CN111103637A - 防反射薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在宽频带中具有优异的反射特性(低反射性)且着色被抑制的防反射薄膜。本发明的防反射薄膜依次具有：透明基材、从该透明基材起的依次的密合层、第一Nb2O5层、第一SiO2层、第二Nb2O5层、第二SiO2层和防污层，第一Nb2O5层的光学膜厚为28nm～33nm，第一SiO2层的光学膜厚为43nm～57nm，第二Nb2O5层的光学膜厚为264nm～288nm，第二SiO2层的光学膜厚为113nm～129nm。
Description
技术领域
本发明涉及防反射薄膜。
背景技术
一直以来，为了防止外部光在CRT、液晶显示装置、等离子体显示面板等的显示器画面的反射，广泛使用配置在显示器画面的表面的防反射薄膜。作为防反射薄膜，例如已知具有折射率不同的多个层的多层薄膜。已知通过使用这类多层薄膜可得到高防反射性能(在宽频带中低的反射率)。防反射薄膜的防反射性能一般以光反射率(luminousreflectance)Y(％)来评价，该光反射率越低则防反射性能越优异。但是，存在若想要降低光反射率则反射色相容易着色的问题。
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
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述现有课题而作出的，其目的在于，提供在宽频带中具有优异的反射特性(低反射性)且着色被抑制的防反射薄膜。
用于解决问题的方案
本发明的防反射薄膜依次具有：透明基材、从该透明基材起依次的密合层、第一Nb2O5层、第一SiO2层、第二Nb2O5层、第二SiO2层和防污层，第一Nb2O5层的光学膜厚为28nm～33nm，第一SiO2层的光学膜厚为43nm～57nm，第二Nb2O5层的光学膜厚为264nm～288nm，第二SiO2层的光学膜厚为113nm～129nm。
在一实施方式中，上述防污层的折射率为1.00～1.50。
在一实施方式中，上述防污层的厚度为3nm～15nm。
在一实施方式中，上述防反射薄膜在波长420nm～660nm的范围内的反射率的最大值为0.5％以下。
在一实施方式中，上述透明基材包含硬涂层。
在一实施方式中，上述防反射薄膜在上述透明基材的与上述密合层为相反侧的面上还具备光学薄膜。
根据本发明的另一方面，提供一种图像显示装置。该图像显示装置具备上述防反射薄膜。
根据本发明，通过适当调整所配置的多个Nb2O5层、SiO2层的光学膜厚，从而可以提供在宽频带中具有优异的反射特性(低反射性)且着色被抑制的防反射薄膜。
附图说明
图1是基于本发明的一实施方式的防反射薄膜的示意截面图。
图2是实施例和比较例中得到的防反射薄膜的反射率谱图。
附图标记说明
10 透明基材
20 密合层
30 第一Nb2O5层
40 第一SiO2层
50 第二Nb2O5层
60 第二SiO2层
70 防污层
100 防反射薄膜
具体实施方式
A.防反射薄膜的概要
图1是基于本发明的一实施方式的防反射薄膜的示意截面图。该防反射薄膜100依次具有：透明基材10、从透明基材10起的依次的密合层20、第一Nb2O5层30、第一SiO2层40、第二Nb2O5层50、第二SiO2层60和防污层70。需要说明的是，在图1中，为了便于观察，图中的厚度等的比例尺与实际中不同。
在本发明中，第一Nb2O5层的光学膜厚(折射率×物理膜厚)为28nm～33nm。另外，第一SiO2层的光学膜厚为43nm～57nm。另外，第二Nb2O5层的光学膜厚为264nm～288nm。另外，第二SiO2层的光学膜厚为113nm～129nm。
在本发明中，通过将第一Nb2O5层30、第一SiO2层40、第二Nb2O5层50和第二SiO2层60依次层叠，从而可以得到具有优异的反射特性(低反射性)的防反射薄膜。进而，通过如上所述地将各层的光学膜厚调整到特定的范围，从而可以提供具有中性的反射色相的防反射薄膜来作为具有防污层的防反射薄膜。另外，通过将各层的光学膜厚调整到特定的范围，从而可以制成对于短波长、长波长的入射光均显示低反射率的防反射薄膜。可以提供可兼顾宽频带中的优异的反射特性(低反射性)和中性的反射色相的防反射薄膜来作为具有防污层的防反射薄膜，这是本发明的成果之一。
上述防反射薄膜在波长420nm～660nm的范围内的反射率的最大值为0.5％以下，优选为0.4％以下，进一步优选为0.3％以下。“在波长420nm～660nm的范围内的反射率的最大值”越低越优选，其下限为例如0.05％(优选为0.03％)。需要说明的是，在本说明书中，反射率是指光反射率Y。测定方法将在后文说明。
虽然未图示，但上述防反射薄膜可进一步具备任意的合适的其它层、薄膜。例如，可以在透明基材的与密合层为相反侧的面上配置光学薄膜。
在一实施方式中，提供具备上述防反射薄膜的图像显示装置。作为图像显示装置，没有特别限定，可列举例如CRT、液晶显示装置、等离子体显示器等。在一实施方式中，在上述图像显示装置中，防反射薄膜被设置在视觉辨识侧的最外侧。
B.透明基材
上述透明基材只要可得到本发明的效果则可以由任意的合适的树脂薄膜构成。作为构成树脂薄膜的树脂的具体例，可列举聚烯烃系树脂(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)丙烯酸类树脂、(甲基)丙烯腈树脂、纤维素系树脂(例如三乙酸纤维素、二乙酸纤维素、玻璃纸)。透明基材可以是单层，也可以是多层树脂薄膜的层叠体，还可以是树脂薄膜(单层或层叠体)与下述的硬涂层的层叠体。透明基材(实质上为用于形成透明基材的组合物)可含有任意的合适的添加剂。作为添加剂的具体例，可列举抗静电剂、紫外线吸收剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、抗氧化剂、阻燃剂。需要说明的是，构成透明基材的材料在该领域中是周知的，因此省略详细说明。
在一实施方式中，透明基材可作为硬涂层起作用。即，如上所述，透明基材可以是树脂薄膜(单层或层叠体)与以下说明的硬涂层的层叠体，也可以由该硬涂层单独构成透明基材。在透明基材由树脂薄膜与硬涂层的层叠体构成的情况下，硬涂层可与上述密合层相邻地配置。在一实施方式中，硬涂层是任意的合适的电离射线固化型树脂的固化层。作为电离射线，可列举例如紫外线、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，可列举例如(甲基)丙烯酸系树脂、有机硅系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、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，可列举利用紫外线使含有(甲基)丙烯酰氧基的多官能性单体固化而成的固化物(聚合物)。多官能性单体可以是单独使用，也可以将多种组合使用。多官能性单体中可添加任意的合适的光聚合引发剂。需要说明的是，构成硬涂层的材料在本领域中是周知的，因此省略详细的说明。
硬涂层中可以分散有任意的合适的无机或有机微粒。微粒的粒径为例如0.01μm～3μm。或者，可以在硬涂层的表面形成凹凸形状。通过采用这种构成，可以赋予一般被称为防眩光的光漫射性功能。作为分散在硬涂层中的微粒，从折射率、稳定性、耐热性等观点出发，可优选使用二氧化硅(SiO2)。进而，硬涂层(实质上为用于形成硬涂层的组合物)可含有任意的合适的添加剂。作为添加剂的具体例，可列举流平剂、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。
硬涂层在铅笔硬度试验中具有优选为H以上、更优选为3H以上的硬度。铅笔硬度试验可基于JIS K 5400来测定。
透明基材的厚度可根据目的、透明基材的构成等来适当设定。在透明基材以树脂薄膜的单层或层叠体的形式构成时，厚度为例如10μm～200μm。在透明基材包含硬涂层时或单独由硬涂层构成时，硬涂层的厚度为例如1μm～50μm。
透明基材的光透过率优选为60％～99％，更优选为80％～99％。
透明基材的折射率(在透明基材具有层叠结构时，为与密合层相邻的层的折射率)优选为1.45～1.65，更优选为1.50～1.60。需要说明的是，在本说明书中，“折射率”在未特别声明的情况下是指在温度25℃、波长λ＝580nm下的基于JIS K 7105测定的折射率。
C.密合层
上述密合层是为了提高相邻的层间(例如透明基材与第一Nb2O5层)的密合性而可设置的层。密合层例如可由硅(silicon)构成。密合层的厚度为例如2nm～5nm。
密合层除了可以形成在透明基材与第一Nb2O5层之间以外，还可以形成在第一Nb2O5层与第一SiO2层之间、第一SiO2层与第二Nb2O5层之间、第二Nb2O5层与第二SiO2层之间的任意位置。
典型情况下，密合层通过干法形成。作为干法的具体例，可列举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，可列举等离子体CVD法。在进行在线处理时，可优选使用溅射法。
D.第一Nb2O5层
上述第一Nb2O5层由Nb2O5(折射率：2.34)构成。在本发明中，关于第一Nb2O5层(以及下述第一SiO2层、第二Nb2O5层和第二SiO2层)，通过不仅将折射率设为合适的值、而且对构成层的材料进行规定，可以得到反射色相为中性的防反射薄膜。
第一Nb2O5层(以及下述第一SiO2层、第二Nb2O5层和第二SiO2层)可通过所谓的干法形成。作为干法的具体例，可列举PVD(物理气相沉积)法、CVD(化学气相沉积)法。作为PVD法，可列举真空蒸镀法、反应性蒸镀法、离子束辅助法、溅射法、离子镀法。作为CVD法，可列举等离子体CVD法。在一实施方式中，可优选使用溅射法。若使用溅射法，则能够降低反射色调的偏差。
如上所述，第一Nb2O5层的光学膜厚为28nm～33nm。第一Nb2O5层的光学膜厚优选为28nm～32nm，更优选为28nm～30nm。若为这样的范围，则可以得到反射色相为中性的防反射薄膜。
第一SiO2层的光学膜厚相对于第一Nb2O5层的光学膜厚的比优选为1.4～2.1，更优选为1.7～2.1。若为这样的范围，则可以得到反射特性优异且反射色相为中性的防反射薄膜。
第一Nb2O5层的厚度优选为12.0nm～14.1nm，更优选为12.0nm～13.7nm，进一步优选为12.0nm～12.8nm。
E.第一SiO2层
上述第一SiO2层由SiO2(折射率：1.46)构成。
如上所述，第一SiO2层的光学膜厚为43nm～57nm。若为这样的范围，则可以得到反射色相为中性的防反射薄膜。
第二Nb2O5层的光学膜厚相对于第一SiO2层的光学膜厚的比优选为4.7～6.7，更优选为5.1～6.1。若为这样的范围，则可以得到反射特性优异且反射色相为中性的防反射薄膜。
第一SiO2层的厚度优选为29.5nm～39.0nm。
F.第二Nb2O5层
上述第二Nb2O5层由Nb2O5(折射率：2.34)构成。
如上所述，第二Nb2O5层的光学膜厚为264nm～288nm。若为这样的范围，则可以得到反射色相为中性的防反射薄膜。
第二SiO2层的光学膜厚相对于第二Nb2O5层的光学膜厚的比优选为0.40～0.48，更优选为0.43～0.44。若为这样的范围，则可以得到反射特性优异且反射色相为中性的防反射薄膜。
第二Nb2O5层的厚度优选为112.8nm～123.1nm。
G.第二SiO2层
上述第二SiO2层由SiO2(折射率：1.46)构成。
如上所述，第二SiO2层的光学膜厚为113nm～129nm。若为这样的范围，则可以得到反射色相为中性的防反射薄膜。
第一SiO2层的厚度优选为77.4nm～88.4nm。
H.防污层
根据需要而设置的防污层是可对防反射薄膜的表面赋予拒水性、拒油性、耐汗性、防污性等的层。本发明的特征之一是在考虑防污层的存在的基础上调整上述无机层(第一Nb2O5层、第一SiO2层、第二Nb2O5层和第二SiO2层)的光学膜厚。
作为构成防污层的材料，优选为含氟化合物。含氟化合物在赋予防污性的同时还有助于低折射率化。其中，从拒水性优异、可发挥高的防污性的角度出发，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排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，优选任选具有碳数1～4的支链的全氟氧化亚烷基，可列举例如全氟氧化亚甲基(-CF2O-)、全氟氧化亚乙基(-CF2CF2O-)、全氟氧化亚丙基(-CF2CF2CF2O-)、全氟氧化亚异丙基(-CF(CF3)CF2O-)等。
防污层的折射率优选为1.00～1.50，更优选为1.10～1.50，进一步优选为1.20～1.45。若为这样的范围，则将第一Nb2O5层、第一SiO2层、第二Nb2O5层和第二SiO2层的光学膜厚设为上述范围的效果变得更显著，可以提供在宽频带中具有优异的反射特性(低反射性)且着色被抑制的防反射薄膜。
在一实施方式中，本发明的防反射薄膜以防污层的折射率与第二SiO2层的折射率之差小的方式构成。防污层的折射率与第二SiO2层的折射率之差(第二SiO2层的折射率-防污层的折射率)优选为-0.1～0.3，更优选为-0.05～0.2，进一步优选为0～0.15。
防污层的厚度优选为3nm～15nm，更优选为3nm～10nm。若为这样的范围，则可以形成颜色不均少且防污性能优异的防污层。另外，若防污层的厚度为上述范围，则将第一Nb2O5层、第一SiO2层、第二Nb2O5层和第二SiO2层的光学膜厚设为上述范围的效果变得更显著，可以提供在宽频带中具有优异的反射特性(低反射性)且着色被抑制的防反射薄膜。
关于防污层的形成方法，可以根据形成材料使用蒸镀、溅射等物理气相沉积法、化学气相沉积法、反向涂布法、模涂法、凹版涂布法等湿式涂布法等。
I.光学薄膜
作为根据需要而设置的光学薄膜，可列举偏光板、相位差薄膜、增光膜、扩散薄膜、导电性薄膜等。光学薄膜可借助任意的合适的粘合剂或粘接剂层叠在透明基材上。
实施例
以下通过实施例来具体说明本发明，但本发明不限于这些实施例。实施例中的试验和评价方法如下所述。另外，只要没有特别声明，则实施例中的“％”为重量基准。
＜评价方法＞
(1)物理厚度
通过TEM截面观察来测定各层的厚度。
(2)折射率
使用对应于各层的评价用样品，利用光谱椭偏仪测定各层的折射率。
(3)光学膜厚
将物理厚度与折射率相乘，从而计算光学膜厚。
(4)反射特性E
借助粘合剂在防反射薄膜的透明基材侧贴合遮光性的黑色亚克力板，从而制作评价用样品。
然后，使用日立制作所制分光光度计“U4100”，在5°正反射(波长：380nm～780nm)的条件下实施防反射面的光反射率Y、反射L、反射色相a*、反射色相b*的值的测定。
用下述式计算E值。E值为用于评价色调的指标，E值越低表示反射色相越接近中性。
需要说明的是，将通过上述评价取得的反射率的谱图示于图2。
[实施例1]
(透明基材的制作)
将氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂(大日本油墨化学工业公司制、商品名“UNIDICV4025”、折射率1.52)100重量份、作为无机颗粒的纳米二氧化硅颗粒(日产化学工业公司制、商品名“MEK-ST-L”、平均粒径50nm)50重量份和作为UV引发剂的BASF公司制的商品名“Irgacure184”5重量份混合。接着，将作为稀释溶剂的MEK与PGM的混合溶液添加到上述溶液中，以溶剂比率成为MEK/PGM＝40/60的方式进行调整，得到硬涂层形成用组合物。
将该硬涂层形成用组合物以干燥后的厚度为5μm的方式涂布在树脂薄膜(TAC：富士FILM公司制、商品名“TD80UL”)的一面，在80℃干燥2分钟。然后用高压汞灯照射累积光量为300mJ/cm2的紫外线使涂布层固化，从而在树脂薄膜上形成硬涂层。
(无机层的形成)
将Si溅射靶设置在磁控溅射装置中，在上述硬涂层上形成由SiOx层构成的密合层(厚5nm)。
接着，将Nb靶设置在磁控溅射装置中，进行反应性溅射，在上述密合层上形成第一Nb2O5层(厚12nm、折射率2.34)。
接着，将Si靶设置在磁控溅射装置中，进行反应性溅射，在第一Nb2O5层上形成第一SiO2层(厚39nm、折射率1.46)。
接着，在上述第一SiO2层上，通过与第一Nb2O5层的形成方法相同的方法形成第二Nb2O5层(厚119nm、折射率2.34)。进而在第二Nb2O5层上，通过与第一SiO2层的形成方法相同的方法形成第二SiO2层(厚：78nm、折射率1.46)。
(防污层的形成)
在第二SiO2层上，通过凹版涂布法涂布氟系树脂(含有在主链骨架中包含-(CF2-CF2-O)-和-(CF2-O)-的全氟醚的氟系树脂)溶液，从而形成厚度9nm、折射率1.32的防污层。
如此进行，得到具有透明基材(树脂薄膜/硬涂层)/密合层(SiOx层)/第一Nb2O5层/第一SiO2层/第二Nb2O5层/第二SiO2层/防污层)的构成的防反射薄膜。将得到的防反射薄膜供于上述评价。将结果示于表1。
[实施例2～6、比较例1～6]
将第一Nb2O5层、第一SiO2层、第二Nb2O5层、第二SiO2层和防污层的厚度设为表1所示的厚度，除此以外与实施例1同样进行，得到防反射薄膜。将得到的防反射薄膜供于上述评价。将结果示于表1。
[比较例7]
与实施例1同样地制作透明基材。
接着，将ZrO2设置在真空蒸镀装置中，进行真空蒸镀，在上述透明基材上形成第一ZrO2层(厚13nm、折射率2.22)。
接着，将MgF2设置在真空蒸镀装置中，进行真空蒸镀，在上述第一ZrO2层上形成第一MgF2层(厚34nm、折射率1.38)。
接着，在上述第一MgF2层上，通过与第一ZrO2层的形成方法相同的方法形成第二ZrO2层(厚118nm、折射率2.22)。进而在第二ZrO2层上，通过与第一MgF2层的形成方法相同的方法形成第二MgF2层(厚91nm、折射率1.38)。
在第二MgF2层上，通过凹版涂布法涂布氟系树脂(含有在主链结构中包含-(CF2-CF2-O)-和-(CF2-O)-的全氟醚的氟系树脂)溶液，形成厚度5nm、折射率1.32的防污层。
如此进行，得到具有透明基材(树脂薄膜/硬涂层)/密合层(SiOx层)/第一ZrO2层/第一MgF2层/第二ZrO2层/第二MgF2层/防污层)的构成的防反射薄膜。将得到的防反射薄膜供于上述评价。将结果示于表1。
[表1]
由表1可知，本发明的防反射薄膜通过设置多层由特定的无机物构成的层且将各层的光学膜厚控制为特定的值，从而具有低反射特性且反射色相为中性。另外，由图2可知，本发明的防反射薄膜在宽频带中具有优异的反射特性(具体而言，在波长420nm～660nm的范围内的反射率的最大值为1.5％以下)。
产业上的可利用性
本发明的防反射薄膜可以优选用于防止外部光在CRT、液晶显示装置、等离子体显示面板等图像显示装置中的反射。
Claims (7)
1.一种防反射薄膜，其依次具有：透明基材、从该透明基材起的依次的密合层、第一Nb2O5层、第一SiO2层、第二Nb2O5层、第二SiO2层、和防污层，
第一Nb2O5层的光学膜厚为28nm～33nm，
第一SiO2层的光学膜厚为43nm～57nm，
第二Nb2O5层的光学膜厚为264nm～288nm，
第二SiO2层的光学膜厚为113nm～129nm。
2.根据权利要求1所述的防反射薄膜，其中，所述防污层的折射率为1.00～1.50。
3.根据权利要求1或2所述的防反射薄膜，其中，所述防污层的厚度为3nm～15nm。
4.根据权利要求1或2所述的防反射薄膜，其在波长420nm～660nm的范围内的反射率的最大值为0.5％以下。
5.根据权利要求1或2所述的防反射薄膜，其中，所述透明基材包含硬涂层。
6.根据权利要求1或2所述的防反射薄膜，其中，在所述透明基材的与所述密合层为相反侧的面上还具备光学薄膜。
7.一种图像显示装置，其具备权利要求1至6中任一项所述的防反射薄膜。
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