(57)【要約】【課題】本発明にあっては、機械強度と柔軟性を併せ持つ反射防止フィルムを提供することを課題とする。【解決手段】層厚ｔ１の透明基材フィルムの少なくとも一方の面に、該透明基材フィルム側から順に層厚ｔ２のハードコート層と、反射防止積層体とを備える反射防止フィルムであって、前記反射防止積層体が高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層を交互に１層以上積層したものであり、且つ、前記反射防止フィルムの反射防止積層体形成面が外側になるように円柱形状の棒に沿って１８０度曲げたときに反射防止フィルム表面にクラックが入る前記棒の最大半径ｒと前記ｔ１及び前記ｔ２が（式１）０．０２３＜（ｔ１＋ｔ２）／ｒ＜０．０６０を満たすことを特徴とする反射防止フィルムとした。【選択図】図１
2009075325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層厚ｔ１の透明基材フィルムの少なくとも一方の面に、該透明基材フィルム側から順に層厚ｔ２のハードコート層と、反射防止積層体とを備える反射防止フィルムであって、
前記反射防止積層体が高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層を交互に１層以上積層したものであり、且つ、
前記反射防止フィルムの反射防止積層体形成面が外側になるように円柱形状の棒に沿って１８０度曲げたときに反射防止フィルム表面にクラックが入る前記棒の最大半径ｒと前記ｔ１及び前記ｔ２が（式１）を満たすことを特徴とする反射防止フィルム。
（式１）      ０．０２３  ＜  （ｔ１＋ｔ２）／ｒ  ＜  ０．０６０
【請求項２】
前記反射防止積層体がスパッタリング法により形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の反射防止フィルム。
【請求項３】
前記高屈折率層が酸化ニオブであり、前記低屈折率薄膜層が酸化シリコンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射防止フィルム。
【請求項４】
前記透明基材フィルムがトリアセチルセルロースフィルムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の反射防止フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窓や光学表示装置の表面に設けられる反射防止フィルムに関する。特に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＣＲＴディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、表面電界ディスプレイ（ＳＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、タッチパネルなどの光学表示装置の表面に設けられる反射防止フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＥＬＤ、またタッチパネル等の光学表示装置においては、太陽光や蛍光灯等の外光の写り込みを防止する反射防止フィルムが使用されることが多い。最近では、屋内での使用のみではなく、デジタルカメラや携帯電話、デジタルビデオカメラ等のモバイル機器やカーナビゲーションの普及により、屋外での使用も増えてきている。
【０００３】
屋外の使用においては、外光の写り込みはより大きく、限りなくゼロに近い反射率を有する反射防止フィルムすなわちＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）フィルムが求められている。一般的に、ＡＲフィルムにあっては、数ｎｍレベルで制御された薄膜の多層成膜が可能なドライコーティング法を用いて反射防止積層体が形成される。
【特許文献１】特開２０００−５２４９２号公報
【特許文献２】特開２００１−９６６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
反射防止フィルムとしては、実際に用いられる形態、ハンドリング、または製造工程の要求から、機械的強度だけではなく柔軟性が求められることが多く、課題となっている。本発明にあっては、機械強度と柔軟性を併せ持つ反射防止フィルム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】
【０００５】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明としては、層厚ｔ１の透明基材フィルムの少なくとも一方の面に、該透明基材フィルム側から順に層厚ｔ２のハードコート層と、反射防止積層体とを備える反射防止フィルムであって、前記反射防止積層体が高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層を交互に１層以上積層したものであり、且つ、前記反射防止フィルムの反射防止積層体形成面が外側になるように円柱形状の棒に沿って１８０度曲げたときに反射防止フィルム表面にクラックが入る前記棒の最大半径ｒと前記ｔ１及び前記ｔ２が（式１）を満たすことを特徴とする反射防止フィルムとした。
（式１）      ０．０２３  ＜  （ｔ１＋ｔ２）／ｒ  ＜  ０．０６０
【０００６】
また、請求項２に記載の発明としては、前記反射防止積層体がスパッタリング法により形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の反射防止フィルムとした。
【０００７】
また、請求項３記載の発明としては、前記高屈折率層が酸化ニオブであり、前記低屈折率薄膜層が酸化シリコンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射防止フィルムとした。
【０００８】
また、請求項４記載の発明としては、前記透明基材フィルムがトリアセチルセルロースフィルムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の反射防止フィルムとした。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成の反射防止フィルムとすることにより、十分な機械強度と柔軟性を併せ持つ反射防止フィルムとすることができ、ハンドリングに優れ、断裁加工、貼り合わせ加工などの後工程において不良の発生の少ない反射防止フィルムとすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の反射防止フィルムについて説明する。図１に本発明の反射防止フィルムの断面模式図を示した。図１の本発明の反射防止フィルム１０は、層厚ｔ１の透明基材フィルム上に、層厚ｔ２のハードコート層２、プライマー層８、反射防止積層体３、防汚層９を備える。反射防止積層体３は高屈折率薄膜層４と低屈折率薄膜層５と高屈折率薄膜層６と低屈折率薄膜層７の４層構造となっている。
【００１１】
本発明の反射防止フィルムは、少なくとも、透明基材フィルム１上にハードコート層２、反射防止積層体３を備えていれば良く、プライマー層８及び防汚層９は必要に応じて設けられる。
【００１２】
本発明の反射防止フィルムにおいて、反射防止積層体３は高屈折率薄膜層４、６と低屈折率薄膜層６、７を交互に少なくとも１層以上積層していればよい。また、高屈折率薄膜層、低屈折率薄膜層の他に中屈折率薄膜層を有していても良い。
【００１３】
本発明の反射防止フィルムにあっては、反射防止フィルムの反射防止積層体形成面が外側になるように円柱形状の棒に沿って１８０度曲げたときに反射防止フィルム表面にクラックが入る棒の最大半径ｒと前記ｔ１及び前記ｔ２が（式１）を満たすことを特徴とする。
（式１）      ０．０２３  ＜  （ｔ１＋ｔ２）／ｒ  ＜  ０．０６０
【００１４】
本発明は、層厚ｔ１、層厚ｔ２、最大半径ｒが（式１）を満たす反射防止フィルムとすることにより、機械強度と柔軟性を併せ持つ反射防止フィルムとすることができる。
【００１５】
（ｔ１＋ｔ２）／ｒが０．０２３以下である反射防止フィルムにあっては、反射防止フィルムの柔軟性が不十分になってしまう。一方、（ｔ１＋ｔ２）／ｒが０．０６０以上の反射防止フィルムにあっては、柔軟性は十分あるものの反射防止フィルムの反射防止積層体表面の機械強度が不十分となってしまう。
【００１６】
図２に反射防止フィルムの最大半径ｒを測定するための説明図を示した。反射防止フィルムの反射防止積層体形成面が外側になるように円柱形状の棒に沿って１８０度曲げたときに反射防止フィルム表面にクラックが入る棒の最大半径ｒは図２のようにして求められる。反射防止フィルム１０を反射防止積層体形成面が外側となるように半径ｒの円柱状の棒１１に対し密着させ、反射防止フィルムを観察する。ここで、円柱状の棒の半径を徐々に小さくしていき、目視により反射防止フィルム表面にクラックが確認されたときをクラックが入る棒の最大半径ｒとする。
【００１７】
また、本発明にあっては、前記反射防止積層体がスパッタリング法により形成されることが好ましい。本発明の反射防止積層体はドライコーティング法により成膜することができるが、中でも、スパッタリング法を好適に使用することができる。スパッタリング法に反射防止積層体を成膜した反射防止フィルムは、反射防止層の機械強度が強く好ましい。ただし、機械強度が高すぎる場合には柔軟がする傾向にあり、本発明では、スパッタリング法での成膜条件を変更することにより、十分な機械強度と柔軟性を併せ持つ反射防止フィルムことができた。
【００１８】
また、本発明にあっては高屈折率薄膜層が酸化ニオブであり、低屈折率薄膜層が酸化シリコンであることが好ましい。高屈折率薄膜層形成材料としては高屈折の金属酸化物を用いることができる。中でも、スパッタリング法を用いる場合は、形成される高屈折率薄膜層のピンホールの少なさから、酸化ニオブが適している。一方、低屈折率薄膜層形成材料としては、種々の低屈折率材料を用いることができるが、その光学特性、機械強度、成膜適性、コストなどの観点から、低屈折率酸化物薄膜層の材料としては、酸化シリコンがもっとも適している。
【００１９】
また、本発明にあっては、透明基材フィルムとしてトリアセチルセルロースフィルムを用いることが好ましい。透明基材フィルムとしてはプラスチックフィルムを用いることができるが、中でも、トリアセチルセルロースフィルムを好適に用いることができる。トリアセチルセルロースは、偏光層の保護性能が高く、また、複屈折率が小さく、透明性が良好であることから液晶ディスプレイに対し好適に用いることができる。また、トリアセチルセルロースは寸法変化があり、本発明の反射防止フィルムに適したフィルムとすることができる。
【００２０】
次に本発明の反射防止フィルムの製造方法を示す。
【００２１】
本発明に用いられる透明基材フィルムとしては、透明性を有するフィルムであればいかなるものでも良いが、光学表示装置用の反射防止フィルムにおいては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテテフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アクリルなどのフィルムがその光学特性や機械的特性などから利用されている。とりわけ、急速に普及してきたＬＣＤ用途にはＴＡＣフィルムが使用されている。透明基材フィルム１の厚さは、目的の用途に応じて、適宜選択すればよいが、通常、機械的強度やハンドリング性、また光学装置設計上の観点から、２５〜３００μｍ程度のものを使用する。特にＴＡＣフィルムの場合は、４０μｍまたは８０μｍの厚さのものが広く使われる。さらに、この透明基材フィルム１には、必要に応じて、可塑剤や紫外線吸収剤、劣化防止剤等の添加物が含まれても良い。
【００２２】
透明基材フィルム上にはハードコート層が設けられる。本発明におけるハードコート層としては、電子線や紫外線で硬化する電離放射線硬化型の樹脂、あるいは、熱硬化性樹脂が使用され、特に、電離放射線硬化型のアクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、メタクリルアミド等のアクリル系樹脂や有機珪素系樹脂やポリシロキサン樹脂を好適に用いることができる。これらの材料の中には、硬化性を向上させるために、重合開始剤を添加してもよい。ハードコート層２の厚みとしては、物理膜厚０．５μｍ以上３０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。さらに、好ましくは、３μｍ以上２０μｍ以下である。また、ハードコート層２には、平均粒子０．０１μｍ以上３μｍ以下の透明微粒子を分散させて、防眩処理（散乱により反射光を擬似的に低減させる処理）を施しても構わない。ハードコート層は、ハードコート層形成材料を含むハードコート層形成用塗液をウェットコーティング法により透明基材上に塗布することにより形成される。
【００２３】
ウェットコーティング法としては、ディップコーティング法、スピンコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等を用いることができる。
【００２４】
次に、透明基材フィルムにハードコート層を積層した後、アルカリ鹸化処理が施されることが好ましい。特に、透明基材フィルムにトリアセチルセルロースフィルムを用いた場合、水酸基を付与するアルカリ鹸化処理を施すことが好ましく、これにより、後工程である透明基材フィルムと偏光層との貼り合わせにおける密着性が著しく向上する。また、アルカリ鹸化処理は液中の処理であるため、侵食・浸透性が高く、ハードコート層表面においても、その後積層する層との密着性が向上する。
【００２５】
また、アルカリ鹸化工程の後、ハードコート層表面に表面処理を施しても良い。このとき、表面処理方法としては、コロナ放電処理や電子ビーム処理、火炎処理、グロー放電処理、大気圧プラズマ処理等の処理が挙げられる。本発明では、低温プラズマ表面処理を施すのが特に好ましい。低温プラズマ処理を行うことで、親水性の向上や、適度に表面を荒らすことにより、その後に積層する反射防止層等との密着性を向上させることができる。
【００２６】
この後、ハードコート層にプライマー層が必要に応じて設けられる。プライマー層の形成材料としては、シリコン、ニッケル、クロム、錫、金、銀、白金、亜鉛、チタン、タングステン、アルミニウム、ジルコニウム、パラジウム等の金属、または、これら金属の２種類以上からなる合金、または、これらの酸化物、弗化物、硫化物、窒化物などが挙げられ、これは混合物であってもよい。また、プライマー層は２層以上の構成であってもよい。特に、シリコンを用いたＳｉ、ＳｉＯｘなどのプライマー層は、プライマー層上に金属酸化物からなる高屈折率薄膜層を形成するにあたり優れた効果を発揮する。
【００２７】
プライマー層は、密着性を向上させるために用いる。その厚みは、透明基材フィルム１の透明性を損なわない程度あればよく、好ましくは、物理膜厚で、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。プライマー層は、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法などのドライコーティング方法を用いることが好ましい。
【００２８】
次に、ハードコート層上もしくはプライマー層上に反射防止積層体が形成される。本発明の反射防止フィルムにおいて、反射防止積層体は高屈折率薄膜層と低屈折率薄膜層を交互に少なくとも１層以上積層していればよいが、特に、反射防止積層体を、透明基材フィルム側より順番に、高屈折率薄膜層、低屈折率薄膜層、高屈折率薄膜層、低屈折率薄膜層の４層構成とすることが好ましい。前記４層構成とすることにより、反射率を０％に近い値まで近づけることが可能となる。
【００２９】
高屈折率薄膜層形成材料としては、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム等、あるいは、それらの混合物を用いることができる。特に、酸化ニオブや酸化チタンが広く用いられている。中でも、スパッタリング法により高屈折率薄膜層を形成するにあたっては、その薄膜中のピンホールの少なさから、酸化ニオブが適している。
【００３０】
低屈折率薄膜層形成材料としては、酸化シリコン、窒化チタン、弗化マグネシウム、弗化バリウム、弗化カルシウム、弗化ハフニウム、弗化ランタン等の低屈折率材料を用いることができる。これらの中で特に、その光学特性、機械強度、成膜適性、コストなどの観点から、低屈折率薄膜層形成材料としては酸化シリコンがもっとも適している。
【００３１】
反射防止積層体は、スパッタリング法、蒸着法、化学蒸着（ＣＶＤ）法などのドライコーティング方法で形成できる。これらのうち、スパッタリング法は、緻密な膜の形成が可能であり、耐擦傷性などに代表される機械特性に優れた反射防止積層体とすることができる。スパッタリング法の中でも、従来のスパッタリング法の低成膜速度を大きく改善した反応性スパッタリング法を好適に用いることができる。反応性スパッタリング法とは反応性ガスを導入しスパッタリングをおこなう方法である。反応性スパッタリング法を用いた方法として、低屈折率薄膜層として酸化シリコン薄膜を形成する場合において、シリコンターゲットを利用し、併せて反応性ガスとして酸素ガスを導入し、酸化シリコン薄膜を成膜するという方法が例示できる。
【００３２】
本発明にあっては、スパッタリング法により反射防止積層体を形成するにあたり成膜圧力を制御し、反射防止積層体の膜質をコントロールすることにより、十分な機械強度と柔軟性を併せ持つ反射防止フィルム容易に得ることができる。スパッタリング法を用いることにより、耐擦傷性等の機械特性に優れた反射防止積層体とすることができるが、得られた反射防止フィルムは柔軟性に乏しいものであった。本発明者らは、スパッタリング法において成膜圧力を制御することにより、スパッタリング法で形成される膜の特徴である機械特性を維持したまま、柔軟性をあわせもつ反射防止フィルムとすることができることを見出した。
【００３３】
本発明の反射防止フィルムにあっては、必要に応じて、反射防止積層体上の最表面に防汚層を設けることができる。防汚層を設けることにより、表面に汚れが付きにくく、更に、汚れが付いた場合でも拭き取り性能を有する反射防止フィルムとすることができる。防汚層は、反応性官能基と結合している珪素原子を１つ以上有するフッ素含有珪素化合物から得られた層、もしくはシロキサン結合を主鎖とした有機珪素化合物から得られた層、または、その両方から得られた層である。反応性官能基とは、最も外側の酸化シリコン等の低屈折率薄膜層と反応し、結合しうる基を意味する。防汚層は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、プラズマ重合法等の真空ドライプロセスの他、マイクログラビア法、スクリーンコート法、ディップコート法等のウェットプロセスにより形成できる。防汚層の膜厚は、１〜３０ｎｍ程度であり、好ましくは３〜１５ｎｍ程度である。防汚層表面における純水の接触角は、防水および防汚性の観点から、９０゜以上であることが反射防止膜の防汚性能上好ましい。
【００３４】
本発明の反射防止フィルムは、反射防止積層体形成面と反対側の面に偏光層、透明基材フィルムを設けることにより偏光板とすることができる。このとき、偏光層としては、ヨウ素により染色したポリビニルアルコールフィルムを用いることができる。また、もう一方の透明基材フィルムとしては、トリアセチルセルロースを好適に用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例を用いて説明する。
［実施例１］
透明基材フィルムには層厚（ｔ１）８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを用い、その上に、紫外線硬化型アクリル系樹脂を塗布し、乾燥・紫外線硬化させて層厚（ｔ２）５μｍのハードコート層を設けた。その後、ハードコート層上の表面処理として、プラズマ処理をおこなった。その後、プライマー層として、スパッタリング法により５ｎｍ程度のシリコン層を設けた。その後、反応性スパッタリング法により、反射防止積層体を作製した。低屈折率酸化物薄膜には、酸化シリコンを用いた。高屈折率酸化物薄膜には、酸化ニオブを用いた。反射防止積層体の層構成としては、ハードコート層に近いほうから、酸化ニオブ（２０ｎｍ）／酸化シリコン（２０ｎｍ）／酸化ニオブ（１０５ｎｍ）／酸化シリコン（９０ｎｍ）の順とした。
【００３６】
このとき、成膜時の装置排気能力およびガス導入量のコントロールにより成膜圧力を０．８Ｐａとし、反射防止積層体を成膜した。得られた反射防止フィルムの（ｔ１＋ｔ２）／ｒは０．２４３となり、柔軟性の高い反射防止フィルムとなった。また、機械的強度を確かめるため、スチールウール＃００００を擦傷試験機に固定し、３００ｇｆの荷重をかけて、１０往復の擦傷試験を各サンプルに対しておこない、サンプルの磨耗状態（傷本数）を目視で観察したところ、キズは付かず良好な結果となった。すなわち、柔軟性と機械的強度とをバランスよく併せ持つ反射防止フィルムとすることができた。
【００３７】
［比較例１］
透明基材フィルムには層厚（ｔ１）８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを用い、その上に、紫外線硬化型アクリル系樹脂を塗布し、乾燥・紫外線硬化させて層厚（ｔ２）５μｍのハードコート層を設けた。その後、ハードコート層上の表面処理として、プラズマ処理をおこなった。その後、プライマー層として、スパッタリング法により５ｎｍ程度のシリコン層を設けた。その後、反応性スパッタリング法により、反射防止積層体を作製した。低屈折率酸化物薄膜には、酸化シリコンを用いた。高屈折率酸化物薄膜には、酸化ニオブを用いた。反射防止積層体の層構成としては、ハードコート層２に近いほうから、酸化ニオブ（２０ｎｍ）／酸化シリコン（２０ｎｍ）／酸化ニオブ（１０５ｎｍ）／酸化シリコン（９０ｎｍ）の順とした。
【００３８】
このとき、反射防止積層体の成膜時の成膜圧力を従来の一般的なものである０．３Ｐａとして作製したところ、フィルムを曲げたときのクラック発生特性（ｔ１＋ｔ２）／ｒが０．１８９となった。つまり、柔軟性の低い反射防止フィルムが作製された。機械的強度を確かめるため、スチールウール＃００００を擦傷試験機に固定し、３００ｇｆの荷重をかけて、１０往復の擦傷試験を各サンプルに対して行い、サンプルの磨耗状態（傷本数）を目視で観察したところ、従来同様キズは付かず良好な結果となった。
【００３９】
前記実施例および比較例の結果、本発明の実施例は、比較例と比べ、機械的強度と柔軟性とをバランスよく両立できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明の反射防止フィルムの断面模式図である。
【図２】図２は最大半径ｒを測定するための説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      透明基材フィルム
２      ハードコート層
３      反射防止積層体
４      低屈折率薄膜層
５      高屈折率薄膜層
６      低屈折率薄膜層
７      高屈折率薄膜層
８      プライマー層
９      防汚層
１０    反射防止フィルム
１１    円柱状の棒
ｔ１      透明基材フィルムの層厚
ｔ２      ハードコート層の層厚
【図１】
2009075325.tif 000003
【図２】
2009075325.tif 000004