模具的制造方法及其所用的电极结构的制作方法

专利名称：模具的制造方法及其所用的电极结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及模具的制造方法及其所用的电极结构，特别涉及使用了阳极氧化的模 具的制造方法。在此所说的“模具”包含各种加工方法(模压、铸造)所用的模具，有时也 称为压模。另外，还可以用于印刷(包括纳米印刷)。
背景技术：
对于电视、便携电话等所用的显示装置、照相机透镜等光学元件，通常为了减少表 面反射、提高光的透过量而实施防反射技术。这是因为在光通过折射率不同的介质的界面， 例如光射入到空气与玻璃的界面时，由于菲涅耳反射等，光的透过量会减少，视认性降低。近年来，作为防反射技术，在基板表面形成细微的凹凸图案的方法受到关注，所述 细微的凹凸图案的凹凸周期被控制在可见光(λ = 380nm 780nm)的波长以下(参照专利 文献1 4)。构成发挥防反射功能的凹凸图案的凸部的2维大小是IOnm以上、不到500nm。该方法利用了所谓的蛾眼(Motheye，蛾子的眼睛)结构的原理，使射入到基板的 光所对应的折射率沿着凹凸的深度方向从入射介质的折射率到基板的折射率为止连续地 发生变化，由此抑制希望防止反射的波段的反射。蛾眼结构除了可以发挥防止在宽波段内入射角依存性小的反射的作用以外，具有 可以应用于多种材料，可以将凹凸图案直接形成于基板等优点。其结果是可以提供低成本 高性能的防反射膜(或者防反射表面)。作为蛾眼结构的制造方法，使用对铝进行阳极氧化而得到的阳极氧化多孔铝层的 方法受到关注(专利文献2 4)。在此，简单地说明对铝进行阳极氧化而得到阳极氧化多孔铝层。以往，利用了阳 极氧化的多孔结构体的制造方法作为可以形成有规则排列的纳米级别的圆柱状细孔(细 微的凹部)的简单方法而受到关注。当将铝基材浸渍到硫酸、草酸或者磷酸等酸性电解液 或者碱性电解液中，将其作为阳极施加电压时，可以在铝基材的表面同时进行氧化和熔解， 在其表面形成具有细孔的氧化膜。该圆柱状细孔相对于氧化膜垂直地排列，在一定的条件 下(电压、电解液的种类、温度等)，呈现自组织的规则性，因此被期待应用于各种功能性材 料。在特定条件下制作的多孔铝层，当从垂直于膜面的方向看时，成为由大致正六边 形的单元二维地以最高密度填充的排列。各个单元在其中央具有细孔，细孔的排列具有周 期性。单元是局部皮膜在熔解和成长后形成的，在被称为屏障层的细孔底部，同时进行皮膜 的熔解和成长。已知此时单元的尺寸即相邻的细孔的间隔(中心间距离)相当于屏障层厚 度的大致2倍，大致与阳极氧化时的电压成比例。另外，已知虽然细孔的直径取决于电解液 的种类、浓度、温度等，但是通常是单元的尺寸(从垂直于膜面的方向看时的单元的最长对 角线的长度)的1/3左右。这种多孔铝的细孔在特定条件下形成具有高规则性(具有周期 性)的排列，另外，根据条件的不同，形成具有某种程度的规则性的紊乱的排列或者不规则 (不具有周期性)的排列。
专利文献2公开了用在表面具有阳极氧化多孔铝膜的压模来形成防反射膜(防反 射表面)的方法。另外，在专利文献3中，公开了如下技术通过反复进行铝的阳极氧化和孔径扩大 处理来形成细孔直径连续地发生变化的锥状凹部。本发明的申请人在专利文献4中公开了如下技术用细微的凹部具有台阶状侧面 的铝层来形成防反射膜。另外，如专利文献1、2和4所述，除了蛾眼结构(微结构)以外，还设置大于蛾眼 结构的较大的凹凸结构(宏结构)，由此可以对防反射膜(防反射表面)赋予防眩功能。构 成发挥防眩功能的凹凸的凸部的2维大小是Ιμπι以上、不到100 μ m。为了参照，在本说明 书中援引专利文献1、2和4的全部公开内容。通过如此利用阳极氧化多孔铝膜可以容易地制造用于在表面形成蛾眼结构的模 具(下面，称为“蛾眼用模具”)。特别如专利文献2和4所述，当将铝的阳极氧化膜的表面 原样作为模具加以利用时，降低制造成本的效果较大。将可以形成蛾眼结构的蛾眼用模具 的表面的结构称为“翻转蛾眼结构”。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特表2001-517319号公报专利文献2 日本特表2003-531962号公报专利文献3 日本特开2005-156695号公报专利文献4 国际公开第2006/059686号

发明内容
发明要解决的问题 本发明的发明者讨论后发现会出现如下问题当对在大面积基板上通过薄膜沉积 技术而形成的铝膜进行阳极氧化时，铝膜的一部分脱落。如后述那样，已知该问题起因于电 极结构等。本发明是为了解决上述问题而完成的，其主要目的在于提供有效地对在大面积基 板上所形成的铝膜进行阳极氧化的方法以及这种方法所用的电极结构。用于解决问题的方案本发明的模具的制造方法是在表面具有翻转蛾眼结构的模具的制造方法，所述翻 转蛾眼结构具有多个凹部，所述多个凹部从表面的法线方向看时的2维大小是IOnm以上、 不到500nm，上述模具的制造方法的特征在于包括(a)通过接触铝膜或者铝基材的表面的 电极，对上述表面进行阳极氧化，由此形成具有多个细微的凹部的多孔铝层的工序；(b)在 上述工序(a)之后，使上述多孔铝层接触蚀刻液，由此扩大上述多孔铝层的上述多个细微 的凹部的工序；以及(c)在上述工序(b)之后，通过上述电极进一步对上述表面进行阳极 氧化，由此使上述多个细微的凹部成长的工序，上述铝膜或者上述铝基材由99. 99质量％ 以上的纯度的铝形成，上述电极具有第1电极部，其由99. 50质量％以下的纯度的铝形成； 和第2电极部，其由与上述第1电极部的铝相比纯度高的铝形成，设置在上述表面与上述第 1电极部之间，上述工序(a)和(c)在上述第2电极部与上述表面在电解液中接触的状态下进行。在某一实施方式中，与上述表面接触的、上述第2电极部的面的十点平均粗糙度 Rz是4. Ομπι以下。在某一实施方式中，上述第1电极部具有与上述第2电极部接触的凸部，上述工序
(a)和(c)在上述凸部由保护部件保护的状态下进行，使得上述电解液不会侵入到上述凸 部与上述第2电极部之间。本发明的电极结构是上述任一部分所述模具的制造方法所用的电极结构，其特征 在于具有上述电极，其中，上述第1电极部具有接触上述第2电极部的凸部；保护部件， 设置成包围上述凸部的周围，进行保护，使得上述电解液不会侵入到上述凸部与上述第2 电极部之间；以及将上述电极的上述第2电极部按压到上述铝膜或者上述铝基材的上述表 面的机构。发明效果根据本发明，可以提供有效地对在大面积基板上形成的铝膜进行阳极氧化的方法 以及这种方法所用的电极结构。


图1是用于说明蛾眼用模具的制造方法的图，(a)是示出阳极氧化工序的示意图，
(b)是示出蚀刻工序的示意图。图2的(a)是蛾眼用模具90A的示意性截面图，(b)是示出蛾眼用模具90A的截 面SEM像的图。图3是用于说明配置铝膜的电极的位置的示意图。图4是示出铝膜的发生脱落的部位的示意图。图5是示出样品的截面SEM像的图，(a)示出模具面形成区域的截面SEM像，(b) 示出端部区域的截面SEM像。图6的(a)是示意地示出本发明的实施方式的蛾眼用模具的制造方法所用的电极 结构30A的截面结构的图，(b)是示出电极结构30A与样品(铝膜IOa)的关系的示意性立 体图。图7的(a)是示意地示出本发明的其它实施方式的蛾眼用模具的制造方法所用的 电极结构30B的截面结构的图，(b)是示出电极结构30B与样品(铝膜IOa)的关系的示意 性立体图。
具体实施例方式下面，参照

本发明的实施方式的蛾眼用模具的制造方法及其所用的电极 结构。此外，本发明没有限定于所示例的实施方式。首先，参照图1的(a)和(b)说明蛾眼用模具的制造方法，蛾眼用模具的制造方法 包括交替地反复进行阳极氧化工序和蚀刻工序的工艺。在此，说明使用了在基材(例如玻 璃基材)上用薄膜沉积技术形成的铝膜的例子，但是本发明的实施方式也可以应用于铝块 材。图1的(a)是示出蛾眼用模具的制造方法的阳极氧化工序的示意图，图1的(b)是示出蚀刻工序的示意图。首先，作为基材，准备在5cm见方的玻璃基板IOb上用溅射法沉积了厚度为1. 0 μ m 的铝膜IOa的样品10。此外，由于使用了 99. 999质量％ (有时标为5N)以上的纯度的铝 靶，因此得到5N以上的纯度的铝膜10a。下面，如图1的(a)所示，在容器M内的电解液沈中，在用塑料制夹具立起样品 10，使样品10的对角线方向成为竖直方向的状态下，进行阳极氧化。使接触到铝膜IOa的 电极2 通过导线连接到外部DC电源22D的阳极。此外，阳极氧化工序中的阴极采用与样 品10相同程度大小的、实施了白金镀金处理的钽板20，使接触到钽板20的电极22c通过导 线连接到外部DC电源22D的阴极。在电解液沈中，用液温为5°C的草酸为0. 6质量％的水 溶液，以施加电压80V进行25秒的阳极氧化。之后，如图1的(b)所示，在容器25内的液温为30°C的蚀刻液(在此是磷酸lmol/ L(升)水溶液)27中浸渍25分钟，由此，蚀刻通过阳极氧化得到的多孔铝层。通过该蚀刻， 扩大了多孔铝层的细微的凹部。交替地进行5次(5次阳极氧化、4次蚀刻)上述阳极氧化 工序与蚀刻工序。在图2的(a)中，示出得到的蛾眼用模具90A的示意性截面图，在图2的(b)中， 示出蛾眼用模具90A的截面SEM像。从图2的(a)和(b)可知，通过蛾眼用模具90A，在玻璃基板IOb上形成具有多个 细微的凹部12p的多孔铝层12a。此外，铝膜IOa没有完全被阳极氧化，在多孔铝层1 与 玻璃基板IOb之间残留铝层IOa'(残存铝层IOa')。在此，为了形成防反射性能优秀的防反射膜，优选模具所具有的细微的凹部12p 从表面的法线方向看时的2维大小是IOnm以上、不到500nm，彼此相邻的凹部之间的距离 是30nm以上、不到600nm(上述专利文献1、2和4)。在此形成的多孔铝层12a的凹部12p 例如是开口直径为IOOnm 200nm，深度为900nm Ιμπι，凹部12ρ的彼此相邻的距离为 150nm 250nmo但是，根据该制造方法，如下面所说明的，当对在大面积基板上通过薄膜沉积技术 所形成的铝膜进行阳极氧化时，有时产生铝膜的一部分脱落的问题。下面，根据本发明的发明者所进行的实验结果来说明该问题的原因。作为基材，准备样品10，样品10是在IOOOmmX 1600mm的玻璃基板IOb上，使用 99. 999质量％ (5N)以上的纯度的铝靶，通过溅射法沉积了厚度为1 μ m的铝膜10a。参照图3说明配置铝膜IOa上的电极的位置。若铝膜的厚度较小且面电阻率较高， 则电极的接触面积较小的情况下，当阳极氧化时，铝膜有时会被烧断。因此，为了得到充分 的接触面积，如图3所示，使电极接触铝膜IOa的包含一边的端部区域10al。与电极接触的 区域(端部区域IOal)的面积，根据进行了较小铝膜IOa的阳极氧化的预备实验的结果，进 行如下设定。作为预备实验，进行在面积为360mmX 465mm的基板上所形成的铝膜IOa的阳极氧 化。当端部区域IOal的宽度采用15mm而进行阳极氧化后，可以阳极氧化整个面。此时，端 部区域IOal相对于基板面积的比约为0. 032。从预备实验结果可知在IOOOmmX 1600mm 的铝膜IOa的阳极氧化中，端部区域IOal的面积采用基板面积乘以0. 032而得到的 51200mm2 (端部区域IOal的宽度为51.2mm)即可。在本实验中，考虑余量，端部区域IOal的宽度采用了 60mm。即，使端部区域IOal的面积为60000mm2来进行阳极氧化。此外，作为电极材料，使用了 JIS 1050(铝的纯度是99. 50质量％以上)的铝。JIS 1050材料具有可以容易地进行切削加工的硬度。另外，具有用作电极所优选的强度。另外， JIS 1050还有价格低廉的优点。为了对铝膜IOa的整个面进行阳极氧化，将包括与电极接触区域(端部区域IOal) 的铝膜IOa的整体浸渍到电解液中，进行阳极氧化。进行阳极氧化后，如下所示，电极附近的铝膜IOa的一部分脱落了。在图4中，示意地示出阳极氧化后的样品10的、端部区域IOal与端部区域IOal 以外的区域10a2(模具面形成区域10a2)的边界的附近。如图4所示，在电极所接触的区 域(端部区域IOal)存在发生了铝膜IOa脱落的部位。另外，铝膜IOa的脱落部位的形状 是多个圆弧状。在模具面形成区域10a2形成有多孔铝层。在图5的(a)中，示出模具面形成区域10a2的一部分的截面SEM像，在图5的(b) 中，示出端部区域IOal的一部分的截面SEM像。图5的(a)示出了模具面形成区域10a2 中接近端部区域IOal部分的截面，在该部分，在玻璃基板IOb上形成有厚度约为200nm的 多孔铝层12a。此外，铝膜IOa没有完全被阳极氧化，在多孔铝层1 与玻璃基板IOb之间 残留着厚度约为IOOnm的铝层IOa'。(残存铝层IOa')。图5的(b)示出端部区域IOal 中铝膜IOa脱落部分的截面，在该部分仅有玻璃基板10b。可以认为铝膜IOa的一部分脱落的原因如下。铝膜IOa的脱落部位的形状如图4所示，是多个圆弧状。可以看出，上述电极已被 切削加工，脱落部位的形状与电极表面的切削痕迹酷似。由此，可以认为，由于电极表面的 切削痕迹造成的物理损伤而发生了铝膜IOa的脱落。另外，电极的表面是切削面，因此，与铝膜IOa相比，面粗糙度较高且表面的凹凸 较大。因此，在端部区域IOal存在铝膜IOa与电极接触的部分以及铝膜IOa与电极不接触 的部分。其结果是可以认为，在铝膜IOa与电极接触的部分，局部地流过较大的电流而发 热，导致铝膜IOa熔解而脱落。此外，也有可能是，在端部区域IOal中不与电极接触的部分，有电解液侵入，电解 液侵入的部分及其周围的铝膜IOa被阳极氧化，结果，比起与电极接触的部分来，有大的电 流流过，促进了铝膜IOa的脱落。另外，当端部区域IOal内被阳极氧化的部分增加时，使铝膜IOa的电位均勻变得 困难。此时，可以考虑还存在均勻地对铝膜IOa整体进行阳极氧化变得较难的问题。另外，在模具面形成区域10a2中，在端部区域IOal的附近，铝膜IOa的一部分也 脱落了。可以认为在模具面形成区域10a2中，残存铝层IOa'的厚度成为700 SOOnm程 度，但是，如上所述，在模具面形成区域10a2中的端部区域IOal的附近，残存铝层IOa'的 厚度约为100nm(图5的(a))。可以认为在模具面形成区域10a2中的端部区域IOal的附 近，因为上述发热的影响，铝膜IOa的一部分熔解而脱落了。根据下面所示的制造方法，在大面积铝膜IOa的阳极氧化中，可以抑制铝膜IOa的脱落。参照图6的(a)和(b)说明本发明的实施方式的蛾眼用模具的制造方法所用的电 极结构30A。图6的(a)是示意地示出电极结构30A的截面结构的图，图6的(b)是示出电极结构30A与样品(铝膜IOa)的关系的示意性立体图。电极结构30A如图6的(a)所示，具有电极32a以及将电极3 按压到样品10的 铝膜IOa的表面的机构。电极3 具有第1电极部32al和第2电极部32a2。第2电极部 32a2设置在第1电极部32al的与铝膜IOa抵接的一侧。S卩，第2电极部32a2设置在铝膜 IOa的表面与第1电极部32al之间。第1电极部32al由99. 50质量％以下的纯度的铝形 成。第2电极部32a2由超过99. 50质量％的纯度的铝形成。如图6的(b)所示，配置电极 结构30A，使得在样品10的上端部，第2电极部32a2接触铝膜IOa的表面。被处理物(样 品10)具有玻璃基板IOb以及用99. 99质量％以上的纯度的铝在玻璃基板IOb上形成的铝 膜 10a。将电极32a的第2电极部32a2按压到铝膜IOa的机构包括与样品10的基板IOb 抵接的夹具42、嵌入夹具42的螺丝孔(阴螺纹)4 的螺丝44以及弹性部件48。螺丝44 贯通形成于电极32a的第1电极部32a 1的孔，被固定到螺丝孔42a。如图6的(a)所示， 弹性部件48设置于夹具42的与基板IOb抵接的部分。当夹具42通过螺丝44被拉到电极 3 侧时，以螺丝孔4 为支点对基板IOb施加压力。弹性部件48减轻了从夹具42向基板 IOb施加的压力。第2电极部32a2由纯度较高(超过99. 50质量％ )且柔软的铝形成，因此，可以提 高电极32a与铝膜IOa的紧贴性。当电极32a与铝膜IOa的紧贴性较高时，上述端部区域 IOal的、电极3 与铝膜IOa未接触的部分减少。因此，可以抑制在铝膜IOa中局部地流过 较大的电流。例如，即使如上述实验(使由JIS 1050材料形成的电极接触铝膜IOa)那样， 将包含与电极接触的区域的铝膜IOa的整体浸渍到电解液中来进行阳极氧化，也可以抑制 局部地流过较大电流。因此，可以抑制发生起因于较大电流局部地流过所造成的发热的铝 膜IOa的脱落。另外，当铝膜IOa与电极3 不接触的部分减小时，也可以抑制电解液向电极3 与铝膜IOa之间侵入。因此，可以抑制进行铝膜IOa与电极3 不接触的部分及其周围的 铝膜IOa的阳极氧化。其结果是铝膜IOa与电极接触部分的局部电流被抑制，因此，可以 抑制发生铝膜脱落。另外，在第2电极部32a2中使用了纯度较高的铝，因此，第2电极部32a2可以通过 轧制加工来形成。轧制加工与切削加工相比，可以降低表面的面粗糙度。可以抑制例如在通 过切削加工制作电极的情况下产生的、电极表面的凹凸造成的对铝膜IOa的物理损伤。因 此，可以抑制起因于物理损伤的铝膜的脱落。另外，作为在电极3 中接触铝膜IOa的部分的第2电极部32a2的表面的面粗糙 度较低，由此还有可以进一步提高电极3 与铝膜IOa的紧贴性的优点。此外，从紧贴性的 观点出发，优选与铝膜IOa的表面接触的、第2电极部32a2的表面的十点平均粗糙度Rz为 4. 0 μ m以下，更优选为2. 0 μ m以下。电极结构30A具有第2电极部32a2，因此，当使用电极结构30A进行阳极氧化时， 如上所述，可以抑制铝膜IOa的脱落。如上述实验那样进行阳极氧化时，若使包括接触电极的区域(端部区域IOal)的 铝膜IOa的整体浸渍到电解液中，则有时会发生铝膜的脱落。使用本发明的实施方式的电 极结构30A来进行阳极氧化，由此，即使将包括接触电极的区域的铝膜IOa的整体浸渍到电解液中，也难以发生铝膜IOa的脱落。因此，如下所示，例如可以有效地对大面积铝膜IOa 的整个面进行阳极氧化。当使电极32a与铝膜IOa在电解液外进行接触时，铝膜IOa中存在于电解液外的 部分不能进行阳极氧化。因此，优选当对大面积铝膜IOa进行阳极氧化时，使包括电极接触 的区域(端部区域IOal)的铝膜IOa的整体浸渍到电解液中来进行阳极氧化。在电解液的液面，电流密度较高，与铝膜的液面接触的部分与其它部分相比，阳极 氧化进行得较快，因此，有时由接触到液面的部分绝缘。当使铝膜与电极在电解液中接触 时，不会发生这种液面的绝缘。但是，当使铝膜IOa的整体浸渍到电解液中时，如用上述实 验结果所说明的，有时铝膜IOa的一部分脱落。如果使用本发明的实施方式的电极结构30A，则可以抑制如上所述的铝膜IOa的 脱落。因此，可以使大面积铝膜IOa的整体浸渍到电解液中来有效地进行阳极氧化。第2电极部32a2由纯度较高的铝形成，因此，电极结构30A还有如下优点。在用 JIS 1050那样纯度较低的铝形成的电极中存在杂质偏析的部位。当如上述实验那样使以纯 度较低的铝形成的电极接触铝膜来进行阳极氧化时，在杂质偏析的部位局部地流过较强电 流，与上述一样，有可能发生铝膜IOa的脱落。第2电极部32a2的纯度较高，因此电极结构 30A有杂质较少且可以抑制杂质的偏析造成的局部电流的优点。另外，第2电极部32a2由于用作材料的铝的纯度较高且柔软，因此，第2电极部 32a2的与第1电极部32al接触的面可以沿着第1电极部32al的与第2电极部32a2接触 的面的形状进行变形。因此，在电极结构30A中，第2电极部32a2与第1电极部32al的紧 贴性也较高。当第1电极部32al与第2电极部32a2的紧贴性较低时，有时电解液侵入到 两者之间，第2电极部32a2被阳极氧化。在电极结构30A中，第1电极部32al与第2电极 部32a2的紧贴性较高，因此，可以抑制电解液向第1电极部32al与第2电极部32a2之间 侵入。此外，即使仅用纯度较高的铝(例如，99. 99质量％以上的纯度的铝)形成电极 32a，也可以提高电极32a与铝膜IOa的紧贴性。但是，由纯度较高的铝形成的铝材难以进 行切削加工且难以加工为电极。另外，纯度较高的铝材强度较低。本实施方式的电极结构 30A的第1电极部32al由易于切削加工的、纯度较低的铝形成，因此，强度较高，另外，可以 容易地进行切削加工，为优选的。另外，纯度较高的铝价格高，但是电极32a与采用纯度较 高的铝作为电极整体的情况相比，纯度较高的铝较少即可，还有可以降低成本的优点。另外，当电极由铝以外的材料形成时，在阳极氧化工序中，有时发生电解反应，铝 膜IOa的一部分熔解，但是电极3 将铝用作材料，因此，还有不会发生起因于这种电解反 应的铝膜IOa的熔解的优点。另外，电极结构30A如下面所说明的，有即使使电极3 接触铝膜IOa而进行蚀刻 工序，也难以发生缺陷的优点。优选当反复进行阳极氧化工序和蚀刻工序时，不拆除在阳极氧化工序中接触铝膜 IOa的电极而进行蚀刻。在上述实验(使由JIS1050形成的电极接触铝膜IOa的实验)中， 阳极氧化工序后，当接触电极进行了蚀刻时，在模具面形成区域10a2的阳极氧化多孔铝膜 中产生比构成翻转蛾眼结构的凹部0维大小为IOnm以上、不到500nm)大的孔等缺陷。可 以认为其起因于铝膜IOa在与包括较多杂质的JIS 1050材料接触的状态下接触蚀刻液，由此发生经由蚀刻液的电池效应。另外，在端部区域IOal中，每重复进行一次阳极氧化和 蚀刻，铝膜IOa的脱落部位就会增加。可以认为，蚀刻液侵入到端部区域IOal内的、铝膜IOa 与电极未接触的部分，在电极内的杂质的附近形成了经由蚀刻液的局部电池，起因于此，发 生了铝膜IOa的脱落。在电极结构30A中，作为与铝膜IOa接触部分的第2电极32a2的纯度较高且杂 质较少。因此，在电极结构30A中，即使不拆除电极3 而进行蚀刻，也难以发生上述经由 蚀刻液的电池效应。因此，电极结构30A即使重复进行阳极氧化工序和蚀刻工序，也难以 发生上述那种缺陷(参照“特願2009-034148号”)。为了参照，在本说明书中援引“特願 2009-034148号”公布的全部内容。另外，在电极结构30A中，电极32a与铝膜IOa的紧贴性较高，因此，可以抑制蚀刻 液向铝膜IOa与电极3 未接触的部分侵入。当可以抑制蚀刻液的侵入时，即使反复进行 阳极氧化和蚀刻，也可以抑制上述局部电池的形成，因此，电极结构30A可以抑制铝膜IOa 的脱落。另外，第1电极部32al用纯度较低的铝(99. 50质量％以下)形成，第2电极部 3加12用纯度较高的铝(超过99. 50质量％)形成，因此，当接触在阳极氧化工序中使用的 电极3 进行蚀刻时，蚀刻液侵入到第1电极部32al与第2电极部32a2之间，第2电极部 32a2有时会腐蚀。如上所述，在电极结构30A中，第1电极部32al与第2电极部32a2的 紧贴性较高，因此，还可以抑制蚀刻液向第1电极部32al与第2电极部32a2之间侵入。因 此，可以抑制蚀刻工序的第2电极部32a2的腐蚀。此外，即使蚀刻液侵入到第1电极部32al与第2电极部32a2之间，第2电极部 32a2发生腐蚀，仅更换第2电极部32a2即可，与更换整个电极3 的情况相比，有可以降低 成本的优点。作为第1电极部32al的材料，例如，可以使用Al-Mg类合金(例如，JIS 5052)、 Al-Mg-Si类合金(例如，JIS 6063)。另外，作为第2电极部32a2的材料，例如可以使用 99. 85质量％以上的纯度的铝(例如，JIS 1085)、99. 99质量％以上的纯度的铝(有时标为 4N)。优选样品10的基板IOb是具有耐酸性的绝缘体。基板10b，作为材料可以使用例 如玻璃、烧结耐酸铝等陶瓷材料、聚碳酸酯、Ρ0Μ(聚缩醛)、PETT(聚四氟乙烯，(例如，r 7 口 > (注册商标))、PEEK(聚醚醚酮)等树脂材料形成。另外，铝膜IOa用4N、5N的铝，通 过例如溅射、EB蒸镀、离子蒸镀等蒸镀法形成。铝膜IOa也可以通过例如熔融镀覆等其它 表面涂层法形成。夹具42例如使用POM形成，螺丝44例如使用PEEK形成。另外，优选弹性部件48 由具有耐酸性的材料形成，例如，使用硅类氟化橡胶、PTFE(例如，r 7 α > (注册商标))的 橡胶形成。在图7的(a)中，示意地示出本发明的其它实施方式的蛾眼用模具的制造方法所 用的电极结构30B的截面结构。图7的(b)是示出电极结构30B与样品(铝膜IOa)的关 系的示意性立体图。电极结构30B具有电极32b以及将电极32b按压到样品10的铝膜IOa的表面的 机构。电极32b具有第1电极部32b 1和第2电极部321^2。第1电极部32b 1具有接触第2电极部32 的凸部32b3。如图7的(b)所示，配置第1电极部32b 1，使得凸部32b3接触 第2电极部32 的表面。第1电极部32b 1和第2电极部32 分别用与上述电极结构30A 的第1电极部32b 1和第2电极部32 相同的材料形成。电极结构30B还具有包围凸部32b3的周围而设置的、进行保护的保护部件34，使 得电解液不会侵入凸部32b3与第2电极32 之间。保护部件34由可以进行弹性变形的 具有伸缩性的材料(例如，橡胶)形成。保护部件34例如是0环。保护部件34具有当第1 电极部32bl相对地按压于第2电极部32 时发生变形程度的硬度。在凸部32b3的周围 配置保护部件34后，用夹具42固定样品10与电极32b时，保护部件34被压紧。利用其可 以适当地密封第1电极部32al与第2电极部32a2之间的空间。电极结构30B具有由纯度较高的铝(超过99.50质量％)形成的第2电极部321^2， 因此，与电极结构30A(图6) —样，可以抑制阳极氧化工序的铝膜IOa的脱落。另外，电极 结构30B具有保护部件34，因此，可以抑制电解液向第1电极部32al与第2电极部32a2之 间侵入。另外，电极结构30B与电极结构30A—样，用作与铝膜IOa接触的第2电极部32 的材料的铝的纯度较高，因此，杂质较少。另外，第2电极部32 与铝膜IOa的紧贴性较 高。因此，可以抑制蚀刻工序中的局部电池的发生，因此，具有以下优点即使在蚀刻工序 中不拆除电极32b而原样使用，也可以抑制起因于上述局部电池的缺陷的发生。此外，电极 结构30B具有保护部件34，因此，与电极结构30A相比，具有可以抑制蚀刻液向第1电极部 32b 1与第2电极部32 之间侵入的优点。工业上的可利用性本发明可以广泛地应用于蛾眼用模具的制造方法。通过本发明的制造方法得到的 模具以防反射膜为代表，可以广泛地应用于必须采用纳米级别的凹凸的表面的形成。附图标记说明10 样品；IOa:铝膜；IOa'残存铝层；IOb 基板(玻璃基板)；12a 多孔铝层； 12p 凹部；24 容器；26 电解液；27 蚀刻液；30A、30B 电极结构；32a、32b 电极；32aU 32bl 第1电极部；32a2,32b2 第2电极部；32b3 凸部；34 保护部件；42 夹具；42a 螺丝 孔(阴螺纹)；44 螺丝；48 弹性部件；90A 蛾眼用模具。
权利要求
1.一种在表面具有翻转蛾眼结构的模具的制造方法，所述翻转蛾眼结构具有多个凹 部，所述多个凹部从表面的法线方向看时的2维大小是IOnm以上、不到500nm，上述制造方法包括(a)通过接触铝膜或者铝基材的表面的电极，对上述表面进行阳极氧化，由此形成具有 多个细微的凹部的多孔铝层的工序；(b)在上述工序(a)之后，使上述多孔铝层接触蚀刻液，由此扩大上述多孔铝层的上述 多个细微的凹部的工序；以及(c)在上述工序(b)之后，通过上述电极进一步对上述表面进行阳极氧化，由此使上述 多个细微的凹部成长的工序，上述铝膜或者上述铝基材由99. 99质量％以上的纯度的铝形成，上述电极具有第1电极部，其由99. 50质量％以下的纯度的铝形成；以及第2电极部， 其由与上述第1电极部的铝相比纯度高的铝形成，设置在上述表面与上述第1电极部之间，上述工序(a)和(c)在上述第2电极部与上述表面在电解液中接触的状态下进行。
2.根据权利要求1所述的制造方法，与上述表面接触的、上述第2电极部的面的十点平均粗糙度Rz是4. 0 μ m以下。
3.根据权利要求1或者2所述的制造方法，上述第1电极部具有与上述第2电极部接触的凸部，上述工序(a)和(c)在上述凸部由保护部件保护的状态下进行，使得上述电解液不会 侵入上述凸部与上述第2电极部之间。
4.一种电极结构，其用于权利要求1到3中的任一项所述的模具的制造方法，其具有上述电极，其中，上述第1电极部具有接触上述第2电极部的凸部；保护部件，其设置成包围上述凸部的周围，进行保护，使得上述电解液不会侵入到上述 凸部与上述第2电极部之间；以及将上述电极的上述第2电极部按压到上述铝膜或者上述铝基材的上述表面的机构。
全文摘要
本发明的蛾眼用模具的制造方法包括(a)通过接触铝膜(10a)的表面的电极(32a)进行阳极氧化而形成具有细微的凹部的多孔铝层的工序；(b)在工序(a)之后，使多孔铝层接触蚀刻液来扩大细微的凹部的工序；以及(c)在工序(b)之后，进一步进行阳极氧化而使细微的凹部成长的工序，铝膜由99.99质量％以上的纯度的铝形成，电极具有第1电极部(32a1)，其由99.50质量％以下的纯度的铝形成；以及第2电极部(32a2)，其由纯度高于第1电极部的铝形成且设置在表面与第1电极部之间，工序(a)、(c)在第2电极部与表面在电解液中接触的状态下进行。根据本发明，可以提供有效地对在大面积基板上形成的铝膜进行阳极氧化的方法以及这种方法所用的电极结构。
文档编号C25D11/24GK102105624SQ201080002169
公开日2011年6月22日 申请日期2010年3月2日 优先权日2009年3月5日
发明者林秀和, 津田和彦, 田口登喜生 申请人:夏普株式会社