JP2012226353A - 反射防止階層構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】生物模倣型反射防止階層構造、複合反射防止階層構造、および生物模倣型反射防止階層構造のパターンを含む反射防止面が提供される。反射防止階層構造は、一次構造の1つまたは複数のクラスタ、および各一次構造上に形成された複数の二次構造を含む。一次構造は、約2マイクロメートルの主寸法を有するマイクロメートル範囲の寸法を有する。各二次構造は、ピッチおよび高さが約300ナノメートルであるナノメートル範囲の寸法を有する。
【選択図】図2B
Description
本出願は、2011年4月19日出願の米国特許出願第61/477,054号の優先権を主張する。
本発明は一般に反射防止構造に関し、より具体的には2部分反射防止階層構造に関する。
反射防止面は、太陽電池の集光効率を改善するために光起電力素子と共に、性能を改善するために光センサおよび光学素子と共に、コントラストを改善し、グレアを減少させ、「ゴースト」を防ぐためにディスプレイと共に使用することができる。秩序表面の構造化により反射防止面を作り出す従来のアプローチは「モスアイ」構造を使用している。「モスアイ」構造は、蛾などの夜行性昆虫の眼構造を模倣するものであり、眼構造は、眼表面上の突起の規則的配列による独特の反射防止特性を有する。「モスアイ」構造は、干渉リソグラフィー、フォトリソグラフィーおよびエッチング、ならびに成形などの製作技術を使用して人工的に作り出されている。一部の企業は、反射防止膜を作り出すために、これらの構造をプラスチック膜上に製造している。しかし、「モスアイ」構造を利用するこれらの膜は、典型的に反射率が可視光波長範囲(400〜800nm)内で約1%であり、また寸法変更が容易ではない。
詳細な説明によれば、生物模倣型反射防止階層構造が提供される。生物模倣型反射防止階層構造は、一次構造の1つまたは複数のクラスタ、および各一次構造上に形成された複数の二次構造を含む。一次構造はマイクロメートル範囲の寸法を有し、二次構造はナノメートル範囲の寸法を有する。
(本発明1)は、
マイクロメートル範囲の寸法をそれぞれ有する一次構造の1つまたは複数のクラスタ; および
各一次構造上に形成され、ナノメートル範囲の寸法をそれぞれ有する、複数の二次構造
を含む、生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明2)は、各一次構造が約2マイクロメートルの主寸法を有する、本発明(1)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明3)は、複数の二次構造のそれぞれがピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法を有する、本発明(1)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明4)は、一次構造および複数の二次構造が、可視光スペクトル内での反射を最小化するために空気/基板界面における急激な屈折率を減少させるための、形状変動および漸進的な屈折率変動を包含する、本発明(1)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明5)は、一次構造の1つまたは複数のクラスタが直径約2の六方充填クラスタのパターンを含む、本発明(4)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明6)は、複数の二次構造が、ピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法を有する円錐形ナノ突起を含むパターンを含む、本発明(4)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明7)は、一次構造および複数の二次構造の反射特性が相乗的に相互作用して反射率を最小化する、本発明(1)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明8)は、一次構造の1つまたは複数のクラスタが直径約2の六方充填クラスタのパターンを含む、本発明(7)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明9)は、複数の二次構造が、ピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法を有する円錐形ナノ突起を含むパターンを含む、本発明(7)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明10)は、一次構造の高さおよび形状の改変ならびに複数の二次構造の高さおよび形状の改変が、所望の波長範囲にわたる反射率スペクトルの調節を提供することができる、本発明(1)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明11)は、一次構造および複数の二次構造が、順次的ナノインプリントプロセスを使用して製作され、該順次的ナノインプリントプロセスが、順次的ナノインプリントプロセスの順序ごとに、温度、圧力および時間を含むプロセスパラメータの群より選択される製作パラメータを変動させる、本発明(1)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明12)は、一次構造のクラスタが、180℃、圧力40バールで300秒間というプロセスパラメータで製作され、その後複数の二次構造が、155℃、圧力40バールで540秒間というプロセスパラメータで、一次構造のクラスタ上に合体階層構造として順次製作される、本発明(11)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明13)は、一次構造のクラスタが、180℃、圧力40バールで300秒間というプロセスパラメータで製作され、その後複数の二次構造が、150℃、圧力40バールで、300秒〜780秒で変動する時間というプロセスパラメータで、一次構造のクラスタ上に異なる種類の非合体階層構造として順次製作される、本発明(11)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明14)は、さらなる順次的ナノインプリントプロセス段階を通じて製作されるさらなる階層構造をさらに含む、本発明(1)の生物模倣型反射防止階層構造である。
(本発明15)は、
約2マイクロメートルの主寸法を有する一次構造; ならびに
該一次構造上に形成され、ピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法をそれぞれ有する、1つまたは複数の二次構造
を含む、複合反射防止階層構造である。
(本発明16)は、一次構造が六角形の形状を有する、本発明(15)の複合反射防止階層構造である。
(本発明17)は、1つまたは複数の二次構造がそれぞれ円錐形の形状を有する、本発明(15)の複合反射防止階層構造である。
(本発明18)は、
膜; ならびに
膜上に形成され、
約2マイクロメートルの主寸法を有する一次構造; ならびに
該一次構造上に形成され、ピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法をそれぞれ有する、1つまたは複数の二次構造
をそれぞれ含む、生物模倣型反射防止階層構造のパターン
を含む、反射防止膜である。
(本発明19)は、膜がポリカーボネート膜を含む、本発明(18)の反射防止面である。
(本発明20)は、一次構造が六角形の形状を有し、1つまたは複数の二次構造がそれぞれ円錐形の形状を有する、本発明(18)の反射防止面である。
以下の詳細な説明は本質的には単に例示的なものであり、本発明、または本発明の適用および使用を限定するようには意図されていない。さらに、前述の本発明の背景または以下の詳細な説明において提示される任意の理論に拘束されるという意図はない。
110 段階
112 自立型ポリカーボネート(PC)膜
114 金型
120 段階
122 一次パターン
130 段階
132 金型
140 段階
142 最終パターン
200 左上正面斜視図
202 六方充填クラスタ
210 左上正面斜視図
212 複数の二次構造
220 断面図
300 グラフ
302 画像
304 x軸
306 y軸
308 トレース
310 グラフ
312 画像
314 x軸
316 y軸
318 トレース
400 表
402 列
404 列
406 列
410 行
412 行
414 行
416 行
500 左上正面斜視図
502 「S」字形反射防止構造
510 左上正面斜視図
512 放物形反射防止構造
522 反射率計算値
524 反射率計算値
526 反射率実験決定値
600 グラフ
602 x軸
604 y軸
606 トレース
607 領域
608 領域
610 グラフ
612 x軸
614 y軸
616 トレース
617 領域
618 領域
622 x軸
624 y軸
626 トレース
627 領域
628 領域
700 左上正面斜視図
702 走査型電子顕微鏡図
704 部分
706 図
710 左上正面斜視図
712 走査型電子顕微鏡図
714 部分
716 図
720 グラフ
722 x軸
724 y軸
726 トレース
728 トレース
Claims (20)
- マイクロメートル範囲の寸法をそれぞれ有する一次構造の1つまたは複数のクラスタ; および
各一次構造上に形成され、ナノメートル範囲の寸法をそれぞれ有する、複数の二次構造
を含む、生物模倣型反射防止階層構造。 - 各一次構造が約2マイクロメートルの主寸法を有する、請求項1記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 複数の二次構造のそれぞれがピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法を有する、請求項1記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 一次構造および複数の二次構造が、可視光スペクトル内での反射を最小化するために空気/基板界面における急激な屈折率を減少させるための、形状変動および漸進的な屈折率変動を包含する、請求項1記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 一次構造の1つまたは複数のクラスタが直径約2の六方充填クラスタのパターンを含む、請求項4記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 複数の二次構造が、ピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法を有する円錐形ナノ突起を含むパターンを含む、請求項4記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 一次構造および複数の二次構造の反射特性が相乗的に相互作用して反射率を最小化する、請求項1記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 一次構造の1つまたは複数のクラスタが直径約2の六方充填クラスタのパターンを含む、請求項7記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 複数の二次構造が、ピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法を有する円錐形ナノ突起を含むパターンを含む、請求項7記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 一次構造の高さおよび形状の改変ならびに複数の二次構造の高さおよび形状の改変が、所望の波長範囲にわたる反射率スペクトルの調節を提供することができる、請求項1記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 一次構造および複数の二次構造が、順次的ナノインプリントプロセスを使用して製作され、該順次的ナノインプリントプロセスが、順次的ナノインプリントプロセスの順序ごとに、温度、圧力および時間を含むプロセスパラメータの群より選択される製作パラメータを変動させる、請求項1記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 一次構造のクラスタが、180℃、圧力40バールで300秒間というプロセスパラメータで製作され、その後複数の二次構造が、155℃、圧力40バールで540秒間というプロセスパラメータで、一次構造のクラスタ上に合体階層構造として順次製作される、請求項11記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 一次構造のクラスタが、180℃、圧力40バールで300秒間というプロセスパラメータで製作され、その後複数の二次構造が、150℃、圧力40バールで、300秒〜780秒で変動する時間というプロセスパラメータで、一次構造のクラスタ上に異なる種類の非合体階層構造として順次製作される、請求項11記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- さらなる順次的ナノインプリントプロセス段階を通じて製作されるさらなる階層構造をさらに含む、請求項1記載の生物模倣型反射防止階層構造。
- 約2マイクロメートルの主寸法を有する一次構造; ならびに
該一次構造上に形成され、ピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法をそれぞれ有する、1つまたは複数の二次構造
を含む、複合反射防止階層構造。 - 一次構造が六角形の形状を有する、請求項15記載の複合反射防止階層構造。
- 1つまたは複数の二次構造がそれぞれ円錐形の形状を有する、請求項15記載の複合反射防止階層構造。
- 膜; ならびに
膜上に形成され、
約2マイクロメートルの主寸法を有する一次構造; ならびに
該一次構造上に形成され、ピッチおよび高さにおいて約300ナノメートルの寸法をそれぞれ有する、1つまたは複数の二次構造
をそれぞれ含む、生物模倣型反射防止階層構造のパターン
を含む、反射防止膜。 - 膜がポリカーボネート膜を含む、請求項18記載の反射防止面。
- 一次構造が六角形の形状を有し、1つまたは複数の二次構造がそれぞれ円錐形の形状を有する、請求項18記載の反射防止面。
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