模具的制造方法及其所用的电极结构转让专利

申请号 : CN201080002169.0

文献号 : CN102105624B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 林秀和田口登喜生津田和彦

申请人 : 夏普株式会社

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。

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10nm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,对上述铝膜或者铝基材的表面进行阳极氧化,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铝膜或者铝基材的表面进行阳极氧化,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,设置在上述铝膜或者铝基材的表面与上述第1电极部之间,上述工序(a)和(c)在上述第2电极部与上述铝膜或者铝基材的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,

与上述铝膜或者铝基材的表面接触的、上述第2电极部的面的十点平均粗糙度Rz是

4.0μm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或者2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表面的机构。

5.一种电极结构,其用于权利要求3所述的模具的制造方法,其具有:上述电极,其中,

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表面的机构。

说明书 :

模具的制造方法及其所用的电极结构

技术领域

[0001] 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

[0002] 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。 [0003] 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10nm以上、不到500nm。 [0004] 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。
[0005] 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)。
[0006] 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)。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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1μm以上、不到100μm。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。
[0013] 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”。
[0014] 现有技术文献
[0015] 专利文献
[0016] 专利文献1:日本特表2001-517319号公报
[0017] 专利文献2:日本特表2003-531962号公报
[0018] 专利文献3:日本特开2005-156695号公报
[0019] 专利文献4:国际公开第2006/059686号
[0020] 发明内容
[0021] 发明要解决的问题
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 用于解决问题的方案
[0025] 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10nm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,对上述铝膜或者铝基材的表面进行阳极氧化,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 进一步对上述铝膜或者铝基材的表面进行阳极氧化,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,设置在上述铝膜或者铝基材的表面与上述第1电极部之间,上述工序(a)和(c)在上述第2电极部与上述铝膜或者铝基材的表面在电解液中接触的状态下进行。 [0026] 在某一实施方式中,与上述铝膜或者铝基材的表面接触的、上述第2电极部的面的十点平均粗糙度Rz是4.0μm以下。
[0027] 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。
[0028] 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表面的机构。
[0029] 发明效果
[0030] 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。
[0031] 附图说明
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 图3是用于说明配置铝膜的电极的位置的示意图。
[0035] 图4是示出铝膜的发生脱落的部位的示意图。
[0036] 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。
[0037] 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10a)的关系的示意性立体图。
[0038] 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10a)的关系的示意性立体图。

具体实施方式

[0039] 下面,参照附图说明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。
[0040] 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。
[0041] 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。
[0042] 首先,作为基材,准备在5cm见方的玻璃基板10b上用溅射法沉积了厚度为1.0μm的铝膜10a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。
[0043] 下面,如图1的(a)所示,在容器24内的电解液26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10a的电极22a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26中,用液温为5℃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。
[0044] 之后,如图1的(b)所示,在容器25内的液温为30℃的蚀刻液(在此是磷酸1mol/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。
[0045] 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。
[0046] 从图2的(a)和(b)可知,通过蛾眼用模具90A,在玻璃基板10b上形成具有多个细微的凹部12p的多孔铝层12a。此外,铝膜10a没有完全被阳极氧化,在多孔铝层12a与玻璃基板10b之间残留铝层10a′(残存铝层10a′)。
[0047] 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10nm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100nm~200nm,深度为900nm~1μm,凹部12p的彼此相邻的距离为150nm~250nm。
[0048] 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。
[0049] 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。 [0050] 作为基材,准备样品10,样品10是在1000mm×1600mm的玻璃基板10b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1μm的铝膜10a。 [0051] 参照图3说明配置铝膜10a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10a的包含一边的端部区域10a1。与电极接触的区 域(端部区域10a1)的面积,根据进行了较小铝膜10a的阳极氧化的预备实验的结果,进行如下设定。
[0052] 作为预备实验,进行在面积为360mm×465mm的基板上所形成的铝膜10a的阳极氧化。当端部区域10a1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10a1相对于基板面积的比约为0.032。从预备实验结果可知:在1000mm×1600mm的铝膜10a的阳极氧化中,端部区域10a1的面积采用基板面积乘以0.032而得到的2
51200mm(端部区域10a1的宽度为51.2mm)即可。在本实验中,考虑余量,端部区域10a1
2
的宽度采用了60mm。即,使端部区域10a1的面积为60000mm 来进行阳极氧化。 [0053] 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。
[0054] 为了对铝膜10a的整个面进行阳极氧化,将包括与电极接触区域(端部区域10a1)的铝膜10a的整体浸渍到电解液中,进行阳极氧化。
[0055] 进行阳极氧化后,如下所示,电极附近的铝膜10a的一部分脱落了。
[0056] 在图4中,示意地示出阳极氧化后的样品10的、端部区域10a1与端部区域10a1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10a1)存在发生了铝膜10a脱落的部位。另外,铝膜10a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。
[0057] 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10a1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10a1部分的截面,在该部分,在玻璃基板10b上形成有厚度约为200nm的多孔铝层12a。此外,铝膜10a没有完全被阳极氧化,在多孔铝层12a与玻璃基板10b之间残留着厚度约为100nm的铝层10a′。(残存铝层 10a′)。图5的(b)示出端部区域10a1中铝膜10a脱落部分的截面,在该部分仅有玻璃基板10b。
[0058] 可以认为铝膜10a的一部分脱落的原因如下。
[0059] 铝膜10a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10a的脱落。
[0060] 另外,电极的表面是切削面,因此,与铝膜10a相比,面粗糙度较高且表面的凹凸较大。因此,在端部区域10a1存在铝膜10a与电极接触的部分以及铝膜10a与电极不接触的部分。其结果是:可以认为,在铝膜10a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10a熔解而脱落。
[0061] 此外,也有可能是,在端部区域10a1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10a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10a的脱落。
[0062] 另外,当端部区域10a1内被阳极氧化的部分增加时,使铝膜10a的电位均匀变得困难。此时,可以考虑还存在均匀地对铝膜10a整体进行阳极氧化变得较难的问题。 [0063] 另外,在模具面形成区域10a2中,在端部区域10a1的附近,铝膜10a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10a′的厚度成为700~800nm程度,但是,如上所述,在模具面形成区域10a2中的端部区域10a1的附近,残存铝层10a′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10a1的附近,因为上述发热的影响,铝膜10a的一部分熔解而脱落了。
[0064] 根据下面所示的制造方法,在大面积铝膜10a的阳极氧化中,可以抑制铝膜10a的脱落。
[0065] 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10a)的关系的示意性立体图。
[0066] 电极结构30A如图6的(a)所示,具有电极32a以及将电极32a按压到样品10的铝膜10a的表面的机构。电极32a具有第1电极部32a1和第2电极部32a2。第2电极部32a2设置在第1电极部32a1的与铝膜10a抵接的一侧。即,第2电极部32a2设置在铝膜
10a的表面与第1电极部32a1之间。第1电极部32a1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10a的表面。被处理物(样品10)具有玻璃基板10b以及用99.99质量%以上的纯度的铝在玻璃基板10b上形成的铝膜10a。
[0067] 将电极32a的第2电极部32a2按压到铝膜10a的机构包括与样品10的基板10b抵接的夹具42、嵌入夹具42的螺丝孔(阴螺纹)42a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10b抵接的部分。当夹具42通过螺丝44被拉到电极32a侧时,以螺丝孔42a为支点对基板10b施加压力。弹性部件48减轻了从夹具42向基板
10b施加的压力。
[0068] 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10a的紧贴性。当电极32a与铝膜10a的紧贴性较高时,上述端部区域10a1的、电极32a与铝膜10a未接触的部分减少。因此,可以抑制在铝膜10a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10a)那样,将包含与电极接触的区域的铝膜10a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10a的脱落。
[0069] 另外,当铝膜10a与电极32a不接触的部分减小时,也可以抑制电解液向电极32a与铝膜10a之间侵入。因此,可以抑制进行铝膜10a 与电极32a不接触的部分及其周围的铝膜10a的阳极氧化。其结果是:铝膜10a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。
[0070] 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10a的物理损伤。因此,可以抑制起因于物理损伤的铝膜的脱落。
[0071] 另外,作为在电极32a中接触铝膜10a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32a与铝膜10a的紧贴性的优点。此外,从紧贴性的观点出发,优选与铝膜10a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4.0μm以下,更优选为2.0μm以下。
[0072] 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10a的脱落。
[0073] 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10a1)的铝膜10a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10a的整体浸渍到电解液中,也难以发生铝膜10a的脱落。因此,如下所示,例如可以有效地对大面积铝膜10a的整个面进行阳极氧化。
[0074] 当使电极32a与铝膜10a在电解液外进行接触时,铝膜10a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10a进行阳极氧化时,使包括电极接触的区域(端部区域10a1)的铝膜10a的整体浸渍到电解液中来进行阳极氧化。
[0075] 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10a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10a的一部分脱落。
[0076] 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10a的脱落。因此,可以使大面积铝膜10a的整体浸渍到电解液中来有效地进行阳极氧化。 [0077] 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10a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。
[0078] 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32a1接触的面可以沿着第1电极部32a1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32a1的紧贴性也较高。当第1电极部32a1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32a1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32a1与第2电极部32a2之间侵入。
[0079] 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10a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32a1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。 [0080] 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10a的一部分熔解,但是电极32a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10a的熔解的优点。
[0081] 另外,电极结构30A如下面所说明的,有即使使电极32a接触铝膜10a而进行蚀刻工序,也难以发生缺陷的优点。
[0082] 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10a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10a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(2维大小为10nm以上、不到500nm)大的孔等缺陷。可以认为其起因于:铝膜10a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10a1中,每重复进行一次阳极氧化和蚀刻,铝膜10a的脱落部位就会增加。可以认为,蚀刻液侵入到端部区域10a1内的、铝膜10a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10a的脱落。
[0083] 在电极结构30A中,作为与铝膜10a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32a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。
[0084] 另外,在电极结构30A中,电极32a与铝膜10a的紧贴性较高,因此,可以抑制蚀刻液向铝膜10a与电极32a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10a的脱落。
[0085] 另外,第1电极部32a1用纯度较低的铝(99.50质量%以下)形成,第2电极部32a12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32a进行蚀刻时,蚀刻液侵入到第1电极部32a1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32a1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32a1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。
[0086] 此外,即使蚀刻液侵入到第1电极部32a1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32a的情况相比,有可以降低成本的优点。
[0087] 作为第1电极部32a1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)。
[0088] 优选样品10的基板10b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、POM(聚缩醛)、PETT(聚四氟乙烯,(例如,テフロン(注册商标))、PEEK(聚醚醚酮)等树脂材料形成。另外,铝膜10a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10a也可以通过例如熔融镀覆等其它表面涂层法形成。
[0089] 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,テフロン(注册商标))的橡胶形成。
[0090] 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10a)的关系的示意性立体图。
[0091] 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10a的表面的机构。电极32b具有第1电极部32b1和第2电极部32b2。第1电极部32b1具有接触第2电极部32b2的凸部32b3。如图7的(b)所示,配置第1电极部32b1,使得凸部32b3接触第2电极部32b2的表面。第1电极部32b1和第2电极部32b2分别用与上述电极结构30A的第1电极部32b1和第2电极部32b2相同的材料形成。
[0092] 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32b2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O环。保护部件34具有当第1电极部32b1相对地按压于第2电极部32b2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32a1与第2电极部32a2之间的空间。
[0093] 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32b2,因此,与电极结构30A(图6)一样,可以抑制阳极氧化工序的铝膜10a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32a1与第2电极部32a2之间侵入。
[0094] 另外,电极结构30B与电极结构30A一样,用作与铝膜10a接触的第2电极部32b2的材料的铝的纯度较高,因此,杂质较少。另外,第2电极部32b2与铝膜10a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32b2之间侵入的优点。
[0095] 工业上的可利用性
[0096] 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。 [0097] 附图标记说明:
[0098] 10:样品;10a:铝膜;10a′:残存铝层;10b: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;32a1、
32b1: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。