JP3750570B2 - Antireflection material manufacturing method and optical member - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイの表示画面表面に適用される反射防止フィルム等の反射防止材に係わり、更に詳しくは、可視光に対し広波長域で反射防止効果を有する反射防止フィルム、及びこれを有する光学部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイの多くは、室内外を問わず外光などが入射するような環境下で使用される。この外光などの入射光は、ディスプレイ表面等において正反射され、反射像が表示光と混合し表示品質を低下させ表示画像を見にくくしている。
【０００３】
これを防止するため、透明基材の表面に金属酸化物などから成る高屈折率層と低屈折率層を積層した、或いは無機や有機フッ素化合物などの低屈折率層を形成した反射防止効果を有するフィルムをディスプレイ表面などに貼り合わせる等して、利用することが知られている。
【０００４】
一方、これとは別に、透明基材の表面に透明な微粒子を含むコーティング層を形成し、凸凹状の表面により外光を乱反射させるなどしても、同様の効果を得られることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最近のオフィスのＯＡ化に伴い、コンピューターを使用する頻度が増し、ＣＲＴや液晶ディスプレイと人間が相対していることが長時間化した。これにより反射像等による表示品質の低下は、目の疲労など健康障害等を引き起こす要因とも考えられ、これまで以上に、可視光の広範囲にわたってより高い反射防止効果を有する反射防止材や光学部材の要求が高まってきた。
【０００６】
更には、近年ではアウトドアライフの普及に伴い、テレビや液晶ディスプレイを室外で使用する機会が益々増える傾向にあり、表示品質をより向上して表示画像を明確に認識できるように、同様に可視光の広範囲にわたってより高い反射防止効果を有するフィルム等の反射防止材や光学部材の要求が出てきている。
【０００７】
しかしながら、無機物や有機物の低屈折率物質を単層で形成した反射防止層では緑色を中心とした可視光線の主要部の低屈折率化に重きを置き、赤色、紫色等の低屈折率化がなかなか果たせずに４００ｎｍ及び７００ｎｍ近辺ばかりではなく、人間の目の感度の比較的高い４５０ｎｍ及び６５０ｎｍ近辺の波長での屈折率が高いＵ型の分光反射特性を示し、可視光の広範囲にわたる高い反射防止効果を得ることはできない。また異なる屈折率層を積層した多層構成によるものでは、高屈折率層と低屈折率層の層構成の多層化、膜厚の増加、不均質を利用した複雑な材料設計、さらには中間屈折率物質などを使用することにより、上記反射特性を得られるものの、複雑な構成による安定成膜の困難化、反射防止特性の安定性低下や、使用材料の増加などによって、作製技術の高度化、歩留まりの低下、コストの上昇を招き、実用化、商品化に関しては問題となる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に着目しなされたもので、その目的とするところは、人間の目の感度の比較的高い４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲での分光反射率が１％以下とすることを目的とし、更に好ましくは０．５％以下の波長域をより広域化するをとともに、実用性に優れた反射防止フィルム等の反射防止材ならびに光学部材を安価で且つ容易に提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する手段として、本発明の第１の発明は、透明プラスチック基材上の少なくとも片面に、屈折率の異なる金属酸化物を順次交互に積層した反射防止層を有し、前記反射防止層の高屈折率層及び低屈折率層が、各々同じ金属酸化物で形成されるとともに、前記高屈折率層の屈折率が各々１．９以上２．５以下で各前記高屈折率層は透明基材に近い順に屈折率が高く、前記低屈折率層の屈折率が各々１．３以上１．５以下で各前記低屈折率層は透明基材に近い順に屈折率が高いことを特徴とするディスプレイ用反射防止材の製造方法であって、前記反射防止層が真空成膜プロセスによって形成し、かつ各々同じ金属酸化物によって形成される反射防止層の高屈折率層及び低屈折率層の成膜条件変化させる、または成膜粒子の基材に対する入射角を調製することを特徴とする反射防止材の製造方法である。
【００１０】
具体的に式に表すと、透明基材上の少なくとも片面に、屈折率の異なる金属酸化物を順次交互に積層した反射防止層を有し、前記反射防止層の高屈折率層及び低屈折率層が、各々同じ金属酸化物で形成するとともに、更に各々の層の屈折率が積層順に、
高屈折率層：２．５≧ｎH1、ｎH2、・・・・・ 、ｎHn≧１．９
ｎH1＞ｎH2＞・・・・・＞ｎHn-1＞ｎHn
低屈折率層：１．５≧ｎL1、ｎL2、・・・・・ 、ｎLn≧１．３
ｎL1＞ｎL2＞・・・・・＞ｎLn-1＞ｎLn
の屈折率の条件で積層されていることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明は、前記の反射防止材を形成する金属酸化物の少なくとも１種類が、導電性を有していることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明は前記の反射防止層の上に防汚層を形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は前記の透明基材との反射防止層の間に耐摩禍性を有する透明ハードコート層が形成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、第５の発明は、前記の透明基材と反射防止層の間に、耐摩禍性を有する透明ハードコート層が形成されていることを特徴し、更には、前記のハードコート層に平均粒子径０．０１〜３μｍの透明な超微粒子を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、第６の発明は、前記の発明によって得られた反射防止材を貼り合わせる等により、これを有する光学部材であることを特徴とする。
【００１６】
また、第７の発明は、前記の透明基板が光学部材である反射防止材であることを特徴とする。
【００１７】
以上の様に、本発明によれば、反射防止層の高屈折率層及び低屈折率層を各々を同じ金属酸化物によって形成し、更に積層順に従って各々の屈折率を低屈折率化することにより、膜厚構成を変えずに可視光の広範囲にわたって低い反射率特性を実現できる。
【００１８】
更に、反射防止層に導電性を有する金属酸化物を用いることによって、反射防止効果に加え導電性、帯電防止性を付加でき、また反射防止層の上に撥水層を形成することにより、防汚性を付与でき、より高機能化、実用性に富む反射防止材とすることができる。
【００１９】
また、前記の反射防止材を貼り合わせるなどして得られた光学部材をディスプレイに用いることによって、表示品質が向上し、表示画像をより明確に認識できるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の反射防止材について、図面を用いて詳細に説明する。
本発明の請求項１記載の反射防止材の一構成を示す断面図を図１に示す。
また本発明の請求項２記載の反射防止材の一構成を示す断面図を図２に、更に本発明の請求項４〜６記載の反射防止材の一構成を示す断面図を図３〜５に示す。
【００２１】
本発明による反射防止材は、図１に示す様に透明プラスチックフィルム等からなる透明基材１に反射防止層２を形成したもので、反射防止層２は、高屈折率層２ａと低屈折率層２ｂを交互に積層し、低屈折率層２ａが最上層となるよう構成されている。
【００２２】
反射防止層を形成する透明基材１には、透明性のある基材であれば良く、プラスチックフィルムに限られず、条件さえ合えばプラスチック板、ガラス、天然樹脂等でも良いが、プラスチックフィルムの場合は、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等が使用でき、目的・用途によって適宜選択される。
【００２３】
反射防止層２は、高屈折率層２ａと低屈折率層２ｂを交互に所定の光学膜厚ｎｄ(屈折率ｎ×形状膜厚ｄの積)となるように積層し、低屈折率層２ａが最上層となるよう構成することにより反射防止機能を発現している。
【００２４】
反射防止層２を構成する高屈折率層２ａと低屈折率層２ｂは、各々が同じ金属酸化物で構成されており、高屈折率層２ａの屈折率ｎＨは１．９〜２．５、低屈折率層２ｂの屈折率は１．３〜１．５の範囲のものが使用できる。
【００２５】
この高屈折率層２ａと低屈折率層２ｂの屈折率は、各々の積層順に従って、高屈折率層２ａがｎH1、・・・・、ｎHnと、低屈折率層２ｂはｎL1、・・・・、ｎLnと示してあり、各々の積層順に従って屈折率が低く、つまりｎH1からｎHnへ、またｎL1からｎLnへ向って低屈折率の層となっている。
【００２６】
高屈折率層２ａとしては、屈折率ｎHが１．９〜２．５の範囲の金属酸化物であれば特に限定されるものではなく、例えば酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化セリウム、酸化タンタル等の電気絶縁性金属酸化物の他、酸化インジウム、酸化錫、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物も使用できる。導電性金属酸化物を用いた場合は、反射防止効果に加え導電性を付加できる。一方、低屈折率層２ｂとしては、屈折率ｎLが１．３〜１．５の範囲の金属酸化物であれば特に限定されるものではなく、代表的な酸化物として酸化珪素が上げられる。本発明においては、金属酸化物に特定しているが、高屈折率層２ａ及び低屈折率層２ｂの屈折率範囲を満たす透明層であれば特に限定されるものではなく、金属酸化物の混合物、金属酸化物以外でも無機や有機の弗化物などが使用できる。
【００２７】
反射防止層２は、真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法などの真空成膜プロセスによって形成することができる。屈折率を変化させるには、成膜条件であるガス圧力、ガス導入量、イオンビームパワー、プラズマ電力、ガス種などを変化させる他、成膜粒子の基材に対する入射角を調整することによっても可能であり、屈折率を制御できる方法であれば、いかなる成膜方法であっても構わない。
【００２８】
本発明による反射特性は、一般的に可視光とされる４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲において、人間の目の感度の比較的高い４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲での分光反射率が１％以下とすることを目的とし、更に好ましくは０．５％以下の波長域をより広域化するを目的としている。この様な反射特性を有し、更に生産性、コスト等を考慮すると全積層数は少ない方がよく、現実的には積層数を４層構成とした場合が好ましく、更には１層目と２層目を等価膜とした４層構成が最も好ましい。
【００２９】
本発明による防汚層は、本発明の反射防止層の表面を保護し、更に防汚性を高めるものであり、要求性能を満たすものであれば、いかなる材料であっても制限されるものでない。例えば、疎水性や撥油性を示す化合物が良く、適した化合物としては、フルオロカーボンやパーフルオロシラン等が、またこれらの高分子化合物等が好適である。これらの材料は、材料に応じて真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法、プラズマ重合法などの真空成膜プロセスや、マイクログラビア、スクリーン等のウェットプロセスの各種コーティング方法を用いて、撥水層を形成することができる。撥水層の厚さは反射防止層の機能を損なわないように設定されなければならず、形状膜厚１０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００３０】
本発明によるハードコート層は、透明性を有し、適度な硬度があれば特に限定はされない。電離放射線や紫外線照射による硬化樹脂や熱硬化性の樹脂が使用でき、特に紫外線照射硬化型のアクリル系や有機珪素系の樹脂や、熱硬化型のポリシロキサン樹脂が好適である。これらの樹脂は、透明プラスチックフィルム基材１と屈折率が同等もしくは近似していることがより好ましいが、形状膜厚が５μｍ以上の場合は特にこの必要はない。
【００３１】
また、前記のハードコート層に平均粒子径０．０１〜３μｍの透明な無機或いは有機の超微粒子を混合分散させことにより、一般にアンチグレアと呼ばれる光拡散性の処理を施すことができる。これらの超微粒子は、透明であれば特に限定されるものではないが、低屈折率材料が好ましく、無機の酸化珪素、弗化マグネシウムが安定性、耐熱性等で好適である。これらのハードコート層は平滑に且つ均一に塗布されるものであり、塗布方法はいかなる方法でも構わない。
【００３２】
これら本発明による反射防止フィルムを粘着剤、接着剤等を用いてガラス板、プラスチック板、偏光板等と貼り合わせることによって、反射防止性の有する光学部材が得られる。
【００３３】
【実施例】
次に本発明を、具体的な実施例を挙げて詳細に説明する。
＜実施例１＞
透明基材１のトリアセチルセルロースフィルム８０μｍ上に、高屈折率層２ａに酸化チタン、低屈折率層２ｂに酸化珪素からなる反射防止層をプラズマアシスト蒸着法により形成し、全層数は４層とした。各層の屈折率及び光学膜厚ｎｄは、
１層目：ＴｉＯ2（ｎH1＝２．２５ ｎｄ＝５０ｎｍ）
２層目：ＳｉＯ2（ｎL1＝１．４６ ｎｄ＝４５ｎｍ）
３層目：ＴｉＯ2（ｎH2＝２．００ ｎｄ＝１２０ｎｍ）
４層目：ＳｉＯ2（ｎL2＝１．４０ ｎｄ＝１４０ｎｍ）
とした。各層の屈折率は、予め成膜条件を適性化し上記値となるように設定し、特に３層目と４層目は、蒸着粒子の入射角を斜入射として低屈折率化した。光学膜厚は、光学式の膜厚モニターにより監視し、目的光量値に達した時シャッターを閉じて所定の光学膜厚を得た。この反射防止層の絶対反射測定による分光反射特性を図６に示す。光の波長の４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ以上にわたって反射率が０．６％以下であり、高い反射防止性を広波長域で実現できた。
【００３４】
＜実施例２＞
透明基材１のトリアセチルセルロースフィルム８０μｍ上に、高屈折率層２ａに酸化チタン、低屈折率層２ｂに酸化珪素からなる反射防止層をプラズマアシスト蒸着法により形成し、全層数は４層とした。各層の屈折率及び光学膜厚ｎｄは、
１層目：ＴｉＯ2（ｎH1＝２．２５ ｎｄ＝５０ｎｍ）
２層目：ＳｉＯ2（ｎL1＝１．４６ ｎｄ＝４５ｎｍ）
３層目：ＴｉＯ2（ｎH2＝２．１５ ｎｄ＝１２０ｎｍ）
４層目：ＳｉＯ2（ｎL2＝１．４３ ｎｄ＝１４０ｎｍ）
とした。各層の屈折率は、予め成膜条件を適性化し上記値となるように設定し、特に３層目と４層目は、蒸着中の圧力を高くして低屈折率化した。光学膜厚は、光学式の膜厚モニターにより監視し、目的光量値に達した時シャッターを閉じて所定の光学膜厚を得た。この反射防止層の絶対反射測定の分光反射特性を図６に示す。光の波長の４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにわたって反射率が０．６％以下であり、特に４５０ｎｍ〜６３０ｎｍにわたって反射率が０．３％以下となり高い反射防止性を広波長域で実現できた。
【００３５】
＜実施例３＞
透明基材１のポリエチレンテレフタレートフィルム１００μｍ上に、高屈折率層２ａに酸化チタン、低屈折率層２ｂに酸化珪素からなる反射防止層をプラズマアシスト蒸着法により形成し、全層数は４層とした。各層の屈折率及び光学膜厚ｎｄは、
１層目：ＴｉＯ2（ｎH1＝２．２５ ｎｄ＝５５ｎｍ）
２層目：ＳｉＯ2（ｎL1＝１．４６ ｎｄ＝４０ｎｍ）
３層目：ＴｉＯ2（ｎH2＝２．００ ｎｄ＝１１０ｎｍ）
４層目：ＳｉＯ2（ｎL2＝１．４０ ｎｄ＝１４５ｎｍ）
とした。各層の屈折率は、予め成膜条件を適性化し上記値となるように設定し、特に３層目と４層目は、蒸着粒子の入射角を斜入射として低屈折率化した。光学膜厚は、光学式の膜厚モニターにより監視し、目的光量値に達した時シャッターを閉じて所定の光学膜厚を得た。この反射防止層の絶対反射測定の分光反射特性を図７に示す。光の波長の４３０ｎｍ〜７００ｎｍ以上にわたって反射率が０．６％以下であり、高い反射防止性を広波長域で実現できた。
【００３６】
＜実施例４＞
透明基材１のポリエチレンテレフタレートフィルム１００μｍ上に、高屈折率層２ａに酸化チタン、低屈折率層２ｂに酸化珪素からなる反射防止層をプラズマアシスト蒸着法により形成し、全層数は４層とした。各層の屈折率及び光学膜厚ｎｄは、
１層目：ＴｉＯ2（ｎH1＝２．２５ ｎｄ＝５５ｎｍ）
２層目：ＳｉＯ2（ｎL1＝１．４６ ｎｄ＝４０ｎｍ）
３層目：ＴｉＯ2（ｎH2＝２．１５ ｎｄ＝１１０ｎｍ）
４層目：ＳｉＯ2（ｎL2＝１．４３ ｎｄ＝１４５ｎｍ）
とした。各層の屈折率は、予め成膜条件を適性化し上記値となるように設定し、特に３層目と４層目は、蒸着中の圧力を高くして低屈折率化した。光学膜厚は、光学式の膜厚モニターにより監視し、目的光量値に達した時シャッターを閉じて所定の光学膜厚を得た。この反射防止層の絶対反射測定の分光反射特性を図７に示す。光の波長の４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ以上にわたって反射率が０．６％以下であり、特に４５０ｎｍ〜６３０ｎｍにわたって反射率が０．３％以下となり高い反射防止性を広波長域で実現できた。
【００３７】
＜実施例５＞
透明基材１のトリアセチルセルロースフィルム８０μｍ上に、紫外線硬化型のアクリル樹脂をマイクログラビアコート法により塗布し、紫外線照射により硬化したハードコート層４を厚さ５μｍで形成した。更に高屈折率層２ａに酸化チタン、低屈折率層２ｂに酸化珪素からなる反射防止層をプラズマアシスト蒸着法により形成し、全層数は４層とした。各層の屈折率及び光学膜厚ｎｄは、
１層目：ＴｉＯ2（ｎH1＝２．２５ ｎｄ＝５０ｎｍ）
２層目：ＳｉＯ2（ｎL1＝１．４６ ｎｄ＝４５ｎｍ）
３層目：ＴｉＯ2（ｎH2＝２．１５ ｎｄ＝１２０ｎｍ）
４層目：ＳｉＯ2（ｎL2＝１．４３ ｎｄ＝１４０ｎｍ）
とした。各層の屈折率は、予め成膜条件を適性化し上記値となるように設定し、特に３層目と４層目は、蒸着粒子の入射角を斜入射として低屈折率化した。光学膜厚は、光学式の膜厚モニターにより監視し、目的光量値に達した時シャッターを閉じて所定の光学膜厚を得た。更に反射防止層の上に、プラズマＣＶＤ法により形状膜厚で４０ｎｍのパーフルオロシランからなる防汚層を形成し反射防止フィルムを作製した。この反射防止層の絶対反射測定の分光反射特性を図８に示す。光の波長の４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ以上にわたって反射率が０．６％以下であり、高い反射防止性を広波長域で実現できた。
【００３８】
＜実施例６＞
透明基材１のトリアセチルセルロースフィルム８０μｍ上に、紫外線硬化型のアクリル樹脂をマイクログラビアコート法により塗布し、紫外線照射により硬化したハードコート層４を厚さ５μｍで形成した。更に高屈折率層２ａに酸化チタン、低屈折率層２ｂに酸化珪素からなる反射防止層をプラズマアシスト蒸着法により形成し、全層数は４層とした。各層の屈折率及び光学膜厚ｎｄは、
１層目：ＴｉＯ2（ｎH1＝２．２５ ｎｄ＝５０ｎｍ）
２層目：ＳｉＯ2（ｎL1＝１．４６ ｎｄ＝４５ｎｍ）
３層目：ＴｉＯ2（ｎH2＝２．１５ ｎｄ＝１２０ｎｍ）
４層目：ＳｉＯ2（ｎL2＝１．４３ ｎｄ＝１４０ｎｍ）
とした。各層の屈折率は、予め成膜条件を適性化し上記値となるように設定し、特に３層目と４層目は、蒸着中の圧力を高くして低屈折率化した。光学膜厚は、光学式の膜厚モニターにより監視し、目的光量値に達した時シャッターを閉じて所定の光学膜厚を得た。更に反射防止層の上に、プラズマＣＶＤ法により形状膜厚で４０ｎｍのパーフルオロシランからなる防汚層を形成し反射防止フィルムを作製した。この反射防止層の絶対反射測定の分光反射特性を図８に示す。光の波長の４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ以上にわたって反射率が０．６％以下であり、特に４５０ｎｍ〜６３０ｎｍにわたって反射率が０．３％以下となり高い反射防止性を広波長域で実現できた。
【００３９】
＜実施例７＞
前記、実施例６のハードコート層に平均粒子径０．５μｍの酸化珪素の超微粒子を均一に分散させて、その上に実施例６同様に反射防止層、防汚層を順次形成し、反射防止材を作製した。ただし、光学モニターによる監視は、基材フィルムである本実施例では光の散乱により不可能なので、近傍に設置したモニター用フィルムを用いて設定の光学膜厚を得た。この反射防止材は、光拡散性を持つため鏡面光沢がなく、また分光反射特性も拡散反射測定で測定した結果、実施例６とほぼ同様であり、高い反射防止性を広波長域で実現できた。
【００４０】
前記実施例では、電気絶縁性の酸化チタンを用いたが、電気伝導性を有する酸化インジウム、酸化錫、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）などを高屈折率層として使用し、屈折率、光学膜厚を最適化することによって、同様の反射防止性を有し、且つ電気伝導性を付与した反射防止材を作製・実現できる。
【００４１】
＜比較例１＞
透明基材１のポリエチレンテレフタレートフィルム１００μｍ上に、高屈折率層２ａに酸化チタン、低屈折率層２ｂに酸化珪素からなる反射防止層をプラズマアシスト蒸着法により形成し、全層数は４層とした。各層の屈折率及び光学膜厚ｎｄは、
１層目：ＴｉＯ2（ｎH1＝２．２５ ｎｄ＝５５ｎｍ）
２層目：ＳｉＯ2（ｎL1＝１．４６ ｎｄ＝４０ｎｍ）
３層目：ＴｉＯ2（ｎH2＝２．２５ ｎｄ＝１１０ｎｍ）
４層目：ＳｉＯ2（ｎL2＝１．４６ ｎｄ＝１４５ｎｍ）
とし、高屈折率層２ａ及び低屈折率層２ｂの各々の屈折率が積層順に関係なく一定となるよう、成膜条件を変えずに成膜した。この反射防止層の絶対反射測定の分光反射特性を図９に示す。実施例３及び４と比較して、近紫外側及び近赤外側の反射率が光の各波長毎に２倍以上となり、反射率が０．６％以下の波長範囲が明らかに狭く、実施例の方が反射防止性が広波長域であった。
【００４２】
＜比較例２＞
透明基材１のトリアセチルセルロースフィルム８０μｍ上に、紫外線硬化型のアクリル樹脂をマイクログラビアコート法により塗布し、紫外線照射により硬化したハードコート層４を厚さ５μｍで形成した。更に高屈折率層２ａに酸化チタン、低屈折率層２ｂに酸化珪素からなる反射防止層をプラズマアシスト蒸着法により形成し、全層数は４層とした。各層の屈折率及び光学膜厚ｎｄは、
１層目：ＴｉＯ2（ｎH1＝２．２５ ｎｄ＝５０ｎｍ）
２層目：ＳｉＯ2（ｎL1＝１．４６ ｎｄ＝４５ｎｍ）
３層目：ＴｉＯ2（ｎH2＝２．１５ ｎｄ＝１２０ｎｍ）
４層目：ＳｉＯ2（ｎL2＝１．４３ ｎｄ＝１４０ｎｍ）
とした。高屈折率層２ａ及び低屈折率層２ｂの各々の屈折率が積層順に関係なく一定となるよう、成膜条件を変えずに成膜した。更に反射防止層の上に、プラズマＣＶＤ法により形状膜厚で４０ｎｍのパーフルオロシランからなる防汚層を形成し反射防止材を作製した。この反射防止層の絶対反射測定の分光反射特性を図１０に示す。実施例５及び６と比較して、近紫外側及び近赤外側の反射率が光の各波長毎に２倍以上となり、反射率が０．６％以下の波長範囲が明らかに狭く、実施例の方が反射防止性が広波長域であった。
【００４３】
【発明の効果】
以上の様に、本発明によれば、各々同じ金属酸化物によって形成される反射防止層の高屈折率層及び低屈折率層の屈折率を、積層順に従って低屈折率化することにより、層構成の多層化、膜厚の増加、中間屈折率層などの使用材料の追加等をせずに、また複雑な膜構成としなくても可視光の広範囲にわたり低い反射率特性を有する実用性に優れた反射防止材を安価で且つ容易に提供できる。
【００４４】
更に、反射防止層に導電性を有する金属酸化物を用いたり、反射防止層の上に撥水層を形成することにより、導電性、帯電防止性、防汚性を付与でき、前記効果に加えてより高機能な付加価値の高い反射防止材が提供できる。
【００４５】
また、本発明による反射防止材を貼り合わせるなどして得られた光学部材を用いることによって、表示品質が向上し、表示画像をより明確に認識でき、健康に優しいディスプレイを得ることができる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の反射防止材の一実施例の構成を示す断面図である。
【図２】請求項２記載の反射防止材の一実施例の構成を示す断面図である。
【図３】請求項４記載の反射防止材の一実施例の構成を示す断面図である。
【図４】請求項５記載の反射防止材の一実施例の構成を示す断面図である。
【図５】請求項６記載の反射防止材の一実施例の構成を示す断面図である。
【図６】実施例１、２の反射防止材の絶対反射測定による分光反射スペクトルである。
【図７】実施例３、４の反射防止材の絶対反射測定による分光反射スペクトルである。
【図８】実施例５、６の反射防止材の絶対反射測定による分光反射スペクトルである。
【図９】比較例１の反射防止材の絶対反射測定による分光反射スペクトルである。
【図１０】比較例２の反射防止材の絶対反射測定による分光反射スペクトルである。
【符号の説明】
１：透明基材
２：反射防止層・・・・ ２−ａ：高屈折率層
・・・・ ２−ｂ：低屈折率層
３：撥水層
４：ハードコート層
５：平均粒子径０．０１〜３μｍの透明な超微粒子を均一に分散させたハードコート層（光拡散層、アンチグレア層）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antireflection material such as an antireflection film applied to the display screen surface of a display, and more specifically, an antireflection film having an antireflection effect in a wide wavelength range with respect to visible light, and an optical having the same It relates to members.
[0002]
[Prior art]
Many displays are used in an environment where external light or the like enters regardless of whether indoors or outdoors. Incident light such as external light is specularly reflected on the display surface or the like, and the reflected image is mixed with the display light to deteriorate the display quality and make the display image difficult to see.
[0003]
In order to prevent this, the antireflective effect in which a high refractive index layer and a low refractive index layer made of a metal oxide or the like are laminated on the surface of a transparent substrate, or a low refractive index layer such as an inorganic or organic fluorine compound is formed. It is known to use a film having a film attached to a display surface or the like.
[0004]
On the other hand, it is known that the same effect can be obtained by forming a coating layer containing transparent fine particles on the surface of the transparent base material and irregularly reflecting external light by the uneven surface. Yes.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
With the recent trend toward office automation, the frequency of using computers has increased, and it has become a long time for CRTs and liquid crystal displays to be opposed to humans. As a result, the deterioration in display quality due to reflected images and the like is considered to be a cause of health problems such as eye fatigue, and more than ever, antireflection materials and optical members having a higher antireflection effect over a wide range of visible light. The demand has increased.
[0006]
Furthermore, in recent years, with the spread of outdoor life, there has been an increasing tendency to use televisions and liquid crystal displays outdoors, and in order to improve the display quality and make it possible to clearly recognize the displayed image, visible light is similarly applied. Therefore, there is a demand for an antireflection material such as a film having a higher antireflection effect over a wide range and an optical member.
[0007]
However, in the antireflection layer formed of a single layer of inorganic or organic low-refractive-index substances, emphasis is placed on lowering the refractive index of the main part of visible light centering on green, and lowering the refractive index of red, purple, etc. It shows a U-shaped spectral reflection characteristic with a high refractive index not only in the vicinity of 400 nm and 700 nm but also in the vicinity of wavelengths of 450 nm and 650 nm, which is relatively sensitive to the human eye, and high antireflection over a wide range of visible light. The effect cannot be obtained. Also, in the case of a multilayer structure in which different refractive index layers are stacked, the multilayer structure of the high refractive index layer and the low refractive index layer is increased, the film thickness is increased, a complicated material design utilizing inhomogeneity, and the intermediate refractive index Although the above reflection characteristics can be obtained by using materials, etc., the production technology has become more sophisticated and the yield has increased due to the difficulty of stable film formation due to the complicated structure, the decrease in the stability of antireflection characteristics, and the increase in materials used. Decrease and cost increase, and there is a problem with commercialization and commercialization.
[0008]
The present invention has been made paying attention to such problems, and the object of the present invention is to have a spectral reflectance of 1% or less in the range of 450 nm to 650 nm, which is relatively sensitive to human eyes. In addition, the present invention is to provide an antireflection material such as an antireflection film and an optical member excellent in practicality at low cost and easily while further widening the wavelength region of 0.5% or less, more preferably. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above problems, the first invention of the present invention has an antireflection layer in which metal oxides having different refractive indexes are sequentially laminated on at least one surface on a transparent plastic substrate, and the reflection The high refractive index layer and the low refractive index layer of the prevention layer are each formed of the same metal oxide, and each of the high refractive index layers has a refractive index of 1.9 to 2.5. The refractive index is higher in the order closer to the transparent substrate, the refractive index of each of the low refractive index layers is 1.3 or more and 1.5 or less, and each low refractive index layer has a higher refractive index in the order closer to the transparent substrate. A method for producing an antireflective material for a display, characterized in that the antireflective layer is formed by a vacuum film-forming process, and each of the antireflective layers is formed of the same metal oxide. Change the film formation conditions of the layer or base material of the film formation particles A method of manufacturing anti-reflection member, which comprises preparing the incident angle against.
[0010]
More specifically, the antireflective layer is formed by alternately laminating metal oxides having different refractive indexes on at least one surface of the transparent substrate, and the antireflective layer has a high refractive index layer and a low refractive index. The layers are each formed of the same metal oxide, and the refractive index of each layer is further in the stacking order,
High refractive index layer: 2.5 ≧ n H1 , n H2 ,..., N Hn ≧ 1.9
n H1 > n H2 > ・ ・ ・ ・ ・> n Hn-1 > n Hn
Low refractive index layer: 1.5 ≧ n L1 , n L2 ,..., N Ln ≧ 1.3
n L1 > n L2 > ・ ・ ・ ・ ・> n Ln-1 > n Ln
It is characterized by being laminated under the condition of the refractive index.
[0011]
The second invention is characterized in that at least one of the metal oxides forming the antireflection material has conductivity.
[0012]
The third invention is characterized in that an antifouling layer is formed on the antireflection layer.
[0013]
The fourth invention is characterized in that a transparent hard coat layer having abrasion resistance is formed between the antireflection layer and the transparent substrate.
[0014]
Further, the fifth invention is characterized in that a transparent hard coat layer having abrasion resistance is formed between the transparent substrate and the antireflection layer, and further, the hard coat layer has an average. It contains transparent ultrafine particles having a particle diameter of 0.01 to 3 μm.
[0015]
The sixth invention is an optical member having the antireflection material obtained by the above invention, for example, by sticking it together.
[0016]
According to a seventh aspect of the invention, the transparent substrate is an antireflection material that is an optical member.
[0017]
As described above, according to the present invention, each of the high refractive index layer and the low refractive index layer of the antireflection layer is formed of the same metal oxide, and each refractive index is lowered according to the stacking order. Thus, low reflectance characteristics can be realized over a wide range of visible light without changing the film thickness configuration.
[0018]
Furthermore, by using a conductive metal oxide for the antireflection layer, it is possible to add conductivity and antistatic properties in addition to the antireflection effect, and by forming a water repellent layer on the antireflection layer, It is possible to provide an antireflection material that can impart dirtiness, have higher functionality, and is more practical.
[0019]
Further, by using an optical member obtained by bonding the antireflection material to the display, the display quality is improved and the display image can be recognized more clearly.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the antireflection material of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one configuration of the antireflection material according to
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one configuration of the antireflection material according to
[0021]
The antireflection material according to the present invention is obtained by forming an
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The high
[0025]
The refractive indexes of the high
[0026]
The high
[0027]
The
[0028]
The reflection characteristic according to the present invention is intended to have a spectral reflectance of 1% or less in a range of 450 nm to 650 nm, which is relatively sensitive to human eyes, in a range of 400 nm to 700 nm, which is generally regarded as visible light. More preferably, the objective is to broaden the wavelength range of 0.5% or less. Having such reflection characteristics and considering productivity, cost, etc., it is better that the total number of laminated layers is small. In practice, the number of laminated layers is preferably a four-layer structure. A four-layer structure in which the layers are equivalent films is most preferable.
[0029]
The antifouling layer according to the present invention protects the surface of the antireflection layer of the present invention and further enhances the antifouling property, and is not limited by any material as long as it satisfies the required performance. . For example, a compound exhibiting hydrophobicity or oil repellency is good, and suitable compounds include fluorocarbon and perfluorosilane, and these high molecular compounds. These materials use various coating methods such as vacuum deposition processes such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, plasma CVD, and plasma polymerization, and wet processes such as microgravure and screen, depending on the material. Thus, a water repellent layer can be formed. The thickness of the water repellent layer must be set so as not to impair the function of the antireflection layer, and is preferably 10 nm or less.
[0030]
The hard coat layer according to the present invention is not particularly limited as long as it has transparency and has an appropriate hardness. A curable resin or thermosetting resin by ionizing radiation or ultraviolet irradiation can be used, and an ultraviolet irradiation curable acrylic or organosilicon resin or a thermosetting polysiloxane resin is particularly suitable. It is more preferable that these resins have the same or similar refractive index as that of the transparent
[0031]
Further, by mixing and dispersing transparent inorganic or organic ultrafine particles having an average particle diameter of 0.01 to 3 μm in the hard coat layer, a light diffusing treatment generally called anti-glare can be performed. These ultrafine particles are not particularly limited as long as they are transparent, but a low refractive index material is preferable, and inorganic silicon oxide and magnesium fluoride are preferable in terms of stability and heat resistance. These hard coat layers are applied smoothly and uniformly, and any application method may be used.
[0032]
By attaching these antireflection films according to the present invention to a glass plate, a plastic plate, a polarizing plate or the like using an adhesive, an adhesive, or the like, an optical member having antireflection properties can be obtained.
[0033]
【Example】
Next, the present invention will be described in detail with specific examples.
<Example 1>
An antireflection layer made of titanium oxide on the high
First layer: TiO 2 (n H1 = 2.25 nd = 50 nm)
Second layer: SiO 2 (n L1 = 1.46 nd = 45 nm)
Third layer: TiO 2 (n H2 = 2.00 nd = 120 nm)
Fourth layer: SiO 2 (n L2 = 1.40 nd = 140 nm)
It was. The refractive index of each layer was set in advance so that the film forming conditions were optimized and the above values were obtained, and in particular, the third layer and the fourth layer were made to have a low refractive index by setting the incident angle of vapor deposition particles as oblique incidence. The optical film thickness was monitored by an optical film thickness monitor, and when the target light amount value was reached, the shutter was closed to obtain a predetermined optical film thickness. FIG. 6 shows spectral reflection characteristics of the antireflection layer measured by absolute reflection. The reflectivity is 0.6% or less over the wavelength range of 450 nm to 650 nm, and high antireflection properties can be realized in a wide wavelength range.
[0034]
<Example 2>
An antireflection layer made of titanium oxide on the high
First layer: TiO 2 (n H1 = 2.25 nd = 50 nm)
Second layer: SiO 2 (n L1 = 1.46 nd = 45 nm)
Third layer: TiO 2 (n H2 = 2.15 nd = 120 nm)
Fourth layer: SiO 2 (n L2 = 1.43 nd = 140 nm)
It was. The refractive index of each layer was set in advance such that the film formation conditions were optimized and the above values were obtained, and in particular, the third and fourth layers were lowered in refractive index by increasing the pressure during vapor deposition. The optical film thickness was monitored by an optical film thickness monitor, and when the target light amount value was reached, the shutter was closed to obtain a predetermined optical film thickness. The spectral reflection characteristics of the absolute reflection measurement of this antireflection layer are shown in FIG. The reflectivity is 0.6% or less over the light wavelength of 450 nm to 650 nm, and particularly the reflectivity is 0.3% or less over the 450 nm to 630 nm, so that high antireflection properties can be realized in a wide wavelength range.
[0035]
<Example 3>
On the polyethylene terephthalate film 100 μm of the
First layer: TiO 2 (n H1 = 2.25 nd = 55 nm)
Second layer: SiO 2 (n L1 = 1.46 nd = 40 nm)
Third layer: TiO 2 (n H2 = 2.00 nd = 110 nm)
Fourth layer: SiO 2 (n L2 = 1.40 nd = 145 nm)
It was. The refractive index of each layer was set in advance so that the film forming conditions were optimized and the above values were obtained, and in particular, the third layer and the fourth layer were made to have a low refractive index by setting the incident angle of vapor deposition particles as oblique incidence. The optical film thickness was monitored by an optical film thickness monitor, and when the target light amount value was reached, the shutter was closed to obtain a predetermined optical film thickness. The spectral reflection characteristics of the absolute reflection measurement of this antireflection layer are shown in FIG. The reflectivity is 0.6% or less over the light wavelength range of 430 nm to 700 nm or more, and high antireflection properties can be realized in a wide wavelength region.
[0036]
<Example 4>
On the polyethylene terephthalate film 100 μm of the
First layer: TiO 2 (n H1 = 2.25 nd = 55 nm)
Second layer: SiO 2 (n L1 = 1.46 nd = 40 nm)
Third layer: TiO 2 (n H2 = 2.15 nd = 110 nm)
Fourth layer: SiO 2 (n L2 = 1.43 nd = 145 nm)
It was. The refractive index of each layer was set in advance such that the film formation conditions were optimized and the above values were obtained, and in particular, the third and fourth layers were lowered in refractive index by increasing the pressure during vapor deposition. The optical film thickness was monitored by an optical film thickness monitor, and when the target light amount value was reached, the shutter was closed to obtain a predetermined optical film thickness. The spectral reflection characteristics of the absolute reflection measurement of this antireflection layer are shown in FIG. The reflectivity is 0.6% or less over the light wavelength of 450 nm to 650 nm or more, and particularly the reflectivity is 0.3% or less over 450 nm to 630 nm, and high antireflection properties can be realized in a wide wavelength range.
[0037]
<Example 5>
An ultraviolet curable acrylic resin was applied on the triacetyl cellulose film 80 μm of the
First layer: TiO 2 (n H1 = 2.25 nd = 50 nm)
Second layer: SiO 2 (n L1 = 1.46 nd = 45 nm)
Third layer: TiO 2 (n H2 = 2.15 nd = 120 nm)
Fourth layer: SiO 2 (n L2 = 1.43 nd = 140 nm)
It was. The refractive index of each layer was set in advance so that the film forming conditions were optimized and the above values were obtained, and in particular, the third layer and the fourth layer were made to have a low refractive index by setting the incident angle of vapor deposition particles as oblique incidence. The optical film thickness was monitored by an optical film thickness monitor, and when the target light amount value was reached, the shutter was closed to obtain a predetermined optical film thickness. Further, on the antireflection layer, an antifouling layer made of perfluorosilane having a thickness of 40 nm was formed by plasma CVD to produce an antireflection film. The spectral reflection characteristics of the absolute reflection measurement of this antireflection layer are shown in FIG. The reflectivity is 0.6% or less over the wavelength range of 450 nm to 650 nm, and high antireflection properties can be realized in a wide wavelength range.
[0038]
<Example 6>
An ultraviolet curable acrylic resin was applied on the triacetyl cellulose film 80 μm of the
First layer: TiO 2 (n H1 = 2.25 nd = 50 nm)
Second layer: SiO 2 (n L1 = 1.46 nd = 45 nm)
Third layer: TiO 2 (n H2 = 2.15 nd = 120 nm)
Fourth layer: SiO 2 (n L2 = 1.43 nd = 140 nm)
It was. The refractive index of each layer was set in advance such that the film formation conditions were optimized and the above values were obtained, and in particular, the third and fourth layers were lowered in refractive index by increasing the pressure during vapor deposition. The optical film thickness was monitored by an optical film thickness monitor, and when the target light amount value was reached, the shutter was closed to obtain a predetermined optical film thickness. Further, on the antireflection layer, an antifouling layer made of perfluorosilane having a thickness of 40 nm was formed by plasma CVD to produce an antireflection film. The spectral reflection characteristics of the absolute reflection measurement of this antireflection layer are shown in FIG. The reflectivity is 0.6% or less over the light wavelength of 450 nm to 650 nm or more, and particularly the reflectivity is 0.3% or less over 450 nm to 630 nm, and high antireflection properties can be realized in a wide wavelength range.
[0039]
<Example 7>
The ultrafine particles of silicon oxide having an average particle diameter of 0.5 μm are uniformly dispersed in the hard coat layer of Example 6, and an antireflection layer and an antifouling layer are sequentially formed on the hard coat layer in the same manner as in Example 6 for reflection. A preventive material was produced. However, since monitoring with an optical monitor is not possible due to light scattering in this example, which is a base film, a set optical film thickness was obtained using a monitor film installed in the vicinity. Since this antireflection material has light diffusibility, it has no specular gloss, and the spectral reflection characteristics are measured by diffuse reflection measurement. As a result, it is almost the same as in Example 6, and high antireflection properties can be realized in a wide wavelength range. It was.
[0040]
In the above embodiment, electrically insulating titanium oxide is used, but indium oxide, tin oxide, indium-tin oxide (ITO) having electrical conductivity is used as the high refractive index layer, and the refractive index and optical film By optimizing the thickness, an antireflection material having similar antireflection properties and electrical conductivity can be produced and realized.
[0041]
<Comparative Example 1>
On the polyethylene terephthalate film 100 μm of the
First layer: TiO 2 (n H1 = 2.25 nd = 55 nm)
Second layer: SiO 2 (n L1 = 1.46 nd = 40 nm)
Third layer: TiO 2 (n H2 = 2.25 nd = 110 nm)
Fourth layer: SiO 2 (n L2 = 1.46 nd = 145 nm)
The film formation was performed without changing the film formation conditions so that the refractive indexes of the high
[0042]
<Comparative Example 2>
An ultraviolet curable acrylic resin was applied on the triacetyl cellulose film 80 μm of the
First layer: TiO 2 (n H1 = 2.25 nd = 50 nm)
Second layer: SiO 2 (n L1 = 1.46 nd = 45 nm)
Third layer: TiO 2 (n H2 = 2.15 nd = 120 nm)
Fourth layer: SiO 2 (n L2 = 1.43 nd = 140 nm)
It was. Film formation was performed without changing the film formation conditions so that the refractive indexes of the high
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the refractive index of the high-refractive index layer and the low-refractive index layer of the antireflection layer, each formed of the same metal oxide, is reduced by reducing the refractive index according to the stacking order. Excellent practicality with low reflectance characteristics over a wide range of visible light without the need for multiple layers, increased film thickness, additional materials such as an intermediate refractive index layer, or complex film configurations. The antireflection material can be provided inexpensively and easily.
[0044]
Furthermore, by using a conductive metal oxide for the antireflection layer or forming a water repellent layer on the antireflection layer, it is possible to impart conductivity, antistatic properties and antifouling properties. High-value-added anti-reflective material with higher functionality.
[0045]
Further, by using an optical member obtained by bonding the antireflection material according to the present invention, display quality can be improved, a display image can be recognized more clearly, and a health-friendly display can be obtained.
[0046]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of an antireflection material according to
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of an antireflection material according to
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of an antireflection material according to
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of an antireflection material according to
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of an antireflection material according to claim 6;
6 is a spectral reflection spectrum obtained by absolute reflection measurement of the antireflection material of Examples 1 and 2. FIG.
7 is a spectral reflection spectrum obtained by absolute reflection measurement of the antireflection material of Examples 3 and 4. FIG.
8 is a spectral reflection spectrum obtained by measuring absolute reflection of the antireflection material of Examples 5 and 6. FIG.
9 is a spectral reflection spectrum obtained by measuring absolute reflection of the antireflection material of Comparative Example 1. FIG.
10 is a spectral reflection spectrum obtained by measuring absolute reflection of the antireflection material of Comparative Example 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1: Transparent base material 2: Antireflection layer ... 2-a: High refractive index layer ... 2-b: Low refractive index layer 3: Water repellent layer 4: Hard coat layer 5:
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