属または金属化合物、および金属窒化物は、特に薄膜の場合、一般に広く知られていることであるが、成膜中の残留ガス成分や、大気により意図しない不可避の酸化が生じやすい。この理由から、本発明にける金属または金属化合物、および金属窒化物は、常識的な範囲で若干の酸化が生じているものも、当然含めるものとする。例えば、窒化チタンの場合には、実質的にＴｉＮｘＯｙなる組成になっている場合も多い。
【００２２】
また、防汚層５ｂを形成する材料としては、低屈折率材料で有ればいかなるものでも良い。例えば、有機珪素化合物、もしくはこの有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物に、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物、もしくはこのフッ素含有有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物を添加してなる樹脂もしくは化合物が用いられる。
【００２３】
上記有機珪素化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、ビニル基含有珪素化合物〔ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等〕、アミノ基含有珪素化合物〔Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン等〕、エポキシ基含有珪素化合物〔３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等〕、クロル基含有珪素化合物〔３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン等〕、メタクリロキシ基含有珪素化合物〔３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等〕、アクリロキシ基含有珪素化合物〔３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等〕、イソシアナート基含有珪素化合物〔３−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン等〕等が例示でき、それらを単独に、あるいは２種類以上併せて用いてもよい。
【００２４】
また、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物としては、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₆（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₈（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＦ₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃ＣＦ₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₂（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₃（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₄（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₆（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₈（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₉（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃等が例示でき、それらを単独に、あるいは２種類以上併せて用いてもよい。
【００２５】
上記の有機珪素化合物を用いた重合体と、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物を用いた重合体を用いて共重合体を作製する方法は限定されないが、加水分解によって共重合体を作製する場合の触媒としては、塩酸、蓚酸、硝酸、酢酸、フッ酸、ギ酸、リン酸、蓚酸、アンモニア、アルミニウムアセトナート、ジブチルスズラウレート、オクチル酸スズ化合物、メタンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、トリフロロ酢酸等が例示でき、それらを単独に、或いは２種類以上併せて用いてもよい。
【００２６】
上記の有機珪素化合物、もしくはこの有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物に、防汚性を有するフッ素含有有機珪素化合物、もしくはこのフッ素含有有機珪素化合物の重合体のいずれかからなる組成物を添加する。
【００２７】
上記の低屈折率材料は、通常、揮発性溶媒に希釈して塗布される。希釈溶媒として用いられるものは、特に限定されないが、その組成物の安定性、下地に対する濡れ性、揮発性などを考慮して、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、２−メトキシエタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等のグリコールエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。また、溶媒は１種類のみならず２種類以上の混合物として用いることも可能である。
【００２８】
上記の溶媒に希釈された低屈折率材料は、ウェットコーティング法（ディップコーティング法、スピンコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等）により塗工される。
塗工後、加熱乾燥により塗膜中の溶媒を揮発させ、その後、加熱、加湿、紫外線照射、電子線照射等を行い塗膜を硬化させ低屈折率層を形成できる。
【００２９】
また、この低屈折率層の厚さ（ｄ）は、低屈折率層の屈折率をｎとすると、ｎｄ＝λ／４であることが好ましい。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
透明プラスチックフィルム基材２のＰＥＴフィルム（１８８μｍ厚、屈折率ｎ＝１．６５）上に、ハードコート層３として膜厚１２μｍのアクリル系ハードコートをマイクログラビア法により形成した。
【００３１】
次に、密着層４として窒化シリコン層を形成した。成膜方法は、シリコンターゲットを用い、酸素ガスを反応ガスに使用したマグネトロンスパッタリングとした。また、目標膜厚１ｎｍで形成した。
【００３２】
次に、光吸収性導電層５ａとして窒化チタン層を形成した。成膜方法は、チタンターゲットを用い、窒素ガスを反応ガスとしたマグネトロンスパッタリングとした。また、目標膜厚１０ｎｍで形成した。
【００３３】
次に、Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）４を９５ｍｏｌ％、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇（ＣＨ₂）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃を５ｍｏｌ％で混合し、１．０Ｎ−ＨＣｌを触媒に用いた低屈折率材料を作製し、マイクログラビア法を用いてコーティング溶液を膜厚１００ｎｍで塗布し、１２０℃で１分間乾燥を行うことにより、低屈折率層を形成した。
【００３４】
上記で得られた反射防止フィルムを評価した結果は以下のとおりである。反射防止フィルムの平均反射率は、波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲で０．２８％、透過率は５５０ｎｍで６９．２％であった。また、スチールウール（日本スチールウール株式会社製、ボンスターＮｏ．００００）で反射防止フィルムの表面を２００ｇ／ｃｍ²の荷重で２０回擦過することにより耐擦傷性試験を行った。その結果、傷は認められず良好な耐擦傷性を有するものであった。また、表面に指紋を付着させたところ、ティッシュペーパーで容易に拭き取れた。さらに、Ａ４サイズの対角で反射防止フィルムの表面内部抵抗を測定したところ、１．７ｋΩであった。また、耐湿度、ヒートサイクル、また紫外線照射などの信頼性テスト後であっても、反射防止フィルムとしての性能を維持できた。
以上のように、優れた反射防止性能を持ち、実用上充分な機械強度を有する導電性反射防止フィルムが得られることがわかった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明により、基材／ハードコート層／密着層／導電層／低屈折率層の構成とし、最外層の低屈折率層に防汚性機能を付与し、ウェットコーティング法によりに形成することことで、防汚性、機械的強度に優れた導電性反射防止フィルムの低価格化を可能としたものである。
本発明の導電性反射防止フィルムは、ディスプレイ等の反射防止フィルムとして好適に使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射防止フィルムの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・反射防止フィルム
２・・・透明プラスチックフィルム基材
３・・・ハードコート層
４・・・密着層
５・・・反射防止層
５ａ・・・導電層
５ｂ・・・低屈折率層

Claims

透明プラスチックフィルム基材上に、アクリル系ハードコート層と、窒化シリコン層と、窒化チタン層と、Ｓｉ（ＯＣ _２Ｈ _５） _４を９５ｍｏｌ％、ＣＦ _３（ＣＦ _２） _７（ＣＨ _２） _２Ｓｉ（ＯＣＨ _３） _３を５ｍｏｌ％で混合し、１．０Ｎ−ＨＣｌを触媒に用いた低屈折率材料により形成された低屈折率層とをこの順に備えることを特徴とする反射防止フィルム。