JP4400458B2

JP4400458B2 - 反射防止フィルム

Info

Publication number: JP4400458B2
Application number: JP2004541229A
Authority: JP
Inventors: 三博西田; 信吾大野; 雅人吉川; 信子加藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: AU2003264510A1; EP1548469A1; JPWO2004031813A1; EP1548469A4; WO2004031813A1; US20050233131A1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＲＴ（陰極線管）画面、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）画面や、ＬＣＤ（液晶）画面等のディスプレイ分野に用いられる塗工型反射防止フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＲＴ等の表面部分では、外光や照明光、或いは、周囲の明るい風景がその表面で反射して像が写ることにより、視認性が低下する。このため、このような反射を低減するために、表示面に、微細な凹凸加工のアンチグレア処理を施したり、薄膜をコーティングしたりすることにより、光の干渉で反射を低減する反射防止処理が施される場合がある。これらの反射防止処理を表示面に直接施すと、コストアップを招くことから、反射防止処理を施したフィルムを表示面に貼着する方法が、近年多く採用されるようになってきている。
【０００３】
従来の塗工型反射防止フィルムとしては、合成樹脂よりなる透明な基材フィルムの表面上に、下層側からハードコート層、高屈折率層、及び低屈折率層を順次積層させたものが主として用いられている。
【０００４】
具体的には、従来の反射防止フィルムは、有機フィルムよりなるベースフィルム上にアクリル樹脂やシロキサン等よりなる硬い保護層としてのハードコート層が形成され、更にこの上に反射防止層が形成された構造とされている。この反射防止フィルムは、表示面に接着剤や粘着剤で取り付けられる。
【０００５】
反射防止フィルムの最小反射率を０にしようとした場合、例えば高屈折率層の５５０ｎｍにおける屈折率を１．６８とすると、低屈折率層の屈折率は約１．３７にする必要がある。低屈折率層の屈折率を約１．３７にするためには、最外層の低屈折率層に低屈折率のフッ素樹脂を大量に配合しなければならないが、そのようにすると、フッ素樹脂の柔らかさから反射防止フィルムの耐擦傷性が大幅に減少し、例えば、プラスチック消しゴムで擦るだけで低屈折率層が簡単に取れてしまう。
【０００６】
最外層の耐擦傷性を上げるためにシリコーン樹脂を用いる場合もあるが、この場合、屈折率を１．４７以下にすることは難しく、反射防止性能が悪化するだけでなく、耐薬品性、特に耐アルカリ性が非常に弱くなる。
【０００７】
ＣＲＴ用反射防止フィルムにあっては、反射防止性能に優れることはもとより、表示面の帯電による静電気や表示面から放射される微弱な電磁波に対する帯電防止機能が望まれるため、表面抵抗値が１×１０^８Ω／□以下の低抵抗値であることが要求される。また、工業製品としては常に低コストであることが望まれる。
【０００８】
反射防止フィルムの反射防止層をスパッタ等の乾式法で成膜するとコストが非常に高くつく。このため、コスト面では塗工型反射防止フィルムが好ましいが、塗工型反射防止フィルムにおいて、可視光に対して吸収の無い材料を用いると、最小反射率、視感度反射率等の反射防止性能が低減してしまうため、光吸収性の層を形成する必要がある。しかし、光吸収層を厚く形成すると、光透過率が非常に低くなってしまうため、光吸収層は膜厚１００ｎｍ以下の極薄膜とする必要がある。このため、光吸収層に例えばカーボンや、窒化チタンのような導電性微粒子を用いても、得られる反射防止フィルムの表面抵抗は１×１０^９Ω／□以上となってしまうため、ＣＲＴ用途としては使用不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、反射率が低く且つ耐擦傷性にも優れた反射防止フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明（請求項１）の反射防止フィルムは、基材フィルム上に複数の薄膜を塗工してなる反射防止フィルムにおいて、該基材フィルムから最も隔離した最外層よりも一層だけ基材フィルム側の層が光の吸収性を有する反射防止フィルムであって、最外層の屈折率が１．４９〜１．５２であり、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の屈折率実数部が１．４５〜１．８５であり、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の屈折率実数部と最外層の屈折率実数部との差が０．０９以下であり、前記最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の波長５５０ｎｍにおける減衰係数ｋが、０．１＜ｋ＜５であることを特徴とするものである。
本発明（請求項２）の反射防止フィルムは、基材フィルム上に複数の薄膜を塗工してなる反射防止フィルムにおいて、該基材フィルムから最も隔離した最外層よりも一層だけ基材フィルム側の層が光の吸収性を有する反射防止フィルムであって、最外層の屈折率が１．４９〜１．５２であり、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の屈折率実数部が１．４９〜１．５８であり、且つ最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の波長５５０ｎｍにおける減衰係数ｋが０．１＜ｋ＜５であることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の反射防止フィルムは、反射率が低く耐擦傷性も良好である。
【００１２】
反射防止フィルムの耐擦傷性、耐薬品性を高めるためには、最外層をアクリル樹脂にし、架橋密度を大幅に上げ、さらに、シリカ微粒子を含有させることが効果的である。しかし、このような層構成とした場合、最外層の屈折率ｎは、１．４８〜１．５３程度と、あまり低い値とはならない。
【００１３】
しかしながら、このような屈折率がさほど低くない最外層を用いても、最外層から１層基材側の層の５５０ｎｍにおける減衰係数をｋ＞０．１とすることによって、反射防止フィルムの反射防止性能は大幅に改善されることが見出された。例えば、屈折率ｎ＝１．４９の最外層を用いても、最外層から１つ基材側の層のｋをｋ＞０．３９とすることによって、最小反射率を０にすることが出来る。この最外層から１つ基材側の層のｋは、ｋ＞０．２以上であることが望ましい。
【００１４】
最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層が光の吸収性を有する吸収層であると、視感度反射率も大幅に低下する。
【００１５】
この最外層から１つ基材側の層に導電性微粒子を含有させると、該層のｋ値が大きくなると共に、導電性により反射防止フィルムが帯電防止特性を有するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の反射防止フィルムは、透明な基材フィルムの表面上に複数の薄膜を塗工により形成したものであって、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層が光の吸収性を有する。
【００１７】
この薄膜の層の数は２〜５特に３〜５であることが好ましく、特に図１の通り、透明な基材フィルム１の上にハードコート層２を設け、その上に吸収性を有した比較的高屈折率の層３を設け、その上に比較的低屈折率の最外層４を設けることが好ましい。
【００１８】
この基材フィルム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。
【００１９】
基材フィルム１の厚さは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。
【００２０】
ハードコート層２としては、合成樹脂系のものが好ましく、特に、紫外線硬化型又は電子線硬化型の合成樹脂、とりわけ多官能アクリル樹脂が好適である。このハードコート層２の厚みは２〜２０μｍが好ましい。
【００２１】
本発明では、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層３としては、合成樹脂中に微粒子を配合して光の吸収性を付与したものであってもよい。
【００２２】
この微粒子は、カーボンブラック、フラーレン及びチタンブラックの１種又は２種以上であってもよい。カーボンブラック又はフラーレンを配合した場合には、吸収性と共に帯電防止性能（導電性）が付与される。チタンブラックを用いた場合には、少量の添加で吸収性を大きくすることができる。
【００２３】
微粒子は金属微粒子であってもよい。この金属微粒子としては、貴金属とりわけＡｕ（金）及び／又はＡｇ（銀）が好適であるが、耐食性の点からＡｕが最適である。なお、金属は導電性を有するので、金属微粒子を配合したことにより吸収性と共に、反射防止フィルムに帯電防止性能が付与される。この層３における、微粒子と合成樹脂との割合は、上記の吸収性となるように選定されるが、通常は微粒子と合成樹脂との合計に対する微粒子の割合が０．１〜６０体積％、特に４５〜５５体積％、とりわけ４７〜５２体積％とするのが好ましい。
【００２４】
最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層３は、合成樹脂中に有機色素を配合して光の吸収性を付与したものであってもよい。有機色素としては、波長５５０ｎｍ付近に光の吸収性を有するものであって、この合成樹脂中に均一に分散ないし混和される特性を有したものが用いられる。
【００２５】
最外層から１つ基材側の層は、有機色素と共に導電性微粒子を含有してもよい。この導電性微粒子を含有（分散）させることにより、最外層から１つ基材側の層の光の吸収性が増加すると共に、その導電性により反射防止フィルムに帯電防止性能が付与される。この導電性微粒子としては、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＳｂＯ_２などの導電性金属酸化物微粒子のほか、導電性カーボンブラックなどを用いることができる。
【００２６】
最外層から１つ基材側の層３における、有機色素や導電性微粒子の含有割合は、上記の吸収性となるように選定されるが、通常は有機色素の含有量（添加量）は１〜５０体積％程度が好ましい。層３に有機色素と導電性微粒子とが共に含有される場合、導電性微粒子と合成樹脂との合計に対する導電性微粒子の割合は、５５体積％以下、特に４５〜５５体積％、とりわけ４５〜５２体積％程度が好ましい。
【００２７】
この吸収性は、波長５５０ｎｍにおける減衰係数ｋが０．１＜ｋ＜５となるものであることが好ましい。ｋは０．２＜ｋとくに０．３９＜ｋであることが好ましい。
【００２８】
最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層３の複素屈折率ＮはＮ＝ｎ−ｉｋ（ｉは虚数単位）として表わされるが、このｎ（屈折率実数部）は１．４５〜１．８５である。特に１．４５〜１．６５であることが好ましい。
【００２９】
最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層３を構成する合成樹脂は、好ましくは、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である。
【００３０】
最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層３の厚みは３０〜８０ｎｍ、特に４０〜７５ｎｍ程度が好ましい。
【００３１】
比較的低屈折率の最外層４もまた合成樹脂系、特に紫外線硬化型又は電子線硬化型の合成樹脂であることが好ましい。
【００３２】
本発明の反射防止フィルムでは、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層３が吸収性を有するために、最外層４の材料として屈折率が十分に低い材料を用いなくても、例えば屈折率ｎ＝１．４５程度の材料であっても、容易に表面反射率の最小反射率１％以下の反射防止性能の高い反射防止フィルムとすることができる。従って、最外層４の材料としては、安価で耐薬品性、耐候性、耐久性、密着性等に優れることからアクリル系樹脂（屈折率ｎ＝１．５１）が好ましい。ただし、この最外層４の材料として、フッ素系アクリル樹脂やシリコーン樹脂を用いた場合には、表面反射率の最小反射率０．５％以下の著しく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。最外層の屈折率ｎは１．４９〜１．５２である。とりわけ１．４９〜１．４８が好ましい。
【００３３】
この最外層４には、屈折率低下、耐傷性向上、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％程度配合することが好ましい。特に、耐擦傷性及び耐薬品性を高めるためにシリカ微粒子を配合することが好ましい。最外層の厚みは６０〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００３４】
この最外層の減衰係数はｋ＜０．０１特にｋ＝０であることが好ましい。
【００３５】
本発明において、基材フィルム１上にハードコート層２、層３及び最外層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及び／又は色素を配合したもの）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ても良く、また、３層を塗工した後、まとめて硬化させてもよい。
【００３６】
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。このコーティング後に例えば紫外線又は電子線を照射してキュアすることにより密着性の向上、膜の硬度の上昇という効果が奏される。
【００３７】
この塗工法は、スパッタや蒸着に比べて著しく安価である。
【００３８】
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等に適用することができる。
【実施例】
【００３９】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４０】
実施例１，２，３、比較例１，２
厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルム（屈折率１．６５）の上に上記の塗工法（ウェットコーティング法）によりハードコート層２用のアクリル樹脂塗膜を形成して乾燥した。このハードコート層の屈折率は１．５１である。その上に、表１に示す組成の多感応アクリル樹脂及び微粒子よりなる塗工液を用いて、同様にして最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層３（高屈折率層）用の塗膜を形成して乾燥した。さらに、表１に示す組成の最外層用の塗工液を用いて、最外層４（低屈折率層）用の塗膜を形成して乾燥した。表１の通り、層３では多感応アクリル樹脂に対し、実施例１ではカーボンブラックを配合し、実施例２ではカーボンブラック及びチタンブラックを配合し、実施例３では金属微粒子（平均粒径７ｎｍ）を配合し、比較例１，２ではＩＴＯ（平均粒径６０ｎｍ）を配合した。配合割合は表１の通りである。
【００４１】
最外層４は、比較例１、実施例１，２，３では多感応アクリル樹脂６０重量部とシリカ微粒子４０重量部とを含有する。比較例２の最外層４は多感応アクリル樹脂２０重量部とフッ素樹脂８０重量部とを含有する。
【００４２】
次いで、紫外線を照射してキュアさせ、ハードコート層膜厚約５μｍ、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層膜厚約８０ｎｍ、最外層膜厚約９５ｎｍよりなる反射防止フィルムを製造した。
【００４３】
実施例４
実施例４では、最外層から１つ基材側の層３は、多感応アクリル樹脂２５重量部に対しカーボンブラック５０重量部及び有機色素として日本化薬ＫＡＹＡＳＥＴＢｌｕｅＡ−Ｄを２５重量部配合したものである。その他の構成は実施例１〜３と同一である。
【００４４】
上記の各実施例及び比較例における最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層及び最外層の複素屈折率Ｎ＝ｎ−ｉｋのｎ及びｋは表１の通りである。
【００４５】
各実施例及び比較例の反射防止フィルムについて、表面反射率の最小反射率を測定し、結果を表１に示した。
【００４６】
各反射防止フィルムについて３ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液と３ｗｔ％ＨＣｌ水溶液にそれぞれ３０分ずつ浸した後、目視判定することにより耐薬品性を調べ、結果を表１に示した。表１において○は反射光の色が変わらないことを示し、×は反射光の色が変わることを示す。
【００４７】
この反射防止フィルムの耐擦傷性を調べるために、市販のプラスチック消しゴムで１００往復こすり、外観の変化の有無を目視観察し、結果を表１に示した。○は外観に変化がないことを示し×は変化が見られることを示す。
【００４８】
比較例３
最外層をシリコーン樹脂（微粒子含有せず。）としたこと以外は比較例１，２と同様にして反射防止フィルムを製造し、同様の測定を行った。結果を表１示す。
【００４９】
【表１】

比較例１は一般的な透明塗工タイプの反射防止膜であり、最小反射率が高い。
【００５０】
比較例２は、最小反射率を下げるために最外層としてフッ素樹脂含有屈折率層を使用したものである。この比較例２は、最小反射率は低いが、耐擦傷性は悪い。
【００５１】
比較例３はシリコーン樹脂を最外層に用いたものである。この比較例３では、最小反射率もあまり低くならず、また、耐薬品性（耐アルカリ性）に劣る。
【００５２】
実施例１はカーボンブラックを最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層に配合したものであり、最小反射率が非常に低く、全ての性能を満足する。
【００５３】
実施例２はカーボンブラックとチタンブラックを最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層に配合したものであり最小反射率を０に出来る。
【００５４】
実施例３はＡｕ微粒子（平均粒径７ｎｍ）を最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層に配合したものであり、最小反射率が非常に低く、全ての性能を満足する。
【００５５】
実施例４は、有機色素とカーボンブラックを最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層に配合したものであり、最小反射率が非常に低く、全ての性能を満足する。
【００５６】
なお、帯電防止性能は各実施例及び比較例とも良好であった。
【００５７】
以上詳述した通り、本発明によれば、反射防止特性に優れると共に、低屈折率層材料として使用可能な材料の選択範囲を広げることができる。また、最外層に安価で耐薬品性、密着性、耐候性に優れたアクリル系樹脂を使用して、低コストで反射防止性能及び耐擦傷性に優れた反射防止フィルムを提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の反射防止フィルムの一例を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１基材フィルム
２ハードコート層
３最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層
４最外層

Claims

基材フィルム上に複数の薄膜を塗工してなる反射防止フィルムにおいて、
該基材フィルムから最も隔離した最外層よりも一層だけ基材フィルム側の層が光の吸収性を有する反射防止フィルムであって、
最外層の屈折率が１．４９〜１．５２であり、
最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の屈折率実数部が１．４５〜１．８５であり、
最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の屈折率実数部と最外層の屈折率実数部との差が０．０９以下であり、
前記最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の波長５５０ｎｍにおける減衰係数ｋが、０．１＜ｋ＜５であることを特徴とする反射防止フィルム。
基材フィルム上に複数の薄膜を塗工してなる反射防止フィルムにおいて、
該基材フィルムから最も隔離した最外層よりも一層だけ基材フィルム側の層が光の吸収性を有する反射防止フィルムであって、
最外層の屈折率が１．４９〜１．５２であり、
最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の屈折率実数部が１．４９〜１．５８であり、且つ最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の波長５５０ｎｍにおける減衰係数ｋが０．１＜ｋ＜５であることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項２において、最外層の屈折率が１．４９であることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項２又は３において、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層の屈折率実数部が１．５５〜１．５８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、最外層の５５０ｎｍにおける減衰係数ｋが、ｋ＜０．０１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、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層は、微粒子が分散した有機樹脂よりなることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項６において、該微粒子がカーボンブラック、フラーレン及びチタンブラックよりなる群から選ばれる少なくとも１つ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、最外層よりも一層だけ基材フィルム側の層が金属微粒子を含有することにより光の吸収性を有することを特徴とする反射防止フィルム。
請求項８において、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層は、前記金属微粒子が分散した有機樹脂よりなることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項８において、該金属微粒子が貴金属微粒子であることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項８において、該貴金属が金及び／又は銀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、最外層よりも一層だけ基材フィルム側の層が有機色素を含有することにより光の吸収性を有す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、最外層よりも１層だけ基材フィルム側の層は、前記有機色素を含有し、かつ導電性微粒子が分散した有機樹脂よりなることを特徴とする反射防止フィルム。
請求項１３において、該導電性微粒子がＺｎＯ、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＳｂＯ_２及び導電性カーボンブラックよりなる群から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする反射防止フィルム。