CN104969094B - 防反射膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在宽带域中具有优异的反射特性(低反射性)且不仅来自正面方向而且来自斜方向的入射光的反射色相也无着色的防反射膜。本发明的防反射膜具有基材和自基材侧起依次具有的中折射率层、高折射率层及低折射率层。在本发明中，在使用波长580nm下的振幅反射率图的复数平面进行防反射膜的反射特性的光学设计时，按照使连结高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与振幅反射率图的实轴交叉的方式，对基材、中折射率层、高折射率层及低折射率层的折射率及/或厚度进行设计。

Description

防反射膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种防反射膜及其制造方法。更详细而言，本发明涉及一种包含干式工艺与湿式工艺的防反射膜的制造方法及利用此种制造方法所获得的防反射膜。
背景技术
一直以来，为了防止外界光映入CRT(Cathode-Ray Tube，阴极射线管)、液晶显示装置、等离子显示面板等显示器画面，广泛使用配置在显示器画面的表面的防反射膜。作为防反射膜，已知例如具有由中折射率材料构成的层、由高折射率材料构成的层及由低折射率材料构成的层的多层膜。已知通过使用上述多层膜可获得高的防反射性能(在宽带域中低的反射率)。防反射膜的防反射性能通常是用视觉反射率Y(％)进行评价的，该视觉反射率越低，防反射性能越优异。然而，如果要降低视觉反射率，则存在反射色相易产生着色的问题。特别是如下情况较多：即便可抑制正面方向的入射光的反射色相的着色，斜方向的入射光的反射色相也会产生着色。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-204065号公报
专利文献2：日本专利5249054号
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是为了解决上述现有的技术问题而作出的，其目的在于提供一种在宽带域中具有优异的反射特性(低反射性)且不仅来自正面方向而且来自斜方向的入射光的反射色相也无着色的防反射膜。
解决技术问题的手段
本发明的防反射膜具有基材和自该基材侧起依次具有的中折射率层、高折射率层及低折射率层，在使用波长580nm下的振幅反射率图的复数平面进行该防反射膜的反射特性的光学设计时，按照使连结该高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与该振幅反射率图的实轴交叉的方式，对该基材、该中折射率层、该高折射率层及该低折射率层的折射率及/或厚度进行设计。
在一个实施方式中，按照使上述线段AB与上述实轴交叉且该线段AB与该实轴所成的角度θ成为65°≤θ≤90°的方式，对上述基材、上述中折射率层、上述高折射率层及上述低折射率层的折射率及/或厚度进行设计。
在一个实施方式中，在使用上述振幅反射率图的复数平面进行上述防反射膜的反射特性的光学设计时，按照遍及550nm～700nm的波长范围内的任一光学设计中上述线段AB均与上述实轴交叉的方式，对上述基材、上述中折射率层、上述高折射率层及上述低折射率层的折射率及/或厚度进行设计。
在一个实施方式中，上述中折射率层为单一层。在一个实施方式中，上述高折射率层的厚度为50nm以下。
在一个实施方式中，上述中折射率层具有自上述基材侧起依次配置的另外的高折射率层与另外的低折射率层的层叠结构。
根据本发明的又一方面，提供一种带有防反射膜的偏振片。该带有防反射膜的偏振片包含上述防反射膜。
根据本发明的再一方面，提供一种图像显示装置。该图像显示装置包含上述防反射膜或上述带有防反射膜的偏振片。
发明的效果
根据本发明，在使用波长580nm下的振幅反射率图的复数平面进行防反射膜的反射特性的光学设计时，按照使连结高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与振幅反射率图的实轴交叉的方式，对各层的折射率及/或厚度进行设计，从而可实现在宽带域中具有优异的反射特性(低反射性)且不仅来自正面方向而且来自斜方向的入射光的反射色相也无着色的防反射膜。进而，上述光学设计具有综合性，因此无需对每个制品进行尝试而研究各层的厚度及/或折射率，可极一般地且容易地进行反射特性及反射色相的最佳化。
附图说明
图1A是本发明的一个实施方式的防反射膜的概略截面图。
图1B是本发明的另一个实施方式的防反射膜的概略截面图。
图2A是用于说明宽带域的防反射膜(中折射率层/高折射率层/低折射率层)的一个光学设计的概念的振幅反射率图。
图2B是用于说明宽带域的防反射膜(中折射率层/高折射率层/低折射率层)的另一个光学设计的概念的振幅反射率图。
图3是对下述关系进行比较而进行说明的图，所述关系是使振幅反射率图中的线段AB与实轴的交叉角度θ变化的光学设计与通过该设计实际所获得的针对来自斜方向的入射光的反射色相的关系。
图4是对下述关系进行比较而进行说明的图，所述关系是使振幅反射率图中的线段AB与实轴的交叉角度θ变化的光学设计与通过该设计实际所获得的针对来自斜方向的入射光的反射色相的关系。
图5是对下述关系进行比较而进行说明的图，所述关系是使振幅反射率图中的线段AB与实轴的交叉角度θ变化的光学设计与通过该设计实际所获得的针对来自斜方向的入射光的反射色相的关系。
图6是关于使用了振幅反射率图的2个光学设计、对使设计波长变化的情况下的线段AB与实轴的关系的变化进行比较而进行说明的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的优选的实施方式，但本发明并不限定于这些实施方式。另外，为了易于观察，附图中的各层等的长度、厚度等与实际的缩小比例尺并不相同。
A.防反射膜的整体构成
图1A是本发明的一个实施方式的防反射膜的概略截面图。防反射膜100具有基材10和自基材10侧起依次具有的中折射率层20、根据需要的密接层30、高折射率层40及低折射率层50。在本实施方式中，中折射率层20为单一层。图1B是本发明的另一个实施方式的防反射膜的概略截面图。在本实施方式中，中折射率层20是被替换为在光学上与图1A所示的单一层等效的层叠结构。具体而言，防反射膜101具有基材10和自基材10侧起依次具有的另外的高折射率层21、另外的低折射率层22、高折射率层40及低折射率层50。在本说明书中，为方便起见，有将另外的高折射率层21与另外的低折射率层22的层叠结构称为中折射率层的情况。在该实施方式中，根据需要也可在基材10与另外的高折射率层21之间配置密接层30。另外，在图1A及图1B的任一个实施方式中，只要不会损及防反射膜整体的光学特性且可提高邻接的层之间的密接性，则密接层30的配置位置并无限定。在后述中说明构成本发明的防反射膜的各层的详细内容。
在本发明中，在使用波长580nm下的振幅反射率图的复数平面进行防反射膜的反射特性的光学设计时，按照使连结高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与振幅反射率图的实轴交叉的方式，对基材10、中折射率层20、高折射率层40及低折射率层50的折射率及/或厚度进行设计。以下详细地进行说明。宽带域的防反射膜的光学设计可使用如图2A或图2B所示的称为振幅反射率图(Reflectance Amplitude Diagram)的复数平面而进行。例如具有如图2A或图2B所示的折射率的关系的层叠体的层叠轨迹及其反射率可以以下述方式求出：(1)首先，在横轴(Re实轴)的负方向上标出各层的相当于作为折射率(n)固有值的反射率{-(n-1)/(n+1)，0}的点。具体而言，绘制基材层的点NS{-(nS-1)/(nS+1)，0}、最初的层(本发明中的中折射率层)的点N1{-(n1-1)/(n1+1)，0}、第二层(本发明中的高折射率层)的点N2{-(n2-1)/(n2+1)，0}及第三层(本发明中的低折射率层)的点N3{-(n3-1)/(n3+1)，0}这4个点；(2)将基材层的折射率的点NS作为起始点，并将最初的层的折射率的点N1作为支点，沿顺时针方向绘制圆。此时，圆弧的大小(圆弧的角度)对应膜厚，光学膜厚λ/4相当于半圆；(3)接着，将最初的层的终点作为起始点，并将第二层的折射率的点N2作为支点，沿顺时针方向绘制圆；(4)以相同的方式将第二层的终点作为起始点，并将第三层的折射率的点N3作为支点，沿顺时针方向绘制圆；(5)最终点与坐标(0，0)的距离相当于反射率。该距离越短，越成为具有优异的反射特性(低反射性)的防反射膜。上述设计步骤中的“支点”严密地说并非圆的中心，但为方便起见，通过绘制可由各折射率简便地算出的点(例如NS、N1、N2、N3)来进行设计并无任何问题。此处，层叠轨迹是指，将计算自层叠体的基材至空气界面的各位置上的振幅反射率所得的数值绘制在复数平面上、在其位置的各自的反射率。因此，使例如图2A或图2B的左上部所示的层叠体如箭头所指示那样移动时的各位置上的反射率的变化成为层叠轨迹。光的波长越短则层叠轨迹移动得越大，光的波长越长则轨迹移动得越小，因此如果波长不同，则各自层叠轨迹发生变化，最终的反射率也变得不同。因此，宽带域的低反射设计的要点在于：使该最终的反射率在设计波长的580nm附近的尽可能多的波长区域中成为接近(0，0)的状态。另外，实际可测得的反射率为距离(0，0)的距离的平方，但在设计中概念上将该距离理解为反射率并无任何妨碍。在本发明中，如上所述，按照使连结高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与振幅反射率图的实轴交叉的方式，对基材、中折射率层、高折射率层及低折射率层的折射率及/或厚度进行设计。即，进行如下光学设计：在图2A或图2B中，连结最初的层(中折射率层)的终点(即第二层(高折射率层)的起始点)A与高折射率层的终点B的线段AB与振幅反射率图的实轴交叉。通过进行如将最终点与坐标(0，0)的距离维持为较小且线段AB与振幅反射率图的实轴交叉的光学设计，可获得实现优异的反射特性且正面方向及斜方向上的任意入射光的反射色相均无着色的防反射膜。更详细而言，在设计波长的580nm下高折射率层的层叠轨迹相对于实轴的对称性高的情况下，580nm附近的波长整体均易于获取相同的轨迹，可将反射率维持为较低。其结果在宽带域的波长下反射率变低，即便斜方向的入射光的反射色相也易于维持中性的色相。进而，上述光学设计具有综合性，因此无需对每个制品进行尝试而研究各层的厚度及/或折射率。即，在具有基材/中折射率层/高折射率层/低折射率层的构成的宽带域的防反射膜的实质上所有的组合中，通过使用该光学设计，可实现具有优异的反射特性与反射色相的防反射膜。其结果可极一般地且容易地进行反射特性及反射色相的最佳化。另外，通过以如图2B所示那样使中折射率层的层叠轨迹的终点A位于实轴的上侧的方式进行设计，可使高折射率层的厚度变得非常薄。另外，在本发明的防反射膜的说明中，不同于图2A或图2B的一般性说明的标记，中折射率层、高折射率层及低折射率层的折射率是分别以nM、nH及nL表示。另外，基材的折射率nS、中折射率层的折射率nM及高折射率层的折射率nH具有nH＞nM＞nS的关系。
关于具有基材/中折射率层/高折射率层/低折射率层的构成的防反射膜(图1A的实施方式)如上所述那样进行了说明，关于具有基材/另外的高折射率层/另外的低折射率层/高折射率层/低折射率层的构成的防反射膜(图1B的实施方式)，也可进行相同的光学设计。具体而言，只要将另外的低折射率层的层叠轨迹的终点设为线段AB的起点A即可。
在一个实施方式中，按照使线段AB与实轴交叉且该线段AB与该实轴所成的角度θ优选成为65°≤θ≤90°的方式，对基材10、中折射率层20、高折射率层40及低折射率层50的折射率及/或厚度进行设计。角度θ更优选为70°～90°，进一步优选为75°～90°。通过将角度θ设为上述范围，可获得具有更优异的反射色相的防反射膜。该光学设计也可以以与上述相同的方式实现反射特性及反射色相的综合性且一般性的最佳化。参照实际的光学设计具体地进行说明。图3～图5各自示出使角度θ变化的光学设计与通过该设计实际所获得的针对来自斜方向的入射光的反射色相的关系。进而，图3及图4各自一并示出线段AB未与实轴交叉的光学设计与通过该设计实际所获得的针对来自斜方向的入射光的反射色相的关系。在图3中，将角度θ设计为88.6°的防反射膜(光学设计I)在入射角度为5°、20°、40°的任一情况下均可获得中性且优异的反射色相。将角度θ设计为68.4°的防反射膜(光学设计II)在入射角度为5°、20°的情况下可获得中性且优异的反射色相，但在入射角度为40°的情况下产生不是所期望的着色。线段AB未与实轴交叉的设计的防反射膜(光学设计III)在任一入射角度的情况下均可观察到显著的着色。图4及图5也明确地示出相同的倾向。另外，角度θ是指线段AB与实轴所成的角度中的锐角。另外，如参照图2B所说明那样，如果以如光学设计I及IV那样使中折射率层的层叠轨迹的终点位于实轴的上侧的方式进行设计，则可使高折射率层的厚度变得非常薄。
在一个实施方式中，在使用上述振幅反射率图的复数平面进行防反射膜的反射特性的光学设计时，按照遍及550nm～700nm的波长范围内的任一光学设计中线段AB均与实轴交叉的方式，对基材10、中折射率层20、高折射率层40及低折射率层50的折射率及/或厚度进行设计。复数平面在可见光区域的各波长下其层叠轨迹成为不同者，但通常在视觉的感度为最高的580nm的波长下进行光学设计。与如上述那样以580nm下线段AB与实轴的交叉角度为指标进行设计同样地，按照使在各波长下的层叠轨迹的任一者中线段AB均与实轴交叉的方式进行光学设计，也可获得在各波长下具有优异的反射特性的防反射膜。因此，通过进行如在遍及550nm～700nm的波长范围内线段AB与实轴交叉的光学设计，可获得在宽带域的波长区域中具有优异的反射特性的防反射膜。该光学设计也与上述同样地具有综合性及一般性，因此无需对每个制品进行尝试而研究各层的厚度及/或折射率，在技术上非常有意义。
另外，在中折射率层20为单一层的实施方式(图1A的实施方式)中，通过使用振幅反射率图的复数平面进行光学设计，可使高折射率层的厚度与以往相比明显变薄。例如可使高折射率层的厚度成为50nm以下。已知，高折射率层代表性地是通过Nb2O5等金属氧化物的溅射而形成的，但此种溅射速度非常慢。因此，通过使高折射率层的厚度变薄，可大幅提高防反射膜整体的生产效率。
防反射膜的垂直入射的反射色相在CIE-Lab表色系统中优选为0≤a＊≤15、-20≤b＊≤0，更优选为0≤a＊≤10、-15≤b＊≤0。根据本发明，通过使用上述的光学设计而使各层的折射率及/或厚度最佳化，可获得具有接近中性的优异的反射色相的防反射膜。另外，在本说明书中，所谓“垂直入射”是指在测定上为5°正反射。垂直入射与5°正反射实质上可当作同一者处理。
防反射膜的视觉反射率Y越低越优选，优选为1.0％以下，更优选为0.7％以下，进一步优选为0.5％以下。如上所述，根据本发明，多层防反射膜可兼具低的视觉反射率(优异的防反射特性)与着色小的接近中性的反射色相(优异的反射色相)。
以下，对构成防反射膜的各层详细地进行说明。
A-1.基材
只要可获得本发明的效果，基材10就可由任意的适当的树脂膜构成。具体而言，基材10可为具有透明性的树脂膜。作为构成膜的树脂的具体例子，可列举出：聚烯烃系树脂(例如聚乙烯、聚丙烯)、聚酯系树脂(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺系树脂(例如尼龙-6、尼龙-66)、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯醇树脂、乙烯-乙烯醇树脂、(甲基)丙烯酸树脂、(甲基)丙烯腈树脂、纤维素系树脂(例如三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、赛璐玢)。基材可为单一层，也可为多个树脂膜的层叠体，也可为树脂膜(单一层或层叠体)与下述硬涂层的层叠体。基材(实质上为用于形成基材的组合物)可含有任意的适当的添加剂。作为添加剂的具体例子，可列举出：抗静电剂、紫外线吸收剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、抗氧化剂、阻燃剂。另外，构成基材的材料在本领域众所周知，因此省略详细的说明。
基材10在一个实施方式中可作为硬涂层发挥功能。即，基材10如上所述，可为树脂膜(单一层或层叠体)与以下说明的硬涂层的层叠体，也可单独由该硬涂层构成基材。在基材是由树脂膜与硬涂层的层叠体所构成的情况下，硬涂层可与中折射率层20邻接地配置。硬涂层为任意的适当的电离射线固化型树脂的固化层。作为电离射线，例如可列举出：紫外线、可见光、红外线、电子束。优选为紫外线，因此，电离射线固化型树脂优选为紫外线固化型树脂。作为紫外线固化型树脂，例如可列举出：(甲基)丙烯酸系树脂、硅酮系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、酰胺系树脂、环氧系树脂等。例如作为(甲基)丙烯酸系树脂的代表例，可列举出通过紫外线使含有(甲基)丙烯酰氧基的多官能性单体固化所得的固化物(聚合物)。多官能性单体可单独使用，也可组合多种使用。多官能性单体中可添加任意的适当的光聚合引发剂。另外，构成硬涂层的材料在本领域众所周知，因此省略详细的说明。
硬涂层中可分散任意的适当的无机或有机微粒。微粒的粒径例如为0.01μm～3μm。或者可在硬涂层的表面形成凹凸形状。通过采用上述构成，可赋予通常称为抗眩(antiglare)的光扩散性功能。作为分散在硬涂层中的微粒，就折射率、稳定性、耐热性等观点而言，可优选地使用氧化硅(SiO2)。进而，硬涂层(实质上为用于形成硬涂层的组合物)可含有任意的适当的添加剂。作为添加剂的具体例子，可列举出：流平剂、填充剂、分散剂、增塑剂、紫外线吸收剂、表面活性剂、抗氧化剂、触变剂。
硬涂层具有在铅笔硬度试验中优选为H以上、更优选为3H以上的硬度。铅笔硬度试验可依据JIS K 5400进行测定。
基材10的厚度可根据目的、基材的构成等而适当地设定。在基材是以树脂膜的单一层或层叠体的形式构成的情况下，厚度例如为10μm～200μm。在基材包含硬涂层的情况或单独由硬涂层构成的情况下，硬涂层的厚度例如为1μm～50μm。
基材10的折射率(在基材具有层叠结构的情况下为与中折射率层邻接的层的折射率)优选为1.45～1.65，更优选为1.50～1.60。如果为上述折射率，则可扩大用于满足上述说明的光学设计的中折射率层的设计的幅度。另外，在本说明书中，“折射率”只要未特别言及，则是指在温度为25℃、波长λ＝580nm下的依据JIS K 7105进行测定所得的折射率。
A-2.中折射率层
A-2-1.作为单一层的中折射率层
在一个实施方式中，中折射率层20例如为如图1A所示的单一层。在上述实施方式中，中折射率层20代表性地包含粘合剂树脂与分散在该粘合剂树脂中的无机微粒。粘合剂树脂代表性地为电离射线固化型树脂，更具体而言为紫外线固化型树脂。作为紫外线固化型树脂，例如可列举出：(甲基)丙烯酸酯树脂(环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸(甲基)丙烯酸酯、醚(甲基)丙烯酸酯)等自由基聚合型单体或低聚物等。构成丙烯酸酯树脂的单体成分(前体)的分子量优选为200～700。作为构成(甲基)丙烯酸酯树脂的单体成分(前体)的具体例子，可列举出：季戊四醇三丙烯酸酯(PETA：分子量为298)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA：分子量为212)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA：分子量为632)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA：分子量为578)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA：分子量为296)。根据需要可添加引发剂。作为引发剂，例如可列举出：UV自由基产生剂(Ciba SpecialtyChemicals公司制Irgacure 907、Irgacure 127、Irgacure 192等)、过氧化苯甲酰。上述粘合剂树脂除上述电离射线固化型树脂以外也可含有其它树脂成分。其它树脂成分可为电离射线固化型树脂，也可为热固性树脂，也可为热塑性树脂。作为其它树脂成分的代表例，可列举出：脂肪族系(例如聚烯烃)树脂、聚氨酯系树脂。在使用其它树脂成分的情况下，对其种类或配合量进行调整以使所获得的中折射率层的折射率在上述光学设计中良好地进行。
粘合剂树脂的折射率优选为1.40～1.60。
粘合剂树脂的配合量相对于100重量份的所形成的中折射率层，优选为10重量份～80重量份，更优选为20重量份～70重量份。
无机微粒例如可由金属氧化物所构成。作为金属氧化物的具体例子，可列举出：氧化锆(zirconia)(折射率：2.19)、氧化铝(折射率：1.56～2.62)、氧化钛(折射率：2.49～2.74)、氧化硅(折射率：1.25～1.46)。由于这些金属氧化物对光的吸收少且具有电离射线固化型树脂或热塑性树脂等有机化合物难以示出的折射率，因此易调整折射率，结果可以以涂覆的方式形成具有能良好地进行上述光学设计的折射率的中折射率层。特别优选的无机化合物为氧化锆及氧化钛。其原因在于：折射率及与粘合剂树脂的分散性适当，因此可形成具有所期望的折射率及分散结构的中折射率层。
无机微粒的折射率优选为1.60以上，更优选为1.70～2.80，特别优选为2.00～2.80。如果为上述范围，则可形成具有所期望的折射率的中折射率层。
无机微粒的平均粒径优选为1nm～100nm，更优选为10nm～80nm，进一步优选为20nm～70nm。如此，通过使用平均粒径小于光的波长的无机微粒，在无机微粒与粘合剂树脂之间不会产生几何光学的反射、折射、散射，从而可获得在光学上均匀的中折射率层。
无机微粒优选与粘合剂树脂的分散性良好。在本说明书中，所谓“分散性良好”是指涂布将粘合剂树脂、无机微粒(及根据需要的少量的UV引发剂)及挥发溶剂进行混合所得的涂布液并干燥除去溶剂所获得的涂膜为透明。
在一个实施方式中，无机微粒被表面改性。通过进行表面改性，可使无机微粒良好地分散在粘合剂树脂中。作为表面改性方法，只要可获得本发明的效果，则可采用任意的适当的方法。代表性而言，表面改性是通过在无机微粒的表面涂布表面改性剂而形成表面改性剂层而进行的。作为优选的表面改性剂的具体例子，可列举出：硅烷系偶合剂、钛酸酯系偶合剂等偶合剂，脂肪酸系表面活性剂等表面活性剂。通过使用上述表面改性剂，可提高粘合剂树脂与无机微粒的润湿性，使粘合剂树脂与无机微粒的界面稳定，使无机微粒良好地分散在粘合剂树脂中。在另一个实施方式中，无机微粒可不进行表面改性而使用。
无机微粒的配合量相对于100重量份的所形成的中折射率层，优选为10重量份～90重量份，更优选为20重量份～80重量份。如果无机微粒的配合量过多，则存在所获得的防反射膜的机械特性变得不充分的情况。另外，需在光学设计上增大高折射率层的厚度、生产率变得不充分的情况较多。如果配合量过少，则存在无法获得所期望的视觉反射率的情况。
中折射率层20的厚度优选为40nm～140nm，更优选为50nm～120nm。如果为上述厚度，则可实现所期望的光学膜厚。
中折射率层20的折射率优选为1.67～1.78，更优选为1.70～1.78。对于以往的防反射膜，如果要在宽带域中实现低反射性，则在低折射率层的折射率为1.47且高折射率层的折射率为2.33的情况下，需将中折射率层的折射率设定为1.9左右，但根据本发明，即便为上述折射率也可实现所期望的光学特性。其结果可通过就机械特性(硬度)的观点而言不太能提高折射率的树脂基底的组合物的涂布及固化而形成中折射率层，可大大地有助于生产率的提高及成本的降低。
A-2-2.具有层叠结构的中折射率层
在另一个实施方式中，中折射率层例如如图1B所示，具有自基材10侧起依次配置的另外的高折射率层21与另外的低折射率层22的层叠结构。如上所述，可以在振幅反射率图中按照使经过另外的高折射率层的另外的低折射率层的终点与中折射率层的层叠轨迹的终点成为同一位置的方式，对另外的高折射率层及另外的低折射率层的厚度及/或折射率进行设定。关于另外的高折射率层的具体的构成材料等，可参照后述A-4项中的高折射率层40的说明。关于另外的低折射率层的具体的构成材料等，可参照后述A-5项中的低折射率层50的说明。例如通过将另外的高折射率层及另外的低折射率层的光学膜厚分别设计为λ/8附近，可实现在光学上与中折射率层等效的层叠结构。另外，光学膜厚是指折射率与厚度的积，以相对于对象波长(此处为580nm)的比表示。
A-3.密接层
密接层30是为了提高邻接的层之间(在图1A的实施方式中为中折射率层20与高折射率层40)的密接性而可设置的任意的层。密接层例如可由硅(silicon)构成。密接层的厚度例如为2nm～5nm。另外，如上所述，只要可提高邻接的层之间的密接性，则密接层的形成位置并不限定于图示例。
A-4.高折射率层
高折射率层40通过与低折射率层50组合使用，从而可利用各自的折射率的差异，使防反射膜高效率地防止光的反射。高折射率层40可优选地与低折射率层50邻接地配置。进而，高折射率层40可优选地配置在低折射率层50的基材侧。如果为上述构成，则可效率非常高地防止光的反射。
高折射率层40的厚度在一个实施方式(例如图3的光学设计I及图4的光学设计IV)中优选为10nm～50nm，在另一个实施方式(例如图5的光学设计VII)中优选为70nm～120nm。
高折射率层40的折射率优选为2.00～2.60，更优选为2.10～2.45。若为上述折射率，则可确保与低折射率层的所期望的折射率差，可高效率地防止光的反射。
高折射率层40在波长580nm下的光学膜厚在一个实施方式(例如图3的光学设计I及图4的光学设计IV)中优选为λ/32～λ/4左右，在另一个实施方式(例如图5的光学设计VII)中优选为λ/4～λ/2左右。
作为构成高折射率层40的材料，只要可获得上述所期望的特性，则可使用任意的适当材料。作为上述材料，可代表性地列举出金属氧化物及金属氮化物。作为金属氧化物的具体例子，可列举出：氧化钛(TiO2)、铟/锡氧化物(ITO)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钇(Y2O3)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化锑(Sb2O3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化锌(ZnO)、氧化钨(WO3)。作为金属氮化物的具体例子，可列举出：氮化硅(Si3N4)。优选为氧化铌(Nb2O5)、氧化钛(TiO2)。其原因在于：折射率适当，且溅射速度慢，因此本发明所带来的薄膜化的效果变得显著。
A-5.低折射率层
低折射率层50如上所述，通过与高折射率层40组合使用，从而可利用各自的折射率的差异，使防反射膜高效率地防止光的反射。低折射率层50可优选地与高折射率层40邻接地配置。进而，低折射率层50可优选地配置在高折射率层40的与基材侧相反的侧。如果为上述构成，则可效率非常高地防止光的反射。
低折射率层50的厚度优选为70nm～120nm，更优选为80nm～115nm。如果为上述厚度，则可实现所期望的光学膜厚。
低折射率层50的折射率优选为1.35～1.55，更优选为1.40～1.50。如果为上述折射率，则可确保与高折射率层的所期望的折射率差，可高效率地防止光的反射。
低折射率层50在波长580nm下的光学膜厚就相当于一般的低反射层的方面而言，为λ/4左右。
作为构成低折射率层50的材料，只要可获得上述所期望的特性，则可使用任意的适当的材料。作为上述材料，可代表性地列举出金属氧化物及金属氟化物。作为金属氧化物的具体例子，可列举出氧化硅(SiO2)。作为金属氟化物的具体例子，可列举出：氟化镁、氟氧化硅。就折射率的观点而言，优选为氟化镁、氟氧化硅，就易制造性、机械强度、耐湿性等观点而言，优选为氧化硅，如果综合考虑各种特性，则优选为氧化硅。
B.防反射膜的制造方法
以下说明本发明的防反射膜的制造方法的一个例子。
B-1.基材的准备
首先，准备基材10。基材10可使用由包含如上述A-1项记载的树脂的组合物所形成的树脂膜，也可使用市售的树脂膜。作为树脂膜的形成方法，可采用任意的适当的方法。作为具体例子，可列举出：挤出、溶液流延法。在使用树脂膜的层叠体作为基材的情况下，例如可通过共挤出形成基材。
在基材包含硬涂层的情况下，例如在上述树脂膜上形成硬涂层。作为在基材上形成硬涂层的方法，可采用任意的适当的方法。作为具体例子，可列举出：辊式涂布、模具涂布、气刀涂布、刮刀涂布、旋转涂布、反向涂布、凹版涂布等涂布法，或凹版印刷、网版印刷、胶版印刷、喷墨印刷等印刷法。在单独由硬涂层构成基材的情况下，只要自所形成的树脂膜/硬涂层的层叠体将树脂膜剥离即可。
B-2.中折射率层的形成
接着，在以B-1项的方式准备的基材10上形成中折射率层20。在一个实施方式中，在基材上涂布如上述A-2-1项记载的包含粘合剂树脂与无机微粒的中折射率层形成用组合物(涂布液)。为了提高涂布液的涂布性，可使用溶剂。作为溶剂，可使用能够使粘合剂树脂及无机微粒良好地分散的任意的适当的溶剂。作为涂布方法，可采用任意的适当的方法。作为涂布方法的具体例子，可列举出如上述B-1项记载者。接着，使所涂布的中折射率层形成用组合物固化。在使用如上述A-2-1项记载的粘合剂树脂的情况下，固化是通过照射电离射线而进行的。在使用紫外线作为电离射线的情况下，其累计光量优选为200mJ～400mJ。根据需要也可在照射电离射线前及/或后进行加热处理。加热温度及加热时间可根据目的等而适当地设定。如此，在本发明的制造方法的一个实施方式中，通过湿式工艺(涂布及硬化)形成中折射率层20。在另一个实施方式中，也可将另外的高折射率层与另外的低折射率层的层叠结构作为中折射率层，以后述B-4及B-5项的方式形成。
B-3.密接层的形成
接着，根据需要在以B-2项的方式形成的中折射率层20上形成密接层30。密接层30代表性地是通过干式工艺来形成的。作为干式工艺的具体例子，可列举出：PVD(PhysicalVapor Deposition，物理气相沉积)法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法。作为PVD法，可列举出：真空蒸镀法、反应性蒸镀法、离子束辅助法、溅射法、离子镀法。作为CVD法，可列举出等离子CVD法。在进行一直线上处理的情况下，可优选地使用溅射法。密接层30例如通过硅(silicon)的溅射而形成。另外，如上所述，密接层为任意的，也可省略。另外，在形成密接层的情况下，只要可提高邻接的层之间的密接性，则其形成位置并不限定于图示例。
B-4.高折射率层的形成
接着，在中折射率层20上、或在形成有密接层的情况下在密接层30上形成高折射率层40。高折射率层40代表性地是通过干式工艺来形成的。在一个实施方式中，高折射率层40是通过金属氧化物(例如Nb2O5)或金属氮化物的溅射而形成的。在另一个实施方式中，高折射率层40是通过一面导入氧使金属氧化一面进行溅射而形成的。在本发明中，由于高折射率层的厚度非常小，因而重要的是膜厚控制，但通过适当的溅射可以应对。
B-5.低折射率层的形成
最后，在以B-4项的方式形成的高折射率层40上形成低折射率层50。低折射率层50在一个实施方式中是通过干式工艺而形成的，例如是通过金属氧化物(例如SiO2)的溅射而形成的。低折射率层50在另一个实施方式中是通过湿式工艺而形成的，例如是通过涂布以聚硅氧烷为主成分的低折射率材料而形成的。另外，也可针对所期望的膜厚进行溅射直至中途，之后进行涂布，由此形成低折射率层。
根据需要可在低折射率层上以薄至无损光学特性的程度的膜(1nm～10nm左右)的形式设置防污层。防污层根据形成材料，可利用干式工艺来形成，也可利用湿式工艺来形成。
以上述方式可制作防反射膜。
C.防反射膜的用途
本发明的防反射膜可优选地用在防止外界光映入CRT、液晶显示装置、等离子显示面板等图像显示装置中。本发明的防反射膜可作为单独的光学构件而使用，也可以以与其它光学构件成为一体化的形式提供。例如可使其贴合在偏振片上而以带有防反射膜的偏振片的形式提供。上述带有防反射膜的偏振片可优选地用作例如液晶显示装置的可视侧偏振片。
实施例
以下，通过实施例具体地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。实施例中的试验及评价方法如下所述。另外，只要无特别说明，则实施例中的“％”为重量基准。
＜光学特性的评价＞
为了截断背面反射率而将所获得的防反射膜经由粘着剂贴合在黑色丙烯酸板(Mitsubishi Rayon公司制，厚度为2.0mm)上，制成测定样品。对上述测定样品，使用分光光度计U4100(Hitachi High-Technologies公司制)，测定5°正反射的可见光区域的反射率、针对来自20°方向的入射光的反射率及针对来自40°方向的入射光的反射率。由所获得的反射率的光谱计算并求出C光源2度视野的视觉反射率(Y(％))及L*a*b*表色系统的色相a*及b*。
＜实施例1＞
使用波长580nm下的振幅反射率图的复数平面进行具有基材/中折射率层/高折射率层/低折射率层的构成的防反射膜的反射特性的光学设计。此时，按照如图2所示那样使连结高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与振幅反射率图的实轴交叉的方式，对基材、中折射率层、高折射率层及低折射率层的折射率及厚度进行设定。具体而言，以下述步骤制作防反射膜。
使用带有硬涂层(折射率：1.53)的三乙酰纤维素(TAC)膜作为基材。另一方面，制备如下涂布液(中折射率层形成用组合物)：利用MIBK(Methyl Isobutyl Ketone，甲基异丁基酮)将含有全部固态成分的约70％的氧化锆粒子(平均粒径为40nm，折射率为2.19)的树脂组合物(JSR公司制，商品名“Opstar KZ系列”)稀释成3％。使用棒式涂布机将该涂布液涂布在上述基材上，在60℃下干燥1分钟后，照射累计光量为300mJ的紫外线，形成中折射率层(折射率：1.76，厚度：104nm)。接着，通过溅射Nb2O5，从而在中折射率层上形成高折射率层(折射率：2.33，厚度：19nm)。进而，通过溅射SiO2，从而在高折射率层上形成低折射率层(折射率：1.47，厚度：108nm)。如此制作防反射膜。将结果示于表1。另外，表1中也示出线段AB与振幅反射率图的实轴的交叉角度。
＜实施例2～5及比较例1～2＞
以表1所示的构成制作防反射膜。将所获得的防反射膜供于上述光学特性的评价。将结果示于表1。
[表1]
＜实施例6＞
对于中折射率层具有另外的高折射率层/另外的低折射率层的层叠结构的方式的防反、即具有基材/另外的高折射率层/另外的低折射率层/高折射率层/低折射率层的构成的防反射膜，按照与实施例1相同的方式进行光学设计。此时，根据图2，按照使连结高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与振幅反射率图的实轴交叉的方式，对基材、另外的高折射率层、另外的低折射率层、高折射率层及低折射率层的折射率及厚度进行设定。具体而言，以下述步骤制作防反射膜。
使用带有硬涂层(折射率：1.53)的三乙酰纤维素(TAC)膜作为基材。接着，通过溅射Nb2O5，从而在基材上形成另外的高折射率层(折射率：2.33，厚度：14nm)。接着，通过溅射SiO2，从而在另外的高折射率层上形成另外的低折射率层(折射率：1.47，厚度：49nm)。进而，通过溅射Nb2O5，从而在另外的低折射率层上形成高折射率层(折射率：2.33，厚度：26nm)。最后，通过溅射SiO2，从而在高折射率层上形成低折射率层(折射率：1.47，厚度：115nm)。如此制作防反射膜。将结果示于表2。另外，表2中也示出线段AB与振幅反射率图的实轴的交叉角度。
＜实施例7～10及比较例3＞
以表2所示的构成制作防反射膜。将所获得的防反射膜供于上述光学特性的评价。将结果示于表2。
另外，在各实施例及比较例中，线段AB与振幅反射率图的实轴的交叉及交叉角度是通过使中折射率层(在实施例6～10及比较例3中为另外的高折射率层与另外的低折射率层)、高折射率层及低折射率层的厚度发生变化而进行控制，但由图2可知，也可改变各层的折射率，还可组合改变各层的折射率与厚度。
[表2]
＜实施例11＞
在580nm下进行与实施例1相同的光学设计。进而，将设计波长变更为550nm、650nm及700nm而进行光学设计。将各个设计波长下的振幅反射率图与后述实施例12的结果一并示于图6。
＜实施例12＞
在580nm下进行与实施例2相同的光学设计。进而，将设计波长变更为550nm、650nm及700nm而进行光学设计。将各个设计波长下的振幅反射率图与实施例11的结果一并示于图6。
＜评价＞
由表1及表2可知，在使用波长580nm下的振幅反射率图的复数平面进行防反射膜的反射特性的光学设计时，按照使连结高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与振幅反射率图的实轴交叉的方式，对各层的折射率及/或厚度(此处为厚度)进行设计，从而可获得实现优异的反射特性且正面方向及斜方向上的任意入射光的反射色相均无着色的防反射膜。进而，可知在线段AB与实轴的交叉角度θ成为75°以上的实施例中，可显著改善来自斜方向的入射光的反射色相。并且，如果将实施例11与12进行比较可知，通过使580nm下的交叉角度θ最佳化，从而担保宽带域的波长区域中线段AB与实轴的交叉、可获得具有优异的反射特性的防反射膜。
产业上的可利用性
本发明的防反射膜可优选地用在防止外界光映入CRT、液晶显示装置、等离子显示面板等图像显示装置中。
符号说明
10 基材
20 中折射率层
21 另外的高折射率层
22 另外的低折射率层
30 密接层
40 高折射率层
50 低折射率层
100 防反射膜

Claims (7)

1.一种防反射膜，其是具有基材和自所述基材侧起依次具有的中折射率层、高折射率层及低折射率层的防反射膜，其中，
在使用波长580nm下的振幅反射率图的复数平面进行所述防反射膜的反射特性的光学设计时，按照使连结所述高折射率层的层叠轨迹的起点A与终点B的线段AB与所述振幅反射率图的实轴交叉、且所述线段AB与所述实轴所成的角度θ成为65°≤θ≤90°的方式，对所述基材、所述中折射率层、所述高折射率层及所述低折射率层的折射率及/或厚度进行设计。
2.根据权利要求1所述的防反射膜，其中，在使用所述振幅反射率图的复数平面进行所述防反射膜的反射特性的光学设计时，按照遍及550nm～700nm的波长范围内的任一光学设计中所述线段AB均与所述实轴交叉的方式，对所述基材、所述中折射率层、所述高折射率层及所述低折射率层的折射率及/或厚度进行设计。
3.根据权利要求1所述的防反射膜，其中，所述中折射率层为单一层。
4.根据权利要求3所述的防反射膜，其中，所述高折射率层的厚度为50nm以下。
5.根据权利要求1所述的防反射膜，其中，所述中折射率层具有自所述基材侧起依次配置的另外的高折射率层与另外的低折射率层的层叠结构。
6.一种带有防反射膜的偏振片，其包含权利要求1所述的防反射膜。
7.一种图像显示装置，其包含权利要求1所述的防反射膜或权利要求6 所述的带有防反射膜的偏振片。
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