JP2002365402A

JP2002365402A - 反射防止機能を有する光透過性物品およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002365402A
Application number: JP2001174713A
Authority: JP
Inventors: Shuji Naito; 修二内藤; Mikito Nakajima; 幹人中島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】反射防止機能を有する光透過性物品に対して、
実使用に耐えうる優れた耐久性を付与する手法を提供す
ること。【解決手段】インモールド成形法により形成されたハー
ドコート層を有するプラスチック透明基材の表層に多層
反射防止膜が設けられており、該多層反射防止膜のハー
ドコート層側第１層を酸化ジルコニウムを主成分とする
層とすること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射防止機能を有す
るプラスチック光透過性物品に関する。さらに詳しくは
表面反射による映り込みおよびぎらつきが少なく、また
視認性が高いと同時に、耐久性に優れた反射防止機能を
有する光透過物品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年ＣＲＴ、ＬＣＤ、ＰＤＰ等のディス
プレイが発達し、中でもＬＣＤディスプレイを組み込ん
だ携帯電話機は急速に普及している。携帯電話機を屋外
など比較的明るい場所で使用する場合、太陽光や蛍光灯
等の外部光によるディスプレイへの映り込みが問題とさ
れることが増えており、それに伴いディスプレイ表面に
外部光の映り込み防止、すなわち反射防止に対する要求
が強くなってきた。また各表示装置ではフルカラー化が
急速に進んでおり、特に自己発光もしくは外部からの透
過光を利用する液晶表示装置ではディスプレイ表面の透
過率が高いことが重要であり、ディスプレイ表面に反射
防止膜を設けることが広く行われている。かかる反射防
止膜は、一般的には下層よりも屈折率の低い材料を、対
象とする光波長の１／４ないしはその奇数倍分の光学膜
厚で表面に設けるものである。この反射防止膜の製造方
法としては、フッ化マグネシウムやシリカ等の材料を蒸
着法やスパッタリング法により設ける、これらの材料を
分散した塗液を塗工する、フッ素系の高分子膜を蒸着や
塗工で形成する等が用いられている。

【０００３】一方、携帯電話表示部ウィンドウカバー
は、一般にアクリル、ポリカーボネート等の基材が用い
られており、ハードコート、ロゴ印刷等の表面処理が施
されている。その表面処理方法として基材の射出成形と
同時に印刷層、ハードコート層等を含む多層構造からな
るフィルムを基材表面に転写・接着させるインモールド
成形法が広く行われている。このような表面処理が施さ
れた携帯電話ウィンドウカバー表面に前記反射防止膜を
処理した場合には密着性が不十分であった。すなわちイ
ンモールド成形法ではフィルム表面は射出成形金型から
の離型性を得るために剥離層が設けられており、またハ
ードコート層を含むフィルムは基材形状への追随性が必
要で射出成形後の加工性の点からアクリル系ハードコー
トを使用した紫外線硬化型によるものが主流であること
から反射防止膜との密着性が著しく悪いと考えられる。
これに対し、ハードコート層としてシリコン−アクリル
系紫外線硬化型ハードコートを用いる手法も考えられる
が、反射防止膜密着性は前記アクリル系ハードコートを
使用した紫外線硬化型によるものに比べれば向上するも
のの、密着性にばらつきが大きく、実使用に耐えうるレ
ベルではなかった。

【０００４】このようにインモールド成形法により製造
された携帯電話ウィンドウカバー表面に反射防止膜を処
理した場合、密着性が不十分またはばらつきが大きく、
実使用に耐えうるレベルへの密着性向上かつ安定化が強
く望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は反射防止機能
を有する光透過性物品に対して、実使用に耐えうる優れ
た耐久性を付与する手法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するべく
本発明者らは鋭意研究を続けた結果、プラスチック透明
基材の片面または両面にインモールド成形法により形成
されたハードコート層があり、その表層に多層反射防止
膜が設けられており、該多層反射防止膜のハードコート
層側第１層を酸化ジルコニウムを主成分とする層とする
ことにより、優れた耐久性が得られることを見出し、本
発明を完成させるに至った。

【０００７】すなわち本発明の光透過性物品の製造方法
は、プラスチック透明基材の片面または両面にハードコ
ート層を有し、さらにその表層に多層反射防止膜が設け
られている光透過性物品において、該多層反射防止膜の
ハードコート層側第１層が酸化ジルコニウムを主成分と
する層であることを特徴とする。

【０００８】また、前記ハードコート層がインモールド
成形法により形成されていることを特徴とする。

【０００９】また、前記プラスチック透明基材がポリメ
チルメタクリレートであることを特徴とする。

【００１０】本発明の反射防止機能を有する光透過性物
品は、前記光透過性物品の製造方法により製造されるこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明において、プラスチック透明基材上
に耐擦傷性を有するハードコート層を設けることがまず
必要である。ここでプラスチックとは、公知のいかなる
ものであってもよく、透明基材とは光が透過し得るもの
であればいかなるものであってもよいが、加工性、コス
ト等の点からポリメチルメタクリレートが好ましい。

【００１２】次にハードコート層のプラスチック透明基
材への加工方法としては、インモールド成形法が好まし
い。インモールド成形法は特公平６−６６３２、６−１
１６００、特許公報第２６０９１８８号、第２５３８４
７９号等に記載されている手法で、あらかじめ印刷層、
ハードコート層、剥離層等が設けられているポリエステ
ル、ポリアミド等のフィルムを金型へ送り込み、射出成
形と同時にフィルムの転写・接着を行うものである。こ
こで耐擦傷性を有するハードコート層とは、ポリオルガ
ノシロキサン、シリカ、アルミナなどの硬度の高いコー
ティング層、またはアクリル成分を含む層をいう。この
うち無機酸化微粒子、シランカップリング剤、多官能
（メタ）アクリル化合物のうち少なくとも一つ以上を含
むことが好ましい。まず無機酸化微粒子は、反射防止膜
との密着性、被膜の耐摩耗性、耐久性に重要な成分であ
り、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化
セリウム等が用いられる。ハードコート層の製造時には
無機酸化微粒子を水、アルコール系、セロソルブ系分散
媒に分散させたものを用い、周知の方法で製造・市販さ
れているものである。次に有機ケイ素化合物は、プラス
チック透明基材および反射防止膜双方との密着性に不可
欠な成分であり、メチルトリメトキシラン、メチルトリ
エトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン等のケイ素化合
物が用いられる。ハードコート層の製造時には水とアル
コール系混合溶媒中で酸の存在下加水分解を行わせるも
ので、周知の方法で製造・市販されているものである。
また多官能（メタ）アクリル化合物はプラスチック透明
基材との密着性に不可欠な成分であり、ジペンタエリス
リトールペンタ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリ
トールヘキサ（メタ）アクリレート等、メタクリル酸等
のアクリル化合物とペンタエリスリトール、グリセリン
等のエステル化合物縮合体である。ハードコート層の製
造時には可溶な溶媒中重合開始剤の存在下架橋反応を行
わせるもので、周知の方法で製造・市販されているもの
である。上記成分を含む組成物を用いてハードコート層
を製造する際、硬化方式として熱または紫外線どちらを
選択しても良く、また双方併用してもよい。但し、硬化
方式によりコーティング組成物中に適当な重合開始剤を
添加する必要がある。重合開始剤としては熱硬化型では
アルミニウム、鉄等の金属キレート化合物、過塩素酸マ
グネシウム、過塩素酸アンモニウム等の過塩素酸化物、
その他無水カルボン酸類、アミン類等が挙げられる。紫
外線硬化型ではベンゾフェノン系、ジアセチル系等のカ
ルボン酸化合物類、アゾビスイソブチロニトリル系、ア
ゾジベンゾイル系等のアゾ化合物類、ジ−ｔ−ブチルパ
ーオキサイド系、ジベンゾイルパーオキサイド系等の過
酸化物類等が挙げられる。このうちハードコート層を含
むフィルムは基材形状への追随性が必要であり、射出成
形後にハードコート層の架橋反応を完結させる必要性か
ら紫外線硬化型であることが好ましい。

【００１３】またハードコート層の紫外線による劣化を
防止するために、紫外線吸収剤または酸化防止剤・光安
定剤等を使用することは効果的である。紫外線吸収剤ま
たは酸化防止剤・光安定剤としては、例えば、サリチル
酸エステル、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール
系、シアノアクリレート系、ニッケル錯塩系、フェノー
ル系、ヒンダードアミン系、およびヒンダードフェノー
ル系の化合物などが使用できる。また、塗布時のユズ肌
やハジキ等のコーティング不良を解消するためには、界
面活性剤・フローコントロール剤を使用することができ
る。中でも、シリコーン系あるいはフッ素系の界面活性
剤が有効である。前記コーティング組成物を用いて、ロ
ールコート、グラビアコート等の手法により塗布し、熱
もしくは紫外線等のエネルギーにより硬化被膜とするこ
とができる。この時ハードコート層の好ましい膜厚は、
１〜１０ミクロン程度である。

【００１４】前述の如くインモールド成形法により形成
されたハードコート層の表層に反射防止膜を処理する。
反射防止膜としては、屈折率の異なる薄膜を積層して得
られる多層膜であり、反射率の低減されるものであれ
ば、無機物でも有機物でも可能である。使用できる無機
物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウム、酸化チタニウム、酸化セリウム、酸化ハフニ
ウム、フッ化マグネシウム等の酸化物あるいはフッ化物
が挙げられ、フッ化マグネシウムやシリカ等の材料を真
空蒸着法やスパッタリング法により設けるＰＶＤ法、こ
れらの材料を分散した塗液を塗工する湿式法、フッ素系
の高分子膜を蒸着や塗工で形成する手法等が用いられて
いる。このうち被膜の硬度および外観性等の点から真空
蒸着法が好ましい。また真空蒸着法ではイオンビームア
シストなどの手法も適宜併用することができる。

【００１５】この真空蒸着法により第１層として、酸化
ジルコニウムを主成分とする層を設ける。酸化ジルコニ
ウムを主成分とする層は、下のハードコート層と上の第
２層の双方に対し、バインダーとして密着強度を向上さ
せる効果を発揮すると同時に、例えば第２層を二酸化ケ
イ素を主成分とする層とした場合には第１層と第２層組
み合わせて等価膜とすることにより、第３層、第４層と
比べて中屈折率の層とするためである。

【００１６】次に第２層以降について、以下に第２層お
よび第４層に酸化ケイ素を主成分とする層、第３層に酸
化ジルコニウムを主成分とする層を積層した合計４層か
らなる反射防止膜の製造方法について説明するが、これ
らに限定されるものではない。前記の第１層の表層に第
２層として、二酸化ケイ素を主成分とする層を設ける。
第１層と第３層の双方の層に対して密着強度を向上させ
る効果を発揮すると同時に、第１層の酸化ジルコニウム
を主成分とする層と組み合わせて等価膜とすることによ
り、第３層、第４層と比べて中屈折率とするためであ
る。

【００１７】続いて第３層として、酸化ジルコニウムを
主成分とする層を設け、その上に第４層として二酸化ケ
イ素を主成分とする層を設ける。第３層に高屈折率層
を、第４層に低屈折率層を設ければ、第１、２層の中屈
折率層と相俟って全体として反射防止機能に優れた膜が
達成される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の詳細について実施例
に基づき説明するが、これらに限定されるもでない。
尚、得られた光学物品の評価は以下の方法で行った。１．密着性：温度６０℃、湿度１００％に保たれた恒温
恒湿槽内に保管し、１０００時間経過後の密着性につい
て、ＪＩＳ５４００に準じたクロスカットテープ試験法
によって行った。この結果を元に以下の通り分類した。Ａ剥がれなし（クロスカット部の剥がれ面積合計１％
未満）Ｂほとんど剥がれなし（クロスカット部の剥がれ面積
合計１％以上５％未満）Ｃやや剥がれあり（クロスカット部の剥がれ面積合計
５％以上１５％未満）Ｄ剥がれあり（クロスカット部の剥がれ面積合計１５
％以上５０％未満）Ｅ密着不良（クロスカット部の剥がれ面積合計５０％
以上）２．反射率：分光光度計ＣＰ−３０００（日立）を用い
て反射スペクトルを測定し、波長５２０nmにおける反射
率を求めた。

【００１９】（実施例）ハードコート層を有するポリメ
チルメタクリレート基材として、特公平６−６６３２お
よび特許公報第２６０９１８８号等に記載のインモール
ド成形法によりハードコート層および印刷層を含むフィ
ルムが表面に転写されたポリメチルメタクリレート基材
を製造した。この時ハードコート用塗料として、ＦＳ−
１３９５（三菱レイヨン株式会社製）を用いた。次いで
真空蒸着装置ＣＥＳ−２１（株式会社シンクロン製）を
用いてＥＢ法により、前記ハードコート層の表層に下記
の反射防止層を設けた。（１）第１層；酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）を主成分
とする層、第１層および第２層の合計光学膜厚（ｎｄ）
０．２５λ₀ （２）第２層；二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を主成分とす
る層、第１層および第２層の合計光学膜厚（ｎｄ）０．
２５λ₀ （３）第３層；酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）を主成分
とする層、光学膜厚（ｎｄ）０．２５λ₀ （４）第４層；二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を主成分とす
る層、光学膜厚（ｎｄ）０．２５λ₀ （ただし上記（１）〜（４）において光学膜厚は設計波
長λ₀５２０ｎｍを使用。）上記の条件で得られた物品は、青紫色の反射干渉色を有
し、５２０ｎｍにおける表面反射率は約０．９％と極め
て優れた反射防止性を有していた。また恒温恒湿槽に保
管し、１０００時間経過後の密着性を評価したところ、
評価はＡ（クロスカット部の剥がれ面積１％未満）であ
った。また表面の硬度が高く、傷の付き難いものであっ
た。

【００２０】（比較例）反射防止膜を以下の条件で作製
する以外は実施例と同一処方によりハードコート層を得
た。（１）第１層；二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を主成分とす
る層、第１〜３層の合計光学膜厚（ｎｄ）０．２５λ₀ （２）第２層；酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）を主成分
とする層、第１〜３層の合計光学膜厚（ｎｄ）０．２５
λ₀ （３）第３層；二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を主成分とす
る層、第１〜３層の合計光学膜厚（ｎｄ）０．２５λ₀ （４）第４層；酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）を主成分
とする層、光学膜厚（ｎｄ）０．２５λ₀ （５）第５層；二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を主成分とす
る層、光学膜厚（ｎｄ）０．２５λ₀ （ただし上記（１）〜（５）において光学膜厚は設計波
長λ₀５２０ｎｍを使用。）上記の条件で得られた物品は、青紫色の反射干渉色を有
し、５２０ｎｍにおける表面反射率は約０．８％と極め
て優れた反射防止性を有していた。但し恒温恒湿槽に保
管し、１０００時間経過後の密着性を評価したところ、
評価はＥ（クロスカット部の剥がれ面積５０％以上）で
あり実使用に耐えうるものではなかった。

【００２１】

【発明の効果】本発明における反射防止膜の製造法を用
いることにより、プラスチック透明基材の片面または両
面にインモールド成形法により形成されたハードコート
層があり、その表層に低反射で耐久性の優れた反射防止
膜を形成することができ、特に携帯電話ウィンドウカバ
ーに好適な光透過性物品を製造することができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｇ０２Ｂ 1/10 ＡＧ０９Ｆ 9/00 ３１３ＺＦターム(参考） 2K009 AA07 AA15 BB14 CC03 CC12 DD03 4F100 AA20D AA20E AA27B AA27C AK01A AK25A BA02 BA03 BA04 BA05 BA06 BA08 BA10B BA10C CC00B CC00C EH66 GB41 JK12B JK12C JN01 JN01A JN06 5G435 AA02 FF03 FF14 GG11 HH02 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック透明基材の片面または両面に
ハードコート層を有し、さらにその表層に多層反射防止
膜が設けられている光透過性物品において、該多層反射
防止膜のハードコート層側第１層が酸化ジルコニウムを
主成分とする層であることを特徴とする光透過性物品の
製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の光透過性物品の製造方法
において、前記ハードコート層がインモールド成形法に
より形成されていることを特徴とする光透過性物品の製
造方法。
【請求項３】請求項１または２に記載の光透過性物品の
製造方法において、前記プラスチック透明基材がポリメ
チルメタクリレートであることを特徴とする光透過性物
品の製造方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか一項に記載の
光透過性物品の製造方法により製造される反射防止機能
を有する光透過性物品。