JP2009222852A - 反射防止フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＣＤ等の光学表示装置に使用する、反射防止効果と耐薬品性の両立するドライコーティング法による反射防止フィルムを提供すること。
【解決手段】透明基材フィルムの少なくとも一方の面に反射防止積層体が形成されており、前記反射防止積層体が、透明基材フィルムの側から、高屈折率薄膜と低屈折率薄膜をこの順に交互に積層した５層以上の奇数層数の積層体からなり、最外層の高屈折率層が酸化ジルコニウムであることを特徴とする反射防止フィルム。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドライコーティング法による反射防止フィルムに関するものである。

ＬＣＤ等の光学表示装置等においては、デジタルカメラや携帯電話、デジタルビデオカメラ等のモバイル機器やカーナビゲーションの普及等により、視認性向上目的から、反射防止積層体が使用されている。
こうした反射防止積層体は、低屈折率薄膜と高屈折率薄膜を積層させたものが広く利用されている。また、光学設計上最外層は低屈折率薄膜である場合がほとんどであり、特にその材料として酸化シリコンが広く利用されている。しかし、近年反射防止積層体の耐薬品性も重要となってきており、高い耐アルカリ性を有する反射防止積層体が望まれている。しかしながら、反射防止効果と耐薬品性の両立は必ずしも充分ではなく、さらなる向上が求められている。
特開平５−３４５０５号公報 特開２００５−７０６１６号公報

本発明は、具体的には、反射防止効果と耐薬品性の両立する反射防止フィルムを提供するためになされたものである。

請求項１に記載の本発明は、透明基材フィルムの少なくとも一方の面に反射防止積層体が形成されており、前記反射防止積層体が、透明基材フィルムの側から、高屈折率薄膜と低屈折率薄膜をこの順に交互に積層した５層以上の奇数層数の積層体からなり、最外層の高屈折率層が酸化ジルコニウムであることを特徴とする反射防止フィルムである。

請求項２に記載の本発明は、低屈折率薄膜が酸化シリコンであり、最外層以外の高屈折率薄膜が酸化ニオブであることを特徴とする請求項１に記載の反射防止フィルムである。

請求項３に記載の本発明は、最外層の高屈折率層の厚さが１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射防止フィルムである。

本発明によれば、反射防止効果を損なうことなく、耐薬品性も備わった反射防止フィルムを提供することが可能となる。

図１に、本発明の本発明の導電性反射防止フィルムの一例の構成を示す断面模式図を示した。図１に示した本発明の反射防止フィルム８は、透明基材フィルム１上にハードコート層１−ｂを備え、ハードコート層１−ｂ上に反射防止積層体７を積層してなる。反射防止積層体７にあっては、透明基材フィルム１側から順に第１の高屈折率薄膜２、第１の低屈折率薄膜３、第２の高屈折率薄膜４、第２の低屈折率薄膜５、第３の高屈折率薄膜６を備えている。本発明にあっては、この場合最外層となる第３の高屈折率薄膜６が酸化ジルコニウムであることを特徴としている。

本発明の反射防止フィルムにあっては、第１の高屈折率薄膜２、第１の低屈折率薄膜３
、第２の高屈折率薄膜４、第２の低屈折率薄膜５、第３の高屈折率薄膜６を順に備える５層以上の構成の反射防止積層体とすることにより、高い反射防止性能を有す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、反射防止積層体の最外層（第３の高屈折率薄膜）を酸化ジルコニウムからなる高屈折率層とすることにより、高いアルカリ耐性を有する反射防止フィルムとすることができた。

通常、反射防止フィルムにあって、高屈折率薄膜と低屈折率薄膜の積層構造により反射防止性能を発現させる場合には、最外層としては、酸化シリコンからなる低屈折率薄膜が設けられる場合が多い。しかしながら、酸化シリコン薄膜はアルカリ耐性が十分ではなく、得られる反射防止積層体はアルカリ耐性の低いものであった。そこで、本発明者らは、反射防止積層体の最外層として酸化ジルコニウムからなる高屈折率薄膜を形成することにより、高い反射防止性能を有するだけでなく、高いアルカリ耐性を有する反射防止フィルムとすることができた。

本発明の反射防止フィルムにあっては、最外層である酸化ジルコニウムからなる高屈折率薄膜の厚みは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。最外層の酸化ジルコニウムからなる高屈折率薄膜の厚みが１０ｎｍに満たない場合、十分なアルカリ耐性を有する反射防止フィルムとすることができなくなることがある。一方、最外層の酸化ジルコニウムからなる高屈折率薄膜の厚みが３０ｎｍを超える場合、十分な反射防止性能を有する反射防止フィルムとすることができなくなることがある。

また、本発明の反射防止フィルムにあっては、低屈折率薄膜（第１の低屈折率薄膜、第２の低屈折率薄膜）は、光学特性、機械強度、成膜適性、コストなどの面から酸化シリコンが好適に用いることができる。また、最外層以外の高屈折率薄膜（第１の高屈折率薄膜、第２の高屈折率薄膜）は、膜中の欠点の少なさから、酸化ニオブが好適に用いることができる。

なお、本発明の反射防止フィルムにあっては、透明基材フィルム側から順に、高屈折率薄膜と低屈折率薄膜が交互に５層以上設けられていれば良く、例えば、透明基材フィルム側から順に、高屈折率薄膜、低屈折率薄膜、高屈折率薄膜、低屈折率薄膜、高屈折率薄膜、低屈折率薄膜、高屈折率薄膜の７層構造であってもよい。ただし、製造コスト面を考慮すると、本発明の反射防止フィルムは、図１に示したような５層構造からなる反射防止積層体を有する反射防止フィルムとすることが好ましい。

また、本発明の反射防止フィルムにあっては、ハードコートが必要に応じて設けられる。

透明基材フィルム１としては、透明性を有するフィルムであれば良いが、光学表示装置用の反射防止フィルムにおいては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテテフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アクリルなどのフィルムがその光学特性や機械的特性などから利用されている。とりわけ、急速に普及してきたＬＣＤ用途にはＴＡＣフィルムが使用されている。また、その他の用途ではＰＥＴフィルムが広く利用されている。透明基材フィルム１の厚さは、目的の用途に応じて、適宜選択すればよいが、通常、機械的強度やハンドリング性、また光学装置設計上の観点から、２５〜３００μｍ程度のものを使用する。さらに、この透明基材フィルム１には、必要に応じて、可塑剤や紫外線吸収剤、劣化防止剤等の添加物が含まれても良い。

透明基材フィルム１上には、少なくとも一方の面にハードコート層を形成しても良い。
このハードコート層は、透明基材フィルム１と反射防止積層体との間に形成される場合には密着性向上等の目的で、また反対の面に形成される場合には機械強度向上による保護機能付与の目的がある。ハードコートには、電離線や紫外線硬化型の樹脂あるいは、熱硬化性樹脂が使用され、紫外線硬化型のアクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、メタクリルアミド等のアクリル系樹脂や有機珪素系樹脂やポリシロキサン樹脂が最適である。これらの材料の中には、硬化性を向上させるために、重合開始剤を添加してもよい。ハードコート層の厚みとしては、０．５μｍ以上、好ましくは、３〜２０μｍである。また、ハードコート層１−ｂには、平均粒子０．０１〜３μｍの透明微粒子を分散させて、防眩処理（散乱により反射光を擬似的に低減させる処理）を施しても良い。

反射防止積層体を形成する前に、密着強度を向上させる目的で表面処理を施しても良い。このとき、表面処理方法としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、イオンビーム処理、大気圧プラズマ処理、ケン化処理等の処理が挙げられる。

さらに密着強度を向上させる必要がある場合には、表面処理後かつ反射防止積層体の形成前に、プライマー層を設けてもよい。プライマー層の材料としては、例えば、シリコン、ニッケル、クロム、錫、金、銀、白金、亜鉛、チタン、タングステン、ジルコニウム、パラジウム等の金属、あるいは、これら金属の２種類以上からなる合金、または、これらの酸化物、弗化物、硫化物、窒化物などが挙げられる。特に、たとえば、シリコンを用いたSi、SiOｘなどのプライマー層は、酸化物薄膜を用いた反射防止積層体のプライマー層として優れている。これらのプライマー層は、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法などのドライコーティング方法を用いることが好ましい。また、プライマー層の厚さは目的に応じて決定すればよいが、１〜２０ｎｍ程度の範囲が好ましく、プライマー層は形成される反射防止積層体の光学特性に影響を与えない範囲の膜厚で設けられることが好ましい。

本発明の反射防止フィルムにあっては、透明基材フィルム上に設けられる反射防止積層体がスパッタリング法で形成されることが好ましい。本発明の反射防止積層体は、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法などのドライコーティング方法（真空成膜法）により形成される。このとき、形成される薄膜の膜厚均一性が高く、ピンホール等の欠陥が少ないため視認性に優れた薄膜とすることができ、且つ、形成される薄膜が緻密であり、耐擦傷性などの機械特性に優れた薄膜とすることができるスパッタリング法を用いることが好ましい。中でも、より高い成膜速度と高い放電安定性により高い生産性を得ることができることから、中周波領域の電圧印加により成膜をおこなうデュアル・マグネトロン・スパッタリング（ＤＭＳ）法が最適である。

高屈折率薄膜の材料としては、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム等、あるいは、それらの混合物、または、酸化シリコンなどの低屈折率材料との混合物などが挙げられる。特に、反射防止フィルム用途としては、通常、屈折率の高い酸化ニオブや酸化チタンが広く用いられている。中でも、スパッタリング用としては、その薄膜中の欠点の少なさから、酸化ニオブが適している。

低屈折薄膜に用いる材料としては、酸化シリコン、窒化チタン、弗化マグネシウム、弗化バリウム、弗化カルシウム、弗化ハフニウム、弗化ランタン等の材料が、挙げられ、目的にあわせて、適宜選択されている。これらの中で特に、その光学特性、機械強度、成膜適性、コストなどの観点から、酸化シリコンがもっとも適している。
最も外側の高屈折率薄膜層に用いる酸化ジルコニウムは、その耐薬品性、特に酸化シリコ
ンと比較した場合、たとえばアルカリ耐性などに優れている。屈折率は、製法にもよるが２程度である。厚さは目的により特に限定はされない。しかし、反射防止効果を充分得るためには３０ｎｍ以下が望ましい。一方、耐薬品性の効果を充分得るには１０ｎｍ以上が望ましい。

以下、本発明の反射防止フィルムの実施形態の一例について実施例を用いて説明する。
［実施例と比較例の共通条件］
透明基材フィルム１には厚さ８０μｍのＴＡＣフィルムを用い、反射防止積層体７を形成する面に、あらかじめ紫外線硬化型アクリル系樹脂を塗布し、乾燥・紫外線硬化させて約５μｍのハードコート層１−ｂを設け、ハードコート付透明基材フィルムとした。その後、ハードコート層の表面にグロー放電による処理を行った。その後、プライマー層として、スパッタリング法により５ｎｍ程度以下のシリコン層を設けた。その後、デュアル・マグネトロン・スパッタリング法により、反射防止積層体７を形成した。低屈折率薄膜には酸化シリコンを用いた。最外層以外の高屈折率薄膜には酸化ニオブを用いた。

［実施例１］
反射防止積層体の構成を、５層構成とし、透明基材フィルム側から、酸化ニオブ（１５ｎｍ）/酸化シリコン（３３ｎｍ）/酸化ニオブ（６５ｎｍ）/酸化シリコン（４９ｎｍ）/酸化ジルコニウム（２０ｎｍ）とした。

［実施例２］
反射防止積層体の構成を、５層構成とし、透明基材フィルム側から、酸化ニオブ（１８ｎｍ）/酸化シリコン（３９ｎｍ）/酸化ニオブ（４７ｎｍ）/酸化シリコン（７８ｎｍ）/酸化ジルコニウム（１０ｎｍ）とした。

［実施例３］
反射防止積層体の構成を、５層構成とし、透明基材フィルム側から、酸化ニオブ（１２ｎｍ）/酸化シリコン（３９ｎｍ）/酸化ニオブ（６５ｎｍ）/酸化シリコン（４３ｎｍ）/酸化ジルコニウム（２５ｎｍ）とした。

［比較例１］
実施例の効果確認のため、比較例として最外層が低屈折率層の反射防止積層体を作製した。反射防止積層体の構成を、４層構成とし、透明基材フィルム側から、酸化ニオブ（２２ｎｍ）/酸化シリコン（３３ｎｍ）/酸化ニオブ（４９ｎｍ）/酸化シリコン（９９ｎｍ）とした。

［評価］
得られたサンプルを以下の方法で評価した。
（１）反射率Ｙ
日立製作所製Ｕ４０００形の分光光度計を用い測定した。正反射５°のユニットを使用した。色彩計算は、２°視野、Ｄ６５光源で算出した。結果は、表１に示す。
（２）耐薬品性
耐薬品性の評価として、アルカリ耐性を調べた。ＮａＯＨの５％水溶液を、反射防止積層体の上に１滴付着させ、３０分放置した後、ふき取って、その外観変化を目視観察した。変化が無いものを○、かすかな変化を△、大きな変化を×とした。結果は、表１に示す。

前記実施例および比較例の結果、本発明の実施例の反射防止フィルムは、比較例の反射防止フィルムと比べて、反射防止効果を充分保ち、耐薬品性が向上していることが確認でき
た。

本発明の反射防止フィルムの構成例を示す断面模式図である。

符号の説明

１…透明基材フィルム
１−ｂ…ハードコート
２…高屈折率薄膜
３…低屈折率薄膜
４…高屈折率薄膜
５…低屈折率薄膜
６…高屈折率薄膜
７…反射防止積層体
８…反射防止フィルム

Claims (3)

1. 透明基材フィルムの少なくとも一方の面に反射防止積層体が形成されており、前記反射防止積層体が、透明基材フィルムの側から、高屈折率薄膜と低屈折率薄膜をこの順に交互に積層した５層以上の奇数層数の積層体からなり、最外層の高屈折率層が酸化ジルコニウムであることを特徴とする反射防止フィルム
2. 最外層の高屈折率薄膜の厚さが１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止フィルム
3. 低屈折率薄膜が酸化シリコンであり、最外層以外の高屈折率薄膜が酸化ニオブ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

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