反射防止構造及び反射防止成形体
【課題】電磁波の反射防止性能を向上させ、微細凹凸形状の破壊を防止することができ、反射防止機能と耐傷付き性を兼ね備えた反射防止構造と、このような微細構造を備え、例えば自動車のメーターフロントカバーやウインドウガラス、ＩＲカメラレンズなど広域な波長範囲に対応することができる反射防止成形体を提供する。
【解決手段】入射する電磁波の波長λよりも小さい底面サイズＤを有し、波長λよりも短いピッチＰで隙間なく配列された無数の角錐台状微細凸部４を備えた微細構造層３を平面層２の上に積層して成る２層構造とし、角錐台状微細凸部４の先端部４ｔと、微細構造層３と平面層２との境界面５とをそれぞれ平面状の反射面として機能させる。
【解決手段】入射する電磁波の波長λよりも小さい底面サイズＤを有し、波長λよりも短いピッチＰで隙間なく配列された無数の角錐台状微細凸部４を備えた微細構造層３を平面層２の上に積層して成る２層構造とし、角錐台状微細凸部４の先端部４ｔと、微細構造層３と平面層２との境界面５とをそれぞれ平面状の反射面として機能させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止機能のみならず、耐傷付き性にも優れた電磁波の反射防止構造と、このような構造を備え、光や電波の無反射パネルとして、自動車を始めとする車両や船舶、航空機などのボディや各種メーター類、ディスプレイ装置などに好適に使用することができる成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機、自動車、船舶などの分野においては、レーダーに映らないステルス技術、車間計測などのＩＲ計測カメラ、メーターカバー、液晶表示装置など、種々の用途で電磁波の反射防止が必要である。
例えば、自動車の運転席には、スピードメータや燃料計などの各種計器類をまとめて収納したディスプレイ部の前面にメーターフロントカバーが嵌め込まれている。しかし、このメーターフロントカバーに、フロントウインドウやサイドウインドウを通して車外の景色が映り込むことによって、ディスプレイ部の各種表示が見づらくなることがある。
そのため、その上方位置にメーターフードを配置して、メーターディスプレイへの外光の入射を遮り、車外景色の映り込みを防止するようにしている。
【０００３】
このような光の反射を防止するための構造としては、屈折率の異なる複数の薄膜から成る多層反射防止膜が知られているが、このような多層反射防止膜よりもさらなる反射率低下が可能なものとして、微細構造を用いた反射防止構造の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６７８１５号公報
【０００４】
上記特許文献１に記載の反射防止構造は、透明性成形品の表面に、透明性素材から成る無数の微細凹凸を光の波長以下のピッチで形成することによって、光の屈折率が厚み方向に変化するようにしたものである。
すなわち、例えば波形や三角形状をなす無数の微細凹凸が表面に形成されていることによって、凹凸の最表面では透明性素材の存在割合が限りなく０％に近いものとなって、実質的に空気の屈折率に等しくなる。一方、凹凸の底部では逆に空気の存在割合が限りなく０％に近いものとなって透明性素材の屈折率と等しくなり、中間部ではその断面における透明性素材の占める断面積に応じた屈折率となる。
【０００５】
その結果、光の屈折率が当該反射防止構造の厚み方向に、空気の屈折率から透明性素材の屈折率まで連続的に変化するようになる。したがって、屈折率の異なる複数の薄膜から成る多層反射防止膜（この場合の屈折率は段階的に変化する）と同様の原理によって、当該反射防止膜よりも優れた反射防止性能が発揮されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構造においては、光の反射率の低下が可能であるものの、反射防止効果向上のために微細凹凸の高さを増し、先端部を鋭角状にした場合には、構造体の表面に触れたり、表面を拭いたりすることによって、先端部が破損し易くなり、反射防止性能が損なわれるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、入射電磁波の波長以下のピッチ及びサイズに形成した微細凹凸構造から成る従来の反射防止構造における上記課題を解決すべくなされたものであって、本発明の目的とするところは、反射防止機能と耐傷付き性を兼ね備えた反射防止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、無数の角錐台状微細凸部を隙間なく配置して成る微細構造層を平面層上に積層して２層構造となし、微細構造層と平面層との境界面と、錐台状をなす微細凸部の先端面とに２つの反射面を形成することによって、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の反射防止構造は、底面多角形に外接する円の径が入射する電磁波の波長よりも小さい底面を備えた無数の角錐台状微細凸部が上記波長よりも短いピッチで隙間なく配列された微細構造層を平面層上に備え、微細構造層と平面層との境界面である反射面と、上記角錐台状微細凸部の先端部に平面状の反射面をそれぞれ有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、底面多角形に外接する円の直径を入射電磁波の波長λよりも小さいＤとした無数の角錐台状微細凸部を上記波長λより小さいピッチＰで隙間なく配列して成る微細構造層を平面層上に備え、当該微細構造層と平面層との境界面と、上記角錐台状微細凸部の先端面とにそれぞれ入射電磁波の反射面が形成されるようにしたため、反射防止機能と耐傷付き性とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の反射防止構造や、該微細構造を適用した反射防止成形体について、その製造方法や実施形態などと共に、さらに詳細に説明する。
【００１２】
本発明の反射防止構造は、上記したように、平面層と、その上に形成された微細構造層から構成され、微細構造層には、角錐台状をなす無数の微細凸部が形成されたものである。そして、微細凸部の底面サイズが入射する電磁波の波長よりも小さく、この波長よりも短いピッチで隙間なく配列されており、平面層と微細構造層との境界面と、角錐台状微細凸部の先端面とに平面状の反射面をそれぞれ備えている。
【００１３】
図１は、本発明の反射防止構造の実施形態の一例を示すものであって、本発明の反射防止構造１は、平面層２と、この平面層２を構成する材料とは屈折率の異なる材料から成り、当該平面層２の上に積層された微細構造層３から構成されている。
【００１４】
そして、上記微細構造層３には、角錐台形状（図においては四角錘台）をなす無数の微細凸部４が、隣接する凸部４との間に間隔を開けることなく隙間のない状態で、入射する電磁波の波長λよりも短いピッチＰで配列されている。
このとき、角錐状微細凸部４の底面サイズ、すなわち、底面を形成する多角形に外接する円の径Ｄ（図の例では、対角線の長さに一致）についても、後述するように、入射電磁波の波長λよりも小さいことになる。
【００１５】
したがって、上記微細構造層３においては、その厚み方向の各段面における構造素材と空気の存在比率によって定まる各断面における電磁波の屈折率が、厚み方向に向けて空気の屈折率から素材の屈折率まで、連続的に変化するようになる。これによって、微細凹凸から成る構造の場合と同様に、電磁波の反射防止機能が発揮される。
【００１６】
このとき、上記微細構造層３と平面層２を構成する材料は、それぞれの屈折率が相違することから、これらの境界面が反射面として機能する。一方、錐台状をなす各微細凸部４の頂部先端面４ｔも反射面となることから、境界面５から反射した電磁波は、微細凸部４の先端面４ｔで反射した電磁波と相殺され、さらなる低反射化が可能となる。
このとき、角錐台状微細凸部４は頂部（先端部）が平面状をなしているため、先端部が折れ難くなる。また、反射波同士の相殺による低反射化が期待できるため、凸部の高さＨをさほど高くする必要もなくなる。したがって、このような微細構造が他の部材と擦れ合ったり、ぶつかったりしたとしても損傷を受けにくいものとなり、電磁波の反射防止機能と耐傷付き性とを両立させることができる。
【００１７】
上記角錐台状微細凸部４の大きさについては、図１（ｂ）に示すように、当該微細凸部４の底面を形成する多角形に外接する円の径をＤとするとき、Ｄ＜λ（入射電磁波の波長）の範囲内とすることが必要となる。特に、可視光線の反射を防止するためにはＤ≦３８０ｎｍ、さらに好ましくはＤ≦２５０ｎｍとすることが望ましい。
この他、紫外線についてはＤ≦１５０ｎｍ、近赤外線についてはＤ≦７８０ｎｍであることが好ましい。
【００１８】
すなわち、底面寸法Ｄが入射電磁波の波長λ以上となると、隣接する微細凸部４間のピッチＰを当該波長λよりも短くすることができず、電磁波が回折し、反射防止機能が低下することになる。特に、Ｄ≦２５０ｎｍとすることによって、光の入射角度が変化しても回折光による着色の影響が現れないようになる。
【００１９】
本発明において、２つの反射面、すなわち微細構造層３と平面層２との境界面５と、微細凸部４の先端面４ｔからの反射電磁波が相殺されるためには、各反射面５，４ｔでの屈折率差と反射面間距離Ｌ、微細凸部４の高さＨなどが影響する。
まず、微細構造層３の表面における屈折率（構造層表面における微細凸部先端面４ｔの占有面積率によって決まる）と空気層との屈折率差をΔｎｔ、微細構造層３を構成する材料と平面層２を構成する材料との屈折率差をΔｎｂとするとき、これら屈折率差の比Δｎｔ／Δｎｂが０．８〜１．２のとき反射防止性が向上する。なお、この比Δｎｔ／Δｎｂについては、０．９〜１．１であることがより好ましい。
【００２０】
なお、上記反射面、つまり境界面５及び先端面４ｔについては、平面状であることを基本とするが、高さ２０ｎｍ以内の凹みや膨らみ、凹凸などは反射率に大きく影響するものではなく、ここで言う「平面状」とは、この程度の凹凸をも含むものとする。
また、両反射面５及び４ｔは実質的に平行であることが望ましいが、この場合の平行度としては、両面のなす角度が５°以内であれば相殺作用に大きく影響することはない。
【００２１】
次に、上記２つの反射面、境界面５と先端面４ｔの距離、すなわち反射面間距離Ｌ（微細構造層３の全体の厚さ）については、入射電磁波を相殺するために、微細凸部４の先端面４ｔからの反射電磁波と境界面５からの反射電磁波の位相がπ／２ずれるようにしたときに最も効果が大きくなる。
具体的には、反射面間距離Ｌ＝Ａ×（入射波長λ／（２×平均屈折率ｎ））の式（１）で表され、Ａの値が０．６〜１．４の範囲であることが好ましく、更に好ましくは、０．８〜１．２の範囲である。なお、ここで言う屈折率とは、入射電磁波に対する屈折率を意味することは言うまでもない。
【００２２】
図２は、上記（１）式におけるＡの値と可視光の反射率の関係を図示したものである。 すなわち、ポリエチレンテレフタレート基材（平面層２）の両面に、外接円径１４１ｎｍの底面を備えた四角錐台形をなし、高さがそれぞれ異なる無数の微細凸部を１００ｎｍのピッチで配列したアクリル樹脂から成る微細構造層３（Δｎｔ／Δｎｂ＝０．９４）を備えた反射防止成形体を試作し、その反射率を測定した結果である。
【００２３】
このように、Ａの値が０．６より小さい場合には、反射面間距離Ｄが小さくなり、２つの反射面からの反射電磁波が、目的とする波長範囲で低反射にできなくなる。また、Ａの値が１．４を超えた場合、反射防止性はある程度確保できるものの、Ａの値が増すと共に反射率が大きくなる傾向を示す。
【００２４】
特に、可視光における反射防止を目的とする場合、人間の目に対し感度の高い５４０〜５６０ｎｍ付近の波長が最低反射率となるように設計すればよく、反射面距離Ｄを１６０〜３５０ｎｍ、さらには１６０〜２４０ｎｍの範囲とすることが好ましい。
なお、電磁波の種類による反射面距離Ｄについては、上記（１）式で導出される範囲であればよいが、特に好ましくは、紫外線領域で８０〜１６０ｎｍ、赤外線領域では３５０ｎｍ〜４５μｍ程度である。
【００２５】
なお、上記平均屈折率ｎとは、微細構造層３における微細凸部４の先端から根元部までの屈折率を平均化した数値である。具体的な算出方法としては、単位ユニットの微細凸部４を高さ方向と垂直な方向で１００分割し、その各単位での固体と空間の比率より屈折率を導出し、平均値を算出するようにする。
【００２６】
図３は、本発明の反射防止構造による反射率に及ぼす角錐台状微細凸部４の高さＨ及び反射面間距離Ｌの影響を示すものである。
すなわち、ポリエチレンテレフタレート基材（平面層２）上に、アクリル樹脂から成り、外接円径１４１ｎｍの底面を備えた四角錐台形をなし、高さの異なる微細凸部４を隙間なく配列して成る種々の厚さの微細構造層３を備えた反射防止成形体（Δｎｂ／Δｎｔ＝１．１８）を試作した。そして、その反射率を測定し、Ｈ（高さ）／Ｌ（反射面間距離）比で整理した結果を示すものである。
【００２７】
このように、角錐台状微細凸部４の高さＨとしては、反射面間距離Ｌの７０％以上であることが望ましく、これより低いと反射防止効果が小さくなる傾向が認められる。
【００２８】
本発明の反射防止構造を構成する微細凸部４は、上記したように『角錐台状』をなすものであり、図１においては、四角錐台形のものを示した。しかし、本発明における微細凸部４の形状としては、正確な角錐（稜が直線、側面が平面）のみならず、頂部に平坦部を有し、根元部から先端方向に向かって断面積が順次小さくなるような形状である限り、側面が曲面をなす角錐台状のものであってもよい。
さらに、微細凸部４の底面の中心と先端面の中心を結ぶ直線は、必ずしも底面（基材面）に対して垂直である必要はなく、傾いていたとしても支障はない。
【００２９】
このように、本発明において『角錐台状』とは、正確な角錐台のみならず、曲面から成る側面を有する変形角錐台状のもの、さらには傾斜したものをも含めた形状を意味するものとする。
【００３０】
そして、当該微細凸部４の稜線形状は、次式（２）で表されるようなｍ次の線形式（但し、１．０＜ｍ≦１．５）で表される形状となっていることが望ましい。これによって、反射防止構造における微細凸部の先端面から根元部に到るまでの屈折率の変化の割合が均一なものとなって、反射防止機能をより向上させることができる。
すなわち、微細凸部４の中心を通る垂直断面における底辺をＸ軸上に、稜線を延長したときの交点として現れる頂点までの高さをｈとし、この頂点をＺ軸上にとると、凸部４の稜線上のＸ座標値は、次式（２）に基づいて、図４に示すように表わすことができる。このとき、頂点の位置によって定数項を加えて補正することもできる。
Ｘ＝（Ｄ／２）×｛１−（Ｚ／ｈ）ｍ｝・・・（２）
【００３１】
本発明における微細凸部４の形状は、上記したように、角錘台状のものであるが、その底面形状については、当該微細凸部４をその間に隙間がないように配列することが必要となる。このような観点から、代表的には、平面上に隙間なく敷き詰めることができる正三角形、正方形、正六角形などが底面形状として適している。
但し、本発明においては、微細凸部４の全てが同じ形状であることは必ずしも必要ではなく、例えば、八角錐台と四角錐台を組み合わせることも考えられる。なお、必ずしも等辺形である必要はないが、方向性の観点からは、上記のような正三角形や正方形、正六角形等を採用することが好ましい。
【００３２】
本発明の上記反射防止構造を、入射光が可視光線の場合には、透明基材の片面、望ましくは両面に成形することによって、反射防止成形体とすることができる。このとき、上記基材部分を平面層として機能させることもできる。
そして、このような成形体を各種ディスプレイ装置のパネルや、ショウウインドウ、展示ケースなどの透明パネルに適用することによって、外光や室内照明の反射を低減し、反射像の映り込みを効果的に防止して、映像や表示、内部展示物の視認性を向上させることができる。
【００３３】
また、自動車を始めとする各種の部品、例えば、ウインドウやルーフのガラス、メーターフロントカバー、ヘッドランプ、リヤフィニッシャー、液晶などの表示装置の最前面に用いるフィルムなど適用することによって、同様の反射防止効果を得ることができる。
【００３４】
本発明の反射防止成形体を製造するに際しては、上記のような角錐台状微細凸部４を反転させた無数の微細凹部を備えた成形型を用意し、この成形型と材料の一方、又は双方を加熱した状態で両者を相対的に押し当てることによって、当該材料の表面に上記のような角錐台状微細凸部４を備えた微細構造層３を成形することができる。そして、これを平面層２の上に積層することによって反射防止構造１が得られ、反射防止成形体とすることができる。
また、上記成形型と平面層として機能する基材の間に、活性エネルギー線硬化性樹脂を介在させた状態で活性エネルギー線を照射することによって当該樹脂を硬化させ、平面層２の表面に微細凸部４を備えた微細構造層３を成形して、反射防止成形体とすることができる。
【００３５】
このとき、平面層２と微細構造層３の間に反射面５が形成されるためには、平面層２と微細構造層３を構成する材料間に屈折率差を持たせる必要がある。
本発明においては、反射面５が形成されるに足る屈折率差Δｎｂを確保することができる限り、これら材料の組合せについては特に限定されるものではなく、以下に述べる材料を任意に組み合わせることができる。但し、前述したようにΔｎｔ／Δｎｂが０．８〜１．２の範囲となるような組合せを選択することが望ましい。
【００３６】
このような材料としては、代表的には透明性があるものが望ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ガラス強化ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶性ポリマー、フッ素樹脂、ポリアレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアミドビスマレイミド、ポリビスアミドトリアゾール等の熱硬化性樹脂、及びこれらを２種以上ブレンドした材料を用いることができる。
【００３７】
また、例えば紫外線などの照射によって重合を開始し、硬化する活性エネルギー線硬化樹脂としては、例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン計樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂などを挙げることができ、必要に応じて活性エネルギー線を照射することによってラジカルを発生する重合開始剤を用いることもでき、より強固に固めるためイソシアネートのような硬化剤を加えることもできる。
なお、ここで用いられる活性エネルギー線としては、代表的には、紫外線やＸ線、その他電子線、電磁波などが挙げられるが特に限定されるものではない。
【００３８】
また、ガラス等の無機系透明材料を用いることも可能であり、この場合には、電子ビーム等によってガラス表面を切削することによって、上記のような微細凸部を形成する方法や、本発明の微細凸部構造を備えた型に溶融した無機系透明材料を流し込む方法によって材料表面に当該微細凸部構造を形成することができる。
【実施例】
【００３９】
以下に、実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明がこれらの実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【００４０】
（実施例１）
市販の電子線描画装置で作成した金型を使用して、この金型に紫外線硬化アクリル樹脂を流し込み、平面層として機能するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材を押し当てた状態で、紫外線を照射して固化させた。これによって、表１に示すように、ＰＥＴから成る基材（平面層２）の両面に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成り、底部外接円の直径Ｄが１０００ｎｍ、高さＨが７５０ｎｍであって、２２１ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｄが８００ｎｍの反射防止成形体を作製した。
なお、反射面間距離Ｌ（言い換えると、微細構造層３の厚み）については、金型に紫外線硬化アクリル樹脂を流し込む際に、スピンコーターを用いて微細構造層３の膜厚調整を行った。
【００４１】
そして、得られた成形体に波長２０００ｎｍの赤外線を照射し、入射角度０度、測定角度０度における反射率を測定し、反射防止性能を評価した。
また、当該成形体の表面を、ブロード布を用いて、面圧３９２Ｐａで５０００回往復摺動した後における傷の発生具合を目視により観察し、傷の発生が確認できたものを「×」、発生が認められなかったものを「○」として、耐傷付き性を評価した。これらの結果を表２に示す。
【００４２】
（実施例２）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成る基材（平面層２）の両面に、メタクリル酸メチル−メタクリル酸トリフルオロエチル共重合体（ＭＭＡ−ＴＦＥＭＥ）から成り、底部外接円の直径Ｄが３００ｎｍ、高さＨが２２０ｎｍであって、４１ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が２３０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００４３】
そして、得られた成形体に波長５５５ｎｍの可視光を照射し、入射角度０度、測定角度０度における反射率を測定し、反射防止性能を評価すると共に、耐傷付き性を上記同様の要領により評価した。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４４】
（実施例３）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、ＰＥＴ基材（平面層２）の両面に、メタクリル酸メチル−メタクリル酸ベンジル共重合体（ＭＭＡ−ＢＭＡ）から成り、底部外接円の直径Ｄが２５０ｎｍ、高さＨが１６０ｎｍであって、７４ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が１８０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００４５】
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００４６】
（実施例４）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＭＡ−Ｓ）から成る基材（平面層２）の両面に、メタクリル酸メチル−メタクリル酸トリフルオロエチル共重合体（ＭＭＡ−ＴＦＥＭＥ）から成り、底部外接円の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが２００ｎｍであって、６３ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が２２０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００４７】
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００４８】
（実施例５）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＭＡ−Ｓ）から成る基材（平面層２）の両面に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成り、底部外接円の直径Ｄが１００ｎｍ、高さＨが２００ｎｍであって、２９ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が２１０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００４９】
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５０】
（実施例６）
底部外接円の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが２４０ｎｍであって、ｍ＝１．２次の線形式（２）で表される稜線形状を有し、８０ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台状の微細凸部４とし、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）を２４５ｎｍとしたこと以外は、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、当該実施例６に係わる反射防止成形体を作製した。
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５１】
（実施例７）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、ポリカーボネート（ＰＣ）から成る基材（平面層２）の両面に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成り、底部外接円の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが２４０ｎｍであって、ｍ＝１．５次の線形式（２）で表される稜線形状を有し、８０ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台状をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が２５０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００５２】
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５３】
（実施例８）
高さＨが１６０ｎｍであって、８９ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形の微細凸部４とし、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）を２００ｎｍとしたこと以外は、上記実施例７と同様の操作を繰り返すことによって、当該実施例８に係わる反射防止成形体を作製した。
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５４】
（比較例１）
底部外接円の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが１８０ｎｍである正四角錐の微細凸部４としたこと以外は、上記実施例８と同様の操作を繰り返すことによって、当該比較例に係わる反射防止成形体を作製した。
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
この結果、本発明の範囲である実施例１〜８においては、いずれも入射電磁波に対する反射率が低く、耐傷付き性にも優れることが確認された。
これに対し、比較例１の反射防止成形体においては、アスペクト比が小さく、先端が尖っているために、反射防止性能が低く、耐傷付き性にも劣る結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】（ａ） 本発明の反射防止構造の一例を示す斜視図である。（ｂ） 図１（ａ）に示した反射防止構造を構成する角錐台状微細凸部の形状を説明する断面図である。
【図２】可視光の反射率に及ぼすＡ値（＝２ｎＳ／λ）の影響を示すグラフである。
【図３】可視光の反射率に及ぼすＨ／Ｌ比の影響を示すグラフである。
【図４】本発明の反射防止構造における角錐状微細凸部の稜線形状をｍ次の線形式で表した説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 反射防止構造
２ 平面層
３ 微細構造層
４ 微細凸部
４ｔ 先端部（先端面）
５ 境界面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止機能のみならず、耐傷付き性にも優れた電磁波の反射防止構造と、このような構造を備え、光や電波の無反射パネルとして、自動車を始めとする車両や船舶、航空機などのボディや各種メーター類、ディスプレイ装置などに好適に使用することができる成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機、自動車、船舶などの分野においては、レーダーに映らないステルス技術、車間計測などのＩＲ計測カメラ、メーターカバー、液晶表示装置など、種々の用途で電磁波の反射防止が必要である。
例えば、自動車の運転席には、スピードメータや燃料計などの各種計器類をまとめて収納したディスプレイ部の前面にメーターフロントカバーが嵌め込まれている。しかし、このメーターフロントカバーに、フロントウインドウやサイドウインドウを通して車外の景色が映り込むことによって、ディスプレイ部の各種表示が見づらくなることがある。
そのため、その上方位置にメーターフードを配置して、メーターディスプレイへの外光の入射を遮り、車外景色の映り込みを防止するようにしている。
【０００３】
このような光の反射を防止するための構造としては、屈折率の異なる複数の薄膜から成る多層反射防止膜が知られているが、このような多層反射防止膜よりもさらなる反射率低下が可能なものとして、微細構造を用いた反射防止構造の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６７８１５号公報
【０００４】
上記特許文献１に記載の反射防止構造は、透明性成形品の表面に、透明性素材から成る無数の微細凹凸を光の波長以下のピッチで形成することによって、光の屈折率が厚み方向に変化するようにしたものである。
すなわち、例えば波形や三角形状をなす無数の微細凹凸が表面に形成されていることによって、凹凸の最表面では透明性素材の存在割合が限りなく０％に近いものとなって、実質的に空気の屈折率に等しくなる。一方、凹凸の底部では逆に空気の存在割合が限りなく０％に近いものとなって透明性素材の屈折率と等しくなり、中間部ではその断面における透明性素材の占める断面積に応じた屈折率となる。
【０００５】
その結果、光の屈折率が当該反射防止構造の厚み方向に、空気の屈折率から透明性素材の屈折率まで連続的に変化するようになる。したがって、屈折率の異なる複数の薄膜から成る多層反射防止膜（この場合の屈折率は段階的に変化する）と同様の原理によって、当該反射防止膜よりも優れた反射防止性能が発揮されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構造においては、光の反射率の低下が可能であるものの、反射防止効果向上のために微細凹凸の高さを増し、先端部を鋭角状にした場合には、構造体の表面に触れたり、表面を拭いたりすることによって、先端部が破損し易くなり、反射防止性能が損なわれるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、入射電磁波の波長以下のピッチ及びサイズに形成した微細凹凸構造から成る従来の反射防止構造における上記課題を解決すべくなされたものであって、本発明の目的とするところは、反射防止機能と耐傷付き性を兼ね備えた反射防止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、無数の角錐台状微細凸部を隙間なく配置して成る微細構造層を平面層上に積層して２層構造となし、微細構造層と平面層との境界面と、錐台状をなす微細凸部の先端面とに２つの反射面を形成することによって、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の反射防止構造は、底面多角形に外接する円の径が入射する電磁波の波長よりも小さい底面を備えた無数の角錐台状微細凸部が上記波長よりも短いピッチで隙間なく配列された微細構造層を平面層上に備え、微細構造層と平面層との境界面である反射面と、上記角錐台状微細凸部の先端部に平面状の反射面をそれぞれ有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、底面多角形に外接する円の直径を入射電磁波の波長λよりも小さいＤとした無数の角錐台状微細凸部を上記波長λより小さいピッチＰで隙間なく配列して成る微細構造層を平面層上に備え、当該微細構造層と平面層との境界面と、上記角錐台状微細凸部の先端面とにそれぞれ入射電磁波の反射面が形成されるようにしたため、反射防止機能と耐傷付き性とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の反射防止構造や、該微細構造を適用した反射防止成形体について、その製造方法や実施形態などと共に、さらに詳細に説明する。
【００１２】
本発明の反射防止構造は、上記したように、平面層と、その上に形成された微細構造層から構成され、微細構造層には、角錐台状をなす無数の微細凸部が形成されたものである。そして、微細凸部の底面サイズが入射する電磁波の波長よりも小さく、この波長よりも短いピッチで隙間なく配列されており、平面層と微細構造層との境界面と、角錐台状微細凸部の先端面とに平面状の反射面をそれぞれ備えている。
【００１３】
図１は、本発明の反射防止構造の実施形態の一例を示すものであって、本発明の反射防止構造１は、平面層２と、この平面層２を構成する材料とは屈折率の異なる材料から成り、当該平面層２の上に積層された微細構造層３から構成されている。
【００１４】
そして、上記微細構造層３には、角錐台形状（図においては四角錘台）をなす無数の微細凸部４が、隣接する凸部４との間に間隔を開けることなく隙間のない状態で、入射する電磁波の波長λよりも短いピッチＰで配列されている。
このとき、角錐状微細凸部４の底面サイズ、すなわち、底面を形成する多角形に外接する円の径Ｄ（図の例では、対角線の長さに一致）についても、後述するように、入射電磁波の波長λよりも小さいことになる。
【００１５】
したがって、上記微細構造層３においては、その厚み方向の各段面における構造素材と空気の存在比率によって定まる各断面における電磁波の屈折率が、厚み方向に向けて空気の屈折率から素材の屈折率まで、連続的に変化するようになる。これによって、微細凹凸から成る構造の場合と同様に、電磁波の反射防止機能が発揮される。
【００１６】
このとき、上記微細構造層３と平面層２を構成する材料は、それぞれの屈折率が相違することから、これらの境界面が反射面として機能する。一方、錐台状をなす各微細凸部４の頂部先端面４ｔも反射面となることから、境界面５から反射した電磁波は、微細凸部４の先端面４ｔで反射した電磁波と相殺され、さらなる低反射化が可能となる。
このとき、角錐台状微細凸部４は頂部（先端部）が平面状をなしているため、先端部が折れ難くなる。また、反射波同士の相殺による低反射化が期待できるため、凸部の高さＨをさほど高くする必要もなくなる。したがって、このような微細構造が他の部材と擦れ合ったり、ぶつかったりしたとしても損傷を受けにくいものとなり、電磁波の反射防止機能と耐傷付き性とを両立させることができる。
【００１７】
上記角錐台状微細凸部４の大きさについては、図１（ｂ）に示すように、当該微細凸部４の底面を形成する多角形に外接する円の径をＤとするとき、Ｄ＜λ（入射電磁波の波長）の範囲内とすることが必要となる。特に、可視光線の反射を防止するためにはＤ≦３８０ｎｍ、さらに好ましくはＤ≦２５０ｎｍとすることが望ましい。
この他、紫外線についてはＤ≦１５０ｎｍ、近赤外線についてはＤ≦７８０ｎｍであることが好ましい。
【００１８】
すなわち、底面寸法Ｄが入射電磁波の波長λ以上となると、隣接する微細凸部４間のピッチＰを当該波長λよりも短くすることができず、電磁波が回折し、反射防止機能が低下することになる。特に、Ｄ≦２５０ｎｍとすることによって、光の入射角度が変化しても回折光による着色の影響が現れないようになる。
【００１９】
本発明において、２つの反射面、すなわち微細構造層３と平面層２との境界面５と、微細凸部４の先端面４ｔからの反射電磁波が相殺されるためには、各反射面５，４ｔでの屈折率差と反射面間距離Ｌ、微細凸部４の高さＨなどが影響する。
まず、微細構造層３の表面における屈折率（構造層表面における微細凸部先端面４ｔの占有面積率によって決まる）と空気層との屈折率差をΔｎｔ、微細構造層３を構成する材料と平面層２を構成する材料との屈折率差をΔｎｂとするとき、これら屈折率差の比Δｎｔ／Δｎｂが０．８〜１．２のとき反射防止性が向上する。なお、この比Δｎｔ／Δｎｂについては、０．９〜１．１であることがより好ましい。
【００２０】
なお、上記反射面、つまり境界面５及び先端面４ｔについては、平面状であることを基本とするが、高さ２０ｎｍ以内の凹みや膨らみ、凹凸などは反射率に大きく影響するものではなく、ここで言う「平面状」とは、この程度の凹凸をも含むものとする。
また、両反射面５及び４ｔは実質的に平行であることが望ましいが、この場合の平行度としては、両面のなす角度が５°以内であれば相殺作用に大きく影響することはない。
【００２１】
次に、上記２つの反射面、境界面５と先端面４ｔの距離、すなわち反射面間距離Ｌ（微細構造層３の全体の厚さ）については、入射電磁波を相殺するために、微細凸部４の先端面４ｔからの反射電磁波と境界面５からの反射電磁波の位相がπ／２ずれるようにしたときに最も効果が大きくなる。
具体的には、反射面間距離Ｌ＝Ａ×（入射波長λ／（２×平均屈折率ｎ））の式（１）で表され、Ａの値が０．６〜１．４の範囲であることが好ましく、更に好ましくは、０．８〜１．２の範囲である。なお、ここで言う屈折率とは、入射電磁波に対する屈折率を意味することは言うまでもない。
【００２２】
図２は、上記（１）式におけるＡの値と可視光の反射率の関係を図示したものである。 すなわち、ポリエチレンテレフタレート基材（平面層２）の両面に、外接円径１４１ｎｍの底面を備えた四角錐台形をなし、高さがそれぞれ異なる無数の微細凸部を１００ｎｍのピッチで配列したアクリル樹脂から成る微細構造層３（Δｎｔ／Δｎｂ＝０．９４）を備えた反射防止成形体を試作し、その反射率を測定した結果である。
【００２３】
このように、Ａの値が０．６より小さい場合には、反射面間距離Ｄが小さくなり、２つの反射面からの反射電磁波が、目的とする波長範囲で低反射にできなくなる。また、Ａの値が１．４を超えた場合、反射防止性はある程度確保できるものの、Ａの値が増すと共に反射率が大きくなる傾向を示す。
【００２４】
特に、可視光における反射防止を目的とする場合、人間の目に対し感度の高い５４０〜５６０ｎｍ付近の波長が最低反射率となるように設計すればよく、反射面距離Ｄを１６０〜３５０ｎｍ、さらには１６０〜２４０ｎｍの範囲とすることが好ましい。
なお、電磁波の種類による反射面距離Ｄについては、上記（１）式で導出される範囲であればよいが、特に好ましくは、紫外線領域で８０〜１６０ｎｍ、赤外線領域では３５０ｎｍ〜４５μｍ程度である。
【００２５】
なお、上記平均屈折率ｎとは、微細構造層３における微細凸部４の先端から根元部までの屈折率を平均化した数値である。具体的な算出方法としては、単位ユニットの微細凸部４を高さ方向と垂直な方向で１００分割し、その各単位での固体と空間の比率より屈折率を導出し、平均値を算出するようにする。
【００２６】
図３は、本発明の反射防止構造による反射率に及ぼす角錐台状微細凸部４の高さＨ及び反射面間距離Ｌの影響を示すものである。
すなわち、ポリエチレンテレフタレート基材（平面層２）上に、アクリル樹脂から成り、外接円径１４１ｎｍの底面を備えた四角錐台形をなし、高さの異なる微細凸部４を隙間なく配列して成る種々の厚さの微細構造層３を備えた反射防止成形体（Δｎｂ／Δｎｔ＝１．１８）を試作した。そして、その反射率を測定し、Ｈ（高さ）／Ｌ（反射面間距離）比で整理した結果を示すものである。
【００２７】
このように、角錐台状微細凸部４の高さＨとしては、反射面間距離Ｌの７０％以上であることが望ましく、これより低いと反射防止効果が小さくなる傾向が認められる。
【００２８】
本発明の反射防止構造を構成する微細凸部４は、上記したように『角錐台状』をなすものであり、図１においては、四角錐台形のものを示した。しかし、本発明における微細凸部４の形状としては、正確な角錐（稜が直線、側面が平面）のみならず、頂部に平坦部を有し、根元部から先端方向に向かって断面積が順次小さくなるような形状である限り、側面が曲面をなす角錐台状のものであってもよい。
さらに、微細凸部４の底面の中心と先端面の中心を結ぶ直線は、必ずしも底面（基材面）に対して垂直である必要はなく、傾いていたとしても支障はない。
【００２９】
このように、本発明において『角錐台状』とは、正確な角錐台のみならず、曲面から成る側面を有する変形角錐台状のもの、さらには傾斜したものをも含めた形状を意味するものとする。
【００３０】
そして、当該微細凸部４の稜線形状は、次式（２）で表されるようなｍ次の線形式（但し、１．０＜ｍ≦１．５）で表される形状となっていることが望ましい。これによって、反射防止構造における微細凸部の先端面から根元部に到るまでの屈折率の変化の割合が均一なものとなって、反射防止機能をより向上させることができる。
すなわち、微細凸部４の中心を通る垂直断面における底辺をＸ軸上に、稜線を延長したときの交点として現れる頂点までの高さをｈとし、この頂点をＺ軸上にとると、凸部４の稜線上のＸ座標値は、次式（２）に基づいて、図４に示すように表わすことができる。このとき、頂点の位置によって定数項を加えて補正することもできる。
Ｘ＝（Ｄ／２）×｛１−（Ｚ／ｈ）ｍ｝・・・（２）
【００３１】
本発明における微細凸部４の形状は、上記したように、角錘台状のものであるが、その底面形状については、当該微細凸部４をその間に隙間がないように配列することが必要となる。このような観点から、代表的には、平面上に隙間なく敷き詰めることができる正三角形、正方形、正六角形などが底面形状として適している。
但し、本発明においては、微細凸部４の全てが同じ形状であることは必ずしも必要ではなく、例えば、八角錐台と四角錐台を組み合わせることも考えられる。なお、必ずしも等辺形である必要はないが、方向性の観点からは、上記のような正三角形や正方形、正六角形等を採用することが好ましい。
【００３２】
本発明の上記反射防止構造を、入射光が可視光線の場合には、透明基材の片面、望ましくは両面に成形することによって、反射防止成形体とすることができる。このとき、上記基材部分を平面層として機能させることもできる。
そして、このような成形体を各種ディスプレイ装置のパネルや、ショウウインドウ、展示ケースなどの透明パネルに適用することによって、外光や室内照明の反射を低減し、反射像の映り込みを効果的に防止して、映像や表示、内部展示物の視認性を向上させることができる。
【００３３】
また、自動車を始めとする各種の部品、例えば、ウインドウやルーフのガラス、メーターフロントカバー、ヘッドランプ、リヤフィニッシャー、液晶などの表示装置の最前面に用いるフィルムなど適用することによって、同様の反射防止効果を得ることができる。
【００３４】
本発明の反射防止成形体を製造するに際しては、上記のような角錐台状微細凸部４を反転させた無数の微細凹部を備えた成形型を用意し、この成形型と材料の一方、又は双方を加熱した状態で両者を相対的に押し当てることによって、当該材料の表面に上記のような角錐台状微細凸部４を備えた微細構造層３を成形することができる。そして、これを平面層２の上に積層することによって反射防止構造１が得られ、反射防止成形体とすることができる。
また、上記成形型と平面層として機能する基材の間に、活性エネルギー線硬化性樹脂を介在させた状態で活性エネルギー線を照射することによって当該樹脂を硬化させ、平面層２の表面に微細凸部４を備えた微細構造層３を成形して、反射防止成形体とすることができる。
【００３５】
このとき、平面層２と微細構造層３の間に反射面５が形成されるためには、平面層２と微細構造層３を構成する材料間に屈折率差を持たせる必要がある。
本発明においては、反射面５が形成されるに足る屈折率差Δｎｂを確保することができる限り、これら材料の組合せについては特に限定されるものではなく、以下に述べる材料を任意に組み合わせることができる。但し、前述したようにΔｎｔ／Δｎｂが０．８〜１．２の範囲となるような組合せを選択することが望ましい。
【００３６】
このような材料としては、代表的には透明性があるものが望ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ガラス強化ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶性ポリマー、フッ素樹脂、ポリアレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアミドビスマレイミド、ポリビスアミドトリアゾール等の熱硬化性樹脂、及びこれらを２種以上ブレンドした材料を用いることができる。
【００３７】
また、例えば紫外線などの照射によって重合を開始し、硬化する活性エネルギー線硬化樹脂としては、例えば、紫外線硬化型アクリルウレタン計樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂などを挙げることができ、必要に応じて活性エネルギー線を照射することによってラジカルを発生する重合開始剤を用いることもでき、より強固に固めるためイソシアネートのような硬化剤を加えることもできる。
なお、ここで用いられる活性エネルギー線としては、代表的には、紫外線やＸ線、その他電子線、電磁波などが挙げられるが特に限定されるものではない。
【００３８】
また、ガラス等の無機系透明材料を用いることも可能であり、この場合には、電子ビーム等によってガラス表面を切削することによって、上記のような微細凸部を形成する方法や、本発明の微細凸部構造を備えた型に溶融した無機系透明材料を流し込む方法によって材料表面に当該微細凸部構造を形成することができる。
【実施例】
【００３９】
以下に、実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明がこれらの実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【００４０】
（実施例１）
市販の電子線描画装置で作成した金型を使用して、この金型に紫外線硬化アクリル樹脂を流し込み、平面層として機能するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材を押し当てた状態で、紫外線を照射して固化させた。これによって、表１に示すように、ＰＥＴから成る基材（平面層２）の両面に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成り、底部外接円の直径Ｄが１０００ｎｍ、高さＨが７５０ｎｍであって、２２１ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｄが８００ｎｍの反射防止成形体を作製した。
なお、反射面間距離Ｌ（言い換えると、微細構造層３の厚み）については、金型に紫外線硬化アクリル樹脂を流し込む際に、スピンコーターを用いて微細構造層３の膜厚調整を行った。
【００４１】
そして、得られた成形体に波長２０００ｎｍの赤外線を照射し、入射角度０度、測定角度０度における反射率を測定し、反射防止性能を評価した。
また、当該成形体の表面を、ブロード布を用いて、面圧３９２Ｐａで５０００回往復摺動した後における傷の発生具合を目視により観察し、傷の発生が確認できたものを「×」、発生が認められなかったものを「○」として、耐傷付き性を評価した。これらの結果を表２に示す。
【００４２】
（実施例２）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成る基材（平面層２）の両面に、メタクリル酸メチル−メタクリル酸トリフルオロエチル共重合体（ＭＭＡ−ＴＦＥＭＥ）から成り、底部外接円の直径Ｄが３００ｎｍ、高さＨが２２０ｎｍであって、４１ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が２３０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００４３】
そして、得られた成形体に波長５５５ｎｍの可視光を照射し、入射角度０度、測定角度０度における反射率を測定し、反射防止性能を評価すると共に、耐傷付き性を上記同様の要領により評価した。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４４】
（実施例３）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、ＰＥＴ基材（平面層２）の両面に、メタクリル酸メチル−メタクリル酸ベンジル共重合体（ＭＭＡ−ＢＭＡ）から成り、底部外接円の直径Ｄが２５０ｎｍ、高さＨが１６０ｎｍであって、７４ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が１８０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００４５】
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００４６】
（実施例４）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＭＡ−Ｓ）から成る基材（平面層２）の両面に、メタクリル酸メチル−メタクリル酸トリフルオロエチル共重合体（ＭＭＡ−ＴＦＥＭＥ）から成り、底部外接円の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが２００ｎｍであって、６３ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が２２０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００４７】
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００４８】
（実施例５）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＭＡ−Ｓ）から成る基材（平面層２）の両面に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成り、底部外接円の直径Ｄが１００ｎｍ、高さＨが２００ｎｍであって、２９ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が２１０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００４９】
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５０】
（実施例６）
底部外接円の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが２４０ｎｍであって、ｍ＝１．２次の線形式（２）で表される稜線形状を有し、８０ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台状の微細凸部４とし、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）を２４５ｎｍとしたこと以外は、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、当該実施例６に係わる反射防止成形体を作製した。
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５１】
（実施例７）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用し、上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、ポリカーボネート（ＰＣ）から成る基材（平面層２）の両面に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から成り、底部外接円の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが２４０ｎｍであって、ｍ＝１．５次の線形式（２）で表される稜線形状を有し、８０ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台状をなす微細凸部４が隙間なく配列された微細構造層３を備え、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）が２５０ｎｍの反射防止成形体を作製した。
【００５２】
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５３】
（実施例８）
高さＨが１６０ｎｍであって、８９ｎｍ四方の先端面４ｔを備えた正四角錐台形の微細凸部４とし、反射面間距離Ｌ（微細構造層３の厚み）を２００ｎｍとしたこと以外は、上記実施例７と同様の操作を繰り返すことによって、当該実施例８に係わる反射防止成形体を作製した。
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５４】
（比較例１）
底部外接円の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが１８０ｎｍである正四角錐の微細凸部４としたこと以外は、上記実施例８と同様の操作を繰り返すことによって、当該比較例に係わる反射防止成形体を作製した。
そして、得られた成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領によりそれぞれ評価した。この結果を表２に併せて示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
この結果、本発明の範囲である実施例１〜８においては、いずれも入射電磁波に対する反射率が低く、耐傷付き性にも優れることが確認された。
これに対し、比較例１の反射防止成形体においては、アスペクト比が小さく、先端が尖っているために、反射防止性能が低く、耐傷付き性にも劣る結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】（ａ） 本発明の反射防止構造の一例を示す斜視図である。（ｂ） 図１（ａ）に示した反射防止構造を構成する角錐台状微細凸部の形状を説明する断面図である。
【図２】可視光の反射率に及ぼすＡ値（＝２ｎＳ／λ）の影響を示すグラフである。
【図３】可視光の反射率に及ぼすＨ／Ｌ比の影響を示すグラフである。
【図４】本発明の反射防止構造における角錐状微細凸部の稜線形状をｍ次の線形式で表した説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 反射防止構造
２ 平面層
３ 微細構造層
４ 微細凸部
４ｔ 先端部（先端面）
５ 境界面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面層と、
多角形底面を備え、該底面多角形に外接する円の径がＤである無数の角錐台状微細凸部が前記平面層上にピッチＰで隙間なく配列された微細構造層とから成り、
前記平面層と微細構造層との境界面である反射面と、上記角錐台状微細凸部の先端部とに平面状の反射面とを有すると共に、上記外接円径Ｄ及びピッチＰが入射する電磁波の波長λよりも小さいことを特徴とする反射防止構造。
【請求項２】
上記微細構造層の表面における屈折率と空気層との屈折率差をΔｎｔ、微細構造層を構成する材料と平面層を構成する材料との屈折率差をΔｎｂとするとき、これら屈折率差の比Δｎｔ／Δｎｂが０．８〜１．２であり、上記２つの反射面間の距離Ｌが次式（１）により算出される値であると共に、上記微細凸部の高さＨと前記反射面間の距離Ｌの比Ｈ／Ｌが０．７〜１であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止構造。
Ｌ＝Ａ（λ／２ｎ） ・・・（１）
（式中のｎは微細構造層の平均屈折率、Ａは０．６〜１．４の範囲の任意の値を示す）
【請求項３】
上記角錐台状微細凸部の稜線形状が次式（２）で表わされるｍ次の線形式で表される曲線をなし、次数ｍが１．０を超え、１．５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射防止構造。
Ｘ＝（Ｄ／２）×｛１−（Ｚ／ｈ）ｍ｝・・・（２）
（式中のｈは角錐台状微細凸部の稜線の延長線の交点として現れる頂点までの高さを示す）
【請求項４】
上記角錐台状微細凸部の底面多角形に対する外接円径Ｄ及びピッチＰが３８０ｎｍ以下であり、上記反射面間距離Ｌが１６０〜２４０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の反射防止構造。
【請求項５】
上記角錐台状微細凸部の底面多角形に対する外接円径Ｄ及びピッチＰが２５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の反射防止構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の反射防止構造を少なくとも一方の面に備えていることを特徴とする反射防止成形体。
【請求項７】
上記微細構造層及び平面層が透明であることを特徴とする請求項６に記載の反射防止成形体。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の反射防止成形体を用いたことを特徴とする自動車部品。
【請求項１】
平面層と、
多角形底面を備え、該底面多角形に外接する円の径がＤである無数の角錐台状微細凸部が前記平面層上にピッチＰで隙間なく配列された微細構造層とから成り、
前記平面層と微細構造層との境界面である反射面と、上記角錐台状微細凸部の先端部とに平面状の反射面とを有すると共に、上記外接円径Ｄ及びピッチＰが入射する電磁波の波長λよりも小さいことを特徴とする反射防止構造。
【請求項２】
上記微細構造層の表面における屈折率と空気層との屈折率差をΔｎｔ、微細構造層を構成する材料と平面層を構成する材料との屈折率差をΔｎｂとするとき、これら屈折率差の比Δｎｔ／Δｎｂが０．８〜１．２であり、上記２つの反射面間の距離Ｌが次式（１）により算出される値であると共に、上記微細凸部の高さＨと前記反射面間の距離Ｌの比Ｈ／Ｌが０．７〜１であることを特徴とする請求項１に記載の反射防止構造。
Ｌ＝Ａ（λ／２ｎ） ・・・（１）
（式中のｎは微細構造層の平均屈折率、Ａは０．６〜１．４の範囲の任意の値を示す）
【請求項３】
上記角錐台状微細凸部の稜線形状が次式（２）で表わされるｍ次の線形式で表される曲線をなし、次数ｍが１．０を超え、１．５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射防止構造。
Ｘ＝（Ｄ／２）×｛１−（Ｚ／ｈ）ｍ｝・・・（２）
（式中のｈは角錐台状微細凸部の稜線の延長線の交点として現れる頂点までの高さを示す）
【請求項４】
上記角錐台状微細凸部の底面多角形に対する外接円径Ｄ及びピッチＰが３８０ｎｍ以下であり、上記反射面間距離Ｌが１６０〜２４０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の反射防止構造。
【請求項５】
上記角錐台状微細凸部の底面多角形に対する外接円径Ｄ及びピッチＰが２５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の反射防止構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の反射防止構造を少なくとも一方の面に備えていることを特徴とする反射防止成形体。
【請求項７】
上記微細構造層及び平面層が透明であることを特徴とする請求項６に記載の反射防止成形体。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の反射防止成形体を用いたことを特徴とする自動車部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１９８６２８（Ｐ２００９−１９８６２８Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３８２２６（Ｐ２００８−３８２２６）
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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