JP2007147798A - 反射防止フィルムおよび光学製品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の反射防止フィルムは、複数の熱可塑性樹脂層が積層されてなる基材フィルムと、この基材フィルムの少なくとも一方の面に積層される反射防止層とを備え、下記(1)、(2)を満たす。(1)第i番目の熱可塑性樹脂層における380nm〜780nmの範囲の波長λでの屈折率ni(λ)と、第i+1番目の熱可塑性樹脂層における380nm〜780nmの範囲の波長λでの屈折率ni+1(λ)とが、すべてのiにおいて|ni(λ)−ni+1(λ)|≦0.05の関係を満たす。(2)第i番目の熱可塑性樹脂層の引張弾性率をAi、第i+1番目の熱可塑性樹脂層の引張弾性率をAi+1とし、|Ai+1−Ai|≧0.5GPaとなるようなiを少なくとも1つ含む。
【選択図】図2
Description
(1)前記k個の熱可塑性樹脂層において、第i番目の熱可塑性樹脂層における、波長380nmでの屈折率ni(380)および波長780nmでの屈折率ni(780)と、第i+1番目の熱可塑性樹脂層における、波長380nmでの屈折率ni+1(380)および波長780nmでの屈折率ni+1(780)とが、i=1〜k−1において、||ni(380)-ni+1(380)|−|ni(780)-ni+1(780)||≦0.02である。
(2)前記第i番目の熱可塑性樹脂層の引張弾性率をAi、前記第i+1番目の熱可塑性樹脂層の引張弾性率をAi+1とし、|Ai+1−Ai|≧0.5GPaとなるようなi(i=1〜k−1)を少なくとも1つ含む。
基材フィルムは、k個の熱可塑性樹脂層が積層された積層体として構成され、例えば、2層の積層体や、3層以上の積層体とすることができる。この中でも、基材フィルムが、7層以下の積層体であることが好ましく、5層以下の積層体であることがより好ましい。基材フィルムを構成する熱可塑性樹脂層の積層数を上記の通りとすることにより、各熱可塑性樹脂層の面状や厚みの制御の容易化を図ることができる。
反射防止層は、外光の移りこみ等を防止するための層である。このような反射防止層を有する反射防止フィルムは、入射角5°、波長430〜700nmにおける反射率が2.0%以下であるとともに、波長550nmにおける反射率が1.0%以下であることが好ましい。この反射防止層の厚みは、0.01〜1μmであることが好ましく、0.02〜0.5μmであることがより好ましい。なお、フィルムの反射率は、当該フィルムの幅方向の中心位置で測定される。
低屈折率層とは、基材フィルムまたは、基材フィルムとの間に設けられるハードコート層等のその他の層よりも屈折率の低い層のことである。低屈折率層を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、蒸着、スパッタリング等の物理的気相成長法、CVD等の化学的気相成長法、湿式コーティング法等を用いることができる。湿式コーティング法としては、硬化法およびゾルゲル法を挙げることができる。
前記反射防止層は、前記低屈折率層の防汚性を高めるために、前記低屈折率層の上(観察側)にさらに防汚層を有していてもよい。防汚層の形成材料としては、低屈折率層の機能を阻害せず、防汚層としての要求性能を満たす限り特に制限はなく、通常、疎水基を有する化合物が好ましい。具体的に、防汚層の形成材料としては、パーフロロアルキルシラン化合物、パーフロロポリエーテルシラン化合物、およびフッ素含有シリコーン化合物を挙げることができる。また、防汚層の形成方法は、形成する材料に応じて、例えば、蒸着、スパッタリング等の物理的気相成長法;CVD等の化学的気相成長法;湿式コーティング法;等を用いることができる。防汚層の厚みは、20nm以下が好ましく、1〜10nmがより好ましい。また、反射防止層は、前記防汚層のほかに、防眩層、ガスバリア層、透明帯電防止層、プライマー層、電磁波遮蔽層、および下塗り層を有してもよい。
実施例および比較例に示す反射防止フィルムは、下記の方法により評価を行った。
単層の熱可塑性樹脂層を形成した後、1cm×25cmの試験片を切り出し、ASTM882に基づき、引張試験機(テンシロンUTM−10T−PL、東洋ボールドウィン社製)を用いて、引張速度25mm/minの条件で、熱可塑性樹脂層の引張弾性率を測定した。同様の測定を5回行い、その算術平均値を引張弾性率の代表値とする。
基材フィルムをエポキシ樹脂に包埋したのち、ミクロトーム(RUB-2100、大和工業社製)を用いてスライスし、走査電子顕微鏡を用いて断面を観察し、基材フィルムの厚みを測定する。
単層の熱可塑性樹脂層を形成し、この熱可塑性樹脂層について、プリズムカプラー(model2010、Metricon社製)を用いて、温度20℃±2℃、湿度60±5%の条件下で、波長633nm、407nm、532nmにおける屈折率の値から、Caucyの分散式により、380nm〜780nmの屈折率を算出する。
基材フィルムにおける反射防止層が積層された面と反対側の面に、黒ビニルテープNo.21(日東電工社製)を貼り、分光光度計(紫外可視近赤外分光光度計 V−570、日本分光社製)を用い、入射角5°で波長380nmから780nmの反射スペクトルを測定し、波長550nmにおける反射率を求める。なお、反射率は、フィルムの幅方向の中心位置で測定する。
上記各層の屈折率について、高速分光エリプソメトリ(M−2000U、J.A.Woollam社製)を用い、温度20℃±2℃、湿度60±5%の条件下で、入射角度をそれぞれ55、60,65度で測定した場合の、波長領域400〜1000nmのスペクトルから算出する。なお、屈折率は、フィルムの幅方向の中心位置で測定する。
ASTM D1003に準拠して、濁度計(NDH-300A、日本電色工業社製)を用いて測定する。なお、同様の測定を5回行い、その算術平均値を全光線透過率の代表値とする。
JIS K7361−1997に準拠して、濁度計(NDH-300A、日本電色工業社製)を用いて測定する。なお、同様の測定を5回行い、その算術平均値をヘイズの代表値とする。
JIS−5600−5−4に基づいて、作製されたハードコートフィルムにて500g荷重で測定する。ハードコート層が積層された基材フィルムの上に鉛筆をおき、45度の角度、上から500gの荷重を掛けて5mm程度引っかき、傷の付き具合を確認する。
暗幕のような光を通さない黒布の上に反射防止フィルムを置き、三波長蛍光灯(ナショナル FL20SS・ENW/18、松下電器社製)で照らして、反射防止フィルムの表面を目視観察し、以下の基準で評価した。
◎:干渉縞が見えない。
○:干渉縞がうっすらと見える。
△:干渉縞が目立つ。
×:干渉縞が目立ち、かつギラツキが生じる。
反射防止フィルムを1cm×5cmに打ち抜いて試験フィルムを得た。この得られた試験フィルムを3mmφのスチール製の棒に巻きつけ、巻きつけたフィルムが棒のところで折れるか否かをテストした。合計10回テストを行い、折れなかった回数によって下記指標で可撓性を表した。
○:折れたフィルム片が1枚以下
×:折れたフィルム片が2枚以上
市販の液晶テレビ(シャープ社製、LC-13C5-S)の表面に、本実施例または比較例で得られた反射防止フィルムを貼り合わせ、この液晶テレビの表示品位を以下の基準で評価した。
○:長時間(例えば1〜2時間くらい)使用しても作業者が不快に感じない。
×:長時間の使用で作業者が不快に感じる。
市販の液晶テレビ(LC−13C5−S シャープ社製)から液晶表示パネルを取り外し、この液晶表示パネルから視認者側の偏光板を液晶セルから剥がし、代わりに、本実施例または比較例で得られた反射防止フィルムを、剥がした偏光板に用いられているのと同じ偏光子に貼付して作製された偏光板を、反射防止フィルムが視認者側となるように、前記液晶セルに貼り合せて液晶表示パネルを得た。次いで、この液晶表示パネルを周囲明るさ500ルクスの環境下に設置し、反射色を目視により観察して、以下の基準で評価した。
○:反射色が黒色である。
×:反射色が青色である。
まず、実施例および比較例に用いたハードコート層および低屈折率層を形成するための組成物についてそれぞれ説明する。
6官能ウレタンアクリレートオリゴマー30部、ブチルアクリレート40部、イソボロニルメタクリレート30部、および2,2-ジフェニルエタン-1-オン10部を、ホモジナイザーで混合し、五酸化アンチモン微粒子(平均粒子径20nm、水酸基がパイロクロア構造の表面に現れているアンチモン原子に1つの割合で結合している。)の40%メチルイソブチルケトン溶液を、五酸化アンチモン微粒子の重量がハードコート層形成用組成物全固形分の50重量%を占める割合で混合して、ハードコート層形成用組成物Hを調製した。
テトラメトキシシランのオリゴマー21部、メタノール36部、水2部、および0.01Nの塩酸水溶液2部を混合し、25℃の高温槽中で2時間撹拌して、重量平均分子量850のシリコーンレジンを得た。次に、中空シリカ微粒子のイソプロパノール分散ゾル(固形分20%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm)を前記シリコーンレジンに加えて、中空シリカ微粒子/シリコーンレジン(縮合化合物換算)が固形分基準の重量比で8:2となるようにした。最後に全固形分が1%になるようにメタノールで希釈して低屈折率層形成用組成物L1を調製した。
還流管を備えつけた4つ口反応フラスコにエタノール200部を投入し、撹拌下にこのエタノールに蓚酸120部を少量づつ添加することにより、蓚酸のエタノール溶液を調製した。次いで、この溶液をその還流温度まで加熱し、還流下のこの溶液中に、ヘプタデカフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン50部、テトラメトキシシラン10部、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン50部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート20部、および2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン5部を攪拌混合しの混合物を滴下した。滴下終了後も、還流下に加熱を5時間続けた後冷却した。次に、中空シリカ微粒子として中空シリカイソプロパノール分散ゾル(触媒化成工業社製、固形分20重量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm)を、中空微粒子の割合が固形分基準で70重量%になるように添加し、メタノールにて固形分が1重量%になるように希釈することにより低屈折率層形成用組成物L2を調製した。
含フッ素モノマーである、フッ化ビニデリン70重量部およびテトラフルオロエチレン30重量部を、メチルイソブチルケトンに溶解した。次に、この溶解物に、中空シリカイソプロパノール分散ゾル(触媒化成工業社製、固形分20重量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm)を、含フッ素モノマー固形分に対して中空シリカ固形分で30質量%、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(信越化学社製)を前記固形分に対して3質量%、光ラジカル発生剤イルガキュア184(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)を前記固形分に対して5質量%添加し、低屈折率層形成用組成物L3を調製した。
<実施例1>
(基材フィルム1の作製)
熱可塑性樹脂層を構成するためのポリメチルメタクリレート樹脂(表及び図中PMMAと表記、吸水率0.3%)を、目開き10μmのリーフディスク形状のポリマーフィルターを設置したダブルフライト型一軸押出機に投入し、押出機出口温度260℃で溶融樹脂をダイスリップの表面粗さRaが0.1μmであるマルチマニホールドダイの一方に供給した。
ポリメチルメタクリレート樹脂層は、波長380nmにおける屈折率が1.512であり、波長780nmにおける屈折率が1.488であった。脂環式オレフィンポリマー層は、波長380nmにおける屈折率が1.555であり、波長780nmにおける屈折率が1.529であった。
基材フィルム1の両面に、高周波発信機(出力0.8KW)を用いてコロナ放電処理を行い、表面張力が0.055N/mの基材フィルム1Aを得た。次に、基材フィルム1の片面に、ダイコーターを用いてハードコート層形成用組成物Hを塗工し、80℃の乾燥炉の中で5分間乾燥させて被膜を得た。さらに、この皮膜に紫外線を照射(積算照射量300mJ/cm2)して、厚さ5μmのハードコート層を形成し、積層フィルム1Bを得た。ハードコート層の屈折率は1.62であり、ハードコート層側の鉛筆硬度が4Hであった。
実施例1で用いた3層構成のフィルムを得るためのマルチマニホールドダイを2層構成のフィルムを得るためのマルチマニホールドダイに置き換えて、実施例1同様にしてポリメチルメタクリレート樹脂層(32μm)−接着層(4μm)−脂環式オレフィンポリマー層(44μm)の2層構成(接着層を除く)からなる、幅600mm、厚さ80μmの基材フィルム2を得た。評価結果を表1に示す。
実施例1において低屈折率層形成用組成物L1の代わりに、低屈折率層形成用組成物L2を用いた他は、実施例1と同様にして反射防止フィルム3を得た。評価結果を表1に示す。
実施例1において低屈折率層形成用組成物L1の代わりに、ハードコート層側に低屈折率層形成用組成物L3を塗工した。低屈折率層形成用組成物L3を塗工してから1時間放置して乾燥させた後、酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら、160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度300mW/cm2、照射量250mJ/cm2の紫外線を照射し、低屈折率層(屈折率1.43)を形成し、反射防止フィルム4を得た。評価結果を表1に示す。
波長380nmにおける屈折率が1.715であり、波長780nmにおける屈折率が1.631である厚さ30μmのポリエチレンテレフタレート(表及び図中PETと表記、吸水率0.5%)フィルムの両面に、厚さ20μmのポリメチルメタクリレート樹脂の単層フィルムを圧着ラミネートにより積層し、基材フィルム3を得た。
実施例1において、脂環式オレフィンポリマーの代わりにポリカーボネート樹脂(表及び図中PCと表記、吸水率0.2%)を使用した他は、実施例1と同様にして3層構造の基材フィルム4を作製した。そして、基材フィルム1をこの基材フィルム4に変えた他は実施例1と同様にして反射防止フィルム6を得た。
基材フィルム1に代えて、ポリメチルメタクリレート樹脂(表及び図中PMMAと表記)からなる厚み80μmの単層押出成形フィルムを、基材フィルム5として用いた他は実施例1と同様にして反射防止フィルム7を得た。図1にポリメタクリレートの単層フィルム層の屈折率n(λ)を示す。また、評価結果を表1に示す。
基材フィルム1に代えて、トリアセチルセルロース(表及び図中TACと表記)からなる厚み80μmの単層キャスト成形フィルムを、基材フィルム6として用いた他は実施例1と同様にして反射防止フィルム8を得た。トリアセチルセルロースの単層フィルム層の屈折率n(λ)を図1に示す。また、評価結果を表1に示す。
COP・・・脂環式オレフィンポリマー
TAC・・・トリアセチルセルロース
PC・・・ポリカーボネート樹脂
PET・・・ポリエチレンテレフタレート樹脂
Claims (11)
- k個(kは2以上の整数)の熱可塑性樹脂層が積層されてなる基材フィルムと、
この基材フィルムの少なくとも一方の面に積層される反射防止層と、を備え、
下記(1)、(2)の関係を満たすことを特徴とする反射防止フィルム。
(1)前記k個の熱可塑性樹脂層において、第i番目の熱可塑性樹脂層における、波長380nmでの屈折率ni(380)および波長780nmでの屈折率ni(780)と、第i+1番目の熱可塑性樹脂層における、波長380nmでの屈折率ni+1(380)および波長780nmでの屈折率ni+1(780)とが、n=1〜k−1において、||ni(380)-ni+1(380)|−|ni(780)-ni+1(780)||≦0.02である。
(2)前記第i番目の熱可塑性樹脂層の引張弾性率をAi、前記第i+1番目の熱可塑性樹脂層の引張弾性率をAi+1とし、|Ai+1−Ai|≧0.5GPaとなるようなi(i=1〜k−1)を少なくとも1つ含む。 - 請求項1に記載の反射防止フィルムにおいて、
入射角5°、波長430nm〜700nmにおける反射率が2.0%以下であり、波長550nmにおける反射率が1.0%以下であることを特徴とする反射防止フィルム。 - 請求項1または2に記載の反射防止フィルムにおいて、
前記基材フィルムの総厚みが200μm以下であることを特徴とする反射防止フィルム。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の反射防止フィルムにおいて、
前記Ai≧3GPaとなるようなi(i=1〜k−1)を少なくとも1つ含むことを特徴とする反射防止フィルム。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の反射防止フィルムにおいて、
各熱可塑性樹脂層の厚みが、それぞれ1μm以上であることを特徴とする反射防止フィルム。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の反射防止フィルムにおいて、
各熱可塑性樹脂層は、それぞれ非晶性樹脂を含んでなることを特徴とする反射防止フィルム。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の反射防止フィルムにおいて、
前記基材フィルムは、共押出成形により得られることを特徴とする反射防止フィルム。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の反射防止フィルムにおいて、
前記反射防止層は、フッ素化合物を含んでなる低屈折率層を有することを特徴とする反射防止フィルム。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の反射防止フィルムにおいて、
前記基材フィルムの表面に積層されたハードコート層を有することを特徴とする反射防止フィルム。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の反射防止フィルムにおいて、
前記反射防止層側の表面の鉛筆硬度が4H以上であることを特徴とする反射防止フィルム。 - 光学部材と、この光学部材の表面に積層される請求項1〜10のいずれかに記載の反射防止フィルムとを備えることを特徴とする光学製品。
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