納米壓印用模具的制造方法以及防反射物品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及表面具有包含多個(gè)細(xì)孔的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的納米壓印用模具的制造方 法W及防反射物品。
[0002] 本申請(qǐng)根據(jù)2013年8月14日在日本申請(qǐng)的日本特愿2013-168539號(hào)要求優(yōu)先權(quán)，將 其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來(lái)，已知表面具有周期為可見(jiàn)光的波長(zhǎng)W下的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的薄膜等物品能 夠體現(xiàn)防反射效果、荷葉效應(yīng)等。尤其，已知被稱(chēng)為蛾眼結(jié)構(gòu)的凹凸結(jié)構(gòu)通過(guò)使折射率從空 氣的折射率連續(xù)地增大到物品的材料的折射率而成為有效的防反射裝置。
[0004]作為在物品的表面形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的方法，如下方法(納米壓印法)受到矚目： 使用表面形成有該微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的模具(金屬模），在該模具與物品主體(基材） 之間供給固化性樹(shù)脂組合物進(jìn)行固化，將模具的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到物品主體的表面。
[0005]作為制造納米壓印用模具的方法，已知有如下方法:交替地反復(fù)將侶基材在電解 液中陽(yáng)極氧化W形成具有細(xì)孔的氧化覆膜的工序和利用蝕刻使氧化覆膜的細(xì)孔擴(kuò)大的工 序，在侶基材的表面形成具有多個(gè)細(xì)孔(凹部)的陽(yáng)極氧化侶。
[0006]可是，侶基材存在因切削加工等機(jī)械加工而使表面被鏡面化的情況。
[0007]然而，將經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的侶基材陽(yáng)極氧化時(shí)，容易形成細(xì)孔不均勻分布的氧化覆 膜。使用細(xì)孔不均勻分布的狀態(tài)下的模具將微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到物品主體的表面時(shí)，霧度 容易升高，最終反射率也變高。
[0008]認(rèn)為形成細(xì)孔不均勻分布的氧化覆膜的原因在于，由于機(jī)械加工在侶基材的表面 形成了加工變質(zhì)層。
[0009]作為對(duì)經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的侶基材陽(yáng)極氧化也能夠制造細(xì)孔均勻分布的模具的方法， 例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了，在陽(yáng)極氧化的工序之前，對(duì)侶基材進(jìn)行陰極電解、電解研磨或蝕 刻的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述的方法中，通過(guò)陰極電解、電解研磨或蝕刻在加工變質(zhì)層上形成 微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)，利用該凹部通過(guò)陽(yáng)極氧化形成分布有均勻的細(xì)孔的氧化覆膜。另外，專(zhuān)利 文獻(xiàn)1中認(rèn)為，通過(guò)陰極電解、電解研磨或蝕刻去除加工變質(zhì)層之后，也能夠形成氧化覆膜。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0012] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2010/128662號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[001引發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0014]然而，根據(jù)侶基材的純度、機(jī)械加工的條件，加工變質(zhì)層的厚度、狀態(tài)等容易發(fā)生 改變。因此，對(duì)于在加工變質(zhì)層上形成微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)之后進(jìn)行陽(yáng)極氧化的方法的情況，每 次都需要將陰極電解、電解研磨、蝕刻的條件根據(jù)侶基材而改變?yōu)樽詈线m的。
[0015] 另外，為了在加工變質(zhì)層上形成細(xì)孔均勻分布的氧化覆膜，需要使加工變質(zhì)層上 的微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)的凹部也均勻地分布。然而，對(duì)于通過(guò)陰極電解、電解研磨、蝕刻來(lái)形成 凹部均勻分布的微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)而言，是存在局限的。
[0016] 而且，還存在導(dǎo)致形成于加工變質(zhì)層上的微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)在陽(yáng)極氧化后仍殘留的 情況，其還反映到轉(zhuǎn)印物上，有時(shí)霧度升高等對(duì)透明性產(chǎn)生影響。
[0017] 另外，認(rèn)為對(duì)于通過(guò)陰極電解、電解研磨、蝕刻來(lái)去除加工變質(zhì)層的方法的情況， 在去除后的表面也形成有微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)。因此，如上述那樣，存在導(dǎo)致該微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu) 在陽(yáng)極氧化后仍殘留的情況。
[0018] 本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)做出的，提供一種能夠容易地制造納米壓印用模具的方法 W及防反射物品，所述納米壓印用模具能夠形成細(xì)孔均勻分布的氧化覆膜且能夠得到霧度 低的物品。
[0019] 用于解決問(wèn)題的方案
[0020] <1〉一種納米壓印用模具的制造方法，其是制造在侶基材的表面形成有微細(xì)凹凸 結(jié)構(gòu)的納米壓印用模具的方法，所述侶基材為漉狀且表面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，所述方法具有:研 磨工序，其將表面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的漉狀的侶基材的該表面機(jī)械研磨直至至少平均晶體粒徑 發(fā)生變化;和微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)形成工序，其在前述研磨工序之后將侶基材陽(yáng)極氧化來(lái)形成微 細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
[0021] <2〉根據(jù)<1〉所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，在前述研磨工序中，將前述 侶基材的表面機(jī)械研磨直至前述平均晶體粒徑成為化mW上。
[0022] <3〉根據(jù)<2〉所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，在前述研磨工序中，將前述 侶基材的表面機(jī)械研磨直至前述平均晶體粒徑成為如mW上。
[0023] <4〉根據(jù)<1〉~<3〉中任一項(xiàng)所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，在前述研磨 工序中，將前述侶基材的表面去除IwiiW上的厚度。
[0024] <5〉根據(jù)<4〉所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，在前述研磨工序中，將前述 侶基材的表面去除3wiiW上的厚度。
[0025] <6〉根據(jù)<1〉~巧〉中任一項(xiàng)所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，在前述研磨 工序的同時(shí)或者在研磨工序和微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)形成工序之間還具有表面精加工工序，所述表 面精加工工序?qū)⑶笆鲣鯛畹膫H基材的表面精加工。
[0026] <7〉根據(jù)<1〉~<6〉中任一項(xiàng)所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，在前述研磨 工序中進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨。
[0027] <8〉根據(jù)<1〉~<7〉中任一項(xiàng)所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，前述侶基材 的至少表面的純度為99%W上。
[00%] <9〉根據(jù)<1〉~<8〉中任一項(xiàng)所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，在前述微細(xì) 凹凸結(jié)構(gòu)形成工序中，反復(fù)進(jìn)行陽(yáng)極氧化工序和孔徑擴(kuò)大處理工序，所述陽(yáng)極氧化工序?qū)?前述侶基材陽(yáng)極氧化來(lái)形成細(xì)孔，所述孔徑擴(kuò)大處理工序?qū)⑶笆黾?xì)孔的至少一部分溶解來(lái) 將細(xì)孔擴(kuò)徑。
[0029] <10〉根據(jù)<9〉所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，前述陽(yáng)極氧化的處理時(shí)間 小于5分鐘。
[0030] <11〉根據(jù)<9〉或<10〉所述的納米壓印用模具的制造方法，其中，前述陽(yáng)極氧化工序 和孔徑擴(kuò)大處理工序的反復(fù)次數(shù)總計(jì)為15次W下。
[0031] <12〉一種防反射物品，其是表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的防反射物品，其中，在可見(jiàn)光 的波長(zhǎng)區(qū)域中，根據(jù)下述式（1)求出的、由L*a*b*表色系統(tǒng)顯示的與原點(diǎn)的色差化*)為0.9 W下，
[0032] E*={(L*)2+(a*)2+(b*)2}iA..(i)。
[0033] <13〉一種防反射物品，其是表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的防反射物品，其中，在可見(jiàn)光 的波長(zhǎng)區(qū)域中，由根據(jù)L相帥*表色系統(tǒng)測(cè)定的a*和b*的值，根據(jù)下述式(2)求出的色度(料） 為0.7W下，
[0034] C*={(a*)2+(b*)2}iA..(2)。
[0035] <14〉根據(jù)<12〉或<13〉所述的防反射物品，其中，在可見(jiàn)光的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，相對(duì)于入 射光的反射率的最大值和最小值的差（AA)為0.2%W下。
[0036] <15〉根據(jù)<12〉~<14〉中任一項(xiàng)所述的防反射物品，其中，前述微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)包含 平均周期為400nmW下的多個(gè)突起。
[0037]發(fā)明的效果
[003引根據(jù)本發(fā)明的納米壓印用模具的制造方法能夠容易地制造納米壓印用模具，所述 納米壓印用模具能夠形成細(xì)孔均勻分布的氧化覆膜，能夠得到霧度低的物品。
[0039] 另外，本發(fā)明的防反射物品的霧度低。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1是示出本發(fā)明中使用的研磨裝置的一個(gè)例子的立體圖。
[0041] 圖2是示出表面具有陽(yáng)極氧化侶的模具的制造工序的截面圖。
[0042] 圖3是示出表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造裝置的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0043] 圖4是示出表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的一個(gè)例子的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 本說(shuō)明書(shū)中，"細(xì)孔"是指在侶基材的表面的氧化覆膜中形成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的凹 部。
[0045] 另外，"微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)"表示相鄰的凸部間或凹部間的平均間隔（周期)為納米級(jí)的 結(jié)構(gòu)。
[0046] 另外，"可見(jiàn)光"表示波長(zhǎng)為400nmW上且780nmW下的波長(zhǎng)的光。
[0047] 另外，"可見(jiàn)光的波長(zhǎng)W下"表示比上述范圍的波長(zhǎng)的光中最短的使用波長(zhǎng)還小。 即，將具有周期為"可見(jiàn)光的波長(zhǎng)W下"的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品用于防止可見(jiàn)光的反射的用 途時(shí)，使用波長(zhǎng)為400~780皿。因此，該情況下的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的周期為使用波長(zhǎng)的最短波 長(zhǎng)的400nmW下。另外，將具有周期為"可見(jiàn)光的波長(zhǎng)W下"的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品用于防止 藍(lán)光的反射的用途時(shí)，使用波長(zhǎng)為460nm。因此，該情況的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的周期為460nmW 下。
[004引"納米壓印用模具的制造方法"
[0049]本發(fā)明的納米壓印用模具（W下，也簡(jiǎn)稱(chēng)為"模具"。）的制造方法是將表面經(jīng)過(guò)機(jī) 械加工的漉狀的侶基材陽(yáng)極氧化來(lái)制造表面形成有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的模具的方法。將使用所 得模具制造的物品用于防反射的用途時(shí)，前述微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)優(yōu)選周期為可見(jiàn)光的波長(zhǎng)W下 的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
[0050]本發(fā)明的模具的制造方法具有下面說(shuō)明的研磨工序和微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)形成工序。另 夕h模具的制造方法優(yōu)選在研磨工序的同時(shí)或者在研磨工序和微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)形成工序之間 具有表面精加工工序。
[0051]下面，對(duì)本發(fā)明的模具的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式例詳細(xì)地說(shuō)明。
[0化2] <研磨工序〉
[0053]研磨工序是將表面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的漉狀的侶基材的表面（W下，也稱(chēng)為"加工表 面"。）進(jìn)行機(jī)械研磨直至至少平均晶體粒徑發(fā)生變化的工序。
[0054]已知對(duì)侶基材的表面進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，在該表面會(huì)形成加工變質(zhì)層。認(rèn)為加工變 質(zhì)層是表面因機(jī)械加工時(shí)的局部的摩擦熱而烙融之后被冷卻，由此進(jìn)行再結(jié)晶等而形成 的。
[0055]此處，"機(jī)械加工"表示通過(guò)研削、切削等而將侶基材的表面鏡面化。
[0056] 要被機(jī)械加工的侶基材的至少表面(具體而言為厚度IOOwii的部分)的純度優(yōu)選為 99 %W上，更優(yōu)選為99.5 %，特別優(yōu)選為99.9 %W上。侶的純度越高，在陽(yáng)極氧化時(shí)，越能夠 抑制大小為因雜質(zhì)的偏析使可見(jiàn)光散射的凹凸結(jié)構(gòu)的形成。而且，還存在陽(yáng)極氧化中得到 的細(xì)孔的規(guī)則性提高的傾向。
[0057]加工變質(zhì)層通常由晶粒大小不同的多個(gè)層構(gòu)成。各層的晶粒的大小存在層越靠近 侶基材的加工表面而變小的傾向。
[0058]本發(fā)明中，加工變質(zhì)層中，將晶粒的平均晶體粒徑小于1皿的層設(shè)為第一加工變質(zhì) 層，將晶粒的平均晶體粒徑為IwnW上且小于30皿的層設(shè)為第二加工變質(zhì)層，將晶粒的平均 晶體粒徑為30wiiW上且小于50WI1的層設(shè)為第=加工變質(zhì)層。第一加工變質(zhì)層是位于加工變 質(zhì)層的最外層的層，從上依次重疊有第一加工變質(zhì)層、第二加工變質(zhì)層、第=加工變質(zhì)層的 加工變質(zhì)層形成于侶基材的加工表面。
[0059]加工變質(zhì)層的厚度因侶基材的純度、機(jī)械加工的條件而發(fā)生變化，因此不能一概 而論，通常認(rèn)為是數(shù)百WIi左右。即，從侶基材的加工表面到第=加工變質(zhì)層與未加工變質(zhì)的 部分的界面的距離為數(shù)百WIi左右。另外，從侶基材的加工表面到第一加工變質(zhì)層與第二加 工變質(zhì)層的界面的距離為1~扣m左右，從侶基材的加工表面到第二加工變質(zhì)層與第=加工 變質(zhì)層的界面的距離為5~10皿左右。
[0060]研磨工序中，將表面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的漉狀的侶基材的表面進(jìn)行機(jī)械研磨直至至少 平均晶體粒徑發(fā)生變化。
[0061 ]此處，"進(jìn)行機(jī)械研磨直至平均晶體粒徑發(fā)生變化"是指，將侶基材的加工表面機(jī) 械研磨直至侶基材的加工表面的平均晶體粒徑從小于1皿變化為IwnW上，優(yōu)選變化為扣m W上。即，研磨工序中，進(jìn)行機(jī)械研磨直至至少去除第一加工變質(zhì)層。
[0062]平均晶體粒徑是對(duì)侶基材的加工表面或研磨工序后的表面中的任意選取的100個(gè) W上的晶粒計(jì)算出的當(dāng)量圓直徑的平均值。表面的晶粒的觀察可用光學(xué)顯微鏡等進(jìn)行，當(dāng) 量圓直徑的平均值可W使用例如株式會(huì)社日本口一パ一制的"Image-ProPLUS"等圖像