JP7304129B2 - Antireflection film, manufacturing method thereof, and polarizing plate with antireflection layer - Google Patents
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Description
本発明は、透明フィルム上に複数の薄膜からなる反射防止層を備える反射防止フィルム、およびその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an antireflection film having an antireflection layer composed of a plurality of thin films on a transparent film, and a method for producing the same.
液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の画像表示装置の視認側表面には、外光の反射や像の映り込みによる画質低下の防止、コントラスト向上等を目的として、反射防止フィルムが使用されている。反射防止フィルムは、透明フィルム上に、屈折率の異なる複数の薄膜の積層体からなる反射防止層を備える。 BACKGROUND ART An antireflection film is used on the viewer side surface of an image display device such as a liquid crystal display or an organic EL display for the purpose of preventing deterioration of image quality due to reflection of external light or reflection of an image and improving contrast. An antireflection film has an antireflection layer formed of a laminate of a plurality of thin films having different refractive indices on a transparent film.
反射防止フィルムの一形態として、反射防止層付き偏光板が挙げられる。偏光板の表面に反射防止フィルムを貼り合わせたり、偏光子の表面に保護フィルムとして反射防止フィルムを貼り合わせることにより、反射防止層付き偏光板が得られる。偏光板の表面に反射防止層を形成してもよい。 One form of the antireflection film is a polarizing plate with an antireflection layer. A polarizing plate with an antireflection layer can be obtained by laminating an antireflection film on the surface of a polarizing plate or by laminating an antireflection film as a protective film on the surface of a polarizer. An antireflection layer may be formed on the surface of the polarizing plate.
反射防止層に水蒸気バリア性を持たせる試みがいくつか知られている。例えば、特許文献1では、スパッタ法によりITOとSiO2の交互積層膜を形成し、その上にプラズマCVD法により酸化シリコン膜を形成することにより、水蒸気バリア性を高めている。特許文献2では、高屈折率の窒化シリコン膜を設けることにより、反射防止フィルムの低透湿化を図っている。特許文献3には、反射防止層の最外層(フィルム基材から最も離れた層)の密度と透湿度の間に高い相関があることが記載されている。 Some attempts to impart water vapor barrier properties to antireflection layers are known. For example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100000, the vapor barrier property is improved by forming alternately laminated films of ITO and SiO 2 by sputtering, and forming a silicon oxide film thereon by plasma CVD. In Patent Document 2, the low moisture permeability of the antireflection film is attempted by providing a silicon nitride film with a high refractive index. Patent Document 3 describes that there is a high correlation between the density of the outermost layer (the layer farthest from the film substrate) of the antireflection layer and the moisture permeability.
偏光板の表面に水蒸気バリア性を有する反射防止層を設けることにより、高湿度環境下での偏光子の劣化が抑制され、耐久性が向上する。近年、ディスプレイにさらなる高湿耐久性が要求されるようになり、従来よりも水蒸気バリア性の高い(低透湿度の)反射防止フィルムが必要となっている。上記に鑑み、本発明は、水蒸気バリア性に優れる反射防止フィルムの提供を目的とする By providing an antireflection layer having water vapor barrier properties on the surface of the polarizing plate, deterioration of the polarizer in a high-humidity environment is suppressed and durability is improved. In recent years, displays have come to be required to have further high humidity durability, and antireflection films with higher water vapor barrier properties (lower moisture permeability) than conventional ones are required. In view of the above, an object of the present invention is to provide an antireflection film having excellent water vapor barrier properties.
本発明の反射防止フィルムは、透明フィルム基材の一方の主面に、屈折率が異なる複数の薄膜からなる反射防止層を備える。反射防止層は、透明フィルム基材に接するプライマー層を含む。プライマー層上には、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されていることが好ましい。反射防止フィルムの透湿度は、1g/m2・24h以下が好ましい。 The antireflection film of the present invention has an antireflection layer composed of a plurality of thin films having different refractive indices on one main surface of a transparent film substrate. The antireflection layer includes a primer layer in contact with the transparent film substrate. It is preferable that high refractive index layers and low refractive index layers are alternately laminated on the primer layer. The moisture permeability of the antireflection film is preferably 1 g/m 2 ·24 h or less.
プライマー層のアルゴン含有量は0.01~0.5原子%が好ましい。プライマー層は、好ましくは酸化シリコン層である。プライマー層はスパッタ法により形成されることが好ましい。反射防止層を構成するプライマー層上の薄膜もスパッタ法により形成されることが好ましい。 The argon content of the primer layer is preferably 0.01 to 0.5 atomic percent . The primer layer is preferably a silicon oxide layer. The primer layer is preferably formed by sputtering. It is preferable that the thin film on the primer layer constituting the antireflection layer is also formed by a sputtering method.
さらに、本発明は、偏光子の一方の面に、上記の反射防止フィルムを備える反射防止層付き偏光板に関する。 Furthermore, the present invention relates to a polarizing plate with an antireflection layer having the above antireflection film on one surface of a polarizer.
本発明の反射防止フィルムはバスバリア性に優れ、低透湿度である反射防止層付偏光板を表面に備えるディスプレイが高湿環境に曝された場合でも、偏光子への水分の侵入量が小さいため、偏光子の劣化を抑制できる。 The antireflection film of the present invention has excellent bus barrier properties, and even when a display having a polarizing plate with an antireflection layer with low moisture permeability on its surface is exposed to a high humidity environment, the amount of moisture entering the polarizer is small. , the deterioration of the polarizer can be suppressed.
[反射防止フィルムの構成]
図1は、一実施形態にかかる反射防止フィルムの構成を模式的に示す断面図である。反射防止フィルム100は、透明フィルム基材1に接して反射防止層5を備える。反射防止層は、2層以上の薄膜の積層体であり、図1に示す反射防止層5は、透明フィルム基材1と接する面にプライマー層50を備え、その上に高屈折率層51,53と低屈折率層52,54とが交互に積層されている。
[Configuration of antireflection film]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an antireflection film according to one embodiment. The
反射防止層5の透湿度は、1g/m2・24h以下が好ましく、0.7g/m2・24h以下がより好ましく。0.5g/m2・24h以下がさらに好ましい。反射防止層の透湿度を小さくすることにより、水分の侵入を防止して、水分に起因する偏光子等の劣化を抑制できる。後に詳述する通り、プライマー層に含まれるアルゴン量が少ない場合に、反射防止フィルムの透湿度が小さくなる傾向がある。
The moisture permeability of the
<透明フィルム基材>
透明フィルム基材1は、可撓性の透明フィルム10を含む。透明フィルム10の反射防止層5形成面側には、ハードコート層11が設けられていることが好ましい。
<Transparent film substrate>
A
(透明フィルム)
透明フィルム10の可視光透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。透明フィルム10の厚みは特に限定されないが、強度や取扱性等の作業性、薄層性等の観点から、5~300μm程度が好ましく、10~250μmがより好ましく、20~200μmがさらに好ましい。
(Transparent film)
The visible light transmittance of the
透明フィルム10を構成する樹脂材料としては、例えば、透明性、機械強度、および熱安定性に優れる熱可塑性樹脂が挙げられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。
Examples of the resin material that constitutes the
(ハードコート層)
透明フィルム10の表面にハードコート層11が設けられることにより、反射防止フィルムの硬度や弾性率等の機械特性を向上できる。ハードコート層11は、表面の硬度が高く、耐擦傷性に優れるものが好ましい。ハードコート層11は、例えば、透明フィルム10上に、硬化性樹脂を含有する溶液を塗布することにより形成できる。
(Hard coat layer)
By providing the
硬化性樹脂としては、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂等が挙げられる。硬化性樹脂の種類としてはポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、アミド系、シリコーン系、シリケート系、エポキシ系、メラミン系、オキセタン系、アクリルウレタン系等の各種の樹脂があげられる。これら硬化性樹脂は、一種または二種以上を、適宜に選択して使用できる。 Examples of the curable resin include thermosetting resin, ultraviolet curable resin, electron beam curable resin, and the like. Examples of curable resins include various resins such as polyester, acrylic, urethane, acrylic urethane, amide, silicone, silicate, epoxy, melamine, oxetane, and acrylic urethane. One or more of these curable resins can be appropriately selected and used.
これらの中でも、硬度が高く、紫外線硬化が可能で生産性に優れることから、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、およびエポキシ系樹脂が好ましく、中でもアクリルウレタン系樹脂が好ましい。紫外線硬化型樹脂には、紫外線硬化型のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が含まれる。好ましく用いられる紫外線硬化型樹脂は、例えば紫外線重合性の官能基を有するもの、中でも当該官能基を2個以上、特に3~6個有するアクリル系のモノマーやオリゴマーを成分として含むものが挙げられる。 Among these resins, acrylic resins, acrylic urethane resins, and epoxy resins are preferable, and acrylic urethane resins are particularly preferable because they have high hardness, can be cured with ultraviolet rays, and are excellent in productivity. UV-curable resins include UV-curable monomers, oligomers, polymers, and the like. Preferred UV-curable resins include, for example, those having UV-polymerizable functional groups, and those containing acrylic monomers or oligomers having two or more, particularly three to six, functional groups as components.
反射防止フィルムに防眩性およびギラツキ防止性を持たせるために、ハードコート層11は防眩性を有していてもよい。防眩性ハードコート層としては、例えば、上記の硬化性樹脂マトリクス中に、微粒子を分散させたものが挙げられる。樹脂マトリクス中に分散させる微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の各種金属酸化物微粒子、ガラス微粒子、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル-スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、ポリカーボネート等の各種透明ポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系微粒子、シリコーン系微粒子等の透明性を有するものを特に制限なく使用できる。
The
ハードコート層11は、例えば、透明フィルム10上に、硬化性樹脂を含有する溶液を塗布することにより形成できる。ハードコート層を形成するための溶液には、紫外線重合開始剤が配合されていることが好ましい。微粒子を含む防眩性ハードコート層を形成するためには、硬化性樹脂に加えて上記の微粒子を含有する溶液を透明フィルム上に塗布することが好ましい。溶液中には、レベリング剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤等の添加剤を含有させてもよい。
The
ハードコート層11の厚みは特に限定されないが、高い硬度を実現するためには、0.5μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましい。塗布による形成の容易性を考慮すると、ハードコート層の厚みは15μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましい。
Although the thickness of the
透明フィルム基材1の反射防止層5形成面側の表面の算術平均粗さRaは、1.0nm以下が好ましい。透明フィルム10上にハードコート層11が形成されている場合は、ハードコート層11の算術平均粗さRaが、透明フィルム10の反射防止層5形成面側の表面の算術平均粗さとなる。算術平均粗さRaは、原子間力顕微鏡(AFM)を用いた1μm四方の観察像から求められる。
The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the
上記のように、塗布によりハードコート層11を形成すれば、透明フィルム基材1の表面の算術平均粗さを小さくできる。透明フィルム基材1の表面が平滑であれば、反射防止層5のピンホール等の欠陥を抑制できるため、より低透湿の反射防止フィルムが得られる。
By forming the
(表面処理)
透明フィルム基材1の表面には、反射防止層5との密着性向上等の目的で、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、ケン化処理、カップリング剤による処理等の表面改質処理が行われてもよい。
(surface treatment)
The surface of the
<反射防止層>
透明フィルム基材1上に反射防止層5を設けることにより反射防止フィルムが形成される。反射防止層5は、透明フィルム基材1と接する面にプライマー層50を備え、その上に、高屈折率層および低屈折率層を備える。一般に、反射防止層は、入射光と反射光の逆転した位相が互いに打ち消し合うように、薄膜の光学膜厚(屈折率と厚みの積)が調整される。反射防止層を、屈折率の異なる複数の薄膜の多層積層体とすることにより、可視光の広帯域の波長範囲において、反射率を小さくできる。
<Antireflection layer>
An antireflection film is formed by providing an
反射防止層5を構成する薄膜の材料としては、金属の酸化物、窒化物、フッ化物等が挙げられる。プライマー層50の材料としては、酸化シリコンが好ましい。プライマー層50は、膜中のアルゴンの含有量が0.5原子%以下である。低屈折率層52,54は、例えば屈折率が1.6以下、好ましくは1.5以下である。低屈折率材料としては、酸化シリコン、フッ化マグネシウム等が挙げられる。高屈折率層51,53は、例えば屈折率が1.9以上、好ましくは2.0以上尾である。高屈折率材料としては、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化インジウムスズ(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)等が挙げられる。低屈折率層と高屈折率層に加えて、屈折率1.6~1.9程度の中屈折率層として、例えば、酸化チタンや、上記低屈折率材料と高屈折材料の混合物からなる薄膜が設けられていてもよい。
Materials for the thin film forming the
反射防止層5を構成する薄膜の成膜方法は特に限定されず、ウェットコーティング法、ドライコーティング法のいずれでもよい。膜厚が均一な薄膜を形成できることから、真空蒸着、CVD,スパッタ、電子線蒸等のドライコーティング法が好ましい。中でも、膜厚の均一性に優れ、かつガスバリア性の高い緻密な膜を形成しやすいことから、スパッタ法が好ましい。特に、低透湿の反射防止フィルムを得るためには、プライマー層50として、酸化シリコンをスパッタ法により成膜することが好ましい。
A method for forming the thin film forming the
スパッタ法では、ロールトゥーロール方式により、長尺のフィルム基材を一方向(長手方向)に搬送しながら、複数の薄膜を連続成膜できるため、反射防止フィルムの生産性を向上できる。反射防止フィルムの生産性を向上するためには、反射防止層5を構成する全ての薄膜をスパッタ法により成膜することが好ましい。スパッタ法では、アルゴン等の不活性ガス、および必要に応じて酸素等の反応性ガスをチャンバー内に導入しながら成膜が行われる。
In the sputtering method, a plurality of thin films can be continuously formed while a long film substrate is transported in one direction (longitudinal direction) by a roll-to-roll method, so productivity of the antireflection film can be improved. In order to improve the productivity of the antireflection film, it is preferable to deposit all the thin films constituting the
スパッタ法による酸化物層の成膜は、酸化物ターゲットを用いる方法、および金属ターゲットを用いた反応性スパッタのいずれでも実施できる。酸化物ターゲットを用いて、酸化シリコン等の絶縁性の酸化物を成膜するためには、RF放電が必要である。高レートで金属酸化物を成膜するためには、金属ターゲットを用いた反応性DCスパッタが好ましい。 The deposition of the oxide layer by the sputtering method can be carried out by either a method using an oxide target or reactive sputtering using a metal target. RF discharge is required to deposit an insulating oxide such as silicon oxide using an oxide target. Reactive DC sputtering using a metal target is preferable for forming a metal oxide film at a high rate.
(プライマー層)
プライマー層50は、膜中のアルゴン量が0.5原子%以下であり、好ましくは0.4原子%以下である。スパッタ膜中のアルゴン量が0.5原子%以下であることにより、透湿度が低減し、反射防止フィルムによる水蒸気バリア性が向上する傾向がある。プライマー層の膜中アルゴン量低減により反射防止層が低透湿となる理由は定かではないが、1つの要因として、原子半径の大きいアルゴンがプライマー層に存在すると、プライマー層およびその上に形成される薄膜に水蒸気等の気体のパスが形成されやすいことが関連していると考えられる。
(primer layer)
The amount of argon in the
上述のように、スパッタ成膜ではプロセスガスとしてアルゴンを用い、高エネルギーのアルゴンをターゲットに衝突させてターゲットから材料を弾き出し、ターゲットから弾き出されたスパッタ粒子を基材上に着膜させることにより、成膜が行われる。アルゴン等の不活性ガスは一般には成膜には関与しないが、イオン化したアルゴンは反応性が高いため、プロセスガスとしてのアルゴンの一部が、スパッタ成膜中に不可避的に膜中に取り込まれる。 As described above, in sputtering film formation, argon is used as a process gas, high-energy argon collides with the target to eject the material from the target, and the sputtered particles ejected from the target are deposited on the substrate. Film formation is performed. Inert gases such as argon generally do not participate in film formation, but since ionized argon is highly reactive, part of the argon used as a process gas is inevitably incorporated into the film during sputtering film formation. .
希ガスであるアルゴンは、シリコンや酸素に比べて原子径が大きいため、膜中に取り込まれたアルゴンは、酸化シリコンのSi-O結合ネットワークの形成を阻害し、原子レベルの空隙を形成する要因となり得る。フィルム基材1に接して最初に成膜されるプライマー層50にアルゴンの混入に起因する空隙が形成されると、その上に高屈折率層51,53や低屈折率層52,54をスパッタ成膜した際に、空隙が厚み方向に柱状成長しやすく、これが水蒸気等の気体のパスとなり、透湿度が高くなると考えられる。これに対して、プライマー層50に取り込まれるアルゴン量を低減させることにより、水蒸気のパスとなる空隙の生成が抑制され、水蒸気バリア性に優れる低透湿の反射防止層が形成されると考えられる。
Since argon, which is a rare gas, has a larger atomic diameter than silicon and oxygen, the argon taken into the film inhibits the formation of the Si—O bond network of silicon oxide, forming atomic-level voids. can be. When voids are formed in the
プライマー層50に含まれるアルゴン量は小さいほど好ましいが、プロセスガスとしてアルゴンを用いたスパッタ成膜により得られる膜は、通常0.01原子%以上のアルゴンを含有している。プライマー層中のアルゴン含有量は、0.05原子%以上、または0.1原子%以上でもよい。膜中のアルゴン量はラザフォード後方散乱(RBS)法により測定され、酸化シリコン膜中のアルゴン量は、シリコン、酸素およびアルゴンの含有量の合計を100原子%とした算出値である。
Although it is preferable that the amount of argon contained in the
プライマー層へのアルゴンの混入を抑制する方法として、成膜時のプロセス圧力を小さくすることにより平均自由行程を増大させ、アルゴンの散乱を促進することが好ましい。プライマー層50成膜時のプロセス圧力は、0.05~2Pa程度が好ましく、0.07~1Pa程度がより好ましく、0.1~0.5Paがさらに好ましく、0.1~0.3Paが特に好ましい。プライマー層50成膜時の成膜室への酸素導入量は、体積比で、アルゴン導入量の0.1~10%程度が好ましく、0.5~5%程度がより好ましく、1~3%程度がさらに好ましい。
As a method for suppressing the contamination of argon into the primer layer, it is preferable to decrease the process pressure during film formation to increase the mean free path and promote the scattering of argon. The process pressure for forming the
スパッタ成膜時にアルゴンに加えて酸素を導入してSi-O結合ネットワークの形成を促進することにより、膜中へのアルゴンの混入が抑制される傾向がある。一方、フィルム基材1と反射防止層5との密着性を向上させるために、プライマー層50は、酸素量が化学量論組成未満であることが好ましい。プライマー層50の膜厚は、透明フィルム基材1の透明性を損なわない程度あればよく、例えば1~10nm程度である。
By introducing oxygen in addition to argon during sputtering film formation to promote the formation of a Si—O bond network, there is a tendency to suppress argon from entering the film. On the other hand, in order to improve the adhesion between the
(プライマー層上の薄膜)
プライマー層50上に形成される薄膜の種類は特に限定されない。広い波長範囲にわたって反射率を低減する観点から、高屈折率層と屈折率を交互に設けることが好ましい。空気界面での反射を低減するために、反射防止層5の最外層(フィルム基材1から最も離れた層)として設けられる薄膜54は、低屈折率層であることが好ましい。低屈折率層および高屈折率層の材料としては、上記のように酸化物が好ましい。中でも、高屈折率層としての酸化ニオブ(Nb2O5)薄膜51,53と、低屈折率層としての酸化シリコン(SiO2)薄膜52,54とを交互に積層することが好ましい。
(thin film on primer layer)
The type of thin film formed on the
プライマー層上への低屈折率層および高屈折率層のスパッタ成膜は、成膜モードが遷移領域となるように酸素導入量を制御することが好ましい。例えば、放電のプラズマ発光強度を検知して、成膜室へのガス導入量を制御するプラズマエミッションモニタリング方式(PEM方式)では、プラズマ発光強度に基づいて、酸素導入量へのフィードバックが行われる。PEMにより酸素導入量を制御することにより、ロールトゥーロール方式で薄膜を成膜する場合に、成膜レートを一定に保つことができるため、薄膜の膜厚が均一となり、反射防止特性に優れる反射防止フィルムが得られる。幅方向に複数のプラズマ発光測定ポイントを設け、それぞれ独立にPEMによる酸素導入量の制御を行うことにより、幅方向の品質の均一性も向上できる。 In the sputter deposition of the low refractive index layer and the high refractive index layer on the primer layer, it is preferable to control the oxygen introduction amount so that the deposition mode is in the transition region. For example, in the plasma emission monitoring method (PEM method) in which the plasma emission intensity of the discharge is detected to control the amount of gas introduced into the deposition chamber, feedback to the oxygen introduction amount is performed based on the plasma emission intensity. By controlling the amount of oxygen introduced by PEM, the film formation rate can be kept constant when forming a thin film by the roll-to-roll method, so the film thickness of the thin film becomes uniform, and the reflection with excellent anti-reflection properties is achieved. A protective film is obtained. By providing a plurality of plasma emission measurement points in the width direction and independently controlling the amount of oxygen introduced by the PEM, the uniformity of quality in the width direction can also be improved.
<反射防止層上への付加層>
反射防止フィルムは、反射防止層5の表面に付加的な機能層が設けられていてもよい。反射防止フィルムはディスプレイの最表面に配置されるため、外部環境からの汚染(指紋、手垢、埃等)の影響を受けやすい。特に、反射防止層5の最表面に設けられるSiO2等の低屈折率層54は濡れ性が良く、指紋や手垢等の汚染物質が付着しやすい。外部環境からの汚染防止や、付着した汚染物質の除去を容易とする等の目的で、反射防止層上に防汚層(不図示)が設けられていてもよい。
<Additional layer on antireflection layer>
The antireflection film may have an additional functional layer on the surface of the
防汚層は、反射防止層5の最表面の低屈折率層54との屈折率差が小さいことが好ましい。防汚層の屈折率は、1.6以下が好ましく、1.55以下がより好ましい。防汚層の材料としては、フッ素基含有のシラン系化合物や、フッ素基含有の有機化合物等が好ましい。防汚層は、リバースコート法、ダイコート法、グラビアコート法等のウエット法や、CVD法等のドライ法等により形成できる。防汚層の厚みは、通常、1~100nm程度であり、好ましくは2~50nm、より好ましくは3~30nmである。
The antifouling layer preferably has a small refractive index difference with the low
[反射防止層付き偏光板]
反射防止フィルムは、例えばディスプレイの表面に配置して用いられる。図2に示すように、反射防止フィルム100を偏光子8と積層した反射防止層付き偏光板をディスプレイの表面に貼り合わせてもよい。図2に示す反射防止層付き偏光板101では、透明フィルム基材1の反射防止層5形成面と反対側の主面に、偏光子8の一方の面が貼り合わせられている。偏光子8の他方の面には、透明フィルム9が貼り合わせられている。この構成においては、フィルム基材1が、反射防止層5形成のための基材としての機能と、偏光子8の保護フィルムとしての機能を兼ね備えている。反射防止フィルムの作製においては、偏光子8とフィルム基材1とを貼り合わせて偏光板を作製し、偏光板のフィルム基材1上に反射防止層5を形成してもよい。
[Polarizing plate with antireflection layer]
An antireflection film is used, for example, by placing it on the surface of a display. As shown in FIG. 2, a polarizing plate with an antireflection layer in which an
偏光子8としては、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。
As the
中でも、高い偏光度を有することから、ポリビニルアルコールや、部分ホルマール化ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール系フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて所定方向に配向させたポリビニルアルコール(PVA)系偏光子が好ましい。例えば、ポリビニルアルコール系フィルムに、ヨウ素染色および延伸を施すことにより、PVA系偏光子が得られる。PVA系偏光子として、厚みが10μm以下の薄型の偏光子を用いることもできる。薄型の偏光子としては、例えば、特開昭51-069644号公報、特開2000-338329号公報、WO2010/100917号パンフレット、特許第4691205号明細書、特許第4751481号明細書等に記載されている薄型偏光膜を挙げることができる。このような薄型偏光子は、例えば、PVA系樹脂層と延伸用樹脂基材とを積層体の状態で延伸する工程と、ヨウ素染色する工程とを含む製法により得られる。 Among them, since it has a high degree of polarization, a polyvinyl alcohol-based film such as polyvinyl alcohol or partially formalized polyvinyl alcohol is oriented in a predetermined direction by adsorbing a dichroic substance such as iodine or a dichroic dye. Alcohol (PVA) based polarizers are preferred. For example, a PVA-based polarizer can be obtained by subjecting a polyvinyl alcohol-based film to iodine dyeing and stretching. A thin polarizer having a thickness of 10 μm or less can also be used as the PVA-based polarizer. Thin polarizers are described in, for example, JP-A-51-069644, JP-A-2000-338329, WO2010/100917, JP 4691205, JP 4751481, etc. A thin polarizing film can be mentioned. Such a thin polarizer can be obtained, for example, by a manufacturing method including a step of stretching a laminate of a PVA-based resin layer and a stretching resin substrate, and a step of dyeing with iodine.
透明フィルム9としては、透明フィルム10の材料として前述したものと同様の材料が好ましく用いられる。なお、透明フィルム9の材料と透明フィルム10の材料は、同一でもよく、異なっていてもよい。
As the
偏光子と透明フィルムとの貼り合わせには、接着剤を用いることが好ましい。接着剤としては、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系ポリマー、フッ素系ポリマー、ゴム系ポリマー等をベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。PVA系偏光子の接着には、ポリビニルアルコール系の接着剤が好ましく用いられる。 An adhesive is preferably used for bonding the polarizer and the transparent film. Adhesives are based on acrylic polymer, silicone polymer, polyester, polyurethane, polyamide, polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, vinyl acetate/vinyl chloride copolymer, modified polyolefin, epoxy polymer, fluorine polymer, rubber polymer, etc. Polymers can be appropriately selected and used. A polyvinyl alcohol-based adhesive is preferably used for bonding the PVA-based polarizer.
本発明の反射防止フィルムおよび反射防止層付き偏光板は、液晶表示装置や有機EL表示装置等のディスプレイに用いられる。特に、ディスプレイの最表面層として用いた場合に反射防止によるディスプレイの視認性向上に寄与する。所定のプライマー層50を備える低透湿の反射防止フィルム100が、偏光子8の表面に設けられることにより、外部環境から偏光子8への水分の侵入を抑制できる。そのため、ディスプレイが高湿環境に曝された場合にも、偏光子の劣化による黄変や退色が生じ難く、表示特性の変化を抑制できる
The antireflection film and the polarizing plate with an antireflection layer of the present invention are used in displays such as liquid crystal display devices and organic EL display devices. In particular, when it is used as the outermost layer of a display, it contributes to the improvement of the visibility of the display due to antireflection. By providing the low-moisture-
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[ハードコート層付きフィルムの作製]
紫外線硬化型アクリル系樹脂(DIC製、商品名「GRANDIC PC-1070」、屈折率:1.52)100重量部(固形分)と、無機フィラーとしてのナノシリカ粒子50重量部とを混合して、ハードコート層形成用組成物を調製した。この組成物を、厚み100μmのセルローストリアセテートフィルム(富士フィルム製、商品名「フジタック」)の片面に、乾燥後の厚みが5μmとなるように塗布し、80℃で3分間乾燥した。その後、高圧水銀ランプを用いて、積算光量200mJ/cm2の紫外線を照射し、塗布層を硬化させハードコート層を形成した。
[Preparation of film with hard coat layer]
UV curable acrylic resin (manufactured by DIC, trade name “GRANDIC PC-1070”, refractive index: 1.52) 100 parts by weight (solid content) and 50 parts by weight of nano silica particles as an inorganic filler are mixed, A composition for forming a hard coat layer was prepared. This composition was applied to one side of a 100 μm-thick cellulose triacetate film (manufactured by Fujifilm, trade name “Fujitac”) so as to give a thickness of 5 μm after drying, and dried at 80° C. for 3 minutes. After that, using a high-pressure mercury lamp, the coating layer was cured by irradiating ultraviolet light with an accumulated light amount of 200 mJ/cm 2 to form a hard coat layer.
[実施例1]
ハードコート層が形成されたトリアセチルセルロースフィルムを、ロールトゥートール方式のスパッタ成膜装置に導入し、フィルムを走行させながら、防眩性ハードコート層形成面にボンバード処理(Arガスによるプラズマ処理)を行った後、プライマー層として、3.5nmの酸化シリコン層を成膜し、その上に、12nmのNb2O5層、28nmのSiO2層、100nmのNb2O5層および85nmのSiO2層を順に成膜して、反射防止フィルムを作製した。
[Example 1]
The triacetyl cellulose film on which the hard coat layer is formed is introduced into a roll-to-toll type sputtering deposition apparatus, and while the film is running, the surface on which the antiglare hard coat layer is formed is bombarded (plasma treatment with Ar gas). , a 3.5 nm silicon oxide layer was deposited as a primer layer, and thereon a 12 nm Nb 2 O 5 layer, a 28 nm SiO 2 layer, a 100 nm Nb 2 O 5 layer and an 85 nm SiO 2 layer. Two layers were formed in order to prepare an antireflection film.
ボンバード処理は圧力1.5Paにて実施した。プライマー層としての酸化シリコン層は、基板温度-8℃、アルゴン流量300sccm、酸素流量4.5sccm、圧力0.2Paで、Siターゲットに0.5W/cm2の電力を印加してDCスパッタ成膜を行った。SiO2層の成膜にはSiターゲット、Nb2O5層の成膜にはNbターゲットを用い、基板温度-8℃、アルゴン流量400sccm、圧力0.25Paで成膜を行った。SiO2層の成膜およびNb2O5層の成膜においては、プラズマ発光モニタリング(PEM)制御により、成膜モードが遷移領域を維持するように導入する酸素量を調整した。 Bombardment treatment was performed at a pressure of 1.5 Pa. A silicon oxide layer as a primer layer was formed by DC sputtering at a substrate temperature of −8° C., an argon flow rate of 300 sccm, an oxygen flow rate of 4.5 sccm, a pressure of 0.2 Pa, and a power of 0.5 W/cm 2 applied to a Si target. did A Si target was used for the deposition of the SiO 2 layer, and a Nb target was used for the deposition of the Nb 2 O 5 layer. In the deposition of the SiO 2 layer and the Nb 2 O 5 layer, the amount of introduced oxygen was adjusted by plasma emission monitoring (PEM) control so that the deposition mode maintained the transition region.
[実施例2および比較例1]
プライマー層のスパッタ成膜条件を表1に示すように変更し、比較例1では、酸素を導入せずにプライマー層を成膜した。また、比較例1では、アルゴン流量1200sccm、圧力0.45Paに変更した。それ以外は、実施例1と同様に反射防止フィルムを作製した。
[Example 2 and Comparative Example 1]
The conditions for forming the primer layer by sputtering were changed as shown in Table 1, and in Comparative Example 1, the primer layer was formed without introducing oxygen. In Comparative Example 1, the argon flow rate was changed to 1200 sccm and the pressure to 0.45 Pa. Except for this, an antireflection film was produced in the same manner as in Example 1.
[反射防止フィルムの評価]
(透湿度)
JIS K7129:2008 附属書Bに準じて、温度40℃、湿度90%RHの雰囲気中で反射防止フィルムの透湿度を測定した。フィルム基材の透湿度が、反射防止層の透湿度に比べて十分に大きいため、反射防止フィルム全体の透湿度が反射防止層の透湿度に等しいとみなした。
[Evaluation of antireflection film]
(moisture permeability)
According to JIS K7129:2008 Appendix B, the moisture permeability of the antireflection film was measured in an atmosphere of 40° C. and 90% RH. Since the moisture permeability of the film substrate is sufficiently higher than that of the antireflection layer, the moisture permeability of the entire antireflection film was considered to be equal to that of the antireflection layer.
(薄膜の膜密度および組成)
反射防止層を構成する薄膜の膜密度および組成は、ラザフォード後方散乱(RBS)法により測定した。膜密度の算出においては、断面の透過型電子顕微鏡(TEM)観察から求めた膜厚を用いた、元素組成は、それぞれの薄膜の膜厚の中央における元素組成に基づいて、金属(シリコンまたはニオブ)、酸素およびアルゴンの含有量の合計を100原子%として算出した。
(Film density and composition of thin film)
The film density and composition of the thin film constituting the antireflection layer were measured by the Rutherford Backscattering (RBS) method. In calculating the film density, the film thickness obtained from cross-sectional transmission electron microscope (TEM) observation was used. ), the sum of the contents of oxygen and argon was calculated as 100 atomic %.
[反射防止層付き偏光板の作製および耐久性評価]
偏光子の一方の面に、実施例および比較例の反射防止フィルムを貼り合わせ、偏光子の他方の面に、ラクトン環構造を有する変性アクリル系ポリマーからなる厚み30μmの透明フィルムを貼り合わせて、反射防止層付き偏光板を作製した。偏光子としては、平均重合度2700、厚み75μmのポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素染色しながら6倍に延伸したPVA系偏光子を用いた。PVA系偏光子と透明フィルムとの接着には、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール樹脂(平均重合度1200,ケン化度98.5モル%,アセトアセチル化度5モル%)とメチロールメラミンとを重量比3:1で含有する水溶液からなる接着剤を用い、ロール貼合機で貼り合わせた後、オーブン内で加熱乾燥させた。
[Preparation of polarizing plate with antireflection layer and evaluation of durability]
The antireflection films of Examples and Comparative Examples were laminated to one surface of the polarizer, and a transparent film having a thickness of 30 μm made of a modified acrylic polymer having a lactone ring structure was laminated to the other surface of the polarizer, A polarizing plate with an antireflection layer was produced. As the polarizer, a PVA-based polarizer obtained by stretching a polyvinyl alcohol film having an average degree of polymerization of 2700 and a thickness of 75 μm to 6 times while dyeing with iodine was used. For adhesion between the PVA-based polarizer and the transparent film, a polyvinyl alcohol resin containing an acetoacetyl group (average degree of polymerization: 1200, degree of saponification: 98.5 mol%, degree of acetoacetylation: 5 mol%) and methylolmelamine are used. Using an adhesive consisting of an aqueous solution contained at a weight ratio of 3:1, they were bonded together by a roll bonding machine, and then dried by heating in an oven.
得られた反射防止層付き偏光板を、60℃90%RHの恒温恒湿槽に投入し、72時間後に取り出した。バックライト上に市販の偏光板を載置し、透過光の色度b*の加熱加湿試験前後での変化量Δb*を求めた。 The obtained polarizing plate with an antireflection layer was placed in a constant temperature and humidity chamber at 60° C. and 90% RH, and taken out after 72 hours. A commercially available polarizing plate was placed on the backlight, and the amount of change Δb * in the chromaticity b * of the transmitted light before and after the heating and humidification test was determined.
実施例および比較例の反射防止層の各層の膜特性、プライマー層の成膜条件、反射防止フィルムの透湿度、ならびに反射防止層付き偏光板の加熱加湿試験前後の透過光b*の変化量を表1に示す。 The film properties of each layer of the antireflection layer of Examples and Comparative Examples, the film formation conditions of the primer layer, the moisture permeability of the antireflection film, and the amount of change in transmitted light b * before and after the heating and humidification test of the polarizing plate with the antireflection layer were measured. Table 1 shows.
表1に示すように、実施例1および実施例2の反射防止フィルムは、比較例1に比べて透湿度が小さく、反射防止層付き偏光板の加熱加湿試験前後の色度差が小さく、良好な耐久性を示した。最外層であるSiO2層(膜厚85nm)の膜密度には、実施例と比較例で明確な差はみられなかった。 As shown in Table 1, the antireflection films of Examples 1 and 2 have lower moisture permeability than Comparative Example 1, and the polarizing plate with an antireflection layer has a small chromaticity difference before and after the heating and humidification test. showed excellent durability. There was no clear difference in the film density of the outermost SiO 2 layer (film thickness: 85 nm) between the example and the comparative example.
Nb2O5はSiO2に比べて透湿度が大きいため、SiO2とNb2O5の交互積層体膜では、SiO2膜の水分の透過が律速であり、透湿度は主にSiO2膜の特性に左右される。比較例1では、Nb2O5層の成膜圧力が小さいために実施例1および実施例2に比べてNb2O5層の膜密度が小さくなる傾向がみられたが、Nb2O5層の膜密度の差は透湿度の変化にはほとんど影響していないと考えられる。 Since Nb 2 O 5 has a higher moisture permeability than SiO 2 , in the alternate laminate film of SiO 2 and Nb 2 O 5 , the moisture permeation of the SiO 2 film is rate-limiting, and the moisture permeability is mainly due to the SiO 2 film. depends on the characteristics of In Comparative Example 1, the film density of the Nb 2 O 5 layer tended to be lower than in Examples 1 and 2 because the film formation pressure of the Nb 2 O 5 layer was low. It is considered that the difference in film density of the layers has little effect on the change in moisture permeability.
実施例1,2と比較例1,2とは、プライマー層の成膜条件が相違しており、酸素を導入しながら低アルゴン導入量(低圧)で成膜を行った実施例1,2では、比較例1,2に比べて膜中のアルゴン量が変化していた。この結果から、実施例においては、プライマー層に含まれるアルゴン量が低減したことにより、反射防止膜の水蒸気バリア性が向上(透湿度が低下)し、反射防止層付き偏光板の耐久性が向上したと考えられる。 Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 differ in film formation conditions for the primer layer. , the amount of argon in the film changed compared to Comparative Examples 1 and 2. From these results, it was found that in Examples, the amount of argon contained in the primer layer was reduced, thereby improving the water vapor barrier property of the antireflection film (lowering the moisture permeability) and improving the durability of the polarizing plate with the antireflection layer. It is thought that
1 透明フィルム基材
10 透明フィルム
11 ハードコート層
5 反射防止層
50 プライマー層
51,52,53,54 薄膜
8 偏光子
9 透明フィルム
100 反射防止フィルム
101 反射防止層付き偏光板
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
前記反射防止層は、前記透明フィルム基材に接するプライマー層を含み、
前記プライマー層は、酸化シリコン層であり、アルゴンの含有量が0.01~0.5原子%である、反射防止フィルム。 An antireflection film comprising an antireflection layer composed of a plurality of thin films having different refractive indices on one main surface of a transparent film substrate,
The antireflection layer includes a primer layer in contact with the transparent film substrate,
The antireflection film, wherein the primer layer is a silicon oxide layer, and the argon content is 0.01 to 0.5 atomic percent.
前記プライマー層が、スパッタ法により成膜される、反射防止フィルムの製造方法。 A method for producing the antireflection film according to any one of claims 1 to 5 ,
A method for producing an antireflection film, wherein the primer layer is formed by a sputtering method.
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