CN101712202A - 模具的制造方法及防眩膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及模具的制造方法及防眩膜的制造方法。本发明的模具的制造方法,包括以下工序:对模具用基材的表面实施镀铜或镀镍的工序;对实施了镀敷的表面进行研磨的工序;涂布感光性树脂而进行膜形成的工序;在感光性树脂膜上曝光图案的工序;将感光性树脂膜显影的工序;将显影后的感光性树脂膜用作掩模,实施蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸的工序;在形成的凹凸面上实施镀铬的工序;并且,在所述蚀刻工序中,对模具用基材整个面实施蚀刻处理。本发明的防眩膜的制造方法使用了该模具。
Description
技术领域
本发明涉及在表面具有微细凹凸形状的模具的制造方法,以及使用通过该方法得到的模具来制造低雾度且防眩特性优异的防眩(Anti-Glare)膜的方法。
背景技术
液晶显示器、等离子体显示面板、布朗管(阴极射线管:CRT)显示器、有机电致发光(EL)显示器等图像显示装置,如果外界光映入其显示面,则识别性显著受损。为了防止这种外界光的映入,在重视画质的电视和/或个人电脑、在外界光强的屋外使用的摄像机和/或数码相机、利用反射光进行显示的手机等中,以往在图像显示装置的表面设置有防止外界光映入的膜层。该膜层大致分为,由利用光学多层膜产生的干涉而实施了无反射处理的膜形成的膜层,和由通过在表面形成微细的凹凸而使入射光散射从而实施使映入像晕染的防眩处理的膜形成的膜层。其中,前者的无反射膜由于必须要形成均匀光学膜厚的多层膜,因而成本高。与此相对,后者的防眩膜由于能较便宜地制造,因而广泛用于大型的个人电脑、监视器等用途中。
这种防眩膜以往通过如下方法来制造,例如在基材片上涂布分散有填料的树脂溶液,调整涂布膜厚,使填料露出于涂布膜表面,从而在片上形成随机的凹凸的方法等。但是,这种通过使填料分散而制造的防眩膜存在如下问题:由于凹凸的配置、形状受树脂溶液中填料的分散状态、涂布状态等左右,因而难以得到所希望的凹凸,对于雾度低的膜而言,得不到足够的防眩效果。进而,将这种以往的防眩膜配置于图像显示装置表面时,有如下问题:由于散射光而显示面整体发白,容易发生显示变成浊色的、所谓的“白浊”。另外,随着最近图像显示装置的高清晰化,图像显示装置的像素和防眩膜的表面凹凸形状发生干涉,结果有如下问题:容易产生因出现辉度分布而变得不易看见、所谓的“闪烁(Glittering)”现象。
另外,对于通过使填料分散而制造的防眩膜而言,填料的折射率与使填料分散的粘合剂树脂的折射率不同时,将这样的防眩膜配置于图像显示装置的表面时,由于填料和粘合剂树脂界面的光的散射,而存在对比度容易降低的问题。
另一方面,也有如下尝试:使之不含填料,而仅通过在透明树脂层的表面形成的微细凹凸使防眩性呈现。例如,特开2002-189106号公报(专利文献1)中公开了如下的防眩膜:通过在压印模具和透明树脂膜之间夹持电离辐射固化性树脂的状态下,使该电离辐射固化性树脂固化,从而形成三维10点平均粗糙度和三维粗糙度基准面上的相邻接的凸部之间的平均距离分别满足规定值的微细凹凸,在上述透明树脂膜上设有形成了该凹凸的电离辐射固化性树脂层。
另外,不是作为配置于显示装置的显示面的防眩膜,而是作为配置于液晶显示装置的背面侧的光扩散层,使用在表面形成有微细凹凸的膜的技术,也在例如特开平6-34961号公报(专利文献2)、特开2004-45471号公报(专利文献3)、特开2004-45472号公报(专利文献4)等中公开。其中,专利文献3、4中,作为在膜的表面形成凹凸的方法,公开了如下方法:在具有使凹凸反转的形状的压印辊中填充电离辐射固化性树脂液,使与辊凹版的旋转方向同步运行的透明基材与所填充的树脂接触,在透明基材与辊凹版接触时,使处于辊凹版和透明基材之间的树脂固化,在固化的同时使固化树脂和透明基材密合后,将固化后的树脂与透明基材的层叠体从辊凹版上剥离的方法。
但是,对于这些在专利文献3、4中公开的方法而言,由于能使用的电离辐射固化性树脂液的组成有限,且无法期待用溶剂稀释而进行涂布时那样的均匀涂布,因此可以想到在膜厚均匀性方面存在问题。进而,对于在专利文献3、4中公开的方法而言,由于有必要在压印辊凹版中直接填充树脂液,因而为了确保凹凸面的均匀性,而要求压印辊凹版有高的机械精度,存在难以制作压印辊的问题。
接着,作为用于制作在表面具有凹凸的膜的辊制作方法,例如,在上述专利文献2中公开了使用金属等来制作圆筒体,通过电子雕刻、蚀刻、喷砂等方法在其表面形成凹凸的方法。另外,在特开2004-29240号公报(专利文献5)中公开了用珠粒喷击(BEADS SHOT)法来制作压印辊的方法;在特开2004-90187号公报(专利文献6)中,公开了经如下工序而制作压印辊的方法:在压印辊的表面形成金属镀层的工序、对金属镀层的表面进行镜面研磨的工序、进而根据需要进行喷丸(peening)处理的工序。
但是,在这样对压印辊的表面实施了喷射处理的状态下,由于喷射粒子的粒径分布而导致出现凹凸径的分布,并且难以控制通过喷射而得到的凹陷的深度,在再现性良好地得到防眩功能优异的凹凸形状方面存在问题。
另外,在上述专利文献1中记载了优选使用在铁的表面镀铬的辊,采用喷砂法、珠粒喷击法来形成凹凸模面。进而还记载有如下内容:为了提高使用时的耐久性,优选在如此形成有凹凸的模面上,实施镀铬等后使用,由此可以实现硬膜化和防止腐蚀。另一方面,在上述的专利文献3、4的各自实施例中,记载了在铁芯表面镀铬,进行#250的液体喷砂处理后,再次进行镀铬处理,在表面形成微细凹凸形状的技术。
但是,在这种压印辊的制作法中,由于是在硬度高的镀铬上进行喷射、喷击,因而难以形成凹凸,而且难以精密地控制所形成的凹凸形状。另外,如特开2004-29672号公报(专利文献7)中所记载,镀铬依赖于成为基底的材质和其形状,表面多为粗糙,由于在通过喷射而形成的凹凸上形成有利用镀铬而生成的细裂纹,因而存在着怎样的凹凸才是可行的这样的设计难题。进而,由于有通过镀铬而生成的细裂纹,因而还有如下问题:最终得到的防眩膜的散射特性向不希望的方向变化。进而,还有如下问题:由于压印辊母材表面的材质和镀敷种类的组合不同,完成的辊表面有多种多样的变化,因而为了精度良好地得到所需要的表面凹凸形状,必须选择恰当的辊表面材质和恰当的镀敷种类。进而,即使得到了希望的表面凹凸形状,也有由于镀敷种类而使用时耐久性变得不充分的情况。
特开2000-284106号公报(专利文献8)中记载了:对基材实施喷砂加工后,实施蚀刻工序和/或薄膜的的层叠工序的技术,但对于在喷砂工序前设置金属镀层的技术没有任何记载和启示。另外,在特开2006-53371号公报(专利文献9)中记载了:将基材研磨,实施喷砂加工后,实施化学镀镍的技术。另外,在特开2007-187952号公报(专利文献10)中记载了:对基材实施镀铜或镀镍后,进行研磨,实施喷砂加工后,实施镀铬而制作压印版的技术,进而,在特开2007-237541号公报(专利文献11)中记载了:实施镀铜或镀镍后,进行研磨,实施喷砂加工后,实施蚀刻工序或镀铜工序后实施镀铬而制作压印版的技术。由于在这些使用喷砂加工的制作方法中,难以在精密控制的状态下形成表面凹凸形状,因而也制作出表面凹凸形状具有50μm以上的周期的较大的凹凸形状。结果,这些大的凹凸形状与图像显示装置的像素发生干涉,有容易产生因出现灰度分布而变得不易看见、所谓的闪烁的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在制作显示高防眩功能的防眩膜时有用的、在表面具有微细凹凸形状的模具的制造方法,进而,提供使用该模具来制造如下防眩膜的方法,所述防眩膜显示出优异的防眩功能,并可充分防止因白浊所致的识别性的降低,配置在高清晰度的图像显示装置的表面时不发生闪烁,对比度不降低。
本发明另外的目的在于,采用硬度、表面光泽等优异的镀铬作为向模具表面的镀敷,同时在不使该镀铬面产生粗糙的情况下制造适于防眩膜制作的模具,并用该模具来制造显示出优异防眩功能的防眩膜。
本发明的模具的制造方法的特征在于,包括以下工序:第1镀敷工序,对模具用基材的表面实施镀铜或镀镍;研磨工序,对通过第1镀敷工序实施了镀敷的表面进行研磨;感光性树脂膜形成工序,在经研磨的面上涂布感光性树脂而进行膜形成;曝光工序,在感光性树脂膜上曝光图案;显影工序,将曝光有图案的感光性树脂膜显影;蚀刻工序,将显影后的感光性树脂膜用作掩模,实施蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸;第2镀敷工序,对通过蚀刻工序形成的凹凸面实施镀铬;并且,在所述蚀刻工序中,对模具用基材整个面实施蚀刻处理。
在此,所谓对模具用基材整个面实施蚀刻处理是指,对模具用基材中包括被上述掩模覆盖的区域的整个面实施蚀刻处理。在蚀刻处理的过程中,通常未被掩模覆盖的区域首先被蚀刻,随着后续处理的进行,被掩模覆盖的区域也被蚀刻。
作为本发明的模具的制造方法,一种优选方式是,所述蚀刻工序是如下的工序:将显影后的感光性树脂膜用作掩模,对模具用基材中包括被所述掩模覆盖的区域的整个面实施蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸(以下,有时称为模具的制造方法A)。
另外,对模具用基材整个面实施蚀刻处理时,可以在被掩模覆盖的区域全部被蚀刻之前暂时结束蚀刻,剥离掩模后再次进行蚀刻处理,由此而对模具用基材整个面进行蚀刻处理。
作为本发明的模具的制造方法,另一优选方式为,所述蚀刻工序包括如下工序:第1蚀刻工序,将显影后的感光性树脂膜用作掩模而进行蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸;感光性树脂膜剥离工序,将感光性树脂膜剥离;第2蚀刻工序,将感光性树脂膜完全剥离后,用蚀刻处理使通过第1蚀刻工序形成的凹凸面钝化(有时称为模具的制造方法B)。
在本发明的模具的制造方法中,蚀刻工序中的蚀刻量优选为2~100μm。
本发明的模具的制造方法B中,第1蚀刻工序中的蚀刻量优选为1~50μm。
本发明的模具的制造方法B中,第2蚀刻工序中的蚀刻量优选为1~50μm。
在本发明的模具的制造方法中,曝光工序中向感光性树脂膜上进行的图案曝光,优选是通过用从计算机控制的激光头发出的激光对在计算机上制作成的图案数据进行描画而进行的。
在本发明的模具的制造方法中,相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积,显影后不溶解而残留的感光性树脂膜(以下,将显影后不溶解而残留的感光性树脂膜称作“掩模”)向模具用基材表面的投影面积优选为1~70%。
本发明的模具的制造方法中,优选模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、掩模向模具用基材表面的投影面积的标准差为1000μm2以下。
本发明的模具的制造方法中,优选在实施镀铬后,不研磨表面而直接将镀铬面用作模具的凹凸面。
另外,本发明的模具的制造方法,优选通过镀铬形成的镀铬层具有1~10μm的厚度。
另外,本发明还提供一种防眩膜的制造方法,其包括如下工序:将用上述本发明的模具的制造方法制造的模具的凹凸面转印到透明树脂膜上的工序,和将转印有模具的凹凸面的透明树脂膜从模具剥离的工序。
根据本发明的模具的制造方法,由于可以在表面精度良好地形成微细凹凸形状,因而可以再现性良好地、且在几乎不存在缺陷的状态下制造对制造显示出高防眩功能的防眩膜有用的模具。进而,根据本发明的防眩膜的制造方法,可以在工业上有利地制造如下的防眩膜,即,雾度低、保持显示图像的亮度,并且防止映入、防止反射、抑制白浊、防止闪烁发生、防止对比度降低等防眩性能优异的防眩膜。
附图说明
图1是本发明的模具的制造方法的前半部分优选一例的模式图。
图2是在感光性树脂膜上曝光有图案的状态的模式图。
图3是在感光性树脂膜上曝光的图案的模式图。
图4是在感光性树脂膜上曝光的图案的模式图。
图5是在感光性树脂膜上曝光的图案的模式图。
图6是在感光性树脂膜上曝光的图案的模式图。
图7是在感光性树脂膜上曝光的图案的模式图。
图8是本发明的模具的制造方法的后半部分的优选一例的模式图。
图9是在蚀刻工序中侧面蚀刻(side etching)进行的状态的模式图。
图10是存在着被蚀刻的地方和未被蚀刻的地方的模具用基材的模式图。
图11是表示在实施例A1的模具制作时使用的图案的图。
图12是在闪烁评价试验中使用的光掩模中的单元格子(unit cell)31的模式平面图。
图13是进行闪烁评价试验的情形的模式图。
图14是本发明的模具的制造方法的后半部分的优选一例的模式图。
图15是在第1蚀刻工序中进行侧面蚀刻的状态的模式图。
图16是表示在实施例B1的模具制作时使用的图案的图。
符号说明
1模具用基材、2通过研磨工序而被研磨的基材的表面、3感光性树脂膜、4曝光工序中被曝光的感光性树脂膜、5曝光工序中未被曝光的感光性树脂膜、6作为掩模而起作用的感光性树脂膜、7没有掩模的地方、8通过蚀刻而阶段性形成的表面、9存在有被蚀刻的地方和未被蚀刻的地方的基材表面、10蚀刻工序后的基材表面(表面凹凸形状)、11镀铬层、12镀铬的表面、31单元格子、32铬遮光图案、33开口部、41光掩模、42灯箱、43光源、44玻璃板、45观察者、51防眩膜。
具体实施方式
<模具的制造方法>
图1是本发明的模具的制造方法的前半部分优选一例的模式图。
图1模式地示出各工序中模具的截面。本发明的模具的制造方法的前半部分基本包括〔1〕第1镀敷工序、〔2〕研磨工序、〔3〕感光性树脂膜形成工序和〔4〕曝光工序。以下,参照图1,对本发明的模具的制造方法的前半部分的各工序进行详细说明。
〔1〕第1镀敷工序
在本发明的模具的制造方法中,首先,对模具中使用的基材的表面实施镀铜或镀镍。这样,通过对模具用基材的表面实施镀铜或镀镍,可以提高后面第2镀敷工序中的镀铬的密合性、光泽性。即,作为背景技术如上所述,对铁等的表面实施镀铬时,或者在镀铬表面用喷砂法、珠粒喷击法等形成凹凸后再次实施镀铬时,表面容易粗糙,生成细的裂纹,变得难以控制模具表面的凹凸形状。对此,首先,通过对基材表面预先实施镀铜或镀镍,从而可以消除这种不良情况。这是由于,镀铜或镀镍的被覆性高、而且平滑化作用强,因而将模具用基材的微小凹凸、空穴等填埋而形成平坦且有光泽的表面的缘故。由于这些镀铜或镀镍的特性,即使在后述的第2镀敷工序中实施镀铬,也可消除认为是由基材上存在的微小凹凸、空穴导致的镀铬表面的粗糙,另外,由于镀铜或镀镍的被覆性高,因而可以降低细的裂纹的发生。
作为在第1镀敷工序中使用的铜或镍,除了分别可以是纯金属之外,还可以是以铜为主体的合金、或以镍为主体的合金,因此,本说明书中所说的“铜”是包括铜和铜合金的意思,另外“镍”是包括镍和镍合金的意思。镀铜和镀镍分别可以通过电镀进行也可以通过化学镀而进行,但通常采用电镀。
实施镀铜或镀镍时,如果镀层过薄,则基底表面的影响不能完全排除,因而其厚度优选50μm以上。镀层厚度的上限虽没有界限,但考虑与成本等的平衡,一般到500μm左右就足够了。
本发明的模具的制造方法中,作为优选用于形成基材的金属材料,从成本的观点出发,可举出铝、铁等。进而从操作的便利性出发,更优选轻质铝。在此所说的铝、铁,除了分别可以是纯金属以外,还可以是以铝或铁为主体的合金。
另外,基材的形状只要是本领域中以往采用的适当的形状就没有特别限制,可以是平板状,也可以是圆柱状或圆筒状的辊。如用辊状的基材来制作模具,就有可以以连续辊状的方式制造防眩膜的优点。
〔2〕研磨工序
在研磨工序中,对通过上述的第1镀敷工序而实施了镀铜或镀镍的基材表面进行研磨。经该工序,优选基材表面被研磨成接近于镜面的状态。这是由于,成为基材的金属板、金属辊为了达到所希望的精度,而多实施切削、研削等机械加工,由此在基材表面残留有加工伤痕,即使在实施了镀铜或镀镍的状态下,也有这些加工伤痕的残留的情况,另外,即使在进行了镀敷的状态下,表面也并不一定变得完全平滑的缘故。即,即使对这种残留有深的加工伤痕等的表面实施后述的工序,有时加工伤痕等的凹凸比实施各工序后形成的凹凸深,有可能残留加工伤痕等的影响,使用这样的模具来制造防眩膜时,有时对光学特性产生难以预料的影响。图1(a)中示意地显示:平板状模具用基材1在第1镀敷工序中其表面被实施镀铜或镀镍(未图示在该工序中形成的镀铜或镀镍的层),进而具有通过研磨工序而被镜面研磨的表面2那样的状态。
对于对实施了镀铜或镀镍的基材表面进行研磨的方法没有特别限制,可以使用机械研磨法、电解研磨法、化学研磨法中的任一种。作为机械研磨法,可以例示有超精细加工法、研磨、流体研磨法、抛光研磨法等。研磨后的表面粗糙度根据JIS B 0601规定测得的中心线平均粗糙度Ra优选为0.1μm以下,更优选0.05μm以下。如果研磨后的中心线平均粗糙度Ra比0.1μm大,则有可能对最终的模具表面的凹凸形状残留研磨后表面粗糙度的影响,因而不优选。另外,对中心线平均粗糙度Ra的下限没有特别限制,从加工时间、加工成本的观点出发,自然地存在限界,因而没必要特别指定。
〔3〕感光性树脂膜形成工序
在感光性树脂膜形成工序中,对通过上述的研磨工序而实施了镜面研磨的基材1的表面2,涂布将感光性树脂溶解于溶剂而得的溶液,进行加热、干燥,从而形成感光性树脂膜。在图1(b)中示意地显示在基材1的表面2上形成有感光性树脂膜3的状态。
作为感光性树脂,可以使用以往公知的感光性树脂。例如,作为感光部分具有固化性质的负型感光性树脂,可以使用在分子中具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的丙烯酸酯的单体、预聚物、双叠氮和二烯橡胶的混合物、聚肉桂酸乙烯酯系化合物等。另外,作为具有通过显影而溶出感光部分、仅残留未感光部分的性质的正型感光性树脂,可以使用酚醛树脂系、酚醛清漆树脂系等。另外,感光性树脂中,根据需要,也可以配合增敏剂、显影促进剂、密合性改善剂、涂布性改良剂等各种添加剂。
在将这些感光性树脂涂布于基材1的表面2上时,为了形成良好的涂膜,优选稀释于适当的溶剂中进行涂布,可以使用溶纤剂系溶剂、丙二醇系溶剂、酯系溶剂、醇系溶剂、酮系溶剂、高极性溶剂等。
作为涂布感光性树脂溶液的方法,可以使用弯月面涂布、喷泉式涂布、浸渍涂布、旋转涂布、辊涂布、线棒涂布、气刀涂布、刮刀涂布、及帘式涂布等公知的方法。涂布膜的厚度优选干燥后为1~6μm的范围。
〔4〕曝光工序
在曝光工序中,在上述的感光性树脂膜形成工序中形成的感光性树脂膜3上,曝光规定的图案。曝光工序中使用的光源结合所涂布的感光性树脂的感光波长、敏感度等来适当选择即可,例如,可以使用高压汞灯的g线(波长:436nm)、高压汞灯的h线(波长:405nm)、高压汞灯的i线(波长:365nm)、半导体激光(波长:830nm、532nm、488nm、405nm等)、YAG激光(波长:1064nm)、KrF准分子激光(波长:248nm)、ArF准分子激光(波长:193nm)、F2准分子激光(波长:157nm)等。
本发明的模具的制造方法中为了精度良好地形成表面凹凸形状,在曝光工序中,优选在精密控制的状态下将规定的图案曝光于感光性树脂膜上。在本发明的模具的制造方法中,为了将规定的图案精度良好地曝光于感光性树脂膜上,优选在计算机上制作图案数据,用从计算机控制的激光头发出的激光描画基于该图案数据的图案。在进行这种激光描画时,可以使用制作印刷版用的激光描画装置。作为所述的激光描画装置,例如可以举出Laser Stream FX((株)Think Laboratory公司制)等。
在图1(c)中示意地显示在感光性树脂膜3上曝光有图案的状态。在用负型感光性树脂形成感光性树脂膜时,被曝光的区域4由于曝光而进行树脂的交联反应,在后述的显影液中的溶解性降低。因而,在显影工序中未被曝光的区域5被显影液溶解,只有被曝光的区域4残留在基材表面上,成为掩模。另一方面,用正型感光性树脂形成感光性树脂膜时,被曝光的区域4因曝光而切断树脂的键合,在后述的显影液中的溶解性增加。因而,在显影工序中被曝光的区域4被显影液溶解,只有未被曝光的区域5残留在基材表面上,成为掩模。
在此,将感光性树脂膜的曝光区域向模具用基材表面的投影面积作为M,将模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积作为T。感光性树脂膜使用负型感光性树脂时,优选以M/T比成为0.01~0.7的方式制作图案并进行曝光。另外,感光性树脂膜使用正型感光性树脂时,优选以(1-M)/T比成为0.01~0.7的方式制作图案并进行曝光。通过以这种比率制作图案并进行曝光,相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积,可以将掩模向模具用基材表面的投影面积设为1~70%。图2示意地显示从模具用基材表面的上面观察到的在感光性树脂膜上曝光有图案的状态。被曝光的区域4的面积总和为M,被曝光的区域4和未被曝光的区域5的面积总和为T。
另外,将模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、感光性树脂膜的曝光区域向模具用基材表面的投影面积设为M100时,优选M100的标准差为1000μm2以下。通过用计算机制作图案并进行曝光,可以将模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、掩模向模具用基材表面的投影面积的标准差设为1000μm2以下。在此,M100的标准差可以通过如下方式计算:对3点以上的不同地方的图案,求出100μm×100μm区域中的被曝光的面积M100。计算M100的标准差时,为了减少误差,优选对5点以上的不同地方的图案,求出100μm×100μm区域中的被曝光的面积M100。
对于通过曝光而被描画的图案的形状没有特别限制,可以描画排列有圆形、四角形、六角形等图案的形状,也可以描画连续的图案,还可以描画将它们组合而成的图案。另外,也可以描画排列了不同大小的圆形、四角形、六角形等图案的形状。另外,描画的图案可以规则地配置,也可以不规则地配置。在图2、3、4中示意地显示了排列有圆形图案的情形。其中,图3中示意地显示了排列有3种不同大小的圆形图案的情形,图4中示意地显示了不规则地配置了圆形图案的情形。另外,图5中示意地显示了配置了四角形图案的情形,图6中示意地显示了配置了六角形图案的情形,图7中示意地显示了通过将圆形图案重合地进行配置而描画出连续图案的情形。
在本发明的模具的制造方法的后半部分中,进行如下工序:将曝光有图案的感光性树脂膜显影的显影工序;将显影后的感光性树脂膜用作掩模,实施蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸的蚀刻工序;和在通过蚀刻工序而形成的凹凸面上实施镀铬的第2镀敷工序。但是,在上述蚀刻工序中,对模具用基材整个面实施蚀刻处理。在此,所谓对模具用基材整个面实施蚀刻处理是指,对模具用基材中包括被上述掩模覆盖的区域的整个面实施蚀刻处理。
在蚀刻处理过程中,未被掩模覆盖的区域首先被蚀刻,随着后续处理的进行,被掩模覆盖的区域也被蚀刻。作为本发明的模具的制造方法的一种方式所举出的模具的制造方法A中,利用了上述情况。即,在本发明的模具的制造方法A中,上述蚀刻工序是如下工序:将显影后的感光性树脂膜用作掩模,对模具用基材中包括被上述掩模覆盖的区域的整个面实施蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸的工序。
另外,上述蚀刻工序可以如模具的制造方法A那样用一次蚀刻处理来构成,也可以用如下工序来构成:分二次以上进行蚀刻处理,在这些蚀刻处理的间歇除去上述掩模。例如,在对模具用基材整个面实施蚀刻处理时,在被掩模覆盖的区域全部被蚀刻之前暂时结束蚀刻,在除去掩模后再次进行蚀刻处理,由此对模具用基材整个面进行蚀刻处理。作为本发明的模具的制造方法的另一种方式所举出的模具的制造方法B中,采用了上述情况。即,在本发明的模具的制造方法B中,上述蚀刻工序是包括下述工序的工序:将显影后的感光性树脂膜用作掩模进行蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸的第1蚀刻工序;将感光性树脂膜剥离的感光性树脂膜剥离工序;和将感光性树脂膜完全除去后,通过对由第1蚀刻工序形成的凹凸面进行蚀刻处理而使其钝化的第2蚀刻工序。
以下,对本发明的模具的制造方法A和B进行进一步说明。
《模具的制造方法A》
〔5A〕显影工序
在显影工序中,感光性树脂膜3使用负型感光性树脂时,未被曝光的区域5被显影液溶解,只有被曝光的区域4残存于模具用基材上,在后续的蚀刻工序中作为掩模而起作用。另一方面,感光性树脂膜3使用正型感光性树脂时,只有被曝光的区域4被显影液溶解,未被曝光的区域5残存于模具用基材上,在后续的蚀刻工序中作为掩模而起作用。
对于显影工序中使用的显影液而言,可以使用以往公知的显影液。例如,可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水等无机碱类、乙基胺、正丙基胺等伯胺类、二乙基胺、二正丁基胺等仲胺类、三乙基胺、甲基二乙基胺等叔胺类、二甲基乙醇胺、三乙醇胺等醇胺类、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵等季铵盐、吡咯、哌啶(ピヘリジン)等环状胺类等的碱性水溶液、二甲苯、甲苯等有机溶剂等。
对于显影工序中的显影方法没有特别限制,可以使用浸渍显影、喷雾显影、毛刷显影、超声波显影等方法。
在本发明的模具的制造方法A中,相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积,优选掩模向模具用基材表面的投影面积为1~70%。为了满足该要件,曝光上述那样的比率的图案即可。即,使用负型感光性树脂时,以M/T比成为0.01~0.7的方式制作图案,进行曝光即可。另外,使用正型感光性树脂时,以(1-M)/T比成为0.01~0.7的方式制作图案,进行曝光即可。掩模的投影面积相对于基材表面的比率如果过小,则在后述的蚀刻工序中,模具用基材表面的几乎整个面被均匀地蚀刻,在基材表面难以形成充分的凹凸,使用所得到的模具制造的防眩膜,有难以得到充分的防眩性能的倾向。另外,掩模的投影面积相对于基材表面的比率如果过大,则蚀刻工序后未被蚀刻的面很多作为平坦面残留。这种情况下,使用所得到的模具制造的防眩膜,也有难以得到充分的防眩性能的倾向。为了在模具用基材的表面精度良好地形成反映了掩模图案的凹凸,以及,为了在后述的蚀刻工序中,对包括被掩模覆盖的区域的模具用基材整个面实施蚀刻处理,更优选掩模向模具用基材表面的投影面积相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积为5~55%的范围内。
另外,优选将模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、掩模向模具用基材表面的投影面积的标准差设在1000μm2以下。为了满足该要件,如上述那样用M100的标准差成为1000μm2以下的图案进行曝光即可。模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、显影后未溶解而残留的感光性树脂膜向模具用基材表面的投影面积的标准差超过1000μm2时,会出现所得到的模具的表面凹凸形状具有50μm以上的周期的表面凹凸形状的不均匀性,结果使用所得到的模具制造的防眩膜在配置于高清晰度的图像显示装置时,有发生闪烁的倾向。从使得到的模具的表面凹凸形状更均匀的观点出发,模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、掩模向模具用基材表面的投影面积的标准差更优选为500μm2以下。
图1(d)示意地显示感光性树脂膜3使用负型感光性树脂,并进行了显影处理的状态。图1(c)中未被曝光的区域5被显影液溶解,只有被曝光的区域4残留在基材表面上成为掩模6。图1(e)示意地显示感光性树脂膜3使用正型感光性树脂,并进行了显影处理的状态。图1(c)中被曝光的区域4被显影液溶解,只有未被曝光的区域5残留在基材表面上成为掩模6。另外,图2的被曝光的区域4在显影工序后,为负型感光性树脂时,残留在基材表面上,在后续的蚀刻工序中作为掩模而起作用。另一方面,为正型感光性树脂时,图2的未被曝光的区域5残留在基材表面上,在后续的蚀刻工序中作为掩模而起作用。
〔6A〕蚀刻工序
在模具的制造方法A的蚀刻工序中,将上述的显影工序后残存于模具用基材表面上的感光性树脂膜用作掩模,主要对没有掩模的地方的模具用基材进行蚀刻。图8是本发明的模具的制造方法A的后半部分的优选一例的模式图。图8(a)中示意地显示了通过蚀刻工序,主要是没有掩模的地方7的模具用基材1被蚀刻的状态。掩模6下方的模具用基材1没有自模具用基材表面被蚀刻,但是随着蚀刻的进行,从没有掩模的区域7开始的蚀刻在进行。因而,在掩模6和没有掩模的区域7的边界附近,掩模6下方的模具用基材1也被蚀刻了。以下,将这种在掩模6和没有掩模的区域7边界附近、掩模6下方的模具用基材1也被蚀刻的情况称作侧面蚀刻。图9示意地显示了侧面蚀刻的进行。图9的虚线8阶段性显示随着蚀刻的进行而变化的模具用基材的表面。
在本发明的制造方法A中,其特征在于,使侧面蚀刻进行,对模具用基材表面的整个面实施蚀刻处理。即,其特征在于,从相邻的没有掩模的地方7开始进行的侧面蚀刻遍及模具用基材表面的整个面进行蚀刻直至发生连接,掩模6下方的模具用基材1也被蚀刻。图9示意地示出侧面蚀刻在进行,掩模6下方的模具用基材1也全部被蚀刻的状态。
蚀刻工序中的蚀刻处理通常是通过使用氯化铁(FeCl3)溶液、氯化铜(CuCl2)溶液、碱性蚀刻液(Cu(NH3)4Cl2)等,使金属表面腐蚀而进行的,可以使用盐酸、硫酸等强酸,也可以采用通过施加与电镀时相反的电位而进行的逆电解蚀刻。在实施蚀刻处理时在模具用基材上形成的凹形根据基底金属的种类、感光性树脂膜的种类和蚀刻方法等的不同而异,因而不能一概而论,但在蚀刻量为10μm以下时,从接触蚀刻液的金属表面开始几乎各向同性地被蚀刻。在此所说的蚀刻量是通过蚀刻而被削掉的基材的厚度。
蚀刻工序中的蚀刻量优选为2~100μm。蚀刻量小于2μm时,金属表面上几乎不形成凹凸形状,成为几乎平坦的模具,因此不能显示出防眩性。另外,难以使侧面蚀刻进行,而对模具用基材表面的整个面实施蚀刻处理。另外,蚀刻量超过100μm时,金属表面上形成的凹凸形状的曲率变大,成为几乎平坦的模具,因此不能显示出防眩性。为了使侧面蚀刻进行,对模具用基材表面的整个面实施蚀刻处理,蚀刻量是重要的因素,至少蚀刻量必须要比掩模宽幅大。
另外,不这样对模具用基材表面的整个面实施蚀刻处理时,为了使被蚀刻的地方和未被蚀刻的地方所形成的表面凹凸形状9的陡峭的表面倾斜度充分钝化,必须将后述的第2镀敷工序中的镀铬制厚。但是,如果镀铬的厚度制得过厚,则容易产生结节,因而不优选。另外,在将镀铬的厚度制薄时,则被蚀刻的地方和未被蚀刻的地方所形成的表面凹凸形状9的陡峭的表面倾斜度不能充分钝化,得不到所希望的表面形状的模具,因而使用该模具制作的防眩膜也不显示优异的防眩性能。图10显示了不对模具用基材表面的整个面实施蚀刻处理,残留了未被蚀刻的地方的模具用基材表面的模式图。被蚀刻的地方和未被蚀刻的地方所形成的表面凹凸形状9具有陡峭的表面倾斜度。
另外,在本发明的模具的制造方法A中,优选在蚀刻工序和第2镀敷工序之间,包含感光性树脂膜除去工序。蚀刻工序中通过使侧面蚀刻进行而对模具用基材表面的整个面实施蚀刻处理,由此掩模从模具用基材表面被剥离,但剥离的掩模附着在模具用基材表面上,有可能成为第2镀敷工序中的缺陷的原因。将这种附着的掩模在感光性树脂膜除去工序中完全溶解而除去。感光性树脂膜除去工序中,使用除去液将感光性树脂膜溶解。作为除去液,可以使用与上述的显影液相同的物质,通过改变pH、温度、浓度、及浸渍时间等,当使用负型感光性树脂膜时将曝光部的感光性树脂膜完全溶解而除去,当使用正型感光性树脂膜时将非曝光部的感光性树脂膜完全溶解而除去。对于感光性树脂膜除去工序中的剥离方法没有特别限制,可以使用浸渍显影、喷雾显影、毛刷显影、超声波显影等方法。
《模具的制造方法B》
〔5B〕显影工序
在显影工序中,感光性树脂膜3使用负型感光性树脂时,未被曝光的区域5被显影液溶解,只有被曝光的区域4残存于模具用基材上,在后续的第1蚀刻工序中作为掩模而起作用。另一方面,感光性树脂膜3使用正型感光性树脂时,只有被曝光的区域4被显影液溶解,未被曝光的区域5残存于模具用基材上,作为后续的第1蚀刻工序中的掩模而起作用。
对于在显影工序中使用的显影液而言,可以使用以往公知的显影液。例如,可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水等无机碱类、乙基胺、正丙基胺等伯胺类、二乙基胺、二正丁基胺等仲胺类、三乙基胺、甲基二乙基胺等叔胺类、二甲基乙醇胺、三乙醇胺等醇胺类、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵等季铵盐、吡咯、哌啶等环状胺类等的碱性水溶液、二甲苯、甲苯等有机溶剂等。
对于显影工序中的显影方法而言,没有特别限制,可以使用浸渍显影、喷雾显影、毛刷显影、超声波显影等方法。
在本发明的模具的制造方法中,相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积,掩模向模具用基材表面的投影面积优选为1~70%。为了满足该要件,将上述那样的比率的图案曝光即可。即,使用负型感光性树脂时,以M/T比成为0.01~0.7的方式制作图案,进行曝光即可。另外,使用正型感光性树脂时,以(1-M)/T比成为0.01~0.7的方式制作图案,进行曝光即可。如果掩模的投影面积相对于基材表面的比率过小,则在后述的第1蚀刻工序中,模具用基材表面的几乎整个面被均匀地蚀刻,难以在基材表面上形成充分的凹凸,有使用所得到的模具而制造的防眩膜难以得到充分的防眩性能的倾向。另外,如果掩模的投影面积相对于基材表面的比率过大,则在第1蚀刻工序后残留的平坦面、即未被蚀刻的面变大,即使在第2蚀刻工序后也残留有平坦面。在这种情况中,使用所得到的模具而制造的防眩膜也有难以得到充分的防眩性能的倾向。从在模具用基材的表面上精度良好地形成反映了掩模图案的凹凸的观点出发,更优选掩模向模具用基材表面的投影面积相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积为30~65%的范围内。
另外,模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、掩模向模具用基材表面的投影面积的标准差优选为1000μm2以下。为了满足该要件,如上述那样用M100的标准差为1000μm2以下的图案进行曝光即可。模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、显影后未溶解而残留的感光性树脂膜向模具用基材表面的投影面积的标准差超过1000μm2时,会出现所得到的模具的表面凹凸形状具有50μm以上的周期的表面凹凸形状的不均匀性,结果,使用所得到的模具制造的防眩膜在配置于高清晰度的图像显示装置上时,有发生闪烁的倾向。从使得到的模具的表面凹凸形状更均匀的观点出发,模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、掩模向模具用基材表面的投影面积的标准差更优选为500μm2以下。
图1(d)示意地显示了感光性树脂膜3使用负型感光性树脂,并进行了显影处理的状态。图1(c)中未被曝光的区域5被显影液溶解,只有被曝光的区域4残留在基材表面上成为掩模6。图1(e)示意地显示了感光性树脂膜3使用正型感光性树脂,并进行了显影处理的状态。图1(c)中被曝光的区域4被显影液溶解,只有未被曝光的区域5残留在基材表面上成为掩模6。另外,图2的被曝光的区域4在显影工序后,为负型感光性树脂时,其残留在基材表面上,在后续的第1蚀刻工序中作为掩模而起作用。另一方面,为正型感光性树脂时,图2的未被曝光的区域5残留在基材表面上,在后续的第1蚀刻工序中作为掩模而起作用。
〔6A1〕第1蚀刻工序
在模具的制造方法B的第1蚀刻工序中,将上述的显影工序后模具用基材表面上残存的感光性树脂膜用作掩模,主要对没有掩模的地方的模具用基材进行蚀刻。图14是本发明的模具的制造方法B的后半部分的优选一例的模式图。图14(a)示意地显示通过第1蚀刻工序,主要是没有掩模的地方7的模具用基材1被蚀刻的状态。掩模6下方的模具用基材1未自模具用基材表面被蚀刻,但随着蚀刻的进行,从没有掩模的区域7开始的蚀刻在进行。因而,在掩模6和没有掩模的区域7的边界附近,掩模6下方的模具用基材1也被蚀刻。以下,将这种在掩模6和没有掩模的区域7的边界附近、掩模6下方的模具用基材1也被蚀刻的情况称作侧面蚀刻。图15示意地显示了侧面蚀刻的进行。图15的虚线8阶段性地显示随着蚀刻的进行而变化的模具用基材的表面。
第1蚀刻工序中的蚀刻处理通常是通过使用氯化铁(FeCl3)溶液、氯化铜(CuCl2)溶液、碱性蚀刻液(Cu(NH3)4Cl2)等,使金属表面腐蚀而进行的,可以使用盐酸、硫酸等强酸,也可以采用通过施加与电镀时相反的电位而进行的逆电解蚀刻。在实施蚀刻处理时形成于模具用基材上的凹形,根据基底金属的种类、感光性树脂膜的种类和蚀刻方法等的不同而异,因而不能一概而论,但蚀刻量为10μm以下时,从接触蚀刻液的金属表面开始几乎各向同性地被蚀刻。在此所说的蚀刻量是通过蚀刻而被削掉的基材的厚度。
第1蚀刻工序中的蚀刻量优选为1~50μm。蚀刻量小于1μm时,金属表面上几乎不形成凹凸形状,成为几乎平坦的模具,因此不能显示出防眩性。另外,蚀刻量超过50μm时,金属表面上形成的凹凸形状的高低差变大,使用所得到的模具制作的防眩膜发生白浊,因而不优选。第1蚀刻工序中的蚀刻处理可以通过1次的蚀刻处理来进行,也可以将蚀刻处理分2次以上来进行。在此将蚀刻处理分2次以上来进行时,优选在2次以上的蚀刻处理中的蚀刻量合计为1~50μm。
〔6B2〕感光性树脂膜剥离工序
在模具的制造方法B的感光性树脂膜剥离工序中,将在第1蚀刻工序中作为掩模使用的残存的感光性树脂膜完全溶解而除去。在感光性树脂膜剥离工序中,使用剥离液来溶解感光性树脂膜。作为剥离液,可以使用与上述的显影液相同的物质,通过改变pH、温度、浓度、及浸渍时间等,在使用负型感光性树脂膜时将曝光部的感光性树脂膜完全溶解而除去,在使用正型感光性树脂膜时将非曝光部的感光性树脂膜完全溶解而除去。对于感光性树脂膜剥离工序中的剥离方法也没有特别限制,可以使用浸渍显影、喷雾显影、毛刷显影、超声波显影等方法。
图14(b)示意地显示通过感光性树脂膜剥离工序,而将第1蚀刻工序中作为掩模使用的感光性树脂膜6完全溶解而除去的状态。通过由感光性树脂膜形成的掩模6和蚀刻,在模具用基材表面上形成第1表面凹凸形状9。
〔6B3〕第2蚀刻工序
在模具的制造方法B的第2蚀刻工序中,通过蚀刻处理将第1表面凹凸形状9钝化,所述第1表面凹凸形状9是通过将感光性树脂膜用作掩模的第1蚀刻工序而形成的。通过该第2蚀刻处理,经第1蚀刻处理而形成的第1表面凹凸形状9中的表面倾斜度陡峭的部分消失,使用所得到的模具制造的防眩膜的光学特性向希望的方向变化。图14(c)示出如下状态:通过第2蚀刻处理,基材1的第1表面凹凸形状9钝化,表面倾斜度陡峭的部分被钝化,形成具有平缓的表面倾斜度的第2表面凹凸形状10。
第2蚀刻工序的蚀刻处理也与第1蚀刻工序一样,通常是通过使用氯化铁(FeCl3)溶液、氯化铜(CuCl2)溶液、碱性蚀刻液(Cu(NH3)4Cl2)等,使表面腐蚀而进行的,可以使用盐酸、硫酸等强酸,也可以采用通过施加与电镀时相反的电位而进行的逆电解蚀刻。实施蚀刻处理后的凹凸的钝化程度根据基底金属的种类、蚀刻方法、和通过第1蚀刻工序而得到的凹凸的尺寸和深度等的不同而异,因而不能一概而论,但在控制钝化程度的方面最大的因素为蚀刻量。在此所说的蚀刻量也与第1蚀刻工序一样,是通过蚀刻而削掉的基材的厚度。如果蚀刻量小,则使通过第1蚀刻工序得到的凹凸表面形状钝化的效果不充分,将该凹凸形状转印于透明膜上而得到的防眩膜的光学特性不会很好。另一方面,如果蚀刻量过大,则凹凸形状大部分会消失,成为几乎平坦的模具,因而显示不出防眩性。因此,优选蚀刻量为1~50μm的范围内,更优选4~20μm的范围内。第2蚀刻工序中的蚀刻处理也与第1蚀刻工序一样,可以通过1次的蚀刻处理来进行,也可以将蚀刻处理分2次以上来进行。在此,将蚀刻处理分2次以上进行时,优选2次以上的蚀刻处理中的蚀刻量合计为1~50μm。
不经过这种第2蚀刻工序时,为了使通过第1蚀刻工序形成的第1表面凹凸形状9的陡峭的表面倾斜度充分钝化,必须在后述的第2镀敷工序中将镀铬制厚。但是,如果镀铬的厚度过厚,则容易产生结节,因而不优选。另外,将镀铬的厚度制薄时,不能使通过第1蚀刻工序形成的第1表面凹凸形状9的陡峭的表面倾斜度充分钝化,得不到所希望的表面形状的模具,因而使用该模具制作的防眩膜也显示不出优异的防眩性能。
《模具的制造方法A和B》
〔7〕第2镀敷工序
接着,通过实施镀铬,使表面的凹凸形状进一步钝化。图8(b)显示了在通过蚀刻处理而形成的表面凹凸形状10上形成镀铬层11,进一步使表面12钝化的状态。图14(d)显示了在实施了通过第2蚀刻工序的蚀刻处理而使表面凹凸形状钝化的加工后,形成镀铬层11,进一步使表面12钝化的状态。
在本发明中,对平板、辊等的表面采用具有光泽、硬度高、摩擦系数小、能赋予良好的脱模性的镀铬。镀铬的种类虽没有特别限制,但优选使用被称作所谓的光泽镀铬、装饰用镀铬等的呈现良好光泽的镀铬。镀铬通常通过电解而进行,作为其的镀浴,使用含有铬酸酐(CrO3)和少量硫酸的水溶液。通过调节电流密度和电解时间,可以控制镀铬的厚度。
在上述的特开2002-189106号公报、特开2004-45472号公报、特开2004-90187号公报等中公开了采用镀铬的技术,但由于模具镀敷前的基底和镀铬的种类,在镀敷后表面粗糙,或产生多个镀铬所致的微小裂纹的情况很多,其结果为,制作的防眩膜的光学特性向不希望的方向发展。镀敷表面粗糙的状态的模具不适于防眩膜的制造用。之所以这样是因为,一般为了消除粗糙表面而在镀铬后实施对镀敷表面的研磨,但如后所述,在本发明中,不希望在镀敷后进行表面研磨。在本发明中,通过对基底金属实施镀铜或镀镍,从而消解在镀铬中容易产生的这种不良情况。
在第2镀敷工序中,不希望实施除镀铬以外的镀敷。之所以这样是因为,如果是铬以外的镀敷,则硬度、耐摩耗性变低,作为模具的耐久性降低,在使用中凹凸被磨薄,或模具发生损伤。由这样的模具得到的防眩膜,难以得到充分的防眩功能的可能性高,另外,在膜上发生缺陷的可能性也变高。
另外,如在上述的特开2004-90187号公报等中公开的那样,镀敷后对表面进行研磨也不是本发明所希望的。有如下等理由:由于研磨,而在最表面出现平坦的部分,因而有招致光学特性恶化的可能性,另外,由于形状的控制因素增加,因而再现性良好的形状控制变难。
如此在本发明中,通过对上述的采用蚀刻工序而形成的表面凹凸形状实施镀铬,随着凹凸形状进一步被钝化,可以得到其表面硬度得到提高的的模具。此时的凹凸的钝化程度也根据基底金属的种类、经蚀刻工序等得到的凹凸的尺寸和深度、以及镀敷的种类、厚度等的不同而异,不能一概而论,但在控制钝化程度方面最大的因素还是镀敷厚度。如果镀铬的厚度薄,则使镀铬加工前得到的凹凸表面形状钝化的效果不充分,将该凹凸形状转印于透明膜而得到的防眩膜的光学特性不会很好。另一方面,如果镀敷厚度过厚,则生产率变差,而且发生被称作结节的突起状的镀敷缺陷,因而不优选。因此,镀铬的厚度优选为1~10μm的范围内,更优选3~6μm的范围内。
在该第2镀敷工序中形成的镀铬层优选以维氏硬度成为800以上的方式来形成,更优选以维氏硬度成为1000以上的方式来形成。因为镀铬层的维氏硬度小于800时,模具使用时的耐久性降低,而且因镀铬而硬度降低的情况在镀敷处理时在镀浴组成、电解条件等方面发生异常的可能性高,对于缺陷的发生状况而言,给予不良影响的可能性高。
这样,就可以得到实质上没有平坦部的模具。这种实质上没有平坦部的模具可很好地用于得到显示出优异光学特性的防眩膜。用本发明的制造方法得到的模具,优选其凹凸表面的任意截面曲线的算术平均高度Pa为0.01~0.2μm,其截面曲线的平均长度PSm为8~50μm,且其截面曲线的最大截面高度Pt为0.1~1.0μm。在模具的上述算术平均高度Pa小于0.01μm、或最大截面高度Pt小于0.1μm时,使用该模具制作的防眩膜的表面形状成为几乎平坦的形状,有显示不出充分的防眩性能的倾向。另外,在上述算术平均高度Pa大于0.2μm、或最大截面高度Pt大于1.0μm时,使用该模具制作的防眩膜有发生白浊、或发生闪烁、或质感降低的倾向。另外,在模具的上述平均长度PSm小于8μm时,使用该模具制作的防眩膜有显示不出充分的防眩性能的倾向。另一方面,模具的上述平均长度PSm大于50μm时,将使用该模具制作的防眩膜配置于高清晰度的图像显示装置上时,有发生闪烁的倾向。
<防眩膜的制造方法>
本发明还提供使用了上述本发明的模具的制造方法得到的模具的防眩膜的制造方法。即,本发明的防眩膜的制造方法包括如下工序:将用本发明的模具的制造方法制造的模具的凹凸面转印于透明树脂膜上的工序;和将转印有模具的凹凸面的透明树脂膜从模具剥离的工序。通过这种本发明的防眩膜的制造方法,可以很好地制造出显示优异的光学特性的防眩膜。
模具形状向膜的转印优选通过压印而进行。作为压印,可以例示出使用光固化性树脂的UV压印法、使用热塑性树脂的热压印法,其中,从生产率的观点出发,优选UV压印法。
UV压印法是如下的方法:在透明树脂膜的表面形成光固化性树脂层,将该光固化性树脂层压合在模具的凹凸面的同时使其固化,从而将模具的凹凸面转印于光固化性树脂层的方法。具体而言,在透明树脂膜上涂布紫外线固化型树脂,在使涂布的紫外线固化型树脂密合于模具的凹凸面的状态下,从透明树脂膜侧照射紫外线使紫外线固化型树脂固化,然后从模具上将固化后形成有紫外线固化型树脂层的透明树脂膜从模具上剥离,从而将模具的形状转印于紫外线固化型树脂上。
在使用UV压印法时,作为透明树脂膜,只要是实质上为光学透明的膜即可,例如可以举出三乙酰纤维素膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚碳酸酯膜、以降冰片烯系化合物为单体的非晶性环状聚烯烃等热塑性树脂的溶剂浇铸膜、挤出膜等树脂膜。
另外,使用UV压印法时的紫外线固化型树脂的种类没有特别限定,可以使用市售的适当的物质。另外,可以将紫外线固化型树脂与适当选择的光引发剂组合,使用在比紫外线波长长的可见光下也可固化的树脂。具体而言,可以将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯分别单独使用,或者将它们混合2种以上使用,优选使用将其与IRGACURE 907(Ciba Specialty Chemicals公司制)、IRGACURE 184(Ciba Specialty Chemicals公司制)、Lucirin TPO(BASF公司制)等的光聚合引发剂混合的物质。
另一方面,热压印法是如下的方法:在加热状态下,将用热塑性树脂形成的透明树脂膜压合于模具上,将模具的表面形状转印于透明树脂膜上的方法。作为热压印法中使用的透明树脂膜,只要是实质上透明的树脂膜就可以是任一种,例如,可以使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三乙酰纤维素、以降冰片烯系化合物为单体的非晶性环状聚烯烃等热塑性树脂的溶剂浇铸膜、挤出膜等。这些透明树脂膜还可以优选作为用于涂布上面说明的UV压印法中的紫外线固化型树脂的基材膜而使用。
实施例
以下举出实施例,进一步详细说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。
<实施例A1>
准备在直径200mm的铝辊(根据JIS为A5056)的表面上实施有巴拉德制版镀铜(銅バラ一ドめつき)的物件。巴拉德制版镀铜是由镀铜层/薄的镀银层/表面镀铜层构成的,镀层整体的厚度设定为约200μm。将该镀铜表面进行镜面研磨,在经研磨的镀铜表面上涂布感光性树脂,进行干燥而形成感光性树脂膜。接着,用激光将重复并列图11(a)所示的图案而成的图案曝光于感光性树脂膜上,进行显影。利用激光的曝光和显影是使用Laser Stream FX((株)Think Laboratory公司制)而进行的。感光性树脂膜使用正型感光性树脂,通过将图11(a)所示的图案曝光,掩模向模具用基材表面的投影面积相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积的比率为9.3%。另外,由于用激光来曝光重复并列图11(a)所示的图案而成的图案,因此模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、掩模向模具用基材表面的投影面积的标准差为1000μm2以下。
然后,用氯化铜溶液进行蚀刻处理。将此时的蚀刻量设定为8μm。将感光性树脂膜从蚀刻处理后的辊上除去,进行镀铬加工,制作模具。此时,镀铬厚度设定为4μm。
<比较例A1>
除了用激光将重复并列图11(b)所示的图案而成的图案曝光于感光性树脂膜上以外,其它与实施例A1同样地制作模具。通过曝光图11(b)所示图案,掩模向模具用基材表面的投影面积相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积的比率为67.4%。
<评价试验1>
对实施例A1和比较例A1中得到的各模具的表面形状进行评价。由于难以直接测定各表面形状,用后述的实施例A2和比较例A2中记载的方法制作防眩膜的样品,测定该样品的表面形状作为模具的表面形状来进行评价。防眩膜上的截面曲线是模具上的截面曲线上下成为反转的曲线,两者的算术平均高度Pa、平均长度PSm和最大截面高度Pt相同。测定表面形状时,使用共焦点显微镜PLμ2300(Sensofar公司制),为了防止样品的翘曲,使用光学上透明的粘合剂以凹凸面成为表面的方式粘合到玻璃基板后,用于测定。测定时,对物透镜的倍率为50倍。以测定数据为基础,通过按照JIS B 0601的方法进行计算,算出算术平均高度Pa、平均长度PSm和最大截面高度Pt。结果示于表A1。
<实施例A2>
将光固化性树脂组合物GRANDIC 806T(大日本油墨化学工业(株)制)溶解于乙酸乙酯中,制成50重量%浓度的溶液,进而,相对于固化性树脂成分100重量份添加5重量份作为光聚合引发剂的虫荧光素TPO(BASF公司制、化学名:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)来调制涂布液。在厚度80μm的三乙酰纤维素(TAC)膜上涂布该涂布液使得干燥后的涂布厚度为10μm,在设定于60℃的干燥机中使其干燥3分钟。以光固化性树脂组合物层成为模具侧的方式,用橡胶辊将干燥后的膜压合在实施例A1中分别得到的模具的凹凸面上并使之密合。在该状态下,从TAC膜侧,以h线换算光量计为200mJ/cm2的方式照射强度20mW/cm2的来自高压汞灯的光,使光固化性树脂组合物层固化。然后,将TAC膜与固化树脂一起从模具上剥离,分别得到由表面具有凹凸的固化树脂和TAC膜的层叠体构成的、实施例A2的透明的防眩膜。
<比较例A2>
除了使用比较例A1中得到的模具以外,其它与实施例A2同样地进行,得到透明的防眩膜。
<评价试验2>
对于得到的实施例A2和比较例A2的各防眩膜,进行以下这样的光学特性和防眩性能的评价。
(1)光学特性的评价1:雾度的测定
防眩膜的雾度是用JIS K 7136中规定的方法来测定的。具体而言,使用以该规格为基准的雾度测量仪HM-150型(村上色彩技术研究所制)测定雾度。为了防止防眩膜的翘曲,使用光学上透明的粘合剂以凹凸面成为表面的方式粘合到玻璃基板后,用于测定。一般而言如果雾度变大,则应用于图像显示装置时,图像变暗,其结果是,正面对比度容易降低。因此,优选雾度低。
(2)光学特性的评价2:反射清晰度的测定
反射清晰度是用JIS K 7105中规定的方法来测定的。具体而言,使用以该规格为基准的绘图性测定器ICM-IDP(Suga Test Instruments公司制),测定防眩膜的反射清晰度。在该规格中,作为用于图像清晰度测定的光栅(光学櫛),规定有暗部和亮部的宽幅比为1∶1、且其宽幅为0.125mm、0.5mm、1.0mm和2.0mm的4种。其中,使用宽幅为0.125mm的光栅时,对于本发明所规定的防眩膜,其测定值的误差变大,因而使用宽幅为0.125mm的光栅时的测定值不加到和中,而是取使用宽幅为0.5mm、1.0mm和2.0mm的3种光栅测定的图像清晰度的和,将其称作反射清晰度。根据该定义的反射清晰度的最大值为300%。如果根据该定义的反射清晰度变得过大,则映入光源等的图像,容易有防眩性降低的倾向,因而优选100%以下,更优选50%以下。评价时,为了防止防眩膜的翘曲,以及为了防止从背面的反射,使用光学上透明的粘合剂,以防眩膜的凹凸面成为表面的方式粘合到2mm厚的黑色丙烯酸树脂板后,用于测定。在该状态下,使光从防眩膜侧入射,进行测定。
(3)光学特性的评价3:60度光泽度的测定
60度光泽度是用JIS Z 8741中规定的方法来测定的。具体而言,使用以该规格为基准的光泽计PG-1M(日本电色工业(株)制),测定防眩膜的光泽度。在该情况下,为了防止防眩膜的翘曲,以及为了防止从背面的反射,也使用光学上透明的粘合剂,以防眩膜的凹凸面成为表面的方式粘合到2mm厚的黑色丙烯酸树脂板后,用于测定。在该状态下,使光从防眩膜侧入射,进行测定。一般而言,60度光泽度小的情况,意味着样品表面为朦胧状,结果变得容易发生白浊。因此,优选光泽度高的防眩膜,如果光泽度过高,则发生映入,防眩性降低,因而优选30~90%左右的值。
(4)防眩性能的评价1:映入的目视评价
为了防止从防眩膜背面的反射,以凹凸面成为表面的方式将防眩膜与黑色丙烯酸树脂板粘合,在带有荧光灯的明亮室内从凹凸面侧用目视观察,依据目视将有无荧光灯的映入以下面的基准评价为3个等级。
1:观察不到映入
2:观察到少许映入
3:清晰地观察到映入
(5)防眩性能的评价2:白浊的目视评价
为了防止从防眩膜的背面的反射,以凹凸面成为表面的方式将防眩膜与黑色丙烯酸树脂板粘合,在带有荧光灯的明亮室内从凹凸面侧用目视观察,依据目视将白浊的程度以下面的基准评价为3个等级。
1:观察不到白浊
2:观察到少许白浊
3:清晰地观察到白浊
(6)防眩性能的评价3:闪烁的评价
首先,准备具有如图12的平面图所示那样的单元格子31的图案的光掩模。图12中,单元格子31在透明的基板上形成有线宽幅为10μm的钩形的铬遮光图案32,未形成有该铬遮光图案32的部分成为开口部33。接着,如图13所示那样,将光掩模41的铬遮光图案32朝上,将该光掩模置于内部设有光源43的灯箱42中,将在1.1mm厚的玻璃板44上用20μm厚的粘合剂粘合防眩膜51而成的样品置于光掩模41上,通过从距离样品约30cm的地方进行目视观察,将闪烁的程度以7个等级进行感官评价,在感官评价的7个等级中,水平1为完全看不到闪烁的状态,水平7为观察到严重闪烁的状态,水平3为观察到极少闪烁的状态。光掩模的单元格子使用图12中的单元格子纵×单元格子横为282μm×94μm、因而同图中的开口部纵×开口部横为272μm×84μm的物件。该格子相当于90ppi(像素每英寸)的像素密度。
结果示于表A2中。在表A2中,例如比较例A2的反射清晰度的内涵如下。
反射清晰度
0.5mm光栅: 30.2%
1.0mm光栅: 39.2%
0.5mm光栅: 43.2%
合计 112.6%
表A1
表A2
由表A1、A2所示的结果可知,通过本发明的制造方法制作的模具,由于表面凹凸形状的倾斜度为陡峭的部分被钝化,因而可以得到没有倾斜度陡峭的地方的模具。另外,由本发明的制造方法得到的防眩膜显示出优异的防眩性能。另一方面,通过不对整个面进行蚀刻处理的制造方法而制作的模具,由于表面凹凸形状存在有倾斜度陡峭的部分,因而使用该模具制作的防眩膜会发生白浊,另外,倾斜度不陡峭的地方是平坦的,因而也发生了映入。因而,由本发明的制造方法得到的防眩膜显示出优异的防眩性能。
<实施例B1>
准备在直径200mm的铝辊(根据JIS为A5056)的表面上实施有巴拉德制版镀铜的物件。巴拉德制版镀铜是由镀铜层/薄的镀银层/表面镀铜层构成的,镀层整体的厚度设定为约200μm。将该镀铜表面进行镜面研磨,在经研磨的镀铜表面上涂布感光性树脂,进行干燥而形成感光性树脂膜。接着,用激光将重复并列图16所示的图案而成的图案曝光于感光性树脂膜上,进行显影。利用激光的曝光和显影是使用LaserStream FX((株)Think Laboratory公司制)而进行的。感光性树脂膜使用正型感光性树脂,通过将图16所示的图案曝光,掩模向模具用基材表面的投影面积相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积的比率为45.9%。另外,由于用激光来曝光重复并列图16所示的图案而成的图案,因此模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、掩模向模具用基材表面的投影面积的标准差为1000μm2以下。
然后,用氯化铜溶液进行第1蚀刻处理。将此时的蚀刻量设定为7μm。将感光性树脂膜从第1蚀刻处理后的辊上除去,再次用氯化铜溶液进行第2蚀刻处理。将此时的蚀刻量设定为18μm。然后,进行镀铬加工,制作模具。此时,镀铬厚度设定为4μm。
<比较例B1>
除了不进行第2蚀刻处理以外,其它与实施例B1同样地制作模具。
<评价试验1>
对于实施例B1和比较例B1中得到的各模具的表面形状,与上述对实施例A1和比较例B1中得到的各模具的评价同样地来进行评价。但是,用后述的实施例B2和比较例B2中记载的方法制作防眩膜的样品,测定该样品的表面形状作为模具的表面形状来进行评价。结果示于表B1。
<实施例B2>
将光固化性树脂组合物GRANDIC 806T(大日本油墨化学工业(株)制)溶解于乙酸乙酯中,制成50重量%浓度的溶液,进而,相对于固化性树脂成分100重量份添加5重量份作为光聚合引发剂的虫荧光素TPO(BASF公司制、化学名:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)来调制涂布液。在厚度80μm的三乙酰纤维素(TAC)膜上涂布该涂布液使得干燥后的涂布厚度为10μm,在设定于60℃的干燥机中使其干燥3分钟。以光固化性树脂组合物层成为模具侧的方式,用橡胶辊将干燥后的膜压合在实施例B1中得到的模具的凹凸面上并使之密合。在该状态下,从TAC膜侧,以h线换算光量计为200mJ/cm2的方式照射强度20mW/cm2的来自高压汞灯的光,使光固化性树脂组合物层固化。然后,将TAC膜与固化树脂一起从模具上剥离,分别得到由表面具有凹凸的固化树脂和TAC膜的层叠体构成的、实施例B2的透明的防眩膜。
<比较例B2>
除了使用比较例B1中得到的模具作为模具以外,其它与实施例B2同样地进行,得到透明的防眩膜。
<评价试验2>
对于得到的实施例B2和比较例B2的各防眩膜,与上述实施例A2和比较例A2同样地进行光学特性和防眩性能的评价。
结果示于表B2。表B2中,例如实施例B2的反射清晰度的内涵如下。
反射清晰度
0.5mm光栅: 11.4%
1.0mm光栅: 42.7%
0.5mm光栅: 23.9%
合计 78.0%
表B1
表B2
由表B1、B2所示的结果可知,通过本发明的制造方法制作的模具,由于通过第2蚀刻工序表面凹凸形状的倾斜度陡峭的部分被钝化,因而可以得到没有倾斜度陡峭的地方的模具。另外,由本发明的制造方法得到的防眩膜显示出优异的防眩性能。另一方面,通过不进行第2蚀刻工序的制造方法而制作的模具,由于表面凹凸形状存在有倾斜度陡峭的部分,因而使用该模具制作的防眩膜会发生白浊,另外,倾斜度不陡峭的地方是平坦的,因而也发生了映入。因而,由本发明的制造方法得到的防眩膜显示出优异的防眩性能。
这次公开的实施方式和实施例在所有方面均为例示,不应认为是一种限制。本发明的范围不是上述的说明,而是权利要求中所示的、包括与权利要求具有相同意义及在该范围内的所有变化。
产业上的可利用性
根据本发明的模具的制造方法,可以在表面精度良好地形成有微细凹凸形状,因而可以再现性良好地、在几乎不存在缺陷的状态下制造对于显示出高防眩功能的防眩膜的制造而言有用的模具。进而,根据本发明的防眩膜的制造方法,可以在工业上有利地制造雾度低、保持显示图像的亮度,且防止映入、防止反射、抑制白浊、防止闪烁发生、防止对比度降低等防眩性能优异的防眩膜。
Claims (11)
1.一种模具的制造方法,其特征在于,包括以下工序:
第1镀敷工序,对模具用基材的表面实施镀铜或镀镍,
研磨工序,对通过第1镀敷工序实施了镀敷的表面进行研磨,
感光性树脂膜形成工序,在经研磨的面上涂布感光性树脂而进行膜形成,
曝光工序,在感光性树脂膜上曝光图案,
显影工序,将曝光有图案的感光性树脂膜显影,
蚀刻工序,将显影后的感光性树脂膜用作掩模,实施蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸,
第2镀敷工序,对通过蚀刻工序形成的凹凸面实施镀铬;
并且,在所述蚀刻工序中,对模具用基材整个面实施蚀刻处理。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,所述蚀刻工序是如下的工序:将显影后的感光性树脂膜用作掩模,对模具用基材中包括被所述掩模覆盖的区域的整个面实施蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸。
3.根据权利要求2所述的制造方法,其中,在蚀刻工序和第2镀敷工序之间,包含将所述感光性树脂膜除去的感光性树脂膜除去工序。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其中,所述蚀刻工序包括如下工序:
第1蚀刻工序,将显影后的感光性树脂膜用作掩模而进行蚀刻处理,在经研磨的镀面上形成凹凸,
感光性树脂膜剥离工序,将感光性树脂膜剥离,
第2蚀刻工序,将感光性树脂膜完全剥离后,用蚀刻处理使通过第1蚀刻工序形成的凹凸面钝化。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的制造方法,其中,蚀刻工序中的蚀刻量为2~100μm。
6.根据权利要求4所述的制造方法,其中,第1蚀刻工序中的蚀刻量为1~50μm,第2蚀刻工序中的蚀刻量为1~50μm。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的制造方法,其中,曝光工序中向感光性树脂膜上进行的图案曝光,是通过用从计算机控制的激光头发出的激光对在计算机上制作成的图案数据进行描画而进行的。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的制造方法,其中,相对于模具用基材表面中形成有表面凹凸形状的区域的面积,显影工序后不溶解而残留的感光性树脂膜向模具用基材表面的投影面积为1~70%。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的制造方法,其中,模具用基材表面的100μm×100μm区域中的、显影工序后不溶解而残留的感光性树脂膜向模具用基材表面的投影面积的标准差为1000μm2以下。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的制造方法,其中,通过镀铬形成的镀铬层具有1~10μm的厚度。
11.一种防眩膜的制造方法,其特征在于,包括如下工序:
将用权利要求1~10中任一项所述的方法制造的模具的凹凸面转印到透明树脂膜上的工序,和
将转印有模具的凹凸面的透明树脂膜从模具剥离的工序。
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