專利名稱：防反射膜、導(dǎo)光材、照明裝置和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在照明液晶顯示單元等的照明裝置中使用的防反射結(jié)構(gòu)以及具有此結(jié)構(gòu)的防反射膜、導(dǎo)光材、照明裝置和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
以前，具有防反射膜的導(dǎo)光板、以及將這種導(dǎo)光板利用在前射光(frontlight)的液晶顯示裝置是公知的。由于具有此防反射膜，所以就防止了外部光和在液晶顯示單元的表面設(shè)置的照明裝置的照明光在到達(dá)液晶顯示單元之前被反射，使上述外部光和照明光高效地入射到液晶顯示單元，大大地有利于提高液晶顯示裝置的可視性。作為這種防反射結(jié)構(gòu)的一個例子，例如，已知有在表面上形成了稱為AR(Anti-Reflective)柵格的多個微細(xì)的角錐狀凸起的防反射膜，通過此AR柵格，就能夠防止外部光和照明光在入射到液晶顯示單元之前被反射。(例如，參照專利文獻(xiàn)1。)專利文獻(xiàn)1日本特開2003-279705號公報現(xiàn)有的防反射結(jié)構(gòu)是在表面上形成微細(xì)的角錐狀凸起，但是，正在研究通過不同于此的途徑、把優(yōu)良的防止反射效果作為目標(biāo)的新型防反射結(jié)構(gòu)。期望具有根據(jù)用途具有更適合的防止反射功能的防反射結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述事實(shí)而實(shí)施了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種防止反射外部光和照明光且可大大提高靠外部光和照明光顯示的顯示部分的可視性的防反射結(jié)構(gòu)，以及具有此結(jié)構(gòu)的防反射膜、導(dǎo)光材和液晶顯示裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種防反射結(jié)構(gòu)，包括多個微細(xì)孔，沿第一面具有開口，并且朝著與上述第一面相反的第二面具有底面，自上述開口向上述底面延伸；以及凸部，在鄰接的微細(xì)的孔之間，設(shè)置在上述第一面?zhèn)?；上述開口沿上述第一面排列成交錯狀；上述孔的內(nèi)壁面形成從包含連接上述孔內(nèi)的最深點(diǎn)和與該孔鄰接的凸部的頂點(diǎn)的直線的斜面、向上述第二面?zhèn)劝枷莸男螤睢?br> 根據(jù)這種防反射結(jié)構(gòu)，通過多個微細(xì)孔可緩和結(jié)構(gòu)構(gòu)件和空氣界面的不連續(xù)性，能夠有效地防止在固定方向上產(chǎn)生反射光。此外，這種防反射結(jié)構(gòu)由于是在第一面僅形成微細(xì)孔的結(jié)構(gòu)，所以能夠有效地且低成本地制造防反射結(jié)構(gòu)。此外，由于本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)由在第一面設(shè)置的多個孔構(gòu)成，沒有自第一面向外側(cè)突出的部分等，所以就避免了因?qū)π纬闪朔婪瓷浣Y(jié)構(gòu)的區(qū)域施加按壓力而使防反射能力下降的可能性，易于操作。
此外，若上述開口排列成交錯狀，則能夠在上述第一面上形成最緊密的孔。若提高孔的形成密度，就會大大地有利于提高防反射能力。
此外，由于上述孔的內(nèi)壁面為自包含連接上述孔內(nèi)的最深點(diǎn)和與該孔鄰接的凸部的頂點(diǎn)的直線的斜面向上述第二面?zhèn)劝枷莸男螤?，所以可見度高，可提高波長550nm附近的光的反射率的降低效率，此外，可使反射率的絕對值下降，可提高防止反射的效果。此外，將本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)配備在在液晶顯示單元的觀察側(cè)設(shè)置的照明裝置的導(dǎo)光材上的情況下，由于外部光和照明光通過設(shè)置在導(dǎo)光材的防反射結(jié)構(gòu)部分發(fā)射到空氣層，所以通過使上述孔的內(nèi)壁面成為自包含上述直線的斜面向第二面的側(cè)面凹陷的形狀，就能夠提高對比度。
優(yōu)選上述孔的形成間距設(shè)為小于等于250nm，就能夠防止通過此防反射結(jié)構(gòu)的光從第一面出射到外部時光在傾斜方向泄漏，能夠提高從第一面的側(cè)面上出射的光的亮度。在設(shè)置在液晶顯示單元的觀察側(cè)的照明裝置的導(dǎo)光材中配備將孔的形成間隔按上述范圍設(shè)定的防反射結(jié)構(gòu)的情況下，能夠減少從傾斜方向觀察液晶顯示裝置時的顯示著色。
優(yōu)選上述孔的深度為大于等于130nm且小于等于230nm以下，在液晶顯示單元的觀察側(cè)設(shè)置的照明裝置的導(dǎo)光材中配備此防反射結(jié)構(gòu)的情況(如前射光那樣在導(dǎo)光材中進(jìn)行導(dǎo)光，使光自設(shè)置在此導(dǎo)光材的一個面?zhèn)鹊姆婪瓷浣Y(jié)構(gòu)向外部(空氣層)前進(jìn)的情況)下，就能夠?qū)⒎瓷渎首钚≈档牟ㄩL設(shè)為500nm～650nm的范圍，能夠增大可見度高的波長550nm附近的光的反射率下降的效果。此外，在使透過光對稱的情況下(使從第一面或第二面入射的光由第二面或第一面出射的情況)，優(yōu)選上述孔的深度為大于等于130nm且小于等于200nm，就能夠?qū)⒎瓷渎首钚≈档牟ㄩL設(shè)為550±50nm的范圍，能夠增大可見度高的波長550nm附近的光的反射率下降的效果。
此外，上述凸部的頂部具有二次曲面，優(yōu)選該曲面的曲率半徑為小于等于30nm。由于按二次曲面形成上述凸部的頂部的形狀而沒構(gòu)成平面，使入射的光不按一方向強(qiáng)反射，能夠大大提高防反射結(jié)構(gòu)的防反射能力。通過將上述頂部的二次曲面的曲率半徑設(shè)為上述范圍，就能夠降低反射率的絕對值，能夠提高防止反射效果。
此外，優(yōu)選將上述孔的底面的形狀構(gòu)成二次曲面。由于按二次曲面形成底面的形狀而沒構(gòu)成平面，使入射的光不按一方向強(qiáng)反射，能夠大大提高防反射結(jié)構(gòu)的防反射能力。
此外，若使用在膜的表面或背面的至少一面上具有上述任意結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的防反射膜，則僅靠在各種導(dǎo)光材和顯示裝置的表面粘貼這種防反射膜，就能夠容易地對導(dǎo)光材和顯示裝置賦予防反射性。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種導(dǎo)光材，其特征在于，具有上述任意結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)，以及由沿該防反射結(jié)構(gòu)的上述第二面形成的多個微細(xì)溝槽而構(gòu)成的反射結(jié)構(gòu)。
根據(jù)此導(dǎo)光材，通過多個微細(xì)孔緩和了折射率的不連續(xù)，就能夠有效地防止以固定方向產(chǎn)生反射光。此外，通過在導(dǎo)光材中整體形成反射面和防反射結(jié)構(gòu)，就能夠減少適用于前射光等時結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
若將上述導(dǎo)光材應(yīng)用于照明裝置中，就能夠?qū)崿F(xiàn)防止表面反射的照明裝置。此外，也可由此照明裝置和液晶顯示單元來構(gòu)成液晶顯示裝置。若將這種照明裝置應(yīng)用于液晶顯示裝置中，就能夠提供一種可減少表面反射、對比度高、可視性優(yōu)良的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種通過防止反射外部光和照明光、可大大提高靠外部光和照明光顯示的顯示部分的可視性的防反射結(jié)構(gòu)，以及具有此結(jié)構(gòu)的防反射膜、導(dǎo)光材和液晶顯示裝置。


圖1是表示具有適用了本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的照明裝置的液晶顯示裝置的截面圖。
圖2是表示具有本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的防反射膜的放大截面圖。
圖3是表示反射層的放大立體圖。
圖4是表示本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證結(jié)果的曲線圖。
圖5是表示本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證結(jié)果的曲線圖。
圖6是表示本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證結(jié)果的曲線圖。
圖7是表示本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證結(jié)果的曲線圖。
圖8是表示本發(fā)明的防反射膜的孔的深度和反射率最小值的波長的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示具有適用本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的照明裝置的液晶顯示裝置的一個實(shí)施方式的截面圖。此方式的液晶顯示裝置10具有反射型液晶顯示單元11和配置在其前表面(上表面)上的前射光(照明裝置)12。
前射光12是本發(fā)明的照明裝置的一個實(shí)施方式，如圖1所示，具有導(dǎo)光板(導(dǎo)光材)13及光源14。導(dǎo)光板(導(dǎo)光材)13，例如是由丙烯酸類樹脂或聚碳酸酯類樹脂構(gòu)成的透明的大致平板狀的構(gòu)件。導(dǎo)光板13具有導(dǎo)入光源14的光的入射面13a、從外部觀察液晶顯示單元11的觀察面13b。在此觀察面13b上形成多個使從光源14導(dǎo)入的光的方向改變的楔形的微細(xì)三角波狀的溝槽15。此外，導(dǎo)光板13的下表面(與液晶顯示裝置10相對置的面)為出射照明光的出光面13c。
在觀察面13b形成的楔形的溝槽15由一對斜面部分形成。溝槽15的一個斜面為緩斜面部分15a、另一個斜面為以比緩斜面部分15a陡的傾斜角度形成的反射面(陡斜面部分)15b。即，在觀察面13b上周期地交替形成緩斜面部分15a和反射面15b。而且，此觀察面13b的形狀不限定于上述形狀，只要能夠?qū)⒆匀肷涿?3a導(dǎo)入并在導(dǎo)光板13內(nèi)部傳輸?shù)墓庀虺龉饷?3c均勻引導(dǎo)，可以是任意形狀。在本實(shí)施方式中，在觀察面13b上形成的多個溝槽15是反射結(jié)構(gòu)。
導(dǎo)光板13的出光面13c上粘貼著形成有本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)28的防反射膜17。
圖2是防反射膜17的放大截面圖。防反射膜17具有由自第一面即基準(zhǔn)面18a向防反射膜17的厚度方向挖掘的多個微細(xì)的孔19構(gòu)成的防反射結(jié)構(gòu)28?？?9具有在基準(zhǔn)面18a露出的開口20a、與開口20a連接的周壁20c、在與上述第一面相反一側(cè)的第二面即粘貼面18b側(cè)形成的底面20b?？?9的內(nèi)壁面20由周壁20c和底面20b構(gòu)成。使粘貼面18b側(cè)在上，將此防反射膜17粘貼在導(dǎo)光板13的出光面13c上。圖2表示的是使粘貼時位于下側(cè)的基準(zhǔn)面18a朝上。
最好是，與連接所有鄰接的開口20a周邊的連接部分(基準(zhǔn)面18a中開口20a以外的部分)相比，開口20a在整個基準(zhǔn)面18a上所占的比例盡可能大。連接部分29的比例越大，反射率就越高。為此，最好是鄰接的微細(xì)孔間的凸部35的頂部35a(前端部)為尖銳的形狀。
此外，為了在防反射膜17上形成盡可能多的孔19，最好是孔19在基準(zhǔn)面18a上以鋸齒狀排列而形成。若孔19以鋸齒狀排列，就能夠在防反射膜17上最密集地形成孔19。
當(dāng)入射防反射膜17的基準(zhǔn)面18a的光在由相對于具有約為波長一半以下間距的形狀連續(xù)的連接部分(或凸部的頂部35a)與空氣形成的上述折射率空間分布為連續(xù)時，就能夠抑制反射光。因此，抑制成為光反射原因的連接部分(或凸部的頂部35a)在基準(zhǔn)面18a中所占比例，來通過提高開口20a的比例，就能夠最大限度地提高防反射膜17的防反射功能。
孔19的內(nèi)壁面20d形成比包含連接孔內(nèi)的最深點(diǎn)d和與該孔19鄰接的凸部35頂點(diǎn)的直線的斜面36(用圖2中的虛線表示)向第二面?zhèn)劝枷莸男螤?。，通過如此使內(nèi)壁面20d成為比斜面36向第二面?zhèn)劝枷莸男螤?，就能夠增大降低可見度高的波長550nm附近的光的反射率的效果，此外，能夠減少反射率的絕對值，能夠提高防止反射的效果，此外，能夠提高液晶顯示裝置的對比度。
凸部35的頂部35a具有二次曲面，優(yōu)選該曲面的曲率半徑為30nm以下，更優(yōu)選為0nm以上、30nm以下，最優(yōu)選為0nm以上、10nm以下。由于以二次曲面形成凸部35的頂部35a的形狀，而沒構(gòu)成平面，所以使入射的光不向一個方向強(qiáng)烈反射，能夠大大提高防反射結(jié)構(gòu)的防反射能力。當(dāng)頂部35a的二次曲面的曲率半徑超過30nm時，反射率的絕對值變大，就降低了防止反射的效果。
優(yōu)選將孔19的底面20b形成為由連續(xù)的曲面構(gòu)成的二次曲面?？?9的底面20b有平面部分時，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件和空氣界面的折射率的不連續(xù)性，因此就會降低防反射功能。由于按二次曲面來形成底面20b，由結(jié)構(gòu)構(gòu)件和空氣形成的折射率空間分布是連續(xù)變化的，所以就能夠減少反射率。此外，優(yōu)選按圓形形成的孔19的開口20a的最大直徑W盡可能小，且為某一固定范圍的尺寸。開口20a的最大直徑W大時會產(chǎn)生反射衍射光，并且會產(chǎn)生著色的反射光。通過使開口20a的最大直徑W變狹窄，就可防止產(chǎn)生反射衍射光、提高防反射功能。此外，開口20a的直徑W大時，有防反射膜17形成時的形狀再現(xiàn)性惡化的可能性，開口20a的直徑2過小時，會擔(dān)心防反射性惡化。
使孔19的形成間距P盡可能小，優(yōu)選減少連接部分。減少成為光反射原因的連接部分，密集地形成孔19，由此就能夠最大限度地提高防反射膜17的防反射功能。
優(yōu)選孔19的形成間距P為250nm以下，更優(yōu)選為大于0nm且小于200nm，最優(yōu)選為大于0nm、150nm以下。當(dāng)孔19的形成間距P超過250nm時，由于衍射光的分光作用，出射光的色調(diào)就容易被看成是著色的，此外，通過防反射結(jié)構(gòu)部分的光自第一面?zhèn)认蛲獠砍錾鋾r，光容易在傾斜方向泄漏，降低了自第一面?zhèn)瘸錾涞墓獾牧炼龋圆贿M(jìn)行優(yōu)選。
如果孔19的深度D設(shè)定為130nm以上且230nm以下，則反射率最小值的波長處于500nm～650nm的范圍，因此優(yōu)選，更優(yōu)選150nm以上且210nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選170nm以上且200nm以下。
雖然優(yōu)選孔19的深度D盡可能深，但如果太深，在形成防反射膜17時孔19的形狀的再現(xiàn)性會變壞。優(yōu)選孔19的底面20b減少平面部分。當(dāng)孔19的深度D小于130nm時，由于降低可見度高的波長550nm附近的光的反射率的效果下降，所以不進(jìn)行優(yōu)選。
將這種結(jié)構(gòu)的防反射膜17的反射率例如抑制在1％以下。也可以使用在內(nèi)面形成有對應(yīng)孔19的凸起的模具，利用射出成型形成防反射膜17。作為防反射膜17的形成材料，例如可以使用透光性良好的硅類樹脂。
再一次參照圖1，與導(dǎo)光板13的入射面13a鄰接地配置光源14。例如，光源14是沿導(dǎo)光板13的入射面13a而設(shè)置的棒狀光源。例如，此光源14在例如棒狀導(dǎo)光體的一個端面或兩個端面上具有白光LED(發(fā)光二極管(LightEmitting Diode))等發(fā)光元件。而且，毫無疑問，也可以使用能夠?qū)⒐鈱?dǎo)入到導(dǎo)光板13的入射面13a的光源14。例如，也可沿導(dǎo)光板13的入射面13a排列多個LED等發(fā)光元件。
構(gòu)成液晶顯示裝置10的液晶顯示單元11，在相對配置的上基板21和下基板22之間夾持有液晶層23。并且，用沿基板21、22的內(nèi)面周邊部按框緣狀設(shè)置的密封材料24來密封液晶層23。在上基板21的內(nèi)面?zhèn)?下基板22側(cè))形成有液晶控制層26。在下基板22的內(nèi)面?zhèn)?上基板21側(cè))形成有包含反射前射光12的照明光和外部光的金屬薄膜的反射層25。在反射層25的表面上，形成有液晶控制層27。
液晶控制層26、27包含驅(qū)動控制液晶層23的電極、和取向膜等構(gòu)成，還包含用于切換上述電極的半導(dǎo)體元件等。此外，也可具有濾色片。
圖1所示的液晶顯示單元11為反射型液晶顯示單元，通過反射層25反射從前射光12入射的照明光或從外部入射的外部光，進(jìn)行顯示。如圖3所示，例如，此反射層25是在表面上形成凹凸形狀的由丙烯酸樹脂等構(gòu)成的有機(jī)膜25a上，形成有反射膜25b的層。優(yōu)選反射膜25b為鋁或銀等高反射率的金屬薄膜。而且，為了在反射膜25b上進(jìn)行表面凹凸形狀的平坦化，優(yōu)選用硅類樹脂等來形成平坦化膜。
作為凹部25c的形狀，也可以使用球面等平滑的曲面、或組合此曲面和平面的形狀等。通過調(diào)整內(nèi)表面的傾斜角和凹部的間距及深度，就能夠符合作為顯示部具有液晶顯示裝置10的電子設(shè)備的設(shè)計而形成具有合適反射特性的反射層。反射層25有利于更有效地反射入射光，由此就能夠進(jìn)行高亮度的顯示。此外，當(dāng)入射光為外部光時，可獲得防止光的正反射、明亮且可視性優(yōu)良的顯示。
以防反射膜為中心，參照圖1來說明以上這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的作用。當(dāng)點(diǎn)亮用于照明液晶顯示單元11的光源14時，將自光源14照射的光從導(dǎo)光板13的入射面13a導(dǎo)入到導(dǎo)光板13內(nèi)。當(dāng)在導(dǎo)光板13內(nèi)傳輸?shù)墓庹丈涞椒瓷涿?5b時，在導(dǎo)光板13內(nèi)傳輸?shù)墓飧淖兞斯饴?，均勻地被?dǎo)向出光面13c。從出光面13c出射的光，從與出光面13c連接的防反射膜17的基準(zhǔn)面18a入射到防反射膜17。防反射膜17如上所述地在基準(zhǔn)面18a上形成多個孔19，在鄰接的孔之間具有在第一面?zhèn)仍O(shè)置的凸部35，孔19的開口20a沿第一面18a以鋸齒狀排列，孔19的內(nèi)壁面20d形成比包含連接孔內(nèi)的最深點(diǎn)d和與該孔19鄰接的凸部頂點(diǎn)的直線的斜面36向上述第二面?zhèn)劝枷莸男螤?，所以，入射到防反射?7的光的大部分不會沒被基準(zhǔn)面18a反射。由于存在具有平滑的二次曲面的孔19，所以入射到防反射膜17的光就不會向固定方向強(qiáng)烈反射。如此，入射到防反射膜17的光就會更有效地入射到液晶顯示單元11。入射到液晶顯示單元11的光由反射層25反射，作為在液晶顯示單元11中顯示的文字和圖像的投影光，從液晶顯示單元11出射。
從液晶顯示單元11出射的光從防反射膜17的基準(zhǔn)面18a側(cè)入射到防反射膜17。入射到防反射膜17的光更有效地被導(dǎo)入到導(dǎo)光板13(參照圖1的箭頭標(biāo)記L)。被防反射膜17的表面再一次反射并返回到液晶顯示單元11的光有可能變得非常少。例如，可以將防反射膜17的反射率抑制在1％以下。觀察者通過導(dǎo)光板13，就能夠觀察到在液晶顯示單元11中顯示的文字和圖像的鮮明且明亮的投影光。
如此，防反射膜17在基準(zhǔn)面18a上形成有多個孔19，由于使連接部分(基準(zhǔn)面18a中的開口20a以外的部分)非常少，因此就能夠使來自液晶顯示單元11的光在表面基本上不反射地透過，就可以大幅度地提高液晶顯示單元11的可視性。此外，即使稍稍減少光源14的光量，通過更有效地照射液晶顯示單元11，還有助于節(jié)約電池。
此外，防反射膜17還具有防止自粘貼面18b側(cè)入射的光反射的效果。即，由于孔19的底面20b成為二次曲面而幾乎不具有平面，對于自此底面20b的內(nèi)側(cè)入射的光，也能夠防止其向一個方向反射。因此，自導(dǎo)光板13入射到防反射膜17的光，就不會被防反射膜17的基準(zhǔn)面18a向防反射膜17的內(nèi)部方向反射，從有效基準(zhǔn)面18a出射，就能夠明亮地照明液晶顯示單元11。
而且，在上述實(shí)施方式中，雖然說明了與導(dǎo)光板(導(dǎo)光材)13分開設(shè)置防反射膜17的情況，但導(dǎo)光材本身也可以帶有防止反射功能，此情況下，例如也可以是如下的防反射結(jié)構(gòu)沿導(dǎo)光板13的出光面13c具有開口，并且，朝著與出光面13c相反的觀察面具有底面，具有自上述開口向上述底面延伸的多個微細(xì)孔和在鄰接的微細(xì)孔之間設(shè)置在上述出光面?zhèn)鹊耐共?，上述開口沿上述出光面13c以鋸齒狀排列，上述孔的內(nèi)壁面形成自包含連接上述孔內(nèi)的最深點(diǎn)和與該孔鄰接的凸部頂點(diǎn)的直線的斜面、向上述觀察面?zhèn)劝枷莸男螤睢４饲闆r下，出光面13c為防反射結(jié)構(gòu)的第一面，觀察面13b為第二面。
(實(shí)施例)本申請人為了確認(rèn)本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的特性而進(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證時，準(zhǔn)備了具有將孔的間距按三個階段變化的三種防反射結(jié)構(gòu)的防反射膜。即，使用防反射膜的孔的形成間距分別為200nm、220nm、250nm而形成的三種防反射膜。防反射膜的材料使用硅類樹脂，孔的排列是鋸齒狀排列。用AFM(原子顯微鏡Atomic Force Microscopy)測量獲得的三種防反射膜的表面形狀，能夠確認(rèn)在基準(zhǔn)面上按間距分別為200nm、220nm、250nm、以鋸齒格子狀均勻地排列形成有孔。
首先，使用上述三種防反射膜，向防反射膜的表面(形成孔的開口的面)照射來自白光LED光源的白色光，對在防反射膜的表面泄漏的光進(jìn)行測量。此泄漏光測量是，將防反射膜的法線方向設(shè)為0°，將自此法線方向向一側(cè)的傾角設(shè)為負(fù)側(cè)，將與此相反側(cè)的傾角設(shè)為正側(cè)，在-50°～50°的范圍內(nèi)移動用于檢測泄漏光的檢測器，以進(jìn)行檢測。圖4的曲線示出了其結(jié)果。圖4的曲線的橫軸代表檢測器的角度，縱軸代表泄漏光的亮度(cd/m2)。
如圖4所示，判明了當(dāng)孔的間距越小時，即使在任何角度，泄漏的光也變少。特別是利用孔的間距為0.20μm的防反射膜，確認(rèn)了即使在泄漏光最強(qiáng)的0°附近，亮度最大為1.50cd/m2左右，能夠獲得優(yōu)良的防反射效果。因此，如果在液晶顯示裝置中適當(dāng)使用孔的形成間距足夠狹窄的防反射膜，表明就能夠獲得對比度高、亮度高的優(yōu)良的顯示品質(zhì)。
接著，驗(yàn)證具有本發(fā)明的防反射結(jié)構(gòu)的防反射膜的孔的孔徑和泄漏色度之間的關(guān)系，為了發(fā)現(xiàn)最佳的孔的孔徑，準(zhǔn)備了將孔的孔徑按三階段改變的三種防反射膜。即，使用了具有孔徑(開口的最大直徑)分別為250nm、300nm、400nm來形成的三種防反射膜。防反射膜的材料使用硅類樹脂，孔的排列形成交錯狀排列。
用AFM測量制作的三種防反射膜的表面形狀，確認(rèn)出在基準(zhǔn)面上按孔徑分別為250nm、300nm、400nm、以交錯格子狀均勻地排列形成孔。此外，作為比較例，還準(zhǔn)備了具有由蒸鍍形成的凹凸面而構(gòu)成的AR柵格的現(xiàn)有防反射膜。
測量時，將帶有上述三種孔徑的孔的防反射膜分別粘貼到透明樹脂制造的導(dǎo)光板上，向這些導(dǎo)光板照射來自白光LED光源的白色光，對在防反射膜的表面的泄漏色度進(jìn)行測量。此外，將具有現(xiàn)有的凹凸面構(gòu)成的AR柵格的防反射膜分別粘貼到透明樹脂制造的導(dǎo)光板上，向此導(dǎo)光板照射來自白光LED光源的白色光，對現(xiàn)有防反射膜的表面中的泄漏色度進(jìn)行測量。
此泄漏光測量是，相對于導(dǎo)光板將法線方向設(shè)為0°，將自此法線方向向一側(cè)的傾角設(shè)為負(fù)側(cè)，將與此相反側(cè)的傾角設(shè)為正側(cè)，在-30°～30°的范圍內(nèi)，移動用于檢測泄漏光的檢測器，以進(jìn)行檢測。圖5的曲線示出了其結(jié)果。此外，相對于導(dǎo)光板將平行方向設(shè)為0°，將自此法線方向向一側(cè)的傾角設(shè)為負(fù)側(cè)，將與此相反側(cè)的傾角設(shè)為正側(cè)，在-30°～30°的范圍內(nèi)，移動用于檢測泄漏光的檢測器，以進(jìn)行檢測。圖6的曲線示出了其結(jié)果。這些圖5、圖6是XY色度圖，曲線中用×標(biāo)記表示的點(diǎn)是C光源(白色)。
如圖5、圖6所示，判明了孔的孔徑(開口的最大直徑)小的防反射膜，其色度的角度依存性小，此外，集中于C光源的附近?？椎目讖綖?.25μm的防反射膜，沒有較大程度地偏離C光源附近而集中，如果在液晶顯示裝置的前射光中適用這種孔的孔徑小的防反射膜，即使從傾斜方向觀察液晶面板，也沒有顯示的著色，表明液晶面板的顯示色的再現(xiàn)性高。此外，孔的形成間距小時，色度的分布也變小，且著色也小，由此可以說是一種色再現(xiàn)性優(yōu)良的防反射膜。
另一方面，判明了孔的孔徑(開口的最大直徑)為300nm、400nm的防反射膜，其色度的角度依存性變大，偏離C光源的程度較大。當(dāng)孔的孔徑為300nm以上時，當(dāng)使用液晶顯示裝置的前射光等的情況下觀察液晶面板時，就會表現(xiàn)出顯示的著色，表明色再現(xiàn)性下降。此外，將現(xiàn)有的具有蒸鍍方法形成的凹凸面而構(gòu)成的AR格子的防反射膜，與具有孔徑為250nm的孔的本發(fā)明的防反射膜比較，判明了其色度的角度依存性大，偏離了C光源。確認(rèn)了與具有現(xiàn)有的AR格子的防反射膜相比，孔的孔徑設(shè)定得較小的本發(fā)明的防反射膜的色再現(xiàn)性優(yōu)良。
此外，本申請人驗(yàn)證了在防反射結(jié)構(gòu)的孔間設(shè)置的凸部的頂部曲率和反射率之間的關(guān)系，為了發(fā)現(xiàn)最佳的頂部曲率，準(zhǔn)備了將頂部曲率按五個階段變化的五種防反射膜。即，使用在孔間設(shè)置的凸部的頂部曲率分別以10nm、18nm、30nm、40nm、50nm形成的五種防反射膜。防反射膜的材料使用硅類樹脂，孔的排列形成交錯狀排列。
使用這些凸部的頂部曲率不同的五種防反射膜，向防反射膜的表面(形成孔的開口的面)照射波長在400～700nm間變化的光，調(diào)查進(jìn)行防反射膜的表面處的反射率測量時的最小值(％)。圖7表示上述五種防反射膜的凸部的頂部曲率和反射率的最小值。
確認(rèn)出可使能夠充分表現(xiàn)防止反射效果值的反射率的最小值為0.3％以下的防反射膜是根據(jù)圖7所示結(jié)果得到的頂部曲率為30nm以下的膜。此外，確認(rèn)出在頂部曲率為10nm的情況下，可以使反射率最小值為0.05％，就能夠較大地提高防止反射效果。
此外，本申請人驗(yàn)證了防反射結(jié)構(gòu)的孔的深度和反射率的關(guān)系，為了發(fā)現(xiàn)最佳的孔深度，準(zhǔn)備了在120nm～230nm的范圍內(nèi)將孔的深度按十三個階段變化的十三種防反射膜。即，使用孔的深度分別為120nm、130nm、147nm、161nm、172nm、185nm、188nm、203nm、210nm、220nm、223nm、230nm、235nm而形成的十三種防反射膜。防反射膜的材料使用硅類樹脂，孔的排列形成交錯狀排列。
使用這些孔深度不同的十三種防反射膜，向防反射膜的表面(形成孔的開口的面)照射波長在400～700nm間變化的光，調(diào)查表示進(jìn)行防反射膜的表面處的反射率測量時的最小值(％)的波長(nm)。圖8表示上述十三種防反射膜的孔深度和反射率最小值的波長。
將防反射膜配備在設(shè)置在液晶顯示單元的觀察側(cè)的照明裝置的導(dǎo)光材上的情況(如前射光那樣在導(dǎo)光材中進(jìn)行導(dǎo)光，使光自設(shè)置在此導(dǎo)光材的一個面?zhèn)鹊姆婪瓷淠は蛲獠?空氣層)前進(jìn)的情況)下，優(yōu)選將反射率最小值的波長設(shè)為600-100nm～600+50nm(即500nm～650nm)，根據(jù)圖8所示的結(jié)果，確認(rèn)出用于實(shí)現(xiàn)這些孔的深度為130nm以上、230nm以下。此外，在使透射光對稱的情況下，優(yōu)選反射率最小值的波長為550±50nm，根據(jù)圖8所示的結(jié)果，確認(rèn)出用于獲得這些孔的深度為130nm以上、200nm以下。
權(quán)利要求
1.一種防反射結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多個微細(xì)孔，沿第一面具有開口，并且朝著與上述第一面相反的第二面具有底面，自上述開口向上述底面延伸；以及凸部，在鄰接的微細(xì)的孔之間，設(shè)置在上述第一面?zhèn)?；上述開口沿上述第一面排列成交錯狀；上述孔的內(nèi)壁面形成從包含連接上述孔內(nèi)的最深點(diǎn)和與該孔鄰接的凸部的頂點(diǎn)的直線的斜面、向上述第二面?zhèn)劝枷莸男螤睢?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防反射結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述孔的形成間距為大于等于200nm且小于等于250nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防反射結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述孔的深度為大于等于130nm且小于等于230nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防反射結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述孔的深度為大于等于130nm且小于等于200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防反射結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述孔的孔徑為小于等于250nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防反射結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述凸部的頂部具有二次曲面，該曲面的曲率半徑為小于等于30nm。
7.一種防反射膜，其特征在于，在其表面或背面的至少一個面上形成有權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的防反射結(jié)構(gòu)。
8.一種導(dǎo)光材，其特征在于，具有權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的防反射結(jié)構(gòu)；以及由沿該防反射結(jié)構(gòu)的上述第二面形成的多個微細(xì)溝槽構(gòu)成的反射結(jié)構(gòu)。
9.一種照明裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求8所述的導(dǎo)光材，以及向上述導(dǎo)光材照射光的光源。
10.一種液晶顯示裝置，其特征在于，在液晶顯示單元的觀察側(cè)設(shè)有權(quán)利要求9所述的照明裝置。
全文摘要
提供一種防反射結(jié)構(gòu)、以及具有此結(jié)構(gòu)的防反射膜、導(dǎo)光材和液晶顯示裝置，通過防止外部光和照明光的反射，可以大大提高用外部光和照明光顯示的顯示部分的可視性。該防反射結(jié)構(gòu)(28)具有多個微細(xì)的孔(19)，沿第一面(18a)具有開口(20a)，并且朝著與第一面(18a)相反的第二面(18b)具有底面(20b)，且自開口(20a)向底面(20b)延伸；以及凸部(35)，在鄰接的微細(xì)孔之間，設(shè)置在上述第一面?zhèn)?；開(20a)沿第一面(18a)排列成交錯狀，孔(19)的內(nèi)壁面(20a)形成自包含連接上述孔內(nèi)的最深點(diǎn)d和與該孔(19)鄰接的凸部(35)頂點(diǎn)的直線的斜面(36)向上述第二面?zhèn)劝枷莸男螤睢?br> 文檔編號G02F1/1335GK1702513SQ20051007435
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者石高良彥, 福田哲也, 大下克彥 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社