CN106256015B - 功能转印体以及功能转印膜辊 - Google Patents

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Abstract

本发明提供将缺陷少的凹凸结构转印赋予被处理体的功能转印体。功能转印体(14)具备表面具有凹凸结构(11)的载体(10)、设置于凹凸结构(11)上的至少1层以上的功能层(12)和设置于功能层(12)的与载体(10)相反的表面上的保护层(13)。功能层(12)包含树脂,并且,保护层(13)的与功能层(12)相接的表面的均方根高度(Rq),与凹凸结构(11)的凸部(11b)顶部位置至功能层(12)与保护层(13)的界面的距离(t)的比例(Rq/t)为1.41以下。

Description

功能转印体以及功能转印膜辊
技术领域
本发明涉及为赋予被处理体功能而使用的功能转印体以及功能转印膜辊。
背景技术
光学部件、能源设备、生物设备、记录媒体等领域中,通过凹凸结构提高功能的技术正被引起注目。例如,已报导了在半导体发光元件(LED或OLED)中,通过对适用于元件的基材设置凹凸结构,使发光特性提高。因此,在被处理体上形成所期望的凹凸结构的方法正受到注目。
专利文献1公开了一种凹凸结构的加工方法。涂布压印材料于被加工膜(被处理体)上,接着贴合模板的第1凹凸结构。然后,使压印材料固化,通过除去模板,转印第2凹凸结构到被加工膜上。接着,在转印形成的第2凹凸结构的凹部内填充掩模材料,加工压印材料。最后,将剩下的压印材料作为掩模加工被加工膜。即,使用压印材料作为液体功能原料,赋予被处理体(被加工膜)用于加工被处理体的功能层。专利文献1中,在被加工膜上涂布特定的压印材料,贴合表面具有凹凸结构的模板的该凹凸结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-165855号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1,作为高效地形成凹凸结构的方法,记载了根据工程环境中存在的微粒的大小,通过限制压印材料的厚度,抑制微粒的影响。但是,掌握工程中产生的微粒的大小,改变其每次设计,缺乏实现性以及通用性。此外,为了制作第二凹凸结构,经过了在被处理体上涂布压印材料,然后贴合模板的操作。因此,即使压印材料形成膜厚均等性高的膜,通过模板的贴合操作,压印材料的膜厚精度下降,结果存在第2凹凸结构的膜厚精度下降的问题。这些微粒管理以及保证膜厚均等性的问题,随着被处理体的大小变大,会变得越发困难。除专利文献1记载的技术以外,还报告了很多关于形成凹凸结构的方法,但任一种方法都缺乏工业性,没有关于减少凹凸结构的缺陷的彻底的解决方法的报告。
本发明鉴于上述问题点而得,目的在于提供能够在被处理体上转印赋予缺陷少的凹凸结构的功能转印体以及功能转印膜辊。
用于解决课题的手段
本发明的功能转印体的特征在于,该功能转印体具备表面具有凹凸结构的载体、设置于上述凹凸结构上的至少1层以上的功能层和设置于上述功能层的与上述载体相反的表面上的保护层;上述功能层包含树脂,并且,对于上述保护层的与上述功能层相接的表面的均方根高度(Rq),与上述凹凸结构的凸部顶部位置至上述功能层与上述保护层的界面的距离(t)的比例(Rq/t)为1.41以下。
根据该结构,能够在被处理体上转印赋予缺陷少的凹凸结构,因此能够在被处理体上高精度地赋予功能。
本发明的功能转印体,优选将上述保护层从上述功能层剥离时,上述功能层的与上述保护层相接的表面的表面粗糙度(Ra)与上述距离(t)的比例(Ra/t)为1.20以下。
此外,本发明的功能转印体,优选上述载体的所述凹凸结构的平均间距为大于1.5μm、且在10μm以下的范围,并且,所述凹凸结构的平均开口率为40%以上。
此外,本发明中,优选上述保护层的拉伸弹性模量为50MPa以上、2500MPa以下。
此外,本发明的功能转印体,优选上述凹凸结构的平均开口率为40%以上。此外,更优选上述平均开口率为91%以下。
此外,本发明中,优选上述凹凸结构的凹部开口直径为1μm以上、10μm以下。此外,本发明中,优选上述凹凸结构为,在俯视图中呈圆形。
此外,本发明的功能转印体,优选相对于上述保护层的与上述功能层相接的表面的水滴的接触角为75度以上、105度以下。
本发明的功能转印膜辊,优选上述功能转印体为膜状,上述功能转印体的一端部连接于辊芯,并且上述功能转印体卷绕于上述辊芯。
发明的效果
根据本发明,通过使用功能转印体对被处理体赋予缺陷少的凹凸结构,能够在被处理体上高精度地赋予功能。
附图说明
[图1]是表示使用了本实施方式涉及的功能转印体的被处理体的功能赋予方法的各工序的截面示意图。
[图2]是表示使用了本实施方式涉及的功能转印体的被处理体的功能赋予方法的各工序的截面示意图。
[图3]是表示本实施方式涉及的功能转印膜辊中使用的功能转印体的说明图。
[图4]是表示将本实施方式涉及的功能转印膜辊中的功能转印体固定于辊芯的方法的说明图。
[图5]是表示比例(Rq/t)与比例(Ra/t)的关系的图表。
[图6]是表示凹凸结构Ca的间距与比剥离能的关系的图表。
[图7]是表示凹凸结构Ca的开口率与比剥离能的关系的图表。
[图8]是表示凹凸结构Ca的开口率与比例(Ra/t)的关系的图表。
[图9]是表示凹凸结构Ca的开口率与功能层的表面粗糙度(Ra)以及膜厚(t)的标准偏差的关系的图表。
[图10]是表示凹凸结构Ca的开口率与凹凸结构Fu的转印率的关系的图表。
[图11]是表示比例(Rq/t)与孔缺陷密度的关系的图表。
[图12]是表示在凹凸结构Ca的开口率与保护层的拉伸弹性模量的关系中,对凹凸结构Fu的转印率的影响的图表。
[图13]是表示在凹凸结构Ca的开口率与保护层的拉伸弹性模量的关系中,对凹凸结构Fu的转印率的影响的三维图。
具体实施方式
以下,就本发明的实施方式详细地进行说明。首先,就本说明书中使用的简称进行说明。
(简称一览)
·功能层的表面粗糙度(Ra)···将保护层从功能转印体剥离时,功能转印体的与保护层相接的表面的表面粗糙度。
·保护层的表面粗糙度(Rq)···从功能转印体的功能层剥离而得的保护层的与功能转印体相接的表面的均方根高度。
·凹凸结构Ca···载体具备的凹凸结构。
·凹凸结构Fu···由相对于载体的凹凸结构Ca成膜得到的功能层构成的凹凸结构、和使用功能转印体转印形成于被处理体的凹凸结构的任一种。
·功能原料···制造功能转印体时使用的功能层的原料。
接着,就实施方式的功能转印体的概念进行说明。对被处理体赋予功能时,多采用以下方法:对于被处理体涂布功能性材料,接着,将具备凹凸结构模板与该功能性材料贴合,然后,剥离该模板。这样的方法一般称为压印法。此处的要点是功能性材料的涂布和接下来的模板的贴合。就将功能性材料涂布于被处理体的技术而言,半导体制造工序中使用的旋涂法为首被大量研究,并引入实业中。因此,例如,即使被处理体的大小为一米见方这样大型的情况下,也已经实现了纳米级的膜厚控制。但是,这是以被处理体的表面精度高的情况为前提的。换言之,在被处理体翘曲的情况下或者被处理体的被处理面粗糙的情况下,膜厚精度高地涂布功能性材料较困难。并且,进一步造成困难的是微粒(异物)。例如,微粒附着于被处理体上的情况下,无论控制得多么精密,随着该微粒扰乱功能性材料的流动性,功能性材料膜就会产生缺陷。特别是功能性材料的膜厚越薄,应管理的微粒的尺寸越小,因此正寻求抗微粒性优异的方法。其次,对于被涂布的功能性材料膜而言,经过了贴合模板的凹凸结构的操作。即,功能性材料膜的膜厚精度不仅由功能性材料的涂布精度决定,而且由贴合模板时的挤压力的精度(功能性材料膜的流动性的精度)决定。因此,特别是在被处理体大至6英寸以上的情况下,或者被处理体翘曲的情况下等,功能性材料膜的膜厚精度极度下降。即,正在寻求不受被处理体的大小影响,对被处理体的翘曲等的抗性优异的方法。
使用实施方式的功能转印体的效果是抗微粒性提高,并且能够扩大被处理体的选择项。特别是通过抗微粒性的提高,能够减少在被处理体上转印赋予的凹凸结构Fu的缺陷。进一步地,能够抑制相对于功能层的孔缺陷,提高凹凸结构Fu的转印率。
本发明人们以上述内容为着眼点开始了研究。本发明人们认为为了提高抗微粒性,营造出相对于微粒的追随性高的功能性材料的状态很重要。此外,本发明人们认为为了扩大被处理体的选择项,预先保证功能性材料的膜厚精度的方式很重要。从这样的观点考虑,本发明人们判断对于表面具备凹凸结构Ca的载体预先涂布功能性材料,使用由功能层/载体构成的功能转印体很重要。进一步地注意到,若考虑到在工业中使用功能转印体,就必须保护功能层表面。即,本发明人们认为,通过使用由保护层/功能层/载体构成的功能转印体,能够在工业上解决上述课题。并且,以上述内容为前提继续研究的结果发现,至少功能层必须包含树脂,而且,通过满足保护层的均方根高度(Rq)与相当于功能层的膜厚的距离(t)的比例(Rq/t)为特定的范围,同时解决了上述说明的抗微粒性和被处理体的选择项的问题,而且提高了由对被处理体转印赋予的功能层组成的凹凸结构Fu的转印精度。以下,进行详细说明。
实施方式的功能转印体的特征在于,该功能转印体具备表面具备凹凸结构Ca的载体、设置于上述凹凸结构Ca上的至少一层以上的功能层和设置于上述功能层的与上述载体相反的表面上的保护层;上述功能层包含树脂,同时,对于上述保护层的与上述功能层相接的表面的均方根高度(Rq),与上述凹凸结构Ca的凸部顶部位置至上述功能层与上述保护层的界面的距离(t)的比例(Rq/t)为1.41以下。另外,对于保护层的与功能层相接的表面的均方根高度(Rq),以下仅称为保护层的表面粗糙度(Rq)。
满足保护层的表面粗糙度(Rq)与距离(t)的比例(Rq/t)为1.41以下时,相对于微粒的追随性提高。即,即使被处理体中存在微粒,功能层以包裹该微粒的方式流动,能够抑制缺陷的生成。同时,对被处理体的表面缺陷的追随性也提高。因此,能够实现抗微粒性的提高和被处理体的选择项的提高。进一步地,位于凹凸结构Ca的凹部开口部上的功能层的物理稳定性提高,与之相随的,相对于功能层的孔缺陷急剧减少。因此,对被处理体转印功能层时,能够抑制功能层和被处理体的界面生成的孔隙。因此,凹凸结构Fu的转印率变高,能够在被处理体上赋予高精度的功能。从进一步的孔缺陷的减少引起的向被处理体的转印性提高的观点考虑,比例(Rq/t)更优选0.92以下,最优选0.40以下。通过该结构能够实现具有孔缺陷少的高精度功能层的功能转印体,因此在被处理体上赋予凹凸结构Fu的转印精度提高。另外,就下限值而言,超过0。通过满足超过0,能够减少将功能转印体贴合于被处理体时的功能层的流动引起的变形程度。即,即使是被处理体的大小增大至6英寸以上的情况下,也能良好地保持功能层的膜厚分布。换言之,在被处理体上赋予的功能的面内均等性提高。进一步地,功能转印体为膜状,连接于辊芯的一端部卷绕的结构的情况下,对于卷绕而言的量产性提高。
就上述比例(Rq/t)的优选范围及其效果进行更详细的说明。直截了当地记载的话,通过满足比例(Rq/t)为特定的范围,能够适当地实现以下说明的比例(Ra/t),因此表现出上述的效果。
首先,从功能层剥离保护层时的功能层的与保护层相接的表面的表面粗糙度为表面粗糙度(Ra)。其次,凹凸结构Ca的凸部顶部位置至功能层与保护层的界面的距离为距离(t)。此时,比例(Ra/t)为1.20以下是重要的。这是由于该比例(Ra/t)相当于控制功能层的流动性的变量。更具体地,功能转印体与被处理体对接时,功能层流动。此处,若该流动性低,则功能层与被处理体的界面形成孔隙,此外,对于微粒的追随性下降,生成缺陷。相反地,功能层的流动性过高时,功能层的膜厚精度依赖于贴合精度。即,可以说优先提高功能层的表层部分的流动性是重要的。就比例(Ra/t)可以成为控制功能层的流动的变量的依据而言,下面详细地进行说明。无论任何情况下,通过满足比例(Ra/t)为1.20以下,功能层的对于被处理体的转印率以及转印精度就能提高。更具体地,通过比例(Ra/t)为1.20以下,首先,能够使功能层的表层的流动性变大,以保证功能层的膜厚精度的状态,能够增大被处理体与功能层的粘合面积,增加粘合强度。接着,从功能层剥离除去载体时,能够使施加于凹凸结构Fu的剥离应力的均等性。即,能够抑制集中应力,因此能够抑制以功能层的内聚破坏为代表的破坏。
更详细地说明比例(Ra/t)的效果。功能转印体中,将功能层转印于被处理体时的要点为,在保证功能层的膜厚精度的状态下,(α)增强功能层与被处理体的界面粘合强度,以及,(β)抑制除去载体时的功能层的破损。(α)为了提高功能层与被处理体的界面粘合强度,必须增大功能层的表面与被处理体的粘合面积。即,必须抑制空气等贴合时的环境气体被封入功能层与被处理体之间。另一方面,(β)为了抑制剥离除去载体时的功能层的破损,必须将对功能层施加的剥离应力均等化。此处,粘合面积小、被处理体与功能层部分粘合的情况下,剥离载体时的应力在粘合部与非粘合部中不同。换言之,剥离应力中产生集中点,产生功能层从被处理体的脱离或者功能层的破坏。根据以上内容能够判断,无论功能转印体的功能层的配置例,良好地增大功能层与被处理体的粘合面积为本质。
此处,现实中,使被处理体的表面粗糙度,和将保护层从功能转印体的功能层剥离时,功能层的与保护层相接的表面的粗糙度(以下,有时仅称为功能层的表面粗糙度(Ra))同时无限趋近0、增大粘合面积是困难的。即,为了增大该粘合面积,必须增大根据功能层与被处理体的表面粗糙度计算而得的真实接触面积Ar。此处,真实接触面积Ar由被处理体的表面粗糙度与功能层的表面粗糙度(Ra)决定。即,必须考虑粗糙表面相互之间的接触。此处,通过将等价半径r定义为(1/r)=(1/rf)+(1/rt),等价杨氏模量E定义为(1/E)=(1/2)·{[(1-νf2)/Ef]+[(1-νt2)/Et]},能够将粗糙表面相互之间的接触问题简化为平面与粗糙面之间的接触问题。另外,rf是假设微小突起为功能层的表面粗糙度(Ra)的根源的情况下的该微小突起的半径。rt是假设微小突起为被处理体的表面粗糙度的根源的情况下的该微小突起的半径。Ef、νf以及Et、νt分别是功能层以及被处理体的杨氏模量与泊松比。此外,表面粗糙度一般按照正态分布,因此可以假定表面粗糙度的概率密度函数f(ξ)与(1/σ)·exp(-ξ22)成比例。此外,通过以上假定能够将真实接触面积Ar作为Ar∝(1/E)·(r/σ)1/2·Nc算出。另外,σ是两表面之间的合成均方根粗糙度,Nc是垂直负荷的预期值。另外,为了尽可能减小功能层的表面粗糙度(Ra)的偏差,即标准差的影响,作为表面粗糙度,采用算术平均粗糙度Ra。此处,将杨氏模量为1MPa的PDMS(聚二甲基硅氧烷)用于功能层,使凹凸结构Ca平坦化地进行配置。这种状态下,使作为凹凸结构Ca的凸部顶部位置与功能层的表面的距离的距离(t)变化。另外,功能层的表面粗糙度(Ra)的样品之间的偏差作为Ra为28nm~33nm。作为被处理体使用表面粗糙度(Ra)为1nm以下的4英寸φ的C面蓝宝石。在功能转印体的结构相同,被处理体相同的情况下,如果功能转印体与被处理体贴合时的压力的条件一定,那么不论距离(t)如何,上述真实接触面积Ar都应该是一定的。由于真实接触面积Ar无法实际测量,因此将功能转印体贴合于被处理体后,将功能转印体向被处理体的主表面内方向拖行,评价此时的力F。即,如已经说明的那样,一般不论距离(t)如何,真实接触面积Ar都为一定的数值,因此该测量得到的力F也应该是一定的。但是,能够确认当距离(t)逐渐减小,当比例(Ra/t)超过1.2时开始力F急剧变小。这被推测是由于通过比例(Ra/t)变大,真实接触面积Ar减少。虽然原理还不清楚,但这样的现象产生的理由被认为是由于比例(Ra/t)变大时,功能层12的表层的流动性由于纳米级特有的效果被束缚,无法流动吸收功能层与被处理体的界面的不平坦。
接着,在由功能转印体的PDMS构成的功能层的表面贴合粘合胶带,分离载体与PDMS。用光学显微镜和扫描型电子显微镜观察分离得到的PDMS。果然当比例(Ra/t)超过1.20开始,观察到特别多的凹凸结构Fu的破坏。这被推测是由于考虑到比例(Ra/t)大的情况下,剥离除去载体时由凹凸结构Ca对功能层施加的应力时,较多地产生该应力局部集中的点,因此功能层内聚破坏。
根据以上内容,通过比例(Ra/t)在1.20以下,能够良好地保持功能层的表层的流动性,因此能够保证功能层的膜厚精度。这个状态中,(α)能够增强功能层与被处理体的界面粘合强度,同时,(β)能够抑制除去载体时的功能层的破损。因此作为功能转印体能够预先决定功能层的精度,能够将反映该精度的功能层转印赋予被处理体。
特别是从对通过提高载体的剥离速度而增加的剥离应力(剥离时的冲量)的功能层的抗性的提高,进一步提高转印精度的观点考虑,优选比例(Ra/t)为0.75以下。此外,从良好地放开功能层的表层的流动性的束缚,即使速度较大地对接时也能提高功能层与被处理体的粘合性的观点考虑,优选比例(Ra/t)为0.55以下。进一步地,从进一步降低转印赋予功能层时的缺陷率的同时,尽可能减少对被处理体的大小或者外形的影响的观点考虑,更优选比例(Ra/t)为0.30以下。特别是从被处理体与功能层的粘合面积、粘合力的稳定化,以及功能层的转印性的大幅稳定化的观点考虑,更优选比例(Ra/t)为0.25以下,最优选0.10以下。
如上所述判明,为了有效地使用功能转印体,比例(Ra/t)必须被限定在特定的范围。此处,控制比例(Ra/t)的方法有任意控制功能层的表面粗糙度(Ra)的方法、任意控制功能层的规定膜厚(t)的方法。此外可知,功能转印体在其特性上能够展开为多种用途。根据该观点可以判断,从工业性以及环境负荷的观点考虑,优选连续地生产。为了在连续地制造功能转印体的同时控制功能层的表面粗糙度(Ra),通过在功能层的表面贴合的保护层控制功能层的表面粗糙度(Ra)是优选的。但是判明控制功能层的表面粗糙度(Ra)时,存在功能层破损的情况和能够良好地控制表面粗糙度(Ra)的情况。即,通过将保护层贴合于功能层,期待控制功能层的表面粗糙度(Ra)并且抑制功能层的破损这样的条件。据此能够满足上述说明的比例(Ra/t)。
通过满足已经说明的保护层的表面粗糙度(Rq)与距离(t)的比例(Rq/t)为特定范围,能够通过保护层更加适当地控制功能层的表面粗糙度(Ra)。即,通过比例(Ra/t)在1.20以下的范围能够抑制功能层的破损,能够任意的控制该表面粗糙度(Ra)。特别是通过满足比例(Rq/t)为1.41以下,能够使相对于功能层的孔缺陷的密度急剧减少。即,能够减小功能层的表面粗糙度(Ra)。而且,孔缺陷的减少使具有距离(t)的膜厚的功能层的物理强度提高,因此能够抑制功能层的破损。因此,通过满足比例(Rq/t),能够将比例(Ra/t)控制在适当的范围内,能够使使用功能转印体时的转印精度大幅提高。另外,关于孔缺陷,在后面详细叙述。
此外,优选保护层的JISK7127中规定的拉伸弹性模量为50MPa以上5000MPa以下。据此,从功能层剥离保护层时,能够分散对功能层施加的剥离应力,因此能够有效地抑制孔缺陷的生成与扩大。进一步地,从能够维持保护层的形状,操作性佳的观点考虑,更优选200MPa以上5000MPa以下。特别是从能够扩大剥离保护层时的剥离条件的范围的观点考虑,最优选250MPa以上2500MPa以下。另外,如果保护层的拉伸弹性模量在2500MPa以下,那么能够改善转印性,因此优选保护层的拉伸弹性模量在2500MPa以下。推测这是由于通过使保护层的拉伸弹性模量在2500MPa以下,将保护层从功能层剥离时的施加于功能层的剥离应力的绝对值变小,据此功能层的孔缺陷减少。因此,凹凸结构Fu的转印率被改善。另外,保护层的拉伸弹性模量的下限值没有特别限定,但从制造功能转印体时的保护层的操作性的观点考虑,优选50MPa以上,最优选450MPa以上。进一步地,这种情况下,载体的凹凸结构Ca的开口率最优选40%以上。这是因为据此功能层的配置精度提高的同时,凹凸结构Fu的转印性也进一步改善。另外,从凹凸结构Ca的强度的观点考虑,上限值优选91%以下。即,优选实施方式的功能转印体满足上述说明的比例(Rq/t)的范围的同时,保护层的拉伸弹性模量为2500MPa以下,进一步地凹凸结构Ca的开口率为40%以上。另外,满足拉伸弹性模量的适宜的范围的保护层只要至少存在于保护层的被贴合于功能层的一侧的最外层即可。例如,如果拉伸弹性模量为50MPa以上2500MPa以下,那么能够有效地抑制功能层的孔缺陷、提高凹凸结构Fu的转印率的同时,飞跃性地提高保护层的操作性,因此制造稳定性得到改善。例如,能够将在拉伸弹性模量为3200~4200MPa的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的表面贴合拉伸弹性模量为550MPa~700MPa的聚乙烯/乙烯乙酸乙烯酯共聚物膜所得之物作为保护层,将该聚乙烯/乙烯乙酸乙烯酯共聚物膜面侧贴合于功能层而使用。据此,能够享受到上述说明的转印率的提高和制造稳定性的改善的效果。同样地,例如能够将在拉伸弹性模量为3200~4200MPa的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的表面贴合拉伸弹性模量为100MPa~1200MPa的聚乙烯膜所得之物作为保护层,将该聚乙烯膜面侧贴合于功能层而使用。同样地,例如能够将在拉伸弹性模量为3200~4200MPa的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的表面涂布拉伸弹性模量为2500MPa以下的材料所得之物作为保护层,将该涂布面侧贴合于功能层而使用。这种情况下,保护层的操作性通过聚对苯二甲酸乙二醇酯膜得到保障,因此可以说保护层的贴合于功能层的一侧的最外层的拉伸弹性模量只要在2500MPa以下即可。另外,作为涂布材料,可列举硅酮系脱膜材料、非硅酮系脱膜材料、聚氨酯系树脂或者丙烯酸树脂等。
作为保护层的厚度优选10μm以上150μm以下,更优选15μm以上100μm以下。由此,从功能层剥离保护层时的剥离应力均等化,孔缺陷减少。此外,组合功能层与保护层时的操作性佳,贴合条件的范围变广,工业性提高。
凹凸结构Ca影响功能层的孔缺陷的可能性也有所启示。这是因为在功能转印体中,功能层贴合于被处理体进行转印,因此功能层存在弹性模量。从减弱由凹凸结构Ca对功能层施加的应力,良好地保持功能层表面的平坦性的观点考虑,优选凹凸结构Ca的间距为10nm以上50μm以下。如果在25μm以下,那么将功能层成膜于载体时,抑制功能层相对于凹凸结构Ca的填充不良的效果提高。该效果随着凹凸结构Ca的间距变为10μm以下、7μm以下而变得更加显著。进一步地,在1500nm以下的情况下,剥离载体时的剥离应力进一步降低,因此优选为1500nm以下。
从以上观点考虑,本实施方式涉及的功能转印体中,更优选除比例(Rq/t)为1.41以下的必要条件以外,同时满足下述2个必要条件。即,必要条件为保护层的JIS K7127中规定的拉伸弹性模量为50MPa以上5000MPa以下,保护层的厚度为10μm以上150μm以下。
关于孔缺陷进行详细地说明。孔缺陷是指剥离保护层后,与保护层相接的功能层的表面上被观察到的功能层的凹痕。首先,通过孔缺陷的总体积变大,具有膜厚(t)的功能层的膜强度下降,凹凸结构Ca上成膜得到的功能层的膜破损。即,即使通过保护层控制比例(Ra/t),也会导致功能层破损,无法控制。其次,通过存在孔缺陷,在被处理体上贴合功能层时,会产生下述任意的问题。首先,功能层包括孔缺陷的周围在内,被转印至被处理体,在相当于孔缺陷的部分,被处理体与功能层之间产生间隙。作为别的情况,相当于孔缺陷的部分的功能层未转印至被处理体,被处理体上产生不存在功能层的部分。换言之,被处理体与功能层的界面或者形成空洞,或者被处理体上产生未转印功能层的部分。不论任意一种情况,都使功能层应该表现的功能的程度下降。此外,被处理体上转印形成的功能层作为加工掩模使用时,由于孔缺陷,或者形成了不与被处理体粘着的凹凸结构Fu,或者形成了不存在凹凸结构Fu的部分,因此被处理体上加工形成的凹凸结构的精度下降,存在无法形成凹凸结构情况。进一步地,虽然原理不明,但由于孔缺陷无法转印功能层的情况中,被观察到相比于功能层的孔缺陷部的大小(φf),被处理体上的转印不良面积(φt)被扩大。即,可以记载为φf=αφt(α为1以上的整数)。因此,孔缺陷存在时,大于孔缺陷部面积的面积成为被处理体的转印不良,因此转印收率下降,变得缺乏工业性。
此外,本实施方式涉及的功能转印体为膜状的情况下,根据孔缺陷的程度,保护层与功能层之间进入空气,产生卷绕偏离的情况也有所启示。进一步地,从功能层剥离保护层时,剥离力无法保持一定,剥离速度产生偏差,剥离条件的范围变窄,工程效率下降。从以上的观点考虑,为了高效地在被处理体上转印形成精度高的功能层,通过保护层控制功能层的表面形成的孔缺陷,控制比例(Ra/t)是重要的。
此处,控制上述孔缺陷的因素为保护层的与功能层相接的表面的表面粗糙度和相当于平坦膜的功能层的膜厚。推测是由于保护层中的异物、鱼眼、添加剂以及保护层的制造方法等产生的保护层的与功能层相接的表面的表面粗糙度,导致功能层产生破损。表面粗糙度一定的情况下,相当于功能层的膜厚的距离(t)越大,功能层的破损越减少。即,通过控制保护层表面的粗糙度与相当于功能层的膜厚的距离(t)的比例,使对于功能层的孔缺陷的抑制成为可能,可以认为能够同时解决上述说明的各种问题点。另外,所谓距离(t)是指功能层的位于凹凸结构Ca外侧的部分的膜厚,换言之,为凹凸结构Ca的凸部顶部位置与剥离保护层后的功能层露出的表面的距离。
本实施方式涉及的保护层的表面粗糙度(Rq)为均方根高度(Rq)。通过采用将保护层的与功能层相接的表面侧的表面粗糙度平均化,并且强调较大地影响孔缺陷的形成的表面上的顶点高度而表示的均方根高度(Rq),能够发现其与孔缺陷减少效果的关系性。
即,通过比例(Rq/t)在1.41以下,使对于功能层的孔缺陷的抑制变为可能,能够适当地控制功能层的表面粗糙度(Ra),凹凸结构Fu的转印率变高。将比例(Rq/t)控制在1.41以下的方法只要根据功能转印体的用途以及制造方法首先决定保护层的表面粗糙度(Rq)或者距离(t)的绝对值即可。具体地,例如作为距离(t)200nm为最适合的情况下,保护层的表面粗糙度(Rq)必须在282nm以下。因此,作为保护层,选择采用保护层的表面粗糙度(Rq)为282nm以下的保护层即可。其它的例子中,在功能层的材料和适合于该功能层的保护层被限定的情况中,可以将距离(t)加入设计事项中。更具体地,例如,相对于功能层的粘着性和异物等级优异的保护层的表面粗糙度(Rq)为45nm的情况下,距离(t)必须在32nm以上。即,距离(t)必须在32nm以上并且必须设计为适合于该功能转印体的用途的范围。
保护层的表面粗糙度(Rq)通过下述原子力显微镜(Atomic Force Microscope/AFM)以及下述条件测定,按照JISB0601、2001算出。另外,通过5mm/秒~25mm/秒的速度以及一定的力将保护层从功能转印体剥离,将保护层的与功能转印体相接的表面作为测定表面。测定任意5处位置,导出均方根高度(Rq),采用平均值。测定样品按照与样品台之间不产生间隙的方式固定,使样品在测定时不移动。
·株式会社Keyence公司制造Nanoscale Hybrid Microscope VN-8000
·测定范围:200μm(比例1:1)
·采样频率:0.51Hz
·测定温度:23℃
·测定湿度:40RH%~50RH%
功能层的表面粗糙度(Ra)为功能转印体的功能层侧的算术平均粗糙度,本说明书中,其尺寸为纳米。即,即使是功能层没有完全被凹凸结构Ca填充的情况,也是被定义的数值。如上所述,为了测定保护层的表面粗糙度(Rq),从功能转印体剥离保护层。功能转印体的功能层面侧的表面粗糙度(Ra)是剥离了保护层的功能层露出的表面,换言之,针对设置有保护层的功能层的表面进行测定。特别使用上述的原子力显微镜(AtomicForceMicroscope/AFM)进行测定。
另外,测定保护层的表面粗糙度(Rq)或者功能层的表面粗糙度(Ra)时,测定表面附着有异物,并且通过AFM对该异物逐个进行扫描时,保护层的表面粗糙度(Rq)或者功能层的表面粗糙度(Ra)变大。因此,测定的环境为1000级以下的无尘室。此外,上述装置VN-8000附带光学显微镜。因此,通过光学显微镜观察到异物或伤痕的情况下,设定探针的下降位置,使其避开该异物或伤痕。此外,测定前进行利用负离子等除静电环境下的气冲洗涤。进一步地,为了抑制静电引起的扫描探针的弹起,测定环境的湿度为40%~50%的范围。
凹凸结构的凸部顶部位置与功能层露出的表面的距离(t)通过扫描型电子显微镜(Scanning Electron Microscope/SEM)测定。利用SEM的观察针对通过离子研磨装置制成的功能转印体的截面进行。在使用SEM的测定中,多个凸部或多个凹部以能够在观察图像内鲜明地观察到10个以上20个以下的倍率测定,根据相同的观察图像求出距离(t)。另外,作为SEM,使用日立超高分辨率场发射扫描电子显微镜SU8010(株式会社日立高新技术公司制造)。此外,测定中的加速电压,能够根据给样品的充电或样品的烧焦进行适当地一般地设定,推荐1.0kV。
此外,每隔20μm进行摄像,得到5个观察图像。对于各个观察图像,首先决定凸部顶部位置,接着任意测定5个距离(t)。即,得到共25个点的距离(t)作为数据。将这共25个点的距离(t)的算术平均值定义为距离(t)。凸部顶部位置被确定为摄像内被观察到的全部凸部顶部的顶点的平均位置。此外,距离(t)为凸部顶部位置与功能层露出的表面的最短距离的算术平均值,如已经说明的那样,最终以25个点的算术平均值计算得到。另外,关于通过SEM观察得到的图像,存在功能层与凸部顶部位置的明暗差较低,无法正确读取距离(t)的情况。这种情况下,上述观察方法中,可以以透射电子显微镜(TEM)作为使用的装置。
凹凸结构Ca的间距变大超过1.5μm的情况下,存在剥离载体时对功能层施加的剥离应力变大,转印精度下降的情况。进一步地,存在相对于凹凸结构Ca的功能层的配置精度下降。但是,间距在1.5μm以上的范围中,从光学散射或光线追踪等的观点考虑,用途展开性非常重要。因此,间距超过1.5μm的范围中,特别优选进一步满足下述必要条件。首先,优选凹凸结构Ca的凹部的开口直径为1μm以上1.5μm以下,并且间距超过1.5μm(开口直径为1μm、间距为1.5μm的情况下,后述模型的开口率为40.3%)。据此,功能层的相对于凹凸结构Ca的凹部底部的配置稳定性提高的同时,能够使伴随间距的增加而增加的剥离应力减低。即,能够高精度地转印赋予功能层。出于相同的效果,更优选开口直径为1.4μm以上,并且间距为2.0μm以上(开口直径为1.4μm、间距为2.0μm的情况下,后述模型的开口率为44.4%)。此外,如果开口直径为1.7μm以上,并且间距为2.5μm以上,那么转印赋予得到的功能层的物理强度飞跃性地提高,因此能够保护通过高转印精度得到的功能层防止其破损(开口直径为1.7μm、间距为2.5μm的情况下,后述模型的开口率为41.9%)。另一方面,通过开口直径为7μm以上,并且间距为10μm以下,能够缩小位于凹凸结构Ca的凹部开口部上的功能层与位于凸部顶部上的功能层的物性差,因此优选(开口直径为7μm、间距为10μm的情况下,后述模型的开口率为44.4%)。据此,能够进一步提高被处理体上被转印赋予的功能层的膜厚精度。从进一步发挥本效果的观点考虑,更优选开口直径为3.5μm以上,并且间距为5μm以下(开口直径为3.5μm、间距为5.0μm的情况下,后述模型的开口率为44.4%)。另外,上述所示范围中的开口直径的上限值为间距。
对于上述说明的间距超过1.5μm的情况进行更详细地说明。功能转印体中重要的是预先提高功能层的精度和将功能转印体的功能层的精度转印于被处理体。以下,对从转印的观点考虑的情况进行说明,然后,从预先提高功能层的精度的观点进行说明。
通过使用实施方式的功能转印体,被处理体与功能层的真实接触面积Ar被有效地提高,因此凹凸结构Fu的转印性变得良好。这是由于剥离载体时,能够抑制对于功能层的应力的集中点的形成。若考虑进一步发挥该效果,对于所期望的被处理体高生产率地转印功能层,可知减少剥离载体时的剥离力的绝对值是有效的。计算将凹凸结构Ca的间距设定为变量的情况下的剥离力的变化所得到的结果记载于图6中。图6的横轴为凹凸结构Ca的间距;纵轴为剥离载体时的剥离能,以间距为100nm时作为1进行标准化得到的数值(比剥离能)。根据图6可知,凹凸结构Ca的间距变得越大,比剥离能越增加。实际上,将凹凸结构Ca的间距作为变量制作载体,进行转印性的评价时,可知若间距不超过1.5μm,则能够容易地转印。即,可以说图6的比剥离能直至3.2左右的范围是对于功能转印体而言适当的范围。另外,图6的计算方法在后面叙述。
但是,凹凸结构Ca的间距为微米的范围的情况下,存在微针阵列、高辉度LED用的凹凸(例如,PSS(图形化蓝宝石衬底)、针对透明导电膜的凹凸、针对p型半导体层的凹凸、针对n型半导体层的凹凸等)、微流路或者液晶取向通路这样的多种有益的用途。特别地,对于这些用途而言,作为对象的尺寸的加工困难,因此,承担有向大面积展开的课题。实施方式的功能转印体相对于与被处理体的大小或者形状相对的凹凸结构Fu的形成的空余非常大。即,可以说如果使用实施方式的功能转印体,能够将微米级的凹凸结构Fu转印于被处理体,则非常有用。
若考虑这些微米范围有用的用途,则间距的上限为10μm。如上述说明可知,凹凸结构Ca的间距超过1.5μm的范围时,比剥离能增加,转印性劣化。但是,根据进一步研究发现,即使凹凸结构Ca的间距超过1.5μm的范围,通过控制凹凸结构的开口率也能够降低比剥离能,提高转印性。根据图6的结果可以认为,凹凸结构Ca的间距为2.5μm以上的范围中,剥离能几乎饱和。因此,凹凸结构Ca的间距为2.5μm的情况下,以凹凸结构Ca的开口率作为变量计算剥离能。其结构如图7所示。图7的横轴为凹凸结构Ca的开口率;纵轴为剥离载体将凹凸结构Fu转印于被处理体时的剥离能,以开口率为21%时作为1进行标准化得到的数值(比剥离能)。根据图7可知,开口率越大,剥离能越减少。另外,根据实际研究可知,图6的记载中,通过比剥离能低于3.2,转印性得到改善。将图7的纵轴的倍率协同应用于图6时,凹凸结构Ca的间距为2.5μm的情况下,若开口率为40%以上,则转印性变得良好。进一步地,根据图6可认为凹凸结构Ca的间距为2.5μm以上的范围中,比剥离能饱和。根据以上内容可以说,凹凸结构Ca的间距超过1.5μm的范围中,通过凹凸结构Ca的开口率为40%以上,转印性改善。
此处,对于图6以及图7的计算方法进行说明。剥离能根据凹凸结构Ca与凹凸结构Fu的界面的粘合能量进行计算。首先,凹凸结构Ca具有多个凹部,这些凹部呈正六边形阵列。计算图6时将凹凸结构Ca的间距设定为变量,计算图7时将凹凸结构Ca的开口率设定为变量。建立功能转印体的转印范围的宽度为250mm,以0.01N的力、剥离角91°进行剥离的模型。
剥离能作为剥离除去载体时解放得到的吉布斯自由能通过量纲erg/cm2算出,通过乘以凹凸结构Ca的凹部的形状与密度,变换成量纲J。另外,凹凸结构Ca的间距设定为凹部的开口的中心之间的最短距离。此外,开口率设定为俯视凹凸结构Ca时的开口的比例。根据上述凹凸结构进行计算时,作为通式可以给出:开口率(%)=(π/4)·(1/sin(60°))·(Duty)2。另外,Duty为比例(开口部直径/间距)。
根据以上讨论可知,即使在凹凸结构Ca的间距超过1.5μm的范围中,通过凹凸结构Ca的开口率为40%以上,可以保证转印性。接着转移至作为凹凸结构Fu的精度的根本的、预先提高功能层的精度的观点。为了制造功能转印体必须经历对于凹凸结构Ca配置功能层的操作。此处,从多用途的展开性或工业性的观点考虑,优选通过涂布功能层进行配置。考虑涂布的工序时,至少必须考虑濡湿与干燥。此处,将功能原料稀释于溶剂中,通过溶剂或添加剂保证湿润性的情况作为例子。这种情况下,伴随溶剂的挥发,功能原料的浓度提高,涂膜的粘度变大。此处,位于凹凸结构Ca的凸部的上方的涂膜受到的源自凹凸结构Ca的影响,与位于凹凸结构Ca的凹部开口部的上方的涂膜受到的源自凹凸结构Ca的影响不同。换言之,伴随溶剂的挥发粘度变大的过程中,流平性变得不充分的情况下,功能层以受到凹凸结构Ca的影响的状态而被固定化,因此功能层的表面精度下降。这意味着膜厚(t)的分布变大。即,功能层的表面粗糙度(Ra)变大,比例(Ra/t)变大,转印性下降。基于这样的原理的膜厚(t)的分布的劣化随着凹凸结构Ca的间距变大而变得显著。如上所述,对于实现具备微观级的凹凸结构Ca的功能转印体是有用的,因此研究了即使在凹凸结构Ca的间距超过1.5μm的范围,也能改善膜厚(t)的分布的方法。
对于模型,作为膜厚(t)的分布变得最差的状态,采用虽然受到凹凸结构Ca的影响但无法表现功能原料的流平性的状态。即,注目于凹凸结构Ca的凸部时,在该凸部的上表面,以TPCL为起点形成功能原料的假想液滴。此外,关于凹部,以凹部侧表面中的TPCL为起点形成功能原料的假想液滴。另外,所谓TPCL是三相接触线的简称,指气体、液体以及固体的3相界面。而且,这些假想液滴影响至具有膜厚(t)的功能层的露出面。计算该状态,计算位于凹凸结构Ca的凸部的上方的膜厚(t)和位于凹凸结构Ca的凹部开口部的上方的膜厚(t)。根据其结果,计算已经说明的比例(Ra/t)。另外,作为凹凸结构Ca,采用多个圆锥状的凹部六角形排列得到的模型。
其结果如图8所示。图8的横轴表示凹凸结构Ca的开口率,纵轴表示比例(Ra/t)。此外,凹凸结构Ca的间距为2.5μm的情况下为圆形以及正方形,间距为5μm的情况下为三角形以及叉印。进一步地,将膜厚(t)为100nm的情况表示为圆形以及三角形,将膜厚(t)为10000nm的情况表示为正方形以及叉。首先,关于间距,为了结合转印性的研究结果和判断间距的影响,使用2.5μm和5μm。由此可知,间距越大比例(Ra/t)越恶化。即,可知相对于更大的间距,必须能够调整比例(Ra/t)。然后关于膜厚(t),考虑超过1.5μm的凹凸结构Fu的用途,如果具有100nm~10000nm的空余,则能够充足地满足实用性,由此决定膜厚(t)。此外,膜厚(t)越薄,比例(Ra/t)越恶化,因此可知相对于更薄的膜厚(t),必须能够调整比例(Ra/t)。根据以上内容,凹凸结构Ca的间距为5μm以及膜厚(t)为100nm的情况中,重要的是要能够调整比例(Ra/t)。出于已经说明的理由,优选比例(Ra/t)为1.2以下。由此可知,通过开口率为40%以上,即使是在凹凸结构Ca的间距为5μm以及膜厚(t)为100nm的情况下,也能够控制比例(Ra/t)在1.2以下。计算的前提是比例(Ra/t)变为最差的情况,因此现实中,空余应该更广。如果将内面翻转,通过添加开口率40%以上的制约,功能层的相对于凹凸结构Ca的配置精度提高。而且,根据上述讨论与比例(Ra/t)的效果,凹凸结构Fu的转印性也进一步改善。
根据以上内容,实施方式的功能转印体中,通过凹凸结构Ca的间距超过1.5μm,开口率为40%以上,能够将能表现微观级的功能的凹凸结构Fu高精度地转印形成于被处理体。另外,间距的上限根据用途而改变,但从表现微米级的功能的观点考虑,为10μm。进一步地,若延长上述讨论,开口率为45%以上时,转印性进一步改善。开口率为50%以上时,膜厚(t)的精度进一步改善。而且,开口率为55%以上时,膜厚(t)的精度与转印性同时进一步改善,因此优选55%以上。
功能转印体中保护层作为必须的构成条件而被包含。即,可以说在功能转印体的制造中,贴合卷绕保护层时的稳定性是重要的,以下表述为层压性。另一方面,功能转印体的使用时,可以说剥离该保护层后使用,因此剥离保护层时的稳定性重要。以下表述为剥离性。贴合保护层时的保护层与功能层的粘合性低的情况下,保护层在功能层上滑移卷绕时产生褶皱。即,层压性下降。另一方面,保护层与功能层的粘合性过高时,将保护层从功能层剥离时,孔缺陷的肥大化发展的同时,功能层被破坏。即,剥离性下降。根据以上内容可以说为了兼具层压性与剥离性,只要实现适当的保护层与功能层的粘合性的范围即可。
功能转印体中,功能层的特征为可以根据用途选择适当的材料。此外,2个物体间的粘合力可以作为2个物体间的自由能之差计算,自由能能够根据接触角大致估算,因此被认为相对于功能层的水滴的接触角和相对于保护层的贴合于功能层的表面的水滴的接触角具有适当的范围。如果相对于保护层的贴合于功能层的表面,水滴的接触角为75度以上105度以下,则层压性与剥离性进一步提高,因此优选为75度以上105度以下。虽然其理由尚不清楚,但推测这是由于2个物体间的粘合力被定义为2个物体间的自由能之差,自由能能够根据接触角大致估算,因此可通过控制保护层的接触角在特定的范围,2个物体间的自由能对于层压性而言变大,对于剥离性而言变小。
另外,使用水滴的接触角依据日本工业规格JISR 3257:1999“基板玻璃表面的湿润性试验方法”而测定。
<功能转印体的概要>
以下,参照附图对本发明的实施方式进行具体的说明。图1以及图2是表示对于使用了本实施方式涉及的功能转印体的被处理体的功能赋予方法的各工序的截面模式图。
首先,如图1A所示,在载体10的主平面上形成凹凸结构11。凹凸结构11是由多个凹部11a和凸部11b构成的凹凸结构Ca。载体10为例如膜状或片状。所谓膜状是指具有下述性质:相对于长度或宽度,膜厚极薄、具有可挠性、能够成为辊状。另一方面,所谓片状是指薄且平坦的板状物,对于其可挠性没有限定。此状,将膜状的功能转印体沿长度方向剪裁,制成的每片的功能转印体为片状。但是各实施方式中,两者并不应明确地区分。
以下,如图1B所示,在载体10的凹凸结构11的表面上设置功能层12。功能层12的配置或功能层12的层数在此没有限定。进一步地,如图1C所示,在功能层12的上侧设置保护层13。保护层13保护功能层12。以下,将由载体10、功能层12以及保护层13形成层积体称为功能转印体14。
以下,准备如图2A所示的被处理体20。接着,如图2B所示,在被处理体20的主平面上直接对接除去保护层13后的功能转印体14的功能层12的露出面。接着,如图2C所示,从功能层12除去载体10。其结果能够得到由功能层12以及被处理体20形成的层积体21。具有层积体21的凹凸结构为凹凸结构Fu。层积体21根据其用途,可以以层积体21的状态使用,也可以作为被处理体20的加工掩模起作用,加工被处理体20后使用。
另外,上述对接与除去之间,例如,对于层积体21照射能量线,使功能层12稳定化。此外,例如,通过对接时施加热,使功能层12稳定化。或者,例如,对于层积体21照射能量线后,加热层积体21,使功能层12稳定化。此外,通过在照射能量线时,设置针对能量线的遮光面罩,能够得到具备形成有图案的功能层12的层积体21。图案形成中,若使其具备正胶型显影性的功能层,则能够在剥离载体10后照射能量线。若使其具备负胶显影性的功能层,那么能够在照射能量线后剥离载体10。
接着,对功能转印体14的功能层12的组成进行说明。功能转印体14中,若功能层12含有树脂,那么不论功能层12的组成如何,都能提高功能层12的配置精度,能够提高功能层12与被处理体20的粘合强度,对被处理体20赋予缺陷少的凹凸结构Fu。因此,功能层12的组成没有特别限定,可以是有机物、无机物或有机无机复合物。此外,可以仅由单体、低聚物或聚合物构成,也可以含有这些物质中的多个。因此,可以使用例如,有机颗粒、有机填料、无机颗粒、无机填料、有机无机混合颗粒、有机无机混合填料、诱发溶胶凝胶反应的分子、有机聚合物、有机低聚物、无机聚合物、无机低聚物、有机无机混合聚合物、有机无机混合低聚物、聚合性树脂、聚合性单体、金属醇盐、金属醇化物、金属螯合化合物、卤代硅烷、旋涂玻璃、金属或者金属氧化物。
通过功能层12包含树脂,能够在减少功能层12的硬度的同时提高功能层12的配置稳定性。像这样,保护层13引起的功能层的表面粗糙度(Ra)的控制性提高。即,能够抑制对于功能层的孔缺陷。像这样,功能层12的凹凸结构11的精度以及膜厚精度提高的同时,即使是例如将功能转印体14卷起成卷轴状的情况下也能抑制对于功能层12的裂缝的产生。此外,由于通过在功能层12中包含树脂,提高了功能转印体14的功能层12的物理稳定性,因此能够抑制由于功能转印体14的搬运或者操作引起的功能层12的配置精度下降。进一步地,通过包含树脂,功能层12的硬度减少,因此功能层12的表层的流动性的束缚变得容易得到解放,功能层12与被处理体20的真实接触面积Ar增大,增大粘合强度的效果变大。本说明书中的树脂,定义为分子量1000以上的低聚物或聚合物。作为树脂的构成,可列举有机树脂、无机树脂或有机无机混合树脂等。这些可以只含有1种,可以含有多种。这些树脂,可以采用公知一般的低聚物或聚合物。例如,通常可以使用光刻胶用树脂、纳米压印用树脂、粘合剂用树脂、粘结剂用树脂、干膜抗蚀剂用树脂、工程塑料、密封材料用树脂、橡胶、塑料、纤维、医疗用塑料或者医疗用树脂。此外,也可以使用天然高分子。
从功能层12的配置精度考虑,优选树脂的重均分子量为1000~1000000。根据功能层12的硬度的减少与功能层12的物理稳定性决定下限值的1000。另一方面,考虑到凹凸结构11的平均间距的范围,以及功能层12相对于凹凸结构11的配置精度决定上限值1000000。另外,根据减弱由载体10的凹凸结构11施加于功能层12的应力,良好地保持功能层12表面的平坦性,降低功能层12的孔缺陷的观点决定平均间距的范围。特别是,从进一步提高功能层12的配置精度的观点考虑,优选重均分子量为500000以下,更优选为100000,进一步优选为60000。
可以使用树脂的分散度大致为1~6的树脂,优选为1~4。分散度为重均分子量与数均分子量之比(重均分子量)/(数均分子量)。另外,分子量可以通过日本分光公司制造的凝胶渗透色谱(GPC)(泵:Gulliver,PU-1580型,色谱柱:昭和电工公司制造Shodex(注册商标)(KF-807、KF-806M、KF-806M、KF-802.5)4根串联,流动相溶剂:四氢呋喃,使用利用聚苯乙烯标准样品得到的校正曲线)求出重均分子量(聚苯乙烯换算)。
本实施方式涉及的功能层12为2层以上的多层结构的情况下,优选将树脂至少设置于与保护层13侧相接的功能层12。由此,即使凹凸结构11侧的功能层12不含树脂,通过保护层13侧的功能层12中包含的树脂也能起到上述效果。即,至少保护层13侧的功能层12包含树脂的情况下,保护层13侧的功能层12以外的层可以仅由树脂以外的成分构成。例如,对于载体10的凹凸结构11,将包含Si、Ti、Zr或者In的氧化物的无机物制模,在该无机物上方形成包含树脂的层,贴合保护层13,可以制成功能转印体14。
特别优选功能层12中包含的树脂具有极性基团。这种情况下,能够增强功能层12内的分子间相互作用,因此能够减小功能层12与凹凸结构11的粘着力。进一步地,由于对功能层12与被处理体20的表面的静电相互作用或氢键作用等有变强的倾向,因此功能层12与被处理体20的粘合强度提高。由上可知,可以通过包含极性基团,提高转印性。极性基团的种类没有特别限定,通过包含由环氧基、羟基、酚羟基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、羧基、羰基、氨基、烯丙基、二氧杂环丁基、氰基、异氰酸酯基、磷酸基以及硫醇组成的群中的至少1种以上的极性基团,对功能层12与被处理体20的界面的静电相互作用或氢键作用等有变强的倾向,因此转印性提高。特别是从同时减少载体10的凹凸结构11与功能层12的物理粘合力以及化学粘合力的观点考虑,优选包含由环氧基、羟基、酚羟基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、羧基、羰基、氨基以及异氰酸酯基组成的群中的至少1种以上的极性基团。进一步地,包含选自由环氧基、羟基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、羧基以及羰基组成的群的至少1种以上的极性基团时,能够表现光聚合引起的体积収缩、热聚合引起的体积收缩或氢键引起的高密度化的1种以上的现象,因此载体10的凹凸结构11与功能层12的界面粘合力进一步下降,转印性进一步提高,因此优选。其中,通过包含由环氧基、羟基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基以及羧基组成的群中的至少1种以上,上述效果进一步变大。
树脂为固化性树脂的情况下,倾向于功能转印体14的功能层12的体积变得小于除去载体10时的功能层12的体积。即,在将载体10从功能层12除去的阶段中,能够在载体10的凹凸结构11与功能层12的界面制造分子级以上的间隙。这意味着凹凸结构11与功能层12的粘着力大大降低,因此能够充分地增大载体10的剥离速度。固化性树脂是通过热、光或者热和光而引起固化的树脂。例如,如果是热固化性树脂,则可列举酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂或者硅树脂。此外,例如,如果是光固化性树脂,则可列举具有环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基或者乙烯基等的树脂。另外,包含固化性树脂的情况下,优选含有与其固化原理相对应的固化引发剂。对于光固化性树脂,可以应用光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可以使用公知一般的自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂或阴离子聚合引发剂。这些也可以组合使用。对于热聚合树脂,可以应用热聚合引发剂。作为热聚合引发剂,可以使用公知一般的例如偶氮化合物。另外,也可以对光固化性树脂使用热聚合引发剂。另外,聚合引发剂之外,还可以添加光敏剂。
特别是从有效地表现功能层12的体积收缩,减弱功能层12与凹凸结构11的粘合强度的观点考虑,优选包含光固化性树脂。
此外,优选树脂包含至少含有1种以上的重复单元的树脂。进一步地,将构成重复单元的总原子数设为Na,重复单元中的碳原子数设为Nc以及重复单元中的氧原子数设为No时的比例(Na/(Nc-No))作为比例K,优选该重复单元为比例K在5.5以下的重复单元。即,以具有3种重复单元的状态为代表的情况下,在以-(A)x-(B)y-(C)z-表示的通式中,A、B或C的至少1种以上的重复单元满足比例K≦5.5。满足这样的范围的情况下,倾向于树脂的分子间的相互作用增强,因此可认为功能层12与凹凸结构11的界面的分子级的间隙变大。即,转印性提高。特别是从同时增强树脂的分子间相互作用与分子内相互作用,将该间隙形成于凹凸结构11的整个表面,提高转印性的观点考虑,更优选比例K满足4.0以下,最优选满足3.5以下。特别是比例K在3.0以下的情况,树脂内的碳元素密度变大,因此能够降低功能层12与凹凸结构11的化学作用,能够进一步降低粘着力。另外,通过满足这些范围,将层积体21的功能层12作为加工用掩模对被处理体20进行凹凸加工时的加工精度也大大提高。
上述说明中,虽然以能够用-(A)x-(B)y-(C)z-表示的、具有3种重复单元的状态为代表,但重复单元的构成数不局限于3种,也可以是从均聚物或者均低聚物的1种的状态到2种或者4种以上的状态。
此外,重复单元数量在2种以上的情况下,至少1种以上的重复单元满足上述比例K。这种情况下,优选满足比例K的重复单元G与不满足比例K的重复单元B的重复数量满足以下范围。重复单元G的重复数量的合计值设为α,重复单元B的重复单元数量的合计值设为β。例如,在-(A)x-(B)y-中,重复单元A满足上述比例K,重复单元B不满足上述比例K的情况,x=α,y=β。此外,例如,-(A)x-(B)y-(C)z-中,重复单元A满足上述说明的比例K,重复单元B以及C不满足上述说明的比例K的情况下,x=α,(y+z)=β。另外,重复单元的数量在4种以上的情况也相同。
这时,通过满足α/β≧1,分子内相互作用的效果变大,转印性提高,因此优选。特别是,通过满足α/β≧1.5,也可以利用分子间相互作用,转印性进一步提高,因此优选,通过α/β在2.3以上,抑制功能层12与凹凸结构11的界面的化学性相互作用的效果变大,因此优选。从进一步发挥上述效果的观点考虑,更优选α/β在4以上,最优选α/β在9以上。
另外,α/β在80以上,更优选在90以上的情况下,树脂分子内的能量的均等性提高,因此将载体10从功能层12除去时的对于内聚破坏的抗性变大。此外,均聚物或均低聚物的情况下,由于β为0,因此α/β接近于无限。此外,含有2种以上的重复单元的情况下,全部的重复单元满足上述比例K的范围的情况,由于β为0,因此α/β也接近于无限。这样的α/β接近无限的情况下,树脂分子内的能量的均等性飞跃性地提高,因此将载体10从功能层12除去时的对于内聚破坏的抗性飞跃性地提高,因此最优选。另外,通过满足这些范围,将层积体21的功能层12作为加工用掩模对被处理体20进行凹凸加工时的加工精度也大大提高。
进一步地,优选重复单元之间的上述比例K之差的最大值,即ΔKmax在3.5以下。由此,能够有效地表现分子间相互作用。特别是通过在3.0以下,分子内相互作用变大。如果在2.5以下,则树脂的稳定性提高,抑制功能层12与凹凸结构11的界面的化学性作用的效果提高。进一步地,从使伴随树脂分子内的能量的均等化的提高,功能层12的内聚破坏的抗性的提高效果更加显著的观点考虑,优选2.0以下,更优选1.5以下,最优选1.0以下。另外,通过满足这些范围,将层积体21的功能层12作为加工用掩模对被处理体20凹凸加工时的加工精度也大大提高。
优选功能层12包含具有环状部位的材料。这是因为通过包含具有环状部位的材料,根据环状部位之间的包装或排列,倾向于引起功能层12的硬度的提升或功能层12的体积收缩。即,具有抑制将载体10从功能层12除去时的功能层12的内聚破坏,或减少载体10的凹凸结构11与功能层12的粘着力的效果。特别是通过环状部位为碳原子数在30以下的环状部位,本效果变大。进一步地,通过环状部位为选自由4元环、5元环以及6元环组成的群的至少1种以上的要素构成,包装性变得良好,因此功能层12具有的自由能倾向于下降。即,因为能够降低载体10的凹凸结构11与功能层12的化学性作用,因此转印性提高。此处,环状部位可以包含于上述说明的树脂中,也可以包含于树脂以外的成分例如单体中。特别功能层12包含树脂以及单体的情况下,优选至少树脂中包含该环状部位。作为环状部位,例如可列举选自下述化学式群A的至少1种以上的环状部位。这些可以只含有1种,也可以含有2种以上。
[化1]
[化2]
[化3]
[化4]
化学式中表示的“*”,在通过“*”与其他元素键合的同时,“*”为氧元素(O)、氮元素(N)、硫元素(S)或碳元素(C)的任一种。此外,键合位置不足的部分,与氢元素(H)、甲基(CH3)或羟基(OH)键合。
例如,作为具有上述环状部位的树脂,可列举聚苯乙烯、聚对羟基苯乙烯、聚9乙烯基咔唑、具有咔唑骨架的树脂、侧链具有咔唑骨架的树脂、具有甲酚线型酚醛骨架的树脂、具有苯酚线型酚醛骨架的树脂、具有双酚A骨架的树脂、具有芴骨架的树脂、侧链具有金刚烷骨架的树脂、侧链具有金刚烷基骨架的树脂或侧链具有降冰片烷骨架的树脂。
此外,树脂可以是碱溶性树脂。通过为碱溶性树脂,能够容易地将层积体21的功能层12显影,形成凹凸结构。树脂为碱溶性树脂的情况下,优选树脂中包含羧基。羧基的量,优选酸当量为100~600,更优选300~450。所谓酸当量表示其中具有1当量的羧基的线状聚合物的质量。另外,酸当量的测定,使用平沼产业公司制造的的平沼自动滴定装置(COM-555),使用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液通过电位滴定法进行。
此外,也可以使用从下述2种单体中,通过使各自1种或其以上的单体共聚得到的树脂。第1单体是分子中具有1个聚合性不饱和基(例如,丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯)的羧酸或酸酐。第2单体非酸性,是分子中具有1个聚合性不饱和基的化合物,是为了保持固化膜的可挠性、干蚀刻耐性等各种特性而选择的。通过第1单体以及第2单体的选定,能够任意地使已经说明的极性基团包含于树脂中。
特别优选功能层12除上述说明的树脂之外,还包含单体。即,优选包含树脂以及单体。此处,单体定义为通过本说明书定义的树脂以外的物质并且为固体微粒或固体填料以外的物质。即,可以采用有机物、无机物或者有机无机复合物的任一种。这种情况下,被树脂阻碍了运动性的单体,在功能转印体14与被处理体20对接时,其运动性得到解放,能够进一步提高功能层12的表层的流动性。特别是通过将树脂以及单体包含于功能层12的最外层,上述效果变得更加显著。树脂与单体的组合,如果记载为(树脂/单体)的话,可以是(有机物/有机物)、(有机物/无机物)、(无机物/无机物)或(无机物/有机物)的任一种。例如,如果是(有机物/无机物),可以对满足上述说明的树脂要求的有机树脂添加金属醇盐。如果是(无机物/无机物),可以对满足上述树脂要求的无机树脂,例如金属聚合物或者金属氧化物聚合物,添加金属醇盐。此外,例如如果是(无机物/有机物),可以对满足了上述树脂要求的无机树脂,例如金属聚合物或者金属氧化物聚合物,添加有机单体。另外,可以使用金属醇盐作为单体,也可以使用缩合的多聚物或者低聚物。
特别是,这种情况下,优选树脂或单体的至少一种为固化性物质,优选至少单体为固化性物质。固化性物质,在上述的树脂为固化性树脂的情况的说明中,把固化性树脂的树脂替换为物质即可。这种情况下,功能层12的收缩作用变大,因此凹凸结构11与功能层12的界面粘合强度下降,转印性提高。特别是树脂以及单体均为固化性物质时,该效果进一步变大。另外,包含固化性物质的情况中,关于树脂为固化性树脂的情况如上述说明,优选含有固化引发剂。
在含有树脂以及单体的情况下,优选单体的粘度在25℃中大致为5cP以上5000cP以下,更优选为8cP以上2500cP以下,最优选为10cP以上1500cP以下。另外,这里的粘度是指对于混合使用的全部单体时的混合物的粘度。此外,从功能层12与被处理体20的界面的粘合强度的固定化以及功能层12的物理稳定性提高的观点考虑,优选单体的平均官能团数量大致在1以上6以下,优选1以上4以下,最优选1.5以上3以下。例如,混合6官能团的(甲基)丙烯酸酯和2官能团的(甲基)丙烯酸酯可以调整平均官能团数量。例如,混合6官能团的(甲基)丙烯酸酯和2官能团的(甲基)丙烯酸酯可以调整平均官能团数量。
另外,单体为包含选自上述化学式群A的环状部位的单体时,倾向于环状部位引起的物理稳定性的效果和与凹凸结构11的表面的化学性相互作用的降低效果变大,因此转印性提高。此外,这种情况下,对被处理体20凹凸加工时的加工精度也提高。
进一步地,功能层12也可以含有染料、颜料等着色物质。通过含有着色物,将功能层12转印形成于被处理体20时,即使在凹凸结构11的大小充分小于可见光的波长的情况下,也可以通过目视以及光学传感装置判断是否良好的进行转印。进一步地,对于在载体10的凹凸结构11上成膜的功能层12的质量管理,可以利用着色物质的吸收。为了不给功能层12的源自凹凸结构11的功能带来阻碍,可以适当选定着色物质。此外,也可以使用隐色染料或荧烷染料,与卤素化合物的组合为代表的显色系染料。其中,三溴甲基苯基砜与隐色燃料的组合,或三嗪化合物和隐色染料的组合是有用的。
进一步地,为了提高功能层12的稳定性,可以包含抗氧化剂。此处,优选抗氧化剂为光稳定剂。光稳定剂可以分类为自由基链引发抑制剂、自由基捕捉剂、过氧化物分解剂,可以采用任一种。自由基链引发抑制剂可以进一步分类为重金属钝化剂和紫外线吸收剂,重金属钝化剂中主要有酰肼系和酰胺系,紫外线吸收剂主要有苯并三唑系、二苯甲酮系以及三嗪系。其中,更优选紫外线吸收剂。通过包含紫外线吸收剂,能够光学性稳定化功能层12,因此可以在适合使用的位置使用。此外,自由基捕捉剂可以分类为HALS以及酚系抗氧化剂。这些抗氧化剂可以使用公知一般的材料。
此外,也可以根据需要使功能层12中含有增塑剂等添加剂。作为这样的添加剂,例如可列举邻苯二甲酸二乙酯等邻苯二甲酸酯类、对甲苯磺酰胺、聚丙二醇或者聚乙二醇单烷基醚等。
能应用于功能转印体14的功能层12的金属元素,可以根据层积体的用途适当选择。特别优选从锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铷(Rb)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、钯(Pd)、银(Ag)、铯(Cs)、锇(Os)、铂(Pt)、金(Au)、钾(K)、锂(Li)、钠(Na)、钡(Ba)、钙(Ca)、镁(Mg)、铅(Pb)、锶(Sr)、锌(Zn)、铝(Al)、硼(B)、铋(Bi)、铁(Fe)、镓(Ga)、铟(In)、镧(La)、锑(Sb)、钒(V)、钇(Y)、锗(Ge)、铪(Hf)、硅(Si)、锡(Sn)、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)以及钨(W)组成的群中选出的至少1种以上。这由功能层12的配置精度、功能层12的物理以及化学稳定性的观点选定。特别是从功能层12为2层以上的多层功能层12,通过1层以上的功能层12加工其它的功能层12的情况下的加工精度的观点考虑,优选从钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)、锌(Zn)、锡(Sn)、硼(B)、铟(In)、铝(Al)、硅(Si)、钼(Mo)、钨(W)以及锗(Ge)组成的群中选出的至少1种。特别优选钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)、硅(Si)或者锌(Zn),最优选钛(Ti)、锆(Zr)、硅(Si)或者锌(Zn)。
此外,含有无机物的情况下,从提高功能层12的特别是化学稳定性的观点考虑,优选功能层12含有金属-氧-金属键(-O-Me1-O-Me2-O-)。此处,Me1以及Me2均为金属元素,可以是相同的金属元素也可以不同。作为Me1或Me2,可以采用上述说明的金属元素。例如,单一金属元素的情况下,可列举-O-Ti-O-Ti-O-或-O-Zr-O-Zr-O-,以及-O-Si-O-Si-O-。不同种的金属元素的情况下,可列举-O-Ti-O-Si-O-、-O-Zr-O-Si-O-、-O-Zn-O-Si-O-、-O-Ti-O-Zr-O-、-O-Ti-O-Zn-O-、-O-Ti-O-Si-O-Zn-O-等。另外,金属-氧-金属键中的金属元素种类,也可以含有3种以上。特别是含有2种以上的情况下,从转印精度的观点考虑,优选至少含有Si。
功能层12中所含金属元素,Si元素浓度(CpSi)与Si以外的金属元素的合计浓度(CpM1)的比例(CpM1/CpSi)为0.02以上小于24时,转印精度提高,因此优选。另外,通过满足该范围,功能层12为2层以上的多层功能层12,通过1层以上的功能层12对其它功能层12凹凸加工时的加工精度也提高。从进一步发挥这些效果的观点考虑,更优选0.05以上20以下,最优选0.1以上15以下。另外,通过较小地设定比例(CpM1/CpSi),能够减小功能层12的折射率;通过增大比例(CpM1/CpSi),能够增大功能层12的折射率。
此外,功能层12中包含无机物的情况下,从抑制功能层12的配置精度和内聚的观点考虑,优选对于3重量%的功能涂布液的惯性半径为5nm以下。惯性半径优选3nm以下,更优选1.5nm以下,最优选1nm以下。此处,所谓惯性半径是对于由通过使用波长0.154nm的X射线的小角度X射线散射(SAXS)测定得到的测定结果,应用Gunier(吉尼尔)图计算而得的半径。此外,作为溶剂,使用丙二醇单甲基醚。
特别是,功能层12为2层以上的多层结构,在层积体21的状态中,1层以上的功能层12(以下,有时称为功能层1)作为对于其它功能层的加工用掩模起作用,对其它功能层12(以下,有时称为功能层2)进行干法蚀刻加工的情况下,优选作为加工用掩模起作用的功能层1含有上述示例的无机物或有机无机复合物。特别是这种情况下,最优选仅在载体10的凹凸结构11的凹部11a内部填充配置功能层1,按照同时使该功能层1以及载体10的凹凸结构11平坦化的方式设置功能层2。
功能层1与功能层2的选择比,即利用干法蚀刻的功能层1的蚀刻速率(Vm1)与功能层2的蚀刻速率(Vo1)的比例(Vo1/Vm1)影响功能层作为掩模蚀刻功能层2时的加工精度。Vo1/Vm1>1意味着相比于功能层2,功能层1难以蚀刻,因此(Vo1/Vm1)越大越优选。
从功能层1的涂布性的观点考虑,优选(Vo1/Vm1)满足Vo1/Vm1≦150,更优选满足Vo1/Vm1≦100。此外,从耐蚀刻性的观点考虑,优选(Vo1/Vm1)满足3≦(Vo1/Vm1),更优选满足10≦Vo1/Vm1,进一步优选15≦Vo1/Vm1。
通过满足上述范围,通过功能层1作为掩模干法蚀刻具有厚度的功能层2,能够容易地凹凸加工。由此能够在被处理体20上形成通过干法蚀刻凹凸加工得到的功能层1以及功能层2。
对于作为加工用掩模起作用的功能层1的材料,只要满足上述选择比就没有特别限定,可以使用能稀释于溶剂的各种公知树脂(有机物)、无机前体、无机缩合物、电镀液(铬电镀液等)、金属氧化物填料、金属氧化物微粒、以HSQ为代表的倍半硅氧烷、旋涂玻璃、金属微粒等。功能层1,从使用功能转印体14转印形成层积体21时的转印精度的观点考虑,优选功能层1与功能层2化学性键合或形成氢键。为了提高转印速度以及精度,光聚合或热聚合以及它们的复合聚合有用。因此,特别优选功能层1包含能光聚合的光聚合性基团和能热聚合的聚合性基团的两者,或任一者。此外,从耐干法蚀刻性的观点考虑,优选功能层1包含金属元素。进一步地,通过功能层1包含金属氧化物微粒,干法蚀刻被处理体20时的加工变得更加容易,因此优选。
作为功能层1中所含的金属元素,可以采用上述说明的金属元素。此外,从功能层1中所含的金属元素稳定地存在并且满足后述的耐干法蚀刻性,提高对于由功能层1/功能层2/被处理体20构成的层积体21,以功能层1作为掩模蚀刻功能层2时的加工精度的观点考虑,优选功能层1含有金属-氧-金属键(-O-Me1-O-Me2-O-)。此处,关于金属-氧-金属,如已经说明中所述。另外,金属-氧-金属键中的金属元素种类也可以含有3种以上。特别是含有2种以上的情况下,从掩模层的转印精度的观点考虑,优选至少含有Si。
功能层1含有金属-氧-金属键的情况下,功能层1整体中Si元素浓度(CpSi)与Si以外的金属元素的合计浓度(CpM1)的比例(CpM1/CpSi)为0.02以上小于24时,功能层1作为掩模蚀刻加工功能层2时的加工精度提高,因此优选。特别是更优选0.05以上20以下,最优选0.1以上15以下。
作为将这样的金属-氧-金属键包含于功能层1的方法,可列举使用金属元素或者缩合无机前体的方法。作为缩合无机前体的方法,可以利用例如通过上述金属醇盐的水解以及缩聚引起的反应。
作为在功能层1中使用金属元素的方法,例如可列举在功能层1的材料中包含金属氧化物微粒(填料)、金属微粒或者以金属醇盐为代表的溶胶凝胶材料的方法。功能层1中使用的溶胶凝胶材料可以使用例如金属醇盐。
此外,作为功能层1,从耐干法蚀刻性的观点考虑,优选含有金属种类中具有从Ti、Ta、Zr、Zn以及Si组成的群中选出的金属元素的金属醇盐。特别是从提高转印精度以及转印速度的观点考虑,优选溶胶凝胶材料含有金属种类不同的、至少2种的金属醇盐。作为金属种类不同的2种金属醇盐的金属种类的组合,例如可列举Si与Ti、Si与Zr、Si与Ta、Si与Zn等。从耐干法蚀刻性的观点考虑,优选金属种类中具有Si的金属醇盐的摩尔浓度(CSi)与具有Si以外的金属种类M1的金属醇盐(CM1)的比例CM1/CSi为0.2~15。从将功能层1材料涂布于载体10的凹凸结构11,配置功能层1时的涂布干燥时的稳定性的观点考虑,优选CM1/CSi为0.5~15。从物理强度的观点考虑,更优选CM1/CSi为5~8。
另外,CM1/CSi在上述最广的范围(0.2~15)中,如果是0.2~10的范围的话,功能层1作为掩模蚀刻加工功能层2时的功能层1的形状稳定性提高,因此优选0.2~10的范围。特别是如果是0.2~5的范围的话,功能层1的蚀刻时的物理稳定性提高,因此优选0.2~5的范围,更优选0.2~3.5。此外,0.23~3.5的功能层1作为掩模蚀刻加工功能层2时的功能层1的轮廓形状稳定性提高,因此优选0.23~3.5。从相同的观点考虑,更优选0.25~2.5。
从功能层1的转印精度以及耐干法蚀刻性的观点考虑,优选功能层1为含有无机链段和有机链段的混合型。作为混合型,例如可列举无机微粒与能光聚合(或热聚合)的树脂的组合、无机前体与能光聚合(或热聚合)的树脂、有机聚合物与无机链段通过共价键键合的分子或者无机前体与分子内具备光聚合性基团的无机前体等。使用溶胶凝胶作为无机前体的情况是指除含有硅烷偶联剂的溶胶凝胶材料之外,还含有能光聚合的树脂。混合型的情况下,可以混合例如金属醇盐、具备光聚合性基团的硅烷偶联剂或者自由基聚合系树脂等。为了进一步提高转印精度,可以在这些中添加有机硅。此外,为了提高耐干法蚀刻性,溶胶凝胶材料部分可以预先进行预缩合。从耐干法蚀刻性与转印精度的观点考虑,含有硅烷偶联剂的金属醇盐与光聚合性树脂的混合比例优选3:7~7:3的范围。更优选3.5:6.5~6.5:3.5的范围。混合型中使用的树脂,如果能光聚合,那么不论是自由基聚合系或阳离子聚合系都没有特别限定。
此外,作为混合型采用无机前体和分子内具备光聚合性基团的无机前体的情况下,作为无机前体可以采用金属种类中具有Si以外的金属元素的金属醇盐,作为分子内具备光聚合性基团的无机前体,可以采用具备光聚合性基团的硅烷偶联剂。此外,也可以含有这些有机硅。
进一步地,从对于使用功能转印体14能够得到的由功能层1/功能层2/被处理体20构成的层积体21,降低以功能层1作为掩模蚀刻功能层2时的功能层2侧面的粗糙度的观点考虑,优选采用有机聚合物与无机链段通过共价键键合的分子,或者无机前体与分子内具备光聚合性基团的无机前体。作为无机前体与分子内具备光聚合性基团的无机前体,例如可列举选定金属醇盐作为无机前体,选定具备光聚合性基团的硅烷偶联剂作为分子内具备光聚合性基团的无机前体。特别是作为无机前体使用的金属醇盐的金属种类,优选为Ti、Ta、Zr或Zn,最优选Ti、Zr或Zn。
作为功能层1中所含的光聚合性基团,可列举丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、乙烯基、环氧基、烯丙基、氧杂环丁基等。
作为功能层1中所含的公知树脂,可列举光聚合性与热聚合性的两者,或者任一者的树脂。例如,除构成上述说明的载体10的树脂以外,可列举光刻用途中使用的感光性树脂、纳米压印平版印刷用途中使用的光聚合性树脂或热聚合性树脂等。特别优选含有满足以下条件的树脂:利用干法蚀刻的功能层1中所含的树脂的蚀刻速率(Vm1)与功能层2的蚀刻速率(Vo1)的比例(Vo1/Vm1)为1≦Vo1/Vm1≦50。
优选形成功能层1的材料含有溶胶凝胶材料。通过含有溶胶凝胶材料,不仅耐干法蚀刻性良好的功能层1的向载体10的凹凸结构11内部的填充变得容易,而且能够增加干法蚀刻功能层2时的纵向方向的干法蚀刻速率(Vr)与横向方向的干法蚀刻速率(Vr//)的比例(Vr/Vr//)。作为溶胶凝胶材料,可以仅使用具有单一的金属种类的金属醇盐,也可以并用具有不同金属种类的金属醇盐,但优选含有具有金属种类M1(其中M1为由Ti、Zr、Zn、Sn、B、In、以及Al组成的群中选出的至少1种的金属元素)的金属醇盐和具有金属种类Si的金属醇盐的至少2种的金属醇盐。此外,作为功能层1材料也可以使用这些溶胶凝胶材料和公知的光聚合性树脂的混合型。
从抑制干法蚀刻时的物理破坏的观点考虑,优选功能层1的材料为通过缩合与光聚合的两者或任一者引起的固化后的相分离小。此处,所谓相分离能够通过透射型电子显微镜(TEM)的对比确认。从功能层1的转印性的观点考虑,优选通过TEM的对比,相分离大小为20nm以下。从物理耐久性以及耐干法蚀刻性的观点考虑,优选相分离大小为15nm以下,更优选为10nm以下。另外,从抑制相分离的观点考虑,优选溶胶凝胶材料中含有具备光聚合性基团的硅烷偶联剂。
作为构成功能层1的能光聚合的自由基聚合系的树脂,可以采用公知一般的自由基聚合系树脂,特别是自由基聚合系的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。另外,也由于与被处理体20的组合,上述自由基聚合系树脂优选非含氟自由基聚合系树脂。另外,含有自由基聚合系树脂的情况下,可以含有适合树脂的聚合引发剂,例如光聚合引发剂或热聚合引发剂。
构成功能层1的能光聚合的阳离子聚合系树脂可以选择公知一般的阳离子聚合系树脂。例如可列举环氧化合物、氧杂环丁烷化合物或者乙烯基醚化合物等;作为环氧化合物,可列举脂环式环氧化合物或者缩水甘油醚。另外,使用阳离子聚合系树脂的情况下,可以使用适合该树脂的聚合引发剂,例如热聚合引发剂或者光产酸剂。
作为加工用掩模的功能层2,如果满足上述蚀刻速率比(选择比),就没有特别限定。作为构成功能层2的材料,只要至少包含上述说明的树脂即可。进一步地,通过同时含有分子量低于树脂的单体,转印性提高。
从转印精度的观点考虑,优选功能层1与功能层2化学键合。因此,优选功能层1含有光聚合性基团的情况下功能层2也含有光聚合性基团,功能层1含有热聚合性基团的情况下功能层2也含有热聚合性基团。此外,为了通过与功能层1中的溶胶凝胶材料的缩合产生化学键,功能层2中也可以含有溶胶凝胶材料。作为光聚合方式,存在自由基系和阳离子系,但从固化速度与耐干法蚀刻性的观点考虑,优选仅自由基系或者自由基系与阳离子系的混合系。混合的情况下,优选以重量比例3:7~7:3混合自由基聚合系树脂与阳离子聚合系树脂,更优选3.5:6.5~6.5:3.5。
从干法蚀刻时的功能层2的物理稳定性与操作性的观点考虑,优选固化后的功能层2的Tg(玻璃化转变温度)为30℃~300℃,更优选60℃~250℃。
从功能层2与被处理体20的粘着性以及功能层2与功能层1的粘着性的观点考虑,优选功能层2的通过比重法得到的收缩率为5%以下。
接着,对本实施方式涉及的功能转印体14的载体10进行说明。载体10只要形成凹凸结构11就没有特别限定,但作为构成材料,可以使用已经说明的构成功能层12的材料。其它也可以使用例如硅、石英、镍、铬、蓝宝石、碳化硅、金刚石、类金刚石或含氟类金刚石等无机材料。
优选减少载体10的凹凸结构11的表面自由能。即,通过降低凹凸结构11与功能层12的物理以及化学粘合力,能够以一定的应力不破坏功能层12地将其剥离。作为减少自由能的方法,可以采用对凹凸结构11进行脱模处理,选择自由能低的材质或者导入使表面自由能降低的成分的方法等。对于凹凸结构11的脱模处理可以采用公知通常已知的脱模处理,可以使用一般的防污剂、流平剂、拒水剂或者防指纹附着剂等。此外,进行脱模处理前,可以用金属或金属氧化物覆盖凹凸结构11。这种情况下,能够提高脱模处理的均等性与凹凸结构11的强度。作为自由能低的材质,可以使用以聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烃基聚醚(PFPE)为代表的含氟树脂或者以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为代表的有机硅树脂等。作为导入使表面自由能降低的成分的方法,可以利用离析或渗出等。例如,可以利用氟成分或甲基成分的离析,或者有机硅成分的渗出等。另外,导入使表面自由能降低的成分的方法,也可以对于功能层12进行。例如,能够通过将氟成分或有机硅成分导入功能层12,利用氟成分的离析或有机硅成分的渗出,因此能够大大降低功能层12与凹凸结构11的粘合强度。
特别是不论功能层12的种类,从降低功能层12与载体10的粘着力的观点考虑,优选载体10的凹凸结构11的表面自由能为3erg/cm2以上18erg/cm2以下。这是由于,即使在使功能层12的自由能,即功能层12的材料任意变化的情况下,根据通过功能层12与载体10的相接而变化的吉布斯自由能的变化计算得到的粘着性,在上述范围内表现出峰谷。特别是,从降低剥离除去载体10时的摩擦力的观点考虑,最优选3erg/cm2以上15erg/cm2以下。此外,通过离析降低载体10的凹凸结构11的表面自由能时,优选通过转印法制造载体10时使用的主模(铸模)的表面自由能为3erg/cm2以上18erg/cm2以下。通过满足该范围,能够在提高载体10的转印精度的同时,通过离析良好地降低载体10的凹凸结构11的表面自由能。
载体10有弹性时,构成凹凸结构11的材质,可以采用光固化性树脂的固化物、热固化性树脂的固化物或者热塑性树脂等。另一方面,载体10无弹性时,作为构成凹凸结构11的材质,可以使用金属或金属氧化物。例如,可以使用硅、石英、镍、铬、蓝宝石、碳化硅、金刚石、类金刚石或含氟类金刚石等无机材料。此外,无弹性时,也可以在无弹性的支撑基材上,形成由树脂构成的凹凸结构11。不论在弹性或无弹性的任一种情况中,优选如已经说明地降低凹凸结构11的表面自由能。
此外,载体10为弹性时,可以连续大面积地对被处理体20转印赋予功能层12。从该观点考虑,优选构成凹凸结构11的原料为光固化性树脂组合物,特别优选通过光纳米压印法连续地转印形成圆筒状的主辊表面的凹凸结构11,从而进行制造。
凹凸结构11的平均间距使用上述距离(t)的测定中使用的SEM测定。通过SEM的观察对功能转印体14的载体10的凹凸结构11的表面进行。因此,凹凸结构11的平均间距的测定对除去功能层12露出凹凸结构11的载体10,或者对制造功能转印体14前的载体10进行。功能层12的除去通过将功能层12转印于被处理体20或通过仅溶解功能层12除去而进行。在使用SEM的测定中,以能够在SEM的观察图像内鲜明地观察到100以上200以下的倍率测定凹凸结构11的多个凸部11b或多个凹部11a,根据相同的观察图像求出平均间距尺寸。作为测定对象的样品,为求出上述均方根高度(Rq),在与AFM测定中使用的样品大致相同的位置测定。另外,作为SEM,可以使用日立超高分辨率场发射扫描电子显微镜SU 8010(株式会社日立高新技术公司制造)。此外,测定中的加速电压,能够根据给样品的充电或样品的烧焦进行适当地一般地设定,推荐1.0kV。
此外,每间隔20μm进行摄像,得到5个观察图像。对于各个观察图像,任意测定10个间距。即,得到共计50个点的间距作为数据。将共计50个点的间距的算术平均值定义为平均间距。所谓间距,被定义为观察摄像内多个独立的凸部11b时,凸部11b的顶部中央部位之间的最短距离。另一方面被定义为观察摄像内多个独立的凹部11a时,凹部11a的开口部中央部位之间的最短距离。换言之,如果载体10的凹凸结构11为点状,则相邻最近的点之间的凸部顶部的中央部位之间的距离为间距;如果为孔状,则相邻最近的孔间的凹部开口部的中央部位之间的距离为间距;如果为直线间隔状(Line and Space),则相邻最近的线的凸部顶部的中央部位之间的距离为间距。另外直线间隔状的情况下,直线的宽度方向的中央部位为顶部中央部位。另外,如格子状地直线或空间和点状的凸部或者孔状凹部混合存在的情况下,对于点状凸部或孔状凹部测定间距。
下面,关于载体10的凹凸结构11的立体方向的优选范围,注目于平均高宽比进行说明。所谓平均高宽比是指,载体10的凹凸结构11的凸部11b底部的平均直径除以平均高度的数值,或者凹部11a开口部的平均直径除以平均深度的数值。凸部11b底部的平均直径或者凹部11a开口部的平均直径,根据求平均间距时的观察同时测量。另一方面,平均高度或平均深度,根据求距离(t)时的观察同时测量。
凸部11b底部的直径定义为在求平均间距时的观察像中观察的对于多个独立的凸部11b的轮廓的外切圆的直径。此处,与平均间距相同地采集50个点的测量数据,将它们的算术平均值作为凸部11b底部的平均直径。另一方面,凹部11a开口部的直径定义为在求平均间距时的观察像中观察的多个独立的凹部11a的开口部的内切圆的直径。此处,与平均间距相同地采集50个点的测量数据,将它们的算术平均值作为凹部11a开口部的平均直径。另外,对于直线间隔状的情况,线的宽度相当于上述凸部底部的直径,间隔相当于上述凹部开口部的直径。另外,如格子状地线或间隔与点状凸部或孔状凹部混和存在的情况,对于点状凸部或孔状凹部测定凸部底部或凹部开口部的直径。
高度定义为由求距离(t)时的观察像中观察的多个独立的凸部11b的高度。此处,与距离(t)相同地采集25个点的测量数据,将它们的算术平均值作为平均高度。另一方面,深度定义为由求距离(t)时的观察像中观察的多个独立的凹部11a的深度。此处,与距离(t)相同地采集25个点的测量数据,将它们的算术平均值作为平均深度。另外,直线间隔状的情况,线相当于上述凸部,间隔相当于上述凹部。此外,如格子状地线或间隔与点状凸部或孔状凹部混和存在的情况,对于点状凸部或孔状凹部测定高度或深度。
平均高宽比,为凸部11b底部的平均直径/平均高度,或者凹部11a开口部的平均直径/平均深度。平均高宽比对将载体10从功能层12剥离除去时的施加于功能层12的剥离剥离能,更具体地是对构成剥离能的一个要素的瞬间能量造成影响。特别是增大剥离速度的情况下,施加于层积体的功能层12的凸部的冲量变大,因此该瞬间能量变大。剥离能的上限值,在决定平均间距的上限值时,测量求出理论与试验的对应。此处,将现实中有效的剥离速度的上限值设为5m/分,算出达到剥离能的上限值时的平均高宽比。由这点可知,为了抑制在被处理体20上转印赋予的功能层12的凸部的破损,优选平均高宽比在5以下。此外,考虑剥离除去载体10时的加速度产生的力的情况下,优选平均高宽比在3.5以下。特别是,为了在被处理体20的形状不仅为平板状,即使为透镜状或圆柱、圆锥状的情况下,都能在增大剥离速度时提高转印精度,优选高宽比在2.5以下。此外,从提高功能层12的对载体10的凹凸结构11的配置精度的方面以及大大减少剥离时的力的方面考虑,最优选平均高宽比在1.5以下。另外,从提高功能层12的配置精度,和凹凸结构11特有的功能的发挥程度的观点考虑,下限值在0.1以上。特别是如果在0.3以上,工业生产性进一步提高,因此优选。从相同的观点考虑,最优选0.5以上。
本实施方式涉及的功能转印体14中,如果保护层13能够满足上述说明的比例(Rq/t)则没有特别限定。特别是作为保护层13可以使用膜状。可以采用基材膜上涂布粘着剂的涂布型或者膜自身具有粘着性的自粘着型的任一种。涂布型的情况下,作为基材膜的材质没有特别限定,例如可列举聚乙烯、聚烯烃共聚物、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺等,可以由上述材质的任意一种以上构成。作为基材膜上涂布的粘着剂没有特别限定,只要是与功能层12具有适当的粘合性即可。保护层13为自粘着型的膜的情况下,可以形成1层以上,作为其材质没有特别限定,例如可列举聚乙烯、聚烯烃共聚物、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺等,可以由上述材质的任意一种以上构成。从功能层12剥离保护层13时,为了降低功能层12中保护层13的粘着成分的残存率,作为保护层13,优选自粘着型。此外,自粘着型的材质中,更优选使用聚烯烃共聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯,进一步地,最优选聚烯烃共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。由此,与功能层12具有适当的粘合力,且能够制作功能层12与保护层13之间不存在空气混入的功能转印体14。此外,功能层12中不附着残存保护层13的成分,能够干净地除去保护层13。
从与功能层12的粘合性的观点考虑,保护层13可以根据需要在保护层13的功能层12面侧形成易粘合层或者脱模层。此外,能够进行表面处理,例如可列举电晕放电处理、火焰处理、紫外线照射处理、高频辐射处理、辉光放电照射处理、活性等离子体照射处理、激光束照射处理等。
作为贴合功能层12与保护层13的方法,可以使用层压工序。作为层压,使用1对热辊的1级层压、使用2对以上热辊的多级层压、用容器覆盖层压的部分后用真空泵进行减压或抽成真空的真空层压等。
层压时功能转印体14所用的线压为1kg/cm以上的情况下,功能层12与保护层13的贴合性佳,功能层12与保护层13之间的空气的卷入少,因此能够漂亮地卷绕。此外,线压为150kg/cm以下的情况下,能够抑制由于压力引起的载体10的凹凸形状的破损,因此优选线压为1kg/cm以上150kg/cm以下。更优选4kg/cm以上、小于100kg/cm。本说明书中的线压定义为功能转印体14与层压辊接触的部分的每单位长度施加的压力。
层压辊可以不加热,但需要提高功能层12与保护层13的粘合力,提高卷绕精度的情况下,可以加热。加热温度只要是不引起保护层13的粘度,无法从功能层12剥离或者保护层13的一部分附着残存于功能层12的程度即可。
层压工序中,功能转印体14的传输速度没有特别限定,但小于20.0m/分的情况下,功能层12与保护层13的贴合性高,卷绕精度高。此外,0.3m/分以上时,生产率变高,制造成本变低,因此,优选功能转印体14的传输速度为0.3m/分以上、小于20.0m/分。进一步地,更优选1.0m/分以上、小于10.0m/分。
优选用卡尔费休(水分计)测量功能转印体14时的水分量为5重量%以下。通过满足该范围,功能转印体14的保存稳定性提高。特别是从进一步扩大保存或传输环境的环境控制范围的观点考虑,该水分量更优选1.5重量%以下,最优选0.1重量%以下。另外,下限值没有特别限定,可以在功能转印体不产生裂缝等的范围内适当设定。
优选通过加热GC/MS测量功能转印体14时的溶剂量为100μg/g以下。通过满足该范围,能够抑制功能层表现的功能的劣化。特别是如果在10μg/g以下的话,被处理体20的表面内的功能层的斑的抑制效果提高;如果在2μg/g以下的话,凹凸结构11的样式中的功能的斑的抑制效果提高,因此优选。另外,如果在0.5μg/g以下的话,进一步表现上述效果,因此优选,最优选0.1μg/g以下。另外,下限值没有特别限定,可以在功能转印体不产生裂缝等的范围内适当设定。从切取的10mm×20mm的功能转印体14剥离除去保护层13,然后进行加热GC/MS。具体地,将剥离了保护层13的10mm×20mm切分成2mm×5mm的条状,配置于样品杯中。然后,加热样品,进行GC/MS测定。作为测定的溶剂,为制造功能转印体14时使用的溶剂,但至少优选满足上述范围的2-丙醇和丙二醇单甲基醚。
本实施方式涉及的功能转印体14为膜状,其特征在于功能转印体14的一端部与辊芯连接,并且功能转印体14卷绕于辊芯。
上述辊芯的材质没有特别限定,但优选纸粉、粉尘的产生少,表面平滑性高的材质。例如,可以采用聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的共聚物)树脂等。
功能转印体14为了对于被处理体20转印功能转印体14の凹凸结构11而使用。特别是通过至少依次包含将功能转印体14直接对接于被处理体20的一主面上的工序和除去载体10的工序,能够对于被处理体20转印功能转印体14の凹凸结构11の精度。
被处理体20的材质或形状没有特别限定。材质可以是有机物也可以是无机物。例如,可列举以合成石英或熔融石英为代表的石英、无碱玻璃、低碱玻璃,以钠钙玻璃为代表的玻璃、硅、镍、蓝宝石、金刚石、金属铝、非晶形氧化铝、多晶氧化铝、单晶氧化铝、氧化钛、SUS、由功能层12中示例的金属元素构成的金属、含有功能层中示例的金属元素的金属氧化物、氧化铁、氧化铜、铬、碳化硅、云母、氧化锌、半导体基材(氮化物半导体基板等)、尖晶石基材、以ITO为代表的透明导电无机物、纸、合成革、皮或功能层12中示例的有机物等。作为形状,可列举圆盘状、平板状、n棱柱状、n棱锥状、透镜状、球形状、膜状或片状等。另外,上述n棱柱状或n棱锥状包含含有曲率半径超过0的边角的n棱柱状或n棱锥状。另外,作为被处理体20使用圆片形的情况,优选其大小在2英寸φ以上。这是因为,通过在2英寸φ以上,被处理体20的边缘部分的影响变小,转印有凹凸的有效面积增加。
下面,关于使用功能转印体14作为加工用掩模的转印体的情况,对于功能层12的更优选的配置进行说明。通过使用功能转印体14作为加工用掩模的转印体,能够凹凸加工被处理体20。即,使用凹凸结构11经加工得到的被处理体20,能够实现上述各种用途。另外,以下没有特别规定的情况下,满足已经说明的功能转印体14的层结构或使用方法、各种物性等。
通过以在被处理体20上转印形成用于凹凸加工被处理体20的掩模功能为目的使用本实施方式涉及的功能转印体14,能够提高在被处理体20的面内的凹凸加工精度。这是由于起作为掩模起作用的功能层12的厚度或凹凸结构11的大小以及排列的要素,能够预先通过功能转印体14的载体10的凹凸结构11的精度决定保证。包含2层以上的功能层12的情况中,至少1层以上的功能层12作为被处理体20的加工用掩模起作用,至少1层以上的功能层12作为用于加工其他功能层12的掩模起作用。即,通过使用功能转印体14,能够在被处理体20的表面转印赋予功能层12。该功能层12由2层以上的层构成的情况中,1层以上的功能层12作为其他功能层12的加工用掩模起作用,通过例如干法刻蚀凹凸加工其他功能层12。之后,可以将其他功能层12作为加工用掩模,通过例如干法刻蚀或湿法刻蚀凹凸加工被处理体20。另一方面,功能层12为单层的功能层12的情况中,可以将功能层12作为加工用掩模,通过例如干法刻蚀或湿法刻蚀凹凸加工被处理体20。
以下,存在将用于对被处理体20赋予掩模功能的功能转印体14称为掩模转印体14的情况。此外,在掩模转印体14的说明中使用干法刻蚀速率这样的术语,其定义为对于无凹凸结构的平坦面的干法刻蚀速率。
此外,掩模转印体14的使用时,通过预先在被处理体20的表面设置硬掩模层,能够在硬掩模层上转印赋予功能层12。这种情况下,通过掩模转印体14能够凹凸加工硬掩模。通过使用得到的完成了凹凸加工的硬掩模,能够凹凸加工被处理体20。特别是使用硬掩模的情况下,能够对于被处理体20的凹凸加工适当地使用湿法蚀刻
例如,通过使用上述说明的掩模转印体14,作为被处理体20选定蓝宝石晶片、碳化硅晶片、LED用外延晶片或硅晶片,能够凹凸加工被处理体20的表面。即,能够在被处理体20的表面形成与被处理体20相同的材质构成的凹凸结构11。此处,由于凹凸结构11的精度通过掩模转印体14得到保证,因此整个被处理体20的面内能够得到均等的凹凸结构11。通过使用这样的附有凹凸结构的被处理体,能够制造高效的LED。即,能够在组装LED时适当的位置进行凹凸加工,因此LED元件的缺陷率降低。更具体地说明。通过使用附有凹凸结构的被处理体组装LED元件,其效率提高的原因有2个。首先,是由于将LED中使用的半导体结晶层成膜于附有凹凸结构的被处理体的CVD工序中,半导体结晶层的增长模式被扰乱错位减少,同时内部量子效率提高。然后是由于注目于使用LED元件时,由半导体结晶层发出的光入射附有凹凸结构的被处理体的凹凸结构时其行进方向变化,导波模式被打乱,由此光提取效率提高。为了同时提高这样的内部量子效率和光提取效率的双方,微细的凹凸结构为必须。出于这样的背景,例如,数微米的异物附着于附有凹凸结构的被处理体的凹凸结构面时,破坏数十至数百个微细结构。异物的生成位置根据环境而大大变化,能够容易地想象到附有凹凸结构的移动越多,附着异物的概率变得越大。从该观点考虑,通过在能制造LED元件的位置制造附有凹凸结构的被处理体,能够减少异物的附着数量,而且能够容易地进行异物管理。因此,能够降低LED元件的缺陷率。
通过在经凹凸加工的蓝宝石的凹凸结构面上,至少成膜n型半导体层、发光层、p型半导体层,制作n型电极以及p型电极,制造LED元件。LED的效率,根据电子注入效率、内部量子效率以及光提取效率的积决定。此处,内部量子效率受到LED元件的半导体层的结晶性或错位数等的影响,因此制造LED元件后进行改善是非常困难的。
特别是凹凸结构中存在集合数十个以上凹凸结构的大小的缺陷的情况下,通过半导体结晶层的特异生长,LED的发光特性下降,同时成品率下降。通过凹凸节共被处理体20制作的凹凸结构11促进了半导体结晶层的错位的分散化与错位密度的降低,因此,能够大大提高内部量子效率。即,通过使用掩模转印体14,能够在提高发光特性的均等性的同时,提高成品率。
下面,关于功能转印膜辊进行说明。功能转印膜辊通过至少包含辊芯和辊芯上连接功能转印体的粘合部,能够抑制运送中的物性或物理变化,同时增加使用时的通用性。对于辊芯连接功能转印体14的粘合部,没有特别限定,优选利用粘合剂的固定或利用粘合带的固定,从辊芯的再利用的观点考虑,优选粘合带。
特别地,通过功能转印体满足下述要求,能够有效地抑制制造功能转印膜辊时的工业性,以及保管或运送时的功能层的物理性劣化,因此优选。图3是表示本实施方式涉及的功能转印膜辊中使用的功能转印体的说明图。如图3所示,首先,功能转印体14的支撑基材15的长度为A[m]。此处,支撑基材15的单面上设置有凹凸结构11。设置有该凹凸结构11的部分的长度为B[m]。支撑基材15在长度方向看时的各端部分别记载为x、y。凹凸结构11,从支撑基材15的端部x开始只将C[m]的内侧地点设为起点,设置B[m]。即,从支撑基材15的端部y开始在A-(B+C)[m]的间隔中,设置凹凸结构11。换言之,支撑基材15,在从端部x开始的C[m]的部分和从端部y开始的A-(B+C)[m]的部分中,不具备凹凸结构11。在凹凸结构11上配置功能层12。此处,凹凸结构11的配置区域从长度方向看时的支撑基材15的端部x侧的端部记载为l,支撑基材15的端部y侧的端部记载为m。功能层12,从端部l开始在凹凸结构11的内侧D[m]的间隔中设置E[m]。换言之长度B[m]的凹凸结构11中,从端部l开始的D[m]以及从端部m开始的B-(D+E)[m]的部分不具备功能层12。
在这样的功能转印体14中,通过将支撑基材15的端部x侧固定卷绕于辊芯,制造的功能转印膜辊的情况下,对于功能转印膜辊的截面的圆柱度提高。即,能够减小对于功能层12的物理性外力,因此能够抑制保管或运送中,功能层12物理性地劣化。另外,表示上述距离的符号A~E,例如,如果记载为(A、B、C、D、E)的话,可采用(200、150、25、0.5、149)或(500、440、30、0.5、339)的构成。
进一步地,在辊芯的轴向两端面分别设置圆形的侧板时,抑制了运送中的功能转印膜辊的偏离,特别是提高了模具的凹凸结构11和功能层12的保护能力,因此优选。另外,能够在侧板上设置多个槽。进一步地,能够将该槽作为引导卷绕膜状的功能转印体14。
从功能转印体14的制造以及使用的观点考虑,优选辊芯具有轴孔。辊芯的外径没有特别限定,从制造以及使用时的操作的观点考虑,优选4cm以上15cm以下。此外,运送时的功能转印膜辊的直径可以大于辊芯的长度,也可以小于辊芯的长度。
对于辊芯的功能转印体14的固定,优选利用端贴尺。将端贴尺的终端部固定于辊芯的外表面。另一方面,将端贴尺的始端部固定于与功能转印体14的功能层12的相反侧的表面。通过满足这些要求,能够抑制凹凸结构11的破坏并且抑制功能层12的膜厚变动,同时将功能转印体14卷绕于辊芯,能够制造功能转印膜辊。特别是,端贴尺的一部分或整体的色调,与功能转印体14的色调不同时,可以表现告知功能转印体14的使用结束的功能,因此基于安全性的观点而优选。
端贴尺的长度,可以根据使用功能转印膜辊的装置规格适当选择,从功能转印膜辊的卷绕性能的观点考虑,优选0.3m以上10m以下。从相同的效果考虑,更优选0.5m以上3m以下,最优选1m以上3m以下。端贴尺的厚度,可以根据使用功能转印膜辊的装置所要求的强度适当选择,优选10μm以上100μm以下。特别是从进一步提高安全性的观点考虑,更优选30μm以上70μm以下。进一步地,端贴尺的宽度与功能转印体的模具的宽度相符即可。
构成端贴尺的材料没有特别限定,优选树脂。特别是,从辊芯的再利用以及功能转印体14的卷绕性能的观点考虑,可以使用由聚对苯二甲酸乙二酯、聚邻苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚烯烃、聚乙酸酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚酰胺、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、合成橡胶、液晶聚合物构成的尺等。
进一步地,至少对端贴尺的一面实施防滑加工时,能够在功能转印膜辊中,防止端贴尺之间的滑动,因此能够提高功能转印膜辊的卷绕性能以及运送时的物理稳定性,因此优选。作为防滑加工,可列举压纹加工、喷砂加工或橡胶的涂布等。特别是,端贴尺的长度在25cm以上时有效,依次在50cm以上、1m以上时上述效果变得更显著。
下面,参照图4对本实施方式涉及的功能转印膜辊的具体例进行说明。图4是表示本实施方式涉及的功能转印膜辊中将功能转印体固定于辊芯的方法说明图。
如图4所示,功能转印体401的终端部401a由端贴尺402、覆盖带403以及粘合胶带404构成。通过这样的构成,辊芯405与功能转印体401的固定强度提高,因此功能转印体401的卷绕精度提高,能够制造良好的功能转印膜辊。进一步地,由于能够抑制运送功能转印膜辊时的偏离,因此能够抑制模具的凹凸结构的破坏或功能层的膜厚变动。
对将功能转印体401固定于辊芯405的方法进行更详细的说明。端贴尺402连接功能转印体401和辊芯405。端贴尺402的终端部402a固定于辊芯405的外表面405a。该固定可以使用双面胶带等进行。作为双面胶带,例如可列举寺冈制作所公司制造的双面胶带。另一方面,端贴尺402的前端部402b,通过覆盖带403以及粘合胶带404,与构成功能转印体401的载体406的终端部406a粘合。
覆盖带403覆盖在功能转印体401中载体406上设置功能层407的一侧,至少覆盖没有形成功能层407的区域401b。此处,覆盖带403还可以用于告知辊芯405上卷绕的功能转印体401的残留量少的情况。此时,从视觉检测或自动检测的观点考虑,优选覆盖带的色调与模具以及功能层407的色调不同。
覆盖带403的一端部403a,优选延伸至端贴尺402的前端部402b侧,功能转印体401的载体406的终端部406a与端贴尺402的前端部402b粘合。另外,还可以在功能层407的终端部407a与覆盖带403的另一端部403b之间设置空间,但为了抑制功能转印体401的功能层407从载体406的凹凸结构部分剥离,优选覆盖带403的另一端部403b延伸从而覆盖功能层407的终端部407a。
从安全性以及功能转印体401的卷绕精度的观点考虑,优选覆盖带403的厚度为10μm以上100μm以下,更优选30μm以上70μm以下。覆盖带403的宽度可以配合功能层407的宽度或者载体406的宽度。
粘合胶带404发挥提高功能转印体401与端贴尺402的粘合强度,提高功能转印体401的卷绕精度和使用时的安全性的效果。粘合胶带404的一面为粘合面,是载体406与端贴尺402的粘合部,在载体406的背面406c侧设置粘合面。另外,只提高覆盖带403的粘合强度,充分发挥安全性以及卷绕精度的情况下,可以不设置粘合胶带404。此外,增强粘合胶带404的粘合强度,充分发挥安全性以及卷绕精度的情况下,可以不使覆盖带403延伸至端贴尺402的前端部402b侧。
从充分提高功能转印体401与端贴尺402的粘合强度的同时,提高卷绕精度的观点考虑,优选粘合胶带404的长度为5mm以上100mm以下。特别是从使用粘合胶带404时的操作性的观点考虑,优选50mm以下,更优选25mm以下。从卷绕精度以及减小功能转印膜辊的功能层407的膜厚分布的观点考虑,优选粘合胶带404的厚度为10μm以上100μm以下,更优选30μm以上70μm以下。此外,粘合胶带404的宽度可以配合功能层407的宽度或者模具的宽度。
如上述说明,在功能转印体401的终端侧至少形成不存在功能层407的区域401b。优选该区域401b,从功能转印体401的终端向始端,至少设置辊芯405的1卷以上的长度。
通过在功能转印体401中至少设置不存在功能层407的区域401b,具有以下的效果。在辊芯405上卷绕了功能转印体401的功能转印膜辊中,区域401b位于功能转印体401与端贴尺402的粘合部(粘合胶带404)的正上方。此处,通过区域401b覆盖该粘合部,由此即使粘合部存在稍许的不平整,也能够抑制以此为原因产生的模具的凹凸结构的破坏或功能层407的膜厚变动。此处,出于上述理由,区域401b的长度只要至少长于辊芯405的1卷的长度就没有特别限定。然而,从适应环境的观点考虑,根据辊芯405的直径,优选大致在50cm以下。
实施例
以下,关于为了确认本发明的效果而进行的实施例进行说明。本发明不受该实施例限定。
(实施例1)
(a)圆柱状主模的制作
在圆柱状主模的基材中使用圆柱状石英玻璃,通过使用半导体激光的直写光刻法在石英玻璃表面形成凹凸结构。首先充分洗涤石英玻璃表面,除去微粒。接着,通过溅射法在石英玻璃表面上形成抗蚀层。溅射法是,作为靶(抗蚀层),使用φ3英寸的CuO(含有8atm%Si),以RF100W的功率实施,形成20nm的抗蚀层。接着,旋转石英玻璃的同时,使用波长405nmn的半导体激光进行一次曝光。接着,对于一次曝光的抗蚀层,使用波长405nmn半导体激光进行曝光。通过此时的曝光图案,控制凹凸结构的排列。接着,显影曝光后的抗蚀层。显影是使用0.03wt%的甘氨酸水溶液,进行240秒的处理。
接着,将显影的抗蚀层作为掩模,进行利用干法蚀刻的蚀刻层(石英玻璃)的蚀刻。干法蚀刻使用SF6作为蚀刻气体,在处理气压1Pa、处理功率300W的条件下实施。通过改变处理时间调整凹凸结构的开口部的大小以及凹凸结构的深度。接着,使用pH1的盐酸从表面赋予了凹凸结构的石英玻璃只除去抗蚀层残渣,得到圆柱状主模。除去时间为6分钟。
对于得到的圆柱状主模的凹凸结构,在氮气气氛下涂布氟系表面处理剂(デュラサーフ(注册商标)HD-1101Z,大金化学工业公司制造),在60℃下加热1小时后,室温下静置24小时固定化。然后,用洗涤剂(デュラサーフHD-ZV,大金化学工业公司制造)洗涤3次,实施脱模处理。
(b)载体的制作
将制作的圆柱状主模作为铸模,应用光纳米压印法,连续地制作载体。作为构成载体的原料,使用以下的材料1。
材料1…用含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(OPTOOL(注册商标)DAC HP(大金工业公司制造)):三羟甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(东亚合成公司制造)):1-羟基环己基苯基酮(Irgacure(注册商标)184(BASF公司制造)):2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369(BASF公司制造))=17.5g:100g:5.5g:2.0g混合的材料。
通过微型凹版涂布机(廉井精机公司制造)在PET膜A-4100(东洋纺公司制造:宽度300mm,厚度100μm)的易粘合表面上涂布材料1使涂布膜厚为6μm。接着,用轧辊(niproll)(0.1MPa)将涂布了材料1的PET膜压在圆筒状主模上,在大气下,温度25℃、湿度60%的条件下,使用Fusion UV Systems,Japan(フュージョンUVシステムズ·ジャパン)株式会社制造的UV曝光装置(H灯泡)照射紫外线使灯中心下的累积曝光量为1500mJ/cm2,连续实施光固化,得到表面上转印有凹凸结构的载体G1(长度200m,宽度300mm)。
接着,将载体G1作为模板,应用光纳米压印法,连续地制作载体G2。即,载体G2的凹凸结构与圆柱状主模的凹凸结构相同。
通过微型凹版涂布机(廉井精机公司制)在PET膜A-4100(东洋纺公司制造:宽度300mm,厚度100μm)的易粘合表面上涂布材料1使涂布膜厚为6μm。接着,用轧辊(niproll)(0.1MPa)将涂布了材料1的PET膜压在载体G1的凹凸结构面,在大气下,温度25℃、湿度60%的条件下,使用フュージョンUVシステムズ·ジャパン株式会社制造的UV曝光装置(H灯泡)照射紫外线使灯中心下的累积曝光量为1200mJ/cm2,连续实施光固化,得到多个表面转印有凹凸结构的载体G2(长度200m,宽度300mm)。此外,通过SEM观察的载体G2的凹凸间距为460nm,深度为480nm。另外,SEM观察使用日立超高分辨率场发射扫描电子显微镜SU 8010(株式会社日立高新技术公司制造),在1.0kV的加速电压下进行。
(c)功能转印体的制作
对于载体G2的凹凸结构Ca面涂布功能涂布液1,制作功能转印体。
功能涂工液1…将苯甲基系粘合剂树脂:双酚A EO改性二丙烯酸酯(アロニックス(注册商标)M211B,东亚合成公司制造):丙烯酸苯氧基乙酯(ライトアクリレートPO-A,共荣公司化学公司制造):三羟甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(アロニックスM350,东亚合成公司制造):1-羟基-环己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司制造):2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司制造)=150g:40g:40g:20g:11g:4g混合的组合物,用甲基乙基酮以及丙二醇单甲基醚的混合溶剂稀释为10重量%的材料。苯甲基系粘合剂树脂,使用甲基丙烯酸苯甲酯80质量%,甲基丙烯酸20质量%的二元共聚物的甲基乙基酮溶液(固体成分50%,重均分子量56000,酸当量430,分散度2.7)。另外,上述质量以固体成分质量记载。
使用模涂机将功能涂布液涂布于载体G2的凹凸结构Ca面上。涂布后,移至80℃的干燥炉中5分钟,除去剩余的溶剂。然后,将膜A(聚乙烯/乙烯乙酸乙烯酯共聚物的共挤出膜,トレテック(注册商标)7332,厚度30μm,东丽薄膜加工公司制造)的乙烯乙酸乙烯酯共聚物侧作为与功能层相接的表面,通过叠层辊进行卷绕。此时的层叠辊的温度为23℃,线压为30kg/cm,载体的传输速度为3.0m/分。
保护层的与功能层相接的表面侧的均方根高度(以下,称为Rq)通过AFM测定,按照JIS B 0601:2001算出。膜A的与功能层相接的表面侧的Rq为48nm。距离t为通过SEM测定的凹凸结构的凸部顶部位置与功能层的表面的距离。
SEM使用日立超高分辨率场发射扫描电子显微镜SU8010(株式会社日立高新技术公司制造),在1.0kV的加速电压下进行。测定样品通过离子研磨装置制作。距离(t)为每个20μm进行摄像得到5个观察像。根据各个观察像任意测定5个距离(t),将共计25个点的距离(t)的算术平均值作为距离(t)。此外,观察倍率为能鲜明的观察到的载体G2的凹凸结构Ca的多个凹部有10~20个收纳于观察像内的倍率。
AFM使用株式会社Keyence公司制造的Nanoscale Hybrid Microscope VN-8000,将测定范围设定为200μm(比例1:1),以取样频率0.51Hz进行扫描测定。AFM的观察为在湿度40%~50%的1000级的无尘室中进行,对于与上述SEM中观察的部分大致相同的位置的保护层,测定装置VN-8000中任意的5个位置,将其平均值作为Rq。
(d)孔缺陷的评价
剥离功能转印体的保护层,通过光学显微镜以250倍的倍率使用株式会社Keyence公司制造的激光显微镜VK-9510观察载体G2上的功能层表面。计数任意1mm×1mm范围中的直径1μm以上的孔缺陷,根据任意10处的平均数算出1cm×1cm范围中的孔数。虽然原理不明,但孔缺陷不足1000个时,对于被处理体的功能层转印性飞跃提高,因此以不足1000个为佳,通过下述基准进行评价。
◎:孔缺陷不足10个
○:孔缺陷10个以上不足100个
△:孔缺陷100个以上不足1000个
×:孔缺陷1000个以上
(e)功能转印体的使用
通过使用功能转印体,在被处理体上转印赋予功能层,接着将转印赋予的功能层作为加工掩模起作用,加工被处理体。
被处理体上使用2英寸φ的C面蓝宝石基材。
对于蓝宝石基材进行10分钟的UV-O3处理,在进行清洁的同时,对表面进行亲水处理。
将处理完毕的蓝宝石基材以在105℃加温的状态,使用叠层辊,在0.03Mpa的压力下贴合剥离了保护层的功能转印体的功能层表面。接着,使用高压水银灯照射UV光,使积算光量到达1200mJ/cm2,剥离除去载体。
接着,从蓝宝石基材的功能层表面侧使用O2气体,在压力1Pa、功率300W的条件下进行灰化处理,将残膜,即相当于表1中记载的距离t的功能层除去。然后,将剩余的功能层的凸部作为加工掩模,使用BCl3气体,在压力0.2Pa、150W/50W的条件下进行蚀刻,加工蓝宝石基材。最后,用硫酸以及过氧化氢的混合溶液洗涤蓝宝石基材。通过SEM观察与功能转印体的功能层的表面的孔缺陷大致相同位置的蓝宝石基材的功能面,确认几乎不形成凹凸结构的部分的存在。
(实施例2~9以及比较例1~3)
除将实施例1的功能涂布液的用模涂机涂布时的涂布压力变为能得到所期望的膜厚的涂布压力以外,通过与实施例1相同的方法进行评价。
(实施例10~18以及比较例4)
将实施例1的保护层变为膜B(聚乙烯/聚烯烃共聚物的共挤出膜,PAC-3J-30H,厚度30μm,サンエー化研公司制造),将聚烯烃共聚物侧作为与功能层相接的表面,通过叠层辊进行卷绕。此外,除将用模涂机涂布树脂涂布液时的涂布压力变为能得到所期望的膜厚的涂布压力以外,通过与实施例1相同的方法进行评价。膜B的聚烯烃共聚物面的Rq为45nm。
(实施例19~22以及比较例5)
将实施例1的保护层变为膜C(聚乙烯膜,GF-858、33μm,Tamapoly公司制造),此外,将用模涂机涂布树脂涂布液时的涂布压力变为能得到所期望的膜厚的涂布压力以外,通过与实施例1相同的方法进行评价。膜C的Rq为94nm。
(实施例23~28以及比较例6)
将实施例1的保护层变为膜D(聚丙烯双轴拉伸膜,E-200A,厚度20μm、王子エフテックス公司制造),此外,将用模涂机涂布树脂涂布液时的涂布压力改为能得到所期望的膜厚的涂布压力以外,通过与实施例1相同的方法进行评价。膜D的Rq为60nm。
(实施例29~35以及比较例7)
将实施例1的保护层变为膜E(聚碳酸酯膜,100FE2000,厚度100μm,三菱工程塑料公司制造),此外,将用模涂机涂布树脂涂布液时的涂布压力变为能得到所期望的膜厚的涂布压力以外,通过与实施例1相同的方法进行评价。膜E的Rq为33nm。膜E的情况下,功能层与保护层之间存在混入空气的部分,难以漂亮地卷绕。此外,从功能层剥离时,功能层上可见残存有保护层的成分的部分。使用不存在空气混入以及保护层残存成分的部分,进行孔缺陷的评价。
表1表示实施例以及比较例的结果。根据表1可知,比例(Rq/t)依次为1.41以下、0.92以下、以及0.40以下的情况下,孔缺陷的抑制效果变大。图11是关于表1,将横轴作为比例(Rq/t),纵轴作为孔缺陷密度而制作的图。根据表1可知,比例(Rq/t)接近1.41时,孔缺陷密度急剧下降。由此,如以下说明可以说比例(Ra/t)变小,转印性改善。此外,可知通过使用膜A以及膜B,相比于膜C以及膜D,能够选择更广的膜厚(t)的范围,功能转印体的设计的自由度更高。此外,相比于膜E,膜A以及膜B的对功能层的贴合性良好,能够卷绕成为漂亮的卷轴,剥离性也良好。因此,可以判断相比于膜E,膜A以及膜B更适合量产。虽然其原理还不清楚,但推测是由于膜A以及膜B的情况下,拉伸弹性模量对于功能层适度,贴合于功能层时能干净地去除功能层与保护层之间的空气。此外,可认为是由于能够减少从功能层剥离时对于功能层施加的应力,进一步地可认为是由于保护层的表面能量与功能层的表面能量之差小。
[表1]
与保护层的表面粗糙度(Rq)的测定相同,通过AFM测定剥离保护层后的功能层的算术平均表面粗糙度(Ra),按照JIS B 0601,2001算出。表2中记载比例(Rq/t)与比例(Ra/t)的关系。此外,表2的结果示于图5中。根据表2以及图5可知,比例(Rq/t)与比例(Ra/t)的相关系数为0.999,通过比例(Rq/t)能够良好地控制比例(Ra/t)。这可认为是如已经说明的,是由于通过比例(Rq/t)能够良好地抑制功能层的破损和孔缺陷的生成。而且可推断,由于能够良好地控制比例(Ra/t),因此,仅使功能层表层的流动性提高,换言之,能够抑制功能层的膜厚变动,增大被处理体与功能层的真实接触面积Ar,因此,转印性提高。
[表2]
Rq/t Ra/t
实施例1 0.20 0.16
实施例2 0.29 0.23
实施例3 0.35 0.29
实施例4 0.49 0.40
实施例5 0.74 0.60
实施例6 0.96 0.78
实施例7 1.12 0.91
实施例8 1.23 1.00
实施例9 1.41 1.15
实施例10 0.19 0.16
实施例11 0.27 0.22
实施例12 0.33 0.27
实施例13 0.46 0.38
实施例14 0.69 0.57
实施例15 0.90 0.74
实施例16 1.05 0.86
实施例17 1.15 0.95
实施例18 1.41 1.16
实施例19 0.40 0.33
实施例20 0.56 0.47
实施例21 0.69 0.58
实施例22 0.96 0.81
实施例23 0.25 0.21
实施例24 0.36 0.30
实施例25 0.44 0.37
实施例26 0.92 0.77
实施例27 1.20 1.00
实施例28 1.40 1.16
实施例29 0.24 0.21
实施例30 0.34 0.30
实施例31 0.51 0.45
实施例32 0.85 0.74
实施例33 1.03 0.91
实施例34 1.10 0.97
实施例35 1.18 1.04
比较例1 1.60 1.30
比较例2 1.71 1.39
比较例3 4.36 3.55
比较例4 1.50 1.23
比较例5 1.45 1.22
比较例6 1.54 1.28
比较例7 3.00 2.64
改变圆柱状主模的凹凸结构的间距大小,准备载体G2的凹凸结构Ca的间距大小为200nm、650nm、900nm的主模,进行与上述相同的评价的结果,得到相同的结果。
(实施例36)
根据实施例1~实施例35的结果可知,通过达成满足比例(Rq/t)的功能转印体的构成,能够控制比例(Ra/t),由此,能够达到良好的功能层的转印。实施例36中,在功能层的配置变化的情况下也调查比例(Rq/t)的效果的体现与否。
(a)圆柱状主模的制作
与实施例1相同地进行。但是,通过半导体激光器的曝光脉冲控制凹凸结构的平均间距以及排列,通过干法刻蚀的时间控制凹凸结构的形状。此外,对于圆柱状主模的脱模处理,如下进行。首先,在圆柱状主模旋转的状态下涂布氟系表面处理剂(Durasurf HD-2100Z,大金化学工业公司制造),在室温下干燥2小时。接着,在圆柱状主模旋转的状态下用洗涤剂(Durasurf HD-ZV,大金化学工业公司制造)洗涤。
(b)载体的制作
与实施例1相同地制作载体G2。但是,将材料1变更为含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工业公司制造)):三羟甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(东亚合成公司制造)):1-羟基环己基苯基酮(Irgacure184(BASF公司制造)):2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure369(BASF公司制造))=1.5g~20g:100g:5.5g:2.0g混合而得的材料。载体G1与载体G2使用相同的组合物制作得到。此处,通过调节含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的比例调节载体G2的表面自由能。更具体地,调节载体G2的相对于水的接触角以及相对于作为涂布功能层时使用的溶剂之一的丙二醇单甲醚的接触角。此外,制作载体G1以及载体G2时的上述材料的膜厚为3μm。
·功能转印体A1~A5的制作
通过在制作的载体G2的凹凸结构Ca表面上成膜至少1层以上的功能层,制作功能转印体A1~A5。制作的功能转印体A1~A5中的载体G2与功能层的关系,以及载体G2的物性记载于表3中。另外,关于载体G2,通过X射线光电子分光法测量得到的表层氟元素浓度(Es)与材料1的固化物的平均氟元素浓度(Eb)的比例(Es/Eb)按照功能转印体A1~功能转印体A5的顺序为75.5,44,41,149以及721。此外,表3中记载的用于的含义如下所示。
·功能转印体…功能转印体A1~A5的任一个。
·平均间距…为载体G2的凹凸结构Ca的平均间距,量纲为纳米。
·平均开口直径…载体G2的凹凸结构Ca的平均开口直径,量纲为纳米。
·Mcv…载体G2的凹凸结构Ca的凸部顶部宽度,量纲为纳米。
·Mcc…载体G2的凹凸结构Ca的凹部开口宽度,量纲为纳米。
·Sh/Scm…载体G2的凹凸结构Ca的开口率,无量纲值。
·Mcv/Mcc…上述Mcv与Mcc的比例,无量纲值。
·ΘH2O…对于载体G2的凹凸结构Ca表面侧的水滴的接触角,量纲为度。
·Θpgme…对于载体G2的凹凸结构Ca表面侧的丙二醇单甲醚的接触角,量纲为度。另外,丙二醇单甲醚是将功能层涂布于载体G2的凹凸结构Ca表面时使用的溶剂之一。
[表3]
(功能转印体A1)
功能转印体A1是为使载体G2的凹凸结构Ca平坦化而设置1层的功能层的情况,通过实施例1~实施例35研究的功能转印体。在载体G2的凹凸结构Ca表面上涂布下述组合物A-1。另外,涂布方法采用棒涂布法。通过棒涂布法涂布时,组合物A-1用丙二醇单甲醚、丙酮及2-丙醇的混合溶剂稀释。稀释浓度在5.2重量%~20重量%之间变化,以速度50mm/sec.进行涂布。即,通过稀释浓度控制相当于功能层的膜厚的距离(t)。涂布后,在105℃的干燥炉中静置15分钟。从干燥炉取出后的功能层为非液体状态,不显示粘性。即,可确认在温度20℃并且遮光下为非液体状态。此外,可确认徐徐上升温度时,从接近60℃开始体现粘性。接着,通过层压机将保护层贴合于功能层的表面。作为保护层,使用均方根高度(Rq)不同的材料。具体地,通过改变圆柱状主模的图案间距、图案深度以及图案的开口直径,控制载体G1的均方根高度(Rq)。将具有该控制得到的均方根高度(Rq)的载体G1作为保护层使用。
·组合物A-1
混合含有下述环状部位(A)的粘合剂树脂和含有下述环状部位(B)的单体得到的组合物。
·粘合剂树脂:为甲酚酚醛清漆系环氧基丙烯酸酯,丙烯酸酯改性率大致为100%。下述环状部位(A)作为重复单元,重复单元数量n含有0~6的均低聚物。平均分子量大约为1200。另外,重复是通过键合于CH2的碳元素的“*”以及键合于6元环的“*”进行重复的。
·单体:具有包含芴骨架的下述环状部位(B)的单体。分子量为546,双官能团的光聚合性单体。光聚合性基团为丙烯酰基。
·粘合剂树脂与单体的混合比例,以重量份计为4.8:5.2。另外,,选择α氨基烷基苯酮系的2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379EG,BASF公司制造)作为光聚合引发剂,以相对于粘合剂树脂和单体的总量为3.49重量%的含量进行添加。
[化5]
(功能转印体A2)
功能转印体A2是在载体G2的凹凸结构Ca的凹部内部设置第1功能层,为使第1功能层以及凹凸结构Ca平坦化而设置第2功能层的情况。首先,在载体G2的凹凸结构Ca表面上涂布下述组合物A-2。另外,涂布方法采用棒涂布法。通过棒涂布法涂布时,将组合物A-2用丙二醇单甲醚以及丙酮的混合溶剂稀释。稀释浓度为13重量%,以速度25mm/sec.进行涂布。涂布后,在105℃的干燥炉中静置10分钟。然后,反复进行3次相同的涂布。通过SEM以及TEM确认第1功能层的对于载体G2的配置。第1功能层被填充配置于载体G2的凹凸结构Ca的凹部内部。填充量以第1功能层的厚度计为1.8μm。另外,载体G2的凹凸结构Ca的深度为2.5μm。此外,在载体G2的凹凸结构2.5μm的凸部顶部上不配置第1功能层。
接着,为使第1功能层以及载体G2的凹凸结构Ca平坦化而形成第2功能层。作为第2功能层,采用上述组合物A-1,以与功能转印体A1相同的方法涂布。另外,棒涂布法的涂布速度为25mm/sec.。相当于第2功能层的膜厚的距离(t),与功能转印体A1相同地通过稀释浓度进行控制。此外,与功能转印体A1相同,从干燥炉取出后的第2功能层为非液体状态,其表面不显示粘性。即,可确认在温度20℃并且遮光下为非液体状态。此外,可确认徐徐上升温度时,从接近60℃开始体现粘性。进行与功能转印体A1相同的操作,通过层压机将保护层贴合于第2功能层的表面,控制第2功能层表面的表面粗糙度(Ra)。
·组合物A-2
混合钛酸正丁酯,四聚体(和光纯药工业公司制造):钛酸正丁酯,单体(和光纯药工业公司制造):3丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(信越有机硅公司制造):苯基改性硅氧烷(东丽道康宁公司制造):光聚合引发剂=35.86g:29.34g:34.8g:5.0g:2.6g得到的材料。另外,选择α-羟基烷基苯酮系的1-羟基-环己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司制造)和α-氨基烷基苯酮系的2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司制造)作为光聚合引发剂,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1的比例混合。
(功能转印体A3)
功能转印体A3是在载体G2的凹凸结构Ca的凸部顶部上设置第1功能层,为使第1功能层以及凹凸结构顶部平坦化而设置第2功能层的情况。首先,作为第1功能层选择上述组合物A-2。将上述组合物A-2用丙二醇单甲醚稀释至25重量%,通过棒涂布法涂布于聚对苯二甲酸乙二酯膜上。涂布后,在24℃的环境下静置2分钟。
接着对于聚对苯二甲酸乙二酯膜上的组合物A-2膜贴合载体G2的凹凸结构Ca表面,然后,剥离载体G2。在这里,贴合时的温度为60℃。通过SEM以及TEM确认第1功能层的对于载体G2的配置。第1功能层被配置于载体G2的凹凸结构Ca的凸部顶部上。第1功能层的厚度为250nm。另外,载体G2的凹凸结构Ca的深度为1μm。此外,在载体G2的凹凸结构Ca的凹部底部没有配置第1功能层。接着,为使第1功能层以及载体G2的凹凸结构Ca平坦化而形成第2功能层。作为第2功能层,采用上述组合物A-1,通过与功能转印体A1相同的方法涂布。另外,棒涂布法的涂布速度为10mm/sec.。相当于第2功能层的膜厚的距离(t),与功能转印体A1相同地通过稀释浓度进行控制。此外,与功能转印体A1相同,从干燥炉取出后的第2功能层的表面不显示粘性。即,可确认在温度20℃并且遮光下为非液体状态。此外,可确认徐徐上升温度时,从接近60℃开始体现粘性。此外,与功能转印体A1相同,通过层压机将保护层贴合于第2功能层,控制第2功能层表面的表面粗糙度(Ra)。
(功能转印体A4)
功能转印体A4是在载体G2的凹凸结构构Ca的凹部内部以及凸部顶部上设置相互隔离的第1功能层,为使第1功能层以及凹凸结构Ca平坦化而设置第2功能层的情况。首先,在载体G2的凹凸结构Ca表面上,与功能转印体A2相同地涂布上述组合物A-2。涂布后,在105℃的干燥炉中静置10分钟。通过SEM以及TEM确认第1功能层的对于载体G2的配置。第1功能层被填充配置于载体G2的凹凸结构Ca的凹部内部,并且被配置于凸部顶部上。此外,凹部内部的第1功能层与凸部顶部上的第1功能层相互隔离。对于凹部内部的填充量,以第1功能层的厚度计为1.5μm。凸部顶部上配置的第1功能层的厚度为120nm左右。此外,在凸部顶部上配置的第1功能层,不是在载体G2的凹凸结构Ca的凸部顶部上形成均等的膜,而是在凸部顶部上形成配置多个纳米粒子。另外,载体G2的凹凸结构Ca的深度为2.2μm。
接着,为使第1功能层以及载体G2的凹凸结构Ca平坦化而形成第2功能层。作为第2功能层,采用上述组合物A-1,通过与功能转印体A1相同的方法涂布。另外,棒涂布法的涂布速度为25mm/sec.。相当于第2功能层的膜厚的距离(t),与功能转印体A1相同地通过稀释浓度进行控制。此外,与功能转印体A1相同,从干燥炉取出后的第2功能层的表面不显示粘性。即,可确认在温度20℃并且遮光下为非液体状态。此外,可确认徐徐上升温度时,从接近60℃开始体现粘性。此外,与功能转印体A1相同,通过层压机将保护层贴合于第2功能层的表面,控制第2功能层表面的表面粗糙度(Ra)。
(功能转印体A5)
功能转印体A5是为包覆载体G2的凹凸结构Ca的表面而设置第1功能层,为使第1功能层平坦化而设置第2功能层的情况。首先,在载体G2的凹凸结构Ca表面上,与功能转印体A2相同地涂布上述组合物A-2。涂布后,在105℃的干燥炉中静置10分钟。通过SEM以及TEM确认第1功能层的对于载体G2的配置。为包覆载体G2的凹凸结构Ca而配置第1功能层。此外,成膜载体G2的凹部附近的第1功能层的膜厚,比载体G2的凹凸结构Ca的凸部附近的第1功能层的膜厚更厚。更具体地,以载体G2的凹凸结构Ca的凹部底部为基准时的第1功能层的膜厚为1.4μm,以载体G2的凹凸结构Ca的凸部顶部为基准的第1功能层的膜厚为100nm。另外,载体G2的凹凸结构Ca的深度为2.3μm。
接着,为使第1功能层以及载体G2的凹凸结构Ca平坦化而成膜第2功能层。作为第2功能层,采用上述组合物A-1,通过与功能转印体A1相同的方法涂布。另外,棒涂布法的涂布速度为25mm/sec.。相当于第2功能层的膜厚的距离(t),与功能转印体A1相同地通过稀释浓度进行控制。此外,与功能转印体A1相同,从干燥炉取出后的第2功能层的表面不显示粘性。即,可确认在温度20℃并且遮光下为非液体状态。此外,可确认徐徐上升温度时,从接近60℃开始体现粘性。此外,与功能转印体A1相同,通过层压机将保护层贴合于第2功能层的表面,控制第2功能层表面的表面粗糙度(Ra)。
·功能转印体的评价
评价功能转印体A1~A5的功能层的转印精度。使用6英寸的C面蓝宝石(偏离角0.2°)作为被处理体。首先,将被处理体浸渍于硫酸以及过氧化氢水以2:1的重量比混合而得的表面处理液中15分钟。接着取出被处理体,使用超纯水冲去该表面处理液。最后,进行旋转干燥。将实施表面处理的被处理体放置于120℃的热板上,在该状态下层压功能转印体A1~A5。从功能转印体侧使用高压汞灯光源对贴合有功能转印体的被处理体照射UV光。调节使UV光的积算光量为990mJ/cm2。接着,将贴合有功能转印体的被处理体放置于120℃的热板上90秒,然后进行10秒吹气冷却。冷却后,剥离除去载体G2。
首先,进行关于剥离性的预备试验。作为预备试验,对于功能转印体A1~A5,在氮气置换的环境下照射紫外线,使功能层固化。紫外线,使用照度为87mW/cm2,波长365nm的UV-LED光源,使积算光量达到1800mJ/cm2。接着,在功能层的表面贴合粘合带。最后,剥离除去粘合带,确认功能层与载体G2是否分离。结果可确认在任意的功能转印体A1~A5中,功能层能够从载体G2分离。
首先,评价功能层与被处理体的粘着力。这是因为为了良好地对被处理体转印赋予功能层,增大功能层与被处理体的真实接触面积,由此使粘合强度增大是重要的。测定以10mm/sec.的速度从冷却后的功能转印体/被处理体剥离载体G2时的剥离强度。此处,通过预备研究可确认能够容易地分离功能层与载体G2。即,测定的剥离强度的支配因素为功能层与被处理体的界面粘合力。进一步地,功能转印体A1~功能转印体A5的功能层的最外层全部为相同的组合物。即,如果剥离强度出现差异,则可认为是由于真实接触面积改变了。
分别对于功能转印体A1~功能转印体A5测定剥离强度后,可确认比例(Rq/t)越大,剥离强度越小。不论功能转印体A1~A5,比例(Rq/t)越小,功能层与被处理体的粘合力,即剥离强度变得越大。即,可知比例(Rq/t)与剥离强度的关系受到构成功能转印体的功能层的最外层支配。其次可知以比例(Rq/t)为1.41作为临界点,剥离强度上升。其推断是由于以比例(Rq/t)为1.41为界限,将功能转印体贴合于被处理体时的功能层的最外层的流动性提高,功能层与被处理体的真实接触面积变大。此外,比例(Rq/t)超过1.41时,转印赋予被处理体的功能层中,存在可观察到功能层的内聚破坏的部分。这可认为是由于功能层的对于除去载体G2时的剥离应力的抗性下降或者剥离应力的均等性下降,剥离应力的集中点产生而产生的。以上可知,通过比例(Rq/t)为1.41以下,能够提高功能转印体的功能层与被处理体的粘合强度,同时能够抑制剥离载体G2时的功能层的内聚破坏。
下面,调查比例(Rq/t)与比例(Ra/t)的关系。结果可知,其与功能转印体的种类无关,实施例1~实施例35的结果相近,能够得到0.94以上的相关性。即,不论功能转印体的构成,通过进行满足比例(Rq/t)的功能转印体的功能层与保护层的设计,能够良好地控制比例(Ra/t)。接着,调查通过比例(Rq/t)控制的比例(Ra/t)的效果。首先,将从功能转印体/被处理体剥离载体G2时的剥离速度作为变量。此处,记录剥离载体G2后的被处理体中,功能层的转印比例减少至10%以下时的剥离速度Vm。即,该剥离速度Vm越大,越能提高使用功能转印体将功能层转印赋予被处理体时的速度,因此功能转印体的便利性提高。此外,从赋予有功能层的位置任意选取10处的测定位置,对选取的部分进行AFM观察,判断是否转印赋予有载体G2的凹凸结构Ca。更具体地,对于某一处的测定位置观察100个凸部。即,合计观察1000个凸部,测定这些1000个凸部中所含的缺陷。根据这些测定制作评价指标。另外,剥离速度Vm,根据上述研究将比例(Rq/t)=1.41的情况作为1标准化,记载为剥离速度Vm比。
·评价指标
◎+…剥离速度Vm比在4.5以上,并且缺陷率在0.5%以下。
◎…剥离速度Vm比在4.5以上,并且缺陷率超过0.5%、1%以下。
〇+…剥离速度Vm比在4.3以上小于4.5,并且缺陷率在1%以下。
〇…剥离速度Vm比在3.8以上小于4.3,并且缺陷率在1.5%以下。
△+…剥离速度Vm比在2.2以上小于4.3,并且缺陷率在2.5%以下。
△…剥离速度Vm比在1.0以上小于2.2,并且缺陷率在5%以下。
×…比例(Ra/t)超过1.2的情况。
对于功能转印体A1的结果组合记载于表4中。根据表4可知,不论功能转印体的种类,通过比例(Ra/t)能够筛分转印性能。而且已知比例(Ra/t)可通过比例(Rq/t)控制,因此不论功能转印体的构成,通过比例(Rq/t)在特定的范围能够高转印性地将功能层赋予被处理体。
[表4]
Ra/t 功能转印体 评价
0.003 A1 ◎+
0.012 A2 ◎+
0.045 A1 ◎+
0.048 A3 ◎+
0.078 A5 ◎+
0.091 A4 ◎+
0.099 A4 ◎+
0.109 A1
0.111 A2
0.143 A5
0.188 A3
0.212 A4
0.248 A1
0.261 A5 ○+
0.278 A4 ○+
0.279 A2 ○+
0.285 A4 ○+
0.29 A3 ○+
0.291 A1 ○+
0.299 A2 ○+
0.313 A4
0.333 A3
0.389 A5
0.41 A1
0.416 A5
0.433 A3
0.461 A2 Δ+
0.512 A2 Δ+
0.666 A5 Δ+
0.701 A4 Δ+
0.759 A4 Δ+
0.789 A3 Δ
0.791 A5 Δ
0.971 A3 Δ
1.046 A1 Δ
1.122 A4 Δ
1.189 A5 Δ
1.298 A3 ×
1.389 A1 ×
1.555 A5 ×
1.718 A2 ×
·功能转印体A1~A5的使用
下面,使功能转印体A1~A5的功能层作为加工掩模起作用,加工被处理体。此处,作为被处理体使用6英寸φ的C面蓝宝石。另外,作为功能转印体使用比例(Rq/t)为0.29以下的被处理体。
(功能转印体A1的使用)
从附有功能层的被处理体的功能层表面侧,使用氧气进行反应性离子蚀刻,使被处理体表面部分地露出。蚀刻条件为压力1Pa,功率300W,调整时间至被处理体的表面部分露出为止。
接着,进行使用BCl3气体以及氯气的混合气体的反应性离子蚀刻(以下,称为ICP-RIE),加工被处理体。蚀刻在ICP:150W,BIAS:50W,压力0.2Pa的条件下实施,使用ICP-RIE装置(RIE-101iPH,SAMCO株式会社制造)。
最后,用硫酸以及过氧化氢水的重量比为2:1的混合溶液洗涤。
用SEM观察得到的被处理体后可知,制作有平均间距为3000nm的多个凸部。此外可知,通过调整ICP-RIE的时间,可以控制凸部底部的直径以及凸部顶部的形状。作为凸部底部的直径,可以制作2.5μm、2.0μm以及1.5μm的3点。此外,作为凸部顶部的形状,可以制作为具有台面的形状、凸部顶部的曲率半径超过0的边角的圆锥形状,以及透镜形状的3种。
以上可确认,通过使用功能转印体A1,能够表现功能层对被处理体的粘合功能和对于被处理体的加工用掩模功能的2个功能。
(功能转印体A2的使用)
进行与上述“功能转印体的评价”相同的操作,在被处理体上转印赋予功能层。与上述“功能转印体A1的使用”相同地,从附有功能层的被处理体的功能层表面侧,进行使用氧气的蚀刻,使被处理体表面部分露出。另外,调整时间至被处理体的表面部分露出为止。通过SEM观察蚀刻后的功能层后可确认第1功能层的体积基本没有减少,只第2功能层被加工。即,第1功能层作为第2功能层的加工用掩模起作用。
下面,与“功能转印体A1的使用”相同地,进行ICP-RIE加工被处理体。通过SEM以及能量色散X射线光谱仪(EDX)观察进行5分钟ICP-RIE后的被处理体。其结果可确认没有观察到第1掩模层,第2功能层残留。
最后,用硫酸以及过氧化氢水的重量比为2:1的混合溶液洗涤。
通过SEM观察得到的被处理体后可知,制作得到平均间距为3000nm的多个凸部。此外可知,通过调整ICP-RIE的时间,可以控制凸部底部的直径以及凸部顶部的形状。作为凸部底部的直径,可以制作2.7μm、2.4μm以及1.4μm的3点。此外,作为凸部顶部的形状,可以制作为具有台面的形状、凸部顶部的曲率半径超过0的边角的圆锥形状,以及透镜状的3种。
以上可确认,通过使用功能转印体A2,第1功能层作为第2功能层的加工用掩模起作用,另一方面,第2功能层能够体现对被处理体的粘合功能、对第1功能层的粘合功能和对于被处理体的加工用掩模功能的3个功能。
(功能转印体A3的使用)
进行与上述“功能转印体的评价”相同的操作,在被处理体上转印赋予功能层。与上述“功能转印体A1的使用”相同地,从附有功能层的被处理体的功能层表面侧,进行使用氧气的蚀刻,使被处理体表面部分露出。另外,调整时间至被处理体的表面部分露出为止。通过SEM观察蚀刻后的功能层后可确认,第1功能层的体积基本没有减少,只第2功能层被加工。即,第1功能层作为第2功能层的加工用掩模起作用。
下面,与功能转印体14的使用相同地进行ICP-RIE,加工被处理体。通过SEM以及EDX观察进行3分钟的ICP-RIE后的被处理体。其结果可确认,没有观察到第1掩模层,第2功能层残留。
最后,用硫酸以及过氧化氢水的重量比为2:1的混合溶液洗涤。
通过SEM观察得到的被处理体后可确认,制作得到平均间距为3000nm的多个凹部。此外可知,通过调整ICP-RIE的时间,可以控制凹部开口部的直径以及凸部顶部的形状。可以制作凹部开口部的直径1.5μm、1.8μm以及2.0μm的3点。此外,作为凸部顶部的形状可以制作为具有台面的形状、凸部顶部的曲率半径超过0的边角的形状的2种。
以上可确认,通过使用功能转印体A3,第1功能层作为第2功能层的加工用掩模起作用,另一方面,第2功能层可以体现对被处理体的粘合功能、对第1功能层的粘合功能,和对于被处理体的加工用掩模功能的3种功能。
(功能转印体A4的使用)
进行与上述“功能转印体的评价”相同的操作,在被处理体上转印赋予功能层。与上述“功能转印体A1的使用”相同地,从附有功能层的被处理体的功能层表面侧进行使用氧气的蚀刻,使被处理体表面部分露出。另外,调整时间至被处理体的表面部分露出为止。通过SEM观察蚀刻后的功能层后可确认第1功能层的体积基本没有减少,只第2功能层被加工。即,第1功能层作为第2功能层的加工用掩模起作用。此外,在被处理体上形成直径大的第2功能层的图案和直径小的第2功能层的图案。该直径小的第2功能层的图案源于功能转印体A4的凹凸结构Ca的凸部的顶部上配置的第1功能层。更具体地,直径大的第2功能层的图案以六方排列方式排列,六方排列的直径大的第2功能层相互邻接的凸部之间,设置直径小的第2功能层。
下面,与上述“功能转印体A1的使用”相同地,进行ICP-RIE,加工被处理体。通过SEM以及EDX观察进行5分钟的ICP-RIE后的被处理体。其结果可确认,没有观察到第1掩模层,第2功能层残留。
最后,用硫酸以及过氧化氢水的重量比为2:1的混合溶液洗涤。
通过SEM观察得到的被处理体后可知,制作得到平均间距为3000nm的多个凸部。此外,在这多个凸部中,相邻凸部之间部分设置有直径为10nm~90nm左右小凸部。此外可知,通过调整ICP-RIE的时间可以控制凸部底部的直径以及凸部顶部的形状。作为凸部底部的直径,可以制作2.8μm、2.3μm以及2.0μm的3点。此外,作为凸部顶部的形状,可以制作为具有台面的形状、凸部顶部的曲率半径超过0的边角的圆锥形状,以及透镜状的3种。
以上可确认,通过使用功能转印体A4,第1功能层作为第2功能层的加工用掩模起作用,另一方面,第2功能层可以体现出对被处理体的粘合功能和被处理体的加工用掩模功能的2种功能。
(功能转印体A5的使用)
进行与上述“功能转印体的评价”相同的操作,在被处理体上转印赋予功能层。与上述“功能转印体A1的使用”相同地,从附有功能层的被处理体的功能层表面侧进行使用氧气的蚀刻,使被处理体表面部分露出。另外,调整时间至被处理体的表面部分露出。通过SEM观察蚀刻后的功能层,位于功能转印体的凹凸结构Ca的凸部上的相当于第1功能层覆膜的部分被除去,在凹凸结构Ca的凹部内壁形成覆膜的第1功能层残留。此外,凹凸结构Ca的凹部内壁形成覆膜的第1功能层的下方配置的第2功能层残留,位于凹凸结构Ca的凸部上的第1功能层覆膜下的第2功能层被除去。即,第1功能层作为第2功能层的加工用掩模起作用。
下面,与“功能转印体A1的使用”相同地,进行ICP-RIE,加工被处理体。通过SEM以及EDX观察进行5分钟的ICP-RIE后的被处理体。其结果可确认没有观察到第1掩模层,第2功能层残留。
最后,用硫酸以及过氧化氢水的重量比为2:1的混合溶液洗涤。
通过SEM观察得到的被处理体后可知,制作得到平均间距为3000nm的多个凸部。此外可知,通过调整ICP-RIE,可以控制凸部底部的直径以及凸部顶部的形状。作为凸部底部的直径,可以制作2.6μm、2.1μm以及1.9μm的3点。此外,作为凸部顶部的形状,可以制作为具有台面的形状、凸部顶部的曲率半径超过0的边角的圆锥形状,以及透镜状的3种。
以上可确认,通过使用功能转印体A5,第1功能层作为第2功能层的加工用掩模起作用,另一方面,第2功能层可以体现出对被处理体的粘合功能和被处理体的加工用掩模功能的2种功能。
(实施例37)
在实施例37中,调查功能转印体的功能层的最外层的物性和被处理体的种类对转印性造成的影响。此处,根据实施例36可知,功能转印体中的功能层的配置对转印性没有影响,因此将实施例36的功能转印体A1作为代表使用。
通过与实施例36的功能转印体A1相同的方法制作功能转印体B。但是,作为功能转印体B的功能层分别使用以下的组合物B-1~B-21。此外,将各组合物B-1~B-21溶解于,丙二醇单甲醚、环己酮、丙酮、2-丙醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、环己烷或甲苯的任一种或混合溶剂中。特别是,优先研究溶解于亲水性溶剂中,不溶于亲水性溶剂时,研究疏水性溶剂。此外,各组合物具有的极性基团记载于表5以及表6中。另外,表5以及表6中,○印表示含有某种极性基团。即,什么都没有记载的空栏表示其不含有极性基团。此外,表5以及表6中记载的极性基团中,没有记载聚合引发剂具备的极性基团。
[表5]
B-1 B-2 B-3 B-4 B-5 B-6 B-7 8-8 B-9 B-10 B-11
环氧基
羟基
酚羟基
丙烯酰基
甲基丙烯酰基
乙烯基
羧基
羰基
氨基
异氰酸酯基
[表6]
B-12 B-13 B-14 B-15 B-16 B-17 B-18 B-19 B-20 B-21
环氧基
羟基
酚羟基
丙烯酰基
甲基丙烯酰基
乙烯基
羧基
羰基
氨基
异氰酸酯基
·组合物B-1
是由下述重复单元(a)和重复单元(b)构成的共聚聚合物。分子量为2900。重复单元b的重复数量Nb与重复单元a的重复数量Na的比例(Nb/Na)为0.25。
[化6]
·组合物B-2
是包含下述重复单元(c)的甲酚酚醛清漆系环氧基丙烯酸酯,丙烯酸酯置换率大致为100%。是重复单元数n包含0~6的均聚低聚物。平均分子量大约为1200。另外,重复是通过键合于CH2的碳元素的“*”以及键合于6元环的“*”进行重复的。此外,作为光聚合引发剂,添加α氨基烷基苯酮系的2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379EG,BASF公司制造)3.17重量%。
[化7]
·组合物B-3
是由上述重复单元(a)和下述重复单元(d)构成的共聚聚合物。平均分子量为5500,重复单元(a)的重复数量Na与重复单元(d)的重复数量Nd的比例(Na/Nd)为1.5。另外,作为光聚合引发剂,添加肟酯系的乙酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰)-9H-咔唑-3-基]-、1-(0-乙酰肟)(Irgacure OXE 02,BASF公司制造)4.2重量%。
[化8]
·组合物B-4
是甲酚酚醛清漆系环氧基甲基丙烯酸酯,是甲基丙烯酸酯改性率大约为50%的均聚物。分子量大约为3000。作为光聚合引发剂,选择α-羟基烷基苯酮系的1-羟基-环己基-苯基-甲酮(Irgacure 184,BASF公司制造)和α-氨基烷基苯酮系的2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司制造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1的比例混合,添加3.18重量%。
·组合物B-5
是苯酚酚醛清漆系环氧基甲基丙烯酸酯,是甲基丙烯酸酯改性率大约为50%的均聚物。分子量大约为3000。作为光聚合引发剂,选择α-羟基烷基苯酮系的1-羟基-环己基-苯基-甲酮(Irgacure 184,BASF公司制造)和α-氨基烷基苯酮系的2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司制造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1的比例混合,添加3.18重量%。
·组合物B-6
是具有下述重复单元(e)的聚乙二醇,分子量大约为40000。另外,末端为羟基。
(重复单元(e))
-(CH2-CH2-O)n-
·组合物B-7
是由上述重复单元(a)和下述重复单元(f)构成的氨基乙基化共聚丙烯酸聚合物。平均分子量大约为20000,重复单元(a)的重复数量Na与重复单元(f)的重复数量Nf的比例(Na/Nf)为0.67。
[化9]
·组合物B-8
是对于组合物B-1中记载的共聚聚合物,混合作为单体的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯以及三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯的材料。另外,聚合物的总重量与单体的总重量之比为5.5:4.5。此外,对于单体总重量添加5.5重量%的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,选择α-羟基烷基苯酮系的1-羟基-环己基-苯基-甲酮(Irgacure 184,BASF公司制造)和α-氨基烷基苯酮系的2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司制造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1的比例混合。
·组合物B-9
是在组合物B-2中记载的甲酚酚醛清漆系环氧基丙烯酸酯中,混合作为单体的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯以及三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯的材料。另外,聚合物的总重量与单体总重量之比为7.9:2.1。此外,对于低聚物以及单体总重量,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择α氨基烷基苯酮系的2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379 EG,BASF公司制造)。
·组合物B-10
是在组合物B-3中记载的共聚聚合物中,混合作为单体的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯以及三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯的材料。另外,聚合物的总重量和单体的总重量之比为4.2:5.8。此外,对于聚合物和单体的总重量,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择肟酯系的乙酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰)-9H-咔唑-3-基]-、1-(0-乙酰基肟)(Irgacure OXE 02,BASF公司制造)。
·组合物B-11
是在组合物B-4中记载的聚甲基丙烯酸甲酯中,混合作为单体的2-乙基己基EO改性丙烯酸酯以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的材料。另外,聚合物的总重量与单体的总重量之比为4.0:6.0。此外,对于单体总重量,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择α-羟基烷基苯酮系的1-羟基-环己基-苯基-甲酮(Irgacure 184,BASF公司制造)和α-氨基烷基苯酮系的2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司制造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1的比例混合。
·组合物B-12
是在组合物B-5中记载的苯酚酚醛清漆系环氧基甲基丙烯酸酯中,混合作为单体的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯以及三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯的材料。另外,聚合物的总重量与单体的总重量之比为8.2:1.8。此外,对于聚合物以及单体的总重量,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择α-羟基烷基苯酮系的1-羟基-环己基-苯基-甲酮(Irgacure 184,BASF公司制造)和α-氨基烷基苯酮系的2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司制造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1的比例混合。
·组合物B-13
是在组合物B-6中记载的聚乙二醇中,混合作为单体的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯以及三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯的材料。另外,聚合物的总重量与单体的总重量之比为5.5:4.5。此外,对于单体总重量,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择α-羟基烷基苯酮系的1-羟基-环己基-苯基-甲酮(Irgacure 184,BASF公司制造)和α-氨基烷基苯酮系的2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司制造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1的比例混合。
·组合物B-14
是在组合物B-7中记载的氨基乙基化共聚丙烯酸聚合物中,混合作为单体的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯以及三羟甲基丙烷EO改性三丙烯酸酯的材料。另外,聚合物的总重量与单体的总重量之比为6.7:2.3。此外,对于单体总重量,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择肟酯系的乙酮、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰)-9H-咔唑-3-基]-、1-(0-乙酰基肟)(Irgacure OXE 02,BASF公司制造)。
·组合物B-15
在将50℃下的粘度大约为3000mPa·s的苯基缩水甘油醚丙烯酸酯和25℃下的粘度大约为25000mPa·s的季戊四醇三丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯聚氨酯预聚物以重量比为75:25混合的材料中,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择α氨基烷基苯酮系的2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379EG,BASF公司制造)。
·组合物B-16
是混合具有下述重复单元(g)的钛聚合物、侧链苯基改性硅氧烷(信越有机硅公司制造SH 710)、钛酸正丁酯、3丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及3-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷的材料,混合比例为1:1.3:1.5:0.42:0.42。此外,对于3丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择α氨基烷基苯酮系的2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379EG,BASF公司制造)。
[化10]
·组合物B-17
是混合分子量为40000的聚二甲基硅氧烷、侧链苯基改性硅氧烷(信越有机硅公司制造SH 710)、钛酸正丁酯、3丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及3-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷的材料,混合比例为1:1.3:1.5:0.42:0.42。此外,对于3丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,添加5.5重量%的光聚合引发剂。光聚合引发剂,选择α氨基烷基苯酮系的2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379EG,BASF公司制造)。
·组合物B-18
是组合物B-16中记载钛聚合物。
·组合物B-19
分子量大约为40000的聚二甲基硅氧烷,与组合物B-17中使用的材料相同。
·组合物B-20
分子量为5800的聚异戊二烯。
·组合物B-21
分子量为56000的聚苯乙烯。
与上述实施例36的功能转印体A-1相同地成膜功能层。与实施例36相同地,从干燥炉取出后的功能层为非液体状态。此外,关于组合物B-1到组合物B-15,徐徐上升温度时可确认,从接近60℃~80℃开始体现粘性或粘性增加。进行和实施例36的功能转印体A1相同的操作,对于被处理体转印功能层。但是,贴合到被处理体时的温度变为95℃~145℃的范围。此时,作为被处理体,使用以下的被处理体T-1~T-15。
·被处理体T-1…石英玻璃。
·被处理体T-2…蓝宝石(C面)。
·被处理体T-3…石英玻璃。(SiC)。
·被处理体T-4…氮化镓。
·被处理体T-5…金。但是,是在石英玻璃的表面蒸镀金成膜而得到材料。
·被处理体T-6…银。但是,是在石英玻璃的表面蒸镀银成膜而得到材料。
·被处理体T-7…氧化铟锡(ITO)。
·被处理体T-8…聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
·被处理体T-9…合成皮革(表皮表层为聚氨酯膜)。
·被处理体T-10…用甲基三甲氧基硅烷以及四乙氧基硅烷以摩尔比1:99混合而得的材料实施表面处理而得的石英玻璃。对于水滴的接触角为41度。另外,表面处理如下进行。首先,在无水甲苯溶剂中浸渍石英玻璃,在105~110℃的温度下加温30分钟。接着,在无水甲苯中溶解上述比例的甲基三甲氧基硅烷以及四乙氧基硅烷成10重量%的浓度。在溶解了上述甲基三甲氧基硅烷以及四乙氧基硅烷的无水甲苯溶剂中浸渍实施了浸渍加温处理后的石英玻璃。这时,在24℃下保持8小时。然后,取出石英玻璃,用无水甲苯充分洗涤后,用丙酮洗涤,最后用乙醇洗涤。洗涤后,在120℃下干燥15分钟,完成处理。
·被处理体T-11…用甲基三甲氧基硅烷以及四乙氧基硅烷以摩尔比10:90混合而得的材料实施表面处理而得的石英玻璃。对于水滴的接触角为71度。另外,表面处理与被处理体T-10相同。
·被处理体T-12…用甲基三甲氧基硅烷以及四乙氧基硅烷以摩尔比25:75混合而得的材料实施表面处理而得的石英玻璃。对于水滴的接触角为88度。另外,表面处理与被处理体T-10相同。
·被处理体T-13…用甲基三甲氧基硅烷以及四乙氧基硅烷以摩尔比50:50混合而得的材料实施表面处理而得的石英玻璃。对于水滴的接触角为94度。另外,表面处理与被处理体T-10相同。
·被处理体T-14…用甲基三甲氧基硅烷以及四乙氧基硅烷以摩尔比65:35混合而得的材料实施表面处理而得的石英玻璃。对于水滴的接触角为101度。另外,表面处理与被处理体T-10相同。
·被处理体T-15…用甲基三甲氧基硅烷以及四乙氧基硅烷以摩尔比92:8混合而得的材料实施表面处理而得的石英玻璃。对于水滴的接触角为109度。另外,表面处理与被处理体T-10相同。
进行转印性试验,功能层的组合物B-1~B-21和被处理体T-1~T-15的组合,以及评价结果记载于表7中。评价基准如下。首先,与实施例36相同地解析功能转印体B,算出比例(Rq/t)。此处,因为是相对于功能转印体B的数值,故记为比例B。接着将算出的比例B对照实施例36的功能转印体A1的转印性研究结果。即,确认对于与比例B相同或最接近的功能转印体A1的比例(Rq/t)的转印性评价结果。在功能转印体B中也与实施例36的功能转印体A1相同地进行转印性评价,评价结果以实施例36的“△”,即剥离速度Vm比在1.0以上小于2.2且缺陷率在5%以下的情况作为基准,评价结果低但不低于该“△”评价时为“▲”,评价结果相同或提高时为“●”。此外,表7中,什么都没有记载的栏说明没有进行评价。
[表7]
从表7可知以下事项。首先,通过在功能层包含极性基团,转印性良好地得到保持。另一方面,即使是不包含极性基团的情况,也没有剥离速度Vm比在1.0以上小于2.2并且缺陷率在5%以下的情况。进一步地,这些结果与被处理体的材质或表面物性无关。即,可知通过满足比例(Rq/t),特别是在功能层包含极性基团的情况下,转印性变得良好。这里在转印性中特别重要的因素是,增大功能层与被处理体的粘合强度和抑制功能层的破坏。此处,是因为通过比例(Ra/t)引起的真实接触面积的增加保证了功能层与被处理体的粘合强度,通过功能层包含极性基团,功能层与被处理体的每单元面积的粘合强度提高。这认为是由于通过包含极性基团产生的静电相互作用或氢键作用起的作用。此外可知,作为极性基团,至少包含1种以上的环氧基、羟基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、羧基、异氰酸酯基或羰基时,载体G2与功能层的粘着力也变小。这与提高转印精度相关因此有用。这可推定是由于包含这些极性基团时,可以体现光聚合引起的收缩、热聚合引起的收缩、氢键引起的高密度化的1种以上的现象,因此载体G2与功能层的界面粘合力下降。其中,可确认通过含有环氧基、羟基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或羧基的至少1种以上,上述效果变大。
此外,用其他方法调查在被处理体上贴合功能转印体时的异物的影响时可知,使用组合物B-1~组合物B-15时,不易受异物的影响。更具体地,在被处理体的表面恣意地附着作为异物的蛋白质,在这个状态下进行功能转印体的贴合。其结果是,使用组合物B-1~组合物B-15时,异物的直径为φ时,通过贴合在该异物部产生的气泡的大小在以下,而使用其他的组合物时,产生的气泡在以上。组合物B-1~组合物B-15,徐徐上升温度时可确认,从接近60℃~80℃开始体现粘性或粘性增加。即可认为是因为通过满足这样的条件,在被处理体上贴合功能转印体时,功能层表层的流动性变大,因此在异物周边的功能层的流动也提高,称为异物的不平整的吸收效果变大。以上可知,优选功能转印体的功能层在温度20℃并且遮光下为非液体状态的同时,通过加温体现粘性。另外,从功能层的材料的选择性或工业制造的观点考虑,体现粘性的最低温度为300℃左右。即,优选温度20℃并且遮光下为非液体状态的同时,在温度超过20℃且300℃以下的范围内体现粘性。
此外,根据别的研究制作第1功能层使凹凸结构Ca平坦化,进一步在第1功能层上设置有第2功能层的功能转印体。此处,作为第1功能层使用组合物B-18到组合物B-21的任一种,在第2功能层上使用组合物B-1到组合物B-3。这时,使用上述评价指标时为“●”。即可知,在功能转印体中,如果在功能层的最外层包含极性基团,则转印性进一步提高。此外,在最外层包含极性基团的情况中,调查功能层的最外层的膜厚时可确认,从5nm左右转印性开始提高,在20nm~30nm转印性急剧变得良好,在50nm以上能够稳定地转印。因此可知,优选功能转印体的最外层包含极性基团的同时,膜厚在5nm以上,更优选20nm以上,最优选50nm以上。
(实施例38)
在实施例38中,调查载体的物性与被处理体的物性的关系对转印精度赋予的影响。从实施例36以及实施例37可知,通过比例(Rq/t)在特定的范围,良好地保证了转印性,此外通过在功能层的最外层包含极性基团,进一步良好地保证了转印性。因此,在实施例38中,以实施例36的功能转印体A1的形态为代表,作为功能层,制作使用实施例36的组合物A-1的功能转印体C在研究中使用。此处,将载体的物性作为变量。此外,在作为转印对象的被处理体上,使用表面物性大不相同的被处理体T-2、T-8、T-9以T-13。
研究中使用的载体为以下的载体C-1~C-8。
·载体C-1…是实施例36中记载的载体G2,相对于三羟甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(东亚合成公司制造)),含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工业公司制造))为2重量份的添加量。水滴的接触角为119度。比例(Es/Eb)为119。
·载体C-2…是实施例6中记载的载体G2,相对于三羟甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(东亚合成公司制造)),含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工业公司制造))为5重量份的添加量。水滴的接触角为128度。比例(Es/Eb)为68。
·载体C-3…是实施例6中记载的载体G2,相对于三羟甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(东亚合成公司制造)),含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工业公司制造))为10重量份的添加量。水滴的接触角为134度。比例(Es/Eb)为51。
·载体C-4…是实施例6中记载的载体G2,相对于三羟甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(东亚合成公司制造)),含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工业公司制造))为15重量份的添加量。水滴的接触角为149度。比例(Es/Eb)为41。
·载体C-5…是聚二甲基硅氧烷。
·载体C-6…是对于实施例6中记载的载体G2的表面,成膜SiO210nm、Cr10nm,用表面处理剂(デュラサーフHD-1101Z,大金化学工业公司制造)处理后的材料。
·载体C-7…用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯:三羟甲基丙烷EO改性三丙烯酸酯:聚硅氧烷二丙烯酸酯(EBECRYL350(Daicel Cytec公司制造)):1-羟基环己基苯基酮(Irgacure184(BASF公司制造)):2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(Irgacure 369(BASF公司制造))=20g:80g:1.5g:5.5g:2.0g混合而得的材料的固化物。
·载体C-8…是在由硅形成的凹凸结构上成膜类金刚石镀膜(DLC)而得的材料。另外,DLC通过电离蒸镀法成膜。
载体C-1~C-8中,关于载体C-1~C-4、C-6以及C-7,用与实施例36的载体G2同样的制造方法制造。此外,通过对于应用与实施例36的圆柱状主模的制造原理相同的原理加工平板状石英得到的平板状主模,成膜、剥离聚二甲基硅氧烷来制作载体C-5。关于载体C-8,通过应用与实施例6的圆柱状主模的制造原理相同的原理加工平板状硅(Si)片,接着在凹凸结构面上成膜类金刚石镀膜而制造。
进行转印性的试验,分别使用被处理体T-2、T-8、T-9以及T-13,将载体作为上述载体C-1~C-8进行试验。即,对于32个组合进行评价。评价指标如下。首先,与实施例36相同地解析功能转印体C,算出比例(Rq/t)。此处,由于是对于功能转印体C的数值,故记为比例C。接着将算出的比例C对照实施例36的功能转印体A1的转印性研究结果。即,确认对于与比例C相同或最接近的功能转印体A1的比例(Rq/t)的转印性评价结果。在功能转印体C中,与实施例36的功能转印体A1相同地也评价转印性,评价结果为实施例6的“△”,即剥离速度Vm比在1.0以上小于2.2且缺陷率在5%以下时为“×”,评价结果低下但不低于该“△”评价时为“▲”,评价结果相同或提高时为“●”。结果记载于表8中。
[表8]
根据表8可知以下事项。被处理体T-8为聚对苯二甲酸乙二酯,被处理体T-2为蓝宝石。即,被处理体T-8,由有机物构成的同时,具有疏水性强的表面。另一方面,被处理体T-2,由无机物构成的同时,具有亲水性强的表面。此外,被处理体T-9为合成革,由有机物构成的同时,和被处理体T-8比较,具有亲水性更强的表面。此外,被处理体T-13为在石英上部分修饰甲基而得的材料,由无机物构成的同时,和被处理体T-2比较,具有疏水性更强的表面。即,作为被处理体由无机物或者有机物,以及亲水性强的表面或疏水性强的表面的4种进行试验。
载体C-1~C-4全部是含氟树脂,但凹凸结构表面偏析的氟元素的浓度不同,因此对于水滴的接触角不同。即,具有疏水性强度不同的表面。另一方面,载体C-5为聚二甲基硅氧烷。即,由无机聚合物构成,表面存在多个甲基。此外,载体C-6的由有机物形成的凹凸结构Ca上存在无机物的涂膜。因此,凹凸结构的硬度大大提高。。载体C-7为丙烯酸树脂的固化体,是不含氟的组合物。最后,载体C-8,通过类金刚石镀膜构成表面。结果可知,不论载体C-1~C-8和被处理体T-2、T-8、T-9以及T-13的组合,转印性良好地得到保持。即,如已经说明的,通过满足比例(Rq/t)在规定的范围,变得能够控制比例(Ra/t),将功能转印体贴合于被处理体时的功能层的最外层的流动性提高,功能层与被处理体的真实接触面积增加,与此伴随的功能层与被处理体的粘合强度提高。进一步地,通过将剥离应力均等化,能够抑制以剥离载体时的功能层的内聚破坏为代表的破坏,因此能够高度保证转印性。
另外,进一步详细地研究功能层与载体的粘着力时可知,使用载体C-1~C-7时,粘着力低。这在维持转印精度的提高方面很重要。即,判明了载体优选包含氟元素、甲基或者硅氧烷键的任意1种以上。
(实施例39)
在实施例39中,调查关于凹凸结构Ca的间距为微观级的范围的情况下,是否能够同时改善功能转印体的功能层的精度和凹凸结构Fu的转印性。
对于4英寸硅片旋转涂布感光性酚醛清漆树脂,接着实施光刻。然后,进行显影和干法蚀刻,得到具有多个凹部的硅片。接着用全氟癸基三甲氧基硅烷实施气相脱模处理,得到主压模
通过棒涂布法在厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的易粘合表面涂布转印树脂X使其膜厚为5μm。转印树脂X为含氟添加剂、非含氟聚合性聚氨酯剂、三羟甲基丙烷(EO)改性丙烯酸酯、二丙烯酸酯以及光聚合引发剂的混合物。作为含氟添加剂,为具有异氰脲骨架的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯,使用具备含有(CF2CF2CF2O)单元的全氟聚醚基的化合物。作为非含氟聚合性聚氨酯剂,使用聚氨酯丙烯酸酯。更具体地,为6官能团聚氨酯丙烯酸酯,使用二季戊四醇五丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯聚氨酯剂。作为二丙烯酸酯,选择1,3-双(甲基丙烯酰氧基)-2-丙醇。聚合引发剂为光聚合引发剂,使用1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(O-苯甲酰肟)]。将转印树脂整体作为100重量份时,添加含氟添加剂3.8重量份。以含氟添加剂的1.5倍量添加非含氟聚合性聚氨酯剂。此外,将转印树脂整体作为100重量份时,添加光聚合引发剂5.5重量份。添加二丙烯酸酯使转印树脂的粘度为22cP。将涂布有转印树脂X的PET膜贴合于主压模。接着,将紫外线透射硅橡胶配置于PET膜上,从该硅橡胶上方实施挤压。挤压力为0.1MPa。以挤压的状态照射紫外线,使转印树脂X固化。最后,分离主压模与PET膜,得到树脂模具F1。
为了确认功能层的配置精度,根据得到的树脂模具F1制造树脂模具S2。首先,对于树脂模具F1滴下转印树脂Y。转印树脂Y是关于上述转印树脂X,使用丙烯酰改性有机硅代替含氟添加剂得到的混合物。将树脂模具F1上的转印树脂Y贴合于PET膜进行拉伸,以该状态照射紫外线。接着,通过分离PET膜与树脂模具F1,得到树脂模具S2。
树脂模具S2相当于功能转印体的载体。通过棒涂布法对于树脂模具S2的凹凸结构Ca涂布组合物B-9。组合物B-9使用通过异丙醇、丙酮以及甲基乙基酮调节浓度为55重量%得到的组合物。调节涂布量使功能层的膜厚(t)为200nm~300nm。涂布后,通过120℃的干燥空气进行干燥。另外,为了确认凹凸结构Ca对功能层的露出面赋予的影响,此处,不进行保护层的贴合。
关于得到的不具有保护层的功能转印体,评价表面粗糙度(Ra)、膜厚(t)、凹凸结构Ca的间距和开口率,总结于表9中。此外,表9的结果的一部分记载于图9中。表9中记载载体的凹凸结构Ca的信息和凹凸结构Ca上成膜的功能层的信息。将表9的开口率作为横轴上的变量,将功能层的表面粗糙度(Ra)以及膜厚(t)的标准偏差作为纵轴的图为图9。图9中,钻石符号表示表面粗糙度(Ra),四方形符号表示膜厚(t)的标准偏差。根据图9可知,开口率接近40%时功能层的表面粗糙度(Ra)与膜厚(t)的标准偏差同时大幅减少。根据表9可知,采用1.6μm、2.5μm以及3.6μm3种作为凹凸结构Ca的间距,将这些全部的研究表现于一张图中得到图9,因此,间距超过1.5μm的范围中,通过满足开口率为40%以上,功能层的配置精度改善。功能层的配置精度的改善作为膜厚(t)的分布变小的效果,作为膜厚(t)的标准偏差的变化被确认。而且,伴随该膜厚(t)的标准偏差的改善,表面粗糙度(Ra)得到改善。因此,虽然表9中没有记载,但比例(Ra/t)有效地减小,转印性得到改善。
[表9]
下面,关于上述树脂模具S2的制作方法,使用转印树脂X代替转印树脂Y,制作树脂模具F2。此时,准备9枚将树脂模具F1切成60mm×60mm得到的正方形,接着准备180mm×180mm的正方形。将该180mm×180mm的树脂模具F1作为模板制造树脂模具F2。功能层的配置精度的项目,换言之,为了排除比例(Ra/t)的影响,通过以下方法评价转印性。首先,对于6英寸的硅片旋转涂布转印树脂Z。转印树脂Z是将上述组合物B-9的聚合物的总重量与单体的总质量之比从7.9:2.1变更为4.5:5.5得到的组合物。此外,旋转涂布时,用异丙醇、丙酮、甲基乙基酮的混合溶剂稀释。然后,以1500rpm的速度旋转涂布,使用120℃的热板除去剩余的溶剂。接着,使用层压辊贴合树脂模具F2。贴合的压力为0.48Mpa,贴合的速度为3mm/秒。接着,使用具有365nm的中心波长的LED灯进行紫外线照射,然后在120℃加温10秒。最后,以25mm/秒的速度剥离树脂模具F2,即载体。对于作为被处理体的6英寸φ的硅片转印赋予的凹凸结构Fu的面积记载为Sf,硅片的面积记载为Ss时,将(Sf/Ss)×100作为转印率实施评价。
结果记载于表10以及图10中。表10中记载了载体的凹凸结构Ca的信息和凹凸结构Fu的转印率。将表10的开口率作为横轴的变量,凹凸结构Fu的转印率记载于纵轴的图为图10。根据图10可知,开口率接近40%为界限,转印率大幅变化。特别是可知开口率在30%以上小于40%的范围中,转印率的偏差大。即,意味着仅仅是对于树脂模具F2的贴合或树脂模具F2的剥离的差异,转印率敏感的受到影响。在这样的范围中,难以稳定地转印赋予凹凸结构Fu。另一方面可知,通过开口率超过40%,转印率的绝对值以及偏差大大降低。此外,根据表10,不是仅根据对于1种间距的开口率,而是根据对于多种间距的开口率采用数据读取作为开口率。以上可知,间距超过1.5μm的范围中,通过开口率在40%以上,转印性得到改善。
[表10]
根据以上可说,在间距超过1.5μm的范围内,通过开口率在40%以上,功能层的精度和转印性同时提高。其次,在间距超过1.5μm的范围内,功能转印体作为被处理体的加工部件使用,确认其性能。
作为载体,使用上述树脂模具F2。凹凸结构Ca为多个圆柱状凹部六方排列得到,凹部的开口直径为1.35μm,深度1.3μm,而且间距为1.6μm。开口率为65%。对于载体F2,使用棒涂布法,涂布组合物A-2。组合物A-2通过异丙醇、甲基乙基酮、四氢呋喃、丙酮以及丙二醇单甲醚的混合溶剂稀释至浓度5重量%到25重量%使用。通过棒涂布法涂布稀释得到的组合物A-2,然后喷吹120℃的热风使其干燥。使用扫描型电子显微镜观察涂布有组合物A-2的树脂模具F2。其结果可确认组合物A-2被优先填充于树脂模具F2的凹部,凸部的上表面几乎没有成膜。更具体地,随着浓度从5重量%阶段性上升至25重量%,被填充于树脂模具F2的凹部的内部的组合物A-2的量增加,但树脂模具F2的凸部的上表面成膜的组合物A-2的量几乎不增加。通过将浓度作为变量,可以使填充于树脂模具F2的凹部的组合物A-2的高度变化为50nm、250nm、300nm、550nm、800nm、以及1200nm。另一方面,并用透射型电子显微镜解析的结果可知,凸部的上表面成膜的组合物A-2与浓度无关,为0nm到30nm之间。
对于成膜有组合物A-2的树脂模具F2,进一步成膜组合物B-9。通过甲基乙基酮、丙酮以及2-丙醇调节组合物B-9的浓度为35重量%,调节膜厚(t)为250nm。通过棒涂布法成膜后,喷吹105℃的热风使其干燥。然后,以0.1Mpa以及10mm/秒贴合含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂的保护层(PE/EVA),制造功能转印体。
作为被处理体,准备单侧镜面、厚度1.0mm、直径6英寸而且C面的蓝宝石晶片。作为BOW,最大为28μm,5点测定的TTV最大为20μm。以蓝宝石晶片在120℃加温的状态,使用118℃的叠层辊,贴合剥离了保护层的功能转印体。贴合压力为0.49MPa,贴合速度为50mm/秒。另外,保护层的剥离速度为20mm/秒。接着,使用具有365nm的中心波长的LED照射紫外线,然后,在120℃加热固化。冷却至30℃以下后,以25mm/秒的速度剥离作为载体的树脂模具F2。此处,关于转印有凹凸结构Fu的蓝宝石,对于大量含有异物或起泡的蓝宝石,用硫酸和过氧化氢水以4:1的体积比例混合的溶液洗涤,用超纯水冲洗,最后实施IPA干燥,复原为未处理的蓝宝石晶片再度使用。制造10枚评价时,凹凸结构Fu的转印率均在98%以上。即,确认对于6英寸φ的大面积基板,能够容易地转印功能层。进一步地,同时确认了即使BOW为28μm的具有翘曲的被处理体也可,其没有影响,能够转印凹凸结构Fu。
对于转印有凹凸结构Fu的被处理体,进行干法蚀刻。首先,进行氧蚀刻然后进行氯蚀刻。另外,这些操作在同一反应室即同一装置中进行。通过氧蚀刻蚀刻组合物B-9。此处,使用氧气。此处,组合物A-2作为组合物B-9的蚀刻掩模起作用,将组合物B-9蚀刻至蓝宝石主面部分露出为止。蚀刻条件为处理气压1Pa,处理功率300W的条件。接着,通过氯蚀刻蚀刻蓝宝石。此处,进行使用BCl3气体和Cl2气体的混合气体的反应性离子蚀刻。此处,将组合物B-9作为蚀刻掩模,蚀刻蓝宝石。处理条件为ICP:150W、BIAS:50W、压力0.2Pa。
上述干法蚀刻处理中,在氧蚀刻结束的阶段取出晶片,使用扫描型电子显微镜进行观察。其结果,组合物A-2几乎没有被蚀刻,仅组合物B-9被蚀刻。即,多个支柱六方排列。支柱的高度为1550nm,支柱的直径为1350nm。另外,可确认支柱与支柱之间存在源自树脂模具F2的凸部的上表面成膜的组合物A-2的微小的支柱。也确认了通过将氧蚀刻的时间和处理压力最优化,该微小的支柱消失。用硫酸以及过氧化氢水的混合溶液洗涤氯蚀刻结束后的蓝宝石晶片,然后,用扫描型电子显微镜观察。确认6英寸的蓝宝石晶片的整个表面加工形成多个凸部。凸部的排列为六方排列,其直径可通过变更氯蚀刻的处理时间和条件而控制,可控制为1000nm、1200nm、1300nm、1400nm以及1500nm的范围。关于凸部的高度,可控制为500nm、900nm、1250nm、1400nm、1800nm的范围。另外,确认了凸部的形状可制造为锥形和圆顶形的任一种,特别是根据装置的种类的单独制作是容易的。
具有制造的多个凸部的蓝宝石晶片是一般被称为PSS的晶片,为了提高LED的效率而使用。PSS中,2英寸φ以及4英寸φ的PSS流通于市场中被应用,但6英寸φ以上的PSS制造非常困难,没有在市场中流通。根据上述例子可确认通过使用实施方式的功能转印体,能够容易地制造大面积的PSS。
(实施例40)
根据上述实施例可知,能够不论载体的间距,制造具备精度高的功能层的功能转印体,高精度地将功能层转印于被处理体。本实施例中详细调查了保护层对功能层的孔缺陷赋予的影响。
作为功能转印体的构成,与实施例39相同地,将保护层的种类和凹凸结构Ca作为变量。使用5种保护层,研究6种开口率。
(保护层)
·聚乙烯/聚烯烃共聚物的共挤出膜(三荣化研公司制造PAC-3-30 30μmt)。拉伸弹性模量450MPa。
·聚乙烯膜(Tamapoly公司制造GF-858 33μmt)。拉伸弹性模量1080MPa。
·聚碳酸酯膜(三菱工程塑料公司制造100FE200)。拉伸弹性模量2400MPa。
·COP膜(日本Zeon公司制造ZEONEX(注册商标)F52R)。拉伸弹性模量3000MPa。
·PET膜(东洋纺公司制造東洋紡エステル(注册商标)膜E5100 5μmt)。拉伸弹性模量4000MPa。
(凹凸结构Ca)
·配列:六方配列,开口直径:1.0μm、1.8μm、2.1μm、2.5μm、3.0μm、10.0μm。
作为功能层的孔缺陷率实施评价。与实施例39相同地,剥离保护层用光学显微镜观察露出露出的功能层,导出孔缺陷率。结果示于表11中。表11中记载3大信息。凹凸结构Ca的开口直径、保护层的拉伸弹性模量以及功能层的孔缺陷率。
[表11]
开口直径 拉伸弹性模量 孔缺陷率
um Mpa
1.0 450 1.3
1.8 450 1.5
1.8 1080 1.8
1.8 2400 2.5
1.8 3000 19.2
1.8 4000 19.1
2.1 450 0.1
2.1 1080 0.2
2.1 2400 4.2
2.1 3000 20.1
2.5 450 0.5
2.5 1080 1.1
2.5 2400 10.2
2.5 3000 21.5
3.0 450 0.9
3.0 1080 0.3
3.0 2400 5.3
3.0 3000 18.5
3.0 4000 19.9
10.0 1080 4.3
10.0 2400 9.1
10.0 3000 21.2
根据表11可知,作为开口直径在1.0μm至10.0μm之间的试验结果,功能层的孔缺陷率可通过保护层的拉伸弹性模量的物性控制。即,可知相比于拉伸弹性模量为3000MPa以及4000MPa的情况,使用拉伸弹性模量为2400MPa、1080MPa以及450MPa的保护层的情况的孔缺陷率急剧变小。这可推断是由于剥离保护层时,注目于由于保护层表面的不平坦而施加于功能层的应力时,拉伸弹性模量变得小于特定的拉伸弹性模量,从而该应力的绝对值变小,抑制功能层的破坏,以及是由于能促进保护层的表面的不平坦的变形。根据以上可说,只要开口直径是自1.0μm至10.0μm之间的试验结果的话,通过将保护层的拉伸弹性模量设定为2500MPa以下,能够良好地抑制功能层的孔缺陷。由此可推断凹凸结构Fu的转印率被改善。
(实施例41)
根据上述实施例可知,能够不论载体的间距制造具备高精度的功能层的功能转印体,高精度地将功能层转印于被处理体。特别是可知不论凹凸结构Ca的开口直径,保护层的拉伸弹性模量大大影响功能层的孔缺陷。进一步地可知,间距为微米级的情况下,载体的凹凸结构的开口率的控制特别重要。根据以上可推测,根据作为保护层的物性的拉伸弹性模量和凹凸结构Ca的开口率,具有更适宜的功能转印体的范围。实施例41中,调查保护层的拉伸弹性模量与凹凸结构Ca的开口率的关系
作为功能转印体的构成,与实施例39相同,作为保护层,使用实施例40中记载的材料。作为变量,设为保护层的拉伸弹性模量和凹凸结构Ca的开口率
作为凹凸结构Fu的转印率实施评价。与实施例39相同地进行转印。关于凹凸结构Fu,并用光学显微镜和原子力显微镜,算出转印率。结果示于表12、图12以及图13中。表12中记载3大信息。凹凸结构Ca的开口率、保护层的拉伸弹性模量以及凹凸结构Fu的转印率。将表12中记载的凹凸结构Ca的开口率作为横轴,并且将保护层的拉伸弹性模量作为纵轴,将评价结果的凹凸结构Fu的转印率表示为综合符号的图为图12。另一方面,图13是将图12的综合符号表示为转印率的等高线的三维图。根据表11、图12以及图13可以事项。
[表12]
首先,着眼于凹凸结构Ca的开口率时可知,存在最适范围。作为下限值侧,开口率在32.6%与44.4%之间可见明确的转印率的变化,作为上限值侧,开口率在90.7%与98.7%之间可见明确的转印率的变化。开口率在32.6%与44.4%之间设置下限值的理由是,开口率过小时,特别如实施例39中所述,功能层的对于凹凸结构Ca的配置精度下降。由此可推断是由于在转印凹凸结构Fu的工序中,剥离载体时,凹凸结构Fu形成应力的集中点。另一方面,作为设置上限值的理由的主要原因是载体的凹凸结构Ca的破损。其原因是开口率极度高至98.7%的结果,凹凸结构Ca的凸部的脆弱化发展,凹凸结构Fu的转印时凹凸结构Ca破损。根据以上可说,作为开口率,优选超过32.6%小于90.7%。
接着,着眼于保护层的拉伸弹性模量时可知,存在与实施例40相同的最适范围。特别是在本实施例中,拉伸弹性模量的上限值明确。作为上限值,在2400MPa与3000MPa之间。出现该上限值可认为是由于保护层的拉伸弹性模量过高时,将保护层从功能层剥离时,对功能层施加的剥离应力的绝对值变大,功能层的孔缺陷增加。这是通过实施例40被确认的事项。拉伸弹性模量的偏差作为标准偏差为30MPa左右。由此考虑3σ可说,作为保护层的拉伸弹性模量,优先小于3000MPa,更优选2500MPa以下。关于下限值,在本次研究范围中没有明确化。其根据上述原理可认为是由于保护层的拉伸弹性模量越低,越能减小对于功能层的剥离应力的绝对值。因此,下限值由其他方面决定。拉伸弹性模量越小,批量生产功能转印体时的操作变得越困难。从该观点考虑,优选50MPa以上,最优选本实施结果的450Mpa以上。另外,对于拉伸弹性模量为4000MPa的PET膜,贴合拉伸弹性模量为450MPa的聚乙烯/聚烯烃共聚物的共挤出膜制作保护层,将该保护层的拉伸弹性模量为450MPa的膜表面贴合于功能层使用。这种情况下,得到与使用拉伸弹性模量为450MPa的保护层单体的情况相同的结构。即,可说作为实施方式中的保护层,只要至少保护层的与功能层相接的表面层的拉伸弹性模量为上述范围,则能表现上述效果。
根据以上可说,通过使凹凸结构Ca的开口率和保护层的拉伸弹性模量同时在特定的范围,能够实现更高精度的功能转印体。此外,该趋势在间距为300nm和6000nm的情况下也同样观察到。根据以上可说,不论凹凸结构Ca的间距,通过使比例(Rq/t)、凹凸结构Ca的开口率以及保护层的拉伸弹性模量在特定的范围,能够实现高精度的功能转印体。
(实施例42)
本实施例中,研究了改善批量制造功能转印体时的制造稳定性和批量使用时的稳定性的要素。
与实施例36相同地,将保护层贴合于功能层,卷绕回收,制造功能转印体。接着将保护层从功能转印体剥离。反复进行以速度3m/min.剥离160mm的长度(距离)的操作,间歇性的剥离保护层。
使功能转印体的功能层的极性改变,将功能层表面的相对于水滴的接触角作为参数。具体地,改变侧链上具有烷基的聚合物的该烷基的含量与碳原子数。使相对于功能层的水滴的接触角为29度、44度以及89度的5种。
改变保护层的贴合于功能层的表面的表面物性,将相对于该表面的水滴的接触角作为参数。在膜厚35μm的PET膜的表面涂布功能材料制造保护层。作为功能材料,使用硅树脂作为主要材料,根据硅树脂的改性基团调整表面物性。膜厚为1μm。研究的相对于保护层的贴合于功能层的表面的水滴的接触角为66度、73度、75度、97度、105度以及109度。
另外,使用水滴的接触角根据日本工业标准JISR 3257:1999「基板玻璃表面的湿润性试验方法」测定。
根据制造的功能转印体的外观判断层压性。保护层从功能层浮起剥离的比例或者保护层的褶皱生成率为10%以上的情况为“×”,3%~10%的情况为“△”,不足3%的情况为“○”。
关于剥离性,以0.49MPa的压力将功能转印体贴合于被处理体时,功能层的源自孔缺陷的异常率为5%以上的情况为“×”,2~5%的情况为“△”,不足2%的情况为“○”。
结果总结于表13中。表13的横轴为相对于保护层的贴合于功能层的表面的水滴的接触角,纵轴为相对于功能层的表面的水滴的接触角。此外,关于层压性和剥离性,利用符号表示的结果记载为代表评价结果差的一方。根据表13可知,不论功能层的物性,只要相对于保护层的贴合于功能层的表面的的水滴的接触角为75度以上105度以下,则层压性和剥离性进一步提高。其原因还不清楚,但2物体间的粘合力被定义为2物体间的自由能之差,自由能通过接触角能够大概算出,因此可推断是由于通过将保护层的接触角控制在特定的范围,2物体间的自由能对于层压性而言变大,对于剥离性而言变小。
[表13]
另外,本发明不局限于上述实施方式,能够进行各种变更。上述实施方式中,关于添附的附图中显示的大小或形状等并不局限于此,在发挥本发明的效果的范围内能够适当变更。

Claims (9)

1.一种功能转印体,其特征在于,所述功能转印体具备表面具有凹凸结构的载体、设置于所述凹凸结构上的至少1层以上的功能层和设置于所述功能层的与所述载体相反侧的表面上的保护层;所述功能层包含树脂,并且,所述保护层的与所述功能层相接的表面侧的均方根高度Rq,与所述凹凸结构的凸部顶部位置至所述功能层与所述保护层的界面的距离t的比例Rq/t为1.41以下。
2.如权利要求1所述的功能转印体,其特征在于,将所述保护层从所述功能层剥离时,所述功能层的与所述保护层相接的表面的表面粗糙度Ra,与所述距离t的比例Ra/t为1.20以下。
3.如权利要求1或权利要求2所述的功能转印体,其特征在于,所述载体的所述凹凸结构的平均间距为大于1.5μm、且在10μm以下的范围,并且,所述凹凸结构的平均开口率为40%以上。
4.如权利要求1所述的功能转印体,其特征在于,所述保护层的拉伸弹性模量为50MPa以上、2500MPa以下。
5.如权利要求4所述的功能转印体,其特征在于,所述凹凸结构的平均开口率为40%以上。
6.如权利要求5所述的功能转印体,其特征在于,所述平均开口率为91%以下。
7.如权利要求4所述的功能转印体,其特征在于,所述凹凸结构的凹部开口直径为1μm以上、10μm以下。
8.如权利要求1、权利要求2或权利要求4至权利要求7的任一项所述的功能转印体,其特征在于,相对于所述保护层的与所述功能层相接的表面,水滴的接触角为75度以上、105度以下。
9.一种功能转印膜辊,其特征在于,权利要求1至权利要求8的任一项所述的功能转印体为膜状,所述功能转印体的一端部连接于辊芯,并且所述功能转印体卷绕于所述辊芯。
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