JP2011191368A

JP2011191368A - 反射防止部材、反射防止部材の製造方法、電気光学装置、電子機器

Info

Publication number: JP2011191368A
Application number: JP2010055460A
Authority: JP
Inventors: Hidemitsu Sorimachi; 秀光返町
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】反射防止性能と防塵性能を有する反射防止部材を提供する。
【解決手段】反射防止部材１は、透光性を有する基材１１の面に形成された凸部１２と、前記凸部の少なくとも頂部１３ａに形成された密着層１４と、前記密着層上に形成された防塵層１５と、を有する錐体１０を複数備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、反射防止部材、反射防止部材の製造方法、電気光学装置及び電子機器に関する。

例えば、液晶ディスプレイ等の電気光学装置の表面における光の反射を防止する部材として、モスアイ（ｍｏｔｈ‐ｅｙｅ、蛾の目）構造を有する反射防止部材が知られている。このモスアイ構造は、微細な錐形状の連続パターンからなる凹凸面を有するものであり、光線の入射角依存性が小さく、広い波長帯域に亘って良好な反射防止効果を発揮することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２８７２３８号公報

しかしながら、このようなモスアイ構造を有する反射防止部材が適用された電気光学装置では、その表面に塵や埃等が付着すると、光の透過率が低減し、光学特性が低下してしまう、という課題があった。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる反射防止部材は、透光性を有する基材面に形成された凸部と、前記凸部の少なくとも頂部に形成された密着層と、前記密着層上に形成された防塵層と、を有する錐体を複数備えたことを特徴とする。

この構成によれば、錐体の頂部表面に形成された防塵層によって防塵機能が図られ、例えば、反射防止部材を光学デバイス等に適用した場合には、光学特性を長期間に亘って保持することができる。また、基材の凸部の頂部には密着層が設けられている。当該密着層は、基材と防塵層とを密着させるための中間層とも言える。この密着層によって、基材と防塵層とが密着され、長期に亘って防塵効果を得ることができる。さらに、基材の凸部の頂部に密着層を有することにより、錐体の先端部分に指や物体等が接触しても、密着層が有する弾性力によって損傷等が防止され、取り扱い性を向上させることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる反射防止部材において、前記凸部の頂部に形成された前記密着層の厚みが、前記凸部の裾部に形成された前記密着層の厚みよりも厚いことを特徴とする。

この構成によれば、容易に先端が尖った形状の錐体を形成することが可能となる。そして、反射防止性能と防塵性能とを有する反射防止部材を形成することができる。

［適用例３］上記適用例にかかる反射防止部材において、前記基材面に形成された前記密着層となる密着剤を有する部材に対して、前記錐体の表面形状に対応した成形型を加圧することにより、前記凸部の頂部に、前記密着層の裾部に形成された前記密着層の厚みよりも厚い前記密着層が形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、密着剤を有する基材を加圧すると、錐体の表面形状に対応した成形型に密着剤が流動するため、容易に尖った錐体を形成することができる。また、形状が均一な錐体を容易に複数形成することができる。

［適用例４］本適用例にかかる反射防止部材の製造方法は、複数の錐体を備えた反射防止部材の製造方法であって、透光性を有する基材上に密着層となる密着剤を塗布する密着剤塗布工程と、前記錐体の表面形状に対応した成形型の表面に防塵層となる防塵剤を塗布する防塵剤塗布工程と、前記密着剤が塗布された面に向かって前記成形型を加圧し、前記基材に形成された凸部と、前記凸部の頂部に形成された前記密着層の厚みが、前記凸部の裾部に形成された前記密着層の厚みよりも厚く形成された前記密着層と、前記密着層上に形成された前記防塵層と、を有する前記錐体を形成する錐体形成工程と、を含むことを特徴とする。

この構成によれば、基材を成形型によって加圧することにより、凸部が形成される。この際、密着剤は、基材の凸部方向に流動し、凸部の頂部には、凸部の裾部よりも厚みが厚い密着層が形成される。そして、成形型に塗布された防塵剤が、基材の凸部の頂部に防塵層として密着層上に転写される。これにより、先端が尖った錐体を均一に形成することができる。また、成形型を用いることにより、いずれの領域でも均一な形状を有する錐体を形成することができる。なお、例えば、凸部を形成した後に、防塵層の材料をスパッタ法で成膜した場合には、凸部の頂部に成膜されず、凸部の裾部方向に成膜されやすい傾向にある。従って、この場合、錐体のアスペクト比が減少し、反射防止効果が低下してしまうおそれがある。しかし、上記のように、成形型を利用して防塵層を転写させて錐体を形成することにより、アスペクト比を維持することができる。さらに、一の工程において一括して防塵層を形成することができ、加工工数を削減することができる。

［適用例５］本適用例にかかる電気光学装置は、上記の反射防止部材、または、反射防止部材の製造方法によって製造された反射防止部材を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、光学特性に優れ、反射防止性能と防塵性能に優れた電気光学装置を提供できる。この場合の電気光学装置としては、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＯＬＥＤ（有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ）、ＥＰＤ（電気泳動ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）等が挙げられる。

［適用例６］本適用例にかかる電子機器は、上記の電気光学装置を搭載したことを特徴とする。

この構成によれば、光学特性に優れ、反射防止性能と防塵性能に優れた電子機器を提供できる。この場合の電子機器としては、例えば、プロジェクター、携帯端末機、パーソナルコンピューター、テレビ受像機等が挙げられる。

反射防止部材の構成を示す概略図。反射防止部材の製造方法を示す工程図。電気光学装置としての液晶ディスプレイの構成を示す断面図。電子機器としての携帯電話機の構成を示す斜視図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮小を異ならせて図示している。

（反射防止部材の構成）
まず、反射防止部材の構成について説明する。図１は、反射防止部材の構成を示す概略図である。図１（ａ）に示すように、反射防止部材１は、透光性を有する基材１１の面に形成された凸部１２と、凸部１２の少なくとも頂部１３ａに形成された密着層１４と、密着層１４上に形成された防塵層１５と、を有する錐体１０を複数備えている。本実施形態における錐体１０は、四角錐形状を有し、断面が三角形である。そして、反射防止部材１は、複数の錐体１０が連なって形成され、表面が凹凸形状（モスアイ構造）を有している。

基材１１は、熱可塑性または熱硬化性の光透過性樹脂を適用することができる。これらの樹脂は、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）等の材料で構成されている。

密着層１４は、基材１１上に防塵層１５を形成させるために設けられた中間層であり、例えば、ＴＭＡ（トリメチルアルミナ）である。図１（ａ）に示すように、本実施形態では、基材１１の凸部１２の頂部１３ａに形成された密着層１４の厚み（Ｔ１）が、凸部１２の裾部１３ｂに形成された密着層１４の厚み（Ｔ２）よりも厚くなっている。すなわち、凸部１２の頂部１３ａに形成された密着層１４は、隣接する凸部１２の間の凹部に形成された密着層１４よりも厚く形成されている。このような構成は、基材１１の面に塗布された密着層１４となる密着剤を有する部材に対して、錐体１０の表面形状に対応した成形型を加圧することにより、凸部１２の頂部１３ａに、密着層１４の裾部１３ｂに形成された密着層１４の厚みよりも厚い密着層１４を形成することが可能となる。

防塵層１５は、塵や埃の付着を防止するために設けられた層であり、表面エネルギーが低い材料が用いられ、例えば、フッ素含有シランカップリング剤を適用することができる。そして、防塵層１５は、密着層１４上にほぼ均一の厚みで形成されている。

図１（ｂ）に示すように、錐体１０間のピッチＰは、反射防止を行う光の波長よりも短く、およそ１００〜５００ｎｍであり、高さＨは、およそ１００〜５００ｎｍである。このような微細の錐体１０は、光学的には、微細の錐体１０における屈折率が表面から基材１１に向かって連続的に変化した場合と同様に作用する。即ち、表面から基材１１への屈折率の変化は、微細の錐体１０の高さにおける外部の媒質（通常は空気）と基材１１の混ざり方で決定される。例えば、凸部１２の頂部１３ａ付近では殆ど空気の屈折率であるが、基材１１側に行くに従い基材の屈折率に漸次接近する連続的な屈折率変化を示す。その結果、視角による色変化が少ない極めて良好な反射防止機能を有するとともに、さらに、錐体１０の表面には、防塵層１５が設けられているため、防塵機能も有する。

（反射防止部材の製造方法）
次に、反射防止部材の製造方法について説明する。図２は、反射防止部材の製造方法を示す工程図である。本実施形態における複数の錐体を備えた反射防止部材の製造方法は、透光性を有する基材上に密着層となる密着剤を塗布する密着剤塗布工程と、錐体の表面形状に対応した成形型の表面に防塵層となる防塵剤を塗布する防塵剤塗布工程と、密着剤が塗布された面に向かって成形型を加圧し、基材に形成された凸部と、凸部の頂部に形成された密着層の厚みが、凸部の裾部に形成された密着層の厚みよりも厚く形成された密着層と、密着層上に形成された防塵層と、を有する錐体を形成する錐体形成工程と、を含むものである。以下、具体的に説明する。

図２（ａ）に示すように、密着剤塗布工程では、透光性を有する基材１１ａ、例えば、熱硬化性樹脂上に、密着層１４となる密着剤１４ａ、例えば、ＴＭＡ（トリメチルアルミナ）を１０ｎｍほど塗布する。

一方、防塵剤塗布工程では、図２（ａ）に示すように、錐体１０の表面形状に対応した成形型２０の表面に防塵層１５となる防塵剤１５ａ、例えば、フッ素含有シランカップリング剤を塗布する。

次に、図２（ｂ）に示すように、錐体形成工程では、基材１１ａ及び成形型２０を加熱した後に、密着剤１４ａが塗布された面に向かって成形型２０を加圧する。そうすると、密着剤１４ａが、加圧によって形成された基材１１ａの凸部１２の頂部１３ａ側に流動する。これにより、凸部１２の頂部１３ａに形成された密着層１４の厚みが、凸部１２の裾部１３ｂに形成された密着層１４の厚みよりも厚く形成される。さらに、これにより、成形型２０の表面形状に倣って密着剤１４ａが容易に流動するため、先端が尖った断面三角状の錐体形状を形成することができる。従って、密着剤１４ａは、成形型２０の表面形状に倣って流動し、所望の錐体形状の形成を補助する補助剤とも言える。そして、成形型２０を加圧した状態で保持した後に、基材１１ａ及び成形型２０を冷却する。その後、例えば、所定期間６０℃／９０％ＲＨ雰囲気において、フッ素含有シランカップリング剤を加水分解させて、ＴＭＡと結合させる。そして、所定期間後、基材１１ａ及び成形型２０を乾燥させることにより、加水分解を止める。その後、図２（ｃ）に示すように、成形型２０を離型する。この際、密着層１４と防塵層１５とが密着しているため、当初成形型２０側に塗布された防塵剤１５ａは、基材１１側に防塵層１５として転写される。すなわち、密着層１４上に、ほぼ均一の厚みを有する防塵層１５が形成される。

このようにして、基材１１に形成された凸部１２と、凸部１２上に形成された密着層１４と、密着層１４上に形成された防塵層１５と、を有する複数の錐体１０で構成された反射防止部材１が形成される。

なお、錐体１０の表面部分に防塵層１５を形成する方法としては、スパッタ法を用いることも考えられるが、スパッタ法の場合には、凸部１２の頂部１３ａ上に成膜されず、裾部１３ｂにスパッタ膜が堆積してしまう傾向にある。そうすると、錐体１０の形状が変化（アスペクト比の低下）してしまい、反射防止機能が低下するおそれがある。そこで、本実施形態のように、成形型２０の加圧に際して、防塵層１５を転写することにより、均一な厚みを有する防塵層１５を形成することができる。これにより、錐体１０の形状を維持（アスペクト比を維持）することができる。

（電気光学装置の構成）
次に、電気光学装置の構成について説明する。図３は、電気光学装置としての液晶ディスプレイの構成を示す断面図である。図３に示すように、液晶ディスプレイ１００は、液晶層１２０と、液晶層１２０の下部に、下側ガラス基板１２２を介して配置された下側偏光板１２４と、液晶層１２０の上部に、上側ガラス基板１２６を介して配置された上側偏光板１２８と、を備えている。また、液晶層１２０両側のガラス基板１２２，１２６間には図示しない配向膜を挟んで画素電極１３０と対向電極１３２とがそれぞれ設けられている。

そして、上側偏光板１２８上には、反射防止部材１が配置されている。反射防止部材１では、上記したように、複数の微細な錐体１０が連続パターンを成している。このため、液晶ディスプレイ１００の表面の空気と上側偏光板１２８との間に屈折率が大きく異なる界面が存在しなくなるため、液晶ディスプレイ１００の表面の光の反射が抑えられ、反射による表示機能の低下が防止される。さらに、反射防止部材１の錐体１０の表面には、防塵層１５が形成されているため、塵や埃の付着が防止され、長期間に亘って光学特性を維持することができる。

（電子機器の構成）
次に、電子機器の構成について説明する。図４は、電子機器としての携帯電話機の構成を示す斜視図である。図４に示すように、携帯電話機２００は、上記した液晶ディスプレイ１００を含む表示部２０１と、複数の操作ボタン２０２と、受話口２０３と、及び送話口２０４等を備えている。これにより、信頼性に優れ、高品質な表示が可能な表示部２０１を具備した携帯電話機２００を提供することができる。

従って、上記実施形態によれば、以下に示す効果がある。

（１）基材１１の凸部１２の頂部１３ａに密着層１４を介して防塵層１５が形成された。これにより、防塵層１５との密着性が強まり、基材１１と防塵層１５との剥離が防止され、長期間に亘って防塵機能を発揮することができる。さらに、錐体１０の先端部分に指や物体等が触れたとしても、密着層１４の弾性により損傷等の発生を防止することができる。

（２）基材１１の凸部１２の頂部１３ａにおける密着層１４の層の厚みが、凸部１２の裾部１３ｂにおける密着層１４の層の厚みよりも厚く形成される。これにより、容易に先端が尖った錐体１０を形成することが可能となる。そして、密着層１４上に均一の厚みの防塵層１５が形成される。これにより、光学特性を保持しつつ、反射防止及び防塵効果を得ることができる。

１…反射防止部材、１０…錐体、１１…基材、１１ａ…基材、１２…凸部、１３ａ…頂部、１３ｂ…裾部、１４…密着層、１４ａ…密着剤、１５…防塵層、１５ａ…防塵剤、２０…成形型、１００…電気光学装置としての液晶ディスプレイ、２００…電子機器としての携帯電話機。

Claims

透光性を有する基材面に形成された凸部と、
前記凸部の少なくとも頂部に形成された密着層と、
前記密着層上に形成された防塵層と、を有する錐体を複数備えたことを特徴とする反射防止部材。
請求項１に記載の反射防止部材において、
前記凸部の頂部に形成された前記密着層の厚みが、前記凸部の裾部に形成された前記密着層の厚みよりも厚いことを特徴とする反射防止部材。
請求項２に記載の反射防止部材において、
前記基材面に形成された前記密着層となる密着剤を有する部材に対して、前記錐体の表面形状に対応した成形型を加圧することにより、前記凸部の頂部に、前記密着層の裾部に形成された前記密着層の厚みよりも厚い前記密着層が形成されたことを特徴とする反射防止部材。
複数の錐体を備えた反射防止部材の製造方法であって、
透光性を有する基材上に密着層となる密着剤を塗布する密着剤塗布工程と、
前記錐体の表面形状に対応した成形型の表面に防塵層となる防塵剤を塗布する防塵剤塗布工程と、
前記密着剤が塗布された面に向かって前記成形型を加圧し、前記基材に形成された凸部と、前記凸部の頂部に形成された前記密着層の厚みが、前記凸部の裾部に形成された前記密着層の厚みよりも厚く形成された前記密着層と、前記密着層上に形成された前記防塵層と、を有する前記錐体を形成する錐体形成工程と、を含むことを特徴とする反射防止部材の製造方法。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の反射防止部材、または、請求項４に記載の反射防止部材の製造方法によって製造された反射防止部材を備えた電気光学装置。
請求項５に記載の電気光学装置を搭載した電子機器。