JPWO2003005069A1 - 反射防止フィルムおよびその製造法 - Google Patents
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Abstract
透明フィルム基材およびその少なくとも片面上に存在する反射防止層を含有してなる反射防止フィルム。この反射防止層は透明フィルム基材層から近い順に第１層、第２層および第３層の３層からなり、第１層はチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなり、第２層はチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなり、第３層は珪素の酸化物からなり、そして第１層、第２層および第３層が異なる層であることが電子顕微鏡観察により確認でき、さらに反射防止層側から入射した波長５５０ｎｍの光線の反射防止層の反射率が３％以下である。この反射防止フィルムは、反射防止層の各層間の密着性に優れ且つ耐久性に優れている。
Description
技術分野
本発明は反射防止フィルムおよびその製造法に関する。さらに詳しくは、反射防止層を構成する各層間の密着性が高く、耐久性に優れた高性能な反射防止フィルムおよびその製造法に関する。
従来の技術
透明基材、例えばショウケース、窓、ディスプレイ等を通して展示物、景色等を見る場合、外光や自身が映り込み、非常に見にくいことがある。このため透明基材の上に反射を抑えるような反射防止フィルムを貼り合わせることが行われている。この反射防止フィルムには、従来、透明プラスチックフィルムの上に、低屈折率層と金属酸化物等からなる高屈折率層の２層以上の積層構造からなる反射防止層を、または無機化合物や有機フッ素化合物からなる低屈折率層を単層で積層した反射防止フィルムが用いられている。
これら反射防止フィルムのなかで、光の干渉を利用して反射防止特性に優れた、低屈折率層と高屈折率層の積層構造の反射防止層を有する反射防止フィルムを用いることが多い。前記高屈折率層には高い屈折率を有する酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化錫、インジウム・錫酸化物、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化ニオブ、酸化イットリウム、酸化タンタルまたはこれら２種以上の混合物からなる層が用いられ、また前記低屈折率層には主としてフッ素系化合物もしくは酸化珪素が用いられている。これら反射防止層は、真空蒸着法やスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などの気相法により形成する方法、スプレー法や浸漬法、スクリーン印刷法、コーティング法などの塗布法によって形成する方法が知られている。
しかし、近年反射防止性能に対する要求が高まるにつれ、１層もしくは２層から構成される反射防止層では、要求を満たせなくなってきている。一方、３層以上からなる反射防止層を形成する場合、湿式コーティングでは、コーティングを繰り返すことにより、膜厚のぶれが増幅され塗布斑が目立ってしまい、特に高屈折率層について所望の屈折率が得にくいという点から、真空蒸着やスパッタリング等の真空プロセスを使用する場合が多かった。
しかしながら、真空プロセスはコストの面から非常に不利であるといった問題がある。そこで、特開平１０−７２８号公報には、湿式コーティングと気相法とを組み合わせて反射防止層を形成する方法が提案されている。しかしながら、湿式コーティングにより形成された層と気相法により形成された層の間の密着性が十分でなく、耐久性が十分でないことがあった。
発明の開示
本発明の目的は、多層からなる反射防止層の各層間の密着性に優れ且つ耐久性に優れた高性能反射防止フィルムを提供することにある。
本発明の他の目的は、反射防止層が多層からなる反射防止フィルムを製造する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、
透明フィルム基材およびその少なくとも片面上に存在する反射防止層を含有してなる反射防止フィルムであって、
上記反射防止層は透明フィルム基材層から近い順に第１層、第２層および第３層の３層からなり、
第１層はチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなり、
第２層はチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなり、
第３層は珪素の酸化物からなり、そして
第１層、第２層および第３層が異なる層であることが電子顕微鏡観察により確認でき、
反射防止層側から入射した波長５５０ｎｍの光線の反射防止層の反射率が３％以下である、
ことを特徴とする反射防止フィルムによって達成される。
また、本発明の上記目的および利点は、本発明によれば、第２に、
（１）透明フィルム基材の少なくとも片面の上に、チタンアルコキシドおよびジルコニウムアルコキシドよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属アルコキシドを含有する塗膜を形成し且つ加水分解縮合してチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる第１層を形成し、
（２）第１層の上に気相法により珪素の酸化物層からなる第２層を形成し そして
（３）第２層の上に、珪素のアルコキシドを含有する塗膜を形成し且つ加水分解縮合して珪素の酸化物からなる第３層を形成する、
ことを特徴とする、反射防止フィルムの製造法によって達成される。
発明の好ましい実施形態
以下、本発明の構成をさらに詳細に説明する。
＜透明フィルム基材＞
本発明において、透明フィルム基材は工業生産性に優れた有機高分子フィルムであることが好ましい。かかる有機高分子としては、ポリエステルとして例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴと略記することがある）、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート等、ポリ（メタ）アクリルとして例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡと略記することがある）等、ポリカーボネート（ＰＣと略記することがある）、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、トリアセチルセルロース（ＴＡＣと略記することがある）、セロファン等が挙げられる。これら有機高分子のうち、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＴＡＣが透明性、強度などの面から好ましく用いられる。
前記透明フィルム基材は、ポリマーの種類によって無延伸フィルムであったり、延伸フィルムであったりすることができる。例えばＰＥＴフィルムは、好ましくは二軸延伸フィルムで用いられ、またＰＣフィルム、ＴＡＣフィルム、セロファンフィルム等は、好ましくは無延伸フィルムで用いられる。
本発明における透明フィルム基材の厚さは、反射防止フィルムの用途により適宜決定されるが、例えば５〜１，０００μｍのものが好適に用いられる。
また、かかる透明フィルム基材には、フィルムの巻き取り時の滑り性などのハンドリングを良好なものとするため、滑剤を含有させることができる。かかる滑剤として、例えばシリカ、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウムなどの無機微粒子、架橋アクリル樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、架橋シリコーン樹脂などの有機微粒子などが挙げられる。滑剤の平均粒径および添加量は、透明フィルム基材の透明性を維持する範囲内であれば特に限定されない。平均粒径として２０〜５，０００ｎｍ、添加量として透明フィルム基材の重量を基準として０．１〜０．５重量％が例示される。
本発明における透明フィルム基材には、必要に応じ、前記滑剤以外に安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤などの添加剤を配合してもよい。
本発明において、これら透明フィルム基材と反射防止層との間に、密着性を向上させるための層がさらに形成されていてもよく、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂が具体例として挙げられる。
＜反射防止層＞
本発明における反射防止フィルムを構成する反射防止層は、透明フィルム基材の少なくとも片面上に設けられる。該反射防止層は、基材側から第１層、第２層、第３層の順に形成される。
＜第１層＞
本発明において、第１層は、反射防止層のうち最も透明フィルム基材側に位置する。
第１層は、好ましくは、チタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる。
このような第１層は、チタンまたはジルコニウムのアルコキシドを溶剤で希釈し、塗布、乾燥工程中に加水分解をさせて形成できる。
チタンまたはジルコニウムのアルコキシドとして、具体的にはチタンテトラエトキシド、チタンテトラ−ｎ−プロポキシド、チタンテトラ−ｉ−プロポキシド、チタンテトラ−ｎ−ブトキシド、チタンテトラ−ｓｅｃ−ブトキシド、チタンテトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラ−ｎ−プロポキシド、ジルコニウムテトラ−ｉ−プロポキシド、ジルコニウムテトラ−ｎ−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−ｓｅｃ−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシドもしくはそれらの２〜６量体、さらにはジエトキシチタニウムビスアセチルアセトネート、ジプロポキシチタニウムビスアセチルアセトネート、ジブトキシチタニウムビスアセチルアセトネート、ジエトキシジルコニウムビスアセチルアセトネート、ジプロポキシジルコニウムビスアセチルアセトネート、ジブトキシジルコニウムビスアセチルアセトネート等のキレート化合物を挙げることができる。
上記アルコキシドを溶解する溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、リグロイン、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、ブタノール、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の飽和炭化水素、アルコール、ケトン、エステル類、ハロゲン化炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、あるいはこれらの混合物が挙げられる。塗布方法としては、通常のコーティング作業で用いられる方法を用いることができ、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビートコーター法、マイクログラビアコーター法等を挙げることができる。
塗布後の乾燥条件としては、熱処理は、前記透明フィルム基材の熱変形温度以下で行う。例えば、透明フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである場合には、好ましくは８０〜１５０℃の温度で３０秒〜１０分行う。乾燥状態によっては、４０〜９０℃で１２時間〜１週間程度のエージングを行うことにより、膜の屈折率が安定するので好ましい。
また、第１層には、例えば下記式（ＩＩＩ）
ここで、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アリル基、ハロゲン原子、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、メタクリル基、フロロ原子あるいはシアノ基を有する炭化水素基であり、Ｘはアルコキシル基、アルコキシアルコキシル基、ハロゲン原子またはアシルオキシ基であり、ａおよびｂはそれぞれ０、１または２である、但し、ａ＋ｂは２以下である、
で表される有機珪素化合物を添加することで、チタンまたはジルコニウムのアルコキシドが加水分解されてできた金属酸化物膜の屈折率を調整できる。この有機珪素化合物は、反応性がチタンやジルコニウムのアルコキシドと比較して低いため、ポットライフの延長の効果がある。有機珪素化合物がアルコキシド加水分解物に対して重量基準で０．１〜３０％であるのが好ましい。
この有機珪素化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトラｉ−プロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトラｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロデシルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリキドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリキドキシブチルトリエトキシシラン、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシエトキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリフェノキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリエトキシシラン、δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリメトキシシラン、δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリメトキシシランなどのトリアルコキシシラン、トリアシルオキシシランあるいはトリフェノキシシラン；ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシレン、メチルビニルジエトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジエトキシシランなどのジアルコキシシラン、ジフェノキシシランあるいはジアシルオキシシラン類が挙げられる。これらのうち、アルコキシシラン類が好ましい。
これらの珪素化合物は、求められる膜の屈折率等の光学物性の調整に用いられるが、表面の硬度、濡れ、密着性、およびクラック防止の目的により２種以上用いることも可能である。
さらに、第１層は、平均粒径１〜５００ｎｍの粒子を、好ましくは０．１〜２５重量％、より好ましくは０．３〜１０重量％、特に好ましくは０．５〜７重量％の割合で含有する。
こうした粒子が含まれると、第１層の表面に微細な凹凸が形成される。これにより、ブロッキングを抑えロール状に巻き取った際きれいに巻き取れる反射防止フィルムを得ることができる。
ここで、分散させる粒子の平均粒径は、２０〜２００ｎｍであるとより好ましい。なお、粒子の粒径は、その粒度分布のピークが一つのものでもよいし、２つ以上でもよい。また、この粒子は、溶媒に分散させた状態で加えるのが好ましいが、加えた後の分散が十分なされる場合はこの限りではない。
また粒子の添加量は、上記のごとく、アルコキシド加水分解物に対して、重量比０．３〜１０％であるのがより好ましい。添加量が多くなりすぎるとヘーズが高くなり曇りの原因になり好ましくなく、少なすぎると滑りが悪くなりブロッキングを起こしやすくなり好ましくない。
粒子の種類としては、チタン、珪素、錫、鉄、アルミニウム、銅、マグネシウム、インジウム、アンチモン、マンガン、セリウム、イットリウム、亜鉛およびジルコニウムの金属単体またはその酸化物および／または窒化物からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましい。そうした粒子としては、酸化チタン、酸化珪素、酸化錫、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、インジウム・錫酸化物、アンチモン・錫酸化物、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。これら粒子は、その透明性、硬度、そして安定性の点で優れている。
チタンのアルコキシドから酸化チタンの膜あるいはジルコニウムのアルコキシドから酸化ジルコニウムの膜を形成する方法としては、上記のごとく、のアルコキシドを溶剤で希釈後、塗布、乾燥させて得られるが、その乾燥工程中に、大気中の水分と反応させて加水分解を行う方法が好ましい。
アルコキシドの添加量は、該アルコキシドが１００％加水分解および縮合したとして生じる酸化チタンあるいは酸化ジルコニウム換算で、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．１〜１０重量％である。アルコキシドの濃度が酸化物換算で０．１重量％未満であると、形成される酸化物膜が所望の特性を十分に発揮できず、一方１０重量％を超えると、透明均質膜の形成が困難となる。また、本発明においては、上記固形分の範囲内で、ポリエステル樹脂やアクリル樹脂などのバインダーを併用することも可能である。
また、本発明においては、アルコキシドを溶媒で希釈後、加水分解を行ってもよい。かかる加水分解の条件としては、１５〜３５℃、より好ましくは２２〜２８℃の温度で、０．５〜４８時間、より好ましくは２〜３５時間攪拌する。また、加水分解においては、触媒を用いるのが好ましく、これらの触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸または酢酸等の酸が好ましく、これらの酸を約０．０００１Ｎ〜１２Ｎ、好ましくは０．０００５Ｎ〜５Ｎ程度の水溶液として加えることで、該溶液が加水分解に適した状態となる。かかる酸の水溶液は、溶液全体のｐＨが４〜１０になるように加えるのが好ましい。
＜第２層＞
本発明において、第２層は、反射防止層のうち第１層と第３層の間に位置する。
本発明における第２層は、好ましくは、チタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる。これらの酸化物膜は気相法により形成されるのが好ましい。気相法を用いることにより、湿式法では得られない高屈折率な膜を形成することができ、また上記第１層との密着性がよい点で有利である。気相法としてはスパッタリング法がさらに好ましい。
第１層と第２層との組み合わせは、アルコキシドから形成される酸化物膜と、気相法により形成された酸化物膜との組み合わせであることが、それぞれの層間の密着性の観点から好ましい。特に、両層ともチタンあるいはジルコニウムを主成分とした膜とすることにより、高い親和性が得られるため好ましい。
＜第３層＞
本発明において、第３層は、反射防止層のうち最も基材側から離れた層を構成し、好ましくは、珪素のアルコキシドから形成される酸化珪素膜よりなる。
かかる珪素のアルコキシドとしては、例えばテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシランおよびこれらの多量体などが挙げられる。さらに、上記式（ＩＩＩ）で示される有機珪素化合物を、要求される膜の硬度や柔軟性、表面性などに応じて、適宜添加して用いてもよい。
これら珪素のアルコキシドは、１種単独であるいは２種以上併用してもよい。この中でもテトラエトキシシランが特に好ましい。
本発明においては、帯電防止機能の付与を目的として、珪素のアルコキシドに対して金属酸化物の微粒子を添加してもよい。金属酸化物としては、導電性を有する金属酸化物であれば特に制限されないが、例えばＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）、酸化スズ、酸化亜鉛、ＡＴＯ（酸化アンチモン−酸化スズ）が挙げられる。また、反射防止フィルムのブロッキング防止を目的として、表面に微小な凹凸をつけるために有機微粒子および／または無機微粒子を添加してもよく、屈折率調整のために上記の如き有機珪素化合物を添加してもよい。
珪素のアルコキシドから、酸化珪素の膜を形成する方法としては、上記アルコキシドを加水分解することにより得られるゾルを塗布、乾燥、硬化させる方法が挙げられる。
珪素のアルコキシドの加水分解は、上記珪素化合物を適当な溶媒中に溶解させた後、かかる珪素のアルコキシドと溶媒とからなる溶液に、加水分解に必要な量以上の水を加えて行う。かかる溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等のアルコール、ケトン、エステル類、ハロゲン化炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、あるいはこれらの混合物が挙げられる。
該珪素のアルコキシドの添加量は、該珪素化合物が１００％加水分解および縮合したとして生じる酸化珪素換算で、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．１〜１０重量％である。珪素のアルコキシドの濃度が酸化珪素ゾル換算で０．１重量％未満であると、形成される酸化珪素膜が所望の特性を十分に発揮できず、一方１０重量％を超えると、透明均質膜の形成が困難となる。
また、本発明においては、上記固形分の範囲内で、ポリエステル樹脂やアクリル樹脂などのバインダーを併用することも可能である。
式（ＩＩＩ）で示される有機珪素化合物の添加量は、１０〜３０重量％であることが好ましい。有機珪素化合物の添加量が１０重量％未満であると、反射防止層の膜強度が低く、一方３０重量％を越えると、第３層の層形成性が低下する。
本発明における珪素のアルコキシドの加水分解は、１５〜３５℃、より好ましくは２２〜２８℃の温度で、０．５〜４８時間、より好ましくは２〜３５時間攪拌する。また、加水分解においては、触媒を用いるのが好ましく、これらの触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸または酢酸等の酸が好ましく、これらの酸を約０．０００１Ｎ〜１２Ｎ、好ましくは０．０００５Ｎ〜５Ｎ程度の水溶液として加えることで、該溶液が加水分解に適した状態となる。かかる酸の水溶液は、溶液全体のｐＨが４〜１０になるように加えるのが好ましい。また、触媒として酸以外に、アンモニア等の塩基を用いてもよい。
本発明における反射防止層は上記の如く第１層、第２層および第３層からなるが、これらの３層が互いに独立した異なる層であることは、反射防止層の断面を電子顕微鏡で観察することにより確認することができる。
本発明の反射防止フィルムは、基材とは反対側すなわち反射防止層側から波長５５０ｎｍの光線を入射せしめたとき、反射防止層の反射率が３％以下であり、好ましくは１．５％以下である。
本発明の反射防止フィルムは、好ましくは反射防止層側から入射した波長３８０〜７８０ｎｍの間の反射率の視感反射率が１％以下を示す。
本発明において、反射防止層は、上記の如く基材に近い方から順に第１層、第２層および第３層からなる。好ましくは、第１層は中屈折率層、第２層は高屈折率層および第３層は低屈折率層からなる。
ここで、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層とは、各層の屈折率の相対的な順序に応じた名称である。すなわち、中屈折率層（第１層）の屈折率をｎＭ、高屈折率層（第２層）の屈折率をｎＨ、低屈折率層（第３層）の屈折率をｎＬとすると、各層の屈折率の相対的な関係はｎＬ＜ｎＭ＜ｎＨで表される。
本発明における反射防止層は、光の干渉性を利用した反射防止層であり、各層は下式（Ｉ）を満足することが好ましい。
（ここで、ｎは各層の屈折率、ｄは各層の厚み（ｎｍ）、λは光の波長（ｎｍ）を表す）
ただし、得られる反射スペクトルの形状の微調整のため、この関係式（Ｉ）から意図的にずらしてもよい。また、光の波長λは、通常、視感度の高い５００〜６００ｎｍを対象とする。
また、各層の屈折率は下式（ＩＩ）の関係を満たすことが求められる。
（ｎ０：空気層の屈折率、ｎｓ：中屈折率層と隣接し、高屈折率層と反対面側の層の屈折率を表す。通常は、透明フィルム基材の屈折率、もしくはハードコート層がさらに形成されている場合はハードコート層の屈折率を表す）
しかしながら、この場合もスペクトルの形状の微調整の為に、若干の調整を行ってもよい。透明フィルム基材として有機高分子フィルムを用いる場合、その屈折率ｎｓは通常１．４５〜１．８０の範囲である。また、ハードコート層がさらに形成されている場合は、屈折率ｎｓはハードコート層の屈折率で表され、通常１．４５〜１．６０の範囲である。
反射防止層の各層の屈折率は、好ましくは、ｎＭは１．６０〜２．２０、ｎＨは、１．８０〜２．８０、ｎＬは１．３０〜１．５５の範囲である。但し、ｎＨ＞ｎＭである。これら屈折率は、各層を構成するそれぞれの酸化物に固有な屈折率によって主に付与されるが、さらに各層の表面状態などにも依存する。
本発明における反射防止層の各層の厚みは、それぞれ式（Ｉ）より導き出されるが、通常１層あたり１０〜３００ｎｍが好ましい。
＜ハードコート層＞
本発明における反射防止フィルムには、所望の硬さを付与するため、さらにハードコート層が設けられていてもよい。本発明におけるハードコート層は、好ましくは、透明フィルム基材と反射防止層との間に形成される。かかるハードコート層としては、透明性を有し、適度な硬度を有する層であることが好ましい。ここで「適度な硬度」とは、ＪＩＳＫ５４００で示される鉛筆硬度試験でＨ以上の硬度を表す。
かかるハードコート層を形成する材料には特に限定はなく、例えば電離放射線や紫外線照射による硬化樹脂や熱硬化性樹脂を使用できる。特に、紫外線照射硬化型のアクリル系樹脂や有機珪素樹脂、熱硬化型のポリシロキサン樹脂が好適に用いられる。これらの樹脂は公知のものを用いることができる。
本発明におけるハードコート層には、特性を損なわない範囲で平均粒子径０．０１〜３μｍの透明な無機あるいは有機の微粒子をさらに混合分散させてもよい。これにより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。そしてこの光拡散性の処理を施したハードコート層の上に反射防止層を形成することにより、画像のぼやけが小さくなり、単なる光拡散性の処理を施した場合よりも画像が明瞭になる。この微粒子は、透明であれば特に限定されるものではない。
このようにして得られたハードコート層の厚みは、好ましくは１〜１０μｍであり、３〜８μｍがより好ましい。ハードコート層の厚みが１μｍより薄いと、十分な硬度を付与できず、１０μｍを超えると加熱または放射線による硬化が十分に得られず、ブロッキングをおこしやすくなる。
＜防汚層＞
本発明における反射防止フィルムには、反射防止層の表面を保護し、防汚性を高めるために、さらに防汚層が設けられていてもよい。本発明における防汚層は、好ましくは、反射防止層の第３層面上に形成される。
かかる防汚層を形成する材料としては、透明性を有し、防汚性に対する要求性能が満たされる限り、いかなる材料でも制限がなく使用することができる。例えば疎水基を有する化合物、より具体的には、フルオロカーボンやパーフルオロシラン等、またこれらの高分子化合物等が用いられる。また、指紋拭き取り汚性向上のためには、メチル基の様な撥油性を有する高分子化合物が好適に使用される。
防汚層の厚さは、反射防止層の機能を損なわないよう設定することが必要である。厚すぎると反射防止層の機能に影響を与え、また薄すぎても防汚性能が発現しにくいので、約１〜５０ｎｍの厚みとするのが好ましい。
＜製造方法＞
本発明における反射防止フィルムは、好ましい実施形態において、透明フィルム基材を最初に製膜した後、該透明フィルム基材の片面上に、ハードコート層、反射防止層として第１層、第２層、第３層、さらに防汚層の順に各層を形成させ、製造される。
まず、透明フィルム基材は、ポリマーの種類に応じて、無延伸もしくは二軸延伸処理を施す。得られた厚さ５〜１，０００μｍの透明フィルム基材の片面上に、まずハードコート層を形成する。かかるハードコート層の塗布方法は公知の方法を用いることができる。用いるハードコート層用の材料に応じて、紫外線や熱など硬化方法を適宜選択し、該ハードコート層用材料を硬化させて、厚さ１〜１０μｍのハードコート層を得る。
次に、反射防止層として第１層を形成するため、チタンまたはジルコニウムのアルコキシドを溶剤で希釈し、ハードコート層上に塗布する。かかる塗布方法としては、通常のコーティング作業で用いられる方法、例えばスピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビートコーター法、マイクログラビアコーター法等を挙げることができる。塗布層中において、アルコキシドは雰囲気中の湿気あるいは溶媒中に含有される湿気により加水分解されそして縮合してポリマーを形成する。
塗布層の乾燥は、透明フィルム基材の熱変形温度以下の熱処理により行う。熱処理は、酸化チタンの生成を促進するため、十分な酸素雰囲気中で行うことが好ましい。透明フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである場合には、好ましくは約８０〜１５０℃の温度で約３０秒〜５分熱処理を行い、厚さ１０〜３００ｎｍ、屈折率１．６０〜２．２０の酸化チタン膜または酸化ジルコニウム膜からなる中屈折率層を得る。
その後、第１層上に、気相法の１種であるスパッタリング法によって、例えば厚さ１０〜３００ｎｍ、屈折率１．８０〜２．８０の、酸化チタン膜または酸化ジルコニウム膜あるいは酸化珪素膜からなる第２層を得る。
第２層上に、さらに第１層を形成させる。第１層の形成方法としては、珪素のアルコキシドを溶媒に溶解させた後、水および触媒を加えて加水分解処理を行い、得られた酸化珪素ゾルを、既に形成されている第２層の上に塗布後、乾燥、硬化させて、最終的に酸化珪素膜からなる第１層を形成する。
珪素のアルコキシドの加水分解は、好ましくは１５〜３５℃、より好ましくは２２〜２８℃の温度で、好ましくは０．５〜４８時間、より好ましくは２〜３５時間攪拌する。
塗布方法としては、通常のコーティング作業で用いられる方法、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビートコーター法、マイクログラビアコーター法等を用いることができる。
また、上記ゾルを塗布した後の乾燥は、透明フィルム基材の熱変形温度以下で熱処理により行う。例えば、透明フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである場合には、約８０〜１５０℃の温度で約３０秒〜５分熱処理を行って酸化珪素のゲル膜が形成される。このような熱処理条件は、使用する透明フィルム基材の種類や厚みによって異なり、使用する透明フィルム基材の種類の応じて適宜選択する。このようにして、例えば厚さ１０〜３００ｎｍ、屈折率１．３０〜１．５５の、酸化珪素膜からなる第３層を得る。
さらに、本発明においては、第３層上に防汚層が形成されていてもよい。防汚層の形成方法としては、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製膜プロセスや、マイクログラビア法、スクリーン法、ディップ法等のウエットプロセスなど、各種コーティング方法を適宜選択でき、厚み１〜５０ｎｍの防汚層が形成され、最終的に、本発明に好適な反射防止フィルムが得られる。
このようにして得られた反射防止フィルムは、従来の反射防止フィルムと同様に使用することができ、例えば粘着剤、接着剤などを用いてガラス板、プラスチック板、偏光板などと貼りあわせることにより反射防止性を有する光学部材を得ることができる。
実施例
以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明する。なお、フィルム特性は下記の方法で評価した。
１．屈折率
（１）ｎｓ（透明フィルム基材またはハードコート層）の屈折率
反射防止フィルムにハードコート層を設けない場合は、第１層と透明フィルム基材が接するため、透明フィルム基材の屈折率をｎｓとして測定した。また、反射防止フィルムにハードコート層を設ける場合は、第１層とハードコート層とが接し、界面を形成するため、ハードコート層の屈折率をｎｓとして測定した。測定はアッベ屈折率計を用いて行った。
（２）各反射防止層の屈折率
透明フィルム基材、または透明フィルム基材の片面上にハードコート層を形成した片面に、反射防止層のうちの１層を形成し、背面（透明フィルム基材の、反射防止層形成面と反対側の面を指す）を黒色塗布し、裏面反射が無い状態で反射率Ｒを測定し、そのときの反射率から下式を用いて屈折率を算出した。反射率は紫外−可視分光光度計（島津（株）製 ＵＶ−３１０１ＰＣ型）を使用し、波長５５０ｎｍの光で、入射８°の拡散反射率を測定した。
（ｎｓ：透明フィルム基材の屈折率またはハードコート層の屈折率，ｎ：各反射防止層の屈折率）
２．反射防止フィルムの反射率
紫外−可視分光光度計（島津（株）製 ＵＶ−３１０１ＰＣ型）を用い、波長５５０ｎｍの光を、透明フィルム基材、ハードコート層、反射防止層および防汚層から構成される反射防止フィルムに照射し、反射率を測定した。
３．反射防止層の視感反射率
ＪＩＳ Ｚ８７０１に基づき、３８０〜７８０ｎｍの範囲の反射防止層の反射スペクトルから標準の光Ｃにおける３刺激値（ＸＹＺ）を求め、そのＹ値を視感反射率とした。
４．密着性
防汚層を設ける前の反射防止フィルムに、反射防止層の側からカッターナイフにより２ｍｍ間隔で縦横各６本の切れ目を入れて、２５個の碁盤目を作った。該碁盤目上にニチバンセロテープを添付した後、該セロテープを９０°の剥離角度で剥離し、反射防止フィルム上に残留した反射防止層の碁盤目の数を目視によりカウントし、以下の基準で評価した。
○：２５個すべて残留（剥離無し）
△：２０〜２４個残留
×：１９個以下残留
５．各反射防止層の厚み
１．（２）に記載した方法で、各反射防止層の屈折率を測定し、式（Ｉ）
（ここで、ｎは各層の屈折率、ｄは各層の厚み（ｎｍ）、λは光の波長（ｎｍ）を表す）
を用いて、各反射防止層の厚みを算出した。
実施例１
透明フィルム基材として易接着処理を施した二軸配向ＰＥＴフィルム（帝人（株）製：商品名「ＯＰＦＷ」厚み１８８μｍ）を用い、この片面の上にＵＶ硬化性ハードコート剤（ＪＳＲ製：商品名「デソライトＺ７５００」）を塗布し、ＵＶ硬化させて厚さ５μｍのハードコート層（屈折率１．５２）を形成した。次いでハードコート層の上にテトラブチルチタネートの４量体（日本曹達（株）製：商品名「ＴＢＴ Ｂ−４」）を溶媒リグロイン／ｎ−ブタノール（３／１）に溶解させた４重量％（酸化チタン換算）溶液に、酸化珪素粒子（ＣＩ化成（株）製：商品名「ＳｉＯ２スラリー」平均粒径２５ｎｍ）を該チタンのアルコキシドに対し０．５重量％添加して分散させたものをマイクログラビアコーティング法により塗布し、１５０℃で２分間熱処理して、厚さ約７２ｎｍ（屈折率１．９２）からなる第１層（中屈折率層）膜を形成した。さらにこの上に、スパッタリング法により厚さ６０ｎｍ（屈折率２．３２）の酸化チタン膜からなる第２層（高屈折率層）を形成した。最後にテトラエトキシシランをエタノールに溶解し、水および塩酸を加えて加水分解して得られた酸化珪素ゾル５重量％溶液（酸化珪素換算）をマイクログラビアコーティング法により塗布し、１００℃で２分間熱処理して、厚さ９５ｎｍ（屈折率１．４５）の酸化珪素ゲル膜からなる第３層（低屈折率層）を形成した。さらに汚れ防止層としてフッ素系シランカップリング剤（信越化学製：商品名「ＫＢＭ−７８０３」）のメタノール溶液を硬化・乾燥後の厚みが５ｎｍとなるように塗布し反射防止フィルムを得た。こうして得られた反射防止フィルムの反射防止層の密着性、および反射防止フィルムの反射率を表１に示す。
比較例１
第２層の高屈折率層をＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）に変更し、スパッタリング法により厚さ６８ｎｍ（屈折率１．９５）に形成した以外は実施例１と同様に行った。得られた反射防止フィルムの反射防止層の密着性、および反射防止フィルムの反射率を表１に示す。
比較例２
第１層の中屈折率層として、酸化ジルコニウムの微粒子（ＪＳＲ製：「ＪＮ７１０２」）をアクリル系樹脂のバインダーとともにメチルイソブチルケトン溶媒に分散させた５重量％溶液をマイクログラビアコーティング法で塗布後硬化させ、厚さ８２ｎｍ（屈折率１．６８）からなる第１層を用いた以外は、実施例１と同様に行った。得られた反射防止フィルムの反射防止層の密着性、および反射防止フィルムの反射率を表１に示す。
実施例２
第２層の高屈折率層をスパッタリングによるＺｒＯ２（酸化ジルコニウム：屈折率２．１、厚さ６５ｎｍ）に変更した以外は実施例１と同様に行った。得られた反射防止フィルムの反射防止層の密着性、および反射防止フィルムの反射率を表１に示す。
表１に示すように、実施例１および２の反射防止フィルムは、反射防止層の密着性に優れ、反射防止性にも優れていた。一方、比較例１は第２層の高屈折率層と第１層の中屈折率層との密着性が低く、耐久性に乏しい反射防止フィルムであった。また、比較例２は第１層の中屈折率層を構成する酸化物の成分がチタンのアルコキシド以外の化合物であるため、やはり第２層の高屈折率層と第１層の中屈折率層との密着性が低く、また反射防止性も低下した。
本発明は反射防止フィルムおよびその製造法に関する。さらに詳しくは、反射防止層を構成する各層間の密着性が高く、耐久性に優れた高性能な反射防止フィルムおよびその製造法に関する。
従来の技術
透明基材、例えばショウケース、窓、ディスプレイ等を通して展示物、景色等を見る場合、外光や自身が映り込み、非常に見にくいことがある。このため透明基材の上に反射を抑えるような反射防止フィルムを貼り合わせることが行われている。この反射防止フィルムには、従来、透明プラスチックフィルムの上に、低屈折率層と金属酸化物等からなる高屈折率層の２層以上の積層構造からなる反射防止層を、または無機化合物や有機フッ素化合物からなる低屈折率層を単層で積層した反射防止フィルムが用いられている。
これら反射防止フィルムのなかで、光の干渉を利用して反射防止特性に優れた、低屈折率層と高屈折率層の積層構造の反射防止層を有する反射防止フィルムを用いることが多い。前記高屈折率層には高い屈折率を有する酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化錫、インジウム・錫酸化物、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化ニオブ、酸化イットリウム、酸化タンタルまたはこれら２種以上の混合物からなる層が用いられ、また前記低屈折率層には主としてフッ素系化合物もしくは酸化珪素が用いられている。これら反射防止層は、真空蒸着法やスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などの気相法により形成する方法、スプレー法や浸漬法、スクリーン印刷法、コーティング法などの塗布法によって形成する方法が知られている。
しかし、近年反射防止性能に対する要求が高まるにつれ、１層もしくは２層から構成される反射防止層では、要求を満たせなくなってきている。一方、３層以上からなる反射防止層を形成する場合、湿式コーティングでは、コーティングを繰り返すことにより、膜厚のぶれが増幅され塗布斑が目立ってしまい、特に高屈折率層について所望の屈折率が得にくいという点から、真空蒸着やスパッタリング等の真空プロセスを使用する場合が多かった。
しかしながら、真空プロセスはコストの面から非常に不利であるといった問題がある。そこで、特開平１０−７２８号公報には、湿式コーティングと気相法とを組み合わせて反射防止層を形成する方法が提案されている。しかしながら、湿式コーティングにより形成された層と気相法により形成された層の間の密着性が十分でなく、耐久性が十分でないことがあった。
発明の開示
本発明の目的は、多層からなる反射防止層の各層間の密着性に優れ且つ耐久性に優れた高性能反射防止フィルムを提供することにある。
本発明の他の目的は、反射防止層が多層からなる反射防止フィルムを製造する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、
透明フィルム基材およびその少なくとも片面上に存在する反射防止層を含有してなる反射防止フィルムであって、
上記反射防止層は透明フィルム基材層から近い順に第１層、第２層および第３層の３層からなり、
第１層はチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなり、
第２層はチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなり、
第３層は珪素の酸化物からなり、そして
第１層、第２層および第３層が異なる層であることが電子顕微鏡観察により確認でき、
反射防止層側から入射した波長５５０ｎｍの光線の反射防止層の反射率が３％以下である、
ことを特徴とする反射防止フィルムによって達成される。
また、本発明の上記目的および利点は、本発明によれば、第２に、
（１）透明フィルム基材の少なくとも片面の上に、チタンアルコキシドおよびジルコニウムアルコキシドよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属アルコキシドを含有する塗膜を形成し且つ加水分解縮合してチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる第１層を形成し、
（２）第１層の上に気相法により珪素の酸化物層からなる第２層を形成し そして
（３）第２層の上に、珪素のアルコキシドを含有する塗膜を形成し且つ加水分解縮合して珪素の酸化物からなる第３層を形成する、
ことを特徴とする、反射防止フィルムの製造法によって達成される。
発明の好ましい実施形態
以下、本発明の構成をさらに詳細に説明する。
＜透明フィルム基材＞
本発明において、透明フィルム基材は工業生産性に優れた有機高分子フィルムであることが好ましい。かかる有機高分子としては、ポリエステルとして例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴと略記することがある）、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート等、ポリ（メタ）アクリルとして例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡと略記することがある）等、ポリカーボネート（ＰＣと略記することがある）、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、トリアセチルセルロース（ＴＡＣと略記することがある）、セロファン等が挙げられる。これら有機高分子のうち、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＴＡＣが透明性、強度などの面から好ましく用いられる。
前記透明フィルム基材は、ポリマーの種類によって無延伸フィルムであったり、延伸フィルムであったりすることができる。例えばＰＥＴフィルムは、好ましくは二軸延伸フィルムで用いられ、またＰＣフィルム、ＴＡＣフィルム、セロファンフィルム等は、好ましくは無延伸フィルムで用いられる。
本発明における透明フィルム基材の厚さは、反射防止フィルムの用途により適宜決定されるが、例えば５〜１，０００μｍのものが好適に用いられる。
また、かかる透明フィルム基材には、フィルムの巻き取り時の滑り性などのハンドリングを良好なものとするため、滑剤を含有させることができる。かかる滑剤として、例えばシリカ、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウムなどの無機微粒子、架橋アクリル樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、架橋シリコーン樹脂などの有機微粒子などが挙げられる。滑剤の平均粒径および添加量は、透明フィルム基材の透明性を維持する範囲内であれば特に限定されない。平均粒径として２０〜５，０００ｎｍ、添加量として透明フィルム基材の重量を基準として０．１〜０．５重量％が例示される。
本発明における透明フィルム基材には、必要に応じ、前記滑剤以外に安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤などの添加剤を配合してもよい。
本発明において、これら透明フィルム基材と反射防止層との間に、密着性を向上させるための層がさらに形成されていてもよく、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂が具体例として挙げられる。
＜反射防止層＞
本発明における反射防止フィルムを構成する反射防止層は、透明フィルム基材の少なくとも片面上に設けられる。該反射防止層は、基材側から第１層、第２層、第３層の順に形成される。
＜第１層＞
本発明において、第１層は、反射防止層のうち最も透明フィルム基材側に位置する。
第１層は、好ましくは、チタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる。
このような第１層は、チタンまたはジルコニウムのアルコキシドを溶剤で希釈し、塗布、乾燥工程中に加水分解をさせて形成できる。
チタンまたはジルコニウムのアルコキシドとして、具体的にはチタンテトラエトキシド、チタンテトラ−ｎ−プロポキシド、チタンテトラ−ｉ−プロポキシド、チタンテトラ−ｎ−ブトキシド、チタンテトラ−ｓｅｃ−ブトキシド、チタンテトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラ−ｎ−プロポキシド、ジルコニウムテトラ−ｉ−プロポキシド、ジルコニウムテトラ−ｎ−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−ｓｅｃ−ブトキシド、ジルコニウムテトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシドもしくはそれらの２〜６量体、さらにはジエトキシチタニウムビスアセチルアセトネート、ジプロポキシチタニウムビスアセチルアセトネート、ジブトキシチタニウムビスアセチルアセトネート、ジエトキシジルコニウムビスアセチルアセトネート、ジプロポキシジルコニウムビスアセチルアセトネート、ジブトキシジルコニウムビスアセチルアセトネート等のキレート化合物を挙げることができる。
上記アルコキシドを溶解する溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、リグロイン、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、ブタノール、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の飽和炭化水素、アルコール、ケトン、エステル類、ハロゲン化炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、あるいはこれらの混合物が挙げられる。塗布方法としては、通常のコーティング作業で用いられる方法を用いることができ、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビートコーター法、マイクログラビアコーター法等を挙げることができる。
塗布後の乾燥条件としては、熱処理は、前記透明フィルム基材の熱変形温度以下で行う。例えば、透明フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである場合には、好ましくは８０〜１５０℃の温度で３０秒〜１０分行う。乾燥状態によっては、４０〜９０℃で１２時間〜１週間程度のエージングを行うことにより、膜の屈折率が安定するので好ましい。
また、第１層には、例えば下記式（ＩＩＩ）
で表される有機珪素化合物を添加することで、チタンまたはジルコニウムのアルコキシドが加水分解されてできた金属酸化物膜の屈折率を調整できる。この有機珪素化合物は、反応性がチタンやジルコニウムのアルコキシドと比較して低いため、ポットライフの延長の効果がある。有機珪素化合物がアルコキシド加水分解物に対して重量基準で０．１〜３０％であるのが好ましい。
この有機珪素化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトラｉ−プロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトラｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロデシルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリフェノキシシラン、α−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリキドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリキドキシブチルトリエトキシシラン、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリブトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシエトキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリフェノキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリエトキシシラン、δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリメトキシシラン、δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリメトキシシランなどのトリアルコキシシラン、トリアシルオキシシランあるいはトリフェノキシシラン；ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシレン、メチルビニルジエトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジエトキシシランなどのジアルコキシシラン、ジフェノキシシランあるいはジアシルオキシシラン類が挙げられる。これらのうち、アルコキシシラン類が好ましい。
これらの珪素化合物は、求められる膜の屈折率等の光学物性の調整に用いられるが、表面の硬度、濡れ、密着性、およびクラック防止の目的により２種以上用いることも可能である。
さらに、第１層は、平均粒径１〜５００ｎｍの粒子を、好ましくは０．１〜２５重量％、より好ましくは０．３〜１０重量％、特に好ましくは０．５〜７重量％の割合で含有する。
こうした粒子が含まれると、第１層の表面に微細な凹凸が形成される。これにより、ブロッキングを抑えロール状に巻き取った際きれいに巻き取れる反射防止フィルムを得ることができる。
ここで、分散させる粒子の平均粒径は、２０〜２００ｎｍであるとより好ましい。なお、粒子の粒径は、その粒度分布のピークが一つのものでもよいし、２つ以上でもよい。また、この粒子は、溶媒に分散させた状態で加えるのが好ましいが、加えた後の分散が十分なされる場合はこの限りではない。
また粒子の添加量は、上記のごとく、アルコキシド加水分解物に対して、重量比０．３〜１０％であるのがより好ましい。添加量が多くなりすぎるとヘーズが高くなり曇りの原因になり好ましくなく、少なすぎると滑りが悪くなりブロッキングを起こしやすくなり好ましくない。
粒子の種類としては、チタン、珪素、錫、鉄、アルミニウム、銅、マグネシウム、インジウム、アンチモン、マンガン、セリウム、イットリウム、亜鉛およびジルコニウムの金属単体またはその酸化物および／または窒化物からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましい。そうした粒子としては、酸化チタン、酸化珪素、酸化錫、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、インジウム・錫酸化物、アンチモン・錫酸化物、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。これら粒子は、その透明性、硬度、そして安定性の点で優れている。
チタンのアルコキシドから酸化チタンの膜あるいはジルコニウムのアルコキシドから酸化ジルコニウムの膜を形成する方法としては、上記のごとく、のアルコキシドを溶剤で希釈後、塗布、乾燥させて得られるが、その乾燥工程中に、大気中の水分と反応させて加水分解を行う方法が好ましい。
アルコキシドの添加量は、該アルコキシドが１００％加水分解および縮合したとして生じる酸化チタンあるいは酸化ジルコニウム換算で、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．１〜１０重量％である。アルコキシドの濃度が酸化物換算で０．１重量％未満であると、形成される酸化物膜が所望の特性を十分に発揮できず、一方１０重量％を超えると、透明均質膜の形成が困難となる。また、本発明においては、上記固形分の範囲内で、ポリエステル樹脂やアクリル樹脂などのバインダーを併用することも可能である。
また、本発明においては、アルコキシドを溶媒で希釈後、加水分解を行ってもよい。かかる加水分解の条件としては、１５〜３５℃、より好ましくは２２〜２８℃の温度で、０．５〜４８時間、より好ましくは２〜３５時間攪拌する。また、加水分解においては、触媒を用いるのが好ましく、これらの触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸または酢酸等の酸が好ましく、これらの酸を約０．０００１Ｎ〜１２Ｎ、好ましくは０．０００５Ｎ〜５Ｎ程度の水溶液として加えることで、該溶液が加水分解に適した状態となる。かかる酸の水溶液は、溶液全体のｐＨが４〜１０になるように加えるのが好ましい。
＜第２層＞
本発明において、第２層は、反射防止層のうち第１層と第３層の間に位置する。
本発明における第２層は、好ましくは、チタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる。これらの酸化物膜は気相法により形成されるのが好ましい。気相法を用いることにより、湿式法では得られない高屈折率な膜を形成することができ、また上記第１層との密着性がよい点で有利である。気相法としてはスパッタリング法がさらに好ましい。
第１層と第２層との組み合わせは、アルコキシドから形成される酸化物膜と、気相法により形成された酸化物膜との組み合わせであることが、それぞれの層間の密着性の観点から好ましい。特に、両層ともチタンあるいはジルコニウムを主成分とした膜とすることにより、高い親和性が得られるため好ましい。
＜第３層＞
本発明において、第３層は、反射防止層のうち最も基材側から離れた層を構成し、好ましくは、珪素のアルコキシドから形成される酸化珪素膜よりなる。
かかる珪素のアルコキシドとしては、例えばテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシランおよびこれらの多量体などが挙げられる。さらに、上記式（ＩＩＩ）で示される有機珪素化合物を、要求される膜の硬度や柔軟性、表面性などに応じて、適宜添加して用いてもよい。
これら珪素のアルコキシドは、１種単独であるいは２種以上併用してもよい。この中でもテトラエトキシシランが特に好ましい。
本発明においては、帯電防止機能の付与を目的として、珪素のアルコキシドに対して金属酸化物の微粒子を添加してもよい。金属酸化物としては、導電性を有する金属酸化物であれば特に制限されないが、例えばＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）、酸化スズ、酸化亜鉛、ＡＴＯ（酸化アンチモン−酸化スズ）が挙げられる。また、反射防止フィルムのブロッキング防止を目的として、表面に微小な凹凸をつけるために有機微粒子および／または無機微粒子を添加してもよく、屈折率調整のために上記の如き有機珪素化合物を添加してもよい。
珪素のアルコキシドから、酸化珪素の膜を形成する方法としては、上記アルコキシドを加水分解することにより得られるゾルを塗布、乾燥、硬化させる方法が挙げられる。
珪素のアルコキシドの加水分解は、上記珪素化合物を適当な溶媒中に溶解させた後、かかる珪素のアルコキシドと溶媒とからなる溶液に、加水分解に必要な量以上の水を加えて行う。かかる溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等のアルコール、ケトン、エステル類、ハロゲン化炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、あるいはこれらの混合物が挙げられる。
該珪素のアルコキシドの添加量は、該珪素化合物が１００％加水分解および縮合したとして生じる酸化珪素換算で、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．１〜１０重量％である。珪素のアルコキシドの濃度が酸化珪素ゾル換算で０．１重量％未満であると、形成される酸化珪素膜が所望の特性を十分に発揮できず、一方１０重量％を超えると、透明均質膜の形成が困難となる。
また、本発明においては、上記固形分の範囲内で、ポリエステル樹脂やアクリル樹脂などのバインダーを併用することも可能である。
式（ＩＩＩ）で示される有機珪素化合物の添加量は、１０〜３０重量％であることが好ましい。有機珪素化合物の添加量が１０重量％未満であると、反射防止層の膜強度が低く、一方３０重量％を越えると、第３層の層形成性が低下する。
本発明における珪素のアルコキシドの加水分解は、１５〜３５℃、より好ましくは２２〜２８℃の温度で、０．５〜４８時間、より好ましくは２〜３５時間攪拌する。また、加水分解においては、触媒を用いるのが好ましく、これらの触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸または酢酸等の酸が好ましく、これらの酸を約０．０００１Ｎ〜１２Ｎ、好ましくは０．０００５Ｎ〜５Ｎ程度の水溶液として加えることで、該溶液が加水分解に適した状態となる。かかる酸の水溶液は、溶液全体のｐＨが４〜１０になるように加えるのが好ましい。また、触媒として酸以外に、アンモニア等の塩基を用いてもよい。
本発明における反射防止層は上記の如く第１層、第２層および第３層からなるが、これらの３層が互いに独立した異なる層であることは、反射防止層の断面を電子顕微鏡で観察することにより確認することができる。
本発明の反射防止フィルムは、基材とは反対側すなわち反射防止層側から波長５５０ｎｍの光線を入射せしめたとき、反射防止層の反射率が３％以下であり、好ましくは１．５％以下である。
本発明の反射防止フィルムは、好ましくは反射防止層側から入射した波長３８０〜７８０ｎｍの間の反射率の視感反射率が１％以下を示す。
本発明において、反射防止層は、上記の如く基材に近い方から順に第１層、第２層および第３層からなる。好ましくは、第１層は中屈折率層、第２層は高屈折率層および第３層は低屈折率層からなる。
ここで、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層とは、各層の屈折率の相対的な順序に応じた名称である。すなわち、中屈折率層（第１層）の屈折率をｎＭ、高屈折率層（第２層）の屈折率をｎＨ、低屈折率層（第３層）の屈折率をｎＬとすると、各層の屈折率の相対的な関係はｎＬ＜ｎＭ＜ｎＨで表される。
本発明における反射防止層は、光の干渉性を利用した反射防止層であり、各層は下式（Ｉ）を満足することが好ましい。
ただし、得られる反射スペクトルの形状の微調整のため、この関係式（Ｉ）から意図的にずらしてもよい。また、光の波長λは、通常、視感度の高い５００〜６００ｎｍを対象とする。
また、各層の屈折率は下式（ＩＩ）の関係を満たすことが求められる。
しかしながら、この場合もスペクトルの形状の微調整の為に、若干の調整を行ってもよい。透明フィルム基材として有機高分子フィルムを用いる場合、その屈折率ｎｓは通常１．４５〜１．８０の範囲である。また、ハードコート層がさらに形成されている場合は、屈折率ｎｓはハードコート層の屈折率で表され、通常１．４５〜１．６０の範囲である。
反射防止層の各層の屈折率は、好ましくは、ｎＭは１．６０〜２．２０、ｎＨは、１．８０〜２．８０、ｎＬは１．３０〜１．５５の範囲である。但し、ｎＨ＞ｎＭである。これら屈折率は、各層を構成するそれぞれの酸化物に固有な屈折率によって主に付与されるが、さらに各層の表面状態などにも依存する。
本発明における反射防止層の各層の厚みは、それぞれ式（Ｉ）より導き出されるが、通常１層あたり１０〜３００ｎｍが好ましい。
＜ハードコート層＞
本発明における反射防止フィルムには、所望の硬さを付与するため、さらにハードコート層が設けられていてもよい。本発明におけるハードコート層は、好ましくは、透明フィルム基材と反射防止層との間に形成される。かかるハードコート層としては、透明性を有し、適度な硬度を有する層であることが好ましい。ここで「適度な硬度」とは、ＪＩＳＫ５４００で示される鉛筆硬度試験でＨ以上の硬度を表す。
かかるハードコート層を形成する材料には特に限定はなく、例えば電離放射線や紫外線照射による硬化樹脂や熱硬化性樹脂を使用できる。特に、紫外線照射硬化型のアクリル系樹脂や有機珪素樹脂、熱硬化型のポリシロキサン樹脂が好適に用いられる。これらの樹脂は公知のものを用いることができる。
本発明におけるハードコート層には、特性を損なわない範囲で平均粒子径０．０１〜３μｍの透明な無機あるいは有機の微粒子をさらに混合分散させてもよい。これにより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。そしてこの光拡散性の処理を施したハードコート層の上に反射防止層を形成することにより、画像のぼやけが小さくなり、単なる光拡散性の処理を施した場合よりも画像が明瞭になる。この微粒子は、透明であれば特に限定されるものではない。
このようにして得られたハードコート層の厚みは、好ましくは１〜１０μｍであり、３〜８μｍがより好ましい。ハードコート層の厚みが１μｍより薄いと、十分な硬度を付与できず、１０μｍを超えると加熱または放射線による硬化が十分に得られず、ブロッキングをおこしやすくなる。
＜防汚層＞
本発明における反射防止フィルムには、反射防止層の表面を保護し、防汚性を高めるために、さらに防汚層が設けられていてもよい。本発明における防汚層は、好ましくは、反射防止層の第３層面上に形成される。
かかる防汚層を形成する材料としては、透明性を有し、防汚性に対する要求性能が満たされる限り、いかなる材料でも制限がなく使用することができる。例えば疎水基を有する化合物、より具体的には、フルオロカーボンやパーフルオロシラン等、またこれらの高分子化合物等が用いられる。また、指紋拭き取り汚性向上のためには、メチル基の様な撥油性を有する高分子化合物が好適に使用される。
防汚層の厚さは、反射防止層の機能を損なわないよう設定することが必要である。厚すぎると反射防止層の機能に影響を与え、また薄すぎても防汚性能が発現しにくいので、約１〜５０ｎｍの厚みとするのが好ましい。
＜製造方法＞
本発明における反射防止フィルムは、好ましい実施形態において、透明フィルム基材を最初に製膜した後、該透明フィルム基材の片面上に、ハードコート層、反射防止層として第１層、第２層、第３層、さらに防汚層の順に各層を形成させ、製造される。
まず、透明フィルム基材は、ポリマーの種類に応じて、無延伸もしくは二軸延伸処理を施す。得られた厚さ５〜１，０００μｍの透明フィルム基材の片面上に、まずハードコート層を形成する。かかるハードコート層の塗布方法は公知の方法を用いることができる。用いるハードコート層用の材料に応じて、紫外線や熱など硬化方法を適宜選択し、該ハードコート層用材料を硬化させて、厚さ１〜１０μｍのハードコート層を得る。
次に、反射防止層として第１層を形成するため、チタンまたはジルコニウムのアルコキシドを溶剤で希釈し、ハードコート層上に塗布する。かかる塗布方法としては、通常のコーティング作業で用いられる方法、例えばスピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビートコーター法、マイクログラビアコーター法等を挙げることができる。塗布層中において、アルコキシドは雰囲気中の湿気あるいは溶媒中に含有される湿気により加水分解されそして縮合してポリマーを形成する。
塗布層の乾燥は、透明フィルム基材の熱変形温度以下の熱処理により行う。熱処理は、酸化チタンの生成を促進するため、十分な酸素雰囲気中で行うことが好ましい。透明フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである場合には、好ましくは約８０〜１５０℃の温度で約３０秒〜５分熱処理を行い、厚さ１０〜３００ｎｍ、屈折率１．６０〜２．２０の酸化チタン膜または酸化ジルコニウム膜からなる中屈折率層を得る。
その後、第１層上に、気相法の１種であるスパッタリング法によって、例えば厚さ１０〜３００ｎｍ、屈折率１．８０〜２．８０の、酸化チタン膜または酸化ジルコニウム膜あるいは酸化珪素膜からなる第２層を得る。
第２層上に、さらに第１層を形成させる。第１層の形成方法としては、珪素のアルコキシドを溶媒に溶解させた後、水および触媒を加えて加水分解処理を行い、得られた酸化珪素ゾルを、既に形成されている第２層の上に塗布後、乾燥、硬化させて、最終的に酸化珪素膜からなる第１層を形成する。
珪素のアルコキシドの加水分解は、好ましくは１５〜３５℃、より好ましくは２２〜２８℃の温度で、好ましくは０．５〜４８時間、より好ましくは２〜３５時間攪拌する。
塗布方法としては、通常のコーティング作業で用いられる方法、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビートコーター法、マイクログラビアコーター法等を用いることができる。
また、上記ゾルを塗布した後の乾燥は、透明フィルム基材の熱変形温度以下で熱処理により行う。例えば、透明フィルム基材がポリエチレンテレフタレートフィルムである場合には、約８０〜１５０℃の温度で約３０秒〜５分熱処理を行って酸化珪素のゲル膜が形成される。このような熱処理条件は、使用する透明フィルム基材の種類や厚みによって異なり、使用する透明フィルム基材の種類の応じて適宜選択する。このようにして、例えば厚さ１０〜３００ｎｍ、屈折率１．３０〜１．５５の、酸化珪素膜からなる第３層を得る。
さらに、本発明においては、第３層上に防汚層が形成されていてもよい。防汚層の形成方法としては、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製膜プロセスや、マイクログラビア法、スクリーン法、ディップ法等のウエットプロセスなど、各種コーティング方法を適宜選択でき、厚み１〜５０ｎｍの防汚層が形成され、最終的に、本発明に好適な反射防止フィルムが得られる。
このようにして得られた反射防止フィルムは、従来の反射防止フィルムと同様に使用することができ、例えば粘着剤、接着剤などを用いてガラス板、プラスチック板、偏光板などと貼りあわせることにより反射防止性を有する光学部材を得ることができる。
実施例
以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明する。なお、フィルム特性は下記の方法で評価した。
１．屈折率
（１）ｎｓ（透明フィルム基材またはハードコート層）の屈折率
反射防止フィルムにハードコート層を設けない場合は、第１層と透明フィルム基材が接するため、透明フィルム基材の屈折率をｎｓとして測定した。また、反射防止フィルムにハードコート層を設ける場合は、第１層とハードコート層とが接し、界面を形成するため、ハードコート層の屈折率をｎｓとして測定した。測定はアッベ屈折率計を用いて行った。
（２）各反射防止層の屈折率
透明フィルム基材、または透明フィルム基材の片面上にハードコート層を形成した片面に、反射防止層のうちの１層を形成し、背面（透明フィルム基材の、反射防止層形成面と反対側の面を指す）を黒色塗布し、裏面反射が無い状態で反射率Ｒを測定し、そのときの反射率から下式を用いて屈折率を算出した。反射率は紫外−可視分光光度計（島津（株）製 ＵＶ−３１０１ＰＣ型）を使用し、波長５５０ｎｍの光で、入射８°の拡散反射率を測定した。
２．反射防止フィルムの反射率
紫外−可視分光光度計（島津（株）製 ＵＶ−３１０１ＰＣ型）を用い、波長５５０ｎｍの光を、透明フィルム基材、ハードコート層、反射防止層および防汚層から構成される反射防止フィルムに照射し、反射率を測定した。
３．反射防止層の視感反射率
ＪＩＳ Ｚ８７０１に基づき、３８０〜７８０ｎｍの範囲の反射防止層の反射スペクトルから標準の光Ｃにおける３刺激値（ＸＹＺ）を求め、そのＹ値を視感反射率とした。
４．密着性
防汚層を設ける前の反射防止フィルムに、反射防止層の側からカッターナイフにより２ｍｍ間隔で縦横各６本の切れ目を入れて、２５個の碁盤目を作った。該碁盤目上にニチバンセロテープを添付した後、該セロテープを９０°の剥離角度で剥離し、反射防止フィルム上に残留した反射防止層の碁盤目の数を目視によりカウントし、以下の基準で評価した。
○：２５個すべて残留（剥離無し）
△：２０〜２４個残留
×：１９個以下残留
５．各反射防止層の厚み
１．（２）に記載した方法で、各反射防止層の屈折率を測定し、式（Ｉ）
を用いて、各反射防止層の厚みを算出した。
実施例１
透明フィルム基材として易接着処理を施した二軸配向ＰＥＴフィルム（帝人（株）製：商品名「ＯＰＦＷ」厚み１８８μｍ）を用い、この片面の上にＵＶ硬化性ハードコート剤（ＪＳＲ製：商品名「デソライトＺ７５００」）を塗布し、ＵＶ硬化させて厚さ５μｍのハードコート層（屈折率１．５２）を形成した。次いでハードコート層の上にテトラブチルチタネートの４量体（日本曹達（株）製：商品名「ＴＢＴ Ｂ−４」）を溶媒リグロイン／ｎ−ブタノール（３／１）に溶解させた４重量％（酸化チタン換算）溶液に、酸化珪素粒子（ＣＩ化成（株）製：商品名「ＳｉＯ２スラリー」平均粒径２５ｎｍ）を該チタンのアルコキシドに対し０．５重量％添加して分散させたものをマイクログラビアコーティング法により塗布し、１５０℃で２分間熱処理して、厚さ約７２ｎｍ（屈折率１．９２）からなる第１層（中屈折率層）膜を形成した。さらにこの上に、スパッタリング法により厚さ６０ｎｍ（屈折率２．３２）の酸化チタン膜からなる第２層（高屈折率層）を形成した。最後にテトラエトキシシランをエタノールに溶解し、水および塩酸を加えて加水分解して得られた酸化珪素ゾル５重量％溶液（酸化珪素換算）をマイクログラビアコーティング法により塗布し、１００℃で２分間熱処理して、厚さ９５ｎｍ（屈折率１．４５）の酸化珪素ゲル膜からなる第３層（低屈折率層）を形成した。さらに汚れ防止層としてフッ素系シランカップリング剤（信越化学製：商品名「ＫＢＭ−７８０３」）のメタノール溶液を硬化・乾燥後の厚みが５ｎｍとなるように塗布し反射防止フィルムを得た。こうして得られた反射防止フィルムの反射防止層の密着性、および反射防止フィルムの反射率を表１に示す。
比較例１
第２層の高屈折率層をＩＴＯ（酸化インジウム−酸化スズ）に変更し、スパッタリング法により厚さ６８ｎｍ（屈折率１．９５）に形成した以外は実施例１と同様に行った。得られた反射防止フィルムの反射防止層の密着性、および反射防止フィルムの反射率を表１に示す。
比較例２
第１層の中屈折率層として、酸化ジルコニウムの微粒子（ＪＳＲ製：「ＪＮ７１０２」）をアクリル系樹脂のバインダーとともにメチルイソブチルケトン溶媒に分散させた５重量％溶液をマイクログラビアコーティング法で塗布後硬化させ、厚さ８２ｎｍ（屈折率１．６８）からなる第１層を用いた以外は、実施例１と同様に行った。得られた反射防止フィルムの反射防止層の密着性、および反射防止フィルムの反射率を表１に示す。
実施例２
第２層の高屈折率層をスパッタリングによるＺｒＯ２（酸化ジルコニウム：屈折率２．１、厚さ６５ｎｍ）に変更した以外は実施例１と同様に行った。得られた反射防止フィルムの反射防止層の密着性、および反射防止フィルムの反射率を表１に示す。
Claims (14)
- 透明フィルム基材およびその少なくとも片面上に存在する反射防止層を含有してなる反射防止フィルムであって、
上記反射防止層は透明フィルム基材層から近い順に第１層、第２層および第３層の３層からなり、
第１層はチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなり、
第２層はチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなり、
第３層は珪素の酸化物からなり、そして
第１層、第２層および第３層が異なる層であることが電子顕微鏡観察により確認でき、
反射防止層側から入射した波長５５０ｎｍの光線の反射防止層の反射率が３％以下である、
ことを特徴とする反射防止フィルム。 - 第１層が珪素の酸化物をさらに含有する請求項１に記載の反射防止フィルム。
- 第１層が平均粒径１〜５００ｎｍの粒子を０．１〜２５重量％の割合で含有する請求項１に記載の反射防止フィルム。
- 平均粒径１〜５００ｎｍの粒子がチタン、珪素、錫、鉄、アルミニウム、銅、マグネシウム、インジウム、アンチモン、マンガン、セリウム、イットリウム、亜鉛、ジルコニウム、これらの金属元素の酸化物およびこれらの金属元素の窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種よりなる請求項３に記載の反射防止フィルム。
- 第１層がチタンアルコキシドおよびジルコニウムアルコキシドよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属アルコキシドに由来する請求項１に記載の反射防止フィルム。
- 第１層が珪素アルコキシドに由来する珪素の酸化物をさらに含有する請求項５に記載の反射防止フィルム。
- 第２層が気相法により形成される請求項１に記載の反射防止フィルム。
- 第３層が珪素アルコキシドに由来する請求項１に記載の反射防止フィルム。
- 上記反射率が１．５％以下である請求項１に記載の反射防止フィルム。
- 反射防止層側から入射した波長３８０〜７８０ｎｍの間の反射率の視感反射率が１％以下である請求項１に記載の反射防止フィルム。
- 第１層の屈折率は１．６０〜２．２０の範囲にあり、
第２層の屈折率は１．８０〜２．８０の範囲にあり、
第３層の屈折率は１．３０〜１．５５の範囲にありそして
第２層の屈折率は第１層の屈折率より大きい請求項１に記載の反射防止フィルム。 - 透明フィルム基材と反射防止層の間にハードコート層をさらに含有する請求項１に記載の反射防止フィルム。
- 反射防止層の第３層の上に汚染防止層がさらに存在する請求項１に記載の反射防止フィルム。
- （１）透明フィルム基材の少なくとも片面の上に、チタンアルコキシドおよびジルコニウムアルコキシドよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属アルコキシドを含有する塗膜を形成し且つ加水分解縮合してチタンおよびジルコニウムよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる第１層を形成し、
（２）第１層の上に気相法によりチタンまたはジルコニウムの酸化物層からなる第２層を形成し そして
（３）第２層の上に、珪素のアルコキシドを含有する塗膜を形成し且つ加水分解縮合して珪素の酸化物からなる第３層を形成する、
ことを特徴とする、反射防止フィルムの製造法。
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