JP3723682B2 - 反射防止フイルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密着力や表面硬度に優れた、ＬＣＤやＣＲＴ、プラズマデイスプレイ等の表示体の表面反射を低減させる反射防止フイルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
透明プラスチックフイルムに直接またはハードコート層を介して、複数の無機光学薄膜を積層した反射防止フイルムはＬＣＤやＣＲＴ、プラズマデイスプレイ等の表示体の表面反射を低減させる多層薄膜積層反射防止フイルムとして多用されこれらの層構成も多数提案されている。
また透明基材上に光吸収性層とシリカ等の低屈折率層が設けられた光吸収性層の反射防止フイルムも提案されこれらの層構成も多数提案されている。
これらの従来提案されている反射防止フイルムは、実用上、基材としての透明プラスチックフイルムと、または透明プラスチックフイルム上に設けられたハードコート層と、無機光学薄膜または光吸収性層との密着性が不十分である場合が多く、また前記の密着力が十分な場合該反射防止フイルムの表面硬度が不十分なため、傷、割れ等の不良が発生する場合が多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
密着力を向上させるため無機光学薄膜層や光吸収性層の下地として基材としての透明プラスチックフイルムに、有機系や無機系のプライマー層を設けることも提案されているが、それらのうち、代表的なアルコキシシラン加水分解縮合樹脂、メラミン樹脂、チタネート系化合物からのものがあるが、密着力は或程度向上するが表面硬度が不十分である。
【０００４】
また、硬度の高い無機薄膜層としてよく知られている窒化チタン、窒化珪素、ジルコニア、アルミナ、等を無機光学薄膜積層体や光吸収性層の下地として基材としての透明プラスチックフイルムに施した場合には、表面硬度において満足し得るものが得られても、無機光学薄膜積層体と下地との密着力において満足し得るものがなかった。さらに、透明プラスチックフイルムや下地の表面をグロー放電等でプラズマ処理して後、無機光学薄膜積層体や光吸収性層を設けることも提案されているが、密着力の向上は見られても、表面硬度において不満足な場合が多かった。
本発明は、前記の密着力と表面硬度とを同時に満足する光吸収性層を利用した反射防止フイルムを提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、透明プラスチックフイルム上に、光吸収性層が設けられた反射防止フイルムであって、透明プラスチックフイルムと光吸収性層との間にＳｉＯ_XＮ_Y薄膜を設けたことを特徴とする反射防止フイルムであり、５５０ｎｍにおける反射率が１．０％以下である前記の反射防止フイルムであり、ＳｉＯ_XＮ_Y薄膜がＸ／Ｙ＝１０．０からＸ／Ｙ＝０．１であるＳｉＯ_XＮ_Y薄膜である前記の反射防止フイルムである。
【０００６】
また、透明プラスチックフイルムに、あらかじめハードコート膜が形成され、その上にＳｉＯ_XＮ_Y薄膜、光吸収性層、低屈折率層が設けられた前記の反射防止フイルムであり、低屈折率層上に更に、珪素とフッ素とを含有するシリコン・フッ素系コート剤のコート膜が形成されている前記の反射防止フイルムである。
本発明は、透明プラスチックフイルムまたは下地を設けた透明プラスチックフイルム上に光吸収性層を設けてなる反射防止フイルムにおいて、透明プラスチックフイルムと光吸収性層との間にＳｉＯ_XＮ_Y薄膜を設けてなる反射防止フイルムとする反射防止フイルムあり、密着力と表面硬度とを同時に満足させ、かつ膜の厚さの低減を得る反射防止フイルムである。
本発明の反射防止フイルムは５５０ｎｍにおける反射率が１．０％以下であり、好ましくは０．７％以下であり、更に好ましくは０．５％以下のものである。
【０００７】
【発明の実施態様】
本発明における透明プラスチックフイルムとしては、透明性のある無機光学薄膜積層時に、寸法的にも、化学的にも耐え得るものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリエチレンナフタレートフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセチルセルロースフイルム、（メタ）アクリロニトリルフイルム、ポリエーテルサルフォンフルム、ポリフェニレンスルフィッドフルム、等が挙げられる。これらのフイルムは、透明性において優れた値を有するものたとえば全光透過率で８５％以上のもの、また耐熱性においても１５０℃での収縮率が全方向で２％以下のもの、また光学的に異方性のないもの、が好適に使用される。
【０００８】
本発明おいては、上記の透明プラスチックフイルムに直接ＳｉＯ_XＮ_Y薄膜を設けてもよいが、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、アルコキシシラン加水分解縮合系樹脂、メラミン系樹脂、チタネート系化合物からのもの等のハードコート層を予め設けその上に、ＳｉＯ_XＮ_Y薄膜を設ける方が好ましい場合が多い。
これらハードコート層の形成は、従来公知の樹脂を公知の方法で施せばよいが、こららのハードコート層の硬度は鉛筆硬度で２Ｈ以上であることが好ましい。これらのハードコート層形成のための材料としては、（メタ）アクリレート系アルコール変性多官能化合物、トリメチロールプロパン（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、１，６ヘキサンジオール（メタ）アクリレート等、があげられるがこれらに限定されるものではない。
【０００９】
透明プラスチックフイルムまたは下地（ハードコート層）を設けた透明プラスチックフイルム上にＳｉＯ_XＮ_Y薄膜を設けるが、これらの表面をＳｉＯ_XＮ_Y薄膜を設けるに先立って予めプラズマ処理、イオンボンバード処理、コロナ放電処理などを施し、密着性を更に高めてもよいことは勿論である。ついで、透明プラスチックフイルムまたは下地を設けた透明プラスチックフイルム上に、最初にＳｉＯ_XＮ_Y設けることが必須である。該ＳｉＯ_XＮ_Y薄膜を設ける方法は、ＣＶＤ，ＥＢ蒸着、イオンプレーテイング、スパッタリング、等があるが、例えばスパッタリングによりＳｉＯ、またはＳｉＯとＳｉＯ₂混合物などのＳｉ酸化物をターゲットとして用い、窒素雰囲気下でＳｉＯ_XＮ_Y薄膜を設ける方法である。
該薄膜において、Ｘ／Ｙ＝１０．０からＸ／Ｙ＝０．１であるＳｉＯ_XＮ_Yであることが好ましく、より好ましくはＸ／Ｙ＝５．０からＸ／Ｙ＝０．５であるＳｉＯ_XＮ_Yであり、さらに好ましくはＸ／Ｙ＝４．０からＸ／Ｙ＝１．０であるＳｉＯ_XＮ_Yである。
【００１０】
Ｘ／Ｙが１０．０を超える場合は、密着力は満足し得るが表面硬度において不満足に成る場合がある。またからＸ／Ｙが０．１に満たないときには、表面硬度において満足であるが密着力において不満足な場合がある。
該ＳｉＯ_XＮ_Y薄膜の厚さは、０．５ｎｍから２００ｎｍであり、好ましくは２．０ｎｍから５０ｎｍであり、これらの厚さは他の無機光学薄膜との組み合わせによって最適な反射防止フイルムとなるように適宜選択使用される。
ＳｉＯ_XＮ_Y薄膜上に、光吸収性層、低屈折率層を順次スパッタリング、ＥＢ蒸着等の手段によって形成するが、これらの光吸収性層の光吸収率は、１０から４０％であり、光吸収性層としては１ｎｍから２５ｎｍの厚さのチタン、クロム、ジルコニウム、モリブデン、ニッケル、金、銀、銅、ステンレス等の金属薄膜、５ｎｍから２５ｎｍの厚さのチタン、クロム、ジルコニウム等の酸化物膜、窒化物膜が挙げられ、低屈折率膜としては、屈折率が１．６以下の、厚さ７０ｎｍから１２０ｎｍの、例えばＳｉＯ_X、ＭｇＦ_X（Ｘは、０．１から２の数字である）等の膜が挙げられる。
【００１１】
前記の光吸収性層と低屈折率層との間に、ＩＴＯ，ＴｉＯ２等の屈折率が１．７以上の高屈折率層を厚さ１０ｎｍから４０ｎｍで設けてもよい。
前記のＳｉＯ_XＮ_Y薄膜上に設けられる光吸収性層の導電性により反射防止フイルムの帯電性も改良され、電磁波シールド性も付与され、実用上好ましい反射防止フイルムが得られる。
【００１２】
本発明においては、最外層の低屈折率膜を設けることによって、無機光学薄膜積層の形成が終了し、反射防止フイルムとしての反射防止機能を満足し得る、かつ密着性、表面硬度の両方を満足し得る反射防止フイルムが得られるが、実用上表示体に使用された時のために、最外層の低屈折率膜の上にさらに公知のフッ素系コート剤、シリコン系コート剤、シリコン・フッ素系コート剤等の防汚染コート層を設けることが好ましく、なかでもシリコン・フッ素系コート剤が好ましく適用される。これらの防汚染コート層の厚さは、好ましくは１００ｎｍ以下で、より好ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。これらの防汚染コート層の厚さが１００ｎｍを超えるときは、防汚染性の初期値は優れているが、耐久性において劣るものとなる。防汚染性とその耐久性のバランスから５ｎｍ以下が最も好ましい。
【００１３】
【実施例】
＊＊実施例１
アクリレート系アルコール変性多官能化合物を主材とする塗布液を塗布・予備乾燥・紫外線硬化して厚さ５ミクロンのハードコート層を形成した、厚さ８０ミクロンのトリアセチルセルロースフイルムの、該ハードコート層を、真空室内でアルゴンガスを導入し４Ｐａの圧で対向するＳＵＳ電極にＤＣ１．０ＫＶを加えグロー放電処理し、該処理されたハードコート層上にＳｉターゲットを用いてアルゴン・酸素・窒素ガスを導入して、２Ｐａの圧で高周波スパッタを行い、厚さ１６ｎｍのＳｉＯ₁Ｎ₁の膜を形成した、ついでＴｉターゲットを用いてアルゴン・窒素ガスを導入して、０．５Ｐａの圧でＤＣスパッタを行い、厚さ１１ｎｍのＴｉＮの膜を形成した、ついでＩＴＯ（インジウム：錫＝９０：１０）ターゲットを用いてアルゴン・酸素ガスを導入して、０．５Ｐａの圧でＤＣスパッタを行い、厚さ２３ｎｍのＩＴＯの膜を形成した、ついでＳｉターゲットを用いてアルゴン・酸素ガスを導入して、２Ｐａの圧で高周波スパッタを行い、厚さ６９ｎｍのＳｉＯ₂の膜を形成した、さらに、該ＳｉＯ₂の膜上にシリコン・フッ素系防汚染剤である、パーフルオロアルキル基含有シリコン系化合物を、厚さ３．０ｎｍとなるように塗布乾燥硬化せしめて防汚染層を形成し、反射防止フイルムを得た。
【００１４】
＊＊実施例２
アクリレート系アルコール変性多官能化合物を主材とする塗布液を塗布・予備乾燥・紫外線硬化して厚さ５ミクロンのハードコート層を形成した、厚さ１８８ミクロンのポリエチレンテレフタレートフイルムの、該ハードコート層を、真空室内でアルゴンガスを導入し４Ｐａの圧で対向するＳＵＳ電極にＤＣ１．０ＫＶを加えグロー放電処理し、該処理されたハードコート層上にＳｉを坩堝に入れ、５×１０^-4Ｐａまで排気し、酸素・窒素ガスを導入して、２×１０^-2Ｐａの圧で真空中に設けたアンテナに高周波（１３．５６ＭＨｚ，１．５ＫＷ）をかけながら、ＥＢ蒸着を行い、厚さ１６ｎｍのＳｉＯ₁Ｎ₁の膜を形成した、ついでＴｉを坩堝に入れ、窒素ガスを導入して、２×１０^-2Ｐａの圧で真空中に設けたアンテナに高周波（１３．５６ＭＨｚ，１．５ＫＷ）をかけながら、ＥＢ蒸着を行い、厚さ１０ｎｍのＴｉＮの膜を形成した、ついでＳｉを坩堝に入れ、５×１０^-4Ｐａまで排気し、酸素ガスを導入して、１×１０^-2Ｐａの圧で、ＥＢ蒸着を行い、厚さ８６ｎｍのＳｉＯ₂の膜を形成した、さらに、該ＳｉＯ₂の膜上にシリコン・フッ素系防汚染剤である、パーフルオロアルキル基含有シリコン系化合物を、厚さ３．０ｎｍとなるように塗布乾燥硬化せしめて防汚染層を形成し、反射防止フイルムを得た。
【００１５】
＊＊比較例１
実施例２でのＳｉＯ₁Ｎ₁の膜をＳｉＯ₂の膜に変更する以外は、実施例２と同様にして、反射防止フイルムを得た。
【００１６】
＊＊比較例２
実施例２でのＳｉＯ₁Ｎ₁の膜をＳｉ₃Ｎ₄の膜に変更する以外は、実施例２と同様にして、反射防止フイルムを得た。
【００１７】
＊＊比較例３
実施例２でのＳｉＯ₁Ｎ₁の膜を形成しない以外は、実施例２と同様にして、反射防止フイルムを得た。
【００１８】
前記の実施例、比較例の評価結果を、反射率、密着性、表面硬度の順に下記する。
尚、反射率は５５０ｎｍ波長での入射角５度の反射率を、密着性はＪＩＳによるセロテープ剥離碁盤目テストの測定値を、表面硬度はＪＩＳによる鉛筆硬度の測定値を、それぞれ示す。
＊実施例１ ０．４％、１００／１００、２Ｈ
＊実施例２ ０．３％、１００／１００、３Ｈ
＊比較例１ ０．３％、１００／１００、 Ｈ
＊比較例２ ０．５％、 ０／１００、３Ｈ
＊比較例３ ０．３％、 ０／１００、 Ｈ
【００１９】
【発明の効果】
本発明の、透明プラスチックフイルム（または下地を設けた透明プラスチックフイルム）上に少なくとも光吸収性層と低屈折率層を設ける反射防止フイルムにおいて、透明プラスチックフイルム（または下地を設けた透明プラスチックフイルム）と光吸収性層との間にＳｉＯ_XＮ_Yを設けることで、反射防止性能は勿論のこと、と透明プラスチックフイルム（または下地を設けた透明プラスチックフイルム）と光吸収性層との密着性、反射防止性薄膜積層の表面硬度においても優れた反射防止フイルムが得られた。

Claims (1)

1. 全光透過率８５％以上であり、かつ１５０℃における収縮率が全方向で２％以下であり、かつ光学的に異方性のない透明プラスチックフィルム上に、
   鉛筆硬度で２Ｈ以上の硬度を有するハードコート膜と、
   ＳｉＯｘＮｙ薄膜と、
   チタン、クロム、ジルコニウム、モリブデン、ニッケル、金、銀、銅、又はステンレス、又はこれらの一群のいずれかの酸化物又は窒化物、の何れかによりなる光吸収性層と、
   屈折率が１．７以上である、ＩＴＯ又は酸化チタンの何れかによりなる高屈折率層と、
   屈折率が１．６以下である、酸化珪素又はフッ化マグネシウムの何れかによりなる低屈折率層と、
   シリコン・フッ素系コート剤によるコート膜と、
   が、この記載順に設けられた反射防止フィルムであって、
   ５５０ｎｍにおける低屈折率層側の反射率が１．０％以下であり、
   ＳｉＯｘＮｙにおけるｘ／ｙが０．１以上１０．０以下であり、
   前記光吸収性層における光吸収率は１０％以上４０％以下であること、
   を特徴とする、反射防止フィルム。