专利名称：光学部件成型模具及使用该模具的光学部件的制造方法
技术领域：
本发明涉及形成有多个亚微米级微小凹部或凸部的树脂制光学部件成型模具以及使用该成型模具制造上述树脂制光学部件的制造方法。
背景技术：
作为形成有多个亚微米级的微小凹部或凸部的树脂制光学部件，可举例有，例如，反射型液晶板前面装备的被称为前光的照明装置的导光板或防反射层等。
图6是表示设置有装备了采用过去的制造方法制造的导光板和防反射层的前光的液晶显示装置的概略构成的剖面图。该图中所示的液晶显示装置100由液晶板120、该液晶板120前侧配设的前光110构成。
前光110装备平板状的导光板112、该导光板112的侧端面112a处配设的棒状光源113而构成，从光源113射出的光线从导光板112的侧端面112c射入导光板112内，并被导光板112的反射面112c反射，从而改变光的转播方向，使其由导光板112的出射面112b照向液晶板120。反射面112c上形成有多个断面呈楔形的微小凹部(槽)115。
而且，上述出射面112b上形成有防反射层117，使得在导光板112内部传播的光线高效地照向液晶板120侧，而且，能防止反射型液晶板120来的反射光被导光板112表面反射而产生衰减。防反射层117的表面形成有被称为AR(抗反射)格子的多个微小凸部(突起)。
以往，制造如上所述的导光板112和防反射层117等形成有多个亚微米级的微小凹部或凸部的、具有微小凹凸形成面的树脂制光学部件的方法，是使用型腔空间上形成有与上述微小凹凸形成面相反凹凸形状的镍电铸模、型腔空间中注射光学部件材料的硅系树脂等的注塑成型法(例如，参照专利文献1、2)。为了制作上述镍电铸模，使用与上述树脂制光学部件外形具有相同凹凸形状的原模，通过电解在该原模表面上附着必要厚度的镍后，进行脱模，就能得到型面凹凸形状与原模表面凹凸形状凹凸方向相反的电铸模。
专利文献1特开平6-201908号公报专利文献1特开2002-372603号公报但是，在使用镍电铸模的以往的树脂制光学部件的制造方法中，若想通过上述微小凹凸形成面的微小凹部或凸部来制造亚微米级的树脂制光学部件时，上述原模的凹凸形状复制到镍电铸模的复制精度低，造成最终得到的树脂制光学部件的尺寸精度低下。而且，由于树脂注塑成型物(树脂制光学部件)从镍电铸模脱模时的脱模性差，存在无法提高制造效率的问题。这些问题在制造上述微小凹凸形成面的微小凹部或凸部的纵横比大于1的树脂制光学部件的场合更加突出，具体来说，出现过树脂制光学部件的凸部高度或者凹部深度比目标尺寸小10％以上的现象。
进一步地，作为方便脱模操作的技术，有在镍电铸模表面涂抹高融点石蜡类和硅油等脱模剂的方法。但是，在镍电铸模表面涂抹脱模剂的操作很麻烦，而且，由于每经过几次注射后就必需涂抹脱模剂，制造效率降低。
发明内容
本发明是为解决上述问题而提出的，其目的之一在于提供一种能够以高尺寸精度制造具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面的树脂制光学部件、且能提高树脂注塑成型物从成型模具脱模时的脱模性的树脂制光学部件成型模具。
而且，本发明另一目的在于提供一种能够以高尺寸精度制造具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面的树脂制光学部件、且能通过提高树脂注塑成型物的脱模性来提高制造效率的树脂制光学部件的制造方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下构成本发明的具有微小凹凸面的树脂制光学部件成型模具，是用于将透光性树脂注塑成型从而形成树脂制光学部件的成型模具，该树脂制光学部件具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面，其特征在于装备有第一母模和第二母模，上述第一母模和第二母模中的至少一方的内表面上设置有由无机氧化层构成的原模，其中第一母模和第二母模划定用来形成树脂制光学部件的型腔空间，该树脂制光学部件具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面，原模具有微小凹凸形成面，该微小凹凸形成面形成有与上述树脂制光学部件的微小凹凸形成面相反的凹凸形状。
本发明的树脂制光学部件成型模具中，由于上述第一母模和第二母模中的至少一方的内表面上设置了具有与上述树脂制光学部件的微小凹凸形成面相反的凹凸形状的微小凹凸形成面的、由无机氧化层构成的原模，制造树脂制光学部件时向型腔空间内注射透光性树脂后，该原模的微小凹凸形成面的凹凸形状能够直接复制到树脂注塑成型物(树脂制光学部件)上，而且因为复制时不破坏形状，与过去的复制了原模凹凸形状的镍电铸模相比，能够以高尺寸精度制造具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面的树脂制光学部件。而且，因为原模由无机氧化层构成，所以从树脂注塑成型物脱模时的脱模性也能提高。
而且，本发明的树脂制光学部件成型模具中，由于上述原模的微小凹凸形成面上形成有表面自由能为4μJ/cm2以下的覆盖层，与被复制物(树脂注塑成型物)的物理结合变弱，树脂注塑成型物从成型模具脱模时的脱模性好。而且，由于形成了上述覆盖层，原模的微小凹凸形成面不露出而得到保护，因此能够提高原模的耐药性和耐磨性。这是因为，使用本发明的树脂制光学部件成型模具进行注塑成型时，成型模具的内表面上附着透光性树脂等成型材料热分解后产生的气体，因此，需要每数万次注射后进行清洗等维护。根据清洗时使用的清洗剂种类不同，可能破坏上述原模的形状，所以在原模的微小凹凸形成面上覆盖上述覆盖层，即使暴露在清洗剂中也能维持上述原模的形状，延长了它作为模具的寿命。特别是，上述原模由后述的SiO2层形成的场合，SiO2对强碱性清洗剂无耐性(耐碱性差)，易于破坏形状，所以形成上述覆盖层后能够防止上述原模的劣化、维持其形状。
在本发明的树脂制光学部件成型模具中，上述原模的微小凹凸形成面上形成的覆盖层可以由含氟金刚石碳层或者由含有氟构造的硅烷化合物层构成。上述覆盖层由含氟金刚石碳层构成的场合，由于上述覆盖层含氟，能够减小表面自由能，与树脂注塑成型物(被复制物)的物理结合减弱，所以能够提高树脂注塑成型物从成型模具脱模时的脱模性。而且，使用金刚石碳(DLC)层能够减小覆盖层表面粗糙度，由于能减小被复制物从成型模具脱模时原模与被复制物间(详细地说是上述覆盖层与上述被复制物间)的摩擦系数，因而能够提高脱模性。
而且，DLC层可以通过溅射法成膜得到，十分致密，因此，通过由这样的DLC层构成的覆盖层覆盖原模的微小凹凸形成面，能够保护原模，提高原模的耐药性和耐磨性。
上述覆盖层由含有氟构造的硅烷化合物层构成的场合，因为上述覆盖层含有氟构造，能够减小表面自由能，与树脂注塑成型物(被复制物)的物理结合减弱，所以能够提高树脂注塑成型物从成型模具脱模时的脱模性。
此外，这里所说的含有氟构造是指通过化学结合而使得分子中含有氟原子的意思。
上述覆盖层由含氟DLC层构成的场合，覆盖层的厚度方向的氟浓度可以呈梯度分布。
本发明中的原模的微小凹凸形成面上形成的覆盖层达到至少4μJ/cm2(40erg/cm2)以下的表面自由能即可，而且，最好微小凹凸形成面一侧与构成原模的无机氧化层有好的粘着性，因此，通过使微小凹凸形成面一侧的氟浓度小于表面一侧，来倾斜分布氟浓度。
而且，本发明的树脂制光学部件成型模具中，最好上述覆盖层的厚度为50nm以下。如果上述覆盖层的厚度为50nm以下，则会在上述覆盖层上形成与原模的微小凹凸形成面同样的凹凸形状，所以不影响树脂注塑成型物的形状，能够制造尺寸精确的树脂制光学部件。
而且，本发明的树脂制光学部件成型模具中，根据以下理由，最好在上述原模的微小凹凸形成面上覆盖由耐液性材料构成的保护膜。
使用本发明的树脂制光学部件成型模具进行注塑成型时，成型模具的内表面上附着有透光性树脂等成型材料热分解后产生的气体，因此，需要每数万次注射后进行清洗等维护。根据清洗时使用的清洗剂种类不同，可能破坏上述原模的形状，所以，通过在原模的微小凹凸形成面上形成由耐液性材料构成的保护膜，能维持上述原模的形状，延长了作为模具的寿命。特别是，上述原模由SiO2层形成的场合，SiO2对强碱性清洗剂无耐性(耐碱性差)，易于破坏形状，故形成上述强耐碱性保护膜能够防止上述原模的劣化、维持其形状。上述保护膜使用的耐液性材料有金刚石碳(DLC)、TiO2等氧化物。而且，作为保护膜也可使用镍等的金属膜，在这种场合，能够实现原模的表面改性，能够进一步提高脱模性。
而且，本发明的树脂制光学部件成型模具中，最好上述保护膜的厚度为50nm以下。
如果上述保护膜的厚度在50nm以下，则会在上述保护膜上也形成与原模的微小凹凸形成面同样的凹凸形状，因而不影响树脂注塑成型物的形状，能够制造尺寸精确的树脂制光学部件。
本发明的树脂制光学部件成型模具中，上述原模的微小凹凸形成面上形成的微小凹部或凸部的纵横比(凹部的场合指深度与宽度之比或深度与凹部的间距之比，凸部的场合指高度与宽度之比或高度与凸部的间距之比)可以为1以上。
这样构成的树脂制光学部件成型模具中，即使树脂制光学部件中设置的微小凹凸形成面的微小凹部或凸部的纵横比大于1，也能够制造尺寸精确的树脂制光学部件。
而且，本发明的树脂制光学部件成型模具中，上述原模也可由SiO2层形成。
而且，本发明的具有微小凹凸面的树脂制光学部件的制造方法，是利用成型模具通过注塑成型方法制造树脂制光学部件的制造方法，该树脂制光学部件具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面，其特征在于使用权利要求1或2中所述的树脂制光学部件成型模具作为上述成型模具，向该模具的型腔空间中注塑成型透光性树脂，将上述原模的微小凹凸形成面的微小凹凸形状复制在树脂制光学部件上。
采用具有这种构成的微小凹凸面的树脂制光学部件的制造方法，能够尺寸精确地制造具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面的树脂制光学部件。而且，由于树脂注塑成型物脱模时的脱模性好，所以能够高效地制造上述树脂制光学部件。
图1是表示装备了采用本发明的具有微小凹凸面的树脂制光学部件的制造方法制造的防反射层的液晶显示装置的一个具体实施方式
的剖面图。
图2是示意性表示图1所示的防反射层的表面形状的局部立体图。
图3是图2中的防反射层的局部剖面图。
图4是表示制造图2中的防反射层时使用的防反射层成型模具的概略构成的剖面图。
图5是表示图4中的防反射层成型模具所配备的原模的局部放大图。
图6是表示装备了采用过去的制造方法制造的导光板和防反射层的液晶显示装置的概略构成的剖面图。
图中1液晶显示装置、7凸部、10前光(照明装置)、12导光板(树脂制光学部件)、12a侧端面(入光面)、12b出射面、12c反射面(微小凹凸形成面)、13光源、14凸部、17防反射层、17a微小凹凸形成面、30防反射层成型模具(树脂制光学部件成型模具)、30a第一母模、30b第二母模、31a、31b内表面、32射出口、35型腔空间、36原模、36a微小凹凸形成面、37凹部、38有机膜(保护膜)、P间距、H高度、P2间距、D深度。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的具体实施方式
。
图1是表示装备了采用本发明的具有微小凹凸面的树脂制光学部件的制造方法制造的防反射层的液晶显示装置的一个具体实施方式
的剖面图。该液晶显示装置1装备反射型液晶板20及其前面配置的前光(照明装置)10而构成。
前光10装备略呈平板状的导光板12和该导光板12的侧端面(入光面)12a处配设的光源13而构成。导光板12由丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等透光性树脂构成，该导光板12的图示下面侧(液晶显示装置20一侧)形成射出前光10的照明光的出射面12b，导光板12的图示上面侧(液晶显示装置20的相反一侧)上形成断面呈三角波状的棱镜形状。更详细地说，相互平行地形成了多个由相对上述出射面12b倾斜形成的缓斜面部14a和以比该缓斜面部14a更陡的倾斜角度形成的急斜面部14b构成的断面呈三角形状的凸部14。而且，导光板12的出射面12b上形成有防反射层(树脂制光学部件)17。
导光板12的侧端面12a处配设的光源13是沿导光板12侧端面12a设置的棒状光源，更具体地说，在棒状的导光体13b的两端部配设由各个白色LED(发光二极管)等构成的发光元件13a。而且，使得从发光元件13a射出的光经导光体13b射入导光板12。通过在发光元件13a与导光板12之间设置棒状导光体13b，作为点光源的发光元件13a的光能够均匀地照射在导光板12的侧端面12a上。此外，光源13只要能将光导入导光板12的侧端面12a中即可使用，例如，光源13可由沿导光板12侧端面12a并列的发光元件构成。而且，也可为只配备单个发光元件13a的构成。
如上构成的前光10将光源13射出的光从导光板12的侧端面12a射入导光板12内，在导光板12内传播的该光被反射面12c上设置的凸部14的急斜面部14b反射，从而使光的传播方向改变，使其作为照明光由出射面12b射出。
本实施方式中的前光10的导光板12，在其出射面12b一侧形成有采用本发明的制造方法制造的防反射层17，该防反射层17的表面由亚微米级微小凹部或凸部呈格子状排列配置形成。
以下参照图2和图3说明该防反射层17。图2是示意性表示防反射层17的表面形状的局部立体图。图3是图2中的防反射层17的局部剖面图。
防反射层17的其中一个表面(导光板一侧的表面)上由直径0.15-0.4μm左右(或者是凸部7的间距在0.15-0.4μm左右)的多个微小的凸部7呈格子状排列配置形成，以使得较大波长范围内的光能以高透过率透过。设置如上所述的微小凹凸形状能够防止光反射的原因是，微小凹凸形状的各个凸部以可视范围波长以下的高度及重复间距排列形成，所以不反射入射的光。防反射层17表面中的设置有多个上述微小凸部7的面被称为微小凹凸面17a。防反射层17的上述微小凹凸面17a配置在导光板12的出射面12b侧。
然后，通过设置上述防反射层17，导光板12内传播的光向出射面12b入射时几乎不产生反射光，能够高效对液晶板20进行照明。而且，光几乎不被出射面12b的内侧面反射，所以能抑制被出射面12b反射的光到达使用者而产生的白化现象，能够增强对比度，提高显示品质。
而且，被反射型的液晶板20反射的光从导光板12的出射面12b入射时，该防反射层17也能有效工作，使液晶板20的反射光以高透过率透过，结果，能获得高亮度的显示。这是因为，液晶板20的反射光若被导光板12的出射面12b反射，则显示光的一部分损失，造成亮度降低，而且，出射面12b的反射造成导光板12的白化，导致显示对比度降低，但是，通过在上述导光板12上设置防反射层17，能够防止上述现象。
而且，优选凸部7的直径或间距为0.3μm以下，且凸部7的高度为0.13μm以上。这是因为，若间距P超过0.3μm，光向导光板入射时发生着色现象。而且，如果凸部7的高度不满0.13μm，防反射效果不充分，反射率增高。
虽然上述凸部7的间距越小防反射层17的透过率越高，但是，对0.13μm以下的极微小的凸部7以均一的尺寸进行排列配置十分困难，会导致制造成本增加，因此，从实用的角度来说，凸部7的间距的下限值大约为0.20μm。而且，凸部7的纵横比(高度H与凸部7的间距P的比)为1以上的范围，最好在1以上、2以下的范围内。这是因为，如果凸部7的纵横比不满1，不能得到充分的反射效果。防反射层17的材质使用硅系树脂、丙烯酸树脂和降冰片烯树脂等透光性树脂。
进一步地，本发明的导光板12中，防反射层17不仅仅设置在出射面12b上，也可以在配置光源13的侧端面12a上形成防反射层。这样，也能抑制光从光源13(导光体13b)导入导光板12时被导光板12的侧端面12a反射，因此，进一步提高了光源的利用效率，能够提高前光10的亮度。而且，作为防反射层17，虽然已说明它在导光板一侧的表面上设置多个微小凸部7的场合，但是在导光板一侧的表面上设置多个亚微米级微小凹部也是可以的。而且，作为防反射层17，虽然已说明它在导光板一侧的表面上设置多个微小凹凸面的场合，但是在防反射层17的两面(导光板一侧的面与液晶板一侧的面)上设置微小凹凸形成面也是可以的。
液晶板20在对面配置的上基板21和下基板22之间夹持着液晶层23，该液晶层23被沿基板21、22的内面侧周边部呈框状设置的密封材料24密封。
上基板21的内表面一侧(下基板22一侧)上形成有液晶控制层26，下基板22的内表面一侧(上基板21一侧)上形成了具有用于反射前光10的照明光或外部光的金属薄膜的反射层27，该反射层27上形成有液晶控制层28。
液晶控制层26、28含有用来驱动控制液晶层23的电极、配向膜等，也含有开关上述电极的半导体元件等。而且，根据不同场合的需要，还可配备进行彩色显示的滤色片。然后，如图1所示，下基板22一侧的液晶控制层28越过密封材料24延长到其外侧，在其前端部28a与弹性基板29a连接。而且，上基板21一侧的液晶控制层26与弹性基板(图示略)连接在一起。
反射层27上配置有用于反射向液晶显示板20入射的外部光或前光10的照明光的、由铝或银等高反射率金属薄膜构成的反射膜，最好配备用于防止在特定方向由于反射光增强而降低液晶显示装置的可见性的光散射部件。作为该光散射部件，可使用附着微小凹凸形状的金属反射膜、或者树脂膜中散布着与构成树脂膜材料不同屈光度的树脂珠的散射膜等。
如上构成的本实施方式的液晶显示装置1，在外部光充足的环境中，能够利用外部光进行反射显示；在外部光不充足的环境中，通过点亮前光10，将从导光板12的出射面12b出射的光作为照明光进行显示。而且，前光10的导光板12上设置有防反射层17，从光源13导入导光板12内部的光能够高效地从出射面12b射出，因此，能够提高向液晶板20入射的照明光量，进行高亮度的显示。
进一步地，照向上述液晶板20的入射光被下基板22的反射层27反射，被再次射入导光板12，使其透过该导光板12到达使用者，但是，本实施方式的液晶显示装置1中，通过在上述导光板12上设置防反射层17，从液晶板20来的光几乎不被导光板的出射面12b反射而到达使用者。即，不仅防止了光被导光板12的出射面12b反射而导致显示光亮度降低，而且，也防止了被出射面12b反射而造成的导光板12的白化，因此，能够以得到高亮度高对比度的显示。
(防反射层的制造方法)下面，对上述本实施方式中的防反射层的制造方法进行说明。
图1所示的防反射层17可以使用图4-图5中所示的防反射层成型模具(树脂制光学部件)通过注塑成型法制造出来。图4是表示防反射层成型模具30的概略构成的剖面图。图5是表示图4的防反射层成型模具中装备的原模的局部放大图。
该防反射层成型模具30装备有用来划定防反射层17成型的型腔空间35的第一母模30a和第二母模30b，第一母模30a的内表面31a上配置有具有与防反射层17的微小凹凸形成面17a的凹凸形状相反的微小凹凸形成面36a的由无机氧化层构成的原模36，第二母模30b的内表面31b形成为与防反射层17的微小凹凸形成面17a相反一侧的面。而且，第一母模30a和第二母模30b的侧端形成有向型腔内注入作为防反射层17构成材料的硅系树脂的射出口32。
作为第一母模30a和第二母模30b的材料使用硅片等陶瓷。
原模36的微小凹凸形成面36a上有多个亚微米级微小凹部37，而且这些凹部37呈格子状排列配置。凹部37的直径或间距P2与防反射层17的凸部7的直径或间距P大致相同，为0.15-0.4μm，最好为0.3μm以下。
而且，凹部37的高度H2与凸部7的高度H大约相同，在0.2μm以上。而且，凹部37的纵横比(深度D与凹部7的间距P2的比)与凸部7的纵横比大致相同，为1以上的范围，并且最好是在大于1小于2的范围内。
原模36的微小凹凸形成面36a被表面自由能4μJ/cm2以下(40erg/cm2以下)、最好是3.5μJ/cm2以下(35erg/cm2以下)的覆盖层38覆盖。若覆盖层38的表面自由能超过4μJ/cm2，与被复制物(树脂注塑成型物)的物理结合减弱，因而树脂注塑成型物从成型模具脱模时的脱模性下降。
该覆盖层38的表面形成有与原模36的微小凹凸形成面36a同样的凹凸形状。
覆盖层38由含氟DLC层、含有氟构造的硅烷化合物层等构成。
覆盖层38由含氟DLC层构成的场合，调整覆盖层38中氟的含量使得表面自由能在4μJ/cm2以下。覆盖层38中氟的含量最好控制在10wt％-30wt％的范围(或10质量％-30质量％)内，因为这时它具有能够同时满足提高脱模性和提高与母模粘着性的优点。随着覆盖层38中氟的含量增加，脱模性提高，随着氟的含量减少，与母模30a的粘着性降低，因此，也可以通过使微小凹凸形成面36a一侧的氟浓度小于表面一侧(型腔空间35一侧)的氟浓度，从而使得覆盖层38的厚度方向的氟浓度呈梯度分布。这样的厚度方向的氟浓度呈梯度分布的DLC层被称为倾斜FDLC层。
由倾斜FDLC层构成的覆盖层38的至少表面一侧应达到40erg/cm2以下的表面自由能。这样，能够实现覆盖层38表面的良好脱模性、微小凹凸形成面36a一侧与构成原模的无机氧化层的良好粘着性。
根据先前叙述的理由，希望覆盖层38的厚度为50nm以下，最好为30nm以下。
作为上述覆盖层38的制作方法，在含氟DLC层的场合，可以在含氟的环境中通过溅射法成膜。在倾斜DLC层的场合，可以边改变环境中的氟浓度边进行溅射成膜。在含有氟构造的硅烷化合物层的场合，可以通过浸渍涂层成膜。
而且，原模36的微小凹凸形成面36a上，用耐液性材料构成的保护膜38代替覆盖层来覆盖也是可以的。该保护膜38的表面形成与原模36的微小凹凸形成面36a相同的凹凸形状。
保护膜38使用的耐液性材料有金刚石碳(DLC)、TiO2等氧化物。
而且，作为保护膜38的材料可使用镍等金属膜，这种场合，能实现原模36的表面改性，能够进一步提高脱模性。
根据先前叙述的理由，希望保护膜38的厚度为50nm以下，最好为30nm以下。
作为上述保护膜38的成膜方法，在DLC等氧化物膜的场合，可采用溅射法成膜。
为了使用上述防反射层成型模具30制作防反射层17，将防反射层成型模具30安装在注塑成型机中，从射出口32将融化的防反射层17材料的硅系树脂等透光性树脂射出并形成树脂注塑成型物后，能够成型复制了原模36的微小凹凸形成面36a的微小凹凸形状的树脂注塑成型物，之后，得到以脱膜为目的的防反射层17。
采用本实施方式中的防反射层的制造方法，由于使用如上构成的防反射层成型模具30进行注塑成型，原模36的微小凹凸形成面36a的凹凸形状能够直接复制到树脂注塑成型物上，而且由于复制时不会破坏其形状，与过去的复制了原模的凹凸形状的镍电铸模相比，能够以高尺寸精度制造具有形成了多个亚微米级微小凸部7的微小凹凸形成面17a的防反射层17。而且，因为原模36由无机氧化物构成，所以从树脂注塑成型物脱模时的脱模性也良好，能够高效地制造防反射层17。
而且，原模36的微小凹凸形成面36a上形成表面自由能在4μJ/cm2以下的覆盖层38，与树脂注塑成型物的物理结合减弱，树脂注塑成型物从成型模具脱模时的脱模性提高，能够高效地制造防反射层17。而且，原模36的微小凹凸形成面36a由于形成了覆盖层38或保护膜38，原模36的微小凹凸形成面36a不露出在外而受到保护作用，所以，能防止防反射层成型模具30维护时使用的清洗剂造成的原模36的微小凹凸形成面36a的形状劣化，延长了它作为模具的寿命。
而且，防反射层成型模具30中，第二母模30b的内表面31b上也配置有与上述原模36相同的原模，采用这样的防反射层成型模具进行注塑成型，就能制造出在两面(导光板一侧的面与液晶板一侧的面)都形成有微小凹凸形成面的防反射层。
而且，上述实施方式中虽然对使用树脂制光学部件成型模具制造防反射层的场合进行了说明，但是，本发明的树脂制光学部件的制造方法在制造导光板12的场合也是适用的，作为该场合使用的导光板成型模具，具有形成了与导光板12的微小凹凸形成面(形成有多个凸部14的面，在图1中是反射面12c)相反凹凸形状的微小凹凸形成面的原模被放置在第一母模和第二母模的其中一方的内表面上，另外一个母模的内表面上形成有成型导光板12的出射面12b的面，使用这样的模具进行注塑成型，能制造出导光板12。
实施例(实施例1)制作了与图4至图5相同的防反射层成型模具。所制作的防反射层成型模具上配置的原模的微小凹凸形成面的凹部间距为0.22μm、纵横比为1.2。而且，覆盖该原模的微小凹凸形成面的覆盖层的材质使用的是倾斜FDLC层。该倾斜FDLC层的厚度为30nm。而且，该倾斜FDLC层的表面自由能为3.12μJ/cm2(31.2erg/cm2)。其次，将制作的防反射层成型模具安装在注塑成型机中，从射出口将融化的防反射层材料、即株式会社JSR制的ア一トン(商品名，为光学用耐热透明树脂)射出并形成树脂注塑成型物后，脱膜得到防反射层。得到的防反射层被复制了原模的微小凹凸形成面的微小凹凸形状，具有高尺寸精度的微小凹凸面。这里，对脱膜时的上述覆盖层的粘合工作量(Wbs)进行了调查，为7.42μJ/cm2(74.2erg/cm2)，脱膜性良好，而且，在形成于原模的微小凹凸面上的覆盖层上没有发现附着防反射层材料。
(实施例2)制作了与图4至图5相同的防反射层成型模具。所制作的防反射层成型模具上配置的原模的微小凹凸形成面的凹部间距为0.25μm、纵横比为1.3。而且，覆盖该原模的微小凹凸形成面的覆盖层的材质使用的是株式会社东レ的AY43-158(商品名、含有氟构造的硅烷化合物)。该覆盖层的厚度为10nm。而且，该覆盖层的表面自由能为1.6μJ/cm2(16.0erg/cm2)。
其次，将制作的防反射层成型模具安装在注塑成型机中，从射出口将融化的防反射层材料、即株式会社JSR制的ア一トン(商品名)射出并形成树脂注塑成型物后，脱膜得到防反射层。得到的防反射层被复制了原模的微小凹凸形成面的微小凹凸形状，具有高尺寸精度的微小凹凸面。这里，对脱膜时的上述覆盖层的粘合工作量(Wbs)进行了调查，为4.55μJ/cm2(45.5erg/cm2)，脱膜性良好，而且，在形成于原模的微小凹凸面上的覆盖层上没有发现附着防反射层材料。
(比较例1)制作了除原模的微小凹凸形成面上不形成覆盖层以外其它都与实施例1相同的防反射层成型模具。原模的微小凹凸形成面的表面自由能为5.36μJ/cm2(53.6erg/cm2)。
其次，制作的防反射层成型模具安装在注塑成型机中，从射出口将融化的防反射层材料、即株式会社JSR制的ア一トン(商品名)射出并形成树脂注塑成型物后，对脱膜时的上述原模的粘合工作量(Wbs)进行了调查，为9.3μJ/cm2(93.0erg/cm2)，原模的表面上附着有防反射层材料，脱膜困难。
(发明效果)以上，如详细说明的那样，采用本发明，能够以高尺寸精度制造具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面的树脂制光学部件、而且能够提供能提高树脂注塑成型物从成型模具脱模时的脱模性的树脂制光学部件成型模具。
权利要求
1.一种具有微小凹凸面的树脂制光学部件成型模具，是用于将透光性树脂注塑成型从而形成树脂制光学部件的成型模具，该树脂制光学部件具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面，其特征在于装备有第一母模和第二母模，上述第一母模和第二母模中的至少一方的内表面上设置有由无机氧化层构成的原模，其中第一母模和第二母模划定用来形成树脂制光学部件的型腔空间，该树脂制光学部件具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面，原模具有微小凹凸形成面，该微小凹凸形成面形成有与上述树脂制光学部件的微小凹凸形成面相反的凹凸形状。
2.根据权利要求1所述的树脂制光学部件成型模具，其特征在于上述原模的微小凹凸形成面上形成有表面自由能为4μJ/cm2以下的覆盖层。
3.根据权利要求2所述的树脂制光学部件成型模具，其特征在于上述覆盖层由含氟金刚石碳层或者含有氟构造的硅烷化合物层构成。
4.根据权利要求2所述的树脂制光学部件成型模具，其特征在于上述覆盖层由含氟金刚石碳层形成，该覆盖层厚度方向的氟浓度呈梯度分布。
5.根据权利要求2所述的树脂制光学部件成型模具，其特征在于上述覆盖层的厚度为50nm以下。
6.根据权利要求1所述的树脂制光学部件成型模具，其特征在于上述原模的微小凹凸形成面上覆盖有由耐液性材料构成的保护膜。
7.根据权利要求5所述的树脂制光学部件成型模具，其特征在于上述保护膜的厚度为50nm以下。
8.根据权利要求1或2所述的树脂制光学部件成型模具，其特征在于上述原模的微小凹凸形成面上形成的微小凹部或凸部的纵横比为1以上。
9.根据权利要求1或2所述的树脂制光学部件成型模具，其特征在于上述原模由SiO2层形成。
10.一种具有微小凹凸面的树脂制光学部件的制造方法，是利用成型模具通过注塑成型方法制造树脂制光学部件的制造方法，该树脂制光学部件具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面，其特征在于使用权利要求1或2中所述的树脂制光学部件成型模具作为上述成型模具，向该模具的型腔空间中注塑成型透光性树脂，将上述原模的微小凹凸形成面的微小凹凸形状复制在树脂制光学部件上。
全文摘要
本发明提供一种具有微小凹凸面的树脂制光学部件成型模具，装备有划定型腔空间的第一母模和第二母模，该型腔空间用于将透光性树脂注塑成型从而形成树脂制光学部件，该树脂制光学部件具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面，在第一母模的内表面上设置有由无机氧化层构成的原模(36)，该原模(36)具有微小凹凸形成面(36a)，该微小凹凸形成面(36a)形成有与上述树脂制光学部件的微小凹凸形成面相反的凹凸形状。由此，能够以高尺寸精度制造具有形成了多个亚微米级微小凹部或凸部的微小凹凸形成面的树脂制光学部件、且能提高树脂注塑成型物脱模时的脱模性。
文档编号B29C45/37GK1579737SQ20041005592
公开日2005年2月16日 申请日期2004年7月30日 优先权日2003年7月31日
发明者石高良彦, 千叶秀典, 千田隆之, 福田哲也 申请人:阿尔卑斯电气株式会社