JP4712236B2 - Antireflection film, antireflection film, image display device, and manufacturing method thereof - Google Patents

Antireflection film, antireflection film, image display device, and manufacturing method thereof Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散性、分散安定性、塗工適性に優れるコーティング組成物、及び、当該コーティング組成物を用いて形成した塗膜に関する。より具体的には、LCDやCRT等の表示面を被覆する反射防止膜を構成する層、特に、中〜高屈折率層の支持層としての機能と高屈折率層としての機能を併せ持つ高屈折率ハードコート層、及び、蒸着層などの隣接層との密着性が良好な中〜高屈折率層を形成するのに適したコーティング組成物に関する。
【0002】
また、本発明は、当該コーティング組成物を用いて形成した塗膜の層を有する反射防止膜、及び、そのような反射防止膜を適用した反射防止フィルム及び画像表示装置にも関する。
【0003】
【従来の技術】
液晶ディスプレー(LCD)や陰極管表示装置(CRT)等の画像表示装置の表示面は、その視認性を高めるために、蛍光燈などの外部光源から照射された光線の反射が少ないことが求められる。
【0004】
透明な物体の表面を屈折率の小さい透明皮膜で被覆することにより反射率が小さくなる現象が従来から知られており、このような現象を利用した反射防止膜を画像表示装置の表示面に設けて視認性を向上させることが可能である。反射防止膜は、十分な硬度を確保する目的で基材上にハードコート層を設け、その上に最表面の屈折率を小さくするためにハードコート層よりも屈折率の小さい低屈折率層を設けた層構成、または、反射防止効果を更に良好にするために前記ハードコート層の上に中〜高屈折率層を1乃至複数層設け、中〜高屈折率層の上に最表面の屈折率を小さくするための低屈折率層を設けた層構成を有する。
【0005】
このような反射防止膜の高屈折率層または中屈折率層には、反射防止膜にした時に充分な効果を発揮できる屈折率や透明性等の光学特性、及び、隣接する他の層(ハードコート層や低屈折率層)との密着性や耐擦傷性等の物理特性が要求される。
【0006】
反射防止膜の高屈折率層または中屈折率層を形成する方法は、一般に気相法と塗布法に大別され、気相法には真空蒸着法、スパッタリング法等の物理的方法と、CVD法等の化学的方法とがあり、塗布法にはロールコート法、グラビアコート法、スライドコート法、スプレー法、浸漬法、及び、スクリーン印刷法等がある。
【0007】
気相法による場合には、高機能且つ高品質な薄膜の高屈折率層及び中屈折率層を形成することが可能だが、高真空系での精密な雰囲気の制御が必要であり、また、特殊な加熱装置又はイオン発生加速装置が必要であり、そのために製造装置が複雑で大型化するために必然的に製造コストが高くなるという問題がある。また、高屈折率層及び中屈折率層の薄膜を大面積化したり或いは複雑な形状を持つフィルム等の表面に薄膜を均一な膜厚に形成することが困難である。
【0008】
一方、塗布法のうちスプレー法による場合には、塗工液の利用効率が悪く、成膜条件の制御が困難である等の問題がある。ロールコート法、グラビアコート法、スライドコート法、浸漬法及びスクリーン印刷法等による場合には、成膜原料の利用効率が良く、大量生産や設備コスト面での有利さがあるが、一般的に、塗布法により得られる高屈折率層及び中屈折率層は、気相法により得られるものと比較して機能及び品質が劣るという問題点がある。
【0009】
近年、優れた品質を有する高屈折率層及び中屈折率層の薄膜を形成し得る塗布法として、有機物からなるバインダーの溶液中に酸化チタンや酸化スズ等の高屈折率微粒子を分散させた塗工液を基板上に塗布し、塗膜を形成する方法が提案されている。
【0010】
中〜高屈折率層を形成する塗膜は可視光領域において透明であることが必須であるため、高屈折率微粒子としては一次粒子径が可視光線の波長以下である所謂超微粒子を使用すると共に、当該高屈折率微粒子を塗工液中及び塗膜中に均一に分散する必要がある。しかしながら一般に、微粒子の粒子径を小さくしていくと、微粒子の表面積が大きくなり、粒子間の凝集力が増大する。そして、塗工液の固形成分が凝集すると、得られる塗膜のヘイズが悪化する。従って、高屈折率層及び中屈折率層の薄膜を形成する塗工液には、ヘイズの小さい均一な塗膜を形成するために十分な分散性を有することが求められる。また、塗工液には、長期間に渡って容易に保存できるように十分な分散安定性を有することが求められる。
【0011】
超微粒子の凝集という問題は、当該超微粒子に対して良好な分散性を示す分散剤を使用することにより解決することができる。分散剤は、凝集する微粒子間に浸透しながら微粒子表面に吸着し、分散処理の過程で凝集状態をほぐしながら溶剤中への均一分散化を可能とする。しかしながら、超微粒子は表面積が増大しているので、これを塗工液中に均一に分散させ、長期保存に耐え得るほどに安定化させるためには大量の分散剤が必要になる。塗工液に大量の分散剤を配合すると、当該塗工液を用いて形成した塗膜にも分散剤が多量に存在することとなり、分散剤がバインダー成分の硬化を妨げ、塗膜の強度を極端に低下させる。
【0012】
さらに、塗工液には、大量生産の観点から大面積薄膜を容易に形成できるように、塗工時に均一に薄く塗布することができ、且つ、乾燥むらが生じないように塗工適性が求められる。
【0013】
また、中〜高屈折率層には、当該中〜高屈折率層に隣接しているハードコート層や低屈折率層に対して十分な密着性を有することが求められる。いわゆるウエット法により塗工液から形成した中〜高屈折率層の上に、蒸着法などのいわゆるドライコーティング法により酸化ケイ素(SiOx)膜などの低屈折率層を形成する場合には、密着性が極めて足りず簡単に剥離してしまうので、特に優れた密着性が求められる。
【0014】
また、ハードコート層は本来、反射防止膜の傷付きを防止するために中〜高屈折率層の支持層としての役割を持っているが、このハードコート層に高屈折率微粒子を配合して、中〜高屈折率層としての機能を併せ持つ高屈折率ハードコート層とする場合には、反射防止膜の構成層数を減らすことができる。しかし、中〜高屈折率層の厚さは5〜200nm程度、好ましくは50〜160nm程度であるのに対して、ハードコート層は十分な硬度を確保すると言う本来の目的のために1〜10μm程度、好ましくは2〜5μm程度とかなり厚く形成されるので、高屈折率ハードコート層を中〜高屈折率層用塗工液と同様の塗工液を用いてウエット法により形成する場合には、中〜高屈折率層をウエット法により形成する場合にも増して高屈折率微粒子の凝集による透明性の悪化を招きやすい。しかも、ハードコート層には高い硬度が求められるのに対して、上記したように分散剤には塗膜のバインダー硬化を妨げる性質があるので、ハードコート層用塗工液に配合できる分散剤の量は、中〜高屈折率層用塗工液にも増して制限される。従って、高屈折率ハードコート層用塗工液に対する分散剤削減の要求は、中〜高屈折率層用塗工液に対するよりも、さらに厳しい。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、その第一の目的は、透明性、膜強度、隣接層に対する密着性、膜厚の均一性などの諸性能に優れた光透過層を積層してなる高品質の反射防止膜を提供することにある。
【0016】
また、本発明の第二の目的は、透明性、膜強度、隣接層に対する密着性、膜厚の均一性などの諸性能に優れると共に屈折率も十分に高い高屈折率層及び/又は中屈折率層を備えた、高品質の反射防止膜を提供することにある。
【0017】
また、本発明の第三の目的は、中〜高屈折率層及び低屈折率層の下地として形成した時に、硬度、透明性、隣接層に対する密着性、膜厚の均一性などの諸性能に優れ、反射膜の硬度を向上させるハードコート層として機能し得ると共に、屈折率が高く、中〜高屈折率層としても機能し得る高屈折率ハードコート層を備えた、高品質の反射防止膜を提供することにある。
【0018】
また、本発明の第四の目的は、上記第一乃至第三の目的を達成しうる反射防止膜を設けた反射防止フィルム及び画像表示装置を提供することにある。
【0019】
また、本発明の第五の目的は、反射防止膜を構成する光透過層、特に中〜高屈折率層及び/又は高屈折率ハードコート層を塗布法により形成することにより上記第一乃至第三の目的を達成しうる反射防止膜、及び、かかる反射防止膜を備える反射防止フィルム又は画像表示装置を効率よく製造する方法を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る反射防止膜は、光透過性を有する1の光透過層からなる単層構造、又は、光透過性を有し且つ互いに屈折率の異なる光透過層を2以上積層した多層構造を有し、
前記光透過層のうちの少なくともひとつが、光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆され0.01〜0.1μmの範囲の一次粒子径を有するルチル型の酸化チタン、及び、エチレンオキサイド鎖の骨格を有する主鎖にアニオン性の極性基からなる側鎖又はアニオン性の極性基を有する側鎖が結合した分子構造を有する分散剤が、硬化したバインダー中に均一に混合されてなる硬化層であることを特徴とするものである。
【0021】
また、本発明に係る反射防止フィルムは、光透過性を有する基材フィルムの少なくとも一面側に、上記の反射防止膜を、当該反射防止膜の低屈折率層が鑑賞面側に位置するように積層してなることを特徴とするものである。
【0022】
また、本発明に係る画像表示装置は、上記の反射防止膜により、当該反射防止膜が鑑賞面側に位置するように表示面を被覆してなることを特徴とするものである。
【0023】
上記反射防止膜の硬化層は、必須成分として、
(1)光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆され、0.01〜0.1μmの範囲の一次粒子径を有するルチル型の酸化チタン、
(2)電離放射線硬化性のバインダー成分、
(3)エチレンオキサイド鎖の骨格を有する主鎖にアニオン性の極性基からなる側鎖又はアニオン性の極性基を有する側鎖が結合した分子構造を有する分散剤及び、
(4)有機溶剤、
を含有するコーティング組成物を、硬化層により被覆すべき面に塗工し硬化させて形成することができる。
【0024】
上記のコーティング組成物は、高屈折率の酸化チタンの超微粒子を十分に分散させることが可能であり、また分散安定性にも優れているので、分散剤の使用量を少量に抑えることが可能であり、当該コーティング組成物を被塗布面に塗布し電離放射線の照射により硬化させることにより、反射防止膜などの光学部材に必要な高い屈折率と透明性が得られると共に、十分な塗膜強度及び隣接層との密着性を得ることができる。
【0025】
また、本発明においては、酸化チタンの光触媒活性を無機化合物による表面処理を行って低下又は消失させて用いるので、バインダー成分の劣化に伴う塗膜の強度低下や、反射防止性能低下の原因となる黄変現象が起こり難い。
【0026】
また、上記のコーティング組成物は塗工適性にも優れ、均一な大面積薄膜を容易に形成することができる。
【0027】
従って、本発明によれば、透明性、膜強度、隣接層に対する密着性、膜厚の均一性などの諸性能に優れた光透過層を積層してなる高品質の反射防止膜が提供される。また、本発明によれば、そのような高品質の反射防止膜を塗工法により製造することが可能である。
【0028】
特に、上記のコーティング組成物は、酸化チタンの配合量を変えて調節できる屈折率の範囲から考えて、中屈折率層、高屈折率層又は高屈折率ハードコート層を形成するのに適している。
【0029】
上記コーティング組成物を用いて高屈折率層及び/又は中屈折率層を形成する場合には、膜厚が0.05〜0.2μmで、屈折率が1.55〜2.30で、且つ、JIS−K7361−1に規定されるヘイズ値が前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が1%以内である中〜高屈折率層を形成することができる。
【0030】
また、上記コーティング組成物を用いて高屈折率ハードコート層を形成する場合には、膜厚が1〜10μm、好ましくは2〜5μmで、屈折率が1.55〜1.83で、且つ、JIS−K7361−1に規定されるヘイズ値が前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が3%以内である高屈折率ハードコート層を形成することができる。
【0031】
従って、本発明によれば、透明性、膜強度、隣接層に対する密着性、膜厚の均一性などの諸性能に優れると共に屈折率も十分に高い高屈折率層及び/又は中屈折率層を備えた、高品質の反射防止膜が提供される。
【0032】
また、本発明によれば、中〜高屈折率層及び低屈折率層の下地として形成した時に、硬度、透明性、隣接層に対する密着性、膜厚の均一性などの諸性能に優れ、反射膜の硬度を向上させるハードコート層として機能し得ると共に、屈折率が高く、中〜高屈折率層としても機能し得る高屈折率ハードコート層を備えた、高品質の反射防止膜も提供される。
【0033】
この場合、当該高屈折率ハードコート層の表面を微細凹凸形状に形成して、防眩層(アンチグレア層)として機能するハードコート層としてもよい。
【0034】
酸化チタンを被覆する前記無機化合物としては、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化スズ、アンチモンをドープした酸化スズ(ATO)、スズをドープした酸化インジウム(ITO)、亜鉛をドープした酸化インジウム(IZO)、アルミニウムをドープした酸化亜鉛(AZO)、及び、フッ素をドープした酸化スズ(FTO)よりなる群から選ばれる化合物が好適に用いられる。
【0035】
酸化チタンを被覆する前記有機化合物としては、有機カルボン酸が好適に用いられる。また、酸化チタンを被覆する前記有機金属化合物としては、シランカップリング剤及び/又はチタネートカップリング剤が好適に用いられる。
【0036】
電離放射線硬化性のバインダー成分としては、アニオン性の極性基を有するバインダー成分を用いるのが好ましい。アニオン性の極性基を有するバインダー成分は、酸化チタンとの親和性が高く、分散助剤として作用するので、コーティング組成物中および塗膜中での酸化チタンの分散性を向上させ、また、分散剤の使用量を減らす効果もあるので好ましい。分散剤はバインダーとしては機能しないので、分散剤の配合割合を減らすことによって塗膜強度の向上を図ることができる。
【0037】
前記バインダー成分としては、分子中に水酸基を残したものを用いるのが好ましい。水酸基はアニオン性の極性基であり酸化チタンに対する親和性が大きいので、水酸基を有するバインダー成分は分散助剤として作用し、上記分散剤の配合量を減らすことが可能である。
【0038】
バインダー成分は、アニオン性の極性基として水素結合形成基を有するものが特に好ましい。バインダー成分が水素結合形成基を有する場合には、アニオン性極性基としての効果により酸化チタンの分散性を向上させることに加えて、水素結合によりハードコート層、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層、透明導電層などの隣接層相互間の密着性を向上させることが可能となる。
【0039】
本発明に係る中〜高屈折率層又は高屈折率ハードコート層が水素結合形成基を含有すると共に、これらに隣接する層も水素結合形成基を含有する場合には、特に優れた密着性が得られる。
【0040】
水素結合形成基を含有する隣接層としては、ドライコーティング法であるスパッタリングによって中〜高屈折率層としての酸化チタン(TiOx)膜を形成する場合がある。また、低屈折率層としては、ドライコーティング法である蒸着法又はウエット法であるゾルゲル反応により酸化ケイ素(SiOx)膜を形成する場合がある。また、水素結合形成基を有するバインダー成分とATOやITOなどの導電性材料を含有するコーティング組成物を用いるウエット法により、透明導電層を形成する場合がある。また、ドライコーティング法により透明導電層としてのATO蒸着膜やITO蒸着膜を形成する場合もある。
【0041】
従来は、ウエット法により形成された中〜高屈折率層の上にドライコーティング法により酸化チタン膜や酸化ケイ素膜を形成する場合には十分な密着性が得られず、膜が剥離し易かった。これに対して本発明によれば、水素結合形成基を有するバインダー成分を配合したコーティング組成物を用いるウエット法により中〜高屈折率層又は高屈折率ハードコート層を形成することにより、当該中〜高屈折率層の上にドライコーティング法により密着性よく成膜することができるので、非常に有用である。
【0048】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明において用いられるコーティング組成物について説明する。本発明においては、反射防止膜を構成する様々な光透過層を形成するために、必須成分として、
(1)光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆され、0.01〜0.1μmの範囲の一次粒子径を有するルチル型の酸化チタン、
(2)電離放射線硬化性のバインダー成分、
(3)アニオン性の極性基を有する分散剤、及び、
(4)有機溶剤、
を含有するコーティング組成物を用いる。このコーティング組成物は、必要に応じて、その他の成分を含んでいることもある。
【0049】
当該コーティング組成物を用いる塗布法によって、反射防止膜を構成する様々な光透過層、そのなかでも特に中〜高屈折率層や高屈折率ハードコート層などの高屈折率が求められる光透過層を効率よく形成することができる。
【0050】
上記必須成分のうち酸化チタンは、上記コーティング組成物を用いて形成する塗膜の屈折率を所望の値に調節するための主要成分である。酸化チタンは、屈折率が高く、且つ、無色であるか又はほとんど着色していないので、屈折率を調節するための成分として適している。酸化チタンには、ルチル型、アナターゼ型、アモルファス型があるが、本発明においてはアナターゼ型やアモルファス型と比べて屈折率の高いルチル型の酸化チタンを用いる。
【0051】
酸化チタンは、塗膜の透明性を低下させないために、いわゆる超微粒子サイズのものを用いる。ここで、「超微粒子」とは、一般的にサブミクロンオーダーの粒子のことであり、一般的に「微粒子」と呼ばれている数μmから数100μmの粒径を有する粒子よりも粒径の小さいものを意味している。すなわち本発明において酸化チタンは、一次粒子径が0.01μm以上であり、且つ、0.1μm以下、好ましくは0.03μm以下のものを用いる。平均粒子径が0.01μm未満のものは、コーティング組成物中に均一に分散させることが困難であり、ひいては、酸化チタン超微粒子を均一に分散させた塗膜が得られなくなる。また、平均粒子径が0.1μm超のものは、塗膜の透明性を損なうので好ましくない。酸化チタンの一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)等により目視計測してもよいし、動的光散乱法や静的光散乱法等を利用する粒度分布計等により機械計測してもよい。
【0052】
酸化チタン超微粒子の一次粒子径が上記範囲内であれば、その粒子形状が球状であっても針状であっても、その他どのような形状であっても本発明に用いることができる。
【0053】
酸化チタンは光触媒活性を有しているので、表面処理を何も行っていない酸化チタンを含有する塗工液を用いて塗膜を形成すると、光触媒作用によって塗膜を形成しているバインダー間の化学結合が切れて塗膜強度が低下したり、塗膜が黄変して塗膜の透明度、ヘイズが劣化しやすい。そのため、酸化チタンの表面を、光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物により被覆して用いる。そのような無機化合物としては、例えば、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化スズ、アンチモンをドープした酸化スズ(ATO)、スズをドープした酸化インジウム(ITO)、亜鉛をドープした酸化インジウム(IZO)、アルミニウムをドープした酸化亜鉛(AZO)、及び、フッ素をドープした酸化スズ(FTO)等を例示することができ、これらの中から1種単独で又は2種以上の組み合わせて用いることができる。
【0054】
酸化チタン微粒子の表面を無機化合物により被覆するには、酸化チタン微粒子を水に分散させた分散液中に、被覆させたい無機化合物の塩、或いは、加水分解により被覆させたい無機化合物を生じ得る有機金属化合物を添加し、pH及び/又は温度条件を変えることで、酸化チタン微粒子の表面に所望の無機化合物を物理化学的に吸着させる。
【0055】
また、無機化合物で被覆した酸化チタンは、市販品にも存在しており、例えば、アルミナで被覆した酸化チタンとしてはTTO51(A)の商品名で石原産業から入手することができる。
【0056】
酸化チタンの表面は、光触媒活性を低下又は消失させるために無機化合物で被覆すると共に、有機溶剤中での分散性を高めるために有機化合物又は有機金属化合物により被覆する。本発明に係るコーティング組成物には、酸化チタンを分散させるために後述するようにアニオン性の極性基を有する分散剤を配合するが、酸化チタンを有機化合物又は有機金属化合物で表面処理して疎水性を付与することにより、塗工液中での酸化チタンの分散性を、さらに向上させることができる。アニオン性の極性基は酸化チタンとの親和性が大きいので、本発明においては特にアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又はアニオン性の極性基を有する有機金属化合物で酸化チタンを被覆する。
【0057】
アニオン性の極性基を有する有機化合物としては、カルボキシル基、リン酸基、又は、水酸基のようなアニオン性の極性基を有するものを用いることができ、例えば、ステアリン酸、ラウリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレイン酸、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、EO(エチレンオキサイド)変性リン酸トリアクリレート、ECH変性グリセロールトリアクリレート等を例示することができる。
【0058】
また、アニオン性の極性基を有する有機金属化合物としては、シランカップリング剤及び/又はチタネートカップリング剤を用いることができる。
【0059】
シランカップリング剤としては、具体的には、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等を例示することができる。
【0060】
チタネートカップリング剤としては、具体的には、味の素(株)より市販されている、製品名プレンアクトKR−TTS、KR−46B、KR−55、KR−41B、KR−38S、KR−138S、KR−238S、338X、KR−44、KR−9SA、KR−ET等が例示でき、更に、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラn−プロポキシチタン、テトラn−ブトキシチタン、テトラsec−ブトキシチタン、テトラtert−ブトキシチタン等の金属アルコキシドも使用することができる。
【0061】
酸化チタンを表面処理する有機化合物及び/又は有機金属化合物としては、特にカップリング剤、及び有機カルボン酸を用いるのが好ましい。また、後述するケトン系溶剤を用いてコーティング組成物を調製する場合には、カップリング剤、及び、ステアリン酸、ラウリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレイン酸の中から1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いるのが好ましく、十分な分散性が得られる。
【0062】
酸化チタンの表面を有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆して疎水性を付与するには、アニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物を有機溶剤中に溶解させておき、この溶液中に、無機化合物表面処理を未だ施していないか或いはすでに施した酸化チタンを分散させた後に有機溶剤を完全に蒸発除去することにより、被覆できる。
【0063】
また、無機化合物及び有機化合物の両方を用いて被覆した酸化チタンは、市販品にも存在しており、例えば、アルミナ及びステアリン酸で被覆した酸化チタンとしてはTTO51(C)の商品名で石原産業から入手することができる。
【0064】
電離放射線硬化性のバインダー成分は、コーティング組成物に成膜性や、基材や隣接する層に対する密着性を付与するために、必須成分として配合される。電離放射線硬化性のバインダー成分は、コーティング組成物中において重合していないモノマー又はオリゴマーの状態で存在しているので、コーティング組成物の塗工適性に優れ、均一な大面積薄膜を形成しやすい。また、塗膜中のバインダー成分を塗工後に重合、硬化させることにより十分な塗膜強度が得られる。
【0065】
電離放射線硬化性のバインダー成分としては、紫外線や電子線のような電離放射線の照射により直接、又は開始剤の作用を受けて間接的に重合反応を生じる官能基を有するモノマー又はオリゴマーを用いることができる。本発明においては、主に、エチレン性二重結合を有するラジカル重合性のモノマーやオリゴマーを用いることができ、必要に応じて光開始剤が組み合わせられる。しかしながら、その他の電離放射線硬化性のバインダー成分を用いることも可能であり、例えば、エポキシ基含有化合物のような光カチオン重合性のモノマーやオリゴマーを用いてもよい。光カチオン重合性のバインダー成分には、必要に応じて光カチオン開始剤が組み合わせて用いられる。バインダー成分の分子間で架橋結合が生じるように、バインダー成分であるモノマー又はオリゴマーは、重合性官能基を2個以上有する多官能性のバインダー成分であることが好ましい。
【0066】
エチレン性二重結合を有するラジカル重合性のモノマー及びオリゴマーとしては、具体的には、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、ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシ3−フェノキシプロピルアクリレート、カルボキシポリカプロラクトンアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド等の単官能(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート等のジアクリレート;トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート誘導体やジペンタエリスリトールペンタアクリレート等の多官能(メタ)アクリレート、或いは、これらのラジカル重合性モノマーが重合したオリゴマーを例示することができる。ここで「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
【0067】
電離放射線硬化性のバインダー成分のうちでも、アニオン性の極性基を有するバインダー成分は、酸化チタンとの親和性が高く、分散助剤として作用する。従って、コーティング組成物中および塗膜中での酸化チタンの分散性が向上し、また、分散剤の使用量を減らす効果もあるので好ましい。
【0068】
バインダー成分は、アニオン性の極性基として水素結合形成基を有するものが特に好ましい。バインダー成分が水素結合形成基を有する場合には、アニオン性極性基としての効果により酸化チタンの分散性を向上させることに加えて、ハードコート層、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層、透明導電層などの隣接層に対する密着性を向上させることが可能となる。酸化チタン超微粒子を含有する光透過層のバインダー成分が水素結合形成基を有すると共に、ハードコート層などの隣接層も水素結合形成基を含有している場合には、水素結合により両者間の密着性が更に向上するので、特に好ましい。
【0069】
例えば、水素結合形成基を有するバインダー成分を配合したコーティング組成物を用いて中〜高屈折率層を形成する場合には、いわゆるウエット法(皮膜形成面に塗工液を塗布し乾燥及び/又は硬化させる方法)により塗工液から形成したハードコート層や高屈折率層や低屈折率層に対しても、また、蒸着法やスパッタリング法等のいわゆるドライコーティング法(皮膜形成面に気相状態の材料を付着し、析出させる方法)により形成した高屈折率層や低屈折率層に対しても優れた密着性が得られる。
【0070】
中〜高屈折率層としては、ドライコーティング法であるスパッタリングによって酸化チタン(TiOx)膜を形成する場合がある。酸化チタンは分子中に酸素原子を有しており、水素結合を形成し得る。また、低屈折率層としては、ドライコーティング法である蒸着法又はウエット法であるゾルゲル反応により酸化ケイ素(SiOx)膜を形成する場合がある。酸化ケイ素膜はシラノール基を含有しており水素結合を形成し得る。このような水素結合形成基を含有する膜に対して、水素結合形成基を有するバインダー成分を用いた高屈折率ハードコート層は特に優れた密着性を示す。
【0071】
従来は、ウエット法により形成された中〜高屈折率層の上にドライコーティング法により酸化チタン膜や酸化ケイ素膜を形成する場合には十分な密着性が得られず、膜が剥離し易かったのに対して、水素結合形成基を有するバインダー成分を配合したコーティング組成物を用いて中〜高屈折率層を形成する場合には、当該中〜高屈折率層の上にドライコーティング法により密着性よく成膜することができるので、非常に有用である。
【0072】
また、帯電防止の目的で反射防止膜中にウエット法又はドライコーティング法によりITOやATOなどの透明導電性材料を含有する透明導電層を設け、当該透明導電層上に異方導電性を有する、すなわち膜面方向の体積抵抗率が膜厚方向の体積導電率よりも高いハードコート層を形成する場合がある。このような場合にも、透明導電層上に、水素結合形成基を有するバインダー成分を配合したコーティング組成物を塗布することにより、透明導電層に対して密着性の良い高屈折率ハードコート層を形成することができ、非常に有用である。
【0073】
透明導電層をウエット法により形成する場合には、水素結合形成基を有するバインダー成分を用いて透明導電層を形成することにより、透明導電層にも水素結合形成基を多量に含有させることができ、水素結合形成基を含有する高屈折率ハードコート層との間に特に優れた密着性が得られる。透明導電層を形成するバインダー成分としては、水素結合形成基としての水酸基を有するウレタンアクリレート樹脂を例示することができる。透明導電層をドライコーティング法により形成する場合には、ITO蒸着膜やATO蒸着膜などの金属酸化物蒸着膜が得られ、皮膜組成の大部分が酸素原子を有する金属酸化物で占められているので、水素結合を容易に形成でき、水素結合形成基を含有する高屈折率ハードコート層との間に充分な密着性が得られる。なお、異方導電性を有する高屈折率ハードコート層を形成するには、本発明に係る高屈折率ハードコート層用コーティング組成物に、水素結合形成基を有するバインダー成分と共に、異方導電性を付与するための導電性微粒子を配合し、透明導電層上に塗布すればよい。異方導電性を付与するための導電性微粒子としては、金及び/又はニッケルで表面処理された有機ビーズを例示することができる。
【0074】
水素結合形成基を有するバインダー成分として、具体的には、分子中に水酸基を有するバインダー成分を用いることができる。分子中に水酸基を有するバインダー成分としては、ペンタエリスリトール多官能(メタ)アクリレートまたはジペンタエリスリトール多官能(メタ)アクリレートであって分子中に水酸基を残したバインダー成分を用いることができる。すなわち、そのようなバインダー成分は、一分子のペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールに2分子以上の(メタ)アクリル酸がエステル結合しているが、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールの分子中にもともとある水酸基の一部はエステル化されないまま残っているものであり、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレートを例示することができる。ペンタエリスリトール多官能アクリレート及びジペンタエリスリトール多官能アクリレートは、一分子中にエチレン性二重結合を2個以上有するので、重合時に架橋反応を起こし、高い塗膜強度が得られる。
【0075】
ラジカル重合を開始させる光開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物、2,3−ジアルキルジオン化合物類、ジスルフィド化合物類、チウラム化合物類、フルオロアミン化合物などが用いられる。より具体的には、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−モルフォリノプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケトン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンゾフェノン等を例示できる。これらのうちでも、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、及び、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オンは、少量でも電離放射線の照射による重合反応を開始し促進するので、本発明において好ましく用いられる。これらは、いずれか一方を単独で、又は、両方を組み合わせて用いることができる。これらは市販品にも存在し、例えば、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンはイルガキュアー 184(Irgacure 184)の商品名で日本チバガイギーから入手できる。
【0076】
アニオン性の極性基を有する分散剤は、酸化チタンに対して親和性の高いアニオン性の極性基を有しており、本発明に係るコーティング組成物に酸化チタンに対する分散性を付与するために配合される。アニオン性の極性基としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、水酸基などが該当する。
【0077】
アニオン性の極性基を有する分散剤としては、具体的には、ビックケミー・ジャパン社がディスパービックの商品名で供給する製品群、すなわち、Disperbyk-111, Disperbyk-110, Disperbyk-116, Disperbyk-140, Disperbyk-161, Disperbyk-162, Disperbyk-163, Disperbyk-164, Disperbyk-170, Disperbyk-171, Disperbyk-174, Disperbyk-180, Disperbyk-182等を例示することができる。
【0078】
これらのうちでも、エチレンオキサイド鎖の骨格を有する主鎖に上記したようなアニオン性の極性基からなる側鎖又はアニオン性の極性基を有する側鎖が結合した分子構造を有し、数平均分子量が2,000から20,000の化合物を用いると、特に良好な分散性が得られ好ましい。数平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法により測定することができる。このような条件に合うものとして、上記ディスパービックシリーズの中ではディスパービック163(Disperbyk 163)がある。
【0079】
上記コーティング組成物を用いて高屈折率ハードコート層を形成する場合には、コーティング組成物に有機系微粒子などのマット材を配合して塗布することにより、高屈折率ハードコート層の表面を微細凹凸にしてアンチグレア層としての機能を付与することができる。ここで、微細凹凸を形成するためのマット材として、具体的にはSEM観察による平均粒子径が1〜10μm程度のスチレンビーズやアクリルビーズを用いることができる。
【0080】
また、コーティング組成物の塗膜に、好ましい表面形状を持つ金属製の版やマット調表面を持つPETフィルムを押圧してエンボス加工し、その状態で光硬化させた後、版やPETフィルムを取り除くことによっても、高屈折率ハードコート層表面に微細凹凸を形成することができる。
【0081】
上記コーティング組成物の固形成分を溶解分散するための有機溶剤は特に制限されず、種々のもの、例えば、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等のアルコール類;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類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ハロゲン化炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;或いはこれらの混合物を用いることができる。
【0082】
本発明においては、ケトン系の有機溶剤を用いるのが好ましい。本発明に係るコーティング組成物をケトン系溶剤を用いて調製すると、基材表面に容易に薄く均一に塗布することができ、且つ、塗工後において溶剤の蒸発速度が適度で乾燥むらを起こし難いので、均一な薄さの大面積塗膜を容易に得ることができる。
【0083】
ケトン系溶剤としては、1種のケトンからなる単独溶剤、2種以上のケトンからなる混合溶剤、及び、1種又は2種以上のケトンと共に他の溶剤を含有しケトン溶剤としての性質を失っていないものを用いることができる。好ましくは、溶剤の70重量%以上、特に80重量%以上を1種又は2種以上のケトンで占められているケトン系溶剤が用いられる。
【0084】
有機溶剤としてケトン系溶剤を用い、酸化チタンの表面を上記したような有機化合物及び/又は有機金属化合物で被覆することにより、特に塗工適性に優れたコーティング組成物が得られ、均一な大面積薄膜を容易に形成できるようになる。この場合でも、アニオン性の極性基を有する分散剤として上記したようなエチレンオキサイド系の分散剤、すなわち、エチレンオキサイド鎖の骨格を有する主鎖にアニオン性の極性基からなる側鎖又はアニオン性の極性基を有する側鎖が結合した分子構造を有し、数平均分子量が2,000から20,000の化合物を用いると、さらに好ましい。或いは、バインダー成分として、ペンタエリスリトール多官能(メタ)アクリレートまたはジペンタエリスリトール多官能(メタ)アクリレートであって分子中に水酸基を残したバインダー成分を用いるのも効果的である。
【0085】
本発明に係るコーティング組成物は、必須成分として、酸化チタン、電離放射線硬化性のバインダー成分、アニオン性の極性基を有する分散剤、および、有機溶剤を含有し、必要に応じて電離放射線硬化性のバインダー成分の重合開始剤を含有するが、さらに、その他の成分を配合してもよい。例えば、必要に応じて紫外線遮蔽剤、紫外線吸収剤、表面調整剤(レベリング剤)、酸化ジルコニウム、アンチモンをドープした酸化スズなどを用いることができる。
【0086】
各成分の配合割合は適宜調節可能であるが、一般的には、酸化チタン10重量部に対して、前記バインダー成分を4〜20重量部、及び、アニオン性の極性基を有する分散剤を4〜10重量部の割合で配合する。ただし、バインダー成分として分子中にアニオン性の極性基を有するものを用いる場合には、当該バインダー成分が分散助剤として作用するので、アニオン性の極性基を有する分散剤の使用量を大幅に減らすことができる。分散剤はバインダーとしては機能しないので、分散剤の配合割合を減らすことによって塗膜強度の向上を図ることができる。
【0087】
具体的には、酸化チタン10重量部に対して、アニオン性の極性基を有するバインダー成分を4〜20重量部、及び、アニオン性の極性基を有する分散剤を2〜4重量部の割合で配合することができる。この配合割合は、中〜高屈折率層用のコーティング組成物として特に好適である。
【0088】
また、酸化チタン10重量部に対して、分子中にアニオン性の極性基を有する前記バインダー成分を70〜320重量部、及び、分散剤を2〜4重量部の割合で含有するコーティング組成物は、高屈折率ハードコート層を形成するために特に好適である。さらに、この高屈折率ハードコート層用コーティング組成物には、アンチグレア層(防眩層)としての機能を付与するためのマット材粒子を1〜50重量部の割合で配合してもよい。
【0089】
光重合開始剤を用いる場合には、バインダー成分100重量部に対して、光重合開始剤を通常は3〜8重量部の割合で配合する。
【0090】
また、有機溶剤の量は、各成分を均一に溶解、分散することができ、調製後の保存時に凝集を来たさず、且つ、塗工時に希薄すぎない濃度となるように適宜調節する。この条件が満たされる範囲内で溶剤の使用量を少なくして高濃度のコーティング組成物を調製し、容量をとらない状態で保存し、使用時に必要分を取り出して塗工作業に適した濃度に希釈するのが好ましい。本発明においては、固形分と有機溶剤の合計量を100重量部とした時に、必須成分及びその他の成分を含む全固形分0.5〜50重量部に対して、有機溶剤を50〜95.5重量部、さらに好ましくは、全固形分10〜30重量部に対して、有機溶剤を70〜90重量部の割合で用いることにより、特に分散安定性に優れ、長期保存に適したコーティング組成物が得られる。
【0091】
上記各成分を用いて本発明に係るコーティング組成物を調製するには、塗工液の一般的な調製法に従って分散処理すればよい。例えば、各必須成分及び各所望成分を任意の順序で混合し、得られた混合物にビーズ等の媒体を投入し、ペイントシェーカーやビーズミル等で適切に分散処理することにより、コーティング組成物が得られる。
【0092】
こうして得られたコーティング組成物は、必須成分として、所定の一次粒径を有し無機化合物と有機化合物及び/又は有機金属化合物で被覆されたルチル型の酸化チタン粒子と、電離放射線硬化性のバインダー成分と、アニオン性の極性基を有する分散剤を有機溶剤中に溶解、分散してなるものであり、特に、酸化チタン粒子は、当該チタン粒子を被覆している有機化合物及び/又は有機金属化合物と、アニオン性の極性基を有する分散剤により、コーティング組成物中に均一に分散されている。
【0093】
本発明に係るコーティング組成物は、アニオン性の極性基を有する分散剤の配合とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物による被覆によって、酸化チタンの優れた分散性及び分散安定性を有しており、ヘイズが非常に小さい。すなわち、本発明に係るコーティング組成物中の酸化チタン配合量をコントロールして屈折率を調節し、当該コーティング組成物を基材等の被塗工体の表面に塗布し、乾燥、硬化させることによって、所定の屈折率を有し、透明性が高く、ヘイズの小さい塗膜が得られる。従って、本発明に係るコーティング組成物は、反射防止膜を構成する1又は2以上の層を形成するのに適しており、特に、酸化チタンの配合量を変えて調節できる屈折率の範囲から考えて、中屈折率層、高屈折率層又は高屈折率ハードコート層を形成するのに適している。
【0094】
また、本発明に係るコーティング組成物は、長期間に渡る分散安定性にも優れているのでポットライフが長く、長期間保存した後に使用する場合でも透明性が高く且つヘイズの小さい塗膜を形成することができる。
【0095】
さらに、本発明に係るコーティング組成物は、塗工適性に優れ、被塗工体の表面に、容易に薄く広く且つ均一に塗布することができ、均一な大面積薄膜を形成できる。特に、ケトン系溶剤を用いると粘度が適度で、また、蒸発速度が遅いケトン系溶剤ほど塗膜の乾燥むらが生じ難いので、均一な大面積薄膜を特に形成しやすい。
【0096】
本発明の反射防止膜コーティング組成物を基材等の被塗工体の表面に塗布し、乾燥し、電離放射線硬化させることによって、実質的に無色透明でヘイズの小さい塗膜を形成することができる。
【0097】
本発明のコーティング組成物を塗布する支持体は特に制限されない。好ましい支持体としては、例えば、ガラス板; トリアセテートセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセルロース、ポリエーテルサルホン、アクリル系樹脂;ポリウレタン系樹脂;ポリエステル;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテル;トリメチルペンテン;ポリエーテルケトン;(メタ)アクリロニトリル等の各種樹脂で形成したフィルム等を例示することができる。基材の厚さは、通常25μm〜1000μm程度であり、好ましくは50μm〜190μmである。
【0098】
コーティング組成物は、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、スライドコート法、バーコート法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビードコーター法等の各種方法で基材上に塗布することができる。
【0099】
本発明に係るコーティング組成物を基材等の被塗工体の表面に所望の塗工量で塗布した後、通常は、オーブン等の加熱手段で加熱乾燥し、その後、紫外線や電子線等の電離放射線を放射して硬化させることにより塗膜が形成される。
【0100】
このようにして得られた塗膜は、光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆され0.01〜0.1μmの範囲の一次粒子径を有するルチル型の酸化チタン、及び、アニオン性の極性基を有する分散剤が、硬化したバインダー中に均一に混合されてなるものであるが、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。
【0101】
本発明により得られる塗膜(硬化層)は、反射防止膜を構成する1又は2以上の層として好適に利用することができ、特に、酸化チタンの配合量を変えて調節できる屈折率の範囲から考えて、中〜高屈折率層を形成するのに適している。本発明によれば、硬化後膜厚が0.05〜0.2μmの塗膜を形成した時に、屈折率が1.55〜2.30で、且つ、JIS−K7361−1の規定に従って基材と一体の状態で測定したヘイズ値が、前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が1%以内となるように抑制することが可能である。
【0102】
また、本発明により得られる塗膜は、高屈折率ハードコート層を形成するのにも適している。本発明によれば、硬化後膜厚が1〜10μmの塗膜を形成した時に、屈折率が1.55〜1.83で、且つ、JIS−K7361−1に規定されるヘイズ値が前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が3%以内となるように抑制することが可能であり、高屈折率ハードコート層も形成できる。
【0103】
本発明に係る塗膜は、反射防止膜を形成するのに好適に利用できる。反射防止膜は、原理的には、高屈折率層及び低屈折率層を少なくとも備えると共に1又は2以上の中屈折率層をさらに備えていてもよく、前記の高屈折率層、中屈折率層及び低屈折率層が、屈折率の高低が交互に入れ替わり且つ低屈折率層が最も鑑賞面側に位置するように積層されてなるものである。ただし、反射防止膜で被覆する面、例えば画像表示装置の表示面に、光透過層をただ一層設けただけでも、被覆面自体の屈折率と光透過層の屈折率のバランスが丁度良い場合には反射防止効果が得られるので、単層構造の反射防止膜とすることも可能である。
【0104】
また、反射防止膜は、通常、基材フィルムや画像表示媒体などの支持体の表面に、先ず、反射防止膜に十分な硬度を付与するため目的でハードコート層を設け、当該ハードコート層の上に上記したような高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層を設ける。
【0105】
また、十分な硬度と高い屈折率を併せ持ち、ハードコート層としての機能と中〜高屈折率層としての機能を発揮し得る高屈折率ハードコート層を設ける場合がある。この場合には、高屈折率ハードコート層及び低屈折率層を少なくとも備えると共に、高屈折率層及び/又は1又は2以上の中屈折率層をさらに備えていてもよく、前記の高屈折率ハードコート層、高屈折率層、中屈折率層及び低屈折率層が、屈折率の高低が交互に入れ替わり、高屈折率ハードコート層が最も表示媒体との接触面側に位置し、且つ、低屈折率層が最も鑑賞面側に位置するように積層することにより、反射防止膜とすることができる。
【0106】
さらに、反射防止膜には、帯電防止機能を付与する目的でITOやATO等からなる透明導電層を設けたり、低屈折率層の表面にフッ素系界面活性剤やフッ素系シリコーンコーティング剤等からなる防汚層を設ける場合がある。
【0107】
上記した様々な層は、いずれも光透過性を有する光透過層であり、反射防止膜は、光透過性を有する1の光透過層からなる単層構造、又は、光透過性を有し且つ互いに屈折率の異なる光透過層を2以上積層した多層構造を有している。本発明に係る塗膜は、これらの光透過層の一又は二以上を形成するのに用いることができる。
【0108】
従って、本発明に係る上記コーティング組成物を、当該コーティング組成物により被覆すべき面に塗布し硬化させることによって、光透過性を有する1の光透過層からなる単層構造、又は、光透過性を有し且つ互いに屈折率の異なる光透過層を2以上積層した多層構造を有し、
前記光透過層のうちの少なくともひとつが、光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆され0.01〜0.1μmの範囲の一次粒子径を有するルチル型の酸化チタン、及び、アニオン性の極性基を有する分散剤が、硬化したバインダー中に均一に混合されてなる硬化層であることを特徴とする反射防止膜が得られる。
【0109】
上記の硬化層は透明性に優れると共に屈折率を1.55以上とすることができ、主として中屈折率層として用いられるが、高屈折率層、又は、高屈折率ハードコート層として用いることもできる。なお、多層型反射防止膜の中で最も屈折率の高い層を高屈折率層と称し、最も屈折率の低い層を低屈折率層と称し、それ以外の中間的な屈折率を有する層を中屈折率層と称する。
【0110】
上記の硬化層を高屈折率ハードコート層として用いる場合には、当該高屈折率ハードコート層の表面を微細凹凸形状に形成して、防眩層(アンチグレア層)として機能するハードコート層としてもよい。高屈折率ハードコート層表面の微細凹凸形状は、高屈折率ハードコート層用コーティング組成物を基材に塗工し、エンボス加工を行ったり、或いは、無機や有機のフィラーを分散させた高屈折率ハードコート層用コーティング組成物を基材に塗工することにより、付与することができる。
【0111】
高屈折率ハードコート層としての上記硬化層の表面を微細凹凸形状に形成するために添加するフィラーの屈折率と硬化後のバインダーとの間の屈折率の差Δnを、0.01≦Δn≦0.5とし、且つ、フィラーの平均粒径dを、通常は0.1μm≦d≦10μm、好ましくは1μm≦d≦5μmとすると、アンチグレア層の凹凸形状と、ディスプレイの中からの透過光によって生じる“ぎらつき”を効果的に抑制することができ、さらに視認性の良いディスプレイとなる。
【0112】
特に、酸化チタン10重量部に対して、分子中にアニオン性の極性基を有する前記バインダー成分を4〜20重量部、及び、分散剤を2〜4重量部の割合で含有するコーティング組成物を用いることにより、膜厚が0.05〜0.2μmで、屈折率が1.55〜2.30で、且つ、JIS−K7361−1に規定されるヘイズ値が前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が1%以内である高屈折率層及び/又は中屈折率層を形成することができる。
【0113】
また、酸化チタン10重量部に対して、分子中にアニオン性の極性基を有する前記バインダー成分を70〜320重量部、及び、分散剤を2〜4重量部の割合で含有するコーティング組成物を用いることにより、膜厚が1〜10μmで、屈折率が1.55〜1.83で、且つ、JIS−K7361−1に規定されるヘイズ値が前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が3%以内である高屈折率ハードコート層を形成することができる。
【0114】
本発明に係るコーティング組成物を、必要に応じてあらかじめ1又は2以上の何らかの光透過層を形成しておいた支持体に塗布、乾燥した後、電離放射線の照射により硬化させることにより、光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆され0.01〜0.1μmの範囲の一次粒子径を有するルチル型の酸化チタン、及び、アニオン性の極性基を有する分散剤が、硬化したバインダー中に均一に混合されてなる塗膜が形成され、このような塗膜からなる硬化層を有する反射防止膜が得られる。
【0115】
本発明に係るコーティング組成物を用いて高屈折率層及び/又は中屈折率層を形成する場合には、膜厚が0.05〜0.2μmで、屈折率が1.55〜2.30で、且つ、JIS−K7361−1に規定されるヘイズ値が前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が1%以内である中〜高屈折率層を形成することができる。
【0116】
また、本発明に係るコーティング組成物を用いて高屈折率ハードコート層を形成する場合には、膜厚が1〜10μmで、屈折率が1.55〜1.83で、且つ、JIS−K7361−1に規定されるヘイズ値が前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が3%以内である高屈折率ハードコート層を形成することができる。
【0117】
本発明に係る塗膜は、特に、液晶表示装置(LCD)や陰極管表示装置(CRT)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)等の画像表示装置の表示面を被覆する多層型反射防止膜の少なくとも一層、特に中屈折率層及び/又は高屈折率層を形成するのに好適に用いられる。
【0118】
図1は、本発明に係る塗膜を光透過層として含んだ多層型反射防止膜により表示面を被覆した液晶表示装置の一例(101)の断面を模式的に示したものである。液晶表示装置101は、表示面側のガラス基板1の一面にRGBの画素部2(2R、2G、2B)とブラックマトリックス層3を形成してなるカラーフィルター4を準備し、当該カラーフィルターの画素部2上に透明電極層5を設け、バックライト側のガラス基板6の一面に透明電極層7を設け、バックライト側のガラス基板とカラーフィルターとを、透明電極層5、7同士が向き合うようにして所定のギャップを空けて対向させ、周囲をシール材8で接着し、ギャップに液晶Lを封入し、背面側のガラス基板6の外面に配向膜9を形成し、表示面側のガラス基板1の外面に偏光フィルム10を貼り付け、後方にバックライトユニット11を配置したものである。
【0119】
図2は、表示面側のガラス基板1の外面に貼り付けた偏光フィルム10の断面を模式的に示したものである。表示面側の偏光フィルム10は、ポリビニルアルコール(PVA)等からなる偏光素子12の両面をトリアセチルセルロース(TAC)等からなる保護フィルム13、14で被覆し、その裏面側に接着剤層15を設け、その鑑賞側にハードコート層16と多層型反射防止膜17を順次形成したものであり、接着剤層15を介して表示面側のガラス基板1に貼着されている。
【0120】
ハードコート層16は、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)等の多官能アクリルモノマーを溶剤に希釈してグラビアコーティング等の方法により形成することができる。ハードコート層16の表面を、エンボス加工や、或いは、当該ハードコート層16の内部に無機や有機のフィラーを分散させるなどの方法で微細凹凸形状に形成することで、外部からの光を散乱させる機能を持たせた防眩層(アンチグレア層)として機能するハードコート層としてもよい。
【0121】
また、ハードコート層16の表面を微細凹凸形状に形成するために添加するフィラーの屈折率とバインダー樹脂の屈折率の差Δnを、0.01≦Δn≦0.5とし、且つ、フィラーの平均粒径dを、通常は0.1μm≦d≦10μm、好ましくは1μm≦d≦5μmとすると、アンチグレア層の凹凸形状と、ディスプレイの中からの透過光によって生じる“ぎらつき”を効果的に抑制することができ、さらに視認性の良いディスプレイとなる。
【0122】
多層型反射防止膜17の部分は、バックライト側から鑑賞側に向かって中屈折率層18、高屈折率層19、低屈折率層20が順次積層された3層構造を有している。多層型反射防止膜17は、高屈折率層19と低屈折率層20が順次積層された2層構造であってもよい。なお、ハードコート層16の表面が凹凸形状に形成される場合には、その上に形成される多層型反射防止膜17も図示のように凹凸形状となる。
【0123】
低屈折率層20は、例えば、シリカやフッ化マグネシウム等の無機物、フッ素系樹脂等を含有する塗工液から得られる屈折率1.46以下の塗膜や、シリカやフッ化マグネシウムなどを化学蒸着法(CVD)や物理蒸着法(PVD)などの蒸着法を用いた蒸着膜とすることができる。また、中屈折率層18及び高屈折率層19は、本発明に係る塗膜を用いて形成することができ、中屈折率層18には屈折率1.50〜1.80の範囲の光透過層、高屈折率層19には屈折率1.65以上の光透過層が使用される。
【0124】
この反射防止膜の作用により、外部光源から照射された光の反射率が低減するので、景色や蛍光燈の映り込みが少なくなり、表示の視認性が向上する。また、外光がディスプレイ表面に映り込んだり、眩しく光ったりする状態であるのを、ハードコート層16の凹凸による光散乱効果によって外光の反射光が軽減し、表示の視認性がさらに向上する。
【0125】
液晶表示装置101の場合には、偏光素子12と保護フィルム13、14からなる積層体に本発明に係るコーティング組成物を塗布して屈折率を1.50〜1.80の範囲で調節した中屈折率層18と屈折率を1.65以上に調節した高屈折率層19を形成し、さらに低屈折率層20を設けることができる。そして、反射防止膜17を含む偏光フィルム10を接着剤層15を介して鑑賞側のガラス基板1上に貼着することができる。
【0126】
これに対し、CRTの表示面には配向板を貼着しないので、反射防止膜を直接設ける必要がある。しかしながら、CRTの表示面に本発明に係るコーティング組成物を塗布するのは煩雑な作業である。このような場合には、本発明に係る塗膜を含んでいる反射防止フィルムを作製し、それを表示面に貼着すれば反射防止膜が形成されるので、表示面に本発明に係るコーティング組成物を塗布しなくて済む。
【0127】
光透過性を有する基材フィルムの一面側又は両面に、光透過性を有し且つ互いに屈折率が異なる光透過層を二層以上積層してなり、当該光透過層のうちの少なくとも一つを本発明に係る塗膜で形成することにより、反射防止フィルムが得られる。基材フィルム及び光透過層は、反射防止フィルムの材料として使用できる程度の光透過性を有する必要があり、できるだけ透明に近いものが好ましい。
【0128】
図3は、本発明に係る塗膜を含んだ反射防止フィルムの一例(102)の断面を模式的に示したものである。反射防止フィルム102は、光透過性を有する基材フィルム21の一面側に、本発明に係るコーティング組成物を塗布して高屈折率層22を形成し、さらに当該高屈折率層の上に低屈折率層23を設けたものである。この例では、互いに屈折率の異なる光透過層は高屈折率層と低屈折率層の二層だけだが、光透過層を三層以上設けてもよい。その場合には、高屈折率層だけでなく中屈折率層も、本発明に係るコーティング組成物を塗布して形成することができる。
【0129】
【実施例】
(実施例1)
(1)コーティング組成物の調製
ルチル型酸化チタンとして、酸化チタン含量が79〜85%で、Al23およびステアリン酸で表面処理し、一次粒径0.01〜0.03μmで、比表面積が50〜60m2/gで、吸油量が24〜30g/100gで、表面が撥水性のルチル型酸化チタン(TTO51(C)、石原産業社製)を用意した。電離放射線硬化性バインダー成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET30、日本化薬社製)を用意した。アニオン性の極性基を有する分散剤としては、顔料に親和性のあるブロック共重合体(ディスパービック 163、ビックケミー・ジャパン社製)を用意した。光開始剤としては、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー 184、日本チバガイギー社製)を用意した。有機溶剤としては、メチルイソブチルケトンを用意した。
【0130】
ルチル型酸化チタン、ペンタエリスリトールトリアクリレート、分散剤(ディスパービック 163)、および、メチルイソブチルケトンをマヨネーズ瓶に入れ、混合物の約4倍量のジルコニアビーズ(φ0.3mm)を媒体に用いてペイントシェーカーで10時間攪拌し、攪拌後に光開始剤(イルガキュアー 184)を加えて下記組成のコーティング組成物を得た。
〈コーティング組成物の組成〉
・ルチル型酸化チタン(Al23およびステアリン酸による表面処理品、一次粒径0.01〜0.03μm)(TTO51(C)、石原産業社製):10重量部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET30、日本化薬社製):4重量部
・アニオン性基含有分散剤(ディスパービック163、ビックケミー・ジャパン社製):2重量部
・光開始剤(イルガキュアー184、日本チバガイギー社製):0.2重量部
・メチルイソブチルケトン:37.3重量部
(2)塗膜の作成
厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(FT−T80UZ、富士写真フィルム(株)製)上に厚さ3μmのペンタエリスリトールトリアクリレート硬化膜を形成した後、調製直後のコーティング組成物をバーコーター#2で塗工し、60℃で1分間加熱乾燥した後、500mJのUV照射によって硬化させ、硬化後膜厚が0.1μmの透明膜を形成した。
【0131】
また、ヘイズ測定用に、厚さ50μmの表面未処理PET基材(東レ(株)製ルミラーT60)上に、調製直後のコーティング組成物をバーコーター#2で塗工し、60℃で1分間加熱乾燥した後、500mJのUV照射によって硬化させ、硬化後膜厚が0.1μmの透明膜を形成した。
【0132】
また、コーティング組成物を室温で30日間放置して沈殿の発生状況を観察し、さらに放置後のコーティング組成物を用いて、上記と同様に厚さ50μmの表面未処理PET基材(東レ(株)製ルミラーT60)上に透明膜を形成した。
【0133】
調製直後および室温放置後のコーティング組成物それぞれから形成した硬化後膜厚が0.1μmの透明膜について、ヘイズと屈折率を測定した。ヘイズは、濁度計NDH2000(日本電色工業社製)を用いて測定した。また、硬化後の塗膜の屈折率は、分光エリプソメーター(UVSEL、ジョバン−イーボン社製)を用い、ヘリウムレーザー光の波長633nmでの屈折率を測定した。
【0134】
各試験の結果を第1表に示す。実施例1において調製したコーティング組成物を用いたところ、ヘイズおよび屈折率が良好な透明膜が得られた。また、実施例1のコーティング組成物は、室温放置後も分散性に優れ、調製直後と同様にヘイズおよび屈折率が良好な透明膜が得られた。
【0135】
(比較例1)
実施例1において、疎水性処理を施したルチル型酸化チタン(TTO51(C)、石原産業社製)に代えて、酸化チタン含量が76〜83%で、Al23のみで表面処理し、一次粒径0.01〜0.03μmで、比表面積が75〜85m2/gで、吸油量が40〜47g/100gで、表面が親水性のルチル型酸化チタン(TTO51(A)、石原産業製)を同量用いた以外は実施例1と同様に実施して、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を実施例1と同様に試験した。
【0136】
試験結果を第1表に示す。比較例1のコーティング組成物を調製直後に用いて塗膜を形成したが、得られた塗膜のヘイズは高く、屈折率は低かった。また、室温放置により多量の沈殿を生じた。なお、室温放置後の塗膜形成は中止した。
【0137】
(比較例2)
実施例1において、ペンタエリスリトールトリアクリレートの代わりに、水酸基を持たないペンタエリスリトールテトラアクリレート(PET−40、日本化薬製)を同量用いた以外は実施例1と同様に実施して、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を実施例1と同様に試験した。
【0138】
試験結果を比較例2−1として第1表に示す。得られたコーティング組成物は、分散性が悪く、すでに調製直後にゲル化しており、均一な薄膜を形成することはできなかった。ヘイズと屈折率の測定、および、室温放置の観察は中止した。
【0139】
そこで、実施例1で使用したアニオン性基含有分散剤(ディスパービック163、ビックケミー・ジャパン社製)を6重量部まで増量してコーティング組成物を調製し、実施例1と同様に試験した。このコーティング組成物の試験結果を比較例2−2として第1表に示す。この場合には、ルチル型酸化チタンが均一に分散され、室温放置しても粘度の変化や沈殿物の出現は観察されなかった。調製直後のものと室温放置後のもの、それぞれを用いて塗膜を形成したところ、得られた塗膜のヘイズは良好であった。しかしながら、比較例2−2の屈折率は実施例1に比べて低く、また、塗膜の強度が極端に低かった。
【0140】
(比較例3)
実施例1において、ルチル型酸化チタンとして、Al23およびステアリン酸で表面処理した一次粒径0.01〜0.03μmのルチル型酸化チタン(TTO51(C)、石原産業社製)を使用しているのに代えて、一次粒径0.01〜0.03μmであるがAl23およびステアリン酸いずれの表面処理もしていないルチル型酸化チタン(TT051(N)、石原産業製)を同量用いた以外は実施例1と同様に実施して、コーティング組成物を得た。得られたコーティング組成物を実施例1と同様に試験した。
【0141】
得られたコーティング組成物は、分散性が悪く、すでに調製直後にゲル化しており、均一な薄膜を形成することはできなかった。ヘイズと屈折率の測定、および、室温放置の観察は中止した。
【0142】
(蒸着膜との密着性)
厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(FT−T80UZ、富士写真フィルム(株)製)上に厚さ3μmのペンタエリスリトールトリアクリレート硬化膜を形成した後、実施例1及び比較例2−2で得られたコーティング組成物をバーコーター#2で塗工し、60℃で1分間加熱乾燥した後、500mJのUV照射によって硬化させ、硬化後膜厚が0.1μmの透明膜を形成した。次に、以下の条件でPVD法により膜厚84.7μmのシリカ蒸着膜を形成した。
<PVD法条件>
・熱蒸着用ターゲット:一酸化ケイ素(純度99.9%)
・出力:電流値0.4A、電圧480V
・真空チャンバー内の真空度:0.13Pa
・アルゴン流量:38.8sccm
・酸素流量:5sccm
・蒸着速度:8.47nm/分
得られた蒸着膜について後述する密着性試験(セロハンテープ碁盤目剥離試験)を行った。試験結果を第2表に示す。比較例2−2のコーティング組成物から形成した硬化膜の上を被覆したシリカ蒸着膜は全面が剥離したのに対し、実施例1のコーティング組成物から形成した硬化膜を被覆したシリカ蒸着膜は全く剥離せず、塗膜への良好な密着性を示した。
【0143】
【表1】

Figure 0004712236
【0144】
【表2】
Figure 0004712236
【0145】
(実施例2)
本実施例では図4に示す構成の反射防止フィルムF1を作成した。反射防止フィルムF1は、基材フィルム24の上にクリアハードコート層25、中屈折率層26、高屈折率層27、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率層と中屈折率層を、本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0146】
(1)高屈折率層用コーティング液の調製
ルチル型酸化チタンとして、Al23およびステアリン酸で被覆した、一次粒径約0.03μmのルチル型酸化チタンを100部用意した。電離放射線硬化性バインダー成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET30、日本化薬社製)を20部用意した。分散剤としては、エチレンオキサイド鎖を有し且つアニオン性の極性基を有する分散剤(アジスパーPA111、味の素(株)製)を20部用意した。
【0147】
これらの材料をメチルイソブチルケトンに混合して、固形分濃度を15重量%とし、そこに分散メディアとしてジルコニアボールを添加して、ペイントシェーカーにて7時間以上攪拌した。
【0148】
得られた分散液に、光開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー 184)を3部添加した後、メチルイソブチルケトンを添加して固形分濃度を3重量%に希釈し、屈折率1.90の高屈折率層用コーティング液を得た。
【0149】
(2)中屈折率層用コーティング液の調製
ペイントシェーカーで攪拌して得られた上記分散液に、光開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー 184)を3部添加した。この混合液100部に対して、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)60部をさらに添加した後、メチルイソブチルケトンを添加して固形分濃度を3重量%に希釈し、屈折率1.76の中屈折率層用コーティング液を得た。
【0150】
(3)塗工、硬化
PET(ポリエチレンテレフタレート)基材上に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)からなる、屈折率1.52、乾燥後厚さ3μm以上のクリアハードコート層を塗工した。得られたクリアハードコート層の上に、上記中屈折率層用コーティング液(屈折率1.76)を塗工し、屈折率1.76、乾燥後厚さ60nmの中屈折率層を形成し、さらに、その上に上記高屈折率層用コーティング液(屈折率1.90)を塗工し、屈折率1.90、乾燥後厚さ80nmの高屈折率層を形成し、UV硬化した。その後、高屈折率層上に、シリコン含有フッ化ビニリデン共重合体からなる屈折率1.42、乾燥後厚さ100nmの低屈折率層を塗工し、反射防止フィルムを得た。
【0151】
(4)評価
実施例2により得られた反射防止フィルムについて、下記方法により反射率、鉛筆硬度、密着性、塗工斑を評価した。反射防止フィルムの層構成と評価結果を、第3表及び第4表にそれぞれ示す。
【0152】
実施例2により得られた反射防止フィルムは、450〜650nmの可視光の反射率が0.4〜0.7%であった。また、この反射防止フィルムは、3Hの鉛筆硬度を有していた。
【0153】
また、クリアハードコート層上へ中屈折率層用コーティング液を塗工する時に斑を生じると、その上に高屈折率層、さらには低屈折率層という具合に層を重ねるごとに、下層の斑が一層目立つようになったり、各層がそれぞれ斑を生じるなどして、製品にはできない外観となってしまうが、本実施例では、溶剤の変更により、クリアハードコート層上への均一な薄膜塗工性能が向上し、斑の発生を抑えることができた。
【0154】
<評価方法>
(a)反射率
サンプルの裏面に、裏面反射の影響を考慮して黒ビニルテープを貼り、分光光度計により380nm〜780nmの反射率を測定した。一点測定の場合には、特に人間が一番眩しいと感じる波長550nmの値を示した。
【0155】
(b)硬度
JIS 5400に従い鉛筆硬度を測定した。すなわち、サンプルに1kg荷重をかけた鉛筆により筆記を5本ほど行い、5本中4本が無傷となる最も硬い鉛筆と同じ硬度を有すると評価した。
【0156】
(c)密着性
JIS 5400に従いセロハンテープ碁盤目剥離試験を行った。すなわち、塗膜表面にカッターで縦11本×横11本の傷を直交させて付け、1mm幅で100個の碁盤目状の桝目を設けた。その上からニチバン製セロハンテープを強く密着させた後、5回連続して一気に引き剥がし、膜面に残った桝目の数を数えた。
【0157】
(d)塗工斑
サンプルの上、3〜5mmの高さから3輝線蛍光灯で照らし、塗工斑(干渉膜なので、斑、すなわち異なる干渉色が見える。)の有無を観察した。
【0158】
(実施例3)
本実施例では図5に示す構成の反射防止フィルムF2を作成した。反射防止フィルムF2は、基材フィルム24の上にクリアハードコート層25、高屈折率層27、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0159】
(1)高屈折率層用コーティング液の調製
ルチル型酸化チタンとして、ZrO2およびステアリン酸で被覆した、一次粒径約0.03μmのルチル型酸化チタンを100部用意した。電離放射線硬化性バインダー成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET30、日本化薬社製)を40部用意した。分散剤としては、エチレンオキサイド鎖を有し且つアニオン性の極性基を有する分散剤を20部用意した。
【0160】
これらの材料をメチルイソブチルケトンに混合して、固形分濃度を15重量%とし、そこに分散メディアとしてジルコニアボールを添加して、ペイントシェーカーにて7時間以上攪拌した。
【0161】
得られた分散液に、光開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー 184)を3部添加、及び、ペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)40部を添加した後、メチルイソブチルケトンを添加して固形分濃度を2重量%に希釈し、屈折率1.76の高屈折率層用コーティング液を得た。
【0162】
(2)塗工、硬化
TAC(トリアセチルセルロース)基材上に、ペンタエリスリトールトリアクリレートからなる、屈折率1.51、乾燥後厚さ3μm以上のクリアハードコート層を塗工し、さらに、その上に上記高屈折率層用コーティング液(屈折率1.76)を塗工して、屈折率1.76、乾燥後厚さ90nmの高屈折率層を形成し、UV硬化した。その後、高屈折率層上に、シリコン含有フッ化ビニリデン共重合体からなる屈折率1.42、乾燥後厚さ90nmの低屈折率層を塗工し、反射防止フィルムを得た。
【0163】
(3)評価
実施例3により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例3により得られた反射防止フィルムは、人間が最も眩しさを感じ易い550nm波長での反射率が、0.4%であった。また、この反射防止フィルムは、2Hの鉛筆硬度を有していた。
【0164】
(実施例4)
本実施例では図6に示す構成の反射防止フィルムF3を作成した。反射防止フィルムF3は、基材フィルム24の上にフィラー30を含有するマットハードコート層29、高屈折率層27、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0165】
(1)高屈折率層用コーティング液の調製
実施例2において屈折率1.76の中屈折率層用コーティング液を調製するに際して、溶剤をメチルイソブチルケトン(MIBK)から、MIBK95部とブチルセロソルブ5部の混合溶剤に変更するほかは同様に行って、屈折率1.76の高屈折率層用コーティング液を得た。
【0166】
(2)塗工、硬化
TAC基材上に、下記組成を有する屈折率1.52のマットハードコート層用コーティング液を塗工し、表面タックが残らない程度にUV硬化し、屈折率1.52、乾燥後厚さ3μmで、且つ、微細凹凸を有するアンチグレア性のマットハードコート層を形成した。
<マットハードコート層用コーティング液>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:2部
・スチレンペースト(ペンタエリスリトールトリアクリレート/ビーズ=6/4、粒径3.5μm):0.5部
・セルロースアセテートポリプロピオネート(CAP)(固形分10重量%の酢酸エチル溶液):2.3部
・溶剤(トルエン/シクロヘキサノン=7/3):4.4部
・開始剤(イルガキュアー 651):0.06g
得られたマットハードコート層の微細凹凸表面に、上記高屈折率層用コーティング液(屈折率1.76)を塗工し、UV硬化して、屈折率1.76、乾燥後厚さ60nmの高屈折率層を形成した。その後、高屈折率層上に、シリコン含有フッ化ビニリデン共重合体からなる屈折率1.42、乾燥後厚さ90nmの低屈折率層を塗工し、UVで完全硬化することにより反射防止フィルムを得た。
【0167】
(3)評価
実施例4により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例4により得られた反射防止フィルムは、人間が最も眩しさを感じ易い550nm波長での反射率が、0.6%であった。また、この反射防止フィルムは、2Hの鉛筆硬度を有していた。
【0168】
また、本実施例では、溶剤の変更により、微細凹凸表面を有するマットハードコート層への塗工適正が向上し、高屈折率層用コーティング液を斑を生じることなく塗工できた。
【0169】
(実施例5)
本実施例では図7に示す構成の反射防止フィルムF4を作成した。反射防止フィルムF4は、基材フィルム24の上に透明導電層31、フィラー30を含有する異方導電性マットハードコート層29、高屈折率層27、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0170】
(1)塗工、硬化
実施例4において、TAC基材上に透明導電層を設け、マットハードコート層用コーティング液中に導電性材料として金‐ニッケル樹脂ビーズ(ブライトGNR4.6−EH、日本化学工業製)を0.005部添加したほかは、実施例4と同様に行った。
【0171】
すなわち、TAC基材上にATO含有透明導電インキ(住友大阪セメント製、スミセファインASP−BJ−l)を塗工し、表面タックが残らない程度にUV硬化し、乾燥膜厚2μmの透明導電層を形成した。得られた透明導電層の上に、導電材料を添加したマットハードコート層用コーティング液を塗工し、UV硬化して、屈折率1.52、乾燥後厚さ3〜4μmで、且つ、微細凹凸を有するアンチグレア性の異方導電性マットハードコート層を形成した。
【0172】
次に、得られたマットハードコート層の上に、高屈折率層用コーティング液(屈折率1.76)を塗工し、UV硬化して、屈折率1.76、乾燥後厚さ60nmの高屈折率層を形成した。その後、高屈折率層上に、シリコン含有フッ化ビニリデン共重合体からなる屈折率1.42、乾燥後厚さ90nmの低屈折率層を形成し、UVで完全硬化することにより反射防止フィルムを得た。
【0173】
(2)評価
実施例5により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例5により得られた反射防止フィルムは、人間が最も眩しさを感じ易い550nm波長での反射率が、0.6%であった。また、この反射防止フィルムは、2Hの鉛筆硬度を有していた。
【0174】
(実施例6)
本実施例では図8に示す構成の反射防止フィルムF5を作成した。反射防止フィルムF5は、基材フィルム24の上に高屈折率クリアハードコート層32、高屈折率層27、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率クリアハードコート層及び高屈折率層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0175】
(1)高屈折率層用コーティング液の調製
ルチル型酸化チタンとして、ZrO2およびステアリン酸で被覆した、一次粒径約0.03μmのルチル型酸化チタンを100部用意した。電離放射線硬化性バインダー成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET30、日本化薬社製)を40部用意した。分散剤としては、エチレンオキサイド鎖を有し且つアニオン性の極性基を有する分散剤を20部用意した。
【0176】
これらの材料をメチルイソブチルケトンに混合して、固形分濃度を15重量%とし、そこに分散メディアとしてジルコニアボールを添加して、ペイントシェーカーにて7時間以上攪拌した。
【0177】
得られた分散液に、光開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー 184)を3部、及び、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)40部を添加した後、メチルイソブチルケトンを添加して固形分濃度を3重量%に希釈し、屈折率1.84の高屈折率層用コーティング液を得た。
【0178】
(2)高屈折率クリアハードコート層用コーティング液の調製
ペイントシェーカーで攪拌して得られた上記分散液に光開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー 184)を3部添加した。この混合物100部に対し、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)20部と、ペンタエリスリトールトリアクリレート55部を十分に混合して、屈折率1.70の高屈折率クリアハードコート層用コーティング液を得た。このコーティング液は分散性が良好であるため、バインダー量を増加しても基材フィルムとのヘイズ差は0.01であった。
【0179】
(3)塗工、硬化
TAC基材上に、屈折率1.70の上記高屈折率クリアハードコート層用コーティング液を塗工し、表面タックが残らない程度にUV硬化して、屈折率1.70、乾燥後厚さ5μmの高屈折率クリアハードコート層を形成した。それから、高屈折率クリアハードコート層の上に、屈折率1.84の高屈折率層用コーティング液を塗工し、UV硬化して、屈折率1.84、乾燥後厚さ60nmの高屈折率層を形成した。その後、高屈折率層上に、シリコン含有フッ化ビニリデン共重合体からなる屈折率1.42、乾燥後厚さ90nmの低屈折率層を形成し、UVで完全硬化することにより反射防止フィルムを得た。
【0180】
(4)評価
実施例6により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例6により得られた反射防止フィルムは、人間が最も眩しさを感じ易い550nm波長での反射率が、0.2%であった。また、この反射防止フィルムは、2Hの鉛筆硬度を有していた。
【0181】
(実施例7)
本実施例では図9に示す構成の反射防止フィルムF6を作成した。反射防止フィルムF6は、基材フィルム24の上にフィラー30を含有する高屈折率マットハードコート層33、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率マットハードコート層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0182】
(1)高屈折率マットハードコート層用コーティング液の調製
実施例6と同様に屈折率1.70のクリアハードコート層用コーティング液を調製し、得られたコーティング液を使用して下記組成を有する屈折率1.66の高屈折率マットハードコート層用コーティング液を得た。ルチル型酸化チタン超微粒子の分散性は、マット材(アクリルビーズ)やバインダーを添加しても安定で、基材フィルムとのヘイズ差は、マット材を含有した高屈折率マットハードコート層用コーティング液を塗工し、表面を未処理PETでラミネートし、UV硬化後に剥離することにより凹凸形状のない状態にして測定したところ、0.01であった。
<高屈折率マットハードコート層用コーティング液>
・屈折率1.70のクリアハードコート層用コーティング液(固形分50重量%):4部
・アクリルペースト(ペンタエリスリトールトリアクリレート/ビーズ=6/4、粒径3.5μm):0.5部
・セルロースアセテートポリプロピオネート(CAP)(固形分10重量%の酢酸エチル溶液):2.3部
・溶剤(トルエン):2.4部
・開始剤(イルガキュアー 651):0.06部
(2)塗工、硬化
TAC基材上に、屈折率1.66の上記高屈折率マットハードコート層用コーティング液を塗工し、表面タックが残らない程度にUV硬化して、微細凹凸表面を有し、屈折率1.66、乾燥後厚さ3μmの高屈折率マットハードコート層を形成した。得られた高屈折率マットハードコート層の上に、シリコン含有フッ化ビニリデン共重合体からなる屈折率1.42、乾燥後厚さ90nmの低屈折率層を塗工し、UVで完全硬化することにより反射防止フィルムを得た。
【0183】
(3)評価
実施例7により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例7により得られた反射防止フィルムは、人間が最も眩しさを感じ易い550nm波長での反射率が、0.8%であった。また、この反射防止フィルムは、2Hの鉛筆硬度を有していた。
【0184】
(実施例8)
本実施例では図10に示す構成の反射防止フィルムF7を作成した。反射防止フィルムF7は、基材フィルム24の上にフィラー30を含有する高屈折率マットハードコート層33、高屈折率層27、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率マットハードコート層及び高屈折率層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0185】
(1)塗工、硬化
TAC基材上に、実施例7において得た屈折率1.66の高屈折率マットハードコート層用コーティング液を塗工し、微細凹凸表面を有し、屈折率1.66、乾燥後厚さ3μmの高屈折率マットハードコート層を形成した。さらに、その上に、実施例3において得た屈折率1.84の高屈折率層用コーティング液を塗工し、表面タックが残らない程度にUV硬化して、屈折率1.84、乾燥後厚さ180nmの高屈折率層を形成した。得られた高屈折率層の上に、シリコン含有フッ化ビニリデン共重合体からなる屈折率1.40、乾燥後厚さ90nmの低屈折率層を塗工し、UVで完全硬化することにより反射防止フィルムを得た。
【0186】
(2)評価
実施例8により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例8により得られた反射防止フィルムは、人間が最も眩しさを感じ易い550nm波長での反射率が、0.5%であった。また、この反射防止フィルムは、2Hの鉛筆硬度を有していた。
【0187】
(実施例9)
本実施例では図11に示す構成の反射防止フィルムF8を作成した。反射防止フィルムF8は、基材フィルム24の上にフィラー30を含有する高屈折率マットハードコート層33、高屈折率層27、低屈折率層28、防汚層34を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率マットハードコート層及び高屈折率層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0188】
(1)塗工、硬化
TAC基材上に、屈折率1.66の高屈折率マットハードコート層、及び、屈折率1.84の高屈折率層を形成するまでは前記実施例8と同様に行った。さらに、屈折率1.84の高屈折率層の上に、屈折率1.45の低屈折率層用コーティング液としてゾル−ゲルSiO2インキをコーティングし、80℃で1分間乾燥した後、40℃で1週間エージングを行い、完全に硬化させた。得られた低屈折率層の上に、フッ素系防汚材料をコーティングし、防汚層を形成し、反射防止フィルムを得た。
【0189】
(2)評価
実施例9により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例9により得られた反射防止フィルムは、人間が最も眩しさを感じ易い550nm波長での反射率が、1.2%であった。また、この反射防止フィルムは、3Hの鉛筆硬度を有していた。
【0190】
(実施例10)
本実施例では図12に示す構成の反射防止フィルムF9を作成した。反射防止フィルムF9は、基材フィルム24の上にクリアハードコート層25、中屈折率層26、高屈折率層27、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの中屈折率層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0191】
(1)塗工、硬化
PET基材上に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)からなる、屈折率1.52、乾燥後厚さ7μm以上のクリアハードコート層を塗工し、さらに、その上に、実施例3において得た高屈折率層用コーティング液(屈折率1.76)を塗工し、完全にUV硬化して、屈折率1.76、乾燥後厚さ70nmの中屈折率層を形成した。得られた中屈折率層上に、スパッタリングによって屈折率1.90、厚さ80nmの酸化チタン膜(TiOx)を高屈折率層として形成し、更に、その上に、同じくスパッタリングによって屈折率1.47、厚さ90nmの酸化ケイ素膜(SiOx)を低屈折率層として形成した。さらに、その上に、フッ素系防汚材料を塗工し、防汚層を形成し、反射防止フィルムを得た。
【0192】
(2)評価
実施例10により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例10により得られた反射防止フィルムは、450nm〜650nmの可視光領域の反射率が、0.3〜1.2%であった。また、この反射防止フィルムは、3Hの鉛筆硬度を有していた。
【0193】
(実施例11)
本実施例では図13に示す構成の反射防止フィルムF10を作成した。反射防止フィルムF10は、基材フィルム24の上に透明導電層31、異方導電性クリアハードコート層25、中屈折率層26、高屈折率層27、低屈折率層28、防汚層34を順次積層した構成であり、そのうちの中屈折率層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0194】
(1)塗工、硬化
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)に、導電性材料として金‐ニッケル樹脂ビーズ(ブライトGNR4.6−EH、日本化学工業製)を0.005部添加してなる、屈折率1.52のクリアハードコート層用コーティング液を調製した。
【0195】
次に、PET基材上に実施例5と同様のATO含有透明導電インキ(住友大阪セメント製、スミセファインASP−BJ−l)を塗工し、表面タックが残らない程度にUV硬化し、乾燥膜厚2μmの透明導電層を形成した。得られた透明導電層の上に、上記の導電材料を添加したクリアハードコート層用コーティング液を塗工し、UV硬化して、屈折率1.52、乾燥後厚さ7μm以上の異方導電性クリアハードコート層を塗工し、さらに、その上に、実施例3において得た高屈折率層用コーティング液(屈折率1.76)を塗工し、完全にUV硬化して、屈折率1.76、乾燥後厚さ70nmの中屈折率層を形成した。得られた中屈折率層上に、スパッタリングによって屈折率1.90、厚さ80nmの酸化チタン膜(TiOx)を高屈折率層として形成し、更に、その上に、同じくスパッタリングによって屈折率1.47、厚さ90nmの酸化ケイ素膜(SiOx)を低屈折率層として形成した。さらに、その上に、フッ素系防汚材料を塗工し、防汚層を形成し、反射防止フィルムを得た。
【0196】
(2)評価
実施例11により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例11により得られた反射防止フィルムは、実施例10のものと同様に、450nm〜650nmの可視光領域の反射率が、0.3〜1.2%であった。また、鉛筆硬度も3Hだった。
【0197】
(実施例12)
本実施例では図14に示す構成の反射防止フィルムF11を作成した。反射防止フィルムF11は、基材フィルム24の上に透明導電層31、フィラー30を含有する高屈折率マットハードコート層33、低屈折率層28を順次積層した構成であり、そのうちの高屈折率マットハードコート層を本発明に係るコーティング組成物を用いて形成した。
【0198】
(1)透明導電層用コーティング液の調製
希釈溶剤を除く下記成分を混合し充分に攪拌した後、さらに希釈溶剤を混合して、透明導電層用コーティング液(固形分約10重量%)を調製した。
<透明導電層用コーティング液>
・ATO:29.4部
・OH基含有バインダー1(ウレタンアクリレート):14.2部
・OH基含有バインダー2(ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)/ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)=7/3):27.8部
・溶剤(メチルセロソルブ):55.0部
・開始剤(イルガキュアー 184):3部
・希釈溶剤(シクロヘキサノン/トルエン=3/7):584部
(2)異方導電性高屈折率マットハードコート層用コーティング液の調製
実施例6と同様に屈折率1.70のクリアハードコート層用コーティング液を調製し、得られたコーティング液を使用して下記組成を有する屈折率1.66の異方導電性高屈折率マットハードコート層用コーティング液を得た。導電性微粒子としては、平均粒子径5μmの金‐ニッケル樹脂ビーズ(ブライトGNR4.6−EH、日本化学工業製)を用いた。ルチル型酸化チタン超微粒子の分散性は、マット材(アクリルビーズ)やバインダーを添加しても安定で、基材フィルムとのヘイズ差は0.01であった。
<異方導電性高屈折率マットハードコート層用コーティング液>
・屈折率1.70のクリアハードコート層用コーティング液(固形分50重量%):4部
・アクリルペースト(ペンタエリスリトールトリアクリレート/ビーズ=6/4、粒径3.5μm):0.5部
・セルロースアセテートポリプロピオネート(CAP)(固形分10重量%の酢酸エチル溶液):2.3部
・開始剤(イルガキュアー 651):0.06部
・導電性微粒子(ブライトGNR4.6−EH、日本化学工業社製):0.0045部(全バインダー成分の0.1重量%)
・溶剤(トルエン):2.4部
(2)塗工、硬化
TAC基材上に、前記透明導電層用コーティング液(固形分約10%)を塗工し、表面タックが残らない程度にUV硬化して、乾燥後厚さ1.2μmの透明導電層を形成した。この導電層上に、さらに屈折率1.66の上記異方導電性高屈折率マットハードコート層用コーティング液を塗工、乾燥し、表面タックが残らない程度にUV硬化して、微細凹凸表面を有し、屈折率1.66、硬化後厚さ3μm、表面抵抗2×107Ω/□の異方導電性高屈折率マットハードコート層を形成した。得られた異方導電性高屈折率マットハードコート層の上に、シリコン含有フッ化ビニリデン共重合体からなる屈折率1.42、乾燥後厚さ90nmの低屈折率層を塗工し、UVで完全硬化することにより反射防止フィルムを得た。なお、PET基材を用いた場合も、同様に反射防止フィルムを作成することができた。
【0199】
(3)評価
実施例12により得られた反射防止フィルムについて、実施例2と同様に試験した。層構成と試験結果を第3表、第4表にそれぞれ示す。実施例12により得られた反射防止フィルムは、人間が最も眩しさを感じ易い550nm波長での反射率が、0.8%であった。また、この反射防止フィルムは、2Hの鉛筆硬度を有していた。
【0200】
(比較例4)
ルチル型酸化チタンとして、Al23およびステアリン酸で被覆した、一次粒径約0.03μmのルチル型酸化チタンを100部用意した。電離放射線硬化性バインダー成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET30、日本化薬社製)を20部用意した。分散剤は用いなかった。
【0201】
これらの材料をメチルイソブチルケトンに混合して、固形分濃度を15重量%とし、そこに分散メディアとしてジルコニアボールを添加して、ペイントシェーカーにて7時間以上撹拌した。
【0202】
得られた分散液に、光開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー 184)を3部添加した後、メチルイソブチルケトンを添加して固形分濃度を3重量%に希釈し、屈折率1.90の高屈折率層用コーティング液を得た。
【0203】
得られたコーティング液を塗工したところ、塗膜は白濁していた。また、コーティング液を数時間放置したところ、沈降物が見られた。
【0204】
(比較例5)
ルチル型酸化チタンとして、Al23で被覆したが、アニオン性化合物では被覆していない、一次粒径約0.03μmのルチル型酸化チタンを100部用意した。電離放射線硬化性バインダー成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET30、日本化薬社製)を20部用意した。分散剤としては、エチレンオキサイド鎖を有し且つアニオン性の極性基を有する分散剤(ホスマーM)を20部用意した。
【0205】
これらの材料をメチルイソブチルケトンに混合して、固形分濃度を15重量%とし、そこに分散メディアとしてジルコニアボールを添加して、ペイントシェーカーにて7時間以上撹拌した。
【0206】
得られた分散液に、光開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー 184)を3部添加した後、メチルイソブチルケトンを添加して固形分濃度を3重量%に希釈し、コーティング液を得た。
【0207】
得られたコーティング液を塗工したところ、塗膜は白濁していた。また、コーティング液を数時間放置したところ、沈降物が見られた。
【0208】
(比較例6)
市販のジルコニア(ZrO2)分散液(固形分15重量%、溶剤:トルエン25.5/アセチルアセトン42/その他17.5、住友大阪セメント製)中に、電離放射線硬化性バインダー成分として、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET30、日本化薬社製)を3部添加し、屈折率1.76の高屈折率層用コーティング液を調製し、当該高屈折率層用コーティング液を用いて実施例3及び実施例10と同じ層構成の反射防止フィルムを作成した。
【0209】
実施例3と同じ層構成の反射防止フィルムは、鉛筆硬度がFであり、且つ、クリアハードコート層との密着性はなかった。
【0210】
実施例10と同じ層構成の反射防止フィルムは、鉛筆硬度がHであり、且つ、クリアハードコート層との密着性はなかった。
【0211】
さらに、溶剤系が複雑なため、乾燥時に斑が生じ易かった。また、コーティングに適したケトン系溶剤を用いて固形分15%の上記ジルコニア(ZrO2)分散液を固形分3%に希釈すると、分散剤との相性が悪いためか、分散性が悪化してしまうという問題も生じた。
【0212】
【表3】
Figure 0004712236
【0213】
【表4】
Figure 0004712236
【0214】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明において用いられるコーティング組成物は、高屈折率の酸化チタンの超微粒子を十分に分散させることが可能であり、また分散安定性にも優れているので、分散剤の使用量を少量に抑えることが可能であり、当該コーティング組成物を被塗布面に塗布し電離放射線の照射により硬化させることにより、反射防止膜などの光学部材に必要な高い屈折率と透明性が得られると共に、十分な塗膜強度及び隣接層との密着性を得ることができる。
【0215】
また、本発明においては、酸化チタンの光触媒活性を無機化合物による表面処理を行って低下又は消失させて用いるので、バインダー成分の劣化に伴う塗膜の強度低下や、反射防止性能低下の原因となる黄変現象が起こり難い。
【0216】
また、上記のコーティング組成物は塗工適性にも優れ、均一な大面積薄膜を容易に形成することができる。
【0217】
従って、本発明によれば、透明性、膜強度、隣接層に対する密着性、膜厚の均一性などの諸性能に優れた光透過層を積層してなる高品質の反射防止膜が提供される。また、本発明によれば、そのような高品質の反射防止膜をウエットコーティングにより製造することが可能である。
【0218】
特に、上記のコーティング組成物は、酸化チタンの配合量を変えて調節できる屈折率の範囲から考えて、中屈折率層、高屈折率層又は高屈折率ハードコート層を形成するのに適している。
【0219】
さらに本発明によれば、コーティング組成物のバインダー成分として、電離放射線硬化性を有すると共に、水素結合形成基を有するバインダー成分を用いることにより、隣接層に対する密着性に優れた硬化層を形成できる。特に、酸化ケイ素蒸着膜や酸化チタンスパッタリング膜のようなドライコーティング法で形成される膜に対しても非常に高い密着性が得られる点で有用である。
【0220】
さらに、本発明において用いるコーティング組成物は、塗工適正にも非常に優れており、干渉色斑が非常に見え易いクリアな面を有するハードコート層上でも塗工斑を引き起こさないで、均一な反射防止膜を形成することができ、また、微細凹凸表面を有するマットハードコート層の上にも塗工斑のない膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る塗膜を含んだ多層型反射防止膜により表示面を被覆した液晶表示装置の一例であり、その断面を模式的に示した図である。
【図2】本発明に係る塗膜を含んだ多層型反射防止膜を設けた配向板の一例であり、その断面を模式的に示した図である。
【図3】本発明に係る塗膜を含んだ反射防止フィルムの一例であり、その断面を模式的に示した図である。
【図4】実施例2において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図5】実施例3において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図6】実施例4において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図7】実施例5において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図8】実施例6において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図9】実施例7において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図10】実施例8において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図11】実施例9において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図12】実施例10において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図13】実施例11において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【図14】実施例12において作成した反射防止フィルムの断面を模式的に示した図である。
【符号の説明】
101…液晶表示装置
102…反射防止フィルム
1…表示面側のガラス基板
2…画素部
3…ブラックマトリックス層
4…カラーフィルター
5、7…透明電極層
6…背面側のガラス基板
8…シール材
9…配向膜
10…偏光フィルム
11…バックライトユニット
12…偏光素子
13、14…保護フィルム
15…接着剤層
16…ハードコート層
17…多層型反射防止膜
18…中屈折率層
19…高屈折率層
20…低屈折率層
21…基材フィルム
22…高屈折率層
23…低屈折率層
24…基材フィルム
25…クリアハードコート層
26…中屈折率層
27…高屈折率層
28…低屈折率層
29…マットハードコート層
30…フィラー
31…透明導電層
32…高屈折率クリアハードコート層
33…高屈折率マットハードコート層
34…防汚層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating composition excellent in dispersibility, dispersion stability and coating suitability, and a coating film formed using the coating composition. More specifically, a layer constituting an antireflection film covering a display surface such as an LCD or CRT, particularly a high refractive index having both a function as a support layer for a medium to high refractive index layer and a function as a high refractive index layer. The present invention relates to a coating composition suitable for forming a medium to high refractive index layer having good adhesion to adjacent layers such as a refractive index hard coat layer and a vapor deposition layer.
[0002]
The present invention also relates to an antireflection film having a coating layer formed using the coating composition, and an antireflection film and an image display device to which such an antireflection film is applied.
[0003]
[Prior art]
A display surface of an image display device such as a liquid crystal display (LCD) or a cathode ray tube display device (CRT) is required to reflect less light emitted from an external light source such as a fluorescent lamp in order to improve its visibility. .
[0004]
It has been known that the reflectance is reduced by coating the surface of a transparent object with a transparent film having a low refractive index, and an antireflection film using such a phenomenon is provided on the display surface of the image display device. It is possible to improve visibility. The antireflection film is provided with a hard coat layer on a substrate for the purpose of ensuring sufficient hardness, and a low refractive index layer having a lower refractive index than that of the hard coat layer in order to reduce the refractive index of the outermost surface thereon. In order to further improve the antireflection effect, one or more middle to high refractive index layers are provided on the hard coat layer, and the outermost surface is refracted on the middle to high refractive index layer. It has a layer structure in which a low refractive index layer for reducing the refractive index is provided.
[0005]
The high refractive index layer or the middle refractive index layer of such an antireflection film has optical characteristics such as refractive index and transparency that can exhibit a sufficient effect when it is formed into an antireflection film, and other adjacent layers (hard Physical properties such as adhesion to the coating layer and low refractive index layer) and scratch resistance are required.
[0006]
The method for forming the high refractive index layer or the medium refractive index layer of the antireflection film is generally roughly divided into a vapor phase method and a coating method. The vapor phase method includes a physical method such as a vacuum deposition method and a sputtering method, and a CVD method. The coating method includes a roll coating method, a gravure coating method, a slide coating method, a spray method, a dipping method, a screen printing method, and the like.
[0007]
In the case of the vapor phase method, it is possible to form a high-refractive index layer and a medium-refractive index layer of a high-performance and high-quality thin film, but precise atmosphere control in a high vacuum system is necessary. There is a problem that a special heating device or an ion generation acceleration device is required, and the manufacturing device is complicated and large in size, and thus the manufacturing cost is inevitably increased. In addition, it is difficult to increase the area of the thin film of the high refractive index layer and the medium refractive index layer or to form a thin film with a uniform thickness on the surface of a film having a complicated shape.
[0008]
On the other hand, in the case of the spray method among the application methods, there are problems such as poor utilization efficiency of the coating liquid and difficulty in controlling the film forming conditions. In the case of roll coating method, gravure coating method, slide coating method, dipping method, screen printing method, etc., the utilization efficiency of film forming raw material is good, and there are advantages in mass production and equipment cost, but generally The high refractive index layer and the medium refractive index layer obtained by the coating method have a problem that the function and quality are inferior to those obtained by the vapor phase method.
[0009]
In recent years, coating methods in which high refractive index fine particles such as titanium oxide and tin oxide are dispersed in an organic binder solution as a coating method capable of forming thin films of high refractive index layers and medium refractive index layers having excellent quality. There has been proposed a method of applying a working liquid onto a substrate to form a coating film.
[0010]
Since it is essential that the coating film forming the medium to high refractive index layer is transparent in the visible light region, so-called ultrafine particles whose primary particle diameter is not more than the wavelength of visible light are used as the high refractive index fine particles. The high refractive index fine particles need to be uniformly dispersed in the coating liquid and the coating film. However, generally, as the particle diameter of the fine particles is reduced, the surface area of the fine particles increases and the cohesive force between the particles increases. And when the solid component of a coating liquid aggregates, the haze of the coating film obtained will deteriorate. Therefore, the coating liquid for forming the thin film of the high refractive index layer and the medium refractive index layer is required to have sufficient dispersibility to form a uniform coating film having a small haze. The coating liquid is required to have sufficient dispersion stability so that it can be easily stored for a long period of time.
[0011]
The problem of agglomeration of ultrafine particles can be solved by using a dispersant exhibiting good dispersibility with respect to the ultrafine particles. The dispersant adsorbs on the surface of the fine particles while penetrating between the fine particles to be aggregated, and enables uniform dispersion in the solvent while loosening the aggregation state in the course of the dispersion treatment. However, since the surface area of the ultrafine particles is increased, a large amount of a dispersing agent is required to uniformly disperse the ultrafine particles in the coating liquid and to stabilize it to withstand long-term storage. When a large amount of a dispersant is added to the coating liquid, a large amount of the dispersant is also present in the coating film formed using the coating liquid, and the dispersant prevents the binder component from being cured, and the strength of the coating film is reduced. Decrease extremely.
[0012]
Furthermore, the coating solution must be suitable for coating so that a large-area thin film can be easily formed from the viewpoint of mass production, and can be applied uniformly and thinly during coating, and no uneven drying occurs. It is done.
[0013]
Further, the middle to high refractive index layer is required to have sufficient adhesion to the hard coat layer and the low refractive index layer adjacent to the middle to high refractive index layer. When a low refractive index layer such as a silicon oxide (SiOx) film is formed on a medium to high refractive index layer formed from a coating solution by a so-called wet method by a so-called dry coating method such as a vapor deposition method. Is extremely insufficient and easily peels off, and particularly excellent adhesion is required.
[0014]
In addition, the hard coat layer originally has a role as a support layer for the medium to high refractive index layer in order to prevent the antireflection film from being scratched. In the case of a high refractive index hard coat layer that also functions as a medium to high refractive index layer, the number of constituent layers of the antireflection film can be reduced. However, the thickness of the medium to high refractive index layer is about 5 to 200 nm, preferably about 50 to 160 nm, whereas the hard coat layer is 1 to 10 μm for the original purpose of ensuring sufficient hardness. When the high refractive index hard coat layer is formed by the wet method using the same coating liquid as the medium to high refractive index layer coating liquid, it is formed to be considerably thick, preferably about 2 to 5 μm. Further, even when the medium to high refractive index layer is formed by the wet method, the transparency is likely to deteriorate due to aggregation of the high refractive index fine particles. In addition, while the hard coat layer is required to have high hardness, as described above, since the dispersant has a property of preventing the binder from curing the coating film, the dispersant can be blended in the coating liquid for the hard coat layer. The amount is more limited than the medium to high refractive index layer coating solution. Therefore, the demand for reducing the dispersant for the coating liquid for the high refractive index hard coat layer is more severe than for the coating liquid for the medium to high refractive index layer.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been achieved in view of the above-mentioned actual situation, and its first object is to provide a light transmitting layer excellent in various properties such as transparency, film strength, adhesion to adjacent layers, and uniformity of film thickness. The object is to provide a high-quality antireflection film that is laminated.
[0016]
In addition, the second object of the present invention is a high refractive index layer and / or medium refractive index which is excellent in various properties such as transparency, film strength, adhesion to adjacent layers, and uniformity of film thickness and has a sufficiently high refractive index. An object of the present invention is to provide a high-quality antireflection film having an index layer.
[0017]
Further, the third object of the present invention is to provide various performances such as hardness, transparency, adhesion to adjacent layers, and uniformity of film thickness when formed as a base for a medium to high refractive index layer and a low refractive index layer. High quality anti-reflective coating with a high refractive index hard coat layer that can function as a hard coat layer that is excellent and improves the hardness of the reflective film, has a high refractive index, and can also function as a medium to high refractive index layer Is to provide.
[0018]
A fourth object of the present invention is to provide an antireflection film and an image display device provided with an antireflection film capable of achieving the first to third objects.
[0019]
The fifth object of the present invention is to form the light transmission layer constituting the antireflection film, particularly the medium to high refractive index layer and / or the high refractive index hard coat layer by the coating method. An object of the present invention is to provide an antireflection film that can achieve the three objects, and a method for efficiently manufacturing an antireflection film or an image display device including the antireflection film.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
  The antireflection film according to the present invention has a single-layer structure composed of one light-transmitting layer having light transmittance or a multilayer structure in which two or more light-transmitting layers having light transmittance and different refractive indexes are laminated. Have
  At least one of the light transmission layers is coated with an inorganic compound that reduces or eliminates the photocatalytic activity and an organic compound and / or an organic metal compound having an anionic polar group, and is in the range of 0.01 to 0.1 μm. Rutile titanium oxide having a particle size, andDispersant having a molecular structure in which a side chain comprising an anionic polar group or a side chain having an anionic polar group is bonded to a main chain having an ethylene oxide chain skeletonIs a cured layer that is uniformly mixed in the cured binder.
[0021]
The antireflection film according to the present invention has the above-described antireflection film on at least one surface side of a light-transmitting base film so that the low refractive index layer of the antireflection film is positioned on the viewing surface side. It is characterized by being laminated.
[0022]
  Further, the image display device according to the present invention has the above antireflection film,The antireflection film is on the viewing sideThe display surface is covered so as to be positioned.
[0023]
  The cured layer of the antireflection film is an essential component,
(1) A rutile type having a primary particle diameter in the range of 0.01 to 0.1 μm, which is coated with an inorganic compound that reduces or eliminates photocatalytic activity and an organic compound and / or organometallic compound having an anionic polar group. Titanium oxide,
(2) ionizing radiation curable binder component,
(3) A dispersant having a molecular structure in which a side chain comprising an anionic polar group or a side chain having an anionic polar group is bonded to a main chain having an ethylene oxide chain skeleton,as well as,
(4) organic solvent,
The coating composition containing can be formed by coating and curing the surface to be coated with the cured layer.
[0024]
The above coating composition can sufficiently disperse ultrafine particles of high refractive index titanium oxide and has excellent dispersion stability, so that the amount of dispersant used can be kept to a small amount. By applying the coating composition to the surface to be coated and curing it by irradiation with ionizing radiation, the high refractive index and transparency required for an optical member such as an antireflection film can be obtained, and sufficient coating strength And adhesion with an adjacent layer can be obtained.
[0025]
Further, in the present invention, the photocatalytic activity of titanium oxide is reduced or eliminated by performing a surface treatment with an inorganic compound, which causes a decrease in the strength of the coating film due to deterioration of the binder component and a decrease in antireflection performance. Yellowing phenomenon is unlikely to occur.
[0026]
In addition, the coating composition is also excellent in coating suitability and can easily form a uniform large-area thin film.
[0027]
Therefore, according to the present invention, there is provided a high-quality antireflection film formed by laminating a light transmission layer excellent in various properties such as transparency, film strength, adhesion to adjacent layers, and film thickness uniformity. . Further, according to the present invention, it is possible to produce such a high quality antireflection film by a coating method.
[0028]
In particular, the coating composition described above is suitable for forming a medium refractive index layer, a high refractive index layer, or a high refractive index hard coat layer in view of a refractive index range that can be adjusted by changing the blending amount of titanium oxide. Yes.
[0029]
When forming a high refractive index layer and / or a medium refractive index layer using the coating composition, the film thickness is 0.05 to 0.2 μm, the refractive index is 1.55 to 2.30, and The haze value specified in JIS-K7361-1 is not different from the haze value of the base material alone, or the difference between the haze value of the base material alone is 1% or less is formed. be able to.
[0030]
When a high refractive index hard coat layer is formed using the coating composition, the film thickness is 1 to 10 μm, preferably 2 to 5 μm, the refractive index is 1.55 to 1.83, and Forming a high refractive index hard coat layer in which the haze value defined in JIS-K7361-1 is not different from the haze value of the base material alone or the difference from the haze value of the base material is within 3%. Can do.
[0031]
Therefore, according to the present invention, a high refractive index layer and / or a medium refractive index layer having excellent performance such as transparency, film strength, adhesion to an adjacent layer, and uniformity of film thickness and a sufficiently high refractive index. A high-quality antireflection film is provided.
[0032]
In addition, according to the present invention, when formed as an underlayer for a medium to high refractive index layer and a low refractive index layer, it is excellent in various properties such as hardness, transparency, adhesion to an adjacent layer, and uniformity of film thickness, and reflection. There is also provided a high-quality antireflection film having a high refractive index hard coat layer that can function as a hard coat layer that improves the hardness of the film, has a high refractive index, and can also function as a medium to high refractive index layer. The
[0033]
In this case, the surface of the high-refractive-index hard coat layer may be formed into a fine concavo-convex shape to form a hard coat layer that functions as an antiglare layer (antiglare layer).
[0034]
Examples of the inorganic compound covering titanium oxide include alumina, silica, zinc oxide, zirconium oxide, tin oxide, tin oxide doped with antimony (ATO), tin-doped indium oxide (ITO), and zinc-doped indium oxide. A compound selected from the group consisting of (IZO), zinc oxide doped with aluminum (AZO), and tin oxide doped with fluorine (FTO) is preferably used.
[0035]
  An organic carboxylic acid is preferably used as the organic compound that coats titanium oxide. Moreover, as said organometallic compound which coat | covers a titanium oxide, a silane coupling agent and / or a titanate coupling agent are used suitably.
[0036]
As the ionizing radiation curable binder component, a binder component having an anionic polar group is preferably used. The binder component having an anionic polar group has a high affinity with titanium oxide and acts as a dispersion aid, thereby improving the dispersibility of titanium oxide in the coating composition and in the coating film. Since there is an effect which reduces the usage-amount of an agent, it is preferable. Since the dispersant does not function as a binder, the coating strength can be improved by reducing the blending ratio of the dispersant.
[0037]
As the binder component, it is preferable to use one having a hydroxyl group in the molecule. Since the hydroxyl group is an anionic polar group and has a large affinity for titanium oxide, the binder component having a hydroxyl group acts as a dispersion aid, and the amount of the dispersant added can be reduced.
[0038]
The binder component is particularly preferably one having a hydrogen bond forming group as an anionic polar group. In the case where the binder component has a hydrogen bond forming group, in addition to improving the dispersibility of titanium oxide by the effect as an anionic polar group, the hard coat layer, the middle refractive index layer, the high refractive index layer by hydrogen bonding It is possible to improve the adhesion between adjacent layers such as a low refractive index layer and a transparent conductive layer.
[0039]
When the medium to high refractive index layer or the high refractive index hard coat layer according to the present invention contains a hydrogen bond-forming group, and a layer adjacent to these also contains a hydrogen bond-forming group, particularly excellent adhesion is obtained. can get.
[0040]
As an adjacent layer containing a hydrogen bond forming group, a titanium oxide (TiOx) film as a middle to high refractive index layer may be formed by sputtering which is a dry coating method. As the low refractive index layer, a silicon oxide (SiOx) film may be formed by a vapor deposition method that is a dry coating method or a sol-gel reaction that is a wet method. In some cases, the transparent conductive layer is formed by a wet method using a coating composition containing a binder component having a hydrogen bond-forming group and a conductive material such as ATO or ITO. Further, an ATO vapor deposition film or an ITO vapor deposition film as a transparent conductive layer may be formed by a dry coating method.
[0041]
Conventionally, when a titanium oxide film or a silicon oxide film is formed on a middle to high refractive index layer formed by a wet method by a dry coating method, sufficient adhesion cannot be obtained and the film is easily peeled off. . On the other hand, according to the present invention, a medium to high refractive index layer or a high refractive index hard coat layer is formed by a wet method using a coating composition containing a binder component having a hydrogen bond-forming group. It is very useful because it can be formed on the high refractive index layer with good adhesion by a dry coating method.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the coating composition used in the present invention will be described. In the present invention, in order to form various light transmission layers constituting the antireflection film,
(1) A rutile type having a primary particle diameter in the range of 0.01 to 0.1 μm, which is coated with an inorganic compound that reduces or eliminates photocatalytic activity and an organic compound and / or organometallic compound having an anionic polar group. Titanium oxide,
(2) ionizing radiation curable binder component,
(3) a dispersant having an anionic polar group, and
(4) organic solvent,
A coating composition containing is used. The coating composition may contain other components as required.
[0049]
Various light-transmitting layers constituting an antireflection film by a coating method using the coating composition, and in particular, a light-transmitting layer requiring a high refractive index such as a medium to high refractive index layer or a high refractive index hard coat layer Can be formed efficiently.
[0050]
Among the essential components, titanium oxide is a main component for adjusting the refractive index of a coating film formed using the coating composition to a desired value. Titanium oxide is suitable as a component for adjusting the refractive index because it has a high refractive index and is colorless or hardly colored. Titanium oxide includes rutile type, anatase type, and amorphous type. In the present invention, rutile type titanium oxide having a higher refractive index than anatase type and amorphous type is used.
[0051]
Titanium oxide has a so-called ultrafine particle size so as not to lower the transparency of the coating film. Here, “ultrafine particles” are generally submicron-order particles, and have a particle size larger than particles having a particle diameter of several μm to several hundred μm, which are generally called “fine particles”. It means a small thing. That is, in the present invention, titanium oxide having a primary particle diameter of 0.01 μm or more and 0.1 μm or less, preferably 0.03 μm or less is used. Those having an average particle diameter of less than 0.01 μm are difficult to uniformly disperse in the coating composition, and as a result, a coating film in which the titanium oxide ultrafine particles are uniformly dispersed cannot be obtained. Moreover, the thing with an average particle diameter exceeding 0.1 micrometer is unpreferable since the transparency of a coating film is impaired. The primary particle diameter of titanium oxide may be visually measured with a scanning electron microscope (SEM) or the like, or mechanically measured with a particle size distribution meter using a dynamic light scattering method or a static light scattering method. Good.
[0052]
If the primary particle diameter of the titanium oxide ultrafine particles is within the above range, the particle shape can be used in the present invention regardless of whether it is spherical, needle-shaped, or any other shape.
[0053]
Since titanium oxide has photocatalytic activity, when a coating film is formed using a coating liquid containing titanium oxide that has not been subjected to any surface treatment, the binder is formed between the binders that are forming the coating film by photocatalytic action. The chemical bond is broken and the strength of the coating film is reduced, or the coating film is yellowed and the transparency and haze of the coating film are likely to deteriorate. Therefore, the surface of titanium oxide is used by being coated with an inorganic compound that reduces or eliminates the photocatalytic activity. Examples of such inorganic compounds include alumina, silica, zinc oxide, zirconium oxide, tin oxide, antimony-doped tin oxide (ATO), tin-doped indium oxide (ITO), and zinc-doped indium oxide ( IZO), zinc oxide doped with aluminum (AZO), tin oxide doped with fluorine (FTO), etc. can be exemplified, and these can be used alone or in combination of two or more. it can.
[0054]
In order to coat the surface of titanium oxide fine particles with an inorganic compound, a salt of the inorganic compound to be coated or an organic compound capable of forming an inorganic compound to be coated by hydrolysis in a dispersion in which titanium oxide fine particles are dispersed in water. A desired inorganic compound is physicochemically adsorbed on the surface of the titanium oxide fine particles by adding a metal compound and changing the pH and / or temperature conditions.
[0055]
Titanium oxide coated with an inorganic compound is also present in commercial products. For example, titanium oxide coated with alumina can be obtained from Ishihara Sangyo under the trade name TTO51 (A).
[0056]
The surface of titanium oxide is coated with an inorganic compound in order to reduce or eliminate the photocatalytic activity, and is coated with an organic compound or an organometallic compound in order to increase dispersibility in an organic solvent. In order to disperse the titanium oxide, the coating composition according to the present invention is blended with a dispersant having an anionic polar group as will be described later. The surface of the titanium oxide is treated with an organic compound or an organometallic compound to make it hydrophobic. By imparting properties, the dispersibility of titanium oxide in the coating liquid can be further improved. Since an anionic polar group has a large affinity with titanium oxide, in the present invention, the titanium oxide is coated with an organic compound having an anionic polar group and / or an organometallic compound having an anionic polar group.
[0057]
As the organic compound having an anionic polar group, those having an anionic polar group such as a carboxyl group, a phosphate group, or a hydroxyl group can be used. For example, stearic acid, lauric acid, oleic acid, Examples thereof include linoleic acid, linolenic acid, pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, EO (ethylene oxide) -modified phosphoric acid triacrylate, ECH-modified glycerol triacrylate, and the like.
[0058]
Moreover, as an organometallic compound having an anionic polar group, a silane coupling agent and / or a titanate coupling agent can be used.
[0059]
Specific examples of the silane coupling agent include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 3-amino. Propyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris ( Examples thereof include 2-methoxyethoxy) silane and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane.
[0060]
Specific examples of titanate coupling agents are those commercially available from Ajinomoto Co., Inc., such as Preneact KR-TTS, KR-46B, KR-55, KR-41B, KR-38S, KR-138S, and KR. -238S, 338X, KR-44, KR-9SA, KR-ET, etc., and tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra n-propoxy titanium, tetra n-butoxy titanium, tetra sec Metal alkoxides such as -butoxy titanium and tetra tert-butoxy titanium can also be used.
[0061]
As the organic compound and / or organometallic compound for surface treatment of titanium oxide, it is particularly preferable to use a coupling agent and an organic carboxylic acid. Moreover, when preparing a coating composition using the ketone solvent mentioned later, 1 type is used independently or 2 from a coupling agent and stearic acid, lauric acid, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid. It is preferable to use a combination of species or more, and sufficient dispersibility can be obtained.
[0062]
To coat the surface of titanium oxide with an organic compound and / or an organometallic compound to impart hydrophobicity, the organic compound and / or organometallic compound having an anionic polar group is dissolved in an organic solvent, The solution can be coated by completely evaporating and removing the organic solvent after the surface treatment of the inorganic compound has not yet been carried out in this solution or after the already applied titanium oxide is dispersed.
[0063]
Titanium oxide coated with both inorganic and organic compounds is also present in commercial products. For example, titanium oxide coated with alumina and stearic acid is traded under the trade name TTO51 (C). Can be obtained from
[0064]
The ionizing radiation curable binder component is blended as an essential component in order to impart film forming properties and adhesion to the substrate and adjacent layers to the coating composition. Since the ionizing radiation curable binder component is present in a monomer or oligomer state that is not polymerized in the coating composition, it is excellent in coating suitability of the coating composition and can easily form a uniform large-area thin film. Moreover, sufficient coating-film intensity | strength is obtained by polymerizing and hardening the binder component in a coating film after coating.
[0065]
As the ionizing radiation curable binder component, it is possible to use a monomer or oligomer having a functional group that causes a polymerization reaction directly by irradiation of ionizing radiation such as ultraviolet rays or electron beams or indirectly by the action of an initiator. it can. In the present invention, radically polymerizable monomers and oligomers having an ethylenic double bond can be mainly used, and a photoinitiator is combined as necessary. However, other ionizing radiation curable binder components may be used. For example, a photocationically polymerizable monomer or oligomer such as an epoxy group-containing compound may be used. If necessary, a photocationic initiator is used in combination with the photocationically polymerizable binder component. The monomer or oligomer as the binder component is preferably a polyfunctional binder component having two or more polymerizable functional groups so that cross-linking occurs between the molecules of the binder component.
[0066]
Specific examples of radically polymerizable monomers and oligomers having an ethylenic double bond include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl acrylate, and 2-hydroxy-3-phenoxy. Monofunctional (meth) acrylates such as propyl acrylate, carboxypolycaprolactone acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide; diacrylates such as pentaerythritol triacrylate, ethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate monostearate; trimethylolpropane tri Tri (meth) acrylates such as acrylate and pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate derivatives and dipen Polyfunctional (meth) acrylates such as pentaerythritol pentaacrylate, or can be exemplified those radically polymerizable monomers are polymerized oligomer. Here, “(meth) acrylate” means acrylate and / or methacrylate.
[0067]
Among the ionizing radiation curable binder components, the binder component having an anionic polar group has high affinity with titanium oxide and acts as a dispersion aid. Therefore, the dispersibility of titanium oxide in the coating composition and the coating film is improved, and there is an effect of reducing the amount of the dispersant used, which is preferable.
[0068]
The binder component is particularly preferably one having a hydrogen bond forming group as an anionic polar group. In the case where the binder component has a hydrogen bond forming group, in addition to improving the dispersibility of titanium oxide by the effect as an anionic polar group, a hard coat layer, a medium refractive index layer, a high refractive index layer, a low refractive index It becomes possible to improve the adhesiveness with respect to adjacent layers, such as a rate layer and a transparent conductive layer. When the binder component of the light transmission layer containing the titanium oxide ultrafine particles has a hydrogen bond-forming group and the adjacent layer such as the hard coat layer also contains a hydrogen bond-forming group, the hydrogen bond causes adhesion between the two. This is particularly preferable because the properties are further improved.
[0069]
For example, when a medium to high refractive index layer is formed using a coating composition containing a binder component having a hydrogen bond-forming group, a so-called wet method (coating liquid is applied to the film forming surface and dried and / or Hard coating layers, high refractive index layers, and low refractive index layers formed from coating liquids by the curing method) and so-called dry coating methods such as vapor deposition and sputtering (gas phase state on the film forming surface) Excellent adhesion to a high refractive index layer and a low refractive index layer formed by the method of adhering and precipitating the material.
[0070]
As the middle to high refractive index layer, a titanium oxide (TiOx) film may be formed by sputtering which is a dry coating method. Titanium oxide has an oxygen atom in the molecule and can form a hydrogen bond. As the low refractive index layer, a silicon oxide (SiOx) film may be formed by a vapor deposition method that is a dry coating method or a sol-gel reaction that is a wet method. The silicon oxide film contains silanol groups and can form hydrogen bonds. A high refractive index hard coat layer using a binder component having a hydrogen bond-forming group exhibits particularly excellent adhesion to a film containing such a hydrogen bond-forming group.
[0071]
Conventionally, when a titanium oxide film or a silicon oxide film is formed on a middle to high refractive index layer formed by a wet method by a dry coating method, sufficient adhesion cannot be obtained and the film is easily peeled off. On the other hand, when a medium to high refractive index layer is formed using a coating composition containing a binder component having a hydrogen bond-forming group, it adheres to the medium to high refractive index layer by a dry coating method. Since it can form into a film with good property, it is very useful.
[0072]
Further, for the purpose of antistatic, a transparent conductive layer containing a transparent conductive material such as ITO or ATO is provided in the antireflection film by a wet method or a dry coating method, and has anisotropic conductivity on the transparent conductive layer. That is, a hard coat layer having a volume resistivity in the film surface direction higher than a volume conductivity in the film thickness direction may be formed. In such a case, a high refractive index hard coat layer having good adhesion to the transparent conductive layer can be obtained by applying a coating composition containing a binder component having a hydrogen bond-forming group on the transparent conductive layer. Can be formed and is very useful.
[0073]
When the transparent conductive layer is formed by a wet method, a large amount of hydrogen bond forming groups can be contained in the transparent conductive layer by forming the transparent conductive layer using a binder component having a hydrogen bond forming group. Particularly excellent adhesion can be obtained between the high refractive index hard coat layer containing a hydrogen bond-forming group. Examples of the binder component that forms the transparent conductive layer include urethane acrylate resins having a hydroxyl group as a hydrogen bond forming group. When the transparent conductive layer is formed by a dry coating method, a metal oxide vapor deposition film such as an ITO vapor deposition film or an ATO vapor deposition film is obtained, and the film composition is mostly occupied by a metal oxide having oxygen atoms. Therefore, hydrogen bonds can be easily formed, and sufficient adhesion can be obtained with the high refractive index hard coat layer containing hydrogen bond forming groups. In order to form a high refractive index hard coat layer having anisotropic conductivity, the anisotropic conductive property together with a binder component having a hydrogen bond forming group is added to the coating composition for high refractive index hard coat layer according to the present invention. What is necessary is just to mix | blend the electroconductive fine particle for providing and apply | coat on a transparent conductive layer. Examples of conductive fine particles for imparting anisotropic conductivity include organic beads surface-treated with gold and / or nickel.
[0074]
As the binder component having a hydrogen bond-forming group, specifically, a binder component having a hydroxyl group in the molecule can be used. As the binder component having a hydroxyl group in the molecule, a binder component which is pentaerythritol polyfunctional (meth) acrylate or dipentaerythritol polyfunctional (meth) acrylate and which leaves a hydroxyl group in the molecule can be used. That is, in such a binder component, two or more molecules of (meth) acrylic acid are ester-bonded to one molecule of pentaerythritol or dipentaerythritol. Some remain unesterified, and examples thereof include pentaerythritol triacrylate. Since pentaerythritol polyfunctional acrylate and dipentaerythritol polyfunctional acrylate have two or more ethylenic double bonds in one molecule, a crosslinking reaction occurs during polymerization, and high coating strength can be obtained.
[0075]
Photoinitiators that initiate radical polymerization include, for example, acetophenones, benzophenones, ketals, anthraquinones, thioxanthones, azo compounds, peroxides, 2,3-dialkyldione compounds, disulfide compounds, thiuram compounds And fluoroamine compounds are used. More specifically, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, benzyldimethylketone, 1- (4-dodecyl) Phenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropane Examples thereof include -1-one and benzophenone. Among these, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one are polymerized by irradiation with ionizing radiation even in a small amount. Since it initiates and accelerates the reaction, it is preferably used in the present invention. These can be used either alone or in combination. These also exist in commercial products, for example, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone is available from Nippon Ciba-Geigy under the trade name Irgacure 184.
[0076]
The dispersant having an anionic polar group has an anionic polar group having high affinity for titanium oxide, and is added to impart dispersibility to titanium oxide to the coating composition according to the present invention. Is done. Examples of the anionic polar group include a carboxyl group, a phosphate group, and a hydroxyl group.
[0077]
As the dispersant having an anionic polar group, specifically, a product group supplied by Big Chemie Japan under the trade name of Disperbyk, that is, Disperbyk-111, Disperbyk-110, Disperbyk-116, Disperbyk-140 , Disperbyk-161, Disperbyk-162, Disperbyk-163, Disperbyk-164, Disperbyk-170, Disperbyk-171, Disperbyk-174, Disperbyk-180, Disperbyk-182 and the like.
[0078]
Among these, the main chain having an ethylene oxide chain skeleton has a molecular structure in which a side chain composed of an anionic polar group as described above or a side chain having an anionic polar group is bonded, and has a number average molecular weight. When a compound having a molecular weight of 2,000 to 20,000 is used, particularly good dispersibility is obtained. The number average molecular weight can be measured by a GPC (gel permeation chromatography) method. In order to meet such a condition, there is Disperbyk 163 in the above Dispersic series.
[0079]
When a high refractive index hard coat layer is formed using the above coating composition, the surface of the high refractive index hard coat layer is made fine by blending and applying a mat material such as organic fine particles to the coating composition. The function as an anti-glare layer can be imparted by forming irregularities. Here, as the mat material for forming the fine irregularities, specifically, styrene beads or acrylic beads having an average particle diameter of about 1 to 10 μm by SEM observation can be used.
[0080]
In addition, a metal plate having a preferable surface shape or a PET film having a matte surface is pressed on the coating film of the coating composition, embossed, and photocured in that state, and then the plate and the PET film are removed. Also, fine irregularities can be formed on the surface of the high refractive index hard coat layer.
[0081]
The organic solvent for dissolving and dispersing the solid component of the coating composition is not particularly limited, and various solvents such as alcohols such as isopropyl alcohol, methanol and ethanol; ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; halogenated hydrocarbons; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; or a mixture thereof can be used.
[0082]
In the present invention, it is preferable to use a ketone-based organic solvent. When the coating composition according to the present invention is prepared using a ketone solvent, it can be easily and uniformly applied to the surface of the substrate, and the evaporation rate of the solvent is moderate after coating and hardly causes uneven drying. Therefore, a large-area coating film having a uniform thickness can be easily obtained.
[0083]
As a ketone solvent, it contains a single solvent composed of one kind of ketone, a mixed solvent composed of two or more kinds of ketones, and other solvents together with one or more kinds of ketones, and has lost its properties as a ketone solvent. Those that are not can be used. Preferably, a ketone solvent in which 70% by weight or more, particularly 80% by weight or more of the solvent is occupied by one or two or more ketones is used.
[0084]
By using a ketone solvent as an organic solvent and coating the surface of titanium oxide with an organic compound and / or an organometallic compound as described above, a coating composition excellent in coating suitability is obtained, and a uniform large area is obtained. A thin film can be formed easily. Even in this case, an ethylene oxide-based dispersant as described above as a dispersant having an anionic polar group, that is, a side chain composed of an anionic polar group in the main chain having a skeleton of an ethylene oxide chain or an anionic It is more preferable to use a compound having a molecular structure in which side chains having polar groups are bonded and having a number average molecular weight of 2,000 to 20,000. Alternatively, as the binder component, it is also effective to use a pentaerythritol polyfunctional (meth) acrylate or dipentaerythritol polyfunctional (meth) acrylate, which has a hydroxyl group in the molecule.
[0085]
The coating composition according to the present invention contains, as essential components, titanium oxide, an ionizing radiation curable binder component, a dispersant having an anionic polar group, and an organic solvent, and if necessary, ionizing radiation curable. The binder component polymerization initiator is included, but other components may be further blended. For example, an ultraviolet shielding agent, an ultraviolet absorber, a surface conditioner (leveling agent), zirconium oxide, tin oxide doped with antimony, or the like can be used as necessary.
[0086]
The blending ratio of each component can be adjusted as appropriate, but generally, 4 to 20 parts by weight of the binder component and 4 dispersants having an anionic polar group with respect to 10 parts by weight of titanium oxide. It mix | blends in the ratio of 10 weight part. However, when using a binder component having an anionic polar group in the molecule, the binder component acts as a dispersion aid, so the amount of the dispersant having an anionic polar group is greatly reduced. be able to. Since the dispersant does not function as a binder, the coating strength can be improved by reducing the blending ratio of the dispersant.
[0087]
Specifically, 4 to 20 parts by weight of a binder component having an anionic polar group and 2 to 4 parts by weight of a dispersant having an anionic polar group with respect to 10 parts by weight of titanium oxide. Can be blended. This blending ratio is particularly suitable as a coating composition for a medium to high refractive index layer.
[0088]
Further, the coating composition containing 70 to 320 parts by weight of the binder component having an anionic polar group in the molecule and 2 to 4 parts by weight of a dispersant with respect to 10 parts by weight of titanium oxide It is particularly suitable for forming a high refractive index hard coat layer. Furthermore, you may mix | blend the mat material particle for providing the function as an anti-glare layer (anti-glare layer) in the ratio of 1-50 weight part to this coating composition for high refractive index hard-coat layers.
[0089]
When using a photoinitiator, a photoinitiator is normally mix | blended in the ratio of 3-8 weight part with respect to 100 weight part of binder components.
[0090]
The amount of the organic solvent is appropriately adjusted so that each component can be uniformly dissolved and dispersed, does not cause aggregation during storage after preparation, and does not become too dilute during coating. Prepare a high-concentration coating composition by reducing the amount of solvent used within the range where this condition is satisfied, store it in a state that does not take up the volume, take out the necessary amount at the time of use, and make the concentration suitable for coating work It is preferred to dilute. In the present invention, when the total amount of the solid content and the organic solvent is 100 parts by weight, the organic solvent is used in an amount of 50 to 95. 5 parts by weight, more preferably, by using 70 to 90 parts by weight of an organic solvent with respect to 10 to 30 parts by weight of the total solid content, the coating composition is particularly excellent in dispersion stability and suitable for long term storage Is obtained.
[0091]
In order to prepare the coating composition according to the present invention using each of the above components, it may be dispersed according to a general method for preparing a coating solution. For example, each essential component and each desired component are mixed in an arbitrary order, a medium such as beads is added to the obtained mixture, and a dispersion composition is appropriately dispersed with a paint shaker or a bead mill to obtain a coating composition. .
[0092]
The coating composition thus obtained comprises, as essential components, rutile-type titanium oxide particles having a predetermined primary particle size and coated with an inorganic compound and an organic compound and / or an organometallic compound, and an ionizing radiation curable binder. A component and a dispersant having an anionic polar group are dissolved and dispersed in an organic solvent. In particular, the titanium oxide particles are an organic compound and / or an organometallic compound covering the titanium particles. And a dispersant having an anionic polar group are uniformly dispersed in the coating composition.
[0093]
The coating composition according to the present invention has excellent dispersibility and dispersion stability of titanium oxide by blending a dispersant having an anionic polar group and coating with an organic compound and / or an organometallic compound having an anionic polar group. The haze is very small. That is, by adjusting the refractive index by controlling the amount of titanium oxide in the coating composition according to the present invention, applying the coating composition to the surface of a substrate such as a substrate, drying and curing A coating film having a predetermined refractive index, high transparency, and low haze can be obtained. Therefore, the coating composition according to the present invention is suitable for forming one or more layers constituting the antireflection film, and is particularly considered from the range of the refractive index that can be adjusted by changing the amount of titanium oxide. Therefore, it is suitable for forming a medium refractive index layer, a high refractive index layer, or a high refractive index hard coat layer.
[0094]
In addition, the coating composition according to the present invention is excellent in dispersion stability over a long period of time, so that the pot life is long, and even when used after storage for a long period of time, a coating film having high transparency and low haze is formed. can do.
[0095]
Furthermore, the coating composition according to the present invention is excellent in coating suitability, and can be easily and thinly and uniformly applied to the surface of the object to be coated, thereby forming a uniform large-area thin film. In particular, when a ketone solvent is used, a uniform solvent film having a moderate viscosity and a slower evaporation rate is less likely to cause uneven drying of the coating film, so that it is particularly easy to form a uniform large-area thin film.
[0096]
By applying the antireflection film coating composition of the present invention to the surface of an object to be coated such as a substrate, drying and ionizing radiation curing, it is possible to form a substantially colorless and transparent coating film having a small haze. it can.
[0097]
The support on which the coating composition of the present invention is applied is not particularly limited. As a preferable support, for example, a glass plate; triacetate cellulose (TAC), polyethylene terephthalate (PET), diacetyl cellulose, acetate butyrate cellulose, polyethersulfone, acrylic resin; polyurethane resin; polyester; polycarbonate; Examples thereof include films formed of various resins such as polyether; trimethylpentene; polyether ketone; (meth) acrylonitrile. The thickness of a base material is about 25 micrometers-about 1000 micrometers normally, Preferably it is 50 micrometers-190 micrometers.
[0098]
The coating composition is based on various methods such as spin coating method, dip method, spray method, slide coating method, bar coating method, roll coater method, meniscus coater method, flexographic printing method, screen printing method, and bead coater method. It can be applied on the material.
[0099]
After applying the coating composition according to the present invention to the surface of a substrate such as a substrate in a desired coating amount, it is usually heated and dried by a heating means such as an oven, and thereafter, ultraviolet rays, electron beams, etc. A coating film is formed by curing by emitting ionizing radiation.
[0100]
The coating film thus obtained is coated with an inorganic compound that reduces or eliminates the photocatalytic activity and an organic compound and / or an organic metal compound having an anionic polar group, and is in the range of 0.01 to 0.1 μm. A rutile type titanium oxide having a particle size and a dispersant having an anionic polar group are uniformly mixed in a cured binder, but contain other components as necessary. May be.
[0101]
The coating film (cured layer) obtained by the present invention can be suitably used as one or more layers constituting the antireflection film, and in particular, a refractive index range that can be adjusted by changing the amount of titanium oxide. Therefore, it is suitable for forming a medium to high refractive index layer. According to the present invention, when a coating film having a post-curing film thickness of 0.05 to 0.2 μm is formed, the refractive index is 1.55 to 2.30, and the substrate is in accordance with the provisions of JIS-K7361-1. It is possible to suppress the haze value measured in an integrated state with the haze value of the base material alone or the difference between the haze value of the base material alone and within 1%.
[0102]
The coating film obtained by the present invention is also suitable for forming a high refractive index hard coat layer. According to the present invention, when a coating film having a film thickness of 1 to 10 μm after curing is formed, the haze value specified by JIS-K7361-1 is the refractive index of 1.55 to 1.83 and It is possible to suppress the difference between the haze value of only the material or the haze value of only the base material to be within 3%, and a high refractive index hard coat layer can also be formed.
[0103]
The coating film according to the present invention can be suitably used to form an antireflection film. In principle, the antireflection film may include at least a high refractive index layer and a low refractive index layer, and may further include one or more medium refractive index layers. The layers and the low-refractive index layer are laminated so that the refractive index levels are alternately switched and the low-refractive index layer is positioned closest to the viewing surface. However, when the surface to be coated with the antireflection film, for example, the display surface of the image display device, is only provided with a single light transmission layer, the balance between the refractive index of the coating surface itself and the refractive index of the light transmission layer is just right. Since an antireflection effect is obtained, an antireflection film having a single-layer structure can be formed.
[0104]
The antireflection film is usually provided with a hard coat layer on the surface of a support such as a base film or an image display medium for the purpose of imparting sufficient hardness to the antireflection film. A high refractive index layer, a medium refractive index layer, and a low refractive index layer as described above are provided above.
[0105]
In some cases, a high refractive index hard coat layer having both sufficient hardness and high refractive index and capable of exhibiting a function as a hard coat layer and a function as a medium to high refractive index layer may be provided. In this case, at least the high refractive index hard coat layer and the low refractive index layer may be provided, and the high refractive index layer and / or one or more medium refractive index layers may be further provided. The hard coat layer, the high refractive index layer, the medium refractive index layer and the low refractive index layer are alternately switched in refractive index, and the high refractive index hard coat layer is located closest to the contact surface with the display medium, and By laminating so that the low refractive index layer is located closest to the viewing surface, an antireflection film can be obtained.
[0106]
Further, the antireflection film is provided with a transparent conductive layer made of ITO, ATO or the like for the purpose of imparting an antistatic function, or made of a fluorine-based surfactant or a fluorine-based silicone coating agent on the surface of the low refractive index layer. An antifouling layer may be provided.
[0107]
Each of the various layers described above is a light-transmitting layer having light transmittance, and the antireflection film has a single-layer structure composed of one light-transmitting layer having light transmittance, or has light transmittance and It has a multilayer structure in which two or more light transmission layers having different refractive indexes are laminated. The coating film according to the present invention can be used to form one or more of these light transmission layers.
[0108]
Therefore, the coating composition according to the present invention is applied to the surface to be coated with the coating composition and cured, so that it has a single-layer structure consisting of one light-transmitting layer having light transmittance, or light-transmitting property. And having a multilayer structure in which two or more light transmission layers having different refractive indexes are laminated,
At least one of the light transmission layers is coated with an inorganic compound that reduces or eliminates the photocatalytic activity and an organic compound and / or an organic metal compound having an anionic polar group, and is in the range of 0.01 to 0.1 μm. An antireflection film is obtained, which is a cured layer in which a rutile-type titanium oxide having a particle size and a dispersant having an anionic polar group are uniformly mixed in a cured binder.
[0109]
The cured layer is excellent in transparency and can have a refractive index of 1.55 or more, and is mainly used as a middle refractive index layer, but it can also be used as a high refractive index layer or a high refractive index hard coat layer. it can. In the multilayer antireflection film, the layer having the highest refractive index is referred to as the high refractive index layer, the layer having the lowest refractive index is referred to as the low refractive index layer, and the other layers having an intermediate refractive index are referred to. This is called a medium refractive index layer.
[0110]
When the above hardened layer is used as a high refractive index hard coat layer, the surface of the high refractive index hard coat layer is formed into a fine concavo-convex shape to serve as a hard coat layer that functions as an antiglare layer (antiglare layer). Good. The fine concavo-convex shape on the surface of the high refractive index hard coat layer is a high refractive index in which a coating composition for a high refractive index hard coat layer is applied to a substrate and embossed or an inorganic or organic filler is dispersed. It can provide by coating the coating composition for a rate hard-coat layer on a base material.
[0111]
The difference Δn in refractive index between the refractive index of the filler added to form the surface of the cured layer as a high refractive index hard coat layer in a fine irregular shape and the cured binder is 0.01 ≦ Δn ≦ If the average particle size d of the filler is 0.5 μm ≦ d ≦ 10 μm, preferably 1 μm ≦ d ≦ 5 μm, the uneven shape of the antiglare layer and the transmitted light from the display The resulting “glare” can be effectively suppressed, and the display has a better visibility.
[0112]
In particular, a coating composition containing 4 to 20 parts by weight of the binder component having an anionic polar group in the molecule and 2 to 4 parts by weight of a dispersant with respect to 10 parts by weight of titanium oxide. By using it, the film thickness is 0.05 to 0.2 μm, the refractive index is 1.55 to 2.30, and the haze value defined in JIS-K7361-1 is the haze value of only the base material. It is possible to form a high refractive index layer and / or a medium refractive index layer that does not change or has a difference from the haze value of only the base material within 1%.
[0113]
Further, a coating composition containing 70 to 320 parts by weight of the binder component having an anionic polar group in the molecule and 2 to 4 parts by weight of a dispersant with respect to 10 parts by weight of titanium oxide. By using, the film thickness is 1 to 10 μm, the refractive index is 1.55 to 1.83, and the haze value specified in JIS-K7361-1 is not different from the haze value of the base material alone or A high refractive index hard coat layer having a difference from the haze value of only the substrate within 3% can be formed.
[0114]
The coating composition according to the present invention is applied to a support on which one or two or more light-transmitting layers have been formed in advance, if necessary, dried, and then cured by irradiation with ionizing radiation. Rutile-type titanium oxide having a primary particle diameter in the range of 0.01 to 0.1 μm and anion coated with an inorganic compound that lowers or disappears and an organic compound and / or organometallic compound having an anionic polar group A coating film is formed by uniformly dispersing a dispersing agent having a polar group in a cured binder, and an antireflection film having a cured layer made of such a coating film is obtained.
[0115]
When the high refractive index layer and / or the middle refractive index layer is formed using the coating composition according to the present invention, the film thickness is 0.05 to 0.2 μm and the refractive index is 1.55 to 2.30. And the haze value prescribed | regulated to JIS-K7361-1 does not change with the haze value only of the said base material, or the difference with the haze value only of the said base material is less than 1%. Can be formed.
[0116]
Moreover, when forming a high refractive index hard-coat layer using the coating composition which concerns on this invention, a film thickness is 1-10 micrometers, a refractive index is 1.55-1.83, and JIS-K7361. It is possible to form a high refractive index hard coat layer in which the haze value defined in -1 is not different from the haze value of the base material alone or the difference from the haze value of the base material alone is within 3%.
[0117]
The coating film according to the present invention is a multilayer that covers the display surface of an image display device such as a liquid crystal display device (LCD), a cathode ray tube display device (CRT), a plasma display panel (PDP), or an electroluminescence display (ELD). It is suitably used for forming at least one layer of a type antireflection film, particularly a medium refractive index layer and / or a high refractive index layer.
[0118]
FIG. 1 schematically shows a cross section of an example (101) of a liquid crystal display device in which a display surface is covered with a multilayer antireflection film containing a coating film according to the present invention as a light transmission layer. The liquid crystal display device 101 prepares a color filter 4 in which an RGB pixel portion 2 (2R, 2G, 2B) and a black matrix layer 3 are formed on one surface of a glass substrate 1 on the display surface side, and the pixel of the color filter. The transparent electrode layer 5 is provided on the part 2, the transparent electrode layer 7 is provided on one surface of the glass substrate 6 on the backlight side, and the transparent electrode layers 5 and 7 face each other with the glass substrate on the backlight side and the color filter. The liquid crystal L is sealed in the gap, the alignment film 9 is formed on the outer surface of the glass substrate 6 on the back side, and the glass substrate on the display surface side. The polarizing film 10 is affixed on the outer surface of 1, and the backlight unit 11 is arrange | positioned back.
[0119]
FIG. 2 schematically shows a cross section of the polarizing film 10 attached to the outer surface of the glass substrate 1 on the display surface side. The polarizing film 10 on the display surface side covers both surfaces of a polarizing element 12 made of polyvinyl alcohol (PVA) or the like with protective films 13 and 14 made of triacetyl cellulose (TAC) or the like, and an adhesive layer 15 is coated on the back side thereof. The hard coat layer 16 and the multilayer antireflection film 17 are sequentially formed on the viewing side, and are adhered to the glass substrate 1 on the display surface side through the adhesive layer 15.
[0120]
The hard coat layer 16 can be formed by a method such as gravure coating by diluting a polyfunctional acrylic monomer such as dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) in a solvent. The surface of the hard coat layer 16 is formed in a fine uneven shape by embossing or by dispersing inorganic or organic filler in the hard coat layer 16 to scatter light from the outside. A hard coat layer that functions as an antiglare layer (antiglare layer) having a function may be used.
[0121]
Further, the difference Δn between the refractive index of the filler added to form the surface of the hard coat layer 16 in a fine uneven shape and the refractive index of the binder resin is 0.01 ≦ Δn ≦ 0.5, and the average of the fillers When the particle size d is usually 0.1 μm ≦ d ≦ 10 μm, preferably 1 μm ≦ d ≦ 5 μm, the uneven shape of the antiglare layer and “glare” caused by transmitted light from the display are effectively suppressed. The display can be made more visible.
[0122]
The multilayer antireflection film 17 has a three-layer structure in which a middle refractive index layer 18, a high refractive index layer 19, and a low refractive index layer 20 are sequentially laminated from the backlight side to the viewing side. The multilayer antireflection film 17 may have a two-layer structure in which a high refractive index layer 19 and a low refractive index layer 20 are sequentially stacked. When the surface of the hard coat layer 16 is formed in an uneven shape, the multilayer antireflection film 17 formed thereon also has an uneven shape as shown in the drawing.
[0123]
The low refractive index layer 20 is formed by chemically coating a coating film having a refractive index of 1.46 or less obtained from a coating liquid containing an inorganic material such as silica or magnesium fluoride, a fluorine resin, or the like, or silica or magnesium fluoride. It can be set as the vapor deposition film using vapor deposition methods, such as a vapor deposition method (CVD) and a physical vapor deposition method (PVD). Further, the medium refractive index layer 18 and the high refractive index layer 19 can be formed using the coating film according to the present invention, and the medium refractive index layer 18 has light in the range of refractive index 1.50 to 1.80. For the transmission layer and the high refractive index layer 19, a light transmission layer having a refractive index of 1.65 or more is used.
[0124]
Due to the action of the antireflection film, the reflectance of light emitted from the external light source is reduced, so that the reflection of scenery and fluorescent light is reduced and the visibility of the display is improved. Moreover, the reflected light of external light is reduced by the light scattering effect by the unevenness | corrugation of the hard-coat layer 16, and the visibility of a display improves further that external light is reflected on the display surface, or is a dazzling state. .
[0125]
In the case of the liquid crystal display device 101, the refractive index is adjusted in the range of 1.50 to 1.80 by applying the coating composition according to the present invention to the laminate comprising the polarizing element 12 and the protective films 13 and 14. A refractive index layer 18 and a high refractive index layer 19 having a refractive index adjusted to 1.65 or more can be formed, and a low refractive index layer 20 can be further provided. Then, the polarizing film 10 including the antireflection film 17 can be stuck on the glass substrate 1 on the viewing side through the adhesive layer 15.
[0126]
On the other hand, since an alignment plate is not attached to the display surface of the CRT, it is necessary to directly provide an antireflection film. However, applying the coating composition according to the present invention to the display surface of the CRT is a complicated operation. In such a case, an antireflective film containing the coating film according to the present invention is prepared, and the antireflective film is formed by sticking it to the display surface. Therefore, the coating according to the present invention is formed on the display surface. There is no need to apply the composition.
[0127]
Two or more light-transmitting layers having light transmittance and different refractive indexes are laminated on one side or both sides of a base film having light transmittance, and at least one of the light-transmitting layers is By forming the coating film according to the present invention, an antireflection film is obtained. The base film and the light transmission layer need to have a light transmittance that can be used as a material for the antireflection film, and are preferably as transparent as possible.
[0128]
FIG. 3 schematically shows a cross section of an example (102) of the antireflection film including the coating film according to the present invention. The antireflection film 102 is formed by applying the coating composition according to the present invention on one surface side of the base film 21 having light transmittance to form the high refractive index layer 22, and further forming a low refractive index layer on the high refractive index layer. A refractive index layer 23 is provided. In this example, there are only two light transmissive layers having different refractive indexes, a high refractive index layer and a low refractive index layer, but three or more light transmissive layers may be provided. In that case, not only the high refractive index layer but also the middle refractive index layer can be formed by applying the coating composition according to the present invention.
[0129]
【Example】
Example 1
(1) Preparation of coating composition
As rutile type titanium oxide, titanium oxide content is 79-85%, Al2OThreeSurface treatment with stearic acid, primary particle size 0.01-0.03 μm, specific surface area 50-60 m2Rutile titanium oxide (TTO51 (C), manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) having an oil absorption of 24 to 30 g / 100 g and a water-repellent surface was prepared. As an ionizing radiation curable binder component, pentaerythritol triacrylate (PET30, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was prepared. As a dispersant having an anionic polar group, a block copolymer having an affinity for pigment (Dispervic 163, manufactured by Big Chemie Japan) was prepared. As a photoinitiator, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184, manufactured by Ciba Geigy Japan) was prepared. As an organic solvent, methyl isobutyl ketone was prepared.
[0130]
Rutile type titanium oxide, pentaerythritol triacrylate, dispersant (Disperbic 163) and methyl isobutyl ketone are put into a mayonnaise bottle, and about 4 times the amount of zirconia beads (φ0.3 mm) as a mixture is used as a paint shaker. The photoinitiator (Irgacure 184) was added after stirring for 10 hours to obtain a coating composition having the following composition.
<Composition of coating composition>
・ Rutile titanium oxide (Al2OThreeAnd surface treated product with stearic acid, primary particle size 0.01-0.03 μm (TTO51 (C), manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.): 10 parts by weight
Pentaerythritol triacrylate (PET30, Nippon Kayaku Co., Ltd.): 4 parts by weight
Anionic group-containing dispersant (Disperbic 163, manufactured by Big Chemie Japan): 2 parts by weight
Photoinitiator (Irgacure 184, manufactured by Ciba Geigy Japan): 0.2 parts by weight
・ Methyl isobutyl ketone: 37.3 parts by weight
(2) Creation of coating film
After forming a cured film of pentaerythritol triacrylate having a thickness of 3 μm on a triacetyl cellulose film having a thickness of 80 μm (FT-T80UZ, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.), the coating composition immediately after the preparation was prepared with a bar coater # 2. After coating and drying at 60 ° C. for 1 minute, the film was cured by UV irradiation of 500 mJ to form a transparent film having a thickness of 0.1 μm after curing.
[0131]
Further, for the haze measurement, the coating composition immediately after the preparation was applied with a bar coater # 2 on a surface untreated PET base material (Lumilar T60 manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 50 μm, and at 60 ° C. for 1 minute. After heat drying, the film was cured by 500 mJ UV irradiation to form a transparent film having a thickness of 0.1 μm after curing.
[0132]
In addition, the coating composition was allowed to stand at room temperature for 30 days to observe the occurrence of precipitation. Further, using the coating composition after leaving, the surface untreated PET substrate (Toray Industries, Inc.) having a thickness of 50 μm was used in the same manner as described above. ) A transparent film was formed on Lumirror T60).
[0133]
The haze and refractive index of the transparent film having a cured film thickness of 0.1 μm formed from each of the coating compositions immediately after preparation and after standing at room temperature were measured. The haze was measured using a turbidimeter NDH2000 (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). Moreover, the refractive index of the coating film after hardening measured the refractive index in wavelength 633nm of helium laser beam using the spectroscopic ellipsometer (UVSEL, the product made from Joban-Evon).
[0134]
The results of each test are shown in Table 1. When the coating composition prepared in Example 1 was used, a transparent film having good haze and refractive index was obtained. Moreover, the coating composition of Example 1 was excellent in dispersibility even after being allowed to stand at room temperature, and a transparent film having a good haze and refractive index was obtained in the same manner as immediately after preparation.
[0135]
(Comparative Example 1)
In Example 1, instead of rutile titanium oxide subjected to hydrophobic treatment (TTO51 (C), manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), the titanium oxide content is 76 to 83%, Al2OThreeSurface treatment, primary particle size 0.01-0.03 μm, specific surface area 75-85 m2/ G, the amount of oil absorption is 40 to 47 g / 100 g, and the surface is hydrophilic, and the same procedure is used as in Example 1 except that the same amount of rutile titanium oxide (TTO51 (A), manufactured by Ishihara Sangyo) is used. A coating composition was obtained. The resulting coating composition was tested as in Example 1.
[0136]
The test results are shown in Table 1. A coating film was formed using the coating composition of Comparative Example 1 immediately after preparation, but the obtained coating film had high haze and low refractive index. In addition, a large amount of precipitation occurred upon standing at room temperature. In addition, the coating film formation after standing at room temperature was stopped.
[0137]
(Comparative Example 2)
In Example 1, instead of pentaerythritol triacrylate, the coating composition was carried out in the same manner as in Example 1 except that the same amount of pentaerythritol tetraacrylate having no hydroxyl group (PET-40, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used. I got a thing. The resulting coating composition was tested as in Example 1.
[0138]
The test results are shown in Table 1 as Comparative Example 2-1. The obtained coating composition had poor dispersibility and was already gelled immediately after preparation, and a uniform thin film could not be formed. Measurement of haze and refractive index and observation at room temperature were stopped.
[0139]
Therefore, the coating composition was prepared by increasing the amount of the anionic group-containing dispersant (Disperbic 163, manufactured by Big Chemie Japan) used in Example 1 to 6 parts by weight, and the same test as in Example 1 was performed. The test results of this coating composition are shown in Table 1 as Comparative Example 2-2. In this case, the rutile-type titanium oxide was uniformly dispersed, and no change in viscosity or appearance of a precipitate was observed even when allowed to stand at room temperature. When a coating film was formed using the sample immediately after preparation and the sample after standing at room temperature, the haze of the obtained coating film was good. However, the refractive index of Comparative Example 2-2 was lower than that of Example 1, and the strength of the coating film was extremely low.
[0140]
(Comparative Example 3)
In Example 1, as rutile titanium oxide, Al2OThreeInstead of using rutile type titanium oxide (TTO51 (C), manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) having a primary particle size of 0.01 to 0.03 μm surface-treated with stearic acid, a primary particle size of 0.01 to 0.03μm but Al2OThreeThe coating composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the same amount of rutile-type titanium oxide (TT051 (N), manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) that was not subjected to any surface treatment was used. The resulting coating composition was tested as in Example 1.
[0141]
The obtained coating composition had poor dispersibility and was already gelled immediately after preparation, and a uniform thin film could not be formed. Measurement of haze and refractive index and observation at room temperature were stopped.
[0142]
(Adhesion with the deposited film)
After forming a cured film of pentaerythritol triacrylate having a thickness of 3 μm on a triacetyl cellulose film having a thickness of 80 μm (FT-T80UZ, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.), it is obtained in Example 1 and Comparative Example 2-2. The coated composition was applied with a bar coater # 2, heated and dried at 60 ° C. for 1 minute, and then cured by 500 mJ UV irradiation to form a transparent film having a thickness of 0.1 μm after curing. Next, a 84.7 μm-thick silica deposited film was formed by the PVD method under the following conditions.
<PVD process conditions>
・ Target for thermal evaporation: silicon monoxide (purity 99.9%)
Output: current value 0.4A, voltage 480V
・ Vacuum degree in the vacuum chamber: 0.13 Pa
Argon flow rate: 38.8sccm
・ Oxygen flow rate: 5 sccm
・ Vapor deposition rate: 8.47 nm / min
An adhesion test (cellophane tape cross-cut peel test) described later was performed on the obtained deposited film. The test results are shown in Table 2. The silica vapor deposition film coated on the cured film formed from the coating composition of Comparative Example 2-2 was peeled off entirely, whereas the silica vapor deposition film coated with the cured film formed from the coating composition of Example 1 was It did not peel at all and showed good adhesion to the coating film.
[0143]
[Table 1]
Figure 0004712236
[0144]
[Table 2]
Figure 0004712236
[0145]
(Example 2)
In this example, an antireflection film F1 having the structure shown in FIG. 4 was prepared. The antireflection film F1 has a configuration in which a clear hard coat layer 25, a medium refractive index layer 26, a high refractive index layer 27, and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated on a base film 24, and a high refractive index layer thereof And a medium refractive index layer were formed using the coating composition according to the present invention.
[0146]
(1) Preparation of coating solution for high refractive index layer
As rutile titanium oxide, Al2OThree100 parts of rutile type titanium oxide coated with stearic acid and having a primary particle size of about 0.03 μm was prepared. As an ionizing radiation curable binder component, 20 parts of pentaerythritol triacrylate (PET30, Nippon Kayaku Co., Ltd.) was prepared. As a dispersant, 20 parts of a dispersant (Ajisper PA111, manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) having an ethylene oxide chain and an anionic polar group were prepared.
[0147]
These materials were mixed with methyl isobutyl ketone to a solid content concentration of 15% by weight, and zirconia balls were added as a dispersion medium thereto, followed by stirring for 7 hours or more in a paint shaker.
[0148]
After adding 3 parts of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184) as a photoinitiator to the obtained dispersion, methyl isobutyl ketone was added to dilute the solid content concentration to 3% by weight, A coating solution for a high refractive index layer having a refractive index of 1.90 was obtained.
[0149]
(2) Preparation of coating solution for middle refractive index layer
Three parts of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184) was added as a photoinitiator to the dispersion obtained by stirring with a paint shaker. After adding 60 parts of dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) to 100 parts of this mixed solution, methyl isobutyl ketone was added to dilute the solid content concentration to 3% by weight. A coating solution for the refractive index layer was obtained.
[0150]
(3) Coating and curing
On a PET (polyethylene terephthalate) substrate, a clear hard coat layer made of dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) having a refractive index of 1.52 and a thickness of 3 μm or more after drying was applied. On the obtained clear hard coat layer, the above medium refractive index layer coating solution (refractive index 1.76) is applied to form a medium refractive index layer having a refractive index of 1.76 and a thickness of 60 nm after drying. Further, the high refractive index layer coating liquid (refractive index 1.90) was applied thereon to form a high refractive index layer having a refractive index of 1.90 and a thickness of 80 nm after drying, and UV cured. Thereafter, a low-refractive index layer having a refractive index of 1.42 made of a silicon-containing vinylidene fluoride copolymer and a thickness of 100 nm after drying was applied on the high-refractive index layer to obtain an antireflection film.
[0151]
(4) Evaluation
About the antireflection film obtained by Example 2, the reflectance, pencil hardness, adhesion, and coating spots were evaluated by the following methods. The layer configuration and evaluation results of the antireflection film are shown in Tables 3 and 4, respectively.
[0152]
The antireflection film obtained in Example 2 had a visible light reflectance of 450 to 650 nm of 0.4 to 0.7%. The antireflection film had a pencil hardness of 3H.
[0153]
In addition, if spots occur when applying the coating solution for the medium refractive index layer on the clear hard coat layer, the layer of the lower layer is added each time the layer is layered such as a high refractive index layer or a low refractive index layer. In the present embodiment, a uniform thin film on the clear hard coat layer can be obtained by changing the solvent. The coating performance was improved and the occurrence of spots was suppressed.
[0154]
<Evaluation method>
(A) Reflectance
Black vinyl tape was attached to the back surface of the sample in consideration of the influence of back surface reflection, and the reflectance of 380 nm to 780 nm was measured with a spectrophotometer. In the case of one-point measurement, a value of a wavelength of 550 nm that humans feel most dazzling was shown.
[0155]
(B) Hardness
Pencil hardness was measured according to JIS 5400. That is, about five writings were performed with a pencil with a 1 kg load applied to the sample, and four of the five were evaluated to have the same hardness as the hardest pencil that would be intact.
[0156]
(C) Adhesion
A cellophane tape cross-cut peel test was performed in accordance with JIS 5400. That is, 11 vertical x 11 horizontal scratches were made to be orthogonal to the coating film surface with a cutter, and 100 grids having a 1 mm width were provided. The Nichiban cellophane tape was tightly adhered from above, and then peeled off 5 times in succession, and the number of cells remaining on the film surface was counted.
[0157]
(D) Coating spots
The sample was illuminated with a 3 line fluorescent lamp from a height of 3 to 5 mm, and the presence or absence of coating spots (because of interference films, spots, that is, different interference colors are visible) was observed.
[0158]
Example 3
In this example, an antireflection film F2 having the structure shown in FIG. 5 was prepared. The antireflection film F2 has a structure in which a clear hard coat layer 25, a high refractive index layer 27, and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated on a base film 24, and the high refractive index layer is coated according to the present invention. Formed with the composition.
[0159]
(1) Preparation of coating solution for high refractive index layer
As rutile titanium oxide, ZrO2100 parts of rutile type titanium oxide coated with stearic acid and having a primary particle size of about 0.03 μm was prepared. As an ionizing radiation curable binder component, 40 parts of pentaerythritol triacrylate (PET30, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was prepared. As the dispersant, 20 parts of a dispersant having an ethylene oxide chain and an anionic polar group was prepared.
[0160]
These materials were mixed with methyl isobutyl ketone to a solid content concentration of 15% by weight, and zirconia balls were added as a dispersion medium thereto, followed by stirring for 7 hours or more in a paint shaker.
[0161]
After adding 3 parts of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184) and 40 parts of pentaerythritol pentaacrylate (DPPA) as a photoinitiator to the obtained dispersion, methyl isobutyl ketone was added. The solid content concentration was diluted to 2% by weight to obtain a coating solution for a high refractive index layer having a refractive index of 1.76.
[0162]
(2) Coating and curing
A clear hard coat layer made of pentaerythritol triacrylate having a refractive index of 1.51 and a thickness of 3 μm or more after drying is coated on a TAC (triacetylcellulose) substrate, and the high refractive index layer is further formed thereon. The coating liquid (refractive index 1.76) was applied to form a high refractive index layer having a refractive index of 1.76 and a thickness of 90 nm after drying, and UV cured. Thereafter, a low refractive index layer made of a silicon-containing vinylidene fluoride copolymer having a refractive index of 1.42 and a thickness of 90 nm after drying was coated on the high refractive index layer to obtain an antireflection film.
[0163]
(3) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 3 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflection film obtained in Example 3 had a reflectivity of 0.4% at a wavelength of 550 nm at which humans are most likely to feel glare. Moreover, this antireflection film had a pencil hardness of 2H.
[0164]
(Example 4)
In this example, an antireflection film F3 having the structure shown in FIG. 6 was prepared. The antireflection film F3 has a structure in which a mat hard coat layer 29 containing a filler 30 on a base film 24, a high refractive index layer 27, and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated. It formed using the coating composition which concerns on this invention.
[0165]
(1) Preparation of coating solution for high refractive index layer
In Example 2, when preparing a coating solution for the medium refractive index layer having a refractive index of 1.76, the same procedure was followed except that the solvent was changed from methyl isobutyl ketone (MIBK) to a mixed solvent of 95 parts MIBK and 5 parts butyl cellosolve. A coating solution for a high refractive index layer having a refractive index of 1.76 was obtained.
[0166]
(2) Coating and curing
A matt hard coat layer coating liquid having a refractive index of 1.52 having the following composition is applied onto a TAC substrate, UV-cured to such an extent that no surface tack remains, a refractive index of 1.52, and a thickness of 3 μm after drying. In addition, an anti-glare mat hard coat layer having fine irregularities was formed.
<Coating liquid for matte hard coat layer>
Pentaerythritol triacrylate: 2 parts
Styrene paste (pentaerythritol triacrylate / beads = 6/4, particle size 3.5 μm): 0.5 parts
Cellulose acetate polypropionate (CAP) (ethyl acetate solution having a solid content of 10% by weight): 2.3 parts
Solvent (toluene / cyclohexanone = 7/3): 4.4 parts
Initiator (Irgacure 651): 0.06 g
The fine concavo-convex surface of the obtained mat hard coat layer is coated with the above coating solution for high refractive index layer (refractive index 1.76), UV cured, having a refractive index of 1.76 and a thickness of 60 nm after drying. A high refractive index layer was formed. Thereafter, a low refractive index layer having a refractive index of 1.42 made of a silicon-containing vinylidene fluoride copolymer and a thickness of 90 nm after drying is coated on the high refractive index layer, and then completely cured with UV, thereby preventing reflection. Got.
[0167]
(3) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 4 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflection film obtained in Example 4 had a reflectance of 0.6% at a wavelength of 550 nm at which humans are most likely to feel glare. Moreover, this antireflection film had a pencil hardness of 2H.
[0168]
Further, in this example, by changing the solvent, the suitability of the mat hard coat layer having a fine uneven surface was improved, and the coating liquid for the high refractive index layer could be applied without causing spots.
[0169]
(Example 5)
In this example, an antireflection film F4 having the structure shown in FIG. 7 was prepared. The antireflection film F4 has a configuration in which a transparent conductive layer 31, an anisotropic conductive mat hard coat layer 29 containing a filler 30, a high refractive index layer 27, and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated on a base film 24. Among them, the high refractive index layer was formed using the coating composition according to the present invention.
[0170]
(1) Coating and curing
In Example 4, a transparent conductive layer was provided on the TAC substrate, and gold-nickel resin beads (Bright GNR4.6-EH, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) as a conductive material in the mat hard coat layer coating solution were added in an amount of 0.0. The same operation as in Example 4 was carried out except that 005 parts was added.
[0171]
That is, an ATO-containing transparent conductive ink (manufactured by Sumitomo Osaka Cement, Sumise Fine ASP-BJ-l) is applied onto a TAC substrate, UV-cured to the extent that no surface tack remains, and a transparent conductive layer having a dry film thickness of 2 μm Formed. On the obtained transparent conductive layer, a coating liquid for a mat hard coat layer to which a conductive material is added is applied, UV cured, a refractive index of 1.52, a thickness of 3 to 4 μm after drying, and fine An antiglare anisotropic conductive mat hard coat layer having irregularities was formed.
[0172]
Next, a coating liquid for a high refractive index layer (refractive index 1.76) is applied on the obtained mat hard coat layer, UV cured, a refractive index of 1.76, and a thickness of 60 nm after drying. A high refractive index layer was formed. Thereafter, a low refractive index layer having a refractive index of 1.42 made of a silicon-containing vinylidene fluoride copolymer and a thickness of 90 nm after drying is formed on the high refractive index layer, and the antireflection film is completely cured by UV. Obtained.
[0173]
(2) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 5 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflection film obtained in Example 5 had a reflectance of 0.6% at a wavelength of 550 nm at which humans are most likely to feel glare. Moreover, this antireflection film had a pencil hardness of 2H.
[0174]
(Example 6)
In this example, an antireflection film F5 having the configuration shown in FIG. 8 was prepared. The antireflective film F5 has a structure in which a high refractive index clear hard coat layer 32, a high refractive index layer 27, and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated on a base film 24, and a high refractive index clear hard coat layer among them. And a high refractive index layer was formed using the coating composition according to the present invention.
[0175]
(1) Preparation of coating solution for high refractive index layer
As rutile titanium oxide, ZrO2100 parts of rutile type titanium oxide coated with stearic acid and having a primary particle size of about 0.03 μm was prepared. As an ionizing radiation curable binder component, 40 parts of pentaerythritol triacrylate (PET30, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was prepared. As the dispersant, 20 parts of a dispersant having an ethylene oxide chain and an anionic polar group was prepared.
[0176]
These materials were mixed with methyl isobutyl ketone to a solid content concentration of 15% by weight, and zirconia balls were added as a dispersion medium thereto, followed by stirring for 7 hours or more in a paint shaker.
[0177]
After adding 3 parts of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184) and 40 parts of dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) as a photoinitiator to the obtained dispersion, methyl isobutyl ketone was added. The solid content concentration was diluted to 3% by weight to obtain a coating solution for a high refractive index layer having a refractive index of 1.84.
[0178]
(2) Preparation of coating liquid for high refractive index clear hard coat layer
3 parts of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184) was added as a photoinitiator to the above dispersion obtained by stirring with a paint shaker. To 100 parts of this mixture, 20 parts of dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) and 55 parts of pentaerythritol triacrylate are sufficiently mixed to obtain a coating liquid for a high refractive index clear hard coat layer having a refractive index of 1.70. It was. Since this coating liquid has good dispersibility, the haze difference from the base film was 0.01 even when the binder amount was increased.
[0179]
(3) Coating and curing
On the TAC substrate, the above high refractive index clear hard coat layer coating liquid having a refractive index of 1.70 is applied, UV-cured to such an extent that no surface tack remains, refractive index 1.70, thickness after drying A 5 μm high refractive index clear hard coat layer was formed. Then, a coating solution for a high refractive index layer having a refractive index of 1.84 is applied on the high refractive index clear hard coat layer, UV-cured, and having a refractive index of 1.84 and a thickness of 60 nm after drying. A rate layer was formed. Thereafter, a low refractive index layer having a refractive index of 1.42 made of a silicon-containing vinylidene fluoride copolymer and a thickness of 90 nm after drying is formed on the high refractive index layer, and the antireflection film is completely cured by UV. Obtained.
[0180]
(4) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 6 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflection film obtained in Example 6 had a reflectance of 0.2% at a wavelength of 550 nm at which humans are most likely to feel glare. Moreover, this antireflection film had a pencil hardness of 2H.
[0181]
(Example 7)
In this example, an antireflection film F6 having the structure shown in FIG. 9 was prepared. The antireflection film F6 has a structure in which a high refractive index mat hard coat layer 33 containing a filler 30 and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated on a base film 24, and the high refractive index mat hard coat layer of these layers is formed. It formed using the coating composition which concerns on this invention.
[0182]
(1) Preparation of coating liquid for high refractive index mat hard coat layer
A clear hard coat layer coating liquid having a refractive index of 1.70 was prepared in the same manner as in Example 6, and the resulting coating liquid was used for a high refractive index mat hard coat layer having a refractive index of 1.66 having the following composition. A coating solution was obtained. The dispersibility of rutile titanium oxide ultrafine particles is stable even when mat materials (acrylic beads) or binders are added, and the haze difference from the base film is a coating for high refractive index mat hard coat layers containing mat materials. The solution was applied, the surface was laminated with untreated PET, and peeled after UV curing, and the measurement was made to have no uneven shape. The result was 0.01.
<Coating liquid for high refractive index mat hard coat layer>
-Coating liquid for clear hard coat layer with a refractive index of 1.70 (solid content 50 wt%): 4 parts
Acrylic paste (pentaerythritol triacrylate / bead = 6/4, particle size 3.5 μm): 0.5 part
Cellulose acetate polypropionate (CAP) (ethyl acetate solution having a solid content of 10% by weight): 2.3 parts
Solvent (toluene): 2.4 parts
Initiator (Irgacure 651): 0.06 part
(2) Coating and curing
On the TAC substrate, the above-described coating liquid for high refractive index mat hard coat layer having a refractive index of 1.66 is applied, UV-cured to such an extent that no surface tack remains, has a fine uneven surface, and has a refractive index of 1 .66, after drying, a high refractive index mat hard coat layer having a thickness of 3 μm was formed. On the obtained high refractive index mat hard coat layer, a low refractive index layer made of silicon-containing vinylidene fluoride copolymer having a refractive index of 1.42 and a thickness of 90 nm after drying is applied and completely cured with UV. Thus, an antireflection film was obtained.
[0183]
(3) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 7 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflection film obtained in Example 7 had a reflectance of 0.8% at a wavelength of 550 nm at which humans are most likely to feel glare. Moreover, this antireflection film had a pencil hardness of 2H.
[0184]
(Example 8)
In this example, an antireflection film F7 having the configuration shown in FIG. 10 was prepared. The antireflection film F7 has a configuration in which a high refractive index mat hard coat layer 33 containing a filler 30 on a base film 24, a high refractive index layer 27, and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated. A refractive index mat hard coat layer and a high refractive index layer were formed using the coating composition according to the present invention.
[0185]
(1) Coating and curing
On the TAC substrate, the coating liquid for high refractive index mat hard coat layer having a refractive index of 1.66 obtained in Example 7 was applied, having a fine uneven surface, refractive index of 1.66, thickness after drying. A 3 μm high refractive index mat hard coat layer was formed. Furthermore, the coating liquid for the high refractive index layer having a refractive index of 1.84 obtained in Example 3 was applied thereon, UV-cured to such an extent that no surface tack remained, and the refractive index was 1.84, after drying. A high refractive index layer having a thickness of 180 nm was formed. On the obtained high refractive index layer, a low refractive index layer having a refractive index of 1.40 made of a silicon-containing vinylidene fluoride copolymer and a thickness of 90 nm after drying is applied, and reflected by being completely cured with UV. A prevention film was obtained.
[0186]
(2) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 8 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflection film obtained in Example 8 had a reflectance of 0.5% at a wavelength of 550 nm at which a human being most likely to feel glare. Moreover, this antireflection film had a pencil hardness of 2H.
[0187]
Example 9
In this example, an antireflection film F8 having the configuration shown in FIG. 11 was prepared. The antireflection film F8 has a structure in which a high refractive index mat hard coat layer 33 containing a filler 30, a high refractive index layer 27, a low refractive index layer 28, and an antifouling layer 34 are sequentially laminated on the base film 24. Among them, a high refractive index mat hard coat layer and a high refractive index layer were formed using the coating composition according to the present invention.
[0188]
(1) Coating and curing
The same procedure as in Example 8 was performed until a high refractive index mat hard coat layer having a refractive index of 1.66 and a high refractive index layer having a refractive index of 1.84 were formed on the TAC substrate. Further, a sol-gel SiO2 coating liquid for a low refractive index layer having a refractive index of 1.45 is formed on a high refractive index layer having a refractive index of 1.84.2The ink was coated, dried at 80 ° C. for 1 minute, and then aged at 40 ° C. for 1 week to be completely cured. On the obtained low refractive index layer, a fluorine-based antifouling material was coated to form an antifouling layer to obtain an antireflection film.
[0189]
(2) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 9 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflection film obtained in Example 9 had a reflectance of 1.2% at a wavelength of 550 nm at which humans are most likely to feel glare. The antireflection film had a pencil hardness of 3H.
[0190]
(Example 10)
In this example, an antireflection film F9 having the structure shown in FIG. 12 was prepared. The antireflection film F9 has a configuration in which a clear hard coat layer 25, a medium refractive index layer 26, a high refractive index layer 27, and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated on a base film 24, and a medium refractive index layer thereof Was formed using the coating composition according to the present invention.
[0191]
(1) Coating and curing
A clear hard coat layer made of dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) and having a refractive index of 1.52 and a thickness of 7 μm or more after drying was coated on the PET base material. The coating liquid for high refractive index layer (refractive index 1.76) was applied and completely UV cured to form a medium refractive index layer having a refractive index of 1.76 and a thickness of 70 nm after drying. On the obtained middle refractive index layer, a titanium oxide film (TiOx) having a refractive index of 1.90 and a thickness of 80 nm is formed as a high refractive index layer by sputtering. 47. A silicon oxide film (SiOx) having a thickness of 90 nm was formed as a low refractive index layer. Further, a fluorine-based antifouling material was applied thereon, an antifouling layer was formed, and an antireflection film was obtained.
[0192]
(2) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 10 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflection film obtained in Example 10 had a reflectance in the visible light region of 450 nm to 650 nm of 0.3 to 1.2%. The antireflection film had a pencil hardness of 3H.
[0193]
(Example 11)
In this example, an antireflection film F10 having the structure shown in FIG. 13 was prepared. The antireflection film F10 has a transparent conductive layer 31, an anisotropic conductive clear hard coat layer 25, a medium refractive index layer 26, a high refractive index layer 27, a low refractive index layer 28, and an antifouling layer 34 on the base film 24. The intermediate refractive index layer was formed using the coating composition according to the present invention.
[0194]
(1) Coating and curing
Clear hard with a refractive index of 1.52 by adding 0.005 part of gold-nickel resin beads (Bright GNR4.6-EH, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) as a conductive material to dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) A coating solution for the coating layer was prepared.
[0195]
Next, the same ATO-containing transparent conductive ink as in Example 5 (Sumitomo Osaka Cement, Sumise Fine ASP-BJ-l) was applied onto the PET substrate, UV-cured to the extent that no surface tack remained, and dried. A transparent conductive layer having a thickness of 2 μm was formed. On the obtained transparent conductive layer, a clear hard coat layer coating solution to which the above-mentioned conductive material is added is applied, UV cured, a refractive index of 1.52, and an anisotropic conductivity of 7 μm or more in thickness after drying. The high-refractive-index layer coating liquid (refractive index 1.76) obtained in Example 3 was further coated thereon and UV-cured completely. 1.76, after drying, a medium refractive index layer having a thickness of 70 nm was formed. On the obtained middle refractive index layer, a titanium oxide film (TiOx) having a refractive index of 1.90 and a thickness of 80 nm is formed as a high refractive index layer by sputtering. 47. A silicon oxide film (SiOx) having a thickness of 90 nm was formed as a low refractive index layer. Further, a fluorine-based antifouling material was applied thereon, an antifouling layer was formed, and an antireflection film was obtained.
[0196]
(2) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 11 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. As in the case of Example 10, the antireflection film obtained in Example 11 had a reflectance in the visible light region of 450 nm to 650 nm of 0.3 to 1.2%. The pencil hardness was 3H.
[0197]
(Example 12)
In this example, an antireflection film F11 having the configuration shown in FIG. 14 was prepared. The antireflection film F11 has a configuration in which a transparent conductive layer 31, a high refractive index mat hard coat layer 33 containing a filler 30 and a low refractive index layer 28 are sequentially laminated on a base film 24, and a high refractive index thereof. A mat hard coat layer was formed using the coating composition according to the present invention.
[0198]
(1) Preparation of coating solution for transparent conductive layer
The following components excluding the diluting solvent were mixed and stirred sufficiently, and then the diluting solvent was further mixed to prepare a transparent conductive layer coating liquid (solid content of about 10% by weight).
<Coating liquid for transparent conductive layer>
・ ATO: 29.4 parts
OH group-containing binder 1 (urethane acrylate): 14.2 parts
OH group-containing binder 2 (pentaerythritol triacrylate (PETA) / hexanediol diacrylate (HDDA) = 7/3): 27.8 parts
Solvent (methyl cellosolve): 55.0 parts
Initiator (Irgacure 184): 3 parts
Diluting solvent (cyclohexanone / toluene = 3/7): 584 parts
(2) Preparation of coating liquid for anisotropic conductive high refractive index mat hard coat layer
A clear hard coat layer coating solution having a refractive index of 1.70 was prepared in the same manner as in Example 6. The anisotropic conductive high refractive index mat having a refractive index of 1.66 having the following composition using the resulting coating solution. A coating solution for a hard coat layer was obtained. As the conductive fine particles, gold-nickel resin beads (Bright GNR4.6-EH, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) having an average particle diameter of 5 μm were used. The dispersibility of the rutile titanium oxide ultrafine particles was stable even when a mat material (acrylic beads) or a binder was added, and the haze difference from the base film was 0.01.
<Coating liquid for anisotropic conductive high refractive index mat hard coat layer>
-Coating liquid for clear hard coat layer with a refractive index of 1.70 (solid content 50 wt%): 4 parts
Acrylic paste (pentaerythritol triacrylate / bead = 6/4, particle size 3.5 μm): 0.5 part
Cellulose acetate polypropionate (CAP) (ethyl acetate solution having a solid content of 10% by weight): 2.3 parts
Initiator (Irgacure 651): 0.06 part
Conductive fine particles (Bright GNR 4.6-EH, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.): 0.0045 parts (0.1% by weight of all binder components)
Solvent (toluene): 2.4 parts
(2) Coating and curing
On the TAC substrate, the transparent conductive layer coating liquid (solid content: about 10%) is applied, UV cured to the extent that no surface tack remains, and a transparent conductive layer with a thickness of 1.2 μm is formed after drying. did. On this conductive layer, the anisotropic conductive high refractive index mat hard coat layer coating liquid having a refractive index of 1.66 is further coated and dried, and UV-cured to the extent that no surface tack remains. Having a refractive index of 1.66, a thickness after curing of 3 μm, and a surface resistance of 2 × 107An anisotropic conductive high refractive index mat hard coat layer of Ω / □ was formed. On the obtained anisotropic conductive high refractive index mat hard coat layer, a low refractive index layer having a refractive index of 1.42 composed of a silicon-containing vinylidene fluoride copolymer and a thickness of 90 nm after drying was applied. The film was completely cured with an antireflection film. In the case of using a PET base material, an antireflection film could be similarly produced.
[0199]
(3) Evaluation
The antireflection film obtained in Example 12 was tested in the same manner as in Example 2. The layer structure and test results are shown in Tables 3 and 4, respectively. The antireflective film obtained in Example 12 had a reflectance of 0.8% at a wavelength of 550 nm at which humans are most likely to feel glare. Moreover, this antireflection film had a pencil hardness of 2H.
[0200]
(Comparative Example 4)
As rutile titanium oxide, Al2OThree100 parts of rutile type titanium oxide coated with stearic acid and having a primary particle size of about 0.03 μm was prepared. As an ionizing radiation curable binder component, 20 parts of pentaerythritol triacrylate (PET30, Nippon Kayaku Co., Ltd.) was prepared. No dispersant was used.
[0201]
These materials were mixed with methyl isobutyl ketone to a solid content concentration of 15% by weight, zirconia balls were added as a dispersion medium to the mixture, and the mixture was stirred for 7 hours or more in a paint shaker.
[0202]
After adding 3 parts of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184) as a photoinitiator to the obtained dispersion, methyl isobutyl ketone was added to dilute the solid content concentration to 3% by weight, A coating solution for a high refractive index layer having a refractive index of 1.90 was obtained.
[0203]
When the obtained coating liquid was applied, the coating film was cloudy. Moreover, when the coating liquid was allowed to stand for several hours, a sediment was observed.
[0204]
(Comparative Example 5)
As rutile titanium oxide, Al2OThree100 parts of rutile-type titanium oxide having a primary particle size of about 0.03 μm, which is not coated with an anionic compound, was prepared. As an ionizing radiation curable binder component, 20 parts of pentaerythritol triacrylate (PET30, Nippon Kayaku Co., Ltd.) was prepared. As a dispersant, 20 parts of a dispersant (Phosmer M) having an ethylene oxide chain and an anionic polar group was prepared.
[0205]
These materials were mixed with methyl isobutyl ketone to a solid content concentration of 15% by weight, and zirconia balls were added as a dispersion medium thereto, followed by stirring in a paint shaker for 7 hours or more.
[0206]
After adding 3 parts of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 184) as a photoinitiator to the obtained dispersion, methyl isobutyl ketone was added to dilute the solid content concentration to 3% by weight, A coating solution was obtained.
[0207]
When the obtained coating liquid was applied, the coating film was cloudy. Moreover, when the coating liquid was allowed to stand for several hours, a sediment was observed.
[0208]
(Comparative Example 6)
Commercially available zirconia (ZrO2) Pentaerythritol triacrylate (PET30, Nippon Chemical Co., Ltd.) as an ionizing radiation-curable binder component in a dispersion (solid content 15% by weight, solvent: toluene 25.5 / acetylacetone 42 / other 17.5, manufactured by Sumitomo Osaka Cement) (Manufactured by Yakuhin Co., Ltd.) was added to prepare a coating solution for a high refractive index layer having a refractive index of 1.76. An antireflection film was prepared.
[0209]
The antireflection film having the same layer structure as in Example 3 had a pencil hardness of F and no adhesion to the clear hard coat layer.
[0210]
The antireflection film having the same layer structure as in Example 10 had a pencil hardness of H and no adhesion to the clear hard coat layer.
[0211]
Further, since the solvent system is complicated, spots were easily generated during drying. Moreover, the above-mentioned zirconia (ZrO) having a solid content of 15% using a ketone solvent suitable for coating2) When the dispersion was diluted to 3% solid content, there was a problem that the dispersibility deteriorated because of the poor compatibility with the dispersant.
[0212]
[Table 3]
Figure 0004712236
[0213]
[Table 4]
Figure 0004712236
[0214]
【The invention's effect】
As described above, the coating composition used in the present invention can sufficiently disperse ultrafine particles of titanium oxide having a high refractive index and has excellent dispersion stability. High refractive index and transparency required for optical members such as anti-reflective coatings by applying the coating composition to the surface to be coated and curing it by irradiation with ionizing radiation. Can be obtained, and sufficient coating strength and adhesion to an adjacent layer can be obtained.
[0215]
Further, in the present invention, the photocatalytic activity of titanium oxide is reduced or eliminated by performing a surface treatment with an inorganic compound, which causes a decrease in the strength of the coating film due to deterioration of the binder component and a decrease in antireflection performance. Yellowing phenomenon is unlikely to occur.
[0216]
In addition, the coating composition is also excellent in coating suitability and can easily form a uniform large-area thin film.
[0217]
Therefore, according to the present invention, there is provided a high-quality antireflection film formed by laminating a light transmission layer excellent in various properties such as transparency, film strength, adhesion to adjacent layers, and film thickness uniformity. . Further, according to the present invention, it is possible to manufacture such a high-quality antireflection film by wet coating.
[0218]
In particular, the coating composition described above is suitable for forming a medium refractive index layer, a high refractive index layer, or a high refractive index hard coat layer in view of a refractive index range that can be adjusted by changing the blending amount of titanium oxide. Yes.
[0219]
Furthermore, according to this invention, while using ionizing radiation sclerosis | hardenability as a binder component of a coating composition and using a binder component which has a hydrogen bond formation group, the hardened layer excellent in the adhesiveness with respect to an adjacent layer can be formed. In particular, it is useful in that very high adhesion can be obtained even for a film formed by a dry coating method such as a silicon oxide vapor deposition film or a titanium oxide sputtering film.
[0220]
Furthermore, the coating composition used in the present invention is very excellent in coating suitability, and does not cause coating spots even on a hard coat layer having a clear surface where interference color spots are very easy to see. An antireflection film can be formed, and a film free from coating spots can also be formed on a mat hard coat layer having a fine uneven surface.
[Brief description of the drawings]
1 is an example of a liquid crystal display device in which a display surface is coated with a multilayer antireflection film containing a coating film according to the present invention, and is a diagram schematically showing a cross section thereof.
FIG. 2 is an example of an alignment plate provided with a multilayer antireflection film including a coating film according to the present invention, and is a diagram schematically showing a cross section thereof.
FIG. 3 is an example of an antireflection film including a coating film according to the present invention, and is a diagram schematically showing a cross section thereof.
4 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 2. FIG.
5 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 3. FIG.
6 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 4. FIG.
7 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 5. FIG.
8 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 6. FIG.
9 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 7. FIG.
10 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 8. FIG.
11 is a diagram schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 9. FIG.
12 is a view schematically showing a cross section of the antireflection film prepared in Example 10. FIG.
13 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 11. FIG.
14 is a view schematically showing a cross section of an antireflection film prepared in Example 12. FIG.
[Explanation of symbols]
101 ... Liquid crystal display device
102: Antireflection film
1 ... Glass substrate on display side
2. Pixel part
3 ... Black matrix layer
4. Color filter
5, 7 ... Transparent electrode layer
6 ... Back side glass substrate
8 ... Sealing material
9 ... Alignment film
10 ... Polarizing film
11 ... Backlight unit
12 ... Polarizing element
13, 14 ... Protective film
15 ... Adhesive layer
16 ... Hard coat layer
17 ... Multilayer antireflection film
18 ... Medium refractive index layer
19 ... High refractive index layer
20 ... Low refractive index layer
21 ... Base film
22 ... High refractive index layer
23 ... Low refractive index layer
24 ... Base film
25 ... Clear hard coat layer
26: Medium refractive index layer
27 ... High refractive index layer
28 ... Low refractive index layer
29 ... Matte hard coat layer
30 ... Filler
31 ... Transparent conductive layer
32 ... High refractive index clear hard coat layer
33 ... High refractive index mat hard coat layer
34 ... Antifouling layer

Claims (21)

光透過性を有する1の光透過層からなる単層構造、又は、光透過性を有し且つ互いに屈折率の異なる光透過層を2以上積層した多層構造を有し、
前記光透過層のうちの少なくともひとつが、光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆され0.01〜0.1μmの範囲の一次粒子径を有するルチル型の酸化チタン、及び、エチレンオキサイド鎖の骨格を有する主鎖にアニオン性の極性基からなる側鎖又はアニオン性の極性基を有する側鎖が結合した分子構造を有する分散剤が、硬化したバインダー中に均一に混合されてなる硬化層であることを特徴とする、反射防止膜。
It has a single layer structure composed of one light transmitting layer having light transmittance, or a multilayer structure in which two or more light transmitting layers having light transmittance and different refractive indexes are laminated.
At least one of the light transmission layers is coated with an inorganic compound that reduces or eliminates the photocatalytic activity and an organic compound and / or an organic metal compound having an anionic polar group, and is in the range of 0.01 to 0.1 μm. A rutile type titanium oxide having a particle size, and a dispersant having a molecular structure in which a side chain comprising an anionic polar group or a side chain having an anionic polar group is bonded to a main chain having an ethylene oxide chain skeleton Is a cured layer that is uniformly mixed in a cured binder.
前記硬化層は、必須成分として、
(1)光触媒活性を低下又は消失させる無機化合物とアニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物により被覆され、0.01〜0.1μmの範囲の一次粒子径を有するルチル型の酸化チタン、
(2)電離放射線硬化性のバインダー成分、
(3)エチレンオキサイド鎖の骨格を有する主鎖にアニオン性の極性基からなる側鎖又はアニオン性の極性基を有する側鎖が結合した分子構造を有する分散剤、及び、
(4)有機溶剤、
を含有するコーティング組成物を、硬化層により被覆すべき面に塗工し硬化させてなる塗膜であることを特徴とする、請求項1に記載の反射防止膜。
The cured layer is an essential component,
(1) A rutile type having a primary particle diameter in the range of 0.01 to 0.1 μm, which is coated with an inorganic compound that reduces or eliminates photocatalytic activity and an organic compound and / or organometallic compound having an anionic polar group. Titanium oxide,
(2) ionizing radiation curable binder component,
(3) A dispersant having a molecular structure in which a side chain comprising an anionic polar group or a side chain having an anionic polar group is bonded to a main chain having an ethylene oxide chain skeleton , and
(4) organic solvent,
The antireflection film according to claim 1, wherein the antireflection film is a coating film obtained by coating a coating composition containing a coating on a surface to be coated with a cured layer and curing the coating composition.
前記無機化合物は、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化スズ、アンチモンをドープした酸化スズ(ATO)、スズをドープした酸化インジウム(ITO)、亜鉛をドープした酸化インジウム(IZO)、アルミニウムをドープした酸化亜鉛(AZO)、及び、フッ素をドープした酸化スズ(FTO)よりなる群から選ばれることを特徴とする、請求項1又は2に記載の反射防止膜。 The inorganic compound includes alumina, silica, zinc oxide, zirconium oxide, tin oxide, antimony-doped tin oxide (ATO), tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), and aluminum. The antireflection film according to claim 1, wherein the antireflection film is selected from the group consisting of doped zinc oxide (AZO) and fluorine-doped tin oxide (FTO). 前記アニオン性の極性基を有する有機化合物及び/又は有機金属化合物が、有機カルボン酸、シランカップリング剤及びチタネートカップリング剤からなる群より選ばれることを特徴とする、請求項1乃至3いずれかに記載の反射防止膜。 The organic compound and / or organometallic compound having the anionic polar group is selected from the group consisting of organic carboxylic acids, silane coupling agents, and titanate coupling agents . The antireflection film described in 1. 前記バインダーは、アニオン性極性基を有するバインダー成分の硬化物であることを特徴とする、請求項1乃至いずれかに記載の反射防止膜。The binder, characterized in that it is a cured product of the binder component having an anionic polar group, the anti-reflection film according to any one of claims 1 to 4. 前記光透過層として、高屈折率層及び低屈折率層を少なくとも備えるか、又は、高屈折率層、低屈折率層及び1又は2以上の中屈折率層を少なくとも備えており、
前記の高屈折率層、中屈折率層及び低屈折率層は、屈折率の高低が交互に入れ替わり且つ低屈折率層が最も鑑賞面側に位置するように積層されており、
前記高屈折率層及び前記中屈折率層のうち少なくとも一つが前記硬化層により形成されていることを特徴とする、請求項1乃至に記載の反射防止膜。
The light transmission layer comprises at least a high refractive index layer and a low refractive index layer, or comprises at least a high refractive index layer, a low refractive index layer and one or more medium refractive index layers,
The high refractive index layer, the middle refractive index layer, and the low refractive index layer are laminated so that the refractive index is alternately switched and the low refractive index layer is positioned closest to the viewing surface side.
At least one is characterized in that it is formed by the hardening layer, antireflection film according to claim 1 to 5 of the high refractive index layer and the medium refractive index layer.
前記高屈折率層及び前記中屈折率層のうち少なくとも一つが水素結合形成基を残した硬化物からなるバインダーを含有していると共に、当該硬化層により形成された高屈折率層又は中屈折率層に隣接して、水素結合形成基を含有する高屈折率層、中屈折率層又は低屈折率層がドライコーティング法により形成されていることを特徴とする、請求項に記載の反射防止膜。At least one of the high-refractive index layer and the medium-refractive index layer contains a binder made of a cured product in which a hydrogen bond-forming group is left, and the high-refractive index layer or medium-refractive index formed by the cured layer The antireflection according to claim 6 , wherein a high refractive index layer, a medium refractive index layer or a low refractive index layer containing a hydrogen bond-forming group is formed by a dry coating method adjacent to the layer. film. 水素結合形成基を含有する高屈折率層又は中屈折率層として、酸化チタンを含有するスパッタリング膜が形成されていることを特徴とする、請求項に記載の反射防止膜。The antireflection film according to claim 7 , wherein a sputtering film containing titanium oxide is formed as a high refractive index layer or a medium refractive index layer containing a hydrogen bond forming group. 水素結合形成基を含有する低屈折率層として、酸化ケイ素を含有する蒸着膜が形成されていることを特徴とする、請求項7又は8に記載の反射防止膜。The antireflection film according to claim 7 or 8 , wherein a vapor-deposited film containing silicon oxide is formed as the low refractive index layer containing a hydrogen bond forming group. 前記光透過層として、高乃至中屈折率層として機能し得る屈折率を有する高屈折率ハードコート層及び低屈折率層を少なくとも備えるか、又は、高乃至中屈折率層として機能し得る屈折率を有する高屈折率ハードコート層及び低屈折率層と共に、高屈折率層及び/又は1又は2以上の中屈折率層をさらに備えており
前記の高屈折率ハードコート層、高屈折率層、中屈折率層及び低屈折率層は、屈折率の高低が交互に入れ替わり、高屈折率ハードコート層が最も表示媒体との接触面側に位置し、且つ、低屈折率層が最も鑑賞面側に位置するように積層されており、
前記高屈折率ハードコート層が前記硬化層により形成されていることを特徴とする、請求項1乃至に記載の反射防止膜。
The light transmission layer includes at least a high refractive index hard coat layer and a low refractive index layer having a refractive index capable of functioning as a high to medium refractive index layer, or a refractive index capable of functioning as a high to medium refractive index layer. A high refractive index layer and / or one or more medium refractive index layers, in addition to a high refractive index hard coat layer and a low refractive index layer ,
The high refractive index hard coat layer, high refractive index layer, medium refractive index layer and low refractive index layer are alternately switched in refractive index, and the high refractive index hard coat layer is closest to the contact surface with the display medium. And is laminated so that the low refractive index layer is located closest to the viewing surface,
Wherein the high refractive index hard coat layer is formed by the hardening layer, antireflection film according to any one of claims 1 to 5.
前記硬化層により形成された高屈折率ハードコート層は防眩性の微細凹凸表面を有しており、当該微細凹凸表面はエンボス加工により付与されていることを特徴とする、請求項10に記載の反射防止膜。High refractive index hard coat layer formed by the hardened layer has an antiglare fine irregular surface, characterized in that the fine uneven surface is provided by embossing, according to claim 10 Antireflection film. 前記硬化層により形成された高屈折率ハードコート層は防眩性の微細凹凸表面を有しており、当該微細凹凸表面は高屈折率ハードコート層の内部にフィラーを分散することにより付与されていることを特徴とする、請求項10に記載の反射防止膜。The high refractive index hard coat layer formed by the cured layer has an antiglare fine uneven surface, and the fine uneven surface is provided by dispersing filler inside the high refractive index hard coat layer. The antireflection film according to claim 10 , wherein 前記フィラーの屈折率と、前記高屈折率ハードコート層のバインダーの屈折率との差Δnが0.01≦Δn≦0.5であり、且つ、フィラーの平均粒径dが0.1μm≦d≦10μmであることを特徴とする、請求項12に記載の反射防止膜。The difference Δn between the refractive index of the filler and the refractive index of the binder of the high refractive index hard coat layer is 0.01 ≦ Δn ≦ 0.5, and the average particle diameter d of the filler is 0.1 μm ≦ d. The antireflection film according to claim 12 , wherein ≦ 10 μm. 前記硬化層により形成された高屈折率ハードコート層は、膜厚が1〜10μmで、屈折率が1.55〜1.83で、且つ、JIS−K7361−1に規定されるヘイズ値が前記基材だけのヘイズ値と変わらないか又は前記基材だけのヘイズ値との差が3%以内であることを特徴とする、請求項10乃至13いずれかに記載の反射防止膜。The high refractive index hard coat layer formed by the cured layer has a film thickness of 1 to 10 μm, a refractive index of 1.55 to 1.83, and a haze value defined in JIS-K7361-1. The antireflection film according to any one of claims 10 to 13 , wherein the haze value of the base material alone is not changed, or the difference between the haze value of the base material alone is 3% or less. 前記高屈折率ハードコート層は水素結合形成基を残した硬化物からなるバインダーを含有していると共に、当該高屈折率ハードコート層に隣接して、水素結合形成基を含有する高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層又は透明導電層がドライコーティング法により形成されていることを特徴とする、請求項10乃至14いずれかに記載の反射防止膜。The high refractive index hard coat layer contains a binder composed of a cured product leaving a hydrogen bond forming group, and is adjacent to the high refractive index hard coat layer and contains a hydrogen bond forming group. The antireflective film according to claim 10 , wherein the medium refractive index layer, the low refractive index layer, or the transparent conductive layer is formed by a dry coating method. 前記水素結合形成基を含有する高屈折率層又は中屈折率層として、酸化チタンを含有するスパッタリング膜が形成されていることを特徴とする、請求項15に記載の反射防止膜。The antireflection film according to claim 15 , wherein a sputtering film containing titanium oxide is formed as the high refractive index layer or medium refractive index layer containing the hydrogen bond forming group. 水素結合形成基を含有する低屈折率層として、酸化ケイ素を含有する蒸着膜が形成されていることを特徴とする、請求項15に記載の反射防止膜。The antireflection film according to claim 15 , wherein a vapor deposition film containing silicon oxide is formed as the low refractive index layer containing a hydrogen bond forming group. 光透過性を有する基材フィルムの少なくとも一面側に、前記請求項1乃至5いずれかに記載の反射防止膜を、当該反射防止膜が当該基材フィルムよりも鑑賞面側に位置するように積層してなることを特徴とする、反射防止フィルム。The antireflection film according to any one of claims 1 to 5 is laminated on at least one surface side of a light-transmitting base film so that the antireflection film is positioned closer to the viewing surface than the base film. An antireflection film characterized by comprising: 光透過性を有する基材フィルムの少なくとも一面側に、前記請求項6乃至17いずれかに記載の反射防止膜を、当該反射防止膜の低屈折率層が鑑賞面側に位置するように積層してなることを特徴とする、反射防止フィルム。The antireflection film according to any one of claims 6 to 17 is laminated on at least one surface side of a light-transmitting base film so that the low refractive index layer of the antireflection film is positioned on the viewing surface side. An antireflection film characterized by comprising: 前記請求項1乃至5いずれかに記載の反射防止膜により、当該反射防止膜が鑑賞面側に位置するように表示面を被覆してなることを特徴とする、画像表示装置。6. An image display device, wherein the display surface is covered with the antireflection film according to claim 1 so that the antireflection film is positioned on the viewing surface side. 前記請求項6乃至17いずれかに記載の反射防止膜により、当該反射防止膜の低屈折率層が鑑賞面側に位置するように表示面を被覆してなることを特徴とする、画像表示装置。18. An image display device comprising an antireflection film according to any one of claims 6 to 17 , wherein the display surface is covered so that the low refractive index layer of the antireflection film is positioned on the viewing surface side. .
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