JPWO2021106797A1 - 反射防止フィルムおよび画像表示装置 - Google Patents

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Abstract

反射防止フィルム(101)は、透明フィルム基材(10)の一主面上にハードコート層(11)を備えるハードコートフィルム(1)のハードコート層(11)上に、順に設けられた反射防止層(5)および防汚層(7)を備える。ハードコート層は、バインダーおよび粒子径が1〜8μmの微粒子を含む。反射防止層は、屈折率の異なる複数の薄膜の積層体からなる。反射防止フィルムのヘイズは1〜18%であり、防汚層表面の算術平均粗さRaが0.05〜0.25μmであり、凹凸の平均間隔RSmが60〜200μmである。

Description

本発明は、透明フィルム基材上に反射防止層および防汚層を備える反射防止フィルムに関する。さらに、本発明は当該反射防止フィルムを備える画像表示装置に関する。
液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の画像表示装置の視認側表面には、外光の反射による画質低下の防止、コントラスト向上等を目的として、反射防止フィルムが使用されている。反射防止フィルムは、透明フィルム上に、屈折率の異なる複数の薄膜の積層体からなる反射防止層を備える。反射防止フィルムは画像表示装置の最表面に配置され、外部から接触可能な状態で使用されるため、指紋、手垢、埃等による汚染の影響を受けやすい。そのため、外部環境からの汚染防止や、付着した汚染物質の除去を容易とする目的で、反射防止層の表面に防汚層が設けられている(例えば特許文献1)。
外光の映り込みによるコントラスト低下を防止するために、防眩(アンチグレア)処理を施す手法がある。例えば、特許文献2では、透明フィルム上に微粒子を含むハードコート層を形成した防眩性ハードコートフィルム上に、反射防止層を設けた防眩性反射防止フィルムが提案されている。
特開2015−69008号公報 特開2008−90263号公報
防眩性コーティングは、表面凹凸により外光を散乱反射させることにより、外光の映り込みを低減している。一方で、防眩性コーティングの表面凹凸は、表示パネルからの光(映像光)を屈折させるレンズ作用を有するため、表示装置の局所的な輝度のバラツキが強調され、画面がギラついて視認される場合がある。特に、画像の鮮明度(クリア感)を高めるために、防眩性コーティングのヘイズを低くすると、ギラツキが視認されやすくなる傾向がある。また、近年では、画像表示装置の高精細化が進み、画素サイズが小さくなっている。さらには、画像表示パネル上に、透明粘着シートを介してタッチパネルやカバーウインドウを配置した構成では、画像表示装置の表面に配置される防眩性コーティングと画像表示パネルとの間のギャップが大きく、1mmを超えることがある。
高精細化、広ギャップ化等の画像表示装置の構成の変更に伴って、防眩性コーティングの凹凸によるギラツキがより視認されやすくなる傾向があり、従来の防眩性コーティングでは、十分な視認性を得ることが困難となっている。また、表面に防汚層を備える反射防止フィルムは、使用に伴って防汚層が摩耗して、防汚性が低下するとの問題がある。
上記に鑑み、本発明は、高い防眩性を発揮するとともに、広ギャップ構成の画像表示装置においてもギラツキ不良が生じ難く、防汚層の耐摩耗性に優れる反射防止フィルムの提供を目的とする。
本発明の反射防止フィルムは、透明フィルム基材の一主面上にハードコート層を備えるハードコートフィルムのハードコート層上に、順に設けられた反射防止層および防汚層を備える。ハードコート層は、バインダーおよび粒子径が1〜8μmの微粒子を含む。反射防止層は、屈折率の異なる複数の薄膜の積層体からなる。反射防止層を構成する薄膜は、好ましくは無機酸化物である。反射防止層はスパッタにより形成されたスパッタ膜であってもよい。ハードコート層と反射防止層との間には酸化シリコン等の無機酸化物からなるプライマー層が設けられていてもよい。
反射防止フィルムのヘイズは好ましくは1〜18%であり、4〜18%であってもよい。反射防止フィルムの表面(防汚層の表面)の算術平均粗さRaは0.05〜0.25μmが好ましく、凹凸の平均間隔RSmは60〜200μmが好ましい。
ハードコート層は、粒子径が1〜8μmの微粒子に加えて、平均一次粒子径が100nm以下のナノ粒子を含んでいてもよい。ハードコート層中の粒子径が1〜8μmの微粒子(マイクロ粒子)の量は、バインダー100重量部に対して、3〜10重量部が好ましい。バインダーの屈折率と、マイクロ粒子の屈折率との差は、0.01〜0.06が好ましい。
画像表示媒体の視認側表面に本発明の反射防止フィルムを配置した画像表示装置は、優れた防眩性を示すとともに表示画像のギラツキ不良が生じ難く、視認性に優れている。また、本発明の反射防止フィルムは、防汚層の耐摩耗性に優れており、長期使用後にも高い防汚性および汚れ除去性を示す。
反射防止フィルムの積層構成例を示す断面図である。 反射防止フィルムを備える画像表示装置の構成例を示す断面図である。
図1は、本発明の一実施形態の反射防止フィルムの積層構成例を示す断面図である。反射防止フィルム101は、ハードコートフィルム1のハードコート層11上に、反射防止層5を備え、反射防止層5上に防汚層7を備える。ハードコートフィルム1は、透明フィルム基材10の一主面上にハードコート層11を備える。反射防止層5は、屈折率の異なる2層以上の無機薄膜の積層体である。ハードコート層11と反射防止層5との間には、プライマー層3が設けられていてもよい。
[ハードコートフィルム]
ハードコートフィルム1は、透明フィルム基材10の一主面上に、ハードコート層11を備える。反射防止層5形成面側にハードコート層11が設けられることにより、反射防止フィルムの表面硬度や耐擦傷傷等の機械特性を向上できる。
<透明フィルム基材>
透明フィルム基材10の可視光透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。透明フィルム基材10を構成する樹脂材料としては、例えば、透明性、機械強度、および熱安定性に優れる樹脂材料が好ましい。樹脂材料の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。
透明フィルム基材の厚みは特に限定されないが、強度や取扱性等の作業性、薄層性等の観点から、5〜300μm程度が好ましく、10〜250μmがより好ましく、20〜200μmがさらに好ましい。
<ハードコート層>
透明フィルム基材10の主面上にハードコート層11を設けることによりハードコートフィルム1が形成される。ハードコート層11は、バインダーおよび微粒子を含む防眩性ハードコート層であり、微粒子により形成された表面凹凸により防眩性を発揮する。
(バインダー)
ハードコート層11のバインダーとしては、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等の硬化性樹脂が好ましく用いられる。硬化性樹脂の種類としてはポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、アミド系、シリコーン系、シリケート系、エポキシ系、メラミン系、オキセタン系、アクリルウレタン系等が挙げられる。これらの中でも、硬度が高く、光硬化が可能であることから、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、およびエポキシ系樹脂が好ましく、中でもアクリル系樹脂およびアクリルウレタン系樹脂が好ましい。後述のように、バインダーは、樹脂成分(有機成分)に加えて、無機ナノ粒子等の無機成分を含んでいてもよい。
バインダーの屈折率は、一般に1.4〜1.6程度である。後に詳述するように、ハードコート層のヘイズを小さくする観点から、バインダーは、微粒子との屈折率差が小さいことが好ましい。
光硬化性のバインダー樹脂成分は、2個以上の光重合性(好ましくは紫外線重合性)の官能基を有する多官能化合物を含む。多官能化合物はモノマーでもオリゴマーでもよい。光重合性の多官能化合物としては、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を含む化合物が好ましく用いられる。
1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能化合物の具体例としては、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジメチロールプロパントテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびこれらのオリゴマーまたはプレポリマー等が挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とはアクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能化合物は、水酸基を有していてもよい。バインダー樹脂成分として、水酸基を含む多官能化合物を用いることにより、透明基材とハードコート層との密着性が向上する傾向がある。1分子中に水酸基および2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アクリルウレタン樹脂は、多官能化合物として、ウレタン(メタ)アクリレートのモノマーまたはオリゴマーを含む。ウレタン(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の数は、3以上が好ましく、4〜15がより好ましく、6〜12がさらに好ましい。ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの分子量は、例えば3000以下であり、500〜2500が好ましく、800〜2000がより好ましい。ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、(メタ)アクリル酸または(メタ)アクリル酸エステルとポリオールとから得られるヒドロキシ(メタ)アクリレートを、ジイソシアネートと反応させることにより得られる。
ハードコート組成物中の多官能化合物の含有量は、バインダー樹脂成分(硬化によりバインダー樹脂を形成するモノマー、オリゴマーおよびプレポリマー)の合計100重量部に対して、50重量部以上が好ましく、60重量部以上がより好ましく、70重量部以上がさらに好ましい。多官能モノマーの含有量が上記範囲であれば、ハードコート層の硬度が高められる傾向がある。
バインダー樹脂成分は、単官能モノマーをさらに含んでいてもよい。単官能モノマーの含有量は、バインダー樹脂成分100重量部に対して50重量部以下が好ましく、40重量部以下がより好ましく、30重量部以下がさらに好ましい。
(マイクロ粒子)
ハードコート層に粒子径が1μm以上の微粒子(以下「マイクロ粒子」と記載)が含まれることにより、ハードコート層の表面に凹凸が形成され、防眩性が付与される。また、マイクロ粒子は、ハードコート層のヘイズの制御にも寄与する。
マイクロ粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の各種金属酸化物微粒子、ガラス微粒子、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル−スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、ポリカーボネート等の各種透明ポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系微粒子、シリコーン系微粒子等の透明性を有するものを特に制限なく使用できる。これら微粒子は、1種または2種以上を適宜に選択して用いることができる。
マイクロ粒子は、ハードコート層のバインダー樹脂との屈折率差が小さいことが好ましい。バインダーとマイクロ粒子との屈折率差を小さくすることにより、バインダーとマイクロ粒子との界面での光散乱が低減し、ヘイズが小さくなるため、クリア感の高い表示が可能となる。一方、ハードコート層のヘイズが過度に小さい場合は、防眩性が不充分となる場合がある。ハードコート層に適度のヘイズを持たせつつ、ギラツキを低減る観点から、バインダーとマイクロ粒子との屈折率差は、0.01〜0.06程度が好ましく、0.02〜0.05がより好ましい。
マイクロ粒子の粒子径は10μm以下が好ましい。ハードコート層に含まれるマイクロ粒子(粒子径が1μm以上の粒子)の平均粒子径は、1〜8μmが好ましく、2〜5μmがより好ましい。マイクロ粒子の粒子径が小さい場合は、防眩性が不足する傾向がある。マイクロ粒子の粒子径が大きい場合は、画像の鮮明度が低下する傾向があり、特に画素サイズが小さい高精細ディスプレイにおいてその傾向が顕著である。ハードコート層に2種以上のマイクロ粒子が含まれる場合は、マイクロ粒子全体の平均粒子径が上記範囲内であることが好ましい。平均粒子径は、コールターカウント法により測定される重量平均粒子径である。
マイクロ粒子の形状は特に制限されないが、ギラツキ低減の観点からはアスペクト比が1.5以下の球状粒子が好ましい。球状粒子のアスペクト比は、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.1以下である。
ハードコート層におけるマイクロ粒子の含有量は特に制限されない。ハードコート層の表面に均一に凹凸を形成する観点から、マイクロ粒子の含有量は、バインダー100重量部に対して、0.5重量部以上が好ましく、0.8重量部以上がより好ましく、1.0重量部以上がさらに好ましく、1.5重量部以上、2.0重量部以上または2.5重量部以上であってもよい。マイクロ粒子の含有量は、バインダー100重量部に対して、12重量部以下が好ましく、11重量部以下であってもよい。マイクロ粒子の含有量が小さい場合は、ハードコート層表面の凹凸の平均間隔(粗さ曲線要素の平均長さ)RSmが大きく、ギラツキ不良が生じやすい。一方、マイクロ粒子の含有量が大きい場合は、ヘイズが上昇し、画像の鮮明度が低下する傾向がある。ハードコート層におけるマイクロ粒子の含有量は、3〜10重量部、または3.5〜8重量部であってもよい。
(ナノ粒子)
ハードコート層は、粒子径が1μm以上のマイクロ粒子に加えて、粒子径が1μm未満の微粒子(以下「ナノ粒子」と記載する場合がある)を含んでいてもよい。例えば、ハードコート層が、10nm〜100nm程度の平均一次粒子径を有するナノ粒子を含むことにより、ハードコート層6の表面に、マイクロ粒子により形成される凹凸よりも小さなサイズの微細な凹凸が形成され、ハードコート層11と、その上に形成される反射防止層5との密着性が向上する傾向がある。また、可視光の波長よりも十分に小さいサイズ(例えば100nm以下)の粒子径を有するナノ粒子を含めることにより、ハードコート層の透明性を低下させることなく、バインダーの屈折率を調整できる。
バインダー中での分散性を高める観点から、ナノ粒子の平均一次粒子径は15nm以上が好ましく、20nm以上がより好ましい。密着性向上に寄与する微細な凹凸形状を形成する観点から、ナノ粒子の平均一次粒子径は90nm以下が好ましく、70nm以下がより好ましく、50nm以下がさらに好ましい。
ナノ粒子の材料としては、無機酸化物が好ましい。無機酸化物としては、酸化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化セリウム、酸化マグネシウム等の金属または半金属の酸化物が挙げられる。無機酸化物は、複数種の(半)金属の複合酸化物でもよい。例示の無機酸化物の中でも、密着性向上効果が高いことから、酸化シリコンが好ましい。無機酸化物粒子の表面には、樹脂との密着性や親和性を高める目的で、アクリル基、エポキシ基等の官能基が導入されていてもよい。
密着性向上を目的としてナノ粒子を用いる場合、ハードコート層におけるナノ粒子の量は、バインダ成分の全量(バインダ樹脂とナノ粒子の合計)100重量部に対して、5重量部以上が好ましく、10重量部以上、20重量部以上または30重量部以上であってもよい。ナノ粒子の量が多いほど、ハードコート層上に形成される薄膜との密着性が向上する傾向がある。
(ハードコート層の形成)
透明フィルム基材10上にハードコート組成物を塗布し、必要に応じて溶媒の除去および樹脂の硬化を行うことにより、ハードコート層11が形成される。ハードコート組成物は、上記のバインダー成分およびマイクロ粒子を含み、必要に応じてバインダー成分を溶解または分散可能な溶媒を含む。バインダー樹脂成分が硬化性樹脂である場合は、組成物中に、適宜の重合開始剤が含まれていることが好ましい。例えば、バインダー樹脂成分が光硬化型樹脂である場合には、組成物中に光重合開始剤が含まれることが好ましい。
ハードコート組成物は、上記の他に、レベリング剤、粘度調整剤(チクソトロピー剤、増粘剤等)、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、分散剤、分散安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤、界面活性剤、滑剤等の添加剤を含んでいてもよい。
ハードコート組成物がチクソトロピー剤を含むことにより、マイクロ粒子の沈降が抑制され、ハードコート層の表面にマイクロ粒子による凹凸が均一に形成され、ギラツキ低減に適した表面形状が形成されやすくなる傾向がある。チクソトロピー剤としては、有機粘土、酸化ポリオレフィン、変性ウレア等が挙げられる。中でも、スメクタイト等の有機粘土が好ましい。チクソトロピー剤の配合は、バインダー100重量部に対して、0.3〜5重量部程度が好ましい。
ハードコート組成物がレベリング剤を含むことにより、ハードコート層の表面形状が均一化される傾向がある。レベリング剤としては、例えば、フッ素系またはシリコーン系のレベリング剤があげられ、レベリング剤の配合量は、バインダー100重量部に対して、0.01〜3重量部程度が好ましい。
ハードコート組成物の塗布方法としては、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、ロッドコート法、スロットオリフィスコート法、カーテンコート法、ファウンテンコート法、コンマコート法等の任意の適切な方法を採用し得る。塗布後の加熱温度は、ハードコート組成物の組成等に応じて、適切な温度に設定すればよく、例えば、50℃〜150℃程度である。バインダー樹脂成分が光硬化性樹脂である場合は、紫外線等の活性エネルギー線を照射することにより光硬化が行われる。照射光の積算光量は、好ましくは100〜500mJ/cm程度である。
<ハードコートフィルムおよびハードコート層の特性>
ハードコート層11の厚みは特に限定されないが、高い硬度を実現するためには、2μm以上が好ましく、4μm以上がより好ましく、5μm以上がさらに好ましい。一方、ハードコート層11の厚みが過度に大きいと、ハードコート層の表面凹凸が適切に形成されない場合や、凝集破壊により膜強度が低下する場合がある。そのため、ハードコート層11の厚みは20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、12μm以下がさらに好ましい。また、ハードコート層11の厚みは、マイクロ粒子の平均粒子径の1.2〜4倍の範囲であることが好ましく、1.5〜3倍の範囲内がより好ましい。マイクロ粒子の粒子径とハードコート層の厚みの比が上記範囲であることにより、ハードコート層表面に形成される凹凸形状が、防眩性に優れかつギラツキの少ない表示に適したものとなりやすい。
ハードコートフィルムのヘイズは、1%以上であり、1.5%以上が好ましく、2%以上がより好ましく、3%以上がさらに好ましい。ハードコートフィルムのヘイズは、20%以下が好ましい。ハードコートフィルムのヘイズは、4〜20%が好ましく、6〜17%がより好ましく、7〜15%がさらに好ましい。ハードコートフィルムのヘイズが上記範囲であれば、防眩性と画像の鮮明性とを両立できる。ヘイズが過度に小さい場合は防眩性に劣る場合があり、ヘイズが過度に大きい場合は画像の鮮明性が低下する傾向がある。前述のように、ハードコート層に含まれるバインダーとマイクロ粒子の屈折率差、およびマイクロ粒子の含有量を調整することにより、ハードコート層(およびハードコートフィルム)のヘイズを適切な範囲に制御することができる。
ハードコート層表面の算術平均粗さRaは、0.05〜0.25μmが好ましく、0.06〜0.2μmがより好ましく、0.07〜0.18μmがさらに好ましい。ハードコート層表面の凹凸の平均間隔RSmは、60〜200μmが好ましく、80〜180μmがより好ましく、100〜160μmがさらに好ましい。ハードコート層の表面形状パラメータおよび反射防止フィルム(防汚層)の表面形状パラメータは、触針式表面粗さ測定器により測定した長さ4mmの断面曲線にカットオフ値0.8mmの広域フィルタを通して得られた粗さ曲線から、JIS B0601:2001に準拠して算出される。
マイクロ粒子の粒子径および含有量を調整することにより、算術平均粗さRaおよび凹凸の平均間隔RSmを調整できる。マイクロ粒子の含有量が多いほど、マイクロ粒子によって形成される凸部の数が多くなるため、RSmが小さくなる傾向がある。また、マイクロ粒子の平均粒子径が大きく、マイクロ粒子の含有量が多いほど、Raが大きくなる傾向がある。
ハードコート層表面の二乗平均平方根粗さRqは、0.06〜0.3μmが好ましく、0.08〜0.25μmがより好ましく、0.09〜0.2μmがさらに好ましい。ハードコート層表面の最大断面高さRtは、0.3〜2.5μmが好ましく、0.5〜2μmがより好ましく、0.7〜1.7μmがさらに好ましい。ハードコート層表面の最大高さRzは、0.1〜1.5μmが好ましく、0.3〜1μmがより好ましく、0.4〜0.9μmがさらに好ましい。ハードコート層表面の十点平均高さRzJISは、0.05〜1μmが好ましく、0.1〜0.8μmがより好ましく、0.2〜0.6μmがさらに好ましい。
ハードコート層表面の平均傾斜角θaは、0.1°〜1.1°が好ましく、0.15〜1.0°がより好ましく、0.2°〜0.8°がさらに好ましく、0.3°〜0.6°が特に好ましい。平均傾斜角θaは、基準長さL(=4mm)の粗さ曲線において、隣り合う山の頂点と谷の最下点との差(高さh)の合計(h+h+h・・・+h)を基準長さLで割った値Δaを用いて、下記式から算出される。
θa=tan−1Δa
<ハードコート層の表面処理>
ハードコート層11上に反射防止層5を形成する前に、ハードコート層11と反射防止層5との密着性のさらなる向上等を目的として、ハードコート層11の表面処理が行われてもよい。表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、アルカリ処理、酸処理、カップリング剤による処理等の表面改質処理が挙げられる。表面処理として真空プラズマ処理を行ってもよい。真空プラズマ処理により、ハードコート層の表面粗さを調整することもできる。真空プラズマ処理(例えば、アルゴンプラズマ処理)の放電電力は、0.5〜10kW程度であり、好ましくは1〜5kW程度である。
[反射防止フィルム]
ハードコートフィルム1のハードコート層11上に、必要に応じてプライマー層3を介して、反射防止層5を形成し、反射防止層5上に防汚層7を形成することにより、反射防止フィルムが得られる。
<プライマー層>
ハードコートフィルム1のハードコート層11と反射防止層5との間には、プライマー層3が設けられることが好ましい。プライマー層3の材料としては、シリコン、ニッケル、クロム、スズ、金、銀、白金、亜鉛、チタン、インジウム、タングステン、アルミニウム、ジルコニウム、パラジウム等の金属;これらの金属の合金;これらの金属の酸化物、フッ化物、硫化物または窒化物;等が挙げられる。中でも、プライマー層の材料は無機酸化物が好ましく、酸化シリコンまたは酸化インジウムが特に好ましい。プライマー層3を構成する無機酸化物は、酸化インジウム錫(ITO)等の複合酸化物でもよい。
プライマー層3が酸化シリコンである場合、光透過率が高く、かつ有機層(ハードコート層)と無機層(反射防止層)の両方に対する接着力が高いことから、化学量論組成よりも酸素量の少ないものが特に好ましい。非化学量論組成のプライマー層3の酸素量は、化学量論組成の60〜99%程度が好ましい。例えば、プライマー層3として酸化シリコン(SiO)層を形成する場合、xは1.20〜1.98が好ましい。
プライマー層3の厚みは、例えば、1〜20nm程度であり、好ましくは3〜15nmである。プライマー層の厚みが上記範囲であれば、ハードコート層11との密着性と高い光透過性とを両立できる。
<反射防止層>
反射防止層5は、屈折率の異なる2層以上の薄膜からなる。一般に、反射防止層は、入射光と反射光の逆転した位相が互いに打ち消し合うように、薄膜の光学膜厚(屈折率と厚みの積)が調整される。反射防止層を、屈折率の異なる2層以上の薄膜の多層積層体とすることにより、可視光の広帯域の波長範囲において、反射率を小さくできる。
反射防止層5を構成する薄膜の材料としては、金属の酸化物、窒化物、フッ化物等が挙げられる。反射防止層5は、好ましくは、高屈折率層と低屈折率層の交互積層体である。防汚層との界面での反射を低減するために、反射防止層5の最外層として設けられる薄膜54は、低屈折率層であることが好ましい。
高屈折率層51,53は、例えば屈折率が1.9以上、好ましくは2.0以上である。高屈折率材料としては、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)等が挙げられる。中でも、酸化チタンまたは酸化ニオブが好ましい。低屈折率層52,54は、例えば屈折率が1.6以下、好ましくは1.5以下である。低屈折率材料としては、酸化シリコン、窒化チタン、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化ハフニウム、フッ化ランタン等が挙げられる。中でも酸化シリコンが好ましい。特に、高屈折率層としての酸化ニオブ(Nb)薄膜51,33と、低屈折率層としての酸化シリコン(SiO)薄膜52,54とを交互に積層することが好ましい。低屈折率層と高屈折率層に加えて、屈折率1.6〜1.9程度の中屈折率層が設けられてもよい。
高屈折率層および低屈折率層の膜厚は、それぞれ、5〜200nm程度であり、15〜150nm程度が好ましい。屈折率や積層構成等に応じて、可視光の反射率が小さくなるように、各層の膜厚を設計すればよい。例えば、高屈折率層と低屈折率層の積層構成としては、ハードコートフィルム側から、光学膜厚25nm〜55nm程度の高屈折率層51、光学膜厚35nm〜55nm程度の低屈折率層52、光学膜厚80nm〜240nm程度の高屈折率層53、および光学膜厚120nm〜150nm程度の低屈折率層54の4層構成が挙げられる。
反射防止層5を構成する薄膜の成膜方法は特に限定されず、ウェットコーティング法、ドライコーティング法のいずれでもよい。膜厚が均一な薄膜を形成できることから、真空蒸着、CVD,スパッタ、電子線蒸等のドライコーティング法が好ましい。中でも、膜厚の均一性に優れ、緻密で高強度な膜を形成しやすいことから、スパッタ法が好ましい。スパッタ法により反射防止層を形成することにより、反射防止層5上に設けられる防汚層7の耐摩耗性が向上する傾向がある。
スパッタ法では、ロールトゥーロール方式により、長尺のハードコートフィルムを一方向(長手方向)に搬送しながら、薄膜を連続成膜できる。スパッタ法では、アルゴン等の不活性ガス、および必要に応じて酸素等の反応性ガスをチャンバー内に導入しながら成膜が行われる。スパッタ法による酸化物層の成膜は、酸化物ターゲットを用いる方法、および金属ターゲットを用いた反応性スパッタのいずれでも実施できる。高レートで金属酸化物を成膜するためには、金属ターゲットを用いた反応性スパッタが好ましい。
<防汚層>
反射防止フィルムは、反射防止層5上に、最表面層(トップコート層)として防汚層7を備える。最表面に防汚層が設けられることにより、外部環境からの汚染(指紋、手垢、埃等)の影響を低減できるとともに、表面に付着した汚染物質の除去が容易となる。
反射防止層5の反射防止特性を維持するために、防汚層7は、反射防止層5の最表面の低屈折率層54との屈折率差が小さいことが好ましい。防汚層7の屈折率は、1.6以下が好ましく、1.55以下がより好ましい。
防汚層7の材料としては、フッ素含有化合物が好ましい。フッ素含有化合物は、防汚性を付与するとともに、低屈折率化にも寄与し得る。中でも、撥水性に優れ、高い防汚性を発揮できることから、パーフルオロポリエーテル骨格を含有するフッ素系ポリマーが好ましい。防汚性を高める観点から、剛直に並列可能な主鎖構造を有するパーフルオロポリエーテルが特に好ましい。パーフルオロポリエーテルの主鎖骨格の構造単位としては、炭素数1〜4の分枝を有していてもよいパーフルオロアルキレンオキシドが好ましく、例えば、パーフルオロメチレンオキシド、(−CFO−)、パーフルオロエチレンオキシド(−CFCFO−)、パーフルオロプロピレンオキシド(−CFCFCFO−)、パーフルオロイソプロピレンオキシド(−CF(CF)CFO−)等が挙げられる。
防汚層は、リバースコート法、ダイコート法、グラビアコート法等のウエット法や、CVD法等のドライ法等により形成できる。防汚層の厚みは、通常、2〜50nm程度である。防汚層7の厚みが大きいほど、防汚性が向上する傾向がある。また、防汚層7の厚みが大きいほど摩耗による防汚特定の低下が抑制される傾向がある。防汚層の厚みは、5nm以上が好ましく、7nm以上がより好ましく、8nm以上がさらに好ましい。一方、防汚層の表面に、ハードコート層表面の凹凸形状を反映した表面形状を形成し、防眩性を高める観点から、防汚層の厚みは30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましい。
汚染防止性および汚染物質の除去性を高めるために、防汚層7の水接触角は100°以上が好ましく、102°以上がより好ましく、105°以上がさらに好ましい。水接触角が大きいほど撥水性が高く、汚染物質の付着防止効果や汚染物質除去性が向上する傾向がある。水接触角は、一般には125°以下である。
<反射防止フィルムの特性>
反射防止フィルムのヘイズは、1%以上であり、1.5%以上が好ましく、2%以上がより好ましく、3%以上がさらに好ましい。反射防止フィルムのヘイズは、20%以下が好ましい。反射防止フィルムのヘイズは、4〜20%が好ましく、6〜17%がより好ましく、7〜15%がさらに好ましい。反射防止フィルムのヘイズが過度に小さい場合は防眩性に劣る場合があり、ヘイズが過度に大きい場合は画像の鮮明性が低下する傾向がある。反射防止層5および防汚層7は厚みが小さくヘイズがほとんど生じないため、反射防止フィルムのヘイズは、ハードコートフィルムのヘイズに略等しい。
反射防止フィルムの表面、すなわち防汚層7の表面の算術平均粗さRaは、0.05〜0.25μmが好ましく、0.06〜0.2μmがより好ましく、0.07〜0.18μmがさらに好ましい。防汚層表面の凹凸の平均間隔RSmは、60〜200μmが好ましく、80〜180μmがより好ましく、100〜160μmがさらに好ましい。
ハードコート層11上に形成される反射防止層5および防汚層7は厚みが小さいため、防汚層7の表面には、ハードコート層11の表面形状を反映した凹凸形状が形成されやすい。そのため、ハードコート層11のマイクロ粒子の粒子径や配合量等を調整して、ハードコート層の表面形状を調整することにより、上記のRaおよびRSmを有する反射防止フィルムが得られる。また、ハードコート層11に真空プラズマ処理等の表面処理を施すことにより表面形状を調整してもよい。
反射防止フィルムの表面に凹凸が形成されていることにより、外光や像の映り込みが低減される。反射防止フィルムの算術平均粗さRaが0.05μm以上あることにより、防眩性が高められる傾向がある。一方、Raが過度に大きい場合は、ギラツキ不良が生じる場合がある。また、μmオーダーの粒子により形成される凸部が面内に均一に分散していることにより、凹凸の平均間隔RSmが小さくなり、画像表示パネルと反射防止フィルムの間のギャップが大きい場合でも、ギラツキ不良が抑制される傾向がある。
表面の算術平均粗さRaおよび凹凸の平均間隔RSmが上記範囲である反射防止フィルムは、外光を均一に散乱可能であるため、優れた防眩性を有し、かつギラツキが抑制される傾向がある。また、RaおよびRSmが上記範囲内である反射防止フィルムは、表面の凹凸により優れた滑り性を有し、耐擦傷性に優れるとともに、防汚層の耐摩耗性にも優れている。反射防止フィルムは、スチールウールを用いて2kg/cmの荷重を加えながら10往復の摺動試験を実施した際に、表面に傷が確認されないことが好ましい。
反射防止フィルム表面の平均傾斜角θaは、0.1°〜1.1°が好ましく、0.15〜1.0°がより好ましく、0.2°〜0.8°がさらに好ましく、0.3°〜0.6°が特に好ましい。θaが過度に小さい場合は防眩性が不十分となる傾向があり、θaが過度に大きい場合は、ギラツキが強くなる傾向がある。
反射防止フィルム表面の二乗平均平方根粗さRqは、0.06〜0.3μmが好ましく、0.08〜0.25μmがより好ましく、0.09〜0.2μmがさらに好ましい。反射防止フィルム表面の最大断面高さRtは、0.3〜2.5μmが好ましく、0.5〜2μmがより好ましく、0.7〜1.7μmがさらに好ましい。反射防止フィルム表面の最大高さRzは、0.1〜1.5μmが好ましく、0.3〜1μmがより好ましく、0.4〜0.9μmがさらに好ましい。反射防止フィルム表面の十点平均高さRzJISは、0.05〜1μmが好ましく、0.1〜0.8μmがより好ましく、0.2〜0.6μmがさらに好ましい。RaおよびRSmが前述の範囲内であることに加えて、Rq,Rt,Rz,RzJISが上記範囲内である場合に、反射防止フィルムが防眩性に優れ、かつ、画像表示パネルと反射防止フィルムの間のギャップが大きい場合でも、ギラツキが抑制される傾向がある。
[反射防止フィルムの使用形態]
反射防止フィルムは、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の画像表示装置の表面に配置して用いられる。例えば、液晶セルや有機ELセル等の画像表示媒体を含むパネルの視認側表面に反射防止フィルムを配置することにより、外光の反射を低減して、画像表示装置の視認性を向上できる。
反射防止フィルムは、そのまま画像表示装置の表面に貼り合わせて用いてもよく、他のフィルムと積層してもよい。例えば、透明フィルム基材10のハードコート層非形成面に偏光子を貼り合わせることにより、反射防止層付き偏光板を形成できる。
反射防止フィルムは、他の光学部材を介して画像表示セルの視認側表面に配置してもよい。例えば、図2に示す画像表示装置201では、画像表示セル20の視認側表面に、透明粘着剤層9を介してカバーウインドウ8が配置されており、カバーウインドウ8の視認側表面に反射防止フィルム101が配置されている。カバーウインドウ8と反射防止フィルム101との間には、適宜の接着剤層や粘着剤層(不図示)が設けられていてもよい。画像表示セル20とカバーウインドウ8との間には、偏光板等の光学フィルムや、タッチセンサー等が配置されていてもよい。
画像表示セル20上にカバーウインドウ等の光学部材が配置されている場合、画像表示セル20と反射防止フィルム101の間には、所定のギャップDが存在する。このギャップDが大きいほど、ハードコート層表面の凹凸に起因するギラツキが生じやすくなる傾向があり、特にギャップが1mmを超えるとその傾向が顕著となる。
上記のように、所定の表面形状を有する反射防止フィルムを用いることにより、ギャップDが大きい場合でもギラツキが抑制された良好な表示を実現できる。画像表示セル20と反射防止フィルム101のギャップDは、1.2mm以上、1.5mm以上または1.8mm以上であってもよい。ギャップDは、5mm以下または4mm以下または3mm以下であってもよい。
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
<防眩性ハードコートフィルムの作製>
(ハードコート組成物の調製)
バインダー樹脂成分としてのペンタエリスリトールポリアクリレート(大阪有機化学製「ビスコート♯300」)50重量部およびウレタンアクリレートプレポリマー(日本合成化学製「紫光 UV−1700TL」)50重量部;スチレンとメタクリル酸メチル(MMA)の共重合架橋粒子(積水化成品工業製「テクノポリマー SSX−540TNR」;平均粒子径3.6μm、屈折率1.56)4重量部;チクソトロピー剤として有機化スメクタイト(クニミネ工業製「スメクトンSAN」)1.5重量部;光重合開始剤(IGM Resins製「OMNIRAD907」)3重量部;ならびにシリコーン系レベリング剤(共栄社化学製「ポリフロー LE303」)0.15重量部を混合し、トルエン/シクロペンタノン混合溶媒(重量比70/30)で希釈して、固形分濃度50重量%のハードコート組成物を調製した。なお、上記の配合量は、固形分(不揮発分)の量であり、有機化スメクタイトは、トルエンで固形分が6重量%になるように希釈して用いた(以下の組成物についても同様)。バインダー(微粒子を含めずにバインダー樹脂成分のみを硬化したもの)の屈折率は1.51であった。
(ハードコート層の形成)
上記のハードコート組成物を、厚み40μmのトリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタオプト製「KC4UA」)に、コンマコーター(登録商標)を用いて塗布し、80℃で1分間加熱した。その後、高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cmの紫外線を照射し、塗布層を硬化させて、厚み8.0μmの防眩性ハードコート層を形成した。
<プライマー層および反射防止層の形成>
ハードコート層が形成されたトリアセチルセルロースフィルムを、ロールトゥーロール方式のスパッタ成膜装置に導入し、フィルムを走行させながら、防眩性ハードコート層形成面にボンバード処理(Arガスによるプラズマ処理)を行った後、プライマー層として、3.5nmのSiO層(x<2)を成膜し、その上に、10.1nmのNb層、27.5nmのSiO層、105.0nmのNb層および83.5nmのSiO層を順に成膜した。プライマー層およびSiO層の成膜にはSiターゲット、Nb層の成膜にはNbターゲットを用いた。SiO層の成膜およびNb層の成膜においては、プラズマ発光モニタリング(PEM)制御により、成膜モードが遷移領域を維持するように導入する酸素量を調整した。
<防汚層の形成>
主鎖骨格に−(O−CF(CF)−CF)−を含むパーフルオロエーテルを含有するフッ素系樹脂溶液を、反射防止層の表面SiO層上に、乾燥後厚みが10nmとなるように塗布し、トップコート層としての防汚層を形成した。
[実施例2〜5]
ハードコート組成物の調製において、粒子の配合量を表1に示す様に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、防眩性ハードコートフィルムの作製、プライマー層および反射防止層の形成ならびに防汚層の形成を行った。
[実施例6]
ナノシリカ粒子と硬化性アクリル樹脂のコンポジットの溶液(ナノシリカ粒子の平均一次粒子径:40nm、固形分中のナノシリカ粒子の比率:60重量%、固形分:50重量%)67重量部と多官能アクリレート33重量部を混合した。この溶液の固形分100重量部に、架橋ポリメタクリル酸メチル(PMMA)粒子(積水化成品工業製「テクノポリマー SSX−103」;平均粒子径3.0μm、屈折率1.50)2.0重量部;チクソトロピー剤として有機化スメクタイト(クニミネ工業製「スメクトンSAN」)1.5重量部;光重合開始剤(IGM Resins製「OMNIRAD907」)3重量部;ならびにシリコーン系レベリング剤(共栄社化学製「ポリフロー LE303」)0.15重量部を混合し、トルエン/シクロペンタノン混合溶媒(重量比70/30)で希釈して、固形分濃度45重量%のハードコート組成物を調製した。バインダー(PMMA粒子を含めずにアクリル樹脂とナノシリカ粒子のハイブリッド材料を硬化したもの)の屈折率は1.48であった。
上記のハードコート組成物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、防眩性ハードコートフィルムの作製、プライマー層および反射防止層の形成ならびに防汚層の形成を行った。
[実施例7]
ハードコート組成物の調製において、PMMA粒子の配合量を1.0重量部に変更したこと以外は、実施例6と同様にして、防眩性ハードコートフィルムの作製、プライマー層および反射防止層の形成ならびに防汚層の形成を行った
[実施例8]
ハードコート組成物の調製において、PMMA粒子の配合量を8.0重量部に変更し、PMMA粒子に加えてシリコーン粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製「トスパール130」;平均粒子径3μm、屈折率1.43)1.4重量部を配合した。それ以外は、実施例6と同様にして、防眩性ハードコートフィルムの作製、プライマー層および反射防止層の形成ならびに防汚層の形成を行った
[比較例1]
バインダー樹脂としてのペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学製「ビスコート♯300」)50重量部およびウレタンアクリレートプレポリマー(新中村化学工業製「UA−53H−80BK」)50重量部;シリコーン粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製「トスパール130」;平均粒子径3μm、屈折率1.43)3.5重量部;有機化スメクタイト(クニミネ工業製「スメクトンSAN」)2重量部;光重合開始剤(IGM Resins製「OMNIRAD907」)3重量部;ならびにシリコーン系レベリング剤(DIC製「グランディック PC4100」)0.2重量部を混合し、トルエン/シクロペンタノン混合溶媒(重量比70/30)で希釈して、固形分濃度33重量%のハードコート組成物を調製した。バインダーの屈折率は1.52であった。
上記のハードコート組成物を用い、ハードコート層の厚みを6.3μmに変更したこと以外は実施例1と同様にして、防眩性ハードコートフィルムを作製し、ハードコート層上に、反射防止層および防眩層を形成した。
[比較例2]
バインダー樹脂としてウレタンアクリレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂組成物(DIC製「ユニディック17−806」)100重量部;架橋スチレン粒子(綜研化学製「SX−350H」;平均粒子径3.5μm、屈折率1.59)14重量部;チクソトロピー剤として有機化スメクタイト(クニミネ工業製「スメクトンSAN」)2.5重量部;光重合開始剤(IGM Resins製「OMNIRAD907」)5重量部;およびフッ素系レベリング剤(DIC製「メガファック F40N」)1重量部を混合し、トルエン/シクロペンタノン混合溶媒(重量比70/30)で希釈して、固形分濃度40重量%のハードコート組成物を調製した。バインダーの屈折率は1.51であった。
上記のハードコート組成物を用い、加熱処理を120℃で5分、ハードコート層の厚みを7.0μmに変更したこと以外は実施例1と同様にして、防眩性ハードコートフィルムを作製し、ハードコート層上に、反射防止層および防眩層を形成した。
[比較例3]
バインダー樹脂としてウレタンアクリレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂組成物(DIC製「ユニディック17−806」)100重量部;光重合開始剤(IGM Resins製「OMNIRAD907」)を5重量部;およびシリコーン系レベリング剤(DIC製、「GRANDIC PC4100」)0.01重量部を混合し、プロピレングリコールモノメチルエーテル/シクロペンタノン混合溶媒(重量比55/45)で希釈して、固形分濃度36重量%のハードコート組成物を調製した。
上記のハードコート組成物を用い、加熱処理を90℃で1分、ハードコート層の厚みを7.8μmに変更したこと以外は実施例1と同様にして、ハードコートフィルムを作製し、ハードコート層上に、反射防止層および防眩層を形成した。
[評価]
<ヘイズ>
ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製「HM−150」)により、防汚層形成面側から光を照射して、JIS K7136に準じて反射防止フィルムのヘイズを測定した。
<防眩層の表面形状>
反射防止フィルムのトリアセチルセルロースフィルム側の面(反射防止層非形成面)に、厚み20μmのアクリル系粘着剤を介して、厚み1.3mmのスライドガラス(MATSUNAMI製「MICRO SLIDE GLASS」45×50mm)を貼り合わせて測定用試料を作製した。先端部(ダイヤモンド)の曲率半径R=2μmの測定針を有する触針式表面粗さ測定器(小阪研究所製 高精度微細形状測定器「サーフコーダET4000」)を用い、走査速度0.1mm/秒、測定長4mmの条件で、上記試料の防眩層の表面形状を一定方向に測定し、測定装置に付属のプログラムにより、JIS B0601:2001に準拠して、カットオフ値0.8mmの広域フィルタを通して得られた粗さ曲線から、算術平均粗さRa、粗さ曲線要素の平均長さRSm、最大断面高さRt、十点平均高さRzJIS、二乗平均平方根粗さRq、最大高さRzおよび平均系射角θaを求めた。
<ギラツキの評価>
反射防止フィルムのトリアセチルセルロースフィルム側の面に、厚み20μmのアクリル系粘着剤を介して厚み1.5mmの無アルカリガラスを貼り合わせ、反射防止層形成面が上側となるようにアップル製のiPhone7(画面サイズ4.7インチ、326ppiの液晶パネル上に、厚み約200μmの透明粘着シートを介して、厚み約1mmのカバーガラスが貼り合わせられている)の上に載置した。画面(液晶パネル)と反射防止フィルムとの間のギャップは2.7mmであった。輝度を最大として緑画面を表示させ、試料から30cm離れた真上から画面を視認した。画面がギラついて視認されたものを×、ギラツキがみられなかったものを〇とした。
<水接触角>
防汚層表面に、約5.0μLの水を滴下した。滴下から2秒後に、接触角測定装置(協和界面化学社製「DMo-701」)を用いて、防汚層の表面と液滴端部の接線との角度(水接触角の初期値)を測定した。水滴を拭き取った後、加工フェルト(梶フエルト工業製、Φ10×L10、密度0.52g/cm)を使用し、荷重200g、5m/分の速度で3000回摺動した後、水接触角(摺動後の水接触角)を測定した。
<耐擦傷性>
擦傷試験機の直径11mmの円柱の平面にスチールウール(日本スチールウール製「Bonstar #0000)を取り付け、荷重1.0kg、2.0kg、および3.0kgにて上記サンプル表面を、100mm/秒の速度で10往復した後に、サンプル表面に入った傷を目視にて観察し、以下の指標により判定した。
〇:荷重3kgの試験で傷がみられなかったもの
△:荷重3kgの試験では傷がみられたが、荷重2kgの試験では傷がみられなかったもの
×:荷重2kgの試験で傷がみられたもの
上記の実施例および比較例における反射防止フィルムの構成(ハードコート層のバインダーおよびマイクロ粒子の組成)および反射防止フィルムの評価結果を表1に示す。
Figure 2021106797
微粒子を含まないハードコート層上に、プライマー層、反射防止層および防汚層を設けた比較例3では、反射防止フィルムの耐擦傷性が劣っていた。また、摺動試験後に水接触角が大幅に低下していた。これは防汚層の耐摩耗性が低く、摺動試験後に防汚層が摩耗したためであると考えられる。
スチレン微粒子を含むハードコート層を形成した比較例2では、バインダーと微粒子の屈折率差が大きいためにヘイズが高く、画像のクリア感が劣っていた。比較例1では、比較例2に比べるとヘイズが低下していたが、画像がギラついて視認され、視認性に劣っていた。なお、比較例1の反射防止フィルムを、画面と反射防止フィルムとの間のギャップが0.5mmとなるように配置してギラツキを評価したところ、ギラツキはみられず、視認性は良好であった。
凹凸の間隔RSmが大きい比較例1の反射防止フィルムは、画像表示セルに近接して配置される場合はギラツキが生じ難いものの、画像表示セルとのギャップが大きい場合は、粒子による凹凸が形成されている領域と凹凸が形成されていない領域との輝度の差が強調されやすく、ギラツキが生じたと考えられる。また、比較例1では、初期の水接触角が112°であったものが摺動試験後に104°まで低下しており、耐摩耗性が十分ではなかった。
実施例1〜8の反射防止フィルムは、いずれもギラツキがなく良好な視認性を示し、かつ摺動試験後も高い水接触角度を示していた。以上の結果から、ハードコート層に含まれるマイクロ粒子の種類および含有量を調整して、ヘイズおよび表面形状パラメータを所定範囲とすることにより、低ヘイズであり、かつ画像表示セル上に大きなギャップを隔てて配置された場合でもギラツキ不良が生じ難く、防汚層の耐摩耗性に優れる反射防止フィルムが得られることが分かる。
1 ハードコートフィルム
10 透明フィルム基材
11 ハードコート層
3 プライマー層
5 反射防止層
51,53 高屈折率層
52,54 低屈折率層
7 防汚層
101 反射防止フィルム
20 画像表示セル
8 カバーウインドウ
9 粘着シート
201 画像表示装置

密着性向上を目的としてナノ粒子を用いる場合、ハードコート層におけるナノ粒子の量は、バインダ成分の全量(バインダ樹脂とナノ粒子の合計)100重量部に対して、5重量部以上が好ましく、10重量部以上、20重量部以上または30重量部以上であってもよい。ナノ粒子の量が多いほど、ハードコート層上に形成される薄膜との密着性が向上する傾向がある。

Claims (8)

  1. 透明フィルム基材の一主面上にハードコート層を備えるハードコートフィルムと、
    前記ハードコート層上に、順に設けられた反射防止層および防汚層とを備え、
    前記反射防止層は、屈折率の異なる複数の薄膜の積層体からなり、
    前記ハードコート層は、バインダーおよび粒子径が1〜8μmの微粒子を含み、
    ヘイズが1〜18%であり、
    前記防汚層表面の算術平均粗さRaが0.05〜0.25μmであり、凹凸の平均間隔RSmが60〜200μmである、反射防止フィルム。
  2. 前記ハードコート層中の前記微粒子の量が、前記バインダー100重量部に対して、0.5〜10重量部である、請求項1に記載の反射防止フィルム。
  3. 前記バインダーの屈折率と、前記微粒子の屈折率との差が、0.01〜0.06である、請求項1または2に記載の反射防止フィルム。
  4. 前記ハードコート層は、さらに平均一次粒子径が100nm以下のナノ粒子を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の反射防止フィルム。
  5. 前記反射防止層がスパッタ膜である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の反射防止フィルム。
  6. 前記ハードコート層と前記反射防止層との間に、無機酸化物からなるプライマー層を備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の反射防止フィルム。
  7. 画像表示媒体の視認側表面に、請求項1〜6のいずれか1項に記載の反射防止フィルムが配置されている、画像表示装置。
  8. 画像表示媒体の視認側表面に、1mm以上の間隔を隔てて前記反射防止フィルムが配置されている、請求項7に記載の画像表示装置。

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202208527A (zh) * 2020-07-13 2022-03-01 日商日東電工股份有限公司 積層體
WO2022014567A1 (ja) * 2020-07-13 2022-01-20 日東電工株式会社 防汚層付き光学フィルム
TWI811738B (zh) * 2020-07-13 2023-08-11 日商日東電工股份有限公司 積層體
CN116075750A (zh) * 2020-09-10 2023-05-05 迪睿合株式会社 光学层叠体的制造方法
JP2022189597A (ja) * 2021-06-11 2022-12-22 日東電工株式会社 ハードコートフィルム、光学部材、及び画像表示装置
JP2023075710A (ja) * 2021-11-19 2023-05-31 株式会社トッパンTomoegawaオプティカルフィルム 光学積層体及びこれを用いた表示装置
JP2023163653A (ja) * 2022-04-28 2023-11-10 日東電工株式会社 反射防止フィルムおよびその製造方法、ならびに画像表示装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005266665A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Asahi Glass Co Ltd 反射防止体およびこれを用いたディスプレイ装置
JP2008233870A (ja) * 2007-02-21 2008-10-02 Sony Corp 防眩性フィルムおよびその製造方法、ならびに表示装置
JP2008286878A (ja) * 2007-05-15 2008-11-27 Nof Corp 防眩性フィルム及びそれを用いたディスプレイ
JP2009204728A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Nof Corp 防眩性積層体及びそれを備えるディスプレイ
JP2014197171A (ja) * 2013-03-05 2014-10-16 東レ株式会社 感光性樹脂組成物、保護膜及び絶縁膜並びにタッチパネル及びその製造方法
JP2015210273A (ja) * 2014-04-23 2015-11-24 大日本印刷株式会社 積層体の製造方法、積層体、偏光板及び画像表示装置
JP2019066515A (ja) * 2017-09-28 2019-04-25 日東電工株式会社 反射防止フィルムおよびその製造方法、ならびに反射防止層付き偏光板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007234424A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Nitto Denko Corp 透明導電性フィルムおよびタッチパネル
JP4080520B2 (ja) 2006-03-28 2008-04-23 日東電工株式会社 防眩性ハードコートフィルム、防眩性ハードコートフィルムの製造方法、光学素子、偏光板および画像表示装置
JP2009025384A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Fujifilm Corp 反射防止フィルム、偏光板、および画像表示装置
JP4678437B2 (ja) * 2008-12-29 2011-04-27 ソニー株式会社 光学素子およびその製造方法、ならびに表示装置
JP5848565B2 (ja) * 2010-09-29 2016-01-27 日東電工株式会社 粘着剤層付き樹脂フィルム、積層フィルムおよびタッチパネル
JP2012133079A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Konica Minolta Advanced Layers Inc ハードコートフィルム、その製造方法、反射防止フィルム、偏光板、及び画像表示装置
JP2012234164A (ja) * 2011-04-22 2012-11-29 Nitto Denko Corp 光学積層体
KR101273789B1 (ko) * 2012-04-19 2013-06-11 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 방현성 필름, 편광판 및 화상 표시 장치
JP6199605B2 (ja) * 2013-05-27 2017-09-20 日東電工株式会社 ハードコートフィルム及びハードコートフィルム巻回体
JP6235287B2 (ja) 2013-09-30 2017-11-22 日東電工株式会社 光学積層体
KR20180063180A (ko) * 2015-09-30 2018-06-11 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 다층 배리어 코팅
JP6774383B2 (ja) * 2016-06-17 2020-10-21 日東電工株式会社 反射防止フィルムおよびその製造方法、ならびに反射防止層付き偏光板
US20190338141A1 (en) * 2016-12-19 2019-11-07 3M Innovative Properties Company Article with hardcoat
CN109545442A (zh) * 2017-09-22 2019-03-29 南昌欧菲显示科技有限公司 透明导电性薄膜、触控屏及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005266665A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Asahi Glass Co Ltd 反射防止体およびこれを用いたディスプレイ装置
JP2008233870A (ja) * 2007-02-21 2008-10-02 Sony Corp 防眩性フィルムおよびその製造方法、ならびに表示装置
JP2008286878A (ja) * 2007-05-15 2008-11-27 Nof Corp 防眩性フィルム及びそれを用いたディスプレイ
JP2009204728A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Nof Corp 防眩性積層体及びそれを備えるディスプレイ
JP2014197171A (ja) * 2013-03-05 2014-10-16 東レ株式会社 感光性樹脂組成物、保護膜及び絶縁膜並びにタッチパネル及びその製造方法
JP2015210273A (ja) * 2014-04-23 2015-11-24 大日本印刷株式会社 積層体の製造方法、積層体、偏光板及び画像表示装置
JP2019066515A (ja) * 2017-09-28 2019-04-25 日東電工株式会社 反射防止フィルムおよびその製造方法、ならびに反射防止層付き偏光板

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