专利名称：防眩膜及其制造方法和安装该防眩膜的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于防眩膜及其制造方法、和安装该防眩膜的显示装置等。
背景技术：
液晶显示器及等离子显示器、CRT显示器、有机EL显示器等图像显示装置，如果外部光线照射器表面，会明显降低显示效果。为了防止这种外光的照射，在重视显示效果的电视、个人电脑、在外光很强的室外使用的摄像机、数码相机及靠反射光来显示的手机等的图像显示装置上面，传统上设有防止光线射入到图像显示装置表面的薄膜层。这种薄膜层大体可分为两种膜，一种是对其实施利用光学多层膜产生干涉的无反射处理，另一种是对其实施通过在表面形成微细的凹凸状对射入光进行散射，达到对图像进行晕映的防眩处理。其中，前一种无反射薄膜存在着因必须形成均匀的光学膜厚的多层膜而导致的成本增加的问题；后一种防眩膜因为能比较便宜的制造，广泛应用在大型个人电脑及监视器等领域。
以前，比如，借助于在基材片上涂抹分散填充剂的溶剂，调整涂布的薄膜厚度，使得填充剂露出涂布膜表面，在片上形成无规则的凹凸形状，从而制造这种防眩膜。
但是，这种方法制作的防眩膜，因为溶剂中填充剂的分散状态及涂抹情况影响凹凸排列及形状，很难得到所需要的凹凸形状，存在防眩功不充分的问题。另外，在图像显示装置的表面上设置这种传统技术制作出的防眩膜时，由于光散射，整个显示面会发白，图像显示变得模糊，即容易出现所谓的线性失真现象。
另一方面，液晶显示器等所使用的微透镜阵列板，其凹凸形状的晶体一般呈规则排列。专利公开1997-21903号公报(专利文献1)中介绍的微透镜阵列板中，相邻的微晶体之间不相互接触，呈交互反复分布状态。但是，即使是这种凹凸呈规则分布的防眩膜，也会出现因反映相同凹凸距离分布的光的衍射现象，薄膜看上去比较花，降低了显示面的视觉效果。
专利公开1997-21903号公报发明内容本发明考虑到了这种传统技术所面临的课题，目的是提供具有良好防眩功能、有效防止线性失真及因光的衍射来导致的显示器显示效果下降的防眩膜及其制造方法，同时提供使用该防眩膜的显示设备。解决上述课题的方法本发明人为了实现上述目的，经过多次刻苦钻研，最终完成了本发明专利。表面为凹凸状的防眩膜，其凹凸形状呈不规则，但必须满足特定的条件。对从一定角度射向防眩膜的入射光向正反射方向的正反射率、及对于从正反射方向与防眩膜成一定倾斜角度射入的入射光的反射率和上述正反射率之比在特定的范围之内，这样，就提高了防眩膜的防眩功能，而且，还能有效防止线性失真及因光的衍射而导致的视觉效果下降。
即，本发明防眩膜是一种表面为凹凸状的防眩膜。假设与防眩膜法线方向夹角为5～30度的角度入射的光向正反射方面的正反射率为R(0)，假定从正反射方向与防眩膜倾斜30度以上的角度的入射光的反射率为R(30以上)，那么，R(0)为1％以下，而且，R(30以上)/R(0)的值为0.001。只要满足了上述条件，就能制造出防眩功能优良、可有效防止出现线性失真及因光的衍射而导致的视觉效果下降的防眩膜。
另外，本发明的防眩膜，其60℃反射可见度最好在200％以下。如果能满足该条件，其防眩功能会更好。
而且，本发明介绍的防眩膜，其表面有多个凹凸的单位晶体与其它单位晶体上的凹凸呈相互并进对称状。上述单位晶体中，取凹凸顶点之间的最短距离的平均值为m1，取最短距离的标准偏差为σ1，那么，σ1/m1的值最好能满足如下公式0.05≤σ1/m1≤0.3。
为了满足上述条件，可通过在防眩膜上形成凹凸状，就能够前面所讲的反射特性，得到非常好的防眩功能，有效防止出现线性失真及在反映凹凸距离分布的光的衍射而导致的视觉效果下降的现象。
本发明介绍的防眩膜制造方法的特征包括如下工序曝光工序(先在基材上使用光致抗蚀剂，之后，进行灰度曝光，通过显影处理，在光致抗蚀剂上形成凹凸。)、电铸制版工序(在光致抗蚀剂上电铸金属，之后，将电铸的金属从光致抗蚀剂上剥离下来，来制作复印该凹凸形状的金属板。)和复印工序(使用上面制作的金属板，将凹凸形状复印到薄膜上)。利用这一制造方法，就能够很容易地制造出具有上述凹凸分布形状，具有上述反射特性的本发明防眩膜。
而且，本发明介绍的防眩膜的制造方法的特征最好还包括如下工序曝光工序(先在基材上使用光致抗蚀剂，之后，进行灰度曝光，通过显影处理，在光致抗蚀剂上形成凹凸。)、电铸制版工序(在光致抗蚀剂上电铸金属，之后，将电铸的金属从光致抗蚀剂上剥离下来，来制作复印该凹凸形状的金属板。)、轧辊制作工序(将上述金属板缠绕到轧辊表面，制作表面有凹凸形状的压纹轧辊。)及复印工序(使用上述压纹轧辊，将该凹凸形状连续复印到薄膜上。)利用这一制造方法，就能够很容易地制造出具有上述凹凸分布形状，具有上述反射特性的本发明防眩膜。
上述曝光工序中的灰度曝光，对于光致抗蚀剂，至少应通过二灰度的光刻掩模板来完成近接式曝光，假设光刻掩模板和光致抗蚀剂之间的距离为L(μm)，光刻掩模板的透过部的外形尺寸为D(μm)的话，那么，近接式曝光最好满足如下公式1.3≤L/D2≤2.8，或者对于光致抗蚀剂至少通过光刻掩模板实施，或者对于光致抗蚀剂至少应根据工作场所的不同，通过能改变曝光光源光强度的空间光调整元件实施。这样，通过灰度曝光，形成了上述凹凸状分布，就更容易制造出具有上述反射特性的本发明介绍的防眩膜。
另外，本发明介绍的显示装备，安装了上述防眩膜的显示装备。这种显示装备在本发明介绍的防眩膜的防眩功能作用下，能够得到非常好的视觉效果。
具体实施例方式
下面，将参考附加图对本发明的最佳操作方法进行详细说明。另外，在对图进行说明时，相同元件使用相同符号，对于重复的说明不再进行说明。
图1表示光按入射方向和反射方向射入本发明介绍的防眩膜的模式图。本发明防眩膜，相对防眩膜1的法线2以5～30度的任一角度θ射入的入射光4向正反射方向的反射光5的正反射率取R(0)时，R(0)为1％以下非常重要，最好在0.7％以下。防眩膜的正反射率R(0)超过1％时，就不能得到好的防眩功能，视觉效果也会下降。
图2表示相对防眩膜1的法线2，按角度θ射入的入射光4的反射光5与反射方向的防眩膜法线的倾斜角度和Log反射率之间关系的曲线图。如该曲线图所示，正反射率R(0)一般指按角度θ射入的入射光4的最大反射率，入射角度偏离正反射方向越大，反射率越小。本发明的防眩膜，在包括法线2及入射光4的平面3内，与膜面倾斜30度以上，从正反射方向入射的入射光4的反射率取R(30以上)时，R(30以上)/R(0)的值应在0.001以下，最好在0.0005以下，0.0001以下更好。如果R(30以上)/R(0)的值大于0.001，那么，防眩膜会出现线性失真及光的衍射现象，降低了显示效果。比如，在显示装置的最前面安装防眩膜，即使显示面显示的是黑色，在四周光线的作用下，整个显示面会变白，出现线性失真现象。另外，图1及图2中的R(30)表示在包括法线2及入射光4的平面3内，从正反射方向以倾斜30度射向防眩膜的反射光6的入射光4的反射率。
在测定本发明防眩膜反射率时，反射率需要精确到0.001％以下，而且，需要动态范围较广的探测器。这种探测器，比如，可使用市场上销售的光功率计等，在该光功率计的探测器前面设置小孔，使用观测防眩膜角度为2度的变角光度计进行测定。另外，入射光可采用380～780nm的可见光，光源可以采用卤素灯等。另外，背面光滑透明的防眩膜，在测定时会受到从防眩膜背面反射的影响，所以，使用粘贴材料或者丙三醇等液体，将防眩膜粘贴到黑色的丙烯板上，最好是只对防眩膜最表面的反射率进行测定。
另外，本发明防眩膜需要在表面形成凹凸状。该凹凸由凸部及/或者凹部组成，防眩膜表面的凹凸部分和平坦部分之间的面积比及凹凸形状等只要满足上述防眩膜反射率的条件，并没有什么特殊限制。但是，防眩膜表面的平坦部分所占的面积比越小越好。从正面看，平坦部分的面积占整个防眩膜表面的比例最好在30％以下，20％以下更好。如果平坦部分的面积超过30％，那么，正反射成分就会变强，防眩功能会出现下降。另外，从正面看防眩膜的凹凸外形，其凹凸高度的平均值由与防眩膜面平行的面和凹凸的交叉线决定。这种交叉线的轮廓包括圆形、椭圆形、多角形(矩形、三角形、六角形等)及由上述形状连结成的其它不规则形状等，最好是圆形、椭圆形或者由这些形状连结成的不规则形状。这些凹凸外形尺寸的平均值最好是1～50μm，5～20μm更好。另外，凹凸的外形尺寸的平均值与凹凸高度差的平均值之比(高度差/外形尺寸)最好是0.01～0.2，0.05～0.1的情况会更好。另外，所谓的外形尺寸，如果外形为圆形，则是指其直径，如果外形是椭圆形及多角形，则是指重心位置到外周之间的平均距离的2倍。另外，本发明的防眩膜并不要求凹凸形状全部相同，允许这些凹凸在外形及尺寸等方面有差异。
另外，本发明的防眩膜的60℃反射可见度最好在200％以上，180％以下效果更好。如果60℃可见度大于200％，就不能得到很好的防眩效果，视觉效果也会下降。
另外，本发明防眩膜的60℃反射可见度可根据JIS K 7105中介绍的反射法测定图像可见度的方法进行测量。但是，上述测定方法规定的入射光的入射角度为60℃，分别使用宽2mm、1mm、0.5mm、0.125mm共4种光学栅格进行测定得出的图像可见度之和(最大为400％)即为本发明防眩膜的60℃反射可见度。
下面，对本发明防眩膜上的凹凸分布进行说明。
本发明防眩膜在其表面上，设有与其它单位晶体中的凹凸呈相互平移对称性分布的具有多个凹凸状的单位晶体。上述单位晶体中，取凹凸顶点之间的最短距离的平均值为m1，取最短距离的标准偏差为σ1，那么，σ1/m1的值优选满足如下公式0.05≤σ1/m1≤0.3。
这里所讲的具有多个凹凸的单位晶体，是指上述防眩膜表面有许多凹凸的特定区域。在本发明防眩膜上，设有与其它单位晶体中的凹凸呈相互平移对称性分布的单位晶体。通过单位晶体平移对称性分布，就能获得上述反射特性，并具有良好的防眩效果，还能防止出现线性失真及因光的衍射而导致的视觉效果下降的现象。另外，防眩膜的制造也更容易。而且，本发明防眩膜中的单位晶体也可以是呈比平移对称性更高级的对称性分布。
另外，上述单位晶体中的σ1/m1的值可通过如下方式求得。即，首先，分别计算出防眩膜表面凸部或者凹部顶点坐标，在相邻的凸部之间或者凹部之间的顶点坐标距离中，取最短的顶点坐标距离为凹凸顶点之间的最短距离。接着，测量出上述单位晶体中的所有凸部及凹部的最短距离，计算出它们的平均值m1和标准偏差σ1，就计算出了σ1/m1值。
本发明防眩膜的σ1/m1值最好能满足如下公式0.05≤σ1/m1≤0.3。该σ1/m1的最低值最好是0.05，如果是0.07的话，效果会更好。另一方面，最高值最好是0.3，但如果是0.25的话，效果会更好。如果σ1/m1的值小于0.05，就很难得到上述反射特性，就会出现光的衍射现象，防眩膜会显得十分花，显示效果下降。另外，如果σ1/m1的值大于0.3，那么，也很难得到上述反射特性，防眩效果会不够理想，出现防眩膜线性失真等现象，影响显示效果。
上述单位晶体中的凹凸顶点之间的最短距离的平均值m1最好在200μm以下。如果m1大于200μm，凹凸的间隔会过大，平坦部分面积会增多，正反射成分增加，就不能得到理想的反射特性，也不能得到非常好的防眩功能。
由于凹凸顶点间的最短距离的分布为统计出来的数据，因此，希望总数上达到某种程度的量。本发明防眩膜中单位晶体中的凹凸数量最好是20个以上，50个以上效果会更好。凹凸数如果不足20个，上述单位晶体的周期会变短，就会出现反映该单位晶体周期的光的衍射，防眩膜会看起来很花，视觉效果下降。
本发明防眩膜中的单位晶体在防眩膜表面呈平移对称性分布，该单位晶体的平移对称性周期最好是所使用光的可干涉距离以上的周期。另外，为了避免显示装置出现莫尔条纹，单位晶体的平移对称性周期最好大于显示装置的像素距，并且，不是像素距的整倍数。另外，如果周期过大，凹凸的制作及设计成本会增加，所以，比较好的周期是能在满足上述条件的范围之内50～10000μm，100～5000m更好。如果周期满足了上述条件，就能够有效防止出现因光的衍射及莫尔条纹等导致的显示面可视效果下降。
本发明防眩膜的单位晶体呈平移对称性分布。其周期可通过如下方法进行确认，比如，使用显微镜观察防眩膜表面，将来自相干激光等光源的光放大成平移对称性周期以上的聚束光，照射到防眩膜上，来观察凹凸分布出现的衍射图。
另外，本发明防眩膜的上述单位晶体之间分界线处的凹凸最好是呈适度不规则分布。即，对于相邻两个单位晶体中的凹凸，在获取其凹凸顶点之间的最短距离的平均值m2及上述最短距离的标准偏差σ2，计算σ2/m2的值时，该σ2/m2值最好是满足以下公式0.05≤σ1/m1≤0.3。通过计算相邻两个单位晶体中的σ2/m2值，能够确认相邻单位晶体之间的分界处的凹凸分布是否呈适度不规则分布。另外，该σ2/m2的最低值为0.05，但最好是0.07。而最高值一般为0.3，但最好是0.25。如果σ2/m2值小于0.05，就很难获得上述反射特性，特别是会出现光的衍射现象，防眩膜上看起来很花，视觉效果会下降。另一方面，如果σ2/m2值大于0.3，那么，也同样很难得到上述反射特性，也不能得出很好的防眩功能，防眩膜会出现线性失真，视觉效果会下降。
下面，介绍本发明防眩膜的制造方法。
本发明防眩膜的制造方法，包括具有如下特征的几项工序曝光工序(先在基材上使用光致抗蚀剂，之后，进行灰度曝光，通过显影处理，在光致抗蚀剂上形成凹凸。)、电铸制版工序(在光致抗蚀剂上电铸金属，之后，将电铸的金属从光致抗蚀剂上剥离下来，来制作复印该凹凸形状的金属板。)和复印工序(使用上面制作的金属板，将凹凸形状复印到薄膜上)。
在本发明防眩膜的制造方法中的曝光工序中，首先，在基材上涂光致抗蚀剂，制作带光致抗蚀剂基材。这里，一般不对作为基材使用的材料进行限制。比如，可以使用玻璃、石英、氧化铝等无机透明基材及铜、不锈钢等金属基材。另外，上述光致抗蚀剂只要是具有感光性的材料，一般没有限制，比如，可以使用将酚醛环氧树脂、丙烯树脂、苯乙烯和丙烯酸的异分子聚合物、羟基苯乙烯的重合体、聚乙烯苯酚、聚α-甲基乙烯苯酚等碱性可溶性树脂和含有quinonediazido基的化合物溶解到有机溶剂后得到的传统的正型抗蚀剂组成物、将碱性可溶性树脂、光酸发生剂、含有架桥剂及色素的感光性树脂溶解到有机溶剂中后形成的传统的负型抗蚀剂组成物等。
关于基材上涂层光致抗蚀剂的膜厚度，可根据本发明防眩膜表面的凹凸厚度及形状等进行适当调整即可，最好是与理想的凹凸厚度相同或者稍微厚一点。膜厚的具体范围是，比想要得到的凹凸厚度要厚，但应在凹凸厚度的+5μm以下。
在基材上涂层光致抗蚀剂的方法也没有特别的限制。比如，旋转涂膜法、浸渍涂膜法、滚轮涂膜法等。另外，涂层后，可以使用加热板及炉灶等在60～120度的范围内，进行5～10分钟左右的后烘焙，将光致抗蚀剂中含有的溶剂除去。上述后烘焙的温度及时间，可根据光致抗蚀剂的种类及光致抗蚀剂中的感度，进行适当调整。
以通过以上工序制造出来的基材上形成的光致抗蚀剂进行灰度曝光。灰度曝光可采用传统的灰度曝光方法。对于光致抗蚀剂，至少应通过二灰度的光刻掩模板进行近接式曝光的方法、至少通过多灰度的光刻掩模板进行灰度曝光的方法或者至少通过可调整曝光光源的光强度的空间调制元件来进行灰度曝光的方法中任一种方法来进行。下面，分别介绍利用上述方法进行灰度曝光的情况。
首先，介绍通过二灰度的光刻掩模板进行近接式曝光的方法。所谓的二灰度光刻掩模板是指相对于曝光光源，在透明的玻璃等基板上透过来自曝光光源的光线的部分，透过率为100％或者接近于100％的透过部分和将曝光光源来的光进行遮挡的部分，其透过率为0％或者接近于0％的遮光部分组成。具体来讲，比如，对于曝光光源，在透明的基材上使用Cr等金属制作成遮光部分的金属掩模板及使用乳剂等进行感光后形成的遮光部分的感光乳剂掩模板等。
使用二灰度的光刻掩模板，将其与光致抗蚀剂表面间隔配置，进行近接式曝光，这样，在光刻掩模板的掩模板图的边缘部会出现光的衍射，光刻掩模板的图像会变模糊，从光刻掩模板的透过部到遮光部，光线会呈边续分布。根据进行近接式曝光的光线分布，进行光致抗蚀剂的感光，在对光致掩模板进行显影时，在照射光线的作用下，光致抗蚀剂残膜发生变化，在显影后的光致抗蚀剂表面形成会出现与掩模板图像及曝光量相符的凹凸形状。另外，在上述曝光工序中，只要在不影响上述作用的范围内，就可以在曝光光源和光致抗蚀剂之间安装透镜系统等光学系统及掩模板校直系统等机械部件等。
而且，使用上述二灰度光刻掩模板进行近接式曝光时，如果取光刻掩模板和光致抗蚀剂之间的距离为L(μm)，取光刻掩模板的透过部外形尺寸为D(μm)，那么，近接式曝光应该满足如下公式1.3≤L/D2≤2.8。其理由如下即，通过微细开口通过的光的动作可使用Fresnel衍射及Fraunhofer衍射来说明。通过开口的光的像的扩散会根据开口和荧光屏之间的距离(L)、开口部尺寸(D)及光的波长λ构成的指标(L/D2·λ)而发生变化。当开口和荧光屏的距离较短时，荧光屏上出现开口的形状。随着开口和荧光屏之间的距离越来越远，会逐渐变成以光轴为中心的扩散光。所以，L/D2的值小于1.3时，在光致抗蚀剂上形成的曝光像反映的是光刻掩模板上的开口部图像，能量分布也会随着开口部形状而迅速发生变化，所以，容易在光致抗蚀剂上形成贯通孔，获得的防眩膜的光的发散功能会下降。另一方面，如果L/D2的值大于2.8，在光刻掩模板作用下发生衍射的光会扩散，就不容易在光致抗蚀剂表面形成图像。即，当L/D2的值在1.3以上，2.8以下的范围内时，本发明防眩膜能够形成合适的曝光像。
下面，介绍使用多灰度光刻掩模板对光致抗蚀剂进行灰度曝光的方法。这里所使用的多灰度光刻掩模板与前面提到的二灰度光刻掩模板不同，是一种根据不同，其透过率呈多级或者连续变化的光刻掩模板。这种多灰度光刻掩模板，比如，使用电线扫描装置等具有高解像度的光刻掩模板扫描装置，设计有比曝光用光波长充分短及充分长的遮光部和透过部，在遮光部和透过部面积之比的作用下显示灰度的灰度掩板板方法、电子束及激光等高能光束下，进行感光，其透过率发生变化的物质，在溶入透明介质后形成的深紫外光刻掩模板上，照射高能量光束，根据地点不同调整其强度，对透过率进行连续调整的灰度掩模板方法。另外，还有在透明的基材上形成一种像乳剂那样具有感光性，根据照射光的量，光学浓度发生变化的物质，通过改变光量使乳剂感光，根据不同地点，来改变光学浓度的灰度掩模板的方法。
通过使用多灰度的光刻掩模板进行灰度曝光，与光刻掩模板的灰度相应的光对光致抗蚀剂进行感光，对光致抗蚀剂进行显影后，就会在光致抗蚀剂上形成与入射光量相应的凹凸形状。另外，在上述曝光工序中，只要在不会对上述作用产生影响的范围内，也可以在曝光光源和光致抗蚀剂之间安装透镜等光学系统及掩模对准器(mask alignment)系统等机械部件等。
下面介绍通过能根据不同地点改变曝光光源强度的空间光调制器来对光致抗蚀剂进行灰度曝光的方法。这里，所说的根据不同地点能改变曝光光源强度的空间光调制器是指对于透过上述元件的光或者被上述元件反射回来的光的强度在空间进行调制的元件。如，液晶元件和由数字显微装置(DMD)等多个元件构成的光调制器等。当上述液晶元件用于空间光调制器时，可对多个像素组成的液晶元件的每个像素设置透过率，通过使来自曝光光源的空间相同强度分布的光透过液晶元件，就能够得到与液晶元件的像素透过率相应的曝光光源强度分布，从而产生了入射到光致抗蚀剂上的曝光光线的空间强度分布。即，对光致抗蚀剂进行显影后，根据被曝光的曝光光线强度，光致抗蚀剂的膜厚度会发生变化，所以，就能够在光致抗蚀剂的表面形成凹凸状。另外，当上述DMD用于空间光调制器时，分为以下两种情况一种利用微镜的倾斜角使光线反射到光致抗蚀剂方向；另一种是反射到光致抗蚀剂以外的方向。根据不同像素改变光线向光致抗蚀剂方向反射的时间，就能够改变每个像素的单位时间内的实际反射率。即，通过DMD来反射来自曝光光源的空间相同强度分布的光线，就能够得到与倾斜微镜时间相应的曝光光线的强度分布，也就实现了射向光致抗蚀剂的曝光光线的空间强度分布。即，对光致抗蚀剂进行显影后，根据曝光光线强度，光致抗蚀剂的膜厚会发生变化，就在光致抗蚀剂的表面形成了凹凸状。本发明的曝光工序中使用的能够根据不同地点改变曝光光源光线强度的空间光调制器并不局限于上述液晶元件及MDM。此外，还可以使用其它可以制造来自曝光光源的光的空间强度分布的空间光调制器，由于可以改变光致抗蚀剂显影时的膜厚分布，从而在光致抗蚀剂的表面形成凹凸状。
本发明的防眩膜制造方法中，通过使用上述二灰度光刻掩模板的近接式曝光法、利用多灰度的光刻掩模板进行的灰度曝光法、使用空间光调制器进行的灰度曝光法等，在光致抗蚀剂上形成凹凸状，将表面为凹凸状的光致抗蚀剂作为原版，最后连续将该凹凸状复印到涂膜上，就制作出了想要的具有凹凸形状的防眩膜。所以，为了制作用于生产原版的光刻掩模板，需要设计掩模板图。该掩模板图设计时必须能在防眩膜上制作出必要的凹凸状分布。设计该掩模板图纸需要考虑整个光刻掩模板，所以，需要付出艰辛的工作。由于光刻掩模板的数据量很大，所以，掩模板描绘机的负担也会增加。所以，考虑到现在的计算机的处理能力，理论上可行的东西，在现实中不一定能够实现。另外，在制作原版时，使用空间光调制器进行灰度曝光时，为了使经过空间光调制器调制的光线达到理想的空间分布，也需要一定的数据。
在本发明的防眩膜的制作方法中，为了避免出现次品，设计了与具有多个凹凸状的单位晶体对应的模板图案，并使之呈平移对称性分布。这样，就减少了整个光刻掩模板的掩模图案设计的时间，提高了工作效率。掩模图案的平移对称性可举出如下例子，单位晶体的重心坐标为正方点阵状、直方点阵状、斜方点阵状、六方点阵状等。
本发明介绍的曝光工序中使用的曝光光源，并不局限于能够对光致抗蚀剂进行感光的光源，也可使用如高压水银灯、超高压水银灯等光源发出的g线、h线、i线等波长的紫外线、可见光、及接近水银辉线(明线)波长，并具有振荡波长的激光等光源来实施曝光工序。另外，曝光的光量应该根据想要得到的凹凸形状及光致抗蚀剂的种类等来决定，所以，很难进行说明。一般是50～2000mj/cm2。另外，曝光时间可根据曝光光源及需要的光量进行适当调整。
在本发明的曝光工序中，对光致抗蚀剂进行灰度曝光后，进行显影处理，就在光致抗蚀剂的表面形成了凹凸形状。显影处理时，比如，可将在基板上形成的曝光后的光致抗蚀剂浸渍到相应的显影液内，在使用正型光致抗蚀剂时，除曝光部处，在光致抗蚀剂上形成凹凸，在负型光致抗蚀剂时，除非曝光部外，可在在光致抗蚀剂上形成凹凸。而且，显影液可根据所使用的光致抗蚀剂来选择普通使用的显影液。而且，在显影后，可用纯水等对光致抗蚀剂进行漂洗。也可以用加热到100～200度的烘箱及电炉等加热0.5～30分钟左右，进行后烘焙，这样，就能将光致抗蚀剂中的溶剂和水分除去，提高了与基板的粘附性。后烘焙的温度及时间可根据光致抗蚀剂的种类进行适当调整。
防眩膜的制作方法，在经过上述曝光工序后，是电铸制版工序，即在光致抗蚀剂上电铸金属，然后将该金属从光致抗蚀剂上剥离下来，来制作具有凹凸形状的金属板。
上述电铸制版工序中使用的金属板，没有什么特别的限制，可以使用传统上使用的金属板。如，镍、镍-磷合金、铁-镍合金、铬、铬合金等。在光致抗蚀剂上电铸金属的厚度，并没有特别的限制，如果从耐用性考虑，取0.05～3mm左右的厚度比较合适。
在光致抗蚀剂上直接进行电铸，在进行电铸前，需要对光致抗蚀剂进行导电，可采用如下传统的导电处理如，对于厚度在1μm以下的金属膜可采用蒸镀或者喷射等方法，或者使用无电解镀(化学镀)的方法来使之导电。
如果不想在光致抗蚀剂上直接电铸，也可以先将光致抗蚀剂的形状转印到树脂上，然后对树脂进行上述导电化处理及实施电铸。这样，在光致抗蚀剂上进行电铸后，将电铸金属从光致抗蚀剂上剥离下来，就制造出了具有凹凸状的金属板。
下面是防眩膜制造方法中的转印工序，通过以上程度实施电铸制版工序后，将制造出的金属板将凹凸形状转印到涂膜上。
上述转印工序中所使用的涂膜，可以是由单一材料制成的膜，也可以是由多种材料制成的多层膜。其中，多层膜效果更好。下面，就由多种材料制成的多层膜进行说明。
由多种材料构成的多层膜，如在热可塑性树脂及无机物构成的基材膜上制成的树脂薄膜层，在该树脂薄膜层上转印凹凸形状，进行转印工序。用于基材的薄膜有，将如下热可塑性树脂制成薄膜状形成的薄膜，聚乙烯对苯二酸盐、聚乙烯萘、聚碳酸盐、聚乙烯异丁烯、聚丙炔、2醋酸纤维素、3醋酸纤维素、甲基乙烯醇异分子聚合物、降冰片烯-乙烯异分子聚合物(三井石油化学(株)制造、商品名称APEL等)、含降冰片烯的树脂(日本合成橡胶(株)制造、商品名称ARTON等)、非晶形的聚链烯烃(日本ZEON(株)制造、商品名称ZEONEX等)、光学聚酯树脂(钟纺(株)制造、商品名称O-PET)、丙烯-丁二烯-乙烯异分子聚合物(RORAL(株)制造、商品名称ROYORAKKU透明GRADE等)等等。用于基材的薄膜还有将金属等无机物制成薄膜状形成的薄膜。
另一方面，在基材薄膜上形成的薄膜树脂层可以是由热可塑性树脂及放射线固化型树脂组成物等构成的涂层。上面提到的基材材料热可塑性树脂也可以用于树脂层。上面提到的放射线固化型树脂，可以是用于条形码等各种编码用放射线固化型树脂组成物及UV油墨、EB油墨等放射线固化型树脂组成物。这种放射线固化型树脂组成物的配合原料可混合单官能或者多官能的各种(超)丙烯等。必要时，可添加光聚合起始剂、增感剂、氧化防止剂等添加剂。另外，除使用上述(超)丙烯组成物外，还可以使用环氧、氧杂二环辛烷(oxetane)化合物和光正离子聚合起始剂的组成物。
上述单官能(超)丙烯可以包括如下，异龙脑丙烯酸、四氢糖醛丙烯酸、2-羟基-3-酚醛丙基丙烯酸、Butoxy乙基丙烯酸、Laureth丙烯酸、硬脂精丙烯酸、苄基丙烯酸、己基二甘醇丙烯酸、2-羟基乙基丙烯酸、2-乙基己基丙烯酸、环己基丙烯酸、酚醛酸乙基丙烯酸、酚环氧树脂丙烯酸、聚乙基甘醇丙烯酸、聚烯烃丙烯酸、壬基酚醛丙基乙基丙烯酸等；多官能(超)丙烯酸有，聚乙基甘醇丙烯酸、新戊二醇丙烯酸、三甲胺胸苷酸丙烯酸、戊四醇丙烯酸等多官能(超)丙烯酸、及少氨基甲酸乙脂(超)丙烯酸、少酯(超)丙烯酸等多官能(超)丙烯酸预聚物等。上述单官能及多官能(超)丙烯酸可以单独或者2种以上进行组合使用。
另外，有时需要的光聚合起始剂包括如下，二苯甲酮、苯乙酮、二苯乙醇酮、二苯乙醇酮CH3OCH3、Benzoinisopropylether、二苯乙醇酮乙醚、4，4｀-(甲基氨基)二苯甲酮、光聚合起始剂、2-氯异丙基塞吨酮、2，4-三甲基异丙基塞吨酮、2，2｀-二异丙酯异丙基塞吨酮、1-羟环己基苯丙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉丙烷-1-酮、2，4，6-三甲基苯甲酰苯磷氧化物(トリメチルベンゾイルフエニルジフオスフインオキシド))等。上述产品可单独或者两个以上组合使用。
另外，上述放射线固化型树脂组成物，出于调整粘稠度及改进涂抹性能的目的，可根据需要用各种溶剂稀释后进行使用。可以使用普通的溶剂，包括，甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇等醇类系列化合物、丙酮、丁酮等酮类化合物、醋酸乙基、醋酸丙基、醋酸丁基等酯类化合物及甲苯、二甲苯等芳香族化合物等。上述物质可单独使用，也可2种以上组合使用。
本发明防眩膜的制造方法所采用的复印工序，是指将金属板上形成的凹凸复印到上述薄膜上的方法。可以使用普通的复印方法，如，将上述放射线固化型树脂组成物等浇铸到金属板上的凹凸处，用紫外线及电子束进行照射，使树脂组成物固化，在树脂组成物的表面复印凹凸形状的方法，或者将上述热可塑性树脂加热到树脂的Tg及软化点以上的温度，然后按压到金属板表面上，将凹凸形状复印到树脂的表面。当金属板表面的凹凸的尺寸及平均距离较小时，最好是使用比热可塑性树脂的粘度较小的放射线固化型树脂组成物。通过传统的方法可以完成复印工序。本发明防眩膜的制造方法中，在进行复印工序前，最好先实施轧辊制造工序，即将表面形成凹凸状的金属板缠绕到轧辊的表面，制造有凹凸状的压纹轧辊。然后再用压纹轧辊将凹凸形状连续复印到薄膜上。使用上述方法，可以连续高效地将凹凸形状复印到面积较大的薄膜上，提高了生产效率。
本发明防眩膜的制造方法包括了上面所讲的曝光工序、电铸制版工序及复印工序，所以，能够较容易而且高效地制造出具有上述效果的凹凸分布、理想的反射效果的防眩膜。
利用本发明制造出来的防眩膜可用于液晶显示器、等离子显示器、CRT显示器及有机EL显示器等显示装置的表面。设置的方法有，可将本发明的防眩膜直接粘贴到显示装置的表面，如果是液晶显示器等情况，可先粘贴到偏光板上，然后再粘贴到显示装置的表面。粘贴有本发明防眩膜的显示装置，在防眩膜表面凹凸的作用下，可将入射光进行扭曲，模糊入射光造成的影响，提高了视觉效果。
附图的说明图1表示入射到本发明防眩膜的光线的入射方向和反射方向的模式图。
图2表示相对防眩膜法线以θ角入射的入射光的反射光距离反射方向的防眩膜法线的倾斜角和log反射率之间的关系的曲线图。
图3表示以15度的角度入射到实施例子1和比较例子1中的防眩膜的光线的反射率曲线结果。
图4表示以30度的角度入射到实施例子1和比较例子1中的防眩膜的光线的反射率曲线结果。
数字说明1、防眩膜2、防眩膜的法线 3、法线及含入射光的面4、入射光5、射向正反射方向的反射光6、从正反射方向射向倾斜薄膜30度的反射光具体实施方式
实施例下面，基于实施例子和比较例子，对本发明进行更具体的说明。需要说明的是，本发明并不仅仅局限于以下具体实施例子。
实施例1首先，在127μm×127μm角的范围内，设置75个直径为9μm(＝D)的圆形开口部，各开口部的中心坐标之间的最短距离的平均值m1为14.7μm、最短距离的标准偏差σ为1.049。将上述单位晶体在80mm×80mm的整个范围内，按127μm周期进行设置，制作出6英寸角的二灰度光刻掩模板。
接着，在玻璃基板上旋转覆盖约1.1μm厚度的正型光致抗蚀剂(东京应化社制造、商品名称PR13)。将覆盖有正型光致抗蚀剂的玻璃基板放置在加热到110度的电炉上60秒，进行后烘焙作用。在光致抗蚀剂上保持上述光刻掩模板为曝光间隙180μm(＝L)，曝光光源使用超高压水银灯的g、h、i的multiline光，换算成h线为150mJ/cm2，进行照射，实施近接式曝光。此时的L/D2值为2.22。
将曝光后的玻璃基板浸渍到23度的0.5％的氢氧化钾水溶液内80秒钟，等显影后，再用纯水进行冲洗。然后再在加热到200度的烘箱内加热18分钟，就得到了表面形成凹凸状的光致抗蚀剂。
利用蒸着法在上述工序中制造出的光致抗蚀剂上制造镍膜，对光致抗蚀剂进行导电化处理。接着，通过电铸，在该光致抗蚀剂上制造厚度约为0.3mm的镍膜，然后，对该镍膜背面进行研磨，使镍膜厚度达到0.2mm。将研磨后的镍膜从光致抗蚀剂上剥离下来，就得到了表面有凹凸状的金属板。
将UF8001(商品名称、共荣社化学社制造、少丙烯酸氨基甲酸乙脂)50、IBXA(商品名称、共荣社化学社制造、丙烯酸氨基异冰片)50、IRGACUER184(商品名称、CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司制造)2进行混合，制造紫外线固化型树脂组成物，用于制造膜的材料(下面简称为UV树脂)。
将上述工序中得到的UV树脂浇注到上述金属板上，厚度约为7μm。在上面用厚度为80μm的PET薄膜进行覆盖。然后用光量为200mJ/cm2的高压水银灯光进行照射，使树脂固化，将PET薄膜连同UV树脂从金属板上剥离下来，就制造出了表面呈凹凸状的UV树脂和PET薄膜的迭层体构成的透明防眩膜。
用波长为643.5nm的He-Ne激光照射制造出的防眩膜，观察衍射图。计算从0次光的光点到1次光的光点之间的角度所对应的周期，防眩膜表面的凸部顶点之间的最短距离的平均值m1为14.7μm，与所用的光刻掩模板的开口部的最短距离的平均值一致。另外，标准偏差σ1为1.049，与所用的光刻掩模板的开口部的最短距离的标准偏差一致。而且，根据正方点阵状的衍射光点的角度计算对应周期，为127μm，与所用的光刻掩模板的单位晶体的周期一致。
比较例准备AG6薄膜(住友化学工业社制造)用于防眩膜。AG6薄膜表面的凹凸在整个薄膜表面呈不规则分布，凸部顶点之间的最短距离的平均值m1为8.8μm，标准偏差σ1为2.87，m1/σ1的值为0.326。
通过如下方法对实施例子1及比较例子1中的防眩膜的反射率曲线进行测定。即，检测器使用光功率计(Anritsu公司生产、OPTICAL POWER METER ML9001)，在该检测器前面设置光孔，使用变角光度计，使观察样本的角度为2度，进行测量。测定反射率时，光源使用卤素灯(中央精机社制造、SPH-100)，使用焦点距离300mm的集光光学系统，通过集光光学系统的出口，对15mmΦ的光进行集光成2.5mmΦ，使之照射到300mm距离的样本上。在样本位置不放任何装置，用光功率计测定通过距离样本165mm处配置的5mmΦ光孔的光量，取此时测定的光量作为反射率基准100。然后，将实施例子和比较例子中的防眩膜作为样本进行安装，将照射防眩膜的光源的入射光角度设置为15度，在防眩膜周围旋转安装了光孔的检测器时，对光量进行测定，测定反射率的角度依赖度，得到反射率曲线。此时的反射率曲线见图3。另外，利用相同的测定方法对照射到防眩膜的光源的入射光角度设置为30度时的反射率曲线进行测定。这里的反射率曲线见图4。
从以上测定结果可以看出，将光源射向防眩膜的入射光的角度设置为15度时，实施例子1中的防眩膜对入射光的正反射方向的正反射率R(0)为0.42％，从正反射方向以倾斜30度的方向入射时的反射率R(30)为0.00013％，R(30)/R(0)的值为0.00031。另外，比较例子1中的防眩膜，对于入射光的向正反射方向时的正反射率R(0)为0.23％，从正反射方向以与薄膜一侧倾斜30度的方向的反射率R(30)为0.00048％，R(30)/R(0)的值为0.0069。而且，实施例子1和比较例子1中的防眩膜，从正反射方向与薄膜一侧倾斜30度以上的方向的入射光的反射率R(30以上)如图3所示，为反射率R(30)以下。
另外，将光源向防眩膜发出的入射光的角度设置为30度时的反射率，在实施例子1中的防眩膜的情况下，对入射光向正反射方向的正反射率R(0)为0.48％，从正反射方向向与薄膜一侧倾斜30度的方向的反射率R(30)为0.0001％以下，在检测界限以下，R(30)/R(0)的值为0.0002以下。另外，在比较例子1中的防眩膜的情况下，对入射光向正反射方向的正反射率R(0)为0.25％，从正反射方向向与薄膜一侧倾斜30度的方向的反射率R(30)为0.00212％，R(30)/R(0)的值为0.0085。而且，在实施例子1和比较例子1中的防眩膜，从正反射方向向与薄膜一侧倾斜30度以上方向的入射光的反射率R(30以上)如图4所示，为反射率R(30)以下。
在防眩膜的背面粘贴黑色乙烯绝缘带，对从背面产生的反射进行抑制的状态下，用SUGA试验机社制造的ICM-1DP对实施例子1及比较例子1计算出的防眩膜的60℃反射可见度进行测定。测定的结果是，实施例子1中的防眩膜的60℃反射可见度为114.3％，比较例子1中的防眩膜的60℃反射可见度为24.0％。
使用拜斯计算机(SUGA试验机社制造、HGM-2DP)对实施例子1及比较例子1中的防眩膜全光线透过率及拜斯进行测定。其结果是，实施例子1中的防眩膜的全光线透过率为82.1％，拜斯为17.7％；比较例子1中的防眩膜的全光线透过率为88.3％，拜斯为24.9％。
将实施例子1及比较例子1中制造的防眩膜用粘着材料粘贴到黑色的丙烯板上，用管状萤光灯(大塚电子社制造、MODEL ENV-B型)进行照射，用设置在薄膜法线方向的辉度计(TOPCON公司生产、BM7、2度可见)测定来自防眩膜的反射光的辉度。另外，在测定辉度时，可调整管状萤光灯的高度将射向管状萤光灯的入射角设置为10度、15度、20度、30度，对各种入射角时光线的反射光的辉度进行测定。测定结果是，实施例子1的防眩膜，对于各个入射角的反射光辉度分别是，61.4cd/m2、15.6cd/m2、7.9cd/m2、7.3cd/m2。比较例子1的防眩膜对各种入射角的反射光的辉度分别是，74.2cd/m2、60.1cd/m2、47.2cd/m2、33.2cd/m2。从以上结果可以确认，对各种角度的入射光，实施例子1的防眩膜的反射光辉度要比比较例子1的防眩膜的反射光辉度要低，其防眩功能要好。另外，在实施例子1中，光的入射角越大，反射光辉度下降就越快，与比较例子1的防眩膜的反射光辉度之间的差就越大。由此可以确认，实施例子1的防眩膜与比较例子1的防眩膜相比，可减少因发散光导致的线性失真现象。以下将通过肉眼观察来对线性失真现象进行进一步确认。
将实施例子1及比较例子1中的防眩膜用粘着剂粘贴到黑色的丙烯板上，在明亮的室内(40W型直管荧光灯2个为一组，按每3M间隔进行配置)，将其中一组的荧光灯的光线入射角调整为30度，参与试验的人从防眩膜的法线方向进行肉眼观察，在实施例子1的防眩膜，比周围的黑色丙烯板有稍微的发白现象。比较例子1的防眩膜与周围的黑色丙烯板相比，发白并且模糊。从该肉眼观察结果来看，实施例子1的防眩膜与比较例子1中的防眩膜相比，线性失真现象降低，视觉效果要好。
用同样的肉眼观察方法，对光线衍射导致的视觉效果进行观察，结果发现，实施例子1的防眩膜在光线衍射下仅出现细微的发花现象，没有发现视觉效果的下降，而比较例子1的防眩膜能明显观察到光线衍射导致的花色现象，视觉效果明显下降。
将实施例子1及比较例子1中的防眩膜粘贴到偏光板上，再粘贴到液晶显示器表面，就制作出了贴有本防眩膜的显示装置。在该显示装置上显示同一画面，放在明亮的室内(40W型直管荧光灯2根为一组，相隔3M进行配置的办公室环境)，将一组的荧光灯光线入射角调整为30度，从显示装置的法线用肉眼来进行观察，对其防眩功能进行确认。得到的结果是，安装了实施例子1中的防眩膜的显示装置没有发现显示画面的视觉效果下降现象，说明防眩效果非常好。而安装了比较例子1的防眩膜的显示装置出现了模糊现象，显示画面的视觉效果明显下降。
通过上述结果可以发现，本发明防眩膜(实施例子1)与比较例子1的防眩膜相比，具有良好的防眩效果，可有效防止线性失真及杂散光导致的显示模糊、视觉效果下降现象。
发明的效果如上所述，本发明专利可提供制造具有良好防眩功能、防止出现线性失真及光线衍射等而导致视觉效果下降的防眩膜及其生产方法，以及能够制造出安装该防眩膜的显示装置等。
权利要求
1.一种防眩膜，是表面有凹凸形状的防眩膜，其特征在于对与防眩膜法线呈5～30度入射的入射光的正反射方向的正反射率为R(0)，对从上述正反射方向与防眩膜倾斜30度以上的角度的入射的上述入射光的反射率为R(30以上)时，R(0)为1％以下，而且，R(30以上)/R(0)的值为0.001以下。
2.根据权利要求1所述的防眩膜，其特征在于，60℃反射可见度在200％以下。
3.根据权利要求1或者2所述的防眩膜，其特征在于，在防眩膜表面，有多个凹凸的单位晶体与其它单位晶体上的凹凸呈相互并列对称状，上述单位晶体中，上述凹凸顶点之间的最短距离的平均值为ml，上述最短距离的标准偏差为σ1时，σ1/m1的值还满足如下公式0.05≤σ1/m1≤0.3。
4.一种防眩膜的制造方法，其特征在于，包括以下工序在基材上形成的光致抗蚀剂上进行灰度曝光后，通过显影处理，在光致抗蚀剂上形成凹凸的曝光工序；在上述光致抗蚀剂上电铸金属后，将电铸的金属从上述光致抗蚀剂上剥离下来，来制作复印上述凹凸形状的金属板的电铸工序；以及和使用上述金属板，将上述凹凸形状复印到薄膜上的复印工序。
5.一种防眩膜的制造方法，其特征在于，包括以下工序在基材上使用光致抗蚀剂进行灰度曝光之后，通过显影处理，在光致抗蚀剂上形成凹凸的曝光工序；在上述光致抗蚀剂上电铸金属之后，将电铸的金属从上述光致抗蚀剂上剥离下来，来制作复印上述凹凸形状的金属板的电铸工序；将上述金属板缠绕到轧辊表面，制作表面有上述凹凸形状的压纹轧辊的轧辊制作工序；以及及使用上述压纹轧辊，将；凹凸形状连续复印到薄膜上的复印工序。
6.根据权利要求4或者5所述的防眩膜的制造方法，其特征在于在上述曝光工序中的灰度曝光对于上述光致抗蚀剂，至少应通过二灰度的光刻掩模板来完成近接式曝光；上述光记刻掩模板和上述光致抗蚀剂之间的距离为L(μm)，上述光刻掩模板的透过部的外形尺寸为D(μm)时，上述近接式曝光满足如下公式1.3≤L/D2≤2.8。
7.根据权利要求4或者5所述的防眩膜的制造方法，其特征在于上述曝光工序中的上述灰度曝光，对于上述光致抗蚀剂，至少应通过多灰度的光刻掩模板来进行。
8.根据权利要求4或者5所述的防眩膜的制造方法，其特征在于，上述曝光工序中的上述灰度曝光，针对上述光致抗蚀剂，至少应通过能根据不同情况来改变曝光光源光强度的空间光调制器来进行。
9.一种显示装置，使用了权利要求1～3中任一项中所述的防眩膜。
全文摘要
本发明提供具有良好防眩功能、能有效防止线性失真及光线衍射导致的视觉效果下降的防眩膜及其制造方法，以及安装该防眩膜的显示装置，提供表面呈凹凸状的防眩膜。该防眩膜具有如下特征取距离防眩膜法线方向5～30度的角度的入射光在正反射方向的正反射率为R(0)，从正反射方向以与防眩膜一侧呈30度以上倾斜角度的入射光的反射率为R(30以上)时，R(0)的值为1％以下，而且，R(30以上)/R(0)的值为0.001以下。
文档编号G02B1/11GK1517725SQ200410000528
公开日2004年8月4日 申请日期2004年1月12日 优先权日2003年1月16日
发明者桑原真人, 前田泰照, 照 申请人:住友化学工业株式会社