TWI811735B - 附防污層之光學膜 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種適於抑制防污層之防污性下降的附防污層之光學膜。
本發明之附防污層之光學膜Z於厚度方向T上依序具備透明基材10及防污層30。藉由利用X射線光電子分光法進行之元素分析，檢測防污層30之與透明基材10相反之表面31側的F相對於Si之比率，於分析深度為1nm時該比率為20以上。
Description
本發明係關於一種附防污層之光學膜。
為了實現防污性，於觸控面板顯示器等顯示器之圖像顯示側之外表面，例如貼合有附防污層之光學膜。附防污層之光學膜具備透明基材、及配置於該透明基材之一面側之最外表面之防污層。藉由防污層，抑制手部油脂等污染物質附著於顯示器表面，又，使附著之污染物質容易被去除。例如下述專利文獻1中記載有與此種附防污層之光學膜相關之技術。
[專利文獻1]日本專利特開2020-52221號公報
使用附防污層之光學膜時，例如藉由擦拭作業去除附著於防污層之污染物質。然而，對防污層反覆進行擦拭作業會導致防污層之防污性下降。為了維持附防污層之光學膜之防污功能，不希望出現防污層之防污性
下降。
本發明提供一種適於抑制防污層之防污性下降的附防污層之光學膜。
本發明[1]包含一種附防污層之光學膜，其於厚度方向上依序具備透明基材及防污層，藉由利用X射線光電子分光法進行之元素分析，檢測上述防污層之與上述透明基材相反之表面側的F相對於Si之比率，於分析深度為1nm時該比率為20以上。
本發明[2]包含如上述[1]所記載之附防污層之光學膜，其中上述防污層之上述比率自分析深度1nm至分析深度5nm單調遞減。
本發明[3]包含如上述[1]或[2]所記載之附防污層之光學膜，其中上述防污層含有具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物。
本發明[4]包含如上述[1]至[3]中任一項所記載之附防污層之光學膜，其中上述防污層為乾式塗佈膜。
本發明[5]包含如上述[1]至[4]中任一項所記載之附防污層之光學膜，其於上述透明基材與上述防污層之間具備無機氧化物基底層，於該無機氧化物基底層上配置有上述防污層。
本發明[6]包含如上述[5]所記載之附防污層之光學膜，其中上述無機氧化物基底層包含二氧化矽。
本發明[7]包含如上述[5]或[6]所記載之附防污層之光學膜，其上述無機氧化物基底層之上述防污層側之表面具有0.5nm以上10nm以下之表面粗糙度Ra。
如上所述，對於本發明之附防污層之光學膜，藉由利用X射線光電子分光法進行之元素分析，檢測防污層之與透明基材相反之表面側的F相對於Si之比率，於分析深度為1nm時該比率為20以上。因此，本附防污層之光學膜適於抑制防污層之防污性下降。
10:透明基材
11:樹脂膜
12:硬塗層
20:光學功能層
21:第1高折射率層
22:第1低折射率層
23:第2高折射率層
24:第2低折射率層
30:防污層
31:表面
41:密接層
42:無機氧化物基底層
Z:光學膜(附防污層之光學膜)
T:厚度方向
圖1係本發明之光學膜之一實施方式之剖視模式圖。
圖2係本發明之光學膜之變化例之剖視模式圖(本變化例不具備光學功能層)。
如圖1所示，光學膜Z作為本發明之附防污層之光學膜之一實施方式，朝向厚度方向T之一側依序具備透明基材10、光學功能層20及防污層30。於本實施方式中，光學膜Z朝向厚度方向T之一側依序具備透明基材
10、密接層41、光學功能層20及防污層30。又，光學膜Z具有於與厚度方向T正交之方向(面方向)上擴展之形狀。
於本實施方式中，透明基材10朝向厚度方向T之一側依序具備樹脂膜11及硬塗層12。
樹脂膜11係具有可撓性之透明樹脂膜。作為樹脂膜11之材料，例如可例舉聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、纖維素樹脂、降莰烯樹脂、聚芳酯樹脂及聚乙烯醇樹脂。作為聚酯樹脂，例如可例舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯、及聚萘二甲酸乙二酯。作為聚烯烴樹脂，例如可例舉聚乙烯、聚丙烯及環烯烴聚合物(COP)。作為纖維素樹脂，例如可例舉三乙醯纖維素(TAC)。該等材料可單獨使用，亦可併用兩種以上。作為樹脂膜11之材料，就透明性及強度之觀點而言，可使用選自由聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、及纖維素樹脂所組成之群中之一種，更佳為使用選自由PET、COP、及TAC所組成之群中之一種。
亦可對樹脂膜11之硬塗層12側之表面進行表面改質處理。作為表面改質處理，例如可例舉電暈處理、電漿處理、臭氧處理、底塗處理、輝光處理、及偶合劑處理。
就強度之觀點而言，樹脂膜11之厚度較佳為5μm以上，更佳為10μm以上，進而較佳為20μm以上。就操作性之觀點而言，樹脂膜11之厚度較
佳為300μm以下，更佳為200μm以下。
樹脂膜11之全光線透過率(JIS K 7375-2008)較佳為80%以上，更佳為90%以上，進而較佳為95%以上。於觸控面板顯示器等之顯示器之表面具備光學膜Z情形時，此種構成適於確保對該光學膜Z要求之透明性。樹脂膜11之全光線透過率例如為100%以下。
硬塗層12配置於樹脂膜11之厚度方向T之一面上。硬塗層12係用以使光學膜Z之露出表面(圖1中為上表面)不易形成擦傷之層。
硬塗層12係硬化性樹脂組合物之硬化物。作為硬化性樹脂組合物所含有之硬化性樹脂，例如可例舉聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂、醯胺樹脂、聚矽氧樹脂、環氧樹脂、及三聚氰胺樹脂。該等硬化性樹脂可單獨使用，亦可併用兩種以上。就確保硬塗層12之高硬度之觀點而言，作為硬化性樹脂，較佳為使用胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂。
又，作為硬化性樹脂組合物，例如可例舉紫外線硬化型樹脂組合物、及熱硬化型樹脂組合物。作為硬化性樹脂組合物，較佳為使用紫外線硬化型樹脂組合物，因其無須進行高溫加熱便可硬化，故而有助於提昇光學膜Z之製造效率。紫外線硬化型樹脂組合物包括選自由紫外線硬化型單體、紫外線硬化型低聚物、及紫外線硬化型聚合物所組成之群中之至少一種。作為紫外線硬化型樹脂組合物之具體例，可例舉日本專利特開2016-
179686號公報所記載之硬塗層形成用組合物。
硬化性樹脂組合物亦可含有微粒子。於硬化性樹脂組合物中調配微粒子，有助於調整硬塗層12之硬度、表面粗糙度、折射率，以及對硬塗層12賦予防眩性。作為微粒子，例如可例舉金屬氧化物粒子、玻璃粒子及有機粒子。作為金屬氧化物粒子之材料，例如可例舉氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈣、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、及氧化銻。作為有機粒子之材料，例如可例舉聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、丙烯酸系樹脂-苯乙烯共聚物、苯并胍胺、三聚氰胺、及聚碳酸酯。
為了確保硬塗層12之硬度從而以此確保防污層30表面之硬度，硬塗層12之厚度較佳為1μm以上，更佳為3μm以上，進而較佳為5μm以上。就光學膜Z之柔軟性確保之觀點而言，硬塗層12之厚度較佳為50μm以下，更佳為40μm以下，進而較佳為35μm以下，尤其較佳為30μm以下。
亦可對硬塗層12之密接層41側之表面進行表面改質處理。作為表面改質處理，例如可例舉電漿處理、電暈處理、臭氧處理、底塗處理、輝光處理及偶合劑處理。要確保硬塗層12與密接層41之間之高密接力，較佳為對硬塗層12之密接層41側表面進行電漿處理。
就強度之觀點而言，透明基材10之厚度較佳為5μm以上，更佳為10μm以上，進而較佳為20μm以上。就操作性之觀點而言，透明基材10之厚度較佳為300μm以下，更佳為200μm以下。
透明基材10之全光線透過率(JIS K 7375-2008)較佳為80%以上，更佳為90%以上，進而較佳為95%以上。於觸控面板顯示器等顯示器之表面具備光學膜Z之情形時，此種構成適於確保對該光學膜Z所要求之透明性。透明基材10之全光線透過率例如為100%以下。
密接層41係用以確保無機氧化物層(於本實施方式中為後述第1高折射率層21)相對於透明基材10(於本實施方式中為硬塗層12)之密接力之層。密接層41配置於硬塗層12之厚度方向T之一面上。作為密接層41之材料，例如可例舉矽、銦、鎳、鉻、鋁、錫、金、銀、鉑、鋅、鈦、鎢、鋯、鈀等金屬、該等金屬之2種以上之合金及該等金屬之氧化物。為了兼具對於有機層(具體而言為硬塗層12)及無機氧化物層(於本實施方式中為具體而言第1高折射率層21)雙方之密接性、以及密接層41之透明性，作為密接層41之材料，較佳為使用銦錫氧化物(ITO)或氧化矽(SiOx)。於使用氧化矽作為密接層41之材料之情形時，較佳為使用氧量少於化學計量組成之SiOx，更佳為使用x為1.2以上1.9以下之SiOx。
為了確保硬塗層12與無機氧化物層(於本實施方式中為第1高折射率層21)之間之密接力，同時實現密接層41之透明性，密接層41之厚度較佳為1nm以上，又，較佳為10nm以下。
光學功能層20配置於密接層41之厚度方向T之一面上。於本實施方式中，光學功能層20係用以抑制外界光之反射強度之抗反射層。即，光學膜
Z於本實施方式中為抗反射膜。
光學功能層20(抗反射層)於厚度方向上交替具有折射率相對較大之高折射率層、及折射率相對較小之低折射率層。於抗反射層，藉由複數個薄層(高折射率層、低折射率層)之複數個界面產生之反射光間之干涉作用，使淨反射光強度衰減。又，於抗反射層，藉由調整各薄層之光學膜厚(折射率與厚度之積)，可表現出使反射光強度衰減之干涉作用。具體而言，作為此種抗反射層之光學功能層20朝向厚度方向T之一側依序具有第1高折射率層21、第1低折射率層22、第2高折射率層23及第2低折射率層24。
第1高折射率層21及第2高折射率層23分別包含波長550nm下之折射率較佳為1.9以上之高折射率材料。要兼具高折射率與可見光之低吸收性，作為高折射率材料，例如可例舉氧化鈮(Nb2O5)、氧化鈦、氧化鋯、摻錫氧化銦(ITO)、及摻銻氧化錫(ATO)，較佳為使用氧化鈮。
第1高折射率層21之光學膜厚(折射率與厚度之積)例如為20nm以上，且例如為55nm以下。第2高折射率層23之光學膜厚例如為60nm以上，且例如為330nm以下。
第1低折射率層22及第2低折射率層24分別包含波長550nm下之折射率較佳為1.6以下之低折射率材料。要兼具低折射率與可見光之低吸收性，作為低折射率材料，例如可例舉二氧化矽(SiO2)及氟化鎂，較佳為使用二氧化矽。
第1低折射率層22之光學膜厚例如為15nm以上，且例如為70nm以下。第2低折射率層24之光學膜厚例如為100nm以上，且例如為160nm以下。
又，光學功能層20中，第1高折射率層21之厚度例如為1nm以上，較佳為5nm以上，且例如為30nm以下，較佳為20nm以下。第1低折射率層22之厚度例如為10nm以上，較佳為20nm以上，且例如為50nm以下，較佳為30nm以下。第2高折射率層23之厚度例如為50nm以上，較佳為80nm以上，且例如為200nm以下，較佳為150nm以下。第2低折射率層24之厚度例如為50nm以上，較佳為60nm以上，且例如為150nm以下，較佳為100nm以下。
於本實施方式中，第2低折射率層24兼作為確保防污層30之耐剝離性之無機氧化物基底層(無機氧化物基底層42)。作為此種第2低折射率層24之材料，就確保與防污層30之密接性之觀點而言，同樣例如可例舉二氧化矽及氟化鎂，較佳為使用二氧化矽。就確保防污層30之耐剝離性之觀點而言，第2低折射率層24之厚度較佳為50nm以上，更佳為65nm以上，進而較佳為80nm以上，尤其較佳為90nm以上。該厚度例如為150nm以下。
亦可對無機氧化物基底層42之防污層30側之表面進行表面改質處理。作為表面改質處理，例如可例舉電暈處理、電漿處理、臭氧處理、底塗處理、輝光處理、及偶合劑處理。
無機氧化物基底層42之防污層30側之表面之表面粗糙度Ra(算術平均表面粗糙度)較佳為0.5nm以上，更佳為0.8nm以上。該表面粗糙度Ra較佳為10nm以下，更佳為8nm以下。例如根據藉由AFM(原子力顯微鏡)所得之1μm見方之觀察像求出表面粗糙度Ra。
防污層30係具有防污功能之層。防污層30配置於無機氧化物基底層42之厚度方向T之一面上。防污層30於厚度方向T之一側具有表面31(外表面)。防污層30之防污功能包括抑制使用光學膜Z時手部油脂等污染物質附著於膜露出面之功能、以及使附著之污染物質容易被去除之功能。
作為防污層30之材料，例如可例舉有機氟化合物。作為有機氟化合物，較佳為可使用具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物。作為具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，例如可例舉下述通式(1)所示之化合物。
R1-R2-X-(CH2)m-Si(OR3)3 (1)
通式(1)中，R1表示烷基中之一個以上之氫原子被氟原子取代之直鏈狀或支鏈狀之氟化烷基(碳數為例如1以上20以下)，較佳為表示烷基之所有氫原子被氟原子取代之全氟烷基。
R2表示至少包含一個全氟聚醚(PFPE)基之重複結構的結構，較佳為表示包含兩個PFPE基之重複結構的結構。作為PFPE基之重複結構，例如
可例舉直鏈狀PFPE基之重複結構及支鏈狀PFPE基之重複結構。作為直鏈狀PFPE基之重複結構，例如可例舉-(OCnF2n)p-所示之結構(n表示1以上20以下之整數，p表示1以上50以下之整數。下同)。作為支鏈狀PFPE基之重複結構，例如可例舉-(OC(CF3)2)p-所示之結構及-(OCF2CF(CF3)CF2)p-所示之結構。作為PFPE基之重複結構，較佳為可例舉直鏈狀PFPE基之重複結構，更佳為可例舉-(OCF2)p-及-(OC2F4)p-。
R3表示碳數1以上4以下烷基，較佳為表示甲基。
X表示醚基、羰基、胺基或醯胺基，較佳為表示醚基。
m表示1以上之整數。又，m表示較佳為20以下、更佳為10以下、進而較佳為5以下之整數。
此種具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物中，較佳為使用下述通式(2)所示之化合物。
CF3-(OCF2)q-(OC2F4)r-O-(CH2)3-Si(OCH3)3 (2)
通式(2)中，q表示1以上50以下之整數，r表示1以上50以下之整數。
又，具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物可單獨使用，亦可併用兩種以上。
藉由利用X射線光電子分光法進行之元素分析，檢測防污層30之表面31(防污層30之與透明基材10為相反側之表面)F相對於Si之比率(F/Si，原子數比率)，於分析深度為1nm時，該比率為20以上，較佳為22以上，更佳為24以上，進而較佳為26以上。防污層30之表面31存在之氟原子越多，則上述比率越高。於防污層30含有具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物之情形時，採取如下配向之該化合物之該配向性越高，則上述比率越高，又，採取此種配向之該化合物越多，則上述比率越高。上述配向係指如下配向：該化合物之長鏈結構之一端之氟化烷基(較佳為全氟烷基)位於表面31側，另一端之烷氧基矽烷結構部位於光學功能層20側，較佳為上述長鏈結構沿厚度方向T延伸。
藉由利用X射線光電子分光法進行之元素分析，對防污層30之表面31，檢測F相對於Si之比率(F/Si)，較佳為於分析深度1nm至分析深度5nm，該比率單調遞減。於防污層30含有具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物之情形時，採取上述配向之該化合物之該配向性越高，則上述單調遞減之變化程度越大，又，採取上述配向之該化合物越多，則上述單調遞減之變化程度越大。
具體而言，對於實施例，藉由X射線光電子分光法進行之防污層30之元素分析係以後述方式實施。又，作為上述比率(F/Si)之調整方法，例如可例舉選擇上述有機氟化合物之種類、調整防污層30中有機氟化合物之含有比率、選擇防污層30之形成方法、選擇防污層30之基底層(於本實施方
式中為第2低折射率層24)之材料、以及調整該基底層之防污層30側表面之表面粗糙度。作為上述比率(F/Si)之調整方法，亦可例舉是否選擇以輥對輥方式藉由連續之生產線(即，於兩步驟之間不捲取工作膜)來實施形成對防污層30而言之基底層(於本實施方式中為第2低折射率層24)之步驟與於基底層上形成防污層30之步驟。
於本實施方式中，防污層30係藉由乾式塗佈法形成之膜(乾式塗佈膜)。作為乾式塗佈法，可例舉濺鍍法、真空蒸鍍法及CVD。防污層30較佳為乾式塗佈膜，更佳為真空蒸鍍膜。
防污層30之材料含有具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，且防污層30為乾式塗佈膜(較佳為真空蒸鍍膜)，此種構成適於確保防污層30對光學功能層20之高接合力，因此，適於確保防污層30之耐剝離性。防污層30之耐剝離性較高，有助於維持防污層30之防污功能。
防污層30之外表面31之水接觸角(純水接觸角)為110°以上，較佳為111°以上，更佳為112°以上，進而較佳為113°以上，尤其較佳為114°以上。外表面31之水接觸角如此高之構成適於實現防污層30之高防污性。該水接觸角例如為130°以下。於防污層30之外表面31(露出表面)形成直徑2mm以下之水滴(純水之液滴)，測定該水滴相對於防污層30表面之接觸角，藉此求出水接觸角。例如藉由調整防污層30之組成、外表面31之粗糙度、硬塗層12之組成、及硬塗層12之光學功能層20側之表面之粗糙度，可調整外表面31之水接觸角。
防污層30之厚度較佳為1nm以上，更佳為3nm以上，進而較佳為5nm以上，尤其較佳為7nm以上。此種構成適於確保防污層30之耐剝離性。防污層30之厚度較佳為25nm以下，更佳為20nm以下，進而較佳為18nm以下。此種構成適於實現防污層30之上述水接觸角。
準備長條之透明基材10後，例如以輥對輥方式於透明基材10上依序積層密接層41、光學功能層20及防污層30，藉此可製作光學膜Z。藉由於密接層41上依序積層第1高折射率層21、第1低折射率層22、第2高折射率層23及第2低折射率層24，可形成光學功能層20。
藉由於樹脂膜11上形成硬塗層12，可製作透明基材10。例如於樹脂膜11上塗佈含有硬化性樹脂及視需要而定之微粒子之硬化性樹脂組合物而形成塗膜後，使該塗膜硬化，藉此可形成硬塗層12。於硬化性樹脂組合物含有紫外線化型樹脂之情形時，藉由照射紫外線使上述塗膜硬化。於硬化性樹脂組合物含有熱硬化型樹脂之情形時，藉由加熱使上述塗膜硬化。
視需要對形成於透明基材10上之硬塗層12之露出表面進行表面改質處理(硬塗層前處理步驟)。於進行電漿處理作為表面改質處理之情形時，作為處理氣體，例如可例舉氬氣及氧氣。又，電漿處理時之放電功率例如為10W以上，且例如為10000W以下。
藉由分別以乾式塗佈法依序成膜材料，可形成密接層41、第1高折射
率層21、第1低折射率層22、第2高折射率層23、及第2低折射率層24(乾式成膜步驟)。作為乾式塗佈法，可例舉濺鍍法、真空蒸鍍法及CVD，較佳為使用濺鍍法。
濺鍍法係於濺鍍室內在真空條件下一面導入氣體，一面對配置於陰極上之靶施加負電壓。藉此，產生輝光放電，使氣體原子離子化，使該氣體離子高速碰撞靶表面，使靶材料自靶表面彈出，使彈出之靶材料沈積於規定面上。就成膜速度之觀點而言，作為濺鍍法，較佳為反應性濺鍍。反應性濺鍍係使用金屬靶作為靶，使用氬氣等惰性氣體與氧氣(反應性氣體)之混合氣體作為上述氣體。藉由調整惰性氣體與氧氣之流量比(sccm)，可調整成膜之無機氧化物所含之氧之比率。
作為用以實施濺鍍法之電源，例如可例舉DC(Direct Current，直流)電源、AC(Alternating Current，交流)電源、RF(Radio Frequency，射頻)電源、及MFAC(Medium Frequency Alternating Current，中波交流)電源(頻帶為數kHz~數MHz之AC電源)。濺鍍法之放電電壓例如為200V以上，且例如為1000V以下。又，實施濺鍍法之濺鍍室內之成膜氣壓例如為0.01Pa以上，且例如為2Pa以下。
視需要對抗反射層之露出表面進行表面改質處理(基底層前處理步驟)。於進行電漿處理作為表面改質處理之情形時，作為處理氣體，例如可例舉氧氣及氬氣，較佳為使用氧氣。又，電漿處理時之放電功率例如為10W以上，較佳為50W以上，更佳為70W以上。該放電功率例如為
10000W以下，較佳為8000W以下，更佳為5000W以下，進而較佳為4000W以下，尤其較佳為3000W以下。
藉由於光學功能層20上成膜上述有機氟化合物可形成防污層30(防污層形成步驟)。作為防污層30之形成方法，可例舉乾式塗佈法。作為乾式塗佈法，例如可例舉真空蒸鍍法、濺鍍法及CVD，較佳為使用真空蒸鍍法。
較佳為，藉由輥對輥方式於使工作膜移行之狀態下，用一條連續生產線實施乾式成膜步驟至防污層形成步驟之一連串程序。更佳為，藉由輥對輥方式，於使工作膜移行之狀態下藉由一條連續生產線實施硬塗層前處理步驟至防污層形成步驟之一連串程序。於藉由一條連續生產線實施之程序中，工作膜始終不暴露於大氣中，較佳為不捲繞為卷狀。
例如可以如上方式製造光學膜Z。例如經由黏著劑將透明基材10側貼合於被黏著體來使用光學膜Z。作為被黏著體，例如可例舉觸控面板顯示器等顯示器之圖像顯示側配置的透明罩。
光學膜Z中，如上所述，藉由利用X射線光電子分光法進行之元素分析，對防污層30之表面31，檢測F相對於Si之比率(F/Si、原子數比率)，於分析深度為1nm時該比率為20以上，較佳為22以上，更佳為24以上，進而較佳為26以上。又，較佳為於分析深度1nm至分析深度5nm，上述比率單調遞減。該等構成適於使表面31同時表現出由有機氟化合物之末端
氟化烷基獲得之高疏水性與高疏油性，因此表現出優異之防污性。另外，與比率(F/Si)相關之上述構成適於確保表面31為高配向性地緻密配置末端氟化烷基之狀態。於表面31，越是高配向性地緻密配置末端氟化烷基，越是能抑制表面31之劣化，因此，抑制防污層30之防污性下降。
光學膜Z亦可為抗反射膜以外之其他光學膜。作為光學膜，例如可例舉透明導電性膜及電磁波屏蔽膜。
於光學膜Z為透明導電性膜之情形時，該光學膜Z之光學功能層20例如朝向厚度方向T之一側依序具備第1介電薄膜、ITO膜等透明電極膜、及第2介電膜。具有此種積層構成之光學功能層20兼具可見光透過性與導電性。
於光學膜Z為電磁波屏蔽膜之情形時，該光學膜Z之光學功能層20例如於厚度方向T上交替具備具有電磁波反射能之金屬薄膜及金屬氧化物膜。具有此種積層構成之光學功能層20兼具對於特定波長電磁波之屏蔽性與可見光透過性。
如圖2所示，又，光學膜Z亦可具備光學功能層20。圖2所示之光學膜Z朝向厚度方向T之一側依序具備透明基材10(樹脂膜11、硬塗層12)、密接層41、無機氧化物基底層42、及防污層30。於本變化例中，無機氧化物基底層42配置於密接層41上。
以下示出實施例對本發明進行具體說明。本發明並不限定於實施例。又，以下記載之調配量(含量)、物性值、參數等具體數值可替換為上述「實施方式」中記載之與其對應之調配量(含量)、物性值、參數等相當記載之上限(定義為「以下」或「未達」之數值)或下限(定義為「以上」或「超過」之數值)。
首先，於作為透明樹脂膜之長條之三乙醯纖維素(TAC)膜(厚度80μm)之單面形成硬塗層(硬塗層形成步驟)。於本步驟中，首先，將以下成分混合，製備固形物成分濃度55質量%之組合物(清漆)：紫外線硬化型丙烯酸單體(商品名「GRANDIC PC-1070」，DIC公司製造)100質量份、含有奈米氧化矽粒子之有機氧化矽凝膠(商品名「MEK-ST-L」，奈米氧化矽粒子之平均一次粒徑為50nm，固形物成分濃度30質量%，日產化學公司製造)25質量份(奈米氧化矽粒子換算量)、觸變性賦予劑(商品名「Lucentite SAN」，作為有機黏土之合成膨潤石，CO-OP.CHEMICAL公司製造)1.5質量份、光聚合起始劑(商品名「OMNIRAD907」，BASF公司製造)3質量份、調平劑(商品名「LE303」，共榮社化學公司製造)0.15質量份。混合時使用超音波分散機。其次，於上述TAC膜之單面塗佈組合物，形成塗膜。其次，藉由照射紫外線使該塗膜硬化後，藉由加熱使其乾燥。照射紫外線時，使用高壓水銀燈作為光源，使用波長365nm之紫外線，累計照射光量設為200mJ/cm2。又，加熱時間設為80，加熱溫度設為3分鐘。藉此，於TAC膜上形成厚度6μm之硬塗(HC)層。
其次，以輥對輥方式使作為工作膜之附HC層之TAC膜行走，同時藉由電漿處理裝置於1.0Pa之真空環境下對該膜之HC層表面進行電漿處理(HC層前處理步驟)。該電漿處理使用氬氣作為處理氣體，放電功率(放電出力)設為150W。
其次，於電漿處理後之附HC層之TAC膜之HC層上依序形成密接層與抗反射層(濺鍍成膜步驟)。具體而言，藉由輥對輥方式之濺鍍成膜裝置，於附HC層之TAC膜之HC層上，依序形成作為密接層之厚度1.5nm之銦錫氧化物(ITO)層、作為第1高折射率層之厚度12nm之Nb2O5層、作為第1低折射率層之厚度28nm之SiO2層、作為第2高折射率層之厚度100nm之Nb2O5層、作為第2低折射率層之厚度85nm之SiO2層。形成密接層時，使用ITO靶，使用氬氣作為惰性氣體，使用相對於氬氣100體積份為10體積份之氧氣作為反應性氣體，將放電電壓設為400V，將成膜室內之氣壓(成膜氣壓)設為0.2Pa，藉由MFAC濺鍍成膜ITO層。形成第1高折射率層時，使用Nb靶，使用100體積份之氬氣及5體積份之氧氣，將放電電壓設為415V，將成膜氣壓設為0.42Pa，藉由MFAC濺鍍成膜Nb2O5層。形成第1低折射率層時，使用Si靶，使用100體積份之氬氣及30體積份之氧氣，將放電電壓設為350V，將成膜氣壓設為0.3Pa，藉由MFAC濺鍍成膜SiO2層。形成第2高折射率層時，使用Nb靶，使用100體積份之氬氣及13體積份之氧氣，將放電電壓設為460V，將成膜氣壓設為0.5Pa，藉由MFAC濺鍍成膜Nb2O5層。形成第2低折射率層時，使用Si靶，使用100體積份之氬氣及30體積份之氧氣，將放電電壓設為340V，將成膜氣壓設為0.25Pa，
藉由MFAC濺鍍成膜SiO2層。以如上方式，於附HC層之TAC膜之HC層上經由密接層積層形成抗反射層(第1高折射率層、第1低折射率層、第2高折射率層、第2低折射率層)。
其次，藉由電漿處理裝置，於1.0Pa之真空環境下對形成之抗反射層之表面進行電漿處理(基底層前處理步驟)。該電漿處理使用氧氣作為處理氣體，將放電功率設為100W。
其次，於抗反射層上形成防污層(防污層形成步驟)。具體而言，藉由使用含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物作為蒸鍍源之真空蒸鍍法，於抗反射層上形成厚度8nm之防污層。蒸鍍源係將大金工業公司製造之「OPTOOL UD509」(上述通式(2)所示之含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，固形物成分濃度20質量%)乾燥所得之固形物成分。又，真空蒸鍍法之蒸鍍源之加熱溫度設為260℃。
於以輥對輥方式使工作膜移行之狀態下藉由一條連續生產線實施上述HC層前處理步驟至防污層形成步驟之一連串程序。該程序中，工作膜始終不暴露於大氣中。
以如上方式製作實施例1之光學膜。實施例1之光學膜朝向厚度方向一側依序具備透明基材(樹脂膜、硬塗層)、密接層、抗反射層、防污層。
除以下幾點以外，以與實施例1之光學膜同樣之方式製作實施例2之光學膜。未實施基底層前處理步驟(即，作為基底層前處理之電漿處理之放電功率設為0W)。防污層形成步驟(真空蒸鍍)中，使用將信越化學公司製造之「KY1903-1」(含全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物)乾燥所得之固形物成分作為蒸鍍源。
於基底層前處理步驟後且防污層形成步驟前，將工作膜暫時捲取為卷狀，除此以外，以與實施例1之光學膜同樣之方式製作比較例1之光學膜。
除防污層形成步驟以外，以與實施例1之光學膜同樣之方式製作比較例2之光學膜。本比較例之防污層形成步驟中，藉由濕式塗佈法形成防污層。具體而言，首先，用稀釋溶劑(商品名「Fluorinert」，3M公司製造)將作為塗佈劑之「OPTOOL UD509」(大金工業公司製造)稀釋，製備固形物成分濃度0.1質量%之塗佈液。其次，藉由凹版塗佈，將塗佈液塗佈於藉由濺鍍成膜步驟所形成之抗反射層之上形成塗膜。其次，藉由於60℃下加熱2分鐘，使該塗膜乾燥。藉此，於抗反射層上形成厚度7nm之防污層。
藉由X射線光電子分光法(ESCA)對實施例1、2及比較例1、2之各光學膜之防污層表面進行分析。自光學膜切出約10mm×10mm之尺寸，準
備分析用試樣。分析使用X射線光電子分光裝置(商品名「Quantum 2000」，ULVAC-PHI公司製造)。本分析係於下述條件下進行X射線光電子分光測定。
激發X射線源：單色AI Kα
X-ray Setting：200μm
(15kV、30W)
光電子掠出角：相對於試樣表面為5度、15度、30度、45度
本分析中，藉由調整光電子掠出角來調整分析深度。具體而言，藉由將光電子掠出角設為5度而將分析深度設為1nm，藉由將光電子掠出角設為15度而將分析深度設為2nm，藉由將光電子掠出角設為30度而將分析深度設為3nm，藉由將光電子掠出角設為45度而將分析深度設為5nm。將元素分析結果示於表1中。亦將所檢測之F相對於Si之比率示於表1中。
實施例1、2及比較例1、2之各光學膜，調查防污層表面之水接觸角。首先，藉由對光學膜之防污層表面滴加約1μL之純水而形成水滴。其次，測定防污層表面上之水滴之表面與防污層表面所成之角度。測定時使用接觸角計(商品名「DMo-501」，協和界面科學公司製造)。將其測定結果作為初始水接觸角θ0表示於表1中。
對於實施例1、2及比較例1、2之各光學膜，調查經過橡皮擦劃擦試驗後防污層表面之防污性下降之程度。具體而言，首先，橡皮擦於光學膜之防污層表面往返移動進行劃擦，實施劃擦試驗。該試驗使用Minoan公司製造之橡皮擦(Φ6mm)，將橡皮擦對防污層表面之負荷設為1kg/6mmΦ，將橡皮擦於防污層表面上之劃擦距離(往返移動之單程)設為20mm，將橡皮擦之劃擦速度設為40rpm，將橡皮擦在防污層表面往返移動之次數設為3000次往返。其次，以與初始水接觸角θ0之測定方法相同之方法測定光學膜之防污層表面橡皮擦劃擦部位之水接觸角。將其測定結果作為橡皮擦劃擦試驗後之水接觸角θ1示於表1中。
實施例1、2之光學膜與比較例1、2之各光學膜相比，經過橡皮擦劃擦試驗後防污層表面之水接觸角下降之程度明顯更小，因此，防污性之下降明顯更少(防污層表面，水接觸角下降越少，則防污性下降越少)。
10:透明基材
11:樹脂膜
12:硬塗層
20:光學功能層
21:第1高折射率層
22:第1低折射率層
23:第2高折射率層
24:第2低折射率層
30:防污層
31:表面
41:密接層
42:無機氧化物基底層
Z:光學膜(附防污層之光學膜)
T:厚度方向
Claims (7)
- 一種附防污層之光學膜，其於厚度方向上依序具備透明基材及防污層， 藉由利用X射線光電子分光法進行之元素分析，檢測上述防污層之與上述透明基材相反之表面側的F相對於Si之比率，於分析深度為1 nm時該比率為20以上。
- 如請求項1之附防污層之光學膜，其中上述防污層之上述比率自分析深度1 nm至分析深度5 nm單調遞減。
- 如請求項1或2之附防污層之光學膜，其中上述防污層含有具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物。
- 如請求項1或2之附防污層之光學膜，其中上述防污層為乾式塗佈膜。
- 如請求項1或2之附防污層之光學膜，其於上述透明基材與上述防污層之間具備無機氧化物基底層，於該無機氧化物基底層上配置有上述防污層。
- 如請求項5之附防污層之光學膜，其中上述無機氧化物基底層包含二氧化矽。
- 如請求項5之附防污層之光學膜，其中上述無機氧化物基底層之上述防污層側之表面具有0.5 nm以上10 nm以下之表面粗糙度Ra。
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