模具的制造方法及其所用的电极结构 技术领域 本发明涉及模具的制造方法及其所用的电极结构， 特别涉及使用了阳极氧化的模 具的制造方法。在此所说的 “模具” 包含各种加工方法 ( 模压、 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 对于电视、 便携电话等所用的显示装置、 照相机透镜等光学元件， 通常为了减少表 面反射、 提高光的透过量而实施防反射技术。 这是因为在光通过折射率不同的介质的界面， 例如光射入到空气与玻璃的界面时， 由于菲涅耳反射等， 光的透过量会减少， 视认性降低。
近年来， 作为防反射技术， 在基板表面形成细微的凹凸图案的方法受到关注， 所述 细微的凹凸图案的凹凸周期被控制在可见光 (λ ＝ 380nm ～ 780nm) 的波长以下 ( 参照专利 文献 1 ～ 4)。 构成发挥防反射功能的凹凸图案的凸部的 2 维大小是 10nm 以上、 不到 500nm。
该方法利用了所谓的蛾眼 (Motheye， 蛾子的眼睛 ) 结构的原理， 使射入到基板的 光所对应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。
蛾眼结构除了可以发挥防止在宽波段内入射角依存性小的反射的作用以外， 具有 可以应用于多种材料， 可以将凹凸图案直接形成于基板等优点。 其结果是 ： 可以提供低成本 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铝层的 方法受到关注 ( 专利文献 2 ～ 4)。
在此， 简单地说明对铝进行阳极氧化而得到阳极氧化多孔铝层。以往， 利用了阳 极氧化的多孔结构体的制造方法作为可以形成有规则排列的纳米级别的圆柱状细孔 ( 细 微的凹部 ) 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熔解， 在其表面形成具有细孔的氧化膜。该圆柱状细孔相对于氧化膜垂直地排列， 在一定的条件 下 ( 电压、 电解液的种类、 温度等 )， 呈现自组织的规则性， 因此被期待应用于各种功能性材 料。
在特定条件下制作的多孔铝层， 当从垂直于膜面的方向看时， 成为由大致正六边 形的单元二维地以最高密度填充的排列。各个单元在其中央具有细孔， 细孔的排列具有周 期性。 单元是局部皮膜在熔解和成长后形成的， 在被称为屏障层的细孔底部， 同时进行皮膜 的熔解和成长。已知此时单元的尺寸即相邻的细孔的间隔 ( 中心间距离 ) 相当于屏障层厚 度的大致 2 倍， 大致与阳极氧化时的电压成比例。另外， 已知虽然细孔的直径取决于电解液 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看时的单元的最长对 角线的长度 ) 的 1/3 左右。这种多孔铝的细孔在特定条件下形成具有高规则性 ( 具有周期 形成具有某种程度的规则性的紊乱的排列或者不规则 性 ) 的排列， 另外， 根据条件的不同， ( 不具有周期性 ) 的排列。
专利文献 2 公开了用在表面具有阳极氧化多孔铝膜的压模来形成防反射膜 ( 防反 射表面 ) 的方法。
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 处理来形成细孔直径连续地发生变化的锥状凹部。
本发明的申请人在专利文献 4 中公开了如下技术 ： 用细微的凹部具有台阶状侧面 的铝层来形成防反射膜。
另外， 如专利文献 1、 2 和 4 所述， 除了蛾眼结构 ( 微结构 ) 以外， 还设置大于蛾眼 结构的较大的凹凸结构 ( 宏结构 )， 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 2 维大小是 1μm 以上、 不到 100μm。为了参照， 在本说明 书中援引专利文献 1、 2 和 4 的全部公开内容。
通过如此利用阳极氧化多孔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 原样作为模具加以利用时， 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 “翻转蛾眼结构” 。
现有技术文献
专利文献 专利文献 1 ： 日本特表 2001-517319 号公报 专利文献 2 ： 日本特表 2003-531962 号公报 专利文献 3 ： 日本特开 2005-156695 号公报 专利文献 4 ： 国际公开第 2006/059686 号发明内容 发明要解决的问题
本发明的发明者讨论后发现会出现如下问题 ： 当对在大面积基板上通过薄膜沉积 技术而形成的铝膜进行阳极氧化时， 铝膜的一部分脱落。 如后述那样， 已知该问题起因于电 极结构等。
本发明是为了解决上述问题而完成的， 其主要目的在于提供有效地对在大面积基 板上所形成的铝膜进行阳极氧化的方法以及这种方法所用的电极结构。
用于解决问题的方案
本发明的模具的制造方法是在表面具有翻转蛾眼结构的模具的制造方法， 所述翻 转蛾眼结构具有多个凹部， 所述多个凹部从表面的法线方向看时的 2 维大小是 10nm 以上、 不到 500nm， 上述模具的制造方法的特征在于包括 ： (a) 通过接触铝膜或者铝基材的表面的 电极， 对上述表面进行阳极氧化， 由此形成具有多个细微的凹部的多孔铝层的工序 ； (b) 在 上述工序 (a) 之后， 使上述多孔铝层接触蚀刻液， 由此扩大上述多孔铝层的上述多个细微 的凹部的工序 ； 以及 (c) 在上述工序 (b) 之后， 通过上述电极进一步对上述表面进行阳极 氧化， 由此使上述多个细微的凹部成长的工序， 上述铝膜或者上述铝基材由 99.99 质量％ 以上的纯度的铝形成， 上述电极具有 ： 第 1 电极部， 其由 99.50 质量％以下的纯度的铝形成 ； 和第 2 电极部， 其由与上述第 1 电极部的铝相比纯度高的铝形成， 设置在上述表面与上述第 1 电极部之间， 上述工序 (a) 和 (c) 在上述第 2 电极部与上述表面在电解液中接触的状态下
进行。 在某一实施方式中， 与上述表面接触的、 上述第 2 电极部的面的十点平均粗糙度 Rz 是 4.0μm 以下。
在某一实施方式中， 上述第 1 电极部具有与上述第 2 电极部接触的凸部， 上述工序 (a) 和 (c) 在上述凸部由保护部件保护的状态下进行， 使得上述电解液不会侵入到上述凸 部与上述第 2 电极部之间。
本发明的电极结构是上述任一部分所述模具的制造方法所用的电极结构， 其特征 在于 ： 具有 ： 上述电极， 其中， 上述第 1 电极部具有接触上述第 2 电极部的凸部 ； 保护部件， 设置成包围上述凸部的周围， 进行保护， 使得上述电解液不会侵入到上述凸部与上述第 2 电极部之间 ； 以及将上述电极的上述第 2 电极部按压到上述铝膜或者上述铝基材的上述表 面的机构。
发明效果
根据本发明， 可以提供有效地对在大面积基板上形成的铝膜进行阳极氧化的方法 以及这种方法所用的电极结构。
附图说明 图 1 是用于说明蛾眼用模具的制造方法的图， (a) 是示出阳极氧化工序的示意图， (b) 是示出蚀刻工序的示意图。
图 2 的 (a) 是蛾眼用模具 90A 的示意性截面图， (b) 是示出蛾眼用模具 90A 的截 面 SEM 像的图。
图 3 是用于说明配置铝膜的电极的位置的示意图。
图 4 是示出铝膜的发生脱落的部位的示意图。
图 5 是示出样品的截面 SEM 像的图， (a) 示出模具面形成区域的截面 SEM 像， (b) 示出端部区域的截面 SEM 像。
图 6 的 (a) 是示意地示出本发明的实施方式的蛾眼用模具的制造方法所用的电极 结构 30A 的截面结构的图， (b) 是示出电极结构 30A 与样品 ( 铝膜 10a) 的关系的示意性立 体图。
图 7 的 (a) 是示意地示出本发明的其它实施方式的蛾眼用模具的制造方法所用的 电极结构 30B 的截面结构的图， (b) 是示出电极结构 30B 与样品 ( 铝膜 10a) 的关系的示意 性立体图。
具体实施方式
下面， 参照附图说明本发明的实施方式的蛾眼用模具的制造方法及其所用的电极 结构。此外， 本发明没有限定于所示例的实施方式。
首先， 参照图 1 的 (a) 和 (b) 说明蛾眼用模具的制造方法， 蛾眼用模具的制造方法 包括交替地反复进行阳极氧化工序和蚀刻工序的工艺。在此， 说明使用了在基材 ( 例如玻 璃基材 ) 上用薄膜沉积技术形成的铝膜的例子， 但是本发明的实施方式也可以应用于铝块 材。
图 1 的 (a) 是示出蛾眼用模具的制造方法的阳极氧化工序的示意图， 图 1 的 (b)是示出蚀刻工序的示意图。
首先， 作为基材， 准备在 5cm 见方的玻璃基板 10b 上用溅射法沉积了厚度为 1.0μm 的铝膜 10a 的样品 10。此外， 由于使用了 99.999 质量％ ( 有时标为 5N) 以上的纯度的铝 靶， 因此得到 5N 以上的纯度的铝膜 10a。
下面， 如图 1 的 (a) 所示， 在容器 24 内的电解液 26 中， 在用塑料制夹具立起样品 10， 使样品 10 的对角线方向成为竖直方向的状态下， 进行阳极氧化。使接触到铝膜 10a 的 电极 22a 通过导线连接到外部 DC 电源 22D 的阳极。此外， 阳极氧化工序中的阴极采用与样 品 10 相同程度大小的、 实施了白金镀金处理的钽板 20， 使接触到钽板 20 的电极 22c 通过导 线连接到外部 DC 电源 22D 的阴极。在电解液 26 中， 用液温为 5℃的草酸为 0.6 质量％的水 溶液， 以施加电压 80V 进行 25 秒的阳极氧化。
之后， 如图 1 的 (b) 所示， 在容器 25 内的液温为 30℃的蚀刻液 ( 在此是磷酸 1mol/ L( 升 ) 水溶液 )27 中浸渍 25 分钟， 由此， 蚀刻通过阳极氧化得到的多孔铝层。通过该蚀刻， 扩大了多孔铝层的细微的凹部。交替地进行 5 次 (5 次阳极氧化、 4 次蚀刻 ) 上述阳极氧化 工序与蚀刻工序。
在图 2 的 (a) 中， 示出得到的蛾眼用模具 90A 的示意性截面图， 在图 2 的 (b) 中， 示出蛾眼用模具 90A 的截面 SEM 像。 从图 2 的 (a) 和 (b) 可知， 通过蛾眼用模具 90A， 在玻璃基板 10b 上形成具有多个 细微的凹部 12p 的多孔铝层 12a。此外， 铝膜 10a 没有完全被阳极氧化， 在多孔铝层 12a 与 玻璃基板 10b 之间残留铝层 10a′ ( 残存铝层 10a′ )。
在此， 为了形成防反射性能优秀的防反射膜， 优选模具所具有的细微的凹部 12p 从表面的法线方向看时的 2 维大小是 10nm 以上、 不到 500nm， 彼此相邻的凹部之间的距离 是 30nm 以上、 不到 600nm( 上述专利文献 1、 2 和 4)。在此形成的多孔铝层 12a 的凹部 12p 例如是开口直径为 100nm ～ 200nm， 深度为 900nm ～ 1μm， 凹部 12p 的彼此相邻的距离为 150nm ～ 250nm。
但是， 根据该制造方法， 如下面所说明的， 当对在大面积基板上通过薄膜沉积技术 所形成的铝膜进行阳极氧化时， 有时产生铝膜的一部分脱落的问题。
下面， 根据本发明的发明者所进行的实验结果来说明该问题的原因。
作为基材， 准备样品 10， 样品 10 是在 1000mm×1600mm 的玻璃基板 10b 上， 使用 99.999 质量％ (5N) 以上的纯度的铝靶， 通过溅射法沉积了厚度为 1μm 的铝膜 10a。
参照图 3 说明配置铝膜 10a 上的电极的位置。 若铝膜的厚度较小且面电阻率较高， 则电极的接触面积较小的情况下， 当阳极氧化时， 铝膜有时会被烧断。因此， 为了得到充分 的接触面积， 如图 3 所示， 使电极接触铝膜 10a 的包含一边的端部区域 10a1。 与电极接触的 区域 ( 端部区域 10a1) 的面积， 根据进行了较小铝膜 10a 的阳极氧化的预备实验的结果， 进 行如下设定。
作为预备实验， 进行在面积为 360mm×465mm 的基板上所形成的铝膜 10a 的阳极氧 化。当端部区域 10a1 的宽度采用 15mm 而进行阳极氧化后， 可以阳极氧化整个面。此时， 端 部区域 10a1 相对于基板面积的比约为 0.032。从预备实验结果可知 ： 在 1000mm×1600mm 的 铝 膜 10a 的 阳 极 氧 化 中， 端 部 区 域 10a1 的 面 积 采 用 基 板 面 积 乘 以 0.032 而 得 到 的 2 51200mm ( 端部区域 10a1 的宽度为 51.2mm) 即可。在本实验中， 考虑余量， 端部区域 10a1
的宽度采用了 60mm。即， 使端部区域 10a1 的面积为 60000mm2 来进行阳极氧化。
此外， 作为电极材料， 使用了 JIS 1050( 铝的纯度是 99.50 质量％以上 ) 的铝。 JIS 1050 材料具有可以容易地进行切削加工的硬度。 另外， 具有用作电极所优选的强度。 另外， JIS 1050 还有价格低廉的优点。
为了对铝膜 10a 的整个面进行阳极氧化， 将包括与电极接触区域 ( 端部区域 10a1) 的铝膜 10a 的整体浸渍到电解液中， 进行阳极氧化。
进行阳极氧化后， 如下所示， 电极附近的铝膜 10a 的一部分脱落了。
在图 4 中， 示意地示出阳极氧化后的样品 10 的、 端部区域 10a1 与端部区域 10a1 以外的区域 10a2( 模具面形成区域 10a2) 的边界的附近。如图 4 所示， 在电极所接触的区 域 ( 端部区域 10a1) 存在发生了铝膜 10a 脱落的部位。另外， 铝膜 10a 的脱落部位的形状 是多个圆弧状。在模具面形成区域 10a2 形成有多孔铝层。
在图 5 的 (a) 中， 示出模具面形成区域 10a2 的一部分的截面 SEM 像， 在图 5 的 (b) 中， 示出端部区域 10a1 的一部分的截面 SEM 像。图 5 的 (a) 示出了模具面形成区域 10a2 中接近端部区域 10a1 部分的截面， 在该部分， 在玻璃基板 10b 上形成有厚度约为 200nm 的 多孔铝层 12a。此外， 铝膜 10a 没有完全被阳极氧化， 在多孔铝层 12a 与玻璃基板 10b 之间 残留着厚度约为 100nm 的铝层 10a′。( 残存铝层 10a′ )。图 5 的 (b) 示出端部区域 10a1 中铝膜 10a 脱落部分的截面， 在该部分仅有玻璃基板 10b。 可以认为铝膜 10a 的一部分脱落的原因如下。
铝膜 10a 的脱落部位的形状如图 4 所示， 是多个圆弧状。可以看出， 上述电极已被 切削加工， 脱落部位的形状与电极表面的切削痕迹酷似。由此， 可以认为， 由于电极表面的 切削痕迹造成的物理损伤而发生了铝膜 10a 的脱落。
另外， 电极的表面是切削面， 因此， 与铝膜 10a 相比， 面粗糙度较高且表面的凹凸 较大。因此， 在端部区域 10a1 存在铝膜 10a 与电极接触的部分以及铝膜 10a 与电极不接触 的部分。其结果是 ： 可以认为， 在铝膜 10a 与电极接触的部分， 局部地流过较大的电流而发 热， 导致铝膜 10a 熔解而脱落。
此外， 也有可能是， 在端部区域 10a1 中不与电极接触的部分， 有电解液侵入， 电解 液侵入的部分及其周围的铝膜 10a 被阳极氧化， 结果， 比起与电极接触的部分来， 有大的电 流流过， 促进了铝膜 10a 的脱落。
另外， 当端部区域 10a1 内被阳极氧化的部分增加时， 使铝膜 10a 的电位均匀变得 困难。此时， 可以考虑还存在均匀地对铝膜 10a 整体进行阳极氧化变得较难的问题。
另外， 在模具面形成区域 10a2 中， 在端部区域 10a1 的附近， 铝膜 10a 的一部分也 脱落了。可以认为在模具面形成区域 10a2 中， 残存铝层 10a′的厚度成为 700 ～ 800nm 程 度， 但是， 如上所述， 在模具面形成区域 10a2 中的端部区域 10a1 的附近， 残存铝层 10a′的 厚度约为 100nm( 图 5 的 (a))。可以认为在模具面形成区域 10a2 中的端部区域 10a1 的附 近， 因为上述发热的影响， 铝膜 10a 的一部分熔解而脱落了。
根据下面所示的制造方法， 在大面积铝膜 10a 的阳极氧化中， 可以抑制铝膜 10a 的 脱落。
参照图 6 的 (a) 和 (b) 说明本发明的实施方式的蛾眼用模具的制造方法所用的电 极结构 30A。图 6 的 (a) 是示意地示出电极结构 30A 的截面结构的图， 图 6 的 (b) 是示出电
极结构 30A 与样品 ( 铝膜 10a) 的关系的示意性立体图。
电极结构 30A 如图 6 的 (a) 所示， 具有电极 32a 以及将电极 32a 按压到样品 10 的 铝膜 10a 的表面的机构。电极 32a 具有第 1 电极部 32a1 和第 2 电极部 32a2。第 2 电极部 32a2 设置在第 1 电极部 32a1 的与铝膜 10a 抵接的一侧。即， 第 2 电极部 32a2 设置在铝膜 10a 的表面与第 1 电极部 32a1 之间。第 1 电极部 32a1 由 99.50 质量％以下的纯度的铝形 成。第 2 电极部 32a2 由超过 99.50 质量％的纯度的铝形成。如图 6 的 (b) 所示， 配置电极 结构 30A， 使得在样品 10 的上端部， 第 2 电极部 32a2 接触铝膜 10a 的表面。被处理物 ( 样 品 10) 具有玻璃基板 10b 以及用 99.99 质量％以上的纯度的铝在玻璃基板 10b 上形成的铝 膜 10a。
将电极 32a 的第 2 电极部 32a2 按压到铝膜 10a 的机构包括与样品 10 的基板 10b 抵接的夹具 42、 嵌入夹具 42 的螺丝孔 ( 阴螺纹 )42a 的螺丝 44 以及弹性部件 48。螺丝 44 贯通形成于电极 32a 的第 1 电极部 32a 1 的孔， 被固定到螺丝孔 42a。如图 6 的 (a) 所示， 弹性部件 48 设置于夹具 42 的与基板 10b 抵接的部分。当夹具 42 通过螺丝 44 被拉到电极 32a 侧时， 以螺丝孔 42a 为支点对基板 10b 施加压力。弹性部件 48 减轻了从夹具 42 向基板 10b 施加的压力。 第 2 电极部 32a2 由纯度较高 ( 超过 99.50 质量％ ) 且柔软的铝形成， 因此， 可以提 高电极 32a 与铝膜 10a 的紧贴性。当电极 32a 与铝膜 10a 的紧贴性较高时， 上述端部区域 10a1 的、 电极 32a 与铝膜 10a 未接触的部分减少。因此， 可以抑制在铝膜 10a 中局部地流过 较大的电流。例如， 即使如上述实验 ( 使由 JIS 1050 材料形成的电极接触铝膜 10a) 那样， 将包含与电极接触的区域的铝膜 10a 的整体浸渍到电解液中来进行阳极氧化， 也可以抑制 局部地流过较大电流。因此， 可以抑制发生起因于较大电流局部地流过所造成的发热的铝 膜 10a 的脱落。
另外， 当铝膜 10a 与电极 32a 不接触的部分减小时， 也可以抑制电解液向电极 32a 与铝膜 10a 之间侵入。因此， 可以抑制进行铝膜 10a 与电极 32a 不接触的部分及其周围的 铝膜 10a 的阳极氧化。其结果是 ： 铝膜 10a 与电极接触部分的局部电流被抑制， 因此， 可以 抑制发生铝膜脱落。
另外， 在第 2 电极部 32a2 中使用了纯度较高的铝， 因此， 第 2 电极部 32a2 可以通过 轧制加工来形成。 轧制加工与切削加工相比， 可以降低表面的面粗糙度。 可以抑制例如在通 过切削加工制作电极的情况下产生的、 电极表面的凹凸造成的对铝膜 10a 的物理损伤。因 此， 可以抑制起因于物理损伤的铝膜的脱落。
另外， 作为在电极 32a 中接触铝膜 10a 的部分的第 2 电极部 32a2 的表面的面粗糙 度较低， 由此还有可以进一步提高电极 32a 与铝膜 10a 的紧贴性的优点。此外， 从紧贴性的 观点出发， 优选与铝膜 10a 的表面接触的、 第 2 电极部 32a2 的表面的十点平均粗糙度 Rz 为 4.0μm 以下， 更优选为 2.0μm 以下。
电极结构 30A 具有第 2 电极部 32a2， 因此， 当使用电极结构 30A 进行阳极氧化时， 如上所述， 可以抑制铝膜 10a 的脱落。
如上述实验那样进行阳极氧化时， 若使包括接触电极的区域 ( 端部区域 10a1) 的 铝膜 10a 的整体浸渍到电解液中， 则有时会发生铝膜的脱落。使用本发明的实施方式的电 极结构 30A 来进行阳极氧化， 由此， 即使将包括接触电极的区域的铝膜 10a 的整体浸渍到电
解液中， 也难以发生铝膜 10a 的脱落。因此， 如下所示， 例如可以有效地对大面积铝膜 10a 的整个面进行阳极氧化。
当使电极 32a 与铝膜 10a 在电解液外进行接触时， 铝膜 10a 中存在于电解液外的 部分不能进行阳极氧化。因此， 优选当对大面积铝膜 10a 进行阳极氧化时， 使包括电极接触 的区域 ( 端部区域 10a1) 的铝膜 10a 的整体浸渍到电解液中来进行阳极氧化。
在电解液的液面， 电流密度较高， 与铝膜的液面接触的部分与其它部分相比， 阳极 氧化进行得较快， 因此， 有时由接触到液面的部分绝缘。当使铝膜与电极在电解液中接触 时， 不会发生这种液面的绝缘。但是， 当使铝膜 10a 的整体浸渍到电解液中时， 如用上述实 验结果所说明的， 有时铝膜 10a 的一部分脱落。
如果使用本发明的实施方式的电极结构 30A， 则可以抑制如上所述的铝膜 10a 的 脱落。因此， 可以使大面积铝膜 10a 的整体浸渍到电解液中来有效地进行阳极氧化。
第 2 电极部 32a2 由纯度较高的铝形成， 因此， 电极结构 30A 还有如下优点。在用 JIS 1050 那样纯度较低的铝形成的电极中存在杂质偏析的部位。 当如上述实验那样使以纯 度较低的铝形成的电极接触铝膜来进行阳极氧化时， 在杂质偏析的部位局部地流过较强电 流， 与上述一样， 有可能发生铝膜 10a 的脱落。第 2 电极部 32a2 的纯度较高， 因此电极结构 30A 有杂质较少且可以抑制杂质的偏析造成的局部电流的优点。
另外， 第 2 电极部 32a2 由于用作材料的铝的纯度较高且柔软， 因此， 第 2 电极部 32a2 的与第 1 电极部 32a1 接触的面可以沿着第 1 电极部 32a1 的与第 2 电极部 32a2 接触 的面的形状进行变形。因此， 在电极结构 30A 中， 第 2 电极部 32a2 与第 1 电极部 32a1 的紧 贴性也较高。当第 1 电极部 32a1 与第 2 电极部 32a2 的紧贴性较低时， 有时电解液侵入到 两者之间， 第 2 电极部 32a2 被阳极氧化。在电极结构 30A 中， 第 1 电极部 32a1 与第 2 电极 部 32a2 的紧贴性较高， 因此， 可以抑制电解液向第 1 电极部 32a1 与第 2 电极部 32a2 之间 侵入。
此外， 即使仅用纯度较高的铝 ( 例如， 99.99 质量％以上的纯度的铝 ) 形成电极 32a， 也可以提高电极 32a 与铝膜 10a 的紧贴性。但是， 由纯度较高的铝形成的铝材难以进 行切削加工且难以加工为电极。另外， 纯度较高的铝材强度较低。本实施方式的电极结构 30A 的第 1 电极部 32a1 由易于切削加工的、 纯度较低的铝形成， 因此， 强度较高， 另外， 可以 容易地进行切削加工， 为优选的。另外， 纯度较高的铝价格高， 但是电极 32a 与采用纯度较 高的铝作为电极整体的情况相比， 纯度较高的铝较少即可， 还有可以降低成本的优点。
另外， 当电极由铝以外的材料形成时， 在阳极氧化工序中， 有时发生电解反应， 铝 膜 10a 的一部分熔解， 但是电极 32a 将铝用作材料， 因此， 还有不会发生起因于这种电解反 应的铝膜 10a 的熔解的优点。
另外， 电极结构 30A 如下面所说明的， 有即使使电极 32a 接触铝膜 10a 而进行蚀刻 工序， 也难以发生缺陷的优点。
优选当反复进行阳极氧化工序和蚀刻工序时， 不拆除在阳极氧化工序中接触铝膜 10a 的电极而进行蚀刻。在上述实验 ( 使由 JIS1050 形成的电极接触铝膜 10a 的实验 ) 中， 阳极氧化工序后， 当接触电极进行了蚀刻时， 在模具面形成区域 10a2 的阳极氧化多孔铝膜 中产生比构成翻转蛾眼结构的凹部 (2 维大小为 10nm 以上、 不到 500nm) 大的孔等缺陷。可 以认为其起因于 ： 铝膜 10a 在与包括较多杂质的 JIS 1050 材料接触的状态下接触蚀刻液，由此发生经由蚀刻液的电池效应。另外， 在端部区域 10a1 中， 每重复进行一次阳极氧化和 蚀刻， 铝膜 10a 的脱落部位就会增加。 可以认为， 蚀刻液侵入到端部区域 10a1 内的、 铝膜 10a 与电极未接触的部分， 在电极内的杂质的附近形成了经由蚀刻液的局部电池， 起因于此， 发 生了铝膜 10a 的脱落。
在电极结构 30A 中， 作为与铝膜 10a 接触部分的第 2 电极 32a2 的纯度较高且杂 质较少。因此， 在电极结构 30A 中， 即使不拆除电极 32a 而进行蚀刻， 也难以发生上述经由 蚀刻液的电池效应。因此， 电极结构 30A 即使重复进行阳极氧化工序和蚀刻工序， 也难以 发生上述那种缺陷 ( 参照 “特願 2009-034148 号” )。为了参照， 在本说明书中援引 “特願 2009-034148 号” 公布的全部内容。
另外， 在电极结构 30A 中， 电极 32a 与铝膜 10a 的紧贴性较高， 因此， 可以抑制蚀刻 液向铝膜 10a 与电极 32a 未接触的部分侵入。当可以抑制蚀刻液的侵入时， 即使反复进行 阳极氧化和蚀刻， 也可以抑制上述局部电池的形成， 因此， 电极结构 30A 可以抑制铝膜 10a 的脱落。
另外， 第 1 电极部 32a1 用纯度较低的铝 (99.50 质量％以下 ) 形成， 第 2 电极部 32a12 用纯度较高的铝 ( 超过 99.50 质量％ ) 形成， 因此， 当接触在阳极氧化工序中使用的 电极 32a 进行蚀刻时， 蚀刻液侵入到第 1 电极部 32a1 与第 2 电极部 32a2 之间， 第 2 电极部 32a2 有时会腐蚀。如上所述， 在电极结构 30A 中， 第 1 电极部 32a1 与第 2 电极部 32a2 的 紧贴性较高， 因此， 还可以抑制蚀刻液向第 1 电极部 32a1 与第 2 电极部 32a2 之间侵入。因 此， 可以抑制蚀刻工序的第 2 电极部 32a2 的腐蚀。 此外， 即使蚀刻液侵入到第 1 电极部 32a1 与第 2 电极部 32a2 之间， 第 2 电极部 32a2 发生腐蚀， 仅更换第 2 电极部 32a2 即可， 与更换整个电极 32a 的情况相比， 有可以降低 成本的优点。
作为第 1 电极部 32a1 的材料， 例如， 可以使用 Al-Mg 类合金 ( 例如， JIS 5052)、 Al-Mg-Si 类合金 ( 例如， JIS 6063)。另外， 作为第 2 电极部 32a2 的材料， 例如可以使用 99.85 质量％以上的纯度的铝 ( 例如， JIS 1085)、 99.99 质量％以上的纯度的铝 ( 有时标为 4N)。
优选样品 10 的基板 10b 是具有耐酸性的绝缘体。基板 10b， 作为材料可以使用例 如玻璃、 烧结耐酸铝等陶瓷材料、 聚碳酸酯、 POM( 聚缩醛 )、 PETT( 聚四氟乙烯， ( 例如， テフ ロン ( 注册商标 ))、 PEEK( 聚醚醚酮 ) 等树脂材料形成。另外， 铝膜 10a 用 4N、 5N 的铝， 通 过例如溅射、 EB 蒸镀、 离子蒸镀等蒸镀法形成。铝膜 10a 也可以通过例如熔融镀覆等其它 表面涂层法形成。
夹具 42 例如使用 POM 形成， 螺丝 44 例如使用 PEEK 形成。另外， 优选弹性部件 48 由具有耐酸性的材料形成， 例如， 使用硅类氟化橡胶、 PTFE( 例如， テフロン ( 注册商标 )) 的 橡胶形成。
在图 7 的 (a) 中， 示意地示出本发明的其它实施方式的蛾眼用模具的制造方法所 用的电极结构 30B 的截面结构。图 7 的 (b) 是示出电极结构 30B 与样品 ( 铝膜 10a) 的关 系的示意性立体图。
电极结构 30B 具有电极 32b 以及将电极 32b 按压到样品 10 的铝膜 10a 的表面的 机构。电极 32b 具有第 1 电极部 32b1 和第 2 电极部 32b2。第 1 电极部 32b1 具有接触第 2
电极部 32b2 的凸部 32b3。如图 7 的 (b) 所示， 配置第 1 电极部 32b1， 使得凸部 32b3 接触 第 2 电极部 32b2 的表面。第 1 电极部 32b1 和第 2 电极部 32b2 分别用与上述电极结构 30A 的第 1 电极部 32b1 和第 2 电极部 32b2 相同的材料形成。
电极结构 30B 还具有包围凸部 32b3 的周围而设置的、 进行保护的保护部件 34， 使 得电解液不会侵入凸部 32b3 与第 2 电极 32b2 之间。保护部件 34 由可以进行弹性变形的 具有伸缩性的材料 ( 例如， 橡胶 ) 形成。保护部件 34 例如是 O 环。保护部件 34 具有当第 1 电极部 32b1 相对地按压于第 2 电极部 32b2 时发生变形程度的硬度。在凸部 32b3 的周围 配置保护部件 34 后， 用夹具 42 固定样品 10 与电极 32b 时， 保护部件 34 被压紧。利用其可 以适当地密封第 1 电极部 32a1 与第 2 电极部 32a2 之间的空间。
电极结构 30B 具有由纯度较高的铝 ( 超过 99.50 质量％ ) 形成的第 2 电极部 32b2， 因此， 与电极结构 30A( 图 6) 一样， 可以抑制阳极氧化工序的铝膜 10a 的脱落。另外， 电极 结构 30B 具有保护部件 34， 因此， 可以抑制电解液向第 1 电极部 32a1 与第 2 电极部 32a2 之 间侵入。
另外， 电极结构 30B 与电极结构 30A 一样， 用作与铝膜 10a 接触的第 2 电极部 32b2 的材料的铝的纯度较高， 因此， 杂质较少。另外， 第 2 电极部 32b2 与铝膜 10a 的紧贴性较 高。因此， 可以抑制蚀刻工序中的局部电池的发生， 因此， 具有以下优点 ： 即使在蚀刻工序 中不拆除电极 32b 而原样使用， 也可以抑制起因于上述局部电池的缺陷的发生。此外， 电极 结构 30B 具有保护部件 34， 因此， 与电极结构 30A 相比， 具有可以抑制蚀刻液向第 1 电极部 32b 1 与第 2 电极部 32b2 之间侵入的优点。 工业上的可利用性
本发明可以广泛地应用于蛾眼用模具的制造方法。 通过本发明的制造方法得到的 模具以防反射膜为代表， 可以广泛地应用于必须采用纳米级别的凹凸的表面的形成。
附图标记说明 ：
10 ： 样品 ； 10a ： 铝膜 ； 10a ′ ： 残存铝层 ； 10b ： 基板 ( 玻璃基板 ) ； 12a ： 多孔铝层 ； 12p ： 凹部 ； 24 ： 容器 ； 26 ： 电解液 ； 27 ： 蚀刻液 ； 30A、 30B ： 电极结构 ； 32a、 32b ： 电极 ； 32a1、 32b1 ： 第 1 电极部 ； 32a2、 32b2 ： 第 2 电极部 ； 32b3 ： 凸部 ； 34 ： 保护部件 ； 42 ： 夹具 ； 42a ： 螺丝 孔 ( 阴螺纹 ) ； 44 ： 螺丝 ； 48 ： 弹性部件 ； 90A ： 蛾眼用模具。