CN114746775A - 防反射薄膜及图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

防反射薄膜(101)具备：于在透明薄膜基材(10)的一个主面上具备硬涂层(11)的硬涂薄膜(1)的硬涂层(11)上依次设置的防反射层(5)及防污层(7)。硬涂层包含粘结剂及粒径为1～8μm的微粒。防反射层包含层叠体，所述层叠体为折射率不同的多个薄膜的层叠体。防反射薄膜的雾度为1～18％、防污层表面的算术平均粗糙度Ra为0.05～0.25μm、凹凸的平均间隔RSm为60～200μm。

Description

防反射薄膜及图像显示装置
技术领域
本发明涉及在透明薄膜基材上具备防反射层及防污层的防反射薄膜。进而，本发明还涉及具备该防反射薄膜的图像显示装置。
背景技术
出于防止外部光的反射所引起的画质降低、提高对比度等的目的，在液晶显示器、有机EL显示器等图像显示装置的视觉辨识侧表面，使用防反射薄膜。防反射薄膜在透明薄膜上具备防反射层，所述防反射层包含折射率不同的多个薄膜的层叠体。防反射薄膜配置于图像显示装置的最表面、以可自外部接触的状态使用，因此容易受到指纹、手垢、灰尘等所引起的污染的影响。因此，出于使来自外部环境的污染防止、附着的污染物质的去除容易的目的，在防反射层的表面设置有防污层(例如专利文献1)。
为了防止外部光的反射眩光所引起的对比度降低，有实施防眩(antiglare)处理的方法。例如，专利文献2中，提出了一种在防眩性硬涂薄膜上设置有防反射层的防眩性防反射薄膜，所述防眩性硬涂薄膜在透明薄膜上形成有包含微粒的硬涂层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-69008号公报
专利文献2：日本特开2008-90263号公报
发明内容
发明要解决的问题
防眩性涂层通过利用表面凹凸使外部光漫反射来减少外部光的反射眩光。另一方面，防眩性涂层的表面凹凸具有使来自显示面板的光(映像光)折射的透镜作用，因此有时会增强显示装置的局部的亮度的不均，画面视觉辨识到眩光。特别是，若为了提高图像的鲜明度(清晰感)而降低防眩性涂层的雾度，则有容易视觉辨识到眩光的倾向。另外，近年来，图像显示装置正在高精细化、像素尺寸逐渐变小。进而，对于借助透明粘合片在图像显示面板上配置有触摸面板、覆盖窗的构成，配置于图像显示装置的表面的防眩性涂层与图像显示面板之间的间隙大，有时超过1mm。
随着高精细化、宽间隙化等图像显示装置的构成的变更，有变得更容易视觉辨识到防眩性涂层的凹凸所引起的眩光的倾向，以往的防眩性涂层难以得到充分的视觉辨识性。另外，在表面具备防污层的防反射薄膜存在以下问题：随着使用，防污层磨耗，从而防污性降低。
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供发挥高的防眩性、并且即使在宽间隙构成的图像显示装置中也不易产生眩光不良、防污层的耐磨耗性优异的防反射薄膜。
用于解决问题的方案
本发明的防反射薄膜具备：于在透明薄膜基材的一个主面上具备硬涂层的硬涂薄膜的硬涂层上依次设置的防反射层及防污层。硬涂层包含粘结剂及粒径为1～8μm的微粒。防反射层包含层叠体，所述层叠体为折射率不同的多个薄膜的层叠体。构成防反射层的薄膜优选为无机氧化物。防反射层可以为通过溅射形成的溅射膜。可以在硬涂层与防反射层之间设置包含硅氧化物等无机氧化物的底漆层。
防反射薄膜的雾度优选为1～18％，可以为4～18％。防反射薄膜的表面(防污层的表面)的算术平均粗糙度Ra优选0.05～0.25μm、凹凸的平均间隔RSm优选60～200μm。
硬涂层可以在包含粒径为1～8μm的微粒的基础上还包含平均一次粒径为100nm以下的纳米颗粒。硬涂层中的粒径为1～8μm的微粒(微米颗粒)的量相对于粘结剂100重量份优选3～10重量份。粘结剂的折射率与微米颗粒的折射率的差优选0.01～0.06。
发明的效果
在图像显示介质的视觉辨识侧表面配置有本发明的防反射薄膜的图像显示装置显示优异的防眩性、并且不易产生显示图像的眩光不良、视觉辨识性优异。另外，本发明的防反射薄膜的防污层的耐磨耗性优异，即使长期使用后也显示高的防污性及污物去除性。
附图说明
图1为示出防反射薄膜的层叠构成例的截面图。
图2为示出具备防反射薄膜的图像显示装置的构成例的截面图。
具体实施方式
图1为示出本发明的一实施方式的防反射薄膜的层叠构成例的截面图。防反射薄膜101在硬涂薄膜1的硬涂层11上具备防反射层5，在防反射层5上具备防污层7。硬涂薄膜1在透明薄膜基材10的一个主面上具备硬涂层11。防反射层5为折射率不同的2层以上的无机薄膜的层叠体。可以在硬涂层11与防反射层5之间设置有底漆层3。
[硬涂薄膜]
硬涂薄膜1在透明薄膜基材10的一个主面上具备硬涂层11。通过在防反射层5形成面侧设置硬涂层11，能够提高防反射薄膜的表面硬度、耐擦伤性等机械特性。
<透明薄膜基材>
透明薄膜基材10的可见光透过率优选为80％以上、更优选为90％以上。作为构成透明薄膜基材10的树脂材料，例如，优选透明性、机械强度、及热稳定性优异的树脂材料。作为树脂材料的具体例，可举出三乙酸纤维素等纤维素系树脂、聚酯系树脂、聚醚砜系树脂、聚砜系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、环状聚烯烃系树脂(降冰片烯系树脂)、聚芳酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯醇系树脂、及它们的混合物。
透明薄膜基材的厚度没有特别限定，从强度、处理性等操作性、薄层性等观点出发，优选5～300μm左右、更优选10～250μm、进一步优选20～200μm。
<硬涂层>
通过在透明薄膜基材10的主面上设置硬涂层11，从而形成硬涂薄膜1。硬涂层11为包含粘结剂及微粒的防眩性硬涂层，利用由微粒形成的表面凹凸发挥防眩性。
(粘结剂)
作为硬涂层11的粘结剂，优选使用热固化性树脂、光固化性树脂、电子束固化性树脂等固化性树脂。作为固化性树脂的种类，可举出聚酯系、丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、酰胺系、有机硅系、硅酸酯系、环氧系、三聚氰胺系、氧杂环丁烷系、丙烯酸氨基甲酸酯系等。这些之中，从硬度高、可实现光固化的方面出发，优选丙烯酸系树脂、丙烯酸氨基甲酸酯系树脂、及环氧系树脂，其中优选丙烯酸系树脂及丙烯酸氨基甲酸酯系树脂。如后所述，粘结剂可以在树脂成分(有机成分)的基础上还包含无机纳米颗粒等无机成分。
粘结剂的折射率通常为1.4～1.6左右。如后面详细叙述，从减小硬涂层的雾度的观点出发，粘结剂优选与微粒的折射率差小。
光固化性的粘结剂树脂成分包含具有2个以上的光聚合性(优选紫外线聚合性)的官能团的多官能化合物。多官能化合物可以为单体也可以为低聚物。作为光聚合性的多官能化合物，优选使用1分子中包含2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物。
作为1分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能化合物的具体例，可举出三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,10-癸二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯及它们的低聚物或预聚物等。需要说明的是，本说明书中，“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
1分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能化合物可以具有羟基。作为粘结剂树脂成分，使用包含羟基的多官能化合物，由此有透明基材与硬涂层的密合性提高的倾向。作为1分子中具有羟基及2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物，可举出季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。
丙烯酸氨基甲酸酯树脂中，作为多官能化合物，包含氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的单体或低聚物。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯具有的(甲基)丙烯酰基的数量优选3以上、更优选4～15、进一步优选6～12。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的分子量例如为3000以下，优选500～2500、更优选800～2000。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯例如通过使由(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸酯与多元醇得到的羟基(甲基)丙烯酸酯跟二异氰酸酯反应来得到。
对于硬涂组合物中的多官能化合物的含量，相对于粘结剂树脂成分(通过固化形成粘结剂树脂的单体、低聚物及预聚物)的合计100重量份，优选50重量份以上、更优选60重量份以上、进一步优选70重量份以上。多官能单体的含量为上述范围时，有硬涂层的硬度提高的倾向。
粘结剂树脂成分还可以包含单官能单体。单官能单体的含量相对于粘结剂树脂成分100重量份优选50重量份以下、更优选40重量份以下、进一步优选30重量份以下。
(微米颗粒)
通过使硬涂层包含粒径为1μm以上的微粒(以下记载为“微米颗粒”)，从而在硬涂层的表面形成凹凸、赋予防眩性。另外，微米颗粒也有助于硬涂层的雾度的控制。
作为微米颗粒，可以没有特别限制地使用二氧化硅、铝氧化物、二氧化钛、氧化锆、钙氧化物、锡氧化物、铟氧化物、镉氧化物、锑氧化物等各种金属氧化物微粒、玻璃微粒、由聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、丙烯酸类-苯乙烯共聚物、苯并胍胺、三聚氰胺、聚碳酸酯等各种透明聚合物形成的交联或未交联的有机系微粒、有机硅系微粒等具有透明性的微粒。这些微粒可以适宜选择使用1种或2种以上。
微米颗粒优选与硬涂层的粘结剂树脂的折射率差小。通过减小粘结剂与微米颗粒的折射率差，从而粘结剂与微米颗粒的界面处的光散射减少、雾度变小，因此可实现清晰感高的显示。另一方面，硬涂层的雾度过度小的情况下，有时防眩性不充分。从使硬涂层具有适度的雾度、并且减少眩光的观点出发，粘结剂与微米颗粒的折射率差优选0.01～0.06左右、更优选0.02～0.05。
微米颗粒的粒径优选10μm以下。硬涂层中包含的微米颗粒(粒径为1μm以上的颗粒)的平均粒径优选1～8μm、更优选2～5μm。微米颗粒的粒径小的情况下，有防眩性不足的倾向。微米颗粒的粒径大的情况下，有图像的鲜明度降低的倾向，特别是像素尺寸小的高精细显示器中该倾向显著。硬涂层中包含2种以上的微米颗粒的情况下，优选微米颗粒全体的平均粒径为上述范围内。平均粒径为通过库尔特计数法测定的重均粒径。
微米颗粒的形状没有特别限制，从眩光减少的观点出发，优选长径比为1.5以下的球状颗粒。球状颗粒的长径比优选为1.3以下、更优选为1.1以下。
硬涂层中的微米颗粒的含量没有特别限制。从在硬涂层的表面均匀地形成凹凸的观点出发，微米颗粒的含量相对于粘结剂100重量份优选0.5重量份以上、更优选0.8重量份以上、进一步优选1.0重量份以上、也可以为1.5重量份以上、2.0重量份以上或2.5重量份以上。微米颗粒的含量相对于粘结剂100重量份优选12重量份以下，也可以为11重量份以下。微米颗粒的含量小的情况下，硬涂层表面的凹凸的平均间隔(粗糙度曲线要素的平均长度)RSm大，容易产生眩光不良。另一方面，微米颗粒的含量大的情况下，有雾度上升、图像的鲜明度降低的倾向。硬涂层中的微米颗粒的含量可以为3～10重量份、或3.5～8重量份。
(纳米颗粒)
硬涂层在包含粒径为1μm以上的微米颗粒的基础上还可以包含粒径不足1μm的微粒(以下有时记载为“纳米颗粒”)。例如，通过使硬涂层包含具有10nm～100nm左右的平均一次粒径的纳米颗粒，从而在硬涂层6的表面形成比由微米颗粒形成的凹凸小的尺寸的微细凹凸，硬涂层11与形成于其上的防反射层5的密合性有提高的倾向。另外，通过包含具有比可见光的波长充分小的尺寸(例如100nm以下)的粒径的纳米颗粒，从而能够在不使硬涂层的透明性降低的情况下调整粘结剂的折射率。
从提高粘结剂中的分散性的观点出发，纳米颗粒的平均一次粒径优选15nm以上、更优选20nm以上。从形成有助于密合性提高的微细凹凸形状的观点出发，纳米颗粒的平均一次粒径优选90nm以下、更优选70nm以下、进一步优选50nm以下。
作为纳米颗粒的材料，优选无机氧化物。作为无机氧化物，可举出硅氧化物、钛氧化物、铝氧化物、锆氧化物、钛氧化物、铌氧化物、锌氧化物、锡氧化物、铈氧化物、镁氧化物等金属或半金属的氧化物。无机氧化物可以为多种(半)金属的复合氧化物。例示的无机氧化物之中，从密合性提高效果高的方面出发，优选硅氧化物。出于提高与树脂的密合性、亲和性的目的，可以在无机氧化物颗粒的表面导入丙烯酰基、环氧基等官能团。
出于提高密合性的目的而使用纳米颗粒的情况下，硬涂层中的纳米颗粒的量相对于粘结剂成分的总量(粘结剂树脂和纳米颗粒的合计)100重量份优选5重量份以上、可以为10重量份以上、20重量份以上或30重量份以上。有纳米颗粒的量越多，与形成于硬涂层上的薄膜的密合性越提高的倾向。
(硬涂层的形成)
通过在透明薄膜基材10上涂布硬涂组合物，根据需要进行溶剂的去除及树脂的固化，从而形成硬涂层11。硬涂组合物包含上述的粘结剂成分及微米颗粒，根据需要包含可使粘结剂成分溶解或分散的溶剂。粘结剂树脂成分为固化性树脂的情况下，优选在组合物中包含适宜的聚合引发剂。例如，粘结剂树脂成分为光固化型树脂的情况下，优选在组合物中包含光聚合引发剂。
硬涂组合物除上述以外还可以包含流平剂、粘度调整剂(触变剂、增稠剂等)、抗静电剂、抗粘连剂、分散剂、分散稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、消泡剂、表面活性剂、润滑剂等添加剂。
通过使硬涂组合物包含触变剂，从而微米颗粒的沉降得以抑制，在硬涂层的表面均匀地形成基于微米颗粒的凹凸，有容易形成适于减少眩光的表面形状的倾向。作为触变剂，可举出有机粘土、氧化聚烯烃、改性脲等。其中，优选蒙脱石等有机粘土。触变剂的配混相对于粘结剂100重量份优选0.3～5重量份左右。
通过使硬涂组合物包含流平剂，从而有硬涂层的表面形状均匀化的倾向。作为流平剂，例如，可举出氟系或有机硅系的流平剂，流平剂的配混量相对于粘结剂100重量份优选0.01～3重量份左右。
作为硬涂组合物的涂布方法，可采用棒涂法、辊涂法、凹版涂布法、杆涂法、狭缝孔涂布法、帘式涂布法、喷柱式涂布法、逗点涂布法等任意适当的方法。涂布后的加热温度根据硬涂组合物的组成等来设定为适当的温度即可，例如为50℃～150℃左右。粘结剂树脂成分为光固化性树脂的情况下，通过照射紫外线等活性能量射线来进行光固化。照射光的累积光量优选为100～500mJ/cm2左右。
<硬涂薄膜及硬涂层的特性>
硬涂层11的厚度没有特别限定，为了实现高的硬度，优选2μm以上、更优选4μm以上、进一步优选5μm以上。另一方面，若硬涂层11的厚度过大，则存在未适当地形成硬涂层的表面凹凸的情况、膜强度因内聚破坏而降低的情况。因此，硬涂层11的厚度优选20μm以下、更优选15μm以下、进一步优选12μm以下。另外，硬涂层11的厚度优选为微米颗粒的平均粒径的1.2～4倍的范围、更优选1.5～3倍的范围内。通过使微米颗粒的粒径与硬涂层的厚度的比在上述范围，从而形成于硬涂层表面的凹凸形状容易适合于防眩性优异并且眩光少的显示。
硬涂薄膜的雾度为1％以上，优选1.5％以上、更优选2％以上、进一步优选3％以上。硬涂薄膜的雾度优选20％以下。硬涂薄膜的雾度优选4～20％、更优选6～17％、进一步优选7～15％。硬涂薄膜的雾度为上述范围时，能够兼顾防眩性和图像的鲜明性。雾度过小的情况下，有时防眩性差，雾度过大的情况下，有图像的鲜明性降低的倾向。如前所述，通过调整硬涂层中包含的粘结剂与微米颗粒的折射率差、及微米颗粒的含量，能够将硬涂层(及硬涂薄膜)的雾度控制为适当的范围。
硬涂层表面的算术平均粗糙度Ra优选0.05～0.25μm、更优选0.06～0.2μm、进一步优选0.07～0.18μm。硬涂层表面的凹凸的平均间隔RSm优选60～200μm、更优选80～180μm、进一步优选100～160μm。硬涂层的表面形状参数及防反射薄膜(防污层)的表面形状参数可由如下获得的粗糙度曲线、依据JIS B0601：2001来算出，所述粗糙度曲线是使利用触针式表面粗糙度测定仪测定的长度4mm的截面曲线通过截止值为0.8mm的广域滤波器而得到的。
通过调整微米颗粒的粒径及含量，能够调整算术平均粗糙度Ra及凹凸的平均间隔RSm。微米颗粒的含量越多，由微米颗粒形成的凸部的数量变得越多，因此有RSm变小的倾向。另外，微米颗粒的平均粒径越大、微米颗粒的含量越多，有Ra越大的倾向。
硬涂层表面的均方根粗糙度Rq优选0.06～0.3μm、更优选0.08～0.25μm、进一步优选0.09～0.2μm。硬涂层表面的最大截面高度Rt优选0.3～2.5μm、更优选0.5～2μm、进一步优选0.7～1.7μm。硬涂层表面的最大高度Rz优选0.1～1.5μm、更优选0.3～1μm、进一步优选0.4～0.9μm。硬涂层表面的十点平均高度RzJIS优选0.05～1μm、更优选0.1～0.8μm、进一步优选0.2～0.6μm。
硬涂层表面的平均倾斜角θa优选0.1°～1.1°、更优选0.15～1.0°、进一步优选0.2°～0.8°、特别优选0.3°～0.6°。对于平均倾斜角θa，使用在基准长度L(＝4mm)的粗糙度曲线中相邻的山的顶点与谷的最低点的差(高度h)的合计(h1+h2+h3···+hn)除以基准长度L所得的值Δa，根据下式来算出。
θa＝tan-1Δa
<硬涂层的表面处理>
出于硬涂层11与防反射层5的密合性的进一步提高等目的，在硬涂层11上形成防反射层5之前，可以进行硬涂层11的表面处理。作为表面处理，可举出电晕处理、等离子体处理、火焰处理、臭氧处理、底漆处理、辉光处理、碱处理、酸处理、基于偶联剂的处理等表面改性处理。作为表面处理，可以进行真空等离子体处理。通过真空等离子体处理，能够调整硬涂层的表面粗糙度。真空等离子体处理(例如，氩等离子体处理)的放电电力为0.5～10kW左右，优选为1～5kW左右。
[防反射薄膜]
根据需要隔着底漆层3，在硬涂薄膜1的硬涂层11上形成防反射层5，在防反射层5上形成防污层7，由此得到防反射薄膜。
<底漆层>
优选在硬涂薄膜1的硬涂层11与防反射层5之间设置底漆层3。作为底漆层3的材料，可举出硅、镍、铬、锡、金、银、铂、锌、钛、铟、钨、铝、锆、钯等金属；这些金属的合金；这些金属的氧化物、氟化物、硫化物或氮化物；等。其中，底漆层的材料优选无机氧化物、特别优选硅氧化物或铟氧化物。构成底漆层3的无机氧化物可以为氧化铟锡(ITO)等复合氧化物。
底漆层3为硅氧化物的情况下，透光率高、并且对有机层(硬涂层)和无机层(防反射层)这两者的粘接力高，因此特别优选氧量比化学计量组成少者。非化学计量组成的底漆层3的氧量优选为化学计量组成的60～99％左右。例如，形成硅氧化物(SiOx)层作为底漆层3的情况下，x优选1.20～1.98。
底漆层3的厚度例如为1～20nm左右，优选为3～15nm。底漆层的厚度为上述范围时，能够兼顾与硬涂层11的密合性和高的透光性。
<防反射层>
防反射层5包含折射率不同的2层以上的薄膜。通常，防反射层以入射光与反射光的倒转的相位互相抵消的方式来调整薄膜的光学膜厚(折射率与厚度的积)。通过将防反射层设为折射率不同的2层以上的薄膜的多层层叠体，从而能够在可见光的宽频带的波长范围内减小反射率。
作为构成防反射层5的薄膜的材料，可举出金属的氧化物、氮化物、氟化物等。防反射层5优选为高折射率层与低折射率层的交替层叠体。为了减少与防污层的界面处的反射，作为防反射层5的最外层而设置的薄膜54优选为低折射率层。
高折射率层51、53例如折射率为1.9以上，优选为2.0以上。作为高折射率材料，可举出钛氧化物、铌氧化物、锆氧化物、钽氧化物、锌氧化物、铟氧化物、氧化铟锡(ITO)、掺杂有锑的锡氧化物(ATO)等。其中，优选钛氧化物或铌氧化物。低折射率层52、54例如折射率为1.6以下、优选为1.5以下。作为低折射率材料，可举出硅氧化物、氮化钛、氟化镁、氟化钡、氟化钙、氟化铪、氟化镧等。其中优选硅氧化物。特别优选将作为高折射率层的铌氧化物(Nb2O5)薄膜51、33与作为低折射率层的硅氧化物(SiO2)薄膜52、54交替层叠。还可以在低折射率层和高折射率层的基础上设置折射率1.6～1.9左右的中折射率层。
高折射率层及低折射率层的膜厚分别为5～200nm左右，优选15～150nm左右。可以根据折射率、层叠构成等，以使可见光的反射率变小的方式设计各层的膜厚。例如，作为高折射率层与低折射率层的层叠构成，可举出自硬涂薄膜侧起为光学膜厚25nm～55nm左右的高折射率层51、光学膜厚35nm～55nm左右的低折射率层52、光学膜厚80nm～240nm左右的高折射率层53、及光学膜厚120nm～150nm左右的低折射率层54的4层构成。
构成防反射层5的薄膜的成膜方法没有特别限定，可以为湿涂法、干涂法中的任意者。从能够形成膜厚均匀的薄膜的方面出发，优选真空蒸镀、CVD，溅射、电子束蒸镀等干涂法。其中，从容易形成膜厚的均匀性优异、致密且高强度的膜的方面出发，优选溅射法。通过利用溅射法形成防反射层，有设置于防反射层5上的防污层7的耐磨耗性提高的倾向。
溅射法中，可以通过卷对卷方式边将长条的硬涂薄膜沿一个方向(长度方向)输送边对薄膜进行连续成膜。溅射法中，边将氩气等非活性气体、及根据需要的氧气等反应性气体导入至腔室边进行成膜。基于溅射法的氧化物层的成膜可以通过使用氧化物靶的方法、及使用金属靶的反应性溅射中的任意者来实施。为了以高速率将金属氧化物成膜，优选使用金属靶的反应性溅射。
<防污层>
防反射薄膜在防反射层5上具备防污层7作为最表面层(面涂层)。通过在最表面设置防污层，从而能够减少来自外部环境的污染(指纹、手垢、灰尘等)的影响，并且附着于表面的污染物质的去除变得容易。
为了维持防反射层5的防反射特性，防污层7优选与防反射层5的最表面的低折射率层54的折射率差小。防污层7的折射率优选1.6以下、更优选1.55以下。
作为防污层7的材料，优选含氟化合物。含氟化合物会赋予防污性、并且可有助于低折射率化。其中，从拒水性优异、能够发挥高的防污性的方面出发，优选含有全氟聚醚骨架的氟系聚合物。从提高防污性的观点出发，特别优选具有可刚性并列的主链结构的全氟聚醚。作为全氟聚醚的主链骨架的结构单元，优选可以具有碳数1～4的支链的全氟亚烷基氧化物，例如，可举出全氟亚甲基氧化物、(-CF2O-)、全氟亚乙基氧化物(-CF2CF2O-)、全氟亚丙基氧化物(-CF2CF2CF2O-)、全氟亚异丙基氧化物(-CF(CF3)CF2O-)等。
防污层可以通过逆转涂布法、模涂法、凹版涂布法等湿法、CVD法等干法等来形成。防污层的厚度通常为2～50nm左右。有防污层7的厚度越大、防污性越提高的倾向。另外，有防污层7的厚度越大、越抑制磨耗所引起的防污特定的降低的倾向。防污层的厚度优选5nm以上、更优选7nm以上、进一步优选8nm以上。另一方面，从在防污层的表面形成反映硬涂层表面的凹凸形状的表面形状、提高防眩性的观点出发，防污层的厚度优选30nm以下、更优选20nm以下。
为了提高污染防止性及污染物质的去除性，防污层7的水接触角优选100°以上、更优选102°以上、进一步优选105°以上。有水接触角越大、则拒水性越高、污染物质的附着防止效果、污染物质去除性越提高的倾向。水接触角通常为125°以下。
<防反射薄膜的特性>
防反射薄膜的雾度为1％以上、优选1.5％以上、更优选2％以上、进一步优选3％以上。防反射薄膜的雾度优选20％以下。防反射薄膜的雾度优选4～20％、更优选6～17％、进一步优选7～15％。防反射薄膜的雾度过小的情况下，有时防眩性差，雾度过大的情况下，有图像的鲜明性降低的倾向。防反射层5及防污层7的厚度小、基本不产生雾度，因此防反射薄膜的雾度与硬涂薄膜的雾度大致相等。
防反射薄膜的表面、即防污层7的表面的算术平均粗糙度Ra优选0.05～0.25μm、更优选0.06～0.2μm、进一步优选0.07～0.18μm。防污层表面的凹凸的平均间隔RSm优选60～200μm、更优选80～180μm、进一步优选100～160μm。
在硬涂层11上形成的防反射层5及防污层7的厚度小，因此容易在防污层7的表面形成反映硬涂层11的表面形状的凹凸形状。因此，通过调整硬涂层11的微米颗粒的粒径、配混量等来调整硬涂层的表面形状，可得到具有上述的Ra及RSm的防反射薄膜。另外，也可以通过对硬涂层11实施真空等离子体处理等表面处理来调整表面形状。
通过在防反射薄膜的表面形成凹凸，从而外部光、图像的反射眩光减少。通过使防反射薄膜的算术平均粗糙度Ra为0.05μm以上，从而有提高防眩性的倾向。另一方面，Ra过大的情况下，有时产生眩光不良。另外，由μm级的颗粒形成的凸部在面内均匀地分散，由此有凹凸的平均间隔RSm变小、即使在图像显示面板与防反射薄膜之间的间隙大的情况下，也会抑制眩光不良的倾向。
表面的算术平均粗糙度Ra及凹凸的平均间隔RSm为上述范围的防反射薄膜能使外部光均匀地散射，因此具有优异的防眩性，并且有可抑制眩光的倾向。另外，Ra及RSm为上述范围内的防反射薄膜因表面的凹凸而具有优异的滑动性，耐擦伤性优异，并且防污层的耐磨耗性也优异。防反射薄膜优选在使用钢丝绒边施加2kg/cm2的载荷边实施10个往返的滑动试验时，表面未确认到划伤。
防反射薄膜表面的平均倾斜角θa优选0.1°～1.1°、更优选0.15～1.0°、进一步优选0.2°～0.8°、特别优选0.3°～0.6°。θa过小的情况下，有防眩性不充分的倾向，θa过大的情况下，有眩光变强的倾向。
防反射薄膜表面的均方根粗糙度Rq优选0.06～0.3μm、更优选0.08～0.25μm、进一步优选0.09～0.2μm。防反射薄膜表面的最大截面高度Rt优选0.3～2.5μm、更优选0.5～2μm、进一步优选0.7～1.7μm。防反射薄膜表面的最大高度Rz优选0.1～1.5μm、更优选0.3～1μm、进一步优选0.4～0.9μm。防反射薄膜表面的十点平均高度RzJIS优选0.05～1μm、更优选0.1～0.8μm、进一步优选0.2～0.6μm。Ra及RSm为前述的范围内、并且Rq、Rt、Rz、RzJIS为上述范围内的情况下，有防反射薄膜防眩性优异、并且即使在图像显示面板与防反射薄膜之间的间隙大的情况下眩光也得到抑制的倾向。
[防反射薄膜的使用方式]
防反射薄膜例如配置于液晶显示器、有机EL显示器等图像显示装置的表面而使用。例如，通过在包含液晶单元、有机EL单元等图像显示介质的面板的视觉辨识侧表面配置防反射薄膜，能够减少外部光的反射从而提高图像显示装置的视觉辨识性。
防反射薄膜可以直接贴合于图像显示装置的表面而使用，也可以与其他薄膜层叠。例如，通过将偏光件贴合于透明薄膜基材10的未形成硬涂层的面，能够形成带防反射层的偏光板。
防反射薄膜也可以借助其它光学构件配置于图像显示单元的视觉辨识侧表面。例如，图2所示的图像显示装置201中，借助透明粘合剂层9将覆盖窗8配置于图像显示单元20的视觉辨识侧表面，在覆盖窗8的视觉辨识侧表面配置防反射薄膜101。可以在覆盖窗8与防反射薄膜101之间设置适宜的粘接剂层、粘合剂层(未图示)。也可以在图像显示单元20与覆盖窗8之间设置偏光板等光学薄膜、触摸传感器等。
在图像显示单元20上配置覆盖窗等光学构件的情况下，在图像显示单元20与防反射薄膜101之间存在规定的间隙D。有该间隙D越大，由硬涂层表面的凹凸引起的眩光越容易产生的倾向，特别是间隙超过1mm时该倾向变得显著。
如上所述，通过使用具有规定表面形状的防反射薄膜，能够实现即使在间隙D大的情况下也可抑制眩光的良好的显示。图像显示单元20与防反射薄膜101的间隙D可以为1.2mm以上、1.5mm以上或1.8mm以上。间隙D可以为5mm以下或4mm以下或3mm以下。
实施例
以下，举出实施例更详细地对本发明进行说明，但本发明不限定于以下的实施例。
[实施例1]
<防眩性硬涂薄膜的制作>
(硬涂组合物的制备)
将作为粘结剂树脂成分的季戊四醇聚丙烯酸酯(大阪有机化学制“VISCOAT#300”)50重量份及氨基甲酸酯丙烯酸酯预聚物(日本合成化学制“紫光UV-1700TL”)50重量份；苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的共聚交联颗粒(积水化成品工业制“Technopolymer SSX-540TNR”；平均粒径3.6μm、折射率1.56)4重量份；作为触变剂的有机化蒙脱石(KUNIMINEINDUSTRIES CO.,LTD.制“Sumecton SAN”)1.5重量份；光聚合引发剂(IGM Resins制“OMNIRAD 907”)3重量份；以及有机硅系流平剂(共荣社化学制“Polyflow LE303”)0.15重量份混合，用甲苯/环戊酮混合溶剂(重量比70/30)进行稀释，制备固体成分浓度50重量％的硬涂组合物。需要说明的是，上述的配混量为固体成分(不挥发成分)的量，有机化蒙脱石用甲苯以固体成分成为6重量％的方式稀释后使用(对于以下的组合物也同样)。粘结剂(不含微粒，仅使粘结剂树脂成分固化而成者)的折射率为1.51。
(硬涂层的形成)
使用Comma Coater(注册商标)将上述的硬涂组合物涂布于厚度40μm的三乙酸纤维素薄膜(Konica Minolta Opto制“KC4UA”)，在80℃下进行1分钟加热。然后，用高压汞灯照射累积光量300mJ/cm2的紫外线，使涂布层固化，形成厚度8.0μm的防眩性硬涂层。
<底漆层及防反射层的形成>
将形成有硬涂层的三乙酸纤维素薄膜导入至卷对卷方式的溅射成膜装置，边使薄膜移动、边对防眩性硬涂层形成面进行轰击处理(基于Ar气体的等离子体处理)后，使3.5nm的SiOx层(x<2)成膜，作为底漆层，在其上使10.1nm的Nb2O5层、27.5nm的SiO2层、105.0nm的Nb2O5层及83.5nm的SiO2层依次成膜。底漆层及SiO2层的成膜中使用Si靶，Nb2O5层的成膜中使用Nb靶。在SiO2层的成膜及Nb2O5层的成膜中，通过等离子体发光监测(PEM)控制，以成膜模式维持过渡区域的方式调整导入的氧量。
<防污层的形成>
将含有在主链骨架中包含-(O-CF(CF3)-CF2)-的全氟醚的氟系树脂溶液以干燥后厚度成为10nm的方式涂布于防反射层的表面SiO2层上，形成作为面涂层的防污层。
[实施例2～5]
硬涂组合物的制备中，将颗粒的配混量如表1所示进行变更，除此以外，与实施例1同样地操作，进行防眩性硬涂薄膜的制作、底漆层及防反射层的形成以及防污层的形成。
[实施例6]
将纳米二氧化硅颗粒和固化性丙烯酸类树脂的复合材料的溶液(纳米二氧化硅颗粒的平均一次粒径：40nm、固体成分中的纳米二氧化硅颗粒的比率：60重量％、固体成分：50重量％)67重量份和多官能丙烯酸酯33重量份混合。在该溶液的固体成分100重量份中，混合交联聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)颗粒(积水化成品工业制“Technopolymer SSX-103”；平均粒径3.0μm、折射率1.50)2.0重量份；作为触变剂的有机化蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIESCO.,LTD.制“Sumecton SAN”)1.5重量份；光聚合引发剂(IGM Resins制“OMNIRAD 907”)3重量份；以及有机硅系流平剂(共荣社化学制“Polyflow LE303”)0.15重量份，用甲苯/环戊酮混合溶剂(重量比70/30)进行稀释，制备固体成分浓度45重量％的硬涂组合物。粘结剂(不含PMMA颗粒、将丙烯酸类树脂和纳米二氧化硅颗粒的混合材料固化而成者)的折射率为1.48。
使用上述的硬涂组合物，除此以外，与实施例1同样地操作，进行防眩性硬涂薄膜的制作、底漆层及防反射层的形成以及防污层的形成。
[实施例7]
硬涂组合物的制备中，将PMMA颗粒的配混量变更为1.0重量份，除此以外，与实施例6同样地操作，进行防眩性硬涂薄膜的制作、底漆层及防反射层的形成以及防污层的形成
[实施例8]
硬涂组合物的制备中，将PMMA颗粒的配混量变更为8.0重量份，除PMMA颗粒以外，还配混有机硅颗粒(Momentive Performance Materials Japan LLC制“Tospearl 130”；平均粒径3μm、折射率1.43)1.4重量份。除此以外，与实施例6同样地操作，进行防眩性硬涂薄膜的制作、底漆层及防反射层的形成以及防污层的形成。
[比较例1]
将作为粘结剂树脂的季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有机化学制“VISCOAT#300”)50重量份及氨基甲酸酯丙烯酸酯预聚物(新中村化学工业制“UA-53H-80BK”)50重量份；有机硅颗粒(Momentive Performance Materials Japan LLC制“Tospearl 130”；平均粒径3μm、折射率1.43)3.5重量份；有机化蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES CO.,LTD.制“SumectonSAN”)2重量份；光聚合引发剂(IGMResins制“OMNIRAD907”)3重量份；以及有机硅系流平剂(DIC制“GRANDIC PC4100”)0.2重量份混合，用甲苯/环戊酮混合溶剂(重量比70/30)进行稀释，制备固体成分浓度33重量％的硬涂组合物。粘结剂的折射率为1.52。
使用上述的硬涂组合物，将硬涂层的厚度变更为6.3μm，除此以外，与实施例1同样地操作，制作防眩性硬涂薄膜，在硬涂层上形成防反射层及防眩层。
[比较例2]
将作为粘结剂树脂的以氨基甲酸酯丙烯酸酯为主成分的紫外线固化型树脂组合物(DIC制“UNIDIC 17-806”)100重量份；交联苯乙烯颗粒(综研化学制“SX-350H”；平均粒径3.5μm、折射率1.59)14重量份；作为触变剂的有机化蒙脱石(KUNIMINE INDUSTRIES CO.,LTD.制“SumectonSAN”)2.5重量份；光聚合引发剂(IGMResins制“OMNIRAD907”)5重量份；及氟系流平剂(DIC制“MEGAFACE F40N”)1重量份混合，用甲苯/环戊酮混合溶剂(重量比70/30)进行稀释，制备固体成分浓度40重量％的硬涂组合物。粘结剂的折射率为1.51。
使用上述的硬涂组合物，在120℃下进行5分钟加热处理，将硬涂层的厚度变更为7.0μm，除此以外，与实施例1同样地操作，制作防眩性硬涂薄膜，在硬涂层上形成防反射层及防眩层。
[比较例3]
将作为粘结剂树脂的以氨基甲酸酯丙烯酸酯为主成分的紫外线固化型树脂组合物(DIC制“UNIDIC 17-806”)100重量份；光聚合引发剂(IGM Resins制“OMNIRAD907”)5重量份；及有机硅系流平剂(DIC制、“GRANDIC PC4100”)0.01重量份混合，用丙二醇单甲醚/环戊酮混合溶剂(重量比55/45)进行稀释，制备固体成分浓度36重量％的硬涂组合物。
使用上述的硬涂组合物，在90℃下进行1分钟加热处理，将硬涂层的厚度变更为7.8μm，除此以外，与实施例1同样地操作，制作硬涂薄膜，在硬涂层上形成防反射层及防眩层。
[评价]
<雾度>
利用雾度计(村上色彩技术研究所制“HM-150”)，从防污层形成面侧照射光，依据JIS K7136测定防反射薄膜的雾度。
<防眩层的表面形状>
借助厚度20μm的丙烯酸系粘合剂，将厚度1.3mm的载玻片(MATSUNAMI制“MICROSLIDE GLASS”45×50mm)贴合于防反射薄膜的三乙酸纤维素薄膜侧的面(未形成防反射层的面)，制作测定用试样。使用具有前端部(金刚石)的曲率半径R＝2μm的测定针的触针式表面粗糙度测定器(小阪研究所制高精度微细形状测定器“Surfcorder ET4000”)，在扫描速度0.1mm/秒、测定长度4mm的条件下沿一定方向测定上述试样的防眩层的表面形状，利用附属于测定装置的程序，依据JIS B0601：2001，根据通过截止值为0.8mm的广域滤波器而得到的粗糙度曲线，求出算术平均粗糙度Ra、粗糙度曲线要素的平均长度RSm、最大截面高度Rt、十点平均高度RzJIS、均方根粗糙度Rq、最大高度Rz及平均倾斜角θa。
<眩光的评价>
借助厚度20μm的丙烯酸系粘合剂将厚度1.5mm的无碱玻璃贴合于防反射薄膜的三乙酸纤维素薄膜侧的面，以防反射层形成面成为上侧的方式载置于Apple公司制的iPhone7(借助厚度约200μm的透明粘合片，将厚度约1mm的护罩玻璃贴合于画面尺寸4.7英寸、326ppi的液晶面板上)上。画面(液晶面板)与防反射薄膜之间的间隙为2.7mm。使亮度最大，显示绿画面，从距离试样30cm的正上方对画面进行视觉辨识。将画面视觉辨识到眩光者记为×，将未看到眩光记为〇。
<水接触角>
将约5.0μL的水滴加至防污层表面。滴加2秒后，使用接触角测定装置(协和界面化学株式会社制“DMo-701”)，测定防污层的表面与液滴端部的切线的角度(水接触角的初始值)。擦掉水滴后，使用加工毛毡(梶フエルト工業制、Φ10×L10、密度0.52g/cm3)，以载荷200g、5m/分钟的速度进行3000次滑动后，测定水接触角(滑动后的水接触角)。
<耐擦伤性>
在擦伤试验机的直径11mm的圆柱的平面放置钢丝绒(Nippon Steel Wool Co.,Ltd.制“Bonstar#0000)，以载荷1.0kg、2.0kg、及3.0kg在上述样品表面以100mm/秒的速度进行10次往返后，通过目视观察样品表面产生的划伤，通过以下的指标进行判定。
〇：在载荷3kg的试验中未看到划伤
△：在载荷3kg的试验中看到划伤、但在载荷2kg的试验中未看到划伤
×：在载荷2kg的试验中看到划伤
将上述的实施例及比较例中的防反射薄膜的构成(硬涂层的粘结剂及微米颗粒的组成)及防反射薄膜的评价结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0003661009630000221
对于在不含微粒的硬涂层上设置有底漆层、防反射层及防污层的比较例3，防反射薄膜的耐擦伤性差。另外，在滑动试验后水接触角大幅降低。认为这是因为防污层的耐磨耗性低、在滑动试验后防污层发生了磨耗。
对于形成有包含苯乙烯微粒的硬涂层的比较例2，由于粘结剂与微粒的折射率差大，因此雾度高、图像的清晰感差。比较例1与比较例2相比，雾度降低，图像视觉辨识到眩光，视觉辨识性差。需要说明的是，对比较例1的防反射薄膜，以画面与防反射薄膜之间的间隙成为0.5mm的方式配置并评价眩光，结果未看到眩光，视觉辨识性良好。
对于凹凸的间隔RSm大的比较例1的防反射薄膜，认为在接近图像显示单元配置的情况下，不易产生眩光，但在与图像显示单元的间隙大的情况下，形成有基于颗粒的凹凸的区域与未形成凹凸的区域的亮度的差容易被增强，产生了眩光。另外，比较例1中，初始的水接触角为112°，但在滑动试验后降低至104°，耐磨耗性不充分。
实施例1～8的防反射薄膜均没有眩光、显示良好的视觉辨识性，并且滑动试验后也显示高的水接触角度。根据以上的结果可知，通过调整硬涂层中包含的微米颗粒的种类及含量从而将雾度及表面形状参数设为规定范围，由此为低雾度，并且即使是在以隔开大间隙的方式配置于图像显示单元上的情况下，也不易产生眩光不良，可得到防污层的耐磨耗性优异的防反射薄膜。
附图标记说明
1 硬涂薄膜
10 透明薄膜基材
11 硬涂层
3 底漆层
5 防反射层
51、53 高折射率层
52、54 低折射率层
7 防污层
101 防反射薄膜
20 图像显示单元
8 覆盖窗
9 粘合片
201 图像显示装置

Claims (8)

1.一种防反射薄膜，其具备：
在透明薄膜基材的一个主面上具备硬涂层的硬涂薄膜；和
在所述硬涂层上依次设置的防反射层及防污层，
所述防反射层包含层叠体，所述层叠体为折射率不同的多个薄膜的层叠体，
所述硬涂层包含粘结剂及粒径为1～8μm的微粒，
所述防反射薄膜的雾度为1～18％，
所述防污层表面的算术平均粗糙度Ra为0.05～0.25μm、凹凸的平均间隔RSm为60～200μm。
2.根据权利要求1所述的防反射薄膜，其中，所述硬涂层中的所述微粒的量相对于所述粘结剂100重量份为0.5～10重量份。
3.根据权利要求1或2所述的防反射薄膜，其中，所述粘结剂的折射率与所述微粒的折射率的差为0.01～0.06。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的防反射薄膜，其中，所述硬涂层还包含平均一次粒径为100nm以下的纳米颗粒。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的防反射薄膜，其中，所述防反射层为溅射膜。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的防反射薄膜，其中，在所述硬涂层与所述防反射层之间还具备底漆层，所述底漆层包含无机氧化物。
7.一种图像显示装置，其中，在图像显示介质的视觉辨识侧表面配置有权利要求1～6中任一项所述的防反射薄膜。
8.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中，在图像显示介质的视觉辨识侧表面以隔开1mm以上的间隔的方式配置有所述防反射薄膜。
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