(57)【要約】【課題】十分な反射防止性能と防汚性を有しながら耐擦傷性を向上した反射防止積層体およびそれを用いた偏光板及び画像表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】透明基材の少なくとも片面に、少なくとも低屈折率層を積層した反射防止積層体において、最表面層がSi-O-Al結合を有する化合物、例えばケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドとを反応させて得られる化合物を含有することを特徴とする反射防止積層体。該反射防止積層体を有することを特徴とする偏光板および画像表示装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基材の少なくとも片面に、少なくとも低屈折率層を積層した反射防止積層体において、最表面層がSi-O-Al結合を有する化合物を含有することを特徴とする反射防止積層体。
【請求項２】
前記最表面層が低屈折率層であり、かつ前記低屈折率層におけるアルミニウムとケイ素のモル比が、Ａｌ／Ｓｉとして０．００００２〜０．２の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の反射防止積層体。
【請求項３】
前記低屈折率層が、粒径０．５〜２００ｎｍの低屈折率微粒子を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の反射防止積層体。
【請求項４】
前記低屈折率層が、Rf−（CH２）ｎ−Si−O結合（式中Rfはフルオロアルキル基であり、ｎは整数である）を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射防止積層体。
【請求項５】
前記最表面層が低屈折率層であり、かつ、前記Si-O-Al結合を有する化合物が、ケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドとを反応させて得られる化合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反射防止積層体。
【請求項６】
前記低屈折率層に含まれるバインダーが、ケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドとを反応させて得られる化合物であり、前記ケイ素アルコキシドがテトラメトキシシランであり、かつ前記アルミニウムアルコキシドがアルミニウムトリイソプロポキシドであることを特徴とする請求項５に記載の反射防止積層体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止積層体を有することを特徴とする偏光板。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止積層体を有することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ、CRTディスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイなどの画像表示装置の表面で使用される反射防止積層体に関する。また本発明は、該反射防止積層体を備えた偏光板および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶等の表示装置の最表面で使用される反射防止積層体（反射防止フィルム）では、光学干渉方式の反射防止層を設けて低反射率とする技術が提案されている。
【０００３】
反射率を下げる技術として、最表面層として低屈折層を設け、この低屈折率層の屈折率を低下させる方法が知られている。低屈折率層に微粒子を入れるなど、空隙を多くして屈折率を下げる方法が多い。
【０００４】
しかし、空隙が多くなると、膜強度が下がり、耐擦傷性が不十分といった欠点を有する。これらを改善するために、低屈折率層のバインターに金属アルコキシドを入れることにより、耐擦傷性改善することが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。しがしながら、耐擦傷性能が未まだ不十分である。
【特許文献１】特許第３６３５６９２号公報
【特許文献２】特開２００２-２２１６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、十分な反射防止性能と防汚性を有しながら耐擦傷性を向上した反射防止積層体およびそれを用いた偏光板及び画像表示装置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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、透明基材の少なくとも片面に、少なくとも低屈折率層を積層した反射防止積層体において、最表面層がSi-O-Al結合を有する化合物を含有することを特徴とする反射防止積層体である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記低屈折率層におけるアルミニウムとケイ素のモル比が、Ａｌ／Ｓｉとして０．００００２〜０．２の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の反射防止積層体である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記低屈折率層が、粒径０．５〜２００ｎｍの低屈折率微粒子を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の反射防止積層体である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記低屈折率層が、Rf−（CH２）ｎ−Si−O結合（式中Rfはフルオロアルキル基であり、ｎは整数である）を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射防止積層体である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記最表面層が低屈折率層であり、かつ、前記Si-O-Al結合を有する化合物が、ケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドとを反応させて得られる化合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反射防止積層体である。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記低屈折率層に含まれるバインダーが、ケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドとを反応させて得られる化合物であり、前記ケイ素アルコキシドがテトラメトキシシランであり、かつ前記アルミニウムアルコキシドがアルミニウムトリイソプロポキシドであることを特徴とする請求項５に記載の反射防止積層体である。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止積層体を有することを特徴とする偏光板である。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止積層体を有することを特徴とする画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、透明基材の少なくとも片面に、少なくとも低屈折率層を積層した反射防止積層体において、最表面層がSi-O-Al結合を有する化合物を含有することを特徴とする反射防止積層体である。Si-O-Al結合により膜の摩擦強度が増加し、耐擦傷性向上することが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記低屈折率層におけるアルミニウムとケイ素のモル比が、Ａｌ／Ｓｉとして０．００００２〜０．２の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の反射防止積層体である。アルミニウムとケイ素のモル比がこの範囲にあることにより、低反射率かつ耐擦傷性の向上を両立することが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記低屈折率層が、粒径０．５〜２００ｎｍの低屈折率微粒子を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の反射防止積層体である。これにより、屈折率を下げることと透過性を損なわないことを両立することが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記低屈折率層が、Rf−（CH２）ｎ−Si−O結合（式中Rfはフルオロアルキル基であり、ｎは整数である）を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射防止積層体である。フルオロアルキル基を含有することにより、屈折率を下げることができ、かつ防汚性にも優れた反射防止積層体とすることが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記最表面層が低屈折率層であり、かつ、前記Si-O-Al結合を有する化合物が、ケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドとを反応させて得られる化合物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反射防止積層体である。このような形態によれば、耐擦傷性をさらに向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記低屈折率層に含まれるバインダーが、ケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドとを反応させて得られる化合物であり、前記ケイ素アルコキシドがテトラメトキシシランであり、かつ前記アルミニウムアルコキシドがアルミニウムトリイソプロポキシドであることを特徴とする請求項５に記載の反射防止積層体である。このような形態によれば、耐擦傷性をさらに一層向上させることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止積層体を有することを特徴とする偏光板である。前記の本発明の反射防止積層体を有することにより、十分な反射防止性能と防汚性を有しながら耐擦傷性を向上した偏光板を提供することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止積層体を有することを特徴とする画像表示装置である。前記の本発明の反射防止積層体を有することにより、十分な反射防止性能と防汚性を有しながら耐擦傷性を向上した画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するため最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の反射防止積層体は、透明基材の少なくとも片面に少なくとも低屈折率層を積層してなり、最表面層がSi-O-Al結合を有する化合物を含有することを特徴とする。以下、最表面層が低屈折率層である形態について説明する。
【００２３】
本発明の反射防止積層体における透明基材としては、公知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。さらに、これらの有機高分子に公知の添加剤、例えば帯電防止剤、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なく、複数の層を積層されたものであってもよい。
【００２４】
本発明の反射防止積層体の低屈折率層は、低屈折率微粒子と適宜選択した透明樹脂バインダーを主成分とする形態が好ましい。
【００２５】
前記低屈折率微粒子としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ、３ＮａＦ・ＡｌＦもしくはＡｌＦ（以上、いずれもｎ＝１．４）、Ｎａ3ＡｌＦ6（氷晶石、ｎ＝１．３３）などを使用することができ、好ましくは、シリカゾル微粒子を使用する。シリカゾル微粒子の表面をアルミニウムアルコキシドなどアルミニウム有機物で修飾することが好ましい。
【００２６】
前記低屈折率微粒子としては、平均粒径が０．５〜２００ｎｍの範囲内であるのが好ましい。この平均粒径が２００ｎｍよりも大きくなると、低屈折率層の表面においてレイリー散乱によって光が散乱され、白っぽく見え、透明性が低下する。また、平均粒径が０．５ｎｍ未満であると、微粒子が凝集しやすくなってしまう。
【００２７】
低屈折率微粒子の添加量は、低屈折率層中、１０〜８０質量％が好ましい。また、低屈折率層の屈折率は、１．３０〜１．４０が好ましい。さらに低屈折率層の厚さは８０〜１２０ｎｍが好ましい。
【００２８】
前記の透明樹脂バインダーは、公知のアクリル樹脂、珪素樹脂などを使用することもでき、好ましいのは、ケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドの混合バインダーを使用する。ケイ素アルコキシドとアルミニウムアルコキシドが反応し、ＡｌがＳｉ−Ｏ−Ｓｉ骨格に入り、Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ結合になることが重要である。アルミニウムイオンが存在することにより、膜全体は正帯電になり、基材との結合が強くなる。また、Ｓｉ−Ｏ−Ａｌ結合が存在することにより、膜の摩擦強度が向上し、膜全体の耐擦傷性が向上する。
【００２９】
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、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ステアリルトリメトキシシラン、ステアリルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、３−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、３−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシトリエトキシシラン、３−メタクリルオキシトリメトキシシラン、３−メタクリルオキシトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類、又は、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のジアルコキシシラン類等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
アルミニウムアルコキシドとしては、アルミニウムトリブトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキシド等が挙げられる。
【００３０】
前記の低屈折率層におけるアルミニウムとケイ素のモル比は、Ａｌ／Ｓｉとして０．００００２〜０．２の範囲にあることが好ましい。アルミニウムとケイ素のモル比が０．２に超えると、膜全体の屈折率が上がり、反射防止機能を十分発揮することが出来ない。また、アルミニウムとケイ素のモル比が０．０００２未満になると、耐擦傷性が弱くなってしまう。さらに好ましいモル比は、Ａｌ／Ｓｉとして、０．０２５〜０．１である。
【００３１】
本発明の反射防止積層体は、通常、ＬＣＤディスプレイなどの表示装置の最表面層に装着され使用されるものであるから、防汚性を有することが望ましい。そのため、低屈折率層がRf−（CH２）ｎ−Si−O結合を有する化合物を含有することが好ましい。低屈折率層にフッ素シランを添加することにより、Rf−（CH２）ｎ−Si−O結合を導入することができる。ケイ素アルコキシドとフッ素シランとのモル比を前者／後者として1.0/0.01〜1.0/0.2とすることで、低屈折率化と強度を両立することができ、しかも防汚性能も発見でき好適である。なお、Rfはフルオロアルキル基であり、例えば炭素数が３〜１６のフルオロアルキル基が挙げられる。ｎは整数であり、例えば１〜６の値を有する。
【００３２】
また、本発明の反射防止積層体は加工工程上および使用上の帯電による埃付着防止の観点から、導電性を有することが求められている。これを実現するために、低屈折率層の下に導電性を有する高屈折率層を設けることが好ましい。
【００３３】
前記高屈折率層を形成する材料としては、導電性がある材料から選ばれ、酸化インジウムー、酸化スズ、酸化インジウムー酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化亜鉛―酸化アルミニウム（ＡＺＯ）、酸化亜鉛―酸化ガリウム（ＧＺＯ）、酸化インジウムー酸化セリウムから選ばれる一種または、二種以上の混合物を使用することができる。
【００３４】
本発明の反射防止積層体は、偏光板に適用することができる。例えば、ディスプレイ用として通常用いられる偏光板における偏光膜の保護膜として、本発明の反射防止積層体を使用することができる。さらに本発明は、本発明の反射防止積層体を備える画像表示装置を提供する。このような画像表示装置としては、特に限定されず、ＣＲＴディスプレイ、液晶（ＬＣＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、プロジェクションディスプレイ等、いずれの方式のものであってもよい。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明の技術範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３６】
実施例１
（高屈折率層の作製）
ＡＴＯゾルとシリカバインターを６０重量部と４０重量部の割合になるように組み合わせて調液し、固形分換算で１５％になるように、イソプロピルアルコールで希釈させ、高屈折率層のコーティング溶液を作成した。表面にＵＶ硬化樹脂ハードコート（ＨＣ）層（５μｍ）を設けた８０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムにマイクログラビア法を用いてコーティング溶液を膜厚２００ｎｍで塗布し、１２０℃オープン５ｍiｎで加熱硬化した。
【００３７】
（低屈折率層の作製）
テトラメトキシシラン溶液とアルミニウムトリイソプロポキシドをモル比１：０．０３の割合になるように組み合わせて混合した。この溶液と平均粒径６０ｎｍの中空シリカとを５３重量部と４７重量部の割合になるように組み合わせて混合した。混合液１ｍolに対して１Ｎ塩酸０．１ｍolと固形分換算で１５％なるようにイソプロピルアルコールを加え、１時間攪拌加水分解させて低屈折率層コーティング溶液を作製した。上記高屈折率層の上に、マイクログラビア法を用いてコーティング溶液を膜厚１００ｎｍで塗布し、１２０℃オープン５ｍｉｎで加熱硬化した。
【００３８】
比較例１
（高屈折率層の作製）
実施例１と同様に高屈折率層を作製した。
（低屈折率層の作製）
テトラメトキシシラン溶液と平均粒径６０ｎｍの中空シリカゾルを５３重量部と４７重量部の割合になるように組み合わせて混合した。混合液１ｍolに対して１Ｎ塩酸７．５ｍolと固形分換算で１５％なるようにイソプロピルアルコールを加え、１時間攪拌加水分解させて低屈折率層コーティング溶液を作製した。上記高屈折率層の上に、マイクログラビア法を用いてコーティング溶液を膜厚１００ｎｍで塗布し、１２０℃オープン５ｍｉｎで加熱硬化した。
【００３９】
上記の実施例、比較例において、各種物性評価方法を以下に示す。
（１）光学特性
最小反射率：分光光度計により入射角５度で５５０ｎｍにおける反射率を測定した。
さらにヘイズ値および全光線透過率を写像性測定器［日本電色工業（株）製、ＮＤＨ−２０００］を使用して測定した。
（２）密着性
塗料一般試験法ＪＩＳ-Ｋ５４００のクロスカット密着試験方法に準じて塗膜の残存数にて評価した。
（３）指紋拭き取り性
被膜表面に指紋を付着させ、ティッシュペーパーにて拭き取り性を目視で検査した。評価は、容易に拭き取れる（○）、拭き取れる（△）、拭き取れない（×）の３段階とした。 
（４）耐擦傷試験
スチールウール＃００００を用い、２００ｇ／ｃｍ2の荷重で１０回往復擦傷試験を実施、目視による傷の外観を検査した。評価は、傷なし（◎）、かるく傷あり（○）、かなり傷つく（△）、著しく傷つく（×）の４段階とした。
結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2008122528.tif 000002
【００４１】
表１から、本発明の反射防止積層体は、十分な反射防止性能と防汚性を有しながら耐擦傷性も向上していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の反射防止積層体は、十分な反射防止性能と防汚性を有しながら耐擦傷性を向上することができる。したがって、該反射防止積層体は、各種偏光板及びそれを備えた、ＣＲＴディスプレイ、液晶（ＬＣＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、プロジェクションディスプレイ等の画像表示装置に有用である。