專利名稱：防反射結(jié)構(gòu)、防反射模制體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有防止光反射功能的防反射微型結(jié)構(gòu)；一種包括該防反射微型結(jié)的防反射模制體，適于用作有待安裝在諸如車輛、船或者飛機(jī)等交通工具中的各種儀表、顯示裝置等的不反射面板；以及一種制造防反射模制體的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)室外光或者室內(nèi)照明投射在顯示裝置如液晶顯示器或者CRT顯示器的屏例如家用電視屏上時，屏幕圖像的可視性顯著劣化。
在汽車中，容放各種指示器如速度表或者燃料儀表的顯示裝置設(shè)置在駕駛員座的前部。顯示裝置具有安裝到它前部的儀表前蓋。如果外部風(fēng)景通過前部擋風(fēng)玻璃或者側(cè)部擋風(fēng)玻璃被投射到儀表前蓋上，那么難以讀出顯示裝置上的顯示器。通常，儀表罩設(shè)置在儀表前蓋的上方以便防止外部光投射到蓋上。
作為上述防止光反射的典型防反射模制體，考慮采用由折射率相互不同的多層薄膜所形成的多層防反射膜。
而且，日本專利申請公開No.2002-267815公開了一種具有微型結(jié)構(gòu)的防反射模制體，其中該微型結(jié)構(gòu)的反射率小于多層防反射膜的反射率。
這種防反射模制體是形成為透明產(chǎn)品，在其表面上具有許多細(xì)微凸起部分以在其厚度方向上連續(xù)改變折射率。這些凸起部分由透明材料制成并以不超過光的波長的間距形成。
更加具體地說，防反射模制體在其表面上具有一層許多呈波形或三角形的細(xì)微凸起部分。由于細(xì)微凸起部分的透射材料的百分比在凹凸部層最外區(qū)域處無限地接近0％，因此折射率實(shí)際上等于空氣折射率(1.0)。同時，由于空氣的百分比在凹凸部層的最內(nèi)區(qū)域處無限地接近0％，因此折射率實(shí)際上等于透明材料的折射率。而且，在細(xì)微凸起部分層的中間區(qū)域內(nèi)，折射率隨該區(qū)域處透射材料或者空氣的百分比而在從空氣折射率到透明材料折射率的范圍內(nèi)改變。
防反射模制體因此具有在其厚度方向連續(xù)改變的折射率，這就提供了一種防反射模制體，其防反射功能優(yōu)于由具有不同折射率的疊置薄膜形成并且折射率沿其厚度方向逐步改變的多層防反射膜。

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述防反射模制體中的細(xì)微凸起部分典型地形成為波形、三角形或者梯形。相應(yīng)地，該模制體的折射率沿著厚度方向劇烈改變。其結(jié)果，該防反射模制體不能實(shí)現(xiàn)足夠的防反射效果。
本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)越防反射功能的防反射微型結(jié)構(gòu)、包括該微型結(jié)構(gòu)的防反射模制體及其制造方法，更加具體地說，本發(fā)明提供一種具有該防反射微型結(jié)構(gòu)的汽車部件如儀表前蓋或者擋風(fēng)玻璃。
本發(fā)明的一個方面是防反射微型結(jié)構(gòu)，該防反射微型結(jié)構(gòu)包括以比可見光的波長短的間距布置的凸起部分，每個凸起部分具有由頂點(diǎn)、側(cè)表面和底部限定的錐形形狀，其中，所述側(cè)表面與通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的平面之間的相交線對應(yīng)于由n次線性方程表示的曲線，其中1＜n≤3。
本發(fā)明的另一個方面是制造防反射模制體的方法，該方法包括在模的表面上提供防反射微型結(jié)構(gòu)的反相形狀，所述防反射微型結(jié)構(gòu)包括多個以比可見光的波長短的間距布置的凸起部分，每個凸起部分具有由頂點(diǎn)、側(cè)表面和底部限定的錐形形狀，其中，所述側(cè)表面與通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的平面之間的相交線對應(yīng)于由n次線性方程表示的曲線，其中1＜n≤3；以及在對所述模和基底材料中的至少一個進(jìn)行加熱的同時將所述模壓靠于所述基底材料。
本發(fā)明的另一個方面是制造防反射模制體的方法，該方法包括在模的表面上提供防反射微型結(jié)構(gòu)的反相形狀，所述防反射微型結(jié)構(gòu)包括多個以比可見光的波長短的間距布置的凸起部分，每個凸起部分具有由頂點(diǎn)、側(cè)表面和底部限定的錐形形狀，其中，所述側(cè)表面與通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的平面之間的相交線對應(yīng)于由n次線性方程表示的曲線，其中1＜n≤3；以及在將活性能量線固化樹脂設(shè)置在所述模和基底材料之間時照射活性能量線。


現(xiàn)在參照附圖來描述本發(fā)明，其中圖1A是示出了本發(fā)明防反射模制體的例子的視圖；圖1B是示出了本發(fā)明防反射模制體的另一個例子的視圖；圖2A是示出了本發(fā)明的防反射模制體中的凸起部分的視圖，具有由n次線性方程X＝(D/2)*{1-(Z/H)n}表示的側(cè)面幾何形狀；圖2B是示出了本發(fā)明的防反射模制體中的另一凸起部分的視圖，具有由n次線性方程Z＝H-{H/(D/2)n}*xn表示的側(cè)面幾何形狀；圖3是曲線圖，示出了在本發(fā)明的防反射模制體中的凸起部分的側(cè)面幾何形狀用n次線性方程表示的情況下次數(shù)n和平均反射率之間的關(guān)系。
圖4A-4C是示意圖，示出了在凸起部分的側(cè)面幾何形狀用n次線性方程中的一個來表示的情況下側(cè)面幾何形狀相對于次數(shù)n的改變而變化的情況。
圖5是圖表，它示出了本發(fā)明防反射模制體的實(shí)例和對比例的反射率的測量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的防反射微型結(jié)構(gòu)M包括許多凸起部分P，這些錐形凸起P以比可見光波長短的間隔布置。每個凸起部分P具有由頂點(diǎn)、側(cè)表面和底部所限定的錐形形狀。該底部形成為多邊形或者基本上圓形形狀。
側(cè)表面和通過凸起部分P的頂點(diǎn)且垂直于底部的平面之間的相交線，即側(cè)表面的沿著通過凸起部分P頂點(diǎn)的凸起部分P的鉛直橫截面(垂直于底部的橫載面)的脊線等同于由n次線性方程式(其中1＜n≤3)所表示的曲線，該脊線的范圍為從該頂點(diǎn)到底周邊上的點(diǎn)。
如圖2A和2B所示，通過凸起部分P的頂點(diǎn)且垂直于底部的平面提供一坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系中，通過所述頂點(diǎn)且垂直于底部的軸線定義為Z軸線，且其中在Z軸線和底部之間的相交點(diǎn)處垂直于Z軸線的軸線被定義為X軸線。換句話說，在通過凸起部分P頂點(diǎn)的鉛直橫截面上，該底部位于X軸線上，而頂點(diǎn)位于Z軸線上。相交線由下述n次線性方程(1)和(2)中的一個表示
X＝(D/2)×{1-(Z/H)n}..... (1)Z＝H-{H/(D/2)n}×Xn..... (2)在這方面，H表示頂點(diǎn)和底部之間的距離，即每個凸起部分P的高度。同時，D表示圓的直徑，該圓以底部周邊上的點(diǎn)和Z軸線之間的距離作為半徑。如果凸起部分P形成正圓錐形，則D與構(gòu)成底部的圓的直徑相一致。
在凸起部分P的底部形成為多邊形的情況下，D與構(gòu)成底部的多邊形的外接圓的、位于包含多邊形各頂點(diǎn)之一的所述鉛直橫截面上的直徑相一致。而且，凸起部分P側(cè)表面的、沿著鉛直橫截面的脊線與位于凸起部分P頂點(diǎn)和底部各頂點(diǎn)之一之間的棱線相一致。
需要指出，可以通過補(bǔ)充取決于于頂點(diǎn)位置等的適當(dāng)?shù)某?shù)項(xiàng)來校正線性方程(1)或者(2)。
圖3示出了在380nm到780nm的波長范圍內(nèi)用來限定凸起部分P的側(cè)面幾何形狀的線性方程中的次數(shù)n和平均反射率之間的關(guān)系，針對的對象是在其兩個表面上形成有高度H＝750nm而底部圓的直徑D＝250nm(H/D＝3)的凸起部分P的聚甲基丙烯酸甲酯基底材料2。如從圖3中可以清楚地知道的那樣，平均反射率在大于1且等于或者小于3的次數(shù)n的范圍內(nèi)下降，并且當(dāng)次數(shù)n近似等于1.5時顯現(xiàn)出最小值。得以確認(rèn)的是，當(dāng)凸起部分的縱橫比(H/D)減小時，呈現(xiàn)最小值的次數(shù)n移向更小的值。
需要指出，具有按照線性方程(1)的側(cè)面幾何形狀的凸起部分P具有尖的頂點(diǎn)，如圖2A所示，因此，此種凸起部分P在模制該模制體時具有良好的脫模性(mold-releasability)。另一方面，具有按照線性方程(2)的側(cè)面幾何形狀的凸起部分P具有圓整頂部，如圖2B所示，因此此種凸起部分P適合于需要較高防劃傷性的應(yīng)用場合。
圖4A-4C示意性地示出了當(dāng)凸起部分P的側(cè)面幾何形狀由上述n次線性方程之一來表示時，相應(yīng)于次數(shù)n的變化側(cè)面幾何形狀所發(fā)生的變化。當(dāng)次數(shù)n超過1時，凸起部分P的側(cè)表面如圖4A所示那樣外鼓，從而凸起P每一個的形狀形成為鐘形。盡管在次數(shù)n處于上述范圍1＜n≤3時可以得到本發(fā)明的上述效果，但是把次數(shù)n的值設(shè)定在從1.1到2.5的范圍內(nèi)是特別優(yōu)選的。把次數(shù)n的值設(shè)定在從1.2到2的范圍內(nèi)是更加優(yōu)選的。
順便說一下，當(dāng)次數(shù)n等于1時，凸起部分P形成為圓錐或者棱錐，如圖4B所示。側(cè)表面的沿著鉛直橫截面的輪廓形狀表現(xiàn)為直線。
而且，當(dāng)次數(shù)n小于1時，凸起的側(cè)表面形成凹形，其沿著直徑方向內(nèi)凹，如圖4C所示。
需要指出，“錐體”原本表示這樣的形狀/形式，它包括頂點(diǎn)和底部周邊上各點(diǎn)之間的所有連接線段的軌跡作為側(cè)表面。換句話說，“錐體”原本表示具有平側(cè)表面的棱錐體或者具有母線的圓錐體。同時，在本發(fā)明中，“凸起部分”表示這樣的形狀/形式，其中，側(cè)表面沿著鉛直橫截面具有如圖4A所示的輪廓形狀。更為明確地說，當(dāng)?shù)撞啃纬蔀槎噙呅螘r，凸起部分的側(cè)表面限定出兩維曲面。同時，在底部形成為圓形或者橢圓形時，凸起部分的側(cè)表面限定出三維曲面。
這里，凸起部分底部的形狀沒有特殊限制。在上下文中，可以采用多邊形、圓形、橢圓形、卵形等作為底部的形狀。通常，基于凸起部分在平表面上的布置而不在各凸起之間形成間隙的考慮，優(yōu)選的是采用無向性表面，或者采用等邊三角形、正方形或者正六邊形中的任何一種。
需要指出，在凸起部分P形成為直立圓錐的情況下，無論鉛直橫截面的方向如何，凸起部分P的橫截面形狀不變，并且側(cè)表面的輪廓形狀也不變。相反，在凸起部分P形成為直立多角棱錐并且底部是多邊形的情況下，根據(jù)鉛直橫截面的方向，凸起部分P的橫截面形狀不同并且側(cè)表面的輪廓形狀也不同。在凸起部分P具有直立多角棱錐形狀的情況下，表示側(cè)面幾何形狀的線性方程中的次數(shù)n只需在至少一個鉛直橫截面上滿足上述范圍內(nèi)的值。
凸起部分P的高度H和底部的圓的直徑D之間的比H/D優(yōu)選地設(shè)置在大于等于1到3小于等于3的范圍內(nèi)。原因如下。如果比H/D小于1，那么防反射效果本質(zhì)上劣化。相反，如果比H/D超過3，那么無論比H/D增大多少，防反射效果變化甚微。
同時，底部圓的直徑D優(yōu)選地設(shè)定為大于50nm但是小于380nm。原因如下。從工業(yè)的觀點(diǎn)來看，得到直徑D等于或者小于50nm的微型結(jié)構(gòu)是極困難的。另一方面，如果直徑D設(shè)定為等于或者大于相應(yīng)于可見光范圍內(nèi)的最短波長的380nm，那么不能得到防反射效果。
如圖1A或者1B所示，通過典型地在透明基底材料2的一個表面或者優(yōu)選地在兩個表面上形成本發(fā)明的防反射微型結(jié)構(gòu)M，可以得到防反射模制體1a、1b。通過把防反射模制體1a、1b設(shè)置于各種顯示裝置的面板和諸如顯示窗或者顯示箱體等透明面板，可以防止外部光或者室內(nèi)照明反射并且因此改善圖像、顯示物體和內(nèi)部展品的可視性。
而且，通過把該防反射模制體1a、1b設(shè)置于諸如窗玻璃、車頂玻璃、儀表前蓋、車頭燈、后蒸發(fā)器(rear finisher)等各種車輛部件或用于諸如液晶顯示裝置等顯示裝置的屏幕的膜，可以獲得類似的防反射效果。
防反射模制體1b在基底材料2的一個表面上具有防反射微型結(jié)構(gòu)M，而在其另一表面上具有多層反射膜3，如圖1B所示。盡管與在兩個表面上具有防反射微型結(jié)構(gòu)M的防反射模制體1a相比，如上述那樣形成的防反射模制體1b具有稍差的防反射功能，但是通過在外側(cè)上設(shè)置多層防反射膜3可以防止防反射微型結(jié)構(gòu)M上的劃傷。
制造本發(fā)明的防反射模制體1a、1b的裝置具有模，該模在其模表面上設(shè)置有本發(fā)明的具有許多細(xì)微凸起部分P的防反射微型結(jié)構(gòu)M的反相形狀，并把該模和基底材料2靠壓在一起，同時加熱模和基底材料2中的一個或者兩個，從而在基底材料2的表面上形成微型結(jié)構(gòu)M。此外，可以在活性能量線固化樹脂設(shè)置在模和基底材料2之間時通過照射活性能量線以使樹脂固化、并從而在基底材料2的表面上形成微型結(jié)構(gòu)M，來制造防反射模制體1a、1b。
典型地，基底材料2優(yōu)選地由具有透明度的材料形成。例如，可以使用熱塑性樹脂如甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈二乙烯丁二烯(ABS)樹脂、丙烯腈-苯乙烯(AS)樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二酯、玻璃纖維強(qiáng)化聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物、氟樹脂、多芳基化合物、聚砜、聚醚砜、聚酰胺-酰亞胺、聚醚酰亞胺或熱塑性聚酰亞胺；熱固性樹脂如酚醛樹酯、三聚氰銨樹脂、尿素樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚脂樹脂、醇酸樹脂、硅氧烷樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙脂樹脂、聚酰胺二馬來酰亞胺或聚二酰胺三唑；以及通過混合上述兩種或多種樹脂制備的材料。
同時，在照射紫外線等時開始聚合而固化的活性能量線固化樹脂可以包括紫外線固化丙烯酸脲烷樹脂(acryl urethane resin)、紫外線固化甲基丙烯酸甲酯、紫外線固化聚丙烯酸甲酯、紫外線固化聚酯丙烯酸酯樹脂(polyesteracrylate resin)、紫外線固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂(epoxyacrylateresin)、紫外線固化多元醇丙烯酸酯樹脂(polyol acrylate resin)，紫外線固化環(huán)氧樹脂。這里，在適當(dāng)時，還可使用通過照射活性能量線產(chǎn)生原子團(tuán)(radicals)的聚合引發(fā)劑，以及加入如異氰酸鹽這樣的固化劑來增強(qiáng)固化。
需要指出，這里所使用的活性能量線通?？梢园ǖ幌抻谧贤饩€、X射線、電子束、電磁波等。
同時，無機(jī)透明材料如玻璃也可以用作基底材料2。在這種情況下，通過用電子束切割玻璃表面，或者通過把熔化的無機(jī)透明材料澆注入具有本發(fā)明防反射微型結(jié)構(gòu)M的反相形狀的模具中，在基底材料2的表面上形成微型結(jié)構(gòu)M。也可以通過把熔化的無機(jī)透明材料澆注入模具中、然后在其冷卻下來之前把具有防反射微型結(jié)構(gòu)M的同樣反相形狀的模壓靠于基底材料2，在基底材料2的兩個表面上形成微型結(jié)構(gòu)M。
如上所述，在本發(fā)明的防反射微型結(jié)構(gòu)M中，凸起部分P的側(cè)面幾何形狀形成為這樣的形狀，其中，范圍從頂點(diǎn)到底部周邊上的某一點(diǎn)的、側(cè)表面與通過凸起部分P的頂點(diǎn)且垂直于底部的平面之間的相交線，即側(cè)表面的位于通過凸起部分P頂點(diǎn)的凸起部分P的鉛直橫截面上的脊線，用n次線性方程(其中，1＜n≤3)表示。相應(yīng)地，微型結(jié)構(gòu)M的基底材料2的幾何占有/存在率(凸起部分P的橫截面面積在垂直于微型結(jié)構(gòu)M厚度方向的橫截面內(nèi)的百分比)在微型結(jié)構(gòu)M的厚度方向上，具體地說在從最外層(各凸起部分P的頂點(diǎn)所在的區(qū)域)到最內(nèi)層(各凸起部分P的底部所在的區(qū)域)的方向上，平滑地和線性地改變。因此，由其材料的幾何占有/存在率所確定的微型結(jié)構(gòu)M的折射指數(shù)在厚度方向上在從空氣的折射指數(shù)(1.0)到基底材料2的折射指數(shù)的范圍內(nèi)也平滑地和線性地改變。因此，微型結(jié)構(gòu)M上的入射光在幾乎沒有衍射或者反射的情況下直線行進(jìn)。最終，入射表面上的光反射率得以有效地減少。
而且，由于本發(fā)明的防反射模制體1a、1b在其基底材料2的表面上具有防反射微型結(jié)構(gòu)M，因此其光反射率被抑制到極低程度。防反射模制體1a、1b可以設(shè)置于汽車等的各種部件上如儀表前罩，并且防止外部景物等的投影圖像的反射，從而使現(xiàn)在沒有儀表罩的無罩儀表。
現(xiàn)在，下面描述應(yīng)用本發(fā)明的具體例子。需要指出，在下面的例子中，凸起部分的棱線用作凸起部分P的側(cè)面幾何形狀的表征。
(實(shí)例1)利用市場上可以買到的電子束刻版印刷系統(tǒng)(electron beam lithographysystem)來制造模。該模被加熱到150℃，然后在10MPa的壓力下壓靠于聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上1小時。之后，基底材料被冷卻到70℃或者更低。以此方式，制造出防反射模制體，設(shè)置有微細(xì)凸起部分P以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)M。凸起步伐P具有正方形底部，該底部的外接圓直徑D等于250nm，及高度H等于500nm(H/D＝2)。它的棱線形狀用1.2次線性方程(1)表示。
如此得到的防反射模制體使用多角度分光光度計(jì)(由OtsukaElectronics，Co.，Ltd.制造)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.08％。
(實(shí)例2)通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，利用相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。使用該模制造出防反射模制體，設(shè)置有其中微細(xì)凸起部分P在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)M。凸起部分P具有正方形底部，該底部的外接圓直徑D等于250nm，及高度H等于750nm(H/D＝3)。它的棱線形狀用1.5次線性方程(1)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.06％。
(實(shí)例3)通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，利用相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。使用該模制造出防反射模制體，設(shè)置有微細(xì)凸起部分P在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)M。凸起部分P具有正方形底部，該底部的外接圓直徑D等于300nm，及高度H等于300nm(H/D＝1)。它的棱線形狀用2次線性方程(1)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.51％。
(實(shí)例4)通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，利用相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。使用該模制造出防反射模制體，設(shè)置有微細(xì)凸起部分P在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)M。凸起部分P具有正方形底部，該底部的外接圓直徑D等于250nm，及高度H等于500nm(H/D＝2)。它的棱線形狀用3次線性方程(1)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.57％。
(實(shí)例5)在這里使用在實(shí)例2中制造的所述模。紫外線固化樹脂設(shè)置在所述模和基底材料之間，且紫外線照射其上。以這種方式，在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的后表面上形成與實(shí)例2具有相同幾何形狀的微細(xì)凸起部分P以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)M。隨后，通過以靠近基底材料的順序順序地蒸汽沉積膜厚為181.9nm和折射指數(shù)為1.38的第一層、膜厚為12.8nm和折射指數(shù)為2.5的第二層、膜厚為34.9nm和折射指數(shù)為1.45的第三層、膜厚為37.4nm和折射指數(shù)為2.5的第四層、膜厚為22.3nm和折射指數(shù)為1.45的第五層、膜厚為28.6nm和折射指數(shù)為2.5的第六層、以及膜厚為97.1nm和折射指數(shù)為1.38的第七層，在基底材料的前表面上形成由7層形成的多層防反射膜3。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.77％。
(實(shí)例6)在這里使用在實(shí)例2中制造的所述模。通過重復(fù)與實(shí)例2相同的操作，制造出防反射微型結(jié)構(gòu)M，在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上設(shè)置有以密排六方結(jié)構(gòu)布置的與實(shí)例2具有相同幾何形狀的微細(xì)凸起部分P。隨后，各自的直徑為2um且深度為1um的圓形坑隨機(jī)地形成在只是基底材料的前表面上，以便將這些圓形坑在相關(guān)表面上的面積占有率調(diào)節(jié)成等于2％。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.05％。
(實(shí)例7)
通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，利用相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。使用該模制造出防反射模制體，設(shè)置有微細(xì)凸起部分P在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)M。凸起部分P具有正方形底部，該底部的外接圓直徑D等于250nm，及高度H等于750nm(H/D＝3)。它的棱線形狀用2次線性方程(2)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.03％。
(實(shí)例8)通過使用與實(shí)例1相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。除了把模加熱溫度改變?yōu)?70℃之外，通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，制造出防反射模制體，設(shè)置有微細(xì)凸起部分P在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)M。凸起部分P具有圓形底部，該底部的直徑D等于250nm，及高度H等于500nm(H/D＝2)。它的棱線形狀用1.5次線性方程(2)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.18％。
(實(shí)例9)通過使用與實(shí)例1相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。除了把模加熱溫度改變?yōu)?70℃之外，通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，制造出防反射模制體，設(shè)置有在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上微細(xì)凸起部分P以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)M。凸起部分P具有圓形底部，該底部的直徑D等于250nm，及高度H等于500nm(H/D＝2)。它的棱線形狀用2.5次線性方程(2)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于0.39％。
(對比例1)通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，利用相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。使用該模制造出防反射模制體，設(shè)置有在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上微細(xì)凸起部分P以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)。凸起部分P具有正方形底部，該底部的外接圓直徑D等于250nm，及高度H等于500nm(H/D＝2)。它的棱線形狀用0.4次線性方程(1)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于1.2％。
(對比例2)通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，利用相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。使用該模制造出防反射模制體，設(shè)置有在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上微細(xì)凸起部分P以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)。凸起部分P具有正方形底部，該底部的外接圓直徑D等于300nm，及高度H等于150nm(H/D＝0.5)。它的棱線形狀用1次線性方程(1)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于2.30％。
(對比例3)在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上形成多層防反射膜3，每個的結(jié)構(gòu)與實(shí)例5中形成在前表面上的、實(shí)例5的七層防反射膜3相同。
設(shè)置有如此得到的多層防反射膜3的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于3.51％。
(對比例4)通過重復(fù)與實(shí)例1相同的操作，利用相同的電子束刻版印刷系統(tǒng)制造另一個模。使用該模制造出防反射模制體，設(shè)置有在聚甲基丙烯酸甲酯基底材料的兩個表面上微細(xì)凸起部分P以密排六方結(jié)構(gòu)布置的防反射微型結(jié)構(gòu)。凸起部分P具有正方形底部，該底部的外接圓直徑D等于400nm，及高度H等于800nm(H/D＝2)。它的棱線形狀用1次線性方程(1)表示。
如此得到的防反射模制體使用相同的多角度分光光度計(jì)在0度光入射角下和在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)進(jìn)行平均反射率的測量。平均反射率等于1.6％。
表1集中地示出了上述結(jié)果和防反射微型結(jié)構(gòu)的其它數(shù)據(jù)。
得以確定的是，與對比例1-4的情況相比，在設(shè)置有具有上述尺寸和形狀的防反射微型結(jié)構(gòu)的例1到例9的防反射模制體的情況下平均反射率顯著減小，其中對比例1采用低次的表示棱線形狀的線性方程、對比例2具有低H/D比、對比例3在兩個表面上包括多層防反射膜以及在對比例4中與凸起部分底部的外接圓的直徑D大于可見光的最短波長。
需要指出，盡管在各凸起部分以長于可見光最短波長的頂點(diǎn)間間距400nm布置的對比例4的模制體的情況下，在從380nm到780nm的波長范圍內(nèi)的平均反射率等于1.6％，但得以證實(shí)的是存在特別是短波光的反射率增加的趨勢。
需要指出，應(yīng)該理解，上述例子僅表示典型的例子，并且本發(fā)明不只局限于這些例子。上面的描述基于的假設(shè)是，凸起部分的形狀是直立錐體，其中，從頂點(diǎn)到底部的引線的垂足與底部的重心重合。然而，凸起部分的形狀可以是斜錐體，其中，從頂點(diǎn)到底部的引線的垂足不與底部的重心重合。
還應(yīng)該理解，在本發(fā)明技術(shù)范圍內(nèi)的上述例子的適當(dāng)組合、修改和改變落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)。
本發(fā)明的公開內(nèi)容涉及2006年3月20日所提交的日本專利申請No.2006-077081中所涵蓋的技術(shù)主題，該日本專利申請的公開內(nèi)容以其整體明確結(jié)合在本文中引作參考。
權(quán)利要求
1.一種防反射結(jié)構(gòu)，包括以比可見光的波長短的間距設(shè)置的凸起部分，每個凸起部分具有由頂點(diǎn)、側(cè)表面和底部限定的錐形形狀，其中，所述側(cè)表面與通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的平面之間的相交線對應(yīng)于由n次線性方程表示的曲線，其中1＜n≤3。
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，假設(shè)通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的所述平面提供坐標(biāo)系統(tǒng)，其中，通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的軸線定義為Z軸，而與所述Z軸垂直且通過所述Z軸與所述底部之間的相交點(diǎn)的軸線定義為X軸，則所述相交線表示為X＝(D/2)*{1-(Z/H)n}其中，H是所述頂點(diǎn)和所述底部之間的距離，而D是圓的直徑，該圓以所述底部的周邊上的點(diǎn)和所述Z軸之間的距離作為半徑。
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，假設(shè)通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的所述平面提供坐標(biāo)系統(tǒng)，其中，通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的軸線定義為Z軸，而與所述Z軸垂直且通過所述Z軸與所述底部之間的相交點(diǎn)的軸線定義為X軸，則所述相交線表示為Z＝H-{H/(D/2)n}*Xn其中，H是所述頂點(diǎn)和所述底部之間的距離，而D是圓的直徑，該圓以所述底部的周邊上的點(diǎn)和所述Z軸之間的距離作為半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防反射結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述距離和所述直徑滿足下述關(guān)系50nm＜D＜380nm；及1≤H/D≤3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防反型結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述距離和所述直徑滿足下述關(guān)系50nm＜D＜380nm；及1≤H/D≤3。
6.一種防反射模制體，該防反射模制體包括設(shè)置在其基底材料的至少一個表面的、如權(quán)利要求1所述的防反射結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防反射模制體，其特征在于，所述基底材料是透明的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防反射模制體，其特征在于，還包括設(shè)置在所述基底材料的另一表面的多層防反射膜。
9.一種汽車部件，包括如權(quán)利要求1所述的防反射結(jié)構(gòu)。
10.一種制造防反射模制體的方法，該方法包括在模的表面上提供防反射結(jié)構(gòu)的反向形狀，所述防反射結(jié)構(gòu)包括多個以比可見光的波長短的間距設(shè)置的凸起部分，每個凸起部分具有由頂點(diǎn)、側(cè)表面和底部限定的錐形形狀，其中，所述側(cè)表面與通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的平面之間的相交線對應(yīng)于由n次線性方程表示的曲線，其中1＜n≤3；以及在對所述模和基底材料中的至少一個進(jìn)行加熱的同時將所述模壓靠于基底材料。
11.一種制造防反射模制體的方法，該方法包括在模的表面上提供防反射結(jié)構(gòu)的反向形狀，所述防反射結(jié)構(gòu)包括多個以比可見光的波長短的間距設(shè)置的凸起部分，每個凸起部分具有由頂點(diǎn)、側(cè)表面和底部限定的錐形形狀，其中，所述側(cè)表面與通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的平面之間的相交線對應(yīng)于由n次線性方程表示的曲線，其中1＜n≤3；以及在將活性能量線固化樹脂設(shè)置在所述模和基底材料之間時照射活性能量線。
全文摘要
本發(fā)明披露一種防反射微型結(jié)構(gòu)，包括以比可見光的波長短的間距布置的凸起部分，每個錐形凸起具有由頂點(diǎn)、側(cè)表面和底部限定的錐形形狀，其中，所述側(cè)表面與通過所述頂點(diǎn)且垂直于所述底部的平面之間的相交線對應(yīng)于由n次線性方程表示的曲線，其中1＜n≤3。
文檔編號G02B1/04GK101042442SQ200710088199
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者野口雄司, 福井孝之 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社