[发明专利]光学元件、其制造方法及显示装置

说明书

相关申请的参考

本申请包含分别于2009年7月3日和2010年6月8日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-159357和JP2010-131534所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及具有防反射功能的光学元件、该光学元件的制造方法以及包括该光学元件的显示装置。更具体地，本发明涉及其中每一个均由凸部或凹部组成的多个结构以小于或等于可见光的波长的微小间距配置的光学元件，以及该光学元件的制造方法。

背景技术

包括由玻璃或塑料组成的透光性基板的一些现有光学元件要经过表面处理来抑制光的表面反射。这种表面处理的实例为在光学元件的表面上形成微小且密集的凹凸(蛾眼结构)(例如，参考“Optical and Electro-Optical Engineering Contact”Vol.43，No.11(2005)，630-637)。

通常，当周期性的凹凸形状设置在光学元件的表面上并且光透射通过该表面时，发生衍射并且透射光的线性分量大幅地减少。然而，当凹凸形状的间距小于透射光的波长时，则不会发生衍射。例如，当凹凸形状为以下描述的矩形时，可以获得对于具有与凹凸形状的间距或深度相对应的单一波长的光的防反射效果。

已经公开了具有微小帐篷形状的蛾眼结构(间距：约300nm，深度：约400nm)作为通过使用电子束曝光技术制成的蛾眼结构(例如，参考NTT Advanced Technology Corporation，“Master Mold forForming Anti-reflection(Moth-eye)Structure having no wavelengthdependence”，[online]，[2008年2月27日检索]，互联网<http://keytech.ntt-at.co.jp/nano/prd_0033.html>)。在该蛾眼结构中，可以获得反射率为1％以下的高性能防反射特性。

此外，已经公开了一种具有挂钟形状和椭圆锥台形状的蛾眼结构，其为通过将制造光盘的母板的处理与蚀刻处理相结合的方法制成的蛾眼结构(例如，参考PCT国际公开第08/023816号册子(Pamphlet))。在该结构中，获得了与通过电子束曝光技术制成的蛾眼结构的防反射特性接近的防反射特性。

发明内容

近年来，在上述的蛾眼结构中，人们期望当诸如指纹的污迹附着至这些结构时，能够通过用水擦拭来去除污迹。然而，由于微小结构以这种蛾眼结构密集地配置，所以当诸如指纹的污迹附着至该蛾眼结构时，该污迹借助于毛细作用进入到结构的内部并且变得难以去除。尽管在污迹的成分溶解到诸如酒精的溶剂之后可以将这种污迹擦除，但是这不是优选的方法并且具有物理和环境的影响。

期望提供一种光学元件，其中附着至其表面上的诸如指纹的污迹通过用水擦拭就可以容易地被去除，以及提供一种这种光学元件的制造方法，以及包括这种光学元件的显示装置。

根据本发明的实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学元件，该光学元件包括：基体，具有主表面；以及多个凸状或凹状的结构，以等于或小于可见光的波长的微小间距配置在基体的主表面上，其中，基体的主表面(其上具有这些结构的主表面)具有亲水性，并且基体的主表面(其上具有这些结构的主表面)与纯水的接触角为30°以下。

根据本发明的实施方式，提供了一种具有防反射功能的光学元件的制造方法，该方法包括：通过将形成在母板表面上的凹部和凸部转印至转印材料，形成以等于或小于可见光的波长的微小间距配置在基体的主表面上的多个凸状或凹状的结构的步骤；以及使基体的主表面(其上具有这些结构的主表面)亲水，其中基体的主表面(其上具有这些结构的主表面)与纯水的接触角为30°以下。

在本发明的实施方式中，这些结构优选周期性地配置成四方点阵图样或准四方点阵图样。这里，“四方点阵”指的是正四方点阵。“准四方点阵”不同于正四方点阵，其指的是扭曲的正四方点阵。

例如，当这些结构呈直线配置时，准四方点阵指的是通过在直线配置的方向(轨道方向)上拉伸正四方点阵而扭曲的四方点阵。当这些结构以蜿蜒的方式配置时，准四方点阵指的是通过沿结构的蜿蜒配置而使正四方点阵发生扭曲得到的四方点阵。可选地，准四方点阵指的是通过在直线配置的方向(轨道方向)上拉伸正四方点阵而扭曲的，并另外通过沿这些结构的蜿蜒配置而扭曲的四方点阵。