JP5029773B1 - Mold for manufacturing antireflection film, method for manufacturing mold for manufacturing antireflection film - Google Patents
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Abstract
【課題】均一かつ高精細なモスアイ構造を賦形可能な反射防止フィルム製造用金型、及び、反射防止フィルム製造用金型の製造方法を提供する。
【解決手段】反射防止フィルム製造用金型は、基材部と、ニッケル又は銅により形成された第1中間部と、クロムにより形成された第2中間部と、第3中間部と、アルミニウムにより形成された層であり、複数の微細孔を有する酸化皮膜を有する賦形部とを備えるものとした。この反射防止フィルム製造用金型の製造方法は、第1〜第3中間部形成工程と、アルミニウム層形成工程と、微細孔形成工程とを有し、微細孔形成工程は、陽極酸化工程と、第1エッチング工程と、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を行う第2エッチング工程とを備え、これらの工程を順次繰り返すものとした。
【選択図】図1An anti-reflection film manufacturing mold capable of shaping a uniform and high-definition moth-eye structure and a manufacturing method of the anti-reflection film manufacturing mold are provided.
A mold for manufacturing an antireflection film includes a base part, a first intermediate part formed of nickel or copper, a second intermediate part formed of chromium, a third intermediate part, and aluminum. It is a formed layer, and is provided with a shaping portion having an oxide film having a plurality of fine holes. The manufacturing method of this antireflection film mold includes a first to a third intermediate part forming step, an aluminum layer forming step, and a fine hole forming step, and the fine hole forming step includes an anodic oxidation step, A first etching step and a second etching step for etching at an etching rate higher than the etching rate of the first etching step are provided, and these steps are sequentially repeated.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、フラットパネルディスプレイ等に用いられるモスアイ構造を有する反射防止フィルム製造用金型、反射防止フィルム製造用金型の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a mold for producing an antireflection film having a moth-eye structure used for a flat panel display and the like, and a method for producing a mold for producing an antireflection film.
近年、パーソナルコンピューター、特に携帯用のパーソナルコンピューターの発達や、家庭用の薄型テレビの普及率も高まりに伴って、フラットパネルディスプレイの需要が増加している。このようなフラットパネルディスプレイとしては、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、さらには有機ELディスプレイ等の種々の表示方式のものが採用されており、表示品質の向上のための開発が様々になされている。
なかでも、ディスプレイ表面等における光の反射防止技術の開発に関しては、各方式のディスプレイにおいて、共通する重要な技術的課題の1つである。
In recent years, the demand for flat panel displays has increased with the development of personal computers, especially portable personal computers, and the increasing penetration of home-use flat-screen televisions. As such a flat panel display, various display methods such as a liquid crystal display, a plasma display, and an organic EL display are adopted, and various developments for improving display quality have been made.
In particular, the development of a technique for preventing the reflection of light on the display surface or the like is one of the important technical issues common to the various types of displays.
従来、このような反射防止効果を奏する部材として、例えば、低屈折率の物質からなる薄膜を単層で表面に形成することにより、単一波長の光に対して有効な反射防止効果を得るものや、低屈折率物質と高屈折率物質の薄膜を交互に形成した複数層を形成することにより、より広い波長範囲の光に対して反射防止効果を得るものが用いられてきた。
さらに、反射防止効果を奏する技術として、円錐形や四角錐形等の錐形体や円柱形を含む形状で先端が凸状である微細な凸部が配列され、この凸部による凹凸の周期が可視光の波長以下に制御された微細な凹凸パターンを表面に形成することによって反射防止を図る技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。これは、いわゆるモスアイ(moth eye(蛾の目))構造の原理を利用したものであり、基板に入射した光に対する屈折率を連続的に変化させ、屈折率の不連続界面を消失させることによって光の反射を防止するものである。このようなモスアイ構造を用いた反射防止部材は、広い波長範囲の光の反射を防止できる。
Conventionally, as a member having such an antireflection effect, for example, a thin film made of a low refractive index material is formed on the surface as a single layer, thereby obtaining an antireflection effect effective for light of a single wavelength. In addition, by using a plurality of layers in which thin films of a low refractive index material and a high refractive index material are alternately formed, a material having an antireflection effect for light in a wider wavelength range has been used.
In addition, as a technology that has an anti-reflection effect, fine convex portions with a conical shape such as a conical shape and a quadrangular pyramid shape and a cylindrical shape are arranged, and the period of unevenness due to the convex portions is visible. A technique for preventing reflection by forming on a surface a fine uneven pattern controlled to be equal to or less than the wavelength of light is known (for example, see Patent Document 1). This is based on the principle of the so-called moth-eye structure, by continuously changing the refractive index for light incident on the substrate and eliminating the discontinuous interface of the refractive index. This prevents light reflection. The antireflection member using such a moth-eye structure can prevent reflection of light in a wide wavelength range.
上述のようなモスアイ構造は、一般的に、その微細な凹凸形状を反転させた形状を有するスタンパ(金型、鋳型等)を用いて、その凹凸の型を任意の樹脂層に転写等することによって製造される。
このようなスタンパとしては、アルミニウムの基板に、陽極酸化法によって、モスアイ構造の凹凸形状の凸部を賦形する凹状の微細孔が形成されたものが広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。この陽極酸化法は、微細孔が形成される位置をランダムにすることができる点や、大面積にわたって均一な形状を有する微細孔を形成できる点等の利点を有している。
陽極酸化法に用いられる金属基体の材料としては、一般的に、アルミニウムが好適に用いられる。アルミニウムは酸化されやすく、陽極酸化による加工が容易であるからである。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大面積にわたって均一に形成するためには、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、金属基体表面が平滑な鏡面であることが要求される。
The moth-eye structure as described above generally uses a stamper (mold, mold, etc.) having a shape obtained by inverting the fine uneven shape to transfer the uneven shape to an arbitrary resin layer. Manufactured by.
As such a stamper, an aluminum substrate is widely used in which a concave fine hole is formed by shaping an uneven portion having a moth-eye structure by an anodic oxidation method (for example, Patent Document 1). reference). This anodic oxidation method has advantages such as the ability to randomize the positions where the micropores are formed and the ability to form micropores having a uniform shape over a large area.
In general, aluminum is preferably used as the material for the metal substrate used in the anodizing method. This is because aluminum is easily oxidized and can be easily processed by anodization. When micropores are formed on the surface of a metal substrate using an anodic oxidation method, the micropores greatly depend on the state of the surface of the metal substrate, so that high-definition micropores are uniformly formed over a large area on the surface of the metal substrate. Requires that the aluminum on the surface of the metal substrate has high purity, is dense and has uniform crystal grains, and has a smooth mirror surface on the surface of the metal substrate.
しかし、一般的に、アルミニウムの金属基体を用いたスタンパでは、基板表面に、表面研磨時の筋状の研削痕(研磨痕)が残りやすく、また、ピットと呼ばれる微細孔よりも大きな穴が生じている場合がある。このような研削痕やピットを残したまま陽極酸化法によって微細孔を形成してスタンパとした場合、研削痕やピットによる凹凸形状を有したまま微細孔が形成されるため、このスタンパによって形成される反射防止フィルムの表面にうねりのような凹凸形状を有する形態となる。また、アルミニウムの基板表面の結晶粒子が不均一であり、異常結晶粒が存在する場合には、陽極酸化が不安定になり、形成される微細孔やこの微細孔による凹凸形状が不均一になり、モスアイ構造が不均一になる。
そして、上述のような反射防止フィルム表面のうねりやモスアイ構造の不均一性等によって、反射防止フィルムを斜め方向から見た場合に、光が一部散乱されて白っぽく観察される等といった反射防止フィルムの性能の低下や、外観不良を生じるという問題があった。また、モスアイ構造が不均一になると、反射防止フィルムの表面に負荷が掛かった場合に、均一な負荷分散ができなくなり、耐擦傷性が低下する等の反射防止フィルムの機械的強度の低下が生じるという問題もあった。
However, in general, a stamper using an aluminum metal base tends to leave streak-like grinding marks (polishing marks) on the surface of the substrate, and larger holes than pits are generated. There may be. If a fine hole is formed by anodic oxidation while leaving such grinding marks and pits as a stamper, the fine holes are formed with the uneven shape due to the grinding marks and pits. It becomes a form which has uneven | corrugated shape like a wave | undulation on the surface of the antireflection film. In addition, when the crystal grains on the aluminum substrate surface are non-uniform and abnormal crystal grains exist, anodization becomes unstable, and the micropores to be formed and the uneven shape due to these micropores become non-uniform. The moth-eye structure becomes non-uniform.
And, when the antireflection film is viewed from an oblique direction due to the undulation of the antireflection film surface as described above, the non-uniformity of the moth-eye structure, etc., the antireflection film is observed to be whitish due to partial scattering of light. There was a problem that the performance was deteriorated and the appearance was poor. In addition, when the moth-eye structure is non-uniform, when the surface of the antireflection film is loaded, uniform load distribution cannot be achieved, and the mechanical strength of the antireflection film is reduced, such as reduced scratch resistance. There was also a problem.
本発明の課題は、均一かつ高精細なモスアイ構造を賦形可能な反射防止フィルム製造用金型、及び、反射防止フィルム製造用金型の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a mold for producing an antireflection film capable of shaping a uniform and high-definition moth-eye structure, and a method for producing a mold for producing an antireflection film.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、可視光領域の光の波長よりも短い周期で配列された凸部によって形成された微細凹凸形状を有する反射防止フィルムの前記微細凹凸形状を賦形する反射防止フィルム製造用金型であって、この反射防止フィルム製造用金型の基材となる基材部(110)と、前記基材部上にニッケル又は銅により形成された層状の第1中間部(130)と、前記第1中間部上にクロムにより形成された層状の第2中間部(140)と、前記第2中間部上に層状に形成された第3中間部(150)と、前記第3中間部上にアルミニウムにより形成された層であり、その表面に可視光領域の光の波長よりも短い周期で配列された凹状の複数の微細孔(121)を有する酸化皮膜(120B)を有する賦形部(120)と、を備え、前記微細孔は、開口部(121a)から底部(121b)に向かってその径が小さくなるテーパー形状を有していること、を特徴とする反射防止フィルム製造用金型(100)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の反射防止フィルム製造用金型において、前記基材部(110)は、アルミニウム合金により形成されていること、を特徴とする反射防止フィルム製造用金型(100)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の反射防止フィルム製造用金型において、前記第3中間部(150)は、酸化ケイ素又は酸化タンタルにより形成されていること、を特徴とする反射防止フィルム製造用金型(100)である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の反射防止フィルム製造用金型において、前記第2中間部(140)は、マイクロクラッククロムメッキ法によるクロム層又はマイクロポーラスクロムメッキ法によるクロム層であること、を特徴とする反射防止フィルム製造用金型(100)である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention according to claim 1 is for producing an antireflection film that shapes the fine concavo-convex shape of an antireflective film having a fine concavo-convex shape formed by convex portions arranged with a period shorter than the wavelength of light in the visible light region. A mold, a base part (110) serving as a base of the anti-reflection film manufacturing mold, and a layered first intermediate part (130) formed of nickel or copper on the base part; A layered second intermediate portion (140) formed of chromium on the first intermediate portion, a third intermediate portion (150) formed in layers on the second intermediate portion, and the third intermediate portion A shaped part having an oxide film (120B) which is a layer formed of aluminum on its surface and has a plurality of concave micropores (121) arranged at a period shorter than the wavelength of light in the visible light region. (120), and the micropores The bottom from the opening (121a) a diameter toward the (121b) has a small a tapered shape, an antireflection film prepared mold, wherein (100) the.
The invention for claim 2 is the metal mold for manufacturing an antireflection film according to claim 1, wherein the base portion (110) is made of an aluminum alloy. The mold (100).
A third aspect of the present invention is the antireflection film manufacturing mold according to the first or second aspect, wherein the third intermediate portion (150) is formed of silicon oxide or tantalum oxide. It is a metal mold (100) for antireflection film manufacture.
According to a fourth aspect of the present invention, in the mold for manufacturing an antireflection film according to any one of the first to third aspects, the second intermediate portion (140) is a chromium layer formed by a microcrack chrome plating method. Or it is the metal layer (100) for anti-reflective film manufacture characterized by being a chromium layer by a microporous chromium plating method .
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の反射防止フィルム製造用金型の製造方法であって、前記基材部(110)上に、前記第1中間部(130)としてニッケル層又は銅層を形成する第1中間部形成工程と、前記第1中間部上に、前記第2中間部(140)として、クロム層を形成する第2中間部形成工程と、前記第2中間部上に前記第3中間部(150)を形成する第3中間部形成工程と、前記第3中間部上にアルミニウム層(120A)を形成するアルミニウム層形成工程と、前記微細孔を形成する微細孔形成工程を備え、前記微細孔形成工程は、陽極酸化法によって前記アルミニウム層の表面に複数の微小な孔(h)を有する酸化皮膜(120B)を形成する陽極酸化工程と、記酸化皮膜をエッチングする第1エッチング工程と、前記第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前記酸化皮膜をエッチングする第2エッチング工程と、を備え、前記陽極酸化工程、前記第1エッチング工程、前記第2エッチング工程を順次繰り返すことにより、前記アルミニウム層の表面に可視光領域の光の波長よりも短い周期で配列された複数の前記微細孔を有する酸化皮膜を形成すること、を特徴とする反射防止フィルム製造用金型の製造方法である。
請求項6の発明は、請求項5に記載の反射防止フィルム製造用金型の製造方法において、前記第2中間部形成工程において、前記クロム層(140)は、マイクロクラッククロムメッキ法又はマイクロポーラスクロムメッキ法により形成されること、を特徴とする反射防止フィルム製造用金型の製造方法である。
請求項7の発明は、請求項5又は請求項6に記載の反射防止フィルム製造用金型の製造方法において、前記第1エッチング工程は、前記陽極酸化工程の直後に、前記陽極酸化工程に用いられた電解液中において行われること、を特徴とする反射防止フィルム製造用金型の製造方法である。
Invention of Claim 5 is a manufacturing method of the metal mold | die for antireflective film manufacture of any one of Claim 1- Claim 4, Comprising: On said base material part (110), said 1st A first intermediate part forming step of forming a nickel layer or a copper layer as the intermediate part (130), and a second intermediate part forming a chromium layer as the second intermediate part (140) on the first intermediate part A step, a third intermediate portion forming step for forming the third intermediate portion (150) on the second intermediate portion, an aluminum layer forming step for forming an aluminum layer (120A) on the third intermediate portion, A micropore forming step for forming the micropore, wherein the micropore forming step forms an oxide film (120B) having a plurality of micropores (h) on the surface of the aluminum layer by an anodic oxidation method. a step, the serial oxide film etching That the first etching step, and a second etching step of etching the oxide film at a high etching rate than the etching rate of the first etching step, the anodic oxidation process, the first etching step, the second An antireflection film characterized by forming an oxide film having a plurality of the fine holes arranged at a cycle shorter than the wavelength of light in the visible light region on the surface of the aluminum layer by sequentially repeating the etching step This is a manufacturing method of a manufacturing mold.
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a mold for manufacturing an antireflection film according to the fifth aspect, in the second intermediate portion forming step, the chromium layer (140) is formed by a microcrack chrome plating method or a microporous. It is a manufacturing method of the metal mold | die for anti-reflective film manufacture characterized by forming by the chromium plating method.
The invention according to claim 7 is the method for manufacturing a mold for manufacturing an antireflection film according to claim 5 or 6, wherein the first etching step is used in the anodizing step immediately after the anodizing step. It is performed in the obtained electrolyte solution, The manufacturing method of the metal mold | die for antireflection film manufacture characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、高精細かつ均一な微細孔を有し、金型全体としての表面の凹凸(うねり)が極力低減され、良好なモスアイ構造を賦形可能な反射防止フィルム製造用金型とすることができる。また、高精細かつ均一な微細孔を有し、金型全体としての表面の凹凸(うねり)が極力低減された反射防止フィルム製造用金型を容易に製造できる。 According to the present invention, there is provided a mold for manufacturing an antireflection film that has high-definition and uniform fine holes, the surface unevenness (waviness) of the entire mold is reduced as much as possible, and can form a good moth-eye structure. can do. In addition, it is possible to easily manufacture a mold for producing an antireflection film that has high-definition and uniform fine holes and that has the surface unevenness (waviness) of the mold as a whole reduced as much as possible.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
また、板、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、板、シート、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、反射防止フィルムは、反射防止板としてもよいし、反射防止シートとしてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
In addition, the terms “plate”, “film”, etc. are used. These are generally used in the order of “thickness”, “plate”, “sheet”, and “film”. I use it. However, since there is no technical meaning in such proper use, the terms of plates, sheets, and films can be replaced as appropriate. For example, the antireflection film may be an antireflection plate or an antireflection sheet.
Furthermore, numerical values such as dimensions and material names of each member described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
(反射防止フィルム)
まず、モスアイ構造層を備える反射防止フィルムについて説明する。
図3は、モスアイ構造を有する反射防止フィルム10の一例を説明する図である。図3(a)では、反射防止フィルム10の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示し、図3(b)では、反射防止フィルム10の厚み方向に平行な断面におけるモスアイ構造層12をさらに拡大して示している。
反射防止フィルム10は、基材層11とモスアイ構造層12とを備え、この反射防止フィルム10に入射する光が、モスアイ構造層12と空気との界面で反射することを防止する作用を有するフィルム状の光学部材である。なお、ここでは、反射防止フィルム10は、基材層11及びモスアイ構造層12を備える例を挙げて説明するが、これに限らず、例えば、必要に応じて各種機能を有する他の層(粘着層や紫外線吸収層等)を積層する形態としてもよいし、基材層11を備えずモスアイ構造層12のみで構成してもよい。
(Antireflection film)
First, an antireflection film provided with a moth-eye structure layer will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
The
基材層11は、この反射防止フィルム10の基材(ベース)となる層であり、モスアイ構造層12を支持する層である。この基材層11は、光透過性を有する樹脂製のフィルム状の部材が用いられる。また、基材層11は、その屈折率が後述するモスアイ構造層12に用いられる樹脂の屈折率と同程度であることが、基材層11とモスアイ構造層12との界面に、屈折率の不連続界面が形成され、この不連続界面において光が反射されることにより、本発明の反射防止フィルムの反射防止機能が損なわれることを防止する観点から好ましい。
The
基材層11を構成する材料は、例えば、アクリル系樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリル−スチレン、ガラス(セラミックスを含む)等を挙げることができる。
また、必要に応じて、帯電防止剤(導電剤)、屈折率調整剤、レベリング剤、防汚染剤、粘着剤、紫外線・赤外線吸収剤、着色剤等の各種の添加剤を含有していてもよい。
The material constituting the
Moreover, it may contain various additives such as antistatic agents (conductive agents), refractive index adjusters, leveling agents, antifouling agents, adhesives, ultraviolet / infrared absorbers, and coloring agents as necessary. Good.
モスアイ構造層12は、基材層11の少なくとも片面に一体に形成された層であり、この反射防止フィルム10に反射防止機能を付与する層である。このモスアイ構造層12は、その表面に微細な凸部が複数配列されることにより形成された凹凸形状(すなわち、モスアイ構造)を有しており、基材層11上に形成された基底部14と、基底部14上に形成される複数の凸部13とを有する。
凸部13は、可視光領域の波長以下の周期で配列されている。この凸部13は、頂部が凸曲面状であり、図3に示す断面において、頂部側の幅が基底部14側の幅よりもしだいに小さくなるテーパー形状を有するように形成されている。この凸部13は、略円錐形状(図3(b)に示す断面において、凸部13の側面が直線状であり、基材層11に対してテーパー状に立ち上がる形状)としてもよいし、凸部13の側面が凸曲線状となる釣鐘形状としてもよい。また、凸部13の基材層11の表面に平行な断面(横断面)における断面形状は、円、楕円等の他、多角形形状等としてもよい。
The moth-
The
モスアイ構造層12は、光透過性が高い樹脂により形成され、例えば、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、熱可塑性樹脂等により形成される。電離放射線硬化型樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート等を挙げることができる。熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂としては、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、スチロール樹脂等を挙げることができる。なお、これらの樹脂に、必要に応じて、光開始剤、潤滑剤、消泡剤、版離型剤、帯電防止剤(導電剤)、屈折率調整剤、レベリング剤、防汚染剤、粘着剤、紫外線・赤外線吸収剤、着色剤等の各種の添加剤を添加したものを用いてもよい。
モスアイ構造層12は、基材層11に積層形成したものであってもよいし、モスアイ構造層12及び基材層11に用いられる樹脂を共押し出し形成したものでもよい。
The moth-
The moth-
このような反射防止フィルム10は、例えば、熱エンボス法や、射出成形法、キャスティング法、2P法(Photo Polymer法)、共押し出し法等によって作製可能であり、モスアイ構造層12の樹脂の特性や所望する反射防止フィルム10の層構成や大きさ、光学特性等の各種条件に応じて、適宜製造方法を選択できる。
この反射防止フィルム10は、凸部13の配列される周期が、可視光領域の波長以下であり、テーパー形状を有する凸部13がランダムに複数配列されて凹凸形状を形成しているので、モスアイ構造層12と空気との界面において、屈折率が連続的に変化することとなり、反射防止効果を奏することができる。
Such an
In this
以下の実施形態に示す反射防止フィルム製造用金型100は、このようなモスアイ構造を備える反射防止フィルムのモスアイ構造を賦形するスタンパ(金型)である。なお、本明細書では、一例として、以下に示す実施形態の反射防止フィルム製造用金型100は、不図示の2P法による反射防止フィルムの製造装置に用いる例を挙げて説明するが、これに限らず、例えば、熱エンボス法や、共押し出し成形法、射出成形法、キャスティング法等による製造装置に用いてもよい。
A
(反射防止フィルム製造用金型の実施形態)
図1は、本実施形態の反射防止フィルム製造用金型100を説明する図である。図1(a)は、反射防止フィルム製造用金型の斜視図であり、図1(b)は、反射防止フィルム製造用金型100の厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示した図であり、図1(c)は、図1(b)に示す断面の賦形部120の一部をさらに拡大して示した図である。
本実施形態の反射防止フィルム製造用金型100は、図1(a)に示すように、円筒形状(パイプ状)であり、図1(b)に示すように、基材部110と、基材部110上に形成された第1中間部130と、第1中間部130の上に形成された第2中間部140と、第2中間部140上に形成された第3中間部150と、第3中間部150上に形成された賦形部120とを備え、その外周面(賦形部120表面)に微細孔121が複数形成されている。この反射防止フィルム製造用金型100は、その中空部分に不図示の軸等が取り付けられ、ロール状のスタンパとして2P法等に用いられる。
なお、本実施形態では、反射防止フィルム製造用金型100が、図1(a)のように円筒形状(パイプ状)であり、2P法等に用いられる例を挙げて説明するが、これに限らず、例えば、平板形状や、スリーブ状、フィルム状等としてもよいし、熱エンボス法等、他の製造方法に用いられるものとしてもよい。
(Embodiment of mold for manufacturing antireflection film)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
The
In the present embodiment, the anti-reflection
基材部110は、反射防止フィルム製造用金型100のベースとなる部材であり、賦形部120等を支持し、反射防止フィルム製造用金型100として用いることができる程度の自己支持性をする部材である。本実施形態の基材部110は、パイプ状(円筒形状)であり、その厚みは、3〜50mmの範囲とすることが好ましい。なお、基材部110の形状は、パイプ状に限らず、所望の反射防止フィルム製造用金型100の形状に合わせて、基材部110も、スリーブ状、平板形状、フィルム形状としてよい。
基材部110は、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金により形成されている。基材部110の材料として使用されるアルミニウム合金は、アルミニウムを97wt%以上含有するものであり、特に、アルミニウムを98wt%含有するものが好ましい。また、このアルミニウム合金は、アルミニウムを、亜鉛やニッケル等と合金にしたものが好ましく、例えば、マグネシウム、モリブデン、亜鉛、ケイ素と及びこれらの混合物と合金にしたものが好ましい。
The
The
第1中間部130は、基材部110上(反射防止フィルム製造用金型100の厚み方向において基材部110と第2中間部140との間)に、所定の厚さで設けられている層状の部分である。
第1中間部130は、ニッケル又は銅の層(薄膜)であり、メッキ法により形成される。なお、第1中間部130は、メッキ法に限らず、例えば、スパッタ法や蒸着法等により形成してもよい。
第1中間部130の厚さは、0.5〜1000μmの範囲内が好ましく、5〜500μmの範囲内がより好ましい。第1中間部130の厚さが0.5μm未満の場合は、第1中間部130としての効果が大幅に低減されてしまう。また、第1中間部130の厚さが1000μmを超える場合は、第1中間部の内部の剥離が発生し、密着力が弱くなり、金型として樹脂を転写する際に基材部110から剥がれてしまう。あるいは、第1中間部130の内部で凝集破壊が起きてしまう。従って、第1中間部130の厚さは、上述の範囲内とすることが好ましい。
この第1中間部130は、後述の第2中間部140を形成する下地となる層であり、第1中間部130をニッケル又は銅によって形成することにより、第2中間部140と基材部110との密着性を高めることができる。特に、第1中間部130としてニッケルのメッキ層とする場合には、均一電着性に優れ、ピンホール等も少ないことから、基材部110の保護性が高いという効果を得られる。また、第1中間部130を銅のメッキ層とした場合にも、ニッケル層とした場合と同様の効果が得られる。
The first
The first
The thickness of the first
The first
第2中間部140は、第1中間部130上(反射防止フィルム製造用金型100の厚み方向において第1中間部130と第3中間部150との間)に、所定の厚さで設けられている層状の部分である。
第2中間部140は、クロムの層(薄膜)であり、メッキ法、特に、マイクロクラッククロムメッキ法(例えば、ヒーフ浴)により形成される。なお、第2中間部140は、上記メッキ法に限らず、例えば、マイクロポーラスクロムメッキ法により形成してもよい。
第2中間部140の厚さは5〜300μmの範囲内が好ましく、20〜60μmの範囲内がより好ましい。第2中間部140の厚さが5μm未満の場合は、研磨処理を行う場合、割れてしまい、はがれる場合がある。また第2中間部140の厚さが300μmを超える場合、クロムメッキ層内の応力が高くなり、第1中間部130から剥がれてしまうという問題がある。
The second
The second
The thickness of the second
この第2中間部140を、クロムによって形成することにより、基材部110の賦形部120が形成される側の面を容易に鏡面化し(表面粗さ0.2S以下。好ましくは0.1S以下)、さらにその平滑性を高めることができる。また、硬く、耐磨耗性があり、安価に形成できる。
また、第2中間部140のクロム層をマイクロクラッククロムメッキ法又はマイクロポーラスクロムメッキ法により形成することにより、後述の反射防止フィルム製造用金型100の製造工程の微細孔形成工程等において、第2中間部140と基材部110との間で生じるガルバニック反応(異種金属電位反応)による腐食電流の分散効果が得られ、ガルバニック反応による腐食を大幅に抑制することができる。
なお、第2中間部140のクロム層をマイクロクラッククロムメッキで形成した場合には、その層に、非常に微細なクラック(割れ)が多数分散されて形成されている(クラック数250本/cm以上、好ましくはクラック数1600本/cm程度)。また、第2中間部140のクロム層をマイクロポーラスクロムメッキで形成した場合には、その層に、非常に微小な孔(マイクロポア)が多数分散されて形成されている(1cm2辺り2000〜400000個程度)。しかし、このようなクラックや穴は非常に小さく、鏡面化に影響及ぼさない。
By forming the second
In addition, by forming the chromium layer of the second
When the chromium layer of the second
第3中間部150は、反射防止フィルム製造用金型100の厚み方向において、第2中間部140と賦形部120との間に、所定の厚さで設けられている層状の部分である。
第3中間部150は、酸化タンタル(Ta2O5:五酸化タンタル)又は酸化ケイ素(一酸化ケイ素(SiO),二酸化ケイ素(SiO2)、及びこれらの混合物)の層であり、スパッタ法により形成されている。なお、第3中間部150は、上記の酸化タンタルや酸化ケイ素に限らず、例えば、酸化チタン(TiO2、Ti3O5)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化錫(SnO2)、酸化アルミニウム(Al203)、酸化クロム(Cr2O3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、酸化インジウム(In2O3)、酸化亜鉛(ZnO、ZnO2)のような金属酸化物、TiC、SiC、BC、WCのような炭化物、TiN、SiN、CrN、BN、AIN、CN、ZrNのような窒化物、フッ化バリウム(BaF2)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化マグネシウム(MgO)、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)、グラッシーカーボン等により形成してもよいし、蒸着法、メッキ法等によっても形成可能である。
The third
The third
第3中間部150の厚さは、50〜2000nmの範囲内が好ましく、100〜1000nmの範囲内がより好ましい。第3中間部150の厚さが50nm未満の場合は、第3中間部150としてもの効果が大幅に低減されてしまう。第3中間部150の厚さが2000nmを超える場合は、第3中間部150の内部で剥離が発生し、密着力が弱くなり、金型として樹脂を転写する際に剥がれてしまう。
この第3中間部150を設けることにより、第3中間部150が絶縁層の機能を果たし、後述の反射防止フィルム製造用金型100の製造工程においける微細孔形成工程等において、第2中間部140と賦形部120との間で生じるガルバニック反応(異種金属電位反応)を大幅に抑制することができる。また、第3中間部150を設けることにより、基材部110の表面にある径10〜20μmの孔(ピット)や研削(研磨)により生じる研削痕(研磨スジ)等の影響を低減でき、賦形部120の微細孔121の精度や形状の均一性を向上させ、反射防止フィルム製造用金型100全体としての表面の凹凸(うねり)を低減することができる。
The thickness of the third
By providing the third
賦形部120は、第3中間部150上に形成される部分であり、その表面(基材部110とは反対側の面)に、反射防止フィルム10のモスアイ構造(微細凹凸形状)を賦形する微細孔121が複数形成されている。
この賦形部120は、アルミニウムにより形成された層状の部分である。この賦形部120は、その厚み方向において微細孔121が形成されている部分は、アルミニウム酸化皮膜となっている。このアルミニウム酸化皮膜は、賦形部120(アルミニウム層)の表面が陽極酸化されて形成されている。
賦形部120を形成するアルミニウム層は、その表面に所望の微細孔121を形成することが可能であれば特に限定されるものではない。本実施形態の賦形部120は、スパッタ法により形成されるが、これに限らず、例えば、蒸着法、メッキ法等により形成してもよい。
The shaping
The shaped
The aluminum layer forming the
賦形部120は、所望の微細孔121を形成することが可能な十分な厚みを有しており、具体的には、0.2〜2μmの範囲内であり、0.5〜1μmの範囲内であることが好ましい。
なお、賦形部120の厚みが上記範囲より薄い場合は、所望の形状及び寸法の微細孔121を形成することが困難となる可能性がある。また、賦形部120の厚みが上記範囲より厚い場合は、アルミニウム層の形成に時間がかかり、製造コストも高くなる。従って、賦形部120の厚みは、上記範囲内とすることが好ましい。
The
In addition, when the thickness of the shaping
微細孔121は、賦形部120の表面に複数形成され、可視光領域の波長以下の周期で配列された微細な凹状の有底孔である。微細孔121は、図1(c)に示すように、開口部121aと、底部121bと、側面121cとを備える。微細孔121は、ランダムに配置されてもよいし、所定の方向に配列されていてもよい。
この微細孔121の形状は、所望の反射防止機能を有する反射防止フィルム10のモスアイ構造を賦形可能な形状であれば、特に限定されるものではないが、反射防止フィルムとしての光学的な特性や、製造の際の簡便さを考慮すると、所定の深さのテーパー形状を有することが好ましい。
A plurality of the
The shape of the
微細孔121は、図1(c)に示すように、賦形部120表面の開口部121aから基材部110側の底部121bへ向かって次第にその開口径が狭まった形状である。
本実施形態の微細孔121は、賦形部120の厚み方向に平行な断面の断面形状が略釣鐘形状であり、その側面121cがゆるやかな凸曲面となっており、賦形部120の厚み方向から見た微細孔121の開口部121aの形状が、略円形状であり、底部121bが球面状である。
なお、微細孔121の賦形部120の厚み方向に平行な断面の断面形状は、例えば、略三角形形状としてもよいし、略台形形状としてもよいし、五角形状等の多角形形状としてもよいし、放物線状やカテナリー曲線状等としてもよいし、多角形状や曲線等を適宜組み合わせた形状としてもよい。また、賦形部120の厚み方向から見た微細孔121の開口部121aの形状は、例えば、楕円形状としてもよいし、多角形形状等としてもよい。さらに、微細孔121の底部121bの形状は、尖端形状であってもよいし、凸曲面状や球形状であってもよい。本実施形態では、微細孔121の底部121bは基材部110側に凸となる球面状となっている。このような形状とすることにより、樹脂の入り込みが均一になりやすく、形状のばらつきが少なくなる。
As shown in FIG. 1C, the
In the
In addition, the cross-sectional shape of the cross section parallel to the thickness direction of the shaping
図1(c)に示す断面において、微細孔121の開口部121aにおいて、側面121cが開口部121aに平行な面(図1(c)に破線で示す面S)に対してなす角度をθとする。なお、本実施形態のように、微細孔121の側面121cが緩やかな凸曲面状となっている場合は、図1(c)に示す断面において、微細孔121の開口部121aの外周上の点と、微細孔121における側面121cのテーパー形状の最深部となる点を最短距離となるように選択して結んだ直線がシート面に対してなす角度とする。テーパー形状の最深部とは、その側面121cと底部121bとの境界となる点であり、側面121cの曲率が大きく変化し始める点である。
In the cross section shown in FIG. 1C, in the
この角度θは、テーパー角度という。このテーパー角度θの値は、本明細書では、反射防止フィルム製造用金型100の縦断面(厚み方向に平行な断面)を電子顕微鏡等により観察して任意の10個の微細孔121のテーパー角度を測定した測定値の平均値とする。テーパー角度θは、50°〜87°の範囲内であることが好ましく、55°〜85°の範囲内であることがより好ましく、55°〜82°の範囲内であることがさらに好ましい。
テーパー角度θが上記範囲よりも大きいと、微細孔121の側面がシート面に対して垂直に近い形状になり。反射防止フィルム10を製造する際に、微細孔に樹脂が入り込みにくくなったり、離型の際に微細孔から樹脂が抜けにくくなったりする。一方、テーパー角度θが上記範囲よりも小さいと、この金型により賦形される得られる反射防止フィルム10のモスアイ構造による反射防止機能が不十分となったりする。従って、テーパー角度θは、上記の範囲とすることが好ましい。
This angle θ is called a taper angle. In this specification, the value of the taper angle θ is determined by observing the longitudinal section (cross section parallel to the thickness direction) of the antireflection
When the taper angle θ is larger than the above range, the side surface of the
ここで、図1(c)に示すように、微細孔121の開口部121aの径をR、微細孔121の配列ピッチ(周期)をP、賦形部120の表面における微細孔121間の距離(間隔)をd、微細孔121の深さをQとする。
微細孔121の開口部121aの径Rは、5〜500nmの範囲内であることが好ましく、50〜250nmの範囲内であることがより好ましい。径Rが5nm未満の場合、この微細孔121によって賦形される反射防止フィルム10のモスアイ構造において、隣り合う凸部13(図3(b)参照)の間の寸法が大きくなる傾向を有するため、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。また、径Rが500nmを超える場合、凸部13の先端が大きくなる傾向を有し、反射防止フィルム10の反射防止性能が悪くなる。従って、開口部121aの径Rは、上記範囲とすることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 1C, the diameter of the
The diameter R of the
周期Pは、この反射防止フィルム製造用金型100を用いて製造される反射防止フィルム10のモスアイ構造による反射率の波長依存性、さらには、斜めから観察したときの反射特性に影響を及ぼす。この周期Pは、長くなるほど可視光領域の短波長側の光に対する反射率が増加する傾向を有する。また、周期Pは、長くなるほど、反射防止フィルムに斜め方向から入射してくる光の反射が大きくなり、ヘイズ(HAZE)が高くなる(白っぽく見える)。一方、周期Pが60nm未満の場合には、後述する孔形成工程での陽極酸化条件の管理が難しく、孔同士がくっつき、いびつな孔を形成しやすくなる。孔同士がくっつくと、ピッチが大きくなった状態になるため、上記のような可視光領域の短波長側の光に対する反射率が増加する傾向を有し、また、反射フィルムに斜め方向から入射してくる光の反射が大きくなり、ヘイズ(HAZE)が高くなる(白っぽく見える)。
従って、周期Pは、60〜400nmの範囲内であることが好ましく、80〜300nmの範囲内であることがより好ましい。
The period P affects the wavelength dependence of the reflectance due to the moth-eye structure of the
Therefore, the period P is preferably in the range of 60 to 400 nm, and more preferably in the range of 80 to 300 nm.
間隔dは、この反射防止フィルム製造用金型100を用いて製造される反射防止フィルムにおいて、モスアイ構造による可視光の全波長領域における反射率に影響を与える。間隔dは、大きくなるほど可視光の全波長領域における反射率が増加する傾向を有し、狭くなるほど可視光の全波長領域において反射率が低下する傾向を有する。
従って、間隔dは、0〜100nmの範囲内であることが好ましく、5〜80nmの範囲内であることがより好ましい。
The distance d affects the reflectance in the entire wavelength region of visible light by the moth-eye structure in the antireflection film manufactured using the
Therefore, the distance d is preferably in the range of 0 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 80 nm.
深さQは、この反射防止フィルム製造用金型100を用いて製造される反射防止フィルムの、モスアイ構造による反射率の波長依存性に影響を及ぼす。深さQは、深くなるほど反射率を低くなる作用を有し、浅くなるほど長波長側の反射率が増加させる作用を有する。従って、深さQは、60〜2000nmの範囲内であることが好ましく、100〜800nmの範囲内であることがより好ましい。
また、深さQのばらつきは、100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。深さQのばらつきが上記範囲よりも大きいと、反射防止フィルム製造用金型100を用いて形成されるモスアイ構造が不均一となり、反射防止フィルム10の反射防止機能にムラが生じる場合がある。
The depth Q affects the wavelength dependence of the reflectance due to the moth-eye structure of the antireflection film manufactured using the
Further, the variation in the depth Q is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and further preferably 10 nm or less. If the variation in the depth Q is larger than the above range, the moth-eye structure formed using the antireflection
なお、本明細書において、上述の微細孔121の開口部の径R、周期P、間隔d、深さQは、すべての微細孔121において均一であることが好ましいが、均一でない場合は、賦形部120の厚み方向に平行な断面(縦断面)を電子顕微鏡により観察して微細孔121の10個分(又は10箇所)の各寸法を測定して算出した平均値とする。また、深さQのばらつきとは、微細孔121の縦断面を電子顕微鏡により観察し、任意の10個の微細孔121の深さを測定し、その測定値の最大値と最小値との差をいう。
In the present specification, the diameter R, the period P, the interval d, and the depth Q of the openings of the
さらに、反射防止フィルム製造用金型100においては、隣接する微細孔121の開口部121aの表面(図1(c)に破線で示す平面S)同士の段差(以下、小さいうねりと称する。)が、150nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましく、80nm以下であることがさらに好ましい。この小さいうねりが150nmを超えると、この反射防止フィルム製造用金型を用いて形成される反射防止フィルムの表面の傷として目視できるようになり、反射防止機能が不均一になる。
Furthermore, in the
また、反射防止フィルム製造用金型100においては、100μm以上離れた微細孔121の開口部121aの表面同士の段差(以下、大きいうねりと称する。)が、10μm以下であることが好ましく、2μm以下であることがより好ましい。100μm以上離れた2点において、大きいうねりが10μm以下であれば、この反射防止フィルム製造用金型を用いて形成される反射防止フィルムのモスアイ構造による反射防止機能に影響を与えず、かつ、そのような大きなうねりが目視してもわからない(ごまかされる)ためである。
Further, in the anti-reflection
(実施形態の反射防止フィルム製造金型の製造方法)
図2は、本実施形態の反射防止フィルム製造用金型100の製造方法を説明する図である。
本実施形態の反射防止フィルム製造用金型100を製造する製造方法は、基材部準備工程と、第1中間部形成工程と、第2中間部形成工程と、第3中間部形成工程と、アルミニウム層形成工程と、微細孔形成工程とを備えている。この微細孔形成工程は、陽極酸化工程と、第1エッチング工程と、第2エッチング工程とを有し、これらの工程を順次繰り返し実施する。以下において、各工程について図2を参照しながら説明する。
(Manufacturing method of antireflection film manufacturing mold of embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing the antireflection
The manufacturing method for manufacturing the antireflection
まず、図2(a)に示すように、まず、基材部110を用意し、その表面110a(アルミニウム層が形成される面)を研削(研磨)して鏡面化し、表面110aの平滑性を向上させる基材部準備工程を行う。本実施形態のようなパイプ状の基材部110を用いる場合は、所定の厚さで押し出し成形等によって形成されたものを用いることができる。基材部110は、その外周面を所定の研削具等によって研削(研磨)する。
First, as shown in FIG. 2A, first, the
次に、図2(b)に示すように、基材部110の表面110aに、所定の厚さで第1中間部130を形成する第1中間部形成工程を行う。本実施形態の第1中間部130は、ニッケル又は銅の層(薄膜)であり、メッキ法により形成される。なお、第1中間部130は、前述のように、蒸着法やスパッタ法等により形成してもよい。
次に、図2(c)に示すように、第1中間部130の表面130a(基材部110とは反対側の面)に、所定の厚さで第2中間部140を形成する第2中間部形成工程を行う。本実施形態の第2中間部140は、クロムにより形成される層(薄膜)であり、マイクロクラッククロムメッキ法(例えば、サーフ浴)により形成される。なお、第2中間部140は、前述のように、マイクロポーラスクロムメッキ法により、形成してもよい。
このように、第2中間部140をクロム層によって形成することにより、第2中間部140の表面140aが平滑化、鏡面化される。
Next, as shown in FIG. 2B, a first intermediate portion forming step is performed in which the first
Next, as shown in FIG. 2C, a second
Thus, the
次に、図2(d)に示すように、第2中間部140の表面140a(第1中間部130とは反対側の面)に、所定の厚さで第3中間部150を形成する第3中間部形成工程を行う。本実施形態の第3中間部150は、酸化タンタル(Ta2O5)の層(薄膜)であり、スパッタ法により形成されるが、これに限らず、例えば、蒸着法やメッキ法等により形成してもよい。なお、第3中間部150は、酸化ケイ素の層としてもよい。
次に、図2(e)に示すように、第3中間部150の表面150a(第2中間部140とは反対側の面)に、所定の厚さで賦形部120となるアルミニウム層120Aを形成するアルミニウム層形成工程を行う。このアルミニウム層120Aは、スパッタ法により形成されるが、これに限らず、例えば、蒸着法やメッキ法等により形成してもよい。
基材部110、第1中間部130、第2中間部140、第3中間部150、アルミニウム層120Aが一体に積層されて、金属基体100Aとなる。
Next, as shown in FIG. 2D, the third
Next, as shown in FIG. 2 (e), an
The
次に、図2(f)〜(h)に示すように、金属基体100Aの表面(アルミニウム層120Aの表面120a)に複数の微細孔121を形成し、賦形部120を形成する微細孔形成工程を行う。
まず、金属基体100Aを所定の電解液中において、アルミニウム層120Aの表面120aを陽極酸化し、図2(f)に示すように、その表面に複数の微小な孔hを有するアルミニウム酸化皮膜120Bを形成する陽極酸化工程を行う。
この陽極酸化工程では、酸性の電解液が用いられることが好ましい。酸性の電解液を用いることにより、アルミニウム層120Aの表面に微小な孔hをランダムな位置に複数形成することができる。酸性の電解液は、例えば、硫酸水溶液、シュウ酸水溶液、リン酸水溶液及びこれらの混合液等を用いることができる。本実施形態では、シュウ酸水溶液を用いている。
Next, as shown in FIGS. 2 (f) to 2 (h), a plurality of
First, the
In this anodizing step, an acidic electrolyte is preferably used. By using an acidic electrolytic solution, a plurality of minute holes h can be formed at random positions on the surface of the
電解液の濃度は、0.01〜1.0mol/Lの範囲内が好ましく、より好ましくは、0.03〜0.5mol/Lの範囲内である。また、電解液の温度は、5〜40℃の範囲内、よりこの好ましくは8〜25℃の範囲内である。印加電圧は、150V以下、好ましくは100V以下である。
この陽極酸化工程において形成される微小な孔hの深さや配列態様は、陽極酸化に用いる電解液の液性等に依存する。なお、電解液としては、上述のように、酸性の電解液であることが好ましいが、形成したい微細孔121の形状等各種条件によっては、中性の電解液を用いてもよい。
The concentration of the electrolytic solution is preferably within a range of 0.01 to 1.0 mol / L, and more preferably within a range of 0.03 to 0.5 mol / L. Moreover, the temperature of electrolyte solution exists in the range of 5-40 degreeC, More preferably, it exists in the range of 8-25 degreeC. The applied voltage is 150V or less, preferably 100V or less.
The depth and arrangement of the minute holes h formed in this anodizing step depend on the liquidity of the electrolyte used for anodizing. As described above, the electrolytic solution is preferably an acidic electrolytic solution, but a neutral electrolytic solution may be used depending on various conditions such as the shape of the
本工程における陽極酸化時間は、電解液の特性等に応じて適宜設定され、アルミニウム層120Aの表面に所望の形状の複数の微小な孔hを有するアルミニウム酸化皮膜120Bを形成することができれば特に限定しない。
この陽極酸化工程では、アルミニウム層120Aの表面が酸化されてアルミニウム酸化皮膜120Bが形成され、かつ、このアルミニウム酸化皮膜120Bに、ポーラス状の略円柱形状の微小な孔hが形成される。この孔hは、賦形部120の微細孔121に比べて、その開口部の径や深さ等が小さい。
なお、この陽極酸化工程により形成されるアルミニウム酸化皮膜120Bの厚みは、微小な孔hを形成することができる程度であれば、特に限定しない。
The anodic oxidation time in this step is appropriately set according to the characteristics of the electrolytic solution, and is particularly limited as long as the
In this anodic oxidation process, the surface of the
The thickness of the
次に、図2(g)に示すように、陽極酸化工程によって形成されたアルミニウム酸化皮膜120Bをエッチングし、孔hの開口部にテーパー形状を形成する第1エッチング工程を行う。
アルミニウム酸化皮膜120Bに形成される孔hは、エッチング液により化学的溶解を受けるとき、内部(すなわち、孔hの底部側(基材部110側))に比べ、外部(すなわち、孔hの開口部側)の方が、エッチング液による溶解の影響が大きくなる。これは、孔hの内部に浸入したエッチング液の交換速度が外部(孔hの開口部近傍)のエッチング液の交換速度よりも遅いためである。この結果、孔hの開口部近傍の方が底部よりもエッチングされる量が多くなり、孔hは、その開口部側がテーパー状となり、開口部側の径が広く、底部側の径が小さくなる。
Next, as shown in FIG. 2G, a first etching process is performed in which the
When the hole h formed in the
本実施形態の第1エッチング工程におけるエッチング方法としては、酸性エッチング法を用いている。しかし、これに限らず、例えば、アルカリエッチング法、電解エッチング法等を用いてもよい。なお、アルカリエッチング法は、光沢や表面粗度等が大きく、エッチング面を一定の状態に維持することが難しく、遊離アルカリ濃度や浴中の溶存金属成分を常に一定範囲に管理すること等が要求されるため、本実施形態では、濃度管理等が行いやすい酸性エッチング法を用いている。 An acidic etching method is used as an etching method in the first etching step of the present embodiment. However, the present invention is not limited to this, and for example, an alkali etching method, an electrolytic etching method, or the like may be used. The alkali etching method has high gloss, surface roughness, etc., and it is difficult to maintain the etching surface in a certain state, and it is required to always maintain the free alkali concentration and the dissolved metal component in the bath within a certain range. Therefore, in this embodiment, an acidic etching method that facilitates concentration management and the like is used.
この第1エッチング工程は、前述の陽極酸化工程の直後に、陽極酸化工程で用いられた電解液中で行われる。従って、第1エッチング工程におけるエッチング液は、陽極酸化工程で用いられた電解液である。これにより、第1エッチング工程に用いるエッチング液を別途用意する必要がなく、生産コストを抑え、かつ、容易に孔hにテーパー形状を形成できる。なお、取り扱いや管理が容易に行えるという観点等から、このエッチング液(電解液)としては、シュウ酸水溶液を用いることが好ましく、本実施形態では、シュウ酸水溶液を用いている。なお、これに限らず、第1エッチング工程のエッチング液としては、硫酸水溶液、シュウ酸水溶液、リン酸水溶液、及びこれらの混合液等の酸性電解液を用いてもよい。
陽極酸化工程の直後に、陽極酸化工程で用いられた電解液中で第1エッチング工程を行う時間、すなわち、陽極酸化工程により、複数の微小な孔hを有するアルミニウム酸化皮膜120Bがアルミニウム層120Aの表面に形成された金属基体100Aを、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は、例えば、5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、30秒以上であることがさらに好ましい。この第1エッチング工程を行う時間は、所望する微細孔121のテーパー形状によって、適宜調整可能である。
This first etching step is performed in the electrolytic solution used in the anodizing step immediately after the above-described anodizing step. Therefore, the etching solution in the first etching step is the electrolytic solution used in the anodic oxidation step. Accordingly, it is not necessary to separately prepare an etchant used for the first etching process, and the production cost can be reduced and the tapered shape can be easily formed in the hole h. In view of easy handling and management, an oxalic acid aqueous solution is preferably used as the etching solution (electrolytic solution). In this embodiment, an oxalic acid aqueous solution is used. However, the present invention is not limited to this, and an acidic electrolyte such as a sulfuric acid aqueous solution, an oxalic acid aqueous solution, a phosphoric acid aqueous solution, or a mixed solution thereof may be used as the etching solution in the first etching step.
Immediately after the anodic oxidation step, the time for performing the first etching step in the electrolyte used in the anodic oxidation step, that is, the anodic oxidation step, the
次に、図2(h)に示すように、孔hの径を拡大する第2エッチング工程を行う。
この第2エッチング工程では、金属基体100Aを、第2エッチング工程用のエッチング液中おいて、アルミニウム酸化皮膜120B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、孔hの径を均等に広げる。
上述のように、第2エッチング工程は、第1エッチング工程よりもエッチングレートが高いため、エッチング速度が速くなり、孔hの底部と開口部といった場所によるエッチング液の交換速度の差が小さくなる。これにより、第2エッチング工程では、エッチングによって、孔hの開口部等にテーパー形状が形成されず、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hの径を、その孔における場所によらず、全体的に均等に大きくする。
Next, as shown in FIG. 2 (h), a second etching step for enlarging the diameter of the hole h is performed.
In the second etching step, the
As described above, since the second etching step has a higher etching rate than the first etching step, the etching rate is increased, and the difference in the etching solution exchange rate depending on the location such as the bottom and the opening of the hole h is reduced. Thus, in the second etching step, the tapered shape is not formed in the opening of the hole h or the like by the etching, and the diameter of the hole h having the tapered shape formed in the first etching step depends on the location in the hole. Rather, it should be evenly enlarged as a whole.
第2エッチング工程でのエッチングレートは、第1エッチング工程のエッチングレートに対して、1.2倍以上であることが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましく、2.0倍以上であることがさらに好ましい。なお、第2エッチング工程でのエッチングレートが第1エッチング工程のエッチングレートの1.2倍未満では、十分に孔hの径を拡大させる効果が少なくなり、所望の形状の微細孔121が得られない。
第2エッチング工程で用いられるエッチング液としては、取り扱いや管理の面から、リン酸水溶液が好ましい。本実施形態では、リン酸水溶液を用いている。
なお、第2エッチング工程で用いられるエッチング液としては、これに限らず、例えば、硫酸水溶液、シュウ酸水溶液、リン酸水溶液、クロム酸水溶液、リン酸クロム水溶液等の酸性水溶液、及びこれらの混合液や、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を用いることができる。
The etching rate in the second etching step is preferably 1.2 times or more, more preferably 1.5 times or more, and 2.0 times or more that of the first etching step. More preferably it is. If the etching rate in the second etching step is less than 1.2 times the etching rate in the first etching step, the effect of sufficiently expanding the diameter of the hole h is reduced, and a
The etching solution used in the second etching step is preferably an aqueous phosphoric acid solution from the viewpoint of handling and management. In this embodiment, an aqueous phosphoric acid solution is used.
Note that the etchant used in the second etching step is not limited to this. For example, an acidic aqueous solution such as a sulfuric acid aqueous solution, an oxalic acid aqueous solution, a phosphoric acid aqueous solution, a chromic acid aqueous solution, or a chromium phosphate aqueous solution, and a mixture thereof. Alternatively, an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide can be used.
また、第2エッチング工程でのエッチング液の濃度は、例えば、0.005〜3.0Mの範囲内であることが好ましく、0.01〜2.0Mの範囲内であることがより好ましいが、エッチング液の種類等によって適宜調整してよい。第2エッチング工程の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皮膜をすべて除去してしまう場合がある。また、第2エッチング工程の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。 In addition, the concentration of the etchant in the second etching step is preferably in the range of 0.005 to 3.0M, and more preferably in the range of 0.01 to 2.0M, You may adjust suitably according to the kind etc. of etching liquid. If the concentration of the etchant in the second etching step is higher than the above range, the aluminum oxide film may be completely removed by the second etching step. Moreover, when the density | concentration of the etching liquid of a 2nd etching process is lower than the said range, the etching rate of a 2nd etching process will fall and sufficient hole diameter expansion process cannot be performed.
第2エッチング工程でのエッチング時間(第2エッチング工程用のエッチング液に浸す時間)は、例えば、1〜60分間の範囲内であることが好ましく、2〜30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皮膜120Bを除去してしまい、孔hと孔hとの間の壁が薄くなって強度が弱くなり、金型とした場合に樹脂が微細孔121入り込むと破損してしまう場合がある。一方、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、孔hの径を十分に拡大することができず、微細孔121としての所望の形状が得られない。従って、上記の時間範囲内が好ましい。
なお、この時間は、エッチング液の特性等に応じて適宜調整してよい。
The etching time in the second etching step (the time for dipping in the etching solution for the second etching step) is, for example, preferably in the range of 1 to 60 minutes, and more preferably in the range of 2 to 30 minutes. preferable.
If the etching time of the second etching step is longer than the above range, the
This time may be adjusted as appropriate according to the characteristics of the etching solution.
微細孔形成工程は、陽極酸化工程(図2(f)参照)と、第1エッチング工程(図2(g)参照)と、第2エッチング工程(図2(h)参照)とを順次繰り返し実施する。これらの工程は、反射防止フィルム製造用金型100として用いることが可能な程度に均一かつ所望の形状の微細孔121ができるまで、複数回繰り返して行われる。なお、この微細孔形成工程は、所望の微細孔121が形成されれば、陽極酸化工程で終わってもよく、第1エッチング工程で終わってもよい。
In the micropore forming process, an anodic oxidation process (see FIG. 2F), a first etching process (see FIG. 2G), and a second etching process (see FIG. 2H) are sequentially repeated. To do. These steps are repeated a plurality of times until the
上述の微細孔形成工程を行い、賦形部120に所望の微細孔121を形成した後、必要に応じて、例えば、離型処理工程、水洗工程、乾燥工程等を行ってもよい。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100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ので、ここでの説明は省略する。
これらの工程を行うことにより、図2(i)に示すように、反射防止フィルム製造用金型100が形成される。
なお、本実施形態のように、基材部110が軸を有しないパイプ状である場合には、通常、微細孔層形成工程後に、基材部110に軸付けを行う軸付け工程が行われる。なお、軸付け工程については、一般的な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。
また、基材部110の形状がスリーブ状である場合は、通常、微細孔層形成工程後に、嵌合用軸付きロールにスリーブを嵌合する嵌合工程が行われる。嵌合工程に用いられる嵌合方法としては、例えば、圧入方式、焼嵌め方式、冷嵌め方式、圧空交換方式等を用いることができ、特に、圧空交換方式を用いることが好ましい。嵌合方法に関しては、一般的な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。
After performing the above-mentioned micropore formation process and forming the desired
By performing these steps, the antireflection
In addition, when the
Moreover, when the shape of the
(実施例1)
本実施形態の実施例1として、以下のような反射防止フィルム製造用金型100を作製した。
基材部110として、アルミニウム合金(材質6063 日本軽金属株式会社)製であり、外径300mm、内径280mm、厚さ10mm、幅1400mmのパイプ状の部材を作製し、その外周面を研削した。
この基材部110の外周面に、厚さ10μmのニッケル層をメッキ法により形成して第1中間部130とし、第1中間部130上に、厚さ50μmのクロム層をマイクロクラッククロムメッキ法(クラック数500本/cm)により形成し、第2中間部140とした。このような第2中間部140を形成することにより、その表面は、鏡面化されている(表面粗さ0.15S)。
そして、第2中間部140の上に、厚さ約500nmの酸化タンタル層をスパッタ法により形成して第3中間部150とし、さらのこの第3中間部150(酸化タンタル層)上に、厚さ約1μmのアルミニウム層をスパッタ法により形成し、金属基体100Aとした。
そして、この金属基体100Aのアルミニウム層120Aの表面に上述の微細孔形成工程を行い、複数の微細孔121を形成した。
Example 1
As Example 1 of this embodiment, the following
A pipe-shaped member made of an aluminum alloy (material 6063 Nippon Light Metal Co., Ltd.), having an outer diameter of 300 mm, an inner diameter of 280 mm, a thickness of 10 mm, and a width of 1400 mm was prepared as the
A nickel layer having a thickness of 10 μm is formed on the outer peripheral surface of the
Then, a tantalum oxide layer having a thickness of about 500 nm is formed on the second
And the above-mentioned fine hole formation process was performed in the surface of
微細孔121は、その深さQ=340nm、周期P=130nm、間隔d=5nm、テーパー角度θ=80°であり、図1(b)に示すような略釣鐘形状であった。
また、反射防止フィルム製造用金型200における小さいうねりは、20〜80nmであり、大きなうねりは、約1000nmであった。
この実施例1の反射防止フィルム製造用金型100には、不図示の水冷可能な軸が取りつけられ、この金型を用いて、2P法により、TACフィルムの基材層11上に、紫外線硬化型樹脂(アクリレート及び光開始剤)によりモスアイ構造層12を形成し、反射防止フィルム10を作製した。作製された反射防止フィルム10は、良好な反射防止機能を有し、斜め方向から見た場合にも光の散乱により局所的に白く見える部分が低減され、良好な反射防止効果が得られた。また、作製された反射防止フィルム10は、表面の耐擦傷性も良好であった。
The
Moreover, the small waviness in the mold 200 for manufacturing an antireflection film was 20 to 80 nm, and the large waviness was about 1000 nm.
The anti-reflective
(実施例2)
本実施形態の実施例2として、以下のような反射防止フィルム製造用金型100を作製した。
基材部110として、アルミニウム合金(材質5056 日本軽金属株式会社)製であり、外径300mm、内径280mm、厚さ10mm、幅1400mmのパイプ状の部材を作製し、その外周面を研削した。
この基材部110の外周面に、厚さ10μmの銅層をメッキ法により形成し、第1中間部130とし、第1中間部130上に、厚さ30μmのクロム層をマイクロクラッククロムメッキ法(クラック数1600本/cm)により形成し、第2中間部140とした。このような第2中間部140を形成することにより、その表面は、鏡面化されている(表面粗さ0.10S)。
そして、第2中間部140の上に、厚さ約1000nmの二酸化ケイ素層をスパッタ法により形成して第3中間部150とし、さらのこの第3中間部150(二酸化ケイ素層)上に、厚さ約1μmのアルミニウム層をスパッタ法により形成し、金属基体100Aとした。
そして、この金属基体100Aのアルミニウム層120Aの表面に上述の微細孔形成工程を行い、複数の微細孔121を形成した。
(Example 2)
As Example 2 of this embodiment, the following anti-reflection
A pipe-shaped member made of an aluminum alloy (material 5056 Nippon Light Metal Co., Ltd.), having an outer diameter of 300 mm, an inner diameter of 280 mm, a thickness of 10 mm, and a width of 1400 mm was prepared as the
A copper layer having a thickness of 10 μm is formed on the outer peripheral surface of the base 110 by a plating method to form a first
Then, a silicon dioxide layer having a thickness of about 1000 nm is formed on the second
And the above-mentioned fine hole formation process was performed in the surface of
微細孔121は、その深さQ=220nm、周期P=110nm、間隔d=5nm、テーパー角度θ=77°であり、図1(b)に示すような略釣鐘形状とした。
また、反射防止フィルム製造用金型100表面の小さいうねりは、10〜50nmであり、大きなうねりは、約100nmであった。
この実施例2の反射防止フィルム製造用金型100には、不図示の水冷可能な軸が取りつけられ、この金型を用いて、2P法により、TACフィルムの基材層11上に、紫外線硬化型樹脂(アクリレート及び光開始剤)によりモスアイ構造層12を形成し、反射防止フィルム10を作製した。作製された反射防止フィルム10は、良好な反射防止機能を有し、斜め方向から見た場合にも光の散乱により局所的に白く見える部分が低減され、良好な反射防止効果が得られた。また、作製された反射防止フィルム10は、表面の耐擦傷性も良好であった。
The
In addition, the small undulation of the surface of the
The anti-reflective
本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
従来の反射防止フィルム製造用金型のように、アルミニウム製の基材部の表面に陽極酸化によって微細孔を形成する場合、陽極酸化を行うために純度の高いアルミニウムを用いて基材部を形成する必要がある。そのため、基材部は、その硬度が低く、基材部表面に研削による筋状の研削痕(200μmピッチ程度で発生する1μm以下の凹凸)や、ピット(穴:径10〜20μm程度)等が生じており、平滑性が低い。このような研削痕やピットを有したまま作製された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のモスアイ構造を賦形すると、反射防止フィルムを斜めから見た場合に、光が拡散されて白く見える部分が生じるという外観不良を生じる。これは、研削痕やピットのために、金型の表面にうねりや凹部等が生じ、金型全体としての平滑性や微細孔の形状の均一性が低下し、形成される反射防止フィルムの表面にうねりが生じたり、モスアイ構造の表面の高さが不均一になったり、モスアイ構造の凸部の形状が不均一になったりすることに起因している。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
When micropores are formed by anodic oxidation on the surface of an aluminum base material, as in conventional antireflection film manufacturing molds, the base material is formed using high-purity aluminum to perform anodic oxidation. There is a need to. Therefore, the base material portion has low hardness, and the surface of the base material portion has streaky grinding marks (unevenness of 1 μm or less generated at a pitch of about 200 μm), pits (holes: diameter: about 10 to 20 μm), etc. Has occurred and the smoothness is low. When the moth-eye structure of the antireflection film is formed using the mold for producing the antireflection film produced with such grinding marks and pits, light is diffused when the antireflection film is viewed from an oblique direction. The appearance defect that the part which looks white is produced arises. This is because the grinding marks and pits cause undulations and recesses on the surface of the mold, which reduces the smoothness of the entire mold and the uniformity of the shape of the fine holes, and the surface of the antireflection film to be formed. This is caused by the occurrence of undulation, uneven surface height of the moth-eye structure, or uneven shape of the convex part of the moth-eye structure.
また、基材部表面の異常結晶粒によっても、微細孔の形状が不均一になり、結果として、反射防止フィルムのモスアイ構造の凸部の形状が不均一になる。特に、周方向に分割された成形型を用いて押し出し成形する等によりパイプ状に基材部を成形する場合には、基材部表面にウェルドライン(継ぎ目)が生じる。このウェルドラインは異常結晶粒が生じやすく、これが、微細孔の不均一性を生じ、結果として、前述のような反射防止フィルムの外観不良や反射防止機能の低下に繋がるという問題がある。
さらに、反射防止フィルムのモスアイ構造が不均一になると、反射防止フィルムの表面に負荷が掛かった場合に、均一な負荷分散ができなくなり、反射防止フィルムの耐擦傷性が低下する等の機械的強度が低下するという問題もあった。
Moreover, the shape of the micropores becomes nonuniform due to abnormal crystal grains on the surface of the base material portion, and as a result, the shape of the convex portion of the moth-eye structure of the antireflection film becomes nonuniform. In particular, when the base portion is formed into a pipe shape by extrusion molding using a molding die divided in the circumferential direction, a weld line (seam) is generated on the surface of the base portion. This weld line is likely to generate abnormal crystal grains, which causes non-uniformity of micropores, and as a result, there is a problem that it leads to the appearance failure of the antireflection film as described above and the antireflection function.
Furthermore, when the moth-eye structure of the antireflection film becomes non-uniform, when a load is applied to the surface of the antireflection film, the load cannot be evenly distributed, and the mechanical strength such as the scratch resistance of the antireflection film decreases. There was also a problem of lowering.
しかし、本実施形態によれば、基材部110がアルミニウム合金製であるので、アルミニウム製の基材部に比べて、硬質であり、研削痕が生じにくく、研削が容易である。また、第2中間部140をクロムのメッキ層とすることにより、アルミニウム層120A(賦形部120)を形成する下地となる表面が、より高精度な研削等の作業を行うことなく、容易に平滑化、鏡面化できる。さらに、基材部110と賦形部120との間に、第1〜第3中間部130,140,150を備えるので、基材部110表面の研削痕やピット等の凹凸の影響を大幅に低減できる。従って、反射防止フィルム製造用金型100全体としての表面のうねりが改善され、その平滑性を向上させることができる。さらに、基材部110は、アルミニウム合金製であるので、例えば、ニッケル等により基材部110を形成した場合に比べて、軽量化できる。
また、第2中間部140として、クロム層を備えているので、基材部110を保護し、耐磨耗性等を向上させることができる。さらに、第1中間部130として、ニッケル又は銅のメッキ層を備えているので、基材部と第2中間部140(クロム層)との密着性をさらに向上させ、安定化させることができる。
However, according to the present embodiment, since the
Moreover, since the chromium layer is provided as the 2nd
本実施形態では、第2中間部140が非アルミニウム系金属(アルミニウムを主成分としない金属)により形成されている。従って、仮に、第3中間部150を設けない場合には、第2中間部140上に賦形部120が形成され、異種金属が接触する形態となり、微細孔形成工程において電解液やエッチング液中においてガルバニック反応(異種金属電位反応)が生じる。このガルバニック反応により腐食が生じ、アルミニウム層(賦形部)が剥離したり、変色したりするという問題が生じる。また、ガルバニック反応により、水素や酸素等のガスが発生し、アルミニウム層にピンホールやムラが発生し、形成される微細孔の形状が不均一になるという問題がある。
しかし、本実施形態によれば、第3中間部150を備えているので、この第3中間部150が絶縁層の機能を果たし、ガルバニック反応を大幅に抑制することができ、賦形部120の剥離や変色等を大幅に低減でき、かつ、反射防止フィルム製造用金型を安定して製造できる。
In the present embodiment, the second
However, according to the present embodiment, since the third
また、本実施形態では、第2中間部140として、マイクロクラッククロムメッキ法により形成されたクロム層を備えているので、ガルバニック反応による基材部110の腐食を大幅に抑制できる。これは、以下のような理由による。第2中間部140をマイクロクラッククロムメッキ法により形成されたクロム層とすることにより、第2中間部140には、微小なクラック(割れ)が多数分散して形成された形態となる(例えば、クラック数500〜1600本/cm)。そのため、ガルバニック反応(異種金属電位反応)により生じる腐食電流が分散され、ガルバニック反応自体は生じているが、この反応による基材部110の腐食等が抑制される。従って、ガルバニック反応に起因した腐食による第1中間部130及び第2中間部140の局所的な剥離(ひいては、賦形部120等の剥離)を抑制することができ、かつ、反射防止フィルム製造用金型を安定して製造できる。
Moreover, in this embodiment, since the chromium layer formed by the micro crack chrome plating method is provided as the 2nd
その上、第1〜第3中間部130,140,150を備えているので、アルミニウム層120Aのスパッタのムラ等によるボイド(深い孔)を大幅に抑制でき、このボイドによる微細孔121の不均一性を改善し、反射防止フィルムの外観不良や反射防止性能の低下を大幅に改善できる。
また、第1〜第3中間部130,140,150を設けることで、研削痕(研磨すじ)や、ピット、スパッタのムラ等によるボイド(深い孔)の抑制が可能となり、微細孔121の形状の均一性を向上させ、金型全体としての表面の凹凸(うねり)を低減することができる。これにより、例えば、反射防止フィルムの法線方向に対して30度をなす斜め方向等から反射防止フィルムを見た場合等に、部分的に白く見えるという外観不良を改善し、反射防止フィルムの性能を向上させることができる。また、モスアイ構造の均一性が向上することで、反射防止フィルムの表面に負荷が掛かった場合に、均一な負荷分散ができるようになり、反射防止フィルムの耐擦傷性等の機械的強度が安定する。
In addition, since the first to third
Further, by providing the first to third
また、基材部110の表面を研削する場合に用いられた研削油の一部が浮き出し(ブリード)、アルミニウム層(賦形部)の剥離を生じさせる場合があるが、本実施形態によれば、第3中間部150を設けているので、そのような研削油の浮き出しによる賦形部120の部分的な剥離等を低減することができ、基材部110と賦形部120との密着性を高めることができる。特に、第3中間部150は、酸化ケイ素あるいは酸化タンタルにより形成されているので、研削油の浮き出しに対する腐食性がなく、また、酸化物であるために、金属との腐食反応が起きないため、密着性が安定する。また、酸化ケイ素や酸化タンタルは、比較的入手がしやすく、加工も容易であるため、このような第3中間部150を設けることにより、生産性にも品質にも優れたものとすることができる。
さらに、本実施形態によれば、微細孔形成工程により微細孔121を形成するので、テーパー形状を有する微細孔121を高精度で均一に、かつ、容易に作製できる。従って、高精細かつ形状が均一な反射防止フィルム製造用金型を容易に製造できる。
In addition, a part of the grinding oil used when grinding the surface of the
Furthermore, according to this embodiment, since the
よって、本実施形態によれば、反射防止フィルム製造用金型100に形成される微細孔121の形状の均一性や精度を向上させ、かつ、反射防止フィルム製造用金型100全体としての表面のうねり(凹凸)を低減でき、賦形部120と基材部110との密着性も高めることができ、良好な反射防止フィルム製造用金型とすることができる。また、このような良好な反射防止フィルム製造用金型100を容易かつ安価に、安定して作製することができる。そして、本実施形態の反射防止フィルム製造用金型100によれば、モスアイ構造が高精細であり、均一性が高く、斜めから見た場合に部分的に白く見える等の外観不良や反射防止機能の低下が大幅に改善された良好な反射防止フィルムを製造できる。
Therefore, according to the present embodiment, the uniformity and accuracy of the shape of the
(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態において、基材部110は、パイプ状である例を示したが、これに限らず、例えば、スリーブ状(厚さ約300μm以下)や平板状等としてもよい。スリーブ状とした場合には、厚みが薄いため、パイプ状やロール状(円柱形状)のものに比べて軽量であり、取扱いが容易となる。
(Deformation)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, although the
(2)本実施形態において、微細孔121の底部121bは、基材部110側に凸となる球面状である例を示したが、これに限らず、例えば、平面形状であってもよいし、一部尖っている形状や、うねり等がある形状としてもよい。また、底部121bの最深部は、微細孔121の開口部121aから見てその中心にある必要はなく、中心からずれていても性能には変化はない。なお、モスアイ構造の凸部13としては、その頂部が平面状ではない方が反射防止効果の観点から好ましいため、微細孔121の底部121bを平面状とする場合には、凸部13の頂部が平面状とならなうように、微細孔121への樹脂の充填率を適宜調整することが好ましい。
(2) In the present embodiment, the bottom 121b of the
(3)本実施形態において、反射防止フィルム製造用金型100は、基材部110の第1中間部130とは反対側に樹脂製の支持基体等を配置してもよい。また、反射防止フィルム製造用金型100の賦形部120は、その微細孔121が形成された凹凸形状の表面に、離型層等を設けてもよい。
(3) In the present embodiment, the antireflection
(4)各実施形態において、陽極酸化工程、第1エッチング工程、第2エッチング工程の各工程の前後には洗浄工程を入れてもよい。洗浄工程を入れることで、付着した異物の除去、エッチング反応の収束も可能となり、品質を安定化させることができる。 (4) In each embodiment, a cleaning process may be inserted before and after each process of the anodic oxidation process, the first etching process, and the second etching process. By including a cleaning step, it is possible to remove the attached foreign matter and converge the etching reaction, and the quality can be stabilized.
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態や変形形態によって限定されることはない。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the above-described embodiments and modifications.
10 反射フィルム
11 基材層
12 モスアイ構造層
100 反射防止フィルム製造用金型
110 基材部
120 賦形部
121 微細孔
130 第1中間部
140 第2中間部
150 第3中間部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
この反射防止フィルム製造用金型の基材となる基材部と、
前記基材部上にニッケル又は銅により形成された層状の第1中間部と、
前記第1中間部上にクロムにより形成された層状の第2中間部と、
前記第2中間部上に層状に形成された第3中間部と、
前記第3中間部上にアルミニウムにより形成された層であり、その表面に可視光領域の光の波長よりも短い周期で配列された凹状の複数の微細孔を有する酸化皮膜を有する賦形部と、
を備え、
前記微細孔は、開口部から底部に向かってその径が小さくなるテーパー形状を有していること、
を特徴とする反射防止フィルム製造用金型。 A mold for producing an antireflection film that shapes the fine concavo-convex shape of the antireflective film having a fine concavo-convex shape formed by convex portions arranged with a period shorter than the wavelength of light in the visible light region,
A base material portion which is a base material of the mold for manufacturing the antireflection film,
A layered first intermediate portion formed of nickel or copper on the substrate portion;
A layered second intermediate portion formed of chromium on the first intermediate portion;
A third intermediate portion formed in a layer on the second intermediate portion;
A shaping portion having a layer formed of aluminum on the third intermediate portion and having an oxide film having a plurality of concave micropores arranged on the surface thereof with a period shorter than the wavelength of light in the visible light region; ,
With
The fine hole has a tapered shape whose diameter decreases from the opening toward the bottom,
A mold for producing an antireflection film characterized by
前記基材部は、アルミニウム合金により形成されていること、
を特徴とする反射防止フィルム製造用金型。 The mold for producing an antireflection film according to claim 1,
The base material portion is formed of an aluminum alloy;
A mold for producing an antireflection film characterized by
前記第3中間部は、酸化ケイ素又は酸化タンタルにより形成されていること、
を特徴とする反射防止フィルム製造用金型。 In the mold for producing an antireflection film according to claim 1 or 2,
The third intermediate portion is formed of silicon oxide or tantalum oxide;
A mold for producing an antireflection film characterized by
前記第2中間部は、マイクロクラッククロムメッキ法によるクロム層又はマイクロポーラスクロムメッキ法によるクロム層であること、
を特徴とする反射防止フィルム製造用金型。 In the metal mold for manufacturing an antireflection film according to any one of claims 1 to 3,
The second intermediate portion is a chromium layer by a microcrack chrome plating method or a chromium layer by a microporous chrome plating method ;
A mold for producing an antireflection film characterized by
前記基材部上に、前記第1中間部としてニッケル層又は銅層を形成する第1中間部形成工程と、
前記第1中間部上に、前記第2中間部としてクロム層を形成する第2中間部形成工程と、
前記第2中間部上に前記第3中間部を形成する第3中間部形成工程と、
前記第3中間部上にアルミニウム層を形成するアルミニウム層形成工程と、
前記微細孔を形成する微細孔形成工程を備え、
前記微細孔形成工程は、
陽極酸化法によって前記アルミニウム層の表面に複数の微小な孔を有する酸化皮膜を形成する陽極酸化工程と、
前記酸化皮膜をエッチングする第1エッチング工程と、
前記第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前記酸化皮膜をエッチングする第2エッチング工程と、
を備え、前記陽極酸化工程、前記第1エッチング工程、前記第2エッチング工程を順次繰り返すことにより、前記アルミニウム層の表面に可視光領域の光の波長よりも短い周期で配列された複数の前記微細孔を有する酸化皮膜を形成すること、
を特徴とする反射防止フィルム製造用金型の製造方法。 It is a manufacturing method of the metal mold for antireflection film manufacture according to any one of claims 1 to 4,
A first intermediate part forming step of forming a nickel layer or a copper layer as the first intermediate part on the base material part;
A second intermediate portion forming step of forming a chromium layer as the second intermediate portion on the first intermediate portion;
A third intermediate part forming step of forming the third intermediate part on the second intermediate part;
An aluminum layer forming step of forming an aluminum layer on the third intermediate portion;
A micropore forming step for forming the micropores,
The micropore forming step includes
An anodizing step of forming an oxide film having a plurality of minute holes on the surface of the aluminum layer by an anodizing method;
A first etching step for etching the oxide film;
A second etching step of etching the oxide film at a high etching rate than the etching rate of the first etching step,
A plurality of the fine electrodes arranged on the surface of the aluminum layer with a period shorter than the wavelength of light in the visible light region by sequentially repeating the anodizing step, the first etching step, and the second etching step. Forming an oxide film having pores;
The manufacturing method of the metal mold | die for antireflective film manufacture characterized by these.
前記第2中間部形成工程において、前記クロム層は、マイクロクラッククロムメッキ法又はマイクロポーラスクロムメッキ法により形成されること、
を特徴とする反射防止フィルム製造用金型の製造方法。 In the manufacturing method of the metal mold | die for antireflection film manufacture of Claim 5,
In the second intermediate portion forming step, the chrome layer is formed by a microcrack chrome plating method or a microporous chrome plating method,
The manufacturing method of the metal mold | die for antireflective film manufacture characterized by these.
前記第1エッチング工程は、前記陽極酸化工程の直後に、前記陽極酸化工程に用いられた電解液中において行われること、
を特徴とする反射防止フィルム製造用金型の製造方法。 In the manufacturing method of the metal mold | die for anti-reflective film manufacture of Claim 5 or Claim 6,
The first etching step is performed immediately after the anodizing step in the electrolyte used in the anodizing step;
The manufacturing method of the metal mold | die for antireflective film manufacture characterized by these.
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