反射防止構造及び反射防止成形体
【課題】微細構造を用いた反射防止構造において、さらに光の反射率を低下させようとすると、微細凹凸構造の先端形状を鋭くする必要がある。しかし、先端形状を鋭くすると先端部が破損し易くなり、反射防止機能と微細構造の耐傷付き性を両立することができない。
【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を有する微細凸部２が当該波長λよりも短いピッチＰで配置されてなる反射防止構造１を構成する個々の微細凸部２の先端部分をあえて平滑にし、当該微細凸部２を錐台状にすることによって、微細凸部２の先端部と基端部に２つの反射面、先端反射面２ｔ及び微細凸部間反射面２ｂを形成する。
【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を有する微細凸部２が当該波長λよりも短いピッチＰで配置されてなる反射防止構造１を構成する個々の微細凸部２の先端部分をあえて平滑にし、当該微細凸部２を錐台状にすることによって、微細凸部２の先端部と基端部に２つの反射面、先端反射面２ｔ及び微細凸部間反射面２ｂを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波の反射防止機能のみならず、耐傷付き性にも優れた反射防止構造と、このような構造を備え、無反射パネルとして、例えば、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、様々な場所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、これ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ため、その上方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に反射率を低下できるものとして、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反射防止構造が記載されている。
すなわち、例えば波形あるいは三角形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。これによって、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の間で連続的に変化するようになる。この結果、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を発揮させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、微細凹凸の先端が破損し易く、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、構造に傷が生じ、反射防止性能が損なわれるという問題点があった。
【０００６】
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る。そして、その目的とするところは、微細凹凸構造における凸部の先端形状を最適化し、もって電磁波の反射防止機能を向上すると共に、微細凸部先端の破壊を防止することができる反射防止構造を提供することにある。つまり、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】
【０００７】
本発明は、微細凹凸構造を構成する個々の凸部の先端部分をあえて平滑にし、当該微細凸部を円錐台状あるいは角錐台状にし、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。
【０００８】
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、略円形又は多角形をなし、入射する電磁波の波長よりも小さいサイズの底面を備えた円錐台状又は角錐台状をなす無数の微細凸部が入射する電磁波の波長よりも短いピッチで配列されており、これら錐台状微細凸部の先端部と、これら錐台状微細凸部の間に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】
【０００９】
本発明によれば、反射防止構造を構成する個々の微細凸部の形状を円錐台状あるいは角錐台状のものとし、その底面形状を直径Ｄの円、又はこの直径Ｄの円に内接する多角形（但し、Ｄ＜λ：入射電磁波の波長）として、ピッチＰ（但し、Ｐ＜λ）で配列し、当該錐台状微細凸部の先端部と、これら微細凸部基端側の凸部間の平坦部に反射面をそれぞれ形成することとしたことから、反射率を高めることなく、微細凸部の高さを低くすることができ、反射防止機能と耐傷付き性の両立が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
本発明の反射防止構造は、上記したように、円錐台状あるいは角錐台状をなす無数の微細凸部から構成され、その先端部と、これら錐台状微細凸部間に反射面をそれぞれ備えると共に、当該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配列されているものである。
【００１２】
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、先端部が平坦な円錐台又は角錐台形状（この例では、円錐台）をなす無数の微細凸部２が入射する電磁波の波長λよりも短いピッチＰで配列された構造を備えたものである。なお、このとき、微細凸部の底面サイズ、すなわち、円錐台の場合には底面径、角錐台の場合には底面多角形に外接する円の径についても、入射電磁波の波長λよりも小さいことになる。
【００１３】
したがって、当該反射防止構造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とによって、電磁波の反射防止特性が発揮される。一方、各微細凸部２の先端部が平坦化されているので、当該微細凸部２間の平坦部分から反射した電磁波は、先端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。
また、先端が平滑であるため、他の部材と擦れ合ったり、ぶつかったりしても損傷を受け難く、反射防止性能に対する影響を最小限のものとして、電磁波の反射防止機能を耐傷付き性とを両立させることができる。
【００１４】
上記錐台状微細凸部２の大きさについては、図２（ａ）に示すように、その形状が円錐台状の場合には、底面の径を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り、特に可視光線の反射を防止するためにはＤ≦３８０ｎｍとする必要がある。また、回折による反射光の着色を防止する観点からは、Ｄ≦２５０ｎｍとすることが望ましい。その他に、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。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２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、反射防止とはならない。
なお、微細凸部２の形状が図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、角錐台状の場合（図においては、その典型例として四角錘台、六角錐台及び三角錐台をそれぞれ示す）には、底面を形成する多角形に外接する円の径Ｄをもって底面サイズとする。
【００１５】
本発明において、微細凸部２の先端部と、これら微細凸部間の平坦部から発生する反射電磁波を相殺するためには、先端部反射面及び微細凸部間反射面の占有率Ｒｔ及びＲｂと、微細凸部の高さＨが重要となる。
先端反射面占有率Ｒｔと微細凸部間反射面占有率Ｒｂとは、当該反射防止構造１の繰り返しの１単位を抜き出したときの先端部反射面と微細凸部間反射面の占有率である。
【００１６】
具体的には、図３に示すように、反射防止構造１を上方から見たときに、まず、微細凸部２の先端部における平面をなす部分を先端反射面２ｔ、微細凸部２の基端側に形成され、隣接する微細凸部間の平面部分を微細凸部間反射面２ｂとする。そして、単位面積（図においては、六角形をなす１単位の面積）に対する先端反射面２ｔの面積率を先端反射面占有率Ｒｔ、同じく六角形の単位面積に対する微細凸部間反射面２ｂの面積率を微細凸部間反射面占有率Ｒｂと定義する。
本発明の反射防止構造１においては、先端部と微細凸部間の反射面占有率の比、Ｒｔ／Ｒｂが０．２〜２．０のときに電磁波の反射防止性が向上する。さらには、このＲｔ／Ｒｂ比が０．５〜１．６であることが好ましい。
【００１７】
なお、微細凸部２の先端部の形状は、上記の占有率比を満たす範囲でさえあれば、特に限定は無く、必ずしも完全な平面でなくても良い。すなわち、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い。
【００１８】
次に、微細凸部２の高さＨは、入射電磁波を相殺するために先端部の反射電磁波と微細凸部間からの反射電磁波の位相をπ／２ずらしたときに最も効果が大きくなる。具体的には、高さＨ＝（入射波長λ／（２×平均屈折率ｎ））×Ａの式（１）で表され、Ａの値は、０．６〜１．４の範囲であることが好ましく、更に好ましくは、Ａ＝０．８〜１．２の範囲である。なお、ここで言う平均屈折率とは、入射電磁波の波長に対する屈折率を意味することになる。
Ａの値が０．６より小さい場合には、微細凸部２の高さＨが低くなり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、微細凸部２の高さＨが高くなり、屈折率変化が緩やかになるため、ある程度の反射防止性は確保できるものの、耐傷付性が悪化する傾向がある。
【００１９】
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付近が最低反射率となるように設計すればよい。
電磁波の種類による微細凸部２の高さＨの範囲については、上記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、可視光線領域で１６０〜３５０ｎｍ、さらに好ましくは１６０〜２４０ｎｍ、赤外線領域では３５０ｎｍ〜４５μｍ程度である。
【００２０】
なお、このときの平均屈折率とは、微細凸部２の先端から基端部（根元）までの屈折率を平均化した数値である。平均屈折率の導出方法は、単位ユニットの微細凸部２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。
【００２１】
本発明の反射防止構造を構成する微細凸部２は、上記したように『錐台状』をなすものであり、図１においては、円錐台形のものを示した。しかし、本発明における微細凸部２の形状としては、正確な円錐台（母線が直線）や角錐台（稜が直線、側面が平面）のみならず、底面から先端側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、母線が曲線である円錐台状のものや、側面が曲面をなす角錐台状のものあってもよい。
さらに、微細凸部２の底面の中心と上面の中心点を結ぶ直線は、必ずしも底面に対して垂直である必要はなく、傾いていてもよい。
【００２２】
このように、本発明において『錐台状』とは、正確な円錐台や角錐台のみならず、釣り鐘形や椎の実形の変形円錐や曲面から成る側面を有する変形角錐の先端部を平坦にしたものや傾斜したものをも含めた形状を意味するものとする。
【００２３】
そして、上記微細凸部２の稜線形状、微細凸部２の先端面の重心を通る底面に垂直な梯形断面における上底と下底を結ぶ線は、次式（２）で表されるような線形式（但し、１＜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頂点から底面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２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、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）
【００２４】
また、微細凸部２の底面形状については、略円形、すなわち円形や楕円形、卵形や、多角形である三角形、四角形、五角形、六角形、さらには多角形の各辺が外側に膨らんだような形状の円形と多角形の中間のような形状のものを採用することができる。これらの中で、円形、四角形、六角形については比較的製造しやすくかつ密に配列できるので好ましい。
なお、このような微細凸部２については、底面を形成する形状に外接する円の径Ｄを底面サイズとする。すなわち、円形底面の場合はその径、楕円や卵形の場合はその長軸径、多角形の場合は、これに外接する円の径がＤに相当する。
【００２５】
上記微細凸部２の配列については、微細凸部２の基端側に微細凸部間反射面２ｂを形成する観点から（図３参照）、底面が円形である場合には、細密配列することができる。
これに対して、微細凸部２の底面形状が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、正六角形などの場合は、微細凸部２同士の間に、あえて隙間を空けて配列する必要がある。
【００２６】
上記錐台状微細凸部２の材料としては、後述する基材と基本的に同様のものを用いることができるが、反射防止性に加えて、さらに耐久性を向上させる観点から、後述するような樹脂と、球換算直径で１０〜５０ｎｍの粒子から成るものとすることが望ましい。
このような粒子としては、特に限定されず、例えば、ポリメチルメタクリレートやポリスチレン、アミド、イミド、ポリエステルなどの有機系粒子、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの無機酸化物系粒子、金、銀、プラチナ、鉄などの金属コロイド粒子、チタン酸バリウムなどのセラミック系粒子を用いることができ、特に耐久性を向上させるためには、圧縮強度が高く、表面改質などにより樹脂との密着性が良くなる無機酸化物系が好ましい。これら粒子の形状についても、特に限定はなく、真球状、ラグビーボール状、こんぺいとう状、不定形、多孔状などが挙げられる。
【００２７】
また、粒子の大きさとしては、小さすぎると表面への粒子の露出が少なくなって樹脂の摩耗が多くなり、大きすぎると成型時に微細凸部２に粒子が入り難くなって、いずれの場合も微細凸部の耐久性を向上させることができなくなることがあるため、球換算直径で１０〜５０ｎｍであることが好ましい。さらに好ましくは、１０〜２０ｎｍの範囲である。
粒子強度としては、圧縮強度が５００ＭＰａ以上のものが望ましく、これよりも低い場合には、粒子部分が磨り減っていく可能性がないとは言えず、耐久性が確保できないことがある。
【００２８】
当該粒子の添加量としては、少ないと微細突起の耐久性が向上せず、多すぎると粒子の分散状態が悪化し、成型品が脆くなったり、透明性が悪化したりすることがあるため、２０〜６０重量％の範囲であることが望ましい。
【００２９】
本発明の上記反射防止構造を基材、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、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。
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。
【００３０】
本発明の上記反射防止成形体を製造するに際しては、上記のような無数の微細凸部２を反転させた微細凹部を備えた成形型を用意し、この成形型と基材の一方、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、当該基材の表面に上記のような反射防止構造１を成形することができる。
また、上記成形型と基材の間に、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し、当該樹脂を硬化させることによって、当該基材の表面に上記のような反射防止構造１を成形し、反射防止成形体とすることができる。
【００３１】
上記基材の材料としては、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。
【００３２】
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系樹脂、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。
【００３３】
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り上記のような反射防止構造を形成する方法や、本発明の反射防止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基材表面に当該反射防止構造を形成することができる。
【実施例】
【００３４】
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。
【００３５】
（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、この金型を１７０℃に加熱したのち、ポリカーボネート基材の両面に１０ＭＰａの圧力で１時間押し当てた後、７０℃以下まで冷却した。これによって、表１に示すように、底面の直径Ｄが１０００ｎｍ、先端面の直径が２５０ｎｍ、高さＨが７５０ｎｍの円錘台状をなす微細凸部２が六方細密状態（ピッチ：１０００ｎｍ）に配列された反射防止構造１を両面に備えた反射防止成形体を作製した。
【００３６】
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、面圧３９２Ｐａで５０００回往復払拭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。
【００３７】
（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、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、表１に示すように、底面の直径Ｄが３００ｎｍ、先端面の直径が４５ｎｍ、高さＨが２２０ｎｍの円錘台形をなす微細凸部２が六方細密状態（ピッチ：３００ｎｍ）に配列された反射防止構造１を備えた反射防止成形体を作製した。
【００３８】
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。この結果を表２に併せて示す。
【００３９】
（実施例３〜５、８、９）
上記実施例２と同様の操作を繰り返すことによって、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、それぞれ表１に示す寸法を備えた円錘台形をなす微細凸部２が六方細密状態に配列された反射防止構造１を備えた反射防止成形体をそれぞれ作製した。
そして、得られた各成形体について、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。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４０】
（実施例６、７）
実施例２と同様の操作を繰り返すことによって、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、それぞれ表１に示す寸法を備え、先端面外周部分から底面外周部分に至る稜線が、次数ｍ＝１．２及び１．５の線形式（１）で表される円錐台状の微細凸部２が六方細密状態に配列された反射防止構造１を備えた反射防止成形体をそれぞれ作成した。
そして、得られた各成形体について、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。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４１】
（実施例１０）
ＵＶ硬化アクリル樹脂（メタクリル酸エチル）７０質量％及びγメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン１０質量％中に、トルエン分散シリカゾル（球換算粒子径：２０ｎｍ、粒子の圧縮強度：６．２ＧＰａ、濃度：２０％溶液）を固形分が２０重量％となるように混合し、ポリメチルメタクリレート基材上に膜厚５０μｍとなるように塗布した。
【００４２】
次に、その表面に、実施例１で用いたものと同じ金型を押し当てた後、高圧水銀灯（８０Ｗ）を用いて、紫外線を１０分間照射することによって、樹脂とシリカ粒子から成り、表１に示す寸法の円錘台状微細凸部２が六方細密状態に配列された反射防止構造１を備えた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１と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。
【００４３】
（実施例１１）
トルエン分散シリカゾルを球換算粒子径が１０ｎｍ、濃度が３０％のものに替え、実施例３で用いたものと同じ金型を使用したこと以外は、上記実施例１０と同様の操作を繰り返すことによって、同様の反射防止成形体を作製した。
そして、得られた各成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領により評価した。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４４】
（比較例１）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用して、上記実施例２と同様の操作を繰り返し、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、表１に示すように、底面の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが２００ｎｍの円錘形をなす微細凸部が六方細密状態（ピッチ：２００ｎｍ）に配列された反射防止構造を備えた反射防止成形体を作製した。
そして、得られた各成形体について、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。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
この結果、本発明の範囲である実施例１〜１１においては、いずれも入射電磁波に対する反射率が低いことが確認された。
これに対し、比較例１の反射防止成形体においては、微細凸部が円錐形をなし、先端部に入射電磁波の反射面を有していないため、反射防止機能に劣ると共に、耐傷付き性にも劣る結果となった。
なお、上記実施例１０及び１１の耐傷付き性については、上記した評価方法では、他の実施例との差が確認できなかったが、より厳しい条件の試験によって評価した場合には、実施例１〜９よりも優れた耐傷付き性を示すものと予測される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の反射防止構造を示す斜視図である。
【図２】（ａ） 反射防止構造を構成する微細凸部の形状例として円錐台状の場合を示す説明図である。（ｂ） 反射防止構造を構成する微細凸部の形状例として四角錐台状の場合を示す説明図である。（ｃ） 反射防止構造を構成する微細凸部の形状例として六角錐台状の場合を示す説明図である。（ｄ） 反射防止構造を構成する微細凸部の形状例として三角錐台状の場合を示す説明図である。
【図３】本発明における先端反射面占有率及び微細凸部間反射面占有率について説明する反射防止構造の平面図である。微細凸部の上面寸法ｄと平均反射率の関係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】
【００４９】
１ 反射防止構造
２ 微細凸部
Ｒｔ 先端反射面占有率
Ｒｂ 微細凸部間反射面占有率
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波の反射防止機能のみならず、耐傷付き性にも優れた反射防止構造と、このような構造を備え、無反射パネルとして、例えば、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、様々な場所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、これ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ため、その上方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に反射率を低下できるものとして、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反射防止構造が記載されている。
すなわち、例えば波形あるいは三角形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。これによって、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の間で連続的に変化するようになる。この結果、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を発揮させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、微細凹凸の先端が破損し易く、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、構造に傷が生じ、反射防止性能が損なわれるという問題点があった。
【０００６】
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る。そして、その目的とするところは、微細凹凸構造における凸部の先端形状を最適化し、もって電磁波の反射防止機能を向上すると共に、微細凸部先端の破壊を防止することができる反射防止構造を提供することにある。つまり、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】
【０００７】
本発明は、微細凹凸構造を構成する個々の凸部の先端部分をあえて平滑にし、当該微細凸部を円錐台状あるいは角錐台状にし、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。
【０００８】
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、略円形又は多角形をなし、入射する電磁波の波長よりも小さいサイズの底面を備えた円錐台状又は角錐台状をなす無数の微細凸部が入射する電磁波の波長よりも短いピッチで配列されており、これら錐台状微細凸部の先端部と、これら錐台状微細凸部の間に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】
【０００９】
本発明によれば、反射防止構造を構成する個々の微細凸部の形状を円錐台状あるいは角錐台状のものとし、その底面形状を直径Ｄの円、又はこの直径Ｄの円に内接する多角形（但し、Ｄ＜λ：入射電磁波の波長）として、ピッチＰ（但し、Ｐ＜λ）で配列し、当該錐台状微細凸部の先端部と、これら微細凸部基端側の凸部間の平坦部に反射面をそれぞれ形成することとしたことから、反射率を高めることなく、微細凸部の高さを低くすることができ、反射防止機能と耐傷付き性の両立が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
本発明の反射防止構造は、上記したように、円錐台状あるいは角錐台状をなす無数の微細凸部から構成され、その先端部と、これら錐台状微細凸部間に反射面をそれぞれ備えると共に、当該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配列されているものである。
【００１２】
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、先端部が平坦な円錐台又は角錐台形状（この例では、円錐台）をなす無数の微細凸部２が入射する電磁波の波長λよりも短いピッチＰで配列された構造を備えたものである。なお、このとき、微細凸部の底面サイズ、すなわち、円錐台の場合には底面径、角錐台の場合には底面多角形に外接する円の径についても、入射電磁波の波長λよりも小さいことになる。
【００１３】
したがって、当該反射防止構造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とによって、電磁波の反射防止特性が発揮される。一方、各微細凸部２の先端部が平坦化されているので、当該微細凸部２間の平坦部分から反射した電磁波は、先端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。
また、先端が平滑であるため、他の部材と擦れ合ったり、ぶつかったりしても損傷を受け難く、反射防止性能に対する影響を最小限のものとして、電磁波の反射防止機能を耐傷付き性とを両立させることができる。
【００１４】
上記錐台状微細凸部２の大きさについては、図２（ａ）に示すように、その形状が円錐台状の場合には、底面の径を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り、特に可視光線の反射を防止するためにはＤ≦３８０ｎｍとする必要がある。また、回折による反射光の着色を防止する観点からは、Ｄ≦２５０ｎｍとすることが望ましい。その他に、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。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２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、反射防止とはならない。
なお、微細凸部２の形状が図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、角錐台状の場合（図においては、その典型例として四角錘台、六角錐台及び三角錐台をそれぞれ示す）には、底面を形成する多角形に外接する円の径Ｄをもって底面サイズとする。
【００１５】
本発明において、微細凸部２の先端部と、これら微細凸部間の平坦部から発生する反射電磁波を相殺するためには、先端部反射面及び微細凸部間反射面の占有率Ｒｔ及びＲｂと、微細凸部の高さＨが重要となる。
先端反射面占有率Ｒｔと微細凸部間反射面占有率Ｒｂとは、当該反射防止構造１の繰り返しの１単位を抜き出したときの先端部反射面と微細凸部間反射面の占有率である。
【００１６】
具体的には、図３に示すように、反射防止構造１を上方から見たときに、まず、微細凸部２の先端部における平面をなす部分を先端反射面２ｔ、微細凸部２の基端側に形成され、隣接する微細凸部間の平面部分を微細凸部間反射面２ｂとする。そして、単位面積（図においては、六角形をなす１単位の面積）に対する先端反射面２ｔの面積率を先端反射面占有率Ｒｔ、同じく六角形の単位面積に対する微細凸部間反射面２ｂの面積率を微細凸部間反射面占有率Ｒｂと定義する。
本発明の反射防止構造１においては、先端部と微細凸部間の反射面占有率の比、Ｒｔ／Ｒｂが０．２〜２．０のときに電磁波の反射防止性が向上する。さらには、このＲｔ／Ｒｂ比が０．５〜１．６であることが好ましい。
【００１７】
なお、微細凸部２の先端部の形状は、上記の占有率比を満たす範囲でさえあれば、特に限定は無く、必ずしも完全な平面でなくても良い。すなわち、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い。
【００１８】
次に、微細凸部２の高さＨは、入射電磁波を相殺するために先端部の反射電磁波と微細凸部間からの反射電磁波の位相をπ／２ずらしたときに最も効果が大きくなる。具体的には、高さＨ＝（入射波長λ／（２×平均屈折率ｎ））×Ａの式（１）で表され、Ａの値は、０．６〜１．４の範囲であることが好ましく、更に好ましくは、Ａ＝０．８〜１．２の範囲である。なお、ここで言う平均屈折率とは、入射電磁波の波長に対する屈折率を意味することになる。
Ａの値が０．６より小さい場合には、微細凸部２の高さＨが低くなり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、微細凸部２の高さＨが高くなり、屈折率変化が緩やかになるため、ある程度の反射防止性は確保できるものの、耐傷付性が悪化する傾向がある。
【００１９】
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付近が最低反射率となるように設計すればよい。
電磁波の種類による微細凸部２の高さＨの範囲については、上記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、可視光線領域で１６０〜３５０ｎｍ、さらに好ましくは１６０〜２４０ｎｍ、赤外線領域では３５０ｎｍ〜４５μｍ程度である。
【００２０】
なお、このときの平均屈折率とは、微細凸部２の先端から基端部（根元）までの屈折率を平均化した数値である。平均屈折率の導出方法は、単位ユニットの微細凸部２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。
【００２１】
本発明の反射防止構造を構成する微細凸部２は、上記したように『錐台状』をなすものであり、図１においては、円錐台形のものを示した。しかし、本発明における微細凸部２の形状としては、正確な円錐台（母線が直線）や角錐台（稜が直線、側面が平面）のみならず、底面から先端側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、母線が曲線である円錐台状のものや、側面が曲面をなす角錐台状のものあってもよい。
さらに、微細凸部２の底面の中心と上面の中心点を結ぶ直線は、必ずしも底面に対して垂直である必要はなく、傾いていてもよい。
【００２２】
このように、本発明において『錐台状』とは、正確な円錐台や角錐台のみならず、釣り鐘形や椎の実形の変形円錐や曲面から成る側面を有する変形角錐の先端部を平坦にしたものや傾斜したものをも含めた形状を意味するものとする。
【００２３】
そして、上記微細凸部２の稜線形状、微細凸部２の先端面の重心を通る底面に垂直な梯形断面における上底と下底を結ぶ線は、次式（２）で表されるような線形式（但し、１＜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頂点から底面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２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、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）
【００２４】
また、微細凸部２の底面形状については、略円形、すなわち円形や楕円形、卵形や、多角形である三角形、四角形、五角形、六角形、さらには多角形の各辺が外側に膨らんだような形状の円形と多角形の中間のような形状のものを採用することができる。これらの中で、円形、四角形、六角形については比較的製造しやすくかつ密に配列できるので好ましい。
なお、このような微細凸部２については、底面を形成する形状に外接する円の径Ｄを底面サイズとする。すなわち、円形底面の場合はその径、楕円や卵形の場合はその長軸径、多角形の場合は、これに外接する円の径がＤに相当する。
【００２５】
上記微細凸部２の配列については、微細凸部２の基端側に微細凸部間反射面２ｂを形成する観点から（図３参照）、底面が円形である場合には、細密配列することができる。
これに対して、微細凸部２の底面形状が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、正六角形などの場合は、微細凸部２同士の間に、あえて隙間を空けて配列する必要がある。
【００２６】
上記錐台状微細凸部２の材料としては、後述する基材と基本的に同様のものを用いることができるが、反射防止性に加えて、さらに耐久性を向上させる観点から、後述するような樹脂と、球換算直径で１０〜５０ｎｍの粒子から成るものとすることが望ましい。
このような粒子としては、特に限定されず、例えば、ポリメチルメタクリレートやポリスチレン、アミド、イミド、ポリエステルなどの有機系粒子、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの無機酸化物系粒子、金、銀、プラチナ、鉄などの金属コロイド粒子、チタン酸バリウムなどのセラミック系粒子を用いることができ、特に耐久性を向上させるためには、圧縮強度が高く、表面改質などにより樹脂との密着性が良くなる無機酸化物系が好ましい。これら粒子の形状についても、特に限定はなく、真球状、ラグビーボール状、こんぺいとう状、不定形、多孔状などが挙げられる。
【００２７】
また、粒子の大きさとしては、小さすぎると表面への粒子の露出が少なくなって樹脂の摩耗が多くなり、大きすぎると成型時に微細凸部２に粒子が入り難くなって、いずれの場合も微細凸部の耐久性を向上させることができなくなることがあるため、球換算直径で１０〜５０ｎｍであることが好ましい。さらに好ましくは、１０〜２０ｎｍの範囲である。
粒子強度としては、圧縮強度が５００ＭＰａ以上のものが望ましく、これよりも低い場合には、粒子部分が磨り減っていく可能性がないとは言えず、耐久性が確保できないことがある。
【００２８】
当該粒子の添加量としては、少ないと微細突起の耐久性が向上せず、多すぎると粒子の分散状態が悪化し、成型品が脆くなったり、透明性が悪化したりすることがあるため、２０〜６０重量％の範囲であることが望ましい。
【００２９】
本発明の上記反射防止構造を基材、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、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。
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。
【００３０】
本発明の上記反射防止成形体を製造するに際しては、上記のような無数の微細凸部２を反転させた微細凹部を備えた成形型を用意し、この成形型と基材の一方、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、当該基材の表面に上記のような反射防止構造１を成形することができる。
また、上記成形型と基材の間に、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し、当該樹脂を硬化させることによって、当該基材の表面に上記のような反射防止構造１を成形し、反射防止成形体とすることができる。
【００３１】
上記基材の材料としては、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。
【００３２】
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系樹脂、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。
【００３３】
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り上記のような反射防止構造を形成する方法や、本発明の反射防止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基材表面に当該反射防止構造を形成することができる。
【実施例】
【００３４】
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。
【００３５】
（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、この金型を１７０℃に加熱したのち、ポリカーボネート基材の両面に１０ＭＰａの圧力で１時間押し当てた後、７０℃以下まで冷却した。これによって、表１に示すように、底面の直径Ｄが１０００ｎｍ、先端面の直径が２５０ｎｍ、高さＨが７５０ｎｍの円錘台状をなす微細凸部２が六方細密状態（ピッチ：１０００ｎｍ）に配列された反射防止構造１を両面に備えた反射防止成形体を作製した。
【００３６】
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、面圧３９２Ｐａで５０００回往復払拭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。
【００３７】
（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、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、表１に示すように、底面の直径Ｄが３００ｎｍ、先端面の直径が４５ｎｍ、高さＨが２２０ｎｍの円錘台形をなす微細凸部２が六方細密状態（ピッチ：３００ｎｍ）に配列された反射防止構造１を備えた反射防止成形体を作製した。
【００３８】
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。この結果を表２に併せて示す。
【００３９】
（実施例３〜５、８、９）
上記実施例２と同様の操作を繰り返すことによって、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、それぞれ表１に示す寸法を備えた円錘台形をなす微細凸部２が六方細密状態に配列された反射防止構造１を備えた反射防止成形体をそれぞれ作製した。
そして、得られた各成形体について、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。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４０】
（実施例６、７）
実施例２と同様の操作を繰り返すことによって、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、それぞれ表１に示す寸法を備え、先端面外周部分から底面外周部分に至る稜線が、次数ｍ＝１．２及び１．５の線形式（１）で表される円錐台状の微細凸部２が六方細密状態に配列された反射防止構造１を備えた反射防止成形体をそれぞれ作成した。
そして、得られた各成形体について、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。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４１】
（実施例１０）
ＵＶ硬化アクリル樹脂（メタクリル酸エチル）７０質量％及びγメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン１０質量％中に、トルエン分散シリカゾル（球換算粒子径：２０ｎｍ、粒子の圧縮強度：６．２ＧＰａ、濃度：２０％溶液）を固形分が２０重量％となるように混合し、ポリメチルメタクリレート基材上に膜厚５０μｍとなるように塗布した。
【００４２】
次に、その表面に、実施例１で用いたものと同じ金型を押し当てた後、高圧水銀灯（８０Ｗ）を用いて、紫外線を１０分間照射することによって、樹脂とシリカ粒子から成り、表１に示す寸法の円錘台状微細凸部２が六方細密状態に配列された反射防止構造１を備えた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１と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。
【００４３】
（実施例１１）
トルエン分散シリカゾルを球換算粒子径が１０ｎｍ、濃度が３０％のものに替え、実施例３で用いたものと同じ金型を使用したこと以外は、上記実施例１０と同様の操作を繰り返すことによって、同様の反射防止成形体を作製した。
そして、得られた各成形体について、反射率及び耐傷付き性を実施例２と同様の要領により評価した。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４４】
（比較例１）
同様の電子線描画装置で作成した金型を使用して、上記実施例２と同様の操作を繰り返し、ポリメチルメタクリレート基材の両面に、表１に示すように、底面の直径Ｄが２００ｎｍ、高さＨが２００ｎｍの円錘形をなす微細凸部が六方細密状態（ピッチ：２００ｎｍ）に配列された反射防止構造を備えた反射防止成形体を作製した。
そして、得られた各成形体について、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。これらの結果を表２に併せて示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
この結果、本発明の範囲である実施例１〜１１においては、いずれも入射電磁波に対する反射率が低いことが確認された。
これに対し、比較例１の反射防止成形体においては、微細凸部が円錐形をなし、先端部に入射電磁波の反射面を有していないため、反射防止機能に劣ると共に、耐傷付き性にも劣る結果となった。
なお、上記実施例１０及び１１の耐傷付き性については、上記した評価方法では、他の実施例との差が確認できなかったが、より厳しい条件の試験によって評価した場合には、実施例１〜９よりも優れた耐傷付き性を示すものと予測される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の反射防止構造を示す斜視図である。
【図２】（ａ） 反射防止構造を構成する微細凸部の形状例として円錐台状の場合を示す説明図である。（ｂ） 反射防止構造を構成する微細凸部の形状例として四角錐台状の場合を示す説明図である。（ｃ） 反射防止構造を構成する微細凸部の形状例として六角錐台状の場合を示す説明図である。（ｄ） 反射防止構造を構成する微細凸部の形状例として三角錐台状の場合を示す説明図である。
【図３】本発明における先端反射面占有率及び微細凸部間反射面占有率について説明する反射防止構造の平面図である。微細凸部の上面寸法ｄと平均反射率の関係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】
【００４９】
１ 反射防止構造
２ 微細凸部
Ｒｔ 先端反射面占有率
Ｒｂ 微細凸部間反射面占有率
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面層と、
略円形又は多角形底面を備え、該底面形状に外接する円の径がＤである円錐台状又は角錐台状をなす無数の微細凸部が上記平面層上にピッチＰで配列された微細構造層から成り、
上記錐台状微細凸部の先端部と該錐台状微細凸部間の平面層表面とに反射面を有すると共に、上記底面の外接円径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】
略円形又は多角形底面を備え、該底面形状に外接する円の径がＤである円錐台状又は角錐台状をなす無数の微細凸部がピッチＰで表面上に配列された反射防止構造であって、
上記錐台状微細凸部の先端部と、当該微細凸部の基端側における錐台状微細凸部間とに反射面を有すると共に、上記底面の外接円径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３】
上記錐台状微細凸部の先端反射面占有率Ｒｔと微細凸部間反射面占有率Ｒｂの比Ｒｔ／Ｒｂが０．２〜２であると共に、微細凸部の高さＨが次式（１）により算出される値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。
Ｈ＝Ａ（λ／２ｎ） ・・・（１）
（式中のｎは微細凸部形成部分の平均屈折率、Ａは０．６〜１．４の範囲の任意の値を示す）
【請求項４】
上記比Ｒｔ／Ｒｂが０．５〜１．６であることを特徴とする請求項３に記載の反射防止構造。
【請求項５】
上記錐台状微細凸部の稜線形状が次式（２）で表わされる曲線であって、次数ｍが１を超え、１．５以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の反射防止構造。
Ｘ＝（Ｄ／２）×｛１−（Ｚ／ｈ）ｍ｝・・・（２）
（式中のｈは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６】
上記錐台状微細凸部の底面の外接円径Ｄ及びピッチＰが３８０ｎｍ以下であり、当該微細凸部の高さＨが１６０〜３５０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の反射防止構造。
【請求項７】
上記錐台状微細凸部の底面の外接円径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６に記載の反射防止構造。
【請求項８】
上記錐台状微細凸部が球換算直径で１０〜５０ｎｍの粒子と樹脂とから成ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の反射防止構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の反射防止構造を基材の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１０】
上記基材が透明であることを特徴とする請求項９に記載の反射防止成形体。
【請求項１１】
請求項９又は１０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、
略円形又は多角形底面を備え、該底面形状に外接する円の径がＤである円錐台状又は角錐台状をなす無数の微細凸部が上記平面層上にピッチＰで配列された微細構造層から成り、
上記錐台状微細凸部の先端部と該錐台状微細凸部間の平面層表面とに反射面を有すると共に、上記底面の外接円径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】
略円形又は多角形底面を備え、該底面形状に外接する円の径がＤである円錐台状又は角錐台状をなす無数の微細凸部がピッチＰで表面上に配列された反射防止構造であって、
上記錐台状微細凸部の先端部と、当該微細凸部の基端側における錐台状微細凸部間とに反射面を有すると共に、上記底面の外接円径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３】
上記錐台状微細凸部の先端反射面占有率Ｒｔと微細凸部間反射面占有率Ｒｂの比Ｒｔ／Ｒｂが０．２〜２であると共に、微細凸部の高さＨが次式（１）により算出される値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。
Ｈ＝Ａ（λ／２ｎ） ・・・（１）
（式中のｎは微細凸部形成部分の平均屈折率、Ａは０．６〜１．４の範囲の任意の値を示す）
【請求項４】
上記比Ｒｔ／Ｒｂが０．５〜１．６であることを特徴とする請求項３に記載の反射防止構造。
【請求項５】
上記錐台状微細凸部の稜線形状が次式（２）で表わされる曲線であって、次数ｍが１を超え、１．５以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の反射防止構造。
Ｘ＝（Ｄ／２）×｛１−（Ｚ／ｈ）ｍ｝・・・（２）
（式中のｈは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６】
上記錐台状微細凸部の底面の外接円径Ｄ及びピッチＰが３８０ｎｍ以下であり、当該微細凸部の高さＨが１６０〜３５０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の反射防止構造。
【請求項７】
上記錐台状微細凸部の底面の外接円径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６に記載の反射防止構造。
【請求項８】
上記錐台状微細凸部が球換算直径で１０〜５０ｎｍの粒子と樹脂とから成ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の反射防止構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の反射防止構造を基材の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１０】
上記基材が透明であることを特徴とする請求項９に記載の反射防止成形体。
【請求項１１】
請求項９又は１０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２００９−７５５３９（Ｐ２００９−７５５３９Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７５６９９（Ｐ２００８−７５６９９）
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【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４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２４日（２００８．３．２４）
【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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