(57)【要約】【課題】外光や照明光の反射を防いで外光や照明光で表示された表示部分の視認性を大いに高めることが可能な反射防止構造を提供する。【解決手段】反射防止構造２８が形成された反射防止膜１７は、基準面（第１面）１８ａから反射防止膜１７の厚み方向に掘られた多数の微細な穴１９からなる反射防止構造２８を備える。穴１９は基準面１８ａで露出する開口２０ａと、第２面である貼付面１８ｂ側に形成された底面２０ｂとを備える。反射防止膜１７に入射した光の大半は開口２０ａから穴１９に導入されて底面２０ｂで拡散されるので一定角度で反射することがない。光の反射の原因となる接続面２９の占める割合を抑えて、開口２０ａの割合を高めることで反射防止構造２８の防反射機能は最大限に高められる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に沿って開口を有するとともに前記第１面と反対の第２面に向けて底面を有し、前記開口から前記底面に向けて延びる多数の微細な穴を備えたことを特徴とする反射防止構造。
【請求項２】
前記第１面に対して前記開口が占める単位面積当たりの割合は７０％以上８５％以下に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の反射防止構造。
【請求項３】
前記反射防止構造の反射率は１％以下に設定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の反射防止構造。
【請求項４】
前記穴の底面は二次曲面を成すことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の反射防止構造。
【請求項５】
前記開口は多角形を成すことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に反射防止構造。
【請求項６】
前記開口は前記第１面に沿って千鳥状に配列されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の反射防止構造。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の反射防止構造を表面または裏面の少なくとも一方の面に形成したことを特徴とする反射防止膜。
【請求項８】
第１面に沿って開口を有するとともに前記第１面と反対の第２面に向けて底面を有し、前記開口から前記底面に向けて延びる多数の微細な穴から構成される反射防止構造と、前記第２面に沿って形成された多数の微細な溝から構成される反射構造とを備えたことを特徴とする導光材。
【請求項９】
請求項８に記載の導光材と、前記導光材に向けて光を照射する光源とを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明装置と、液晶表示ユニットとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
第１面に沿って開口を有するとともに前記第１面と反対の第２面に向けて底面を有し、前記開口から前記底面に向けて延びる多数の微細な穴から構成される反射防止構造を備えた反射防止膜を形成する金型であって、前記第１面を成型する第１内面と、前記第２面を成型する第２内面と、前記第１内面から前記第２内面に向けて突出し前記穴の外形を象った多数の微細な突起を備えたことを特徴とする反射防止膜成型用金型。
【請求項１２】
前記突起は千鳥状に配列されたことを特徴とする請求項１１に記載の反射防止膜成型用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示ユニットなどを照明する照明装置に用いられる反射防止構造とそれを備えた反射防止膜、導光材、液晶表示装置と、反射防止膜を形成する金型とこれを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射防止膜を備えた導光板や、このような導光板をフロントライトに利用した液晶表示装置が知られている。この反射防止膜を備えることで、外光や液晶表示ユニットの表面に設けられた照明装置の照明光が液晶表示ユニットに到達する前に反射されてしまうことを防止し、もって外光や照明光を液晶表示ユニットに向けて効率よく入射させ、液晶表示装置の視認性を高めるのに大いに役立つ。この種の反射防止構造の一例として、例えば表面にＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）格子と称される多数の微細な突起を形成した反射防止膜が知られており、このＡＲ格子によって外光や照明光が液晶表示ユニットに入射する前に反射されてしまうことを防ぐことができるようになっている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−７０２０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の反射防止構造は表面に微細な突起を形成したものであったが、これとは異なるアプローチで優れた反射防止効果を狙った新たな反射防止構造が検討されつつあった。用途に応じて更に適切な反射防止能力を備えた反射防止構造が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、外光や照明光の反射を防いで外光や照明光で表示された表示部分の視認性を大いに高めることが可能な反射防止構造とそれを備えた反射防止膜、導光材、液晶表示装置と、反射防止膜を形成する金型とこれを製造する方法に関する。反射防止構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、第１面に沿って開口を有するとともに前記第１面と反対の第２面に向けて底面を有し、前記開口から前記底面に向けて延びる多数の微細な穴を備えたことを特徴とする反射防止構造が提供される。
【０００７】
こういった反射防止構造によれば、多数の微細な穴によって構造材と空気界面の不連続が緩和され、一定方向に反射光が生じることを効果的に防止することが可能になる。また、こうした反射防止構造は第１面に微細な穴を形成するのみの構造であるので、反射防止構造を効率的かつローコストに製造することが可能である。本発明の反射防止構造は第１面に広がる多数の穴から構成されており、第１面から突出する凸部などがないので、反射防止構造が形成された領域に押圧力がかかっても防反射能力が低下する可能性は回避される。
【０００８】
第１面に対して開口が占める割合は単位面積当たり７５％以上８５％以下に設定されるのが好ましい。穴の開口面の割合を高めれば、構造材と空気界面の不連続がを引き起こす接続面の割合は低くなり、一方向に反射される光を低く抑えることができ、反射防止構造の防反射能力は高められる。反射防止構造の反射率は１％以下に設定されるのが好ましい。反射率が１％以下に設定されれば、本発明の反射防止構造を例えば液晶表示装置に適用した場合に、反射による視認性の低下はほとんど回避される。
【０００９】
穴の底面の形状は二次曲面を成すことが好ましい。底面の形状を二次曲面で形成して平面をなくすことで、入射した光が一方向に強く反射されることがなく、反射防止構造の防反射能力は大いに高められる。穴の開口の形状は多角形を成すことが好ましい。また穴は千鳥状に配列されるのが好ましい。開口が多角形にされれば、穴を千鳥状に配列した際に、反射の原因となる接続面を反射防止構造の第１面から殆どなくすことが可能になる。穴が千鳥状に配列されれば第１面に最も密に穴を形成することが可能になる。穴の形成密度が高められれば、防反射能力の向上に大いに役立つ。
【００１０】
上述した反射防止構造を膜の表面または裏面の少なくとも一方の面に備えた反射防止膜を用いれば、各種導光材や表示装置の表面にこうした反射防止膜を貼り付けるだけで、導光材や表示装置に容易に防反射性を付与することが可能になる。
【００１１】
本発明によれば、第１面に沿って開口を有するとともに前記第１面と反対の第２面に向けて底面を有し、前記開口から前記底面に向けて延びる多数の微細な穴から構成される反射防止構造と、前記第２面に沿って形成された多数の微細な溝から構成される反射構造とを備えたことを特徴とする導光材が提供される。こうした導光材によれば、多数の微細な穴によって屈折率の不連続が緩和され、一定方向に反射光が生じることを効果的に防止することが可能になる。また、導光材に反射面と反射防止構造とを一体に形成することで、フロントライト等に適用した際に構成部材を低減することができる。
【００１２】
上述した導光材が照明装置に適用されれば、表面反射を防止した照明装置が実現される。また、この照明装置と液晶表示ユニットとで液晶表示装置を構成してもよい。こうした照明装置を液晶表示装置に適用すれば、表面反射が低減されて高コントラストで視認性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【００１３】
本発明によれば、第１面に沿って開口を有するとともに前記第１面と反対の第２面に向けて底面を有し、前記開口から前記底面に向けて延びる多数の微細な穴から構成される反射防止構造を備えた反射防止膜を形成する金型であって、前記第１面を成型する第１内面と、前記第２面を成型する第２内面と、前記第１内面から前記第２内面に向けて突出し前記穴の外形を象った多数の微細な突起を備えたことを特徴とする反射防止膜成型用金型が提供される。こうした反射防止膜成型用金型によれば、成型が容易であり、かつ防反射能力に優れた反射防止構造をもつ反射防止膜を製造することができる。こうした突起は千鳥状に配列されるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の反射防止構造を適用した照明装置を備えた液晶表示装置の一実施形態を示す断面図である。この形態の液晶表示装置１０は、反射型の液晶表示ユニット１１と、その前面（上面）に配設されたフロントライト（照明装置）１２とを備えている。
【００１５】
フロントライト１２は、本発明に係る照明装置の一実施の形態であり、図１に示すように導光板（導光材）１３および光源１４を備えている。導光板（導光材）１３は、例えばアクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂からなる透明の略平板状の部材である。導光板１３は光源１４の光を導入する入射面１３ａと、外部から液晶表示ユニット１１を観察する観察面１３ｂとを備える。この観察面１３ｂには光源１４から導入された光の方向を変化させるくさび型の微細な三角波状の溝１５が多数形成されている。また、導光板１３の下面（液晶表示装置１０と対向する面）は、照明光が出射される出射面１３ｃとされている。
【００１６】
観察面１３ｂに形成されたくさび型の溝１５は一対の斜面部からなる。溝１５の一方の斜面は緩斜面部１５ａとされ、他方は緩斜面部１５ａよりも急な傾斜角度で形成された反射面（急斜面部）１５ｂとされる。即ち、観察面１３ｂには緩斜面部１５ａと反射面１５ｂとが交互に周期的に形成されている。なお、この観察面１３ｂの形状は、上記の形状に限定されず、入射面１３ａから導入されて導光板１３内部を伝搬する光を、出射面１３ｃへ均一に誘導できる形状であればいかなる形状でもよい。
【００１７】
導光板１３の出射面１３ｃには本発明の反射防止構造２８が形成された反射防止膜１７が貼り付けられている。図２は反射防止膜１７の拡大斜視図である。反射防止膜１７は、第１面である基準面１８ａから反射防止膜１７の厚み方向に掘られた多数の微細な穴１９からなる反射防止構造２８を備えている。穴１９は基準面１８ａで露出する開口２０ａと、開口２０ａに続く周壁２０ｃと、第２面である貼付面１８ｂ側に形成された底面２０ｂとを備えている。反射防止膜１７は貼付面１８ｂ側を上にして導光板１３の出射面１３ｃに貼り付けられている。図２は貼り付け時には下側に位置する基準面１８ａを上にして表示している。
【００１８】
基準面１８ａ全体に占める開口２０ａの割合は、隣接する開口２０ａの周縁同士をつなぐ接続面２９（基準面１８ａのうち開口２０ａ以外の平坦部）よりもできるだけ大きいほうが好ましい。接続面２９の割合が増えるほど反射率は高まってしまう。基準面１８ａ全体に占める開口２０ａの割合は、例えば７５％〜８５％に設定され、開口２０ａ同士の間の接続面２９は、例えば１５％〜２５％に設定される。
【００１９】
また、反射防止膜１７にできるだけ多くの穴１９を形成するために、図２中の破線Ａに示すように、穴１９は基準面１８ａ上で千鳥状配列に形成されるのが好ましい。穴１９が千鳥状に配列されれば、反射防止膜１７に最も密に穴１９を形成することが可能になる。
【００２０】
反射防止膜１７の基準面１８ａに入射した光は、波長の約半分以下のピッチを有する形状に対して接続面２９と空気とで形成される前記屈折率空間分布が連続的であるほど反射光を抑えることができる。したがって、光の反射の原因となる接続面２９の基準面１８ａでの占める割合を抑えて、開口２０ａの割合を高めることで反射防止膜１７の防反射機能は最大限に高められる。
【００２１】
図３は反射防止膜１７の拡大断面図である。穴１９の底面２０ｂは連続した曲面からなる二次曲面に形成されるのが好ましい。穴１９の底面２０ｂに平面部があると、構造材と空気界面の屈折率の不連続のため防反射機能が低下する。底面２０ｂを二次曲面に形成することで構造材と空気で形成される屈折率空間分布は連続的に変化するので、反射率を小さくすることができる。また、円形に形成された穴１９の開口２０ａの最大径Ｗは、できるだけ小さいほうが好ましい。開口２０ａの最大径Ｗが大きいと反射回折光が発生し、着色された反射光が発生する。開口２０ａの最大径Ｗを狭めることで反射回折光の発生が防止され防反射機能が高められる。開口２０ａの径Ｗが大きいと反射防止膜１７の形成時の形状再現性が悪化する恐れがあり、開口２０ａの径Ｗが小さいと防反射性が悪化する懸念がある。
【００２２】
穴１９の形成ピッチＰはできるだけ小さくして、接続面２９を少なくすることが好ましい。光の反射の原因となる接続面２９を少なくして穴１９を密に形成することで反射防止膜１７の防反射機能は最大限に高められる。また、穴１９の形成ピッチＰが０．５μｍを越えると、回折光の分光作用で出射光の色調が色づいて見えてしまう。穴１９の形成ピッチＰは０．５μｍ以下が好ましく、例えば０．１０〜０．２５μｍに設定され、特に０．１０〜０．２０μｍ以下にするのが好ましい。穴１９の深さＤは例えば１５０〜４００ｎｍに設定される。穴１９の深さＤは深いほど好ましいが、あまり深いと反射防止膜１７の形成時に穴１９の形状の再現性が悪くなる。穴１９の底面２０ｂは平面部分を少なくすることが望ましい。穴１９の底面２０ｂに平面があると反射防止膜１７の防反射機能が低下する原因になる。穴１９の底面２０ｂは滑らかな二次曲面に形成することが防反射性能を高める上で重要である。
【００２３】
このような構成の反射防止膜１７の反射率は例えば１％以下に抑えられる。反射防止膜１７は内面に穴１９を象った突起を形成した金型を用いて射出成型によって形成されればよい。反射防止膜１７の形成素材としては、例えば光透過性の良いシリコン系樹脂が用いられればよい。
【００２４】
再び図１を参照して、光源１４は導光板１３の入射面１３ａに隣接して配置される。光源１４は、例えば導光板１３の入射面１３ａに沿って設けられた棒状の光源である。この光源１４は例えば棒状の導光体の一端面又は両端面に白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子を備えていればよい。なお、光源１４は導光板１３の入射面１３ａに光を導入しうるものであれば問題なく用いることができる。例えば導光板１３の入射面１３ａに沿って複数のＬＥＤなどの発光素子を並べてもよい。
【００２５】
液晶表示装置１０を構成する液晶表示ユニット１１は、対向して配置された上基板２１と下基板２２との間に液晶層２３が挟持されてなる。そして液晶層２３が基板２１，２２の内面周縁部に沿って額縁状に設けられたシール材２４で封止されている。上基板２１の内面側（下基板２２側）には、液晶制御層２６が形成されている。下基板２２の内面側（上基板２１側）には、フロントライト１２の照明光や外光を反射させる金属薄膜を含む反射層２５が形成されている。反射層２５の表面には液晶制御層２７が形成されている。
【００２６】
液晶制御層２６，２７は、液晶層２３を駆動制御する電極や、配向膜等を含んで構成されており、上記電極をスイッチングするための半導体素子等も含むものである。また、カラーフィルタを備えていてもよい。
【００２７】
図１に示す液晶表示ユニット１１は反射型とされており、フロントライト１２から入射した照明光又は外部から入射した外光を反射層２５により反射させて表示を行うようになっている。図４に示すように、例えばこの反射層２５は表面に凹凸形状が形成されたアクリル樹脂等からなる有機膜２５ａ上に反射膜２５ｂを成膜したものである。反射膜２５ｂはアルミニウムや銀などの高反射率の金属薄膜であることが好ましい。さらに反射膜２５ｂ上に表面の凹凸形状を平坦化するためにシリコン系樹脂などで平坦化膜を形成するのが好ましい。
【００２８】
前記凹部２５ｃの形状としては、球面などの滑らかな曲面や、この曲面と平面を組み合わせた形状等が適用されるとよい。内面の傾斜角や凹部のピッチ及び深さを調整することで、液晶表示装置１０を表示部として備える電子機器の設計に合わせて適切な反射特性を有する反射層とすることができる。反射層２５は入射光を効率よく反射させるのに役立ち、高輝度の表示を行うことができるようになる。また、入射光を外光とした時に光の正反射を防ぎ、明るく視認性に優れる表示が得られる。
【００２９】
以上のような構成の本発明の作用について、反射防止膜を中心に図１を参照しつつ説明する。液晶表示ユニット１１を照明するために光源１４を点灯させると、光源１４から照射された光は導光板１３の入射面１３ａから導光板１３内に導入される。導光板１３内を伝搬する光が反射面１５ｂに当たると、導光板１３内を伝搬する光は光路を変えられ、出射面１３ｃへ均一に誘導される。出射面１３ｃから出射された光は出射面１３ｃに接する反射防止膜１７の基準面１８ｂから反射防止膜１７に入射する。反射防止膜１７は前述したように基準面１８ａに多数の穴１９が形成され、接続面２９が極端に少なくされているため、反射防止膜１７に入射した光の殆どは基準面１８ａで反射されることはない。反射防止膜１７に入射した光は滑らかな二次曲面を持つ穴１９があるため、一定方向に強く反射されることは無い。こうして反射防止膜１７に入射した光は効率よく液晶表示ユニット１１に入射する。液晶表示ユニット１１に入射した光は反射層２５で反射されて、液晶表示ユニット１１に表示された文字や画像の投影光として液晶表示ユニット１１から出射される。
【００３０】
液晶表示ユニット１１から出射された光は反射防止膜１７の基準面１８ａ側から反射防止膜１７に入射する。反射防止膜１７に入射した光は効率よく導光板１３に導入される（図１矢印Ｌ参照）。反射防止膜１７の表面で再び反射して液晶表示ユニット１１に戻ってしまう光を極めて少なくすることが可能になる。反射防止膜１７の反射率は例えば１％以下に抑えられている。観察者は導光板１３を介して液晶表示ユニット１１に表示された文字や画像の鮮明で明るい投影光を観察することができる。
【００３１】
このように、反射防止膜１７は基準面１８ａに多数の穴１９を形成して、接続面２９（基準面１８ａのうち開口２０ａ以外の平坦部）を極端に少なくしたため、液晶表示ユニット１１からの光を表面でほとんど反射させずに透過させることが可能となり、液晶表示ユニット１１の視認性は大幅に高められる。また、光源１４の光量を多少絞っても液晶表示ユニット１１を効率よく照らし出すことで、バッテリーの節約にも寄与する。
【００３２】
また、反射防止膜１７は貼付面１８ｂ側から入射する光の防反射効果も備える。即ち、穴１９の底面２０ｂは二次曲面を成し平面が殆どないので、この底面２０ｂの裏側から入射する光に対しても一方向に反射されてしまうことを防止できる。従って、導光板１３から反射防止膜１７に入射した光は、反射防止膜１７の基準面１８ａで反射防止膜１７の内部方向に反射されること無く、効率的に基準面１８ａから出射され液晶表示ユニット１１を明るく照らすことが可能になる。
【００３３】
次に、上述した反射防止膜１７を射出成型するための金型（反射防止膜成型用金型）の一例構造およびその製造方法について、図５および図２を参照しつつ説明する。本発明の反射防止膜を成型する金型３０は、互いに組み合う上金型３０ａと下金型３０ｂとから構成されている。上金型３０ａには反射防止膜１７の第２面である貼付面１８ｂを成型する第２内面３３ｂが形成されている。下金型３０ｂには、反射防止膜１７の第１面である基準面１８ａを形成する第１内面３３ａと、この第１内面３３ａから上金型３０ａの第２内面３３ｂの方向に延びる多数の微細な突起３１が形成されている。この突起３１は、反射防止膜１７の穴１９の外形を象っており、突起３１の底面３１ａは穴１９の開口２０ａを象っている。上金型３０ａと下金型３０ｂの側端には金型３０内に反射防止膜１７の構成材料を注入する射出口３２が形成されている。こうした金型３０を用いて反射防止膜１７を形成する際には、金型３０を射出成型機にセットして、射出口３２から溶融した反射防止膜１７の構成材料、例えばシリコン樹脂を注入すればよい。下金型３０ｂの多数の突起３１は反射防止膜１７の穴１９を形成する。冷却後に上金型３０ａと下金型３０ｂとを分離して成型品を取り外せば反射防止膜１７を容易に形成することができる。
【００３４】
本発明の別な実施形態として、導光材自体に反射防止機能を持たせても良い。図１１に示すように、導光板（導光材）４０を構成する導光部４６の第２面４６ｂには観察面４０ａが形成されている。観察面４０ａは緩斜面部４１ａと反射面（急斜面部）４１ｂとからなるくさび型の微細な三角波状の溝４１が多数配列されたものである。反射面４１ｂは導光板４０内を伝搬する光を反射させる。
【００３５】
導光部４６の観察面４０ａと反対側の第１面４６ａには反射防止構造４０ｂを備えている。この反射防止構造４０ｂは第１面４６ａから導光板の厚み方向に掘られた多数の微細な穴４３を備える。穴４３は第１面４６ａで露出する開口４３ａと、第２面４６ｂ側に形成された底面４３ｂとを備える。底面４３ｂは滑らかな二次曲面を構成している。こうした反射防止構造４０ｂを一体に備えた導光板（導光材）４０は、反射防止構造４０ｂを備えた第１面４６ａに光が入射すると、構造材と空気界面の屈折率の不連続が緩和され、一定角度で強く反射することがない。
【００３６】
また、例えば光源から導光部４６に導入された光が反射面４１ｂで第１面４６ａ方向に光路を変えられると、滑らかな二次曲面を持つ穴４３の底面４３ｂに裏面から入射するので、第１面４６ａで再び導光部４６の内部に反射される光を極めて少なくすることができる。よって、導光板（導光材）４０の第１面４６ａから光を効率よく出射することが可能になる。
【００３７】
導光板４０の製造にあたっては、観察面４０ａを構成する溝４１を象った面を備えた第１の金型と、反射防止構造４０ｂを構成する穴４３を形成するための多数の突起を備えた第２の金型とからなる一組の金型を用いて、射出成型によって製造すればよい。こうした導光板４０を反射型の液晶表示装置４５のフロントライトとして用いれば、液晶表示面の視認性を飛躍的に高めることができる。導光板４０に一体に反射防止構造４０ｂを備えているので、導光板４０に反射防止膜を別途貼り付ける必要が無く、フロントライト製造時の工程の簡略化にも寄与する。
【００３８】
また、他の実施形態として、１枚の反射防止膜の両面に反射防止構造を形成しても良い。図１２に示すように、反射防止膜７０の第１面７０ａおよび第２面７０ｂにはそれぞれ反射防止構造７４を形成する。すなわち、反射防止膜７０の第１面７０ａに、反射防止膜７０厚み方向に掘られた多数の微細な穴７１を備える。穴７１は第１面７０ａで露出する開口７１ａと、第２面７０ｂ側に形成された底面７１ｂとを備える。また、反射防止膜７０の第２面７０ｂには、反射防止膜７０厚み方向に掘られた多数の微細な穴７２を備える。穴７２は第２面７０ｂで露出する開口７２ａと、第１面７０ａ側に形成された底面７２ｂとを備える。
【００３９】
こうして、反射防止膜７０の第１面７０ａ側と第２面７０ｂ側の両方に反射防止構造７４を形成すれば、反射防止膜７０の第１面７０ａ側から入射する光と、第２面７０ｂ側から入射する光の双方の反射を１枚の反射防止膜７０で効果的に防止することができる。
【００４０】
一方、反射防止構造を構成する穴の開口を多角形、例えば六角形に形成することが好ましい。図１３に示すように、反射防止構造６１を構成する穴６２の開口６２ａを六角形に形成する。こうして開口６２ａを六角形に形成すれば、基準面６３に最大限高密度に穴６２の開口６２ａを配列することが可能になり、基準面６３の接続面を殆ど無くすことができる。これによって基準面６３に占める開口６２ａの割合は最大になり、防反射能力を極限まで高めることができる。基準面６３全体に占める開口６２ａの割合は、開口６２ａの六角形の内接円の面積に近似させて、例えば７５％〜８５％に設定される。また、開口６２ａ同士の間の接続面は、例えば１５％〜２５％に設定されるが、さらに小さくすることも可能である。
【００４１】
【実施例】
本出願人は本発明の反射防止構造の特性を確認するため検証を行った。検証にあたっては、穴のピッチを３段階に変えた３種類の反射防止構造を備えた反射防止膜を用意した。即ち、反射防止膜の穴を形成する突起同士の間隔を０．２０μｍ、０．２２μｍ、０．２４μｍにそれぞれ設定した金型を用いて射出成型を行い、隣接する穴同士の間隔がそれぞれ０．２０μｍ、０．２２μｍ、０．２４μｍに形成された３種類の反射防止膜を得た。反射防止膜の材料はシリコン系樹脂を用い、穴の配列は千鳥状配列に形成した。作製された３種類の反射防止膜の表面形状をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）により測定したところ、基準面上にピッチがそれぞれ０．２０μｍ、０．２２μｍ、０．２４μｍで千鳥格子状に均一に穴が配列形成されていることを確認できた。
【００４２】
まず、上述した３種類の反射防止膜を用いて、反射防止膜の表面（穴の開口が形成された面）に向けて白色ＬＥＤ光源から白色光を照射し、反射防止膜の表面における漏れ光測定を行った。この漏れ光測定は、反射防止膜の法線方向を０°とし、この法線方向から一方の側への傾き角度をマイナス側、それと反対側への傾き角度をプラス側として、−３０°〜３０°の範囲で漏れ光を検出するための検出器を移動させて測定を行った。その結果を図１４のグラフに示す。図１４のグラフの横軸は検出器の角度を示し、縦軸は漏れ光の輝度（ｃｄ／ｍ２ ）を示している。
【００４３】
図１４に示すように、穴のピッチが小さいほど何れの角度でも漏れ光が小さくなることが判明した。特に穴のピッチが０．２０μｍの反射防止膜では、最も漏れ光が強くなる０°近辺においても輝度は最大で１．５０ｃｄ／ｍ２ 程度であり、優れた防反射効果が得られていることが確認された。従って、穴のピッチを十分に狭めた反射防止膜を液晶表示装置などに適用すれば、高コントラストで高輝度の優れた表示品質を得られることが示唆される。
【００４４】
次に、本発明の反射防止構造を備えた反射防止膜の穴の開口径と漏れ色度との関係を検証し、最適な穴の開口径を見出するため、穴の開口径を３段階に変えた３種類の反射防止膜を用意した。即ち、反射防止膜の穴を形成する突起の底面の径を０．２５μｍ、０．３０μｍ、０．４０μｍにそれぞれ設定した金型を用いて射出成型を行い、開口径がそれぞれ０．２５μｍ、０．３０μｍ、０．４０μｍに形成された穴を備えた３種類の反射防止膜を得た。反射防止膜の材料はシリコン系樹脂を用い、穴の配列は千鳥状配列に形成した。
【００４５】
作製された３種類の反射防止膜の表面形状をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）により測定したところ、基準面上に開口径がそれぞれ０．２５μｍ、０．３０μｍ、０．４０μｍで千鳥格子状に均一に穴が配列形成されていることが確認された。また、比較例として、蒸着形成による凹凸面からなるＡＲ格子を備えた従来の反射防止膜も用意された。
【００４６】
測定にあたって上記３種類の開口径の穴をもつ反射防止膜をそれぞれ透明樹脂製の導光板に貼り付けて、これら導光板に向けて白色ＬＥＤ光源から白色光を照射し、反射防止膜の表面における漏れ色度の測定を行った。また、従来の凹凸面からなるＡＲ格子を備えた反射防止膜を透明樹脂製の導光板に貼り付けて、この導光板に向けて白色ＬＥＤ光源から白色光を照射し、従来の反射防止膜の表面における漏れ色度測定を行った。
【００４７】
漏れ光測定は、導光板に対して法線方向を０°とし、この法線方向から一方の側への傾き角度をマイナス側、それと反対側への傾き角度をプラス側として、−３０°〜３０°の範囲で漏れ光を検出するための検出器を移動させて測定を行った。その結果を図１９のグラフに示す。また、導光板に対して平行方向を０°とし、この法線方向から一方の側への傾き角度をマイナス側、それと反対側への傾き角度をプラス側として、−３０°〜３０°の範囲で漏れ光を検出するための検出器を移動させて測定を行った。その結果を図２０のグラフに示す。これら図１９、２０はｘｙ色度図であり、グラフ中に×印で示す点がＣ光源（白色）である。
【００４８】
図１５、図１６に示すように、穴の開口径が小さい反射防止膜ほど色度の角度依存性が小さく、また、Ｃ光源の近傍に集中していることが判明した。穴の開口径が０．２５μｍの反射防止膜はＣ光源の近傍から大きく外れることなく集中しており、こうした穴の開口径が小さい反射防止膜を液晶表示装置のフロントライトに適用すれば、液晶パネルを斜め方向から観察しても表示の色つきが無く、液晶パネルの表示色再現性が高いことが示唆される。また、穴のピッチが小さい方が色度の分布が小さく、より色づきが小さいことから、色再現性に優れる反射防止膜であるといえる。
【００４９】
一方で、穴の開口径が０．３０μｍ、０．４０μｍの反射防止膜は色度の角度依存性が大きく、Ｃ光源から大きく外れていることが判明した。穴の開口径を０．３０μｍ以上にしてしまうと、液晶表示装置のフロントライトなど適用した場合、液晶パネルの観察時に表示の色つきが目立ち、色再現性が低いことが示唆される。また、従来の蒸着形成による凹凸面からなるＡＲ格子を備えた反射防止膜も、開口径が０．２５μｍの穴を備えた本発明の反射防止膜と比較して色度の角度依存性が大きく、Ｃ光源から外れていることが判明した。穴の開口径を小さく設定した本発明の反射防止膜は、従来のＡＲ格子を備えた反射防止膜よりも色再現性に優れることが確認された。
【００５０】
また、本出願人は反射防止構造の接続面に占める穴の開口径の割合と反射率との関係を検証した。この検証にあたって４種類の反射防止膜成型用金型を用意した。金型Ａは、成型面の面積に対する反射防止構造の穴を象った突起以外の接続面の面積比を１８．２％、穴の深さとなる突起の高さを４３３ｎｍに形成した。金型Ｂは接続面の面積比を２４．８％、突起の高さを４２９ｎｍに形成した。金型Ｃは接続面の面積比を２７．９％、突起の高さを３９９ｎｍに形成した。金型Ｄは接続面の面積比を３９．０％、突起の高さを３７９ｎｍに形成された。こうした金型Ａ〜Ｄをそれぞれ用いて４種類の反射防止構造を備えた反射防止膜Ａ〜Ｄを射出成型によって形成した。作製された４種類の反射防止膜Ａ〜Ｄの表面形状をＡＦＭにより測定したところ、基準面に占める開口面の割合は反射防止膜Ａが８１．８％、反射防止膜Ｂが７５．２％、反射防止膜Ｃが７２．１％、反射防止膜Ｄが６１．０％で千鳥格子状に均一に穴が配列形成されていることが確認された。また反射防止膜Ａ〜Ｄの穴の深さは４３３ｎｍ、４２９ｎｍ、３９９ｎｍ、３７９ｎｍに形成されていることを確認できた。
【００５１】
これら基準面に占める開口面の割合が異なる４種類の反射防止膜Ａ〜Ｄを用いて、反射防止膜の表面（穴の開口が形成された面）に向けて波長を４００〜６５０ｎｍに変化させた光を照射し、反射防止膜の表面における反射率の測定を行った。図１７に金型Ａ〜Ｄの形成直後の反射防止膜Ａ〜Ｄの反射率を示す。
【００５２】
図１７に示すように、基準面に占める穴の開口面の割合が大きい反射防止膜ほど反射率は小さくなっていることが確認された。特に図中実線Ｓで示す波長５５０ｎｍ近傍は可視光に近いので、この波長５５０ｎｍ近辺の反射率を低減することは、反射防止膜を適用した液晶表示装置などの視認性を高めるのに重要である。
【００５３】
図１７に示す結果から、基準面に占める開口面の割合が７０％〜８５％、特に７２％〜８２％以上の反射防止膜は反射率が低く抑えられることが判明した。特に、可視光近傍の波長域である波長４００〜６５０ｎｍでは、基準面に占める開口面の割合を７２％〜８２％に設定すれば、反射防止膜の反射率を抑えるのに特に有効であることが判明した。図１７に示すように、反射率を１％以下に抑えるためには基準面に占める開口面の割合は７２％以上であれば良いことが判明した。
【００５４】
上述した各検証結果から、反射率が低く漏れ色度も優れた反射防止膜を得るには、穴の径を小さくし、かつ穴のピッチを極力小さくするとともに、基準面に占める穴の開口面の割合を大きくすることが有効であることが見出された。
【００５５】
図１８に本発明の反射防止構造を備えた反射防止膜を電子顕微鏡で３万倍に拡大撮影した画像を示す。基準面上に穴の開口面が並び、開口面を接続する接続面が極めて少ない様子が観察できた。
【００５６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば外光や照明光の反射を防いで、外光や照明光で表示された表示部分の視認性を大いに高めることが可能な反射防止構造が提供される。こうした反射防止構造は多数の微細な穴によって構造材と空気界面の屈折率の不連続が緩和され、一定方向に反射光が生じることを効果的に防止する。また、本発明の反射防止構造は第１面（基準面）に微細な穴を形成するので、成型が容易であり、反射防止構造を備えた反射防止膜を効率的かつローコストに製造することが可能である。反射防止構造は第１面（基準面）から第２面方向に延びる穴から構成されており、第１面から突出する凸部などがないので、反射防止構造に押圧力がかかっても防反射能力が低下する可能性は回避される。
【００５７】
第１面に対して穴の開口の占める割合が単位面積当たり７５％以上８５％以下に設定するのが好ましい。穴の開口面の割合を高めれば、構造材と空気界面の屈折率の不連続が緩和され、一方向に反射される光を低く抑えることができ、反射防止構造の防反射能力は高められる。また反射防止構造の反射率が１％以下に設定されれば、こうした反射防止構造を液晶表示装置等に適用した場合に、反射による視認性の低下はほとんど回避される。穴の底面の形状を二次曲面に形成して平面をなくすことで反射防止構造の防反射能力は大いに高められる。穴の開口の形状を多角形に形成し、また穴を千鳥状に配列すれば、第１面に対して最も密に穴を形成することでき、反射の原因となる平面を反射防止膜の表面から殆どなくすことが可能になる。穴の形成密度が高められれば、防反射能力の向上に大いに役立つ。
【００５８】
また、本発明によれば、第１面に沿って開口を有するとともに前記第１面と反対の第２面に向けて底面を有し、前記開口から前記底面に向けて延びる多数の微細な穴から構成される反射防止構造と、前記第２面に沿って形成された多数の微細な溝から構成される反射構造とを備えたことを特徴とする導光材が提供される。こうした導光材によれば、多数の微細な穴によって入射光が拡散され、一定方向に反射光が生じることを効果的に防止することが可能になる。また、導光材に反射面と反射防止構造とを一体に形成することで、フロントライト等に適用した際に構成部材を低減することができる。
【００５９】
このような導光材が照明装置に適用されれば、表面反射を防止した照明装置が実現される。また照明装置を液晶表示装置に適用すれば、表面反射が低減されて高コントラストで視認性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【００６０】
本発明の反射防止膜成型用金型によれば、成型が容易であり、かつ防反射能力に優れた反射防止構造を備えた反射防止膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の反射防止構造を適用した照明装置を備えた液晶表示装置の断面図である。
【図２】図２は本発明の反射防止構造を備えた反射防止膜を示す拡大斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す反射防止膜の拡大断面図である。
【図４】図４は、反射層を示す拡大斜視図である。
【図５】図５は、本発明の反射防止膜成型用金型を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の反射防止膜成型用金型の製造方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図７】図７は、本発明の反射防止膜成型用金型の製造方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図８】図８は、本発明の反射防止膜成型用金型の製造方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図９】図９は、本発明の反射防止膜成型用金型の製造方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の反射防止膜成型用金型の製造方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の導光材を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の反射防止構造の別な実施形態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の反射防止構造の別な実施形態を示す断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の反射防止構造の検証結果を示すグラフである。
【図１５】図１５は、本発明の反射防止構造の検証結果を示すグラフである。
【図１６】図１６は、本発明の反射防止構造の検証結果を示すグラフである。
【図１７】図１７は、本発明の反射防止構造の検証結果を示すグラフである。
【図１８】図１８は、本発明の反射防止構造を備えた反射防止膜の拡大画像を示す。
【符号の説明】
１０  液晶表示装置
１１  液晶表示ユニット
１２  フロントライト（照明装置）
１４  光源
１７  反射防止膜
１８ａ  第１面（基準面）
１８ｂ  第２面（貼付面）
１９  穴
２０ａ  開口
２０ｂ  底面
２８，４０ｂ，７４  反射防止構造
２９  接続面
３０  金型（反射防止膜成型用金型）
３１  突起
３１ａ  底面
３３ａ  第１内面
３３ｂ  第２内面
４０ｂ  反射防止面
４１  溝
４１ｂ  反射面
４３  穴
４６  導光部
５０  基板
５１  金属層
５１ｂ  凸部
５２  レジスト
５２ａ  穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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