[發明專利]防反射膜和具備防反射膜的光學元件、壓模和壓模的制造方法以及防反射膜的制造方法

有效

• 申請號: 200980114355.0
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN102016651A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 林秀和;田口登喜生;藤井曉義;山田信明
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G02B1/11
• 分類號: G02B1/11;B32B3/10;B32B7/02
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

技術領域

本發明涉及防反射膜和具備防反射膜的光學元件(包含顯示元件)。另外，本發明涉及壓模(也稱為“金屬模”或者“鑄模”。)、壓模的制造方法以及防反射膜的制造方法。

背景技術

對電視機、便攜式電話等所用的顯示裝置、照相機鏡頭等光學元件通常為了減低表面反射、提高光透射量會實施防反射技術。例如，在光射入空氣與玻璃之間的界面的情況那樣，光通過折射率不同的介質的界面的情況下，菲涅耳反射等會造成光透射量降低、視覺識別性下降。

近幾年，作為防反射技術，在基板表面形成將凹凸周期控制到可見光(λ＝380nm～780nm)的波長以下的細微凹凸圖案的方法受到關注(參照專利文獻1～3)。構成體現防反射功能的凹凸圖案的凸部的二維大小為10nm以上500nm不到。

該方法利用了所謂的蛾眼(Motheye：蛾的眼睛)構造的原理，通過使對射入到基板的光的折射率沿著凹凸深度方向從入射介質的折射率連續變化到基板的折射率，抑制想要防止反射的波段的反射。

蛾眼構造除了能夠在大波段發揮入射角依賴性小的防反射作用之外，還具有能夠應用于多種材料、能夠在基板上直接形成凹凸圖案等優點。其結果，能夠以低成本提供高性能的防反射膜(或者防反射表面)。

作為蛾眼構造的制造方法，利用通過對鋁進行陽極氧化而得到的陽極氧化多孔鋁的方法受到關注(專利文獻2和3、非專利文獻1)。

在此，簡單說明通過對鋁進行陽極氧化而得到的陽極氧化多孔鋁。以往，利用陽極氧化的多孔質構造體的制造方法作為能夠形成規則正確排列的納米級別的圓柱狀細孔(凹部)的簡易方法而受到關注。將基材浸泡在硫酸、草酸或者磷酸等酸性電解液或者堿性電解液中，將其作為陽極施加電壓，此時在基材的表面氧化和溶解同時進行，能夠在其表面形成具有細孔的氧化膜。該圓柱狀細孔相對于氧化膜垂直取向，在一定條件下(電壓、電解液的種類、溫度等)顯現出自我組織的規則性，因此可期待在各種功能材料中的應用。

如圖11示意性地所示，陽極氧化多孔氧化鋁層40包括具有細孔42和阻擋層44的一定尺寸的單元46。在特定條件下制作出的多孔氧化鋁層40從與膜面垂直的方向看時單元46的形狀是示意性的大致正六邊形。單元46從與膜面垂直的方向看時具有二維地最高密度地填充的排列。各個單元46在其中央具有細孔42，細孔42的排列具有周期性。在此，細孔42的排列具有周期性是指從與膜面垂直的方向看時從某個細孔的幾何學重心(下面只稱為“重心”。)到與該細孔相鄰的全部細孔各自的重心的向量的總和(向量和)是零。在如圖11所示的例子中，從某個細孔42的重心到相鄰的6個細孔42各自的重心的6個向量具有相同的長度，其方向相互均存在60度的不同，因此這些向量的總和是零。可以得出如下判斷：在實際的多孔氧化鋁層中，若上述向量總和的長度是最短向量的長度的5％不到則具有周期性。

多孔氧化鋁層40是通過對鋁的表面進行陽極氧化而形成的，因此其形成在鋁層48上。單元46是局部的被膜溶解和成長的結果形成的，在稱為阻擋層44的細孔底部被膜的溶解和成長同時進行。已知：此時，單元46的尺寸即相鄰的細孔42的間隔相當于阻擋層44厚度的大致兩倍，與陽極氧化時的電壓大致成比例。另外，已知：細孔42的直徑雖然依賴于電解液的種類、濃度、溫度等，但通常是單元46的尺寸(從與膜面垂直方向看時單元46的最長對角線的長度)的1/3程度。這種多孔氧化鋁的細孔42在特定條件下形成具有高規則性(具有周期性)的排列，另外根據條件的不同而具有某種程度規則性的混亂排列或者不規則(不具有周期性)的排列。

在專利文獻2中公開了利用在表面具有氧化鋁陽極氧化膜的壓模以轉印法形成防反射膜(防反射表面)的方法。

另外，最近在非專利文獻1中公開了通過重復鋁的陽極氧化和口徑擴大處理來制作具有各種形狀的陽極氧化鋁的方法。另外，根據非專利文獻1，將形成有倒吊鐘型錐狀細孔的氧化鋁作為鑄模并利用PMMA來制作具有蛾眼構造的防反射膜。該防反射膜的反射率為約1％以下。非專利文獻1所述的形成在氧化鋁層中的凹部的側面是平滑(連續性)的而且是線性的。

本申請人在專利文獻3中公開了：通過利用細微凹部具有臺階狀的側面的氧化鋁層來形成防反射膜，與利用非專利文獻1所述的氧化鋁層的情況相比，能夠難以引起光反射(零次衍射)。另外，公開了細微凹部具有臺階狀的側面的壓模具有如下特征：相比于非專利文獻1所述的壓模，比表面積要大，因此能夠得到強的表面處理的效果。例如，通過對壓模的表面實施脫模處理提高了轉印性。另外，通過對防反射膜的表面實施防水、防油處理(例如氟處理)能夠得到防污效果。