JP2009265645A - 反射防止フィルム、偏光板および画像表示装置 - Google Patents

反射防止フィルム、偏光板および画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】生産性に優れ、表示装置の表示性能ムラを均一化することが可能で、テレビやモニタで必要とされる高温高湿下での長期耐久性に特に優れた反射防止フィルムを提供すること。
【解決手段】透明支持体上に、透明樹脂および透光性樹脂粒子を含有する少なくとも一層の防眩層もしくは拡散層と、該透明支持体および該防眩層もしくは拡散層の何れの層よりも屈折率の低い低屈折率層とをこの順に有する反射防止フィルムであって、
該透明樹脂が、(A)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、(B)エチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはカプロラクトン付加のいずれかで変性された変性多官能(メタ)アクリレートとを含む混合物を硬化してなるものであり、
該透光性樹脂粒子が、残存モノマー含率が2.0%以下であり、高架橋性であり、かつ圧縮強度が39〜98N/mmである(C)高架橋透光性樹脂粒子を含有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、偏光板および画像表示装置に関する。
反射防止フィルムは、一般に、陰極管表示装置(CRT)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)や液晶表示装置(LCD) のようなディスプレイ装置において、外光の反射によるコントラスト低下や像の映り込みを防止するために、光学干渉の原理を用いて反射率を低減するようディスプレイの最表面に配置される。
このような反射防止フィルムは、一般的には、透明支持体上に適切な膜厚の、透明支持体より低屈折率の低屈折率層による皮膜をフィルムの最外層に形成することにより作製されている。低い反射率を実現するために低屈折率層にはできるだけ屈折率の低い材料が望まれる。また反射防止フィルムはディスプレイの最表面に用いられるため高い耐擦傷性も要求される。支持体の厚みが数十μm〜数mmのプラスチックフィルムである場合には、高い耐擦傷性を実現するためには、低屈折率層の皮膜自体の強度、下層との密着性に加えて、支持体の押し込み弾性の低さを補うためのハードコート層が必須である。特に近年、テレビやモニタ等のアプリケーションにおいては、高い耐擦傷性が要求されるようになっており、最表層の皮膜の強度に加えてハードコート層による押し込み弾性の改善は大きな課題である。
また近年のテレビやモニタは大画面化と共に高精細化も進んでおり、ハードコート層には表示装置起因の表示性能ムラを改善するために、光拡散の機能を持たせることが必須となっている。光拡散を付与する方法としては、表面散乱と内部散乱を併せ持つ防眩性ハードコート層(以下防眩層と省略する)を用いるか、内部散乱を主とする拡散性ハードコート層(以下拡散層と省略する)を用いるかの2つに分類される。どちらの場合でも内部散乱性は、特許文献1や2に記載されているようにハードコート層内に適切な屈折率と粒子径を持つ樹脂粒子や無機粒子を分散させることで達成されることが主流である。
特許文献1や2に記載されているように、内部散乱性の制御に粒子の粒子径は重要なファクターであるが、無機粒子の使用は、比重が高いことに起因する沈降性の悪化や、膜に対して粒子の硬度が高いことに起因する膜脆性の悪化を生じてしまう。一方、樹脂粒子の使用の場合は、無機粒子とは異なり溶剤に対して膨潤性を持つために、内部散乱性を最適な状態(屈折率および粒子径)に保つことが難しい。そこで制御された内部散乱性を持たせるためには、特許文献3に示すように溶剤への膨潤性を極力低くすることが、光学設計および製造の観点から望ましいが、この時に溶剤への膨潤を抑えることで、常温常湿である初期状態では最適な内部散乱性を持つ光学フィルムが、高温高湿環境下での耐久性が著しく劣ってしまうという問題があることが判明した。
特開2007−264113号公報 特開2005−187770号公報 特開2007−148398号公報
本発明の目的は、生産性に優れ、表示装置の表示性能ムラを均一化することが可能で、テレビやモニタで必要とされる高温高湿下での長期耐久性に特に優れた反射防止フィルムを提供することにある。
また、本発明の別の目的は、該反射防止フィルムを具備した偏光板および画像表示装置を提供することである。
本発明者らは、鋭意検討の結果、特定のバインダーとの組み合わせにより、高架橋性、高強度の樹脂粒子を使用した場合でも高温高湿下での長期耐久性に優れた反射防止フィルムを作製することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の各構成により、上記目的を達成したものである。
1.
透明支持体上に、透明樹脂および透光性樹脂粒子を含有する少なくとも一層の防眩層もしくは拡散層と、該透明支持体および該防眩層もしくは拡散層の何れの層よりも屈折率の低い低屈折率層とをこの順に有する反射防止フィルムであって、
該透明樹脂が、(A)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、(B)エチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはカプロラクトン付加のいずれかで変性された変性多官能(メタ)アクリレートとを含む混合物を硬化してなるものであり、
該透光性樹脂粒子が、残存モノマー含率が2.0%以下であり、高架橋性であり、かつ圧縮強度が39〜98N/mmである(C)高架橋透光性樹脂粒子を含有する反射防止フィルム。
2.
前記(B)変性多官能(メタ)アクリレートにおいて、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドの付加モル数が1〜3であるか、またはカプロラクトン付加モル数が3〜10である上記1に記載の反射防止フィルム。
3.
前記(A)多官能(メタ)アクリレートの平均分子量が200〜600であり、前記(B)変性多官能(メタ)アクリレートの平均分子量が300〜2000である上記1または2に記載の反射防止フィルム。
4.
前記防眩層もしくは拡散層の膜厚(t)が8μm以上15μm以下であり、前記(C)高架橋透光性樹脂粒子の平均粒径(φC)が5.5μm以上10μm以下であり、前記(C)高架橋透光性樹脂粒子の屈折率(npC)が1.55以上1.58以下であり、かつ前記(C)高架橋透光性樹脂粒子の平均粒径(φC)と前記膜厚(t)の比(φC/t)が0.30以上0.75以下である上記1〜3のいずれかに記載の反射防止フィルム。
5.
前記防眩層もしくは拡散層が、さらに第2の(D)高架橋透光性樹脂粒子を含み、該(D)高架橋透光性樹脂粒子の粒径が前記(C)高架橋透光性樹脂粒子の粒径と実質的に同じである上記1〜4のいずれかに記載の反射防止フィルム。
6.
前記(D)透光性樹脂粒子の屈折率が1.49以上1.54以下である上記5に記載の反射防止フィルム。
7.
前記透光性樹脂粒子を、分散溶媒に浸漬させた後の膨潤率が20体積%以下である上記1〜6のいずれかに記載の反射防止フィルム。
8.
前記(C)高架橋透光性樹脂粒子が2官能以上の架橋性モノマーで架橋されており、該架橋性モノマーの含有率が該(C)高架橋透光性樹脂粒子を形成するための全モノマーに対して15質量%以上である上記1〜7のいずれかに記載の反射防止フィルム。
9.
前記透光性樹脂粒子が(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを重合してなる樹脂粒子である上記1〜8のいずれかに記載の反射防止フィルム。
10.
偏光膜と該偏光膜の両面を保護する2枚の保護フィルムを有する偏光板であって、該保護フィルムの少なくとも一方が、上記1〜9のいずれかに記載の反射防止フィルムである偏光板。
11.
上記1〜9のいずれかに記載の反射防止フィルム、または上記10に記載の偏光板を有する画像表示装置。
本発明によれば、生産性に優れ、表示装置の表示性能ムラを均一化することが可能で、テレビやモニタで必要とされる高温高湿下での長期耐久性に特に優れた反射防止フィルムを提供することができる。さらに、本発明によれば、同様に高温高湿下での長期耐久性に優れた偏光板および画像表示装置を提供することができる。
本発明の反射防止フィルムの平均傾斜角度を測定する方法を説明する図である。
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において、数値が物性値、特性値等を表す場合に、「(数値1)〜(数値2)」という記載は「(数値1)以上(数値2)以下」の意味を表す。また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」との記載は、「アクリレート及び(メタ)アクリレートの少なくともいずれか」の意味を表す。「(メタ)アクリル酸」等も同様である。
本発明の反射防止フィルムは、透明支持体上に、透明樹脂および透光性樹脂粒子を含有する少なくとも一層の防眩層もしくは拡散層と、該透明支持体および該防眩層もしくは拡散層の何れの層よりも屈折率の低い低屈折率層とをこの順に有する反射防止フィルムであって、該透明樹脂が、(A)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、(B)エチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはカプロラクトン付加のいずれかで変性された変性多官能(メタ)アクリレートとを含む混合物を硬化してなるものであり、該透光性樹脂粒子が、残存モノマー含率が2.0%以下であり、高架橋性であり、かつ圧縮強度が39〜98N/mmである(C)高架橋透光性樹脂粒子を含有する。
(反射防止フィルムの層構成)
本発明の反射防止フィルムは、透明支持体の上に少なくとも1層の防眩層もしくは拡散層を有する。本発明の防眩層および拡散層は、透明樹脂を含む層の中に透光性樹脂粒子が分散している構造を有する。防眩層および拡散層は1層でもよいし、複数層、例えば2層〜4層で構成されていてもよい。
本発明の反射防止フィルムの好ましい層構成の例を下記に示す。下記構成において基材フィルムは、フィルムで構成された透明支持体を指している。
・基材フィルム/防眩層もしくは拡散層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層もしくは拡散層/帯電防止層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/防眩層もしくは拡散層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/防眩層もしくは拡散層/帯電防止層/低屈折率層
・基材フィルム/ハードコート層/帯電防止層/防眩層もしくは拡散層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層もしくは拡散層/高屈折率層/低屈折率層
・基材フィルム/防眩層もしくは拡散層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・帯電防止層/基材フィルム/防眩層もしくは拡散層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・基材フィルム/帯電防止層/防眩層もしくは拡散層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・帯電防止層/基材フィルム/防眩層もしくは拡散層/高屈折率層/低屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
本発明の反射防止フィルムでは、防眩層もしくは拡散層、低屈折率層以外の層が塗設されていてもよく、これらの層としては、例えばハ−ドコート層、帯電防止層、防汚層等が挙げられる。防眩層もしくは拡散層がハ−ドコート層、帯電防止層、防汚層等の機能を同時に有することがより好ましい。
本発明では、低反射化の点から、中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層を含む構成の反射防止フィルムが好ましく、例えば、特開平8−122504号公報、同8−110401号公報、同10−300902号公報、特開2002−243906号公報、特開2000−111706号公報等に記載の構成が挙げられる。上記構成の中屈折率層、高屈折率層の少なくとも1つが帯電防止層の機能を兼ねることが好ましい。中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層の3層構成である場合は、中屈折率層が帯電防止層の機能を兼ねることが、所望の帯電防止性と屈折率実現の観点で好ましい。製造が単純で生産性が高いという点では、本発明で最も好ましい形態は、支持体上に単一層の防眩層もしくは拡散層と単一層の低屈折率層をこの順に有する反射防止フィルムである。
(防眩層もしくは拡散層)
本発明の防眩層もしくは拡散層は、透明樹脂および透光性樹脂粒子を含有し、該透明樹脂が、(A)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、(B)エチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはカプロラクトン付加のいずれかで変性された変性多官能(メタ)アクリレートとを含む混合物を硬化してなるものであり、該透光性樹脂粒子が、残存モノマー含率が2.0%以下と高架橋性で、かつ圧縮強度が39〜98N/mmである(C)高架橋透光性樹脂粒子を含有する。(C)高架橋透光性樹脂粒子は、後述するが、好適には、平均粒径が5.5μm〜10μmであるものがよい。なお、本発明において、粒子サイズは一次粒径を示す。
ここで本発明でいう高架橋性とは残存モノマー含率によって示され、残存モノマー含率が低いほど高架橋である。
また、本発明でいう圧縮強度は、粒子径が10%変形するときの圧縮強度をいう。
粒径が10%変形するときの圧縮強度とは、粒子圧縮強度(S10強度)であり、粒子径が10%変形したときの試験力と圧縮前の粒子径とを次式に導入して得られる値である。
式(1) S10=2.8P/(πd
但し式(1)で、S10:圧縮強度[N/mm]、P:試験力[N]、d:粒子径[mm]を表す。圧縮強度の測定は、上記のパラメーターが求められる測定方法であれば特に限定されない。例えば、微小圧縮試験機MCT―Wシリーズ[(株)島津製作所(株)製]を用いて樹脂粒子単体の一定の負荷速度で圧縮試験を行うことで測定することができる。
本発明における防眩層もしくは拡散層は、少なくとも前記(A)〜(C)成分を含む組成物を有機溶媒中に分散または溶解させ、得られた塗布液を透明支持体上に塗布・乾燥・硬化させて形成することができる。塗布液には、重合開始剤、好ましくは、塗布液の粘度を調整するための高分子化合物、カール低減や屈折率調節等のための無機微粒フィラー、塗布助剤等を含むことができる。
本発明の反射防止フィルム、偏光板および画像表示装置は、様々な光源が様々な角度から映りこむ場合の広い条件で良好な防眩性を示す必要がある。このような多様な使用環境に対応する評価の一例としては、光源の太さ、映り込む角度を変化させて、防眩性を評価する方法がある。また、黒締まりに関しても、明室環境下でディスプレイの垂直方向から視認した場合と角度をつけて視認した場合の両方で良好な黒締まりを達成する必要がある。
[透明樹脂]
本発明の防眩層もしくは拡散層に含まれる透明樹脂は(A)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、後述の(B)変性多官能アクリレートとを含む混合物を硬化してなるものである。
本発明の(A)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートとしては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル{例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−クロヘキサンテトラ(メタ)アクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート}、等が挙げられる。
また、防眩層もしくは拡散層を高屈折率にするには、このモノマーの構造中に芳香族環や、フッ素以外のハロゲン原子、硫黄原子、リン原子、及び窒素原子から選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましい。
さらに、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する樹脂、例えば比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂および多価アルコール等の、多官能化合物などのオリゴマー又はプレポリマー等もあげられる。
本発明の防眩層もしくは拡散層の透明樹脂は、(B)エチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはカプロラクトン付加のいずれかで変性された変性多官能(メタ)アクリレートを、上記(A)と混合したものを硬化して得られる。以降でエチレンオキシドを「EO」、プロピレンオキシドを「PO」と略する。更にEOまたはPOのモル数を「n」で表示する。このとき、上記オキシド付加した変性多官能アクリレート系モノマーにおいて、EOまたはPOのn数としては、n=1〜15が好ましく、n=1〜10がより好ましく、n=1〜6がさらに好ましく、n=1〜3が特に好ましい。またカプロラクトン付加した変性多官能アクリレート系モノマーにおいて、n=3〜10が好ましく、n=3〜6がより好ましく、n=3がより好ましい。(この時nは平均値で表す。)
具体的に(B)として以下のモノマー類があげられるがこれらによって限定されるもの
ではない。
B−1 EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=1)
B−2 EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=1.5)
B−3 EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=2)
B−4 EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=6)
B−5 PO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=1)
B−6 PO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(n=2)
B−7 EO付加グリセリントリ(メタ)アクリレート(n=2)
B−8 PO付加グリセリントリ(メタ)アクリレート(n=2)
B−9 EO付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート(n=2)
B−10 PO付加ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート(n=2)
B−11 EO付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート(n=2)
B−12 PO付加ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート(n=2)
B−13 EO付加ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(n=1.5)
B−14 EO付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(n=1)
B−15 PO付加ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(n=1.5)
B−16 PO付加ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(n=1)
B−17 トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート
B−18 カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(n=2)
B−19 カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(n=3)
B−20 カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(n=6)
これらのモノマー類は併用して用いられてもよい。
(B)としては、EO付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートが好ましい。また、上記具体例の中でも、B−1、B−2、B−10が特に好ましく用いられる。
(A)多官能(メタ)アクリレートと(B)変性多官能(メタ)アクリレートの混合比は、10対1〜1対10(重量比)の範囲で、設計膜厚におけるカール、脆性、引掻き強度等のバランスの良い混合比を選択すればよい。
多官能(メタ)アクリレートモノマー(A)の分子量は200〜600の範囲のものが好ましく、変性多官能(メタ)アクリレート(B)の分子量は、平均分子量で300〜2000の範囲のものが好ましく用いられる。ここで平均分子量を用いているのは、付加基の導入率が均一な化合物は得にくく、導入率の異なる化合物の混合物として使用するのが現実的であるためである。分子量が上記の範囲の下限値以上であれば、支持体への拡散(浸透)速度が速すぎず、面状故障が起こりにくく、皮膚への浸透性が大きくなく、皮膚刺激性、感作性といった安全性の観点で好ましい。一方、分子量が上記の範囲の上限値以下であれば、支持体への拡散(浸透)性が小さすぎず、密着性が良好であり、塗布液粘度が上昇せず塗布性が良好であり、好ましい。
これらのエチレン性不飽和基を有するモノマーの重合は、光ラジカル重合開始剤又は熱ラジカル重合開始剤の存在下、電離放射線の照射又は加熱により行うことができる。従って、エチレン性不飽和基を有するモノマー、光ラジカル重合開始剤又は熱ラジカル重合開始剤、および粒子、必要に応じて無機フィラー、塗布助剤、その他の添加剤、有機溶媒等を含有する塗布液を調製し、該塗布液を透明支持体上に塗布後、電離放射線又は熱による重合反応により硬化して防眩層もしくは拡散層を形成する。電離放射線硬化と熱硬化を合わせて行うことも好ましい。光及び熱重合開始剤としては市販の化合物を利用することができ、それらは「最新UV硬化技術」(p.159,発行人;高薄一弘,発行所;(株)技術情報協会,1991年発行)や、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)のカタログに記載されている。
重合開始剤は、上記(A)又は(B)の化合物100質量部に対して、重合開始剤総量で0.1〜15質量部の範囲で使用することが好ましく、1〜10質量部の範囲がより好ましい。
防眩層もしくは拡散層の厚さは、好ましくは8μm〜15μmであり、更に好ましくは10μm〜15μmであり、最も好ましくは11μm〜15μmである。8μm以上であれば、下記に述べる透光性樹脂粒子を用いた場合に表面凹凸が大きくなりすぎず、明室での黒締まり感が向上し、15μm以下であると生産性、カール、脆性、ディスプレイの薄型化の観点から好ましい。
[透光性樹脂粒子]
本発明の防眩層もしくは拡散層は透光性樹脂粒子を含み、該透光性樹脂粒子は、残存モノマー含率が2.0%以下であり、高架橋性であり、かつ圧縮強度が39〜98N/mm以上である(C)高架橋透光性樹脂粒子(以下、粒子Cということがある)を含有する。
粒子Cは残存モノマー含率が2.0%以下であり、1.0%以下であることがより好ましい。残存モノマー含率が2.0%以下であると、粒子の架橋が十分であり、塗布液中の溶剤によって樹脂粒子が膨潤してしまい、内部および表面散乱性に必要な粒子径からの変動を生じにくくなる。残存モノマー含率は、樹脂粒子中に未架橋で残存しているモノマーを溶剤によって抽出し、その抽出液中のモノマー量はガスクロマトグラフィーを用いて定量することで求められる。具体的な測定方法は、後述の実施例の測定方法にて記載する。
粒子Cの平均粒径(φC)は、5.5μm〜10μmで、かつ屈折率(npC)が1.55〜1.58であるのが好ましい。
粒子Cの屈折率(npC)は、1.55〜1.58が好ましく、1.56〜1.57がより好ましい。粒子の屈折率が1.55以上であれば、(A)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、(B)変性多官能アクリレートとを含む混合物からなるバインダーと粒子の親和性が高くなりすぎず、バインダー用アクリレートに対する粒子の分散性が抑えられ、粒子の凝集が十分になり、優れた防眩性と黒締まりを同時に達成することができる。一方、粒子の屈折率が1.58以下であれば、上記(A)と(B)とを含む混合物からなるバインダーと粒子の親和性が低くなりすぎず、粒子の凝集が適度であり、表面凹凸が大きくなりすぎず、白茶けた面にならず、明室環境下でのコントラストが向上するため、好ましい。
本明細書に記載の粒子の屈折率は、それぞれ架橋ポリメチルメタクリレート粒子が1.49、架橋ポリスチレン粒子が1.59とした場合に準拠する。
各粒子の屈折率に関し、ヨウ化メチレン、1,2−ジブロモプロパン、n−ヘキサンから選ばれる任意の屈折率の異なる2種類の溶媒の混合比を変化させて屈折率を変化させた溶媒中に透光性粒子を等量分散して濁度を測定し、濁度が極小になった時の溶媒の屈折率をアッベ屈折計で測定することで測定して求める方法もあるが、この方法で粒子の屈折率を求めると上記屈折率より0.01大きい値となった(例えば架橋ポリメチルメタクリレート粒子の屈折率は1.50となった。)。したがって、この方法で粒子の屈折率を求めた場合は、求めた屈折率より0.01小さい値で本明細書に記載の屈折率と比較することができる。
粒子Cの平均粒径(φC)は、上記のように5.5μm〜10μmであるのが好ましく、5.5μm〜9.0μmがより好ましく、5.5μm〜8.5μmがさらに好ましい。粒径が5.5μm以上であれば、黒締り感が向上し、優れた防眩性と黒締まりを同時に達成することができる。また、高角度の散乱が大きくならず、コントラストが向上する。粒径が10μm以下であれば、防眩性が向上し、優れた防眩性と黒締まりを同時に達成することができる。また、面荒れが少なく外観に優れる。更に散乱量が少なくならず、ギラツキ防止などの効果が十分である。
また本発明によれば、粒子Cの平均粒径(φC)と防眩層もしくは拡散層の膜厚(t)との比(φC/t)を特定範囲に設定するのが好ましい。すなわち、φC/tが0.30〜0.75であることが好ましく、0.35〜0.65がより好ましい。特に好ましくは0.40〜0.65である。φC/tが大きすぎると面荒れが強く外観が悪くなり、小さすぎると黒締まりが悪くなる。
本発明では膜厚(t)、粒子Cの屈折率(npC)、平均粒径(φC)、粒径(φC)と膜厚(t)の比(φC/t)が上記範囲を同時に満たす時に、特に優れた防眩性と明室での黒締り感向上を同時に達成し、面荒れもなく、ギラツキ防止も十分な、コントラストも向上した、視認性に非常に優れた外観を持つフィルムが得られ、長期間の使用に耐え得る反射防止フィルムを提供することができる。
本発明では、望ましい内部散乱性を得るために、透明樹脂との屈折率差が特定の範囲の透光性樹脂粒子を用いることが好ましい。好ましい内部散乱性を得るためには粒子Cとバインダーとの屈折率差は0.02〜0.20が好ましく、更に好ましくは0.02〜0.10であり、最も好ましくは0.02〜0.07である。粒子Cの屈折率はバインダーとの前記屈折率差を満たし、かつ、バインダーよりも屈折率が高いことがより好ましい。
本発明では、内部散乱性をさらに向上させるため、粒子Cに加えて、第2の(D)高架橋透光性樹脂粒子(以下、粒子Dということがある)を用いることが好ましい。粒子Dを用いる場合は、下記屈折率範囲であることが好ましいが、屈折率が高いとバインダーとの親和性が悪くなり、粒子の凝集が強くなるため、粒子Cで得られた良好な防眩性と黒締まりを悪化させる場合がある。したがって、粒子の凝集を低減させるため、粒子Dの屈折率は1.49〜1.54が好ましく、1.49〜1.52がより好ましく、1.49〜1.51が特に好ましい。透光性樹脂粒子の屈折率は、粒子の凝集とバインダー中での内部散乱性の2つに影響するため、両者を本発明の最適な範囲に制御するために、粒子Cと粒子Dを併用するのが特に好ましい。
粒子Cで得られた良好な防眩性と黒締まりを変化させないためには、粒子Cと粒子Dの粒径は実質的に同じであることが好ましく、実質的に同じとは、粒子Cの平均粒径(φC)と粒子Dの平均粒径(φD)の比(φD/φC)が0.90〜1.10であり、より好ましくは0.95〜1.05であり、特に好ましくは0.97〜1.03である。粒径比が上記の範囲内であれば表面形態が変化せず、防眩性と黒締まりの観点で好ましい。
粒子Cの添加量は、防眩層もしくは拡散層の全固形分中の3〜20質量%が好ましく、4〜15質量%であることが更に好ましく、最も好ましくは5〜13質量%である。粒子Dを添加する場合は、粒子Cと粒子Dの総和が防眩層もしくは拡散層の全固形分中の4〜30質量%になるように加えるのが好ましく、6〜25質量%になるように加えるのがより好ましく、8〜20質量%になるように加えるのが特に好ましい。粒子Cと粒子Dの混合比は、粒子Cと粒子Dの総量に対する粒子Cの質量%で50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましい。特に好ましくは、70質量%以上である。上限は100質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。また、粒子C、粒子Dと異なる種類の粒子を1種類以上添加することも可能であるが、その場合は、前述の粒子Cまたは粒子Dのどちらかの好ましい粒径および屈折率の範囲を満たす粒子であることが好ましい。粒子C、粒子Dの粒径および屈折率の好ましい範囲を満たさない粒子を入れる場合は、粒子C、粒子Dの総量に対して30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下が特に好ましく、最も好ましくは0質量%である。
粒子Cと粒子Dは、以下に説明する粒子の中から、上述の範囲の屈折率、平均粒径に応じて選択することができる。
透光性樹脂粒子は(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを重合してなるものが好ましい。
透光性樹脂粒子の具体例としては、例えば架橋ポリメチル(メタ)アクリレート粒子、架橋メチル(メタ)アクリレートスチレン共重合体粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋メチル(メタ)アクリレートメチルアクリレート共重合粒子、架橋アクリレート−スチレン共重合粒子、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂粒子、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド樹脂粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられる。なかでも架橋スチレン粒子、架橋ポリメチル(メタ)アクリレート粒子、架橋メチル(メタ)アクリレートスチレン共重合体粒子等が好ましい。さらにはこれらの樹脂粒子の表面にフッ素原子、シリコン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、燐酸基等を含む化合物を化学結合させた所謂表面修飾した粒子やシリカやジルコニアなどのナノサイズの無機微粒子を表面に結合した粒子も好ましく挙げられる。
塗布のムラや干渉ムラを目立ちずらくする、あるいは、コストの観点から、樹脂粒子を除く防眩層もしくは拡散層の屈折率を1.54以下、特に好ましくは屈折率1.53以下にする場合は、本発明の粒子Cは、架橋ポリメチル(メタ)アクリレート粒子、架橋メチル(メタ)アクリレートスチレン共重合体粒子が特に好ましい。更に好ましくは架橋メチル(メタ)アクリレートスチレン共重合体粒子を用いることである。架橋メチル(メタ)アクリレートスチレン共重合体粒子を用いる場合はスチレンの共重合比率を55%〜95%にすることが好ましく、60%〜90%にすることがより好ましく、65%〜85%にすることが特に好ましい。粒子Dは架橋ポリメチル(メタ)アクリレート粒子、架橋メチル(メタ)アクリレートスチレン共重合体粒子が特に好ましく、架橋メチル(メタ)アクリレートスチレン共重合体粒子を用いる場合はスチレンの共重合比率0%〜50%が好ましく、0〜30%がより好ましく、0〜20%が特に好ましい。粒子C、粒子Dのスチレンの共重合比率を上記範囲にすることで、前述の好ましい屈折率範囲を得ることができる。
粒子Cの圧縮強度は39N/mm〜98N/mmであり、44.1N/mm〜88.2N/mmが好ましく、49.0N/mm〜78.4N/mmがより好ましい。この範囲であると粒子による膜硬度増加への寄与もあり、かつ脆性悪化による粒子破壊も起こりにくい。
本発明において、膨潤率は樹脂粒子を30質量%の濃度で分散溶媒に分散し、分散終了後3時間以内に測定した粒子径(r)と、その分散液を室温(25℃)下、静置状態で経時して粒子径の増加が停止し平衡状態になったときの粒径(r)から式(2)にて求めた。
式(2) 膨潤率(体積%)={(r/r−1}×100
膨潤率は20体積%以下が好ましく、15体積%以下がより好ましく、10体積%以下がさらに好ましい。膨潤率が20体積%以下であると、粒径の変化により生じる散乱特性の変化も小さくなり、例えばヘイズに代表される散乱特性が、本発明の光学フィルム作製過程での粒子の膨潤状態の変化によって異なる値を示すこともなくなり、均一性の高い光学フィルムを得ることができる。
樹脂粒子の架橋率は、粒子が耐溶解性を保持できる範囲でなるべく高いことが好ましい。本発明に係る樹脂粒子の架橋率は粒子形成に与る全モノマーに対する架橋性モノマーの含有率を指標にすることができる。膜硬度向上のために、架橋性モノマーの含有率が、好ましくは15質量%以上であり、より好ましくは17質量%〜50質量%、さらに好ましくは20質量%〜40質量%である。
粒子Cおよび粒子Dの形状は、真球又は不定形のいずれも使用できるが、真球の形状が特に好ましい。粒度分布はヘイズ値と拡散性の制御性、塗布面状の均質性から単分散性粒子が好ましい。例えば平均粒径よりも20%以上粒子径が大きな粒子を粗大粒子と規定した場合、この粗大粒子の割合は全粒子数の1%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1%以下であり、さらに好ましくは0.01%以下である。粗大粒子が多すぎると表面のブツブツ感が悪化し、好ましくない。
また、例えば平均粒子径よりも16%以上粒子径が小さな粒子を微小粒子と規定した場合、この微小粒子の割合は全粒子数の10%以下であることが好ましく、より好ましくは6%以下であり、さらに好ましくは、4%以下である。
このような粒子径分布を持つ粒子は通常の合成反応後に、分級によって得られ、分級の回数を上げることやその程度を強くすることにより、より好ましい分布の粒子を得ることができる。分級には風力分級法、遠心分級法、沈降分級法、濾過分級法、静電分級法等の方法を用いることが好ましい。
粒子の粒度分布はコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算する。平均粒径は得られた粒子分布から算出する。
[その他の添加剤]
本発明に係る防眩層もしくは拡散層は、上記した成分以外にもその他の添加剤を含有してもよい。
本発明に係る防眩層もしくは拡散層は、高分子化合物を含有してもよい。高分子化合物を添加することで、硬化収縮を小さくしたり、塗布液の粘度調整を行うことができる。
高分子化合物は、塗布液に添加する時点で既に重合体を形成しており、該高分子化合物としては、例えばセルロースエステル類(例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースナイトレート等)、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリ(メタ)アクリル酸エステル類(例えば、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸メチル共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸エチル共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸ブチル共重合体、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/(メタ)アクリル酸共重合体、ポリメタクリル酸メチル等)、ポリスチレン等の樹脂が好ましく用いられる。
高分子化合物は、硬化収縮への効果や塗布液の粘度増加効果の観点から、高分子化合物を含有する層に含む全バインダーに対して、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜40質量%の範囲で含有することが好ましい。
また、高分子化合物の分子量は質量平均で0.3万〜40万が好ましく、0.5万〜30万がより好ましく、0.5万〜20万がさらに好ましい。
本発明の防眩層もしくは拡散層には、上記の粒子C及び粒子Dに加えて、屈折率の調整、膜強度の調整、硬化収縮減少、さらに低屈折率層を設けた場合の反射率低減の目的で、無機フィラーを使用することもできる。例えば、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫、アンチモンのうちより選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する酸化物からなり、一次粒子の平均粒径が、一般に0.2μm以下、好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.06μm以下1nm以上である微細な高屈折率無機フィラーを含有することも好ましい。
また逆に、粒子Cまたは粒子Dとの屈折率差を調整するために、樹脂粒子を除く防眩層もしくは拡散層の屈折率を低くする必要が生じた場合は、無機フィラーとして、シリカ微粒子、中空シリカ微粒子等の微細な低屈折率無機フィラーを用いることができる。好ましい粒径は前記の微細な高屈折率無機フィラーと同じである。
無機フィラーは表面をシランカップリング処理又はチタンカップリング処理されることも好ましく、フィラー表面にバインダー種と反応できる官能基を有する表面処理剤が好ましく用いられる。
これらの無機フィラーの添加量は、防眩層もしくは拡散層のバインダー全質量の10〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは20〜80質量%であり、特に好ましくは30〜75質量%である。
なお、無機フィラーは、粒径が光の波長よりも十分短いために散乱が生じず、バインダーポリマーに該フィラーが分散した分散体は光学的に均一な物質の性質を有する。
本発明の防眩層もしくは拡散層は、特に塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状均一性を確保するために、フッ素系、シリコーン系の何れかの界面活性剤、あるいはその両者を防眩層もしくは拡散層用の塗布組成物中に含有することが好ましい。特にフッ素系の界面活性剤は、より少ない添加量において、本発明の反射防止フィルムの塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥等の面状故障を改良する効果が現れるため、好ましく用いられる。
面状均一性を高めつつ、高速塗布適性を持たせることにより生産性を高めることが目的である。
フッ素系の界面活性剤の好ましい例としては、例えば特開2007−188070号公報の段落番号0049〜0074に記載の化合物が挙げられる。
本発明の防眩層もしくは拡散層で用いられる界面活性剤(フッ素系ポリマー等)の好ましい添加量は、塗布液に対して0.001〜5質量%の範囲であり、好ましくは0.005〜3質量%の範囲であり、更に好ましくは0.01〜1質量%の範囲である。フッ素系ポリマーの添加量が0.001質量%以上で効果が十分であり、また5質量%以下とすることで、塗膜の乾燥が十分に行われ、塗膜としての良好な性能(例えば反射率、耐擦傷性)が得られる。
防眩層もしくは拡散層を形成する塗布組成物には有機溶媒を添加することができる。
有機溶媒としては、例えばアルコール系では、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、第三ブタノール、イソアミルアルコール、1−ペンタノール、n−ヘキサノール、メチルアミルアルコール等、ケトン系では、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK)、ジエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等、エステル系では、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸n−アミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル等、エーテル、アセタール系では、1,4ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルフラン、テトラヒドロピラン、ジエチルアセタール等、炭化水素系では、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、リグロイン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレン、ジビニルベンゼン等、ハロゲン炭化水素系では、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化エチレン、1,1,1−トリクロルエタン、1,1,2−トリクロルエタン、トリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、1,1,1,2−テトラクロルエタン等、多価アルコールおよびその誘導体系では、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、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキシレングリコール、1,5−ペンタンジオール、グリセリンモノアセテート、グリセリンエーテル類、1,2,6−ヘキサントリオール等、脂肪酸系では、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、絡酸、イソ絡酸、イソ吉草酸、乳酸等、窒素化合物系では、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、アセトニトリル等、イオウ化合物系では、ジメチルスルホキシド等、が挙げられる。
有機溶媒の中でメチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、1−ペンタノール等が特に好ましく、また凝集性制御の目的でアルコール、多価アルコール系の溶媒を適宜混合して用いてもよい。これらの有機溶媒は、単独でも混合して用いてもよく、塗布組成物中に有機溶媒総量として、20重量%〜90重量%含有することが好ましく、30重量%〜80重量%含有することがより好ましく、40重量%〜70重量%含有することが最も好ましい。防眩層もしくは拡散層の表面形状の安定化のためには、沸点が100℃未満の溶媒と沸点が100℃以上の溶媒を併用することが好ましい。
防眩層もしくは拡散層は、塗布液を支持体に塗布後、光照射、電子線ビーム照射、加熱処理などを実施して、架橋又は重合反応させて形成することが好ましい。紫外線照射の場合、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
紫外線による硬化は、窒素パージ等で酸素濃度が4体積%以下、更に好ましくは2体積%以下、最も好ましくは0.5体積%以下の雰囲気下で硬化することが好ましい。
(低屈折率層)
本発明の反射防止フィルムは、反射率を低減するため、低屈折率層を有する。低屈折率層の屈折率は、1.20〜1.46であることが好ましく、1.25〜1.46であることがより好ましく、1.30〜1.40であることが特に好ましい。
低屈折率層の厚さは、50〜200nmであることが好ましく、70〜100nmであることがさらに好ましい。低屈折率層のヘイズは、3%以下であることが好ましく、2%以下であることがさらに好ましく、1%以下であることが最も好ましい。
低屈折率層を形成する好ましい硬化性組成物の態様としては、
(1)架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素化合物を含有する組成物、
(2)含フッ素のオルガノシラン材料の加水分解縮合物を主成分とする組成物、
(3)2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーと無機微粒子を含有する組成物、(特に好ましくは該無機微粒子が中空構造を有する場合)
が挙げられる。
(1)及び(2)に関しても、無機微粒子を含有することが好ましく、無機微粒子が中空構造を有することが低屈折率化の観点で特に好ましい。
(1)架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素化合物を含有する組成物
架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素化合物としては、含フッ素モノマーと架橋性または重合性の官能基を有するモノマーの共重合体を挙げることができる。これら含フッ素ポリマーの具体例は、特開2003−222702号公報、特開2003−183322号公報等に記載されている。
上記のポリマーに対しては特開2000−17028号公報に記載のごとく適宜重合性不飽和基を有する硬化剤を併用してもよい。また、特開2002−145952号に記載のごとく含フッ素の多官能の重合性不飽和基を有する化合物との併用も好ましい。多官能の重合性不飽和基を有する化合物の例としては、上記の2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを挙げることができる。また、特開2004−170901号公報に記載のオルガノランの加水分解縮合物も好ましく、特に(メタ)アクリロイル基を含有するオルガノシランの加水分解縮合物が好ましい。
これら化合物は、特にポリマー本体に重合性不飽和基を有する化合物を用いた場合に耐擦傷性改良に対する併用効果が大きく好ましい。
ポリマー自身が単独で十分な硬化性を有しない場合には、架橋性化合物を配合することにより、必要な硬化性を付与することができる。例えばポリマー本体に水酸基含有する場合には、各種アミノ化合物を硬化剤として用いることが好ましい。架橋性化合物として用いられるアミノ化合物は、例えば、ヒドロキシアルキルアミノ基及びアルコキシアルキルアミノ基のいずれか一方又は両方を合計で2個以上含有する化合物であり、具体的には、例えば、メラミン系化合物、尿素系化合物、ベンゾグアナミン系化合物、グリコールウリル系化合物等を挙げることができる。これら化合物の硬化には、有機酸又はその塩を用いるのが好ましい。
(2)含フッ素のオルガノシラン材料の加水分解縮合物を主成分とする組成物
含フッ素のオルガノシラン化合物の加水分解縮合物を主成分とする組成物も屈折率が低く、塗膜表面の硬度が高く好ましい。フッ素化アルキル基に対して片末端又は両末端に加水分解性のシラノールを含有する化合物とテトラアルコキシシランの縮合物が好ましい。具体的組成物は、特開2002−265866号公報、317152号公報に記載されている。
(3)2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーと中空構造を有する無機微粒子を含有する組成物
更に別の好ましい態様として、低屈折率の粒子とバインダーからなる低屈折率層が挙げられる。低屈折率粒子としては、有機でも無機でも良いが、内部に空孔を有する粒子が好ましい。中空粒子の具体例は、特開2002−79616号公報に記載のシリカ系粒子に記載されている。粒子屈折率は1.15〜1.40が好ましく、1.20〜1.30が更に好ましい。バインダーとしては、上記防眩層もしくは拡散層の頁で述べた二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを挙げることができる。
本発明の低屈折率層には、上記の防眩層もしくは拡散層の頁で述べた重合開始剤を添加することが好ましい。ラジカル重合性化合物を含有する場合には、該化合物に対して1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の重合開始剤を使用できる。
本発明の低屈折率層には、無機粒子を併用することができる。耐擦傷性を付与するために、低屈折率層の厚みの15%〜150%、好ましくは30%〜100%、更に好ましくは45%〜60%の粒径を有する微粒子を使用することができる。
本発明の低屈折率層には、防汚性、耐水性、耐薬品性、滑り性等の特性を付与する目的で、公知のポリシロキサン系あるいはフッ素系の防汚剤、滑り剤等を適宜添加することができる。
ポリシロキサン構造を有する添加剤としては、反応性基含有ポリシロキサン{例えば“ KF−100T”,“X−22−169AS”,“KF−102”,“X−22−3701IE”,“X−22−164B”,“X−22−5002”,“X−22−173B”,“X−22−174D”,“X−22−167B”,“X−22−161AS”(商品名)、以上、信越化学工業(株)製;“AK−5”,“AK−30”,“AK−32”(商品名)、以上東亜合成(株)製;、「サイラプレーンFM0725」,「サイラプレーンFM0721」(商品名)、以上チッソ(株)製等}を添加するのも好ましい。また、特開2003−112383号公報の表2、表3に記載のシリコーン系化合物も好ましく使用できる。
フッ素系化合物としては、フルオロアルキル基を有する化合物が好ましい。該フルオロアルキル基は炭素数1〜20であることが好ましく、より好ましくは1〜10であり、直鎖(例えば−CFCF,−CH(CFH,−CH(CFCF,−CHCH(CFH等)であっても、分岐構造(例えばCH(CF,CHCF(CF,CH(CH)CFCF,CH(CH)(CFCFH等)であっても、脂環式構造(好ましくは5員環または6員環、例えばパーフルオロシクロへキシル基、パーフルオロシクロペンチル基またはこれらで置換されたアルキル基等)であっても良く、エーテル結合を有していても良い(例えばCHOCHCFCF,CHCHOCHH,CHCHOCHCHF1,CHCHOCFCFOCFCFH等)。該フルオロアルキル基は同一分子中に複数含まれていてもよい。
フッ素系化合物は、さらに低屈折率層皮膜との結合形成あるいは相溶性に寄与する置換基を有していることが好ましい。該置換基は同一であっても異なっていても良く、複数個あることが好ましい。好ましい置換基の例としてはアクリロイル基、メタアクリロイル基、ビニル基、アリール基、シンナモイル基、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基、ポリオキシアルキレン基、カルボキシル基、アミノ基などが挙げられる。フッ素系化合物はフッ素原子を含まない化合物とのポリマーであってもオリゴマーであってもよく、分子量に特に制限はない。フッ素系化合物のフッ素原子含有量には特に制限は無いが20質量%以上であることが好ましく、30〜70質量%であることが特に好ましく、40〜70質量%であることが最も好ましい。好ましいフッ素系化合物の例としてはダイキン化学工業(株)製、R−2020、M−2020、R−3833、M−3833、オプツールDAC(以上商品名)、大日本インキ(株)製、メガファックF−171、F−172、F−179A、ディフェンサMCF−300、MCF−323(以上商品名)などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
これらのポリシロキサンフッ素系化合物やポリシロキサン構造を有する化合物は低屈折率層全固形分の0.1〜10質量%の範囲で添加されることが好ましく、特に好ましくは1〜5質量%の場合である。
(高屈折率層、中屈折率層)
本発明における反射防止フィルムには、防眩層もしくは拡散層の透明支持体と反対側の低屈折率層との間に高屈折率層を設け、低屈折率層とともに光学干渉を利用すると反射防止性を高めることができる。更に、防眩層もしくは拡散層と高屈折率層の間に防眩層もしくは拡散層と高屈折率層の中間の屈折率を有する中屈折率層を設けることが好ましい。
以下の本明細書では、この高屈折率層と中屈折率層を高屈折率層と総称して呼ぶことがある。なお、本発明において、高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層の「高」、「中」、「低」とは層相互の相対的な屈折率の大小関係を表す。また、透明支持体との関係で言えば屈性率は、透明支持体>低屈折率層、高屈折率層>透明支持体の関係を満たすことが好ましい。
また、本明細書では高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層を総称して反射防止層と総称して呼ぶことがある。
高屈折率層の上に低屈折率層を形成して、反射防止フィルムを作製するためには、高屈折率層の屈折率は1.55〜2.40であることが好ましく、より好ましくは1.60〜2.20、更に好ましくは、1.60〜2.00である。
支持体から近い順に中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層を塗設し、反射防止フィルムを作製する場合、高屈折率層の屈折率は、1.65乃至2.40であることが好ましく、1.70乃至2.20であることがさらに好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整する。中屈折率層の屈折率は、1.55乃至1.80であることが好ましく、1.55乃至1.70がより好ましい。
高屈折率層および中屈折率層に用いられる無機粒子の具体例としては、TiO、ZrO、Al、In、ZnO、SnO、Sb、ITOなどの無機酸化物を主成分とする無機粒子が好ましく、屈折率調整のためSiOを主成分とする無機粒子を加えることもできる。高屈折率層に用いるにはTiO及びZrOが高屈折率化の点で特に好ましい。該無機フィラーは、表面をシランカップリング処理又はチタンカップリング処理されることも好ましく、フィラー表面にバインダー種と反応できる官能基を有する表面処理剤が好ましく用いられる。
高屈折率層における無機粒子の含有量は、高屈折率層の質量に対し10〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは15〜80質量%、特に好ましくは15〜75質量%である。無機粒子は高屈折率層内で二種類以上を併用してもよい。
高屈折率層の上に低屈折率層を有する場合、高屈折率層の屈折率は透明支持体の屈折率より高いことが好ましい。
(帯電防止層)
本発明の反射防止フィルムは帯電防止層を有していてもよい。本発明においてフッ素を含有した硬化性組成物、とりわけ含フッ素防汚剤を用いた場合、低屈折率で優れた防汚性を発現することが可能であるが、塗膜の表層にフッ素が配向するため帯電性が悪く、防塵性の悪化を招く傾向がある。そのため本発明ではフィルム表面での静電気防止の点で帯電防止層を有することが好ましい。
以下で帯電防止層に用いる材料、帯電防止層の性能について詳述する。
帯電防止層を形成する方法は、例えば、導電性微粒子と反応性硬化樹脂を含む導電性塗布液を塗布する方法、透明で導電性を有する高分子からなる透明導電性材料を塗布する方法或いは透明膜を形成する金属や金属酸化物等を蒸着やスパッタリングして導電性薄膜を形成する方法、等の従来公知の方法を挙げることができる。帯電防止層は、透明支持体上に直接又は透明支持体との接着を強固にするプライマー層を介して形成することができる。反射防止フィルムの最表層から近い層として帯電防止層を設ける場合には、層の厚さが薄くても十分に帯電防止性を得ることができ、好ましい。本発明においては、薄膜層の少なくとも1層または透明支持体と該薄膜層のうち透明支持体の最も近くに位置する薄膜層の間に位置する層を帯電防止層として有することが好ましい。塗布方法は、特に限定されず、塗布液の特性や塗工量に応じて、例えば、ロールコート、グラビアコート、バーコート、押出しコート等の公知の方法より最適な方法を選択して行えばよい。
帯電防止層の表面抵抗は、下記式(3)を満たす抵抗値(SR)を有することが好ましい。
式(3) : LogSR≦12
LogSRが、5〜12であることがより好ましく、5〜9であることがさらに好ましく、5〜8であることが最も好ましい。帯電防止層の表面抵抗(SR)は、四探針法、または円電極法により測定することができる。
帯電防止層は、実質的に透明であることが好ましい。具体的には、帯電防止層のヘイズが、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることがさらに好ましく、1%以下であることが最も好ましい。波長550nmの光の透過率が、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、65%以上であることがさらに好ましく、70%以上であることが最も好ましい。
[帯電防止層の導電性無機微粒子]
帯電防止層は、導電性微粒子と反応性硬化樹脂とを溶媒に溶解してなる塗布組成物を用いて形成することができる。この場合には、導電性無機微粒子は、金属の酸化物または窒化物から形成することが好ましい。金属の酸化物または窒化物の例には、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛および窒化チタンが含まれる。酸化錫および酸化インジウムが特に好ましい。導電性無機微粒子は、これらの金属の酸化物または窒化物を主成分とし、さらに他の元素を含むことができる。主成分とは、粒子を構成する成分の中で最も含有量(質量%)が多い成分を意味する。他の元素の例には、Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P、S、B、Nb、In、Vおよびハロゲン原子が含まれる。酸化錫および酸化インジウムの導電性を高めるために、Sb、P、B、Nb、In、Vおよびハロゲン原子から選ばれる少なくともいずれかを添加することが好ましい。より具体的には、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、リンドープ酸化錫(PTO)、アンチモン酸亜鉛(AZO)、インジウムドープ酸化亜鉛(IZO)、酸化亜鉛、酸化ルテニウム、酸化レニウム、酸化銀、酸化ニッケル及び酸化銅からなる群から選択される一又は二以上の金属酸化物の組み合わせが挙げられる。錫ドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、リンドープ酸化錫(PTO)が特に好ましい。ATO中のSbの割合は、3〜20質量%であることが好ましい。ITO中のInの割合は、5〜20質量%であることが好ましい。
帯電防止層に用いる導電性無機微粒子の一次粒子の平均粒子径は、1〜150nmであることが好ましく、5〜100nmであることがさらに好ましく、5〜70nmであることが最も好ましい。形成される帯電防止層中の導電性無機微粒子の平均粒子径は、1〜200nmであり、5〜150nmであることが好ましく、10〜100nmであることがさらに好ましく、10〜80nmであることが最も好ましい。導電性無機微粒子の平均粒子径は、粒子の質量を重みとした平均径であり、光散乱法や電子顕微鏡写真により測定できる。
導電性無機微粒子を表面処理してもよい。表面処理は、無機化合物または有機化合物を用いて実施する。表面処理に用いる無機化合物の例には、アルミナおよびシリカが含まれる。シリカ処理が特に好ましい。表面処理に用いる有機化合物の例には、ポリオール、アルカノールアミン、ステアリン酸、シランカップリング剤およびチタネートカップリング剤が含まれる。シランカップリング剤が最も好ましい。具体的には、特開2006−259703号公報の段落番号[0044]〜[0077]に記載の方法が好適に用いられる。
また、特開2008−31327号公報の段落番号[0101]〜[0122]に記載の方法も好ましく用いることができる。二種類以上の表面処理を組み合わせて実施してもよい。
導電性無機微粒子の形状は、米粒状、球形状、立方体状、紡錘形状あるいは不定形状であることが好ましい。
二種類以上の導電性無機微粒子を帯電防止層内で併用してもよい。
帯電防止層中の導電性無機微粒子の割合は、全固形分中20〜90質量%であることが好ましく、25〜85質量%であることが更に好ましく、30〜80質量%であることが最も好ましい。
導電性無機微粒子は、分散物の状態で帯電防止層の形成に使用する。導電性無機微粒子の分散媒体は、沸点が60〜170℃の液体を用いることが好ましい。分散媒体の例には、水、アルコール(例、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール)、ケトン(例、アセトン、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)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル)、脂肪族炭化水素(例、ヘキサン、シクロヘキサン)、ハロゲン化炭化水素(例、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素)、芳香族炭化水素(例、ベンゼン、トルエン、キシレン)、アミド(例、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、n−メチルピロリドン)、エーテル(例、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラハイドロフラン)、エーテルアルコール(例、1−メトキシ−2−プロパノール)が含まれる。トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびブタノールが特に好ましい。導電性無機微粒子は、分散機を用いて媒体中に分散できる。分散機の例には、サンドグラインダーミル(例、ピン付きビーズミル)、高速インペラーミル、ペッブルミル、ローラーミル、アトライターおよびコロイドミルが含まれる。サンドグラインダーミルおよび高速インペラーミルが特に好ましい。また、予備分散処理を実施してもよい。予備分散処理に用いる分散機の例には、ボールミル、三本ロールミル、ニーダーおよびエクストルーダーが含まれる。
導電性無機化合物粒子は有機溶媒中アルコキシシラン化合物と反応させることが好ましい。導電性無機化合物粒子とアルコキシシラン化合物とを予め反応させた反応液を用いることによって、保存安定性及び硬化性に優れるという効果が得られる。
上記導電性無機酸化物粒子の粉体としての市販品としては、例えば、三菱マテリアル(株)製 商品名:T−1(ITO)、三井金属(株)製 商品名:パストラン(ITO、ATO)、石原産業(株)製 商品名:SN−100P(ATO)、シーアイ化成(株)製 商品名:ナノテックITO、日産化学工業(株)製 商品名:ATO、FTO等を挙げることができる。
導電性無機酸化物粒子は、その表面に酸化ケイ素を担持してなるものが、アルコキシシラン化合物と特に効果的に反応することから好ましい。このような酸化ケイ素を担時する方法としては、例えば、特許公報第2858271号に開示されており、酸化錫及び酸化アンチモンの水和物の共沈物を生成させた後、ケイ素化合物を沈着させ、分別、焼成する工程により製造することができる。
その表面に酸化ケイ素を担持してなる導電性無機酸化物粒子の市販品としては、例えば、石原産業(株)製 商品名:SN−100P(ATO)、及びSNS−10M、FSS−10M等を挙げることができる。
導電性無機酸化物粒子を有機溶媒に分散した市販品としては、例えば、石原産業(株)製 商品名:SNS−10M(MEK分散のアンチモンドープ酸化錫)、FSS−10M(イソプロピルアルコール分散のアンチモンドープ酸化錫)、日産化学工業(株)製 商品名:セルナックスCX−Z401M(メタノール分散のアンチモン酸亜鉛)、セルナックスCX−Z200IP(イソプロピルアルコール分散のアンチモン酸亜鉛)、触媒化成工業(株)製 商品名:ELCOM JX−1001PTV(プロピレングリコールモノメチルエーテル分散のリン含有酸化錫)等を挙げることができる。
[有機溶媒]
帯電防止層形成用硬化性組成物に用いられる有機溶媒は、前述のように、導電性無機酸化物粒子を分散させる分散媒として用いられる。
有機溶媒の配合量は、導電性無機酸化物粒子100質量部に対し、好ましくは、20〜4,000質量部、さらに好ましくは、100〜1,000質量部である。溶媒量が20質量部未満であると、粘度が高いため均一の反応が困難であることがあり、4,000質量部を超えると、塗布性が低下することがある。
このような有機溶媒としては、例えば、常圧での沸点が200℃以下の溶媒を挙げることができる。具体的には、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、炭化水素類、アミド類が用いられ、これらは、1種単独で又は2種以上を組合わせて用いることができる。中でも、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類が好ましい。
ここで、アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブタノール、n―ブタノール、tert―ブタノール、エトキシエタノール、ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール等を挙げることができる。ケトン類としては、例えば、アセトン、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を挙げることができる。エーテル類としては、例えば、ジブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等を挙げることができる。エステル類としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル等を挙げることができる。炭化水素類としては、例えば、トルエン、キシレン等を挙げることができる。アミド類としては、例えば、ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N―メチルピロリドン等を挙げることができる。
中でも、イソプロピルアルコール、エトキシエタノール、ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、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、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、酢酸ブチル、乳酸エチル等が好ましい。
[帯電防止層のバインダー]
帯電防止層のバインダーとしては、高屈折率層に用いた硬化性樹脂、特に電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーが好ましく用いられるが、反応性硬化樹脂を反応させてなる、架橋しているポリマーをバインダーとして用いることもできる。架橋しているポリマーはアニオン性基を有するのが好ましい。
架橋しているアニオン性基を有するポリマーは、アニオン性基を有するポリマーの主鎖が架橋している構造を有する。アニオン性基は、導電性無機微粒子の分散状態を維持する機能を有する。架橋構造は、ポリマーに皮膜形成能を付与して、帯電防止層を強化する機能を有する。
ポリマーの主鎖の例には、ポリオレフィン(飽和炭化水素)、ポリエーテル、ポリウレア、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミン、ポリアミドおよびメラミン樹脂が含まれる。ポリオレフィン主鎖、ポリエーテル主鎖およびポリウレア主鎖が好ましく、ポリオレフィン主鎖およびポリエーテル主鎖がさらに好ましく、ポリオレフィン主鎖が最も好ましい。
ポリオレフィン主鎖は、飽和炭化水素からなる。ポリオレフィン主鎖は、例えば、不飽和重合性基の付加重合反応により得られる。ポリエーテル主鎖は、エーテル結合(−O−)によって繰り返し単位が結合している。ポリエーテル主鎖は、例えば、エポキシ基の開環重合反応により得られる。ポリウレア主鎖は、ウレア結合(−NH−CO−NH−)によって、繰り返し単位が結合している。ポリウレア主鎖は、例えば、イソシアネート基とアミノ基との縮重合反応により得られる。ポリウレタン主鎖は、ウレタン結合(−NH−CO−O−)によって、繰り返し単位が結合している。ポリウレタン主鎖は、例えば、イソシアネート基と、水酸基(N−メチロール基を含む)との縮重合反応により得られる。ポリエステル主鎖は、エステル結合(−CO−O−)によって、繰り返し単位が結合している。ポリエステル主鎖は、例えば、カルボキシ基(酸ハライド基を含む)と水酸基(N−メチロール基を含む)との縮重合反応により得られる。ポリアミン主鎖は、イミノ結合(−NH−)によって、繰り返し単位が結合している。ポリアミン主鎖は、例えば、エチレンイミン基の開環重合反応により得られる。ポリアミド主鎖は、アミド結合(−NH−CO−)によって、繰り返し単位が結合している。ポリアミド主鎖は、例えば、イソシアネート基とカルボキシ基(酸ハライド基を含む)との反応により得られる。メラミン樹脂主鎖は、例えば、トリアジン基(例、メラミン)とアルデヒド(例、ホルムアルデヒド)との縮重合反応により得られる。なお、メラミン樹脂は、主鎖そのものが架橋構造を有する。
アニオン性基は、ポリマーの主鎖に直接結合させるか、あるいは連結基を介して主鎖に結合させる。アニオン性基は、連結基を介して側鎖として、主鎖に結合させることが好ましい。
アニオン性基の例としては、カルボン酸基(カルボキシル)、スルホン酸基(スルホ)およびリン酸基(ホスホノ)などが挙げられ、スルホン酸基およびリン酸基が好ましい。
アニオン性基は、塩の状態であってもよい。アニオン性基と塩を形成するカチオンは、アルカリ金属イオンであることが好ましい。また、アニオン性基のプロトンは、解離していてもよい。
アニオン性基とポリマーの主鎖とを結合する連結基は、−CO−、−O−、アルキレン基、アリーレン基、およびこれらの組合せから選ばれる二価の基であることが好ましい。
架橋構造は、二以上の主鎖を化学的に結合(好ましくは共有結合)する。架橋構造は、三以上の主鎖を共有結合することが好ましい。架橋構造は、−CO−、−O−、−S−、窒素原子、リン原子、脂肪族残基、芳香族残基およびこれらの組合せから選ばれる二価以上の基からなることが好ましい。
架橋しているアニオン性基を有するポリマーは、アニオン性基を有する繰り返し単位と、架橋構造を有する繰り返し単位とを有するコポリマーであることが好ましい。コポリマー中のアニオン性基を有する繰り返し単位の割合は、2〜96質量%であることが好ましく、4〜94質量%であることがさらに好ましく、6〜92質量%であることが最も好ましい。繰り返し単位は、二以上のアニオン性基を有していてもよい。コポリマー中の架橋構造を有する繰り返し単位の割合は、4〜98質量%であることが好ましく、6〜96質量%であることがさらに好ましく、8〜94質量%であることが最も好ましい。
架橋しているアニオン性基を有するポリマーの繰り返し単位は、アニオン性基と架橋構造の双方を有していてもよい。また、その他の繰り返し単位(アニオン性基も架橋構造もない繰り返し単位)が含まれていてもよい。
その他の繰り返し単位としては、アミノ基または四級アンモニウム基を有する繰り返し単位およびベンゼン環を有する繰り返し単位が好ましい。アミノ基または四級アンモニウム基は、アニオン性基と同様に、無機微粒子の分散状態を維持する機能を有する。なお、アミノ基、四級アンモニウム基およびベンゼン環は、アニオン性基を有する繰り返し単位あるいは架橋構造を有する繰り返し単位に含まれていても、同様の効果が得られる。
アミノ基または四級アンモニウム基を有する繰り返し単位では、アミノ基または四級アンモニウム基は、ポリマーの主鎖に直接結合させるか、あるいは連結基を介して主鎖に結合させる。アミノ基または四級アンモニウム基は、連結基を介して側鎖として、主鎖に結合させることが好ましい。アミノ基または四級アンモニウム基は、二級アミノ基、三級アミノ基または四級アンモニウム基であることが好ましく、三級アミノ基または四級アンモニウム基であることがさらに好ましい。二級アミノ基、三級アミノ基または四級アンモニウム基の窒素原子に結合する基は、アルキル基であることが好ましく、炭素原子数が1〜12のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数が1〜6のアルキル基であることがさらに好ましい。四級アンモニウム基の対イオンは、ハライドイオンであることが好ましい。アミノ基または四級アンモニウム基とポリマーの主鎖とを結合する連結基は、−CO−、−NH−、−O−、アルキレン基、アリーレン基、およびこれらの組合せから選ばれる二価の基であることが好ましい。架橋しているアニオン性基を有するポリマーが、アミノ基または四級アンモニウム基を有する繰り返し単位を含む場合、その割合は、0.06〜32質量%であることが好ましく、0.08〜30質量%であることがさらに好ましく、0.1〜28質量%であることが最も好ましい。
上記バインダーを、例えば特開2003−39586号公開公報に記載の以下の反応性有機珪素化合物と併用することもできる。反応性有機珪素化合物は、上記バインダーとしての電離放射線硬化型樹脂に対して10〜70質量%の範囲で使用される。反応性有機珪素化合物としては、オルガノシラン化合物が好ましく、これだけを樹脂成分として帯電防止層を形成することも可能である。
本発明において、低屈折率層等を設けた反射防止フィルムの好ましい積分反射率は、3.5%以下が好ましく、3.0%以下がより好ましく、更に好ましくは2.0%以下であり、最も好ましくは2.0%以下0.3%以上である。積分反射率を下げることで反射防止フィルムの表面での光散乱を小さくしても十分な防眩性が得られるため、黒締まりに優れた反射防止フィルムが得られる。
本発明の反射防止フィルムの透明支持体としては、プラスチックフィルムを用いることが好ましい。プラスチックフィルムを形成するポリマーとしては、セルロースアシレート(例、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、代表的には富士フイルム社製TAC−TD80U,TD80UFなど)、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル(例、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、ポリスチレン、ポリオレフィン、ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製)、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製)、(メタ)アクリル系樹脂(アクリペットVRL20A:商品名、三菱レイヨン社製、特開2004−70296号公報や特開2006−171464号公報記載の環構造含有アクリル系樹脂)などが挙げられる。このうちトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、が好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
本発明の反射防止フィルムを液晶表示装置に用いる場合、片面に粘着層を設ける等してディスプレイの最表面に配置する。また、本発明の反射防止フィルムと偏光板を組み合わせてもよい。該透明支持体がトリアセチルセルロースの場合は偏光板の偏光層を保護する保護フィルムとしてトリアセチルセルロースが用いられるため、本発明の反射防止フィルムをそのまま保護フィルムに用いることがコストの上では好ましい。
本発明の反射防止フィルムは、片面に粘着層を設ける等してディスプレイの最表面に配置したり、そのまま偏光板用保護フィルムとして使用される場合には、十分に接着させるためには透明支持体上に最外層を形成した後、鹸化処理を実施することが好ましい。鹸化処理は、公知の手法、例えば、アルカリ液の中に該フィルムを適切な時間浸漬して実施される。アルカリ液に浸漬した後は、該フィルムの中にアルカリ成分が残留しないように、水で十分に水洗したり、希薄な酸に浸漬してアルカリ成分を中和することが好ましい。鹸化処理することにより、最外層を有する側とは反対側の透明支持体の表面が親水化される。
〔表面形態〕
本発明の反射防止フィルムを液晶表示装置に使用する場合、良好な防眩性と黒締まりを両立することが好ましい。防眩性に関しては、実用上では、様々な光源が様々な角度から映りこむ場合で良好な防眩性を示す必要がある。このような多様な映り込みは本発明者らが鋭意努力した結果、光源の映り込む場合の見こみ角を変えることで簡易的に評価できることが判り、大きなサイズの光源(例えば蛍光灯)と細い光源(例えば蛍光灯をカバー覆って模擬的に作った線光源)の両方で良好な映り込みを示す必要がある。また、黒締まりに関しても、明室環境下でディスプレイの垂直方向から視認した場合と45°程度の角度をつけて視認した場合の両方で良好な黒締まりを達成する必要がある。このような指標で評価して優れた防眩性と黒締まりを達成するための、本発明の反射防止フィルムの好ましい表面形態(表面凹凸)を下記に記す。
本発明の反射防止フィルムは、その表面凹凸形状として、中心線平均粗さRaが0.05〜0.25μmが好ましく、0.10〜0.20μmが更に好ましい。Raが大きすぎると黒締まり、明室コントラストが悪化し、Raが小さすぎると防眩性が悪化する。10点平均粗さRzがRaの10倍以下であることが特に好ましい。
防眩性と黒締まりの両立に適した表面形態を得るためには、平均山谷距離Smも重要である。Smは60〜150μmが好ましく、60〜140μmがより好ましく、70〜140μmが特に好ましい。Smが大きすぎると面荒れが強く外観が良くないとともに、大きなサイズの光源の映り込みが見え易くなる。Smが小さすぎると黒締まりが悪化するとともに、細い光源(線光源)のエッジボケが弱く、好ましくない。
明室コントラストを良かするためには、平均傾斜角度も同時に特定の範囲に制御する必要がある。平均傾斜角度は好ましくは0.5度〜3.0度、より好ましくは0.7度〜2.0度である。平均傾斜角度が大きすぎると黒締まりが悪化するとともに、細い光源(線光源)のエッジボケが弱くなり好ましくない。平均傾斜角度が小さすぎると大きなサイズの光源の映り込みが見え易くなり好ましくない。
本発明の目的の優れた防眩性と黒締まりを達成するためには、傾斜角度分布の最大値(θp)も非常に重要である。θpが0.05°〜0.50°が好ましく、0.05°〜0.30°がより好ましい。θpが小さすぎると大きなサイズの光源の映り込みが見え易くなり好ましくなく、大きすぎると黒締まりが悪化するとともに、細い光源(線光源)のエッジボケが弱くなり好ましくない。
本発明の反射防止フィルムの平均傾斜角は以下の方法で決定される。すなわち、面積が0.5乃至2平方マイクロメートルである三角形の頂点を透明フィルム基材面に仮定し、その点から鉛直上向きに伸ばした3つの垂線がフィルム表面と交わる3点によって形成される三角形の面の法線が、支持体から鉛直上向きに伸ばした垂線となす角を表面の傾斜角度とし、基材上で250000平方マイクロメートル(0.25平方ミリメートル)以上の面積を該三角形に分割して測定した時の全測定点の平均値を平均傾斜角として算出する。
傾斜角度を測定する方法をさらに詳細に述べる。図1(a)のように面積が0.5〜2平方マイクロメートルとなるようなメッシュにフィルムを分割する。図1(b)は分割したメッシュのうちの3点を抽出した図である。この支持体上の3点から鉛直上向きに垂線を伸ばし、その3点が表面と交わった点をA、B、Cとする。三角形ABC面の法線DD’が、支持体から鉛直上向きに伸ばした垂線OO’と為す角度θを傾斜角度とする。図1(c)は点O’DD’を含む平面Pで切ったときのフィルムの断面図である。線分EFは三角形ABCと平面Pとの交線である。測定面積は支持体上で250000平方マイクロメートル(0.25平方ミリメートル)以上が好ましく、この面を支持体上で三角形に分割して測定し、傾斜角度を求める。測定する装置はいくつかあるが、一例を述べる。装置はマイクロマップ社(米国)製SXM520−AS150型を用いた場合を説明する。例えば対物レンズが10倍の時、傾斜角度の測定単位は0.8平方マイクロメートルであり、測定範囲は500000平方マイクロメートル(0.5平方ミリメートル)である。対物レンズの倍率を大きくすれば、それに合わせて測定単位と測定範囲は小さくなる。測定データはMAT−LAB等のソフトを用いて解析し、傾斜角度分布を算出することができ、そのデータをもとに平均傾斜角度を算出することができる。
〔光学特性〕
本発明の反射防止フィルムは、表面散乱に起因するヘイズ(以後、表面ヘイズと呼称する)は0.2%〜10%が好ましく、0.2%〜5%が特に好ましい。表面ヘイズが大きすぎると黒締まりが悪化し、小さすぎると防眩性が悪化する。
本発明の反射防止フィルムは、内部散乱に起因するヘイズ(以後、内部ヘイズと呼称する)が1%〜40%であることが好ましく、5%〜30%であることがより好ましい、10%〜25%であることが特に好ましい。内部ヘイズが大きすぎると正面コントラストが低下し、白茶け感が増す。小さすぎると使用できる素材の組合せが限定され、防眩性その他の特性値の合わせこみが困難となり、また、高コストとなるなどの問題がある。
なお、表面ヘイズと内部ヘイズは以下の手順で測定することができる。
(1)JIS−K7136に準じてフィルムの全ヘイズ値(H)を測定する。
(2)フィルムの低屈折率領域側の表面および裏面にシリコーンオイルを数滴添加し、厚さ1mmのガラス板(ミクロスライドガラス品番S 9111、MATSUNAMI製)を2枚用いて裏表より挟んで、完全に2枚のガラス板とフィルムを光学的に密着させ、表面ヘイズを除去した状態でヘイズを測定し、別途測定したガラス板2枚の間にシリコーンオイルのみを挟みこんで測定したヘイズを引いた値をフィルムの内部ヘイズ(Hi)として算出する。
(3)上記(1)で測定した全ヘイズ(H)から上記(2)で算出した内部ヘイズ(Hi)を引いた値をフィルムの表面ヘイズ(Hs)として算出する。
本発明の反射防止フィルムは、JIS K7105に準じた像鮮明性が、光学くし幅0.5mmで測定した時に、好ましくは30%〜99%、より好ましくは40%〜95%、更に好ましくは50%〜90%、更に好ましくは60%〜80%である。像鮮明性が低いと明室コントラストが悪化し、高いと防眩性が悪化する。
〔塗布方式〕
本発明の反射防止フィルムは以下の方法で形成することができるが、この方法に制限されない。
まず、各層を形成するための成分を含有した塗布液が調製される。次に、諸機能層を形成するための塗布液をディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やダイコート法により透明支持体上に塗布し、加熱・乾燥するが、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイコート法(米国特許2681294号明細書、特開2006−122889号明細書参照)がより好ましく、ダイコート法が特に好ましい。
その後、光照射あるいは加熱して、防眩層もしくは拡散層もしくはその他の所望の機能を付与する機能層を形成するモノマーを重合して硬化する。これにより各層が形成される。ここで必要であれば、機能層を複数層とすることができる。
次に、同様にして低屈折率層を形成するための塗布液を防眩層もしくは拡散層もしくは機能層上に塗布し、光照射あるいは加熱し(紫外線など電離放射線を照射、好ましくは加熱下で電離放射線を照射することにより硬化させ、)低屈折率層が形成される。このようにして本発明の反射防止フィルムが得られる。
〔保護フィルム、偏光板〕
偏光板は、偏光膜の表側および裏側の両面を保護する2枚の保護フィルムで主に構成される。本発明の反射防止フィルムは、偏光膜を両面から挟む2枚の保護フィルムのうち少なくとも1枚に用いることが好ましい。本発明の反射防止フィルムが保護フィルムを兼ねることで、偏光板の製造コストを低減できる。また、本発明の反射防止フィルムを最表層に使用することにより、外光の映り込み等が防止され、耐傷性、防汚性等も優れた偏光板とすることができる。
本発明の反射防止フィルムは表面を親水化処理した後に、ポリビニルアルコールを接着剤にして偏光子と貼りあわせ、偏光板となる。親水化処理としては、特にケン化処理が好ましい。親水化された表面は、ポリビニルアルコールを主成分とする偏光膜との接着性を改良するのに特に有効である。また、親水化された表面は、空気中の塵埃が付着しにくくなるため、偏光膜と接着させる際に偏光膜と反射防止フィルムの間に塵埃が入りにくく、塵埃による点欠陥を防止するのに有効である。
鹸化処理は、最外層を有する側とは反対側の透明支持体の表面の水に対する接触角が40゜以下になるように実施することが好ましい。更に好ましくは30゜以下、特に好ましくは20゜以下である。
〔画像表示装置〕
本発明の反射防止フィルムは、液晶表示装置(LCD)、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)や陰極管表示装置(CRT)、表面電界ディスプレイ(SED)のような画像表示装置に適用することができる。特に好ましくは液晶表示装置(LCD)に用いられる。本発明の反射防止フィルムは透明支持体を有しているので、透明支持体側を画像表示装置の画像表示面に接着して用いられる。また、液晶表示装置に用いる場合は、上記偏光板形態に加工した後、液晶セルの表面に、本発明の反射防止フィルムが最表面になるように設けて使用することができる。
本発明の反射防止フィルムは、偏光膜の表面保護フィルムの片側として用いた場合、ツイステットネマチック(TN)、スーパーツイステットネマチック(STN)、バーティカルアライメント(VA)、インプレインスイッチング(IPS)、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル(OCB)等のモードの透過型、反射型、または半透過型の液晶表示装置に好ましく用いることができる。
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特別の断りの無い限り、「部」及び「%」は質量基準である。
防眩層用塗布液A−1の組成
PET−30 44.0g
DPCA−20 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)26.4g
SP−13 0.2g
MIBK 22.0g
MEK 40.4g
上記塗布液において硬化後の樹脂粒子を除く防眩層もしくは拡散層の屈折率は1.50であった。
防眩層用塗布液A−2の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)26.4g
6μm架橋アクリル粒子G分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 16.1g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−3の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
3.5μm架橋アクリル−スチレン粒子B分散液(30%)
26.4g
SP−13 0.2g
MIBK 22.0g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−4の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
5μm架橋アクリル−スチレン粒子C分散液(30%)26.4g
SP−13 0.2g
MIBK 22.0g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−5の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)26.4g
SP−13 0.2g
MIBK 22.0g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−6の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
14μm架橋アクリル−スチレン粒子D分散液(30%)
26.4g
SP−13 0.2g
MIBK 22.0g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−7の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)26.4g
8μm架橋アクリル粒子H分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 16.1g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−8の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)26.4g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子J分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 16.1g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−9の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%:ヘキサン)
26.4g
6μm架橋アクリル粒子G分散液(30%:ヘキサン) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 16.1g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−10の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)26.4g
6μm架橋アクリル粒子G分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 16.1g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−11の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)
13.2g
6μm架橋アクリル粒子G分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 29.3g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−12の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)52.8g
6μm架橋アクリル粒子G分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 2.9g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−13の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
12μm架橋アクリル−スチレン粒子E分散液(30%)
13.2g
6μm架橋アクリル粒子G分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 29.3g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−14の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子F分散液(30%)39.6g
6μm架橋アクリル粒子G分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 2.9g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−15の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)26.4g
6μm架橋アクリル粒子G分散液(30%) 9.9g
SP−13 0.2g
MIBK 16.1g
MEK 40.4g
防眩層用塗布液A−16の組成
PET−30 88.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A分散液(30%)26.4g
SP−13 0.2g
MIBK 16.1g
MEK 40.4g
上記塗布液において硬化後の樹脂粒子を除く防眩層もしくは拡散層の屈折率は1.52であった。
防眩層用塗布液A−17の組成
PET−30 44.0g
ビスコート360 44.0g
イルガキュア127 3.0g
6μm架橋スチレン粒子I分散液(30%) 26.4g
SP−13 0.2g
MIBK 16.1g
MEK 40.4g
上記防眩層用塗布液各々について孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して塗布液を調製した。
上記塗布液において硬化後の樹脂粒子を除く防眩層もしくは拡散層の屈折率は塗布液A−1と塗布液A−16を除いて全て1.51であった。
粒子の分散液は攪拌しているMIBK溶液中に下記の粒子を分散液の固形分濃度が40質量%になるまで徐々に加え、30分攪拌して作製した。樹脂粒子は粒子B,Iを除いて積水化成品工業(株)製(該粒子は全て架橋性モノマー含有率が15質量%以上[対全モノマー])を用いた。粒子B,Iは綜研化学(株)を用いた。
6μm架橋アクリル−スチレン粒子A:屈折率1.56(アクリル/スチレン比:3/7)
3.5μm架橋アクリル−スチレン粒子B:屈折率1.56(アクリル/スチレン比:3/7、架橋性モノマー含有率15質量%以上)
5μm架橋アクリル−スチレン粒子C:屈折率1.56(アクリル/スチレン比:3/7)
14μm架橋アクリル−スチレン粒子D:屈折率1.56(アクリル/スチレン比:3/7)
12μm架橋アクリル−スチレン粒子E:屈折率1.55(アクリル/スチレン比:4/6)
6μm架橋アクリル−スチレン粒子F:屈折率1.54(アクリル/スチレン比:5/5)
6μm架橋アクリル粒子G:屈折率1.50
8μm架橋アクリル粒子H:屈折率1.50
6μm架橋スチレン粒子I:屈折率1.60(架橋性モノマー含率15%未満)
6μm架橋アクリル−スチレン粒子J:屈折率1.55(アクリル/スチレン比:4/6)
低屈折率層用塗布液L−1の組成
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(A−1) 3.9g
シリカ分散液A(22%) 25.0g
イルガキュア127 0.2g
DPHA 0.4g
MEK 100.0g
MIBK 45.5g
上記塗布液を塗布硬化してなる低屈折率層の硬化後の屈折率は1.36であった。
低屈折率層用塗布液L−2の組成
JTA−103 15.0g
MEK−ST−L(30%) 1.4g
オルガノシラン化合物A 0.4g
MEK 3.0g
シクロヘキサノン 0.6g
上記塗布液を塗布硬化してなる低屈折率層の硬化後の屈折率は1.42であった。
低屈折率層用塗布液L−3の組成
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(A−1) 3.9g
シリカ分散液A(22%) 15.0g
イルガキュア127 0.2g
DPHA 0.4g
MEK 100.0g
MIBK 45.5g
上記塗布液を塗布硬化してなる低屈折率層の硬化後の屈折率は1.40であった。
低屈折率層用塗布液L−4の組成
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(A−1) 3.9g
シリカ分散液A(22%) 25.0g
イルガキュア127 0.2g
DPHA 2.0g
MEK 100.0g
MIBK 45.5g
上記塗布液を塗布硬化してなる低屈折率層の硬化後の屈折率は1.40であった。
低屈折率層用塗布液L−5の組成
エチレン性不飽和基含有フッ素ポリマー(A−1) 3.9g
シリカ分散液B−1(28%) 8.5g
シリカ分散液B−2(28%) 11.1g
イルガキュア127 0.2g
PET−30 0.4g
MEK 104.4g
MIBK 45.5g
上記塗布液を塗布硬化してなる低屈折率層の硬化後の屈折率は1.45であった。
上記低屈折率層用塗布液各々について孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して塗布液を調製した。
それぞれ使用した化合物を以下に示す。
PET−30:ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物[日本化薬(株)製、平均分子量298]
DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物[日本化薬(株)製、平均分子量524,527]
DPCA−20:カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(n=2)[日本化薬(株)製、平均分子量807]
DPCA−120:カプロラクトン付加ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(n=12)[日本化薬(株)製、平均分子量1,947]
ビスコート360:トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート(n=3)[大阪有機化学工業(株)製、平均分子量450.5]
イルガキュア127:重合開始剤[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製]
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(A−1):特開2005−89536号公報製造例3に記載のフッ素ポリマー(A−1)
JTA−103:熱架橋性含フッ素ポリマー[JSR(株)製]
MEK−ST−L:シリカ微粒子のMEK分散物[平均粒子径45nm、シリカ濃度30%、日産化学工業(株)製]
MEK−ST:シリカ微粒子のMEK分散物[平均粒子径45nm、シリカ濃度30%、日産化学工業(株)製]
オルガノシラン化合物A:特開2007−148398号公報実施例1に記載のオルガノシラン化合物
SP−13:フッ素系の界面活性剤(MEK溶媒に固形分濃度40質量%で溶解しているものを用いた。)
Figure 2009265645
(シリカ分散液A)
中空シリカ微粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、平均粒子径60nm、シェル厚み10nm、シリカ濃度20質量%、シリカ粒子の屈折率1.31、特開2002−79616号公報の調製例4に準じサイズを変更して作製)500gに、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製)10g、およびジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.0g加え混合した後に、イオン交換水を3gを加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.0gを添加した。この分散液500gにほぼシリカの含量一定となるようにシクロヘキサノンを添加しながら、減圧蒸留による溶媒置換を行った。分散液に異物の発生はなく、固形分濃度をシクロヘキサノンで調整し22質量%にしたときの粘度は25℃で5mPa・sであった。得られた分散液Aのイソプロピルアルコールの残存量をガスクロマトグラフィーで分析したところ、1.0%であった。
(シリカ分散液B−1)
MEK−ST−L 500gに、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製)10g、およびジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.0g加え混合した後に、イオン交換水を3gを加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.0gを添加した。分散液に異物の発生はなく、固形分濃度をメチルエチルケトンで調整し28質量%にしたときの粘度は25℃で1mPa・sであった。
(シリカ分散液B−2)
MEK−ST 500gに、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製)10g、およびジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.0g加え混合した後に、イオン交換水を3gを加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.0gを添加した。分散液に異物の発生はなく、固形分濃度をメチルエチルケトンで調整し28質量%にしたときの粘度は25℃で1.5mPa・sであった。
[実施例1]
(反射防止フィルム試料の作製)
(1)防眩層もしくは拡散層の塗設
80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)をロール形態で巻き出して、表1に示す防眩層もしくは拡散層用塗布液を使用し特開2006−122889号公報実施例1記載のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で塗布し、60℃で150秒乾燥の後、さらに窒素パージ下酸素濃度約0.1%で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400mW/cm、照射量100mJ/cmの紫外線を照射して塗布層を硬化させ巻き取った。各防眩層もしくは拡散層の膜厚は表1の値になるように塗布量を調整した。
(透光性樹脂粒子の評価)
(1)圧縮強度
圧縮強度は島津製作所製微小圧縮試験機MCT―W201を用いて、25℃、65%RH、試験用圧子:FLAT20、試験荷重:49.0(mN)、負荷速度:0.710982(mN/sec)、変位フルスケール:5(μm)の条件で、粒子単体について行ったときの変位10%の試験から前記式(1)にて求めた。
(2)膨潤率
膨潤率は樹脂粒子を30質量%の濃度で分散溶媒に分散し、分散終了後3時間以内に測定した粒子径(r)と、その分散液を室温(25℃)下、静置状態で経時して粒子径の増加が停止し平衡状態になったときの粒径(r)から次式にて求めた。
膨潤率(体積%)={(r/r−1}×100
Figure 2009265645
(2)低屈折率層の塗設
上記防眩層もしくは拡散層を塗設したトリアセチルセルロースフィルムを再び巻き出して、上記低屈折率層用塗布液を前記のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で塗布し、90℃で75秒乾燥の後、窒素パージ下酸素濃度0.01〜0.1%で240W/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400mW/cm、照射量240mJ/cmの紫外線を照射し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取り、防眩性もしくは拡散性反射防止フィルムを作製した。また試料21と同様の防眩層を形成し、低屈折率層用塗布液L−1の代わりにL−5を用いた以外は防眩性反射防止フィルム21と全く同じ方法で、防眩性反射防止フィルム211を作製した。
(反射防止フィルムの鹸化処理)
塗設後、前記試料について、以下の処理を行った。1.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を調製し、55℃に保温した。0.01mol/Lの希硫酸水溶液を調製し、35℃に保温した。 作製した反射防止フィルムを上記の水酸化ナトリウム水溶液に2分間浸漬した後、水に浸漬し水酸化ナトリウム水溶液を十分に洗い流した。次いで、上記の希硫酸水溶液に1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。 最後に試料を120℃で十分に乾燥させた。このようにして、鹸化処理済み反射防止フィルム(本発明試料1〜22、211および比較試料101〜102)を作製した。
(偏光板の作製)
ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸して作製した偏光子の片面に、1.5mol/L、55℃のNaOH水溶液中に2分間浸漬したあと中和、水洗した、80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)を貼り付け、偏光子のもう一方の面に前記鹸化処理済みの各々のフィルム試料のトリアセチルセルロース側を貼り付けて、偏光子の両面を保護して偏光板を作製した。
(反射防止フィルムおよび偏光板の評価)
得られたこれらの反射防止フィルム試料について、以下の項目の評価を行った。結果を表2に示した。
(1)表面形態
表面粗さRaおよび平均山谷距離Sm、平均傾斜角度θa、最大傾斜角度θpを、以下の様にして測定した。
表面粗さ(Ra):JIS−B0601(1982)に準じて、小坂研究所(株)製、サーフコーダー MODEL SE−3Fを用いて中心線平均粗さ(Ra)(μm)の測定を行った。
測定条件は 評価長さ 2.5mm、カットオフ 0.25mm、速度 0.5mm/s、探針径 2μm、加重 30μN で行った。
平均山谷距離Sm:粗さ曲線が中心線と交差する交点から求めた山谷一周期の間隔の平均値Sm(μm)を測定した。測定装置は小坂研究所(株)製、サーフコーダー MODEL SE−3Fを用いた。なお、表中での表記“−”は、測定不能を表す。
測定条件は 評価長さ 2.5mm、カットオフ 0.25mm、速度 0.5mm/s、探針径 2μm、加重 30μN で行った。
平均傾斜角度(θa)、最大傾斜角度(θp):本文中に記載の方法で、マイクロマップ社(米国)製SXM520−AS150型を用いた測定データからθa、θpを算出した。
(2)へイズ
[1]JIS−K7136に準じて、得られた反射防止フィルムの全ヘイズ値(H)を測定する。
[2]反射防止フィルムの表面および裏面にシリコーンオイルを数滴添加し、厚さ1mmのガラス板(ミクロスライドガラス品番S9111、MATSUNAMI製)を2枚用いて裏表より挟んで、完全に2枚のガラス板と得られた反射防止フィルムを密着し、表面ヘイズを除去した状態でヘイズを測定し、別途測定したガラス板2枚の間にシリコーンオ
イルのみを挟みこんで測定したヘイズを引いた値をフィルムの内部ヘイズ(Hi)として算出した。
[3]上記[1]で測定した全ヘイズ(H)から上記[2]で算出した内部ヘイズ(Hi)を引いた値をフィルムの表面ヘイズ(Hs)として算出した。
[4]高温高湿試験後Δ内部ヘイズ
上記[2]で測定した内部ヘイズを初期値として、高温高湿試験(65℃95%RH168時間)後に、[2]と同じ測定方法で内部ヘイズを測定して試験後の値とした。試験後の値から初期値を引き算して、Δ内部ヘイズ値を算出した。表中の+の値は試験後の方が値が高いことを示し、−の値は試験後の方が値が低いことを示す。
(3)平均反射率
反射防止フィルム試料の裏面(トリアセチルセルロースフィルム側)をサンドペーパーで粗面化した後に黒色インクで処理し、裏面反射をなくした状態で、表面側を、分光光度計(日本分光(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、分光反射率を測定した。結果には450〜650nmの積分反射率の算術平均値を用いた。各試料の評価結果を表2に示す。
Figure 2009265645
表2に示される結果より、以下のことが明らかである。本発明の反射防止フィルムは、高架橋性の高屈折率の樹脂粒子を使用した場合に生じる高温高湿試験後の内部ヘイズの変動が抑えられている。
[実施例2]
1.5mol/L、55℃のNaOH水溶液中に2分間浸漬したあと中和、水洗した、80μmの厚さのトリアセチルセルロースフイルム(TAC−TD80U、富士フイルム
(株)製)と、実施例1における本発明試料(鹸化処理済み)の各々のフィルムに、ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸して作製した偏光膜の両面を接着、保護して偏光板を作製した。このようにして作製した偏光板を、防眩層もしくは拡散層あるいは低屈折率層が最表面となるように透過型TN液晶表示装置搭載のノートパソコンの液晶表示装置(偏光選択層を有する偏光分離フィルムである住友3M(株)製のD−BEFをバックライトと液晶セルとの間に有する)の視認側の偏光板と貼り代えたところ、防眩性、黒締まりに優れ、背景の映りこみが極めて少なく、明室コントラストに優れる、表示品位の非常に高い表示装置が得られた。
[実施例3]
実施例1における本発明試料の各々のフィルムを貼りつけた透過型TN液晶セルの視認側の偏光板の液晶セル側の保護フィルム、およびバックライト側の偏光板の液晶セル側の保護フィルムとして、光学補償フィルム(ワイドビューフィルムエース、富士フイルム(株)製)を用いたところ、防眩性、黒締まりに優れ、背景の映りこみが極めて少なく、明室コントラストに優れ、且つ上下左右の視野角が非常に広く、極めて視認性に優れ、表示品位の高い液晶表示装置が得られた。
[実施例4]
VA型液晶表示装置(LC−26GD3 シャープ製)に設けられている偏光板を位相差膜を残したまま剥がし、代わりに本発明の偏光板を偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように貼り付けたところ、防眩性、黒締まりに優れ、背景の映りこみが極めて少なく、明室コントラストに優れる、表示品位の非常に高い表示装置が得られた。
また、本発明の偏光版を用いたディスプレイは、ギラツキ防止効果が高く、斜め方向のコントラストに優れる非常に良好な表示性能を示すことも確認できた。
[実施例5]
IPS型液晶表示装置(TH−26LX300 松下製)に設けられている偏光板を剥がし、代わりに本発明の偏光板を偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように貼り付けたところ、防眩性、黒締まりに優れ、背景の映りこみが極めて少なく、明室コントラストに優れる、表示品位の非常に高い表示装置が得られた。
[実施例6]
実施例における本発明試料の各々のフィルムを、有機EL表示装置の表面のガラス板に粘着剤を介して貼り合わせたところ、ガラス表面での反射が抑えられ、視認性の高い表示装置が得られた。
[実施例7]
実施例1における本発明試料の各々の反射防止フィルムを用いて、片面に本発明の反射防止フィルムを有する偏光板を作製し、偏光板の本発明の反射防止フィルムを有している側の反対面にλ/4板を貼り合わせ、本発明の反射防止フィルム側が最表面になるように、有機EL表示装置の表面のガラス板に貼り付けたところ、表面反射および、表面ガラスの内部からの反射がカットされ、極めて視認性の高い表示が得られた。
以上より、本発明の反射防止フィルムを用いた各実施例では、画像表示装置の表面に用いるのに好ましい性能を示した。

Claims (11)

  1. 透明支持体上に、透明樹脂および透光性樹脂粒子を含有する少なくとも一層の防眩層もしくは拡散層と、該透明支持体および該防眩層もしくは拡散層の何れの層よりも屈折率の低い低屈折率層とをこの順に有する反射防止フィルムであって、
    該透明樹脂が、(A)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートと、(B)エチレンオキシド、プロピレンオキシドまたはカプロラクトン付加のいずれかで変性された変性多官能(メタ)アクリレートとを含む混合物を硬化してなるものであり、
    該透光性樹脂粒子が、残存モノマー含率が2.0%以下であり、高架橋性であり、かつ圧縮強度が39〜98N/mmである(C)高架橋透光性樹脂粒子を含有する反射防止フィルム。
  2. 前記(B)変性多官能(メタ)アクリレートにおいて、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドの付加モル数が1〜3であるか、またはカプロラクトン付加モル数が3〜10である請求項1に記載の反射防止フィルム。
  3. 前記(A)多官能(メタ)アクリレートの平均分子量が200〜600であり、前記(B)変性多官能(メタ)アクリレートの平均分子量が300〜2000である請求項1または2に記載の反射防止フィルム。
  4. 前記防眩層もしくは拡散層の膜厚(t)が8μm以上15μm以下であり、前記(C)高架橋透光性樹脂粒子の平均粒径(φC)が5.5μm以上10μm以下であり、前記(C)高架橋透光性樹脂粒子の屈折率(npC)が1.55以上1.58以下であり、かつ前記(C)高架橋透光性樹脂粒子の平均粒径(φC)と前記膜厚(t)の比(φC/t)が0.30以上0.75以下である請求項1〜3のいずれかに記載の反射防止フィルム。
  5. 前記防眩層もしくは拡散層が、さらに第2の(D)高架橋透光性樹脂粒子を含み、該(D)高架橋透光性樹脂粒子の粒径が前記(C)高架橋透光性樹脂粒子の粒径と実質的に同じである請求項1〜4のいずれかに記載の反射防止フィルム。
  6. 前記(D)透光性樹脂粒子の屈折率が1.49以上1.54以下である請求項5に記載の反射防止フィルム。
  7. 前記透光性樹脂粒子を、分散溶媒に浸漬させた後の膨潤率が20体積%以下である請求項1〜6のいずれかに記載の反射防止フィルム。
  8. 前記(C)高架橋透光性樹脂粒子が2官能以上の架橋性モノマーで架橋されており、該架橋性モノマーの含有率が該(C)高架橋透光性樹脂粒子を形成するための全モノマーに対して15質量%以上である請求項1〜7のいずれかに記載の反射防止フィルム。
  9. 前記透光性樹脂粒子が(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを重合してなる樹脂粒子である請求項1〜8のいずれかに記載の反射防止フィルム。
  10. 偏光膜と該偏光膜の両面を保護する2枚の保護フィルムを有する偏光板であって、該保護フィルムの少なくとも一方が、請求項1〜9のいずれかに記載の反射防止フィルムである偏光板。
  11. 請求項1〜9のいずれかに記載の反射防止フィルム、または請求項10に記載の偏光板を有する画像表示装置。
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