模具的制造方法和模具技术

本发明专利技术的模具的制造方法包含如下工序：准备铝基材或者铝膜(18)；在水溶液中，将铝基材(18)的表面作为阴极，在表面与相对电极之间进行通电处理，由此形成从表面的法线方向观看时的二维大小大于等于200nm小于等于100μm的第1凹部(18h)；然后对表面进行阳极氧化，由此在第1凹部(18h)的内面及第1凹部(18h)之间形成多孔氧化铝层(10A)，该多孔氧化铝层(10A)具有二维大小大于等于10nm小于500nm的第2凹部(12)；以及然后使多孔氧化铝层(10A)与蚀刻液接触，由此将多孔氧化铝层(10A)的第2凹部(12)扩大。由此，能有效地制造具有发挥防眩功能的宏观的凹凸结构的模具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及模具的制造方法和模具。在此所说的“模具”包含各种加工方法(冲压、铸造)所用的模具，有时也称为压模。另外，也可以用于印刷(包括纳米印刷)。
技术介绍
在电视机、手机等所用的显示装置、照相机透镜等光学元件中，为了减少表面反射来提高光的透射量，通常使用防反射技术。这是因为例如，如光在空气和玻璃的界面入射的情况那样，在光通过折射率不同的介质的界面的情况下，由于菲涅耳反射等，光的透射量减少，视认性降低。近年来，作为防反射技术，在基板表面形成凹凸的周期被控制在小于等于可见光(λ = 380nm 780nm)的波长的微细的凹凸图案的方法受到关注(参照专利文献I至4)。构成实现防反射功能的凹凸图案的凸部的二维大小(典型地为直径)大于等于IOnm小于500nmo该方法利用了所谓的蛾眼(Motheye ;蛾子的眼睛)结构的原理，使相对于入射到基板的光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。蛾眼结构除了在宽广的波段内可以发挥入射角依赖性较小的防反射作用以外，还具有可以应用于很多的材料、能将凹凸图案直接形成于基板等优点。其结果是能以低成本提供高性能的防反射膜(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氧化铝层的方法受到关注(专利文献2至4)。在此，简单地说明对铝进行阳极氧化而得到的阳极氧化多孔氧化铝层。以往，利用了阳极氧化的多孔质结构体的制造方法作为可以形成有规律地排列的纳米级圆柱状细孔(微细的凹部)的简单方法而受到关注。当将铝基材浸溃到硫酸、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，能在铝基材的表面同时进行氧化和溶解，形成在其表面具有细孔的氧化膜。该圆柱状细孔相对于氧化膜垂直地进行取向且在一定的条件下(电压、电解液的种类、温度等)示出自我组织的规则性，因此，期望应用于各种功能材料。在特定条件下制作的多孔氧化铝层，当从垂直于膜面的方向观看时，为大致正六边形的单元以二维最高密度进行填充的排列。各个单元在其中央具有细孔，细孔的排列具有周期性。单元是局部的被膜的溶解和生长的结果所形成的，在被称为阻挡层的细孔底部，被膜的溶解和生长同时进行。已知此时单元的大小、即相邻的细孔的间隔(中心之间距离)相当于阻挡层的厚度的大致2倍，与阳极氧化时的电压大致成正比。另外，已知细孔的直径依赖于电解液的种类、浓度、温度等，但是，通常是单元的尺寸(从垂直于膜面的方向观看 时的单元的最长对角线的长度)的1/3程度。这样的多孔氧化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，根据条件形成规则性在某种程度上紊乱的排列，或者形成不规则(不具有周期性)的排列。专利文献2公开了如下方法使用在表面具有阳极氧化多孔氧化铝膜的压模来形成防反射膜(防反射表面)。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孔径连续地变化的锥形形状的凹部。本申请人在专利文献4中公开了如下技术使用微细的凹部具有阶梯状的侧面的氧化铝层来形成防反射膜。另外，如专利文献1、2以及4所述，除了蛾眼结构(微观结构)以外，还设置比蛾眼结构大的凹凸结构(宏观结构)，由此能对防反射膜(防反射表面)赋予防眩功能。构成发挥防眩功能的凹凸结构(有时称为“防眩结构”。)的凸部的二维大小大于等于Iym小于100 μ m。在本说明书中引用专利文献1、2以及4的全部公开内容用于参考。通过这样利用阳极氧化多孔氧化铝膜，能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”。)。特别是如专利文献2和4所述，当将铝的阳极氧化膜的表面原样作为模具来使用时，降低制造成本的效果大。将能形成蛾眼结构的蛾眼用模具的表面的结构称为“反转的蛾眼结构”。在专利文献5中记载了如下内容在具有平滑性的铝板的表面预先形成与在阳极氧化时所形成的氧化铝膜的细孔的间隔及排列相同的间隔及排列的多个凹处后，对铝板进行阳极氧化，由此能形成规定形状的细孔(微细的凹部)以与预先形成的多个凹处的间隔及排列相同的间隔及排列有规则地排列的多孔氧化铝层。另外，记载了如下内容为了得到直进性、垂直性以及独立性更高的细孔，期望铝板的表面的平滑性高。现有技术文献专利文献专利文献I :特表2001-517319号公报专利文献2 :特表2003-531962号公报专利文献3 :特开2005-156695号公报专利文献4 国际公开第2006/059686号专利文献5 :特开平10-121292号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，本专利技术人使用具有实施了镜面切削加工的表面的铝基材制作蛾眼用模具时，仅得到微细的凹部不均匀地分布的多孔氧化铝层。示出实验结果的一例。如图8(a)所示，准备具有实施了镜面切削加工的表面(曲面)的铝基材。对该铝基材进行阳极氧化的结果是如图8(b)所示，通过目视观察到筋状的花纹。用SEM观察该表面的结果是，可知如图8(c)所示，微细的凹部的生成密度低，另外，微细的凹部不均匀地分布。在图8(b)中看见白色的筋的部分，微细的凹部不均。另外，白色的筋是在镜面切 削加工中与刀头在铝基材的表面移动的方向平行地形成的。对这样通过机械加工而形成有加工变质层(下面，仅称为“变质层”。)的铝基材的表面进行阳极氧化时，产生微细的凹部不均匀地生成(微细的凹部的二维分布产生疏密)的问题。此外，为了制作能连续地进行例如转印工序的辊状的模具，在实施了机械加工的表面形成多孔氧化铝层是重要的。另外，为了制造能形成具有防眩功能的防反射膜(防反射表面)的模具，以往例如专利文献I所记载的那样，在使用喷砂法等机械的方法、化学的蚀刻方法形成用于形成防眩结构的凹凸结构后，形成反转的蛾眼结构。另外，本申请人在国际公开第2009/147858号公开了如下模具的制造方法使用含杂质元素(例如,1 11、]\%和/或？6)的招基材,利用在杂质元素偏析的部分引起的异常溶解，由此具有用于形成防眩结构的凹凸结构。但是，上述现有的方法具有模具的制造效率差的问题，另外，上述申请记载的方法具有如下问题仅能应用于含杂质元素的铝基材，而且难以再现性良好地控制异常溶解。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其主要目的在于提供在实施了机械加工的铝基材的表面能形成微细的凹部均匀分布的多孔氧化铝层的阳极氧化层的形成方法。本专利技术的其它目的在于提供如下模具的制造方法其能有效地制造具有发挥防眩功能的宏观的凹凸结构的模具、特别是具有发挥防眩功能的宏观的凹凸结构的蛾眼用模具。本专利技术至少能达成上述目的中的至少一个。用于解决问题的方案本专利技术的阳极氧化层的形成方法包含工序(a)，准备具有实施了机械加工的表面的铝基材；工序(b)，在水溶液中，将上述铝基材的上述表面作为阴极，在上述表面与相对电极之间进行通电处理；工序(C)，在上述工序(b)之后，对上述铝基材的上述表面进行阳极氧化，由此形成多孔氧化铝层。此外，有时将上述工序(b)中的通电处理称为“阴极电解”。通过进行阴极电解，能在上述铝基材的上述表面形成微细的凹凸结构，该微细的凹凸结构具有比作为目标的多孔氧化铝层具有的多个微细的凹部的平均相邻距离小的平均相邻距离。此外，即使对不具有变质层的铝基材、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊原一郎，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：