JP2017015815A - Light shielding member and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遮光部材及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a light shielding member and a method for manufacturing the same.
各種の光学機器等に用いられる遮光部材として、フィルム状のいわゆる遮光フィルムがある。例えば、特許文献1には、樹脂成分に黒色顔料と平均粒子径が3μm以上10μm以下の範囲内の不定形シリカとを含有させた遮光フィルムが記載されている。この遮光フィルムは、表面に凹凸が形成されており、周囲を打ち抜いたとき、端面に表面粗さ(算術平均高さRa)が1μm以上の凹凸が形成される。また、特許文献2には、樹脂成分に黒色顔料と向き充填剤を含有させ、内部に空洞が形成された遮光フィルムが記載されている。この遮光フィルムは、空洞の含有率が10〜50体積%であり、両フィルム面に表面粗さ(算術平均高さRa)で0.2〜2.2μmの凹凸が形成されている。 As a light shielding member used in various optical devices, there is a so-called light shielding film in the form of a film. For example, Patent Document 1 describes a light-shielding film in which a resin component contains a black pigment and amorphous silica having an average particle diameter of 3 μm or more and 10 μm or less. The light-shielding film has irregularities formed on the surface, and when the periphery is punched, irregularities having a surface roughness (arithmetic average height Ra) of 1 μm or more are formed on the end surfaces. Patent Document 2 describes a light shielding film in which a resin component contains a black pigment and a direction filler, and a cavity is formed inside. This light-shielding film has a void content of 10 to 50% by volume, and irregularities of 0.2 to 2.2 μm in surface roughness (arithmetic average height Ra) are formed on both film surfaces.
また、遮光部材としては、錐体状の突部が入射光の波長以下のピッチで複数形成されており、これらの突部で入射光の反射を防止するものも知られている。突部のピッチはナノメートル(nm)オーダーとされ、このような突部が複数形成されてなる凹凸構造は、モスアイ構造とも呼ばれる。 In addition, as a light shielding member, a plurality of cone-shaped protrusions are formed at a pitch equal to or smaller than the wavelength of incident light, and a member that prevents reflection of incident light by these protrusions is also known. The pitch of the protrusions is on the order of nanometers (nm), and the concavo-convex structure in which a plurality of such protrusions are formed is also called a moth-eye structure.
以上のような遮光部材は、例えば複数のレンズなどから構成されるレンズユニットにおいては、レンズへの迷光の進入を防止するなど、撮影に無関係な光を遮断する。 For example, in a lens unit composed of a plurality of lenses, the light shielding member as described above blocks light unrelated to photographing, such as preventing stray light from entering the lens.
しかしながら特許文献1と特許文献2との遮光フィルムは、例えば上記のようなレンズユニット中に配して用いた場合に、入射光は端面で散乱するのでその端面は見かけ上黒く見えるものの、遮光性能が不十分で、例えばレンズユニットに用いた場合に迷光が依然として残り、遮光性能に改善が望まれる。 However, when the light shielding films of Patent Document 1 and Patent Document 2 are used, for example, in the lens unit as described above, incident light is scattered at the end surface, so that the end surface looks black, but the light shielding performance. For example, when used in a lens unit, stray light still remains and improvement in the light shielding performance is desired.
本発明は、遮光性能を向上した遮光部材及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the light-shielding member which improved the light-shielding performance, and its manufacturing method.
上記課題を解決するために、本発明は、入射光の波長以下のピッチで配された錐体状の複数の突部を有する遮光部材において、複数の突部は先端の向きが不均一に形成されていることを特徴として構成されている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a light shielding member having a plurality of cone-shaped projections arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of incident light, and the plurality of projections are formed with a nonuniform tip direction. It is configured as a feature.
遮光部材は、基材シートと、基材シートの表面に設けられ、複数の突部を有する遮光層とを備えることが好ましい。 The light shielding member preferably includes a base sheet and a light shielding layer provided on the surface of the base sheet and having a plurality of protrusions.
基材シートの端面は、基材シートの厚み方向と交差する交差面を有することが好ましい。基材シートのシート面の垂直方向から遮光部材を見たときに、端面から形成された遮光部材の端部の幅が遮光部材の厚みの少なくとも50%であることが好ましい。 It is preferable that the end surface of the base sheet has an intersecting surface that intersects the thickness direction of the base sheet. When the light shielding member is viewed from the direction perpendicular to the sheet surface of the base sheet, the width of the end of the light shielding member formed from the end surface is preferably at least 50% of the thickness of the light shielding member.
本発明の遮光部材の製造方法は、シート形成ステップと、遮光層形成ステップとを有し、遮光部材は入射光の波長以下のピッチで配された錐体状の複数の突部を有する。シート形成ステップは、シート材から基材シートを形成する。遮光層形成ステップは、基材シートの表面に、複数の突部を有する遮光層を形成する。遮光層形成ステップは、基材シートの表面に対するめっきにより、先端の向きが不均一な複数の突部を形成する。 The manufacturing method of the light shielding member of the present invention includes a sheet forming step and a light shielding layer forming step, and the light shielding member has a plurality of cone-shaped protrusions arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of incident light. In the sheet forming step, a base sheet is formed from the sheet material. The light shielding layer forming step forms a light shielding layer having a plurality of protrusions on the surface of the base sheet. In the light shielding layer forming step, a plurality of protrusions whose tip directions are not uniform are formed by plating on the surface of the base sheet.
シート形成ステップは、シート材に対するフォトエッチングにより、基材シートの厚み方向と交差する交差面を基材シートの端面の少なくとも一部として形成することが好ましい。 In the sheet forming step, it is preferable to form an intersecting surface intersecting the thickness direction of the base sheet as at least a part of the end face of the base sheet by photoetching on the sheet material.
本発明の遮光部材は遮光性能に優れ、本発明の遮光部材の製造方法によれば遮光性能に優れた遮光部材を製造することができる。 The light shielding member of the present invention is excellent in light shielding performance, and according to the method for producing a light shielding member of the present invention, a light shielding member excellent in light shielding performance can be produced.
[第1実施形態]
図1において、撮影モジュール10は、レンズユニット11と、撮像素子(イメージセンサ)12等から構成されており、例えばスマートフォンや携帯電話などに内蔵される。レンズユニット11は、4枚のレンズ16〜19と、4つの遮光部材21〜24と、これらのレンズ16〜19及び遮光部材21〜24が組み込まれる鏡筒27等から構成される。この例では、レンズを4枚としているが、枚数は4に限られず、レンズ設計に応じて適宜に増減される。遮光部材21〜24は、リング状のシートとされ、レンズ16とレンズ17、レンズ17とレンズ18、レンズ18とレンズ19の各間と、レンズ19の光の射出面側とに配されて、撮影と無関係な光を遮断する。遮光部材21〜24のそれぞれは、隣接するレンズに応じた大きさとされている。
[First Embodiment]
In FIG. 1, a
撮像素子12は、基板28に実装されており、この基板28にレンズユニット11が固定される。レンズ16は、第一面側に光軸に対して軸対称である凸状の非球面16a、第二面側に平面16b、非球面16aの外周側のコバ部16cを備え、レンズ16の非球面16aに入射した被写体光は、レンズ16、レンズ17、レンズ18、レンズ19を順次通って撮像素子12の撮像面上に結像され、撮像が行われる。
The
遮光部材21〜24は、外径及び内径以外は同様の構成とされているので、以下、遮光部材21について具体的に説明し、遮光部材22〜24の説明は略す。図2に示すように、リング状に形成されたシートである遮光部材21は、この例では、外径が5mm、内径が1.8mm、厚みTが20μmとされている。ただし、外径、内径、厚みはこれに限られない。なお、遮光部材21の表面のうち、鏡筒27内への光の入射側に向けられる第1部材面には符号31を、鏡筒27内において撮像素子12側に向けられる第2部材面には符号32を、内側の端面である内周面には符号33と、外側の端面である外周面には符号34を付す。
Since the
図3に示すように、遮光部材21は、基材シート37と遮光層38とを備える。基材シート37は遮光部材21の部材本体であり、遮光層38は基材シート37の遮光機能を補うことで遮光部材21としての遮光性能を向上させるためのものである。遮光性能とは光を遮断する性能であり、ここでの遮断は主に吸収することによる。基材シート37は、遮光部材21と同様にリング状のシートとされており、第1シート面41と第2シート面42と内側の端面であるシート内周面43と外側の端面である外周面(図示無し)とを有する。これら第1シート面41、第2シート面42、シート内周面43、シート外周面のそれぞれに遮光層38は設けられており、基材シート37の表面を覆う被覆層として形成されている。したがって、第1シート面41上の遮光層38は第1部材面31を、第2シート面42上の遮光層38は第2部材面32を、シート内周面43上の遮光層38は内周面33を、シート外周面上の遮光層38は外周面34を、それぞれ成している。なお、図1に示すレンズユニット11のように外周面34が鏡筒27の内壁に密着する場合には外周面34に遮光層38を設ける必要は無いが、この例の遮光部材21は外周面34にも遮光層38を形成している。ただし、本例の遮光部材21は後述の製造方法により製造していることから、外周面34のうち一部には遮光層38が形成されていない。
As shown in FIG. 3, the
上記のように遮光層38が、第1シート面41と第2シート面42とに加えてシート内周面43にも設けられているから、第1シート面41と第2シート面42とにだけ設けている場合に比べて、入射光や迷光を確実に受光して、吸収する。入射光や迷光の確実な受光、吸収は、後述の本実施形態の複数の突部46のように、先端の向きが不均一に形成されている場合に限られない。すなわち、突部が入射光よりも波長以下のピッチで配されることで形成された凹凸構造をもつ遮光層が、第1シート面41と第2シート面42とに加えてシート内周面43に形成されていれば、第1シート面41と第2シート面42とにだけ設けている場合に比べて、入射光や迷光が確実に受光、吸収される。
Since the
基材シート37は、この例ではアルミニウム(Al)から形成されているが、他の素材から形成されていてもよい。また、基材シート37は、互いに異なる2以上の素材の混合物から形成されていてもよい。例えば、基材シート37の質量を100とするときに、アルミニウムの質量を98.3以上99.9以下の範囲内とし、他の素材の質量を0.1以上1.7以下の範囲内としてもよい。基材シート37の素材は、透明なものでも不透明なものでもよいが、遮光部材21に入射する入射光の透過性ができるだけ低いものの方が好ましく、例えば金属がある。好ましい金属としては、銅(Cu)、すず(Sn)、SUS(ステンレス鋼)等が挙げられる。ただしアルミニウムなどの金属であっても、厚みによっては光を透過し、また表面で光を反射するから、遮光層38を基材シート37上に設けてある。
The
遮光層38は複数の突部46を有し、第1部材面31、第2部材面32、内周面33、外周面34は、これらの突部46が密に配されることで形成された凹凸構造(以下、表面凹凸構造と称する)にされている。突起46は、この例では先端に向かうほど径が小さい円錐状である。ただし、突起46は先細のいわゆる錐体状であればよく、円錐状に代えて角錐状でもよい。また、突起46の先端は尖鋭である必要はなく、丸みを帯びていてもよい。このように突起46の各々が錐体状であることにより、第1部材面31、第2部材面32、内周面33、外周面34は、入射光に対する見かけ上の屈折率が緩やかになり、このため入射光の吸収率が高まる。
The
複数の突部46のピッチ(以下、突部ピッチと称する)PSは、入射光の波長以下とされている。突部ピッチPSは、隣り合う突起46と突起46との各頂部間の距離である。また、入射光の波長以下とは、入射光の波長帯域のうち最も短い波長以下という意味であり、例えば入射光の波長帯域が可視光領域であり、その最短波長が400nmである場合には、突部ピッチPSは400nm以下である。突部ピッチPSは、一定である必要は無く、本実施形態においても一定ではない。このように突部ピッチPSが不均一である場合には、隣り合う11個の突部46につき、図4に示すようにそれらの各頂部間の距離(PS1,PS2,PS3,・・・,PS8,PS9,PS10)を求め、(PS1+PS2+PS3+・・・+PS8+PS9+PS10)/10で求める平均値を突部ピッチPSとする。各頂部間の距離(PS1,PS2,PS3,・・・,PS8,PS9,PS10)は、遮光層38の断面をSEM(Scanning Electron Microscope,走査型電子顕微鏡)で観察して求めることができる。本実施形態での突部ピッチPSは300nmである。なお、図4Aにおいては、上下方向を厚み方向としており、第1部材面31を図示してある。突部ピッチPSは、入射光の最短波長よりも短いことがより好ましく、最短波長の1/2よりも短いことがさらに好ましい。
The pitch (hereinafter referred to as the protrusion pitch) PS of the plurality of
突部46の高さ(以下、突部高さと称する)HSは、入射光の波長帯域のうち最長の波長の1/4以上とされる。突部高さHSは、突部46の底面B46から頂部までの距離である。突部高さHSは、入射光の波長帯域が可視光領域の場合には、その最長波長を800nmとすると、200nm以上である。突部46の高さHSは一定でもよいし、不均一でもよい。本実施形態においては突部高さHSは不均一とされている。このように突部高さHSが不均一である場合には、隣り合う10個の突部46の各々につき、図5に示すように底面から頂部までの距離(HS1,HS2,HS3,・・・,HS8,HS9,HS10)を求め、(HS1+HS2+HS3+・・・+HS8+HS9+HS10)/10で求める平均値を突部高さHSとする。各突部46の底面から頂部までの距離(HS1,HS2,HS3,・・・,HS8,HS9,HS10)は、遮光層38の断面を前述のSEMで観察して求めることができる。本実施形態での突部高さHSは500nmである。
The height of the protrusion 46 (hereinafter referred to as the protrusion height) HS is not less than 1/4 of the longest wavelength in the wavelength band of incident light. The protrusion height HS is a distance from the bottom surface B46 of the
以上のような複数の微小な突部46で形成される表面凹凸構造はモスアイ構造とも呼ばれる。モスアイ構造においては、突部46の素材と、隣接する突部46間を占有する光の媒質との体積比率が、突部46の先端から根元に向かって徐々に変化するため、見かけ上の屈折率がゆるやかに変化する。このため、入射光は、光の反射や屈折が生じにくくなり、遮光層38で吸収される。なお、この例での上記媒質は、空気である。
The surface uneven structure formed by the plurality of
図6に示すように、複数の突部46は、先端の向きが不均一に形成されている。すなわち、複数の突部46の先端の向きはランダムである。先端の向きは、突部46の頂部46pから底面46bへ垂線Pを下ろしたときの、底面46bから頂部46pへの向きである。このように、先端の向きが不均一に複数の突起46が形成されているから、見かけ上の屈折率はより確実にゆるやかに変化して入射光はより確実に吸収される。
As shown in FIG. 6, the plurality of
遮光層38は、この例では、ニッケル(Ni)を含んでおり、黒色である。黒色とすることにより、入射光はより吸収され、遮光性能がより確実に向上する。ニッケルは、遮光層38の質量を100とするときに、少なくとも80の質量で含まれることが好ましい。遮光部材21は、遮光層38が黒色であることから、この黒色を利用して、例えば、装飾用途としても用いることができる。
In this example, the
遮光部材21の製造方法は、基材シート37を形成するシート形成ステップと、基材シート37の表面に遮光層38を形成する遮光層形成ステップとを有する。シート形成ステップは、アルミニウム製のシート材から基材シート37を形成する。図7に示すように、シート材50を、基材シート37と各基材シート37を保持するブリッジ50bとを残すように打ち抜く。この例では、複数個の基材シート37を形成することができるシート材50を用いているが、シート材50の大きさは特に限定されない。一度の打ち抜きで形成する基材シート37の個数はひとつでも複数個でもよい。また、複数枚のシート材50を厚み方向に重ねて打ち抜いてもよい。このような打ち抜き法においては、シート材50を切断刃などによりカットすることでシート材50に基材シート37は形成される。基材シート37の形成は、本実施形態のように打ち抜きでもよいし、フォトエッチングでもよいが、シート内周面43とシート外周面とを第1シート面41及び第2シート面42とに垂直に形成する観点では打ち抜きの方が簡易であり、また生産効率の観点でも優れる。
The method for manufacturing the
上記のシート形成ステップにより、本実施形態では図8に示すように16個の基材シート37をシート材50に形成している。遮光層形成ステップは、このシート材50に対してめっき処理を行う。めっき処理としては、電解めっきと無電解めっきとが挙げられる。電解めっきに使用される装置としては、図9に示すめっき処理装置61が挙げられる。めっき処理装置61は、電解槽62と、電極63と、直流電源64とを備え、電解槽62には電解液65が収容される。電解液65は、ニッケルを含んでいる。
In the present embodiment, 16
電極63は、電解液65中に配される。基材シート37が形成されたシート材50も電極63と同様に電解液65中に配され、シート材50は電極63と対向して浸漬される。シート材50は直流電源64の陰極に接続され、電極63は陽極に接続される。直流電源64によって流れる直流電流により、シート材50の表面、すなわち各基材シート37の表面とブリッジ50bの表面とに、めっき処理が施され、遮光層38(図3参照)が形成される。
The
めっき処理を経たシート50から基材シート37の部分をブリッジ50bから切り離すことで、遮光部材21が得られる。このように、遮光部材21をブリッジ50bから切り離すことで得る場合には、基材シート37のシート外周面のうち、ブリッジ50bから切り離した部分には遮光層38が形成されていないが、それ以外の部分には遮光層38が形成されている。
The
遮光層形成ステップは、上記の電解めっき処理に代えて、無電解めっき処理でもよい。無電解めっき処理の方法としては、例えば、ホスフィン酸塩を還元剤として用いたNi−P(ニッケル−リン)めっきが挙げられる。より具体的には、硫酸ニッケル、ホスフィン酸ナトリウム、酢酸ナトリウムからなるめっき浴を用い、このめっき浴中に、基材シート37が形成されたシート材50を浸漬して、表面にNi−P(ニッケルとリン)からなる被覆膜を形成する。この際のめっき浴の水素イオン指数pHは4以上6以下の範囲内であることが好ましく、めっき浴の温度は90℃が好ましい。得られた被覆膜が目的とする表面凹凸構造として得られている場合には、この被覆膜を遮光層38として用いてよい。得られた被覆膜が、平滑な場合などのように目的する表面凹凸構造と異なる場合には、この被覆膜を、硫酸や酢酸中でエッチングすることで、目的とする表面凹凸構造とされた遮光層38が形成される。めっき処理により遮光層38を形成する場合には、基材シート37からの遮光層38の剥離を防止する観点から、薬液による下地処理を施してもよい。
The light shielding layer forming step may be an electroless plating process instead of the above electrolytic plating process. Examples of the electroless plating treatment include Ni-P (nickel-phosphorus) plating using phosphinate as a reducing agent. More specifically, using a plating bath made of nickel sulfate, sodium phosphinate, and sodium acetate, the
1枚のシート材50に形成する基材シート37の数は16に限られず、シート材50の大きさと目的とする基材シート37の大きさなどに応じて増減してよい。また、1枚のシート材50から複数種類の基材シート37を形成してもよい。例えば、1枚のシート材50から、基材シート37と、前述の遮光部材22〜24のそれぞれの基材シートとを形成してもよい。
The number of
[第2実施形態]
図10に示す遮光部材81は、基材シート82と遮光層38とを備える。なお、図10において第1実施形態と同じ部材には図2,図3と同じ符号を付し、説明を略す。基材シート82のシート内周面43は、第1交差面43aと、第2交差面43bと、垂直面43cとから構成される。第1交差面43aは、厚み方向Zに交差し、第1シート面41に接続する。第2交差面43bは、厚み方向Zに交差し、第2シート面42に接続する。垂直面43cは、第1シート面41及び第2シート面42に垂直であり、第1交差面43aと第2交差面43bとを接続する。
[Second Embodiment]
A
第1交差面43aと第2交差面43bと垂直面43cとによって形成された基材シート82の端部82eと、この端部82e上に形成された遮光層38とは、遮光部材81の端部81eを構成し、端部82e上の遮光層38の厚みは第1シート面41上及び第2シート面42上の各遮光層38との厚みと概ね同等である。このように、遮光部材81の内周面33は、第1交差面43a上の遮光層38により成る第1面33aと、第2交差面43b上の遮光層38により成る第2面33bと、垂直面43c上の遮光層38により成る第3面33cとから構成される。基材シート82のシート外周面(図示無し)もシート内周面43と同様に構成されている。
The
本実施形態のシート内周面43上に設けられた遮光層38においては、第1実施形態のシート内周面43上に設けた遮光層38の場合と比べて、突部46は先端がより多方向に向いて形成されているから、入射光や迷光をより確実に受光して、吸収する。さらに、本実施形態のシート内周面43は、第1実施形態のシート内周面43に比べて、第1部材面31及び第2部材面32とに垂直な面(厚み方向に沿った面)の割合が小さいため、第1部材面31や第2部材面32に略垂直の方向で入射する光に対して、正反射する光の割合が小さく、より効果的に入射光や迷光を吸収する。すなわち遮光性能がより向上する。
In the
図11のように基材シート82の第1シート面41の垂直方向から遮光部材81を見たときに、端部81eの幅WEは、遮光部材81の厚みTの少なくとも50%、すなわち50%以上であることが好ましい。遮光層38は突部46が形成されているので、本明細書において遮光部材81の厚みTは、遮光部材81の断面を光学顕微鏡や前述のSEMにより観察することで求められる。端部81eの幅WEは、厚みTの100%以上であることがさらに好ましい。なお、基材シート82は、シート外周面もシート内周面43と同様に構成されているので、図11においては遮光部材81の外周面側の端部にも幅を示す符号WEを付してある。
When the
[第3実施形態]
図12に示す遮光部材91は、基材シート92と遮光層38とを備える。なお、図12において第1実施形態と同じ部材には図2,図3と同じ符号を付し、第2実施形態と同じ部材には図10と同じ符号を付し、それぞれ説明を略す。基材シート92のシート内周面43は、第1交差面43aと、第2交差面43bとから構成される。
[Third Embodiment]
A light shielding member 91 shown in FIG. 12 includes a
第1交差面43aと第2交差面43bとによって形成された基材シート92の端部92eと、この端部82e上に形成された遮光層38とは、遮光部材91の端部91eを構成し、端部92e上の遮光層38の厚みは第1シート面41上及び第2シート面42上の各遮光層38との厚みと概ね同等である。このように、遮光部材91の内周面33は、第1交差面43a上の遮光層38により成る第1面33aと、第2交差面43b上の遮光層38により成る第2面33bとから構成される。基材シート92のシート外周面(図示無し)もこのシート内周面43と同様に構成されている。
The
本実施形態のシート内周面43上に設けられた遮光層38においては、第1実施形態のシート内周面43上に設けた遮光層38の場合と比べて、突部46は先端がより多方向に向いて形成されているから、入射光や迷光をより確実に受光して、吸収する。また、基材シート92は第2実施形態の基材シート82のように垂直面43cが無いから、本実施形態のシート内周面43上の遮光層38は、第1部材面31や第2部材面32に略垂直の方向で入射する光に対して、正反射する光の割合が小さく、より効果的に入射光や迷光を吸収する。すなわち遮光性能がより向上する。
In the
この遮光部材91も、遮光部材81の場合と同様に、基材シート92の第1シート面41の垂直方向から遮光部材91を見たときに、端部91eの幅WEは、遮光部材91の厚みTの少なくとも50%であることが好ましい。
Similarly to the
[第4実施形態]
図13に示す遮光部材101は、基材シート102と遮光層38とを備える。なお、図13において第1実施形態と同じ部材には図2,図3と同じ符号を付し、第2実施形態と同じ部材には図10と同じ符号を付し、それぞれ説明を略す。基材シート102のシート内周面43は、第1シート面41に接続し、厚み方向Zに交差する交差面として形成されている。
[Fourth Embodiment]
A light shielding member 101 shown in FIG. 13 includes a
シート内周面43によって形成された基材シート102の端部102eと、この端部102e上に形成された遮光層38とは、遮光部材101の端部101eを構成し、端部102e上の遮光層38の厚みは第1シート面41上及び第2シート面42上の各遮光層38との厚みと概ね同等である。このように、遮光部材101の内周面33は、シート内周面43上の遮光層38により成る。基材シート102のシート外周面(図示無し)もこのシート内周面43と同様に構成されている。
The
本実施形態のシート内周面43上に設けられた遮光層38においては、第1実施形態のシート内周面43上に設けた遮光層38の場合と比べて、突部46は先端がより多方向に向いて形成されているから、入射光や迷光をより確実に受光して、吸収する。また、基材シート92は第2実施形態の基材シート82のように垂直面43cが無いから、本実施形態のシート内周面43上の遮光層38は、第1部材面31や第2部材面32に略垂直の方向で入射する光に対して、正反射する光の割合が小さく、より効果的に入射光や迷光を吸収する。すなわち遮光性能がより向上する。
In the
この遮光部材101も、遮光部材81の場合と同様に、基材シート102の第1シート面41の垂直方向から遮光部材101を見たときに、端部101eの幅WEは、遮光部材101の厚みTの少なくとも50%であることが好ましい。
Similarly to the
上記の第2実施形態〜第4実施形態の遮光部材81,91,101の各基材シート82,92,102は、前述のフォトエッチングを行うシート形成ステップにより形成される。各基材シート82,92,102の形成方法は、基本的には同じであるので、基材シート82の形成方法を例に詳細を説明し、基材シート92,102の形成方法については基材シート82の形成方法と異なる点のみを説明する。
The
シート形成ステップは、具体的には、原版マスク作製ステップと、前処理ステップと、フォトレジスト付与ステップと、露光ステップと、現像ステップと、エッチングステップと、エッチングマスク除去ステップと、をこの順に有する。原版マスク形成ステップは、露光ステップに用いるパターン原版マスクをつくる。前処理ステップは、基材シート82を形成すべきシート材50の表面を例えば脱脂洗浄することにより、汚れや油脂といった付着物を除去する。この前処理により、次に続くフォトレジスト付与ステップにおいてフォトレジストがシート材50にむらなく付与され、また、フォトレジストのシート材50に対する密着性が向上する。
Specifically, the sheet forming step includes an original mask manufacturing step, a pretreatment step, a photoresist application step, an exposure step, a development step, an etching step, and an etching mask removal step in this order. In the original mask forming step, a pattern original mask used in the exposure step is produced. In the pretreatment step, for example, the surface of the
フォトレジスト付与ステップは、前処理ステップを経たシート材50の両シート面に、フォトレジストを付与する。付与は例えば塗布で行われ、塗布の方法は特に限定されず、例えばスピンコートなどがある。露光ステップは、上記のパターン原版マスクを用いて、シート材50の両シート面に付与されたフォトレジストに露光し、パターン原版マスクにおけるパターン形状をフォトレジストに転写する。
In the photoresist application step, a photoresist is applied to both sheet surfaces of the
現像ステップは、フォトレジストを現像し、図14に示すように、形成すべきパターン形状に対応したエッチングマスク104をシート材50上に形成する。フォトレジストには、周知のようにポジ型とネガ型とがあり、いずれでもよい。本実施形態ではポジ型を用いている。エッチングマスク104は、基材シート形成部104aとブリッジ形成部104bとを除く部分がそれぞれ開口104cとして形成されている。したがって、図14においてシート材50は開口104cにて露出している。基材シート形成部104aは、基材シート82(図10参照)を形成するマスク部分であり、ブリッジ形成部104bは、各基材シート82を保持するブリッジ(図示無し)を形成するマスク部分である。このようにして、シート材50の各シート面にエッチングマスク104が形成される。なお、この例では、エッチングマスク104に形成する基材シート形成部104aの数は16としているが、この数は特に限定されない。図14及び図15においては、エッチングマスク104の厚みを大きく誇張して描いてある。
In the developing step, the photoresist is developed, and an
エッチングステップは、シート材50のうちエッチングマスク104の開口104cによって露出された露出部分をエッチングすることによって、除去する。この例では、エッチング液によってエッチングするいわゆるウェットエッチングとしているが、プラズマ処理などのドライエッチングでもよい。また、エッチングの手法は、本実施形態では全方向にエッチングが進むいわゆる等方性エッチングとしている。等方性エッチングにより、図15に示すように、第1交差面43aと第2交差面43bとを有するシート内周面43が確実に形成される。そして、等方性エッチングによると、垂直面43cも形成される。ただし、等方性エッチングと一の方向にのみエッチングが進むいわゆる異方性エッチングとを組み合わせ、異方性エッチングで垂直面43cを形成し、等方性エッチングで第1交差面43aと第2交差面43bとを形成してもよい。
In the etching step, the exposed portion of the
上記エッチングステップにより、開口104cにて露呈されているシート材50の各領域は除去され、それ以外の領域はシート材50に残る。エッチングマスク除去ステップは、シート材50からエッチングマスク104を除去するステップである。エッチングマスク104の除去は、例えば、エッチングマスク104を溶解する液をエッチングマスク104に接触させてこれを溶解し、シート材50を洗浄、乾燥させる。溶解に代えて剥離でもよい。このようにして、シート材50には、基材シート82及びブリッジが形成されたシート材50が、図8に示すシート材50と同様な態様に得られる。得られたシート材50を前述の遮光層形成ステップに供し、ブリッジから切り離すことにより、遮光部材81が得られる。
By the etching step, each region of the
基材シート92は、上記のエッチングステップにおいて、エッチング液の温度やエッチング液の処方、エッチング時間等のエッチング条件を、基材シート82を形成する場合のエッチング条件よりも強めることにより、形成することができる。また、このように形成した基材シート92を、前述の遮光層形成ステップに供し、遮光層38の厚みをより厚く形成することにより、遮光部材81における第3面33cのような厚み方向に沿った面を内周面33の一部として形成することができる。
The
基材シート102を形成する場合には、フォトレジスト付与ステップにおいてシート材50の一方のシート面にフォトレジストを付与する。そして露光ステップと、現像ステップとを経ることにより、一方のシート面にのみエッチングマスク104が形成され、これをエッチングステップ、エッチングマスク除去ステップに供することにより、基材シート102が得られる。
When forming the
上記の第1〜第4実施形態の基材シート37,82,92,102は、第1シート面41と第2シート面42とシート内周面43とシート外周面とが平滑面とされているが、機材シートはこれに限られない。例えば、粗面化された表面をもつ基材シートを用いてもよい。
In the
[第5実施形態]
図16に示す遮光部材111は、第1実施形態の基材シート37を基材シート112に代えたものであり、遮光層38とを備える。この基材シートの大まかな外形は基材シート37と同じであるが、第1シート面41と第2シート面42とシート内周面43とシート外周面とに代えて第1シート面121と第2シート面122とシート内周面123とシート外周面(図示無し)とを備える。なお、第1実施形態と同じ部材には図2及び図3と同じ符号を付し、説明を略す。
[Fifth Embodiment]
A
第1シート面121と第2シート面122とシート内周面123とシート外周面(図示無し)とは、それぞれ凹凸が形成された粗面とされており、この凹凸構造を以下、内部凹凸構造と称する。突部116と、突部116間に形成された凹部との形状はそれぞれ不均一である。内部凹凸構造の突部116のピッチは、突部46によって形成されている表面凹凸構造における突部ピッチPSよりも大きくされている。すなわち内部凹凸構造の突部116のピッチをPLとするときに、PL>PSである。突部116の各ピッチは一定ではないので、突部ピッチPSと同様に、隣り合う突部116を11個抽出してこれら各間のピッチの平均値をもってピッチPLとする。各間のピッチは、突部ピッチPSを求める場合と同様に、SEMにより観察して求めるとよい。
The first sheet surface 121, the second sheet surface 122, the sheet inner
ピッチPLは、入射光の波長帯域の中で最長の波長よりも長い。例えば、入射光の波長帯域が可視光領域の場合には、可視光の最長波長を800nmとすると、ピッチPLは800nmよりも長い。より具体的には、ピッチPLは、1μm(1000nm)以上のマイクロオーダーとされていることが好ましい。 The pitch PL is longer than the longest wavelength in the wavelength band of incident light. For example, when the wavelength band of incident light is in the visible light region, the pitch PL is longer than 800 nm when the longest wavelength of visible light is 800 nm. More specifically, the pitch PL is preferably in the micro order of 1 μm (1000 nm) or more.
突部126の高さHLは、突部46によって形成されている表面凹凸構造における突部高さHSよりも大きくされている。すなわちHL>HSである。突部116の高さは一定ではないので、突部高さHSと同様に、隣り合う10個の突部116の各々につき、各底面から頂部までの距離を求め、これらの平均値を突部高さHLとする。各突部126の高さは、突部高さHSを求める場合と同様に、SEMにより観察して求めるとよい。
The height HL of the protrusion 126 is made larger than the protrusion height HS in the surface uneven structure formed by the
高さHLは、入射光の波長帯域の中で最長の波長の1/2以上である。例えば、入射光の波長帯域が可視光領域の場合には、可視光の最長波長を800nmとすると、突部126の高さHLは400nm以上である。 The height HL is ½ or more of the longest wavelength in the wavelength band of incident light. For example, when the wavelength band of incident light is in the visible light region, the height HL of the protrusion 126 is 400 nm or more when the longest wavelength of visible light is 800 nm.
内部凹凸構造は、表面凹凸構造で吸収しきれなかった光を散乱させて、反射防止効果を高める。また、遮光層38は概ね均一な厚みに形成していることから、内部凹凸構造に沿って第1部材面131,第2部材面132,内周面133,外周面(図示無し)が形成されている。このため、第1実施形態の基材シート37に設けた遮光層38と比べて、突部46は先端がより多方向に向いて形成されているから、入射光や迷光をより確実に受光して、吸収する。すなわち遮光性能がより向上する。前述の各基材シート82,92,102も、この基材シート112のように表面を粗面化したものに代えることにより、遮光性能がより向上するから好ましい。
The internal concavo-convex structure scatters light that cannot be absorbed by the surface concavo-convex structure, thereby enhancing the antireflection effect. Further, since the
基材シート112は、基材シート37に対して硝酸を主体とする電解液を用いた電解粗面化処理を施すことにより得られる。
The base material sheet 112 is obtained by subjecting the
(電解粗面化処理)
本実施形態の電解粗面化処理は、前述の基材シート37が形成されたシート材50を用いて行っている。電解粗面化処理を行う電解粗面化処理装置151は、図17に示すように、電解槽152と、電極153と、交流電源154とを備え、電解槽152には硝酸を主体とする電解液156が貯留される。電解液156中において、基材シート37が形成されたシート材50と電極153とが対向配置され、それぞれが交流電源154に接続される。交流電源154によって流される交流電流により、シート材50の基材シート37の表面に、電解粗面化処理が施され、基材シート37から基材シート112が形成される。この電解粗面化処理を経たシート材50を、第1実施形態と同様に遮光層形成ステップに供した後に、ブリッジ50b(図8参照)と切り離すことにより、基材シート112上に遮光層38が形成された遮光部材111が得られる。
(Electrolytic roughening treatment)
The electrolytic surface roughening treatment of the present embodiment is performed using the
このように粗面化処理を経た場合には、めっき処理の前の前述の下地処理は行わなくても、遮光層38の密着性を上げられるメリットがある。
Thus, when the roughening treatment is performed, there is an advantage that the adhesion of the
電解粗面化処理は、例えば、特公昭48−28123号公報および英国特許第896,563号明細書に記載されている電気化学的グレイン法(電解グレイン法)に従うことができる。この電解グレイン法は、正弦波形の交流電流を用いるものであるが、特開昭52−58602号公報に記載されているような特殊な波形を用いて行ってもよい。また、特開平3−79799号公報に記載されている波形を用いることもできる。また、特開昭55−158298号、特開昭56−28898号、特開昭52−58602号、特開昭52−152302号、特開昭54−85802号、特開昭60−190392号、特開昭58−120531号、特開昭63−176187号、特開平1−5889号、特開平1−280590号、特開平1−118489号、特開平1−148592号、特開平1−178496号、特開平1−188315号、特開平1−154797号、特開平2−235794号、特開平3−260100号、特開平3−253600号、特開平4−72079号、特開平4−72098号、特開平3−267400号、特開平1−141094の各公報に記載されている方法も適用できる。また、前述のほかに、電解コンデンサーの製造方法として提案されている特殊な周波数の交番電流を用いて電解することも可能である。例えば、特開昭58−207400号公報、米国特許第4,276,129号明細書および同第4,676,879号明細書に記載されている。 The electrolytic surface roughening treatment can be performed according to, for example, the electrochemical grain method (electrolytic grain method) described in Japanese Patent Publication No. 48-28123 and British Patent No. 896,563. This electrolytic grain method uses a sinusoidal alternating current, but it may be performed using a special waveform as described in JP-A-52-58602. Further, the waveform described in JP-A-3-79799 can also be used. JP-A-55-158298, JP-A-56-28898, JP-A-52-58602, JP-A-52-152302, JP-A-54-85802, JP-A-60-190392, JP-A-58-120531, JP-A-63-176187, JP-A-1-5889, JP-A-1-280590, JP-A-1-118489, JP-A-1-148592, and JP-A-1-17896. JP-A-1-188315, JP-A-1-1549797, JP-A-2-235794, JP-A-3-260100, JP-A-3-253600, JP-A-4-72079, JP-A-4-72098, The methods described in JP-A-3-267400 and JP-A-1-141094 can also be applied. In addition to the above, it is also possible to perform electrolysis using an alternating current having a special frequency that has been proposed as a method of manufacturing an electrolytic capacitor. For example, it is described in JP-A-58-207400, US Pat. Nos. 4,276,129 and 4,676,879.
電解槽152および交流電源154については、種々提案されているが、米国特許第4203637号明細書、特開昭56−123400号、特開昭57−59770号、特開昭53−12738号、特開昭53−32821号、特開昭53−32822号、特開昭53−32823号、特開昭55−122896号、特開昭55−132884号、特開昭62−127500号、特開平1−52100号、特開平1−52098号、特開昭60−67700号、特開平1−230800号、特開平3−257199号の各公報等に記載されているものを用いることができる。また、特開昭52−58602号、特開昭52−152302号、特開昭53−12738号、特開昭53−12739号、特開昭53−32821号、特開昭53−32822号、特開昭53−32833号、特開昭53−32824号、特開昭53−32825号、特開昭54−85802号、特開昭55−122896号、特開昭55−132884号、特公昭48−28123号、特公昭51−7081号、特開昭52−133838号、特開昭52−133840号号、特開昭52−133844号、特開昭52−133845号、特開昭53−149135号、特開昭54−146234号の各公報等に記載されているもの等も用いることができる。
Various proposals have been made for the
電解液156は、硝酸を主体とする水溶液であり、硝酸の濃度は0.5〜2.5質量%であることが好ましいが、後述するスマット除去処理での使用を考慮すると、0.7〜2.0質量%であるのが特に好ましい。また、液温は20〜80℃であることが好ましく、30〜60℃であることがより好ましい。
The
硝酸を主体とする水溶液は、濃度1〜100g/Lの硝酸の水溶液に、硝酸アルミニウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸イオンを有する硝酸化合物または塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム等の塩酸イオンを有する塩酸化合物の少なくとも一つを1g/Lから飽和するまでの範囲で添加して使用することができる。また、硝酸を主体とする水溶液には、鉄、銅、マンガン、ニッケル、チタン、マグネシウム、シリカ等のアルミニウム合金中に含まれる金属が溶解していてもよい。好ましくは、硝酸の濃度0.5〜2質量%の水溶液にアルミニウムイオンが3〜50g/Lとなるように、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等を添加した液を用いることが好ましい。 An aqueous solution mainly composed of nitric acid has a nitric acid compound having nitrate ions such as aluminum nitrate, sodium nitrate, ammonium nitrate, or hydrochloric acid ions such as aluminum chloride, sodium chloride, ammonium chloride in an aqueous solution of nitric acid having a concentration of 1 to 100 g / L. At least one of the hydrochloric acid compounds can be added and used in a range from 1 g / L to saturation. Moreover, the metal contained in aluminum alloys, such as iron, copper, manganese, nickel, titanium, magnesium, a silica, may melt | dissolve in the aqueous solution which has nitric acid as a main component. Preferably, it is preferable to use a solution obtained by adding aluminum chloride, aluminum nitrate or the like to an aqueous solution of nitric acid having a concentration of 0.5 to 2% by mass so that the aluminum ion is 3 to 50 g / L.
さらに、Cuと錯体を形成しうる化合物を添加して使用することによりCuを多く含有するアルミニウム製の基材シート22に対しても均一な砂目立てが可能になる。Cuと錯体を形成しうる化合物としては、例えば、アンモニア;メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)等のアンモニアの水素原子を炭化水素基(脂肪族、芳香族等)等で置換して得られるアミン類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等の金属炭酸塩類が挙げられる。また、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等のアンモニウム塩も挙げられる。温度は10〜60℃が好ましく、20〜50℃がより好ましい。 Further, by adding and using a compound capable of forming a complex with Cu, uniform graining is possible even for an aluminum base sheet 22 containing a large amount of Cu. Examples of the compound capable of forming a complex with Cu include ammonia; hydrogen atom of ammonia such as methylamine, ethylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, cyclohexylamine, triethanolamine, triisopropanolamine, EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), etc. And amines obtained by substituting with a hydrocarbon group (aliphatic, aromatic, etc.); metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like. In addition, ammonium salts such as ammonium nitrate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium phosphate, and ammonium carbonate are also included. The temperature is preferably 10-60 ° C, more preferably 20-50 ° C.
電解粗面化処理に用いられる交流電源波は、特に限定されず、サイン波、矩形波、台形波、三角波等が用いられるが、矩形波または台形波が好ましく、台形波が特に好ましい。台形波において電流がゼロからピークに達するまでの時間(TP)は1〜3msecであるのが好ましい。1msec未満であると、基材シート22の進行方向と垂直に発生するチャタマークという処理ムラが発生しやすい。TPが3msecを超えると、硝酸電解液を用いる場合、電解処理で自然発生的に増加するアンモニウムイオン等に代表される電解液中の微量成分の影響を受けやすくなり、均一な砂目立てが行われにくくなる。 The AC power supply wave used for the electrolytic surface roughening treatment is not particularly limited, and a sine wave, a rectangular wave, a trapezoidal wave, a triangular wave or the like is used, but a rectangular wave or a trapezoidal wave is preferable, and a trapezoidal wave is particularly preferable. In the trapezoidal wave, the time (TP) until the current reaches a peak from zero is preferably 1 to 3 msec. If it is less than 1 msec, processing irregularities such as chatter marks that occur perpendicular to the traveling direction of the base sheet 22 are likely to occur. If the TP exceeds 3 msec, when using a nitric acid electrolyte, it will be susceptible to trace components in the electrolyte typified by ammonium ions, etc. that spontaneously increase due to the electrolytic treatment, and uniform graining will be performed. It becomes difficult.
台形波交流のduty比は1:2〜2:1のものが使用可能であるが、特開平5−195300号公報に記載されているように、アルミニウムにコンダクタロールを用いない間接給電方式においてはduty比が1:1のものが好ましい。台形波交流の周波数は0.1〜120Hzのものを用いることが可能であるが、50〜70Hzが設備上好ましい。50Hzよりも低いと、カーボン製の電極153が溶解しやすくなり、また、70Hzよりも高いと、電源回路上のインダクタンス成分の影響を受けやすくなり、電源コストが高くなる。
A trapezoidal wave alternating current duty ratio of 1: 2 to 2: 1 can be used. However, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-195300, in an indirect power feeding method in which no conductor roll is used for aluminum. A duty ratio of 1: 1 is preferable. A trapezoidal AC frequency of 0.1 to 120 Hz can be used, but 50 to 70 Hz is preferable in terms of equipment. If it is lower than 50 Hz, the
電解槽152は、縦型、フラット型、ラジアル型等の公知の表面処理に用いる電解槽が使用可能であるが、特開平5−195300号公報に記載されているようなラジアル型電解槽が特に好ましい。
As the
硝酸を主体とする電解液を用いた電解粗面化処理により、突部ピッチPHが0.5μm超5μm以下の内部凹凸構造を形成させることができる。ただし、電気量を比較的多くしたときは、電解反応が集中し、突部ピッチPHが5μmを超える内部凹凸構造を形成することができる。このような表面形状を得るためには、電解反応が終了した時点での基材シート112のアノード反応にあずかる電気量の総和が、1〜1000C/dm2であるのが好ましく、50〜300C/dm2であるのがより好ましい。この際の電流密度は20〜100A/dm2であるのが好ましい。 By an electrolytic surface roughening treatment using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid, an internal concavo-convex structure having a protrusion pitch PH of more than 0.5 μm and not more than 5 μm can be formed. However, when the amount of electricity is relatively large, the electrolytic reaction is concentrated, and an internal concavo-convex structure in which the protrusion pitch PH exceeds 5 μm can be formed. In order to obtain such a surface shape, the total amount of electricity involved in the anode reaction of the substrate sheet 112 at the time when the electrolytic reaction is completed is preferably 1 to 1000 C / dm 2 , and preferably 50 to 300 C / more preferably in the range of dm 2. The current density at this time is preferably 20 to 100 A / dm 2 .
内部凹凸構造を形成するステップは、硝酸を主体とする電解液を用いた電気化学的表面化処理としての電解粗面化処理に、以下の処理を組み合わせてもよい。組み合わせた代表的方法として、例えば、基材シート37に、機械的粗面化処理、アルカリエッチング処理、酸によるデスマット処理、上記の電解粗面化処理を順次施す方法がある。また、この方法において、電解粗面化処理の後、さらに、アルカリエッチング処理および酸によるデスマット処理を施してもよい。
The step of forming the internal concavo-convex structure may be combined with the following surface treatment in an electrolytic surface roughening treatment as an electrochemical surface treatment using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid. As a representative combined method, for example, there is a method in which the
(機械的粗面化処理)
機械的粗面化処理を施す方法としては、例えば、ブラシグレイン法を利用する。また、放電加工、ショットブラスト、レーザー、プラズマエッチング等を用いて、微細な凹凸を食刻した転写ロールを用いて繰り返し転写を行う方法や、微細粒子を塗布した凹凸のある面を、基材シート37に接面させ、その上より複数回繰り返し圧力を加え、基材シート22に微細粒子の平均直径に相当する凹凸パターンを複数回繰り返し転写させる方法を用いることもできる。転写ロールへ微細な凹凸を付与する方法としては、特開平3−8635号、特開平3−66404号、特開昭63−65017号の各公報等に記載されている公知の方法を用いることができる。また、ロール表面にダイス、バイト、レーザー等を使って2方向から微細な溝を切り、表面に角形の凹凸をつけてもよい。このロール表面には、公知のエッチング処理等を行って、形成させた角形の凹凸が丸みを帯びるような処理を行ってもよい。また、表面の硬度を上げるために、焼き入れ、ハードクロムメッキ等を行ってもよい。そのほかにも、機械的粗面化処理としては、特開昭61−162351号公報、特開昭63−104889号公報等に記載されている方法を用いることもできる。本発明においては、生産性等を考慮して上述したそれぞれの方法を併用することもできる。これらの機械的粗面化処理は、電解粗面化処理の前に行うのが好ましい。
(Mechanical roughening treatment)
For example, a brush grain method is used as a method for performing the mechanical surface roughening treatment. In addition, by using electric discharge machining, shot blasting, laser, plasma etching, etc., a method of performing repetitive transfer using a transfer roll etched with fine irregularities, or a surface with irregularities coated with fine particles on a substrate sheet It is also possible to use a method in which the surface is brought into contact with the
以下、機械的粗面化処理として好適に用いられるブラシグレイン法について説明する。ブラシグレイン法は、一般に、円柱状の胴の表面に、ナイロン、プロピレン、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂からなる合成樹脂毛等のブラシ毛を多数植設したローラ状ブラシを用い、回転するローラ状ブラシに研磨剤を含有するスラリー液を噴きかけながら、上記基材シート22の表面の一方または両方を擦ることにより行う。上記ローラ状ブラシおよびスラリー液の代わりに、表面に研磨層を設けたローラである研磨ローラを用いることもできる。ローラ状ブラシを用いる場合、曲げ弾性率が好ましくは10,000〜40,000kg/cm2、より好ましくは15,000〜35,000kg/cm2であり、かつ、毛腰の強さが好ましくは500g以下、より好ましくは400g以下であるブラシ毛を用いる。ブラシ毛の直径は、一般的には、0.2〜0.9mmである。ブラシ毛の長さは、ローラ状ブラシの外径および胴の直径に応じて適宜決定することができるが、一般的には、10〜100mmである。 Hereinafter, the brush grain method used suitably as a mechanical roughening process is demonstrated. The brush grain method generally uses a roller-like brush in which a large number of brushes such as synthetic resin bristles made of synthetic resin such as nylon, propylene, and vinyl chloride resin are planted on the surface of a cylindrical body. This is performed by rubbing one or both of the surfaces of the substrate sheet 22 while spraying a slurry liquid containing an abrasive on the brush. Instead of the roller brush and the slurry liquid, a polishing roller which is a roller having a polishing layer on the surface can be used. When a roller brush is used, the flexural modulus is preferably 10,000 to 40,000 kg / cm 2 , more preferably 15,000 to 35,000 kg / cm 2 , and the bristle strength is preferably Brush hair that is 500 g or less, more preferably 400 g or less is used. The diameter of the brush bristles is generally 0.2 to 0.9 mm. The length of the brush bristles can be appropriately determined according to the outer diameter of the roller brush and the diameter of the body, but is generally 10 to 100 mm.
研磨剤は公知の物を用いることができる。例えば、パミストン、ケイ砂、水酸化アルミニウム、アルミナ粉、炭化ケイ素、窒化ケイ素、火山灰、カーボランダム、金剛砂等の研磨剤;これらの混合物を用いることができる。中でも、パミストン、ケイ砂が好ましい。特に、ケイ砂は、パミストンに比べて硬く、壊れにくいので粗面化効率に優れる点で好ましい。研磨剤の平均粒径は、粗面化効率に優れ、かつ、砂目立てピッチを狭くすることができる点で、3〜50μmであるのが好ましく、6〜45μmであるのがより好ましい。研磨剤は、例えば、水中に懸濁させて、スラリー液として用いる。スラリー液には、研磨剤のほかに、増粘剤、分散剤(例えば、界面活性剤)、防腐剤等を含有させることができる。スラリー液の比重は0.5〜2であるのが好ましい。 A well-known thing can be used for an abrasive | polishing agent. For example, abrasives such as pumicestone, silica sand, aluminum hydroxide, alumina powder, silicon carbide, silicon nitride, volcanic ash, carborundum, and gold sand; a mixture thereof can be used. Of these, pumiston and silica sand are preferable. In particular, silica sand is preferable in terms of excellent surface roughening efficiency because it is harder and less likely to break than Pamiston. The average particle diameter of the abrasive is preferably 3 to 50 μm, and more preferably 6 to 45 μm in terms of excellent surface roughening efficiency and a narrow graining pitch. For example, the abrasive is suspended in water and used as a slurry. In addition to the abrasive, the slurry liquid may contain a thickener, a dispersant (for example, a surfactant), a preservative, and the like. The specific gravity of the slurry liquid is preferably 0.5-2.
機械的粗面化処理に適した装置としては、例えば、特公昭50−40047号公報に記載された装置を挙げることができる。 As an apparatus suitable for the mechanical surface roughening treatment, for example, an apparatus described in Japanese Patent Publication No. 50-40047 can be given.
(アルカリエッチング処理)
アルカリエッチング処理は、上記基材シート37をアルカリ溶液に接触させることにより、表層を溶解させる処理である。電解粗面化処理より前に行われるアルカリエッチング処理は、基材シート37の表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等を除去することを目的として行われる。
(Alkaline etching treatment)
The alkali etching treatment is a treatment for dissolving the surface layer by bringing the
アルカリエッチング処理のエッチング量は、0.05〜10g/m2であるのが好ましく、1〜5g/m2であるのがより好ましい。エッチング量が0.05g/m2未満であると、表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等が残存する場合があるため、後段の電解粗面化処理において均一な波構造が生成できずムラが発生してしまう場合がある。一方、エッチング量が1〜10g/m2であると、表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等の除去が十分に行われる。上記範囲を超えるエッチング量とするのは、経済的に不利となる。 Etching amount of the alkali etching treatment is preferably 0.05 to 10 g / m 2, and more preferably 1 to 5 g / m 2. If the etching amount is less than 0.05 g / m 2 , rolling oil, dirt, natural oxide film, etc. may remain on the surface, so that a uniform wave structure cannot be generated in the subsequent electrolytic surface roughening treatment. May occur. On the other hand, when the etching amount is 1 to 10 g / m 2 , the surface rolling oil, dirt, natural oxide film, and the like are sufficiently removed. An etching amount exceeding the above range is economically disadvantageous.
電解粗面化処理の直後に行うアルカリエッチング処理は、酸性電解液中で生成したスマットを溶解させることと、電解粗面化処理により形成された波構造のエッジ部分を溶解させることを目的として行われる。電解粗面化処理で形成される波構造は電解液の種類によって異なるためにその最適なエッチング量も異なるが、電解粗面化処理後に行うアルカリエッチング処理のエッチング量は、0.1〜5g/m2であるのが好ましい。硝酸電解液を用いた場合、塩酸電解液を用いた場合よりもエッチング量は多めに設定する必要がある。電解粗面化処理が複数回行われる場合には、それぞれの処理後に、必要に応じてアルカリエッチング処理を行うことができる。 The alkaline etching treatment performed immediately after the electrolytic surface roughening treatment is performed for the purpose of dissolving the smut generated in the acidic electrolyte and dissolving the edge portion of the wave structure formed by the electrolytic surface roughening treatment. Is called. Since the wave structure formed by the electrolytic surface roughening treatment differs depending on the type of the electrolytic solution, the optimum etching amount also varies. However, the etching amount of the alkali etching treatment performed after the electrolytic surface roughening treatment is 0.1 to 5 g / m 2 is preferred. When a nitric acid electrolyte is used, the etching amount needs to be set larger than when a hydrochloric acid electrolyte is used. When the electrolytic surface roughening treatment is performed a plurality of times, an alkali etching treatment can be performed as necessary after each treatment.
アルカリ溶液に用いられるアルカリとしては、例えば、カセイアルカリ、アルカリ金属塩が挙げられる。具体的には、カセイアルカリとしては、例えば、カセイソーダ、カセイカリが挙げられる。また、アルカリ金属塩としては、例えば、タケイ酸ソーダ、ケイ酸ソーダ、メタケイ酸カリ、ケイ酸カリ等のアルカリ金属ケイ酸塩;炭酸ソーダ、炭酸カリ等のアルカリ金属炭酸塩;アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリ等のアルカリ金属アルミン酸塩;グルコン酸ソーダ、グルコン酸カリ等のアルカリ金属アルドン酸塩;第二リン酸ソーダ、第二リン酸カリ、第三リン酸ソーダ、第三リン酸カリ等のアルカリ金属リン酸水素塩が挙げられる。中でも、エッチング速度が速い点および安価である点から、カセイアルカリの溶液、および、カセイアルカリとアルカリ金属アルミン酸塩との両者を含有する溶液が好ましい。特に、カセイソーダの水溶液が好ましい。 Examples of the alkali used in the alkaline solution include caustic alkali and alkali metal salts. Specifically, examples of caustic alkali include caustic soda and caustic potash. Examples of alkali metal salts include alkali metal silicates such as sodium silicate, sodium silicate, potassium metasilicate, and potassium silicate; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; sodium aluminate and alumina. Alkali metal aluminates such as potassium acid; alkali metal aldones such as sodium gluconate and potassium gluconate; dibasic sodium phosphate, dibasic potassium phosphate, tribasic sodium phosphate, tertiary potassium phosphate, etc. An alkali metal hydrogen phosphate is mentioned. Among these, a caustic alkali solution and a solution containing both a caustic alkali and an alkali metal aluminate are preferable from the viewpoint of high etching rate and low cost. In particular, an aqueous solution of caustic soda is preferable.
アルカリ溶液の濃度は、エッチング量に応じて決定することができるが、1〜50質量%であるのが好ましく、10〜35質量%であるのがより好ましい。アルカリ溶液中にアルミニウムイオンが溶解している場合には、アルミニウムイオンの濃度は、0.01〜10質量%であるのが好ましく、3〜8質量%であるのがより好ましい。アルカリ溶液の温度は20〜90℃であるのが好ましい。処理時間は1〜120秒であるのが好ましい。 Although the density | concentration of an alkaline solution can be determined according to the etching amount, it is preferable that it is 1-50 mass%, and it is more preferable that it is 10-35 mass%. When aluminum ions are dissolved in the alkaline solution, the concentration of aluminum ions is preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 3 to 8% by mass. The temperature of the alkaline solution is preferably 20 to 90 ° C. The treatment time is preferably 1 to 120 seconds.
基材シート37をアルカリ溶液に接触させる方法としては、例えば、基材シート37をアルカリ溶液を入れた槽の中を通過させる方法、基材シート37を、アルカリ溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、アルカリ溶液を基材シート37の表面に噴きかける方法が挙げられる。
As a method for bringing the
(デスマット処理)
電解粗面化処理またはアルカリエッチング処理を行った後、表面に残留する汚れ(スマット)を除去するために酸洗い(デスマット処理)が行われるのが好ましい。用いられる酸としては、例えば、硝酸、硫酸、リン酸、クロム酸、フッ化水素酸、ホウフッ化水素酸が挙げられる。上記デスマット処理は、例えば、上記基材シート37を塩酸、硝酸、硫酸等の濃度0.5〜30質量%の酸性溶液(アルミニウムイオン0.01〜5質量%を含有する。)に接触させることにより行う。基材シート37を酸性溶液に接触させる方法としては、例えば、基材シート37を、酸性溶液を入れた槽の中を通過させる方法、基材シート37を、酸性溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、酸性溶液を基材シート37の表面に噴きかける方法が挙げられる。デスマット処理においては、酸性溶液として、上述した電解粗面化処理において排出される硝酸を主体とする電解液156の廃液を用いることができる。デスマット処理の液温は、25〜90℃であるのが好ましい。また、処理時間は、1〜180秒であるのが好ましい。デスマット処理に用いられる酸性溶液には、アルミニウムおよびアルミニウム合金成分が溶け込んでいてもよい。
(Desmut treatment)
After the electrolytic surface roughening treatment or the alkali etching treatment, pickling (desmut treatment) is preferably performed in order to remove dirt (smut) remaining on the surface. Examples of the acid used include nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, hydrofluoric acid, and borohydrofluoric acid. In the desmutting treatment, for example, the
上記において、内部凹凸構造を形成するステップとして、硝酸を主体とする電解液を用いた電解粗面化処理、または、電解粗面化処理と機械的粗面化処理の組み合わせを例に説明したが、内部凹凸構造を形成するステップとしては、電解粗面化処理を行わずに機械的粗面化処理のみで行ってもよい。ただし、機械的粗面化処理は、粉塵が発生するため、粉塵を除去する処理が必要になる。そのため、粉塵を除去する処理を無くして、生産効率を向上させたい場合には、機械的粗面化処理を行わずに、電解粗面化処理を中心に行うことが好ましい。 In the above, as the step of forming the internal uneven structure, the electrolytic surface roughening process using an electrolytic solution mainly composed of nitric acid, or the combination of the electrolytic surface roughening process and the mechanical surface roughening process has been described as an example. The step of forming the internal concavo-convex structure may be performed only by mechanical surface roughening without performing electrolytic surface roughening. However, since the mechanical roughening process generates dust, a process for removing the dust is required. Therefore, when it is desired to eliminate the dust removal process and improve the production efficiency, it is preferable to perform the electrolytic surface roughening process mainly without performing the mechanical surface roughening process.
上記の各実施形態の遮光部材21,81,91,101,111は、いずれも基材シート37,82,92,102,112と遮光層38とからなる複層構造を有しているが、本発明の遮光部材はこのような複層構造に限られず、単層構造であってもよい。
The
21,81,91,101,111 遮光部材
37,82,92,102,112 基材シート
38 遮光層
41,42 第1,第2シート面
43 シート内周面
43a,43b 第1,第2交差面
21, 81, 91, 101, 111 Light-shielding
Claims (6)
前記複数の突部は先端の向きが不均一に形成されていることを特徴とする遮光部材。 In a light shielding member having a plurality of cone-shaped protrusions arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of incident light,
The light-shielding member, wherein the plurality of protrusions are formed with nonuniformly oriented tips.
前記基材シートの表面に設けられ、前記複数の突部を有する遮光層と、
を備える請求項1に記載の遮光部材。 A base sheet;
A light shielding layer provided on the surface of the base sheet and having the plurality of protrusions;
The light shielding member according to claim 1.
シート材から基材シートを形成するシート形成ステップと、
前記基材シートの表面に、前記複数の突部を有する遮光層を形成する遮光層形成ステップと、
を有し、
前記遮光層形成ステップは、前記基材シートの表面に対するめっきにより、先端の向きが不均一な複数の突部を形成する。 In the manufacturing method of the light shielding member comprising a plurality of cone-shaped protrusions arranged at a pitch equal to or less than the wavelength of the incident light,
A sheet forming step of forming a base sheet from the sheet material;
A light shielding layer forming step of forming a light shielding layer having the plurality of protrusions on the surface of the base sheet;
Have
In the light shielding layer forming step, a plurality of protrusions whose tip directions are not uniform are formed by plating on the surface of the base sheet.
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