JP2012045841A - 表面に微細凹凸パターンを有する構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再生可能な微細凹凸パターン表面を有する構造体およびその製造方法を提供する。
【解決手段】表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン層が２層以上積層された積層構造体からなり、上層の凹凸パターン層を剥離することにより、その内側に下層の凹凸パターン層の凹凸パターン表面を露出可能に構成されていることを特徴とする、表面に微細凹凸パターンを有する構造体およびその製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面に微細凹凸パターンが形成された凹凸パターン層の積層構造体およびその製造方法に関する。

表面に数ミクロンからナノメーターサイズの凹凸パターンが形成された表面は、様々な機能性表面として応用することができる。このような表面の応用分野として様々なものが知られているが、反射防止膜を例にとれば、基板表面に突起または窪みの配列構造があると、基板表面での見かけの屈折率を連続的に変化させることができるため、屈折率段差によって生じる基板表面での光の反射を抑制することができる。反射防止構造として機能する凹凸パターンは、光の波長に比較して微細な周期を有し、可視光域で反射率を十分減衰させるためには、波長の１／４程度の高さを有することが必要とされる（例えば、特許文献１）。このとき、基板表面の屈折率を連続的に変化させる必要があることから、形成される突起や窪みの形状はテーパー形状を有することが望ましいとされる。

また、ピラーアレー形状やホールアレー形状など微細な凹凸パターンが形成された表面では、ハスの葉効果と呼ばれる原理にともない撥水性や撥油性を示す表面を実現できることも明らかになっている。このような効果をバイオ分野に利用すれば、細胞培養の際に細胞が接着することなく容易に剥離可能なシートの実現もできることが報告されている（非特許文献１）。

通常、上記のような微細な凹凸パターンの形成には、汎用の微細加工技術であるリソグラフィーとドライエッチングを組み合わせた手法を用いることもできるが、より効率的に作製するためには、微細構造を表面に有するスタンパを用意し、これを用いたナノインプリントプロセスにより基板表面に作製する手法が有効である（例えば、非特許文献２）。この手法においては、ロール形状のモールドを用いることで、連続的にナノパターンが形成されたシートを作製することも可能である（特許文献２）。しかしながら、基板表面に形成された微細構造は壊れやすく、擦ったりすることで容易に崩壊してしまい、耐久性に問題があるといった問題点があった。

特開２００３―４３２０３号公報 特開２００８―２２９８６９号公報

Jpn. J. Appl. Phys., 37, L1184(2005) T．Yanagishita et al., Appl. Phys. Express., 1, 067004 (2008)

表面に微細凹凸パターンが形成されたシートを反射防止膜や撥水膜、細胞培養シートなど、様々な分野に応用する際に、良好な特性を維持するためには、表面構造の崩壊を防ぐ必要がある。しかしながら、これらの用途に用いられる表面凹凸パターンは、数ミクロンからナノメータースケールと微細であるため、物理的な力で容易に崩壊してしまい耐久性に乏しいという問題点があった。

そこで本発明の課題は、上記従来技術における問題点に着目し、微細凹凸パターン層を多層に積層し、最外層の表面凹凸パターンが劣化した場合には、剥離することで内側にある新規な凹凸パターンの露出を行うことができるようにした、再生可能な微細凹凸パターン表面を有する構造体およびその製造方法を提供することにある。

本発明はまた、併せて、上記のような構造体から得られる両面に凹凸パターンが形成されたシートおよびその製造方法についても提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る表面に微細凹凸パターンを有する構造体は、表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン層が２層以上積層された積層構造体からなり、上層の凹凸パターン層を剥離することにより、その内側に下層の凹凸パターン層の凹凸パターン表面を露出可能に構成されていることを特徴とするものからなる。

このような本発明に係る表面に微細凹凸パターンを有する構造体においては、凹凸パターン層が２層以上剥離可能に積層されているので、最表層の表面の微細な凹凸パターンが劣化した場合には、その最表層の凹凸パターン層を剥離することにより、内側に下層の凹凸パターン層の新たな微細凹凸パターン表面を露出させることができ、露出された微細凹凸パターン表面を新たな構造体の表面として使用することが可能となる。この操作を繰り返すことにより、構造体の表面を、実質的に常に大きな劣化のない、所望の微細凹凸パターン表面に形成できる。換言すれば、表面に微細凹凸パターンが要求される構造体において、表面の微細凹凸パターンが劣化した際には、必要に応じて、その表面微細凹凸パターンを容易にかつ迅速に再生できることになる。

上記本発明に係る表面に微細凹凸パターンを有する構造体においては、上記凹凸パターンとしては、とくに突起または窪みの配列構造からなることが好ましく、それによって、より効果的に所望の機能性表面とすることが可能になる。このような突起または窪みの配列構造において、突起の高さまたは窪みの直径としては、例えば、１０ｎｍから１０μｍの範囲にあることが好ましく、突起の高さまたは窪みの深さとしては、１０ｎｍから１００μｍの範囲にあることが好ましく、突起または窪みの配列周期としては、１０ｎｍから５０μｍの範囲にあることが好ましい。これらの寸法は、使用目的に応じて適宜決定すればよい。

また、上記凹凸パターンを形成する上記突起または窪みは、凹凸パターン層の厚み方向の断面においてテーパー形状を有する断面形状に形成することも可能である。テーパー形状の微細凹凸パターンであれば、各層を剥離する際にも離型性が向上するため、パターンを崩壊せずに剥離することが容易となる。

２層以上積層された凹凸パターン層各層の厚みとしては、例えば、５００ｎｍから１ｍｍの範囲に設定することができる。このような層厚みとしておけば、各層を容易に剥離させることが可能であり、かつ、そのときの最表層となる凹凸パターン層も、容易に所定の表面凹凸パターン特性を発現、維持可能となる。

また、積層された凹凸パターン層間には、離型層を介在させておくこともできる。離型層の介在により、ナノメーターから数ミクロンサイズの凹凸パターンを有する凹凸パターン層の剥離操作が容易化される。離型層には、フッ素系の表面処理剤や、特定の波長の光で軟化または劣化する材料、加温することで軟化する材料などを用いることができる。

また、積層した凹凸パターン層の剥離を容易にするためには、粘着テープのようなものを各層の表面に貼り付けてそこから剥がすようにしてもよいが、積層された凹凸パターン層に剥離操作用の舌片、つまり各層を剥離する際につかむことができる舌片を設けておくことも有効である。これにより、再現性良く微細凹凸パターンの層間の剥離が可能となり、その剥離操作も容易になる。舌片は各凹凸パターン層と一体に外方に向けて延設形成しておけばよいが、この舌片には基本的に表面凹凸パターンは不要である。シートの貼り合わせにより積層構造を作る場合では、貼り合わせない部分をあらかじめ作っておくことでこの部分を剥離操作用の舌片として有効に機能させることが可能である。

上記凹凸パターン層の凹凸パターン表面は、各種機能性表面として利用することが可能である。例えば、凹凸パターン層の凹凸パターン表面が反射防止面に形成されている形態、
撥水または撥油面に形成されている形態とすることが可能である。

このような本発明に係る表面に微細凹凸パターンを有する構造体は、その構造体としての凹凸パターン表面を使用に供する利用方法ももちろん可能であるが、剥離した各層を使用することも可能である。本発明は、上記のような微細凹凸パターンを有する構造体から剥離することにより得られる両面に凹凸パターンが形成されたシートについても提供する。このような両面に微細凹凸パターンが形成されたシートは、上述したような凹凸パターン表面が反射防止面や撥水または撥油面として機能可能なシートとして活用可能である。

本発明に係る表面に微細凹凸パターンを有する構造体の製造方法は、表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン層を、２層以上剥離可能に、かつ、上層の凹凸パターン層を剥離することにより、その内側に下層の凹凸パターン層の凹凸パターン表面を露出可能に積層することを特徴とする方法からなる。

このような構造体の製造方法においては、下層の凹凸パターン層を形成し、その凹凸パターン表面上に、上層の凹凸パターン層を形成し、上層の凹凸パターン層を直接積層していくことが可能である。

あるいは、表面に凹凸パターンが形成された凹凸パターン層を順次貼り合わせていくことも可能である。つまり、あらかじめ表面に凹凸パターンを形成したシートを貼り合わせていくことで微細凹凸パターン層を積層することもできる。このとき、シート表面への凹凸パターンの形成には、樹脂等のシートを用いて直接樹脂表面の形状を加工する方法や、シートの上に同一材料もしくは他の材料を用いて凹凸パターンの形成を行ったものを用いることができる。

また、積層される凹凸パターン層間に順次離型層を介在させることもできる。離型層の介在により、各層の剥離が容易になる。

上記微細凹凸パターンは、リソグラフィーとドライエッチングを組み合わせた手法で直接作製することも可能であるが、モールドによるナノインプリントプロセスを用いれば、効率良くかつ精度よく凹凸パターンの形成を行うことができる。

このようなナノインプリントプロセスによる凹凸パターンの形成を行う材料として、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂のような高分子材料や、スピンオングラスやゾルゲル材料のような無機系材料を用いることができ、このような材料の使用により効率よく所望の構造転写を行うことが可能である。

ナノインプリントに用いるモールドには、既存のナノインプリント用モールドの作製プロセスであるリソグラフィーとドライエッチングを組み合わせた手法によるものも用いることができるが、アルミニウムを酸性浴中で陽極酸化することにより得られる陽極酸化ポーラスアルミナを用いることもできる。陽極酸化ポーラスアルミナは、作製条件を変化させることにより、細孔径や細孔周期、細孔深さの制御が可能であり、大面積の規則的な試料や高アスペクト比の構造を比較的容易に作製することができるため、ナノインプリント用モールドとして適した材料である。また、陽極酸化ポーラスアルミナの細孔は、通常、円柱形状であるが、陽極酸化とエッチングを組み合わせた手法で作製を行えば、テーパー形状の細孔を有する陽極酸化ポーラスアルミナの作製も可能である。さらには、陽極酸化やエッチングの時間などの作製条件を変化させることにより、テーパー形状をナノスケールで高度に制御することも可能であり、得られる凹凸パターンの構造をナノスケールで高度に制御可能なモールドとして有効である。また、陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型として他の物質を充填し、その後鋳型部分を溶解除去すれば、ポーラスアルミナのネガ型構造を有するナノインプリント用モールドを得ることもできる。さらには、作製したネガ型からポジ型の作製を行えば、陽極酸化ポーラスアルミナと同様の構造を有するポジ型モールドの作製を行うこともできる。これら鋳型プロセスにより作成されたモールドは、繰り返し利用可能なより耐久性に優れたスタンパとして使用できる。これら鋳型プロセスによるモールドの作製にはメッキ法や、高分子材料による転写法を用いることができる（例えば、非特許文献：H. Masuda and K. Fukuda, Science, 168, 1466 (1995); H. Masuda et al., Appl. Phys. Lett., 78, 826 (2001).）。Niメッキ等の手法でネガ型モールドの作製を行えば、機械強度に優れたナノインプリント用モールドを得ることもできる。

また、前述したように、上記のような方法により製造された本発明に係る積層構造体よりシートを順次剥離することで、両面に微細凹凸パターンが形成されたシートを得ることも可能である。サブミクロンからナノメータースケールの表面凹凸パターンが形成されたシートは、表面に形成された微細構造により見かけの屈折率が連続的に変化することにより反射防止膜として有効である。また、表面の凹凸パターンがテーパー形状を有する突起または窪み配列構造であれば、空気の層からシート基材にかけて見かけの屈折率が連続的に変化するため良好な反射防止特性を得ることができる。このような凹凸パターンを積層体の両面に形成しておけば、光透過特性に優れた再生可能なシート体を得ることも可能である。このように、本発明のいずれかの手法で作製された凹凸パターン層の積層構造体表面は、剥離処理により新生可能な濡れ性を制御した表面の形成法としても有効である。そのため、複数回の使用も可能な細胞培養シートなど、撥水性、撥油性が必要な用途においても使用することができる。

このように、本発明によれば、表面に微細凹凸パターンを有する構造体は、表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン層が２層以上剥離可能に積層された積層構造体からなる、表面に微細凹凸パターンを有する構造体が得られ、この構造体の上層の、あるいは最表層の凹凸パターン層を剥離することにより、その内側に下層の凹凸パターン層の新たな所定の凹凸パターン表面を順次露出させることができ、構造体表面の微細凹凸パターンとしては、必要に応じて所定のパターンに再生したのと同等の効果が得られる。また、表面の微細凹凸パターンの劣化などとは無関係に表層の凹凸パターン層を順次剥離すれば、両面に所定の微細凹凸パターンが形成されたシートを容易に得ることができ、反射防止面や撥水または撥油面として機能可能なシートを上記構造体からきわめて簡単に得ることができる。

本発明の一実施態様に係る構造体の凹凸パターン積層構造の作製例と剥離処理による新規表面の形成例を示す模式図である。 本発明の別の実施態様に係る構造体の凹凸パターン積層構造の作製例と剥離処理による新規表面の形成例を示す模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における凹凸パターン形成シートからの積層構造の作製例と剥離処理による新規表面の形成例を示す模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における、層間に離型層を介在させた凹凸パターン積層構造体の模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における、剥離を容易にするための舌片構造を有する積層構造体の模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における、テーパー状凹凸構造を有する積層構造体の模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における、インプリント法による積層構造体の作製例を示す模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における、インプリント法による積層構造体の作製例を示す模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における、陽極酸化ポーラスアルミナをモールドとしたインプリント法による積層構造体の作製例を示す模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における、陽極酸化ポーラスアルミナを出発構造として作製したネガ型モールドを用いたインプリント法による積層構造体の作製例を示す模式図である。 本発明のさらに別の実施態様における、両面に微細凹凸パターンが形成された積層構造体の模式図である。 実施例３における剥離処理により露出した凹凸表面の観察結果を示す図である。 実施例５における各剥離処理により露出した凹凸表面の反射スペクトルを示すグラフである。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る構造体の凹凸パターン積層構造の作製例と剥離処理による新規表面の形成例を模式的に示している。図１において、１は、表面に所定の微細な凹凸パターン２が形成された基材からなる第１の凹凸パターン層を示しており、この凹凸パターン層１上に、順次第２の凹凸パターン層３、さらには第３以降の凹凸パターン層が直接形成され、所定層数順次積層されて、積層構造体からなる、表面に微細凹凸パターンを有する構造体４が作製される。この構造体４から、表層の凹凸パターン層を順次剥離させることにより、内側の凹凸パターン層の表面を新たな凹凸パターン表面として露出させることができ、実質的に凹凸パターン表面の再生が可能であり、また、剥離された凹凸パターン層を、両面に凹凸パターンが形成されたシート５として得ることもできる。積層構造体４あるいはシート５の微細凹凸パターン表面は、前述の如く、反射防止面や撥水または撥油面として機能可能である。上記積層構造体４は、例えば反射防止膜への応用を考えた場合、屈折率の等しい同一材料のみで積層構造の形成が可能であるため、層間での屈折率段差にともなう光の散乱がなく、優れた反射率、透過率を示す反射防止膜の形成が期待できる。

図２は、片面に所定の微細な凹凸パターン１２が形成された凹凸パターン形成シート１１があらかじめ複数作製され、各凹凸パターン形成シート１１が接着層１３を介して積層、接着されることにより、表面に微細凹凸パターンを有する構造体１４が作製される。この構造体１４から、表層の凹凸パターン層を接着層１３とともに順次剥離させることにより、内側の凹凸パターン層の表面を新たな凹凸パターン表面として露出させることができ、また、剥離された凹凸パターン層を、両面に凹凸パターンが形成されたシート１５として得ることもできる。

図３は、片面に所定の微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シート２１が、支持シート２２上に該支持シート２２と一体にあらかじめ複数作製され、各凹凸パターン形成シート２１が接着層２３を介して積層、接着されることにより、表面に微細凹凸パターンを有する構造体２４が作製される。この構造体２４から、表層の凹凸パターン層を接着層２３とともに順次剥離させることにより、内側の凹凸パターン層の表面を新たな凹凸パターン表面として露出させることができ、また、剥離された凹凸パターン層を、両面に凹凸パターンが形成されたシート２５として得ることもできる。この方法では、あらかじめ微細パターンを形成した凹凸パターン形成シート２１を光硬化性樹脂のような接着材料で貼り合わせることで作製することができる。この構造の特徴は、支持シート２２を含むため、各層の機械強度を強くすることができ、剥離の際に、途中で千切れることなく剥離を行うことが可能である。しかしながら、支持シート２２のシート材と、微細構造形成材料間に大きな屈折率差が存在する場合には、光の散乱が生じるために、よりすぐれた反射防止特性の実現には微細構造を形成する材料と、シート材の屈折率を少なくすることが重要となる。

図４は、層間に離型層３１を介在させた凹凸パターン積層構造体３２（表面に微細凹凸パターンを有する構造体）を模式的に示している。離型層３１を介在させることで、凹凸パターン層の剥離が容易化される。この構造体３２から、表層の凹凸パターン層を順次剥離させることにより、内側の凹凸パターン層の表面を新たな凹凸パターン表面として露出させることができ、また、剥離された凹凸パターン層を、両面に凹凸パターンが形成されたシート３３として得ることもできる。離型層３１を形成する離型剤としては、オプツールDSX（ダイキン工業社製）のような、ナノインプリント用モールドの離型剤として用いられているフッ素系の表面処理剤が有効である。また、層間の離型特性を向上させる方法として、離型特性に優れた材料で凹凸パターンの形成を行うことも可能である。さらには、光や、熱で特性が変化する材料を離型層として導入しておけば、外部刺激により層間の密着力を低下させることもできる。このような離型層の場合、温度や光の波長など外部刺激応答特性の異なる材料を使用すれば、所望の層のみ密着力を低下させることも可能である。層間に離型処理を行う際には、あらかじめ、離型層を形成する表面にプラズマ処理やＵＶオゾン処理、深紫外光処理を行っておくとより効果的に離型層を微細凹凸パターン表面に固定化することもできる。

図５は、剥離を容易にするための舌片構造を有する積層構造体を模式的に示している。図５において、４１は、例えば図１に示したのと同様の手法で作成された構造体を示しており、基材となる凹凸パターン層４２上に複数の凹凸パターン層４３が順次積層された構造体を示している。本実施態様では、各凹凸パターン層４２、４３に、はくり操作を容易にするための舌片４４が設けられており、この舌片４４を掴んで所望の凹凸パターン層を剥離できるようになっている。舌片４４部分は、各凹凸パターン層と一体に形成してもよいし、別体として接着等により接合した構成としてもよい。

図６は、テーパー状凹凸構造を有する積層構造体５１を模式的に例示している。図示例では、積層については、図１に示したのと同様に、下層の凹凸パターン層５２上に上層の凹凸パターン層５２を直接積層していく手法で行われているが、図２〜図４に示したような積層手法を採用することもできる。この構造体４１から、表層の凹凸パターン層を順次剥離させることにより、内側の凹凸パターン層の表面を新たな凹凸パターン表面として露出させることができ、また、剥離された凹凸パターン層を、両面に凹凸パターンが形成されたシート５３として得ることもできる。このように凹凸パターン層の表面を形成する突起または窪みが凹凸パターン層の厚み方向の断面においてテーパー形状を有する構造体５１の凹凸パターン表面あるいは剥離されたシート５３の凹凸パターン表面は、とくに反射防止面として優れた特性を発揮することができる。

図７は、積層構造体の作製にインプリントプロセスを用いる場合を例示しており、とくに、モールド６１を用いたインプリント法により、例えば基板６２上に、微細凹凸パターン６３の表面を有する凹凸パターン層６４を形成し、形成した凹凸パターン表面上に更にモールド６１を用いて、多層に凹凸パターン層６５を順次形成する場合を示している。インプリントには、光硬化性樹脂や熱可塑性樹脂のほか、スピンオングラスのような無機材料も用いることができる。

図８は、モールド７１を用いたインプリントプロセスにより、例えばシート表面に凹凸パターンを形成し、表面に凹凸パターンを形成したシート７２を複数枚、例えば接着層７３で貼り合わせて積層させた構造体７４を模式的に示している。シート表面への微細パターンの形成には、熱可塑性樹脂シートを用いた熱インプリントや、光硬化性樹脂をシートに塗布し光インプリントにより微細パターンの形成を行う手法を用いることができる。また、シート間の接着には、光硬化性樹脂を光硬化させる手法や、熱可塑性樹脂を加温して接着させる手法、更にはゾルゲル系の材料やスピンオングラス等の材料も用いることができる。

図９は、陽極酸化ポーラスアルミナをモールドとしたナノインプリント法による積層構造体の作製例を示している。図９において、８１は、規則的な微細凹凸パターンが形成された陽極酸化ポーラスアルミナモールドを示しており、このモールド８１を用いて、例えば図７に示したのと同様の手法により、所定の凹凸パターン層８２、８３を順次形成、積層していき、目標とする表面に微細凹凸パターンを有する積層構造体８４を作製することができる。

図１０は、陽極酸化ポーラスアルミナを出発構造として作製したネガ型モールドを用いたインプリント法による積層構造体の作製例を模式的に示している。図１０においては、規則的な微細凹凸パターンが形成された陽極酸化ポーラスアルミナ９１を出発構造として、その表面に物質充填を行って充填物質９２に陽極酸化ポーラスアルミナ９１の凹凸パターンを転写し、その後鋳型としての陽極酸化ポーラスアルミナ９１を溶解除去することでネガ型モールド９３を作製する。得られたネガ型モールド９３を用いて、例えば図７に示したのと同様の手法により、所定の凹凸パターン層９４、９５を順次形成、積層していき、目標とする表面に微細凹凸パターンを有する積層構造体９６を作製することができる。陽極酸化ポーラスアルミナを出発構造として作製したネガ型を再度鋳型として用いれば、ポーラスアルミナと同様の構造を有するポジ型をNi等の機械強度の優れた材料で作製することも可能である。このようなモールドを用いても、所望の微細凹凸パターン積層構造体の作製を行うことができる。

本発明では、所定の凹凸パターン層を積層することにより、あるいは、上述のような積層構造体において複数層の凹凸パターン層を積層状態で剥離することにより、例えば、図１１に示すような、微細凹凸パターン層が複数積層された構造体１０１(例えば、シート状構造体)を作製することができる。このような構造体１０１は、両面を、所定の微細凹凸パターンの表面に形成できる。

以下、実施例により更に本発明を詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されるものではない。

実施例１[陽極酸化ポーラスアルミナをモールドとして用いた光ナノインプリントプロセスによる微細凹凸パターン形成シートの作製]
純度99.99％のアルミニウム板を、0.3Mシュウ酸水溶液を電解液とし、化成電圧40Vにおいて、15時間陽極酸化を行った。その後、クロム酸リン酸混合溶液中、浴温50℃において、アルミナ皮膜の溶解除去を行った。その後、同じ陽極酸化条件下で30秒間陽極酸化を行った。その後、5wt%リン酸30℃中に11分間浸漬し、孔径拡大処理を施した。この操作を５回繰り返しテーパー状細孔を有する陽極酸化ポーラスアルミナを得た。得られたポーラスアルミナモールドは、0.1％オプツール溶液中で離型処理を行った。このようにして得られた陽極酸化ポーラスアルミナモールドを用いて、アクリルシート表面で光硬化性樹脂PAK−02（東洋合成工業社製）に光インプリントを行いテーパー形状のポリマーピラーアレーの作製を行った。その後、作製したピラーアレーを0.1%のオプツール溶液（ダイキン工業社製）で処理し離型層の形成を行った。この凹凸パターン表面に再度光硬化性樹脂を滴下し、ポーラスアルミナモールドを用いて光インプリントを行い、ポリマーピラーアレーを作製した。この操作を複数回繰り返すことにより、多層型の微細凹凸パターン形成シートを作製した。得られた微細凹凸パターン形成シートは、剥離処理により新規な凹凸面を露出することが可能であった。

実施例２[陽極酸化ポーラスアルミナをモールドとして用いた光ナノインプリントプロセスにより作製された凹凸パターンを有するシートの積層による微細凹凸パターン形成シートの作製]
実施例１と同じような手法により、テーパー形状を有するポーラスアルミナモールドの作製を行った。光硬化性樹脂（PAK-02、東洋合成工業社製）を用い、アクリルシート表面に光インプリントを行い、テーパー形状のピラーアレーを形成した。作製したシートは、あらかじめ0.1%オプツール溶液（ダイキン工業社製）で離型処理を施した。その後、シート同士を光硬化性樹脂（PAK-02、東洋合成工業社製）を用いて貼り合わせることで積層型の微細凹凸パターン形成シートの作製を行った。

実施例３[理想配列陽極酸化ポーラスアルミナをモールドとして用いた光ナノインプリントプロセスにより作製された凹凸パターンを有するシートの積層による微細凹凸パターン形成シートの作製]
400℃で1時間アニールを行った純度99.99％のアルミニウム板に、200nmピッチで突起が規則配列したＮｉモールドを用いてテクスチャリング処理を施し規則的な窪み配列の形成を行った。その後、0.05Ｍシュウ酸浴、浴温17℃、化成電圧80Ｖの条件下で２秒間陽極酸化を行った。その後、10wt%リン酸30℃中に8.5分間浸漬し、孔径拡大処理を施した。この操作を５回繰り返しテーパー状細孔を有するポーラスアルミナを得た。得られたポーラスアルミナモールドは、0.1％オプツール溶液中（ダイキン工業社製）で離型処理を行った。このようにして得られた陽極酸化ポーラスアルミナモールドを用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板表面で光硬化性樹脂PAK−02（東洋合成工業社製）に光インプリントを行いテーパー形状の突起が配列したポリマーシートの作製を行った。その後、作製したピラーアレーを0.1%のオプツール溶液（ダイキン工業社製）で処理し離型層の形成を行った。この凹凸パターン表面に再度光硬化性樹脂を滴下し、ポーラスアルミナモールドを用いて光インプリントを行い、ポリマーピラーアレーを作製した。この操作を複数回繰り返すことにより、多層型の微細凹凸パターン形成シートを作製した。得られた微細凹凸パターン形成シートは、剥離処理により新規な凹凸面を露出することが可能であった。剥離処理により露出した凹凸表面の電子顕微鏡による観察結果を図１２に示す。

実施例４[微細凹凸パターン形成シートの積層体の反射防止特性評価]
実施例１に記載の方法で２層の積層構造を有する微細凹凸パターン形成シートの作製を行い、積層試料の透過スペクトルを測定し、その後、上層を剥離したのち同様に透過スペクトルの測定を行った。その結果、波長500nmから750nm範囲で99％以上の透過率を示すことが確認された。

実施例５[微細凹凸パターン形成シートの積層体の反射防止特性評価]
実施例２で作製したシートの積層構造体において、剥離しながら反射率の測定を行った。その結果、5層の積層構造において、図１３に剥離前の状態から剥離処理により露出した凹凸表面の反射スペクトルを示すように、波長450nmから750nmの波長範囲で, １枚積層から５枚積層のどの場合においても、0.5％以下の反射率を示すことが確認され、きわめて優れた反射防止特性を示すことが確認された。

実施例６[凹凸パターンを有するシートの積層体における撥水特性評価]
実施例２で作製したシートの積層構造体において、剥離しながら水の接触角の測定を行った結果、接触角の値は128度以上となり、撥水表面として機能することが確認された。

本発明は、再生可能な微細凹凸パターンの表面が求められるあらゆる構造体やシートに適用可能であり、とくに反射防止や撥水または撥油などの機能性が要求されるものに好適である。

１、３、４２、４３、５２、６４、６５、８２、８３、９４、９５ 凹凸パターン層
２、１２、６３ 凹凸パターン
４、１４、２４、３２、４１、７４、８４、９６ 表面に微細凹凸パターンを有する構造体
５、１５、２５、３３、５３ 両面に凹凸パターンが形成されたシート
１１、２１ 凹凸パターン形成シート
１３、２３、７３ 接着層
２２ 支持シート
３１ 離型層
４４ 舌片
５１ テーパー状凹凸構造を有する積層構造体
６１、７１ モールド
６２ 基板
７２ 表面に凹凸パターンを形成したシート
８１ 陽極酸化ポーラスアルミナモールド
９１ 陽極酸化ポーラスアルミナ
９２ 充填物質
９３ ネガ型モールド
１０１ 微細凹凸パターン層が複数積層された構造体

Claims (20)

1. 表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン層が２層以上積層された積層構造体からなり、上層の凹凸パターン層を剥離することにより、その内側に下層の凹凸パターン層の凹凸パターン表面を露出可能に構成されていることを特徴とする表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
2. 前記凹凸パターンが突起または窪みの配列構造からなることを特徴とする、請求項１に記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
3. 前記突起の高さまたは窪みの直径が１０ｎｍから１０μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項２に記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
4. 前記突起の高さまたは窪みの深さが１０ｎｍから１００μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項２または３に記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
5. 前記突起または窪みの配列周期が１０ｎｍから５０μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
6. 前記突起または窪みが、凹凸パターン層の厚み方向の断面においてテーパー形状を有することを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
7. 積層された凹凸パターン層各層の厚みが５００ｎｍから１ｍｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
8. 積層された凹凸パターン層間に離型層が介在されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
9. 積層された凹凸パターン層が剥離操作用の舌片を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
10. 前記凹凸パターン層の凹凸パターン表面が反射防止面に形成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
11. 前記凹凸パターン層の凹凸パターン表面が撥水または撥油面に形成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の微細凹凸パターンを有する構造体から剥離することにより得られる両面に凹凸パターンが形成されたシート。
13. 表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン層を、２層以上剥離可能に、かつ、上層の凹凸パターン層を剥離することにより、その内側に下層の凹凸パターン層の凹凸パターン表面を露出可能に積層することを特徴とする、表面に微細凹凸パターンを有する構造体の製造方法。
14. 下層の凹凸パターン層を形成し、その凹凸パターン表面上に、上層の凹凸パターン層を形成することを特徴とする、請求項１３に記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体の製造方法。
15. 表面に凹凸パターンが形成された凹凸パターン層を貼り合わせることを特徴とする、請求項１３に記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体の製造方法。
16. 積層される凹凸パターン層間に順次離型層を介在させることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体の製造方法。
17. 前記微細な凹凸パターンをナノインプリントプロセスで形成することを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれかに記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体の製造方法。
18. 前記ナノインプリントプロセスにより凹凸パターンの形成を行う材料として、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を含む高分子材料、スピンオングラス，ゾルゲル系材料を含む無機材料を用いることを特徴とする、請求項１７に記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体の製造方法。
19. 前記ナノインプリントプロセスに、陽極酸化ポーラスアルミナまたはそれを鋳型として作製したネガ型またはポジ型をスタンパとして用いることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の表面に微細凹凸パターンを有する構造体の製造方法。
20. 請求項１３〜１９のいずれかに記載の方法により表面に微細凹凸パターンを有する構造体を製造し、該構造体から両面に凹凸パターンが形成された凹凸パターン層を順次剥離することを特徴とする、両面に凹凸パターンが形成されたシートの製造方法。

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