TWI670511B - 抗反射膜及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可以高生產性且低成本製造、於寬頻帶中具有優異之反射特性(低反射性)、且具有接近中性之優異之反射色相的抗反射膜。
本發明之抗反射膜具有基材、與自基材側起依序之中折射率層、高折射率層及低折射率層。基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH滿足下述式(1)。
此處，基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH具有nH>nM>nS之關係。

Description

抗反射膜及其製造方法
本發明係關於一種抗反射膜及其製造方法。更詳細而言，本發明係關於一種包含乾式製程與濕式製程之抗反射膜之製造方法及利用此種製造方法所獲得之抗反射膜。
自先前以來，為了防止外界光映入CRT(Cathode-Ray Tube，陰極射線管)、液晶顯示裝置、電漿顯示面板等顯示器畫面，而廣泛使用配置於顯示器畫面之表面之抗反射膜。作為抗反射膜，已知例如具有包含中折射率材料之層、包含高折射率材料之層及包含低折射率材料之層的多層膜。已知藉由使用上述多層膜而可獲得較高之抗反射性能(於寬頻帶中反射率較低)。上述多層膜通常係藉由蒸鍍法或濺鍍法等乾式製程(乾式法)而形成。然而，乾式製程存在生產性較差、製造成本變高之問題。
為了解決上述問題，提出一種將乾式製程與如塗覆或塗佈之濕式製程(濕式法)進行組合所獲得之多層抗反射膜(例如專利文獻1)。然而，以專利文獻1為代表之至此所提出之技術均生產性及成本降低效果尚不充分，所獲得之抗反射膜之光學特性亦不充分。
且說，抗反射膜之抗反射性能通常係以視感反射率Y(%)進行評價，該視感反射率越低，抗反射性能越優異。然而，若欲降低視感反射率，則存在反射色相易產生色差之問題。
如此，強烈期望一種兼具較低之視感反射率與色差較小而接近 中性之反射色相的多層抗反射膜、及可以高生產性且低成本獲得此種膜之技術。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2002-243906號公報
本發明係為了解決上述先前之課題而完成者，其目的在於提供一種於寬頻帶中具有優異之反射特性(低反射性)且具有接近中性之優異之反射色相的抗反射膜及可以高生產性且低成本製造此種抗反射膜之方法。
本發明之抗反射膜具有基材、與自該基材側起依序之中折射率層、高折射率層及低折射率層，且該基材之折射率nS、該中折射率層之折射率nM及該高折射率層之折射率nH滿足下述式(1)。
此處，基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH具有nH>nM>nS之關係。
於一實施形態中，上述基材之折射率為1.45~1.65之範圍，上述中折射率層之折射率為1.67~1.78之範圍，上述高折射率層之折射率為2.00~2.60之範圍。
於一實施形態中，上述高折射率層於波長580nm下之光學膜厚 為λ/8以下。
於一實施形態中，上述高折射率層係藉由金屬氧化物或金屬氮化物之濺鍍、或者藉由一面導入氧氣使金屬氧化一面進行濺鍍而形成。
於一實施形態中，上述中折射率層包含黏合劑樹脂與分散於該黏合劑樹脂中之無機微粒子。於一實施形態中，上述中折射率層係藉由將包含上述黏合劑樹脂與上述無機微粒子之中折射率層形成用組合物塗佈於上述基材上並進行硬化而形成。
本發明之另一態樣係提供一種抗反射膜之製造方法。該方法包含如下步驟：於基材上塗佈包含黏合劑樹脂與無機微粒子之中折射率層形成用組合物並使之硬化而形成中折射率層，於該中折射率層上濺鍍金屬氧化物或金屬氮化物、或者一面導入氧氣使金屬氧化一面進行濺鍍而形成高折射率層，及於該高折射率層上濺鍍金屬氧化物或金屬氟化物而形成低折射率層；且該基材之折射率nS、該中折射率層之折射率nM及該高折射率層之折射率nH滿足下述式(1)。
此處，基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH具有nH>nM>nS之關係。
本發明之進而另一態樣係提供一種附抗反射膜之偏光板。該附抗反射膜之偏光板包含上述抗反射膜。
本發明之進而另一態樣係提供一種圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置包含上述抗反射膜或上述附抗反射膜之偏光板。
根據本發明，使用特定之樹脂組合物並藉由濕式製程(塗佈及硬化)而形成中折射率層，且以使基材、中折射率層及高折射率層之折射率滿足上述式(1)之方式將該等最佳化，藉此可獲得使高折射率層之厚度與先前相比明顯變薄、並且於寬頻帶中具有優異之反射性能(低反射性)、且具有接近中性之優異之反射色相的抗反射膜。並且，根據本發明，藉由使用濕式製程，及藉由可使高折射率層之厚度變薄，而可實現高生產性且低成本之製造方法。
10‧‧‧基材
20‧‧‧中折射率層
30‧‧‧密接層
40‧‧‧高折射率層
50‧‧‧低折射率層
100‧‧‧抗反射膜
圖1係本發明之一實施形態之抗反射膜之概略剖面圖。
圖2係用以說明寬頻帶之抗反射膜(中折射率層/高折射率層/低折射率層)之光學設計之概念的振幅反射率圖。
圖3係基於圖2之概念而於實際上設計抗反射膜時說明式(1)中之R1及R2之技術性意義的振幅反射率圖。
以下參照圖式說明本發明之較佳之實施形態，但本發明並不限定於該等實施形態。再者，為了易於觀察，圖式中之各層等之長度、厚度等與實際之縮小比例並不相同。
A.抗反射膜之整體構成
圖1係本發明之一實施形態之抗反射膜之概略剖面圖。抗反射膜100具有基材10、與自基材10側起依序之中折射率層20、視需要之密接層30、高折射率層40及低折射率層50。於本發明中，基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH滿足下述式(1)。此處，基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH具有nH>nM>nS之關係：
藉由滿足上述式，本實施形態之抗反射膜可使高折射率層之厚度與先前相比明顯變薄，並且可於寬頻帶中實現優異之反射性能(低反射性)。已知高折射率層代表性地係藉由Nb2O5等金屬氧化物之濺鍍而形成，但此種濺鍍速度非常慢。因此，藉由使高折射率層之厚度變薄，而可大幅提高抗反射膜整體之生產效率。並且，藉由滿足上述式，而即便減小中折射率層之折射率亦可確保所期望之反射性能。其結果可藉由使用樹脂基底之材料之濕式製程(塗佈及硬化)而形成中折射率層，可進一步削減製造成本，且可進一步提高生產性。
若將式(1)中左邊之左側(nH-1)/(nH+1)設為R1、左邊之右側之平方根之式設為R2，則R1意指高折射率層之固有之反射率，R2意指於基材上積層有光學膜厚為λ/4之中折射率層時之反射率。此處，寬頻帶之抗反射膜之光學設計可使用如圖2所示之稱為振幅反射率圖(Reflectance Amplitude Diagram)之複平面而進行。所謂振幅反射率圖，係對圖2所示之積層體，計算如箭頭所示般自基材至空氣界面連續地積層時之振幅反射率，並將其繪製於複平面上者，從而如以下所示般可於視覺上掌握多層抗反射膜之光學設計。例如，具有如圖2所示之折射率之關係的積層體之積層軌跡及其反射率可以下述方式求出：(1)具體而言，繪製基材層之點NS{-(nS-1)/(nS+1)，0}、最初之層(於本發明中為中折射率層)之點N1{-(n1-1)/(n1+1)，0}、第二層(於本發明中為高折射率層)之點N2{-(n2-1)/(n2+1)，0}及第三層(於本發明中為低折射率層)之點N3{-(n3-1)/(n3+1)，0}4點；(2)將基材 層之折射率之點NS作為起始點，並將最初之層之折射率之點N1作為支點，沿順時針方向繪製圓。此時，圓弧之大小(圓弧之角度)對應於膜厚，光學膜厚λ/4相當於半圓；(3)其次，將最初之層之終點作為起始點，並將第二層之折射率之點N2作為支點，沿順時針方向繪製圓；(4)以相同之方式將第二層之終點作為起始點，並將第三層之折射率之點N3作為支點，沿順時針方向繪製圓；(5)最終點與座標(0，0)之距離相當於反射率。該距離越短，越成為具有優異之反射特性(低反射性)之抗反射膜。上述設計程序中之「支點」嚴密地說並非圓之中心，但為方便起見，藉由繪製可由各折射率簡便地算出之點(例如NS、N1、N2、N3)進行設計並無任何問題。再者，實際可測得之反射率為距離(0，0)之距離之平方，但於設計中概念上將該距離理解為反射率並無任何妨礙。關於上述R1及R2亦相同。又，上述複平面於可見光區域之各波長下其積層軌跡成為不同者，通常於視感之感度被認為是最高之580nm之波長下進行設計。又，若以580nm為中心於寬頻帶之波長區域中將反射率維持為較低，則成為擔保色差較小之接近中性之色相者。圖2揭示具有中折射率層(n1)/高折射率層(n2)/低折射率層(n3)之構成之代表性之寬頻帶之抗反射膜於580nm下之積層軌跡，表示可為如下功能分類：作為其各層之作用，中折射率層具有低反射化之功能，高折射率層具有寬頻帶化之功能，低折射率層為低反射層。因此，於基材/中折射率層/高折射率層/低折射率層之構成中，若將基材、中折射率層及低折射率層以同一構成固定，則會發現，如圖3所明示般，繪製第二個圓弧之支點(高折射率層之固有之折射率之點)與第一個圓弧與橫軸交叉之點的距離越大，越可於以高折射率層之膜厚較薄之設計維持寬頻帶之狀態下形成低反射。即，即便減小第二個圓弧之角度，亦成為具有寬頻帶化之功能之層。高折射率層之固有之折射率之點相當於R1，第一個圓弧與橫軸交叉之點相當於R2，因此(R1 -R2)越大，越可使高折射率層之膜厚變薄，並且可獲得所期望之反射率。因此，於本發明中，(R1-R2)較佳為0.02以上，更佳為0.03以上。(R1-R2)之上限例如為0.2。根據本發明，藉由採用上述設計思想，可使高折射率層之厚度明顯變薄，且可使中折射率層之折射率成為可以樹脂基底實現之值。結果藉由利用濕式製程(塗佈及硬化)形成中折射率層，而可使生產效率大幅提高，且可大幅抑制製造成本。並且可實現優異之反射性能。上述設計思想為與先前完全不同者。即，先前係如圖2所示般於將(R1-R2)≒0作為前提進行設計之情形時，為了獲得所期望之反射特性，中折射率層、高折射率層、低折射率層之光學膜厚需為λ/4左右。因此，於該設計中，即便利用濕式製程形成中折射率層，高折射率層之膜厚亦需為λ/4左右，但根據本發明之全然不同之設計思想，可使高折射率層之膜厚變得極薄。再者，於本發明之抗反射膜之說明中，不同於圖2之一般性說明之記法，中折射率層、高折射率層及低折射率層之折射率係分別以nM、nH及nL表示。又，如上所述，基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH具有nH>nM>nS之關係。
抗反射膜之反射色相於CIE-Lab表色系統中，較佳為0≦a*≦15、-20≦b*≦0，更佳為0≦a*≦10、-15≦b*≦0。根據本發明，藉由使用上述式(1)使各層之折射率最佳化，而除上述效果以外，亦可獲得具有接近中性之優異之反射色相的抗反射膜。
抗反射膜之視感反射率Y越低越佳，較佳為1.0%以下，更佳為0.7%以下，進而較佳為0.5%以下。如上所述，根據本發明，多層抗反射膜可兼具較低之視感反射率(優異之抗反射特性)與色差較小之接近中性之反射色相(優異之反射色相)。
以下，對構成抗反射膜之各層詳細地進行說明。
A-1.基材
只要可獲得本發明之效果，則基材10可由任意之適當之樹脂膜構成。具體而言，基材10可為具有透明性之樹脂膜。作為構成膜之樹脂之具體例，可列舉：聚烯烴系樹脂(例如聚乙烯、聚丙烯)、聚酯系樹脂(例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯)、聚醯胺系樹脂(例如尼龍-6、尼龍-66)、聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚乙烯醇樹脂、乙烯-乙烯醇樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、(甲基)丙烯腈樹脂、纖維素系樹脂(例如三乙醯纖維素、二乙醯纖維素、賽璐吩)。基材可為單一層，亦可為複數之樹脂膜之積層體，亦可為樹脂膜(單一層或積層體)與下述硬塗層之積層體。基材(實質上為用以形成基材之組合物)可含有任意之適當之添加劑。作為添加劑之具體例，可列舉：抗靜電劑、紫外線吸收劑、塑化劑、潤滑劑、著色劑、抗氧化劑、阻燃劑。再者，構成基材之材料於業界眾所周知，因此省略詳細之說明。
基材10於一實施形態中可作為硬塗層發揮功能。即，基材10如上所述，可為樹脂膜(單一層或積層體)與以下說明之硬塗層之積層體，亦可單獨由該硬塗層構成基材。於基材係由樹脂膜與硬塗層之積層體所構成之情形時，硬塗層可與中折射率層20鄰接地配置。硬塗層為任意之適當之電離放射線硬化型樹脂之硬化層。作為電離放射線(ionizing radiation)，例如可列舉：紫外線、可見光、紅外線、電子束。較佳為紫外線，因此，電離放射線硬化型樹脂較佳為紫外線硬化型樹脂。作為紫外線硬化型樹脂，例如可列舉：(甲基)丙烯酸系樹脂、聚矽氧系樹脂、聚酯系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、醯胺系樹脂、環氧系樹脂等。例如作為(甲基)丙烯酸系樹脂之代表例，可列舉藉由紫外線使含有(甲基)丙烯醯氧基之多官能性單體硬化所得之硬化物(聚合物)。多官能性單體可單獨使用，亦可組合複數種使用。多官能性單體中可添加任意之適當之光聚合起始劑。再者，構成硬塗層之材料 於業界眾所周知，因此省略詳細之說明。
硬塗層中可分散有任意之適當之無機或有機微粒子。微粒子之粒徑例如為0.01μm~3μm。或者可於硬塗層之表面形成凹凸形狀。藉由採用上述構成，而可賦予通常稱為抗眩(antiglare)之光擴散性功能。作為分散於硬塗層中之微粒子，就折射率、穩定性、耐熱性等觀點而言，可較佳地使用氧化矽(SiO2)。進而，硬塗層(實質上為用以形成硬塗層之組合物)可含有任意之適當之添加劑。作為添加劑之具體例，可列舉：調平劑、填充劑、分散劑、塑化劑、紫外線吸收劑、界面活性劑、抗氧化劑、觸變劑。
硬塗層具有於鉛筆硬度試驗中較佳為H以上、更佳為3H以上之硬度。鉛筆硬度試驗可依據JIS K 5400進行測定。
基材10之厚度可根據目的、基材之構成等而適當地設定。於基材係以樹脂膜之單一層或積層體之形式構成之情形時，厚度例如為10μm~200μm。於基材包含硬塗層之情形或單獨由硬塗層構成之情形時，硬塗層之厚度例如為1μm~50μm。
基材10之折射率(於基材具有積層構造之情形時為與中折射率層鄰接之層之折射率)較佳為1.45~1.65，更佳為1.50~1.60。若為上述折射率，則可擴大用以滿足上述式(1)之中折射率層之設計之範圍。再者，於本說明書中，「折射率」只要未特別言及，則係指於溫度25℃、波長λ=580nm下之依據JIS K 7105進行測定所得之折射率。
A-2.中折射率層
中折射率層20代表性地包含黏合劑樹脂與分散於該黏合劑樹脂中之無機微粒子。黏合劑樹脂代表性地為電離放射線硬化型樹脂，更具體而言為紫外線硬化型樹脂。作為紫外線硬化型樹脂，例如可列舉：(甲基)丙烯酸酯樹脂(環氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯基(甲基)丙烯酸酯、醚(甲基)丙烯酸酯)等自由基聚合型單 體或低聚物等。構成丙烯酸酯樹脂之單體成分(前驅物)之分子量較佳為200~700。作為構成(甲基)丙烯酸酯樹脂之單體成分(前驅物)之具體例，可列舉：季戊四醇三丙烯酸酯(PETA：分子量298)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA：分子量212)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA：分子量632)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA：分子量578)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA：分子量296)。視需要亦可添加起始劑。作為起始劑，例如可列舉：UV自由基產生劑(Ciba Specialty Chemicals公司製造之Irgacure 907、Irgacure 127、Irgacure 192等)、過氧化苯甲醯。上述黏合劑樹脂除上述電離放射線硬化型樹脂以外亦可含有其他樹脂成分。其他樹脂成分可為電離放射線硬化型樹脂，亦可為熱固性樹脂，亦可為熱塑性樹脂。作為其他樹脂成分之代表例，可列舉：脂肪族系(例如聚烯烴)樹脂、胺基甲酸酯系樹脂。於使用其他樹脂成分之情形時，對其種類或調配量進行調整以使所獲得之中折射率層之折射率滿足上述式(1)之關係。
黏合劑樹脂之折射率較佳為1.40~1.60。
黏合劑樹脂之調配量相對於所形成之中折射率層100重量份，較佳為10重量份~80重量份，更佳為20重量份~70重量份。
無機微粒子例如可由金屬氧化物所構成。作為金屬氧化物之具體例，可列舉：氧化鋯(zirconia)(折射率：2.19)、氧化鋁(折射率：1.56~2.62)、氧化鈦(折射率：2.49~2.74)、氧化矽(折射率：1.25~1.46)。該等金屬氧化物由於對光之吸收較少且具有電離放射線硬化型樹脂或熱塑性樹脂等有機化合物難以顯現之折射率，因此易調整折射率，結果可以塗覆之方式形成具有如滿足上述式(1)之折射率之中折射率層。尤佳之無機化合物為氧化鋯及氧化鈦。其原因在於：折射率及與黏合劑樹脂之分散性適當，因此可形成具有所期望之折射率及分散構造之中折射率層。
無機微粒子之折射率較佳為1.60以上，更佳為1.70~2.80，尤佳為2.00~2.80。若為上述範圍，則可形成具有所期望之折射率之中折射率層。
無機微粒子之平均粒徑較佳為1nm~100nm，更佳為10nm~80nm，進而較佳為20nm~70nm。如此，藉由使用平均粒徑小於光之波長之無機微粒子，而於無機微粒子與黏合劑樹脂之間不會產生幾何光學性之反射、折射、散射，從而可獲得於光學上均勻之中折射率層。
無機微粒子較佳為與黏合劑樹脂之分散性良好。於本說明書中，所謂「分散性良好」，係指塗佈將黏合劑樹脂、無機微粒子(及視需要之少量之UV起始劑)及揮發溶劑進行混合所得之塗佈液並乾燥去除溶劑所獲得之塗膜為透明。
於一實施形態中，無機微粒子係經表面改質。藉由進行表面改質，可使無機微粒子良好地分散於黏合劑樹脂中。作為表面改質方法，只要可獲得本發明之效果，則可採用任意之適當之方法。代表性而言，表面改質係藉由在無機微粒子之表面塗佈表面改質劑而形成表面改質劑層而進行。作為較佳之表面改質劑之具體例，可列舉：矽烷系偶合劑、鈦酸酯系偶合劑等偶合劑，脂肪酸系界面活性劑等界面活性劑。藉由使用上述表面改質劑，可提高黏合劑樹脂與無機微粒子之潤濕性，使黏合劑樹脂與無機微粒子之界面穩定化，使無機微粒子良好地分散於黏合劑樹脂中。於另一實施形態中，無機微粒子可不進行表面改質而使用。
無機微粒子之調配量相對於所形成之中折射率層100重量份，較佳為10重量份~90重量份，更佳為20重量份~80重量份。若無機微粒子之調配量過多，則存在所獲得之抗反射膜之機械特性變得不充分之情況。又，需於光學設計上增大高折射率層之厚度、生產性變得不充 分之情況較多。若調配量過少，則存在無法獲得所期望之視感反射率之情況。
中折射率層20之厚度較佳為70nm~120nm，更佳為80nm~115nm。若為上述厚度，則可實現所期望之光學膜厚。
中折射率層20之折射率較佳為1.67~1.78，更佳為1.70~1.78。對於先前之抗反射膜，若欲於寬頻帶中實現低反射性，則於低折射率層之折射率為1.47且高折射率層之折射率為2.33之情形時，需將中折射率層之折射率設定為1.9左右，但根據本發明，即便為上述折射率亦可實現所期望之光學特性。其結果可藉由就機械特性(硬度)之觀點而言不大能提高折射率之樹脂基底之組合物之塗佈及硬化形成中折射率層，可較大地有助於生產性之提高及成本之降低。
中折射率層20於波長580nm下之光學膜厚如上述般為了使中折射率層具有低反射化之功能而為λ/4左右。於一實施形態中，光學膜厚較佳為λ/4+α(0<α<λ/16)。如圖3所示，基本之想法是將中折射率層之光學膜厚設計為較λ/4厚α之範圍，藉由鄰接之高折射率層而回至橫軸(實數軸)之對象之位置附近。然而，當然光學膜厚之設計方針並不限定於該想法。再者，光學膜厚為折射率n與厚度d之積，以相對於對象波長(此處為580nm)之比表示。
A-3.密接層
密接層30係為了提高中折射率層20與高折射率層40之密接性而可設置之任意之層。密接層例如可由矽(silicon)構成。密接層之厚度例如為2nm~5nm。
A-4.高折射率層
高折射率層40藉由與低折射率層50組合使用，而可利用各自之折射率之差異，使抗反射膜高效率地防止光之反射。高折射率層40可較佳地與低折射率層50鄰接地配置。進而，高折射率層40可較佳地配 置於低折射率層50之基材側。若為上述構成，則可效率非常高地防止光之反射。
高折射率層40之厚度較佳為10nm~25nm，更佳為10nm~20nm，進而較佳為12nm~18nm。根據本發明，藉由形成如上述A-2項所說明之特定之中折射率層，可使高折射率層之厚度與先前相比明顯變薄。其結果可以高生產性且低成本獲得具有所期望之反射性能之抗反射膜。
高折射率層40之折射率較佳為2.00~2.60，更佳為2.10~2.45。若為上述折射率，則可確保與低折射率層之所期望之折射率差，可高效率地防止光之反射。
高折射率層40於波長580nm下之光學膜厚較佳為λ/8以下，更佳為λ/32~λ/8左右。如上所述，根據本發明，可使高折射率層之厚度與先前相比明顯變薄，因此結果亦可使光學膜厚明顯變薄。並且，即便為上述較薄之光學膜厚，亦可確保所期望之反射性能。
作為構成高折射率層40之材料，只要可獲得上述所期望之特性，則可使用任意之適當材料。作為上述材料，可代表性地列舉金屬氧化物及金屬氮化物。作為金屬氧化物之具體例，可列舉：氧化鈦(TiO2)、銦/錫氧化物(ITO)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化釔(Y2O3)、氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化銻(Sb2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎢(WO3)。作為金屬氮化物之具體例，可列舉：氮化矽(Si3N4)。較佳為氧化鈮(Nb2O5)、氧化鈦(TiO2)。其原因在於：折射率適當，且濺鍍速度較慢，因此藉由本發明之薄膜化之效果變得顯著。
A-5.低折射率層
低折射率層50如上所述，藉由與高折射率層40組合使用，而可利用各自之折射率之差異，使抗反射膜高效率地防止光之反射。低折 射率層50可較佳地與高折射率層40鄰接地配置。進而，低折射率層50可較佳地配置於高折射率層40之與基材側相反之側。若為上述構成，則可效率非常高地防止光之反射。
低折射率層50之厚度較佳為70nm~120nm，更佳為80nm~115nm。若為上述厚度，則可實現所期望之光學膜厚。
低折射率層50之折射率較佳為1.35~1.55，更佳為1.40~1.50。若為上述折射率，則可確保與高折射率層之所期望之折射率差，可高效率地防止光之反射。
低折射率層50於波長580nm下之光學膜厚就相當於一般之低反射層之方面而言，為λ/4左右。
作為構成低折射率層50之材料，只要可獲得上述所期望之特性，則可使用任意之適當之材料。作為上述材料，可代表性地列舉金屬氧化物及金屬氟化物。作為金屬氧化物之具體例，可列舉氧化矽(SiO2)。作為金屬氟化物之具體例，可列舉：氟化鎂、氟氧化矽。就折射率之觀點而言，較佳為氟化鎂、氟氧化矽，就易製造性、機械強度、耐濕性等觀點而言，較佳為氧化矽，若綜合考慮各種特性，則較佳為氧化矽。
B.抗反射膜之製造方法
以下說明本發明之抗反射膜之製造方法之一例。
B-1.基材之準備
首先，準備基材10。基材10可使用由包含如上述A-1項記載之樹脂之組合物所形成之樹脂膜，亦可使用市售之樹脂膜。作為樹脂膜之形成方法，可採用任意之適當之方法。作為具體例，可列舉：擠壓、溶液流延法。於使用樹脂膜之積層體作為基材之情形時，例如可藉由共擠壓形成基材。
於基材包含硬塗層之情形時，例如於上述樹脂膜上形成硬塗 層。作為於基材上形成硬塗層之方法，可採用任意之適當之方法。作為具體例，可列舉：輥式塗佈、模具塗佈、氣刀塗佈、刮刀塗佈、旋轉塗佈、反向塗佈、凹版塗佈等塗佈法，或凹版印刷、網版印刷、平版印刷、噴墨印刷等印刷法。於單獨由硬塗層構成基材之情形時，只要自所形成之樹脂膜/硬塗層之積層體將樹脂膜剝離即可。
B-2.中折射率層之形成
其次，於以B-1項之方式準備之基材10上形成中折射率層20。更詳細而言，於基材上塗佈如上述A-2項記載之包含黏合劑樹脂與無機微粒子之中折射率層形成用組合物(塗佈液)。為了提高塗佈液之塗佈性，可使用溶劑。作為溶劑，可使用能夠使黏合劑樹脂及無機微粒子良好地分散之任意之適當之溶劑。作為塗佈方法，可採用任意之適當之方法。作為塗佈方法之具體例，可列舉如上述B-1項記載者。其次，使所塗佈之中折射率層形成用組合物硬化。於使用如上述A-2項記載之黏合劑樹脂之情形時，硬化係藉由照射電離放射線而進行。於使用紫外線作為電離放射線之情形時，其累積光量較佳為200mJ~400mJ。視需要亦可於照射電離放射線之前及/或之後進行加熱處理。加熱溫度及加熱時間可根據目的等而適當地設定。如此，於本發明之製造方法中，藉由濕式製程(塗佈及硬化)形成中折射率層20。
B-3.密接層之形成
其次，視需要於以B-2項之方式形成之中折射率層20上形成密接層30。密接層30代表性地係藉由乾式製程形成。作為乾式製程之具體例，可列舉：PVD(Physical Vapor Deposition，物理氣相沈積)法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)法。作為PVD法，可列舉：真空蒸鍍法、反應性蒸鍍法、離子束輔助法、濺鍍法、離子鍍著法。作為CVD法，可列舉電漿CVD法。於進行線內處理之情形時，可較佳地使用濺鍍法。密接層30例如藉由矽(silicon)之濺鍍而形成。 再者，如上所述，密接層為任意，亦可省略。
B-4.高折射率層之形成
其次，於中折射率層20上、或於形成有密接層之情形時於密接層30上形成高折射率層40。高折射率層40代表性地係藉由乾式製程形成。於一實施形態中，高折射率層40係藉由金屬氧化物(例如Nb2O5)或金屬氮化物之濺鍍而形成。於另一實施形態中，高折射率層40係藉由一面導入氧氣使金屬氧化一面進行濺鍍而形成。於本發明中，由於高折射率層之厚度非常小，故而重要的是膜厚控制，但藉由適當之濺鍍可應對。
B-5.低折射率層之形成
最後，於以B-4項之方式形成之高折射率層40上形成低折射率層50。低折射率層50於一實施形態中係藉由乾式製程而形成，例如藉由金屬氧化物(例如SiO2)之濺鍍而形成。低折射率層50於另一實施形態中係藉由濕式製程而形成，例如藉由塗佈以聚矽氧烷為主成分之低折射率材料而形成。又，亦可針對所期望之膜厚，進行濺鍍直至中途，其以後進行塗佈，藉此形成低折射率層。
視需要亦可於低折射率層上以薄至無損光學特性之程度之膜(1nm~10nm左右)之形式設置防污層。防污層根據形成材料，可利用乾式製程而形成，亦可利用濕式製程而形成。
以上述方式可製作抗反射膜。
根據本發明之製造方法，藉由乾式製程所形成之層最大程度而言為高折射率層與低折射率層之實質2層(2層之合計厚度：約120nm)，因此與先前之製造方法相比明顯容易控制反射色相。例如於利用乾式製程完結相當於本發明之抗反射膜之構成(中折射率層/高折射率層/低折射率層)之設計之情形時，亦可以高折射率層與低折射率層代替中折射率層作為構成要素而形成高折射率層/低折射率層/高折射 率層/低折射率層之構成，於上述構成中，藉由乾式製程形成4層(4層之合計厚度：約200nm)。於該利用乾式製程完結之設計中，每形成1層及每當該層之厚度稍變動時，反射色相均較大地變動，因此不僅需精密進行各層之厚度之控制，而且反射色相複雜地變化，故而難以於線內進行膜厚控制。因此，藉由減少利用乾式製程所形成之層之數量，而使用以進行厚度控制之負擔明顯減輕，反射色相之控制明顯變容易。
C.抗反射膜之用途
本發明之抗反射膜可較佳地用於防止外界光映入CRT、液晶顯示裝置、電漿顯示面板等圖像顯示裝置中。本發明之抗反射膜可作為單獨之光學構件而使用，亦可以與其他光學構件成為一整體之形式提供。例如可使之貼合於偏光板上而以附抗反射膜之偏光板之形式提供。上述附抗反射膜之偏光板可較佳地用作例如液晶顯示裝置之視認側偏光板。
[實施例]
以下，藉由實施例具體地說明本發明，但本發明並不限定於該等實施例。實施例中之試驗及評價方法如下所述。又，只要無特別說明，則實施例中之「%」為重量基準。
<光學特性之評價>
為了截斷背面反射率而將所獲得之抗反射膜經由黏著劑貼合於黑色丙烯酸板(Mitsubishi Rayon公司製造，厚度2.0mm)上，製成測定樣品。對上述測定樣品，使用分光光度計U4100(Hitachi High-Technologies公司製造)，測定5°鏡面反射之可見光區域之反射率。由所獲得之反射率之光譜計算並求出C光源2度視野中之視感反射率(Y)及L*a*b*表色系統之色相。
<實施例1>
使用附硬塗層(折射率：1.53)之三乙醯纖維素(TAC)膜作為基 材。另一方面，製備如下塗佈液(中折射率層形成用組合物)：利用MIBK(Methyl Isobutyl Ketone，甲基異丁基酮)將含有全部固形物成分之約70%之氧化鋯粒子(平均粒徑40nm，折射率2.19)之樹脂組合物(JSR公司製造，商品名「Opstar KZ系列」)稀釋成3%。使用棒式塗佈機將該塗佈液塗佈於上述基材上，於60℃下乾燥1分鐘後，照射累積光量300mJ之紫外線，形成中折射率層(折射率：1.75，厚度：100nm)。其次，藉由濺鍍Nb2O5，而於中折射率層上形成高折射率層(折射率：2.33，厚度：18nm)。進而，藉由濺鍍SiO2，而於高折射率層上形成低折射率層(折射率：1.47，厚度：107nm)。如此製作抗反射膜。關於所獲得之抗反射膜，(R1-R2)為0.066，為滿足式(1)者。將所獲得之抗反射膜供於上述光學特性之評價。將結果示於表1。
<實施例2~11及比較例1~8>
以表1所示之構成製作抗反射膜。將所獲得之抗反射膜供於上述光學特性之評價。將結果示於表1。
再者，於各實施例及比較例中，關於基材，係將附硬塗層之TAC膜及無硬塗層之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜分別用作基材折射率1.53及1.65者。中折射率層之折射率係於1.65至1.75之範圍中藉由使塗佈液中之氧化鋯粒子之含量發生變化而變化。於1.77至1.90之範圍中，藉由使用含氧化鈦粒子之樹脂組合物(東洋油墨公司製造，商品名「LIODURAS TYT系列」)並使塗佈液中之氧化鈦粒子之含量發生變化而變化。高折射率層之折射率係藉由濺鍍ITO(折射率：2.10)或TiO2(折射率：2.50)代替Nb2O5而變化。低折射率層之折射率係均使用SiO2而成為固定。又，中折射率層之厚度係藉由使塗佈液之塗佈厚度發生變化而變化。其以外之層之厚度係藉由使濺鍍厚度發生變化而變化。
再者，比較例7及8為對應於日本專利特開2002-243906號公報中記載之抗反射膜的構成。
<評價>
如表1所明示般，根據本發明之實施例，使(R1-R2)最佳化而滿足式(1)，藉此可獲得使高折射率層之厚度與先前相比明顯變薄且具有優異之反射性能(低反射性)的抗反射膜。另一方面，(R1-R2)未滿足式(1)之比較例之抗反射膜若欲確保實用上可容許之反射率，則必須增大高折射率層之厚度。進而，於(R1-R2)未滿足式(1)之情形時，若使高折射率層之厚度變薄，則反射色相成為無法容許者。
[產業上之可利用性]
本發明之抗反射膜可較佳地用於防止外界光映入CRT、液晶顯示裝置、電漿顯示面板等圖像顯示裝置中。

Claims (9)

  1. 一種抗反射膜，其具有基材、與自該基材側起依序之中折射率層、高折射率層及低折射率層，且該高折射率層之厚度為13nm~25nm，該基材之折射率nS、該中折射率層之折射率nM及該高折射率層之折射率nH滿足下述式(1)： 此處，基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH具有nH>nM>nS之關係，且抗反射膜之反射色相於CIE-Lab表色系統中為0≦a*≦15、-20≦b*≦0。
  2. 如請求項1之抗反射膜，其中上述基材之折射率為1.45~1.65之範圍，上述中折射率層之折射率為1.67~1.78之範圍，上述高折射率層之折射率為2.00~2.60之範圍。
  3. 如請求項1之抗反射膜，其中上述高折射率層於波長580nm下之光學膜厚為λ/8以下。
  4. 如請求項3之抗反射膜，其中上述高折射率層係藉由金屬氧化物或金屬氮化物之濺鍍、或者藉由一面導入氧氣使金屬氧化一面進行濺鍍而形成。
  5. 如請求項1之抗反射膜，其中上述中折射率層包含黏合劑樹脂與分散於該黏合劑樹脂中之無機微粒子。
  6. 如請求項5之抗反射膜，其中上述中折射率層係藉由將包含上述黏合劑樹脂與上述無機微粒子之中折射率層形成用組合物塗佈於上述基材上並進行硬化而形成。
  7. 一種抗反射膜之製造方法，其包含如下步驟：於基材上塗佈包含黏合劑樹脂與無機微粒子之中折射率層形成用組合物並使之硬化而形成中折射率層，於該中折射率層上濺鍍金屬氧化物或金屬氮化物、或者一面導入氧氣使金屬氧化一面進行濺鍍而形成高折射率層，及於該高折射率層上濺鍍金屬氧化物或金屬氟化物而形成低折射率層；且該高折射率層之厚度為13nm~25nm，該基材之折射率nS、該中折射率層之折射率nM及該高折射率層之折射率nH滿足下述式(1)： 此處，基材之折射率nS、中折射率層之折射率nM及高折射率層之折射率nH具有nH>nM>nS之關係。
  8. 一種附抗反射膜之偏光板，其包含如請求項1之抗反射膜。
  9. 一種圖像顯示裝置，其包含如請求項1之抗反射膜或如請求項8之附抗反射膜之偏光板。
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