特許第5992185号(P5992185)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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  • 特許5992185-反射防止シート 図000004
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5992185
(24)【登録日】2016年8月26日
(45)【発行日】2016年9月14日
(54)【発明の名称】反射防止シート
(51)【国際特許分類】
   G02B 1/111 20150101AFI20160901BHJP
   G02B 1/14 20150101ALI20160901BHJP
   G02B 1/18 20150101ALI20160901BHJP
   B32B 7/02 20060101ALI20160901BHJP
   G09F 9/00 20060101ALI20160901BHJP
【FI】
   G02B1/111
   G02B1/14
   G02B1/18
   B32B7/02 103
   G09F9/00 313
【請求項の数】2
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2012-59264(P2012-59264)
(22)【出願日】2012年3月15日
(65)【公開番号】特開2013-195456(P2013-195456A)
(43)【公開日】2013年9月30日
【審査請求日】2015年2月5日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001339
【氏名又は名称】グンゼ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】伊東 晋
【審査官】 池田 博一
(56)【参考文献】
【文献】 特開2006−039007(JP,A)
【文献】 特開2009−237551(JP,A)
【文献】 特開2006−215542(JP,A)
【文献】 特開2007−327986(JP,A)
【文献】 国際公開第2007/102514(WO,A1)
【文献】 特開2012−215790(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 1/111
B32B 7/02
G02B 1/14
G02B 1/18
G09F 9/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方に形成されたハードコート層と、
前記ハードコート層よりも低い屈折率のオルガノポリシロキサンを含む第一低屈折率層と、
前記第一低屈折率層上にあり
前記ハードコート層よりも低い屈折率の酸化珪素からなる第二低屈折率層とを有し、
前記第一低屈折率層の膜厚が40nm〜100nmであり、前記第二低屈折率層の膜厚が10nm〜40nmであり、
前記第一低屈折率層の膜厚が、前記第二低屈折率層の膜厚よりも厚く、
前記第二低屈折率層の表面に、シランカップリング基を有するフッ素系滑剤を主な成分とする滑剤層が形成され、
荷重400g/cm2のスチールウール摺動耐久性が、往復100回以上であることを特徴とする反射防止シート。
【請求項2】
前記第一低屈折率層と前記第二低屈折率層とを合わせた全体の膜厚が、80〜110nmであることを特徴とする請求項1記載の反射防止シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主にディスプレイの表面に設ける反射防止シートに関し、特に、反射防止シート表面の耐擦傷性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【0002】
反射防止膜は、陰極管表示装置(CRT)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、液晶表示装置(LCD)、プロジェクションディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイ(ELD)等の様々な表示装置、タッチパネル、光学レンズ、眼鏡レンズ、フォトリソグラフィープロセスにおける反射防止処理、太陽電池パネル表面の反射防止処理等の様々な分野で利用されている。
【0003】
このような反射防止シートとしては、透明支持体上に無機化合物の透明薄膜を積層させた多層反射防止シートが従来から用いられている。例えば、特許文献1、2及び3には、無機化合物の透明薄膜を乾式法により形成し、積層する方法が開示されている。乾式法としては、真空蒸着、スパッタ法、CVD法等をあげることができる。
【0004】
また、乾式法に代えて、湿式法により反射防止膜を形成する方法が提案されている。特許文献4、5及び6には、湿式法により、透明支持体上に、低屈折率層、高屈折率層、中屈折率層の各層の形成材料成分の、光学的機能層を塗布により形成し、反射防止膜を形成する方法が開示されている。モノマーを塗布する工程と、モノマーを重合させてポリマー形成する工程を繰り返すことで各光学的機能層を順次形成する。
【0005】
さらに、特許文献7、8、9及び10には、屈折率の異なる二つ以上の構成層を、乾式法と湿式法を組み合わせて形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開昭61−245449号
【特許文献2】特開昭62−178901号
【特許文献3】特開平9−197103号
【特許文献4】特開平2−245702号
【特許文献5】特開平5−13021号
【特許文献6】特開平8−110401号
【特許文献7】特開平7−333404号
【特許文献8】特開平11−2995503号
【特許文献9】特開2004−198902号
【特許文献10】特開2001−337202号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1、2及び3に開示された乾式法による無機化合物の多層蒸着膜は、反射防止シートとしては優れた光学特性を有しているが、基材サイズの限定や処理時間を有するため、生産性が低く大量生産には適していないという問題があった。また、特許文献4、5及び6に開示された、湿式法により反射防止シートを形成する方法は、製造が容易で生産性が高いとの特徴があるが、乾式法で製造した反射防止シートよりも光学特性、耐擦傷性が低いという問題があった。さらに、特許文献7、8、9、及び10に開示された、乾式法と湿式法を組み合わせて形成する多層構成も、乾式法により形成された層が光学特性を示すためには、100nm程度の層厚が必要であるため、生産性が依然として低いという問題があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、低屈折率層が湿式法と乾式法の極めて単純な2層構造より構成されるが、乾式法により形成された層が従来のおよそ半分以下の膜厚であるので、生産性が向上され、更に良好な光学特性及び耐擦傷性を示す反射防止シートの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記問題を解決するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方にハードコート層と、湿式法により形成された前記ハードコート層よりも低い屈折率の第一低屈折率層と、乾式法により形成された前記ハードコート層よりも低い屈折率の第二低屈折率層とを有することを特徴とする反射防止シートである。
【0009】
上記反射防止シートは、第一低屈折率層がオルガノポリシロキサンを含み、第二低屈折率層が酸化珪素から構成されることが好ましい。
【0010】
ここで、第一低屈折率層と第二低屈折率層とを合わせた全体の低屈折率層の膜厚が、80nm〜110nmに設定することが望ましい。更に前記第一低屈折率層の厚みは40nm〜100nm以下に設定し、前記第二低屈折率層の厚みを10nm〜40nmに設定すると反射防止特性及び耐擦傷性効果の両方について優れた特性が得られるので好適である。
【0011】
また、本反射防止シートは、第二低屈折率層の表面に、シランカップリング基を有するフッ素系滑剤を主な成分とする滑剤層を形成することもできる。
【0012】
本発明の反射防止シートは、透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方に、湿式法により形成された前記透明基板よりも低い屈折率の第一低屈折率層と、乾式法により形成された前記透明基板よりも低い屈折率の第二低屈折率層とを有する構成とすることもできる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、低屈折率層が湿式法と乾式法の極めて簡単な2層構造より構成され、乾式法により形成された層が従来のおよそ半分以下の膜厚とすることで、生産性が向上され、光学特性及び耐擦傷性に優れた反射防止シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】実施例1における反射防止シートの積層構造を示す断面図である。
図2】実施例1と比較例1と比較例3の5°正反射スペクトル図である。
図3】比較例2と比較例4の5°正反射スペクトル図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1は、本発明における好ましい態様の反射防止シートの断面を図解的に示す図である。図1において、反射防止シート1は、透明基板2の一方に形成されたハードコート層3と、湿式法により形成された前記ハードコート層3よりも低い屈折率の第一低屈折率層4と、乾式法により形成された前記ハードコート層3よりも低い屈折率の第二低屈折率層5の2層よりなる低屈折率層7より構成されている。第一低屈折率層4がオルガノポリシロキサンを含み、第二低屈折率層5が酸化珪素から構成されていることが好ましい。第二低屈折率層5の表面にシランカップリング基を有するフッ素系化合物を主な成分とする滑剤層6を形成することもできる。
以下に、本発明の反射防止シート1の層形成方法の各工程において用いる種々の原料について詳細に説明を行い、その後、それら原料を用いた本発明の反射防止シート1の層形成について、各工程毎に詳細な説明を行う。
【0016】
[透明基板]
本発明に用いられる透明基板2は、透明有機高分子材料を用いることが好ましい。透明有機高分子材料は、透明性に優れる熱可塑性または熱硬化性の有機高分子化合物をフィルムとしたものを用いる事ができる。この有機高分子化合物としては、透明な有機高分子であれば特に限定されないが、優れた反射防止性能をしめすためには透明基板2の透過率は80%以上、さらには86%以上であることが好ましく、ヘイズは、2.0%以下、さらには1.0%以下であることが好ましく、屈折率は1.4〜1.7であることが好ましい。
具体的には、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリジアリルフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアクリレート樹脂、アクリル樹脂、アクリルシロキサン樹脂、セルロースアセテート樹脂、ポリオレフィン、環状オレフィン等をあげることができる。
【0017】
これらはホモポリマー、コポリマーとして、あるいは単独またはブレンドとしても使用して良い。
【0018】
透明基板2に、直接第一低屈折率層4を設けても良いが、透明基板2上にハードコート層3を設けた方が所望の硬度が得られ、好ましい。
【0019】
[ハードコート層]
透明基板2と第一低屈折層4の間には、ハードコート層3が設けられていることが好ましい。ハードコート層3は、主に反射防止シート1に所望の硬さを付与するために設けられる、透明性を有し、適度な硬度を有する層である。
【0020】
ハードコート層3は、紫外線硬化型のアクリル樹脂の硬化物、電子線硬化型のアクリル樹脂の硬化物、または熱硬化型のゾル・ゲルからなる硬化物からなる。ハードコート層3の厚みは1μm〜20μm、好ましくは2μm〜10μmである。ハードコート層3に、平均粒子径0.01〜3μmの透明な無機あるいは有機の微粒子を混合分散させてもよい。この場合、ハードコート層3に含有される微粒子の含有量は、好ましくは5〜70重量%である。これによりアンチグレアと呼ばれる光拡散処理を施すことができる。微粒子は透明であることが好ましい。微粒子に無機微粒子を用いる場合、その表面には有機官能基による表面処理を行ってもよい。
【0021】
ハードコート層3の硬度としては鉛筆硬度で2H以上であることが実用上好ましい。ハードコート層3は、透明基板2に直接接して設けてもよく、透明基板2との密着性を向上するための層を介して透明基板2のうえに設けてもよい。ハードコート層3を形成するにあたっては、表面を平滑にしてもよい。
【0022】
[低屈折率層]
低屈折率層7とは、透明基板2または、透明基板2上に設けられたハードコート層3よりも屈折率が低い層のことであり、本発明における低屈折率層7は、基板側から湿式法で形成された第一低屈折率層4と、第一低屈折率層4の上に乾式法により設けられた第二低屈折率層5からなる二層構造である。
【0023】
ここで、低屈折率層7の全体の膜厚はフレネルの計算式nd=λ/4(nは低屈折率層7の屈折率、dは低屈折率層7の膜厚、λは入射光の波長)より、入射光550nm波長において低屈折率層7の屈折率が1.5前後の場合、膜厚を1/4波長、すなわち膜厚を100nm前後にすると最適膜厚になり、膜表面からの反射光と膜−基板界面からの反射光が互いに相殺的に干渉させ、振幅を打ち消しあって反射率が低減する。本発明の低屈折率層7は、反射防止特性が得られれば特に膜厚は限定されないが、低屈折率層7全体の膜厚を70nm〜130nmにするのが好ましく、80nm〜110nmにすることがさらに好ましい。
【0024】
[第一低屈折率層]
本発明における第一低屈折率層4は透明基板2または、透明基板2上に設けられたハードコート層3よりも屈折率が低い層であり、オルガノシロキサンを加水分解して調整されたゾルを湿式法により塗布した後、加熱硬化により形成されたオルガノポリシロキサンからなる層である。
【0025】
オルガノポリシロキサンからなる層は、オルガノシロキサンを出発原料として湿式法に従い加水分解および脱水重縮合によりえられた層であり、シロキサン(Si−O)骨格に基づく三次元網目構造のポリマーネットワークをなすように構成されている。
【0026】
具体的には、ジエチルジエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシランなどの有機シラン材料の一部加水分解、脱水縮合させたものと、これに所定容量のフルオロシラン化合物あるいはメチル基、エチル基等を有するオルガノシラン材料(オルガノシロキサン材料)を用意する。この材料に対し、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系有機溶媒、水、塩酸を配合させ、ゾルとして調整したものを塗料とする。
【0027】
この塗料をゾル・ゲル法に基づき、バーコート法やグラビアコート法などのコーティングで所定の最終膜厚となるように塗布する。塗布した塗料を乾燥させると第一低屈折率層4が得られる。
或いは、オルガノシランシロキサンを出発原料とし、SiO成分を分散させてゾルとしたものを塗料とする。この塗料をゾル・ゲル法に基づき塗布・乾燥させることにより、オルガノポリシロキサンからなる第一低屈折率層4を形成する。この方法で得られる第一低屈折率層4は、バルクSiOの屈折率(1.46)よりも一般に低くなる。
【0028】
第一低屈折率層4の膜厚は特に限定はされないが、第一低屈折率層4の膜厚が薄いと第二低屈折率層5の膜厚を厚くする必要があるため生産性が悪くなり、また第一低屈折率層4の膜厚が厚くても第二低屈折率層5の膜厚を薄くする必要があるため十分な耐擦傷性を得ることが難しい。そこで、第一低屈折率層4の膜厚は、40nm〜100nmであることが好ましい。
【0029】
[第二低屈折率層]
本発明における第二低屈折率層5は透明基板2または、透明基板2上に設けられたハードコート層3よりも屈折率が低い層であり、乾式法を用いて形成することが好ましい。この乾式法によれば、湿式法に比べ、ナノスケールオーダでの膜厚制御が可能であり、成膜の密着性、均一性が良い等の利点がある。特に密着性においては、湿式法による場合は、接する他の層の濡れ性に依存する事が多く、他の層の材料によっては十分に密着性が得られない場合もある。しかし、乾式法を用いた場合は、比較的他の層の濡れ性に関わらず高い密着性を得る事が出来る。
【0030】
具体的に、第二低屈折率層5の材料としては、酸化珪素、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム等があげられるが、特に酸化珪素が好ましい。酸化珪素は第一低屈折率層4のオルガノポリシロキサンとも高い密着性を示し、さらに、第二低屈折率層5上の最表面に滑剤層6を設けるが、酸化珪素は他の材料よりもシランカップリング基を有するフッ素化合物を含む滑剤層6と高い密着性を示すからである。第二低屈折率層5を形成する方法としては特に限定されないが、例えば、真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法などの真空成膜プロセスを用いることができるが、特に密着性の面からスパッタリング法が好ましい。
【0031】
第二低屈折率層5の膜厚は、低屈折率層7の最表面に形成されるため、反射防止性を得られる膜厚であることに加え、耐擦傷性を示す膜厚でなければならない。反射防止性、耐擦傷性を得られる膜厚であれば限定されないが、第二低屈折率層5の膜厚は、10nm〜40nmであることが好ましい。
【0032】
[滑剤層]
低屈折率層7は、単層、多層構造にした場合であっても、反射防止膜の最表面に設けられる。そのため、低屈折率層7を汚れから保護し、耐擦傷性を向上させるために、本発明の反射防止シート1は、最表層に滑剤層6が設けられていることが好ましい。
【0033】
本発明に好ましい滑剤層6は、フッ素含有シラン化合物を滑剤コート層形成用組成物に含有することが好ましく、フルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物溶液をコーティングして作製する。特に、フッ素含有シラン化合物がポリシラザンもしくはアルコキシシランであることが好ましい。
【0034】
また、前記フルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物のなかでも、シラン化合物中のフルオロアルキル基が、Si原子1つに対し、1つ以下の割合でSi原子と結合されており、残りは加水分解性基もしくはシロキサン結合基であるシラン化合物が好ましい。
【0035】
ここでいう加水分解性の基としては、例えばアルコキシ基等の基であり、加水分解によりヒドロキシル基となり、それにより前記シラン化合物は重縮合物を形成する。
【0036】
例えば、上記シラン化合物は水と(必要なら酸触媒の存在下)、副生するアルコールを留去しながら、通常、室温〜100℃の範囲で反応させる。これによりアルコキシシランは(部分的に)加水分解し、一部縮合反応が起こり、ヒドロキシル基を有する加水分解物として得ることができる。加水分解、縮合の程度は、反応させる水の量により適宜調節することができるが、本発明においては、滑剤層6に用いるシラン化合物溶液に積極的には水を添加せず、調製後、主として乾燥時に、空気中の水分等により加水分解反応を起こさせるため溶液の固形分濃度を薄く希釈して用いることが好ましい。
【0037】
好ましくは、滑剤層形成用組成物において、前記フルオロアルキル基を有するシラン化合物は下記一般式(1)で表され、かつ該シラン化合物の濃度を0.01〜5質量%に希釈した溶液として用いることができる。
【0038】
一般式(1) CF3(CF2)m(CH2)n−Si−(ORa)3
ここにおいて、mは1〜10の整数。nは0〜10の整数。Raは同一もしくは異なるアルキル基を表す。
【0039】
前記一般式(1)で表される化合物中、Raは炭素原子数3つ以下であり炭素と水素のみからなるアルキル基、例えば、メチル、エチル、イソプロピル等の基が好ましい。
【0040】
これら本発明において好ましく用いられるフルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物としては、CF3(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CH2)2Si(OC4H9)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC3H7)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)2OC3H7、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OC2H5)2、CF3(CF2)7(CH2)2SiCH3(OC3H7)2、(CF3)2CF(CF2)8(CH2)2Si(OCH3)3、C7F15CONH(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17SO2NH(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17(CH2)2OCONH(CH2)3Si(OCH3)3、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(C2H5)(OCH3)2、CF3(CF2)7(CH2)2Si(C2H5)(OC3H7)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)5(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)5(CH2)2Si(CH3)(OC3H7)2、CF3(CF2)2O(CF2)3(CH2)2Si(OC3H7)、C7F15CH2O(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17SO2O(CH2)3Si(OC2H5)3、C8F17(CH2)2OCHO(CH2)3Si(OCH3)3などがあげられるが、この限りでない。
【0041】
上記フッ素系シラン化合物としては、例えば信越化学工業株式会社製KP801M、ダイキン工業株式会社製オプツールDSX、フロロテクノロジー株式会社製FG5010などがあげられる。
【0042】
以下に実施例を揚げて本発明の具体的な態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【0043】
(実施例1)
[透明基板2]
透明基板2として、厚さ188μm、幅300mmのPETフィルム(東洋紡績株式会社製「コスモシャイン A4300」)を用意する。
【0044】
[ハードコート層3の形成]
JSR株式会社製Z7410E(屈折率 1.75)をテスター産業株式会社製SA-203 バーコーターROD No.10で透明基板2に塗布形成後、80℃2分にて有機溶媒を揮発させた。次に、高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射することで約5μmのハードコート層3を形成した。
【0045】
[第一低屈折率層4の形成]
ハードコート層3上にパナソニック株式会社製「エアロセラ」 (屈折率 1.36)をテスター産業株式会社製SA-203 バーコーターROD No.4で塗布形成後、140℃30分間有機溶媒を揮発し、熱硬化反応を促進させ、80nmの第一低屈折率層4を形成した。
【0046】
[第二低屈折率層5の形成]
成膜装置内部に、成膜対象のシートを載置する。装置内部を十分に減圧した後にアルゴンガスと酸素ガスを導入し、ターゲットにSi材料を用いてスパッタリングを実施した。これにより第一低屈折率層4の上に、厚さ10nm、20nm、30nmの酸化珪素膜を成膜し、第二低屈折率層5を形成した。
【0047】
[滑剤層6の形成]
ダイキン工業株式会社製「オプツールTMDSX」を、パーフルオロヘキサンを用い、濃度を0.1重量%に希釈する。次に、この塗料を第二低屈折率層5の酸化珪素膜表面にテスター産業株式会社製SA-203 バーコーターROD No.4にて塗布して120℃5分間乾燥することで、最終厚み約2nmの滑剤層6を得る。
上記の作製工程を得て、透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4/第二低屈折率層5/滑剤層6の4層からなる反射防止シート1を作製した。
【0048】
(比較例1)
実施例1の反射防止シート1の製造方法とほぼ同じであるが、第二低屈折率層5の酸化珪素膜の厚みを40nmとした反射防止シート1を作製して、比較例1の反射防止シート1とした。
【0049】
(比較例2)
実施例1の反射防止シート1の製造方法とほぼ同じであるが、第二低屈折率層5、滑剤層6の作製過程を省略した、透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4の2層からなる反射防止シート1を作製して、比較例2の反射防止シート1とした。
【0050】
(比較例3)
実施例1の反射防止シート1の製造方法とほぼ同じであるが、第二低屈折率層5の作製過程を省略した、透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4/滑剤層6の3層からなる反射防止シート1を作製して、比較例3の反射防止シート1とした。
【0051】
(比較例4)
実施例1の反射防止シート1の製造方法とほぼ同じであるが、滑剤層6の作製過程を省略した、透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4/第二低屈折率層5の3層構造からなる反射防止シート1を作製して比較例4の反射防止シート1とした。
【0052】
[耐擦傷性の評価]
実施例1と、比較例1、2、3、4の反射防止シート1について、摺動試験機を用いて、以下の条件で反射防止シート表層のこすりテストを行った。
こすり材:試料と接触するテスターのこすり先端部(1cm×2cm)にスチールウール(日本スチールウール株式会社製、No.0000)を巻いて、動かないようバンド固定した。
移動距離(片道):7cm、こすり速度:14cm/秒、荷重:400g/cm2、先端部接触面積:1cm×2cm、こすり往復回数:0往復〜1000往復
反射光で目視観察して、こすり部分の傷を、以下の基準で評価した。
○:非常に注意深く確認しても、全く傷が見えない。
△:注意深く確認すると、傷が見える。
×:明らかな傷が確認できる。
その実験結果を表1に示す。
【表1】
【0053】
表1に示す結果により、実施例1の反射防止シート1(透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4/第二低屈折率層5/滑剤層6)は、4層を形成することで耐擦傷性の耐久性が向上することが確認できた。比較例2、3の反射防止シート1の結果より、第二低屈折率層5を設けない場合は、最表面層の滑剤層6の有無に関わらず耐擦傷性を得ることができなかった。また、比較例4の反射防止シート1の結果より、第二低屈折率層5を設けた場合でも、最表面に滑剤層6が無いと耐擦傷性が得られないことが確認できた。
この結果より、スパッタリングにより形成された第二低屈折率層5の酸化珪素層と、酸化珪素層と密着性の良い滑剤層6、すなわち第二低屈折率層5と滑剤層6の2層を第一低屈折率層4の上に形成することにより、耐擦傷性の耐久性が向上する。
【0054】
また、実施例1の反射防止シート1の第二低屈折率層5(酸化珪素層)の膜厚検討の結果より、膜厚は10nm以上の膜厚にすることで効果が期待できる。好ましくは20nm以上とすることで、より一層の効果が期待できる。
第二低屈折率層5(酸化珪素層)の膜厚が30nm以上になると、耐擦傷性の違いが生じ難くなる。反射防止の機能は、低屈折率層7の膜厚が100nmよりも厚くなりすぎると、反射防止特性の性能が低下してしまい、膜厚を薄くすることが必要である。そのため、第二低屈折率層5の膜厚は40nm以下が好ましい。
【0055】
<第二低屈折率層5の膜厚違いによる反射防止特性の評価>
第二低屈折層5の膜厚の違いによる反射防止特性を評価するために、実施例1の反射防止シート1(透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4/第二低屈折率層5/滑剤層6)、比較例1の反射防止シート1(透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4/第二低屈折率層5/滑剤層6)、比較例3の反射防止シート1(透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4/滑剤層6)について、裏側の反射を遮るためにサンドペーパーで荒らした後、日本分光株式会社製紫外可視近赤外分光光度計V-670により5°正反射スペクトルの測定を行った。その結果を図2に示す。
【0056】
図2に示す結果により、実施例1の反射防止シート1では第二低屈折率層5(酸化珪素層)の膜厚が10nm、20nmのとき、人間が感知し易い波長550nm付近での可視光反射率を低減できることが分かった。また、これ以外の波長領域でも、ある程度の可視光反射率が抑制されているのが確認できる。第二低屈折率層5(酸化珪素層)の膜厚が30nm、40nmの場合は低屈折率層7の膜厚が110nmと120nmになってしまうため、全体の膜厚が厚くなり、可視域の反射率が高くなる。耐擦傷性を向上させるために、第二低屈折率層5を厚くする場合は、低屈折率層7の膜厚を100nm付近にするように、第一低屈折率層4の膜厚を薄くすることで対応できるが、反射防止機能を得るためには、第二低屈折率層5の膜厚を10nm〜30nmにすることが好ましい。
【0057】
<滑剤層6の有無による反射防止特性の評価>
滑剤層6の有無による反射防止性能を比較するために、比較例2の反射防止シート1(透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4)、比較例4の反射防止シート1(透明基板2/ハードコート層3/第一低屈折率層4/第二低屈折率層5)について、裏側の反射を遮るためサンドペーパーで荒らした後、日本分光株式会社製紫外可視近赤外分光光度計V-670により5°正反射スペクトルの測定を行った。その結果を図3に示す。
【0058】
比較例4の反射防止シート1は、実施例1の反射防止シート層1の構造の最表面の滑剤層6がない構成であり、比較例2の反射防止シート1は、比較例3の反射防止シート層1の構造の最表面の滑剤層6がない構成である。よって、図2図3の結果を比較することにより、滑剤層6の有無による反射防止特性の評価ができる。
【0059】
図2図3の示す結果より、滑剤層6の有無に関わらず、全波長領域でほぼ同じ反射率を示す事が確認できた。滑剤層6は、耐擦傷性を向上させるためには必要な層であるが、反射防止特性にはほとんど影響を与えない層であることが確認できた。滑剤層6の膜厚は、およそ2nm程度であるため、反射防止特性には、ほとんど影響を与えないと考えられる。
【0060】
[視感反射率の評価]
第二低屈折率層5の膜厚違い、滑剤層6の有無による反射防止特性の評価を、更に詳細に行うために、図2図3の結果より、JIS Z8701に基づき視感反射率を計算より求めた。視感反射率は、380nm〜780nmの範囲の反射防止層の反射スペクトルから標準の光Cにおける3刺激値(XYZ)を求め、そのYの値が視感反射率となる。実施例1、比較例1、2、3、4の各反射防止シート1の視感反射率を求め表2に示す。
【表2】
【0061】
視感反射率の結果も、5°正反射スペクトルの結果と同様であった。反射防止特性は、第二低屈折率層5を設けず、第一低屈折率層4のみの場合は、滑剤層6の有無に関わらず高い視感反射率であった。第一低屈折率層4の上に、第二低屈折率層5を設けた場合、滑剤層6の有無の双方のフィルムで、視感反射率の値は低く、更に第二低屈折率層5の厚みが10nm〜30nmでは極めて良好な反射防止特性を示すことが確認できた。このことより、第二低屈折率層5は、反射防止特性を向上させるには必要な層であることが再確認できた。
【0062】
(実施例2)
実施例1の反射防止シート1の製造方法とほぼ同じであるが、低屈折率層7の膜厚を100nmで固定し、第一低屈折率層4、第二低屈折率層5の膜厚を共に変化させて、特性を確認した。
【0063】
[透明基板2]
透明基板2として、厚さ188μm、幅300mmのPETフィルム(東洋紡績株式会社製「コスモシャイン A4300」)を用意する。
【0064】
[ハードコート層3の形成]
JSR株式会社製Z7410E(屈折率 1.75)をテスター産業株式会社製SA-203 バーコーターROD No.10で透明基板2に塗布形成後、80℃にて有機溶媒を揮発させた。次に、高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射することで約5μmのハードコート層3を得る。
【0065】
[第一低屈折率層4の形成]
ハードコート層上にパナソニック株式会社製「エアロセラ」 (屈折率 1.36)をテスター産業株式会社製SA-203 バーコーターROD No.4に塗布形成後、140℃30分間有機溶媒を揮発し、熱硬化反応を促進させ、第一低屈折率層4を、各々40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nmの厚みで作製する。
【0066】
[第二低屈折率層5の形成]
成膜装置内部に、成膜対象のシートを載置する。装置内部を十分に減圧した後にアルゴンガスと酸素ガスを導入し、ターゲットにSi材料を用いてスパッタリングを実施する。これにより第一低屈折率層4の上に、第二低屈折率層5の酸化珪素層を10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm作製し、低屈折率層7全体の膜厚が100nmになるようにした。
【0067】
[滑剤層6の形成]
ダイキン工業株式会社製「オプツールTMDSX」を、パーフルオロヘキサンを用い、濃度を0.1重量%に希釈する。次に、この塗料を酸化珪素膜表面にテスター産業株式会社製SA-203 バーコーターROD No.4にて塗布して120℃5分間乾燥することで、最終厚み約2nmのフッソ系滑剤層6を得る。
【0068】
<耐擦傷性の評価>
耐擦傷性の評価を実施例1の反射防止シート1と同様に行った。耐擦傷性の評価を実施したところ、実施例1の反射防止シート1の結果と同様に、第二低屈折率層5の膜厚が10nm〜60nmにおいては耐擦傷性を示し、20nm〜60nmにおいては、さらに良好な耐擦傷性を示した。
【0069】
[反射防止性能の評価]
反射防止性能の評価を実施例1の反射防止シート1と同様に行った。反射防止特性の評価を実施したところ、実施例1の反射防止シート1の結果と同様に、第二低屈折率層5の膜厚が10nm〜40nmにおいては、反射防止特性を示し、特に10nm〜30nmにおいては、波長550nm付近での可視光反射率をさらに良好に低減できていることが確認できた。
【0070】
以上の実験結果より、従来技術に対する本発明の優位性が確認された。
【産業上の利用可能性】
【0071】
本発明の反射防止シート1は、耐擦傷性を必要とするタッチパネル搭載型ディスプレイ最表面用の反射防止シートとして活用できる。
【符号の説明】
【0072】
1 反射防止シート
2 透明基板
3 ハードコート層
4 第一低屈折率層(湿式法により形成されたオルガノポリシロキサン層)
5 第二低屈折率層(乾式法により形成された酸化珪素層)
6 滑剤層
7 低屈折率層(第一低屈折率層と第二低屈折率層から成る層)
図1
図2
図3