(57)【要約】【課題】  高いガスバリア機能と高い反射防止性能とを両立する反射防止フィルムを提供する。【解決手段】  透明基体フィルムと、少なくとも窒素および珪素を含有する透明無機薄膜と、シリコーン樹脂層もしくはフッ素樹脂層をこの順に積層した積層体を反射防止フィルムとする。【効果】  少なくとも窒素および珪素を含有する透明無機薄膜は、高い透明性、高いガスバリア性、高い屈折率を有しており、屈折率の低いシリコーン樹脂層やフッ素樹脂層と組み合わせることで高いガスバリア性と高い反射防止性を併せ持つ反射防止フィルムが得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基体フィルム（Ａ）と、
少なくとも窒素および珪素を含有する透明無機薄膜層（Ｂ）と、
透明樹脂層（Ｃ）からなり、
各層の屈折率が、透明樹脂層（Ｃ） ＜ 透明基体フィルム（Ａ） ＜ 透明無機薄膜層（Ｂ）の関係を有し、
（Ａ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順の積層構造を有する反射防止フィルム。
【請求項２】
透明基体フィルム（Ａ）と、
少なくとも窒素および珪素を含有する透明無機薄膜層（Ｂ）と、
透明樹脂層（Ｃ）とからなり、
各層の屈折率が、透明樹脂層（Ｃ） ＜ 透明基体フィルム（Ａ） ＜ 透明無機薄膜層（Ｂ）の関係を有し、
（Ａ）／（Ｃ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順の積層構造を有する反射防止フィルム。
【請求項３】
透明樹脂層（Ｃ）が、シリコーン樹脂層（Ｃ１）である請求項１または請求項２記載の反射防止フィルム。
【請求項４】
透明樹脂層（Ｃ）が、フッ素樹脂層（Ｃ２）である請求項１または請求項２記載の反射防止フィルム。
【請求項５】
透明無機薄膜層（Ｂ）が、窒化珪素薄膜層（Ｂ１）である請求項１〜４記載の反射防止フィルム。
【請求項６】
窒化珪素薄膜層（Ｂ１）が、触媒ＣＶＤ法により形成された窒化珪素薄膜層（Ｂ２）である請求項５記載の反射防止フィルム。
【請求項７】
請求項１〜６の反射防止フィルムを表示部表面に貼合した表示デバイス。
【請求項８】
請求項１〜６の反射防止フィルムを表示部基板として用いた表示デバイス。
【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に関する。より詳しくはガスバリア機能を有する反射防止フィルムに関する。また本発明は、上記の反射防止フィルムを用いた表示デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の表示デバイスにおいて、例えばテレビにおいては、従来のブラウン管に代わってPDP（プラズマディスプレー）や液晶ディスプレイによる大画面・薄型化が進んでいる。これらのディスプレイは高画質であるため、その画面部への光や物体の映りこみが画像の見栄えに与える影響が大きく、反射防止性能を付与することは必要不可欠になっている。
【０００３】
また、液晶や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）等の表示方式が用いられる、例えば携帯電話やPDA、電子ペーパー等のモバイル機器の表示材においても、屋外で使用されることから光や物体の映りこみの画像に対する影響が大きく、反射防止性能を付与することは必要不可欠である。
【０００４】
これらの反射防止の一つの方法として、従来は反射防止機能のみ、もしくは、表面保護層を付与した反射防止機能を有するフィルムを、表示デバイスの表示部に貼りあわせる方法が用いられていた。具体的には、特開平09-193327号公報（特許文献１）、特開2002-341107号公報（特許文献２）等に開示がある。一方、液晶ディスプレイの表示側の透明基体にプラスチック板を用いたり、トップエミッションタイプの有機ELディスプレイの表示側にプラスチック板を用いる試みがある。プラスチック板はガラスに比して一般的にガスバリア性に劣る傾向があるのに対し、上記のディスプレイは内部素子が酸素や水蒸気の影響を受けやすい。このため、画面部には反射防止機能のみならず、酸素および水蒸気のガスバリア性能を付与することが必要と考えられる。特に近年市場の成長が著しいモバイル機器の表示材においては、従来のガラス基板に代わり、軽く薄くすることができ、かつ割れないという特徴を生かせるプラスチック基板を利用する検討が進められており、内部素子の寿命や信頼性を高め、且つ、美しい画像を得るために、特に高い酸素および水蒸気のガスバリア性能を有する反射防止フィルムの登場が期待されている。
【特許文献１】特開平09-193327号公報、
【特許文献２】特開2002-341107号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の課題は、反射防止性能だけでなくガスバリア機能をも有するフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため本発明者らが検討した結果、透明基体フィルムと、少なくとも窒素および珪素を含有した透明無機薄膜と、透明樹脂層とからなる多層構造を有するフィルムが、ガスバリア機能および反射防止機能を高いレベルで両立しうることを見出し本発明を完成した。すなわち本発明は、
（１）    透明基体フィルム（Ａ）と、
少なくとも窒素および珪素を含有する透明無機薄膜層（Ｂ）と、
透明樹脂層（Ｃ）からなり、
各層の屈折率が、透明樹脂層（Ｃ） ＜ 透明基体フィルム（Ａ） ＜ 透明無機薄膜層（Ｂ）の関係を有し、
（Ａ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順の積層構造を有する反射防止フィルムであり、
（２）  透明基体フィルム（Ａ）と、
少なくとも窒素および珪素を含有する透明無機薄膜層（Ｂ）と、
透明樹脂層（Ｃ）とからなり、
各層の屈折率が、透明樹脂層（Ｃ） ＜ 透明基体フィルム（Ａ） ＜ 透明無機薄膜層（Ｂ）の関係を有し、
（Ａ）／（Ｃ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順の積層構造を有する反射防止フィルムであり、
（３）  透明樹脂層（Ｃ）が、シリコーン樹脂層（Ｃ１）である反射防止フィルムであり、
（４）  透明樹脂層（Ｃ）が、フッ素樹脂層（Ｃ２）である反射防止フィルムであり、
（５）  透明無機薄膜層（Ｂ）が、窒化珪素薄膜層（Ｂ１）である反射防止フィルムであり、
（６）  窒化珪素薄膜層（Ｂ１）が、触媒ＣＶＤ法により形成された窒化珪素薄膜層（Ｂ２）である反射防止フィルムであり、
（７）  上記の反射防止フィルムを表示部表面に貼合した表示デバイスであり、
（８）  上記の反射防止フィルムを表示部基板として用いた表示デバイスである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のプラスチックフィルム表面もしくはアンダーコート層上に、少なくとも窒素および珪素を含む膜を形成し、さらにその表面上にシリコーン樹脂もしくはフッ素樹脂をコートする構成を有するフィルムは、高いガスバリア機能と反射防止性能を有する。このため、近年市場の成長が著しいディスプレイ用途、特に液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイに好適に用いることができるので、本発明の工業的意義は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の反射防止フィルムは、透明基体フィルムと、少なくとも窒素および珪素を含有する透明無機薄膜層と透明樹脂層とを有する。
【０００９】
本発明において、透明とは、可視光線透過率が５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは、８０％以上であることを言う。可視光線透過率の上限値は、１００％であるが、実際には表面反射や、材料による吸収があるので９５％以下である場合が多い。
【００１０】
先ず、各層について説明する。
【００１１】
（透明基体フィルム（Ａ））
本発明にかかる透明基体フィルム（Ａ）としては、プラスチックフィルムが好適に使用される。上記プラスチックフィルムは、透明性を有するフィルムであれば特に制限はない。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエステル、ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアセテート、ポリアミド、ポリ‐4−メチルペンテン−１、セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンオキサイド系樹脂等の透明性を有する樹脂からなるフィルムを例示できる。
【００１２】
また、本発明の透明基体フィルム（Ａ）の屈折率は、後述する無機薄膜層（Ｂ）や透明樹脂層（Ｃ）の屈折率によって異なるが、一般的には1.4〜1.7であり、好ましくは1.5〜1.7である。
【００１３】
本発明の透明基体フィルム（Ａ）の厚さも特に制限はないが、フィルムの自立性、ハンドリング性、耐衝撃性等を考慮すると、１０μｍ〜２５０μｍ、好ましくは50μｍ〜200μｍである。
【００１４】
（透明無機薄膜層（Ｂ））
本発明における、透明無機薄膜層（Ｂ）は、少なくとも窒素および珪素を含有しており、可視光域において透明な層である。更にガスバリア性能の高い層であることが好ましく、具体的にはとして、窒化珪素薄膜や酸化窒化珪素薄膜が好ましく、特には窒化珪素薄膜（Ｂ１）が好ましい。可視光域における透明性、かつ所望のガスバリア性能を満たす範囲内であれば、これら無機薄膜に水素や炭素等が含有していても、なんら本発明を阻害するものではない。
【００１５】
本発明における透明無機薄膜層（Ｂ）の好ましい屈折率は１．５〜２．１、より好ましくは１．８〜２．１である。上記の屈折率は、透明無機薄膜層（Ｂ）を形成する化合物の種類や組成、成膜条件などによって制御することが出来る。具体的には、窒化珪素薄膜については1.8〜2.1程度、酸化窒化珪素薄膜については1.5〜2.1程度の範囲で制御することが可能である。
【００１６】
本発明における透明無機薄膜層（Ｂ）の膜厚は、ガスバリア性能、およびガスバリア性能に対する耐屈曲性の観点から、好ましくは5〜500nm、より好ましくは10〜200nmであり、各種用途に応じて設定される反射防止性能や製造コスト等に応じて適宜選択される。
【００１７】
本発明における透明無機薄膜層（Ｂ）は、１層である必要ではなく、構成する化合物の種類、屈折率、膜厚等の異なる２層以上から構成されていても良い。多種多層の構成にする事により、反射防止機能を向上出来ると言う好ましい結果が得られる場合がある。
【００１８】
本発明において、窒化珪素薄膜や酸化窒化珪素薄膜を代表例とする透明無機薄膜層（Ｂ）は、公知の成膜方法で形成することが出来る。具体的には、スパッタやプラズマＣＶＤ（化学気相堆積）法により成膜を行う方法を例示することが出来る。特に、窒化珪素薄膜形成に対しては、ガス分子を発熱体により分解活性化させて基板に成膜を行う触媒ＣＶＤ法を用いることにより、屈折率が1.8〜2.1の間で制御でき、緻密すなわちガスバリア性に優れ、かつ、透明で膜応力の低い膜を形成することができるので、望ましい。
【００１９】
（透明樹脂層（Ｃ））
本発明における、透明樹脂層（Ｃ）は、透明で後述する屈折率の条件を満たす物であれば特に限定されるものではないが、好ましくは、シリコーン樹脂層（Ｃ１）やフッ素樹脂層（Ｃ２）を例示することが出来る。シリコーン樹脂は、珪素、酸素、水素を主成分とする樹脂であり、様々な組成、分子量等を有する製品が市販されている。本発明のシリコーン樹脂層（Ｃ１）には、透明且つ後述する屈折率の要件を満たせば、これらの公知の樹脂を特に制限無く用いることが出来る。  本発明におけるフッ素樹脂層（Ｃ２）としては、透明且つ後述する屈折率の要件を満たせば、公知の樹脂を制限無く用いることが出来る。具体的には例えば、フッ化エチレン樹脂、フッ化塩化エチレン樹脂、フッ化エチレン、フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂等を挙げることが出来る。
【００２０】
本発明における透明樹脂層（Ｃ）の屈折率は、後述する透明基体フィルム（Ａ）や透明無機薄膜層（Ｂ）の屈折率によって適宜選択されるので、一概には規定できないが、一般的には1.3〜1.6、好ましくは1.3〜1.5である。また、本発明における透明樹脂層（Ｃ）の膜厚は、透明無機薄膜層のアンダーコートとして用いる場合においては、各種用途により要求される製造コストや表面平滑性などの要件に応じての観点から適宜決定されるので特に制限はないが、一般的には0.1〜20μｍ、より好ましくは0.1〜10μｍであり、また、透明無機薄膜層上のコーティングとして用いる場合には、各種用途により要求される反射性能や製造コスト、表面平滑性などの要件に応じての観点から適宜決定されるので特に制限はないが、一般的には0.05〜10μｍ、より好ましくは0.1〜2μｍである。
【００２１】
本発明における透明樹脂層（Ｃ）は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により形成することができる。
【００２２】
（反射防止フィルム）
本発明の反射防止フィルムは、上記の透明基体フィルム（Ａ）と透明無機薄膜層（Ｂ）と透明樹脂層（Ｃ）とからなり、（Ａ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順の積層構造を有することを特徴とする。また、本発明の反射フィルムは、本発明の目的の範囲であれば、上記の３種３層構造である必要はなく、（Ａ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順となる組合せが存在すれば、より多層の積層構造であっても構わない。ただし、少なくとも一方の主面の最外層は透明樹脂層（Ｃ）であることが好ましい。層数が増加することで製造コストが高くなったり反射防止性能の制御が困難になることがあるので、各層の層数の上限は、10層以下、好ましくは5層以下である。
【００２３】
本発明の反射防止フィルムの特に好ましい構成は、（Ａ）／（Ｃ）／（Ｂ）／（Ｃ）となる透明樹脂層（Ｃ）を２層形成した構成であり、特にガスバリア性に優れた性能を示す。
【００２４】
本発明において透明基体フィルム（Ａ）と透明無機薄膜層（Ｂ）と透明樹脂層（Ｃ）の屈折率は、
透明樹脂層（Ｃ）  ＜  透明基体フィルム（Ａ）  ＜  透明無機薄膜層（Ｂ）
の関係を有する。上記した各層の屈折率の範囲は、一部重なる領域が存在するが、実際に本発明の反射防止フィルムを形成する各層の屈折率が、上記の関係を満たしていればよい。
【００２５】
また、本発明の反射防止フィルムは、本発明の目的を損なわない限り、他の層を形成する事もできる。具体的例としては、透明基体フィルム（Ａ）と無機透明薄膜層（Ｂ）の間に、密着性や表面平滑性、およびガスバリア性を高めるためのアンダーコート層が挙げられる。上記のアンダーコート層を形成する材料としては、例えば、エチレン／ビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコーン樹脂等を例示することが出来る。これらは単独で、または２種以上組みあわせて用いることが出来る。
【００２６】
本発明における、プラスチックフィルム基板と無機薄膜層の間に配備される透明樹脂層は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等により形成することができる。
【００２７】
本発明における反射防止フィルムは、例えば液晶ディスプレイの表示側の透明基体にプラスチック板を用いた場合や、トップエミッションタイプの有機ELディスプレイの表示側にプラスチック板を用いた場合、光や物体の画面への映り込みが抑制され、かつ内部素子の劣化の低減、防止することができる。
【００２８】
また、液晶や有機ＥＬの表示部を兼ねた素子基板として用いることにより、光や物体の画面への映り込みを防ぐことができ、かつ表示素子部への酸素や水蒸気等の進入による、素子劣化に対する保護を行うことができる。
【実施例】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態例を示す。
実施例1  
基板には可視域での屈折率が1.65である厚み125μｍのＰＥＴフィルムを用い、当該フィルム上に、触媒ＣＶＤ法によって、当該フィルムが配備されている真空容器内にシランガス、アンモニアガス、水素ガスを導入し、発熱体であるタングステン線を約1700℃に加熱して、また基板温度を70℃となるよう保持することにより、可視域での屈折率が1.87の窒化珪素薄膜を膜厚50nmとなるように形成を行った。
【００３０】
さらに、この窒化珪素膜上に可視域での屈折率1.42のシリコーン樹脂をスピンコートにより厚み100nmとなるようにコーティングを行った。なお、具体的なこのスピンコートの方法としては、固形シリコーン樹脂（ラダー型シリコーンオリゴマー  商品名：グラスレジンGR100  昭和電工社製）をイソプロピルアルコールに30wt%となるように溶解した液を用い、その後の架橋反応および乾燥条件として、クリーンオーブンにて120℃、12時間にて行った。
【００３１】
図１は本実施例２の構成である。当該フィルムの（株）島津製作所製ＵＶ-3100ＰＣにより測定を行った各波長での反射率は表１に示す値となった。また、モダンコントロール社製PERMATRAN-W600により、温度４０℃、相対湿度１００％における透湿度測定を行ったところ、同じく表１に示されるように1.2g/m2/dayの値となった。
【００３２】
実施例２  
基板には可視域での屈折率が1.65である厚み125μｍのＰＥＴフィルムを用い、当該フィルム上に可視域での屈折率1.42のシリコーン樹脂をスピンコートにより厚み2μｍとなるようにコーティングを行った。
【００３３】
続いて、当該フィルムのシリコーン樹脂層上に、触媒ＣＶＤ法により、当該フィルムが配備されている真空容器内にシランガス、アンモニアガス、水素ガスを導入し、発熱体であるタングステン線を約1700℃に加熱して、また基板温度を70℃となるよう保持することにより、可視域での屈折率が1.87の窒化珪素薄膜を膜厚50nmとなるように形成を行った。
【００３４】
さらに、この窒化珪素膜上に可視域での屈折率1.42のシリコーン樹脂をスピンコートにより厚み100nmとなるようにコーティングを行った。
【００３５】
図２は本実施例２の構成である。当該フィルムの（株）島津製作所製ＵＶ-3100ＰＣにより測定を行った各波長での反射率は表１に示す値となった。また、モダンコントロール社製PERMATRAN-W600により、温度４０℃、相対湿度１００％における透湿度測定を行ったところ、同じく表１に示されるように、本測定での検出限界である0.02g/m2/day以下の値となった。
【００３６】
以下に、本発明の比較形態例を示す。
比較例1  
可視域での屈折率が1.65である厚み125μｍのＰＥＴフィルムの（株）島津製作所製ＵＶ-3100ＰＣにより測定を行った各波長での反射率は表１に示す値となった。また、モダンコントロール社製PERMATRAN-W600により、温度４０℃、相対湿度１００％における透湿度測定を行ったところ、同じく表１に示されるように5.3g/m2/dayの値となった。
【００３７】
比較例2  
基板には可視域での屈折率が1.65である厚み125μｍのＰＥＴフィルムを用い、当該フィルム上に、触媒ＣＶＤ法によって、当該フィルムが配備されている真空容器内にシランガス、アンモニアガス、水素ガスを導入し、発熱体であるタングステン線を約1700℃に加熱して、また基板温度を70℃となるよう保持することにより、可視域での屈折率が1.87の窒化珪素薄膜を膜厚50nmとなるように形成を行った。
【００３８】
図３は本比較例の構成である。当該フィルムの（株）島津製作所製ＵＶ-3100ＰＣにより測定を行った各波長での反射率は表１に示す値となった。また、モダンコントロール社製PERMATRAN-W600により、温度４０℃、相対湿度１００％における透湿度測定を行ったところ、同じく表１に示されるように1.4g/m2/dayの値となった。
【００３９】
比較例3  
基板には可視域での屈折率が1.65である厚み125μｍのＰＥＴフィルムを用い、当該フィルム上に可視域での屈折率1.42のシリコーン樹脂をスピンコートにより厚み2μｍとなるようにコーティングを行った。
【００４０】
続いて、当該フィルムのシリコーン樹脂層上に、触媒ＣＶＤ法により、当該フィルムが配備されている真空容器内にシランガス、アンモニアガス、水素ガスを導入し、発熱体であるタングステン線を約1700℃に加熱して、また基板温度を70℃となるよう保持することにより、可視域での屈折率が1.87の窒化珪素薄膜を膜厚50nmとなるように形成を行った。
【００４１】
図４は本比較例の構成である。当該フィルムの（株）島津製作所製ＵＶ-3100ＰＣにより測定を行った各波長での反射率は表１に示す値となった。また、モダンコントロール社製PERMATRAN-W600により、温度４０℃、相対湿度１００％における透湿度測定を行ったところ、同じく表１に示されるように、本測定での検出限界である0.02g/m2/day以下の値となった
【００４２】
【表１】
2005114876.tif 000002
【００４３】
以上における、窒化シリコン膜は、触媒CVD法以外にもスパッタやプラズマCVD法にて作製することができ、適当な条件を選ぶことにより、珪素／窒素組成比等の調整によって、所望のガスバリア性能ならびに屈折率を有する膜を得ることができる。また、酸窒化珪素薄膜については、スパッタやプラズマCVD法により、珪素／酸素／窒素組成比等の調整により所望のガスバリア性能ならびに屈折率を得ることが可能である。これにより、本実施例で示される特性に限らず、所望のガスバリア性能および低反射率を有する反射防止フィルムを実現することができる。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術範囲において、種々の形態に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明における実施例１の反射防止フィルム断面の概略図である。
【図２】本発明における実施例２の反射防止フィルム断面の概略図である。
【図３】本発明における比較例２の積層体断面の概略図である。
【図４】本発明における比較例３の積層体断面の概略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１  フィルム基板（ＰＥＴフィルム）
１２  窒化珪素薄膜
１３  シリコーン樹脂層
２１  フィルム基板（ＰＥＴフィルム）
２２  シリコーン樹脂層
２３  窒化珪素薄膜
２４  シリコーン樹脂層
３１  フィルム基板（ＰＥＴフィルム）
３２  窒化珪素薄膜
４１  フィルム基板（ＰＥＴフィルム）
４２  シリコーン樹脂層
４３  窒化珪素薄膜
【図１】
2005114876.tif 000003
【図２】
2005114876.tif 000004
【図３】
2005114876.tif 000005
【図４】
2005114876.tif 000006