(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式１で表されるシラン化合物１００重量部に対して、下記式２で表されるオルガノシラン化合物が５重量部〜１０重量部で重合されて形成されるバインダー；
ｐＨ調節剤；および
中空シリカ粒子を含み、
前記ｐＨ調節剤は、アンモニア、有機アミン類、金属水酸化物溶液および水酸化アンモニウムから選ばれる１種または２種以上の化合物であり、
ｐＨが３〜８の範囲にあることを特徴とする反射防止コーティング組成物。
［式１］
Ｒ１ｘＳｉ（ＯＲ２）４−ｘ
前記式１で、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基または炭素数３〜１０のアルケニル基で、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基で、ｘは０≦ｘ＜４の整数を表す。
［式２］
Ｒ３ｙＳｉ（ＯＲ４）４−ｙ
前記式２で、Ｒ３は炭素数１〜１２のフルオロアルキル基で、Ｒ４は炭素数１〜６のアルキル基で、ｙは０＜ｙ＜４の整数を表す。
【請求項２】
前記式１で表されるシラン化合物は、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、テトライソプロポキシシラン、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、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、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、イソブチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、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、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシランアリルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、およびジフェニルジエトキシシランから選ばれる１種または２種以上の化合物であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止コーティング組成物。
【請求項３】
前記式２で表されるオルガノシラン化合物は、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチ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、ノナフルオロブチルエチルトリメトキシシラン、ノナフルオロブチルエチルトリエトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、およびヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシランから選ばれる１種または２種以上の化合物であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止コーティング組成物。
【請求項４】
前記式１のｘは、０、１または２の整数であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止コーティング組成物。
【請求項５】
前記式２のＲ３は、炭素数３〜５のフルオロアルキル基であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止コーティング組成物。
【請求項６】
前記中空シリカ粒子は、数平均直径が１ｎｍ〜１，０００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の反射防止コーティング組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のコーティング組成物が基材表面にコーティングされたコーティング層が形成されたフィルムであって、
前記コーティング層表面の水に対する接触角が４０°〜８０°であり、
前記コーティング層は、屈折率が１．２０〜１．２５の範囲にあることを特徴とする反射防止フィルム。
【請求項８】
前記コーティング層の厚さは、１ｎｍ〜１，０００ｎｍであることを特徴とする請求項７に記載の反射防止フィルム。
【請求項９】
透過率が９４％以上で、視感反射率が０．５％〜２．０％の範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の反射防止フィルム。
【請求項１０】
請求項７に記載の反射防止フィルムを含むことを特徴とするタッチパネル。
【請求項１１】
下記式１で表されるシラン化合物１００重量部に対して、下記式２で表されるオルガノシラン化合物５重量部〜１０重量部を重合してバインダーを製造するステップ；
中空シリカ粒子に、前記バインダーおよび酸触媒を加えて表面処理された中空シリカ粒子を含み、かつｐＨ調節剤を用いてｐＨが３〜８の範囲に調節されたコーティング組成物を製造するステップ；
前記コーティング組成物を基材フィルムの少なくとも一面に塗布するステップ；および
前記の塗布されたコーティング組成物を熱処理するステップを含み、
前記ｐＨ調節剤は、アンモニア、有機アミン類、金属水酸化物溶液および水酸化アンモニウムから選ばれる１種または２種以上の化合物であることを特徴とする反射防止フィルムの製造方法。
［式１］
Ｒ１ｘＳｉ（ＯＲ２）４−ｘ
前記式１で、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基または炭素数３〜１０のアルケニル基で、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基で、ｘは０≦ｘ＜４の整数を表す。
［式２］
Ｒ３ｙＳｉ（ＯＲ４）４−ｙ
前記式２で、Ｒ３は炭素数１〜１２のフルオロアルキル基で、Ｒ４は炭素数１〜６のアルキル基で、ｙは０＜ｙ＜４の整数を表す。
【請求項１２】
前記コーティング組成物は、中空シリカ粒子に前記バインダーおよび酸触媒を加え、２０℃〜４０℃で５時間〜５０時間撹拌して製造されることを特徴とする請求項１１に記載の反射防止フィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記熱処理は、５０℃〜２００℃の温度で行われることを特徴とする請求項１１に記載の反射防止フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低い屈折率を有しつつも表面エネルギーが調節されたコーティング層を形成することができる反射防止コーティング組成物、それを用いた反射防止フィルム、および前記反射防止フィルムの製造方法に関するものであり、より詳しくは、フルオロアルキル基を有するオルガノシラン（ｏｒｇａｎｏｓｉｌａｎｅ）とアルコキシシランを一定重量比で反応させて合成されたシロキサン化合物をバインダーとして含む反射防止コーティング組成物を使用してコーティング層を形成することにより、反射率を最小化し、表面エネルギーを調節した反射防止フィルムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイが各種照明および自然光等の外光に晒されると、反射光によってディスプレイ内部で作られるイメージが目に鮮明に映らないことによるコントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）の低下によって、画面が見づらくなるだけでなく、目に疲労感を感じたり頭痛を誘発するようになる。このような理由から、反射防止に対する要求も非常に強くなってきている。
【０００３】
単一層反射防止膜が形成された基板において、基板の屈折率ｎｓ、単一層反射防止膜の屈折率がｎと定義される場合、反射防止膜の反射率Ｒの最小値は（ｎｓ−ｎ２）２／（ｎｓ＋ｎ２）２で表される。前記反射率Ｒの最小値は、ｎ２＝ｎｓのときに表れるため、単一層反射防止膜の屈折率ｎは（ｎｓ）１／２に近いほど反射率が少なくなる。一般的に、透明導電性フィルムにおいて、基板として使用されるポリエチレンテレフタレートの屈折率ｎｓが約１．５４であることを考慮すると、反射防止膜の反射率Ｒを下げるためには、反射防止膜の屈折率ｎが約１．２２ないし１．２４の範囲にできるだけ近接することが好ましい。
【０００４】
従来の反射防止フィルムは、主に透光性基材上に反射防止層が配置されるが、例えば、日本公開特許第２００２−２００６９０号で、前記反射防止層は透光性基材側からハードコーティング層、厚さ１μｍ以下の高屈折率層および低屈折率層が順に積層された３層構造を開示している。
【０００５】
また、製造工程を単純化するために、日本公開特許第２０００−２３３４６７号では、前記反射防止層において高屈折率層を省略し、ハードコーティング層と低屈折率層が積層された２層構造を開示している。
【０００６】
一方、低屈折材料である中空型シリカ粒子の開発により、屈折率が非常に低い低屈折コーティング材に対する研究が進められてきた。しかし、既存のアクリル系樹脂を用いて開発された低屈折コーティング材の場合は、屈折率が反射防止に対する前記理論的最適値である１．２２ないし１．２４に至らなかった。このような点を改善するために、フッ素が含有された高分子物質を添加して屈折率を下げる努力がされたが、コーティング面の表面エネルギーが過度に高くなるという問題が発生した。また、中空型シリカ粒子とアクリル系樹脂間の相溶性が良くないため、これを改善するためにシリカ粒子にアクリル系樹脂と結合できる表面処理が要求された。
【０００７】
韓国公開特許第２００４−００７０２２５号では、アルコキシシランを加水分解および重縮合処理して得られたシリカ前駆体を含むコーティング組成物を開示している。しかし、シラン化合物を縮合させて熱硬化する方法は、低温および短時間の熱硬化では十分に硬化されなく、十分な硬化密度を有するためには高温または長時間の硬化が必要なため、製造費用が高くなり、生産性が悪くなるという点と、プラスチックフィルム基材を損傷させたり、硬質コーティング層、特にハードコーティング層が加熱によって収縮してクラックが発生する等の問題点を有している。
【０００８】
また、フッ素を含有したアルコキシシランを導入して低屈折率コーティング層を製造する技術も考慮されているが、この場合、相分離等の問題が発生するという問題があるため、これを適用するには限界があった。
【０００９】
一方、タッチセンサーパネル（Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｐａｎｅｌ）等を製造する場合において、フィルム表面における付着力を適切に形成することが要求され、このために、コーティング層の表面エネルギーを調節することにより、コーティング層表面における付着力を制御することを考慮することができる。
【００１０】
よって、低い屈折率を有しつつも適切な表面エネルギーを示すシリカコーティング層を、相分離することなく基材に形成できる方法の開発が継続的に要求されているのが実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明者らは、低い屈折率と適切な表面エネルギーを有するシリカコーティング層が基材上にコーティングされた反射防止フィルムを開発するために、研究、努力を重ねた結果、フルオロアルキル基を有するオルガノシランとアルコキシシランを一定の割合で反応させて合成したシロキサン化合物をバインダーとして含むコーティング液を使用すると、相分離が表れないと共に低い屈折率を有し、コーティング層の表面で水に対する接触角が適切に調節された反射防止フィルムを製造できることを見出し本発明を完成するに至った。
【００１２】
よって、本発明の目的は、フルオロアルキル基を有するオルガノシランとアルコキシシランを一定の割合で反応させて合成したシロキサン化合物バインダーを含むコーティング液で反射防止層を形成して、光学的特性に優れると共に表面エネルギーが調節された反射防止フィルムおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するための本発明の反射防止コーティング組成物は、下記式１で表されるシラン化合物１００重量部に対して、下記式２で表されるオルガノシラン化合物が０．１重量部ないし２０重量部で重合されて形成されるバインダー;および中空シリカ粒子を含むことを特徴とする。 
【００１４】
［式１］
Ｒ１ｘＳｉ（ＯＲ２）４−ｘ
前記式１で、Ｒ１は炭素数１ないし１０のアルキル基、炭素数６ないし１０のアリール基または炭素数３ないし１０のアルケニル基で、Ｒ２は炭素数１ないし６のアルキル基で、ｘは０≦ｘ＜４の整数を表す。
【００１５】
［式２］
Ｒ３ｙＳｉ（ＯＲ４）４−ｙ
前記式２で、Ｒ３は炭素数１ないし１２のフルオロアルキル基で、Ｒ４は炭素数１ないし６のアルキル基で、ｙは０≦ｘ＜４の整数を表す。
【００１６】
また、本発明の反射防止フィルムは、前記コーティング組成物が基材表面にコーティングされて形成されたコーティング層を含み、前記コーティング層表面の水に対する接触角が４０°ないし８０°であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の反射防止フィルムの製造方法は、前記式１で表されるシラン化合物１００重量部に対して、前記式２で表されるオルガノシラン化合物０．１重量部ないし２０重量部を重合してバインダーを製造するステップ；中空シリカ粒子に前記バインダーおよび酸触媒を加えて表面処理された中空シリカ粒子を含むコーティング組成物を製造するステップ；前記コーティング組成物を基材フィルムの少なくとも一面に塗布するステップ；および前記の塗布されたコーティング組成物を熱処理するステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の反射防止コーティング組成物を使用すると、従来表れていた相分離問題を解決すると共に、低い屈折率と適切な表面エネルギーを有する反射コーティング層を形成することができる。
【００１９】
このような反射コーティング組成物を用いた反射防止フィルムは、反射防止効果に優れるため、タッチフィルム等の多様なディスプレイ機器に適用できることが期待される。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、詳しく後述してある実施例を参照すると明確になると考える。しかし、本発明は以下で開示する実施例に限定されるのではなく、相違する多様な形態で具現でき、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
【００２１】
以下、本発明の実施形態にかかる反射防止コーティング組成物、反射防止フィルムおよびその製造方法について詳しく説明する。
【００２２】
反射防止コーティング組成物
本発明の反射防止コーティング組成物は、下記式１で表されるシラン化合物１００重量部に対して、下記式２で表されるオルガノシラン化合物が０．１重量部ないし２０重量部で重合されて形成されるバインダー；および中空シリカ粒子を含む。
【００２３】
［式１］
Ｒ１ｘＳｉ（ＯＲ２）４−ｘ
前記式１で、Ｒ１は炭素数１ないし１０のアルキル基、炭素数６ないし１０のアリール基または炭素数３ないし１０のアルケニル基で、Ｒ２は炭素数１ないし６のアルキル基で、ｘは０≦ｘ＜４の整数を表す。
【００２４】
［式２］
Ｒ３ｙＳｉ（ＯＲ４）４−ｙ
前記式２で、Ｒ３は炭素数１ないし１２のフルオロアルキル基で、Ｒ４は炭素数１ないし６のアルキル基で、ｙは０≦ｘ＜４の整数を表す。
【００２５】
前記反射防止コーティング組成物は、屈折率をより下げて反射防止特性を改善する。前記中空シリカ粒子は、内部に中空構造を形成するため、低い屈折率を有し、よって、このような中空シリカを含む反射防止コーティング組成物から低い屈折率を実現した層を形成できるようになる。一般的に、屈折率を下げるためにフッ素が含有されたコーティング組成物を使用するが、この場合は、表面エネルギーが低くなって積層構造内の層の形成時に要求される接着力が低くなるという問題が生じ得る。これに対して、前記反射防止コーティング組成物は、低い屈折率を実現しつつ、相対的に高い表面エネルギーを有するように層を形成することができる。前記反射防止コーティング組成物は、前記式１で表されるシラン化合物および前記式２で表されるオルガノシラン化合物を前記含量比で含んで低い屈折率を実現すると共に、表面エネルギーが低くならないようにすることができる。
【００２６】
前記式１で表されるシラン化合物は、ｘが０の場合は４つのアルコキシ基を有する四官能基性アルコキシシラン、ｘが１の場合は３つのアルコキシ基を有する三官能基性アルコキシシラン、およびｘが２の場合は２つのアルコキシ基を有する二官能基性アルコキシシランとして表すことができる。ｘが３の場合は、官能基であるアルコキシ基が一つだけのため、前記式２で表されるオルガノシラン化合物との縮合反応が行われるのに好ましくない。
【００２７】
前記式１で、炭素数６ないし１０のアリール基は、フェニル基またはトリル基等が含まれ、炭素数３ないし１０のアルケニル基としては、アリル基、１−プロぺニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基または３−ブテニル基等が含まれてもよい。
【００２８】
前記シラン化合物としては、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、テトライソプロポキシシラン、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、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、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、イソブチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、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、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシランアリルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、およびジフェニルジエトキシシランから選ばれる１種または２種以上の化合物が使用されてもよいが、これに限定されるものではない。
【００２９】
また、前記式２で表されるオルガノシラン化合物は、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチ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、ノナフルオロブチルエチルトリメトキシシラン、ノナフルオロブチルエチルトリエトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、およびヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシランから選ばれる１種または２種以上の化合物が使用されてもよいが、これに限定されるものではなく、より好ましくは、Ｒ３は炭素数３ないし５のフルオロアルキル基を使用することが、相分離を発生させないという点で有利である。
【００３０】
前記式１で表されるシラン化合物と前記式２で表されるオルガノシラン化合物は、加水分解された後、脱水縮合重合されてシロキサン化合物が形成される。一方、前記の加水分解および脱水縮合反応には酸触媒が使用されてもよく、より具体的には、硝酸、塩酸、硫酸または酢酸等が使用されてもよい。
【００３１】
前記式２で表されるオルガノシラン化合物は、前記式１で表されるシラン化合物１００重量部に対して、０．１重量部ないし２０重量部が使用されて重合され、好ましくは１重量部ないし１５重量部、より好ましくは５重量部ないし１０重量部使用されることがよい。前記オルガノシラン化合物が０．１重量部未満で使用されると、形成されるコーティング層の接触角が非常に低く形成され、屈折率低下効果が微々たるものになるという問題があり、２０重量部を超えて使用されると、コーティング層の接触角が大きくなりすぎて、むしろ屈折率を増加させ得るという問題がある。よって、前記範囲内で要求される水に対する接触角によって、前記式２で表されるオルガノシラン化合物の含有量を調節してもよい。
【００３２】
前記で形成されたシロキサン化合物は、有無機ハイブリッドバインダーとして作用して中空シリカ粒子の表面を処理する役割をする。このように、中空シリカ粒子をバインダーで表面処理すると、屈折率をより下げることができる。
【００３３】
前記シロキサン化合物の重量平均分子量は、１，０００ないし１００，０００、好ましくは２，０００ないし５０，０００、より好ましくは５，０００ないし２０，０００範囲にあることがよい。前記重量平均分子量が１，０００未満だと、目的とする低い屈折率を有するコーティング層を形成し難く、１００，０００を超える場合は、反射防止フィルムの光透過度を低下させるという問題がある。
【００３４】
一方、中空シリカ粒子（ｈｏｌｌｏｗ  ｓｉｌｉｃａ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）とは、ケイ素化合物または有機ケイ素化合物から導出されるシリカ粒子であって、前記シリカ粒子の表面および／または内部に空間が存在する形態の粒子を意味する。前述のように、内部に空間が存在するため、より低い屈折率を実現することができる。
【００３５】
前記中空シリカ粒子は、分散媒（水または有機溶媒）に分散された形態であって、固形分含有量が５重量％ないし４０重量％のコロイド状で含まれてもよい。ここで、前記分散媒として使用できる有機溶媒としては、メタノール（ｍｅｔｈａｎｏｌ）、イソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｌｙ  ａｌｃｏｈｏｌ，ＩＰＡ）、エチレングリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ）、ブタノール（ｂｕｔａｎｏｌ）等のアルコール類；メチルエチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ  ｅｔｈｙｌ  ｋｅｔｏｎｅ）、メチルイソブチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ  ｉｓｏ  ｂｕｔｙｌ  ｋｅｔｏｎｅ，ＭＩＢＫ）等のケトン類；トルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）、キシレン（ｘｙｌｅｎｅ）等の芳香族炭素水素類；ジメチルホルムアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、ジメチルアセトアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ａｃｅｔａｍｉｄｅ）、Ｎ−メチルピロリドン（ｍｅｔｈｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）等のアミド類；酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン等のエステル（ｅｓｔｅｒ）類；テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）、１，４−ジオキサン等のエーテル（ｅｔｈｅｒ）類；またはこれらの混合物を使用することができる。但し、前記のように分散媒に分散されたコロイド溶液の形態で使用される場合は、固形分含有量等を考慮して、中空シリカ粒子の含有量が前述の範囲に該当するように調節することが好ましい。
【００３６】
また、前記中空シリカ粒子の数平均直径は、１ｎｍないし１，０００ｎｍ、好ましくは５ｎｍないし５００ｎｍ、最も好ましくは１０ｎｍないし１００ｎｍの範囲のものを使用することが、フィルムの透明性を保つと共に反射防止効果を表すのに有利になる。
【００３７】
前記シロキサン化合物のバインダーは、前記中空シリカ粒子１００重量部に対して、１０重量部ないし１２０重量部、好ましくは２０重量部ないし１００重量部、最も好ましくは４０重量部ないし８０重量部が使用されることがよい。バインダーが１０重量部未満で使用される場合は、コーティング面において白化現象が発生するという問題があり、１２０重量部を超えて使用される場合は、反射防止効果が著しく減少するという問題がある。
【００３８】
一方、前記反射防止コーティング組成物は、バインダーによる中空シリカ粒子の表面処理を促進するために酸触媒を含んでもよく、前記酸触媒は、当業界で一般的に使用されるものであれば特に限定されないが、硝酸または塩酸を使用することが好ましい。前記酸触媒は、前記中空シリカ粒子１００重量部に対して、０．１重量部ないし２０重量部が使用されることが好ましい。
【００３９】
前記反射防止コーティング組成物製造時のｐＨは、２ないし９の範囲にあることが好ましく、より好ましくは３ないし８、最も好ましくは４ないし７の範囲で形成することが、接触角の調節の面において有利である。
【００４０】
前記反射防止コーティング組成物のｐＨ調節のために、ｐＨ調節剤をさらに含んでもよい。前記ｐＨ調節剤によって組成物内のＯＨ−イオンが多くなると、水に対する接触角を減少させることが可能となる。前記ｐＨ調節剤としては、アンモニア、有機アミン類、金属水酸化物（ＬｉＯＨ、ＫＯＨ、ＮａＯＨ）溶液等を使用することがよい。
【００４１】
反射防止フィルム
本発明は、前記反射防止コーティング組成物が基材表面にコーティングされて形成されたコーティング層を含む反射防止フィルムを提供する。
【００４２】
前記基材は、透明高分子樹脂等、通常の液晶表示装置等で使用される多様な種類の基板が使用できるが、具体的には、前記基材としては、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＣ（Ｐｏｌｙ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＰ（ｐｏｌｙ  ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ノルボルネン系樹脂等が使用できる。
【００４３】
前記基材の材質としてＰＥＴを使用する場合、ＰＥＴフィルムの厚さは約１０μｍないし約２００μｍで、より好ましくは約２０μｍないし１００μｍ以内である。透明基材の厚さが約１０μｍ未満であると、基材の機械的強度に問題が生じ、厚さが約２００μｍを超えると、タッチパネル用としての打点特性の向上が図れない場合がある。
【００４４】
前記反射防止コーティング組成物によって形成されたコーティング層の表面は、水に対する接触角が４０°ないし８０°であることが好ましい。前記の水に対する接触角が４０°未満であると、保護フィルム等がうまく分離されなく、耐汚染性に問題があり、水に対する接触角が８０°を超えると、コーティング層の表面における付着力に問題が生じてタッチパネル等に適用し難くなる。
【００４５】
また、前記反射防止コーティング組成物によって形成されたコーティング層は、屈折率が１．２０ないし１．２５の範囲になる。
【００４６】
また、前記コーティング層は、１ｎｍないし１，０００ｎｍの厚さに形成されることが好ましい。より好ましくは、１０ｎｍないし５００ｎｍの厚さに形成することである。前記厚さが１ｎｍ以下だと反射防止効果が微々たるものになるという問題があり、１，０００ｎｍを超えるとコーティング層の付着性が悪くなるという問題がある。
【００４７】
本発明の反射防止フィルムは、透過率が９４％以上で、視感反射率が０．５％ないし２．０％の範囲にあるため、優れた反射防止効果を奏することができる。
【００４８】
反射防止フィルムの製造方法
本発明の反射防止フィルムの製造方法は、
前記式１で表されるシラン化合物１００重量部に対して、前記式２で表されるオルガノシラン化合物０．１重量部ないし２０重量部を重合してバインダーを製造するステップ；
中空シリカ粒子に前記バインダーおよび酸触媒を加えて表面処理された中空シリカ粒子を含むコーティング組成物を製造するステップ；
前記コーティング組成物を基材フィルムの少なくとも一面に塗布するステップ；および
前記の塗布されたコーティング組成物を熱処理するステップを含むことを特徴とする。
【００４９】
前記バインダーは、溶媒内で、前記式１で表されるシラン化合物１００重量部に対して前記式２で表されるオルガノシラン化合物が０．１重量部ないし２０重量部を酸触媒下で混合すると、脱水および重合反応を経てシロキサン化合物として製造される。
【００５０】
前記の製造されたバインダーは、中空シリカ粒子と溶媒内において酸触媒下で混合され、前記中空シリカ粒子の表面処理に適用される。このように、中空シリカ粒子の表面を処理することによって、屈折率をさらに下げることができる。前記バインダーと中空シリカ粒子は、２０℃ないし４０℃で、約５時間ないし５０時間混合することが好ましく、より好ましくは１０時間ないし４０時間、最も好ましくは２０時間ないし３０時間、攪拌しながら混合されるようにすることがよい。
【００５１】
一方、コーティング組成物は、前記で説明したように、中空シリカ粒子１００重量部に対して、バインダー１０重量部ないし１２０重量部および酸触媒０．１重量部ないし２０重量部が含まれることが好ましい。
【００５２】
また、コーティング組成物の製造時、ｐＨは２ないし９の範囲に調節することが好ましく、より好ましくは３ないし８、最も好ましくは４ないし７の範囲に調節することがよい。また、前記コーティング組成物のｐＨ調節のためにｐＨ調節剤等を使用してもよい。前記ｐＨ調節剤としては、アンモニア、有機アミン類、金属水酸化物（ＬｉＯＨ、ＫＯＨ、ＮａＯＨ）溶液等が使用できる。
【００５３】
前記混合によって得られたコーティング組成物を基材フィルムの少なくとも一面に塗布する。前記塗布は、グラビア（ｇｒａｖｕｒｅ）コーティング法、スロットダイ（ｓｌｏｔ  ｄｉｅ）コーティング法、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、バーコーティング法および沈積コーティング法から選ばれた一つの方法を用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００５４】
前記コーティング組成物は、基材フィルムの一面に１ｎｍないし１，０００ｎｍの厚さに塗布され、前記コーティング液が塗布された状態で５０℃ないし２００℃で熱処理して反射防止層が形成される。より具体的には、１００℃ないし２００℃の高温で約１分ないし１０分間乾燥させて溶媒を除去した後、５０℃ないし１００℃で約１０時間ないし１００時間エージング（ａｇｉｎｇ）して反射防止層を形成することができる。
【００５５】
以下、本発明の好ましい実施例および比較例により本発明の反射防止フィルムについて詳しく説明する。
【００５６】
以下の実施例および比較例は、本発明を例示するためのものであるだけで、本発明の範囲が下記実施例に限定されるものではない。
【００５７】
実施例１
１．シロキサン化合物バインダーの製造
水２６重量部、イソプロパノール２９０重量部、および０．１Ｍ  ＨＮＯ３  ９重量部を反応器に入れ、１０分間攪拌した。次に、テトラエトキシシラン（テトラエチルオルソシリケート，ＴＥＯＳ）１００重量部、および（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシラン０．６５重量部を、漏斗を用いて３０分間ゆっくり投入した。次に、２時間５０℃で攪拌した後、常温に冷却し、再度２４時間２００ｒｐｍの速度で攪拌して透明なバインダー溶液を得た。前記溶液の固形分は６．７重量％で、ｐＨは２．１であることが確認された。前記の透明な溶液を、別途の精製過程を経ることなく次のステップのコーティング組成物の製造に使用した。
【００５８】
２．反射防止コーティング組成物の製造
前記で製造されたバインダー溶液１００重量部、数平均直径６０ｎｍの中空シリカ粒子−メチルイソブチルケトン分散ゾル（２０％  ｗ／ｗ，ＪＧＣ  Ｃ＆Ｃ社，Ｔｈｒｕｌｙａ  ４３２０）６０重量部、およびＮＨ４ＯＨを１重量部反応器に入れ、２４時間常温で攪拌させることにより、反射防止コーティング組成物を製造した。前記で製造された反射防止コーティング組成物の固形分は３重量％で、ｐＨは４．２であることが確認された。
【００５９】
３．反射防止フィルムの製造
前記で製造された反射防止コーティング組成物を２０μｍ厚のＰＥＴフィルム上にＭａｙｅｒ  ｂａｒを用いて１００ｎｍの厚さに塗布した後、１３０℃で２分間乾燥して反射コーティング層を形成した。次に、６０℃のオーブンで２４時間エージングして最終的に反射防止フィルムを製造した。
【００６０】
実施例２
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを１．３重量部使用したことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６１】
実施例３
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを２．７重量部使用したことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６２】
実施例４
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを３．４重量部使用したことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６３】
実施例５
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを５．４重量部使用したことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６４】
実施例６
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを７．９重量部使用したことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６５】
実施例７
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを１３．３重量部使用したことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６６】
実施例８
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを７．９重量部使用し、コーティング組成物の製造時にＮＨ４ＯＨを使用しなかったことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６７】
実施例９
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを７．９重量部使用し、コーティング組成物の製造時に６０ｎｍの中空シリカ粒子−イソプロパノール分散ゾル（２０％  ｗ／ｗ，ＪＧＣ  Ｃ＆Ｃ社、Ｔｈｒｕｌｙａ  ４１１０）を６０重量部使用し、コーティング組成物の製造時にＮＨ４ＯＨを使用しなかったことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６８】
比較例１
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを使用せず、テトラエトキシシランだけを縮合重合してバインダーを製造することを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００６９】
比較例２
（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランを２９重量部使用したことを除いては、前記実施例１と同様に反射防止コーティング組成物および反射防止フィルムを製造した。
【００７０】
評価
１．コーティング層の屈折率の測定
前記で製造された反射防止フィルム上のコーティング層の屈折率をプリズムカプラーで５３２ｎｍ、６３２．８ｎｍ、８３０ｎｍ波長で測定し、コーシー分散式を用いて５５０ｎｍにおける屈折率を計算した。その結果を下記表１に表した。
【００７１】
【表１】
0006360836.tif 000002
【００７２】
前記表１から分かるように、前記コーティング層は、ＰＥＴ基材を使用する場合に屈折率の理論的最適値である１．２３の値を実現できることを確認した。
【００７３】
２．水に対する接触角の測定
前記実施例および比較例の反射防止フィルムのコーティング層表面で水に対する接触角を測定した。前記測定はＤａｔａｐｈｙｓｉｃｓ社のＯＣＡ２００接触角測定器によって行い、その結果を下記表２に表した。
【００７４】
【表２】
0006360836.tif 000003
【００７５】
前記表２から分かるように、実施例のコーティング層では、４０°ないし８０°の水に対する接触角を示し、バインダー内の（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリエトキシシランの含有量が高くなるほど接触角が増加することが確認できた。また、ＮＨ４ＯＨを使用しない場合は、ｐＨが低くなって接触角が増加することが確認でき、フルオロアルキル基を含むオルガノシラン化合物の含有量とコーティング組成物のｐＨを調節することにより、接触角を適切に調節できることが確認できた。
【００７６】
３．透過率および最低反射率の測定
Ｋｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ社のＣＭ−５  Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを用いて前記で製造された反射防止フィルムの透過率を測定した。また、反射防止フィルムの裏面を黒色処理した後、視感反射率と最低反射率を測定した。前記測定結果を下記表３に表した。
【００７７】
【表３】
0006360836.tif 000004
【００７８】
前記表３から分かるように、実施例の反射防止フィルムは、透過率が９４％以上、視感反射率が０．６％ないし１．８％、最低反射率が０．６％ないし１．６％であり、優れた反射防止特性を示すことができることを確認した。
【００７９】
以上では、本発明の実施例を中心に説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する技術者であれば、これにより多様な変形および均等な他の実施例が可能であるという点を理解すると考える。よって、本発明の真正な技術的保護範囲は、以下に記載する特許請求の範囲によって判断しなければならない。