ディスプレイ用反射防止シート
【課題】屋外を含む過酷な環境下においても、良好な透過率及び低反射率を有することにより、優れた透明性を発揮して良好な性能を期待できる反射防止シートを提供する。
【解決手段】ＰＥＴ、ＰＥＮ、ガラスなどの透明基材シート１０の片面に、反射防止膜１１を形成する。当該反射防止膜１１として、パーフルオロカーボン骨格を基本的な分子構造とし、Ｃ原子またはＦ原子の少なくともいずれかが欠損してなる部分領域を有する構成を持つ、フッ化炭素膜をスパッタリング法等で成膜する。「部分領域」とは、ＰＴＦＥのパーフルオロカーボン骨格において存在していたＣ原子またはＦ原子が失われた結果、骨格のＣＦ２構造が崩れている領域を示す。
【解決手段】ＰＥＴ、ＰＥＮ、ガラスなどの透明基材シート１０の片面に、反射防止膜１１を形成する。当該反射防止膜１１として、パーフルオロカーボン骨格を基本的な分子構造とし、Ｃ原子またはＦ原子の少なくともいずれかが欠損してなる部分領域を有する構成を持つ、フッ化炭素膜をスパッタリング法等で成膜する。「部分領域」とは、ＰＴＦＥのパーフルオロカーボン骨格において存在していたＣ原子またはＦ原子が失われた結果、骨格のＣＦ２構造が崩れている領域を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスプレイ用反射防止シート（透明シート）に関し、特に、シートの透明性を高度に向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、冷陰極管（ＣＲＴ）、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、電子ペーパーなど、様々なディスプレイが開発されている。これらはテレビの他、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ノートパソコン、ＯＡ・医療機器、ＰＯＳレジスタ、券売機、カーナビゲーションシステム、ＦＡ機器、ディジタルサイネージ等としても利用され、民生または公共機関・学校・病院等を問わず、広く用いられている。
【０００３】
一方、各種ディスプレイの表面には、入力手段として配設されるタッチパネルが広く普及している。
このようなディスプレイやタッチパネルには、画像表示面を保護するとともに、太陽光や室内照明等の外光が映り込んで画像表示性能が低下するのを防止する手段として、反射防止（ＡＲ）シートが設けられる（特許文献１参照）。光反射防止シートは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ガラス等の透明性に優れる基材を用いてなる。また、これらの基材の表面に、さらにフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等からなる反射防止膜を形成し、さらなる透明性の確保をねらった構成も開発されている。
【０００４】
ディスプレイ用反射防止シートを用いると、外光の反射率（全光線反射率）を例えば３〜４％程度低減することができる。光このような反射防止手段は、ディスプレイの視認性を向上させるために必須の構成であると言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４２０８９８１号公報
【特許文献２】特許３５６０６５５号公報
【特許文献３】特開２００８−２７５９１８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、上記した従来の反射防止シートや反射防止膜等の反射防止手段では、ユーザーに求められる十分な性能を達成できるとは言い難い。特にタッチパネルやディスプレイを屋外で使用する場合、外光の入射を受けやすいため、ディスプレイ面のさらなる反射防止を図ることが必要であり、透過率及び低反射率をさらに向上させる改善の余地が存在する。
【０００７】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、従来に比べて良好な透過率（低反射率）を有することにより、優れた画像表示性能を期待することが可能な反射防止シート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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、透明な基材シートの片面に反射防止膜を形成してなる反射防止シートであって、前記反射防止膜は、炭素原子またはフッ素原子が欠損した部分領域を含む分子構造のパーフルオロカーボン骨格で構成されたフッ化炭素膜であるものとする。
ここで言う「部分領域」とは、ＰＴＦＥのパーフルオロカーボン骨格において存在していたＣ原子またはＦ原子が失われた結果、骨格のＣＦ２構造が崩れている領域を示す。
【０００９】
ここで、前記部分領域には、フッ素原子の結合数が０、１、３のいずれかの炭素原子が含まれている構成とすることもできる。
また、前記フッ化炭素膜はＸＰＳ解析において、Ｃ１ｓ結合エネルギーが２８４ｅＶ以上２９６ｅＶ以下の範囲に分布したスペクトルを有し、前記スペクトルは、２８９．５ｅＶにおけるピークＩ１をＣＦ結合、２９１．９ｅＶにおけるピークＩ２をＣＦ２結合、２９４ｅＶにおけるピークＩ３をＣＦ３結合としてそれぞれ波形分離される構成とすることもできる。
【００１０】
この場合、式（３Ｓ３ ＋ ２Ｓ２ ＋ Ｓ１）／ＳＣＦｓで求められる反射防止膜中のＦ原子／Ｃ原子の比が１．９未満である構成とすることもできる。但し、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ半値幅を２．０ｅＶとして求めたピークＩ１、Ｉ２、Ｉ３のピーク面積、ＳＣＦｓは前記スペクトルの総面積とする。
また、フッ化炭素膜の屈折率が、基材シートの屈折率よりも低い構成とすることが望ましい。
【００１１】
また、フッ化炭素膜の屈折率が１．３３〜１．３５であり、基材シートの屈折率が１．４８〜１．６６である構成とすることもできる。
また、フッ化炭素膜は、ＰＴＦＥをターゲット源とする薄膜形成法により成膜することもできる。
或いはフッ化炭素膜は、ＰＥをターゲット源とし、ＣＦ４を含むガスを成膜雰囲気とする薄膜形成法により成膜することもできる。
【００１２】
さらに、本発明は、上記した本発明のいずれかの反射防止シートを面状部材の上方に配設した反射防止シート付タッチパネルとした。
さらに本発明は、上記した本発明のいずれかの反射防止シートをディスプレイ面の上方に配設した反射防止シート付ＬＣＤ装置とした。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明者らが鋭意検討した結果、特定の条件により、ＰＴＦＥをターゲット源とするスパッタリングによって形成されるフッ化有機化合物膜を反射防止膜に用いた場合、良好な透過率特性と低反射率特性が得られることを見出した。
本発明はこの知見に基づいてなされたものであり、上記フッ化有機化合物膜を反射防止膜として基材シートに配設することにより反射防止シートを構成している。
【００１４】
このような構成を持つ本発明の反射防止シートでは、従来のＰＥＴ、ＰＥＮ、ガラス等を単体で用いる構成や、透明部材に反射防止膜を形成してなる構成に比べ、良好な透過率と低反射率を有している。このため、各種ディスプレイの表面やタッチパネルの面状部材に配設した場合には、これらを野外で使用する場合においても、外光反射を適切に防止し、優れた画像表示性能を期待することができる。
【００１５】
なお、特許文献２には、無機物とフッ素樹脂材料をターゲット源とするスパッタリング法により成膜する方法が開示されているが、この方法で成膜される膜は無機物が主成分であり、本発明とは相違するものである。
また、特許文献３には、ヘキサフルオロプロピレンオキサイド（ＨＦＰＯ）をターゲット源とするスパッタリング法によりフッ素有機化合物膜を成膜する方法が開示されているが、これはＰＴＦＥを成膜する方法であり、しかも金属酸化物層上に成膜する点において、本発明と明確に異なる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態１の透明シートの構造を示す断面図である。
【図２】フッ化炭素膜の推測される化学構造及びＰＴＦＥの化学構造をそれぞれ示す図である。
【図３】反射防止シート付タッチパネルの構成を示す斜視図である。
【図４】反射防止シート及び偏光板をＬＣＤに組み合わせたディスプレイ装置の構成を示す断面図である。
【図５】性能確認試験における、ゴニオメーターを用いた反射率及び透過率の測定方法を説明するための模式図である。
【図６】スライドガラス基材を用いた場合のサンプルの反射率及び透過率に関する特性を示すグラフである。
【図７】環状オレフィン基材を用いた場合のサンプルの反射率及び透過率に関する特性を示すグラフである。
【図８】ＰＥＴ基材を用いた場合のサンプルの反射率及び透過率に関する特性を示すグラフである。
【図９】ＰＥＮ基材を用いた場合のサンプルの反射率及び透過率に関する特性を示すグラフである。
【図１０】反射防止膜について行ったＸＰＳ解析の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、当然ながら本発明はこれらの実施形式に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
＜実施の形態１＞
（反射防止シート１の全体構成）
図１は、実施の形態１の反射防止シート１の構成を示す模式的な断面図である。反射防止シート１は、基材シート１０の一方の面に反射防止膜１１を配設して構成される。
（基材シート１０）
基材シート１０は、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の厚み２００μｍの透明なプラスチックシート（基材）である。基材シート１０の反射防止膜が形成されていない表面（図中、下方の表面）は、タッチパネルや各種ディスプレイとの積層面として利用される。
【００１８】
なお、基材シート１０としては、上記の他、一般的な反射防止シートとして用いられる透明部材（例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ノルボルネン等の環状オレフィン系樹脂、紫外線硬化アクリル樹脂等のいずれか、或いはガラス）を利用することもできる。
なお、基材シート１０の屈折率は、ＰＥＴ、ＰＥＮを用いた場合は約（１．６４）程度、ＰＣを用いた場合は約（１．５９）、ＰＭＭＡを用いた場合は約（１．５１）程度に設定される。反射防止膜１１による良好な透明性を得るためには、反射防止膜１１よりも低い屈折率の基材シート１０を用いることが好適である。
【００１９】
（反射防止膜１１）
反射防止膜１１は、５０〜１５０ｎｍ程度の膜厚を有するフッ化炭素膜である。ここで言う「フッ化炭素膜」とは、パーフルオロカーボン骨格を基本的な分子構造とし、Ｃ原子またはＦ原子の少なくともいずれかが欠損してなる部分領域を有する構成を持つ。ここで言う「パーフルオロカーボン骨格」は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を指す。
【００２０】
この反射防止膜１１は、具体的にはＰＴＦＥをターゲット源とし、Ａｒ等の不活性ガスを成膜雰囲気とするスパッタリング法により成膜されたものである。或いは、別の成膜方法として、ＰＥをターゲット源とし、ＣＦ４を含むガスを成膜雰囲気とする薄膜形成法により成膜することもできる。いずれの薄膜形成法による成膜においても、ターゲット源の材料またはガス中のＣ原子及びＦ原子等の結合が成膜中に照射される高エネルギーにより一旦切断され、基材シート上で各原子が再結合されて成膜されるが、一旦切断されたＣ原子及びＦ原子の一部が失われることで、再結合の際に前記部分領域を有する分子構造が形成されると考えられる。
【００２１】
ここで反射防止膜１１とＰＴＦＥの化学構造の違いを図２に示す。図２（ａ）は反射防止膜１１を構成する化合物の化学構造を模式的に示したものである。図２（ｂ）は、公知のＰＴＦＥの化学構造を示す。
なお、図２（ａ）は模式的な構造に過ぎず、ここでは膜中に存在する原子の種類や結合の例示として示している。膜の各種結合の位置や分子構造の特定については、今後の検討が必要である。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、フッ化炭素膜にはＣ原子、Ｆ原子がそれぞれ含まれており、この点ではＰＴＦＥのパーフルオロカーボン骨格と共通する。しかしながら化学構造的には、パーフルオロカーボン骨格に存在するはずのＣ原子、Ｆ原子が失われた部分領域が存在している。これにより、反射防止膜１１中のＣ、Ｆの原子数比Ｃ：Ｆは、概ねＣ２：Ｆｘ（ｘは４未満の正の数）として表わされる。これを言い換えると、部分領域中には、１のＣ原子に対して結合するＦ原子の数が０．１、３のいずれか（すなわち、ＰＴＦＥのように２ではない。３は分子鎖末端に存在する）であると言うことができる。
【００２３】
（反射防止シートの効果について）
以上の構成を有する反射防止シート１では、反射防止膜１１が透過率特性及び低反射率特性を有している。このため、反射防止シート１は、単体の基材シート、或いは基材シート上にＭｇＦ２等の従来の反射防止膜を形成してなる反射防止シートのいずれかを用いる場合に比べ、優れた透明性を発揮することができる。
【００２４】
特に、上記したフッ化有機化合物を含んでなる反射防止膜１１は、ＰＴＦＥと共通する特性に加え、ＰＴＦＥには見られない特有の光学特性として、高い透過率特性（低反射率特性）を併せ持っている。この反射防止膜１１の屈折率としては、基材シート１０の屈折率（１．５１〜１．６４程度）よりも低い１．３４〜１．３５程度に設定されている。
従って、反射防止シート１を各種ディスプレイの表面やタッチパネルの面状部材に配設した場合には、これらを野外で使用する場合においても外光反射を適切に防止し、ディスプレイ面への外光の映り込みを極力低減することで、優れた画像表示性能を期待することができる。
【００２５】
（ＸＰＳを用いた反射防止膜１１の測定について）
反射防止膜１１の組成を示すＣ原子とＦ原子の比Ｃ２：Ｆｘにおけるｘの値は、ＸＰＳを用いた測定結果より以下のように求めることができる。
図１０は、反射防止膜１１をＸＰＳで測定して得られた、Ｃ１ｓ結合エネルギーが２８４ｅＶ以上２９６ｅＶ以下の範囲のスペクトルである。当図では、スペクトルの輪郭は測定データと包絡線の重なりとして表わしている。横軸付近に見える微弱な波形（点線）は、測定データと包絡線の差分を示す。
【００２６】
図１０に示すように、当該スペクトルの分布範囲では、ＰＴＦＥにも見られるＣＦ２結合と、ＰＴＦＥには見られない結合に対応する、合計５つのピークＩ０〜Ｉ３が明瞭に判別できる。各ピークＩ０〜Ｉ３は、具体的には結合エネルギーの低い方から順にＣ−ＣＨ結合（２８５ｅＶ付近）、ＣＦα結合（αは正数。２８７．３ｅＶ付近）、ＣＦ結合（２８９．５ｅＶ付近）、ＣＦ２結合（２９１．９ｅＶ付近）、ＣＦ３結合（２９４．０ｅＶ付近）のＣ１ｓ軌道電子に対応すると考えられる。このように各ピークと結合基を対応付ける解釈は、パーフルオロカーボン骨格の各結合に対して各ピークを矛盾なく対応づけられるため合理的である。なお、各ピークＩ０〜Ｉ３の結合エネルギーの測定値は測定条件や装置特性等によって若干変化し、多少の誤差を生ずる場合がある。従って、上記測定値は実測値の一例として示している。
【００２７】
ＰＴＦＥを同様の条件のＸＰＳで測定すれば、実質的にＣＦ２結合に対応するＩ２のシングルピークのみを有するスペクトルが得られる。従って、ＸＰＳのスペクトルを見れば、本発明の反射防止膜１１とＰＴＦＥとを区別することができる。また、ＸＰＳ以外にもＩＲを用いて区別することもできるが、ＸＰＳを用いた方が確実である。
次にｘを求める手法を説明する。まず、各ピークＩ０〜Ｉ３のそれぞれを半値幅２．０のピークに波形分離し、各々のピーク面積Ｓ０〜Ｓ３を算出する。ここで各ピーク面積Ｓ０〜Ｓ３は、反射防止膜１１に存在する各結合の数に関係している。各ピークの半値幅を２．０ｅＶとすることで、Ｃ１ｓスペクトルとずれの少ない波形分離ができる。
【００２８】
次に、２８４ｅＶ以上２９６ｅＶ以下の範囲のスペクトルの総面積ＳＣＦＳを式１より求める。
（式１） ＳＣＦＳ＝Ｓ０＋Ｓα＋Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３
次に炭素に対するフッ素の割合（Ｆ／Ｃ）を式２より求める。
（式２）Ｆ（原子数）／Ｃ（原子数）＝（３Ｓ３ ＋ ２Ｓ２ ＋ Ｓ１）／ＳＣＦｓ
実際の演算結果として、ｘは１．９未満の値、一例として１．２〜１．８ｅＶとなる。一方、ＰＴＦＥではｘはほぼ２．０程度（少なくとも１．９以上）であるため、本発明の反射防止膜１１とは明瞭に区別できる。
【００２９】
なお、ピーク面積はピーク強度と比例するため、式１〜３における各面積の項を強度の項に置き換えても同様の結果を得ることができる。
ここで、反射防止膜１１中にはその他、ターゲット源の種類（水素成分を含むか否か）や成膜雰囲気の種類（酸素成分を含むか否か）等に起因して、Ｃ−Ｈ結合、Ｃ−Ｏ結合を含む場合があり、或いはＣ＝Ｃ（二重）結合、Ｃ≡Ｃ（三重）結合等を含む場合もあると考えられる。
【００３０】
このうちＯ原子は、主として反射防止膜１１を薄膜形成法により成膜する際に、成膜雰囲気内に含まれる酸素成分が混入したものであると考えられる。
またＨ原子は、主としてＰＥをターゲット源とした場合に、ＰＥに由来するＨ原子が混入したものや、成膜雰囲気中の水分（Ｈ２Ｏ分子）等に起因して混入したものであると考えられる。
【００３１】
また、ここには図示しないが、反射防止膜１１中には成膜時のスパッタリングによって生じたＦラジカル、Ｏラジカルや、ＰＴＦＥ由来のパーフルオロカーボンが分断された低分子化合物等が含まれている可能性もある。
以下、本発明の別の実施の形態として、タッチパネルやディスプレイ装置への適用例を述べる。
【００３２】
＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２にかかるインナータイプ抵抗膜式タッチパネル２（以下、「タッチパネル２」と言う。）の構成を示す組図である。
図３に示されるように、タッチパネル２は、上から順にＨＣ板１７、上部面状部材５Ａ、抵抗膜１３、スペーサー１６、抵抗膜１４、配線基板５０、下部面状部材５Ｂを積層してなる。下部面状部材５Ｂの下には、粘着層１２を介して実施の形態１の反射防止シート１が配設され、反射防止膜１１が下面を向く順に積層されている。
【００３３】
タッチパネル２は、いわゆる「４ｗｉｒｅ方式」と呼ばれる入力検出方法が採用されており、且つ各面状部材５Ａにフィルム、５Ｂにガラス材料を用いた「Ｆ‐Ｇインナータイプ」と呼ばれる構成であって、ここでは車載用カーナビゲーションシステムへの用途を想定したものである。
抵抗膜１３、１４は、それぞれ上部面状部材５Ａ、下部面状部材５Ｂの対向表面において、既知の抵抗値（面抵抗）を持つＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、酸化亜鉛‐酸化錫系、酸化インジウム‐酸化錫系、或いはこれ以外の各種金属材料等の抵抗膜（透明導電膜）から構成されている。これらの材料を用いてＣＶＤ、真空蒸着、スパッタリング、イオンビーム等の方法により成膜することで、上記面状部材５Ａ、５Ｂの表面に一様に所定面積の抵抗膜１３、１４が形成される。そして粘着材、粘着シート、プラスチックフィルム両面に粘着材層を有する両面テープ等からなる高さ約５０μｍのリブスペーサ１８を設けることで、通常は当該抵抗膜１３、１４同士が一定間隔を置くように対向配置されている。
【００３４】
抵抗膜１３、１４の成膜パターン例としては、各面状部材５Ａ、５Ｂの対向表面において矩形状に形成させる。そして、形成した当該抵抗膜１３、１４のｙ軸或いはｘ軸に並行な一対の辺に沿って、それぞれ引き出し線１３１、１３２、１４１、１４２を配設することで、全体としてｘｙ直交座標をなすよう形成する。引き出し線１３１、１３２、１４１、１４２には、電極端子１３１ａ、１３２ａ、１４１ａ、１４２ａが設けられている。なお、１３３は、電極端子１３２ａと引き出し線１３２を接続するための接続線である。
【００３５】
一方、抵抗膜１３、１４の間には、フレキシブルコネクター５０が所定の位置に介設される。当該フレキシブルコネクター５０は、ＰＥＴ或いはポリイミド等の樹脂材料で作製されたフレキシブル基板５０１と、当該基板表面においてＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の良好な導電性を持つ材料からなる配線５０２〜５０５が形成されてなる。配線５０２〜５０５には電極端子５０２ａ〜５０５ａが形成されている。
【００３６】
以上の構成で電気配線が為されたタッチパネル２での入力検出原理（４ｗｉｒｅ方式）は、駆動時において、まずｙ軸に沿った引き出し線１３１、１３２間に０〜５Ｖ程度の直流電圧を印加しておき、ユーザーによる入力がなされるとｘ軸に沿った引き出し線１４１、１４２を電圧検出電極としてｙ軸方向の位置データを獲得する。
次に、ｘ軸に沿った引き出し線１４１、１４２間に電圧印加を行い、ｙ軸に沿った引き出し線１３１、１３２を電圧検出電極とすることでｘ軸方向の位置データを獲得する。これによりｘｙ両方の座標情報が得られる。タッチパネル２ではこのような検出ステップを交互に繰り返すことにより、逐次的にユーザーからの入力情報を獲得し、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）としての機能が発揮される。
【００３７】
さらに、上部面状部材５Ａに対向する下部面状部材５Ｂの表面には、ｘｙ方向に沿ってマトリクス状に半球状の突起スペーサー１６が一定間隔毎に配設され、抵抗膜１３、１４同士の不要な接触を抑制する構成となっている。当該突起スペーサー１６は光硬化型のアクリル樹脂により作製可能であって、上部および下部面状部材５Ａ、５Ｂの対向距離に合わせて、例えば高さ１０μｍ、直径１０μｍ〜５０μｍのサイズに設定されている。なお、当図では図示を容易にするために実際より突起スペーサー１６のサイズを大きく表している。当該突起スペーサー１６は、半球状以外の形状、例えば円錐状、もしくは円柱状等としてもよい。
【００３８】
以上の構成を有するタッチパネル２では、その下面に反射防止シート１を配設している。このため、当該タッチパネル２を外光の入射量が比較的多い屋外で使用する場合（例えば駅における券売機のディスプレイ面への用途等）でも、画面への移り込みを抑制して、安定した画像表示性能を維持することができる。
なお、本発明を適用することが可能なタッチパネルは、図３に示す構成に限定されず、例えば下部面状部材５Ｂをフィルム基材で構成する、いわゆるＦ‐Ｆタイプに適用してもよい。
【００３９】
また、上記Ｆ‐Ｇタイプの構成においては、ガラス基材の代わりに、ガラス板または樹脂板に上記面状部材のフィルム材料を適宜粘着材で貼着してなる積層体（Ｆ‐Ｆ‐Ｇタイプ、あるいはＦ‐Ｆ‐Ｐタイプとも称される）を配設するようにしてもよい。また、フィルムとガラス基材との積層枚数、積層順等についても適宜変更調整が可能である。
さらに本発明は、タッチパネル自体の入力方式としていずれの方式であってもよく、抵抗膜式以外の入力方式（静電容量式）の構成であってもよい。
【００４０】
＜実施の形態３＞（ＬＣＤ装置）
図４は、実施の形態３にかかるディスプレイ装置６の構成を示す、模式的な断面図である。
ディスプレイ装置６は、ＬＣＤユニット４の上に、偏光板ユニット３、ＨＣ層２３、反射防止シート１を順次積層して構成される。
【００４１】
ＬＣＤユニット４は、一対のガラス基板３０、３２の間にＬＣＤ３１を介設してなる。ＬＣＤ３１は公知のＴＦＴ型であって、図３中、上から下に同順に、不図示の透明層、カラーフィルタ、液晶分子層、ＴＦＴ基板、透明層が積層されたユニットで構成されている。なお、ＬＣＤ３１はＴＦＴ型以外、たとえば単純マトリクス型でもよい。また、ＬＣＤユニット４の積層構造も上記に限られない。
【００４２】
偏光板ユニット３は、一対のＴＡＣ（トリアセチルセルロース）からなる透明基板２０、２２の間に、厚み２００μｍの染料系直線偏光板である偏光子２１を介設し、上面側の透明基板２２の表面にＨＣ層２３を形成してなる。偏光板ユニット４はＬＣＤユニット４の上面に対し、粘着層１２により貼着されている。これによりＬＣＤ内部に入射される可視光の反射光量を約半分以下にまで抑制することができる。
【００４３】
ＨＣ層２３の上面には、反射防止シート１が、基材シート１０、反射防止膜１１の順に積層されるように配設される。
このような構成を持つディスプレイ装置６では、偏光板ユニット３の上方に設けた反射防止シート１によって、外界からの入射光がディスプレイ面において反射するのが防止され、良好な透明性が発揮される。このため、偏光板ユニット３及びＬＣＤユニット４による、優れた画像表示性能の発揮を期待することができる。
【００４４】
なお、タッチパネル２に装着されるディスプレイはＬＣＤに限らず、ＣＲＴ、ＰＤＰ等の他の種類のディスプレイであってもよい。
ここで実施の形態３のディスプレイ装置６に対し、実施の形態２のタッチパネル２を組み合わせることもできる。この場合、タッチパネル２の下面（反射防止膜１１）を、ディスプレイ装置６の上面（反射防止膜１１）と対向するように配設すれば、各反射防止膜１１が外界から保護される構成を採ることもできる。
【００４５】
＜性能確認試験＞
本発明の実施例を比較例とともに作製し、透過率及び反射率について調べた。
（実施例及び比較例の作製）
基材として、表１に示すようにクラウンガラス（基材１）、環状オレフィンとして日本ゼオン株式会社製「ゼオノアＺＦ１６」（基材２）、ＰＥＴとして三菱ポリエステルフィルム株式会社製「Ｏ３００Ｅ」（基材３）、ＰＥＮとして帝人デュポン株式会社製「ＭＸ７０５」（基材４）のいずれかを用いた。ここで基材１では、塩基性成分がアルカリまたはアルカリ土類で構成されているクラウンガラスを使用した。
【００４６】
【表１】
次に、基材１〜４を用い、実施例（フッ化有機化合物）及び比較例（ＭｇＦ２）の反射防止膜をそれぞれスパッタリング法に基づき、それぞれの厚みが同順に６４．４ｎｍ、５５．７ｎｍとなるように成膜した。スパッタリング条件は以下の表２に示すように設定した。ターゲット材質はＰＴＦＥ（実施例）またはＭｇＦ２（比較例）とし、ターゲットサイズはいずれも５インチ×１５インチのものを用いた。
【００４７】
成膜手順として、基板を回転ドラム表面に設置し、スパッタ中は繰り返しターゲット直上を通過させた。本例ではドラムの直径は約４００ｍｍ、ドラム回転数は約６ｒｐｍとし、スパッタ時間を１５ｍｉｎに設定し、基板のターゲット直上の通過回数を９０回とした。成膜厚みは、繰り返し干渉法を用いて測定した。
【００４８】
【表２】
（測定手順）
本試験では、ゴニオメーターを用いて透過率及び反射率の測定を行った。
【００４９】
まず、装置内サンプルをセットしない状態で、セット予定のサンプル表面へ光の入射角度θが９０°になるように調整する。調整後に光を入射させ、ミラーＭ１で反射した光を検出器Ｄ１で捕捉してベースラインを測定する（図５（ａ））。
次に、装置内にサンプルを載置する。ミラーＭ１及び検出器Ｄ１を入射光θを０〜６０°の間のいずれかの角度に設定し、入射光の波長を変化させて透過率を測定する。一方、ミラーＭ２及び検出器Ｄ２を用い、光の入射角度θを５°〜６０°の間のいずれかの角度に設定し、入射光の波長を変化させて絶対反射率を測定する。本例では入射角を５°に固定した。
（試験結果）
基材１〜４ごとの実施例及び比較例の測定結果を図６〜９に示す。各図中、（ａ）は入射光の波長（横軸）に対する透過率（左縦軸）または反射率（右縦軸）の関係を示す。また、（ｂ）は入射光の波長（横軸）に対する、反射率及び透過率の和の関係を示す。
【００５０】
（１）透過率について
各図６〜９の（ａ）、（ｂ）に示されるように、いずれの基材１〜４においても、実施例では、基材単体の透過率に比べ、反射防止膜を形成した構成で透過率の上昇が確認できた。一方、比較例では基材単体の透過率に比べて、反射防止膜を形成した場合の方が、透過率が低くなった。これらの各傾向は、入射光の波長が短いほど顕著に表れた。これらのことから、実施例の反射防止膜を設けた場合には、基材の材料によらず、一般に良好な透過率が確保できると予想される。
【００５１】
また、比較例の反射防止膜は、目視ではやや黄色味に着色した透明膜として観察された。これは比較例の反射防止膜が、可視光の短波長（３００〜４００ｎｍ）領域において、光吸収を生じていることを示している。このように反射防止膜が少なくとも可視光領域で光吸収していることで、上記各図に示されたデータのように、比較例の透過率が基材の透過率よりも低くなったものと考えられる。
【００５２】
（２）反射率について
一方、反射率の変化を考察すると、実施例及び比較例のいずれも、基材に対して各反射防止膜を形成することで、反射率の低減が図られている。これは基材よりも低屈折率を有する反射防止膜を形成したことが理由の一つと考えられる。
しかしながら、実施例による反射率の低減効果は、比較例による反射率の低減効果に比べて顕著であり、透過率の向上及び反射率の低減の総合評価において、実施例は比較例よりも良好な優位性を持っていると言える（図６〜９の（ｂ）参照）。なお、実際に実施例で得られたフッ化炭素膜の屈折率をエリプソメーター（波長６３３ｎｍ）で測定したところ１．３４であった。
（３）総合評価
透過率と反射率の合計値は、入射される光が無損失（基材と反射防止膜のいずれでも光吸収がない）場合は１００％の値となるが、損失がある場合は１００％未満の値となる。
【００５３】
ここで上記の通り、実施例は良好な透過率を有しているため、図６〜９の（ｂ）に示されるように、実施例は透過率及び反射率の合計値が、基材そのものの透過率及び反射率の合計の値とほぼ一致し、且つ、ほぼ１００％の値を示した。一方の比較例では、反射防止膜を形成した場合に透過率が低下する分、透過率及び反射率の合計の値が、基材そのものの合計の値に比べて低下しているのが確認できた。
【００５４】
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。
＜その他の事項＞
本発明の反射防止シートにおける基材は、上記各実施の形態に示すようなシート状に限定されない。例えばバルク状のガラス（例えばカメラ用レンズを構成するガラス製光学部品）を基材とすることもできる。この場合、いずれかのガラス製光学部品の表面に反射防止膜を形成し、別のガラス製光学部品を前記反射防止膜の上に重ね合わせることで、反射防止膜が外界と直接接するのが防止され、長期にわたって反射防止膜の剥離や傷を防ぐ保護効果を期待することもできる。
【００５５】
上記実施の形態では、ターゲット源としてパーフルオロカーボン骨格を有する化合物（すなわちＰＴＦＥ）を用いたスパッタリングにより反射防止膜を形成する例を示したが、本願発明者らの検討によれば、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の材料をターゲット源とするスパッタリングによっても、パーフルオロカーボン骨格をターゲット源に用いた場合と同様に、反射防止特性及び透明性に優れる反射防止膜を得られる可能性がある。
【００５６】
本発明の反射防止シートは、基材シートの両面に反射防止膜を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の反射防止シートは、高い反射防止特性及び透明性を有するため、非常に幅広い用途に利用可能である。例示すると公共用・家庭用の各種ディスプレイやタッチパネル、光照射量が比較的多い屋外での用途（公共施設の表示装置）やカーナビゲーションシステム等）に適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 反射防止シート
２ タッチパネル
３ 偏光板ユニット
４ ＬＣＤユニット
５Ａ、５Ｂ 面状部材
６ ディスプレイ装置（タッチパネル付ＬＣＤ装置）
１０ 基材シート
１１ 反射防止膜（フッ化炭素膜）
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスプレイ用反射防止シート（透明シート）に関し、特に、シートの透明性を高度に向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、冷陰極管（ＣＲＴ）、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、電子ペーパーなど、様々なディスプレイが開発されている。これらはテレビの他、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ノートパソコン、ＯＡ・医療機器、ＰＯＳレジスタ、券売機、カーナビゲーションシステム、ＦＡ機器、ディジタルサイネージ等としても利用され、民生または公共機関・学校・病院等を問わず、広く用いられている。
【０００３】
一方、各種ディスプレイの表面には、入力手段として配設されるタッチパネルが広く普及している。
このようなディスプレイやタッチパネルには、画像表示面を保護するとともに、太陽光や室内照明等の外光が映り込んで画像表示性能が低下するのを防止する手段として、反射防止（ＡＲ）シートが設けられる（特許文献１参照）。光反射防止シートは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ガラス等の透明性に優れる基材を用いてなる。また、これらの基材の表面に、さらにフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等からなる反射防止膜を形成し、さらなる透明性の確保をねらった構成も開発されている。
【０００４】
ディスプレイ用反射防止シートを用いると、外光の反射率（全光線反射率）を例えば３〜４％程度低減することができる。光このような反射防止手段は、ディスプレイの視認性を向上させるために必須の構成であると言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４２０８９８１号公報
【特許文献２】特許３５６０６５５号公報
【特許文献３】特開２００８−２７５９１８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、上記した従来の反射防止シートや反射防止膜等の反射防止手段では、ユーザーに求められる十分な性能を達成できるとは言い難い。特にタッチパネルやディスプレイを屋外で使用する場合、外光の入射を受けやすいため、ディスプレイ面のさらなる反射防止を図ることが必要であり、透過率及び低反射率をさらに向上させる改善の余地が存在する。
【０００７】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、従来に比べて良好な透過率（低反射率）を有することにより、優れた画像表示性能を期待することが可能な反射防止シート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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、透明な基材シートの片面に反射防止膜を形成してなる反射防止シートであって、前記反射防止膜は、炭素原子またはフッ素原子が欠損した部分領域を含む分子構造のパーフルオロカーボン骨格で構成されたフッ化炭素膜であるものとする。
ここで言う「部分領域」とは、ＰＴＦＥのパーフルオロカーボン骨格において存在していたＣ原子またはＦ原子が失われた結果、骨格のＣＦ２構造が崩れている領域を示す。
【０００９】
ここで、前記部分領域には、フッ素原子の結合数が０、１、３のいずれかの炭素原子が含まれている構成とすることもできる。
また、前記フッ化炭素膜はＸＰＳ解析において、Ｃ１ｓ結合エネルギーが２８４ｅＶ以上２９６ｅＶ以下の範囲に分布したスペクトルを有し、前記スペクトルは、２８９．５ｅＶにおけるピークＩ１をＣＦ結合、２９１．９ｅＶにおけるピークＩ２をＣＦ２結合、２９４ｅＶにおけるピークＩ３をＣＦ３結合としてそれぞれ波形分離される構成とすることもできる。
【００１０】
この場合、式（３Ｓ３ ＋ ２Ｓ２ ＋ Ｓ１）／ＳＣＦｓで求められる反射防止膜中のＦ原子／Ｃ原子の比が１．９未満である構成とすることもできる。但し、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ半値幅を２．０ｅＶとして求めたピークＩ１、Ｉ２、Ｉ３のピーク面積、ＳＣＦｓは前記スペクトルの総面積とする。
また、フッ化炭素膜の屈折率が、基材シートの屈折率よりも低い構成とすることが望ましい。
【００１１】
また、フッ化炭素膜の屈折率が１．３３〜１．３５であり、基材シートの屈折率が１．４８〜１．６６である構成とすることもできる。
また、フッ化炭素膜は、ＰＴＦＥをターゲット源とする薄膜形成法により成膜することもできる。
或いはフッ化炭素膜は、ＰＥをターゲット源とし、ＣＦ４を含むガスを成膜雰囲気とする薄膜形成法により成膜することもできる。
【００１２】
さらに、本発明は、上記した本発明のいずれかの反射防止シートを面状部材の上方に配設した反射防止シート付タッチパネルとした。
さらに本発明は、上記した本発明のいずれかの反射防止シートをディスプレイ面の上方に配設した反射防止シート付ＬＣＤ装置とした。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明者らが鋭意検討した結果、特定の条件により、ＰＴＦＥをターゲット源とするスパッタリングによって形成されるフッ化有機化合物膜を反射防止膜に用いた場合、良好な透過率特性と低反射率特性が得られることを見出した。
本発明はこの知見に基づいてなされたものであり、上記フッ化有機化合物膜を反射防止膜として基材シートに配設することにより反射防止シートを構成している。
【００１４】
このような構成を持つ本発明の反射防止シートでは、従来のＰＥＴ、ＰＥＮ、ガラス等を単体で用いる構成や、透明部材に反射防止膜を形成してなる構成に比べ、良好な透過率と低反射率を有している。このため、各種ディスプレイの表面やタッチパネルの面状部材に配設した場合には、これらを野外で使用する場合においても、外光反射を適切に防止し、優れた画像表示性能を期待することができる。
【００１５】
なお、特許文献２には、無機物とフッ素樹脂材料をターゲット源とするスパッタリング法により成膜する方法が開示されているが、この方法で成膜される膜は無機物が主成分であり、本発明とは相違するものである。
また、特許文献３には、ヘキサフルオロプロピレンオキサイド（ＨＦＰＯ）をターゲット源とするスパッタリング法によりフッ素有機化合物膜を成膜する方法が開示されているが、これはＰＴＦＥを成膜する方法であり、しかも金属酸化物層上に成膜する点において、本発明と明確に異なる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態１の透明シートの構造を示す断面図である。
【図２】フッ化炭素膜の推測される化学構造及びＰＴＦＥの化学構造をそれぞれ示す図である。
【図３】反射防止シート付タッチパネルの構成を示す斜視図である。
【図４】反射防止シート及び偏光板をＬＣＤに組み合わせたディスプレイ装置の構成を示す断面図である。
【図５】性能確認試験における、ゴニオメーターを用いた反射率及び透過率の測定方法を説明するための模式図である。
【図６】スライドガラス基材を用いた場合のサンプルの反射率及び透過率に関する特性を示すグラフである。
【図７】環状オレフィン基材を用いた場合のサンプルの反射率及び透過率に関する特性を示すグラフである。
【図８】ＰＥＴ基材を用いた場合のサンプルの反射率及び透過率に関する特性を示すグラフである。
【図９】ＰＥＮ基材を用いた場合のサンプルの反射率及び透過率に関する特性を示すグラフである。
【図１０】反射防止膜について行ったＸＰＳ解析の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、当然ながら本発明はこれらの実施形式に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
＜実施の形態１＞
（反射防止シート１の全体構成）
図１は、実施の形態１の反射防止シート１の構成を示す模式的な断面図である。反射防止シート１は、基材シート１０の一方の面に反射防止膜１１を配設して構成される。
（基材シート１０）
基材シート１０は、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の厚み２００μｍの透明なプラスチックシート（基材）である。基材シート１０の反射防止膜が形成されていない表面（図中、下方の表面）は、タッチパネルや各種ディスプレイとの積層面として利用される。
【００１８】
なお、基材シート１０としては、上記の他、一般的な反射防止シートとして用いられる透明部材（例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ノルボルネン等の環状オレフィン系樹脂、紫外線硬化アクリル樹脂等のいずれか、或いはガラス）を利用することもできる。
なお、基材シート１０の屈折率は、ＰＥＴ、ＰＥＮを用いた場合は約（１．６４）程度、ＰＣを用いた場合は約（１．５９）、ＰＭＭＡを用いた場合は約（１．５１）程度に設定される。反射防止膜１１による良好な透明性を得るためには、反射防止膜１１よりも低い屈折率の基材シート１０を用いることが好適である。
【００１９】
（反射防止膜１１）
反射防止膜１１は、５０〜１５０ｎｍ程度の膜厚を有するフッ化炭素膜である。ここで言う「フッ化炭素膜」とは、パーフルオロカーボン骨格を基本的な分子構造とし、Ｃ原子またはＦ原子の少なくともいずれかが欠損してなる部分領域を有する構成を持つ。ここで言う「パーフルオロカーボン骨格」は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を指す。
【００２０】
この反射防止膜１１は、具体的にはＰＴＦＥをターゲット源とし、Ａｒ等の不活性ガスを成膜雰囲気とするスパッタリング法により成膜されたものである。或いは、別の成膜方法として、ＰＥをターゲット源とし、ＣＦ４を含むガスを成膜雰囲気とする薄膜形成法により成膜することもできる。いずれの薄膜形成法による成膜においても、ターゲット源の材料またはガス中のＣ原子及びＦ原子等の結合が成膜中に照射される高エネルギーにより一旦切断され、基材シート上で各原子が再結合されて成膜されるが、一旦切断されたＣ原子及びＦ原子の一部が失われることで、再結合の際に前記部分領域を有する分子構造が形成されると考えられる。
【００２１】
ここで反射防止膜１１とＰＴＦＥの化学構造の違いを図２に示す。図２（ａ）は反射防止膜１１を構成する化合物の化学構造を模式的に示したものである。図２（ｂ）は、公知のＰＴＦＥの化学構造を示す。
なお、図２（ａ）は模式的な構造に過ぎず、ここでは膜中に存在する原子の種類や結合の例示として示している。膜の各種結合の位置や分子構造の特定については、今後の検討が必要である。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、フッ化炭素膜にはＣ原子、Ｆ原子がそれぞれ含まれており、この点ではＰＴＦＥのパーフルオロカーボン骨格と共通する。しかしながら化学構造的には、パーフルオロカーボン骨格に存在するはずのＣ原子、Ｆ原子が失われた部分領域が存在している。これにより、反射防止膜１１中のＣ、Ｆの原子数比Ｃ：Ｆは、概ねＣ２：Ｆｘ（ｘは４未満の正の数）として表わされる。これを言い換えると、部分領域中には、１のＣ原子に対して結合するＦ原子の数が０．１、３のいずれか（すなわち、ＰＴＦＥのように２ではない。３は分子鎖末端に存在する）であると言うことができる。
【００２３】
（反射防止シートの効果について）
以上の構成を有する反射防止シート１では、反射防止膜１１が透過率特性及び低反射率特性を有している。このため、反射防止シート１は、単体の基材シート、或いは基材シート上にＭｇＦ２等の従来の反射防止膜を形成してなる反射防止シートのいずれかを用いる場合に比べ、優れた透明性を発揮することができる。
【００２４】
特に、上記したフッ化有機化合物を含んでなる反射防止膜１１は、ＰＴＦＥと共通する特性に加え、ＰＴＦＥには見られない特有の光学特性として、高い透過率特性（低反射率特性）を併せ持っている。この反射防止膜１１の屈折率としては、基材シート１０の屈折率（１．５１〜１．６４程度）よりも低い１．３４〜１．３５程度に設定されている。
従って、反射防止シート１を各種ディスプレイの表面やタッチパネルの面状部材に配設した場合には、これらを野外で使用する場合においても外光反射を適切に防止し、ディスプレイ面への外光の映り込みを極力低減することで、優れた画像表示性能を期待することができる。
【００２５】
（ＸＰＳを用いた反射防止膜１１の測定について）
反射防止膜１１の組成を示すＣ原子とＦ原子の比Ｃ２：Ｆｘにおけるｘの値は、ＸＰＳを用いた測定結果より以下のように求めることができる。
図１０は、反射防止膜１１をＸＰＳで測定して得られた、Ｃ１ｓ結合エネルギーが２８４ｅＶ以上２９６ｅＶ以下の範囲のスペクトルである。当図では、スペクトルの輪郭は測定データと包絡線の重なりとして表わしている。横軸付近に見える微弱な波形（点線）は、測定データと包絡線の差分を示す。
【００２６】
図１０に示すように、当該スペクトルの分布範囲では、ＰＴＦＥにも見られるＣＦ２結合と、ＰＴＦＥには見られない結合に対応する、合計５つのピークＩ０〜Ｉ３が明瞭に判別できる。各ピークＩ０〜Ｉ３は、具体的には結合エネルギーの低い方から順にＣ−ＣＨ結合（２８５ｅＶ付近）、ＣＦα結合（αは正数。２８７．３ｅＶ付近）、ＣＦ結合（２８９．５ｅＶ付近）、ＣＦ２結合（２９１．９ｅＶ付近）、ＣＦ３結合（２９４．０ｅＶ付近）のＣ１ｓ軌道電子に対応すると考えられる。このように各ピークと結合基を対応付ける解釈は、パーフルオロカーボン骨格の各結合に対して各ピークを矛盾なく対応づけられるため合理的である。なお、各ピークＩ０〜Ｉ３の結合エネルギーの測定値は測定条件や装置特性等によって若干変化し、多少の誤差を生ずる場合がある。従って、上記測定値は実測値の一例として示している。
【００２７】
ＰＴＦＥを同様の条件のＸＰＳで測定すれば、実質的にＣＦ２結合に対応するＩ２のシングルピークのみを有するスペクトルが得られる。従って、ＸＰＳのスペクトルを見れば、本発明の反射防止膜１１とＰＴＦＥとを区別することができる。また、ＸＰＳ以外にもＩＲを用いて区別することもできるが、ＸＰＳを用いた方が確実である。
次にｘを求める手法を説明する。まず、各ピークＩ０〜Ｉ３のそれぞれを半値幅２．０のピークに波形分離し、各々のピーク面積Ｓ０〜Ｓ３を算出する。ここで各ピーク面積Ｓ０〜Ｓ３は、反射防止膜１１に存在する各結合の数に関係している。各ピークの半値幅を２．０ｅＶとすることで、Ｃ１ｓスペクトルとずれの少ない波形分離ができる。
【００２８】
次に、２８４ｅＶ以上２９６ｅＶ以下の範囲のスペクトルの総面積ＳＣＦＳを式１より求める。
（式１） ＳＣＦＳ＝Ｓ０＋Ｓα＋Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３
次に炭素に対するフッ素の割合（Ｆ／Ｃ）を式２より求める。
（式２）Ｆ（原子数）／Ｃ（原子数）＝（３Ｓ３ ＋ ２Ｓ２ ＋ Ｓ１）／ＳＣＦｓ
実際の演算結果として、ｘは１．９未満の値、一例として１．２〜１．８ｅＶとなる。一方、ＰＴＦＥではｘはほぼ２．０程度（少なくとも１．９以上）であるため、本発明の反射防止膜１１とは明瞭に区別できる。
【００２９】
なお、ピーク面積はピーク強度と比例するため、式１〜３における各面積の項を強度の項に置き換えても同様の結果を得ることができる。
ここで、反射防止膜１１中にはその他、ターゲット源の種類（水素成分を含むか否か）や成膜雰囲気の種類（酸素成分を含むか否か）等に起因して、Ｃ−Ｈ結合、Ｃ−Ｏ結合を含む場合があり、或いはＣ＝Ｃ（二重）結合、Ｃ≡Ｃ（三重）結合等を含む場合もあると考えられる。
【００３０】
このうちＯ原子は、主として反射防止膜１１を薄膜形成法により成膜する際に、成膜雰囲気内に含まれる酸素成分が混入したものであると考えられる。
またＨ原子は、主としてＰＥをターゲット源とした場合に、ＰＥに由来するＨ原子が混入したものや、成膜雰囲気中の水分（Ｈ２Ｏ分子）等に起因して混入したものであると考えられる。
【００３１】
また、ここには図示しないが、反射防止膜１１中には成膜時のスパッタリングによって生じたＦラジカル、Ｏラジカルや、ＰＴＦＥ由来のパーフルオロカーボンが分断された低分子化合物等が含まれている可能性もある。
以下、本発明の別の実施の形態として、タッチパネルやディスプレイ装置への適用例を述べる。
【００３２】
＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２にかかるインナータイプ抵抗膜式タッチパネル２（以下、「タッチパネル２」と言う。）の構成を示す組図である。
図３に示されるように、タッチパネル２は、上から順にＨＣ板１７、上部面状部材５Ａ、抵抗膜１３、スペーサー１６、抵抗膜１４、配線基板５０、下部面状部材５Ｂを積層してなる。下部面状部材５Ｂの下には、粘着層１２を介して実施の形態１の反射防止シート１が配設され、反射防止膜１１が下面を向く順に積層されている。
【００３３】
タッチパネル２は、いわゆる「４ｗｉｒｅ方式」と呼ばれる入力検出方法が採用されており、且つ各面状部材５Ａにフィルム、５Ｂにガラス材料を用いた「Ｆ‐Ｇインナータイプ」と呼ばれる構成であって、ここでは車載用カーナビゲーションシステムへの用途を想定したものである。
抵抗膜１３、１４は、それぞれ上部面状部材５Ａ、下部面状部材５Ｂの対向表面において、既知の抵抗値（面抵抗）を持つＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、酸化亜鉛‐酸化錫系、酸化インジウム‐酸化錫系、或いはこれ以外の各種金属材料等の抵抗膜（透明導電膜）から構成されている。これらの材料を用いてＣＶＤ、真空蒸着、スパッタリング、イオンビーム等の方法により成膜することで、上記面状部材５Ａ、５Ｂの表面に一様に所定面積の抵抗膜１３、１４が形成される。そして粘着材、粘着シート、プラスチックフィルム両面に粘着材層を有する両面テープ等からなる高さ約５０μｍのリブスペーサ１８を設けることで、通常は当該抵抗膜１３、１４同士が一定間隔を置くように対向配置されている。
【００３４】
抵抗膜１３、１４の成膜パターン例としては、各面状部材５Ａ、５Ｂの対向表面において矩形状に形成させる。そして、形成した当該抵抗膜１３、１４のｙ軸或いはｘ軸に並行な一対の辺に沿って、それぞれ引き出し線１３１、１３２、１４１、１４２を配設することで、全体としてｘｙ直交座標をなすよう形成する。引き出し線１３１、１３２、１４１、１４２には、電極端子１３１ａ、１３２ａ、１４１ａ、１４２ａが設けられている。なお、１３３は、電極端子１３２ａと引き出し線１３２を接続するための接続線である。
【００３５】
一方、抵抗膜１３、１４の間には、フレキシブルコネクター５０が所定の位置に介設される。当該フレキシブルコネクター５０は、ＰＥＴ或いはポリイミド等の樹脂材料で作製されたフレキシブル基板５０１と、当該基板表面においてＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の良好な導電性を持つ材料からなる配線５０２〜５０５が形成されてなる。配線５０２〜５０５には電極端子５０２ａ〜５０５ａが形成されている。
【００３６】
以上の構成で電気配線が為されたタッチパネル２での入力検出原理（４ｗｉｒｅ方式）は、駆動時において、まずｙ軸に沿った引き出し線１３１、１３２間に０〜５Ｖ程度の直流電圧を印加しておき、ユーザーによる入力がなされるとｘ軸に沿った引き出し線１４１、１４２を電圧検出電極としてｙ軸方向の位置データを獲得する。
次に、ｘ軸に沿った引き出し線１４１、１４２間に電圧印加を行い、ｙ軸に沿った引き出し線１３１、１３２を電圧検出電極とすることでｘ軸方向の位置データを獲得する。これによりｘｙ両方の座標情報が得られる。タッチパネル２ではこのような検出ステップを交互に繰り返すことにより、逐次的にユーザーからの入力情報を獲得し、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）としての機能が発揮される。
【００３７】
さらに、上部面状部材５Ａに対向する下部面状部材５Ｂの表面には、ｘｙ方向に沿ってマトリクス状に半球状の突起スペーサー１６が一定間隔毎に配設され、抵抗膜１３、１４同士の不要な接触を抑制する構成となっている。当該突起スペーサー１６は光硬化型のアクリル樹脂により作製可能であって、上部および下部面状部材５Ａ、５Ｂの対向距離に合わせて、例えば高さ１０μｍ、直径１０μｍ〜５０μｍのサイズに設定されている。なお、当図では図示を容易にするために実際より突起スペーサー１６のサイズを大きく表している。当該突起スペーサー１６は、半球状以外の形状、例えば円錐状、もしくは円柱状等としてもよい。
【００３８】
以上の構成を有するタッチパネル２では、その下面に反射防止シート１を配設している。このため、当該タッチパネル２を外光の入射量が比較的多い屋外で使用する場合（例えば駅における券売機のディスプレイ面への用途等）でも、画面への移り込みを抑制して、安定した画像表示性能を維持することができる。
なお、本発明を適用することが可能なタッチパネルは、図３に示す構成に限定されず、例えば下部面状部材５Ｂをフィルム基材で構成する、いわゆるＦ‐Ｆタイプに適用してもよい。
【００３９】
また、上記Ｆ‐Ｇタイプの構成においては、ガラス基材の代わりに、ガラス板または樹脂板に上記面状部材のフィルム材料を適宜粘着材で貼着してなる積層体（Ｆ‐Ｆ‐Ｇタイプ、あるいはＦ‐Ｆ‐Ｐタイプとも称される）を配設するようにしてもよい。また、フィルムとガラス基材との積層枚数、積層順等についても適宜変更調整が可能である。
さらに本発明は、タッチパネル自体の入力方式としていずれの方式であってもよく、抵抗膜式以外の入力方式（静電容量式）の構成であってもよい。
【００４０】
＜実施の形態３＞（ＬＣＤ装置）
図４は、実施の形態３にかかるディスプレイ装置６の構成を示す、模式的な断面図である。
ディスプレイ装置６は、ＬＣＤユニット４の上に、偏光板ユニット３、ＨＣ層２３、反射防止シート１を順次積層して構成される。
【００４１】
ＬＣＤユニット４は、一対のガラス基板３０、３２の間にＬＣＤ３１を介設してなる。ＬＣＤ３１は公知のＴＦＴ型であって、図３中、上から下に同順に、不図示の透明層、カラーフィルタ、液晶分子層、ＴＦＴ基板、透明層が積層されたユニットで構成されている。なお、ＬＣＤ３１はＴＦＴ型以外、たとえば単純マトリクス型でもよい。また、ＬＣＤユニット４の積層構造も上記に限られない。
【００４２】
偏光板ユニット３は、一対のＴＡＣ（トリアセチルセルロース）からなる透明基板２０、２２の間に、厚み２００μｍの染料系直線偏光板である偏光子２１を介設し、上面側の透明基板２２の表面にＨＣ層２３を形成してなる。偏光板ユニット４はＬＣＤユニット４の上面に対し、粘着層１２により貼着されている。これによりＬＣＤ内部に入射される可視光の反射光量を約半分以下にまで抑制することができる。
【００４３】
ＨＣ層２３の上面には、反射防止シート１が、基材シート１０、反射防止膜１１の順に積層されるように配設される。
このような構成を持つディスプレイ装置６では、偏光板ユニット３の上方に設けた反射防止シート１によって、外界からの入射光がディスプレイ面において反射するのが防止され、良好な透明性が発揮される。このため、偏光板ユニット３及びＬＣＤユニット４による、優れた画像表示性能の発揮を期待することができる。
【００４４】
なお、タッチパネル２に装着されるディスプレイはＬＣＤに限らず、ＣＲＴ、ＰＤＰ等の他の種類のディスプレイであってもよい。
ここで実施の形態３のディスプレイ装置６に対し、実施の形態２のタッチパネル２を組み合わせることもできる。この場合、タッチパネル２の下面（反射防止膜１１）を、ディスプレイ装置６の上面（反射防止膜１１）と対向するように配設すれば、各反射防止膜１１が外界から保護される構成を採ることもできる。
【００４５】
＜性能確認試験＞
本発明の実施例を比較例とともに作製し、透過率及び反射率について調べた。
（実施例及び比較例の作製）
基材として、表１に示すようにクラウンガラス（基材１）、環状オレフィンとして日本ゼオン株式会社製「ゼオノアＺＦ１６」（基材２）、ＰＥＴとして三菱ポリエステルフィルム株式会社製「Ｏ３００Ｅ」（基材３）、ＰＥＮとして帝人デュポン株式会社製「ＭＸ７０５」（基材４）のいずれかを用いた。ここで基材１では、塩基性成分がアルカリまたはアルカリ土類で構成されているクラウンガラスを使用した。
【００４６】
【表１】
次に、基材１〜４を用い、実施例（フッ化有機化合物）及び比較例（ＭｇＦ２）の反射防止膜をそれぞれスパッタリング法に基づき、それぞれの厚みが同順に６４．４ｎｍ、５５．７ｎｍとなるように成膜した。スパッタリング条件は以下の表２に示すように設定した。ターゲット材質はＰＴＦＥ（実施例）またはＭｇＦ２（比較例）とし、ターゲットサイズはいずれも５インチ×１５インチのものを用いた。
【００４７】
成膜手順として、基板を回転ドラム表面に設置し、スパッタ中は繰り返しターゲット直上を通過させた。本例ではドラムの直径は約４００ｍｍ、ドラム回転数は約６ｒｐｍとし、スパッタ時間を１５ｍｉｎに設定し、基板のターゲット直上の通過回数を９０回とした。成膜厚みは、繰り返し干渉法を用いて測定した。
【００４８】
【表２】
（測定手順）
本試験では、ゴニオメーターを用いて透過率及び反射率の測定を行った。
【００４９】
まず、装置内サンプルをセットしない状態で、セット予定のサンプル表面へ光の入射角度θが９０°になるように調整する。調整後に光を入射させ、ミラーＭ１で反射した光を検出器Ｄ１で捕捉してベースラインを測定する（図５（ａ））。
次に、装置内にサンプルを載置する。ミラーＭ１及び検出器Ｄ１を入射光θを０〜６０°の間のいずれかの角度に設定し、入射光の波長を変化させて透過率を測定する。一方、ミラーＭ２及び検出器Ｄ２を用い、光の入射角度θを５°〜６０°の間のいずれかの角度に設定し、入射光の波長を変化させて絶対反射率を測定する。本例では入射角を５°に固定した。
（試験結果）
基材１〜４ごとの実施例及び比較例の測定結果を図６〜９に示す。各図中、（ａ）は入射光の波長（横軸）に対する透過率（左縦軸）または反射率（右縦軸）の関係を示す。また、（ｂ）は入射光の波長（横軸）に対する、反射率及び透過率の和の関係を示す。
【００５０】
（１）透過率について
各図６〜９の（ａ）、（ｂ）に示されるように、いずれの基材１〜４においても、実施例では、基材単体の透過率に比べ、反射防止膜を形成した構成で透過率の上昇が確認できた。一方、比較例では基材単体の透過率に比べて、反射防止膜を形成した場合の方が、透過率が低くなった。これらの各傾向は、入射光の波長が短いほど顕著に表れた。これらのことから、実施例の反射防止膜を設けた場合には、基材の材料によらず、一般に良好な透過率が確保できると予想される。
【００５１】
また、比較例の反射防止膜は、目視ではやや黄色味に着色した透明膜として観察された。これは比較例の反射防止膜が、可視光の短波長（３００〜４００ｎｍ）領域において、光吸収を生じていることを示している。このように反射防止膜が少なくとも可視光領域で光吸収していることで、上記各図に示されたデータのように、比較例の透過率が基材の透過率よりも低くなったものと考えられる。
【００５２】
（２）反射率について
一方、反射率の変化を考察すると、実施例及び比較例のいずれも、基材に対して各反射防止膜を形成することで、反射率の低減が図られている。これは基材よりも低屈折率を有する反射防止膜を形成したことが理由の一つと考えられる。
しかしながら、実施例による反射率の低減効果は、比較例による反射率の低減効果に比べて顕著であり、透過率の向上及び反射率の低減の総合評価において、実施例は比較例よりも良好な優位性を持っていると言える（図６〜９の（ｂ）参照）。なお、実際に実施例で得られたフッ化炭素膜の屈折率をエリプソメーター（波長６３３ｎｍ）で測定したところ１．３４であった。
（３）総合評価
透過率と反射率の合計値は、入射される光が無損失（基材と反射防止膜のいずれでも光吸収がない）場合は１００％の値となるが、損失がある場合は１００％未満の値となる。
【００５３】
ここで上記の通り、実施例は良好な透過率を有しているため、図６〜９の（ｂ）に示されるように、実施例は透過率及び反射率の合計値が、基材そのものの透過率及び反射率の合計の値とほぼ一致し、且つ、ほぼ１００％の値を示した。一方の比較例では、反射防止膜を形成した場合に透過率が低下する分、透過率及び反射率の合計の値が、基材そのものの合計の値に比べて低下しているのが確認できた。
【００５４】
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。
＜その他の事項＞
本発明の反射防止シートにおける基材は、上記各実施の形態に示すようなシート状に限定されない。例えばバルク状のガラス（例えばカメラ用レンズを構成するガラス製光学部品）を基材とすることもできる。この場合、いずれかのガラス製光学部品の表面に反射防止膜を形成し、別のガラス製光学部品を前記反射防止膜の上に重ね合わせることで、反射防止膜が外界と直接接するのが防止され、長期にわたって反射防止膜の剥離や傷を防ぐ保護効果を期待することもできる。
【００５５】
上記実施の形態では、ターゲット源としてパーフルオロカーボン骨格を有する化合物（すなわちＰＴＦＥ）を用いたスパッタリングにより反射防止膜を形成する例を示したが、本願発明者らの検討によれば、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の材料をターゲット源とするスパッタリングによっても、パーフルオロカーボン骨格をターゲット源に用いた場合と同様に、反射防止特性及び透明性に優れる反射防止膜を得られる可能性がある。
【００５６】
本発明の反射防止シートは、基材シートの両面に反射防止膜を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の反射防止シートは、高い反射防止特性及び透明性を有するため、非常に幅広い用途に利用可能である。例示すると公共用・家庭用の各種ディスプレイやタッチパネル、光照射量が比較的多い屋外での用途（公共施設の表示装置）やカーナビゲーションシステム等）に適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 反射防止シート
２ タッチパネル
３ 偏光板ユニット
４ ＬＣＤユニット
５Ａ、５Ｂ 面状部材
６ ディスプレイ装置（タッチパネル付ＬＣＤ装置）
１０ 基材シート
１１ 反射防止膜（フッ化炭素膜）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基材シートの片面に反射防止膜を形成してなる反射防止シートであって、
前記反射防止膜は、炭素原子またはフッ素原子が欠損した部分領域を含む分子構造のパーフルオロカーボン骨格で構成されたフッ化炭素膜である
ことを特徴とする反射防止シート。
【請求項２】
前記部分領域には、フッ素原子の結合数が０、１、３のいずれかの炭素原子が含まれている
ことを特徴とする請求項１に記載の反射防止シート。
【請求項３】
前記フッ化炭素膜はＸＰＳ解析において、
Ｃ１ｓ結合エネルギーが２８４ｅＶ以上２９６ｅＶ以下の範囲に分布したスペクトルを有し、
前記スペクトルは、２８９．５ｅＶにおけるピークＩ１をＣＦ結合、２９１．９ｅＶにおけるピークＩ２をＣＦ２結合、２９４ｅＶにおけるピークＩ３をＣＦ３結合としてそれぞれ波形分離される
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の反射防止シート。
【請求項４】
式（３Ｓ３ ＋ ２Ｓ２ ＋ Ｓ１）／ＳＣＦｓ
で求められる反射防止膜中のＦ原子／Ｃ原子の比が１．９未満である
ことを特徴とする、請求項３に記載の反射防止シート。
但し、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ半値幅を２．０ｅＶとして求めたピークＩ１、Ｉ２、Ｉ３のピーク面積、ＳＣＦｓは前記スペクトルの総面積とする。
【請求項５】
フッ化炭素膜の屈折率が、基材シートの屈折率よりも低い
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の反射防止シート。
【請求項６】
フッ化炭素膜の屈折率が１．３３〜１．３５であり、基材シートの屈折率が１．４８〜１．６６である
ことを特徴とする、請求項５に記載の反射防止シート。
【請求項７】
フッ化炭素膜は、ＰＴＦＥをターゲット源とする薄膜形成法により成膜されている
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止シート。
【請求項８】
フッ化炭素膜は、ＰＥをターゲット源とし、ＣＦ４を含むガスを成膜雰囲気とする薄膜形成法により成膜されている
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止シート。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載する反射防止シートを面状部材の上方に配設した
ことを特徴とする、反射防止シート付タッチパネル。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載する反射防止シートをディスプレイ面の上方に配設した
ことを特徴とする、反射防止シート付ＬＣＤ装置。
【請求項１】
透明な基材シートの片面に反射防止膜を形成してなる反射防止シートであって、
前記反射防止膜は、炭素原子またはフッ素原子が欠損した部分領域を含む分子構造のパーフルオロカーボン骨格で構成されたフッ化炭素膜である
ことを特徴とする反射防止シート。
【請求項２】
前記部分領域には、フッ素原子の結合数が０、１、３のいずれかの炭素原子が含まれている
ことを特徴とする請求項１に記載の反射防止シート。
【請求項３】
前記フッ化炭素膜はＸＰＳ解析において、
Ｃ１ｓ結合エネルギーが２８４ｅＶ以上２９６ｅＶ以下の範囲に分布したスペクトルを有し、
前記スペクトルは、２８９．５ｅＶにおけるピークＩ１をＣＦ結合、２９１．９ｅＶにおけるピークＩ２をＣＦ２結合、２９４ｅＶにおけるピークＩ３をＣＦ３結合としてそれぞれ波形分離される
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の反射防止シート。
【請求項４】
式（３Ｓ３ ＋ ２Ｓ２ ＋ Ｓ１）／ＳＣＦｓ
で求められる反射防止膜中のＦ原子／Ｃ原子の比が１．９未満である
ことを特徴とする、請求項３に記載の反射防止シート。
但し、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ半値幅を２．０ｅＶとして求めたピークＩ１、Ｉ２、Ｉ３のピーク面積、ＳＣＦｓは前記スペクトルの総面積とする。
【請求項５】
フッ化炭素膜の屈折率が、基材シートの屈折率よりも低い
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の反射防止シート。
【請求項６】
フッ化炭素膜の屈折率が１．３３〜１．３５であり、基材シートの屈折率が１．４８〜１．６６である
ことを特徴とする、請求項５に記載の反射防止シート。
【請求項７】
フッ化炭素膜は、ＰＴＦＥをターゲット源とする薄膜形成法により成膜されている
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止シート。
【請求項８】
フッ化炭素膜は、ＰＥをターゲット源とし、ＣＦ４を含むガスを成膜雰囲気とする薄膜形成法により成膜されている
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の反射防止シート。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載する反射防止シートを面状部材の上方に配設した
ことを特徴とする、反射防止シート付タッチパネル。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載する反射防止シートをディスプレイ面の上方に配設した
ことを特徴とする、反射防止シート付ＬＣＤ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−６３６１２（Ｐ２０１２−６３６１２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８２５３（Ｐ２０１０−２０８２５３）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
【Ｆターム（参考）】
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