JP2024064509A - 反射防止フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】高屈折率層の寄与により、優れた耐擦傷性を備える反射防止フィルムを提供する。【解決手段】基材フィルムと、前記基材フィルムの面上に形成されたハードコート層と、前記ハードコート層の面上に形成された高屈折率層と、前記高屈折率層の面上に形成された低屈折率層と、を有し、前記高屈折率層は、バインダー樹脂と、金属酸化物粒子と、を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成され、前記バインダー樹脂は、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物とともに、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を、前記バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下含有する、反射防止フィルムとする。【選択図】図1
Description
本発明は、反射防止フィルムに関し、さらに詳しくは、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、スマートホンなどのタッチパネル等のディスプレイ表面に好適に用いられる反射防止フィルムに関するものである。
液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、スマートホンなどのタッチパネル等のディスプレイ表面には、画面への外光の映り込みを防止するなどの目的で、反射防止フィルムを配置することがある。
反射防止フィルムとしては、基材フィルム上にハードコート層および反射防止層(低屈折率層)をこの順に有するものが知られている。例えば、出願人の出願による特許文献1では、ハードコート層の面上に形成される低屈折率層の組成を検討することで、反射防止フィルムの反射防止性、耐擦傷性、防汚性の向上を図っている。
反射防止フィルムにおいて、耐擦傷性を高めるために、特許文献1の形態のように、ハードコート層の面上に形成される低屈折率層の構成材料を工夫することは効果的である。しかし、反射防止フィルムにおいては、低屈折率層の下側に高屈折率層が設けられることが多く、その場合に、高屈折率層の構成材料を工夫することも、反射防止フィルムの耐擦傷性の向上に効果を有すると考えられる。高屈折率層も耐擦傷性の向上に効果を有する材料より構成すれば、反射防止フィルム全体としての耐擦傷性を効果的に高められる可能性がある。
本発明が解決しようとする課題は、高屈折率層の寄与により、優れた耐擦傷性を備える反射防止フィルムを提供することにある。
上記課題を解決するため本発明に係る反射防止フィルムは、以下の構成を有する。
[1]本発明に係る反射防止フィルムは、基材フィルムと、前記基材フィルムの面上に形成されたハードコート層と、前記ハードコート層の面上に形成された高屈折率層と、前記高屈折率層の面上に形成された低屈折率層と、を有し、前記高屈折率層は、バインダー樹脂と、金属酸化物粒子と、を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成され、前記バインダー樹脂は、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物とともに、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を、前記バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下含有する。
[1]本発明に係る反射防止フィルムは、基材フィルムと、前記基材フィルムの面上に形成されたハードコート層と、前記ハードコート層の面上に形成された高屈折率層と、前記高屈折率層の面上に形成された低屈折率層と、を有し、前記高屈折率層は、バインダー樹脂と、金属酸化物粒子と、を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成され、前記バインダー樹脂は、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物とともに、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を、前記バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下含有する。
[2]上記[1]の態様において、前記イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物は、イソシアヌル酸骨格を有する3官能の(メタ)アクリレート化合物を、前記イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物の固形分100質量%のうち、60質量%以上含有するとよい。
[3]上記[1]または[2]の態様において、前記金属酸化物粒子は、酸化チタン粒子であるとよい。
[4]上記[1]から[3]のいずれか1つの態様において、前記高屈折率層は1層からなり、屈折率が1.60以上、2.00以下であるとよい。
[5]上記[1]から[3]のいずれか1つの態様において、前記高屈折率層は2層からなり、前記2層のうち、前記高屈折率層の前記低屈折率層側に位置する層の屈折率が1.60以上、2.00以下であり、前記ハードコート層側に位置する層の屈折率が1.56以上、1.85以下であるとよい。
上記[1]の構成を有する本発明に係る反射防止フィルムによれば、基材フィルムと、前記基材フィルムの面上に形成されたハードコート層と、前記ハードコート層の面上に形成された高屈折率層と、前記高屈折率層の面上に形成された低屈折率層と、を有し、前記高屈折率層は、バインダー樹脂と、金属酸化物粒子と、を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成され、前記バインダー樹脂は、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物とともに、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を、前記バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下含有することにより、高屈折率層の寄与により、優れた耐擦傷性を備えるものとなる。
上記[2]の態様においては、前記イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物が、イソシアヌル酸骨格を有する3官能の(メタ)アクリレート化合物を、前記イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物の固形分100質量%のうち、60質量%以上含有することにより、高屈折率層において、耐擦傷性向上の効果が高く得られる。
上記[3]の態様においては、前記金属酸化物粒子が、酸化チタン粒子であることにより、高屈折率層が、高屈折率と透明性の両立に優れたものとなる。
上記[4]の態様においては、前記高屈折率層が1層からなり、屈折率が1.60以上、2.00以下であることにより、反射防止フィルムにおいて、耐擦傷性の向上と低反射率化を高度に両立することができる。
上記[5]の態様においては、前記高屈折率層が2層からなり、前記2層のうち、前記高屈折率層の前記低屈折率層側に位置する層の屈折率が1.60以上、2.00以下であり、前記ハードコート層側に位置する層の屈折率が1.56以上、1.85以下であることにより、反射防止フィルムにおいて、耐擦傷性の向上と低反射率化を高度に両立することができる。さらに、高屈折率層の生産性が高くなる。
以下、本発明について詳細に説明する。本明細書において、各種物性は、特記しない限り、室温、大気中における値を指すものとする。
<第一実施形態の反射防止フィルム>
図1は、本発明の第一実施形態に係る反射防止フィルムの断面図である。図1に示すように、本発明の第一実施形態に係る反射防止フィルム10は、基材フィルム12と、基材フィルム12の面上に形成されたハードコート層14と、ハードコート層14の面上に形成された高屈折率層16と、高屈折率層16の面上に形成された低屈折率層18と、を有する。反射防止フィルム10は、基材フィルム12、ハードコート層14、高屈折率層16、低屈折率層18をこの順に有する。好ましくは、高屈折率層16と低屈折率層18が、他の層を介さずに直接接触しているとよい。本実施形態においては、ハードコート層14と高屈折率層16も、他の層を介さずに直接接触している。
図1は、本発明の第一実施形態に係る反射防止フィルムの断面図である。図1に示すように、本発明の第一実施形態に係る反射防止フィルム10は、基材フィルム12と、基材フィルム12の面上に形成されたハードコート層14と、ハードコート層14の面上に形成された高屈折率層16と、高屈折率層16の面上に形成された低屈折率層18と、を有する。反射防止フィルム10は、基材フィルム12、ハードコート層14、高屈折率層16、低屈折率層18をこの順に有する。好ましくは、高屈折率層16と低屈折率層18が、他の層を介さずに直接接触しているとよい。本実施形態においては、ハードコート層14と高屈折率層16も、他の層を介さずに直接接触している。
(基材フィルム)
基材フィルム12は、透明性を有していれば、構成材料や厚さ等を特に限定されるものではない。基材フィルム12としては、以下のように、特許文献1で用いられているのと同様のものを、好適に用いることができる。
基材フィルム12は、透明性を有していれば、構成材料や厚さ等を特に限定されるものではない。基材フィルム12としては、以下のように、特許文献1で用いられているのと同様のものを、好適に用いることができる。
基材フィルム12としては、透明高分子フィルム、ガラスフィルムなどが挙げられる。透明性とは、可視光波長領域における全光線透過率が50%以上であることをいい、全光線透過率は、より好ましくは85%以上である。上記全光線透過率は、JIS K7361-1(1997)に準拠して測定することができる。基材フィルム12の厚みは、特に限定されるものではないが、取り扱い性に優れるなどの観点から、2μm以上500μm以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは2μm以上200μm以下の範囲内である。なお、「フィルム」とは、一般に厚さが0.25mm未満のものをいうが、厚さが0.25mm以上のものであってもロール状に巻くことが可能であれば、厚さが0.25mm以上のものであっても「フィルム」に含まれるものとする。
基材フィルム12の高分子材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂,ポリエチレンナフタレート樹脂などのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリプロピレン樹脂,ポリエチレン樹脂,ポリシクロオレフィン樹脂,シクロオレフィンコポリマー樹脂などのポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース樹脂,ジアセチルセルロース樹脂などのセルロース系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などが挙げられる。基材フィルム12の高分子材料は、これらのうちの1種のみで構成されていてもよいし、2種以上の組み合わせで構成されていてもよい。これらのうちでは、光学特性や耐久性などの観点から、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、シクロオレフィンコポリマー樹脂、トリアセチルセルロース樹脂がより好ましい。
基材フィルム12は、上記高分子材料の1種または2種以上を含む層からなる単層で構成されていてもよいし、上記高分子材料の1種または2種以上を含む層と、この層とは異なる高分子材料の1種または2種以上を含む層など、2層以上の層で構成されていてもよい。
基材フィルム12は、上記高分子材料の1種または2種以上を含む層からなる単層で構成されていてもよいし、上記高分子材料の1種または2種以上を含む層と、この層とは異なる高分子材料の1種または2種以上を含む層など、2層以上の層で構成されていてもよい。
(ハードコート層)
ハードコート層14は、反射防止フィルム10の耐擦傷性の向上に寄与する。ハードコート層14としては、特許文献1で用いられているのと同様のものを、好適に用いることができる。以下、簡単にその構成を説明する。
ハードコート層14は、反射防止フィルム10の耐擦傷性の向上に寄与する。ハードコート層14としては、特許文献1で用いられているのと同様のものを、好適に用いることができる。以下、簡単にその構成を説明する。
ハードコート層14は、反射防止フィルム10の耐擦傷性の向上に寄与する。ハードコート層14は、反応性基を有する(メタ)アクリレート化合物を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成されている。電離放射線とは、電磁波または荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋しうるエネルギー量子を有するものを意味する。電離放射線としては、紫外線(UV)、X線、γ線等の電磁波、電子線(EB)、α線、イオン線等の荷電粒子線などが挙げられる。これらのうちでは、反射防止フィルム10の生産性の観点から、紫外線(UV)が特に好ましい。以下、電離放射線硬化性組成物を、単に、硬化性組成物と称する場合がある。また、本明細書において「(メタ)アクリレート」は「アクリレートおよびメタクリレートの少なくとも一方」をいう。「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイルおよびメタクリロイルの少なくとも一方」をいう。「(メタ)アクリル」は「アクリルおよびメタクリルの少なくとも一方」をいう。「(メタ)アクリレート化合物」は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、モノマー、オリゴマー、プレポリマーなどが挙げられる。以下、(メタ)アクリレート化合物を単に(メタ)アクリレートと称する場合がある。
(メタ)アクリレートは、単官能(メタ)アクリレートであっても、多官能(メタ)アクリレートであってもよい。あるいは、単官能(メタ)アクリレートと多官能(メタ)アクリレートの組み合わせで構成されていてもよい。硬化性組成物は、(メタ)アクリレートとして、硬化性の向上等の観点から、多官能(メタ)アクリレートを含むことがより好ましい。
(メタ)アクリレートとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらのうちでは、ウレタン(メタ)アクリレート、特にウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが好ましい。ハードコート層14を形成するための硬化性組成物が紫外線硬化性樹脂としてウレタン(メタ)アクリレートを含む場合には、ハードコート層14が適度な柔軟性を有するため、反射防止フィルム10の耐屈曲性が高くなり、フォルダブルディスプレイやローラブルディスプレイ等の繰り返し屈曲されるフレキシブルディスプレイに好適に用いることができる。また、基材フィルム12が例えばポリシクロオレフィンやシクロオレフィンコポリマーなどから形成され、比較的割れやすいものでも、基材フィルム12の割れを抑えやすい。
硬化性組成物を構成する(メタ)アクリレートとしてさらに、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート化合物が含有されることが好ましい。ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。特に、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートが硬化性組成物に含有されることが好ましい。
ハードコート層14を形成する硬化性組成物には、紫外線硬化性樹脂に加え、非紫外線硬化性樹脂が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。また、ハードコート層14を形成する硬化性組成物には、光重合開始剤が含まれていてもよい。また、必要に応じ、硬化性組成物に一般に添加可能な添加剤などが含まれていてもよい。添加剤としては、分散剤、レベリング剤、消泡剤、搖変剤、防汚剤、抗菌剤、難燃剤、スリップ剤、帯電防止剤、金属酸化物粒子、樹脂粒子などが挙げられる。また、必要に応じ、溶剤が含まれていてもよい。
非紫外線硬化性樹脂、光重合開始剤、金属酸化物粒子、またハードコート層14を形成する硬化性組成物において用いられる溶剤としては、後に高屈折率層16の形成用材料として列挙しているのと同様のものを適用することができる。樹脂粒子としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン-(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、セルロースなどの樹脂からなる樹脂粒子が挙げられる。
ハードコート層14の厚みは、特に限定されるものではないが、十分な硬度を有するなどの観点から、0.5μm以上であることが好ましい。より好ましくは0.75μm以上である。また、基材フィルム12との熱収縮差に起因するカールが抑えられやすいなどの観点から、20μm以下であることが好ましい。より好ましくは10μm以下である。ハードコート層14の厚みは、厚み方向において金属酸化物粒子や樹脂粒子に起因する凹凸のない部分における比較的平滑な部分の厚みである。
ハードコート層14の屈折率は、基材フィルム12とハードコート層14の屈折率差から生じる干渉ムラを抑制する観点から、1.49以上1.56以下の範囲内が好ましい。
ハードコート層14の表面凹凸が形成されている表面の算術平均粗さRaは、ブロッキング抑制などの観点から、0.3nm以上20nm以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは0.5nm以上であり、また10nm以下である。
ハードコート層14の表面凹凸が形成されている表面の算術平均粗さRaは、ブロッキング抑制などの観点から、0.3nm以上20nm以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは0.5nm以上であり、また10nm以下である。
(高屈折率層)
本実施形態に係る反射防止フィルム10において、ハードコート層14の面上には、高屈折率層16が設けられている。高屈折率層16は、ハードコート層14および低屈折率層18よりも高い屈折率を有する層である。高屈折率層16をハードコート層14と低屈折率層18の間に設けることによって、反射防止フィルム10に、高い反射防止効果を発現させる。
本実施形態に係る反射防止フィルム10において、ハードコート層14の面上には、高屈折率層16が設けられている。高屈折率層16は、ハードコート層14および低屈折率層18よりも高い屈折率を有する層である。高屈折率層16をハードコート層14と低屈折率層18の間に設けることによって、反射防止フィルム10に、高い反射防止効果を発現させる。
高屈折率層16は、バインダー樹脂と、金属酸化物粒子と、を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成され、バインダー樹脂は、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物と、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物と含む。上記でハードコート層14について説明したとおり、電離放射線には、種々の電磁波および荷電粒子線が含まれるが、バインダー樹脂は紫外線(UV)硬化性であることが特に好ましい。
高屈折率層16を構成するバインダー樹脂が、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物を含むことで、高屈折率層16において高い硬度が得られ、それによって、反射防止フィルム10の耐擦傷性が高められる。以下、高屈折率層16の構成成分について、単に(メタ)アクリレートと称する場合は、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレートを指すものとする。
(メタ)アクリレートとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、アリール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。(メタ)アクリレートは、単官能(メタ)アクリレートのみで構成されていてもよいし、多官能(メタ)アクリレートで構成されていてもよいし、単官能(メタ)アクリレートと多官能(メタ)アクリレートの組み合わせで構成されていてもよい。(メタ)アクリレートとしては、多官能(メタ)アクリレートを含むことがより好ましい。
単官能(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、1-ナフチルメチル(メタ)アクリレート、2-ナフチルメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ-2-メチルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、3-フェノキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4-フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、3-(2-フェニルフェニル)-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、二官能(メタ)アクリレート、三官能(メタ)アクリレート、四官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。より具体的には、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
(メタ)アクリレートは1種単独で構成されていてもよいし、2種以上で構成されていてもよい。バインダー樹脂は、耐擦傷性の向上の観点から、5官能以上の多官能(メタ)アクリレートを含むことが好ましく、また、5官能以上の多官能(メタ)アクリレートの含有率を大きくすることが好ましい。
また、多官能(メタ)アクリレートは、二量体を含むことが好ましい。多官能(メタ)アクリレートの二量体は硬化速度に優れ、硬化性組成物の硬化率を容易に上げることができるため、より耐擦傷性を向上させることができる。なかでも、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、及び、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートの二量体からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、及び、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの二量体からなる群より選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。
上記二量体の含有量は、耐擦傷性の観点から、多官能(メタ)アクリレートの固形分全量基準で、25質量%以上とすることが好ましい。より好ましくは30質量%以上である。一方、二量体の含有量は、透明性や溶剤への溶解性の観点から、多官能(メタ)アクリレートの固形分全量基準で、50質量%以下とすることが好ましい。より好ましくは40質量%以下である。
バインダー樹脂は、(メタ)アクリレート化合物に加え、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を含んでいる。イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を、(メタ)アクリレート化合物とともに用いることで、反射防止フィルム10の耐擦傷性が向上する。これは、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物が硬化収縮しにくい特性を有することによると推測される。高屈折率層16において、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物は、(メタ)アクリレート化合物との間に結合を形成する。その高屈折率層16において、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物の硬化収縮しにくい特性から、高屈折率層16と隣接する層(低屈折率層18、ハードコート層14)との間に生じる内部応力を抑えることができ、反射防止フィルム10に外力が加わったときに層間剥離が発生しにくくなることから、耐擦傷性が向上すると推測される。
イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物としては、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジアクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、ε-カプロラクトン変性ビス(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ε-カプロラクトン変性トリス(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。硬化性組成物は、これらのイソシアヌレート化合物を1種のみ含んでも、2種以上含んでもよい。
高屈折率層16におけるイソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物の含有量は、バインダー樹脂の固形分全量基準で(固形分100質量%のうち)、10質量%以上、好ましくは12質量%以上、より好ましくは13質量%以上であるとよい。すると、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物による耐擦傷性向上の効果が高く得られる。一方、その含有量は、35質量%以下、好ましくは33質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。すると、高屈折率層16の硬度を確保しやすくなる。(メタ)アクリレート化合物およびイソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物がそれぞれ、異なる機構によって、高屈折率層16の耐擦傷性の向上に寄与することから、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物の含有量が、これらの範囲よりも多すぎても少なすぎても、耐擦傷性向上の効果を高く得ることは難しくなる。なお、ここでいう高屈折率層16の固形分とは、高屈折率層16において固定化されていない、常温において液状の成分を除く成分である。高屈折率層16の固形分としては、(メタ)アクリレート化合物、イソシアヌル酸骨格を含む(メタ)アクリレート化合物、金属酸化物粒子などが含まれる。溶剤などは含まれない。
また、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物は、架橋度を高め、高硬度を実現する観点からイソシアヌル酸骨格を有する3官能の(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。上に列挙したイソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物のうち、3官能のものは、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレートとε-カプロラクトン変性トリス(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレートである。特に3官能のイソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレートの含有量が、バインダー樹脂の固形分全量基準で、好ましくは8質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは11質量%以上であるとよい。また、イソシアヌル酸骨格を有する3官能の(メタ)アクリレートの含有量が、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物100質量%のうち、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは85質量%以上であるとよい。イソシアヌル酸骨格を有する3官能の(メタ)アクリレート化合物がこれらの含有量をとる場合には、耐擦傷性向上の効果が高く得られる。イソシアヌル酸骨格を有する3官能の(メタ)アクリレートの含有量が、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物100質量%のうちに占める割合に、特に上限は設定されない。その割合が高いほど、高硬度化による高屈折率層16の耐擦傷性の向上に高い効果を示すからである。
高屈折率層16は、上記のとおり、バインダー樹脂に加えて、金属酸化物粒子を含む。金属酸化物粒子を含有することで高屈折率層16の屈折率が高くなり、低屈折率層18を上に積層したときに、反射防止フィルム10の反射防止機能をより高めることができる。高屈折率とは、測定波長589.3nmにおける屈折率が1.50以上であることをいい、高屈折率層16の屈折率は、好ましくは1.60~2.00の範囲内、より好ましくは1.65~1.98の範囲内、さらに好ましくは1.70~1.95の範囲内である。なお、本明細書において、特記しないかぎり、物質および物質層の屈折率は、測定波長589.3nmにおける値を指すものとする。
金属酸化物粒子としては、チタン,ジルコニウム,スズ,亜鉛,ケイ素,ニオブ,アルミニウム,クロム,マグネシウム,ゲルマニウム,ガリウム,アンチモン,白金などの金属の酸化物からなる金属酸化物粒子が挙げられる。これらは、光学調整可能な金属酸化物粒子として1種単独で用いられてもよいし、2種以上組み合わせて用いられてもよい。これらのうちでは、高屈折率と透明性の両立に優れるなどの観点から、チタン酸化物,ジルコニウム酸化物が特に好ましい。金属酸化物粒子は、シランカップリング剤等の表面処理剤により、表面処理されていてもよい。その場合に、表面処理剤が、(メタ)アルリロイル基等、(メタ)アクリレート化合物およびイソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物と結合形成可能な官能基を有するものであることが好ましい。また、金属酸化物粒子は、固溶や層状の被覆構造の形成等により、複数の金属種を含む粒子として構成されてもよい。
金属酸化物粒子の平均粒子径は、5nm以上、200nm以下が好ましい。平均粒子径は、20nm以上がより好ましく、30nm以上がさらに好ましい。一方、120nm以下がより好ましく、80nm以下がさらに好ましい。金属酸化物粒子の平均粒子径は、JIS Z8825に従うレーザー回折・散乱法により得られる体積基準の平均算術値であって、一次粒子径だけではなく、粒子の凝集体である二次粒子径も含む。金属酸化物粒子の形状は、特に限定されるものではなく、球状、針状、鱗片状、棒状、繊維状、不定形などであってもよい。無機酸化物粒子は、中実粒子であることが好ましい。中実粒子とは、粒子の内部に実質的に空洞を有していない粒子であり、空洞の割合が中実粒子の体積の5%未満である粒子をいう。
金属酸化物粒子の含有量は、高屈折率化、および耐擦傷性向上の観点から、硬化性組成物の固形分全量基準で、好ましくは20質量%以上、80質量%以下である。より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上である。一方、より好ましくは75質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。
高屈折率層16の厚みは、好ましくは40nm以上、120nm以下の範囲内である。より好ましくは50nm以上、さらに好ましくは70nm以上である。一方、より好ましくは100nm以下、さらに好ましくは90nm以下である。この範囲内であると、他の層との界面で生じる光干渉効果から良好な低い視感度反射率を得ることができ、光の反射を軽減することができる。
高屈折率層16には、必要に応じて、添加剤などが含まれていてもよい。このような添加剤としては、防汚剤、レベリング剤、消泡剤、搖変剤、抗菌剤、難燃剤、スリップ剤、屈折率調整剤などが挙げられる。
また、高屈折率層16の形成用組成物は、バインダー樹脂が紫外線反応性の反応性基を有するものを含む場合(紫外線硬化性樹脂である場合)、光重合開始剤を含むことが好ましい。さらに高屈折率層16の形成用組成物は、必要に応じ、溶剤を含んでいてもよい。高屈折率層16のバインダー樹脂は、紫外線硬化性樹脂のみで構成されていてもよいし、紫外線硬化性樹脂と非紫外線硬化性樹脂の組み合わせで構成されていてもよい。
非紫外線硬化性樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
光重合開始剤としては、アルキルフェノン系、アシルホスフィンオキサイド系、オキシムエステル系などの光重合開始剤が挙げられる。アルキルフェノン系光重合開始剤としては、2,2’-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジルメチル-2-(ジメチルアミノ)-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、2-(4-メチルベンジル)-2-(ジメチルアミノ)-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、N,N-ジメチルアミノアセトフェノンなどが挙げられる。アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。オキシムエステル系光重合開始剤としては、1,2-オクタンジオン、1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-2-(O-ベンゾイルオキシム)、エタノン-1-[9-エチルー6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾールー3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)などが挙げられる。光重合開始剤は、これらの1種単独で用いられてもよいし、2種以上組み合わせて用いられてもよい。
光重合開始剤の含有量は、高屈折率層16の形成用組成物の固形分全量基準で、0.1質量%以上10質量%以下の範囲とすることが好ましい。より好ましくは1質量%以上である、また5質量%以下である。
高屈折率層16の形成用組成物において用いられる溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル(EGM)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのアルコール系溶剤や、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン、アセトンなどのケトン系溶剤、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤、N-メチルピロリドン、アセトアミド、ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶剤などが挙げられる。これらは、溶剤として1種単独で用いられてもよいし、2種以上組み合わせて用いられてもよい。
上記のとおり、高屈折率層16の屈折率は、測定波長589.3nmにおいて、好ましくは1.60以上、2.00以下の範囲内にあるとよい。屈折率が1.60以上であると、後述する低屈折率層18の屈折率を極端に下げることなく反射防止フィルム10を低反射にすることができる。すると、低屈折率層18の組成を、屈折率が極端に低くはないが高い耐擦傷性を示すものとすることにより、反射防止フィルム10を良好な耐擦傷性を有するものとできる。高屈折率層16の屈折率は、より好ましくは、1.65以上、さらに好ましくは1.70以上である。一方、高屈折率層16の屈折率が2.00以下であると、金属酸化物粒子を高屈折率層16に多量に含有させる必要がなくなることで、金属酸化物粒子の高屈折率層16からの脱落を抑制し、良好な耐擦傷性を得ることができる。高屈折率層16の屈折率は、より好ましくは1.98以下、さらに好ましくは1.95以下である。各層が上記の成分組成を有し、かつ高屈折率層16全体として上記範囲の屈折率を示せば、高屈折率層16における積層数は、特に限定されない。構成の簡素性の観点からは、高屈折率層16を1層のみより構成すればよい。この場合に、その1層が上記範囲の屈折率を有するようにすればよい。
一方で、高屈折率層16は、反射防止機能をさらに高めるために、屈折率の異なる2層以上の多層膜から構成されていてもよい。特に、生産性と反射防止性の両立の観点から、2層構成とすることが好ましい。2層構成の高屈折率層のうち、ハードコート層14の側に位置する層を高屈折率層A、低屈折率層18の側に位置する層を高屈折率層Bとした場合、高屈折率層Bの測定波長589.3nmにおける屈折率は、好ましくは1.60以上、2.00以下の範囲内である。より好ましくは1.65以上、さらに好ましくは1.70以上とするとよい。一方、より好ましくは1.98以下、さらに好ましくは1.95以下とするとよい。
高屈折率層Aの測定波長589.3nmにおける屈折率は、高屈折率層Bとハードコート層14との中間の屈折率とすればよい。具体的には、その屈折率は、好ましくは1.56以上、1.85以下の範囲内である。より好ましくは1.60以上、さらに好ましくは1.65以上であるとよい。一方、より好ましくは1.80以下、さらに好ましくは1.75以下であるとよい。屈折率の調整は、例えば、上記金属酸化物粒子の選択、配合量の調整などにより行うことができる。
上記2層構成とした場合、高屈折率層Bの厚みは、好ましくは40nm以上、100nm以下の範囲内、より好ましくは45nm以上、80nm以下の範囲内、さらに好ましくは50nm以上、70nm以下の範囲内である。高屈折率層Aの厚みは、好ましくは50nm以上、120nm以下の範囲内、より好ましくは60nm以上、100nm以下の範囲内、さらに好ましくは70nm以上、90nm以下の範囲内である。厚みを上記範囲とすることで、反射防止フィルム10の反射防止機能をさらに高めることができる。
高屈折率層16の表面における算術平均粗さSaは、耐擦傷性の観点から、好ましくは0.3nm以上10nm以下である。より好ましくは、Saは0.4nm以上であり、さらに好ましくは0.5nm以上である。また、より好ましくは、Saは7nm以下であり、さらに好ましくは3nm以下である。
(低屈折率層)
本実施形態に係る反射防止フィルム10において、高屈折率層16の面上には、低屈折率層18が設けられている。低屈折率層18は、高屈折率層16よりも低い屈折率を有するものであって、高屈折率層16との有意な屈折率差により反射防止効果を発現させる。さらに、低屈折率層18の屈折率はハードコート層14の屈折率よりも低いことが好ましい。低屈折率層18の屈折率は、好ましくは1.29以上、1.45以下であり、より好ましくは1.32以上、また1.43以下である。低屈折率層18の屈折率は、測定波長589.3nmにおける屈折率である。
本実施形態に係る反射防止フィルム10において、高屈折率層16の面上には、低屈折率層18が設けられている。低屈折率層18は、高屈折率層16よりも低い屈折率を有するものであって、高屈折率層16との有意な屈折率差により反射防止効果を発現させる。さらに、低屈折率層18の屈折率はハードコート層14の屈折率よりも低いことが好ましい。低屈折率層18の屈折率は、好ましくは1.29以上、1.45以下であり、より好ましくは1.32以上、また1.43以下である。低屈折率層18の屈折率は、測定波長589.3nmにおける屈折率である。
低屈折率層18は、その組成を特に限定されるものではないが、金属酸化物粒子、中空シリカ粒子、含フッ素化合物、バインダー樹脂を含有するものとすることが好ましい。低屈折率層18としては、特許文献1に記載されているものを好適に適用することができる。以下、簡単にその構成を説明する。
バインダー樹脂としては、低屈折率層18の耐擦傷性向上などの観点から、熱硬化性化合物の硬化物や紫外線硬化性化合物の硬化物などが好ましい。また、生産性などの観点から、紫外線硬化性化合物の硬化物がより好ましい。
紫外線硬化性樹脂としては、紫外線反応性の反応性基を有するモノマー,オリゴマー,プレポリマーなどが挙げられる。紫外線反応性の反応性基としては、アクリロイル基,メタクリロイル基,アリル基,ビニル基等のエチレン性不飽和結合を有するラジカル重合型の反応性基やオキセタニル基などのカチオン重合型の反応性基などが挙げられる。これらのうちでは、アクリロイル基,メタクリロイル基,オキセタニル基がより好ましく、アクリロイル基,メタクリロイル基が特に好ましい。すなわち、(メタ)アクリレートを用いることが特に好ましい。
具体的な(メタ)アクリレートとしては、上で高屈折率層16に含有させるイソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物の例として挙げたものを、ここでも好適に用いることができる。5官能以上の多官能(メタ)アクリレートを含むことが好ましい点や、二量体を含み、さらにその好適な含有量が、多官能(メタ)アクリレートの固形分全量基準で、25質量%以上50質量%以下の範囲、より好ましくは30質量%以上、また40質量%以下である点も、高屈折率層16のイソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物と同様である。
無機酸化物粒子は、低屈折率層18に含まれることで、低屈折率層18の表面に凸部を形成するものである。無機酸化物粒子によって低屈折率層18の表面に凸部が形成されることで、低屈折率層18は良好な耐擦傷性を有することができる。
無機酸化物粒子としては、上に高屈折率層16に含有される金属酸化物粒子の具体例として挙げたのと同様のものを、好適に用いることができる。ここもでも、無機酸化物粒子は中実粒子であることが好ましいが、中空粒子であってもよい。
無機酸化物粒子は、低屈折率層18の表面に凸部を形成し、良好な耐擦傷性を得るために、無機酸化物粒子の平均粒子径rと低屈折率層18の平均厚みdの差(r-d)が、10nm以上であるとよい。差(r-d)は、より好ましくは15nm以上、さらに好ましくは18nm以上である。一方、形成される凸部の高さを抑えて透明性を維持するなどの観点から、差(r-d)は、300nm以下であるとよい。より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは100nm以下である。
無機酸化物粒子の平均粒子径rは、低屈折率層18の平均厚みdにもよるが、60nm以上400nm以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは70nm以上、さらに好ましくは90nm以上である。また、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは200nm以下である。無機酸化物粒子の平均粒子径rは、JIS Z8825に従うレーザー回折・散乱法により得られる体積基準の平均算術値であって、一次粒子径だけではなく、粒子の凝集体である二次粒子径も含む。
低屈折率層18における無機酸化物粒子の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し0.1質量%以上4.0質量%以下であるとよい。低屈折率層18における無機酸化物粒子の含有量が低屈折率層18の固形分100質量%に対し0.1質量%以上であると、優れた耐擦傷性を得ることができる。また、この観点から、低屈折率層18における無機酸化物粒子の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1.0質量%以上である。そして、低屈折率層18における無機酸化物粒子の含有量が低屈折率層18の固形分100質量%に対し4.0質量%以下であると、高い透明性を得ることができる。また、この観点から、低屈折率層18における無機酸化物粒子の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し、より好ましくは3.5質量%以下、さらに好ましくは3.2質量%以下である。なお、ここでいう低屈折率層18の固形分とは、低屈折率層18においてバインダー樹脂に固定化されていない、常温において液状の成分を除く成分である。低屈折率層18の固形分としては、無機酸化物粒子、中空シリカ粒子、バインダー樹脂、バインダー樹脂に固定化された含フッ素化合物などが含まれる。添加剤としてのオイル成分やバインダー樹脂に固定化されていない界面活性剤などは含まれない。
中空シリカ粒子は、低屈折率層18の平均厚さよりも平均粒子径の小さい粒子である。中空シリカ粒子は、低屈折率層18の表面に凸部を形成する無機酸化物粒子よりも平均粒子径の小さい粒子であるとよい。中空シリカ粒子は、低屈折率層18の表面凹凸の形成に実質的に寄与しない粒子である。中空シリカ粒子は、粒子の内部に空洞を有している粒子であり、空洞の割合が体積の5%以上である粒子をいう。中空とは、外殻とその内部の空洞からなるシェル構造のものや、多数の空洞を有する多孔質構造のものなどをいう。中空シリカ粒子は、中空構造であることで、低屈折率層18の屈折率を低くして、光の反射を低減させることができる。中空シリカ粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状、紡錘状、卵状、平板状、立方体状、不定形などが好ましい。これらのうちでは、球状、平板状、立方体状などが特に好ましい。
中空シリカ粒子において、空洞の割合は、体積の10%以上80%以下であることが好ましい。空洞の割合が体積の10%以上であると、屈折率を低くして光の反射を低減することができる。より好ましくは体積の20%以上、さらに好ましくは体積の30%以上である。一方、空洞の割合が体積の80%以下であると、中空シリカ粒子の分散性の低下を抑えることができる。より好ましくは体積の60%以下である。
中空シリカ粒子の平均粒子径は、低屈折率層18の平均厚みにもよるが、5nm以上100nm以下であることが好ましい。より好ましくは20nm以上、さらに好ましくは40nm以上である。また、より好ましくは80nm以下、さらに好ましくは70nm以下である。中空シリカ粒子の平均粒子径がこれら好ましい範囲内であると、低屈折率層18の優れた反射防止効果と透明性を得ることができる。平均粒子径は、JIS Z8825に従うレーザー回折・散乱法により得られる体積基準の平均算術値である。一次粒子径だけではなく、粒子の凝集体である二次粒子径も含む。
中空シリカ粒子の屈折率は、1.01以上1.45以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは1.15以上1.38以下の範囲内、さらに好ましくは1.15以上1.35以下の範囲内である。中空シリカ粒子の屈折率がこの範囲内であると、優れた反射防止効果が得られる。
低屈折率層18における中空シリカ粒子の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し6.0質量%以上49.9質量%以下であるとよい。低屈折率層18における中空シリカ粒子の含有量が低屈折率層18の固形分100質量%に対し6.0質量%であると、優れた反射防止性を得ることができる。また、この観点から、低屈折率層18における中空シリカ粒子の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上、特に好ましくは30質量%以上である。そして、低屈折率層18における中空シリカ粒子の含有量が低屈折率層18の固形分100質量%に対し49.9質量%以下であると、耐擦傷性の低下が抑えられる。また、この観点から、低屈折率層18における中空シリカ粒子の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し、より好ましくは45質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。
そして、低屈折率層18における無機酸化物粒子と中空シリカ粒子の合計量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し10質量%以上50質量%以下であるとよい。低屈折率層18における無機酸化物粒子と中空シリカ粒子の合計量が低屈折率層18の固形分100質量%に対し10質量%以上であると、優れた耐擦傷性を得ることができる。また、この観点から、低屈折率層18における無機酸化物粒子と中空シリカ粒子の合計量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上である。一方、低屈折率層18における無機酸化物粒子と中空シリカ粒子の合計量が低屈折率層18の固形分100質量%に対し50質量%以下であると、低屈折率層18に無機酸化物粒子と中空シリカ粒子を十分に保持することができるため、優れた耐擦傷性を得ることができる。また、この観点から、低屈折率層18における無機酸化物粒子と中空シリカ粒子の合計量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し、より好ましくは48質量%以下、さらに好ましくは46質量%以下、特に好ましくは43質量%以下である。
低屈折率層18において、含フッ素化合物は、防汚剤として機能することができる。また、低屈折率層18の表面の滑り性が向上するため、耐擦傷性の向上に寄与することができる。含フッ素化合物としては、パーフルオロアルキル基を含有する(メタ)アクリレートなどが挙げられる。このような化合物としては、信越化学工業製「KY-1203」、DIC製「メガファックRS-75」、ダイキン工業製「オプツールDAC-HP」、ネオス製「フタージェント601AD」などが挙げられる。このような含フッ素化合物により、汚れや指紋の付着を抑え、汚れや指紋の除去を容易にすることができる。
低屈折率層18における含フッ素化合物の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し1.0質量%以上15.0質量%以下であることが好ましい。低屈折率層18における含フッ素化合物の含有量が低屈折率層18の固形分100質量%に対し1.0質量%以上であると、低屈折率層18の表面の滑り性が向上し、耐擦傷性が向上する。また、防汚性が向上する。そして、この観点から、低屈折率層18における含フッ素化合物の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し、より好ましくは2.0質量%以上、さらに好ましくは3.0質量%以上である。そして、低屈折率層18における含フッ素化合物の含有量が低屈折率層18の固形分100質量%に対し15.0質量%以下であると、耐擦傷性の低下が抑えられる。また、この観点から、低屈折率層18における含フッ素化合物の含有量は、低屈折率層18の固形分100質量%に対し、より好ましくは13.0質量%以下、さらに好ましくは10.0質量%以下、特に好ましくは5.0質量%以下である。
低屈折率層18の屈折率は、高屈折率層16より、また好ましくはハードコート層14より低い限りにおいて特に限定されないが、好ましくは1.35以上、1.49以下である。屈折率が1.35以上であると、低屈折率層18の強度を十分なものとすることができ、良好な耐擦傷性を得ることができる。一方、屈折率が1.49以下であると、反射防止フィルム10をより低反射率化することができる。上記観点から低屈折率層18の屈折率は、より好ましくは1.38以上、1.46以下であり、さらに好ましくは1.40以上、1.44以下である。
低屈折率層18の厚みは、好ましくは80nm以上110nm以下の範囲内である。より好ましくは85nm以上、さらに好ましくは90nm以上である。また、より好ましくは105nm以下、さらに好ましくは100nm以下である。この範囲内であると、良好な低い視感度反射率を得ることができ、光の反射を軽減することができる。
低屈折率層18は、無機酸化物粒子、中空シリカ粒子、含フッ素化合物、バインダー樹脂を含む組成物を用いて形成することができる。含フッ素化合物およびバインダー樹脂は、紫外線反応性の反応性基を有することが好ましい。紫外線反応性の反応性基としては、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。含フッ素化合物およびバインダー樹脂が紫外線反応性の反応性基を有すると、低屈折率層18の耐擦傷性が向上し、反射防止フィルム10の耐擦傷性が向上する。低屈折率層18の形成用組成物は、バインダー樹脂が紫外線反応性の反応性基を有するもの(紫外線硬化性樹脂)を含む場合、光重合開始剤を含むことが好ましい。低屈折率層18の形成用組成物には、必要に応じ、溶剤が含まれていてもよい。低屈折率層18のバインダー樹脂は、紫外線硬化性樹脂で構成されていてもよいし、非紫外線硬化性樹脂で構成されていてもよいし、紫外線硬化性樹脂と非紫外線硬化性樹脂の組み合わせで構成されていてもよい。非紫外線硬化性樹脂、光重合開始剤、低屈折率層18の形成用組成物において用いられる溶剤としては、それぞれ、上に高屈折率層16に用いられる成分と具体例として挙げたのと同様のものを、好適に用いることができる。
他に、低屈折率層18には、必要に応じて、添加剤などが含まれていてもよい。このような添加剤としては、防汚剤、分散剤、レベリング剤、消泡剤、搖変剤、抗菌剤、難燃剤、スリップ剤、屈折率調整剤などが挙げられる。
(反射防止フィルムの製造方法)
反射防止フィルム10を製造するには、まず、基材フィルム12の面上にハードコート層14を形成する組成物を塗工し、必要に応じて乾燥後、紫外線等の電離放射線照射により硬化させて、基材フィルム12の面上にハードコート層14を形成する。その後、ハードコート層14の面上に高屈折率層16を形成する組成物を塗工し、必要に応じて乾燥後、紫外線等の電離放射線線照射により硬化させて、ハードコート層14の面上に高屈折率層16を形成する。さらに高屈折率層16の面上に低屈折率層18を形成する組成物を塗工し、必要に応じて乾燥後、紫外線等の電離放射線照射により硬化させて、高屈折率層16の面上に低屈折率層18を形成する。これらの工程を経ることにより、反射防止フィルム10を製造することができる。高屈折率層16を多層構成とする場合には、各層を形成する組成物を塗工し、必要に応じて乾燥後、硬化させる工程を繰り返せばよい。
反射防止フィルム10を製造するには、まず、基材フィルム12の面上にハードコート層14を形成する組成物を塗工し、必要に応じて乾燥後、紫外線等の電離放射線照射により硬化させて、基材フィルム12の面上にハードコート層14を形成する。その後、ハードコート層14の面上に高屈折率層16を形成する組成物を塗工し、必要に応じて乾燥後、紫外線等の電離放射線線照射により硬化させて、ハードコート層14の面上に高屈折率層16を形成する。さらに高屈折率層16の面上に低屈折率層18を形成する組成物を塗工し、必要に応じて乾燥後、紫外線等の電離放射線照射により硬化させて、高屈折率層16の面上に低屈折率層18を形成する。これらの工程を経ることにより、反射防止フィルム10を製造することができる。高屈折率層16を多層構成とする場合には、各層を形成する組成物を塗工し、必要に応じて乾燥後、硬化させる工程を繰り返せばよい。
基材フィルム12の面上にハードコート層14を形成する際、基材フィルム12とハードコート層14の密着性を向上させるために、基材フィルム12の表面には、塗工前に表面処理が施されてもよい。表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、熱風処理、オゾン処理、紫外線処理などが挙げられる。
ハードコート層14を形成する組成物、高屈折率層16を形成する組成物、低屈折率層18を形成する組成物の塗工には、例えば、リバースグラビアコート法,ダイレクトグラビアコート法,ダイコート法,バーコート法,ワイヤーバーコート法,ロールコート法,スピンコート法,ディップコート法,スプレーコート法,ナイフコート法,キスコート法などの各種コーティング法や、インクジェット法、オフセット印刷,スクリーン印刷,フレキソ印刷などの各種印刷法を用いて行うことができる。
各層に対する乾燥工程は、塗工液に用いた溶剤等を除去できれば特に限定されるものではないが、50~150℃の温度で10秒~180秒程度行うことが好ましい。
各層に対する紫外線照射には、高圧水銀ランプ、無電極(マイクロ波方式)ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、その他任意の紫外線照射装置を用いることができる。紫外線照射は、必要に応じて、窒素などの不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。紫外線照射量は、特に限定されるものではないが、50~800mJ/cm2が好ましく、100~300mJ/cm2がより好ましい。
(反射防止フィルムの特性)
以上の構成の反射防止フィルム10は、基材フィルム12と、基材フィルム12の面上に形成されたハードコート層14と、ハードコート層14の面上に形成された高屈折率層16と、高屈折率層16の面上に形成された低屈折率層18と、を有し、高屈折率層16が、(メタ)アクリレート化合物と、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物と、を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成されている。高屈折率層16において、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物の含有量は、バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下となっている。この高屈折率層16の寄与により、反射防止フィルム10は、優れた耐擦傷性を備えるものとなる。さらに、上記で具体例として挙げたハードコート層14および低屈折率層18も、高い耐擦傷性を備えるものであり、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を所定量含んだ高屈折率層16とともに反射防止フィルム10を構成することで、反射防止フィルム10全体が、特に耐擦傷性に優れたものとなる。
以上の構成の反射防止フィルム10は、基材フィルム12と、基材フィルム12の面上に形成されたハードコート層14と、ハードコート層14の面上に形成された高屈折率層16と、高屈折率層16の面上に形成された低屈折率層18と、を有し、高屈折率層16が、(メタ)アクリレート化合物と、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物と、を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成されている。高屈折率層16において、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物の含有量は、バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下となっている。この高屈折率層16の寄与により、反射防止フィルム10は、優れた耐擦傷性を備えるものとなる。さらに、上記で具体例として挙げたハードコート層14および低屈折率層18も、高い耐擦傷性を備えるものであり、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を所定量含んだ高屈折率層16とともに反射防止フィルム10を構成することで、反射防止フィルム10全体が、特に耐擦傷性に優れたものとなる。
<他の形態の反射防止フィルム>
本発明に係る反射防止フィルムは、第一実施形態に係る反射防止フィルム10の構成に限定されるものではない。以下に、本発明に係る反射防止フィルムの他の実施形態について説明する。
本発明に係る反射防止フィルムは、第一実施形態に係る反射防止フィルム10の構成に限定されるものではない。以下に、本発明に係る反射防止フィルムの他の実施形態について説明する。
(第二実施形態)
図2には、第二実施形態に係る反射防止フィルム20を示している。第二実施形態に係る反射防止フィルム20は、基材フィルム12と、基材フィルム12の一方の面上に形成されたハードコート層14と、ハードコート層14の面上に形成された高屈折率層16と、高屈折率層16の面上に形成された低屈折率層18と、を有する。また、基材フィルム12の他方の面上に透明粘着層22を有する。透明粘着層22の面上には、必要に応じて離型フィルム24が配置される。離型フィルム24は、反射防止フィルム20の使用前に透明粘着層22の保護層として機能し、反射防止フィルム20の使用時には、透明粘着層22から剥がされる。
図2には、第二実施形態に係る反射防止フィルム20を示している。第二実施形態に係る反射防止フィルム20は、基材フィルム12と、基材フィルム12の一方の面上に形成されたハードコート層14と、ハードコート層14の面上に形成された高屈折率層16と、高屈折率層16の面上に形成された低屈折率層18と、を有する。また、基材フィルム12の他方の面上に透明粘着層22を有する。透明粘着層22の面上には、必要に応じて離型フィルム24が配置される。離型フィルム24は、反射防止フィルム20の使用前に透明粘着層22の保護層として機能し、反射防止フィルム20の使用時には、透明粘着層22から剥がされる。
第二実施形態に係る反射防止フィルム20は、第一実施形態に係る反射防止フィルム10と比較して、基材フィルム12の他方の面上に透明粘着層22を有する点が相違し、これ以外については第一実施形態に係る反射防止フィルム10と同様であり、同様の構成についてはその説明を省略する。
透明粘着層22は、反射防止フィルム20をディスプレイ等の表面に密着性良く貼り付けるためのものである。また、反射防止フィルム20は、透明粘着層22を有することで、ディスプレイ等のガラスの飛散を防止する効果を有する。すなわち、反射防止フィルム20は、飛散防止フィルムとしての機能も有する。
透明粘着層22を形成する粘着剤組成物は、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などの公知の粘着性樹脂を含有することができる。中でも、光学的な透明性や耐熱性の観点から、アクリル系粘着剤が好ましい。粘着剤組成物は、透明粘着層22の凝集力を高めるために、架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、キレート系架橋剤などが挙げられる。
粘着剤組成物には、必要に応じて、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、可塑剤、シランカップリング剤、界面活性剤、酸化防止剤、充填剤、硬化促進剤、硬化遅延剤などの公知の添加剤が挙げられる。また、生産性などの観点から、有機溶剤を使用して希釈してもよい。
透明粘着層22の厚みは、特に限定されるものではないが、5μm以上、100μm以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは10μm以上であり、また50μm以下である。
透明粘着層22は、基材フィルム12の他方の面上に粘着剤組成物を直接塗布して形成する方法、離型フィルム24の面上に粘着剤組成物を塗布して形成した後、基材フィルム12の他方の面上に転写する方法、第一の離型フィルムの面上に粘着剤組成物を塗布して形成した後、第二の離型フィルムを貼り合わせ、いずれか一方の離型フィルムを剥離して基材フィルム12の他方の面上に転写する方法などにより形成することができる。
透明粘着層22は、ガラスの飛散防止効果の観点から、ガラスに対する粘着力が、4N/25mm以上であることが好ましい。より好ましくは6N/25mm以上、さらに好ましくは10N/25mm以上である。
(第三実施形態)
図3には、第三実施形態に係る反射防止フィルム30を示している。第三実施形態に係る反射防止フィルム30は、基材フィルム12と、基材フィルム12の一方の面上に形成されたハードコート層14と、ハードコート層14の面上に形成された高屈折率層16と、高屈折率層16上に形成された低屈折率層18と、低屈折率層18の面上に粘着剤層26を介して配置された保護フィルム28と、を有する。また、基材フィルム12の他方の面上に透明粘着層22を有する。透明粘着層22の面上には、必要に応じて離型フィルム24が配置される。
図3には、第三実施形態に係る反射防止フィルム30を示している。第三実施形態に係る反射防止フィルム30は、基材フィルム12と、基材フィルム12の一方の面上に形成されたハードコート層14と、ハードコート層14の面上に形成された高屈折率層16と、高屈折率層16上に形成された低屈折率層18と、低屈折率層18の面上に粘着剤層26を介して配置された保護フィルム28と、を有する。また、基材フィルム12の他方の面上に透明粘着層22を有する。透明粘着層22の面上には、必要に応じて離型フィルム24が配置される。
第三実施形態に係る反射防止フィルム30は、第二実施形態に係る反射防止フィルム20と比較して、低屈折率層18の面上に粘着剤層26を介して保護フィルム28を有する点が相違し、これ以外については第二実施形態に係る反射防止フィルム20と同様であり、同様の構成についてはその説明を省略する。
保護フィルム28は、例えばロールプロセスなどで連続加工したりディスプレイ等に貼り合わせられたりするなどの反射防止フィルム30の取扱い時において、低屈折率層18の表面に傷が付くのを抑えることができる。保護フィルム28は、粘着剤層26を介して低屈折率層18の面に貼り付けられている。保護フィルム28は、反射防止フィルム30の加工後などにおいては、粘着剤層26とともに低屈折率層18の面から剥がされる。このため、粘着剤層26は、低屈折率層18と粘着剤層26の間の接着力よりも保護フィルム28と粘着剤層26の間の接着力のほうが強く、低屈折率層18と粘着剤層26の間で界面剥離可能な接着力に調整される。
保護フィルム28を構成する材料は、基材フィルム12を構成する材料として例示したものなどを適宜選択することができる。保護フィルム28の厚みは、特に限定されるものではないが、2μm以上500μm以下の範囲内、2μm以上200μm以下の範囲内とすることができる。
粘着剤層26としては、特許文献1に記載されているものを好適に適用することができる。粘着剤層26を形成する粘着剤は、特に限定されるものではなく、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などを好適に用いることができる。特に、アクリル系粘着剤は、透明性や耐熱性に優れるため、好適である。アクリル系粘着剤は、(メタ)アクリル重合体および架橋剤を含む粘着剤組成物から形成されることが好ましい。
(メタ)アクリル重合体は、(メタ)アクリルモノマーの単独重合体もしくは共重合体である。(メタ)アクリルモノマーとしては、アルキル基含有(メタ)アクリルモノマー、カルボキシル基含有(メタ)アクリルモノマー、水酸基含有(メタ)アクリルモノマーなどが挙げられる。
架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤などが挙げられる。架橋剤は、これらの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
粘着剤組成物には、(メタ)アクリル重合体、架橋剤以外に、その他添加剤を含んでもよい。その他の添加剤としては、架橋促進剤、架橋遅延剤、粘着性付与樹脂(タッキファイヤー)、帯電防止剤、シランカップリング剤、可塑剤、剥離助剤、顔料、染料、湿潤剤、増粘剤、紫外線吸収剤、防腐剤、酸化防止剤、金属不活性剤、アルキル化剤、難燃剤などが挙げられる。これらは粘着剤の用途や使用目的に応じて、適宜選択して使用される。
粘着剤層26の厚みは、特に限定されるものではないが、1~10μmの範囲内であることが好ましい。より好ましくは2~7μmの範囲内である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
例えば上記実施形態では、基材フィルム12の表面に表面処理を施してもよい記載をしているが、表面処理に代えて、基材フィルム12の表面に、易接着層を設ける構成であってもよい。
他に、上記各実施形態において、低屈折率層18の表面には、防汚性をさらに高めるために、防汚層を形成してもよい。
反射防止フィルム20の表面に防汚層を設ける場合は、界面での反射を低減する観点から、低屈折率層18と防汚層との屈折率差が小さいことが好ましい。防汚層の屈折率は、1.6以下が好ましく、1.55以下がより好ましい。防汚層の材料としては、フッ素基含有のシラン系化合物や、フッ素基含有の有機化合物等が好ましい。防汚層は、リバースコート法、ダイコート法、グラビアコート法等のウエット法や、真空蒸着法、CVD法等のドライプロセスにより形成できる。防汚層の厚みは、通常、1nm以上50nm以下程度であり、好ましくは2nm以上30nm以下、より好ましくは3nm以上20nm以下である。また、防汚層を形成する前に、表面処理を施してもよい。表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、熱風処理、オゾン処理、紫外線処理などが挙げられる。
反射防止フィルム20の表面に防汚層を設ける場合は、界面での反射を低減する観点から、低屈折率層18と防汚層との屈折率差が小さいことが好ましい。防汚層の屈折率は、1.6以下が好ましく、1.55以下がより好ましい。防汚層の材料としては、フッ素基含有のシラン系化合物や、フッ素基含有の有機化合物等が好ましい。防汚層は、リバースコート法、ダイコート法、グラビアコート法等のウエット法や、真空蒸着法、CVD法等のドライプロセスにより形成できる。防汚層の厚みは、通常、1nm以上50nm以下程度であり、好ましくは2nm以上30nm以下、より好ましくは3nm以上20nm以下である。また、防汚層を形成する前に、表面処理を施してもよい。表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、熱風処理、オゾン処理、紫外線処理などが挙げられる。
そして、上記保護フィルム28は、図3に示すように、図2に示す第二実施形態の反射防止フィルム20に追加する形で示しているが、図1に示す第一実施形態の反射防止フィルム10に追加する形であってもよい。
そして、基材フィルム12の表面には、各層を形成する前に、ガスバリア性向上層、帯電防止層、オリゴマーブロック層などの各種機能層を予め設けてもよい。帯電防止層としては、特許文献1に記載されているものを好適に適用することができる。
以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。以下、特記しない限り、試料の作製および評価は、室温、大気中において行っている。
(実施例1~8、比較例1~5)
<ハードコート層形成用組成物の調製>
紫外線硬化性組成物「ルクシディアESS-620」(DIC製、ウレタンアクリレート樹脂、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度:79質量%)に、光重合開始剤「Omnirad127」(IGM Resins B.V.製、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン)を、ハードコート層形成用組成物全量に対し3質量%となるように加え、固形分濃度が40質量%となるように酢酸エチルを加えて、ハードコート層形成用組成物を調製した。
<ハードコート層形成用組成物の調製>
紫外線硬化性組成物「ルクシディアESS-620」(DIC製、ウレタンアクリレート樹脂、溶剤:酢酸エチル、固形分濃度:79質量%)に、光重合開始剤「Omnirad127」(IGM Resins B.V.製、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン)を、ハードコート層形成用組成物全量に対し3質量%となるように加え、固形分濃度が40質量%となるように酢酸エチルを加えて、ハードコート層形成用組成物を調製した。
<高屈折率層形成用組成物の調製>
表1に記載の配合組成(単位:全固形分中の質量%)となるように各成分を配合し、表1に記載の固形分濃度となるようにPGMを加えて、高屈折率層形成用組成物を調製した。
表1に記載の配合組成(単位:全固形分中の質量%)となるように各成分を配合し、表1に記載の固形分濃度となるようにPGMを加えて、高屈折率層形成用組成物を調製した。
高屈折率層形成用組成物の構成成分として用いた材料は以下の通りである。
・多官能アクリレート(イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物)-東亞合成製「アロニックスMT-3041」、多官能アクリレート、固形分濃度:100質量%
・イソシアヌレート化合物(イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物)-東亞合成製「アロニックスM-315」、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(8質量%)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(92質量%)の混合物、固形分濃度:100質量%
・脂肪族UA-Sartomer社製「CN968 NS」脂肪族ポリエステル系ウレタンアクリレート、固形分濃度:100質量%
・PETA-東亞合成製「アロニックスM-933」、ペンタエリスリトールトリアクリレートを主成分とするペンタエリスリトールのアクリレート化反応生成物、固形分濃度:100質量%
・酸化チタン粒子-石原産業製「LDB-102-45」、酸化チタン粒子(水酸化アルミニウムおよび二酸化ケイ素で被覆)、分散剤、溶剤:PGM、固形分濃度:45質量%
・光重合開始剤-上記「Omnirad127」
・多官能アクリレート(イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物)-東亞合成製「アロニックスMT-3041」、多官能アクリレート、固形分濃度:100質量%
・イソシアヌレート化合物(イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物)-東亞合成製「アロニックスM-315」、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレート(8質量%)とイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート(92質量%)の混合物、固形分濃度:100質量%
・脂肪族UA-Sartomer社製「CN968 NS」脂肪族ポリエステル系ウレタンアクリレート、固形分濃度:100質量%
・PETA-東亞合成製「アロニックスM-933」、ペンタエリスリトールトリアクリレートを主成分とするペンタエリスリトールのアクリレート化反応生成物、固形分濃度:100質量%
・酸化チタン粒子-石原産業製「LDB-102-45」、酸化チタン粒子(水酸化アルミニウムおよび二酸化ケイ素で被覆)、分散剤、溶剤:PGM、固形分濃度:45質量%
・光重合開始剤-上記「Omnirad127」
<低屈折率層形成用組成物の調製>
全固形分中の質量%濃度で、紫外線硬化性樹脂55質量%、アルミナ粒子3.8質量%(アルミナゾルとして添加)、含フッ素化合物8質量%、中空シリカ粒子30質量%、光重合開始剤3質量%となるように、各成分を配合し、溶剤(MEK/PGM=1/3)を用いて固形分濃度3質量%に調整することにより、低屈折率層形成用組成物を調製した。
全固形分中の質量%濃度で、紫外線硬化性樹脂55質量%、アルミナ粒子3.8質量%(アルミナゾルとして添加)、含フッ素化合物8質量%、中空シリカ粒子30質量%、光重合開始剤3質量%となるように、各成分を配合し、溶剤(MEK/PGM=1/3)を用いて固形分濃度3質量%に調整することにより、低屈折率層形成用組成物を調製した。
低屈折率要層形成用組成物の構成成分として用いた材料は以下の通りである。
・紫外線硬化性樹脂-上記「アロニックスMT-3041」
・アルミナゾル-トーヨーケム製「リオデュラスKT-110AL」、アルミナ粒子(平均粒子径:110nm)25質量%、感光性モノマー及び樹脂15質量%、溶剤(MEK、シクロヘキサノン、脂肪族系溶剤)
・含フッ素化合物-信越化学工業製「KY-1203」、パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート、溶剤:MIBK、固形分濃度:20質量%
・中空シリカ粒子-日揮触媒化成工業製「スルーリア4320」、平均粒子径:60nm、溶剤:MIBK、固形分濃度:20質量%
・光重合開始剤-上記「Omnirad127」
・紫外線硬化性樹脂-上記「アロニックスMT-3041」
・アルミナゾル-トーヨーケム製「リオデュラスKT-110AL」、アルミナ粒子(平均粒子径:110nm)25質量%、感光性モノマー及び樹脂15質量%、溶剤(MEK、シクロヘキサノン、脂肪族系溶剤)
・含フッ素化合物-信越化学工業製「KY-1203」、パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート、溶剤:MIBK、固形分濃度:20質量%
・中空シリカ粒子-日揮触媒化成工業製「スルーリア4320」、平均粒子径:60nm、溶剤:MIBK、固形分濃度:20質量%
・光重合開始剤-上記「Omnirad127」
<ハードコート層の作製>
実施例1~8および比較例1~5のそれぞれについて、基材フィルム(東レ製「ルミラー#50-U403」、ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み50μm)に、#4のワイヤーバーを用いて、ハードコート層形成用組成物を塗布した。80℃×3分で乾燥後、無電極(マイクロ波式)ランプを用いて光量80mJ/cm2の紫外線を照射してハードコート層を形成した。
実施例1~8および比較例1~5のそれぞれについて、基材フィルム(東レ製「ルミラー#50-U403」、ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み50μm)に、#4のワイヤーバーを用いて、ハードコート層形成用組成物を塗布した。80℃×3分で乾燥後、無電極(マイクロ波式)ランプを用いて光量80mJ/cm2の紫外線を照射してハードコート層を形成した。
<高屈折率層の作製>
実施例1~8および比較例1~5のそれぞれについて、ハードコート層の面上に、高屈折率層形成用組成物を、#4のワイヤーバーを用いて塗布し、80℃×3分で乾燥後、無電極(マイクロ波式)ランプを用いて光量150mJ/cm2の紫外線を照射して高屈折率層を形成した。
実施例1~8および比較例1~5のそれぞれについて、ハードコート層の面上に、高屈折率層形成用組成物を、#4のワイヤーバーを用いて塗布し、80℃×3分で乾燥後、無電極(マイクロ波式)ランプを用いて光量150mJ/cm2の紫外線を照射して高屈折率層を形成した。
<低屈折率層の作製>
実施例1~8および比較例1~5のそれぞれについて、高屈折率層の面上に、低屈折率層形成用組成物を、#4のワイヤーバーを用いて塗布し、80℃×60秒で乾燥後、窒素雰囲気下、無電極(マイクロ波式)ランプを用いて光量150mJ/cm2の紫外線を照射して低屈折率層を形成した。
実施例1~8および比較例1~5のそれぞれについて、高屈折率層の面上に、低屈折率層形成用組成物を、#4のワイヤーバーを用いて塗布し、80℃×60秒で乾燥後、窒素雰囲気下、無電極(マイクロ波式)ランプを用いて光量150mJ/cm2の紫外線を照射して低屈折率層を形成した。
(実施例9)
表2に記載の配合組成(単位:全固形分中の質量%)となるように各成分を配合し、表2に記載の固形分濃度となるようにPGMを加えて、高屈折率層Bの形成用組成物を調製した。
実施例6において高屈折率層を形成後(高屈折率層Aとする)、さらに第2の高屈折率層として、高屈折率層Bを形成した以外は、実施例6と同様にして、実施例9の反射防止フィルムを作製した。実施例9の反射防止フィルムは、2層からなる高屈折率層を有する。
以上により、実施例1~9および比較例1~5に係る反射防止フィルムを作製した。
表2に記載の配合組成(単位:全固形分中の質量%)となるように各成分を配合し、表2に記載の固形分濃度となるようにPGMを加えて、高屈折率層Bの形成用組成物を調製した。
実施例6において高屈折率層を形成後(高屈折率層Aとする)、さらに第2の高屈折率層として、高屈折率層Bを形成した以外は、実施例6と同様にして、実施例9の反射防止フィルムを作製した。実施例9の反射防止フィルムは、2層からなる高屈折率層を有する。
以上により、実施例1~9および比較例1~5に係る反射防止フィルムを作製した。
<評価方法>
(各層の厚みおよび屈折率)
各試料について、ハードコート層、高屈折率層、低屈折率層の各厚みおよび屈折率を評価した。この際、各層を形成するごとに、顕微分光膜厚計(大塚電子製「OPTM-F1」)を用いて得られた波長領域380~780nmの反射分光スペクトルと、フレネルの式に基づいて導出される理論スペクトルとを、最小二乗法によりカーブフィッティングすることにより、各層の厚みおよび波長589.3nmにおける屈折率を算出した。
(各層の厚みおよび屈折率)
各試料について、ハードコート層、高屈折率層、低屈折率層の各厚みおよび屈折率を評価した。この際、各層を形成するごとに、顕微分光膜厚計(大塚電子製「OPTM-F1」)を用いて得られた波長領域380~780nmの反射分光スペクトルと、フレネルの式に基づいて導出される理論スペクトルとを、最小二乗法によりカーブフィッティングすることにより、各層の厚みおよび波長589.3nmにおける屈折率を算出した。
(耐擦傷性)
平面摩耗試験機(大栄科学精機製作所製「DAS-400」)を使用し、20mm×20mmの平面摩擦子に固定したスチールウール#0000(日本スチールウール株式会社製)を、反射防止フィルムの低屈折率層表面に載せて往復させた。試験台のストローク長は50mm、試験台往復速度は60往復/分とし、荷重1.0kgで往復動させた。500往復までは100往復ごとに、500往復を超えたときはそれ以降500往復ごとにサンプルを目視観察し、長さ10mm以上の傷が観察されるまでの最大の往復回数を評価値とした。評価値が1200回以上であれば、十分な耐擦傷性を有するとみなすことができる。さらに評価値が2000回以上であれば、高い耐擦傷性を有し、評価値が2500回以上であれば、特に高い耐擦傷性を有するとみなすことができる。
平面摩耗試験機(大栄科学精機製作所製「DAS-400」)を使用し、20mm×20mmの平面摩擦子に固定したスチールウール#0000(日本スチールウール株式会社製)を、反射防止フィルムの低屈折率層表面に載せて往復させた。試験台のストローク長は50mm、試験台往復速度は60往復/分とし、荷重1.0kgで往復動させた。500往復までは100往復ごとに、500往復を超えたときはそれ以降500往復ごとにサンプルを目視観察し、長さ10mm以上の傷が観察されるまでの最大の往復回数を評価値とした。評価値が1200回以上であれば、十分な耐擦傷性を有するとみなすことができる。さらに評価値が2000回以上であれば、高い耐擦傷性を有し、評価値が2500回以上であれば、特に高い耐擦傷性を有するとみなすことができる。
(視感度反射率)
作製した反射防止フィルムの裏面(低屈折率層とは反対側の面)を#400のサンドペーパーで荒らし、黒色塗料で塗りつぶし、紫外可視近赤外分光光度計(島津製作所社製「UV-3600」)を用いて、波長380nm~780nmにおける低屈折率層の表面の5°正反射率を測定し、この測定値に比視感度値を乗じて視感度反射率を算出した。視感度反射率が2.0%以下であれば、反射防止性が十分であるとみなすことができる。
作製した反射防止フィルムの裏面(低屈折率層とは反対側の面)を#400のサンドペーパーで荒らし、黒色塗料で塗りつぶし、紫外可視近赤外分光光度計(島津製作所社製「UV-3600」)を用いて、波長380nm~780nmにおける低屈折率層の表面の5°正反射率を測定し、この測定値に比視感度値を乗じて視感度反射率を算出した。視感度反射率が2.0%以下であれば、反射防止性が十分であるとみなすことができる。
<評価結果>
下の表1および表2に、実施例1~9および比較例1~5について、高屈折率層の成分組成および各層の厚みとともに、各評価結果を示す。
下の表1および表2に、実施例1~9および比較例1~5について、高屈折率層の成分組成および各層の厚みとともに、各評価結果を示す。
高屈折率層を構成する硬化性組成物にイソシアヌレート化合物が含有されていない比較例1では、耐擦傷性の評価結果が、評価値で1200回に達しておらず、悪くなっている。また、イソシアヌレート化合物が、バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上含まれていない比較例2、および35質量%を超えて含まれている比較例3も同様に、耐擦傷性の評価結果が悪くなっている。
比較例4,5では、高屈折率層を構成する硬化性組成物に、イソシアヌレート化合物が含有されていないが、代わりに種類の異なる(メタ)アクリレートが含有されている。具体的には、比較例4では脂肪族ウレタンアクリレートを用いており、比較例5では3官能アクリレートを用いている。それらの(メタ)アクリレートは、適度な強靭性と柔軟性を有するものの代表例であるが、イソシアヌル酸骨格を有さないため、耐擦傷性の評価結果が悪くなっている。
これに対し、いずれも高屈折率層を構成する硬化性組成物にイソシアヌレート化合物が、バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下含有されている実施例1~9では、評価値で1200回を超える高い耐擦傷性が得られている。このことから、高屈折率層を構成する硬化性組成物にイソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を含有させることで、反射防止フィルムの耐擦傷性が向上することが分かる。さらに、実施例1~9ではいずれも、2.0%以下の視感度反射率が得られており、これらは反射防止フィルムの性能として十分に高いものである。特に実施例9は、高屈折率層が2層(基材フィルム側から順に中屈折率、高屈折率)の構成であることから、実施例1~8よりもさらに低い視感度反射率が得られており、さらに高い反射防止性を有している。
以上に示されるとおり、基材フィルムと、基材フィルムの面上に形成されたハードコート層と、ハードコート層の面上に形成された高屈折率層と、高屈折率層の面上に形成された低屈折率層を有する反射防止フィルムにおいて、高屈折率層を、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物とともに、イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を前記バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成することで、高屈折率層の寄与により、優れた耐擦傷性を備える反射防止フィルムとなる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
10,20,30 反射防止フィルム
12 基材フィルム
14 ハードコート層
16 高屈折率層
18 低屈折率層
22 透明粘着層
24 離型フィルム
26 粘着剤層
28 保護フィルム
12 基材フィルム
14 ハードコート層
16 高屈折率層
18 低屈折率層
22 透明粘着層
24 離型フィルム
26 粘着剤層
28 保護フィルム
Claims (5)
- 基材フィルムと、前記基材フィルムの面上に形成されたハードコート層と、前記ハードコート層の面上に形成された高屈折率層と、前記高屈折率層の面上に形成された低屈折率層と、を有し、
前記高屈折率層は、バインダー樹脂と、金属酸化物粒子と、を含む電離放射線硬化性組成物の硬化物より構成され、
前記バインダー樹脂は、イソシアヌル酸骨格を有さない(メタ)アクリレート化合物とともに、
イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を、前記バインダー樹脂の固形分100質量%のうち、10質量%以上、35質量%以下含有する、反射防止フィルム。 - 前記イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物は、イソシアヌル酸骨格を有する3官能の(メタ)アクリレート化合物を、前記イソシアヌル酸骨格を有する(メタ)アクリレート化合物の固形分100質量%のうち、60質量%以上含有する、請求項1に記載の反射防止フィルム。
- 前記金属酸化物粒子は、酸化チタン粒子である、請求項1または請求項2に記載の反射防止フィルム。
- 前記高屈折率層は1層からなり、屈折率が1.60以上、2.00以下である、請求項1または請求項2に記載の反射防止フィルム。
- 前記高屈折率層は2層からなり、前記2層のうち、前記高屈折率層の前記低屈折率層側に位置する層の屈折率が1.60以上、2.00以下であり、前記ハードコート層側に位置する層の屈折率が1.56以上、1.85以下である、請求項1または請求項2に記載の反射防止フィルム。
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TW112141240A TW202430924A (zh) | 2022-10-28 | 2023-10-27 | 抗反射膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022173142A JP2024064509A (ja) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | 反射防止フィルム |
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JP2006138879A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射防止フィルタ及びこれを用いたディスプレイ |
JP5933353B2 (ja) * | 2012-06-08 | 2016-06-08 | 富士フイルム株式会社 | 反射防止フィルム、その製造方法、偏光板、及び画像表示装置 |
JP2017116774A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 日立化成株式会社 | 転写形感光性屈折率調整フィルム |
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2022
- 2022-10-28 JP JP2022173142A patent/JP2024064509A/ja active Pending
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2023
- 2023-10-27 TW TW112141240A patent/TW202430924A/zh unknown
- 2023-10-27 WO PCT/JP2023/038807 patent/WO2024090539A1/ja unknown
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TW202430924A (zh) | 2024-08-01 |
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