[发明专利]防反射膜和具备防反射膜的光学元件、压模和压模的制造方法以及防反射膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及防反射膜和具备防反射膜的光学元件(包含显示元件)。另外，本发明涉及压模(也称为“金属模”或者“铸模”。)、压模的制造方法以及防反射膜的制造方法。

背景技术

对电视机、便携式电话等所用的显示装置、照相机镜头等光学元件通常为了减低表面反射、提高光透射量会实施防反射技术。例如，在光射入空气与玻璃之间的界面的情况那样，光通过折射率不同的介质的界面的情况下，菲涅耳反射等会造成光透射量降低、视觉识别性下降。

近几年，作为防反射技术，在基板表面形成将凹凸周期控制到可见光(λ＝380nm～780nm)的波长以下的细微凹凸图案的方法受到关注(参照专利文献1～3)。构成体现防反射功能的凹凸图案的凸部的二维大小为10nm以上500nm不到。

该方法利用了所谓的蛾眼(Motheye：蛾的眼睛)构造的原理，通过使对射入到基板的光的折射率沿着凹凸深度方向从入射介质的折射率连续变化到基板的折射率，抑制想要防止反射的波段的反射。

蛾眼构造除了能够在大波段发挥入射角依赖性小的防反射作用之外，还具有能够应用于多种材料、能够在基板上直接形成凹凸图案等优点。其结果，能够以低成本提供高性能的防反射膜(或者防反射表面)。

作为蛾眼构造的制造方法，利用通过对铝进行阳极氧化而得到的阳极氧化多孔铝的方法受到关注(专利文献2和3、非专利文献1)。

在此，简单说明通过对铝进行阳极氧化而得到的阳极氧化多孔铝。以往，利用阳极氧化的多孔质构造体的制造方法作为能够形成规则正确排列的纳米级别的圆柱状细孔(凹部)的简易方法而受到关注。将基材浸泡在硫酸、草酸或者磷酸等酸性电解液或者碱性电解液中，将其作为阳极施加电压，此时在基材的表面氧化和溶解同时进行，能够在其表面形成具有细孔的氧化膜。该圆柱状细孔相对于氧化膜垂直取向，在一定条件下(电压、电解液的种类、温度等)显现出自我组织的规则性，因此可期待在各种功能材料中的应用。

如图11示意性地所示，阳极氧化多孔氧化铝层40包括具有细孔42和阻挡层44的一定尺寸的单元46。在特定条件下制作出的多孔氧化铝层40从与膜面垂直的方向看时单元46的形状是示意性的大致正六边形。单元46从与膜面垂直的方向看时具有二维地最高密度地填充的排列。各个单元46在其中央具有细孔42，细孔42的排列具有周期性。在此，细孔42的排列具有周期性是指从与膜面垂直的方向看时从某个细孔的几何学重心(下面只称为“重心”。)到与该细孔相邻的全部细孔各自的重心的向量的总和(向量和)是零。在如图11所示的例子中，从某个细孔42的重心到相邻的6个细孔42各自的重心的6个向量具有相同的长度，其方向相互均存在60度的不同，因此这些向量的总和是零。可以得出如下判断：在实际的多孔氧化铝层中，若上述向量总和的长度是最短向量的长度的5％不到则具有周期性。

多孔氧化铝层40是通过对铝的表面进行阳极氧化而形成的，因此其形成在铝层48上。单元46是局部的被膜溶解和成长的结果形成的，在称为阻挡层44的细孔底部被膜的溶解和成长同时进行。已知：此时，单元46的尺寸即相邻的细孔42的间隔相当于阻挡层44厚度的大致两倍，与阳极氧化时的电压大致成比例。另外，已知：细孔42的直径虽然依赖于电解液的种类、浓度、温度等，但通常是单元46的尺寸(从与膜面垂直方向看时单元46的最长对角线的长度)的1/3程度。这种多孔氧化铝的细孔42在特定条件下形成具有高规则性(具有周期性)的排列，另外根据条件的不同而具有某种程度规则性的混乱排列或者不规则(不具有周期性)的排列。

在专利文献2中公开了利用在表面具有氧化铝阳极氧化膜的压模以转印法形成防反射膜(防反射表面)的方法。

另外，最近在非专利文献1中公开了通过重复铝的阳极氧化和口径扩大处理来制作具有各种形状的阳极氧化铝的方法。另外，根据非专利文献1，将形成有倒吊钟型锥状细孔的氧化铝作为铸模并利用PMMA来制作具有蛾眼构造的防反射膜。该防反射膜的反射率为约1％以下。非专利文献1所述的形成在氧化铝层中的凹部的侧面是平滑(连续性)的而且是线性的。

本申请人在专利文献3中公开了：通过利用细微凹部具有台阶状的侧面的氧化铝层来形成防反射膜，与利用非专利文献1所述的氧化铝层的情况相比，能够难以引起光反射(零次衍射)。另外，公开了细微凹部具有台阶状的侧面的压模具有如下特征：相比于非专利文献1所述的压模，比表面积要大，因此能够得到强的表面处理的效果。例如，通过对压模的表面实施脱模处理提高了转印性。另外，通过对防反射膜的表面实施防水、防油处理(例如氟处理)能够得到防污效果。