CN107076877A - 光学元件、光学复合元件及附保护膜的光学复合元件 - Google Patents

光学元件、光学复合元件及附保护膜的光学复合元件 Download PDF

Info

Publication number
CN107076877A
CN107076877A CN201580057156.6A CN201580057156A CN107076877A CN 107076877 A CN107076877 A CN 107076877A CN 201580057156 A CN201580057156 A CN 201580057156A CN 107076877 A CN107076877 A CN 107076877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical element
protuberance
recess
composite component
domain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580057156.6A
Other languages
English (en)
Inventor
本乡弘毅
篠塚启
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
New Oji Paper Co Ltd
Oji Holdings Corp
Original Assignee
Oji Paper Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oji Paper Co Ltd filed Critical Oji Paper Co Ltd
Publication of CN107076877A publication Critical patent/CN107076877A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/111—Anti-reflection coatings using layers comprising organic materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings

Abstract

本发明的光学元件在一面具有以使用环境下的光的波长以下的最频间距排列的多个凹部，所述光学元件在俯视时具有多个由所述多个凹部以特定的排列排成的域，在由多个所述域所夹持的区域及/或由所述域内的所述多个凹部所包围的区域，形成有多个突出部，在俯视时所述多个突出部所占的面积率为1％～15％。

Description

光学元件、光学复合元件及附保护膜的光学复合元件
技术领域
本发明涉及一种光学元件、光学复合元件及附保护膜的光学复合元件。
本申请案根据2014年10月24日在日本提出申请的特愿2014-217151号、2014年10月29日在日本提出申请的特愿2014-220231号、2014年10月29日在日本提出申请的特愿2014-220232号、及2015年5月19日在日本提出申请的特愿2015-101968号而主张优先权，并将这些申请案的内容引入本文。
背景技术
例如，在个人计算机等的显示器的表面，大多设有用以提高视认性的膜状抗反射构造体。作为此种抗反射构造体，提出通过将多个微小的凸部密接在透明基材(透明膜)的表面进行配置而谋求抗反射的方法。该方法利用有所谓蛾眼(moth eye(蛾的眼)，注册商标)构造的原理。蛾眼构造使相对于入射光的折射率在基板的厚度方向连续地变化，由此使折射率不连续界面消失以谋求抗反射。
抗反射构造体若可使相对于入射光的折射率连续地变化则可实现较高的抗反射性能。因此，原理上抗反射构造体并不限于微小的凸部，也可通过微小的凹部而构成。
抗反射构造体的抗反射性能在折射率变化更加缓慢时会变高。因此，优选为微细的凸部或凹部的构造体的高度或深度相对于宽度的比(以下，称为纵横比)较大。
另一方面，若纵横比变大，则微细的凸部或凹部在构造上变弱，从而存在难以维持形状的问题。若纵横比变大，则也存在于制作构造体时的难度增加的问题。例如，此种微细的形状可通过纳米压印等使用有模具的方法而制作。然而若纵横比较高，则在从模具转印凸部或凹部时，存在有树脂等堵塞该模具的问题。
因此，为不使纵横比变高且获得较高的抗反射性能而进行各种研究。
在专利文献1中，记载有通过使凹凸构造的凸部的高度具有特定的差异而可一方面抑制凹凸构造中的纵横比较高的凸部的比率，一方面抑制反射色变强。
此外，具有微细的凸部或凹部的抗反射构造体中，也存在于凸部彼此之间或凹部附着有微细的异物而导致抗反射效果受损的问题。
在专利文献2中，记载有通过使微细凹凸构造的表面的水接触角为140°以上而难以附着水垢的微细凹凸构造体。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2014-066975号公报
[专利文献2]日本专利特开2014-077040号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
然而，例如在专利文献1中记载的光学元件中，为使凸部的高度具有特定的分布而制作大小存在差异的凹凸构造。大小存在差异的凹凸会使凹凸间距随机，从而难以提高所需的波长的光的透过率。此外，专利文献1中记载的光学元件针对污垢的对策也并不充分，故而也无法防止污垢的附着。
此外，专利文献2中记载的光学元件对于被污染的水等水溶性的污垢为有效，但对于人类的皮脂或护手霜等油脂性的污垢并非有效。此外，抗反射性能也可谓并不充分。
本发明是鉴于所述情况而完成，其课题在于提供一种抗反射性能及防污性优秀的光学元件。
[解决问题的技术手段]
本发明者等人经努力研究的结果发现，通过形成突出于与多个凹部相反方向的突出部而可获得抗反射性能及防污性优秀的光学元件。
本发明包含以下发明。
(1)本发明的一形态的光学元件在一面具有以使用环境下的光的波长以下的最频间距排列的多个凹部，所述光学元件在俯视时具有多个由所述多个凹部以特定的排列排成的域，在由多个所述域所夹持的区域及/或由所述域内的所述多个凹部所包围的区域，形成有多个突出部，在俯视时所述多个突出部所占的面积率为1％～15％。
(2)根据所述(1)的光学元件，其中所述多个突出部的最频高度为所述多个凹部的最频深度的0.2倍以上且0.8倍以下。
(3)根据所述(1)或(2)的光学元件，其中与所述多个突出部的任一个邻接的凹部的个数相对于所述多个凹部的总个数为10％以上且80％以下。
(4)根据所述(1)至(3)中任一项的光学元件，其中在所述多个突出部中，具有邻接的所述突出部彼此部分相连的山脉状突出部。
(5)根据所述(1)至(4)中任一项的光学元件，其中所述域在俯视时随机配置。
(6)本发明的一形态的光学复合元件更具有：根据所述(1)至(5)中任一项的光学元件；及第1涂层，在所述光学元件的形成有所述多个凹部及所述多个突出部的面，反映所述多个凹部及所述多个突出部的形状。
(7)本发明的一形态的光学复合元件更具有：根据所述(1)至(5)的任一项的光学元件；及第2涂层，在所述光学元件的形成有所述多个凹部及所述多个突出部的面，填埋所述多个凹部及所述多个突出部的形状整体。
(8)本发明的一形态的光学复合元件具有：根据所述(1)至(5)中任一项的光学元件；及保护膜，在所述光学元件的形成有所述多个凹部及所述多个突出部的面，与所述多个突出部接触。
(9)本发明的一形态的附保护膜的光学复合元件具有：根据所述(6)的光学复合元件；及保护膜，与所述光学复合元件的所述第1涂层内被覆所述突出部的部分接触。
[发明的效果]
本发明的一形态的光学元件通过具有突出于与多个凹部相反方向的突出部而可获得抗反射性能及防污性优秀的光学元件。
附图说明
图1是示意性表示本发明的一形态的光学元件的俯视图。
图2是将本发明的一形态的光学元件以连结邻接的凹部的最深点的直线切断所得的剖面示意图。
图3是示意性表示本发明的一形态的光学复合元件的剖视图。
图4是示意性表示本发明的另一形态的光学复合元件的剖视图。
图5是用以说明模拟的方法的剖面示意图。
图6是实施例1～3及比较例1～3的光学元件的反射率的测定结果。
具体实施方式
(光学元件、光学复合元件)
图1是示意性表示本发明的一形态的光学元件的俯视图。在光学元件1的一面，形成有多个凹部h1～hn。多个凹部h1～hn在俯视时被区分为多个域C1～Cn。在由多个域C1～Cn所夹持的区域及/或由域内的多个凹部h1～hn所包围的区域的一部分，形成有多个突出部d1～dn。
在光学元件1中，凹部h1～hn的晶格方位在各域C1～Cn内一致，但宏观上并不一致。因此，具有如多晶构造体那样的构造。
在各域C1～Cn内，多个凹部h1～hn是以特定的排列而排列。特定的排列优选为如图1所示的三角晶格状。若将凹部h1～hn排列成三角晶格状，则凹部h1～hn的排列密度提高，可获得更优选的抗反射性能。所谓三角晶格状是指以使邻接的3个凹部的中心点成为大致正三角形的3个顶点的位置关系而整齐排列。
所谓成为大致正三角形的3个顶点的位置关系，具体来说是指满足以下条件的关系。首先，从1个凹部h1的中心点t1向邻接的凹部h2的中心点t2的方向引长度与最频间距P相等长度的线段L1。接着，从中心点t1向相对于线段L1成60°的方向引与最频间距P相等长度的线段L2。若从线段L2的终点起在最频间距P的15％以内的范围具有另一个凹部h3的中心点t3，则所述3个中心点可谓处于成为大致正三角形的3个顶点的位置关系。
各凹部h1～hn的中心点t1～tn是以如下方式求出。
对根据AFM(Atomic Force Microscopy，原子力显微镜)的测定结果而倾斜修正后的与基准面平行的各凹部h1～hn每20nm引多个等高线，求出各等高线的重心点(由x座标与y座标所决定的点)。将所述各重心点的平均位置(由各x座标的平均与y座标的平均所决定的位点)设为凹部h1～hn的中心点t1～tn。
最频间距P是邻接的凹部间的距离，具体来说，可以如下方式求出。
首先，在光学元件1上的随机选择的区域，对一边为最频间距P的30～40倍的正方形的区域获得AFM影像。例如，在最频间距为300nm左右的情况下，获得9μm×9μm～12μm×12μm的区域的影像。接着，将该影像通过傅立叶变换而波形分离，获得FFT像(fast Fouriertransform image，快速傅立叶变换像)。接着，求出FFT像的分布中的从0次波峰至1次波峰的距离。
以此求出的距离的倒数为该区域的最频间距P。对随机选择的共计25部位以上的相同面积的区域同样地进行此种处理，求出各区域的最频间距。以此获得的25部位以上的区域的最频间距P1～P25的平均值为最频间距P。此时，各区域彼此优选为至少分开1mm而选择，更优选为分开5mm～1cm而选择。
凹部h1～hn的最频间距为使用环境下的光的波长以下。在使用可见光的情况下，最频间距优选为50nm～300nm。若最频间距为50nm以上，则可通过射出成形或纳米压印而容易地形成形状。若最频间距为300nm以下，则可获得良好的抗反射效果。
各域C1～Cn的最频面积Q(各域面积的最频值)优选为以下的范围。
在最频间距P未达500nm时，10μm×10μm的AFM影像测定范围内的最频面积Q优选为0.026μm2～6.5μm2。
在最频间距P为500nm以上且未达1μm时，10μm×10μm的AFM影像测定范围内的最频面积Q优选为0.65μm2～26μm2。
在最频间距P为1μm以上时，50μm×50μm的AFM影像测定范围内的最频面积Q优选为2.6μm2～650μm2。
若最频面积Q为优选的范围内，则易防止抗反射性能的视角依存性变高的问题。
更具体来说，配置在各域C1～Cn内的凹部h1～hn的数量优选为3个～1000个，更优选为7个～500个。
各域C1～Cn可为相同的特定的形状，也可为不同的形状。从抑制干扰条纹等的产生的观点来说，各域C1～Cn优选为不同的形状。
如图1所示，各域C1～Cn优选为随机地配置面积、形状及晶格方位。关于面积的随机性的程度，具体来说优选为满足以下条件。
首先，描绘一个域的边界线外接的最大面积的椭圆，将该椭圆以下式(1)表示。
X2/a2+Y2/b2＝1…(1)
在最频间距P未达500nm时，10μm×10μm的AFM影像测定范围内的πab的标准偏差优选为0.08μm2以上。
在最频间距P为500nm以上且未达1μm时，10μm×10μm的AFM影像测定范围内的πab的标准偏差优选为1.95μm2以上。
在最频间距P为1μm以上时，50μm×50μm的AFM影像测定范围内的πab的标准偏差优选为8.58μm2以上。
若πab的标准偏差为优选的范围内，则反射光的平均化的效果优秀，且易防止抗反射性能的视角依存性变高的问题。
关于各域C1～Cn的形状的随机性的程度，具体来说，优选为所述式(1)中的a与b的比、a/b的标准偏差为0.1以上。
至此，对凹部h1～hn的排列、及凹部h1～hn的排列伴随的域C1～Cn的配置进行了说明。此处使用图2的剖面示意图，对凹部h1～hn的定义进行说明。此外，也对下述突出部d1～dn的定义进行说明。图2是以连结任意邻接的凹部的中心点的直线切断所得的本发明的一形态的光学元件的剖面示意图。
凹部h1～hn是图示的形成在比标准面N更下方的空隙。标准面N是通过AFM的倾斜修正而获得的与基准面平行的面，且是从AFM获得的凹部的表面最频高度位置的平面。
此处，对从AFM获得的各高度位置进行说明。从AFM获得的凹部的高度资讯有底部最频高度与表面最频高度。
底部最频高度及表面最频高度是以如下的顺序获得。首先，通过AFM而获得通过任意选择的邻接的2个凹部的中心点的剖面。从AFM的剖面而获得2个凹部的最深点的位置资讯、及2个凹部之间突出的部分的最高点的位置资讯。在任意的25部位进行相同的作业。通过进行该作业而获得50部位的凹部的最深点的位置资讯、及25部位的突出的部分的最高点的位置资讯。将所获得的位置资讯柱状图化，并以高斯函数进行拟合，由此获得凹部的最深点的最频位置资讯、及突出的部分的最高点的最频位置资讯。该凹部的最深点的最频位置资讯成为底部最频高度，突出的部分的最高点的最频位置资讯成为表面最频高度。
以相同的顺序也测定凹部h1～hn的最频深度。从AFM的剖面测定2个凹部的最深点的位置资讯、及2个凹部之间突出的部分的最高点的位置资讯的差(凹部的深度)。在任意的25部位进行相同的作业，进行柱状图化，并以高斯函数进行拟合。通过高斯函数的拟合而计算出凹部的最频深度D。此时，同时也获得凹部的深度的标准偏差1σ。
凹部h1～hn的最频深度优选为100～500nm。若最频深度为500nm以下，则在射出成形或纳米压印中不易引起转印不良，从而可容易地制作。若最频深度为100nm以上，则可获得良好的抗反射性能。
凹部的深度的标准偏差1σ对应于凹部的深度的波动系数。波动系数优选为未达8％，更优选为未达5％。通过将波动系数设为该范围而在以射出成形或纳米压印对模型填充材料时不易产生空隙。
突出部d1～dn是如下定义。将从标准面N朝与光学元件1相反侧平行移动仅凹部的深度的标准偏差1σ后所得的面设为规定面M。在光学元件1的一部分从规定面M突出的情况下，将从该位置的标准面N朝与凹部h1～hn相反侧突出的部分作为突出部d1～dn而定义。即，突出部具有从标准面N起的凹部的标准偏差1σ以上的高度。
突出部d1～dn的最频高度H优选为凹部h1～hn的最频深度的0.2倍以上且0.8倍以下，更优选为0.3倍以上且0.5倍以下。
所谓突出部d1～dn的最频高度是指从标准面N至突出部d1～dn的顶点为止的高度H的最频值。突出部d1～dn的最频高度H是通过测定任意25部位的突出部d1～dn的高度并求出其最频值而获得。任意25部位的突出部d1～dn是从一边为最频间距P的30～40倍的正方形的多张AFM影像中任意抽取。
若突出部d1～dn的最频高度H处于该范围内，则可获得耐擦伤性及抗反射性能较高的光学元件。通过将突出部d1～dn的最频高度设为特定的高度以上而可使折射率阶段性地变化，进一步提高抗反射性能。此外，通过将突出部d1～dn的最频高度设为特定的高度以下而可抑制突出部d1～dn的纵横比过高，提高耐擦伤性。
关于突出部d1～dn的形状，优选为随着朝与凹部h1～hn相反侧突出，其剖面积连续地或阶段性地变小。此外，在剖视时，优选为突出部d1～dn的侧面da与构成凹部h1～hn的倾斜面ha连续。此处，所谓连续是指在突出部d1～dn的侧面da与构成凹部h1～hn的倾斜面ha的连接部分，在斜面不产生弯折等。具体来说，是指在剖视时向连接部分引切线。
此处，关于凹部h1～hn的形状，优选为在沿与标准面N平行的切断面观察时，切断面上的光学元件1所占的面积比率随着向凹部h1～hn的底部而连续地或阶段性地变大。换句话说，优选为形成凹部的空隙的尺寸随着向底部而连续地或阶段性地变小。作为具体的例，凹部的形状可列举锥体、锥台、半球、纺锤体及所述的组合形状等。
返回至图1，突出部d1～dn在俯视时存在于由域C1～Cn的边界区域及/或各域C1～Cn内的多个凹部h1～hn所包围的区域的一部分。
例如，在域C1～Cn的边界区域存在有突出部的情况下，突出部多由4个以上的凹部所包围。该情况下，如符号d4所示，邻接的突出部彼此部分相连。以下，将以此方式连结的突出部称为山脉状突出部d4。
山脉状突出部d4中，邻接的突出部彼此相连，故而构造性较强。因此，通过具有山脉状突出部4而可提高光学元件1的耐擦伤性。此外，可抑制制造过程中的破损等。
存在于由各域C1～Cn内的多个凹部h1～hn所包围的区域的突出部多由3个凹部包围。其原因在于，形成在域内的突出部多因凹部的排列的局部错乱而形成。形成在该部分的突出部如符号d2及d3所示，多独立地存在，且形成锥状的形状。锥状的形状可为圆锥状、三角锥状、四角锥状、六角锥状等任一形状。
在俯视时，突出部d1～dn所占的面积率优选为1％～15％，更优选为5％～10％。
凹部h1～hn的排列不一致的部分产生边界部。在边界部，用以获得平稳的折射率变化的凹凸形状错乱，故而边界部成为产生反射的原因。然而，通过在该部分设置突出部d1～dn而可提高抗反射性能。此外，突出部d1～dn并未存在于整面，故而可抑制在光学元件1的表面附着污垢。一般附着在光学元件表面的污垢的尺寸比凹部h1～hn大。即，附着在具有突出部d1～dn的光学元件表面的污垢由立起的突出部d1～dn的前端支撑，并未附着在光学元件表面整体。因此，可减少污垢与光学元件1的接触面积，从而所附着污垢的除去等变得容易。
俯视时的突出部d1～dn的面积率是标准面N上的突出部d1～dn所占的面积的比率。具体来说，以如下顺序而求出。在光学元件1上的随机选择的区域，对一边为最频间距P的30～40倍的正方形的区域获得AFM影像。从所获得的AFM影像抽取突出部d1～dn。求出所抽取的突出部d1～dn的平坦面N的面积，并除以整体的面积，由此计算出突出部d1～dn的面积率。
此外，与多个突出部d1～dn邻接的凹部h1～hn的个数优选为相对于多个凹部的总个数为10％以上且未达80％，更优选为20％以上且70％以下。
通过将突出部的出现频度设为该范围内而可获得耐擦伤性及抗反射性能较高的光学元件。例如，突出部彼此相连，模式上可避免突出部的间距成为使用环境下的光的波长以上，且可避免抗反射性能劣化。此外，通过射出成形或纳米压印等的形状转印而在制造光学元件1的情况下具有良好的脱模性，可容易地制作。
而且，与突出部d1～dn邻接的凹部h1～hn的个数较多是指突出部d1～dn整体散布。结果，在任一部分，均可将附着的污垢由突出部d1～dn的前端支撑，从而可提高防污性。
另外，是否与突出部邻接是以如下方式判断。首先，描绘在俯视时从突出部的标准面N上的外缘部离开仅凹部的最频间距量的范围。在该范围内存在有凹部的中心点的情况下，判断该凹部与突出部邻接。
凹部h1～hn的总个数是以如下顺序求出。在光学元件1的任意部位，在25部位获得一边为最频间距P的30～40倍的正方形的AFM影像。接着，测定各个AFM影像内的凹部h1～hn的数量，并将其平均化。与突出部邻接的凹部h1～hn的个数是对各个图像中与突出部d1～dn邻接的凹部h1～hn的数量进行计数，并将其平均化。
光学元件1的材料并未特别限制。既可为有机物也可为无机物，在有机物的情况下，可使用例如一般所使用的UV硬化性树脂、热可塑性树脂、及热硬化性树脂等。在无机物的情况下，可使用Si、SiO2、SiON、Ni、旋涂玻璃等。此外，可使用有机金属化合物、金属烷氧化合物、或所述的氧化物等。
此外，光学元件1无需以单体存在。也可设为将其他构件或层进一步设置在光学元件1的光学复合元件。
作为光学复合元件的一例，也可在光学元件1的与形成有凹部h1～hn的面相反侧的面设置支撑基体。支撑基体可为膜状、片状、平板状、块状、透镜状等任意的形状，可根据使用用途而变更。
支撑基体的材质并未特别限定。可使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethylene terephthalate)、三乙酰纤维素(TAC,triacetyl cellulose)、聚碳酸酯(PC,polycarbonate)、丙烯酸树脂等合成树脂；玻璃、半导体等无机膜等。聚碳酸酯具有耐热性较高的优点。另一方面，聚碳酸酯与其他材料相比加工性差，故而在将支撑基体与光学元件设为同一材料的情况下，也可使用其他材料。
支撑基体与光学元件的折射率差优选为较小。具体来说，折射率差优选为0.1以内，更优选为无折射率差(包含同一材料)。在折射率差较大的情况下，在支撑基体与光学元件之间，也可插入具有支撑基体与光学元件之间的折射率的中间层。中间层可为以使折射率阶段性地变化的方式组合而成的多层的构成，也可兼具接着层或粘着层。
对于支撑基体的与形成有光学元件1的面相反侧的面，也可实施AR处理、AG处理等其他抗反射处理。所谓AR处理是利用经处理膜的界面反射的光彼此的干涉的抗反射方法。例如，可通过以蒸镀、溅镀等干式涂布或湿式涂布等手段在支撑基体的一面积层多个折射率不同的层而实施AR处理。所谓AG处理是利用散射的抗反射处理。例如，可通过在支撑基体的一面涂布含有微粒子的层、或提高支撑基体的一面的表面粗度而实施AG处理。此外，除抗反射处理外，也可进行抗菌涂层处理及防污处理等。
对与设置有光学元件1的面相反侧的面已实施其他抗反射处理的光学复合元件可作为例如保护显示装置等的表面的透明保护构件而利用。具体来说，考虑在显示装置的视认侧设置透明保护构件的形态。
若在显示装置的视认侧设置透明保护构件，则透明保护构件的与显示装置对向的面不会向外部露出，故而不易产生污垢。相对于此，透明保护构件的视认侧的面通过随着人的接触等所产生的皮脂或灰尘等而易产生污垢。因此，优选为在视认侧设置AR处理、AG处理等的抗反射膜，且在显示装置侧设置光学元件1。
此外，作为光学复合元件10的其他例，如图3所示，也可在光学元件1的形成有凹部h1～hn的面进一步设置反映多个凹部h1～hn及多个突出部d1～dn的形状的第1涂层2。此处所谓“反映”并不需要使多个凹部h1～hn及多个突出部d1～dn的形状完全反映。若对多个凹部h1～hn及多个突出部d1～dn的形状的形状变化率相对于凹部及突出部的延伸方向为10％以内，且相对于与延伸方向垂直的面方向为10％以内，则可谓充分地反映。
第1涂层2可根据用途而进行各种变更。例如，通过氟等的单分子膜而形成第1涂层2，由此可进一步提高防污性。氟等的单分子膜可通过例如涂布将含有氟原子的高分子材料溶于溶剂中的脱模剂等并使其干燥而获得。
此外，例如如图4所示，也可设为更具有填埋光学元件1的凹部h1～hn的第2涂层3的光学复合元件11。第2涂层3例如可使用折射率比光学元件1低的材料。通过以低折射率材料填充，相比在表面具有凹凸形状的光学元件1可进一步提高防污性、耐擦伤性。第2涂层3可通过例如涂布或压抵处于低粘度状态的材料且将材料填充至凹部而获得。
由第2涂层3涂布而成的光学复合元件11可用作例如太阳能电池、发光二极管等的层构成的一部分。
除所述以外，也可设置覆盖光学元件1的形成有凹部h1～hn的面的保护膜等。通过设置保护膜等而可避免在搬送时光学元件1的凹凸形状损伤。
保护膜是以与多个突出部的前端部接触的方式覆盖光学元件1的形成有凹部h1～hn的面。将在贴合侧具有粘着材料的保护膜贴合在光学元件1的情况下，通过多个突出部而维持光学元件1的凹部h1～hn与粘着材料的间隙。结果可防止粘着材料填埋凹部而导致抗反射特性降低。此外，保护膜也可贴合在图3所示的施加有第1涂层2的光学复合元件10的凹凸面侧。
光学元件1可作为应用在构成个人计算机、移动电话、数字相机等的各种显示器(例如液晶显示器、等离子显示器、后投影器、FED、OLED等的FPD)、展示橱窗等的窗玻璃、展示边框、各种显示窗、光学透镜、太阳能电池、道路/交通标识或看板的光学材料等的表面的抗反射体而使用，也可作为用以制造此种抗反射体的纳米压印用模型的原版而使用。
(光学元件的制造方法)
以下，对光学元件的制造方法进行说明。本发明的一形态的光学元件可通过将具有特定的形状的模型转印1次或多次而获得。该模型可通过使用使多个粒子2维排列在基板上的蚀刻遮罩而制作。
蚀刻遮罩是通过例如利用LB法(Langmuir-Blodgett法)的方法而在基板上制作。具体来说，可通过具有以下步骤的方法而制造，即，滴下步骤，将在溶剂中分散有粒子的分散液滴下至水槽内的液面；单粒子膜形成步骤，通过使溶剂挥发而形成包含粒子的单粒子膜F；及移行步骤，将单粒子膜移取至基板上。
首先，向包含氯仿、甲醇、乙醇、甲基乙基酮等挥发性较高的溶剂中的1种以上的疏水性的有机溶剂中，添加表面疏水性的粒子而制备分散液。将该分散液滴下至贮存在水槽内的液体的液面(滴下步骤)。所滴下的分散液中，作为分散介质的溶剂挥发，并且粒子在液面上以单层展开，2维地形成最密填充的单粒子膜(单粒子膜形成步骤)。
在滴下步骤中，分散液同时滴下至水槽内的液面的多个部位。同时滴下的分散液以滴下的处为中心分别在液面上以单层展开。结果，形成多个由粒子以特定的排列排成的域。域通常成为不定形。
从液面的多个部位同时形成的域成长而与邻接的域相接。此时，域彼此成为相同的粒子排列的情况少，而是成为不同的粒子排列。结果，在域间产生间隙。
光学元件的凹部对应于通过将单粒子膜蚀刻而在模型表面形成的凸部。即，凹部的最频间距、域的数量、域的面积等受到单粒子膜的状态的影响。因此，凹部的最频间距可通过使用的粒子的平均粒径而控制。此外，域的数量及域的面积等可通过同时滴下的分散液的位置间隔、滴下速度、滴下步骤完成时间等而控制。若缩短从域彼此开始相接起至滴下完成为止的时间，则可提高山脉状突出部的出现频度。若缩小滴下的间隔，则域的数量增加，域的面积变小。
接着，将所形成的单粒子膜移行至作为蚀刻对象物的基板上。
将单粒子膜移取至基板上的具体的方法并无特别限制，例如，可一面将疏水性的基板保持为相对于单粒子膜大致平行的状态，一面使其从上方降下而与单粒子膜接触，通过为疏水性的单粒子膜与基板的亲和力而使单粒子膜移行至基板。
移行至基板上的单粒子膜是作为单粒子蚀刻遮罩而发挥功能。对于一面设置有单粒子蚀刻遮罩的基板进行气相蚀刻且进行表面加工(蚀刻步骤)，在基板的一面形成凸部。
具体来说，蚀刻气体穿过构成蚀刻遮罩的粒子的间隙而到达基板的表面。因此，在该部分形成沟槽，且在与各粒子对应的位置分别出现圆柱。若推进气相蚀刻，则各圆柱上的粒子也逐渐被蚀刻而变小。因此，通过进一步继续蚀刻而形成凸部。
该凸部通过转印而成为光学元件1的凹部h1～hn。因此，光学元件1的凹部h1～hn的形状及平均深度可根据蚀刻时间、蚀刻气体的种类、粒子的材质、基板的材质及所述的组合而控制。
构成蚀刻遮罩的粒子并未特别限定。例如可使用金粒子、胶体二氧化矽粒子等。蚀刻气体可使用一般所使用的气体。例如可使用Ar、SF6、F2、CF4、C4F8、C5F8、C2F6、C3F6、C4F6、CHF3、CH2F2、CH3F、C3F8、Cl2、CCl4、SiCl4、BCl2、BCl3、BC2、Br2、Br3、HBr、CBrF3、HCl、CH4、NH3、O2、H2、N2、CO、及CO2等。
所述粒子及蚀刻气体可根据蚀刻的基体而变更。例如，在选择金粒子作为构成蚀刻遮罩的粒子，且选择玻璃基板作为基体并将所述组合的情况下，蚀刻气体若使用与CF4、CHF3等的玻璃具有反应性的气体，则金粒子的蚀刻速度相对变慢，会选择性地蚀刻玻璃基板。
蚀刻遮罩具有域。域间所形成的间隙大在构成蚀刻遮罩的粒子间的间隙。因此，在域间所形成的间隙部分，相比构成蚀刻遮罩的粒子间的间隙部分更加推进蚀刻，从而形成较深的凹部。
在形成在该域间的间隙部分形成的较深的凹部通过转印而成为光学元件1的形成在由域C1～Cn夹持的区域的突出部。突出部d1～dn的高度主要可通过根据蚀刻条件控制凹部的深度的方式来控制。
例如，可通过变更蚀刻时的气体组成而进一步加深在形成在域间的间隙部分形成的凹部的深度。更具体来说，选择Si作为成为模型的原先的基板，对通常Cl2：CF4＝50：50的气体组成添加CHF3而变更为Cl2：CF4：CHF3＝50：45：5～50：10：40的气体组成，由此可进一步加深在形成在域间的间隙部分形成的凹部的深度。
如上所述，突出部除形成在域C1～Cn间的区域以外，也形成在域C1～Cn内。形成在域C1～Cn内的突出部的高度及出现频度可通过构成蚀刻遮罩的粒子的粒径差异而控制。
构成蚀刻遮罩的粒子的粒子差异成为使蚀刻遮罩上的特定的域内排列的粒子的排列错乱的原因。因此，若使用该排列错乱的蚀刻遮罩进行蚀刻步骤，则粒子间的间隙的尺寸产生差异，蚀刻的进展状态产生变化。在粒子间的间隙的尺寸较大的部分，形成较深的凹部。该较深的凹部通过转印而成为光学元件1的形成在域C1～Cn内的突出部d1～dn。
为获得形成在域C1～Cn内的突出部d1～dn，粒径的CV值(波动系数)优选为3％～20％，更优选为5％～10％。
将以此获得的模型转印1次或多次，由此可简便地获得形成有突出部的光学元件1。
突出部d1～dn的高度也可通过变更转印的条件而控制。在转印时，若提高成形材料对模型的填充率，则对形成在模型的较深的凹部的填充性也提高，从而可提高形成的突出部的高度。相对于此，在转印时，若降低成形材料对模型的填充率，则难以对形成在模型的较深的凹部填充成形材料，从而可降低形成的突出部的高度。成形材料对模型的填充率可根据施加的压力、成形材料的粘度、处理温度等而控制。
[实施例]
通过模拟而确认光学元件的抗反射性能。首先对模拟的方法进行说明(参照Applied Optics,Vol.26,No.6 1142-1146(1987)，Applied Optics,Vol.32,No.7 1154-1167(1993)等)。考虑光朝折射率n0的物质与折射率ns的物质的界面入射时的反射。此时，折射率ns的物体如图5所示具有凹部形状。
首先，如图5所示，将具有凹部的抗反射层从基准点侧分成N层而切片，且看作从基准点侧起具有第1层、…第N层为止的层构造。第j层是宽度q的空气的区域与宽度1－q的抗反射层的区域反复而成。此时的宽度成为与第j－1层的界面的宽度。将该第j层的实效折射率设为nj，将该层的厚度设为dj。此时，nj可根据折射率n0、ns及宽度q而求出。dj可通过将凹部的最频深度除以层数N而求出。
使波长λ的光以入射角φj入射至第j层，计算由下式(2)表示的转移矩阵。
[数1]
此处，δj，ωj为下式(3)及式(4)。
[数2]
δj＝(2π/λ)njdjcosφj…(3)
[数3]
按照光通过的顺序，从第1层至第N层反复进行从左乘以各层的转移矩阵的乘法运算。该操作可由式(5)表示。另外，A、B、C、D为计算所得的结果的值。
[数4]
若使用利用所述顺序所计算的A、B、C、D，则可将该切片的多层的反射率以如下方式表示。
[数5]
[抗反射特性]
(实施例1)
通过所述模拟而求出具有突出部的光学元件的5°反射光谱。将结果示于图6。此时，将凹部的深度设为300nm，凹部的间距设为120nm，凹部的直径设为100nm，突出部的高度设为100nm，突出部所占的面积率设为15％。将光设为从折射率1.0的空气以入射角5°入射至折射率1.5的界面，抗反射层的材料的折射率也设为1.5。凹部的深度、间距、直径及突出部的高度为模拟故而为固定值，但实际上对应于最频值。
(实施例2)
在实施例2中，仅突出部所占的面积率设为2％的点与实施例1不同。通过所述模拟而求出实施例2的光学元件的5°反射光谱。将结果示于图6。
(实施例3)
在实施例3中，仅突出部的高度设为30nm的点与实施例1不同。通过所述模拟而求出实施例3的光学元件的5°反射光谱。将结果示于图6。
(比较例1)
在比较例1中，未设置突出部。即，突出部所占的面积率设为0％，该点与实施例1不同。通过所述模拟而求出比较例1的光学元件的5°反射光谱。将结果示于图6。
(比较例2)
在比较例2中，仅突出部所占的面积率设为18.8％的点与实施例1不同。通过所述模拟而求出比较例2的光学元件的5°反射光谱。将结果示于图6。
(比较例3)
在比较例3中，仅突出部所占的面积率设为18.8％的点与实施例3不同。通过所述模拟而求出比较例3的光学元件的5°反射光谱。将结果示于图6。
[防污性]
对实施例1～3及比较例1～3的各自的防污性进行试验。防污性的试验是以如下顺序进行。
在聚碳酸酯板的表面转印形成实施例1～3及比较例1～3的光学元件。使皮脂附着在构造面的各5部位且放置10分钟的后，利用乙醇进行洗净除去。通过目测而评估皮脂的残存状态。将结果汇总在表1。在表1中，“○”为确认无皮脂残存的情况，“△”为确认仅有皮脂轮廓的情况，“×”为可确认皮脂残存的情况。
[表1]
部位1 部位2 部位3 部位4 部位5 综合判定
实施例1 ○ ○ △ ○ ○ 良
实施例2 △ △ ○ △ ○ 良
实施例3 △ ○ △ ○ ○ 良
比较例1 △ × × × △ 不良
比较例2 × ○ △ ○ △ 不良
比较例3 △ △ × ○ × 不良
例如，比较实施例1、实施例2、比较例1及比较例2的结果后可知，作为光学特性，突出部所占的面积率越高则越佳。同样地，比较实施例3、比较例1及比较例3也可获得相同的倾向。
相对于此，如比较例2及比较例3所示，若突出部的面积率过高，则从防污性的观点来说不佳。认为其原因在于，若突出部的面积率过高，则污垢与突出部的前端互相接触的频度提高。如比较例1那样在无突出部的情况下，凹部的标准面整体与污垢互相接触，故而认为该情况下污垢也不易脱落。
[符号的说明]
1 光学元件
2 第1涂层
3 第2涂层
10、11 光学复合元件
h1～hn 凹部
d1～dn 突出部
t1～tn 中心点
C1～Cn 域

Claims (9)

1.一种光学元件，在一面具有以使用环境下的光的波长以下的最频间距排列的多个凹部，
所述光学元件在俯视时具有多个由所述多个凹部以特定的排列排成的域，
在由多个所述域所夹持的区域及/或由所述域内的所述多个凹部所包围的区域，形成有多个突出部，
在俯视时所述多个突出部所占的面积率为1％～15％。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述多个突出部的最频高度为所述多个凹部的最频深度的0.2倍以上且0.8倍以下。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的光学元件，其中与所述多个突出部的任一个邻接的凹部的个数相对于所述多个凹部的总个数为10％以上且80％以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学元件，其中在所述多个突出部中，具有邻接的所述突出部彼此部分相连的山脉状突出部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学元件，其中所述域在俯视时随机配置。
6.一种光学复合元件，更具有：
根据权利要求1至5中任一项所述的光学元件；及
第1涂层，在所述光学元件的形成有所述多个凹部及所述多个突出部的面，反映所述多个凹部及所述多个突出部的形状。
7.一种光学复合元件，更具有：
根据权利要求1至5中任一项所述的光学元件；及
第2涂层，在所述光学元件的形成有所述多个凹部及所述多个突出部的面，填埋所述多个凹部及所述多个突出部的形状整体。
8.一种光学复合元件，具有：
根据权利要求1至5中任一项所述的光学元件；及
保护膜，在所述光学元件的形成有所述多个凹部及所述多个突出部的面，与所述多个突出部接触。
9.一种附保护膜的光学复合元件，具有：
根据权利要求6所述的光学复合元件；及
保护膜，与所述光学复合元件的所述第1涂层内被覆所述突出部的部分接触。
CN201580057156.6A 2014-10-24 2015-10-21 光学元件、光学复合元件及附保护膜的光学复合元件 Pending CN107076877A (zh)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014217151 2014-10-24
JP2014-217151 2014-10-24
JP2014220231 2014-10-29
JP2014-220232 2014-10-29
JP2014220232 2014-10-29
JP2014-220231 2014-10-29
JP2015101968 2015-05-19
JP2015-101968 2015-05-19
PCT/JP2015/079709 WO2016063915A1 (ja) 2014-10-24 2015-10-21 光学素子、光学複合素子及び保護フィルム付光学複合素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107076877A true CN107076877A (zh) 2017-08-18

Family

ID=55760946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580057156.6A Pending CN107076877A (zh) 2014-10-24 2015-10-21 光学元件、光学复合元件及附保护膜的光学复合元件

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10444407B2 (zh)
EP (1) EP3211458B1 (zh)
JP (1) JP6642442B2 (zh)
KR (1) KR20170074883A (zh)
CN (1) CN107076877A (zh)
TW (1) TWI657927B (zh)
WO (1) WO2016063915A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018146937A (ja) * 2017-03-09 2018-09-20 マクセルホールディングス株式会社 光学素子
US11485052B2 (en) * 2018-07-30 2022-11-01 Canon Kabushiki Kaisha Resin product, method of making resin product, interchangeable lens, and optical device
WO2020184865A1 (ko) * 2019-03-12 2020-09-17 주식회사 엘지화학 반사 방지 필름, 편광판 및 디스플레이 장치
KR102337211B1 (ko) * 2019-03-12 2021-12-09 주식회사 엘지화학 반사 방지 필름, 편광판 및 디스플레이 장치
JP2023148222A (ja) * 2022-03-30 2023-10-13 キヤノン株式会社 部材

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008090212A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Nissan Motor Co Ltd 反射防止性光学構造、反射防止性光学構造体及びその製造方法
CN102203639A (zh) * 2009-09-02 2011-09-28 索尼公司 导电光学器件及其制造方法、触摸面板器件、显示器和液晶显示装置
JP2012242803A (ja) * 2011-05-24 2012-12-10 Dainippon Printing Co Ltd 光学部材積層体の製造方法および光学的機能を有する部材の製造方法
CN103314312A (zh) * 2010-12-27 2013-09-18 三菱丽阳株式会社 层积结构体以及加工品的制造方法
WO2014092132A1 (ja) * 2012-12-13 2014-06-19 王子ホールディングス株式会社 光学素子作製用金型及びその製造方法、光学素子
WO2014123193A1 (ja) * 2013-02-08 2014-08-14 王子ホールディングス株式会社 凹凸基板及び発光ダイオードの製造方法、並びに凹凸基板、発光ダイオード及び有機薄膜太陽電池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5519386B2 (ja) * 2010-04-22 2014-06-11 オリンパス株式会社 光学素子
JP2014066975A (ja) 2012-09-27 2014-04-17 Asahi Kasei E-Materials Corp 微細凹凸成形体及び微細凹凸成形鋳型並びにそれらの製造方法
JP2014077040A (ja) 2012-10-10 2014-05-01 Mitsubishi Rayon Co Ltd 活性エネルギー線硬化性組成物、およびそれを用いた微細凹凸構造体
US20140235069A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Novellus Systems, Inc. Multi-plenum showerhead with temperature control
JP6176152B2 (ja) * 2013-04-10 2017-08-09 住友金属鉱山株式会社 非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および、非水系電解質二次電池
JP2014217151A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 富士電機株式会社 電力変換装置およびその過電流保護方法
JP2015101968A (ja) * 2013-11-21 2015-06-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2015196313A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 ソニー株式会社 保護フィルム、積層体、表示装置および被着体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008090212A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Nissan Motor Co Ltd 反射防止性光学構造、反射防止性光学構造体及びその製造方法
CN102203639A (zh) * 2009-09-02 2011-09-28 索尼公司 导电光学器件及其制造方法、触摸面板器件、显示器和液晶显示装置
CN103314312A (zh) * 2010-12-27 2013-09-18 三菱丽阳株式会社 层积结构体以及加工品的制造方法
JP2012242803A (ja) * 2011-05-24 2012-12-10 Dainippon Printing Co Ltd 光学部材積層体の製造方法および光学的機能を有する部材の製造方法
WO2014092132A1 (ja) * 2012-12-13 2014-06-19 王子ホールディングス株式会社 光学素子作製用金型及びその製造方法、光学素子
WO2014123193A1 (ja) * 2013-02-08 2014-08-14 王子ホールディングス株式会社 凹凸基板及び発光ダイオードの製造方法、並びに凹凸基板、発光ダイオード及び有機薄膜太陽電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20170307783A1 (en) 2017-10-26
US10444407B2 (en) 2019-10-15
JPWO2016063915A1 (ja) 2017-08-03
JP6642442B2 (ja) 2020-02-05
KR20170074883A (ko) 2017-06-30
WO2016063915A1 (ja) 2016-04-28
TW201622974A (zh) 2016-07-01
EP3211458B1 (en) 2020-07-22
TWI657927B (zh) 2019-05-01
EP3211458A1 (en) 2017-08-30
EP3211458A4 (en) 2018-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107076877A (zh) 光学元件、光学复合元件及附保护膜的光学复合元件
CN103460080B (zh) 光学设备用遮光材料
CN102203639A (zh) 导电光学器件及其制造方法、触摸面板器件、显示器和液晶显示装置
CN104115208B (zh) 显示装置
CN108348966A (zh) 具有疏水性纳米织构化表面的制品
JP2007264594A (ja) 反射防止微細構造、反射防止成形体及びその製造方法
TW200806476A (en) Articles having low wettability and high light transmission
CN106662674B (zh) 光学元件
CN103730193A (zh) 透明导电性薄膜及其用途
JP2017129889A (ja) 反射防止階層構造
EP2495586A2 (en) Substrate having low reflection and high contact angle, and production method for same
JP2007322763A (ja) 反射防止構造、反射防止構造体及びその製造方法
Liu et al. Integrating anti-reflection and superhydrophobicity of moth-eye-like surface morphology on a large-area flexible substrate
CN111028684B (zh) 柔性基板及其制备方法
Lohmueller et al. Improved properties of optical surfaces by following the example of the “moth eye”
KR20190107669A (ko) 반사 방지 구조체
BR112016018273B1 (pt) Método para a formação de um polarizador, método para a formação de um artigo oftálmico polarizado e lente oftálmica polarizada moldada
JP2015189207A (ja) 線状微細凹凸構造体、及びその製造方法
CN104020515B (zh) 传递模以及结构制造方法
JP6330711B2 (ja) 光学素子
WO2012144954A1 (en) Anti-reflective nanostructures
KR101769183B1 (ko) 금속층을 포함하는 전도성 필름의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 전도성 필름
JP6263905B2 (ja) 透過率異方性部材、透過率異方性部材の製造方法及び表示装置
JP5633617B1 (ja) 反射防止物品、画像表示装置、反射防止物品の製造用金型、反射防止物品の製造方法及び反射防止物品の製造用金型の製造方法
WO2019109618A1 (zh) 一种光学膜、ito膜及触控屏和光学膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170818