[发明专利]表面具有凹凸的膜和防止反射膜及其制造方法和光学构件

说明书

本申请是申请号为200510051995.5、申请日为2005年2月23日、发明名称为“表面具有凹凸的膜和防止反射膜及其制造方法和光学构件”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在表面上具有微细凹凸的膜及其制造方法。特别是涉及在表面上具有微细凹凸的防止反射膜和使用该膜的光学构件。

具体地说，涉及在含有从氧化锆、氧化硅、氧化钛、氧化锌中选择的至少1种成分的透明薄膜层的表面上具有以氧化铝为主要成分的微细凹凸的膜和透明防止反射膜以及使用该膜的文字处理机、计算机、电视、等离子显示器面板等各种显示器、液晶显示装置中使用的偏振片、由透明塑料类构成的遮阳透镜、带有度数的眼镜透镜、照相机取景器透镜、棱镜、蝇眼透镜、复曲面透镜等的光学构件、进而是使用了这些光学构件的摄像光学系统、双眼望远镜等的观察光学系统、在液晶投影机等中使用的投射光学系统、在激光束打印机等中使用的扫描光学系统等的各种光学透镜、各种计量器具的盖、汽车、电车等的窗玻璃等的光学构件。

背景技术

已提出了多种在表面上具有微细凹凸的膜，其中，作为防止反射材料的用途的提案很多。例如，已提出了利用具有微细凹凸结构的铸模的转印作成在表面上形成了微细凹凸结构的防止反射膜、由在表面上具有微细凹凸的聚氨酯树脂层和在该微细凹凸表面上设置的非结晶性的含氟聚合体构成的防止反射膜(例如，参照特开2001-091706号)。

此外，已提出了通过使微粒子分散在膜中作成在表面上形成了微细凹凸结构的防止反射膜、在由含有烷氧基硅和二氧化硅微粉末而构成的分散液形成的覆盖膜中具有高度为0.01～0.1μm的微细凹凸表面的防止反射膜(例如，参照特开09-249411号)。但是，在这些技术中，起因于微细凹凸结构的横向尺寸较大的缘故而发生光的衍射、散射，从而在透明性方面存在问题，或相反地因纵向尺寸过小而存在防止反射效果差的问题。此外，由于膜成分是单一的，在膜与基体材料的折射率的匹配差的情况下，由于在膜与基体材料的界面可引起不理想的反射，故对于任意的基体材料有时不能预期大的防止反射效果。

作为在表面上具有微细凹凸的薄膜的形成方法，已知例如使用溶胶-凝胶法形成具有花瓣状的氧化铝微细凹凸组织的透明薄膜(例如，参照「Journal of American Ceramic Society」1997年80卷4号p.1040-1042、「Chemistry Letter」2000年p.8642、特开平9-202649号和特开2001-17907号)。已公布了由用乙酰醋酸乙酯进行了稳定化的丁氧基铝的涂敷溶液制作薄膜、在400℃下进行了热处理后浸渍于沸腾水中形成了花瓣状的氧化铝微细凹凸组织的透明薄膜(例如，参照「Journal of American Ceramic Society」1997年80卷4号p.1040-1042和特开平9-202649号)。再者，已公布了在对该花瓣状的氧化铝微细凹凸组织进行成膜后不特别进行热处理而是只浸渍于温水中就可形成的情况(例如，参照「Chemistry Letter」2000年p.864和特开2001-17907号)。

在使用溶胶-凝胶法制作的具有花瓣状的氧化铝微细凹凸组织的透明薄膜中，通过改变温水处理温度、温水处理时间可扩展表面微细凹凸组织结构的尺寸，但在上述的氧化铝单成分系列中，在其结构或尺寸的控制方面存在限度。例如，在特开平9-202649号中，有其特征为平均粗糙度大于等于17nm的花瓣状透明氧化铝膜，但实际上30nm左右的表面粗糙度为最大限度，不能得到具有大于等于该最大限度的表面粗糙度。在具有由该氧化铝单成分系列构成的微细凹凸组织的薄膜中，可控制表面微细凹凸构造的大小的范围窄，除此以外，由于膜成分是单一的，故在膜与基体材料的折射率的匹配差的情况下，在膜与基体材料的界面存在引起不理想的反射的可能性，故有时对于任意的基体材料不能预期较大的防止反射效果。

此外，已公布了将氧化硅和氧化铝系列的复合氧化物膜在加温了的状态下浸渍于热水中得到防雾覆盖膜的方法(例如，参照特开平10-114543号)。在此，作为氧化硅的初始原料使用了硅酸乙酯，在氧化铝的原料中使用氧化铝微粒子分散溶胶进行了制作，在这样得到的膜中，如果表面粗糙度超过约20nm，则由于膜的雾性大透明性变差，故希望表面粗糙度小于等于约20nm。在这些膜中，由于表面的凹凸结构的尺寸小，故存在不能得到充分的防止反射性能的问题。此外，由于与基体材料的界面上可引起不理想的反射，故存在降低防止反射性能的可能性。

发明内容