(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とそれを備えた反射防止膜、導光材と、液晶表示装置を提供。【解決手段】  第１面１８ａに沿って開口２０ａを有するとともに第１面１８ａと反対の第２面１８ｂに向けて底面２０ｂを有し、開口２０ａから底面２０ｂに向けて延びる多数の微細な穴１９と、隣接する微細な穴間で、上記第１面側に設けられた凸部３５とが備えられ、開口２０ａは第１面１８ａに沿って千鳥状に配列され、穴１９の内壁面２０ｄは上記穴内の最深点ｄと該穴１９に隣接する凸部３５の頂点とを結ぶ直線を含む斜面３６より上記第２面側に凹んだ形状とされた反射防止構造２８。【選択図】        図２
2005338486.tif 000002
【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と、隣接する微細な穴間で、前記第１面側に設けられた凸部とが備えられ、
前記開口は前記第１面に沿って千鳥状に配列され、
前記穴の内壁面は前記穴内の最深点と該穴に隣接する凸部の頂点とを結ぶ直線を含む斜面より前記第２面側に凹んだ形状とされたことを特徴とする反射防止構造。
【請求項２】
前記穴の形成ピッチは２５０ｎｍ以下とされたことを特徴とする請求項１記載の反射防止構造。
【請求項３】
前記穴の深さは１３０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下とされたことを特徴とする請求項１又は２記載の反射防止構造。
【請求項４】
前記凸部の頂部は、二次曲面を有し、該曲面の曲率半径が３０ｎｍ以下とされたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の反射防止構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一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６】
前記請求項１乃至４のいずれか一項に記載の反射防止構造と、該反射防止構造の前記第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が備えられたことを特徴とする導光材。
【請求項７】
請求項６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８】
請求項７に記載の照明装置を液晶表示ユニットの観察側に備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、照明装置と、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、上記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角錐状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。）
【特許文献１】特開２００３−２７９７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の反射防止構造は表面に微細な角錐状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。
【０００４】
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、導光材と、液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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上記第１面と反対の第２面に向けて底面を有し、上記開口から上記底面に向けて延びる多数の微細な穴と、隣接する微細な穴間で、上記第１面側に設けられた凸部とが備えられ、
上記開口は上記第１面に沿って千鳥状に配列され、
上記穴の内壁面は上記穴内の最深点と該穴に隣接する凸部の頂点とを結ぶ直線を含む斜面より上記第２面側に凹んだ形状とされたことを特徴とする反射防止構造が提供される。
【０００６】
かかる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低コストに製造することが可能である。  また、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面より外側に突出する部分などがないので、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、取り扱い易い。
また、上記開口が千鳥状に配列されれば上記第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。
また、上記穴の内壁面は上記穴内の最深点と該穴に隣接する凸部の頂点とを結ぶ直線を含む斜面より上記第２面側に凹んだ形状とされることで、視感度が高い波長５５０ｎｍ付近の光の反射率の低減効果を大きくでき、また、反射率の絶対値を小さくでき、反射防止の効果を向上できる。また、本発明の反射防止構造を液晶表示ユニットの観察側に設けられる照明装置の導光材に備えた場合、外光や照明光は導光材に設けられた反射防止構造部分を通って空気層に出射されるので、上記穴の内壁面の形状を上記直線を含む斜面より第２面側に凹んだ形状とすることで、コントラストを向上できる。
【０００７】
上記穴の形成ピッチは２５０ｎｍ以下とされるのが、この反射防止構造部分を通った光が第１の面側から外部に出射する際に斜め方向に光が漏れるのを防止でき、第１の面側から出射される光の輝度を向上できる点で好ましい。穴の形成ピッチを上記範囲とされた反射防止構造を液晶表示ユニットの観察側に設けられる照明装置の導光材に備えた場合、液晶表示装置を斜め方向から観察したときの表示の着色を低減できる。
【０００８】
上記穴の深さは１３０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下とされるのが、この反射防止構造を液晶表示ユニットの観察側に設けられる照明装置の導光材に備えた場合（フロントライトのように導光材中を導光させ、この導光材の一方の面側に設けた反射防止構造から外部（空気層）に光が進む場合）に、反射率最小値の波長が５００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲とすることができ、視感度が高い波長５５０ｎｍ付近の光の反射率の低減効果を大きくできる点で好ましい。また、透過光を対称とする場合（第１の面もしくは第２の面から入射した光を第２の面もしくは第１の面から出射させる場合）には、穴の深さは１３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とされるのが、反射率最小値の波長は５５０±５０ｎｍの範囲とすることができ、視感度が高い波長５５０ｎｍ付近の光の反射率の低減効果を大きくできる点で好ましい。
【０００９】
また、上記凸部の頂部は、二次曲面を有し、該曲面の曲率半径が３０ｎｍ以下とされるのが好ましい。上記凸部の頂部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。上記頂部の二次曲面の曲率半径を上記範囲にすることで、反射率の絶対値を低減でき、反射防止効果を向上できる。
また、上記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。
【００１０】
また、上記のいずれかの構成の本発明の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、上記のいずれかの構成の本発明の反射防止構造と、該反射防止構造の上記第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が備えられたことを特徴とする導光材が提供される。
かかる導光材によれば、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。
【発明の効果】
【００１３】
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とそれを備えた反射防止膜、導光材と、液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。本実施形態では観察面１３ｂに形成された多数の溝１５が反射構造である。
【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の拡大断面図である。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、上記第１面と反対側の第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。穴１９の内壁面２０は、周壁２０ｃと底面２０ｂとから構成されている。この反射防止膜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部分２９（基準面１８ａのうち開口２０ａ以外の部分）よりもできるだけ大きいほうが好ましい。接続部分２９の割合が増えるほど反射率は高まってしまう。そのため隣接する微細な穴間の凸部３５の頂部３５ａ（先端部）は鋭利な形状にされていることが望ましい。
【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、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部分２９（又は凸部の頂部３５ａ）と空気とで形成される上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部分２９（又は凸部の頂部３５ａ）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】
穴１９の内壁面２０ｄは穴内の最深点ｄと該穴１９に隣接する凸部３５の頂点とを結ぶ直線を含む斜面３６（図２中の点線で示される）より第２面側に凹んだ形状とされる。このように内壁面２０ｄを斜面３６より第２面側に凹んだ形状とすることにより、視感度が高い波長５５０ｎｍ付近の光の反射率の低減効果を大きくでき、また、反射率の絶対値を小さくでき、反射防止の効果を向上でき、また、液晶表示装置のコントラストを向上できる。
【００２２】
凸部３５の頂部３５ａは、二次曲面を有し、該曲面の曲率半径が３０ｎｍ以下とされるのが好ましく、より好ましくは０ｎｍ以上３０ｎｍ以下、さらに好ましくは０ｎｍ以上１０ｎｍ以下とされるのが望ましい。凸部３５の頂部３５ａ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。頂部３５ａの二次曲面の曲率半径が３０ｎｍを超えると反射率の絶対値が大きくなってしまい、反射防止の効果が低減してしまう。
【００２３】
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。
【００２４】
穴１９の形成ピッチＰはできるだけ小さくして、接続部分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部分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。
穴１９の形成ピッチＰは２５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは０ｎｍより大きく、２００ｎｍ以下であり、更に好ましくは０ｎｍより大きく、１５０ｎｍ以下にするのが望ましい。穴１９の形成ピッチＰが２５０ｎｍ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い、また、反射防止構造部分を通った光が第１の面側から外部に出射する際に斜め方向に光が漏れ易く、第１の面側から出射される光の輝度が低下する。
【００２５】
穴１９の深さＤは１３０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下に設定されるの反射率最小値の波長が５００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲とすることができる点で好ましく、より好ましくは１５０ｎｍ以上２１０ｎｍ以下であり、更に好ましくは１７０ｎｍ以上２００ｎｍ以下にするのが望ましい。
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の深さＤが１３０ｎｍ未満であると、視感度が高い波長５５０ｎｍ付近の光の反射率を低減する効果が小さい。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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３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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、隣接する穴間で、第１面側に設けられた凸部３５とが備えられ、穴１９の開口２０ａは第１面１８ａに沿って千鳥状に配列され、穴１９の内壁面２０ｄは穴内の最深点ｄと該穴１９に隣接する凸部の頂点とを結ぶ直線を含む斜面３６より上記第２面側に凹んだ形状とされているため、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、接続部分２９（基準面１８ａのうち開口２０ａ以外の部分）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。
【００３５】
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。
【００３６】
なお、上記実施形態においては、導光板（導光材）１３と別個に反射防止膜１７が設けられた場合について説明したが、導光材自体に導光材自体に反射防止機能を持たせても良く、その場合は、例えば、導光板１３の出射面１３ｃに沿って開口を有するとともに出射面１３ｃと反対の観察面に向けて底面を有し、上記開口から上記底面に向けて延びる多数の微細な穴と、隣接する微細な穴間で、上記出射面側に設けられた凸部とが備えられ、上記開口は上記出射面１３ｃに沿って千鳥状に配列され、上記穴の内壁面は上記穴内の最深点と該穴に隣接する凸部の頂点とを結ぶ直線を含む斜面より上記観察面側に凹んだ形状とされた反射防止構造を備えるようにしてもよい。この場合、出射面１３ｃが反射防止構造の第１面となり、観察面１３ｂが第２面となる。
【実施例】
【００３７】
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、反射防止膜の穴の形成ピッチがそれぞれ０．２０μｍ、０．２２μｍ、０．２５μｍに形成された３種類の反射防止膜を用いた。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、０．２５μｍ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。
【００３８】
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４のグラフに示す。図４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。
【００３９】
図４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、穴の形成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。
【００４０】
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、開口径（開口の最大径）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用いた。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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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５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６のグラフに示す。これら図５、図６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。
【００４４】
図５、図６に示すように、穴の開口径（開口の最大径）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、穴の形成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。
【００４５】
一方で、穴の開口径（開口の最大径）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。
【００４６】
また、本出願人は反射防止構造の穴間に設けられる凸部の頂部の曲率と反射率との関係を検証し、最適な頂部の曲率を見出すため、頂部の曲率を５段階に変えた５種類の反射防止膜を用意した。即ち、穴間に設けられる凸部の頂部の曲率がそれぞれ１０ｎｍ、１８ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍに形成された５種類の反射防止膜を用いた。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。
これら凸部の頂部の曲率が異なる５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）に向けて波長を４００〜７００ｎｍ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ときの最小値（％）を調べた。図７に上記５種類の反射防止膜の凸部の頂部の曲率と反射率最小値を示す。
反射防止効果が充分発現できる値の反射率の最小値が０．３％以下にできる反射防止膜は、図７に示す結果から頂部の曲率が３０ｎｍ以下にしたものであることが確認された。また、頂部の曲率が１０ｎｍの場合は、反射率最小値が０．０５％にすることができ、反射防止効果を格段に向上できることが確認された。
【００４７】
また、本出願人は反射防止構造の穴の深さと反射率との関係を検証し、最適な穴の深さを見出すため、穴の深さを１２０ｎｍ〜２３０ｎｍの範囲で１３段階に変えた１３種類の反射防止膜を用意した。即ち、穴の深さがそれぞれ１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４７ｎｍ、１６１ｎｍ、１７２ｎｍ、１８５ｎｍ、１８８ｎｍ、２０３ｎｍ、２１０ｎｍ、２２０ｎｍ、２２３ｎｍ、２３０ｎｍ、２３５ｎｍに形成された１３種類の反射防止膜を用いた。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。
これら穴の深さが異なる１３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）に向けて波長を４００〜７００ｎｍ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ときの最小値（％）を示すときの波長（ｎｍ）を調べた。図８に上記１３種類の反射防止膜の穴の深さと反射率最小値の波長を示す。
反射防止膜を液晶表示ユニットの観察側に設けられる照明装置の導光材に備える場合（フロントライトのように導光材中を導光させ、この導光材の一方の面側に設けた反射防止膜から外部（空気層）に光が進む場合）は、反射率最小値の波長は６００−１００ｎｍ〜６００＋５０ｎｍ（即ち５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）が好ましく、それを実現するための穴の深さは図８に示す結果から１３０ｎｍ以上２３０ｎｍであることが確認された。また、透過光を対称とする場合、反射率最小値の波長は５５０±５０ｎｍが望ましく、それを実現するための穴の深さは図８に示す結果から１３０ｎｍ以上２００ｎｍであることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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を示す断面図。
【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断面図。
【図３】図３は、反射層を示す拡大斜視図。
【図４】図４は、本発明の反射防止構造の検証結果を示すグラフ。
【図５】図５は、本発明の反射防止構造の検証結果を示すグラフ。
【図６】図６は、本発明の反射防止構造の検証結果を示すグラフ。
【図７】図７は、本発明の反射防止構造の検証結果を示すグラフ。
【図８】図８は、本発明の反射防止膜の穴の深さと反射率最小値の波長を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４９】
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）、１３・・・導光板（導光材）、１３ａ・・・入射面、１３ｂ・・・観察面、１３ｃ・・・出射面、１４・・・光源、１５・・・溝、１５ａ・・・緩斜面部、１５ｂ・・・急斜面部（反射面）、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、２０ｃ・・・周壁、２０ｄ・・・内壁面、２１・・・上基板、２２・・・下基板、２３・・・液晶層、２４・・・シール材、２５・・・反射層、２５ａ・・・有機膜、２５ｂ・・・反射膜、２６，２７・・・液晶制御層、２８・・・反射防止構造、３５・・・凸部、３５ａ・・・頂部、ｄ・・・最深点、３６・・・斜面、Ｗ・・・最大径、Ｐ・・・ピッチ、Ｄ・・・深さ
【図１】
2005338486.tif 000003
【図２】
2005338486.tif 000004
【図３】
2005338486.tif 000005
【図４】
2005338486.tif 000006
【図５】
2005338486.tif 000007
【図６】
2005338486.tif 000008
【図７】
2005338486.tif 000009
【図８】
2005338486.tif 000010