JP2004258209A

JP2004258209A - 反射防止フィルム

Info

Publication number: JP2004258209A
Application number: JP2003047726A
Authority: JP
Inventors: Yukio Amano; 幸雄天野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】有機フィルムの表面に、下層側から透明導電層と、高屈折率ハードコート層と、低屈折率ハードコート層とを設けてなる反射防止フィルムであって、「白味」の問題がなく、高いコントラストを得ることができる反射防止フィルムを提供する。
【解決手段】透明導電層２と高屈折率ハードコート層３との界面Ｆ_１の表面粗さよりも、高屈折率ハードコート層３と低屈折率ハードコート層４との界面Ｆ_２の表面粗さを小さくすることにより「白味」を解消した反射防止フィルム１０。高屈折率ハードコート層３及び低屈折率ハードコート層４は有機／無機ハイブリットハードコート材よりなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射防止フィルムに係り、特に、有機フィルムの表面に、下層側から透明導電層と、高屈折率ハードコート層と、低屈折率ハードコート層とを設けてなる反射防止フィルムであって、「白味」の問題がなく、高いコントラストを得ることができる反射防止フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＡ機器のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）や液晶板、車輌ないし特殊建築物の窓枠には光の反射を防止して高い光透過性を確保するために反射防止フィルムが適用されている。
【０００３】
従来、この種の用途に用いられる反射防止フィルムとして、有機フィルムの表面にハードコート層を形成し、この上に高屈折率層と低屈折率層とを設けてなるものが提供されている。この反射防止フィルムでは、高屈折率層と低屈折率層との屈折率差を利用して反射防止機能を得ている。高屈折率層及び低屈折率層としては、スパッタや蒸着による無機薄膜もあるが、無機薄膜は成膜コストが高い。
これに対して、合成樹脂系の塗工型の薄膜であれば、低コストに成膜することができる。
【０００４】
このような反射防止フィルムにあっては、静電気によるほこりやゴミの付着を防止して、耐汚染性を高めるために帯電防止機能を付与することが行われており、帯電防止機能を付与するために、更に透明導電層を形成し、有機フィルム／透明導電層／高屈折率ハードコート層／低屈折率層の積層構造としたものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機フィルム／透明導電層／高屈折率ハードコート層／低屈折率層の積層構造を有する従来の反射防止フィルムでは、反射測定における「白味」、即ち、斜入射から目視にてフィルム下部の物体を観察した際に白くぼやける現象が見られ、コントラストのレベルが低いという問題があった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決し、有機フィルムの表面に、下層側から透明導電層と、高屈折率ハードコート層と、低屈折率ハードコート層とを設けてなる反射防止フィルムであって、「白味」の問題がなく、高いコントラストを得ることができる反射防止フィルムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射防止フィルムは、有機フィルムの表面に、下層側から透明導電層と、高屈折率ハードコート層と、低屈折率ハードコート層とを設けてなる反射防止フィルムにおいて、該透明導電層と高屈折率ハードコート層との界面の表面粗さよりも、該高屈折率ハードコート層と低屈折率ハードコート層との界面の表面粗さが小さく、かつ、該高屈折率ハードコート層及び／又は低屈折率ハードコート層が有機／無機ハイブリットハードコート材により形成されていることを特徴とする。
【０００８】
即ち、本発明者らは、有機フィルム／透明導電層／高屈折率ハードコート層／低屈折率ハードコート層の積層構造を有する従来の反射防止フィルムにおける「白味」を解消すべく鋭意検討した結果、透明導電層と高屈折率ハードコート層との界面の表面粗さＲ_１よりも、高屈折率ハードコート層と低屈折率ハードコート層との界面の表面粗さＲ_２を小さく、即ちＲ_１＞Ｒ_２とすることにより「白味」を低減することができ、コントラストが向上することを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
また、本発明においては、高屈折率ハードコート層及び／又は低屈折率ハードコート層が有機／無機ハイブリットハードコート材より形成されているため、高硬度であり、耐擦傷性に優れて低収縮性（低カール）であるという効果が奏される。
【００１０】
なお、本発明者らは、本発明に到る研究の過程で、透明導電層と高屈折率ハードコート層との積層順を入れ換え、有機フィルム／高屈折率ハードコート層／透明導電層／低屈折率ハードコート層の積層構造の反射防止フィルムについて検討したが、この反射防止フィルムでは「白味」を低減することはできなかった。
【００１１】
本発明において、このように透明導電層と高屈折率ハードコート層との界面の表面粗さＲ_１＞高屈折率ハードコート層と低屈折率ハードコート層との界面の表面粗さＲ_２とするためには、透明導電層が導電性微粒子を含有する合成樹脂層であり、高屈折率ハードコート層が高屈折率微粒子を含有する層である。反射防止フィルムにおいて、導電性微粒子として平均粒径が高屈折率微粒子の平均粒径よりも大きいものを選定することが考えられる。この場合、導電性微粒子の平均粒径が６０〜９０ｎｍであり、高屈折率微粒子の平均粒径が３０〜６０ｎｍであることが好ましい。
【００１２】
本発明において、透明導電層の厚みは１００〜５００ｎｍ、高屈折率ハードコート層の厚みは２０００〜４０００ｎｍ、低屈折率ハードコート層の厚みは４０〜１００ｎｍであることが好ましい。また、高屈折率ハードコート層の屈折率は１．６５以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明の反射防止フィルムの有機フィルムの裏面には粘着剤層が形成され、この粘着剤層に離型フィルムが貼着されていても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の反射防止フィルムの実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の反射防止フィルムの実施の形態を示す断面図である。
【００１６】
この反射防止フィルム１０は、有機フィルム１の表面側に、下層側から透明導電層２と、高屈折率ハードコート層３と、低屈折率ハードコート層４とが設けられ、有機フィルム１の裏面側に粘着剤層４が形成され、更に離型フィルム５が貼着されている。
【００１７】
透明導電層２と高屈折率ハードコート層３との界面Ｆ_１の表面粗さＲ_１は、該高屈折率ハードコート層３と低屈折率ハードコート層４との界面Ｆ_２の表面粗さＲ_２よりも大きく、Ｒ_１＞Ｒ_２である。
【００１８】
透明導電層２と高屈折率ハードコート層３との界面Ｆ_１の表面粗さＲ_１＞高屈折率ハードコート層３と低屈折率ハードコート層４との界面Ｆ_２の表面粗さＲ_２、となる反射防止フィルム１０は、透明導電層２が導電性微粒子を含有する合成樹脂層であり、高屈折率ハードコート層３が高屈折率微粒子を含有する反射防止フィルム１０において、導電性微粒子として平均粒径が高屈折率微粒子の平均粒径よりも大きいものを選定することにより容易に実現することができる。
【００１９】
本発明において、有機フィルム１としては、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、セロファン等、好ましくはＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡの透明フィルムが挙げられる。
【００２０】
有機フィルム１の厚さには特に制限はなく、得られる反射防止フィルムの用途による要求特性（例えば、強度、薄膜性）等によって適宜決定されるが、通常の場合、１μｍ〜１０ｍｍの範囲とされる。
【００２１】
有機フィルム１上の各層２，３，４はいずれも合成樹脂系のものであり、特に紫外線硬化型又は電子線硬化型の合成樹脂、とりわけ、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン系樹脂、最も好ましくはアクリル系樹脂が挙げられるが、このうち、高屈折率ハードコート層３及び／又は低屈折率ハードコート層４、好ましくは高屈折率ハードコート層３及び低屈折率ハードコート層４は有機／無機ハイブリットハードコート材より形成される。例えば、有機／無機ハイブリットハードコート材は、コロイダルシリカとアクリル変性シラン化合物とを縮合させて得られるものである。
【００２２】
透明導電層２に配合される導電性微粒子としては、ＩＴＯ，ＡＴＯ，Ｓｂ_２Ｏ_３，ＳｂＯ_２，Ｉｎ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２，ＺｎＯ等の導電性金属酸化物微粒子の１種又は２種以上が挙げられ、このような導電性金属酸化物微粒子を配合し、その配合量と透明導電層２の厚みを調整することにより、透明導電層２の表面抵抗値が１×１０^６〜９×１０^６Ω／□程度となるようにすることが、得られる反射防止フィルムの帯電防止機能の面で好ましい。
【００２３】
高屈折率ハードコート層３は、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＬａＯ_２、Ｈｏ_２Ｏ_３、ＺｎＯ等の高屈折率金属酸化物微粒子やＺｒ、Ｔｉ、Ｃｅ等の高屈折率金属微粒子の１種又は２種以上を配合することにより、屈折率を１．６５以上としたものが好適である。
【００２４】
低屈折率ハードコート層４には、屈折率低下、耐傷性向上、耐磨耗性、すべり性向上のためにシリカ、フッ素樹脂等の微粒子を１０〜４０重量％程度配合しても良い。
【００２５】
本発明では、透明導電層２と高屈折率ハードコート層３との界面Ｆ_１の表面粗さＲ_１＞高屈折率ハードコート層３と低屈折率ハードコート層４との界面Ｆ_２の表面粗さＲ_２となる反射防止フィルム１０とするために、透明導電層２に配合される導電性微粒子として、高屈折率ハードコート層３に配合される高屈折率微粒子よりも平均粒径が大きいものを用いる。
【００２６】
具体的には、導電性微粒子として平均粒径１０〜１００ｎｍ、特に６０〜９０ｎｍで、高屈折率微粒子として平均粒径１０〜３００ｎｍ、特に３０〜６０ｎｍで、導電性微粒子の平均粒径が高屈折率微粒子の平均粒径よりも１０〜４０ｎｍ程度大きいものを用いるのが好ましい。
【００２７】
なお、低屈折率ハードコート層４中にシリカ等の微粒子を含む場合、上記表面粗さＲ_１＞Ｒ_２を満たすために、この微粒子の平均粒径は、高屈折率微粒子の平均粒径よりも小さく１０〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００２８】
透明導電層２中の導電性微粒子の配合割合は、目標とする表面抵抗値、ヘイズ、透過率等に応じて適宜決定されるが、通常の場合、２０〜４０重量％程度である。
【００２９】
また、高屈折率ハードコート層２中の高屈折率微粒子の配合割合は、目標とする屈折率、硬度等に応じて適宜決定されるが、通常の場合、２０〜４０重量％程度である。
【００３０】
本発明において、透明導電層の厚みは１００〜５００ｎｍ、好ましくは３００〜４００ｎｍ、高屈折率ハードコート層３の厚みは２０００〜４０００ｎｍ、好ましくは２８００〜３２００ｎｍ、低屈折率ハードコート層４の厚みは４０〜１００ｎｍ、６０〜８０ｎｍであることが好ましい。
【００３１】
前述の如く、透明導電層２の表面抵抗値を１×１０^６〜９×１０^６Ω／□程度に調整した場合には、この透明導電層２の上に高屈折率ハードコート層３を３０００ｎｍ程度、低屈折率ハードコート層４を１００ｎｍ程度積層しても反射防止フィルム１０としての表面抵抗値は１×１０^８Ω／□以下となり（印加電圧：１０００Ｖ）、十分な帯電防止効果を得ることができる。
【００３２】
本発明においては、上記構成により、高屈折率ハードコート層３の屈折率を１．６５以上、特に１．６６〜１．８５とすることが好ましく、この場合において、低屈折率ハードコート層４の屈折率を１．３５〜１．５５とすることで、表面反射率の最小反射率１％以下の反射防止性能に優れた反射防止フィルムとすることができる。特に、低屈折率ハードコート層４の屈折率を１．４５以下とした場合には、更に反射防止性能を高め、表面反射率の最小反射率０．５％以下の反射防止フィルムとすることも可能である。
【００３３】
なお、低屈折率ハードコート層４の屈折率が１．３５未満であっても反射防止フィルムの表面反射率の最小反射率を更に下げることは難しく、低屈折率ハードコート層４の屈折率が１．５５を超えると反射防止フィルムとしての十分な機能が得られなくなる。
【００３４】
本発明の反射防止フィルムは、また、十分な帯電防止機能を得る上で、表面抵抗値が５×１０^１２Ω／□以下であることが好ましい。この表面抵抗値が５×１０^１２Ω／□を超えると十分な帯電防止機能を得ることができない。特に好ましい表面抵抗値は１×１０^１０Ω／□以下である。
【００３５】
本発明に係る粘着剤としては、透明性、密着性に優れたものであれば良く、特に制限はない。一般的には、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、フェノール系粘着剤、熱可塑性粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。
【００３６】
このような粘着剤には、必要に応じて可塑剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、その他の添加剤を添加することができる。
【００３７】
また、粘着剤層５には着色を付与しても良く、この場合、粘着剤層５を形成する粘着剤に顔料や染料等の着色成分をベースポリマー１００重量部に対して０．１〜１０重量部配合すれば良い。
【００３８】
このような粘着剤で形成される粘着剤層５の厚さは１０〜５０μｍ程度とするのが好ましい。
【００３９】
本発明において、有機フィルム１上に透明導電層２、高屈折率ハードコート層３及び低屈折率ハードコート層４を形成するには、未硬化の合成樹脂（必要に応じ上記の微粒子を配合したもの）を塗工し、次いで紫外線又は電子線を照射するのが好ましい。この場合、各層２〜４を１層ずつ塗工して硬化させる。
【００４０】
塗工の具体的な方法としては、アクリルモノマーをトルエン等の溶媒で溶液化した塗布液をグラビアコータ等によりコーティングし、その後乾燥し、次いで紫外線又は電子線照射によりキュアする方法が例示される。このウェットコーティング法であれば、高速で均一に且つ安価に成膜できるという利点がある。
【００４１】
また、前述の粘着剤により粘着剤層５を形成するには、前記ベースポリマーに炭化水素樹脂や可塑剤等を混合した粘着剤組成物を、トルエン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン等の溶剤に適当な粘度となるように溶解し、塗工機等で有機フィルム１上に塗工すれば良い。
【００４２】
なお、本発明の反射防止フィルムでは、低屈折率ハードコート層４の上に更にフッ素系有機薄膜等の防汚層を形成しても良く、この場合、防汚層の材料としては、ＦＥＰ（フルオロエチレン−プロピレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等が挙げられる。
【００４３】
このような本発明の反射防止フィルムは、ＯＡ機器のＰＤＰや液晶板の前面フィルタ、或いは、車輌や特殊建築物の窓材に適用することで、良好な光透過性と防汚性を確保することができる。
【００４４】
【実施例】
実施例１
以下の構成で図１に示す反射防止フィルムを作成し、その特性を調べた。
【００４５】
［反射防止フィルム特性］

【００４６】
［評価方法］
〈光学特性〉
全光線透過率：日立分光光度計「Ｕ−４０００」により測定した。
ヘーズ値：日本電色工業社製「ＯＭＥ２０００」により測定した。
反射率：日立分光光度計「Ｕ−４０００」により測定した。
白味の有無：目視により観察した。
【００４７】
〈物性〉
密着性：ＪＩＳ５４００８５．３項の碁盤目試験により、ＰＥＴフィルムによる密着性を調べた。
表面硬度：鉛筆硬度を調べた。
消しゴム試験：消しゴムにより表面をこすり、そのときのキズの有無を調べた。
表面抵抗値：アドバンテスト社製「Ｒ８３４０Ａ」（印加電圧１０００Ｖ）により測定した。
粘着力：ＪＩＳ２０２３７（剥離角：１８０° 剥離速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ）により測定した。
【００４８】
結果を表１に示した。
【００４９】
比較例１
有機フィルム／透明導電層／高屈折率ハードコート層／低屈折率ハードコート層の積層構造を有する市販の反射防止フィルム（大日本印刷社製「ＡＲフィルム」）について、実施例１と同様にして諸特性を調べ、結果を表１に示した。
【００５０】
なお、この反射防止フィルムは、有機フィルム、粘着剤層及び離型フィルムの構成は、実施例１の反射防止フィルムと同様であり、分析の結果、透明導電層、高屈折率ハードコート層及び低屈折率ハードコート層は次のような層構成であると推定された。
透明導電層：厚み４４０ｎｍの微量Ｓｉ含有Ｓｎ層
高屈折率ハードコート層：厚み１８００ｎｍのＺｒ（極微量Ａｌ）含有ハードコート層
低屈折率ハードコート層：厚み６０ｎｍのＳｉ層
【００５１】
なお、実施例１の反射防止フィルムと比較例１の反射防止フィルムについて、各々厚さ方向に切断し、ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）観察を行ったところ、実施例１の反射防止フィルムでは、明らかに、透明導電層と高屈折率ハードコート層との界面の表面粗さよりも高屈折率ハードコート層と低屈折率ハードコート層との界面の表面粗さの方が小さく、一方で比較例１の反射防止フィルムでは、透明導電層と高屈折率ハードコート層との界面の表面粗さよりも高屈折率ハードコート層と低屈折率ハードコート層との界面の表面粗さの方が大きいことが認められた。
【００５２】
【表１】

【００５３】
表１及び図２より、本発明の反射防止フィルムであれば、従来の反射防止フィルムと同等の光学特性と物性を維持した上で、「白味」を低減し、コントラストを向上させることができることがわかる。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、有機フィルムの表面に、下層側から透明導電層と、高屈折率ハードコート層と、低屈折率ハードコート層とを設けてなる帯電防止性反射防止フィルムにおいて、「白味」を低減して高いコントラストを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射防止フィルムの実施の形態を示す断面図である。
【図２】実施例１及び比較例１の反射防止フィルムの全光線透過率と反射率の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１有機フィルム
２透明導電層
３高屈折率ハードコート層
４低屈折率ハードコート層
５粘着剤層
６離型フィルム
１０反射防止フィルム

Claims

有機フィルムの表面に、下層側から透明導電層と、高屈折率ハードコート層と、低屈折率ハードコート層とを設けてなる反射防止フィルムにおいて、
該透明導電層と高屈折率ハードコート層との界面の表面粗さよりも、該高屈折率ハードコート層と低屈折率ハードコート層との界面の表面粗さが小さく、かつ、該高屈折率ハードコート層及び／又は低屈折率ハードコート層が有機／無機ハイブリットハードコート材により形成されていることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項１において、該高屈折率ハードコート層及び低屈折率ハードコート層が有機／無機ハイブリットハードコート材により形成されていることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項１又は２において、該透明導電層が導電性微粒子を含有し、該高屈折率ハードコート層が高屈折率微粒子を含有し、前記導電性微粒子の平均粒径が前記高屈折率微粒子の平均粒径よりも大きいことを特徴とする反射防止フィルム。
請求項３において、前記導電性微粒子の平均粒径が６０〜９０ｎｍであり、前記高屈折率微粒子の平均粒径が３０〜６０ｎｍであることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記透明導電層の厚みが１００〜５００ｎｍで、前記高屈折率ハードコート層の厚みが２０００〜４０００ｎｍで、前記低屈折率ハードコート層の厚みが４０〜１００ｎｍであることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記高屈折率ハードコート層の屈折率が１．６５以上であることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記有機フィルムの裏面に粘着剤層が形成されていることを特徴とする反射防止フィルム。