JP2005157182A

JP2005157182A - 反射防止フィルム

Info

Publication number: JP2005157182A
Application number: JP2003398702A
Authority: JP
Inventors: Isao Oguri; 勲小栗
Original assignee: Teijin DuPont Films Japan Ltd
Current assignee: Toyobo Film Solutions Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】反射防止性能の優れた反射防止フィルムを提供する。
【解決手段】ポリエステル基材、該基材のうえに設けれた易接着層、該易接着層のうえに設けられたハードコート層、該ハードコート層のうえに設けられた反射防止層からなる反射防止フィルムであって、易接着層が６０〜１１０ｎｍの厚みを有することを特徴とする反射防止フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、反射防止フィルムに関する。詳しくは、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示装置の表示面や透明カバー基材に配置して用いる反射防止フィルムに関する。

ディスプレイ等の表示装置では外光の映り込みがあると表示が非常に見ずらい。このため表示面に反射防止フィルムを貼り合わせることが行われている。

この反射防止フィルムには、透明プラスチックフィルムの上に、無機化合物や有機フッ素化合物からなる低屈折率層を単層形成した反射防止フィルムや、低屈折率層と高屈折率層の２層以上からなる反射防止層を形成した反射防止フィルムが用いられている。反射防止層には、金属酸化物等の無機化合物が用いられ、湿式コーティングや、真空プロセスによる蒸着により形成される。

ポリエステル基材に反射防止層を設ける場合、ポリエステル基材の上にハードコート層を設け、その上に反射防止層を設けることが行われる。しかし、ハードコート層を直接ポリエステル基材に密着させるのは困難であるため、ポリエステル表面に易接着層を設け、その上にハードコート層を設ける場合が多い。
特開平０６−１１６４８７号公報

しかし、易接着層を設けることによって、反射防止フィルムとしての性能が損なわれることがある。本発明は、ポリエステル基材とハードコート層との高い密着性を備え、同時に高い反射防止性能を備える反射防止フィルムを提供することを課題とする。

すなわち、本発明は、ポリエステル基材、該基材のうえに設けれた易接着層、該易接着層のうえに設けられたハードコート層、該ハードコート層のうえに設けられた反射防止層からなる反射防止フィルムであって、易接着層が６０〜１１０ｎｍの厚みを有することを特徴とする反射防止フィルムである。

本発明は、好ましい態様として、ポリエステル基材の屈折率（ｎｓ）、易接着層の屈折率（ｎｉ）、ハードコート層の屈折率（ｎｈ）が下記式を満たす態様をとる。
ｎｓ＞ｎｉ＞０．９・ｎｈ

本発明により、反射防止性能の優れた反射防止フィルムを提供することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
[ポリエステル基材]
本発明において、ポリエステル基材を構成するポリエステルとしては、芳香族ジカルボン酸成分およびジオール成分からなる線状の飽和ポリエステルを用い、好ましくは、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを用いる。ポリエステル基材としては、上記ポリエステルを一軸若しくは二軸延伸して配向させたフィルムを用いることが好ましい。ポリエステル基材の厚みは加工性やフレキシビリティの点から、好ましくは５〜５００μｍである。このようなポリエステル基材自体は公知であり、従来から知られているポリエステルフィルムの製造法に従って製造することができる。

[易接着層]
易接着層は、ポリエステル基材とハードコート層の密着性を高めるために設る。易接着層を構成する素材としては、例えばポリエステル、アクリル、ウレタンといった樹脂を用いることができる。易接着層はポリエステル基材の製膜時に、インラインで形成するのが好ましい。本発明において、易接着層は、６０〜１１０ｎｍの厚みを有することが肝要である。６０ｎｍ未満であるか１１０ｎｍを超えると反射防止性能が損なわれる。

［ハードコート層］
ハードコート層は、その硬さは好ましくはくは２Ｈ以上、さらに望ましくは３Ｈ以上であり、さらに光学特性も考慮されていることが望ましい。このハードコート層を施すことによって、画面上に使用される場合であってもキズがつき難くなるなどの効果を付与することができる。

ハードコード層は、通常、電離放射線硬化型樹脂または光重合性ポリマーからなる。電離放射線硬化型樹脂は、少なくとも電子線あるいは紫外線照射により硬化される樹脂を含有する塗料から形成される。具体的には、光重合性プレポリマー、光重合性モノマーおよび光重合開始剤を含有し、さらに必要に応じて増感剤、非反応性樹脂、レベリング剤等の添加剤、溶剤を含有する。電離放射線硬化型塗料を硬化させるには、電子線あるいは紫外線を照射する。電子線を照射する場合、走査型あるいはカーテン型の電子線加速器を用い、加速電圧１０００ｋｅＶ以下、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有し、１００ｎｍ以下の波長領域の電子線を照射して行う。紫外線を照射する場合、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用い、１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域で、５０〜３００ｋｃａｌ／ｍｏｌのエネルギーを有する紫外線を照射する。

光重合性プレポリマーは、その構造、分子量が電離放射線硬化型塗料の硬化に関係し、電離放射線硬化型樹脂の接着性、硬度、耐クラック性等の特性を定めるものである。光重合性プレポリマーは骨格中に導入されたアクリロイル基が電離放射線照射されることにより、ラジカル重合する。ラジカル重合により硬化するものは硬化速度が速く、樹脂設計の自由度も大きいため、特に好ましい。

光重合性プレポリマーとしては、アクリロイル基を有するアクリル系プレポリマーが特に好ましく、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、３次元網目構造となるものである。アクリル系プレポリマーとしては、例えばウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、ポリエステルアクリレートを使用することができる。

光重合性モノマーは、高粘度の光重合性プレポリマーを希釈し、粘度を低下させ、作業性を向上させるために、また、架橋剤として塗膜強度を付与するために使用される。光重合性モノマーとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー、１、６−ヘキサジオールアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヒドロキシパビリン酸エステルネオペンチルグリコールアクリレート等の２官能アクリルモノマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチ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多官能アクリルモノマー等の１種若しくは２種以上が使用される。

また、光重合性モノマーの混合量が多くなると塗膜は必要以上に硬くなるため、所望の硬度、あるいは所望の可撓性が得られるよう、混合割合は適宜選択するとよい。例えば、本発明の透明ハードコートフィルムを曲げる用途に使用する場合は、可撓性に優れた熱硬化性、熱可塑性アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の非反応性樹脂を混合することにより、硬度を調節することができる。

光重合開始剤は、電離放射線の照射によりアクリロイル基の反応を短時間で開始させ、反応を促進させるために添加され、触媒的な作用を有するものである。光重合開始剤は、特に紫外線照射により硬化を行なう場合に必要とされ、高いエネルギーの電子線を照射する時には必要としない場合もある。光重合開始剤の種類としては、開裂することによりラジカル重合させるもの、水素を引き抜くことによりラジカル重合させるもの、あるいはイオンを発生させることによりカチオン重合させるものがある。

光重合開始剤としては、適宜選択できる。例えば、ベンゾインエーテル系、ケタール系、アセトフェノン系、チオキサントン系等のラジカル型光重合開始剤、ジアゾニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等や複合系のカチオン型光重合開始剤が挙げられる。これらは１種で用いてもよく、あるいは２種以上を併せて使用してもよい。光重合開始剤は樹脂固型分に対して２〜１０重量％、好ましくは３〜６重量％混合して使用する。

ポリエステル基材の屈折率（ｎｓ）、易接着層の屈折率（ｎｉ）、ハードコート層の屈折率（ｎｈ）は、下記式を満たすことが好ましい。この式を満たせば、一層優れた反射防止性能を得ることができる。
ｎｓ＞ｎｉ＞０．９・ｎｈ

[反射防止層]
反射防止層には、一層または二層以上の層から構成される反射防止層を用いる。例えば、無機化合物や有機フッ素化合物からなる低屈折率層を反射防止層として用いることができる。二層以上の層から反射防止層を構成する場合には、金属酸化物等の無機化合物を用いて形成した高屈折率層および低屈折率層からなる反射防止層を含む反射防止層を用いることができる。反射防止層は湿式コーティングや、真空プロセスによる蒸着により形成することができる。

反射防止層として好ましいものは、中屈折率層、高屈折率および低屈折率層の３層をこの順序で配置した反射防止層である。なお、反射防止層を構成する中屈折率層、高屈折率、低屈折率は、相対的な屈折率の高低による分類である。中屈折率層は好ましくは屈折率１．５〜１．９、高屈折率層は好ましくは屈折率１．８〜２．５、低屈折率は好ましくは屈折率１．３５〜１．５の範囲である。各層の厚みは通常１５〜１５０ｎｍであり、反射スペクトルの調整のために適宜調整される。

中屈折率層は、好ましくは電離放射線硬化型樹脂からなり、この中屈折率層は、好ましくは、チタン、ジルコニウム、インジウム、錫、セリウムおよびイットリウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物の微粒子を含有する。この酸化物の微粒子は、光の散乱を起こさないようにする観点から、好ましくは粒径が５〜５００ｎｍ、さらに好ましくは粒径が１０〜１００ｎｍのものを用いるとよい。

高屈折率層は好ましくはスパッタリング法を用いて形成する。高屈折率層は、好ましくは、チタン、ジルコニウム、インジウムおよび錫からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる。金属酸化物層を形成するスパッタリングの方法としては、金属酸化物をターゲットとした方法の他、金属ターゲットを用い、酸素を導入しながら行う反応性スパッタリングの方法を用いることもできる。

低屈折率層には、たとえば、含フッ素化合物または酸化ケイ素等の無機化合物を用いる。含フッ素化合物の架橋物は、好ましくは架橋性の含フッ素高分子化合物を加熱または電離放射線照射により形成される架橋物である。酸化ケイ素等の無機化合物も用いる場合、最表層にフッ素ポリマーを非常に薄く形成し、防汚染性を付与することが好ましい。

以下、本発明を詳細に説明するために実施例を挙げて説明する。
（１）反射率、膜厚および屈折率
サンプルの背面を黒色のビニールテープを貼り付け、背面の反射を除去した上で、大塚電子（株）製反射分光膜厚計ＦＥ−３０００を使用して反射率を測定し、さらに膜厚および屈折率を求めた。

（２）ポリエステル基材の製造と塗液の塗布
ポリエステル基材として用いるポリエステルフィルムは、特開２００３−４９０１１号公報に記載の実施例５に準じて製造した。すなわち、溶融ポリエチレンテレフタレート（［η］＝０．６５ｄｌ／ｇ、Ｔｇ＝７９℃）をダイより押出し、常法により冷却ドラムで冷却して未延伸フィルムとし、次いで縦方向に３．４倍に延伸した後、下記組成の濃度８％の水性塗液ロールコーターで均一に塗布した。得られた塗布フィルムを、引き続いて９５℃で乾燥し、横方向に１２０℃で３．７倍に延伸し、２２０℃で幅方向に３％収縮させ熱固定し、厚さ１８８μｍの易接着性フィルムを得た。なお、塗膜の厚さを変更して、４０ｎｍ、６０ｎｍ、９０ｎｍ、１１０ｎｍ、１３０ｎｍの厚みのものを作成した。

塗液組成
ポリエステル：架橋剤：添加剤１：添加剤２：濡れ剤
＝６５：２０：５：５：５（重量％）
塗液を構成するポリエステル、架橋剤、添加剤１、添加剤２、濡れ剤は以下のとおりである。

ポリエステル
塗液のポリエステルは、テレフタル酸６６モル％／イソフタル酸２２モル％／トリメリット酸４モル％／５−ナトリウムスルホイソフタル酸８モル％／エチレングリコール９０モル％／ジエチレングリコール１０モル％で構成されている（Ｔｇ＝６０℃）。このポリエステルは特開平０６−１１６４８７号公報の実施例１に記載の方法に準じて下記の通り製造した。すなわち、テレフタル酸ジメチル６６部、イソフタル酸ジメチル２２部、無水トリメリット酸ジエチル４部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル８部、エチレングリコール９０部、ジエチレングリコール１０部を反応器に仕込み、これにテトラブトキシチタン０．０５部を添加して窒素雰囲気下で温度を２３０℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで反応系の温度を徐々に２５５℃まで上昇させ系内を１ｍｍＨｇの減圧にして重縮合反応を行い、ポリエステルを得た。

架橋剤
架橋剤は、メチルメタクリレート２５モル％／２−イソプロペニル−２−オキサゾリン３０モル％／ポリエチレンオキシド（ｎ＝１０）メタクリレート１０モル％／アクリルアミド３５モル％で構成される。この架橋剤は、特開昭６３−３７１６７号公報の製造例１〜３に記載の方法に準じて下記の通り製造した。即ち、四つ口フラスコに、界面活性剤としてラウリルスルホン酸ナトリウム３部、およびイオン交換水１８１部を仕込んで窒素気流中で６０℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム０．５部、亜硝酸水素ナトリウム０．２部を添加し、更にモノマー類である、メタクリル酸メチル２５部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン３０部、ポリエチレンオキシド（ｎ＝１０）メタクリル酸１０部、アクリルアミド３５部の混合物を３時間にわたり、液温が６０〜７０℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に２時間保持しつつ、撹拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が３５％の架橋剤を得た。

添加剤１
添加剤１としては、シリカフィラー（日産化学株式会社製商品名スノーテックスＺＬ）を用いた。

添加剤２
添加剤２としては、カルナバワックス（中京油脂株式会社製商品名セロゾール５２４）を用いた。

濡れ剤
濡れ剤としては、ポリオキシエチレン（ｎ＝７）ラウリルエーテル（三洋化成株式会社製商品名ナロアクティーＮ−７０）を用いた。

[実施例１〜３]
上記作成のポリエステルフィルム（易接着層の厚み６０ｎｍ、９０ｎｍ、１１０ｎｍ）にハードコート剤Ｚ７５０１を塗布厚み５μｍ（屈折率１．５２）となるようにバーコーターで塗布乾燥し、高圧水銀灯を１００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギーで照射した。さらに、スパッタリング装置（神港精機（株）製ＳＲＶ−４３２１型）を使用し、ＴｉＯ_２膜を２０ｎｍ（屈折率２．３２）形成した。更に、同様にＳｉＯ_２（屈折率１．４７）を１２０ｎｍ形成し、反射防止フィルムを得た。

[比較例１〜２]
ポリエステルフィルムの易接着層の厚みが４０ｎｍおよび、１３０ｎｍである以外は実施例１と同様に行った。

本発明は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示装置の表示面に配置することにより反射防止フィルムとして好適に用いることができる。

Claims

ポリエステル基材、該基材のうえに設けれた易接着層、該易接着層のうえに設けられたハードコート層、該ハードコート層のうえに設けられた反射防止層からなる反射防止フィルムであって、易接着層が６０〜１１０ｎｍの厚みを有することを特徴とする反射防止フィルム。
ポリエステル基材の屈折率（ｎｓ）、易接着層の屈折率（ｎｉ）、ハードコート層の屈折率（ｎｈ）が下記式を満たす、請求項１記載の反射防止フィルム。
ｎｓ＞ｎｉ＞０．９・ｎｈ