JPWO2011074276A1 - 反射防止フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】反射防止フィルムの光学特性を変化させ、透過型液晶ディスプレイ表面に設け黒表示させた際の青色味を帯びることを選択的に抑制し、より最適な黒色表示をおこなうことができる反射防止フィルムを提供することを課題とする。【解決手段】透明基材側から順に、ハードコート層と、低屈折率層を備える反射防止フィルムにおいて、視感平均光透過率吸収損失が0.5%以上3.0%以下の範囲内であり、且つ、可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最大値を最小値で引いた値が0.5%以上4.0%以下の範囲内であり、且つ、各波長での光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650(Q450:波長450nmにおける光透過吸収損失/Q550:波長550nmにおける光透過吸収損失/Q650:波長650nmでの光透過吸収損失)を満たすことを特徴とする反射防止フィルムとした。【選択図】図1
Description
本発明は、窓やディスプレイなどの表面に外光が反射することを防止することを目的として設けられる反射防止フィルムに関する。特に、液晶ディスプレイ(LCD)、さらには、透過型液晶ディスプレイ(LCD)表面に設けられる反射防止フィルムに関する。
一般にディスプレイは、室内外での使用を問わず、外光などが入射する環境下で使用される。この外光等の入射光は、ディスプレイ表面等において正反射され、それによる反射像が表示画像と混合することにより、画面表示品質を低下させてしまう。そのため、ディスプレイ表面等に反射防止機能を付与することは必須であり、反射防止機能の高性能化、反射防止機能以外の機能の複合化が求められている。
一般に反射防止機能は、透明基材上に金属酸化物等の透明材料からなる高屈折率層と低屈折率層の繰り返し構造による多層構造の反射防止層を形成することで得られる。これらの多層構造からなる反射防止層は、化学蒸着(CVD)法や、物理蒸着(PVD)法といった乾式成膜法により形成することができる。乾式成膜法を用いて反射防止層を形成する場合にあっては、低屈折率層、高屈折率層の膜厚を精密に制御できるという利点がある一方、成膜を真空中でおこなうため、生産性が低く、大量生産に適していないという問題を抱えている。一方、反射防止層の形成方法として、大面積化、連続生産、低コスト化が可能である塗液を用いた湿式成膜法による反射防止膜の生産が注目されている。
また、これらの反射防止層が透明基材上に設けられている反射防止フィルムにあっては、その表面が比較的柔軟であることから、表面硬度を付与するために、一般にアクリル系材料を硬化して得られるハードコート層を設け、その上に反射防止層を形成するという手法が用いられている。このハードコート層はアクリル系材料であるという特性により、高い表面硬度、透明性、耐擦傷性を有する。
透明基材側から順に、ハードコート層と、反射防止層として低屈折率層を備える反射防止フィルムにあっては、透明基材の低屈折率層非形成面に順に偏光層、第2の透明基材を設けることで偏光板とし、透過型液晶ディスプレイ表面に設けられる。ここで、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とした偏光板を備える透過型液晶ディスプレイにあっては、ディスプレイを黒表示とした際に青色の光モレが発生し、黒表示が青色味を帯びてしまうという問題があった。
そこで本発明にあっては、反射防止フィルムの光学特性を良好にする、具体的には、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とした偏光板を備えた透過型液晶ディスプレイについて、その表面に反射防止フィルムを設けて黒表示した際に画面が青色味を帯びる問題を透過光線を選択することで抑制し、より最適な黒色表示をおこなうことができる反射防止フィルムを提供することを課題とする。さらには、ディスプレイ表面に設けた際に、他の表示品位を低下させないでより最適な黒色表示をおこなうことができる反射防止フィルムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために請求項1にかかる発明としては、透明基材の少なくとも一方の面に、該透明基材側から順に、ハードコート層と、低屈折率層を備える反射防止フィルムにおいて、前記反射防止フィルムの視感平均光透過率吸収損失が0.5%以上3.0%以下の範囲内であり、且つ、前記反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最大値を前記反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最小値で引いた値が0.5%以上4.0%以下の範囲内であり、且つ、前記反射防止フィルムの波長450nm、550nm、650nmでの光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650(Q450:波長450nmにおける光透過吸収損失/Q550:波長550nmにおける光透過吸収損失/Q650:波長650nmにおける光透過吸収損失)を満たすことを特徴とする反射防止フィルムとした。
また、請求項2にかかる発明としては、前記低屈折率層側の反射防止フィルム表面での視感平均反射率が0.5%以上1.5%以下の範囲内であることを特徴とする請求項1の反射防止フィルムとした。
また、請求項3にかかる発明としては、前記反射防止フィルムのヘイズが0.5%以下の範囲内であり、且つ、前記反射防止フィルムの平行光線透過率が94.0%以上96.5%以下の範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の反射防止フィルムとした。
また、請求項4にかかる発明としては、前記反射防止フィルムの低屈折率層表面における表面抵抗値が1.0×106Ω/□以上1.0×1011Ω/□以下の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の反射防止フィルムとした。
また、請求項5にかかる発明としては、前記反射防止フィルムの低屈折率層表面でのL*a*b*色度系における反射色相が0.00≦a*≦3.00であり、且つ、−3.00≦b*≦3.00を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の反射防止フィルムとした。
また、請求項6にかかる発明としては、前記ハードコート層が酸化亜鉛系の粒子を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の反射防止フィルムとした。
また、請求項7にかかる発明としては、請求項1乃至6のいずれかに記載の反射防止フィルムと、当該反射防止フィルムの低屈折率層非形成面に偏光層、第2の透明基材を順に備える偏光板とした。
また、請求項8にかかる発明としては、請求項7記載の偏光板、液晶セル、第2の偏光板、バックライトユニットをこの順に備えることを特徴とする透過型液晶ディスプレイとした。
上記構成の反射防止フィルムとすることにより、この反射防止フィルムを透過型液晶ディスプレイ表面に設け、ディスプレイを黒表示とした際に画面が青色味を帯びる問題を透過光線を選択することで抑制し、より最適な黒色表示をおこなうことができた。さらには、ディスプレイ表面に設けた際に、他の表示品位を低下させないでより最適な黒色表示をおこなうことができる反射防止フィルムとすることができた。
図1に本発明の反射防止フィルムの断面模式図を示した。
本発明の反射防止フィルム1にあっては、第1の透明基材11の少なくとも一方の面にハードコート層12と低屈折率層13を順に備える。第1の透明基材11にハードコート層12を設けることにより、反射防止フィルム表面に高い表面硬度を付与することができ、耐擦傷性に優れた反射防止フィルムとすることができる。また、ハードコート層12上には低屈折率層13が設けられる。可視光領域において波長の1/4となるような光学膜厚を有する層厚の低屈折率層を設けることにより、反射防止フィルム表面に入射する外光の反射を抑制することができ、明所でのコントラストを向上させることができる。また、反射防止フィルムの可視光透過率を向上させることができるため、これを用いた液晶ディスプレイを白表示させた際の白輝度を向上し、コントラストを向上させることができる。
本発明の反射防止フィルム1にあっては、第1の透明基材11の少なくとも一方の面にハードコート層12と低屈折率層13を順に備える。第1の透明基材11にハードコート層12を設けることにより、反射防止フィルム表面に高い表面硬度を付与することができ、耐擦傷性に優れた反射防止フィルムとすることができる。また、ハードコート層12上には低屈折率層13が設けられる。可視光領域において波長の1/4となるような光学膜厚を有する層厚の低屈折率層を設けることにより、反射防止フィルム表面に入射する外光の反射を抑制することができ、明所でのコントラストを向上させることができる。また、反射防止フィルムの可視光透過率を向上させることができるため、これを用いた液晶ディスプレイを白表示させた際の白輝度を向上し、コントラストを向上させることができる。
本発明の反射防止フィルムにあっては、(1)前記反射防止フィルムの視感平均光透過率吸収損失が0.5%以上3.0%以下の範囲内であり、(2)反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最大値を前記反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最小値で引いた値が0.5%以上4.0%以下の範囲内であり、且つ、(3)反射防止フィルムの波長450nm、550nm、650nmでの光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650(Q450:波長450nmにおける光透過吸収損失/Q550:波長550nmにおける光透過吸収損失/Q650:波長650nmにおける光透過吸収損失)であることを特徴とする。本発明にあっては要件(1)乃至(3)のすべての要件を満たす反射防止フィルムとすることにより、十分な反射防止性能、十分な耐擦傷性能を有するだけでなく、この反射防止フィルムを透過型液晶ディスプレイ表面に設け、ディスプレイを黒表示した際に画面が青色味を帯びる問題を透過光線を選択することで抑制し、より最適な黒色表示をおこなうことができる反射防止フィルムとすることができる。
本発明の反射防止フィルムにあっては、(1)前記反射防止フィルムの視感平均光透過率吸収損失が0.5%以上3.0%以下の範囲内であることを特徴とする。
本発明の波長λでの光透過率吸収損失Qλは下記式(式1)により求められる。
Qλ=100−H−Tλ−Rλ ・・・(式1)
Qλ:透過率吸収損失(%)
H:ヘイズ(%)
Tλ:分光透過率(%)
Rλ:両面反射率(%)
Qλ=100−H−Tλ−Rλ ・・・(式1)
Qλ:透過率吸収損失(%)
H:ヘイズ(%)
Tλ:分光透過率(%)
Rλ:両面反射率(%)
ここで、両面反射率Rλとは、表面反射率Rsと裏面反射率Rbの両方の反射率を合計したものである。反射防止フィルムの反射率の測定にあっては、裏面に黒色塗料等を塗布し、サンドペーパー等で粗面化して黒色塗料等を塗布することにより裏面反射をキャンセルした状態でおこなわれ、この方法により表面反射率Rsのみが測定される。ここで、この裏面反射をキャンセルせずに(粗面化や黒色塗料の塗布を行わずに)分光反射率を測定することにより(波長λでの)両面反射率Rλ(=Rs+Rb)を測定することができる。なお、(式1)からも明らかなとおり、本発明における光透過率吸収損失とは散乱による損失ではなく、光吸収による損失である。
なお、反射防止フィルムのヘイズ(H)はJIS K 7105(1981)によって求めることができる。反射防止フィルムの分光透過率Tλおよび波長λでの両面反射率Rλは、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向から5°に設定し、2°視野の条件下で、直進透過方向及び正反射方向の分光反射率を測定することにより求められる。視感平均透過率吸収損失Qは、可視光の各波長の光透過率吸収損失Qλを比視感度により校正し、平均した値である。このとき、比視感度は明所視標準比視感度が用いられる。
本発明の反射防止フィルムにあっては、視感平均光透過率吸収損失を0.5%以上3.0%以下の範囲内とすることにより明所でのコントラスト、暗所でのコントラストに優れたディスプレイを提供することができる反射防止フィルムとすることができる。反射防止フィルムの透過率吸収損失が0.5%に満たない場合にあっては、ディスプレイを黒表示させた際の光モレを十分に防ぐことができず、暗所で黒画像を表示させた際の輝度(黒輝度)が高くなってしまい、暗所コントラストが低下してしまう。一方、反射防止フィルムの透過率吸収損失が3.0%を超える場合にあっては、暗所において、ディスプレイの黒輝度を低下可能であるが、白画像を表示させた際の輝度(白輝度)が低くなってしまい結局暗所コントラストが低下する場合がある。
本発明の反射防止フィルムにあっては、(2)反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最大値を前記反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最小値で引いた値が0.5%以上4.0%以下の範囲内であることを特徴とする。各波長での光透過率吸収損失の最大値から最小値を引いた値を0.5%以上4.0%以下の範囲内とすることにより、可視光領域にわたって反射防止フィルムの光透過率吸収損失は緩やかな波長依存性を示すこととなり、この反射防止フィルムをディスプレイ表面に設けた際に、色再現性のよい反射防止フィルムとすることができる。可視光領域での各波長での光透過率吸収損失の最大値から最小値を引いた値が4%を超える場合にあっては、反射防止フィルムは可視光領域にわたって特定の大きな光吸収波長を備えることとなり、これを用いたディスプレイでは、画面を白表示した際に色味のある画像となってしまう。一方、可視光領域での各波長での光透過率吸収損失の最大値から最小値を引いた値が0.5%に満たない場合には、この反射防止フィルムを透過型液晶ディスプレイ表面に設けても、画面を黒表示させた際に、その画面が青色味を帯びるという問題を抑制することができなくなってしまう。なお、本発明の光透過率吸収損失の最大値および最小値の対象となる可視光領域とは400nm以上700nm以下の範囲内である。
本発明の反射防止フィルムにあっては、(3)反射防止フィルムの波長450nm、550nm、650nmでの光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650(Q450:波長450nmにおける光透過吸収損失/Q550:波長550nmにおける光透過吸収損失/Q650:波長650nmにおける光透過吸収損失)であることを特徴とする。(2)可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最大値から最小値を引いた値を0.5%以上4.0%以下の範囲内とし、さらに、(3)反射防止フィルムの波長450nm、550nm、650nmでの光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650を満たすことにより、本発明の反射防止フィルムは短波長側で緩やかな光吸収を備えることができる。
そして、本発明の反射防止フィルムは短波長側で緩やかな光吸収を備えることにより、偏光層としてヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコール用いた偏光板を構成要素とした透過型液晶ディスプレイを黒表示した際に画面が青色味を帯びるという問題を、この反射防止フィルムを観察者側に設けることで、選択的に抑制して解決し、より最適な黒色表示をおこなうことができる透過型液晶ディスプレイとすることができる。すなわち、1組の(ヨウ素延伸ポリビニルアルコールを用いた)偏光板について、その偏光方向を直交させた際に生じる青色の光モレを本発明の反射防止フィルムによって選択的に吸収することができるため、この反射防止フィルムを液晶ディスプレイ表面に設ければ、ディスプレイを黒表示させた際に画面が青色味を帯びるという問題を選択的に抑制することができる。
また、本発明の反射防止フィルムにあっては、反射防止フィルム表面での視感平均反射率が0.5%以上1.5%以下の範囲内であることが好ましい。視感平均反射率が1.5%を超えるような場合にあっては、反射防止フィルム表面に入射する外光の映りこみを十分に防止することができず、ディスプレイ表面に設けるのに十分な反射防止機能を有する反射防止フィルムとすることができないことがある。一方、視感平均反射率が0.5%を下回るような場合にあっては、可視光領域である波長400nmから700nmの範囲における分光反射率の最大値と最小値の差が大きくなり、反射色相をニュートラルで色味の少ない状態とすることが困難となり、ディスプレイ表面に設けるのに不適となってしまうことがある。
本発明の反射防止フィルム表面での低屈折率層側の視感平均反射率は、分光反射率曲線から求められる。分光反射率曲線は、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向から5°に設定し、2°視野の条件下で、正反射方向の分光反射率を測定することにより求められる。分光反射率の測定は、反射防止フィルムの低屈折率層形成面と反対側の面をサンドペーパー等で粗面化して黒色塗料等を塗布することにより裏面反射をキャンセルした状態で、低屈折率層に測定光を照射することによりおこなわれる。視感平均反射率は、可視光領域の各波長の反射率を比視感度により校正し、平均した反射率の値である。このとき、比視感度は明所視標準比視感度が用いられる。
また、本発明の反射防止フィルムにあっては、反射防止フィルムのヘイズ(H)が0.5%以下の範囲内であり、且つ、前記反射防止フィルムの平行光線透過率が94.0%以上96.5%以下の範囲内であることが好ましい。
本発明の反射防止フィルムのヘイズを0.5%以下とすることにより、明所コントラストの高い反射防止フィルムとすることができる。ヘイズが0.5%を超える場合には、散乱による透過損失があるため、液晶ディスプレイを暗所において黒表示させた際の光モレを見かけ上抑制することが可能となるが、明所における黒表示の際にはその散乱によって黒表示が白ボケしてコントラストが低下してしまう。なお、反射防止フィルムのヘイズはJIS K 7105(1981)によって求めることができる。
反射防止フィルムの平行光線透過率を94.0%以上96.5%以下とすることにより、この反射防止フィルムを用いた液晶ディスプレイのコントラストを良好なものとすることができる。反射防止フィルムの平行光線透過率が94.0%に満たない場合にあっては、ディスプレイを白表示した際の白輝度が低下し、コントラストが低下してしまう。さらには、低屈折率層を設けて平行光線透過率を向上させた分をキャンセルしてしまうこととなる。一方、裏面反射等を考慮すると平行光線透過率が96.5%を超える反射防止フィルムを作製することは実質的に困難であり、本発明の反射防止フィルムにあっては平行光線透過率96.5%以下であることを特徴とする。なお、反射防止フィルムの平行光線透過率はJIS K 7105(1981)によって求めることができる。
また、本発明の反射防止フィルムが備える低屈折率層の表面における表面抵抗値が1.0×106Ω/□以上1.0×1011Ω/□以下の範囲内であることが好ましい。本発明の反射防止フィルムの低屈折率層表面における表面抵抗値を上記範囲内とすることにより、反射防止フィルムに帯電防止機能を付与することができ、ディスプレイ表面に反射防止フィルムを設けた際に埃等の付着汚れが発生を防ぐことができる。また、ディスプレイ表面の帯電がディスプレイ内部に影響することを防ぐことができる。低屈折率層表面における表面抵抗値が1.0×1011(Ω/cm2)を超える場合にあっては十分な帯電防止性を有する反射防止フィルムとすることができなくなってしまう。一方、低屈折率層表面における表面抵抗値が1.0×106(Ω/cm2)を下回る場合、この状態とするためには導電性粒子をバインダマトリックス中に多量に添加する必要があり、不経済であり、また、光学特性がディスプレイ用途の反射防止フィルムとしての特性を満たせず、本発明内で調整不可能なものとなってしまうことがある。
反射防止フィルム帯電防止機能を付与し表面抵抗値を上記範囲内とすることは、ハードコート層に導電性材料を添加することにより実現できる。
反射防止フィルム帯電防止機能を付与し表面抵抗値を上記範囲内とすることは、ハードコート層に導電性材料を添加することにより実現できる。
また、本発明の反射防止フィルムは、前記低屈折率層を形成した側の反射防止フィルム表面、すなわち低屈折率層表面でのL*a*b*色度系における反射色相が0.00≦a*≦3.00且つ−3.00≦b*≦3.00であることが好ましい。低屈折率層側の反射防止フィルム表面でのL*a*b*色度系における反射色相を上記範囲内とすることにより、色味のない反射防止フィルムとすることができ、ディスプレイ表面にさらに好適に用いることができる。
反射色相は、a*、b*が0に近いほど無色に近い。しかしながら、−3.00≦a*<0.00は比視感度の高い緑色の領域であり、観察者にとって色味が認識されやすい傾向にある。したがって、本発明の反射防止フィルムにあっては、0.00≦a*≦3.00且つ−3.00≦b*≦3.00とすることが好ましい。
なお、本発明の反射防止フィルムの反射色相は、ハードコート層、低屈折率層が設けられていない側の透明基材表面に艶消し黒色塗料を塗布したうえで、分光光度計により測定される。光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向から5°に設定し、2°視野の条件下で、正反射方向の分光反射率を測定することにより求められる。
また、本発明の反射防止フィルムは、ハードコート層が酸化亜鉛系の粒子を含むことが好ましい。酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)といった酸化亜鉛系の導電性粒子は、可視光領域における各波長での光透過吸収損失について、波長が長くなるにつれ減少する傾向を示す。したがって、酸化亜鉛系の導電性粒子を用いることにより、波長450nm、550nm、650nmでの光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650を満たす反射防止フィルムを容易に作製することができる。また、酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)といった酸化亜鉛系の導電性粒子は、反射防止フィルムに帯電防止機能を付与することができるため好ましい。
次に、本発明の反射防止フィルムを用いた偏光板について示す。図2に本発明の反射防止フィルムを用いた偏光板の断面模式図を示した。本発明にかかる偏光板2は2つの透明基材間に偏光層が狭持された構造をとる。本発明の反射防止フィルムは透明基材の一方の面にハードコート層と低屈折率層をこの順に備えている。本発明の偏光板2にあっては、反射防止フィルム1を構成する第1の透明基材11の他方の面に、偏光層23、第2の透明基材22を順に備える。すなわち、反射防止フィルム1を構成する第1の透明基材11が、偏光層23を狭持するための透明基材を兼ねる構造となっている。
次に、本発明の反射防止フィルムを用いた透過型液晶ディスプレイについて示す。
図3に本発明の反射防止フィルムを備える透過型液晶ディスプレイの断面模式図を示した。図3に示した本発明に係る透過型液晶ディスプレイにおいては、バックライトユニット5、第2の偏光板4、液晶セル3、本発明の偏光板である、反射防止フィルム1を含む第1の偏光板2をこの順に備えている。このとき、反射防止フィルム側が観察側すなわちディスプレイ表面となる。
図3に本発明の反射防止フィルムを備える透過型液晶ディスプレイの断面模式図を示した。図3に示した本発明に係る透過型液晶ディスプレイにおいては、バックライトユニット5、第2の偏光板4、液晶セル3、本発明の偏光板である、反射防止フィルム1を含む第1の偏光板2をこの順に備えている。このとき、反射防止フィルム側が観察側すなわちディスプレイ表面となる。
バックライトユニットは、光源と光拡散板を備える(図示せず)。液晶セルは、一方の透明基材に電極が設けられ、もう一方の透明基材に電極及びカラーフィルターを備えており、両電極間に液晶が封入された構造となっている(図示せず)。第2の偏光板4は第3の透明基材41と第4の透明基材42との間に第2の偏光層43を狭持した構造となっている。第1の偏光板2と第2の偏光板4は液晶セル3を挟むように設けられる。
また、本発明の透過型液晶ディスプレイにあっては、他の機能性部材を備えても良い。他の機能性部材としては、例えば、バックライトから発せられる光を有効に使うための、拡散フィルム、プリズムシート、輝度向上フィルムや、液晶セルや偏光板の位相差を補償するための位相差フィルムが挙げられるが、本発明の透過型液晶ディスプレイはこれらに限定されるものではない。
次に、本発明の反射防止フィルムの製造方法について説明する。
本発明の反射防止フィルムにおける透明基材としては、種々の有機高分子からなるフィルムまたはシートを用いることができる。例えば、ディスプレイ等の光学部材に通常使用される基材が挙げられ、透明性や光の屈折率等の光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸物性を考慮して、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等のセルロース系、6−ナイロン、6,6−ナイロン等のポリアミド系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコール等の有機高分子からなるものが用いられる。特に、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートが好ましい。中でも、トリアセチルセルロースにあっては、複屈折率が小さく、透明性が良好であることから液晶ディスプレイに対し好適に用いることができる。
なお、透明基材の厚みは25μm以上200μm以下の範囲内にあることが好ましく、さらには、40μm以上80μm以下の範囲内にあることが好ましい
さらに、これらの有機高分子に公知の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等を添加することにより機能を付加させたものも使用できる。また、透明基材は上記の有機高分子から選ばれる1種または2種以上の混合物、または重合体からなるものでもよく、複数の層を積層させたものであってもよい。
次に、ハードコート層の形成方法について述べる。ハードコート層は、電離放射線硬化型材料を含むハードコート層形成用塗液を透明基材上に塗布し、透明基材上に塗膜を形成し、該塗膜に対し、必要に応じて乾燥をおこない、その後、紫外線、電子線といった電離放射線を照射することにより電離放射線硬化型材料の硬化反応をおこなうことにより、ハードコート層とすることができる。
ハードコート層形成用塗液の塗布方法としては、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、ディップコーターを用いた塗布方法を用いることができる。
ハードコート層形成用塗液に加えられる電離放射線硬化型材料としては、アクリル系材料を用いることができる。アクリル系材料としては、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能または多官能の(メタ)アクリレート化合物、ジイソシアネートと多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタン(メタ)アクリレート化合物を使用することができる。またこれらの他にも、電離放射線硬化型材料として、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等を使用することができる。
なお、本発明において「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」と「メタクリレート」の両方を示している。たとえば、「ウレタン(メタ)アクリレート」は「ウレタンアクリレート」と「ウレタンメタアクリレート」の両方を示している。
単官能の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、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、n−ブチル(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、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ノニルフェノール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2−アダマンタンおよびアダマンタンジオールから誘導される1価のモノ(メタ)アクリレートを有するアダマンチルアクリレートなどのアダマンタン誘導体モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記2官能の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、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、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどのジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記3官能以上の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)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(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等のトリ(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、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の3官能の(メタ)アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジ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、ジトリメチロールプロパンペンタ(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、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物や、これら(メタ)アクリレートの一部をアルキル基やε−カプロラクトンで置換した多官能(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
アクリル系材料の中でも、所望する分子量、分子構造を設計でき、形成されるハードコート層の物性のバランスを容易にとることが可能であるといった理由から、多官能ウレタンアクリレートを好適に用いることができる。ウレタンアクリレートは、多価アルコール、多価イソシアネート及び水酸基含有アクリレートを反応させることによって得られる。具体的には、共栄社化学社製、UA−306H、UA−306T、UA−306l等、日本合成化学社製、UV−1700B、UV−6300B、UV−7600B、UV−7605B、UV−7640B、UV−7650B等、新中村化学社製、U−4HA、U−6HA、UA−100H、U−6LPA、U−15HA、UA−32P、U−324A等、ダイセルユーシービー社製、Ebecryl−1290、Ebecryl−1290K、Ebecryl−5129等、根上工業社製、UN−3220HA、UN−3220HB、UN−3220HC、UN−3220HS等を挙げることができるがこの限りではない。
またこれらの他にも、電離放射線硬化型材料として、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等を使用することができる。
また、ハードコート層を形成するための塗液を紫外線により硬化させる場合にあっては、ハードコート層形成用塗液に光重合開始剤を添加する。光重合開始剤としては、紫外線が照射された際にラジカルを発生するものであれば良く、例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類を用いることができる。また、光重合開始剤の添加量は、電離放射線硬化型材料100重量部に対して0.1重量部以上10重量部以下、好ましくは1重量部以上7重量部以下である。
また、ハードコート層形成用塗液には、反射防止フィルムの視感平均透過率吸収損失が0.5%以上3.0%以下の範囲内であり、且つ、反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最大値を最小値で引いた値が4%以内であり、且つ、反射防止フィルムの波長450nm、550nm、650nmでの光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650を満たすようにハードコート形成用塗液には光吸収性の材料が加えられる。
光吸収性の材料としては、酸化亜鉛系の粒子を好適に用いることができる。酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)といった酸化亜鉛系の導電性粒子は、可視光領域における各波長での光透過吸収損失について、波長が長くなるにつれ減少する傾向を示す。したがって、酸化亜鉛系の導電性無機粒子を用いることにより、波長450nm、550nm、650nmでの光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650を満たす反射防止フィルムを容易に作製することができる。また、酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)といった酸化亜鉛系の導電性無機粒子は、反射防止フィルムに帯電防止機能を付与することもできるため好ましい。
また、光吸収性の材料のとして酸化チタン系の粒子を用いることもできる。酸化チタン系の粒子にあっても可視光領域における各波長での光透過吸収損失について、波長が長くなるにつれて減少する傾向を示す。ただし、酸化チタン系の粒子のみでは、反射防止フィルムに十分な帯電防止機能を付与することは難しい。
本発明のハードコート層形成用塗液に加えられる光吸収性の材料としては、粒径が1nm以上100nm以下の粒子であることが好ましい。粒径が100nmを超える場合、レイリー散乱によって光が著しく反射され、ハードコート層が白くなって反射防止フィルムの可視光透過率が低下する傾向にある。また、粒径が100nmを超える場合、反射防止フィルムのヘイズが上昇し、ヘイズを0.5%以下とすることが困難となる。一方、粒径が1nm未満の場合、導電性が低下し、反射防止フィルムの表面抵抗値が大きくなったり、光吸収性粒子が凝集して、ハードコート層内での光吸収性粒子や導電性粒子の分散が不均一になるなどの問題が生じることがある。これらの光吸収性粒子は、各々単独で用いても、材質やサイズの異なる複数種類を組み合わせて用いてよい。
また、得られる反射防止フィルムに帯電防止機能を付与することを目的として、ハードコート層形成用塗液に導電性ポリマーや導電性粒子を添加してもよい。ハードコート層に帯電防止機能を付与するにあっては導電性材料を添加する必要があるが、このとき導電性材料は、電子伝導型の導電性材料とイオン伝導型の導電材料に大別される。ここで、電子伝導型の導電性材料の方が低湿度下であっても帯電防止機能を安定的に発揮することができ好ましい。
電子伝導型の導電性ポリマーとしてはポリアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンサルファイド、ポリ(1,6−ヘプタジイン)、ポリビフェニレン(ポリパラフェニレン)、ポリパラフィニレンスルフィド、ポリフェニルアセチレン、ポリ(2,5−フェニレン)及びこれらの誘導体から選ばれる1種または2種以上の混合物を用いることができる。
これらの導電性ポリマーは比較的少ない添加量で導電性を発現でき、いずれも、可視域全域に吸収を有し、特定の吸収ピークを持たず好適であり、ハードコート層として所望の表面抵抗値と視感平均吸収損失が0.5%以上3.0%以下となるように適宜添加量を調整することが可能である。
電子伝導型の導電性無機粒子としては、酸化インジウム、酸化インジウム−酸化スズ(ITO)、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、リンドープ酸化スズ(PTO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)といった電子伝導型の導電性粒子を好適に用いることができる。
ハードコート層の膜厚や当該ハードコート層における導電性粒子の含有量は所望の導電性や屈折率に応じて適宜選択できるが、視感平均透過率吸収損失を0.5%以上3.0%以下の範囲内とするためには、ハードコート層中の導電性無機粒子の含有率が5wt%未満であり単位面積あたり0.1g/m2以上0.8g/m2以下の範囲内の含有量であることが望ましい。導電性無機粒子の単位面積あたりの含有量が0.1g/m2に満たない場合にあっては光吸収効果が期待できず、また導電性も不十分となる傾向を示す、一方、0.8g/m2を超える場合にあっては、導電性無機粒子による光吸収により透過率が大きく低下し、この反射防止フィルムを用いたディスプレイのコントラスト及び色再現性が低下する傾向を示す。光吸収機能、帯電防止機能及びハードコート機能を全て満たすためには、導電性無機粒子の添加量は5wt%以下でないと達成が困難である。5wt%以下の添加量では導電性無機粒子のみでは、導電性が不十分なケースが多いが、導電性ポリマーと共に用いたり(複合化)、ハードコート層の成膜過程において導電性無機粒子の物性の差(比重、表面張力、相溶性、イオン性等)を利用して、当該粒子を偏在せるか凝集させることで達成することが可能である。
本発明のハードコート層に用いられる導電性粒子としては、粒径が1nm以上100nm以下であることが好ましい。粒径が100nmを超える場合、レイリー散乱によって光が著しく反射され、ハードコート層が白くなって反射防止フィルムの可視光透過率が低下する傾向にある。また、粒径が100nmを超える場合、反射防止フィルムのヘイズが上昇し、ヘイズを0.5%以下とすることが困難となる。一方、粒径が1nm未満の場合、ハードコート層の導電性が低下し、反射防止フィルムの表面抵抗値が大きくなったり、導電性粒子が凝集して、ハードコート層内での導電性粒子の分散が不均一になるなどの問題が生じる可能性がある。これらの導電性粒子(帯電防止剤)は、各々単独で用いても材質やサイズの異なる複数種類を組み合わせて用いてもよい。
本発明のハードコート層にあっては、ヘイズを0.5%以下とし明所コントラストの高い画像を得るために、平均粒子径が100nmを超える粒子は含まない方がよい。
さらに、ハードコート層形成用塗液には、必要に応じて、溶媒や各種添加剤を加えることができる。溶媒としては、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキシルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、n−ヘキサンなどの炭化水素類、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、ジオキサン、ジオキソラン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、また、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸n−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらには、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類等の中から塗工適正等を考慮して適宜選択される。また、塗液には添加剤として、表面調整剤、屈折率調整剤、密着性向上剤、硬化剤等を加えることもできる。
中でも、ハードコート層を形成するための塗液の溶媒にあっては、透明基材を溶解もしくは膨潤するような溶媒を含むことが好ましい。ハードコート層形成用塗液が透明基材を溶解もしくは膨潤する溶媒を含むことにより形成されるハードコート層と透明基材との密着性を向上させることができる。
また、形成されるハードコート層の表面硬度の向上を目的として、ハードコート層を形成するための塗液に光吸収性粒子、導電性粒子以外にも平均粒径100nm以下のその他の粒子を添加しても良い。このようなそのほかの粒子としては、例えば、アルミナ(Al2O3)粒子や、平均直径が30nmのシリカ(SiO2)ナノ粒子などを20〜30wt%程度含ませることができる。その他の粒子として、ハードコート層形成用塗液に平均粒径100nmを超える粒子を添加してハードコート層を形成した場合には、レイリー散乱によって光が著しく反射されハードコート層が白くなって反射防止フィルムの透明性の低下する傾向にある。また、ヘイズが上昇する傾向にある。
また、ハードコート層形成用塗液にはその他添加剤を加えても良い。添加剤としては、例えば泡消剤、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、ハードコート層形成用塗液には、ハードコート層形成後に反射防止フィルムのカールを防止することを目的として、熱可塑性樹脂を添加してもよい。以上により、ハードコート層は形成される。
形成されるハードコート層の層厚としては、3μm以上15μm以下の範囲内であることが好ましい。ハードコート層の層厚が3μmに満たない場合、反射防止フィルムの硬度が不十分となり、耐擦傷性が低くなってしまう。一方、ハードコート層の層厚が15μmを超える場合、ハードコート層の硬化収縮によるカールが大きくなり、反射防止フィルムを偏光板化する際に支障をきたしたり、ハードコート層にクラックが発生するなどの問題が発生する。
ハードコート層上に低屈折率層を形成する前に、ハードコート層に、酸処理、アルカリ処理、コロナ処理法、大気圧グロー放電プラズマ法等の表面処理をおこなっても良い。これら表面処理をおこなうことにより、ハードコート層と低屈折率層との密着性をさらに向上させることができる。
低屈折率層の形成にケイ素アルコキシド等の金属アルコキシドをバインダマトリックス形成材料として用いる場合には、低屈折率層を形成する前にアルカリ処理をおこなうことが好ましい。アルカリ処理を行うことにより、帯電防止ハードコート層と低屈折率層の密着性を向上させることができ、反射防止フィルムの耐擦傷性をさらに向上させることができる。
本発明の反射防止フィルムが備える低屈折率層の形成方法について示す。本発明の低屈折率層にあっては、低屈折率粒子とバインダマトリックス形成材料を含む低屈折率層形成用塗液をハードコート層上に塗布し、塗膜を形成し、硬化させる湿式成膜法により形成することができる。このとき塗布方法としては、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、ディップコーターを用いた塗布方法を用いることができる。
低屈折粒子としては、LiF、MgF、3NaF・AlFまたはAlF(いずれも、屈折率1.4)、または、Na3AlF6(氷晶石、屈折率1.33)等の低屈折材料からなる低屈折率粒子を用いることができる。また、粒子内部に空隙を有する粒子を好適に用いることができる。粒子内部に空隙を有する粒子にあっては、空隙の部分を空気の屈折率(≒1)とすることができるため、非常に低い屈折率を備える低屈折率粒子とすることができる。具体的には、内部に空隙を有する低屈折率シリカ粒子を用いることができる。
本発明の低屈折率層形成用塗液に加えられる低屈折率粒子としては、粒径が1nm以上100nm以下であることが好ましい。粒径が100nmを超える場合、レイリー散乱によって光が著しく反射され、低屈折率層が白化して反射防止フィルムの透明性が低下する傾向にある。一方、粒径が1nm未満の場合、粒子が凝集し、低屈折率層における粒子の分散状態が不均一になるなどの問題が生じる。
低屈折率層形成用塗液に加えられるバインダマトリックス形成材料としては、ケイ素アルコキシドの加水分解物を用いることができる。好ましくは、一般式(1)RxSi(OR)4−x(但し、式中Rはアルキル基を示し、xは0≦x≦3を満たす整数である)で示されるケイ素アルコキシドの加水分解物を用いることができる。
一般式(1)で表されるケイ素アルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラペンタエトキシシラン、テトラペンタ−iso−プロポキシシラン、テトラペンタ−n−プロキシシラン、テトラペンタ−n−ブトキシシラン、テトラペンタ−sec−ブトキシシラン、テトラペンタ−tert−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等を用いることができる。ケイ素アルコキシドの加水分解物は、一般式(I)で示される金属アルコキシドを原料として得られるものであればよく、例えば塩酸にて加水分解することで得ることができる。
さらには、低屈折率層の形成に用いられるバインダマトリックス形成材料としては、一般式(1)で表されるケイ素アルコキシドに、一般式(2)R´zSi(OR)4−z(但し、式中R´はアルキル基、フルオロアルキル基又はフルオロアルキレンオキサイド基を有する非反応性官能基を示し、zは1≦z≦3を満たす整数である)で示されるケイ素アルコキシドの加水分解物をさらに含ませることができる。これにより反射防止フィルムの低屈折率層表面に防汚性を付与することができ、さらに、低屈折率層の屈折率をさらに低下させることができる。
一般式(2)で示されるケイ素アルコキシドとしては、例えば、オクタデシルトリメトキシシラン、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
また、バインダマトリックス形成材料には、電離放射線硬化型材料を用いることもできる。電離放射線硬化型材料としては、ハードコート層形成用塗液で挙げた電離放射線硬化型材料を用いることができる。また、屈折率の低いフッ素系電離放射線硬化型材料を用いて低屈折率層を形成するにあっては、必ずしも低屈折率粒子を添加する必要はない。また、バインダマトリックス形成材料として電離放射線硬化型材料を用いる場合にあっても、低屈折率層表面に防汚性を発現する材料を添加することが好ましい。
バインダマトリックスとして電離放射線硬化型材料を用い、紫外線を照射することにより低屈折率層を形成する場合には、低屈折率層形成用塗液に光重合開始剤が加えられる。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類等が挙げられる。
バインダマトリックス形成材料としてケイ素アルコキシドの加水分解物を用いた場合には、ケイ素アルコキシドの加水分解物と低屈折率粒子とを含む塗液をハードコート層を形成した透明基材上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜に対し乾燥・加熱し、ケイ素アルコキシドの脱水縮合反応をおこなうことにより低屈折率層を形成することができる。また、バインダマトリックス形成材料として電離放射線硬化型材料を用いた場合には、電離放射線硬化型材料と低屈折率粒子とを含む塗液をハードコート層を形成した透明基材上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜に対し、必要に応じて乾燥をおこない、その後、紫外線、電子線といった電離放射線を照射することにより電離放射線硬化型材料の硬化反応をおこなうことにより、低屈折率層を形成することができる。
なお、低屈折率層を形成するための塗液には、必要に応じて、溶媒や各種添加剤を加えることができる。溶媒としては、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキシルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、n−ヘキサンなどの炭化水素類、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、ジオキサン、ジオキソラン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、また、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸n−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらには、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、水等の中から塗工適正等を考慮して適宜選択される。また、塗液には添加剤として、防汚剤、表面調整剤、レベリング剤、屈折率調整剤、密着性向上剤、光増感剤等を加えることもできる。
低屈折率層は酸化ケイ素等の低屈折率材料を真空蒸着法やスパッタリング法といった真空プロセスにより形成することも可能である。また、本発明にあっては、低屈折率層の他に高屈折率層を設けて反射防止性能を向上させることも可能である。しかし、いずれの方法も現在の技術ではコスト高となる。
本発明の反射防止フィルムにおける低屈折率層は、高屈折率層を持たない場合には、低屈折率層の屈折率(n)と低屈折率層の層厚(d)をかけることにより得られる低屈折率層の光学膜厚(nd)が可視光波長の1/4となるように設けられる。このとき、低屈折率層の光学膜厚は115nm以上135nm以下の範囲内であることが好ましい。低屈折率層の光学膜厚を115nm以上135nm以下の範囲内とし、λ=500nmとしたときλ/4付近となるように低屈折率層の光学膜厚を設計することにより、反射色相を小さくすることができる。また、低屈折率層は湿式塗布法により形成されるために多少の膜厚の変動があるが、光学膜厚をこの範囲に調整することで、低屈折率層の膜厚変動による色ムラの発生の少ない反射防止フィルムとすることができる。
以上により、低屈折率層は形成される。
以上により、低屈折率層は形成される。
以上により、本発明の反射防止フィルムは形成される。なお、本発明の反射防止フィルムには、ハードコート層と低屈折率層の他に、必要に応じて、防汚性能、電磁波シールド性能、赤外線吸収性能、紫外線吸収性能、色補正性能等を有する機能層が設けられる。これらの機能層としては、防汚層、電磁波遮蔽層、赤外線吸収層、紫外線吸収層、色補正層等が挙げられる。なお、これらの機能層は単層であってもかまわないし、複数の層であってもかまわない。機能層は、1層で複数の機能を有していても構わない。また、これらの機能層は、各層間に設けても良いし、反射防止フィルム表面に設けても良い。また、本発明にあっては、各種層間の接着性向上のために、各層間にプライマー層や接着層等を設けても良い。
本発明の反射防止フィルムにあっては、低屈折率層が形成されていない側の透明基材側の面(他方の面)に偏光層と第2の透明基材を設けることにより、偏光板とすることができる。偏光層としては、例えば、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコール(PVA)を用いることができる。また、第2の透明基材としては、本発明の反射防止フィルムに透明基材として用いる基材を選択することができ、トリアセチルセルロースからなるフィルムを好適に用いることができる。
また、本発明の反射防止フィルムを構成要素の一部として用いた偏光板は、透過型液晶ディスプレイの一部を構成することで、透過型液晶ディスプレイに優れた帯電防止機能、反射防止機能を与え、かつ、明所および暗所での良好なコントラストを与える。このとき、当該偏光板は、観察者側から、当該偏光板、液晶セル、第2の偏光板、バックライトユニットの順で配置される。すなわち、観察側に低屈折率層が最表面となるように設けられる。
(実施例1)
<透明基材>
透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電子伝導型導電性粒子としてガリウムドープ酸化亜鉛粒子分散液(GZO/平均粒子径30nm/固形分比30重量%)6.7重量部を用意し、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)9.6重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)9.6重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)28.8重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒45.3.3重量部を用意し、これらを混合してハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材)上に、それぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
低屈折率シリカ微粒子分散液(平均粒子径30nm/固形分20重量%)12重量部、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)1.6重量部を用意し、シリコーン系添加剤としてTSF44(東芝GEシリコーン社製)0.2重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)0.2重量部を用意し、溶媒としてメチルイソブチルケトン86.4重量部を用意し、これらを混合して低屈折率層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板上に形成されたハードコート層上にそれぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで乾燥をおこない、乾燥後、コンベア式紫外線硬化装置により露光量500mJ/cm2で硬化してハードコート層上に低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルム、および第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
<透明基材>
透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電子伝導型導電性粒子としてガリウムドープ酸化亜鉛粒子分散液(GZO/平均粒子径30nm/固形分比30重量%)6.7重量部を用意し、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)9.6重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)9.6重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)28.8重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒45.3.3重量部を用意し、これらを混合してハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材)上に、それぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
低屈折率シリカ微粒子分散液(平均粒子径30nm/固形分20重量%)12重量部、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)1.6重量部を用意し、シリコーン系添加剤としてTSF44(東芝GEシリコーン社製)0.2重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)0.2重量部を用意し、溶媒としてメチルイソブチルケトン86.4重量部を用意し、これらを混合して低屈折率層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板上に形成されたハードコート層上にそれぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで乾燥をおこない、乾燥後、コンベア式紫外線硬化装置により露光量500mJ/cm2で硬化してハードコート層上に低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルム、および第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
(実施例2)
<透明基材>
(実施例1)と同様に、透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
(実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電子伝導型導電性粒子としてガリウムドープ酸化亜鉛粒子分散液(GZO/平均粒子径15nm/固形分比30重量%)41.7重量部を用意し、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)7.5重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)7.5重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)22.5重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒20.8重量部を用意し、これらを混合してハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材))上に、それぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
(実施例1)と同様にして、透明基材及び偏光板の上に形成されたハードコート層上にそれぞれ低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルム、および第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
<透明基材>
(実施例1)と同様に、透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
(実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電子伝導型導電性粒子としてガリウムドープ酸化亜鉛粒子分散液(GZO/平均粒子径15nm/固形分比30重量%)41.7重量部を用意し、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)7.5重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)7.5重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)22.5重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒20.8重量部を用意し、これらを混合してハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材))上に、それぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
(実施例1)と同様にして、透明基材及び偏光板の上に形成されたハードコート層上にそれぞれ低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルム、および第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
(実施例3)
<透明基材>
(実施例1)と同様に、透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
(実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電子伝導型導電性ポリマーとしてBaytron P CH 8000(エイチ・シー・スタルク社製/分散液/固形分3重量%)16.7重量部を用意し、電子伝導型導電性粒子としてガリウムドープ酸化亜鉛粒子分散液(GZO/平均粒子径15μm/固形分比30重量%)6.7重量部を用意し、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)9.6重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)9.6重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)28.8重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒28.6重量部を用意し、これらを混合してハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材)上に、それぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
(実施例1)と同様にして、透明基材及び偏光板上に形成されたハードコート層上にそれぞれ低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルム、および第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
<透明基材>
(実施例1)と同様に、透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
(実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電子伝導型導電性ポリマーとしてBaytron P CH 8000(エイチ・シー・スタルク社製/分散液/固形分3重量%)16.7重量部を用意し、電子伝導型導電性粒子としてガリウムドープ酸化亜鉛粒子分散液(GZO/平均粒子径15μm/固形分比30重量%)6.7重量部を用意し、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)9.6重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)9.6重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)28.8重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒28.6重量部を用意し、これらを混合してハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材)上に、それぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
(実施例1)と同様にして、透明基材及び偏光板上に形成されたハードコート層上にそれぞれ低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルム、および第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
(比較例1)
<偏光板> (実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)10.0重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)10.0重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)30.0重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒50.0重量部を用意し、これらを混合しハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を偏光板の一方の面(第1の透明基材)上にワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
以上により、第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層を順に備える偏光板を作製した。
<偏光板> (実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)10.0重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)10.0重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)30.0重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒50.0重量部を用意し、これらを混合しハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を偏光板の一方の面(第1の透明基材)上にワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
以上により、第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層を順に備える偏光板を作製した。
(比較例2)
<透明基材>
(実施例1)と同様に、透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
(実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)10.0重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)10.0重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)30.0重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒50.0重量部を用意し、これらを混合しハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材)上に、それぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
(実施例1)と同様にして、透明基材及び偏光板上に形成されたハードコート層上にそれぞれ低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルムおよび第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
<透明基材>
(実施例1)と同様に、透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
(実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)10.0重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)10.0重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)30.0重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒50.0重量部を用意し、これらを混合しハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材)上に、それぞれワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
(実施例1)と同様にして、透明基材及び偏光板上に形成されたハードコート層上にそれぞれ低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルムおよび第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
(比較例3)
<透明基材>
(実施例1)と同様に、透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
(実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電子伝導型導電性粒子としてアンチモンドープ酸化スズ粒子分散液(ATO/平均粒子径60nm/固形分比30重量%)41.7重量部を用意し、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)7.5重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)7.5重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)22.5重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒20.8重量部を用意し、これらを混合しハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材)上にワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
(実施例1)と同様にして、透明基材及び偏光板上に形成されたハードコート層上にそれぞれ低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、帯電防止ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルム、および第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
<透明基材>
(実施例1)と同様に、透明基材として、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。
<偏光板>
(実施例1)と同様に、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコールを偏光層とし、これを2枚の厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(第1の及び第2の透明基材)で狭持した偏光板を用意した。
<ハードコート層の形成>
電子伝導型導電性粒子としてアンチモンドープ酸化スズ粒子分散液(ATO/平均粒子径60nm/固形分比30重量%)41.7重量部を用意し、電離放射線硬化型材料としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)7.5重量部とペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)7.5重量部とウレタンアクリレートUA−306T(共栄社化学社製)22.5重量部を用意し、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・ジャパン社製)2.5重量部を用意し、溶媒としてメチルエチルケトンと酢酸ブチルの重量比で1:1混合溶媒20.8重量部を用意し、これらを混合しハードコート層形成用塗液を調整した。
得られた塗液を透明基材及び偏光板の一方の面(第1の透明基材)上にワイヤーバーコーターにより塗布し、塗膜を形成した。その後、オーブンで80℃1分乾燥をおこない、乾燥後、メタルハイドランプを用い、120Wの出力で20cmの距離から10秒間紫外線照射をおこなうことにより、透明基材及び偏光板の上に厚さ5μmのハードコート層を形成した。
<低屈折率層の形成>
(実施例1)と同様にして、透明基材及び偏光板上に形成されたハードコート層上にそれぞれ低屈折率層を形成した。いずれも、得られた低屈折率層の膜厚は91nmであり、屈折率は1.37であり、光学膜厚は125nmであった。
以上により、透明基材、帯電防止ハードコート層、低屈折率層を順に備える反射防止フィルム、および第2の透明基材、偏光層、第1の透明基材、ハードコート層、低屈折率層を順に備える偏光板を作製した。
(実施例1)〜(実施例3)、(比較例2)(比較例3)で得られた反射防止フィルムについて以下の測定をおこなった。また、(実施例1)〜(実施例3)、(比較例1)〜(比較例3)で得られた偏光板について以下の測定をおこなった。
(反射防止フィルムの各種特性の測定)
・ヘイズ(H)、平行光線透過率の測定
得られた反射防止フィルムについて、写像性測定器(日本電色工業製、NDH−2000)を使用してヘイズ(H)、平行光線透過率を測定した。
・視感平均透過率吸収損失、各波長での光透過率吸収損失の測定
得られた反射防止フィルムについて、自動分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用い、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向から5°に設定し、2°視野の条件下で、直進透過方向及び正反射方向の分光反射率、分光透過率を測定し、視感平均透過率吸収損失(Q)、可視光領域における光透過率吸収損失の最大値と最小値の差、各波長での光透過率吸収損失(Q450:波長450nmにおける光透過吸収損失/Q550:波長550nmにおける光透過吸収損失/Q650:波長650nmにおける光透過吸収損失)を算出した。
このとき、各波長での光透過率吸収損失(Q450、Q550、Q650)は式(1)により算出した。視感平均透過率吸収損失(Q)は、式1で求められた各波長の光透過率吸収損失を比視感度により校正した後、平均して求めた。また、比視感度は明所視標準比視感度を用いた。
Qλ=100−H−Tλ−Rλ ・・・(式1)
Qλ:光透過率吸収損失(%)
H:ヘイズ(%)
Tλ:分光透過率(%)
Rλ:両面反射率(%)
・視感平均反射率、反射色相の測定
得られた反射防止フィルムの低屈折率層形成面と反対側の面を黒色艶消しスプレーにより黒色に塗布した。塗布後、自動分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用い、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向から5°に設定し、2°視野の条件下で、正反射方向の分光反射率を測定し、視感平均反射率、反射色相(a*、b*)を算出した。
・表面抵抗値の測定
JIS K6911に準拠して高抵抗抵抗率計(株式会社ダイアインスツルメンツ製ハイレスターMCP−HT260)にて、反射防止フィルムの表面抵抗値の測定をおこなった。
・ヘイズ(H)、平行光線透過率の測定
得られた反射防止フィルムについて、写像性測定器(日本電色工業製、NDH−2000)を使用してヘイズ(H)、平行光線透過率を測定した。
・視感平均透過率吸収損失、各波長での光透過率吸収損失の測定
得られた反射防止フィルムについて、自動分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用い、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向から5°に設定し、2°視野の条件下で、直進透過方向及び正反射方向の分光反射率、分光透過率を測定し、視感平均透過率吸収損失(Q)、可視光領域における光透過率吸収損失の最大値と最小値の差、各波長での光透過率吸収損失(Q450:波長450nmにおける光透過吸収損失/Q550:波長550nmにおける光透過吸収損失/Q650:波長650nmにおける光透過吸収損失)を算出した。
このとき、各波長での光透過率吸収損失(Q450、Q550、Q650)は式(1)により算出した。視感平均透過率吸収損失(Q)は、式1で求められた各波長の光透過率吸収損失を比視感度により校正した後、平均して求めた。また、比視感度は明所視標準比視感度を用いた。
Qλ=100−H−Tλ−Rλ ・・・(式1)
Qλ:光透過率吸収損失(%)
H:ヘイズ(%)
Tλ:分光透過率(%)
Rλ:両面反射率(%)
・視感平均反射率、反射色相の測定
得られた反射防止フィルムの低屈折率層形成面と反対側の面を黒色艶消しスプレーにより黒色に塗布した。塗布後、自動分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用い、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向から5°に設定し、2°視野の条件下で、正反射方向の分光反射率を測定し、視感平均反射率、反射色相(a*、b*)を算出した。
・表面抵抗値の測定
JIS K6911に準拠して高抵抗抵抗率計(株式会社ダイアインスツルメンツ製ハイレスターMCP−HT260)にて、反射防止フィルムの表面抵抗値の測定をおこなった。
(偏光板の各種特性の測定)
・平行視感平均透過率、平行色相、直交視感平均透過率、直交色相の測定
(実施例1)〜(実施例3)、(比較例1)〜(比較例3)で得られた偏光板と、実施例1等で最初に用意したものと同様の、ハードコート層、反射防止層を設けていない偏光板(第2の偏光板)を偏光軸が平行となるように粘着層を介し配置し、自動分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用い、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向に設定し、2°視野の条件下で、直進透過方向の分光透過率を測定し、平行視感平均透過率、平行色相(a*、b*)を算出した。
また、(実施例1)〜(実施例3)、(比較例1)〜(比較例3)で得られた偏光板と、ハードコート層、反射防止層を設けていない偏光板(第2の偏光板)を偏光軸が直交となるように粘着層を介し配置し、自動分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用い、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向に設定し、2°視野の条件下で、直進透過方向の分光透過率を測定し、直交視感平均透過率、直交色相(a*、b*)を算出した。
・平行視感平均透過率、平行色相、直交視感平均透過率、直交色相の測定
(実施例1)〜(実施例3)、(比較例1)〜(比較例3)で得られた偏光板と、実施例1等で最初に用意したものと同様の、ハードコート層、反射防止層を設けていない偏光板(第2の偏光板)を偏光軸が平行となるように粘着層を介し配置し、自動分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用い、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向に設定し、2°視野の条件下で、直進透過方向の分光透過率を測定し、平行視感平均透過率、平行色相(a*、b*)を算出した。
また、(実施例1)〜(実施例3)、(比較例1)〜(比較例3)で得られた偏光板と、ハードコート層、反射防止層を設けていない偏光板(第2の偏光板)を偏光軸が直交となるように粘着層を介し配置し、自動分光光度計(日立製作所製、U−4000)を用い、光源としてC光源として用い、光源及び受光器の入出射角を反射防止フィルム表面に対して垂直方向に設定し、2°視野の条件下で、直進透過方向の分光透過率を測定し、直交視感平均透過率、直交色相(a*、b*)を算出した。
各種特性結果について、(表1)に示す。
(実施例1)〜(実施例3)の偏光板の結果から、本発明の反射防止フィルムにあっては、1組の、ヨウ素を含む延伸ポリビニルアルコールを偏光層として備えた偏光板を、その偏光軸が直交になるように配置して黒表示させた際に観察される光モレが青色味を帯びるという問題を選択的に抑制し、すなわち、透過型液晶ディスプレイの画面が、黒表示時に青みかがるという問題を抑制し、より最適な黒色表示をおこなうことができる反射防止フィルムであることが確認された。
(コントラストの評価)
また、(実施例1)〜(実施例3)及び(比較例2)、(比較例3)で得られた反射防止フィルムを透過型液晶ディスプレイ(BUFFALO社製FTD−W2023ADSR)表面に粘着層を介して、反射防止層が最表面となるように貼りあわせた。
貼りあわせた透過型液晶ディスプレイについて、室内の照明を切り替えることにより、明所(200lux)、暗所(0lux)での条件化で黒表示及び白表示をおこない輝度を測定してコントラストの評価をおこなった。
(実施例1)〜(実施例3)の反射防止フィルムを貼りあわせた透過型液晶ディスプレイにあっては、(比較例2)の反射防止フィルムを貼りあわせた透過型液晶ディスプレイと比較して、暗所における黒表示時の輝度(黒輝度)が低下していることから、暗所コントラストが向上していることが確認された。
一方、(比較例3)の反射防止フィルムを貼りあわせた透過型液晶ディスプレイにあっては、(比較例2)の反射防止フィルムを貼りあわせた透過型液晶ディスプレイと比較して、暗所における黒輝度が低下しているものの、暗所及び明所における白表示時の輝度(白輝度)も低下しており、明所コントラスト、暗所コントラストともに低下していることが確認された。
また、(実施例1)〜(実施例3)及び(比較例2)、(比較例3)で得られた反射防止フィルムを透過型液晶ディスプレイ(BUFFALO社製FTD−W2023ADSR)表面に粘着層を介して、反射防止層が最表面となるように貼りあわせた。
貼りあわせた透過型液晶ディスプレイについて、室内の照明を切り替えることにより、明所(200lux)、暗所(0lux)での条件化で黒表示及び白表示をおこない輝度を測定してコントラストの評価をおこなった。
(実施例1)〜(実施例3)の反射防止フィルムを貼りあわせた透過型液晶ディスプレイにあっては、(比較例2)の反射防止フィルムを貼りあわせた透過型液晶ディスプレイと比較して、暗所における黒表示時の輝度(黒輝度)が低下していることから、暗所コントラストが向上していることが確認された。
一方、(比較例3)の反射防止フィルムを貼りあわせた透過型液晶ディスプレイにあっては、(比較例2)の反射防止フィルムを貼りあわせた透過型液晶ディスプレイと比較して、暗所における黒輝度が低下しているものの、暗所及び明所における白表示時の輝度(白輝度)も低下しており、明所コントラスト、暗所コントラストともに低下していることが確認された。
1 反射防止フィルム
11 第1の透明基材
12 ハードコート層
13 低屈折率層
2 偏光板
22 第2の透明基材
23 偏光層
3 液晶セル
4 第2の偏光板
41 第3の透明基材
42 第4の透明基材
43 第2の偏光層
5 バックライトユニット
11 第1の透明基材
12 ハードコート層
13 低屈折率層
2 偏光板
22 第2の透明基材
23 偏光層
3 液晶セル
4 第2の偏光板
41 第3の透明基材
42 第4の透明基材
43 第2の偏光層
5 バックライトユニット
Claims (8)
- 透明基材の少なくとも一方の面に、該透明基材側から順に、ハードコート層と、低屈折率層を備える反射防止フィルムにおいて、
前記反射防止フィルムの視感平均光透過率吸収損失が0.5%以上3.0%以下の範囲内であり、且つ、
前記反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最大値を前記反射防止フィルムの可視光領域における各波長での光透過率吸収損失の最小値で引いた値が0.5%以上4.0%以下の範囲内であり、且つ、
前記反射防止フィルムの波長450nm、550nm、650nmでの光透過吸収損失がQ450>Q550>Q650(Q450:波長450nmにおける光透過吸収損失/Q550:波長550nmにおける光透過吸収損失/Q650:波長650nmにおける光透過吸収損失)を満たすことを特徴とする反射防止フィルム。 - 前記低屈折率層側の反射防止フィルム表面での視感平均反射率が0.5%以上1.5%以下の範囲内であることを特徴とする請求項1の反射防止フィルム。
- 前記反射防止フィルムのヘイズが0.5%以下の範囲内であり、且つ、前記反射防止フィルムの平行光線透過率が94.0%以上96.5%以下の範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の反射防止フィルム。
- 前記反射防止フィルムの低屈折率層表面における表面抵抗値が1.0×106Ω/□以上1.0×1011Ω/□以下の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の反射防止フィルム。
- 前記反射防止フィルムの低屈折率層表面でのL*a*b*色度系における反射色相が0.00≦a*≦3.00であり、且つ、−3.00≦b*≦3.00を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の反射防止フィルム。
- 前記ハードコート層が酸化亜鉛系の粒子を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の反射防止フィルム。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の反射防止フィルムと、当該反射防止フィルムの低屈折率層非形成面に偏光層、第2の透明基材を順に備える偏光板。
- 請求項7記載の偏光板、液晶セル、第2の偏光板、バックライトユニットをこの順に備えることを特徴とする透過型液晶ディスプレイ。
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