TWI484071B - 陽極氧化層之形成方法及模具之製造方法 - Google Patents

陽極氧化層之形成方法及模具之製造方法 Download PDF

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Description

陽極氧化層之形成方法及模具之製造方法
本發明係關於一種陽極氧化層之形成方法及模具之製造方法。此處所述之「模具」包含用於各種加工方法(衝壓或澆鑄)之模具,有時亦稱作壓模。又,「模具」亦可用於印刷(包括奈米印刷)。
若對鋁進行陽極氧化,則於其表面形成具有多孔氧化鋁層之陽極氧化層。自先前以來,鋁之陽極氧化作為可形成合乎規則地排列之奈米級之圓柱狀之細孔(微細之凹部)的簡易方法而受到矚目。若使基材浸漬於硫酸、草酸或磷酸等酸性電解液或者鹼性電解液中,並將其作為陽極施加電壓,則氧化與溶解於基材之表面同時進行,而可於其表面形成具有細孔之氧化膜。該圓柱狀之細孔相對於氧化膜而垂直地配向,且於一定條件下(電壓、電解液之種類、溫度等)顯示自我組織之規則性,故而期待將其應用於各種功能材料。
於特定之條件下形成之多孔氧化鋁層中,當自垂直於氧化膜之表面之方向觀察時,獲得大致正六邊形之單元以最高密度二維地填充而成之排列。各個單元於其中央具有細孔,且細孔之排列具有週期性。單元係作為局部之皮膜之溶解及成長之結果而形成者,於被稱作阻障層之細孔底部,皮膜之溶解與成長同時進行。已知此時之單元之尺寸,即鄰接之細孔之間隔(中心間距離)相當於阻障層之厚度之大約2倍,且與陽極氧化時之電壓大致成比例。又,已知細孔之直徑雖然依存於電解液之種類、濃度、溫度等,但通常為單元之尺寸(自垂直於膜表面之方向觀察時之單元的最長對角線之長度)之1/3左右。此種多孔氧化鋁層之細孔於特定之條件下形成具有高規則性(具有週期性)之排列,又,視條件而形成規則性於某種程度上紊亂之排列或不規則(不具有週期性)之排列。
使控制阻障層之厚度及鄰接之細孔之間隔的陽極氧化時之電壓以適當之時間變化率上升至特定值為止(例如,參照專利文獻1~3)。於專利文獻1中,記載有藉由使電壓比較緩慢地上升,而形成均一之凹部。又,於專利文獻3中,記載有為了使凹部之深度之前進速度增大,而以高頻率施加電壓。
當進行陽極氧化時,在浸漬於電解液內之陰極上會產生氫氣泡。若對該氫氣泡置之不理,則作業環境會惡化。於專利文獻4中,記載有利用使部分氫氣泡透過之網眼織物覆蓋陰極,藉此控制電解液之擴散。
此種具有多孔氧化鋁層之陽極氧化層可用於抗反射材料之製造(參照專利文獻5~8)。抗反射材料係利用所謂蛾眼(Motheye,蛾之眼)構造之原理。於基板表面形成凹凸之週期被控制為可見光(λ=380 nm~780 nm)之波長以下的微細之凹凸圖案。使對於入射至基板之光之折射率沿凹凸的深度方向自入射媒體之折射率至基板之折射率為止連續地變化,藉此欲防止反射之波長區域之光的反射得到抑制。構成顯現抗反射功能之凹凸圖案之凸部的二維尺寸為10 nm以上、未達500 nm。
藉由將抗反射材料設置於電視機或行動電話等中所使用之顯示裝置或相機鏡頭等光學元件之表面,可減少表面反射而提高透光量。藉由抗反射技術,於光通過折射率不同之媒體之界面之情形時(例如,於光入射至空氣與玻璃之界面之情形時),由菲涅耳反射等所引起之透光量之下降得到抑制,其結果,視認性提高。蛾眼構造除可遍及寬廣之波長區域發揮入射角依存性較小之抗反射作用以外,亦具有可適用於多種材料、可將凹凸圖案直接形成於基板上等優點。其結果,能夠以低成本提供高性能之抗反射膜(或抗反射表面)。
例如,於專利文獻6中,揭示有使用表面具有陽極氧化多孔氧化鋁膜之壓模,形成抗反射膜(抗反射表面)之方法。於專利文獻7中,揭示有藉由重複鋁之陽極氧化與孔徑擴大處理,而形成細孔之孔徑連續地變化之錐形的凹部之技術。又,於專利文獻8中,揭示有使用微細之凹部具有階梯狀之側面的氧化鋁層形成抗反射膜之技術。
又,如專利文獻5、6及8中所記載般,除蛾眼構造(微觀構造)以外,亦設置較蛾眼構造更大之凹凸構造(宏觀構造),藉此可對抗反射膜(抗反射表面)賦予抗眩(防眩)功能。構成發揮抗眩功能之凹凸之凸部的二維尺寸為1 μm以上、未達100 μm。將專利文獻5、6及8之揭示內容之全部作為參考而引用於本說明書中。
藉由如上述般利用陽極氧化多孔氧化鋁膜,可容易地製造用以於表面形成蛾眼構造之模具(以下,稱作「蛾眼用模具」)。尤其,如專利文獻6及8中所記載般,若將鋁之陽極氧化膜之表面直接用作模具,則可使製造成本降低。於本說明書中,例如,將可藉由轉印而形成蛾眼構造之蛾眼用模具之表面的構造亦稱作「經反轉之蛾眼構造」。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2008-38237號公報
專利文獻2:日本專利特開平06-33262號公報
專利文獻3:日本專利特開2004-35930號公報
專利文獻4:日本專利特開平10-324998號公報
專利文獻5:日本專利特表2001-517319號公報
專利文獻6:日本專利特表2003-531962號公報
專利文獻7:日本專利特開2005-156695號公報
專利文獻8:國際公開第2006/059686號
本案發明者進行努力研究之結果,發現於僅進行陽極氧化之情形時,有時陽極氧化層之凹部會產生不均。當凹部產生不均時,使用陽極氧化層所製作之抗反射材料之反射特性亦變得不均。陽極氧化層之凹部之不均於大面積地形成陽極氧化層之情形時特別容易產生。
本發明係鑒於上述課題而完成者,其目的在於提供一種凹部之不均得到抑制之陽極氧化層之形成方法。
本發明之陽極氧化層之形成方法係包括如下步驟者:準備設置於支持體上之鋁膜或鋁基材;以及於使上述鋁膜或上述鋁基材之表面與電解液接觸之狀態下,向電性連接於上述鋁膜或上述鋁基材之表面之陽極與設置於上述電解液內之陰極之間施加電壓,藉此形成具有微細之凹部之多孔氧化鋁層;且形成上述多孔氧化鋁層之步驟包括如下步驟:使上述電壓上升至目標值;以及於使上述電壓上升至上述目標值之前,使上述電壓上升至低於上述目標值之第1峰值,其後,使其下降至低於上述第1峰值之值。
於某一實施形態中,於使上述電壓下降至低於上述第1峰值之值之步驟中,實質上使上述電壓下降至零。
於某一實施形態中,形成上述多孔氧化鋁層之步驟更包括如下步驟:於使上述電壓下降至低於上述第1峰值之值之步驟之後、且使上述電壓上升至上述目標值之步驟之前,使上述電壓上升至高於上述第1峰值且為上述目標值以下之第2峰值,其後,使其下降至低於上述第2峰值之值。
於某一實施形態中,在使電壓上升至上述第2峰值之步驟中,上述第2峰值與上述目標值大致相等。
於某一實施形態中,上述陽極氧化層之形成方法更包括於形成上述多孔氧化鋁層之後,使上述多孔氧化鋁層與蝕刻液接觸,藉此使上述微細之凹部擴大之蝕刻步驟。
於某一實施形態中,使上述電壓上升至上述目標值時或上升至上述第1峰值時之中之至少一者之至少一段期間內的電壓之時間變化率大於0.57 V/s、且小於20 V/s。
於某一實施形態中,在上述準備步驟中,上述支持體或上述鋁基材為大致圓柱狀。
本發明之表面具有經反轉之蛾眼構造之模具之製造方法係如包括形成多孔氧化鋁層之步驟,其係上述所記載之陽極氧化層之形成方法,其中該多孔氧化鋁層具有自表面之法線方向觀察時之二維尺寸為10 nm以上、未達500 nm之複數個微細的凹部。
本發明之抗反射材料之製造方法包括如下步驟:準備藉由如上述所記載之製造方法所製造之模具、及被加工物;以及於向上述模具與上述被加工物之表面之間賦予了紫外線硬化樹脂之狀態下,經由上述模具對上述紫外線硬化樹脂照射紫外線,藉此使上述紫外線硬化樹脂硬化。
根據本發明之陽極氧化層之形成方法,可抑制凹部之不均。
以下,參照圖式對本發明之陽極氧化層之形成方法及蛾眼用模具之製造方法之實施形態進行說明。其中,本發明並不限於以下實施形態。
圖1表示本實施形態之陽極氧化層10之模式圖。陽極氧化層10包括具有阻障層10a及多孔層10b之多孔氧化鋁層10c。多孔氧化鋁層10c設置於陽極氧化層10之表面。於多孔層10b上設置有複數個微細之凹部(細孔)10p。
於本說明書中,將微細之凹部10p之中心間距離之平均值稱作平均鄰接間距離Dint 或簡稱鄰接間距離Dint 。另外,於凹部10p為週期構造之情形時,鄰接間距離Dint 亦稱作間距。又,於本說明書中,將凹部(細孔)10p之孔徑之平均值稱作平均孔徑Dp 或簡稱孔徑Dp 。因細孔壁之厚度與阻障層10a之厚度L相等,故間隔2個細孔之細孔壁整體之平均厚度表示為2L。細孔10p之平均鄰接間距離Dint 以細孔壁之平均厚度2L與細孔之平均孔徑Dp 之和表示。
以下,參照圖2對陽極氧化層10之形成方法進行說明。
首先,如圖2(a)所示,準備基材S。基材S之表面由鋁形成。基材S亦可包括支持體、及設置於其上之鋁膜。基材S係藉由將鋁膜堆積於支持體上而形成。例如,亦可為支持體是玻璃基板,鋁膜直接堆積於玻璃基板上。或者,基材S亦可包括設置於支持體與鋁膜之間之另一構件。或者,基材S亦可為鋁基材(鋁之塊狀材)。
其次,如圖2(b)所示,於使基材S之表面與電解液E0接觸之狀態下,向電性連接於基材S之表面之陽極E1與設置於電解液E0內之陰極E2之間施加電壓,藉此形成設置有具有阻障層10a及多孔層10b之多孔氧化鋁層10c之陽極氧化層10。此種步驟亦稱作陽極氧化步驟。於多孔氧化鋁層10c上設置有微細之凹部10p。
再者,於陽極氧化步驟中,若施加電壓,則首先,於基材S之表面形成阻障層10a,於該阻障層10a上形成凹凸,於凹部電流密度集中而局部地溶解凹部變得更深,從而形成多孔層10b。相對於所施加之電壓而言流動之電流比較小,而電阻大,故而於陽極氧化步驟中會產生焦耳熱。凹部10p之間距或平均鄰接間距離根據施加電壓而變化。
以下,參照圖3,對陽極氧化層10之形成方法中之電壓之變化進行說明。
首先,使陽極與陰極之間之電壓上升至峰值,其後,使電壓自峰值下降至低於峰值之值。例如,藉由關閉電源,使電壓自峰值下降至零。此時,阻障層10a具有對應於峰值之厚度。
其後,使電壓上升至高於峰值之目標值,並將電壓維持於目標值特定時間。其後,例如,藉由關閉電源,使電壓自目標值下降至零。藉此,阻障層10a變為對應於目標值之厚度。再者,該阻障層10a較開始施加目標值之電壓之前更厚。又,設置於陽極氧化層10之多孔氧化鋁層10c上之凹部之間距或平均鄰接間距離與目標值對應。
此處,使電壓上升至峰值或目標值為止之時間變化率(斜度)為固定。下文會詳細敍述,使電壓上升至峰值及目標值時之電壓之時間變化率較佳為分別大於0.57 V/s、且小於20 V/s。
於在陽極氧化步驟中每單位時間所產生之熱量(即電力)較大之情形時,基材S之不同區域內之溫差變得比較大,其結果,有所形成之凹部不均之虞。
於本實施形態中,在使電壓上升至目標值之前使其上升至低於目標值之峰值,藉此,可高效地抑制瞬間產生之熱量。藉由使電壓上升至峰值而形成之阻障層含有高絕緣性之氧化鋁,之後為了進而推進陽極氧化,必須施加峰值以上之電壓,即便施加未達峰值之電壓,電流亦幾乎不流動,陽極氧化不會進行。故而,於使電壓上升至目標值時,即便使電壓自零至峰值地變化電流亦並不太流動,因此電壓達到峰值之後上升至目標值時之電流與並不使電壓上升至峰值而使其直接上升至目標值之情形相比而言得到抑制。從而,藉由階段性地進行電壓之上升,可抑制電流量而抑制每單位時間之產生熱量(即電力),其結果,可抑制凹部10p之不均。
又,於本實施形態中,使電壓上升至低於目標值之峰值時之電流低於使電壓上升至目標值時之電流,焦耳熱之產生量比較少。其後,於使電壓上升至峰值之後使其低於峰值,藉此電流至少暫時不流動,焦耳熱之產生停止。由此,使電壓上升至峰值時所產生之熱擴散,而可抑制使電壓上升至峰值時所產生之熱之影響。從而,根據本實施形態之陽極氧化層之形成方法,可抑制基材S之不同區域內之溫差,其結果,可抑制凹部之不均。
另外,於上述說明中,在使電壓上升至峰值之後使電壓自峰值下降至零,但本發明並不限定於此。使電壓即便不下降至零亦低於峰值,藉此電流至少暫時不流動,藉此,可抑制使電壓上升至峰值時所產生之熱之影響。其中,即便電壓低於峰值,亦會由於基材S之不均而引起電流流動。故而,藉由使電壓下降至零,可有效地抑制不均所引起之電流。
再者,於圖3中,在使電壓上升至目標值之前進行了1次電壓之上升及下降,但本發明並不限定於此。亦可為於使電壓上升至目標值之前進行2次以上電壓之上升及下降。
以下,參照圖4,對陽極氧化層10之形成方法中之電壓之變化進行說明。
首先,使陽極與陰極之間之電壓上升至第1峰值,其後,使電壓自第1峰值下降至低於第1峰值之值。例如,藉由關閉電源,使電壓自第1峰值下降至零。此時,阻障層10a具有對應於第1峰值之厚度。
其後,使陽極與陰極之間之電壓上升至高於第1峰值之第2峰值,其後,使電壓自第2峰值下降至低於第2峰值之值。例如,藉由關閉電源,使電壓自第2峰值下降至零。此時,阻障層10a具有對應於第2峰值之厚度。另外,此時之阻障層10a較電壓開始向第2峰值上升之前更厚。
其後,使電壓上升至第2峰值以上之目標值,並維持於目標值特定時間。其後,例如,藉由關閉電源,使電壓自目標值下降至零。此時,阻障層10a具有對應於目標值之厚度。又,凹部之間距或平均鄰接間距離變為特定長度。
此處,使電壓上升至峰值或目標值為止之時間變化率(斜度)為固定。下文會詳細敍述,使電壓上升至第1峰值、第2峰值及目標值時之電壓之時間變化率較佳為大於0.57 V/s、且小於20 V/s。再者,於第2峰值與目標值相等之情形時,使電壓上升至第2峰值時所形成之凹部之間距或鄰接間距離與後面以目標值之電壓所形成之間距或平均鄰接間距離大致相等,故而可高效地以特定間距或鄰接間距離形成特定深度之凹部。
於本實施形態中,藉由在使電壓上升至目標值之前使其上升至低於目標值之第1峰值(根據需要可為第2峰值),可高效地抑制瞬間產生之熱量。
具體而言,藉由使電壓上升至第1峰值而形成之阻障層含有高絕緣性之氧化鋁,之後為了進而推進陽極氧化,必須施加第1峰值以上之電壓,即便施加未達第1峰值之電壓,電流亦幾乎不流動。故而,其次,將電壓上升至高於第1峰值之第2峰值時,即便使電壓自零至第1峰值地變化電流亦不太流動,因此電壓達到第1峰值之後上升至第2峰值時之電流與並不進行至第1峰值之電壓之上升而使電壓直接上升至第2峰值之情形相比而言得到抑制。從而,藉由使電壓階段性地上升至峰值,可抑制電流量而抑制每單位時間之產生熱量(即電力),其結果,可抑制凹部之不均。
同樣地,藉由使電壓上升至第2峰值而形成之阻障層含有高絕緣性之氧化鋁,之後為了進而推進陽極氧化必須施加第2峰值以上之電壓,即便施加未達第2峰值之電壓,電流亦幾乎不流動。故而,於使電壓上升至目標值時,即便使電壓自零至第2峰值地變化電流亦不太流動,因此電壓達到第2峰值之後之電流與並不使電壓上升至第2峰值地使其上升至目標值之情形相比而言得到抑制。從而,藉由使電壓階段性地上升至峰值,可抑制電流量而抑制每單位時間之產生熱量(即電力),其結果,可抑制凹部之不均。
又,於本實施形態中,使電壓上升至低於目標值之峰值時之電流低於使電壓上升至目標值時之電流,焦耳熱之產生量比較少。其後,於使電壓上升至峰值之後使電壓低於峰值,藉此電流至少暫時不流動,陽極氧化層之形成停止,熱之產生停止。由此,使電壓上升至第1峰值或第2峰值時所產生之熱擴散,而可抑制使電壓上升至第1峰值或第2峰值時所產生之熱之影響。如上所述根據本實施形態之陽極氧化層之形成方法,藉由施加複數個脈衝,並將各脈衝之峰值設定為前文之脈衝之峰值以上,可抑制凹部之不均。
另外,於上述說明中,在使電壓上升至第1峰值或第2峰值之後使其下降至零,但本發明並不限定於此。使電壓即便不下降至零亦低於第1峰值或第2峰值,藉此電流至少暫時不流動,從而,可抑制使電壓上升至第1峰值或第2峰值時所產生之熱之影響。其中,即便電壓低於第1峰值或第2峰值,亦會由於基材S之不均而引起電流流動。故而,藉由使電壓下降至零,可有效地抑制不均所引起之電流。
又,於圖4中,在使電壓上升至目標值之前進行了2次電壓之上升及下降,亦可為於使電壓上升至目標值之前進行3次電壓之上升及下降。如此形成之陽極氧化層10可較佳地用於蛾眼用模具之製作。
以下,參照圖5,對本實施形態之蛾眼用模具進行說明。圖5(a)表示蛾眼用模具100之模式化剖面圖,圖5(b)表示蛾眼用模具100之模式化俯視圖。蛾眼用模具100具有由圖1及圖2所示之陽極氧化層10形成之陽極氧化層10'。
於陽極氧化層10'中多孔氧化鋁層10c上設置有複數個微細之凹部10p,且形成有經反轉之蛾眼構造。微細之凹部10p較佳為二維尺寸(開口徑:DP )為10 nm以上、未達500 nm,深度(Ddepth )為10 nm以上、未達1000 nm(1 μm)程度。凹部10p之間距或平均鄰接間距離Dint (鄰接之凹部之中心間距離)為10 nm以上、未達500 nm。
微細之凹部10p之底部較佳為尖頭(最底部變為點)。進而,微細之凹部10p較佳為細密地填充,若將自陽極氧化層10'之法線方向觀察時之微細之凹部10p之形狀假設為圓,則較佳為鄰接之圓彼此重合,且於鄰接之微細之凹部10p之間形成有鞍部。再者,當大致圓錐狀之微細之凹部10p以形成鞍部之方式鄰接時,微細之凹部10p之二維尺寸DP 與平均鄰接間距離Dint (微細之凹部之中心間距離)大致相等。從而,用以形成抗反射材料之蛾眼用模具100之多孔氧化鋁層10c較佳為具有DP 及Dint 分別為10 nm以上、未達500 nm,並且Ddepth 為10 nm以上、未達1000 nm(1 μm)程度之微細之凹部10p細密地不規則排列之構造。多孔氧化鋁層10c之厚度約為1 μm以下。
以下,參照圖6對蛾眼用模具100之製造方法進行說明。
首先,如圖6(a)所示,準備模具基材S。模具基材S之表面由鋁形成。模具基材S亦可包括支持體、及設置於其上之鋁膜。或者,模具基材S亦可為鋁基材。
其次,如圖6(b)所示,於使模具基材S之表面與電解液E0接觸之狀態下,向電性連接於模具基材S之表面之陽極E1與設置於電解液E0內之陰極E2之間施加電壓,藉此形成具有微細之凹部之多孔氧化鋁層10c。如參照圖3或圖4所上述般,該陽極氧化步驟於使電壓上升至目標值之前進行1次電壓之上升及下降。目標值係根據陽極氧化層10'上之凹部之間距或平均鄰接間距離而設定。
其次,如圖6(c)所示,於形成多孔氧化鋁層10c之後,藉由使多孔氧化鋁層10c與蝕刻液接觸,而一面使微細之凹部擴大,一面對微細之凹部之側面賦予斜度。此種步驟亦稱作蝕刻步驟。
其後,根據需要,亦可如圖6(d)所示再次進行陽極氧化。於蝕刻步驟之後所進行之第2次以後之陽極氧化步驟中,因在模具基材S之表面,形成有多孔氧化鋁層10c,故若不施加某種程度而言較高之電壓則電流不會流動。此處,使電壓上升至與前面之目標值相同之值,而進行陽極氧化。
其後,根據需要,如圖6(e)所示進行蝕刻步驟。又,亦可進而進行陽極氧化步驟。再者,於重複進行陽極氧化步驟及蝕刻步驟之情形時(即,於至少進行2次陽極氧化步驟之情形時),最後,較佳為進行陽極氧化。於陽極氧化層10'中凹部10p具有越深部分變得越狹窄之形狀。以此操作,製作具有設置有經反轉之蛾眼構造之陽極氧化層10'之蛾眼用模具100。
於進行複數次陽極氧化步驟之情形時,如參照圖3或圖4所上述般施加第1次陽極氧化步驟中之電壓。於使電壓比較緩慢地上升至峰值或目標值之情形時,會根據達到峰值或目標值之前之電壓於阻障層上形成凹部(細孔)。尤其,於在陽極氧化步驟中電壓之時間變化率比較小之情形時,會於阻障層上形成短於特定鄰接間距離之凹部。此種鄰接間距離較短之凹部於多孔氧化鋁層之較淺部分較多。然而,藉由蝕刻步驟,此種鄰接間距離較短之凹部被高效地除去。
蛾眼用模具100可較佳地用於抗反射材料之製作。下文會詳細敍述,於一般之蛾眼用模具中,尤其是於蛾眼用模具之面積較大之情形時,蛾眼用模具之複數個不同區域內之凸部之平均高度比較大幅度地不均,其結果,根據區域抗反射特性不均。與此相對地,於本實施形態之蛾眼用模具100中,可抑制複數個不同區域內之凹部10p之不均,其結果,可抑制使用蛾眼用模具100而製作之抗反射材料之抗反射特性之不均。
其次,參照圖7,對使用有蛾眼用模具100之抗反射材料之製造方法進行說明。於向被加工物42之表面與模具100之間賦予了紫外線硬化樹脂32之狀態下,經由模具100對紫外線硬化樹脂32照射紫外線(UV),藉此使紫外線硬化樹脂32硬化。紫外線硬化樹脂32亦可賦予於被加工物42之表面,亦可賦予於模具100之模具面(具有蛾眼構造之面)。作為紫外線硬化樹脂,可使用例如丙烯酸系樹脂。
其後,藉由將蛾眼用模具100自被加工物42分離,轉印有蛾眼用模具100之凹凸構造之紫外線硬化性樹脂32之硬化物層形成於被加工物42之表面。從而,藉由將蛾眼用模具100之經反轉之蛾眼構造轉印至光硬化性樹脂,而轉印蛾眼用模具100之經反轉之蛾眼構造形成設置有蛾眼構造之抗反射材料100R。抗反射材料100R之凸部係對應於蛾眼用模具100之細孔(微細之凹部)而形成。
再者,作為構成蛾眼構造之凸部,較佳為具有直徑為10 nm以上、未達500 nm之底面。又,若凸部為圓錐狀,則可使抗反射作用提高。又,為了防止不必要之繞射光之產生,凸部較佳為以不具有週期性之方式配置。此處,所謂「不具有週期性」係指例如複數個凸部中某一凸部之頂點與最靠近該凸部之頂點的凸部之頂點之距離與複數個凸部中另一凸部之頂點與最靠近該凸部之頂點的凸部之頂點之距離不同。又,所謂「不具有週期性」係指例如若自某一細孔之重心朝向鄰接該細孔之全部細孔之各者之重心的向量之總和為向量之全長之5%以上,則可以說實質上不具有週期性。
蛾眼用模具100亦可為大致平板狀,但較佳為大致圓柱狀。於該情形時,藉由使用蛾眼用模具100以輥對輥(roll to roll)方式進行轉印,可簡便地製作抗反射材料100R。
以下,參照圖8對用以製造蛾眼用模具100之模具基材S進行說明。圖8(a)係模具基材S之模式化剖面圖,圖8(b)係模具基材S之模式圖。模具基材S為大致圓柱狀。例如,模具基材S之直徑約為300 mm,長度為1000 mm以上1600 mm以下。
模具基材S具有設置於支持體S0與鋁膜AL之間之構件。具體而言,模具基材S包括大致圓柱狀之支持體S0、覆蓋支持體S0之絕緣層S1、覆蓋絕緣層S1之無機基底層S2、覆蓋無機基底層S2之緩衝層S3、及覆蓋緩衝層S3之鋁膜AL。
此種模具基材S以如下方式製作。首先,準備大致圓柱狀之支持體S0。支持體S0較佳為無縫。支持體S0由例如鎳形成,此種支持體S0亦稱作鎳管。
其次,於支持體S0之外周面上形成絕緣層S1。絕緣層S1例如為有機絕緣層。作為有機絕緣層之材料,例如可使用樹脂。例如,於支持體S0之外周面上,藉由賦予硬化性樹脂而形成硬化性樹脂層,其後,藉由使硬化性樹脂硬化,而於支持體S0之外周面上形成有機絕緣層。
硬化性樹脂層例如可藉由電鍍法而形成。作為電鍍法,例如,可使用公知之電鍍塗裝方法。例如,清洗支持體S0,其次,將支持體S0浸漬於儲積有包含電鍍樹脂之電鍍液之電鍍槽內。於電鍍槽內,設置有電極。例如,於藉由陽離子電鍍形成硬化性樹脂層之情形時,以支持體S0為陰極,以設置於電鍍槽內之電極為陽極,於支持體S0與陽極之間流過電流,使電鍍樹脂於支持體S0之外周面上析出藉此形成硬化性樹脂層。於藉由陰離子電鍍形成硬化性樹脂層之情形時,以支持體S0為陽極,以設置於電鍍槽內之電極為陰極並流過電流藉此形成硬化性樹脂層。其後,藉由進行清洗步驟、烘烤步驟等,形成有機絕緣層。作為電鍍樹脂,例如,可使用聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、聚胺酯樹脂、或該等之混合物。
作為形成硬化性樹脂層之方法,除了電鍍法以外,例如,可使用噴鍍塗裝。例如,可使用聚胺酯系樹脂或聚醯胺酸,藉由噴塗法或靜電塗裝法,於支持體S0之外周面上形成硬化性樹脂層。作為聚胺酯系樹脂,例如,可使用Nippon Paint股份有限公司製造之Uretop。
除了上述以外,例如,亦可使用浸漬塗裝法或輥塗法。例如,作為硬化性樹脂,當使用有熱硬化性之聚醯胺酸時,於藉由浸漬塗裝法塗佈聚醯胺酸而形成硬化性樹脂層之後,藉由將聚醯胺酸加熱至300℃左右,而形成有機絕緣層。聚醯胺酸例如可自日立化成工業股份有限公司獲得。
藉由於支持體S0之外周面上設置絕緣層S1,鋁膜AL自支持體S0絕緣。若支持體與鋁膜之間之絕緣不充分,則當後面進行鋁膜蝕刻步驟時,支持體與鋁膜之間會產生局部電池反應。於該情形時,在鋁膜上會形成直徑1 μm左右之凹坑,若使用形成有此種比較大的凹坑之蛾眼用模具,則無法製作形成有所期望之蛾眼構造之抗反射膜。又,若支持體與鋁膜之間之絕緣不充分,則於後面所進行之陽極氧化步驟中,支持體上亦會流過電流。從而若支持體上流過電流,則作為包含支持體及鋁膜之基材整體會流過過剩之電流,故而自安全性之觀點而言不佳。然而,藉由設置絕緣層S1,可抑制如上所述之蝕刻步驟中之局部電池反應之產生、及陽極氧化步驟中之過剩之電流。
再者,絕緣層S1亦可為無機絕緣層。作為無機絕緣層之材料,例如可使用SiO2 或Ta2 O5 。其中,有機絕緣層與無機絕緣層相比而言,可提高形成於絕緣層上之鋁膜AL之表面之鏡面性。或者,即便於設置無機絕緣層之情形時,藉由提高支持體S0之表面之鏡面性,亦可提高形成於無機絕緣層上之鋁膜AL之表面之鏡面性。若形成於絕緣層上之鋁膜之表面之鏡面性較高,則後面所形成之多孔氧化鋁層之表面之平坦性變高。多孔氧化鋁層之表面之平坦性較高之蛾眼用模具,例如,可較佳地用於用以形成透明型抗反射構造之蛾眼用模具之製作。另外,所謂透明型抗反射構造意為不具有防眩作用之抗反射構造。
其次,於絕緣層S之外周面上形成無機基底層S2。無機基底層S2可藉由濺鍍法製作。例如,可藉由DC(direct-current,直流)反應式濺鍍法或RF(radio frequency,射頻)濺鍍法製作。無機基底層S2例如可藉由一面使外周面上形成有絕緣層S1之支持體S0旋轉,一面進行蒸鍍而形成。
藉由設置無機基底層S2,可使有機絕緣層與鋁膜AL之密接性提高。無機基底層S2含有無機氧化物,作為無機氧化物之層,例如,較佳為形成氧化矽層或氧化鈦層。或者,作為無機基底層S2,亦可形成無機氮化物之層。作為無機氮化物之層,例如,較佳為氮化矽層。
於無機基底層S2之上,形成含有鋁之緩衝層S3。緩衝層S3之作用在於使無機基底層S2與鋁膜AL之接著性提高。又,緩衝層S3自酸保護無機基底層S2。緩衝層S3較佳為包含鋁、及氧或氮。氧或氮之含有率亦可為一定,尤其,較佳為具有無機基底層S2側之鋁之含有率高於鋁膜AL側之鋁之含有率之分佈。
緩衝層S3可使用例如以下之(1)-(3)之3種方法而形成。另外,無論哪種方法,緩衝層S3例如均可藉由一面使外周面上形成有無機基底層S2之支持體S0旋轉,一面進行濺鍍而形成。
(1)使用Ar氣與O2 氣之混合氣體、及含有氧元素之Al靶,藉由反應性濺鍍法形成緩衝層S3。此時,靶中之氧含有率較佳為1 at%以上40 at%以下之範圍內。
(2)使用純Ar氣、及含有氧元素之Al靶作為濺鍍氣體藉由反應性濺鍍法形成緩衝層S3。此時,靶中之氧含有率較佳為5 at%以上60 at%以下之範圍內。
(3)使用純Al靶藉由反應性濺鍍法形成緩衝層S3。此時,將濺鍍中所使用之混合氣之Ar氣與O2 氣之流量比設定為超過2:0、且2:1以下程度。
其次,於緩衝層S3之上形成鋁膜AL。鋁膜AL之厚度約為1 μm。鋁膜AL例如可藉由一面使外周面上形成有緩衝層S3之支持體S0旋轉,一面使鋁蒸鍍而形成。以如上所述之操作形成大致圓柱狀之模具基材S。
對此種模具基材S進行陽極氧化。陽極氧化係於陽極氧化槽內進行。
以下,參照圖9對陽極氧化槽40進行說明。圖9(a)表示模具基材S浸漬於電解液E0內之陽極氧化槽40之模式圖,圖9(b)表示浸漬於陽極氧化槽40之電解液E0內之模具基材S之模式化剖面圖。於陽極氧化槽40內儲積有電解液E0,且電解液E0為4000 L(升)。模具基材S以其母線與陽極氧化槽40內之電解液E0之界面平行之方式浸漬。
陽極E1與鋁膜AL電性連接。陰極E2浸漬於陽極氧化槽40內之電解液E0中。陰極E2包括複數個線狀部E2a、及與複數個線狀部E2a之兩端接觸之連接部E2b。線狀部E2a以與大致圓柱狀之模具基材S之最短距離變為大致一定之方式以同心圓狀配置,線狀部E2a與模具基材S之間之最短距離為大致5 cm。再者,模具基材S與連接部E2b之最短距離長於模具基材S與線狀部E2a之最短距離。
此處,線狀部E2a設置有12根,線狀部E2a及連接部E2b之各者係藉由織物而覆蓋。下文會詳細敍述,藉由此種遮蔽,可抑制於陰極E2上產生之氫氣泡所引起之電解液E0之流動之不均。
以下,參照圖10,對藉由輥對輥方式製造抗反射材料之方法進行說明。
於將表面賦予了紫外線硬化樹脂32之被加工物42按壓於蛾眼用模具100之狀態下,對紫外線硬化樹脂32照射紫外線(UV),藉此使紫外線硬化樹脂32硬化。作為紫外線硬化樹脂32,可使用例如丙烯酸系樹脂。被加工物42例如為TAC(Tri-acetyl cellulose,三醋酸纖維素)膜。被加工物42自未圖示之捲出輥捲出,其後,於表面,例如藉由隙縫塗佈機等賦予紫外線硬化樹脂32。如圖10所示,被加工物42由支持輥46及48支持。支持輥46及48具有旋轉機構,以搬送被加工物42。又,大致圓柱狀之蛾眼用模具100以與被加工物42之搬送速度對應之旋轉速度,沿圖10中箭頭所示之方向旋轉。
其後,藉由將蛾眼用模具100自被加工物42分離,轉印有蛾眼用模具100之凹凸構造(經反轉之蛾眼構造)之硬化物層32'形成於被加工物42之表面。表面形成有硬化物層32'之被加工物42藉由未圖示之捲取輥捲取。從而於蛾眼用模具100為大致圓柱狀之情形時,可藉由輥對輥方式進行轉印,從而可簡便地進行抗反射材料100R之量產。
如上所述,根據本實施形態之陽極氧化層之形成方法,可抑制凹部之不均。故而,於由此種陽極氧化層形成之蛾眼用模具中亦可抑制凹部之不均,從而抗反射材料之凸部之不均得到抑制,其結果,可抑制反射特性之不均。
此處,參照圖11對與抗反射材料之凸部之平均高度對應之反射特性進行說明。
圖11中表示有抗反射材料之凸部之高度不同之反射率之波長依存性。反射率係測量5度正反射。此處,抗反射材料之凸部之平均高度分別為130 nm、160 nm、180 nm、200 nm、220 nm、240 nm、320 nm。凸部之間距或平均鄰接間距離為200 nm。
於凸部之平均高度為160 nm之情形時,在比較長的波長中反射率增大,該抗反射材料看起來帶有紅色。若凸部之平均高度為130 nm,則在比較高的波長中反射率進而增大,看起來進而帶有紅色。
於凸部之平均高度為240 nm之情形時,在比較短的波長中反射率增大,該抗反射材料看起來帶有藍色。若凸部之平均高度為320 nm,則在比較低的波長中反射率進而增大,看起來進而帶有藍色。
抗反射材料之反射率較佳為遍及波長380 nm~780 nm之範圍內之全部區域均為0.1以下。此處,於凸部之平均高度為180 nm、200 nm、220 nm之情形時,反射率遍及波長380 nm~780 nm之範圍內之全部區域均變為0.1以下。即便凸部之平均高度相對於200 nm變化10%左右反射率之變化亦比較少,但若20%以上不同則反射率變化比較大。從而,若凸部之平均高度20%以上不同,則反射率特性會較大幅度地不同,故而較佳為將抗反射材料之凸部之平均高度之不均設定為未達20%。
以下,與包含比較例1、2之陽極氧化層之形成方法之蛾眼用模具之製造方法、及使用藉由該製造方法而製造之蛾眼用模具所製作之抗反射材料進行比較,對包含本實施形態之陽極氧化層之形成方法之蛾眼用模具之製造方法、及使用藉由該製造方法而製造之蛾眼用模具所製作之抗反射材料之優點進行說明。
首先,對比較例1之蛾眼用模具之製造方法進行說明。
圖12(a)表示用以製造比較例1之蛾眼用模具700之模具基材S之模式化剖面,圖12(b)表示模具基材S之模式圖。模具基材S為大致圓柱狀,其直徑為300 mm,長度為500 mm。於模具基材S之表面設置有鋁膜。模具基材S包括支持體S0、絕緣層S1、無機基底層S2、緩衝層S3、及鋁膜AL。
此處,支持體S0為鎳管。絕緣層S1藉由電鍍及塗裝分別由丙烯酸系塗料形成。絕緣層S1之厚度為5 μm以上100 μm以下。無機基底層S2由SiO2 形成,其厚度為100 nm。緩衝層S3由氧化鋁形成,其厚度為30 nm以上35 nm以下。鋁膜AL之厚度為1 μm。
於製造蛾眼用模具700之情形時,對模具基材S首先進行陽極氧化。模具基材S之陽極氧化係於陽極氧化槽內進行。
圖13(a)表示陽極氧化槽740之模式圖,圖13(b)表示浸漬於陽極氧化槽740之電解液E0內之模具基材S之模式化剖面圖。於陽極氧化槽740內儲積有濃度為0.3質量%之草酸。陽極E1與鋁膜AL電性連接。陰極E2以同心圓狀設置於模具基材S之周圍。
陰極E2包括複數個線狀部E2a、及與複數個線狀部E2a之兩端接觸之連接部E2b。各線狀部E2a與模具基材S之母線平行地設置。於陽極氧化槽740中,模具基材S與連接部E2b之最短距離短於模具基材S與線狀部E2a之最短距離。於陽極氧化步驟中,使模具基材S浸漬於陽極氧化槽740內之草酸中,施加39秒鐘電壓。再者,於陽極氧化槽740中對陰極E2進行遮蔽處理。
圖14中表示有陽極氧化槽740內之電壓之變化。於陽極氧化步驟中使陽極E1與陰極E2之間之電壓上升至目標值。目標值(最終達到電壓)係根據凹部之間距或平均鄰接間距離而設定。此處,目標值為80 V,電壓係於25秒內上升至目標值,其後,電壓維持於目標值14秒鐘。藉由如此施加電壓,於鋁膜之表面形成多孔氧化鋁層。於目標值為80 V之情形時,凹部之間距或平均鄰接間距離變為200 nm。另外,圖14中表示有比較例1之陽極氧化層之形成方法中的電壓之變化。
其後,進行蝕刻步驟。於蝕刻步驟中,使模具基材S在30℃下浸漬於1 M磷酸水溶液中29分鐘。
再者,對模具基材S之陽極氧化步驟及蝕刻步驟係分別交替地進行複數次。具體而言,共計進行3次陽極氧化步驟,共計進行2次蝕刻步驟。如上所述,藉由對模具基材S進行陽極氧化步驟及蝕刻步驟而製作比較例1之蛾眼用模具700。蛾眼用模具700用於抗反射材料700R之製作。
圖15(a)表示比較例1之蛾眼用模具700之模式圖。蛾眼用模具700為大致圓柱狀。直徑為300 mm,長度為500 mm。圖15(b)表示蛾眼用模具700之模式化展開圖。圖15(b)係將配置於陽極氧化槽740內之蛾眼用模具700之下方部分沿著母線切開並展開所得之圖。
於圖15(b)中,將蛾眼用模具700中發現有直線狀之不均之區域表示為區域M1。又,將蛾眼用模具700中發現有如液體流動般之不均之區域表示為區域M2。
於圖15(a)及圖15(b)中,將模具700之4個區域設為區域1a~1d。區域1a位於圓柱下部中央,區域1b位於圓柱側部中央,區域1c位於圓柱上部中央,區域1d位於圓柱側部右側。
圖16(a)~圖16(d)表示模具700之區域1a~1d之各者之剖面SEM(scanning electron microscope,掃描式電子顯微鏡)像之模式圖。於剖面SEM圖像中測量凹部之深度,發現模具700之區域1a~1d內之凹部之深度之平均值分別為160 nm、280 nm、320 nm、170 nm。
此種蛾眼用模具700中之區域M2之不均及區域1a~1d內之凹部之平均深度之不均認為係由於陽極氧化時於陰極E2上產生之氣泡而引起。
圖17中表示有陽極氧化槽740之模式化剖面。在陽極氧化槽740中於陰極E2上產生氫。於陰極E2上產生之氫變為氣泡,該氣泡朝向上方以沿著模具基材S之周圍之方式上升。於圖17中,以標註有箭頭之粗實線表示陽極氧化時之氣泡之流動,以標註有箭頭之點劃線表示液體之流動。
再者,陰極E2之線狀部E2a設置於與模具基材S之最下部對應之位置,故而認為於圖15(b)中分離有區域M2。又,如上所述,模具基材S與連接部E2b之最短距離短於模具基材S與線狀部E2a之最短距離。陽極氧化時於陰極上所形成之氣泡將電解液移動至上方。該氣泡雖到達模具基材S之下部及側部但未到達上部表面。認為區域M1形成於氣泡所到達之模具基材S之部分。
此處,對蛾眼用模具700之區域1a、1b、1d進行比較。於蛾眼用模具700中區域1a、1b、1d處於大致圓柱狀之模具基材S之沿著長度方向之中央附近,且其位置不同。蛾眼用模具700之區域1a、1b、1d之凹部之平均深度分別為160 nm、280 nm、170 nm。認為伴隨氫氣泡之流動之電解液E0之流動越激烈之部位,越易於更新電解液E0,從而陽極氧化進行,因此模具700之凹部變深。
其次,對蛾眼用模具700之區域1b、1c進行比較。於蛾眼用模具700中區域1b、1c處於大致圓柱狀之中央附近之母線上,且其位置不同。蛾眼用模具700之區域1b、1c之凹部之平均深度分別為280 nm、320 nm。認為氫氣泡以擴散之方式移動,伴隨氣泡之流動之電解液E0之流動越激烈之部分,越易於更新電解液E0,從而陽極氧化進行,因此模具700之凹部變深。
再者,本申請發明者為了抑制於陰極E2上產生之氣泡所引起之不均,於陽極氧化時進行了電解液之攪拌,但不管攪拌與否均發現有不均。認為此係由於伴隨攪拌之電解液之流動而引起之不均。從而,即便僅攪拌電解液亦可抑制不均。
其次,對比較例2之蛾眼用模具之製造方法進行說明。
圖18(a)中表示有用以製造比較例2之蛾眼用模具800之模具基材S之模式化剖面,圖18(b)表示模具基材S之模式圖。模具基材S為大致圓柱狀。模具基材S之直徑為300 mm,長度為1200 mm。模具基材S其表面設置有鋁膜。模具基材S包括支持體S0、絕緣層S1、無機基底層S2、緩衝層S3、及鋁膜AL。此處,支持體S0為鎳管。絕緣層S1藉由電鍍及塗裝分別由丙烯酸系塗料形成。絕緣層S1之厚度為5 μm以上100 μm以下。無機基底層S2由SiO2 形成,其厚度為100 nm。緩衝層S3由氧化鋁形成,其厚度為30 nm以上35 nm以下。鋁膜AL之厚度為1 μm。
於製造蛾眼用模具800之情形時,對模具基材S首先進行陽極氧化。模具基材S之陽極氧化係於陽極氧化槽內進行。
圖19(a)表示陽極氧化槽840之模式圖,圖19(b)表示浸漬於陽極氧化槽840之電解液E0內之模具基材S之模式化剖面圖。於陽極氧化槽840內,儲積有液溫為15℃之草酸。於陽極氧化槽840中對陰極E2進行遮蔽處理,陰極E2係藉由織物而覆蓋。藉此,抑制於陰極E2上產生之氫氣泡所引起之不均。於陽極氧化槽840中,模具基材S與連接部E2b之最短距離長於模具基材S與線狀部E2a之最短距離。
圖20中表示有陽極氧化槽840內之電壓之變化。於陽極氧化步驟中使陽極E1與陰極E2之間之電壓上升至目標值。此處,目標值為80 V,電壓係於25秒內上升至目標值,其後,維持於目標值10秒鐘。再者,目標值(最終達到電壓)係根據凹部之間距或平均鄰接間距離而設定。藉由如此施加電壓,於鋁膜之表面形成多孔氧化鋁層。於目標值為80 V之情形時,凹部之間距或平均鄰接間距離變為200 nm。另外,圖20中表示有比較例2之陽極氧化層之形成方法中的電壓之變化。
其後,進行蝕刻步驟。於蝕刻步驟中,使模具基材S在30℃下浸漬於1 M磷酸水溶液中19分鐘。
對模具基材S之陽極氧化步驟及蝕刻步驟係分別交替地進行複數次。具體而言,共計進行7次陽極氧化步驟,共計進行6次蝕刻步驟。如上所述,藉由對模具基材S進行陽極氧化步驟及蝕刻步驟而製作模具800。
圖21(a)表示比較例2之模具800之模式圖。模具800為大致圓柱狀,其直徑為300 mm,長度為1200 mm。圖21(b)表示蛾眼用模具800之模式化展開圖。另外,圖21(b)係將配置於陽極氧化槽840內之蛾眼用模具800之下方部分沿著母線切開並展開所得之圖。
於陽極氧化槽840中,與陽極氧化槽740不同地,在陽極氧化時,遮蔽陰極E2,從而抑制於陰極E2上產生之氫氣泡所引起之不均。故而,蛾眼用模具800中不會產生如液體流動般之不均。
然而,於蛾眼用模具800中亦在上部部分發現有不均。於圖21(a)中將發現有此種不均之區域表示為區域M3。
於圖21(b)中將模具800之9個區域表示為區域2a~2i。區域2a位於圓柱右側部左側,區域2b位於圓柱右側部中央,區域2c位於圓柱右側部右側。又,區域2d位於圓柱上部左側,區域2e位於圓柱上部中央,區域2f位於圓柱上部右側。區域2g位於圓柱左側部左側,區域2h位於圓柱左側部中央,區域2i位於圓柱左側部右側。於蛾眼用模具800中,在區域2a~2c、2g~2i內發現無不均,但在區域2d~2f內發現有不均。
蛾眼用模具800用於抗反射材料800R之製造。於以下說明中,將與蛾眼用模具800之區域2a~2i之各者對應而形成之抗反射材料800R之區域表示為區域2A~2I。與於抗反射材料800R之區域2A~2C、2G~2I內未產生不均相對地,於區域2D~2F內發現有不均。
圖22(a)~圖22(i)表示抗反射材料800R之區域2A~2I之剖面SEM圖像之模式圖。於剖面SEM圖像中,抗反射材料800R之區域2A~2C、2G~2I內之凸部之高度約為160 nm,與此相對區域2D~2F內之凸部之高度約為125 nm。從而,區域2D~2F內之凸部之高度低其他部分之凸部之高度20%以上。
圖23中表示有抗反射材料800R之區域2A~2I之5度正反射測量之測量結果。如由圖23所瞭解,抗反射材料800R之區域2A~2C、2G~2I之反射率比較低,與此相對抗反射材料800R之區域2D~2F之反射率尤其是於高波長區域內比較高。
本申請發明者著眼於陽極氧化步驟之模具基材S之溫度,測量了陽極氧化槽840內之模具基材S之上部及下部之溫度。又,同時測量了陽極氧化時之峰值電流。
圖24中表示有製作比較例2之模具800時之各陽極氧化步驟中之模具基材S之溫度及峰值電流。另外,於如上所述製作模具800之過程中進行7次陽極氧化步驟。
於任意次數之陽極氧化步驟中上部之溫度均為下部之溫度以上,尤其是於第1次陽極氧化步驟中上部之溫度高下部之溫度8℃。認為此係由於電解液之對流而引起。
再者,若著眼於下部之溫度,則第1次陽極氧化時之溫度高於第2次以後之陽極氧化時之溫度。認為此係由於最初形成阻障層時流過大量電流所致。又,若著眼於上部之溫度,則第1次陽極氧化時之溫度高於第2次以後之陽極氧化時之溫度。同樣地,認為此係由於最初形成阻障層時流過大量電流所致。
若著眼於峰值電流,則第1次陽極氧化步驟中之峰值電流比較大,第2次之峰值電流與第1次相比而言大幅地減少。再者,第2次以後之峰值電流逐漸地增大。認為此係由於電解之重複而造成鋁膜之厚度減少因此電阻增大,隨之發熱量及反應速度增大,其結果,峰值電流增大。
如上所述,於陽極氧化槽840中,與陽極氧化槽740不同地,遮蔽陰極E2,從而抑制於陰極E2上產生之氫氣泡所引起之不均。故而,認為蛾眼用模具800中之不均係由於陽極氧化時之溫差而引起。
再者,已知通常若陽極氧化時之溫度上升,則陽極氧化進行,凹部之深度之前進速度變大。然而,如上所述,模具800中與高溫度區域2d~2f對應之抗反射材料800R之區域2D~2F之平均高度低於模具800中與低溫度區域2a~2c、2g~2i對應之抗反射材料800R之區域2A~2C、2G~2I之平均高度。
此處,於開始陽極氧化之時間點草酸之溫度比較低。於陽極氧化時,當草酸之溫度比較低時,僅發生陽極氧化,幾乎不發生蝕刻,當草酸之溫度比較高時蝕刻與陽極氧化某種程度上而言一併進行。故而,模具800之區域2d~2f之凹部較區域2a~2c、2g~2i更順利地形成,其結果,認為抗反射材料800R之區域2D~2F之凸部之平均高度低於區域2A~2C、2G~2I。
如上所述,於比較例2之陽極氧化層之形成方法中使電壓連續地上升,熱連續地產生,從而以比較高的溫度進行陽極氧化。故而,反應速度及電流增大,瞬間(短時間)產生之熱量增大。又,隨著熱對流,模具基材S之上方部分之溫度變得特別高,從而蝕刻與陽極氧化一併進行。
其次,對本實施形態之蛾眼用模具100之製造方法進行說明。首先,準備模具基材S。模具基材S與參照圖8所上述者相同。此處,支持體S0為鎳管。絕緣層S1藉由電鍍及塗裝分別由丙烯酸系塗料形成。絕緣層S1之厚度為5 μm以上100 μm以下。無機基底層S2由SiO2 形成,其厚度為100 nm。緩衝層S3由氧化鋁形成,其厚度為30 nm以上35 nm以下。鋁膜AL之厚度為1 μm。
於製造蛾眼用模具100之情形時,對模具基材S進行陽極氧化步驟。模具基材S之陽極氧化係於參照圖9所上述之陽極氧化槽40內進行。於陽極氧化槽40內,儲積有液溫15℃之草酸。於陽極氧化槽40內對陰極E2進行遮蔽處理,陰極E2係藉由織物而覆蓋。藉此,抑制於陰極E2上產生之氫氣泡所引起之不均。
再次參照圖4對陽極氧化槽40內之電壓之變化進行說明。首先,使電壓上升至第1峰值。此處,以第1峰值於10秒內達到35 V之方式使電壓上升。其後,使電壓下降。此處,將3分鐘電壓設為零。此時,搖晃陽極氧化槽40。隨著先前之電壓之上升模具基材S之溫度上升,但隨著電壓之下降藉由陽極氧化槽40之搖晃,高效地進行熱擴散。再者,若使電壓自峰值下降至零以外之值之期間比較長,則電流會再次開始流動,若電壓較低之期間比較短(例如,數分鐘),則電流幾乎不流動。
其次,使電壓上升至第2峰值。第2峰值高於先前之第1峰值,且第2峰值為80 V。此處,使電壓以於25秒內變為第2峰值80 V之方式上升。其後,使電壓下降。此處,將3分鐘電壓設為零。另外,此時,搖晃陽極氧化槽40。
其後,使電壓上升至目標值。目標值為第2峰值以上,且目標值為80 V。此處,在使電壓以於25秒內變為目標值80 V之方式上升之後維持目標值13秒鐘。其後,使電壓下降。如上所述進行第1次陽極氧化。
其次,進行第1次蝕刻步驟。於蝕刻步驟中,使模具基材S在30℃下浸漬於1 M磷酸水溶液中19分鐘。
其後,交替地重複陽極氧化步驟及蝕刻步驟。具體而言,共計進行7次陽極氧化步驟,共計進行6次蝕刻步驟。自第2次至第7次為止之每次之陽極氧化之時間為38秒。於自第2次至第7次為止之每次之陽極氧化中,在使電壓以於25秒內變為目標值80 V之方式上升之後維持目標值13秒鐘。又,自第2次至第6次為止之蝕刻之時間為19分鐘。如上所述,於本實施形態中藉由對模具基材S進行陽極氧化步驟及蝕刻步驟而製作模具100。
圖25(a)係本實施形態之蛾眼用模具100之模式圖,圖25(b)係蛾眼用模具100之模式化展開圖。模具100為大致圓柱狀。直徑為300 mm,長度為1200 mm。
於圖25(b)中將模具100之9個區域表示為區域a~i。區域a位於圓柱右側部左側,區域b位於圓柱右側部中央,區域c位於圓柱右側部右側。又,區域d位於圓柱上部左側,區域e位於圓柱上部中央,區域f位於圓柱上部右側。區域g位於圓柱左側部左側,區域h位於圓柱左側部中央,區域i位於圓柱左側部右側。於模具100中在區域a~i之各者內發現無不均。
蛾眼用模具100用於抗反射材料100R之製作。於以下說明中,將與蛾眼用模具100之區域a~i之各者對應而形成之抗反射材料100R之區域表示為區域A~I。於抗反射材料100R中在區域A~I之各者內發現無不均。
如上所述,於本實施形態之陽極氧化層之形成方法中使電壓階段性地上升。於電壓低於前文之峰值之情形時,使電壓上升至前文之峰值之期間所產生之熱會擴散至電解液中。故而,以比較低的溫度進行陽極氧化,可抑制反應速度及電流之增大,抑制瞬間(短時間)產生之熱量。
圖26(a)~圖26(i)表示抗反射材料100R之區域A~I之剖面SEM圖像之模式圖。抗反射材料100R之區域A~I之各者內之凸部之平均高度大致相等,約為160 nm。又,凸部之間距或平均鄰接間距離為200 nm。
圖27係表示圖26所示之抗反射材料100R之區域A~I之5度正反射測量之測量結果的圖表。於區域A~I之各者內遍及可見光範圍之反射率較低,未達0.1%。又,於區域A~I之各者內反射率之不均得到抑制。以如上所述之操作,可製造反射特性之不均得到抑制之抗反射材料100R。
再者,如上所述,於比較例2之陽極氧化層之形成方法中模具基材S之上方及下方之溫差比較大。認為每單位時間所產生之熱量越大,此種溫差越大。如上所述,於比較例2之陽極氧化形成方法中,藉由1次電壓上升進行陽極氧化,電壓以25秒鐘上升至目標值(80 V),其後,維持10秒鐘。
圖28係表示使電壓上升至目標值時之電力之時間變化的圖表。此處,模具基材S之直徑為300 mm,長度為1600 mm。電力隨著電壓之上升(時間)而增大,於25秒左右達到極大值。其後,維持電壓,但隨著時間流逝電流下降,故而電力下降。
於該情形時,產生熱量為217.1 kJ,電力之每單位面積之最大值變為wmax =8873(W/m2 )。從而,認為於比較例2之陽極氧化層之形成方法中,電力之每單位面積之最大值比較大,故而由於對流會產生溫差,其結果,陽極氧化層之凹部產生有不均。
與此相對地,於本實施形態中,可抑制每單位時間所產生之熱量,故而可抑制模具基材S之溫差。
以下,參照圖29及圖30對本實施形態之陽極氧化層之形成方法中的每單位時間之熱量之變化進行說明。
圖29中表示有本實施形態之陽極氧化層10之形成方法中的電壓之時間變化。於圖29中以粗實線表示邏輯上電流流動之時間。
如上所述,以某一電壓形成之阻障層含有高絕緣性之氧化鋁,其後,為了進而推進陽極氧化,必須施加前面所施加之電壓以上之電壓。
當一旦於施加第1峰值之電壓而進行陽極氧化之後使電壓上升至第2峰值時,電壓達到第1峰值之後再次電流開始流通。又,當於施加第2峰值之電壓而進行陽極氧化之後使電壓上升至目標值時,電壓達到第2峰值之後再次電流開始流通。從而,藉由使電壓階段性地上升至目標值,阻障層階段性地變厚。故而,可抑制電流量而抑制每單位時間之產生熱量(即電力)。
電力W藉由電壓V及電流I之積表示(W=V×I)。又,此時所產生之總熱量E藉由以時間對電力W進行積分而求得。
再者,於圖29中,將第2峰值表示為低於目標值,但此處,如上所述,第1峰值、第2峰值、及目標值分別設定為35 V、80 V、80 V。電壓係以10秒鐘上升至第1峰值,以25秒鐘上升至第2峰值。又,以25秒鐘上升至目標值,其後,維持10秒鐘。
此處,參照圖30,對形成本實施形態之陽極氧化層10時之陽極氧化步驟中之電力之時間變化進行說明。
圖30(a)係表示使電壓上升至第1峰值時之電力之時間變化的圖表,圖30(b)係表示使電壓上升至第2峰值時之電力之時間變化的圖表,圖30(c)係表示使電壓上升至目標值時之電力之時間變化的圖表。再者,於圖30(a)、圖30(b)及圖30(c)之各者中橫軸為時間(秒),縱軸為電力(W)。
於圖30(a)中,電力隨著時間流逝而增大。其原因在於:隨著時間流逝施加電壓增大,隨之電流增大。
在圖30(b)中,電力於超過5秒之後隨著時間流逝而增大,於20秒左右飽和。起初,因於電壓較小之情形時電流不流動故電力為零,但若電壓某種程度地變大,則電流開始流通。
在圖30(c)中,電力於超過18秒之後隨著時間流逝而增大,於25秒左右達到極大值。其後,維持電壓,但隨著時間流逝電流下降,故而電力下降。
使電壓上升至第1峰值、第2峰值及目標值時所產生之熱量分別為16.5 kJ、123.7 kJ、73.2 kJ。再者,每單位時間所產生之熱量藉由電力(W)表示。於該情形時,電力之每單位面積之最大值變為w1max =2787 W/m2 、w2max =6935 W/m2 、w3max =4968 W/m2
如上所述,於比較例2之陽極氧化層之形成方法中,每單位面積之最大值為8873 W/m2 ,但於本實施形態之陽極氧化層之形成方法中,因可抑制每單位面積之最大值,故可抑制陽極氧化層上之凹部之不均。
尤其,於模具基材S具有導熱率比較低的絕緣層S1之情形時,若每單位時間之熱量(即電力)較大,則模具基材S之溫差易於變大,隨之易於產生凹部之不均,但根據本實施形態之陽極氧化層之形成方法,可高效地抑制凹部之不均。本申請發明者等,除了上述條件以外亦於不同條件下進行了複數個實驗,於每單位面積之電力之最大值不超過8500 W/m2 之情形時,可抑制陽極氧化層上之凹部之不均。
再者,此處,於使電壓上升至目標值之前,進行了2次電壓之上升及下降,但本發明並不限定於此。其中,為了避免繁雜,較佳為於使電壓上升至目標值之前,進行電壓之上升及下降之次數為未達10次。再者,於電壓之時間變化率為0.57 V/s以下之情形時,即便不使電壓下降而是使其朝向目標值連續地上升,亦可抑制所產生之熱量而抑制不均,但如上所述,會形成樹枝狀之孔。與此相對地,於電壓之時間變化率大於0.57 V/s、且小於20 V/s之情形時,若不使電壓下降而是使其朝向目標值連續地上升,則所產生之熱量變大,會產生不均。
又,此處,模具基材S包括支持體S0及設置於其上之鋁膜AL,但本發明並不限定於此。模具基材S亦可為鋁基材。其中,於在支持體S0上經由絕緣層S1而設置鋁膜AL之情形時,鋁膜AL越薄,鋁膜AL上越易於積留熱,故而使用本實施形態之效果越大。
再者,上升之電壓之時間變化率較佳設定為大於0.57 V/s、且小於20 V/s。若電壓之時間變化劇烈,則電壓及電流會急劇地變化,故而會超過電源之電容量。大電容量之電源就成本及尺寸之點而言不利。故而,電壓之上升時間變化率較佳為不在20 V/s以上。
電壓之時間變化率之下限以如下方式求得。以下,對電壓之時間變化率不同之試樣中之陽極氧化層之阻障層及多孔層進行說明。
首先,準備6個模具基材。6個模具基材分別具有與參照圖12所上述之模具基材相同之構成。於液溫18℃下使用濃度為0.3質量%之草酸對該等6個模具基材進行陽極氧化。對各模具基材使電壓上升至目標值80 V。其中,就模具基材之各者而言電壓之時間變化率不同。以如上所述之操作,由6個模具基材形成試樣Sa~Sf。
試樣Sa~Sf之電壓之時間變化率分別為1.6 V/s、0.8 V/s、0.32 V/s、0.16 V/s、0.08 V/s、0.032 V/s,試樣Sa~Sf之電壓施加時間分別為50秒、100秒、250秒、500秒、1000秒及2500秒。於電源中並無將電壓設置為一定之期間。
對於試樣Sa~Sf之各者,將電壓之時間變化率、電壓施加時間(秒)、阻障層之厚度(nm)及多孔層之厚度(nm)表示於表1中。
圖31(a)~圖31(f)表示試樣Sa~Sf之陽極氧化層之剖面SEM圖像之模式圖。對於試樣Sa~Sf之各者電壓之目標值為80 V,阻障層之厚度與電壓之時間變化率無關為大致固定。與此相對地,電壓之時間變化率越小,即電壓施加時間越長,多孔層之厚度越增大。
於試樣Sc~Sf之剖面SEM圖像中明顯地確認有樹枝狀之細孔。於試樣Sc~Sf中,開始電壓之上升時之細孔之間距狹小,但隨著電壓之上升,阻障層漸漸變厚,細孔之間距變寬。間距大約變為阻障層之2倍。認為如此細孔形成為樹枝狀。若形成樹枝狀之細孔,則細孔不形成為垂直,從而無法較佳地形成經反轉之蛾眼構造。從而於電壓之時間變化率過小之情形時,無法垂直地形成規定凹部之細孔。與此相對地,於試樣Sa及Sb中確認無樹枝狀之細孔。從而於電壓之時間變化率比較大之情形時,垂直地形成規定凹部之細孔。
再者,如上所述,於形成經反轉之蛾眼構造之情形時,較佳為在陽極氧化步驟之後進行蝕刻步驟。於試樣Sa、Sb中確認無樹枝狀之細孔,即便於試樣Sa、Sb中形成有小的樹枝狀之細孔,亦會於蝕刻步驟中溶解小的樹枝狀之細孔,故而不成問題。
例如,於凹部之平均鄰接間距離為200 nm之情形時,若於各凹部所蝕刻之阻障層之合計厚度為60 nm~96 nm,則鄰接之凹部相接。濃度1 mol/l、30℃之磷酸下之蝕刻率為0.6~0.8 nm/分,於該情形時,合計蝕刻時間為100~120分。若使用近似曲線計算多孔層之深度變為96 nm之陽極氧化之時間,則約為140秒,於該情形時,電壓之時間變化率為0.57 V/s(=80/140)。於電壓之時間變化率大於0.57 V/s之情形時,即便形成有樹枝狀之細孔亦藉由蝕刻而溶解,故而最終對所形成之模具並無影響。由上可知,電壓之時間變化率較佳為大於0.57 V/s、且小於20 V/s。
自使電壓自峰值電壓下降起至再次開始電壓之上升為止之期間較佳為設定用於實現電解液E0內之溫度之均一性所需的期間。例如,自使電壓自峰值電壓下降起至再次開始電壓之上升為止之期間設定為電解液內之溫差變為2℃以下。如上所述,於陽極氧化槽內注入有4000 L之電解液,既便於穩定狀態下測量,亦有±2℃左右之不均。若電解液之不同部分之溫差為2℃以下則可抑制不均。再者,藉由於陽極氧化槽40內攪拌電解液E0,可縮短用以使溫差處於特定範圍內之時間。
再者,於上述所進行之說明中,電壓上升直至達到峰值或目標值,但本發明並不限定於此。電壓於達到峰值或目標值之前亦可為部分性地平緩。或者,電壓於達到峰值或目標值之前亦可為部分性地下降。
又,即便於電源電壓單一地增加直至峰值或目標值之情形時,模具基材S之特定區域之電壓亦會波動。例如,即便自電源施加之電壓為固定,亦會由於電解液之晃動等造成施加於模具基材之表面之實效性之電壓大幅地波動。例如,模具基材S之表面上之電壓之波動為5 V左右。
認為如圖32所示,電源電壓即便於單一地增加直至峰值或目標值之情形時,雖然亦取決於電壓之時間變化率,但例如由於電解液之搖晃等,會存在施加於模具基材S之表面之電壓變得平穩之時間。例如,於電壓之時間變化率為3.2 V/s之情形時,若電壓波動5 V左右,則存在1.5秒(=5/3.2)左右電壓變得平穩之時間。從而,就施加於模具基材S之表面之電壓而言,會產生t=5/a(a為電壓之時間變化率)左右之時間,即電壓變得平穩之時間。
再者,於上述說明中,使電壓上升至第1峰值時之電壓斜度與使電壓上升至第2峰值時之電壓斜度大致相等,但本發明並不限定於此。使電壓上升至第1峰值時之電壓斜度亦可與使電壓上升至第2峰值時之電壓斜度不同。
又,使電壓上升至峰值時之電壓斜度與使電壓上升至目標值時之電壓斜度大致相等,但本發明並不限定於此。使電壓上升至峰值時之電壓斜度亦可與使電壓上升至目標值時之電壓斜度不同。
再者,於上述說明中,使電壓上升至峰值或目標值時之時間變化率不變化,使電壓上升至峰值或目標值時之電壓斜度為固定,但本發明並不限定於此。其中,較佳為表示峰值相對於使電壓上升至峰值或目標值時之時間之比例的電壓之平均時間變化率大於0.57 V/s、且小於20 V/s。
於上述說明中,使電壓上升時之電源之電壓之時間變化率為固定,但本發明並不限定於此。例如,於陽極氧化步驟中使電壓2次上升至第1峰值及目標值之情形時,在使低於第1峰值之電壓上升至目標值時,自低於第1峰值之電壓至第1峰值為止之電壓之時間變化率以變為可利用電源之最大值之方式設定,亦可於使電壓超過第1峰值上升至目標值時將電壓之時間變化率以變為大於0.57 V/s,小於20 V/s之方式設定。藉由如此使電源電壓變化,可縮短陽極氧化之時間。
又,於陽極氧化步驟中,使電壓3次上升至第1峰值、第2峰值及目標值之情形時,在使低於第1峰值之電壓上升至第2峰值時,自低於第1峰值之電壓至第1峰值為止之電壓之時間變化率以變為可利用電源之最大值之方式設定,亦可於使電壓超過第1峰值上升至第2峰值時將電壓之時間變化率以變為大於0.57 V/s,小於20 V/s之方式設定。同樣地,在使低於第2峰值之電壓上升至目標值時,自低於第2峰值之電壓至第2峰值為止之電壓之時間變化率以變為可利用電源之最大值之方式設定,亦可於使電壓超過第2峰值上升至目標值時將電壓之時間變化率以變為大於0.57 V/s、且小於20 V/s之方式設定。
產業上之可利用性
根據本發明,可形成凹部之不均得到抑制之陽極氧化層。
10...陽極氧化層
10a...阻障層
10b...多孔層
10c...多孔氧化鋁層
100...蛾眼用模具
100R...抗反射材料
圖1係本發明之陽極氧化層之實施形態之模式圖。
圖2(a)及(b)係用以說明本發明之陽極氧化層之形成方法之實施形態的模式圖。
圖3係表示本發明之陽極氧化層之形成方法之實施形態中的電壓之變化之圖表。
圖4係表示本發明之陽極氧化層之形成方法之另一實施形中的電壓之變化之圖表。
圖5(a)係本發明之蛾眼用模具之實施形態之模式化剖面圖,圖5(b)係圖5(a)所示之蛾眼用模具之模式化俯視圖。
圖6(a)~(e)係用以說明本發明之蛾眼用模具之製造方法之實施形態的模式圖。
圖7係用以說明使用有本實施形態之蛾眼用模具之抗反射材料之製作的模式圖。
圖8(a)係用以製作本實施形態之蛾眼用模具之模具基材之模式化剖面圖,圖8(b)係圖8(a)所示之模具基材之模式圖。
圖9(a)係進行圖8所示之蛾眼用模具之陽極氧化之陽極氧化槽的模式圖,圖9(b)係浸漬於圖9(a)之陽極氧化槽之電解液內的模具基材之模式化剖面圖。
圖10係用以說明使用本實施形態之圓柱狀之蛾眼用模具而形成抗反射材料之步驟的模式圖。
圖11係表示對應於抗反射材料之凸部之平均高度之反射率的圖表。
圖12(a)係用以製作比較例1之蛾眼用模具之模具基材之模式化剖面圖,圖12(b)係圖12(a)所示之模具基材之模式圖。
圖13(a)係進行用以製造比較例1之蛾眼用模具之陽極氧化的陽極氧化槽之模式圖,圖13(b)係浸漬於圖13(a)所示之陽極氧化槽之電解液內的模具基材之模式化剖面圖。
圖14係表示圖13所示之陽極氧化槽內之電壓之變化的圖表。
圖15(a)係比較例1之蛾眼用模具之模式圖,圖15(b)係圖15(a)所示之蛾眼用模具之模式化展開圖。
圖16(a)~(d)係比較例1之蛾眼用模具之剖面SEM圖像之模式圖。
圖17係圖13所示之陽極氧化槽之模式化剖面圖。
圖18(a)係用以製作比較例2之蛾眼用模具之模具基材之模式化剖面圖,圖18(b)係圖18(a)所示之模具基材之模式圖。
圖19(a)係進行用以製造比較例2之蛾眼用模具之陽極氧化的陽極氧化槽之模式圖,圖19(b)係浸漬於圖19(a)所示之陽極氧化槽之電解液內的模具基材之模式化剖面圖。
圖20係表示圖19所示之陽極氧化槽內之電壓之變化的圖表。
圖21(a)係比較例2之蛾眼用模具之模式圖,圖21(b)係圖21(a)所示之蛾眼用模具之模式化展開圖。
圖22(a)~(i)係比較例2之抗反射材料之剖面SEM圖像之模式圖。
圖23係表示圖22所示之抗反射材料之5度正反射測量之測量結果的圖表。
圖24係表示製造比較例2之蛾眼用模具時之各陽極氧化步驟中之基材的溫度及峰值電流。
圖25(a)係本實施形態之蛾眼用模具之模式圖,圖25(b)係圖25(a)所示之蛾眼用模具之模式化展開圖。
圖26(a)~(i)係本實施形態之抗反射材料之剖面SEM圖像之模式圖。
圖27係表示圖26所示之抗反射材料之5度正反射測量之測量結果的圖表。
圖28係表示比較例2之陽極氧化層之形成方法中的電力之變化之圖表。
圖29係表示於圖4所示之陽極氧化步驟中電流流動之時間的圖表。
圖30(a)~(c)係分別表示於圖29所示之陽極氧化層之形成方法中使電壓上升至第1峰值、第2峰值及目標值時之電力之變化的圖表。
圖31(a)~(f)係使電壓以不同時間變化率變化之蛾眼用模具之剖面SEM圖像之模式圖。
圖32係表示本實施形態之陽極氧化層之形成方法中的電壓之變化之圖表。
(無元件符號說明)

Claims (7)

  1. 一種表面具有經反轉之蛾眼構造之模具之製造方法,該經反轉之蛾眼構造具有自表面之法線方向觀察時之二維尺寸為10nm以上、未達500nm之複數個微細的凹部;且該方法包括如下步驟:準備設置於支持體上之鋁膜或鋁基材之步驟;於使上述鋁膜或上述鋁基材之表面與電解液接觸之狀態下,向電性連接於上述鋁膜或上述鋁基材之表面之陽極與設置於上述電解液內之陰極之間施加電壓,藉此經陽極氧化形成具有微細之凹部之多孔氧化鋁層之步驟;及形成上述多孔氧化鋁層之後,使上述多孔氧化鋁層與蝕刻液接觸,藉此使上述微細之凹部擴大之蝕刻步驟;且經陽極氧化形成上述多孔氧化鋁層之步驟包括如下步驟:使上述電壓上升至目標值;以及於使上述電壓上升至上述目標值之前,使上述電壓上升至低於上述目標值之第1峰值,其後,以使電流於上述電解液中至少暫時不流動的方式使其下降至低於上述第1峰值之值。
  2. 如請求項1之模具之製造方法,其中於使上述電壓下降至低於上述第1峰值之值之步驟中,使上述電壓下降至零。
  3. 如請求項1之模具之製造方法,其中經陽極氧化形成上述多孔氧化鋁層之步驟更包括如下步驟:於使上述電壓下降至低於上述第1峰值之值之步驟之後、使上述電壓上升至上述目標值之步驟之前,使上述電壓上升至高於上述第1峰值且為上述目標值以下之第2峰值,其後,使其下降至低於上述第2峰值之值。
  4. 如請求項3之模具之製造方法,其中於使電壓上升至上述第2峰值之步驟中,上述第2峰值與上述目標值大致相等。
  5. 如請求項1至4中任一項之模具之製造方法,其中使上述電壓上升至上述目標值時或上升至上述第1峰值時之中之至少一者之至少一段期間內的電壓之時間變化率大於0.57V/s、且小於20V/s。
  6. 如請求項1至4中任一項之模具之製造方法,其中於上述準備步驟中,上述支持體或上述鋁基材為大致圓柱狀。
  7. 一種抗反射材料之製造方法,其包括如下步驟:準備藉由如請求項1至6中任一項之製造方法所製造之模具、及被加工物;以及於向上述模具與上述被加工物之表面之間賦予紫外線硬化樹脂之狀態下,經由上述模具對上述紫外線硬化樹脂照射紫外線,藉此使上述紫外線硬化樹脂硬化。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013119636A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Dainippon Printing Co Ltd 型の製造方法および型
JP5561284B2 (ja) * 2012-01-11 2014-07-30 大日本印刷株式会社 反射防止フィルムの作製に用いられる型の製造方法
WO2014024868A1 (ja) * 2012-08-06 2014-02-13 三菱レイヨン株式会社 モールドの製造方法、および微細凹凸構造を表面に有する成形体とその製造方法
TWI465301B (zh) * 2012-09-25 2014-12-21 Univ Southern Taiwan Sci & Tec 多孔性氧化鋁模板之製作裝置
WO2014056944A1 (de) * 2012-10-08 2014-04-17 Süddeutsche Aluminium Manufaktur GmbH Verfahren zum herstellen einer sol-gel-beschichtung auf einer zu beschichtenden oberfläche eines bauteils sowie entsprechendes bauteil
DE102012019969A1 (de) * 2012-10-08 2014-04-24 Hans und Ottmar Binder GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Binder, 89558 Böhmenkirch; Ottmar Binder, 89558 Böhmenkirch) Verfahren zum Herstellen einer Sol-Gel-Beschichtung auf einer zu beschichtenden Oberfläche eines Bauteils sowie entsprechendes Bauteil
CN105451966B (zh) * 2013-08-14 2017-03-15 三菱丽阳株式会社 圆柱状纳米压印用模具的制造方法,和纳米压印用再生模具的制造方法
US9051658B2 (en) 2013-09-27 2015-06-09 Apple Inc. Methods for forming white anodized films by forming branched pore structures
JP6390096B2 (ja) * 2013-12-20 2018-09-19 アイシン精機株式会社 陽極酸化皮膜生成方法
US9970122B2 (en) * 2015-02-27 2018-05-15 The Boeing Company Use of a disulfide/dithiol compound in a seal for anodized aluminum
CN108699721B (zh) * 2016-03-02 2021-02-19 夏普株式会社 透镜用模具的制造方法及透镜用模具
KR102652258B1 (ko) * 2016-07-12 2024-03-28 에이비엠 주식회사 금속부품 및 그 제조 방법 및 금속부품을 구비한 공정챔버

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101484614A (zh) * 2006-06-30 2009-07-15 三菱丽阳株式会社 铸模、铸模的制造方法以及片材的制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62253797A (ja) 1986-04-24 1987-11-05 Nagayama Kogyosho:Kk アルミニウム系金属ダイカスト製品の表面処理方法
JP3143225B2 (ja) 1992-05-21 2001-03-07 ディップソール株式会社 アルミニウムまたはアルミニウム合金基体の表面被覆方法
JP2943634B2 (ja) * 1994-11-16 1999-08-30 株式会社神戸製鋼所 AlまたはAl合金製真空チャンバ部材の表面処理方法
EP0792951B1 (en) * 1994-11-16 2001-09-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Vacuum chamber made of aluminum or its alloys
JP2900820B2 (ja) 1995-03-24 1999-06-02 株式会社神戸製鋼所 AlまたはAl合金製真空チャンバ部材の表面処理方法
JPH08260193A (ja) * 1995-03-24 1996-10-08 Nikko Kinzoku Kk 金めっき材の封孔処理方法
DE19708776C1 (de) 1997-03-04 1998-06-18 Fraunhofer Ges Forschung Entspiegelungsschicht sowie Verfahren zur Herstellung derselben
JPH10324998A (ja) 1997-05-26 1998-12-08 Ykk Corp アルミニウム形材の陽極酸化皮膜生成時における酸化皮膜厚制御方法
US7066234B2 (en) 2001-04-25 2006-06-27 Alcove Surfaces Gmbh Stamping tool, casting mold and methods for structuring a surface of a work piece
DE10020877C1 (de) 2000-04-28 2001-10-25 Alcove Surfaces Gmbh Prägewerkzeug, Verfahren zum Herstellen desselben, Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche eines Werkstücks und Verwendung einer anodisch oxidierten Oberflächenschicht
JP3878439B2 (ja) 2001-06-27 2007-02-07 シャープ株式会社 多孔質層及びデバイス、並びにその製造方法
US6802951B2 (en) 2002-01-28 2004-10-12 Medtronic, Inc. Methods of anodizing valve metal anodes
JP2004035930A (ja) 2002-07-02 2004-02-05 Suzuki Motor Corp アルミニウム合金材及びその陽極酸化処理方法
JP4406553B2 (ja) 2003-11-21 2010-01-27 財団法人神奈川科学技術アカデミー 反射防止膜の製造方法
JP4368384B2 (ja) * 2004-12-03 2009-11-18 シャープ株式会社 反射防止材、光学素子、および表示装置ならびにスタンパの製造方法およびスタンパを用いた反射防止材の製造方法
US7713768B2 (en) * 2006-06-14 2010-05-11 Kanagawa Academy Of Science And Technology Anti-reflective film and production method thereof, and stamper for producing anti-reflective film and production method thereof
JP2008038237A (ja) 2006-08-10 2008-02-21 National Institute For Materials Science アルミナ多孔質構造体の製造方法
BRPI0822215A2 (pt) 2008-02-27 2015-06-23 Sharp Kk Aparelho de nanolitografia de rolo, rolo de molde para utilização em aparelho de nanolitografia de rolo, rolo de fixação para utilização em aparelho de nanolitografia de rolo, e método de produção de folha de nanolitografia
EP2366530B1 (en) 2008-12-17 2014-01-22 Sharp Kabushiki Kaisha Roller-type imprint device, and method for manufacturing imprint sheet
US8329069B2 (en) 2008-12-26 2012-12-11 Sharp Kabushiki Kaisha Method of fabricating a mold and producing an antireflection film using the mold

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101484614A (zh) * 2006-06-30 2009-07-15 三菱丽阳株式会社 铸模、铸模的制造方法以及片材的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8999133B2 (en) 2015-04-07
JP5616969B2 (ja) 2014-10-29
TW201219608A (en) 2012-05-16
US20130153537A1 (en) 2013-06-20
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