JP4332310B2 - Method for producing titanium oxide layer, titanium oxide layer produced by this method, and antireflection film using titanium oxide - Google Patents
Method for producing titanium oxide layer, titanium oxide layer produced by this method, and antireflection film using titanium oxide Download PDFInfo
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有機チタン化合物からなる酸化チタン層の製造方法、この方法により製造された酸化チタン層、及び酸化チタン層を用いた反射防止フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRTなどのコンピューター、ワープロ、テレビ、表示板等に使用される各種ディスプレイや、計器等の表示体、バックミラー、ゴーグル、窓ガラスなどには、ガラスやプラスチックなどの透明な基板が使用されている。そして、それらの透明な基板を通して、文字や図形その他の情報を読み取るため、透明な基板の表面で光が反射するとそれらの情報が読み取り難くなるという欠点がある。
【0003】
現在では、上記欠点を解決するために、基材フィルム上に互いに屈折率の異なる層を積層することにより反射防止フィルムを形成し、当該反射防止フィルムを前記透明な基板表面に貼ることにより光の反射を防止することが行われている。
【0004】
ここで、優れた反射防止フィルムを形成するためには、前記積層構造に様々な屈折率を有する薄層を複数積層することが必要であることが知られており、屈折率の大きさにより、低屈折率層、中屈折率層、及び高屈折率層などと呼ばれる薄層が用いられている。また、このような薄層を複数積層してなる積層体を有する反射防止フィルムの製造方法としては、プラズマCVD法が好適に用いられている。プラズマCVD法を用いることにより、原料ガスを用いて基材上に短時間で均質な薄層を形成することができるからである。
【0005】
さらに、このような状況においては、反射防止フィルムの積層構造における高屈折率層としては、酸化チタン層を積層する場合が多い。これは、酸化チタン層は、有機チタン化合物ガスを原料としてプラズマCVD法により形成することが可能であり、また屈折率を1.80以上とすることが比較的容易であるためである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来公知のプラズマCVD法により製造した高屈折率層としての酸化チタン層は、成層速度が速い分、密着性や透明性に欠けるといった欠点があり、また屈折率についても安定性に欠け、製造後に屈折率が変化してしまう場合があった。これは、酸化チタン層が形成された後においても、当該酸化チタン層が空気中の酸素や水分と何らかの反応を起こしており、これにより層の成分が変化していることに帰因していると考えられる。
【0007】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、酸化チタン層をプラズマCVD法により短時間で製造した場合であっても密着性や透明性が良好であり、さらに層製造後に屈折率が変化しない安定した酸化チタン層の製造方法を提供すると共に、この方法を用いて製造した酸化チタン層、及び当該酸化チタン層を積層体中に用いた反射防止フィルムを提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、請求項1に記載するように、有機チタン化合物ガスと酸素ガスとを反応室内へ供給し、これらのガスを放電させてプラズマ状態とし、前記反応室内に載置された基材上に酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法であって、前記反応室内に、有機チタン化合物ガス及び酸素ガス以外に、水蒸気を供給することで、水蒸気存在下で酸化チタン層を積層させることを特徴とするプラズマCVD法を用いた酸化チタン層の製造方法を提供する。
【0009】
従来のプラズマCVD法においては、層成分中に空気中の酸素や水分と反応する部分が残っていたと考えられ、当該部分が層中に存在しているため、密着性や透明性に問題が生じると共に、屈折率が不安定であったと考えられる。
【0010】
ここで、以下の説明においては、層成分中における空気中の酸素や水分と反応する部分のことを、「残基」とする場合がある。「残基」とするのは、層を形成する際に有機チタン化合物ガスと酸素ガスとが十分に反応せず未反応のまま残った基があると考えられるからである。
【0011】
しかしながら、本発明によれば、有機チタン化合物ガスと酸素ガスとを反応室内へ供給し、これらのガスを放電させてプラズマ状態とし、前記反応室内に載置された基材上に酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法において、前記反応室内に、有機チタン化合物ガス及び酸素ガス以外に、水蒸気を供給することで水蒸気存在下で酸化チタン層を積層させるので、酸化チタン層は充分に酸素と水蒸気が存在している状況で積層されていることになり、よって、従来のプラズマCVD法においては残基となる部分においても、酸素や水蒸気と反応することが可能となる。その結果、層成分中に残基が生じることがない。
【0012】
したがって、本発明の方法により製造された酸化チタン層は、密着性や透明性に問題が生じることはなく、さらに層中の残基が酸素や水蒸気と反応することにより層成分が変化することもないため屈折率が変化することもない。
【0013】
さらに、本発明は、上記課題を解決するために、請求項2に記載するように、前記請求項1に記載の酸化チタン層の製造方法において、前記水蒸気が酸素ガスに同伴されて反応室内に供給されることに特徴を有する酸化チタン層の製造方法を提供する。
【0014】
本発明によれば、前記請求項1に記載の酸化チタン層の製造方法において、前記水蒸気が酸素ガスに同伴されて反応室内に供給されるので、酸素及び水蒸気が十分に存在している状況下において酸化チタン層を積層せしめることができる。
【0015】
また、本発明は、上記課題を解決するために、請求項3に記載するように、前記請求項1又は請求項2に記載の酸化チタン層の製造方法により製造されたことを特徴とする酸化チタン層を提供する。
【0016】
本発明によれば、酸化チタン層は、前記請求項1又は請求項2に記載の酸化チタン層の製造方法により製造されているので、当該酸化チタン層中にいわゆる残基が存在することがない。したがって、層形成後において、層の成分が変化することもなく安定した屈折率を有する酸化チタン層であると言える。
【0017】
さらに、本発明は、上記課題を解決するために、請求項4に記載するように、基材と、基材上に位置し、複数の薄層が積層されてなる積層体と、を有する反射防止フィルムであって、前記積層体中の薄層のうちの少なくとも1層が前記請求項3に記載の酸化チタン層であり、反射率が5〜25%(λ=550nm)であり、透過率が70〜90%(λ=550nm)であることを特徴する反射防止フィルムを提供する。
【0018】
本発明によれば、反射防止フィルムは、基材と、基材上に位置し、複数の薄層が積層されてなる積層体と、を有し、前記積層体中の薄層のうちの少なくとも1層が前記請求項3に記載の酸化チタン層であるので、当該酸化チタン層の屈折率が変化することがなく、また当該酸化チタン層は残基を有していないことから、その直下の層との密着性にも優れているため、積層体は剥離してしまうことも防止できる。
【0019】
また、本発明によれば、反射防止フィルムは、その反射率が5〜25%(λ=550nm)であるので、従来から用いられている様々な用途に使用することが可能である。
【0020】
さらに、本発明によれば、反射防止フィルムは、その透過率が70〜90%(λ=550nm)であるので、透明性においても十分であり、上記と同様に様々な用途に使用することができる。
【0021】
また、本発明は、上記課題を解決するために、請求項5に記載するように、前記請求項4に記載の反射防止フィルムであって、積層体の層構成が、基材側から、屈折率が1.55以上1.80未満(λ=550nm)の中屈折率層としてのシリカ層、前記請求項3に記載の高屈折率層としての酸化チタン層、屈折率が1.55未満の低屈折率層としてのシリカ層、であることを特徴とする反射防止フィルムを提供する。
【0022】
さらに、本発明は、上記課題を解決するために、請求項6に記載するように、前記請求項4に記載の反射防止フィルムであって、積層体の層構成が、基材側から、前記請求項3に記載の高屈折率層としての酸化チタン層、屈折率が1.55未満の低屈折率層としてのシリカ層、前記請求項3に記載の高屈折率層としての酸化チタン層、屈折率が1.55未満の低屈折率層としてのシリカ層、であることを特徴とする反射防止フィルムを提供する。
【0023】
反射防止フィルムの積層体を上記のような層構成とすることにより、層構成中における高屈折率層としての酸化チタン層にあっては、上記請求項3に記載する作用効果を発揮し、さらに上記層構成とすることによって効率よく光の反射を防止することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
[1]酸化チタン層の製造方法
まず、本発明の酸化チタン層の製造方法について図面を用いて説明する。
【0025】
本発明の酸化チタン層の製造方法は、有機チタン化合物ガスと酸素ガスとを反応室内へ供給し、これらのガスを放電させてプラズマ状態とし、前記反応室内に載置された基材上に酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法であって、前記反応室内に、有機チタン化合物ガス及び酸素ガス以外に、水蒸気を供給することで、水蒸気存在下で酸化チタン層を積層させることを特徴とするプラズマCVD法である。つまり、本発明の方法は、従来からのプラズマCVD法を改良し、反応室内に水蒸気を供給することにより、水蒸気存在下で成層をすることに大きな特徴を有している。
【0026】
図1は、本発明の方法を実施するためのプラズマCVD装置の一例を示す概略構成図である。
【0027】
図1に示すプラズマCVD装置1は、平行平板型のプラズマCVD装置であり、反応室2と、有機チタン化合物ガス用タンク3と、酸素ガス用タンク4と、水蒸気発生装置5と、真空ポンプ6と、から概略構成されている。そして、反応室2内には、上部電極10と、下部電極11とが設置されており、下部電極11には電源装置12が接続されている。
【0028】
当該プラズマCVD装置1により、本発明の酸化チタン層を製造する際には、基材20を下部電極11上に載置し、反応室2内を真空ポンプ6を用いて、減圧する。そして、下部電極11に所定の電力を印加する。
【0029】
この状態で、前記有機チタン化合物ガス用タンク3から有機チタン化合物ガスを反応室内の電極近傍へ導入すると共に、酸素ガス用タンク4から酸素ガスと水蒸気発生装置5内で生成された水蒸気とを反応室2内の電極近傍へ導入する。この際、反応室2と真空ポンプ6との間にあるバルブ13の開閉度を制御し反応室2内の圧力を所定の圧力に保つ。こうすることにより、反応室2内に導入された有機チタン化合物ガスは放電されてプラズマ状態となり、有機チタン化合物ガスと共に反応室2内に導入された酸素ガス(O2)、および水蒸気(H2O)と化学反応を起こし、その結果、基材20上に酸化チタン層が形成される。
【0030】
このように形成された酸化チタン層は、多量に存在する酸素ガスと水蒸気ガスと充分に化学反応を起こすことが可能であるため、層形成後において層の成分が変化することがなく、屈折率も安定する。
【0031】
本発明の方法を実施するためのプラズマCVD装置1における反応室2や、各種ガス用のタンク3、4、及び真空ポンプ6等については、本発明は特に限定されず、従来公知のプラズマCVD装置と同様のものを用いることができる。
【0032】
また、本発明の方法を実施するための特有の装置である水蒸気発生装置においても、反応室2に導入するための水蒸気を発生することができる装置であれば、その構造等は特に限定されず、いかなる水蒸気発生装置であってもよいが、水蒸気の原料となる水は、蒸留水、若しくはイオン交換水が望ましい。これらの水には不純物が少なく、したがって均一な酸化チタン層を形成することができるからである。
【0033】
ここで、反応室2内に導入する水蒸気の量についても、本発明は特に限定するものではなく、成層する酸化チタン層の厚さや、成層スピードにより任意に決定することができる。しかしながら、より安定した酸化チタン層を形成するためには、有機チタン化合物ガスと水蒸気との体積比が1:0.5〜1:5の割合となるように水蒸気を導入することが好ましい。なお、この体積比は標準状態(25℃,1atm)でのものである。有機チタン化合物ガスの体積比が1に対して導入する水蒸気の体積比が0.5より少ないと、水蒸気の量が足りず従来からの酸化チタン層と同様に不安定な層となるからであり、一方、有機チタン化合物ガスの体積比が1に対して導入する水蒸気の体積比が5より大きいと、有機チタン層の形成に悪影響を与えることとなり、薄層ではなく粉体が形成されてしまう場合もあるからである。
【0034】
本発明の方法で用いられる有機チタン化合物ガスとしては、Ti(i−OC3H7)4(チタンテトラi−プロポキシド)、Ti(OCH3)4(チタンテトラメトキシド)、Ti(OC2H5)4(チタンテトラエトキシド)、Ti(n−OC3H7)4(チタンテトラn−プロポキシド)、Ti(n−OC4H9)4(チタンテトラn−ブトキシド)、Ti(t−OC4H9)4(チタンテトラt−ブトキシド)、Ti(sec−OC4H9)4(チタンテトラsec−ブトキシド)のチタンアルコキシド、およびTiCl4(四塩化チタン)が挙げられる。その中でも、Ti(i−OC3H7)4(チタンテトラi−プロポキシド)、Ti(t−OC4H9)4(チタンテトラt−ブトキシド)は、蒸気圧が高いという理由で好適である。
【0035】
このような有機チタン化合物ガスを反応室2へ導入する際には、当該ガスを反応室内に均一に分布させるためのアシストガスを用いてもよい。この場合、当該アシストガスについては特に限定されない。
【0036】
また、水蒸気を反応室2へ導入する方法や装置についても本発明は特に限定することはなく、一定量の水蒸気を導入することが可能であればいかなる方法、装置をも利用することができる。但し、有機チタン化合物ガスは水蒸気と反応し易いので、反応室への導入はそれぞれ別系統にする必要がある。したがって、本発明の方法においては、水蒸気を反応室内に導入する際には、酸素ガスに同伴させて導入することが好ましく、例えば図1に示すプラズマCVD装置1においては、酸素ガス用タンク4と反応室2とを連結する配管の途中に水蒸気発生装置5を設けることが好ましい。このようにすることにより、酸素ガスと水蒸気とを同時に反応室内に供給できると共に、プラズマCVD装置の構造を簡略化することができるからである。
【0037】
水蒸気を反応室2へ導入する際には、上記酸素ガス以外のガスと同伴させることも可能であり、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどの水に難溶性のガスであれば、水蒸気の導入量の制御上から考えても特に限定されることはない。
【0038】
本発明の酸化チタン層の製造方法は、有機チタン化合物ガスと酸素ガスとを反応室内へ供給し、これらのガスを放電させてプラズマ状態とし、前記反応室内に載置された基材上に酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法であって、前記反応室内に、有機チタン化合物ガス及び酸素ガス以外に、水蒸気を供給することで、水蒸気存在下で酸化チタン層を積層させることを特徴とするプラズマCVD法であれば、特に限定されるものではなく、必ずしも上記図1に示す平行平板型のプラズマCVD装置1を用いなくてもよい。
【0039】
図2は、巻き取り型のプラズマCVD装置20の概略構成図である。当該巻き取り型のプラズマCVD装置20は、基材15が長尺のフィルムである場合に好適に用いられるものであり、その基本的な構造は図1に示す平行平板型のプラズマCVD装置と同様である。
【0040】
図2に示す巻き取り型のプラズマCVD装置20では、まず、長尺の基材フィルム21が基材巻き出し部22より巻きだされて、真空容器中のプラズマCVDの反応室23に導入される。この反応容器の全体は、真空ポンプ24により排気されている。また、同時に反応室23には、有機チタン化合物ガス用タンク25から規定流量の有機チタン化合物ガスが供給され、また酸素ガス用タンク26、及び水蒸気発生装置27からは酸素ガス、および水蒸気がそれぞれ配管を利用して供給される。各配管は、液化を防ぐためにヒーターなどで加熱する場合もある(特に有機チタン化合物ガスは液化しやすいので加熱する場合がある。)。次に、基材巻き出し部22より巻き出され、反応室23に導入された基材フィルム21は、反転ロールRを経て、成層用ドラム28に巻き付き、成層用ドラム28の回転と同期しながら反転ロールR'の方向に送られていく。この時、成層用ドラム28は、温度コントロールが可能であり、基材フィルム21の表面温度と成層用ドラム28の表面温度はほぼ等しい。従って、プラズマCVD時に酸化チタンが堆積する基材フィルム1の表面温度、すなわちプラズマCVDの成層温度を任意にコントロールできる。この例においては、プラズマCVD法により酸化チタン層を基材フィルム1上に成層する場合の成層温度を、その時の成層用ドラム28の表面温度により表示する。
【0041】
電極29と成層用ドラム28との間には、電源PによりRF電圧が印加される。このとき、電源の周波数は、RF周波数(Radio Frequency)に限らず、低周波数から高周波数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29と成層用ドラム28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が発生する。そして、このプラズマ中で有機チタン化合物ガスと酸素ガス及び水蒸気が反応し、酸化チタンを生成して成層用ドラム28に巻き付いた基材フィルム21上に堆積して、酸化チタン層が形成される。その後、酸化チタン層が表面に形成された基材フィルム21は、反転ロールR'を経て、基材巻き取り部22'で巻き取られる。
【0042】
上記のような巻き取り型のプラズマCVD装置20を用いることにより、基材フィルム21が高温にさらされて、伸び、変形、カール等をすることなく、酸化チタン層の形成が可能である。さらに、当該装置によれば、材料ガス流量・圧力、放電条件、基材フィルム21の送りスピートのコントロールにより、形成される酸化チタン層の屈折率、膜厚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、所望の光学特性の膜を得ることができる。
【0043】
また、プラズマCVD法には、プラズマを発生するために用いる電力の印加方法の違いにより、容量結合型プラズマCVD法と、誘導結合型のプラズマCVD法の2種類があるが、本発明においてはどちらのプラズマCVD法を用いることも可能である。
【0044】
[2]酸化チタン層
次に、本発明の酸化チタン層について説明する。
【0045】
本発明の酸化チタン層は、前記で説明した本発明の酸化チタン層の製造方法により製造されたことに特徴を有している。当該方法により製造された酸化チタン層は層の成分中にいわゆる「残基」がない。したがって、本発明の酸化チタン層は、空気中の酸素や水蒸気と反応して屈折率が変化することがなため、反射防止フィルムにおける積層体を構成する薄層として好適に用いることができる。
【0046】
また、本発明の酸化チタン層の成分としては、相対原子数で、Ti:O:C=1:2.2〜2.7:0.1〜0.5であり、Ti−O−CO−Ti結合のような炭酸エステルや炭酸塩がほとんど含まれないもの、つまり以下に示すXPS測定装置、測定条件でXPS測定を行った際に、炭酸エステルや炭酸塩が検出限界以下のものである。
【0047】
(XPS測定装置)
VG Scientific 社製:XPS(ESCAVAB 220i-XL)
(XPS測定条件)
X線源:Monochromated Al Kα、
X線出力:10KV,20mA(200W)
レンズ:Large Area XL、
アパーチャ開度:F.O.A=open、A.A.=open
測定領域:700μmφ
帯電中和:電子中和銃 +4V、中和補助マスク使用
光電子脱出深度:90度
【0048】
[3]反射防止フィルムについて
次に、上述してきた本発明の酸化チタン層を用いた反射防止フィルムについて説明する。
【0049】
図3に示すように、本発明の反射防止フィルム30は、基材31と、この基材31上に設けられており、複数の薄層が積層されてなる積層体32とを有するものであり、当該反射防止積層体32中の一層には、上述の本発明の酸化チタン層33が用いられていることに特徴を有するものである。
【0050】
以下に図3を用いて本発明の反射防止フィルム30を構成する▲1▼基材31、▲2▼積層体32についてそれぞれ説明する。
【0051】
▲1▼基材
まず、基材31について説明する。
【0052】
本発明の反射防止フィルム30において、基材31は、当該反射防止フィルムの土台となる部分である。基材31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い。前記高分子フィルムとしては、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、ポリアクリル系フィルム、ポリウレタン系フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネイトフィルム、ポリスルホンフィルム、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、アクリロニトリルフィルム、メタクリロニトリルフィルム等が挙げられる。さらには、無色のフィルムがより好ましく使用できる。中でも、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好適に用いられ、特にポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが好ましい。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適に用いられる。高分子フィルムの厚みは、通常は6μm〜188μm程度のものが好適に用いられる。
【0053】
▲2▼積層体
次に積層体32について説明する。
【0054】
当該積層体32は、基材上に位置し、複数の薄層が積層されてなるものであり、前記で説明した本発明の酸化チタン層33を少なくとも一層有するものである。一般に反射防止フィルムは、光学特性の異なる複数の層を積層することにより、積層体32全体で反射防止作用を奏するものである。本発明の反射防止フィルム30における積層体32は、上記本発明の酸化チタン層が少なくとも一層設けられていればよく、その他の層については反射防止フィルム全体として反射防止効果を奏するように自由に積層することが可能である。
【0055】
図3に示す本発明の反射防止フィルム30は、本発明の酸化チタン層33を用いた好ましい積層構造の一例を示す図でもあり、基材31側から、屈折率が1.55以上1.80未満(λ=550nm)の中屈折率層としてのシリカ層35、高屈折率層としての上記本発明の酸化チタン層33、屈折率が1.55未満の低屈折率層としてのシリカ層34、という積層構造を有している。
【0056】
このように、積層体の最外層に低屈折率層が設けられていることが好ましい。本発明の酸化チタン層33は、反射防止フィルムにおいては高屈折率層として機能するが、低屈折率層と合わせて積層することで、夫々の屈折率の違いにより光の反射を効率よく防止することができるからである。
【0057】
ここで、低屈折率層としては、シリカ層34を好適に用いることができ、その屈折率は、1.55未満(波長λ=550nm)であることが好ましい。反射防止フィルムを形成する際においては、シリカ層の屈折率は積層されている他の層との関係で相対的に決定することが好ましく、積層体全体としてのバランスにより反射防止効果を奏するものであるが、一般的な積層体とした場合における低屈折率層としてのシリカ層の屈折率は上記のような範囲であることが好ましい。
【0058】
また、積層体中には中屈折率層が設けられていることが好ましい。中屈折率層は、反射防止機能を高めるために用いられる層である。ここで、前記低屈折率層と本発明の高屈折率層としての酸化チタン層33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、当該中屈折率層は、本発明の酸化チタン層33の下に設けることが好ましい。
【0059】
このような中屈折率層は、可視光域で透明であり、かつ屈折率が1.55以上1.80未満(λ=550nm)の範囲内となる物質で形成された層であれば特に限定されるものではないが、前記低屈折率層と同様、シリカ層35を好適に用いることができる。また、シリカ層の以外であっても、例えば、Al2O3、SiN、SiONや、ZrO2、SiO2、ZnO2の微粒子を有機ケイ素化合物等に分散したもの等を用いてもよい。
【0060】
また、低屈折率層や中屈折率層として用いるシリカ層をプラズマCVD法により形成する際に用いる原料ガスとしては、有機シリコーンが好ましく、具体的には、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、テトラメチルジシロキサン(TMDSO)、メチルトリメトキシシラン(MTMOS)、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、テトラメトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラエトキシシラン等を用いることができる。
【0061】
図4に示す本発明の反射防止フィルム40は、本発明の酸化チタン層33を用いた好ましい積層構造の他の一例を示す図であり、基材31側から、高屈折率層としての上記本発明の酸化チタン層33、屈折率が1.55未満の低屈折率層としてのシリカ層34、高屈折率層としての上記本発明の酸化チタン層33、屈折率が1.55未満の低屈折率層としてのシリカ層34、という積層構造を有している。
【0062】
このよう積層構造とすることにより、それぞれの薄層の屈折率の違いにより効率的に光の反射を防止することができるとともに、本発明の酸化チタン層33は他の薄層との密着性にも優れているため、当該酸化チタン層33を交互に積層することにより、積層体全体の密着性を向上することができる。
【0063】
また、本発明の反射防止フィルムにおいては積層体以外に、ハードコート層(図示せず)を設けることも可能である。
【0064】
本発明に用いられるハードコート層は、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ずしも必要なものではない。
【0065】
ハードコート層を形成するための材料としては、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、例えばUV硬化型アクリル系ハードコートや熱硬化型シリコーン系コーティング等を用いることができる。また、当該ハードコート層の肉厚は、通常1〜30μmの範囲内であり、このようなハードコート層の製造方法は、通常のコーティング方法を用いることも可能であり、特に限定されるものではない。
【0066】
ハードコート層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、低屈折率層として最上層に位置するシリカ層5から離れた位置に設置することが好ましく基材フィルムのすぐ上に設置することが好ましい。
【0067】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的範囲と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0068】
【実施例】
本発明を実施例により更に詳細に説明する。
【0069】
(実施例1)
図2の装置20を使用して、基材として厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用い、当該基材上に酸化チタン層を形成した。有機チタン化合物ガスとしては、120℃で気化させたチタンテトライソプロポキシドTi(i−OC3H7)4を用いた。また、水蒸気は従来公知の水蒸気発生装置を用いて生成し、酸素ガスに同伴させて反応室内に導入した。有機チタン化合物ガス、酸素ガス、及び水蒸気のそれぞれの流量は下記に示す通りである。今回使用した図2のプラズマCVD装置20は容量結合型で、高周波電源として13.56MHzのRF電源を用いた。また、連続成膜時の基材の高分子フィルムの送り速度は、1m/minである。その他の条件は、以下に記す。
【0070】
<成膜条件>
印加電力:1kW
チタンテトライソプロポキシドガス流量:100sccm
酸素ガス流量:1000sccm
水蒸気流量:100sccm
成層用ドラム表面温度(成層温度):30℃
【0071】
なお、上記のガス流量単位sccmは、standard cubic cm par minute のことである。
【0072】
以上の条件でポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成した酸化チタン層の測定結果を以下に示す。
【0073】
<酸化チタン層測定結果>
膜厚:150nm
成層速度:150nm・m/min
屈折率(λ=550nm):2.00
なお、上記酸化チタン層の測定には以下の装置を用いた。
【0074】
<酸化チタン膜測定に使用した装置>
膜厚測定:エリプソメーター(型番 UVISELTM メーカー JOBIN YVON)
屈折率測定:エリプソメーター(型番 UVISELTM メーカー JOBIN YVON)
【0075】
以上に示した酸化チタン膜の形成結果のごとく、成膜温度30℃において、屈折率2.00の均質な酸化チタン膜が、成膜速度150nm・m/minという高い成膜速度で、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成できた。また、この酸化チタン膜をエリプソメーターで測定した結果、λ=550nmでの消衰係数0.0001で着色の問題が無いものであった。加えて、酸化チタン膜成膜後の、ポリエチレンテレフタレートフィルムは、わずかな伸び、変形も無く良好な状態であった。
【0076】
さらに、酸化チタン層を製造して、24時間の加熱加湿(80℃,90%Rh)経過後の屈折率を測定したところ2.00であり、屈折率が安定していることが分かった。
【0077】
(比較例1)
水蒸気を供給しないこと以外は、すべて上記実施例1と同様の条件で酸化チタン層を製造した。また、製造した酸化チタン層の測定に使用した装置も上記実施例1と同様のものである。その結果を以下に示す。
【0078】
<酸化チタン層測定結果>
膜厚:210nm
成層速度:210nm・m/min
屈折率(λ=550nm):2.00
【0079】
以上に示した酸化チタン膜の形成結果のごとく、成膜温度30℃において、屈折率2.00の均質な酸化チタン膜が、成膜速度210nm・m/minという高い成膜速度で、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成できた。また、この酸化チタン膜をエリプソメーターで測定した結果、密着性に欠け、さらにλ=550nmでの消衰係数0.1であり、著しく透明性に欠ける薄層であった。
【0080】
また、酸化チタン層を製造して、24時間の加熱加湿(80℃,90%Rh)経過後の屈折率を測定したところ2.15であり、屈折率も著しく変化していることが分かった。
【0081】
上記実施例1及び比較例1の酸化チタン層についてそれぞれλ=550nmでの透過率を測定した。その結果を図5に示す。
【0082】
図5からも明らかなように、本発明の実施例1に示す酸化チタン層はその透過率も優れていることが分かった。
【0083】
(実施例2)
図2に示すプラズマCVD装置20を用いて、図3に示す積層構造を有する本発明の反射防止フィルムを製造した。各層の形成条件を以下に示す。
【0084】
基材フィルム(30)としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ100μm)を用いた。
【0085】
ハードコート層としては、紫外線硬化型樹脂PET−D31(大日精化工業(株))を塗工により形成した。紫外線硬化条件は480mJで、厚さは6μmとした。
【0086】
中屈折率層(35)としは、ZrO2微粒子コーティング液No.1221(ZrO2微粒子100重量部に対し、バインダー(電離放射線硬化型型有機ケイ素化合物)0.3重量部よりなるコーティング液:住友大阪セメント(株))をワイヤーバー塗工により形成した。紫外線硬化条件は480mJで、厚さ88nmとした。
【0087】
高屈折率層(33)としての本発明の酸化チタン層は、実施例1と同様の条件で形成した。
【0088】
低屈折率層(34)としては、SiO2層をプラズマCVD法で形成した。
【0089】
上記条件で形成した反射防止フィルムは、高分子フィルムのわずかな伸び、変形も無く、良好な状態であった。上記条件で作成した反射防止フィルムの反射分光特性を図6に示す。図6より、人間が感知し易い550nm近傍での反射率が低く、反射防止効果が良好であった。このときの視感度反射率は、0.3%と良好な値を示した。
【0090】
なお、分光反射率は、分光光度計(型番:UV−3100PC、メーカー:島津製作所)で測定した。
【0091】
【発明の効果】
本発明の酸化チタン層の製造方法によれば、有機チタン化合物ガスと酸素ガスとを反応室内へ供給し、これらのガスを放電させてプラズマ状態とし、前記反応室内に載置された基材上に酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法において、前記反応室内に、有機チタン化合物ガス及び酸素ガス以外に、水蒸気を供給することで水蒸気存在下で酸化チタン層を積層させるので、酸化チタン層は充分に酸素と水蒸気が存在している状況で積層されていることになり、よって、従来のプラズマCVD法においては残基となる部分においても、酸素や水蒸気と反応することが可能となる。その結果、層成分中に残基が生じることがない。
【0092】
したがって、本発明の方法により製造された酸化チタン層は、密着性や透明性に問題が生じることはなく、さらに層中の残基が酸素や水蒸気と反応することにより層成分が変化することもないため屈折率が変化することもない。
【0093】
また、本発明の反射防止フィルムは、本発明の酸化チタン層を積層体の高屈折率層として用いているので、透過率、反射率ともに優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】平行平板型のプラズマCVD装置の概略構成図である。
【図2】巻き取り型のプラズマCVD装置の概略構成図である。
【図3】本発明の反射防止フィルムの一例を示す概略断面図である。
【図4】本発明の反射防止フィルムの他の一例を示す概略断面図である。
【図5】実施例及び比較例の酸化チタン層についての透過率の測定結果を示す図である。
【図6】実施例の反射防止フィルムの反射分光特性を示す図である。
【符号の説明】
1…平行平板型プラズマCVD装置
20…巻き取り型のプラズマCVD装置
31…基材
32…積層体
33…酸化チタン層
34…低屈折率層としてのシリカ層
35…中屈折率層としてのシリカ層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a titanium oxide layer comprising an organic titanium compound, a titanium oxide layer produced by this method, and an antireflection film using the titanium oxide layer.
[0002]
[Prior art]
Various displays used for computers such as liquid crystal displays, plasma displays, CRTs, word processors, televisions, display boards, display bodies such as instruments, rearview mirrors, goggles, window glass, etc. A substrate is used. And since characters, figures, and other information are read through these transparent substrates, there is a drawback that when the light is reflected on the surface of the transparent substrate, the information becomes difficult to read.
[0003]
At present, in order to solve the above drawbacks, an antireflection film is formed by laminating layers having different refractive indexes on a base film, and the antireflection film is applied to the surface of the transparent substrate. It is done to prevent reflection.
[0004]
Here, in order to form an excellent antireflection film, it is known that it is necessary to laminate a plurality of thin layers having various refractive indexes in the laminated structure, and depending on the size of the refractive index, Thin layers called a low refractive index layer, a medium refractive index layer, and a high refractive index layer are used. Further, as a method for producing an antireflection film having a laminate formed by laminating a plurality of such thin layers, a plasma CVD method is suitably used. This is because by using the plasma CVD method, a homogeneous thin layer can be formed on the base material in a short time using the source gas.
[0005]
Furthermore, in such a situation, a titanium oxide layer is often laminated as the high refractive index layer in the laminated structure of the antireflection film. This is because the titanium oxide layer can be formed by a plasma CVD method using an organic titanium compound gas as a raw material, and the refractive index is relatively easy to be 1.80 or more.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the titanium oxide layer as a high refractive index layer produced by a conventionally known plasma CVD method has a drawback that it lacks adhesion and transparency because of its high deposition rate, and lacks stability in terms of refractive index, In some cases, the refractive index changed after production. This is because even after the titanium oxide layer is formed, the titanium oxide layer undergoes some reaction with oxygen and moisture in the air, thereby changing the components of the layer. it is conceivable that.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and even when a titanium oxide layer is produced in a short time by a plasma CVD method, the adhesion and transparency are good, and the refractive index changes after the layer is produced. An object of the present invention is to provide a method for producing a stable titanium oxide layer that does not occur, and to provide a titanium oxide layer produced by using this method and an antireflection film using the titanium oxide layer in a laminate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problem, the present invention provides an organic titanium compound gas and an oxygen gas into a reaction chamber, discharges these gases into a plasma state, and makes the reaction as described in claim 1. A plasma CVD method in which a titanium oxide layer is laminated on a substrate placed in a chamber, and in the presence of water vapor, water is supplied into the reaction chamber in addition to organic titanium compound gas and oxygen gas. Provided is a method for manufacturing a titanium oxide layer using a plasma CVD method, wherein a titanium layer is laminated.
[0009]
In the conventional plasma CVD method, it is considered that a portion that reacts with oxygen and moisture in the air remains in the layer components, and the portion exists in the layer, which causes problems in adhesion and transparency. At the same time, it is considered that the refractive index was unstable.
[0010]
Here, in the following description, a portion that reacts with oxygen or moisture in the air in the layer component may be referred to as “residue”. The reason for “residue” is that it is considered that there is a group that remains unreacted because the organic titanium compound gas and the oxygen gas are not sufficiently reacted when the layer is formed.
[0011]
However, according to the present invention, an organotitanium compound gas and an oxygen gas are supplied into the reaction chamber, these gases are discharged into a plasma state, and the titanium oxide layer is formed on the substrate placed in the reaction chamber. In the plasma CVD method to be laminated, in addition to the organic titanium compound gas and oxygen gas, the titanium oxide layer is laminated in the presence of water vapor by supplying water vapor in the reaction chamber. Therefore, even in a portion which becomes a residue in the conventional plasma CVD method, it is possible to react with oxygen or water vapor. As a result, no residue is generated in the layer component.
[0012]
Therefore, the titanium oxide layer produced by the method of the present invention does not cause problems in adhesion and transparency, and the layer components may change when the residues in the layer react with oxygen or water vapor. Therefore, the refractive index does not change.
[0013]
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a titanium oxide layer manufacturing method according to claim 1, wherein the water vapor is entrained by oxygen gas in the reaction chamber. Provided is a method of manufacturing a titanium oxide layer characterized by being supplied.
[0014]
According to the present invention, in the method for producing a titanium oxide layer according to claim 1, since the water vapor is entrained with oxygen gas and supplied into the reaction chamber, oxygen and water vapor are sufficiently present. A titanium oxide layer can be laminated in step (b).
[0015]
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an oxidation characterized by being manufactured by the method for manufacturing a titanium oxide layer according to claim 1 or claim 2 as described in
[0016]
According to the present invention, since the titanium oxide layer is manufactured by the method for manufacturing a titanium oxide layer according to claim 1 or 2, the so-called residue does not exist in the titanium oxide layer. . Therefore, it can be said that the layer is a titanium oxide layer having a stable refractive index without changing the layer components after the layer formation.
[0017]
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides, as described in claim 4, a reflective body having a base material and a laminated body in which a plurality of thin layers are laminated on the base material. It is a prevention film, Comprising: At least 1 layer of the thin layers in the said laminated body is a titanium oxide layer of the said
[0018]
According to the present invention, the antireflection film has a base material and a laminate formed by laminating a plurality of thin layers on the base material, and at least of the thin layers in the laminate Since one layer is the titanium oxide layer according to
[0019]
Further, according to the present invention, since the antireflection film has a reflectance of 5 to 25% (λ = 550 nm), it can be used for various applications conventionally used.
[0020]
Furthermore, according to the present invention, since the antireflection film has a transmittance of 70 to 90% (λ = 550 nm), it is sufficient in transparency, and can be used for various applications as described above. it can.
[0021]
In order to solve the above problems, the present invention provides the antireflection film according to claim 4, wherein the layer structure of the laminate is refracted from the substrate side. A silica layer as a medium refractive index layer having a refractive index of 1.55 or more and less than 1.80 (λ = 550 nm), a titanium oxide layer as a high refractive index layer according to
[0022]
Furthermore, in order to solve the above problems, the present invention provides the antireflection film according to claim 4, wherein the layer configuration of the laminate is from the substrate side, as described in claim 6. A titanium oxide layer as a high refractive index layer according to
[0023]
By making the laminate of the antireflection film as a layer structure as described above, in the titanium oxide layer as the high refractive index layer in the layer structure, the effect described in
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[1] Method for producing titanium oxide layer
First, the manufacturing method of the titanium oxide layer of this invention is demonstrated using drawing.
[0025]
In the method for producing a titanium oxide layer of the present invention, an organic titanium compound gas and an oxygen gas are supplied into a reaction chamber, and these gases are discharged into a plasma state and oxidized on a substrate placed in the reaction chamber. A plasma CVD method for laminating a titanium layer, characterized by laminating a titanium oxide layer in the presence of water vapor by supplying water vapor in addition to the organic titanium compound gas and oxygen gas into the reaction chamber. CVD method. In other words, the method of the present invention has a great feature in that the conventional plasma CVD method is improved, and water vapor is supplied into the reaction chamber to form a layer in the presence of water vapor.
[0026]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a plasma CVD apparatus for carrying out the method of the present invention.
[0027]
A plasma CVD apparatus 1 shown in FIG. 1 is a parallel plate type plasma CVD apparatus, and includes a reaction chamber 2, an organic titanium
[0028]
When the titanium oxide layer of the present invention is manufactured by the plasma CVD apparatus 1, the
[0029]
In this state, the organic titanium compound gas is introduced from the organic titanium
[0030]
Since the titanium oxide layer formed in this manner can sufficiently cause a chemical reaction with a large amount of oxygen gas and water vapor gas, the component of the layer does not change after the layer formation, and the refractive index Is also stable.
[0031]
The reaction chamber 2 in the plasma CVD apparatus 1 for carrying out the method of the present invention, the
[0032]
In addition, the structure and the like of the water vapor generating apparatus which is a specific apparatus for carrying out the method of the present invention are not particularly limited as long as it is an apparatus capable of generating water vapor to be introduced into the reaction chamber 2. Any water vapor generator may be used, but the water used as the raw material for the water vapor is preferably distilled water or ion exchange water. This is because these waters have few impurities, and therefore a uniform titanium oxide layer can be formed.
[0033]
Here, the amount of water vapor introduced into the reaction chamber 2 is not particularly limited, and can be arbitrarily determined depending on the thickness of the titanium oxide layer to be stratified and the stratification speed. However, in order to form a more stable titanium oxide layer, it is preferable to introduce water vapor so that the volume ratio of the organic titanium compound gas and water vapor is in the ratio of 1: 0.5 to 1: 5. This volume ratio is in a standard state (25 ° C., 1 atm). This is because if the volume ratio of the organic titanium compound gas is less than 0.5, the volume ratio of the water vapor introduced is less than 0.5, and the amount of water vapor is insufficient, resulting in an unstable layer like the conventional titanium oxide layer. On the other hand, if the volume ratio of the organic titanium compound gas to the volume ratio of water vapor introduced to 1 is greater than 5, the formation of the organic titanium layer will be adversely affected, and a powder is formed instead of a thin layer. This is because there are cases.
[0034]
As the organic titanium compound gas used in the method of the present invention, Ti (i-OC Three H 7 ) Four (Titanium tetra i-propoxide), Ti (OCH Three ) Four (Titanium tetramethoxide), Ti (OC 2 H Five ) Four (Titanium tetraethoxide), Ti (n-OC Three H 7 ) Four (Titanium tetra n-propoxide), Ti (n-OC Four H 9 ) Four (Titanium tetra n-butoxide), Ti (t-OC Four H 9 ) Four (Titanium tetra-t-butoxide), Ti (sec-OC Four H 9 ) Four Titanium alkoxide of (titanium tetra sec-butoxide) and TiCl Four (Titanium tetrachloride). Among them, Ti (i-OC Three H 7 ) Four (Titanium tetra i-propoxide), Ti (t-OC Four H 9 ) Four (Titanium tetra-t-butoxide) is preferred because of its high vapor pressure.
[0035]
When such an organic titanium compound gas is introduced into the reaction chamber 2, an assist gas for uniformly distributing the gas in the reaction chamber may be used. In this case, the assist gas is not particularly limited.
[0036]
The method and apparatus for introducing water vapor into the reaction chamber 2 are not particularly limited, and any method and apparatus can be used as long as a certain amount of water vapor can be introduced. However, since the organic titanium compound gas easily reacts with water vapor, the introduction into the reaction chamber needs to be performed separately. Therefore, in the method of the present invention, when introducing water vapor into the reaction chamber, it is preferable to introduce it with oxygen gas. For example, in the plasma CVD apparatus 1 shown in FIG. It is preferable to provide the water vapor generating device 5 in the middle of the pipe connecting the reaction chamber 2. By doing so, oxygen gas and water vapor can be simultaneously supplied into the reaction chamber, and the structure of the plasma CVD apparatus can be simplified.
[0037]
When introducing water vapor into the reaction chamber 2, it can be accompanied with a gas other than the oxygen gas. For example, if the gas is poorly soluble in water such as nitrogen gas, helium gas, argon gas, Even if it considers from the viewpoint of control of the amount of introduction, there is no particular limitation.
[0038]
In the method for producing a titanium oxide layer of the present invention, an organic titanium compound gas and an oxygen gas are supplied into a reaction chamber, and these gases are discharged into a plasma state and oxidized on a substrate placed in the reaction chamber. A plasma CVD method for laminating a titanium layer, characterized by laminating a titanium oxide layer in the presence of water vapor by supplying water vapor in addition to the organic titanium compound gas and oxygen gas into the reaction chamber. The CVD method is not particularly limited, and the parallel plate type plasma CVD apparatus 1 shown in FIG. 1 is not necessarily used.
[0039]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a take-up type
[0040]
In the winding-type
[0041]
An RF voltage is applied by the power source P between the
[0042]
By using the winding type
[0043]
In addition, there are two types of plasma CVD methods, a capacitively coupled plasma CVD method and an inductively coupled plasma CVD method, depending on the power application method used to generate plasma. It is also possible to use the plasma CVD method.
[0044]
[2] Titanium oxide layer
Next, the titanium oxide layer of the present invention will be described.
[0045]
The titanium oxide layer of the present invention is characterized by being manufactured by the above-described method for manufacturing a titanium oxide layer of the present invention. The titanium oxide layer produced by this method has no so-called “residue” in the components of the layer. Therefore, the titanium oxide layer of the present invention can be suitably used as a thin layer constituting the laminate in the antireflection film because the refractive index does not change by reacting with oxygen or water vapor in the air.
[0046]
The component of the titanium oxide layer of the present invention is Ti: O: C = 1: 2.2 to 2.7: 0.1 to 0.5 in terms of relative atoms, and Ti—O—CO— The carbonic acid ester and carbonate which are hardly contained such as Ti bond, that is, the carbonic acid ester and carbonate are below the detection limit when XPS measurement is performed with the XPS measuring apparatus and measurement conditions described below.
[0047]
(XPS measuring device)
VG Scientific: XPS (ESCAVAB 220i-XL)
(XPS measurement conditions)
X-ray source: Monochromated Al Kα,
X-ray output: 10KV, 20mA (200W)
Lens: Large Area XL,
Aperture opening: FOA = open, AA = open
Measurement area: 700μmφ
Charge neutralization: Electron neutralization gun + 4V, neutralization assist mask used
Photoelectron escape depth: 90 degrees
[0048]
[3] About antireflection film
Next, the antireflection film using the above-described titanium oxide layer of the present invention will be described.
[0049]
As shown in FIG. 3, the
[0050]
Hereinafter, (1)
[0051]
(1) Base material
First, the
[0052]
In the
[0053]
(2) Laminate
Next, the
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
Thus, it is preferable that the low refractive index layer is provided in the outermost layer of the laminate. The
[0057]
Here, the
[0058]
Moreover, it is preferable that the middle refractive index layer is provided in the laminated body. The medium refractive index layer is a layer used for enhancing the antireflection function. Here, when the low refractive index layer and the
[0059]
Such a medium refractive index layer is particularly limited as long as it is a layer formed of a material that is transparent in the visible light region and has a refractive index of 1.55 or more and less than 1.80 (λ = 550 nm). Although not intended, the
[0060]
In addition, as a raw material gas used when forming a silica layer used as a low refractive index layer or a medium refractive index layer by a plasma CVD method, organic silicone is preferable, and specifically, hexamethyldisiloxane (HMDSO), tetramethyl Disiloxane (TMDSO), methyltrimethoxysilane (MTMOS), methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane, propylsilane, phenylsilane, tetramethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, tetraethoxysilane Etc. can be used.
[0061]
The
[0062]
By adopting such a laminated structure, it is possible to efficiently prevent light reflection due to the difference in refractive index of each thin layer, and the
[0063]
In the antireflection film of the present invention, a hard coat layer (not shown) can be provided in addition to the laminate.
[0064]
The hard coat layer 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 always necessary depending on the application of the antireflection film.
[0065]
The material for forming the hard coat layer is not particularly limited as long as it is a material transparent in the visible light range and can give strength to the antireflection film. For example, UV curable acrylic hard A coat, a thermosetting silicone coating, or the like can be used. In addition, the thickness of the hard coat layer is usually in the range of 1 to 30 μm, and the manufacturing method of such a hard coat layer can use a normal coating method, and is not particularly limited. Absent.
[0066]
Although the hard coat layer is provided, the purpose of providing the hard coat is to give the antireflection film strength and not to improve the antireflection function. It is preferable to install in the position away from the silica layer 5 to perform, and it is preferable to install in the position immediately above a base film.
[0067]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and any structure that has substantially the same configuration as the technical scope described in the claims of the present invention and has the same operational effects can be used. It is included in the technical scope of the present invention.
[0068]
【Example】
The present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0069]
Example 1
Using the
[0070]
<Film formation conditions>
Applied power: 1kW
Titanium tetraisopropoxide gas flow rate: 100 sccm
Oxygen gas flow rate: 1000 sccm
Water vapor flow rate: 100sccm
Drum surface temperature (stratification temperature): 30 ° C
[0071]
The above gas flow unit sccm is standard cubic cm par minute.
[0072]
The measurement results of the titanium oxide layer formed on the polyethylene terephthalate film under the above conditions are shown below.
[0073]
<Titanium oxide layer measurement results>
Film thickness: 150nm
Deposition rate: 150 nm · m / min
Refractive index (λ = 550 nm): 2.00
The following apparatus was used for the measurement of the titanium oxide layer.
[0074]
<Apparatus used for titanium oxide film measurement>
Film thickness measurement: Ellipsometer (model number UVISELTM manufacturer JOBIN YVON)
Refractive index measurement: Ellipsometer (model number UVISELTM manufacturer JOBIN YVON)
[0075]
As shown in the above-described titanium oxide film formation results, a uniform titanium oxide film having a refractive index of 2.00 at a film formation temperature of 30 ° C. has a film formation speed of 150 nm · m / min and has a high film formation speed of polyethylene terephthalate. It could be formed on a film. As a result of measuring this titanium oxide film with an ellipsometer, it was found that there was no coloring problem with an extinction coefficient of 0.0001 at λ = 550 nm. In addition, the polyethylene terephthalate film after forming the titanium oxide film was in a good state with little elongation and no deformation.
[0076]
Furthermore, a titanium oxide layer was manufactured, and the refractive index after heating and humidifying (80 ° C., 90% Rh) for 24 hours was measured. As a result, it was found that the refractive index was stable.
[0077]
(Comparative Example 1)
A titanium oxide layer was produced under the same conditions as in Example 1 except that water vapor was not supplied. Moreover, the apparatus used for the measurement of the manufactured titanium oxide layer is the same as that of the above-mentioned Example 1. The results are shown below.
[0078]
<Titanium oxide layer measurement results>
Film thickness: 210nm
Stratification speed: 210 nm · m / min
Refractive index (λ = 550 nm): 2.00
[0079]
As shown in the above-described titanium oxide film formation results, a homogeneous titanium oxide film having a refractive index of 2.00 at a film formation temperature of 30 ° C. has a film formation speed of 210 nm · m / min and a high film formation speed of polyethylene terephthalate. It could be formed on a film. The titanium oxide film was measured with an ellipsometer. As a result, it was a thin layer that lacked adhesion and further had an extinction coefficient of 0.1 at λ = 550 nm, which was remarkably lacking in transparency.
[0080]
In addition, the titanium oxide layer was manufactured, and the refractive index after heating and humidifying (80 ° C., 90% Rh) for 24 hours was 2.15. It was found that the refractive index also changed significantly. .
[0081]
The transmittance at λ = 550 nm was measured for each of the titanium oxide layers of Example 1 and Comparative Example 1. The result is shown in FIG.
[0082]
As is clear from FIG. 5, it was found that the titanium oxide layer shown in Example 1 of the present invention has excellent transmittance.
[0083]
(Example 2)
Using the
[0084]
A polyethylene terephthalate film (thickness: 100 μm) was used as the base film (30).
[0085]
As the hard coat layer, an ultraviolet curable resin PET-D31 (Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd.) was formed by coating. The ultraviolet curing condition was 480 mJ and the thickness was 6 μm.
[0086]
For the medium refractive index layer (35), ZrO 2 Fine particle coating solution No. 1221 (ZrO 2 A coating solution consisting of 0.3 part by weight of a binder (ionizing radiation curable type organosilicon compound) with respect to 100 parts by weight of fine particles was formed by wire bar coating. The ultraviolet curing condition was 480 mJ and the thickness was 88 nm.
[0087]
The titanium oxide layer of the present invention as the high refractive index layer (33) was formed under the same conditions as in Example 1.
[0088]
As the low refractive index layer (34), SiO 2 The layer was formed by plasma CVD.
[0089]
The antireflection film formed under the above conditions was in a good state with no slight elongation or deformation of the polymer film. The reflection spectral characteristics of the antireflection film prepared under the above conditions are shown in FIG. From FIG. 6, the reflectance near 550 nm, which is easy for humans to sense, was low, and the antireflection effect was good. The visibility reflectance at this time was a good value of 0.3%.
[0090]
The spectral reflectance was measured with a spectrophotometer (model number: UV-3100PC, manufacturer: Shimadzu Corporation).
[0091]
【The invention's effect】
According to the method for producing a titanium oxide layer of the present invention, an organic titanium compound gas and an oxygen gas are supplied into a reaction chamber, and these gases are discharged into a plasma state on the substrate placed in the reaction chamber. In the plasma CVD method of laminating a titanium oxide layer, the titanium oxide layer is sufficiently laminated in the presence of water vapor by supplying water vapor in addition to the organic titanium compound gas and oxygen gas into the reaction chamber. Therefore, even in a portion that becomes a residue in the conventional plasma CVD method, it is possible to react with oxygen and water vapor. As a result, no residue is generated in the layer component.
[0092]
Therefore, the titanium oxide layer produced by the method of the present invention does not cause problems in adhesion and transparency, and the layer components may change when the residues in the layer react with oxygen or water vapor. Therefore, the refractive index does not change.
[0093]
Moreover, since the antireflection film of the present invention uses the titanium oxide layer of the present invention as a high refractive index layer of the laminate, both the transmittance and the reflectance are excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a parallel plate type plasma CVD apparatus.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a take-up type plasma CVD apparatus.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the antireflection film of the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of the antireflection film of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the measurement results of transmittance for titanium oxide layers of examples and comparative examples.
FIG. 6 is a diagram showing reflection spectral characteristics of an antireflection film of an example.
[Explanation of symbols]
1. Parallel plate type plasma CVD apparatus
20 ... Winding type plasma CVD apparatus
31 ... Base material
32 ... Laminate
33 ... titanium oxide layer
34 ... Silica layer as a low refractive index layer
35 ... Silica layer as medium refractive index layer
Claims (2)
屈折率が1.55以上1.80未満(λ=550nm)の中屈折率層としてのシリカ層、
有機チタン化合物ガスと酸素ガスとを反応室内へ供給し、これらのガスを放電させてプラズマ状態とし、前記反応室内に載置された基材上に酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法であって、前記反応室内に、有機チタン化合物ガス及び酸素ガス以外に、水蒸気を供給することで、水蒸気存在下で酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法を用いて形成されており、成分が、相対原子数で、Ti:O:C=1:2.2〜2.7:0.1〜0.5であり、透過率が70〜90%(λ=550nm)の高屈折率層としての酸化チタン層、
屈折率が1.55未満の低屈折率層としてのシリカ層、
であり、
反射防止フィルムの視感度反射率が0.3%である
ことを特徴とする反射防止フィルム。An antireflection film having a base material and a laminate formed by laminating a plurality of thin layers on the base material, wherein the layer configuration of the laminate is from the base material side,
A silica layer as a medium refractive index layer having a refractive index of 1.55 or more and less than 1.80 (λ = 550 nm);
A plasma CVD method in which an organic titanium compound gas and an oxygen gas are supplied into a reaction chamber, these gases are discharged into a plasma state, and a titanium oxide layer is laminated on a substrate placed in the reaction chamber. In addition to the organic titanium compound gas and the oxygen gas, the reaction chamber is formed by using a plasma CVD method in which a titanium oxide layer is stacked in the presence of water vapor by supplying water vapor, and the component is a relative atomic number. Ti: O: C = 1: 2.2 to 2.7: 0.1 to 0.5 and a titanium oxide layer as a high refractive index layer having a transmittance of 70 to 90% (λ = 550 nm) ,
A silica layer as a low refractive index layer having a refractive index of less than 1.55,
And
An antireflection film characterized in that the reflectance of the antireflection film is 0.3% .
屈折率が1.55以上1.80未満(λ=550nm)の中屈折率層としてのシリカ層、
有機チタン化合物ガスと酸素ガスとを反応室内へ供給し、これらのガスを放電させてプラズマ状態とし、前記反応室内に載置された基材上に酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法であって、前記反応室内に、有機チタン化合物ガス及び酸素ガス以外に、水蒸気を、有機チタン化合物ガスと水蒸気との体積比が1:0.5〜1:5の割合となるように供給することで、水蒸気存在下で酸化チタン層を積層させるプラズマCVD法を用いて形成されており、成分が、相対原子数で、Ti:O:C=1:2.2〜2.7:0.1〜0.5であり、透過率が70〜90%(λ=550nm)の高屈折率層としての酸化チタン層、
屈折率が1.55未満の低屈折率層としてのシリカ層、
であることを特徴とする反射防止フィルム。 An antireflection film having a base material and a laminate formed by laminating a plurality of thin layers on the base material, wherein the layer configuration of the laminate is from the base material side,
A silica layer as a medium refractive index layer having a refractive index of 1.55 or more and less than 1.80 (λ = 550 nm);
A plasma CVD method in which an organic titanium compound gas and an oxygen gas are supplied into a reaction chamber, these gases are discharged into a plasma state, and a titanium oxide layer is laminated on a substrate placed in the reaction chamber. In addition to the organic titanium compound gas and oxygen gas, water vapor is supplied into the reaction chamber so that the volume ratio of the organic titanium compound gas to water vapor is in the ratio of 1: 0.5 to 1: 5 . It is formed using a plasma CVD method in which a titanium oxide layer is laminated in the presence of water vapor, and the components are relative atoms, Ti: O: C = 1: 2.2 to 2.7: 0.1 to 0 And a titanium oxide layer as a high refractive index layer having a transmittance of 70 to 90% (λ = 550 nm) ,
A silica layer as a low refractive index layer having a refractive index of less than 1.55,
An antireflective film characterized by being
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