复制原盘、复制原盘的制造方法、物品和被形成体的制造方法与流程

文档序号:16369467发布日期:2018-12-22 08:37阅读:196来源:国知局
复制原盘、复制原盘的制造方法、物品和被形成体的制造方法与流程

本申请主张2016年5月9日在日本提出的特愿2016-094103和2016年8月23日在日本提出的特愿2016-162922的优先权,在此为了参照而援引在先申请的所有公开。

本发明涉及复制原盘、复制原盘的制造方法、物品和被形成体的制造方法。

背景技术

作为微细加工技术之一,有通过准备在表面形成了微细的凹凸图案(微细凹凸图案)的原盘,将原盘的微细凹凸图案压抵到树脂片等,从而向树脂片转印原盘的微细凹凸图案的压印技术。压印技术例如在向智能手机、平板终端等显示器面板上形成用于防止反射的微细凹凸结构等时使用。

以往,通过压印形成微细结构体的被形成体是大致平面的显示器面板等。然而,近年来,要求向具有立体形状的显示面板、照相机等的透镜面、汽车的各种计量仪表的面板表面这样的立体的被形成体形成微细结构体。

在压印中,通常准备与形成于被形成体的微细结构体对应的具有微细凹凸图案的原盘(主模)。然后,制作转印了主模的微细凹凸图案的原盘(复制原盘),使用该复制原盘进行微细凹凸图案向被形成体的转印。

在专利文献1中公开了如下技术:通过向环烯烃共聚物(coc)等柔性聚合物箔(膜)转印主模的微细凹凸图案,从而制作聚合物印模(复制原盘),使用聚合物印模,将微细凹凸图案转印于被形成体。由于聚合物印模由柔性聚合物箔形成而具有柔性,所以通过利用加热使膜软化,将液体压力施加于聚合物印模,从而能够使聚合物印模随着立体的被形成体的形状而变形。通过使随着被形成体的形状而变形的聚合物印模与涂布在被形成体上的光固化性树脂密合,向光固化性树脂照射光而使其固化,从而能够在被形成体上形成微细结构体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5276436号



技术实现要素:

技术问题

在专利文献1中,通过向柔性聚合物箔转印主模的微细凹凸图案来制作聚合物印模。即,专利文献1中公开的聚合物印模(复制原盘)是由coc等柔性聚合物构成的单层的膜。因此,在为了使聚合物印模随着被形成体的形状变形而将聚合物印模加热时,聚合物印模的凹凸部分也软化,有时导致微细凹凸图案的形状溃散。如果发生这样的复制原盘的微细凹凸图案的形状的溃散,则难以转印与主模的微细凹凸图案对应的精度高的微细凹凸图案。

鉴于如上所述的问题点而做出的本发明的目的在于,提供一种能够防止复制原盘中的微细凹凸图案的溃散,并且能够抑制转印的精度劣化的复制原盘、复制原盘的制造方法、物品和被形成体的制造方法。

技术方案

为了解决上述课题,本发明的复制原盘具备基材层和形成在上述基材层上且具有微细凹凸图案的表面形状体,上述表面形状体的软化温度比上述基材层的软化温度高。

另外,在本发明的复制原盘中,优选上述基材层具有挠性。

另外,在本发明的复制原盘中,优选上述基材层和上述表面形状体通过由1层以上的层构成的中间层而被固定。

另外,在本发明的复制原盘中,优选在上述表面形状体的微细凹凸图案的表面形成有脱模层。

另外,在本发明的复制原盘中,优选上述表面形状体由无机化合物构成。

另外,在本发明的复制原盘中,优选上述基材层的伸长率为10%以上。

另外,在本发明的复制原盘中,优选上述复制原盘具有拥有比上述微细凹凸图案的高度大的曲率半径的曲面。

另外,为了解决上述课题,本发明的具有曲面的复制原盘的制造方法包括:将上述复制原盘加热到上述基材层的软化温度以上的加热工序;以及以使上述加热了的复制原盘具有拥有比上述微细凹凸图案大的曲率半径的曲面的方式进行变形的工序。

另外,为了解决上述课题,本发明的物品通过利用上述任意记载的复制原盘进行的转印或上述复制原盘的贴附来形成微细结构体。

另外,为了解决上述课题,本发明的被形成体的制造方法是形成有微细结构体的被形成体的制造方法,包括:准备复制原盘的工序,上述复制原盘具备基材层和形成在上述基材层上且具有与上述微细结构体对应的微细凹凸图案的表面形状体,上述表面形状体的软化温度比上述基材层的软化温度高;将上述复制原盘加热到上述基材层的软化温度以上且比上述表面形状体的软化温度低的温度,使上述复制原盘随着上述被形成体的形状而变形的工序;以及通过利用上述复制原盘进行的转印或上述复制原盘的贴附而在上述被形成体形成上述微细结构体的工序。

发明效果

根据本发明的复制原盘、复制原盘的制造方法、物品和被形成体的制造方法,能够防止复制原盘中的微细凹凸图案的溃散,抑制转印的精度劣化。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的复制原盘的构成的一个例子的图。

图2是表示本发明的一个实施方式的复制原盘的构成的另一个例子的图。

图3a是表示本发明的一个实施方式的复制原盘的构成的另一个例子的图。

图3b是表示本发明的一个实施方式的复制原盘的构成的另一个例子的图。

图4a是表示使用图1所示的复制原盘的微细结构体的形成的概要的图。

图4b是表示使用图1所示的复制原盘的微细结构体的形成的概要的图。

图4c是表示使用图1所示的复制原盘的微细结构体的形成的概要的图。

图4d是表示使用图1所示的复制原盘的微细结构体的形成的概要的图。

图5a是表示制造图4b所示的复制原盘的工序中的一个工序的图。

图5b是表示制造图4b所示的复制原盘的工序中的一个工序的图。

图6a是表示使图4c所示的复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图6b是表示使图4c所示的复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图6c是表示使图4c所示的复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图6d是表示使图4c所示的复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图6e是表示使图4c所示的复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图7a是表示将图4d所示的微细结构体形成于被形成体的工序中的一个工序的图。

图7b是表示将图4d所示的微细结构体形成于被形成体的工序中的一个工序的图。

图7c是表示将图4d所示的微细结构体形成于被形成体的工序中的一个工序的图。

图7d是表示将图4d所示的微细结构体形成于被形成体的工序中的一个工序的图。

图8是表示使用本发明的一个实施方式的复制原盘形成了微细结构体的被形成体和其配置例的图。

图9a是表示为了在图8所示的被形成体形成微细结构体而使复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图9b是表示为了在图8所示的被形成体形成微细结构体而使复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图9c是表示为了在图8所示的被形成体形成微细结构体而使复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图9d是表示为了在图8所示的被形成体形成微细结构体而使复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图9e是表示为了在图8所示的被形成体形成微细结构体而使复制原盘变形的工序中的一个工序的图。

图10a是表示在图8所示的被形成体形成微细结构体的工序中的一个工序的图。

图10b是表示在图8所示的被形成体形成微细结构体的工序中的一个工序的图。

图10c是表示在图8所示的被形成体形成微细结构体的工序中的一个工序的图。

图10d是表示在图8所示的被形成体形成微细结构体的工序中的一个工序的图。

图11a是实施例1的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。

图11b是实施例2的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。

图11c是实施例3的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。

图11d是比较例1的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。

图11e是比较例2的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。

图12a是使用实施例2的复制原盘形成的微细结构体的反射率特性的图。

图12b是使用比较例1的复制原盘形成的微细结构体的反射率特性的图。

符号说明

10:复制原盘

10a:层积体

11:基材层

12:表面形状体

12a:树脂层

13:中间层

14:主模

15、15a:模具

16、16a:被形成体

17:光固化性树脂

17a、19:微细结构体

18:显示体

21:工作台

22:侧壁

23:支承部

24:石英板

25、26:区域

27:间隙

具体实施方式

以下,参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。应予说明,本发明不仅限于以下的实施方式,当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改变。另外,在各图中,相同符号表示相同或同等的构成要素。

(复制原盘的构成)

图1是表示本发明的一个实施方式的复制原盘10的构成的一个例子的图。

图1所示的复制原盘10具备基材层11和表面形状体12。

基材层11是片状的基材,为了随着立体的被形成体的形状而变形,优选具有挠性且具有足够的伸长率(例如,10%以上)。另外,为了随着立体的被形成体的形状而变形,优选基材层11的厚度薄,优选为500μm以下,更优选为100μm以下。应予说明,在本说明书中,“具有挠性”是指可以被人的手弯曲且挠曲。另外,在本说明书中,“伸长率”例如可以通过以下的方法求出。

使作为测定对象的基材为长度10.5cm×宽度2.5cm的短条状而制成测定试样。利用拉伸试验机(autographag-5knxplus,株式会社岛津制作所制)对所得到的测定试样的拉伸伸长率进行测定(测定条件:拉伸速度=100mm/min;卡盘间距离=8cm)。在伸长率的测定中,测定温度根据基材的种类而不同,在基材的软化点附近或软化点以上的温度下对伸长率进行测定。具体而言,为10℃~250℃之间。例如,在基材为聚碳酸酯、pc/pmma层积体的情况下,优选在190℃下进行测定。

基材层11例如由聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚氯乙烯(pvc)、聚乙烯醇(pva)、聚乙烯(pe)、无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯(apet)、聚苯乙烯(ps)、三乙酰纤维素(tac)、环状烯烃聚合物(cop)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等构成。在考虑到复制原盘10的制造后的工序的情况下,优选基材层11由pmma、pc、pvc、tac等构成。

表面形状体12以预定的厚度形成在基材层11上,在表面形成有微细凹凸图案。表面形状体12由通过活性能量线固化的树脂、例如丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体等聚合物构成。另外,表面形状体12可以由无机化合物构成。在此,表面形状体12由其软化温度比基材层11的软化温度高的材料构成。应予说明,软化温度是使膜软化而通过加压等发生变形的温度,是通过动态粘弹性测定(dma测定),储能模量(e’)为0.3gpa以下的温度。

根据本实施方式的复制原盘10,表面形状体12的软化温度比基材层11的软化温度高。因此,为了使复制原盘10随着立体的被形成体的形状变形,在将基材层11加热到其软化温度的情况下,表面形状体12不软化。因此,能够防止表面形状体12的微细凹凸图案的溃散,抑制转印的精度劣化。

应予说明,复制原盘10的构成不限于图1所示的构成。例如,如图2所示,在基材层11与表面形状体12之间,可以将作为粘合剂层的中间层13形成为大致平坦状,利用中间层13将基材层11与具有微细凹凸图案的表面形状体12固定。

另外,如图3a所示,可以在基材层11上形成具有预定的厚度且具有微细凹凸图案的中间层13,以覆盖中间层13的表面的方式形成表面形状体12。另外,如图3b所示,可以以多层形成中间层13。在图3b中,在基材层11上形成大致平坦的中间层13-2,在中间层13-2上形成具有预定的厚度且具有微细凹凸图案的中间层13-1。并且,以覆盖中间层13-1的表面的方式形成表面形状体12。

如图2、3a、3b所示,通过设置中间层13,能够提高基材层11与表面形状体12之间的密合性,或者能够提高光学特性等。应予说明,中间层13例如由pc、具有树脂渗透性的丙烯酸酯单体、聚氨酯系等多官能低聚物等构成。

另外,为了提高脱模性,可以在表面形状体12的表面形成由含有氟和/或有机硅的丙烯酸单体构成的层、或者由氧化物构成的层作为脱模层。应予说明,通过在表面形状体12的表面将氧化物成膜,从而能够更可靠地防止表面形状体12的微细凹凸图案的变形。

(向使用了复制原盘的被形成体形成的微细结构体的概要)

接下来,参照图4a~图4d对使用了复制原盘10的微细结构体的形成的概要进行说明。应予说明,以下,对于形成有微细结构体的被形成体,例如以具有凸透镜那样的凸面且在其凸面形成微细结构体的被形成体为例进行说明。

首先,如图4a所示,制造具有与形成于被形成体的微细结构体相对应的微细凹凸图案的主模14。主模14是通过压印用主模的已知的制造方法而制造的。例如,在石英板将抗蚀层成膜,与形成的微细凹凸图案相对应地照射光(曝光)。接下来,在抗蚀层上涂布显影液,将抗蚀层显影,将与微细凹凸图案对应的抗蚀图案形成于抗蚀层。通过将形成有抗蚀图案的抗蚀层作为掩模进行蚀刻,从而在石英板形成微细凹凸图案。应予说明,主模14可以不是板状而是辊状。

接下来,使用主模14制造如图4b所示的复制原盘10。使用了主模14的复制原盘10的制造例如通过将未固化的光固化性树脂夹在主模14与基材层11之间,其后,向光固化性树脂照射光(紫外光)而使其固化。通过将未固化的光固化性树脂夹在主模14与基材层11之间,从而将主模14的微细凹凸图案转印于未固化的光固化性树脂。然后,通过照射紫外光,从而在转印了微细凹凸图案的状态下使光固化性树脂固化,然后,使主模14从固化的光固化性树脂脱模。通过将固化的光固化性树脂作为表面形状体12,从而能够制造在基材层11上形成有具有微细凹凸图案的表面形状体12的复制原盘10。

在上述方法中,形成于表面形状体12的微细凹凸图案是使形成于主模14的微细凹凸图案反转而得到的。然而,不限于此,例如,通过将主模14的微细凹凸图案转印于另一转印物,并将转印于该转印物的微细凹凸图案转印于未固化的光固化性树脂,其后,使光固化性树脂固化而制成表面形状体12,从而也能够制造形成有具有与主模14的微细凹凸图案相同的微细凹凸图案的表面形状体12的复制原盘10。

应予说明,即使通过使用热固化性树脂的热转印方式来代替如上所述的向未固化的光固化性树脂压抵主模14,其后使光固化性树脂固化的方式(光转印方式),也能够制造复制原盘10。在后面对制造复制原盘10的工序的详细情况进行说明。

接下来,在使复制原盘10与主模14分离之后,将复制原盘10加热,如图4c所示,向与被形成体的形状对应的模具15压抵复制原盘10。由此,复制原盘10随着模具15的形状,即被形成体的形状而发生变形(预形成)。应予说明,以使表面形状体12与模具15对置的方式将复制原盘10压抵于模具15。在后面对图4c所示的工序(使复制原盘10变形的工序)的详细情况进行说明。

接下来,如图4d所示,在被形成体16的表面涂布未固化的光固化性树脂17,将随着模具15(被形成体16)的形状而变形的复制原盘10以表面形状体12朝向光固化性树脂17的方式按压到光固化性树脂17。通过将表面形状体12按压到未固化的光固化性树脂17,从而将表面形状体12的微细凹凸图案转印于光固化性树脂17。然后,通过向未固化的光固化性树脂17照射光(紫外光)而使其固化,从而在被形成体16形成微细结构体。

(复制原盘的制造工序)

接下来,参照图5a、图5b对制造图4b所示的复制原盘10的工序的详细情况进行说明。应予说明,以下,不对上述光转印方式进行说明,而对通过加热而使树脂软化且将主模14按压于该软化的树脂,从而向软化的树脂转印形成于主模14的微细凹凸图案的方式进行说明。

制造复制原盘10的工序大致划分而包括加热工序、转印工序和脱模工序。

首先,如图5a所示,准备在基材层11上形成大致平坦状的树脂层12a的层积体10a。树脂层12a由与表面形状体12相同的材料构成。因此,树脂层12a的软化温度比基材层11的软化温度高。

在加热工序中,将层积体10a加热到树脂层12a软化。作为加热方法,有通过高温体的接触的传导加热、通过高温流体的对流的对流加热、红外光(ir)等放射加热等方法。

在转印工序中,如图5b所示,将加热的树脂层12a按压到主模14。通过将加热的树脂层12a按压到主模14,从而将形成于主模14的微细凹凸图案转印于树脂层12a。作为向主模14按压树脂层12a的方法,有利用气体或液体的流体加压、夹紧层积体10a的端部而将其按压到主模14的方法等。另外,在加热工序中,将层积体10a加热到树脂层12a软化。因此,软化温度为树脂层12a的软化温度以下的基材层11也软化。因此,通过使用真空成型、气动成型、tom(threedimensionoverlaymethod:三次元表面加饰)成型等,从而基材层11仿照主模14的形状,能够向再现性更高的树脂层12a转印微细凹凸图案。

在脱模工序中,将转印工序后的层积体10a冷却,使基材层11和树脂层12a固化。接下来,从树脂层12a分离主模14。由此,得到将在基材层11上转印有主模14的微细凹凸图案的树脂层12a作为表面形状体12的复制原盘10。

(复制原盘的变形)

接下来,参照图6a~图6e对使图4c所示的复制原盘10变形的工序的详细情况进行说明。应予说明,以下,对通过按压成型使复制原盘10变形的工序进行说明。

首先,如图6a所示,将与被形成体16匹配的形状的模具15载置在工作台21上。在工作台21的周围设置有侧壁22,工作台21以沿着侧壁22能够移动的方式(在图6a中能够上下移动)设置。在侧壁22设置有用于支承复制原盘10的支承部23,利用支承部23,以使复制原盘10与模具15对置的方式进行支承。复制原盘10以表面形状体12与模具15对置的方式被支承。在与被支承部23支承的复制原盘10的模具15相反的一侧设置有被侧壁22支承且与工作台21对置的石英板24。石英板24能够透过光。以将由工作台21、侧壁22和被支承部23支承的复制原盘10包围的区域25密闭,另外,将石英板24、侧壁22和被支承部23支承的复制原盘10包围的区域26密闭的方式,设置工作台21、侧壁22、支承部23和石英板24。

将被支承部23支承的复制原盘10加热到基材层11的软化温度以上且比表面形状体12的软化温度低的温度。如上所述,表面形状体12的软化温度比基材层11的软化温度高。因此,虽然基材层11软化,但是表面形状体12未软化。因此,不会发生形成于表面形状体12的表面的微细凹凸图案的形状的溃散。

接下来,如图6b所示,进行区域25和区域26的抽真空。如上所述,工作台21能够沿着侧壁22上下移动。通过将区域25抽真空,从而工作台21朝向上方(朝向被支承部23支承的复制原盘10)移动。

工作台21朝向上方移动,如图6c所示,模具15上推被支承部23支承的复制原盘10。通过利用模具15向上推,从而复制原盘10沿着模具15的形状发生变形。然而,仅通过模具15的向上推,无法使模具15与复制原盘10没有间隙地密合,在模具15的端部附近,在模具15与复制原盘10之间会产生间隙27。

接下来,如图6d所示,在模具15上推复制原盘10的情况下,向区域26导入压缩空气,将压力施加到复制原盘10。由此,即使在模具15的端部附近,模具15与复制原盘10也密合。在该状态下,通过将复制原盘10冷却,从支承部23和模具15取下复制原盘10,从而如图6e所示,制作出沿着模具15的形状变形的复制原盘10。

(向被形成体形成微细结构体)

接下来,参照图7a~图7d对在图4d所示的被形成体16形成微细结构体的工序的详细情况进行说明。应予说明,以下,使用在立体形状的被形成体16形成微细结构体的例子进行说明。在此,“立体形状的被形成体”是指具有曲面的被形成体,所述曲面具有比形成于复制原盘10的微细结构体(微细凹凸图案)的高度大的曲率半径。如上所述,复制原盘10随着被形成体16的形状而变形。因此,随着被形成体16的形状而变形的复制原盘10具有拥有比形成于复制原盘10的微细结构体(微细凹凸图案)的高度大的曲率半径的曲面。

在被形成体16形成微细结构体的工序大致划分而由涂布工序、转印工序、光固化工序和脱模工序。

在涂布工序中,如图7a所示,在被形成体16的表面涂布未固化的光固化性树脂17。作为向被形成体16涂布光固化性树脂17的方法,与光固化性树脂17的粘度、被形成体16的形状相配合地可以使用喷涂涂布、喷墨涂布、分配涂布、浸涂、滴涂、旋涂等各种方法。为了提高被形成体16与光固化性树脂17的密合性并且提高光学特性等,可以在被形成体16与光固化性树脂17之间设置中间层。

在转印工序中,如图7b所示,在涂布于被形成体16的光固化性树脂17按压复制原盘10。如上所述,复制原盘10在表面形状体12朝向被形成体16的状态下随着模具15(被形成体16)的形状而变形。因此,通过将该复制原盘10按压在被形成体16,从而将表面形状体12按压到光固化性树脂17。通过将表面形状体12按压到光固化性树脂17,从而将形成于表面形状体12的微细凹凸图案转印于光固化性树脂17。

作为复制原盘10向被形成体16(光固化性树脂17)的按压方法,有从基材层11侧进行气体或液体等的流体加压、通过有弹性的固体进行的按压、利用辊进行的按压等方法。

在光固化工序中,如图7c所示,在将复制原盘10按压到光固化性树脂17的状态下,向光固化性树脂17照射活性能量线而使其固化。作为活性能量线,有从汞灯、金属卤化灯、紫外led(lightemittingdiode:发光二极管)等光源射出的光线。

应予说明,在复制原盘10透过活性能量线的情况下,从复制原盘10侧向光固化性树脂17照射活性能量线即可,另外,在被形成体16透过活性能量线的情况下,从被形成体16侧向光固化性树脂17照射活性能量线即可。

在脱模工序中,如图7d所示,使被形成体16与复制原盘10分开。在被形成体16的表面,使转印了复制原盘10的表面形状体12的微细凹凸图案的光固化性树脂17固化而形成微细结构体17a。由此,制造出形成有微细结构体17a的被形成体16(物品)。

在此,在使被形成体16与复制原盘10分开时,需要消除复制原盘10的表面形状体12的脱落、复制原盘10的破损。在本实施方式中,由于复制原盘10为膜形状,所以与现有的由石英、金属等构成的原盘相比更柔软且容易地变形,因此在脱模时破损的可能性小。另外,在膜状的复制原盘10的脱模时,通常从复制原盘10的端部变形而分开,但是也可以根据需要,使被形成体16变形,或者将空气等流体吹到复制原盘10与被形成体16之间而促进分离等。

应予说明,通过使复制原盘10与被形成体16贴合,从而可以在被形成体16形成微细结构体。此时,通过在复制原盘10的基材层11侧涂布粘接剂等而贴附于被形成体16,从而能够将微细结构体17a形成于被形成体16(将贴附于被形成体16的复制原盘10本身作为微细结构体17a)。

另外,在上述实施方式中,分成使复制原盘10随着被形成体16的形状而变形的工序以及使用变形的复制原盘10在被形成体16形成微细结构体17a的工序进行了说明,但是作为变形例,也可以一体地进行这些工序。

以下,对变形例的复制原盘10的变形和向被形成体16形成微细结构体17a进行说明。通过使用参照图6a~图6e而说明的复制原盘的变形时所使用的由工作台21、侧壁22、支承体23、石英板24等构成的装置来进行本变形例的复制原盘10的变形和向被形成体16形成微细结构体17a。

首先,将涂布了光固化性树脂17的被形成体16载置于工作台21。另外,以使表面形状体12朝向被形成体16的方式,利用支承部23支承复制原盘10。

接下来,进行区域25的抽真空,并且向区域26导入压缩空气。通过进行区域25的抽真空,从而工作台21朝向上方(朝向被支承部23支承的复制原盘10)移动。随着工作台21的移动,涂布有光固化性树脂17的被形成体16上推被支承部23支承的复制原盘10。如上所述,仅通过复制原盘10的上推会导致在被形成体16与复制原盘10之间产生间隙。在本变形例中,在进行区域25的抽真空的同时向区域26导入压缩空气。通过压缩空气的导入而向复制原盘10施加压力。因此,能够使复制原盘10与被形成体16没有间隙地密合。

接下来,进行区域25的抽真空,并且在向区域26导入压缩空气的状态下从石英板24的上侧照射光。如上所述,使石英板24透过光。因此,通过以复制原盘10也透过光的方式形成,从而向涂布于被形成体16的光固化性树脂17照射光,使光固化性树脂17固化。

接下来,使被形成体16与复制原盘10分离。在被形成体16的表面,使转印有复制原盘10的表面形状体12的微细凹凸图案的光固化性树脂17固化而形成微细结构体17a。

至此为止,对在具有凸面的被形成体16的凸面形成微细凹凸图案的例子进行了说明,但不限于此,本发明也可以适用于被形成体具有凹面且在其凹面形成微细凹凸图案的情况。以下,如图8所示,对在具有凹面的被形成体16a的凹面形成微细结构体17a(微细凹凸图案)的例子进行说明。

应予说明,在凹面形成有微细结构体17a(微细凹凸图案)的被形成体16a例如如图8所示,可以作为在lcd(liquidcrystaldisplay:液晶显示器)等显示体18的前表面设置气隙而安装的顶板(盖板)使用。另外,被形成体16a也作为设置于触摸面板的内侧(显示体侧)的防反射部件使用。应予说明,在图8中,示出在显示体18的前表面也形成用于防反射的微细结构体19的例子。微细结构体19例如由大致平坦地设置在显示体18的前表面上的tac(三乙酰纤维素)膜等基膜以及具有设置在基膜上的微细凹凸图案的光固化性树脂(例如,丙烯酸系紫外线固化树脂)等构成。微细结构体19的构成、形成方法等对于本领域技术人员是已知的,另外,由于与本发明没有直接关系,所以省略说明。

首先,参照图9a~图9e,对使复制原盘10与被形成体16a的形状配合而变形的工序的详细情况进行说明。应予说明,以下,对通过按压成型使复制原盘10变形的工序进行说明。另外,在图9a~图9e中,对与图6a~图6e相同的构成省略说明。

首先,如图9a所示,将具有与被形成体16a的凹面的形状匹配的凹面的模具15a载置在工作台21上。在此,模具15a以凹面与被支承部23支承的复制原盘10对置的方式被支承。应予说明,复制原盘10以表面形状体12与模具15a对置的方式被支承。

接下来,将被支承部23支承的复制原盘10加热到基材层11的软化温度以上且比表面形状体12的软化温度低的温度。如上所述,表面形状体12的软化温度比基材层11的软化温度高。因此,虽然基材层11软化,但是表面形状体12不软化。因此,不会发生形成在表面形状体12的表面的微细凹凸图案的形状的溃散。

接下来,如图9b所示,进行区域25和区域26的抽真空。如上所述,工作台21能够沿着侧壁22上下移动。通过将区域25抽真空,从而工作台21朝向上方(朝向被支承部23支承的复制原盘10)移动。

工作台21朝向上方移动,如图9c所示,模具15a上推被支承部23支承的复制原盘10。利用模具15a向上推,从而复制原盘10沿着模具15a的形状(模具15a的凹面)而变形。然而,仅利用模具15a的上推,无法使模具15a与复制原盘10没有间隙地密合,在模具15a的端部附近,在模具15a与复制原盘10之间产生间隙27。

接下来,如图9d所示,在模具15a上推复制原盘10的情况下,向区域26导入压缩空气,向复制原盘10施加压力。由此,即使在模具15a的端部附近,模具15a与复制原盘10也密合。在该状态下,通过将复制原盘10冷却,将复制原盘10从支承部23和模具15a取下,从而如图9e所示,制作沿着模具15a的形状变形的复制原盘10。

接下来,参照图10a~图10d,对在被形成体16a的凹面形成微细结构体的工序的详细情况进行说明。应予说明,在图10a~图10d中,对与图7a~图7d相同的构成标注相同的符号,并省略说明。

在被形成体16a形成微细结构体的工序大致划分而由涂布工序、转印工序、光固化工序和脱模工序构成。

在涂布工序中,如图10a所示,在被形成体16a的凹面涂布未固化的光固化性树脂17。作为向被形成体16a涂布光固化性树脂17的方法,可以与光固化性树脂17的粘度或被形成体16a的形状相配合地使用喷涂涂布、喷墨涂布、分配涂布、浸涂、滴涂、旋涂等各种方法。为了提高被形成体16a与光固化性树脂17a的密合性并且提高光学特性等,可以在被形成体16a与光固化性树脂17之间设置中间层。

在转印工序中,如图10b所示,向涂布于被形成体16a的光固化性树脂17按压复制原盘10。如上所述,复制原盘10在表面形状体12朝向被形成体16a的状态下,随着模具15a(被形成体16a)的形状而变形。因此,通过将该复制原盘10按压到被形成体16a,从而将表面形状体12按压到光固化性树脂17。通过将表面形状体12按压到光固化性树脂17,从而将形成于表面形状体12的微细凹凸图案转印到光固化性树脂17。

在光固化工序中,如图10c所示,在将复制原盘10按压到光固化性树脂17的状态下,向光固化性树脂17照射活性能量线(例如紫外光)而使其固化。

在脱模工序中,如图10d所示,使被形成体16a与复制原盘10分开。在被形成体16a的表面,将转印有复制原盘10的表面形状体12的微细凹凸图案的光固化性树脂17固化而形成微细结构体17a。由此,制造形成有微细结构体17a的被形成体16a(物品)。

应予说明,可以一体地进行使复制原盘10随着被形成体16a的形状变形的工序、使用变形了的复制原盘10在被形成体16a形成微细结构体17a的工序。

即,首先,通过旋涂等在被形成体16a的凹面涂布光固化性树脂17。然后,将在凹面涂布了光固化性树脂17的被形成体16a载置于图6a~图6d或图9a~图9d所示的装置的工作台21。另外,以使表面形状体12朝向被形成体16a的方式,利用支承部23支承复制原盘10。

接下来,进行区域25的抽真空,并且向区域26导入压缩空气(真空差压)。通过进行区域25的抽真空,从而工作台21朝向上方(朝向被支承部23支承的复制原盘10)移动。随着工作台21的移动,涂布有光固化性树脂17的被形成体16a上推被支承部23支承的复制原盘10。如上所述,仅通过复制原盘10的上推,会导致在被形成体16a与复制原盘10之间产生间隙。因此,进行区域25的抽真空,并且向区域26导入压缩空气。通过导入压缩空气而向复制原盘10施加压力。因此,能够使复制原盘10与被形成体16a没有间隙地密合。

接下来,在进行区域25的抽真空且向区域26导入压缩空气的状态下,从石英板24的上侧照射光。如上所述,石英板24透过光。因此,也以透过光的方式形成复制原盘10,从而向涂布于被形成体16a的光固化性树脂17照射光,光固化性树脂17固化。

接下来,使被形成体16a与复制原盘10分开。在被形成体16a的表面(凹面),转印有复制原盘10的表面形状体12的微细凹凸图案的光固化性树脂17固化而形成微细结构体17a。

这样,在本实施方式中,复制原盘10具备基材层11、以及形成在基材层11上且具有微细凹凸图案的表面形状体12,表面形状体12的软化温度比基材层11的软化温度高。

因此,在为了复制原盘10的变形而将复制原盘10加热的情况下,在基材层11的软化温度以上且比表面形状体12的软化温度低的温度下将复制原盘10加热,从而能够仅使基材层11软化,使复制原盘10变形。另外,由于表面形状体12不软化,所以不会发生微细凹凸图案的形状的溃散,能够抑制因微细凹凸图案的溃散而导致的转印精度劣化。

实施例

接下来,列举实施例和比较例而更具体地说明本发明,但本发明不限于下述实施例。

(主模的制作)

首先,对主模14的制作进行说明。

准备外径为126mm的玻璃制的基材(玻璃辊原盘)。在该玻璃辊原盘的表面,通过浸渍法将抗蚀剂在玻璃辊原盘的圆柱面上以平均厚度70nm左右进行涂布而形成抗蚀层,所述稀释抗蚀剂是利用稀释剂将光致抗蚀剂稀释至质量比1/10而得的稀释抗蚀剂。接下来,将形成了抗蚀层的玻璃辊原盘输送到曝光装置,通过将抗蚀层曝光,从而在螺旋状且邻接的3列轨道间将成为六边形格子图案的潜像在抗蚀层图案化。具体而言,对应该形成六边形格子状的曝光图案的区域照射0.50mw/m的激光,形成六边形格子状的曝光图案。

接下来,对玻璃辊原盘上的抗蚀层实施显影处理,使曝光了的部分的抗蚀层溶解而进行显影。具体而言,在显影机的转台上载置未显影的玻璃辊原盘,使其连同转台一起旋转,同时向玻璃辊原盘的表面滴下显影液,而将抗蚀层显影。由此,得到抗蚀层在六边形格子图案开口的玻璃辊原盘。

接下来,使用辊蚀刻装置,在chf3气体气氛中进行等离子体蚀刻。由此,在玻璃辊原盘的表面,仅对从抗蚀层露出的六边形格子图案部分进行蚀刻,其他区域的抗蚀层成为掩模而未被蚀刻,椭圆锥形状的凹部形成于玻璃辊原盘。在蚀刻时,蚀刻量(深度)根据蚀刻时间进行调整。最后,通过氧灰化除去抗蚀层,得到具有凹形状的六边形格子图案的玻璃辊原盘(主模)。

(复制原盘的制作和变形)

使用如上所述得到的玻璃辊原盘(主模)制作复制原盘,使制作成的复制原盘随着被形成体的形状而变形。以下,对实施例和比较例的复制原盘的制造和复制原盘的变形(预形成)进行说明。应予说明,对于软化温度而言,将以50~200μm的厚度制作的膜状样品穿孔成40mm×0.5mm,利用动态粘弹性测定装置(texasinstruments公司制,产品名“rheometricssystemanalyzer-3(rsa-3)”测定动态粘弹性e’,将动态粘弹性e’=0.3gpa的温度测定为软化温度。

(实施例1)

在本实施例中,作为基材层11,使用平均厚度为200μm的pvc膜(软化温度84℃)。用玻璃吸管在该pvc膜上滴下紫外线固化性树脂组合物(软化温度116℃)。紫外线固化性树脂组合物的组成是90质量份的丙烯酸酯(dic株式会社制,产品名“sp-10”)和10质量份的含氟丙烯酸酯单体(unimatec公司制,产品名“faac-6”)。

接下来,使滴加了紫外线固化性树脂组合物的pvc膜与上述具有凹形状的六边形格子图案的玻璃辊原盘密合,使用金属卤化灯,以1500mj/cm2的照射量从pvc膜(基材层)侧照射紫外线,使紫外线固化性树脂组合物固化。其后,将玻璃辊原盘从固化了的紫外线固化性树脂组合物分离。通过以上处理,得到在作为基材层11的pvc膜上形成了作为表面形状体12的固化了的紫外线固化性树脂组合物的复制原盘。

接下来,使得到的复制原盘随着被形成体16的形状而变形。在本实施例中,作为被形成体16,使用外径为12.7mm、f值为15的凸透镜,将变形时的工艺温度设为120℃,通过按压成型使复制原盘变形。

(实施例2)

在本实施例中,制作如图3所示地形成具有微细凹凸图案的中间层13且在中间层13上形成有表面形状体12的复制原盘。具体而言,作为基材层11,使用pmma膜(软化温度102℃)。在该pmma膜上,形成由pc(软化温度148℃)构成的层和由紫外线固化性树脂(dexerials株式会社制,产品名“sk1900”)(软化温度157℃)构成的层作为中间层。接下来,使形成了中间层的pmma膜与玻璃辊原盘密合,使用金属卤化灯,以1500mj/cm2的照射量从pmma膜(基材层)侧照射紫外线,使紫外线固化性树脂固化。通过该处理,形成具有微细凹凸图案的中间层。然后,在具有微细凹凸图案的中间层上形成作为无机化合物的氧化钨层(软化温度1473℃)来作为表面形状体12,得到复制原盘。

接下来,使得到的复制原盘与实施例1相同地随着凸透镜的形状而变形。应予说明,在本实施例中,将变形时的工艺温度设为190℃,通过按压成型使复制原盘变形。

(实施例3)

在本实施例中,制作如图2所示地形成大致平坦的中间层13且在中间层13上形成有表面形状体12的复制原盘。具体而言,作为基材层11,使用平均厚度为188μm的pet膜(软化温度125℃)。在该pet膜上形成用于提高密合性的中间层(易粘接层),在该中间层上涂布紫外线固化性树脂(dexerials株式会社制,产品名“sk1900”)(软化温度157℃)。

接下来,使涂布了紫外线固化性树脂的pet膜与玻璃辊原盘密合,使用金属卤化灯,以1500mj/cm2的照射量从pet膜(基材层)侧照射紫外线,使紫外线固化性树脂固化。通过以上处理,得到在作为基材层11的pet膜上形成了作为表面形状体12的固化的紫外线固化性树脂的复制原盘。

接下来,使得到的复制原盘与实施例1相同地随着凸透镜的形状而变形。应予说明,在本实施例中,将变形时的工艺温度设为160℃,通过按压成型,使复制原盘变形。

(比较例1)

在本比较例中,作为基材层11,使用平均厚度为100μm的coc膜(软化温度128℃)。在该coc膜上形成具有微细凹凸图案的单层基材(软化温度128℃)作为表面形状体12而得到复制原盘。在此,在本比较例中,作为基材层11的coc膜的软化温度与作为表面形状体12的单层基材的软化温度相同。

接下来,使得到的复制原盘与实施例1相同地随着凸透镜的形状而变形。应予说明,在本实施例中,将变形时的工艺温度设为150℃,利用0.1mpa的真空差压,使复制原盘变形。

(比较例2)

在本比较例中,作为基材层11,使用pet膜(东洋纺纱株式会社制,产品名“cosmoshinea4300”)(软化温度184℃)。在该pet膜上,与实施例3同样地形成用于提高密合性的中间层(易粘接层),在该中间层上涂布紫外线固化性树脂(dexerials株式会社制,产品名“sk1900”)(软化温度157℃)。

接下来,使涂布了紫外线固化性树脂的pet膜与玻璃辊原盘密合,使用金属卤化灯,以1500mj/cm2的照射量从pet膜(基材层)侧照射紫外线,使紫外线固化性树脂固化。通过以上处理,得到在作为基材层11的pet膜上形成了作为表面形状体12的固化了的紫外线固化性树脂的复制原盘。

接下来,使得到的复制原盘与实施例1相同地随着凸透镜的形状而变形。应予说明,在本比较例中,将变形时的工艺温度设为220℃,通过按压成型,利用0.1mpa的真空差压,使复制原盘变形。

对通过上述实施例1~3和比较例1、2制造、变形的复制原盘的评价结果进行说明。

图11a是通过sem(scanningelectronmicroscope:扫描电子显微镜)对实施例1的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案进行拍摄而得到的截面拍摄图。图11b是实施例2的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。图11c是实施例3的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。图11d是比较例1的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。图11e是比较例2的复制原盘的预形成前后的微细凹凸图案的截面拍摄图。应予说明,在图11a~图11e中,复制原盘的预形成后的拍摄图像是凸透镜的顶点部的拍摄图像。

表1是表示实施例1~3、比较例1、2的复制原盘中的、预形成前的微细凹凸图案的高度、预形成后的微细凹凸图案的高度、作为预形成前的微细凹凸图案的高度与预形成后的微细凹凸图案的高度之比的残留率、以及变形后的复制原盘的目视的评价结果的图。

[表1]

如图11a~11c和表1所示,在实施例1~3中,在预形成前后,在微细凹凸图案不溃散(残留率高)的情况下,向复制原盘转印微细凹凸图案。即,在复制原盘维持立体形状的情况下形成微细凹凸图案。

另一方面,如图11d、11e和表1所示,可知在比较例1、2中,在预形成前后,微细凹凸图案溃散(残留率小)。

另外,可知在实施例1~3中,复制原盘随着被形成体的形状而变形(评价结果:“良好”),与此相对,在比较例1、2中,复制原盘不随着被形成体的形状而变形(评价结果:“不良”)。应予说明,评价结果“良好”是指,复制原盘没有皱褶和/或裂纹,且在整个曲面与模具接触的状态。

接下来,使用实施例2的复制原盘和比较例1的复制原盘,将上述凸透镜作为被形成体,在凸透镜上制作微细结构体,对制作成的微细结构体的光学特性(反射率特性)进行评价。

对于微细结构体向凸透镜的形成而言,在凸透镜上涂布紫外线固化性树脂(dexerials株式会社制,产品名“sk1120”),向该紫外线固化性树脂分别按压实施例2和比较例1的复制原盘。然后,以1500mj/cm2的照射量从基材层侧照射紫外线,使紫外线固化性树脂固化。其后,通过使复制原盘分开,从而得到形成有由固化的紫外线固化性树脂构成的微细结构体的凸透镜。

图12a是表示使用实施例2的复制原盘形成的微细结构体的反射特性的图。图12b是表示使用比较例1的复制原盘形成的微细结构体的反射率特性的图。

如图12b所示,在使用比较例1的复制原盘形成的微细结构体中,反射率为4.2%左右,相对于此,在使用实施例2的复制原盘形成的微细结构体中,反射率为0.5%左右,可以得到良好的防反射光学特性。如上所述,在比较例1的复制原盘中,发生微细凹凸图案的溃散。因此,认为即使是使用比较例1的复制原盘形成的微细结构体,凹凸形状也溃散,其结果是,无法得到良好的反射率特性。另一方面,在实施例2的复制原盘中,几乎不发生微细凹凸图案的溃散。因此,认为即使是使用实施例2的复制原盘形成的微细结构体,也不发生凹凸形状的溃散,其结果是,得到良好的反射率特性。

(实施例4)

如上所述,本发明不仅能够适用于向具有凸面的被形成体16的凸面形成微细结构体的情况,还能够适用于向具有凹面的被形成体16a的凹面形成微细结构体的情况。在本实施例中,向凹面形成微细结构体。应予说明,在本实施例中,一体地进行使复制原盘10随着被形成体16a的形状而变形的工序和使用变形的复制原盘10在被形成体16a形成微细结构体17a的工序。

在本实施例中,作为被形成体16a,使用具有圆柱形的聚碳酸酯制的板。这样的板例如用作在lcd等显示体的前表面设置气隙而安装的顶板(盖板)。所使用的被形成体16a的曲率半径r为500mm,曲率半径r方向的长度为200mm,宽度(纵深)为140mm。

首先,通过旋涂在被形成体16a的凹面涂布未固化的丙烯酸系紫外线固化树脂。旋涂是以1000rpm使被形成体16a旋转30秒钟来进行的。

接下来,将在凹面涂布了丙烯酸系紫外线固化树脂的被形成体16a载置在工作台21上,利用旋转泵进行区域25、26的抽真空,直到-0.1mpa。通过区域25、26的抽真空,将载置在工作台21上的被形成体16a按压到被支承部23支承的复制原盘。应予说明,在本实施例中,作为复制原盘(膜模具),使用平均厚度为100μm的pet膜(东洋纺株式会社制,产品名“a4300”)。

接下来,对膜模具侧,即,区域26侧进行大气加压。由此,能够使膜模具与被形成体16a没有间隙地密合。

接下来,在膜模具与被形成体16a密合的状态下,从膜模具侧照射紫外光。作为紫外光源,使用金属卤化灯,以1000mj/cm2的照射量照射紫外线。通过紫外光的照射,使涂布于被形成体16a的凹面的未固化的丙烯酸系紫外线固化树脂固化,其后,从被形成体16a剥离膜模具。通过上述处理,在被形成体16a的凹面形成间距为150nm~230nm、高度为200nm~250nm的微细结构体。

基于附图和实施方式说明了本发明,但只要是本领域技术人员就会知晓容易基于本公开进行各种变形或修正。因此,注意这些变形或修正也包括在本发明的范围内。

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