JP2002080990A - 電鋳装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス原盤の側面に電鋳膜が形成されることを
防止し、また、大型のガラス原盤の電鋳に適した電鋳装
置を提供する。 【解決手段】電鋳物を保持し電鋳物に電圧を印加するた
めの陽極機構と、円盤状の被電鋳物と、被電鋳物の底面
及び側面に接する通電ベースと、被電鋳物を固定し外径
が被電鋳物の直径よりも大きく内径が被電鋳物の直径よ
りも小さい円環形の被電鋳物固定部材と、外径が被電鋳
物の直径よりも大きく内径が被電鋳物の直径よりも小さ
い円環形であり通電ベースと被電鋳物の表面とを通電さ
せる通電部材とを有し被電鋳物に電圧を印加する陰極機
構と、電鋳液を貯えた電鋳槽とを備え、通電部材は、被
電鋳物固定部材により被電鋳物の表面外周部全周と密着
して固定されることを特徴とする構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陽極機構に保持さ
れた電鋳物を陰極機構に保持された被電鋳物に電鋳する
電鋳装置に関し、特に、液晶表示装置等に用いる導光体
用のスタンパ等の大型のスタンパを製造するための電鋳
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】透明板の側端面から光を入射し、その一
方の面（光出射面）から光を出射させて照明を行うよう
にした、いわゆるエッジライト方式の導光体を備えた光
拡散装置が、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュー
タ及び薄型テレビジョン等に設けられる液晶表示装置な
どに使用される背面照明装置として用いられている。こ
のような光拡散装置は、導光体の少なくとも１つの側端
面に管状光源を配置し、光を入射する側端面を除く導光
体の残りの少なくとも１つの面に、導光体を透過する光
の角度または導光体で反射される光の角度を変える要素
（以下、「偏向要素」という。）が設けられて構成され
ている。

【０００３】導光体の側端面から入射した光は、光出射
面及びこれに対向する面等でその方向を変えられて光出
射面から出射するが、光出射面と対向する導光体底面で
全反射されて導光体内を伝搬する。一般に、光拡散装置
の輝度が光出射面全面で均一になるように、偏向要素の
密度分布及び光が偏向要素によって偏向される角度が決
定される。

【０００４】上記の偏向要素としては、導光体表面に
光を散乱または反射する白色インクや塗料が塗布された
もの、導光体表面に光が散乱または反射されるような
凹凸部が設けられたもの、導光体中に光拡散剤が含有
されたものが挙げられる。

【０００５】上記のタイプの導光体は、スクリーン印
刷等により製造されるが、白色インクや塗料の組成が変
化すると光反射能が変化し輝度が均一にならない。更
に、印刷作業時に空気中の塵埃が白色インクや塗料に混
入したり、印刷面や塗布面に付着すると、塵埃による予
期せぬ光の散乱を生じて、予定した輝度の均一化がはか
れない。また、上記のタイプの導光体は、所定の密度
分布になるように偏向要素を設けようとしても、高い再
現性で基材中に光拡散剤を分散させることは困難であ
る。

【０００６】以上の理由により、上記の表面に光が散
乱または反射されるような凹凸部が設けられた導光体
が、多くの液晶表示用装置の背面照明装置に用いられて
いる。

【０００７】図４は、表面に偏向要素としての凹凸部を
有する導光体の製造工程を示す模式図である。図４
（ａ）は、フォトレジスト塗布工程を示す。表面を研磨
した円盤状のガラス原盤２１を、図示しないスピンコー
ト装置のターンテーブル上に載置し、フォトレジストを
ガラス原盤２１の研磨した面上に塗布し、フォトレジス
ト層２２を形成する。

【０００８】図４（ｂ）は、露光工程を示す。偏向要素
に対応する複数のパターン（以下「偏向パターン」とい
う。）が描写されたフォトマスク２３を、フォトレジス
ト層２２の表面に密着させる。フォトマスク２３におい
て、偏向パターン部分は光を透過し、偏向パターン部分
以外の領域は光を透過しない。フォトマスク２３の上面
からフォトレジスト層２２が感光する波長の光を露光す
る。このとき、フォトレジスト層２２のフォトマスク２
３の偏向パターンに対応する領域及びフォトマスク２３
と接していない領域が感光し、感光部２４が形成され
る。

【０００９】図４（ｃ）は、現像工程を示す。露光され
たフォトレジスト層２２が形成されたガラス原盤２１を
現像装置に取り付け、フォトレジスト層２２を現像液に
より現像し、純水により現像液を洗浄する。このとき、
図４（ｂ）の露光工程においてフォトマスク２３の偏向
パターンに対応して感光したフォトレジスト層２２の感
光部２４は除去され、ガラス原盤２１上には未感光部２
５のフォトレジスト層２２が残る。

【００１０】現像工程後のガラス原盤２１は、未感光部
２５のみが残り、フォトマスク２３の偏向パターンに対
応する領域３０のフォトレジスト層２２は除去された状
態となる。以上の工程では、ポジ型フォトレジスト及び
ポジ型フォトマスクを用いた場合について示したが、ネ
ガ型フォトレジスト又はネガ型フォトマスクを用いても
よい。

【００１１】図４（ｄ）は、電鋳工程を示す。スパッタ
リング法、真空蒸着法法等により、現像工程後のガラス
原盤２１のフォトレジスト層２２が形成されている面上
に、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等の導電体膜を
形成し、導電体膜を形成したガラス原盤２１を電鋳装置
の陰極機構に取り付け、ニッケル電鋳を施し、偏向パタ
ーンを転写した電鋳体２６を形成する。

【００１２】図５は、図４の従来の電鋳工程において、
陰極機構にガラス原盤を固定している状態を示す模式図
である。図６は、従来のガラス原盤表面と陰極機構の通
電ベースとを通電させるための通電部材の模式図であ
る。図５に示すように、電鋳工程において、ガラス原盤
２１は、陰極機構の陰極治具３３（絶縁体）の通電ベー
ス３２（ステンレス製）上に載せられる。次に通電部材
３１が複数（例えば、６個）挿入配置された円環形の固
定部材３４（塩化ビニール製）をガラス原盤２１に沿っ
て陰極治具３３に合わせ置き、固定ネジ３５で固定部材
３４を固定する。

【００１３】図６に示すように、通電部材３１は上部に
カール部３１ａを備え、下部にコの字部３１ｂを備えて
いる。図５に示すように、固定ネジ３５を締めていく
と、ガラス原盤２１の外周端の導電膜３０に通電部材３
１のカール部３１ａが弾性接触する。また、通電部材３
１はコの字部３１ｂが固定部材３４の凸部３６と嵌合す
ることにより、固定部材３４に取り付けられている。こ
のように、通電部材３１により通電ベース３２とガラス
原盤２１の表面の導電膜３０とが通電するため、図４
（ｄ）のように、導電膜３０上に電鋳体２６が形成され
る。

【００１４】図４（ｅ）は、成形工程を示す。電鋳工程
後、電鋳体２６をガラス原盤から剥離し、電鋳体２６の
外周を所望の形状に加工し、裏面研磨を施し、スタンパ
２７を得る。スタンパ２７は、射出成形機の金型内に取
り付けられる。アクリル樹脂等の溶融樹脂をスタンパ２
７が取り付けられた金型内に射出し、冷却することによ
り導光体２８を得ることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の偏向要素として
凹凸部を有する導光体の製造工程には次の課題がある。
従来の光ディスクのピット又は案内溝の高さ（深さ）
は、０．１〜０．１５μｍ程度であり、図４（ｄ）の工
程において、電鋳体２６をガラス原盤２１から剥離する
ことは容易であった。しかしながら、導光体の偏向要素
としての凹凸部の高さは、１０〜１００μｍのオーダー
であり、電鋳体２６をガラス原盤２１から剥離すること
が容易ではない。特に、ガラス原盤２１の側面にも電鋳
体２６が電着された場合、電鋳体２６の剥離が困難にな
り、剥離過程で電鋳体２６が折れたり、変形したりする
虞がある。

【００１６】図５に示す従来の陰極機構の構成では、隣
接する通電部材３１の間の位置、すなわち、通電部材３
１が固定部材３４に取り付けられていない位置におい
て、固定部材３４の側面とガラス原盤２１の側面との間
に、通電部材３１の厚さ分の隙間が生じてしまうため、
この隙間に電鋳液が浸入し、結果として電鋳体２６が形
成されてしまう。

【００１７】これを防止するために、ガラス原盤２１の
側面に絶縁性ペースト等を塗布することが考えられる
が、絶縁性ペーストを塗る工程が増えること及び絶縁性
ペーストがガラス原盤２１の表面に付着し欠陥を発生さ
せる虞があること等の問題がある。

【００１８】また、図５に示す従来の陰極機構の構成で
は、固定部材３４に取り付けられた通電部材３１のロー
ル部３１ａによりガラス原盤２１を固定する構成となっ
ている。しかしながら、液晶表示装置の大面積化に伴い
大きいサイズの導光体を製造する場合、ガラス原盤２１
も大面積化する必要があり、ガラス原盤２１の大面積化
に伴い、ガラス原盤２１の重量が大きくなると、固定部
材３４及び通電部材３１によりガラス原盤２１を支持す
ることができなくなる虞がある。

【００１９】本発明は、ガラス原盤の側面に電鋳膜が形
成されることを防止し、また、大型のガラス原盤の電鋳
に適した電鋳装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願の請求項１記載の発明は、電鋳装置において、
電鋳物を保持し該電鋳物に電圧を印加するための陽極機
構と、通電ベースと、被電鋳物を固定し外径が被電鋳物
の直径よりも大きく内径が被電鋳物の直径よりも小さい
円環形の被電鋳物固定部材と、外径が被電鋳物の直径よ
りも大きく内径が被電鋳物の直径よりも小さい円環形で
あり前記通電ベースと被電鋳物の表面とを通電させる通
電部材とを有し被電鋳物に電圧を印加する陰極機構と、
電鋳液を貯えた電鋳槽とを備え、前記通電部材は、前記
被電鋳物固定部材により前記被電鋳物の表面外周部全周
と密着して固定されることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の電鋳装置の一実
施例の概略構成を示す模式図である。図中、１００は電
鋳装置、１０１は電鋳槽、１０２は陽極板、１０３は電
鋳液、１０４はガラス原盤、１０５は通電ベース、１０
６は固定部材、１０７は通電部材、１０８は陰極治具、
１０９はシャフト、１１０は回転装置、１１１は直流電
源、１１２は液面、１１３は仕切板、１１４はオーバー
フロー受け、１１５は排液管、１１６は電鋳液調整槽、
１１７はポンプ、１１８はフィルタ、１１９は導液管、
１２０は電鋳液導入口、１２１は陰極機構、１２２は電
鋳液流動機構、１２３は電鋳チャンバである。

【００２２】図１に示すように、電鋳装置１００は、直
流電源１１１と、電鋳槽１０１と、陰極機構１２１と、
電鋳液流動機構１２２とを備える。電鋳槽１０１は、陽
極１０２側の壁面が傾斜面になっており、内部は仕切板
１１３により、電鋳チャンバ１２３とオーバーフロー受
け１１４の２つの槽に仕切られている。

【００２３】電鋳チャンバ１２３には、陽極１０２側の
壁面に倣うようにチタン製の金網でできた籠（チタンケ
ース）が配置されており、その内部にはニッケル製のペ
レットが充填されている。チタンケースは直流電源１１
１の陽極側に通電可能に接続されており、電鋳に際して
陽極１０２として機能する。

【００２４】オーバーフロー受け１１４は、電鋳チャン
バ１２３から仕切板１１３を越えて溢れた電鋳液１０３
を受けるための受液槽である。オーバーフロー受け１１
４の底部には電鋳液排出口が開かれており、排液管１１
５を介して電鋳液流動機構１２２の電鋳液調整槽１１６
に連通可能に接続されている。

【００２５】電鋳液流動機構１２２は、電鋳液を保持す
るための電鋳液調整槽１１６と、ポンプ１１７と、フィ
ルタ１１８と、導液管１１９と、電鋳液導入口１２０を
備える。電鋳液調整槽１１６は、ポンプ１１７とフィル
タ１１８と導液管１１９と電鋳液導入口１２０とを介し
て電鋳チャンバ１２３に連通可能に接続されている。ポ
ンプ１１７は図示しない制御装置に接続されており、電
鋳液の流量が制御装置によって制御できるようになって
いる。また、電鋳液調整槽１１６は、ヒータ（図示せ
ず）を備える恒温槽になっており、このヒータによる液
温の制御も、制御装置により行われる。

【００２６】本実施例の電鋳装置１００では、ポンプ１
１７を駆動させると、電鋳液調整槽１１６に貯えられた
電鋳液が圧送されて、フィルタ１１８、導液管１１９及
び電鋳液導入口１２０を介して電鋳チャンバ１２３に導
入される。電鋳液導入口１２０から導入された電鋳液１
０３により、後述する、陰極機構１２１に取り付けられ
たガラス原盤１０４の表面の電鋳液１０３が流動し、ガ
ラス原盤１０４の表面に発生した水素気泡を除去する。
仕切板１１３から溢れてオーバーフロー受け１１４に流
れ込んだ電鋳液は、排液管１１５を介して電鋳液調整槽
１１６に戻るようになっている。

【００２７】陰極機構１２１は、陰極治具１０８と、陰
極治具１０８の内部に取り付けられ被電鋳物であるガラ
ス原盤１０４の底面と側面が嵌合する凹部を備えた通電
ベース１０５と、その裏面中央に取り付けられたシャフ
ト１０９と、ガラス原盤１０４を陰極治具１０８に固定
するための円環形の固定部材１０６と、シャフト１０９
の軸中心を回転中心としてシャフト１０９を回転させる
回転装置１１０を備える。

【００２８】通電ベース１０５、シャフト１０９はステ
ンレス製等の導体からなり、シャフト１０９は直流電源
１１１の陰極側に通電可能に接続されている。なお、ガ
ラス原盤１０４は、円環形の固定部材１０６により陰極
治具１０８に取り外し可能に固定される。固定部材１０
６の通電ベース１０５及びガラス原盤１０４と接する面
には円環形の通電部材１０７が取り付けられている。ガ
ラス原盤１０４の表面には、スパッタリングにより導体
（例えば、ニッケル）の薄膜（導電膜）が形成されてお
り、固定部材１０６に取り付けられた通電部材１０７を
介して通電ベース１０５に通電可能に接続され、電鋳に
際して陰極となる。

【００２９】図２は、本実施例の電鋳装置の通電部材の
構成を示す模式図である。図３は固定部材により通電部
材が陰極治具に固定されている状態を示す図である。図
２及び図３において、図１と同様の箇所には同じ符号を
付し説明を省略する。２０１はネジ挿入口、２０２は導
電膜、２０３は固定ネジである。

【００３０】図２に示すように、通電部材１０７は、厚
さ３〜８ｍｍのステンレスからなり、円環形である。通
電部材１０７の外径は陰極治具１０８に取り付けられる
ガラス原盤１０４の外径よりも大きく、通電部材１０７
の内径はガラス原盤１０４の外径よりも小さくなるよう
に設計される。例えば、直径が５００ｍｍのガラス原盤
１０４を用いる場合、通電部材１０６の外径は５０５ｍ
ｍ、内径は４９５ｍｍとする。

【００３１】通電部材１０７には、上面から下面に貫通
する複数のネジ挿入口２０１が等間隔で形成されてい
る。本実施例では、１２個のネジ挿入口２０１が等間隔
で形成されている。図３に示すように、塩化ビニールか
らなる固定部材１０６は、底面に通電部材１０７を嵌合
するための凹部が形成されている。また、固定部材１０
６及び陰極治具１０８には、通電部材１０７のネジ挿入
口２０１と対応する位置に、ネジ穴が形成されている。
これらのネジ穴及びネジ挿入口２０１に固定ネジ２０３
を挿通することにより、通電部材１０７がガラス原盤１
０４の表面の導電膜２０２及び通電ベース１０５に密着
するとともに、ガラス原盤１０４を陰極治具１０８に固
定する。

【００３２】このように本実施例の電鋳装置１００は、
固定部材１０６及び固定ネジ２０３によりガラス原盤１
０４を陰極治具１０８に固定すると、通電部材１０７が
ガラス原盤１０４の外周端部の全周及び通電ベースの表
面と密着し、ガラス原盤１０４の外周側面と通電ベース
１０５との間に隙間が生じないため、ガラス原盤１０４
の側面に電鋳物が形成されることを防止することができ
る。

【００３３】また、ガラス原盤１０４の外周端部の全周
に亘ってステンレス等の金属からなる通電部材１０７が
接することにより、ガラス原盤１０４を陰極治具１０８
に固定するため、ガラス原盤１０４が大型化し重量が大
きくなっても、確実にガラス原盤１０４を陰極治具１０
８に固定することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ガラス原盤の側面に電
鋳膜が形成されることを防止し、また、大型のガラス原
盤の電鋳に適した電鋳装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電鋳装置の一実施例の概略構成を示す
模式図。

【図２】本実施例の電鋳装置の通電部材の構成を示す模
式図。

【図３】固定部材により通電部材が陰極治具に固定され
ている状態を示す図

【図４】表面に偏向要素としての凹凸部を有する導光体
の製造工程を示す模式図。

【図５】図４の従来の電鋳工程において、陰極機構にガ
ラス原盤を固定している状態を示す模式図。

【図６】従来のガラス原盤表面と陰極機構の通電ベース
とを通電させるための通電部材の模式図。

【符号の説明】

１００・・・電鋳装置、１０１・・・電鋳槽、１０２・
・・陽極板、１０３・・・電鋳液、１０４・・・ガラス
原盤、１０５・・・通電ベース、１０６・・・固定部
材、１０７・・・通電部材、１０８・・・陰極治具、１
０９・・・シャフト、１１０・・・回転装置、１１１・
・・直流電源、１１２・・・液面、１１３・・・仕切
板、１１４・・・オーバーフロー受け、１１５・・・排
液管、１１６・・・電鋳液調整槽、１１７・・・ポン
プ、１１８・・・フィルタ、１１９・・・導液管、１２
０・・・電鋳液導入口、１２１・・・陰極機構、１２２
・・・電鋳液流動機構、１２３・・・電鋳チャンバ、２
０１・・・ネジ挿入口、２０２・・・導電膜、２０３・
・・固定ネジ、２１・・・ガラス原盤、２２・・・フォ
トレジスト層、２３・・・フォトマスク、２４・・・感
光部、２５・・・未感光部、２６・・・電鋳体、２７・
・・スタンパ、２８・・・導光体、３１・・・通電部
材、３２・・・通電ベース、３３・・・陰極治具、３４
・・・固定部材、３５・・・固定ネジ、３６・・・凸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電鋳物を保持し該電鋳物に電圧を印加する
   ための陽極機構と、 通電ベースと、被電鋳物を固定し外径が被電鋳物の直径
   よりも大きく内径が被電鋳物の直径よりも小さい円環形
   の被電鋳物固定部材と、外径が被電鋳物の直径よりも大
   きく内径が被電鋳物の直径よりも小さい円環形であり前
   記通電ベースと前記被電鋳物の表面とを通電させる通電
   部材とを有し被電鋳物に電圧を印加する陰極機構と、 電鋳液を貯えた電鋳槽とを備え、 前記通電部材は、前記被電鋳物固定部材により前記被電
   鋳物の表面外周部全周と密着して固定されることを特徴
   とする電鋳装置。