JP2009198626A - Anti-reflective structure and anti-reflective molded body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁波の反射防止機能と共に、耐傷付き性にも優れた反射防止構造と、このような構造を備え、光や電波の無反射パネルとして、例えば、自動車を始めとする車両や船舶、航空機などのボディや各種メーター類、ディスプレイ装置などに好適に使用することができる成形体に関するものである。 The present invention includes an antireflection structure excellent in scratch resistance as well as an antireflection function of electromagnetic waves, and such a structure, and as a non-reflective panel for light and radio waves, for example, vehicles and ships including automobiles, The present invention relates to a molded body that can be suitably used for bodies such as aircraft, various meters, display devices, and the like.
航空機、自動車、船舶などの分野においては、レーダーに映らないステルス技術、車間計測などのIR計測カメラ、メーターカバー、液晶表示装置など、様々な場所で電磁波の反射防止が必要である。
例えば、自動車の運転席には、スピードメータや燃料計などの各種計器類をまとめて収納したディスプレイ部の前面にメーターフロントカバーが嵌め込まれている。
しかし、このメーターフロントカバーに、フロントウインドウやサイドウインドウを通して車外の景色が映り込むことによって、ディスプレイ部の各種表示が見づらくなることがある。そのため、その上方にメーターフードを配置して、メーターディスプレイへの外光の入射を遮るようにしている。
In the fields of aircraft, automobiles, ships, etc., it is necessary to prevent reflection of electromagnetic waves in various places such as stealth technology that does not appear in radar, IR measurement cameras such as inter-vehicle measurement, meter covers, and liquid crystal display devices.
For example, a meter front cover is fitted on the front face of a display unit that houses various instruments such as a speedometer and a fuel gauge in a driver's seat of an automobile.
However, when a scene outside the vehicle is reflected on the meter front cover through the front window or the side window, various displays on the display unit may be difficult to see. For this reason, a meter hood is arranged above it so as to block external light from entering the meter display.
このような光の反射を防止するための構造としては、屈折率の異なる複数の薄膜から成る多層反射防止膜が知られているが、このような多層反射防止膜よりもさらに反射率を低下できるものとして、微細構造を用いた反射防止構造の提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、透明性成形品の表面に、透明性素材から成る無数の微細凹凸を光の波長以下のピッチで形成することによって、光の屈折率が厚み方向に変化するようにした反射防止構造が記載されている。
すなわち、例えば波形あるいは三角形をなす無数の微細凹凸が表面に形成されていることによって、凹凸の最表面では透明性素材の存在割合が限りなく0%に近いものとなって、実質的に空気の屈折率に等しくなる。一方、凹凸の底部では逆に空気の存在割合が限りなく0%に近いものとなって透明性素材の屈折率と等しくなり、中間部ではその断面における透明性素材の占める断面積に応じた屈折率となる。その結果、光の屈折率が当該反射防止構造の厚み方向に、空気の屈折率から透明性素材の屈折率の間で連続的に変化するようになる。したがって、屈折率の異なる複数の薄膜から成る多層反射防止膜(この場合の屈折率は段階的に変化する)と同様の原理によって、当該反射防止膜よりも優れた反射防止性能が発揮されることになる。
In
That is, for example, by forming innumerable fine irregularities having a waveform or a triangle on the surface, the proportion of the transparent material existing on the outermost surface of the irregularities is almost as close to 0%, and substantially air It becomes equal to the refractive index. On the other hand, at the bottom of the uneven surface, the air content is almost as close to 0% as the refractive index of the transparent material, and at the intermediate part, the refraction according to the cross-sectional area occupied by the transparent material in the cross section. Become a rate. As a result, the refractive index of light continuously changes between the refractive index of air and the refractive index of the transparent material in the thickness direction of the antireflection structure. Therefore, antireflection performance superior to that of the antireflection film can be achieved based on the same principle as that of a multilayer antireflection film composed of a plurality of thin films having different refractive indexes (in this case, the refractive index changes stepwise). become.
しかしながら、上記特許文献1に記載の構造においては、光の反射率の低下が可能であるものの、反射防止効果向上のために微細凹凸の先端部を鋭角状にした場合には、構造体の表面に触れたり、表面を拭いたりすることによって、先端部が破損し易く反射防止性能が損なわれるという問題点があった。
However, in the structure described in
本発明は、入射電磁波の波長以下のピッチ及びサイズに形成した微細凹凸構造から成る従来の反射防止構造における上記課題を解決すべくなされたものである。
本発明の目的とするところは、微細凹凸形状を最適化し、もって電磁波の反射防止性能を向上すると共に、微細形状の破壊を防止することができ、反射防止機能と耐傷付き性を兼ね備えた反射防止構造を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-described problems in a conventional antireflection structure comprising a fine concavo-convex structure formed at a pitch and size equal to or smaller than the wavelength of an incident electromagnetic wave.
The object of the present invention is to optimize the fine uneven shape, thereby improving the antireflection performance of electromagnetic waves, and preventing the destruction of the fine shape, and has the antireflection function and scratch resistance. To provide a structure.
本発明者らは、反射防止性微細構造を基材表面に穿った穴状をなす無数の微細凹部から成るものとし、当該微細凹部の形状を錐台状として、凹部底面と開口部周縁とに2つの反射面を形成することによって、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。 The inventors of the present invention shall be composed of innumerable fine recesses having a hole shape with an antireflective microstructure formed on the surface of the base material, and the shape of the fine recesses is a frustum shape, with the bottom surface of the recess and the periphery of the opening. It has been found that the above object can be achieved by forming two reflecting surfaces, and the present invention has been completed.
本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の反射防止構造は、略円形又は多角形をなし、入射する電磁波の波長よりも小さいサイズの開口部を備えた円錐台状又は角錐台状をなす無数の微細凹部が入射する電磁波の波長よりも短いピッチで配列されており、これら錐台状微細凹部の底部と開口周縁部とに平面状をなす反射面をそれぞれ有していることを特徴とする。 The present invention is based on the above knowledge, and the antireflection structure of the present invention is substantially circular or polygonal, and has a truncated cone shape or a truncated pyramid shape having an opening having a size smaller than the wavelength of the incident electromagnetic wave. The innumerable fine recesses forming the pitch are arranged at a pitch shorter than the wavelength of the incident electromagnetic wave, and each of the frustum-shaped fine recesses has a planar reflecting surface at the bottom and the peripheral edge of the opening. Features.
本発明によれば、反射防止構造を無数の微細凹部から成るものとし、凹部形状を錐台状(円錐台状又は角錐台状)とし、その開口形状を直径Dの円、又はこの直径Dの円に内接する多角形(但し、D<λ:入射電磁波の波長)として、ピッチP(但し、P<λ)で配列し、当該錐台状微細凹部の底部と開口周縁部に反射面をそれぞれ形成することとしたため、反射防止機能と耐傷付き性とを両立させることができる。 According to the present invention, the antireflection structure is composed of innumerable fine recesses, the recess shape is a frustum shape (conical frustum shape or truncated pyramid shape), and the opening shape is a circle having a diameter D or a diameter D. Polygons inscribed in a circle (where D <λ: wavelength of incident electromagnetic wave) are arranged at a pitch P (where P <λ), and reflecting surfaces are provided at the bottom of the frustum-shaped fine recess and the peripheral edge of the opening, respectively. Because it is formed, it is possible to achieve both an antireflection function and scratch resistance.
以下、本発明の反射防止構造や、該微細構造を適用した反射防止成形体について、その製造方法や実施形態などと共に、さらに詳細に説明する。 Hereinafter, the antireflection structure of the present invention and the antireflection molded body to which the fine structure is applied will be described in more detail along with the production method and embodiments thereof.
本発明の反射防止構造は、上記したように、錐台状をなす無数の微細凹部から構成され、その底部と開口周縁部とに反射面をそれぞれ備えると共に、当該微細凹部の開口部サイズが入射する電磁波の波長よりも小さく、この波長よりも短いピッチで配列されているものである。 As described above, the antireflection structure of the present invention is composed of innumerable fine recesses having a frustum shape, and includes a reflection surface at the bottom and the peripheral edge of the opening, and the size of the opening of the fine recess is incident. Are arranged at a pitch smaller than the wavelength of the electromagnetic wave and shorter than this wavelength.
図1は、本発明の反射防止構造の実施形態の一例を示すものであって、本発明の反射防止構造1は、底部が平坦な円錐台又は角錐台形状(図においては、その典型例として四角錘台を示す)をなす無数の微細凹部2が入射する電磁波の波長λよりも短いピッチPで配列された構造を備えたものである。なお、このとき、微細凹部の開口サイズ、すなわち、円錐台の場合には開口部径、角錐台の場合には開口部を形成する多角形に外接する円の径D(図の例では、対角線の長さに一致)についても、後述するように、入射電磁波の波長λよりも小さいことになる。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of an antireflection structure according to the present invention. The
したがって、当該反射防止構造の厚み方向の各段面における構造素材と空気の存在比率によって定まる各断面における電磁波の屈折率が、厚み方向に向けて空気の屈折率から素材の屈折率まで、連続的に変化するようになる。これによって、微細凹凸から成る構造の場合と同様に、電磁波の反射防止特性が発揮される。一方、各微細凹部2の底部が平坦化されているので、当該微細凹部2の底面から反射した電磁波は、開口部周縁の平面部で反射した電磁波と相殺され、さらなる低反射化が可能となる。
また、微細凹部2は穴状をなし、しかも開口周縁部に反射面を有し、隣接する凹部の開口部間の壁が繋がっていることから、他の部材と擦れ合ったり、ぶつかったりしても損傷を受けにくく、反射防止性能に対する影響を最小限のものとして、電磁波の反射防止機能と耐傷付き性とを両立させることができる。
Therefore, the refractive index of the electromagnetic wave in each cross section determined by the abundance ratio of the structural material and air on each step surface in the thickness direction of the antireflection structure is continuous from the refractive index of air to the refractive index of the material in the thickness direction. To change. As a result, the antireflection property of electromagnetic waves is exhibited as in the case of the structure composed of fine irregularities. On the other hand, since the bottom of each
In addition, the
上記微細凹部2の大きさについては、その形状が図1(b)に示すような角錐台状の場合には、当該微細凹部2の開口部を形成する多角形に外接する円の径をDとするとき、D<λ(入射電磁波の波長)の範囲内とすることが必要となる。特に、可視光線の反射を防止するためにはD≦380nm、さらに好ましくはD≦250nmとすることが望ましい。
この他、紫外線についてはD≦150nm、近赤外線についてはD≦780nmであることが好ましい。
With respect to the size of the
In addition, it is preferable that D ≦ 150 nm for ultraviolet rays and D ≦ 780 nm for near infrared rays.
すなわち、開口部寸法Dが入射電磁波の波長λ以上となると、隣接する微細凹部2間のピッチPを当該波長λよりも短くすることができず、電磁波が回折し、反射防止機能が低下することになる。特に、D≦250nmとすることによって、光の入射角度が変化しても回折光による着色の影響が現れないようになる。
なお、微細凹部2の形状が円錐台状の場合(円形開口部)には、開口部の径をDをもって開口サイズとする。
That is, when the opening dimension D is equal to or greater than the wavelength λ of the incident electromagnetic wave, the pitch P between the adjacent
In addition, when the shape of the fine recessed
本発明において、微細凹部2の底面と、開口周縁の平面部からの反射電磁波が相殺されるためには、底部と開口周縁における平面部の反射面占有率Rb、Rfと、微細凹部2の深さSが重要となる。
底面反射面占有率Rbと開口縁反射面占有率Rfとは、当該反射防止構造1の繰り返しの1単位を抜き出したときの底面と、開口部周縁平面の反射面の占有率である。
In the present invention, in order to cancel the reflected electromagnetic waves from the bottom surface of the
The bottom surface reflecting surface occupancy ratio Rb and the opening edge reflecting surface occupancy ratio Rf are the occupancy ratios of the bottom surface and the reflecting surface of the opening peripheral plane when the repetitive unit of the
具体的には、図2に示すように、反射防止構造1を上方から見たときに、まず、微細凹部2の底部の平坦面を底部反射面2b、微細凹部2の開口部周縁の平面部を開口縁反射面2fとする。そして、単位面積(図においては、破線で囲まれた正方形をなす1単位の面積)に対する底部反射面2bの面積率を底部反射面占有率Rb、同じく正方形の単位面積に対する開口縁反射面2fの面積率を開口縁反射面占有率Rfと定義する。
本発明の反射防止構造1においては、底部と開口周縁部の反射面占有率の比、Rb/Rfが0.3〜2.0のときに電磁波の反射防止性が向上する。なお、このRb/Rf比については、0.8〜1.2の範囲であることがより好ましい。
Specifically, as shown in FIG. 2, when the
In the
なお、微細凹部2の底部反射面2b及び開口縁反射面2fは、上記の占有率比を満たす範囲でさえあれば、特に限定はなく、平面であることを基本とするが、多少の凹凸は許容される。すなわち、高さ20nm以内の凹みや膨らみ、凹凸などは反射率に大きく影響するものではない。
また、底部反射面2bと開口縁反射面2fは実質的に平行であることが望ましいが、この場合の平行度としては、両面のなす角度が5°以内であれば反射率に大きく影響することはない。
The
In addition, it is desirable that the
次に、微細凹部2の深さSについては、入射電磁波を相殺するために開口周縁部からの反射電磁波と底面からの反射電磁波の位相をπ/2ずらしたときに最も効果が大きくなる。
具体的には、深さS=(入射波長λ/(2×平均屈折率n))×Aの式(1)で表され、Aの値は、0.6〜1.4の範囲であることが好ましく、更に好ましくは、0.8〜1.2の範囲である。なお、ここで言う平均屈折率とは、入射電磁波に対する屈折率を意味する。
Next, the depth S of the
Specifically, the depth S = (incident wavelength λ / (2 × average refractive index n)) × A is expressed by the equation (1), and the value of A is in the range of 0.6 to 1.4. Preferably, it is in the range of 0.8 to 1.2. In addition, the average refractive index said here means the refractive index with respect to incident electromagnetic waves.
図3は、上記(1)式におけるAの値と可視光の反射率の関係を図示したものである。 すなわち、ポリカーボネート基材の両面に、開口径100nm、底面径35nmの円錐台状をなし、稜線形状が後述するような2次の非線形式(2)で表され、種々の深さを有する無数の微細凹部を100nmのピッチで配列した反射防止構造を試作し、その反射率を測定した結果である。 FIG. 3 illustrates the relationship between the value of A in the above equation (1) and the reflectance of visible light. That is, on both surfaces of the polycarbonate substrate, a truncated cone shape having an opening diameter of 100 nm and a bottom surface diameter of 35 nm is formed, and the ridgeline shape is expressed by a second-order nonlinear equation (2) as described later, and has an infinite number of depths. This is a result of making a prototype of an antireflection structure in which fine recesses are arranged at a pitch of 100 nm and measuring the reflectance.
このように、Aの値が0.6より小さい場合には、微細凹部2の深さSが浅くなり、2つの反射面からの反射電磁波が、目的とする波長範囲で低反射にできなくなる。また、Aの値が1.4を超えた場合、微細凹部2の深さSが深くなり、屈折率変化が緩やかになるため、ある程度の反射防止性は確保できるものの、Aの値が増すと共に反射率が大きくなる傾向を示す。
As described above, when the value of A is smaller than 0.6, the depth S of the fine
特に、可視光における反射防止を目的とする場合、人間の目に対し感度の高い540〜560nm付近の波長が最低反射率となるように設計すればよい。
電磁波の種類による微細凹部2の深さDの範囲については、上記(1)式で導出される範囲であればよいが、特に好ましくは、紫外線領域で80〜160nm、可視光線領域で160〜350nm、さらに好ましくは160〜240nm、赤外線領域では350nm〜45μm程度である。
In particular, for the purpose of preventing reflection in visible light, it may be designed so that a wavelength near 540 to 560 nm, which is highly sensitive to human eyes, has a minimum reflectance.
About the range of the depth D of the fine recessed
なお、平均屈折率nとは、微細凹部2の開口部から底面までの高さ範囲における材料の屈折率を平均化した数値である。平均屈折率の導出方法は、単位ユニットの微細凹部2を高さ方向と垂直な方向で100分割し、その各単位での固体と空間の比率より屈折率を導出し、平均値を算出する。
The average refractive index n is a numerical value obtained by averaging the refractive indexes of materials in the height range from the opening to the bottom of the
本発明の反射防止構造を構成する微細凹部2は、上記したように『錐台状』をなすものであり、図1においては、四角錐台形のものを示した。しかし、本発明における微細凹部2の形状としては、正確な角錐台(稜が直線、側面が平面)や円錐台(母線が直線)のみならず、開口部から底面側に向かって空間の断面積が順次小さくなるような形状である限り、側面が曲面をなす角錐台状のものや、母線が曲線である円錐台状のものであってもよい。
さらに、微細凹部2の開口部の中心と底面の中心点を結ぶ直線は、必ずしも開口面(基材面)に対して垂直である必要はなく、傾いていてもよい。
The fine
Furthermore, the straight line connecting the center of the opening of the
このように、本発明において『錐台状』とは、正確な円錐台や角錐台のみならず、釣り鐘形や椎の実形の変形円錐や曲面から成る側面を有する変形角錐の尖端部を平坦にしたものや傾斜したものをも含めた形状を意味するものとする。 Thus, in the present invention, “frustum shape” means not only an accurate truncated cone and truncated pyramid, but also a flat tip of a deformed pyramid having a bell-shaped or vertebral deformed cone or a curved surface. It shall mean the shape including the ones made and slanted.
そして、上記微細凹部2の稜線形状、すなわち微細凹部2の底面の重心を通る開口面に垂直な梯形断面における上底と下底を結ぶ線は、次式(2)で表されるようなm次の線形式(但し、1.5<m≦2.5)で表される形状となっていることが望ましい。これによって、反射防止構造における微細凹部の開口面から底面に到るまでの屈折率の変化の割合が均一なものとなって、反射防止機能をより向上させることができる。
すなわち、微細凹部2の中心を通る垂直断面における開口辺をX軸上に、稜線を延長したときの交点までの深さをsとし、この交点をZ軸上にとると、稜線上のX座標値は、次式(2)に基づいて、図4に示すように表わすことができる。このとき、交点の位置によって定数項を加えて補正することもできる。
X=(D/2)×{1−(Z/s)m}・・・(2)
The ridgeline shape of the
That is, the opening side in the vertical cross section passing through the center of the
X = (D / 2) × {1- (Z / s) m } (2)
また、微細凹部2の開口形状については、略円形、すなわち円形や楕円形、卵形や、多角形である三角形、四角形、五角形、六角形、さらには多角形の各辺が外側に膨らんだような形状の円形と多角形の中間のような形状のものを採用することができる。これらの中で、円形、四角形、六角形については比較的製造しやすくかつ密に配列できるので好ましい。
なお、このような微細凹部2については、底面を形成する形状に外接する円の径Dを底面サイズとする。すなわち、円形底面の場合はその径、楕円や卵形の場合はその長軸径、多角形の場合は、これに外接する円の径がDに相当する。
As for the opening shape of the fine
In addition, about such a fine recessed
上記微細凹部2の配列については、微細凹部2の周縁部に開口縁反射面2fを形成する観点から、開口部が円形である場合には、細密配列することができる。
これに対して、微細凹部2の開口形状が平面上に隙間なく敷き詰めることができる正三角形、正方形、正六角形などの場合は、微細凹部2同士の間に、隙間を空けて配列することが必要となる。
About the arrangement | sequence of the said fine recessed
On the other hand, in the case of a regular triangle, a square, a regular hexagon or the like that allows the opening shape of the
本発明の上記反射防止構造を、入射光が可視光線の場合には、透明基材の片面、望ましくは両面に成形することによって、反射防止成形体とすることができる。そして、このような成形体を各種ディスプレイ装置のパネルや、ショウウインドウ、展示ケースなどの透明パネルに適用することによって、外光や室内照明の反射を低減し、反射像の映り込みを効果的に防止して、映像や表示、内部展示物の視認性を向上させることができる。
また、自動車を始めとする各種の部品、例えば、ウインドウやルーフのガラス、メーターフロントカバー、ヘッドランプ、リヤフィニッシャー、液晶などの表示装置の最前面に用いるフィルムなど適用することによって、同様の反射防止効果を得ることができる。
When the incident light is visible light, the antireflection structure of the present invention can be formed into an antireflection molded body by molding on one side, preferably both sides, of a transparent substrate. And by applying such a molded product to transparent panels such as panels of various display devices, show windows, display cases, etc., reflection of reflected images is effectively reduced by reducing reflection of outside light and indoor lighting. It is possible to improve visibility of images, displays, and internal exhibits.
In addition, by applying various parts such as automobiles, such as glass for windows and roofs, meter front covers, headlamps, rear finishers, and films used for the forefront of display devices such as liquid crystals, the same anti-reflection is applied. An effect can be obtained.
本発明の反射防止成形体を製造するに際しては、上記のような微細凹部2を反転させた無数の微細突起を備えた成形型を用意し、この成形型と基材の一方、又は双方を加熱した状態で両者を相対的に押し当てることによって、当該基材の表面に上記のような反射防止構造1を成形することができる。
また、上記成形型と基材の間に、活性エネルギー線硬化性樹脂を介在させた状態で活性エネルギー線を照射し、当該樹脂を硬化させることによって、当該基材の表面に上記のような反射防止構造1を成形し、反射防止成形体とすることができる。
In manufacturing the antireflection molded body of the present invention, a mold having innumerable fine protrusions obtained by inverting the
In addition, the active energy ray curable resin is irradiated between the mold and the base material so that the active energy ray is cured, and the resin is cured, so that the surface of the base material is reflected as described above. The
上記基材の材料としては、代表的には透明性があるものが望ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ガラス強化ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶性ポリマー、フッ素樹脂、ポリアレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアミドビスマレイミド、ポリビスアミドトリアゾール等の熱硬化性樹脂、及びこれらを2種以上ブレンドした材料を用いることができる。 As the material for the substrate, typically, a transparent material is desirable. For example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, polyvinylidene chloride, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polystyrene, ABS resin, AS resin, acrylic resin. , Polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, glass reinforced polyethylene terephthalate, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, liquid crystalline polymer, fluororesin, polyarate, polysulfone, polyethersulfone, polyamideimide, polyetherimide, Thermoplastic resins such as thermoplastic polyimide, phenolic resin, melamine resin, urea resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, Rukido resins, silicone resins, can be used a diallyl phthalate resin, polyamide bismaleimide, poly bisamide thermosetting resin triazole and the like, and two or more of these blended material.
また、例えば紫外線などの照射によって重合を開始し、硬化する活性エネルギー線硬化樹脂としては、例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン計樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂などを挙げることができ、必要に応じて活性エネルギー線を照射することによってラジカルを発生する重合開始剤を用いることもでき、より強固に固めるためイソシアネートのような硬化剤を加えることもできる。
なお、ここで用いられる活性エネルギー線としては、代表的には、紫外線やX線、その他電子線、電磁波などが挙げられるが特に限定されるものではない。
Examples of the active energy ray-curable resin that starts and cures by irradiation with, for example, ultraviolet rays include, for example, an ultraviolet curable acrylic urethane meter resin, an ultraviolet curable polyester acrylate resin, an ultraviolet curable epoxy acrylate resin, and an ultraviolet curable resin. Type polyol acrylate resin, UV curable epoxy resin, etc., and if necessary, a polymerization initiator that generates radicals by irradiating active energy rays can be used. Various curing agents can also be added.
In addition, as an active energy ray used here, although an ultraviolet-ray, an X-ray, other electron beams, electromagnetic waves, etc. are mentioned typically, it is not specifically limited.
また、ガラス等の無機系透明材料を用いることも可能であり、この場合には、電子ビーム等によってガラス表面を切削することにより上記のような反射防止構造を形成する方法や、本発明の反射防止構造を備えた型に溶融した無機系透明材料を流し込む方法によって基材表面に当該反射防止構造を形成することができる。 It is also possible to use an inorganic transparent material such as glass. In this case, a method of forming the antireflection structure as described above by cutting the glass surface with an electron beam or the like, or the reflection of the present invention. The antireflection structure can be formed on the surface of the substrate by a method in which a molten inorganic transparent material is poured into a mold having the prevention structure.
以下に、実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明がこれらの実施例のみに限定されないことは言うまでもない。 Below, based on an Example, this invention is demonstrated further more concretely. Needless to say, the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
市販の電子線描画装置で作成した金型を使用して、この金型を170℃に加熱したのち、ポリカーボネート基材の両面に10MPaの圧力で1時間押し当てた後、70℃以下まで冷却した。これによって、表1に示すように、開口部の直径Dが1000nm、底面の直径が250nm、深さSが750nmであって、開口外周部分から底面外周部分に至る稜線が、2次の非線形式(2)で表される円錘台状をなす微細凹部2が六方細密状態(ピッチP=1000nm)に配列された反射防止構造1を両面に備えた反射防止成形体を作製した。
Example 1
This mold was heated to 170 ° C. using a mold created by a commercially available electron beam drawing apparatus, and then pressed on both sides of the polycarbonate substrate at a pressure of 10 MPa for 1 hour, and then cooled to 70 ° C. or lower. . As a result, as shown in Table 1, the diameter D of the opening is 1000 nm, the diameter of the bottom surface is 250 nm, the depth S is 750 nm, and the ridge line extending from the outer periphery of the opening to the outer periphery of the bottom is a second-order nonlinear equation. An anti-reflective molded body having
そして、得られた成形体に波長2000nmの赤外線を照射し、入射角度0度、測定角度0度における反射率を測定し、反射防止性能を評価した。
また、当該成形体の表面を、ブロード布を用いて、面圧392Paで5000回往復摺動した後における傷の発生具合を目視により観察し、傷の発生が確認できたものを「×」、発生が認められなかったものを「○」として、耐傷付き性を評価した。これらの結果を表2に示す。
And the infrared rays with a wavelength of 2000 nm were irradiated to the obtained molded object, the reflectance at the incident angle of 0 degree and the measurement angle of 0 degree was measured, and the antireflection performance was evaluated.
In addition, the surface of the molded body was observed by visual observation of the occurrence of scratches after reciprocating and sliding 5000 times at a surface pressure of 392 Pa using a broad cloth, and “x” Scratch resistance was evaluated with “◯” indicating that no occurrence was observed. These results are shown in Table 2.
(実施例2)
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例1と同様の操作を繰り返すことによって、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、表1に示すように、開口部の直径Dが300nm、底面の直径が45nm、深さSが220nm、開口外周部分から底面外周部分に至る稜線が、2次の非線形式(2)で表される円錘台状をなす微細凹部2が六方細密状態(ピッチP=300nm)に配列された反射防止構造1を備えた反射防止成形体を作製した。
(Example 2)
As shown in Table 1, the diameter D of the opening is formed on both surfaces of the polymethyl methacrylate base by repeating the same operation as in Example 1 using a mold created by the same electron beam drawing apparatus. 300 nm, bottom diameter of 45 nm, depth S of 220 nm, the ridge line from the outer periphery of the opening to the outer periphery of the bottom is a frustum-shaped
そして、得られた成形体に波長555nmの可視光を照射し、入射角度0度、測定角度0度における反射率を測定し、反射防止性能を評価すると共に、耐傷付き性を上記同様の要領により評価した。この結果を表2に併せて示す。 The obtained molded product was irradiated with visible light having a wavelength of 555 nm, the reflectance at an incident angle of 0 degree and a measurement angle of 0 degree was measured, the antireflection performance was evaluated, and the scratch resistance was determined in the same manner as described above. evaluated. The results are also shown in Table 2.
(実施例3〜9)
上記実施例2と同様の操作を繰り返すことによって、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、それぞれ表1に示す寸法を備え、それぞれの稜線形状を有する円錘台状の微細凹部2が六方細密状態に配列された反射防止構造1を備えた反射防止成形体をそれぞれ作製した。
そして、得られた各成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例2と同様の要領によりそれぞれ評価した。これらの結果を表2に併せて示す。
(Examples 3 to 9)
By repeating the same operations as in Example 2, the frustum-shaped
And about each obtained molded object, the reflectance and scratch resistance were evaluated by the same procedure as Example 2, respectively. These results are also shown in Table 2.
(比較例1)
市販の電子線描画装置で作成した金型を使用して、この金型に紫外線硬化アクリル樹脂を流し込み、ポリカーボネート(PC)基材を押し当てた状態で、紫外線を照射して固化させた。これによって、PCから成る基材の両面に、ポリメタクリル酸メチル(PPMA)から成り、底部外接円の直径Dが200nm、高さHが180nmである正四角錐(稜線は1次の線形式)をなす微細凸部が隙間なく配列された厚さ200nmの微細構造層を備えた反射防止成形体を作製した。
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を上記実施例と同様の要領によりそれぞれ評価した。その結果を表2に併せて示す。
(Comparative Example 1)
Using a mold created by a commercially available electron beam drawing apparatus, an ultraviolet curable acrylic resin was poured into the mold, and the polycarbonate (PC) substrate was pressed and solidified by irradiation with ultraviolet rays. As a result, on both sides of the substrate made of PC, a regular quadrangular pyramid (ridge line is a primary line form) made of polymethyl methacrylate (PPMA), having a diameter D of the bottom circumscribed circle of 200 nm and a height H of 180 nm. An antireflection molded body having a microstructure layer having a thickness of 200 nm in which the fine protrusions formed were arranged without gaps was produced.
And about the obtained molded object, the reflectance and scratch resistance were evaluated by the same procedure as the said Example, respectively. The results are also shown in Table 2.
この結果、本発明の範囲である実施例1〜9においては、いずれも入射電磁波に対する反射率が低く、耐傷付き性に優れることが確認された。
これに対し、比較例1の反射防止成形体においては、四角錐状の微細凸部から成るものであるから、特に耐傷付き性に劣る結果となった。
As a result, in Examples 1 to 9, which are the scope of the present invention, it was confirmed that all had low reflectance with respect to incident electromagnetic waves and excellent scratch resistance.
On the other hand, since the antireflection molded body of Comparative Example 1 is composed of fine convex portions having a quadrangular pyramid shape, the result is particularly poor in scratch resistance.
1 反射防止構造
2 微細凹部
2b 底部反射面
2f 開口縁反射面
Rb 底部反射面占有率
Rf 開口縁反射面占有率
DESCRIPTION OF
Claims (8)
S=A(λ/2n) ・・・(1)
(式中のnは微細凹部形成部分の平均屈折率、Aは0.6〜1.4の範囲の任意の値を示す) The ratio Rb / Rf of the bottom reflecting surface occupancy ratio Rb and the opening edge reflecting surface occupancy ratio Rf of the frustum-shaped fine concave portion is 0.3 to 2.0, and the depth S of the fine concave portion is expressed by the following formula (1). The antireflection structure according to claim 1, wherein the antireflection structure is a value calculated by:
S = A (λ / 2n) (1)
(In the formula, n is the average refractive index of the fine recess forming portion, and A is an arbitrary value in the range of 0.6 to 1.4)
X=(D/2)×{1−(Z/s)m}・・・(2)
(式中のsは錐台状微細凹部の稜線の延長線の交点までの深さを示す) The ridgeline shape of the frustum-shaped fine recess is a curve represented by an mth-order nonlinear expression represented by the following formula (2), and the order m is more than 1.5 and not more than 2.5: The antireflection structure according to claim 1 or 2.
X = (D / 2) × {1- (Z / s) m } (2)
(S in the formula indicates the depth to the intersection of the extended lines of the frustum-shaped fine recesses)
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