JPWO2005121841A1 - 反射防止積層体および光学部材 - Google Patents
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Abstract
本発明は、透明プラスチックフィルム上に、直接又はその他の層を介して、高屈折率層及び、この高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折率層がこの順に積層されてなり、前記低屈折率層の表面抵抗値が1.0×1010Ω/□以下、全光線透過率が94%以上で、前記低屈折率層の屈折率が1.25〜1.37であることを特徴とする反射防止積層体、この反射防止積層体を備える光学部材である。この光学部材は、好ましくは液晶表示装置における反射防止機能付偏光板である。本発明の反射防止積層体は、透明性、機械的強度、帯電防止性能及び反射防止性能の全てに優れる。
Description
本発明は、電子機器のディスプレイ等に用いられる反射防止積層体及び光学部材に関し、特に、透明プラスチックフィルム上に、高屈折率層及び低屈折率層をこの順で積層してなる反射防止積層体、並びにこれを用いる光学部材に関する。
従来、パーソナルコンピューター、テレビ、携帯電話等の電子機器のディスプレイ等の透明基材として透明プラスチックが広く使用されている。この透明プラスチックは、同じ透明基材であるガラスと比較して軽量で破損し難い等の利点を有するが、硬度が低く傷がつきやすく、静電気による塵埃付着が生じやすい。そのため、プラスチック基材表面にハードコート層や帯電防止層等を設けることが一般的に行われている。
また、電子機器のディスプレイの表示部には、外部光の映りこみ、反射、ギラツキ等を抑えたり、画面を見易くする(視認性を向上させる)ために、反射防止層を設けることも行われている。
また、電子機器のディスプレイの表示部には、外部光の映りこみ、反射、ギラツキ等を抑えたり、画面を見易くする(視認性を向上させる)ために、反射防止層を設けることも行われている。
さらに近年においては、電子機器の軽量化、薄型化の要求に応じて、帯電防止性能と反射防止性能を兼ね備えた反射防止フィルムも提案されている。
このような反射防止フィルムとしては、例えば、特開平9−288202号公報には、金属アルコキシドとコロイド状金属酸化物及び/又は金属ハライドを主成分とする高屈折率層上に、屈折率1.36以下の非晶質フッ素樹脂からなる低屈折率層を形成し、さらにその上に、フッ素系界面活性剤を含有する有機ポリシロキサンを主成分とするコート層を積層した反射防止フィルムが記載されている。特開平11−211901号公報には、アンチモン酸亜鉛等の金属酸化物微粒子を分散させたハードコート層上に、屈折率1.4前後の、フッ素含有化合物からなる低屈折率層を形成した反射防止フィルムが記載されている。また特開平11−218604号公報(US6310858号、US6383559号)には、アンチモンをドープした酸化錫(ATO)、錫をドープした酸化インジウム(ITO)等の金属酸化物微粒子が分散されたアニオン性基を有するポリマーバインダーからなる帯電防止層上に、屈折率1.20〜1.55の低屈折率層を積層した反射防止フィルムが記載されている。
このような反射防止フィルムとしては、例えば、特開平9−288202号公報には、金属アルコキシドとコロイド状金属酸化物及び/又は金属ハライドを主成分とする高屈折率層上に、屈折率1.36以下の非晶質フッ素樹脂からなる低屈折率層を形成し、さらにその上に、フッ素系界面活性剤を含有する有機ポリシロキサンを主成分とするコート層を積層した反射防止フィルムが記載されている。特開平11−211901号公報には、アンチモン酸亜鉛等の金属酸化物微粒子を分散させたハードコート層上に、屈折率1.4前後の、フッ素含有化合物からなる低屈折率層を形成した反射防止フィルムが記載されている。また特開平11−218604号公報(US6310858号、US6383559号)には、アンチモンをドープした酸化錫(ATO)、錫をドープした酸化インジウム(ITO)等の金属酸化物微粒子が分散されたアニオン性基を有するポリマーバインダーからなる帯電防止層上に、屈折率1.20〜1.55の低屈折率層を積層した反射防止フィルムが記載されている。
しかし、これらの文献に記載された反射防止フィルムは、要求される透明性、機械的強度、帯電防止性能及び反射防止性能の全てを満足するものとはいえなかった。特に、金属酸化物微粒子を添加することで帯電防止性能を付与することはできるが、基材フィルムの透明性が著しく損なわれるという問題があった。
一方、特開平11−72602号公報には、5酸化アンチモン微粒子の金属酸化物薄膜上に、含フッ素重合体からなる屈折率1.36以下の低屈折率層を積層した反射防止層付基材が開示されている。しかしながら、この金属酸化物薄膜は十分な強度、硬度を実現できない等の問題があった。また、得られる反射防止層付基材の反射防止性能についても満足できるものではなかった。
本発明は、かかる従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、透明性、機械的強度、帯電防止性能及び反射防止性能の全てに優れる反射防止積層体、並びにこの反射防止積層体を用いる光学部材を提供することを課題とする。
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、透明プラスチックフィルム上に、高屈折率層と、特定範囲の低屈折率を有する低屈折率層とを順次積層して得られる反射防止積層体であって、その表面抵抗値を一定値以下とし、かつ、全光線透過率を一定値以上にした反射防止積層体は、透明性、機械的強度、帯電防止性能及び反射防止性能の全ての面において満足するものであることを見出した。また、この反射防止積層体を偏光子の少なくとも一面に貼り合わせることで、透明性及び機械的強度に優れる反射防止機能付偏光板を効率よく製造できることを見出し、本発明を完成するに到った。
かくして、本発明の第1によれば、透明プラスチックフィルム上に、直接又はその他の層を介して、高屈折率層及び、この高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折率層がこの順に積層されてなり、前記低屈折率層の表面抵抗値が1.0×1010Ω/□以下、全光線透過率が94%以上で、前記低屈折率層の屈折率が1.25〜1.37であることを特徴とする反射防止積層体が提供される。
本発明の反射防止積層体においては、前記高屈折率層が、導電性微粒子、ならびに、活性エネルギー線硬化型樹脂及び熱硬化型樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有してなることがより好ましい。また、この場合においては、前記導電性微粒子が5酸化アンチモン及び/又はリンがドープされた酸化スズの微粒子であることが好ましい。
本発明の反射防止積層体においては、前記高屈折率層の屈折率が1.55以上であることが好ましい。
本発明の反射防止積層体においては、前記低屈折率層がエアロゲルからなるものであるのが好ましい。
本発明の反射防止積層体においては、前記低屈折率層がエアロゲルからなるものであるのが好ましい。
本発明の第2によれば、本発明の反射防止積層体を備える光学部材が提供される。
本発明の光学部材は、液晶表示装置における反射防止機能付偏光板であるのが好ましい。
本発明の第3によれば、本発明の反射防止機能付偏光板を備える液晶表示素子が提供される。
本発明の光学部材は、液晶表示装置における反射防止機能付偏光板であるのが好ましい。
本発明の第3によれば、本発明の反射防止機能付偏光板を備える液晶表示素子が提供される。
以下、本発明を、1)反射防止積層体、2)光学部材、及び3)液晶表示素子に項分けして詳細に説明する。
1)反射防止積層体
本発明の反射防止積層体は、透明プラスチックフィルム上に、直接又はその他の層を介して、高屈折率層及び、この高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折率層がこの順に積層されてなり、前記低屈折率層の表面抵抗値が1.0×1010Ω/□以下、全光線透過率が94%以上で、前記低屈折率層の屈折率が1.25〜1.37であることを特徴とする。
1)反射防止積層体
本発明の反射防止積層体は、透明プラスチックフィルム上に、直接又はその他の層を介して、高屈折率層及び、この高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折率層がこの順に積層されてなり、前記低屈折率層の表面抵抗値が1.0×1010Ω/□以下、全光線透過率が94%以上で、前記低屈折率層の屈折率が1.25〜1.37であることを特徴とする。
本発明の反射防止積層体は、基材として透明プラスチックフィルムを用いる。本発明に用いる透明プラスチックは、透明性に優れるプラスチックであれば特に制限されないが、1mm厚で全光線透過率が80%以上の合成高分子からなるものが好ましく、90%以上の合成高分子からなるものがより好ましい。
前記合成高分子としては、例えば、脂環式構造含有重合体、セルロース系重合体、ポリエステル系重合体、ポリカーボネート系重合体、ポリスルホン系重合体、ポリエーテルスルホン系重合体、ポリスチレン系重合体、ポリオレフィン系重合体、ポリビニルアルコール系重合体、ポリ塩化ビニル系重合体、ポリメタクリレート系重合体等が挙げられる。
これらの合成高分子は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの合成高分子は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、透明性に優れ、光学的に異方性がない観点から、脂環式構造含有重合体;セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系重合体が好ましく、透明性、寸法安定性、軽量性等の観点から、脂環式構造含有重合体、セルローストリアセテート、ポリエチレンテレフタレートがより好ましく、低吸湿性、寸法安定性の観点から脂環式構造含有重合体が特に好ましい。
脂環式構造含有重合体は、重合体の繰り返し単位中に脂環式構造を有するものであり、主鎖中に脂環式構造を有する重合体及び側鎖に脂環式構造を有する重合体のいずれも用いることができる。
脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造等が挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。脂環式構造を構成する炭素数に特に制限はないが、通常4〜30個、好ましくは5〜20個、より好ましくは5〜15個である。脂環式構造を構成する炭素原子数がこの範囲にあると、耐熱性及び柔軟性に優れた基材フィルムを得ることができる。
脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、通常50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位が過度に少ないと耐熱性が低下し好ましくない。なお、脂環式構造含有重合体における脂環式構造を有する繰り返し単位以外の繰り返し単位は、使用目的に応じて適宜選択される。
脂環式構造含有重合体の具体例としては、(i)ノルボルネン系重合体、(ii)単環の環状オレフィン系重合体、(iii)環状共役ジエン系重合体、(iv)ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素化物等が挙げられる。これらの中でも、透明性や成形性の観点から、ノルボルネン系重合体が好ましい。
ノルボルネン系重合体としては、具体的には、ノルボルネン系単量体の開環重合体、ノルボルネン系単量体と開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体、及びそれらの水素化物、ノルボルネン系単量体の付加重合体、ノルボルネン系単量体と共重合可能なその他の単量体との付加共重合体等が挙げられる。これらの中でも、透明性の観点から、ノルボルネン系単量体の開環(共)重合体水素化物が特に好ましい。
ノルボルネン系単量体としては、例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(慣用名:ノルボルネン)、トリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3,7−ジエン(慣用名:ジシクロペンタジエン)、7,8−ベンゾトリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3−エン(慣用名:メタノテトラヒドロフルオレン)、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン(慣用名:テトラシクロドデセン)、及びこれらの化合物の誘導体(例えば、環に置換基を有するもの)等を挙げることができる。ここで、置換基としては、例えばアルキル基、アルキレン基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基等を挙げることができる。また、これらの置換基は、同一又は相異なって複数個が環に結合していてもよい。ノルボルネン系単量体は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
ノルボルネン系単量体と開環共重合可能なその他の単量体としては、例えば、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン等のモノ環状オレフィン類及びその誘導体;シクロヘキサジエン、シクロヘプタジエン等の環状共役ジエン及びその誘導体;等が挙げられる。
ノルボルネン系単量体の開環重合体及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との開環共重合体は、単量体を開環重合触媒の存在下に重合することにより得ることができる。
開環重合触媒としては、通常使用される公知のものを使用できる。
開環重合触媒としては、通常使用される公知のものを使用できる。
ノルボルネン系単量体と付加共重合可能なその他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン等の炭素数2〜20のα−オレフィン及びこれらの誘導体;シクロブテン、シクロペンテン等のシクロオレフィン及びこれらの誘導体;1,4−ヘキサジエン等の非共役ジエン等が挙げられる。これらの単量体は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中では、α−オレフィンが好ましく、エチレンがより好ましい。
ノルボルネン系単量体の付加重合体及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能な他の単量体との付加共重合体は、単量体を付加重合触媒の存在下に重合することにより得ることができる。付加重合触媒としては、通常使用される公知のものを使用できる。
ノルボルネン系単量体の開環重合体、ノルボルネン系単量体とこれと開環共重合可能なその他の単量体との開環共重合体、ノルボルネン系単量体の付加重合体、及びノルボルネン系単量体とこれと共重合可能なその他の単量体との付加重合体の水素化物は、公知の水素化触媒を添加し、炭素−炭素不飽和結合を好ましくは90%以上水素化することによって得ることができる。
単環の環状オレフィン系重合体としては、例えば、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン等の付加重合体を挙げることができる。
また、環状共役ジエン系重合体としては、例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン等の環状共役ジエン系単量体を1,2−付加重合又は1,4−付加重合した重合体を挙げることができる。
また、環状共役ジエン系重合体としては、例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン等の環状共役ジエン系単量体を1,2−付加重合又は1,4−付加重合した重合体を挙げることができる。
ビニル脂環式炭化水素重合体は、ビニルシクロアルカン又はビニルシクロアルケン由来の繰り返し単位を有する重合体である。ビニル脂環式炭化水素重合体としては、例えば、ビニルシクロヘキサン等のビニルシクロアルカン、ビニルシクロヘキセン等のビニルシクロアルケン等のビニル脂環式炭化水素化合物の重合体及びその水素化物;スチレン、α−メチルスチレン等のビニル芳香族炭化水素化合物の重合体の芳香環部分の水素化物等が挙げられる。
また、ビニル脂環式炭化水素重合体は、ビニル脂環式炭化水素化合物やビニル芳香族炭化水素化合物と、これらの単量体と共重合可能な他の単量体とのランダム共重合体、ブロック共重合体等の共重合体及びその水素化物であってもよい。ブロック共重合としては、ジブロック、トリブロック、又はそれ以上のマルチブロックや傾斜ブロック共重合等が挙げられるが、特に制限はない。
前記透明プラスチックの分子量は、溶媒としてシクロヘキサン(前記透明プラスチックがシクロヘキサンに溶解しない場合はトルエン)を用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーにより測定したポリイソプレン換算(シクロヘキサン溶媒の場合)又はポリスチレン換算(トルエン溶媒の場合)の重量平均分子量が、通常10,000〜300,000、好ましくは15,000〜250,000、より好ましくは20,000〜200,000の範囲である。分子量がこのような範囲にあるときに、フィルムの機械的強度及び成形加工性とが高度にバランスされ好適である。
前記透明プラスチックのガラス転移温度は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、好ましくは80℃以上、より好ましくは100〜250℃の範囲である。ガラス転移温度がこのような範囲にあるとき、透明プラスチックフィルムは、高温・高湿度下での使用における変形や応力が生じることがなく耐久性に優れる。
前記透明プラスチックの分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は特に制限されないが、通常1.0〜10.0、好ましくは1.0〜6.0、より好ましくは1.1〜4.0の範囲である。このような範囲に分子量分布を調整することによって、透明プラスチックフィルムの機械的強度と成形加工性が良好にバランスする。
本発明の反射防止積層体の基材に用いる透明プラスチックフィルムは、上記透明プラスチックを公知の成形方法によりフィルム状に成形することにより得ることができる。
前記透明プラスチックをフィルム状に成形する方法としては、溶液キャスティング法又は溶融押出成形法が挙げられる。なかでも、フィルム中の揮発性成分の含有量や厚さむらを少なくできる点から、溶融押出成形法が好ましい。さらに溶融押出成形法としては、Tダイ等のダイスを用いる方法やインフレーション法等が挙げられるが、生産性や厚さ精度に優れる点でTダイを用いる方法が好ましい。
フィルム状に成形する方法として、Tダイを用いる方法を採用する場合、Tダイを有する押出機におけるの溶融温度は、用いる透明プラスチックのガラス転移温度よりも80〜180℃高い温度にすることが好ましく、100〜150℃高い温度にすることがより好ましい。押出機での溶融温度が過度に低いと透明プラスチックの流動性が不足するおそれがあり、逆に溶融温度が過度に高いと劣化する可能性がある。
さらに、フィルム状に成形する前に、用いる透明プラスチックを予備乾燥しておくことが好ましい。予備乾燥は、例えば原料をペレット等の形態にして、熱風乾燥機等を用いて行われる。乾燥温度は100℃以上が好ましく、乾燥時間は2時間以上が好ましい。予備乾燥を行うことにより、フィルム中の揮発性成分量を低減させることができ、さらに押出す透明プラスチックの発泡を防ぐことができる。
用いる透明プラスチックは、その飽和吸水率が0.05%未満であるものが好ましい。
飽和吸水率が0.05%未満であるものを使用することにより、反射防止積層体形成時に水分が放出されて品質が劣化したり、生産性が低下することがない。また、長期間使用しても吸湿によりフィルムが伸縮して、積層されている層が透明プラスチックフィルムから剥離することがない。
透明プラスチックの飽和吸水率は、日本工業規格JIS K7209に準拠して測定することができる。
飽和吸水率が0.05%未満であるものを使用することにより、反射防止積層体形成時に水分が放出されて品質が劣化したり、生産性が低下することがない。また、長期間使用しても吸湿によりフィルムが伸縮して、積層されている層が透明プラスチックフィルムから剥離することがない。
透明プラスチックの飽和吸水率は、日本工業規格JIS K7209に準拠して測定することができる。
また本発明においては、用いる透明プラスチックフィルムとして、片面又は両面に表面改質処理を施したものを使用することができる。表面改質処理を施した透明プラスチックフィルムを使用することにより、後述する高屈折率層等との密着性を向上させることができる。
表面改質処理としては、エネルギー線照射処理や薬品処理等が挙げられる。
エネルギー線照射処理としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線照射処理、紫外線照射処理等が挙げられ、処理効率の点等から、コロナ放電処理、プラズマ処理が好ましく、コロナ放電処理が特に好ましい。薬品処理としては、重クロム酸カリウム溶液、濃硫酸等の酸化剤水溶液中に、浸漬し、その後充分に水で洗浄すればよい。浸漬した状態で振盪すると効果的であるが、長期間処理すると表面が溶解したり、透明性が低下したりするといった問題があり、用いる薬品の反応性、濃度等に応じて、処理時間等を調整する必要がある。
エネルギー線照射処理としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線照射処理、紫外線照射処理等が挙げられ、処理効率の点等から、コロナ放電処理、プラズマ処理が好ましく、コロナ放電処理が特に好ましい。薬品処理としては、重クロム酸カリウム溶液、濃硫酸等の酸化剤水溶液中に、浸漬し、その後充分に水で洗浄すればよい。浸漬した状態で振盪すると効果的であるが、長期間処理すると表面が溶解したり、透明性が低下したりするといった問題があり、用いる薬品の反応性、濃度等に応じて、処理時間等を調整する必要がある。
透明プラスチックフィルムの厚みは、取り扱い容易性、加工性等から、通常10〜1000μmであり、透明性及び機械的強度の観点から、好ましくは30〜300μm、より好ましくは40〜200μmである。
本発明の反射防止積層体においては、透明プラスチックフィルムと高屈折率層との間にその他の層を介在させることができる。その他の層としては、ハードコート層やプライマー層が挙げられる。
ハードコート層は、透明プラスチックフィルムの表面硬度、耐繰り返し疲労性及び耐擦傷性を補強する目的で形成される。ハードコート層の形成材料としては、日本工業規格JIS K5600−5−4に規定される鉛筆硬度試験で、「HB」以上の硬度を示すものであれば特に制限されない。例えば、有機シリコーン系、メラミン系、エポキシ系、アクリル系等の有機系ハードコート材料;二酸化ケイ素等の無機系ハードコート材料;等が挙げられる。なかでも、接着力が良好であり、生産性に優れる観点から、多官能アクリレート系ハードコート材料の使用が好ましい。
ハードコート層の形成方法は特に制限されず、例えば、ハードコート層形成用塗工液を公知の塗工方法により基材フィルム上に塗工して、紫外線を照射し硬化させて形成する方法が挙げられる。ハードコート層の厚みは特に限定されないが、通常0.5〜30μm、好ましくは3〜15μmである。
プライマー層は、透明プラスチックフィルムと高屈折率層との接着性の付与及び向上を目的として形成される。プライマー層を構成する材料としては、例えば、ポリエステルウレタン系樹脂、ポリエーテルウレタン系樹脂、ポリイソシアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、主鎖に炭化水素骨格を有する樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ゴム、環化ゴム、これらの重合体に極性基を導入した変性物等が挙げられる。これらの中で、主鎖に炭化水素骨格を有する樹脂の変性物及び環化ゴムの変性物を好適に用いることができる。
主鎖に炭化水素骨格を有する樹脂としては、ポリブタジエン骨格又は少なくともその一部に水素添加したポリブタジエン骨格を有する樹脂が挙げられ、具体的には、ポリブタジエン樹脂、水添ポリブタジエン樹脂、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(SBS共重合体)、その水素添加物(SEBS共重合体)及びこれらの変性物等が挙げられる。なかでも、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体の水素添加物の変性物を好適に用いることができる。
極性基を導入することにより上記変性物を得ることができるが、そのような極性基を導入するための化合物としては、カルボン酸又はその誘導体が好ましい。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸等の不飽和カルボン酸;塩化マレイル、マレイミド、無水マレイン酸、無水シトラコン酸等の不飽和カルボン酸のハロゲン化物、アミド、イミド、無水物、エステル等の誘導体;等が挙げられる。これらの中でも、不飽和カルボン酸又は不飽和カルボン酸無水物による変性物は、密着性に優れるので、好適に用いることができる。不飽和カルボン酸又はその無水物の中では、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸がより好ましく、マレイン酸、無水マレイン酸が特に好ましい。これらの不飽和カルボン酸等は、2種以上を混合して用い、変性することもできる。
プライマー層の形成方法は特に制限されず、プライマー層形成用塗工液を公知の塗工方法により、基材フィルム上に塗工して形成する方法等が挙げられる。プライマー層の厚みは特に制限されないが、通常0.01〜5μm、好ましくは0.1〜2μmである。
また、前記透明プラスチックフィルム、ハードコート層及びプライマー層を構成する材料には、所望により各種配合剤を添加することができる。配合剤としては、熱可塑性樹脂材料で通常用いられるものであれば格別な制限はなく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等の酸化防止剤;ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、アクリレート系紫外線吸収剤、金属錯体系紫外線吸収剤等の紫外線吸収剤;ヒンダードアミン系光安定剤等の光安定剤;染料や顔料等の着色剤;脂肪族アルコールのエステル、多価アルコールのエステル、脂肪酸アミド、無機粒子等の滑剤;トリエステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪酸−塩基酸エステル系可塑剤、オキシ酸エステル系可塑剤等の可塑剤;多価アルコールの脂肪酸エステル等の帯電防止剤;等が挙げられる。
本発明の反射防止積層体の高屈折率層は、透明プラスチックフィルム、及びこの高屈折率層に積層する低屈折率層の屈折率に比して大きな屈折率を有する層である。
高屈折率層を構成する材料としては、層全体として、透明プラスチックフィルム、低屈折率層及び他の層に比して大きな屈折率を有する材料であれば特に制限されないが、そのような合成樹脂であることが好ましく、透明性及び機械的強度に優れる観点から、熱硬化型樹脂又は活性エネルギー線硬化型樹脂を含有することが好ましく、活性エネルギー線硬化型樹脂を含有することがより好ましい。
前記熱硬化型樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、シリコーン樹脂、ポリシロキサン樹脂等が挙げられ、なかでも、表面硬度、耐繰り返し疲労性及び耐擦傷性に優れる観点から、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリシロキサン樹脂が好ましい。
また、これらの樹脂に必要に応じて、架橋剤、重合開始剤等の硬化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調整剤等を加えて使用することができる。
また、これらの樹脂に必要に応じて、架橋剤、重合開始剤等の硬化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調整剤等を加えて使用することができる。
活性エネルギー線硬化型樹脂は、分子中に重合性不飽和結合またはエポキシ基を有するプレポリマー、オリゴマー及び/又はモノマーが、エネルギー線の照射により硬化してなる樹脂である。活性エネルギー線は、電磁波又は荷電粒子線のうち分子を重合又は架橋し得るエネルギー量子を有するものを指し、通常は紫外線又は電子線を用いる。
前記分子中に重合性不飽和結合またはエポキシ基を有するプレポリマー、オリゴマーの例としては、不飽和ジカルボン酸と多価アルコールの縮合物等の不飽和ポリエステル類;ポリエステルメタクリレート、ポリエーテルメタクリレート、ポリオールメタクリレート、メラミンメタクリレート等のメタクリレート類、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリオールアクリレート、メラミンアクリレート等のアクリレート類、もしくはカチオン重合型エポキシ化合物が挙げられる。
前記分子中に重合性不飽和結合またはエポキシ基を有するモノマーの例としては、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系モノマー;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸メトキシエチル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル等のメタクリル酸エステル類;アクリル酸−2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル、アクリル酸−2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル、アクリル酸−2−(N,N−ジベンジルアミノ)メチル等の不飽和置換の置換アミノアルコールエステル類;アクリルアミド、メタクリルアミド等の不飽和カルボン酸アミド類;エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクレリート等の多官能性アクリレート類;トリメチロールプロパントリチオグリコレート、トリメチロールプロパントリチオプロピレート、ペンタエリスリトールテトラチオグリコレート等の、分子中に2個以上のチオール基を有するポリチオール類;等が挙げられる。本発明においては、これら分子中に重合性不飽和結合またはエポキシ基を有する、プレポリマー、オリゴマー及び/又はモノマーを一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の反射防止積層体においては、高屈折率層は、前記活性エネルギー線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂に加えて、導電性微粒子を含有してなるものが好ましい。活性エネルギー線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂に導電性微粒子を含有させることにより、帯電防止膜としての機能を有すると同時に、機械的強度に優れた高屈折率層を形成することができる。
導電性微粒子は、導電性を有する微粒子であれば特に制約はないが、透明性に優れることから、金属酸化物の微粒子が好ましい。
導電性の金属酸化物としては、例えば、5酸化アンチモン、リンがドープされた酸化スズ(PTO)、酸化スズ、スズがドープされた酸化インジウム(ITO)、アンチモンがドープされた酸化スズ(ATO)、亜鉛がドープされた酸化インジウム(IZO)、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛(AZO)、フッ素がドープされた酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛/酸化アルミニウム、アンチモン酸亜鉛等が挙げられる。これらの金属酸化物微粒子は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、透明性に優れること等から、5酸化アンチモン及び/又はリンがドープされた酸化スズの使用が好ましい。
また本発明においては、導電性の金属酸化物微粒子として、導電性を持たない金属酸化物微粒子に、導電性金属酸化物を被覆することによって、導電性を付与したものを使用することもできる。例えば、屈折率は高いが導電性を有しない酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム等の微粒子の表面に、前記導電性金属酸化物を被覆して導電性を付与して用いることができる。
金属酸化物微粒子のBET平均粒子径は、高屈折率層の透明性を低下させないために、通常200nm以下、好ましくは50nm以下である。200nmより大きいとヘイズ(濁り度)が大きくなる。粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)等により得られる二次電子放出のイメージ写真からの目視により、又は動的光散乱法、静的光散乱法等を利用する粒度分布計等により計測することができる。
導電性微粒子と、活性エネルギー線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂からなる高屈折率層は、前記導電性微粒子、前記プレポリマー、オリゴマー及び/又はモノマー、並びに適当な溶媒を含有する高屈折率層形成用組成物を、前記透明プラスチックフィルム又は該透明プラスチックフィルムの表面に形成されたその他の層上に塗布し、得られた塗膜に、活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する場合は活性エネルギー線を照射することにより、熱硬化型樹脂を含有する場合は加熱することにより、形成することができる。
前記高屈折率層形成用組成物は、前記導電性微粒子、並びに前記分子中に重合性不飽和結合またはエポキシ基を有する、プレポリマー、オリゴマー及び/又はモノマーを、適当な有機溶剤に溶解又は分散させることにより調製することができる。
用いる有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール等のアルコール類;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジアセトングリコール等のグリコール類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;メチルエチルケトオキシム等のオキシム類;及びこれらの2種以上からなる組み合わせ;等が挙げられる。
高屈折率層形成用組成物中の前記プレポリマー、オリゴマー及び/又はモノマーの含有量は、特に制限されないが、優れた塗布適性が得られることから、前記プレポリマー、オリゴマー及び/又はモノマーを5重量%〜95重量%含有するものが好ましい。
高屈折率層形成用組成物中の導電性微粒子の含有量は、特に制限されないが、好ましくは高屈折率層の全固形分中の30体積%以上、より好ましくは40体積%〜70体積%である。導電性微粒子の配合量が30体積%未満であると、得られる反射防止積層体の帯電防止性が不良となる。
また、高屈折率層形成用組成物の硬化が紫外線照射により行われるときは、該組成物に光重合開始剤や光重合促進剤を添加する。光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等のラジカル重合性開始剤;芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタセロン化合物、ベンゾインスルホン酸エステル等のカチオン重合性開始剤;等が挙げられる。これらは一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
光重合開始剤の添加量は、高屈折率層形成用組成物100重量部に対し、通常、0.1〜10重量部である。また、この組成物中に光増感剤としてn−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等を混合して用いることができる。
光重合開始剤の添加量は、高屈折率層形成用組成物100重量部に対し、通常、0.1〜10重量部である。また、この組成物中に光増感剤としてn−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等を混合して用いることができる。
前記高屈折率層形成用組成物には、有機反応性ケイ素化合物をさらに添加することもできる。用いる有機反応性ケイ素化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン等の、式:RmSi(OR')n(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表し、R'は炭素数1〜10のアルキル基を表す。m、nはそれぞれ独立して、m+n=4の関係を満たす正整数である。)で表せる有機ケイ素化合物;
γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、β−(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、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等のシランカップリング剤;
片末端ビニル基置換ポリシラン、両末端ビニル基置換ポリシラン、片末端ビニル基置換ポリシロキサン、両末端ビニル基置換ポリシロキサン、又はこれらの化合物を反応させて得られるビニル基置換ポリシラン、もしくはビニル基置換ポリシロキサン等の活性エネルギー線硬化性ケイ素化合物;3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等の(メタ)アクリロキシシラン化合物等のその他の有機ケイ素化合物;等が挙げられる。
高屈折率層形成用組成物には、塗膜の均一性や密着性向上等を目的として、レベリング剤や分散剤を適宜添加することができる。用いるレベリング剤としては、シリコーンオイル、フッ素化ポリオレフィン、ポリアクリル酸エステル等の表面張力を低下させる化合物が挙げられ、分散剤としては、界面活性剤、シランカップリング剤等が挙げられる。
高屈折率層形成用組成物には、防眩性を付与する目的で、防眩性を付与する粒子を添加してもよい。防眩性を付与する粒子としては、防眩層の表面に凸凹が形成されれば特に限定されない。また、防眩層の表面に有効に凸凹を形成するために平均粒径が0.5〜10μmであることが好ましく、1〜7μmであることがより好ましい。
防眩性を付与する粒子を構成する材料としては、ポリメチルメタクリレート樹脂、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の樹脂粒子、又はTiO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3、ZrO2、ITO、MgF2、SiO2、アルミノシリケート等の無機粒子が挙げられる。
高屈折率層形成用組成物を透明プラスチックフィルム表面に塗工する方法は、特に制限されず、公知の塗工法が採用できる。塗工法としては、ワイヤバーコート法、ディップ法、スプレー法、スピンコート法、ロールコート法等が挙げられる。
高屈折率層形成用組成物の塗膜を得た後は、乾燥し、熱硬化型樹脂を含有する場合には加熱することにより、活性エネルギー線硬化型樹脂を含有する場合には、活性エネルギー線を照射することにより、それぞれ硬化させて高屈折率層を形成することができる。
加熱温度及び加熱時間、活性エネルギー線の照射強度及び照射時間等は、特に限定されず、用いる硬化型樹脂組成物の組成等に応じて硬化条件を適宜設定することができる。
高屈折率層の厚みは、通常0.5〜30μm、好ましくは1〜10μmである。0.5μmより薄いと層の硬度、機械的強度が不良となり、一方30μmより厚いと塗布する際に厚みムラが生じ易くなり、加工性が悪くなるおそれがある。
高屈折率層の屈折率は、好ましくは1.55以上、より好ましくは1.60以上である。屈折率は、例えば、公知の分光エリプソメータを用いて測定して求めることができる。
高屈折率層の屈折率は、好ましくは1.55以上、より好ましくは1.60以上である。屈折率は、例えば、公知の分光エリプソメータを用いて測定して求めることができる。
また、高屈折率層が導電性微粒子を含有する場合には、帯電防止性能を有する。帯電防止性能を有する高屈折率層の表面抵抗値は、好ましくは1.0×1010Ω/□以下、より好ましくは5.0×109Ω/□以下である。
なお、表面抵抗値は、抵抗率計を用いて測定することができる。
なお、表面抵抗値は、抵抗率計を用いて測定することができる。
本発明の反射防止積層体の低屈折率層は、屈折率が1.25〜1.37の層である。屈折率は、公知の分光エリプソメータを用いて測定して求めることができる。
低屈折率層は、
(I)上記屈折率を有する樹脂を含有する塗布液を高屈折率層の上に塗布した後、乾燥して形成する方法、
(II)上記屈折率を有する樹脂からなるフィルムを高屈折率層の上に貼り合わせる方法、(III)上記屈折率を満足する低屈折率層を形成し得る、重合性又は硬化性の化合物を含有する塗布液を高屈折率層の上に塗布・乾燥し、重合・硬化させる方法、等により形成することができる。
これらの中でも、より容易に目的とする低屈折率層を形成できることから、(III)の方法が好ましい。
(I)上記屈折率を有する樹脂を含有する塗布液を高屈折率層の上に塗布した後、乾燥して形成する方法、
(II)上記屈折率を有する樹脂からなるフィルムを高屈折率層の上に貼り合わせる方法、(III)上記屈折率を満足する低屈折率層を形成し得る、重合性又は硬化性の化合物を含有する塗布液を高屈折率層の上に塗布・乾燥し、重合・硬化させる方法、等により形成することができる。
これらの中でも、より容易に目的とする低屈折率層を形成できることから、(III)の方法が好ましい。
前記(I)及び(II)の方法で用いる低屈折率の樹脂としては、例えば、フッ素原子を含有する単量体から得られるフッ素樹脂が挙げられる。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、パーフルオロポリエーテル等を使用できる。
上記(III)の方法で用いる上記低屈折率を満足する被膜を形成し得る重合性又は硬化性の化合物としては、(a)分子中に重合性の官能基を有する有機化合物、(b)ゾルゲル法により金属酸化物を与える化合物等が挙げられ、(b)のゾルゲル法により金属酸化物を与える化合物を用いるのが好ましい。
前記(a)の分子中に重合性の官能基を有する有機化合物としては、2−(パーフルオロブチル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート等の(メタ)アクリレート化合物;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物;、テトラクロロシラン、メチルトリクロロシラン等のハロゲン化シラン化合物;ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物;2−(パーフルオロオクチル)エチルトリメトキシシラン、2−(パーフルオロプロピル)エチルトリメトキシシラン等の含フッ素アルコキシシラン化合物;等が挙げられる。
これらの化合物はそれぞれ単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
これらの化合物はそれぞれ単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
前記(b)の塗布液の、ゾルゲル法により金属酸化物を与える化合物としては、下記(α)〜(γ)からなる群から選ばれる1種以上の化合物が挙げられる。
(α)式(1):MXnで表される化合物。
(β)前記式(1)で表される化合物の少なくとも1種の部分加水分解生成物。
(γ)前記式(1)で表される化合物の少なくとも1種の完全加水分解生成物。
(α)式(1):MXnで表される化合物。
(β)前記式(1)で表される化合物の少なくとも1種の部分加水分解生成物。
(γ)前記式(1)で表される化合物の少なくとも1種の完全加水分解生成物。
前記(α)の式(1)で表される化合物において、式(1)中、Mは金属原子又は半金属原子を表す。
金属原子又は半金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属;ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム等の周期律表第3B族元素;ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛等の周期律表第4B族元素;リン、砒素、アンチモン等の周期律表第5B族元素;スカンジウム、チタン、バナジウム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、タングステン等の遷移金属元素;ランタン、セリウム、ネオジム等のランタノイド;等が挙げられる。これらの中でも、周期律表第3B族元素、周期律表第4B族元素、遷移金属元素が好ましく、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウムがより好ましく、ケイ素が特に好ましい。
金属原子又は半金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属;ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム等の周期律表第3B族元素;ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛等の周期律表第4B族元素;リン、砒素、アンチモン等の周期律表第5B族元素;スカンジウム、チタン、バナジウム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、タングステン等の遷移金属元素;ランタン、セリウム、ネオジム等のランタノイド;等が挙げられる。これらの中でも、周期律表第3B族元素、周期律表第4B族元素、遷移金属元素が好ましく、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウムがより好ましく、ケイ素が特に好ましい。
Xは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;置換基を有していてもよい一価の炭化水素基;酸素原子;酢酸根、硝酸根等の有機酸根;アセチルアセトナート等のβ−ジケトナート基;硝酸根、硫酸根等の無機酸根;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基等のアルコキシ基;又は水酸基を表す。
また、nは前記M(金属原子又は半金属原子)の原子価を表す。nが2以上のとき、Xは同一であっても相異なっていてもよい。
また、nは前記M(金属原子又は半金属原子)の原子価を表す。nが2以上のとき、Xは同一であっても相異なっていてもよい。
これらの中でも、前記式(1)で表される化合物の具体例としては、アルコキシシラン類、アセトキシシラン類、オキシムシラン類、エノキシシラン類、アミノシラン類、アミノキシシラン類、アミドシラン類等が挙げられる。
前記(β)の式(1)で表される化合物の少なくとも1種の部分加水分解生成物(以下、「化合物(3)」という。)、及び(γ)の式(1)で表される化合物の少なくとも1種の完全加水分解生成物(以下、「化合物(4)」という。)は、前記式(1)で表される化合物の1種またはそれ以上を、全部又は部分的に加水分解、縮合させることによって得ることができる。
化合物(3)及び化合物(4)は、例えば、M(Or)4(Mは前記と同じ意味を表し、rは1価の炭化水素基を表す。)で表される金属テトラアルコキシドを、モル比[H2O]/[Or]が1.0以上、例えば1.0〜5.0、好ましくは1.0〜3.0となる量の水の存在下、加水分解して得ることができる。
加水分解は、5〜100℃の温度で、2〜100時間、全容を撹拌することにより行うことができる。
加水分解は、5〜100℃の温度で、2〜100時間、全容を撹拌することにより行うことができる。
前記式(1)で表される化合物を加水分解する場合、必要に応じて触媒を使用してよい。触媒としては、酸触媒及び塩基触媒のいずれも使用できる。
用いる酸触媒としては特に限定されないが、例えば、酢酸、クロロ酢酸、クエン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、蟻酸、プロピオン酸、グルタール酸、グリコール酸、マレイン酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、シュウ酸等の有機酸;塩酸、硝酸、ハロゲン化シラン等の無機酸;酸性コロイダルシリカ、酸化チタニアゾル等の酸性ゾル状フィラー;を挙げることができる。これらの酸触媒は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
用いる酸触媒としては特に限定されないが、例えば、酢酸、クロロ酢酸、クエン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、蟻酸、プロピオン酸、グルタール酸、グリコール酸、マレイン酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、シュウ酸等の有機酸;塩酸、硝酸、ハロゲン化シラン等の無機酸;酸性コロイダルシリカ、酸化チタニアゾル等の酸性ゾル状フィラー;を挙げることができる。これらの酸触媒は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、塩基触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の水酸化物の水溶液、アンモニア水、アミン類の水溶液等が挙げられる。これらの塩基触媒は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
ゾルゲル法は、一般に金属アルコキシドからなるゾルを加水分解・重縮合反応により、流動性を失ったゲルとし、このゲルを加熱して金属酸化物を得る方法である。
より具体的には、前記(α)〜(γ)からなる群から選ばれる1種以上の化合物の少なくとも一種を含有してなる塗布液を、高屈折率層上に塗工し、必要に応じて乾燥・加熱処理を施すことにより、金属酸化物膜を形成することができる。
より具体的には、前記(α)〜(γ)からなる群から選ばれる1種以上の化合物の少なくとも一種を含有してなる塗布液を、高屈折率層上に塗工し、必要に応じて乾燥・加熱処理を施すことにより、金属酸化物膜を形成することができる。
塗布液を塗工する方法は特に制限されず、公知の塗工法を採用することができる。塗工法としては、ワイヤバーコート法、ディップ法、スプレー法、スピンコート法、ロールコート法等が挙げられる。
必要に応じて行われる加熱の温度は、通常50〜200℃、好ましくは80〜150℃である。
必要に応じて行われる加熱の温度は、通常50〜200℃、好ましくは80〜150℃である。
本発明においては、前記(III)の方法で用いる低屈折率層としては、エアロゲルからなるものであることが好ましい。エアロゲルは、マトリックス中に微小な気泡が分散した透明性多孔質体である。気泡の大きさは大部分が200nm以下であり、気泡の含有量は、多孔質体全体の、通常10〜60体積%、好ましくは20〜40体積%である。微小な気泡が分散したエアロゲルの具体例としては、シリカエアロゲル、中空粒子がマトリックス中に分散した多孔質体が挙げられる。
シリカエアロゲルを得るための湿潤ゾルは、例えば、米国特許第4402827号公報、同第4432956号公報、同第4610863号公報等に記載されているように、アルコキシシラン(シリコンアルコキシド、アルキルシリケートとも称される)の加水分解、重合反応によって得ることができる。
前記アルコキシシランの加水分解、重合反応によって得られた湿潤ゲルは、疎水化処理することによって、疎水性とするのが好ましい。疎水性を付与された疎水性シリカエアロゲルには、湿気や水等が浸入し難くなり耐水性が向上するため、シリカエアロゲルの屈折率や光透過性等の性能の劣化を防ぐことができる。
疎水化処理は、ゲル状化合物を超臨界乾燥する前、あるいは超臨界乾燥中に行なうことができる。疎水化処理は、ゲル状化合物の表面に存在するシラノール基の水酸基を、疎水化処理剤の官能基と反応させて疎水化処理剤の疎水基と置換することによって行なうものである。
疎水化処理を行なう方法としては、例えば、疎水化処理剤を溶媒に溶解させた疎水化処理液中にゲル状化合物を浸漬し、混合する等してゲル内に疎水化処理剤を浸透させた後、必要に応じて加熱して、疎水化反応を行なわせるものが挙げられる(特開平5−279011号公報、特開平7−138375号公報参照)。
疎水化処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等を使用できる。
用いる溶媒としては、疎水化処理剤が容易に溶解し、疎水化処理前のゲル状化合物が含有する溶媒と置換可能なもので、かつ超臨界乾燥を容易に行うことのできる媒体であるのが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒;キシレン、トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒;ヘキサメチルジシロキサン等のシロキサン系溶媒;液体二酸化炭素;等が挙げられる。
エアロゲルからなる低屈折率層は、具体的には、塩基又は酸を触媒としたゾルゲル法により得られる金属酸化物の湿潤ゲル、又は前記疎水化処理を行った湿潤ゲルの塗布液を高屈折率層上に塗工し、臨界乾燥処理を施すことにより形成することができる。湿潤ゲルの塗布液を塗工する方法は特に制限されず、公知の塗工法を採用することができる。
超臨界乾燥は、例えば前記ゲル状化合物を液化二酸化炭素中に浸漬し、該ゲル状化合物が含む溶媒の全部又は一部をこの溶媒よりも臨界点が低い液化二酸化炭素に置換し、この後、二酸化炭素の単独系、あるいは二酸化炭素と溶媒との混合系の超臨界条件下で乾燥することによって行なうことができる。
中空粒子がマトリックス中に分散された多孔質体としては、特開2001−233611号公報、特開2003−149642号公報に開示されているような、微粒子の内部に空隙を持つ中空微粒子を上述の樹脂又は塗布液に分散後、重合又は硬化して得られる多孔質体が挙げられる。
本発明において、低屈折率層として中空粒子がマトリックス中に分散された多孔質体を用いる場合には、低屈折率層の反射特性や防汚性を向上させることから、上記樹脂にフッ素樹脂を混合する場合がある。
フッ素樹脂は結晶による光の散乱が実質的にない非晶性の含フッ素重合体であれば何ら限定されない。例えば、テトラフルオロエチレン/ビニリデンフルオライド/ヘキサフルオロプロピレン=37〜48重量%/15〜35重量%/26〜44重量%の3元共重合体等の非晶性のフルオロオレフィン系共重合体、含フッ素脂肪族環構造を有する重合体が、機械的特性に優れるため好ましい。
中空微粒子は無機化合物の微粒子であれば、特に制限されないが、外殻の内部に空洞が形成された無機中空微粒子が好ましく、シリカ系中空微粒子が特に好ましい。
無機化合物としては、無機酸化物が一般的である。無機酸化物としては、SiO2、A12O3、B2O3、TiO2、ZrO2、SnO2、Ce2O3、P2O5、Sb2O3、MoO3、ZnO2、WO3等の1種又は2種以上を挙げることができる。2種以上の無機酸化物として、TiO2−A12O3、TiO2−ZrO2、In2O3−SnO2、Sb2O3−SnO2を例示することができる。これらは1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
無機中空微粒子としては、(A)無機酸化物単一層、(B)種類の異なる無機酸化物からなる複合酸化物の単一層、及び(C)上記(A)と(B)との二重層を包含するものを用いることができる。
外殻は細孔を有する多孔質なものであってもよく、あるいは細孔が閉塞されて空洞が外殻の外側に対して密封されているものであってもよい。外殻は、内側の第1無機酸化物被覆層及び外側の第2無機酸化物被覆層からなる複数の無機酸化物被覆層であることが好ましい。外側に第2無機酸化物被覆層を設けることにより、外殻の細孔を閉塞させて外殻を緻密化したり、さらには、内部の空洞を密封した無機中空微粒子を得ることができる。
特に第2無機酸化物被覆層の形成に含フッ素有機ケイ素化合物を用いる場合は、F原子を含む被覆層が形成されるために、得られる粒子はより低屈折率となるとともに、有機溶媒への分散性もよく、さらに低屈折率層の防汚性付与にも効果があり好ましい。
このような含フッ素有機ケイ素化合物としては、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルメチルジメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオ口オクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
外殻の厚みは、通常1〜50nm、好ましくは5〜20nmの範囲である。外殻の厚みが1nm未満であると、無機中空微粒子が所定の粒子形状を保持していない場合がある。逆に、外殻の厚みが50nmを超えると、無機中空微粒子中の空洞が小さく、その結果、空洞の割合が減少して屈折率の低下が不十分であるおそれがある。更に、外殻の厚みは、無機中空微粒子の平均粒子径の1/50〜1/5の範囲にあることが好ましい。
上述のように、第1無機酸化物被覆層及び第2無機酸化物被覆層を外殻として設ける場合、これらの層の厚みの合計が、上記1〜50nmの範囲となるようにすればよく、特に、緻密化された外殻には、第2無機酸化物被覆層の厚みは20〜40nmの範囲が好適である。
また、空洞には無機中空微粒子を調製するときに使用した溶媒及び/又は乾燥時に浸入する気体が存在してもよいし、後述する空洞を形成するための前駆体物質が空洞に残存していてもよい。
前駆体物質は、外殻によって包囲された核粒子から核粒子の構成成分の一部を除去した後に残存する多孔質物質である。核粒子には、種類の異なる無機酸化物からなる多孔質の複合酸化物粒子を用いる。前駆体物質は、外殻に付着してわずかに残存していることもあるし、空洞内の大部分を占めることもある。
なお、この多孔質物質の細孔内にも上記溶媒あるいは気体が存在してもよい。このときの核粒子の構成成分の除去量が多くなると空洞の容積が増大し、屈折率の低い無機中空微粒子が得られ、この無機中空微粒子を配合して得られる透明被膜は低屈折率で反射防止性能に優れる。
無機中空微粒子の平均粒子径は、特に制限されないが、5〜2000nmの範囲が好ましく、20〜100nmの範囲がより好ましい。5nmよりも小さいと、中空によって低屈折率になる効果が小さく、逆に2000nmよりも大きいと、透明性が極端に悪くなり、拡散反射による寄与が大きくなってしまう。ここで、平均粒子径は、透過型電子顕微鏡観察による数平均粒子径である。
上述のような無機中空微粒子の製造方法は、例えば、特開2001−233611号公報に詳細に記載されており、本発明に使用できる無機中空微粒子は、そこに記載された方法に基づいて製造することができ、また一般に市販されている無機中空微粒子を用いることもできる。
無機微粒子の配合量は、特に制限されないが、低屈折率層全体に対して、10〜30重量%であるのが好ましい。無機微粒子の配合量がこの範囲であるときに、低屈折率性と耐擦傷性を兼ね備えた低屈折率層を得ることができる。
前記無機微粒子は、分散液の形で用いることもできる。分散液に用いる有機溶媒の種類は、特に限定されるものではないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等の低級脂肪族アルコール類;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコール誘導体;ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール誘導体;ジアセトンアルコール;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;等が挙げられる。これらの有機溶媒は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
低屈折率層の厚みは、通常10〜1000nm、好ましくは30〜500nmである。
低屈折率層の屈折率は、1.37以下、好ましくは1.26〜1.37であり、特に好ましくは1.30〜1.36である。低屈折率層の屈折率が1.25未満では、低屈折率層の強度が弱く、偏光板保護フィルムとして求められる所望の機械的強度が得られなくなるおそれがある。一方、1.37をこえると、所望の反射防止効果が得られなくなるおそれがある。
エアロゲルからなる低屈折率層の屈折率は、エアロゲルの原料の配合比を変化させることによって自由に調整することができる。
屈折率は、例えば、公知の分光エリプソメータを用いて測定して求めることができる。
低屈折率層の屈折率は、1.37以下、好ましくは1.26〜1.37であり、特に好ましくは1.30〜1.36である。低屈折率層の屈折率が1.25未満では、低屈折率層の強度が弱く、偏光板保護フィルムとして求められる所望の機械的強度が得られなくなるおそれがある。一方、1.37をこえると、所望の反射防止効果が得られなくなるおそれがある。
エアロゲルからなる低屈折率層の屈折率は、エアロゲルの原料の配合比を変化させることによって自由に調整することができる。
屈折率は、例えば、公知の分光エリプソメータを用いて測定して求めることができる。
本発明の反射防止積層体は、低屈折率層を保護し、かつ、防汚性能を高めるために、低屈折率層上に防汚層をさらに有していてもよい。
防汚層の形成材料としては、低屈折率層の機能が阻害されず、防汚層としての要求性能が満たされる限り特に制限はない。通常、疎水基を有する化合物を好ましく使用できる。
防汚層の形成材料の具体例としては、パーフルオロアルキルシラン化合物、パーフルオロポリエーテルシラン化合物、フッ素含有シリコーン化合物を使用することができる。防汚層の形成方法は、形成する材料に応じて、例えば、蒸着、スパッタリング等の物理的気相成長法;化学的気相成長(CVD)法;湿式コーティング法;等を用いることができる。
防汚層の厚みは特に制限はないが、通常20nm以下、好ましくは1〜10nmである。
防汚層の厚みは特に制限はないが、通常20nm以下、好ましくは1〜10nmである。
本発明の反射防止積層体の表面抵抗値(すなわち、低屈折率層の表面抵抗値)は、1.0×1010Ω/□以下、好ましくは5.0×109Ω/□以下である。本発明の反射防止積層体の表面抵抗値がこのような範囲にあると、帯電防止性に優れ、塵埃等が付着しにくい。
また、本発明の反射防止積層体の全光線透過率は、通常94%以上、好ましくは95%以上である。全光線透過率は、JIS K7361−1(ISO13468−1)に従いヘイズメーターを用いて測定することができる。
本発明の反射防止積層体の、波長550nmにおける光線反射率は、通常0.7%以下、好ましくは0.5%以下である。反射防止積層体が、反射防止性能及び視認性に優れていることが確認できる。波長430nm〜700nmにおける光線反射率は、1.2%以下が好ましい。光線反射率は、紫外可視近赤外分光光度計を用いて測定することができる。
本発明の反射防止積層体は機械的強度に優れる。本発明の好ましい反射防止積層体は、スチールウールに0.025MPaの荷重をかけた状態で、積層された低屈折率層の表面を10往復擦る試験(スチールウール試験)後であっても、目視観察において、全く傷が認められないものである。
本発明の反射防止積層体の一例の層構成を図1に示す。図1に示す反射防止積層体20は、透明プラスチックフィルム10上に形成された高屈折率層12を有し、該高屈折率層12上に低屈折率層14が積層された構造を有する。本発明の反射防止積層体は図1に示すものに限定されず、少なくとも透明プラスチックフィルム上に高屈折率層と低屈折率層とがこの順で積層された構造を有するものであればよい。
本発明の反射防止積層体は、透明性、機械的強度に優れ、優れた帯電防止性能及び反射防止性能を有し、フラットパネルの反射防止フィルムとして有用である。より具体的には、携帯電話、デジタル情報端末、ポケットベル(登録商標)、ナビゲーション、車載用液晶ディスプレイ、液晶モニター、調光パネル、OA機器用ディスプレイ、AV機器用ディスプレイ等の各種液晶表示パネルやエレクトロルミネッセンス表示素子あるいはタッチパネル等の反射防止フィルムとして有用である。
2)光学部材
本発明の光学部材は、本発明の反射防止積層体を備えることを特徴とする。
光学部材としては、タッチパネルにおける反射防止フィルム、プラズマディスプレイパネルにおけるプラズマディスプレイパネル前面板、液晶表示装置における反射防止機能付偏光板が挙げられる。なかでも、液晶表示装置における反射防止機能付偏光板が好ましい。
本発明の光学部材は、本発明の反射防止積層体を備えることを特徴とする。
光学部材としては、タッチパネルにおける反射防止フィルム、プラズマディスプレイパネルにおけるプラズマディスプレイパネル前面板、液晶表示装置における反射防止機能付偏光板が挙げられる。なかでも、液晶表示装置における反射防止機能付偏光板が好ましい。
タッチパネルは、現在約9割が抵抗膜方式を採用している。該抵抗膜方式のタッチパネルは、一般に透明プラスチック基材の片面に酸化インジウム錫(ITO)膜等の透明導電性薄膜を積層した入力側プラスチック基材と、ガラス等の透明基材の片面にITO膜等の透明導電性薄膜を積層した受圧側透明基材とを、絶縁スペーサを介して、各透明導電性薄膜が向き合うように対向配置させた構造を有している。
入力は、ペンや指で入力側プラスチック基材の入力面(透明導電性薄膜側とは反対側の面をいう)を押圧し、入力側プラスチック基材の透明導電性薄膜と、受圧側透明基材の透明導電性薄膜とを接触させて行う。
本発明の反射防止積層体を前記タッチパネルの反射防止フィルムとして用いる場合には、本発明の反射防止積層体の透明プラスチックフィルムの高屈折率層及び低屈折率層が設けられている方の一面が表面側になるように、タッチパネルの視認側最表面に設けてもよい。また、透明プラスチックフィルムの高屈折率層及び低屈折率層が設けられている面の反対側の面に、ITO膜等の透明導電性薄膜を設けたものを、タッチパネルの入力側プラスチック基材として用いてもよい。
本発明の反射防止積層体をプラズマディスプレイパネルのプラズマディスプレイパネル前面板として用いる場合には、透明基板の片面若しくは両面に本発明の反射防止積層体を、透明プラスチックフィルムの高屈折率層及び低屈折率層が設けられている方の面が視認側になるように積層して用いる。
透明基板としては、透明であれば特に制限されず、ガラス、透明樹脂基板が挙げられる。
本発明の反射防止積層体と透明基板との積層は、接着剤や粘着材等の適宜な接着手段を用いて貼り合せることができる。接着剤又は粘着剤としては、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性や透明性に優れる点で、アクリル系の接着剤又は粘着剤が好ましい。
本発明の反射防止積層体と透明基板との積層は、接着剤や粘着材等の適宜な接着手段を用いて貼り合せることができる。接着剤又は粘着剤としては、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性や透明性に優れる点で、アクリル系の接着剤又は粘着剤が好ましい。
液晶表示装置における偏光板は、液晶セルの出射側に設けられるが、通常入射側にも設けられている。この偏光板は、一般にポリビニルアルコールからなる基材フィルムにヨウ素や有機染料等の二色性材料を染色又は吸着させたのち、一方向に延伸配向させて偏光子を作製し、この両面にトリアセチルセルロース(TAC)等の保護フィルムを貼り合わせることにより、製造されている。
本発明の反射防止積層体を液晶表示装置における偏光板として用いる場合には、本発明の反射防止積層体の透明プラスチックフィルムの高屈折率層及び低屈折率層が設けられていない側の一面に偏光子を積層し、偏光子の反対側に保護フィルムを積層して用いる。
本発明の反射防止積層体と偏光子との積層、及び偏光子と保護フィルムとの積層は、接着剤や粘着剤等の適宜な接着手段を用いて貼り合せることができる。
接着剤又は粘着剤としては、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性や透明性に優れる点で、アクリル系の接着剤又は粘着剤が好ましい。
接着剤又は粘着剤としては、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性や透明性に優れる点で、アクリル系の接着剤又は粘着剤が好ましい。
保護フィルムとしては、光学異方性が低い材料からなるものが好ましい。光学異方性が低い材料としては、特に制限されないが、透明性、低複屈折性、寸法安定性の観点から、セルローストリアセテート等のセルロース系重合体、脂環式構造含有重合体が好ましく、脂環式構造含有重合体が特に好ましい。なお、保護フィルムは位相差フィルムを兼ねていてもよい。
反射防止機能付偏光板の一例の層構成断面図を図2に示す。図2に示す反射防止機能付偏光板30は、本発明の反射防止積層体20の高屈折率層12及び低屈折率層14が設けられていない面側に、接着剤又は粘着剤層16を介して、偏光子18が積層され、さらに接着剤又は粘着剤層16を介して、保護フィルム10aが積層された構造を有している。
本発明の光学部材は、本発明の反射防止積層体を用いているので、優れた反射防止性能、帯電防止性能及び機械的強度を有し、生産性に優れている。
3)液晶表示素子
本発明の液晶表示素子は、本発明の反射防止積層体を用いた反射防止機能付偏光板を備える。本発明の液晶表示素子の一例の層構成断面図を図3に示す。図3に示す液晶表示素子は、下から順に、偏光板40、位相差板50、液晶セル60、及び本発明の反射防止積層体を用いた反射防止機能付偏光板30からなる。反射防止機能付偏光板30は、液晶セル60上に、図示を省略する接着剤又は粘着剤層を介して、貼り合わせられている。液晶セル60は、例えば図4に示すように、透明電極70を備えた電極基板80の2枚をそれぞれ透明電極70が対向する状態で所定の間隔をあけて配置するとともに、その間隙に液晶90を封入することにより作製される。図4中、100はシールである。
本発明の液晶表示素子は、本発明の反射防止積層体を用いた反射防止機能付偏光板を備える。本発明の液晶表示素子の一例の層構成断面図を図3に示す。図3に示す液晶表示素子は、下から順に、偏光板40、位相差板50、液晶セル60、及び本発明の反射防止積層体を用いた反射防止機能付偏光板30からなる。反射防止機能付偏光板30は、液晶セル60上に、図示を省略する接着剤又は粘着剤層を介して、貼り合わせられている。液晶セル60は、例えば図4に示すように、透明電極70を備えた電極基板80の2枚をそれぞれ透明電極70が対向する状態で所定の間隔をあけて配置するとともに、その間隙に液晶90を封入することにより作製される。図4中、100はシールである。
液晶90の液晶モードは特に限定されない。液晶モードとしては、TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型、HAN(Hybrid Alignment Nematic)型、VA(Vertical Alignment)型、MVA(Multiple Vertical Alignment)型、IPS(In Plane Switching)型、OCB(Optical Compensated Bend)型等が挙げられる。
また、図3に示す液晶表示素子は、印加電圧が低い時に明表示、高い時に暗表示であるノーマリーホワイトモードでも、印加電圧が低い時に暗表示、高い時に明表示であるノーマリーブラックモードでも用いることができる。
液晶セルの両側に偏光板や光学部品を設ける場合、それらは同じであってもよいし、異なるものであってもよい。液晶表示装置の形成に際しては、例えば、輝度向上フィルム、プリズムアレイシート、レンズアレイシート、導光板、光拡散板、バックライト等の適宜な部品を適宜な位置に1層又は2層以上配置することができる。
本発明の液晶表示素子は、視認性に優れるものである。すなわち、表示パネルを暗表示にして、前正面より目視で観察した際、過度に輝度が高い点や面が現われて見難かったり、不快感を抱いたり、光源から直接又は間接にギラギラしたまぶしさを受けたり(グレア)、また映りこみが見えることがない。
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例中の試験及び評価は以下の方法で行った。
屈折率
高速分光エリプソメーター(M−2000U、J.A.Woollam社製)を用いて測定した。測定波長245〜1000nm、入射角55°、60°、65°で測定し、その測定値を基に算出した値を屈折率とする。
光線反射率
紫外可視近赤外分光光度計(V−570、日本分光社製)を用いて測定した。入射角5°にて反射スペクトルを測定し、波長430〜700nmにおける反射率を測定し、550nmにおける反射率、430〜700nmにおける最大反射率を求めた。
屈折率
高速分光エリプソメーター(M−2000U、J.A.Woollam社製)を用いて測定した。測定波長245〜1000nm、入射角55°、60°、65°で測定し、その測定値を基に算出した値を屈折率とする。
光線反射率
紫外可視近赤外分光光度計(V−570、日本分光社製)を用いて測定した。入射角5°にて反射スペクトルを測定し、波長430〜700nmにおける反射率を測定し、550nmにおける反射率、430〜700nmにおける最大反射率を求めた。
全光線透過率
ヘイズメーター(NDH2000、日本電色工業社製)を用いて測定した。「プラスチック透明材料の全光線透過率の試験方法」JIS K7361−1(ISO13468−1)に従い測定した。
ヘイズメーター(NDH2000、日本電色工業社製)を用いて測定した。「プラスチック透明材料の全光線透過率の試験方法」JIS K7361−1(ISO13468−1)に従い測定した。
視認性
市販の液晶ディスプレイの偏光板保護フィルムのうち、視認側の保護フィルムを剥がし、その代わりに、実施例1〜5及び比較例1〜6の反射防止積層体それぞれを低屈折率層が最前面になるように貼り合わせた。そして、液晶表示を暗表示にして、前正面より目視で観察し、以下の3段階で評価を行った。グレアとは視野内で過度に輝度が高い点や面が見えることによっておきる不快感や見にくさのことをいう。
○:グレアや映りこみが全くない。
△:グレアや映りこみが少し見られる。
×:グレアや映りこみが画面全体で見られる。
市販の液晶ディスプレイの偏光板保護フィルムのうち、視認側の保護フィルムを剥がし、その代わりに、実施例1〜5及び比較例1〜6の反射防止積層体それぞれを低屈折率層が最前面になるように貼り合わせた。そして、液晶表示を暗表示にして、前正面より目視で観察し、以下の3段階で評価を行った。グレアとは視野内で過度に輝度が高い点や面が見えることによっておきる不快感や見にくさのことをいう。
○:グレアや映りこみが全くない。
△:グレアや映りこみが少し見られる。
×:グレアや映りこみが画面全体で見られる。
表面抵抗値
抵抗率計(MCP−HT260、三菱化学社製)を用いて測定した。サンプルを20℃/60%RHの雰囲気下に一昼夜放置した後に、同雰囲気下で測定した。
抵抗率計(MCP−HT260、三菱化学社製)を用いて測定した。サンプルを20℃/60%RHの雰囲気下に一昼夜放置した後に、同雰囲気下で測定した。
帯電防止効果
反射防止積層体の表面に1mm角に切った紙片をふりかけ、その付着性、及び布による拭き取り性を以下の基準で評価した。
○:紙片の付着なし、又は拭き取り性良好
×:紙片の付着あり、又は拭き取り性不良
反射防止積層体の表面に1mm角に切った紙片をふりかけ、その付着性、及び布による拭き取り性を以下の基準で評価した。
○:紙片の付着なし、又は拭き取り性良好
×:紙片の付着あり、又は拭き取り性不良
耐擦傷性
学振型堅牢度試験機を用いて測定した。反射防止加工面をスチールウール#0000により、荷重0.025MPaをかけて10往復擦った後の、傷の程度を目視観察した。傷の全くないものを○、弱い傷の数が10本以下のものを△、それ以上のものを×とした。
学振型堅牢度試験機を用いて測定した。反射防止加工面をスチールウール#0000により、荷重0.025MPaをかけて10往復擦った後の、傷の程度を目視観察した。傷の全くないものを○、弱い傷の数が10本以下のものを△、それ以上のものを×とした。
実施例1
5酸化アンチモンの変性アルコールゾル(固形分濃度30%、触媒化成社製)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)10重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.4重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液1を得た。
テトラメトキシシランのオリゴマー(商品名:メチルシリケート511、コルコート社製)とメタノールを、重量比47:75で混合してA液を調製した。また、水、アンモニア水(アンモニア28重量%)、メタノールを重量比で60:1.2:97.2で混合してB液を調製した。そして、A液とB液を16:17の重量比で混合して低屈折率層用塗布液1を得た。
5酸化アンチモンの変性アルコールゾル(固形分濃度30%、触媒化成社製)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)10重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.4重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液1を得た。
テトラメトキシシランのオリゴマー(商品名:メチルシリケート511、コルコート社製)とメタノールを、重量比47:75で混合してA液を調製した。また、水、アンモニア水(アンモニア28重量%)、メタノールを重量比で60:1.2:97.2で混合してB液を調製した。そして、A液とB液を16:17の重量比で混合して低屈折率層用塗布液1を得た。
透明プラスチックフィルムAとしてノルボルネン系重合体フィルム(商品名:ゼオノアフィルムZF14−100、日本ゼオン社製、厚さ100μm、屈折率1.53)を用い、このフィルムの片面に、ワイヤーバーを用いて高屈折率層用塗布液1を5μmの膜厚になるように塗布した。得られた塗膜を乾燥し、紫外線を照射(積算光量500mW/cm2)して、高屈折率層を形成した。高屈折率層上の表面抵抗値は1.0×109Ω/□であった。
この高屈折率層上にスピンコーターにより、低屈折率層用塗布液1を塗布した(700rpm×10秒間)。なお、スピンコーター回転室内の空気は予めメタノールで飽和させておいた。低屈折率層用塗布液1を塗布したフィルムAを75秒間放置した後、水と28重量%アンモニア水とメタノールを重量比で162:4:640で混合した養生溶液中に一昼夜浸漬した。次いで、該フィルムAをヘキサメチルジシランの0.10重量%イソプロピルアルコール溶液中に浸漬して疎水化処理を行った。
そして、疎水化処理を行ったフィルムAをイソプロピルアルコールで洗浄した後、高圧容器中に入れ、高圧容器内を液化炭酸ガスで満たし、80℃、16MPa、2時間の条件で超臨界乾燥をすることにより、高屈折率層上に、膜厚100nmの低屈折率層を形成して、反射防止積層体1を得た。この反射防止積層体1の低屈折率層の屈折率は1.33であった。
得られた反射防止積層体1の表面抵抗値は2.0×109Ω/□であり、全光線透過率は96%であった。得られた反射防止積層体1を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
実施例2
リンをドープした酸化第2錫(PTO)のメチルエチルケトンゾル(固形分濃度30%、触媒化成社製)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)10重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.4重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液2を得た。
リンをドープした酸化第2錫(PTO)のメチルエチルケトンゾル(固形分濃度30%、触媒化成社製)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)10重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.4重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液2を得た。
透明プラスチックフィルムBとしてセルローストリアセテートフィルム(KC8LX2M、コニカミノルタ社製、厚さ80μm、屈折率1.49)を用いて、このフィルムの片面に高屈折率層用塗布液2を2μmの膜厚になるように塗布した。得られた塗膜を乾燥した後、紫外線を照射(積算光量500mW/cm2)して、高屈折率層を形成した。その後は実施例1と同様にして低屈折率層を形成して、反射防止積層体2を得た。
得られた反射防止積層体2の表面抵抗値は5.0×108Ω/□であり、全光線透過率は94%であった。得られた反射防止積層体2を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
実施例3
透明プラスチックフィルムCとしてポリエチレンテレフタレートフィルム(ルミラーU−426、東レ社製、厚さ188μm、屈折率1.60)を用いた他は、実施例1と同様にして高屈折率層及び低屈折率層を形成して、反射防止積層体3を得た。
得られた反射防止積層体3の表面抵抗値は2.0×109Ω/□であり、全光線透過率は94%であった。
得られた反射防止積層体3を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
透明プラスチックフィルムCとしてポリエチレンテレフタレートフィルム(ルミラーU−426、東レ社製、厚さ188μm、屈折率1.60)を用いた他は、実施例1と同様にして高屈折率層及び低屈折率層を形成して、反射防止積層体3を得た。
得られた反射防止積層体3の表面抵抗値は2.0×109Ω/□であり、全光線透過率は94%であった。
得られた反射防止積層体3を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
実施例4
5酸化アンチモンのエタノールゾル(固形分濃度30%、触媒化成工業社製)100重量部に、シリコーン系ハードコート剤(商品名:ソルガードNP720、日本ダクロシャムロック社製、固形分濃度28重量%)35.7重量部を加えて、熱硬化型の高屈折率層用塗布液3を得た。
5酸化アンチモンのエタノールゾル(固形分濃度30%、触媒化成工業社製)100重量部に、シリコーン系ハードコート剤(商品名:ソルガードNP720、日本ダクロシャムロック社製、固形分濃度28重量%)35.7重量部を加えて、熱硬化型の高屈折率層用塗布液3を得た。
透明プラスチックフィルムとして透明プラスチックフィルムAを使用し、このフィルムの片面に高屈折率層用塗布液3を2μmの膜厚になるように塗布、乾燥、80℃で2時間加熱することにより、高屈折率層を形成した。この高屈折率層上の表面抵抗値は2.0×109Ω/□であった。その後は実施例1と同様にして低屈折率層を形成して、反射防止積層体4を作製した。
得られた反射防止積層体4の表面抵抗値は3.0×109Ω/□であり、全光線透過率は96%であった。得られた反射防止積層体4を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
実施例5
テトラエトキシシラン208部にメタノール356部を加え、更に水18部及び0.01Nの塩酸水溶液18部(「H2O」/「OR」=0.5)を加え、これをディスパーを用いてよく混合して混合液を得た。この混合液を25℃恒温槽中で2時間撹拌して、重量平均分子量が850に調整されたシリコーンレジン溶液を得た。次に、中空シリカ微粒子として中空シリカイソプロパノール分散ゾル(固形分20重量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm、触媒化成工業製)を用い、これを上記シリコーンレジン溶液に加え、中空シリカ微粒子/シリコーンレジン(縮合化合物換算)の重量比が、固形分基準で70/30となるように添加し、さらに全固形分が1%になるようにメタノールで希釈して、低屈折率層用塗布液2を得た。
テトラエトキシシラン208部にメタノール356部を加え、更に水18部及び0.01Nの塩酸水溶液18部(「H2O」/「OR」=0.5)を加え、これをディスパーを用いてよく混合して混合液を得た。この混合液を25℃恒温槽中で2時間撹拌して、重量平均分子量が850に調整されたシリコーンレジン溶液を得た。次に、中空シリカ微粒子として中空シリカイソプロパノール分散ゾル(固形分20重量%、平均一次粒子径約35nm、外殻厚み約8nm、触媒化成工業製)を用い、これを上記シリコーンレジン溶液に加え、中空シリカ微粒子/シリコーンレジン(縮合化合物換算)の重量比が、固形分基準で70/30となるように添加し、さらに全固形分が1%になるようにメタノールで希釈して、低屈折率層用塗布液2を得た。
実施例1と同様に、透明プラスチックフィルムA上に高屈折率層を形成し、この高屈折率層上にワイヤーバーにより、低屈折率層用塗布液2を塗布して、120℃で2分間乾燥し、膜厚100nmの低屈折率層を形成した。最後に、上記積層フィルムに紫外線積算光量400mJ/cm2になるように紫外線を照射し、反射防止積層体5を得た。低屈折率層の屈折率は1.36であった。
得られた反射防止積層体5の表面抵抗値は2.0×109Ω/□であり、全光線透過率は94%であった。得られた反射防止積層体5を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
得られた反射防止積層体5の表面抵抗値は2.0×109Ω/□であり、全光線透過率は94%であった。得られた反射防止積層体5を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
比較例1
5酸化アンチモンの変性アルコールゾル(固形分濃度30%、触媒化成社製)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)15重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.6重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液4を得た。
5酸化アンチモンの変性アルコールゾル(固形分濃度30%、触媒化成社製)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)15重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.6重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液4を得た。
透明プラスチックフィルムとして透明プラスチックフィルムAを使用し、このフィルムの片面に高屈折率層用塗布液4を5μmの膜厚になるように塗布した。得られた塗膜を乾燥した後、紫外線を照射(積算光量500mW/cm2)して、高屈折率層を形成した。
その後は実施例1と同様にして低屈折率層を形成して、反射防止積層体6を得た。
その後は実施例1と同様にして低屈折率層を形成して、反射防止積層体6を得た。
得られた反射防止積層体6の表面抵抗値は1.0×1011Ω/□であり、全光線透過率は96%であった。得られた反射防止積層体6を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
比較例2
低屈折率層用塗布液1のA液を調製する際、テトラメトキシシランのオリゴマーとメタノールの重量比を47:78で混合する他は、実施例1に記載の低屈折率層用塗布液1の調製方法と同様にして低屈折率層用塗布液3を調製した。
低屈折率層用塗布液1のA液を調製する際、テトラメトキシシランのオリゴマーとメタノールの重量比を47:78で混合する他は、実施例1に記載の低屈折率層用塗布液1の調製方法と同様にして低屈折率層用塗布液3を調製した。
実施例1において、低屈折率層用塗布液1を使用する代わりに、低屈折率層用塗布液2を使用する他は実施例1と同様にして、高屈折率層及び低屈折率層を形成して反射防止積層体7を得た。低屈折率層の屈折率は1.39であった。
得られた反射防止積層体7の表面抵抗値は3.0×109Ω/□であり、全光線透過率は96%であった。得られた反射防止積層体7を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
比較例3
低屈折率層用塗布液1のA液を調製する際、テトラメトキシシランのオリゴマーとメタノールの重量比を47:79で混合する他は、実施例1に記載の低屈折率層用塗布液1の調製方法と同様にして低屈折率層用塗布液4を調製した。
低屈折率層用塗布液1のA液を調製する際、テトラメトキシシランのオリゴマーとメタノールの重量比を47:79で混合する他は、実施例1に記載の低屈折率層用塗布液1の調製方法と同様にして低屈折率層用塗布液4を調製した。
実施例1において、低屈折率層用塗布液1を使用する代わりに、低屈折率層用塗布液4を使用する他は実施例1と同様にして高屈折率層及び低屈折率層を形成して、反射防止積層体8を得た。低屈折率層の屈折率は1.40であった。
得られた反射防止積層体8の表面抵抗値は3.0×109Ω/□であり、全光線透過率は96%であった。得られた反射防止積層体8を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
比較例4
アンチモンドープ酸化スズのエチルセロソルブゾル(商品名:P−3055、触媒化成社製、固形分濃度25%)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)12.5重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.5重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液5を得た。
アンチモンドープ酸化スズのエチルセロソルブゾル(商品名:P−3055、触媒化成社製、固形分濃度25%)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)12.5重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.5重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液5を得た。
実施例1において高屈折率層用塗布液1に代えて、高屈折率層用塗布液5を2μmの膜厚になるように塗布した。得られた塗膜を乾燥、紫外線照射(積算光量500mW/cm2)して、高屈折率層を形成した。その後は実施例1と同様に低屈折率層を形成して、反射防止積層体9を得た。
得られた反射防止積層体9の表面抵抗値は5.0×108Ω/□であり、全光線透過率は87%であった。得られた反射防止積層体9を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
比較例5
アンチモン酸亜鉛のメタノールゾル(商品名:セルナックスCXZ300M−1F、日産化学社製、固形分濃度30%)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)12.5重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.5重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液6を得た。
アンチモン酸亜鉛のメタノールゾル(商品名:セルナックスCXZ300M−1F、日産化学社製、固形分濃度30%)100重量部に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート(商品名:紫光UV7000B、日本合成化学社製)12.5重量部、光重合開始剤(商品名:イルガキュアー184、チバガイギー社製)0.5重量部を混合し、紫外線硬化型の高屈折率層用塗布液6を得た。
実施例1において高屈折率層用塗布液1に代えて、高屈折率層用塗布液6を2μmの膜厚になるように塗布した。得られた塗膜を乾燥した後、紫外線照射(積算光量500mW/cm2)して、高屈折率層を形成した。その後は実施例1と同様に低屈折率層を形成して、反射防止積層体10を得た。
得られた反射防止積層体10の表面抵抗値は5.0×108Ω/□であり、全光線透過率は88%であった。得られた反射防止積層体10を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
比較例6
低屈折率層用塗布液1のA液を調製する際、テトラメトキシシランのオリゴマーとメタノールの重量比を47:72で混合する他は、実施例1に記載の低屈折率層用塗布液1の調製方法と同様にして低屈折率層用塗布液5を調製した。
低屈折率層用塗布液1のA液を調製する際、テトラメトキシシランのオリゴマーとメタノールの重量比を47:72で混合する他は、実施例1に記載の低屈折率層用塗布液1の調製方法と同様にして低屈折率層用塗布液5を調製した。
実施例1において低屈折率層用塗布液1に代えて、低屈折率層用塗布液5を使用する他は、実施例1と同様にして高屈折率層及び低屈折率層を形成して、反射防止積層体11を得た。低屈折率層の屈折率は1.24であった。
得られた反射防止積層体11の表面抵抗値は2.0×109Ω/□であり、全光線透過率は96%であった。得られた反射防止積層体11を用いて、視認性、帯電防止効果、耐擦傷性の試験を行った。屈折率等の値及びこれらの試験結果を第1表にまとめて示す。
それに比して、比較例1の反射防止積層体は、視認性及び耐擦傷性に優れるものの、帯電防止効果が劣り、比較例2〜5の反射防止積層体では、帯電防止効果及び耐擦傷性に優れるものの、視認性が劣っていた。また、比較例6の反射防止積層体は、視認性及び帯電防止効果に優れるものの、耐擦傷性が劣っていた。
本発明の反射防止積層体は、透明性、機械的強度、帯電防止性能と反射防止性能の全てに優れるものであり、生産性にも優れている。
本発明の光学部材は、本発明の反射防止積層体を用いているので、優れた反射防止性能、帯電防止性能及び機械的強度を有し、生産性に優れている。
本発明の液晶表示素子は、本発明の反射防止積層体付偏光板を備えるものであり、透明性、機械的強度、視認性、帯電防止性能及び反射防止性能の全てに優れ、低コストで製造可能なものである。
本発明の光学部材は、本発明の反射防止積層体を用いているので、優れた反射防止性能、帯電防止性能及び機械的強度を有し、生産性に優れている。
本発明の液晶表示素子は、本発明の反射防止積層体付偏光板を備えるものであり、透明性、機械的強度、視認性、帯電防止性能及び反射防止性能の全てに優れ、低コストで製造可能なものである。
Claims (9)
- 透明プラスチックフィルム上に、直接又はその他の層を介して、高屈折率層及び、この高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折率層がこの順に積層されてなり、前記低屈折率層の表面抵抗値が1.0×1010Ω/□以下、全光線透過率が94%以上で、前記低屈折率層の屈折率が1.25〜1.37であることを特徴とする反射防止積層体。
- 前記高屈折率層が、導電性微粒子、ならびに、活性エネルギー線硬化型樹脂および熱硬化型樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有してなることを特徴とする請求項1に記載の反射防止積層体。
- 前記高屈折率層が、導電性微粒子及び活性エネルギー線硬化型樹脂を含有してなることを特徴とする請求項2に記載の反射防止積層体。
- 前記導電性微粒子が、5酸化アンチモン及び/又はリンがドープされた酸化スズの微粒子であることを特徴とする請求項2又は3に記載の反射防止積層体。
- 前記高屈折率層の屈折率が1.55以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の反射防止積層体。
- 前記低屈折率層が、エアロゲルからなるものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の反射防止積層体。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の反射防止積層体を備える光学部材。
- 液晶表示装置における反射防止機能付偏光板である請求項7に記載の光学部材。
- 請求項8記載の反射防止機能付偏光板を備える液晶表示素子。
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