JP2001194505A - 低反射部材 - Google Patents
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Abstract
を示し、且つ汎用溶媒によるソルベントコーティングに
より比較的低温で作製され、高い密着性と耐擦傷性を有
する低屈折率層を有した低反射部材。 【解決手段】 透明支持基体と、それよりも低い屈折率
を有する低屈折率層とを有する低反射部材において、低
屈折率層は、特定の加水分解性シラン化合物及び/又は
その加水分解物と、リン酸類、スルホン酸類および二酸
化ケイ素融剤から選択される1種以上からなる硬化促進
成分とを含有する混合物が硬化したものとする。
Description
(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、CR
T、EL等の画像表示装置等に好適に用いられる、外光
の反射防止性に優れた低反射部材に関するものである。
反射を防止する為に、低反射部材を設けることが行われ
ている。フィルムもしくはガラス等からなる透明支持基
体の最外層に、その基体よりも低屈折率の物質からなる
低屈折率層を可視光波長の1/4の光学膜厚で形成する
と、干渉により反射率が低下することが知られている。
低反射部材の構成としては、基体の少なくとも片面に低
屈折率層のみを単層で設けるものと、基体の少なくとも
片面に高屈折率層、低屈折率層を順次積層し、多層構成
にするものがある。良好な反射防止機能を発現するため
の各層の屈折率及び膜厚については、公知の計算式で算
出することができる。「薄膜・光デバイス」(吉田貞
史、矢嶋弘義著、東京大学出版会)によれば、入射光が
低屈折率層に垂直に入射する場合に、光を反射せず、且
つ100%透過するための条件は次の関係式を満たせば
良いとされている。なお、式中のn1は低屈折率層の屈
折率、nSは基体もしくは高屈折率層の屈折率、d1は低
屈折率層の厚さ、λ0は光の波長を示す。 n1 2=nS 式(1) n1d1=λ0/4 式(2)
(1)において、低屈折率層の屈折率が下層(基体もし
くは高屈折率層)の屈折率の平方根であり、且つ低屈折
率層の膜厚が前記式(2)において式(1)で選択した
低屈折率層の屈折率と光の波長から計算される値となる
ことが必要である。式(1)において、通常使用される
基体もしくは高屈折率層の屈折率nSは1.45〜2.1
0の範囲にあるので、これに適する低屈折率層の屈折率
n1は1.20〜1.45となる。式(2)において可視
光領域での反射率を最低にする場合、膜厚d1は100
nm程度が適当となる。
やスパッタリング法などの真空下での成膜法によって形
成されているが、基体にプラスチックフィルムを選択し
た場合には基体の熱変形温度が低いため、充分に加熱す
ることができず、得られる反射防止膜は基体との密着性
が十分ではない。また、これらの方法を適用することの
できる部材が比較的小型なものに限定され、しかも連続
生産には適さない上、生産コストが高いという欠点があ
った。これまでメガネレンズ等にはこの真空成膜法によ
り反射防止膜が付与されていた。一方、近年において
は、LCD、PDP、CRT、ELに代表される画像表
示装置(以下、これを「ディスプレイ」という。)は、
テレビやコンピューターを始めとして、様々な分野で繁
用されており、目覚しい発展を遂げている。このディス
プレイの開発は、画像の高精細化、高画質化、及び低価
格化に注力されており、その流れから反射防止に対する
要求も強くなっている。そこで、大面積化及び連続生産
が可能であると同時に低コスト化が可能なソルベントコ
ーティングにより生産される低反射部材の開発が注目さ
れている。
の要求特性は、屈折率が1.45以下であることは当然
であるが、これ以外にディスプレイの最表面という条件
での使用に耐えるために、高い密着性・耐擦傷性が要求
される。しかし、これまでの低反射部材の多くは、低屈
折率化のみに注目しており、耐擦傷性は必ずしも良いと
はいえなかった。
層を得る手段としては、フッ素を含む材料により低屈折
率化を図る方法と、膜の表面に微粒子等を堆積させて空
孔を設け、空気の混入により低屈折率化を図る方法とに
大別される。低屈折率層を構成する材料別に分類する
と、加水分解性シラン化合物をゾルゲル反応により硬化
させる手法(特開平9−24575号公報)、フッ素系
有機材料を用いる手法(特開平2−19801号公
報)、低屈折率の微粒子を用いる手法の3種に大別され
る。また上記3種の組み合わせとして、フッ素系有機材
料と加水分解性シラン化合物を組み合わせた手法(特開
平7−331115号公報)、フッ素系有機材料と低屈
折率微粒子を組み合わせた手法(特開平6−23020
1号公報)、加水分解性シラン化合物と低屈折率微粒子
を組み合わせた手法(特開平8−211202号公報)
等が提案されている。しかしながら、どの手法において
も基体としてプラスチックフィルムを選択した場合、実
用上十分な反射防止特性と耐擦傷性、生産性を備えたも
のはない。例えば、低屈折率微粒子を用いる方法は、バ
インダーの比率が多くなると屈折率が高くなり充分な反
射防止性が得られなくなり、バインダーが少ないと膜強
度が低下し、使用できなくなる。フッ素系有機材料を用
いる方法は、主に含フッ素アクリル化合物のラジカル重
合物が使用されているが、ラジカル重合系の化合物は空
気中の酸素により重合が阻害され、充分に硬化した膜が
得られず硬度が不足し、また硬化時の体積収縮が大き
く、基体との密着性不足や剥離という問題がある。加水
分解性シラン化合物を用いる方法は、高温または長時間
のキュアーが必要であり、基体を損傷したり、乾燥工程
に時間がかかり製造コストがかさむ等の問題がある。
たもので、反射防止効果を奏するための充分な低屈折率
を示し、且つ汎用溶媒によるソルベントコーティングに
より比較的低温で作製され、高い密着性と耐擦傷性を有
する低屈折率層を有した低反射部材を目的とする。
透明支持基体と、該透明支持基体よりも低い屈折率を有
する低屈折率層とを有する低反射部材において、低屈折
率層は、加水分解性シラン化合物及び/又はその加水分
解物と、リン酸類、スルホン酸類および二酸化ケイ素融
剤から選択される1種以上からなる硬化促進成分とを含
有する混合物が硬化したものであり、加水分解性シラン
化合物は、下記一般式[1]で示されるシラン化合物、
一般式[2]で示されるシラン化合物、一般式[3]で
示される化合物若しくは重合物から選ばれる少なくとも
1種類であることを特徴とするものである。 R1 a−SiX4-a 0≦a≦2 [1] X3Si−R2−SiX3 [2] Y−(Si(OR3)2O)n−Y [3] (XはCl、Br、NCO、OR4のいずれかを示す。
YはHまたは炭素数が1〜20の有機基を示す。R1、
R2、R3、R4は炭素数が1〜20の有機基を示す。n
は1〜30の整数を示す。)
化合物及び/又はその加水分解物を100重量部に対し
て、硬化促進成分を1〜30重量部含有する混合物の硬
化物であることが望ましい。さらに、加水分解性シラン
化合物は、4個の加水分解基を有するシラン化合物と、
下記一般式[4]または一般式[5]で示されるシラン
化合物のいずれか又は両方との混合物であることが望ま
しい。 R5 a−SiX4-a 1≦a≦2 [4] X3Si−R6−SiX3 [5] (XはCl、Br、NCO、OR4のいずれかを示す。
R5とR6は少なくとも1つのフッ素原子を含む有機基を
示す。) また、リン酸類としては、オルトリン酸またはメタリン
酸が望ましく、スルホン酸類としてはベンゼンスルホン
酸またはパラトルエンスルホン酸が望ましい。さらに、
低屈折率層と透明支持基体との間に、高屈折率層を設け
ることもできる。透明支持基体として偏光板を用いるこ
ともできる。
る。本発明の低反射部材における低屈折率層は、加水分
解性シラン化合物及び/又はその加水分解物と、リン酸
類、スルホン酸類および二酸化ケイ素融剤から選択され
る1種以上からなる硬化促進成分とを含有する混合物が
硬化したものである。硬化して反射防止膜となる混合物
の主成分である加水分解性シラン化合物は、下記一般式
[1]、[2]で示されるシラン化合物、及び下記一般
式[3]で示される化合物若しくは重合物から選ばれ
る。 R1 a−SiX4-a 0≦a≦2 [1] X3Si−R2−SiX3 [2] Y−(Si(OR3)2O)n−Y [3] (XはCl、Br、NCO、OR4のいずれかを示す。
YはHまたは炭素数が1〜20(好ましくは5〜12)
の有機基を示す。R1、R2、R3、R4は炭素数が1〜2
0(好ましくは5〜12)の有機基を示す。nは1〜3
0の整数を示す。)
の存在下、加水分解して二個以上のシラノール基を生ず
るものであるが、特に塗膜強度の向上にはケイ素原子が
4個の加水分解基を有するシラン化合物(一般式
[1];a=0、一般式[3])が好ましく、屈折率を
低下させるためには、フルオロアルキルシラン化合物
(一般式[4]、[5])が好ましく、これらの特性の
バランスをとるためにそれらを混合して用いることがよ
り望ましい。 R5 a−SiX4-a 1≦a≦2 [4] X3Si−R6−SiX3 [5] (XはCl、Br、NCO、OR4のいずれかを示す。
R5とR6は少なくとも1つのフッ素原子を含む有機基を
示す。)
ラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエ
トキシシラン、テトラ(1−プロポキシ)シラン、テト
ラ(2−プロポキシ)シラン、テトラ(1−ブトキシ)
シラン、テトラクロロシラン、テトラブロモシラン、テ
トライソシアナートシラン、ジメトキシシロキサンオリ
ゴマー、ジエトキシシロキサンオリゴマー等が挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。また、フルオ
ロアルキルシラン化合物としては、3,3,3−トリフル
オロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフル
オロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフル
オロプロピルトリプロポキシシラン、3,3,3−トリフ
ルオロプロピルトリクロロシラン、3,3,3−トリフル
オロプロピルトリイソシアナートシラン、1H,1H,2
H,2H−テトラヒドロパーフルオロヘキシルトリメト
キシシラン、1H,1H,2H,2H−テトラヒドロパー
フルオロヘキシルトリエトキシシラン、1H,1H,2
H,2H−テトラヒドロパーフルオロヘキシルトリプロ
ポキシシラン、1H,1H,2H,2H−テトラヒドロパ
ーフルオロヘキシルトリクロロシラン、1H,1H,2
H,2H−テトラヒドロパーフルオロヘキシルトリイソ
シアナートシラン、1H,1H,2H,2H−テトラヒド
ロパーフルオロノニルトリメトキシシラン、1H,1H,
2H,2H−テトラヒドロパーフルオロノニルトリエト
キシシラン、1H,1H,2H,2H−テトラヒドロパー
フルオロノニルトリプロポキシシラン、1H,1H,2
H,2H−テトラヒドロパーフルオロノニルトリクロロ
シラン、1H,1H,2H,2H−テトラヒドロパーフル
オロノニルトリイソシアナートシラン、1H,1H,2
H,2H−テトラヒドロパーフルオロデシルトリメトキ
シシラン、1H,1H,2H,2H−テトラヒドロパーフ
ルオロデシルトリエトキシシラン、1H,1H,2H,2
H−テトラヒドロパーフルオロデシルトリプロポキシシ
ラン、1H,1H,2H,2H−テトラヒドロパーフルオ
ロデシルトリクロロシラン、1H,1H,2H,2H−テ
トラヒドロパーフルオロデシルトリイソシアナートシラ
ン、1−ヘプタフルオロイソプロポキシプロピルトリメ
トキシシラン、1−ヘプタフルオロイソプロポキシプロ
ピルトリエトキシシラン、1−ヘプタフルオロイソプロ
ポキシプロピルトリプロポキシシラン、1−ヘプタフル
オロイソプロポキシプロピルトリクロロシラン、1−ヘ
プタフルオロイソプロポキシプロピルトリイソシアナー
トシラン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)−2,
2,3,3−テトラフルオロブタン、1,5−ビス(トリ
メトキシシリル)−2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオ
ロペンタン等が挙げられる。中でも、屈折率、反応性、
溶媒溶解性の観点から1H,1H,2H,2H−テトラヒ
ドロパーフルオロデシルトリエトキシシランが好適であ
る。
るシラン化合物およびフルオロアルキルシラン化合物
は、低屈折率層の屈折率と膜強度のバランスをとるため
に、適宜混合して使用することが好ましい。この際の混
合比はシラン化合物の種類により異なるため、一概には
いえないが、分子中に4個の加水分解基を有するシラン
化合物100重量部に対して、フルオロアルキルシラン
化合物は1〜500重量部、さらに好適には20〜30
0重量部が好ましく用いられる。
成分、即ち、リン酸類、スルホン酸類、二酸化ケイ素融
剤のいずれか1種または併用して加えることによってシ
ラン化合物の硬化膜の耐擦傷性を向上させる。リン酸類
としては、オルトリン酸、メタリン酸、ポリリン酸等い
ずれでも構わないが、オルトリン酸またはメタリン酸が
好ましく、特に、通常70〜90%の水溶液として市販
されているリン酸(オルトリン酸)が好適に使用され
る。これは特に単離せずそのまま使用する。また無水リ
ン酸(五酸化二リン)と水を加えて、反応系中でリン酸
を生じさせても構わない。リン酸類は塗料中で酸性を呈
し、加水分解したシラン化合物を安定化することができ
る。
ば種々のものを適用でき、例えば、ベンゼンスルホン
酸、パラトルエンスルホン酸、トリフルオロパラトルエ
ンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタン
スルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、
1−ナフチルスルホン酸、2−ナフチルスルホン酸等が
挙げられる。中でも、ベンゼンスルホン酸や、パラトル
エンスルホン酸が好適である。
の融剤として用いられるものであれば、特に限定されな
いが、塗料化する為には、沸点が50〜150℃の極性
溶剤に少なくとも0.01%以上溶解する必要がある。
このような二酸化ケイ素融剤としては、硝酸ナトリウ
ム、硝酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、ケ
イフッ化水素酸、ケイフッ化カリウム、ケイフッ化ナト
リウム、ケイフッ化リチウム、ホウフッ化水素酸、ホウ
フッ化カリウム、ホウフッ化ナトリウム、ホウフッ化リ
チウム、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム等が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。また、二酸
化ケイ素融剤が塗料中で酸性を呈すものであれば、加水
分解したシラン化合物を安定化することができるため、
より好ましい。これらの二酸化ケイ素融剤は、板状や塊
状のガラスでは、添加量1%に対して融点が数℃から数
十℃低下するだけであるが、本発明の低屈折率層のよう
に1μm以下の最表面層には遙かに大きな影響を与え、
100℃という低温加熱でも微細な欠陥が溶融されて均
一化するようになる。このため耐擦傷性は著しく向上す
る。
イ素融剤の添加によって得られる膜の強度は、通常シラ
ン化合物の硬化に使用される塩酸、マレイン酸、トリス
アセチルアセトナトアルミニウム(III)錯体等に比べ
て遙かに高くなる。こうしたリン酸類、スルホン酸類、
二酸化ケイ素融剤の作用機構は解明されていないが、お
そらく酸としての三次元架橋の促進作用と共に、硬化物
の架橋構造中に入り込むことで応力緩和作用を発現して
膜強度を高めているものと思われる。
る加水分解性シラン化合物及び/又はその加水分解物1
00重量部に対して、1〜30重量部の範囲で使用され
る。添加量が1重量部より少ない場合、塗膜強度の向上
効果が十分に得られない。また30重量部よりも多いと
硬化物の架橋度が下がりすぎて、塗膜強度は弱くなる。
5〜25重量部であればより好ましい。
混合した後、直接塗布・製膜することも可能であるが、
シラン化合物に予め水を加えて加水分解した後、硬化促
進成分を加えて塗布・製膜しても良い。この場合は、シ
ラン化合物−水−溶剤混合物またはこれに微量の強酸
(塩酸等)を加えた物を調整後、室温で数時間から数日
放置し、塗工用の濃度に希釈して、硬化促進成分を加え
て塗工・製膜する。また、水の不存在下、シラン化合物
をシュウ酸等のシラン重合触媒を用いてオリゴマーにし
た後、硬化促進成分を加えて塗布・製膜してもよい。こ
の場合は、シラン化合物−溶剤−カルボン酸触媒混合物
を室温から100℃の範囲で加熱することで行い、他の
場合と同様に希釈後、硬化促進成分を加えて使用する。
としては、例えばガラス、プラスチックフィルム、プラ
スチック板等が例示される。LCD、CRT表面に用い
る場合には、生産性、及びコスト、重量の点からフィル
ムであることが望ましい。その具体例としては、ポリエ
チレンテレフタレート(PET、屈折率n=1.6
5)、トリアセチルセルロース(TAC、n=1.5
0)、ポリカーボネート(PC、n=1.58)、ポリ
スチレン(n=1.60)、ポリ塩化ビニル(n=1.5
3)、セロファン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
各種樹脂フィルムが挙げられる。なかでもPET、TA
C、PCが好適に使用される。透明支持基体の透明性は
高い程好適であり、具体的に光線透過率としては80%
以上、より好ましくは90%以上が良い。透明支持基体
の厚さは、軽量化の観点から薄い方が好ましいが、生産
性を考慮すると、フィルムの場合には10〜200μm
の範囲のものが好適である。尚、光線透過率は、JIS K-
6714に基づいて測定されるものである。具体的には、ま
ず、幅が約13mm、長さが約40mmの試験片を5個
作成する。そして、空気を基準として、透過率の100
%目盛を合わせた後、各試験片について450、550
及び650nmの各波長の光線を透過させて、それぞれ
の分光透過率を読み取り、各試験片の最大透過率の平均
値を光線透過率とした。また、透明支持基体に、コロナ
処理、プラズマ処理、スパッタ処理等の表面処理や、界
面活性剤、シランカップリング剤等の塗布を行うこと
で、本発明の低屈折率層を形成する塗料の濡れ性、及び
硬化後の低屈折率層との密着性を改善することができ
る。
工、乾燥、及び重合、硬化のプロセスにより作製され
る。塗料は、任意の溶媒に上記シラン化合物を溶解し、
必要に応じて加水分解またはオリゴマー化した後、上記
硬化促進成分を混合することによって調製できる。この
場合、目的とする塗工膜厚を得るためにシラン化合物の
濃度を、通常0.1〜50重量%程度、好ましくは0.5
〜30重量%程度に調製する。溶媒としては、少なくと
も加水分解したシラン化合物を溶解できる極性溶媒を含
んでいる必要がある。また乾燥時の揮発性の点で沸点が
50〜150℃の溶剤が用いられる。このような溶剤と
してはメタノール、エタノール、1−プロパノール、2
−プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、エ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテルなどの1価または多価アルコー
ル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル類、クロロホル
ム、塩化メチレン、トリクロロエチレンなどのハロゲン
化炭化水素類などが用いられるが、これらに限定される
ものではない。また、上記溶媒は単独、もしくは混合し
て用いることができる。
刷手法により透明支持基体の片面もしくは両面に低屈折
率層を設けることができる。具体的には、エアドクター
コーティング、ブレードコーティング、ワイヤードクタ
ーコーティング、ナイフコーティング、リバースコーテ
ィング、トランスファロールコーティング、グラビアロ
ールコーティング、マイクログラビアコーティング、キ
スコーティング、キャストコーティング、スプレーコー
ティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダ
ーコーティング、電着コーティング、ディップコーティ
ング、ダイコーティング等の塗工手法や、フレキソ印刷
等の凸版印刷、ダイレクトグラビア印刷、オフセットグ
ラビア印刷等の凹版印刷、オフセット印刷等の平版印
刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷手法を挙げる
ことができる。尚、上記のようにして形成される低屈折
率層の厚さは、前述の式(1)及び式(2)の関係を満
たすように、屈折率と光の波長との関係を考慮して層の
厚さを適宜決定すればよく、特に限定されるものではな
いが、100nm程度が好適である。
により溶媒を揮発せしめ、さらに加熱を継続して硬化さ
せる。加熱温度は40℃以上、好ましくは80〜120
℃で行う。加熱温度の上限は使用する基体によって異な
るが、一般的な透明フィルムは120℃以上では軟化し
て使用できなくなる。ゾルゲル法とよばれる通常のシラ
ン化合物の硬化方法では普通300℃以上に加熱するた
めプラスチック製基体に適応することは難しい。これま
でのゾルゲル法をプラスチック製基体に適応した例では
120℃程度で数時間程度加熱する例が知られている
が、実際には半硬化状態で使用しており、耐擦傷性は不
十分である。また長時間の加熱になるため生産性も良く
ない。しかし、本発明の硬化促進成分を加える方法では
40℃でも十分に硬化する。この際に使用する熱源とし
ては、電熱器、バーナー、誘導加熱等が挙げられ、特に
電熱器による送風加熱が好適に用いられる。
率層を形成しても良いが、より反射率を低下させるため
に、これらの間に高屈折率層を介在させても良い。高屈
折率層を設ける場合、高屈折率層は透明支持基体の表面
に直接、もしくは接着層等を介して設けられる。高屈折
率層をソルベントコーティングで作製するには、高屈折
率を有するバインダー樹脂を使用するか、高屈折率を示
す超微粒子をバインダー樹脂に添加することによって行
うか、あるいはこれらを併用することによって行うこと
ができる。また高屈折率を有する物質をスパッタリング
などの真空成膜法により作製するのも良い。高屈折率層
の屈折率は透明支持基体よりは高く、1.50〜2.30
の範囲にあることが好ましい。特に反射率を低下させる
ためには、屈折率は1.60〜2.30のものが好ましい
が、この範囲に限られるものではない。屈折率が透明支
持基体よりも低い場合、もしくは前記範囲外の場合には
反射防止効果が損なわれる。
ては、たとえば、JSR株式会社から「KZ−7886
B」(屈折率n=1.65)、「KZ−7886C」
(屈折率n=1.65)が市販されており、好ましく使
用することができる。また、ジペンタエリスリトールヘ
キサアクリレート(DPHA、屈折率n=1.51)は
屈折率は高くはないが、耐擦傷性が高く、好適である。
に、バインダー樹脂の高屈折率化を行う場合は、芳香
環、フッ素以外のハロゲン基、イオウなどの導入によっ
て達成される。具体的に高屈折率を有する樹脂として
は、ポリスチレン、ポリ(o−クロロスチレン)、ポリ
(2,6−ジクロロスチレン)、ポリ(ブロモスチレ
ン)、ポリ(2,6−ジブロモスチレン)、ポリカーボ
ネート、芳香族ポリエステル、ポリサルホン、ポリエー
テルサルホン、ポリアリールサルホン、ポリ(ペンタブ
ロモフェニルメタクリレート)、フェノキシ樹脂、及び
その臭素化物、エポキシ樹脂、及びその臭素化物、など
が挙げられる。
ば、ZnO(屈折率n=1.9)、TiO2(n=2.
3)、CeO2(n=1.95)の超微粒子を含有させる
ことで紫外線を遮蔽しディスプレイの劣化を保護する効
果も得ることができる。また、アンチモンがドープされ
たSnO2(n=1.95)またはITO(n=1.9
5)の微粒子を含有させることで、帯電防止効果が付与
され、高屈折率であることのみならず埃の付着を防止す
ることができる。これらの微粒子は単独または混合して
使用することができる。その粒径としては1〜100n
mが望ましく、塗膜の透明性を損なわないためには5〜
20nmであることが望ましい。
高屈折率層にいわゆるハードコート材料を用いても良
い。ハードコート材料としては、例えば、DPE−6
A、PE−3A、PE−4A(共栄社化学)のような多
官能アクリレートにダロキュア1173、イルガキュア184
(チバスペシャリティケミカルズ)等の光重合開始剤を
添加したものが好適である。さらに、埃の付着を防ぐ目
的で、この高屈折率層に帯電防止剤を添加しても良い。
帯電防止剤としては、無機または有機の各種導電材料が
適宜用いられる。例えば、アルミニウム、錫等の金属微
粒子やウィスカー、酸化錫や酸化チタン等の金属酸化物
にアンチモン等をドープした微粒子やウィスカー、7,
7,8,8−テトラシアノキノジメタン等と金属イオンや
有機カチオン等の電子供与体とから形成された電荷移動
錯体をフィラー化したもの、N−トリメトキシシリルプ
ロピル−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロリドや
オクタデシルジメチル[3−(トリメトキシシリル)プ
ロピル]アンモニウムクロリド等のカチオン変性ケイ素
化合物などが挙げられる。さらに、スクリーンの眩惑性
を抑える目的でハードコート材料にフィラー等を添加し
た防眩層を形成しても良い。
RT、EL等の画像表示装置に使用する場合、例えば、
接着剤や粘着剤を介して画像表示部の表面に貼着すれば
良い。例えば、LCDの場合、図1に示すように、薄膜
トランジスタや液晶等を具備したTFT基板22とカラ
ーフィルタ20を挟むように偏光板18が配備される
が、一方(外側)の偏光板18を透明支持基体とみな
し、この上に低屈折率層10を積層することでLCDに
設けることができる。尚、図示例では、偏光板18は、
二色性素子(ヨウ素や染料等)を吸着させたポリビニル
アルコールフィルムを一軸延伸処理した偏光子16の両
面にトリアセチルセルロースフィルム14を積層したも
のであり、このトリアセチルセルロースフィルム14と
低屈折率層10との間に防眩層12を介在させている。
このようなLCDであれば、外光の反射が抑えられ、ま
た、防眩性もなく、バックライト24からの光による所
定の画像を鮮明に視認することができるようになる。ま
た、PDPに使用する場合は、例えば、表面の反射防止
フィルムとして本発明の低反射部材を適用できる。
チルセルロースフィルム(富士タックUVD−80)
に、ダロキュア1173(チバ・スペシャリティ・ケミ
カルズ製開裂型光開始剤)を5%含有したDPE−6A
(新中村化学製6官能アクリレート;ジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート)を3μm厚で塗工し、出力
120W/cmの集光型高圧水銀灯1灯を用いて、照射
距離10cm、処理速度5m/分で紫外線照射を行い、
塗工膜を重合、硬化させた。 <高屈折率層作製2>80μm厚のトリアセチルセルロ
ースフィルム(富士タックUVD−80)に、KZ−7
886C(JSR製高屈折率ハードコート)を2μm厚
で塗工し、出力120W/cmの集光型高圧水銀灯1灯
を用いて、照射距離10cm、処理速度5m/分で紫外
線照射を行い、塗工膜を重合、硬化させた。
た100ml三口フラスコ中に、15gのテトラエトキ
シシランと4gの蒸留水及び4gのメタノール、濃塩酸
一滴(約0.05ml)を加えて70℃で30分攪拌し
た。これを室温まで冷却後、1wt%(SiO2換算)
まで所定のメタノールで希釈し、溶液に対して0.1w
t%になるようにオルトリン酸を加えた。テトラエトキ
シシラン100重量部に対して、オルトリン酸は5重量
部となる。 塗膜作成:高屈折率層作製1で作成した高屈折率層上
に、塗料をマイクログラビアコーティング方式にて塗工
し、100℃で1時間、送風乾燥機で加熱硬化した。
ジメトキシシロキサンオリゴマー(三菱化学製「MKC
シリケートMS−51」)を溶解した。これに100m
gのオルトリン酸(85%)を加え、室温で12時間、
放置して塗料とした。MS−51が100重量部に対し
て、オルトリン酸は5重量部となる。 塗膜作成:高屈折率層作製1で作成した高屈折率層上
に、塗料をマイクログラビアコーティング方式にて塗工
し、100℃1時間、送風乾燥機で加熱硬化した。 <実施例3> 塗料作成:15gのMKCシリケートMS−51(三菱
化学製)に4gのメタノールと4gの蒸留水を加え、7
0℃で30分加熱還流した。これをオルトリン酸0.2
%イソプロピルアルコール溶液で32.6倍に希釈した
ものを塗料とした。MS−51が100重量部に対し
て、オルトリン酸は10重量部となる。 塗膜作成:高屈折率層作製1で作成した高屈折率層上
に、塗料をマイクログラビアコーティング方式にて塗工
し、100℃1時間、送風乾燥機で加熱硬化した。
で、2.40gのシュウ酸を14.16gのエタノールに
溶解し、オイルバス中で還流させた。これにテトラエト
キシシラン2.20g(10.7mmol)と1H,1H,
2H,2H−テトラヒドロパーフルオロノデシルトリエ
トキシシラン1.24g(2.7mmol)の混合物を3
0分かけて滴下した。これを更に5時間還流し、完全に
加水分解した。これをオルトリン酸0.2%イソプロピ
ルアルコール溶液8.26倍に希釈して塗料とした。加
水分解性シラン合計100重量部に対して、オルトリン
酸は10重量部となる。塗膜作成:高屈折率層作製1で
作成した高屈折率層上に、塗料をマイクログラビアコー
ティング方式にて塗工し、100℃1時間、送風乾燥機
で加熱硬化した。
シラン2.20g(10.7mmol)と1H,1H,2
H,2H−テトラヒドロパーフルオロデシルトリエトキ
シシラン1.24g(2.7mmol)の混合物を、MK
CシリケートMS−51(ジメトキシシランオリゴマ
ー;三菱化学製)1.31gと1,1,1,トリフルオロプ
ロピルトリエトキシシラン1.24g(6.3mmol)
の混合物に変更したこと以外は実施例4と同様に作製し
た。加水分解性シラン合計100重量部に対して、オル
トリン酸は12重量部となる。 <実施例6>実施例4中のオルトリン酸0.2%イソプ
ロピルアルコール溶液を、メタリン酸0.2%イソプロ
ピルアルコール溶液に変更したこと以外は実施例4と同
様に作製した。
0.2%イソプロピルアルコール溶液を、ホウフッ化水
素酸ナトリウム0.2%イソプロピルアルコール溶液に
変更したこと以外は実施例4と同様に作製した。 <実施例8>実施例4中のオルトリン酸0.2%イソプ
ロピルアルコール溶液を、ケイフッ化水素酸ナトリウム
0.2%イソプロピルアルコール溶液に変更したこと以
外は実施例4と同様に作製した。
折率層作製2で作成した高屈折率層に変更したこと以外
は実施例4と同様に作製した。
た100ml三口フラスコ中に、15gのテトラエトキ
シシランと4gの蒸留水及び4gのメタノール、濃塩酸
一滴(約0.05ml)を加えて70℃で30分攪拌し
た。これを室温まで冷却後、1wt%(SiO2換算)
まで所定のメタノールで希釈し、溶液に対して0.1w
t%になるようにベンゼンスルホン酸を加えた。テトラ
エトキシシラン100重量部に対して、ベンゼンスルホ
ン酸は5重量部となる。 塗膜作成:高屈折率層作製1で作成した高屈折率層上
に、塗料をマイクログラビアコーティング方式にて塗工
し、100℃1時間、送風乾燥機で加熱硬化した。
ジメトキシシロキサンオリゴマー(「MKCシリケート
MS−51」三菱化学製)を溶解した。これに100m
gのパラトルエンスルホン酸を加え、室温で12時間、
放置したものを塗料とした。MS−51が100重量部
に対して、パラトルエンスルホン酸は5重量部となる。 塗膜作成:高屈折率層作製1で作成した高屈折率層上
に、塗料をマイクログラビアコーティング方式にて塗工
し、100℃1時間、送風乾燥機で加熱硬化した。
化学製)に4gのメタノールと4gの蒸留水を加え、7
0℃で30分加熱還流した。これをパラトルエンスルホ
ン酸0.2%イソプロピルアルコール溶液で32.6倍に
希釈したものを塗料とした。MS−51が100重量部
に対して、パラトルエンスルホン酸は10重量部とな
る。 塗膜作成:高屈折率層作製1で作成した高屈折率層上
に、塗料をマイクログラビアコーティング方式にて塗工
し、100℃1時間、送風乾燥機で加熱硬化した。
中で、2.40gのシュウ酸を14.16gのエタノール
に溶解し、オイルバス中で還流させた。これにテトラエ
トキシシラン2.20g(10.7mmol)と1H,1
H,2H,2H−テトラヒドロパーフルオロノデシルトリ
エトキシシラン1.24g(2.7mmol)の混合物を
30分かけて滴下した。これを更に5時間還流し、完全
に加水分解した。これをパラトルエンスルホン酸0.2
%イソプロピルアルコール溶液8.26倍に希釈して塗
料とした。加水分解性シラン合計100重量部に対し
て、パラトルエンスルホン酸は10重量部となる。 塗膜作成:高屈折率層作製1で作成した高屈折率層上
に、塗料をマイクログラビアコーティング方式にて塗工
し、100℃1時間、送風乾燥機で加熱硬化した。
キシシラン2.20g(10.7mmol)と1H,1H,
2H,2H−テトラヒドロパーフルオロデシルトリエト
キシシラン1.24g(2.7mmol)の混合物を、M
KCシリケートMS−51(ジメトキシシランオリゴマ
ー;三菱化学製)1.31gと1,1,1,トリフルオロプ
ロピルトリエトキシシラン1.24g(6.3mmol)
の混合物に変更したこと以外は実施例13と同様に作製
した。加水分解性シラン合計100重量部に対して、パ
ラトルエンスルホン酸は12重量部となる。 <実施例15>実施例13中のパラトルエンスルホン酸
0.2%イソプロピルアルコール溶液を、ドデシルベン
ゼンスルホン酸0.2%イソプロピルアルコール溶液に
変更したこと以外は実施例13と同様に作製した。 <実施例16>実施例13中のパラトルエンスルホン酸
0.2%イソプロピルアルコール溶液を、ジイソプロピ
ルナフタレンスルホン酸0.2%イソプロピルアルコー
ル溶液に変更したこと以外は実施例13と同様に作製し
た。 <実施例17>実施例13中の塗工基体を高屈折率層作
製2で作成した高屈折率層に変更したこと以外は実施例
13と同様に作製した。
0.2%イソプロピルアルコール溶液を、イソプロピル
アルコール単独に変更したこと以外は実施例4と同様に
作製した。 <比較例2>実施例3中のオルトリン酸を、塩酸に変更
したこと以外は実施例3と同様に作製した。 <比較例3>実施例4中のオルトリン酸0.2%イソプ
ロピルアルコール溶液を、塩酸0.2%イソプロピルア
ルコール溶液に変更したこと以外は実施例4と同様に作
製した。 <比較例4>実施例4中のオルトリン酸0.2%イソプ
ロピルアルコール溶液を、マレイン酸0.2%イソプロ
ピルアルコール溶液に変更したこと以外は実施例4と同
様に作製した。 <比較例5>実施例4中のオルトリン酸0.2%イソプ
ロピルアルコール溶液を、トリスアセチルアセトナトア
ルミニウム(III)錯体0.2%イソプロピルアルコール
溶液に変更したこと以外は実施例4と同様に作製した。
スルホン酸を、塩酸に変更したこと以外は実施例11と
同様に作製した。
材を下記の特性について評価した。 (1)分光反射率:5゜正反射測定装置のついた分光光
度計(島津製作所:UV−3100)により550nm
における反射率を測定した。但し、塗布面を測定面と
し、裏面は反射を遮るためにスチールウールで荒らし、
黒色マジック(登録商標)で着色した。 (2)耐指擦り性:塗布面の裏面をスチールウールで荒
らし、黒色マジックで着色した。塗布面側を指で20回
ほど力強くこすり、表面に付着した指紋脂をティッシュ
ペーパーで除去し、こすった部分とその周りの色目の違
いを目視で確認した。色目の違いが確認できれば×、確
認できなければ○とした。 (3)耐スチールウール性:鉛筆硬度試験器に1cm角
のスチールウール(#0000)を取り付け、250g
/cm2の荷重をかけて、塗布面を5往復こすった。テ
ィッシュペーパーで削り粉を除去した後、目視で傷跡を
確認した。傷跡が4本以上あれば×、1〜3本であれば
△、全く確認されなければ○とした。
ルオロデシルトリエトキシシラン、 C1Si;1,1,1−トリフルオロプロピルトリエトキ
シシラン 高屈折率層1は、DPE−6A、高屈折率層2はKZ−
7886C加水分解方法は次の通りである。 (I);加水分解なし、(II);蒸留水と共に加熱、(II
I);塩酸と共に加熱、(IV);シュウ酸と共に加熱
本実施例の低反射部材はいずれも良好な反射防止性を発
揮すると共に、優れた耐指擦り性と耐スチールウール性
を有するものであった。他方、比較例においては、いず
れも耐指擦り性と耐スチールウール性が劣るものであっ
た。
硬化が40℃程度の低温でも可能であり、フィルムへの
コーティングが可能となる。更に本発明の低反射部材
は、これまでのシラン硬化物では得られなかった高い膜
強度を有し、優れた高い密着性と耐擦傷性を有する。特
に、4個の加水分解基を有するシラン化合物とフルオロ
アルキルシラン化合物の混合物を用いることで、屈折率
と膜強度をバランス良く向上できる。
Claims (7)
- 【請求項1】 透明支持基体と、該透明支持基体よりも
低い屈折率を有する低屈折率層とを有する低反射部材に
おいて、 前記低屈折率層は、加水分解性シラン化合物及び/又は
その加水分解物と、 リン酸類、スルホン酸類および二酸化ケイ素融剤から選
択される1種以上からなる硬化促進成分とを含有する混
合物が硬化したものであり、 前記加水分解性シラン化合物は、下記一般式[1]で示
されるシラン化合物、一般式[2]で示されるシラン化
合物、一般式[3]で示される化合物若しくは重合物か
ら選ばれる少なくとも1種類であることを特徴とする低
反射部材。 R1 a−SiX4-a 0≦a≦2 [1] X3Si−R2−SiX3 [2] Y−(Si(OR3)2O)n−Y [3] (XはCl、Br、NCO、OR4のいずれかを示す。
YはHまたは炭素数が1〜20の有機基を示す。R1、
R2、R3、R4は炭素数が1〜20の有機基を示す。n
は1〜30の整数を示す。) - 【請求項2】 前記低屈折率層は、加水分解性シラン化
合物及び/又はその加水分解物を100重量部に対し
て、硬化促進成分を1〜30重量部含有する混合物の硬
化物であることを特徴とする請求項1記載の低反射部
材。 - 【請求項3】 前記加水分解性シラン化合物が、4個の
加水分解基を有するシラン化合物と、下記一般式[4]
または一般式[5]で示されるシラン化合物のいずれか
又は両方との混合物であることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の低反射部材。 R5 a−SiX4-a 1≦a≦2 [4] X3Si−R6−SiX3 [5] (XはCl、Br、NCO、OR4のいずれかを示す。
R5とR6は少なくとも1つのフッ素原子を含む有機基を
示す。) - 【請求項4】 前記リン酸類がオルトリン酸またはメタ
リン酸であることを特徴とする請求項1、2、3のいず
れかに記載の低反射部材。 - 【請求項5】 前記スルホン酸類がベンゼンスルホン酸
またはパラトルエンスルホン酸であることを特徴とする
請求項1、2、3のいずれかに記載の低反射部材。 - 【請求項6】 前記低屈折率層と前記透明支持基体との
間に、高屈折率層が設けられていることを特徴とする請
求項1〜5のいずれかに記載の低反射部材。 - 【請求項7】 前記透明支持基体が偏光板であることを
特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の低反射部
材。
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