CN1753769A - 树脂成形用模具及该树脂成形用模具的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供具有高的脱模性、不增大制造成本就能够制造的树脂成形用模具，该树脂成形用模具能够为了制造如液晶显示器的面光源装置用导光体和非球面微透镜、微菲涅耳透镜、光盘等那样在表面具备微细的凹凸的树脂成形品而使用。具备电铸层(11)和在电铸层(11)上形成的导电化膜(12)的压模(树脂成形用模具)10，其导电化膜(12)的表面(12c)由铝形成，背面(12d)由作为导电化金属的镍形成。而且，从表面(12c)到背面(12d)上述铝及上述镍的成分组成连续地变化。另外，表面(12c)也可以由铝及氧形成。而且，上述铝也可以与上述氧化合，成为铝的氧化物。

Description

树脂成形用模具及该树脂成形用模具的制造方法
技术领域
本发明涉及为使成形对象树脂的表面形成微细的凹凸而使用的树脂成形用模具及其制造方法，特别适用于面光源装置用导光体的制造。
背景技术
作为用于制造如液晶显示器的面光源装置用导光体和非球面微透镜、微菲涅耳透镜、光盘等那样在表面具备微细的凹凸的树脂成形品的树脂成形用模具，过去就知道图7所示的压模1。
该压模1具备镍电铸层1a、和在镍电铸层1a上形成的金属导电化膜1b。
在这样的压模1的制造中使用具备玻璃衬底2a、和在玻璃衬底2a上形成并具有微细的凹凸图形的光致抗蚀剂膜2b的原盘2。即，在原盘2的表面形成镍的导电化膜1b，将该金属导电化膜1b作为阴极进行电铸，形成作为压模主体(树脂成形模具主体)的镍电铸层1a。
然后，以导电化膜1b和光致抗蚀剂膜2b的界面为边界，从原盘2剥离导电化膜1b及镍电铸层1a，由此制造了压模(树脂成形模具)1。
该压模1例如为了在光盘等成形对象树脂上形成微细的凹凸面而作为树脂成形模具的一部分而使用，通过向压模1注射成形成形对象树脂，进行树脂成形品的制造。
在这里，该压模1与树脂成形品的易脱离度(脱模性)未必良好。
这被认为，主要只由镍形成的导电化膜1b的剥离面(表面)不具有高的脱模性，这一化学特性带来的影响大。
因此，特别是成形对象树脂为面光源装置用导光体的场合，由于其面积大，而且凹凸图形的高低差大，因此成形对象树脂和压模1的接触面积大，有脱模性进一步降低的问题。
因此，发生不能顺利地进行树脂成形、凹凸图形的形状未忠实地转印在成形品上等的不良情况，树脂成形品的生产性降低，制造成本增大。
于是，为了提高压模1和树脂成形品的脱模性，提出了图8所示的压模3(例如参照特开平10-308040号公报)。
该压模3与压模1同样具有镍电铸层3a和金属导电化膜3b。而且，压模3具有在该金属导电化膜3b上成膜的氧化膜3c，而且在氧化膜3c上设置了由有机氟化合物形成的脱模层3d。
另外，作为这种其他的压模，提出了在形成了凹凸图形的母材的表面设置了脱模层的压模(例如参照特开平11-039730号公报)。
它是在由硅形成的母材上为了提高与树脂成形品的脱模性，而设置了由镍(Ni)、铬(Cr)、钛(Ti)、铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)银(Ag)或铂(Pt)之中任1种以上的金属或其化合物等形成的脱模层的压模。
可是，压模3虽然利用由有机氟化合物形成的脱模层3d能够提高脱模性，但是为了制造压模3，在从原盘2剥离的工序之后，需要采用真空蒸镀法等形成有机氟化合物的脱模层3d的工序。
因此，压模3，制造工序增加，有招致制造成本增大的问题。
另外，特开平11-039730号公报所记载的压模，想定了主要由硅形成的母材，采用金属形成的母材，该母材和上述脱模层有可能易剥离。
发明内容
本发明为解决这样的课题而完成，主要目的在于，提供一种树脂成形用模具及提供其制造方法，所述树脂成形用模具，在具有与成形对象树脂的高的脱模性的同时，耐久性优异，而且不增大制造成本就能制造。
为解决上述课题，本发明的树脂成形用模具，其具备表面形成凹凸且由导电性金属形成的导电化膜、和在该导电化膜的背面通过电铸而形成的电铸层，上述导电化膜的上述表面基本上由铝形成，同时上述背面由导电化金属形成，从上述表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成比连续地变化，其特征在于，在使用该树脂成形用模具成形树脂的场合，在树脂成形后将成形树脂体从该模具脱模时，导电化膜表面层不剥离。
这样地构成的本发明的树脂成形用模具，由于上述表面由易与成形对象树脂剥离的铝形成，因此是脱模性高的树脂成形用模具。
而且，该树脂成形用模具由于从上述表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成连续地变化，因此形成上述表面的上述铝难从上述导电化膜剥离。
导电化金属，从牢固地保持在电铸层上，且在与铝之间从表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成比能够连续地变化这一观点出发选择。作为所述的导电化金属，可定为镍、金、银、或铜的任一种，另外，可定为金、银、铜及镍之中任意的二种以上(包括两种)的合金。导电化膜可以是采用真空蒸镀法、溅射法、化学镀镍法等任意的方法形成的。所谓“导电化膜的上述表面基本上由铝形成”是指，只要作为树脂成形用模具所要求的特性、例如脱模性等能够良好地维持，就也可以含有氧和不可避免的杂质。
另外，作为形成电铸层的金属，从通过电铸，能够在导电化膜的背面形成能牢固地保持导电化金属、且作为良好的模具主体而发挥功能的电铸层这一观点出发，选择适当的金属。作为电铸层形成用金属，可定为镍、铜或锌的任一种，还可以是铜、锌、及镍之中任意的二种以上的合金。
而且，作为可采用本发明的树脂成形用模具成形的成形对象树脂，例如列举出丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯、橡胶增强聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚树脂、苯乙烯-丁二烯共聚树脂、聚乙烯、聚丙烯、非晶聚烯烃树脂、尼龙6、尼龙66、改性聚亚苯基醚等。
对于导电膜，所谓“上述表面基本上由铝形成，同时上述背面由导电化金属形成，从表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成比连续地变化”是指以下的意思。
即，在基本上由铝形成的表面和基本上用导电化金属形成的背面之间，在从导电化膜的表面到背面的层的任意的假想截面上，不存在明确地区分该假想截面的两侧的界面。一般地导电化膜中的铝量有从表面向背面减少的倾向，另一方面导电化膜中的导电化金属量有从背面向表面减少的倾向。但所谓“连续地”未必只意指“单调的减少或者增加变化”。即，在使用树脂成形用模具成形树脂的场合，在树脂成形后将成形树脂体从该模具脱模时，导电化膜表面层不剥离的有一些的上升下降的锯齿状的减少或增加也被允许。必要最低限是，导电化膜表面基本上为铝以对成形树脂赋予充分的脱模性的同时，导电化膜背面用导电化金属形成以适合于形成电铸层，且牢固地保持在电铸层上，且中间层与表面层和背面层不剥离而连续地一体化。
本发明的别的观点，是提供一种树脂成形用模具，该树脂成形用模具具备表面形成凹凸且由导电性金属形成的导电化膜、和在该导电化膜的背面通过电铸而形成的电铸层，上述导电化膜的上述表面基本上由铝及氧形成，同时上述背面由导电化金属形成，从上述表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成比连续地变化，其特征在于，在使用该树脂成形用模具成形树脂的场合，在树脂成形后将成形树脂体从该模具脱模时，导电化膜表面层不剥离。
这样地构成的本发明的树脂成形用模具，由于上述表面由易与成形对象树脂剥离的铝及氧形成，因此脱模性高。
而且，该树脂成形用模具由于从上述表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成连续地变化，因此与上述氧一起形成上述表面的上述铝难从上述导电化膜剥离。
以下举出本发明的优选的实施方案。特别是如果没有矛盾，则将其组合了的方案也是本发明的树脂成形用模具的优选实施方案。
(1)上述导电化膜采用这样的材料形成：将铝和导电化金属以重量组成比70∶30-10∶90的比例组成的材料。通过这样做，在树脂成形时得到良好的脱模性。
(2)通过蒸镀形成导电化膜。通过这样做，得到成膜性均一的导电化膜。
(3)上述导电化膜的厚度是200-3000埃。这样的厚度是适合于采用真空蒸镀法、溅射法、化学镀镍法等形成导电化膜的膜厚。
(4)在距上述导电化膜的表面深度为10-100埃的范围，上述铝和导电化金属的组成比例是摩尔比97.5∶2.5-10∶90。(2.5是将A-3的28埃的数值93外延至10埃的数值，10从A-5的数值11导出)通过这样做，在树脂成形时得到良好的脱模性的同时，能够防止树脂成形模具的导电化膜的剥离。
(5)在距上述导电化膜的表面深度为110埃以上时，上述铝的组成比例单调减少。(由于数据从84埃跳跃到112埃的点，因此取为110埃。)通过这样做，在树脂成形时得到良好的脱模性的同时，能够防止树脂成形模具的导电化膜的剥离。
(6)上述铝的至少一部分与上述氧化合，变成铝的氧化物。
这样地构成的树脂成形用模具，由于上述表面含有易与成形对象树脂剥离的铝的氧化物而形成，因此脱模性高。
(7)上述导电化金属是镍。
这样地构成的树脂成形用模具，由于上述导电化金属是镍，因此能够容易地使与上述铝之间的成分组成连续变化，而且，能够形成致密、缺陷少的导电化膜。
(8)上述电铸层是采用镍形成的镍电铸层。
这样地构成的树脂成形用模具，由于电铸层采用镍形成，因此硬度高，耐久性优异。
而且，本发明提供一种树脂成形用模具的制造方法，其特征在于，通过向真空蒸镀装置内的加热用发热体安装铝，并使该铝蒸发，使所规定量的上述铝残存在上述加热用发热体上，将具备衬底和在该衬底上形成所规定的凹凸图形的光致抗蚀剂膜的原盘安装在上述真空蒸镀装置内的衬底托架上的同时，在上述加热用发热体上安装导电化金属，在上述原盘的上述光致抗蚀剂膜上真空蒸镀残存铝及上述导电化金属，形成导电化膜，在上述导电化膜上电铸电铸用金属，形成电铸层，从上述导电化膜剥离上述原盘，得到树脂成形用模具。
这样地构成的本发明的树脂成形用模具的制造方法，向上述原盘的上述光致抗蚀剂膜蒸镀上述导电化金属时，首先上述残存的铝开始蒸镀，接着，上述导电化金属蒸镀。
因此，成为与上述光致抗蚀剂膜的接触面的上述导电化膜的表面由铝形成。
另外，如果上述铝残存，在成为高温的加热用发热体上与氧接触，则上述导电化膜的上述表面由铝及氧形成，或者含有铝的氧化物而形成。
而且，在上述树脂成形用模具上形成导电化膜，该导电化膜从上述表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成连续地变化。
因此，该树脂成形用模具的制造方法，能够容易地制造上述本发明的树脂成形用模具。以下叙述本发明的树脂成形用模具的制造方法的优选实施方案。特别是如果没有矛盾，则将其组合的方案也是本发明的树脂成形用模具的制造方法的优选实施方案。
(1)上述残存铝和上述安装导电化金属的重量组成比是90∶10-10∶90的比例。
(2)上述导电化膜的厚度是200-3000埃。
(3)上述导电化金属是镍。
这样地构成的树脂成形用模具的制造方法，由于上述导电化金属是镍，因此能够容易地使与上述铝之间的成分组成比连续变化，而且，能够形成致密、缺陷少的导电化膜。
(4)上述电铸用金属是镍。
这样地构成的树脂成形用模具制造方法，由于采用镍形成电铸层，因此能够制造硬度高、耐久性优异的树脂成形用模具。
附图的简单说明
图1是本发明的树脂成形用模具的部分截面模式图。
图2是图示在实施例1中得到的压模10K的使用X射线光电子分光装置得到的成分组成的分析结果的曲线图。
图3是在本发明的树脂成形用模具的制造中使用的真空蒸镀装置的模式图。
图4是在本发明的树脂成形用模具和其制造中使用的原盘的部分截面模式图。
图5是表示本发明的实施例1的压模10K的图形的图，(a)是凹部平面图，(b)是(a)的SA-SA截面图，(c)是(a)的SB-SB截面图。
图6是表示本发明的实施例1的压模10S的图形的图，(a)是平面图，(b)是SC-SC截面图，(c)是SD-SD截面图。
图7是以往的树脂成形用模具的部分截面模式图。
图8是以往的其他树脂成形用模具的部分截面模式图。
图9表示在本发明的实施例2-实施例7中使用的原盘的结构，(a)是突起部的平面图，(b)是(a)的SA-SA截面图。
图10表示在本发明的实施例2-实施例7中使用的原盘的结构，(a)是突起部的平面图，(b)是(a)的SA-SA截面图。
图11分别图示出在本发明的实施例2-实施例7中使用的压模A1-A6的用X射线电子分光装置得到的成分组成的分析结果，(a)图示出压模A1的成分组成的分析结果，(b)图示出压模A2的成分组成的分析结果，(c)图示出压模A3的成分组成的分析结果，(d)图示出压模A4的成分组成的分析结果，(e)图示出压模A5的成分组成的分析结果，(f)图示出压模A6的成分组成的分析结果。
实施发明的最佳方案
参照图说明本发明的实施方案。
如图1所示，本实施方案的树脂成形用模具10具备在表面12c形成了凹凸的导电化膜12、和在该导电化膜12的背面12d形成的镍电铸层11。
导电化膜12的表面12c的凹凸是微细的，该表面12c由铝(Al)、或铝和氧(O)形成，也可以含有不可避免的杂质(碳(C)等)。
即，树脂成形用模具10在从表面12c侧使用X射线光电子分光装置(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)分析时，如图2所示，在检测始点(位于深0nm的点)具有只检测出铝、氧、及碳的成分组成。
因此，树脂成形用模具10的表面12c不含有镍(Ni)、或者只含有用X射线光电子分光装置检测不出的程度的微量的镍。
具备这样的表面12c的树脂成形用模具10，表面12c具有与成形对象树脂(例如丙烯酸树脂)的高的脱模性。
这被认为是因为，表面12c的铝、或铝和氧具备易与粘附于表面12c的成形对象树脂剥离的化学特性。
进而，树脂成形用模具10其背面12d由作为导电化金属的镍形成，从表面12c向背面12d上述铝及上述镍的成分组成连续地变化，具有这一所谓的倾斜组成。
即，本实施方案中，导电化膜12具备含有上述铝和上述镍的倾斜组成层12b、和由镍形成的镍层12a。
在此，图1模式地明确表示出倾斜组成层12b、和镍层12a，但由于导电化膜12从表面12c向背面12d上述铝及上述镍的成分组成连续地变化，因此在倾斜组成层12b和镍层12a之间不存在明确的界面。也就是说，“连续地变化”未必只意指单调的变化。
这样，如果导电化膜12具有从表面12c到镍层12a上述铝及上述镍的成分组成连续地变化的倾斜组成，则在形成表面12c的铝和镍层12a之间不形成明确的界面，因此上述铝从该界面难剥离。
因此，本实施方案的树脂成形用模具10中，表面12c含有铝而形成，与成形对象树脂的脱模性高，而且形成表面12c的铝难从树脂成形用模具10剥离，耐久性高。
进而，如本实施方案的树脂成形用模具10那样，如果使上述导电化金属为镍，则能够容易地使与上述铝之间的成分组成连续地变化，形成倾斜组成。
而且，如果使上述导电化金属为镍，则能够容易地使导电化膜12为致密、缺陷少的膜。
镍电铸层11是主要为加厚确保强度而设置的，镍是在导电化膜12的背面12d通过电铸而形成(成膜)的。
这样，如果采用镍形成树脂成形用模具10的电铸层，制成镍电铸层11，则能够制成硬度高、耐久性优异的树脂成形用模具。
而且，本实施方案的树脂成形用模具10，由于导电化膜12采用镍形成，因此能够制成用与导电化膜12相同的金属一体化的镍电铸层11。
本实施方案的树脂成形用模具10，表面12c由铝、氧、及不可避免的杂质形成，但上述铝之中至少一部分也可以与上述氧化合，成为铝的氧化物(AlxOy；X、Y不限于整数)。
即使是这样的，由于上述表面含有与成形对象树脂易剥离的铝的氧化物而形成，因此是脱模性高的树脂成形用模具。
进而，该铝的氧化物也可以是氧化铝(Al2O3)。即使这样，由于上述表面含有与成形对象树脂易剥离的氧化铝而形成，因此是脱模性高的树脂成形用模具。
另外，本实施方案的树脂成形用模具10，上述导电化金属是镍，但是本发明的树脂成形用模具的导电化金属未必限定于镍，例如上述导电化金属既可以是金、银、或铜的任一种，又可以是金、银、铜及镍中任意的二种以上的合金。
而且，导电化膜12的成膜方法不被限定，导电化膜12，是表面12c由铝、或铝和氧形成的同时，背面12d由镍形成，从表面12c向背面12d上述铝及上述镍的成分组成连续地变化的膜即可。
例如导电化膜12可以是采用真空蒸镀法、溅射法、化学镀镍法等任意的方法形成的。
另外，树脂成形用模具10的上述电铸层采用镍形成，但本发明的树脂成形用模具的电铸层未必限定于镍电铸层11，例如上述电铸层既可以是采用铜或锌的任一种形成的，还可以是铜、锌、及镍之中任意的二种以上的合金。
而且，作为采用树脂成形用模具10成形的成形对象树脂，例如列举出丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯、橡胶增强聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚树脂、苯乙烯-丁二烯共聚树脂、聚乙烯、聚丙烯、非晶聚烯烃树脂、尼龙6、尼龙66、改性聚亚苯基醚等。
下面，说明具有这样的构成的树脂成形用模具10的优选的制造方法。
首先如图3所示，向真空蒸镀装置13内的作为加热用发热体的钨篮13a安装铝。
另外，向真空蒸镀装置13内的设在规定位置的衬底托架13b安装伪衬底。该伪衬底是为了使微量的铝残存在钨篮13a上而作为使上述铝的相当量蒸镀的被蒸镀板使用的。
然后，加热钨篮13a，使上述铝蒸发，向上述伪衬底蒸镀上述铝。
据此，使钨篮13a上残存微量的铝。残存的铝的量是获得本发明的作用的适当量，至少是对覆盖原盘14的表面足够的量，可根据原盘14的大小、真空蒸镀装置的大小等适宜决定。
然后从衬底托架13b取下上述伪衬底的同时，将原盘14安装在衬底托架13b上。
该原盘14如图4所示，具备作为衬底的玻璃衬底14a、在玻璃衬底14a上形成所规定的凹凸图形的光致抗蚀剂膜14b。图4表示原盘14和使用原盘14得到的压模10。如后述，压模10按该原盘的光致抗蚀剂膜状形成导电化膜，从使用导电化膜形成原盘进行电铸而得到的复合体，去除原盘而得到。
而且，在上述微量的铝残存的钨篮13a上安装作为导电化金属的镍。
然后，加热钨篮13a在原盘14的光致抗蚀剂膜14b上蒸镀上述残存铝及镍，形成导电化膜12b。
采用这样的工序成膜的导电化膜12b，成为与光致抗蚀剂膜14b的接触面的表面12c由铝(及氧)形成的同时，背面12d由镍形成。而且，导电化膜12从表面12c向背面12d上述铝及上述镍的成分组成连续地变化。
这可认为，在钨篮13a的温度上升过程中首先沸点比镍低的铝开始蒸发。接着，与铝的蒸发一起镍也开始蒸发，慢慢地镍的蒸发量增加。当进一步经过一定时间时，上述微量的铝全部蒸发，变得只有镍蒸发。
另外，这样地形成的倾斜组成层12b也可含有氧，但这可推定为：蒸镀后，大气导致的压力回复时，钨篮13a上残存的上述微量铝达到高温，因此在规定的位置安装原盘14及导电化金属(镍)的工序之前，被空气中的氧(通过与空气中的氧接触)氧化，变成铝的氧化物，在向光致抗蚀剂膜14b蒸镀上述镍的工序中，该铝的氧化物一并被蒸镀所致。
因此，根据本实施方案的树脂成形用模具的制造方法，只采用微量铝残存的钨篮13a蒸镀镍，就能够容易地在导电化膜12上形成上述铝及上述镍的成分组成连续地变化的倾斜组成层12b。
然后，从真空蒸镀装置取出形成了导电化膜的原盘，放入到电铸装置内，将导电化膜12作为阴极，在导电化膜12上电铸作为电铸用金属的镍，形成镍电铸层11，然后从原盘14剥离电铸层及导电化膜12，得到树脂成形用模具10。
这样如果在采用镍形成的导电化膜12上形成镍电铸层11，则镍电铸层11用与导电化膜12的镍相同的金属形成，镍电铸层11和导电化膜12一体化，可将剥离原盘14得到的所谓的父片直接作为树脂成形用模具10使用。
而且，如上述，采用本实施方案的树脂成形用模具的制造方法制造的树脂成形用模具10，导电化膜12的表面12c含有铝而形成的同时，背面12d由镍形成。
而且，该树脂成形用模具10中，导电化膜12从表面12c向背面12d上述铝及上述镍的成分组成连续地变化。
而且，根据该制造方法，只在微量铝残存的钨篮13a上安装镍并蒸镀，就可容易地在导电化膜12上形成连续变化的上述铝及上述镍的成分组成的倾斜组成。
实施例
以下示出关于本发明进行的实施例。关于与图1、及图3-图7所示的相同或类似的内容，附带同一符号说明。
(实施例1)
(A)本发明的树脂成形用模具的制造
采用以下工序制造作为本发明的树脂成形用模具的压模。
本实施例中的压模是在面光源装置用导光体的制造中使用的。
(1)在具备与图3同样的构成的真空蒸镀装置13的钨篮13a上安装铝，在衬底托架13b上作为伪衬底安装玻璃板。
(2)加热钨篮13a，使上述铝蒸发，向上述玻璃板真空蒸镀了该铝。
(3)在利用空气返回到大气压的含有氧的气氛下，除掉上述玻璃板，图4中，将相当于原盘14的原盘K安装在衬底托架13b上。
而且，向钨篮13a安装了作为导电化金属的镍。
原盘K如图5(a)～(c)所示，是具备在由此制造的压模的表面形成多个微细的凹部L的图形的原盘。
采用该原盘K形成的凹部L，宽W1＝190μm、进深D1＝20μm、深度H1＝8μm，呈向着深度方向渐减的截面大致梯形形状。
(4)向原盘K蒸镀上述镍，在原盘K的光致抗蚀剂膜14b上形成导电化膜12。
(5)将导电化膜12作为阴极，通过在氨基磺酸镍浴中进行电铸造(电铸)，在导电化膜12上电铸作为电铸用金属的镍，形成镍电铸层11。
(6)从导电化膜12剥离原盘K，经由抗蚀剂去除工序、外形加工工序、里面研磨工序等通常的工序得到压模10K(实施例1-1)。
(7)代替使用的原盘K使用原盘S，采用与(A)(1)～(6)同样的工序得到压模10S(实施例1-2)。
原盘S如图6(a)～(c)所示，是具备在由此制造的压模的表面形成多个微细的凹部L的图形的原盘。
该凸部M为宽W2＝100μm、进深D2＝70μm、深度H2＝8μm，呈向着高度方向渐减的襟部分弯曲成曲线状的截面大致梯形形状。
(比较例1)
(B)以往的树脂成形用模具的制造
如以下所示那样制造作为比较例的以往的压模。
(1)在具备与图3同样的构成的真空蒸镀装置13的钨篮13a上安装作为导电化金属的镍，在衬底托架13b上安装图7中相当于原盘2的原盘K。
(2)向原盘K蒸镀上述镍，在原盘K的光致抗蚀剂膜2b上形成导电化膜1b。
(3)将导电化膜1b作为阴极，采用常规方法在导电化膜1b上电铸作为电铸用金属的镍，形成镍电铸层1a。
(4)从导电化膜1b剥离原盘K，经由抗蚀剂去除工序、外形加工工序、里面研磨工序等通常的工序得到压模1K(比较例1-1)。
(5)代替原盘K使用原盘S，采用与(B)(1)～(4)同样的工序得到压模1S(比较例1-2)。
(C)树脂成形用模具的成分分析
将所得到的压模10K使用X射线光电子分光装置在下述条件下分析，图2示出其结果。
该分析结果，如在深0nm的图中所示，压模10K的导电化膜12的表面12c由铝、氧、及不可避免杂质(碳)形成，不含有镍。
而且，导电化膜12从表面12c向背面12d，直到约17nm的深度为止铝和镍的成分组成连续地变化。
在这里，铝的至少一部分，从铝与氧的摩尔比及其化学稳定性可推定是采用氧化铝(Al2O3)构成的。
而且，导电化膜12从深17nm处到背面12d采用镍形成。
因此可认为，导电化膜12之中采用镍形成的该镍层12a主要作为形成镍电铸层时的阴极而发挥功能。
(D)树脂成形用模具的脱模性试验
进行了本发明的压模10K、10S、以及以往的压模1K、1S的脱模性试验。
在脱模性试验中，采用注射成形法成形作为成形对象树脂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
(1)脱模时的冷却时间和脱模性的关系
关于各个压模10K、10S、1K、1S，使直到脱模为止的冷却时间变化，调查了冷却时间和脱模性的关系。脱模性通过目视确认成形后得到的面光源装置用导光体的脱模伤痕(凹凸的角部的缺损)有无来进行。有脱模伤痕的记为×，没有脱模伤痕的记为○，表1表示出该结果。
表1
  10sec   15sec   20sec   25sec   30sec   35sec
  实施例1-1(压模0K)   ×   ○   ○   ○   ○   ○
  实施例1-2(压模1K)   ×   ×   ×   ×   ○   ○
  比较例1-1(压模10S)   ×   ×   ×   ○   ○   ○
  比较例1-2(压模1S)   ×   ×   ×   ×   ×   ○
如表1所示，采用压模10K制造的面光源装置用导光体，进行15秒以上的冷却就不发生脱模伤痕。相对于此，形成了与压模10K相同形状的凹凸的以往的压模1K，如果不冷却30秒以上面光源装置用导光体就发生脱模伤痕。
另外，采用压模10S制造的面光源装置用导光体，进行25秒以上的冷却就不发生脱模伤痕。相对于此，形成了与压模10S相同形状的凹凸的以往的压模1S，如果不冷却35秒以上面光源装置用导光体就发生脱模伤痕。
即，本发明的压模10K、10S分别与以往的压模1K、1S比，具有高的脱模性，能够缩短冷却时间。
这认为是由于，压模10K及压模10S的表面12c的铝(或者铝的氧化物)与镍比，具有与成形对象树脂易剥离的化学特性所致。
而且，能够这样地缩短冷却时间的压模10K、10S，能够提高面光源装置用导光体的生产性。
(2)保持压力和脱模性的关系
关于各个压模10K、1K，使在注射成形时加在成形对象树脂上的保持压力的大小变化，调查了保持压力和脱模性的关系。脱模性通过目视确认成形后得到的面光源装置用导光体的脱模伤痕有无来进行。有脱模伤痕的记为×，没有脱模伤痕的记为○，表2表示出该结果。
表2
  5MPa   10MPa   20MPa   30MPa   35MPa   40MPa
 压模10K   ○   ○   ○   ○   ○   ○
 压模1K   ○   ○   ○   ○   ×   ×
如表2所示，使用压模10K制造面光源装置用导光体的场合，即使以40MPa的压力保持也不发生脱模伤痕。相对于此，形成了与压模10K相同形状的凹凸的以往的压模1K，当以35MPa以上的压力保持时，面光源装置用导光体上发生了脱模伤痕。
即，本发明的压模10K与以往的压模1K比，具有高的脱模性，即使在高的保持压力下成形光源装置用导光体也难发生脱模伤痕。
这认为是由于，压模10K及压模10S的表面12c的铝(或者铝的氧化物)与镍比，具有与成形对象树脂易剥离的化学特性所致。
(实施例2-实施例7)
1.压模的制作
适量地调整残存在钨篮13a上的铝量和放置的镍量，另外改变了形成导电化膜的原盘的微细结构，除此以外与实施例1同样地操作，得到压模A-1～6、B-1～6、C-1～6。表3表示出制作压模时使用的蒸镀物质的配合比(wt％)，使用X射线电子分光装置将所得到的压模A-1～A-6进行成分组成分析，表4表示出其结果。图9、图10表示出为制造压模B和压模C而使用的原盘的结构。图11分别图示出压模A-1～A-6的用X射线电子分光装置得到的成分组成的分析结果。
表3压模制作条件
压模编号 原盘的种类   蒸镀物质配合比(wt％)
  铝   镍
  A-1   A   100   0
  A-2   A   90   10
  A-3   A   70   30
  A-4   A   30   70
  A-5   A   10   90
  A-6   A   0   100
  B-1   B   100   0
  B-2   B   90   10
  B-3   B   70   30
  B-4   B   30   70
  B-5   B   10   90
  B-6   B   0   100
  C-1   C   100   0
  C-2   C   90   10
  C-3   C   70   30
  C-4   C   30   70
  C-5   C   10   90
  C-6   C   0   100
(A：长椭圆图形，B：椭圆状点图形；C棱形图形)
表4-1压模A-1的分析值
  距表层的深度   蒸镀膜的成分组成(mol％)
     Al(2p)   Ni(2p3/2)   O(1s)   C(1s) Al/(Al+Ni)
  0   30   0   47   23 100
  28   40   0   60   0 100
  56   45   0   55   0 100
  84   43   0   57   0 100
  112   43   0   57   0 100
  140   44   0   56   0 100
  168   41   0   59   0 100
  196   43   0   57   0 100
  42   0   58   0 100
  43   0   57   0 100
表4-2压模A-2的分析值
  距表层的深度   蒸镀膜的成分组成(mol％)
     Al(2p)   Ni(2p3/2)   O(1s)   C(1s)   Al/(Al+Ni)
  0   21   0   57   22   100
  28   32   0   66   0   100
  56   35   0   60   0   100
  84   36   0   61   0   100
  112   35   1   62   0   97
  140   37   2   53   0   95
  168   36   2   62   0   95
  196   33   2   65   0   94
  224   20   30   50   0   40
  252   0   100   0   0   0
表4-3压模A-3的分析值
  距表层的深度   蒸镀膜的成分组成(mol％)
     Al(2p)   Ni(2p3/2)   O(1s)   C(1s) Al/(Al+Ni)
  0   48   0   33   19 100
  28   55   4   41   0 93
  56   52   20   28   0 72
  84   55   9   36   0 86
  112   60   8   34   0 88
  140   38   38   24   0 50
  168   32   68   0   0 32
  196   11   89   0   0 11
表4-4压模A-4的分析值
  距表层的深度   蒸镀膜的成分组成(mol％)
     Al(2p)   Ni(2p3/2)   O(1s)   C(1s) Al/(Al+Ni)
  0   16   1   46   37 96
  28   24   22   54   0 53
  56   20   49   42   0 29
  84   22   29   49   1 43
  112   23   24   53   1 49
  140   6   67   27   0 8
  168   0   100   0   0 0
  196   0   100   0   0 0
表4-5压模A-5的分析值
  距表层的深度   蒸镀膜的成分组成(mol％)
     Al(2p)   Ni(2p3/2)   O(1s)   C(1s) Al/(Al+Ni)
  0   23   1   46   30 96
  28   17   48   35   0 26
  56   7   55   38   0 11
  84   9   75   16   0 11
  112   0   100   0   0 0
  140   0   100   0   0 0
  168   0   100   0   0 0
  196   0   100   0   0 0
表4-6压模A-6的分析值
  距表层的深度   蒸镀膜的成分组成(mol％)
     Al(2p)   Ni(2p3/2)   O(1s)   C(1s)   Al/(Al+Ni)
  0   0   35   35   30   0
  28   0   90   10   0   0
  56   0   100   0   0   0
  84   0   100   0   0   0
  112   0   100   0   0   0
  140   0   100   0   0   0
  168   0   100   0   0   0
  196   0   100   0   0   0
2.注射成形试验
使用(株)名机制作所制NADEM5000成形机(合模压力500T)、可安装压模的370×300mm(板厚2mm或8mm)平板模具、(株)スタ-精机制TZ-1500HM自动取出机，实施了注射成形试验。
(1)实施例2-1～实施例2-3
在370×300mm×2mm平板模具的固定侧安装A型压模，在可动侧安装B型压模，使用PMMA[(株)KURARAY制PARAPET GH-1000S]使保持压力变化进行注射成形，调查了保持压力和脱模性的关系。脱模性由能否用自动取出机取出来评价。表5表示出其注射成形条件和试验结果。在实用的条件范围能够良好地取出。
(2)比较例2-1
除了使用A-6和B-6压模以外，与实施例2-1～实施例2-3同样地试验，调查了保持压力和脱模性的关系。表5表示出其注射成形条件和试验结果。在45MPa以上的保持压力下不能自动取出，得不到良好的脱模性。
表5保持压力和能否取出的关系
                          使用材料：PMMA[PARAPET GH-1000S]
  实施例   压模的种类   保持压力(MPa)
  模具固定侧   模具可动侧   40   45   50
  蒸镀物质配合比(wt％)   蒸镀物质配合比(wt％)
  铝   镍   铝   镍
  实施例2-1   A-3   70   30   B-3   70   30   能   能   能
  实施例2-2   A-4   30   70   B-4   30   70   能   能   能
  实施例2-3   A-5   10   90   B-5   10   90   能   能   能
  比较例2-1   A-6   0   100   B-6   0   100   能   不能   不能
注：1)注射成形条件成形品板厚：8mmt，料筒温度：265℃，模具温度：85℃，保持压力时间：35秒，冷却时间：120秒，填充时间：9秒
(3)实施例3-1～实施例3-3
在370×300mm×2mm平板模具的固定侧安装B型压模，在可动侧安装C型压模，使用GH-1000S使保持压力变化进行注射成形，调查了保持压力和脱模性的关系。脱模性由能否用自动取出机取出来评价。表6表示出其注射成形条件和试验结果。在实用的条件范围能够良好地取出。
(4)比较例3-1
除了使用B-6和C-6压模以外，与实施例3-1～实施例3-3同样地试验，调查了保持压力和脱模性的关系。表6表示出其注射成形条件和试验结果。在20MPa以上的保持压力下不能自动取出，得不到良好的脱模性。
表6保持压力和能否取出的关系
                         使用材料：PMMA[PARAPET GH-1000S]
  压模的种类   保持压力(MPa)
  模具固定侧   模具可动侧   20   30   40
  蒸镀物质配合比(wt％)   蒸镀物质配合比(wt％)
  铝   镍   铝   镍
  实施例3-1   B-3   70   30   C-3   70   30   能   能   能
  实施例3-2   B-4   30   70   C-4   30   70   能   能   能
  实施例3-3   B-5   10   90   C-5   10   90   能   能   不能
  比较例3-1   B-6   0   100   C-6   0   100   不能   不能   不能
注：1)注射成形条件成形品板厚：2mmt，料筒温度：275℃，模具温度：85℃，保持压力时间：9秒，冷却时间：90秒，填充时间：1.4秒
(5)实施例4-1～实施例4-3
在370×300mm×8mm平板模具的固定侧安装A型压模，在可动侧安装B型压模，使用PMMA[(株)KURARAY制PARAPET GH-1000S]使保持压力变化进行注射成形，调查了冷却时间和脱模性的关系。脱模性由能否用自动取出机取出来评价。表7表示出其注射成形条件和试验结果。在实用的条件范围能够良好地取出。
(6)比较例4-1
除了使用A-6和B-6压模以外，与实施例4-1～实施例4-3同样地试验，调查了冷却时间和脱模性的关系。表7表示出其注射成形条件和试验结果。在冷却时间85秒以下时不能自动取出，得不到良好的脱模性。
表7模具冷却时间和能否取出的关系
                        使用材料：PMMA[PARAPET GH-1000S]
  压模的种类  冷却时间(秒)
  模具固定侧   模具可动侧  100  90  85  80
  蒸镀物质配合比(wt％)   蒸镀物质配合比(wt％)
  铝   镍   铝   镍
  实施例4-1   A-3   70   30   B-3   70   30  能  能  能  能
  实施例4-2   A-4   30   70   B-4   30   70  能  能  能  能
  实施例4-3   A-5   10   90   B-5   10   90  能  能  能  能
  比较例4-1   A-6   0   100   B-6   0   100  能  能  不能  不能
注：1)注射成形条件成形品板厚：8mmt，料筒温度：265℃，模具温度：85℃，保持压力时间：35秒，保持压力：25MPa，填充时间：9秒
(7)实施例5-1～实施例5-3
在370×300mm×2mm平板模具的固定侧安装B型压模，在可动侧安装C型压模，使用PMMA[(株)KURARAY制PARAPET GH-1000S]使冷却时间变化进行注射成形，调查了冷却时间和脱模性的关系。脱模性通过目视确认成形品的脱模伤痕的程度来评价，◎：没有脱模伤痕，○：稍有脱模伤痕，△：有脱模伤痕，×：显著地有脱模伤痕，表8表示注射成形条件和试验结果。与压模表层只为Ni的下述比较例5-1比较，难发生脱模伤痕，显示出良好的脱模性。
(8)比较例5-1
除了使用B-6和C-6压模以外，与实施例5-1～实施例5-3同样地试验，调查了冷却时间和脱模性的关系。表8表示出其注射成形条件和试验结果。在冷却时间120秒以上时也发生脱模伤痕，得不到良好的脱模性。
表8冷却时间和成形品脱模伤痕的关系
  使用材料   压模的种类   冷却时间(秒)
  模具固定侧   模具可动侧   160   150   140   130   120
  蒸镀物质配合比(wt％)   蒸镀物质配合比(wt％)
  铝   镍   铝   镍
  实施例5-1   PARAPET GH-1000S   B-3   70   30   C-3   70   30   △   ○   ◎   ◎   ◎
  实施例5-2   同上   B-4   30   70   C-4   30   70   ×   △   ○   ◎   ◎
  实施例5-3   同上   B-5   10   90   C-5   10   90   ×   △   ○   ○   ◎
  实施例6-1   MS树脂TX   B-3   70   30   C-3   70   30   ×   ○   ○   ◎   ◎
  实施例6-2   同上   B-4   30   70   C-4   30   70   ×   △   ○   ◎   ◎
  比较例5-1   PARAPET GH-1000S   B-6   0   100   C-6   0   100   ×   ×   △   ○   ○
  比较例6-1   同上   B-6   0   100   C-6   0   100   ×   ×   ×   △   ○
注：1)注射成形条件成形品板厚：8mmt，料筒温度：265℃，模具温度：85℃，保持压力时间：35秒，保持压力：30MPa，填充时间：9秒
2)脱模伤痕的评价：◎：没有脱模伤痕，○：稍有脱模伤痕，△：有脱模伤痕，×：显著地有脱模伤痕
(9)实施例6-1及实施例6-2
将成形材料替换为PMMA[(株)KURARAY制PARAPETGH-1000S]使用电气化学工业(株)制的MS树脂TP-SX，除此以外与实施例5-1～实施例5-3同样地试验。与压模表层仅为Ni的下述比较例6-1比较，难发生脱模伤痕，显示出良好的脱模性。
(10)比较例6-1
除了使用B-6和C-6压模以外，与实施例6-1～实施例6-2同样地试验，调查了冷却时间和脱模性的关系。表8表示出其注射成形条件和试验结果。在冷却时间120秒以上时也发生脱模伤痕，得不到良好的脱模性。
3.压模表面膜的耐久性试验
(1)实施例7-1～实施例7-4、比较例7-1～比较例7-2
关于压模A-1～6，通过目视调查了在与光致抗蚀剂剥离时对压模的膜密合性。另外，在同一条件下进行面光源装置用导光体的1000次注射连续成形，评价了膜的耐久性。表9表示出结果。A-1及A-2压模的膜的密合性低，在与光致抗蚀剂剥离时铝层被光致抗蚀剂侧获得，压模表面可看到呈斑状，与此相对，A-3～6在与光致抗蚀剂剥离时铝层不会被光致抗蚀剂侧获得，面光源装置用导光体的1000次注射连续成形后的表面观察的结果，不能确认膜剥离。这可推定为：由表4-1、表4-2所示的直到距压模表面层深200埃为止的分析结果知道，由于表层部存在不连续层、或者在表层的铝含量极端高，使得膜密合性差。推测为：如表4-3～表4-4那样，在铝适当连续地减少的膜组成中，由于难以存在明确的界面，因此未进行在层内的剥离。
表9表面膜的耐久性试验
  压模编号   蒸镀物质配合比(wt％)   剥离时状态(对抗蚀剂)   可看到膜剥离的成形注射数   膜密合性的评价
  铝   镍
  比较例7-1   A-1   100   0   铝膜剥离90％   不能成形   ×
  比较例7-2   A-2   90   10   铝膜剥离50％   不能成形   ×
  实施例7-1   A-3   70   30   无膜剥离   1000次以上无膜剥离   ○
  实施例7-2   A-4   30   70   无膜剥离   1000次以上无膜剥离   ○
  实施例7-3   A-5   10   90   无膜剥离   1000次以上无膜剥离   ◎
  实施例7-4   A-6   0   100   无膜剥离   1000次以上无膜剥离   ◎
工业实用性
本发明树脂成形用模具，能够为了制造如液晶显示器的面光源装置用导光体和非球面微透镜、微菲涅耳透镜、光盘等那样在表面具备微细的凹凸的树脂成形品而使用。该树脂成形用模具具有与成形对象树脂的高的脱模性的同时，耐久性优异，另外，该树脂成形用模具的制造方法不会增大制造成本。因此，本发明树脂成形用模具及其制造方法在该技术领域工业实用性大。

Claims (15)

1.一种树脂成形用模具，其具备在表面形成凹凸且由导电性金属形成的导电化膜、和在该导电化膜的背面通过电铸而形成的电铸层，上述导电化膜的上述表面基本上由铝形成的同时，上述背面由导电化金属形成，从上述表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成比连续地变化，其特征在于，在使用该树脂成形用模具成形树脂的场合，在树脂成形后将成形树脂体从该模具脱模时，导电化膜表面层不剥离。
2.一种树脂成形用模具，其具备在表面形成凹凸且由导电性金属形成的导电化膜、和在该导电化膜的背面通过电铸而形成的电铸层，上述导电化膜的上述表面基本上由铝及氧形成的同时，上述背面由导电化金属形成，从上述表面向上述背面上述铝及上述导电化金属的成分组成比连续地变化，其特征在于，在使用该树脂成形用模具成形树脂的场合，在树脂成形后将成形树脂体从该模具脱模时，导电化膜表面层不剥离。
3.根据权利要求1或2所述的树脂成形用模具，其特征在于，上述导电化膜由下述材料形成，该材料由重量组成比为70∶30～10∶90的比例的铝和导电化金属构成。
4.根据权利要求1～3的任1项所述的树脂成形用模具，通过蒸镀来形成上述导电化膜。
5.根据权利要求1～4的任1项所述的树脂成形用模具，其特征在于，上述导电化膜的厚度是200-3000埃。
6.根据权利要求1～4的任1项所述的树脂成形用模具，其特征在于，在距上述导电化膜的表面深度为10～100埃的范围，上述铝和导电化金属的组成比例是摩尔比97.5∶2.5～10∶90。
7.根据权利要求1～6的任1项所述的树脂成形用模具，其特征在于，在距上述导电化膜的表面深度为110埃或110埃以上时，上述铝的组成比例单调减少。(由于数据从84埃跳跃到112埃的点，因此取为110埃。)
8.根据权利要求2～7的任1项所述的树脂成形用模具，其特征在于，上述铝的至少一部分与上述氧化合，变成铝的氧化物。
9.根据权利要求1～8的任1项所述的树脂成形用模具，其特征在于，上述导电化金属是镍。
10.根据权利要求1～9的任1项所述的树脂成形用模具，其特征在于，上述电铸层是采用镍形成的镍电铸层。
11.一种树脂成形用模具的制造方法，其特征在于，通过向真空蒸镀装置内的加热用发热体安装铝，并使该铝蒸发，使所规定量的上述铝残存在上述加热用发热体上，将具备衬底和在该衬底上形成所规定的凹凸图形的光致抗蚀剂膜的原盘安装在上述真空蒸镀装置内的衬底托架上的同时，在上述加热用发热体上安装导电化金属，在上述原盘的上述光致抗蚀剂膜上真空蒸镀残存铝及上述导电化金属，形成导电化膜，在上述导电化膜上电铸电铸用金属，形成电铸层，从上述导电化膜剥离上述原盘，得到树脂成形用模具。
12.根据权利要求11所述的树脂成形用模具，其特征在于，上述残存铝和上述安装导电化金属的重量组成比是90∶10～10∶90的比例。
13.根据权利要求11或12所述的树脂成形用模具，其特征在于，上述导电化膜的厚度是200～3000埃。
14.根据权利要求11～14的任1项所述的树脂成形用模具的制造方法，其特征在于，上述导电化金属是镍。
15.根据权利要求11～13的任1项所述的树脂成形用模具的制造方法，其特征在于，上述电铸用金属是镍。
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