CN101802651B - 防反射片、显示元件及显示装置 - Google Patents

Abstract

在透明的基板(11)的平滑的表面形成具有多个微细的凸部(12)的树脂层而构成防反射片。凸部(12)由透明的树脂成形，包含与基板(11)的表面垂直的中心轴C的截面呈大致二次函数形状，优选表面为旋转抛物面。凸部(12)的高度b和宽度a的比(纵横比)b/a为1以下。另外，凸部(12)排列的间距p为入射光的波长的1/2以下。

Description

防反射片、显示元件及显示装置

技术领域

本发明涉及防反射片、显示元件及显示装置。具体地说，本发明涉及用于防止某波长区域的光的反射的防反射片，还涉及使用该防反射片的有机EL及液晶显示面板(LCD)等显示元件及显示装置。 

背景技术

太阳光及室内照明光等外部光在显示装置的画面上进行反射时，画面的对比度降低而变白，不易看见图像。为了防止这种现象，目前，已提案在显示装置的表面贴上用于防止外部光的反射的防反射膜。 

例如，作为这种防反射膜，具有在(日本)特开2002-122702号公报(专利文献1)公开的结构。该防反射膜是在透明的薄膜基板的表面密集地形成有具有与薄膜基板相等的折射率的凸部(突起)的防反射膜。该凸部为截面三角形状，即金字塔状(四棱锥形状)或圆锥形状。 

这种防反射膜有时设置在设备的外面，例如显示装置的透明保护板的表面来使用。这时为了擦拭附着在防反射膜上的皮脂及污垢等，在用软布及清洁器等擦拭防反射膜的表面时，形成有金字塔形状或圆锥形状的凸部易磨损、或压坏，防反射膜的防反射功能易被破坏。同样地，用手指用力按压透明保护板时，表面的凸部易被压坏，从而防反射功能被破坏。 

另外，显示装置等有时在透明保护板的背面与及其下方的显示元件上粘贴防反射膜。这时，用手指及触控屏用的笔按压透明保护板时，由于透明保护板和显示元件接触，防反射膜的凸部在压力的作用下被压坏，防反射膜的防反射功能降低，或被损坏。 

因此，在(日本)特开2004-70164号公报(专利文献2)中所公开的防反射膜中，在防反射膜的表面密集地形成纳米级的凸部，并且分布有比凸部的高度高的微米级的保护柱。而且，利用保护柱来保护凸部，防止在擦拭或按压防反射膜时凸部破损。 

但是，在设备的表面设置具有这种保护柱的防反射膜的情况下，用软布或起毛的布等擦拭防反射膜时，存在该布等越过保护柱而碰到防反射膜的凸部，而使凸部被破坏的问题。另外，即使防反射膜设置在显示装置等的内面的情况下，由于保护柱的高度及力的增加，保护柱有可能破损。 

另外，在专利文献2公示的防反射膜，存在如下不良现象，即：由于保护柱的存在，光的反射率增加，防反射膜的低反射率特性被破坏，或由于保护柱的存在，基值增大，光学特性变差。此外，在高精细显示装置中使用设置有微米级的保护柱的防反射膜时，存在保护柱从画面透过而可见，从而成为图像上的缺陷的问题。 

专利文献1：(日本)特开2002-122702号公报 

专利文献2：(日本)特开2004-70164号公报 

发明内容

本发明是鉴于上述这种技术性课题而开发的，其目的在于，提供一种防反射片，其不会使低反射率、低基值这样的防反射片的光学特性降低，可以使凸部的耐磨性及耐压性提高。 

为了实现该目的，本发明的防反射片的特征在于，在透明的基板的表面形成有树脂层，该树脂层由覆盖所述基板的表面整体的树脂薄膜层和凸部层构成，所述凸部层在所述树脂薄膜层的表面排列有多个微细的凸部，所述凸部的包含与所述基板表面垂直的中心轴的截面形成为二次函数形状，所述凸部排列的间距为入射光的波长的1/2以下，所述凸部的纵横比为1以下，所述基板的折射率n1和所述凸部的折射率n2的差为|n1-n2|≤0.05，且所述树脂层的厚度为11μm以上，当将所述凸部在与所述中心轴垂直的截面分割成一定厚度的层时，各层的有效折射率的关系为线性。在此，所谓截面为二次函数形状，即凸部的截面上的凸部和空气层的边界线为用二次函数表示的曲线。另外，所述基板可以是由硬质树脂构成的基板，也可以是厚度薄的柔软的薄膜基板。 

在本发明的防反射片中，因在基板的表面形成有多个微细的凸部，所以可以抑制基板表面的光的反射，防止入射至防反射膜的光的反射。在此，将凸部的排列间距设定为入射光波长(入射光的波长区域宽广的情况下，为最小波长)的1/2以下是因为，凸部的排列间距比入射光波长的1/2大时，防反射片的表面的光的反射增加，或基值增大，或产生衍射造成的色差，防反射片的光学特性变差。 

另外，在本发明的防反射片中，凸部或凹部的形状的包含与基板垂直的中心轴的截面形状的二次函数形状的相关系数为0.8以上，所以不会象形成金字塔形状或圆锥形状的凸部或凹部那样顶端变尖，耐磨性及耐压性提高，抗摩擦及破损性强。另外，由于通过使凸部或凹部的截面形状的二次函数形状的相关系数为0.8以上，可以得到与形成金字塔形状的凸部或凹部同等的理想的光学特性。 

本发明的防反射片的某实施方式的所述凸部或凹部，其包含与所述基板表面垂直的中心轴的截面为二次函数形状。     

在该实施方式中，凸部或凹部的包含与基板表面垂直的中心轴的截面为二次函数形状(二次函数形状的相关系数为1，与二次函数形状几乎没有偏差的情况)，所以凸部或凹部不易磨损，不易破损，并且，得到与形成金字塔形状的凸部或凹部同等的光学特性这样的本发明的效果特别显著。 

本发明的防反射片另一实施方式的特征在于，所述凸部或凹部的纵横比为1以下。如该实施方式，只要使凸部或凹部的纵横比为1以下，防反射片的耐磨性和耐压性就会非常高，在擦拭防反射片、或局部地按压时，凸部或凹部也更加难以被破坏。 

本发明的防反射片的又一实施方式的特征在于，从与所述基板的表面垂直方向看，所述凸部或凹部的占有面积相对所述基板表面的面积的比例为60％以上。这是因为凸部或凹部的占有面积比例小于60％时，没有凸部或凹部的区域的比例增大，无法得到实用上需要的水平的防反射效果。 

本发明的防反射片的又一实施方式的特征在于，所述基板的折射率n1和所述凸部或凹部的折射率n2的差为|n1-n2|≤0.05。特别优选基板的折射率n1和所述凸部或凹部的折射率n2相等。这是因为基板的折射率n1和凸部或凹部的折射率n2的差大于0.05时，基板和凸部或凹部的界面的光的反射增大，防反射片的功能被破坏。 

本发明的防反射片的又一实施方式的特征在于，所述基板的折射率n1和具有所述凸部或凹部的所述树脂层的折射率n2的差为|n1-n2|≤0.02。根据该实施方式，通过减小基板与树脂层的界面的反射率，可以减小干涉条纹的强度，使得看不到干涉条纹。 

本发明的防反射片的又一实施方式的特征在于，所述凸部的高度或所述凹部的深度为400nm以下。另外，在该实施方式中，优选所述凸部的高度或 所述凹部的深度为50nm以上。这是因为凸部的高度或所述凹部的深度大于400nm时，凸部或凹部的强度降低，耐磨性及耐压性变差。另外，凸部的高度或凹部的深度小于50nm时，在可视光的情况下反射率增加，防反射片的功能被破坏。 

本发明的防反射片的又一实施方式的特征在于，具有所述凸部或凹部的所述树脂层的厚度为11μm以上。根据该实施方式，可以抑制在所述树脂层的表面反射的光和在背面反射的光造成的干涉条纹的产生。 

本发明的防反射片的又一实施方式的特征在于，所述凸部或凹部围绕与所述基板表面垂直的中心轴具有旋转对称的形状。另外，所述凸部或凹部围绕中心轴也可以不是旋转对称而具有各向异性。 

另外，本发明的防反射片，所述凸部或凹部也可以形成在所述基板的朝向观察者侧配置的面上，或者，也可以形成在所述基板的朝向观察者侧配置的面及其相反侧的面上。本发明的防反射片即使擦拭或按压，凸部或凹部也不易破坏，具有耐久性，所以即使在所述基板的朝向观察者侧配置的面上形成，光防反射功能也不易被破坏。另外，在基板的朝向观察者配置的面及其相反侧的面两面形成有凸部或凹部时，防反射效果进一步提高。 

本发明的防反射片的又一实施方式的特征在于，在所述基板的、与形成有所述树脂层的面相反侧的面上具有粘接层，所述基板的折射率n1和所述粘接层的折射率n3的差为|n1-n3|≤0.02。根据该实施方式，通过减小基板和粘接层的界面的反射率、减小干涉条纹的强度，可以看不到干涉条纹。 

本发明的显示元件的特征在于，在显示面板的表面设置有所述防反射片。在该显示元件中，因具备本发明的防反射片，所以不易反射太阳光及室内照明光等外部光，可以保持画面的对比度，视觉性良好。并且，因防反射片具备耐磨性及耐压性，所以防反射片的功能不易因外力作用而被破坏。 

本发明的显示装置的特征在于，包括：显示面板、与所述显示面板的图像生成侧的面对置配置的透明保护板，在所述透明保护板的表面、背面中的至少一面上设置有所述防反射片。在该显示装置中，因具备本发明的防反射片，所以不易反射太阳光及室内照明光等外部光，可以保持画面的对比度，视觉性良好。并且，因防反射片具备耐磨性及耐压性，所以防反射片的功能不易因外力作用下而被破坏。 

另外，用于解决本发明的所述课题的手段，具有将上述说明的结构要素 适当组合的特征，本发明可以根据这种构成要素的组合进行许多变更。 

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的防反射片的概略剖面图； 

图2(a)是表示设置在防反射片的表面的凸部的一形状的立体图，图2(b)是表示其它的形状的凸部的立体图； 

图3(a)是表示基板表面的凸部的一配置例的概略平面图，图3(b)是表示凸部的其它的配置例的概略平面图，图3(c)是表示凸部的又一配置例的概略平面图； 

图4是表示对具有截面呈二次函数形状的凸部的实施方式1的防反射片、和具有呈圆锥形状的凸部的现有例的防反射膜的耐磨性进行比较的试验结果的图； 

图5(a)是表示表示截面呈二次函数形状的凸部的侧面图，图5(b)是表示为了得到图4的试验结果而使用的圆锥形状的凸部的侧面图； 

图6是表示对具有金字塔形状的凸部的防反射膜和具有截面呈二次函数形状的凸部的防反射片的反射率进行比较的图； 

图7是用于说明有效折射率的图； 

图8是用于说明有效折射率的图； 

图9是表示对各种形状的凸部，通过模拟求得凸部的高度b和有效折射率N的关系的结果的图； 

图10(a)、(b)、(c)、(d)是表示在图9中表示有效折射率的凸部的形状的概略图； 

图11是表示凸部的折射率从n2＝1.48至n2＝1.53变化时的反射率的变化的图； 

图12是表示凸部的高度产生的反射率的变化的图； 

图13是表示凸部的面积占有率产生的反射率的变化的图； 

图14是表示本发明实施方式2的凸部的形状的剖面图； 

图15是表示相关系数的值不同的凸部的截面形状的图； 

图16是表示本发明实施方式3的凹部的形状的剖面图； 

图17是表示本发明实施方式4的防反射片的概略剖面图； 

图18是有机EL的概略图； 

图19是液晶显示元件的概略图； 

图20(a)是具备防反射片的显示装置的概略图，图20(b)是没有防反射片的显示装置的概略图； 

图21是表示在显示装置中产生的反射光的图； 

图22是表示用于干涉条纹抑制效果的评价的防反射片的概略图； 

图23(a)～(e)是表示用于干涉条纹抑制效果的评价的各种显示装置的概略图； 

图24是表示用作光源的三波长萤光灯和自然日光(太阳光)的发光光谱的图。 

符号说明 

10    反射片 

11    基板 

12    凸部 

16    凹部 

18    液晶显示面板 

19    保护罩 

21    分割区域 

22    柱体 

23    树脂层 

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的最佳实施方式。 

(第一实施方式) 

图1是表示本发明的实施方式1的防反射片的概略剖面图，另外，图1中将其W部放大表示。图2(a)是表示设置在防反射片的表面的凸部的一形状的立体图，图2(b)是表示其它形状的凸部的立体图。另外，图3(a)是表示基板表面的凸部的一配置例的概略平面图，图3(b)是表示凸部的其它配置例的概略平面图，图3(c)是表示凸部又一配置例的概略平面图。 

如图1所示，该防反射片10是在透明基板11的平滑表面密集地形成有多个透明、微细的凸部12(仅由凸部构成的树脂层)的防反射片。其中，图1中，凸部12被夸张放大绘制。基板11由折射率高的透明树脂，例如聚碳酸 酯树脂及丙烯树脂等成形为板状。该基板11可以是硬质树脂基板，也可以是厚度薄的柔软的薄膜基板，特别是厚度不限。 

如图2(a)所示，在基板11的表面形成的凸部12围绕与基板表面垂直的中心轴C具有旋转对称的形状，且包含中心轴C的截面的形状为二次函数形状。即，凸部12的表面为旋转抛物面。凸部12的底面也可以为如图2(a)所示的圆形，也可以为如图2(b)所示的正方形，或也可以为三角形及五边形以上的多边形。将凸部12的底面设计为圆形之外的形状时，如图2(b)所示的正方形的情况，只要用垂直面剖切凸部12下部的部分即可。 

现在，如图1所示，用b表示以旋转抛物面体所示的凸部12的高度，用a表示底面的宽度(直径)。取凸部12的中心轴C的方向为z轴，取与凸部12的底面平行的方向为r轴，在以中心轴C和底面的交点为原点的圆柱坐标中考虑时，凸部2的表面形状如下，用两个参数a、b表示。 

$z=b-{[2\left(\sqrt{b}\right)r/a]}^2$

其中，a≠0、b≠0， 

而且，将这时的高度b和宽度a的比称为纵横比b/a。优选凸部12的纵横比为如下： 

b/a≤1  (条件1) 

另外，如下所述，凸部12的高度b的下限值为50nm，对于可见光，凸部12的最大排列间距为400nm，所以，50nm/400nm＝1/8为纵横比b/a的下限值。但是，当考虑到包含红外线的范围的入射光时，50nm/600nm＝1/12为纵横比b/a的下限值。 

优选凸部12的高度b为 

50nm≤b≤400nm    (条件2) 

由于如后述的凸部12的排列间距P的最大值为400nm，所以宽度a的最大值也为400nm。另外，高度b的最小值为50nm，由于纵横比b/a为1以下，所以宽度a的最小值也为50nm。 

在基板11的折射率n1和凸部12的折射率n2不同的情况下，在基板11和凸部12的界面引起光反射，因此，特别优选基板11的折射率n1和凸部12的折射率n2相等，但是，只要是如下条件即可。 

|n1-n2|≤0.05  (条件3) 

关于这些条件的依据，将在后面叙述。 

另外，如果是如图2(a)的底面为圆形的凸部12，凸部12的底面的宽度a相同，与测定的方向无关，但如图2(b)的底面为正方形的凸部12，在对角方向和与边平行的方向底面的宽度不同。在这种圆形之外的底面的情况下，考虑与凸部12一致的无开口的旋转抛物面，只要将其底面的宽度设定为a即可。因此，在底面为正方形的情况下，将对角方向的宽度设定为凸部12的宽度a即可。 

凸部12使用透明的紫外线固化型树脂，例如紫外线固化型的聚碳酸酯树脂及丙烯树脂等，通过压模法在基板11的表面成形。即，在压模中(未图示)设置有多个凸部12的翻转形状，在基板11的表面涂敷紫外线固化型树脂后，从上面用压模挤压紫外线固化型树脂，在基板11和压模之间紫外线固化型树脂成形，在保持该状态下向紫外线固化型树脂照射紫外线使之固化。而且，紫外线固化型树脂固化后，将压模剥离，于是，在基板11表面由紫外线固化型树脂成形有多个凸部12。 

这样成形的凸部12也可以如图3(a)所示，在基板表面配置(三角配置)为蜂窝状，也可以如图3(b)所示配置为矩形状。另外，也可以如图3(a)(b)在凸部12彼此之间空出间隙。也可以如图3(c)，凸部12彼此无间隙紧贴在一起。其中，空出间隙排列凸部12时，优选面积占有率为60％以上(条件4)。在此，所谓面积占有率用百分率表示即为：凸部12的底面的面积E相对于如图3(a)及图3(b)中用虚线表示的边界线那样，用通过凸部12彼此的中心的边界线包围的部分(以下，将该区域称为分割区域21)的面积F(在图3中，在该分割区域的一个区域划有斜线)的比，即， 

(E/F)×100％。 

另外，在如图3(c)，凸部12间没有间隙的情况下，面积占有率为100％。 

另外，优选凸部12的排列间距P优选为利用防反射片10防止光的反射的入射光的波长λ的1/2以下(入射光的波长区域宽时，为最小波长的1/2以下)。因此，在用于防止可见光的反射的防反射片10上，凸部12排列间距P只要为50nm≤P≤400nm即可。在此，在排列间距P如图3(a)的蜂窝状的配置的情况下，只要考虑凸部12彼此的距离即可，在凸部12随机地配置的情况下，只要考虑凸部12彼此的距离的平均值即可。 

凸部12的间距P大于入射光波长λ的1/2时，因防反射片的表面的光的反射增大，基值增大，产生衍射造成的色差，防反射片的光学特性变差，所 以凸部12的间距P优选为入射光波长λ的1/2以下。另外，可见光的情况中，将可见光的波长区域设定为例如400nm～800nm时，为了防止可见光的最大波长800nm附近的光的反射的情况下，只要将凸部12的间距P设定为400nm以下即可，为了防止可见光整个区域的光的反射的情况下，只要将凸部12的间距P设定在200nm以下即可。 

另外，由于凸部12的高度b的下限为50nm，因此纵横比b/a为1以下时，凸部12的排列间距P的下限值也为50nm。 

在本发明的防反射片10中，由于每个凸部12为截面二次函数形状或旋转抛物面体，因此，凸部12的顶部为曲面，与形成金字塔形状及圆锥形状的顶端尖的凸部相比，耐磨性及耐压性提高。因此，防反射片10即使用布及清洁器擦拭，用手指及触控屏用的笔尖等按压，凸部12也不易被破坏，防反射片10的低反射率或防反射效果不易损坏或降低。 

图4是表示对具有形成截面二次函数形状的凸部12的本发明的防反射片10、和具有形成圆锥状的凸部的现有例的防反射膜的耐磨性进行比较的试验结果的图。用于本发明的防反射片10的凸部12如图5(a)所示，是宽度a为200nm、高度b为170nm的旋转抛物面体，底面为圆形(纵横比0.85)。而用于现有例的防反射膜的凸部102如图5(b)所示，是宽度a为200nm、高b为500nm的圆锥形状，底面为圆形(纵横比2.5)。本发明的凸部12和现有例的凸部102的高度b或纵横比b/a的差别，是设计为本发明的防反射片的反射率和现有例的防反射膜的反射率相等时的差别。另外，无论在本发明的防反射片10中、还是在现有例的防反射膜中，各凸部都以排列间距P为230nm的方式三角配置(参照图3(a))。 

耐磨性试验是通过用在酒精中浸渍过的清洁器(纸)擦拭防反射片10或防反射膜的表面，测定防反射片10或防反射膜的反射率的变化来进行。图4表示该试验结果，图4的横轴表示用清洁器擦拭的次数(擦过次数)，纵轴表示擦拭后的反射率和最初的反射率的差(反射率的偏差)。现有例的防反射膜(圆锥形的凸部)，只擦拭10次左右，反射率就有较大变化，但本发明的防反射片10(截面二次函数形状的凸部)的情况下，即使擦拭200次反射率也没有变化。因此，根据该试验结果可知，只要如本发明的防反射片10那样使凸部12的形状成为截面二次函数形状，就不会使现有例的防反射膜和光学特性(反射率)变化，从而使耐磨性大幅度地提高。 

根据图4的试验结果，在纵横比b/a为0.85的截面二次函数形状的凸部12中，直到擦过次数200次，防反射片10的反射率都不产生变化，直到擦过次数300次，反射率才产生相当的变化。这时，即使用清洁器擦拭反射率也不会产生变化的擦过次数至少为200次，将这种反射率不产生变化的擦过次数的最大值称为耐磨损次数。 

下面的表1表示改变形成截面二次函数形状的凸部12的纵横比b/a(使高度b不同)，测定耐磨损次数的结果。 

[表1] 

纵横比b/a	耐磨损次数(次)
		2.5	75
2.0	100
		1.5	100
1.25	150
		1.0	200
0.85	200

根据表1可知，纵横比b/a减小时，耐磨损次数增加。如前所述，只要将凸部12的形状形成截面二次函数形状，就不会使光学特性恶化。由于可以使纵横比比圆锥形状等的凸部小，因此，根据截面二次函数形状的凸部12可知，可以使耐磨性相当高。特别是，凸部12的纵横比b/a为1以下时，耐磨损次数相当大。由此，如前述条件1中所述，优选凸部12的纵横比b/a设定为1以下。相对于此，从纵横比b/a＝1的凸部12和纵横比b/a＝2.5的圆锥形状的凸部为相同的反射率可知，在凸部为圆锥形状的情况下，将纵横比减小到1以下时，防反射膜的反射率相当大。 

另外，根据图5所示的本发明的凸部12和现有例的凸部102的尺寸差别可知，只要反射率相同，与现有例的圆锥形状的凸部相比，根据截面二次函数形状的凸部，可以使凸部的纵横比相当小。关于这一点，图6所示的模拟结果中也表现出来。图6是模拟防反射片的垂直入射光的波长λ和反射率的关系的图。在此使用的防反射片是在折射率n1为1.48的基板表面，以面积占有率为70％的方式三角排列有折射率n2为1.48的凸部。是将呈宽度a为100nm、高度b为150nm及200nm的金字塔状的凸部、和宽度a为100nm、高度b为150nm及200nm的底面正方形的截面二次函数形状的凸部(参照图 2(b))作为凸部的试样。 

根据图6可知，通过将凸部形成二次函数形状，即使高度b比金字塔形状的凸部低，也可以制作更低反射率的防反射片。 

下面，对作为光学特性之一的有效折射率进行研究。首先，说明防反射片的有效折射率。如图7所示，考虑到与以分割区域21(在图3中画斜线的区域)为底面的凸部12的高度b相等高度的柱体22，凸部12被收纳在柱体22的内部。这样，将收纳有折射率为n2的凸部12的柱体22的平均折射率，称为有效折射率N。即，将凸部12的折射率和体积分别设为n2、V2，将柱体22的体积设为V3，将空气层的折射率设为n3(＝1)时，有效折射率用下式表示。 

N＝[n2×V2+n3×(V3-V2)]/V3 

具体地说，凸部12的有效折射率N如图8所示来计算。首先，如图7所示设定柱体22后，如图8中虚线所示，将柱体22在水平面按照一定的间隔(厚度)Δb进行分割，分成k个层A1、A2、......、Ak。接着，在各层A1、A2、......、Ak内，如图8中细实线所示，将凸部12近似看做圆柱。并且，计算每层A1、A2、......、Ak各自的有效折射率。例如，如果将最上面的层A1内的圆柱底面积设为G1，柱体22的底面积为F，那么层A1的有效折射率N1为N1＝[n2×G1+n3×(F-G1)]/F。同样，求出每层A2、A3、......、Ak的有效折射率N2、N3、......、Nk，防反射片10的有效折射率作为平均值，通过N＝(N1+N2+......Nk)/k进行计算。 

以上，对于截面二次函数形状的凸部12的情况，说明了有效折射率的求出方法，但对于任意形状的凸部也同样可以求出有效折射率。 

图9表示对于各种形状的凸部，通过模拟求出凸部的高度和有效折射率的关系的结果。在此作为对象的凸部，如图10(a)所示的金字塔形状的凸部103、如图10(b)所示的通过中心轴的截面为正弦波状的旋转体的凸部104、形成如图10(c)所示的截面二次函数形状的本发明的凸部12(其中，底面为正方形)、如图10(d)所示的sinX+sinY型的凸部105、如图10(c)的二次函数形状的相关系数为10的凸部(在图9中记作rb、rt＝10)，者以面积占有率为100％的方式排列。另外，所谓sinX+sinY型的凸部105即为与基板表面平行地设定正交的X轴和Y轴时，用sinX+sinY表示平面坐标(X，Y)的高度。另外，凸部所使用的树脂的折射率n2设定为n2＝1.52。 

如从图9可知，在形成正弦波形状的凸部104、sinX+sinY型的凸部105、相关系数为10的凸部(rb、rt＝10)中，各自的折射率都和视为具有最佳光学特性的金字塔形状的凸部103的有效折射率一样，产生偏离线性的变化的更急剧的变化，光学特性恶化。相对于此，在截面为二次函数形状的凸部12的情况下，可得到具有比视为具有最佳的光学特性的金字塔形状的凸部103更线形的变化特性的有效折射率，显示出良好的光学特性。 

在截面二次函数形状的凸部12的情况下，凸部12的高度和有效折射率的关系为线性，因此，即使增大凸部12的纵横比b/a，也可以减小反射率。由此，根据截面二次函数形状的凸部12，通过将纵横比减小到1以下，可以不使光学特性降低，提高耐磨性及耐压性。 

接着，对上述条件3的依据进行说明。图11是表示在折射率n1＝1.48的基板的表面形成具有折射率n2＝1.48的截面二次函数形状的凸部12的情况、和同样地在折射率n1＝1.48的基板的表面形成具有折射率n2＝1.53的截面二次函数形状的凸部12的情况的、在可见光区域的反射率的图。如图11所示，使凸部12的折射率n2从1.48到1.53只变化0.05时，如图11中用箭头所示的位置，在变化大的位置，反射率产生0.1％以上的变化。由于反射率产生0.1％以上较大的变化时，实用上有问题，因此，如条件3中所述，优选基板11的折射率n1和凸部12的折射率n2的差为0.05以下。 

下面，对上述条件2的依据进行说明。图12是表示可见光区域的反射率和凸部12的高度b的关系的图。在此，表示凸部12的高度b为10nm、50nm、100nm、150nm、200nm的情况(宽度a一定)，但凸部12的高度b小于50nm时，反射率发生较大变化，防反射片10的防反射效果被破坏。另一方面，凸部12的高度b大于400nm时，凸部12强度减弱，耐磨性及耐压性变差。由此，为了发挥防反射片10低反射的特性，如上述条件2中所述，优选凸部12的高度b为50nm以上且400nm以下。 

接着，对上述条件4的依据进行说明。图13表示设有纵横比小于1的截面二次函数形状的凸部12的防反射片10的可见光区域的反射率。其中，将凸部12按照面积占有率为90％、85％、80％、70％、60％、50％的方式排列情况进行比较来表示。从图13可知，在凸部12的面积占有率为60％和50％之间，反射率产生较大变化。例如，在某波长中，以面积占有率为横轴，以反射率为纵轴画出曲线(未图示)时，该曲线表示在面积占有率为60％的位置 出现变曲点，小于60％时，反射率的特性产生较大变化。因此，为了不使防反射片10的光学特性、特别是低反射率的特性降低，提高凸部12的耐磨性及耐压性，如上述条件4所述，需要使凸部12的面积占有率达到60％。 

(第二实施方式) 

图14表示用于本发明实施方式2的防反射片的凸部12的截面形状。在实施方式1中，凸部12的截面形状为二次函数形状(抛物线)，但在实施方式2中，凸部12的顶部比二次函数稍宽，耐磨性及耐压性提高。 

如该例那样，容许凸部12从截面二次函数形状基础上有一些变形。在不破坏凸部12的耐磨性及耐压性的限度内，所容许的变形只要凸部12的相关系数R为0.8以上即可(二次函数本身相关系数为R＝1)。 

图15表示相关系数R＝1的凸部形状(截面二次函数形状)、相关系数R＝0.7、0.8、0.9表示三个凸部形状。由图15可知，随着相关系数R减小，凸部表面的微细的凸凹增大，耐磨性降低。根据实验结果可知，相关系数R只要为0.8以上，则可以得到耐磨性高的凸部形状，得到希望的耐磨损次数。 

(第三实施方式) 

图16是本发明的实施方式3的说明图，表示截面二次函数形状的凹部16的截面。在实施方式1中，在基板11上形成凸部，但也可以如实施方式3的防反射片，致密地形成具有截面二次函数形状(旋转抛物面)的微细的凹部16。在实施方式1中所述的凸部12的纵横比以外的条件也适用于凹部16。 

在形成凹部16的防反射片中，与设计有凸部12的防反射片10一样可以抑制光的反射。在凹部16的情况下，空出一定程度间隔时，凸部12几乎不会磨损或压坏。但是，凹部16的情况中，以相互重叠的方式密集地形成时，用布等擦拭或按压易产生破损。另外，在凹部16的情况中，压模上形成的凸部易磨损、压坏，但凹部16形成截面二次函数形状，且只要纵横比为1以下，可提高压模的耐磨性及耐压性。 

另外，凹部的情况中，如图16的虚线所示，相关系数只要为0.8以上，也可以在截面二次函数形状的基础上进行变形。 

(第四实施方式) 

图17是表示本发明实施方式4的防反射片10的概略剖面图。在该实施方式的防反射片10中，在基板11的表面形成排列有多个凸部12(或凹部)的树脂层23。即，在该实施方式中，在基板11上形成的树脂层23由凸部12 和树脂薄膜24构成，树脂薄膜24覆盖基板11的表面整体，在树脂薄膜24的表面形成有凸部12。 

(第五实施方式) 

图18表示作为显示元件的有机EL17。另外，在朝向该有机EL17右半部分的表面设置有防反射片10。或者，也可以在有机EL17的表面直接形成凸部12。在有机EL17的左半部分，由于没有设置防反射片10，所以例如入射光的4％被反射，而在右半部分由于设置了防反射片10，因此，反射光例如降低至入射光的0.2％。 

另外，图19表示作为显示元件的液晶显示元件。该液晶显示元件为在液晶显示面板18的前面设置有透明的保护罩19的元件。在朝向该液晶显示元件在左半部分，如现有技术所见到的那样，在液晶显示面板18的表面设有AR涂层20。在这种结构中，入射光在保护罩19的表面、背面进行反射，另外，在液晶显示面板18的表面也反射。将在保护罩19的表面、背面的反射例如分别设定为4％，如果将AR层20的反射率设定为2％，则整体上入射光的10％的光被反射。 

相对于此，在朝向液晶显示元件的右半部分，在保护罩19的背面和液晶显示面板18的表面分别设置有防反射片10。在这种结构中，入射光的4％在保护罩19的表面反射，在保护罩19的背面，由于设有防反射片10，所以只有0.2％的光被反射，在液晶显示面板18的表面也只有0.2％的光被反射。由此，整体反射光为入射光的4.4％，与左半部分相比较，反射光减半。 

图20(a)为在液晶显示面板(LCD)及有机EL等的显示面板26的前面放置了透明保护基板27的显示装置，在显示面板26的前面和透明保护基板27的表面、背两面分别设置有防反射片10。 

如图20(b)那样在没有使用防反射片10时，反射光变多，例如来自各面的反射光分别为4％时，合计12％的光被反射，妨碍了显示装置的视觉性。相对于此，如图20(a)的显示装置那样，在各面设置有防反射片10时，例如各面的反射光为0.2％，被抑制在合计为0.6％。 

这样，通过在有机EL及液晶显示元件、显示装置等中使用本发明的防反射片10，可以降低反射光，因此，即使在屋外等明亮的地方，也容易看见有机EL及液晶显示元件等的显示元件及显示装置的画面。并且，由于使用了具有截面二次函数形状的凸部的防反射片，与具有呈圆锥形状及金字塔形状的 凸部的防反射膜相比，耐磨性及耐压性优异，且由于不损害光学特性(低反射，低雾度)，显示元件及显示装置的表面也可以设置无反射结构，在显示元件及显示装置的保护罩及透明保护板的表面可以设置无反射结构。并且，利用其无反射效果，也可以得到防止外部光的映入，即使在外部光照下，也可容易地看见显示画面这样的效果。另外，能够防止显示元件及显示装置、保护罩等光学基板的表面反射引起的射出光的效率降低，可以带来光利用效率提高，进而带来对比度的提高。另外，在用布等能够接触到的设备表面可以设置防反射片，因此可以得到防反射片的表面的凸部或凹部产生的防尘性优异，防污性也优异这样的效果。 

(第六实施方式) 

在目前所使用的显示装置中，由于其表面等的反射光的光量大，所以即使在显示面产生干涉条纹，也被反射光掩盖，通常用人眼不会看见干涉条纹。但是，使用本发明的防反射片10时，由于抑制反射光的效果好，产生可看见潜在化的干涉条纹这样的问题。特别是在萤光灯的光谱中特定波长的光强度突现，所以在萤光灯的照明下，易产生干涉条纹。下面，对可以抑制这种干涉条纹的防反射片进行说明。 

图21表示利用由粘接剂构成的粘接层25在显示面板26的表面粘接防反射片10的显示装置、和在该显示装置中反射光产生的样子。入射光L在折射率不连续变化的位置进行部分反射，因此在树脂层23的表面、树脂层23和基板11的界面、基板11和粘接层25的界面、粘接层25和显示面板26的界面，分别产生L1～L4。并且，由于这些反射光L1～L4相互重叠而产生干涉条纹。 

[关于树脂层的厚度]上述反射光当中最明显看到的干涉条纹是由在树脂层23的表面产生的反射光L1和在树脂层23与基板11的界面产生的反射光L2产生的。在此可知，着眼于树脂层23的厚度，对由具有厚度不同的树脂层23的防反射片10产生干涉条纹的样子进行了研究，结果发现，只要树脂层23的厚度为11μm以上，就可以有效地抑制干涉条纹的产生。对该实验方法和其结果进行说明。 

实验所用的防反射片10如图22所示，是在由折射率n1＝1.57、厚度d1＝30μm的透明PET薄膜构成的基板11的表面，形成折射率n2＝1.51的透明树脂层23的防反射片。而且，作为防反射片10，要准备树脂层23的厚度 d2为5μm、11μm、15μm、30μm四种。而且，对在各种方式下使用该四种防反射片10时的抑制干涉条纹的效果的差别进行了研究。 

使用方式为图23(a)～(e)所示的五种方式。其中，图23(a)、(b)是在全部的光反射面设置防反射片10的方式，图23(a)是在显示面板26的表面贴上防反射片10的方式(整体反射率＝0.2％)，图23(b)是在显示面板26的表面和透明保护基板27的表面、背面双面贴上防反射片10的方式(整体反射率＝0.6％)。图23(c)、(d)、(e)是在最表面没有设置防反射片10的情况，图23(c)是在显示面板26的表面和透明保护基板27的背面贴上防反射片10的方式(整体反射率＝4.4％)，图23(d)是只在显示面板26的表面贴上防反射片10，而在透明保护基板27上完全没有贴防反射片10的方式(整体反射率＝8.2％)，图23(e)是只在透明保护基板27的背面贴上防反射片10，而在显示面板26上完全没有贴防反射片10的方式(整体反射率＝8.2％)。 

对显示装置进行照明的光源，使用三波长萤光灯和自然光。三波长萤光灯是具有如图24所示的发光光谱的萤光管，测定时使用“パルツク萤光灯(EX-N)(松下电器产业株式会社制)。另外，自然光使用具有如图24所示的发光光谱的自然日光(没有直射日光的阴天的正午的太阳光)在此，如表2所归纳的那样，三波长萤光灯设置在与防反射片10的距离为3m时，防反射片10的光照度为200勒克司。另外，自然日光的情况中，防反射片10的光照度为10,000勒克司。从与防反射片10垂直的方向倾斜10°的方向，在距防反射片40cm的距离观察干涉条纹。 

[表2] 

图23(c)～(e)的方式当然作为干涉条纹抑制效果的评价基准，如图23(a)(b)，在所有光反射面全部贴上防反射片10的方式下，也未见干涉条纹时，评价为“优”。另外，如图23(c)～(e)，在最表面没有防反射片10时，未见干涉条纹，但如图23(a)(b)，在光反射面全部贴上防反射片10的方式下可看见干涉条纹时，评价为“良”。另外，图23(a)～(e)的任一个的方式下可见干涉条纹时，评价为“不良”。换句话说，即使整体反射率为1％以下，也未见干涉条纹时，评价为“优”，整体反射率仅为4％以上，未见干涉条纹时，评价为“良”，在任一方式下可见干涉条纹时，评价为“不良”。 

这样操作，对各厚度的防反射片10的评价结果示于表3。 

[表3] 

在树脂层23的厚度d2＝5μm的防反射片10中，无论哪个面上贴防反射片10，在三波长萤光灯下都可见干涉条纹，所以为不良，在室内使用时有可能会产生不良现象。相对于此，只要使用树脂层23的厚度d2为11μm以上的防反射片10，所有的反射面上贴上防反射片10且反射率小时，可见干涉条纹，但如图23(c)～(e)，在最表面等没有贴防反射片10，反射率在4％以上，未见干涉条纹。该结果表明，通过将树脂层23的厚度d2设定为11μm以上，可以有效地抑制干涉条纹的产生。 

[关于基板和树脂层折射率差]下面，着眼于树脂层23和基板11的折射率的差，对干涉条纹产生的情况进行了研究。其结果表明，基板11的折射率n1和树脂层23的折射率n2的差Δn为0.02以下时，即， 

当Δn＝|n1-n2|≤0.02时， 

可以有效地抑制干涉条纹产生。对该实验方法和其结果进行说明。 

实验使用如图21所示的显示装置进行。在此，对于基板11，设定厚度d1＝50μm，使折射率变化为n1＝1.57(PET)、n1＝1.56(PET)、n1＝1.49(丙烯)。对于树脂层23设定折射率n2＝1.51或1.53，使厚度变化为d2＝5μm、 d2＝30μm。该防反射片10使用折射率n3为1.5左右的丙烯系或氨基甲酸乙酯系的粘接层25与显示面板26粘接。 

干涉条纹抑制效果的评价，与使树脂层23的厚度d2产生变化的情况同样地来实施。表4表示其评价结果。 

[表4] 

任一情况在太阳光下都得到良好的结果。但是，基板11和树脂层23的折射率差Δn大于0.03时，在三波长萤光灯下，树脂层23的厚度d2薄(d2＝5μm)时，可见干涉条纹，且与使用的方式无关。相对于此，基板11和树脂层23的折射率差Δn为0.02时，未见干涉条纹，且与光源的种类、树脂层23的厚度d2、使用的方式都无关。树脂层23的折射率n2小于0.02时，也可以推测为相同的结果。该结果表明，通过将基板11和树脂层23的折射率差Δn设定为0.02以下，可以有效地抑制干涉条纹的产生。 

另外，在表4中，基板11的折射率n1为1.49时，与树脂层23的折射率n2的大小关系和为除此之外的折射率n1的值时相反，但表4的评价结果与基板11的折射率n1和树脂层23的折射率n2的大小没有关系。即，光从折射率n1的媒介向折射率n2的媒介垂直入射时，其反射率R根据菲涅耳的公式，如下所述， 

R＝|n1-n2|²/(n1+n2)²

其表示如果Δn＝|n1-n2|的值相同，无论n1＜n2，n2＜n1，都得到相同值的反射率R。 

另外，下述表5表示对于折射率差Δn分别为0.02、0.03、0.06时，计算反射率R的结果。 

[表5] 

由此，无论基板11的折射率n1和树脂层23的折射率n2的大小，折射率差Δn为0.02以下时，在其界面的反射率为千分之一级，可理解为通过视觉不能识别干涉条纹。 

[关于基板和粘接层的折射率差]在基板11和粘接层25的界面，同样适用上述反射率R的式子。因此，对于基板11和粘接层25的折射率差，基板11和树脂层23的关系也适用。即，在基板11和粘接层25之间，只要基板11的折射率n1和粘接层25的折射率n3的折射率差小于0.02，即 

|n1-n3|≤0.02 

就看不见干涉条纹，且与光源的种类、基板11的厚度d1、使用的方式都无关。由此，通过将基板11和粘接层25的折射率差|n1-n3|设定在0.02以下，可以有效地抑制干涉条纹的产生。 

Claims (11)

1.一种防反射片，其特征在于，在透明的基板的表面形成有树脂层，该树脂层由覆盖所述基板的表面整体的树脂薄膜层和凸部层构成，所述凸部层在所述树脂薄膜层的表面排列有多个微细的凸部，所述凸部的包含与所述基板表面垂直的中心轴的截面形成为二次函数形状，所述凸部排列的间距为入射光的波长的1/2以下，

所述凸部的纵横比为1以下，

所述基板的折射率n1和所述凸部的折射率n2的差为|n1-n2|≤0.05，且所述树脂层的厚度为11μm以上，

当将所述凸部在与所述中心轴垂直的截面分割成一定厚度的层时，各层的有效折射率的关系为线性。

2.如权利要求1所述的防反射片，其特征在于，所述基板的折射率n1和所述凸部的折射率n2相等。

3.如权利要求1所述的防反射片，其特征在于，从与所述基板的表面垂直的方向看，所述凸部的占有面积相对所述基板表面的面积的比例为60％以上。

4.如权利要求1所述的防反射片，其特征在于，所述凸部的高度为400nm以下。

5.如权利要求4所述的防反射片，其特征在于，所述凸部的高度为50nm以上。

6.如权利要求1所述的防反射片，其特征在于，所述凸部围绕与所述基板表面垂直的中心轴具有旋转对称的形状。

7.如权利要求1所述的防反射片，其特征在于，所述凸部形成在所述基板的、朝向观察者侧配置的面上。

8.如权利要求1所述的防反射片，其特征在于，所述凸部形成在所述基板的、朝向观察者侧配置的面及其相反侧的面上。

9.如权利要求1所述的防反射片，其特征在于，在所述基板的、与形成有所述树脂层的面相反侧的面上具有粘接层，所述基板的折射率n1与所述粘接层的折射率n3的差为|n1-n3|≤0.02。

10.一种显示元件，其特征在于，在显示面板的表面设置有权利要求1所述的防反射片。

11.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板、与所述显示面板的图像生成侧的面相对配置的透明保护板，

在所述透明保护板的表面、背面两面中的至少一面上，设置有权利要求1所述的防反射片。

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