表面具有微細凹凸結構的構件的檢查裝置及檢查方法、表面具有陽極氧化鋁層的構件的 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠簡便地檢查陽極氧化鋁表面的微細凹凸結構的形狀、陽極氧化鋁的厚度的檢查裝置和檢查方法等。本發(fā)明的陽極氧化鋁的檢查裝置的特征在于，其具備：照射單元（22），對檢查對象的陽極氧化鋁照射光；攝像單元（24），對通過偏振單元的光進行拍攝；偏振單元（28），使從照射單元照射出的光偏振；以及圖像處理單元（26），基于由使用攝像單元拍攝出的圖像獲得的顏色信息來判斷陽極氧化鋁的狀態(tài)是否良好。
【專利說明】表面具有微細凹凸結構的構件的檢查裝置及檢查方法、表面具有陽極氧化鋁層的構件的制造方法、以及光學薄膜的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及表面具有微細凹凸結構的構件的檢查裝置及檢查方法、表面具有陽極氧化鋁層的構件的制造方法、以及光學薄膜的制造方法。
【背景技術】
[0002]表面形成有表面間距為可見光波長以下的微細凹凸結構的薄片等構件由于表現(xiàn)超親水性、超疏水性、低反射等功能，其有用性正受到關注。特別是已知被稱為蛾眼(Moth-eye)結構的微細凹凸結構的折射率從空氣的折射率向構件材料的折射率連續(xù)變化，因此表現(xiàn)優(yōu)異的防反射功能。
[0003]作為這種表面具有微細凹凸結構的構件的制造方法，已知有(i)對基材本身的表面直接加工而形成表面具有微細凹凸結構的構件的方法；(ii)使用表面形成有與構件表面的微細凹凸結構互補的微細凹凸結構的轉(zhuǎn)印模具，轉(zhuǎn)印模具的微細凹凸結構轉(zhuǎn)印到透明基材等構件本身的表面的方法(例如專利文獻I)等，在生產(chǎn)率等觀點方面，(?)的方法在工業(yè)上優(yōu)異。
[0004]作為在模具的外表面形成反轉(zhuǎn)結構的方法，已知有電子束繪制法、激光干涉法等。近年來，作為能夠更簡單地形成反轉(zhuǎn)結構的方法，將鋁基材的表面陽極氧化的方法正在受到關注(例如參照專利文獻2)。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2010-201641號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2005-156695號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

_9] 發(fā)明要解決的問題
[0010]通過將鋁基材的表面陽極氧化而形成的陽極氧化鋁層為鋁的氧化覆膜(耐酸鋁)，具有間距為可見光波長以下的多個細孔(微細凹凸結構)。
[0011]這種具有微細凹凸結構的陽極氧化鋁層中，陽極氧化時浸潰鋁基材的電解液的濃度、溫度有不均勻或者鋁基材表面的性狀有參差時，會有陽極氧化鋁層表面的微細凹凸結構的形狀(細孔深度、內(nèi)徑、細孔間的間距等)、陽極氧化鋁的厚度等出現(xiàn)不均勻的情況。這種情況下，無法對薄片構件等轉(zhuǎn)印最適合的微細凹凸結構。
[0012]另外，作為陽極氧化鋁的材料的鋁基材可以使用純度高的鋁基材，但用于制造純度聞的招基材的聞純度招的晶粒易因鑄造等而粗大化，在招基材中會出現(xiàn)肉眼也能夠觀察到的程度的粗晶粒。因此， 使用這種鋁基材制造出的模具的陽極氧化鋁的表面也會出現(xiàn)同樣的晶界圖案。對此，目前為了將由于晶粒而產(chǎn)生的圖案微細化且均勻化，實施通過壓延、擠出和鍛造等來制造招基材。然而，即使實施這種工序，鍛造肖II的鑄造時的粗大晶粒的痕跡有時也會根據(jù)加工方向、重復次數(shù)等條件而形成晶體取向的不均并殘留在鋁基材中，該斑痕會在由鋁基材加工而成的具有微細凹凸結構的模具(主要為基材表面)中以肉眼難以確認的流痕形式殘留。這種情況下，流痕會被轉(zhuǎn)印給薄片構件等。
[0013]進而，對于具備這種具有微細凹凸結構的陽極氧化鋁層的模具，為了改善成型品的脫模性而在表面附著脫模劑。該脫模劑過量附著在具有陽微細凹凸結構的陽極氧化鋁層的表面時，會產(chǎn)生微細凹凸結構被脫模劑掩埋、無法將最合適的微細凹凸結構轉(zhuǎn)印到透明基材等的表面的問題。另一方面，脫模劑的量過少時，會有無法獲得期望的脫模性的問題。
[0014]如上所述的陽極氧化鋁層表面的微細凹凸結構的形狀不均勻、鋁基材的殘留、脫模劑的過量或過少的附著會對表面具有微細凹凸結構的薄片構件的生產(chǎn)造成不良影響。因此，需要檢查陽極氧化鋁的表面狀態(tài)是否良好，但問題是目前為止不存在簡便的檢查方法。
[0015]本發(fā)明的目的在于，提供能夠簡便地檢查上述那樣的模具等中所使用的陽極氧化鋁等具有微細凹凸結構的構件的表面狀態(tài)的檢查裝置及檢查方法，以及提供表面具備具有表面狀態(tài)良好的微細凹凸結構的陽極氧化鋁的構件的制造方法。
[0016]用于解決問題的方案
[0017]本發(fā)明的發(fā)明人等鑒于上述問題進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，根據(jù)陽極氧化鋁等具有微細凹凸結構的構件的表面狀態(tài)是否良好，由這種具有微細凹凸結構的構件的表面反射的光的顏色會發(fā)生變化。即，發(fā)現(xiàn)由陽極氧化鋁反射的光的顏色反映出具有微細凹凸結構的構件的表面狀態(tài)是否良好的影響。
[0018]進而，本發(fā)明的發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，由具有微細凹凸結構的表面反射的光包含關于具有微細凹凸結構的構件的表面狀態(tài)是否良好的信息，該反射光根據(jù)具有微細凹凸結構的構件的表面狀態(tài)朝著與形成有陽極氧化鋁的表面垂直的方向、或者與形成有陽極氧化鋁的表面平行的方向發(fā)生偏振。
[0019]而且發(fā)現(xiàn)，通過利用偏振板等將偏振方向設置為適當?shù)姆较?，由陽極氧化鋁的表面反射的反射光的顏色變化被增強，從而完成了本發(fā)明。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供構件的檢查裝置，所述構件是表面具有由多個細孔形成的微細凹凸結構的構件，該裝置具備:照射單元，對檢查對象的構件照射照射光；攝像單元，對由構件反射出的反射光進行拍攝；偏振單元，使照射光或朝向攝像單元入射的反射光偏振；以及圖像處理單元，基于由使用攝像單元拍攝出的圖像獲得的顏色信息來判斷構件的表面狀態(tài)是否良好。
[0021〕 根據(jù)具有這種結構的本發(fā)明，可以簡便地檢查具有微細凹凸結構的表面的狀態(tài)是否良好。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，偏振單元是以偏振方向相對于與攝像單元的光軸和構件的表面接觸的點處的切面相垂直的方向為-50°?50°的方式配置的。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，偏振單元是以偏振方向相對于與攝像單元的光軸和構件的表面接觸的點處的切面相平行的方向為-50°?50°的方式配置的。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，圖像處理單元判斷構件的表面處的脫模劑的附著狀態(tài)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，圖像處理單元制作能夠判斷構件的流痕的輸出。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，上述構件為表面形成有具有微細凹凸結構的陽極氧化鋁層的構件。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，圖像處理單元還判斷陽極氧化鋁層的微細凹凸結構的狀態(tài)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，攝像單元是以其光軸與構件的表面的法線成45。以上且小于90。的角度配置的。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，攝像單元輸出如8圖像信號作為顏色信息，圖像處理單元基于如8圖像信號來判斷構件的表面狀態(tài)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，攝像單元輸出如8圖像信號作為顏色信息，圖像處理單元具有將如8圖像信號轉(zhuǎn)換為表色系統(tǒng)信息的轉(zhuǎn)換部，基于表色系統(tǒng)信息來判斷構件的表面狀態(tài)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，能夠提供一種檢查方法，其特征在于，其是構件的檢查方法，所述構件是表面具有由多個細孔形成的微細凹凸結構的構件，該方法具備:照射步驟，對檢查對象的構件照射照射光；以及攝像步驟，對由構件的表面反射的反射光進行拍攝，利用偏振單元使照射光或要被拍攝的反射光偏振，方法還具備:圖像處理步驟，基于由拍攝出的圖像獲得的顏色信息來判斷構件的表面狀態(tài)是否良好。
[0032]根據(jù)具有這種結構的本發(fā)明，能夠簡便地檢查具有微細凹凸結構的表面的狀態(tài)是否良好。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，偏振方向相對于與攝像單元的光軸和構件接觸的點處的切面相垂直的方向成-50°?50。。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，偏振方向相對于與攝像單元的光軸和構件接觸的點處的切面相平行的方向成-50°?50°。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，在圖像處理步驟中，判斷構件的表面處的脫模劑的附著狀態(tài)。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，在圖像處理步驟中，制作能夠判斷構件的流痕的輸出。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，上述構件為表面形成有具有微細凹凸結構的陽極氧化鋁層的構件。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，在圖像處理步驟中，判斷陽極氧化鋁層的微細凹凸結構的狀態(tài)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，攝像單元是以其光軸與構件的表面的法線成45。以上且小于90。的角度配置的。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，攝像單元輸出如8圖像信號作為顏色信息，在圖像處理步驟中，基于如8圖像信號來判斷構件的表面狀態(tài)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選實施方式，攝像單元輸出如8圖像信號作為顏色信息，在圖像處理步驟中，如8圖像信號被轉(zhuǎn)換為表色系統(tǒng)信息，基于表色系統(tǒng)信息來判斷上述構件的表面狀態(tài)。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，能夠提供表面具有陽極氧化鋁層的構件的制造方法，其特征在于，該方法具備：通過對鋁基材的表面進行陽極氧化從而在鋁基材的表面形成陽極氧化鋁層的步驟；使脫模劑附著在陽極氧化鋁層的表面的步驟；以及通過上述檢查方法檢查脫模劑的附著狀態(tài)的步驟。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，能夠提供表面具有陽極氧化鋁層的構件的制造方法，其特征在于，該方法具備：通過對鋁基材的表面進行陽極氧化從而在鋁基材的表面形成陽極氧化鋁層的步驟；以及檢查上述陽極氧化鋁的步驟。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，能夠提供表面具有陽極氧化鋁的構件的制造方法，其特征在于，該方法具備：通過對鋁基材的表面進行陽極氧化從而在鋁基材的表面形成陽極氧化鋁層的步驟；以及通過上述檢查方法檢查有無流痕的步驟。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，能夠提供光學薄膜的制造方法，其轉(zhuǎn)印由上述制造方法制造的構件的表面形狀來制造光學薄膜。
[0046]發(fā)明的效果
[0047]根據(jù)本發(fā)明，能夠簡便地檢查用于模具等的陽極氧化鋁等具有微細凹凸結構的構件的表面狀態(tài)，另外能夠制造表面具有微細凹凸結構的形狀良好的陽極氧化鋁的構件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖I是顯示本發(fā)明實施方式的表面具有陽極氧化鋁的模具的制造方法的各工序的示意性截面圖。
[0049]圖2是顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方式的陽極氧化鋁的檢查裝置的示意性俯視圖。
[0050]圖3是顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方式的陽極氧化鋁的檢查裝置的示意性側視圖。
[0051]圖4顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方式的陽極氧化鋁的檢查裝置的示意性后視圖。
[0052]圖5是表面具有陽極氧化鋁的模具的表面的圖像。
[0053]圖6是將由使用光軸的角度Θ I為5°的攝像單元拍攝出的圖像獲得的、圖5的線102的在各個像素下的相對于正常部分的色相差繪制而成的圖。
[0054]圖7是將光軸角度Θ I設為15°的、與圖6相同的圖。
[0055]圖8是將光軸角度Θ I設為25°的、與圖6相同的圖。
[0056]圖9是將光軸角度Θ I設為35°的、與圖6相同的圖。
[0057]圖10是將光軸角度Θ I設為45°的、與圖6相同的圖。
[0058]圖11是將光軸角度Θ I設為55°的、與圖6相同的圖。
[0059]圖12是將光軸角度Θ I設為65°的、與圖6相同的圖。
[0060]圖13是將光軸角度Θ I設為75°的、與圖6相同的圖。
[0061]圖14是將光軸角度Θ I設為85°的、與圖6相同的圖。
[0062]圖15是將各個光軸角度Θ I的圖5的線102的在各個像素下的相對于正常部分的色相差的最大值繪制而成的圖。
[0063]圖16是以異常部分的峰值作為縱軸、以偏振板的偏振方向L2相對于法線的角度Θ 2作為橫軸繪制而成的本發(fā)明實施例的圖。
[0064]圖17是顯示下述結果的圖，使用圖2的檢查裝置拍攝脫模處理前的模具，用圖像處理裝置由RGB圖像信號轉(zhuǎn)換為色相（H)信號，提取出模具縱向中央附近一周的結果。
[0065]圖18是顯示下述結果的圖，使用圖2的檢查裝置拍攝脫模處理后的模具，用圖像處理裝置由RGB圖像信號轉(zhuǎn)換為色相（H)信號，提取出模具縱向中央附近一周的結果。
[0066]圖19是顯示下述結果的圖，使用圖2的檢查裝置拍攝去除附著的脫模劑后的模具，用圖像處理裝置由RGB圖像信號轉(zhuǎn)換為色相（H)信號，提取出模具縱向中央附近一周的結果。
[0067]圖20是組裝有由本發(fā)明優(yōu)選實施方式的制造方法制造的模具的構件(光學薄片）制造裝置的概略圖。
[0068]圖21是由攝像單元拍攝出的、表面具有陽極氧化鋁的模具的表面的圖像。
[0069]圖22是表面具有微細凹凸結構的光學薄片的拍攝圖像。
【具體實施方式】
[0070]接著，按照圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的表面具有陽極氧化鋁的模具的檢查裝置及檢查方法進行說明。
[0071]首先，對作為本發(fā)明優(yōu)選實施方式的陽極氧化鋁的檢查裝置及成為檢查方法的檢查對象的表面設置有陽極氧化鋁層的構件、即本發(fā)明優(yōu)選實施方式的表面具有陽極氧化鋁層的上述那樣的模具的制造方法進行說明。
[0072]本實施方式的表面具有陽極氧化鋁的模具的制造方法具備：通過對鋁基材的表面進行陽極氧化從而得到表面具有陽極氧化鋁的構件的工序（陽極氧化工序)、檢查陽極氧化鋁的微細凹凸結構的狀態(tài)的工序(第I檢查工序)、根據(jù)需要修復陽極氧化鋁的工序(第I修復工序)、使脫模劑附著在陽極氧化鋁表面的工序(脫模處理工序)、通過本發(fā)明的檢查裝置及方法檢查脫模劑的附著狀態(tài)的工序(第2檢查工序)、以及根據(jù)需要修復脫模劑的附著狀態(tài)的工序(第2修復工序)。
[0073]上述模具的制造中的陽極氧化工序依照以下工序（a)?（f)的順序進行。
[0074]工序（a)?（f)為：
[0075](a)第I氧化覆膜形成工序，在電解液中、恒定電壓下對鏡面化了的鋁基材進行陽極氧化從而在鋁基材表面形成氧化覆膜；
[0076](b)氧化覆膜去除工序，去除氧化覆膜，在鋁基材表面形成陽極氧化的細孔發(fā)生占.
[0077](c)第2氧化覆膜形成工序，在電解液中、恒定電壓下對形成有細孔發(fā)生點的鋁基材再次進行陽極氧化，形成具有與細孔發(fā)生點相對應的細孔的氧化覆膜；
[0078](d)孔徑擴大處理工序，使細孔的直徑擴大；
[0079](e)氧化覆膜生長工序，工序（d)后，在電解液中、恒定電壓下再次進行陽極氧化；
[0080](f)重復工序，重復進行孔徑擴大處理工序（d)和氧化覆膜生長工序（e)，得到具有多個細孔的陽極氧化鋁形成于鋁基材表面的微細的凹凸形狀圖案。
[0081]采用具有工序（a)?（f)的方法，在鏡面化了的鋁基材表面形成具有直徑自開口部向深度方向逐漸縮小的圓錐形狀、且周期性排列的多個細孔，結果得到表面形成有具有多個細孔(微細凹凸結構）的陽極氧化鋁的模具。
[0082]也可以根據(jù)轉(zhuǎn)印了模具表面的材料的用途，從工序（C)開始進行而不進行工序(a)，盡管會使細孔排列的規(guī)整性略微降低
[0083]本實施方式中，作為鋁基材使用了圓筒狀的鋁基材，也可以使用平板狀的鋁基材。[0084]以下，詳細說明工序（a)?（f)。
[0085]工序（a):
[0086]在工序（a)之前，進行利用車刀切削鋁基材的表面從而形成鏡面的鏡面處理。另夕卜，在工序（a)之前，也可以進行去除鋁基材表面的氧化覆膜的前處理。作為去除氧化覆膜的方法，可列舉出浸潰于鉻酸/磷酸混合液的方法等。
[0087]通過在電解液中、恒定電壓下對圖I (a)所示的鏡面化了的鋁基材10的表面進行陽極氧化，如圖I (b)所示地在鋁基材10的表面形成具有細孔12的氧化覆膜14。
[0088]作為電解液，可列舉出酸性電解液、堿性電解液，優(yōu)選酸性電解液。作為酸性電解液，可列舉出草酸、硫酸、它們的混合物等。
[0089]使用草酸作為電解液時，草酸的濃度優(yōu)選為O. 7M以下。草酸的濃度超過O. 7M時，會有陽極氧化時的電流值變得過高而氧化覆膜的表面變粗糙的情況。
[0090]另外，通過將陽極氧化時的電壓設為30?60V，能夠得到表面形成有具有間距為IOOnm左右的規(guī)整性高的細孔的陽極氧化鋁的模具。陽極氧化時的電壓無論比該范圍高還是低，均會有規(guī)整性下降的傾向，有時間距變得比可見光的波長大。
[0091]電解液的溫度優(yōu)選為60°C以下，更優(yōu)選為45°C以下。電解液的溫度超過60°C時，會有引起所謂“鍍層灰暗并有斑點”的現(xiàn)象的傾向，會有細孔被破壞、或者表面熔化而打亂細孔的規(guī)整性的情況。
[0092]使用硫酸作為電解液時，硫酸的濃度優(yōu)選為O. 7M以下。硫酸的濃度超過O. 7M時，會有陽極氧化時的電流值變得過高而變得無法維持恒定電壓的情況。
[0093]另外，通過將陽極氧化時的電壓設為25?30V，能夠得到表面形成有具有間距為63nm左右的規(guī)整性高的細孔的陽極氧化鋁的模具。陽極氧化時的電壓無論比該范圍高還是低，均會有規(guī)整性下降的傾向，有時間距變得比可見光的波長大。
[0094]工序（a)中，通過長時間實施陽極氧化而使所形成的氧化覆膜14變厚，能夠提高細孔排列的規(guī)整性，但此時，通過將氧化覆膜14的厚度設為O. 01?30 μ m以下，可以進一步抑制由于晶界產(chǎn)生的巨大凹凸，能夠得到更加適合于光學用途的構件的制造中的模具。
[0095]氧化覆膜14的厚度更優(yōu)選為O. 5?10 μ m，進一步優(yōu)選為I?3 μ m。氧化覆膜14的厚度可以用場發(fā)射型掃描電子顯微鏡等進行觀察。
[0096]工序（b):
[0097]通過去除由工序（a)形成的氧化覆膜14，如圖I (C)所示，使在位于被去除的氧化覆膜14下方的鋁基材(被稱為阻隔層。）上對應于細孔12形成的周期性的凹坑、即細孔發(fā)生點16露出。
[0098]先去除所形成的氧化覆膜14，形成陽極氧化的細孔發(fā)生點16，由此可以提高最終形成的細孔的規(guī)整性(例如，參照益田、“應用物理”、2000年、第69卷、第5號、p. 558。）。
[0099]作為去除氧化覆膜14的方法，可列舉出利用不使鋁溶解而選擇性溶解氧化鋁的溶液進行去除的方法。作為這種溶液，例如可列舉出鉻酸/磷酸混合液等。
[0100]工序（C):
[0101]在電解液中、恒定電壓下對形成有細孔發(fā)生點16的鋁基材10再次進行陽極氧化，再次形成氧化覆膜。
[0102]工序（C)中，在與工序（a)相同的條件（電解液濃度、電解液溫度、化成電壓等）下進行陽極氧化。
[0103]由此，如圖I (d)所示，能夠形成形成有圓柱狀細孔12’的氧化覆膜14’。工序（C)中，越延長陽極氧化的時間，能夠得到越深的細孔，但例如在制造用于制造防反射構件等光學構件的模具的情況下，此處只要形成O. 01?O. 5 μ m左右的氧化覆膜即可，沒有必要形成工序（a)中形成的那么厚的氧化覆膜。
[0104]工序（d):
[0105]工序（C)后，進行使工序（C)中形成的細孔12’的直徑擴大的孔徑擴大處理，如圖
I(e)所示，使細孔12’的直徑擴大而成為細孔12”。
[0106]作為孔徑擴大處理的具體方法，可列舉出浸潰于溶解氧化鋁的溶液中，從而通過蝕刻使工序（c)中形成的細孔的直徑擴大的方法。作為這種溶液，例如可列舉出5質(zhì)量％左右的磷酸水溶液等。越延長工序（d)的時間，細孔的直徑變得越大。
[0107]工序（e):
[0108]再次進行陽極氧化，形成如圖1(f)所示那樣的自工序（d)中直徑擴大了的細孔12”的底部向下方延伸的小直徑的細孔18。
[0109]陽極氧化按照與工序（C)相同的條件進行即可。越延長陽極氧化的時間，能夠得到越深的細孔。
[0110]工序（f):
[0111]通過重復進行工序（d)和工序（e)，如圖I (g)所示，細孔的形狀成為自開口部向深度方向直徑逐漸縮小的圓錐形狀。其結果，能夠得到表面形成有具有周期性的多個細孔的陽極氧化鋁的模具R。優(yōu)選最后以工序（d)結束。
[0112]通過適當設定工序（d)和工序（e)的條件、例如陽極氧化的時間及孔徑擴大處理的時間，能夠形成各種形狀的細孔。因此，根據(jù)要由模具制造的構件的用途等來適當設定這些條件即可。另外，在該模具為制造防反射膜等防反射構件的模具時，通過如此恰當?shù)卦O定條件，可以任意變更細孔的間距、深度，因此還能夠設計最適合的折射率變化。
[0113]如此獲得的模具在表面形成有多個周期性的細孔，結果使表面具有微細凹凸結構。而且，該微細凹凸結構中的細孔的間距為可見光的波長以下、即400nm以下時，形成所謂的蛾眼結構。
[0114]其中，“間距”是指從微細凹凸結構的凹部(細孔）的中心到與其相鄰的凹部(細孔）的中心的距離。間距比400nm大時，會引起可見光的散射，不表現(xiàn)充分的防反射功能，所以不適合制造防反射膜等防反射構件。
[0115]模具為制造防反射膜等防反射構件的模具時，細孔的間距為可見光的波長以下，并且細孔的深度優(yōu)選為50nm以上、更優(yōu)選為IOOnm以上。
[0116]深度是指從微細凹凸結構的凹部(細孔）的開口部到最深部的距離。
[0117]細孔的深度為50nm以上時，通過模具表面的轉(zhuǎn)印形成的光學用途的構件的表面、即轉(zhuǎn)印面的反射率下降。
[0118]另外，模具的細孔的深寬比(深度/間距)優(yōu)選為I. O?4.0，更優(yōu)選為I. 3?3. 5，進一步優(yōu)選為I. 8?3. 5，最優(yōu)選為2. O?3. O。深寬比為1.0以上時，能夠形成反射率低的轉(zhuǎn)印面，其入射角依賴性、波長依賴性也變得足夠小。深寬比大于4. O時,會有轉(zhuǎn)印面的機械強度降低的傾向。[0119]模具的形成有微細凹凸結構的表面還可以實施脫模處理以使脫模變得容易。作為脫模處理的方法，例如可列舉出涂覆有機硅系聚合物、氟聚合物的方法；蒸鍍氟化物的方法；涂覆氟系或氟硅系的硅烷化合物的方法；等。
[0120]如此制作的模具例如可以用于下述制造薄片的用途：在該模具與透明基材薄膜之間夾持活性能量射線固化性樹脂組合物，對活性能量射線固化性樹脂組合物照射活性能量射線使該活性能量射線固化性樹脂組合物固化，制造出在基材薄膜上形成有具有與模具表面(氧化鋁表面）的微細凹凸結構互補的形狀的固化層的薄片(例如參照專利文獻I)。
[0121]接著，對利用如上所述的方法等制造的、外周面形成有氧化鋁層的模具R的檢查裝置及方法進行說明。該檢查裝置被用于檢查陽極氧化鋁的微細凹凸結構的狀態(tài)的工序(第I及第2檢查工序)。
[0122]圖2至圖4是顯示本發(fā)明優(yōu)選實施方式的陽極氧化鋁的檢查裝置20的示意性俯視圖、側視圖及后視圖。
[0123]檢查裝置20具備：旋轉(zhuǎn)單元(未圖示)，支撐表面形成有具有多個細孔(微細凹凸結構）的陽極氧化鋁層的輥狀模具R，并使其以縱向軸線為中心旋轉(zhuǎn)；照明裝置(照射單元）22，對模具R的外表面照射沿模具R的軸向延展的線狀光線；彩色線陣CCD照相機(攝像單元）24，對由照明裝置22照射、并由模具R的外周面反射的光進行拍攝；圖像處理裝置（圖像處理單元）26，處理來自彩色線陣CCD照相機24的圖像信號；以及移動單元(未圖示)，使模具R、照明裝置22及彩色線陣CCD照相機24沿著模具R的縱向相對移動。
[0124]檢查裝置20還具備偏振板28，配置在彩色線陣CXD照相機24的前方、使朝向彩色線陣CXD照相機24入射的光偏振。
[0125]因為陽極氧化鋁、脫模劑通常為透明的，所以由陽極氧化鋁的表面反射的光、入射至陽極氧化鋁層的光根據(jù)陽極氧化鋁的微細凹凸結構的形狀(細孔的深度、內(nèi)徑，細孔間的間距等)、陽極氧化鋁的厚度、脫模劑的厚度而成為發(fā)生偏振的光。因此，通過將透過偏振光的偏振板設置在彩色線陣CCD照相機24的前方，可以選擇性接收透過陽極氧化鋁層的光，所以可以更準確地檢出陽極氧化鋁的缺陷。
[0126]配置照明裝置22使得線狀光線以沿著模具R的縱向軸線延展的取向照射到模具R的外周面。作為照明裝置22，可列舉出高頻點燈的熒光燈點燈裝置、條棒照明（rodillumination)、線狀配置的光纖照明、LED照明等。
[0127]彩色線陣CXD照相機24是一維配置有多個彩色CXD元件的照相機，用彩色CXD元件接收由照明裝置22照射、并由模具R的陽極氧化鋁反射的光，逐個像素地輸出RGB圖像信號。
[0128]彩色線陣CCD照相機24被配置成直線狀延長的拍攝范圍能夠使得沿著模具R的縱向軸線延展地照射到模具R的外周面。
[0129]另外，彩色線陣CXD照相機24優(yōu)選如下配置：彩色線陣CXD照相機24的光軸LI的角度Θ1 (圖3)相對于光軸LI和處于拍攝范圍內(nèi)的模具R的陽極氧化鋁接觸的點處的表面(切面）的法線NI成45?89. 9°。
[0130]角度Θ1為45°以上時，與陽極氧化鋁的微細凹凸結構相對應的、來自陽極氧化鋁的反射光的顏色明確地顯現(xiàn)。從排除噪音的影響的觀點出發(fā)，角度Θ I優(yōu)選為65°以上，更優(yōu)選為70°以上，進一步優(yōu)選為80°以上。另一方面，角度Θ1為90°以上時，難以拍攝，因此角度9 1設為低于90。。
[0131]角度0 1為89.9°附近時，對于模具I？的圓周方向的拍攝范圍變大而使拍攝分辨率下降，因此也可以在模具I？的拍攝視場附近設置狹縫等來抑制拍攝分辨率的降低。
[0132]需要說明的是，攝像單元只要配置成能夠接收由照射單元照射到模具、并由模具尺反射的光即可，優(yōu)選配置成攝像單元的光軸與照射單元的光軸相對于法線附對稱。
[0133]陽極氧化鋁通常是透明的，因此由陽極氧化鋁的表面反射的光、入射至陽極氧化鋁層的光根據(jù)陽極氧化鋁的微細凹凸結構的形狀(細孔的深度、內(nèi)徑，細孔間的間距等 ?、陽極氧化鋁的厚度而成為發(fā)生偏振的光。
[0134]偏振板的偏振方向根據(jù)陽極氧化鋁的微細凹凸結構的形狀、陽極氧化鋁的厚度適當?shù)剡x擇與形成有陽極氧化鋁的平面相垂直的方向或者與形成有陽極氧化鋁的平面相平行的方向的任一者。
[0135]本實施方式中，偏振板28的偏振方向以相對于與攝像單元的光軸和模具接觸的點處的模具的切面中的形成有陽極氧化鋁的平面相垂直的方向或者與形成有陽極氧化鋁的平面相水平的方向成-50°?50°的方式配置。
[0136]角度為-50°?50°的范圍時，與沒有偏振板時相比，檢出靈敏度為同等或同等以上。為-45°?45。的范圍時，與沒有偏振板時相比，檢出靈敏度明顯變高；為-30。?30。的范圍時，檢出靈敏度進一步變高；為-15°?15。的范圍時，檢出靈敏度變得更高；0°為最優(yōu)選。
[0137]接著，按照圖2至圖4詳細說明偏振板28產(chǎn)生的偏振方向。
[0138]如圖4所示地配置偏振板28，使得處于拍攝范圍內(nèi)的模具I？的陽極氧化鋁層的表面(切面)的法線附與偏振板28的偏振方向12所成角度0 2處于規(guī)定范圍內(nèi)。
[0139]其中，法線附與偏振方向12相一致時，附與12所成角度設為0度。
[0140]本申請中，如圖4所示，后方觀察時，偏振方向12相對于法線附順時針旋轉(zhuǎn)的情況下，附與[2所成角度設為0度?180度；偏振方向12相對于法線附逆時針旋轉(zhuǎn)的情況下，附與12所成角度設為0?-180度。
[0141]本實施方式中，優(yōu)選的是，根據(jù)檢查對象的陽極氧化鋁的微細凹凸結構的形狀、陽極氧化鋁的厚度，以法線附與偏振板的偏振方向[2的角度0 2為-50°?50。及40。?140°中的任一者的方式配置。
[0142]角度0 2為-50°?50。時，能夠有效拍攝縱向偏振光，因此能夠有效檢查反射光向與形成有陽極氧化鋁的平面相垂直的方向偏振的模具，所述反射光充分包含陽極氧化鋁的微細凹凸結構的形狀、陽極氧化鋁的厚度等信息。
[0143]另外，角度0 2為40。?140°時，能夠有效拍攝橫向偏振光，因此能夠有效檢查反射光向與形成有陽極氧化鋁的平面相水平的方向偏振的模具，所述反射光充分包含陽極氧化鋁的微細凹凸結構的形狀、陽極氧化鋁的厚度等信息。
[0144]圖像處理裝置26具備:判斷部(未圖示),基于由使用彩色線陣照相機24拍攝出的圖像獲得的如8圖像信號(顏色信息),判斷模具I？的表面狀態(tài)是否良好即陽極氧化鋁的微細凹凸結構的形狀(細孔的深度、內(nèi)徑，細孔間的間距等?、陽極氧化鋁的厚度、流痕的有無、及脫模劑的附著狀態(tài)；接口部(未圖示)，將冗0照相機等與各判斷部等之間電連接；以及記憶部(未圖示),記憶用于顏色信息判斷的閾值等。I示裝置等作為外圍設備。其中，輸入裝置等輸入裝置；顯示裝置是指'、液晶顯示
'拍攝模具的整個外周面，使模具1照明裝:模具I？的縱向相對平行移動。
尺使照明裝置22和彩色線陣照相機24定的照明裝置22和彩色線陣照相機24的縱向平行移動。
置20的模具I？的檢查方法進行說明。微細凹凸結構的細孔的深度和細孔間的間才表面的陽極氧化，得到模具1元上，由線狀照明裝置22對旋轉(zhuǎn)的輥狀模照相機24拍攝透過偏振板28的來自于
24沿著模具I？的縱向平行移動，進而使模內(nèi)徑，細孔間的間距等)、陽極氧化鋁的厚度等是否處于規(guī)定范圍內(nèi)。此時，通過目視從由經(jīng)過增強對比度處理的圖像信號獲得的圖像上確認模具R的流痕的狀態(tài)是否處于允許范圍。
[0159]具體而言，進行判斷時，提取出顏色的灰階處于事先設定的灰階(閾值)的范圍外的NG像素，當規(guī)定區(qū)域(例如2000 X 4000像素)中的NG像素的比例超過規(guī)定比例(例如5%)時等，將檢查對象的|吳具R判斷為不良品。
[0160]另外，采用上述構成通過目視確認了模具R的流痕是否處于允許范圍，還可以求出所獲得的圖像信號的RGB或者HSL的平均值，逐個像素地沿橫向或縱向掃描圖像信號，統(tǒng)計存在跨越平均值的變化的情況，根據(jù)計數(shù)是否在規(guī)定范圍內(nèi)來判斷模具R表面的陽極氧化鋁層中的流痕是否處于允許范圍。
[0161]完全沒有流痕時，計數(shù)為O ;而流痕程度大時，跨越平均值的次數(shù)增加，導致計數(shù)變大。
[0162]另外，也可以將獲得的圖像信號的RGB或HSL信號進行傅里葉變換，根據(jù)規(guī)定范圍內(nèi)的頻帶的強度是否在規(guī)定范圍內(nèi)來判斷模具R的流痕是否處于允許范圍。
[0163]需要說明的是，用于判斷模具R的流痕是否處于規(guī)定范圍內(nèi)的確定方法不限于上述方法。
[0164]例如，使用RGB圖像信號進行判斷時的閾值可以如下確定。
[0165]準備陽極氧化鋁的細孔的深度及細孔間的間距分別為200nm及100nm、100nm及100nm、200nm 及 200nm 這三種模具 A、B、C。 [0166]使用圖2所示的檢查裝置的線狀照明裝置22 (照射單元)和彩色線陣CCD照相機24 (攝像單元)對這三種模具的表面進行拍攝。將256灰階的RGB圖像信號的平均值示于表1。
[0167][表 I]
[0168]
【權利要求】
1.一種檢查裝置，其特征在于，其是構件的檢查裝置，所述構件是表面具有由多個細孔形成的微細凹凸結構的構件，該裝置具備: 照射單元，對檢查對象的構件照射照射光； 攝像單元，對由所述構件反射的反射光進行拍攝； 偏振單元，使所述照射光或朝向該攝像單元入射的所述反射光偏振；以及圖像處理單元，基于由使用所述攝像單元拍攝出的圖像獲得的顏色信息來判斷所述構件的表面狀態(tài)是否良好。
2.根據(jù)權利要求1所述的檢查裝置，其中，所述偏振單元是以偏振方向相對于與所述攝像單元的光軸和所述構件的表面接觸的點處的切面相垂直的方向為-50°~50°的方式配置的。
3.根據(jù)權利要求1所述的檢查裝置，其中，所述偏振單元是以偏振方向相對于與所述攝像單元的光軸和所述構件的表面接觸的點處的切面相平行的方向為-50°~50°的方式配置的。
4.根據(jù)權利要求1所述的檢查裝置，其中，所述圖像處理單元判斷所述構件的表面處的脫模劑的附著狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求1所述的檢查裝置，其中，所述圖像處理單元制作能夠判斷所述構件的流痕的狀態(tài)的輸出。
6.根據(jù)權利要求1 ~5中任一項所述的構件的檢查裝置，其中，所述構件是表面形成有具有微細凹凸結構的陽極氧化鋁層的構件。
7.根據(jù)權利要求6所述的檢查裝置，其中，所述圖像處理單元判斷所述陽極氧化鋁層的微細凹凸結構的狀態(tài)。
8.根據(jù)權利要求1所述的檢查裝置，其中，所述攝像單元是以其光軸與所述構件的表面的法線成45。以上且小于90。的角度配置的。
9.根據(jù)權利要求1所述的檢查裝置，其中， 所述攝像單元輸出如8圖像信號作為所述顏色信息， 所述圖像處理單元基于所述如8圖像信號來判斷所述構件的表面狀態(tài)。
10.根據(jù)權利要求1所述的檢查裝置，其中， 所述攝像單元輸出如8圖像信號作為所述顏色信息， 所述圖像處理單元具有將所述如8圖像信號轉(zhuǎn)換為表色系統(tǒng)信息的轉(zhuǎn)換部，基于該表色系統(tǒng)信息來判斷所述構件的表面狀態(tài)。
11.一種檢查方法，其特征在于，其是構件的檢查方法，所述構件是表面具有由多個細孔形成的微細凹凸結構的構件，該方法具備: 照射步驟，對檢查對象的所述構件照射照射光； 攝像步驟，對由所述構件的表面反射的反射光進行拍攝； 利用偏振單元使所述照射光或要被拍攝的所述反射光偏振；所述方法還具備: 圖像處理步驟，基于由拍攝出的圖像獲得的顏色信息來判斷所述構件的表面狀態(tài)是否良好。
12.根據(jù)權利要求11所述的檢查方法，其中，所述偏振方向相對于與所述攝像單元的光軸和所述構件接觸的點處的切面相垂直的方向成-50°~50。。
13.根據(jù)權利要求11所述的檢查方法，其中，所述偏振方向相對于與所述攝像單元的光軸和所述構件接觸的點處的切面相平行的方向成-50°~50。。
14.根據(jù)權利要求11所述的檢查方法，其中，在所述圖像處理步驟中，判斷所述構件的表面處的脫模劑的附著狀態(tài)。
15.根據(jù)權利要求1所述的檢查方法，其中，在所述圖像處理步驟中，制作能夠判斷所述構件的流痕的輸出。
16.根據(jù)權利要求11~15中任一項所述的構件的檢查裝置，其中，所述構件是表面形成有具有微細凹凸結構的陽極氧化鋁層的構件。
17.根據(jù)權利要求16所述的檢查方法，其中，在所述圖像處理步驟中，判斷所述陽極氧化鋁層的微細凹凸結構的狀態(tài)。
18.根據(jù)權利要求11所述的檢查方法，其中，所述攝像單元是以其光軸與所述構件的表面的法線成45。以上且小于90。的角度配置的。
19.根據(jù)權利要求11所述的檢查方法，其中， 所述攝像單元輸出如8圖像信號作為所述顏色信息， 在所述圖像處理步驟中，基于所述如8圖像信號來判斷所述構件的表面狀態(tài)。
20.根據(jù)權利要求11所述的檢查方法，其中， 所述攝像單元輸出如8圖像信號作為所述顏色信息， 在所述圖像處理步驟中，將所述如8圖像信號轉(zhuǎn)換為表色系統(tǒng)信息，基于該表色系統(tǒng)信息來判斷所述構件的表面狀態(tài)。
21.—種表面具有陽極氧化鋁層的構件的制造方法，其特征在于，該方法具備: 通過對鋁基材的表面進行陽極氧化從而在所述鋁基材的表面形成陽極氧化鋁層的步驟； 使脫模劑附著在所述陽極氧化鋁層的表面的步驟；以及 通過權利要求14所述的檢查方法檢查所述脫模劑的附著狀態(tài)的步驟。
22.—種表面具有陽極氧化鋁層的構件的制造方法，其特征在于，該方法具備: 通過對鋁基材的表面進行陽極氧化從而在所述鋁基材的表面形成陽極氧化鋁層的步驟；以及 通過權利要求17所述的檢查方法檢查所述陽極氧化鋁層的步驟。
23.—種表面具有陽極氧化鋁層的構件的制造方法，其特征在于，該方法具備: 通過對鋁基材的表面進行陽極氧化從而在所述鋁基材的表面形成陽極氧化鋁層的步驟；以及 通過權利要求15所述的檢查方法檢查有無所述流痕的步驟。
24.一種光學薄膜的制造方法，其轉(zhuǎn)印由權利要求21~23所述的方法制造的所述構件的表面形狀來制造光學薄膜。
【文檔編號】G01N21/88GK103842803SQ201280046980
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權日:2011年9月26日
【發(fā)明者】福山三文, 石丸輝太, 松原雄二 申請人:三菱麗陽株式會社