CN104093536B - 模具的修复方法和使用该方法的功能性膜的制造方法 - Google Patents

模具的修复方法和使用该方法的功能性膜的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种模具的修复方法，其将附着于在表面具有多孔质膜的模具(2)的树脂材料除去，上述多孔质膜包含利用阳极氧化形成的多个凹部，模具的修复方法包含：第1工序，其将在多个凹部上的模具(2)的表层露出的树脂材料除去，不使用大气压等离子体处理；以及第2工序，其在第1工序后进行，利用大气压等离子体处理将残存于多个凹部内的树脂材料的至少一部分除去，由此修复模具的功能。

Description

模具的修复方法和使用该方法的功能性膜的制造方法
技术领域
本发明涉及模具的修复方法和使用该方法的功能性膜的制造方法，特别是涉及在表面具有多孔质膜的模具的修复方法。
背景技术
近年来，包括也被称为亚波长结构(SWS)的、具有可见光的波长(约380～780nm)级别的尺寸的微细结构体的光学元件被开发。如果将具有入射光的波长以下的尺寸的凹凸图案形成于基板表面，则能抑制表面的光的反射。各个凹凸的尺寸例如设定为10nm以上且不足500nm。
其中，集中关注于使用蛾眼(Motheye，蛾子的眼睛)结构的原理的防反射技术。如果利用蛾眼结构，则能沿着凹凸的深度(高度)方向模拟地使折射率连续变化。即，在形成有蛾眼结构的表面上，在光的行进方向上具有实质性折射率差的界面不存在，所以能适当防止光的反射。
蛾眼结构具有如下等优点：除了能遍及宽波段发挥入射角依存性小的防反射作用之外，还能应用于很多材料，能将凹凸图案直接形成于基板。因此，能以低成本提供高性能的防反射膜。
蛾眼结构例如能使用通过对铝基材进行阳极氧化而得到的阳极氧化多孔氧化铝层(多孔质型氧化皮膜)来制作(例如，专利文献1)。以下对通过对铝基材进行阳极氧化而形成的阳极氧化多孔氧化铝层简单地说明。
当将铝基材浸渍到例如硫酸、草酸或者磷酸等酸性电解液中，将其作为阳极施加电压时，在基材的表面同时进行氧化和溶解。其结果是，在基材的表面形成具有多个细孔的氧化皮膜(多孔氧化铝层)。
该圆柱状的细孔相对于氧化皮膜垂直地形成，并且通过在规定条件下进行阳极氧化工序，从而利用自我组织规则地排列。如果使用铝的阳极氧化，则能比较容易且廉价地形成具有各种规则性图案的微细结构体。
本申请人在专利文献1中公开了如下方法：使用在表面具有阳极氧化多孔氧化铝膜的压模形成防反射膜(防反射表面)。另外，在专利文献1中记载了如下技术：使用微细的凹部具有阶梯状的侧面的氧化铝层形成防反射膜。
如果利用多孔氧化铝膜，能容易制造用于在表面形成蛾眼结构的模具(以下称为“蛾眼用模具”。)。特别是，如专利文献1所记载的那样，当将铝的阳极氧化膜的表面原样地用作模具时，降低制造成本的效果大。
通过将蛾眼用模具推压到例如在透明膜上赋予的光固化性树脂，能制造防反射膜。更具体地，将蛾眼用模具的凹凸表面在真空中按压到光固化性树脂，在按压的状态下对光固化性树脂照射紫外线，由此使其固化，然后，将固化的树脂从蛾眼用模具分离。这样使模具的表面形状一边用紫外线固化一边转印到树脂的方法被称为UV压印技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2006/059686号
专利文献2：特开2004－009559号公报
专利文献3：特开平11－254454号公报
专利文献4：特开2005－111775号公报
专利文献5：特开2003－109757号公报
专利文献6：特开2006－79988号公报
专利文献7：特开2006－113127号公报
发明内容
发明要解决的问题
当连续进行使用模具的对树脂的转印工序时，在模具表面的特别是凹部残留有树脂，发生所谓的树脂堵塞。不能用发生树脂堵塞的模具制作期望形状的成型品。
在利用UV压印技术制造蛾眼膜时蛾眼用模具也发生树脂堵塞(缺陷部分)。为了防止树脂堵塞，对蛾眼用模具实施氟涂层(脱模剂)，但是伴随成型次数的增加，由于脱模剂的消耗等，缺陷部分的数量也增加。到目前为止，发生缺陷部分的蛾眼用模具被废弃，或者通过切削或者蚀刻表面而实施再生处理。这种情况成为蛾眼膜制造的成本上升的主要原因。
为了使量产性提高、抑制制造成本，期望适当地除去残留于模具的树脂。但是，如使用多孔氧化铝层形成的蛾眼用模具那样，在具有形成有非常微细的凹凸结构的表面的模具的情况下，树脂的除去并不容易。
在专利文献2中记载有从模具去除树脂等异物的方法。在该方法中，使热可塑性树脂吸附到残留于模具的异物，然后，碰撞热固化性树脂，由此将异物连同热可塑性树脂一起除去。此外，在该方法中使用热可塑性树脂，但是例如在除去对象是有机物的情况下，通过使与有机物反应性高的惰性气体、或者固体碰撞也能除去。
但是，即使使用这样的方法，在如蛾眼用模具那样的具有多个微细孔的模具中，也难以适当地去除在孔的内部、凹凸的狭缝间粘合于模具的树脂材料。即使残存于模具的表层的树脂能除去，也难以通过物理碰撞除去粘合于例如直径为数百nm程度的孔的内壁的树脂。
因此，要求从如蛾眼用模具那样的在表面具有多孔质膜的模具去除残留树脂而适当地修复的方法。此外，不限于蛾眼用模具，期望在使用在表面具有例如包含亚微米级别或者纳米级别程度的微细凹部的多孔质膜的模具时，也适当地除去残留于模具的树脂材料。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供：在具有形成有多个微细的凹部的多孔质表面的模具中，通过适当地除去残留的树脂材料而能修复作为模具的功能的模具修复方法。
用于解决问题的方案
本发明的实施方式的模具修复方法将附着于在表面具有多孔质膜的模具的树脂材料除去，上述多孔质膜包含通过阳极氧化形成的多个凹部，上述模具的修复方法包含：第1工序，其将在上述多个凹部上的模具表层露出的上述树脂材料除去，不使用大气压等离子体处理；以及第2工序，其在上述第1工序后进行，利用大气压等离子体处理将残存于上述多个凹部内的上述树脂材料的至少一部分除去。
在某实施方式中，上述模具包含铝材料，上述多孔质膜具有多孔氧化铝层。
在某实施方式中，在上述第2工序中，对局部地残存于上述模具上的上述树脂材料局部地进行大气压等离子体处理。
在某实施方式中，上述第1工序包含利用药液处理将上述树脂材料除去的工序。
在某实施方式中，上述第1工序包含利用干冰的喷射将上述树脂材料除去的工序。
在某实施方式中，上述第1工序包含利用激光烧蚀将上述树脂材料除去的工序。
在某实施方式中，上述模具的上述表面包括曲面。
在某实施方式中，对上述模具的上述表面赋予了脱模材料。
本发明的实施方式的模具是利用上述中的任一项所述的修复方法修复的模具。
本发明的实施方式的蛾眼膜使用上述的被修复的模具来制作。
本发明的实施方式的功能性膜的制造方法包含：准备在表面具有多孔质膜的模具的工序，上述多孔质膜包含利用阳极氧化形成的多个凹部；将上述模具的上述表面的形状压印到光固化性树脂材料的工序；在上述压印的工序后，将附着于上述模具的上述光固化性树脂材料除去的工序；以及在将上述附着的树脂材料除去的工序后，将上述模具的上述表面的形状压印到光固化性树脂的工序，将上述光固化性树脂材料除去的工序包含：第1工序，其将在上述多个凹部上的模具表层露出的上述树脂材料除去，不使用大气压等离子体处理；以及第2工序，其在上述第1工序后进行，利用大气压等离子体处理将残存于上述多个凹部内的上述树脂材料的至少一部分除去。
在某实施方式中，准备上述模具的工序包含对包括上述多孔质膜的上述表面赋予脱模剂的工序。
发明效果
根据本发明的实施方式，能适当地进行在表面具有多孔质膜的模具的修复。通过本发明的实施方式，能适当地修复例如具有多孔氧化铝层的蛾眼用模具，所以能提高蛾眼膜等功能性膜的量产性，降低制造成本。
附图说明
图1是表示各种树脂膜除去工序中的能除去的膜厚(横轴)和处理面积(纵轴)的关系的图。
图2表示利用大气压等离子体处理进行树脂膜的除去时的处理前和处理后的情况。
图3表示利用CIP方式的等离子体蚀刻进行树脂膜的除去时的处理前和处理后的情况。
图4是表示由于在利用大气压等离子体处理进行树脂膜的除去时会产生的电弧放电导致的对模具的损坏层部分的图。
图5(a)和(b)分别表示利用药液处理进行树脂膜的除去时的处理前和处理后的情况。
图6(a)和(b)分别是本发明的实施方式的大气压等离子体处理装置的截面图。
图7表示利用干冰喷射进行树脂膜的除去时的处理前和处理后的情况。
图8是表示本发明的实施方式的修复装置的构成的框图。
图9是用于说明使用通过本发明的实施方式的修复方法修复的模具进行的蛾眼膜的制造方法的截面图。
图10是表示由凹凸形成的蛾眼结构的截面的图。
具体实施方式
在以下的实施方式中，对将在表面具有通过阳极氧化得到的多孔氧化铝层的蛾眼用模具UV压印到紫外线固化性树脂来制作蛾眼膜的情况进行说明，但是本发明不限于此。
首先，说明关于使用蛾眼用模具时发生的树脂堵塞的本发明人的考察和关于树脂的除去方法的研讨结果。
蛾眼用模具大多在对表面赋予脱模剂后使用。作为该脱模剂，典型地使用氟系列的材料(例如，复娄娄公司(フロロテクノロジー社)制造的复娄娄瑟夫(フロロサーフ))。氟系列脱模剂与氟系列脱模剂以外的例如硅酮系列的脱模剂等脱模剂相比，有相对于紫外线固化性树脂的脱模性高的优点。另外，氟系列的脱模剂有相对于紫外线的抗性高的优点。
但是，即使赋予脱模剂，由于脱模剂被消耗等，蛾眼用模具和树脂的贴紧性逐渐上升。其结果是，在膜剥离后树脂的一部分残留于蛾眼用模具。这样的残留树脂例如具有几毫米程度的尺寸，例如在使用半径为数十厘米、宽度为1m程度的辊状的蛾眼用模具(参照图9)的情况下，每处理1000m，就产生20～30个部位程度的树脂残留部位。此外，也考虑到在残留树脂的粘合发生前重新涂敷脱模剂，但是在使用辊状模具的情况下，脱模剂的再次涂敷也不容易。
根据本发明人的考察，认为作为残留物附着于蛾眼用模具的树脂等异物大致划分的话包括2个层。第1层是附着于模具的表层的UV树脂的固化物(厚膜)，其厚度例如是5μm～10μm程度。另外，第2层是被认为特别是在多孔氧化铝层的微细凹部中粘合的层，是可包含UV树脂、UV树脂和脱模剂、或者UV树脂和氧化铝的反应物的层(薄膜)。当从微细凹部的尺寸考虑时，第2层的厚度是几微米以下。
这样，针对包括厚膜和薄膜的残留树脂，本发明人研讨了各种除去方法。图1表示关于通过本发明人的实验得到的各种除去方法的处理结果。在图1中，横轴表示能除去的膜厚，纵轴表示处理面积。
如图1所示，药液(剥离液)处理适合厚膜的除去，但是不适合薄膜的除去。这是因为：当利用药液处理尝试薄膜的除去时，对模具的损伤大。因此，药液处理适合于表层的厚膜的除去，但是不适合薄膜的除去。
另外，干冰处理也能进行厚膜的除去，但是不能进行薄膜的除去。在蛾眼用模具的情况下，纳米级别(或者亚微米级别)的凹部设于表面，当通过使其它粒子碰撞而在物理上将在此处堵塞的树脂除去时，需要使比其小的粒子碰撞。干冰的粒径是几百μm的级别，因此可知不适合于薄膜的除去。
另一方面，干式处理(ICP(电感耦合型等离子体)方式的干式蚀刻、大气压等离子体处理等)能通过导入的气体种类来提高要蚀刻的材料的选择性，因此也能进行薄膜的除去。另外，也能根据条件进行厚膜的除去。
但是，在使用ICP方式等一般的等离子体蚀刻装置的干式蚀刻中，对整个面进行处理，所以在没有产生树脂残留的部分也实施等离子体蚀刻。因此，在模具的一部分存在残留树脂的情况下，当对整个面处理时，结果是不必要地毁坏模具的表面，有不优选的一面。另外，在一般的等离子体蚀刻装置中，在真空腔内进行处理，所以处理装置、处理工序变成大规模的方面也成为问题。
与此相对，在使用大气压等离子体处理的情况下，能比较简单地进行树脂的除去。另外，如果使用公知的点型大气压等离子体(等离子体射流)装置，则不必对不需要的部分实施等离子体处理，能仅对局部地存在的残留树脂部分进行处理。这样的大气压等离子体处理的模具清洗工序例如记载于专利文献4。另外，等离子体射流装置记载于专利文献5。
但是，从本发明人的实验结果可知：当要利用大气压等离子体处理(等离子体射流)除去厚膜时，树脂膜的除去速度从处理中途显著下降。即，随着残留树脂的残部变少，这以上的除去难以进行，结果是，需要长时间的等离子体处理。另外，如图2所示，即使使用大气压等离子体处理进行比较长的时间的处理，也有时会残留树脂。
对模具进行长时间(例如，60分钟以上)的等离子体处理不优选。这是因为：随着等离子体处理时间变长，发生电弧放电的概率变高。在发生电弧放电的情况下，对蛾眼用模具的损伤非常大。即，当进行长时间的等离子体处理时，不能有效地进行树脂除去，而且也提高了使模具损伤的可能性。因此，仅利用大气压等离子体处理进行残留树脂的除去也不优选。
如上所述，当要通过一次(一种)工序从在表面具有微细孔的模具除去残存树脂时，发生树脂残留、或者对模具的损伤。特别是在如蛾眼用模具那样在模具表面形成有微细孔、微细凹凸结构的情况下，在除去异物后，得不到具有所要求的形状精度的成型品(即，失去作为模具的功能)，所以成型品的量产性显著下降。
对此，本发明人知道：如果首先用大气压等离子体处理以外的适当处理(例如，药液处理、干冰处理或者激光照射处理)除去附着于微细孔的外侧的残存树脂，然后用大气压等离子体处理除去残存于微细孔的内部的树脂，则能减少对模具的损伤，并且能适当地进行树脂的除去。
即，在本发明的实施方式的修复方法中，首先对模具进行大气压等离子体处理以外的树脂除去处理，然后进行大气压等离子体处理。在这样的2阶段的除去工序中，即使是如蛾眼用模具那样在表面形成有非常微细的孔(或者凹凸)的模具，也能适当地修复。特别优选利用下述的(1)～(3)各自所示的前段处理(步骤I)和后段处理(步骤II)的组合来进行模具的修复处理。
(1)步骤I：药液(剥离液)处理(湿式方式)
步骤II：大气压等离子体处理
(2)步骤I：干冰处理
步骤II：大气压等离子体处理
(3)步骤I：激光照射处理
步骤II：大气压等离子体处理
利用步骤I的各处理，残留于模具表面的树脂的表层部分(厚膜)被除去。因此，后续的步骤II的大气压等离子体处理不会对模具表面造成损伤，能以比较短的时间除去残留的薄膜树脂(或者树脂和脱模剂、氧化铝的化合物)。优选大气压等离子体处理实施到脱模剂去除不了的程度。
另外，优选使用点型大气压等离子体处理对局部地残留的树脂局部地进行等离子体处理。这样的点型大气压等离子体处理例如能使用公知的扫描型微等离子体射流蚀刻装置进行。
在上述(1)～(3)所示的各工序中，作为后段处理，均使用大气压等离子体处理。但是，例如在仅用大气压等离子体长时间处理的情况下，可确认由于电弧放电的发生、热电子和氧等离子体的影响，模具受到损伤。因此，在本发明的实施方式中，在大气压等离子体处理前利用与大气压等离子体处理不同的手法进行前段处理。
图3和图4示出使用ICP方式的等离子体发生装置和大气压等离子体处理(线电极式)进行干式蚀刻的情况下的实验结果供参考。
图3表示使用ICP方式的等离子体发生装置进行干式蚀刻时的情况。在该例子中，将蚀刻条件设定为：等离子体发生源和处理表面的距离为Gap＝200mm，腔内压力为20mTorr，高频电功率为1000W，以流量1000sccm(标准状态毫升/分)供应O2气体作为反应气体，由此进行树脂的除去。从图3可知：使用ICP方式的等离子体发生装置的结果是，能在20分钟后除去残留树脂。但是，如上所述，一般的干式蚀刻处理在真空腔内进行，因此需要根据模具的形状、尺寸准备特别的装置。另外，当对模具的整体实施等离子体处理时，由于反应热等，有可能使模具整体损伤。基于上述理由，在本发明的实施方式中，不采用ICP方式等的干式蚀刻处理，而采用大气压等离子体处理。
图4表示用大气压等离子体处理(线电极式)进行树脂除去工序的情况。如图4所示，在用比较高的高频输出(1.4kW)进行比较长时间的大气压等离子体处理时，由于电弧放电导致的损伤Arc形成于模具上。另外，在以更低的输出(1kW)进行大气压等离子体处理时，如果是相同时间，则对模具供给的热量变低，所以由于电弧放电导致的损伤的发生概率被抑制。但是，如果长时间进行，还是有可能发生电弧放电，所以不优选。因此，优选大气压等离子体处理仅进行短时间。此外，在线电极式的情况下，有可能模具的没有树脂的部分也不必要地毁坏。
以下说明本发明的实施方式，但是本发明不限定于例示的实施方式。以下对修复在表面具有多孔氧化铝层的蛾眼用模具(以下有时仅称为“模具”)的方法进行说明。蛾眼用模具可以是平板状，也可以是辊状。
＜实施方式1＞
在实施方式1中，用药液处理进行前段处理(步骤I)，用大气压等离子体处理进行后段处理(步骤II)。
首先，说明步骤I的药液处理。药液处理例如使用以下的(剥离液A)或者(剥离液B)进行。
(剥离液A)
一乙醇胺70％
DMSO(dimethylsulfoxide：二甲基亚砜)30％
在使用上述的剥离液A，将剥离液的温度设定为95℃，使其接触(浸渍)10分钟的处理条件下，对模具进行处理的结果是：不会对模具表面带来损失，能除去模具表层上的树脂的大部分。图5(a)表示使用剥离液A进行树脂除去时的处理前和处理后的情况。从图5(a)可知：利用药液处理，表层的树脂被除去，但是在模具的凹凸面粘合的树脂(或者与脱模剂等的化合物)残存。
此外，残存于多孔氧化铝层上的树脂的厚度例如是5～10μm程度，树脂的尺寸(直径)达到例如几mm～几cm。认为在前段处理中，这样的膜厚的树脂的大部分被除去，残存的树脂作为薄膜残留于多孔氧化铝层中的凹部。认为在前段处理后残留的树脂的厚度是几十nm～几微米程度。
(剥离液B)
芳香族烃60％
苯酚20％
烷基苯磺酸20％
在使用上述的剥离液B，以剥离液的温度150℃，使其接触(浸渍)40分钟的处理条件下，清洗模具的结果是，不会对模具表面带来损失，能除去模具表层上的树脂的大部分。图5(b)表示使用剥离液B进行树脂除去时的处理前和处理后的情况。从图5(b)可知：利用药液处理，表层的树脂被除去，但是一部分树脂(或者与脱模剂等的化合物)残存。
在此，当使用上述剥离液A或者B要将树脂完全除去时，形成于模具的表面的例如10～500nm的尺寸的凹凸发生变形。因此，进行该工序直至完全除去树脂不优选。
另外，在模具的尺寸大的情况等中，也有时使模具整体浸渍于药液并不容易。在这样的时候，可以是，使用喷墨装置等将药液滴下到树脂附着的部位，由此将其除去，然后清洗整体。
接着进行步骤II的大气压等离子体处理。
图6(a)表示在本发明的实施方式中使用的大气压等离子体处理装置10的构成。大气压等离子体处理装置10具备电极单元8和连接到反应气体供应路(未图示)的反应气体供应口3。此外，反应气体供应路连接到储气罐、流量调整装置等。
电极单元8包含内侧电极4、绝缘体5以及外侧电极6。外侧电极6隔着绝缘体5与内侧电极4相对，内侧电极4和外侧电极6与电源7连接。另外，外侧电极6接地。
通过反应气体供应路和反应气体供应口3，用于产生等离子体的反应气体被供应到电极单元8与模具(表面部)2之间的空间。此时，通过将内侧电极4的前端部设于比外侧电极6的前端更远离模具2的位置，由此能防止气流紊乱，能适当地产生等离子体。
另外，图6(b)表示变形例的大气压等离子体处理装置10’。大气压等离子体处理装置10’除了上述的等离子体处理装置10之外，还具有气体抽吸口3’和设于模具2的背面的电极9。
通过设置气体抽吸口3’，容易进一步缩小等离子体的发生范围，所以更容易限定于必要的部位来进行等离子体处理(点处理)。另外，通过设置电极9进行放电，能防止成为模具损伤的原因的电弧放电的发生。
作为用于这样对模具局部地进行等离子体处理的大气压等离子体处理装置，例如能利用专利文献5所记载的等离子体射流发生装置。另外，也适合使用专利文献6所示的等离子体处理装置。进行20分钟大气压等离子体处理的结果是，能完全去除残留的树脂等异物，模具的修复完成。
＜实施方式2＞
在实施方式2中，作为步骤I的树脂除去处理，进行干冰的喷射(干冰处理)。
干冰处理例如能使用专利文献3记载的装置进行。干冰处理例如只要使用液态(Liquid)CO2进行11分钟即可。图7中示出处理前的情况和处理后的情况。
然后，作为后段的步骤II，进行大气压等离子体处理。大气压等离子体处理能与实施方式1同样地进行。例如，只要将喷嘴和基板间的距离设定为13.5mm，将空气流量设定为25升/分，对树脂残存的区域以静止状态进行点处理即可。此外，等离子体处理可以断续地进行，例如可以重复30次在进行10秒钟等离子体处理工序后设置10秒钟的冷却工序的工序。
即使是这样的方法，也预先通过干冰处理除去附着于模具的表层的树脂材料(厚膜)，由此能利用后段的大气压等离子体处理适当地修复模具。
＜实施方式3＞
在实施方式3中，作为前段的树脂除去处理，进行基于激光照射的除去处理(激光烧蚀)。如果进行基于激光烧蚀的前段处理，则如下所述，能容易除去局部地残留于模具的树脂，因此能减少对模具的损伤。
图8表示包含实施方式3中所使用的激光发生装置的修复(除去处理)装置20的构成。修复装置20具有激光单元和用于检查模具表面的观察单元。作为激光单元，能使用各种半导体激光装置等，例如能使用口惠冷特日本(コヒレント·ジャパン)株式会社制造的HighLight1000F。另外，也能使用专利文献7所记载的激光照射装置。
修复装置20具备用于进行后段的大气压等离子体处理的等离子体单元。等离子体单元连接有气体供应系统，用于产生等离子体的反应气体等从气体供应系统供应到等离子体单元。等离子体单元可以是上述的图6(a)和(b)所示的大气压等离子体处理装置10。修复装置20还具有控制激光单元和等离子体单元的动作的控制单元。
在修复装置20中，在控制单元的控制下，首先，使用激光单元对利用观察单元检查出的模具的缺陷位置(树脂堵塞的发生部位)进行激光照射，由此进行步骤I的树脂除去工序。然后，使用等离子体单元进行步骤II的大气压等离子体处理。大气压等离子体处理能与实施方式1同样地进行。这样，能修复模具。
＜蛾眼用模具和蛾眼膜的制造方法＞
以下，作为利用本发明的实施方式的修复方法修复的模具的例子，说明蛾眼用模具的制作方法。
首先，准备表面具有铝膜的被加工物。接着，在硫酸、草酸或者磷酸等酸性电解液或者碱性电场溶液中浸渍被加工物，当将其作为阳极施加电压(阳极氧化)时，在被加工物的表面同时进行氧化和溶解，在其表面形成具有微细孔的氧化皮膜。
但是，形成于表面的铝层包含很多大气中的污染，缺陷的发生比率高。因此，通过初始的阳极氧化形成的膜(初始氧化膜层)通过蚀刻完全除去。然后，通过重复多次阳极氧化、蚀刻处理，形成包括期望形状的多孔氧化铝层。
本实施例中的阳极氧化处理条件如下。
电极－采样间距离：150mm(电极：镀Pt)
(a)阳极氧化条件：处理液：草酸(0.05mol/L)，处理温度：5℃，电压：80V，处理时间：1分钟
(b)蚀刻条件：处理液：磷酸(8mol/L)，处理温度：30℃，处理时间：20分钟
这样，可形成在表面具有多孔质膜的蛾眼用的模具，上述多孔质膜包含通过阳极氧化形成的多个凹部。模具可以是使用图9在后面描述的辊状，也可以是平板状。
另外，在模具的表面适当地涂敷包含氟系列材料的脱模剂(氟系列脱模剂)。氟系列脱模剂是包含具有脱模性的氟系列化合物(含氟有机化合物)和溶剂的混合物，一般广泛包含用氟系列涂布剂或者氟系列表面处理剂等的名称市售的物质。该脱模剂可以多次涂敷。脱模剂的涂敷例如能通过喷涂法进行。
以下，说明使用如上所述制作的蛾眼用模具或者如上所述被修复的蛾眼用模具进行的蛾眼膜的制作方法。
图9是用于说明使用修复前和修复后的蛾眼用模具30进行的蛾眼膜(防反射膜)的制造方法(辊对辊方式)的图。
如图9所示，在将在外周面具有多孔氧化铝层的辊状的蛾眼用模具30设置于辊36后，在将表面被赋予紫外线固化树脂32’的被加工物42按压到蛾眼用模具30的状态下，对紫外线固化树脂32’照射紫外线(UV)，由此使紫外线固化树脂32’固化。
作为紫外线固化树脂32’，能使用例如丙烯酸系列树脂。被加工物42例如是TAC(三醋酸纤维素)膜。在从未图示的放卷辊将被加工物42放卷后，利用例如未图示的狭缝涂布机等，对其表面赋予紫外线固化树脂32’。
如图9所示，被加工物42被支撑辊46和48支撑。支撑辊46和48具有旋转机构，运送被加工物42。另外，辊状的蛾眼用模具30以与被加工物42的运送速度对应的旋转速度在图9中箭头所示的方向旋转。
然后，从被加工物42分离蛾眼用模具30，由此使转印了蛾眼用模具30的凹凸结构(反转的蛾眼结构)的固化物层32形成于被加工物42的表面。在表面形成有固化物层32的被加工物42被未图示的辊卷绕。
此外，为了形成防反射性能优良的防反射膜，优选蛾眼用模具30的细孔30p(或者微细的凹部)从表面的法线方向观看时的大小(或者相邻的细孔30p的中心间距离)为10nm以上且不足500nm，进一步优选为50nm以上且不足500nm。细孔30p的截面形状优选是大致圆锥状，细孔30p的前端(最底点)尖锐。另外，优选细孔30p的深度是10nm以上且不足1000nm(1μm)程度。
另外，优选当假定从多孔氧化铝层的法线方向观看时的细孔30p的形状为圆时，优选相邻圆相互重合，在相邻的细孔30p之间(边界)形成有鞍部。在本说明书中，这样的多个细孔30p靠近地形成，由此即使是形成有凹凸规则的(或者不规则的)图案的膜，也称为“多孔质膜”。图10表示具有这样的凹凸图案的多孔质膜(蛾眼结构)。
以上以蛾眼用模具的修复方法为例进行了说明，但是本发明的实施方式的模具修复方法也能用于蛾眼用模具以外的具有多孔质表面的模具的修复。另外，能使用被修复的模具制作各种功能性膜(典型地为防反射膜)。本发明的实施方式的修复方法例如能应用于形成光子液晶的模具的修复。另外，也能应用于为了制作线栅型偏振板、棱镜片而使用的模具的修复。
另外，作为本发明的实施方式的修复方法，说明了进行前段处理和后段处理这两个阶段的树脂除去处理的例子，但是前段处理可以通过药液处理和激光烧蚀处理的组合等多种除去处理的组合来进行。
工业上的可利用性
本发明能用于使用模具进行的各种功能性膜(例如蛾眼膜)的制造。
附图标记说明
2模具
3气体供应口
4内侧电极
5绝缘层
7电极
8电极单元
10大气压等离子体处理装置(点型)

Claims (10)

1.一种模具的修复方法，其将附着于在表面具有多孔质膜的模具的树脂材料除去，上述多孔质膜包含通过阳极氧化形成的多个凹部，上述模具的修复方法的特征在于，包含：
第1工序，其将在上述多个凹部上的模具表层露出的上述树脂材料除去，不使用大气压等离子体处理；以及
第2工序，其在上述第1工序后进行，利用大气压等离子体处理将残存于上述多个凹部内的上述树脂材料的至少一部分除去。
2.根据权利要求1所述的模具的修复方法，其特征在于，上述模具包含铝材料，上述多孔质膜具有多孔氧化铝层。
3.根据权利要求1或2所述的模具的修复方法，其特征在于，在上述第2工序中，对局部地残存于上述模具上的上述树脂材料局部地进行大气压等离子体处理。
4.根据权利要求1或2所述的模具的修复方法，其特征在于，上述第1工序包含利用药液处理将上述树脂材料除去的工序。
5.根据权利要求1或2所述的模具的修复方法，其特征在于，上述第1工序包含利用干冰的喷射将上述树脂材料除去的工序。
6.根据权利要求1或2所述的模具的修复方法，其特征在于，上述第1工序包含利用激光烧蚀将上述树脂材料除去的工序。
7.根据权利要求1或2所述的模具的修复方法，其特征在于，上述模具的上述表面包括曲面。
8.根据权利要求1或2所述的模具的修复方法，其特征在于，对上述模具的上述表面赋予了脱模材料。
9.一种功能性膜的制造方法，其特征在于，包含：
准备在表面具有多孔质膜的模具的工序，上述多孔质膜包含利用阳极氧化形成的多个凹部；
将上述模具的上述表面的形状压印到光固化性树脂材料的工序；
在上述压印的工序后，将附着于上述模具的上述光固化性树脂材料除去的工序；以及
在将上述附着的树脂材料除去的工序后，将上述模具的上述表面的形状压印到光固化性树脂的工序，
将上述光固化性树脂材料除去的工序包含：
第1工序，其将在上述多个凹部上的模具表层露出的上述树脂材料除去，不使用大气压等离子体处理；以及
第2工序，其在上述第1工序后进行，利用大气压等离子体处理将残存于上述多个凹部内的上述树脂材料的至少一部分除去。
10.根据权利要求9所述的功能性膜的制造方法，其特征在于，准备上述模具的工序包含对包括上述多孔质膜的上述表面赋予脱模剂的工序。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015129857A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 シャープ株式会社 型のリサイクル方法
JP6415590B2 (ja) * 2014-11-06 2018-10-31 シャープ株式会社 型の製造方法および反射防止膜の製造方法
WO2018208229A1 (en) * 2017-05-09 2018-11-15 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Method for conditioning a replication tool and related method for manufacturing a multitude of devices
CN109709766B (zh) 2017-10-25 2023-06-16 东芝机械株式会社 转印装置
JP6404436B1 (ja) * 2017-10-25 2018-10-10 東芝機械株式会社 転写装置および転写方法
TWI720355B (zh) * 2017-10-25 2021-03-01 日商東芝機械股份有限公司 轉印裝置
JP7262939B2 (ja) * 2018-07-20 2023-04-24 キヤノン株式会社 クリーニング装置、インプリント装置、リソグラフィ装置、および、クリーニング方法
WO2021084727A1 (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 株式会社Ｉｂｕｋｉ 金型の補修方法および金型
CN114686151B (zh) * 2022-03-22 2023-07-04 同济大学 树脂胶体修复材料及开裂损伤钢筋混凝土结构的修复方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04161308A (ja) * 1990-10-25 1992-06-04 Mitsubishi Electric Corp モールド用簡易金型およびその製造方法
JPH06330350A (ja) * 1993-05-26 1994-11-29 Ricoh Co Ltd 射出成形用金型の表面硬化処理方法
CN101088030A (zh) * 2004-12-03 2007-12-12 夏普株式会社 抗反射材料、光学元件、显示器件及压模的制造方法和使用了压模的抗反射材料的制造方法
JP2010052175A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Fuji Electric Device Technology Co Ltd ナノインプリント用マスターモールドの製造方法およびレプリカモールドの製造方法
JP2010131985A (ja) * 2008-11-07 2010-06-17 Canon Inc 光学素子成形用金型及び光学素子の成形方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08203137A (ja) * 1995-01-25 1996-08-09 Canon Inc スタンパーの洗浄方法
JPH11254454A (ja) 1998-03-10 1999-09-21 Iwatani Internatl Corp 金型洗浄装置
JP2003109757A (ja) 2001-09-28 2003-04-11 Sanyo Electric Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2003070443A1 (fr) * 2002-02-25 2003-08-28 Kabushiki Kaisha Bridgestone Moule de vulcanisation d'article moule en caoutchouc, et procede de nettoyage dudit moule
JP3558623B2 (ja) 2002-06-07 2004-08-25 プラストロン株式会社 金型の洗浄方法
JP2005111775A (ja) 2003-10-07 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 金型洗浄方法と装置及び成形機
JP2006079988A (ja) 2004-09-10 2006-03-23 Sharp Corp プラズマ処理装置
JP2006113127A (ja) 2004-10-12 2006-04-27 Sharp Corp 修正装置
KR100898470B1 (ko) 2004-12-03 2009-05-21 샤프 가부시키가이샤 반사 방지재, 광학 소자, 및 표시 장치 및 스탬퍼의 제조 방법 및 스탬퍼를 이용한 반사 방지재의 제조 방법
US20070116934A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-24 Miller Scott M Antireflective surfaces, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
JP5161310B2 (ja) * 2007-09-06 2013-03-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 成形型を形成する方法及び前記成形型を使用して物品を形成する方法
WO2011030660A1 (ja) * 2009-09-10 2011-03-17 コニカミノルタオプト株式会社 フィルムの製造方法およびこの製造方法で製造されたフィルム
JP2013026603A (ja) 2011-07-26 2013-02-04 Tokyo Electron Ltd 印刷装置、印刷システム、印刷方法及びその印刷方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2013035155A (ja) * 2011-08-04 2013-02-21 Sumitomo Chemical Co Ltd 押圧ロールの洗浄方法
JP5823938B2 (ja) * 2012-09-07 2015-11-25 株式会社東芝 モールド洗浄装置及びモールド洗浄方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04161308A (ja) * 1990-10-25 1992-06-04 Mitsubishi Electric Corp モールド用簡易金型およびその製造方法
JPH06330350A (ja) * 1993-05-26 1994-11-29 Ricoh Co Ltd 射出成形用金型の表面硬化処理方法
CN101088030A (zh) * 2004-12-03 2007-12-12 夏普株式会社 抗反射材料、光学元件、显示器件及压模的制造方法和使用了压模的抗反射材料的制造方法
JP2010052175A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Fuji Electric Device Technology Co Ltd ナノインプリント用マスターモールドの製造方法およびレプリカモールドの製造方法
JP2010131985A (ja) * 2008-11-07 2010-06-17 Canon Inc 光学素子成形用金型及び光学素子の成形方法

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