WO2016035776A1 - 光学体、表示装置および光学体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1.1.光学体の構造]
まず、図1A~図2を参照して、本発明の一実施形態に係る光学体の構造について説明する。図1Aは、本実施形態に係る光学体1を厚み方向に切断した際の断面形状を模式的に示す断面図である。図1Aに示すように、本実施形態に係る光学体1は、基材11の表面に形成されたマクロ凹凸構造13(第1の凹凸構造に相当する)と、マクロ凹凸構造13に対して重畳されたミクロ凹凸構造14(第2の凹凸構造に相当する)とを有する。
次に、上記にて説明した構造を有する本実施形態に係る光学体1の光学特性について説明する。
[2.1.第1の製造方法]
続いて、図3A~図4を参照して、本実施形態に係る光学体1の第1の製造方法について説明する。図3A~図3Hは、本実施形態に係る光学体1の第1の製造方法の各工程を説明する断面図である。
第1のエッチング条件において、第2レジスト層16のエッチングレートは基材11のエッチングレートよりも遅い。より詳細には、第2レジスト層16のエッチングレートと、基材11のエッチングレートとの比は、1:1.2~1:20であることが好ましい。
また、上記第1のエッチング条件とは逆に、第2レジスト層16のエッチングレートは、基材11のエッチングレートよりも速くなるようにしてもよい。より詳細には、基材11に対する第2レジスト層16のエッチングレート比は、1.5以上であってもよい。
続いて、図5~図8を参照して、本実施形態に係る光学体1の第2の製造方法について説明する。図5は、本実施形態に係る光学体1を製造するための光学体原盤1Aを説明する斜視図である。また、図6は、図5に示す光学体原盤1Aを製造する露光装置の一例を示した説明図であり、図7は、図5に示す光学体原盤1Aを製造するエッチング装置の一例を示した説明図である。さらに、図8は、本実施形態に係る光学体1を製造する転写装置の一例を示した説明図である。
以下では、実施例および比較例を参照しながら、上記実施形態に係る光学体1について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、上記実施形態に係る光学体1およびその製造方法の実施可能性および効果を示すための一条件例であり、本発明の光学体1やその製造方法が以下の実施例に限定されるものではない。
以下の工程により、光学体1を製造した。
まず、円筒形状の石英ガラスからなる原盤基材3の外周面に、タングステン金属酸化物を含む第1レジスト層15を成膜した。次に、図6で示した露光装置2により、レーザ光による熱リソグラフィを行い、第1レジスト層15に六角格子状のドットアレイパターンの潜像15Aを形成した。
実施例1において、第2レジスト層16に対して密着させた粗面フィルムの算術平均粗さRaを0.187μmに変更した以外は、実施例1と同様の方法にて光学体1を製造した。なお、エッチング後の原盤基材3の算術平均粗さRaは、0.385μmであった。
実施例1において、第2レジスト層16に対して密着させた粗面フィルムの算術平均粗さRaを0.606μmに変更し、また、マクロ凹凸構造13を原盤基材3に形成する際のエッチングにて用いたガスをCF4に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて光学体1を製造した。なお、本エッチングにおける第2レジスト層16のエッチングレートと、原盤基材3のエッチングレートとの比は、おおよそ3:1であり、エッチング後の原盤基材3の算術平均粗さRaは、0.271μmであった。
実施例1において、第2レジスト層16に対して密着させた粗面フィルムの算術平均粗さRaを0.12μmに変更した以外は、実施例1と同様の方法にて光学体1を製造した。なお、エッチング後の原盤基材3の算術平均粗さRaは、0.186μmであった。
ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材11に用い、ヘイズ値が7%のAG(Antiglare)層をウェットコーティングによって基材11の片面に積層した。AG層上に、順にSiOx(膜厚3nm)、Nb2O5(膜厚20nm)、SiO2(膜厚35nm)、Nb2O5(膜厚35nm)、SiO2(膜厚100nm)の多層薄膜をスパッタリング法によって成膜し、反射防止層とすることにより、光学体を製造した。
セルローストリアセテート(TAC)フィルムを基材11に用い、ヘイズ値が9%のAGハードコート層をウェットコーティングによって基材11の片面に積層した。次に、フィラーを含み、AGハードコート層上にAGハードコート層よりも屈折率が低い樹脂層をウェットコーティングによって積層し、反射防止層とすることにより、光学体を製造した。
実施例1において、マクロ凹凸構造13が形成される前のミクロ凹凸構造14のみが形成された原盤基材3を光学体原盤1Aとして用いた以外は、実施例1と同様の方法にて光学体1を製造した。
ヘイズ値が約20%のアンチグレア層と、ハードコート層とがポリエチレンテレフタレートフィルム上に積層された市販の防眩フィルム(Daiso製)を購入し、光学体として用いた。
(電子顕微鏡による光学体の観察結果)
まず、図9~図12を参照して、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)および透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)による光学体の構造観察の結果について説明する。
続いて、図13A~図15を参照して、本実施形態に係る光学体の反射防止能の評価結果について説明する。図13Aは、正反射分光測定の光学系を説明する説明図であり、図13Bは、拡散反射分光測定の光学系を説明する説明図である。また、図14は、正反射における分光正反射率の測定結果を示すグラフ図であり、図15は、拡散反射における分光拡散反射率の測定結果を示すグラフ図である。
続いて、本実施形態に係る光学体の透明性の評価結果について説明する。具体的には、実施例1~4および比較例1~4に係る光学体に対して、ヘイズ値および全光線透過率を測定した。ここで、ヘイズ値は、光学体の濁度(曇度)を表す指標であり、値が高いほど光学体の光散乱性が高く、防眩能が高いことを示す。また、全光線透過率は、光学体の透明性を表す指標である。なお、ヘイズ値および全光線透過率の測定には、村上色彩技術研究所製のヘイズメータHM-150を用いた。測定結果を以下の表2に示す。
次に、本実施形態に係る光学体の光沢度の評価結果を説明する。具体的には、実施例1~4および比較例1~4に係る光学体に対して、光沢度を測定した。ここで、光沢度は、光学体の光沢感を表す指標であり、値が高いほど光学体の光散乱性が高く、艶消し度合が強なり、防眩能が高いことを示す。
次に、図16および17を参照して、本実施形態に係る光学体を反射防止フィルムとして使用した場合の評価結果について説明する。具体的には、本実施形態に係る光学体が液晶表示ディスプレイ上に貼付された場合に、外光反射を防止し、液晶表示ディスプレイの視認性を向上させることができるか否かを評価した。
iPodTouch(登録商標)の液晶表示ディスプレイに、屈折率1.5の接着層を介して本発明の実施例2に係る光学体を貼付し、実施例5とした。
実施例5と同様に、iPodTouchの液晶表示ディスプレイに、屈折率1.5の接着層を介して比較例1~4に係る光学体を貼付し、比較例5~8とした。
何も貼付しないiPodTouchの液晶表示ディスプレイを比較例9とした。
11 基材
12 平坦面
13 マクロ凹凸構造
13A 谷部
13B 斜面部
13C 山部
14 ミクロ凹凸構造
141 突起部
141A 谷側突起部
141B 中間突起部
141C 山側突起部
143 底部
Claims (16)
- 基材の表面に形成された第1の凹凸構造と、
前記第1の凹凸構造に重畳された第2の凹凸構造と、
を備え、
前記第1の凹凸構造の凹凸の平均周期は、可視光帯域に属する波長よりも大きく、
前記第2の凹凸構造の凹凸の平均周期は、前記可視光帯域に属する波長以下であり、
前記第2の凹凸構造の突起部は、前記基材の平坦面に対する法線方向に伸長している、光学体。 - 前記第2の凹凸構造の前記突起部は、
前記第1の凹凸構造の山部に形成された山側突起部と、
前記第1の凹凸構造の谷部に形成された谷側突起部と、
前記第1の凹凸構造の前記山部と前記谷部の間の斜面部に形成された中間突起部と、
を含み、
前記中間突起部の高さは、前記山側突起部および前記谷側突起部と異なる、請求項1に記載の光学体。 - 前記光学体の分光正視感反射率は0.3%以下であり、かつ、前記光学体のヘイズ値は5%以上である、請求項1または2に記載の光学体。
- 前記光学体の20°光沢度は4%以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の光学体。
- 前記第2の凹凸構造の前記突起部は、周期的に配列されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の光学体。
- 前記第2の凹凸構造の前記突起部は、六角格子状または矩形格子状に配列されている、請求項5に記載の光学体。
- 前記基材は、樹脂フィルムである、請求項1~6のいずれか一項に記載の光学体。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の光学体を備える、表示装置。
- 基材の表面に凹凸構造の平均周期が可視光帯域に属する波長以下である第2の凹凸構造を形成するステップと、
前記第2の凹凸構造が形成された前記基材の表面に対してレジスト層を形成するステップと、
前記レジスト層の表面に第1の凹凸構造を形成するステップと、
垂直異方性を有するエッチングによって、前記第1の凹凸構造および前記第2の凹凸構造を前記基材の表面に重畳させるステップと、
を含む、光学体の製造方法。 - 前記垂直異方性を有するエッチングにおいて、前記レジスト層のエッチングレートは、前記基材のエッチングレートと異なる、請求項9に記載の光学体の製造方法。
- 前記垂直異方性を有するエッチングにおいて、前記レジスト層のエッチングレートは、前記基材のエッチングレートよりも遅く、前記第2の凹凸構造は、前記基材の平坦面の法線方向に反転されて前記第1の凹凸構造に重畳される、請求項10に記載の光学体の製造方法。
- 前記レジスト層のエッチングレートと、前記基材のエッチングレートとの比は、1:1.2~1:20である、請求項10または11に記載の光学体の製造方法。
- 前記垂直異方性を有するエッチングにて使用されるガスは、炭素原子、フッ素原子および水素原子を含む、請求項10~12のいずれか一項に記載の光学体の製造方法。
- 前記レジスト層の前記基材に対するエッチングレート比は、1.5以上である、請求項10に記載の光学体の製造方法。
- 請求項9~14のいずれか一項に記載された方法により製造された光学体の表面形状を樹脂基材に転写し、前記光学体を複製するステップをさらに含む、光学体の製造方法。
- 請求項9~15のいずれか一項に記載された方法により製造された、光学体。
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