CN203012350U - 微细凹凸图案基材、模具以及线栅偏振片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够降低微细凹凸图案的接合部分的高低差、光学特性优异的微细凹凸图案基材，由该微细凹凸图案基材转印得到的模具，以及包括该微细凹凸图案基材的线栅偏振片。本实用新型的微细凹凸图案基材，在表面具有周期性排列的格子状凹凸形状，且具有至少700cm²的面积，所述格子状凹凸形状包括第一微细凹凸图案部（111）、第二微细凹凸图案部（112）、以及第一微细凹凸图案部（111）和第二微细凹凸图案部（112）之间的图案接合部（113），凸部的间距为300nm以下，凸部的高度为1000nm以下。

Description

微细凹凸图案基材、模具以及线栅偏振片

技术领域

本实用新型涉及一种在表面具有格子状凹凸形状的微细凹凸图案基材，特别是涉及通过多次转印而形成的微细凹凸图案基材。 

背景技术

由于近年来的光刻技术的进步，形成具有光的波长程度的周期的微细结构（微细凹凸图案）成为可能。特别是具有1μｍ以下的周期的微细凹凸图案的构件或制品不仅在半导体领域在光学领域其利用范围也比较广，是非常地有用的。 

例如，在基板上金属等的导电体线以特定的周期排列成格子状的线栅，如果在其周期长度比入射光（例如，可见光的波长400nm～800nm）小的情况下（例如，2分之1以下），由于相对于导电体线平行地振动的电场矢量成分大部分被反射，垂直的电场矢量成分大部分透射，因此能够作为产生单一偏振光的线栅偏振片使用。由于这样的线栅偏振片能够反射未透射的光进行再利用，从光的有效利用的观点来看是较为理想的偏振片。特别是若能适用于在电视等的大型液晶显示装置中所使用的偏振片的话，从节能的观点来看是非常理想的。 

但是，以现在的光刻技术均一地制作大面积且具有波长以下的周期的微细凹凸光栅是困难的。例如，以石英等的硅系材料得到的微细凹凸母版的大小，即使是尺寸大的也仅有为通用的尺寸的直径12英寸的晶圆尺寸。作为廉价地制作线栅偏振片的方法，已知有利用纳米压印法由母版连续地制作微细凹凸图案，进一步用真空蒸镀法等在该微细凹凸图案上形成金属细线的方法。然而，由于以现有技术无法得到具有比母版大的面积的微细凹凸图案，因此也就不能作为大型液晶显示装置的偏振片使用。制作比通用的12英寸面积大的母版时，巨大的光学系统、用于保证位置精度的高级驱动系统等的设备成为新的需要，从生产成本的观点来看，产业上的利用价值较低。 

因此，提出有几个由小的母版制作大面积的母版的方法，例如，举例有平铺法（タイル法）。关于平铺法，是用光聚合法（PhotoPolymerization法）等由小的母版制作多块复制版，将这些复制版切成规定的形状，并使这些复制版呈瓷砖状并排铺设且多面相连从 而作成大面积的母版。然而，复制版的端面之间的高低差异、角度等的位置匹配、各复制版之间的接合部的树脂的填充的控制非常不容易，由于连接处的不良状况所引起的转印时的高低差异（毛刺），存在有接合部被明确地分辨这样的问题。 

另外，提出有搭配利用UV转印法和XY载物台的分步重复法（ステップアンドリピート法）（专利文献1）。该分步重复法中，用XY载物台对母版（模具）进行定位，依次进行向模具的树脂的填充和从模具向基板的树脂的UV转印，通过进行多次转印得到大面积的母版。 

然而，将分步重复法适用于大面积的图案时，在向模具和基板之间的树脂的填充过程中，树脂从模具端面溢出，如果这些溢出的树脂存在于相邻的图案之间的话，图案间的连接精度将下降。 

另外，一般来说，纳米压印时的树脂的扩散难以在模具端面进行控制，存在树脂向模具端面的外侧溢出而形成溢出树脂的情况。如果存在这样的溢出树脂的话，难以使相邻的照射部分之间（转印区域之间）的图案接近到所希望的距离。因此，存在制作没有视觉辨认性的大面积的图案较为困难这样的问题。 

另外，还提出有通过利用溢出的树脂进行再次转印使图案之间重叠转印的多面相连的凹凸图案制造方法（专利文献2）。该凹凸图案制造方法中，由于能够使形成凹凸图案的部位连续地形成，在为了抑制图案接合部的视觉辨认性方面是比其它的方法更加适宜的方法。然而，仅通过简单地涂布树脂的工序难以进行边界连续部分的高低差异的控制，因此，形成在图案接合部没有视觉辨认性的微细凹凸图案是困难的。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：美国专利第7077992号说明书 

专利文献2：日本专利第4112279号公报 

实用新型内容

实用新型要解决的课题 

本实用新型是鉴于以上所述的问题点而研发的，其目的在于提供一种能够降低微细凹凸图案的图案接合部的高低差异、光学特性优异的微细凹凸图案基材。 

解决课题的手段 

本实用新型的发明人们为了解决上述课题进行了刻苦的研究，结果发现即使是通过多 次的转印而制造的微细凹凸图案基材，通过将相邻的微细凹凸图案部之间的图案接合部的高低差抑制到与微细凹凸图案基材的凸部的高度相当，则图案接合部的高低差不会被视觉辨认光学特性优良。 

本实用新型的微细凹凸图案基材，在表面具有周期性排列的格子状凹凸形状，且具有至少700cm²的面积，所述格子状凹凸形状包括第一微细凹凸图案部、第二微细凹凸图案部，以及第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案接合部，凸部的间距为300nm以下，凸部的高度为1000nm以下。 

本实用新型的微细凹凸图案基材，优选的情况为，在所述图案接合部的50%以上的区域，所述第一微细凹凸图案部和所述第二微细凹凸图案部之间的图案高低差为1000nm以下。 

本实用新型的微细凹凸图案基材，优选的情况为，所述微细凹凸图案基材由固化了的树脂组成物和基底基材构成。 

本实用新型的模具具有上述的微细凹凸图案基材的反转形状图案。 

本实用新型的微细凹凸图案基材，优选的情况为，所述微细凹凸图案基材具有权上述的微细凹凸图案基材的反转形状图案。 

本实用新型的线栅偏振片包括上述的微细凹凸图案基材，以及设置在该微细凹凸图案基材上的金属膜。 

实用新型的效果 

根据本实用新型能够提供一种能够降低微细凹凸图案的图案接合部分的高低差异、光学特性优异的微细凹凸图案基材。 

附图说明

图1的（a）～（d）是本实用新型的实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法的第一微细凹凸图案部的制造工序的说明图。 

图2的（a）～（d）是本实用新型的实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法的第二微细凹凸图案部的制造工序的说明图。 

符号的说明 

101基底基材 

102、103树脂组成物 

111第一微细凹凸图案部 

112第二微细凹凸图案部 

113图案接合部 

201图案母版 

301刮棒涂布机 

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施形态进行详细说明。 

本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材具有至少700cm²以上的面积，在表面上具有周期性地排列的格子状凹凸形状。微细凹凸图案基材的格子状凹凸形状，通过由图案母版的两次的转印而设置，包括设置于第1次的转印区域的第一微细凹凸图案部、设置于与第一微细凹凸图案部相邻的第2次的转印区域的第二微细凹凸图案部、以及第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案接合部。另外，微细凹凸图案基材的格子状凹凸形状，凸部的间距为300nm以下，凸部的高度为1000nm以下。以下，对本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材的构成进行说明。 

（1）微细凹凸图案基材（微细凹凸膜） 

本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材是通过固化树脂组成物得到的。作为树脂组成物，可以例举能够忠实地转印微细凹凸图案的树脂组成物，例如，丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类等的紫外线（UV）固化性树脂或热固化性树脂等。紫外线固化性树脂、热固化性树脂等的树脂组成物被涂布在玻璃等的无机物材料或者热塑性树脂等的基底基材上。 

在作为微细凹凸图案基材使用的树脂组成物中，为了调整树脂组成物的表面张力使得其与基底基材的表面张力的值接近，添加在骨架上具有亲水基、极性基的单体或添加剂。例如，在丙烯酸类紫外线固化树脂中，为了提高亲水性添加规定量的在骨架中具有羟基的单体等，组合可以任意地实施。 

关于本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材（微细凹凸膜），格子状凹凸形状具有周期结构，只要周期的间距为300nm以下、周期的高度为1000nm以下，没有特别地限定。周期结构也可以是由多个周期构成的结构。如果周期结构为在特定方向上延伸的凹凸形状的话，能够作为用于制作线栅偏振片的基材使用，如果是在特定方向上延伸的凹凸形状的话，在制造微细凹凸图案时，由于在基底基材上涂布的树脂组成物沿着凹部扩散，树脂的流动性变得更均一，能够进行没有细微偏差的涂布。另外，当接合在特定方向上延伸的凹凸形状时，由于能够正确地控制第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部各自的凹凸形 状的延伸方向所成的角度，所以能够提高图案接合精度。也能够进行控制使得第一微细凹凸图案和第二微细凹凸图案各自的凹凸形状的延伸方向为同一方向，通过这样的控制，能够得到更加难以视觉辨认的微细凹凸图案。另外，关于本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材，由于周期结构具有在表面内的2维方向上排列的凹凸形状，因此能够作为带有防反射功能的膜来使用。 

对于微细凹凸格子的凸部、凹部的截面形状没有限制，例如它们的截面形状可以例举为梯形、矩形、方形、三角形、柱形、锥形、棱镜状或半圆形等的正弦波形状等。凸部的间距为300nm以下的话，没有从特定方向观察时的由衍射光引起的着色，能够适合于实际使用。凸部的高度为1000nm以下的话，通过多次的转印形成的图案接合部难以视觉辨认，因此较为理想，为500nm以下的话，会成为大致透明的，因此更为理想，为200nm以下的话，将完全不能视觉辨认，因此最为理想。 

另外，本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材具有700cm²以上的面积。微细凹凸图案基材的面积为700cm²以上的话，能够作为A4尺寸以上的显示器等的光学材料使用，因此利于实用。 

＜微细凹凸图案基材的制造方法＞ 

接着，参照图1的（a）～（d）以及图2的（a）～（d）对本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法进行详细的说明。本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法包括以下工序：在基底基材上涂布树脂组成物的第一涂布工序；在通过第一涂布工序涂布在基底基材上的树脂组成物上转印图案母版的凹凸图案而形成第一微细凹凸图案部的第一转印工序；在基底基材上的包括第一微细凹凸图案部的一端部的区域涂布树脂组成物的第二涂布工序；以及，在通过第二涂布工序涂布在基底基材上的树脂组成物上转印图案母版的凹凸图案而形成第二微细凹凸图案部的第二转印工序。 

首先，参照图1的（a）～（d）对第一微细凹凸图案部的制造工序进行说明。图1的（a）～（d）是本实用新型的实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法的第一微细凹凸图案部的制造工序的说明图。如图1的（a）所示，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材设于基底基材101上。基底基材101具有设有第一微细凹凸图案部111（参照图2的（d））的区域a1和设有第二微细凹凸图案部112（参照图2的（d））的区域a3。另外，基底基材101具有在区域a1和区域a3之间设有第一微细凹凸图案部111和第二微细凹凸图案部112的图案接合部113（参照图2的（d））的区域a2。 

首先，如图1的（a）所示，在第一涂布工序中，在基底基材101表面的区域a1涂布 树脂组成物102，通过刮棒涂布机301朝向基底基材101的一端侧在基底基材101表面上拉伸树脂组成物102。其结果如图1的（b）所示，在基底基材101的区域a1，树脂组成物102的厚度变得均匀，在从树脂组成物102的涂布端（区域a1的端部）的区域a2中，树脂组成物102因其自重而扩散，厚度变得不均匀。 

接着，如图1的（c）所示，在第一转印工序中，使基底基材101上的树脂组成物102的区域a1和区域a2附着到表面上形成有微细凹凸图案的母版201的微细凹凸图案形成面侧。接着，如图1的（d）所示，通过加热或从基底基材101侧的光照射固化树脂组成物102形成第一微细凹凸图案部111。 

在第一涂布工序中，使用相对于基底基材101浸润性、粘着性、以及微细凹凸图案的转印性良好的树脂组成物102，将未固化的树脂组成物102在基底基材101上均匀且尽可能薄地涂布尤为重要。另外，树脂组成物102被涂布成固化后的区域a1的树脂组成物102的厚度为5μm以下（参照图1的h1）。例如，能够通过＃2规格的刮棒涂布机301等将利用滴涂器定量涂布成直线状的树脂组成物102均匀地涂布。 

另外，在第一涂布工序中，在区域a2，被涂布在基底基材101上的树脂组成物102通过自重扩散，从树脂组成物102的涂布端向基底基材101的另一端树脂组成物102的厚度减少。因此，如后述那样，通过使基底基材101的表面张力和树脂组成物的表面张力在适当的范围，能够控制涂布于基底基材101上的树脂组成物102扩散，所以能够降低第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案高低。如此，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法，由于能够降低第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案高低差，因此光学特性优良，从而能够得到大面积的微细凹凸图案基材。 

在第一转印工序中，如图1的（c）所示，通过将图案母版201配置在下部，使基底基材101从上部接触母版201，区域a2的树脂组成物102进一步通过基材和树脂自身的自重扩散。接着，通过之后的加热或者光照射树脂组成物102形成固化层。此时，区域a1的树脂组成物102的固化层和区域a2的树脂组成物之间的边界部无法视觉辨认。另外能够使固化后的区域a2的端部的树脂组成物的厚度（h2）为1000nm以下。 

首先，参照图2的（a）～图2的（d）对第二微细凹凸图案部的形成进行说明。首先，如图2的（a）所示，在第二涂布工序中，在区域a3涂布树脂组成物103，利用刮棒涂布机301等从第一微细凹凸图案部111的端部附近向基底基材101的另一端，与第一微细凹凸图案部111的形成时同样地直线状地定量涂布树脂组成物103。区域a3的未固化的塗布工作是利用刮棒涂布机301进行均匀涂布以使得树脂组成物103的固化后的厚度为5μm 以下。 

如图2的（b）所示，在区域a3树脂组成物103的厚度变得均匀。另外，在区域a2，树脂组成物103通过自重扩散，厚度变得不均匀，并且树脂组成物103扩散到第一微细凹凸图案部111的端部上。这里，在区域a2，由于树脂组成物103通过自重扩散，从树脂组成物103的涂布端向基底基材101的一端侧（第一微细凹凸图案部111），树脂组成物103的量减少。即，在第二涂布工序中，相对于从第一微细凹凸图案部111向第二微细凹凸图案部112厚度减少的第一微细凹凸图案部111的端部，从第二微细凹凸图案部112向第一微细凹凸图案部111树脂组成物103的涂布量减少。由此，区域a2的树脂组成物102、103的涂布量的总和与第一微细凹凸图案部111的树脂组成物102的涂布量以及第二微细凹凸图案部112的树脂组成物103的涂布量几乎相同，因此，能够降低第一微细凹凸图案部111和第二微细凹凸图案部112之间的图案接合部113的高低差。 

接着，如图2的（c）所示，通过将图案母版201配置在下侧，使基底基材101上的树脂组成物103与图案母版201的微细凹凸结构面接触，区域a3的树脂组成物103进一步通过基材和树脂自身的自重扩散，通过之后的加热或者光照射树脂组成物103形成固化层。此时，树脂组成物103的区域a2的固化层和区域a3的固化层之间的边界部无法视觉辨认。通过以上的工序，形成固化后的区域a2端部的厚度（h3）为1000nm以下的第二微细凹凸图案部112（参照图2的（d））。 

对于在特定方向延伸的凹凸形状，作为相对于第一微细凹凸图案部111的第二转印工序的转印方向，有在基底基材101平面上在与凹凸形状的延伸方向相垂直的方向进行转印的方法，和在凹凸形状的延伸方向进行转印的方法，其中优选在与凹凸形状的延伸方向相垂直的方向进行转印的方法。 

通过重复以上的第一以及第二微细凹凸图案形成工序两次以上，能够得到具有700cm²以上的面积的大面积的微细凹凸图案基材。 

本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，图案母版201的微细凹凸图案形状为，凸部的高度优选为1000nm以下，更优选为500nm以下，最优选为200nm以下。这是为了使转印后的第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案接合部分的图案高低差为高度1000nm以下。 

另外，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，作为图案母版201的微细凹凸图案形状，例如有在特定方向上延伸的格子状凹凸形状、在面内具有3次对称或者4次对称的周期性的蛾眼型形状等。另外，图案母版201为具有凸部的周期为300nm以下 的周期性的微细凹凸形状。通过使凸部的周期为300nm以下，在通常视野的光的衍射不会发生，因此能够作为光学材料适用。在此，具有周期性的图案的延伸方向和重叠转印的方向没有被特别规定。 

在本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，通过高精度地控制涂布工作的涂液量，利用滴涂器以及刮棒涂布机均匀地进行薄膜涂布工作，能够使图案接合部113的图案高低差基本一律为1000nm以下。 

另外，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，利用定量涂布装置被涂布成直线状的液体因其自重而扩散，利用该扩散形成界面，因此图案接合部113的蜿蜒较少，能够形成视觉辨认性小的图案接合部113。 

进一步，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，第一微细凹凸图案部111的形成所使用的树脂组成物102和第二微细凹凸图案部112的形成所使用的树脂组成物103为相同的树脂组成物的情况较为理想。由此，区域a2的固化后的树脂组成物102和在第二涂布工序中涂布在固化后的树脂组成物102上的未固化的树脂组成物103为相同的树脂组成物。因此，浸润性、粘着性非常优良，能够将通过由自重引起的扩散而展宽后的接合部的图案接合部的高低差抑制在1000nm以下，基本全部的图案接合部113的高低差与转印的微细凹凸图案的凸部的高度相一致。 

本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材中，图案接合部的高低差在50%以上的范围内为1000nm以下的情况较为理想，在90%以上的范围内为1000nm以下时更为理想。特别是，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材中，在第一微细凹凸图案部111和第二微细凹凸图案部112之间的图案接合部113有高低差（接缝）的情况下，通过在由高低差产生的面上的光的反射，可以视觉辨认高低差的存在。因此，高低差的高低差越小则视觉辨认性越低，因此使图案接合部113的高低差为1000nm以下的情况较为理想。另外，由图案接合部113的高低差引起微弱的视觉辨认性的主要原因是光散射，具有与发现可见光的波长相同程度的粒径的微粒所引起的散射主要为Mie散射，该区域的散射在粒径与光的波长大致相等时示出较大的值。另一方面，比可见光的波长更小的微粒所引起的散射主要为瑞利散射。该区域的散射与粒径的6次方成比例。因此，粒径变小的话散射将急剧变小，透明性增加，可见光波长的1/4以下的粒径能够得到高透明性。为了降低该散射光提高图案接合部113的透明性，使图案接合部113的高低差为500nm以下的情况更为理想，为了特别地降低高低差的视觉辨认性，使图案接合部113的高低差为200nm以下的情况最为理想。 

接着，对本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法所使用的树脂组成物进行 详细的说明。本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，为了使未固化树脂组成物102、103在基底基材101上充分扩散、浸润扩展，需要选择树脂组成物使得基底基材101的表面张力值和组成物102、103的表面张力值为接近的值。 

在本实用新型中，调整未固化树脂的组成，使得涂布的树脂组成物的固化后的表面张力的值，基于从3个溶剂（水、α-溴萘、二碘甲烷）的3种的与溶剂的接触角通过北崎·畑理论算出的表面张力的分散力成分（非极性成分：γa）、偶极子成分（极性成分：γb）、氢键（γc），成为和基底基材101的表面张力值相近的值。 

在本实施形态中，树脂组成物的固化后的表面张力的值（γa1、γb1、γc1）和基底基材101的表面张力（γa2、γb2、γc2）中的分散力成分的差分为｜γa1―γa2｜＜1.4mN/m，而且，为了赋予由自重引起的扩散性，优选将表面张力值的偶极子成分（极性成分）的差分调整为｜γb1－γb2｜＜2.0mN/m。为了提高基底基材101与未固化树脂的亲和性，使得涂布厚度为5μm以下，更优选调整为｜γb1－γb2｜＜1.0mN/m，为了均匀地、无凹陷等地缺陷地涂布，最优选为使得｜γb1－γb2｜＜0.5mN/m。 

为了调整涂布的树脂组成物的表面张力，使用能够忠实地转印微细凹凸的丙烯酸酯类紫外线固化树脂作为树脂组成物。由此，既能够维持作为纳米压印树脂的图案转印性，同时也能控制与基底基材101的浸润性。在丙烯酸酯类紫外线固化树脂中，为了控制与基底基材101的浸润性而使用的亲水性丙烯酸单体最为优选。具体来说，优选含有以如下述一般式（1）或者下述一般式（2）所示的丙烯酸单体的聚合物作为主成分的树脂组成物。在下述一般式（1）或者下述一般式（2）中，从粘度的观点出发作为官能团R优选具有极性基的碳数1～碳数5的官能团。作为极性基优选从由羟基、羧基、羰基、氨基、硝基以及羧酸酯基组成的组中选择至少1个官能团。其中，极性基优选为羟基，作为具体的化合物优选，例如，HPMA（中文：甲基丙烯酸-2-羟丙酯；英文：2-HydroxypropylMethacrylate；日文：2-ヒドロキシプロピルメタクリレート）、BHEA（中文：丙烯酸-2-羟基乙酯；英文：2-HydroxyethylAcrylate；日文：2－ヒドロキシエチルアクリレート）、HPA（中文：丙烯酸-2-羟基丙酯；英文：2-HydroxypropylAcrylate；日文：2－ヒドロキシプロピルアクリレート）。 

【化2】 

通式(1) 

CH₂=CH-COO-R 

通式(2) 

CH₂=C(CH₃)-COO-R 

本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材中，优选情况为，含有表面张力的分散力成分不同的至少两个成分，表面张力的分散力成分最大的成分和表面张力的分散力成分最小的成分之间的表面张力的差分为1.4mN/m以下。如此，通过控制分散力成分不同的成分的表面张力，能够将未固化树脂极薄地涂布在基材上，通过使基材位于上侧、使其与下侧的母版接触的的工序，无需在基材和模具母版之间施加多余的加压，仅通过由基材和树脂的自重引起的扩散力来控制涂布树脂厚度，能够均匀地形成与模具的凹凸图案深度相当的高低差程度的微细凹凸图案层。 

另外，本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材中，优选情况为，含有表面张力的偶极子成分不同的至少两个成分，表面张力的偶极子成分最大的成分和表面张力的偶极子成分最小的成分之间的表面张力的差分为2mN/m以下。如此，通过控制偶极子成分不同的成分的表面张力，能够将未固化树脂极薄地涂布在基材上，通过使基材位于上侧、使其与下侧的模具母版接触的的工序，无需在基材和模具母版之间施加多余的加压，仅通过由基材和树脂的自重引起的扩散力控制涂布树脂厚度，因此，能够均匀地形成与模具的凹凸图案深度相当的高低差程度的微细凹凸图案层。 

在本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，除了所述第一微细凹凸图案部111、以及第二微细凹凸图案部112的形成之外，为了使第二微细凹凸图案部112的另一端部（未图示）与未固化的树脂组成物的端部重叠，还可以进一步进行涂布工序以及转印工序。如此，通过同样地反复由图案母版201的转印，在多次转印的转印时无需加压，能够利用由未固化的树脂组成物的自重引起的扩散，因此，能够得到图案接合部113的线性。因此，具有防止转印时的加压引起的微细凹凸图案的损伤的产生。 

对于具有周期性的微细凹凸图案的延伸方向和重叠转印的方向没有特别的规定，从图案接合部113的高低差难以视觉辨认的观点出发，大致在微细凹凸图案的周期性不会被破坏的方向上转印较为理想。 

接着，对本实用新型所涉及的模具进行说明。本实用新型所涉及的模具是将上述的微细凹凸图案作为原型，通过进行电解电镀等将微细凹凸图案的反转形状图案转印而得到。 另外，由通过多次的转印而面积扩大了的、具有至少一个图案接合部的微细凹凸图案基材制作模具，由此，能够大量地转印所述微细凹凸图案基材。 

以下，对本实用新型所涉及的微细凹凸图案赋予基材进行说明。本实用新型所涉及的微细凹凸图案赋予基材是将所述微细凹凸图案基材作为原型通过转印反转形状图案而得到的。例如，由通过多次的转印而面积扩大了的、具有至少一个图案接合部的微细凹凸图案基材，制作具有反转凹凸图案的、以有机、无机材料为主成分的微细凹凸图案赋予基材（模具图案），由此，能够大量地复制所述微细凹凸图案基材。 

通过在通过这样的多次的转印而形成的大面积的微细凹凸图案形状基材上，或者在由具有这些的反转凹凸图案形状的模具等复制得到的大面积的微细凹凸图案基材上，以直线状形成具有反射性的金属而得到的线栅偏振片，在正交尼科耳时不漏光，且重叠部分无视觉辨认性，能够作为大面积反射型偏振片使用。 

（2）线栅偏振片 

接着，对使用所述实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的线栅偏振片进行说明。本实施形态所涉及的线栅偏振片包括：具有在特定方向上延伸的格子状凹凸形状的上述微细凹凸图案基材，以及被设置成与具有格子状凹凸形状的基材凸部的一个方向侧的侧面相接的、延伸到基材凸部顶部的上方的金属膜（金属线）。 

另外，本实用新型所涉及的线栅偏振片中，相对于设置于基材上的在特定方向上延伸的格子状凹凸形状，新制作在同一方向延伸的格子状凹凸形状，由此能够扩大基材的面积，从而能够制作具有700cm²以上的面积的线栅偏振片。另外，本实用新型所涉及的线栅偏振片能够通过基于上述微细凹凸图案基材制作的模具或者铸模大量地复制， 

＜基材＞ 

能够使用所述实施形态所涉及的微细凹凸图案基材作为基材。另外，为了体现与纳米压印树脂的粘结性，也可以使用在单面形成易粘着层的复合基材作为基材。 

＜金属线＞ 

能够使用铝或银等作为金属线。另外，根据作为对象的光的波长区域，也能够使用铜、铂、金或者以这些金属作为主成分的合金作为金属线。 

＜金属线截面形状＞ 

金属线被形成为向格子状凸部的侧方以及凸部顶部的上方延伸。金属线的高度在基材的格子状凹凸形状的凸部的高度的1.1倍以上10倍以下的范围内的情况较为理想，在1.3倍以上2.5倍以下的范围内时能够抑制透过光的吸收损失，因此更为理想。另外，金属线 的宽度的平均值为间距的0.2倍～0.5倍的情况较为理想，为0.3倍～0.4倍时能够兼顾偏振特性和透过率，因此最为理想。 

对于金属线没有特别的限定，从制造成本、生产率的观点出发，优选通过真空下的斜向蒸镀法来设置。斜向蒸镀法是指，在与格子状凹凸形状的延伸方向垂直交叉的平面内，蒸镀源以相对于基材表面的垂直方向的入射角度α蒸镀、层叠金属的方法。入射角度α由格子状凸部和制作的金属线的截面形状决定优选范围。一般来说入射角度α优选为5°～40°，更为优选为10°～30°。进一步，考虑到蒸镀中层积的金属的投影效果，逐渐地减小或者增加入射角度α，适合于控制金属线的高度等截面形状。另外，由这样的制造方法得到的格子状凹凸形状的延伸方向和金属线的延伸方向相同。 

本实用新型所涉及的线栅偏振片中，为了达到所希望的金属线形状的金属蒸镀量由格子状凸部的形状而定，一般来说，平均蒸镀厚度为50nm～150nm左右。另外，蒸镀工序的膜进给速度在0.1m/分～100m/分的范围执行。另外，在此所说的平均厚度是指，假设在平滑玻璃基板上从与玻璃面相垂直的方向蒸镀物质时的蒸镀物的厚度，作为金属蒸镀量的参考值来使用。 

＜介电体＞ 

为了提高基材和金属线之间的密合性，优选在两者之间设置与两者的密合性都较高的介电体材料。例如，可以使用硅（Si）的氧化物、氮化物、卤化物、碳化物的单一成分或者其混合物（向介电体单一成分中混入其他元素、单一成分、或者化合物的介电体）、铝（Al）、铬（Cr）、钇（Y）、锆（Zr）、钽（Ta）、钛（Ti）、钡（Ba）、铟（In）、锡（Sn）、锌（Zn）、镁（Mg）、钙（Ca）、铈（Ce）、铜（Cu）等的金属的氧化物、氮化物、卤化物、碳化物的单一成分或者它们的混合物。只要介电体材料在需要获得透过偏振性能的波长区域内实质上透明即可。 

对介电体材料的层积方法没有特别的限制，例如，可以适当地使用真空蒸镀法、喷镀法、离子镀敷法等物理蒸镀法。另外，层叠工序的膜进给速度在0.1m/分～100m/分的范围执行。 

＜刻蚀工序＞ 

从光学特性的观点出发，根据需要可以通过刻蚀去除在格子状凹凸形状的凹部底部上层叠的金属。对于刻蚀方法没有特别的限制，只要是不会给基材、介电体层带来不良影响、能够去除必要量的金属的方法即可，从生产率、装置成本的观点出发，优选浸渍到酸或者碱的水溶液中的刻蚀方法。 

＜光学特性＞ 

在相对于格子状凹凸形状的延伸方向垂直的截面内，对于与微细凹凸图案基材表面垂直的方向（凸部的立设方向），分别从左右对称方向入射的光的光线透过率的差的容许值虽然根据使用的制品有所不同，但是在使用于图像显示装置的情况下，如果对于作为对象的波长为4%以下的话，则难以识别该偏差，可以说是足够了。对于在与格子状凹凸形状的延伸方向垂直的面内的基材面的垂直方向，分别从左右的对称方向入射的光的光线透过率的差优选为对于可见光区域的同一波长为4%以下，更优选为2%以下。另外，金属线仅存在于基材的格子状凹凸形状的凸部的一个方向侧的侧面也是重要的。 

（实施例） 

接着，为了明确本实用新型的效果，对进行过的实施例进行详细说明。另外，本实用新型并不被以下的实施例所限定。 

＜树脂组成物＞ 

配合32质量％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）作为为三官能以上的丙烯酸酯化合物的单体，32质量％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮（NVP）作为为N-乙烯基化合物的单体，33质量％的1，9-壬二醇二丙烯酸酯作为其他单体，2质量％的2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（DAROCURTPO、CibaSpecialtyChemicals公司制）作为光聚合引发剂，以及1质量％的硅二丙烯酸酯作为含有丙烯酸基的硅化合物，过滤异物，调合为光固化性树脂（树脂组成物1）。向树脂组成物1照射规定量的光进行光固化，树脂组成物1的固化物中虽然含有微量的不纯物，但99质量%以上为由通过光固化反应结合而成为固体的成分组成的光固化性树脂。 

对于该光固化性树脂（树脂组成物1），配合10重量％的甲基丙烯酸羟基乙酯（英文：hydroxyethylmethacrylate；日文：ヒドロキシエチルメタクリレート）作为树脂组成物2，配合50质量％的甲基丙烯酸羟基乙酯作为树脂组成物3。向树脂组成物2照射规定的量的光的树脂组成物2的固化物，以依据JISK-5600-5-6的棋盘格剥离试验显示了分类1以上的基材附着性。另外，使用环氧类紫外线固化性树脂（TESK公司制、A-1771）作为树脂组成物4。 

＜基材＞ 

将易粘着PET膜（东洋纺织公司制、A4100）的PET易粘着面作为基材1使用，将该易粘着PET膜的未处理面作为基材2使用。将三乙酰纤维素膜（富士胶片公司制、フジタックTD80UL）作为基材3使用，聚碳酸酯膜（帝人化成公司制、パンライトD-92）作为 基材4使用。 

关于树脂组成物1～树脂组成物4的固化物以及基材1～基材4，利用自动接触角仪（协和界面科学公司制、CA-VE）测量相对于3个溶剂（水、α-溴萘、二碘甲烷）的接触角。 

基于相对于各溶剂的接触角的值，利用整合分析软件（协和界面科学公司制、FAMAS）的北崎·畑理论式算出固体的表面张力中的分散力成分、偶极子成分、氢键成分的值。结果在下述表1中示出。 

表1 

＜第一涂布工序＞ 

使用在表面具有凸部的间距为145nm、凸部的高度为180nm的微细凹凸格子的镍模具（镍压模）。该镍压模的微细凹凸格子为矩形的条纹状格子形状。通过橡胶滚筒将微粘着聚乙烯膜（SUNA化研公司制、サニテクト（注册商标））紧密附着在该镍压模的一部分上。将基材切成500mm×600mm，在形成该基材的第一微细凹凸图案部的区域分别涂布树脂组成物实施第一涂布工序。在第一涂布工序中，通过滴涂器在基材上直线地涂布0.5cc的树脂组成物，利用刮棒涂布机（型号：#2）在240×200mm的面积上涂布薄膜。此时的树脂组成物的膜厚为5000nm以下，没有涂布不均。 

对树脂组成物1～树脂组成物4的未固化物和基材1～基材4进行搭配实施第一涂布工序。结果在下述表2中示出。能够没有缺陷等的涂布不均、以非重叠部分为5μm以下的厚度涂布薄膜的情况用◎表示，由于凹陷等的产生一部分树脂未被涂布的情况用○表示，通过增加树脂液量能够进行涂布，却无法使涂布厚度为5μm以下的情况用△表示， 基材与组成物不浸润从而无法进行刮棒涂布机的涂布的情况用×表示。 

表2 

	组成物1	组成物2	组成物3	组成物4
					基材1	○	◎	△	×
基材2	△	△	△	×
					基材3	×	×	×	△
基材4	×	×	×	×

结果是，在固体的表面自由能的分散力成分、偶极子成分接近的树脂和基材的组合中能够进行薄膜涂布。特别是，分散力成分接近，且偶极子成分的能量为极其接近的值的树脂组成物2和基材1的组合能够进行最良好的涂布。 

＜第一转印工序＞ 

使在上述的第一涂布工序中涂布了树脂组成物的基材接触到镍压模上，利用中心波长为365nm的紫外线灯从膜侧照射1000mJ/cm²的紫外线转印镍压模的微细凹凸格子。此时，使UV树脂的涂布端从镍压模上的微粘着膜离开10mm与压模接触。 

（压模附着物的去除） 

取2cc的树脂组成物2，涂布到镍压模上，利用橡胶滚筒使其他的易粘着性PET膜紧密附着到镍压模上。通过紫外线照射方法，使树脂光固化，去除残留在镍压模上的树脂薄膜。虽然树脂组成物2的剥离性良好，但还是优选进行此工序。 

＜第二涂布工序以及第二转印工序＞ 

接着，在基材的第二微细凹凸图案部的形成区域以240×200mm的面积与第一涂布工序同样地涂布树脂组成物。接着，使涂布在基材上的树脂组成物接触到镍压模上，照射紫外线转印微细凹凸格子。在第二转印工序中，利用基材固定夹具，使与在第一转印工序中形成的第一微细凹凸图案部的凹凸形状之间，凹凸形状的延伸方向的角度不偏离地转印来制作微细凹凸图案基材。在此，相对于第一微细凹凸图案部的第二转印工序的转印的方向为在基材平面上的与凹凸形状的延伸方向相垂直的方向。 

利用场发射型扫描型电子显微镜（FE-SEM）观察得到的微细凹凸图案基材的在第一转印工序转印的第一微细凹凸图案部和在第二转印工序转印的第二微细凹凸图案部相重叠的部分时，第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的接合部的高低差相对于第一微细凹凸图案部的端部（涂布端）平行且为直线状。另外，利用激光显微镜测量图案接合 部的高低差h，在第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的接合部的90%以上的区域中图案高低差为150nm。另外，赋予了微细凹凸图案的面积为940cm²。 

＜模具制作＞ 

在如上那样得到的微细凹凸图案基材的微细凹凸格子的表面进行导电化处理，通过喷镀法覆盖30nm的金。接着，电镀镍，制作在表面具有厚度为0.3mm、纵240mm、横400mm的微细凹凸格子的模具（镍压模）。 

＜卷筒压模制作＞ 

通过焊接将该镍压模接合成圆形作为卷筒压模。此时，接合在微细凹凸格子的延伸方向与卷筒压模的圆周方向相垂直的朝向上进行的。 

＜格子状凸部转印膜卷筒的制作＞ 

在厚度0.08mm的三乙酰纤维素膜（以下记作TAC膜）的卷筒（膜长250m)上连续地涂布大约0.01mm的紫外线固化性树脂。接着，使涂布面接触到在表面上具有145nm间距的微细凹凸格子的上述卷筒压模上，利用中心波长为365nm的紫外线灯从膜侧照射1000mJ/cm²的紫外线。接着，连续地转印卷筒压模的微细凹凸格子后，收卷成卷筒状（以下称该卷筒为“母材卷筒”）。通过FE-SEM观察得到的格子状凸部转印膜，确认了其截面形状为矩形，从上面观察的形状为条纹状格子状。另外，格子状凸部的凸部高度/凸部的半值宽度的值为3.0，格子状凸部的半值宽度为间距的0.4倍。 

＜母材卷筒的干燥＞ 

为了干燥如上那样得到的母材卷筒所含有的水分，将母材卷筒移动到设有3台200W的红外线加热器的真空槽中，将膜在真空中放卷并以2m/分的速度移动，在加热后，收卷成卷筒状。膜移动停止时的真空度为0.03Pa，膜移动中（干燥中）的真空度为0.15Pa。另外，为了知道通过加热器后的TAC膜的表面温度，预先在TAC膜上贴有热标签。通过加热器后的TAC膜的表面温度为60℃～70℃之间。 

＜使用喷镀法的介电体层的形成＞ 

将干燥后的母材卷筒放置到干燥机的真空槽中12小时，膜的温度下降到23℃。之后，将母材卷筒的格子状凸部转印面移动到介电体形成用以及金属线形成用的真空室。介电体形成使用反应性AC磁控管喷镀法。并列放置两片靶尺寸为127mm×750mm×10mm的硅靶，在从基板到靶的距离为80mm，氩气流量为200sccm，氮气流量为300sccm，输出功率为11kW，频率37.5kHz，移动速度5m/分情况下，一边将母材卷筒放卷并用膜输送用卷筒（主滚筒）向收卷卷筒侧输送一边设置氮化硅层，之后收卷成卷筒状。喷镀时的张力为30N，主滚筒 温度为30℃，喷镀开始前的背景真空度为0.005Pa，喷镀中的真空度为0.38Pa。在相同条件下在Si片上成膜氮化硅，用椭偏仪算出氮化硅层的厚度为3nm。 

＜铝蒸镀＞ 

在母材卷筒的格子状凸部转印面上，通过喷镀法形成作为介电体层的氮化硅后，通过主滚筒在与喷镀时相反的方向上输送膜，通过电阻加热蒸镀法在格子状凸部转印面上形成金属线，收卷成卷筒状。本实施例中，对使用铝（Al）作为金属的情况进行说明。此时，蒸发舟加热前的真空度为0.005Pa。另外，铝的蒸镀使用斜向蒸镀法，以在与格子立设方向垂直地交叉的平面内，基材面的法线和蒸镀源所形成的角为从32°（θs）开始以15°（θd）结束的状态，配置蒸镀罩进行蒸镀。 

此时的膜输送方向的蒸镀罩开口宽度为60mm，蒸镀罩开口部中心和蒸发舟之间的距离为400mm。通过以上那样的配置，以膜进给速度为3.5m/分使格子状凸部转印膜移动，并将纯度为99.9%以上、线径为1.7mm的铝线以进给速度200mm/分给料到被加热了的蒸发舟上进行蒸镀。蒸镀中的总压力为0.007Pa的蒸镀后，将母材卷筒从真空槽取出，通过荧光X射线的发光强度换算铝的膜厚为130nm。因此，本实施例的铝的平均成膜速度（v）为铝的膜厚除以蒸镀时间后的值（130/1.03)等于126.4nm/s。 

＜铝的刻蚀＞ 

用实施例以及比较例所述的方法制作的、成膜有氮化硅以及铝的格子状凸部转印膜卷筒，将膜放卷并使其在温度23℃的0.5重量%的NaOHaq槽内移行50秒，接着对其进行水冲、风干，得到目标的线栅膜的卷筒。 

＜在背光源上的白色亮度以及黑色亮度的视觉辨认性评价＞ 

在背光源上，置换PVA型偏振片而配置线栅偏振片作为LCD的背面偏振片，测量正面的白色亮度和黑色亮度。分别为240cd/m²、0.2cd/m²、320cd/m²、0.3cd/m²。对比度发生了变化，在白色显示、黑色显示的状态下，图案接合部的线栅的视觉辨认性未变化，为实用上没有问题的程度。 

Claims (6)

1.一种微细凹凸图案基材，其特征在于，在表面具有周期性排列的格子状凹凸形状，且具有至少700cm²的面积，所述格子状凹凸形状包括第一微细凹凸图案部、第二微细凹凸图案部，以及第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案接合部，凸部的间距为300nm以下，凸部的高度为1000nm以下。 

2.如权利要求1所述的微细凹凸图案基材，其特征在于，在所述图案接合部的50%以上的区域，所述第一微细凹凸图案部和所述第二微细凹凸图案部之间的图案高低差为1000nm以下。 

3.如权利要求1或2所述的微细凹凸图案基材，其特征在于，所述微细凹凸图案基材由固化了的树脂组成物和基底基材构成。 

4.一种模具，其特征在于，所述模具具有权利要求1至3中任一项所述的微细凹凸图案基材的反转形状图案。 

5.一种微细凹凸图案基材，其特征在于，所述微细凹凸图案基材具有权利要求1至4中任一项所述的微细凹凸图案基材的反转形状图案。 

6.一种线栅偏振片，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的微细凹凸图案基材，以及设置在该微细凹凸图案基材上的金属膜。 

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