JP2010117694A - 反射防止機能を有する機能性基板とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平坦な透明基板101の上に非平坦層102と、第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106が一体になって形成された機能性基板と、その製造方法を提供する。透明基板101の表面に設けている非平坦層102は明るい外光の鏡面反射の防止を行い、第1の微小突起群104は外光の反射を抑え、第2の微小突起群106は外光を遮断する機能を備えている。この機能性基板をディスプレイ画面の前面に設けることにより、外光の影響を受けない高品質の表示画質を得ることができる。
【選択図】図2
Description
このような構造の反射防止層は、反射率を低減させることができるので外光の反射が抑制できる。しかし、外光が太陽や明るい照明光などのように明るい光源の下では、特許文献1記載の反射防止層では、反射防止が外光の波長全域に渡って十分でないこともあって、明るい外光が鏡面反射して観る側に写る欠点がある。ディスプレイの表面に特許文献1に記載のような反射層を設けた場合、表示画像の上に外光の明かりが重畳されることになり、表示画質が大きく損なわれる。
ここで、上記の機能性基板を構成する機能性基板を構成する透明基板、非平坦層および第1の微小突起群と第2の微小突起群は有機ポリマーで形成されており、非平坦層のうねりの周期が可視光の波長より十分に大きく(たとえば1μm以上)、うねりの高低差についても可視光の波長より十分に大きい(たとえば1μm以上)ものであって、また、非平坦層より伸びた第1の微小突起物の直径が少なくとも可視光の波長の1/4より大きく(たとえば100nm以上)、高さについても可視光の波長の1/4より大きく(たとえば100nm以上)、第2の微小突起物の高さが非平坦層および第1の微小突起物の高さより高く、第2の微小突起物の幅は可視光の波長の1/4より大きいことを特徴とする機能性基板、ならびにその製造方法に関する。
本発明において、第1の微小突起物の断面は必ずしも円形でなくてもよく、楕円、多角形、非対称形などの場合でも良い。
また、第2の微小突起物の断面についても必ずしも長方形でなくてもよく、台形、非対称形などの場合でも良い。
上記モールドは、たとえば石英、シリコンや金属などで作られる。上記モールドを樹脂層に押付け、その後、モールドを樹脂層から引き離すことにより上記モールドに入り込んだ熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等によって、所望の非平坦層、第1の微小突起群および第2の微小突起群の層ができる。
非平坦層の表面に形成されている第1の微小突起群および第2の微小突起群を構成する第1の微小突起物および第2の微小突起物は、先端部の太さ、厚さよりも底面部の太さ、厚さが大きい方が好ましい。これにより、樹脂製の第1の微小突起物および第2の微小突起物の自立性、自己支持性を確保する上で有利であり、また第1の微小突起物および第2の微小突起物は非平坦層と接した根元から先端部に向けて細くなる部分を有する。さらに非平坦層と第1の微小突起群および第2の微小突起群が、有機ポリマーで構成される透明基板と同じ有機ポリマーであることが好ましい。特に、非平坦層と第1の微小突起物および第2の微小突起物が一体構造となっていることが好ましい。さらに、非平坦層と透明基板が完全に密着していることが好ましい。また、本発明の第1の微小突起物および第2の微小突起物は、第1の微小突起物および第2の微小突起物が密集した構造とすることができるため、個々の第1の微小突起物および第2の微小突起物が潰れにくく非平坦層から取れにくい性質とすることが可能である。
透明基板と反対側の非平坦層のうねり周期は外光を防眩する目的から可視光の波長より十分に大きく、うねりの高低差も可視光の波長より大きいものであって、第1の微小突起物の直径と高さは外光の反射を抑える目的から可視光の波長の1/4より大きく、外光を遮断する目的から第2の微小突起物の高さは非平坦層および第1の微小突起物の高さより高く、幅は可視光の波長の1/4より大きいことを特徴とする機能性基板を提供する。
また、第1の微小突起群および第2の微小突起群を構成する第1の微小突起物および第2の微小突起物の先端部の太さ、厚さよりも大きい底面部が、非平坦層側に形成された機能性基板を提供する。
P E T ),ポリ塩化ビニル(PVC),ポリスチレン(PS),ABS樹脂,AS樹脂,ポリアミドイミド(PA),ポリアセタール,ポリブチレンテレフタレート(PBT),強化ポリエチレンテレフタレート(強化PET),ポリカーボネート(PC),変性ポリフェニレンエーテル(m−PPE),ポリフェニレンサルファイド(PPS),ポリエーテルエーテルケトン(PEEK),液晶性ポリマー(LCP),フッ素樹脂(FR),ポリアリレート(PAR),ポリスルフォン(PSU),ポリエーテルスルフォン(PES),ポリアミドイミド(PAI),ポリエーテルイミド(PEI),熱可塑性ポリイミド(TPI),シクロオレフィンポリマー,ポリメチルメタクリレート,ポリ乳酸などの熱可塑性樹脂、さらにフェノール樹脂(PF)、メラミン樹脂(MF)、ユリア樹脂(UF)、エポキシ樹脂(EP)、不飽和ポリエステル樹脂(UP)、アルキド樹脂、シリコン樹脂、ジアリルフタレート樹脂(PDAP)、ポリイミド(PI),ポリアミドビスマレイミド、トリアジン(BTレジン),ポリビスアミドトリアゾールなどの熱硬化性樹脂、これらを2種以上混合した材料、あるいは感光性物質を添加した光硬化性の材料などがある。また、これらの材料に酸化防止剤、難燃剤等を添加してもよい。
また、本発明の第2の観点からは、上記第1の観点において、非平坦層のうねりの周期と高低差が可視光の波長より大きく、前記第1の微小突起物の直径と高さのうち少なくとも一方が可視光の波長の1/4より大きく、前記第2の微小突起物の高さは前記非平坦層および前記第1の微小突起物の高さよりも高く、前記第2の微小突起物の幅は可視光の波長の1/4より大きいことを特徴とする機能性基板が提供される。
また、本発明の第4の観点からは、透明基板の上に平坦なベース層があり、該ベース層の表面には有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群が設けられたことを特徴とする機能性基板が提供される。
また、本発明の第6の観点からは、透明基板上に設けられた非平坦層あるいはベース層と、有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が円形を呈している複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群、ならびに前記有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群のいずれか、あるいは二つ以上を組み合わせて成る形状と逆の形状となるモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて、透明基板上に非平坦層あるいはベース層と、第1の微小突起群ならびに第2の微小突起群のいずれか、あるいは二つ以上組み合わせてなる形状のものを作製することを特徴とする機能性基板作製方法が提供される。
また、本発明の第8の観点からは、不透明基板の表面に固形体が設けられており、不透明基板と固形体あるいは固形体のみがベース層によって覆われ、不透明基板の反対側の該ベース層は平坦であって、該ベース層の平坦な表面には複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群があって、かつ固形体に隣接して断面形状が前記第1の微小突起物と異なる第2の微小突起物を備えたことを特徴とする機能性基板が提供される。
また、本発明の第10の観点からは、不透明基板の表面に固形体が設けられており、不透明基板と固形体あるいは固形体のみがベース層によって覆われ、不透明基板の反対側の該ベース層は平坦であって、該ベース層の平坦な表面には固形体に隣接して前記有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している第2の微小突起物を備えたことを特徴とする機能性基板が提供される。
また、本発明の第12の観点からは、基板上に設けられた非平坦層あるいはベース層と、有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が円形を呈している複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群のいずれか、あるいは二つを組み合わせてなる形状と逆の形状となる第1のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第1の基板に、前記有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群の形状と逆の形状となる第2のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第2の微小突起群を転写して、接着剤等により強固に固着して一体化したことを特徴とする機能性基板作製方法が提供される。
図1〜図10を用いて本実施例について説明する。
図1は平坦な透明基板101の上に非平坦層102と、第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106を備えた機能性基板100の概略斜視図である。
図2は、図1の断面部分107を示したものである。非平坦層102、第1の微小突起物103や第2の微小突起物105の材質は有機ポリマー、たとえばPMMAである。分子量は概略、18000から60万程度である。非平坦層102と同じ有機ポリマーからなる透明基板101は、非平坦層102と強固に密着して形成されている。
透明基板101の表面に密着している非平坦層102は、外光の眩しさを防ぐ目的から非平坦層102のうねりの周期が可視光の波長より十分に大きく(たとえば1μm以上)、うねりの高低差についても可視光の波長より十分に大きい(たとえば1μm以上)ものであって、また、第1の微小突起物103は、外光の反射を抑える目的から非平坦層102より伸びた第1の微小突起物103の直径が少なくとも可視光の波長の1/4より大きく(たとえば100nm以上)、高さについても同様に可視光の波長の1/4より大きい(たとえば100nm以上)ことが好ましい。第2の微小突起物105の高さ、幅は外光を遮断するという目的から、高さが非平坦層102、および第1の微小突起物103の高さより高く、幅は可視光の波長の1/4より大きいのが好ましい。これにより、非平坦層102のうねりの周期や高低差、および第1の微小突起物103と第2の微小突起物105の太さ、長さ、高さが、その範囲において自由に制御できる機能性基板100を提供することができるので、最適な外光の反射防止・外光の防眩・外光の遮断機能を有した機能性基板100を得ることができる。
図3は、図1の一部分を拡大したものである。図3から第1の微小突起物103は先端部が底面部の直径より小さく末広がり状の円錐形状であることが分かる。このように非平坦層102の表面に接している底面部から先端部にかけて細くなる末広がり状であるため、第1の微小突起物103が非平坦層102から剥がれにくい構造となっている。さらに、第1の微小突起物103が非平坦層102の材料と同じ有機ポリマーであるため、第1の微小突起物103と非平坦層102は強固な状態で一体化されている。
また、図4のように第1の微小突起物110の先端部を平坦形状にしても良い。この構造においても図3と同様に、第1の微小突起物110の底面部が非平坦層102に一体で形成されているので剥がれにくい。さらに、第1の微小突起物110が非平坦層102の材料と同じ有機ポリマーであるため第1の微小突起物110と非平坦層102は強固な状態にある。
(a)は透明基板101である。
(b)は透明基板101の表面に、たとえば分子量20万のPMMAの樹脂層121を塗布したものである。樹脂層121は、PMMAに限らず、ポリエチレン(PE),ポリプロピレン(PP),ポリビニルアルコール(PVA),ポリ塩化ビニルリデン(PVDC),ポリエチレンテレフタレート(
P E T ),ポリ塩化ビニル(PVC),ポリスチレン(PS),ABS樹脂,AS樹脂,ポリアミドイミド(PA),ポリアセタール,ポリブチレンテレフタレート(PBT),強化ポリエチレンテレフタレート(強化PET),ポリカーボネート(PC),変性ポリフェニレンエーテル(m−PPE),ポリフェニレンサルファイド(PPS),ポリエーテルエーテルケトン(PEEK),液晶性ポリマー(LCP),フッ素樹脂(FR),ポリアリレート(PAR),ポリスルフォン(PSU),ポリエーテルスルフォン(PES),ポリアミドイミド(PAI),ポリエーテルイミド(PEI),熱可塑性ポリイミド(TPI),シクロオレフィンポリマー,ポリメチルメタクリレート,ポリ乳酸などの熱可塑性樹脂、さらにフェノール樹脂(PF)、メラミン樹脂(MF)、ユリア樹脂(UF)、エポキシ樹脂(EP)、不飽和ポリエステル樹脂(UP)、アルキド樹脂、シリコン樹脂、ジアリルフタレート樹脂(PDAP)、ポリイミド(PI),ポリアミドビスマレイミド、トリアジン(BTレジン),ポリビスアミドトリアゾールなどの熱硬化性樹脂、これらを2種以上混合した材料、あるいは感光性物質を添加した光硬化性の材料などや、これらの材料に酸化防止剤、難燃剤等を添加したものでも良い。樹脂層121の厚さは、後処理により非平坦層102や第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106を形成する十分な厚さにする必要があり、たとえば数μm以上が好ましい。
(d)はモールド120を樹脂層121に押し付けた状態である。
(e)はモールド120を透明基板101から引き離すことによって、透明基板101上には非平坦層102や第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106が形成された状態を示している。モールド120の材料は、シリコンウエハや表面の平滑性がよく軟化点温度が高いガラスや金属のようなもの、あるいはポリカーボネートなどの有機物、あるいはこれらの積層構造体を用いてもよい。樹脂層121の材料を熱可塑性樹脂にすることにより、非平坦層102や第1の微小突起群104と第2の微小突起群106の作製時の温度や時間などを調整しながら、モールド120を樹脂層121から引き離すことによって正常な形状の非平坦層102や第1の微小突起群104と第2の微小突起群106が作製できる。樹脂層121の材料を光硬化性材料とすることにより、非平坦層102や第1の微小突起群104と第2の微小突起群106の作製時の光照射量や時間などを制御しながら、モールド120を樹脂層121から引き離すことによって正常な形状の非平坦層102や第1の微小突起群104と第2の微小突起群106を得ることができる。また、樹脂層121にシリカや金などの超微粒子を添加することで屈折率を変化させてもよい。さらに、非平坦層102や第1の微小突起物103と第2の微小突起物105の表面に他のモノマーを結合させたり、メッキしたりして化学修飾してもよい。
このようにして作製された機能性基板100は、外光の反射防止、外光の防眩、外光の遮断機能を提供できるものである。
ここで、まず反射防止の原理について説明する。
は1.0である。外光である入射光133が誘電体薄膜層132に入射すると、その反射光を防止するためには誘電体薄膜層132の表面で反射する反射光134は、誘電体薄膜層132と透明基板131の界面で反射する反射光135の大きさと等しく、位相を逆相にしなければならない。
大きさを等しくする条件として、誘電体薄膜層132の屈折率nb をnb=√no×√na とする必要がある。この式より、入射光133が視感度の良い緑色の波長550nmとすると、誘電体薄膜層132の屈折率nb は1.22となる。
また、位相を逆相にする条件として、誘電体薄膜層132の膜厚d を1/4×λ/nb とする必要がある。この式より、誘電体薄膜層132の厚さは112nmとなる。誘電体薄膜層132の屈折率と膜厚をこのような数値とすることにより、波長550nmの入射光133の反射は防止される。反射を防止するには、誘電体薄膜層132の屈折率を1.22と小さくすればよいが、現実にはこの値を実現する良い材料が見当たらない。代表的な低屈折材料のフッ化マグネシウム(MgF2)においても屈折率が1.38程度であり、波長550nmの入射光における反射光を除去することができない。
本発明において図4に示すような第1の微小突起物110では、直径、それぞれの間隔、高さ、あるいは断面形状を調整し、第1の微小突起物110が多数存在する第1の微小突起群111の層内における第1の微小突起物110が存在する領域と、存在しない空気領域との比率を変えることによって、図6に示す構造に例えれば誘電体薄膜層132の屈折率を1.22にすることが可能となる。図6の膜厚については、第1の微小突起物110の高さに対応するので、第1の微小突起物110の高さは112nmに作製すれば良い。
また、本発明において図3に示すような第1の微小突起物103では、図4に示すような第1の微小突起物110とは、反射防止の原理が以下の点で異なる。
図3における第1の微小突起物103の形状が円錐状となっているので、第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104の層内での屈折率が、非平坦層102の屈折率から空気の屈折率へと緩やかに変化するので屈折率差による不連続面がなくなることになる。この点が図4の構造のものと異なる部分であり屈折率差に不連続面がなくなることによって反射を抑制することが可能になる。
図7は、平坦な透明基板101の一方の面に平坦なベース層108があり、ベース層108の表面には第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106が設けられた機能性基板100を示したものである。
ベース層108の表面に形成されている第1の微小突起物103は縦、横方向に整列しているがランダムに形成されていても良いし、それぞれが同一形状、あるいは類似形状であっても良い。また、高さや太さが一定であってもランダムであってもよい。また、第2の微小突起物105は横方向に整列しているが、縦、横方向に整列されていても良い。
第1の微小突起物103は、外光の反射を抑える目的から直径と高さが可視光の波長の1/4より大きいことが好ましい。
第2の微小突起物105の高さ、幅は外光を遮断するという目的から非平坦層102の高さ、または第1の微小突起物103の高さより高く、幅は可視光の波長の1/4より大きいことが好ましい。
第1の微小突起物103と第2の微小突起物105は、ベース層108と一体で形成されているので剥がれにくい。さらに、第1の微小突起物103と第2の微小突起物105はベース層108の材料と同じ有機ポリマーであるため、お互いに強固な状態で成形されており剥がれにくい構造となっている。このように機能性基板180は、外光の反射防止、外光の遮断機能を提供できるものである。
このように第2の微小突起物105を設けることにより、第2の微小突起物105がない場合に比べて反射光166の大きさは約1/2に低減されるので、図8(A)に示す機能性基板100をディスプレイの前面に設けると、ディスプレイにあたる外光の大きさが抑えられるので表示品質が向上する。
図10は、図2の第1の微小突起群104を取り除いた図である。図10のように非平坦層102と第2の微小突起物105の形状のみにおいても外光の鏡面反射の防止や、外光の遮断効果を有する。
非平坦層102の表面に入射した外光140は、表面形状が平坦でない非平坦層102の表面の形状に対応して反射光141、142、143が生じる。このように非平坦層102の形状の効果により反射光が拡散して全方位に反射されるので、外光による鏡面反射が緩和されることになる。また、外光140は第2の微小突起物105にあたると、外光が遮断されるので非平坦層102の表面には到達しない。これにより非平坦層102からの拡散反射光も低減されることになる。
以上のように本発明は、透明基板101の表面に形成する非平坦層102と第2の微小突起物105の効果により鏡面反射を大きく低減させるので防眩効果が大きくなる。この機能性基板100をディスプレイの表面に設けることにより、ディスプレイに映し出された表示画像は外光による眩しさが大きく低減されるので、画質劣化のない画像表示を得ることができる。
また、透明基板101の表面にある非平坦層102と第2の微小突起物105はプレスで作製されるので、半導体プロセスのようなドライエッチングやフォトリソグラフィを必要とせず、低コストな機能性基板100が実現できる効果がある。
図11を用いて本実施例について説明する。
図11は、不透明基板181の表面に発光ダイオードのような固形体182が設けられており、不透明基板181と固形体182を非平坦層102が覆うように形成されたものであって、非平坦層102の非平坦な表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106が設けられた機能性基板180を示したものである。
不透明基板181は、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、テフロン(登録商標)フィルム(以下、テフロン基板)
、アルミナ基板、コンポジット基板のようなもので構成される。
非平坦層102、第1の微小突起物103と第2の微小突起物105の材質は、有機ポリマー、たとえばPMMAである。分子量は概略、18000から60万程度である。不透明基板181と非平坦層102、および発光ダイオード182と非平坦層102は、強固に密着して形成されている。
通常、非平坦層102や第1の微小突起群104と第2の微小突起群106は一体成形して機能性基板180を得るが、透明基板181上に設けられた非平坦層102と第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104を組み合わせてなる形状と逆の形状となる第1のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第1の基板に、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106の形状と逆の形状となる第2のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第2の微小突起群106を転写して、接着剤等により強固に固着することによって機能性基板180を作製するように分割形成しても良い。
第1の微小突起物103は、外光の反射を抑える目的から直径と高さが可視光の波長の1/4より大きいことが好ましい。
第2の微小突起物105の高さ、幅は外光を遮断するという目的から非平坦層102の高さ、または第1の微小突起物103の高さより高く、幅は可視光の波長の1/4より大きいことが好ましい。
第1の微小突起物103と第2の微小突起物105は、非平坦層102と一体で形成されているので剥がれにくい。さらに、第1の微小突起物103と第2の微小突起物105は非平坦層102の材料と同じ有機ポリマーであるため、お互いに強固な状態で成形されており剥がれにくい構造となっている。このように機能性基板180は、外光の反射防止、外光の防眩、外光の遮断機能を提供できるものである。
本発明の機能性基板180では、白っぽい発光体の表面に非平坦層102や非平坦の表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106を設けているので、複数の発光ダイオードより構成されるディスプレイでは固形体182の表面からの反射、眩しさが外光の遮断効果もあって大幅に低減させることができるので、表示品質が大きく向上することになる。
また、本発明の機能性基板180では、不透明基板181の表面が黒っぽい色以外の色であっても不透明基板181の表面に非平坦層102や、非平坦の表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106を設けているので、不透明基板181の表面からの反射、眩しさが外光の遮断効果もあって大幅に低減させることができるので、表示品質が大きく向上することになる。
図13を用いて本実施例について説明する。
図13は、不透明基板181と発光ダイオードのような固形体182がベース層108によって覆われており、平坦なベース層108の表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106が設けられた機能性基板180を示したものである。不透明基板181は、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、テフロン基板、アルミナ基板、コンポジット基板のようなもので構成される。
ベース層108、第1の微小突起群104と第2の微小突起群106の材質は、有機ポリマー、たとえばPMMAである。分子量は概略、18000から60万程度である。ベース層108と同じ有機ポリマーからなる不透明基板181は、ベース層108と強固に密着して形成されている。
ベース層108の表面に形成されている第1の微小突起物103は縦、横方向に整列しているがランダムに形成されていても良いし、それぞれが同一形状、あるいは類似形状であっても良い。また、高さや太さが一定であってもランダムであってもよい。また、第2の微小突起物105は横方向に整列しているが、縦、横方向に整列されていても良い。
ベース層108の厚さは、第1の微小突起群104と第2の微小突起群106の成形を容易にするために固形体182の高さより厚くする必要がある。
第1の微小突起物103は、外光の反射を抑える目的から直径と高さが可視光の波長の1/4より大きいことが好ましい。
第2の微小突起物105の高さ、幅は外光を遮断するという目的から第1の微小突起物103の高さより高く、幅は可視光の波長の1/4より大きいことが好ましい。
通常、固形体182が搭載されていない不透明基板181の表面は黒っぽい色としているため外光による反射は抑制されるが、固形体182がたとえば発光ダイオードのような発光体の表面が白っぽいところでは、外光の反射が強くなる。したがって発光ダイオードを数多く用いるディスプレイでは、発光体の表面が白っぽいことによる外光の反射により表示品質が損なわれる。
また、本発明の機能性基板180では、不透明基板181の表面が黒っぽい色以外の色であっても不透明基板181の表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106を設けているので、不透明基板181の表面からの反射が外光の遮断効果もあって大幅に低減させることができるので、表示品質が大きく向上することになる。
図14は、発光ダイオードのような固形体182のみがベース層108によって覆われており、平坦なベース層108の表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105が設けられた機能性基板180を示したものである。図13と図14と異なる点は、ベース層108が不透明基板181と固形体182を覆うか、固形体182のみを覆っているかの点であるが、図14においても白っぽい発光体の表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104と、第2の微小突起物105を設けているので、複数の発光ダイオードより構成されるディスプレイでは固形体182の表面からの反射は外光の遮断効果もあって大幅に低減させることができるので、表示品質が大きく向上することになる。
図15を用いて本実施例について説明する。
図15は、不透明基板181の表面に発光ダイオードのような固形体182が設けられており、不透明基板181と固形体182を非平坦層102が覆うように形成されたものであって、非平坦層102の非平坦な表面に第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106が設けられた機能性基板180を示したものである。
不透明基板181は、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、テフロン基板、アルミナ基板、コンポジット基板のようなもので構成される。
非平坦層102の表面に形成されている第2の微小突起物105は横方向に整列しているが、縦、横方向に整列されていても良い。
通常、非平坦層102と第2の微小突起群106は一体成形して機能性基板180を得るが、透明基板181上に設けられた非平坦層102と逆の形状となる第1のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第1の基板に、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106の形状と逆の形状となる第2のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第2の微小突起群106を転写して、接着剤等により強固に固着することによって機能性基板180を作製するように分割形成しても良い。
非平坦層102は、外光の眩しさを防ぐ目的からうねりの周期が可視光の波長より十分に大きく、うねりの高低差についても可視光の波長より十分に大きいことが好ましい。
第2の微小突起物105は、非平坦層102と一体で形成されているので剥がれにくい。さらに、第2の微小突起物105は非平坦層102の材料と同じ有機ポリマーであるため、お互いに強固な状態で成形されており剥がれにくい構造となっている。このように機能性基板180は、外光の防眩、外光の遮断機能を提供できるものである。
通常、固形体182が搭載されていない不透明基板181の表面は黒っぽい色としているため外光による反射は抑制されるが、固形体182がたとえば発光ダイオードのような発光体の表面が白っぽいところでは、外光の反射が強くなる。したがって発光ダイオードを数多く用いるディスプレイでは、発光体の表面が白っぽいことによる外光の反射、眩しさにより表示品質が損なわれる。
また、本発明の機能性基板180では、不透明基板181の表面が黒っぽい色以外の色であっても不透明基板181の表面に非平坦層102や第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106を設けているので、不透明基板181の表面からの眩しさが外光の遮断効果もあって大幅に低減させることができるので、表示品質が大きく向上することになる。
図17を用いて本実施例について説明する。
図17は、不透明基板181と発光ダイオードのような固形体182がベース層108によって覆われており、平坦なベース層108の表面に第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106が設けられた機能性基板180を示したものである。
不透明基板181は、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、テフロン基板、アルミナ基板、コンポジット基板のようなもので構成される。
ベース層108、第2の微小突起群106の材質は、有機ポリマー、たとえばPMMAである。分子量は概略、18000から60万程度である。ベース層108と同じ有機ポリマーからなる不透明基板181は、ベース層108と強固に密着して形成されている。
ベース層108の表面に形成されている第2の微小突起物105は横方向に整列しているが縦、横方向に整列されていても良い。
通常、ベース層108と第2の微小突起群106は一体成形して機能性基板180を得るが、透明基板181上に熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等より形成したベース層108を設けた第1の基板に、第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106の形状と逆の形状となる第2のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第2の微小突起群106を転写して、接着剤等により強固に固着することによって機能性基板180を作製するように分割形成しても良い。
第2の微小突起物105は、ベース層108と一体で形成されているので剥がれにくい。さらに、第2の微小突起物105はベース層108の材料と同じ有機ポリマーであるため、お互いに強固な状態で成形されており剥がれにくい構造となっている。このように機能性基板180は、外光の遮断機能を提供できるものである。
通常、固形体182が搭載されていない不透明基板181の表面は黒っぽい色としているため外光による反射は抑制されるが、固形体182がたとえば発光ダイオードのような発光体の表面が白っぽいところでは、外光の反射が強くなる。したがって発光ダイオードを数多く用いるディスプレイでは、発光体の表面が白っぽいことによる外光の反射により表示品質が損なわれる。
また、本発明の機能性基板180では、不透明基板181の表面が黒っぽい色以外の色であっても不透明基板181の表面に第2の微小突起物105が多数存在する第2の微小突起群106を設けているので、不透明基板181の表面からの反射が外光の遮断効果により大幅に低減させることができるので、表示品質が大きく向上することになる。
図19を用いて本実施例について説明する。
図19は、不透明基板181の表面に発光ダイオードのような固形体182が設けられており、固形体182のみがベース層108によって覆われ、ベース層108の表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104が設けられた機能性基板180を示したものである。
ベース層108の表面に形成されている第1の微小突起物103は、縦、横方向に整列しているがランダムに形成されていても良いし、それぞれが同一形状、あるいは類似形状であっても良い。また、高さや太さが一定であってもランダムであってもよい。
第1の微小突起物103は、外光の反射を抑える目的から直径と高さが可視光の波長の1/4より大きいことが好ましい。
通常、固形体182が搭載されていない不透明基板181の表面は黒っぽい色としているため外光による反射は抑制されるが、固形体182がたとえば発光ダイオードのような発光体の表面が白っぽいところでは、外光の反射が強くなる。したがって発光ダイオードを数多く用いるディスプレイでは、発光体の表面が白っぽいことによる外光の反射、眩しさにより表示品質が損なわれる。
本発明の機能性基板180では、白っぽい発光体の表面に第1の微小突起物103が多数存在する第1の微小突起群104を設けているので、複数の発光ダイオードより構成されるディスプレイでは固形体182の表面からの反射を大幅に低減させることができるので、表示品質が大きく向上することになる。
Claims (12)
- 透明基板の上に表面の形状が均一でない非平坦層が設けられ、該非平坦層の表面には複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群と、断面形状が前記第1の微小突起物と異なる複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群を備えたことを特徴とする機能性基板。
- 前記非平坦層のうねりの周期と高低差が可視光の波長より大きく、前記第1の微小突起物の直径と高さのうち少なくとも一方が可視光の波長の1/4より大きく、前記第2の微小突起物の高さは前記非平坦層および前記第1の微小突起物の高さよりも高く、前記第2の微小突起物の幅は可視光の波長の1/4より大きいことを特徴とする請求項1に記載の機能性基板。
- 透明基板に表面が平坦なベース層があり、該ベース層の表面には複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群と、断面形状が前記第1の微小突起物と異なる複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群が設けられたことを特徴とする機能性基板。
- 透明基板の上に平坦なベース層があり、該ベース層の表面には有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群が設けられたことを特徴とする機能性基板。
- 透明基板の上に表面の形状が均一でない非平坦層と、有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群が設けられたことを特徴とする機能性基板。
- 透明基板上に設けられた非平坦層あるいはベース層と、有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が円形を呈している複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群、ならびに前記有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群のいずれか、あるいは二つ以上を組み合わせて成る形状と逆の形状となるモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて、透明基板上に非平坦層あるいはベース層と、第1の微小突起群ならびに第2の微小突起群のいずれか、あるいは二つ以上組み合わせてなる形状のものを作製することを特徴とする機能性基板作製方法。
- 不透明基板の表面に固形体が設けられており、不透明基板と固形体あるいは固形体のみに非平坦層が覆うように形成されたものであって、該非平坦層の非平坦な表面には複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群があって、かつ固形体に隣接して断面形状が前記第1の微小突起物と異なる第2の微小突起物を備えたことを特徴とする機能性基板。
- 不透明基板の表面に固形体が設けられており、不透明基板と固形体あるいは固形体のみがベース層によって覆われ、不透明基板の反対側の該ベース層は平坦であって、該ベース層の平坦な表面には複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群があって、かつ固形体に隣接して断面形状が前記第1の微小突起物と異なる第2の微小突起物を備えたことを特徴とする機能性基板。
- 不透明基板の表面に固形体が設けられており、不透明基板と固形体あるいは固形体のみに非平坦層が覆うように形成されたものであって、該非平坦層の非平坦な表面には固形体に隣接して有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している第2の微小突起物を備えたことを特徴とする機能性基板。
- 不透明基板の表面に固形体が設けられており、不透明基板と固形体あるいは固形体のみがベース層によって覆われ、不透明基板の反対側の該ベース層は平坦であって、該ベース層の平坦な表面には固形体に隣接して前記有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している第2の微小突起物を備えたことを特徴とする機能性基板。
- 不透明基板の表面に固形体が設けられており、固形体のみがベース層によって覆われ該ベース層の平坦な表面には前記有機ポリマー材料を用いて構成した複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群が設けられたことを特徴とする機能性基板。
- 基板上に設けられた非平坦層あるいはベース層と、有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が円形を呈している複数の第1の微小突起物より成る第1の微小突起群のいずれか、あるいは二つを組み合わせてなる形状と逆の形状となる第1のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第1の基板に、前記有機ポリマー材料を用いて構成したものであって断面形状が多角形を呈している複数の第2の微小突起物より成る第2の微小突起群の形状と逆の形状となる第2のモールドを用いて、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは光硬化性樹脂等よりなる樹脂層に押し付けて得られる第2の微小突起群を転写して、接着剤等により強固に固着して一体化したことを特徴とする機能性基板作製方法。
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