JP2012137534A - 反射防止フィルム製造用金型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、基材と、上記基材上に形成された中間層と、上記中間層上に形成され、アルミニウム薄膜からなり、上記アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層とを有することを特徴とする反射防止フィルム製造用金型を提供することにより、上記目的を達成する。
【選択図】図1
Description
なお、上記モスアイ構造に用いられる凹凸パターンとしては、円錐形や四角錐形などの錐形体が一般的である。
また、金属基体表面に陽極酸化法を用いて微細孔を形成する場合、微細孔は金属基体表面の状態に大きく依存するため、金属基体表面に高精細な微細孔を形成するためには、金属基体表面のアルミニウムの純度が高く、緻密で結晶粒が揃っており、かつ平滑な鏡面であることが要求される。このような金属基体としては、従来から任意の基材上にアルミニウムのスパッタ膜、蒸着膜等のアルミニウム薄膜が形成されたものが用いられている。
まず、本発明の反射防止フィルム製造用金型について説明する。
本発明の反射防止フィルム製造用金型は、基材と、上記基材上に形成された中間層と、上記中間層上に形成され、アルミニウム薄膜からなり、上記アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層とを有することを特徴とするものである。
まず、本発明における中間層について説明する。
本発明における中間層は、基材上に形成されるものである。また、基材および微細孔層の密着性を向上させるために用いられるものである。
このような中間層としては、具体的には、基材が中間層側にアルミニウム以外の金属層を有する基材である場合に用いられる態様(第1態様)と、基材が中間層側にアルミニウム層を有する基材である場合に用いられる態様(第2態様)とを挙げることができる。
本発明における中間層の第1態様は、基材が中間層側にアルミニウム以外の金属層を有する基材(以下、非Al金属層を有する基材と称して説明する場合がある。)である場合に用いられるものである。また、以下の説明においては、「アルミニウム以外の金属」を「非Al金属」と称して説明する場合がある。
すなわち、反射防止フィルム製造用金型の製造時において、陽極酸化法によりアルミニウム薄膜表面に微細孔を形成した場合、基材の非Al金属層およびアルミニウム薄膜は異種金属同士であることから電位差を有するため、ガルバニック反応が起こり、その影響によって基材の非Al金属層およびアルミニウム薄膜の密着性が低下するものと考えられる。
また、窒化珪素(SiN)、窒化炭素(CN)等も好適に用いることができる。
本発明における中間層の第2態様は、基材が中間層側にアルミニウム層を有する基材(以下、アルミニウム層を有する基材と称して説明する場合がある。)である場合に用いられるものである。
ここで「平滑性」とは、表面がなだらかに変化することをいい、急激な厚み変化が少ないことをいう。
これは、アルミニウムが快削性の小さく、研磨性に劣る金属であるため、アルミニウム層表面を研磨した場合には、研磨スジ等が生じてしまうからである。また、基材のアルミニウム層が所望の平滑性を有さないことから、アルミニウム層上に形成されるアルミニウム薄膜についても、所望の平滑性を有することが困難であった。そのため、陽極酸化法を用いて高精細な微細孔を有する微細孔層を形成することは困難であるといった問題があった。
次に、本発明における基材について説明する。
本発明における基材は、その表面上に中間層および微細孔層が形成されるものである。
非Al金属層を有する基材とは、上述したように、中間層が形成される基材表面にアルミニウム以外の金属層を有する基材を指すものである。
また、非Al金属層を有する基材としては、具体的には、図1に示すような単層の非Al金属層からなる非Al金属基材1’と、図2に示すように、支持金属層1’aと支持金属層1’a上に形成された非Al金属層1’bとを有する非Al金属層積層体1’cとを挙げることができる。
また、図2は本発明の反射防止フィルム製造用金型の他の例を示す概略断面図であり、説明していない符号については、図1と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
このように、本発明に用いられる非Al金属層を有する基材としては、単一の層からなる非Al金属基材、および少なくとも2層からなる非Al金属層積層体を挙げることができる。以下、それぞれについて説明する。
本発明における基材が、単層の非Al金属層からなる非Al金属基材である場合は、本発明の反射防止フィルム製造用金型に用いられる基材の層数を少なくすることができることから、製造工程を簡便なものにすることができる。
上記非Al金属としては具体的には、ニッケル、ステンレス、ブリキ、鉄、銅、銀、金、クロム、亜鉛、珪素、チタン、タンタル、スズ、これらの合金や混合物等を挙げることができる。上述したなかでもニッケル、ステンレス、鉄は加工性、ハンドリング性、溶接や電気メッキ法で簡単に円筒状にシームレスで製作できるなどの観点から好ましい。
なお、非Al金属層表面の表面粗さの下限値としては、30nm程度である。非Al金属層表面の表面粗さが上記下限値を下回るように非Al金属層表面を加工することは困難であるからである。
なお、非Al金属層表面の表面粗さについては、JIS B 0652-1973 光波干渉式表面粗さ測定器を用いて測定した測定値を用いるものとする。
ここで、軸なしパイプとは、その厚みが3000μm以上である円筒形状の基材を指すものである。
本発明における非Al金属層積層体は、支持金属層と支持金属層上に形成された非Al金属層とを有するものである。
本発明における基材が、非Al金属層積層体である場合は、本発明の反射防止フィルム製造用金型の強度を向上させることが可能となる。また、支持金属層に用いられる金属と非Al金属層に用いられる金属とを選択して組み合わせることにより、製造コストや加工の容易性等の面から単層の非Al金属基材を構成することが困難な金属であっても用いることが可能となるため、基材の材料選択肢を広げることが可能となる。
なお、上記非Al金属層における好ましい平滑性、および平滑性を付与する方法については、上述した非Al金属基材の項で記載した非Al金属層の平滑性、および平滑性を付与する方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
上記平滑層を有することにより、例えば支持金属層の表面が十分な平滑性を示さず、かつ支持金属層の表面に平滑性を付与する加工を施すことが困難である場合であっても、平滑層を形成して研磨することにより、所望の平滑性を有する非Al金属層積層体とすることができる。
またクロムを用いた平滑層としては、例えばメッキ法により形成されたクロム層を好適に用いることができる。メッキ法で形成されるクロム層は、微細なクラック(マイクロクラック)が形成される。上記マイクロクラック密度としては、150個/cm以上が好ましく、さらには250個/cm以上が好ましい。またマイクロポーラス状に孔を形成したメッキ層を形成することも有効である。この場合、マイクロポーラスの密度は10000個/cm2以上、好ましくは20000個/cm2以上である。このマイクロクラックあるいはマイクロポーラスにより、基材とアルミニウム薄膜との間で発生するガルバニック反応を微小化させるとともに分散させる効果があり、外観不良の防止や、中間層および平滑層の密着性が向上することから、基材とアルミニウム薄膜との密着が確保できるようになる。
なお、マイクロクラック密度は、300倍に設定した光学顕微鏡で単位長さ辺りに交差しているクラックの数を数えることで算出できる。また、マイクロポーラス密度は、300倍に設定した光学顕微鏡で単位面積当たりのマイクロポーラスの数を数えることで算出できる。
アルミニウム層を有する基材とは、中間層が形成される基材表面にアルミニウム層を有する基材である。
また、アルミニウム層を有する基材としては、具体的には、図1に示すようなアルミニウム基材1”を挙げることができる。
また、金属基材に平滑性を付与する方法としては、ダイヤモンドやセラミックスのバイトを用いて表面を切削する方法や、砥粒を平面上に分散させた布やフィルムなどの研磨シートや砥粒を固めた砥石などで表面を擦る方法等が挙げられる。しかしながら、これらの方法を上記鋳造法または圧延法により形成されたアルミニウム基材に適用した場合は、アルミニウムは柔らかく、粘りがあり快削性の小さい金属であることから、上記バイトを用いて切削する方法においてはバイトのキズが残りやすく、砥粒を用いた方法においては、削りとられたアルミニウムが砥粒と砥粒の間に入り込みやすく、粘りがあるため、まとわり付き取れにくく、研磨性が劣化しスジが入り易くなり、平滑性が出しにくいからである。
本発明における基材および中間層については、基材の種類および中間層の種類を適宜組み合わせて用いることが可能であるが、好ましい基材および中間層の組み合わせとしては以下のものを挙げることができる。
・アルミニウム基材/クロム層(平滑層)/酸化タンタル層(中間層)
・アルミニウム基材/ニッケル層(平滑層)/クロム層(平滑層)/酸化タンタル層(中間層)
・アルミニウム基材/ニッケル層(平滑層)/クロム層(平滑層)/SiO2層(中間層)/酸化タンタル層(中間層)
・アルミニウム基材/樹脂層(中間層)
・アルミニウム基材/ニッケル層(平滑層)/クロム層(平滑層)/樹脂層(中間層)
・ニッケル基材/樹脂層(中間層)
・ニッケル基材/クロム層(平滑層)/酸化タンタル層(中間層)
・ニッケル基材/銅層(平滑層)/クロム層(平滑層)/酸化タンタル層(中間層)
・ニッケル基材/クロム層(平滑層)/樹脂層(中間層)
・ステンレス鋼基材/SiO2層(中間層)
・ステンレス鋼基材/SiO2層(中間層)/酸化タンタル層(中間層)
・ステンレス鋼基材/酸化タンタル層(中間層)
・ステンレス鋼基材/クロム層(平滑層)/SiO2層(中間層)
・ステンレス鋼基材/樹脂層(中間層)
・鉄基材/ニッケル層(平滑層)/クロム層(平滑層)/酸化タンタル層(中間層)
・鉄基材/樹脂層(中間層)
次に、本発明に用いられる微細孔層について説明する。
本発明の微細孔層は、中間層上に形成され、アルミニウム薄膜からなり、上記アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有するものである。
また、上記微細孔が形成されている部分は、アルミニウム薄膜の表面を陽極酸化して形成されたアルミニウム酸化膜からなるものである。
一方、上記テーパー形状の深さが上記範囲よりも浅いと、テーパー形状を形成することが困難となり、また、反射防止機能が悪くなる場合があるからである。
ここで、微細孔の開口部におけるテーパー形状の深さとは、微細孔の開口表面からテーパー形状の最深部までの距離をいい、図3(a)におけるDで表される距離のことである。微細孔の形状によっては、上記テーパー形状の深さと、微細孔の孔深さとが同一になる場合があり、また同一とならない場合もある。なお、本発明における上記テーパー形状の深さは、微細孔の縦断面を電子顕微鏡により観察して10個分のテーパー形状の深さを測定し、その測定値の平均値とする。
ここで、微細孔の開口部の縦断面におけるテーパー角度とは、微細孔の縦断面での側壁が直線状の場合、上記側壁を近似する直線と、開口表面に平行な直線とで形成される角度をいい、例えば、図3(a)、(b)におけるθ1で表される角度のことである。一方、微細孔の縦断面での側壁が曲線状の場合、微細孔の開口表面の外周上の点および微細孔におけるテーパー形状の最深部の横断面からなる面の外周上の点を最短距離となるように選択して結んだ直線と、開口表面に平行な直線とで形成される角度をいい、図4におけるθ2で表される角度のことである。なお、本発明の反射防止フィルム製造用金型における上記テーパー角度は、縦断面を電子顕微鏡により観察して10個分のテーパー角度を測定し、その測定値の平均値とする。また、図3(a)、(b)は本発明の反射防止フィルム製造用金型の他の例を示す概略断面図であり、図3(a)、(b)における各符号は、図1と同様であるので、ここでの記載は省略する。また、図4は、本発明に用いられる微細孔層の一例を示す概略断面図である。
また、上記微細孔の開口表面の径、すなわち上記微細孔の孔径としては、特に限定されるものではないが、25nm〜500nmの範囲内であることが好ましく、50nm〜250nmの範囲内であることがより好ましい。上記微細孔の孔径が25nm未満の場合、反射防止フィルムにおいて隣り合う構造体の間が大きくなるため、構造体を形成していない部分が多くなり、反射防止機能が悪くなる。なお、本発明の反射防止フィルム製造用金型における上記孔径は、上述した方法で決定した平均値とする。
なお、上記周期はすべての微細孔において均一ではない場合があるが、その場合は、上記周期は上述した方法で決定した平均値とする。
なお、上記間隔はすべての微細孔において均一ではない場合があるが、その場合における上記間隔は、上述した方法で決定した平均値とする。
金属基体の表面に大きいうねりを作る方法としては、金属基体の表面あるいは金属基体の支持体を粗化し、凹凸を形成する方法、金属基体の表面あるいは金属基体の支持体を粗化し、凹凸を形成した後、スパッタ法、メッキ法、蒸着法で金属基体を積層する方法、金属基体の表面あるいは金属基体の支持体を粗化し、凹凸を形成した後、樹脂を積層し、凹凸をなだらかにした後、スパッタ法、メッキ法、蒸着法で金属基体を積層する方法、金属基体の表面あるいは金属基体の支持体に樹脂を積層し、凹凸を形成した後、金属基体を積層する方法、表面にシリカ、金属または金属酸化物の粒子を含む樹脂を金属基体あるいは金属基体の支持体に積層し、凹凸を形成した後、金属基体を積層する方法等が挙げられる。
金属基体の表面あるいは金属基体の支持体を粗化する方法としては、機械的処理、電気化学的処理、陽極酸化、エンボス法、研磨法、エッチング法、湿式メッキ法、乾式メッキ法、溶射法、フォトリソグラフィ法、表面熱処理法、ゾルゲル法等を適宜単独または組み合わせながら処理する方法が挙げられる。
機械的処理法としては、サンド・ブラスト法、ショット・ブラスト法、グリット・ブラスト法、ガラスビーズ・ブラスト法等のブラスト法、ナイロン、ポリプロピレン、および塩化ビニル樹脂などの合成樹脂からなる合成樹脂毛、不織布、動物毛、スチールワイヤ等のブラシ毛(材)を用いるブラシグレイニング法、金属ワイヤーでひっかくワイヤーグレイニング法、研磨剤を含有するスラリー液を供給しながらブラシ研磨する方法(ブラシグレイン法)、ボールグレイン法、液体ホーニング法等のバフ研磨法、ショットピーニング法等が挙げられる。
電気化学的処理法としては、塩酸、硝酸または硫酸および塩化物イオンまたは硝酸塩イオンを含む電解液水溶液中で、直流または交流を用いて処理する方法がある。
エンボス法としては、大きいうねりとなる形状を表面に付与したロール型や枚葉プレス型を押圧し、その形状を50%以上転写するロールエンボス、枚葉プレス型エンボス等が挙げられる。
研磨法としては、回転型バレルや振動型バレルを用いたバレル研磨法、バフ研磨法、リューター研磨法、砥粒流動研磨法、電解研磨法、化学研磨法、化学複合研磨法、電解複合研磨法、化学機械研磨法、CMP研磨法等が挙げられる。
エッチング法としては、化学エッチング法、電解エッチング法、スパッタ法による乾式エッチング法等が挙げられる。
湿式メッキ法としては、電気メッキ法、無電解メッキ法、溶融亜鉛メッキ法、溶融アルミニウムメッキ法、不溶解性アノード法等が挙げられる。
乾式メッキ法としては、真空蒸着メッキ、抵抗加熱、スパッタリング、イオンプレーティングなどの物理蒸着法(PVD)、常圧熱CVD・減圧熱CVD・プラズマCVDなどの化学蒸着法(CVD)等が挙げられる。
金属、セラミックス、プラスチック、サーメット、カーバイド、アブレイダブルを材料として用いる溶射法としては、溶線式フレーム溶射、粉末式フレーム溶射、溶棒式フレーム溶射、爆発溶射(Dガン)などのフレーム溶射法やアーク溶射、プラズマ溶射(減圧プラズマ式溶射・大気プラズマ式溶射・水プラズマ式溶射)、線爆溶射などの電気式溶射法、高速フレーム溶射法、コールドスプレー溶射法等が挙げられる。
表面熱処理法としては、表面に気泡を形成したり、ブラッシング化させたり、クレーター化させたり、亀裂化させたり、結晶成長処理をさせたり、バルク化させたり、対流散逸パターン化させたり、沈降散逸パターン化させたり、散逸パターン化させたり、粒子の凝集を起こさせたり、ナノバックリング形成させたりするなどの方法で形状を形成する方法が挙げられる。
また、プラズマを用いて表面にうねりを形成するプラズマアッシング方式なども用いることができる。
金属基体またはその支持体に樹脂を積層する方法としては、スプレー法、電着法、ディップ法、ディップコート法、ロールコート法、Tダイコート法、キャストコート法、ブレードコート法、スピンコート法、バーコート法、ワイヤーバーコート法、キャスト法、LB法、静電塗装法、粉体塗装法、チューブやスリーブなどを被覆する方法などの公知の方法を用いることができる。塗工後、適宜乾燥工程や熱またはUVやEBによるハーフキュア工程を入れることができる。
使用される樹脂としては、紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等の電離放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等があげられ、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチロール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、セルロース樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、スチレン−イソプレンゴム、フッ素樹脂等を挙げることができる。また、これらのエラストマーや酸変性物がある。
大きいうねりを形成する工程は、後述する「6.反射防止フィルム製造用金型の製造方法」の項に記載する陽極酸化工程、第1エッチング工程、その後の第2エッチング工程を本処理工程とした場合、本処理工程の前処理として施してもよく、また、本処理工程後に処理してもよい。または、本処理工程の前後で行ってもよい。さらには、本処理工程中の陽極酸化工程の後で行ってもよく、または第1エッチング工程の後で行ってもよく、さらに、これらの組み合わせで処理することができる。
本発明の反射防止フィルム製造用金型は、上述した基材、中間層、および微細孔層を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な構成を適宜追加することが可能である。このような構成としては、例えば上記反射防止フィルム製造用金型を用いて反射防止フィルムに微細凹凸を形成する際に、反射防止フィルム製造用金型および反射防止フィルムを剥離しやすくするために形成される離型層等を挙げることができる。
上記離型層としては、一般的な反射防止フィルム製造用金型に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法としては、上述した構成を有する反射防止フィルム製造用金型を陽極酸化法を用いて製造することが可能な方法であれば特に限定されるものではない。
ここで、本発明の反射防止フィルム製造用金型としては、上述したように微細孔層の微細孔の縦断面の形状が所定の深さを有するテーパー形状であることが好ましい。このような微細孔が形成された微細孔層を有する反射防止フィルム製造用金型を製造する製造方法としては、例えば、基材、上記基材上に形成された中間層、および上記中間層上に形成されたアルミニウム薄膜を有する金属基体を用い、陽極酸化法によって上記アルミニウム薄膜の表面に複数の微細孔を有するアルミニウム酸化膜を形成する陽極酸化工程と、上記アルミニウム酸化膜をエッチングすることにより上記微細孔の開口部にテーパー形状を形成する第1エッチング工程と、上記アルミニウム酸化膜を上記第1エッチング工程のエッチングレートよりも高いエッチングレートでエッチングすることにより上記微細孔の孔径を拡大する第2エッチング工程とを順次実施し、必要に応じて繰り返し実施することによって、上記アルミニウム薄膜の表面に複数の微細孔が形成された微細孔層を形成する微細孔層形成工程を有する製造方法を挙げることができる。
ここで、上記微細孔層形成工程は、基材1、基材1上に形成された中間層2、および中間層2上に形成されたアルミニウム薄膜3’を有する金属基体11を用い(図5(a))、陽極酸化法によって金属基体11のアルミニウム薄膜3’の表面に複数の微細孔を有するアルミニウム酸化膜3”を形成する陽極酸化工程(図5(b))と、アルミニウム酸化膜3”をエッチングすることにより微細孔の開口部にテーパー形状を形成する第1エッチング工程(図5(c))と、アルミニウム酸化膜3”を第1エッチング工程のエッチングレートよりも高いエッチングレートでエッチングすることにより微細孔の孔径を拡大する第2エッチング工程(図5(d))とを順次実施し、必要に応じて繰り返し実施することによって、アルミニウム薄膜3’の表面に複数の微細孔が形成された微細孔層3を形成する工程である。
以下、本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法における各工程について説明する。
本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法における微細孔層形成工程は、基材、上記基材上に形成された中間層、および上記中間層上に形成されたアルミニウム薄膜を有する金属基体を用い、陽極酸化法によって上記アルミニウム薄膜の表面に複数の微細孔を有するアルミニウム酸化膜を形成する陽極酸化工程と、上記アルミニウム酸化膜をエッチングすることにより上記微細孔の開口部にテーパー形状を形成する第1エッチング工程と、上記アルミニウム酸化膜を上記第1エッチング工程のエッチングレートよりも高いエッチングレートでエッチングすることにより上記微細孔の孔径を拡大する第2エッチング工程とを順次実施し、必要に応じて繰り返し実施することによって、上記アルミニウム薄膜の表面に複数の微細孔が形成された微細孔層を形成する工程である。
本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法に用いられる金属基体としては、基材と、基材上に形成された中間層と、中間層上に形成されたアルミニウム薄膜とを有するものである。
なお、本発明に用いられる金属基体の形成方法においては、基材表面を予め研磨した後、中間層を形成することが好ましい。これにより、金属基体のアルミニウム薄膜表面をより平滑なものとすることができるからである。
本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法における陽極酸化工程は、陽極酸化法によって上記金属基体のアルミニウム薄膜の表面に複数の微細孔を有するアルミニウム酸化膜を形成する工程である。
本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法における第1エッチング工程は、上記アルミニウム酸化膜をエッチングすることにより上記微細孔の開口部にテーパー形状を形成する工程である。
本工程に用いられる電解液としては、上記陽極酸化工程で用いられたものであるが、具体的には、硫酸水溶液、シュウ酸水溶液、リン酸水溶液、リン酸クロム水溶液およびこれらの混合液等の酸性電解液を挙げることができ、中でも、取り扱いや管理の面から、シュウ酸水溶液が好ましい。
また、本工程が、上記陽極酸化工程直後に、上記陽極酸化工程で用いられた電解液中で行われる時間、すなわち、上記陽極酸化工程により複数の微細孔を有するアルミニウム酸化膜がアルミニウム薄膜の表面に形成された金属基体を、上記陽極酸化工程で用いられた電解液中にそのまま放置する時間としては、上記微細孔の開口部に所望のテーパー形状を形成することができれば特に限定されるものではないが、例えば、3秒以上であることが好ましく、10秒以上であることがより好ましく、60秒以上であることがさらに好ましい。
なお、本工程により上記微細孔の開口部にテーパー形状を形成することが可能な理由としては、以下のようなことが挙げられる。
<1>陽極酸化を行うと、酸化皮膜を形成しながらポーラス状の円柱形状の孔が形成される。
<2>この酸化皮膜が、化学的溶解を受けると、内部(すなわち下面)に比べ、外部(すなわち上面)の方が、エッチング液にさらされる時間が長くなる。これは、内部に浸入したエッチング液の交換速度が外部のエッチング液よりも遅いためである。
<3>この結果、外部の方がエッチングされる量が多くなり、テーパー形状となる。
本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法における第2エッチング工程は、上記アルミニウム酸化膜を上記第1エッチング工程のエッチングレートよりも高いエッチングレートでエッチングすることにより上記微細孔の孔径を拡大する工程である。上記反射防止フィルム製造用金型の製造方法においては、通常、第2エッチング工程によって、上記微細孔の開口部にテーパー形状は形成されず、第1エッチング工程によって形成されたテーパー形状を有する孔の径を均等に大きくする。
1.2倍未満では、十分に孔径を拡大させる効果が少なくなるからである。
また、上記エッチング液の濃度としては、本工程に用いられるエッチング液の種類、本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法に用いられる金属基体等に応じて適宜調整されるものであるが、例えば、0.005M〜2.0Mの範囲内であることが好ましく、0.01M〜1.5Mの範囲内であることがより好ましい。第2エッチング工程に用いられるエッチング液の濃度が上記範囲よりも高いと、第2エッチング工程によりアルミニウム酸化膜をすべて除去してしまう場合があるからであり、第2エッチング工程に用いられるエッチング液の濃度が上記範囲よりも低いと、第2エッチング工程のエッチングレートが低下し、十分な孔径拡大処理ができないからである。
本工程におけるエッチング時間としては、本工程に用いられるエッチング液、上記反射防止フィルム製造用金型の製造方法に用いられる金属基体等に応じて適宜調整されるものであるが、例えば、1分間〜60分間の範囲内であることが好ましく、2分間〜30分間の範囲内であることがより好ましい。第2エッチング工程のエッチング時間が上記範囲よりも長いと、第2エッチング工程によりアルミニウム酸化膜をすべて除去してしまい、孔と孔との間の壁が薄くなって強度が弱くなり、樹脂が入り込むと破損してしまう場合があるからであり、第2エッチング工程のエッチング時間が上記範囲よりも短いと、上記微細孔を十分に拡大することができず、所望の形状が得られない場合があるからである。
本工程において、上記陽極酸化工程と、上記第1エッチング工程と、上記第2エッチング工程とを順次実施し、必要に応じて繰り返し実施する際の繰り返しの程度としては、反射防止フィルム製造用金型として用いることが可能な程度に均一な微細孔ができるまで、複数回繰り返して行われる。本工程は、上記陽極酸化工程で終わってもよく、上記第2エッチング工程で終わってもよい。
本発明の反射防止フィルム製造用金型の製造方法は、少なくとも上記微細孔層形成工程を有するものであり、必要に応じて他の任意の工程を有していてもよいものである。このような工程としては、離型処理工程、水洗工程、乾燥工程等が挙げられる。なお、これらの工程については、一般的な反射防止フィルム製造用金型を製造する際に用いられる工程と同様とすることができる。中でも、本発明においては、上記微細孔層形成工程により得られた金型に離型処理を施す離型処理工程を有することが好ましい。離型処理工程を有することで、本発明の反射防止フィルム製造用金型に離型性を付与することができるからである。上記金型が離型性を有することにより、後述する樹脂を含有する反射防止層形成用樹脂組成物を取り出しやすいという利点がある。
離型処理の方法としては、上記金型における金属酸化膜が有する微細孔を埋めない方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、離型剤を上記金型に塗布する方法、離型剤をスパッタ法で上記金型に積層する方法、フッ素ガスを表面に吹き付け表面にパーフルオロ基を形成する方法等を挙げることができる。また、離型剤としては、フッ素系化合物、シリコーン系化合物、脂肪族アマイド系化合物、パラフィン系化合物等を挙げることができる。
本発明においては、なかでも圧空交換方式を用いることが好ましい。
なお、反射防止フィルム製造用金型10については、図1と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
次に本発明の反射防止フィルムの製造方法について説明する。
本発明の反射防止フィルムの製造方法は、上述した「A.反射防止フィルム製造用金型」の項で記載した反射防止フィルム製造用金型(以下、単に金型と称して説明する場合がある。)を用いて、光透過性基板と、上記光透過性基板上に形成され、表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細凹凸を有する反射防止層とを有する反射防止フィルムを製造することを特徴とする製造方法である。
なお、金型10について説明していない符号については、図1と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
また、本発明においては、上述した金型を用いて反射防止フィルムを製造することができる製造方法であればよく、上述した製造工程を有する製造方法に限定されない。
また、図7に示すように、本発明の反射防止フィルムの製造方法は連続する工程を有していてもよい。
本発明の反射防止フィルムの製造方法の第1態様は、上述した金型を使い、上記金型に樹脂を含有する反射防止層形成用樹脂組成物を充填する充填工程と、上記金型に充填された上記反射防止層形成用樹脂組成物上に光透過性基板を配置する配置工程と、上記反射防止層形成用樹脂組成物と上記光透過性基板とが接した状態で、上記微細凹凸を形成することが可能な圧力を負荷する圧力負荷工程と、上記圧力を解放した後に上記反射防止層形成用樹脂組成物を硬化させる硬化工程と、硬化された上記反射防止層形成用樹脂組成物から上記金型を剥離する剥離工程とを有する製造方法である。
以下、第1態様の反射防止フィルムの製造方法における各工程について説明する。
本態様における充填工程は、上述した金型を使い、上記金型に樹脂を含有する反射防止層形成用樹脂組成物を充填する工程である。
また、溶融型の樹脂の場合には、例えば、190℃におけるメルトフローインデックス(MFI)が、1.0g/10min以上であることが好ましく、3.0g/10min以上であることがより好ましく、5.0g/10min以上であることがさらに好ましい。
本態様における配置工程は、上記金型に充填された上記反射防止層形成用樹脂組成物上に光透過性基板を配置する工程である。
本態様における圧力負荷工程は、上記反射防止層形成用樹脂組成物と上記光透過性基板とが接した状態で、上記微細凹凸を形成することが可能な圧力を負荷する工程である。
本工程においては、上述したなかでも、ベルトプレス方式、ロールタッチ方式、およびフィルム方式等を用いる方法であることが好ましい。以下、これらの方式を用いて反射防止層形成用樹脂組成物に上記圧力を負荷する方法を図を用いて説明する。
ベルトプレス方式は金型と反射防止層形成用樹脂組成物との接触時間を長くすることができるため、反射防止層形成用樹脂組成物に所望の微細凹凸を安定して転写することが可能となる。
なお、図8(a)、(b)において説明していない符号については、図7と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
ロールタッチ方式では、ロール40からの圧力により、金型10が変形するため、金型10と反射防止層形成用樹脂組成物31’との接触時間を長くすることができるため、反射防止層形成用組成物31’に所望の微細凹凸を安定して転写することが可能となる。
なお、図9において説明していない符号については、図7と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
フィルム方式においては、フィルム形状の金型を反射防止層形成用樹脂組成物の保護フィルムとして用いることができることから、反射防止フィルムの製造時に反射防止層形成用樹脂組成物が装置等と接触して損傷してしまうことを防止することが可能となる。
なお、図10において説明していない符号については、図7と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本態様における硬化工程は、上記圧力を解放した後に上記反射防止層形成用樹脂組成物を硬化させる工程である。本工程により硬化された上記反射防止層形成用樹脂組成物は、本発明における反射防止層となる。
本態様における剥離工程は、硬化された上記反射防止層形成用樹脂組成物から上記金型を剥離する工程である。
本発明の反射防止フィルムの製造方法の第2態様は、光透過性基板上に樹脂を含有する反射防止層形成用樹脂組成物を塗工することにより、上記反射防止層形成用樹脂組成物からなる膜を形成する膜形成工程と、上記金型を用い、上記微細凹凸を形成することが可能な圧力を負荷することにより、上記反射防止層形成用樹脂組成物からなる膜に上記微細凹凸を賦型する賦型工程と、上記圧力を解放した後に上記反射防止層形成用樹脂組成物を硬化させる硬化工程と、硬化された上記反射防止層形成用樹脂組成物から上記金型を剥離する剥離工程とを有する製造方法である。本発明の反射防止フィルムが長尺状、もしくはバッチ状である場合、通常、本態様の製造方法が用いられる。
以下、第2態様の反射防止フィルムの製造方法における各工程について説明する。
本態様における膜形成工程は、光透過性基板上に樹脂を含有する反射防止層形成用樹脂組成物を塗工することにより、上記反射防止層形成用樹脂組成物からなる膜を形成する工程である。
本態様における賦型工程は、上記金型を用い、上記微細凹凸を形成することが可能な圧力を負荷することにより、上記反射防止層形成用樹脂組成物からなる膜に上記微細凹凸を賦型する工程である。
また、本態様に用いられる金型としては、平板状、ロール状、ベルト状のものを用いることができる。
本態様における硬化工程は、上記圧力を解放した後に上記反射防止層形成用樹脂組成物を硬化させる工程である。本工程により硬化された上記反射防止層形成用樹脂組成物は、本発明における反射防止層となる。なお、上記硬化工程については、上述した第1態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
本態様における剥離工程は、硬化された上記反射防止層形成用樹脂組成物から上記金型を剥離する工程である。上記剥離工程については、上述した第1態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
本発明の反射防止フィルムの製造方法の第3態様は、樹脂を含有する反射防止層形成用樹脂組成物と、樹脂を含有する光透過性基板形成用樹脂組成物とを溶融共押し出しする溶融共押し出し工程と、上記金型を用い、上記微細凹凸を形成することが可能な圧力を負荷することにより、溶融共押し出しされた上記反射防止層形成用樹脂組成物および上記光透過性基板形成用樹脂組成物からなる積層体の上記反射防止層形成用樹脂組成物側に上記微細凹凸を賦型する賦型工程と、上記圧力を解放した後に上記積層体を硬化させる硬化工程と、硬化された上記積層体から上記金型を剥離する剥離工程とを有する製造方法である。
以下、第3態様の反射防止フィルムの製造方法における各工程について説明する。
本態様における溶融共押し出し工程は、樹脂を含有する反射防止層形成用樹脂組成物と、樹脂を含有する光透過性基板形成用樹脂組成物とを溶融共押し出しする工程である。
一方、本態様に用いられる光透過性基板形成用樹脂組成物は、少なくとも樹脂を含有するものである。本態様に用いられる樹脂としては、光透過性基板を形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な光透過性基板に用いられる樹脂と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
また、本態様に用いられる上記反射防止層形成用樹脂組成物および上記光透過性基板形成用樹脂組成物は、同じ材料または同一樹脂の変性物からなるものであってもよい。
また、本工程において、上記反射防止層形成用樹脂組成物と、上記光透過性基板形成用樹脂組成物とを溶融共押し出しする方法としては、例えば、上記反射防止層形成用樹脂組成物と、上記光透過性基板形成用樹脂組成物とを、それぞれ液体の状態で準備し、多層塗工用ダイヘッドに供給したのち、金属や樹脂製ベルトあるいはロールに塗工し、乾燥して皮膜化する方法等を挙げることができる。この場合、ダイヘッドの中で多層化することもでき、単層塗工用ダイヘッドを多列に並べ、溶解状態の上記光透過性基板形成用樹脂組成物を塗工した上に、溶解状態の上記反射防止層形成用樹脂組成物を積層することもできる。
液体状態にする方法としては、有機溶剤中で分散あるいは溶解する方法、水溶液に分散あるいは溶解する方法、固形物100%の低分子モノマー(例えば、アクリル)に重合開始剤を添加した溶液を用いる方法等がある。
本態様における賦型工程は、上記金型を用い、上記微細凹凸を形成することが可能な圧力を負荷することにより、溶融共押し出しされた上記反射防止層形成用樹脂組成物および上記光透過性基板形成用樹脂組成物からなる積層体の上記反射防止層形成用樹脂組成物側に上記微細凹凸を賦型する工程である。
また、本態様に用いられる金型としては、平板状、ロール状、ベルト状のものを用いることができる。
本態様における硬化工程は、上記圧力を解放した後に上記積層体を硬化させる工程である。本工程により硬化された上記積層体における上記反射防止層形成用樹脂組成物は、本発明における反射防止層となり、本工程により硬化された上記積層体における上記光透過性基板形成用樹脂組成物は、本発明における光透過性基板となる。
本態様における剥離工程は、硬化された上記積層体から上記金型を剥離する工程である。上記剥離工程については、上述した第1態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
上述した第1態様から第3態様の反射防止フィルムの製造方法においては、各工程を別々に行ってもよく、連続して行ってもよいが、連続して行うことが好ましい。これにより、より製造効率高く反射防止フィルムを製造することが可能となるからである。
本発明により製造される反射防止フィルムは、光透過性基板と、上記光透過性基板上に形成され、表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細凹凸を有する反射防止層とを有するものである。
上記反射防止フィルムにおける反射防止層の微細凹凸の形状については、所望の反射防止機能を示すものであれば特に限定されず、上述した金型の形状、反射防止層形成用樹脂組成物の粘度、および上述した製造時に付加される圧力により適宜調整されるものである。
上記反射防止層については、一般的な反射防止フィルムに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
まず、純度99%のアルミニウムからなり、押出しされた厚み20mmのアルミニウムパイプ表面に、第1平滑層として厚み10μmのイオウ含有ニッケルメッキ層を形成した。次に、第1平滑層上に第2平滑層として厚み40μmのクロムメッキ層(マイクロクラック密度180個/cm)を形成した。その後、第2平滑層の研磨を行い、小さいうねりとしてRz30nmとなるように仕上げた後、第2平滑層上に中間層として、スパッタ法により厚み500Åの酸化タンタル層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として準備した厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、屈折率1.48)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度500mPa・s)に対し、トリアセチルセルロースに浸透する溶剤として、メチルエチルケトン80質量部およびメチルイソブチルケトン20質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ20μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、金型にゴムローラーにより10N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
純度99%のアルミニウムからなり、押出しされた厚み20mmのアルミニウムパイプ表面に、中間層として、ディッピング方式により厚み40μmで小さいうねりがRz100nmのアクリルメラミン樹脂層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.3Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧75V、20℃の条件にて20秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で120秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で15分間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し行った。なお、上記工程を繰り返し行う際に、それぞれの工程の処理時間は前回実施した処理時間よりも10%ずつ短くした。これらを合計25回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として厚さ125μmのアクリルフィルム(三菱レイヨン社製、屈折率1.49)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度500mPa・s)に対し、アクリルに浸透する溶剤として、トルエン100質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ20μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、金型にゴムローラーにより10N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み150μmのニッケル製スリーブの表面に、平滑層として厚み80μmのクロムメッキ膜(マイクロクラック密度300個/cm)を形成した。その後、平滑層に研磨を行い、小さいうねりとしてRz80nmとなるように仕上げた後、平滑層上に中間層として、スパッタ法により500Åの酸化タンタル層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
金型の表面を覆い、厚さ500μmとなるように、200℃で加熱溶融したアクリル樹脂(溶融粘度6g/10min)を用いて反射防止層形成用樹脂組成物および光透過性基板形成用樹脂組成物を溶融共押し出しして、金型に金属ベルトで50N/cmの荷重で2秒間圧着した。金型全体に均一なアクリル樹脂層が形成されたことを確認し、表面から空冷で冷却してアクリル樹脂を硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み150μmのニッケル製スリーブの表面に、平滑層として厚み80μmのクロムメッキ層(マイクロクラック密度1900個/cm)を形成した。その後、平滑層に研磨を行い、小さいうねりとしてRz80nmとなるように仕上げた後、平滑層にブラスト処理を行い、2μmの大きなうねりを形成した後、平滑層の上にスパッタ法により厚み500Åの二酸化ケイ素層を形成し、さらにその上に厚み500Åの酸化タンタル層を形成して中間層を得た。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.05Mリン酸クロム水溶液の電解液中で、化成電圧30V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で120秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、0.5Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計6回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として厚さ50μmのアクリルフィルム(三菱レイヨン社製、屈折率1.49)に、100質量部のポリエステル系2液硬化型樹脂(粘度2000mPa・s)に対し、アクリルに浸透する溶剤として、酢酸エチル300質量部およびトルエン100質量部を含み、イソシアネート系硬化剤を50質量部添加した溶剤含有樹脂組成物を厚さ0.5μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、さらに溶剤を含まない紫外線硬化性樹脂組成物(粘度30mPa・s)を厚さ5μmとなるように塗布してから、金型にゴムローラーで2.5N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み200μmのニッケル製スリーブの表面を小さいうねりとしてRzが60nmになるように研磨した後、中間層として電着法により大きなうねりとして1.5μmとなるように厚み10μmのアクリルメラミン層を形成し、さらに中間層上にスパッタ法により厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.03Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧55V、20℃の条件にて20秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で30秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、0.5Mリン酸水溶液で10分間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計4回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、屈折率1.48)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度100mPa・s)に対し、トリアセチルセルロースに浸透する溶剤として、トルエン40質量部およびシクロヘキサノン10質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ40μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、金型にゴムローラーにより25N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み20mmのステンレス製パイプの表面を、小さいうねりとしてRzが180nmとなるように研磨した後、中間層としてスパッタ法により厚み500Åの二酸化ケイ素層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
金型の表面が覆われ、厚さ500μmとなるように、200℃で加熱溶融したポリカーボネート樹脂(溶融粘度10g/10min)を用いて反射防止層形成用樹脂組成物および光透過性基板形成用樹脂組成物を溶融共押し出しして、金型に金属ベルトで50N/cmの荷重で2秒間圧着した。金型全体に均一なポリカーボネート樹脂膜が形成されたことを確認し、表面から空冷で冷却してポリカーボネート樹脂を硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み100μmのステンレス製スリーブの表面を、小さいうねりとしてRzが50nmとなるように研磨した後、中間層としてスパッタ法により厚み500Åの酸化タンタル層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として厚さ125μmのアクリルフィルム(三菱レイヨン社製、屈折率1.49)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度500mPa・s)に対し、アクリルに浸透する溶剤として、トルエン100質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ2μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、さらに溶剤を含有しない粘度2000mPa・sの紫外線硬化性樹脂組成物を厚み30μmとなるように積層した後、金型にゴムローラーにより10N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み100μmのステンレス製スリーブの表面を、小さいうねりとしてRzが50nmとなるように研磨した後、中間層として静電塗装方式で厚み100μmのエポキシ変性メラミン樹脂層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し行った。繰り返し行う際に、それぞれの工程の処理時間は前回実施した処理時間よりも20%ずつ短くした。これらを合計6回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として準備した厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、屈折率1.48、UVAカット剤含有)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度500mPa・s)に対し、トリアセチルセルロースに浸透する溶剤として、メチルエチルケトン80質量部およびメチルイソブチルケトン20質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ20μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去した。その上に溶剤を含有しない粘度2000mPa・sの紫外線硬化性樹脂組成物を厚み20μmとなるように積層した後、金型にゴムローラーにより10N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み150μmのニッケル製スリーブの表面に、平滑層として厚み40μmのクロムメッキ膜(マイクロポーラス密度50000個/cm2)を形成した。その後、平滑層に研磨を行い、小さいうねりとしてRz80nmとなるように仕上げた後、平滑層上に中間層としてスパッタ法により500Åの酸化タンタル層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し行った。繰り返し行う際に、それぞれの工程の処理時間は前回実施した処理時間よりも10%ずつ短くした。これらを合計6回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
金型の表面を覆い、厚さ500μmとなるように、200℃で加熱溶融したアクリル樹脂(溶融粘度6g/10min)を用いて反射防止層形成用樹脂組成物および光透過性基板形成用樹脂組成物を溶融共押し出しして、金型に金属ベルトで50N/cmの荷重で2秒間圧着した。金型全体に均一なアクリル樹脂膜が形成されたことを確認し、表面から空冷で冷却してアクリル樹脂を硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み150μmのニッケル製スリーブの表面に、平滑層として厚み20μmのクロムメッキ膜(マイクロクラック密度300個/cm)を形成した。その後、平滑層に研磨を行い、小さいうねりとしてRz30nmとなるように仕上げた後、平滑層上に中間層としてスパッタ法により800Åの酸化タンタル層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み1.5μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて600秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で600秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で300秒間孔径拡大処理を行った。これらの処理は1回で終了した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として厚さ125μmのアクリルフィルム(三菱レイヨン社製、屈折率1.49)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度500mPa・s)に対し、アクリルに浸透する溶剤として、トルエン100質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ2μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、さらに溶剤を含有しない粘度2000mPa・sの紫外線硬化性樹脂組成物を厚み30μmとなるように積層した後、金型にゴムローラーにより10N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
まず、純度99%のアルミニウムからなり、押出しされた厚み20mmのアルミニウムパイプ表面に、第1平滑層として厚み10μmのイオウ含有ニッケルメッキ層を形成した。次に、第1平滑層上に第2平滑層として厚み40μmのクロムメッキ層(マイクロクラック密度500個/cm)を形成した。その後、第2平滑層の研磨を行い、小さいうねりとしてRz30nmとなるように仕上げた後、第2平滑層上に中間層として、スパッタ法により厚み500Åの酸化タンタル層を形成した。その後、スパッタ法により中間層上に厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、離型処理として微細孔層にフッ素ガスを吹きつけフッ素基を表面に形成し、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として厚さ125μmのアクリルフィルム(三菱レイヨン社製、屈折率1.49)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度500mPa・s)に対し、アクリルに浸透する溶剤として、メチルエチルケトン80質量部およびメチルイソブチルケトン20質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ20μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、アクリルフィルムに紫外線硬化性樹脂層を形成した後、紫外線硬化性樹脂層が軟化する温度に加熱した金型を紫外線硬化性樹脂層側になるように配置し、金型と、上記金型に対峙する金属性ベルトとの間で10N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂層が積層されたことを確認し、金型から剥離した後、紫外線硬化性樹脂層側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂層を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み150μmのニッケル製スリーブの表面を、小さいうねりとしてRz100nmとなるように研磨した後、スパッタ法により厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として準備した厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、屈折率1.48)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度500mPa・s)に対し、トリアセチルセルロースに浸透する溶剤として、メチルエチルケトン80質量部およびメチルイソブチルケトン20質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ20μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、金型にゴムローラーにより10N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(金属基体の作製)
以下の手順により金属基体を作製した。
厚み100μmのステンレス板の表面を、小さいうねりとしてRz300nmとなるように研磨した後、スパッタ法により厚み2μmの純度99.9%のアルミニウム薄膜を形成した。
上述した金属基体を用いて以下の手順で反射防止フィルム製造用金型を作製した。
0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、アルミニウム薄膜表面に陽極酸化を施した。次に、第1エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第2エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径拡大処理を行った。さらに上記工程を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層を形成した。最後に、微細孔層にフッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、反射防止フィルム製造用金型を得た。
上述した反射防止フィルム製造用金型(以下、金型と称して説明する。)を用いて以下の手順で反射防止フィルムを作製した。
光透過性基板として準備した厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム社製、屈折率1.48)に、100質量部の紫外線硬化性樹脂組成物(粘度500mPa・s)に対し、トリアセチルセルロースに浸透する溶剤として、メチルエチルケトン80質量部およびメチルイソブチルケトン20質量部を含む溶剤含有樹脂組成物を厚さ20μmとなるように塗布した後、溶剤を80℃で30秒間乾燥除去し、金型にゴムローラーにより10N/cmの荷重で圧着した。金型全体に均一な紫外線硬化性樹脂組成物が塗布されたことを確認し、フィルム側から2000mJ/cm2のエネルギーで紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を光硬化させた。その後、金型から剥離して反射防止フィルムを得た。
(反射防止フィルム製造用金型における基材および微細孔層の密着性)
反射防止フィルム製造用金型における基材および微細孔層の密着性は、反射防止フィルムを反射防止フィルム製造用金型から剥離した後、反射防止フィルム製造用金型の表面と反射防止フィルムの反射防止層側との両方をビデオライトの光を用いて目視で観察し、微細孔層の剥れがないかどうかを確認することにより評価した。
日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて、上記金型の表面を観察し、得られた画像から、ガルバニック反応による外観不良の有無を観察した。
金型表面を蛍光灯の下で目視観察を行い、境界が明確に分かれていない色むらやまだら模様の有無を確認した。
一方、比較例1〜2の反射防止フィルム製造用金型においては、金型表面では、ガルバニック反応が発生し、外観にまだら模様が発生していた。また基材と微細孔層との密着性が悪く、転写物を金型から剥離するとき、微細孔層が剥離してしまった。
(走査型電子顕微鏡による反射防止フィルム製造用金型断面の観察)
集束イオンビームにより反射防止フィルム製造用金型を垂直に切断し、日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて、上記金型の断面を観察し、得られた画像から、微細孔の孔径、周期、深さ、および開口部の形状を測定した。
(走査型電子顕微鏡による反射防止フィルムの表面および断面の観察)
日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて、反射防止フィルムの表面を観察した。また、ガラス切片で断面を製作し、日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて、上記フィルムの断面を観察し、得られた画像から、微細凹凸における凸部の周期、凸部の高さ、本体部および先端部の形状を計測した。
なお、実施例1〜11の反射防止フィルムの反射防止層は、いずれも基底部と基底部上に形成された微細凹凸を有し、微細凹凸における凸部が光透過性基板に対してテーパー形状に立ち上がる錐台形状の本体部と、上記本体部の頂面を覆うように形成された曲面構造を有する先端部とを有するものである。
反射防止フィルムの裏面に黒色テープを貼り付け、島津製作所製自記分光光度計UV−3100を用いて、フィルム表面への5°正反射率を測定した。
反射防止フィルムの裏面に黒色テープを貼り付け、目視にて確認した。
反射防止フィルムを水に浸漬し、取り出した後、24時間風乾させた。表面に水滴が残っていないことを確認し、日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて、上記フィルムの表面を観察した。得られた画像から、スティッキングの発生の有無を確認した。
反射防止フィルムを、ネルで50g/cm2の荷重で擦り、12時間放置後、日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて、上記フィルムの表面を観察した。得られた画像から、構造体の損傷の発生の有無を確認した。
日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500を用いて、反射防止フィルムの表面を観察した。得られた画像から、上記フィルム表面の構造体の破損状態を観察した。
日立ハイテクノロジーズ製走査型電子顕微鏡S−4500に付属するエネルギー分散型X線検出器を用いて、反射防止フィルムの成分分析を行い、溶剤浸透層が光透過性基板に形成されているか否かを判断した。
JIS K5400記載の碁盤目試験(1mm間隔で100個の碁盤目を入れ、セロファンテープ(ニチバン社製)で剥離する試験)を行った。具体的には、反射防止フィルムの反射防止層側の面に1mm間隔で縦、横に11本の切れ目を入れ、1mm角の碁盤目を100個作り、この上にセロファンテープを貼り付け、90°で素早く剥がし、反射防止層が剥がれずに残った碁盤目の数を数えた。評価方法としては、セロファンテープを常に新しいものにして、5回剥離試験を行い、1回でも50個以上の碁盤目で反射防止層が剥離した場合は、実用性がないと判断した。
フナテック社製の干渉縞検査ランプ(Naランプ)を用いて、反射防止フィルムにおける干渉縞の有無を目視にて検査した。干渉縞の発生が全く見えないもの、あるいはぼんやり見えるものは問題ないと判断し、はっきり見えるものを不良と判断した。
2 … 中間層
3 … 微細孔層
10 … 反射防止フィルム製造用金型
30 … 反射防止フィルム
31 … 反射防止層
32 … 光透過性基板
Claims (5)
- 基材と、
前記基材上に形成された中間層と、
前記中間層上に形成され、アルミニウム薄膜からなり、前記アルミニウム薄膜表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細孔を有する微細孔層と
を有することを特徴とする反射防止フィルム製造用金型。 - 前記基材が前記中間層側にアルミニウム以外の金属層を有し、かつ、前記中間層が絶縁性材料からなるものであることを特徴とする請求項1に記載の反射防止フィルム製造用金型。
- 前記基材の形状がロール形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の反射防止フィルム製造用金型。
- 前記基材の形状がスリーブ形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の反射防止フィルム製造用金型。
- 請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の反射防止フィルム製造用金型を用いて、光透過性基板と、前記光透過性基板上に形成され、表面に可視光領域の波長以下の周期で形成された微細凹凸を有する反射防止層とを有する反射防止フィルムを製造することを特徴とする反射防止フィルムの製造方法。
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