(57)【要約】【課題】少なくとも表面に微小空孔を形成することにより表面反射を抑制した反射防止フィルムとその製造方法を提供する。【解決手段】所定の波長以上の光反射を抑制する反射防止フィルムの製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップ（Ｓ１０５）と、複合材料をフィルム状複合材料として加工するステップ（Ｓ１０６）と、フィルム状複合材料を溶媒に浸漬して無機材料微粒子を溶解除去（Ｓ１０７）し、微小空孔が形成された反射防止フィルムを形成するステップ（Ｓ１０８）とを備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長以上の光反射を抑制する反射防止フィルムであって、有機樹脂材料と、前記有機樹脂材料中に分散させた無機材料微粒子を溶媒により溶解除去して形成したナノサイズの微小空孔とを備えたことを特徴とする反射防止フィルム。
【請求項２】
前記微小空孔のサイズが１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止フィルム。
【請求項３】
所定の波長以上の光反射を抑制する反射防止フィルムの製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に前記溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップと、前記複合材料をフィルム状複合材料として加工するステップと、前記フィルム状複合材料を前記溶媒に浸漬して前記無機材料微粒子を溶解除去し、微小空孔が形成された反射防止フィルムを形成するステップとを備えたことを特徴とする反射防止フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記無機材料微粒子が金属塩であることを特徴とする請求項３に記載の反射防止フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記無機材料微粒子がフッ化物であることを特徴とする請求項３に記載の反射防止フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記無機材料微粒子が金属であることを特徴とする請求項３に記載の反射防止フィルムの製造方法。
【請求項７】
前記有機樹脂材料中に分散させる前記無機材料微粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の反射防止フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止フィルムとその製造方法に関し、特に、樹脂材料中に分散された無機微粒子を溶媒により溶解し、無機微粒が除去されて形成された微小空孔による優れた反射抑制作用を利用した反射防止フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、低屈折率物質を等価的に形成する方法として多孔性シリカ膜を用いることが知られている。例を挙げると、多孔性のシリカ中の空孔率を高めることで実質的に屈折率を低下させフレネル反射率を低減化する構成が特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、高分子樹脂材料の溶液を流延ベルト上でキャスティングする際に結露させ、有機溶媒と水の沸点の差を用いて多孔性のハニカム構造を付与する構成が特許文献２に開示されている。
【０００４】
また、ポリマー材料に空孔形成の鋳型になるテンプレート剤と重合反応開始剤を混ぜたものを基板に塗布後硬化させ、テンプレート剤を有機溶媒で溶解除去し、実質的に屈折率を低下させてフレネル反射率を低減させる構成が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５３０９号公報
【特許文献２】特開２００６−７０２５４号公報
【特許文献３】特開２００６−６９２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された多孔性シリカ膜を形成する際、密着性確保のためには基板の事前洗浄と表面処理が必要であることに加え、５０〜２０００ｎｍの成膜厚みでは基本的に平板状の基板に塗布する工程が必要であり、厚みの制御が困難であるという問題があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示されたキャスティングによる多孔性のハニカム構造の形成方法は、脱溶媒処理が必要なため厚いフィルムの生産性に限界がある、また溶媒回収工程が必要など設備が大型化するという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献３に開示された構成では、鋳型として用いるテンプレート剤の凝集を避けながらナノポア構造のポリマー膜の重合を進めるため、それぞれの材料の粘度、重量比などのパラメータに制約があり適用可能な材料が限られるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、少なくとも表面に微小空孔を形成することにより表面反射を抑制した反射防止フィルムとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の反射防止フィルムは、所定の波長以上の光反射を抑制する反射防止フィルムであって、有機樹脂材料と、有機樹脂材料中に分散させた無機材料微粒子を溶媒により溶解除去して形成したナノサイズの微小空孔とを備えている。
【００１１】
また、本発明の反射防止フィルムの製造方法は、所定の波長以上の光反射を抑制する反射防止フィルムの製造方法であって、溶媒に不溶の有機樹脂材料中に溶媒に可溶性を有するナノサイズの無機材料微粒子を分散させて複合材料を形成するステップと、複合材料をフィルム状複合材料として加工するステップと、フィルム状複合材料を溶媒に浸漬して無機材料微粒子を溶解除去し、微小空孔が形成された反射防止フィルムを形成するステップとを備えている。
【００１２】
これらの構成により、低屈折率の有機樹脂材料中に表面から内部に向かって光の波長以下の径を有する複数の微小空孔が形成されるので、優れた反射抑制効果を有する反射防止フィルムを実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、光の反射が少ない反射防止フィルムを安価に、容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１、２、３における反射防止フィルムの前駆体であるフィルム状複合材料を示す図である。
【図２】同フィルム状複合材料の表面部の部分拡大断面図である。
【図３】図２に示す前駆体を反射防止フィルムとして形成した場合の表面部の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１、２、３における反射防止フィルムの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
実施の形態１における反射防止フィルムおよびその製造方法について、図１、図２、図３および図４を用いて説明する。
【００１７】
図１は実施の形態１における反射防止フィルムの前駆体である樹脂材料と無機材料微粒子とが複合化されたフィルム状複合材料１０１を示す図であり、図２は図１におけるフィルム状複合材料１０１の表面部１０２の部分拡大断面図、図３は図２に示す前駆体を反射防止フィルム１１０として形成した場合の表面部１１２の部分拡大断面図、図４は実施の形態１における反射防止フィルム１１０の製造方法を示すフローチャートである。
【００１８】
実施の形態１においては、反射防止フィルム１１０の前駆体となる有機樹脂材料と無機材料微粒子とが複合化されたフィルム状複合材料１０１では、溶媒としての水に不溶の有機樹脂材料１０３としてポリエチレンテレフタレート樹脂を用い、溶媒としての水に可溶性を有する無機材料微粒子１０４として塩化ナトリウムを用いている。
【００１９】
まず、図４に示すように、有機樹脂材料１０３と無機材料微粒子１０４とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子１０４の粒径としては、平均粒子径が１００ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３以下の粒径となるようにしている。
【００２０】
次に、有機樹脂材料１０３のポリエチレンテレフタレート樹脂を加熱して軟化流動化させ（ステップＳ１０３）、無機材料微粒子１０４の塩化ナトリウムの微粒子を添加し（ステップＳ１０４）する。その後、攪拌混練することで有機樹脂材料１０３と無機材料微粒子１０４との複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。次ぎに、この複合材料をロールコータなどによって、前駆体としてのフィルム状複合材料１０１に加工する（ステップＳ１０６）。
【００２１】
続いて、フィルム状複合材料１０１を溶媒となる水の中に浸漬させる。この浸漬処理により、有機樹脂材料１０３中にある塩化ナトリウムからなる無機材料微粒子１０４は溶媒である水により溶解されて有機樹脂材料１０３中から除去される（ステップＳ１０７）。その結果、図３に示すように、少なくとも表面部１１２に無機材料微粒子１０４が除去されて、微小空孔１１３が形成された反射防止フィルム１１０を完成させることができる（ステップＳ１０８）。
【００２２】
したがって、反射防止フィルム１１０は、その表面部１１２に波長以下の大きさで微小空孔１１３が形成された構造を有するため、表面反射を抑制して反射防止効果を発現することができる。なお、図３には、反射防止フィルム１１０の表面部１１２について示しているが、溶媒である水の浸透によって反射防止フィルム１１０の内部にも微小空孔１１３が形成される。その結果、有機樹脂材料１０３単体の屈折率よりも小さな等価屈折率を発現し、反射防止フィルム１１０の反射抑制効果をさらに高めることができる。
【００２３】
さらに、実施の形態１では無機材料微粒子１０４の平均粒子径を可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３以下としている。そのため、反射防止フィルム１１０の微小空孔１１３の径は、可視光の短波長側波長よりも小さな径となり、可視光の表面反射を十分に抑制することができる。
【００２４】
すなわち、実施の形態１における反射防止フィルムとその製造方法によれば、フィルム表面に形成された微細な微小空孔によって表面反射を抑えている。さらに、有機樹脂材料の屈折率と空孔率によって決まるフィルムの等価屈折率を、空孔率を増加させて有機樹脂材料単体の場合よりも低下させている。それらの結果として、可視光反射を抑制した反射防止フィルムを実現することができる。
【００２５】
なお、上述の説明では、無機材料微粒子１０４として、塩化ナトリウムを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、塩化ナトリウムに代えて塩化カリウム、臭化カリウム等の塩を用いてもよい。また、溶媒として水を例に挙げて説明したが、水に代えてこれらの無機材料微粒子１０４に対して可溶性を有する各種の酸を用いることもできる。
【００２６】
（実施の形態２）
実施の形態２における反射防止フィルムおよびその製造方法について、図１、図２、図３および図４を用いて説明する。なお、実施の形態２における反射防止フィルムおよびその製造方法が実施の形態１と異なるのは、有機樹脂材料の材料組成と、無機材料微粒子の材料組成とが異なるのみである。そのため、実施の形態１と同様の図１〜図４を用いて説明する。
【００２７】
すなわち、図１は実施の形態２における反射防止フィルムの前駆体である有機樹脂材料と無機材料微粒子とが複合化されたフィルム状複合材料２０１を示す図であり、図２は図１におけるフィルム状複合材料２０１の表面部２０２の部分拡大断面図、図３は図２に示す前駆体を反射防止フィルム２１０として形成した場合の表面部２１２の部分拡大断面図、図４は実施の形態２における反射防止フィルム２１０の製造方法を示すフローチャートである。
【００２８】
実施の形態２においては、反射防止フィルム２１０の前駆体となる有機樹脂材料と無機材料微粒子とが複合化されたフィルム状複合材料２０１では、溶媒としての酸である硝酸水溶液に不溶の有機樹脂材料２０３としてアクリル樹脂を用い、溶媒としての硝酸水溶液に可溶性を有する無機材料微粒子２０４としてフッ化マグネシウムを用いている。
【００２９】
まず、図４に示すように、有機樹脂材料２０３と無機材料微粒子２０４とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子２０４の粒径としては、平均粒子径が４０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／１０以下の粒径となるようにしている。
【００３０】
次に、有機樹脂材料２０３のアクリル樹脂を加熱して軟化流動化させ（ステップＳ１０３）、無機材料微粒子２０４のフッ化マグネシウムの微粒子を添加する（ステップＳ１０４）。その後、これらを攪拌混練することで有機樹脂材料２０３と無機材料微粒子２０４との複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。次ぎに、この複合材料をロールコータなどによって、前駆体としてのフィルム状複合材料２０１に加工する（ステップＳ１０６）。
【００３１】
続いて、フィルム状複合材料２０１を溶媒となる硝酸水溶液の中に浸漬させる。この浸漬処理により、有機樹脂材料２０３中にあるフッ化マグネシウムからなる無機材料微粒子２０４は溶媒である硝酸水溶液により溶解されて有機樹脂材料２０３中から除去される（ステップＳ１０７）。その結果、図３に示すように、少なくとも表面部２１２に無機材料微粒子２０４が除去されて、微小空孔２１３が形成された反射防止フィルム２１０を完成させることができる（ステップＳ１０８）。
【００３２】
したがって、反射防止フィルム２１０は、その表面部２１２に波長以下の大きさで微小空孔２１３が形成された構造を有するため、表面反射を抑制して反射防止効果を発現することができる。なお、図３には、反射防止フィルム２１０の表面部２１２について示しているが、溶媒である酸の浸透によって反射防止フィルム２１０の内部にも微小空孔２１３が形成される。その結果、有機樹脂材料２０３単体の屈折率よりも小さな等価屈折率を発現し、反射防止フィルム２１０の反射抑制効果をさらに高めることができる。
【００３３】
さらに、実施の形態２では無機材料微粒子２０４の平均粒子径を可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／１０以下としている。そのため、反射防止フィルム２１０の微小空孔２１３の径は、可視光の短波長側波長よりも小さな径となり、可視光の表面反射を十分に抑制することができる。
【００３４】
すなわち、実施の形態２における反射防止フィルムとその製造方法によれば、フィルム表面に形成された微細な微小空孔によって表面反射を抑えている。さらに、有機樹脂材料の屈折率と空孔率によって決まるフィルムの等価屈折率を、空孔率を増加させて有機樹脂材料単体の場合よりも低下させている。それらの結果として、可視光反射を抑制した反射防止フィルムを実現することができる。
【００３５】
なお、上述の説明では、無機材料微粒子１０４として、フッ化マグネシウムを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、フッ化マグネシウムに代えてフッ化カルシウムを用いてもよい。また、フッ化カルシウムを無機材料微粒子２０４として用いる場合には、溶媒として硝酸のような酸に代えて水を用いることもできる。
【００３６】
（実施の形態３）
実施の形態３における反射防止フィルムおよびその製造方法について、図１、図２、図３および図４を用いて説明する。なお、実施の形態３における反射防止フィルムおよびその製造方法が実施の形態１および実施の形態２と異なるのは、有機樹脂材料の材料組成と、無機材料微粒子の材料組成とが異なるのみである。そのため、実施の形態１および実施の形態２と同様の図１〜図４を用いて説明する。
【００３７】
すなわち、図１は実施の形態３における反射防止フィルムの前駆体である有機樹脂材料と無機材料微粒子とが複合化されたフィルム状複合材料３０１を示す図であり、図２は図１におけるフィルム状複合材料３０１の表面部３０２の部分拡大断面図、図３は図２に示す前駆体を反射防止フィルム３１０として形成した場合の表面部３１２の部分拡大断面図、図４は実施の形態３における反射防止フィルム３１０の製造方法を示すフローチャートである。
【００３８】
実施の形態３においては、反射防止フィルム３１０の前駆体となる有機樹脂材料と無機材料微粒子とが複合化されたフィルム状複合材料３０１では、溶媒としての酸に不溶の有機樹脂材料３０３としてポリカーボネイト樹脂を用い、溶媒としての酸に可溶性を有する無機材料微粒子２０４としてアルミニウムを用いている。
【００３９】
まず、図４に示すように、有機樹脂材料３０３と無機材料微粒子３０４とを準備する（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。このとき、無機材料微粒子３０４の粒径としては、平均粒子径が１０ｎｍであり、可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３０以下の粒径となるようにしている。
【００４０】
次に、有機樹脂材料３０３のポリカーボネイト樹脂を加熱して軟化流動化させ（ステップＳ１０３）、無機材料微粒子３０４のアルミニウムの微粒子を添加する（ステップＳ１０４）。その後、これらを攪拌混練することで有機樹脂材料３０３と無機材料微粒子３０４との複合材料を形成する（ステップＳ１０５）。次ぎに、この複合材料をロールコータなどによって、前駆体としてのフィルム状複合材料３０１に加工する（ステップＳ１０６）。
【００４１】
続いて、フィルム状複合材料３０１を溶媒となる酸である塩酸水溶液の中に浸漬させる。この浸漬処理により、有機樹脂材料３０３中にあるアルミニウムからなる無機材料微粒子３０４は溶媒である塩酸水溶液により溶解されて有機樹脂材料３０３中から除去される（ステップＳ１０７）。その結果、図３に示すように、少なくとも表面部３１２の無機材料微粒子３０４が除去されて、微小空孔３１３が形成された反射防止フィルム３１０を完成させることができる（ステップＳ１０８）。
【００４２】
したがって、反射防止フィルム３１０は、その表面部３１２に波長以下の大きさで微小空孔３１３が形成された構造を有するため、表面反射を抑制して反射防止効果を発現することができる。なお、図３には、反射防止フィルム３１０の表面部３１２について示しているが、溶媒である塩酸の浸透によって反射防止フィルム３１０の内部にも微小空孔３１３が形成される。その結果、有機樹脂材料３０３単体の屈折率よりも小さな等価屈折率を発現し、反射防止フィルム３１０の反射抑制効果をさらに高めることができる。
【００４３】
さらに、実施の形態３では無機材料微粒子２０４の平均粒子径を可視光の短波長側波長４００ｎｍの１／３０以下としている。そのため、反射防止フィルム３１０の微小空孔３１３の径は、可視光の短波長側波長よりもさらにより小さな径となる。その結果、反射防止フィルム３１０への斜め入射に対する反射をより一層抑制することができ、可視光の表面反射を、実施の形態１あるいは実施の形態２における反射防止フィルムよりもさらに抑制することができる。
【００４４】
すなわち、実施の形態３における反射防止フィルムとその製造方法によれば、フィルム表面に形成された微細な微小空孔によって表面反射を抑えている。さらに、有機樹脂材料の屈折率と空孔率によって決まるフィルムの等価屈折率を、空孔率を増加させて有機樹脂材料単体の場合よりも低下させている。それらの結果として、可視光反射を抑制した反射防止フィルムを実現することができる。
【００４５】
なお、上述の説明では、無機材料微粒子３０４として、アルミニウムを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、アルミニウムに代えて鉄、銅、亜鉛等の金属を用いてもよい。ただし、無機材料微粒子３０４として鉄、銅、亜鉛等の金属を用いる場合には、塩酸に代えてそれぞれに最適な酸を溶媒として用いる必要がある。
【００４６】
なお、上述した実施の形態１、２、３においては、樹脂材料として、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂を例に挙げ、これらの材料が光学的に略透明であること前提として説明した。したがって、光学的に透明であることによって、プラズマ表示素子や液晶表示素子などの画像表示装置の表面に貼付し、外光の反射を低減しコントラストが良好な画像を得ることができる。なお、有機樹脂材料としてこれらのほかの樹脂材料を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明における反射防止フィルムおよびその製造方法によれば、可視光反射を十分に抑制した反射防止フィルムを実現することができ、プラズマ表示素子や液晶表示素子表面に貼付することで外光の反射を低減しコントラストが良好な画像表示装置などに有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１，２０１，３０１    フィルム状複合材料
１０２，１１２，２０２，２１２，３０２，３１２    表面部
１０３，２０３，３０３    有機樹脂材料
１０４，２０４，３０４    無機材料微粒子
１１０，２１０，３１０    反射防止フィルム
１１３，２１３，３１３    微小空孔
【図１】
2011059549.tif 000003
【図２】
2011059549.tif 000004
【図３】
2011059549.tif 000005
【図４】
2011059549.tif 000006