JP4021553B2 - 低反射部材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、陰極管ディスプレイ（ＣＲＴ）等の画像表示装置等に好適に用いられ、特に、外光の反射防止性に優れた低反射部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック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、該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とがある。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。例えば、「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（１）および（２）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。
【０００３】
ｎ１ ２＝ｎＳ （１）
ｎ１ｄ１＝λ０／４ （２）
【０００４】
光の反射を１００％防止するには、前記関係式（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関係式（２）において関係式（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。
【０００５】
反射防止膜の多くは真空蒸着法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。しかしながら、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は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、およ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、大面積化およ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。
【０００６】
ソルベントコーティングによって低屈折率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、アルコキシシラン類をゾルゲル反応により硬化させる方法（特開平９−２４５７５）、フッ素系有機材料を用いる方法（特開平２−１９８０１）、低屈折率の微粒子を用いる方法の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アルコキシシラン類を組み合わせる方法（特開平７−３３１１１５）、フッ素系有機材料と低屈折微粒子を組み合わせる方法（特開平６−２３０２０１）、アルコキシシラン類と低屈折率微粒子を組み合わせる方法（特開平８−２１１２０２）等が提案されているが、どの方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生産性を備えたものは得られていない。
【０００７】
例えば、アルコキシシランを用いる方法は、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。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、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った。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の有する問題点を解決するためになされたものであり、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作製され、薄膜状でも酸素による重合阻害を生ずることなく、充分に硬化するような低屈折率層を有する低反射部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
関係式（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１．４５〜２．１０の範囲にあり、これに適する低屈折率層の屈折率ｎ１は１．２０〜１．４５である。関係式（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１００ｎｍ程度が適当である。このような低屈折率の薄膜を迅速に形成できる材料を種々探索した結果、エポキシ基を２個以上有し、かつ屈折率が１．４５以下である特定の含フッ素エポキシ化合物が光カチオン重合によって迅速に薄膜状に硬化し、屈折率１．４５以下の低屈折率層を形成することを見出し本発明を完成した。
【００１０】
本発明によれば、透明支持基体上に、該透明支持基体よりも低い屈折率を有する低屈折率層を設けた低反射部材において、該低屈折率層が、エポキシ基を２個以上有し、屈折率が１．４５以下の特定の含フッ素エポキシ化合物を主成分とした光カチオン重合物により形成されることを特徴とする低反射部材が提供される。
【００１１】
また本発明によれば、該低反射部材において、透明支持基体上と低屈折率層との間に高屈折率層を設けたことを特徴とする低反射部材が提供される。
【００１２】
含フッ素エポキシ化合物としては、下記一般式［１］
【化６】
〔式中、Ｒｆは下記式：
【化７】
から選ばれた基を示し、ｍおよびｎは０または任意の整数を示し、ｘは１から３６の整数を示し、ＺはＨ原子または炭素数１〜１８のフルオロアルキル基を示す〕
で表される化合物も存在する。
本発明によれば、含フッ素エポキシ化合物が、下記一般式［２］
【００１３】
【化８】
［式中、Ｒｆは−（ＣＨ２−（ＣＦ２）ｘ−ＣＨ２−または−（ＣＦ２）ｘ−を示し、ｘは１〜３６の整数を示す］、
で表される化合物、下記一般式［３］
【００１４】
【化９】
［式中、Ｒｆは下記基
【００１５】
【化１０】
（ただしｍおよびｎは０または任意の整数を、ｘは１〜３６の整数を示す）から選ばれた基を示す］、
で表される化合物、および下記一般式［４］
【００１６】
【化１１】
［式中、Ｒｆは下記基
【００１７】
【化１２】
（ただしｍおよびｎは０または任意の整数を、ｘは１〜３６整数を示す）から選ばれた基を示す］。
で表される化合物から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする低反射部材が提供される。
【００１８】
本明細書によれば、透明支持基体上、もしくは高屈折率層上に設けられる該低屈折率層が、含フッ素エポキシ化合物を塗料化する工程、塗料を塗布する工程、塗布物を重合、硬化させる工程により形成されることを特徴とする低反射部材の製造方法の一例が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳細に説明する。本発明の低反射部材における透明支持基体としては、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に用いる場合には、生産性、およびコスト、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＝１．６５）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、ｎ＝１．５０）、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＝１．５３）、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、なかでもＰＥＴ、ＴＡＣ、ＰＣが好適に使用される。透明支持基体の透明性は高いもの程好適であり、具体的には光線透過率（ＪＩＳＣ−６７１４）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の範囲が好適に使用される。また透明支持基体に、コロナ処理、プラズマ処理、スパッタリング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、およ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。また透明支持基体の屈折率は１．４５〜１．７０が好ましい。
【００２０】
高屈折率層を必要とする場合には、該層は前記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か、あるいはこれらを併用することによって作製することができる。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。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。
【００２１】
バインダー樹脂の高屈折率化は、芳香環、フッ素以外のハロゲン基、イオウなどを導入した樹脂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、ポリスチレン樹脂、ポリ（ｏ−クロロスチレン）樹脂、ポリ（２，６−ジクロロスチレン）樹脂、ポリ（ブロモスチレン）樹脂、ポリ（２，６−ジブロモスチレン）樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリールサルホン樹脂、ポリ（ペンタブロモフェニルメタクリレート）樹脂、フェノキシ樹脂およびその臭素化物、エポキシ樹脂およびその臭素化物、などが挙げられる。
【００２２】
高屈折率を示す超微粒子としては、例えば、ＺｎＯ（屈折率ｎ＝１．９）、ＴｉＯ２（ｎ＝２．３）、ＣｅＯ２（ｎ＝１．９５）の超微粒子があり、これら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＝１．９５）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。これら微粒子は単独または混合して使用することができ、その粒径としては１〜１００ｎｍが好ましく、塗膜の透明性を損なわないためには５〜２０ｎｍであることがさらに望ましい。
【００２３】
本発明の低反射部材において低屈折率層の主成分となる含フッ素エポキシ化合物は、エポキシ基を２個以上有し、屈折率が１．４５以下でなければならない。エポキシ基が１個の化合物を用いた場合、コーティングにより得られる膜は充分な硬度を示すことが出来ない。以上の条件を満たす含フッ素エポキシ化合物の光カチオン重合物はいずれも使用可能である。具体的には、前記した一般式［２］、一般式［３］および一般式［４］のような含フッ素エポキシ化合物が挙げられる。
【００２４】
本発明においては、一般式［２］〜［４］で表される含フッ素エポキシ化合物を単独でも２種以上混合しても用いることができる。一般式［１］においてＲｆが下記式の基で表される含フッ素エポキシ化合物について製造方法の一例を示した。これら化合物は、容易に合成することができ、且つフッ素系溶媒を使用することなく、汎用溶媒によるソルベントコーティングが可能であるという利点を有する。本発明では、これらを単独もしくは混合するか、あるいは後述する他のカチオン重合性化合物を添加して低屈折率層を構成するが、この構成成分の比率は該含フッ素エポキシ化合物が６０重量％以上、好ましくは７０重量％以上である。該含フッ素エポキシ化合物の比率が６０重量％未満の場合には低屈折率層の屈折率が１．４５以上になり反射防止効果が低減するので好ましくない。
【化１３】
［式中、ｘは１〜３６の整数を示し、ＺはＨ原子または炭素原子数１〜１８のフルオロアルキル基を示す。〕。
【００２５】
低屈折率層を形成する他の成分として、屈折率調整や塗膜の硬化促進、および硬度を向上させる目的で、上記以外のエポキシ基またはビニルエーテル基を有するカチオン重合性化合物、またはその変性物の他、カップリング剤等を含んでも良い。
【００２６】
具体的にエポキシ基またはビニルエーテル基を有するカチオン重合性の化合物としては、３−パーフルオロヘキシル−１，２−エポキシプロパン、３−（１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−パーフルオロペンチルオキシ）−１，２−エポキシプロパン、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオキサイド、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス−（６−メチル−３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル等の単官能含フッ素エポキシ類、脂環式エポキシ類、直鎖状エポキシ類、単糖類ポリグリシジルエーテル類、ビニルエーテル類を単独または複数を混合して用いても良い。しかしこれらに限定されるものではない。
【００２７】
本発明における低屈折率層の重合、硬化による形成には光重合開始剤の添加が必須である。光重合開始剤としては、紫外線照射により酸を発生するものであれば使用できる。一般的には、ＡｒＮ２ ＋Ｚ−、（Ｒ）３Ｓ＋Ｚ−、（Ｒ）２Ｉ＋Ｚ−（但し、Ａｒはアリール基、Ｒはアリール基または炭素数１〜２０のアルキル基、Ｚ−はＢＦ４ −、ＰＦ６ −、ＡｓＦ６ −、ＳｂＦ６ −のような非求核性の陰イオンである。）で表されるジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩などのオニウム塩や有機金属系化合物等が好適に使用される。具体例としては、ビス（４−ジフェニルスルホニオフェニル）スルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、（４−フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、（４−メトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、（４−メトキシフェニル）フェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、（２，４−シクロペンタジエン−１−イル）[（１−メチルエチル）ベンゼン]−Ｆｅ−ヘキサフルオロホスフェートなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。
【００２８】
上記、光重合開始剤は、含フッ素エポキシ化合物を主成分とするカチオン重合性成分１００重量部に対して、１〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部程度配合することが適当である。この配合量が１重量部に満たない場合は、前記化合物の紫外線重合性が劣るようになり、２０重量部を超えて配合した場合には、増量効果が認められず不経済であるとともに、光重合開始剤により屈折率が上昇する、塗膜が着色する等の光学特性の低下、及び塗膜強度の低下をきたすので好ましくない。
【００２９】
本発明の低反射部材は以下の塗料調製、塗工、乾燥、および重合、硬化のプロセスにより作製される。
塗料は、任意の溶媒に前記カチオン重合性の化合物と光重合開始剤を溶解させ、必要に応じて基体との密着力を向上させるためのシランカップリング剤などの各種添加剤を任意量添加し、これを充分に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溶液濃度を、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、メタノール、エタノール、１−プロパノール、ブタノール、２−プロパノール、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、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化合物、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に限定されるものではない。この場合、上記溶媒は単独、もしくは混合して用いることが出来る。
【００３０】
上記調製した塗料は、塗工または印刷手法により透明基体の片面もしくは両面に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。
【００３１】
塗膜の乾燥、および重合、硬化は、加熱乾燥により溶媒を揮発せしめた後に、紫外線を照射して塗膜を重合、硬化させるか、紫外線照射後に加熱乾燥することで行われる。また加熱と紫外線照射を同時に行っても良い。
照射する紫外線としては、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、無電極ＵＶ、パルスＵＶ等の光源から発せられる紫外線が利用できる。
尚、本発明の低反射部材では低屈折率層を設けた反対側の基体上に、他の部材との接着のために接着剤や粘着剤層を設けることもできる。
【００３２】
以上説明してきたように、本発明により提供される低反射部材は、低屈折率層にエポキシ基を２個以上含有し、屈折率が１．４５以下の含フッ素エポキシ化合物を主成分としているため、得られる低屈折率層も屈折率が１．４５以下となり優れた反射防止効果を奏するようになる。このソルベントコーティングにより作製される低屈折率層は、紫外線照射により光カチオン重合を起こすので、短時間での重合、硬化が可能で、薄膜状でも酸素により重合を阻害されることがない。
以下、本発明について合成例および参考例を示すことによりさらに具体的に説明する。尚、以下の各例において「部」は「重量部」を意味するものである。
【００３３】
＜合成例１＞
１，３−ジヒドロキシヘキサフルオロイソプロピルベンゼン８１．０３ｇ（２００ｍｍｏｌ）とエピクロロヒドリン１８５ｇ（２０００ｍｍｏｌ）を混合し、水酸化ナトリウム１６．２７ｇ（４０６．７ｍｍｏｌ）と水４０ｍｌを加え、撹拌下で加熱還流させた。１３０℃で３時間反応後、自然冷却し、生成した塩化ナトリウムを吸引濾過により除去した。得られた濾液をクロロホルム−水により抽出し、有機層を乾燥、濾過、濃縮することにより、含フッ素エポキシ化合物ＦＥＰ−１を９５．７ｇ得た。
なお、合成例、実施例で示すＦＥＰ−１等の含フッ素エポキシ化合物およびＰＩ−１等の光重合開始剤の化学式を一括して後記した。
【００３４】
＜合成例２＞
２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロ−１，８−オクタンジオール３．６２ｇ（１０ｍｍｏｌ）とエピクロロヒドリン９．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）を混合し、水酸化ナトリウム０．８４ｇ（２１ｍｍｏｌ）と水２ｍｌを加え、撹拌下で加熱還流させた。１００℃で６時間反応後、生成した塩化ナトリウムを吸引濾過により除去し、減圧下に余剰のエピクロロヒドリンを留去し、含フッ素エポキシ化合物ＦＥＰ−３を４．６７ｇ得た。
【００３５】
＜参考例１＞
膜厚１００μｍ、光線透過率８８％の易接着処理されたＰＥＴフィルム（商品名：メリネックス７０５、アイ・シー・アイ・ジャパン社製、屈折率１．６５）上に、下記配合の低屈折率層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分間乾燥後、出力１２０Ｗ／ｃｍの集光型高圧水銀灯１灯を用いて、照射距離（ランプ中心から塗工面までの距離）１０ｃｍ、処理速度（塗工基体側の水銀灯に対する速度）５ｍ／分で紫外線照射を行い、塗工膜を重合、硬化させた。これにより厚さ１００ｎｍ、屈折率１．４４の低屈折率層を作製した。この塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ １００部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−１ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチル １１０００部
【００３６】
＜参考例２〜４＞
参考例２〜４については低屈折率層塗料の重合成分と光重合開始剤だけを変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
【００３７】
＜参考例５＞
参考例５については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ９０部
・ 単官能含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製）
１０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−１ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００３８】
＜参考例６＞
参考例６については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ９０部
・ 多官能エポキシ化合物：エポライト１００ＭＦ（共栄社化学社製）１０部
・ 単官能含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製）
１０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−２ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００３９】
＜参考例７＞
膜厚８０μｍ、光線透過率９３％のけん化処理されたＴＡＣ（商品名：富士タックＵＶＤ８０、富士写真フィルム社製、屈折率１．４９）上に、下記配合からなる高屈折率層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２分間加熱することにより厚さ８０ｎｍ、屈折率１．６３の高屈折率層を作製した。さらにその上面に下記配合からなる低屈折率層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分間乾燥後、出力１２０Ｗ／ｃｍの集光型高圧水銀灯１灯を用いて、照射距離（ランプ中心から塗工面までの距離）１０ｃｍ、処理速度（塗工基体側の水銀灯に対する速度）５ｍ／分で紫外線照射を行い、塗工膜を重合、硬化させた。これにより厚さ１００ｎｍ、屈折率１．４１の低屈折率層を作製した。この塗工品の表面タック性、表面反射率は表２に示す通りであった。
【００４０】
[高屈折率層塗料の配合]
・ 臭素化フェノキシ樹脂：フェノナートＹＰＢ−４３Ｃ（東都化成社製）
１０部
・ 溶媒：１，１，２，２−テトラクロロエチレン ９９０部
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−４ １００部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−３ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケト １１０００部
【００４１】
＜参考例８〜１０＞
参考例８〜１０については高屈折率層は参考例７と同様にして作製し、低屈折率層の重合成分と光重合開始剤だけを変更して、塗工及び重合、硬化の工程については参考例７と同様にして作製した。低屈折率層塗料の材料組成、及びこれら塗工品の表面タック性、表面反射率は表２に示す通りであった。
【００４２】
＜参考例１１＞
ＰＥＴフィルム（商品名：メリネックス７０５、アイ・シー・アイ・ジャパン社製、屈折率１．６５）を使用し、この基体の片面に高屈折率層としてＺｒＯ２（屈折率１．９５）の膜をスパッタリング法により作製した。膜厚は２６０ｎｍとなるように調整した。次に、下記配合からなる低屈折率層塗料を高屈折率層の上面にマイクログラビアコーティング方式にて塗工し、１００℃で１分間乾燥後、出力１２０Ｗ／ｃｍの集光型高圧水銀灯１灯を用いて、照射距離（ランプ中心から塗工面までの距離）１０ｃｍ、処理速度（塗工基体側の水銀灯に対する速度）５ｍ／分で紫外線照射を行い、塗工膜を重合、硬化させた。これにより厚さ９０ｎｍ、屈折率１．４１の低屈折率層を作製した。この塗工品の表面タック性、表面反射率は表３に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−４ １００部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−３ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００４３】
＜参考例１２〜１４＞
参考例１２〜１４については高屈折率層は参考例１１と同様にして作製し、低屈折率層の重合成分と光重合開始剤だけを変更して、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１１と同様にして作製した。低屈折率層塗料の組成、及びこれら塗工品の表面タック性、表面反射率は表３に示す通りであった。
【００４４】
＜比較例１＞
低屈折率層の重合成分として含フッ素エポキシ化合物に替わり、フッ素を含んでいない脂環式エポキシ化合物であるサイラキュアーＵＶＲ−６１１０（ユニオン・カーバイド社製）を使用したこと以外は参考例１に従って塗膜を作製した。材料組成、及びこの塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
【００４５】
＜比較例２＞
低屈折率層の重合成分としてエポキシ基を１個だけ有する含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製、屈折率１．３５）を使用したこと以外は参考例１に従って塗膜を作製した。材料組成、及びこの塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
【００４６】
＜比較例３＞
低屈折率層の重合成分としてエポキシ基を２つ有する含フッ素エポキシ化合物：ＢＩＳ−ＡＦ−Ｇ（セントラルガラス社製、屈折率１．５１）を使用したこと以外は参考例１に従って塗膜を作製した。材料組成、及びこの塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
【００４７】
＜比較例４＞
比較例４については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ５０部
・ 単官能含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製）
５０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−１ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００４８】
＜比較例５＞
比較例５については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ５０部
・ 多官能エポキシ化合物：エポライト１００ＭＦ（共栄社化学社製）２０部
・ 単官能含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製）
３０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−２ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００４９】
＜比較例６＞
比較例６については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ５０部
・ 脂環式エポキシ化合物：ＵＶＲ−６１１０（ユニオン・カーバイド社製）
５０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−１ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００５０】
＜比較例７＞
易接着処理のみのＰＥＴフィルム（商品名：メリネックス７０５、アイ・シー・アイ・ジャパン社製）の表面反射率を表１に示した。
【００５１】
＜比較例８＞
比較例８については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例９と同様にして作製した。材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表２に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素メタクリル酸エステル：ＦＭ−１０８（共栄社化学社製）８０部
・ 多官能アクリル酸エステル：ＰＥ−４Ａ（共栄社化学社製） ２０部
・ 光重合開始剤：イルガキュア１８４（チバガイギー社製） ５部
【００５２】
＜比較例９＞
けん化処理のみのTACフィルム（商品名：富士タックＵＶＤ８０、富士写真フィルム社製）の表面反射率を表２に示した。
【００５３】
＜比較例１０＞
比較例１０については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１４と同様にして作製した。材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表３に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素メタクリル酸エステル：ＦＭ−１０８（共栄社化学社製）８０部
・ 多官能アクリル酸エステル：ＰＥ−４Ａ（共栄社化学社製） ２０部
・ 光重合開始剤：イルガキュア１８４（チバガイギー社製） ５部
【００５４】
屈折率測定：各層を構成する組成物の重合、硬化後の屈折率は、ガラス板上に５μｍの厚さで重合させ、この重合膜をガラス板より剥離し、アッベ屈折計（アタゴ社製）を用いて屈折率を測定した。結果を表１、２、３に示す。尚、表３においてスパッタリング法により作製した高屈折率層についてはエリプソメーター（溝尻工学社製）にて測定した。
表面タック性：重合、硬化させた塗工膜を指触により３段階で評価した。未硬化…×、半硬化でベタつく…△、タックフリー…○とした。結果を表１、２、３に示す。
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、黒色マジックで着色した。結果を表１、２および３に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
参考例で用いた含フッ素エポキシ化合物の構造を以下に示す。
【化１４】
【００５９】
参考例で用いた光重合開始剤の構造式を以下に示す。
【化１５】
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、基体との密着性に優れ、十分に硬化し、かつ反射防止効果を奏するに十分な低屈折率を示し、その上大面積化、連続生産が可能な低反射部材およびその製造方法が提供される。
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、陰極管ディスプレイ（ＣＲＴ）等の画像表示装置等に好適に用いられ、特に、外光の反射防止性に優れた低反射部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック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、該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とがある。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。例えば、「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（１）および（２）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。
【０００３】
ｎ１ ２＝ｎＳ （１）
ｎ１ｄ１＝λ０／４ （２）
【０００４】
光の反射を１００％防止するには、前記関係式（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関係式（２）において関係式（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。
【０００５】
反射防止膜の多くは真空蒸着法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。しかしながら、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は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、およ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、大面積化およ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。
【０００６】
ソルベントコーティングによって低屈折率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、アルコキシシラン類をゾルゲル反応により硬化させる方法（特開平９−２４５７５）、フッ素系有機材料を用いる方法（特開平２−１９８０１）、低屈折率の微粒子を用いる方法の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アルコキシシラン類を組み合わせる方法（特開平７−３３１１１５）、フッ素系有機材料と低屈折微粒子を組み合わせる方法（特開平６−２３０２０１）、アルコキシシラン類と低屈折率微粒子を組み合わせる方法（特開平８−２１１２０２）等が提案されているが、どの方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生産性を備えたものは得られていない。
【０００７】
例えば、アルコキシシランを用いる方法は、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。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、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った。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の有する問題点を解決するためになされたものであり、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作製され、薄膜状でも酸素による重合阻害を生ずることなく、充分に硬化するような低屈折率層を有する低反射部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
関係式（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１．４５〜２．１０の範囲にあり、これに適する低屈折率層の屈折率ｎ１は１．２０〜１．４５である。関係式（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１００ｎｍ程度が適当である。このような低屈折率の薄膜を迅速に形成できる材料を種々探索した結果、エポキシ基を２個以上有し、かつ屈折率が１．４５以下である特定の含フッ素エポキシ化合物が光カチオン重合によって迅速に薄膜状に硬化し、屈折率１．４５以下の低屈折率層を形成することを見出し本発明を完成した。
【００１０】
本発明によれば、透明支持基体上に、該透明支持基体よりも低い屈折率を有する低屈折率層を設けた低反射部材において、該低屈折率層が、エポキシ基を２個以上有し、屈折率が１．４５以下の特定の含フッ素エポキシ化合物を主成分とした光カチオン重合物により形成されることを特徴とする低反射部材が提供される。
【００１１】
また本発明によれば、該低反射部材において、透明支持基体上と低屈折率層との間に高屈折率層を設けたことを特徴とする低反射部材が提供される。
【００１２】
含フッ素エポキシ化合物としては、下記一般式［１］
【化６】
【化７】
で表される化合物も存在する。
本発明によれば、含フッ素エポキシ化合物が、下記一般式［２］
【００１３】
【化８】
で表される化合物、下記一般式［３］
【００１４】
【化９】
【００１５】
【化１０】
で表される化合物、および下記一般式［４］
【００１６】
【化１１】
【００１７】
【化１２】
で表される化合物から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする低反射部材が提供される。
【００１８】
本明細書によれば、透明支持基体上、もしくは高屈折率層上に設けられる該低屈折率層が、含フッ素エポキシ化合物を塗料化する工程、塗料を塗布する工程、塗布物を重合、硬化させる工程により形成されることを特徴とする低反射部材の製造方法の一例が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳細に説明する。本発明の低反射部材における透明支持基体としては、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に用いる場合には、生産性、およびコスト、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＝１．６５）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、ｎ＝１．５０）、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＝１．５３）、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、なかでもＰＥＴ、ＴＡＣ、ＰＣが好適に使用される。透明支持基体の透明性は高いもの程好適であり、具体的には光線透過率（ＪＩＳＣ−６７１４）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の範囲が好適に使用される。また透明支持基体に、コロナ処理、プラズマ処理、スパッタリング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、およ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。また透明支持基体の屈折率は１．４５〜１．７０が好ましい。
【００２０】
高屈折率層を必要とする場合には、該層は前記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か、あるいはこれらを併用することによって作製することができる。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。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。
【００２１】
バインダー樹脂の高屈折率化は、芳香環、フッ素以外のハロゲン基、イオウなどを導入した樹脂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、ポリスチレン樹脂、ポリ（ｏ−クロロスチレン）樹脂、ポリ（２，６−ジクロロスチレン）樹脂、ポリ（ブロモスチレン）樹脂、ポリ（２，６−ジブロモスチレン）樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリールサルホン樹脂、ポリ（ペンタブロモフェニルメタクリレート）樹脂、フェノキシ樹脂およびその臭素化物、エポキシ樹脂およびその臭素化物、などが挙げられる。
【００２２】
高屈折率を示す超微粒子としては、例えば、ＺｎＯ（屈折率ｎ＝１．９）、ＴｉＯ２（ｎ＝２．３）、ＣｅＯ２（ｎ＝１．９５）の超微粒子があり、これら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＝１．９５）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。これら微粒子は単独または混合して使用することができ、その粒径としては１〜１００ｎｍが好ましく、塗膜の透明性を損なわないためには５〜２０ｎｍであることがさらに望ましい。
【００２３】
本発明の低反射部材において低屈折率層の主成分となる含フッ素エポキシ化合物は、エポキシ基を２個以上有し、屈折率が１．４５以下でなければならない。エポキシ基が１個の化合物を用いた場合、コーティングにより得られる膜は充分な硬度を示すことが出来ない。以上の条件を満たす含フッ素エポキシ化合物の光カチオン重合物はいずれも使用可能である。具体的には、前記した一般式［２］、一般式［３］および一般式［４］のような含フッ素エポキシ化合物が挙げられる。
【００２４】
本発明においては、一般式［２］〜［４］で表される含フッ素エポキシ化合物を単独でも２種以上混合しても用いることができる。一般式［１］においてＲｆが下記式の基で表される含フッ素エポキシ化合物について製造方法の一例を示した。これら化合物は、容易に合成することができ、且つフッ素系溶媒を使用することなく、汎用溶媒によるソルベントコーティングが可能であるという利点を有する。本発明では、これらを単独もしくは混合するか、あるいは後述する他のカチオン重合性化合物を添加して低屈折率層を構成するが、この構成成分の比率は該含フッ素エポキシ化合物が６０重量％以上、好ましくは７０重量％以上である。該含フッ素エポキシ化合物の比率が６０重量％未満の場合には低屈折率層の屈折率が１．４５以上になり反射防止効果が低減するので好ましくない。
【化１３】
【００２５】
低屈折率層を形成する他の成分として、屈折率調整や塗膜の硬化促進、および硬度を向上させる目的で、上記以外のエポキシ基またはビニルエーテル基を有するカチオン重合性化合物、またはその変性物の他、カップリング剤等を含んでも良い。
【００２６】
具体的にエポキシ基またはビニルエーテル基を有するカチオン重合性の化合物としては、３−パーフルオロヘキシル−１，２−エポキシプロパン、３−（１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−パーフルオロペンチルオキシ）−１，２−エポキシプロパン、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオキサイド、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス−（６−メチル−３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、１，４−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル等の単官能含フッ素エポキシ類、脂環式エポキシ類、直鎖状エポキシ類、単糖類ポリグリシジルエーテル類、ビニルエーテル類を単独または複数を混合して用いても良い。しかしこれらに限定されるものではない。
【００２７】
本発明における低屈折率層の重合、硬化による形成には光重合開始剤の添加が必須である。光重合開始剤としては、紫外線照射により酸を発生するものであれば使用できる。一般的には、ＡｒＮ２ ＋Ｚ−、（Ｒ）３Ｓ＋Ｚ−、（Ｒ）２Ｉ＋Ｚ−（但し、Ａｒはアリール基、Ｒはアリール基または炭素数１〜２０のアルキル基、Ｚ−はＢＦ４ −、ＰＦ６ −、ＡｓＦ６ −、ＳｂＦ６ −のような非求核性の陰イオンである。）で表されるジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩などのオニウム塩や有機金属系化合物等が好適に使用される。具体例としては、ビス（４−ジフェニルスルホニオフェニル）スルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、（４−フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、（４−メトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、（４−メトキシフェニル）フェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、（２，４−シクロペンタジエン−１−イル）[（１−メチルエチル）ベンゼン]−Ｆｅ−ヘキサフルオロホスフェートなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。
【００２８】
上記、光重合開始剤は、含フッ素エポキシ化合物を主成分とするカチオン重合性成分１００重量部に対して、１〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部程度配合することが適当である。この配合量が１重量部に満たない場合は、前記化合物の紫外線重合性が劣るようになり、２０重量部を超えて配合した場合には、増量効果が認められず不経済であるとともに、光重合開始剤により屈折率が上昇する、塗膜が着色する等の光学特性の低下、及び塗膜強度の低下をきたすので好ましくない。
【００２９】
本発明の低反射部材は以下の塗料調製、塗工、乾燥、および重合、硬化のプロセスにより作製される。
塗料は、任意の溶媒に前記カチオン重合性の化合物と光重合開始剤を溶解させ、必要に応じて基体との密着力を向上させるためのシランカップリング剤などの各種添加剤を任意量添加し、これを充分に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溶液濃度を、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、メタノール、エタノール、１−プロパノール、ブタノール、２−プロパノール、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、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族化合物、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に限定されるものではない。この場合、上記溶媒は単独、もしくは混合して用いることが出来る。
【００３０】
上記調製した塗料は、塗工または印刷手法により透明基体の片面もしくは両面に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。
【００３１】
塗膜の乾燥、および重合、硬化は、加熱乾燥により溶媒を揮発せしめた後に、紫外線を照射して塗膜を重合、硬化させるか、紫外線照射後に加熱乾燥することで行われる。また加熱と紫外線照射を同時に行っても良い。
照射する紫外線としては、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、無電極ＵＶ、パルスＵＶ等の光源から発せられる紫外線が利用できる。
尚、本発明の低反射部材では低屈折率層を設けた反対側の基体上に、他の部材との接着のために接着剤や粘着剤層を設けることもできる。
【００３２】
以上説明してきたように、本発明により提供される低反射部材は、低屈折率層にエポキシ基を２個以上含有し、屈折率が１．４５以下の含フッ素エポキシ化合物を主成分としているため、得られる低屈折率層も屈折率が１．４５以下となり優れた反射防止効果を奏するようになる。このソルベントコーティングにより作製される低屈折率層は、紫外線照射により光カチオン重合を起こすので、短時間での重合、硬化が可能で、薄膜状でも酸素により重合を阻害されることがない。
以下、本発明について合成例および参考例を示すことによりさらに具体的に説明する。尚、以下の各例において「部」は「重量部」を意味するものである。
【００３３】
＜合成例１＞
１，３−ジヒドロキシヘキサフルオロイソプロピルベンゼン８１．０３ｇ（２００ｍｍｏｌ）とエピクロロヒドリン１８５ｇ（２０００ｍｍｏｌ）を混合し、水酸化ナトリウム１６．２７ｇ（４０６．７ｍｍｏｌ）と水４０ｍｌを加え、撹拌下で加熱還流させた。１３０℃で３時間反応後、自然冷却し、生成した塩化ナトリウムを吸引濾過により除去した。得られた濾液をクロロホルム−水により抽出し、有機層を乾燥、濾過、濃縮することにより、含フッ素エポキシ化合物ＦＥＰ−１を９５．７ｇ得た。
なお、合成例、実施例で示すＦＥＰ−１等の含フッ素エポキシ化合物およびＰＩ−１等の光重合開始剤の化学式を一括して後記した。
【００３４】
＜合成例２＞
２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロ−１，８−オクタンジオール３．６２ｇ（１０ｍｍｏｌ）とエピクロロヒドリン９．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）を混合し、水酸化ナトリウム０．８４ｇ（２１ｍｍｏｌ）と水２ｍｌを加え、撹拌下で加熱還流させた。１００℃で６時間反応後、生成した塩化ナトリウムを吸引濾過により除去し、減圧下に余剰のエピクロロヒドリンを留去し、含フッ素エポキシ化合物ＦＥＰ−３を４．６７ｇ得た。
【００３５】
＜参考例１＞
膜厚１００μｍ、光線透過率８８％の易接着処理されたＰＥＴフィルム（商品名：メリネックス７０５、アイ・シー・アイ・ジャパン社製、屈折率１．６５）上に、下記配合の低屈折率層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分間乾燥後、出力１２０Ｗ／ｃｍの集光型高圧水銀灯１灯を用いて、照射距離（ランプ中心から塗工面までの距離）１０ｃｍ、処理速度（塗工基体側の水銀灯に対する速度）５ｍ／分で紫外線照射を行い、塗工膜を重合、硬化させた。これにより厚さ１００ｎｍ、屈折率１．４４の低屈折率層を作製した。この塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ １００部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−１ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチル １１０００部
【００３６】
＜参考例２〜４＞
参考例２〜４については低屈折率層塗料の重合成分と光重合開始剤だけを変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
【００３７】
＜参考例５＞
参考例５については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ９０部
・ 単官能含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製）
１０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−１ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００３８】
＜参考例６＞
参考例６については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ９０部
・ 多官能エポキシ化合物：エポライト１００ＭＦ（共栄社化学社製）１０部
・ 単官能含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製）
１０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−２ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００３９】
＜参考例７＞
膜厚８０μｍ、光線透過率９３％のけん化処理されたＴＡＣ（商品名：富士タックＵＶＤ８０、富士写真フィルム社製、屈折率１．４９）上に、下記配合からなる高屈折率層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２分間加熱することにより厚さ８０ｎｍ、屈折率１．６３の高屈折率層を作製した。さらにその上面に下記配合からなる低屈折率層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分間乾燥後、出力１２０Ｗ／ｃｍの集光型高圧水銀灯１灯を用いて、照射距離（ランプ中心から塗工面までの距離）１０ｃｍ、処理速度（塗工基体側の水銀灯に対する速度）５ｍ／分で紫外線照射を行い、塗工膜を重合、硬化させた。これにより厚さ１００ｎｍ、屈折率１．４１の低屈折率層を作製した。この塗工品の表面タック性、表面反射率は表２に示す通りであった。
【００４０】
[高屈折率層塗料の配合]
・ 臭素化フェノキシ樹脂：フェノナートＹＰＢ−４３Ｃ（東都化成社製）
１０部
・ 溶媒：１，１，２，２−テトラクロロエチレン ９９０部
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−４ １００部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−３ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケト １１０００部
【００４１】
＜参考例８〜１０＞
参考例８〜１０については高屈折率層は参考例７と同様にして作製し、低屈折率層の重合成分と光重合開始剤だけを変更して、塗工及び重合、硬化の工程については参考例７と同様にして作製した。低屈折率層塗料の材料組成、及びこれら塗工品の表面タック性、表面反射率は表２に示す通りであった。
【００４２】
＜参考例１１＞
ＰＥＴフィルム（商品名：メリネックス７０５、アイ・シー・アイ・ジャパン社製、屈折率１．６５）を使用し、この基体の片面に高屈折率層としてＺｒＯ２（屈折率１．９５）の膜をスパッタリング法により作製した。膜厚は２６０ｎｍとなるように調整した。次に、下記配合からなる低屈折率層塗料を高屈折率層の上面にマイクログラビアコーティング方式にて塗工し、１００℃で１分間乾燥後、出力１２０Ｗ／ｃｍの集光型高圧水銀灯１灯を用いて、照射距離（ランプ中心から塗工面までの距離）１０ｃｍ、処理速度（塗工基体側の水銀灯に対する速度）５ｍ／分で紫外線照射を行い、塗工膜を重合、硬化させた。これにより厚さ９０ｎｍ、屈折率１．４１の低屈折率層を作製した。この塗工品の表面タック性、表面反射率は表３に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−４ １００部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−３ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００４３】
＜参考例１２〜１４＞
参考例１２〜１４については高屈折率層は参考例１１と同様にして作製し、低屈折率層の重合成分と光重合開始剤だけを変更して、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１１と同様にして作製した。低屈折率層塗料の組成、及びこれら塗工品の表面タック性、表面反射率は表３に示す通りであった。
【００４４】
＜比較例１＞
低屈折率層の重合成分として含フッ素エポキシ化合物に替わり、フッ素を含んでいない脂環式エポキシ化合物であるサイラキュアーＵＶＲ−６１１０（ユニオン・カーバイド社製）を使用したこと以外は参考例１に従って塗膜を作製した。材料組成、及びこの塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
【００４５】
＜比較例２＞
低屈折率層の重合成分としてエポキシ基を１個だけ有する含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製、屈折率１．３５）を使用したこと以外は参考例１に従って塗膜を作製した。材料組成、及びこの塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
【００４６】
＜比較例３＞
低屈折率層の重合成分としてエポキシ基を２つ有する含フッ素エポキシ化合物：ＢＩＳ−ＡＦ−Ｇ（セントラルガラス社製、屈折率１．５１）を使用したこと以外は参考例１に従って塗膜を作製した。材料組成、及びこの塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
【００４７】
＜比較例４＞
比較例４については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ５０部
・ 単官能含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製）
５０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−１ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００４８】
＜比較例５＞
比較例５については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ５０部
・ 多官能エポキシ化合物：エポライト１００ＭＦ（共栄社化学社製）２０部
・ 単官能含フッ素エポキシ化合物：Ｅ−５４４４（ダイキン工業社製）
３０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−２ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００４９】
＜比較例６＞
比較例６については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１と同様にして作製した。低屈折率層の材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表１に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素エポキシ化合物：ＦＥＰ−１ ５０部
・ 脂環式エポキシ化合物：ＵＶＲ−６１１０（ユニオン・カーバイド社製）
５０部
・ 光重合開始剤：ＰＩ−１ １０部
・ 溶媒：メチルイソブチルケトン １１０００部
【００５０】
＜比較例７＞
易接着処理のみのＰＥＴフィルム（商品名：メリネックス７０５、アイ・シー・アイ・ジャパン社製）の表面反射率を表１に示した。
【００５１】
＜比較例８＞
比較例８については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例９と同様にして作製した。材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表２に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素メタクリル酸エステル：ＦＭ−１０８（共栄社化学社製）８０部
・ 多官能アクリル酸エステル：ＰＥ−４Ａ（共栄社化学社製） ２０部
・ 光重合開始剤：イルガキュア１８４（チバガイギー社製） ５部
【００５２】
＜比較例９＞
けん化処理のみのTACフィルム（商品名：富士タックＵＶＤ８０、富士写真フィルム社製）の表面反射率を表２に示した。
【００５３】
＜比較例１０＞
比較例１０については下記配合からなる低屈折率層塗料に変更し、塗工及び重合、硬化の工程については参考例１４と同様にして作製した。材料組成、及び塗工品の表面タック性、表面反射率は表３に示す通りであった。
[低屈折率層塗料の配合]
・ 含フッ素メタクリル酸エステル：ＦＭ−１０８（共栄社化学社製）８０部
・ 多官能アクリル酸エステル：ＰＥ−４Ａ（共栄社化学社製） ２０部
・ 光重合開始剤：イルガキュア１８４（チバガイギー社製） ５部
【００５４】
屈折率測定：各層を構成する組成物の重合、硬化後の屈折率は、ガラス板上に５μｍの厚さで重合させ、この重合膜をガラス板より剥離し、アッベ屈折計（アタゴ社製）を用いて屈折率を測定した。結果を表１、２、３に示す。尚、表３においてスパッタリング法により作製した高屈折率層についてはエリプソメーター（溝尻工学社製）にて測定した。
表面タック性：重合、硬化させた塗工膜を指触により３段階で評価した。未硬化…×、半硬化でベタつく…△、タックフリー…○とした。結果を表１、２、３に示す。
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、黒色マジックで着色した。結果を表１、２および３に示す。
【００５５】
【表１】
【表２】
【表３】
参考例で用いた含フッ素エポキシ化合物の構造を以下に示す。
【化１４】
参考例で用いた光重合開始剤の構造式を以下に示す。
【化１５】
【発明の効果】
本発明によれば、基体との密着性に優れ、十分に硬化し、かつ反射防止効果を奏するに十分な低屈折率を示し、その上大面積化、連続生産が可能な低反射部材およびその製造方法が提供される。
Claims (6)
- 透明支持基体上に、該透明支持基体よりも低い屈折率を有する低屈折率層を設けた低反射部材において、該低屈折率層が、エポキシ基を２個以上有し、屈折率が１．４５以下の含フッ素エポキシ化合物を主成分とした光カチオン重合物により形成され、含フッ素化合物が下記一般式 [ ２ ] で表される化合物であることを特徴とする低反射部材、
- 該低反射部材において、透明支持基体と低屈折率層との間に高屈折率層を設けることを特徴とする請求項１記載の低反射部材。
- 透明支持基体上に、該透明支持基体よりも低い屈折率を有する低屈折率層を設けた低反射部材において、該低屈折率層が、エポキシ基を２個以上有し、屈折率が１．４５以下の含フッ素エポキシ化合物を主成分とした光カチオン重合物により形成され、含フッ素化合物が下記一般式 [ ３ ] で表される化合物であることを特徴とする低反射部材、
- 該低反射部材において、透明支持基体と低屈折率層との間に高屈折率層を設けることを特徴とする請求項３記載の低反射部材。
- 透明支持基体上に、該透明支持基体よりも低い屈折率を有する低屈折率層を設けた低反射部材において、該低屈折率層が、エポキシ基を２個以上有し、屈折率が１．４５以下の含フッ素エポキシ化合物を主成分とした光カチオン重合物により形成され、含フッ素化合物が下記一般式 [ ４ ] で表される化合物であることを特徴とする低反射部材、
- 該低反射部材において、透明支持基体と低屈折率層との間に高屈折率層を設けることを特徴とする請求項５記載の低反射部材。
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