TW201907183A

TW201907183A - 抗反射構件

Info

Publication number: TW201907183A
Application number: TW107117444A
Authority: TW
Inventors: 高野香織; 田中大直; 關隆史; 後藤正直
Original assignee: 日商Ｊｘｔｇ能源股份有限公司
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2019-02-16
Also published as: WO2018212359A1; KR20200008545A; CN110622045A; JPWO2018212359A1

Abstract

本發明之抗反射構件100具有由凸部60及凹部70劃分之凹凸表面80，且上述凹凸表面80之觀察圖像之傅立葉變換圖像，呈現以波數之絕對值為0μm^-1之原點作為大致中心之圓形或圓環狀之花樣，上述凸部60及上述凹部70於俯視下沿無規之方向延伸，於以與上述凸部60之延伸方向垂直之面切斷所得之上述凸部60的剖面中，上述凸部60之寬度自上述凸部60之底部70b朝向頂部60t變小，距上述底部70b為0.95D(D為上述凸部之高度)之高度上之上述凸部60之寬度W1與距上述底部70b為0.05D之高度上之上述凸部60的寬度W2滿足0.04P<W1<0.21P、0.79P<W2<0.96P、4.0<W2/W1≦19(P為上述凹凸表面80之凹凸之平均間距)。抗反射構件100的抗反射效果及耐磨性高。

Description

抗反射構件

本發明係關於一種抗反射構件。

已知有CRT、液晶、電漿、有機EL等各種顯示器，但於該等顯示器中，產生因由外界光產生之反射光之影響導致難以觀察圖像之現象，因此理想為降低反射光之影響以提高顯示品質。

作為降低反射光影響之方法之一，已知有於顯示器之表面形成奈米級之微細之凹凸構造之方法。近年，被稱為「蛾眼(moth eye)構造」之微細之凹凸構造受到關注。於蛾眼構造中，將具有小於可見光線之波長之圓形或多邊形底面之錐狀或錐台狀之無數個微細突起以小於可見光線之波長的間距配置。如專利文獻1中所記載般，微細構造之厚度方向之折射率由厚度方向之各剖面中之材料的佔有面積決定，因此，蛾眼構造之厚度方向之折射率不會急遽地變化。藉由在顯示器之表面形成此種蛾眼構造，厚度方向之折射率自空氣之折射率1.0至顯示器之基板材料之折射率平緩且連續地變化。藉此，入射至顯示器之表面之光幾乎不產生繞射或反射地直行。如此，藉由在表面形成蛾眼構造，可有效地降低光於入射表面之反射率。

又，於專利文獻2中，記載有用作抗反射體之凹凸圖案形成片。於專利文獻2中，抗反射體係藉由如下方式形成，即，於樹脂層上形成由金屬或金屬化合物所構成之硬質層，使樹脂層收縮，藉此，使硬質層蜿蜒變形。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2008-158293號公報

[專利文獻2]日本特開2008-279597號公報

然而，如專利文獻1中所記載之蛾眼構造由於機械強度較小，故而因摩擦等導致凹凸構造之凸部崩塌，容易損害使反射率降低之效果(即，抗反射效果)。又，如專利文獻2中所記載之藉由樹脂層之收縮而形成之抗反射體係凹凸深度之面內不均較大，由此容易使光散射。因此，此種抗反射體存在霧度(濁度)較高之問題。

本發明之目的在於提供一種具有較高之抗反射效果及耐磨性之抗反射構件。

根據本發明之第1態樣，提供一種抗反射構件，其具有由凸部及凹部劃分之凹凸表面，且藉由對上述凹凸表面之觀察圖像實施二維高速傅立葉變換處理所得之傅立葉變換圖像，呈現以波數之絕對值為0μm^-1之原點作為大致中心之圓形或圓環狀的花樣，上述凸部及上述凹部於俯視下沿無規之方向延伸，於以與上述凸部之延伸方向垂直之面切斷所得之上述凸部的剖面中，上述凸部之寬度自上述凸部之底部朝向頂部變小，距上述底部為0.95D(D為上述凸部之高度)之高度上之上述凸部之寬度W1與距上述底部為0.05D之高度上之上述凸部的寬度W2滿足0.04P<W1<0.21P、0.79P<W2<0.96P及4.0<W2/W1≦19(P為上述凹凸表面之凹凸之平均間距)。

根據本發明之第2態樣，提供一種抗反射構件，其具有由凸部及凹部劃分之凹凸表面，且藉由對上述凹凸表面之觀察圖像實施二維高速傅立葉變換處理所得之傅立葉變換圖像，呈現以波數之絕對值為0μm^-1之原點作為大致中心之圓形或圓環狀的花樣，上述凸部之寬度自上述凸部之底部朝向頂部變小，上述凹凸表面之凹凸之平均間距為150~250nm之範圍內，上述凹凸表面之凹凸之平均深度為90~300nm之範圍內，上述凸部之縱橫比為0.4~2之範圍內。

本發明之抗反射構件具有較高之抗反射效果及耐磨性。因此，本發明之抗反射構件可較佳地用於各種用途。

40‧‧‧基材

50‧‧‧凹凸構造層

60‧‧‧凸部

70‧‧‧凹部

80‧‧‧凹凸表面

100‧‧‧抗反射構件

圖1係實施形態之抗反射構件之概略剖視圖。

圖2表示實施形態之抗反射構件之凹凸表面之平面構造的一例。

圖3係實施形態之抗反射構件之凹凸表面之平面觀察圖像之傅立葉變換圖像的一例。

圖4(a)係較長地延伸之形狀並且以與延伸方向垂直之面切斷所得之剖面之形狀為大致三角形的凸部之概略立體圖，圖4(b)係概念性地表示具有圖4 (a)所示之凸部之凹凸表面及其附近之折射率n(z)的圖。

圖5(a)係較長地延伸之形狀並且以與延伸方向垂直之面切斷所得之剖面之外形為拋物線狀的凸部之概略立體圖，圖5(b)係概念性地表示具有圖5(a)所示之凸部之凹凸表面及其附近之折射率n(z)的圖。

圖6(a)係於以往之蛾眼構造中，以與高度方向平行之面切斷所得之剖面之形狀為大致三角形的凸部之概略立體圖，圖6(b)係概念性地表示具有圖6(a)所示之凸部之凹凸表面及其附近之折射率n(z)的圖。

圖7(a)係於以往之蛾眼構造中，以與高度方向平行之面切斷所得之剖面之外形為拋物線狀的凸部之概略立體圖，圖7(b)係概念性地表示具有圖7(a)所示之凸部之凹凸表面及其附近之折射率n(z)的圖。

圖8(a)~(g)係概念性地表示抗反射構件之製造方法之各步驟之圖。

圖9(a)係表示凹凸間距為160nm之情形時之穿透率之計算結果的圖表，圖9(b)係表示凹凸間距為200nm之情形時之穿透率之計算結果的圖表。

[抗反射構件]

如圖1所示，本實施形態之抗反射構件100具有基材40、及形成於該基材40上之凹凸構造層50。凹凸構造層50具有凸部60、及由凸部60劃分之凹部70。藉此，凹凸構造層50具有凹凸表面80。

基材40可為任意之透光性之基材。例如可列舉：由玻璃等透明無機材料所構成之基材、由聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚芳酯等)、丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、苯乙烯系樹脂(ABS樹脂等)、纖維素系樹脂(三乙醯纖維素等)、聚醯亞胺系樹脂(聚醯亞胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂等)、環烯烴聚合物等樹脂所構成之基材。

凹凸構造層50具備凸部60。由凸部60夾著或包圍之部分成為凹部70。凹凸構造層50可由透光性之材料構成，例如可由氧化矽、SiN、SiON等Si系材料、TiO₂等Ti系材料、ITO(銦錫氧化物)系材料、ZnO、ZnS、ZrO₂、Al₂O₃、BaTiO₃、Cu₂O、MgS、AgBr、CuBr、BaO、Nb₂O₅、SrTiO₂等無機材料、或如WO2016/056277號中所記載之熱塑性樹脂、紫外線硬化型樹脂等樹脂材料構成。上述無機材料可為藉由利用溶膠凝膠法使無機材料之前驅物(溶膠)硬化而獲得之乾凝膠。乾凝膠具有由Si-O鍵等牢固之共價鍵所構成之三維網狀構造，從而具有充分之機械強度。

凹凸構造層50亦可由上述樹脂材料與上述無機材料之複合材料構成。又，為了折射率之調整、高硬度化等，亦可使上述無機材料、上述樹脂材料或該等之複合材料包含公知之微粒子或填料。亦可使上述無機材料、上述樹脂材料或該等之複合材料含有紫外線吸收材料。紫外線吸收材料具有藉由吸收紫外線將光能轉換為如熱之無害之形式而抑制凹凸構造層50之劣化的作用。作為紫外線吸收劑，可使用WO2016/056277號中所例示之紫外線吸收劑等任意者。

構成凹凸構造層50之材料之折射率與構成基材40之材料之折射率的差可為±0.1以下。藉此，抑制光於基材40與凹凸構造層50之界面之反射。

於圖2中示出凹凸表面80之平面構造之一例。於圖2中，凹凸表面80係由多個凸部60(白色部分)、及包圍凸部60的凹部(黑色部分)70劃分。多個凸部60係由多個延伸部60e及多個點部60d所構成。延伸部60e具有直線狀或彎曲(蜿蜒)地沿無規(不均一)之方向延伸之細長之形狀。延伸部60e之延伸方向、彎曲方向(蜿蜒之方向)及延伸長度不均一。多個延伸部60e之一部分或全部亦可於中途分支。點部60d具有圓形或橢圓形之形狀。此處，圓或橢圓形之形狀亦包含大致圓形或大致橢圓形之形狀。再者，多個凸部60亦可僅由多個延伸部60e所構成。即，點部60d並非為必需。凹部70係以包圍各凸部60之方式沿無規之方向延伸，且整體上二維地連續(相連)。再者，凹部70亦可包含由環狀之凸部60包圍而獨立之部分。

凹部70及凸部60係整體上各向同性地配置。具有此種凹部70及凸部60之凹凸表面80與由如條紋、波形條紋、鋸齒狀之規則性地配向之凸部、或點狀之凸部等所構成之凹凸表面明顯不同。如此各向同性地配置有凹部70及凸部60之凹凸表面80與形成有條紋等規則性圖案之表面相比，將特定波長光封閉之效果較少，因此，抑制抗反射構件100之虹現象(根據視角而呈現顏色)。又，於將具有此種各向同性之凹凸表面80之凹凸構造層50以與基材40之表面正交之任意之面切斷的情形時，重複出現凹凸剖面。

再者，凹凸表面亦可為將圖2所示之凹部與凸部反轉而成者。於該情形時，由多個凹部、及包圍凹部的凸部劃分凹凸表面。多個凹部係由多個延伸部及多個點部所構成，但點部並非必需。於該情形時，凸部60整體上連續(相連)，因此，即便刮擦抗反射構件100之表面，凸部60亦不易崩塌，從而抗反射構件100之耐磨性較高。

於圖2所示之凹凸表面80中，較佳為多個凸部60中之多數為延伸長度較長之凸部，延伸長度較短或大致點狀之凸部之比率較小。具體而言，多個凸部60中之具有下述凹凸之平均間距P的7倍以下之周長(輪廓)的凸部60之周長之合計可為多個凸部60之周長之合計的10%以下。具有凹凸之平均間距P的7倍以下之周長的凸部係延伸長度為平均間距P的約3倍以下，延伸長度較短。於此種凸部之比率為10%以下之情形時，抗反射構件100之霧度未達0.5%。

「多個凸部之周長之合計」及「多個凸部中之具有凹凸之平均間距P的7倍以下之周長的凸部之周長之合計」能夠以如下之方式求出。自凹凸表面之平面SEM圖像，切取一邊為凹凸之平均間距P之40倍以上之正方形的區域。使用圖像處理解析軟體將切取之圖像二值化。進而，使用圖像處理解析軟體分別求出不與圖像之外周接觸之白色部之周長。將求出之所有周長相加所得之值為「多個凸部之周長之合計」。又，將求出之周長中之凹凸之平均間距P的7倍以下者全部相加所得的值為「多個凸部中之具有凹凸之平均間距P的7倍以下之周長的凸部之周長之合計」。

再者，於凹凸表面為將圖2所示之凹部與凸部反轉者之情形時，多個凹部中之具有凹凸之平均間距P的7倍以下之周長的凹部之周長之合計可為多個凹部之周長之合計的10%以下。「多個凹部之周長之合計」及「多個凹部中之具有凹凸之平均間距P的7倍以下之周長的凹部之周長之合計」能夠以如下之方式求出。自凹凸表面之平面SEM圖像切取一邊為凹凸之平均間距P之40倍以上之正方形的區域。使用圖像處理解析軟體將切取之圖像二值化。進而，使用圖像處理解析軟體分別求出不與圖像之外周接觸之黑色部之周長。將求出之所有周長相加所得之值為「多個凹部之周長之合計」。又，將求出之周長中之凹凸之平均間距P的7倍以下者全部相加所得的值為「多個凹部中之具有凹凸之平均間距P的7倍以下之周長的凹部之周長之合計」。

又，凹凸表面80之凸部60及凹部70均可由具有彎曲延伸之細長之形狀的多個延伸部所構成。亦於該情形時，凸部60較長地連續(相連)，因此，即便刮擦抗反射構件100之表面，凸部60亦不易崩塌，從而抗反射構件100之耐磨性較高。

當對利用掃描式探針顯微鏡或電子顯微鏡等觀察凹凸表面80所獲得之圖像實施二維高速傅立葉變換處理時，獲得圖3所示之呈現以波數之絕對值為0μm^-1之原點作為大致中心之圓形或圓環狀之花樣的傅立葉變換圖像。圓形或圓環狀之花樣可存在於波數之絕對值成為4.0~6.7μm^-1之範圍內的區域內。再者，傅立葉變換圖像之圓形之花樣係於傅立葉變換圖像中因亮點集合觀察所得之花樣。此處，「圓形」係指亮點集合之花樣呈現大致圓形之形狀，係亦包含看起來外形之一部分成為凸狀或凹狀者之概念。又，「圓環狀」係指亮點集合之花樣呈現大致圓環狀，係包含環之外側之圓或內側之圓之形狀呈現大致圓形形狀者且亦包含看起來環之外側之圓或內側之圓之外形的一部分成為凸狀或凹狀者之概念。又，「圓形或圓環狀之花樣存在於波數之絕對值成為4.0~6.7μm^-1之範圍內的區域內」係指構成傅立葉變換圖像之亮點中之30%以上(更佳為50%以上，進而更佳為80%以上，尤佳為90%以上)之亮點存在於波數之絕對值成為4.0~6.7μm^-1之範圍內的區域。

再者，關於俯視下之凹凸形狀與傅立葉變換圖像之關係，可知如下情況。於相鄰之凸部彼此或相鄰之凹部彼此之間隔無規，且凹部及凸部之配置及延伸方向為各向同性(無各向異性及配向性)之情形時，傅立葉變換圖像亦成為無規之圖案(無花樣)。另一方面，於凹凸之配置及延伸方向整體上為各向同性，但相鄰之凸部彼此或相鄰之凹部彼此之間隔集中於固定值之範圍內的情形時，傅立葉變換圖像成為圓或圓環狀。又，於相鄰之凸部彼此或相鄰之凹部彼此之間隔均一(固定)之情形時，傅立葉變換圖像成為明顯之圓環狀。

平面觀察圖像之二維高速傅立葉變換處理可藉由使用具備二維高速傅立葉變換處理軟體之電腦的電子圖像處理而容易地進行。

凹凸表面80之凹凸之平均間距P可為150~250nm之範圍內。藉由凹凸之平均間距P為150nm以上，可充分降低可見光之反射率。藉由凹凸之平均間距P為250nm以下，可抑制因凹凸表面80導致之可見光之散射，從而防止抗反射構件100根據視角呈現顏色(虹現象)。於本案中，凹凸之平均間距P係指以與凸部60及/或凹部70之延伸方向垂直之面切斷所得之凹凸表面80的剖面中，相鄰之凸部60之頂部60t彼此或相鄰之凹部70之底部70b彼此之間之距離(即凹凸間距)d的平均值。凹凸之平均間距P可使用掃描式探針顯微鏡、電子顯微鏡等求出。

凹凸表面80之凹凸深度(凸部高度或凹部深度)D之平均值，即凹凸表面80之凹凸之平均深度可為90~300nm之範圍內，可為200~300nm之範圍內，可為250~300nm之範圍內。藉由凹凸之平均深度為90nm以上，可充分降低可見光之反射率。藉由凹凸之平均深度為200nm以上，可如下述實施例所示，於可見光區域之全波長中達成98.5%以上之穿透率。藉由凹凸之平均深度為250nm以上，可如下述實施例所示，於可見光區域之全波長中達成99.6%以上之穿透率。藉由凹凸之平均深度為300nm以下，抗反射構件100可具有較高之耐磨性。再者，於本案中，「凹凸深度D」係指以與凸部60及/或凹部70之延伸方向垂直之面切斷所得之凹凸表面80之剖面中，相鄰之凹部70與凸部60中之高度最低之點(底部70b)與最高之點(頂部60t)之高度差。

凹凸表面80之凹凸深度(凸部高度或凹部深度)D之不均可為5%以下。此處，凹凸深度D之不均係凹凸深度D之標準偏差除以凹凸深度D之平均值所得之值。藉由凹凸表面80之凹凸深度D之不均為5%以下，凹凸表面80之光之散射得到抑制，從而抗反射構件100之霧度(濁度)充分變小，透明性變高。此種凹凸深度D之不均較小之凹凸表面80可藉由下述製造方法形成。

如圖1所示，凹凸表面80之凸部60之寬度朝向凸部60之頂部60t變小。換言之，凹部70之寬度朝向凹部70之底部70b變小。藉此，與基材40之表面平行之面中之凹凸構造層50之剖面面積隨著遠離基材40而減少。其結果，折射率於凹凸之深度方向上連續地變化，因此，抗反射構件100具有較低之反射率。

以與延伸方向垂直之面切斷所得之凸部60之剖面形狀為大致三角形。於本案中，「大致三角形」係指如距底部70b為0.95D(D為凸部高度)之高度上之凸部60之寬度W1滿足0.04P<W1<0.21P(P為凹凸之平均間距)，且距底部70b為0.05D之高度上之凸部60之寬度W2滿足0.79P<W2<0.96P，W2/W1滿足4.0<W2/W1≦19之類的形狀。藉由W2/W1滿足4.0<W2/W1≦19，可於可見光區域之全波長中達成較低之反射率。又，距底部70b為αD之高度上之凸部60之寬度W_α亦可於0≦α≦1之範圍內滿足(0.84-α)P<W_α<(1.16-α)P。

於以往之蛾眼構造中，若將凸部之剖面之形狀設為大致三角形狀，則無法獲得充分之抗反射效果，但於如實施形態之抗反射構件般凸部為較長地延伸之形狀之情形時，藉由凸部之剖面形狀為大致三角形狀而獲得較高之抗反射效果。其係本案發明人等銳意研究後所發現。以下對此進行說明。

於如圖4(a)所示，凸部為較長地延伸之形狀，並且以與延伸方向垂直之面切斷所得之凸部之剖面形狀為大致三角形的情形時，若將凸部之頂部設為z=0，於凹凸之深度方向取z軸，將凸部之底面面積設為A，將凹凸深度設為D，則以與z軸垂直之面切斷所得之凸部之剖面面積S(z)表現為S(z)=az(其中，a=A/D)。由此，凸部之剖面面積S(z)與z成正比。各z座標中之折射率n(z)於各z座標中與以垂直於z軸之面切斷所得之凸部的剖面面積S(z)成正比。因此，折射率n(z)與z成正比。因此，折射率n(z)係如圖4(b)所表示。再者，於圖4(b)中，n₀表示空氣之折射率，n₁表示凹凸構造層之材料之折射率。如此，折射率與凸部之高度方向之座標成正比地連續變化，因此獲得更高之抗反射效果。

另一方面，於如圖5(a)所示，凸部為較長地延伸之形狀，並且凸部之剖面之外形為拋物線狀之情形時，若將凸部之頂部設為z=0，於凹凸之深度方向上取z軸，則以與z軸垂直之面切斷所得之凸部之剖面面積S(z)與 √z成正比。如上所述，折射率n(z)與凸部之剖面面積S(z)成正比，因此，折射率n(z)與√z成正比。因此，折射率n係如圖5(b)所表示。於圖5(b)之曲線圖中，與圖4(b)相比，於凸部之頂部附近(z=0附近)折射率急遽地變化。因此，於凸部之頂部附近無法獲得充分之抗反射效果。

於以往技術之蛾眼構造中，凸部於俯視下具有圓形狀或多邊形狀，而非較長地延伸之形狀。若如圖6(a)所示，凸部為圓錐狀，則以與高度方向(z軸方向)平行之面切斷所得之凸部之剖面形狀成為大致三角形。於該情形時，以與z軸垂直之面切斷所得之凸部之剖面面積S(z)與z²成正比。如上所述，折射率n(z)與凸部之剖面面積S(z)成正比，因此折射率n(z)與z²成正比。因此，折射率n(z)係如圖6(b)所表示。於圖6(b)之曲線圖中，與圖4(b)相比，於凸部之底部附近(z=D附近，D係指凹凸深度)折射率急遽地變化。因此，於凸部之底部附近無法獲得充分之抗反射效果。另一方面，於如圖7(a)所示，以與凸部之高度方向(z軸方向)平行之面切斷所得之凸部之外形為拋物線狀的情形時，以與z軸垂直之面切斷所得之凸部之剖面面積S(z)與z成正比。因此，折射率n(z)亦與z成正比。因此，折射率n(z)係如圖7(b)所表示。於該情形時，折射率與凸部之高度方向之座標成正比地連續變化，因此獲得較高之抗反射效果。即，於以往之蛾眼構造之情形時，就抗反射效果之觀點而言，與圖6(a)所示之形狀之凸部相比，圖7(a)所示之形狀之凸部更佳。

凹凸表面80之凹凸之縱橫比D/d可為0.4~2之範圍內。再者，「凹凸之縱橫比D/d」係指凹凸表面80之凹凸深度D與凹凸間距d之比。藉由凹凸之縱橫比D/d為0.4以上，抗反射構件100具有較低之反射率。藉由凹凸之縱橫比D/d為2以下，抗反射構件100具有較高之耐磨性。

[抗反射構件之製造方法]

一面參照圖8(a)~(g)，一面對抗反射構件100之製造方法之一例進行說明。抗反射構件100之製造方法主要具有製作模具之步驟、及製作抗反射構件之步驟。

(1)模具之製作

首先，製備至少由第1及第2聚合物鏈段所構成之嵌段共聚物溶液(溶液製備步驟)，如圖8(a)所示，將嵌段共聚物溶液塗佈於帶有氧化膜3之矽基板1，形成嵌段共聚物膜5(塗佈步驟)。繼而，如圖8(b)所示，使嵌段共聚物膜5中之嵌段共聚物於第1聚合物鏈段5a及第2聚合物鏈段5b中相分離(相分離步驟)。嵌段共聚物溶液之製備、塗佈、及相分離可使用WO2013/161454號中記載之材料及方法進行。尤其，於相分離步驟中，可藉由WO2013/161454號中記載之溶劑環境下之嵌段共聚物之自組織(self-organization)而使嵌段共聚物相分離。藉由相分離步驟形成之微相分離構造可為垂直層狀構造。

如圖8(c)所示，藉由蝕刻而選擇去除第1聚合物鏈段5a及第2聚合物鏈段5b之一者(第2聚合物鏈段5b)(第1蝕刻步驟)。作為蝕刻法，可使用紫外線蝕刻法等WO2012/096368號中記載之方法。其次，如圖8(d)所示，將第1及第2聚合物鏈段5a、5b之另一者(第1聚合物鏈段5a)作為遮罩對氧化膜3進行蝕刻(第2蝕刻步驟)，進而，如圖8(e)所示，將氧化膜3作為遮罩，將矽基板1蝕刻為錐形狀(第3蝕刻步驟)。於第2蝕刻步驟及第3蝕刻步驟中，蝕刻可藉由乾式蝕刻法進行。藉由以上處理而於矽基板1之表面形成凹凸，從而獲得模具2。再者，形成於矽基板1之表面之凹凸之錐形狀可由第3蝕刻步驟中之氧化膜3與矽基板1之蝕刻速率之比進行控制。因此，可形成具有任意之剖面形狀之凹凸之模具2。

(2)抗反射構件之製作

將模具2之凹凸轉印至樹脂層51(轉印步驟)。具體而言，將硬化性樹脂塗佈於基材40上，形成樹脂層51，如圖8(f)所示，將模具2按壓於樹脂層51，繼而，藉由紫外線照射、加熱等使樹脂層51硬化，其後，如圖8(g)所示，將模具2自樹脂層51剝離。藉此，獲得於基材40上形成有凹凸構造層50之抗反射構件100。

再者，亦可藉由在基材40上代替硬化性樹脂而塗佈無機材料之前驅物之溶液，從而代替樹脂層51而形成無機材料層。作為無機材料之前驅物，例如可使用WO2016/056277號中記載之Si、Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等之烷氧化物(金屬烷氧化物)、聚矽氮烷等。

又，亦可藉由將凹凸構造層50用作第2模具，將凹凸構造層50之凹凸轉印於另一材料而製作抗反射構件。

於上述製造方法中，由於使用利用嵌段共聚物之自組織而製作之模具2，故而與利用光微影法等製作模具之情形相比，不會限制凹凸表面之面積。因此，可容易地製造大面積之抗反射構件100。

又，於上述製造方法中，由於藉由將氧化膜3作為遮罩對矽基板1進行蝕刻而形成模具2之凹凸，故而模具2之凹凸深度可由蝕刻條件決定。因此，模具2之凹凸深度之不均較小。抗反射構件100之凹凸係將模具2之凹凸反轉而成者，故而抗反射構件100之凹凸深度之不均亦較小。

[實施例]

以下，利用實施例及比較例對本發明之抗反射構件進行具體說明，但本發明並不限定於該等，可於申請專利範圍中記載之技術性思想之範圍內適當進行改變。

<數值計算1>

藉由模擬求出具有凹凸表面之構件之波長400~800nm中之反射率。將凹凸深度D設為250nm，將凹凸間距P設為180nm，將以與凸部之延伸方向垂直之面切斷所得之剖面之形狀設為表1中記載的形狀。表1中之W1係距底部為0.95D之高度上之凸部的寬度，W2係距底部為0.05D之高度上之凹部之寬度。將波長400nm、600nm、800nm中之反射率、及波長400nm~800nm中之平均反射率示於表1中。

於計算例1-9中，W1及W2滿足0.04P<W1<0.21P、0.79P<W2<0.96P、4.0<W2/W1≦19。計算例10滿足0.04P<W1<0.21P、0.79P<W2<0.96P，但W2/W1=4.0，因此不滿足4.0<W2/W1≦19。計算例11、12不滿足0.04P<W1<0.21P、0.79P<W2<0.96P、4.0<W2/W1≦19之任一者。計算例13不滿足0.04P<W1<0.21P、0.79P<W2<0.96P而滿足4.0<W2/W1≦19。

於計算例1-9中，於400nm、600nm、800nm之任一波長中，反射率均為0.4%以下，400nm~800nm中之平均反射率未達0.4%。於計算例10-13中，於波長400nm及/或600nm中成為超過0.4%之較高之反射率，平均反射率為0.4%以上。因此，若W1及W2滿足0.04P<W1<0.21P、0.79P<W2<0.96P及4.0<W2/W1≦19，則達成未達0.4%之較低之平均反射率，並且於400nm、600nm、800nm之任一波長中均達成0.4%以下之較低之反射率，表示獲得較高之抗反射效果。

<數值計算2>

藉由模擬求出具有凹凸表面之構件之波長400~800nm中之穿透率。以與形成於凹凸表面之凸部之延伸方向垂直之面切斷所得之剖面的形狀設為底邊120~240nm、高度100~300nm之等腰三角形。又，凹凸表面之凹凸間距與凸部之剖面形狀之底邊相等，設為120~240nm。

於圖9(a)中示出凹凸間距(凸部之剖面形狀之底邊)為160nm之情形時之穿透率，於圖9(b)中示出凹凸間距為200nm之情形時之穿透率。圖9(a)、(b)中之圖例表示凸部高度(凹凸深度)。

如圖9(a)、(b)所示，於凹凸間距為160nm與200nm之任一情形時，凹凸深度為200nm以上，波長400nm、600nm及800nm中之穿透率成為98.5%以上。又，凹凸深度為250nm以上，波長400nm、600nm及800nm中之穿透率成為99.6%以上。120~240nm之範圍內之任一凹凸間距均呈現相同之傾向。

<實施例1>

準備由聚苯乙烯(以下，適當簡稱為「PS」)及聚甲基丙烯酸甲酯(以下，適當簡稱為「PMMA」)所構成且於末端具有羥基之無規共聚物(Polymer Source公司製造)。使無規共聚物溶解於甲苯，獲得無規共聚物溶液。

又，準備如下所述之由PS與PMMA所構成之嵌段共聚物(Polymer Source公司製造)。使該嵌段共聚物溶解於甲苯，獲得嵌段共聚物溶液。

嵌段共聚物之Mn=1,010,000、PS鏈段與PMMA鏈段之體積比(PS：PMMA)=53.9：46.1、分子量分佈(Mw/Mn)=1.18。

嵌段共聚物中之PS鏈段與PMMA鏈段之體積比(PS鏈段：PMMA鏈段)係以聚苯乙烯之密度為1.05g/cm³，聚甲基丙烯酸甲酯之密度為1.19g/cm³而算出。聚合物鏈段或聚合物之數量平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw)係使用凝膠滲透層析儀(東曹(股)製造、型號「GPC-8020」且將TSK-GEL SuperH1000、SuperH2000、SuperH3000及SuperH4000串聯連接而成者)進行測定。

將無規共聚物溶液旋轉塗鑄於帶有氧化膜之Si晶圓上，並於真空下加熱2天至170度。其後，於甲苯中將Si晶圓進行超音波洗淨，並將Si晶圓乾燥。將嵌段共聚物溶液旋轉塗鑄於Si晶圓，利用加熱板進行乾燥。藉此，於Si晶圓上形成嵌段共聚物膜。

繼而，將形成有嵌段共聚物膜之Si晶圓放置於培養皿中，將該培養皿設置於充滿四氫呋喃(THF)液之帶有玻璃窗之密閉容器內。一面利用干涉式膜厚計通過玻璃窗測定嵌段共聚物膜之厚度，一面以嵌段共聚物膜之厚度保持固定之方式使氮氣於密閉容器內流通。如此，一面將嵌段共聚物膜之膨潤度控制為固定，一面實施溶劑退火處理。

於自上述密閉容器將形成有嵌段共聚物膜之Si晶圓取出之後，對嵌段共聚物膜照射紫外線，選擇性地將PMMA切斷，藉由將Si晶圓浸漬於丙酮而溶解PMMA。由PS構成之凸部及去除PMMA而形成之凹部均具有沿不規則之方向彎曲延伸之細長的形狀。

其次，將PS作為遮罩進行氧化膜之乾式蝕刻。藉此，與PS之平面形狀對應之平面形狀之氧化膜殘留於Si晶圓上。

繼而，將氧化膜作為遮罩進行Si晶圓之乾式蝕刻。藉此，於Si晶圓之表面形成凹凸。凹凸之平均間距為180nm，深度(高度)為300nm，剖面為鋸齒狀(凸部之寬度自底部朝向頂部變小之形狀)。

藉由OPTOOL(大金工業公司製造)對該Si晶圓之表面進行脫模處理。其後，將第1樹脂(含氟丙烯酸系UV硬化樹脂)滴鑄(drop cast)於Si晶圓上，利用Si晶圓與PET膜(東洋紡公司製造、COSMOSHINE A4300)夾入第1樹脂。對第1樹脂照射UV光使其硬化。其後，將第1樹脂自Si晶圓剝離。藉此，於第1樹脂之表面形成將Si晶圓之凹凸反轉而成之凹凸。

其次，於100mm見方、厚度0.8mm之正方形之玻璃基板上塗佈第2樹脂(含氟丙烯酸系UV硬化樹脂)，一面將第1樹脂之凹凸表面壓抵於第2樹脂，一面藉由照射紫外線而使第2樹脂硬化。其後，將第1樹脂自第2樹脂剝離。藉此，於第2樹脂之表面形成將第1樹脂之凹凸反轉而成之凹凸。以如上之方式製作由玻璃基板及以第2樹脂構成之凹凸構造層所構成之抗反射構件。

<實施例2>

製備氧化矽之前驅物溶液(溶膠)，並將其塗佈於玻璃基板表面，形成前驅物溶液膜。將以與實施例1相同之方式製作所得之第1樹脂之凹凸表面壓抵於該前驅物溶液膜。其後，利用加熱板將前驅物溶液膜加熱，使前驅物溶液膜硬化，形成氧化矽。其後，將第1樹脂自氧化矽剝離。藉此，於氧化矽之表面形成將第1樹脂之凹凸反轉而成之凹凸。以如上之方式製作由玻璃基板及以氧化矽組成之凹凸構造層所構成之抗反射構件。

<實施例3>

除了使前驅物溶液膜硬化形成氧化矽時之加熱條件以外，以與實施例2相同之方式製作抗反射構件。

<實施例4>

變更嵌段共聚物膜之溶劑退火處理之時間及膨潤度，除此以外，以與實施例3相同之方式製作抗反射構件。

<比較例1>

準備具有將高度350nm之圓錐狀之凸部以290nm間距呈正三角格子配置之凹凸表面的原始型。將第1樹脂滴鑄於該原始型，由模具與PET膜夾入第1樹脂。對第1樹脂照射UV光使其硬化。其後，將第1樹脂自原始型剝離。藉此，於第1樹脂之表面形成將原始型之凹凸反轉而成之凹凸。

繼而，以與實施例2相同之方式於玻璃基板上形成前驅物溶液膜。於將第1樹脂之凹凸表面壓抵於前驅物溶液膜之後，利用加熱板將前驅物溶液膜加熱，使前驅物溶液硬化，形成氧化矽。其後，將第1樹脂自氧化矽剝離。藉此，於氧化矽之表面形成將第1樹脂之凹凸反轉而成之凹凸。以如上之方式製作由玻璃基板及以氧化矽組成之凹凸構造層所構成之抗反射構件。

(1)凹凸形狀之測定

藉由聚焦離子束(FIB)自實施例1-4之抗反射構件之中央部切取薄片，利用STEM觀察凹凸構造層之剖面形狀。實施例1-4之抗反射構件均為凸部之寬度自底部朝向頂部變小。對比較例1之抗反射構件亦同樣地進行觀察，結果觀察到圓錐形狀之凸部。關於實施例1-4及比較例1，將自剖面STEM圖像求出之凹凸表面之凹凸之平均間距及平均深度、以及凸部之縱橫比示於表2。

求出實施例3、4之抗反射構件之凹凸深度D之不均。凹凸深度D之不均係藉由如下方式求出，即，自剖面STEM圖像測量10處之凹凸深度D，求出凹凸深度D之平均值及標準偏差，標準偏差除以平均值。將凹凸深度D之不均示於表2中。凹凸深度D之不均均為5%以下。

對實施例3、4之抗反射構件之凹凸表面進行平面SEM觀察。自平面SEM圖像切取一邊為40μm之正方形之區域。使用圖像處理解析軟體(ImageJ)將切取之圖像二值化。進而，使用圖像處理解析軟體，分別求出不與圖像之外周接觸之白色部(凸部)之周長。繼而，計算凹凸之平均間距的7倍以下之周長之合計(即，具有凹凸之平均間距的7倍以下之周長的凸部之周長之合計)P_B與所有周長之合計(即，凸部之周長之合計)P_A的比P_B/P_A。將計算結果示於表2中。

實施例3之抗反射構件之P_B/P_A為10%以下，延伸長度較長之凸部之比率較大。另一方面，實施例4之抗反射構件之P_B/P_A超過10%，延伸長度較短之凸部之比率相對較大。

(2)反射率之測定

將實施例1-4及比較例1之抗反射構件切取10cm見方，將染黑噴霧劑塗佈於玻璃基板之背面(形成有凹凸構造層之面之相反面)並使其乾燥。使用分光光度計(Hitachi-hitec-science製造之U4100)，於波長400nm~780nm之範圍測定凹凸構造層之表面之入射角5°的反射率。按照JIS Z 8722對所測得之反射率進行可見度修正，將平均值設為平均反射率R₁示於表3。

實施例1-4及比較例1之抗反射構件均具有充分低之平均反射率R₁。

(3)耐磨性之評價

將Alpha 10(TexWipe公司製造)安裝於表面性測定機(新東科學股份有限公司製造、Tribogear TYPE：38)之平面壓頭(Φ12mm)，摩擦實施例2、3及比較例1之抗反射構件之凹凸表面。摩擦係於以下之條件下進行。移動速度=1800mm/分鐘、移動距離=25.0mm、負荷150g、往返次數=5次。摩擦後，測定抗反射構件之入射角5。之反射率，進行可見度修正求出平均反射率R₂。將平均反射率R₂之值及R₂/R₁之值示於表3。又，藉由目視調查摩擦後之抗反射構件之有無損傷。將結果示於表3。

比較例1之R₂/R₁為1.1，反射率因摩擦而變化。又，利用目視，於表面確認出損傷。認為原因在於：比較例1之抗反射構件的凹凸表面之機械強度(耐磨性)較低，因摩擦導致凹凸形狀崩塌。另一方面，實施例2之R₂/R₁為1.0，反射率不因摩擦而變化。目視亦未確認出損傷。認為原因在於：實施例2之抗反射構件的凹凸表面之機械強度(耐磨性)較高，即便摩擦凹凸形狀亦幾乎不變化。

(4)霧度之評價

利用測霧計(日本電色工業製造、NDH 7000SP、JIS K7136)對實施例3、4之抗反射構件之霧度進行測定。將結果示於表3。

實施例3之抗反射構件之霧度為0.45%。另一方面，實施例4之抗反射構件之霧度為0.85%，為相對較高之值。認為原因在於：實施例3之抗反射構件之P_B/P_A為10%以下，延伸長度較長之凸部之比率較大，與此相對，實施例4之抗反射構件之P_B/P_A超過10%，延伸長度較短之凸部之比率相對較大。

[產業上之可利用性]

本發明之抗反射構件由於抗反射效果及耐磨性較高，故而可用於例如顯示器、建築物之窗玻璃及其他建材用之玻璃、用以貼附於該等物品表面之膜等各種用途。

Claims

一種抗反射構件，其具有由凸部及凹部劃分之凹凸表面，且藉由對上述凹凸表面之觀察圖像實施二維高速傅立葉變換處理所得之傅立葉變換圖像，呈現以波數之絕對值為0μm ^-1之原點作為大致中心之圓形或圓環狀的花樣，上述凸部及上述凹部於俯視下沿無規之方向延伸，於以與上述凸部之延伸方向垂直之面切斷所得之上述凸部的剖面中，上述凸部之寬度自上述凸部之底部朝向頂部變小，距上述底部為0.95D(D為上述凸部之高度)之高度上之上述凸部之寬度W1與距上述底部為0.05D之高度上之上述凸部的寬度W2滿足0.04P<W1<0.21P、0.79P<W2<0.96P及4.0<W2/W1≦19(P為上述凹凸表面之凹凸之平均間距)。
如請求項1所述之抗反射構件，其中，上述凹凸表面之凹凸之平均深度為200~300nm之範圍內。
如請求項1或2所述之抗反射構件，其中，上述凹凸表面係由多個凸部及包圍上述多個凸部之各者的凹部劃分，且上述多個凸部中之具有上述凹凸表面之凹凸之平均間距的7倍以下之周長的凸部之周長之合計為上述多個凸部周長之合計的10%以下。
如請求項1或2所述之抗反射構件，其中，上述凹凸表面係由多個凹部及包圍上述多個凹部之各者之凸部劃分，且上述多個凹部中之具有上述凹凸表面之凹凸之平均間距的7倍以下之周長的凹部之周長之合計為上述多個凹部之周長之合計的10%以下。
如請求項1或2所述之抗反射構件，其中，上述凹凸表面之凹凸之平均間距為150~250nm之範圍內。
一種抗反射構件，其具有由凸部及凹部劃分之凹凸表面，且藉由對上述凹凸表面之觀察圖像實施二維高速傅立葉變換處理所得之傅立葉變換圖像，呈現以波數之絕對值為0μm ^-1之原點作為大致中心之圓形或圓環狀的花樣，上述凸部之寬度自上述凸部之底部朝向頂部變小，上述凹凸表面之凹凸之平均間距為150~250nm之範圍內，上述凹凸表面之凹凸之平均深度為90~300nm之範圍內，上述凸部之縱橫比為0.4~2之範圍內。
如請求項6所述之抗反射構件，其中，上述凸部之縱橫比為0.8~2之範圍內。