【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機能性フィルム、および画像表示装置に関し、さらに詳しくは、ワープロ、コンピュータ、テレビ等の各種ディスプレイ、液晶表示装置に用いる偏光板の表面、サングラスレンズ、度付メガネレンズ、カメラ用ファインダーレンズなどの光学レンズ、各種計器のカバー、自動車、電車等の窓ガラス等の表面に使用され、気体透過性が良好で、反射防止性等の光学機能特性、強度、密着性等を有する光学機能性フィルムに関するもので、画像表示装置に用いると、ガラス表面と光学機能性フィルムとの貼着面に気体溜まりがなく、外観、光学機能特性、密着性に優れた性能を発現するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来より、カーブミラー、バックミラー、ゴーグル、窓ガラス、テレビ、パソコン・ワープロ等のディスプレイ、その他種々の商業ディスプレイ等には、ガラス等の透明基板が使用されている。
そして、それらの透明な基材には、基材を通して、文字や図形その他の情報を読み取るため、基材の表面で光が反射するのを防止するため、反射防止機能を付与することが行われる。
透明な基材に反射防止機能を付与するために、例えば、透明基材に、酸化珪素、酸化チタン等の無機酸化物からなる光学機能性薄膜を形成する光学機能性フィルムが知られている。
また、表面側から空気側へ順に、第１層、第２層、第３層の３層構造の蒸着膜を形成して反射防止膜を構成する構造であって、前記第１層は低屈折率層（例えば、酸化珪素膜）からなり、前記第２層は高屈折率層（例えば、酸化チタン膜、または酸化インジウム膜）からなり、第３層は中屈折率層（例えば、炭素含有酸化ケイ素）からなる光学機能性フィルムが知られている。
例えば、防湿性及び密着性に優れた無機薄膜を形成してなる反射防止フィルムを提供する技術として、透明基材シート上に、ハードコート層、および反射防止層を順次に形成してなる反射防止フィルムであって、前記の反射防止層が、防湿バリヤ性を有する反射防止フィルムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３３８３０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光学機能性フィルムにおいて、一般に無機酸化物薄膜の密度が可撓性基材より高く、水蒸気や酸素等の気体が通過しにくい。また、一般にガラス基板も気体を透過しない部材である。
このため、光学機能性フィルムとガラス基板との間に、紫外線等のエネルギー照射等により、可撓性基材（高分子フィルム）や粘着剤から気化するガス等により、貼着面に凹凸が生じたり、外側から空気溜まりが観察され、外観、光学機能性に劣り、商品価値が低下するという欠点がある。
これに対し、上記の無機酸化物薄膜の気体透過性を向上させるため、密度を低くすると、ガラス基板に対する密着性が低下し、無機酸化物薄膜に欠陥が生じ易くなるという欠点がある。
よって、気体透過性とガラス基板に対する密着性との両性能をバランスよく有する光学機能性フィルムが求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意研究の結果、本発明は、可撓性基材の上に、屈性率、１．３以上２．４以下（波長λ＝５５０ｎｍ）、密度、１．５ｇ／ｃｍ３以上６．５ｇ／ｃｍ３以下の無機酸化物薄膜を少なくとも一層形成する光学機能性フィルムであって、気体透過性を有することを特徴とする光学機能性フィルムを製造したところ、気体透過性が良好で、反射防止性等の光学機能特性、強度、密着性等を有するものである。
更に、これを表示部の観察側に積層、又は、配置し、液晶表示装置等の画像表示装置を製造したところ、ガラス表面と光学機能性フィルムとの貼着面に気体溜まりが発生しにくく、また、発生した場合であっても短時間内に消滅することができ、外観、光学機能特性に優れた性能を発現するものである。
また、上記において、水蒸気透過率、２ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上５０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の気体透過性を有することを特徴とする光学機能性フィルムを提供することができる。
また、前記の無機酸化物薄膜が、酸化珪素、酸化チタン、および酸化インジウムから選ばれる少なくとも一種であって、前記の酸化珪素膜が、屈性率、１．３以上１．５以下（波長λ＝５５０ｎｍ）、密度、１．５ｇ／ｃｍ３以上２．２ｇ／ｃｍ３以下であり、前記の酸化チタン膜が、屈折率、１．８以上２．４以下（波長λ＝５５０ｎｍ）、密度、２．０ｇ／ｃｍ３以上３．５ｇ／ｃｍ３以下であり、前記の酸化インジウム膜が、屈折率、１．８以上２．４以下（波長λ＝５５０ｎｍ）、密度、３．５ｇ／ｃｍ３以上、６．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲にあることを特徴とする光学機能性フィルムを提供することができる。
また、前記の無機酸化物薄膜が、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、またはプラズマＣＶＤ法によって形成されていることを特徴とする光学機能性フィルムを提供することができる。
また、前記の可撓性基材の上に、酸化珪素膜、酸化チタン膜、および酸化珪素膜を順次積層することを特徴とするの光学機能性フィルムを提供することができる。
また、前記の可撓性基材の上に、酸化珪素膜、酸化インジウム膜、および酸化珪素膜を順次積層することを特徴とする光学機能性フィルムを提供することができる。
また、前記の可撓性基材の上に、ハードコート層が、設けられていることを特徴とする光学機能性フィルムを提供することができる。
また、最上層に、防汚層が、積層されていることを特徴とする光学機能性フィルムを提供することができる。
また、前記の可撓性基材において、無機酸化物薄膜を形成しない面に、粘着層が、形成されていることを特徴とする光学機能性フィルムを提供することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
上記の本発明について以下に更に詳しく説明する。
まず、本発明に係る無機酸化物薄膜を可撓性基材の上に形成する光学機能性フィルム、及び、それを使用した表示装置の構成について例示して図面を用いて説明すると、図１は、本発明に係る無機酸化物薄膜を可撓性基材の上に形成する気体透過性の光学機能性フィルムの一態様である層構成を示す概略断面図であり、図２、図３は、本発明に係る無機酸化物薄膜を多層形成する反射防止フィルムの一態様である層構成を示す概略断面図であり、図４は、本発明に係る多層型反射防止フィルムにより表示面を被覆した表示装置の一例を示す概略断面図であり、図５、図６は、プラズマＣＶＤ法による本発明に係る光学機能性フィルムの製造方法を説明するための概略図である。
【０００７】
図１は、本発明に係る無機酸化物薄膜１２を可撓性基材３０の上に形成する気体透過性の光学機能性フィルム３６の一態様である層構成を示す概略断面図である。
図１に示すように、本発明に係る光学機能性フィルム３６は、可撓性基材３０の上に気体透過性を有する無機酸化物薄膜１２を単層又は複数層形成されるものである。
【０００８】
図２は、本発明に係る無機酸化物薄膜１２を多層形成する反射防止フィルム３６の一態様である層構成を示す概略断面図である。
図２に示すように、本発明に係る無機酸化物薄膜１２を多層形成する反射防止フィルムは、最外層（可撓性基材と接する層の反対側の層）を酸化珪素膜とし、この酸化珪素膜から可撓性基材の方向へ向かって、気体透過性を有する無機酸化物薄膜として、酸化珪素膜３２、酸化チタン膜３３、酸化珪素膜３２、ハードコート層３１、および可撓性基材３０を順次積層した構造となっている。
【０００９】
図３は、本発明に係る無機酸化物薄膜１２を多層形成する反射防止フィルム（光学機能性フィルム）３６の別態様である層構成を示す概略断面図である。
図３に示すように、本発明に係る無機酸化物薄膜１２を多層形成する反射防止フィルムは、最外層（可撓性基材と接する層の反対側の層）を酸化珪素膜３２とし、この酸化珪素膜から可撓性基材の方向へ向かって、気体透過性を有する無機酸化物薄膜として、酸化珪素膜３２、酸化インジウム膜３４、酸化珪素膜３２、ハードコート層３１、および可撓性基材３０を順次積層した構造となっている。
【００１０】
次に、上記のような本発明にかかる光学機能性フィルム、画像表示装置等を構成する材料、その製造法等について説明すると、まず、本発明にかかる光学機能性フィルムを構成する無機酸化物薄膜は、光学機能性と気体透過性とを併せ持つ薄膜である。
具体的に、本発明に係る無機酸化物薄膜１２に求められる光学特性（反射防止機能）としては、屈性率、１．３以上２．４以下（波長λ＝５５０ｎｍ）の範囲にあることが必要である。
また、本発明に係る無機酸化物薄膜１２に求められる気体透過性としては、密度、１．５ｇ／ｃｍ３以上６．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲にあることが必要である。
これは、無機酸化物薄膜１２を上記範囲の密度とすることで、本発明の光学機能性フィルムの水蒸気透過率、２ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上５０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の良好な気体透過性を発現することができるという利点がある。
この気体透過度としては、水蒸気透過率、２ｇ／ｍ２／ｄａｙを超えるのであれば、高分子フィルム、接着剤からの揮発気体による気体溜まり等を防止できるが、水蒸気透過率、５ｇ／ｍ２／ｄａｙであれば、効率的な気体溜まりの防止により好ましい。
密度が１．５ｇ／ｃｍ３に満たないと、基材に対する密着性が低下し、無機酸化物薄膜に欠陥が生じ易くなるため、商品価値が下がり、好ましくない。
密度が６．５ｇ／ｃｍ３を超えると、前述した酸素透過率を有する光学機能性フィルムを得ることができず、基材との貼着面に気体溜まりを発生してしまうため、好ましくない。
また、かかる無機酸化物薄膜１２の全体の厚みとしては、５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲にあることが好ましい。
膜の総厚みが５ｎｍに満たないと、光学的機能を発現することが困難であり、膜の総厚みが１０００ｎｍを超えると、膜応力によるクラック発生や膜剥がれの発生があるため好ましくない。
このような無機酸化物薄膜１２としては、具体的に、例えば、酸化珪素膜、酸化チタン膜、酸化インジウム膜、ＩＴＯ（インジウム／スズ酸化物）層、ＩＺＯ層、ＩＸＯ層、Ｎｂ２Ｏ５層、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＳ層等を用いることができ、中でも、酸化珪素膜、酸化チタン膜、および酸化インジウム膜は、可視領域で透明であり、また、それぞれの屈折率差が大きいため、好ましく使用できる。
【００１１】
本発明に係る酸化珪素膜３２は、反射防止フィルムを構成する無機酸化物多層膜中の一層として、より具体的には低屈折率層として利用することを主たる目的としているため、その屈折率は１．３以上１．５以下（波長λ＝５５０ｎｍ）の範囲にあることが好ましい。
これは、当該屈折率が上記の範囲を逸脱すると、低屈折率層（屈折率が１．３〜１．５）として好適に用いることができないため好ましくない。
酸化珪素膜の密度については、１．５ｇ／ｃｍ３以上２．２ｇ／ｃｍ３以下の範囲にあることが好ましい。
密度が１．５ｇ／ｃｍ３に満たないと、基材に対する密着性が低下し、無機酸化物薄膜に欠陥が生じ易くなるため、商品価値が下がり、好ましくない。
密度が２．２ｇ／ｃｍ３を超えると、前述した酸素透過率を有する光学機能性フィルムを得ることができず、基材との貼着面に気体溜まりを発生してしまうため、好ましくない。
酸化珪素膜の厚さについては、本発明の光学機能性フィルム３６は特に限定することはなく反射防止の効果を奏する程度の厚さであれば特に限定されるものではないが、５ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内がより好ましい。
５ｎｍより層厚が薄い場合には、可撓性基材に膜形成しても、光学的機能を発現しない場合があるため好ましくなく、また、２００ｎｍを超える場合には、膜応力によるクラック発生や膜剥がれの発生があるため好ましくない。
【００１２】
本発明に係る酸化チタン膜３３、及び、酸化インジウム膜３４は、反射防止フィルムを構成する無機酸化物多層膜中の一層として、より具体的には高屈折率層として利用することを主たる目的としているため、その屈折率は１．８以上２．４以下（波長λ＝５５０ｎｍ）の範囲であることが好ましい。
これは、当該屈折率が１．８に満たないと、高屈折率層（屈折率が１．８〜２．４）として好適に用いることができないため好ましくない。
酸化チタン膜３３の密度については、密度、２．０ｇ／ｃｍ３以上３．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲にあることが好ましく、酸化インジウム膜３４の密度については、密度、３．５ｇ／ｃｍ３以上６．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲にあることが好ましい。
酸化チタン膜の密度が２．０ｇ／ｃｍ３未満、酸化インジウム膜の密度が３．５ｇ／ｃｍ３未満であると、基材に対する密着性が低下するため、好ましくない。
酸化チタン膜の密度が３．５ｇ／ｃｍ３、酸化インジウム膜の密度が６．５ｇ／ｃｍ３を超えると、前述した水蒸気透過率を有する光学機能性フィルムを得ることができず、ガラス基板との貼着面に気体溜まりを発生してしまうため、好ましくない。
酸化チタン膜、および酸化インジウム膜の厚さについては、本発明の反射防止フィルムは特に限定することはなく反射防止の効果を奏する程度の厚さであれば特に限定されるものではないが、５ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内がより好ましい。
５ｎｍより層厚が薄い場合には、可撓性基材に膜形成しても、光学的機能を発現しない場合があるため好ましくなく、また、２００ｎｍを超える場合には、クラック発生や膜剥がれの発生があるため好ましくない。
【００１３】
上記の酸化チタン膜３３、および酸化インジウム膜３４を高屈折率層として用いることにより、反射防止多層膜中において、他の薄層（例えば、前記の酸化珪素膜等の低屈折率層）との相乗的な効果をもって反射防止機能を高めることができる。
【００１４】
ここで、酸化チタン膜３３、酸化インジウム膜３４等の高屈折率層を設ける位置については、本発明は特に限定するものではなく反射防止全体として反射防止機能が向上するような位置であればいかなる位置に設けることも可能であるが、図２、図３に示すように高屈折率層と低屈折率層とは接触している方が効率よく光の反射を防止することができるため、高屈折率層は低屈折率層の間に設置することが好ましい。
【００１５】
次に、本発明に係る光学機能性フィルムの基材３０としては、当該光学機能性フィルムの土台となる部分である。
可撓性基材は、可視光域で透明な高分子フィルムであれば特に限定されるものではなく、具体的に、例えば、トリアセチルセルロースフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリスチレン系樹脂フィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネイト系樹脂フィルム、ポリスルホンフィルム、環状オレフィン系樹脂フィルム、ポリエーテルフィルム、トリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルフォン系フィルム、アクリロニトリルフィルム、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂（ＡＳ樹脂）フィルム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）フィルム、ポリアミド系樹脂フィルム、フッ素系樹脂フィルム、アセタール系樹脂フィルム、セルロース系樹脂フィルム等が使用できる。
中でも、無色透明の延伸フィルムが好ましく、一軸または二軸延伸ポリエステルフィルムが透明性、耐熱性に優れていることからより好ましい。
また、光学異方性のない点でトリアセチルセルロースも好ましい。
可撓性基材の厚みとしては、通常は６μｍ〜１８８μｍ程度のものが好ましい。
なお、本発明の可撓性基材は、本質的に透明である限り着色されていてもよく、印刷などで模様や文字などが付与されていてもよい。
【００１６】
また、図２、図３に示す反射防止フィルム（光学機能性フィルム）３６としては、ハードコート層３１も設けることができる。
本発明に用いられるハードコート層３１は、本発明の反射防止フィルムに強度を持たせることを目的として形成される層である。従って、反射防止フィルムの用途によっては必須の層ではない。
【００１７】
ハードコート層３１を形成するための材料としては、同様に可視光域で透明な材料であり反射防止フィルムに強度をもたせることができるものであれば特に限定されるものではなく、その強度としては、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４で示す鉛筆硬度試験で「Ｈ」以上の硬度を示すことが好ましい。
具体的には、熱硬化型樹脂、及び／又は、電離放射線硬化型樹脂を用いることが好ましく、さらに具体的には、アクリレート系の官能基をもつもの、例えば、比較的低分子量のポリエステル、ポリエーテル、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン、ポリチオールポリエン系樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリレート（以下、アクリレートとメタアクリレートとを（メタ）アクリレートと記載する。）等のオリゴマー又はプレポリマー及び反応性の希釈剤であるエチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー、並びに多官能モノマー、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、へキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を含むものが好適に用いられる。
前記のハードコート層の膜厚としては、通常１〜３０μｍの範囲のものが好適に用いられる。
その形成方法は、通常のコーティング方法を用いることが可能であり、特に限定されるものではない。
【００１８】
また、ハードコート層３１を設ける位置であるが、ハードコートを設ける目的は反射防止フィルムに強度を持たせることであり、反射防止機能を向上せしめるためのものではないため、最上層のシリカ層から離れた位置であって、基材のすぐ上に設置することが好ましい。
【００１９】
本発明の光学機能性フィルム３６としては、最上層のシリカ層の更に上に防汚層３５を設けてもよい。
防汚層は、ディスプレイパネルの前面に配置した光学機能性フィルムにごみや汚れが付着するのを防止し、あるいは付着しても除去しやすくするために形成される。具体的には、反射防止等の光学機能を低下させない範囲でフッ素系界面活性剤等の界面活性剤、フッ素系樹脂を含む塗料、シリコーンオイル等の剥離剤、もしくはワックス等をごく薄く塗布する。防汚層３５の厚みとしては、１〜３０ｎｍが好ましい。
３０ｎｍを超えると、光学的な影響が生じ、反射防止フィルムとしての光学特性を低下せしめるため、好ましくない。
【００２０】
本発明の光学機能性フィルム３６としては、前記の可撓性基材の無機酸化物薄膜１２を形成しない面に、粘着層を設けてもよい。
かかる粘着層は、いずれの接着剤、粘着剤を用いても良い。
また、粘着層は、ロールコータ、ダイコータ、ブレードコータ等により形成する。
【００２１】
本発明に係る単層の光学機能性膜、又は、光学機能性多層膜を構成する高屈折率層、及び、低屈折率層を可撓性基材の上に形成する方法としては、例えば、前記の材料をプラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法、熱ＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタリング法、ゾルゲル法等のウェットコーティング法、イオンプレーティング法等の薄膜形成法で形成あるいは積層することができる。
中でも、プラズマＣＶＤ法を用いることにより、シリカ層を形成する際の膜密度、膜厚、屈折率、ガス透過率等の条件を比較的容易に制御することができるため、気体透過性とガラス基板に対する密着性との両性能をバランスよく有する光学機能性膜を形成することができるという利点を有するため好ましいものである。
また、本発明の酸化珪素膜は有機基を含有する珪素化合物により層を構成する際には、原料をガス状にして用いるプラズマＣＶＤ法が安定した薄膜を形成することができ、また、複数の薄層を同時に形成することができるため、生産性の向上を図ることができるという利点を有するため好ましいものである。
【００２２】
図５は、プラズマＣＶＤ法による本発明に係る光学機能性フィルムの製造方法を説明するための概略図である。
図５にプラズマＣＶＤ装置を用いた可撓性基材上への光学機能性膜の形成方法を示す。まず、ウェブ状の高分子フィルム（可撓性基材）１が基材巻き出し部２より巻きだされて、真空容器３中のプラズマＣＶＤの反応室４に導入される。
この反応容器３の全体は、真空ポンプ５により排気される。また、同時に反応室４には、原料ガス導入口６より規定流量の原料ガスが供給され、反応室４の内部は、常に一定圧力のこれらのガスで満たされている。
【００２３】
次に、基材巻き出し部２より巻き出され、反応室４に導入された高分子フィルム１は、反転ロール７を経て、成膜用ドラム８に巻き付き、成膜用ドラム８の回転と同期しながら反転ロール７’の方向に送られていく。
次に、電極９と成膜用ドラム８との間には、電源１０によりＲＦ電圧が印加される。
このとき、電源の周波数は、ラジオ波に限らず、直流からマイクロ波まで適当な周波数を使用することも可能である。
そして、電極９と成膜用ドラム８の間にＲＦ電圧を印加することにより、この両電極の周辺にプラズマ１１が発生する。
そして、このプラズマ１１中で原料ガスが反応し、無機酸化物を生成して成膜用ドラム８に巻き付いた高分子フィルム１上に堆積して、無機酸化物薄膜１２が形成される。
その後、無機酸化物薄膜１２が表面に形成された高分子フィルム１は、反転ロール７’を経て、基材巻き取り部２’で巻き取られる。
本発明において、温度、材料ガス流量・圧力、放電条件、高分子フィルム１の送りスピートのコントロールにより、形成される無機酸化物薄膜１２の屈折率、膜厚、密度等を広範囲でコントロールしうるため、材料を変更することなく、所望の気体透過性、および光学特性の無機酸化物薄膜１２を得ることができる。
【００２４】
図６は、プラズマＣＶＤ法による本発明に係る光学機能性フィルムの製造方法を説明するための別態様の概略図である。
光学機能性フィルムの作製には、図６に示すようなプラズマＣＶＤ装置を用いることも可能である。
当該プラズマＣＶＤ装置は容量結合型のプラズマＣＶＤ装置であり、その基本的構造及び原理は図５の装置と同様である。
従って、当該装置においてもウェブ状の高分子フィルム２１は基材巻き出し部２２より巻きだされて、真空容器２３中の反応室（ａ，ｂ，ｃ）に導入される。そして、当該反応室内の成膜用ドラム２４上で所定の膜が形成され、基材巻き取り部２６により巻き取られる。
【００２５】
従って、当該装置においてもウェブ状の高分子フィルム２１は基材巻き出し部２２より巻きだされて、真空容器２３中の反応室（ａ，ｂ，ｃ）に導入される。そして、当該反応室内の成膜用ドラム２４上で所定の膜が形成され、基材巻き取り部２６により巻き取られる。
【００２６】
図６に示す装置と図５に示す装置との差は、図５に示す装置においては、フィルム上に光学機能性膜を形成するための反応室は一つしか設置されていないが、図６に示すプラズマＣＶＤ装置は、複数（３つ）の反応室を有している点にある。夫々の反応室（ａ，ｂ，ｃ）は隔離壁２５で隔離されることで形成されている。ここで、以下の説明の便宜上、当該３つの反応室を右側から反応室ａ、反応室ｂ、反応室ｃとする。そして、各反応室には、夫々電極版ａ１、ｂ１、ｃ１及び原料ガス導入口ａ２、ｂ２、ｃ２が設置されている。
【００２７】
各反応室（ａ，ｂ，ｃ）は、成膜用ドラム２４の外周に沿って設置されている。これは、積層膜が形成されるプラスティックフィルムは、図５に示す例で説明したように成膜用ドラム２４と同期しながら反応室内に挿入され、かつ成膜用ドラム上において多層膜を形成するものであることから、このように配置することにより連続して各膜を積層することができるからである。
なお、図６に示す装置では反応室の数を３室としたが、本発明の反射防止フィルムの製造方法に用いるプラズマＣＶＤ装置としてはこれに限定されるものではなく、必要に応じて変更することができる。
【００２８】
上述したようなプラズマＣＶＤ装置によれば、各反応室へ導入する原料ガスを変化させることにより、夫々の反応室内で独立して膜を形成することが可能であることから、例えば、酸化チタン膜とシリカ膜との多層膜をプラスティックフィルム上に形成する場合は、反応室ａに有機チタン化合物を含むガスを導入し、反応室ｂと反応室ｃにはケイ素を含むガスを導入することにより、プラスティックフィルム２１が成膜用ドラム２５を経て基材巻き取り部２６へ巻き取られるまでに当該プラスティックフィルム２１上に酸化チタン膜とシリカ膜とが形成された反射防止フィルムを形成することができる。
【００２９】
さらに、上記の場合において反応室ｂと反応室ｃとに導入されたガスは、ケイ素を含むガスであるが、各々の反応室内の条件、例えばガスの流量や圧力、放電条件等を変化させることにより、反応室ｂと反応室ｃとで形成されるシリカ膜の特性を変化させることも可能である。当該装置により酸化チタン膜、シリカ膜、また、これらの膜の厚さ、膜の密度、および屈折率等を自在に組み合わせることが可能となる。
【００３０】
また、必ずしも夫々の反応室に異なる原料ガスを導入する必要もなく、例えば図６に示す反応室ａ，ｂ，ｃ全てに有機チタン化合物を含むガスを導入することで酸化チタン膜を形成し、その後に一旦反応室ａ，ｂ，ｃに導入されたガスを全て抜き、改めてケイ素を含むガスを反応室ａ，ｂ，ｃに導入して上記酸化チタン膜の上にシリカ膜を形成することも可能である。
【００３１】
本発明においては、上述した図５に示すような装置で複数回プラスティックフィルムを処理することにより、プラスティックフィルム上に酸化チタン膜とシリカ膜とが形成された積層フィルムを形成するようにしてもよいし、上述したように図６に示す装置を用いて一回でプラスティックフィルムを処理することにより、プラスティックフィルム上に酸化チタン膜とシリカ膜とが形成された反射防止フィルムを形成するようにしてもよい。また、図５に示す装置を用いて複数回プラスティックフィルムを処理することにより、酸化チタン膜とシリカ膜とが交互に複数層積層された反射防止フィルムを得ることも可能である。
【００３２】
図４は、本発明に係る光学機能性フィルムをガラス基板の表示面に被覆した液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
本発明に係る液晶表示装置としては、図４に示すように、液晶表示素子上に、反射防止フィルム層３６／偏光素子３８／ＴＡＣフィルム層３７からなる層構成の偏光板４０がラミネートされており、また液晶表示素子の他方の面には、ＴＡＣフィルム３７／偏光素子３８／ＴＡＣフィルム３７からなる層構成の偏光板がラミネートされている。
【００３３】
具体的には、上記で得られた図２、図３の反射防止フィルム層を最外層（基材と接する層の反対側の層）とし、この反射防止フィルム層から基材の方向へ向かって、反射防止フィルム層、例えば、図２の層構成の場合、防汚層３５／酸化珪素膜３２／酸化チタン膜３３／酸化珪素膜３２／ハードコート層３１／基材層３０からなる層構成の反射防止フィルム層と、偏光素子と、基材層としてのＴＡＣフィルムとを接着剤を介して順次ラミネートして積層し、層構成、反射防止フィルム層３６／偏光素子３８／ＴＡＣフィルム層３７とするものである。
なお、本発明の反射防止フィルムの下面には、粘着剤が塗布されていてもよく、この場合、反射防止フィルムは反射防止すべき対象物、例えば、偏光素子に貼着して用いることができる。又、バックライトは、図４の下側から照射される。
本発明の反射防止フィルムは通常バックライトの出射側に配置されるが、最下面のＴＡＣフィルムの代わりに本発明の反射防止フィルムを更に用いてもよい。
尚、ＳＴＮ型の液晶表示装置には、液晶表示素子と偏光板との間に、位相差板が挿入される。また、この液晶表示装置の各層間には必要に応じて接着剤層が設けられる。
【００３４】
本発明に係る画像表示装置を構成する偏光素子３８としては、よう素または染料により染色し、延伸してなるポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマーフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等を用いることができる。
このラミネート処理にあたって接着性を増すため及び静電防止のために、前記の反射防止フィルムの透明基材フィルムが、例えば、ＴＡＣフィルムである場合には、ＴＡＣフィルムにケン化処理を行なう。このケン化処理は、ＴＡＣフィルムにハードコート層を施す前後のどちらでもよい。
【００３５】
而して、本発明に係る光学機能性フィルム３６や、偏光素子３８等を使用して上記の液晶表示装置以外に、図示しないが、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、無機ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイ、フレキシブルな各種ディスプレイの表面の材料等に使用することができ、本発明に係る光学機能性フィルムを画像表示部の観察側に積層、又は、配置しても、ガラス表面と光学機能性フィルムとの貼着面に気体溜まりが発生しにくく、また、発生した場合であっても短時間内に消滅することができ、膜剥離も発生せず、透明性、光学特性、密着性、強度を維持でき、外観、気体透過性、生産性に優れる性能を発現するものである。
【００３６】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
可撓性基材（高分子フィルム）２１として、８０μｍのケン化処理を施したトリアセチルセルロースフィルム（製品名：フジタック、富士フィルム製、屈折率１．５０）上に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を原料とし、電離放射線により硬化させ、厚み６μｍのハードコート層を形成した。このハードコート層の屈折率は１．５２であった。
また、図６に示す反応室ａでは酸化珪素膜（第１層）を、反応室ｂでは酸化チタン膜（第２層）を、ｃでは酸化珪素膜（第３層）を形成するようにした。
高周波電源として１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源を用いた。その他の条件は、以下に示す通りである。
【００３７】＜第１層：酸化珪素膜の成膜条件（反応室ａ）＞
印加電力：１ｋＷ
原料ガス：ＨＭＤＳＯ（（ＣＨ３）３ＳｉＯＳｉ（ＣＨ３）３）、Ｏ２
成膜圧力：４Ｐａ
【００３８】＜第２層：酸化チタン膜の成膜条件（反応室ｂ）＞
印加電力 １ｋＷ
原料ガス：Ｔｉ（Ｏ−ｉＣ３Ｈ７）４、Ｏ２
成膜圧力 １０Ｐａ
【００３９】＜第３層：酸化珪素膜の成膜条件（反応室ｃ）＞
印加電力：１ｋＷ
原料ガス：ＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）、Ｏ２
成膜圧力：１３Ｐａ
【００４０】
上記の条件でＴＡＣフィルム上に形成した反射防止膜（光学機能性膜）の測定結果を以下に示す。
【００４１】＜第１層：酸化珪素膜の測定結果＞
膜厚 １１８ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） １．７０
膜密度 ２．１ｇ／ｃｍ３
【００４２】＜第２層：酸化チタン膜の測定結果＞
膜厚 ２０ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） ２．３０
膜密度 ３．４ｇ／ｃｍ３
【００４３】＜第３層：酸化珪素膜の測定結果＞
膜厚 １２０ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） １．４５
膜密度 １．９ｇ／ｃｍ３
【００４４】＜反射防止膜の測定結果＞
層構成：酸化珪素膜／酸化チタン膜／酸化珪素膜
酸素透過率 ２ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ（２３℃、０％Ｒｈ）
水蒸気透過率 ５０ｇ／ｍ２／ｄａｙ（３８℃、１００％Ｒｈ）
視感度反射率 ０．２９％
【００４５】＜反射防止膜測定に使用した装置＞
膜密度測定
型番 ＡＴＸ−Ｅ メーカー リガク
屈折率・視感度反射率・膜厚 分光光度計、光学解析
型番 ＵＶ−３１００ＰＣ メーカー 島津製作所
水蒸気透過率 水蒸気透過率測定装置
型番 ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３１ メーカー ＭＯＣＯＮ社
【００４６】
以上に示した反射防止膜の形成結果のように、視感度反射率、０．２９の光学特性を有し、酸化珪素膜（第１層）の膜密度、２．１ｇ／ｃｍ３、酸化チタン膜（第２層）の膜密度、３．４ｇ／ｃｍ３、酸化珪素膜（第３層）の膜密度、１．９ｇ／ｃｍ３、水蒸気透過率、５０ｇ／ｍ２／ｄａｙの反射防止膜をＴＡＣフィルム上に形成し、層構成、酸化珪素膜（第３層）／酸化チタン膜（第２層）／酸化珪素膜（第１層）／ハードコート層／ＴＡＣフィルムからなる本発明に係る反射防止フィルムを得た。
上記で得られた本発明に係る反射防止フィルム（光学機能性フィルム）は、気体透過性の良好で、膜剥がれもなく、密着性、強度を維持すると共に、生産性に優れるものであった。
【００４７】（実験例）
また、上記で得られた反射防止フィルム（光学機能性フィルム）と、ガラス基板とを、光学粘着材（製品名：ＨＪ−９１５０Ｗ、日東電工製）を介して、貼着し、ＵＶ照射試験は、サンシャインウェザーメーターを用い、光源としてカーボンアークランプを用い、ブラックパネル温度６０℃、３００時間の条件で行った。（耐光性試験機：サンシャインウェザーＯ：メーカー：スガ試験機（株））
その後、目視で、ガラス基板表面と光学機能性フィルムとの貼着面に気体溜まりを観察した結果、紫外線や熱によって高分子フィルムや粘着材から気化したガスによる気体溜まりが観察されず、膜剥離も認められず、良好な気体透過性を示し、外観、密着性に優れた性能を発現するものであった。
【００４８】（実施例２）
可撓性基材（高分子フィルム）として、８０μｍのケン化処理を施したトリアセチルセルロースフィルム（製品名：フジタック、富士フィルム製、、屈折率１．４０）上に、アクリル系の紫外線硬化性樹脂を原料とし、電離放射線により硬化させ、厚み６μｍのハードコート層を形成した。このハードコート層の屈折率は１．５２であった。
また、図６に示す反応室ａでは酸化珪素膜（第１層）を、反応室ｂではＩｎ２Ｏ３を主成分とするＩＴＯ膜（第２層）を、ｃでは酸化珪素膜（第３層）を形成するようにした。
なお、反応室ｂは、ＩＴＯをスパッタ成膜できるように、ＣＶＤ電極をスパッタ用ターゲットに交換した。
ＣＶＤ電源として１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源を用い、スパッタ用電極としてＤＣ電源を用いた。その他の条件は、以下に示す通りである。
【００４９】＜第１層：酸化珪素膜の成膜条件（反応室ａ）＞
印加電力：１ｋＷ
原料ガス：ＨＭＤＳＯ（（ＣＨ３）３ＳｉＯＳｉ（ＣＨ３）３）、Ｏ２
成膜圧力：４Ｐａ
【００５０】＜第２層：ＩＴＯ膜の成膜条件（反応室ｂ）＞
印加電力：１ｋＷ
原料ガス：ＩＴＯ（Ｉｎ／Ｓｎ＝９０／１０）、Ｏ２
成膜圧力：０．４Ｐａ
【００５１】＜第３層：酸化珪素膜の成膜条件（反応室ｃ）＞
印加電力：１ｋＷ
原料ガス：ＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）、Ｏ２
成膜圧力：１３Ｐａ
【００５２】
上記の条件でＴＡＣフィルム上に形成した反射防止膜（光学機能性膜）の測定結果を以下に示す。
なお、実施例２の反射防止膜の測定に使用した装置も、実施例１と同様であった。
【００５３】＜第１層：酸化珪素膜の測定結果＞
膜厚 ９６ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） １．７０
膜密度 ２．１ｇ／ｃｍ３
【００５４】＜第２層：ＩＴＯ膜の測定結果＞
膜厚 ４１ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） ２．００
膜密度 ６．４ｇ／ｃｍ３
【００５５】＜第３層：酸化珪素膜の測定結果＞
膜厚 １０３ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） １．４５
膜密度 １．９ｇ／ｃｍ３
【００５６】＜反射防止膜の測定結果＞
層構成：酸化珪素膜／ＩＴＯ膜／酸化珪素膜
水蒸気透過率 ４２ｇ／ｍ２／ｄａｙ（３８℃、１００％Ｒｈ）
視感度反射率 ０．３０％
【００５７】
以上に示した反射防止膜の形成結果のように、視感度反射率、０．３０％の光学特性を有し、酸化珪素膜（第１層）の膜密度、２．１ｇ／ｃｍ３、ＩＴＯ膜（第２層）の膜密度、６．４ｇ／ｃｍ３、酸化珪素膜（第３層）の膜密度、１．９ｇ／ｃｍ３、水蒸気透過率、３０ｇ／ｍ２／ｄａｙの反射防止膜をＴＡＣフィルム上に形成し、層構成、酸化珪素膜（第３層）／ＩＴＯ膜（第２層）／酸化珪素膜（第１層）／ハードコート層／ＴＡＣフィルムからなる反射防止フィルムを得た。上記で得られた本発明に係る光学機能性フィルムは、気体透過性の良好で、膜剥がれもなく、密着性、強度を維持すると共に、生産性に優れるものであった。
【００５８】（実験例）
また、上記で得られた実施例２の反射防止フィルムと、ガラス基板とを、実施例１と同様の光学粘着材を用いて貼着し、実施例１と同一条件下で、ＵＶ照射試験を行った。
ガラス基板表面と光学機能性フィルムとの貼着面に気体溜まりを目視で観察した結果、紫外線や熱によって高分子フィルムや粘着材から気化したガスによる気体溜まりが観察されず、膜剥離も認められず、良好な気体透過性を示し、外観、密着性に優れた性能を発現するものであった。
【００５９】（比較例１）
実施例１と製膜条件以外は、同一の材料、装置を用いて、スパッタリング法にて、図６に示す反応室ｂでは酸化チタン膜を、反応室ｃでは酸化珪素膜を形成した。なお、反応室ｂ、ｃは、ＣＶＤ電極をスパッタ用ターゲットに交換した。
電源としてＭＦ電源を用いた。その他の条件は、以下に示す通りである。
【００６０】＜酸化チタン膜の成膜条件（反応室ａ）＞
印加電力：１ｋＷ
ターゲット：Ｔｉ
成膜圧力：０．３Ｐａ
【００６１】＜酸化珪素膜の成膜条件（反応室ｂ）＞
印加電力：５ｋＷ
ターゲット：Ｓｉ
成膜圧力：０．３Ｐａ
【００６２】＜酸化チタン膜の成膜条件（反応室ｃ）＞
印加電力：５ｋＷ
ターゲット：Ｔｉ
成膜圧力：０．３Ｐａ
【００６３】＜酸化珪素膜の成膜条件（反応室ｂ）＞
印加電力：５ｋＷ
ターゲット：Ｓｉ
成膜圧力：０．３Ｐａ
【００６４】
上記の条件でＴＡＣフィルム上に形成した酸化チタン膜／酸化珪素膜／酸化チタン膜／酸化珪素膜の層構成からなる反射防止膜（光学機能性膜）の測定結果を以下に示す。なお、比較例１の反射防止膜の測定に使用した装置も、実施例１と同様であった。
【００６５】＜酸化チタン膜（第１層）の測定結果＞
膜厚 ２０ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） ２．４５
膜密度 ３．６ｇ／ｃｍ３
【００６６】＜酸化珪素膜（第２層）の測定結果＞
膜厚 ４２ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） １．４７
膜密度 ２．３ｇ／ｃｍ３
【００６７】＜酸化チタン膜（第３層）の測定結果＞
膜厚 ３３ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） ２．４５
膜密度 ３．６ｇ／ｃｍ３
【００６８】＜酸化珪素膜（第４層）の測定結果＞
膜厚 １１０ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） １．４６
膜密度 ２．３ｇ／ｃｍ３
【００６９】＜反射防止膜の測定結果＞
層構成：酸化チタン膜／酸化珪素膜／酸化チタン膜／酸化珪素膜
水蒸気透過率 ０．５ｇ／ｍ２／ｄａｙ（３８℃、１００％Ｒｈ）
視感度反射率 ０．２０％
【００７０】
以上に示した反射防止膜の形成結果のように、視感度反射率、０．２０％の光学特性を有し、酸化チタン膜の膜密度、３．６ｇ／ｃｍ３、酸化珪素膜の膜密度、２．３ｇ／ｃｍ３、水蒸気透過率、０．５ｇ／ｍ２／ｄａｙの反射防止膜をＴＡＣフィルム上に形成し、層構成、酸化珪素膜（第２層）／酸化チタン膜／酸化珪素膜（第１層）／ハードコート層／ＴＡＣフィルムからなる比較例１の反射防止フィルムを得た。
【００７１】（実験例）
また、上記で得られた比較例１の反射防止フィルムと、ガラス基板とを、光学粘着材（製品名：ＨＪ−９１５０Ｗ、日東電工製）を介して、貼着し、ＵＶ照射試験は、サンシャインウェザーメーターを用い、光源としてカーボンアークランプを用い、ブラックパネル温度６０℃、３００時間の条件で行った。（耐光性試験機：サンシャインウェザーＯ：メーカー：スガ試験機（株））
その後、ガラス基板表面と光学機能性フィルムとの貼着面に気体溜まりを目視で観察した結果、紫外線や熱によって高分子フィルムや粘着材から気化したガスによる気体溜まりが観察され、膜剥離も認められ、外観、密着性に劣るものであった。
【００７２】（比較例２）
実施例２と製膜条件以外は、同一の材料、装置を用いて、図６の装置を使用して、スパッタリング法にて、反応室ａでは酸化珪素膜（第１層）を、反応室ｂではＩｎ２Ｏ３を主成分とするＩＴＯ膜（第２層）を、ｃでは酸化珪素膜（第３層）を形成するようにした。なお、反応室ａ〜ｃでは、ＣＶＤ電極をスパッタ用ターゲットに交換した。
高周波電源としてＭＦ電源を用いた。その他の条件は、以下に示す通りである。
【００７３】＜第１層：酸化珪素膜の成膜条件（反応室ａ）＞
印加電力：５ｋＷ
ターゲット：Ｓｉ
成膜圧力：０．３Ｐａ
【００７４】＜第２層：ＩＴＯ膜の成膜条件（反応室ｂ）＞
印加電力：５ｋＷ
ターゲット：ＩＴＯ
成膜圧力：０．３Ｐａ
【００７５】＜第３層：酸化珪素膜の成膜条件（反応室ｃ）＞
印加電力：５ｋＷ
ターゲット：Ｓｉ
成膜圧力：０．３Ｐａ
【００７６】
上記の条件でＴＡＣフィルム上に形成した反射防止膜（光学機能性膜）の測定結果を以下に示す。
なお、比較例２の反射防止膜の測定に使用した装置も、実施例１と同様であった。
【００７７】＜第１層：酸化珪素膜の測定結果＞
膜厚 ９６ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） １．７０
膜密度 ２．３ｇ／ｃｍ３
【００７８】＜第２層：ＩＴＯ膜の測定結果＞
膜厚 ４１ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） ２．０
膜密度 ６．４ｇ／ｃｍ３
【００７９】＜第３層：酸化珪素膜の測定結果＞
膜厚 １０３ｎｍ
屈折率（λ＝５５０ｎｍ） １．４６
膜密度 １．９ｇ／ｃｍ３
【００８０】＜反射防止膜の測定結果＞
層構成：酸化珪素膜／ＩＴＯ膜／酸化珪素膜
水蒸気透過率 ３０ｇ／ｍ２／ｄａｙ（３８℃、１００％Ｒｈ）
視感度反射率 ０．３０％
【００８１】
以上に示した反射防止膜の形成結果のように、視感度反射率、０．３０％の光学特性を有し、酸化珪素膜（第１層）の膜密度、２．３ｇ／ｃｍ３、ＩＴＯ膜（第２層）の膜密度、６．４ｇ／ｃｍ３、酸化珪素膜（第３層）の膜密度、１．９ｇ／ｃｍ３、水蒸気透過率、３０ｇ／ｍ２／ｄａｙの反射防止膜をＴＡＣフィルム上に形成し、層構成、酸化珪素膜（第３層）／ＩＴＯ膜（第２層）／酸化珪素膜（第１層）／ハードコート層／ＴＡＣフィルムからなる比較例２の反射防止フィルムを得た。
【００８２】（実験例）
また、上記で得られた比較例２の反射防止フィルムと、ガラス基板とを、実施例１と同様の光学粘着材を用いて貼着し、実施例１と同一条件下で、ＵＶ照射試験を行った。
その後、ガラス基板表面と光学機能性フィルムとの貼着面に気体溜まりを目視で観察した結果、紫外線や熱によって高分子フィルムや粘着材から気化したガスによる気体溜まりが観察され、膜剥離も認められ、外観、密着性に劣るものであった。
【００８３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明は、可撓性基材の上に、屈性率、１．３以上２．４以下（波長λ＝５５０ｎｍ）、密度、１．５ｇ／ｃｍ３以上６．５ｇ／ｃｍ３以下の無機酸化物薄膜を少なくとも一層形成する光学機能性フィルムであって、気体透過性を有することを特徴とする光学機能性フィルムを製造したところ、気体透過性が良好で、反射防止性等の光学機能特性、強度、密着性等を有するものである。
更に、これを表示部の観察側に積層、又は、配置し、画像表示装置を製造したところ、ガラス表面と光学機能性フィルムとの貼着面に気体溜まりが発生しにくく、また、発生した場合であっても短時間内に消滅することができ、外観、光学機能特性に優れた性能を発現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無機酸化物薄膜を可撓性基材の上に形成する気体透過性の光学機能性フィルムの一態様である層構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る無機酸化物薄膜を多層形成する反射防止フィルムの一態様である層構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る無機酸化物薄膜を多層形成する反射防止フィルムの一態様である層構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る多層型反射防止フィルムにより表示面を被覆した表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】プラズマＣＶＤ法による本発明に係る光学機能性フィルムの製造方法を説明するための概略図である。
【図６】プラズマＣＶＤ法による本発明に係る光学機能性フィルムの製造方法を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１、２１、３０ 高分子フィルム（基材）
２、２２ 基材巻きだし部
２’、２６ 基材巻き取り部
３、２３ 真空容器
４、ａ、ｂ、ｃ 反応室
５、２７ 真空ポンプ
６、ａ２、ｂ２、ｃ２ 原料ガス導入口
７、７’ 反転ロール
８、２４ 成膜用ドラム
９、ａ１、ｂ１、ｃ１ 電極
１０ 電源
１１ プラズマ
１２ 無機酸化物薄膜
２５ 隔離壁
３１ ハードコート層
３２ 酸化珪素膜
３３ 酸化チタン層
３４ 酸化インジウム層
３５ 防汚層
３６ 気体透過性の光学機能性フィルム
３７ ＴＡＣ基材フィルム
３８ 偏光素子
３９ 液晶表示素子
４０ 偏光板
４１ バックライトユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical functional film and an image display device, and more particularly, to various displays such as a word processor, a computer, and a television, a surface of a polarizing plate used for a liquid crystal display device, a sunglass lens, a prescription spectacle lens, and a camera finder. Used on the surface of optical lenses such as lenses, covers of various instruments, windows of automobiles and trains, etc., it has good gas permeability and optical functions such as anti-reflective properties, strength, and adhesion. When used in an image display device, there is no gas accumulation on the surface where the glass surface and the optically functional film are adhered, and a performance excellent in appearance, optical functional characteristics, and adhesion is exhibited.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, transparent substrates such as glass have been used for displays such as curve mirrors, rearview mirrors, goggles, window glasses, televisions, personal computers and word processors, and various other commercial displays.
The transparent base material is provided with an anti-reflection function in order to read characters, figures, and other information through the base material and to prevent light from being reflected on the surface of the base material. .
In order to provide an antireflection function to a transparent substrate, for example, an optical functional film in which an optical functional thin film made of an inorganic oxide such as silicon oxide or titanium oxide is formed on a transparent substrate is known.
Further, a three-layer deposited film of a first layer, a second layer, and a third layer is formed in order from the surface side to the air side to form an antireflection film, wherein the first layer has a low refractive index. The second layer is formed of a high refractive index layer (for example, a titanium oxide film or an indium oxide film), and the third layer is formed of a medium refractive index layer (for example, a carbon-containing oxide film). An optical functional film made of silicon) is known.
For example, as a technique for providing an anti-reflection film formed by forming an inorganic thin film having excellent moisture resistance and adhesion, an anti-reflection method comprising sequentially forming a hard coat layer and an anti-reflection layer on a transparent base sheet. There has been proposed a film in which the antireflection layer has a moisture barrier property (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-338305 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional optical functional film, the density of an inorganic oxide thin film is generally higher than that of a flexible base material, and it is difficult for gases such as water vapor and oxygen to pass therethrough. Generally, a glass substrate is also a member that does not transmit gas.
For this reason, unevenness occurs on the bonding surface between the optical functional film and the glass substrate due to a gas or the like vaporized from the flexible base material (polymer film) or the adhesive due to irradiation of energy such as ultraviolet rays or the like. In addition, air pockets are observed from the outside and the appearance and optical functionality are poor, and the commercial value is reduced.
On the other hand, if the density is lowered to improve the gas permeability of the above-mentioned inorganic oxide thin film, there is a disadvantage that the adhesion to the glass substrate is reduced, and defects are easily generated in the inorganic oxide thin film.
Therefore, there is a demand for an optically functional film having a good balance between both gas permeability and adhesion to a glass substrate.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present inventors have assiduously studied to solve the above-mentioned problems, and as a result, the present invention has found that a refractive index of 1.3 to 2.4 (wavelength λ = 550 nm), density, 1.5 g / cm36.5 g / cm or more3An optical functional film that forms at least one of the following inorganic oxide thin films, and when an optical functional film characterized by having gas permeability is produced, the gas permeability is good, and the antireflection property It has optical function characteristics, strength, adhesion, and the like.
Furthermore, this is laminated or placed on the observation side of the display unit, or, when an image display device such as a liquid crystal display device is manufactured, gas accumulation is less likely to occur on the glass surface and the adhered surface of the optical functional film, In addition, even if it occurs, it can be eliminated within a short time, and exhibits excellent appearance and optical function characteristics.
In the above description, the water vapor transmission rate is 2 g / m 2.2/ Day or more and 50g / m2An optical functional film having a gas permeability of not more than / day can be provided.
Further, the inorganic oxide thin film is at least one selected from silicon oxide, titanium oxide, and indium oxide, and the silicon oxide film has a refractive index of 1.3 to 1.5 (wavelength λ). = 550 nm), density, 1.5 g / cm32.2 g / cm or more3Or less, and the titanium oxide film has a refractive index of 1.8 or more and 2.4 or less (wavelength λ = 550 nm), a density of 2.0 g / cm33.5 g / cm or more3Or less, and the indium oxide film has a refractive index of 1.8 or more and 2.4 or less (wavelength λ = 550 nm), a density of 3.5 g / cm.3Above, 6.5 g / cm3An optical functional film having the following range can be provided.
Further, it is possible to provide an optically functional film, wherein the inorganic oxide thin film is formed by vacuum evaporation, ion plating, sputtering, or plasma CVD.
Further, an optical functional film characterized by sequentially stacking a silicon oxide film, a titanium oxide film, and a silicon oxide film on the flexible base material can be provided.
Further, an optical functional film characterized by sequentially stacking a silicon oxide film, an indium oxide film, and a silicon oxide film on the flexible base material can be provided.
Further, an optical functional film characterized in that a hard coat layer is provided on the flexible base material can be provided.
Further, an optically functional film characterized in that an antifouling layer is laminated on the uppermost layer can be provided.
In addition, an optical functional film characterized in that an adhesive layer is formed on the surface of the flexible substrate on which the inorganic oxide thin film is not formed.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described in more detail below.
First, the optical functional film for forming the inorganic oxide thin film according to the present invention on a flexible base material and the configuration of a display device using the same will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a layer configuration that is one embodiment of a gas-permeable optical functional film in which an inorganic oxide thin film according to the present invention is formed on a flexible base material. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a layer configuration which is one embodiment of an antireflection film for forming a multilayer of an inorganic oxide thin film according to the present invention. FIG. FIGS. 5 and 6 are schematic cross-sectional views showing an example of the apparatus, and FIGS. 5 and 6 are schematic views for explaining a method for producing an optical functional film according to the present invention by a plasma CVD method.
[0007]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a layer configuration that is one embodiment of a gas-permeable optical functional film 36 that forms an inorganic oxide thin film 12 according to the present invention on a flexible substrate 30.
As shown in FIG. 1, the optical functional film 36 according to the present invention is formed by forming a single layer or plural layers of the inorganic oxide thin film 12 having gas permeability on the flexible base material 30.
[0008]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a layer configuration that is one embodiment of the antireflection film 36 for forming the inorganic oxide thin film 12 according to the present invention.
As shown in FIG. 2, the antireflection film of the present invention in which the inorganic oxide thin film 12 is formed in multiple layers has a silicon oxide film as an outermost layer (a layer opposite to a layer in contact with a flexible base material). A silicon oxide film 32, a titanium oxide film 33, a silicon oxide film 32, a hard coat layer 31, and a flexible substrate as an inorganic oxide thin film having gas permeability from the silicon film toward the flexible substrate. The members 30 are sequentially laminated.
[0009]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a layer configuration as another embodiment of an antireflection film (optically functional film) 36 for forming a multilayer of the inorganic oxide thin film 12 according to the present invention.
As shown in FIG. 3, in the antireflection film of the present invention in which the inorganic oxide thin film 12 is formed in multiple layers, the outermost layer (the layer on the side opposite to the layer in contact with the flexible substrate) is a silicon oxide film 32. From the silicon oxide film toward the flexible substrate, a silicon oxide film 32, an indium oxide film 34, a silicon oxide film 32, a hard coat layer 31, It has a structure in which base materials 30 are sequentially laminated.
[0010]
Next, the optical functional film according to the present invention as described above, the material constituting the image display device and the like, the manufacturing method thereof, and the like will be described. First, the inorganic oxide thin film constituting the optical functional film according to the present invention Is a thin film having both optical functionality and gas permeability.
Specifically, the optical characteristics (anti-reflection function) required for the inorganic oxide thin film 12 according to the present invention are such that the refractive index is in a range of 1.3 or more and 2.4 or less (wavelength λ = 550 nm). is necessary.
The gas permeability required for the inorganic oxide thin film 12 according to the present invention includes a density of 1.5 g / cm36.5 g / cm or more3It must be in the following range:
This is because the density of the inorganic oxide thin film 12 is in the above range, so that the optically functional film of the present invention has a water vapor transmission rate of 2 g / m 2.2/ Day or more and 50g / m2There is an advantage that good gas permeability of / day or less can be exhibited.
As the gas permeability, water vapor permeability, 2 g / m2If it exceeds / day, gas accumulation due to volatile gas from the polymer film and the adhesive can be prevented, but the water vapor transmission rate is 5 g / m2The ratio of / day is more preferable for effectively preventing gas accumulation.
1.5g / cm density3If less than the above, the adhesion to the substrate is reduced, and defects are likely to occur in the inorganic oxide thin film.
Density 6.5 g / cm3If the ratio exceeds the above range, an optical functional film having the above-described oxygen permeability cannot be obtained, and gas accumulation will occur on the surface to be adhered to the substrate, which is not preferable.
Further, the total thickness of the inorganic oxide thin film 12 is preferably in the range of 5 nm to 1000 nm.
If the total thickness of the film is less than 5 nm, it is difficult to exhibit an optical function, and if the total thickness of the film exceeds 1000 nm, cracks and film peeling due to film stress are not preferred.
Specific examples of such an inorganic oxide thin film 12 include a silicon oxide film, a titanium oxide film, an indium oxide film, an ITO (indium / tin oxide) layer, an IZO layer, an IXO layer, and Nb.2O5Layer, Ta2O5, A ZnS layer and the like can be used. Among them, a silicon oxide film, a titanium oxide film, and an indium oxide film are preferably used because they are transparent in a visible region and have a large difference in refractive index.
[0011]
The silicon oxide film 32 according to the present invention is mainly used as a single layer in the inorganic oxide multilayer film constituting the antireflection film, more specifically, as a low refractive index layer. It is preferably in the range from 1.3 to 1.5 (wavelength λ = 550 nm).
If the refractive index is out of the above range, it cannot be suitably used as a low refractive index layer (having a refractive index of 1.3 to 1.5), which is not preferable.
The density of the silicon oxide film is 1.5 g / cm32.2 g / cm or more3It is preferably within the following range.
1.5g / cm density3If less than the above, the adhesion to the substrate is reduced, and defects are likely to occur in the inorganic oxide thin film.
2.2 g / cm density3If the ratio exceeds the above range, an optical functional film having the above-described oxygen permeability cannot be obtained, and gas accumulation will occur on the surface to be adhered to the substrate, which is not preferable.
The thickness of the silicon oxide film is not particularly limited, and the optical functional film 36 of the present invention is not particularly limited as long as it has an antireflection effect. It is more preferably in the range of 10 nm to 150 nm.
When the layer thickness is less than 5 nm, the optical function may not be exhibited even when the film is formed on the flexible base material, which is not preferable. It is not preferable because film peeling occurs.
[0012]
The main purpose of the titanium oxide film 33 and the indium oxide film 34 according to the present invention is to use them as one layer in the inorganic oxide multilayer film constituting the antireflection film, more specifically, as a high refractive index layer. Therefore, it is preferable that the refractive index is in the range of 1.8 or more and 2.4 or less (wavelength λ = 550 nm).
If the refractive index is less than 1.8, it cannot be suitably used as a high refractive index layer (having a refractive index of 1.8 to 2.4), which is not preferable.
The density of the titanium oxide film 33 is 2.0 g / cm.33.5 g / cm or more3The density is preferably in the following range, and the density of the indium oxide film 34 is 3.5 g / cm.36.5 g / cm or more3It is preferably within the following range.
The density of the titanium oxide film is 2.0 g / cm3Less, the density of the indium oxide film is 3.5 g / cm3If it is less than this, the adhesion to the substrate is reduced, which is not preferred.
The density of the titanium oxide film is 3.5 g / cm3, The density of the indium oxide film is 6.5 g / cm3When the value exceeds the above, an optical functional film having the above-described water vapor transmission rate cannot be obtained, and a gas pool is generated on the surface to be adhered to the glass substrate, which is not preferable.
The thickness of the titanium oxide film and the indium oxide film is not particularly limited as long as the antireflection film of the present invention is not particularly limited as long as it has an antireflection effect. The thickness is preferably from 200 to 200 nm, more preferably from 10 to 150 nm.
When the layer thickness is less than 5 nm, even if a film is formed on a flexible base material, an optical function may not be exhibited in some cases, which is not preferable. On the other hand, when the thickness exceeds 200 nm, cracks or film peeling may occur. It is not preferable because of occurrence.
[0013]
By using the titanium oxide film 33 and the indium oxide film 34 as a high refractive index layer, the antireflection multilayer film can be combined with another thin layer (for example, a low refractive index layer such as the silicon oxide film). The antireflection function can be enhanced with a synergistic effect.
[0014]
Here, the position where the high refractive index layers such as the titanium oxide film 33 and the indium oxide film 34 are provided is not particularly limited in the present invention, and any position may be used as long as the antireflection function is improved as a whole. Although it can be provided at a position, as shown in FIGS. 2 and 3, it is more efficient to prevent light reflection when the high refractive index layer and the low refractive index layer are in contact with each other. The refractive index layer is preferably provided between the low refractive index layers.
[0015]
Next, the substrate 30 of the optical functional film according to the present invention is a portion serving as a base of the optical functional film.
The flexible substrate is not particularly limited as long as it is a polymer film that is transparent in the visible light region, and specifically, for example, a triacetyl cellulose film, a diacetyl cellulose film, an acetate butyrate cellulose film, a polyether Sulfone film, polystyrene resin film, polyacrylic resin film, polyurethane resin film, polyester film, polycarbonate resin film, polysulfone film, cyclic olefin resin film, polyether film, trimethylpentene film, polyetherketone film , Polyethersulfone-based film, acrylonitrile film, acrylonitrile-styrene copolymer resin (AS resin) film, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer Fat (ABS resin) film, polyamide resin film, fluororesin film, acetal resin film, a cellulose-based resin film or the like can be used.
Above all, a colorless and transparent stretched film is preferable, and a uniaxial or biaxially stretched polyester film is more preferable because of excellent transparency and heat resistance.
Further, triacetyl cellulose is also preferable in that it has no optical anisotropy.
Usually, the thickness of the flexible substrate is preferably about 6 μm to 188 μm.
The flexible substrate of the present invention may be colored as long as it is essentially transparent, and may be provided with a pattern or character by printing or the like.
[0016]
Further, as the antireflection film (optically functional film) 36 shown in FIGS. 2 and 3, a hard coat layer 31 can also be provided.
The hard coat layer 31 used in the present invention is a layer formed for the purpose of imparting strength to the antireflection film of the present invention. Therefore, it is not an essential layer depending on the use of the antireflection film.
[0017]
The material for forming the hard coat layer 31 is not particularly limited as long as it is a material that is similarly transparent in the visible light range and can give the antireflection film strength. It is preferable that a pencil hardness test shown in JIS K5600-5-4 shows a hardness of "H" or more.
Specifically, it is preferable to use a thermosetting resin and / or an ionizing radiation-curable resin, and more specifically, a resin having an acrylate-based functional group, for example, a relatively low molecular weight polyester, poly (Meth) acrylates of polyfunctional compounds such as ether, acrylic resin, epoxy resin, polyurethane, alkyd resin, spiroacetal resin, polybutadiene, polythiolpolyene resin, and polyhydric alcohol (hereinafter, acrylate and methacrylate are referred to as (meth) And monofunctional monomers such as ethyl (meth) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, vinyltoluene, and N-vinylpyrrolidone, which are reactive diluents, and polyfunctional monomers. Monomers, such as trimethylol Lopantri (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,6 Those containing hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate and the like are preferably used.
The thickness of the hard coat layer is usually preferably in the range of 1 to 30 μm.
The forming method can use a usual coating method, and is not particularly limited.
[0018]
In addition, although the position where the hard coat layer 31 is provided, the purpose of providing the hard coat is to increase the strength of the antireflection film, and not to improve the antireflection function. It is preferable to set it at a remote position and directly above the substrate.
[0019]
As the optical functional film 36 of the present invention, an antifouling layer 35 may be provided further on the uppermost silica layer.
The antifouling layer is formed to prevent dust and dirt from adhering to the optical functional film disposed on the front surface of the display panel, or to make it easy to remove even if it adheres. Specifically, a surfactant such as a fluorine-based surfactant, a paint containing a fluorine-based resin, a release agent such as silicone oil, a wax or the like is applied very thinly as long as the optical function such as antireflection is not reduced. The thickness of the antifouling layer 35 is preferably 1 to 30 nm.
When the thickness exceeds 30 nm, an optical effect is generated, and the optical characteristics as an antireflection film are deteriorated.
[0020]
As the optical functional film 36 of the present invention, an adhesive layer may be provided on the surface of the flexible substrate on which the inorganic oxide thin film 12 is not formed.
For such an adhesive layer, any adhesive or adhesive may be used.
The adhesive layer is formed by a roll coater, a die coater, a blade coater, or the like.
[0021]
As a method of forming a single-layer optical functional film according to the present invention, or a high refractive index layer constituting an optical functional multilayer film, and a low refractive index layer on a flexible substrate, for example, The above materials can be formed or laminated by a plasma chemical vapor deposition (CVD) method, a thermal CVD method, a vacuum deposition method, a sputtering method, a wet coating method such as a sol-gel method, or a thin film forming method such as an ion plating method.
Above all, by using a plasma CVD method, conditions such as film density, film thickness, refractive index, and gas permeability when forming a silica layer can be controlled relatively easily. This is preferable because it has an advantage that an optical functional film having both properties of adhesion to the film and a good balance can be formed.
Further, when the silicon oxide film of the present invention forms a layer with a silicon compound containing an organic group, a stable thin film can be formed by a plasma CVD method using a gaseous raw material. This is preferable because a thin layer can be formed at the same time, and there is an advantage that productivity can be improved.
[0022]
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method for producing an optical functional film according to the present invention by a plasma CVD method.
FIG. 5 shows a method for forming an optically functional film on a flexible substrate using a plasma CVD apparatus. First, a web-shaped polymer film (flexible substrate) 1 is unwound from a substrate unwinding section 2 and introduced into a plasma CVD reaction chamber 4 in a vacuum vessel 3.
The whole reaction vessel 3 is evacuated by a vacuum pump 5. At the same time, a source gas at a specified flow rate is supplied to the reaction chamber 4 from the source gas inlet 6, and the inside of the reaction chamber 4 is always filled with these gases at a constant pressure.
[0023]
Next, the polymer film 1 unwound from the substrate unwinding unit 2 and introduced into the reaction chamber 4 is wound around the film forming drum 8 via the reversing roll 7 and is synchronized with the rotation of the film forming drum 8. While being fed in the direction of the reversing roll 7 '.
Next, an RF voltage is applied between the electrode 9 and the film forming drum 8 by the power supply 10.
At this time, the frequency of the power supply is not limited to the radio wave, and an appropriate frequency from DC to microwave can be used.
When an RF voltage is applied between the electrode 9 and the film forming drum 8, a plasma 11 is generated around the two electrodes.
Then, the raw material gas reacts in the plasma 11 to generate an inorganic oxide, which is deposited on the polymer film 1 wound around the film forming drum 8 to form an inorganic oxide thin film 12.
Thereafter, the polymer film 1 having the inorganic oxide thin film 12 formed on the surface thereof is wound up at the substrate winding section 2 'via the reversing roll 7'.
In the present invention, the refractive index, the film thickness, the density, etc. of the inorganic oxide thin film 12 to be formed can be controlled in a wide range by controlling the temperature, the material gas flow rate / pressure, the discharge conditions, and the feed speed of the polymer film 1. The inorganic oxide thin film 12 having desired gas permeability and optical characteristics can be obtained without changing the material.
[0024]
FIG. 6 is a schematic view of another embodiment for describing a method for producing an optical functional film according to the present invention by a plasma CVD method.
For producing the optical functional film, a plasma CVD apparatus as shown in FIG. 6 can be used.
The plasma CVD apparatus is a capacitively coupled plasma CVD apparatus, and its basic structure and principle are the same as those of the apparatus shown in FIG.
Therefore, also in this apparatus, the web-like polymer film 21 is unwound from the base material unwinding section 22 and is introduced into the reaction chambers (a, b, c) in the vacuum vessel 23. Then, a predetermined film is formed on the film forming drum 24 in the reaction chamber, and is wound by the substrate winding unit 26.
[0025]
Therefore, also in this apparatus, the web-like polymer film 21 is unwound from the base material unwinding section 22 and is introduced into the reaction chambers (a, b, c) in the vacuum vessel 23. Then, a predetermined film is formed on the film forming drum 24 in the reaction chamber, and is wound by the substrate winding unit 26.
[0026]
The difference between the apparatus shown in FIG. 6 and the apparatus shown in FIG. 5 is that in the apparatus shown in FIG. 5, only one reaction chamber for forming an optically functional film on a film is provided. Is characterized in that it has a plurality (three) of reaction chambers. Each of the reaction chambers (a, b, c) is formed by being isolated by an isolation wall 25. Here, for convenience of the following description, the three reaction chambers are referred to as a reaction chamber a, a reaction chamber b, and a reaction chamber c from the right side. In each of the reaction chambers, electrode plates a1, b1, and c1 and source gas inlets a2, b2, and c2 are provided, respectively.
[0027]
Each reaction chamber (a, b, c) is provided along the outer periphery of the film forming drum 24. This is because the plastic film on which the laminated film is formed is inserted into the reaction chamber in synchronization with the film forming drum 24 as described in the example shown in FIG. 5, and forms a multilayer film on the film forming drum. This is because, by arranging in this manner, each film can be continuously laminated.
Although the number of reaction chambers is three in the apparatus shown in FIG. 6, the plasma CVD apparatus used in the method for manufacturing an antireflection film of the present invention is not limited to this, and may be changed as necessary. be able to.
[0028]
According to the plasma CVD apparatus as described above, the film can be formed independently in each reaction chamber by changing the source gas introduced into each reaction chamber. When forming a multilayer film of a silica film and a plastic film on a plastic film, by introducing a gas containing an organic titanium compound into the reaction chamber a, by introducing a gas containing silicon into the reaction chamber b and the reaction chamber c, By the time the plastic film 21 is wound around the substrate winding section 26 via the film forming drum 25, an antireflection film having a titanium oxide film and a silica film formed on the plastic film 21 can be formed.
[0029]
Further, in the above case, the gas introduced into the reaction chamber b and the reaction chamber c is a gas containing silicon, but it is necessary to change the conditions in each reaction chamber, for example, the gas flow rate, the pressure, the discharge conditions, and the like. Thereby, the characteristics of the silica film formed in the reaction chamber b and the reaction chamber c can be changed. The titanium oxide film, the silica film, and the thickness, the density, the refractive index, and the like of these films can be freely combined by the device.
[0030]
Further, it is not always necessary to introduce different source gases into the respective reaction chambers. For example, a titanium oxide film is formed by introducing a gas containing an organic titanium compound into all of the reaction chambers a, b, and c shown in FIG. Thereafter, all gases once introduced into the reaction chambers a, b, and c are extracted, and a gas containing silicon is introduced again into the reaction chambers a, b, and c to form a silica film on the titanium oxide film. It is possible.
[0031]
In the present invention, a laminated film in which a titanium oxide film and a silica film are formed on a plastic film may be formed by treating the plastic film a plurality of times with the apparatus shown in FIG. 5 described above. Then, as described above, the antireflection film in which the titanium oxide film and the silica film are formed on the plastic film by processing the plastic film at one time using the apparatus shown in FIG. Good. Further, by treating the plastic film a plurality of times using the apparatus shown in FIG. 5, it is also possible to obtain an antireflection film in which a plurality of titanium oxide films and a plurality of silica films are alternately laminated.
[0032]
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a liquid crystal display device in which the optical functional film according to the present invention is coated on the display surface of a glass substrate.
As shown in FIG. 4, in the liquid crystal display device according to the present invention, a polarizing plate 40 having a layer structure composed of an antireflection film layer 36 / a polarizing element 38 / a TAC film layer 37 is laminated on a liquid crystal display element. On the other surface of the liquid crystal display element, a polarizing plate having a layer structure composed of a TAC film 37 / a polarizing element 38 / a TAC film 37 is laminated.
[0033]
Specifically, the antireflection film layer of FIGS. 2 and 3 obtained above is used as the outermost layer (the layer on the side opposite to the layer in contact with the base material), and from the antireflection film layer toward the base material. In the case of the antireflection film layer, for example, the layer configuration shown in FIG. 2, the antireflection layer 35 / silicon oxide film 32 / titanium oxide film 33 / silicon oxide film 32 / hard coat layer 31 / base layer 30 have a layer configuration. An antireflection film layer, a polarizing element, and a TAC film as a base material layer are sequentially laminated and laminated via an adhesive to form a layer structure, antireflection film layer 36 / polarizing element 38 / TAC film layer 37. Things.
The lower surface of the antireflection film of the present invention may be coated with a pressure-sensitive adhesive. In this case, the antireflection film can be used by sticking to an object to be antireflection, for example, a polarizing element. . The backlight is illuminated from the lower side in FIG.
The anti-reflection film of the present invention is usually arranged on the emission side of the backlight, but the anti-reflection film of the present invention may be further used instead of the TAC film on the lowermost surface.
In the STN type liquid crystal display device, a retardation plate is inserted between the liquid crystal display element and the polarizing plate. An adhesive layer is provided between each layer of the liquid crystal display device as needed.
[0034]
As the polarizing element 38 constituting the image display device according to the present invention, a polyvinyl alcohol film, a polyvinyl formal film, a polyvinyl acetal film, an ethylene-vinyl acetate copolymer saponified by dyeing and stretching with iodine or a dye. A film or the like can be used.
When the transparent substrate film of the antireflection film is, for example, a TAC film, the TAC film is subjected to a saponification treatment in order to increase adhesiveness and prevent static electricity in the lamination process. This saponification treatment may be performed before or after applying the hard coat layer to the TAC film.
[0035]
Thus, in addition to the liquid crystal display device using the optical functional film 36 and the polarizing element 38 according to the present invention, although not shown, an organic EL (electroluminescence) display device, an inorganic EL display device, Display, can be used as a material of the surface of various flexible displays, etc., even if the optical functional film according to the present invention is laminated or arranged on the observation side of the image display unit, the glass surface and the optical functional film It is difficult for gas accumulation to occur on the adhered surface, and even if it occurs, it can be eliminated within a short time, film peeling does not occur, transparency, optical characteristics, adhesion, strength It is capable of maintaining the appearance and exhibiting performance excellent in appearance, gas permeability and productivity.
[0036]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(Example 1)
Acrylic UV-curable on a triacetylcellulose film (product name: Fujitac, manufactured by Fuji Film, refractive index: 1.50) having undergone a saponification treatment of 80 μm as a flexible substrate (polymer film) 21 Using a resin as a raw material, the resin was cured by ionizing radiation to form a hard coat layer having a thickness of 6 μm. The refractive index of this hard coat layer was 1.52.
Further, a silicon oxide film (first layer) is formed in the reaction chamber a shown in FIG. 6, a titanium oxide film (second layer) is formed in the reaction chamber b, and a silicon oxide film (third layer) is formed in c. .
A 13.56 MHz RF power supply was used as a high frequency power supply. Other conditions are as shown below.
<First layer: conditions for forming silicon oxide film (reaction chamber a)>
Applied power: 1 kW
Source gas: HMDSO ((CH3) 3SiOSi (CH3) 3), O2
Film forming pressure: 4 Pa
<Second layer: conditions for forming titanium oxide film (reaction chamber b)>
Applied power 1kW
Source gas: Ti (O-iC3H7) 4, O2
Film formation pressure 10Pa
<Third layer: conditions for forming silicon oxide film (reaction chamber c)>
Applied power: 1 kW
Source gas: TMOS (tetramethoxysilane), O2
Film formation pressure: 13 Pa
[0040]
The measurement results of the antireflection film (optically functional film) formed on the TAC film under the above conditions are shown below.
<First Layer: Measurement Result of Silicon Oxide Film>
118nm thick
Refractive index (λ = 550 nm) 1.70
Film density 2.1 g / cm3
<Second layer: Measurement result of titanium oxide film>
Thickness 20nm
Refractive index (λ = 550 nm) 2.30
Film density 3.4 g / cm3
<Third layer: Measurement result of silicon oxide film>
Thickness 120nm
Refractive index (λ = 550 nm) 1.45
Film density 1.9g / cm3
<Measurement result of antireflection film>
Layer structure: silicon oxide film / titanium oxide film / silicon oxide film
Oxygen permeability 2cc / m2/ Day (23 ° C, 0% Rh)
Water vapor transmission rate 50g / m2/ Day (38 ° C, 100% Rh)
Visibility reflectance 0.29%
<Apparatus used for antireflection film measurement>
Film density measurement
ATX-E Manufacturer Rigaku
Refractive index, luminous reflectance, film thickness Spectrophotometer, optical analysis
Model number UV-3100PC Manufacturer Shimadzu Corporation
Water vapor transmission rate Water vapor transmission rate measuring device
Model number PERMATRAN-W 3/31 Manufacturer MOCON
[0046]
As shown in the results of the formation of the antireflection film described above, the luminous reflectance has optical characteristics of 0.29, and the film density of the silicon oxide film (first layer) is 2.1 g / cm.3, Film density of titanium oxide film (second layer), 3.4 g / cm3, Silicon oxide film (third layer) film density, 1.9 g / cm3, Water vapor transmission rate, 50 g / m2/ Day antireflection film is formed on a TAC film, and the layer structure is as follows: silicon oxide film (third layer) / titanium oxide film (second layer) / silicon oxide film (first layer) / hard coat layer / TAC film Was obtained.
The antireflection film (optically functional film) according to the present invention obtained above had good gas permeability, did not peel off the film, maintained adhesion and strength, and was excellent in productivity.
(Experimental example)
In addition, the antireflection film (optically functional film) obtained above and a glass substrate were attached via an optical adhesive (product name: HJ-9150W, manufactured by Nitto Denko), and a UV irradiation test was performed. The measurement was performed using a sunshine weather meter, a carbon arc lamp as a light source and a black panel temperature of 60 ° C. for 300 hours. (Light fastness tester: Sunshine Weather O: Manufacturer: Suga Test Machine Co., Ltd.)
After that, the gas accumulation was visually observed on the surface of the glass substrate and the surface to which the optical functional film was adhered. As a result, no gas accumulation due to gas vaporized from the polymer film or the adhesive due to ultraviolet light or heat was observed, and the film was peeled off No gas permeability was observed, and good gas permeability was exhibited, and performance excellent in appearance and adhesion was exhibited.
(Embodiment 2)
Acrylic UV-curable on a 80 μm saponified triacetylcellulose film (product name: Fujitack, manufactured by Fuji Film, refractive index: 1.40) as a flexible substrate (polymer film) Using a resin as a raw material, the resin was cured by ionizing radiation to form a hard coat layer having a thickness of 6 μm. The refractive index of this hard coat layer was 1.52.
Further, a silicon oxide film (first layer) is formed in the reaction chamber a shown in FIG.2O3The main component is an ITO film (second layer), and in c, a silicon oxide film (third layer) is formed.
In the reaction chamber b, the CVD electrode was replaced with a sputtering target so that ITO could be formed by sputtering.
A 13.56 MHz RF power source was used as a CVD power source, and a DC power source was used as a sputtering electrode. Other conditions are as shown below.
<First layer: conditions for forming silicon oxide film (reaction chamber a)>
Applied power: 1 kW
Source gas: HMDSO ((CH3) 3SiOSi (CH3) 3), O2
Film forming pressure: 4 Pa
<Second layer: ITO film formation conditions (reaction chamber b)>
Applied power: 1 kW
Source gas: ITO (In / Sn = 90/10), O2
Film forming pressure: 0.4 Pa
<Third layer: conditions for forming silicon oxide film (reaction chamber c)>
Applied power: 1 kW
Source gas: TMOS (tetramethoxysilane), O2
Film formation pressure: 13 Pa
[0052]
The measurement results of the antireflection film (optically functional film) formed on the TAC film under the above conditions are shown below.
The apparatus used for measuring the antireflection film of Example 2 was the same as that of Example 1.
<First Layer: Measurement Result of Silicon Oxide Film>
96nm thickness
Refractive index (λ = 550 nm) 1.70
Film density 2.1 g / cm3
<Second layer: measurement result of ITO film>
Film thickness 41nm
Refractive index (λ = 550 nm) 2.00
Film density 6.4 g / cm3
<Third layer: Measurement result of silicon oxide film>
103 nm thick
Refractive index (λ = 550 nm) 1.45
Film density 1.9g / cm3
<Measurement result of antireflection film>
Layer structure: silicon oxide film / ITO film / silicon oxide film
Water vapor transmission rate 42g / m2/ Day (38 ° C, 100% Rh)
Visibility reflectance 0.30%
[0057]
As shown in the results of the formation of the anti-reflection film described above, the luminous reflectance has optical characteristics of 0.30%, and the film density of the silicon oxide film (first layer) is 2.1 g / cm.3, Film density of ITO film (second layer), 6.4 g / cm3, Silicon oxide film (third layer) film density, 1.9 g / cm3, Water vapor transmission rate, 30 g / m2/ Day anti-reflection film is formed on the TAC film, and the layer structure is as follows: silicon oxide film (third layer) / ITO film (second layer) / silicon oxide film (first layer) / hard coat layer / TAC film Was obtained. The optical functional film according to the present invention obtained above had good gas permeability, did not peel off the film, maintained adhesion and strength, and was excellent in productivity.
(Experimental example)
Further, the antireflection film of Example 2 obtained above and a glass substrate were attached using the same optical adhesive material as in Example 1, and a UV irradiation test was performed under the same conditions as in Example 1. went.
As a result of visual observation of gas accumulation on the surface of the glass substrate and the surface where the optical functional film was adhered, no gas accumulation due to gas vaporized from the polymer film or the adhesive due to ultraviolet light or heat was observed, and film peeling was observed. And exhibited good gas permeability, and exhibited excellent performance in appearance and adhesion.
(Comparative Example 1)
A titanium oxide film was formed in the reaction chamber b shown in FIG. 6 and a silicon oxide film was formed in the reaction chamber c by a sputtering method using the same materials and equipment except for the film forming conditions as in Example 1. In the reaction chambers b and c, the CVD electrodes were replaced with sputtering targets.
An MF power supply was used as a power supply. Other conditions are as shown below.
<Deposition conditions of titanium oxide film (reaction chamber a)>
Applied power: 1 kW
Target: Ti
Film forming pressure: 0.3 Pa
<Silicon oxide film formation conditions (reaction chamber b)>
Applied power: 5 kW
Target: Si
Film forming pressure: 0.3 Pa
<Deposition condition of titanium oxide film (reaction chamber c)>
Applied power: 5 kW
Target: Ti
Film forming pressure: 0.3 Pa
<Silicon oxide film formation conditions (reaction chamber b)>
Applied power: 5 kW
Target: Si
Film forming pressure: 0.3 Pa
[0064]
The measurement results of the antireflection film (optically functional film) having the layer structure of titanium oxide film / silicon oxide film / titanium oxide film / silicon oxide film formed on the TAC film under the above conditions are shown below. The device used for measuring the antireflection film of Comparative Example 1 was the same as that of Example 1.
<Results of Measurement of Titanium Oxide Film (First Layer)>
Thickness 20nm
Refractive index (λ = 550 nm) 2.45
Film density 3.6 g / cm3
<Measurement Result of Silicon Oxide Film (Second Layer)>
42nm thickness
Refractive index (λ = 550 nm) 1.47
Film density 2.3 g / cm3
<Results of Measurement of Titanium Oxide Film (Third Layer)>
33 nm thick
Refractive index (λ = 550 nm) 2.45
Film density 3.6 g / cm3
<Results of Measurement of Silicon Oxide Film (Fourth Layer)>
Thickness 110nm
Refractive index (λ = 550 nm) 1.46
Film density 2.3 g / cm3
<Results of Measurement of Antireflection Film>
Layer structure: titanium oxide film / silicon oxide film / titanium oxide film / silicon oxide film
Water vapor transmission rate 0.5g / m2/ Day (38 ° C, 100% Rh)
Visibility reflectance 0.20%
[0070]
As shown in the results of the formation of the antireflection film described above, the luminous reflectance, the optical characteristics of 0.20%, the film density of the titanium oxide film, 3.6 g / cm3, Film density of silicon oxide film, 2.3 g / cm3, Water vapor transmission rate, 0.5 g / m2Comparative Example 1 in which an antireflection film of / day was formed on a TAC film, and the layer structure was composed of a silicon oxide film (second layer) / titanium oxide film / silicon oxide film (first layer) / hard coat layer / TAC film. Was obtained.
(Experimental example)
In addition, the antireflection film of Comparative Example 1 obtained above and a glass substrate were adhered via an optical adhesive (product name: HJ-9150W, manufactured by Nitto Denko), and the UV irradiation test was performed using Sunshine. Using a weather meter, a carbon arc lamp as a light source, and a black panel temperature of 60 ° C. for 300 hours. (Light fastness tester: Sunshine Weather O: Manufacturer: Suga Test Machine Co., Ltd.)
After that, gas accumulation was visually observed on the glass substrate surface and the surface to which the optical functional film was adhered, and gas accumulation due to gas vaporized from the polymer film or the adhesive material due to ultraviolet light or heat was observed. Inferior in appearance and adhesion.
(Comparative Example 2)
A silicon oxide film (first layer) was formed in a reaction chamber a by a sputtering method using the same material and equipment as in Example 2 using the same material and equipment as shown in FIG. Then In2O3The main component is an ITO film (second layer), and in c, a silicon oxide film (third layer) is formed. In the reaction chambers a to c, the CVD electrode was replaced with a sputtering target.
An MF power supply was used as a high frequency power supply. Other conditions are as shown below.
<First layer: conditions for forming silicon oxide film (reaction chamber a)>
Applied power: 5 kW
Target: Si
Film forming pressure: 0.3 Pa
<Second Layer: ITO Film Deposition Conditions (Reaction Chamber b)>
Applied power: 5 kW
Target: ITO
Film forming pressure: 0.3 Pa
<Third layer: conditions for forming silicon oxide film (reaction chamber c)>
Applied power: 5 kW
Target: Si
Film forming pressure: 0.3 Pa
[0076]
The measurement results of the antireflection film (optically functional film) formed on the TAC film under the above conditions are shown below.
The device used for measuring the antireflection film of Comparative Example 2 was the same as that of Example 1.
<First Layer: Measurement Result of Silicon Oxide Film>
96nm thickness
Refractive index (λ = 550 nm) 1.70
Film density 2.3 g / cm3
<Second layer: measurement result of ITO film>
Film thickness 41nm
Refractive index (λ = 550 nm) 2.0
Film density 6.4 g / cm3
<Third layer: Measurement result of silicon oxide film>
103 nm thick
Refractive index (λ = 550 nm) 1.46
Film density 1.9g / cm3
<Results of Measurement of Antireflection Film>
Layer structure: silicon oxide film / ITO film / silicon oxide film
Water vapor transmission rate 30g / m2/ Day (38 ° C, 100% Rh)
Visibility reflectance 0.30%
[0081]
As shown in the results of the formation of the anti-reflection film described above, the luminous reflectance has optical characteristics of 0.30%, and the film density of the silicon oxide film (first layer) is 2.3 g / cm.3, Film density of ITO film (second layer), 6.4 g / cm3, Silicon oxide film (third layer) film density, 1.9 g / cm3, Water vapor transmission rate, 30 g / m2/ Day anti-reflection film is formed on the TAC film, and the layer structure is as follows: silicon oxide film (third layer) / ITO film (second layer) / silicon oxide film (first layer) / hard coat layer / TAC film The antireflection film of Comparative Example 2 was obtained.
(Experimental example)
Further, the antireflection film of Comparative Example 2 obtained above and a glass substrate were adhered using the same optical adhesive material as in Example 1, and a UV irradiation test was performed under the same conditions as in Example 1. went.
After that, gas accumulation was visually observed on the glass substrate surface and the surface to which the optically functional film was adhered. As a result, gas accumulation due to gas vaporized from the polymer film or the adhesive due to ultraviolet light or heat was observed, and film peeling was also observed. Inferior in appearance and adhesion.
[0083]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention provides a flexible substrate with a refractive index of 1.3 to 2.4 (wavelength λ = 550 nm), a density of 1.5 g / cm36.5 g / cm or more3An optical functional film that forms at least one of the following inorganic oxide thin films, and when an optical functional film characterized by having gas permeability is produced, the gas permeability is good, and the antireflection property It has optical function characteristics, strength, adhesion, and the like.
Furthermore, when this was laminated or placed on the observation side of the display unit, and an image display device was manufactured, gas accumulation was hardly generated on the glass surface and the surface to which the optical functional film was adhered. Even in this case, it can disappear within a short period of time, and exhibits excellent performance in appearance and optical function characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a layer configuration which is an embodiment of a gas-permeable optical functional film in which an inorganic oxide thin film according to the present invention is formed on a flexible substrate.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a layer configuration which is one embodiment of an antireflection film for forming a multilayer of an inorganic oxide thin film according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a layer configuration which is one embodiment of an antireflection film for forming a multilayer of an inorganic oxide thin film according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a display device having a display surface covered with a multilayer antireflection film according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method for producing an optical functional film according to the present invention by a plasma CVD method.
FIG. 6 is a schematic view for explaining a method for producing an optical functional film according to the present invention by a plasma CVD method.
[Explanation of symbols]
1,21,30 Polymer film (base material)
2,22 Unwinding part of substrate
2 ', 26 substrate winding section
3,23 Vacuum container
4, a, b, c reaction chamber
5, 27 vacuum pump
6, a2, b2, c2 Source gas inlet
7, 7 'reversing roll
8, 24 Drum for film formation
9, a1, b1, c1 electrodes
10 Power supply
11 Plasma
12 Inorganic oxide thin film
25 Isolation Wall
31 Hard coat layer
32 silicon oxide film
33 Titanium oxide layer
34 Indium oxide layer
35 Antifouling layer
36 Gas-permeable optical functional film
37 TAC base film
38 Polarizing element
39 LCD device
40 Polarizing plate
41 Backlight unit
