型、型の製造方法、および、型を用いた反射防止フィルムの製造方法
【課題】複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を簡便に製造することができる製造方法を提供する。
【解決手段】型の製法方法は、陽極酸化処理により、金属製基板３０の表面３０ａに複数の孔３６を形成する工程と、化学蒸着法または物理蒸着法により、少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する金属製基板の表面に、皮膜４０を形成する工程と、を備える。反射防止フィルム１０の凸部１５を形成するための凹部２５が、孔３６および皮膜４０によって画成される。
【解決手段】型の製法方法は、陽極酸化処理により、金属製基板３０の表面３０ａに複数の孔３６を形成する工程と、化学蒸着法または物理蒸着法により、少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する金属製基板の表面に、皮膜４０を形成する工程と、を備える。反射防止フィルム１０の凸部１５を形成するための凹部２５が、孔３６および皮膜４０によって画成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型、複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型の製造方法、および、この型を用いた反射防止フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の分野において光の反射防止する反射防止フィルムが使用されてきた。これまで多用されてきた反射防止フィルムとして、低屈折率層からなる反射防止フィルムが挙げられる。反射防止フィルムをなす低屈折率層は、真空蒸着法やスパッタリング法を用いて、基材上に成膜され得る。ただし昨今では、反射防止性能に対する要求が高まり、比較的簡便に作製され得る低屈折率層からなる反射防止フィルムに代えて、モスアイ構造を有した反射防止フィルムが用いられることもある。
【０００３】
モスアイ構造は、反射防止対象となる光の最短波長未満のピッチで配置された多数の突起によって構成される。モスアイ構造は、突起の配列ピッチよりも長い波長を有した光に対して、屈折率がしだいに変化する層としての光学作用を及ぼす。すなわち、反射防止対象となる光の最短波長未満のピッチで配置された突起の断面積が、反射防止フィルムの法線方向に沿ってしだいに変化していく場合、屈折率が急激に変化する界面が存在しないことになり、極めて効果的に対象となる光の反射を防止することができる。このため、反射防止性能を向上させる観点から、突起の基端部から先端部へ向けて突起の断面積がしだいに減少していくよう、突起を先細り形状に形成することが重要となる。
【０００４】
極めて微細な構造からなるモスアイ構造を有した反射防止フィルムは、一般的に、モスアイ構造の突起に対応した細孔が形成された型を用いて作製されてきた。そして、例えば特許文献１に開示されているように、型の製造方法についても種々の検討がなされてきた。
【０００５】
特許文献１には、陽極酸化およびエッチングにより、細孔を形成することが開示されている。とりわけ、特許文献１に開示された方法では、陽極酸化およびエッチングを多数回、例えば５回（と特許文献１の段落００２５）繰り返すことを特徴としている。特許文献１の記載によれば、内径が最深部に向けてしだいに減少するテーパー状細孔を型に形成することが可能となり、この型を用いて作製された反射防止フィルムは優れた反射防止性を呈する、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５６６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された型の製造方法では、陽極酸化およびエッチングを多数回繰り返す必要があり煩雑である。
【０００８】
そこで本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を簡便に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。並びに、本発明は、簡便に製造され得る型、及び、この型を用いて反射防止フィルムを製造する方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による型の製造方法は、
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を製造する方法であって、
陽極酸化処理により、金属製基板の表面に複数の孔を形成する工程と、
化学蒸着法または物理蒸着法により、少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する前記金属製基板の前記表面に、皮膜を形成する工程と、を備え、
前記反射防止フィルムの前記凸部を形成するための凹部が、前記孔および前記皮膜によって画成される。
【００１０】
本発明による型の製造方法が、エッチングによって前記孔を拡径する工程を、前記孔を形成する工程の後であって前記皮膜を形成する工程の前に、さらに備えてもよい。
【００１１】
本発明による型の製造方法において、前記孔を形成する工程および前記孔を拡径する工程が、複数回繰り返して行われた後に、前記皮膜を形成する工程が実施されてもよい。
【００１２】
本発明による型の製造方法において、前記孔を形成する工程および前記孔を拡径する工程が、一回だけ行われた後に、前記皮膜を形成する工程が実施されてもよい。
【００１３】
本発明による型の製造方法において、前記隣り合う二つの孔の間に位置する前記金属製基板の前記表面に形成された皮膜の、当該隣り合う二つの孔を横切る断面における幅は、前記表面から離間するにつれて狭くなっていくようにしてもよい。
【００１４】
本発明による型の製造方法の前記皮膜を形成する工程において、前記皮膜が前記孔の内壁面にも形成されるようにしてもよい。
【００１５】
本発明による型の製造方法において、前記凹部の深さ方向に沿った断面での前記凹部の幅が、開口部から最深部に向けて、狭くなっていくようにしてもよい。
【００１６】
本発明による型の製造方法において、前記皮膜は、陽極酸化された前記金属製基材と比較して高い離型性を有するようにしてもよい。
【００１７】
本発明による型の製造方法において、前記皮膜は、陽極酸化された前記金属製基材と比較して高い耐擦傷性を有するようにしてもよい。
【００１８】
本発明による型は、
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型であって、
複数の孔を有した陽極酸化層と、
少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する前記陽極酸化層の表面上に形成された皮膜と、を備え、
前記反射防止フィルムの前記凸部を形成するための凹部が、前記孔および前記皮膜によって画成されている。
【００１９】
本発明による型おいて、前記隣り合う二つの孔を横切る断面における前記皮膜の幅は、前記表面から離間するにつれて狭くなっていくようにしてもよい。
【００２０】
本発明による型おいて、前記皮膜は、前記孔の内壁面上にも設けられていてもよい。
【００２１】
本発明による型おいて、前記深さ方向に沿った断面での前記凹部の幅が、開口部から最深部に向けて、狭くなっていくようにしてもよい。
【００２２】
本発明による型おいて、前記皮膜は、前記陽極酸化層と比較して高い離型性を有していてもよい。
【００２３】
本発明による型おいて、前記皮膜は、前記陽極酸化層と比較して高い耐擦傷性を有していてもよい。
【００２４】
本発明による射防止フィルムを製造方法は、
上述した本発明による型の製造方法のいずれかによって製造された型、或いは、上述した本発明による型のいずれかを用いて、複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムを製造する方法であって、
前記型の前記凹部が形成された面上に樹脂材料を供給する工程と、
前記樹脂材料を前記型上で固化する工程と、
前記固化した樹脂材料を前記型から剥がす工程と、を備える。
【発明の効果】
【００２５】
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を簡便に製造することができる。また、簡便に製造された型を用いて、優れた光反射防止機能を発揮し得る反射防止フィルムを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、反射防止フィルムを作製するための型を示す縦断面図である。
【図２】図２は、型の一変形例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図１に示された型の製造方法を説明するための図であって、型の製造に用いられる金属製基材を示す縦断面図である。
【図４】図４は、図１に示された型の製造方法を説明するための図であって、陽極酸化処理を施された金属製基材を示す縦断面図である。
【図５】図５は、図１に示された型の製造方法を説明するための図であって、エッチング処理を施された金属製基材を示す縦断面図である。
【図６】図６は、図１に示された型を用いて反射防止フィルムを製造する方法を説明するための図であって、型に樹脂材料を供給する工程を説明するための図である。
【図７】図７は、図１に示された型を用いて反射防止フィルムを製造する方法を説明するための図であって、樹脂材料を型上で固化する工程を説明するための図である。
【図８】図８は、図１に示された型を用いて反射防止フィルムを製造する方法を説明するための図であって、固化した樹脂材料を型から剥がす工程を説明するための図である。
【図９】図９は、多数の凸部を有した反射防止フィルムの一例を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２８】
まず、ここで説明する型３０を用いることによって製造され得る反射防止フィルム１０について、主として図９を参照しながら、説明する。図９に示すように、反射防止フィルム１０は、モスアイ構造１１として形成された微細凹凸面を有しており、この凹凸面に入射する光の反射を防止する機能を発揮する。モスアイ構造１１は、微細ピッチで基準平面ＳＰ上に配置された多数の凸部１５を有している。図９に示すように、凸部１５は、基準平面ＳＰ上に二次元配列されている。多数の凸部１５は、基準平面ＳＰ上に規則的な配列で設けられていてもよいし、基準平面ＳＰ上に不規則的な配列で設けられていてもよい。
【００２９】
反射防止フィルム１５の反射防止機能は、凸部１５が微小ピッチで配列されていることに起因して発揮される。隣り合う二つの凸部１５の配列ピッチＰａは、反射防止フィルム１０によって反射を防止されることを意図された光の最短波長の値の半分未満となっている。より好ましくは、隣り合う二つの凸部１５の配列ピッチＰａは、反射を防止されることを意図された光の最短波長の値の１／４以下となっている。また、凸部１５の高さＨａは、少なくとも反射防止フィルム１０によって反射を防止されることを意図された光の最長波長の半分以上となっていることが好ましい。なお、本明細書で用いられる「波長」とは、特別の事情が存在しない場合には空気中での光の波長の長さのことを指している。
【００３０】
一般的には、光の反射は、屈折率が異なる媒質間での界面で生じる。一方、モスアイ構造１１をなす微細凹凸面と、これに対面する空間（通常は、空気層）と、の間では、厳密には、屈折率の空間的（三次元的）な分布が生じる。しかしながら、屈折率の空間的な分布のうち、基準平面ＳＰと平行な面内での屈折率の分布は、凸部１５の配列ピッチＰａよりも長い波長を有した光に対して、屈折率の分布としての光学作用を及ぼすことはない。その一方で、モスアイ構造１１を形成する凸部１５の高さＨａが上述した長さを有する場合、モスアイ構造１１は、基準平面ＳＰと平行な断面における凸部１５の断面積の変化にともなって屈折率が基準平面ＳＰへの法線方向に変化する層として機能する。このため、基準平面ＳＰへの法線方向に沿って凸部１５の断面積が、その基端部（基準平面ＳＰへの接続位置）１５ｂから先端部（基準平面ＳＰから最も離間した位置（頂部））１５ａへ向けて、急激に変化することなく、しだいに減少してく場合、光は、急激に屈折率が変化する界面を通過することなく、モスアイ構造１１を介して異なる屈折率を有した媒質間を移動することができる。
【００３１】
以上のことが、モスアイ構造１１による反射防止機能の原理である。したがって、反射防止フィルム１０に反射防止機能を付与する目的において、凸部１５の配列ピッチＰａおよび凸部１５の高さＨａだけでなく、モスアイ構造１１を形成する多数の凸部１５の、基準平面ＳＰと平行面内における、占有割合（占有率）が、基準平面ＳＰへの法線方向に沿って基準平面ＳＰから離間するに連れて、１００％から０％へとしだいに変化していくこと、も重要である。したがって、図９に示すように、基準平面ＳＰへの法線方向に沿った断面において、基準平面ＳＰ上に二次元配列された凸部１５の幅（基準平面ＳＰに沿った長さ）Ｗａは、凸部１５の基端部１５ｂから先端部１５ａへ向けてしだいに狭くなっていくことが好ましい。
【００３２】
なお、モスアイ構造１１は、反射防止フィルム１０の両方の面に形成されていてもよいし、反射防止フィルム１０の一方の面のみに形成されていてもよい。モスアイ構造１１が反射防止フィルム１０の一方の面のみに形成されている場合、反射防止フィルム１０の他方の面は、種々の形態で構成され得る。例えば、反射防止フィルム１０の他方の面が、薄膜干渉を利用した反射防止層、マット面からなる防眩機能を有した層、或いは、プリズムやレンズを有した光学機能層として構成され得る。
【００３３】
次に、主として、図１〜図５を参照しながら、反射防止フィルム１０の製造に用いられる型およびその製造方法について説明する。
【００３４】
図１に示すように、型２０は、陽極酸化層３５を含む金属製基材３０と、陽極酸化層３５の表面上に形成された皮膜４０と、を有している。型２０は、反射防止フィルム１０の凸部１５を賦型するための凹部２５を形成された面、すなわち型面２０ａを有している。
【００３５】
図１に示すように、陽極酸化層３５は、金属製基材３０の表層部をなしている。陽極酸化層３５には、規則的または不規則的な配列により二次元配列された多数の孔３６が形成されている。多数の孔３６は、金属製基板３０の表面３０ａ上に互から離間して配置されており、隣り合う二つの孔３６の間には土手部３１が形成されている。そして、金属製基板３０の表面３０ａおよび陽極酸化層３５の表面３５ａは、孔３６の内壁面３６ａと、土手部３６の表面３６ａと、によって形成されている。
【００３６】
一方、皮膜４０は、陽極酸化層３５の表面のうち、少なくとも土手部３１の表面３１ａ上に設けられている。図１に示された例では、皮膜４０は、孔３６の内壁面３６ａ上にも設けられており、とりわけ、陽極酸化層３５ａの表面３５ａ（金属製基板３０の表面３０ａ）の全面に設けられている。
【００３７】
ただし、図２に示す例のように、皮膜４０が、陽極酸化層３５ａの表面３５ａ（金属製基板３０の表面３０ａ）の一部分に設けられるようにしてもよい。図２に示された例では、皮膜４０は、土手部３１の表面３１ａと、孔３６の内壁面３６ａの一部と、を覆うように形成されている。さらに、他の変形例として皮膜４０が土手部３１の表面３１ａ上のみに設けられるようにしてもよい。
【００３８】
反射防止フィルム１０の凸部１５を賦型するために型面２０ａに形成された凹部２５は、陽極酸化層３５に形成された孔３６と、陽極酸化膜３５上に形成された皮膜４０と、によって画成されている。この凹部２５は、凸部１５と相補的な構成を有していることが好ましい。例えば、隣り合う二つの凹部２５の型面２０ａに沿った配列ピッチＰｂ（図１および図２参照）は、作製対象となる反射防止フィルム１０によって反射を防止されることを意図された光の最短波長の値の半分未満とすることができ、とりわけ、反射を防止されることを意図された光の最短波長の値の１／４以下となっていることが好ましい。また、型面２０ａへの法線方向に沿った凹部２５の深さＨｂ（図１および図２参照）は、作製対象となる反射防止フィルム１０によって反射を防止されることを意図された光の最長波長の半分以上となっていることが好ましい。さらに、図１および図２に示すように、型面２０ａへの法線方向に沿った断面において、すなわち、凹部２５の深さ方向に沿った断面において、凹部２５の幅（型面２０ａに沿った凹部２５の長さ）Ｗｂは、凹部２５の最深部２５ａから開口部２５ｂへ向けてしだいに太くなっていき、開口部２５ｂにおいて隣り合う他の凹部２５と接続されていることが好ましい。
【００３９】
ここで「型面に沿った配列ピッチＰｂ」および「型面に沿った幅Ｗｂ」とは、型面２０ａをマクロ的または全体的に観察した場合の型面と一致する平面または曲面に沿った方向における配列ピッチまたは幅のことであり、後述する型の製造方法を採用した場合には、型の原材料となる陽極酸化処理を施される前における金属製基材の表面に沿った方向における配列ピッチまたは幅のことになる。また、「型面への法線方向に沿った凹部の深さ」とは、型面２０ａをマクロ的または全体的に観察した場合の型面と一致する平面または曲面への法線方向における深さのことであり、後述する型の製造方法を採用した場合には、型の原材料となる陽極酸化処理を施される前における金属製基材３０の表面への法線方向に沿った深さのことになる。
【００４０】
次に、主として図３〜図５を参照して、型２０の製造方法について、説明する。まず、図３に示すように、金属製基材３０を準備する。なお、この金属製基材３０の少なくとも一つの面３０ａ上に、凹部が微細ピッチＰｂで配列された凹凸面（型面）２０ａを形成する。したがって、図３に示すように、金属製基材３０の当該一つの面３０ａは、平坦面として構成されている。
【００４１】
次に、図４に示すように、金属製基材３０に陽極酸化処理を施して、多数の孔３６を含んだ多孔質酸化層３５を金属製基材３０の表層部に形成する。この点から、金属製基材３０として、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材を好適に用いることができる。孔３６の分布密度は、陽極酸化処理時の電圧によって制御され得る。また、金属製基材３０の加工対象となる表面に規則的に配列された圧痕を予め形成しておくことによって、当該圧痕が起点となり、陽極酸化処理で形成される孔３６の配列を規則的とすることができる。また、陽極酸化処理に用いられる電解液として、例えば、シュウ酸や硫酸を用いることができる。
【００４２】
なお、図４に示すように、陽極酸化処理によって形成される孔３６の径は非常に微小となる。孔３６の径は、陽極酸化処理の程度（処理時間、処理電圧、電解液）によって大きく変化しない。その一方で、孔３６の深さは、陽極酸化処理の程度に大きく影響を受けるため、陽極酸化処理の程度を調節することによって、所望の長さの孔３６を形成することができる。
【００４３】
次に、図５に示すように、エッチングにより、陽極酸化層３５に形成された孔３６の径を拡大させる。エッチングには、例えば、しゅう酸、リン酸や、リン酸／クロム酸混合液を用いることができる。エッチング処理によって、陽極酸化層３５の孔３６は、径方向および深さ方向の両方に拡大する。
【００４４】
その後、化学蒸着法または物理蒸着法により、金属製基材３０の陽極酸化層３５の表面３５ａに皮膜（堆積物）４０を形成する。ここで、化学蒸着法は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）とも呼ばれ、陽極酸化層３５の表面３５ａあるいは気相での化学反応を利用して、原料ガスに含まれる成分からなる膜を陽極酸化層３５の表面３５ａに堆積させる、薄膜形成法である。化学蒸着法の一例として、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ、プラズマＣＶＤを挙げることができる。一方、物理的蒸着法は、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）とも呼ばれ、物理反応を利用して、所望の成分からなる膜を陽極酸化層３５の表面３５ａに堆積させる、薄膜形成法である。物理的蒸着法の一例としては、スパッタリング、真空蒸着、レーザーアブレーション、イオンプレーティングを挙げることができる。
【００４５】
化学蒸着法または物理蒸着法による成膜を、多数の孔が形成されている陽極酸化層３５に対面する側から行った場合、皮膜４０は、隣り合う二つの孔３６の間に位置する土手部３１の表面３１ａに最も形成されやすくなる。したがって、皮膜４０は、少なくとも隣り合う二つの孔３６の間に位置する土手部３１の表面３１ａに形成される。しかも、隣り合う二つの孔３６の間に位置する土手部３１の表面３１ａに形成された皮膜４０の、当該隣り合う二つの孔３６を横切る断面（図１および図２の断面）における幅（当該土手部３１の表面３１ａに沿った長さ）Ｗｃは、陽極酸化層３５の表面３５ａ（金属製基材３０の表面３０ａ）から離間するにつれて狭くなっていく。これにより、図１および図２に示すように、隣り合う二つの凹部２５は、開口部２５ｂに向けてしだいに接近し、最終的に接続するようになる。
【００４６】
加えて、図示する例においては、皮膜４０が、陽極酸化層３５の孔３６の内壁面３６ａにも形成される。とりわけ、化学蒸着法または物理蒸着法における蒸着条件を適正化することにより、径の大きさが急激に変化する傾向のある孔３６の底部近傍に皮膜４０が形成される。すなわち、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが凹部２５の深さ方向に沿って急変する箇所の形状が修正され、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが、当該凹部２５の開口部２５ｂから最深部２５ａに向けてしだいに減少していき、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが急激に変化する箇所が存在しないようにすることができる。
【００４７】
ところで、上述したように、凹部２５は、孔３６と皮膜４０とによって画成される。そして、皮膜４０は、凹部２５の内壁面、すなわち、型２０の型面２０ａを構成するようになる。したがって、皮膜４０をなす材料は、型２０の型面２０ａに用いられる材料として好適な材料を用いることが好ましい。例えば、皮膜４０が、金属製基材３０の陽極酸化層３５と比較して優れた耐擦傷性を有するようにしてもよい。なお、ここでいう「耐擦傷性」とは、ＪＩＳＨ８６８２−１で規定された耐摩耗試験によって評価される。また、皮膜４０が、金属製基材３０の陽極酸化層３５と比較して、樹脂材料に対して優れた離型性を有するようにしてもよい。なお、ここでいう「離型性」とは、ＪＩＳＲ３２５７で規定されたぬれ性試験で判断することができ、ぬれ性試験で測定された接触角が大きいと離型性が高い（離型しやすい）と評価され、ぬれ性試験で測定された接触角が小さいと離型性が低い（離型しにくい）と評価される。
【００４８】
一具体例として、陽極酸化されたアルミニウムよりもよりも優れた耐擦傷性および高い離型性を呈する材料として、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を挙げることができる。ダイヤモンドライクカーボンは、一例として物理的蒸着法であるスパッタリングによって、アルミニウムからなる金属製基材３０の陽極酸化層３５に成膜することができる。このダイヤモンドライクカーボンによれば、炭化水素または炭素の同素体から主としてなる非晶質の硬質膜であって、硬度、潤滑性、耐摩擦性、表面平滑性、離型性に優れた膜を形成することができる。
【００４９】
次に、以上に説明した型２０を用いて、反射防止フィルム１０を作製する方法の一例について説明する。以下に説明する例では、型２０を用いて電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、反射防止フィルム１０を製造する方法について説明する。
【００５０】
まず、図６に示すように、型２０の型面２０ａに対向する位置に、透明フィルム材４３が供給されるとともに、透明フィルム材４３と型２０の型面２０ａとの間に、流動性を有した電離放射線樹脂材料４２が供給される。なお、「流動性を有する」とは、型２０の型面２０ａへ供給された樹脂材料４２が、型面２０ａの凹部２５内に入り込み得る程度の流動性を有することを意味している。供給される樹脂材料４２としては、成型に用いれ得る種々の既知な材料、例えば、多官能ウレタンアクリレートオリゴマーとジペンタエリスリトールヘキサアクリレート系モノマーとの組成物からなる電離放射線硬化型樹脂材料を用いることができる。電離放射線硬化型樹脂としては、例えば、紫外線（ＵＶ）を照射されることにより硬化するＵＶ硬化型樹脂や、電子線（ＥＢ）を照射されることによって硬化するＥＢ硬化型樹脂を選択することができる。
【００５１】
その後、図７に示すように、電離放射線を、透明フィルム材４３を介して電離放射線樹脂材料４２に照射する。この結果、型面２０の凹部２５内に充填されていた電離放射線硬化型樹脂材料４２が固化（硬化）して、電離放射線硬化型樹脂材料４２の固化物（硬化物）からなるモスアイ構造１１をなす凸部１５が形成されるようになる。これにより、固化した電離放射線硬化型樹脂材料４２および透明フィルム材４３からなる反射防止フィルム１０が作製される。
【００５２】
その後、図８に示すように、透明フィルム材４３が型２０から離間し、これにともなって、型面２０ａの凹部２５内に成型された凸部１５が透明フィルム材４３とともに型２０から引き離される。このようにして、反射防止フィルム１０が得られる。
【００５３】
ところで、凸部１５は上述したように極めて微細な構造を有していることから、反射防止フィルム１５の離型時に、電離放射線硬化型樹脂４２の固化物からなる凸部１５が型２０の凹部２５内に残留してしまうことも予想され得る。この場合、作製された反射防止フィルム２０は、予定された反射防止機能を発揮することができないだけでなく、視認され得る輝点または欠点を含むようにもなる。一方、ここで説明する型２０の型面２０ａは、少なくともその一部を陽極酸化膜３５とは別途の皮膜４０によって形成されるようになる。そして、この皮膜４０を離型性に優れた材料を用いて作製することにより、離型性を格段に向上させることができる。本件発明者らが実際に行った実験では、ダイヤモンドライクカーボンによって皮膜４０を形成した場合、型２０の離型性が格段に向上し、型面２０ａに離型剤を都度塗布する必要性を排除し得ること或いは型面２０ａに離型剤を塗布する頻度を低減し得ることを確認した。これにより、円筒状の型面２０ａを有したロール型によって、優れた生産効率で、モスアイ構造１１を有した反射防止フィルム１０を連続的に製造することが可能となる。加えて、ダイヤモンドライクカーボンによって皮膜４０を形成した型２０によれば、皮膜４０を含まない従来の型と比較して、寿命を拡大に延ばすことができた。
【００５４】
また、上述した方法において、透明フィルム材４３の表面は型２０の表面（型面２０ａ）に接触していないことが好ましい。この場合、図８に示すように、硬化した樹脂材料４２からなるシート状のランド部４４が一定の厚みの層として透明フィルム材４３上に形成され、当該ランド部４４上に、モスアイ構造１１をなす凸部１５が形成されるようになる。また、ランド部４４によって、凸部１５を支持する基準平面ＳＰが形成されるようになる。このような方法によれば、成型された凸部１５が、離型時に、型２０内に部分的に残留してしまうことを効果的に防止することができる。
【００５５】
なお、反射防止物品１０の一部分をなすようになる透明フィルム材４３としては、透光性を有した樹脂製シートを用いることができる。樹脂製シートとしては、無色透明の二軸延伸ポリエチレンテレフタレート製シートを用いることができる。また、上述の作製方法を用いる場合、樹脂製シートの厚みを５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。
【００５６】
ところで上述したように、皮膜４０は、少なくとも金属製基材３０の土手部３１の表面３１ａ上に形成される。そして、隣り合う二つの孔３６の間に位置する土手部３１の表面３１ａに形成された皮膜４０の、当該隣り合う二つの孔３６を横切る断面（図１および図２の断面）における幅Ｗｃは、金属製基材３０の表面３０ａから離間するにつれてしだいに狭くなっていく。これにより、図１および図２に示すように、隣り合う二つの凹部２５は、開口部２５ｂに向けてしだいに接近し、最終的に接続する。このような型２０を用いて作製された反射防止フィルム１０においては、隣り合う二つの凸部１５が、基端部１５ｂ（基準平面ＳＰ）に向けてしだいに接近し、最終的に、基準平面ＳＰ上において接続する。したがって、反射防止フィルム１０の屈折率が、基準平面ＳＰへの法線方向に沿って基準平面ＳＰの位置で、急激に変化してしまうことはない。このため、型２０を用いて作製された反射防止フィルム１０は、極めて優れた反射防止機能を発揮することができる。
【００５７】
加えて、ここで説明した型２０においては、皮膜４０が、陽極酸化層３５の孔３６の内壁面３６ａにも形成されている。とりわけ、化学蒸着法または物理蒸着法における蒸着条件を適正化することにより、径の大きさが急激に変化する傾向のある孔３６の底部近傍に皮膜４０が形成されている。すなわち、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが凹部２５の深さ方向に沿って急変する箇所の形状が修正され、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが、当該凹部２５の開口部２５ｂから最深部２５ａに向けてしだいに減少していき、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが急激に変化する箇所が存在しなくなっている。このような型２０を用いて作製された反射防止フィルム１０においては、凸部１５の断面積および凸部１５の幅Ｗａが、当該凹凸部１５の基端部１５ｂから先端部１５ａに向けてしだいに減少していき、凸部１５の断面積および凸部１５の幅Ｗａが急激に変化する箇所が存在しなくなっている。このため、型２０を用いて作製された反射防止フィルム１０は、極めて優れた反射防止機能を発揮することができる。
【００５８】
以上のような本実施の形態によれば、複数の凸部１５を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルム１０の作製に用いられる型２０を簡便に製造することができる。また、簡便に製造された型２０を用いて、優れた光反射防止性能を呈し得る反射防止フィルム１０を作製することができる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
【００６０】
例えば、上述した実施の形態において、陽極酸化処理（図４参照）および拡径処理（図５参照）をそれぞれ一回だけ行った後に、皮膜４０の形成を行う例を示したがこれに限られない。陽極酸化処理（図４参照）および拡径処理（図５参照）を交互に複数回繰り返した後に、皮膜４０の形成を行うようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態において、具体的に言及しなかったが、型２０は、円筒状の型面を有したロール型として構成されてもよいし、平板状の型として構成されていてもよい。
【００６２】
さらに、上述した実施の形態において、電離放射線硬化型樹脂を用いて反射防止フィルム１０を製造する例を示したが、熱硬化性樹脂を用いて反射防止フィルム１０を製造してもよい。
【００６３】
さらに、上述した実施の形態において、型２０を用いて、直接、反射防止フィルム１０を作製する例を示したがこれに限られない。上述してきた型２０を用いて、量産用型を作製し、この量産用型を用いて反射防止フィルム１０を作製するようにしてもよい。この態様において、上述してきた型２０は、間接的に、反射防止フィルム１０の作製に用いられることになる。このような場合でも、本件明細書においては、この型２０を、反射防止フィルムの作製に用いられる型として取り扱う。
【００６４】
このような態様の一具体例では、上述してきた型２０を用いて、まず、ネガ型を作製する。このネガ型は、例えば樹脂材料から、上述した実施の形態における反射防止フィルム１０と同様にして、作製され得る。次に、例えばメッキ法等によってネガ型に金属等を充填し、型２０の型面２０ａと同様の凹凸面を有した量産用型を作製する。得られた量産型を用いることによって、反射防止フィルム１０を作製することができる。なお、この例において、一つの型２０から、複数のネガ型を形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 反射防止フィルム
１１ モスアイ構造
１５ 凸部
１５ａ 先端部、頂部
１５ｂ 基端部
２０ 型
２０ａ 型面、凹凸面
２５ 凹部
２５ａ 最深部
２５ｂ 開口部
３０ 金属製基材
３０ａ 表面
３１ 土手部
３１ａ 表面、土手面
３５ 陽極酸化層、陽極酸化膜
３５ａ 表面
３６ 孔
３６ａ 内壁面
４０ 皮膜、堆積膜、堆積物
４２ 樹脂材料
４３ 透明フィルム材
４４ ランド部
【技術分野】
【０００１】
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型、複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型の製造方法、および、この型を用いた反射防止フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の分野において光の反射防止する反射防止フィルムが使用されてきた。これまで多用されてきた反射防止フィルムとして、低屈折率層からなる反射防止フィルムが挙げられる。反射防止フィルムをなす低屈折率層は、真空蒸着法やスパッタリング法を用いて、基材上に成膜され得る。ただし昨今では、反射防止性能に対する要求が高まり、比較的簡便に作製され得る低屈折率層からなる反射防止フィルムに代えて、モスアイ構造を有した反射防止フィルムが用いられることもある。
【０００３】
モスアイ構造は、反射防止対象となる光の最短波長未満のピッチで配置された多数の突起によって構成される。モスアイ構造は、突起の配列ピッチよりも長い波長を有した光に対して、屈折率がしだいに変化する層としての光学作用を及ぼす。すなわち、反射防止対象となる光の最短波長未満のピッチで配置された突起の断面積が、反射防止フィルムの法線方向に沿ってしだいに変化していく場合、屈折率が急激に変化する界面が存在しないことになり、極めて効果的に対象となる光の反射を防止することができる。このため、反射防止性能を向上させる観点から、突起の基端部から先端部へ向けて突起の断面積がしだいに減少していくよう、突起を先細り形状に形成することが重要となる。
【０００４】
極めて微細な構造からなるモスアイ構造を有した反射防止フィルムは、一般的に、モスアイ構造の突起に対応した細孔が形成された型を用いて作製されてきた。そして、例えば特許文献１に開示されているように、型の製造方法についても種々の検討がなされてきた。
【０００５】
特許文献１には、陽極酸化およびエッチングにより、細孔を形成することが開示されている。とりわけ、特許文献１に開示された方法では、陽極酸化およびエッチングを多数回、例えば５回（と特許文献１の段落００２５）繰り返すことを特徴としている。特許文献１の記載によれば、内径が最深部に向けてしだいに減少するテーパー状細孔を型に形成することが可能となり、この型を用いて作製された反射防止フィルムは優れた反射防止性を呈する、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５６６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された型の製造方法では、陽極酸化およびエッチングを多数回繰り返す必要があり煩雑である。
【０００８】
そこで本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を簡便に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。並びに、本発明は、簡便に製造され得る型、及び、この型を用いて反射防止フィルムを製造する方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による型の製造方法は、
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を製造する方法であって、
陽極酸化処理により、金属製基板の表面に複数の孔を形成する工程と、
化学蒸着法または物理蒸着法により、少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する前記金属製基板の前記表面に、皮膜を形成する工程と、を備え、
前記反射防止フィルムの前記凸部を形成するための凹部が、前記孔および前記皮膜によって画成される。
【００１０】
本発明による型の製造方法が、エッチングによって前記孔を拡径する工程を、前記孔を形成する工程の後であって前記皮膜を形成する工程の前に、さらに備えてもよい。
【００１１】
本発明による型の製造方法において、前記孔を形成する工程および前記孔を拡径する工程が、複数回繰り返して行われた後に、前記皮膜を形成する工程が実施されてもよい。
【００１２】
本発明による型の製造方法において、前記孔を形成する工程および前記孔を拡径する工程が、一回だけ行われた後に、前記皮膜を形成する工程が実施されてもよい。
【００１３】
本発明による型の製造方法において、前記隣り合う二つの孔の間に位置する前記金属製基板の前記表面に形成された皮膜の、当該隣り合う二つの孔を横切る断面における幅は、前記表面から離間するにつれて狭くなっていくようにしてもよい。
【００１４】
本発明による型の製造方法の前記皮膜を形成する工程において、前記皮膜が前記孔の内壁面にも形成されるようにしてもよい。
【００１５】
本発明による型の製造方法において、前記凹部の深さ方向に沿った断面での前記凹部の幅が、開口部から最深部に向けて、狭くなっていくようにしてもよい。
【００１６】
本発明による型の製造方法において、前記皮膜は、陽極酸化された前記金属製基材と比較して高い離型性を有するようにしてもよい。
【００１７】
本発明による型の製造方法において、前記皮膜は、陽極酸化された前記金属製基材と比較して高い耐擦傷性を有するようにしてもよい。
【００１８】
本発明による型は、
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型であって、
複数の孔を有した陽極酸化層と、
少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する前記陽極酸化層の表面上に形成された皮膜と、を備え、
前記反射防止フィルムの前記凸部を形成するための凹部が、前記孔および前記皮膜によって画成されている。
【００１９】
本発明による型おいて、前記隣り合う二つの孔を横切る断面における前記皮膜の幅は、前記表面から離間するにつれて狭くなっていくようにしてもよい。
【００２０】
本発明による型おいて、前記皮膜は、前記孔の内壁面上にも設けられていてもよい。
【００２１】
本発明による型おいて、前記深さ方向に沿った断面での前記凹部の幅が、開口部から最深部に向けて、狭くなっていくようにしてもよい。
【００２２】
本発明による型おいて、前記皮膜は、前記陽極酸化層と比較して高い離型性を有していてもよい。
【００２３】
本発明による型おいて、前記皮膜は、前記陽極酸化層と比較して高い耐擦傷性を有していてもよい。
【００２４】
本発明による射防止フィルムを製造方法は、
上述した本発明による型の製造方法のいずれかによって製造された型、或いは、上述した本発明による型のいずれかを用いて、複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムを製造する方法であって、
前記型の前記凹部が形成された面上に樹脂材料を供給する工程と、
前記樹脂材料を前記型上で固化する工程と、
前記固化した樹脂材料を前記型から剥がす工程と、を備える。
【発明の効果】
【００２５】
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を簡便に製造することができる。また、簡便に製造された型を用いて、優れた光反射防止機能を発揮し得る反射防止フィルムを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、反射防止フィルムを作製するための型を示す縦断面図である。
【図２】図２は、型の一変形例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図１に示された型の製造方法を説明するための図であって、型の製造に用いられる金属製基材を示す縦断面図である。
【図４】図４は、図１に示された型の製造方法を説明するための図であって、陽極酸化処理を施された金属製基材を示す縦断面図である。
【図５】図５は、図１に示された型の製造方法を説明するための図であって、エッチング処理を施された金属製基材を示す縦断面図である。
【図６】図６は、図１に示された型を用いて反射防止フィルムを製造する方法を説明するための図であって、型に樹脂材料を供給する工程を説明するための図である。
【図７】図７は、図１に示された型を用いて反射防止フィルムを製造する方法を説明するための図であって、樹脂材料を型上で固化する工程を説明するための図である。
【図８】図８は、図１に示された型を用いて反射防止フィルムを製造する方法を説明するための図であって、固化した樹脂材料を型から剥がす工程を説明するための図である。
【図９】図９は、多数の凸部を有した反射防止フィルムの一例を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２８】
まず、ここで説明する型３０を用いることによって製造され得る反射防止フィルム１０について、主として図９を参照しながら、説明する。図９に示すように、反射防止フィルム１０は、モスアイ構造１１として形成された微細凹凸面を有しており、この凹凸面に入射する光の反射を防止する機能を発揮する。モスアイ構造１１は、微細ピッチで基準平面ＳＰ上に配置された多数の凸部１５を有している。図９に示すように、凸部１５は、基準平面ＳＰ上に二次元配列されている。多数の凸部１５は、基準平面ＳＰ上に規則的な配列で設けられていてもよいし、基準平面ＳＰ上に不規則的な配列で設けられていてもよい。
【００２９】
反射防止フィルム１５の反射防止機能は、凸部１５が微小ピッチで配列されていることに起因して発揮される。隣り合う二つの凸部１５の配列ピッチＰａは、反射防止フィルム１０によって反射を防止されることを意図された光の最短波長の値の半分未満となっている。より好ましくは、隣り合う二つの凸部１５の配列ピッチＰａは、反射を防止されることを意図された光の最短波長の値の１／４以下となっている。また、凸部１５の高さＨａは、少なくとも反射防止フィルム１０によって反射を防止されることを意図された光の最長波長の半分以上となっていることが好ましい。なお、本明細書で用いられる「波長」とは、特別の事情が存在しない場合には空気中での光の波長の長さのことを指している。
【００３０】
一般的には、光の反射は、屈折率が異なる媒質間での界面で生じる。一方、モスアイ構造１１をなす微細凹凸面と、これに対面する空間（通常は、空気層）と、の間では、厳密には、屈折率の空間的（三次元的）な分布が生じる。しかしながら、屈折率の空間的な分布のうち、基準平面ＳＰと平行な面内での屈折率の分布は、凸部１５の配列ピッチＰａよりも長い波長を有した光に対して、屈折率の分布としての光学作用を及ぼすことはない。その一方で、モスアイ構造１１を形成する凸部１５の高さＨａが上述した長さを有する場合、モスアイ構造１１は、基準平面ＳＰと平行な断面における凸部１５の断面積の変化にともなって屈折率が基準平面ＳＰへの法線方向に変化する層として機能する。このため、基準平面ＳＰへの法線方向に沿って凸部１５の断面積が、その基端部（基準平面ＳＰへの接続位置）１５ｂから先端部（基準平面ＳＰから最も離間した位置（頂部））１５ａへ向けて、急激に変化することなく、しだいに減少してく場合、光は、急激に屈折率が変化する界面を通過することなく、モスアイ構造１１を介して異なる屈折率を有した媒質間を移動することができる。
【００３１】
以上のことが、モスアイ構造１１による反射防止機能の原理である。したがって、反射防止フィルム１０に反射防止機能を付与する目的において、凸部１５の配列ピッチＰａおよび凸部１５の高さＨａだけでなく、モスアイ構造１１を形成する多数の凸部１５の、基準平面ＳＰと平行面内における、占有割合（占有率）が、基準平面ＳＰへの法線方向に沿って基準平面ＳＰから離間するに連れて、１００％から０％へとしだいに変化していくこと、も重要である。したがって、図９に示すように、基準平面ＳＰへの法線方向に沿った断面において、基準平面ＳＰ上に二次元配列された凸部１５の幅（基準平面ＳＰに沿った長さ）Ｗａは、凸部１５の基端部１５ｂから先端部１５ａへ向けてしだいに狭くなっていくことが好ましい。
【００３２】
なお、モスアイ構造１１は、反射防止フィルム１０の両方の面に形成されていてもよいし、反射防止フィルム１０の一方の面のみに形成されていてもよい。モスアイ構造１１が反射防止フィルム１０の一方の面のみに形成されている場合、反射防止フィルム１０の他方の面は、種々の形態で構成され得る。例えば、反射防止フィルム１０の他方の面が、薄膜干渉を利用した反射防止層、マット面からなる防眩機能を有した層、或いは、プリズムやレンズを有した光学機能層として構成され得る。
【００３３】
次に、主として、図１〜図５を参照しながら、反射防止フィルム１０の製造に用いられる型およびその製造方法について説明する。
【００３４】
図１に示すように、型２０は、陽極酸化層３５を含む金属製基材３０と、陽極酸化層３５の表面上に形成された皮膜４０と、を有している。型２０は、反射防止フィルム１０の凸部１５を賦型するための凹部２５を形成された面、すなわち型面２０ａを有している。
【００３５】
図１に示すように、陽極酸化層３５は、金属製基材３０の表層部をなしている。陽極酸化層３５には、規則的または不規則的な配列により二次元配列された多数の孔３６が形成されている。多数の孔３６は、金属製基板３０の表面３０ａ上に互から離間して配置されており、隣り合う二つの孔３６の間には土手部３１が形成されている。そして、金属製基板３０の表面３０ａおよび陽極酸化層３５の表面３５ａは、孔３６の内壁面３６ａと、土手部３６の表面３６ａと、によって形成されている。
【００３６】
一方、皮膜４０は、陽極酸化層３５の表面のうち、少なくとも土手部３１の表面３１ａ上に設けられている。図１に示された例では、皮膜４０は、孔３６の内壁面３６ａ上にも設けられており、とりわけ、陽極酸化層３５ａの表面３５ａ（金属製基板３０の表面３０ａ）の全面に設けられている。
【００３７】
ただし、図２に示す例のように、皮膜４０が、陽極酸化層３５ａの表面３５ａ（金属製基板３０の表面３０ａ）の一部分に設けられるようにしてもよい。図２に示された例では、皮膜４０は、土手部３１の表面３１ａと、孔３６の内壁面３６ａの一部と、を覆うように形成されている。さらに、他の変形例として皮膜４０が土手部３１の表面３１ａ上のみに設けられるようにしてもよい。
【００３８】
反射防止フィルム１０の凸部１５を賦型するために型面２０ａに形成された凹部２５は、陽極酸化層３５に形成された孔３６と、陽極酸化膜３５上に形成された皮膜４０と、によって画成されている。この凹部２５は、凸部１５と相補的な構成を有していることが好ましい。例えば、隣り合う二つの凹部２５の型面２０ａに沿った配列ピッチＰｂ（図１および図２参照）は、作製対象となる反射防止フィルム１０によって反射を防止されることを意図された光の最短波長の値の半分未満とすることができ、とりわけ、反射を防止されることを意図された光の最短波長の値の１／４以下となっていることが好ましい。また、型面２０ａへの法線方向に沿った凹部２５の深さＨｂ（図１および図２参照）は、作製対象となる反射防止フィルム１０によって反射を防止されることを意図された光の最長波長の半分以上となっていることが好ましい。さらに、図１および図２に示すように、型面２０ａへの法線方向に沿った断面において、すなわち、凹部２５の深さ方向に沿った断面において、凹部２５の幅（型面２０ａに沿った凹部２５の長さ）Ｗｂは、凹部２５の最深部２５ａから開口部２５ｂへ向けてしだいに太くなっていき、開口部２５ｂにおいて隣り合う他の凹部２５と接続されていることが好ましい。
【００３９】
ここで「型面に沿った配列ピッチＰｂ」および「型面に沿った幅Ｗｂ」とは、型面２０ａをマクロ的または全体的に観察した場合の型面と一致する平面または曲面に沿った方向における配列ピッチまたは幅のことであり、後述する型の製造方法を採用した場合には、型の原材料となる陽極酸化処理を施される前における金属製基材の表面に沿った方向における配列ピッチまたは幅のことになる。また、「型面への法線方向に沿った凹部の深さ」とは、型面２０ａをマクロ的または全体的に観察した場合の型面と一致する平面または曲面への法線方向における深さのことであり、後述する型の製造方法を採用した場合には、型の原材料となる陽極酸化処理を施される前における金属製基材３０の表面への法線方向に沿った深さのことになる。
【００４０】
次に、主として図３〜図５を参照して、型２０の製造方法について、説明する。まず、図３に示すように、金属製基材３０を準備する。なお、この金属製基材３０の少なくとも一つの面３０ａ上に、凹部が微細ピッチＰｂで配列された凹凸面（型面）２０ａを形成する。したがって、図３に示すように、金属製基材３０の当該一つの面３０ａは、平坦面として構成されている。
【００４１】
次に、図４に示すように、金属製基材３０に陽極酸化処理を施して、多数の孔３６を含んだ多孔質酸化層３５を金属製基材３０の表層部に形成する。この点から、金属製基材３０として、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる基材を好適に用いることができる。孔３６の分布密度は、陽極酸化処理時の電圧によって制御され得る。また、金属製基材３０の加工対象となる表面に規則的に配列された圧痕を予め形成しておくことによって、当該圧痕が起点となり、陽極酸化処理で形成される孔３６の配列を規則的とすることができる。また、陽極酸化処理に用いられる電解液として、例えば、シュウ酸や硫酸を用いることができる。
【００４２】
なお、図４に示すように、陽極酸化処理によって形成される孔３６の径は非常に微小となる。孔３６の径は、陽極酸化処理の程度（処理時間、処理電圧、電解液）によって大きく変化しない。その一方で、孔３６の深さは、陽極酸化処理の程度に大きく影響を受けるため、陽極酸化処理の程度を調節することによって、所望の長さの孔３６を形成することができる。
【００４３】
次に、図５に示すように、エッチングにより、陽極酸化層３５に形成された孔３６の径を拡大させる。エッチングには、例えば、しゅう酸、リン酸や、リン酸／クロム酸混合液を用いることができる。エッチング処理によって、陽極酸化層３５の孔３６は、径方向および深さ方向の両方に拡大する。
【００４４】
その後、化学蒸着法または物理蒸着法により、金属製基材３０の陽極酸化層３５の表面３５ａに皮膜（堆積物）４０を形成する。ここで、化学蒸着法は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）とも呼ばれ、陽極酸化層３５の表面３５ａあるいは気相での化学反応を利用して、原料ガスに含まれる成分からなる膜を陽極酸化層３５の表面３５ａに堆積させる、薄膜形成法である。化学蒸着法の一例として、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ、プラズマＣＶＤを挙げることができる。一方、物理的蒸着法は、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）とも呼ばれ、物理反応を利用して、所望の成分からなる膜を陽極酸化層３５の表面３５ａに堆積させる、薄膜形成法である。物理的蒸着法の一例としては、スパッタリング、真空蒸着、レーザーアブレーション、イオンプレーティングを挙げることができる。
【００４５】
化学蒸着法または物理蒸着法による成膜を、多数の孔が形成されている陽極酸化層３５に対面する側から行った場合、皮膜４０は、隣り合う二つの孔３６の間に位置する土手部３１の表面３１ａに最も形成されやすくなる。したがって、皮膜４０は、少なくとも隣り合う二つの孔３６の間に位置する土手部３１の表面３１ａに形成される。しかも、隣り合う二つの孔３６の間に位置する土手部３１の表面３１ａに形成された皮膜４０の、当該隣り合う二つの孔３６を横切る断面（図１および図２の断面）における幅（当該土手部３１の表面３１ａに沿った長さ）Ｗｃは、陽極酸化層３５の表面３５ａ（金属製基材３０の表面３０ａ）から離間するにつれて狭くなっていく。これにより、図１および図２に示すように、隣り合う二つの凹部２５は、開口部２５ｂに向けてしだいに接近し、最終的に接続するようになる。
【００４６】
加えて、図示する例においては、皮膜４０が、陽極酸化層３５の孔３６の内壁面３６ａにも形成される。とりわけ、化学蒸着法または物理蒸着法における蒸着条件を適正化することにより、径の大きさが急激に変化する傾向のある孔３６の底部近傍に皮膜４０が形成される。すなわち、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが凹部２５の深さ方向に沿って急変する箇所の形状が修正され、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが、当該凹部２５の開口部２５ｂから最深部２５ａに向けてしだいに減少していき、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが急激に変化する箇所が存在しないようにすることができる。
【００４７】
ところで、上述したように、凹部２５は、孔３６と皮膜４０とによって画成される。そして、皮膜４０は、凹部２５の内壁面、すなわち、型２０の型面２０ａを構成するようになる。したがって、皮膜４０をなす材料は、型２０の型面２０ａに用いられる材料として好適な材料を用いることが好ましい。例えば、皮膜４０が、金属製基材３０の陽極酸化層３５と比較して優れた耐擦傷性を有するようにしてもよい。なお、ここでいう「耐擦傷性」とは、ＪＩＳＨ８６８２−１で規定された耐摩耗試験によって評価される。また、皮膜４０が、金属製基材３０の陽極酸化層３５と比較して、樹脂材料に対して優れた離型性を有するようにしてもよい。なお、ここでいう「離型性」とは、ＪＩＳＲ３２５７で規定されたぬれ性試験で判断することができ、ぬれ性試験で測定された接触角が大きいと離型性が高い（離型しやすい）と評価され、ぬれ性試験で測定された接触角が小さいと離型性が低い（離型しにくい）と評価される。
【００４８】
一具体例として、陽極酸化されたアルミニウムよりもよりも優れた耐擦傷性および高い離型性を呈する材料として、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を挙げることができる。ダイヤモンドライクカーボンは、一例として物理的蒸着法であるスパッタリングによって、アルミニウムからなる金属製基材３０の陽極酸化層３５に成膜することができる。このダイヤモンドライクカーボンによれば、炭化水素または炭素の同素体から主としてなる非晶質の硬質膜であって、硬度、潤滑性、耐摩擦性、表面平滑性、離型性に優れた膜を形成することができる。
【００４９】
次に、以上に説明した型２０を用いて、反射防止フィルム１０を作製する方法の一例について説明する。以下に説明する例では、型２０を用いて電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、反射防止フィルム１０を製造する方法について説明する。
【００５０】
まず、図６に示すように、型２０の型面２０ａに対向する位置に、透明フィルム材４３が供給されるとともに、透明フィルム材４３と型２０の型面２０ａとの間に、流動性を有した電離放射線樹脂材料４２が供給される。なお、「流動性を有する」とは、型２０の型面２０ａへ供給された樹脂材料４２が、型面２０ａの凹部２５内に入り込み得る程度の流動性を有することを意味している。供給される樹脂材料４２としては、成型に用いれ得る種々の既知な材料、例えば、多官能ウレタンアクリレートオリゴマーとジペンタエリスリトールヘキサアクリレート系モノマーとの組成物からなる電離放射線硬化型樹脂材料を用いることができる。電離放射線硬化型樹脂としては、例えば、紫外線（ＵＶ）を照射されることにより硬化するＵＶ硬化型樹脂や、電子線（ＥＢ）を照射されることによって硬化するＥＢ硬化型樹脂を選択することができる。
【００５１】
その後、図７に示すように、電離放射線を、透明フィルム材４３を介して電離放射線樹脂材料４２に照射する。この結果、型面２０の凹部２５内に充填されていた電離放射線硬化型樹脂材料４２が固化（硬化）して、電離放射線硬化型樹脂材料４２の固化物（硬化物）からなるモスアイ構造１１をなす凸部１５が形成されるようになる。これにより、固化した電離放射線硬化型樹脂材料４２および透明フィルム材４３からなる反射防止フィルム１０が作製される。
【００５２】
その後、図８に示すように、透明フィルム材４３が型２０から離間し、これにともなって、型面２０ａの凹部２５内に成型された凸部１５が透明フィルム材４３とともに型２０から引き離される。このようにして、反射防止フィルム１０が得られる。
【００５３】
ところで、凸部１５は上述したように極めて微細な構造を有していることから、反射防止フィルム１５の離型時に、電離放射線硬化型樹脂４２の固化物からなる凸部１５が型２０の凹部２５内に残留してしまうことも予想され得る。この場合、作製された反射防止フィルム２０は、予定された反射防止機能を発揮することができないだけでなく、視認され得る輝点または欠点を含むようにもなる。一方、ここで説明する型２０の型面２０ａは、少なくともその一部を陽極酸化膜３５とは別途の皮膜４０によって形成されるようになる。そして、この皮膜４０を離型性に優れた材料を用いて作製することにより、離型性を格段に向上させることができる。本件発明者らが実際に行った実験では、ダイヤモンドライクカーボンによって皮膜４０を形成した場合、型２０の離型性が格段に向上し、型面２０ａに離型剤を都度塗布する必要性を排除し得ること或いは型面２０ａに離型剤を塗布する頻度を低減し得ることを確認した。これにより、円筒状の型面２０ａを有したロール型によって、優れた生産効率で、モスアイ構造１１を有した反射防止フィルム１０を連続的に製造することが可能となる。加えて、ダイヤモンドライクカーボンによって皮膜４０を形成した型２０によれば、皮膜４０を含まない従来の型と比較して、寿命を拡大に延ばすことができた。
【００５４】
また、上述した方法において、透明フィルム材４３の表面は型２０の表面（型面２０ａ）に接触していないことが好ましい。この場合、図８に示すように、硬化した樹脂材料４２からなるシート状のランド部４４が一定の厚みの層として透明フィルム材４３上に形成され、当該ランド部４４上に、モスアイ構造１１をなす凸部１５が形成されるようになる。また、ランド部４４によって、凸部１５を支持する基準平面ＳＰが形成されるようになる。このような方法によれば、成型された凸部１５が、離型時に、型２０内に部分的に残留してしまうことを効果的に防止することができる。
【００５５】
なお、反射防止物品１０の一部分をなすようになる透明フィルム材４３としては、透光性を有した樹脂製シートを用いることができる。樹脂製シートとしては、無色透明の二軸延伸ポリエチレンテレフタレート製シートを用いることができる。また、上述の作製方法を用いる場合、樹脂製シートの厚みを５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。
【００５６】
ところで上述したように、皮膜４０は、少なくとも金属製基材３０の土手部３１の表面３１ａ上に形成される。そして、隣り合う二つの孔３６の間に位置する土手部３１の表面３１ａに形成された皮膜４０の、当該隣り合う二つの孔３６を横切る断面（図１および図２の断面）における幅Ｗｃは、金属製基材３０の表面３０ａから離間するにつれてしだいに狭くなっていく。これにより、図１および図２に示すように、隣り合う二つの凹部２５は、開口部２５ｂに向けてしだいに接近し、最終的に接続する。このような型２０を用いて作製された反射防止フィルム１０においては、隣り合う二つの凸部１５が、基端部１５ｂ（基準平面ＳＰ）に向けてしだいに接近し、最終的に、基準平面ＳＰ上において接続する。したがって、反射防止フィルム１０の屈折率が、基準平面ＳＰへの法線方向に沿って基準平面ＳＰの位置で、急激に変化してしまうことはない。このため、型２０を用いて作製された反射防止フィルム１０は、極めて優れた反射防止機能を発揮することができる。
【００５７】
加えて、ここで説明した型２０においては、皮膜４０が、陽極酸化層３５の孔３６の内壁面３６ａにも形成されている。とりわけ、化学蒸着法または物理蒸着法における蒸着条件を適正化することにより、径の大きさが急激に変化する傾向のある孔３６の底部近傍に皮膜４０が形成されている。すなわち、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが凹部２５の深さ方向に沿って急変する箇所の形状が修正され、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが、当該凹部２５の開口部２５ｂから最深部２５ａに向けてしだいに減少していき、凹部２５の断面積および凹部２５の幅Ｗｂが急激に変化する箇所が存在しなくなっている。このような型２０を用いて作製された反射防止フィルム１０においては、凸部１５の断面積および凸部１５の幅Ｗａが、当該凹凸部１５の基端部１５ｂから先端部１５ａに向けてしだいに減少していき、凸部１５の断面積および凸部１５の幅Ｗａが急激に変化する箇所が存在しなくなっている。このため、型２０を用いて作製された反射防止フィルム１０は、極めて優れた反射防止機能を発揮することができる。
【００５８】
以上のような本実施の形態によれば、複数の凸部１５を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルム１０の作製に用いられる型２０を簡便に製造することができる。また、簡便に製造された型２０を用いて、優れた光反射防止性能を呈し得る反射防止フィルム１０を作製することができる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。
【００６０】
例えば、上述した実施の形態において、陽極酸化処理（図４参照）および拡径処理（図５参照）をそれぞれ一回だけ行った後に、皮膜４０の形成を行う例を示したがこれに限られない。陽極酸化処理（図４参照）および拡径処理（図５参照）を交互に複数回繰り返した後に、皮膜４０の形成を行うようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態において、具体的に言及しなかったが、型２０は、円筒状の型面を有したロール型として構成されてもよいし、平板状の型として構成されていてもよい。
【００６２】
さらに、上述した実施の形態において、電離放射線硬化型樹脂を用いて反射防止フィルム１０を製造する例を示したが、熱硬化性樹脂を用いて反射防止フィルム１０を製造してもよい。
【００６３】
さらに、上述した実施の形態において、型２０を用いて、直接、反射防止フィルム１０を作製する例を示したがこれに限られない。上述してきた型２０を用いて、量産用型を作製し、この量産用型を用いて反射防止フィルム１０を作製するようにしてもよい。この態様において、上述してきた型２０は、間接的に、反射防止フィルム１０の作製に用いられることになる。このような場合でも、本件明細書においては、この型２０を、反射防止フィルムの作製に用いられる型として取り扱う。
【００６４】
このような態様の一具体例では、上述してきた型２０を用いて、まず、ネガ型を作製する。このネガ型は、例えば樹脂材料から、上述した実施の形態における反射防止フィルム１０と同様にして、作製され得る。次に、例えばメッキ法等によってネガ型に金属等を充填し、型２０の型面２０ａと同様の凹凸面を有した量産用型を作製する。得られた量産型を用いることによって、反射防止フィルム１０を作製することができる。なお、この例において、一つの型２０から、複数のネガ型を形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 反射防止フィルム
１１ モスアイ構造
１５ 凸部
１５ａ 先端部、頂部
１５ｂ 基端部
２０ 型
２０ａ 型面、凹凸面
２５ 凹部
２５ａ 最深部
２５ｂ 開口部
３０ 金属製基材
３０ａ 表面
３１ 土手部
３１ａ 表面、土手面
３５ 陽極酸化層、陽極酸化膜
３５ａ 表面
３６ 孔
３６ａ 内壁面
４０ 皮膜、堆積膜、堆積物
４２ 樹脂材料
４３ 透明フィルム材
４４ ランド部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を製造する方法であって、
陽極酸化処理により、金属製基板の表面に複数の孔を形成する工程と、
化学蒸着法または物理蒸着法により、少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する前記金属製基板の前記表面に、皮膜を形成する工程と、を備え、
前記反射防止フィルムの前記凸部を形成するための凹部が、前記孔および前記皮膜によって画成される、型の製造方法。
【請求項２】
エッチングによって前記孔を拡径する工程を、前記孔を形成する工程の後であって前記皮膜を形成する工程の前に、さらに備える、請求項１に記載の型の製造方法。
【請求項３】
前記孔を形成する工程および前記孔を拡径する工程が、複数回繰り返して行われた後に、前記皮膜を形成する工程が実施される、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記孔を形成する工程および前記孔を拡径する工程が、一回だけ行われた後に、前記皮膜を形成する工程が実施される、請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記隣り合う二つの孔の間に位置する前記金属製基板の前記表面に形成された皮膜の、当該隣り合う二つの孔を横切る断面における幅は、前記表面から離間するにつれて狭くなっていく、請求項１〜４のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項６】
前記皮膜を形成する工程において、前記皮膜が前記孔の内壁面にも形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の型の製造装置。
【請求項７】
前記皮膜は、陽極酸化された前記金属製基材と比較して高い離型性を有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項８】
前記皮膜は、陽極酸化された前記金属製基材と比較して高い耐擦傷性を有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項９】
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型であって、
複数の孔を有した陽極酸化層と、
少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する前記陽極酸化層の表面上に形成された皮膜と、を備え、
前記反射防止フィルムの前記凸部を形成するための凹部が、前記孔および前記皮膜によって画成されている、型。
【請求項１０】
前記隣り合う二つの孔を横切る断面における前記皮膜の幅は、前記表面から離間するにつれて狭くなっていく、請求項９に記載の型の製造方法。
【請求項１１】
前記皮膜は、前記孔の内壁面上にも設けられている、請求項９または１０に記載の型。
【請求項１２】
前記皮膜は、前記陽極酸化層と比較して高い離型性を有している、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の型。
【請求項１３】
前記皮膜は、前記陽極酸化層と比較して高い耐擦傷性を有している、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の型。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか一項に記載された製造方法で製造された型、或いは、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の型を用いて、複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムを製造する方法であって、
前記型の前記凹部が形成された面上に樹脂材料を供給する工程と、
前記樹脂材料を前記型上で固化する工程と、
前記固化した樹脂材料を前記型から剥がす工程と、を備える、反射防止フィルムの製造方法。
【請求項１】
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型を製造する方法であって、
陽極酸化処理により、金属製基板の表面に複数の孔を形成する工程と、
化学蒸着法または物理蒸着法により、少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する前記金属製基板の前記表面に、皮膜を形成する工程と、を備え、
前記反射防止フィルムの前記凸部を形成するための凹部が、前記孔および前記皮膜によって画成される、型の製造方法。
【請求項２】
エッチングによって前記孔を拡径する工程を、前記孔を形成する工程の後であって前記皮膜を形成する工程の前に、さらに備える、請求項１に記載の型の製造方法。
【請求項３】
前記孔を形成する工程および前記孔を拡径する工程が、複数回繰り返して行われた後に、前記皮膜を形成する工程が実施される、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記孔を形成する工程および前記孔を拡径する工程が、一回だけ行われた後に、前記皮膜を形成する工程が実施される、請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記隣り合う二つの孔の間に位置する前記金属製基板の前記表面に形成された皮膜の、当該隣り合う二つの孔を横切る断面における幅は、前記表面から離間するにつれて狭くなっていく、請求項１〜４のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項６】
前記皮膜を形成する工程において、前記皮膜が前記孔の内壁面にも形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の型の製造装置。
【請求項７】
前記皮膜は、陽極酸化された前記金属製基材と比較して高い離型性を有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項８】
前記皮膜は、陽極酸化された前記金属製基材と比較して高い耐擦傷性を有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項９】
複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムの作製に用いられる型であって、
複数の孔を有した陽極酸化層と、
少なくとも隣り合う二つの孔の間に位置する前記陽極酸化層の表面上に形成された皮膜と、を備え、
前記反射防止フィルムの前記凸部を形成するための凹部が、前記孔および前記皮膜によって画成されている、型。
【請求項１０】
前記隣り合う二つの孔を横切る断面における前記皮膜の幅は、前記表面から離間するにつれて狭くなっていく、請求項９に記載の型の製造方法。
【請求項１１】
前記皮膜は、前記孔の内壁面上にも設けられている、請求項９または１０に記載の型。
【請求項１２】
前記皮膜は、前記陽極酸化層と比較して高い離型性を有している、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の型。
【請求項１３】
前記皮膜は、前記陽極酸化層と比較して高い耐擦傷性を有している、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の型。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか一項に記載された製造方法で製造された型、或いは、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の型を用いて、複数の凸部を有し光の反射を防止し得る反射防止フィルムを製造する方法であって、
前記型の前記凹部が形成された面上に樹脂材料を供給する工程と、
前記樹脂材料を前記型上で固化する工程と、
前記固化した樹脂材料を前記型から剥がす工程と、を備える、反射防止フィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７６８９９（Ｐ２０１３−７６８９９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７４５８（Ｐ２０１１−２１７４５８）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]