(57)【要約】【課題】反射防止フィルムの凸部を形成するための凹部を有する型の製造方法であって、凹部の配列の不均一を緩和することができる型の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】型の製造方法は、陽極酸化処理によって金属製基材３０の表面３０ａに孔３６を形成する孔形成工程と、孔形成工程の後に実施される工程であって、エッチングによって孔３６を拡径する拡径工程と、を有する。孔形成工程は、金属製基材の表面に複数の孔３７を形成する第１工程と、第１工程の後に実施される工程であって、複数の孔３７のうちの一部の孔３６の深さを深くする第２工程と、を有する。【選択図】図１
2013119636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極酸化処理により、金属製基材の表面に孔を形成する孔形成工程と、
孔形成工程の後に実施される工程であって、エッチングによって前記孔を拡径する拡径工程と、を備え、
前記孔形成工程は、
前記金属製基材の前記表面に複数の孔を形成する第１工程と、
前記第１工程の後に実施される工程であって、前記複数の孔のうちの一部の孔の深さを深くする第２工程と、を有する、型の製造方法。
【請求項２】
前記金属製基材のうちの少なくとも前記孔が形成される表面層は、結晶性を有しており、
前記孔形成工程の前記第１工程において形成される前記複数の孔は、結晶粒界上だけでなく、前記結晶粒界によって取り囲まれた結晶粒上にも形成され、
前記孔形成工程の前記第２工程において深さが深くなる前記一部の孔には、前記結晶粒界上に位置する孔だけでなく、前記結晶粒界によって取り囲まれた結晶粒上に位置する孔も含まれている、請求項１に記載の型の製造方法。
【請求項３】
前記第１工程における陽極酸化処理の電圧は、前記第２工程における陽極酸化処理の電圧より低い、請求項１または２に記載の型の製造方法。
【請求項４】
前記孔形成工程の前記第１工程において形成される前記複数の孔のうち、前記孔形成工程の前記第２工程において深さが深くなる前記一部の孔以外の孔が形成されている領域は、除去される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項５】
前記拡径工程の後に実施される工程であって、陽極酸化処理により、前記一部の孔の深さをさらに深くする工程と、
前記孔の深さをさらに深くする工程の後に実施される工程であって、エッチングによって前記孔を拡径する工程と、をさらに備え、
前記孔の深さをさらに深くする工程およびエッチングによって前記孔を拡径する工程は、一回ずつ、或いは、複数回交互に繰り返して実施される、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】
陽極酸化処理により、金属製基材の表面に孔を形成する孔形成工程と、
孔形成工程の後に実施される工程であって、エッチングによって前記孔を拡径する拡径工程と、を備え、
前記孔形成工程は、第１電圧で陽極酸化処理を行う第１工程と、前記第１電圧よりも高い第２の電圧で陽極酸化処理を行う第２工程と、を有する、型の製造方法。
【請求項７】
前記金属製基材のうちの少なくとも前記孔が形成される表面層は、結晶性を有しており、
前記孔形成工程において形成される前記孔は、結晶粒界上だけでなく、前記結晶粒界によって取り囲まれた結晶粒上にも形成される、請求項６に記載の型の製造方法。
【請求項８】
前記拡径工程の後に実施される工程であって、陽極酸化処理によって孔の深さをさらに深くする工程と、
前記孔の深さをさらに深くする工程の後に実施される工程であって、エッチングによって前記孔を拡径する工程と、をさらに備え、
前記孔の深さをさらに深くする工程およびエッチングによって前記孔を拡径する工程は、一回ずつ、或いは、複数回交互に繰り返して実施される、請求項６または７に記載の型の製造方法。
【請求項９】
前記孔の深さをさらに深くする工程において、陽極酸化処理は、前記第２電圧で実施される、請求項８に記載の型の製造方法。
【請求項１０】
前記金属製基材のうちの少なくとも前記孔が形成される表面層は、減圧状態で成膜された層である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の型の製造方法。
【請求項１１】
型面を有し反射防止フィルムの作製に用いられる型であって、
複数の凹部を有した陽極酸化層と、
前記陽極酸化層に隣接する結晶性を有した基層と、を備え、
前記陽極酸化層に形成された前記複数の凹部のうちの少なくとも一部の凹部の最深部は、前記型面への法線方向に沿って、前記基層における前記結晶粒界によって取り囲まれた結晶粒上に位置している、型。
【請求項１２】
前記凹部の平均ピッチは、前記基層の結晶粒径の平均値よりも小さい、請求項１１に記載の型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、反射防止フィルムの作製に用いられる型に関する。
【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、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。したがって、反射防止性能を向上させる観点からは、突起の断面積が基端部から先端部へ向けてしだいに減少していくようにすることだけでなく、突起が平面方向に短ピッチでムラ無く分散して設けられてい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の製造方法として、モスアイ構造の突起に対応した孔が形成された型を用いる製造方法が知られている。一例として、型の孔は陽極酸化処理にて形成され、特許文献１や特許文献２に開示されているように、このような型の製造方法についても種々の検討がなされてきた。特許文献１によれば、陽極酸化処理を長時間行うことにより、孔が規則的に分布するようになる。また一般的に、陽極酸化処理にて形成される孔の分布密度、言い換えると孔のピッチは、陽極酸化処理時の電圧によって調節され得るものと考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８７１２３
【特許文献２】特開２００３−４３２０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１にも開示されているように、陽極酸化処理の初期に形成される孔の配列は、ムラが生じて不均一となってしまう。陽極酸化処理を長時間行うことにより、孔の最深部については、配列のムラが緩和されてくるが、その一方で、孔の開口部においては、隣り合う二つ孔が繋がってしまう。隣り合う孔が繋がると、その部分のピッチが大きくなる。そして、多数の孔が繋がると全体として孔のピッチが大きくなったことになり、反射防止フィルムに白味が生じてしまい、さらには、反射防止フィルムの反射防止機能が局所的又は全体的に低下してしまう可能性もある。
【０００７】
特許文献１や特許文献２に開示された方法では、まず、孔の最深部が或る程度規則的に分布するまで金属製基材に陽極酸化処理を行い、その後、形成された陽極酸化層を除去する。以上の処理により、金属製基材の表面には、規則的に配列された孔の最深部に対応する窪みが、規則的に配列されるようになる。次に、再度、金属製基材に陽極酸化処理を再び行うと、規則的な窪みの配列に起因して、規則的な配列で孔が形成されるようになる。しかしながら、このような方法を用いた場合、余分な陽極酸化処理を行って除去されるべき陽極酸化層を金属製基材に形成することになり、生産性やコストの面で好ましくない。
【０００８】
また、特許文献１では、モールドを利用して、金属製基材の表面に予め窪みを形成しておく方法も開示されている。ただし、窪みの配列は極めて微細であることから、使用されるモールドも繊細で且つ高価となってしまう。好ましくは、陽極酸化処理における自己組織能を利用して、孔の配列のムラを解消することが好ましい。
【０００９】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、反射防止フィルムの凸部を形成するための凹部を有する型の製造方法であって、凹部の配列のムラを緩和することができる型の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、反射防止フィルムの凸部を形成するための凹部を有する型であって、凹部の配列のムラが緩和された型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本件発明者らは、鋭意研究を重ねた結果として、従来の型の製造方法における陽極酸化処理の初期に、孔配列にムラが生じてしまう原因の一つとして、以下のことが挙げられることを見出した。まず、陽極酸化処理を施される金属製基材の表面には、例えば、その製造方法に起因して微細な凹凸が生じ得る。典型的には、陽極酸化処理を施されるべき表面層が、減圧下または真空下での成膜、例えば、いわゆるスパッタリングや蒸着で形成される場合には、当該表面層は結晶性を持つようになり、結晶粒の縁部に沿った窪みが表面に形成される。金属製基材の表面に形成された凹凸のピッチが、陽極酸化処理にて形成されるべき孔のピッチと大きく異なっていない場合には、孔が凹部上に偏って形成されるようになる。すなわち、陽極酸化処理では電圧に応じたピッチで分散して孔が形成されると考えられているが、金属製基材の表面性状と形成されるべき孔ピッチとの組み合わせ如何によっては、陽極酸化処理の電圧に応じたピッチで孔が分散されるといった現象が十分に生じず、孔が偏って形成される。本発明は、このような本件発明らの知見に基づくものであり、陽極酸化処理の方法を改善することによって、以上の原因に起因して孔が偏ってしまうことを効果的に防止し、孔の配列のムラを緩和しようとするものである。
【００１１】
本発明による第１の型の製造方法は、
陽極酸化処理により、金属製基材の表面に孔を形成する孔形成工程と、
孔形成工程の後に実施される工程であって、エッチングによって前記孔を拡径する拡径工程と、を備え、
前記孔形成工程は、
前記金属製基材の前記表面に複数の孔を形成する第１工程と、
前記第１工程の後に実施される工程であって、前記複数の孔のうちの一部の孔の深さを深くする第２工程と、を有する。
【００１２】
本発明による第１の型の製造方法において、前記金属製基材のうちの少なくとも前記孔が形成される表面層は、結晶性を有しており、前記孔形成工程の前記第１工程において形成される前記複数の孔は、結晶粒界上だけでなく、前記結晶粒界によって取り囲まれた結晶粒上にも形成され、前記孔形成工程の前記第２工程において深さが深くなる前記一部の孔には、前記結晶粒界上に位置する孔だけでなく、前記結晶粒界によって取り囲まれた結晶粒上に位置する孔も含まれていてもよい。
【００１３】
本発明による第１の型の製造方法において、前記第１工程における陽極酸化処理の電圧は、前記第２工程における陽極酸化処理の電圧より低くなっていてもよい。
【００１４】
本発明による第１の型の製造方法において、前記孔形成工程の前記第１工程において形成される前記複数の孔のうち、前記孔形成工程の前記第２工程において深さが深くなる前記一部の孔以外の孔が形成されている領域は、除去されるようにしてもよい。
【００１５】
本発明による第１の型の製造方法が、前記拡径工程の後に実施される工程であって、陽極酸化処理により、前記一部の孔の深さをさらに深くする工程と、前記孔の深さをさらに深くする工程の後に実施される工程であって、エッチングによって前記孔を拡径する工程と、をさらに備え、前記孔の深さをさらに深くする工程およびエッチングによって前記孔を拡径する工程は、一回ずつ、或いは、複数回交互に繰り返して実施されるようにしてもよい。
【００１６】
本発明による第２の型の製造方法は、
陽極酸化処理により、金属製基材の表面に孔を形成する孔形成工程と、
孔形成工程の後に実施される工程であって、エッチングによって前記孔を拡径する拡径工程と、を備え、
前記孔形成工程は、第１電圧で陽極酸化処理を行う第１工程と、前記第１電圧よりも高い第２の電圧で陽極酸化処理を行う第２工程と、を有する。
【００１７】
本発明による第２の型の製造方法において、前記金属製基材のうちの少なくとも前記孔が形成される表面層は、結晶性を有しており、前記孔形成工程において形成される前記孔は、結晶粒界上だけでなく、前記結晶粒界によって取り囲まれた結晶粒上にも形成されるようにしてもよい。
【００１８】
本発明による第２の型の製造方法が、前記拡径工程の後に実施される工程であって、陽極酸化処理によって孔の深さをさらに深くする工程と、前記孔の深さをさらに深くする工程の後に実施される工程であって、エッチングによって前記孔を拡径する工程と、をさらに備え、前記孔の深さをさらに深くする工程およびエッチングによって前記孔を拡径する工程は、一回ずつ、或いは、複数回交互に繰り返して実施されるようにしてもよい。
【００１９】
本発明による第２の型の製造方法の前記孔の深さをさらに深くする工程において、陽極酸化処理は、前記第２電圧で実施されるようにしてもよい。
【００２０】
本発明による第１または第２の型の製造方法において、前記金属製基材のうちの少なくとも前記孔が形成される表面層は、減圧状態で成膜された層であってもよい。
【００２１】
本発明による型は、型面を有し反射防止フィルムの作製に用いられる型であって、
複数の凹部を有した陽極酸化層と、
前記陽極酸化層に隣接する結晶性を有した基層と、を備え、
前記陽極酸化層に形成された前記複数の凹部のうちの少なくとも一部の凹部の最深部は、前記型面への法線方向に沿って、前記基層における前記結晶粒界によって取り囲まれた結晶粒上に位置している。
【００２２】
本発明による型において、前記凹部の平均ピッチは、前記基層の結晶粒径の平均値よりも小さくなっていてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、金属製基材の表面性状によらず、陽極酸化処理によって当該金属製基材に孔を、その配列にムラが生じることを効果的に防止しながら、分散させて形成することができる。これにより、得られた型は、期待された反射防止機能を安定して発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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、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、陽極酸化処理の第１工程を施された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、陽極酸化処理の第２工程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、陽極酸化処理の第２工程を施された金属製基材を示す上面図である。
【図６】図６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７】図７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、陽極酸化処理を再度施された金属製基材を示す縦断面図である。
【図８】図８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、エッチング処理を再度施された金属製基材を示す縦断面図である。
【図９】図９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１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２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。
【図１３】図１３は、実施例に係る型の型面を示す顕微鏡写真である。
【図１４】図１４は、比較例に係る型の型面を示す顕微鏡写真である。
【図１５】図１５は、第１電圧での陽極酸化処理を行うことなく、第２電圧での陽極酸化処理を施した金属製基材を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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１〜図１２および図１５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。一方、図１３および図１４は、顕微鏡写真である。
【００２６】
まず、ここで説明する型２０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１２を参照しながら、説明する。図１２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１２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が、反射防止機能を有効に発揮する観点から、多数の凸部１５は、基準平面ＳＰ上にムラ無く、言い換えると偏り無く、分散していることが好ましい。
【００２７】
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。
【００２８】
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、反射、散乱といった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。
【００２９】
以上のことから、モスアイ構造１１が反射防止機能を発揮することができる。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。つまり、図１２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。さらに、モスアイ構造１１を形成する多数の凸部１５が、基準平面ＳＰ上に、一様に分散していることも重要である。凸部１５が基準平面ＳＰ上に偏って配置されていると、反射防止フィルム１０のフィルム面内において、発現される反射防止機能の程度にバラツキが生じ、反射防止フィルム１０の色合いが変化して観察されることにもなる。したがって、多数の凸部１５は、規則的な配列および不規則的な配列のいずれでも良いが、ムラ無く分散して配列されていることが好ましい。
【００３０】
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。
【００３１】
次に、主として、図１〜図８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２０およびその製造方法について説明する。
【００３２】
図１に示すように、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。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、当該型を用いた賦型時の材料収縮を無視すると、型面２０ａへの法線方向に沿った凹部２５の深さＨｂ（図１参照）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。そして、多数の凹部２５は、規則的な配列および不規則的な配列のいずれでも良いが、型面２０ａ内にムラ無く分散して配列されていることが好ましい。
【００３３】
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２０ａ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、すなわち、型２０の厚さ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。
【００３４】
図１に示すように、型２０は、陽極酸化層３５と、陽極酸化層３５に隣接する基層４０と、を有している。陽極酸化層３５は、型２０の表層部を形成しており、陽極酸化層３５の表面３５ａによって、型２０の型面２０ａが形成されている。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が形成されており、この孔３６が型面２０ａの凹部２５を画成している。したがって、作製される反射防止フィルム１０の光学機能を考慮すると、多数の孔３６は、規則的な配列および不規則的な配列のいずれでも良いが、表面３５ａ内にムラ無く分散して配列されていることが好ましい。孔３６がムラ無く型面２０ａに分散されていると、孔３６の径のバラツキも小さくなる。したがって、この型２０を用いて形成された反射防止フィルム１０は、その平面方向においてムラのない反射防止機能を発揮することができ、また、この反射防止フィルム１０が白化して観察されることを防止することができる。
【００３５】
陽極酸化層３５は、金属製基材３０のうちの陽極酸化されることによって生成された層である。一方、基層４０は、金属製基材３０のうちの陽極酸化されなかった層である。すなわち、基層４０は、金属製基材３０のうちの陽極酸化されることなくそのまま残留した部分に相当する。図１に示すように、基層４０は、結晶性を有した層として形成されている。したがって、基層４０は多数の結晶粒（結晶粒塊）４５を含んでおり、結晶粒４５の間には、型２０の厚さ方向に延びる結晶粒界４２が形成されている。このような基層４０（金属製基材３０）は、例えば、減圧状態（真空状態を含む概念）で成膜された層、例えば、減圧下でのスパッタリングによって成膜された層や真空蒸着によって成膜された層とすることができる。
【００３６】
図１に示すように、陽極酸化層３５に形成された複数の孔３６のうちの少なくとも一部の孔３６ａの最深部３８は、型面２０ａへの法線方向（すなわち、型２０の厚さ方向）に沿って、基層４０における結晶粒界４２によって取り囲まれた結晶粒４５上に位置している。図１に示された型は、理想的な型であって、凹部２５をなす孔３６がムラ無く分散し、結果として、概ね均一なピッチで配置されている。そして、本実施の形態において、孔３６からなる凹部２５の平均ピッチは、基層４０の結晶粒４５の平均粒径よりも小さくなっている。
【００３７】
なおここで、凹部２５（孔３６）のピッチは、隣り合う二つの凹部２５（孔３６）の最深部２５ａ（最深部３８）の型面２０ａに沿った間隔とする。凹部２５（孔３６）の平均ピッチは、厳密には、型２０に含まれるすべての凹部２５（孔３６）についてのピッチを調べて、その平均値を算出することになる。しかしながら、凹部２５（孔３６）の大きさ等を考慮して、型２０内での凹部２５（孔３６）のピッチの全体的な傾向を表し得ると期待される数量のピッチを調べて、その平均値を凹部２５（孔３６）の平均ピッチとしてもよい。
【００３８】
また、結晶粒４５の粒径とは、例えば図５のような平面視における当該結晶粒４５の大きさ、言い換えると、型面２０ａへの法線方向と平行な方向から基層４０を観察した場合に観察される当該結晶粒４５の大きさと同面積の円の直径とする。結晶粒４５の平均粒径は、厳密には、基層４０に含まれるすべての結晶粒４５について粒径を調べて、その平均値を算出することになる。しかしながら、結晶粒４５の大きさ等を考慮して、型２０内での結晶粒４５の粒径の全体的な傾向を表し得ると期待される数量の結晶粒４５の粒径を調べて、その平均値を結晶粒４５の平均粒径としてもよい。
【００３９】
次に、主として図２〜図８を参照して、型２０の製造方法について、説明する。まず、図２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２５が微細ピッチＰｂで配列された凹凸面（型面）２０ａが形成される。
【００４０】
以下に説明する製造方法においては、この金属製基材３０に陽極酸化処理を施して多数の孔３６が形成されるため、金属製基材３０をなす金属としては、自己組織化能を有した金属、アルミニウム、アルミニウム合金、タンタル等が好適に用いられ得る。また、図２に示す例において、金属製基材３０は、結晶性を有している。すなわち、金属製基材３０は、多数の結晶粒４５を含んでおり、結晶粒４５の境界には、金属製基材３０の厚さ方向に延びる結晶粒界４２が形成されている。このような金属製基材３０は、例えば、酸化珪素からなる支持材上に減圧状態（真空状態を含む概念）で成膜された金属層として構成されている。また、具体的な成膜方法としては、減圧下でのスパッタリングや真空蒸着が用いられる。
【００４１】
次に、図３および図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。ここで説明する陽極酸化処理工程では、陽極酸化処理における化成電圧が互いに異なる図３に示された第１工程および図４に示された第２工程の二つが実施される。先に実施される陽極酸化処理の第１工程での化成電圧は第１電圧に設定され、後に実施される陽極酸化処理の第２工程での化成電圧は、第１電圧よりも高い第２電圧に設定される。
【００４２】
陽極酸化処理の第１工程および第２工程では、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。なお、図３および図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。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】
一方、一般的に、陽極酸化処理によって形成される孔３６の分布密度、言い換えると、陽極酸化処理によって形成される孔３６の間隔は、陽極酸化処理時の化成電圧によって制御される。より具体的には、陽極酸化処理における電圧が高いと、形成される孔の間隔が広がり、陽極酸化処理における電圧が低いと、形成される孔の間隔が狭くなる。したがって、陽極酸化処理における電圧が比較的に低い第１工程では、図１に示すように、陽極酸化層３５の形成にともない、孔３７が短ピッチで形成されていく。なお、陽極酸化層３５の形成にともない、金属製基材４０が、陽極酸化層３５と基層４０とに区分けされる。
【００４４】
次に、陽極酸化処理における電圧が比較的に高い第２工程では、第１工程よりも長ピッチで配列された孔３６の形成が進められる。ただし、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、第２工程で形成される孔３６は、金属製基材３０の表面３０ａに新たな孔が形成されていくのではなく、図４に示すように、陽極酸化層３５の厚みが増していくのにともなって、第１工程で形成された孔３７の一部を起点として、当該孔３７の深さを更に深くすることによって形成される。すなわち、第２工程では、第１工程で形成された多数の孔３７のうちの一部の孔３６の深さが深くなっていく。そして、このときに深さが深くなっている孔３６は、第２電圧に対応した間隔で金属製基材３０の表面３０ａに分散している。
【００４５】
ここで、図５は、第２工程が終了した後の孔３６の位置を模式的に示す図であって、金属製基材３０をその表面３０ａの側から模式的に示す平面図である。図５には、金属製基材３０の結晶粒４５および結晶粒界４２とともに、第２工程で深さが深くなった孔３６の位置が○で示されるとともに、第１工程で形成された孔３７であって第２工程において深さの変化が大きく生じなかった孔３７の位置が△で示されている。図２〜図４、並びに、後述する図６〜図８は、図５におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示している。一方、図１５は、図５と同一の金属製基材１３０に対して、すなわち、図５と同一の結晶粒１４５のパターンを持つ金属製基材１３０に対して、第１工程を行うこと無く、最初から第２電圧での陽極酸化処理を行った後の孔１３７の位置を模式的に示す図であって、当該金属製基材１３０をその表面１３０ａの側から模式的に示す平面図である。
【００４６】
本件発明者らが確認したところ、陽極酸化処理で形成される孔の分布密度は、陽極酸化処理における電圧によって或る程度の調節が可能であった。しかしながら、陽極酸化処理の対象となる金属製基材の表面性状に拠っては、形成される多数の孔が、ムラ無く分散せず、偏って配列されるようになることが知見された。金属製基材の表面が平滑でない場合には、孔の配列が、金属製基材の表面の凹凸に関連して偏ってしまう。より具体的には、凹凸の凹部の位置に、孔が形成されやすくなる。また、図５および図１５に示すように、結晶性を有した金属性基材３０，１３０を用いた場合、金属製基材３０，１３０の表面３０ａ，１３０ａに、結晶粒界４２，１４２によって線状に延びる溝状の凹部が画成される。そして、陽極酸化処理によって形成される孔３７，１３７は、結晶性を有した金属性基材３０，１３０の結晶粒界４２，１４２上に偏って配列される傾向が生じた。
【００４７】
さらに、孔の平均ピッチが結晶粒の平均粒径よりも十分に大きくなっている場合には特に問題が無いが、孔の平均ピッチが結晶粒の平均粒径以下の場合であって、とりわけ図１５に示すように、孔１３７の平均ピッチが結晶粒１４５の平均粒径と大きく異なっていない場合には、孔１３７が結晶粒界１４２上に偏ってしまった結果として、孔１３７の配列にムラが生じてしまう。すなわち、本件発明者らは、孔１３７の分散の均一性に、陽極酸化処理を施される金属製基材１３０の表面性状にも大きく依存し、陽極酸化の化成電圧だけでは十分に調整することができないことを、見出した。
【００４８】
一方、本実施の形態では、第２電圧で陽極酸化処理を行う第１工程の前に、第２電圧よりも低い第１電圧で陽極酸化処理を行う第１工程が実施される。このためたとえ、最終的に要望される孔３６の平均ピッチ、すなわち第２電圧の陽極酸化処理で形成される孔３６の平均ピッチが、結晶粒４５の平均粒径と概ね同一であったとしても、第１工程によって形成される孔３７の平均ピッチを、結晶粒４５の平均粒径よりも十分に小さくすることができる。この結果、図５に示すように、第１工程によって形成される孔３７は、結晶粒界４２上に或る程度偏ってしまうことがあるが、結晶粒界４２上だけでなく、結晶粒界４２に囲まれた結晶粒４５上にも位置するようになる。
【００４９】
次に、第２工程では、第２電圧に対応した分散密度で孔３６が形成される。図４に示すように、孔３６は、第１工程で形成された孔３７の一部について、その深さを深くすることによって、形成される。図５に示すように、このとき深さが深くなる孔３６は、第１工程で形成された孔３７から、第２電圧に対応したピッチで分散した孔が選ばれる傾向が生じる。したがって、本実施の形態によれば、第２工程後に形成されるべき孔３６の平均ピッチが結晶粒４５の平均粒径と概ね同一であったとしても、金属製基材３０の表面性状からの影響が少なくとも緩和され、第１電圧の設定によっては金属製基材３０の表面性状からの影響が概ね完全に排除され、多数の孔３６の配列は、陽極酸化処理の電圧、すなわち第２電圧に主として制御されるようになる。そして、本実施の形態では、結晶粒界４２の影響が少なくとも緩和され、孔３６は、結晶粒界４２上に偏ることなく、結晶粒界４２に取り囲まれた結晶粒４５上にも位置するようになる。以上のようにして、孔３６を陽極酸化する第１工程および第２工程が実施され、孔３６がムラ無く分散して金属製基材３０の表面層に形成される。
【００５０】
次に、図６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。このとき、金属製基材３０の表面層３０ａは、エッチングによって除去される。図６に示された例では、孔３７の形跡が若干残る程度に金属製基材３０がエッチングされているが、これに限られず、金属製基材３０のうちの孔３７が形成されている領域が除去されるよう、孔３７の形跡が完全に消える程度にまで金属製基材３０がエッチングされるようにしてもよいし、或いは、金属製基材３０のエッチングの程度を図６に示されて程度よりも弱めてもよい。
【００５１】
次に、必要に応じて、陽極酸化処理によって孔３６の深さをさらに深くする工程と、その後にエッチングによって孔３６を拡径する工程とが、一回ずつ、或いは、複数回交互に繰り返して実施される。
【００５２】
図７に示すように、追加の陽極酸化処理によって孔３６の深さをさらに深くする工程では、陽極酸化処理をさらに行うことによって、陽極酸化層３５の厚さが増すとともに、孔３６の深さがさらに深く延びる。この追加の陽極酸化処理時の化成電圧は、第２工程における電圧と同一である第２電圧とすることができる。この場合、陽極酸化層３５の表面層３５ａに新たな孔が形成されることなく、それまでに形成された孔３６の深さを深くすることができる。また、このとき深く延び出る部分の幅は、それまでにエッチングによって拡径された部分と比較して細い。このため、孔３６は、最深部に向けて先細りする形状となる。
【００５３】
図８に示すように、追加のエッチングによって孔３６を拡径する工程では、陽極酸化層３５の孔３６が、径方向および深さ方向の両方にさらに拡大する。このとき、陽極酸化層３５の表面層３５ａは、エッチングによってさらに浸食される。図８に示された例では、最初の陽極酸化処理の第１工程で形成された孔３７の形跡が完全に消えている。すなわち、第１工程において形成される複数の孔３７のうち、第２工程において深さが深くなる一部の孔３６以外の孔（図５における△で示された孔）が形成されている領域（厚み部分）は、エッチングによって除去される。
【００５４】
追加の陽極酸化処理および追加のエッチングを行うことにより、孔３６の断面積および孔３６の幅が孔３６の深さ方向に沿って急変する箇所の形状が修正される。これにより、図８に示すように孔３６の断面積および孔３６の幅の変化がなだらかになる。
【００５５】
図示された例では、図８に示された状態から、追加の陽極酸化処理および追加のエッチングをさらに一回以上行うことにより、孔３６が凹部２５を画成して、図１に示された型２０が得られる。図１に示された型において、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。また、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。
【００５６】
加えて、型の凹部２５を画成するようになる孔３６は、第１電圧で陽極酸化処理を行う第１工程と第１電圧よりも高い第２電圧で陽極酸化処理を行う第２工程との両方を行うことによって、陽極酸化層３５に表面３５ａにムラ無く分散して形成されている。この結果、孔３６によって画成される凹部２５は、型面２０ａにムラ無く分散して配置されるようになる。さらに、孔３６の平均ピッチが結晶粒４５の平均粒径よりも小さいため、凹部２５の平均ピッチが基層４０の結晶粒４５の平均粒径よりも小さくなる。
【００５７】
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。
【００５８】
まず、図９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５３が供給されるとともに、透明フィルム材５３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５２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５２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５２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。
【００５９】
その後、図１０に示すように、電離放射線を、透明フィルム材５３を介して電離放射線樹脂材料５２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５２が固化（硬化）して、電離放射線硬化型樹脂材料５２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５２および透明フィルム材５３からなる反射防止フィルム１０が作製される。
【００６０】
その後、図１１に示すように、透明フィルム材５３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５３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。
【００６１】
なお、上述した方法において、透明フィルム材５３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１１に示すように、硬化した樹脂材料５２からなるシート状のランド部５４が一定の厚みの層として透明フィルム材５３上に形成され、当該ランド部５４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５４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。
【００６２】
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５３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、特に限定されることなく種々のシートを用いることができ、一例として、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、トリアセチルセルロース製シート、アクリル製シート等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４０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。
【００６３】
図１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。
【００６４】
加えて、ここで説明した型２０においては、凹部２５が、型面２５ａにムラ無く分散している。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が、基準平面ＳＰ上にムラ無く分散する。したがって、反射防止フィルム１０の優れた反射防止機能が、フィルム面に沿って均一に発揮されるようになり、また、反射防止フィルム１０に白味が生じることを効果的に防止することができる。
【００６５】
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の凹部２５を、型面２０ａ内にムラ無く分散して形成することができる。これにより、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。また、一旦形成された陽極酸化膜を廃棄していた従来の方法と比較すると、生産効率を大幅に改善することができ、且つ、廃棄されるべき元材が不必要となる。結果として、型２０の製造コスト、これにともなって反射防止フィルム１０の製造コストを大幅に低減することができる。
【００６６】
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。
【００６７】
例えば、上述した実施の形態において、陽極酸化処理（図３〜図５参照）およびエッチング（図６参照）の後に、追加の陽極酸化処理および追加のエッチングを２回ずつ行う例を示したが、これに限られない。追加の陽極酸化処理および追加のエッチングを一回ずつ行うようにしてもよいし、追加の陽極酸化処理および追加のエッチングを三回以上ずつ行うようにしてもよいし、或いは、追加の陽極酸化処理および追加のエッチングを行わなくても良い。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００７３】
〔実施例〕
次のようにして、実施例に係る型作製した。まず、酸化珪素からなる支持材上に、減圧下でのスパッタリングによって、アルミニウムを１μｍ膜厚で成膜して金属製基材を作成した。得られた金属製基材において、結晶粒の平均粒径は１４０ｎｍとなっていた。この金属製基材に対して、上述の実施の形態で説明したように、第１工程および第２工程からなる陽極酸化処理と、エッチングとを行った。陽極酸化処理の第１工程では、化成電圧を１５Ｖ（第１電圧）とし、第２工程では、化成電圧を３５Ｖ（第２電圧）とした。その後、追加の陽極酸化処理および追加のエッチングを１回ずつ行って、実施例に係る型を得た。追加の陽極酸化処理での化成電圧は、３５Ｖとした。
【００７４】
実施例に係る型の型面を示す電子顕微鏡写真を図１３に示す。図１３からも理解されるように、孔によって画成される型の凹部は、型面内に、ムラ無く分散していた。また、孔が局所的に集まり、隣り合う孔が繋がって、結果として、開口径が大型化した凹部は存在しなかった。図１３に示された写真から、１００個の凹部について径（同一面積の円に置き換えた時の当該円の直径）を測定した。測定された１００個の凹部の径の標準偏差σを、１００個の凹部の径の平均値Ｄａｖｅで割った値（σ／Ｄａｖｅ）は、１６となった。
【００７５】
また、実施例に係る型を用いて、上述の実施の形態で説明した方法により、反射防止フィルムを作製した。得られた反射防止フィルムは無色透明であり、優れた反射防止機能がムラ無く発揮された。
【００７６】
〔比較例〕
次のようにして、比較例に係る型作製した。まず、実施例と同様の金属製基材を準備した。この金属製基材に対して、化成電圧を３５Ｖとした陽極酸化処理と、エッチングとを行った。その後、追加の陽極酸化処理および追加のエッチングを１回ずつ行って、実施例に係る型を得た。追加の陽極酸化処理での化成電圧は、３５Ｖとした。以上の方法で、実施例に係る型を作製した。
【００７７】
比較例に係る型の型面を示す電子顕微鏡写真を図１４に示す。図１４からも理解されるように、孔によって画成される型の凹部は、全体的に線状に並ぶように配列されており、また、凹部が局所的に集中して配置されている箇所も存在した。結果として、隣り合う二つの孔が繋がって、開口径が大型化した一つの凹部が形成されていた。図１３に示された写真から、１００個の凹部について径（同一面積の円に置き換えた時の当該円の直径）を測定した。測定された１００個の凹部の径の標準偏差σを、１００個の凹部の径の平均値Ｄａｖｅで割った値（σ／Ｄａｖｅ）は、３５となった。この数値から、比較例に係る型の凹部の径は、実施例に係る型の凹部の径と比較して、大きくばらついていることがわかる。
【００７８】
また、この型を用いて、上述の実施の形態で説明した方法により、反射防止フィルムを作製した。得られた反射防止フィルムは白味がかっており、反射防止機能もフィルム面内でばらついた。
【符号の説明】
【００７９】
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
３５  陽極酸化層、陽極酸化膜
３５ａ  表面
３６  孔
３６ａ  孔
３７  孔
３８  最深部
４０  基層
４２  結晶粒界
４５  結晶粒
【図１】
2013119636.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１３】
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【図１４】
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