[发明专利]模具及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及模具和模具的制造方法。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，还可以用于印刷(包括纳米印刷)。

背景技术

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，如光射入空气和玻璃的界面的情况那样，在光通过折射率不同的介质的界面的情况下，因为菲涅耳反射等，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的波长(λ＝380nm～780nm)的微细的凹凸图案的方法受到关注(参照专利文献1至4)。构成实现防反射功能的凹凸图案的凸部的二维大小是大于等于10nm小于500nm。

该方法利用了所谓的蛾眼(Motheye；蛾子的眼睛)结构的原理，使相对于射入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。

蛾眼结构具有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。

在特定条件下形成的多孔氧化铝层，当从垂直于膜面的方向看时，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。单元是局部的皮膜的溶解和成长的结果所形成的，在被称为阻挡层的细孔底部，皮膜的溶解和成长同时进行。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比例。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，通常是单元的大小(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，或者根据条件形成某种程度规则性的紊乱的排列，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，还设置大于蛾眼结构的凹凸结构(宏观结构)，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二维大小是大于等于1μm小于100μm。为了参考，将专利文献1、2以及4的所有的公开内容在本说明书中加以引用。

这样利用阳极氧化多孔氧化铝膜，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“反转的蛾眼结构”。

在专利文献5中记载了如下所示的、透镜片制造所使用的辊状树脂模具的制造方法。首先，将具有与透镜相反的形状的金属切削金属模按压到被施加了硅酮树脂的膜状基材，制作具有透镜形状的膜状模具(第1次转印)。接着，一边将膜状模具卷在铁芯滚筒上一边在膜状模具与铁芯滚筒之间施加热固化性树脂，使树脂热固化。之后，剥离膜状模具，得到形成有与透镜相反的形状的辊状树脂模具(第2次转印)。