WO2003003074A1 - Corps lamine a film anti-reflechissant - Google Patents

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WO2003003074A1
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Akira Nishikawa
Naoki Sugiyama
Hiroomi Shimomura
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Definitions

  • the present invention relates to an antireflection film laminate and a method for producing the same, and more particularly, to an antireflection film laminate excellent in scratch resistance and transparency and a method for producing the same.
  • thermosetting polysiloxane composition As a material for forming an antireflection film, for example, a thermosetting polysiloxane composition is known, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A) No. 61-247743, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-255599, It is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-3331115 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-232301.
  • thermosetting polysiloxane composition the antireflection films obtained using such a thermosetting polysiloxane composition are all formed of a continuous layer in the plane direction, and have poor scratch resistance and, as a result, poor durability The problem was seen.
  • fine particles are poled in a high-refractive-index binder resin on a substrate, and a high-concentration layer is formed from a continuous layer in a planar direction.
  • an optical functional film in which a refractive index film and a low refractive index film made of a fluorine-based copolymer are sequentially laminated.
  • a fine particle layer of metal oxide particles of 200 nm or less is formed in advance on process paper, and is then formed on a substrate.
  • the fine particle layer is buried in the high refractive index binder-resin to make it polar.
  • the low refractive index film has a fluorine content of 60 to 90% by weight of a monomer composition containing 30 to 90% by weight of vinylidene fluoride and 50 to 50% by weight of hexafluoropropylene. 100 parts by weight of a fluorine-containing copolymer in an amount of up to 70% by weight And 30 to 150 parts by weight of a polymerizable compound having an ethylenically unsaturated group, and when the total amount thereof is 100 parts by weight, 0.5 to 10 parts by weight of a polymerization initiator. Is cured to form a thin film having a thickness of 20 O nm or less.
  • the optical functional film disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-94806 is complicated in the manufacturing process of a high refractive index film as a continuous layer, and as a result, the optical functional film exhibits uniform characteristics. It was difficult to make a film.
  • an object of the present invention is to provide an antireflection film laminate having excellent scratch resistance and transparency while having a simple structure.
  • an antireflection film laminate including a low-refractive-index film on the front side and a high-refractive-index film that is a discontinuous layer that is in contact with the low-refractive-index film on the surface side, and can solve the above-described problems.
  • the high refractive index film as a discontinuous layer and partially exposing the underlayer (for example, the hard coat layer), the high refractive index film can be easily formed as a film having an uneven shape. Therefore, the high-refractive-index film itself can be made to penetrate into the low-refractive-index film, thereby restricting the movement of the low-refractive-index film and significantly improving the scratch resistance of the low-refractive-index film.
  • the high-refractive-index films are planarly arranged in an island shape.
  • the high-refractive-index films are planarly arranged in an island shape.
  • the surface roughness (Rz) value can be controlled widely and with high accuracy, so that the scratch resistance of the low refractive index film can be adjusted. Becomes easier. ⁇
  • the refractive index of the low refractive index film is set to a value within the range of 1.35 to 1.5, and the refractive index of the high refractive index film is set to 1.45. It is preferable that the refractive index of the high refractive index film is set to a value larger than that of the low refractive index film, in addition to the value in the range of ⁇ 2.1.
  • a hard coat layer is provided below the high refractive index film.
  • Such a hard coat layer can firmly fix the high refractive index film, and as a result, the scratch resistance of the low refractive index film on the surface side is more improved. Can be improved.
  • a high refractive index film as a continuous layer is further provided below the high refractive index film.
  • the low-refractive-index film on the surface side can always contact the high-refractive-index film of the discontinuous layer or the continuous layer, and as a result, a more excellent antireflection effect can be obtained.
  • the refractive index of the high refractive index film is larger than the refractive index of the low refractive index film between the low refractive index film and the high refractive index film. It is preferable that an intermediate layer having the same value as or less than that is provided.
  • the intermediate layer By forming the intermediate layer in this manner, the surface irregularities of the high refractive index film as a discontinuous layer can be accurately controlled, and as a result, the scratch resistance of the low refractive index film can be further improved. Can be.
  • the surface roughness of the low refractive index film is Rl (am)
  • surface roughness of high refractive index film is R2 (iim)
  • film thickness of low refractive index film is
  • D l (m) R1 is set to a value of 2 ⁇ m or less
  • R2 is set to a value larger than R1 and a value in the range of 0.01 to 2 xm
  • the ratio of the length 1701 be a value within the range of 0.01 to 2.
  • the relationship between the surface roughness (R 1) and the film thickness (D 1) of the low refractive index film located on the front side and the value (R2) of the surface roughness of the high refractive index film as a discontinuous layer are calculated.
  • the irregularities provided on the surface of the high refractive index film enter into the low refractive index film appropriately.
  • the movement of the low-refractive-index film can be restrained, and the distortion generated in the low-refractive-index film can be significantly reduced.
  • the scratch resistance can be significantly improved.
  • the light transmittance (total light transmittance) in the visible light region can be set to a high value, and an antireflection film laminate including a low refractive index film having excellent transparency can be provided.
  • a low refractive index film having a refractive index of 1.35 to 1.5 is formed, and a high refractive index film having a refractive index of 1.45 to 2.1 is formed in a non-planar direction.
  • This is a method for producing an antireflection film laminate including forming a continuous layer.
  • An antireflection film laminate can be manufactured.
  • a high refractive index film may be formed by a coating method, a photolithography method, a film pressing method, or an embossing method (including a matting process). preferable.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of the antireflection film laminate of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an example of an antireflection film laminate including a hard coat layer according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram provided to explain the effect of R 1 / D 1 on the antireflection film laminate.
  • FIG. 4 is a first diagram provided to explain the influence of R 1 / D 1 on the antireflection film laminate.
  • FIG. 5 is a second diagram provided to explain the effect of R 1 / R 2 in the antireflection film laminate
  • FIG. 6 is a diagram provided to explain the influence of D1 on the antireflection film laminate.
  • FIG. 7 is a diagram provided to explain the effect of R 2 / D 1 on the antireflection film laminate.
  • FIG. 8 is a first cross-sectional photograph of the island-like high refractive film.
  • FIG. 9 is a second cross-sectional photograph of the island-shaped high refractive film.
  • FIG. 10 is a plan photograph of the island-like high refractive film.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an example of an antireflection film laminate including a continuous layer of a high refractive index film.
  • FIG. 12 is a first manufacturing process drawing of an example of an antireflection film laminate.
  • FIG. 13 is a second manufacturing process drawing of the example of the antireflection film laminate.
  • FIG. 14 is a third manufacturing step diagram of the example of the antireflection film laminate.
  • FIG. 15 is a fourth manufacturing step diagram of the example of the antireflection film laminate. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a high refractive index film (sometimes referred to as a second layer) 20 as a discontinuous layer is formed on a substrate 12 continuously.
  • Antireflection film laminate 1 sequentially including a low refractive index film as a layer (sometimes referred to as a first layer) 14. 6
  • an antireflection film laminate in which a hard coat layer 18 is interposed between a base material 12 and a high-refractive index film 20 as a non-continuous layer.
  • Body 24 is also preferred.
  • This is a method for producing an antireflection film laminate, which sequentially includes a step of forming 14.
  • the first embodiment is an anti-reflection film laminate 16 or 24 as illustrated in FIG. 1 or FIG. 2, in which a low-refractive-index film 14 on the front side and a high-refractive-index film 20 contacting therebelow.
  • the high-refractive-index film 20 is a discontinuous layer in which the base (substrate 12 or eight-coat layer 18) is exposed. .
  • the curable composition for forming a low-refractive-index film for forming a low-refractive-index film is not particularly limited, but for example, is preferably composed of the following components (a) to (d).
  • thermosetting agent having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group
  • any fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group in the molecule can be suitably used. More specifically, it can be obtained by copolymerizing a monomer containing a fluorine atom and a monomer containing a hydroxyl group or an epoxy group. It is also preferable to add an ethylenically unsaturated monomer other than the component (a) and the component (b), if necessary.
  • Monomers containing a fluorine atom include tetrafluoroethylene and hexaflu Propylene, vinylidene fluoride, black trifluoroethylene, trifluorene ethylene, tetrafluoroethylene, (fluoroalkyl) vinyl ether,
  • (Fluoroalkoxyalkyl) One or a combination of two or more of bier ether, perfluoro (alkyl vinyl ether), perfluoro (alkoxy vinyl ether), fluorine-containing (meth) acrylic acid ester, and the like.
  • the monomer having a hydroxyl group or an epoxy group include hydroxyethyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, hydroxypentyl vinyl ether, hydroxyhexyl vinyl ether, hydroxyethylaryl ether, and hydroxybutyl.
  • Examples thereof include one kind or a combination of two or more kinds of aryl ether, glyceal monoallyl ether, aryl alcohol, hydroxyethyl (meth) acrylate, and the like.
  • 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), two or more methylol groups and / or alkoxylated methyl groups in the molecule are used. It is preferable to use a melamine compound having the same. More specifically, methylation of hexyl methyl etherified methylol melamine compound, hexyl butyl etherified methylol melamine compound, methyl butyl mixed etherified methylol melamine compound, methyl etherified methylol melamine compound, butyl ether methylol melamine compound, etc. Melamine compounds and the like are more preferred.
  • the amount of the thermosetting agent to be added is preferably in the range of 1 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group.
  • thermosetting agent if the amount of the thermosetting agent is less than 1 part by weight, the curing of the fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group may be insufficient, whereas 70 parts by weight may be used. If the amount exceeds the above range, the storage stability of the curable composition for a low refractive index film may decrease.
  • the curing catalyst any one that promotes the reaction between the hydroxyl group-containing polymer and the curing agent can be suitably used. It is preferred to use similar curing catalysts.
  • the amount of the hardened catalyst is not particularly limited, but the total amount of the above-mentioned fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group and the thermosetting agent having a functional group capable of reacting with the hydroxyl group is 100%. When the amount is 0.1 parts by weight,
  • the value is preferably within the range of 0 parts by weight.
  • the addition amount of the curing catalyst is less than 0.1 part by weight, the effect of adding the curing catalyst may not be exhibited, while if the addition amount of the curing catalyst exceeds 30 parts by weight, This is because the storage stability of the rigid composition for a low refractive index film may decrease.
  • organic solvent used for the curable composition for a low refractive index film it is preferable to use the same type as the organic solvent used for the curable composition for a high refractive index film.
  • the amount of the organic solvent to be added is preferably in the range of 500 to 10,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group.
  • the reason for this is that if the amount of the organic solvent is less than 100 parts by weight, it may be difficult to form a low refractive index film having a uniform film thickness. If the ratio exceeds the above, the storage stability of the curable composition for a low refractive index film may be reduced.
  • the surface roughness (R1) of the low refractive index film is more preferably set to a value of 1.4 or less, and further preferably a value in the range of 0.02 to 1 xm.
  • the refractive index (refractive index of Na—D line, measurement temperature of 25 ° C.) in the low refractive index film is set to a value in the range of 1.35 to 1.50.
  • the refractive index of the low refractive index film is more preferably set to a value in the range of 1.35 to 1.45, and more preferably to a value in the range of 1.35 to 1.42. preferable.
  • the difference in refractive index between the high-refractive-index film and the high-refractive-index film is preferably set to a value of 0.05 or more, since a more excellent antireflection effect can be obtained.
  • the reason for this is that if the refractive index difference between the low-refractive-index film and the high-refractive-index film is less than 0.05, the synergistic effect of these antireflection film layers cannot be obtained, and the reflection This is because the prevention effect may be reduced.
  • the refractive index difference between the low refractive index film and the high refractive index film is more preferably set to a value within the range of 0.1 to 0.5, and more preferably within the range of 0.15 to 0.5. It is more preferable to use a value.
  • the thickness of the low refractive index film is not particularly limited, but is preferably, for example, a value in the range of 0.05 to 1 m.
  • the thickness of the low-refractive-index film is less than 0.05 m, the adhesion and abrasion to the high-refractive-index film as a base may be reduced. If the thickness is more than 1, it becomes difficult to manufacture uniformly, and the strength, the light transmittance, and the abrasion resistance may decrease.
  • the thickness of the low refractive index film is more preferably set to a value in the range of 0.05 to 0.5 m, and still more preferably to a value in the range of 0.05 to 0.3 m. .
  • FIG. 6 shows the relationship between the thickness (D1) of the low-refractive-index film and the abrasion resistance and reflectance so that such a relationship can be easily understood.
  • the thickness of the low-refractive-index film can be defined as, for example, the average value (10 locations) measured from a transmission electron micrograph of a cross-sectional section. Defined as the distance between the average lines on the specified roughness curve (measuring length 1 m).
  • Non-continuous layer The antireflection film laminate according to the first embodiment is characterized in that the high refractive index film is discontinuous in the planar direction.
  • the high-refractive-index film is characterized in that it has a region (portion) where a base (for example, a hard coat layer) is exposed regularly or irregularly, instead of a uniform continuous layer. Therefore, as described later, a high refractive index film in the form of an isolated island may be used, or a high refractive index film in which a void portion such as a hole or a slit is provided in a part of a flat high refractive index film. It may be a rate film.
  • the high refractive index film is formed as a discontinuous layer, it is preferable to form the film in an island shape.
  • the discontinuous high-refractive-index film regularly arranged in a plane as described above, the adjustment of the surface roughness (R z) in the high-refractive-index film becomes extremely good.
  • at least the apex portion sufficiently penetrates into the low refractive index film, restricts the movement, and significantly improves the scratch resistance of the low refractive index film. be able to.
  • FIGS. 8 and 9 show examples of cross-sectional photographs in a state where the high refractive index film is formed in an island shape.
  • the planar shape of the island-shaped high-refractive-index film does not need to be particularly circular, and may be, for example, an irregular shape having a configuration in which a plurality of circles are combined as shown in FIG.
  • the average particle diameter is in a range of 1 ⁇ m to 30 mm.
  • the average particle size is less than 1 jLt m, it may be difficult to make the high refractive index film penetrate inside the low refractive index film and increase the contact area. It is.
  • the average particle size exceeds 30 mm, it becomes difficult to cause the high refractive index film to enter the inside of the low refractive index film, or the film thickness may become excessively thick. It is.
  • the distance between the centers of adjacent islands is not particularly limited.
  • a value of 30 mm or less is preferable.
  • the value is in the range of 20 mm to 10 mm. More preferably, the value is in the range of 10 mm.
  • the center-to-center distance is less than 1, it may be difficult to make the high-refractive-index film enter the low-refractive-index film and increase the contact area.
  • the center-to-center distance exceeds 30 mm, the force for restraining the low-refractive-index film by the high-refractive-index film is reduced, and the scratch resistance of the low-refractive-index film may not be improved. That's why.
  • the island-shaped high-refractive-index film (sometimes referred to as the first high-refractive-index film) is preferably formed directly on the substrate or the hard coat layer, as shown in FIG.
  • a high-refractive-index film (sometimes referred to as a second high-refractive-index film) 32 as a continuous layer is formed on the substrate 12 or the hard coat layer (not shown) in advance. It is also preferable to provide an island-like high refractive index film (first high refractive index film) 20 thereon.
  • the combination of the second high-refractive-index film as a continuous layer and the first high-refractive-index film as a discontinuous layer ensures that the low-refractive-index film always has a high-refractive-index film (first and second refractive-index films). This is because the high refractive index film is in contact. That is, a better antireflection effect can be obtained as compared with the case where only the island-shaped high refractive index film (first high refractive index film) is used.
  • composition for forming a high-refractive-index film for forming a high-refractive-index film is not particularly limited, but for example, is preferably composed of the following components (A) to (G). No.
  • the average particle diameter of the inorganic oxide particles as the component (A) is 0.1 m or less. Is preferred.
  • the reason for this is that if the average particle diameter of the inorganic oxide particles exceeds 0.1 l / m, it becomes difficult to uniformly disperse the inorganic oxide particles in the antireflection coating laminate, This is because the inorganic oxide particles tend to settle out in the composition for the rate film, and may lack storage stability.
  • the transparency of the obtained antireflection film may decrease, or the turbidity (haze value) may increase.
  • the average particle diameter of the inorganic oxide particles is more preferably set to 0.08 / m or less, more preferably to 0.05 zm or less.
  • the average particle diameter of the inorganic oxide particles is an average value of the particle diameter measured by an electron microscope.
  • the type of the inorganic oxide particles as the component (A) is preferably determined in consideration of the ease of adjusting the refractive index, transparency, and the like. More specifically, silicon oxide (Si) ⁇ 2: 1. 47), zirconium oxide (Z R_ ⁇ 2, refractive index 2.05), oxidized scan's (Sn_ ⁇ 2, refractive index 2.00), antimony-doped tin oxide (ATO, refractive index 1.95 ), titanium oxide (T i 0 2, the refractive index 2.3 to 2.7), zinc oxide (Zn 0, refractive index 1.90), tin-doped indium oxide (IT_ ⁇ , refractive index 1, 95), cerium oxide (CeO, refractive index 2.2), selenium oxide (S E_ ⁇ 2, refractive index 1.9 5), antimony oxide (Sb 2 ⁇ 5, refractive index 1.71), aluminum oxide (A 1 2 ⁇ 3, refractive index 1.63), yttrium oxide (Y 2 0 3, refractive index 1.87),
  • the addition of a relatively small amount makes it possible to easily adjust the value of the refractive index after curing to a value of 1.5 or more, and to provide an antistatic function. It is preferable to use conductive metal oxide particles having a ratio of 1.9 or more. Specifically, it is preferable to use zirconium oxide, tin oxide, antimony tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, indium tin oxide, selenium oxide, or the like.
  • the inorganic oxide particles it is preferable to subject the inorganic oxide particles to a coupling agent treatment.
  • a coupling agent treatment it is preferable to subject the inorganic oxide particles to a coupling agent treatment. This The reason is that the binding force between the inorganic oxide particles in the high refractive index film can be increased by treating the inorganic oxide particles with the coupling agent, and as a result, the scratch resistance of the low refractive index film is reduced. This is because it can be significantly improved.
  • the dispersibility of the inorganic oxide particles can be improved, and the storage stability of the composition for a high refractive index film at the time of production can be improved.
  • preferred coupling agents include, but are not limited to, methacryloxypropyltrimethoxysilane, T-acryloxypropyltrimethoxysilane, biertrimethoxysilane, and the like.
  • Compounds having an epoxy group in the molecule such as compounds having a saturated double bond, aglycidoxypropyltriethoxysilane, r-daricidoxypropyltrimethoxysilane, etc., and aminoaminopropyltriethoxysilane
  • a group of compounds having an amino group in the molecule such as aminopropyltrimethoxysilane, a group of compounds having a mercapto group in the molecule such as ⁇ -mercaptopropyltriethoxysilane, r-mercaptopropyltrimethoxysilane, Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane,
  • alkylsilanes such as enyltrimethoxysilane, and the like, alone or in combination of two or more such as tetrabutoxyzitanium, tetrabutoxyzirconium, and tetraisopropoxyalminium.
  • a coupling agent copolymerized or cross-linked with an organic compound examples include an acrylyl group-containing silane compound which is reacted with a-mercaritol triacrylate and bonded via a urethane bond and a urethane bond.
  • the treatment amount of the coupling agent is preferably 0.1 to 200 parts by weight, and more preferably 1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the inorganic oxide particles. More preferably, the ratio is more preferably 5 to 50 parts by weight.
  • the content of the inorganic oxide particles as the component (A) is preferably set to a value within the range of 10 to 90% by volume of the entire amount.
  • the content of the inorganic oxide particles is more preferably set to a value within the range of 20 to 70 V o 1%, and the content of the inorganic oxide particles is set to a value of 30 to 50 vol%. It is more preferable to set the value within.
  • any polymer having a hydroxyl group in the molecule can be suitably used. More specifically, polyvinyl acetate resin J3 purse (polyvinyl butyral resin, polyvinyl bi-formal resin), polyvinyl alcohol resin, polyacrylic resin, polyphenol resin, phenoxy resin, etc., alone or in combination of two or more And so on.
  • polyvinyl acetate resin J3 purse polyvinyl butyral resin, polyvinyl bi-formal resin
  • polyvinyl alcohol resin polyacrylic resin
  • polyphenol resin polyphenol resin
  • phenoxy resin phenoxy resin
  • the amount of the component (B) to be added is preferably in the range of 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the inorganic oxide particles of the component (A).
  • the reason for this is that if the amount of the component (B) is less than 1 part by weight, the resulting high refractive index film may have a reduced adhesion to the substrate, whereas the component (B) If the amount exceeds 100 parts by weight, the amount of inorganic oxide particles is relatively reduced, and it may be difficult to adjust the refractive index of the antireflection film after curing.
  • the addition amount of the component (B) be in the range of 3 to 70 parts by weight, and more preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (A). More preferably, the value of
  • the component (C) (hereinafter sometimes referred to as a combined compound) includes a functional group capable of reacting with a hydroxyl group (sometimes referred to as a hydroxyl-reactive functional group) and a photopolymerizable functional group ( And a photopolymerizable functional group.).
  • the component (C) can be photocured using a photopolymerizable functional group, and by heating using a hydroxyl group-reactive functional group, Simultaneous reaction of component (C) and component (B) for stronger hardening It is also possible to use an oxide film.
  • examples of the hydroxyl group-reactive functional group contained in the component (C) include an amino group, an isocyanate group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an aldehyde group, and a halogen.
  • examples of the photopolymerizable functional group contained in the component (C) include an epoxy group, an oxetane group, and a vinyl group.
  • both of these functional groups are contained in the compound alone or in combination of two or more.
  • component (C) examples include t-butylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-getylaminoethyl acrylate, and N-methylacryloxy N , N-dicarboxymethyl-1-p-phenylenediamine, melamine / formaldehyde / alkyl monoalcohol, 21- [o- (1, methylpropylideneamino) carboxyamino] ethyl acrylate, 2,3-dibromopropyl Acrylate, 2,3-dibromopropyl methacrylate, methacryloxyshethyl phthalate, N-methacrylic acid N-carboxymethylpiperidine, 4-methacryloxyshethyl trimellitic acid, acryloxyshethyl terephthalate, ethylene oxide Modified phthalic acid acrylate, ethylene oxide modified succinic acid acrylate,
  • the amount of the component (C) added is within a range of 100 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the inorganic oxide particles of the component (A).
  • the reason for this is that if the amount of the component (C) is less than 10 parts by weight, the hydroxyl group-containing polymer of the component (B) may be insufficiently cured. If the amount of the component exceeds 300 parts by weight, the refractive index of the obtained high refractive index film may decrease.
  • the amount of the component (C) is set to a value within the range of 20 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (A), and 50 to 150 parts by weight. More preferably, the value is in the range of parts by weight.
  • Examples of the component (D) include a photoradical generator and a photoacid generator. Also, The component (D) can be used alone, but it is more preferable to use a photoradical generator and a photoacid generator in combination. The reason for this is that when a photoradical generator and a photoacid generator are used in combination, the above-mentioned co-existing compound (C), for example, when melamine / formaldehyde / alkyl monoalcohol is used, This is because the functional group contained in the co-present compound can be further reacted.
  • C co-existing compound
  • the amount of the component (D) is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (C). Is preferred.
  • the reason for this is that if the amount of the component (D) is less than 0.1 part by weight, the curing of the component (C) may be insufficient. On the other hand, if the amount of the component (D) exceeds 20 parts by weight, the storage stability of the curable composition for a high refractive index film may decrease.
  • the amount of the component (D) used is within a range of 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the component (C).
  • the component (E) is a (meth) acrylate compound other than the acrylate compound in the component (C), and has at least one (meth) acryloyl group in the molecule.
  • the type thereof is not particularly limited, and is, for example, a monofunctional (meth) acrylate compound and a polyfunctional (meth) acrylate compound, or either (meth) acrylate compound.
  • a polyfunctional (meth) acrylate compound by adding a polyfunctional (meth) acrylate compound, the reactivity of the composition for high refractive index film can be improved.
  • the amount of the component (E) is not particularly limited, but may be, for example, in the range of 0.01 to 1.0 parts by weight per 100 parts by weight of the component (A); It is preferable to use a value.
  • the reason for this is that if the added amount of the component (E) is less than 0.01 part by weight, the reactivity of the curable composition for a high refractive index film may be reduced. If the addition amount of the component exceeds 1, 000 parts by weight, a high refractive index film for manufacturing is manufactured. This is because the storage stability of the hydrophilic composition may decrease.
  • the reaction can be uniformly performed, and the resulting cured product can have even better scratch resistance, solvent resistance, transparency, and the like. Become.
  • the balance between the reactivity and the storage stability of the curable composition for a high refractive index film becomes better, so that the amount of the component (E) added is preferably The value is more preferably in the range of 0.1 to 300 parts by weight, and even more preferably in the range of 1 to 200 parts by weight.
  • Component (F) is an aliphatic sulfonic acid, an aliphatic sulfonic acid salt, an aliphatic carboxylic acid, an aliphatic carboxylic acid salt, an aromatic sulfonic acid, an aromatic sulfonic acid salt, an aromatic carboxylic acid, an aromatic carboxylic acid salt,
  • One type or a combination of two or more types such as a metal salt and a phosphoric acid ester may be mentioned.
  • the amount of the curing catalyst of the component (F) is not particularly limited. However, when the total of the components (B) and (C) is 100 parts by weight, the addition of the curing catalyst is not limited. It is preferred that the amount be in the range of 0.1 to 30 parts by weight.
  • the addition amount of the curing catalyst is less than 0.1 part by weight, the effect of the addition of the curing catalyst may not be exhibited, while the addition amount of the curing catalyst is 30 parts by weight. If the amount exceeds the above, the storage stability of the curable composition for a high refractive index film may decrease.
  • the amount of the curing catalyst to be added is more preferably in the range of 0.5 to 20 parts by weight, and more preferably in the range of 1 to 10 parts by weight.
  • methyl ethyl ketone MEK
  • methyl isobutyl ketone MIBK
  • cyclohexanone n-butanol
  • ethylcell solve ethyl lactate
  • EL ethyl lactate
  • DAA diacetone alcohol
  • PME propylene glycol monomethyl ether
  • AcAc acetylacetone
  • EAAcAc ethyl acetoacetate
  • the curable composition for a high-refractive-index film is handled well, and the resulting high-refractive-index film has excellent antireflection properties and transparency.
  • the amount of the component (G) is not particularly limited.
  • the amount of the organic solvent is preferably 50 to 20 parts per 100 parts by weight of the inorganic oxide particles of the component (A).
  • the value is preferably within the range of 0.000 parts by weight.
  • the reason for this is that if the amount of the component (G) is less than 50 parts by weight, it may be difficult to adjust the viscosity of the curable composition for a high refractive index film. If the addition amount exceeds 200,000 parts by weight, the viscosity of the curable composition for a high refractive index film may be excessively reduced, which may make handling difficult.
  • the amount of the component (G) be 100 to 100,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (A). More preferably, the value is in the range of 5,000 parts by weight.
  • the curable composition for a high refractive index film includes a photosensitizer, a polymerization inhibitor, a polymerization initiation assistant, a leveling agent, a wettability improver, and an interface as long as the object and effects of the present invention are not impaired. It is also preferable to further include additives such as an activator, a plasticizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antistatic agent, a silane coupling agent, an inorganic filler, a pigment, and a dye.
  • additives such as an activator, a plasticizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antistatic agent, a silane coupling agent, an inorganic filler, a pigment, and a dye.
  • the composition is obtained by reacting the following (a-1) and (a-2) in an organic solvent. It is also preferably a curable composition.
  • Such a curable composition for a high refractive index film is excellent in antistatic properties, transparency, hardness, abrasion resistance, and adhesion, and can form a high refractive index coating film. it can.
  • the surface roughness R2 of the high-refractive-index film (scale 2 according to JIS 80601) be a value within the range of 0.01 to 2 m.
  • the surface roughness R2 of the high refractive index film is preferably set to a value in the range of 0.02 to 1 m, and more preferably to a value in the range of 0.05 to 0.5 xm.
  • the refractive index of the high refractive index film (the refractive index of the Na—D line, the measurement temperature of 25 ° C.) be a value within the range of 1.45 to 2.1.
  • the reason for this is that if the refractive index is less than 1.45, the antireflection effect may be significantly reduced when combined with a low refractive index film. This is because usable materials may be excessively limited.
  • the refractive index of the low refractive index film is more preferably set to a value in the range of 1.55 to 2.0, and further preferably to a value in the range of 1.6 to 1.9.
  • the thickness of the high refractive index film is not particularly limited, but is preferably, for example, a value in the range of 50 to 30,000 nm.
  • the reason for this is that if the film thickness of the high-refractive-index film is less than 5 Onm, the antireflection effect and the adhesion to the substrate may decrease when combined with the low-refractive-index film. On the other hand, if the thickness of the high refractive index film exceeds 30, OO Onm, it may be difficult to form a discontinuous high refractive index film uniformly.
  • the thickness of the high refractive index film is more preferably set to a value within a range of 50 to 1,000 nm, and further preferably set to a value within a range of 60 to 500 nm.
  • the film thickness of the high-refractive-index film can be defined, for example, as the average value (10 points) actually measured from a transmission electron micrograph of a cross-sectional section, as in the case of the low-refractive-index film. In the case of, it is defined as the distance between the average lines in the roughness curve (measurement length 1 ⁇ m) specified in JISB0601.
  • the thickness of the high refractive index film is Means the vertical distance (cross section height) from the top to the top.
  • R1ZD1 be a value in the range of 0.01 to 2.
  • the ratio of 17001 is preferably set to a value in the range of 0.014 to 1, and more preferably to a value in the range of 0.014 to 0.8.
  • the horizontal axis shows the ratio of R1 / D1
  • the left vertical axis shows the scoring resistance evaluation points
  • the right vertical axis shows the total light transmittance value (%). Is shown.
  • curve A shows the change in scratch resistance.However, when the ratio of R1ZD1 is in the range of 0 to 0.16, the evaluation point of the scratch resistance may improve as the force and the wale ratio increase. Understood. It is also understood that if the ratio of 1101 is 0.1 or more, scratch resistance with an evaluation point of 3 or more, which is an allowable range, can be obtained. On the other hand, when the ratio of R1 / D1 is in the range of 0.16 to 0.8, the scoring resistance evaluation score is 5 in all cases. Therefore, R1 It is understood that by setting the ratio of / Dl to 0.16 or more, stable and excellent scratch resistance can be obtained.
  • curve B shows the change in the total light transmittance, but it is understood that the curve B changes with almost the same tendency as the evaluation of the scratch resistance.
  • the light transmittance when the ratio of the length 1701 is more than 0.2 to 0.8 is slightly lower than the light transmittance when the ratio of R1ZD1 is 0.16 to 0.2. Can be seen. This is presumably because as the ratio of Rl ZD1 increased, the surface roughness of the low refractive index film became relatively large, and light scattering was likely to occur.
  • the surface roughness of the low refractive index film and R1 is taken as R 2, 0. 1 1 / / 2 ratio 05-1 It is preferable to set the value within the range.
  • the ratio of the scale 1/2 is set to a value in the range of 0.1 to 1, and more preferable that the ratio is set to a value in the range of 0.2 to 1.
  • the horizontal axis shows the ratio of R1ZR2
  • the left vertical axis shows the abrasion resistance evaluation points
  • the right vertical axis shows the total light transmittance value (%). is there.
  • curve A shows the change in scratch resistance.It is understood that, when the ratio of R1 / R2 is in the range of 0 to 0.2, the larger the ratio, the higher the scoring resistance evaluation point. You. On the other hand, when the ratio of R 1 / R 2 is in the range of 0.2 to 1, almost all of the abrasion resistance evaluation scores are 5. Therefore, it is understood that by setting the ratio of 1 1/2 to 0.2 or more, stable and excellent scratch resistance can be obtained.
  • curve B shows the change in the total light transmittance, but it is understood that the change has almost the same tendency as the evaluation of the scratch resistance.
  • the ratio of the length 2/01 is 0.06 to 2. It is preferable that the value be within the range.
  • the ratio of the scale 2/01 is preferably set to a value in the range of 0.2 to 2, and more preferably to a value in the range of 0.4 to 2.
  • the horizontal axis shows the ratio of R2ZD1
  • the left vertical axis shows the scoring resistance evaluation points
  • the right vertical axis shows the total light transmittance value (%). is there.
  • curve A shows the change in scratch resistance.
  • the ratio of R2 / D1 is in the range of 0 to 0.2, it is reasonable that the larger the ratio is, the more the scoring resistance evaluation point is significantly improved. Understood.
  • the ratio of R2 / D1 is in the range of 0.2 to 1.2, almost all the scratch resistance evaluation points are 5. Therefore, it is understood that by setting the ratio of R2ZD1 to 0.2 or more, excellent scratch resistance can be obtained stably.
  • curve B shows the change in the total light transmittance, but it is understood that the change is almost the same as the evaluation of the scratch resistance. 6.
  • a hard coat layer (sometimes referred to as a third layer) below the high refractive index film (sometimes referred to as a second layer).
  • the high refractive index film can be firmly fixed. Therefore, the scratch resistance of the low-refractive-index film (sometimes referred to as a first layer) in which the high-refractive-index film has penetrated can be further improved.
  • the constituent material of the hard coat layer is not particularly limited, and examples thereof include a single type of siloxane resin, an acrylic resin, a melamine resin, and an epoxy resin, or a combination of two or more types.
  • materials having a high hardness and capable of further improving the scratch resistance of the low refractive index film include, for example, an alkylalkoxysilane disclosed in JP-A-63-117704 And a colloidal silica in a hydrophilic solvent.
  • Hard coat materials and ultraviolet-curable hard coat materials containing urethane acrylate and polyfunctional acrylate as main components can be cited.
  • the thickness of the hard coat layer is preferably set to a value within the range of 0.1 to 50 m.
  • the thickness of the hard coat layer is less than 0.1 m, it may be difficult to firmly fix the low refractive index film, while the thickness exceeds 50 m This is because the production may be difficult, or the flex life may decrease when used for film applications.
  • the thickness of the high refractive index film is more preferably set to a value within a range of 0.5 to 30 m, and further preferably set to a value within a range of 1 to 20 zzm.
  • the refractive index of the low-refractive-index film is larger than the refractive index of the high-refractive-index film
  • an intermediate layer having a lower refractive index is preferably provided between the low-refractive-index film and the high-refractive-index film.
  • the intermediate layer is a continuous layer like the high refractive index film
  • the surface unevenness of the low refractive index film formed thereon can be controlled more accurately.
  • the intermediate layer is a discontinuous layer, the adhesion between the low refractive index film and the high refractive index film can be further improved.
  • the thickness of the intermediate layer is preferably set to a value within the range of 0.01 to 30 m.
  • the thickness of the intermediate layer is less than 0.01 m, the adhesion between the low refractive index film and the high refractive index film may not be improved in some cases. If the thickness exceeds 30 / m, the penetration of the high-refractive-index film into the low-refractive-index film is reduced, and it may be difficult to firmly fix and restrain the low-refractive-index film. It is. Therefore, the thickness of the intermediate layer is more preferably set to a value in the range of 0.02 to 20 and more preferably to a value in the range of 0.05 to 10 m.
  • the intermediate layer is composed of a curable composition based on the curable composition for a low-refractive-index film described above or a curable composition based on the curable composition for a high-refractive-index film described above. Is preferred.
  • the curable composition for a low refractive index film is used as a base
  • the curable composition for an intermediate layer can be obtained by adding high refractive particles to the curable composition for a low refractive index film. Can be.
  • the curable composition for a high refractive index film is used as a base
  • the curable composition for an intermediate layer is added to the curable composition for a high refractive index film by adding a low refractive index resin or the like. It can be.
  • the type of the base material is not particularly limited, and examples thereof include polyester resin, triacetyl cellulose resin, polycarbonate resin, and aryl carbonate.
  • the base material include a resin, a polyether sulfone resin, a polyacrylate resin, a norpolenene resin, an acrylstyrene resin, and glass.
  • an anti-reflective coating laminate containing these substrates it can be used to cover a wide range of anti-reflective coatings such as camera lens parts, TV (CRT) screen display parts, and color filters in liquid crystal display devices. In the field of application, not only the antireflection effect, but also excellent scratch resistance and transparency can be obtained, and excellent mechanical strength and durability can be obtained.
  • the embodiment relating to the method for manufacturing the antireflection film laminate of the present invention is directed to the antireflection film laminates 16 and 24 as shown in FIG. 1 or FIG. 2, and has a low refractive index on the surface side.
  • a step of forming a high refractive index film 20 which is a non-continuous layer as follows: And a step of forming a low refractive index film 14 as a continuous layer thereon.
  • the curable composition for a high-refractive-index film is partially applied (coated) to a substrate, and is discontinuous (including an island shape).
  • a film is formed.
  • Such a coating method is not particularly limited, but includes, for example, a dipping method, a spray method, a vacuum coating method, a roll coating method, a spin coating method, a curtain coating method, a gravure printing method, a silk screen method, or A coating method such as an ink jet method can be used.
  • FIG. 12 shows the coating film composed of the curable composition for a high refractive index film.
  • FIGS. 12 (a) to 12 (c) show an example of a manufacturing process using such photocuring.
  • FIG. 12 (a) shows the stage of preparing the base material 12
  • FIG. 12 (b) shows the state where the curable composition for a high refractive index film is partially applied onto the base material 12.
  • the coating film is cured by irradiating it with ultraviolet rays or electron beams 15.
  • FIG. 12 (c) shows a state where the low refractive index film 14 is formed on the formed high refractive index film 20 after the high refractive index film coating film is cured to form the high refractive index film 20. Is shown.
  • an ultraviolet irradiation device such as a metal halide lamp
  • set the light irradiation conditions to 0.001 to 10 JZcm 2 .
  • the irradiation conditions it is more preferable to 0. 01 ⁇ 5 J / cm 2, and even more preferably to a 0. 1 ⁇ 3 J / cm 2.
  • the curable composition for a high refractive index film it is preferable to apply the curable composition for a high refractive index film many times. The reason is that, assuming that a high-refractive-index film having the same thickness is formed, if applied and formed at once, the inorganic oxide particles may settle in the film, making it difficult to form surface irregularities. Because there is.
  • discontinuous high refractive index film having a film thickness of 0.3 xm instead of applying the curable composition for a high refractive index film once, every 0.1 m, It is preferable to carry out the coating many times in three times.
  • a relatively thick discontinuous high refractive index film having a thickness of 0.25 zm is formed in advance, and a relatively thin discontinuous high refractive index film having a thickness of 0.5 im is formed thereon. It is also preferable to form
  • the high refractive index film In the step of forming a discontinuous high refractive index film, it is preferable to form the high refractive index film into an island shape having relatively regularity.
  • the island-shaped high refractive index film By forming the island-shaped high refractive index film in this manner, the adjustment of the surface roughness (R z) of the high refractive index film becomes extremely good.
  • the apex portion sufficiently penetrates into the low refractive index film, restricting the movement of the low refractive index film, and significantly improving the scratch resistance. it can.
  • an island-shaped high refractive index film can be formed by partially applying a high refractive index film by a printing method or a silk screen method, or it can be formed by a Barco all-in-one method or a roll coating method. Even when the one-by-one method is used, an island-like high refractive index film can be easily formed by forming a relatively thin film.
  • such an island-shaped high refractive index film is formed by forming a uniform high refractive index film once, and then removing a portion corresponding to the so-called sea by a polishing means, an embossing means, or the like. Can also.
  • the high-refractive-index film is cured by ultraviolet curing, electron beam curing, or thermal curing in a state where a film having releasability and having an uneven surface or a perforated film is laminated. It is preferably cured (sometimes referred to as a film pressing method).
  • FIGS. 13 (a) to 13 (d) show an example of a manufacturing process using such a film 11.
  • Fig. 13 (a) shows the stage of preparing the substrate 12, and Fig. 13 (b) shows the high refractive index film curable composition applied on the substrate 12. Thereafter, a state in which the film having surface irregularities is pressed and the coating film is cured by an electron beam with ultraviolet irradiation is shown.
  • FIG. 13 (c) shows a state where the film 11 was peeled off after the coating film for the high refractive index film was cured
  • FIG. 13 (d) shows a state where the formed high refractive index film 20 was formed.
  • the state where the low refractive index film 14 is formed is shown above.
  • the high-refractive-index film 20 is made into a discontinuous layer and the surface of the high-refractive-index film 20 is formed.
  • by stiffening the high refractive index film 20 through the film 11 having the surface irregularities and the like the number of irregularities per unit area, the size of islands, and the like in the high refractive index film are controlled. It is also easy to do.
  • the surface roughness R3
  • the value of R3 is in the range of 0.01 to 2 m. It is preferable to set the value within.
  • the film has releasability, it can be easily removed after the high refractive index film is cured. Therefore, it is preferable that the film is made of a release resin such as a fluororesin or a silicone resin.
  • the embossing treatment is performed after the high refractive index film is cured by ultraviolet curing, electron beam curing, or thermal curing, or before curing, and furthermore, during curing. Including a mat treatment.
  • FIGS. 14A to 14D show an example of a manufacturing process including such an embossing process.
  • FIG. 14 (a) shows a stage where the substrate 12 is prepared
  • FIG. 14 (b) shows a state where the curable composition for a high refractive index film is applied onto the substrate 12 and then a coating film is formed
  • 17 shows a state in which ultraviolet rays and electron beams are irradiated to harden 17.
  • FIG. 14 (c) shows that after the coating film for the high refractive index film is cured, the embossing roll 30 is used to press and deform a part of the surface, or to cut a part of the surface
  • FIG. 14D shows a state where the low refractive index film 14 is formed on the formed high refractive index film 20.
  • the unevenness is accurately formed on the surface of the flat high refractive index film 17 using the embossing roll 30 to form a discontinuous layer. It is possible.
  • the uneven shape can be adjusted to an arbitrary shape such as a pyramid shape, a trapezoid shape, a diamond shape, or the like by performing an embossing process or a matting process.
  • an embossing roll 30 having a projection height of 0.1 to 100 m.
  • the transfer pressure may become excessively high, or it may be difficult to uniformly emboss the surface of the high refractive index film. This is because it may be.
  • the protrusion height of the embossing roll exceeds 100 m, it may be difficult to perform embossing with high accuracy, or the processing speed may be reduced. Therefore, at the time of embossing, it is more preferable to use an embossing hole having a projection height of 0.2 to 70 im, and to use an embossing roll having a projection height of 0.5 to 50 zzm. Is more preferable.
  • an embossing roll having a mesh of # 50 to 100 at the time of embossing.
  • the reason for this is that if the mesh of the embossing roll (projections) is less than # 50, it becomes difficult to uniformly emboss the surface of the high refractive index film, or the abrasion resistance This is because the effect may be reduced. On the other hand, if the mesh of the embossing roll exceeds # 1000, it may be difficult to manufacture the projections with high accuracy, or it may be difficult to perform embossing with high accuracy.
  • an embossing roll having a mesh of # 75 to 500 it is more preferable to use an embossing roll having a mesh of # 100 to 300 at the time of embossing.
  • FIGS. 15A to 15D show an example of a manufacturing process of a high refractive index film using such a photolithography method.
  • FIG. 15 (a) shows the stage of preparing the substrate 12, and FIG. 15 (b) shows a state where the curable composition for a high refractive index film is uniformly applied on the substrate 12,
  • the figure shows a state in which a flat coating film 17 is formed, and then ultraviolet rays or electron beams 15 are irradiated through a patterned photomask 19.
  • FIG. 15 (c) shows a state where the uncured portion (unexposed portion) is developed using a developer after the coating film for the high refractive index film is partially cured.
  • FIG. 15 '(d) shows a state where the low refractive index film 14 is formed on the formed discontinuous high refractive index film 20.
  • a curable composition for a high refractive index film and a high refractive index film similar to those described in the first embodiment can be obtained.
  • the curable composition for a low-refractive-index film may be applied (coated) to the high-refractive-index film, and then the coating film for forming the low-refractive-index film may be cured. preferable.
  • Such a coating method is not particularly limited, but includes, for example, a dipping method, a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a spin coating method, a force coating method, a gravure printing method, a silk screen method, or A coating method such as an ink jet method can be used.
  • the coating film made of the curable composition for a low refractive index film because it can react with a part of the high refractive index film to form a strong coating film as a whole.
  • the curable composition for a low refractive index film is thermally cured, it is preferable to heat the coating film under the conditions of 30 to 200 minutes and 1 to 180 minutes.
  • a heating condition for forming the low refractive index film it is more preferable to heat at 50 to 180 ° C. for 2 to 120 minutes, and to heat at 60 to 150 ° C. It is more preferable to heat under the condition of 5 to 60 minutes.
  • a curable composition for a low-refractive-index film and a low-refractive-index film similar to those described in the first embodiment can be obtained.
  • Hard coat layer formation process In manufacturing the antireflection film laminate, it is preferable to include a step of forming a hard coat layer. That is, in manufacturing the antireflection film laminate, for example, it is preferable to provide a hard coat layer on the base material below the discontinuous high refractive index film by a coating method or the like.
  • the discontinuous high refractive index film can be firmly fixed and restrained. Therefore, the scratch resistance of the low-refractive-index film into which the high-refractive-index film has penetrated can be further improved by the function of the hard coat layer.
  • VPS 1001) 7.5 g and reactive emulsifier (manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., trade name: NE-30) lg, cool to 150 ° C with dry ice-methanol, and nitrogen again Oxygen in the system was removed with gas.
  • reactive emulsifier manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., trade name: NE-30
  • the intrinsic viscosity (using N, N-dimethylacetamide solvent, measurement temperature: 25 ° C.) of the obtained fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group was 0.28 d 1.
  • the glass transition temperature of the fluoropolymer was 31 ° C. as measured by DSC under a condition of a temperature rise rate of 5 ° C.Z in a nitrogen stream.
  • the fluorine content of the fluoropolymer was measured by using the alizarin complexon method and found to be 51.7%.
  • the hydroxyl value of the fluoropolymer was measured by an acetyl method using acetic anhydride, and was found to be 102 mgK ⁇ HZg.
  • Catalyst 4040 manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., solid content concentration: 40% by weight
  • 11. lg was further added, and the mixture was stirred for 10 minutes to obtain a low refractive index film having a viscosity of ImPa ⁇ s (measuring temperature 25 ° C).
  • a curable composition for use (hereinafter, may be referred to as a coating liquid A) was obtained.
  • the refractive index of the low refractive index film obtained from the obtained curable composition for low refractive index film was measured. That is, the curable composition for a low-refractive-index film was applied onto a silicon wafer using a wire barco (# 3), and air-dried at room temperature for 5 minutes to form a coating film.
  • the mixture was heated in an oven at 140 ° C. for 1 minute to form a low refractive index film having a thickness of 0.3 m.
  • 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. Table 1 shows the obtained results.
  • the film thickness was measured from transmission electron micrographs of cross-sectional sections, and the average value was calculated (at 10 locations). In the case of a coating film with an uneven lower surface, the roughness specified in JISB 0601 was used. It was defined as the distance between the mean lines in the curve (measuring length l im).
  • the surface roughness (Rz) of the discontinuous low refractive index film was measured according to JI SB 0601. That is, in a transmission electron micrograph of a cross section of the cured film, the surface roughness (Rz) of the low refractive index film at a measurement length of 1 zm was obtained. Table 1 shows the obtained results.
  • the amount of the remaining isocyanate in the product in this reaction solution ie, the reactive alkoxysilane, was measured by FT-IR, and was 0.1% by weight or less, confirming that each reaction was performed almost quantitatively. . In addition, it was confirmed that the molecule had a thiourethane bond, a urethane bond, an alkoxysilyl group, and a reactive unsaturated bond.
  • an 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 Weight average particle diameter by light scattering method 40 nm, number average particle diameter 22 nm, hereinafter sometimes referred to as ATO fine particle dispersion.
  • SNS_10M dispersion solvent methyl ethyl ketone
  • antimony-doped tin oxide content 27.4% by weight
  • solid content 30% by weight dynamic Weight average particle diameter by light scattering method 40 nm, number average particle diameter 22 nm, hereinafter sometimes referred to as ATO fine particle dispersion.
  • the refractive index of the high refractive index film obtained from the obtained curable composition for a high refractive index film was measured. That is, the curable composition for a high refractive index film is coated on a silicon wafer using a wire barco (# 3), and dried in an oven at 80 to 1 minute. Formed.
  • the coating film was photocured under a light irradiation condition of 0.3 J / cm 2 to form a high refractive index film having a thickness of 0.3.
  • the refractive index of the Na-D line in the obtained high refractive index film was measured using a spectroscopic ellipsometer at a measurement temperature of 25 ° C. Table 1 shows the obtained results.
  • the obtained coating solution C was coated on a polyester film A4300 (manufactured by Toyobo Co., Ltd., film thickness 188 ⁇ m,) using a wire barco (# 12).
  • the film was dried in an oven at 80 ° C for 1 minute to form a coating film.
  • the coating film was cured with ultraviolet light in the air under a light irradiation condition of 0.3 J Zcm 2 using a metal halide lamp to form a hard coat layer having a thickness of 10 m.
  • the obtained coating solution B is coated on the hard coat layer using a wire barco (# 3), and dried in an oven at 80 ° C for 1 minute to form a coating film. Done. Next, the coating film was cured with ultraviolet rays using a metal halide lamp in the atmosphere under a light irradiation condition of 0.3 J / cm 2 to form an island having a thickness of 0.05 / xm (0.1-1 xm diameter). ) Was formed.
  • the obtained coating solution A was applied on a high refractive index film using a wire barco overnight (# 3), and air-dried at room temperature for 5 minutes to form a coating film.
  • This coating film was heated in an oven at 140 ° (: 1 minute) to form a low refractive index film as a continuous layer having a thickness of 0.05 m.
  • the scratch resistance of the obtained antireflection film laminate was evaluated according to the following criteria.
  • the scratch resistance, reflectance, total light transmittance, and turbidity (haze value) of the obtained antireflection film laminate were measured by the following measurement methods.
  • Rubbing was performed 30 times under the condition of 00 g / cm 2 , and the scratch resistance of the antireflection film laminate was visually evaluated based on the following criteria. Table 1 shows the obtained results.
  • a scratch resistance of rating 3 or more is within a practically acceptable range, and a scratch resistance of rating 4 or more is preferable because of excellent practical durability. In this case, it is more preferable since the practical durability is remarkably improved.
  • the reflectance (minimum reflectance at the measurement wavelength) and the total light transmittance of the obtained antireflection film laminate were measured using a spectral reflectance measuring device (a large sample chamber integrating sphere attachment device 150 0 — 0900). Based on the built-in magnetic spectrophotometer U-340, manufactured by Hitachi, Ltd.), the wavelength range is from 330 to 700 nm in accordance with JISK710 (Measurement method ⁇ ). It was measured.
  • the haze value of the obtained antireflection film laminate was measured using a color haze meter (manufactured by Suga Manufacturing Co., Ltd.) according to ASTM D1003. Table 1 shows the obtained results.
  • Comparative Example 1 As shown in Table 1, a high refractive index film was provided as a continuous layer, and an antireflection film laminate in which the ratio of R 1 and R 1 / D 1 was adjusted was produced. The properties and the like were evaluated. Table 1 shows the obtained results.
  • Second layer High refractive index film (First high refractive index film)
  • an antireflection film laminate of the present invention by providing a discontinuous high refractive index film, an antireflection film laminate having excellent scratch resistance and transparency can be effectively provided.
  • the surface roughness (R 1) of the low refractive index film the surface roughness (R 2) of the high refractive index film, and the film thickness of the low refractive index film
  • an antireflection film laminate of the present invention by forming a discontinuous high refractive index film, it is possible to efficiently provide an antireflection film laminate having excellent scratch resistance and transparency. it can.

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Description

明 細 書 反射防止膜積層体およびその製造方法 技術分野
本発明は、 反射防止膜積層体およびその製造方法に関し、 より詳細には、 耐擦 傷性や透明性に優れた反射防止膜積層体およびその製造方法に関する。 背景技術
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 6 1 - 2 4 7 7 4 3号公報、 特開平 6— 2 5 5 9 9号公報、 特 開平 7 _ 3 3 1 1 1 5号公報および特開平 1 0— 2 3 2 3 0 1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口キサン組成物を利用して得られる 反射防止膜は、 いずれも平面方向において連続層から形成されており、 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、 生産性が低く、 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。
そこで、 特開平 8— 9 4 8 0 6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一樹脂中に極在化させ、 平面方向において連続層から る高屈折率膜と、 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、 連続層からなる高屈折率膜を形成するのに、 2 0 0 nm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 高屈折率バインダ一樹脂に対して圧接することにより、 高屈折率バインダ一樹脂 中に微粒子層を埋設して、 極在化させている。
また、 低屈折率膜については、 フッ化ビニリデン 3 0〜9 0重量%およびへキ サフルォロプロピレン 5〜 5 0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 6 0〜 7 0重量%であるフッ素含有共重合体 1 0 0重量部 と、 エチレン性不飽和基を有する重合性化合物 3 0〜1 5 0重量部と、 これらの 合計量を 1 0 0重量部としたときに、 0 . 5〜1 0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 2 0 O nm以下の薄膜としている。 - しかしながら、 特開平 8— 9 4 8 0 6号公報に開示された光学機能性フィルム は、 連続層としての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つた。
また、 かかる光学機能性フィルムは、 低屈折率膜における表面粗さと、 膜厚と の関係、 および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 の耐擦傷が乏しいという問題が見られた。 発明の開示
そこで、 本発明の発明者らは鋭意検討した結果、 表面側の低屈折率膜と、 その 下方で接する高屈折率膜とを含む反射防止膜積層体において、 高屈折率膜を平面 方向において、 非連続層とすることにより、 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反 射防止膜積層体を提供することを目的とする。
本発明によれば、 表面側の低屈折率膜と、 その下方で接する、 非連続層である 高屈折率膜とを含む反射防止膜積層体が提供され、 上述した問題を解決すること ができる。
すなわち、 高屈折率膜を非連続層とし、 下地 (例えば、 ハードコート層) を部 分的に露出させることにより、 凹凸形状を有する膜として高屈折率膜を容易に構 成することができる。 したがって、 高屈折率膜自体を低屈折率膜の内部に侵入さ せることができ、 そのため低屈折率膜の動きを拘束して、 低屈折率膜の耐擦傷性 を著しく向上させることができる。
すなわち、 比較的柔らかいフッ素系樹脂やシリコ一ン系樹脂からなる低屈折率 膜を有する場合であっても、 優れた透明性を維持したまま、 当該低屈折率膜の耐 擦傷性を向上させることができる。
また、 本発明の反射防止膜積層体を構成するにあたり、 高屈折率膜が、 島状に 平面配置してあることが好ましい。 このように比較的規則性を有する島状の高屈折率膜として形成することにより、 高屈折率膜における表面粗さ (R z ) の値の制御がさらに容易となり、 結果とし て、 低屈折率膜における耐擦傷性をさらに向上させることができる。
すなわち、 島状の高屈折率膜の膜厚を適宜変更することによって、 幅広く、 し かも精度良く表面粗さ (R z ) の値の制御ができるため、 低屈折率膜における耐 擦傷性の調整が容易となる。 ·
また、 本発明の反射防止膜積層体を構成するにあたり、 低屈折率膜の屈折率を 1 . 3 5〜1 . 5の範囲内の値とし、 高屈折率膜の屈折率を 1 . 4 5〜2 . 1の 範囲内の値とするとともに、 高屈折率膜の屈折率を、 低屈折率膜の屈折率よりも 大きな値とすることが好ましい。
このように低屈折率膜の屈折率および高屈折率膜の屈折率をそれぞれ制限する ことにより、 反射防止膜等の用途において、 優れた反射防止効果を確実に得るこ とができる。
また、 本発明の反射防止膜積層体を構成するにあたり、. 高屈折率膜の下方に、 ハードコート層が設けてあることが好ましい。
このようにハードコート層が形成してあると、 かかるハードコート層が高屈折 率膜を強固に固定することができるため、 結果として、 表面側の低屈折率膜にお ける耐擦傷性をより向上させることができる。
また、 本発明の反射防止膜積層体を構成するにあたり、 高屈折率膜の下方に、 さらに連続層としての高屈折率膜が設けてあることが好ましい。
このように構成すると、 表面側の低屈折率膜が、 必ず非連続層または連続層の 高屈折率膜と接することができるため、 結果として、 より優れた反射防止効果を 得ることができる。
また、 本発明の反射防止膜積層体を構成するにあたり、 低屈折率膜と、 高屈折 率膜との間に、 低屈折率膜の屈折率よりも大きく、 かつ、 高屈折率膜の屈折率と 同一かまたはそれ以下の値を有する中間層が設けてあることが好ましい。
このように中間層が形成してあると、 非連続層としての高屈折率膜の表面凹凸 を正確に制御することができ、 結果として、 低屈折率膜の耐擦傷性をより向上さ せることができる。
また、 '本発明の反射防止膜積層体を構成するにあたり、 低屈折率膜の表面粗さ (J I S B 0601に準拠した R z) を R l (am) とし、 高屈折率膜の表 面粗さ (J I S B 060 1に準拠した Rz) を R2 (iim) とし、 低屈折率 膜の膜厚を D l ( m) としたときに、 当該 R1を 2 ^m以下の値とし、 R2 を R 1よりも大きな値であって、 かつ 0. 0 1〜2 xmの範囲内の値とすると ともに、 尺1701の比率を0. 01〜2の範囲内の値とすることが好ましい。 すなわち、 表面側に位置する低屈折率膜の表面粗さ (R 1) および膜厚 (D 1) との関係と、 非連続層としての高屈折率膜の表面粗さの値 (R2) をこのよ うに考慮することにより、 高屈折率膜の表面に設けられた凹凸が、 低屈折率膜中 に適度に入り込むことになる。
したがって、 外部から応力 (摩擦力) が与えられた場合に、 低屈折率膜の動き を拘束して、 低屈折率膜に生じる歪みを著しく低下させることができ、 その結果、 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。
また、 低屈折率膜の表面粗さ (R1) および膜厚 (D 1) との関係をこのよう に考慮していることから、 低屈折率膜での光の散乱を有効に防止することができ る。 したがって、 可視光域における光透過率 (全光線透過率) を高い値とするこ とができ、 透明性に優れた低屈折率膜を含む反射防止膜積層体を提供することが できる。
また、 本発明の別の態様は、 屈折率が 1. 35〜1. 5の低屈折率膜を形成し、 屈折率が 1. 45〜2. 1の高屈折率膜を、 平面方向において非連続層として形 成することを含む反射防止膜積層体の製造方法である。
このように反射防止膜積層体を製造することにより、 簡易な構造でありながら、 耐擦傷性や透明性に優れた反射防止膜積層体を効果的に得ることができる。
すなわち、 比較的柔らかいフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂を用いて低屈折率 膜を形成した場合であっても、 優れた透明性を維持したまま、 耐擦傷性が向上し た低屈折率膜を含む反射防止膜積層体を製造することができる。
また、 本発明の反射防止膜積層体の製造方法を実施するにあたり、 高屈折率膜 を、 塗布法、 フォトリソグラフィ法、 フィルム押圧法、 またはエンボス法 (マツ ト処理含む。 ) により形成することが好ましい。
このように反射防止膜積層体を製造することにより、 容易であって、 しかも精 度良く、 非連続層である高屈折率膜を含む反射防止膜積層体を提供することがで さる 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の反射防止膜積層体例の断面図である。
図 2は、 本発明のハードコート層を含む反射防止膜積層体例の断面図である。 図 3は、 反射防止膜積層体における R 1 /D 1の影響を説明するために供する 図である。
図 4は、 反射防止膜積層体における R 1 /D 1の影響を説明するために供する 第 1の図である。
図 5は、 反射防止膜積層体における R 1 /R 2の影響を説明するために供する 第 2の図である
図 6は、 反射防止膜積層体における D 1の影響を説明するために供する図であ る。
図 7は、 反射防止膜積層体における R 2 /D 1の影響を説明するために供する 図である。
図 8は、 島状の高屈折膜の第 1の断面写真である。
図 9は、 島状の高屈折膜の第 2の断面写真である。
図 1 0は、 島状の高屈折膜の平面写真である。
図 1 1は、 連続層の高屈折率膜を含む反射防止膜積層体例の断面図である。 図 1 2は、 反射防止膜積層体例の第 1の製造工程図である。
図 1 3は、 反射防止膜積層体例の第 2の製造工程図である。
図 1 4は、 反射防止膜積層体例の第 3の製造工程図である。
図 1 5は、 反射防止膜積層体例の第 4の製造工程図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の反射防止膜積層体およびその製造方法の実施形態を、 図面を参照しな がら具体的に説明する。
すなわち、 第 1の実施形態は、 図 1に示すように、 基材上 1 2に、 非連続層と しての高屈折率膜 (第 2層と称する場合がある。 ) 2 0と、 連続層としての低屈 折率膜 (第 1層と称する場合がある。 ) 1 4とを順次に含む反射防止膜積層体 1 6である。
なお、 第 1の実施形態の変形例として、 図 2に示すように、 基材 12と、 非連 続層の高屈折率膜 20との間にハードコート層 18を介在させた反射防止膜積層 体 24とすることも好ましい。
また、 第 2の実施形態は、 基材上 12に、 非連続層としての高屈折率膜 (第 2 層と称する場合がある。 ) 20を形成する工程と、 連続層としての低屈折率膜 (第 1層と称する場合がある。 ) 14を形成する工程とを順次に含む反射防止膜 積層体の製造方法である。
[第 1の実施形態]
第 1の実施形態は、 図 1または図 2に例示するような反射防止膜積層体 16、 24であって、 表面側の低屈折率膜 14と、 その下方で接する高屈折率膜 20と を含む反射防止膜積層体において、 高屈折率膜 20が、 下地 (基材 12または八 —ドコート層 18) が露出した非連続層であることを特徴とした反射防止膜積層 体 16、 24である。
1. 低屈折率膜
(1) 低屈折率膜用硬ィ匕性組成物
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、 例えば、 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
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、 水酸基またはエポキシ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、 (a) 成分および (b) 成分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、 テトラフルォロエチレン、 へキサフル ォロプロピレン、 フッ化ビニリデン、 クロ口トリフルォロエチレン、 トリフフレオ 口エチレン、 テ卜ラフルォロエチレン、 (フルォロアルキル) ビニルェ一テル、
(フルォロアルコキシアルキル) ビエルエーテル、 パーフルォロ (アルキルビニ ルエーテル) 、 パーフルォロ (アルコキシビニルエーテル) 、 フッ素含有 (メ 夕) 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。 また、 水酸基またはエポキシ基を含有する単量体としては、 ヒドロキシェチル ビニルエーテル、 ヒドロキシプロピルビニルエーテル、 ヒドロキシプチルビニル エーテル、 ヒドロキシペンチルビニルエーテル、 ヒドロキシへキシルビ二ルェ一 テル、 ヒドロキシェチルァリルエーテル、 ヒドロキシブチルァリルエーテル、 グ リセ口ールモノアリルエーテル、 ァリルアルコール、 ヒドロキシェチル (メタ) アクリル酸エステル等の一種単 ¾または二種以上の組み合わせが挙げられる。
②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、 へキサメチルエーテル化メチロールメラミン化合物、 へキサ 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、 プチルェ 一テル化メチロールメラミン化合物等のメチル化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 1 0 0重量部に 対して、 1〜7 0重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、 かかる熱硬化剤の添加量が、 1重量部未満となると、 水酸基を有 する含フッ素共重合体の硬化が不十分となる場合があるためであり、 一方、 7 0 重量部を超えると、 低屈折率膜用硬化性組成物の保存安定性が低下する場合があ るためである。
③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、 高屈折率膜用硬ィ匕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、 硬ィヒ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. 1〜3
0重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、 かかる硬化触媒の添加量が 0. 1重量部未満となると、 硬化触媒 の添加効果が発現しない場合があるためであり、 一方、 硬化触媒の添加量が 30 重量部を超えると、 低屈折率膜用硬ィヒ性組成物の保存安定性が低下する場合があ るためである。
④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。
また、 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。
この理由は、 かかる有機溶剤の添加量が 100重量部未満となると、 均一な膜 厚を有する低屈折率膜を形成することが困難となる場合があるためであり、 一方、 10, 000重量部を超えると、 低屈折率膜用硬化性組成物の保存安定性が低下 する場合があるためである。
(2) 表面粗さ
低屈折率膜における表面粗さ (R 1 = J I S B 0601に準拠した R z ) を 2 xm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 (R1) が、 2 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、 低屈折率膜の表面粗さ (R 1) を 1. 4 以下の値とするこ とがより好ましく、 0. 02〜1 xmの範囲内の値とすることがさらに好まし い。
(3) 屈折率
また、 低屈折率膜における屈折率 (Na— D線の屈折率、 測定温度 25°C) を 1. 35〜1. 50の範囲内の値とすることがより好ましい。
この ¾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、 かかる屈折率が 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、 より好ましくは 1. 35〜1. 45の範 囲内の値とすることであり、 1. 35〜1. 42の範囲内の値とすることがさら に好ましい。
また、 低屈折率膜を設ける場合、 より優れた反射防止効果が得られることから、 高屈折率膜との間の屈折率差を 0. 05以上の値とすることが好ましい。 この理 由は、 低屈折率膜と、 高屈折率膜との間の屈折率差が 0. 05未満の値となると、 これらの反射防止膜層での相乗効果が得られず、 却つて反射防止効果が低下する 場合があるためである。
したがって、 低屈折率膜と、 高屈折率膜との間の屈折率差を 0. 1〜0. 5の 範囲内の値とすることがより好ましく、 0. 15〜0. 5の範囲内の値とするこ とがさらに好ましい。
(4) 膜厚
また、 低屈折率膜の膜厚についても特に制限されるものではないが、 例えば、 0. 05〜 1 m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. 05 m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り、 一方、 かかる膜厚が 1 を超えると、 均一に製造することが困難となるばかり力、、 光透過率ゃ耐擦傷性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. 5 ^mの範囲内の値とする ことがより好ましく、 0. 05〜0. 3 mの範囲内の値とすることがさらに 好ましい。
また、 このような関係を容易に理解できるように、 図 6に、 低屈折率膜の膜厚 (D 1) と、 耐擦傷性および反射率との関係を示す。
なお、 低屈折率膜の膜厚は、 例えば、 断面切片の透過型電子顕微鏡写真から実 測した平均値 (10個所) と定義できるが、 下面が平坦でない塗膜の場合には、 J I S B 0601で規定される粗さ曲線 (測定長 1 m) における平均線間 の距離として定義する。
2. 高屈折率膜
(1) 非連続層 第 1の実施形態の反射防止膜積層体において、 高屈折率膜が、 平面方向に対し て非連続であることを特徵としている。
すなわち、 高屈折率膜が、 均一な連続層でなく、 規則的または不規則に、 下地 (例えば、 ハードコート層) が露出した領域 (部分) を有することを特徴として いる。 したがって、 後述するように、 離間した島状の高屈折率膜であっても良く、 あるいは、 平坦な高屈折率膜の一部に、 穴やスリット等からなる空隙部が設けら れた高屈折率膜であっても良い。
いずれにしても、 このように構成すると、 表面に凹凸形状や空隙部を有する膜 として容易に構成することができるため、 高屈折率膜の一部を低屈折率膜の内部 に侵入させて、 接触面積を大きくすることができる。 そのため、 高屈折率膜によ つて低屈折率膜の動きを拘束し、 当該低屈折率膜の耐擦傷性を著しく向上させる ことができる。
また、 高屈折率膜を非連続層とするに際して、 島状に形成することが好ましい。 このように規則的に平面配置された非連続の高屈折率膜を形成することにより、 高屈折率膜における表面粗さ (R z ) の調節が極めて良好となる。 また、 このよ うな島状の高屈折率膜であれば、 少なくとも頂点部分が低屈折率膜中に十分に侵 入し、 動きを拘束して、 低屈折率膜の耐擦傷性を著しく向上させることができる。 ここで、 図 8および図 9に、 高屈折率膜を島状に形成した状態の断面写真例を 示す。 ただし、 島状の高屈折率膜の平面形状については、 特に円形である必要は なく、 例えば、 図 1 0に示すように、 複数の円形が結合した構成の異形であって も良い。
また、 高屈折率膜を島状に形成した場合、 その平均粒径を 1 ^ m〜 3 0 mm の範囲内の値とすることが好ましい。 この理由は、 かかる平均粒径が 1 jLt m未 満の値となると、 高屈折率膜を低屈折率膜の内部に侵入させて、 接触面積を大き くすることが困難となる場合があるためである。 一方、 かかる平均粒径が 3 0 m mを超えると、 逆に高屈折率膜を低屈折率膜の内部に侵入させることが困難とな つたり、 あるいは膜厚が過度に厚くなる場合があるためである。
また、 高屈折率膜を島状に形成した場合、 隣接する島と島の中心間距離につい ても特に制限されるものでないが、 例えば、 3 0 mm以下の値とすることが好ま しく、 1 !〜 2 0 mmの範囲内の値とすることがより好ましく、 1 0 m〜 1 0 mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、 かかる中心間距離が 1 未満の値となると、 高屈折率膜を低 屈折率膜の内部に侵入させて、 接触面積を大きくすることが困難となる場合があ るためである。 一方、 かかる中心間距離が 3 0 mmを超えると、 高屈折率膜によ つて低屈折率膜を拘束する力が低下し、 かかる低屈折率膜の耐擦傷性が向上しな い場合があるためである。
その他、 島状の高屈折率膜 (第 1の高屈折率膜と称する場合がある。 ) は、 基 板上やハードコート層上に直接的に形成することが好ましいが、 図 1 1に示すよ うに、 これらの基板 1 2上やハードコート層 (図示せず。 ) 上に、 さらに連続層 としての高屈折率膜 (第 2の高屈折率膜と称する場合がある。 ) 3 2を予め設け ておき、 その上に島状の高屈折率膜 (第 1の高屈折率膜) 2 0を形成することも 好ましい。
この理由は、 連続層としての第 2の高屈折率膜と、 非連続層としての第 1の高 屈折率膜を組み合わせることにより、 低屈折率膜が必ず高屈折率膜 (第 1および 第 2の高屈折率膜) と接することになるためである。 すなわち、 島状の高屈折率 膜 (第 1の高屈折率膜) のみを用いた場合と比較して、 より優れた反射防止効果 を得ることができる。
( 2 ) 高屈折率膜用組成物 1
また、 高屈折率膜を形成するための高屈折率膜用組成物は、 特に制限されるも のでないが、 例えば、 以下の (A) 〜 (G) 成分から構成してあることが好まし い。
(A) 平均粒子径が 0 . 1 以下の無機酸化物粒子
(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) ァクリレート化合物
(F) 熱酸発生剤
(G) 有機溶剤
① (A) 無機酸化物粒子
(A) 成分としての、 無機酸化物粒子の平均粒子径を 0 . 1 m以下の値と することが好ましい。
この理由は、 無機酸化物粒子の平均粒子径が 0. l /mを超えると、 反射防 止膜積層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り、 また、 製造時に、 高屈折率膜用組成物において無機酸化物粒子が沈降しやすくなり、 保 存安定性に欠ける場合があるためである。
一方、 無機酸化物粒子の平均粒子径が 0. 1 zm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、 無機酸化物粒子の平均粒子径を 0. 08 /m以下の値とするこ とがより好ましく、 0. 05 zm以下の値とすることがより好ましい。
なお、 無機酸化物粒子の平均粒子径は、 電子顕微鏡によって測定される粒径の 平均値である。
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、 酸化ケィ素 (S i〇2、 1. 47) 、 酸化ジルコニウム (Z r〇2、 屈折率 2. 05) 、 酸化ス ズ (Sn〇2、 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 (T i 02、 屈折率 2. 3〜2. 7) 、 酸化亜鉛 (Zn 0、 屈折率 1. 90) 、 スズドープ酸化インジウム (I T〇、 屈折率 1· 95) 、 酸化セリウム (CeO、 屈折率 2. 2) 、 酸化セレン (S e〇2、 屈折率 1. 9 5) 、 酸化アンチモン (Sb25、 屈折率 1. 71) 、 酸化アルミニウム (A 123、 屈折率 1. 63) 、 酸化イットリウム (Y203、 屈折率 1. 87) 、 およびアンチモン酸亜鉛 (ΑΖΟ、 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。
ただし、 これらの無機酸化物粒子のうち、 比較的少量の添加で硬化後の屈折率 の値を 1. 5以上の値に容易に調節することができ、 しかも帯電防止機能を付与 できることから、 屈折率が 1. 9以上の導電性金属酸化物粒子を使用することが 好ましい。 具体的には、 酸化ジルコニウム、 酸化スズ、 酸化アンチモンスズ、 酸 化チタン、 酸化亜鉛、 酸化インジウムスズ、 酸化セレン等を使用することが好ま しい。
また、 無機酸化物粒子に対して、 カップリング剤処理することが好ましい。 こ の理由は、 無機酸化物粒子がカップリング剤処理してあることにより、 高屈折率 膜における無機酸化物粒子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 ようにカツ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組成物の保存安定性を向上させることも可能である。 ここで、 カップリング剤処理を実施するにあたり、 好ましいカップリング剤と しては、 了一メタクリロキシプロビルトリメトキシシラン、 T—ァクリロキシ プロピルトリメトキシシラン、 ビエルトリメトキシシラン、 等の分子内に不飽和 2重結合を有する化合物群、 ァーグリシドキシプロピルトリエトキシシラン、 r -ダリシドキシプロピルトリメトキシシラン等の分子内にエポキシ基を有す る化合物群、 ァ一ァミノプロピルトリエトキシシラン、 ァーァミノプロピルト リメトキシシランなどの分子内にアミノ基を有する化合物群、 τ—メルカプト プロピル卜リエトキシシラン、 r一メルカプトプロピルトリメトキシシランな どの分子内にメルカプト基を有する化合物群、 メチル卜リメトキシシラン、 メチ ルトリエトキシシラン、 フエニルトリメトキシシラン等のアルキルシラン類、 テ トラブトキシシチタン、 テトラブトキシジルコニウム、 テトライソプロボキシァ ルミニゥム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、 有機化合物と共重合もしくは架橋反応させたカツプリング剤を使用する ことがより好ましい。 このようなカップリング剤としては、 例えば、 ァ-メルカ リトールトリァクリレートとを反応させ、 チォウレタンおよびウレタン結合を介 して結合させたァクリル基含有シラン化合物が挙げられる。
また、 カップリング剤処理量を、 無機酸化物粒子 1 0 0重量部に対して、 0 . 1〜2 0 0重量部の割合とすることが好ましく、 1〜1 0 0重量部の割合とする ことがより好ましく、 5〜5 0重量部の割合とすることがさらに好ましい。
また、 (A) 成分である無機酸化物粒子の含有量を、 全体量に対して、 1 0〜 9 0 v o 1 %の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、 かかる無機酸化物粒子の含有量が、 1 0 V o 1 %未満の値となる と、 高屈折率膜の表面粗さを調節することが困難となる場合があるためであり、 結果として、 低屈折率膜の耐擦傷性が低下する場合があるためである。 一方、 無 機酸化物粒子の含有量が、 9 0 V o 1 %を超えた値となると、 高屈折率膜の機械 的強度が低下し、 結果として、 低屈折率膜の耐擦傷性が低下する場合があるため である。
したがって、 無機酸化物粒子の含有量を 2 0〜7 0 V o 1 %の範囲内の値とす ることがより好ましく、 かかる無機酸化物粒子の含有量を 3 0〜5 0 v o l %の 範囲内の値とすることがさらに好ましい。
© (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。 具体的には、 ポリビニルァセ夕一ル樹 J3旨 (ポリビニルプチラール樹脂、 ポリビエルホルマール樹脂) 、 ポリビニルアルコール樹脂、 ポリアクリル系樹脂、 ポリフエノール系樹脂、 フエ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。
また、 (B) 成分の添加量を、 (A) 成分の無機謝匕物粒子 1 0 0重量部に対 して、 1〜 1 0 0重量部の範囲内の値とすることが好ましい。 この理由は、 (B) 成分の添加量が 1重量部未満となると、 得られる高屈折率膜の基材に対す る密着力が低下する場合があるためであり、 一方、 (B) 成分の添加量が 1 0 0 重量部を超えると、 相対的に無機酸化物粒子量が減少し、 硬化後における反射防 止膜の屈折率の調整が困難となる場合があるためである。
したがって、 (B) 成分の添加量を (A) 成分 1 0 0重量部に対して、 3〜7 0重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、 5〜5 0重量部の範囲内の値 とすることがより好ましい。
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 (C) 成 分を光硬化させることもできるし、 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、 (C) 成分と (B) 成分とを同時に反応させて、 より強固な硬 化膜とすることも可能である。
ここで、 (C) 成分が有する水酸基反応性官能基としては、 例えば、 アミノ基、 イソシアナ一ト基、 カルボキシル基、 酸無水物基、 アルデヒド基、 ハロゲン等が 挙げられる。
また、 同様に、 (C) 成分が有する光重合性官能基としては、 例えば、 ェポキ シ基、 ォキセタン基、 ビニル基等が挙げられる。
なお、 これらの両官能基は、 化合物中にそれぞれ一種単独または二種以上を組 み合わせて含むことが好ましい。
また、 (C) 成分の具体例としては、 t一ブチルアミノエチルァクリレート、 N, N—ジメチルアミノエチルァクリレート、 N, N—ジェチルアミノエチルァ クリレート、 N—メ夕クリロキシー N, N—ジカルポキシメチル一 p—フエニレ ンジァミン、 メラミン ·ホルムアルデヒド ·アルキルモノアルコール、 2一 [ o - ( 1, メチルプロピリデンァミノ) カルボキシァミノ]ェチルァクリレート、 2 , 3—ジブロモプロピルァクリレート、 2 , 3—ジブロモプロピルメタクリレ 一ト、 メタクリロキシェチルフタレート、 N—メタクリ口キシー N—カルボキシ メチルピペリジン、 4一メタクリロキシェチルトリメリット酸、 ァクリロキシェ チルテレフタラ一ト、 エチレンォキシド変性フタル酸ァクリレート、 エチレンォ キシド変性コハク酸ァクリレート、 4一メタクリロキシェ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。
また、 (C) 成分の添加量を、 (A) 成分の無機酸化物粒子 1 0 0重量部に対 して、 1 0〜3 0 0重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、 かかる (C) 成分の添加量が 1 0重量部未満となると、 (B) 成 分の水酸基含有重合体の硬化が不十分となる場合があるためであり、 一方、 ( C) 成分の添加量が 3 0 0重量部を超えると、 得られる高屈折率膜の屈折率が 低下する場合があるためである。
したがって、 かかる (C) 成分の添加量を (A) 成分 1 0 0重量部に対して、 2 0〜2 0 0重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、 5 0〜1 5 0重量 部の範囲内の値とすることがより好ましい。
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、 (D) 成分は、 それぞれ単独で使用することもできるが、 光ラジカル発生剤と、 光酸発生剤とを併用することがより好ましい。 この理由は、 光ラジカル発生剤と、 光酸発生剤とを併用することにより、 上述した (C) 成分である併有化合物、 例 えば、 メラミン ·ホルムアルデヒド ·アルキルモノアルコールを使用した場合に おける、 当該併有化合物に含まれる官能基をより反応させることができるためで ある。
また、 (D) 成分の使用量も特に制限されるものではないが、 例えば、 (C) 成分 1 0 0重量部に対して、 0. 1〜2 0重量部の範囲内の値とすることが好ま しい。
この理由は、 (D) 成分の使用量が 0 . 1重量部未満となると、 (C) 成分の 硬化が不十分となる場合があるためである。 一方、 (D) 成分の使用量が 2 0重 量部を超えると、 高屈折率膜用硬化性組成物の保存安定性が低下する場合がある ためである。
したがって、 (D) 成分の使用量を、 (C) 成分 1 0 0重量部に対して、 0 . 5〜1 0重量部の範囲内の値とすることがより好ましい。
⑤ (E) ァクリレート化合物
(E) 成分は、 (C) 成分中のァクリレート化合物以外の (メタ) ァクリレー ト化合物であって、 分子内に少なくとも一つの (メタ) ァ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 夕) ァクリレート化合物および多官能 (メタ) ァクリレート化合物、 あるいはい ずれか一方の (メタ) ァクリレート化合物である。 特に、 多官能 (メタ) ァクリ レート化合物を添加することにより、 高屈折率膜用硬ィ匕性組成物の反応性を向上 させることができる。
また、 (E) 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、 例えば、 (A) 成分 1 0 0重量部あたり、 0 . 0 1〜; L , 0 0 0重量部の範囲内の値とす ることが好ましい。
この理由は、 かかる (E) 成分の添加量が 0 . 0 1重量部未満となると、 高屈 折率膜用硬化性組成物の反応性が低下する場合があるためであり、 かかる (E) 成分の添加量が 1, 0 0 0重量部を超えると、 製造時における高屈折率膜用硬ィ匕 性組成物の保存安定性が低下する場合があるためである。
したがって、 (E) 成分の添加量をこのような範囲に制限することにより、 均 一に反応させることができるため、 得られる硬化物の耐擦傷性、 耐溶剤性、 透明 性等がさらに良好となる。
よって、 高屈折率膜用硬化性組成物の反応性と保存安定性等とのバランスがよ り良好となるため、 (E) 成分の添加量を、 (A) 成分 1 0 0重量部あたり、 0 . 1〜3 0 0重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、 1 ~ 2 0 0重量部の 範囲内の値とすることがさらに好ましい。
⑥ (F) 硬化触媒
(F) 成分は、 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、 (F) 成分の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、 (B) 成分と (C) 成分の合計を 1 0 0重量部としたときに、 当該硬化触媒 の添加量を 0 . 1〜3 0重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、 かかる硬化触媒の添加量が 0 . 1重量部未満となると、 硬化触媒 の添加効果が発現しない場合があるためであり、 一方、 硬ィヒ触媒の添加量が 3 0 重量部を超えると、 高屈折率膜用硬化性組成物の保存安定性が低下する場合があ るためである。
したがって、 かかる硬化触媒の添加量を 0 . 5〜 2 0重量部の範囲内の値とす ることがより好ましく、 1〜1 0重量部の範囲内の値とすることがより好ましい。
⑦ (G) 有機溶剤
また、 硬化性樹脂組成物において、 メチルェチルケトン (ME K) 、 メチルイ ソブチルケトン (M I B K) 、 シクロへキサノン、 n—ブ夕ノール、 ェチルセル ソルブ、 乳酸ェチル (E L) 、 ジアセトンアルコール (D AA) 、 プロピレング リコ一ルモノメチルエーテル (P GME) 、 ァセチルアセトン (A c A c ) 、 お よびァセト酢酸ェチル (E A c A c ) 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 jこおける表面粗さ (R z ) の 制御が容易となるためである。
また、 (G) 成分として、 アルコール系溶剤と、 ケトン系溶剤からなる混合溶 剤を使用することも好ましい。 この理由は、 高屈折率膜用硬化性組成物の取り扱 いが良好となり、 しかも、 得られる高屈折率膜の反射防止性や透明性が優れたも のとなるためである。
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 1 0 0重量部に対し、 当該有機溶剤の添加量を 5 0〜2 0 , 0 0 0重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、 (G) 成分の添加量が 5 0重量部未満となると、 高屈折率膜用硬 化性組成物の粘度調整が困難となる場合があるためであり、 一方、 (F) 成分の 添加量が 2 0 , 0 0 0重量部を超えると、 高屈折率膜用硬化性組成物の粘度が過 度に低下し、 取り扱いが困難となる場合があるためである。
したがって、 (A) 成分 1 0 0重量部に対し、 (G) 成分の添加量を 1 0 0〜 1 0, 0 0 0重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、 2 0 0〜5 , 0 0 0重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
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、 レべリング剤、 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。
( 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ィ匕性組成物として、 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 . 1 x m以下であって、 粉体抵抗が 1 0 0 Ω · c m 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 [― 0 _ C (-0) NH-] およびチォウレタ ン結合 [― S— C (= 0) NH-3 、 あるいはいずれか一方のウレタン結合と、 不飽和二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。
(3) 表面粗さ (R2)
また、 高屈折率膜の表面粗さ R2 (J I S 80601に準拠の尺2) を 0. 01〜2 m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が、 0. 01 xm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、 結果として、 低屈折率膜を拘束する ことが困難になって、 低屈折率膜における耐擦傷性が低下する場合があるためで ある。
一方、 かかる R 2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、 高屈折率膜の表面粗さ R 2を 0. 02〜1 mの範囲内の値と することが好ましく、 0. 05〜0. 5 xmの範囲内の値とすることがさらに 好ましい。
(4) 屈折率
また、 高屈折率膜の屈折率 (Na— D線の屈折率、 測定温度 25°C) を 1. 45〜2. 1の範囲内の値とすることがより好ましい。
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、 低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。
(5) 膜厚
また、 高屈折率膜の膜厚についても特に制限されるものではないが、 例えば、 50〜30, 000 nm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 5 Onm未満となると、 低屈折率膜と組み合 わせた場合に、 反射防止効果ゃ基材に対する密着力がそれぞれ低下する場合があ るためであり、 一方、 高屈折率膜の膜厚が 30, OO Onmを超えると、 非連続 の高屈折率膜を均一に形成することが困難となる場合があるためである。
したがつて、 高屈折率膜の膜厚を 50〜 1, 000 nmの範囲内の値とするこ とがより好ましく、 60〜500 nmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。 なお、 高屈折率膜の膜厚は、 低屈折率膜と同様に、 例えば、 断面切片の透過型 電子顕微鏡写真から実測した平均値 (10個所) と定義できるが、 下面が平坦で ない塗膜の場合には、 J I S B 0601で規定される粗さ曲線 (測定長 1 β m) における平均線間の距離として定義される。
また、 平坦な高屈折率膜の一部に穴やスリット等が形成され、 実質的に平坦な 底面および上面を有する非連続層である場合には、 かかる高屈折率膜の膜厚は、 底面から上面までの垂直方向距離 (断面高さ) を意味する。
3. R 1/D 1の比率
低屈折率膜の表面粗さを R1とし、 低屈折率膜の膜厚を D1としたときに、 R 1ZD 1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 Rl ZD 1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 R1ZD1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つて、 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、 1 1701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。
この点、 図 3を参照してより詳細に説明する。
図 3は、 横軸に R1/D1の比率を採ってあり、 左縦軸に耐擦傷性の評価点を 採って示してあり、 右縦軸に全光線透過率の値 (%) を採って示してある。
図 3中、 曲線 Aが耐擦傷性の変化を示すが、 R 1 ZD 1の比率が 0〜 0. 16 の範囲では、 力、かる比率が大きいほど耐擦傷性の評価点が向上することが理解さ れる。 また、 1 1 01の比率が0. 1以上であれば、 許容範囲である評価点 3 以上の耐擦傷性が得られることが理解される。 一方、 R1/D1の比率が 0. 1 6〜0. 8の範囲では、 すべて耐擦傷性の評価点は 5である。 したがって、 R1 /Dlの比率を 0. 16以上にすることにより、 安定して優れた耐擦傷性が得ら れることが理解される。
また、 図 3中、 曲線 Bが全光線透過率の変化を示すが、 耐擦傷性の評価とほぼ 同様の傾向をもって変化することが理解される。
ただし、 尺1701の比率が0. 2超〜 0. 8における光透過率は、 R1ZD 1の比率が 0. 16〜0. 2における光透過率と比較して、 若干低下している傾 向が見られる。 これは、 Rl ZD 1の比率が大きくなるにつれて、 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ったためと思われ る。
なお、 図 4に、 R1/D1の比率と、 反射率との関係を曲線 Bで示すが、 R1 /D 1の比率が 0. 12以下では、 反射率の値が大きくなり、 一方、 R 1 ZD 1 の比率が 0. 8程度となると、 再び反射率の値が若干大きくなり、 光散乱の影響 を示唆しているものと考えられる。 したがって、 図 4に示す結果は、 図 3におけ る結果と一致することが理解される。
4. R 1/R2
また、 第 1の実施形態において、 低屈折率膜の表面粗さを R1とし、 高屈折率 膜の表面粗さを R 2としたときに、 1 1// 2の比率を0. 05〜1の範囲内の 値とすることが好ましい。
この理由は、 かかる R 1/R2の比率が、 0. 05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 R 1ZR2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、 尺1/1 2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。
この点、 図 5を参照してより詳細に説明する。
図 5は、 横軸に R1ZR2の比率を採ってあり、 左縦軸に耐擦傷性の評価点を 採って示してあり、 右縦軸に全光線透過率の値 (%) を採って示してある。 図 5中、 曲線 Aが耐擦傷性の変化を示すが、 R 1/R2の比率が 0〜0. 2の 範囲では、 かかる比率が大きいほど耐擦傷性の評価点が向上することが理解され る。 一方、 R 1 / R 2の比率が 0. 2〜 1の範囲では、 ほぼすベて耐擦傷性の評 価点は 5である。 したがって、 1 1/ 2の比率を0. 2以上にすることにより、 安定して優れた耐擦傷性が得られることが理解される。
また、 図 5中、 曲線 Bが全光線光透過率の変化を示すが、 耐擦傷性の評価とほ ぼ同様の傾向をもつて変化することが理解される。
ただし、 1/1 2の比率が0. 8~1の範囲では、 尺1/1 2の比率が0. 2〜0. 8未満における全光線光透過率と比較して、 若干低下している傾向が見 られる。 これは、 R 1/R 2の比率が大きくなるにつれて、 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つたためと思われる。 5. R 2/D 1
また、 第 1の実施形態において、 高屈折率膜の表面粗さを R 2とし、 低屈折率 膜の膜厚を D 1としたときに、 尺2/01の比率を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/D 1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 R2ZD 1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、 尺2/01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。
この点、 図 7を参照してより詳細に説明する。
図 7は、 横軸に R2ZD1の比率を採ってあり、 左縦軸に耐擦傷性の評価点を 採って示してあり、 右縦軸に全光線透過率の値 (%) を採って示してある。
図 7中、 曲線 Aが耐擦傷性の変化を示すが、 R2/D 1の比率が 0〜0. 2の 範囲では、 かかる比率が大きいほど耐擦傷性の評価点が著しく向上することが理 解される。 一方、 R2/D 1の比率が 0. 2〜 1. 2の範囲では、 ほぼすベて耐 擦傷性の評価点は 5である。 したがって、 R2ZD1の比率を 0. 2以上にする ことにより、 安定して優れた耐擦傷性が得られることが理解される。
また、 図 7中、 曲線 Bが全光線光透過率の変化を示すが、 耐擦傷性の評価とほ ぼ同様の傾向をもって変化することが理解される。 6 . ハードコート層
また、 第 1の実施形態において、 高屈折率膜 (第 2層と称する場合がある。 ) の下方にハードコート層 (第 3層と称する場合がある。 ) を設けることが好まし い。
このようにハードコート層を設けることにより、 高屈折率膜を強固に固定する ことができる。 したがって、 かかる高屈折率膜が内部に侵入した低屈折率膜 (第 1層と称する場合がある。 ) についても、 その耐擦傷性をより向上させることが できる。
また、 ハードコート層の構成材料についても特に制限されるものでないが、 シ ロキサン樹脂、 アクリル樹脂、 メラミン樹脂、 エポキシ樹脂などの一種単独また は二種以上の組み合わせを挙げることができる。
これらの中で高い硬度を有し、 低屈折率膜における耐擦傷性をより向上させる ことができる材料としては、 例えば、 特開昭 6 3 - 1 1 7 0 7 4に示されるアル キルアルコキシシランとコロイド状シリカとを親水性溶媒中で反応させて得られ る熱硬化型ハードコート材ゃ、 特開平 9一 1 0 0 1 1 1に示される反応性シリカ 粒子が分散された紫外線硬化型のハ一ドコート材や、 ウレ夕ンァクリレートと多 官能性ァクリレートとを主成分とする紫外線硬化型ハ一ドコート材を挙げること ができる。
また、 ハードコート層の膜厚を 0 . 1〜5 0 mの範囲内の値とすることが 好ましい。
この理由は、 ハードコート層の膜厚が 0 . 1 m未満となると、 低屈折率膜 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、 膜厚が 5 0 mを超えると、 製造が困難となったり、 あるいは、 フィルム用途に用いた場 合に屈曲' f生が低下す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 . 5〜3 0 mの範囲内の値とすること がより好ましく、 1〜2 0 zz mの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
7 . 中間層
また、 第 1の実施形態において、 上述した低屈折率膜と、 高屈折率膜との間に、 低屈折率膜の屈折率よりも大きく、 つ、 高屈折率膜の屈折率と同一か、 あるい はそれより小さい屈折率を有する中間層が設けてあることが好ましい。 このように構成すると、 非連続層としての高屈折率膜の表面凹凸を正確に制御 することができ、 結果として、 低屈折率膜における耐擦傷性をより向上させるこ とができる。 また、 中間層の屈折率を、 低屈折率膜および高屈折率膜の屈折率と 関係付けていることから、 反射防止効果をさらに向上させることができる。 ここで、 中間層は、 低屈折率膜と同様に連続層であっても、 高屈折率膜と同様 に非連続層であっても良い。
例えば、 中間層を、 高屈折率膜と同様に連続層とした場合、 その上に形成され る低屈折率膜の表面凹凸をより正確に制御することができる。 また、 中間層を非 連続層とした場合、 低屈折率膜と高屈折率膜との間の密着力をさらに向上させる ことができる。
また、 中間層の厚さを 0 . 0 1 ~ 3 0 mの範囲内の値とすることが好まし い。
この理由は、 中間層の膜厚が 0 . 0 1 m未満となると、 低屈折率膜と高屈 折率膜との間の密着力の向上が図れない場合があるためであり、 一方、 膜厚が 3 0 / mを超えると、 低屈折率膜に対する高屈折率膜の侵入性が低下して、 低屈 折率膜を強固に固定して、 拘束することが困難となる場合があるためである。 したがって、 中間層の膜厚を 0 . 0 2〜2 0 の範囲内の値とすることが より好ましく、 0 . 0 5〜1 0 mの範囲内の値とすることがさらに好ましい。 また、 中間層は、 上述した低屈折率膜用硬化性組成物をベースとした硬化性組 成物や、 上述した高屈折率膜用硬化性組成物をベースとした硬化性組成物から構 成することが好ましい。 低屈折率膜用硬化性組成物をベースとした場合には、 当 該低屈折率膜用硬化性組成物に、 高屈折粒子等を添加することにより、 中間層用 硬化性組成物とすることができる。 一方、 高屈折率膜用硬化性組成物をベースと した場合には、 当該高屈折率膜用硬化性組成物に、 低屈折率樹脂等を添加するこ とにより、 中間層用硬化性組成物とすることができる。
8 . 基材
次に、 高屈折率膜、 あるいは必要に応じてハードコート層等を設けるための基 材について説明する。
かかる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、 トリァセチルセルロース樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 ァリルカーボネート 樹脂、 ポリエーテルスルホン樹脂、 ポリアクリレート樹脂、 ノルポルネン樹脂、 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 (C R T) の画面表示部、 あるいは液晶表示装置におけるカラー フィル夕一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。
[第 2の実施形態]
本発明の反射防止膜積層体の製造方法に関する実施形態は、 図 1または図 2に 示すような反射防止膜積層体 1 6、 2 4を対象にしたものであって、 表面側の低 屈折率膜 1 4と、 その下方で部分的に接する高屈折率膜 2 0とを含む反射防止膜 積層体の製造方法において、 以下の非連続層である高屈折率膜 2 0を形成するェ 程、 およびその上に連続層である低屈折率膜 1 4を形成する工程を含むことを特 徴とする。
( 1 ) 屈折率が低屈折率膜よりも大きく、 つ、 1 . 4 5〜 2 . 1の範囲の高屈 折率膜を、 平面方向における非連続層として形成する工程
( 2 ) 屈折率が 1 . 3 5〜1 . 5の範囲の低屈折率膜を形成する工程
1 . 非連続層の高屈折率膜を形成する工程
( 1 ) 形成方法 1
非連続層の高屈折率膜を形成する工程において、 高屈折率膜用硬化性組成物を 基材に対して、 部分的に塗布 (コーティング) し、 非連続 (島状含む。 ) である 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ないが、 例えば、 デイツピング法、 スプレー法、 バ一コート法、 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、 またはインクジエツ ト法等のコ一ティング方法を用いることができる。
次いで、 非連続の高屈折率膜を形成する工程において、 図 1 2に示すように、 高屈折率膜用硬化性組成物からなる塗膜を紫外線または電子線 1 5を照射して光 硬化することが好ましい。 図 1 2 ( a) 〜 (c ) に、 このような光硬化を用いた 製造工程の一例を示す。 図 12 (a) は、 基材 12を準備した段階を示しており、 図 12 (b) は、 そ の基材 12上に、 高屈折率膜用硬化性組成物を部分的に塗布して、 非連続の塗膜
(島状含む。 ) を形成した後、 この塗膜に対して紫外線や電子線 15を照射し、 硬化させた状態を示している。
また、 図 12 (c) は、 高屈折率膜用の塗膜を硬化して高屈折率膜 20とした 後に、 この形成した高屈折率膜 20上に、 低屈折率膜 14を形成した状態を示し ている。
この場合、 例えば、 紫外線照射装置 (メタルハライドランプ等) を用い、 0. 001〜10 JZcm2の光照射条件とすることが好ましい。
この理由は、 このような照射条件であれば、 十分硬ィ匕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. 01〜5 J/cm2とすることがより好ましく、 0. 1〜3 J/cm2とすることがさらに好ましい。
(2) 形成方法 2
また、 非連続の高屈折率膜を形成する工程において、 高屈折率膜用硬化性組成 物を多数回塗りすることが好ましい。 この理由は、 同じ膜厚の高屈折率膜を形成 することを想定した場合、 一度で塗布形成すると、 無機酸化物粒子が膜内で沈降 し、 表面凹凸を形成することが困難となる場合があるためである。
すなわち、 高屈折率膜用硬化性組成物を多数回塗りすることにより、 無機酸化 物粒子を表面に突出または露出させることが容易となるため、 高屈折率膜表面に 精度良く凹凸を形成することができる。
したがって、 例えば、 0. 3 xmの膜厚を有する非連続の高屈折率膜を形成 する場合に、 高屈折率膜用硬化性組成物を一度塗りするのではなく、 0. 1 mごとに、 3回に分けて多数回塗りを実施することが好ましい。 また、 0. 25 zmの膜厚を有する比較的厚い非連続の高屈折率膜を予め形成しておき、 その 上に 0. 5 imの膜厚を有する比較的薄い非連続の高屈折率膜を形成すること も好ましい。
(3) .形成方法 3
また、 非連続の高屈折率膜を形成する工程において、 高屈折率膜を比較的規則 性を有する島状に形成することが好ましい。 このように島状の高屈折率膜を形成することにより、 高屈折率膜における表面 粗さ (R z ) の調節が極めて良好となる。 また、 このような島状の高屈折率膜で あれば、 頂点部分が低屈折率膜中に十分に侵入し、 低屈折率膜の動きを拘束して、 耐擦傷性を著しく向上させることができる。
また、 かかる島状の高屈折率膜は、 印刷法や、 シルクスクリーン法によって、 部分的に高屈折率膜を塗布することにより、 形成することもできるし、 あるいは、 バーコ一夕一法やロールコ一夕一法を用いた場合であっても、 比較的薄い膜を形 成することにより、 島状の高屈折率膜を容易に形成することができる。
また、 かかる島状の高屈折率膜は、 均一な高屈折率膜を一旦形成しておき、 次 いで、 いわゆる海に該当する部分を、 研磨手段やエンボス手段等により除去する ことにより形成することもできる。
( 4 ) 形成方法 4
また、 非連続の高屈折率膜を形成する工程において、 離型性を有するとともに 表面凹凸を有するフィルムあるいは穴開きフィルムを積層した状態で、 高屈折率 膜を紫外線硬化や電子線硬化、 あるいは熱硬化することが好ましい (フィルム押 圧法と称する場合がある。 ) 。 図 1 3 ( a ) 〜 (d ) に、 このようなフィルム 1 1を用いた製造工程の一例を示す。
図 1 3 ( a ) は、 基材 1 2を準備した段階を示しており、 図 1 3 ( b ) は、 そ の基材 1 2上に、 高屈折率膜用硬化性組成物を塗布した後、 表面凹凸を有するフ ィルムを押圧した状態で、 塗膜を紫外線硬ィ匕ゃ電子線硬化させた状態を示してい る。
また、 図 1 3 ( c ) は、 高屈折率膜用の塗膜の硬化後に、 フィルム 1 1を剥離 した状態を示しており、 図 1 3 ( d) は、 形成した高屈折率膜 2 0上に、 低屈折 率膜 1 4を形成した状態を示している。
このようにフィルム 1 1を積層した状態で高屈折率膜用の塗膜を硬ィヒさせるこ とにより、 高屈折率膜 2 0を非連続層とするとともに、 高屈折率膜 2 0の表面に 対して、 フィルムが有する表面凹凸を精度良く転写することが可能である。 また、 このように表面凹凸等を有するフィルム 1 1を介して高屈折率膜 2 0を硬ィ匕させ ることにより、 高屈折率膜における単位面積当りの凹凸数や島の大きさ等を制御 することも容易である。 なお、 フィルム上の表面凹凸を精度良く転写するために、 フィルムの表面粗さ ( J I S B 0601に準拠した Rz) を R 3としたときに、 当該 R 3の値を 0. 01〜2 mの範囲内の値とすることが好ましい。
また、 フィルムが離型性を有していれば、 高屈折率膜の硬化後に、 容易に除去 することが可能となる。 したがって、 フィルムをフッ素樹脂や、 シリコーン樹脂 等の離型性樹脂から構成することが好ましい。
(5) 形成方法 5
また、 非連続の高屈折率膜を形成する工程において、 高屈折率膜を紫外線硬化 や電子線硬化、 あるいは熱硬化した後、 あるいは、 硬化前や、 さらには硬ィ匕中に、 エンボス処理 (マット処理を含む。 ) することが好ましい。 図 14 (a) 〜 (d) に、 このようなエンボス処理を含む製造工程の一例を示す。
図 14 (a) は、 基材 12を準備した段階を示しており、 図 14 (b) は、 そ の基材 12上に、 高屈折率膜用硬化性組成物を塗布した後、 塗膜 17に対して、 紫外線や電子線を照射し硬ィヒさせた状態を示している。
また、 図 14 (c) は、 高屈折率膜用の塗膜の硬化後に、 エンボスロール 30 を用いて、 表面の一部を押圧して変形させるか、 あるいは一部の表面を切削して、 島状とした状態を示しており、 図 14 (d) は、 形成した高屈折率膜 20上に、 低屈折率膜 14を形成した状態を示している。
このようにエンボス処理を施すことにより、 図 14に示すように、 平坦な高屈 折率膜 17の表面に、 エンボスロール 30を用いて、 凹凸を精度良く形成し、 非 連続層とすることが可能である。
さらに、 凹凸形状についても、 エンボス処理やマット処理を施すことにより、 ピラミッド状、 台形状、 ひし形状等の任意の形状に調節することができる。
また、 エンボス処理時に、 図 14に示すように、 0. l〜100 mの突起 高さを有するエンボスロール 30を使用することが好ましい。
この理由は、 エンボスロールの突起高さが 0. 1 j m未満の値となると、 転 写圧力が過度に高くなつたり、 あるいは、 高屈折率膜の表面に均一にエンボス処 理することが困難となる場合があるためである。 一方、 エンボスロールの突起高 さが 100 mを超えると、 逆に精度良くエンボス処理することが困難となつ たり、 処理スピードが低下する場合があるためである。 したがって、 エンボス処理時に、 0. 2〜70 imの突起高さを有するェン ボス口一ルを使用することがより好ましく、 0. 5〜 50 zzmの突起高さを有 するエンボスロールを使用することがさらに好ましい。
また、 エンボス処理時に、 # 50〜100のメッシュを有するエンボスロール を使用することが好ましい。
この理由は、 かかるエンボスロール (突起) のメッシュが # 50未満の値とな ると、 高屈折率膜の表面に均一にエンボス処理することが困難となったり、 ある いは、 耐擦傷性の効果が低下する場合があるためである。 一方、 エンボスロール のメッシュが # 1000を超えると、 突起を精度良く製造することが困難となつ たり、 あるいは精度良くエンボス処理することが困難となる場合があるためであ る。
したがって、 エンボス処理時に、 # 75〜500のメッシュを有するエンボス ロールを使用することがより好ましく、 # 100〜300のメッシュを有するェ ンポスロールを使用することがさらに好ましい。
(6) 形成方法 6
また、 非連続の高屈折率膜を形成するにあたり、 フォトリソグラフィ法を利用 することも好ましい。 すなわち、 パターン化されたフォトマスクを介して、 光硬 化性樹脂を含む高屈折率膜用塗膜を部分的に光硬化した後、 未露光部を現像する ことにより、 非連続の高屈折率膜を形成することが好ましい。 図 15 (a) 〜 (d) に、 このようなフォトリソグラフィ法を利用した高屈折率膜の製造工程の 一例を示す。
図 15 (a) は、 基材 12を準備した段階を示しており、 図 15 (b) は、 そ の基材 12上に、 高屈折率膜用硬化性組成物を均一に塗布して、 平坦な塗膜 17 を形成した後、 パターン化されたフォトマスク 19を介して、 紫外線や電子線 1 5を照射した状態を示している。
また、 図 15 (c) は、 高屈折率膜用の塗膜を部分的に硬ィ匕した後に、 現像剤 を用いて、 非硬化部 (未露光部) を現像した状態を示しており、 図 15' (d) は、 形成した非連続の高屈折率膜 20上に、 低屈折率膜 14を形成した状態を示して いる。
このようにフォトリソグラフィ法を利用することにより、 高屈折率膜用硬化性 組成物を均一に塗布した後であっても、 極めて精度良く非連続の高屈折率膜を形 成することが可能となる。
( 7 ) 高屈折率膜用硬化性組成物および高屈折率膜
第 2の実施形態でも、 第 1の実施形態で説明したのと同様の高屈折率膜用硬化 性組成物および高屈折率膜とすることができる。
したがって、 ここでの説明は省略する。
2 . 低屈折率膜を形成する工程
( 1 ) 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に対 して塗布 (コーティング) して、 次いで、 低屈折率膜形成用の塗膜を硬化させる 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ないが、 例えば、 デイツピング法、 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、 力一テンコート法、 グラビア印刷法、 シルクスクリーン法、 またはインクジエツ 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、 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。 また、 低屈折率膜用硬化性組成物を熱硬化する場合、 塗膜を3 0〜2 0 0 、 1〜1 8 0分の条件で加熱することが好ましい。
この理由は、 このような加熱条件であれば、 基材ゃ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。
したがって、 低屈折率膜を形成する際の加熱条件としては、 5 0〜1 8 0 °C で、 2〜 1 2 0分間の条件で加熱することがより好ましく、 6 0〜 1 5 0 °Cで、 5〜6 0分間の条件で加熱することがさらに好ましい。
( 2 ) 低屈折率膜用硬化性組成物および低屈折率膜
第 2の実施形態でも、 第 1の実施形態で説明したのと同様の低屈折率膜用硬化 性組成物および低屈折率膜とすることができる。
したがって、 ここでの説明は省略する。
3 . ハードコート層の形成工程 反射防止膜積層体を製造するにあたり、 ハードコート層を形成する工程を含む ことが好ましい。 すなわち、 反射防止膜積層体を製造するにあたり、 例えば、 基 材上であって、 非連続の高屈折率膜の下方にハードコート層を、 コーティング法 等により設けることが好ましい。
このようにハードコート層を設けることにより、 非連続の高屈折率膜を強固に 固定して、 拘束することができる。 したがって、 ハードコート層の働きにより、 かかる高屈折率膜が内部に侵入した低屈折率膜における耐擦傷性をより向上させ ることができる。 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。
[実施例 1]
(1) 低屈折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プ内を窒素 ガスで十分置換処理した後、 酢酸ェチル 500 gと、 ェチルビニルエーテル (E VE) 34. O gと、 ヒドロキシェチルビニルエーテル (HEVE) 41. 6 g と、 パーフルォロプロピルビニルエーテル (FPVE) 75. 4gと、 過酸化ラ ゥロイル 1. 3 gと、 シリコーン含有高分子ァゾ開始剤 (和光純薬工業 (株) 製、 商品名: VPS 1001) 7. 5 gと、 反応性乳化剤 (旭電化 (株) 製、 商品 名: NE—30) l gとを仕込み、 ドライアイス一メタノールで一 50°C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、 へキサフロロプロピレン (HFP) 119. O gをさらに仕込み、 昇 温を開始した。 オートクレープ内の温度が 70°Cに達した時点での圧力は、 5. 5X 105P aを示した。 その後、 攪拌しながら、 70°C、 20時間の条件で反 応を継続し、 圧力が 2. 3 X 105 P aに低下した時点でオートクレープを水冷 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. 0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°Cで真空乾燥を行い、 170 gの水酸基を有する含フッ素 重合体を得た。
得られた水酸基を有する含フッ素共重合体について、 固有粘度 (N, N—ジメ チルァセ卜アミド溶剤使用、 測定温度 25°C) を測定したところ、 0. 28 d 1 ロであった。
また、 かかる含フッ素重合体について、 ガラス転移温度を、 DSCを用い、 昇 温速度 5°CZ分、 窒素気流中の条件で測定したところ、 31°C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、 ァ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、 無水酢酸を用いたァセ チル法により測定したところ、 102mgK〇HZgであった。
②低屈折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 100 g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. 1 gと、 メチルイソプチルケトン (以下、 MI BKと称する。 ) 3, 736 gとをそれぞれ添加し、 1 10° (:、 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、 キヤタリスト 4040 (三井サイテック (株) 製、 固形分濃度 40重 量%) 11. l gをさらに添加し、 10分間攪拌して、 粘度 ImPa · s (測定 温度 25°C) 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。
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、 ワイヤーバーコ一夕 (# 3) を用いて、 シリコンウェハ一上に塗工し、 室温で 5分間風乾して、 塗膜を形 成した。
次いで、 オーブンを用いて 140°C、 1分の条件で加熱し、 0. 3 m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 N a— D線の屈折率を、 測定温度 25°Cの条件で、 分光エリプソメーターを用いて測定した。 得られた 結果を表 1に示す。 なお、 膜厚は、 断面切片の透過型電子顕微鏡写真から実測し、 平均値 (10個 所) を算出したが、 下面が平坦でない塗膜の場合には、 J I S B 0601で規 定される粗さ曲線 (測定長 l im) における平均線間の距離として定義した。 また、 非連続の低屈折率膜における表面粗さ (Rz) を、 J I SB 0601に 準拠して測定した。 すなわち、 硬化フィルムの断面切片における透過型電子顕微 鏡写真において、 測定長 1 zmでの低屈折率膜における表面粗さ (Rz) とし て求めた。 得られた結果を表 1に示す。
(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. 8 gと、 ジブチルスズジ ラウレート 0. 2 gとからなる溶液に対し、 イソホロンジイソシァネート 20.
6 gを、 乾燥空気中、 50°C、 1時間の条件で滴下した後、 60°C、 3時間の 条件で、 さらに攪拌した。
これにペン夕エリスリトールトリァクリレート 71. 4gを、 30°C、 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 ァネート量を FT— I R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、 チォウレタン結合と、 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。
②高屈折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、 分散溶媒メチルェチルケトン、 アンチモンドープ酸化錫含量 2 7. 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 40 nm、 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。 ) 26 0 gと、 ①で製造した反応性アルコキシシラン 25 gと、 蒸留水 3 と、 p—ヒドロキシモノメチルェ一テル 0. 03 gとを混合し、 65°Cで、 加熱攪 拌した。 5時間後、 オルト蟻酸メチルエステル 8 g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、 ィルガキュア 907 (チバスペシャルティケミカ ルズ (株) 製) 6. l gと、 MI BKl, 708 gとを添加して、 高屈折膜用硬 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から得られる高屈折率膜の屈折率を 測定した。 すなわち、 高屈折率膜用硬化性組成物を、 ワイヤーバーコ一夕 (# 3) を用いて、 シリコンウェハ一上に塗工し、 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、 メタルハライドランプを用いて、 0. 3 J /cm2の光照射条件で塗 膜を光硬化させ、 0. 3 の腠厚の高屈折率膜を形成した。 得られた高屈折 率膜における N a— D線の屈折率を、 測定温度 25°Cの条件で、 分光エリプソ メータ一を用いて測定した。 得られた結果を表 1に示す。
なお、 膜厚、 および表面粗さ (Rz) については低屈折率膜と同様に測定した。 得られた結果を表 1に示す。
(3) ハードコート層の作成
乾燥空気下、 反応性アルコキシシラン 8. 7 gと、 メチルェチルケトン分散シ リカゾル (日産ィ匕学工業株式会社製、 商品名: MEK— ST、 平均粒径 22nm、 シリカ濃度 30重量%) 91. 3 gと、 イソプロピルアルコール 0. 2 gと、 ィ オン交換水 0. l gとからなる混合液を、 80° (:、 3時間の条件で攪拌後、 ォ 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ァクリレート (新中村化学工業 株式会社製、 商品名: NKエステル A— TMPT) 21. 9gと、 トリメチロー ルプロパントリオキシェチルァクリレート (新中村化学工業株式会社製、 商品名 NKエステル A— TMPT— 3E〇) 10. 95 gと、 2—ヒドロキシシクロへ キシルフェニルケトン (チパスペシャルティケミカルズ (株) 製、 商品名:ィル ガキュア 184) 3. 27 gを混合して、 ハードコート組成物 (以下、 塗布液 C と記載する場合がある。 ) を調製した。
(4) 反射防止膜積層体の作成
得られた塗布液 Cを、 ワイヤーバーコ一夕 (# 12) を用いて、 ポリエステル フィルム A4300 (東洋紡績 (株) 製、 膜厚 188 ^m, ) 上に塗工し、 ォ ーブン中、 80°C、 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. 3 J Zcm2の光照射条件で塗膜を紫外線 硬化させ、 膜厚 10 m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、 ワイヤーバーコ一夕 (#3) を用いて、 ハード コート層上に塗工し、 オーブン中、 80°C、 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. 3 J/cm2の 光照射条件で塗膜を紫外線硬化させ、 膜厚が 0. 05/xmである島状 (直径 0. 1-1 xm) 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、 ワイヤーバーコ一夕 (#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、 膜厚が 0. 05 mの連続層とし ての低屈折率膜とした。
(5) 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、 全光線透過率、 および濁度 (ヘイズ値) を下記に示す測定法により測定した。
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 2
00 g/ 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。
②反射率および全光線透過率 得られた反射防止膜積層体における反射率 (測定波長における最低反射率) お よび全光線透過率を、 分光反射率測定装置 (大型試料室積分球付属装置 1 5 0— 0 9 0 9 0を組み込んだ磁気分光光度計 U— 3 4 1 0、 日立製作所 (株) 製) に より、 J I S K 7 1 0 5 (測定法 Α) に準拠して、 波長 3 4 0〜7 0 0 nm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 ( 1 0 0 %) 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および全光線透過 率を測定した。 結果を表 1に示す。
③濁度 (ヘイズ値)
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 (須賀製作所 (株) 製) を用いて、 A S TM D 1 0 0 3に準拠してヘイズ値を測定した。 得られた 結果を表 1に示す。
[実施例 2〜5 ]
実施例 2〜 5では、 表 1に示すように、 島状の高屈折率膜における平均粒径や 厚さを変更することにより R 1、 R 2、 および R 1 /D 1の比率を変えた反射防 止膜積層体を作製し、 耐擦傷性等の評価を行った。 得られた結果を表 1に示す。
[比較例 1 ]
比較例 1では、 表 1に示すように、 連続層としての高屈折率膜を設けるととも に、 R 1および R 1 /D 1の比率を調整した反射防止膜積層体を作製し、 耐擦傷 性等の評価を行った。 得られた結果を表 1に示す。
表 1
Figure imgf000039_0001
*第 1〜第 3層の硬ィ匕膜は塗布液 A Cを用いてそれぞれ形成した。
*第 1層:低屈折率膜
第 2層:高屈折率膜 (第 1の高屈折率膜)
第 3層:ハードコート層
[実施例 6]
膜厚 1 xmの連続層としての高屈折率膜 (第 2の高屈折率膜) を形成した後 に、 膜厚が 0. l ^mである島状 (直径 l l m) の高屈折率膜 (第 1 の高屈折率膜) を形成したほかは、 実施例 1と同様に反射防止膜積層体を作製し て、 評価した。 得られた結果を表 1に示す。 産業上の利用可能性
本発明の反射防止膜積層体によれば、 非連続の高屈折率膜を設けることにより、 耐擦傷性や透明性に優れた反射防止膜積層体を効果的に提供できる。
また、 本発明の反射防止膜積層体の好ましい態様によれば、 低屈折率膜の表面 粗さ (R 1 ) 、 高屈折率膜の表面粗さ (R 2 ) 、 低屈折率膜の膜厚 (D 1 ) およ び高屈折率膜の膜厚 (D 2 ) 等の関係を考慮することにより、 耐擦傷性や透明性 により優れた反射防止膜積層体を提供できる。
したがって、 例えば屈折率を低下させるために表面側にフッ素化合物や、 ケィ 素化合物等の比較的耐擦傷性に乏しい樹脂を使用したとしても、 本発明の構造を 採ることにより、 透明性を損なうことなく、 優れた耐擦傷性を示す反射防止膜積 層体を提供することができる。
また、 本発明の反射防止膜積層体の製造方法によれば、 非連続の高屈折率膜を 形成することにより、 耐擦傷性や透明性に優れた反射防止膜積層体を効率的に提 供できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 表面側の低屈折率膜と、 その下方で接する、 非連続層である高屈折率膜とを 含む反射防止膜積層体。
2. 前記高屈折率膜が、 島状に平面配置してある請求の範囲第 1項に記載の反射 防止膜積層体。
3. 前記低屈折率膜の屈折率を 1. 35〜 5の範囲内の値とし、 前記高屈折 率膜の屈折率を 1. 45〜2. 1の範囲内の値とするとともに、 当該高屈折率膜 の屈折率を、 低屈折率膜の屈折率よりも大きな値とする請求の範囲第 1項に記載 の反射防止膜積層体。
4. 前記高屈折率膜の下方に、 ハードコート層が設けてある請求の範囲第 1項に 記載の反射防止膜積層体。
5. 前記高屈折率膜の下方に、 さらに連続層としての高屈折率膜が設けてある請 求の範囲第 1項に記載の反射防止膜積層体。
6. 前記低屈折率膜と、 前記高屈折率膜との間に、 前記低屈折率膜の屈折率より も大きく、 かつ、 前記高屈折率膜の屈折率と同一かまたはそれ以下の値を有する 中間層が設けてある請求の範囲第 1項に記載の反射防止膜積層体。
7. 前記低屈折率膜の表面粗さ ( J I S B 0601に準拠した R z ) を R 1 ( m) とし、 前記高屈折率膜の表面粗さ (J I S B 0601に準拠した R z) を R2 m) とし、 前記低屈折率膜の膜厚を D 1 (urn) としたときに、 当該 R 1を 2 m以下の値とし、 R 2を R 1よりも大きな値であって、 かつ 0. 01〜2 の範囲内の値とするとともに、 R1/D 1の比率を 0. 01〜2 の範囲内の値とする請求の範囲第 1項〜第 6項のいずれか一項に記載の反射防止 膜積層体。
8 . 屈折率が 1 . 3 5〜 1 . 5の低屈折率膜を形成し、 屈折率が 1 . 4 5〜 2 . 1の高屈折率膜を、 平面方向において非連続層として形成することを含む反射防 止膜積層体の製造方法。
9 . 前記高屈折率膜を、 塗布法、 フォトリソグラフィ法、 フィルム押圧法、 また はエンボス法により形成する請求の範囲第 8項に記載の反射防止膜積層体の製造 方法。
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