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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造体に関し、より詳細には、反射防止膜積層体等に好適な耐擦傷性や透明性に優れた構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
反射防止膜の形成材料として、例えば、熱硬化型ポリシロキサン組成物が知られており、特開昭61−247743号公報、特開平6−25599号公報、特開平7−331115号公報および特開平10−232301号公報等に開示されている。
しかしながら、このような熱硬化型ポリシロキサン組成物を利用して得られる反射防止膜は、耐擦傷性に乏しく、結果として、耐久性に乏しいという問題が見られた。
また、かかる反射防止膜を製造するにあたり、高温で、長時間にわたって加熱処理をする必要があり、生産性が低かったり、あるいは適用可能な基材の種類が限定されるという問題が見られた。
【0003】
そこで、特開平8−94806号公報に開示されているように、基材上に、微粒子を高屈折率バインダー樹脂中に局在化させた高屈折率膜と、フッ素系共重合体からなる低屈折率膜とを順次に積層した光学機能性フィルムが提案されている。より具体的には、高屈折率膜を形成するのに、200nm以下の金属酸化物粒子等の微粒子層を工程紙上に予め形成しておき、それを基材上の高屈折率バインダー樹脂に対して圧接することにより、高屈折率バインダー樹脂中に微粒子層を埋設して、局在化させている。
また、低屈折率膜については、フッ化ビニリデン30〜90重量%およびヘキサフルオロプロピレン5〜50重量%を含有するモノマー組成物が共重合されてなるフッ素含有割合が60〜70重量%であるフッ素含有共重合体100重量部と、エチレン性不飽和基を有する重合性化合物30〜150重量部と、これらの合計量を100重量部としたときに、0.5〜10重量部の重合開始剤とからなる樹脂組成物を硬化して、膜厚200nm以下の薄膜としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平8−94806号公報に開示された光学機能性フィルムは、高屈折率膜の製造工程が複雑であり、結果として均一な特性を示す光学機能性フィルムを作成することが困難であった。また、かかる光学機能性フィルムは、高屈折率膜における表面粗さの値を考慮しておらず、低屈折率膜の耐擦傷性が乏しいという問題が見られた。
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、基材上に、(A)ハードコート層と、(B)中間層(高屈折率膜)と、(C)表面層(低屈折率膜)とを含む構造体(反射防止膜積層体)において、(A)〜(C)層の構成内容を考慮するとともに、(B)層における表面粗さの値を考慮するだけで、上述した問題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、簡易な構造でありながら、耐擦傷性や透明性に優れた構造体を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、下記(A)〜(C)層を積層してなる構造体が提供され、上述した問題点を解決することができる。
(A)数平均粒子径5〜300nmのシリカ粒子を含有する膜厚1〜30μmのハードコート層
(B)数平均粒子径5〜300nmの無機酸化物粒子を含有する膜厚0.05〜0.5μmの中間層であって、表面粗さRz(JIS B0601に準拠)が0.01〜2μmである中間層
(C)フッ素化合物およびケイ素化合物、あるいはいずれか一方の化合物を含有する膜厚0.05〜0.5μmの表面層
【0006】
すなわち、中間層の表面粗さの値をこのように考慮することにより、中間層の表面に設けられた凹凸が表面層中に適度に入り込み、結果として、表面層における耐擦傷性を著しく向上させることができる。
また、中間層の下方には、特定のハードコート層が設けてあることから、中間層の動きを拘束し、結果として、さらに表面層における耐擦傷性を向上させることができる。
さらに、表面層は、フッ素化合物やケイ素化合物から構成されているため、優れた剥離性、耐熱性、防汚性等をも得ることができる。
【0007】
また、本発明の構造体を構成するにあたり、ハードコート層(A)に含まれるシリカ粒子の含有量を5〜70重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
このようにシリカ粒子の含有量を制限することにより、ハードコート層の硬度を所定範囲に容易に調節することができ、中間層の動きを拘束できることから、結果として、表面層における耐擦傷性をさらに向上させることができる。
【0008】
また、本発明の構造体を構成するにあたり、ハードコート層(A)に含まれるシリカ粒子が、重合性不飽和基を有する有機化合物と結合した反応性シリカ粒子であることが好ましい。
このようなハードコート層であれば、中間層との間で優れた密着力が得られるため、さらに中間層の動きを拘束し、結果として、表面層における耐擦傷性をさらに向上させることができる。
【0009】
また、本発明の構造体を構成するにあたり、ハードコート層(A)が、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(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、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも一つの多官能(メタ)アクリレートを含む紫外線硬化樹脂の硬化物であることが好ましい。
このようなハードコート層であれば、中間層との間でさらに優れた密着力が得られるため、結果として、表面層における耐擦傷性をさらに向上させることができる。
また、ハードコート層を紫外線硬化樹脂から形成するのであれば、迅速に形成することができ、経済的である。
【0010】
また、本発明の反射防止膜積層体を構成するにあたり、ハードコート層(A)の硬度(JIS K5400準拠)がポリエチレンテレフタレート(PET)基材上でH以上であることが好ましい。
このような硬度であれば、さらに中間層の動きを拘束し、結果として、表面層における耐擦傷性をさらに向上させることができる。
【0011】
また、本発明の積層体を構成するにあたり、表面抵抗値を1×103〜1×1012Ω/□の範囲内の値とすることが好ましい。
このような表面抵抗値であれば、構造体が帯電しにくいために、空気中のほこり等をひきつけることが少なくなる。
【0012】
また、本発明の構造体を構成するにあたり、波長400〜800nmの反射率が2.0%以下であることが好ましい。
このような反射率であれば、反射防止膜積層体等の用途に好適に適用することができる。
なお、この反射率は、上記波長領域における最低反射率として定義されるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の構造体の実施形態につき、図1に示す反射防止膜積層体24を例に採って、具体的に説明する。
図1の反射防止膜積層体24は、基材12上に、ハードコート層18と、高屈折率膜20と、低屈折率膜22とを順次に含む反射防止膜積層体である。
なお、上記図1の反射防止膜積層体24において、高屈折率膜20および低屈折率膜22は、以下の記載において、それぞれ中間層および表面層を意味する。
【0014】
1.基材
(1)種類
ハードコート層を設けるための基材の種類は特に制限されるものではないが、例えば、ポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリルカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアクリレート樹脂、ノルボルネン樹脂、アクリルスチレン樹脂、およびガラス等からなる基材を挙げることができる。
例えば、これらの基材を含む反射防止膜積層体とすることにより、カメラのレンズ部、テレビ(CRT)の画面表示部、あるいは液晶表示装置におけるカラーフィルター等の広範な反射防止膜等の利用分野において、反射防止効果はもちろんのこと、優れた耐擦傷性や透明性が得られ、しかも優れた機械的強度や耐久性を得ることができる。
【0015】
(2)厚さ
また、基材の厚さを0.02〜10mmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、基材の厚さが0.02mm未満となると、ハードコート層や高屈折率膜を強固に固定することが困難となる場合があるためであり、一方、基材の厚さが10mmを超えると、製造が困難となったり、あるいは、構造体が過度に厚くなる場合があるためである。
したがって、基材の厚さを0.05〜5mmの範囲内の値とするのがより好ましく、0.1〜3mmの範囲内の値とするのがさらに好ましい。
【0016】
2.ハードコート層
(1)ハードコート層用硬化性組成物
また、ハードコート層用硬化性組成物の種類についても特に制限されるものではないが、光硬化性樹脂組成物や、熱硬化性樹脂組成物からなる硬化物であることが好ましい。
【0017】
また、光硬化性樹脂組成物を使用した場合、例えば、以下の構成成分からなることが好ましい。
▲1▼シリカ粒子
▲2▼アクリル化合物
▲3▼光重合開始剤
【0018】
▲1▼シリカ粒子
シリカ粒子の種類は特に制限されるものではないが、例えば、メチルエチルケトン、水およびアルコール等に分散させたシリカゾル等が好ましい。
また、シリカ粒子の数平均粒子径を5〜300nmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるシリカ粒子の数平均粒子径が5nm未満の値となると、ハードコート層の硬度が低下して、結果として、低屈折率膜における耐擦傷性の向上が困難となる場合があるためである。
一方、かかるシリカ粒子の数平均粒子径が300nmを超えると、分散性が低下して、やはりハードコート層の硬度が低下する場合があるためである。
したがって、シリカ粒子の数平均粒子径を10〜200nmの範囲内の値とすることがより好ましく、20〜150nmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、シリカ粒子の数平均粒子径は、電子顕微鏡によって測定される粒径の平均値である。
【0019】
また、シリカ粒子の含有量を、ハードコート層の全体量に対して、5〜70重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるシリカ粒子の含有量が5重量%未満の値となると、ハードコート層の硬度が低下して、結果として、中間層に対する密着力や拘束力が低下する場合があるためである。
一方、かかるシリカ粒子の含有量が70重量%を超えると、ハードコート層が脆くなる場合があるためである。
したがって、かかるシリカ粒子の含有量を10〜65重量%の範囲内の値とすることがより好ましく、20〜60重量%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0020】
また、本発明の反射防止膜積層体を構成するにあたり、ハードコート層(A)に含まれるシリカ粒子が、重合性不飽和基を有する有機化合物を結合させた反応性シリカ粒子であることが好ましい。
すなわち、シリカ粒子に表面処理を施し、重合性不飽和基を有する有機化合物を含む反応性シリカ粒子とすることが好ましい。
例えば、アクリル酸エステルと、シラン化合物とを、イソシアネート化合物を介して反応させて、少なくともアルコキシシリル基と、反応性不飽和結合とを有する有機化合物を作成し、次いで、それを用いて、シリカ粒子に表面処理を施すことが好ましい。
【0021】
▲2▼アクリル化合物
アクリル化合物としては、ラジカル反応性であって光硬化や熱硬化が可能なことから(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸エステル、あるいはこれらの誘導体であれば、好適に使用することができる。
ただし、ハードコート層と、高屈折率膜(中間層)との間で、より優れた密着力が得られることから、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(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、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも一つの多官能(メタ)アクリレートが好ましい。
【0022】
▲3▼光重合開始剤
光重合開始剤としては、光ラジカル発生剤や、光酸発生剤が挙げられる。
また、かかる光重合開始剤の使用量も特に制限されるものではないが、例えば、アクリル化合物100重量部に対して、0.1〜20重量部の範囲内の値とするのが好ましい。
この理由は、光重合開始剤の使用量が0.1重量部未満となると、アクリル化合物の硬化が不十分となる場合があるためである。一方、光重合開始剤の使用量が20重量部を超えると、光重合開始剤がハードコート層中に残存し、硬度が低下する場合があるためである。
【0023】
(2)膜厚
また、ハードコート層の膜厚を1〜30μmの範囲内の値とする。この理由は、ハードコート層の膜厚が1μm未満となると、中間層を強固に固定することが困難となり、結果として、表面層の耐擦傷性が向上しない場合があるためである。
一方、ハードコート層の膜厚が30μmを超えると、製造が困難となったり、あるいは、構造体を構成した場合に、そりが発生したり、あるいはクラックが生じ易くなるためである。
したがって、ハードコート層の膜厚を2〜20μmの範囲内の値とするのがより好ましく、3〜10μmの範囲内の値とするのがさらに好ましい。
【0024】
(3)硬度
また、ハードコート層の硬度(JIS K5400に準拠)をポリエチレンテレフタレート(PET)基材上でH以上とすることが好ましい。
この理由は、かかるハードコート層の硬度がH未満となると、中間層を強固に固定することが困難となり、結果として、表面層の耐擦傷性が向上しない場合があるためである。
【0025】
(4)形成方法
ハードコート層を形成するにあたり、ハードコート層用硬化性組成物を基材に塗布(コーティング)して、ハードコート層用の塗膜を形成することが好ましい。
このようなコーティング方法としては、特に制限されるものではないが、例えば、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法、カーテンコート法、グラビア印刷法、シルクスクリーン法、またはインクジェット法等のコーティング方法を用いることができる。
次いで、全体として強固な塗膜を形成できることから、ハードコート層用硬化性組成物からなる塗膜を紫外線硬化、あるいは熱硬化することが好ましい。紫外線硬化する場合、紫外線照射装置(メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等)を用いて、0.001〜10J/cm2の光照射条件の下で行うことが好ましい。
この理由は、このような照射条件であれば、適当な硬度を有するハードコート層が得られる一方、製造時間が過度に長くなることが無いためである。
したがって、照射条件を、0.01〜5J/cm2とすることがより好ましく、0.01〜1J/cm2とすることがさらに好ましい。
また、熱硬化する場合には、30〜120℃、1〜180分間の条件で加熱するのが好ましい。この理由は、このような加熱条件であれば、基材を損傷することなく、より効率的にハードコート層を得ることができるためである。
【0026】
3.高屈折率膜
(1)高屈折率膜用硬化性組成物1
高屈折率膜を形成するための高屈折率膜用硬化性組成物は、特に制限されるものでないが、一例として、以下の(A)〜(G)成分から構成してあることが好ましい。
(A)無機酸化物粒子
(B)水酸基含有重合体
(C)水酸基と反応し得る官能基および光重合可能な官能基を併有する化合物
(D)光重合開始剤
(E)アクリレート化合物
(F)硬化触媒
(G)有機溶剤
【0027】
▲1▼(A)無機酸化物粒子
(A)成分としての無機酸化物粒子の数平均粒子径を5〜300nmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる無機酸化物粒子の数平均粒子径が、5nm未満となると、製造時に、高屈折率膜用硬化性組成物において無機酸化物粒子を均一に分散させることが困難となり、その結果、構造体において無機酸化物粒子を均一に分散させることが困難となる場合があるためである。
一方、無機酸化物粒子の数平均粒子径が300nmを超えると、得られる反射防止膜の透明性が低下したり、濁度(ヘイズ値)が上昇する場合があるためである。
したがって、無機酸化物粒子の数平均粒子径を10〜200nmの範囲内の値とすることがより好ましく、20〜100nmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0028】
また、(A)成分である無機酸化物粒子の種類は、屈折率の調整の容易さや透明性等を考慮して決定することが好ましいが、より具体的には、酸化ケイ素(SiO2、屈折率1.47)、酸化ジルコニウム(ZrO2、屈折率2.05)、酸化スズ(SnO2、屈折率2.00)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO、屈折率1.95)、酸化チタン(TiO2、屈折率2.3〜2.7)、酸化亜鉛(ZnO、屈折率1.90)、スズドープ酸化インジウム(ITO、屈折率1.95)、酸化セリウム(CeO、屈折率2.2)、酸化セレン(SeO2、屈折率1.95)、酸化アンチモン(Sb25、屈折率1.71)、酸化アルミニウム(Al23、屈折率1.63)、酸化イットリウム(Y23、屈折率1.87)、およびアンチモン酸亜鉛(AZO、屈折率1.90)等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、無機酸化物粒子に対して、シランカップリング剤処理を施すことが好ましい。このようにカップリング剤処理することにより、高屈折率膜における無機酸化物粒子と、周囲の樹脂との間の結合力を高めることができ、結果として、低屈折率膜における耐擦傷性を著しく向上させることができるためである。また、このようにカップリング剤処理することにより、無機酸化物粒子の分散性を向上させ、製造時における高屈折率膜用硬化性組成物の保存安定性を向上させることも可能である。
なお、無機酸化物粒子の含有量を、高屈折率膜の全体量に対して、10〜90vol%の範囲内の値とすることが好ましい。
【0029】
▲2▼(B)水酸基含有重合体
(B)成分は、分子内に水酸基を有する重合体であれば、好適に使用することができる。より具体的には、ポリビニルアセタール樹脂(ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリフェノール系樹脂、フェノキシ樹脂等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
なお、水酸基含有重合体の添加量を、無機酸化物粒子100重量部に対して、1〜100重量部の範囲内の値とするのが好ましい。
【0030】
▲3▼(C)水酸基と反応し得る官能基および光重合可能な官能基を併有する化合物(C)成分(以下、併有化合物と称する場合がある。)としては、水酸基と反応し得る官能基(水酸基反応性官能基と称する場合がある。)と、光重合可能な官能基(光重合性官能基と称する場合がある。)とをそれぞれ有する化合物であることが好ましい。
このような併有化合物を添加することにより、光重合性官能基を利用して、併有化合物自体を光硬化させることもできるし、あるいは、後述するアクリレート化合物と反応させることもできる。また、水酸基反応性官能基を利用して、加熱することにより、水酸基含有重合体と併有化合物とを反応させて、より強固な硬化膜とすることも可能である。
また、併有化合物の具体例としては、t−ブチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、N−メタクリロキシ−N,N−ジカルボキシメチル−p−フェニレンジアミン、メラミン・ホルムアルデヒド・アルキルモノアルコール、4−メタクリロキシエチル無水トリメリット酸等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
なお、併有化合物の添加量を、無機酸化物粒子100重量部に対して、10〜300重量部の範囲内の値とするのが好ましい。
【0031】
▲4▼(D)光重合開始剤
(D)成分としては、光ラジカル発生剤や、光酸発生剤が挙げられる。
また、かかる光重合開始剤の使用量も特に制限されるものではないが、例えば、併有化合物100重量部に対して、0.1〜20重量部の範囲内の値とするのが好ましい。
【0032】
▲5▼(E)アクリレート化合物
(E)成分は、(C)成分中の(メタ)アクリレート化合物以外の(メタ)アクリレート化合物であって、分子内に少なくとも一つの(メタ)アクリロイル基を含有する化合物である。
したがって、その種類は特に制限されるものではないが、例えば、単官能(メタ)アクリレート化合物および多官能(メタ)アクリレート化合物、あるいはいずれか一方の(メタ)アクリレート化合物である。
また、アクリレート化合物の添加量についても特に制限されるものではないが、例えば、無機酸化物粒子100重量部あたり、0.01〜1,000重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
【0033】
▲6▼(F)硬化触媒
(F)成分は、熱酸発生剤等であって、脂肪族スルホン酸、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸塩、芳香族スルホン酸、芳香族スルホン酸塩、芳香族カルボン酸、芳香族カルボン酸塩、金属塩、リン酸エステル等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、硬化触媒の添加量についても特に制限されるものではないが、水酸基含有重合体と併有化合物との合計を100重量部としたときに、当該硬化触媒の添加量を0.1〜30重量部の範囲内の値とするのが好ましい。
【0034】
▲7▼(G)有機溶剤
また、硬化性樹脂組成物において、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン、n−ブタノール、エチルセルソルブ、乳酸エチル(EL)、ジアセトンアルコール(DAA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、アセチルアセトン(AcAc)、およびアセト酢酸エチル(EAcAc)からなる群から選択される少なくとも一種の有機溶剤を使用することが好ましい。
この理由は、このような有機溶剤を使用することにより、高屈折率膜用硬化性組成物から高屈折率膜を形成する際に、高屈折率膜における表面粗さ(Rz)の制御が容易となるためである。
また、(G)成分の添加量についても特に制限されるものではないが、(A)成分の無機酸化物粒子100重量部に対し、当該有機溶剤の添加量を50〜20,000重量部の範囲内の値とするのが好ましい。
【0035】
▲8▼添加剤
高屈折率膜用硬化性組成物には、本発明の目的や効果を損なわない範囲において、光増感剤、重合禁止剤、重合開始助剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、無機充填剤、顔料、染料等の添加剤をさらに含有させることも好ましい。
【0036】
(2)高屈折率膜用硬化性組成物2
また、高屈折率膜を形成するための別な高屈折率膜用硬化性組成物として、以下の(a−1)および(a−2)を有機溶媒中で反応させて得られる硬化性組成物であることも好ましい。
(a−1)1次粒子径が0.1μm以下で、粉体抵抗が100Ω・cm以下の導電性金属酸化物粒子
(a−2)分子内にウレタン結合[−O−C(=O)NH−]およびチオウレタン結合[−S−C(=O)NH−]、あるいはいずれか一方のウレタン結合と、不飽和ニ重結合とを有するアルコキシシラン化合物
このような高屈折率膜用硬化性組成物であれば、帯電防止性、透明性、硬度、耐擦傷性、および密着性に優れるとともに、高屈折率の塗膜(被膜)を形成することができる。
【0037】
(3)表面粗さ(R2)
高屈折率膜における表面粗さ、すなわち、JIS B0601に準拠のRzをR2と定義するとともに、当該R2を0.01〜2μmの範囲内の値とする。
この理由は、かかる表面粗さが、0.01μm未満の値となると、低屈折率膜中に侵入する高屈折率膜の割合が少なくなり、耐擦傷性が著しく低下するためである。図2および図3に、反射防止膜積層体の断面写真を示すが、高屈折率膜の一部が、低屈折率膜中に侵入していることが理解される。
一方、かかる表面粗さが2μmを超えると、低屈折率膜における表面粗さが相対的に大きくなり、光散乱が生じやすくなり、結果として、反射率や、透明性が低下するためである。
したがって、表面粗さを0.02〜1μmの範囲内の値とすることが好ましく、0.05〜0.5μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0038】
また、本発明において、高屈折率膜における表面粗さ(R2)と、後述する低屈折率膜の厚さ(D1)との比率(R2/D1)を0.06〜2の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるR2/D1の比率が、0.06未満の値となると、低屈折率膜に対する高屈折率膜の表面粗さの影響が発揮されずに、耐擦傷性が著しく低下する場合があるためである。一方、かかるR2/D1の比率が、2を超えると、低屈折率膜における表面粗さが相対的に大きくなり、光散乱が生じやすくなり、結果として、反射率や、透明性が低下する場合があるためである。
したがって、R2/D1の比率を0.2〜2の範囲内の値とすることが好ましく、0.4〜2の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0039】
(4)屈折率
また、高屈折率膜における屈折率(Na−D線の屈折率、測定温度25℃)を1.45〜2.1の範囲内の値とするのがより好ましい。
この理由は、かかる屈折率が1.45未満の値となると、低屈折率膜と組み合わせた場合に、反射防止効果が著しく低下する場合があるためであり、一方、2.1を超えると、使用可能な材料が過度に制限される場合があるためである。
したがって、高屈折率膜の屈折率を、より好ましくは1.55〜2.0の範囲内の値とすることであり、1.6〜1.9の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0040】
(5)膜厚
また、高屈折率膜の膜厚は特に制限されるものではないが、例えば、0.05〜0.5μmの範囲内の値であることが好ましい。
この理由は、高屈折率膜の膜厚が0.05μm未満となると、低屈折率膜と組み合わせた場合に、反射防止効果や基材に対する密着力が低下する場合があるためであり、一方、膜厚が0.5μmを超えると、製造が困難となったり、あるいは光吸収する割合が大きくなる場合があるためである。
したがって、高屈折率膜の膜厚を0.1〜0.3μmの範囲内の値とするのがより好ましく、0.12〜0.2μmの範囲内の値とするのがさらに好ましい。
【0041】
(6)形成方法
高屈折率膜を形成するに際して、高屈折率膜用硬化性組成物の塗膜を形成した後、紫外線硬化または電子線硬化することが好ましい。この場合、例えば、紫外線照射装置(メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等)を用い、0.001〜10J/cm2の光照射条件の下で行うことが好ましい。
この理由は、このような照射条件であれば、十分硬化した高屈折率膜が得られる一方、製造時間が過度に長くなることが無いためである。
したがって、照射条件を、0.01〜5J/cm2とすることがより好ましく、0.1〜3J/cm2とすることがさらに好ましい。
なお、高屈折率膜用硬化性組成物中の粒子の種類、平均粒子径、粒子の添加量、溶剤種、あるいは高屈折率膜の膜厚等の条件を適宜変更することにより、光照射するだけで高屈折率膜の表面に凹凸を設けることが可能である。
【0042】
4.低屈折率膜
(1)低屈折率膜用硬化性組成物
低屈折率膜を形成するための低屈折率膜用硬化性組成物としては、特に制限されるものでないが、一例として、以下の(a)〜(d)成分から構成してあることが好ましい。
(a)水酸基を有する含フッ素共重合体
(b)水酸基と反応し得る官能基を有する熱硬化剤
(c)硬化触媒
(d)有機溶剤
【0043】
▲1▼(a)水酸基を有する含フッ素共重合体
(a)成分としては、分子内に水酸基を有する含フッ素共重合体であれば、好適に使用することができる。より具体的には、フッ素原子を含有する単量体と、水酸基を含有する単量体とを共重合して得ることができる。また、必要に応じて、これらの単量体以外のエチレン性不飽和単量体を添加することも好ましい。
フッ素原子を含有する単量体としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、(フルオロアルキル)ビニルエーテル、(フルオロアルコキシアルキル)ビニルエーテル、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、パーフルオロ(アルコキシビニルエーテル)、フッ素含有(メタ)アクリル酸エステル等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
なお、フッ素原子を含有する単量体の配合量は特に制限されるものではないが、例えば、10〜99モル%の範囲内の値であることが好ましく、より好ましくは、15〜97モル%の範囲内の値である。
【0044】
また、水酸基を含有する単量体としては、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシペンチルビニルエーテル、ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシエチルアリルエーテル、ヒドロキシブチルアリルエーテル、グリセロールモノアリルエーテル、アリルアルコール、ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸エステル等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
なお、水酸基を含有する単量体の配合量は特に制限されるものではないが、例えば、1〜20モル%の範囲内の値であることが好ましく、より好ましくは、3〜15モル%の範囲内の値である。
【0045】
▲2▼(b)水酸基と反応し得る官能基を有する熱硬化剤
水酸基と反応し得る官能基を有する熱硬化剤(以下、単に熱硬化剤と称する場合がある。)としては、分子内にメチロール基およびアルコキシ化メチル基あるいはいずれか一方を2個以上有するメラミン化合物を使用することが好ましい。
より具体的には、ヘキサメチルエーテル化メチロールメラミン化合物、ヘキサブチルエーテル化メチロールメラミン化合物、メチルブチル混合エーテル化メチロールメラミン化合物、メチルエーテル化メチロールメラミン化合物、ブチルエーテル化メチロールメラミン化合物等のメチロールメラミン化合物等がより好ましい。
また、熱硬化剤の添加量を、水酸基を有する含フッ素共重合体100重量部に対して、1〜70重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
【0046】
▲3▼(c)硬化触媒
硬化触媒としては、水酸基含有重合体と硬化剤との間の反応を促進するものであれば、好適に使用することができるが、高屈折率膜用硬化性組成物における硬化触媒と同様の硬化触媒を使用することが好ましい。
また、硬化触媒の添加量についても特に制限されるものでは無いが、上述した水酸基を有する含フッ素共重合体と、水酸基と反応し得る官能基を有する熱硬化剤との合計量を100重量部としたときに、当該硬化触媒の添加量を0.1〜30重量部の範囲内の値とするのが好ましい。
【0047】
▲4▼(d)有機溶剤
低屈折率膜用硬化性組成物に使用する有機溶剤としては、高屈折率膜用硬化性組成物に使用する有機溶剤と同様の種類を使用することが好ましい。
なお、有機溶剤の添加量を、水酸基を有する含フッ素共重合体100重量部に対して、500〜10,000重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
【0048】
(2)表面粗さ
低屈折率膜における表面粗さ、すなわち、JIS B0601に準拠したRzをR1と定義するとともに、当該R1を2μm以下の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる表面粗さが、2μmを超えると、耐擦傷性が著しく低下する場合があるためである。
したがって、表面粗さを1.4μm以下の値とすることがより好ましく、0.02〜1μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0049】
また、低屈折率膜における表面粗さ(R1)と、後述する膜厚(D1)との比率(R1/D1)を0.01〜2の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるR1/D1の比率が、0.01未満の値となると、低屈折率膜の膜厚が相対的に厚くなり、高屈折率膜の表面粗さの影響が発揮されずに、耐擦傷性が著しく低下する場合があるためである。一方、かかるR1/D1の比率が、2を超えると、低屈折率膜における表面粗さが相対的に大きくなり、光散乱が生じやすくなり、結果として、反射率や、透明性が低下する場合があるためである。
したがって、R1/D1の比率を0.014〜1の範囲内の値とすることが好ましく、0.014〜0.8の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0050】
また、低屈折率膜における表面粗さ(R1)と、上述した高屈折率膜における表面粗さ(R2)との比率(R1/R2)を0.005〜1の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるR1/R2の比率が0.005未満の値となると、低屈折率膜に対する高屈折率膜の表面粗さの影響が発揮されずに、耐擦傷性が著しく低下するためである。一方、かかるR1/R2の比率が1を超えると、低屈折率膜における表面粗さが相対的に大きくなるとともに光散乱が生じやすくなり、結果として、反射率や、透明性が低下する場合があるためである。
したがって、R1/R2の比率を0.1〜1の範囲内の値とすることが好ましく、0.2〜1の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0051】
(3)屈折率
低屈折率膜における屈折率(Na−D線の屈折率、測定温度25℃)を1.35〜1.50の範囲内の値とするのがより好ましい。
この理由は、かかる屈折率が1.35未満の値となると、使用可能な材料の種類が過度に制限される場合があり、一方1.5を超えると、高屈折率膜と組み合わせた場合に、反射防止効果が著しく低下する場合があるためである。
したがって、低屈折率膜の屈折率を、1.3〜1.45の範囲内の値とすることがより好ましく、1.3〜1.42の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0052】
(4)膜厚(D1)
また、低屈折率膜の膜厚(D1)についても特に制限されるものではないが、例えば、0.05〜2μmの範囲内の値であることが好ましい。
この理由は、低屈折率膜の膜厚が0.05μm未満の値となると、下地としての高屈折率膜に対する密着力や擦傷性が低下する場合があるためである。一方、かかる膜厚が2μmを超えると、形成するのが困難となる場合があるとともに、高屈折率膜における表面粗さを低屈折率膜に反映する効果が低下する場合があるためである。
したがって、低屈折率膜の膜厚を0.05〜0.5μmの範囲内の値とすることがより好ましく、0.05〜0.3μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【0053】
(5)表面抵抗
また、構造体の表面抵抗値を1×103〜1×1012Ω/□の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる表面抵抗値が1×103Ω/□未満の値となると、使用可能な導電材料の種類が過度に制限されたり、あるいは、導電材料の添加量を多くしなければならない場合があるためである。一方、かかる表面抵抗値が1×1012Ω/□を超えると、帯電しやすくなり、空気中のほこりを引き付けやすくなるためである。
したがって、かかる表面抵抗値を1×103〜1×1011Ω/□の範囲内の値とすることが好ましく、1×103〜1×1010Ω/□の範囲内の値とすることがより好ましい。
なお、かかる表面抵抗値は、低屈折率膜や高屈折率膜に導電材料を添加したり、これらの膜中の親水性基量を調節することにより、容易に達成することができる。
【0054】
(6)形成方法
低屈折率膜を形成するにあたり、低屈折率膜用硬化性組成物を高屈折率膜上に例えば、ディッピング法、スプレー法、バーコート法等を用いて、塗布(コーティング)し、低屈折率膜形成用の塗膜を形成することが好ましい。
次いで、高屈折率膜の一部と反応させて、全体として強固な塗膜を形成できることから、低屈折率膜用硬化性組成物からなる塗膜を熱硬化することが好ましい。この場合、30〜120℃で、1〜180分間の条件で加熱するのが好ましい。この理由は、このような加熱条件であれば、基材や形成される反射防止膜を損傷することなく、より効率的に反射防止性に優れた反射防止膜積層体を得ることができるためである。
【0055】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例の記載に限定されるものではない。また、実施例中、各成分の配合量は特に記載のない限り重量部を意味している。
【0056】
[実施例1]
(1)低屈折率膜用硬化性組成物の調製
▲1▼水酸基を有する含フッ素重合体の調製
内容積1.5リットルの電磁攪拌機付きステンレス製オートクレーブ内を窒素ガスで十分置換処理した後、酢酸エチル500gと、エチルビニルエーテル(EVE)34.0gと、ヒドロキシエチルビニルエーテル(HEVE)41.6gと、パーフルオロプロピルビニルエーテル(FPVE)75.4gと、過酸化ラウロイル1.3gと、シリコーン含有高分子アゾ開始剤(和光純薬工業(株)製、商品名:VPS1001)7.5gと、反応性乳化剤(旭電化工業(株)製、商品名:NE−30)1gとを仕込み、ドライアイス−メタノールで−50℃まで冷却した後、再度窒素ガスで系内の酸素を除去した。
次いで、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)119.0gをさらに仕込み、昇温を開始した。オートクレーブ内の温度が70℃に達した時点での圧力は、5.5×105Paを示した。その後、攪拌しながら、70℃、20時間の条件で反応を継続し、圧力が2.3×105Paに低下した時点でオートクレーブを水冷し、反応を停止させた。室温に達した後、未反応モノマーを放出し、オートクレーブを開放し、固形分濃度30重量%のポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液を、メタノールに投入し、ポリマーを析出させた後、メタノールによりさらに洗浄し、50℃で真空乾燥を行い、170gの水酸基を有する含フッ素重合体を得た。
【0057】
得られた水酸基を有する含フッ素重合体について、固有粘度(N,N−ジメチルアセトアミド溶剤使用、測定温度25℃)を測定したところ、0.28dl/gであった。
また、かかる含フッ素重合体について、ガラス転移温度を、示差走査型熱量計(DSC)を用い、昇温速度5℃/分、窒素気流中の条件で測定したところ、31℃であった。
また、かかる含フッ素重合体について、フッ素含量を、アリザリンコンプレクソン法を用いて測定したところ、51.7%であった。
さらに、かかる含フッ素重合体について、水酸基価を、無水酢酸を用いたアセチル化法により測定したところ、102mgKOH/gであった。
【0058】
▲2▼低屈折率膜用硬化性組成物の調製
攪拌機付の容器内に、▲1▼で得られた水酸基を有する含フッ素共重合体100gと、サイメル303(三井サイテック(株)製、アルコキシ化メチルメラミン化合物)11.1gと、メチルイソブチルケトン(以下、MIBKと称する。)3,736gとをそれぞれ添加し、110℃、5時間の条件で攪拌し、水酸基を有する含フッ素共重合体とサイメル303とを反応させた。
次いで、キャタリスト4040(三井サイテック(株)製、固形分濃度40重量%)11.1gをさらに添加し、10分間攪拌して、粘度1mPa・s(測定温度25℃)の低屈折率膜用硬化性組成物(以下、塗布液Aと称する場合がある。)を得た。
【0059】
なお、得られた低屈折率膜用硬化性組成物から得られる低屈折率膜の屈折率を測定した。すなわち、低屈折率膜用硬化性組成物を、ワイヤーバーコータ(#3)を用いて、シリコンウエファ(膜厚1μm)上に塗工し、室温で5分間風乾して、塗膜を形成した。
次いで、熱風乾燥器中において、140℃、1分間の条件で塗膜を加熱硬化させ、0.3μmの膜厚の低屈折率膜を形成した。得られた低屈折率膜におけるNa−D線の屈折率を、測定温度25℃の条件で、分光エリプソメーターを用いて測定した。その結果、屈折率は1.40であった。
なお、膜厚の評価は断面切片の透過型電子顕微鏡での観察より求め、界面が平坦でない塗膜の膜厚はJIS B0601で規定される粗さ曲線での測定長1μmとして求めた平均線間の距離で定義した。
【0060】
(2)高屈折率膜用硬化性組成物の調製
▲1▼反応性アルコキシシランの製造
容器内のメルカプトプロピルトリメトキシシラン7.8gと、ジブチルスズジラウレート0.2gとからなる溶液に対し、イソホロンジイソシアネート20.6gを、乾燥空気中、50℃、1時間の条件で滴下した後、60℃、3時間の条件で、さらに攪拌した。
これにペンタエリスリトールトリアクリレート71.4gを、30℃、1時間の条件で滴下した後、60℃、3時間の条件で、さらに攪拌し、反応液とした。
この反応液中の生成物、すなわち反応性アルコキシシランにおける残存イソシアネート量をFT−IRで測定したところ、0.1重量%以下であり、各反応がほぼ定量的に行われたことを確認した。また、分子内に、チオウレタン結合と、ウレタン結合と、アルコキシシリル基と、反応性不飽和結合とを有することを確認した。
【0061】
▲2▼高屈折率膜用硬化性組成物の調製
攪拌機付きの容器内に、アンチモンドープ酸化錫分散液(石原テクノ(株)製、SNS−10M、分散溶媒メチルエチルケトン、アンチモンドープ酸化錫含量27.4重量%、固形分30重量%、動的光散乱法による重量平均粒子径40nm、数平均粒子径22nm、以下、ATO微粒子分散液と称する場合がある。)260gと、▲1▼で製造した反応性アルコキシシラン25gと、蒸留水0.3gと、p−ヒドロキシフェニルモノメチルエーテル0.03gとを混合し、65℃で、加熱攪拌した。5時間後、オルト蟻酸メチルエステル8gを添加し、さらに1時間加熱した。
これに光重合開始剤として、イルガキュア907(チバスペシャルティケミカルズ(株)製)6.1gと、MIBK1,708gとを添加して、高屈折率膜用硬化性組成物(固形分5重量%、固形分中のATO微粒子量78重量%、以下、塗布液Bと称する場合がある。)を得た。
なお、得られた高屈折率膜用硬化性組成物の屈折率および表面粗さ(R2)を、低屈折率膜用硬化性組成物と同様に測定した。得られた結果を表1に示す。
【0062】
(3)ハードコート層用硬化性組成物の調製
乾燥空気下、(2)▲1▼で製造した反応性アルコキシシラン8.7gと、メチルエチルケトン分散シリカゾル(日産化学工業(株)製、商品名:MEK−ST、平均粒径22nm、シリカ濃度30重量%)91.3gと、イソプロピルアルコール0.2gと、イオン交換水0.1gとからなる混合液を、80℃、3時間の条件で攪拌後、オルト蟻酸メチルエステル1.4gを添加し、さらに1時間同一温度で攪拌した。
室温まで冷却後、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名:NKエステルA−TMPT)21.9gと、トリメチロ−ルプロパントリオキシエチルアクリレ−ト(新中村化学工業(株)製、商品名NKエステルA−TMPT−3EO)10.95gと、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバスペシャルティケミカルズ(株)製、商品名:イルガキュア184)3.27gを混合して、ハードコート層用硬化性組成物(以下、塗布液Cと記載する場合がある。)を調製した。
【0063】
(4)構造体(反射防止膜積層体)の作製
得られた塗布液Cを、ワイヤーバーコータ(#20)を用いて、ポリエステルフィルムA4300(東洋紡績(株)製、膜厚188μm、)上に塗工し、オーブン中、80℃、1分間の条件で乾燥し、塗膜を形成した。次いで、大気中、メタルハライドランプを用いて、0.3J/cm2の光照射条件で塗膜を紫外線硬化させ、膜厚10μmのハードコート層を形成した。
次いで、得られた塗布液Bを、ワイヤーバーコータ(#12)を用いて、ハードコート層上に塗工し、オーブン中、80℃、1分間の条件で乾燥し、塗膜を形成した。次いで、大気中、メタルハライドランプを用いて、0.3J/cm2の光照射条件で塗膜を紫外線硬化させ、膜厚0.1μmの高屈折率膜を形成した。
さらに、得られた塗布液Aを、高屈折率膜上に、ワイヤーバーコータ(#3)を用いて塗工し、室温で5分間風乾して、塗膜を形成した。この塗膜を、オーブンを用いて140℃、1分の条件で加熱し、膜厚0.1μmの低屈折率膜を形成し、反射防止膜積層体を得た。
【0064】
(5)表面粗さ(Rz)の測定
低屈折率膜(表面層)、高屈折率膜(中間層)およびハードコート層における表面粗さ(Rz)を、JIS B0601に準拠して測定し、それぞれR1、R2、R3とした。すなわち、構造体フィルムの断面切片を透過型電子顕微鏡での観察より求め、測定長1μmでの各層における表面粗さR1、R2、R3として求めた。また、Rzに面内での方向性が有る場合は、水平面のx軸方向のRzxとy軸方向のRzyの平均をそれぞれR1、R2、R3として定義した。得られた結果を表1に示す。
【0065】
(6)反射防止膜積層体の評価
得られた反射防止膜積層体における耐擦傷性を以下の基準で評価した。
また、得られた反射防止膜積層体における耐擦傷性、反射率、濁度(ヘイズ値)、全光線透過率および可撓性を下記に示す測定法により測定した。
【0066】
▲1▼耐擦傷性
得られた反射防止膜積層体の表面を#0000スチールウールにより、荷重200g/cm2の条件で30回こすり、反射防止膜積層体の耐擦傷性を以下の基準から目視にて評価した。得られた結果を表1に示す。
評価5:傷の発生が全く観察されなかった。
評価4:1〜5本の傷の発生が観察された。
評価3:6〜50本の傷の発生が観察された。
評価2:51〜100本の傷の発生が観察された。
評価1:塗膜剥離が観察された。
なお、評価3以上の耐擦傷性であれば、実用上許容範囲であり、評価4以上の耐擦傷性であれば実用上の耐久性が優れていることから好ましく、評価5の耐擦傷性であれば、実用上の耐久性が著しく向上することからさらに好ましいといえる。
【0067】
▲2▼反射率
得られた反射防止膜積層体における反射率(測定波長域における最低反射率)を、分光反射率測定装置(大型試料室積分球付属装置150−09090を組み込んだ分光光度計U−3410、日立製作所(株)製)により、JIS K7105(測定法A)に準拠して、波長340〜700nmの範囲で測定した。
すなわち、アルミの蒸着膜における反射率を基準(100%)として、各波長における反射防止膜積層体(反射防止膜)における最低反射率を測定した。得られた結果を表1に示す。
【0068】
▲3▼濁度(ヘイズ値)および全光線透過率
得られた反射防止膜積層体につき、カラーヘイズメーター(スガ試験機(株)製)を用いて、JIS K7105に準拠してヘイズ値および全光線透過率を測定した。得られた結果を表1に示す。
【0069】
▲4▼可撓性
得られた反射防止膜積層体を、直径25mmのアルミ棒に巻きつけて、反射防止膜積層体に発生するクラックの有無を、以下の基準により、目視で判定した。
得られた結果を表1に示す。
○:クラックが全く発生しない。
△:クラックが1〜2本発生した。
×:クラックが3本以上発生した。
【0070】
[実施例2〜4および比較例1〜2]
実施例2〜4および比較例1〜2では、ハードコート層の厚さの影響を検討した。
すなわち、表1に示すように、実施例1におけるハードコート層の厚さを10μmから、1μm(実施例2)、3μm(実施例3)、および5μm(実施例4)にそれぞれ変更した反射防止膜積層体について、耐擦傷性等の評価を行った。
一方、比較例1では、表1に示すように、ハードコート層の厚さを0.05μmと本発明の下限以下の値とし、比較例2では、同様にハードコート層の厚さを60μmと本発明の上限を超える値とした以外は、実施例1と同様の反射防止膜積層体を作製して、耐擦傷性等の評価を行った。
得られた結果を表1に示す。
【0071】
【表1】

Figure 0004701492
【0072】
[実施例5〜7および比較例3]
実施例5〜7では、ハードコート層に添加するシリカ粒子の数平均粒子径の影響を検討した。
すなわち、表2に示すように、実施例1におけるハードコート層に添加するシリカ粒子の数平均粒子径を22nmから、100nm(実施例5)、200nm(実施例6)、および300nm(実施例7)にそれぞれ変更して構成した反射防止膜積層体について、耐擦傷性等の評価を行った。
一方、比較例3では、表2に示すように、ハードコート層に添加するシリカ粒子の数平均粒子径を1,000nmと本発明の上限を超える値とした以外は、実施例1と同様の反射防止膜積層体を作製して、耐擦傷性等の評価を行った。
得られた結果を表2に示す。
【0073】
【表2】
Figure 0004701492
【0074】
[実施例8〜10]
実施例8〜10では、ハードコート層に添加するシリカ粒子に対する表面処理の影響を検討した。
すなわち、表3に示すように、実施例1におけるハードコート層に添加したアクリル変性したシリカ粒子を、ジメチルジメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、商品名:AY−43−004)で表面処理したシリカ粒子(実施例8)、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、商品名:SH6040)で表面処理したシリカ粒子(実施例9)、および表面処理を施していないシリカ粒子(実施例10)にそれぞれ変更して構成した反射防止膜積層体について、耐擦傷性等の評価を行った。
得られた結果を表3に示す。
【0075】
【表3】
Figure 0004701492
【0076】
[実施例11〜13]
実施例11〜13では、ハードコート層に添加するシリカ粒子の添加量および硬度の関係を検討した。
すなわち、表4に示すように、実施例1におけるハードコート層に添加するシリカ粒子の添加量を、37重量%から、19重量%(実施例11)、56重量%(実施例12)、および66重量%(実施例13)にそれぞれ変更して構成した反射防止膜積層体について、耐擦傷性や硬度等の評価を行った。
得られた結果を表4に示す。
【0077】
【表4】
Figure 0004701492
【0078】
[実施例14〜16]
実施例14〜16では、ハードコート層を構成する紫外線硬化樹脂に含まれるアクリル酸エステルの種類の影響を検討した。
すなわち、表5に示すように、実施例1で使用したアクリル酸エステルとしてのトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTAと略する。)およびトリメチロールプロパントリオキシエチルアクリレート(EO−TMPTAと略する。)を、TMPTA単独(実施例14)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPAと略する。)(実施例15)、およびペンタエリスリトールトリアクリレート(PETAと略する。)(実施例16)にそれぞれ変更して構成した反射防止膜積層体について、耐擦傷性等の評価を行った。
得られた結果を表5に示す。
【0079】
【表5】
Figure 0004701492
【0080】
【発明の効果】
本発明の構造体によれば、基材上に、特定の(A)ハードコート層と、(B)中間層と、(C)表面層とを含み、(A)〜(C)層の構成内容を考慮するとともに、(B)層における表面粗さの値を考慮することにより、簡易な構造でありながら、耐擦傷性や透明性に優れた構造体を提供することができるようになった。
したがって、屈折率を低下させるために表面層にフッ素化合物や、ケイ素化合物の耐擦傷性に乏しい樹脂を使用したとしても、本発明により、透明性を損なうことなく、優れた耐擦傷性を示す構造体を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の反射防止膜積層体例の断面図である。
【図2】本発明の反射防止膜積層体の断面写真である(その1)。
【図3】本発明の反射防止膜積層体の断面写真である(その2)。
【符号の説明】
12 基材
13 高屈折率膜の侵入部分
18 ハードコート層
20 高屈折率膜(中間層)
22 低屈折率膜(表面層)
24 反射防止膜積層体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure, and more particularly to a structure excellent in scratch resistance and transparency suitable for an antireflection film laminate and the like.
[0002]
[Prior art]
As a material for forming the antireflection film, for example, thermosetting polysiloxane compositions are known, and Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-247743, 6-25599, 7-331115, and 10-232301 and the like.
However, the antireflection film obtained using such a thermosetting polysiloxane composition has a problem of poor scratch resistance and, as a result, poor durability.
Moreover, in manufacturing such an antireflection film, it is necessary to perform heat treatment at a high temperature for a long time, and there has been a problem that productivity is low or the types of applicable base materials are limited.
[0003]
Therefore, as disclosed in JP-A-8-94806, a low refractive index film comprising a high refractive index film in which fine particles are localized in a high refractive index binder resin on a substrate and a fluorine-based copolymer. An optical functional film in which a refractive index film is sequentially laminated has been proposed. More specifically, in order to form a high refractive index film, a fine particle layer such as a metal oxide particle of 200 nm or less is formed in advance on the process paper, and this is applied to the high refractive index binder resin on the substrate. The fine particle layer is embedded and localized in the high refractive index binder resin.
For the low refractive index film, fluorine having a fluorine content of 60 to 70% by weight obtained by copolymerization of a monomer composition containing 30 to 90% by weight of vinylidene fluoride and 5 to 50% by weight of hexafluoropropylene. 100 to 10 parts by weight of the containing copolymer, 30 to 150 parts by weight of the polymerizable compound having an ethylenically unsaturated group, and 0.5 to 10 parts by weight of a polymerization initiator when the total amount thereof is 100 parts by weight. Is cured into a thin film having a thickness of 200 nm or less.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the optical functional film disclosed in JP-A-8-94806 has a complicated manufacturing process for a high refractive index film, and as a result, it is difficult to produce an optical functional film exhibiting uniform characteristics. It was. In addition, the optical functional film does not consider the surface roughness value of the high refractive index film, and there is a problem that the scratch resistance of the low refractive index film is poor.
Accordingly, the inventors of the present invention have made extensive studies, and as a result, (A) a hard coat layer, (B) an intermediate layer (high refractive index film), and (C) a surface layer (low refractive index film) on the substrate. ) And the structure (antireflection film laminate) including the above-described problems only by considering the contents of the layers (A) to (C) and considering the value of the surface roughness in the layer (B). It was found that can be solved.
That is, an object of the present invention is to provide a structure excellent in scratch resistance and transparency while having a simple structure.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a structure formed by laminating the following layers (A) to (C) is provided, and the above-described problems can be solved.
(A) Hard coat layer having a film thickness of 1 to 30 μm containing silica particles having a number average particle diameter of 5 to 300 nm
(B) An intermediate layer having a film thickness of 0.05 to 0.5 μm containing inorganic oxide particles having a number average particle diameter of 5 to 300 nm, and having a surface roughness Rz (based on JIS B0601) of 0.01 to 2 μm. Middle layer
(C) A surface layer having a film thickness of 0.05 to 0.5 μm containing a fluorine compound and a silicon compound, or any one of them
[0006]
That is, by considering the value of the surface roughness of the intermediate layer in this way, the unevenness provided on the surface of the intermediate layer appropriately enters the surface layer, and as a result, the scratch resistance in the surface layer is significantly improved. be able to.
Further, since a specific hard coat layer is provided below the intermediate layer, the movement of the intermediate layer can be restricted, and as a result, the scratch resistance of the surface layer can be further improved.
Furthermore, since the surface layer is composed of a fluorine compound or a silicon compound, excellent peelability, heat resistance, antifouling properties, and the like can be obtained.
[0007]
Moreover, when comprising the structure of this invention, it is preferable to make content of the silica particle contained in a hard-coat layer (A) into the value within the range of 5-70 weight%.
By limiting the content of silica particles in this way, the hardness of the hard coat layer can be easily adjusted to a predetermined range, and the movement of the intermediate layer can be constrained. As a result, the scratch resistance in the surface layer can be reduced. Further improvement can be achieved.
[0008]
In constituting the structure of the present invention, the silica particles contained in the hard coat layer (A) are preferably reactive silica particles bonded to an organic compound having a polymerizable unsaturated group.
With such a hard coat layer, excellent adhesion with the intermediate layer can be obtained, and therefore the movement of the intermediate layer can be further restrained, and as a result, the scratch resistance in the surface layer can be further improved. .
[0009]
Further, in constituting the structure of the present invention, the hard coat layer (A) is composed of trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane trioxyethyl (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, penta It is preferably a cured product of an ultraviolet curable resin containing at least one polyfunctional (meth) acrylate selected from the group consisting of erythritol penta (meth) acrylate.
With such a hard coat layer, better adhesion with the intermediate layer can be obtained, and as a result, the scratch resistance of the surface layer can be further improved.
In addition, if the hard coat layer is formed from an ultraviolet curable resin, it can be formed quickly and is economical.
[0010]
Further, in constituting the antireflection film laminate of the present invention, it is preferable that the hardness of the hard coat layer (A) (based on JIS K5400) is H or more on a polyethylene terephthalate (PET) substrate.
With such hardness, the movement of the intermediate layer can be further restricted, and as a result, the scratch resistance in the surface layer can be further improved.
[0011]
In constructing the laminate of the present invention, the surface resistance value is 1 × 10. Three ~ 1x10 12 A value within the range of Ω / □ is preferred.
With such a surface resistance value, the structure is difficult to be charged, so that it is less likely to attract dust in the air.
[0012]
In constructing the structure of the present invention, the reflectance at a wavelength of 400 to 800 nm is preferably 2.0% or less.
Such a reflectance can be suitably applied to uses such as an antireflection film laminate.
This reflectance is defined as the minimum reflectance in the wavelength region.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the structure of the present invention will be specifically described by taking the antireflection film laminate 24 shown in FIG. 1 as an example.
The antireflection film laminate 24 of FIG. 1 is an antireflection film laminate including a hard coat layer 18, a high refractive index film 20, and a low refractive index film 22 in this order on the substrate 12.
In the antireflection film laminate 24 of FIG. 1, the high refractive index film 20 and the low refractive index film 22 mean an intermediate layer and a surface layer, respectively, in the following description.
[0014]
1. Base material
(1) Kind
The type of base material for providing the hard coat layer is not particularly limited. For example, polyester resin, triacetyl cellulose resin, polycarbonate resin, allyl carbonate resin, polyether sulfone resin, polyacrylate resin, norbornene resin, The base material which consists of acrylic styrene resin and glass etc. can be mentioned.
For example, by using an antireflection film laminate including these base materials, a wide range of antireflection films such as a color filter in a camera lens unit, a television (CRT) screen display unit, or a liquid crystal display device can be used. In addition, not only the antireflection effect but also excellent scratch resistance and transparency can be obtained, and excellent mechanical strength and durability can be obtained.
[0015]
(2) Thickness
Moreover, it is preferable to make the thickness of a base material into the value within the range of 0.02-10 mm.
This is because if the thickness of the substrate is less than 0.02 mm, it may be difficult to firmly fix the hard coat layer or the high refractive index film, while the thickness of the substrate is If it exceeds 10 mm, it may be difficult to produce, or the structure may be excessively thick.
Accordingly, the thickness of the base material is more preferably set to a value within the range of 0.05 to 5 mm, and further preferably set to a value within the range of 0.1 to 3 mm.
[0016]
2. Hard coat layer
(1) Hard coating layer curable composition
Moreover, although it does not restrict | limit especially also about the kind of curable composition for hard-coat layers, It is preferable that it is a hardened | cured material which consists of a photocurable resin composition and a thermosetting resin composition.
[0017]
Moreover, when using a photocurable resin composition, it is preferable to consist of the following structural components, for example.
(1) Silica particles
(2) Acrylic compounds
(3) Photopolymerization initiator
[0018]
(1) Silica particles
The type of silica particles is not particularly limited, but for example, silica sol dispersed in methyl ethyl ketone, water, alcohol, or the like is preferable.
Moreover, it is preferable to make the number average particle diameter of a silica particle into the value within the range of 5-300 nm.
The reason for this is that when the number average particle diameter of the silica particles is less than 5 nm, the hardness of the hard coat layer decreases, and as a result, it may be difficult to improve the scratch resistance of the low refractive index film. Because.
On the other hand, when the number average particle diameter of the silica particles exceeds 300 nm, the dispersibility is lowered and the hardness of the hard coat layer may be lowered.
Therefore, the number average particle diameter of the silica particles is more preferably set to a value within the range of 10 to 200 nm, and further preferably set to a value within the range of 20 to 150 nm.
In addition, the number average particle diameter of a silica particle is an average value of the particle diameter measured with an electron microscope.
[0019]
Moreover, it is preferable to make content of a silica particle into the value within the range of 5-70 weight% with respect to the whole quantity of a hard-coat layer.
The reason for this is that when the content of the silica particles is less than 5% by weight, the hardness of the hard coat layer is lowered, and as a result, the adhesion and binding force to the intermediate layer may be lowered. .
On the other hand, if the content of the silica particles exceeds 70% by weight, the hard coat layer may become brittle.
Accordingly, the content of the silica particles is more preferably set to a value within the range of 10 to 65% by weight, and further preferably set to a value within the range of 20 to 60% by weight.
[0020]
In constituting the antireflection film laminate of the present invention, the silica particles contained in the hard coat layer (A) are preferably reactive silica particles bonded with an organic compound having a polymerizable unsaturated group. .
That is, it is preferable that the silica particles are subjected to surface treatment to form reactive silica particles containing an organic compound having a polymerizable unsaturated group.
For example, an acrylic ester and a silane compound are reacted via an isocyanate compound to produce an organic compound having at least an alkoxysilyl group and a reactive unsaturated bond, and then used to form silica particles. It is preferable to subject the surface to a surface treatment.
[0021]
(2) Acrylic compounds
As the acrylic compound, since it is radically reactive and can be photocured or heat-cured, any (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, or a derivative thereof can be preferably used.
However, since better adhesion can be obtained between the hard coat layer and the high refractive index film (intermediate layer), trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane trioxyethyl (meth) acrylate At least one polyfunctional (meth) acrylate selected from the group consisting of dipentaerythritol penta (meth) acrylate and pentaerythritol penta (meth) acrylate is preferable.
[0022]
(3) Photopolymerization initiator
Examples of the photopolymerization initiator include a photo radical generator and a photo acid generator.
Further, the amount of the photopolymerization initiator used is not particularly limited, but for example, it is preferably set to a value within the range of 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylic compound.
This is because when the amount of the photopolymerization initiator used is less than 0.1 parts by weight, the acrylic compound may be insufficiently cured. On the other hand, when the usage-amount of a photoinitiator exceeds 20 weight part, it is because a photoinitiator remains in a hard-coat layer and hardness may fall.
[0023]
(2) Film thickness
The film thickness of the hard coat layer is set to a value within the range of 1 to 30 μm. This is because when the film thickness of the hard coat layer is less than 1 μm, it is difficult to firmly fix the intermediate layer, and as a result, the scratch resistance of the surface layer may not be improved.
On the other hand, if the film thickness of the hard coat layer exceeds 30 μm, it becomes difficult to produce, or when a structure is formed, warpage is likely to occur or cracks are likely to occur.
Therefore, the thickness of the hard coat layer is more preferably set to a value within the range of 2 to 20 μm, and further preferably set to a value within the range of 3 to 10 μm.
[0024]
(3) Hardness
Moreover, it is preferable that the hardness (based on JIS K5400) of a hard-coat layer shall be H or more on a polyethylene terephthalate (PET) base material.
This is because if the hardness of the hard coat layer is less than H, it is difficult to firmly fix the intermediate layer, and as a result, the scratch resistance of the surface layer may not be improved.
[0025]
(4) Formation method
In forming the hard coat layer, it is preferable to apply (coat) the curable composition for a hard coat layer to a substrate to form a coating film for the hard coat layer.
Such a coating method is not particularly limited. For example, dipping method, spray method, bar coating method, roll coating method, spin coating method, curtain coating method, gravure printing method, silk screen method, or A coating method such as an inkjet method can be used.
Next, since a strong coating film can be formed as a whole, it is preferable that the coating film made of the curable composition for a hard coat layer is UV-cured or thermally cured. In case of UV curing, 0.001 to 10 J / cm using an ultraviolet irradiation device (metal halide lamp, high pressure mercury lamp, etc.) 2 It is preferable to carry out under the light irradiation conditions.
This is because, under such irradiation conditions, a hard coat layer having an appropriate hardness can be obtained, while the manufacturing time does not become excessively long.
Therefore, the irradiation condition is 0.01-5 J / cm. 2 More preferably, 0.01-1 J / cm 2 More preferably.
Moreover, when thermosetting, it is preferable to heat on the conditions of 30-120 degreeC and 1-180 minutes. This is because, under such heating conditions, a hard coat layer can be obtained more efficiently without damaging the substrate.
[0026]
3. High refractive index film
(1) Curable composition 1 for high refractive index film
The curable composition for a high refractive index film for forming the high refractive index film is not particularly limited, but is preferably composed of the following components (A) to (G) as an example.
(A) Inorganic oxide particles
(B) Hydroxyl group-containing polymer
(C) Compound having both a functional group capable of reacting with a hydroxyl group and a photopolymerizable functional group
(D) Photopolymerization initiator
(E) Acrylate compound
(F) Curing catalyst
(G) Organic solvent
[0027]
(1) (A) Inorganic oxide particles
The number average particle diameter of the inorganic oxide particles as the component (A) is preferably set to a value in the range of 5 to 300 nm.
The reason for this is that when the number average particle diameter of the inorganic oxide particles is less than 5 nm, it becomes difficult to uniformly disperse the inorganic oxide particles in the curable composition for high refractive index film during the production. This is because it may be difficult to uniformly disperse the inorganic oxide particles in the structure.
On the other hand, when the number average particle diameter of the inorganic oxide particles exceeds 300 nm, the transparency of the obtained antireflection film may be lowered, or turbidity (haze value) may be increased.
Therefore, the number average particle diameter of the inorganic oxide particles is more preferably set to a value within the range of 10 to 200 nm, and further preferably set to a value within the range of 20 to 100 nm.
[0028]
The type of inorganic oxide particles (A) is preferably determined in consideration of the ease of refractive index adjustment, transparency, etc. More specifically, silicon oxide (SiO 2 2 , Refractive index 1.47), zirconium oxide (ZrO 2 , Refractive index 2.05), tin oxide (SnO 2 , Refractive index 2.00), antimony-doped tin oxide (ATO, refractive index 1.95), titanium oxide (TiO 2) 2 , Refractive index 2.3 to 2.7), zinc oxide (ZnO, refractive index 1.90), tin-doped indium oxide (ITO, refractive index 1.95), cerium oxide (CeO) 2 , Refractive index 2.2), selenium oxide (SeO) 2 , Refractive index 1.95), antimony oxide (Sb) 2 O Five , Refractive index 1.71), aluminum oxide (Al 2 O Three , Refractive index 1.63), yttrium oxide (Y 2 O Three , Refractive index 1.87), and zinc antimonate (AZO, refractive index 1.90).
Moreover, it is preferable to perform a silane coupling agent treatment on the inorganic oxide particles. By treating the coupling agent in this way, the bonding force between the inorganic oxide particles in the high refractive index film and the surrounding resin can be increased. As a result, the scratch resistance in the low refractive index film is remarkably improved. This is because it can be improved. In addition, by treating with the coupling agent in this manner, it is possible to improve the dispersibility of the inorganic oxide particles and improve the storage stability of the curable composition for a high refractive index film during production.
In addition, it is preferable to make content of an inorganic oxide particle into the value within the range of 10-90 vol% with respect to the whole quantity of a high refractive index film | membrane.
[0029]
(2) (B) Hydroxyl group-containing polymer
The component (B) can be suitably used as long as it is a polymer having a hydroxyl group in the molecule. More specifically, a single type of polyvinyl acetal resin (polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin), polyvinyl alcohol resin, polyacrylic resin, polyphenolic resin, phenoxy resin, or a combination of two or more types can be given.
In addition, it is preferable to make the addition amount of a hydroxyl-containing polymer into the value within the range of 1-100 weight part with respect to 100 weight part of inorganic oxide particles.
[0030]
(3) (C) Compound (C) component having both a functional group capable of reacting with a hydroxyl group and a photopolymerizable functional group (hereinafter sometimes referred to as a co-compound) may be a functional group capable of reacting with a hydroxyl group. A compound having a group (sometimes referred to as a hydroxyl-reactive functional group) and a photopolymerizable functional group (sometimes referred to as a photopolymerizable functional group) is preferable.
By adding such a combined compound, the combined compound itself can be photocured using a photopolymerizable functional group, or can be reacted with an acrylate compound described later. In addition, by using a hydroxyl-reactive functional group and heating, it is possible to react the hydroxyl group-containing polymer and the combined compound to form a stronger cured film.
Specific examples of the combined compound include t-butylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-diethylaminoethyl acrylate, N-methacryloxy-N, N-dicarboxymethyl-p-phenylene. Examples thereof include diamine, melamine / formaldehyde / alkyl monoalcohol, 4-methacryloxyethyl trimellitic anhydride, or a combination of two or more.
In addition, it is preferable to make the addition amount of a combined compound into the value within the range of 10-300 weight part with respect to 100 weight part of inorganic oxide particles.
[0031]
(4) (D) Photopolymerization initiator
Examples of the component (D) include a photo radical generator and a photo acid generator.
Further, the amount of the photopolymerization initiator used is not particularly limited, but for example, it is preferably set to a value in the range of 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the combined compound.
[0032]
(5) (E) Acrylate compound
The component (E) is a (meth) acrylate compound other than the (meth) acrylate compound in the component (C), and is a compound containing at least one (meth) acryloyl group in the molecule.
Therefore, although the kind in particular is not restrict | limited, For example, they are a monofunctional (meth) acrylate compound and a polyfunctional (meth) acrylate compound, or any one (meth) acrylate compound.
Further, the amount of the acrylate compound added is not particularly limited, but for example, a value within the range of 0.01 to 1,000 parts by weight per 100 parts by weight of the inorganic oxide particles is preferable.
[0033]
(6) (F) Curing catalyst
Component (F) is a thermal acid generator or the like, and is aliphatic sulfonic acid, aliphatic sulfonate, aliphatic carboxylic acid, aliphatic carboxylate, aromatic sulfonic acid, aromatic sulfonate, aromatic One kind or a combination of two or more kinds of carboxylic acid, aromatic carboxylate, metal salt, phosphate ester, etc. may be mentioned.
Further, the addition amount of the curing catalyst is not particularly limited, but when the total of the hydroxyl group-containing polymer and the combined compound is 100 parts by weight, the addition amount of the curing catalyst is 0.1-30. A value within the range of parts by weight is preferred.
[0034]
(7) (G) Organic solvent
In the curable resin composition, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), cyclohexanone, n-butanol, ethyl cellosolve, ethyl lactate (EL), diacetone alcohol (DAA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) ), Acetylacetone (AcAc), and at least one organic solvent selected from the group consisting of ethyl acetoacetate (EAcAc) is preferably used.
This is because the use of such an organic solvent makes it easy to control the surface roughness (Rz) of the high refractive index film when forming the high refractive index film from the curable composition for high refractive index film. It is because it becomes.
The amount of the component (G) is not particularly limited, but the amount of the organic solvent added is 50 to 20,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles (A). A value within the range is preferable.
[0035]
(8) Additive
In the curable composition for high refractive index film, in the range not impairing the purpose and effect of the present invention, a photosensitizer, a polymerization inhibitor, a polymerization initiation assistant, a leveling agent, a wettability improver, a surfactant, It is also preferable to further contain additives such as a plasticizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antistatic agent, a silane coupling agent, an inorganic filler, a pigment, and a dye.
[0036]
(2) Curable composition 2 for high refractive index film
Moreover, the curable composition obtained by making the following (a-1) and (a-2) react in an organic solvent as another curable composition for high refractive index films | membranes for forming a high refractive index film | membrane. It is also preferable that it is a thing.
(A-1) Conductive metal oxide particles having a primary particle diameter of 0.1 μm or less and a powder resistance of 100 Ω · cm or less
(A-2) In the molecule, urethane bond [—O—C (═O) NH—] and thiourethane bond [—S—C (═O) NH—], or any one urethane bond, unsaturated Alkoxysilane compound having a double bond
Such a curable composition for a high refractive index film is excellent in antistatic properties, transparency, hardness, scratch resistance, and adhesion, and can form a coating film (film) having a high refractive index. it can.
[0037]
(3) Surface roughness (R2)
The surface roughness in the high refractive index film, that is, Rz based on JIS B0601 is defined as R2, and the R2 is set to a value in the range of 0.01 to 2 μm.
The reason for this is that when the surface roughness is less than 0.01 μm, the ratio of the high refractive index film that penetrates into the low refractive index film decreases, and the scratch resistance is remarkably reduced. 2 and 3 show cross-sectional photographs of the antireflection film laminate, and it is understood that a part of the high refractive index film penetrates into the low refractive index film.
On the other hand, when the surface roughness exceeds 2 μm, the surface roughness in the low refractive index film becomes relatively large and light scattering is likely to occur, resulting in a decrease in reflectance and transparency.
Therefore, the surface roughness is preferably set to a value in the range of 0.02 to 1 μm, and more preferably set to a value in the range of 0.05 to 0.5 μm.
[0038]
In the present invention, the ratio (R2 / D1) between the surface roughness (R2) of the high refractive index film and the thickness (D1) of the low refractive index film described later is a value within the range of 0.06 to 2. It is preferable that
The reason for this is that when the ratio of R2 / D1 is less than 0.06, the effect of the surface roughness of the high refractive index film on the low refractive index film is not exhibited, and the scratch resistance is significantly reduced. Because there is. On the other hand, when the ratio of R2 / D1 exceeds 2, the surface roughness in the low refractive index film becomes relatively large and light scattering is likely to occur, resulting in a decrease in reflectance and transparency. Because there is.
Therefore, the ratio of R2 / D1 is preferably set to a value within the range of 0.2 to 2, and more preferably set to a value within the range of 0.4 to 2.
[0039]
(4) Refractive index
Moreover, it is more preferable to make the refractive index (the refractive index of Na-D line, measurement temperature 25 degreeC) in a high refractive index film | membrane into the value within the range of 1.45-2.1.
The reason for this is that when the refractive index is less than 1.45, when combined with a low refractive index film, the antireflection effect may be significantly reduced. This is because usable materials may be excessively limited.
Therefore, the refractive index of the high refractive index film is more preferably set to a value within the range of 1.55 to 2.0, and further preferably set to a value within the range of 1.6 to 1.9. .
[0040]
(5) Film thickness
Moreover, the film thickness of the high refractive index film is not particularly limited, but for example, a value in the range of 0.05 to 0.5 μm is preferable.
The reason for this is that when the film thickness of the high refractive index film is less than 0.05 μm, when combined with the low refractive index film, the antireflection effect and the adhesion to the substrate may decrease, This is because if the film thickness exceeds 0.5 μm, it may be difficult to produce or the ratio of light absorption may increase.
Therefore, the film thickness of the high refractive index film is more preferably set to a value within the range of 0.1 to 0.3 μm, and further preferably set to a value within the range of 0.12 to 0.2 μm.
[0041]
(6) Formation method
In forming the high refractive index film, it is preferable to form a coating film of the curable composition for the high refractive index film, and then perform ultraviolet curing or electron beam curing. In this case, for example, using an ultraviolet irradiation device (a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, etc.), 0.001 to 10 J / cm 2 It is preferable to carry out under the light irradiation conditions.
This is because, under such irradiation conditions, a sufficiently cured high refractive index film can be obtained, while the manufacturing time does not become excessively long.
Therefore, the irradiation condition is 0.01-5 J / cm. 2 More preferably, 0.1 to 3 J / cm 2 More preferably.
In addition, light irradiation is performed by appropriately changing the conditions such as the kind of particles in the curable composition for high refractive index film, the average particle diameter, the amount of particles added, the solvent type, or the film thickness of the high refractive index film. It is possible to provide irregularities on the surface of the high refractive index film.
[0042]
4). Low refractive index film
(1) Curable composition for low refractive index film
Although it does not restrict | limit especially as a curable composition for low refractive index films | membranes for forming a low refractive index film | membrane, As an example, it is preferable to comprise from the following (a)-(d) component. .
(A) Fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group
(B) a thermosetting agent having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group
(C) Curing catalyst
(D) Organic solvent
[0043]
(1) (a) Fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group
As the component (a), any fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group in the molecule can be preferably used. More specifically, it can be obtained by copolymerizing a monomer containing a fluorine atom and a monomer containing a hydroxyl group. Moreover, it is also preferable to add ethylenically unsaturated monomers other than these monomers as needed.
Monomers containing fluorine atoms include tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, trifluoroethylene, tetrafluoroethylene, (fluoroalkyl) vinyl ether, (fluoroalkoxyalkyl) vinyl ether, One kind or a combination of two or more kinds of fluoro (alkyl vinyl ether), perfluoro (alkoxy vinyl ether), fluorine-containing (meth) acrylic acid ester, etc. may be mentioned.
In addition, although the compounding quantity of the monomer containing a fluorine atom is not restrict | limited in particular, For example, it is preferable that it is a value within the range of 10-99 mol%, More preferably, it is 15-97 mol%. It is a value within the range.
[0044]
Moreover, as a monomer containing a hydroxyl group, hydroxyethyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, hydroxypentyl vinyl ether, hydroxyhexyl vinyl ether, hydroxyethyl allyl ether, hydroxybutyl allyl ether, glycerol monoallyl ether, allyl alcohol, One kind of hydroxyethyl (meth) acrylic acid ester or a combination of two or more kinds may be mentioned.
In addition, although the compounding quantity of the monomer containing a hydroxyl group is not restrict | limited in particular, For example, it is preferable that it is a value within the range of 1-20 mol%, More preferably, it is 3-15 mol%. The value is within the range.
[0045]
(2) (b) a thermosetting agent having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group
As a thermosetting agent having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group (hereinafter sometimes simply referred to as a thermosetting agent), a melamine compound having two or more methylol groups and / or alkoxylated methyl groups in the molecule Is preferably used.
More specifically, methylol melamine compounds such as hexamethyl etherified methylol melamine compounds, hexabutyl etherified methylol melamine compounds, methylbutyl mixed etherified methylol melamine compounds, methyl etherified methylol melamine compounds, butyl etherified methylol melamine compounds, and the like are more preferable. .
Moreover, it is preferable to make the addition amount of a thermosetting agent into the value within the range of 1-70 weight part with respect to 100 weight part of fluorine-containing copolymers which have a hydroxyl group.
[0046]
(3) (c) Curing catalyst
The curing catalyst can be suitably used as long as it promotes the reaction between the hydroxyl group-containing polymer and the curing agent, but the same curing as the curing catalyst in the curable composition for high refractive index film. It is preferred to use a catalyst.
Further, the addition amount of the curing catalyst is not particularly limited, but the total amount of the above-described fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group and the thermosetting agent having a functional group capable of reacting with the hydroxyl group is 100 parts by weight. The amount of the curing catalyst added is preferably set to a value in the range of 0.1 to 30 parts by weight.
[0047]
(4) (d) Organic solvent
As the organic solvent used for the curable composition for a low refractive index film, it is preferable to use the same kind as the organic solvent used for the curable composition for a high refractive index film.
In addition, it is preferable to make the addition amount of an organic solvent into the value within the range of 500-10,000 weight part with respect to 100 weight part of fluorine-containing copolymers which have a hydroxyl group.
[0048]
(2) Surface roughness
It is preferable that the surface roughness in the low refractive index film, that is, Rz based on JIS B0601 is defined as R1, and the R1 is set to 2 μm or less.
This is because when the surface roughness exceeds 2 μm, the scratch resistance may be remarkably lowered.
Therefore, the surface roughness is more preferably set to a value of 1.4 μm or less, and further preferably set to a value within the range of 0.02 to 1 μm.
[0049]
The ratio (R1 / D1) between the surface roughness (R1) in the low refractive index film and the film thickness (D1) described later is preferably set to a value in the range of 0.01 to 2.
The reason for this is that when the ratio of R1 / D1 is less than 0.01, the film thickness of the low refractive index film becomes relatively thick, and the influence of the surface roughness of the high refractive index film is not exhibited. This is because the scratch resistance may be significantly reduced. On the other hand, when the ratio of R1 / D1 exceeds 2, the surface roughness in the low refractive index film becomes relatively large and light scattering is likely to occur, resulting in a decrease in reflectance and transparency. Because there is.
Therefore, the ratio of R1 / D1 is preferably set to a value within the range of 0.014 to 1, and more preferably set to a value within the range of 0.014 to 0.8.
[0050]
Further, the ratio (R1 / R2) between the surface roughness (R1) in the low refractive index film and the surface roughness (R2) in the high refractive index film is set to a value in the range of 0.005 to 1. Is preferred.
This is because when the ratio of R1 / R2 is less than 0.005, the effect of the surface roughness of the high refractive index film on the low refractive index film is not exerted, and the scratch resistance is remarkably reduced. is there. On the other hand, if the ratio of R1 / R2 exceeds 1, the surface roughness in the low refractive index film becomes relatively large and light scattering is likely to occur. As a result, the reflectivity and transparency may be lowered. Because there is.
Therefore, the ratio of R1 / R2 is preferably set to a value within the range of 0.1 to 1, and more preferably set to a value within the range of 0.2 to 1.
[0051]
(3) Refractive index
More preferably, the refractive index of the low refractive index film (the refractive index of Na-D line, measurement temperature 25 ° C.) is set to a value in the range of 1.35 to 1.50.
The reason for this is that when the refractive index is less than 1.35, the type of material that can be used may be excessively limited. On the other hand, when the refractive index exceeds 1.5, when combined with a high refractive index film, This is because the antireflection effect may be significantly reduced.
Therefore, the refractive index of the low refractive index film is more preferably set to a value within the range of 1.3 to 1.45, and further preferably set to a value within the range of 1.3 to 1.42.
[0052]
(4) Film thickness (D1)
Further, the film thickness (D1) of the low refractive index film is not particularly limited, but is preferably a value in the range of 0.05 to 2 μm, for example.
This is because, when the film thickness of the low refractive index film is less than 0.05 μm, the adhesion and scratch resistance to the high refractive index film as the base may be lowered. On the other hand, when the film thickness exceeds 2 μm, it may be difficult to form, and the effect of reflecting the surface roughness of the high refractive index film on the low refractive index film may be reduced.
Therefore, the thickness of the low refractive index film is more preferably set to a value within the range of 0.05 to 0.5 μm, and further preferably set to a value within the range of 0.05 to 0.3 μm.
[0053]
(5) Surface resistance
The surface resistance value of the structure is 1 × 10 Three ~ 1x10 12 A value within the range of Ω / □ is preferred.
This is because the surface resistance value is 1 × 10. Three This is because if the value is less than Ω / □, the types of conductive material that can be used are excessively limited, or the amount of conductive material added may have to be increased. On the other hand, the surface resistance value is 1 × 10. 12 This is because when it exceeds Ω / □, it becomes easy to be charged and attracts dust in the air.
Therefore, the surface resistance value is 1 × 10 Three ~ 1x10 11 A value within the range of Ω / □ is preferable, and 1 × 10 Three ~ 1x10 Ten A value in the range of Ω / □ is more preferable.
Such a surface resistance value can be easily achieved by adding a conductive material to the low refractive index film or the high refractive index film or adjusting the amount of the hydrophilic group in these films.
[0054]
(6) Formation method
In forming the low refractive index film, the curable composition for the low refractive index film is coated (coated) on the high refractive index film by using, for example, dipping, spraying, bar coating, etc. It is preferable to form a coating film for film formation.
Next, since a strong coating film can be formed as a whole by reacting with a part of the high refractive index film, it is preferable to thermally cure the coating film made of the curable composition for low refractive index film. In this case, it is preferable to heat at 30 to 120 ° C. for 1 to 180 minutes. This is because, under such heating conditions, an antireflection film laminate having excellent antireflection properties can be obtained more efficiently without damaging the base material and the formed antireflection film. is there.
[0055]
【Example】
Examples of the present invention will be described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to the description of these examples. Moreover, unless otherwise indicated, the compounding quantity of each component in an Example means the weight part.
[0056]
[Example 1]
(1) Preparation of curable composition for low refractive index film
(1) Preparation of fluorine-containing polymer having a hydroxyl group
After sufficiently replacing the inside of a stainless steel autoclave with an internal volume of 1.5 liters with a magnetic stirrer with nitrogen gas, 500 g of ethyl acetate, 34.0 g of ethyl vinyl ether (EVE), 41.6 g of hydroxyethyl vinyl ether (HEVE), 75.4 g perfluoropropyl vinyl ether (FPVE), 1.3 g lauroyl peroxide, 7.5 g silicone-containing polymer azo initiator (trade name: VPS1001 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), reactive emulsifier (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., trade name: NE-30) was charged with 1 g, cooled to −50 ° C. with dry ice-methanol, and then oxygen in the system was removed again with nitrogen gas.
Next, 119.0 g of hexafluoropropylene (HFP) was further charged, and the temperature increase was started. The pressure when the temperature in the autoclave reaches 70 ° C. is 5.5 × 10 Five Pa was shown. Thereafter, the reaction is continued under stirring at 70 ° C. for 20 hours, and the pressure is 2.3 × 10. Five When the temperature dropped to Pa, the autoclave was cooled with water to stop the reaction. After reaching room temperature, the unreacted monomer was released, the autoclave was opened, and a polymer solution having a solid content concentration of 30% by weight was obtained. The obtained polymer solution was put into methanol to precipitate a polymer, and further washed with methanol and vacuum dried at 50 ° C. to obtain a fluorine-containing polymer having 170 g of hydroxyl group.
[0057]
It was 0.28 dl / g when the intrinsic viscosity (N, N- dimethylacetamide solvent use, measurement temperature 25 degreeC) was measured about the obtained fluorine-containing polymer which has a hydroxyl group.
Moreover, about this fluorine-containing polymer, it was 31 degreeC when the glass transition temperature was measured on temperature increase rate 5 degree-C / min and the conditions in nitrogen stream using the differential scanning calorimeter (DSC).
Further, with respect to such a fluoropolymer, the fluorine content was measured by using the alizarin complexone method and found to be 51.7%.
Furthermore, when the hydroxyl value of this fluoropolymer was measured by an acetylation method using acetic anhydride, it was 102 mgKOH / g.
[0058]
(2) Preparation of curable composition for low refractive index film
In a vessel equipped with a stirrer, 100 g of the fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group obtained in (1), Cymel 303 (Mitsui Cytec Co., Ltd., alkoxylated methylmelamine compound) 11.1 g, methyl isobutyl ketone ( (Hereinafter referred to as MIBK) 3,736 g was added and stirred at 110 ° C. for 5 hours to cause the fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group to react with Cymel 303.
Next, 11.1 g of catalyst 4040 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., solid content concentration: 40% by weight) is further added and stirred for 10 minutes, for a low refractive index film having a viscosity of 1 mPa · s (measurement temperature 25 ° C.). A curable composition (hereinafter sometimes referred to as coating solution A) was obtained.
[0059]
In addition, the refractive index of the low refractive index film | membrane obtained from the obtained curable composition for low refractive index films | membranes was measured. That is, the curable composition for a low refractive index film was coated on a silicon wafer (film thickness: 1 μm) using a wire bar coater (# 3) and air-dried at room temperature for 5 minutes to form a coating film. .
Next, the coating film was heated and cured in a hot air dryer at 140 ° C. for 1 minute to form a low refractive index film having a thickness of 0.3 μm. The refractive index of the Na-D line in the obtained low refractive index film was measured using a spectroscopic ellipsometer at a measurement temperature of 25 ° C. As a result, the refractive index was 1.40.
The evaluation of the film thickness was obtained by observing the cross section with a transmission electron microscope, and the film thickness of the coating film with a non-flat interface was the average distance between the lines obtained as a measurement length of 1 μm in the roughness curve defined by JIS B0601. Defined by the distance.
[0060]
(2) Preparation of curable composition for high refractive index film
(1) Production of reactive alkoxysilane
20.6 g of isophorone diisocyanate was added dropwise to a solution composed of 7.8 g of mercaptopropyltrimethoxysilane and 0.2 g of dibutyltin dilaurate in a container under conditions of 50 ° C. and 1 hour in dry air, and then 60 ° C. The mixture was further stirred for 3 hours.
71.4 g of pentaerythritol triacrylate was added dropwise thereto at 30 ° C. for 1 hour, and the mixture was further stirred at 60 ° C. for 3 hours to obtain a reaction solution.
The product in the reaction solution, that is, the amount of residual isocyanate in the reactive alkoxysilane was measured by FT-IR. As a result, it was 0.1% by weight or less, and it was confirmed that each reaction was performed almost quantitatively. Moreover, it confirmed that it had a thiourethane bond, a urethane bond, an alkoxysilyl group, and a reactive unsaturated bond in a molecule | numerator.
[0061]
(2) Preparation of curable composition for high refractive index film
In a vessel equipped with a stirrer, antimony-doped tin oxide dispersion (manufactured by Ishihara Techno Co., Ltd., SNS-10M, dispersion solvent methyl ethyl ketone, antimony-doped tin oxide content 27.4% by weight, solid content 30% by weight, dynamic light scattering Weight average particle diameter of 40 nm, number average particle diameter of 22 nm, and sometimes referred to as ATO fine particle dispersion.) 260 g, 25 g of the reactive alkoxysilane produced in (1), 0.3 g of distilled water, p-Hydroxyphenyl monomethyl ether (0.03 g) was mixed and heated and stirred at 65 ° C. After 5 hours, 8 g of orthoformate methyl ester was added, and the mixture was further heated for 1 hour.
As a photopolymerization initiator, 6.1 g of Irgacure 907 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) and 1,708 g of MIBK were added, and the curable composition for high refractive index film (solid content 5 wt%, solid The amount of ATO fine particles in the minute was 78% by weight, hereinafter, sometimes referred to as coating solution B).
In addition, the refractive index and surface roughness (R2) of the obtained curable composition for high refractive index films were measured in the same manner as the curable composition for low refractive index films. The obtained results are shown in Table 1.
[0062]
(3) Preparation of curable composition for hard coat layer
Under dry air, 8.7 g of the reactive alkoxysilane prepared in (2) (1), methyl ethyl ketone-dispersed silica sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name: MEK-ST, average particle size 22 nm, silica concentration 30 weight) %) 91.3 g, a mixture of isopropyl alcohol 0.2 g, and ion-exchanged water 0.1 g was stirred at 80 ° C. for 3 hours, and then orthoformate methyl ester 1.4 g was added. Stir at the same temperature for 1 hour.
After cooling to room temperature, 21.9 g of trimethylolpropane triacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name: NK Ester A-TMPT) and trimethylolpropane trioxyethyl acrylate (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) Co., Ltd., trade name NK Ester A-TMPT-3EO (10.95 g) and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., trade name: Irgacure 184) 3.27 g are mixed, and hard A curable composition for a coat layer (hereinafter sometimes referred to as coating solution C) was prepared.
[0063]
(4) Production of structure (antireflection film laminate)
The obtained coating liquid C was applied onto a polyester film A4300 (manufactured by Toyobo Co., Ltd., film thickness: 188 μm) using a wire bar coater (# 20), and in an oven at 80 ° C. for 1 minute. It dried on conditions and formed the coating film. Next, in the atmosphere, using a metal halide lamp, 0.3 J / cm 2 The coating film was cured with ultraviolet light under the light irradiation conditions to form a 10 μm thick hard coat layer.
Subsequently, the obtained coating liquid B was applied onto the hard coat layer using a wire bar coater (# 12), and dried in an oven at 80 ° C. for 1 minute to form a coating film. Next, in the atmosphere, using a metal halide lamp, 0.3 J / cm 2 The coating film was cured with ultraviolet light under the light irradiation conditions to form a high refractive index film having a thickness of 0.1 μm.
Furthermore, the obtained coating liquid A was applied onto the high refractive index film using a wire bar coater (# 3) and air-dried at room temperature for 5 minutes to form a coating film. This coating film was heated using an oven at 140 ° C. for 1 minute to form a low refractive index film having a thickness of 0.1 μm, thereby obtaining an antireflection film laminate.
[0064]
(5) Measurement of surface roughness (Rz)
The surface roughness (Rz) in the low refractive index film (surface layer), the high refractive index film (intermediate layer), and the hard coat layer was measured in accordance with JIS B0601, and was set as R1, R2, and R3, respectively. That is, the cross section of the structure film was determined by observation with a transmission electron microscope, and was determined as the surface roughness R1, R2, R3 in each layer at a measurement length of 1 μm. When Rz has in-plane directionality, the average of Rzx in the x-axis direction and Rzy in the y-axis direction on the horizontal plane was defined as R1, R2, and R3, respectively. The obtained results are shown in Table 1.
[0065]
(6) Evaluation of antireflection film laminate
The scratch resistance of the obtained antireflection film laminate was evaluated according to the following criteria.
Further, the scratch resistance, reflectance, turbidity (haze value), total light transmittance and flexibility of the obtained antireflection film laminate were measured by the following measuring methods.
[0066]
(1) Scratch resistance
The surface of the obtained antireflection film laminate was loaded with # 0000 steel wool at a load of 200 g / cm. 2 By rubbing 30 times under the above conditions, the scratch resistance of the antireflection film laminate was visually evaluated from the following criteria. The obtained results are shown in Table 1.
Evaluation 5: No occurrence of scratches was observed.
Evaluation 4: Generation of 1 to 5 scratches was observed.
Evaluation 3: Generation of 6 to 50 scratches was observed.
Evaluation 2: Generation of 51 to 100 scratches was observed.
Evaluation 1: Coating film peeling was observed.
In addition, if the scratch resistance is evaluation 3 or more, it is practically acceptable, and if the scratch resistance is evaluation 4 or more, it is preferable because practical durability is excellent. If it exists, it can be said that it is further preferable because practical durability is remarkably improved.
[0067]
(2) Reflectance
The reflectance (minimum reflectance in the measurement wavelength range) of the obtained antireflection film laminate was measured using a spectral reflectance measuring device (a spectrophotometer U-3410 incorporating a large sample chamber integrating sphere attachment device 150-09090, Hitachi, Ltd.). Measured in the wavelength range of 340 to 700 nm in accordance with JIS K7105 (Measurement method A).
That is, the minimum reflectance in the antireflection film laminate (antireflection film) at each wavelength was measured using the reflectance in the aluminum deposited film as a reference (100%). The obtained results are shown in Table 1.
[0068]
(3) Turbidity (haze value) and total light transmittance
About the obtained anti-reflective film laminated body, the haze value and the total light transmittance were measured based on JISK7105 using the color haze meter (made by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The obtained results are shown in Table 1.
[0069]
(4) Flexibility
The obtained antireflection film laminate was wound around an aluminum rod having a diameter of 25 mm, and the presence or absence of cracks occurring in the antireflection film laminate was visually determined according to the following criteria.
The obtained results are shown in Table 1.
○: No cracks are generated.
Δ: One or two cracks occurred.
X: Three or more cracks occurred.
[0070]
[Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 2]
In Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the influence of the thickness of the hard coat layer was examined.
That is, as shown in Table 1, the thickness of the hard coat layer in Example 1 was changed from 10 μm to 1 μm (Example 2), 3 μm (Example 3), and 5 μm (Example 4), respectively. The film laminate was evaluated for scratch resistance and the like.
On the other hand, in Comparative Example 1, as shown in Table 1, the thickness of the hard coat layer was set to 0.05 μm and the value below the lower limit of the present invention, and in Comparative Example 2, the thickness of the hard coat layer was similarly set to 60 μm. Except for the value exceeding the upper limit of the present invention, the same antireflection film laminate as in Example 1 was prepared and evaluated for scratch resistance and the like.
The obtained results are shown in Table 1.
[0071]
[Table 1]
Figure 0004701492
[0072]
[Examples 5 to 7 and Comparative Example 3]
In Examples 5 to 7, the influence of the number average particle diameter of the silica particles added to the hard coat layer was examined.
That is, as shown in Table 2, the number average particle diameter of the silica particles added to the hard coat layer in Example 1 is 22 nm to 100 nm (Example 5), 200 nm (Example 6), and 300 nm (Example 7). The antireflection film laminates formed by changing the above to (1) were evaluated for scratch resistance and the like.
On the other hand, in Comparative Example 3, as shown in Table 2, the number average particle diameter of silica particles added to the hard coat layer was 1,000 nm, which was the same as that of Example 1 except that the value exceeded the upper limit of the present invention. An antireflection film laminate was prepared and evaluated for scratch resistance and the like.
The obtained results are shown in Table 2.
[0073]
[Table 2]
Figure 0004701492
[0074]
[Examples 8 to 10]
In Examples 8 to 10, the influence of the surface treatment on the silica particles added to the hard coat layer was examined.
That is, as shown in Table 3, the acryl-modified silica particles added to the hard coat layer in Example 1 were treated with dimethyldimethoxysilane (trade name: AY-43-004, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.). Silica particles surface-treated with (Example 8), γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., trade name: SH6040) surface-treated silica particles (Example 9), In addition, the antireflection film laminate formed by changing to silica particles (Example 10) not subjected to surface treatment was evaluated for scratch resistance and the like.
The obtained results are shown in Table 3.
[0075]
[Table 3]
Figure 0004701492
[0076]
[Examples 11 to 13]
In Examples 11 to 13, the relationship between the amount of silica particles added to the hard coat layer and the hardness was examined.
That is, as shown in Table 4, the amount of silica particles added to the hard coat layer in Example 1 was changed from 37% by weight to 19% by weight (Example 11), 56% by weight (Example 12), and The antireflection film laminate formed by changing to 66% by weight (Example 13) was evaluated for scratch resistance, hardness, and the like.
Table 4 shows the obtained results.
[0077]
[Table 4]
Figure 0004701492
[0078]
[Examples 14 to 16]
In Examples 14-16, the influence of the kind of acrylic ester contained in the ultraviolet curable resin which comprises a hard-coat layer was examined.
That is, as shown in Table 5, trimethylolpropane triacrylate (abbreviated as TMPTA) and trimethylolpropane trioxyethyl acrylate (abbreviated as EO-TMPTA) as acrylic acid esters used in Example 1. , TMPTA alone (Example 14), dipentaerythritol pentaacrylate (abbreviated as DPPA) (Example 15), and pentaerythritol triacrylate (abbreviated as PETA) (Example 16). The antireflection film laminate was evaluated for scratch resistance and the like.
The results obtained are shown in Table 5.
[0079]
[Table 5]
Figure 0004701492
[0080]
【The invention's effect】
According to the structure of the present invention, on the base material, a specific (A) hard coat layer, (B) an intermediate layer, and (C) a surface layer are included, and (A) to (C) layers are configured. Considering the contents and considering the value of the surface roughness in the layer (B), it is possible to provide a structure excellent in scratch resistance and transparency while having a simple structure. .
Therefore, even if a fluorine compound or a resin having poor scratch resistance of a silicon compound is used for the surface layer in order to lower the refractive index, the present invention has a structure that exhibits excellent scratch resistance without impairing transparency. The body can now be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of an antireflection film laminate of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional photograph of an antireflection film laminate of the present invention (part 1).
FIG. 3 is a cross-sectional photograph of the antireflection film laminate of the present invention (part 2).
[Explanation of symbols]
12 Base material
13 Intrusion part of high refractive index film
18 Hard coat layer
20 High refractive index film (intermediate layer)
22 Low refractive index film (surface layer)
24 Antireflection film laminate

Claims (7)

基材上に、ハードコート層用硬化性組成物を塗布して、数平均粒子径5〜300nmのシリカ粒子を含有する膜厚1〜30μmのハードコート層(A)を形成し、
前記(A)層の上に、中間層用硬化性組成物を塗布して、数平均粒子径5〜300nmの無機酸化物粒子を含有する膜厚0.05〜0.5μmの中間層(B)であって、表面に、表面粗さRz(JIS B0601に準拠)が0.01〜2μmである凹凸が設けられた中間層(B)を形成し、
前記(B)層の凹凸が設けられた表面上に、表面層用硬化性組成物を塗布して、前記(B)層より屈折率が低い、フッ素化合物およびケイ素化合物、あるいはいずれか一方の化合物を含有する膜厚0.05〜0.5μmの表面層(C)を、前記(B)層の凹凸を前記(C)層に入り込ませて形成する
ことを特徴とする、前記(A)〜(C)層を積層した透明性構造体の製造方法。
On the base material, the hard coat layer curable composition is applied to form a hard coat layer (A) having a film thickness of 1 to 30 μm containing silica particles having a number average particle diameter of 5 to 300 nm ,
An intermediate layer (B) having a film thickness of 0.05 to 0.5 μm containing inorganic oxide particles having a number average particle diameter of 5 to 300 nm is applied on the (A) layer by applying the curable composition for intermediate layer. And an intermediate layer (B) provided with irregularities having a surface roughness Rz (based on JIS B0601) of 0.01 to 2 μm is formed on the surface,
A curable composition for a surface layer is applied on the surface of the (B) layer provided with irregularities, and a refractive index lower than that of the (B) layer, a fluorine compound and a silicon compound, or any one compound The surface layer (C) having a film thickness of 0.05 to 0.5 μm containing bismuth is formed by allowing the unevenness of the layer (B) to enter the layer (C). (A)-(C) The manufacturing method of the transparent structure which laminated | stacked the layer.
前記ハードコート層(A)に含まれるシリカ粒子の含有量を5〜70重量%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 Manufacturing method according to claim 1, characterized in that a value within the range of 5 to 70 wt% and the content of the silica particles contained in the hard coat layer (A). 前記ハードコート層(A)に含まれるシリカ粒子が、重合性不飽和基を有する有機化合物と結合した反応性シリカ粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。The silica particles contained in the hard coat layer (A), manufacturing method of claim 1 or 2, characterized in that the reactive silica particles with an organic compound having a polymerizable unsaturated group. 前記ハードコート層(A)が、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(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、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも一つの多官能(メタ)アクリレートを含む紫外線硬化樹脂の硬化物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。The hard coat layer (A) is selected from the group consisting of trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane trioxyethyl (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and pentaerythritol penta (meth) acrylate. at least one multifunctional (meth) manufacturing method according to claim 1 which is a cured product of the ultraviolet-curing resin containing acrylate being. 前記ハードコート層(A)の硬度(JIS K5400準拠)がポリエチレンテレフタレート(PET)基材上でH以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。 Manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, the hardness (JIS K5400 compliant) is equal to or is H or on a polyethylene terephthalate (PET) base material of the hard coat layer (A). 前記構造体の表面抵抗値を1×103〜1×1012Ω/□の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。 Manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a value within the range of surface resistivity 1 × 10 3 ~1 × 10 12 Ω / □ of the structure. 前記構造体の波長400〜800nmの反射率が2.0%以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の製造方法。 Manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, wherein the reflectance of the wavelength 400~800nm of the structure is not more than 2.0%.
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