[发明专利]抗反射材料、光学元件、显示器件及压模的制造方法和使用了压模的抗反射材料的制造方法

说明书

本申请是下述申请的分案申请，

发明名称：抗反射材料、光学元件、显示器件及压模的制造方法和使用了压模的抗反射材料的制造方法

申请日：2005年12月1日

申请号：200580041596.9

技术领域

本发明涉及抗反射性能优越的抗反射材料以及配备了该抗反射材料的光学元件和显示器件。另外，本发明还涉及压模(也称为“金属模”或“铸模”)的制造方法以及使用了压模的抗反射材料的制造方法和抗反射材料。

背景技术

在用于电视和移动电话等的显示器件和照相机镜头等的光学元件中，为了降低表面反射以提高光的透过量，通常施行抗反射技术。这是因为，例如像光入射到空气与玻璃的界面的情况那样，在光通过折射率不同的介质的界面的情况下，利用菲涅耳反射等来降低光的透过量并减少可视性的缘故。

作为抗反射技术，例如可举出在基板的表面上设置层叠了由二氧化硅等无机粒子或丙烯酸等有机微粒所形成的多层薄膜的抗反射多层膜的方法。然而，由于抗反射多层膜通常用真空蒸镀法等成膜，所以存在成膜时间长、成本高的问题。特别是，在周围光非常强的环境下，由于要求更高的抗反射性能，所以必须增加抗反射多层膜的层叠层数，造成成本进一步上升。另外，由于抗反射多层膜利用光的干涉现象，所以抗反射作用强烈依赖于光的入射角和波长。因此，一旦入射角或波长超出设计范围，则抗反射作用显著地降低。

作为其它的抗反射技术，可举出在基板表面上形成将凹凸的周期控制在可见光的波长以下的微细凹凸图形的方法(专利文献1至专利文献5)。该方法利用了所谓蠹虫眼(Motheye)结构的原理，通过使对入射到基板上的光的折射率沿着凹凸的深度方向从入射介质的折射率连续变化到基板的折射率，从而抑制欲抗反射的波段的反射。作为凹凸图形，例示出圆锥或四棱锥等锥形体(参照专利文献3至专利文献5)。

参照图11(a)和(b)，详细地说明因微细凹凸图形的形成而造成的抗反射作用。图11(a)是示意性地示出形成了矩形凹凸的基板的剖面图，图11(b)是示意性地示出形成了三角形凹凸的基板的剖面图。

首先，参照图11(a)。形成了如图11(a)所示的矩形凹凸2的基板1产生与形成了单层薄膜的基板同样的作用。

一开始，简单地说明单层薄膜的抗反射作用。例如，考虑在形成了厚度为d的单层薄膜的玻璃基板上波长为λ的可见光入射的情形。为了使对垂直入射光(入射角＝0°)的反射光为零，必须形成在薄膜表面上的反射光与在薄膜和玻璃基板的界面处的反射光互相进行相消性干涉那样的单层薄膜。具体地说，可将单层薄膜的厚度d和折射率n分别设定为d＝λ/4n和n＝(ni×ns)^1/2(假定空气的折射率为ni，玻璃的折射率为ns)。由于空气的折射率ni为1.0、玻璃的折射率ns约为1.5，所以算出单层薄膜的折射率n约为1.22。因此，在原理上，在厚度为1/4波长处，通过在玻璃基板的表面上形成折射率约为1.22的单层薄膜，可完全抑制反射。可是，由于使用于薄膜的有机系材料的折射率高达约1.5以上，即使是折射率小于有机系材料的无机类材料，也有约1.3左右的折射率，所以现实情况是，无法形成这样的基板。

接着，说明如图11(a)所示的微细矩形凹凸2中的抗反射作用。此时，通过使凹凸的周期最佳化，可发挥与形成了折射率约为1.22的单层薄膜的情形同样的效果，可完全抑制反射。但是，与单层薄膜的情形同样地，难以发挥宽波段的抗反射作用或与入射角依赖性小的抗反射作用。

与此相对照，如图11(b)所示，在凹凸的形状为三角形的情况下，由于对入射到基板上的光的折射率沿着凹凸的深度方向发生变化，所以降低了表面反射。另外，在如图11(b)所示的形成了凹凸图形的情况下，与上述的抗反射多层膜相比，除了可发挥在宽的波段与入射角依赖性小的抗反射作用外，还具有可适用于多种材料、可在基板上直接形成凹凸图形等优点。其结果是，可提供一种低成本、高性能的抗反射材料。

通常，蠹虫眼结构是采用在表面上具有使其微细的凹凸形状反转的形状的结构的压模(金属模或铸模)，用压制法、注射成型法或铸塑法等，将压模表面的微细凹凸形状复制制作在透光性树脂等上。

以往，作为压模的制造方法，一般是激光干涉曝光法或电子束(EB)曝光法。但是，用这些方法或是无法制作大面积的压模，或是极其困难。

另一方面，在专利文献6中，公布了采用将铝进行阳极氧化而得到的阳极氧化多孔(porous)氧化铝来廉价地批量生产压模的方法。