JP2011154177A - 反射防止フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】十分な光学特性と機械特性、防汚性を備え、且つ白化が生じない反射防止フィルムを提供するための低屈折率コーティング剤を提供すること、及びそれを用いた反射防止フィルムを提供することを課題とする。
【解決手段】透明基材の一方の面にハードコート層と、低屈折率層を積層した反射防止フィルムにおいて、ハードコート層が、（メタ）アクリロイルオキシ基を有する多官能性モノマーを主成分とする重合体から形成され、且つ、低屈折率層が、紫外線硬化型材料と、低屈折率ナノ微粒子と、シリコーン系材料と、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤と、を含有してなる低屈折率コーティング剤から形成されていることを特徴とする反射防止フィルムである。
【選択図】図１

Description

本発明は、反射防止性能及び帯電防止性能を備える反射防止フィルムに関する。さらには、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＣＲＴ、プロジェクションディスプレイ、ＥＬディスプレイ等のディスプレイの表示画面に適用される反射防止フィルムに関する。

一般にディスプレイは、室内外での使用を問わず、外光などが入射する環境下で使用される。この外光等の入射光は、ディスプレイ表面等において正反射され、それによる反射像が表示画像と混合することにより、画面表示品質を低下させてしまう。そのため、ディスプレイ表面等に反射防止機能を付与することは必須であり、反射防止機能の高性能化、反射防止機能以外の機能の複合化が求められている。

一般に反射防止機能は、透明基材上に金属酸化物等の透明材料からなる高屈折率層と低屈折率層の繰り返し構造による多層構造の反射防止層を形成することで得られる。これらの多層構造からなる反射防止層は、化学蒸着（ＣＶＤ）法や、物理蒸着（ＰＶＤ）法といった乾式成膜法により形成することができる。

乾式成膜法を用いて反射防止層を形成する場合にあっては、低屈折率層、高屈折率層の膜厚を精密に制御できるという利点がある一方、成膜を真空中でおこなうため、生産性が低く、大量生産に適していないという問題を抱えている。一方、反射防止層の形成方法として、大面積化、連続生産、低コスト化が可能である塗液を用いた湿式成膜法による反射防止層の生産が注目されている。

湿式成膜法により反射防止層、特に低屈折率層を設けるにあっては、形成される低屈折率層を低屈折率とするために塗液に低屈折率粒子が添加される。このような低屈折率粒子を含有する低屈折率膜においては、低屈折率粒子固有の特質である１．３０〜１．４０程度の低屈折率は実現できるものの、低屈折率膜が白濁（白化）し易く、また、基材に対する耐擦傷性についても一層の改善が求められている。

特願２００７−５４６４１７号広報

本発明は十分な光学特性と機械特性、防汚性を備え、且つ白化が生じない反射防止フィルムを提供するための低屈折率コーティング剤を提供すること、及びそれを用いた反射防止フィルムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために請求項１に係るとしては、透明基材の一方の面にハードコート層と、低屈折率層を積層した反射防止フィルムにおいて、前記ハードコート層が、（メタ）アクリロイルオキシ基を有する多官能性モノマーを主成分とする重合体から形成され、且つ、前記低屈折率層が、紫外線硬化型材料と、低屈折率ナノ微粒子と、シリコーン系材料と、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤と、を含有してなる低屈折率コーティング剤から形成されていることを特徴とする反射防止フィルムである。

また、請求項２に係る発明としては、前記低屈折率層が、紫外線硬化型材料と、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、４０重量部以上７０重量部以下の範囲内である低屈折率ナノ微粒子と、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、０．５重量部以上１．５重量部以下の範囲内であるシリコーン系材料と、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、０．０１重量部以上０．０１５重量部以下の範囲内であるポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤と、を含有してなる低屈折率コーティング剤から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射防止フィルムである。

また、請求項３に係る発明としては、前記低屈折率コーティング剤の屈折率が、１．３０以上１．４０以下の範囲であり、且つ、低屈折率層の屈折率が１．３０以上１．４５以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の反射防止フィルムである。

また、請求項４に係る発明としては、前記反射防止フィルムにおいて、平均視感反射率が０．４％以上０．７％以下であり、全光線透過率が９５％以上９８．０％以下であり、且つ、ヘイズが０．０１％以上０．２０％以下の範囲内のすべてを満たすことを特徴とする請求項１〜３に記載の反射防止フィルムである。

また、請求項５に係る発明としては、前記低屈折率層の作製において、主溶媒の沸点の−２０℃以上＋２０℃以下の範囲内の乾燥温度で乾燥し、積算光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下の範囲内で紫外線照射する連続してなることを特徴とする請求項１〜４に記載の反射防止フィルムである。

また、請求項６に係る発明としては、請求項１〜５のいずれかに記載の反射防止フィルムと、当該反射防止フィルムの低屈折率層非形成面に第１の偏光板を備えたことを特徴とする反射防止性偏光板である。

また、請求項７に係る発明としては、観察者側から順に、請求項６に記載の反射防止性偏光板と、液晶セル、第２の偏光板、バックライトユニットをこの順に備え、前記反射防止性偏光板の低屈折率層非形成面側に液晶セルを保持していることを特徴とする透過型液晶ディスプレイである。

本発明によれば、十分な光学特性と機械特性、防汚性を備え、且つ、白化が生じない反射防止フィルムを提供することができる。

本発明の一実施例の反射防止フィルムの断面模式図である。 本発明の一実施例の反射防止フィルムを用いた透過型液晶ディスプレイの断面模式図である。

図１に本発明の反射防止フィルムの断面模式図を示した。

本発明の反射防止フィルム（１）は、透明基材（１１）上に少なくともハードコート層（１２）、低屈折率層（１３）となる順に備えられており、低屈折率層（１３）は、紫外線硬化型材料（１３１）と、低屈折率ナノ微粒子（１３４）と、シリコーン系材料（１３２）と、ポリジメチルシロキサン結合を有するシリコーン化合物（１３３）を含有する低屈折率コーティング剤からなる低屈折率層形成用塗液から形成されることを特徴とする。

まず、本発明の低屈折率層に用いられる低屈折率コーティング剤について説明する。

本発明の低屈折率コーティング剤にあっては、紫外線硬化型材料（１３１）と、低屈折率ナノ微粒子（１３４）と、シリコーン系材料（１３２）と、ポリジメチルシロキサン結合を有するシリコーン化合物（１３３）を含有することを特徴とする。

低屈折率層形成用塗液に加えられる紫外線硬化型材料としては、アクリル系材料を用いることができる。アクリル系材料としては、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能または多官能の（メタ）アクリレート化合物、ジイソシアネートと多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタン（メタ）アクリレート化合物を使用することができる。
またこれらの他にも、電離放射線型材料として、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、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等を使用することができる。

単官能の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、３−メトキシブチル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、リン酸（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸（メタ）アクリレート、フェノキシ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、ノニルフェノール（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル−２−ヒドロキシプロピルフタレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、ヘキサフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２−アダマンタンおよびアダマンタンジオールから誘導される１価のモノ（メタ）アクリレートを有するアダマンチルアクリレートなどのアダマンタン誘導体モノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

２官能の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートなどのジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

３官能以上の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、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、グリセリントリ（メタ）アクリレート等のトリ（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、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の３官能の（メタ）アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（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、ジトリメチロールプロパンペンタ（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、ジトリメチロールプロパンヘキサ（メタ）アクリレート等の３官能以上の多官能（メタ）アクリレート化合物や、これら（メタ）アクリレートの一部をアルキル基やε−カプロラクトンで置換した多官能（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。

本発明の低屈折率コーティング剤に含まれる低屈折率ナノ微粒子としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ、３ＮａＦ・ＡｌＦまたはＡｌＦ（いずれも、屈折率１．４）、または、Ｎａ_３ＡｌＦ_６（氷晶石、屈折率１．３３）、シリカ等の低屈折材料からなる低屈折率粒子を用いることができる。また、粒子内部に空隙を有する粒子を好適に用いることができる。粒子内部に空隙を有する粒子にあっては、空隙の部分を空気の屈折率（≒１）とすることができるため、非常に低い屈折率を備える低屈折率粒子とすることができる。具体的には、多孔質シリカ粒子、内部に空隙を有する低屈折率シリカ粒子を用いることができる。

なお、平均粒径にあっては、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。粒径が１００ｎｍを超える場合、レイリー散乱によって光が著しく反射され、低屈折率層が白化して反射防止フィルムの透明性が低下する傾向にある。一方、粒径が１ｎｍ未満の場合、粒子の凝集による低屈折率層における粒子の凝集等の問題が生じる。

平均粒径とは、溶液中の粒子を動的光散乱方法で測定し、粒径分布を累積分布で表したときの５０％粒径（ｄ５０ メジアン径）を意味する。

また、内部に空隙を有するシリカ粒子の空隙としては、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。空隙が５０ｎｍを超える場合、十分な耐擦傷性が得ることができずディスプレイ表面に設ける反射防止フィルムに適さなくなってしまうためである。一方、空隙が２０ｎｍ未満の場合、屈折率が１．４５以上となってしまい平均視感反射率が０．７％以上となるためである。

なお、内部に空隙を有するシリカ粒子の一例としては、球状の形状を保持したまま、硝子の屈折率１．４５に比べて低い屈折率１．３０であり、半径２０ｎｍ以上２５ｎｍ以下、密度（ρ１）の球状の構造が中心部分にあり、周囲を厚み１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下の異なる密度（ρ２）の層が覆っており、（ρ１／ρ２）の値が０．５、０．１、０．０を示し、シリカ粒子の中心部分は外部のシリカの１／１０程度の密度となるような構造モデルである。

本発明の低屈折率コーティング剤に用いられるシリコーン系材料としては、シリコーン結合を持つ材料であり、例えば、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル等を挙げることができる。

本発明の低屈折率コーティング剤に用いられるポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤としては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサンなどのポリアルキル、ポリアルケニル等を挙げることができる。

また、本発明の低屈折率コーティング剤におけるそれぞれの材料の割合としては、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が４０重量部以上７０重量部以下の範囲内であり、且つ、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン系材料の含有量が０．５重量部以上１．５重量部以下の範囲内であり、且つ、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、前記ポリジメチルシロキサン結合を有するシリコーン化合物の添加量が０．０１重量部以上０．０１５重量部以下の範囲内の範囲内であることを特徴とする。

また、本発明の低屈折率コーティング剤におけるそれぞれの材料の割合にあっては、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の添加量は４０重量部以上７０重量部以下の範囲内とする。これは、４０重量部未満であると平均視感反射率は０．７％以上となり、また７０重量部を超えると機械特性（耐擦傷性能）が低下し、耐擦傷性試験において２００ｇ／ｃｍ^２荷重で傷が生じてしまうためである。

また、本発明の低屈折率コーティング剤におけるそれぞれの材料の割合にあっては、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン系材料の添加量は、０．５重量部以上１．５重量部以下の範囲内とする。これは、０．５重量部未満であると十分な防汚性が得られなくなるためであり、１．５重量部を超えるとブリードアウトするためである。

また、本発明の低屈折率コーティング剤におけるそれぞれの材料の割合にあっては、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、ポリジメチルシロキサン結合を有するシリコーン化合物の添加量が０．０１重量部以上０．０１５重量部以下の範囲内の範囲内とする。これは、０．０１重量部未満であると膜の白濁（白化）が生じ、０．０１５重量部を超えるとブリードアウトするためである。ブリードアウトとは、添加物がフィルム表面に凝集することである。

なお、低屈折率コーティング剤には、必要に応じて、溶媒や各種添加剤を加えることができる。溶媒としては、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキシルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、ｎ−ヘキサンなどの炭化水素類、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、ジオキサン、ジオキソラン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、また、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ｎ−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸ｎ−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらには、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、水等の中から塗工適正等を考慮して適宜選択される。また、低屈折率コーティング剤には添加剤として、表面調整剤、レベリング剤、屈折率調整剤、密着性向上剤、光増感剤等を加えることもできる。

なお、低屈折率コーティング剤を用いた低屈折率層形成用塗液を塗布した後、紫外線を照射することにより低屈折率層を形成する場合には、低屈折率層形成用塗液に、低屈折率コーティング剤と共に光重合開始剤を加えることができる。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類等が挙げられる。

本発明の低屈折率コーティング剤を用いた反射防止フィルム（１）の構成について説明する。

まず、図１に本発明の一実施例の反射防止フィルムの構成を示す。

次に、本発明の反射防止フィルムに用いる透明基材（１１）について説明する。

透明基材（１１）としては、種々の有機高分子からなるフィルムまたはシートを用いることができる。例えば、ディスプレイ等の光学部材に通常使用される基材が挙げられ、透明性や光の屈折率等の光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸物性を考慮して、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、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等のポリエステル系、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等のセルロース系、６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコール等の有機高分子からなるものが用いられる。特に、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートが好ましい。さらに、これらの有機高分子に公知の添加剤、例えば帯電防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等を添加することにより機能を付加させたものも使用できる。また、透明基材は上記の有機高分子から選ばれる１種または２種以上の混合物、または重合体からなるものでもよく、複数の層を積層させたものであってもよい。

中でも、トリアセチルセルロースフィルムは複屈折が少なく、透明性が良好であることから、本発明の反射防止フィルムを液晶ディスプレイに用いるにあっては好適に使用することができる。トリアセチルセルロースフィルムの屈折率は約１．５０であって、他の透明基材と比較して屈折率が低い。例えば、透明基材として広範に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムは、１．６０程度である。

また、本発明の反射防止フィルムにあっては、透明基材（１１）と低屈折率層（１３）との間にハードコート層（１２）を備えることが好ましい。ハードコート層を備えることにより、耐擦傷性に優れた反射防止フィルムとすることができる。

次に、本発明の反射防止フィルムに用いるハードコート層（１２）について説明をする。

本発明の反射防止フィルムにおけるハードコート層にあっては、（メタ）アクリロイルオキシ基を有する官能性モノマーを主成分とする重合体からなることが好ましい。

（メタ）アクリロイルオキシ基を有する官能性モノマーとしては、ペンタエリスリトールトリ（メタ）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、ジペンタエリスリトールトリ（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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレート、イソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー等を挙げることができる。

本発明の反射防止フィルムにあっては、透明基材上に（メタ）アクリロイルオキシ基を有する官能性モノマーを含む塗液を透明基材上に塗布し、必要に応じて乾燥をおこない、電離放射線を照射することによりハードコート層が形成される。

本発明にあっては透明基材上に、（メタ）アクリロイルオキシ基を有する官能性モノマーを主成分とする重合体からなるハードコート層が形成され、前記ハードコート層上に、低屈折率コーティング剤を用いた低屈折率層形成用塗液を塗布した後、乾燥し、電離放射線を照射することにより低屈折率層を形成することにより反射防止フィルムが作製することができる。

次に、本発明の反射防止フィルムにおける低屈折率層（１３）について説明する。

反射防止フィルムにあっては、低屈折率層単層で構成される単層構造の反射防止層や、低屈折率層と高屈折率層の繰り返し構造からなる積層構造の反射防止層を形成することが知られている。本発明の反射防止フィルムにあっては、反射防止層が、バインダマトリックス中に低屈折率粒子を含む低屈折率層単層構造であることが好ましい。

また、反射防止層を形成する方法としては、反射防止層形成用塗液を防眩層表面に塗布し反射防止層を形成する湿式成膜法による方法と、真空蒸着法やスパッタリング法やＣＶＤ法といった真空中で反射防止層を形成する真空成膜法による方法に分けられる。

低屈折率層と高屈折率層の繰り返し構造からなる積層構造の反射防止層を形成するにあっては、形成する高屈折率層、低屈折率層の膜厚を精密に制御する必要があり、真空成膜法により形成する必要がある。本発明の反射防止フィルムにあっては、低屈折率粒子とバインダマトリックスを含む低屈折率塗液を用い、湿式成膜法により反射防止フィルムを形成することにより、安価に反射防止フィルムを製造することができる。

このとき、低屈折率層単層は、その膜厚（ｄ）に低屈折率層の屈折率（ｎ）をかけることによって得られる光学膜厚（ｎｄ）が可視光の波長の１／４と等しくなるように設形成される。

低屈折率コーティング剤を用いた低屈折率層形成用塗液を、ハードコート層が形成された透明基材上に塗布するための塗工方法としては、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ダイコーターを用いた塗工方法を使用できる。

低屈折率コーティング剤を用いた低屈折率層形成用塗液を、ハードコート層が形成された透明基材上に塗布することにより得られる塗膜に対し、電離放射線を照射することにより、低屈折率層が形成される。電離放射線としては、紫外線、電子線を用いることができる。紫外線硬化の場合は、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク、キセノンアーク等の光源が利用できる。また、電子線硬化の場合はコックロフトワルト型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される電子線が利用できる。

低屈折率層形成用塗液がハードコート層上に塗布された後、ハードコート層上の塗膜中の溶媒を除去するために乾燥工程が設けられる。本発明の実施の形態に係る反射防止フィルムの製造方法としては、乾燥工程における塗膜の乾燥温度が、主溶媒の沸点−２０℃以上主溶媒の沸点＋２０℃以下の範囲内であることを特徴とする。

乾燥温度が低屈折率層の形成用塗液に用いられる主溶媒の沸点−２０℃を下回る場合には、溶媒の乾燥が不十分であり低屈折率層に含まれるシリコーン材料成分がフィルム上に残ってしまい、低屈折率層の防汚性と耐擦傷性が低下してしまう。一方、乾燥温度が低屈折率層の形成用塗液に用いられる主溶媒の沸点＋２０℃を上回る場合には、製造コストが高くなり、また熱によって反射防止フィルムに熱シワと呼ばれるシワが発生してしまう場合がある。

低屈折率層は、ハードコート層上の塗膜に対し、紫外線を照射することにより塗膜は硬化され形成される。紫外線を発生する光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電管等を用いることができる。

本発明の実施の形態に係る反射防止フィルムの製造方法は、紫外線照射工程において、照射される紫外線の積算光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下の範囲内であることを特徴とする。照射される紫外線の積算光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２未満の場合は、硬化が不十分であり、低屈折率層の耐擦傷性が低下してしまう。一方、照射される紫外線の積算光量が４００ｍＪ／ｃｍ^２を超える場合であっては、製造コストが高くなってしまう。

本発明の反射防止フィルムは、低屈折率層表面での平均視感反射率が０．４％以上から０．７％以下であることが好ましい。低屈折率層表面の平均視感反射率は低いほど、優れた反射防止機能を備える。

低屈折率層表面での平均視感反射率が０．７％を超える場合にあっては、十分な反射防止機能を備える反射防止フィルムとすることができなくなってしまう。一方、低屈折率層表面での平均視感反射率を０．４未満の反射防止フィルムを低屈折率層単層で実現することは困難である。

本発明の反射防止フィルムの分光反射率は、反射防止フィルムの低屈折率層と反対側の面を黒色塗料で艶消し処理した後におこなわれ、低屈折率層表面に対しての垂直方向から入射角度は５度に設定され、光源としてＣ光源を用い、２度視野の条件下で求められる。平均視感反射率は、可視光の各波長の反射率を比視感度により校正し、平均した反射率の値である。このとき、比視感度は明所視標準比視感度が用いられる。

本発明の反射防止フィルムのヘイズを０．２％以下とすることにより、明所コントラストの高い反射防止フィルムとすることができる。ヘイズが０．２％を超える場合には、散乱による透過損失によって暗所での黒表示させた際の光モレを見かけ上抑制することが可能となるが、明所での黒表示の際に散乱によって黒表示が白ボケしてコントラストが低下してしまう。

反射防止フィルムの全光線透過率を９５．０％以上９８．０％以下とすることにより、コントラストを良好なものとすることができる。反射防止フィルムの全光線透過率が９５．０％に満たない場合にあっては、白表示した際の白輝度が低下し、コントラストが低下してしまう。一方、裏面反射等を考慮すると全光線透過率９８．０％を超える反射防止フィルムを作製することは実質的に困難であり、本発明の反射防止フィルムにあっては全光線透過率９８．０％以下であることを特徴とする。

本発明の反射防止フィルムは、ディスプレイ表面に好適に用いることができる。ディスプレイとしてはＬＣＤ、ＰＤＰ、ＣＲＴ、プロジェクションディスプレイ、ＥＬディスプレイ等を挙げることができる。また、ディスプレイ内部に用いることもできる。以下に本発明の反射防止フィルムを液晶ディスプレイの部材として用いる場合について説明する。

本発明の反射防止フィルムを用いた透過型液晶ディスプレイの構成について説明する。

図２に本発明の反射防止フィルムを用いた透過型液晶ディスプレイを示した。図２（ａ）の透過型液晶ディスプレイにおいては、本発明の反射防止フィルム（１）を、一方の面に貼り合わせた第１の偏光板（２）を低屈折率層非形成面に備えた反射防止性偏光板（２００）、液晶セル（３）、第２の偏光板（４）、バックライトユニット（５）をこの順に備えている。このとき、反射防止フィルム（１）側が観察側すなわちディスプレイ表面となる。

図２（ａ）にあっては、反射防止フィルム（１）の透明基材（１１）と第１の偏光板（２）の透明基材を別々に備える透過型液晶ディスプレイとなっている。

バックライトユニット（５）は、光源と光拡散板を備える。液晶セル（３）は、一方の透明基材に電極が設けられ、もう一方の透明基材に電極及びカラーフィルターを備えており、両電極間に液晶が封入された構造となっている。液晶セル（３）を挟むように設けられる第１、第２の偏光板にあっては、透明基材（２１、２２、４１、４２）間に偏光層（２３、４３）を挟持した構造となっている。

また、図２（ｂ）にあっては、透明基材（１１）の一方の面に低屈折率層（１３）を備えた反射防止フィルム（１）と、当該反射防止フィルムの低屈折率層非形成面に、偏光層（２３）、透明基材（２２）を順に備えて、反射防止性偏光板（２１０）を形成し、反射防止性偏光板（２１０）、液晶セル（３）、第２の偏光板（４）、バックライトユニット（５）をこの順に備えている。このとき、反射防止フィルム（１）の低屈折率層（１３）側が観察側すなわちディスプレイ表面となる。

図２（ｂ）にあっては、反射防止フィルムの反射防止層非形成面に、第1の偏光板として、偏光層（２３）と透明基材（２２）を、この順に備えた反射防止性偏光板（２１０）を備えた透過型液晶ディスプレイとなっている。

図２（ｂ）においても、図２（ａ）と同様に、バックライトユニット（５）は、光源と光拡散板を備える。液晶セルは、一方の透明基材に電極が設けられ、もう一方の透明基材に電極及びカラーフィルターを備えており、両電極間に液晶が封入された構造となっている。液晶セル（３）を挟むように設けられる第１、第２の偏光板にあっては、透明基材（１１、２２、４１、４２）間に偏光層（２３、４３）を挟持した構造となっている。

また、本発明の透過型液晶ディスプレイにあっては、他の機能性部材を備えても良い。他の機能性部材としては、例えば、バックライトから発せられる光を有効に使うための、拡散フィルム、プリズムシート、輝度向上フィルムや、液晶セルや偏光板の位相差を補償するための位相差フィルムが挙げられるが、本発明の透過型液晶ディスプレイはこれらに限定されるものではない。

以上により、本発明の反射防止フィルムを用いた、透過型液晶ディスプレイが製造される。

以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

以下の（調整例１）〜（調整例９）の低屈折率コーティング剤を調整した後、それぞれの低屈折率層形成用塗液１〜９を作製し、（実施例１）〜（実施例９）の反射防止フィルムを作製した。

＜調整例１＞
（低屈折率コーティング剤１）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が４０重量部と、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン系材料の含有量が１重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液１を作製した。

＜調整例２＞
（低屈折率コーティング剤２）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が６０重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン系材料の含有量が１重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液２を作製した。

＜調整例３＞
（低屈折率コーティング剤３）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が７０重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン系材料の含有量が１重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液３を作製した。

＜調整例４＞
（低屈折率コーティング剤４）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が６０重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン系材料の含有量が０．５重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液４を作製した。

＜調整例５＞
（低屈折率コーティング剤５）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が６０重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン系材料の含有量が１．５重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液５を作製した。

＜調整例６＞
（低屈折率コーティング剤６）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が５７．５重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン化合物の含有量が１重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対してポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤の添加量が０．００５重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液６を作製した。

＜調整例７＞
（低屈折率コーティング剤７）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が５７．５重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン化合物の含有量が１重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対してポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤の添加量が０．０１重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液７を作製した。

＜調整例８＞
（低屈折率コーティング剤８）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が５７．５重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン化合物の含有量が１重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対してポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤の添加量が０．０１５重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液８を作製した。

＜調整例９＞
（低屈折率コーティング剤９）
紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の含有量が５７．５重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン化合物の含有量が１重量部、紫外線硬化型材料１００重量部に対してポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤の添加量が０．０２重量部になるよう組み合わせて調液し、ＩＰＡ：ＭＩＢＫ：ＤＡＡ＝７７：８：１５を加え、３．４ｗｔ％の低屈折率層形成用塗液９を作製した。

（低屈折率層の形成）
（メタ）アクリロイルオキシ基を有する多官能性モノマーを硬化させたハードコート層を備えるトリアセチルセルロースフィルム（富士フィルム製：膜厚８０μｍ）上に、前記（調整例１）〜（調整例９）で作製した低屈折率層形成用塗液を塗布し、６０℃・４０秒オーブンで乾燥し、膜厚が１００ｎｍとなるように塗布した。乾燥後、窒素パージ下で紫外線照射装置（フュージョンＵＶシステムジャパン、光源Ｈバルブ）を用いて照射線量３８０ｍＪ／ｍ^２で紫外線照射をおこなって硬化させて低屈折率層を形成し、（実施例１）〜（実施例９）の反射防止フィルムを作製した。

前記の（実施例１）〜（実施例９）で得られた反射防止フィルムについて、以下の方法で評価をおこなった。

（１）光学特性
「分光反射率・平均視感反射率」
得られた反射防止フィルムの低屈折率層表面について、自動分光光度計（日立製作所社製、Ｕ−４０００）を用い、入射角５°における分光反射率を測定した。また、得られた分光反射率曲線から平均視感反射率を求めた。なお、測定の際には透明基材であるトリアセチルセルロースフィルムのうち低屈折率層の形成されていない面につや消し黒色塗料を塗布し、反射防止の処置をおこなった。

「ヘイズ値および全光線透過率」
得られた反射防止フィルムについて、写像性測定器［日本電色工業社製、ＮＤＨ−２０００］を使用してヘイズ値、及び全光線透過率を測定した。

（２）防汚性
「接触角測定」
接触角計〔ＣＡ−Ｘ型：協和界面科学社製〕を用いて、０．９μｌの液滴を針先に作り、これを基材（固体）の表面に接触させて液滴を作った。接触角とは、固体と液体が接する点における液体表面に対する接線と固体表面がなす角で、液体を含む方の角度で定義した。液体には、蒸留水を使用した。

「油性ペン（マッキー、マジック）の拭取り性」
基材表面に付着した油性ペンをティッシュペーパー〔エリエール社製〕で拭き取り、その取れ易さを目視評価した。判定基準を以下に示す。
○：油性ペンを容易に拭き取ることが出来る。
△：油性ペンを拭き取れる。
×：油性ペンを拭き取ることが出来ない

（３）機械特性
「耐擦傷性試験」
基材表面をスチールウール〔ボンスター＃００００：日本スチールウール社製〕により２００ｇ／ｃｍ^２、３００ｇ／ｃｍ^２、４００ｇ／ｃｍ^２、５００ｇ／ｃｍ^２でそれぞれ１０回擦り、傷の有無を目視評価した（スチールウール試験）。
判定基準を以下に示す。
○：傷なし
×：傷あり

（４）ブリード
塗工表面をティッシュペーパー〔エリエール社製〕で拭取り、拭取ることができるかを目視評価した。
判定基準を以下に示す。
○：ブリードなし（拭取れない）
×：ブリードあり（拭取れる）

（５）白化
塗工表面を三波長蛍光灯にて白化のレベルを目視にて評価した。
判定基準を以下に示す。
○：白化なし
△：若干白化あり
×：白化あり

（表１）、（表２）、（表３）に評価結果を示す。

（表１）に示すように、（実施例２）で反射率が低く、機械特性の優れた低屈折率層を得ることができた。紫外線硬化型材料１００重量部に対して、低屈折率ナノ微粒子の添加量が４０重量部であると平均視感反射率は０．７％以上となってしまう。また低屈折率ナノ微粒子添加量が７０重量部であると耐擦傷性試験において２００ｇ／ｃｍ^２荷重で傷が生じてしまう。低屈折率ナノ微粒子添加量に関して反射率と機械特性はトレードオフの関係にある。このことから十分な光学特性と機械特性を備えた反射防止フィルムを作成するためには、紫外線硬化型材料１００重量部に対して低屈折率ナノ微粒子添加量が４０重量部以上７０重量部未満である必要であることがわかる。

（表２）に示すように、（実施例２）で防汚性の優れた、ブリードのない低屈折率層を得ることができた。紫外線硬化型材料１００重量部に対して、シリコーン系材料の添加量が０．５重量部であると十分な防汚性が発現しない。またシリコーン系材料が１．５重量部であるとブリードが生じてしまう。シリコーン系材料添加量に関して防汚性とブリードはトレードオフの関係にある。このことから十分な防汚性を備えたブリードが発生しない反射防止フィルムを作成するためには、紫外線硬化型材料１００重量部に対してシリコーン系材料の添加量が０．５重量部以上１．５重量部未満である必要であることがわかる。

（表３）に示すように、（実施例７）で白化およびブリードのない、反射率が低く、防汚性および機械特性の優れた目的の低屈折率層を得ることができた。また、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤０．００５重量部以上添加することで白化が改善することがわかる。また、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤の添加量が０．０１重量部〜０．０１５重量部の間であればブリードも発生しないこともわかる。

本発明の反射防止フィルムは、低屈折率層に紫外線硬化型材料、低屈折率ナノ微粒子、シリコーン系材料、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤を０．０１重量部添加し、主溶媒の沸点の−２０℃以上前記主溶媒の沸点の＋２０℃以下の範囲内の乾燥温度で乾燥し、積算光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下の範囲内で紫外線を照射することにより、平均視感反射率０．７％以下という低屈折率光学特性と優れた防汚性、優れた機械強度とを兼備したブリードおよび白化しない反射防止フィルムを形成できるものである。すなわち、本発明の反射防止フィルムはディスプレイなどの最外層に配置されることに優れたものである。

１ 反射防止フィルム
１１ 透明基材
１２ ハードコート層
１３ 低屈折率層
１３１ 紫外線硬化型材料
１３２ シリコーン系材料
１３３ ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤
１３４ 低屈折率ナノ微粒子
２ 第１の偏光板
２１ 透明基材
２２ 透明基材
２３ 偏光層
２００ 反射防止性偏光板
２１０ 反射防止性偏光板
３ 液晶セル
４ 第２の偏光板
４１ 透明基材
４２ 透明基材
４３ 偏光層
５ バックライトユニット

Claims (7)

1. 透明基材の一方の面にハードコート層と、低屈折率層を積層した反射防止フィルムにおいて、
   前記ハードコート層が、（メタ）アクリロイルオキシ基を有する多官能性モノマーを主成分とする重合体から形成され、
   且つ、前記低屈折率層が、紫外線硬化型材料と、低屈折率ナノ微粒子と、シリコーン系材料と、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤と、
   を含有してなる低屈折率コーティング剤から形成されていることを特徴とする反射防止フィルム。
2. 前記低屈折率層が、紫外線硬化型材料と、
   紫外線硬化型材料１００重量部に対して、４０重量部以上７０重量部以下の範囲内である低屈折率ナノ微粒子と、
   紫外線硬化型材料１００重量部に対して、０．５重量部以上１．５重量部以下の範囲内であるシリコーン系材料と、
   紫外線硬化型材料１００重量部に対して、０．０１重量部以上０．０１５重量部以下の範囲内であるポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系添加剤と、
   を含有してなる低屈折率コーティング剤から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射防止フィルム。
3. 前記低屈折率コーティング剤の屈折率が、１．３０以上１．４０以下の範囲であり、
   且つ、低屈折率層の屈折率が１．３０以上１．４５以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の反射防止フィルム。
4. 前記反射防止フィルムにおいて、
   平均視感反射率が０．４％以上０．７％以下であり、全光線透過率が９５％以上９８．０％以下であり、且つ、ヘイズが０．０１％以上０．２０％以下の範囲内のすべてを満たすことを特徴とする請求項１〜３に記載の反射防止フィルム。
5. 前記低屈折率層の作製において、主溶媒の沸点の−２０℃以上＋２０℃以下の範囲内の乾燥温度で乾燥し、積算光量が１００ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下の範囲内で紫外線照射する連続してなることを特徴とする請求項１〜４に記載の反射防止フィルム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の反射防止フィルムと、当該反射防止フィルムの低屈折率層非形成面に第１の偏光板を備えたことを特徴とする反射防止性偏光板。
7. 観察者側から順に、請求項６に記載の反射防止性偏光板と、液晶セル、第２の偏光板、バックライトユニットをこの順に備え、前記反射防止性偏光板の低屈折率層非形成面側に液晶セルを保持していることを特徴とする透過型液晶ディスプレイ。

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