凸状膜及其形成方法

专利名称：凸状膜及其形成方法
技术领域：
本发明涉及凸状膜(projecting film)及其形成方法，特别涉及适合反射型液晶显示装置或者半透过型液晶显示装置，或者投射型显示器用透过屏幕等使用的光散射及反射基板的凸状膜及其形成背景技术近年来，作为移动显示机器等的显示设备，从减低显示设备消耗的电力、降低蓄电池的容量的观点出发，作为液晶显示装置(以下称“LCD”)，使用利用自然光或者室内光(以下总称“外光”)的反射光的反射型LCD，或者使用在外光的光量大时利用外光的反射光、外光的光量小时利用背后照明的光的反射型和透过型并用(以下称“半透过型”)的LCD。
在移动显示机器中，特别是携带电话或者移动计算机使用的显示机器，要求图像高画质而且全彩色显示，例如，对于在这些之中使用的反射型LCD，为增大亮度要求开口率高而且显示无视差的图像，例如公知作为满足这一要求的有在“月刊FPD Intelligence 2000年二月号(第66页～第69页)”中记载的内附散射及反射板方式反射型LCD。
图3是表示现有技术的内附散射及反射板方式反射型LCD的概略结构的截面图。
在图3中，内附散射及反射板方式反射型LCD10具有透光的一对玻璃基板1、2，在玻璃基板2的内表面上层叠的、使入射光3散射、作为反射光4反射的后述的反射膜5，在玻璃基板1内表面层叠的、只透过特定波长(色)的光的玻璃滤光器6，和充满反射膜5和玻璃滤光器6之间的、控制透过的光的液晶层7。
此外，在内附散射及反射板方式反射型LCD10装备的各构成部分中，玻璃基板2和反射膜5构成光散射及反射基板8。
图4是表示图3中的光散射及反射基板8的概略结构的截面图。
在图4中，光散射及反射基板8具有玻璃基板2、在玻璃基板2的面上层叠的、表面呈凹凸形状的光散射膜11；和在光散射膜11的面上层叠的呈沿光散射膜11的凹凸形状的形状的反射膜12，反射膜12通过凹凸形状散射入射光进行反射。光散射膜11和反射膜12构成上述反射膜5。
这样的光散射及反射基板的制造技术在特许第2698218号公报、特开2000-267086号公报等中如下述那样记载。
首先，作为第一现有技术，通过特许第2698218号公报的制造技术制造的光散射及反射基板如图5所示，具有玻璃基板20、在玻璃基板20的面上点状存在的内部散射层21、和在玻璃基板20以及内部散射层21的面上层叠的反射膜22。该第一现有技术，具有在玻璃基板20的一个面上涂布为有机物的感光性树脂的工序，使涂布的感光性树脂以规定(预定)的形状图案化形成掩模、曝光和显影而形成多数(即大量)微细的凸状部的工序，在形成这样的凸状部的玻璃基板20上施行热处理、使凸状部的角变圆形成内部散射层21的工序，在玻璃基板20以及内部散射层21的面上通过蒸镀法或者溅射法层叠由金属材料和介电体等无机材料形成的反射膜22的工序。
另一方面，作为第二现有技术，通过特开2000-267086号公报的制造技术制造的光散射及反射基板如图6所示，具有玻璃基板30，在玻璃基板30的面上层叠的内部散射层31，和在内部散射层31的面上层叠的反射膜32。
内部散射层31由第一树脂层33、在第一树脂层33内的上部分布同时由第二树脂形成的多个球形部34形成。因为球形部34分布在第一树脂层33的上部，因此内部散射层31的表面形成多数微细的凸状部。该第二现有技术具有在玻璃基板30的一面上涂布混合作为相互容易相分离的有机物的第一树脂和第二树脂的混合树脂液形成混合树脂层的工序，通过使混合树脂层相分离形成有在表面上形成多数微细的凸状部的内部散射层31的工序，在内部散射层31的面上通过蒸镀法或者溅射法层叠由金属材料形成的反射膜32的工序。
但是，因为上述第一现有技术基于具有感光性树脂的涂布、掩模化、曝光、显影、以及热处理等工序的照相平版印刷技术，所以制造工序复杂而且制造成本也高。
另一方面，第二现有技术是基于照相平版印刷术树脂的相分离技术，因为不是基于照相平版印刷术的技术，因此不发生上述问题，但是因为在内部散射层内含有有机材料，缺乏同由金属材料和介电体等无机材料形成的反射膜32的粘附性，存在反射膜32容易剥离的问题。另外，在通过蒸镀法或者溅射等真空成膜法形成反射膜32时，表面的粘附成分和内部的未反应成分作为气体从内部散射层31放出，存在使反射膜32的光学特性(反射率，折射率，透过色调等)变质的问题。
以与由这样的无机材料形成的反射膜32的粘附性好的金属材料或者介电体等无机材料作为主骨架而构造的薄膜的制造技术在日本专利第2901833号公报等中记载。
通过这种制造技术制造的薄膜，由金属醇盐系化合物(或者乙酰丙酮金属盐系化合物)形成的第一溶胶溶液和第二溶胶溶液形成，通过把混合第一溶胶溶液和第二溶胶溶液的溶液涂布在玻璃基板上形成微坑状表层(micropittedsurfacelayer)。
但是，使用这种方法形成的薄膜的凸状部的直径的大小受所选择的两种溶胶溶液的官能基以及分子量的大小控制，不能形成直径200nm左右以上的大小的凸状部的直径，不能作为散射可见光(400～800nm)的内部散射层使用这种薄膜。

发明内容
本发明的目的是提供一种凸状膜及其形成方法，所述凸状膜在提高与由无机材料形成的反射膜的粘附性的同时可以防止反射膜的光学特性变质，亦即作为膜的构成材料完全不包含有机材料，所述方法可以使用很少的工序自由地控制凸状部的直径的大小。
为实现上述目的，本发明的凸状膜是在基板上形成并具有大量凸状部的凸状膜，其特征在于由无机材料构成。
优选地，所述凸状膜包含第一相和在第一相的表面上形成并具有上述凸状部的第二相，进而，第一相包含通过凝胶化反应至少一种金属化合物而固化的成分，第二相包含通过凝胶化反应比第一金属化合物凝胶化反应慢的至少一种第二金属化合物形成的成分。
所述凸状膜的凸状部的直径优选是比可见光波长要大。
所述凸状膜的平均表面粗度Ra在10nm～1000nm以下，优选是在10nm～300nm，更优选是在20nm～200nm。
在把所述凸状膜作为液晶显示器的光散射及反射基板使用的场合，膜的最大表面粗度Rmax在10μm以下，优选是在3μm以下，更优选是在1.5μm以下。
凸状膜的雾度率(haze factor)在1％以上，优选是在2％以上，更优选是在5％以上。
凸状膜的透过色调的值是亨特(Hunter)色坐标(a，b)的矢量和的平方的值，用|a2+b2|表示，为10以下，优选是在5以下。
对于上述凸状膜垂直入射可见光时的散射透过光的角度分布用立体角表示优选是在±20°的范围。
对于上述凸状膜垂直入射可见光时的反射光的散射角度分布用立体角表示优选是在正反射角的±40°的范围。
上述凸状膜优选作为在反射型液晶显示装置或者半透过型液晶显示装置上配置的内部散射层使用。
所述凸状膜优选作为防眩膜使用，另外，优选在复印机的接触玻璃(contactglass)或者汽车的侧面玻璃的表面上形成。
为实现上述目的，本发明的凸状膜的制造方法的特征在于，具有把至少一种第一金属化合物以及至少一种第二金属化合物一起和至少一种溶剂混合的溶胶状涂布液涂布在所述基板上形成涂布层的工序，干燥所述涂布层形成多数凸状部的干燥工序。
所述第二金属化合物优选比所述第一金属化合物凝胶化反应速度慢。
所述第二金属化合物优选比所述第一金属化合物的润湿性低。
所述溶剂之中的至少一种优选是从通式为HO-(CH2)n-OH的、两端带有羟基的n＝2～10的直链状的二醇，或者通式为HO-(CH2)n(CHOH)mON(n≥2，m≥1)的多元醇之中选择的单一溶剂或者它们的混合溶剂。
所述第一金属化合物和所述第二金属化合物的每一种优选是能够水解或者缩聚反应的金属化合物。
所述第一金属化合物和所述第二金属化合物的每一种优选是从硅、铝、钛、锆、钽之中选择的金属的醇盐。


图1是根据本发明的实施例制造处理具有凸状膜的光散射及反射基板的流程图。
图2A到图2C是本发明的光散射及反射基板的制造工序说明图，图2A表示混合层形成工序，图2B表示内部散射层形成工序，图2C表示反射层层叠工序。
图3是表示现有技术的内附散射及反射板方式反射型LCD的概略结构的截面图。
图4是表示图3中的光散射及反射基板8的概略结构的截面图。
图5是第一现有技术的光散射及反射基板的截面图。
图6是第二现有技术的光散射及反射基板的截面图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明根据本发明的实施例形成具有凸状膜的光散射及反射基板的方法。
图1是根据本发明的实施例1制造处理具有凸状膜的光散射及反射基板的流程图。
本处理在利用后述的溶胶凝胶方法以低成本而且高画质制造适合用于反射型LCD或者半透过型LCD的光散射及反射基板时执行。
一般，所谓溶胶凝胶方法是取金属的有机或者无机化合物溶液，在溶液中进行化合物的水解、缩聚反应，固化溶胶为凝胶，通过加热凝胶制成氧化物固体的方法。
此外，所谓凝胶化反应，是通过对一种或者多种金属化合物的脱水缩聚反应形成由金属-氧-金属形成的网络而聚合物化。
另外，利用上述溶胶凝胶方法的话，因为可以只经过涂布层的形成工序和干燥工序这样少的工序形成凸状膜，因此可以降低制造成本。
在图1中，首先，制作混合多种金属化合物以及溶剂的溶胶状涂布液(步骤S101)。
作为混合的金属化合物，使用从硅、铝、钛、锆、钽之中选择的金属的醇盐。所述金属醇盐容易获得，在常温、常压下稳定，而且无毒性，并且加之容易执行内部散射层的制造工序、可以降低制造成本，在可见光域内不产生光学吸收，透过的光不着色，可以使用透过方式形成最适合的凸状膜。
另外，在混合的溶剂之中的至少一种是从通式为HO-(CH2)n-OH的、两端带有羟基的n＝2～10的直链状的二醇，或者通式为HO-(CH2)n(CHOH)mON(n≥2，m≥1)的多元醇之中选择的表面张力大(例如30dyn/cm以上)的单一溶剂或者它们的混合溶剂，根据经验知道，通过使用所述溶剂，可以高效执行多种金属化合物的相分离。
再有，作为混合溶剂，可以使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类；丙酮、乙酰丙酮等酮类；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯等酯类；丁基溶纤剂等溶纤剂等。
接着，在步骤S102中，把在步骤S101中制成的溶胶状涂布液涂布在玻璃基板40的面上，形成混合层41(图2A)。
作为溶胶状涂布液的涂布方法，使用公知的技术，例如使用旋转涂布机、辊涂机、喷涂机、或者帘式淋涂机等装置的方法，浸渍涂敷、流涂方法，或者丝网印刷、凹版印刷等各种印刷方法。
接着，在步骤S103，进行混合层41的干燥(蒸发在溶胶状涂布液中包含的溶剂)，在玻璃基板40的面上形成具有多数凸状部的内部散射层。作为混合层41的干燥方法，可以蒸发在溶胶状涂布液中的溶剂，例如风干，或者使用在100℃以上加热混合层41的方法，在溶剂的沸点高且蒸发速度慢的场合，可以使用在200℃以上的加热方法。
在使用上述任何一种干燥方法干燥混合层41时，通过后面要说明的形成凸状部的机制，进行多种金属化合物的相分离，混合层41的表面呈现多数凸状部，混合层41成为具有光散射功能的内部散射层。
关于形成凸状部的机制的不明了的地方很多，本发明人根据以下的假设类推。
对于在混合层41中包含的多种金属化合物的每一种，其水解或者缩聚反应的速度(以下称“凝胶化反应速度”)互相不同的话，多种金属化合物中凝胶化反应速度最快的至少一种金属化合物(以下称“A组”)通过有选择地进行凝胶化反应而开始固化，以平坦的形状固定，在玻璃基板40的面上形成A相42(图2B)。
另外，在A相42固化时，把凝胶化反应速度比A组慢的其它种类的金属化合物(以下称“B组”)作为液滴渗出在A相42的面上。此时，如果B组的润湿性比A组的润湿性低的话，渗出的B组保持液滴形状不变而由于凝胶化反应开始固化，作为突起形状的B相43固化(图2B)。
此时形成的内部散射层的凸形状，不仅有如图2B所示露出A相42的，也可以是由B相43覆盖A相42表面全部的凸形状，不管是哪种形状，在凸状膜的凸状部的直径比可见光的波长大时，可以作为散射可见光的内部散射层使用该凸状膜。
凸状部的直径的大小可以只通过选择溶胶状涂布液的涂布厚度这样少的工序控制，通过使用这种方法控制比可见光波长大的直径，可以作为内部散射层使用该凸状膜。
另外，作为其他的凸状部的直径的控制方法，也可以在金属醇盐的水解或者缩聚反应的过程中利用酸催化剂等控制凝胶化反应速度，也可以控制酸催化剂的浓度或者反应时间以控制凝胶化反应速度。
另外，在A相42中通过凝胶化反应速度快的金属化合物(A组)的凝胶化反应固化的成分多，在B相43中通过凝胶化反应速度慢的金属化合物(B组)的凝胶化反应固化的成分多，但是没有必要把A组和B组严密地相分离为A相42和B相43，也可以在A相42中包含若干B组、或者在B相43中包含若干A组。
在图1中，在步骤S103中形成的内部散射层的面上层叠反射膜44(步骤S104，图2C)，本处理结束。
层叠的反射膜44因为在内部散射层的凸形状的面上以均匀厚度层叠，所以反射膜也呈现凸形状。
作为反射膜44，使用金属薄膜或者具有50％以上的反射率的介电体薄膜。
在使用金属薄膜作为反射膜44的材料时，所述材料选自铝、银、或者以这些金属作为主成分的合金；所述金属薄膜可以是单层，也可以是由多种金属形成的多层。
另一方面，在使用介电体薄膜作为反射膜44的材料时，反射膜44形成为多层膜，其是层叠多组低折射率层和高折射率层而形成的。作为低折射率层的材料，主要使用氧化硅，或者氟化镁，作为高折射率层的材料，主要使用氧化钛，或者氧化钽。介电体薄膜，因为不产生光学吸收，使用半透过膜是适合的。
另外，在通过把外光集中在眼看的方向实现具有明亮的显示图像的半透过型LCD的场合，对内部散射层，希望反射光的散射角度分布用立体角表示在±40°的范围，透过光的散射角度分布用立体角表示在±20°的范围。
这种凸状膜作为设置在反射型LCD或者半透过型LCD中的内部散射层使用是合适的，不过因为难于引起后方散射，因此也可以作为在背投型TV显示器等上设置的透过扩散板使用。另外，因为可以控制光的反射率，所以也可以用作防眩膜(Anti-glare膜)，或用作通过在复印机的接触玻璃或者汽车的侧面玻璃等表面上形成的低摩擦板。
实施例下面具体说明本发明的实施例。
实施例1作为第一金属化合物，混合作为硅醇盐的硅酸乙酯40(コルコ-ト公司制造)20g、作为催化剂的0.1当量的盐酸3.6g、作为溶剂的乙基溶纤剂(2-乙氧基乙醇，关东化学公司制造)16.4g，而且在室温下搅拌24小时，制作硅化合物原液X。
作为第二金属化合物，混合作为钛醇盐的原钛酸四异丙酯17.6g、作为螯化剂的乙酰丙酮12.4g，而且在室温下搅拌24小时，制作螯化物配位乙酰丙酮的钛化合物原液X。
接着，把硅化合物原液X3.75g和钛化合物原液X4.55g作为溶剂与乙二醇10g和乙基溶纤剂31.7g混合，并且搅拌制作溶胶状涂布液X。
若使金属原料全部无机化，则在制成的溶胶状涂布液X的组成中，固体含量为3.0质量％。
在100mm×100mm×厚0.5mm的含钠钙硅酸盐玻璃(soda lime silicate)基板的一面上，以1000rpm的转动速度旋转涂敷溶胶状涂布液X约15秒钟。
其后，把涂布溶胶状涂布液X的玻璃基板在300℃下干燥处理3分钟，使溶胶状涂布液X凝胶化反应，在玻璃基板的面上得到内部散射层。
通过扫描型电子显微镜(SEM)对得到的内部散射层的断面观察的结果，凸状部的倾斜角在0～4°的范围。
另外，通过使用触针式粗度计(TENNCORE INSTRUMENTS公司制造，ALPHA-STEP500SURFACE PRIFILER)对内部散射层的表面以50μm/秒的速度扫描500μm，测定表面粗度的结果，Ra为31.5nm，Rmax为46.3nm。另外，使用光学显微镜观察的话，在内部散射层的表面可以看见直径3μm左右的凸状部。
另外，测定内部散射层的雾度率为8.6％，测定内部散射层的透过色调为0.08((a，b)＝(0.2，-0.2))。
进而，用标准光源D65照射内部散射层，使用瞬时多测量系统(大塚电子(股份)公司制造，MCPD-1000)测定内部散射层的散射透过光的角度分布时，其角度范围为±10°，反射光的散射角度范围为±20°。
接着，在内部散射层的表面上，通过溅射方法形成把厚度为10nm的氧化硅、厚度为85nm的金属铝、厚度为20nm的氧化硅从光散射膜侧顺序层叠3层结构的反射膜，得到光散射及反射基板。
另外，通过变角光泽计(スガ试验器材(股份)公司制造UGV-6P)测定反射光的散射角度分布。测定在具有从入射光对光散射及反射基板的表面的法线方向-30°的角度时的反射光的角度依存性。以作为正反射方向的+30°为中心(0°)测定作为反射光均匀分布的角度范围的散射角度范围。
得到的光散射基板的散射角度范围是±15°，表示出可供实用的散射特性。
关于该光散射及反射基板，使用横切带剥离评价法(JIS K5400 3.5)，评价凸状膜与在其面上形成的反射膜的界面的粘附力，以及凸状膜和玻璃基板的界面的粘附力。具体说，通过在划分为横切交叉的1mm×1mm的方格子的100个位置的部分中不剥离的数目评价。其结果，内部散射层和反射膜的界面以及内部散射层和玻璃基板的界面中任何一个，在100个位置全部没有看到剥离。
实施例2把在实施例1中使用的硅化合物原液X2.5g和在实施例1中使用的钛化合物原液X3.0g作为溶剂与乙二醇10g和乙基溶纤剂34.5g混合，并且搅拌制作溶胶状涂布液Y。
若使金属原料全部无机化，则制成的溶胶状涂布液Y的组成中，固体含量为2.0质量％。
在100mm×100mm×厚0.5mm的含钠钙硅酸盐玻璃基板的一面上，以1000rpm的转动速度旋转涂敷溶胶状涂布液Y 15秒钟。
其后，把涂布溶胶状涂布液Y的玻璃基板在300℃下干燥处理3分钟，使溶胶状涂布液Y凝胶化反应，在玻璃基板的面上得到内部散射层。
通过扫描型电子显微镜(SEM)对得到的内部散射层的断面观察，结果发现凸状部的倾斜角在0～3°的范围。
另外，用和实施例1同样的方法测定表面粗度，结果发现Ra为25.5nm，Rmax为36.3nm。另外，使用光学显微镜观察的话，在内部散射层的表面可以看见直径2μm左右的凸状部。
另外，测定内部散射层的雾度率为6.2％，测定内部散射层的透过色调为0.05((a，b)＝(0.2，-0.1))。
进而，用和实施例1同样的方法测定散射透过光的角度分布时，其角度范围为±8°，反射光的散射角度范围为±15°，表示出可供实用的散射特性。
接着，用和实施例1同样的方法在内部散射层的表面上，形成3层结构的反射膜，得到光散射及反射基板。
用和实施例1同样的方法测定散射角度范围，测定的散射角度范围是±10°，表示出可供实用的散射特性。
关于该光散射及反射基板，使用和实施例1同样的横切带剥离评价法，评价凸状膜与在其面上形成的反射膜的界面的粘附力，以及凸状膜和玻璃基板的界面的粘附力。其结果，内部散射层和反射膜的界面以及内部散射层和玻璃基板的界面中任何一个，在划分为横切的1mm×1mm的方格子的100个位置全部没有看到剥离。
比较例1把在实施例1中使用的硅化合物原液X7.5g作为溶剂与乙二醇10g和乙基溶纤剂32.5g混合，并且搅拌制作溶胶状涂布液U。
若使金属原料全部无机化，则在制成的溶胶状涂布液U的组成中，固体含量为3.0质量％。
在100mm×100mm×厚0.5mm的含钠钙硅酸盐玻璃基板的一面上，以1000rpm的转动速度旋转涂敷溶胶状涂布液U 15秒钟。
其后，把涂布溶胶状涂布液U的玻璃基板在300℃下干燥处理3分钟，使溶胶状涂布液U凝胶化反应，在玻璃基板的面上得到内部散射层。
通过扫描型电子显微镜(SEM)对得到的内部散射层的断面观察，结果判定为不形成凸状膜，而形成平坦的膜。推测这是因为在溶胶状涂布液U中只包含一种金属化合物，不引起相分离的缘故。
进而，使用和实施例1同样的方法测定散射透过光的角度分布时，其角度范围为±1°左右，非常狭窄，可以知道通过内部散射层的光几乎不散射。另外，反射光的散射角度范围为±3°左右，也非常狭窄，可以知道内部散射层的反射光几乎是正反射。
根据以上的结果，可以知道使用比较例1得到的内部散射层表示出不可供实用的光学特性。
比较例2在100mm×100mm×厚0.5mm的含钠钙硅酸盐玻璃基板的一面上，旋转涂敷感光性树脂(东京应化公司制造商品名为OFPR-800)，形成厚度为1.2μm的膜。
其后，把涂布感光性树脂的玻璃基板在100℃下预烘烤30秒钟后，使用光掩模进行UV曝光。
光掩模的图案形状，使用随机配置直径6μm的圆形的透明部的图案。
接着，使用显影剂(东京应化公司制造商品名为NMD-3)进行显影处理，在玻璃基板的面上形成圆柱状的微细的凸状部，进而在200℃下加热60分钟，使凸状部的角变圆。
在形成角变圆的微细的凸状部的玻璃基板上，进一步旋转涂敷感光性树脂厚0.3μm，接着在200℃下加热60分钟，使凸状部的角进一步变圆，在玻璃基板的面上形成内部散射层。
对得到的具有光散射膜的玻璃基板和实施例1同样使用SEM观察内部散射层的断面。其结果，凸状部的倾斜角在0～8°的范围。
进而，使用和实施例1同样的方法测定散射透过光的角度分布时，其角度范围为±20°左右，反射光的散射角度范围为±40°左右，可以作为内部散射层供实用。
接着，在得到的内部散射层的表面，通过溅射方法形成和实施例1同样的3层结构的反射膜，得到光散射及反射基板。对于该光散射及反射基板，和实施例1同样，通过横切带剥离评价法评价内部散射层和反射膜的界面的粘附力。
其结果，在划分为横切交叉的1mm×1mm的方格子的100个位置的部分中不剥离的部分的数目，在内部散射层和反射膜的界面中仅有30个地方，可以明白这一粘附力极低，不能供工业上实用。推测这是因为光散射膜是用有机材料构成的缘故。
以上的结果汇总在表1中。正如实施例1和2表示的各种特性，根据本发明的实施例的凸状膜的内部散射层，其散射透过光的角度分布以及反射光的散射角度分布对于比较例1，表示出可供实用的分布，再有，表示出内部散射层和反射膜的界面的粘附力比比较例2好。
表1

如上所述，根据本发明的凸状膜是在基板上形成并具有大量凸状部的凸状膜，因为由无机材料构成，因此在提高与由金属或者介电体等无机材料形成的反射膜的粘附性的同时，可以防止反射膜的光学特性变质。
另外，根据本发明的凸状膜，包含在基板上形成的第一相和在第一相的表面上形成并具有上述凸状部的第二相，结果除了上述效果之外，可以呈现适合反射光的散射的凸形状。
另外，根据本发明的凸状膜，第一相含有通过凝胶化反应至少一种第一金属化合物固化的成分，第二相含有凝胶化反应比第一金属化合物凝胶化反应速度慢的至少一种第二金属化合物的成分，结果除了上述效果之外，还可以发生相分离，以致于在第一相上形成第二相，而且在提高与由金属或者介电体等无机材料形成的反射膜的粘附性的同时，可以防止反射膜的光学特性变质。
另外，根据本发明的凸状膜，在上述凸状部的直径比可见光波长长时，则除了上述效果之外，作为散射可见光的内部散射层可以使用该凸状膜。
另外，根据本发明的凸状膜，在上述凸状膜的平均表面粗度Ra为10～1000nm，优选是10～300nm，更优选是20～200nm时，可以使凸状部的直径比可见光波长长，可以作为内部散射层使用该凸状膜，结果除了上述效果之外，还可以呈现适合散射及反射光的凸形状。
另外，根据本发明的凸状膜，在上述凸状膜的最大表面粗度Rmax为10μm以下，优选是3μm以下，更优选是在1.5μm以下时，在使用凸状膜作为液晶显示器的光散射及反射基板的场合，尽管在凸状膜的面上覆盖的反射膜需要通过罩面涂层平坦化，但除了上述效果之外，该罩面涂层不需要高的膜厚，而且凸状膜可以呈现适合散射光的凸形状。
另外，根据本发明的凸状膜，在雾度率在1％以上，优选是在2％以上，更优选是在5％以上时，则除了上述效果之外，凸状膜还可以呈现适合散射光的凸形状。
另外，根据本发明的凸状膜，在透过色调的值是亨特色坐标(a，b)的矢量和的平方的值，用|a2+b2|表示，为10以下，优选是在5以下时，则除了上述效果之外，因为透过光不着色，还可以形成最适合在透过方式下使用的凸状膜。
另外，根据本发明的凸状膜，对该凸状膜垂直入射可见光时的散射透过光的角度分布用立体角表示为±20°的范围时，则除了上述效果之外，通过把外光集中在眼看的方向，可以实现具有明亮显示图像的半透过型LCD的结果，可以形成适合散射透过光的凸状膜。
另外，根据本发明的凸状膜，对该凸状膜垂直入射可见光时的反射光的散射角度分布用立体角表示为±4°的范围时，则除了上述效果之外，通过把外光集中在眼看的方向，可以实现具有明亮显示图像的半透过型LCD的结果，可以形成适合散射及反射光的凸状膜。进一步，因为难于引起后方散射，因此可以作为在背投型TV显示器等中设置的透过扩散板使用。另外，因为可以控制光的反射率，可以作为防眩膜(anti-glare膜)使用，可以通过在复印机的接触玻璃或者汽车的侧面玻璃等表面上形成而作为低摩擦板使用。
另外，根据本发明的凸状膜的形成方法，因为只经过涂布把至少一种第一金属化合物和至少一种第二金属化合物一起与至少一种溶剂混合而成的溶胶状涂布液、形成涂布层的工序和干燥涂布层的工序来形成凸状膜，因此可以使制造成本降低。
另外，根据本发明的凸状膜的形成方法，因为上述第二金属化合物比上述第一金属化合物凝胶化反应速度慢，结果除了上述效果之外，通过凝胶化反应涂布的溶胶状涂布液固化和相分离，使第二相在第一相的表面上形成。
另外，根据本发明的凸状膜的形成方法，因为上述第二金属化合物的润湿性比上述第一金属化合物的润湿性低，因此除了上述效果之外，第二相可以作为液滴形状在第一相的表面上渗出，可以保持液滴形状不变而通过凝胶化反应固化。其结果，可以使第二相的形状形成适合光散射的凸形状。
另外，根据本发明的凸状膜的形成方法，因为上述溶剂之中的至少一种是从通式为HO-(CH2)n-OH的、两端带有羟基的n＝2～10的直链状的二醇，或者通式为HO-(CH2)n(CHOH)mON(n≥2，m≥1)的多元醇之中选择的单一溶剂或者它们的混合溶剂，因此除了上述效果之外，可以高效执行相分离。
另外，根据本发明的凸状膜的形成方法，因为所述第一金属化合物以及所述第二金属化合物的每一种都是可以水解或者缩聚反应的金属化合物，因此除了上述效果之外，可以通过涂布的溶胶状涂布液的凝胶化反应促进固化。
再有，根据本发明的凸状膜的形成方法，因为所述第一金属化合物以及所述第二金属化合物的每一种是从硅、铝、钛、锆、钽之中选择的金属的醇盐，因此除了上述效果之外，可以容易得到，在常温、常压下稳定，无毒性，而且容易进行光散射膜的制造工序和降低制造成本，此外形成的散射膜在可见光区域不产生光学吸收，可以最适合在半透过型LCD或者投射型显示器中使用具有这样的光散射膜的光散射及反射基板。
权利要求
1.凸状膜，其是在基板上形成并具有多个凸状部，其特征在于，由无机材料构成。
2.根据权利要求1所述的凸状膜，其特征在于，该凸状膜包含在所述基板上形成的第一相和在所述第一相的表面上形成并具有所述凸状部的第二相。
3.根据权利要求2所述的凸状膜，其特征在于，所述第一相含有通过凝胶化反应而固化至少一种第一金属化合物的成分，所述第二相含有通过凝胶化反应而形成比所述第一金属化合物凝胶化反应速度慢的至少一种第二金属化合物的成分。
4.根据权利要求1所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜的凸状部的直径比可见光波长大。
5.根据权利要求1所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜的平均表面粗度Ra为10nm～1000nm。
6.根据权利要求5所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜的平均表面粗度Ra为10nm～300nm。
7.根据权利要求5或者6所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜的平均表面粗度Ra为20nm～200nm。
8.根据权利要求1所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜的最大表面粗度Rmax在10μm以下。
9.根据权利要求8所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜的最大表面粗度Rmax在3μm以下。
10.根据权利要求8或9所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜的最大表面粗度Rmax在1.5μm以下。
11.根据权利要求1所述的凸状膜，其特征在于，雾度率在1％以上。
12.根据权利要求11所述的凸状膜，其特征在于，雾度率在2％以上。
13.根据权利要求11或12所述的凸状膜，其特征在于，雾度率在1.5％以上。
14.根据权利要求1到13中任何一项所述的凸状膜，其特征在于，凸状膜的透过色调的值用亨特色坐标(a，b)的矢量和的平方的值|a2+b2|表示，为10以下。
15.根据权利要求14所述的凸状膜，其特征在于，透过色调的值用所述亨特的色坐标(a，b)的矢量和表示，为5以下。
16.根据权利要求1到15中任何一项所述的凸状膜，其特征在于，对所述凸状膜垂直入射可见光时的散射透过光的角度分布用立体角表示在±20°的范围。
17.根据权利要求16所述的凸状膜，其特征在于，对所述凸状膜垂直入射可见光时的反射光的散射角度分布用立体角表示在正反射角的±40°的范围。
18.根据权利要求1到17中任何一项所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜作为在反射型液晶显示装置或者半透过型液晶显示装置上配置的内部散射层使用。
19.根据权利要求1所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜作为透过扩散板使用。
20.根据权利要求1所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜作为防眩膜使用。
21.根据权利要求1所述的凸状膜，其特征在于，所述凸状膜在复印机的接触玻璃或者汽车的侧面玻璃的表面上形成。
22.一种凸状膜的形成方法，其特征在于，包括下列工序把至少一种第一金属化合物和至少一种第二金属化合物以及至少一种溶剂混合而成的溶胶状涂布液涂布在所述基板上形成涂布层的工序，和干燥所述涂布层形成多数凸状部的干燥工序。
23.根据权利要求22所述的凸状膜的形成方法，其特征在于，所述第二金属化合物比所述第一金属化合物的凝胶化反应速度慢。
24.根据权利要求23所述的凸状膜的形成方法，其特征在于，所述第二金属化合物比所述第一金属化合物的润湿性低。
25.根据权利要求22所述的凸状膜的形成方法，其特征在于，所述溶剂之中的至少一种是从通式为HO-(CH2)n-OH的、两端带有羟基的n＝2～10的直链状的二醇，或者通式为HO-(CH2)n(CHOH)mON(n≥2，m≥1)的多元醇之中选择的单一溶剂或者它们的混合溶剂。
26.根据权利要求22所述的凸状膜的形成方法，其特征在于，所述第一金属化合物以及所述第二金属化合物的每一种是能够水解或者缩聚反应的金属化合物。
27.根据权利要求26所述的凸状膜的形成方法，其特征在于，所述第一金属化合物以及所述第二金属化合物的每一种是从硅、铝、钛、锆、钽之中选择的金属的醇盐。
全文摘要
提供一种凸状膜及其形成方法，所述凸状膜在提高和由无机材料形成的反射膜(44)的粘附性的同时，能够防止反射膜(44)的光学特性变质，所述形成方法可以通过少量的步骤自由控制表面粗糙度。通过混合多种金属化合物以及溶剂形成溶胶状涂布液，把制成的溶胶状涂布液涂布在玻璃基板(40)上，在玻璃基板(40)的面上形成混合层(41)，干燥玻璃基板(40)的面上的混合层(41)，在使溶剂挥发的同时，进行上层及下层的相分离，形成内部散射层。
文档编号G02F1/1335GK1554030SQ02817649
公开日2004年12月8日 申请日期2002年9月3日 优先权日2001年9月10日
发明者吉武哲也, 辻野敏文, 文 申请人:日本板硝子株式会社