TW201243381A - Fine structure form and liquid-crystal display device comprising fine structure form - Google Patents

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TW201243381A
TW201243381A TW101105650A TW101105650A TW201243381A TW 201243381 A TW201243381 A TW 201243381A TW 101105650 A TW101105650 A TW 101105650A TW 101105650 A TW101105650 A TW 101105650A TW 201243381 A TW201243381 A TW 201243381A
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TW
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oxide layer
ridge
substrate
layer
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TW101105650A
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Shinji Okada
Yosuke Akita
Hiroshi Sakamoto
Yuriko Kaida
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Description

201243381 六、發明說明: 【潑^明所屬之技彳軒領域^ 發明領域 本發明係有關於線柵型偏光件、抗反射物品等微細構 造成形體,及具有該微細構造成形體之液晶顯示裝置。 c先前技冬好;j 發明背景 作為使用於如液晶顯示装置、後投影電視機、及前投 影機等影像顯示裝置且可在矸見光區域顯示偏光分離能的 偏光件(亦稱為偏光元件、偏光分離元件)’線柵型偏光件係 廣為眾知。又’作為配置在影像顯示裝置之顯示器等表面 用以防止從外部來之光在顯示器表面反射的構件,眾知有 抗反射膜等抗反射物品。 線柵型偏光件具有複數金屬細線彼此平行地配列於光 透射性基板上之構造。金屬細線之節距較入射光之波長還 要充分短時,入射光中具有玉交於金屬細線之電場向量的 成分(即P偏光)會透射,而具有與金屬細線平行之電場向量 的成分(即S偏光)則會被反射。 在該線柵型偏光件中,金屬細線非常微細,因此金屬 細線之耐擦傷性很低。所以,藉由對線柵型偏光件表面的 物理性接觸等’很容易使金屬細線破損。在線栅型偏光件 中,即使金屬細線僅有些微的破損,仍會影響到線麵型偏 光件的性能。 爰此’為了抑制金屬細線之破損,有提議藉由使用四 3 201243381 乙氧石夕烧及氧氣之CVD法所形成的保制,來被覆金屬細 線(專利文獻1)。 但,由於該保護臈係藉由CVD法一而非使高能量的標 把成分或蒸發粒子衝擊到對象基板的PVD法(濺鍵法、真空 X鑛法專)一所开> 成,因此金屬細線與保護膜之密著性貧 乏,且保護膜易因物理性接觸等而剝離。所以,必須將保 遵膜之厚度作得較厚(約200nm左右)。其結果,會使保護膜 易於侵入金屬細線間之空隙中造成使該空隙被保護膜掩埋 變小,而使線栅型偏光件之光學特性降低。而且,一旦線 拇型偏光件之光學特性降低,具有該線柵型偏光件的液晶 顯示裝置之亮度或對比也會降低。 另一方面’作為抗反射物品如具有以預定節距形成有 稱為蛾眼結構之微細凸起的構造者。在該抗反射物品中, 由於凸起非常微細’因此凸起之耐擦傷性很低,容易受物 理接觸等而破損。一旦凸起破損,會連帶引起抗反射能的 降低,因此期望有可抑制該破損的技術開發。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :日本專利特開2009-069382號公報 C 明内】 發明概要 發明欲解決之課題 本發明提供一種具有充分耐擦傷性及光學特性的線挪 型偏光件、抗反射物品等微細構造成形體,及具備該微名田 4 201243381 構造成形體之液晶顯示裴置。 用以欲解決課題之手段 本發明之微細構造成形體之特徵在於具有:基板,係 以可見光之波長以下的節距於至少一面形成有凸部;無機 氧化物層’係被覆前述凸部之至少頂部;及含氟化合物層, 係以含氟化合物來處理至少前述無機氧化物層之表面所形 成者’該含氟化合物具有對無機氧化物具反應性之基;被 覆於前述凸部之頂部的前述無機氧化物層係厚度11&在 30nm以上,且該厚度Ha與寬度Dat之比(Ha/Dat)在1.0以下。 本發明宜為前述無機氧化物層被覆前述凸部之側面的 至少一部分,而被覆於該側面之前述無機氧化物層在寬度 方向之厚度Da與前述寬度Dat之比(Da/Dat)在0·25以下。 前述含氟化合物層係厚度Hf為1〜30nm為佳。 前述含氟化合物以具有水解性矽烷基及氟烷基(碳-碳 原子間亦可具有醚性氧原子)為佳。 本發明之線柵型偏光件係由本發明之微細構造成形體 構成者,其特徵在於:前述凸部為彼此平行地形成之凸條, 且前述凸條之至少頂部係由金屬層構成並形成有彼此分隔 開之複數金屬細線。 本發明之抗反射物品之特徵在於其係由本發明之微細 構造成形體構成。 本發明之抗反射物品係宜由本發明之微細構造成形體 構成,且前述基板具有蛾眼結構。 本發明之抗反射物品係宜前述基板為光透射性基板。 201243381 本發明之液晶顯示裝置之特徵在於其具有本發明之微 細構造成形體。 例如,本發明之液晶顯示裝置之特徵在於具有:於一 對基板間挾持有液晶層之液晶面板;背光單元;及本發明 之線柵型偏光件。 發明效果 依據本發明’可提供具有充分耐擦傷性及光學特性的 線栅型偏光件、抗反射物品等微細構造成形體’及具備該 微細構造成形體之液晶顯示裝置。 圖式簡單說明 第1圖係顯示線栅型偏光件之一例的立體圖。 第2圖係顯示線栅型偏光件之另一例的立體圖。 第3圖係顯示第2圖之線柵型偏光件之光透射性基板的 立體圖。 第4圖係顯示線柵型偏光件之另一例的立體圖。 第5圖係顯示第4圖之線栅型偏光件之光透射性基板的 立體圖。 第6圖係顯示本發明之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。 第7圖係顯示抗反射物品之一例的别面圖。 C實方包方式;3 用以實施發明之形態 本發明之微細構造成形體具有:基板’係以可見光之 波長以下的節距於至少一面形成有凸部;無機氧化物層, 係被覆至少凸部之頂部;及含氟化合物層,係以含氟化合 6 201243381 物來處理至少無機氧化物層之表面所形成者,兮含t彳匕人 物具有對無機氧化物具反應性之基;被覆於凸部頂部的2 機氧化物層係厚度Ha在30nm以上,且該厚度t 之比(Ha/Dat)在1.0以下。 作為本發明之微細構造成形體’例如有:線柵型偏光 件、及抗反射物品等光學用微細構造成形體。 在本發明中’凸部係指從基板的主表面立起、且其立 起朝單方向延伸的部分。凸部可由與基板的主表面為一體 且由同於基板的主表面部分之材料構成,亦可由不同於基 板的主表面部分之材料構成。又,凸部亦可由與基板的主 表面為一體且以同於基板的主表面部分之材料所構成的某 、及形成於s亥基部之上且以不同於基板的主表面部分之 材料所構成的上部構成。 作為凸部’例如有:朝沿著基板面方向的方向延伸、 彼此平行且以可見光之波長以下的預定節距所形成之凸 條;及由圓錐、角錐等錐體及以該錐體為基礎之錐台(即, 自錐體除去與其有共同頂點且相似縮小的錐體者)等構成 且以可見光之波長以下的預定節距所形成之凸起。 例如’線柵型偏光件具有凸條作為凸部,抗反射物品 則具有由錐體及以該錐體為基礎之錐台等所構成之凸起作 為凸部。 當凸部為凸條時,節距係凸條的寬度(與基板的主表面 為平行方向、且與凸條之長度方向為垂直方向之長度)、與 形成於鄰接之凸條間之溝寬度的合計。 7 201243381 當凸部為凸起時’節距係最接近之凸起彼此的底面中 心間之距離。 在凸條,正交於其長度方向及基板的主表面之方向的 剖面形狀在整個長度方向大致一定,且在複數凸條中該等 的剖面形狀以全部大致一定為佳。凸條之刮面形狀如:寬 度從底部(基板的主表面)涵蓋到頂部係大致相同之形狀、或 寬度從底部朝向頂部隨之逐漸變窄之形狀等,具體上如: 矩开>、二角形 '及梯形等。該剖面形狀之角或邊(側面、上 面(上底面))亦可為曲線形。 凸起以各凸起之形狀大致一定為佳。又,剖面形狀之 角或邊(側面、上面(上底面))亦可為曲線形。 在本發明中,在凸條的情況下頂部係指前述剖面形狀 之最高部分連接於長度方向的部分。6條之頂料為面亦 可為線。又’在凸起的情況下頂部係指各凸起的最高部分。 凸起之頂部可為面亦可為點。 在本發明中,稱凸部之頂部以外的表面為側面。而, 鄰接之2個凸部間之溝的平坦部不是凸部的表面而是視為 基板的主表面。 〈線棚型偏光件> [基板] 本發明之線栅型偏光件所具備的基板係由光透射性基 板、及彼此平行_列_光透射性基板上的複數金屬細 線所構成。作為雜板,例如有:於平坦的光透射性基板 上形成有由金屬細線構成之凸條之基板;及於形成有&條 8 201243381 之基部(以下記述為凸條基部)之光透射性基板的該凸條基 部上’形成有構成凸條之上部(以下記述為凸條上部)的金屬 細線之基板。線柵型偏光件之凸條的至少頂部係由金屬層 構成,並藉此形成有彼此分隔開之複數金屬細線。 (光透射性基板) 光透射性基板在線柵型偏光件之使用波長範圍内具有 光透射性。光透射性表示使光透射之意,使用波長範圍具 體上為400nm〜800nm之範圍。 作為光透射性基板之材料,例如有:光硬化樹脂、熱 可塑性樹脂、及玻璃等,從可以後述之壓模法來形成凸條 基部之觀點看來,以光硬化樹脂或熱可塑性樹脂為佳;又, 從可以光壓模法來形成凸條基部之觀點與耐熱性及财久性 優異之觀點看來,以光硬化樹脂尤佳。從生產性觀點看來, 作為光硬化知’丨脂宜為可將光硬化性組成物(可藉由光自由 基聚合而光硬化製成)予以光硬化而獲得之光硬化樹脂。 光透射性基板亦可為層積體。作為該層積體例如具備 有由熱可雜_、玻料構狀基材,及具有由形成於 該基材之表面的光硬化樹脂所構成的凸條基部之表層者。 凸條基部宜為與其長度方向及基板的主表面正交的方 向之剖面形狀在整個長度方向大致—定,且在複數凸條基 部中’該等的剖面形狀宜全部大致一定。χ,凸條基部: 剖面形狀其寬度:ϋ為從底部(基板駐表面)涵蓋到凸條基 部之頂部係大致相同之形狀、或寬度從底部朝向頂部為逐 漸變窄之形狀。作為具體的剖轉狀如㈣、三角形、梯 9 201243381 形等。該剖面形狀之角或邊(側面)亦可為曲線形。 (金屬細線) 作為金屬細線例如有將形成於平坦的光透射性基板之 表面且由金屬或金屬化合物所構成之金屬層圖案化所形成 者。此時,藉由圖案化所形成之金屬細線會成為基板之凸 條。作為金屬細線,又如有複數的凸條基部選擇性地於光 透射性基板之該凸條基部的表面形成有由金屬或金屬化合 物構成之金屬層者,而前述光透射性基板之該凸條基部係 隔著形成於該凸條基部間之平坦部而彼此平行且以預定節 距形成於表面上。此時’基板之凸條係以由金屬細線構成 之凸條上部、及光透射性基板具有之凸條基部而構成。 複數金屬細線只要實質上平行地形成即可,無需完全 平行形成。又,構成各金屬細線之線以最容易在面内顯現 光學異向性之直線為佳,且在鄰接之金屬細線不相互接觸 的範圍内,可為曲線或折線。 於凸條基部之表面形成有金屬層時,金屬細線係由往 凸條基部之長度方向延伸的金屬層構成。金屬層實質上在 長度方向為連續狀態,且只要其在除了微細的缺陷以外沒 有間斷的部分的狀態下被覆凸條基部之表面的至少一部分 即可。此時,金屬層可被覆凸條基部之頂部的_部分或全 部’或可被覆凸條基部之頂部的全部及凸條基部之第2側面 的-部分或全部。又,金屬層亦可被覆鄰接之2個凸條基部 間之平坦部的1分。凸條基部之頂部係指凸條基部I剖 面形狀的最高部分連接於長度方向之部分。凸條基部之頂 10 201243381 部可為面亦可為線。 就金屬而言,例如有金屬單體、合金、摻雜物或包含 雜質之金屬等。具體而言,例如有:紹、銀、鉻、錤、紹 系合金、及銀系合金等。 作為金屬細線之材料,從對可見光之反射率高、可見 光之吸收少、且具有高導電率之觀點看來,以鋁、鋁系合 金、銀、鉻、或鎂為佳’又以鋁、或鋁系合金尤佳。 [無機氧化物層] 無機氧化物層係被覆至少基板之凸條頂部之層。無機 氧化物層亦可被覆凸條之2側面之至少一部分、或凸條間之 基板表面(凸條間之平坦部),即便僅被覆凸條頂部亦可獲得 充分的效果(耐擦傷性及光學特性)。 從光學特性之觀點看來,無機氧化物層宜在凸條間形 • 成空隙(溝),即,無機氧化物層以盡量不填埋凸條間之空隙 (溝)而形成為佳。 作為無機氧化物層之材料例如有:氧化石夕、氧化錯、 氧化錫、氧化鈦、及氧化鋁等,從線柵型偏光件可在短波 長區域中顯示高透射率之觀點看來,以氧化石夕、氧化錯、 或氧化錫為佳;又,從成本觀點看來,以氧化碎尤佳。 被覆凸條頂部之無機氧化物層的厚度!^(凸條之高度 方向)在30nm以上且在150nm以下為佳。此外,只要該厚度 Ha為40〜l〇〇nm,凸條之耐擦傷性即非常優異。在此,Ha 係以凸條間之平坦部為基準之凸條的頂部高度、及同樣以 凸條間之平坦部為基準之無機氧化物層的頂部高度之差。 11 201243381 又’被覆凸條頂部之無機氧化物層的厚度Ha、與被覆 凸條頂部之無機氧化物層的寬度Dat之比(Ha/Dat)在1 .〇以 下。比(Ha/Dat)在〇_4〜〇·8為佳。只要比(Ha/Dat)在1.0以下, 可使被覆凸條頂部之無機氧化物層不會折損並提高凸條之 对擦傷性。在此,Dat係存於比凸條之頂部更上方處且被覆 該頂部之無機氧化物層的寬度;當該寬度在無機氧化物層 之高度方向上有所不同時,則指其最大寬度。 無機氧化物層除了被覆凸條之頂部,亦可彼覆凸條之2 個側面,或亦可被覆凸條之頂部加上2個側面中之1個側 面°此外,亦可被覆側面之一部分。被覆該側面之無機氧 化物層在寬度方向的厚度Da與前述寬度Dat之比(Da/Dat)在 0.25以下為佳。比(Da/Dat)在〇.2以下更佳。只要比(Da/Dat) 在〇·25以下,即可在凸條間充分形成空隙(溝),因而可良好 地維持線柵型偏光件之光學特性,同時可提高凸條之耐擦 傷性。而’令凸條的總高度為Η,時,Da係表示在其一半高 度(H72)的位置上為被覆於側面之無機氧化物層在寬度方 向之厚度。當無機氧化物層被覆於2個側面上時,以兩側面 之各厚度Da皆滿足比(Da/Dat)$ 0.25地被覆著為佳。 [含氟化合物層] 含敦化合物層係以具有對無機氧化物具反應性之基的 a氟化合物來處理無機氧化物層之表面所形成之層,且被 覆無機氧化物層整面。例如,當含氟化合物為具有後述之 水解性矽烷基及氟烷基的含氟化合物時含氟化合物層係 由該含氟化合物之水解縮合物所構成。 12 201243381 作為對無機氧化物具反應性之基,例如有矽烷醇基、 及水解性械基等。從與無機氧化物之反應性觀點看來, 以水解性>5浅基尤佳”JcH續基係於#原子鍵結烧氧 基、胺基、及i素原子等而成之基,乃可藉由水分解形成 石夕氧烧鍵結來進行交聯之基H氧魏基、及烧基二 烷氧矽烷基等為佳。 從與無機氧化物之反應性及低動摩擦係數之觀點看 來’作為含氟化合物以具有水解性矽烷基及氟烷基(碳-碳原 子間亦可具有醚性氧原子)之含氟化合物為佳。 從耐擦傷性觀點看來,含氟化合物層之動摩擦係數在 0.2以下為佳,在015以下較佳。 含氟化合物層之動摩擦係數係依據ASTM D 1894而測 定。 <線柵型偏光件之製造方法> 就本發明之線柵型偏光件之製造方法而言,依據金屬 細線之形成方法的差異,有下述方法(α)及方法⑴)。 方法(α):具有下述步驟⑴〜(m)之方法。 (I)係於平坦的光透射性基板表面形成金屬層,並將該 金屬層予以圖案化並形成彼此平行且以預定節距所配列的 複數金屬細線而製作基板之步驟。 (H)係於形成有金屬細線之側的基板上蒸鍍無機氧化 物而形成無機氧化物層之步驟。 (HI)係以具有對無機氧化物具反應性之基的含氟化合 物來處理無機氧化物層之表面而形成含a化合物層之步驟。 13 201243381 在該方法(α)中,以步驟(I)所形成的金屬細線為基板之 凸條。 方法(β):具有下述步驟(Γ)、(II)、(III)之方法。 (I ’)係製作有複數凸條基部彼此平行且以預定節距形 成於表面的光透射性基板,並於凸條基部之表面選擇性地 蒸鍍金屬或金屬化合物而形成彼此平行配列的複數金屬細 線來製作基板之步驟。 (II) 係於形成有金屬細線之側的基板上蒸鍍無機氧化 物而形成無機氧化物層之步驟。 (III) 係以具有對無機氧化物具反應性之基的含氟化合 物來處理無機氧化物層之表面而形成含氟化合物層之步驟。 在該方法(β)中,係以光透射性基板之凸條基部與金屬 細線(凸條上部)構成基板之凸條。 [方法(α)] (步驟(I)) 金屬細線係藉由在平坦的光透射性基板表面形成金屬 層並將該金屬層圖案化而形成。 作為金屬層之形成方法例如有蒸鑛法。就蒸鑛法而言 例如有pVD法或CVD法,從光透射性基板與金屬細線之密 著性、及金屬細線之表面粗度的觀點看來,以pvD法(真空 蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等)為佳;又,從成本觀點看 來則以真空蒸鍍法尤佳。 圖案化係藉由在金屬層表面形成光阻圖案,並將該光 阻圖案作為遮罩進行蝕刻除去多餘的金屬層之後再除去光 201243381 阻圖案而進行。 (步驟(II)) 無機氧化物層係在形成有金屬細線之側的基板上蒸鑛 無機氧化物而形成。 作為蒸鎪法如有PVD法或CVD法,從金屬細線與無機 氧化物層之密著性、及表面粗度之觀點看來,以pVD法(真 空療鍵法、滅錢法、離子電鍍法等)為佳,以濺鍍法尤佳。 例如’在滅鍍法可藉由調整濺鍍處理時間來控制所形成的 無機氧化物層之厚度Ha及寬度Dat。寬度Dat亦與凸條之寬 度及高度、凸條之頂部形態、及節距等相關。所以,藉由 適宜調整韻處理時間、凸條之寬度及高度、凸條之頂部 形態 '及節距等’可將被覆凸條頂部的無機氧化物層之厚 度Ha控制在3〇nm以卜曰¥相产 μ上且理想在150nm以下,且可將比 (Ha/Dat)控制在1〇以下。 (步驟(III)) S氣化合物層係以具有對無機氧化物具反應性之基的 含氟化合物來處理無機氧化物層之表面而形成。 - = 含氟化合物為具有水_ 氣化合物層之觀胃^—且薄膜的含 之觀點看來’宜經由下述步驟⑴〜⑽來進行。 ()係將料有金屬細線及無機 於含氣化合物之稀釋溶液中之步驟。⑯層之基板⑽ (11)係從含氟化合物之 溶媒淋洗錢之n I錄料絲板後,以 15 201243381 (iii)係將前述基板淋洗後放置在值溫恒濕條件下,使 水解性石夕烧基水分解、縮合而形成含氣化合物層之步驟。 3氣化合物層與無機氧化物層之縮合度例如可藉由調 整步驟(i)中使用之稀釋溶液的濃度、恆溫恆濕條件及時間 來控制。 [方法ίβχΐ (步驟(Ι’Χ) 作為光透射性基板之製作方法例如有壓模法(光壓模 法、熱壓模法)、及微影技術法等,從可以良好的生產性形 成凸條基部之觀點、及可將光透射性基板大面積化之觀點 看來,以壓模法為佳;又,從可以較好的生產性形成凸條 基部之觀點、及可精度優異地轉印模具之溝之觀點看來, 以光壓模法尤佳。 例如’光壓模法係藉由電子束微影與蝕刻之組合等來 製作具有複數溝彼此平行且以預定節距所形成的模具,並 將該模具之溝轉印至已塗佈於任意基材表面之光硬化性組 成物上同時使該光硬化性組成物光硬化之方法。 光壓模法之光透射性基板的製作具體上係以經由下述 步驟(i)〜(iv)進行為宜。 (1)係將光硬化性組成物塗佈於基材表面之步驟。 (i i)係將由複數溝彼此平行且以預定節距所形成的模具 壓至光硬化性組成物,以使溝接於光硬化性組成物之步驟。 (iii)係在已將模具壓至光硬化性組成物的狀態下照射 放射線(紫外線、電子束等)使光硬化性組成物硬化,來製作具 201243381 有與模具之溝對應之複數凸條基部的光透雜基板之步驟。 (iv)係從光透射性基板分離模具之步驟。 而可將具有凸條基部之表層與基材為一體者作為光 透射性基板使用,或可將具有凸條基部之表層從基材分離 者作為光透射性基板使用。又,亦可於形成金屬層之後, 將具有凸條基部之表層從基材分離。 熱壓权法之光透射性基板的製作具體上係以經由下述 步驟(i)〜(iii)而進行為宜。 (I) 係於基材表面形成熱可塑性樹脂之被轉印膜的步 驟、或製作熱可塑性樹脂之被轉印薄膜的步驟。 (II) 係將複數溝彼此平行且以一定節距所形成的模具 壓至已加熱到熱可塑性樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)或炼點 、 (Tm)以上的被轉_或被轉印薄膜,以使溝接於被轉印膜 • 聽轉印薄膜,來製作具有與模具之溝對應之複數凸條基 部的光透射性基板之步驟。 (iii)係將光透射性基板本體冷卻至低於Tg*Tm之溫 度,並從光透射性基板分離模具之步驟。 而,可將具有凸條基部之表層與基材為一體者作為光 透射性基板使用,或可將具有凸條基部之表層從基材分離 者作為光透射性基板使用。又,亦可於形成金屬層之後, 將具有凸條基部之表層從基材分離。 作為使用於壓模法之模具材料,例如有矽、鎳、石英 玻璃、及樹脂等,從轉印精度的觀點看來,以石英玻璃或 樹脂為佳。就樹脂而言’例如有:氟系樹脂(乙烯_四氟乙烯 17 201243381 共聚物等)、環狀烯烴、矽酮樹脂、環氧樹脂、及丙稀峻樹 脂等,從模具精度的觀點看來,以光硬化性之丙烯酸樹月旨 為佳。從轉印之反覆耐久性觀點而言,樹脂模具在表面宜 具有厚度為2〜l〇nm之無機膜。作為無機膜,以氧化矽、氣 化鈦、氧化鋁等之氧化膜為佳。 作為用於壓模法之基材,例如有由玻璃板(石英坡j离 板、無鹼玻璃板等)、及樹脂(聚對苯二甲酸乙二酯、聚對笨 二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚二甲基矽氧烷、透 明氟樹脂等)所構成之薄膜等。將玻璃板使用於基材時,壓 模法可以單片式進行;而將薄膜使用於基材時,壓模法則 可以輥對輥方式進行。 金屬細線係於光透射性基板之凸條基部的表面選擇性 地蒸鍍金屬或金屬化合物而形成。 作為蒸鍍法例如有PVD法或CVD法,以真空蒸鍍法、 滅鍍法、或離子電鍍法為佳,又以真空蒸鍍法尤佳。作為 蒸鍍法,從可控制蒸發粒子對光透射性基板的入射方向、 並可於凸條之表面選擇性地蒸鍍金屬或金屬化合物之觀點 看來’以真空蒸鍍法之傾斜蒸鍍法最佳。 (步驟(II)〜(III)) 步驟(II)〜(III)以同於方法(α)中之步驟⑻〜(ΠΙ)進行 即可。 <線柵型偏光件之實施形態> 以下,將用圖説明本發明之線柵型偏光件之實施形 態。以下之圖為示意圖,實際的線柵型偏光件並非具有如 201243381 圖示之理論性且理想性之形狀者。例如,在實際的線柵型 偏光件中,多少有金屬細線、及凸條等之形狀的缺陷。 而,本發明中之各尺寸係在線栅型偏光件之剖面的透 射型電子顯微鏡(TEM)像中,就任意5處測定各尺寸並予以 平均之值。 [第1實施形態] 第1圖係顯示本發明之線柵型偏光件之第1實施形態的 剖面圖。線柵型偏光件1具有:平坦的光透射性基板10、及 由複數金屬細線20所構成的凸條50,該複數金屬細線20係 彼此平行且以可見光之波長以下的預定節距Pp而形成於該 光透射性基板10之表面且剖面形狀為矩形者;無機氧化物 層30,係被覆凸條50之2個側面及被該等包夾之頂部52、及 凸條50間之基板的平坦部13,並使在凸條5〇間之溝14形成 空隙;及含氟化合物層32,係以具有對無機氧化物具反應 性之基的含氟化合物來處理無機氧化物層3〇之整面所形 成。 而’在以下説明之第丨〜第3實施形態中,係顯示無機 氧化物層30被覆凸條50之2個側面及被該等包夾之頂部 52、及凸條5〇間之基板的平坦部13之例,惟,無機氧化物 層亦可僅被覆凸條之頂部,屆時仍可充分發揮優異的耐擦 傷性及光學特性。 PP係凸條50之寬度Dm與形成於凸條50間之溝14之寬 度的合計° PP在可見光之波長以下,且以30〜300nm為佳, 50〜2〇〇nm較佳。只要Pp在300nm以下即顯現高s偏光反射 19 201243381 率,且即便在400nm左右的短波長區域中仍可顯示高偏光 度。又,可抑制因繞射所造成的著色現象。又,只要pp在 3〇nm以上即顯示高透射率。
Dm與Pp之比(Dm/Pp)以0.1〜〇·7為佳,〇·25〜0 55較 佳。只要Dm/Pp在0.1以上,即顯現高偏光度。藉由wDm/pp 設在0.7以下,可抑制因干涉所造成的透射光之著色。 從易於形成金屬細線20之觀點看來,Dm以1〇〜i〇〇nm 為佳。 被覆凸條50側面之無機氧化物層30的厚度(凸條5〇之 寬度方向)Da及被覆該無機氧化物層30之含氟化合物層32 的厚度(凸條50之寬度方向)Df之合計(Da+Df)、與溝14之寬 度(Pp-Dm)之比((Da+Df)/(Pp-Dm))在0·4以下為佳,且以 0.01〜0.3較佳。只要(Da+Df)/(Pp —Dm)在0.4以下,即可於 溝14形成充分的空隙,使光學特性變得更良好。 如前述,被覆凸條50之頂部52的無機氧化物層30之厚 度(凸條50之高度方向)Ha在30nm以上。又,如前述,被覆 凸條50之頂部52的無機氧化物層30之厚度Ha與該無機氧化 物層30之寬度Dat之比(Ha/Dat)在1.0以下。 如前述,被覆凸條50側面之無機氧化物層30之厚度 Da(凸條50之寬度方向)與前述寬度Dat之比(Da/Dat)在0.25 以下為佳。 如前述,Da係令凸條之總高度為H’(=Hm)時,在其一 半高度(H’/2)的位置上為被覆於側面之無機氧化物層的寬 度方向的厚度。而,在圖示例中,Da於高度方向為一定狀 20 201243381 態,但非為一定狀態亦可。 由金屬細線20所構成之凸條50的高度Hm在50〜500nm 為佳,在100〜300nm較佳。只要Hm在50nm以上,偏光分 離能即會充分變高。只要Hm在500nm以下,波長分散即會 變小。又,只要Hm在100〜300nm,便易於形成金屬細線20。 被覆無機氧化物層30(被覆凸條50頂部)之含氟化合物 層32的厚度(凸條50之高度方向)Hf在1〜30nm為佳,在1〜 20nm較佳。只要Hf在lnm以上,耐擦傷性即會充分變高。 只要Hf在30nm以下,便易於形成均一且為薄膜的含氟化合 物層32。 光透射性基板10之厚度Hs在0.5〜lOOOym為佳,在1 〜200 # m較佳。 (線柵型偏光件之製造方法) 線柵型偏光件1可藉由上述方法(α)製造。 [第2實施形態] (線柵型偏光件) 第2圖係顯示本發明之線栅型偏光件之第2實施形態的 剖面圖。線柵型偏光件2具有:基板,有剖面形狀為矩形的 複數凸條50隔著形成於該凸條50間之溝14的平坦部13,彼 此平行且以可見光之波長以下的預定節距Ρρ形成於光透射 性基板10之表面;無機氧化物層30,係被覆凸條5〇之2個側 面及被該等包夾之頂部52、及凸條50間之基板的平坦部 13 ’並使在凸條50間之溝14形成空隙;及含氟化合物層, 係以具有對無機氧化物具反應性之基的含氟化合物來處理 21 201243381 無機氧化物層30之整面所形成β 該第2實施形態之線柵型偏光件2具有由光透射性基板 10之凸條基部12、及形成於該凸條基部12上構成凸條上部 之金屬細線20所構成者作為凸條50。又,凸條基部12與光 透射性基板1〇為一體且以相同材料構成。 ΡΡ係凸條基部12之寬度Dp、及形成於凸條5〇間之溝14 之宽度的合計。pP在可見光之波長以下,且以30〜300nm 為佳,50〜20〇nm較佳。只要Pp在300nm以下即顯示高8偏 光反射率,且在4〇〇nm左右之短波長區域中仍顯示高偏光 度°又’可抑制因繞射所造成的著色現象。又,只要Pp在 30nm以上即顯示高透射率。
Dp與Pp之比(DP/PP)在0.1〜〇·7為佳,在〇25〜〇 55較 佳。只要Dp/Pp在〇·ι以上即可顯示高偏光度。藉由將Dp/pp 設在0.7以下’可抑制因干涉所造成的透射光之著色。 從易藉由蒸鍍形成金屬層之觀點看來,Dp在1〇〜 100nm為佳。 金屬細線20(金屬層)之寬度Dm在10〜10〇nm為佳,在 20〜80nm較佳。只要Dm在10nm以上,偏光分離能即會充 分變高。只要Dm在lOOnm以下,透射率即會充分變高。 被覆凸條50側面之無機氧化物層30的厚度(凸條5〇之 寬度方向)Da及被覆該無機氧化物層30之含氟化合物層32 的厚度(凸條50之寬度方向)Df之合計(Da+Df)、與溝14之寬 度(Pp-Dp)之比((Da+Df)/(Pp-Dp))在0.4以下為佳,在〇 〇1 〜0.3較佳。只要(Da+Df)/(Pp —Dp)在0·4以下,便可於溝14 22 201243381 參 形成充分的空隙並使光學特性變得更良好。 凸條基部12之局度Hp在50〜50〇nm為佳,在1 〇〇〜 400mn較佳。只要Hp在50nm以上,偏光分離能即會充分變 咼。只要Hp在500nm以下,即可減低透射率之波長分散。 又,只要Hp在50〜500nm,便容易藉由蒸鍍形成金屬層。 金屬細線20(金屬層)之高度Hm在If;〜500nm為佳,在 15〜300nm較佳。只要Hm在15nm以上,偏光分離能即會充 分變高。只要Hm在500nm以下’透射率之波長分散即會變 小。又’只要Hm在].5〜300nm,便易於形成金屬層。 如前述,被覆凸條50之頂部52的無機氧化物層3〇之厚 度(凸條50之高度方向)Ha在30nm以上。又,如前述,被覆 凸條50之頂部52的無機氧化物層30之厚度Ha與被覆凸條50 ·· 之頂部52的無機氧化物層30之寬度Dat之比(Ha/Dat)在1.0 , 以下。 如前述’被覆凸條50側面之無機氧化物層30的厚度 Da(凸條50之寬度方向)與前述寬度Dat之比(Da/Dat)在0.25 以下為佳。 在該例中,凸條之總高度H’=Hm+Hp,Da係在其一半 高度(H’/2)的位置上為被覆於側面之無機氧化物層的寬度 方向的厚度。而,在圖示例中,Da於高度方向為一定狀態, 但非為一定狀態亦可。 被覆無機氧化物層30(被覆凸條50頂部)之含氟化合物 層32的厚度(凸條5〇之高度方向)Hf在1〜30nm為佳,在1〜 20nm較佳。只要Hf在inm以上,耐擦傷性即會充分變高。 23 201243381 只要職3〇nm以下,"於形成均一且為薄膜的含氣化八 物層32。 石 在1 光透射性基板1G之厚度Hs姐5〜ι〇〇〇μ m為佳, 200μηι較佳。 (線柵型偏光件之製造方法) 線柵型偏光件2可藉由上述方法(β)製造。 且 如第3圖顯示,金屬細線2〇可藉由在蒸鍍量為h lOOnm的條件下從方向¥2蒸鍍金屬或金屬化合物而形戍^ §亥方向V2係相對於凸條基部12之長度方向L略呈正交、 相對於凸條基部12之高度方向H於第2側面18側形戍扣 5〇°之角度。 蒸鍍量為15〜l〇〇nm2條件係表示在凸條基部形戍 覆層時,於未形成凸條基部之平坦部分的表面蒸鍍金屬^ 金屬化合物而形成的金屬層之厚度1為15〜1〇〇11〇1之條件或 角度eL可藉由例如使用下述的蒸鍍裝置而調整。 一種蒸鍍裝置,可以蒸鍍源位於相對於凸條基部η之 長度方向L略呈正交、且相對於凸條基部12之高度方向η於 第2側面18側形成角度θι之方向V2之延長線上的方式,來變 更與蒸鐘源相對向配置之光透射性基板1 〇的傾斜产。 [第3實施形態] (線柵型偏光件) 第4圖係齡本發明之線柵型偏光件之第3實施形態的 立體圖。線栅型偏光件3具有··基板,其騎複數凸條赚 著形成於違凸條5 0間之溝14的平坦部13,彼此平2 乂可 24 201243381 » 見光之波長以下的預定節距Pp形成於光透射性基板ίο之表 面,無機氧化物層30 ,係被覆凸條50側面及頂部52、及凸 條50間之基板之平坦部13,並使在凸條50間之溝14形成空 隙,及含氟化合物層32,係以具有對無機氧化物具反應性 之基的含氟化合物來處理無機氧化物層3〇之整面所形成。 第3實施形態之線柵型偏光件3具有由光透射性基板1〇 之凸條基部12、及形成於該凸條基部12上且構成凸條上部 之金屬細線20所構成者作為凸條50。該凸條50之刮面形狀 為梯形。又,該梯形之上底為曲線形。凸條基部12與光透 射性基板10為一體且由相同材料構成。金屬細線2〇係由被 覆凸條基部12之第1側面16全部的第1金屬層22、及第2金屬 層24而構成,該第2金屬層24至少被覆較凸條基部12的一半 • 高度之位置更靠頂部19側之第1金屬層22的表面及凸條基 • 部12之頂部19。 PP係凸條基部12的底部寬度Dpb、及形成於凸條50間之 溝14之平坦部13的寬度之合計。pp在可見光之波長以下,且 以30〜300nm為佳,50〜250nm較佳。只要Pp在300nm以下 即顯示高表面s偏光反射率,且在4〇〇nm左右之短波長區域 中仍顯示兩偏光度e又,只要pp在3〇nm以上即顯示高透射 率。
Dpb與Pp之比(Dpb/Pp)以0.1〜〇.7為佳,且以0.25〜0.55 較佳。只要Dpb/Pp在0.1以上即顯示高偏光度。藉由將 Dpb/Pp設在0.7以下,可抑制因干涉所造成的透射光之著 色°從易於藉由蒸鍍來形成各層之觀點看來,Dpb在1〇〜 25 201243381 100nm為佳。 凸條基部12之頂部19的寬度Dpt在Dpb的一半以下為 佳,在40nm以下較佳,在2〇nm以下更佳。只要^^{在Dpb 的一半以下’ p偏光透射率就會變得較高且角度相關性會充 分變低。 金屬細線2 0從凸條基部〖2的一半高度之位置起至頂部 19為止(凸條基部12之上半部)之厚度(凸條基部12之寬度方 向)的最大值Dml在80nm以下為佳,在2〇〜75nm較佳,在 35〜55nm更佳,在40〜50nm尤佳。只要Dml在20nm以上, 表面s偏光反射率便會充分變高。只要〇〇11在8〇11111以下,p 偏光透射率便會充分變高。 金屬細線20從凸條基部12的一半高度之位置起至底部 為止(凸條基部12之下半部)之厚度(凸條基部12之寬度方向) 的最大值Dm2在4〜25nm為佳,在5〜22nm較佳。只要Dm2 在4nm以上,背面s偏光反射率便會充分變低。只要1)〇12在 25nm以下,p偏光透射率便會充分變高。
Dm 1 與溝 14 之寬度(Pp - Dpb)之比(Dm 1 /(Pp - Dpb))在 0.2〜0.5為佳。只要Dml/(Pp — Dpb)在0.2以上,s偏光透射 率便會變低且偏光分離能會充分變高,且波長分散很小。 只要Dml/(Pp —Dpb)在0.5以下即顯示高p偏光透射率。
Dml與Dm2之比(Dml/Dm2)在2.5〜1〇為佳,在3〜8較 佳。只要Dml/Dm2在2.5以上,偏光分離能便會充分變高且波 長分散很小。只要Dml/Dm2在10以下即顯示高p偏光透射率。 被覆凸條50側面之無機氧化物層30的厚度(凸條5〇之 26 201243381 寬度方向)Da及被覆該無機氧化物層30之含氟化合物層32 的厚度(凸條50之寬度方向)Df之合計(Da+Df)、與溝14之寬 度(Pp — Dpb)之比((Da+Df)/(Pp — Dpb))在0.4以下為佳,且以 0.01〜0_3較佳。只要(Da+Df)/(Pp — Dpb)在0.4以下’即可於 溝14形成充分的空隙且光學特性變得較良好。 凸條基部12之高度Hp以120〜lOOOnm為佳。只要Hp在 120nm以上,偏光分離能即會充分變高。只要Hp在lOOOnm 以下,便易於形成凸條基部12。只要Hp在300nm以下,波 長分散即會變小。又,只要Hp在120〜300nm,即易於藉由 蒸鑛來形成金屬細線20。 有關位於較凸條基部12之頂部19更下方(光透射性基板 10側)的金屬細線20之高度Hm2,Hm2/Hp在0.8〜1為佳,在 0.9〜1較佳。只要Hm2/Hp在1以下,即可提升偏光分離能。 只要Hm2/Hp在0.8以上,背面s偏光反射率即會充分變低。 有關位於較凸條基部12之頂部19更上方(與光透射性 基板10相反側)的金屬細線20之高度Hml,Hml/Hp在0.05 〜0.7為佳,在o.i〜〇·5較佳。只要Hml/Hp在0.7以下,背面 s偏光反射率即會充分變低。只要Hmi/Hp在〇.〇5以上,表面 s偏光反射率即會充分變高。 如前述,被覆凸條50之頂部52的無機氧化物層30之厚 度(凸條50之高度方向)Ha在30nm以上。又,如前述,被覆 凸條50之頂部52的無機氧化物層30之厚度Ha與該無機氧化 物層30之寬度Dat之比(Ha/Dat)在1.0以下。 如前述,被覆凸條50側面之無機氧化物層3〇的厚度 27 201243381
Da(凸條50之寬度方向)與前述寬度Dat之比(Da/Dat)在0.25 以下為佳。 在該例中,凸條之總南度H’=Hml+Hp,Da係在其一半 高度(H’/2)之位置上為被覆於側面之無機氧化物層在寬度 方向之厚度。而,在圖示例中,Da於高度方向為一定狀態, 但非為一定狀態亦可。 被覆無機氧化物層30(被覆凸條50之頂部52)的含氟化 合物層32之厚度(凸條50之高度方向)Hf以1〜30nm為佳,1 〜20nm較佳。只要Hf在lnm以上,耐擦傷性便會充分變高。 只要Hf在30nm以下,便易於形成均一且為薄膜的含氟化合 物層32。 第1側面16之傾斜角Θ1及第2側面18之傾斜角Θ2在30〜 80°為佳。Θ1與Θ2可相同亦可相異。 光透射性基板10之厚度Hs在0.5〜1〇00μπι為佳,在 200μηι較佳。 (線柵型偏光件之製造方法) 線栅型偏光件3可藉由上述方法(β)製造。 如第5圖顯示,第i金屬層22可藉由實施步驟(1R1)而形 成,該步驟(1R1)係從方向…蒸鑛金屬或金屬化合物,且該 方向vi係相對於凸條基部12之長度方向[略呈正交、且相 對於凸條基部12之高度方向Η於第丨側面16卿成滿足下式 ⑷之角度eR1(。)。 tan(0RI±l〇)=(pp〜Dpb/2)/Hp..·(a)。 式⑷之角度θ ()係表示為了在不會被隔壁凸條基部 28 201243381 12遮蔽的情況下,將金屬或金屬化合物蒸鐘到凸條基部12 之底部側表面為止之角度,可由從凸條基部12之底部表面 起至隔壁凸條基部12之底部中心為止之距離(Pp — Dpb/2)與 隔壁凸條基部12之頂部高度Hp而決定。「±1〇」為振幅。 角度eR1(。)以滿足tan(0Ri±7)=(Pp —Dpb/2)/Hp為佳,以 滿足 tan(0R1±5)=(pp—Dpb/2)/Hp 較佳。 崧鑛宜在蒸鑛量為4〜25nm的條件下進行,且以蒸鑛量 為5〜22nm的條件下進行較佳。亦可以總蒸鍍量為4〜25nm 之條件,在滿足式(a)之範圍内使角度#|(。)連續變化來進行 蒸鍍。使角度妒《(。)連續變化時,宜使角度往變小之方向進 行變化。 蒸鍍量為4〜25mn之條件表示如在凸條基部形成被覆 層時’於未形成凸條基部之平坦的部分表面蒸鍍金屬或金 屬化合物而形成的金屬層之厚度t為4〜25nm之條件。 如第5圖顯示,第2金屬層24可藉由在步驟(叫之後實 的 施v驟(1R2)而形成,該步驟(1R2)係以較步驟(IK〗)更多 蒸鍍戏條件從方向V1^金屬或金屬化合物 V1係相對於凸條基部12之長度方向L略呈正交、且㈣冰 凸條基部12之高度方向η於第i側面} 6側形成弋; 之角度eR2(。)。 疋下式(b) QR1+3seR2$eRI+3〇...(b)。 + 10 ⑽角 =2(。)宜滿足&㈣R2 _25,又以滿足沪 — =θ +20較佳。 且蒸錄量 蒸鍍宜以較步驟(1R1)有更多蒸鍍量之條件 29 201243381 為25〜70nm之條件進行,又以蒸鍍量為 行較佳。亦可以總蒸鍵量為25〜70nm之條 1、件進 之1圍内使角度Θ、。)連續變化來進行蒸趟。使角 連續變化時,ϋ:使角度往變小之方向進行變化。a () [其他實施形態] 本發明之線栅型偏光件只要是已被覆於凸條了員部之無 機氧化物層之厚度1^在3〇11111以上、 且"亥;度iia與寬度Dat 之比(Ha/Dat)在1 .〇以下,不限於圖示例者。 例如’亦可為於光透射性基板與金屬細線之間具有第2 無機氧化物層(氧化鋁等)者。 又,無機氧化物層具有由同種或異種的複數無機氧化 物層所構成之層積構造亦可。 <抗反射物品> [基板] 本發明之抗反射物品所具備的基板係以由光透射性基 板構成為佳。於基板之至少-面形成有凸起(凸部),且該凸 起(凸部)係由圓錐、角錐等錐體及⑽錐料基礎之雜台等 構成,而且以可見光之波長以下的預定節距所形成,基板 則具有所謂的蛾眼結構。 從節距一旦超過40〇nm便會使短波長域之反射率上升 看來’在400πγπ以下為佳’在30〇ππι以下車六佳 凸起之形狀以圓錐為佳。又,凸起之高度從凸起難以 杻折之觀點、及生產性優異之觀點看來,以凸起之高度除 以底邊之值的高寬比在2以下為佳。—個凸起的高寬比或高 30 201243381 度過低時,可能會反射短波長側(藍)之光,因此高寬比在0.8 以上為佳。 光透射性基板對400nm〜800nm範圍的波長具有光透 射性。作為光透射性基板之材料可同樣使用在線柵型偏光 件中所例示之材料。作為光透射性基板之材料例如有光硬 化樹脂 '熱可塑性樹脂、及玻璃等,從可以壓模法形成凸 起之觀點看來,以光硬化樹脂或熱可塑性樹脂為佳;又, 從可以光壓模法形成凸起之觀點、及耐熱性與耐久性優異 之觀點看來,以光硬化樹脂尤佳。從生產性觀點看來,作 為光硬化樹脂宜為可將光硬化性組成物(可藉由光自由基 聚合而光硬化製成)予以光硬化而獲得之光硬化樹脂。 又,光透射性基板可為層積體,例如具備由熱可塑性 樹脂與玻璃等所構成之基材、及具有由形成於該基材表面 的光硬化樹脂所構成之凸起的表層者。 [無機氧化物層] 無機氧化物層係被覆光透射性基板之至少凸起之頂部 之層。無機氧化物層可被覆凸起側面之至少一部分、或凸 起間之基板的表面(凸起間之平坦部),即便其僅被覆凸起之 頂部仍可獲得充分的效果(耐擦傷性及光學特性)。無機氧化 物層宜直接被覆光透射性基板層。作為無機氧化物層之材 料’可同樣地使用在線柵型偏光件中所例示之材料。即, 如:氧化矽、氧化鍅、氧化錫、氧化鈦、及氧化鋁等,從 抗反射物品在可見光區域顯示高透射率之觀點看來,以氧 化矽、氧化錯、及氧化錫為佳;又,從成本觀點看來,以 31 201243381 氧化發尤佳。 被覆凸起頂部之無機氧化物層的厚度Ha(凸起之高度 方向)在30nm以上。只要該厚度%在3〇麵以上,凸起之耐 擦傷性即非常優異。在此,Ha係以凸起間之平坦部或凸起 間之最低點為基準之凸起的頂部高度、與同樣以凸起間之 平坦部或凸起間之最低點為基準之無機氧化物層的頂部高 度之差。又,理想為Ha在150nm以下。較理想為Ha在40nm 以上且在120nm以下。 又’被覆凸起頂部之無機氧化物層的厚度Ha、與被覆 凸起頂部之無機氧化物層的寬度Dat之比(Ha/Dat)在1.0以 下。只要比(Ha/Dat)在1.0以下,被覆凸起頂部之無機氧化 物層便難以折損且可提高凸起之耐擦傷性。在此,作為寬 度Dat係採用存於凸起頂部的更上方、且被覆該頂部之無機 氧化物層之徑(與基板的主表面為平行方向)值。當滿足下述 情況中之至少一方’即:該徑在無機氧化物之高度方向呈 現不一定、及該徑在周邊方向呈現不一定時,採用徑之最 大值作為Dat。 又,如有關線栅偏光件的前述記載,有關各尺寸係在透 射型電子顯微鏡(TEM)像中測定任意5處並採用平均之值。 又’無機氧化物層除了被覆凸起的頂部,亦可被覆凸 起側面的至少一部分《被覆該側面之無機氧化物層在寬度 方向之厚度Da與前述宽度Dat之比(Da/Dat)在0.25以下為 佳。只要比(Da/Dat)在0.25以下,即可於凸起間充分形成空 隙(溝)’因此可良好地維持抗反射物品之光學特性,同時又 32 201243381 可提高凸起之耐擦傷性。而,Da係令凸起之總高度為H,時, 在其-半高度(HV2)之位置上為被覆於側面之無機氧化物 層在寬度方向之厚度。
Da的實際測定係如下述所進行。 從抗反射物品的剖面透射型電子顯微鏡(TEM)像選擇 複數個通過凸起頂部的縱剖面像。其縱剖面像是否為通過 凸起頂部者可從其縱剖面像中之凸起高度來判斷。然後, 就該等所選擇之縱剖面像中之(H72)位置的任意5處,測定 無機氧化物層的厚度並求算其平均值。 [含氟化合物層] 含氟化合物層係以具有對無機氧化物具反應性之基的 含氟化合物來處理無機氧化物層之表面所形成之層,且被 ,無機氧化物層之整面。對無機氧化物具反應性之基及適 田之基、以及含氣化合物、與含說化合物層之厚度等如線 柵型偏光件中所例不。例如,當含氣化合物為具有後述之 X解II碎院基及氟絲的含氟化合物時,含氟化合物層係 由該含氟化合物之水解縮合物所構成。 作為對無機氧化物具反應性之基,例如有石夕烧醇基、 及水解性魏基等。從與無機氧化物之反應性觀點看來, 、火解H錢基尤佳。切性魏基係树原子結合烧氧 土 &胺基、與i素原子等而成之基,乃可藉由水分解形成 石夕錢鍵結來進行交聯之基。以三烧氧械基、及烧基二 烷氧矽烷基等為佳。 作為含氟化合物,從與無機氧化物之反應性及低動摩 33 201243381 擦係數之觀點看來’以具有水解性矽烷基及氟烷基(碳-碳原 子間亦可具有醚性氧原子)之含氟化合物為佳。 又’從耐擦傷性觀點看來,依據ASTM D 1894所測定 之含氟化合物層的動摩擦係數在〇·2以下為佳,且在〇·ΐ5以 下較佳。 第7圖係顯示本發明之抗反射物品之實施形態的剖面 圖。抗反射物品60具有:基板,係以可見光之波長以下的 預定節距Ρρ,於光透射性基板10之表面形成有由錐體構成 且剖面形狀為三角形之複數凸起62 ;無機氧化物層30,係 被覆凸起62的2個側面及被該等包夾之頂部64,並使在凸起 62間之溝66形成空隙;及含氟化合物層32,係以具有對無 機氧化物具反應性之基之含氟化合物來處理無機氧化物層 30之整面所形成者。第7圖係顯示以連結複數凸起62之頂部 64的剖面加以截斷之圖。 在該實施形態之抗反射物品60中,凸起62係與光透射 性基板10為一體且由相同材料所構成。 Ρρ係最接近之凸起彼此的底面中心間之距離。Ρρ在可 見光之波長以下,且以50〜400nm為佳,1〇〇〜3〇〇nm較佳。 只要Ρρ在400nm以下’即可以可見光波長全域顯示低反射 率。又,只要Ρρ在50nm以上,生產性即優異。 凸起之以底邊(在第7圖中相當於Ρρ)除以高度hp之值 的高寬比在2以下為佳❺一個凸起的高寬比或高度過低時, 可能會反射短波長側(藍)之光,因此高寬比在0.8以上為佳。 如前述,被覆凸起62之頂部64的無機氧化物層3〇之厚 34 201243381 度(凸起62之高度方向)Ha在30nm以上。又,如前述,被覆 凸起62之頂部64的無機氧化物層30之厚度Ha與被覆凸起62 之頂部64的無機氧化物層30之寬度Dat之比(Ha/Dat)在1.0 以下。 如前述,被覆凸起62側面的無機氧化物層3〇之厚度 Da(凸起62之寬度方向)與前述寬度Dat之比(Da/Dat)在0.25 以下為佳。 如前述,Da係在凸起62之高度Hp的一半高度(Hp/2)位 置上為被覆於側面之無機氧化物層在寬度方向之厚度。 被覆無機氧化物層30(被覆凸起62頂部)的含氟化合物 層32之厚度起62之高度方向)Hf為1〜30nm為佳,1〜 20nm較佳。只要Hf在lnm以上’耐擦傷性即可充分增高。 只要Hf在30nm以下,便易於形成均一且薄膜的含氟化合物 層32。 光透射性基板10之厚度Hs為0.5〜ΙΟΟΟμηι為佳,1〜 200μηι較佳。 <抗反射物品之製造方法> 作為光透射性基板之製作方法,例如有壓模法(光壓模 法、熱壓模法)、及微影技術法等,從可生產性良好地形成 凸起之觀點及可使光透射性基板大面積化之觀點看來,以 壓模法為佳;又,從可以較佳的生產性形成凸起之觀點及 精度良好地轉印模具之溝之觀點看來,以光壓模法尤佳。 使用於壓模法之模具、基材等可同樣地使用線柵型偏光件 中所例示者。 35 201243381 無機氧化物層及含氟化合物層之形成以同於製造線柵 型偏光件之方法(〇:)中之步驟(II)〜(III)進行即可。 <作用效果> 在本發明之線柵型偏光件、抗反射物品等微細構造成 形體中’具有至少被覆凸部頂部的無機氧化物層,而被覆 在凸部頂部的無機氧化物層係厚度Ha在30nm以上、且該厚 度Ha與寬度Dat之比(Ha/Dat)在1.0以下。又,至少在無機氧 化物層之表面形成有含氟化合物層,該含氟化合物層係以 具有對無機氧化物具反應性之基的含氟化合物進行處理所 形成,可抑制表面的動摩擦係數。所以,本發明之微細構 造成形體具有優異的耐擦傷性》 <液晶顯示裝置> 本發明之液晶顯示裝置具有本發明之微細構造成形體。 例如’本發明之液晶顯示裝置具有:於一對基板間挟 持有液晶層之液晶面板;背光單元;及本發明之線柵型偏 光件。又,例如,本發明之液晶顯示裝置在液晶面板表面 具有本發明之抗反射物品。 本發明之線柵型偏光件宜配置在液晶面板與背光單元 之間,可與液晶面板之一對基板中之背光單元側的基板為 —體’或可配置在液晶面板之一對基板中之背光單元側的 基板之液晶層側,即亦可配置在液晶面板之内部。 從薄型化觀點看來,具有線柵型偏光件之本發明之液 晶顯示裝置宜在與配置有本發明之線柵型偏光件之側為相 反側的液晶面板表面具有吸收型偏光件。 36 201243381 第6圖係顯不本發明之液晶顯示裝置之一例的剖面 圖。液晶顯不裝置40具有:液晶面板44,係在一對基板41、 與基板42間挾持有液晶層43者;背光單元45 ;本發明之線 拇型偏光件卜係㈣在背光單元45側之液晶面板44的表 面’以使有形成金屬細線之側面為背光單元45側、且使無 形成金屬細線之側面為液晶顯示裝置4〇的辨識側;及吸收 型偏光件46 ’係黏貼在與背光單元45側為相反側之液晶面 板44的表面。 在以上所説明之具有本發明之線柵型偏光件的本發明 之液晶顯示裝置中,由於具備具有充分耐擦傷性及光學特 性之本發明之線柵型偏光件,因此具有充分的亮度及對比。 又’在具有本發明之抗反射物品的本發明之液晶顯示 裝置中’由於具備具有充分耐擦傷性及抗反射特性的本發 明之抗反射物品,因此對於裝配時的物理性接觸或人的雙 手等之接觸,較不容易受到損傷且難以沾附指紋,因此具 有抗反射特性持續的優異特性。 實施例 以下’將藉由實施例進一步詳細說明本發明,惟本發 明並不受該等實施例限定。 例 2、3、5、6、8、9 為實施例,而例 1、4、7、10、11 為比較例。 (耐擦傷性a) 將線栅型偏光件設置在往復式摩耗試驗機(KNT公司 製)。在荷重:5〇g、l〇〇g或5〇Og、且速度:l4〇cm/min的條 37 201243381 件下,藉由前端捲有以乙醇沾濕的法蘭絨布(300號)的直徑 10mm之圓柱狀金屬製棒,來擦拭線柵型偏光件中形成有金 屬細線之側的表面20次、50次或200次。就試驗後的線柵型 偏光件,在市售偏光板與正交尼寇棱鏡下,以測霾器(東洋 精機公司製、HAZE-GARDII)測定全光線透射率並求算漏光 △ T。 (耐擦傷性b) 將抗反射物品設置在往復式摩耗試驗機(KNT公司 製)。在荷重:500g、且速度:140cm/min的條件下,藉由 前端捲有法蘭絨布(300號)的直徑10mm之圓柱狀金屬製 棒,來擦拭抗反射物品中形成有凸起之侧的表面2〇次或50 次。就試驗前後的抗反射物品’以測霾器(東洋精機公司 製、HAZE-GARDII)測定霧度值,藉以獲得其差(AHaze)。 (動摩擦係數) 將與線柵型偏光件具有相同的層積構造且不具有微細 構造的平滑硬化膜設置在表面性試驗機(新東科學工業公 司製、HEIDON-14S)。使用平面壓頭在垂直荷重:2〇〇g、 且滑動速度:l〇〇mm/min的條件下’就平滑表面進行摩擦 阻力試驗並依據ASTMD 1894求算動摩擦係數。 (光硬化性樹脂組成物之調製) 於安裝有攪拌機及冷卻管之300mL的4 口燒瓶中放入 下述元素: 單體1(新中村化學工業公司製、NK酯A-t)PH、二新 戊四醇六丙稀酸醋)6〇g ; 38 201243381 單體2(新中村化學工業公司製、nk酯A-NPG、新戊 二醇二丙稀酸酯)4〇g ;及 光聚合起始劑1(汽巴精化公司製、IRGACURE907)4.0 g 0 並且以將燒瓶内設為常溫及遮光的狀態,攪拌丨小時使 其均一化而獲得黏度140mPa. s之光硬化性樹脂組成物。 [例1] 依下述順序製造如第2圖顯示之線柵型偏光件2。 (步驟(Γ)) 藉由旋塗法在高透射聚對苯二曱酸乙二酯(pET)膜(東 洋紡公司製、COSMOSHINE A4300、lOOmmxlOOmmx厚度 ΙΟΟμπι)的表面塗佈光硬化性樹脂組成物,並形成厚度約 5μηι的光硬化性樹脂組成物之塗膜。 接下來,使用橡膠輥以25°C的溫度下將附塗膜的PET 膜壓到表面形成有複數溝的奈米壓模用模具,使光硬化性 樹脂組成物之塗膜與模具之溝相接。 在保持該狀態之下,從PET膜側照射高壓水銀燈(頻 率:1.5kHz〜2.0kHz、主波長光:255nm ' 315nm及365nm、 且365nm中之照射能量:i〇〇〇mJ)之光15秒鐘,使光硬化性 樹脂組成物硬化後,徐緩地使奈米壓模用模具分離,藉以 製作在光透射性基板10之一面形成有與奈米壓模用模具之 溝對應之複數凸條基部12的基板(Pp : 140nm、Dp : 70nm、 Hp : 160nm)。 在基板之凸條基部12上,以傾斜蒸鍍法蒸鍍鋁來形成 39 201243381 金屬細線20(Hm: l00nm、Dm: 7〇nm)。 (步驟(II)) 在具備負載鎖機構的線内型賤鏟裝置(日真精機公司 製)中安裝氧化#作為乾材^在丨練I置内設置形成有金屬 細線20的基板,並對金屬細線2()側之表面從垂直方向蒸鍵 氣化石夕’以形成由氧化料構成之無機氧化物層30。 從剖面的TEM像所求算之各尺寸(5處之平均值)為 Da : 6.〇nm、Ha : 22.0nm、且Dat : 58 〇_。 (步驟(III)) 將形成有金屬細線20及無機氧化物層3〇之基板浸潰到 在氟系溶媒(旭硝子公司製、CT-Solv.100、化學式: QF ·3〇CH3)巾有轉具有水解性魏就氟絲(碳碳原 子間具有醚性氧原子)之含氟化合物(大金工業公司製、 Optool DSX)的溶液(濃度:〇丨質量%)中並將之拉起後立 即以氟系溶媒(旭硝子公司製、CTS〇w 1〇〇、化學式: C^FuOCH3)加以淋洗。在60〇c且9〇0/删的值溫惶濕槽中放 置1小時,使無機氧化物層30的表面形成含氟化合物層 32(Df及Hf· 2nm)而獲得線拇型偏光件2。 就所獲得之線栅型偏光件2進行耐擦傷性a之評估。 又,就同-層積構造的平滑硬化膜進行動摩㈣數之測 定。結果顯示於表1。 [例 2、3、5、6] 除下述各點以外,以同於例丨的方式獲得線柵型偏光件 2,即:將以步驟(Γ)製作的基板之各尺寸pp、Dp、Hp設為 40 201243381 表1中記載之值;及變更步驟(π)中之蒸鍍時間(濺鍍處理時 間)來形成具有表1中記載之各尺寸(Ha、Da、Dat)的無機氧 化物層30。 就所獲得之線柵型偏光件2進行耐擦傷性a之評估。 又’就同一層積構造的平滑硬化膜進行動摩擦係數之測 定。結果顯示於表1 [例4] 除未進行步驟(III)以外,以同於例3的方式獲得線栅型 偏光件。 就不具有含氟化合物層32之線柵型偏光件進行耐擦傷 性I之評估。又,就同一層積構造的平滑硬化膜進行動摩擦 係數之測定。結果顯示於表1。 [例7] 除未進行步驟(I丨)及步驟(III)以外,以同於例丨的方式獲 得線柵型偏光件。 就不具有無機氧化物層30及含氟化合物層32的線柵型 偏光件進行耐擦傷性a之評估。又,就同一層積構造的平滑 硬化膜進行動摩擦係數之測定。結果顯示於表1。 [例8] 除了將以步驟(Γ)製作的基板之各尺寸Pp、Dp、Hp設為 表1中記載之值以外,以同於例3的方式獲得線柵型偏光件2。 就所獲得之線柵型偏光件2進行耐擦傷性a之評估。 又,就同一層積構造的平滑硬化膜進行動摩擦係數之測 定。結果顯示於表1。 41 201243381 I< it 0.13 0.13 0.13 0.54 0.13 0.13 0.54 0.13 ΔΤ(°/〇) 500g X 200次 6.49 1.88 0.03 3.19 0.01 0.33 11.2*2 0.01 500g X 50次 0.05 0.02 0.05 0.48 0.01 0.14 Γ 00 \ό 0.02 含氟化合物 層之有無 碟 無機氧化物層 Da/Dat 0.10 0.14 0.16 0.16 0.18 0.10 ο 0.05 Ha/Dat 0.38 0.47 0.55 0.55 0.73 0.90 ο 0.57 Dat (nm) 58.0 74.0 89.4 89.4 114.1 127.2 ο 107.0 Da (nm) o vd 10.1 14.2 14.2 20.7 12.7 ο Ό yn Ha (nm) 22.0 34.9 48.8 48.8 83.0 114.5 ο 60.5 凸條基部 Hp (nm) GS On OS Os 400 Dp (nm) o Ο Ο 〇 Ο Ο ο Pp (nm) 140 ο Ο o ο 140 ο τ—Η Ο CN r—Η CN 5 m 寸 *Τί v〇 卜 00 ^i_iKw^o<Nx60οοι·^:(Ν* wi_iKw^o(Nx solri·^: Γ 42 201243381 如表1顯示’在無機氧化物層的厚度Ha在30nm以上、 且該厚度Ha與寬度Dat之比(Ha/Dat)在1 ·〇以下之例2、3、5、 6、8中,即便在500gx200次的高荷重條件下,所觀察到之 漏光△ T小、且财擦傷性優異。又,可知,尤其是當厚度 Ha在40nm以上時,可急遽地抑制漏光Α τ。 相對於此,在厚度Ha小的例1、不具含敗化合物層32 的例4、及不具無機氧化物層30及含氟化合物層32的例7 中,有觀察到明顯的漏光ΔΤ。 又,尤其是例8’Hp比其他例更大’或許就是因為如此, 所以不大可在凸條(凸部)之側面形成無機氧化物層、且厚度 (Da)及比(Da/Dat)小。然而,漏光△ T非常低、且具備有充分 的耐擦傷性。由此可知,只要無機氧化物層至少被覆在凸條 (凸部)之頂部、厚度Ha在30nm以上、且該厚度Ha與寬度Dat 之比(Ha/Dat)在1.0以下,即可發揮充分的耐擦傷性。 [例9] 依下述順序製造如第7圖顯示之抗反射構造體60。 藉由旋塗法將光硬化性樹脂組成物塗佈至高透射聚對 苯二曱酸乙二酯(PET)膜(東洋紡公司製、COSMOSHINE A4300、lOOmmxlOOmmx厚度100ym)之表面,並形成厚度 約5#m的光硬化性樹脂組成物之塗膜。 接下來,使用橡醪輥以25°C的溫度將附塗膜的PET膜壓 到表面形成有複數溝(圓錐形狀)的奈米壓模用模具,使光硬 化性樹脂組成物之塗膜與模具之溝相接’又,該複數溝(圓 錐形狀)係以該圓錐的底面成六角細密構造的方式所形成。 43 201243381 在保持該狀態之下,從PET膜側照射高壓水銀燈(頻率: 1.51<^2〜2.01<^、主波長光:255]1111、31511111及365|1111、且36511111 中之照射能量:io〇〇mJ)之光15秒鐘,使光硬化性樹脂組成 物硬化後,徐緩地使奈米壓模用模具分離,藉以製作在光透 射性基板10之一面形成有與奈米壓模用模具之溝對應之複 數凸起62的基板(節距:3〇〇nrn、凸起高度:188 9nm)。 在具備負載鎖機構的線内型濺鍍裝置(日真精機公司 製)中安裝氧化矽作為靶材。在濺鍍裝置内設置形成有凸起 62的基板’並使氧化矽從垂直方向蒸鍍至凸起62側之表 面’以形成由氧化矽所構成之無機氧化物層3〇。 從剖面的TEM像所求算之各尺寸(5處之平均值)為
Da . 33.3nm、Ha : l〇〇.〇nrn、且Dat : 200.0nm。 將形成有凸起及無機氧化物層之基板浸潰到在I系溶 媒(旭石肖子公司製、CT_S〇1V.100、化學式:C6F|3〇CH3)中有 稀釋具有水解性矽烷基及氟烷基(碳-碳原子間具有醚性氧 原子)之含氟化合物(大金工業公司製、〇pto〇l DSX)的溶液 (濃度.0.1質量。/〇)中並將之拉起後,立即以氟系溶媒(旭硝 子公司製、CT-SoW.100、化學式:C6F丨3och3)加以淋洗。 在60 C且90%rh的性溫.!·亙濕槽中放置1小時’使無機氧化物 層30的表面形成含氟化合物層32(Df及Hf:2nm)而獲得抗反 射構造體60。 就所獲得之抗反射構造體60進行耐擦傷性b之評估。結 果顯示於表2。 [例 10、11] 44 201243381 除了變更蒸鍍時間(濺鍍處理時間)來形成具有表2中記 載之各尺寸(Ha、Da、Dat)的無機氧化物層之點以外,以同 於例9的方式獲得抗反射構造體。 就所獲得之抗反射構造體進行耐擦傷性b之評估。結果 顯示於表2。 表2 凸 起 無機氧化物層 含氟化 合4勿4 之有無 △Haze(%) Pp (nm) Hp (nm) Ha (nm) Da (nm) Dat (nm) Ha/Dat Da/Dat 20次 50次 例9 300 188.9 100.0 33.3 200.0 0.50 0.17 有 0.39 0.92 例10 300 188.9 22.2 11.1 77.8 0.29 0.14 有 0.93 1.63 例11 300 188.9 44.4 22.2 111.1 0.40 0.20 無 1.19 2.42 如表2顯示’在無機氧化物層的厚度^3在3〇11111以上、 且該厚度Ha與寬度I)at之比(Ha/Dat)在1. 〇以下的例9中,△ Haze小係在1以下且耐擦傷性相當優異。 相對於此,在厚度Ha小之例1〇中,當擦傷次數5〇次時, △ Haze變成大於1。又,在不具含氟化合物層的例丨丨中,當 擦傷次數20次及50次時,△ Haze變成大於1。 產業上之可利用性 本發明之微細構造成形體可作為線柵型偏光件、及抗 反射物品等使用在液晶顯示裝置、後投影電視機、及前投 影機等之影像顯示裝置。又,本發明之微細構造成形體可 作為奈米壓模用模具使用。 而,在此係引用已於2011年2月22曰所申請之日本專利 申清案2011-035641號之說明書、專利申請範圍、圖式及摘 要之全内谷’並將之作為本發明說明書之揭示予以納入者。 5 45 201243381 【圖式*簡單_寄^明】 第1圖係顯示線柵型偏光件之一例的立體圖。 第2圖係顯示線栅型偏光件之另一例的立體圖。 第3圖係顯示第2圖之線柵型偏光件之光透射性基板的 立體圖。 第4圖係顯示線栅型偏光件之另一例的立體圖。 第5圖係顯示第4圖之線柵型偏光件之光透射性基板的 立體圖。 第6圖係顯示本發明之液晶顯示裝置之一例的剖面圖。 第7圖係顯示抗反射物品之一例的剖面圖。 【主要元件符號說明】 1、2、3…線柵型偏光件 40…液晶顯示裝置 10…光透射性基板 41 ' 42…基板 12…凸條基部 43…液晶層 13…平坦部 44…液晶面板 14、66…溝 45…背光單元 16…第1側面 46…吸收型偏光件 18…第2側面 50…凸條 19、52、64…頂部 60···抗反射物品、抗反射構造體 20…金屬細線 62…凸起 22…第1金屬層 Dm…凸條之寬度、金屬細線 24…第2金屬層 (金屬層)之寬度 30…無機氧化物層 Dml...金屬細線(凸條基部之 32…含氟化合物層 上半部)之厚度的最大值 46 201243381
Dm2·’·金屬細線(凸條基部之 下半部)之厚度的最大值 H’…凸條的總高度 Hm…凸條的高度、金屬細線 (金屬層)之高度 Hml,Hm2···金屬細線之高度 t···金屬層之厚度 Hp…&條基部之(頂部)高度、 凸起之高度 Η…凸條基部之高度方向 L···凸條基部之長度方向 Dp…凸條基部之寬度 Dpb_··凸條基部的底部寬度 Dpt…凸條基部之頂部的寬度 Ha…無機氧化物層之厚度(凸 起之高度方向)
Da…無機氧化物層(在寬度方 向)的厚度(凸條/起之寬度 方向)
Dat…無機氧化物層之寬度 Df…含氟化合物層的厚度(凸 條之寬度方向)
Hf…含氟化合物層的厚度(凸 條/起之高度方向)
Hs…光透射性基板之厚度 Pp…節距 VI、V2…方向 eL、eR1、eR2.·.角度 θ卜·第1側面之傾斜角 Θ2…第2側面之傾斜角 47

Claims (1)

  1. 201243381 七、申請專利範圍: 1. 一種微細構造成形體,具有: 基板’係以可見光之波長以下的節距於至少一面形 成有凸部; 無機氧化物層,係被覆前述凸部之至少頂部;及 含氟化合物層,係以含氟化合物來處理至少前述無 機氧化物層之表面而形成者,該含氟化合物具有對無機 氧化物具反應性之基; 被覆於前述凸部之頂部的前述無機氧化物層係厚 度Ha在30nm以上’且該厚度Ha與寬度Dat之比(Ha/Dat) 在1·0以下。 2_如申請專利範圍第1項之微細構造成形體,其中前述無 機氧化物層被覆前述凸部之側面的至少一部分,而被覆 於該側面之前述無機氧化物層在寬度方向之厚度£^與 前述宽度Dat之比(Da/Dat)在0.25以下。 3.如申請專利範圍第1或2項之微細構造成形體,其中前述 含氟化合物層係厚度Hf為1〜3〇nm。 4 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之微細構造成形 體,其中前述含氟化合物具有水解性矽烷基及氟烷基 (碳-碳原子間亦可具有醚性氧原子)。 5. —種線柵型偏光件,係由如申請專利範圍第丨至4項中任 —項之微細構造成形體構成者,其中前述凸部為彼此平 行地形成之凸條’且前述凸條之至少頂部係由金屬層構 成並形成有彼此分隔開之複數金屬細線。 48 201243381 6. —種抗反射物品,係由如申請專利範圍第1至4項中任一 項之微細構造成形體構成。 7. —種抗反射物品,係由如申請專利範圍第1至4項中任一項 之微細構造成形體構成者,其中前述基板具有蛾眼結構。 8. 如申請專利範圍第7項之抗反射物品,其中前述基板為 光透射性基板。 9. 一種液晶顯示裝置,係具有如申請專利範圍第1至4項中 任一項之微細構造成形體者。 10. —種液晶顯示裝置,係具有: 於一對基板間挾持有液晶層之液晶面板; 背光單元;及 如申請專利範圍第5項之線柵型偏光件。 5 49
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