CN115812035B - 带防污层的光学薄膜 - Google Patents

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Abstract

带防污层的光学薄膜朝着厚度方向的一面侧依次具备基材层、由无机层形成的光学功能层、以及防污层。防污层的表面粗糙度Ra为2nm以上且15nm以下。

Description

带防污层的光学薄膜
技术领域
本发明涉及带防污层的光学薄膜。
背景技术
以往，从防止污物(手垢和指纹)附着于薄膜基材表面和光学部件表面的观点出发，已知的是形成防污层。
具体而言，提出了朝着厚度方向的一面侧依次具备透明薄膜、防反射层和防污层的防反射薄膜(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-227898号公报
发明内容
发明要解决的问题
在防污层附着有污物的情况下，有时擦拭去除该污物。因此，对防污层要求相对于擦拭(滑动)而言的耐久性。
另一方面，若对防污层照射紫外线，则存在防污层的相对于滑动而言的耐久性降低的不良情况。
本发明提供即便对防污层照射紫外线，也能够抑制防污层的相对于滑动而言的耐久性降低的带防污层的光学薄膜。
用于解决问题的方案
本发明[1]是一种带防污层的光学薄膜，其朝着厚度方向的一面侧依次具备基材层、由无机层形成的光学功能层、以及防污层，前述防污层的表面粗糙度Ra为2nm以上且15nm以下。
本发明[2]包括上述[1]所述的带防污层的光学薄膜，其中，前述光学功能层为防反射层。
本发明[3]包括上述[2]所述的带防污层的光学薄膜，其中，前述防反射层交替具有折射率相对较大的高折射率层和折射率相对较小的低折射率层。
本发明[4]包括上述[1]～[3]中任一项所述的带防污层的光学薄膜，其中，基材层朝着厚度方向的一面侧依次具备基材和硬涂层。
本发明[5]包括上述[4]所述的带防污层的光学薄膜，其中，前述硬涂层包含金属氧化物微粒。
本发明[6]包括上述[5]所述的带防污层的光学薄膜，其中，前述金属氧化物微粒为纳米二氧化硅颗粒。
本发明[7]包括上述[4]～[6]中任一项所述的带防污层的光学薄膜，其中，前述硬涂层的厚度方向的一个面的表面粗糙度Ra为0.5nm以上且20nm以下。
发明的效果
本发明的带防污层的光学薄膜中，防污层的表面粗糙度Ra为2nm以上且15nm以下。因此，即便对防污层照射紫外线，也能够抑制防污层的相对于滑动而言的耐久性降低。
附图说明
图1表示本发明的带防污层的光学薄膜的一个实施方式。
图2中，图2的A～图2的D表示本发明的带防污层的光学薄膜的制造方法的一个实施方式。图2的A表示在第一工序中准备基材的工序。图2的B表示在第一工序中在基材上配置硬涂层的第一工序。图2的C表示在基材层上依次配置密合层和光学功能层的第二工序。图2的D表示在光学功能层上配置防污层的第三工序。
具体实施方式
参照图1，说明本发明的带防污层的光学薄膜的一个实施方式。
在图1中，纸面的上下方向为上下方向(厚度方向)。另外，纸面的上侧为上侧(厚度方向的一面侧)。另外，纸面的下侧为下侧(厚度方向的另一侧)。另外，纸面的左右方向和纵深方向为与上下方向正交的面方向。具体而言，基于各图的方向箭头。
<带防污层的光学薄膜>
带防污层的光学薄膜1呈现具有规定厚度的薄膜形状(包括片状)。带防污层的光学薄膜1在与厚度方向正交的面方向上延伸。带防污层的光学薄膜1具有平坦的上表面和平坦的下表面。
如图1所示那样，带防污层的光学薄膜1朝着厚度方向的一面侧依次具备基材层2、密合层3、光学功能层4和防污层5。更具体而言，带防污层的光学薄膜1具备基材层2、直接配置在基材层2的上表面(厚度方向的一面)上的密合层3、直接配置在密合层3的上表面(厚度方向的一面)上的光学功能层4、以及直接配置在光学功能层4的上表面(厚度方向的一面)上的防污层5。
带防污层的光学薄膜1的厚度例如为300μm以下、优选为200μm以下，另外，例如为1μm以上、优选为5μm以上。
<基材层>
基材层2是借助防污层5而被赋予防污性的被处理体。
基材层2的总透光率(JIS K 7375-2008)例如为80％以上、优选为85％以上。
基材层2朝着厚度方向的一面侧依次具备基材10和硬涂层11。
<基材>
基材10具有薄膜形状。基材10具有挠性。基材10以与硬涂层11的下表面接触的方式配置于硬涂层11的整个下表面。
作为基材10，可列举出例如高分子薄膜。
作为高分子薄膜的材料，可列举出例如聚酯树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚芳酯树脂、三聚氰胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、纤维素树脂和聚苯乙烯树脂。作为聚酯树脂，可列举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯。作为(甲基)丙烯酸类树脂，可列举出例如聚甲基丙烯酸甲酯。作为烯烃树脂，可列举出例如聚乙烯、聚丙烯和环烯烃聚合物。作为纤维素树脂，可列举出例如三乙酸纤维素。
作为高分子薄膜的材料，可优选列举出纤维素树脂，可更优选列举出三乙酸纤维素。
基材10的厚度例如为1μm以上、优选为5μm以上、更优选为10μm以上，另外，例如为200μm以下、优选为150μm以下、更优选为100μm以下。
基材10的厚度可使用测微仪(PEACOCK公司制、“DG-205”)进行测定。
<硬涂层>
硬涂层11是用于抑制基材10产生损伤的保护层。另外，硬涂层11是根据目的和用途而能够对基材10赋予防眩性的层。
硬涂层11由例如硬涂组合物形成。
硬涂组合物包含树脂和颗粒。即，硬涂层11包含树脂和颗粒。
作为树脂，可列举出例如热塑性树脂和固化性树脂。作为热塑性树脂，可列举出例如聚烯烃树脂。
作为固化性树脂，可列举出例如通过照射活性能量射线(例如紫外线和电子射线)而发生固化的活性能量射线固化性树脂、以及通过加热而发生固化的热固性树脂。作为固化性树脂，可优选列举出活性能量射线固化性树脂。
作为活性能量射线固化性树脂，可列举出例如(甲基)丙烯酸系紫外线固化性树脂、氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、硅氧烷系聚合物和有机硅烷缩合物。作为活性能量射线固化性树脂，可优选列举出(甲基)丙烯酸系紫外线固化性树脂。
另外，树脂可以包含例如日本特开2008-88309号公报中记载的反应性稀释剂。具体而言，树脂可以包含多官能(甲基)丙烯酸酯。
作为颗粒，可列举出例如金属氧化物微粒和有机系微粒。作为金属氧化物微粒的材料，可列举出例如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化钙、氧化锡、氧化铟、氧化镉和氧化锑。作为金属氧化物微粒的材料，可优选列举出二氧化硅。即，作为金属氧化物微粒，优选列举出二氧化硅颗粒，从将后述防污层5的表面粗糙度Ra调整至后述规定范围的观点出发，可更优选列举出纳米二氧化硅颗粒。作为有机系微粒的材料，可列举出聚甲基丙烯酸甲酯、有机硅、聚苯乙烯、聚氨酯、丙烯酸系-苯乙烯共聚物、苯并胍胺、三聚氰胺和聚碳酸酯。作为有机系微粒的材料，可优选列举出有机硅和聚甲基丙烯酸甲酯。
颗粒可以单独使用或组合使用2种以上。
并且，通过将颗粒的配混比例和/或颗粒的平均粒径调整至规定的比例，从而能够将后述防污层5的表面粗糙度Ra调整至后述规定的范围。
具体而言，颗粒的配混比例相对于树脂100质量份例如为1质量份以上、优选为3质量份以上，另外，例如为30质量份以上，另外，例如为20质量份以下。
如果颗粒的配混比例为上述上限以下，则能够将后述防污层5的表面粗糙度Ra调整至后述规定的范围。
颗粒的平均粒径例如为10μm以下、优选为8μm以下，另外，例如为1nm以上。在使用纳米颗粒作为颗粒的情况下，颗粒的平均粒径例如为100nm以下、优选为70nm以下，另外，例如为1nm以上。颗粒的平均粒径根据例如通过激光散射法中的粒度分布测定法而求出的粒度分布，以D50值(累积50％的中值粒径)的形式求出。
如果颗粒的平均粒径在上述范围内，则能够将后述防污层5的表面粗糙度Ra调整至后述规定的范围。
另外，根据需要，可以以适当的比例向硬涂组合物中配混触变赋予剂、光聚合引发剂、填充剂(例如有机粘土)和流平剂。另外，硬涂组合物可以用公知的溶剂进行稀释。
另外，为了形成硬涂层11，将硬涂组合物的稀释液涂布于基材10的厚度方向的一个面，并使其干燥，详细在后面叙述。在干燥后，通过例如照射活性能量射线而使硬涂组合物发生固化。
由此，形成硬涂层11。
硬涂层11的表面粗糙度Ra(详细而言，是硬涂层11的厚度方向的一个面的表面粗糙度Ra)例如为0.5nm以上，另外，例如为20nm以下。
如果硬涂层11的表面粗糙度Ra在上述范围内，则能够将后述防污层5的表面粗糙度Ra调整至后述规定的范围。
需要说明的是，表面粗糙度Ra根据例如基于AFM(原子力显微镜)的1μm见方的观察图像来求出(以下相同)。
从耐划伤性的观点出发，硬涂层11的厚度例如为0.1μm以上、优选为0.5μm以上、更优选为3μm以上，另外，例如为50μm以下。硬涂层11的厚度可使用例如透过型电子显微镜，并通过截面观察来测定。
<密合层>
密合层3是用于确保基材层2与光学功能层4之间的密合力的层。
密合层3具有薄膜形状。密合层3以接触基材层2(硬涂层11)的上表面的方式配置在基材层2(硬涂层11)的整个上表面。
作为密合层3的材料，可列举出例如金属。作为金属，可列举出例如硅、铟、镍、铬、铝、锡、金、银、铂、锌、钛、钨、锆和钯。另外，作为密合层3的材料，也可列举出两种以上上述金属的合金和上述金属的氧化物。
作为密合层3的材料，从密合性和透明性的观点出发，可优选列举出氧化硅(SiOx)和铟锡氧化物(ITO)。在使用氧化硅作为密合层3的材料的情况下，优选使用与化学计量组成相比氧量少的SiOx，更优选使用x为1.2以上且1.9以下的SiOx。
从确保基材层2与光学功能层4之间的密合力且兼顾密合层3的透明性的观点出发，密合层3的厚度例如为1nm以上，另外，例如为10nm以下。
<光学功能层>
一个实施方式中，光学功能层4是用于抑制外部光的反射强度的防反射层。即，带防污层的光学薄膜1为带防污层的防反射薄膜。
光学功能层4(防反射层)包含无机层，在厚度方向上交替具有折射率相对大的高折射率层和折射率相对小的低折射率层。在防反射层中，通过其中包含的多个薄层(高折射率层、低折射率层)的多个界面处的反射光之间的干涉作用，从而使实质的反射光强度得以衰减。另外，在防反射层中，通过调整各薄层的光学膜厚(折射率与厚度的乘积)，从而也可以表现出使反射光强度衰减的干涉作用。具体而言，这种作为防反射层的光学功能层4在本实施方式中朝着厚度方向的一面侧依次具备第一高折射率层21、第一低折射率层22、第二高折射率层23和第二低折射率层24。
第一高折射率层21和第二高折射率层23分别由波长550nm处的折射率优选为1.9以上的高折射率材料形成。从兼顾高折射率和可见光的低吸收性的观点出发，作为高折射率材料，可列举出例如氧化铌(Nb2O5)、氧化钛、氧化锆、掺杂锡的氧化铟(ITO)和掺杂锑的氧化锡(ATO)，可优选列举出氧化铌。即，优选第一低折射率层22的材料和第二低折射率层24的材料均为氧化铌。
第一高折射率层21的光学膜厚(折射率与厚度的乘积)例如为20nm以上，另外，例如为55nm以下。第二高折射率层23的光学膜厚例如为60nm以上，另外，例如为330nm以下。
第一低折射率层22和第二低折射率层24分别由波长550nm下的折射率优选为1.6以下的低折射率材料形成。从兼顾低折射率和可见光的低吸收性的观点出发，作为低折射率材料，可列举出例如二氧化硅(SiO2)和氟化镁，可优选列举出二氧化硅。即，优选第一低折射率层22的材料和第二低折射率层24的材料均为二氧化硅。
尤其是，如果第二低折射率层24的材料为二氧化硅，则第二低折射率层24与防污层5之间的密合性优异。
第一低折射率层22的光学膜厚例如为15nm以上，另外，例如为70nm以下。第二低折射率层24的光学膜厚例如为100nm以上，另外，例如为160nm以下。
另外，在光学功能层4中，第一高折射率层21的厚度例如为1nm以上、优选为5nm以上，另外，例如为30nm以下、优选为20nm以下。第一低折射率层22的厚度例如为10nm以上、优选为20nm以上，另外，例如为50nm以下、优选为30nm以下。第二高折射率层23的厚度例如为50nm以上、优选为80nm以上，另外，例如为200nm以下、优选为150nm以下。第二低折射率层24的厚度例如为60nm以上、优选为80nm以上，另外，例如为150nm以下、优选为100nm以下。
<防污层>
防污层5是用于防止污物(例如污垢和指纹)附着于基材层2的厚度方向的一面侧的层。
防污层5具有薄膜形状。防污层5以接触光学功能层4的上表面的方式配置于光学功能层4的整个上表面。
作为形成防污层5的材料，可列举出具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物。换言之，防污层5包含具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物。防污层5优选包含具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物。
若防污层5包含具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物，则防污层5的防污性提高。
作为具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物，可列举出例如下述通式(1)所示的化合物。
R1-R2-X-(CH2)l-Si(OR3)3 (1)
(上述式(1)中，R1表示1个以上的氢原子被氟原子取代的氟烷基。R2表示包含至少1个全氟聚醚基的重复结构的结构。R3表示碳原子数1以上且4以下的烷基。l表示1以上的整数。)
R1表示1个以上的氢被氟原子取代的直链状氟烷基或支链状氟烷基(碳原子数为1以上且20以下)。R1优选表示烷基的全部氢原子被氟原子取代的全氟烷基。
R2表示包含至少1个全氟聚醚基的重复结构的结构。R2优选表示包含2个全氟聚醚基的重复结构的结构。
作为全氟聚醚基的重复结构，可列举出例如直链状的全氟聚醚基的重复结构和支链状的全氟聚醚基的重复结构。作为直链状的全氟聚醚基的重复结构，可列举出例如-(OCnF2n)m-(m表示1以上且50以下的整数。n表示1以上且20以下的整数。以下相同)。作为支链状的全氟聚醚基的重复结构，可列举出例如-(OC(CF3)2)m-和-(OCF2CF(CF3)CF2)m-。
作为全氟聚醚基的重复结构，可优选列举出直链状的全氟聚醚基的重复结构，可更优选列举出-(OCF2)m-和-(OC2F4)m-。
R3表示碳原子数1以上且4以下的烷基。R3优选表示甲基。
X表示醚基、羰基、氨基或酰胺基，优选表示醚基。
l表示1以上，另外，表示20以下、优选表示10以下、更优选表示5以下的整数。l进一步优选表示3。
这种具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物之中，可优选列举出下述通式(2)所示的化合物。
CF3-(OCF2)P-(OC2F4)Q-O-(CH2)3-Si(OCH3)3 (2)
(上述式(2)中，P表示1以上且50以下的整数。Q表示1以上且50以下的整数。)
具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物也可以使用市售品。作为市售品，具体而言，可列举出KY-1901(含有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物、信越化学工业公司制)、OptoolUD120(含有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物)。
另外，通过变更形成防污层5的材料，从而能够将后述防污层5的表面粗糙度Ra调整至后述规定的范围。
具有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物可以单独使用或组合使用2种以上。
防污层5通过后述方法来形成。
防污层5的厚度例如为1nm以上、优选为5nm以上，另外，例如为30nm以下、优选为20nm以下、更优选为15nm以下。
如果防污层5的厚度为上述下限以上，则能够提高防污层5的防污性。
如果防污层5的厚度为上述上限以下，则在制造防污层5时，能够抑制不均。其结果，防污层5的设计性提高。
需要说明的是，防污层5的厚度可利用荧光X射线(理学公司制、ZXS PrimusII)来测定。
另外，防污层5的水接触角例如为100°以上、优选为110°以上、更优选为114°以上，另外，例如为130°以下。
如果防污层5的水接触角为上述下限以上，则能够提高防污层5的防污性。
需要说明的是，关于防污层5的水接触角的测定方法，在后述实施例中详述。
并且，在这种防污层5中，表面粗糙度Ra为规定的范围。
具体而言，防污层5的表面粗糙度Ra为2nm以上、优选为3nm以上、更优选为5nm以上，另外，为15nm以下、优选为10nm以下、更优选为7nm以下。
如果防污层5的表面粗糙度Ra为上述下限以上，则即便照射紫外线，也能够抑制防污层5的相对于滑动而言的耐久性降低。
另一方面，如果防污层5的表面粗糙度Ra小于上述下限，则锚固效应变得不充分，防污层5从光学功能层4剥离，无法抑制防污层5的相对于滑动而言的耐久性降低。
另外，如果防污层5的表面粗糙度Ra为上述上限以下，则即便照射紫外线，也能够抑制防污层5的相对于滑动而言的耐久性降低。
另一方面，若防污层5的表面粗糙度Ra超过上述上限，则对防污层5照射的紫外线量增加，因此，无法抑制防污层5的相对于滑动而言的耐久性降低。
为了将防污层5的表面粗糙度Ra调整至上述规定的范围，例如，将硬涂层11(硬涂组合物)中的颗粒的种类和/或颗粒的配混比例和/或颗粒的平均粒径调整至规定的比例，和/或，调整硬涂层11的表面粗糙度Ra，和/或，将形成防污层5的材料变更为规定的材料，和/或，将在光学功能层4上配置防污层5的方法变更为规定的方法。
<带防污层的光学薄膜的制造方法>
参照图2的A～图2的D，说明带防污层的光学薄膜1的制造方法。
带防污层的光学薄膜1的制造方法具备：准备基材层2的第一工序；依次配置基材层2、密合层3和光学功能层4的第二工序；以及，在光学功能层4上配置防污层5的第三工序。
(第一工序)
在第一工序中，准备基材层2。
为了准备基材层2，首先，如图2的A所示那样，准备基材10。
接着，如图2的B所示那样，在基材10上配置硬涂层11。具体而言，在基材10的厚度方向的一面配置硬涂层11。
具体而言，在基材10的厚度方向的一面涂布硬涂组合物的稀释液，并使其干燥。在干燥后，通过紫外线照射而使硬涂组合物固化。由此，在基材10的厚度方向的一面形成硬涂层11。
(第二工序)
在第二工序中，如图2的C所示那样，在基材层2(硬涂层11)上依次配置密合层3和光学功能层4。具体而言，在基材层2(硬涂层11)的厚度方向的一面配置密合层3，接着，在密合层3的厚度方向的一面配置光学功能层4。更具体而言，在基材层2(硬涂层11)的厚度方向的一面配置密合层3，在密合层3的厚度方向的一面配置第一高折射率层21，在第一高折射率层21的厚度方向的一面配置第一低折射率层22，在第一低折射率层22的厚度方向的一面配置第二高折射率层23，在第二高折射率层23的厚度方向的一面配置第二低折射率层24。
为了在基材层2上依次配置密合层3和光学功能层4，从提高基材层2与密合层3之间的密合性的观点出发，首先，对基材层2的表面实施表面处理。
作为表面处理，可列举出例如电晕处理、等离子体处理、火焰处理、臭氧处理、底漆处理、辉光处理和皂化处理。作为表面处理，可优选列举出等离子体处理。
并且，作为在基材层2上依次配置密合层3和光学功能层4的方法，可列举出例如真空蒸镀法、溅射法、层压法、镀敷法和离子镀法。作为依次配置各层的方法，可优选列举出溅射法。
在溅射法中，在真空腔室内将靶(各层(密合层3、第一高折射率层21、第一低折射率层22、第二高折射率层23和第二低折射率层24)的材料)和基材层2对向配置。接着，通过在供给气体的同时从电源施加电压，从而将气体离子加速并使其照射至靶，从靶表面弹出靶材料。并且，使该靶材料在基材层2的表面依次堆积成各层。
作为气体，可列举出例如非活性气体。作为非活性气体，可列举出例如氩气。另外，根据需要可以组合使用例如反应性气体(例如氧气)。在组合使用反应性气体的情况下，反应性气体的流量比(sccm)没有特别限定。具体而言，反应性气体的流量比相对于溅射气体与反应性气体的总流量比例如为0.1流量％以上且100流量％以下。
溅射时的气压例如为0.1Pa以上，另外，例如为1.0Pa以下、优选为0.7Pa以下。
电源可以为例如DC电源、AC电源、MF电源和RF电源中的任意者。另外，可以为它们的组合。
由此，在基材层2的厚度方向的一面依次配置密合层3和光学功能层4。
(第三工序)
在第三工序中，如图2的D所示那样，在光学功能层4上配置防污层5。具体而言，在光学功能层4的厚度方向的一面配置防污层5。
作为在光学功能层4上配置防污层5的方法，可列举出例如干式涂布法。作为干式涂布法，可列举出例如真空蒸镀法、溅射法和CVD，从将防污层5的表面粗糙度Ra调整至上述规定范围的观点出发，可优选列举出真空蒸镀法。
由此，在光学功能层4上配置防污层5。并且，制造朝着厚度方向的一面侧依次具备基材层2、密合层3、光学功能层4和防污层5的带防污层的光学薄膜1。
并且，在该带防污层的光学薄膜1中，防污层5的表面粗糙度Ra为规定的范围。因此，即便照射紫外线，也能够抑制防污层5的相对于滑动而言的耐久性降低。
<变形例>
在变形例中，针对与一个实施方式相同的构件和工序，标注相同的参照符号，并省略其详细说明。另外，除了特别记载之外，变形例可以发挥出与第一实施方式相同的作用效果。进而，也可以适当组合一个实施方式及其变形例。
一个实施方式中，基材层2朝着厚度方向的一面侧依次具备基材10和硬涂层11。但是，基材层2也可以不具备硬涂层11而由基材10形成。
一个实施方式中，带防污层的光学薄膜1具备密合层3。但是，带防污层的光学薄膜1也可以不具备密合层3。在这种情况下，带防污层的光学薄膜1朝着厚度方向的一面侧依次具备基材层2、光学功能层4和防污层5。
一个实施方式中，光学功能层4具备两层折射率相对高的高折射率层，且具备两层折射率相对地的低折射率层。但是，高折射率层和低折射率层的数量没有特别限定。
一个实施方式中，光学功能层4为防反射层，但不限定于此。作为光学功能层4，可列举出例如透明电极膜(ITO膜)、电磁波屏蔽层(具有电磁波反射能力的金属薄膜)。
实施例
以下，示出实施例和比较例，更具体地说明本发明。需要说明的是，本发明完全不限定于实施例和比较例。另外，以下记载中使用的配混比例(含有比例)、物性值、参数等的具体数值可替换成在上述“具体实施方式”中记载的与它们对应的配混比例(含有比例)、物性值、参数等相应记载的上限值(以“以下”、“小于”的形式定义的数值)或下限值(以“以上”、“超过”的形式定义的数值)。
1.带防污层的光学薄膜的制造
实施例1
(第一工序)
在作为透明树脂薄膜的三乙酸纤维素(TAC)薄膜(厚度80μm)的单面上形成硬涂层。在本工序中，首先混合紫外线固化型的丙烯酸类单体(商品名“GRANDIC PC-1070”、DIC公司制)100质量份、含有作为颗粒的纳米二氧化硅颗粒的有机硅溶胶(商品名“MEK-ST-L”、纳米二氧化硅颗粒的平均一次粒径为50nm、固体成分浓度为30质量％、日产化学公司制)25质量份(纳米二氧化硅颗粒换算量)、触变赋予剂(商品名“ルーセンタイトSAN”、为有机粘土的合成蒙脱石、Co-op Chemical公司制)1.5质量份、光聚合引发剂(商品名“OMNIRAD907”、BASF公司制)3质量份和流平剂(商品名“LE303”、共荣社化学公司制)0.15质量份，制备固体成分浓度为55质量％的组合物(清漆)。在混合中使用超声波分散机。接着，在上述TAC薄膜的单面涂布组合物而形成涂膜。接着，通过紫外线照射而使该涂膜固化后，通过加热使其干燥。在紫外线照射中，使用高压汞灯作为光源，使用波长365nm的紫外线，将累积照射光量设为200mJ/cm2。另外，加热温度设为80℃，加热时间设为3分钟。由此，在TAC薄膜上形成厚度6μm的硬涂层(第二HC层)。由此，得到基材层(带有HC层的TAC薄膜)。
(第二工序)
接着，通过辊对辊方式的等离子体处理装置，在1.0Pa的真空气氛下对带有HC层的TAC薄膜的HC层表面进行等离子体处理。在该等离子体处理中，使用氩气作为非活性气体，将放电电力设为150W。
接着，在等离子体处理后的带有HC层的TAC薄膜的HC层上依次形成密合层和防反射层。具体而言，利用辊对辊方式的溅射成膜装置，在等离子体处理后的带有HC层的TAC薄膜的HC层上，依次形成作为密合层的厚度1.5nm的铟锡氧化物(ITO)层、作为第一高折射率层的厚度12nm的Nb2O5层、作为第一低折射率层的厚度28nm的SiO2层、作为第二高折射率层的厚度100nm的Nb2O5层和作为第二低折射率层的厚度85nm的SiO2层。在密合层的形成中，使用ITO靶，并使用作为非活性气体的氩气和相对于氩气100体积份为10体积份的作为反应性气体的氧气，将放电电压设为400V，将成膜室内的气压(成膜气压)设为0.2Pa，通过MFAC溅射而成膜出ITO层。实施例2中的第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的形成条件与比较例1中的第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的上述形成条件相同。
(第三工序)
接着，在所形成的防反射层上形成防污层。具体而言，与比较例1中的第三工序相同(作为蒸镀源，使用将大金工业公司制的“Optool UD120”(含有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物)干燥而得到的固体成分)。由此，制造带防污层的光学薄膜。
实施例2
与实施例1同样操作，制造带防污层的光学薄膜。
其中，如下那样地变更第三工序。
作为蒸镀源，使用将信越化学工业公司制的“KY-1901”(含有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物)干燥而得到的固体成分。
实施例3
与实施例1同样操作，制造带防污层的光学薄膜。
其中，如下那样地变更第一工序。
(第一工序)
混合含有纳米二氧化硅颗粒的丙烯酸类单体组合物(商品名“NC035”、纳米二氧化硅颗粒的平均一次粒径为40nm、固体成分浓度为50％、固体成分中的纳米二氧化硅颗粒的比例为60质量％、荒川化学工业公司制)67质量份、紫外线固化型的多官能丙烯酸酯(商品名“粘结剂A”、固体成分浓度为100％、荒川化学工业公司制)33质量份、作为颗粒的聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(商品名“TECHPOLYMER”、平均粒径为3μm、折射率为1.525、积水化成品工业公司制)3质量份、作为颗粒的有机硅颗粒(商品名“TOSPEARL 130”、平均粒径为3μm、折射率为1.42、Momentive Performance Materials公司制)1.5质量份、触变赋予剂(商品名“ルーセンタイトSAN”、为有机粘土的合成蒙脱石、Co-op Chemical公司制)1.5质量份、光聚合引发剂(商品名“OMNIRAD907”、BASF公司制)3质量份、流平剂(商品名“LE303”、共荣社化学公司制)0.15质量份和甲苯，制备固体成分浓度为45质量％的组合物(清漆)。在混合中使用超声波分散机。接着，在上述TAC薄膜的单面涂布组合物而形成涂膜。接着，通过紫外线照射而使该涂膜固化后，通过加热使其干燥。在紫外线照射中，使用高压汞灯作为光源，并使用波长365nm的紫外线，将累积照射光量设为200mJ/cm2。另外，加热温度设为60℃，加热时间设为60秒钟。由此，在TAC薄膜上形成厚度7μm的防眩性的硬涂层(第三HC层)。由此，得到基材层(带有HC层的TAC薄膜)。
比较例1
(第一工序)
在作为透明树脂薄膜的三乙酸纤维素(TAC)薄膜(厚度80μm)的单面上形成防眩性的硬涂层。在本工序中，首先混合紫外线固化型的氨基甲酸酯丙烯酸酯(商品名“UV1700TL”、日本合成化学工业公司制)50质量份、紫外线固化型的多官能丙烯酸酯(商品名“Viscoat#300”、主成分为季戊四醇三丙烯酸酯、大阪有机化学工业公司制)50质量份、作为颗粒的聚甲基丙烯酸甲酯颗粒(商品名“TECHPOLYMER”、平均粒径为3μm、折射率为1.525、积水化成品工业公司制)3质量份、作为颗粒的有机硅颗粒(商品名“TOSPEARL 130”、平均粒径为3μm、折射率为1.42、Momentive Performance Materials公司制)1.5质量份、触变赋予剂(商品名“ルーセンタイトSAN”、作为有机粘土的合成蒙脱石、Co-op Chemical制)1.5质量份、光聚合引发剂(商品名“OMNIRAD907”、BASF公司制)3质量份、流平剂(商品名“LE303”、共荣社化学公司制)0.15质量份、以及甲苯/乙酸乙酯/环戊酮的混合溶剂(质量比为35:41:24)，制备固体成分浓度为55质量％的组合物(清漆)。在混合中使用超声波分散机。
接着，在上述TAC薄膜的单面涂布组合物而形成涂膜。接着，通过紫外线照射而使该涂膜固化后，通过加热使其干燥。在紫外线照射中，使用高压汞灯作为光源，并使用波长365nm的紫外线，将累积照射光量设为300mJ/cm2。另外，加热温度设为80℃，加热时间设为60秒钟。由此，在TAC薄膜上形成厚度8μm的防眩性的硬涂层(第一HC层)。由此，得到基材层(带有HC层的TAC薄膜)。
(第二工序)
接着，利用辊对辊方式的等离子体处理装置，在1.0Pa的真空气氛下，对带有HC层的TAC薄膜的HC层表面进行等离子体处理。在该等离子体处理中，使用氩气作为非活性气体，将放电电力设为2400W。
接着，在等离子体处理后的带有HC层的TAC薄膜的HC层上依次形成密合层和防反射层。具体而言，利用辊对辊方式的溅射成膜装置，在等离子体处理后的带有HC层的TAC薄膜的HC层上，依次形成作为密合层的厚度3.5nm的SiOx层(x<2)、作为第一高折射率层的厚度12nm的Nb2O5层、作为第一低折射率层的厚度28nm的SiO2层、作为第二高折射率层的厚度100nm的Nb2O5层和作为第二低折射率层的厚度85nm的SiO2层。在密合层的形成中，使用Si靶，并使用作为非活性气体的氩气和相对于氩气100体积份为3体积份的作为反应性气体的氧气，将放电电压设为520V，将成膜室内的气压(成膜气压)设为0.27Pa，通过MFAC溅射而成膜出SiOx层(x<2)。在第一高折射率层的形成中，使用Nb靶，并使用100体积份的氩气和5体积份的氧气，将放电电压设为415V，将成膜气压设为0.42Pa，通过MFAC溅射而成膜出Nb2O5层。在第一低折射率层的形成中，使用Si靶，并使用100体积份的氩气和30体积份的氧气，将放电电压设为350V，将成膜气压设为0.3Pa，通过MFAC溅射而成膜出SiO2层。在第二高折射率层的形成中，使用Nb靶，并使用100体积份的氩气和13体积份的氧气，将放电电压设为460V，将成膜气压设为0.5Pa，通过MFAC溅射而成膜出Nb2O5层。在第二低折射率层的形成中，使用Si靶，并使用100体积份的氩气和30体积份的氧气，将放电电压设为340V，将成膜气压设为0.25Pa，通过MFAC溅射而成膜出SiO2层。如上操作，在带有HC层的TAC薄膜的HC层上借助密合层而层叠形成防反射层(第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层、第二低折射率层)。
(第三工序)
接着，在所形成的防反射层上形成防污层。具体而言，通过将含有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物用作蒸镀源的真空蒸镀法，从而在防反射层上形成厚度7nm的防污层。蒸镀源是将大金工业公司制的“Optool UD509”(上述通式(2)所示的含有全氟聚醚基的烷氧基硅烷化合物、固体成分浓度为20质量％)干燥而得到的固体成分。另外，真空蒸镀法中的蒸镀源的加热温度设为260℃。
由此，制造带防污层的光学薄膜。
比较例2
与实施例1同样操作，制造带防污层的光学薄膜。
其中，如下那样地变更第三工序。
(第三工序)
将作为涂布剂的“Optool UD509”(大金工业公司制)用稀释溶剂(商品名“Fluorinert”、3M公司制)稀释，制备固体成分浓度为0.1质量％的涂布液。接着，通过凹版涂布而在第二工序中形成的防反射层上涂覆涂布液，形成涂膜。接着，通过60℃下2分钟的加热而使该涂膜干燥。由此，在防反射层上形成厚度7nm的防污层。
2.评价
(表面粗糙度Ra)
针对各实施例和各比较例的带防污层的光学薄膜的防污层和硬涂层，调查防污层的表面粗糙度Ra。具体而言，利用原子力显微镜(商品名“SPI3800”、Seiko InstrumentsInc.制)，观察各带防污层的光学薄膜的防污层表面，在1μm见方的观察图像中求出表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)。将其结果示于表1。
(水接触角)
在各实施例和各比较例的带防污层的光学薄膜中，针对防污层，使用协和界面科学公司制的DMo-501，根据以下的条件，测定防污层相对于纯水的水接触角(初始水接触角)。将其结果示于表1。
<测定条件>
液滴量：2μl
温度：25℃
湿度：40％
(耐久性试验)
[紫外线的照射]
将各实施例和各比较例的带防污层的光学薄膜投入至岩崎电气公司制的EYESUPER(SUV-W161)中。并且，利用下述条件，从防污层侧实施紫外线照射。
<照射条件>
BPT温度：80℃
湿度：45℃
紫外线强度：150mW/cm2
时间：32.5小时
[紫外线照射后的水接触角的测定]
在紫外线照射后，利用与上述相同的方法，测定防污层相对于纯水的水接触角(紫外线照射后的水接触角)。将其结果示于表1。
[耐久性的观察]
以紫外线照射后的试样表面不干燥的方式，连续滴加异丙醇2mL，使固定于20mm×20mm的SUS制夹具的聚酯擦拭器(SANPLATEC公司制的“ANTICON GOLD”)在棋盘格上滑动(载荷：1.5kg、1000个来回)。其后，通过目视来确认剥离的有无。将其结果示于表1。
[表1]
需要说明的是，上述发明是作为本发明的例示性实施方式而提供的，其只不过是单纯的例示，不做限定性解释。对于本技术领域的从业人员而言显而易见的本发明的变形例包括在前述权利要求书中。
产业上的可利用性
本发明的带防污层的光学薄膜适宜地用在例如带防污层的防反射薄膜、带防污层的透明导电性薄膜和带防污层的电磁波屏蔽薄膜中。
附图标记说明
1 带防污层的光学薄膜
2 基材层
4 光学功能层
5 防污层
10 基材
11 硬涂层

Claims (4)

1.一种带防污层的光学薄膜，其朝着厚度方向的一面侧依次具备基材层、由无机层形成的光学功能层、以及防污层，
所述基材层朝着厚度方向的一面侧依次具备基材和硬涂层，
所述硬涂层包含纳米二氧化硅颗粒，
所述纳米二氧化硅颗粒的平均粒径为1nm以上且100nm以下，
所述防污层的表面粗糙度Ra为3nm以上且15nm以下，
所述防污层的厚度为1nm以上且30nm以下。
2.根据权利要求1所述的带防污层的光学薄膜，其中，所述光学功能层为防反射层。
3.根据权利要求2所述的带防污层的光学薄膜，其中，所述防反射层交替具有折射率相对较大的高折射率层和折射率相对较小的低折射率层。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的带防污层的光学薄膜，其中，所述硬涂层的厚度方向的一个面的表面粗糙度Ra为0.5nm以上且20nm以下。
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