JP3753482B2 - 透明積層体およびそれを用いたディスプレイ用フィルター - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明積層体及びそれを用いたディスプレイ用フィルターに関し、さらに詳しくはプラズマディスプレイから発生する、健康に害をなすといわれている電磁波を遮断する電磁波シールド性、周辺電子機器の誤操作をまねく近赤外線を遮断する近赤外線抑止性に優れる透明積層体、及び、それを用いた電磁波シールド性、近赤外線抑止性、高透明性、反射防止能または防眩性、アンチニュートンリング性、静電防止能を兼ね備えたディスプレイ用フィルターに関する。
【0002】
【従来の技術】
社会が高度に情報化されてくるにしたがって、光エレクトロニクス関連部品、機器は著しく進歩、普及している。そのなかでディスプレイはテレビジョン用、パーソナルコンピューター用等として著しく普及し、また、その薄型化、大型薄型化が進んでいる。近年、大型の薄型テレビ、薄型ディスプレイ用途等に、プラズマディスプレイが注目され、すでに市場に出始めている。しかし、プラズマディスプレイは、その構造原理上、強度の漏洩電磁界が発生するため、近年の漏洩電磁界の人体や他の機器に与える影響が取り沙汰されるようになった中で、VCCIといった安全基準をクリアする必要がある。
さらに、ディスプレイ表面には、静電気帯電によりホコリが付着しやすく、また、人体が接触したときに放電して電気ショックを受けることがあるため、静電防止処理を行う必要がある。
【0003】
また、プラズマディスプレイは、近赤外線光を発し、コードレスフォン等の周辺電子機器に作用して誤動作を引き起こす問題が生じている。特に問題になる波長としてリモコンや伝送系光通信に使用されている820nmと880nm、980nmが挙げられる。そのため、近赤外領域である800〜1000nmの波長領域の光をカットする必要がある。
【0004】
近赤外線抑止能に関しては、従来、近赤外線吸収色素を用いて近赤外線吸収フィルターを作製することが知られているが、種々の問題がある。例えば、シアニン類は光に対する安定性が悪く実用的でなく、また、アントラキノン類、ナフトキノン類は可視領域の吸収が大きく、フィルターの可視光線透過率が低くなるため問題となる。一方、フタロシアニン色素は耐光性も高く、700 〜800nm 領域での近赤外線光は良く吸収するが、誤動作が問題になる800nm 以上の波長をうまく吸収できないものもあり、また、ナフタロシアニン色素は比較的高価である。
【0005】
プラズマディスプレイは、強度の近赤外線を発するため、近赤外領域の吸収率の大きい近赤外吸収フィルターを使用する必要があり、問題とならない程度まで近赤外線の透過率を下げるためには、フィルターに含有させる色素の量を増やすことが必要な場合もあり、その場合にはそれに伴う可視光線透過率の低下が問題となる。
【0006】
また、プラズマディスプレイ用フィルターとして満たすべき要求性能は、近赤外線抑止性のみならず、電磁波シールド能等もあるため、それらの要求性能の増加に伴い部材を増加する必要があり、コストの問題は勿論、部材の張り合わせで生じる可視光線透過率減少、張り合わせ界面による反射増等の問題につながる。プラズマディスプレー用フィルターとしては、ディスプレーからでる近赤外線光、電磁波をカットするために、ディスプレーの前面に設置するため、可視光線の透過率が低いと、画像の鮮明さが低下することになる。一般に、フィルターの可視光線透過率は高い程良く、少なくとも40%以上、好ましくは50%以上必要とされている。
【0007】
静電防止能については、ディスプレイ表面に導電膜を直接形成するか、導電膜を有する部材をディスプレイ表面に張り付け、導電膜をアースすることにより解決できる。この場合、導電膜は面抵抗で108 Ω/□程度以下であれば良く、また、ディスプレイ画面の透明性や解像度を損なうものであってはならない。これに対し、漏洩電磁界(電磁波)を遮蔽するには、ディスプレイ表面を導電性のさらに高い導電物でおおう必要がある。一般にアースした金属メッシュまたは、合成樹脂または金属繊維のメッシュに金属被覆したものを用いるが、これらの方法は、ディスプレイから発する光を透過しない部分が生じたり、モワレ発生、歩留りの悪さによるコスト高などが問題となる。そこでITO(Indium Tin Oxide)に代表される透明導電膜を電磁波シールド層に用いるが、通常要求されるその導電性は面抵抗105 Ω/□以下、好ましくは103 Ω/□以下である。透明導電膜としては、金、銀、銅、白金、パラジウムなどの金属薄膜、酸化インジウム、酸化第2スズ、酸化亜鉛等の酸化物半導体薄膜、金属薄膜と高屈折率透明薄膜を積層した多層薄膜がある。この中で、金属薄膜は、導電性は得られるが、広い波長領域にわたる反射及び吸収により可視光線透過率の高いものは得られない。また、酸化物半導体薄膜は金属薄膜に比べ透明性に優れるが導電性に劣り、また近赤外線の反射能はない。これらに対し、金属薄膜と高屈折率透明薄膜を積層した多層薄膜は、銀などの金属の持つ導電性及び光学的特性と、高屈折率透明薄膜のもつある波長領域における金属による反射の防止により、導電性、近赤外線抑止能、可視光線透過率のいずれにおいても好ましい特性を有している。
【0008】
しかしながら、ITOを透明導電層とした電磁波シールド体では、プラズマディスプレイが発する電磁波を遮蔽するものは得られておらず、プラズマディスプレイの電磁波シールド能を有し、かつディスプレイの透明性を損なわない高透明な電磁波シールド、または、さらに近赤外線抑止能を有する電磁波シールドも得られていない。
【0009】
電磁波シールド体は生産性、採算性の面、および、ディスプレイのガラス破損時の飛散防止という点から、その基材として透明プラスチックフィルムを用いるのが好ましいが、フィルム単体であると強度が不足であるため、透明なガラス板またはプラスチック板と貼り合わせてディスプレイ用フィルターとして用いられる。しかしながら、このようなディスプレイ用フィルターをディスプレイ表面に密着させて装着する場合には、ディスプイレイ表面とフィルターとの密着度が場所によって異なり、それによってできる間隙を原因とするニュートンリングが発生してしまう。また、電磁波シールド体又はその他の部材が有している反射が大きかったり、多数の部材で電磁波シールド能を有するディスプレイ用フィルターを作製すると反射する界面が増えることにより、フィルターを組み込んだディスプレイ全体の反射率が大きくなったりするため、照明等の映り込みによって表示画面が見づらく、画像の読みとりが困難になり、視覚疲労等の障害を生じてしまう。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記従来技術に鑑み、プラズマディスプレイから発生する健康に害をなすといわれている電磁波を遮断する電磁波シールド能、周辺電子機器の誤操作をまねく近赤外線を遮断する近赤外線抑止性に優れる透明積層体、及び、それを用いた電磁波シールド性、高透明性、近赤外線抑止性、反射防止能または防眩性、アンチニュートンリング性または静電防止能を兼ね備えたディスプレイ用フィルターを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、プラズマディスプレイから発生する非常に強度で、特に問題となる20〜90MHz帯域の電磁波を遮蔽するには、透明基体(A)の一方の主面上に透明導電層(B)を積層した透明導電性積層体(C)が2枚以上重ねられる、合成面抵抗4Ω/□以下、好ましくは3Ω/□以下、かつ可視光線透過率40%以上の透明積層体が好ましく、さらにプラズマディスプレイの発する強度の近赤外線光を周辺機器誤動作が起こらない程度に抑止するには、820nmより長波長の領域での光線透過率が10%以下であることが好ましいことを見いだし本発明を完成するに到った。
【0012】
すなわち、本発明は、(1)透明基体(A)の少なくとも一方の主面上に透明導電層(B)が形成されている透明導電性積層体(C)で大きさが異なる少なくとも2枚を、一方の透明導電性積層体(C)の透明基体(A)と、他方の透明導電性積層体(C)の透明導電層(B)が対向するようにして透明積層体で、該透明積層体の可視光線透過率が40%以上、合成面抵抗が4Ω/□以下であり、少なくとも2層の透明導電層(B)上に金属電極が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター、(2)820nmより長波長の領域の光線透過率が10%以下であることを特徴とする(1)に記載のプラズマディスプレイ用フィルター、(3)透明導電層(B)が主としてインジウム酸化物とスズ酸化物で構成されていることを特徴とする(1)又は(2)に記載のプラズマディスプレイ用フィルター、(4)透明導電層(B)が、高屈折率透明薄膜層(B−1)、金属薄膜層(B−2)の順で、(B−1)/(B−2)を繰り返し単位として1回以上繰り返し積層され、さらにその上に少なくとも高屈折率透明薄膜層(B−1)が積層されているものであることを特徴とする(1)又は(2)に記載のプラズマディスプレイ用フィルター、(5)高屈折率透明薄膜層(B−1)が、主として酸化インジウムで構成されていることを特徴とする(4)に記載のプラズマディスプレイ用フィルター、(6)金属薄膜層(B−2)が、銀または銀を含む合金で構成されていることを特徴とする(4)又(5)に記載のプラズマディスプレイ用フィルター、(7)透明基体(A)が透明な高分子成形物であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルター、(8)透明基体(A)が色素を含有していることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルター、(9)(1)〜(8)のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターの透明導電層(B)の面に保護樹脂層が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター、(10)(1)〜(9)のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターに、透明成形体(D)の一方の面を貼り合わせたことを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター、(11)(1)〜(10)のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターの少なくとも一方の面に反射防止層またはアンチニュートンリング層またはノングレア層が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター、(12)反射防止層またはノングレア層またはアンチニュートンリング層/透明成形体(D)/(1)〜(8)のいずれかに記載のディスプレイ用フィルター/保護樹脂層とアンチニュートンリング層の両方またはいずれか一方の層の順に構成されることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター、(13)(1)〜(8)のいずれかに記載のディスプレイ用フィルターに、保護樹脂層、透明成形体および反射防止層またはアンチニュートンリング層またはノングレア層からなる群から選択される、少なくとも2つを同時に備えてなるプラズマディスプレイ用フィルター、(14)透明基体(A)及び/又は保護樹脂層及び/又は透明成形体(D)及び/又はアンチニュートンリング層及び/又はノングレア層が色素を含有していることを特徴とする(1)〜(13)のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルター、(15)(1)〜(14)のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターに色素を含有する透明成形物(E)が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルターである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の透明積層体は、透明基体(A)の少なくとも一方の主面上に透明導電層(B)が積層されている透明導電性積層体(C)を、少なくとも2枚以上重ねて得られる、可視光線透過率40%以上で、且つ、合成面抵抗が4Ω/□以下の積層体であり、好ましくは820nmより長波長の領域の光線透過率が10%以下のものである。
【0014】
本発明における透明基体(A)としては、ガラス、石英等の無機化合物成形物と透明な有機高分子成形物があげられるが、高分子成形物は軽く割れにくいため、より好適に使用できる。高分子成形物は、可視波長領域において透明であればよく、その種類を具体的にあげれば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリイミド、トリアセチルセルロース等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これら透明な高分子成形物は、主面が平滑であれば板状であってもフィルム状であってもよい。板状の高分子成形物を基体として用いた場合には、基体が寸法安定性と機械的強度に優れているため、寸法安定性と機械的強度に優れる透明積層体が得られ、特にそれが要求される場合には好適に使用できる。また透明な高分子フィルムは可撓性を有しており、透明導電層をロール・ツー・ロール法で連続的に形成することができるため、これを使用した場合には効率よく透明積層体を生産できることや、フィルム状の透明積層体をディスプレイのガラスに貼り付けることによりガラス破損時の飛散防止になることから、これもまた好適に使用できる。この場合フィルムの厚さは、通常10〜250μmのものが用いられる。フィルムの厚さが10μm未満では、基体としての機械的強度に不足し、250μmを超えると可撓性が不足するためフィルムをロールで巻きとって利用するのに適さない。
【0015】
これらの基体はその表面に予めスパッタリング処理、コロナ処理、火炎処理、紫外線照射、電子線照射などのエッチング処理や、下塗り処理を施してこの上に形成される膜層の上記基体に対する密着性を向上させる処理を施してもよい。例えば透明基体と薄膜層との密着力を増強させるために、その間に任意の無機物層を形成してもよい。具体的な材料としては、銅、ニッケル、クロム、金、銀、白金、亜鉛、ジルコニウム、チタン、タングステン、スズ、パラジウム等、あるいはこれらの材料の2種類以上からなる合金があげられるが、特にこれらに限定されるものではない。その厚さは、透明性を損なわない程度の厚さであればよく、好ましくは0.02nm〜10nm程度である。厚さが薄いと密着力向上の十分な効果が得られず、逆に厚すぎると透明性が損なわれる。形成される薄膜層が酸化物であると、該無機物層の金属の一部または全部は、実際には金属酸化物となっているがその効果に問題はない。また、薄膜層を成膜する前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄などの防塵処理を施してもよい。
【0016】
本発明において透明導電層(B)としては、高屈折率透明薄膜層(B−1)、金属薄膜層(B−2)がこの順で、(B−1)/(B−2)を繰り返し単位として1回以上繰り返し積層され、さらにその上に少なくとも高屈折率透明薄膜層(B−1)が積層されているものか、酸化物半導体で構成されているものなどが挙げられる。
【0017】
本発明における透明導電性積層体(C)は、透明基体(A)に透明導電層(B)を積層したものである。
本発明でいうところの合成面抵抗とは、透明積層体が複数の導電層を持つとき、合成面抵抗Rsは各導電層の面抵抗R1、R2・・・、Rnを用いて以下の式(1)で表されるものである。
電磁波遮蔽は電磁波の電磁波シールド体における▲1▼反射、▲2▼吸収の効果によってなされる。プラズマディスプレイの強度の電磁波を遮蔽するには、電磁波シールド体(透明積層体)に合成面抵抗4Ω/□以下、好ましくは3Ω/□以下の低抵抗な導電性が要求される。吸収には電磁波シールド体に導電性が必要で、ディスプレイから発生する電磁波をすべて吸収するには、導電層にはある値以上の厚みが必要であるが、導電層、つまり、金属薄膜層を厚くすると高屈折率透明薄膜層を用いても可視光線透過率の低いものとなってしまう。したがって、多層積層により反射界面を増やし、電磁波の反射を増やすことも重要である。
【0018】
電磁波シールド能を表すシールド効果は、電磁波エネルギーをどの程度減衰させるかを表し、その大きさはデシベル(dB)で表される。シールド効果(SE)は、下記に示す式(2)で表される相対評価であり、この数値が大きいほどシールド効果があるといえる。Eiは入射電界強度、Etは伝送電界強度、つまりシールド体を透過した電磁波の電界強度を示し、いずれも単位はV/mである。
SE=20Log(Ei/Et) (2)
VCCIの規制値は、絶対値である放射電界強度で示され、その単位はdBμV/mである。工業用途の規制値を示すClass Iでは50dBμV/mであり、家庭用途の規制値を示すClass IIでは40dBμV/mである。プラズマディスプレイの放射電界強度は20〜90MHz帯域内で40dBμV/mを越えているため、このままでは家庭用途には使用できない。実用的には放射電界強度が40dBμV/m以下、好ましくは35dBμV/m以下、より好ましくは30dBμV/m以下にする必要がある。プラズマディスプレイの放射電界強度が50dBμV/mである場合は、10dB以上、好ましくは15dB以上、より好ましくは20dB以上のシールド効果を有する電磁波シールドを必要とする。このためには、電磁波シールド体が面抵抗4Ω/□以下、好ましくは3Ω/□以下の高い導電性を有していれば良く、また多層積層により多くの反射界面を有していることも重要なのである。
【0019】
また、プラズマディスプレイは、強度の近赤外線を発するため、近赤外領域である800〜1000nmの波長領域の光をカットすることが好ましく、820nmより長波長の領域での光線透過率を10%以下にすることが好ましい。部材数低減の要求や色素を用いた近赤外線吸収の限界から、電磁波シールド体自体が近赤外線抑止性を持つことが望ましい。近赤外線吸収色素を併用する場合は、電磁波シールド体に要求される近赤外線抑止性は上記要求性能より低いものになるが、電磁波シールド体の近赤外線抑止性があまり低いと近赤外線吸収色素の必要量が多くなり、可視光線透過率の減少を招く恐れがある。そのため、近赤外線吸収色素を併用する場合の電磁波シールド体は、例えば820nmより長波長の領域の光線透過率が、最低でも20%以下であることが望ましい。
【0020】
近赤外線カットには、金属の自由電子による反射を用いることができるが、金属薄膜層を厚くすると前述したように可視光線透過率も低くなり、薄くすると近赤外線の反射が弱くなる。そこで、ある厚さの金属薄膜層を高屈折率透明薄膜層で挟み込んだ積層構造を1回以上重ねることにより、可視光線透過率を高くし、かつ全体的な金属薄膜層の厚さを増やすことができ、また、それぞれの層の厚さを制御することにより可視光線透過率、近赤外線の透過率、色目をある範囲で変化させることができる。可視光線透過率が低いと、ディスプレイ設置時に画像の鮮明さが低下するため、フィルターの可視光線透過率は高い程良く、少なくとも40%以上、好ましくは50%以上である。さらに電磁波シールド体の色目は、ディスプレイのコントラスト等に大きく影響し、プラズマディスプレイ用電磁波シールド体には、赤紫不透過による緑色は不適であり、ニュートラルグレー、または、赤黄不透過によるブルーであることが要求される。このための色目や、可視光線透過率、近赤外線の透過率の制御は、一般に多層積層である方が光学的に設計しやすい。
【0021】
また、酸化インジウムや酸化スズ、酸化亜鉛等の酸化物半導体や酸化インジウムと酸化スズの混合物(ITO)をはじめとする2元系酸化物半導体等は、透明性に優れており、ITOといった比較的高い導電性を持つ酸化物半導体薄膜を数千Å〜数μmと厚く形成することによって低抵抗な導電膜を形成することができる。酸化物半導体を形成した透明導電膜は、導電性を示すキャリア電子によりある程度近赤外線を反射するが、プラズマディスプレイ用フィルターに要求される近赤外線透過率を満たすことはできないため、近赤外線吸収色素を併用することが望ましい。
【0022】
金属薄膜層を高屈折率透明薄膜層で挟み込んだ積層構造を多段重ねることは、使用できる生産装置が制限され、また、一度に多層の各膜厚等の制御をする必要もあるため、所望の光学特性、面抵抗を安定して得ることが困難であり、例えば1バッチで3段以上重ねることは、生産装置が高価なものに限られる上に7層以上の各膜厚を安定して制御しなければならない。また、酸化物半導体を厚く形成する透明導電膜の場合も、ラインスピードや成膜の安定性の問題から、上記要求の低抵抗を満たす程、一度に厚く成膜する事は難しい。また、一度成膜したものに、もう一度成膜する場合、歩留まりが低下する問題が生じる。
【0023】
しかしながら、金属薄膜層を高屈折率透明薄膜層で挟み込んだ積層構造を1回以上重ねた透明導電層、または、酸化物半導体を厚く形成した透明導電層を透明基体の一方の主面上に形成した透明導電性積層体を、2枚以上重ねることによって、所望の合成面抵抗、またさらには、所望の近赤外線透過率を有する透明積層体が得られ、上記の効果が得られるのである。また、2枚以上重ねることによって電磁波の反射界面を増やすこともできる。重ねる透明導電性積層体は、同じものでも、異なったものでも良い。金属薄膜層を高屈折率透明薄膜層で挟み込んだ積層構造を1回以上重ねた透明導電層を形成した透明導電性積層体と、酸化物半導体を厚く形成した透明導電層を透明基体に形成した透明導電性積層体を重ねても良い。重ね方としては、透明導電性積層体同士を粘着材または接着剤を介して貼り合わせる。透明導電性積層体間に任意の機能を有する介在物があっても良いが、ディスプレイからの光線透過部分に介在する場合は、介在物が可視光線に対して充分透明であることが必要である。
【0024】
金属薄膜層を高屈折率透明薄膜層で挟み込んだ積層構造を1回以上重ねた透明導電層を形成する場合、透明基体の一方の主面上に高屈折率透明薄膜層(B−1)、金属薄膜層(B−2)の順で、(B−1)/(B−2)を繰り返し単位として1回以上繰り返し積層し、さらにその上に少なくとも高屈折率透明薄膜層を積層する。繰り返し積層数は、1回〜3回が好ましい。つまり、透明基体/高屈折率透明薄膜層/金属薄膜層/高屈折率透明薄膜層、透明基体/高屈折率透明薄膜層/金属薄膜層/高屈折率透明薄膜層/金属薄膜層/高屈折率透明薄膜層、または、透明基体/高屈折率透明薄膜層/金属薄膜層/高屈折率透明薄膜層/金属薄膜層/高屈折率透明薄膜層/金属薄膜層/高屈折率透明薄膜層である。繰り返し回数が4回以上だと生産装置の制限、生産性の問題が大きくなる。
【0025】
高屈折率透明薄膜層および金属薄膜層の多層積層で、可視光線透過率、近赤外線光の透過率、色目を制御し、所望の透明導電性積層体を得るには、透明基体および薄膜材料の屈折率、消衰係数を用いたベクトル法、アドミッタンス図を用いる方法等を使った光学設計を行い、各層の薄膜材料及び、層数、膜厚等を決定する。また、光学特性を観察しながら、層数、膜厚等を制御して成膜を行うこともできる。
【0026】
金属薄膜層の厚さは導電性、光学特性等から光学設計的かつ実験的に求められ、得られる透明導電性積層体を重ねた透明積層体が要求特性を持てば特に限定されるものではないが、導電性等から薄膜が島状構造ではなく連続状態であることが必要なので4nm以上であることが望ましく、金属薄膜層が厚すぎると透明性が問題になるので30nm以下が望ましい。
【0027】
金属薄膜の具体的な材料としては、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、クロム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、タングステン、スズ等、あるいはこれらの材料の2種類以上からなる合金があげられる。なかでも銀は、導電性、赤外線反射性および多層積層したときの可視光線透過性に優れるため好適に使用できる。しかし、銀は化学的、物理的安定性に欠け、環境中の汚染物質、熱、光等によって劣化するため、銀に金、白金、パラジウム、インジウム、スズ等の環境に安定な金属を一種以上含んだ合金が好適に使用される。ここで、銀を含む合金の銀の含有率は、特に限定されるものではないが銀薄膜の導電性、光学特性が大きく変わらないことが望ましく、50重量%以上100重量%未満程度である。しかしながら、銀に他の金属を添加すると、その優れた導電性を阻害するので、可能であれば少なくとも1つの層は銀を合金にしないで用いることが望ましい。また、隣接する高屈折率透明薄膜層が酸化物であると、該金属薄膜層の金属の一部は、実際には金属酸化物となっていることがあるが、非常に薄い領域であるため光学設計及び成膜上、特に問題はない。また、金属薄膜第1層、第2層、・・・、第n層(n≧2)は、同じ厚さとは限らず、同じ金属あるいは合金でなくともよい。金属薄膜層の形成には、スパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着、メッキ等、従来公知の方法のいずれでも採用できる。
【0028】
高屈折率透明薄膜層としては、可視域において透明性を有し、金属薄膜層における可視域における光線反射を防止する効果を有するものであれば特に限定されるものではないが、可視光線に対する屈折率が1.6以上、好ましくは1.7以上の屈折率の高い材料が用いられる。このような高屈折率透明薄膜層を形成する具体的な材料としては、インジウム、チタン、ジルコニウム、ビスマス、スズ、亜鉛、アンチモン、タンタル、セリウム、ネオジウム、ランタン、トリウム、マグネシウム、ガリウム等の酸化物、または、これら酸化物の混合物や、硫化亜鉛などが挙げられる。これら酸化物あるいは硫化物は、金属と酸素あるいは硫黄と化学量論的な組成にズレがあっても、光学特性を大きく変えない範囲であるならば差し支えない。なかでも、酸化インジウムや酸化インジウムと酸化スズの混合物(ITO)は、透明性、屈折率に加えて、成膜速度が速く金属薄膜層との密着性等が良好であることから好適に使用できる。また、ITOといった比較的高い導電性を持つ酸化物半導体薄膜を用いることによって、電磁波の吸収量を増やし、また電磁波シールド体の導電性を上げることができる。高屈折率透明薄膜層の厚さは、透明基体の光学特性、金属薄膜層の厚さ、光学特性、および、透明薄膜層の屈折率等から光学設計的かつ実験的に求められ、特に限定されるものではないが、5nm以上200nm以下であることが好ましく、より好ましくは10nm以上100nm以下である。また、高屈折率透明薄膜第1層、第2層、・・・第n層(n≧2)は、同じ厚さとは限らず、同じ透明薄膜材料でなくともよい。高屈折率透明薄膜層の形成には、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンビームアシスト、真空蒸着、湿式塗工等、従来公知の方法のいずれでも採用できる。
【0029】
スパッタリングは、膜厚制御、多層積層には好適で、金属薄膜層と高屈折率透明薄膜層を容易に繰り返し連続的に成膜できる。具体例として実施例において後述するが、主として酸化インジウムで構成される高屈折率透明薄膜層と銀または銀を含む合金からなる金属薄膜層をスパッタリング法により連続成膜する。主として酸化インジウムで構成される高屈折率透明薄膜層の形成には、インジウムを主成分とする金属ターゲットまたは酸化インジウムを主成分とする焼結体ターゲットを用いた反応性スパッタリングを行う。反応性スパッタリング法においては、スパッタガスにはアルゴン等の不活性ガス、反応性ガスには酸素を用い、通常圧力0.1〜20mTorr、直流(DC)あるいは高周波(RF)マグネトロンスパッタリング法等が利用できる。酸素ガス流量は得られる成膜速度等から実験的に求められ、所望の透明性を持つ薄膜が得られるように制御する。銀または銀を含む合金からなる金属薄膜層の形成には、銀または銀を含む合金をターゲットとしたスパッタリングを行う。スパッタガスにはアルゴン等の不活性ガスを用い、通常圧力0.1〜20mTorr、直流(DC)あるいは高周波(RF)マグネトロンスパッタリング法等が利用できる。
【0030】
また、酸化物半導体を成膜した透明導電層を用いて得られる本発明の透明積層体において、酸化物半導体は、可視域において透明性を有し、導電性を有していれば特に限定されるものではない。具体例としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛等やITOをはじめとするこれら酸化物の混合物(二元系酸化物)、またはこれら酸化物あるいは二元系酸化物にアンチモンやフッ素、ケイ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、マグネシウム等を微量添加したものが挙げられる。これら酸化物は、金属と酸素との化学量論的な組成にズレがあっても、光学特性、導電性を大きく変えない範囲であるならば差し支えない。なかでも、ITOは、高い透明性、導電性に加えて、成膜速度が速いことから好適に使用できる。透明導電膜の厚さは、導電性、光学特性等から実験的に求められ、得られる透明導電性積層体を重ねた透明積層体が要求特性を持てば特に限定されるものではないが、透明導電性積層体には低抵抗が要求されるため0.1μm以上10μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5μm以上5μm以下である。
【0031】
酸化物半導体の成膜には、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンビームアシスト、真空蒸着、湿式塗工等、従来公知の方法のいずれでも採用でき、なかでもスパッタリングは、導電性、膜厚制御には好適である。例えばITOの形成には、インジウムとスズを主成分とする金属ターゲットまたは酸化インジウムを酸化スズを主成分とする焼結体ターゲットを用いた反応性スパッタリングを行う。反応性スパッタリング法においては、スパッタガスにはアルゴン等の不活性ガス、反応性ガスには酸素を用い、通常圧力0.1〜20mTorr、直流(DC)あるいは高周波(RF)マグネトロンスパッタリング法等が利用できる。酸素ガス流量は得られる成膜速度等から実験的に求められ、所望の透明性、導電性を持つ薄膜が得られるように制御する。
【0032】
本発明の透明導電性積層体においては、その機械的強度や耐環境性を向上させるために、透明基体(A)の透明導電層(B)(以下、導電層とする)のない面に、透明性を有するハードコート層を設けたり、導電層の最外表面に、導電性、光学特性を損なわない程度に任意の保護層を設けてもよい。また、金属薄膜層の耐環境性や金属薄膜層と高屈折率透明薄膜層との密着性等を向上させるため、金属薄膜層と高屈折率透明薄膜層の間に、導電性、光学特性を損なわない程度に任意の無機物層を形成してもよい。具体的な材料としては銅、ニッケル、クロム、金、銀、白金、亜鉛、ジルコニウム、チタン、タングステン、スズ、パラジウム等、あるいはこれらの材料の2種類以上からなる合金があげられ、その厚さは、好ましくは0.02nm〜2nm程度で、厚さが薄すぎると密着力向上の十分な効果が得られない。高屈折率透明薄膜層が酸化物であると、該無機物層の金属の一部または全部は、実際には金属酸化物となっているがその効果に問題はない。さらには、透明導電性積層体の主面に単層又は多層の任意の反射防止層を設けることによって、さらに透過率の高い透明積層体を得ることもできる。
【0033】
上記の方法により形成した、酸化物導電膜または、高屈折率透明薄膜層および金属薄膜層の原子組成は、オージェ電子分光法(AES)、誘導結合プラズマ法(ICP)、ラザフォード後方散乱法(RBS)等により測定できる。また、これらの層構成および膜厚は、オージェ電子分光の深さ方向観察、透過型電子顕微鏡による断面観察等により測定できる。また膜厚は、成膜条件と成膜速度の関係をあらかじめ明らかにした上で成膜を行うことや水晶振動子等を用いた成膜中の膜厚モニタリングにより、制御される。
【0034】
上記のようにして得られた透明導電性積層体を2枚以上重ねることによって本発明の透明積層体を得ることができる。透明導電性積層体の積層枚数は、可視光線透過率が40%以上得られる範囲ならば良く、4枚以下が好ましい。積層構成の一例を〔図1〕に示す。透明導電性積層体15の透明基体11ともう一つの透明導電性積層体15の透明導電層12を向かい合わせて重ね、透明積層体10としている。積層構成としては、後述するように電極を形成できれば良く、透明導電層同士、透明基体同士を向かい合わせて重ねても良い。
【0035】
本発明のディスプレー用フィルターは、本発明の透明積層体に、金属電極、保護層、透明成形体(D)等の他の機能を有する部材を組み合わせて得られるものをいう。
【0036】
本発明のディスプレー用フィルターのうち、電磁波シールド性を付与したディスプレイ用フィルターは、薄膜形成面すなわち導電層に金属電極を形成することによって得られる。電磁波は導電層において吸収されたのち電荷を誘起するため、アースをとる事によって電荷を逃がさないと、再び該導電層(電磁波シールド体)がアンテナとなって電磁波を発振してしまう。そのため、電磁波シールド体に電極を形成し、ディスプレイ本体のアース用電極に確実に接触させることが重要である。電極形状は特に限定しないが、透明積層体の導電層すなわち薄膜形成面の、ディスプレイからの光線透過部である中心部分を除く、周辺部分に、例えば枠状に、平面な金属電極を形成する。透明積層体の構成、すなわち透明導電性積層体の重ね方と電極形状の一例を〔図1〕及び〔図2〕に示すが、これらに限定されるものではない。
【0037】
電極に用いる材料は、導電性、耐触性および導電面との密着性等の点から、銀、金、銅、白金、ニッケル、アルミニウム、クロム、鉄、亜鉛、等の単体もしくは2種以上からなる合金や、合成樹脂と銀または銀を含む合金の混合物、もしくは、ホウケイ酸ガラスと銀または銀を含む合金の混合物からなる銀ペーストを使用できる。電極形成にはメッキ法、真空蒸着法、スパッタ法など、銀ペーストといったものは印刷、塗工する方法など従来公知の方法を採用できる。金属電極の厚さは、これもまた特に限定されるものではないが、数μm〜数mm程度である。
【0038】
また、透明積層体の薄膜形成面すなわち導電層には、耐擦傷性を付与するため、及び、ディスプレイから発せられる熱や使用環境中の熱、酸素、水蒸気等のガスによる薄膜の劣化を防ぐために、保護樹脂層を設けることも好ましい。特に金属薄膜層を高屈折率透明薄膜層で挟み込んだ積層構造を1回以上重ねた透明導電層を形成した透明導電性積層体を重ねて得られる透明積層体の場合、金属薄膜層に銀等の安定性に欠ける材料を用いるときは、保護樹脂層を設けることが好ましい。保護樹脂層としては、特に限定されるものではないが、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。保護樹脂層の形成には、用いる樹脂によって、印刷、塗工する方法など従来公知の方法を選定して用いることができ、その厚さは、これもまた特に限定されるものではないが、1 μm〜100μm程度である。保護樹脂層は、単層であっても複数の樹脂層からなるものでも良い。この際肝要なことは、ディスプレイ用フィルターから電磁波シールドを目的として電気的接触を得る場合、保護樹脂層が金属電極とディスプレイ本体との接触を妨げないようにすることである。また、保護樹脂層中に金属薄膜の劣化を抑制する化合物を添加しても良く、金属薄膜の劣化を抑制する化合物を任意の溶剤に溶かし込み、透明積層体またはディスプレイ用フィルターの薄膜形成面の表面または端面に塗布しても良い。
【0039】
上記のようにして得られた透明積層体やディスプレイ用フィルターは、透明基体に高分子フィルムを用いた場合、強度やディスプレイとの貼り合わせ時の平面性、設置方法の問題から、主面の平滑な板状の透明成形体(D)と貼り合わせて用いることが望ましい。透明成形体としては、機械的強度や、軽さ、割れにくさから、可視域において透明なプラスチック板が望ましいが、熱による変形等の少ない熱的安定性からガラス板も好適に使用できる。プラスチック板の具体例を挙げると、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)をはじめとするアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、透明ABS樹脂等が使用できるが、これらの樹脂に限定されるものではない。特にPMMAはその広い波長領域での高透明性と機械的強度の高さから好適に使用できる。プラスチック板の厚みは十分な機械的強度と、たわまずに平面性を維持する剛性が得られればよく、特に限定されるものではないが、通常1mm〜10mm程度である。ガラス板を透明成形体として使用する場合は、機械的強度を付加するために化学強化加工または風冷強化加工を行った半強化ガラス板または強化ガラス板を用いることが望ましい。ディスプレイ用フィルターと透明成形体の貼り合わせ方の一例を〔図3〕に示すが、これに限定されるものではない。
【0040】
本発明においての貼り合わせには、任意の粘着材または接着剤を使用できる。この際肝要なことはディスプレイからの光線透過部である中心部分に用いられる粘着材または接着剤は可視光線に対して充分透明である必要がある。粘着材または接着剤は、実用上の接着強度があればシート上のものでも液状のものでもよく、粘着シート貼り付け後または接着剤塗布後に各部材をラミネートすることによって貼り合わせを行う。液状のものは塗布、貼り合わせ後に室温放置または加熱により硬化する接着剤であり、塗布方法としては、バーコート法、リバースコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ロールコート法等が挙げられるが、接着剤の種類、粘度、塗布量等から考慮、選定される。粘着材もしくは接着剤層の厚みは、特に限定されるものではないが、0.5μm〜50μm、好ましくは1μm〜30μmである。粘着材または接着剤を用いて貼り合わせた後は、貼り合わせ時に部材間に入り込んだ空気を、脱泡または、粘着材または接着剤に固溶させ、部材間の密着力を向上させる為に、加圧、加温の条件で養生を行うことが肝要である。このとき、加圧条件としては数気圧〜20気圧以下程度、加温条件としては各部材の耐熱性に依るが、室温以上80℃以下程度であるが、これらに特に制限を受けない。
【0041】
上記のようにして得られた本発明の透明積層体及びディスプレイ用フィルターは、積層体やフィルターの主面とディスプレイ表面を密着させて使用する場合、ディスプレイ表面との密着度が場所によって異なるために、それによって生じる間隙を原因とするニュートンリングが発生してしまう。そのため、ディスプレイ表面と密着するそれぞれの主面上には、アンチニュートンリング層を形成することが好ましい。この際肝要なことは、ディスプレイ用フィルターから電磁波シールドを目的として電気的接触を得る場合、アンチニュートンリング層が金属電極とディスプレイ本体との接触を妨げることがあってはならない。
【0042】
また、ディスプレイへの照明器具等の映り込みによって表示画面が見づらくなってしまうため、ディスプレイ用フィルターの人側すなわちディスプレイ本体と反対側の面に、反射防止層を形成することにより外光反射を抑制するか、ノングレア層を形成することによって防眩性を持たせることが好ましい。また、反射防止層の形成により、ディスプレイ用フィルターの反射を減じることによって、光線透過率を向上させることができる。
【0043】
なお、前記の保護樹脂層がアンチニュートンリング性またはノングレア性を、あるいはアンチニュートンリング層またはノングレア層が保護樹脂層の役割を有していてもよい。この場合は、保護樹脂層上にさらにアンチニュートンリング層またはノングレア層を形成する必要が無く、構成部材数または構成層数が減ることにより工程、コストを減じることができ、より好適である。
【0044】
本発明のアンチニュートンリング層、ノングレア層、保護樹脂層、反射防止層における層とは、各機能を有する膜、または、各機能を有する膜が形成されている高分子フィルム等を示しているのであって、各機能を有する膜を、塗布または印刷または従来公知の各種成膜法により形成しても、各機能を有する膜を形成した高分子フィルムを任意の接着剤または粘着材を介して貼り付けても良い。これらの作製方法は特に制限を受けない。高分子フィルムの種類、厚さも特に制限を受けない。
【0045】
反射防止層は、反射防止膜を形成する基体の光学特性を考慮し、前述したような光学設計によって構成要素及び各構成要素の膜厚を決定する。具体的には、可視域において屈折率の低いフッ素系透明高分子樹脂やフッ化マグネシウムの薄膜等を単層形成したもの、屈折率の異なる、金属酸化物、フッ化物、ケイ化物、ホウ化物、炭化物、窒化物、硫化物等の無機化合物またはアクリル樹脂やフッ素系樹脂等の有機化合物の薄膜を2層以上多層積層したものがある。単層形成したものは、製造が容易であるが、反射防止性が多層積層に比べ劣る。多層積層したものは、広い波長領域にわたって反射防止能を有し、光学特性による光学設計の制限が少ない。これらの無機化合物薄膜は、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンビームアシスト、真空蒸着、湿式塗工等、従来公知の方法のいずれでも採用できる。有機化合物薄膜は、湿式塗工等、従来公知の方法を採用できる。
【0046】
本発明でいうところのアンチニュートンリング層とノングレア層は、用途が異なるだけで、0.1μm〜10μm程度の微少な凹凸の表面状態を有する可視光線に対して透明な層を指している。具体的には、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂等の熱硬化型又は光硬化型樹脂に、シリカ、メラミン、アクリル等の無機化合物または有機化合物の粒子を分散させインキ化したものを、バーコート法、リバースコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ロールコート法等によって、その層をなす基体上に塗布、硬化させて得られる。粒子の平均粒径は、1〜40μm程度である。または、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂等の熱硬化型又は光硬化型樹脂を基体に塗布し、所望のヘイズまたは表面状態を有する型を押しつけ硬化することによってもアンチニュートンリング層またはノングレア層を得ることができる。さらには、例えばガラス板をフッ酸等でエッチングするように、基体を薬剤処理することによってもノングレア層を得ることができる。この場合は、処理時間、薬剤のエッチング性により、ノングレア層のヘイズを調節することができる。要は適当な凹凸を有することが重要であり、必ずしも上記方法に限定されるものではない。
【0047】
ノングレア層またはアンチニュートンリング層のヘイズは0.5 %以上20%以下であり、好ましくは1%以上10%以下である。ヘイズが小さすぎるとノングレア能またはアンチニュートンリング能が不十分であり、ヘイズが大きすぎると平行光線透過率が低くなり、ディスプレイの視認性が悪くなる。前述の保護樹脂層中に上記のような無機化合物または有機化合物の粒子を分散させた場合、保護樹脂層がアンチニュートンリング性またはノングレア性を有し、既に述べたように、より好適である。
【0048】
フィルターがディスプレイ本体に密着せずに離れて設置される場合等、フィルター最外表面のノングレア層がディスプレイ表面から比較的距離があると、画像の拡散によるボケが生じる場合がある。この為このような設置方法の場合は、ノングレア層は防眩性を維持し、且つ、ディスプレイから適当な距離はなしても画像のボケのないヘイズのものを選択することが好ましい。
【0049】
また、ディスプレイ用フィルターに静電防止能を付与するために、ディスプレイ用フィルターの人側となる面に、導電膜を設けても良い。ディスプレイ表面には静電気帯電により、ホコリが付着し易く、また人体が接触したときに放電して電気ショックを受けることがあるため、静電防止処理を行うことは好適である。導電膜は、可視域で透明な透明導電膜であればよい。静電防止能を有するディスプレイ用フィルターは、透明導電膜が以下のように形成されていればよい。すなわち、▲1▼透明積層体/透明成形体(D)/透明導電膜/反射防止層またはノングレア層、または、▲2▼透明積層体/透明成形体(D)/ノングレア層/透明導電膜であり、▲3▼反射防止層またはノングレア層が透明導電性を有するものでも良い。
【0050】
▲1▼または▲2▼では、すでに述べたITOをはじめとする公知の透明導電膜を前述したような方法で成膜するか、ITOを成膜した高分子フィルムを貼り合わせることによって、透明導電膜を形成する。▲1▼では、ディスプレイ用フィルター最外表面の導電性が低い、または無いため、静電防止能が弱い。▲2▼で肝要なことは、透明導電膜を形成しても防眩性または反射防止性をあまり損なわないことである。ノングレア層上に透明導電層を形成する場合は、静電防止能の要求する導電性は比較的低くて良いため、防眩性を損なわない程度の薄い膜で十分効果がある。▲3▼では、ノングレア層中にITO超微粒子や酸化スズ超微粒子をはじめとする導電性超微粒子を分散させたものである。▲1▼〜▲3▼のいずれの場合も反射防止層は、透明導電膜及び透明成形体との兼ね合いで、前述したような光学設計がなされ構成が決まる。▲3▼の場合は、構成要素として透明導電膜を含め、光学設計を行えばよく、反射防止層またはノングレア層の具体例を挙げれば、基体/ITO/含ケイ素化合物/ITO/含ケイ素化合物、基体/ITO/含フッ素化合物等が挙げられる。
【0051】
さらには、ディスプレイ用フィルターに耐擦傷性を付加させるために、フィルターの人側最外表面に、光学特性をはじめとするディスプレイ用フィルターの特性を損なわない程度に透明性を有するハードコート層を形成しても良い。ノングレア層がハードコート性を有していても良いし、反射防止層がハードコート層の構成要素として形成されていても良い。ハードコートの具体例としては、メラミン系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
【0052】
本発明の透明積層体は、特に金属薄膜層を高屈折率透明薄膜層で挟み込んだ積層構造を1回以上重ねた透明導電層を形成した透明導電性積層体を用いている場合、電磁波シールド能に加え、近赤外線抑止性を有するが、プラズマディスプレイは、強度の近赤外線を発するため、より近赤外線抑止性を持たせるために、近赤外線吸収色素を併用しても良い。ITO等の酸化物半導体を成膜した透明導電性積層体を用いている場合は、近赤外線抑止性が低く、近赤外線吸収色素を用いることが肝要である。
【0053】
すなわち、すでに述べてきた透明積層体の透明基体に近赤外線吸収色素を含有した透明積層体およびそれを用いたディスプレイ用フィルター、または、透明積層体の透明基体を貼り合わせる透明成形体、反射防止層、ノングレア層、アンチニュートンリング層、保護樹脂層のいずれか一つ以上が近赤外線吸収色素を含有しているディスプレイ用フィルター、または、ディスプレイ用フィルターの構成要素として近赤外線吸収色素を含有する透明成形物(E)を加えたディスプレイ用フィルターは、より高い近赤外線抑止能を有するのである。色素を含有する透明成形物を用いる場合は、ディスプレイ用フィルターを構成する各部材のいずれかの間に前述した任意の粘着材または接着剤を介して貼り合わせディスプレイ用フィルターの構成要素とする。
【0054】
本発明で用いる近赤外線吸収色素は、透明積層体の近赤外線抑止能を補填し、プラズマディスプレイの発する強度の近赤外線を充分実用的になる程度に吸収するものであれば、有機、無機を問わず特に限定されるものではなく、濃度も限定されるものではない。しかしながら、以下の式(1)〔化1〕または式(2)〔化2〕で表されるジチオール錯体化合物、またはそれらの少なくとも1種以上の混合物である場合、本発明の透明積層体またはディスプレイ用フィルターは、より優れた近赤外線抑止能を有することができる。下記式(1)、(2)の化合物は市販されているので、入手可能である。
【0055】
【化1】
[式中、A1 〜A8 は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、チオシアナート基、シアナート基、アシル基、カルバモイル基、アルキルアミノカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、置換又は未置換のアルキル基、置換又は未置換のアリール基、置換又は未置換のアルコキシ基、置換又は未置換のアリールオキシ基、置換又は未置換のアルキルチオ基、置換又は未置換のアリールチオ基、置換又は未置換のアルキルアミノ基、あるいは置換又は未置換のアリールアミノ基を表し、かつ、隣合う2個の置換基が連結基を介してつながっていてもよく、R1 〜R4 は各々独立に置換又は未置換のアルキル基、置換又は未置換のアリール基を表し、Mはニッケル、白金、パラジウムまたは銅を表し、Xは窒素原子又はリン原子を表す。]
【0056】
【化2】
[式中、B1 〜B4 は各々独立に、水素原子、シアノ基、アシル基、カルバモイル基、アルキルアミノカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、置換又は未置換のアルキル基、置換又は未置換のアリール基を表し、かつ、隣合う2個の置換基が連結基を介してつながっていてもよく、Mはニッケル、白金、パラジウムまたは銅を表す。]
本発明でいう含有とは、基材の内部に含有されることは勿論、基材の表面に塗布した状態、基材と基材の間に挟まれた状態等を意味する。ここでいう基材とは前述した透明積層体の透明基体、保護樹脂層、透明積層体を貼り合わせる透明成形体、反射防止層、ノングレア層、アンチニュートンリング層のいずれか、または、ディスプレイ用フィルターに形成される、色素を含有させる透明成形物である。反射防止層、ノングレア層、アンチニュートンリング層は各機能を有する膜中に色素を含有していても、各機能を有する膜が色素を含有する透明成形物上に形成されていても良い。色素を含有する透明成形物としては、透明プラスチック板、透明高分子フィルム、透明ガラス等が挙げられる。色素の含有量は、透明積層体の有する近赤外線抑止性とディスプレイ用フィルターに必要とする可視光線透過率と近赤外線抑止性等に依る。
【0057】
本発明において、色素を用いて、色素を含有する透明成形物を作製する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下の3つの方法が利用できる。
(1)樹脂に色素を混練し、加熱成形してプラスチック板或いは高分子フィルムを作製する方法、
(2)色素を含有する塗料を作製し、透明プラスチック板、透明高分子フィルム、或いは透明ガラス板上にコーティングする方法、
(3)色素を接着剤に含有させて、合わせプラスチック板、合わせ高分子フィルム、合わせガラス等を作製する方法、等である。
【0058】
まず、樹脂に色素を混練し、加熱成形する(1)の方法において、樹脂材料としては、プラスチック板または高分子フィルムにした場合にできるだけ透明性の高いものが好ましく、具体例として、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル等のビニル化合物、及びそれらのビニル化合物の付加重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリシアン化ビニリデン、フッ化ビニリデン/トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合体、シアン化ビニリデン/酢酸ビニル共重合体等のビニル化合物又はフッ素系化合物の共重合体、ポリトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のフッ素を含む化合物、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリペプチド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等を挙げることが出来るが、これらの樹脂に限定されるものではない。
【0059】
作製方法としては、用いる色素、ベース高分子成形体によって、加工温度、フィルム化条件等が多少異なるが、通常(i) 色素を、ベース高分子成形体の粉体或いはペレットに添加し、150〜350℃に加熱、溶解させた後、成形して樹脂板を作製する方法、(ii)押し出し機によりフィルム化する方法、(iii) 押し出し機により原反を作製し、30〜120℃で2〜5倍に、1軸乃至は2軸に延伸して10〜200μm厚のフィルムにする方法、等が挙げられる。なお、混練する際に、紫外線吸収剤、可塑剤等の通常の樹脂成型に用いる添加剤を加えてもよい。色素の添加量は、色素の吸収係数、作製する高分子成形体の厚み、目的の吸収強度、目的の可視光透過率等によって異なるが、通常、1ppm〜20%である。
【0060】
塗料化してコーティングする(2)の方法としては、色素をバインダー樹脂及び有機系溶媒に溶解させて塗料化する方法、ジチオール錯体化合物を数μm以下に微粒化してアクリルエマルジョン中に分散して水系塗料とする方法、等がある。前者の方法では、通常、脂肪族エステル系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、芳香族エステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変成樹脂(PVB、EVA等)或いはそれらの共重合樹脂をバインダー樹脂として用いる。
【0061】
溶媒としては、ハロゲン系、アルコール系、ケトン系、エステル系、脂肪族炭化水素系、芳香族炭化水素系、エーテル系溶媒、あるいはそれらの混合物系等を用いる。
【0062】
色素の濃度は、色素の吸収係数、コーティングの厚み、目的の吸収強度、目的の可視光透過率等によって異なるが、バインダー樹脂の重量に対して、通常、0.1〜30%である。また、バインダー樹脂濃度は、塗料全体に対して、通常、1〜50%である。アクリルエマルジョン系水系塗料の場合も同様に、未着色のアクリルエマルジョン塗料にジチオール錯体化合物を微粉砕(50〜500nm)したものを分散させて得られる。塗料中には、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の通常塗料に用いるような添加物を加えてもよい。
【0063】
上記の方法で作製した塗料は、透明高分子フィルム、透明樹脂、透明ガラス等の上にバーコーダー、ブレードコーター、スピンコーター、リバースコーター、ダイコーター、或いはスプレー等でコーティングして、色素を含有する基材を作製する。
【0064】
コーティング面を保護するために保護層を設けたり、透明樹脂板、透明高分子フィルム等をコーティング面に貼り合わせることもできる。また、キャストフィルムも本方法に含まれる。
【0065】
色素を接着剤に含有させて、合わせ樹脂板、合わせ樹脂フィルム、合わせガラス等を作製する(3)の方法においては、接着剤として、一般的なシリコン系、ウレタン系、アクリル系等の樹脂用、或いは合わせガラス用のポリビニルブチラール接着剤(PVB)、エチレン−酢酸ビニル系接着剤(EVA)等の合わせガラス用の公知の透明接着剤が使用できる。
【0066】
色素を0.1〜30%添加した接着剤を用いて透明な樹脂板同士、樹脂板と高分子フィルム、樹脂板とガラス、高分子フィルム同士、高分子フィルムとガラス、ガラス同士を接着してを作製する。
【0067】
上記の色素を含有する接着剤は、透明積層体、透明成形体、反射防止層、ノングレア層、アンチニュートンリング層、色素を含有する透明成形物等の各部材の貼り合わせに用いても良い。
【0068】
また、プラズマディスプレイ用フィルターは、800〜1000nmの波長領域で強度の近赤外線をカットする必要があり、このために必要であれば、上記の式(1)及び/または(2)で表されるジチオール錯体化合物を2種類以上組み合わせることもできる。
【0069】
色素含有フィルターの耐光性を上げるためにUV吸収剤を含有した透明フィルム(UVカットフィルム)を色素含有部よりも外側(人側)にはりつけることもできる。
また、フィルターの色調を変えるためのに、市販の可視領域に吸収を持つ他の色素を加えることもできる。
【0070】
本発明のディスプレー用フィルターの構成は、必要に応じて変えることができ、本発明の透明積層体に金属電極、保護樹脂層、透明成形体および反射防止層またはアンチニュートンリング層またはノングレア層からなる群から選択される、少なくとも2つを同時に備えていることが好ましい。
【0071】
本発明の透明積層体およびディスプレイ用フィルターは、近赤外線抑止能に優れ、また、本発明の色素を併用しない透明積層体およびディスプレイ用フィルターは、通常一般の有機色素を用いたディスプレイ用近赤外線カットフィルターに比較して、湿度、熱、光といった環境による劣化が少ない。また先述した式(1)または式(2)で表されるジチオール錯体化合物、またはそれらの少なくとも1種以上の混合物は、耐環境性に優れるため、これらを色素として併用した場合も劣化が少ないディスプレイ用フィルターが得られる。従って、本発明のディスプレイ用フィルターは、近赤外線カットフィルターとしても好適に使用できる。
【0072】
本発明のディスプレイ用フィルターの使用、装着方法としては大きく分けて、以下のものが挙げられるが、これらに特に制限されるものではない。▲1▼電磁波シールド能および近赤外線抑止能を有するディスプレイ用フィルターでフィルター主面をディスプレイ画面に密着させて装着して使用する。▲2▼電磁波シールド能および近赤外線抑止能を有するディスプレイ用フィルターでフィルター主面をディスプレイ画面から離して使用する。▲3▼近赤外線抑止能を有するディスプレイ用フィルターでディスプレイ画面に密着させて装着し使用する▲4▼近赤外線抑止能を有するディスプレイ用フィルターでフィルター主面をディスプレイ画面から離して使用する。
【0073】
▲1▼は〔図4〕をもって説明するに、通常、ディスプレイ側から、アンチニュートンリング層50及び/または保護樹脂層40及び金属電極20/透明積層体10/透明成形体30/反射防止層またはノングレア層60の順で構成される。▲2▼は〔図5〕をもって説明するに、通常、ディスプレイ側から、保護樹脂層60及び金属電極20/透明積層体10/透明成形体30/反射防止層またはノングレア層60の順で構成される。▲3▼は〔図6〕をもって説明するに、通常、ディスプレイ側から、アンチニュートンリング層50/保護樹脂層40/透明積層体10/透明成形体30/反射防止層またはノングレア層60の順で構成される。▲4▼は〔図7〕をもって説明するに、通常、ディスプレイ側から、保護樹脂層40/透明積層体10/透明成形体30/反射防止層またはノングレア層60の順で構成される。近赤外線吸収色素を用いる場合は、色素が上記の各構成要素のいずれか1つ以上に含有されるか、色素を含有する透明成形物が上記の各構成要素の間のいずれかに挟み込まれる。
【0074】
上記▲3▼の場合、通常アンチニュートンリング層はノングレア性を有しており、さらにディスプレイ用フィルターの人側面のノングレア層がアンチニュートンリング性を有していれば、フィルターのどちら面をディスプレイ画面に密着させて用いることができる。
【0075】
本発明のディスプレイ用フィルターは、ディスプレイに装着したとき、装着用冶具、電極部分等が視認者から見えないようにするために、任意の額縁印刷を施して良い。印刷形状、印刷面、印刷色、印刷方法は特に特定されるものではない。また、ディスプレイに装着するための穴加工等の加工を施しても良い。
【0076】
さらに偏光フィルムや位相差フィルム等をつけて円偏光フィルターの性能を付加することで、ディスプレー側からの反射光を抑えることができ、さらに優れたフィルターとなる。
【0077】
本発明のディスプレー用フィルターは可視光線透過率が高いためディスプレーの鮮明度が損なわれず、ディスプレイから発生する健康に害をなすといわれている電磁波を遮断する電磁波シールド性に優れ、さらに、ディスプレーからでる800〜1000nm付近の近赤外線光を効率よくカットするため、周辺電子機器のリモコン、伝送系光通信等が使用する波長に悪影響を与えず、それらの誤動作を防ぐことができる。
【0078】
【実施例】
つぎに、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明はこれによりなんら制限されるものではない。以下の実施例および比較例で示す薄膜の厚さは、成膜条件から求めた値であり、実際に測定した膜厚ではない。
[実施例1]
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm)の一方の主面に、ターゲットにインジウムを、スパッタガスにアルゴン・酸素混合ガス(全圧266mPa :酸素分圧80mPa )を用いて、酸化インジウム薄膜を、ターゲットに銀を、スパッタガスにアルゴンガス(全圧266mPa )を用いて銀薄膜を、マグネトロンDCスパッタリング法により、酸化インジウム薄膜40nm、銀薄膜10nm、酸化インジウム薄膜70nm、銀薄膜10nm、酸化インジウム薄膜40nmの順に積層し、透明導電性積層体を作製し、粘着材を用いて2枚を〔図1〕の如く重ねて本発明の透明積層体を作製した。
【0079】
[比較例1]
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm)の一方の主面に、実施例1と同様に酸化インジウム薄膜40nm、銀薄膜10nm、酸化インジウム薄膜70nm、銀薄膜10nm、酸化インジウム薄膜40nmの順に積層し、透明導電性積層体を作製した。
【0080】
[実施例2]
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm)の一方の主面に、ターゲットにインジウムとスズの合金(In:Sn= 95:5)を、スパッタガスにアルゴン・酸素混合ガス(全圧266mPa :酸素分圧80mPa )を用いて、ITO薄膜1μmをマグネトロンDCスパッタリング法により積層し、透明導電性積層体を作製し、粘着材を用いて2枚を〔図1〕の如く重ねて透明積層体を作製した。
【0081】
[実施例3]
ポリエチレンテレフタレートペレット1203(ユニチカ(株)製)に下記式(3)〔化3〕で示されるジチオール錯体を0.3wt%混合し、260 〜280 ℃で溶融させ、押し出し機により厚み100μmのフィルムを作製した。その後、このフィルムを2軸延伸して、厚み50μmのフィルムとし、実施例1の透明積層体に粘着材を用いて貼り合わせ、本発明のディスプレイ用フィルターを作製した。
【0082】
【化3】
【0083】
[実施例4]
実施例3と同様に下記式(3)〔化3〕で示されるジチオール錯体0.6wt%、下記式(4)〔化4〕で示されるジチオール錯体を0.8wt%の厚み50μmのフィルムを作製し、実施例2の透明積層体に粘着材を用いて貼り合わせ、本発明のディスプレイ用フィルターを作製した。
【0084】
【化4】
【0085】
以上のようにして作製した実施例1、2の透明積層体、実施例3、4のディスプレイ用フィルター、及び比較例1の透明導電性積層体の可視光線透過率、合成面抵抗、近赤外線抑止能を以下の方法で評価した。
1)可視光線透過率(Tvis )及び近赤外線透過率
測定対象物を小片に切り出し、(株)日立製作所製分光光度計(U-3400)により300〜1000nmの平行光線透過率を測定した。ここで求めた透過率からTvis を計算した。近赤外線透過率は820nm、850nm、1000nmで評価を行った。
2)合成面抵抗
四端子法(プローブ間隔1mm)により比較例1、実施例2の透明導電性積層体の面抵抗を測定し、実施例1と実施例2の透明積層体の合成面抵抗は、それぞれ比較例1、実施例2の透明導電性積層体の面抵抗から計算して求めた。
3)リモコン試験
プラズマディスプレイの画面に各積層体やフィルターを設置して、リモコンを使用する電子機器を0.2m〜3mディスプレイから離してその誤動作を確認した。誤動作がある場合は、その限界距離を求めた。限界距離が短いほど誤動作が少ないといえる。
以上の結果を〔表1〕に掲げる。
【0086】
【表1】
【0087】
表1から明らかなように、実施例1の透明積層体は、比較例1の透明導電性積層体を2枚貼りあわせたものであり、大きな近赤外線抑止能を有しており、誤動作限界距離は充分実用的である。また、実施例1の透明積層体に、近赤外線吸収色素を含有するフィルムを貼り合わせた実施例3では、可視光線透過率は減少したものの、近赤外線抑止性はさらに向上した。比較例1の透明導電性積層体単体では、誤動作限界距離が大きく、近赤外線カットフィルターとして使用できない。実施例2のITOを使用した透明積層体は、近赤外線抑止能が小さいが、この透明積層体に近赤外線吸収色素を含有するフィルムを貼り合わせた実施例4では、可視光線透過率は減少したものの、近赤外線抑止性は向上し、実用的になった。
【0088】
[実施例5]
実施例1の透明積層体(472mm×350mm)の薄膜形成面すなわち導電面に〔図1〕及び〔図2〕に示すように銀ペースト(三井東圧化学(株)製)をスクリーン印刷し、乾燥させ厚さ20μm、幅10mmの金属電極を形成して、本発明のディスプレイ用フィルターを作製した。
【0089】
[比較例2]
比較例1の透明積層体(472mm×350mm)に実施例5と同様に金属電極を形成して、本発明のディスプレイ用フィルターを作製した。
【0090】
[実施例6]
実施例2の透明積層体(472mm×350mm)に実施例5と同様に金属電極を形成して、本発明のディスプレイ用フィルターを作製した。
【0091】
以上のようにして作製した実施例5、6のディスプレイ用フィルター、及び比較例2のディスプレイ用フィルターの電磁波シールド能を以下のように評価した。
1)電磁波シールド能
ディスプレイ用フィルターをプラズマディスプレイの画面に設置して、ダイポールアンテナを画面中心位置から面の垂線方向3mの位置に設置し、アドバンテスト製スペクトラム・アナライザ(TP4172)で20〜90MHz帯域における放射電界強度を測定した。この際、ディスプレイ用フィルターの金属電極部全体とディスプレイ本体のアース用電極全体を接触させ、アースをとった。33、62、70、80MHz での放射電界強度で評価を行った。
ディスプレイ用フィルターがないときの放射電界強度の測定結果と併せて、上記の評価結果を以下の〔表2〕に掲げる。
【0092】
【表2】
【0093】
〔表2〕から明らかなように、比較例2では帯域によってシールド効果がない。実施例5、6で示すように、合成面抵抗が4Ω/□以下では全帯域にわたって十分な効果があるが、合成面抵抗が3Ω/□以下である実施例4は、より実用的である。
【0094】
[実施例7]
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm)の一方の主面に、大日本インキ化学工業(株)製熱硬化ニス(SF-C-335)3gをトルエン/メチルケトン(10:1)の混合溶媒100gに溶解して、塗布、自然乾燥後、150℃で20秒間硬化させて1μm厚のアンチニュートンリング層を形成し、アンチニュートンリングフィルムを作製した。実施例5のディスプレイ用フィルターの金属電極が形成されていない、貼り付けたときにディスプレイ本体の表示部と密着する方の面に、保護樹脂層としてアクリル系樹脂をスクリーン印刷、硬化処理にて10μm形成し、該保護樹脂層上に該アンチニュートンリングフィルムをアンチニュートンリング層がディスプレイ側になるように粘着材を用いて貼り合わせた。さらに該ディスプレイ用フィルターの反対面と、片面にノングレア層を有する厚さ2mm のPMMA板(三菱レイヨン(株)製アクリルフィルターMR-NG )のノングレア層の形成されていない面を貼り合わせ、本発明のディスプレイ用フィルターを作製した。
【0095】
該ディスプレイ用フィルターの可視光線透過率は65%、合成面抵抗は2.9Ω/□、近赤外線透過率は、820nmにおいて9.3%、850nmにおいて2.7%、1000nmにおいて1.2%であった。該ディスプレイ用フィルターをプラズマディスプレイの画面に設置したところ、周辺の電子機器の誤動作は起こらなかった。また、ニュートンリングも発生せず、画像は鮮明であり、また映り込みが少なく視認性が良かった。
【0096】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明によれば、透明基体(A)の一方の主面上に透明導電層(B)を積層した透明導電性積層体(C)が2枚以上重ねられてなる、合成面抵抗4Ω/□以下かつ可視光線透過率40%以上の透明積層体が、電極を形成し接地することによってプラズマディスプレイの発する強度の電磁波を遮蔽でき、また、ディスプレイの鮮明性を損なわない可視域での高透明性と、周辺電子機器の誤動作を誘発する820nmより長波長の近赤外線光の抑止性を有する透明積層体を提供でき、さらにこの透明積層体を用いることによって電磁波シールド性、高透明性、近赤外線抑止性、防眩性または反射防止能、アンチニュートンリング性、または静電防止性に優れるディスプレイ用フィルターを提供できる。またさらに、近赤外線吸収色素を用いると、さらに近赤外線抑止能に優れるディスプレイ用フィルターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディスプレイ用フィルターの一例を示す断面図
【図2】本発明のディスプレイ用フィルターの一例を示すディスプレイ側から見た平面図
【図3】本発明のディスプレイ用フィルターの一例を示す断面図
【図4】本発明のディスプレイ用フィルターの一例を示す断面図
【図5】本発明のディスプレイ用フィルターの一例を示す断面図
【図6】本発明のディスプレイ用フィルターの一例を示す断面図
【図7】本発明のディスプレイ用フィルターの一例を示す断面図
【符号の説明】
10 透明積層体
11 透明基体(A)
12 透明導電層(B)
15 透明導電性積層体(C)
20 金属電極
30 透明成形体(D)
40 保護樹脂層
50 アンチニュートンリング層
60 反射防止層またはノングレア層
Claims (15)
- 透明基体(A)の少なくとも一方の主面上に透明導電層(B)が形成されている透明導電性積層体(C)で大きさが異なる少なくとも2枚を、より小さい方の透明導電性積層体(C)の透明基体(A)と、より大きい方の透明導電性積層体(C)の透明導電層(B)が対向するようにして重ねた透明積層体で、該透明積層体の可視光線透過率が40%以上、合成面抵抗が4Ω/□以下であり、少なくとも2層の透明導電層(B)上に金属電極が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター。
- 820nmより長波長の領域の光線透過率が10%以下であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイ用フィルター。
- 透明導電層(B)が主としてインジウム酸化物とスズ酸化物で構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマディスプレイ用フィルター。
- 透明導電層(B)が、高屈折率透明薄膜層(B−1)、金属薄膜層(B−2)の順で、(B−1)/(B−2)を繰り返し単位として1回以上繰り返し積層され、さらにその上に少なくとも高屈折率透明薄膜層(B−1)が積層されているものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマディスプレイ用フィルター。
- 高屈折率透明薄膜層(B−1)が、主として酸化インジウムで構成されていることを特徴とする請求項4に記載のプラズマディスプレイ用フィルター。
- 金属薄膜層(B−2)が、銀または銀を含む合金で構成されていることを特徴とする請求項4又5に記載のプラズマディスプレイ用フィルター。
- 透明基体(A)が透明な高分子成形物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルター。
- 透明基体(A)が色素を含有していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルター。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターの透明導電層(B)の面に保護樹脂層が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターに、透明成形体(D)の一方の面を貼り合わせたことを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター。
- 請求項1〜10のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターの少なくとも一方の面に反射防止層またはアンチニュートンリング層またはノングレア層が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター。
- 反射防止層またはノングレア層またはアンチニュートンリング層/透明成形体(D)/請求項1〜8のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルター/保護樹脂層とアンチニュートンリング層の両方またはいずれか一方の層の順に構成されることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターに、保護樹脂層、透明成形体および反射防止層またはアンチニュートンリング層またはノングレア層からなる群から選択される、少なくとも2つを同時に備えてなるプラズマディスプレイ用フィルター。
- 透明基体(A)及び/又は保護樹脂層及び/又は透明成形体(D)及び/又はアンチニュートンリング層及び/又はノングレア層が色素を含有していることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルター。
- 請求項1〜14のいずれかに記載のプラズマディスプレイ用フィルターに色素を含有する透明成形物(E)が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ用フィルター。
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