JP2013237157A - Method of manufacturing resin molded body, resin molded body and mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面に凹凸パターンを有する樹脂成形体の製造方法、樹脂成形体、および樹脂成形体の製造に用いて好適なモールドに関するものである。 The present invention relates to a method for producing a resin molded body having a concavo-convex pattern on the surface, a resin molded body, and a mold suitable for use in the production of the resin molded body.
昨今、商品の機能化および性能の高度化が進む中、ＩＴ、環境・エネルギー、およびバイオ・メディカル等の幅広い分野にて、ナノ構造体特有の性能に着目した研究開発が世界中で活発に行われている。例えば、光は波長より小さいナノ構造体を構造物として認識することができないため、ナノ構造体を用いることで、屈折、反射、および回折等を制御することが可能である。かかる背景下、表面にナノオーダーの凹凸パターン（以下、単にナノパターンと略記することがある。）を有する樹脂成形体が注目されている。 In recent years, with the advancement of product functionality and performance, research and development focusing on nanostructure-specific performance has been actively conducted in a wide range of fields such as IT, environment / energy, and biomedical. It has been broken. For example, since light cannot recognize a nanostructure smaller than the wavelength as a structure, refraction, reflection, diffraction, and the like can be controlled by using the nanostructure. Under such a background, attention has been focused on a resin molded body having a nano-order uneven pattern on the surface (hereinafter sometimes simply referred to as nano pattern).
上記樹脂成形体の製造方法として、所望パターンの反転パターンを有するモールドを用い、樹脂にパターン転写するナノインプリント法がある（非特許文献１を参照）。 As a method for producing the resin molded body, there is a nanoimprint method in which a mold having a reverse pattern of a desired pattern is used and a pattern is transferred to a resin (see Non-Patent Document 1).
樹脂成形体の製造コスト低減の観点から、上記モールドとしては樹脂製モールドが好ましい。
樹脂製モールドは、非樹脂製モールドと異なり、柔軟性を有するため破損しにくく、１つのモールドからより多くの回数、樹脂への転写を実施することができるので、モールドコストを低減できる。また、樹脂製モールドを用いることで、樹脂成形体をロールトゥロールプロセス等の連続プロセスで製造することができるので、樹脂成形体の製造コストを低減できる。
From the viewpoint of reducing the manufacturing cost of the resin molded body, the mold is preferably a resin mold.
Unlike non-resin molds, resin molds are flexible and difficult to break, and transfer from one mold to a resin can be performed more times, thus reducing mold costs. Moreover, since the resin molding can be manufactured by continuous processes, such as a roll-to-roll process, by using a resin mold, the manufacturing cost of the resin molding can be reduced.
樹脂製モールドは例えば、シリコン、ガラス、あるいはニッケル等の非樹脂製基板に対して公知のリソグラフィ法により表面パターニングを行い、これをマスターモールドとして、ナノインプリント法により樹脂にパターン転写することで製造できる。
樹脂製モールドの表面には必要に応じて、離型層等の層を形成することができる。
The resin mold can be manufactured, for example, by performing surface patterning on a non-resin substrate such as silicon, glass, nickel, or the like by a known lithography method, and using this as a master mold and transferring the pattern onto the resin by a nanoimprint method.
If necessary, a layer such as a release layer can be formed on the surface of the resin mold.
樹脂製モールドのナノインプリント法による製造工程、あるいは、樹脂製モールドの表面に離型層等の層を積層する工程においては、凸部のアスペクト比が高く、凸部の高さに対して隣接する凸部の間隔が狭いナノパターンの場合、隣接する凸部同士が会合（結合）するスティッキングが起こりやすい。
特に、凸部のアスペクト比が高く、凸部の高さに対して隣接する凸部の間隔が狭く、凹部の底面に対して凸部の側面が直立またはそれに近いナノパターンの場合、スティッキングが起こりやすい。
In the manufacturing process of the resin mold by the nanoimprint method or the process of laminating a layer such as a release layer on the surface of the resin mold, the convex portion has a high aspect ratio and is adjacent to the height of the convex portion. In the case of a nanopattern in which the interval between the portions is narrow, sticking in which adjacent convex portions meet (bond) easily occurs.
In particular, sticking occurs when the aspect ratio of the convex portion is high, the interval between the convex portions adjacent to the height of the convex portion is narrow, and the side surface of the convex portion is upright or close to the bottom surface of the concave portion. Cheap.
具体的には、
凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で凸部のアスペクト比が２以上、
凸部の幅５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で凸部のアスペクト比が３以上、
および、凸部の幅１００ｎｍ以上１μｍ未満で凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する凸部の間隔が凸部の高さの２倍未満であるナノパターンの場合、
上記スティッキングが起こりやすい。
In particular,
The width of the protrusion is 5 nm or more and less than 50 nm, and the aspect ratio of the protrusion is 2 or more,
The aspect ratio of the protrusion is 3 or more with a width of the protrusion of 50 nm or more and less than 100 nm,
And the width of the convex part is 100 nm or more and less than 1 μm, and the aspect ratio of the convex part satisfies one of the conditions of 4 or more,
And, in the case of a nanopattern in which the interval between adjacent convex portions is less than twice the height of the convex portions,
The sticking is likely to occur.
本明細書において、「直立またはそれに近いナノパターン」は具体的には、凹部の底面に対する凸部の側面の角度が８０〜９０°のパターンを言う。 In this specification, “an upright or a nano pattern close to it” specifically refers to a pattern in which the angle of the side surface of the convex portion with respect to the bottom surface of the concave portion is 80 to 90 °.
上記理由から、高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体のナノインプリント法による製造は、実用化されていないのが現状である。 For the above reasons, production of a resin molded article having a high aspect ratio nanopattern by a nanoimprint method has not been put into practical use.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体を、ナノインプリント法によりスティッキングなく良好に製造することが可能な樹脂成形体の製造方法、およびこれに用いて好適なモールドを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a resin molded body production method capable of successfully producing a resin molded body having a high aspect ratio nanopattern without sticking by the nanoimprint method, and to this The object is to provide a mold that is suitable for use.
本発明の樹脂成形体の製造方法は、
表面に凹凸パターンをする樹脂成形体の製造方法であって、
複数の凹部と複数の凸部とを含み、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が２以上、
前記凸部の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が３以上、
および、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で前記凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する前記凸部の間隔が前記凸部の高さの２倍未満であり、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、前記凹凸パターンの反転パターンを有する樹脂製のモールド本体と、
前記反転パターン上に、当該反転パターンのパターン形状に沿って順次積層された密着層と離型層とを備えたモールドを用意する工程（Ａ）と、
前記モールドの前記反転パターン上に硬化性樹脂を供給し、当該硬化性樹脂を硬化して、前記モールド上に前記樹脂成形体を成形する工程（Ｂ）と、
前記樹脂成形体を前記モールドから離型する工程（Ｃ）とを有するものである。
The method for producing the resin molded body of the present invention comprises:
A method for producing a resin molded body having an uneven pattern on the surface,
Including a plurality of concave portions and a plurality of convex portions,
The width of the convex part is 5 nm or more and less than 50 nm, and the aspect ratio of the convex part is 2 or more,
The width of the convex part is 50 nm or more and less than 100 nm, and the aspect ratio of the convex part is 3 or more,
And the width | variety of the said convex part is 100 nm or more and less than 1 micrometer, and the aspect ratio of the said convex part satisfy | fills any conditions among four or more,
And the interval between the convex portions adjacent to each other is less than twice the height of the convex portions,
When the width of the convex part is 5 nm or more and less than 100 nm, the Martens hardness is 200 or more, and when the width of the convex part is 100 nm or more and less than 1 μm, the Martens hardness is 150 or more. A resin mold body;
A step (A) of preparing a mold including an adhesion layer and a release layer sequentially laminated on the reverse pattern along the pattern shape of the reverse pattern;
Supplying a curable resin on the reversal pattern of the mold, curing the curable resin, and molding the resin molded body on the mold;
And (C) releasing the resin molded body from the mold.
本明細書において、「密着層」はモールド本体と離型層との密着性を高める層である。 In this specification, the “adhesion layer” is a layer that enhances the adhesion between the mold body and the release layer.
本発明の樹脂成形体の製造方法は、
前記反転パターンが、前記凹部の底面に対する前記凸部の側面の角度が８０〜９０°のパターンである場合に、特に好ましく適用できる。
The method for producing the resin molded body of the present invention comprises:
The reversal pattern can be particularly preferably applied when the angle of the side surface of the convex portion with respect to the bottom surface of the concave portion is 80 to 90 °.
本発明の樹脂成形体は、上記の樹脂成形体の製造方法により製造されたものである。 The resin molded body of the present invention is manufactured by the above-described method for manufacturing a resin molded body.
本発明のモールドは、
表面に凹凸パターンをする樹脂成形体の製造に用いられるモールドであって、
複数の凹部と複数の凸部とを含み、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が２以上、
前記凸部の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が３以上、
および、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で前記凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する前記凸部の間隔が前記凸部の高さの２倍未満であり、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、前記凹凸パターンの反転パターンを有する樹脂製のモールド本体と、
前記反転パターン上に、当該反転パターンのパターン形状に沿って順次積層された密着層と離型層とを備えたものである。
The mold of the present invention is
A mold used for manufacturing a resin molded body having a concavo-convex pattern on the surface,
Including a plurality of concave portions and a plurality of convex portions,
The width of the convex part is 5 nm or more and less than 50 nm, and the aspect ratio of the convex part is 2 or more,
The width of the convex part is 50 nm or more and less than 100 nm, and the aspect ratio of the convex part is 3 or more,
And the width | variety of the said convex part is 100 nm or more and less than 1 micrometer, and the aspect ratio of the said convex part satisfy | fills any conditions among four or more,
And the interval between the convex portions adjacent to each other is less than twice the height of the convex portions,
When the width of the convex part is 5 nm or more and less than 100 nm, the Martens hardness is 200 or more, and when the width of the convex part is 100 nm or more and less than 1 μm, the Martens hardness is 150 or more. A resin mold body;
On the reversal pattern, an adhesion layer and a release layer are sequentially laminated along the pattern shape of the reversal pattern.
本発明のモールドは、
前記反転パターンが、前記凹部の底面に対する前記凸部の側面の角度が８０〜９０°のパターンである場合に、特に好ましく適用できる。
The mold of the present invention is
The reversal pattern can be particularly preferably applied when the angle of the side surface of the convex portion with respect to the bottom surface of the concave portion is 80 to 90 °.
本発明によれば、高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体を、ナノインプリント法によりスティッキングなく良好に製造することが可能な樹脂成形体の製造方法、およびこれに用いて好適なモールドを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the resin molding which can manufacture the resin molding which has a nano pattern of a high aspect ratio satisfactorily without sticking with a nanoimprint method, and a mold suitable for this are provided. be able to.
「樹脂成形体の製造方法」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の樹脂成形体の製造方法、本実施形態の製造方法により製造された樹脂成形体、および本実施形態の製造方法に用いるモールドについて説明する。
図１は、本実施形態の樹脂成形体の要部断面図である。
図２は、本実施形態のモールドの要部断面図である。
図３は、図２のモールドをなすモールド本体の要部断面図である。
各図は模式図であり、各部の縮尺等は適宜実際のものとは異ならせてある。
"Production method of resin molding"
With reference to drawings, the manufacturing method of the resin molding of one Embodiment concerning this invention, the resin molding manufactured by the manufacturing method of this embodiment, and the mold used for the manufacturing method of this embodiment are demonstrated.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the resin molded body of the present embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the mold of this embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a mold main body forming the mold of FIG.
Each figure is a schematic diagram, and the scale of each part is appropriately different from the actual one.
図１に示す樹脂成形体１は、表面に、複数の凹部１１と複数の凸部１２とを含むナノオーダーの凹凸パターン（ナノパターン）１０Ｐを有し、図２に示すモールド２を用いて、ナノインプリント法を用いて製造されたものである。
図示するように、樹脂成形体１は好ましくは、ベースフィルムＢＦ１付きの形態で製造される。
A resin molded body 1 shown in FIG. 1 has a nano-order concave / convex pattern (nanopattern) 10P including a plurality of concave portions 11 and a plurality of convex portions 12 on the surface, and using a mold 2 shown in FIG. It is manufactured using the nanoimprint method.
As illustrated, the resin molded body 1 is preferably manufactured in a form with a base film BF1.
図２に示すモールド２は、凹凸パターン１０Ｐの反転パターン２０Ｐを有する樹脂製のモールド本体２０と、反転パターン２０Ｐ上に、そのパターン形状に沿って順次積層された密着層３０と離型層４０とを備えたものである。
図示するように、モールド本体２０およびモールド２は好ましくは、ベースフィルムＢＦ２付きの形態で製造される。
A mold 2 shown in FIG. 2 includes a resin mold body 20 having a reversal pattern 20P of a concavo-convex pattern 10P, and an adhesion layer 30 and a release layer 40 sequentially laminated on the reversal pattern 20P along the pattern shape. It is equipped with.
As shown, the mold body 20 and the mold 2 are preferably manufactured in a form with a base film BF2.
図３に示すように、モールド本体２０における反転パターン２０Ｐは、
複数の凹部２１と複数の凸部２２とを含み、
凸部２２の幅ａが５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で凸部２２のアスペクト比が２以上、
凸部２２の幅ａが５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で凸部２２のアスペクト比が３以上、
および、凸部２２の幅ａが１００ｎｍ以上１μｍ未満で凸部２２のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する凸部２２の間隔ｃが凸部２２の高さｂの２倍未満である高アスペクト比のナノパターンである。
ここで、アスペクト比は、高さｂ／幅ａで求められるパラメータである。
As shown in FIG. 3, the reversal pattern 20P in the mold body 20 is
Including a plurality of concave portions 21 and a plurality of convex portions 22;
The width a of the protrusion 22 is 5 nm or more and less than 50 nm, and the aspect ratio of the protrusion 22 is 2 or more,
The width a of the convex portion 22 is 50 nm or more and less than 100 nm, and the aspect ratio of the convex portion 22 is 3 or more,
And, the width a of the convex portion 22 is 100 nm or more and less than 1 μm, and the aspect ratio of the convex portion 22 satisfies one of the conditions of four or more,
And it is a nano pattern of the high aspect ratio whose space | interval c of the convex part 22 which mutually adjoins is less than twice the height b of the convex part 22. FIG.
Here, the aspect ratio is a parameter obtained by height b / width a.
本実施形態において、モールド本体２０は、凸部２２の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さを２００以上とし、凸部２２の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さを１５０以上とする。
これによって、モールド本体２０の剛性が充分なものとなり、高アスペクト比の直立またはそれに近いナノパターンであっても、モールド本体２０の製造工程、およびモールド本体２０への密着層３０あるいは離型層４０の積層工程において、ナノパターンをなす隣接する凸部２２同士のスティッキングを抑制でき、所望のパターンを安定的に得ることが可能となる。
In this embodiment, the mold body 20 has a Martens hardness of 200 or more when the width of the convex portion 22 is 5 nm or more and less than 100 nm, and a Martens hardness of 150 or more when the width of the convex portion 22 is 100 nm or more and less than 1 μm. .
As a result, the rigidity of the mold body 20 becomes sufficient, and even if it is an upright or close nanopattern with a high aspect ratio, the manufacturing process of the mold body 20, and the adhesion layer 30 or the release layer 40 to the mold body 20. In the stacking step, sticking between adjacent convex portions 22 forming a nano pattern can be suppressed, and a desired pattern can be stably obtained.
密着層３０はモールド本体２０と離型層４０との密着性を高める層である。
密着層３０としては例えば、金属および／または金属酸化物を含むものが好ましい。
密着層３０としては例えば、Ｗ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、およびＣｕ等の金属、および／またはこれらの金属酸化物を、１種又は２種以上含むものが好ましい。
密着層３０は、モールド本体２０の表面を、酸素プラズマ、エキシマレーザ、あるいはオゾン等により改質した表面改質層でもよい。
中でも、密着層３０としては、金属および／または金属酸化物を含む層が好ましい。この場合、密着層３０によってモールド２の剛性を向上できる。そのため、高アスペクト比の直立またはそれに近いナノパターンであっても、モールド本体２０の製造工程、およびモールド本体２０への密着層３０あるいは離型層４０の積層工程における、ナノパターンをなす隣接する凸部２２同士のスティッキングをより効果的に抑制することができ、好ましい。
密着層３０の厚みは特に制限されず、例えば、互いに隣接する凸部２２の間隔ｃに対して１〜２５％が好ましい。
The adhesion layer 30 is a layer that improves the adhesion between the mold body 20 and the release layer 40.
As the adhesion layer 30, for example, a layer containing a metal and / or a metal oxide is preferable.
As the adhesion layer 30, for example, a material containing one or more of metals such as W, Pt, Ag, Cr, Ni, Al, and Cu and / or a metal oxide thereof is preferable.
The adhesion layer 30 may be a surface modified layer obtained by modifying the surface of the mold body 20 with oxygen plasma, excimer laser, ozone, or the like.
Especially, as the contact | adherence layer 30, the layer containing a metal and / or a metal oxide is preferable. In this case, the adhesion layer 30 can improve the rigidity of the mold 2. Therefore, even if the nanopattern is upright or close to a high aspect ratio, the adjacent protrusions forming the nanopattern in the manufacturing process of the mold body 20 and the lamination process of the adhesion layer 30 or the release layer 40 to the mold body 20 are performed. The sticking between the portions 22 can be more effectively suppressed, which is preferable.
The thickness of the adhesion layer 30 is not particularly limited, and is preferably 1 to 25% with respect to the interval c between the convex portions 22 adjacent to each other, for example.
離型層４０は、モールド２から樹脂成形体１の離型性を高める層である。
離型層４０としては、フッ素系、シリコーン系、あるいは炭化水素系等の離型剤を１種または２種以上含むものが好ましい。
理由は定かではないが、本発明者らは、離型層４０を別途形成せずに、樹脂製のモールド本体の内部に離型剤を添加した場合、高アスペクト比のパターンでは、凹部内に樹脂を良好に充填することが困難であることを見出している。これは、内部離型剤の表面張力の影響によるのではないかと推察される。
本実施形態では、樹脂製のモールド本体の内部に離型剤を添加せずに、樹脂製のモールド本体２０の表面に別途離型層４０を設けるようにしている。かかる構成では、高アスペクト比のパターンであっても、凹部２１内に樹脂を良好に充填することができ、所望形状の樹脂成形体１を安定的に製造することができる。
なお、樹脂の離型性を高める離型層４０は樹脂製のモールド本体２０との密着性が良くないので、本実施形態では、樹脂製のモールド本体２０と離型層４０との間に上記密着層３０を設けている。
離型層４０の厚みは特に制限されず、例えば、互いに隣接する凸部２２の間隔ｃに対して１〜２５％が好ましい。
The release layer 40 is a layer that improves the mold release property of the resin molded body 1 from the mold 2.
The release layer 40 preferably contains one or more release agents such as fluorine, silicone, or hydrocarbon.
Although the reason is not clear, the present inventors do not separately form the mold release layer 40, and when a mold release agent is added to the inside of the resin mold body, in the pattern of high aspect ratio, It has been found that it is difficult to satisfactorily fill the resin. This is presumably due to the effect of the surface tension of the internal release agent.
In the present embodiment, a release layer 40 is separately provided on the surface of the resin mold body 20 without adding a release agent to the inside of the resin mold body. In such a configuration, even in the case of a high aspect ratio pattern, the resin can be satisfactorily filled in the recesses 21 and the resin molded body 1 having a desired shape can be stably manufactured.
In addition, since the mold release layer 40 which improves the mold release property of resin is not good in adhesiveness with the resin mold main body 20, in the present embodiment, the above-mentioned is provided between the resin mold main body 20 and the mold release layer 40. An adhesion layer 30 is provided.
The thickness of the release layer 40 is not particularly limited, and is preferably 1 to 25% with respect to the interval c between the adjacent convex portions 22, for example.
必要に応じて用いられるベースフィルムＢＦ２としては特に制限なく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、カーボネート樹脂、およびアクリル樹脂等が挙げられる。 The base film BF2 used as necessary is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene terephthalate (PET), carbonate resin, and acrylic resin.
図示するように、本発明は特に、モールド２における反転パターン２０Ｐが、凹部２１の底面２１Ｂに対して凸部２２の側面２２Ｓの角度θが８０〜９０°のパターン（直立またはそれに近いパターン）である場合に好ましく適用できる。ここでは、直立パターンの場合について、図示してある。
なお、図示するように、角度θは、凹部２１の底面２１Ｂの断面線を凸部２２内に延長した仮想線から凸部２２の側面２２Ｓまでの角度である。
凸部２２の平面形状は特に制限なく、ライン状、円形状、および矩形状等、任意である。
モールド本体２０において、凸部２２の幅ａ、高さｂ、および互いに隣接する凸部２２の間隔ｃは、全体的に略均一であってもよいし、そうでなくてもよい。
As shown in the drawing, in the present invention, in particular, the reverse pattern 20P in the mold 2 is a pattern in which the angle θ of the side surface 22S of the convex portion 22 with respect to the bottom surface 21B of the concave portion 21 is 80 to 90 ° (upright pattern or a pattern close thereto). It can be preferably applied in some cases. Here, the case of an upright pattern is illustrated.
As illustrated, the angle θ is an angle from a virtual line obtained by extending the cross-sectional line of the bottom surface 21 </ b> B of the concave portion 21 into the convex portion 22 to the side surface 22 </ b> S of the convex portion 22.
The planar shape of the convex portion 22 is not particularly limited, and is arbitrary such as a line shape, a circular shape, and a rectangular shape.
In the mold body 20, the width a and height b of the protrusions 22 and the interval c between the protrusions 22 adjacent to each other may or may not be substantially uniform as a whole.
本実施形態の樹脂成形体１の製造方法は、
上記のモールド２を用意する工程（Ａ）と、
モールド２の反転パターン２０Ｐ上に硬化性樹脂を供給し、この硬化性樹脂を硬化して、モールド２上に樹脂成形体１を成形する工程（Ｂ）と、
樹脂成形体１をモールド２から離型する工程（Ｃ）とを有する。
The method for producing the resin molded body 1 of the present embodiment is as follows:
Preparing the mold 2 (A);
Supplying a curable resin on the reversal pattern 20P of the mold 2, curing the curable resin, and molding the resin molded body 1 on the mold 2;
A step (C) of releasing the resin molded body 1 from the mold 2.
モールド２の製造方法は特に制限されない。
以下、モールド２の製造方法の一例について説明する。
The manufacturing method of the mold 2 is not particularly limited.
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the mold 2 will be described.
はじめに、モールド本体２０を用意する。
例えば、シリコン基板、ガラス基板、石英基板、およびニッケル基板等の非樹脂基板に対して公知のリソグラフィ法により表面パターニングを行い、これをマスターモールドとして、ナノインプリント法により硬化性樹脂にパターン転写することで、表面に反転パターン２０Ｐを有する樹脂製のモールド本体２０を製造することができる。
First, the mold body 20 is prepared.
For example, surface patterning is performed on a non-resin substrate such as a silicon substrate, a glass substrate, a quartz substrate, and a nickel substrate by a known lithography method, and this is used as a master mold to transfer the pattern to a curable resin by a nanoimprint method. The resin mold body 20 having the reverse pattern 20P on the surface can be manufactured.
リソグラフィ法としては、電子線等のエネルギー線を用いたトップダウンリソグラフィ法、および、ナノ粒子あるいはブロック共重合体等のミクロ相分離構造の配列を用いたボトムアップリソグラフィ法がある。 As the lithography method, there are a top-down lithography method using an energy beam such as an electron beam, and a bottom-up lithography method using an array of micro phase separation structures such as nanoparticles or block copolymers.
硬化性樹脂としては特に制限なく、熱硬化性樹脂、および紫外線等のエネルギー線照射により硬化するエネルギー線硬化性樹脂が挙げられ、エネルギー線硬化性樹脂が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as curable resin, The energy beam curable resin hardened | cured by energy beam irradiation, such as a thermosetting resin and ultraviolet rays, Energy beam curable resin is preferable.
樹脂製のモールド本体２０の製造に用いるモールドは、上記マスターモールドを用いて得られた樹脂製のレプリカモールドであってもよい。 The mold used for manufacturing the resin mold body 20 may be a resin replica mold obtained using the master mold.
モールド本体２０の硬化後のマルテンス硬さが不充分である場合、モールド本体２０のナノインプリント法による製造工程で、モールド本体２０をなす複数の凸部２２同士のスティッキングが起こる場合がある（後記比較例１を参照）。
本実施形態では、モールド本体２０の硬化後のマルテンス硬さを、モールド本体２０のナノインプリント法による製造工程で、モールド本体２０をなす複数の凸部２２同士のスティッキングが生じないように、設定している。
When the Martens hardness after hardening of the mold main body 20 is insufficient, sticking of a plurality of convex portions 22 forming the mold main body 20 may occur in the manufacturing process of the mold main body 20 by the nanoimprint method (a comparative example described later). 1).
In the present embodiment, the Martens hardness after curing of the mold body 20 is set so that sticking between the plurality of convex portions 22 forming the mold body 20 does not occur in the manufacturing process of the mold body 20 by the nanoimprint method. Yes.
次に、モールド本体２０の反転パターン２０Ｐ上に、そのパターン形状に沿って、密着層３０を形成する。
密着層３０が金属および／または金属酸化物からなる場合、例えば、スパッタ法等の気相法等によって密着層３０を成膜できる。
また、モールド本体２０の表面を、酸素プラズマ、エキシマレーザ、あるいはオゾン等により処理することにより、表面改質層からなる密着層３０を形成することができる。
Next, the adhesion layer 30 is formed on the reverse pattern 20P of the mold body 20 along the pattern shape.
When the adhesion layer 30 is made of metal and / or metal oxide, the adhesion layer 30 can be formed by a vapor phase method such as a sputtering method, for example.
Moreover, the adhesion layer 30 which consists of a surface modification layer can be formed by processing the surface of the mold body 20 with oxygen plasma, excimer laser, ozone, or the like.
次に、密着層３０上に、離型層４０を形成する。
例えば、密着層３０を形成したモールド本体２０を、離型剤を含む液に浸漬し、必要に応じて洗浄した後、乾燥することで、離型層４０を形成することができる。
モールド本体２０のマルテンス硬さが不充分である場合、離型層４０の積層工程で、モールド本体２０をなす複数の凸部２２同士のスティッキングが起こる場合がある（後記比較例２、３を参照）。
本実施形態では、モールド本体２０の硬化後のマルテンス硬さを、離型層４０の積層工程において、モールド本体２０をなす複数の凸部２２同士のスティッキングが生じないように、設定している。
Next, the release layer 40 is formed on the adhesion layer 30.
For example, the mold body 20 on which the adhesion layer 30 is formed is immersed in a liquid containing a mold release agent, washed as necessary, and then dried to form the mold release layer 40.
When the Martens hardness of the mold main body 20 is insufficient, sticking of the plurality of convex portions 22 forming the mold main body 20 may occur in the stacking process of the release layer 40 (see Comparative Examples 2 and 3 below). ).
In the present embodiment, the Martens hardness after curing of the mold body 20 is set so that sticking between the plurality of convex portions 22 forming the mold body 20 does not occur in the layering process of the release layer 40.
本実施形態では、モールド本体２０が樹脂製であるので、工程（Ｂ）および工程（Ｃ）をロールトゥロール（Roll to Roll）プロセスで実施することができる。 In this embodiment, since the mold main body 20 is made of resin, the step (B) and the step (C) can be performed by a roll to roll process.
例えば、図４に示す製造装置３を用いて、樹脂成形体１をロールトゥロールプロセスで製造することができる。
図４は、樹脂成形体１の製造の様子を示す模式図である。
ここでは、樹脂成形体１およびモールド２において、凹凸パターンをなす複数の凸部をドットで模式的に示し、凸部より下方部分については図示を省略してある。
ベースフィルムＢＦ１と硬化性樹脂Ｐ、ベースフィルムＢＦ１と樹脂成形体１、および、転写用ロール５４をなすロール本体５４Ｘとモールド２との間には、実際には隙間がないが、図面上は視認しやすくするため、隙間を設けてある。
For example, the resin molded body 1 can be manufactured by a roll-to-roll process using the manufacturing apparatus 3 shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram showing how the resin molded body 1 is manufactured.
Here, in the resin molded body 1 and the mold 2, a plurality of convex portions forming a concave / convex pattern are schematically shown by dots, and illustrations of portions below the convex portions are omitted.
There is actually no gap between the base film BF1 and the curable resin P, the base film BF1 and the resin molded body 1, and the roll body 54X forming the transfer roll 54 and the mold 2, but it is visually visible on the drawing. A gap is provided to facilitate this.
樹脂成形体１の原料樹脂としては、硬化性樹脂が用いられる。
硬化性樹脂としては特に制限なく、熱硬化性樹脂、および紫外線等のエネルギー線照射により硬化するエネルギー線硬化性樹脂が挙げられ、エネルギー線硬化性樹脂が好ましい。製造装置３は、樹脂成形体１の原料樹脂としてエネルギー線硬化性樹脂を用いた場合の装置例である。
A curable resin is used as a raw material resin for the resin molded body 1.
There is no restriction | limiting in particular as curable resin, The energy beam curable resin hardened | cured by energy beam irradiation, such as a thermosetting resin and ultraviolet rays, Energy beam curable resin is preferable. The manufacturing apparatus 3 is an example of an apparatus when an energy ray curable resin is used as a raw material resin of the resin molded body 1.
製造装置３は、
ベースフィルムＢＦ１を繰り出すロール５１、
ベースフィルムＢＦ１上に硬化性樹脂Ｐを供給するダイ５２、
モールド２上に硬化性樹脂Ｐを供給するためのニップロール５３、
ロール本体５４Ｘの表面に、ベースフィルムＢＦ２上にモールド２が形成されたベースフィルム付きモールドが貼着された転写用ロール（ベースフィルムＢＦ２については図示略）５４、
紫外線等の樹脂硬化用のエネルギー線Ｌを照射するエネルギー線照射装置５５、
モールド２上に成形された樹脂成形体１をモールド２から離型するためのロール５６、
ベースフィルムＢＦ１の表面に樹脂成形体１が成形されたベースフィルム付き樹脂成形体１を巻き取るロール５７、
および搬送用ロールＲ１〜Ｒ３を備えている。
The manufacturing apparatus 3
A roll 51 for feeding out the base film BF1,
A die 52 for supplying a curable resin P onto the base film BF1,
A nip roll 53 for supplying the curable resin P onto the mold 2;
A transfer roll (the base film BF2 is not shown) 54 in which a mold with a base film in which the mold 2 is formed on the base film BF2 is attached to the surface of the roll body 54X;
An energy ray irradiation device 55 for irradiating an energy ray L for resin curing such as ultraviolet rays,
A roll 56 for releasing the resin molded body 1 formed on the mold 2 from the mold 2;
A roll 57 for winding up the resin molded body 1 with a base film in which the resin molded body 1 is molded on the surface of the base film BF1;
And transport rolls R1 to R3.
図４に示す製造装置３では、樹脂成形体１は以下のようにして製造される。
ロール５１から繰り出されたベースフィルムＢＦ１上に、ダイ５２から硬化性樹脂（図示例ではエネルギー線硬化性樹脂）Ｐが供給される。
ニップロール５３によって、硬化性樹脂Ｐは、表面にモールド２が取り付けられた転写用ロール５４上に供給される。
転写用ロール５４上に供給された硬化性樹脂Ｐは、エネルギー線照射装置５５からのエネルギー線Ｌの照射により硬化される。これらプロセスによって、モールド２上に樹脂成形体１が成形される。
ロール５６によって、樹脂成形体１はモールド２から離型される。
モールド２から離型された樹脂成形体１は、ベースフィルムＢＦ１付きの形態で、ロール５７に巻き取られる。
In the manufacturing apparatus 3 shown in FIG. 4, the resin molded body 1 is manufactured as follows.
A curable resin (energy ray curable resin in the illustrated example) P is supplied from the die 52 onto the base film BF1 fed out from the roll 51.
The curable resin P is supplied by the nip roll 53 onto the transfer roll 54 having the mold 2 attached to the surface thereof.
The curable resin P supplied onto the transfer roll 54 is cured by irradiation with the energy beam L from the energy beam irradiation device 55. By these processes, the resin molded body 1 is molded on the mold 2.
The resin molded body 1 is released from the mold 2 by the roll 56.
The resin molded body 1 released from the mold 2 is wound around a roll 57 in a form with a base film BF1.
樹脂成形体１の製造プロセスとしてはロールトゥロールプロセスが好ましいが、リールトゥリール（Reel to Reel）プロセス、あるいは、バッチプレスプロセスでもよい。 A roll-to-roll process is preferable as the manufacturing process of the resin molded body 1, but a reel-to-reel process or a batch press process may be used.
以上説明したように、本実施形態によれば、高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体１を、ナノインプリント法によりスティッキングなく良好に製造することが可能な樹脂成形体１の製造方法およびこれに用いて好適なモールド２を提供することができる。
本実施形態によれば、高アスペクト比で直立またはそれに近いナノパターンを有する樹脂成形体１を、ナノインプリント法によりスティッキングなく良好に製造することが可能な樹脂成形体１の製造方法、およびこれに用いて好適なモールド２を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the resin molded body 1 having a high aspect ratio nanopattern can be satisfactorily manufactured without sticking by the nanoimprint method, and to this A mold 2 suitable for use can be provided.
According to the present embodiment, a method for producing a resin molded body 1 that can satisfactorily produce a resin molded body 1 having a high aspect ratio upright or having a nanopattern close to that by a nanoimprint method without using sticking, and a method for using the same. And a suitable mold 2 can be provided.
以下、本発明に係る実施例、参考例および比較例について説明する。
各例において、図１に示したような断面パターンを有する樹脂成形体の製造を試みた。
Examples, reference examples and comparative examples according to the present invention will be described below.
In each example, an attempt was made to produce a resin molded body having a cross-sectional pattern as shown in FIG.
各例において、マスターモールドの作製およびマルテンス硬さの測定方法は、以下の通りである。 In each example, preparation of the master mold and measurement method of Martens hardness are as follows.
［マスターモールドの作製］
シリコン（Ｓｉ）基板上に電子線レジストをスピンコートし、電子線ビーム描画装置を用いてレジスト表面に電子線描画し、現像することで、レジストにＳｉ基板表面まで達する複数の溝（ライン）パターンを形成させ、３次元レジストパターンを得た。これをマスクとし、ドライエッチング装置にて反応性種とＳｉ基板の開口部とを反応させ、Ｓｉ基板表面をエッチングした。酸素プラズマにてレジストパターンを除去し、表面に、凹部の底面に対する凸部の側面の角度が略９０°である略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを得た。このマスターモールドをダイキン社製オプツール溶液へ所定時間浸漬させ、取り出して洗浄および乾燥することで、その表面形状に沿って離型層を形成した。
[Production of master mold]
Electron beam resist is spin-coated on a silicon (Si) substrate, electron beam lithography is performed on the resist surface using an electron beam lithography system, and development is performed, whereby a plurality of groove (line) patterns reaching the Si substrate surface on the resist are developed. To form a three-dimensional resist pattern. Using this as a mask, the reactive species and the opening of the Si substrate were reacted in a dry etching apparatus to etch the surface of the Si substrate. The resist pattern was removed with oxygen plasma to obtain a Si master mold having a substantially upright nanopattern on the surface where the angle of the side surface of the convex portion with respect to the bottom surface of the concave portion was approximately 90 °. This master mold was immersed in an optool solution manufactured by Daikin for a predetermined time, taken out, washed and dried, thereby forming a release layer along the surface shape.
［マルテンス硬さの測定］
エネルギー硬化線樹脂へ所定時間エネルギー線を照射して測定サンプルを作製した。ナノインデント装置にて、荷重３００ｍＮ、２０秒間の条件で、圧子をサンプル表面へ押し込み、その押し込み深さより、公知方法に基づきマルテンス硬さを算出した。
[Measurement of Martens hardness]
A measurement sample was produced by irradiating the energy-curable resin with energy rays for a predetermined time. The indenter was pushed into the surface of the sample under a condition of a load of 300 mN and 20 seconds with a nano-indent apparatus, and the Martens hardness was calculated from the indentation depth based on a known method.
［実施例１］
断面視、凸部の幅＝５０ｎｍ、凸部の高さ＝１５０ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝５０ｎｍ、凸部のアスペクト比＝３、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有し、表面に離型層を有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
[Example 1]
Cross-sectional view, width of convex portion = 50 nm, height of convex portion = 150 nm, spacing between adjacent convex portions = 50 nm, aspect ratio of convex portion = 3, and has a substantially upright nanopattern in a line shape in plan view, A Si master mold having a release layer was prepared by the above method.
次に、硬化後のマルテンス硬さが２００となる紫外線硬化性樹脂（ウレタンアクリレート系、出願人配合品ＵＶ５０−１）を上記マスターモールドのナノパターン上へ滴下して、硬化性樹脂層を形成し、その上に、ベースフィルムとして厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂層を積層した。
上記ＰＥＴ樹脂層の上に重さ約５０ｇのガラス基板を載置し、その上から、硬化性樹脂層に対して中心波長３６５ｎｍの紫外線光を所定量照射した。
樹脂硬化後、マスターモールドから離型することで、ベースフィルム付きのモールド本体を得た。このモールド本体のパターン形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、マスターモールドのパターン形状に忠実であり、各凸部が略直立していることが確認された。
Next, an ultraviolet curable resin (urethane acrylate type, applicant's blend UV50-1) having a Martens hardness after curing of 200 is dropped onto the nanopattern of the master mold to form a curable resin layer. A polyethylene terephthalate (PET) resin layer having a thickness of 100 μm was laminated thereon as a base film.
A glass substrate having a weight of about 50 g was placed on the PET resin layer, and a predetermined amount of ultraviolet light having a center wavelength of 365 nm was irradiated on the curable resin layer.
After the resin was cured, the mold body with a base film was obtained by releasing from the master mold. When the pattern shape of this mold main body was observed with a scanning electron microscope (SEM), it was confirmed that it was faithful to the pattern shape of the master mold and each convex portion was substantially upright.
次に、スパッタ装置を用い、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層として白金膜を１０ｎｍ以下の厚みで成膜した。白金膜を成膜したモールド本体をオプツール溶液へ所定時間浸漬させ、取り出して洗浄および乾燥して、表面に離型層を有するベースフィルム付きモールドを得た。モールドのパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各凸部が略直立していることが確認された。 Next, using a sputtering apparatus, a platinum film having a thickness of 10 nm or less was formed as an adhesion layer on the surface of the mold main body with the base film. The mold body on which the platinum film was formed was immersed in an optool solution for a predetermined time, taken out, washed and dried to obtain a mold with a base film having a release layer on the surface. When the pattern shape of the mold was observed by SEM, it was confirmed that each convex part was substantially upright.
上記ベースフィルム付きモールドを幅５０ｍｍの銅製ロール本体の表面へ貼り付けて、転写用ロールを得た。
三井電気精機社製ロール転写装置を用いて、紫外線硬化樹脂へのパターン転写を実施した。転写条件は以下の通りとした。
紫外線硬化樹脂：東洋合成工業社製ＰＡＫ−０１、
転写用ロールの回転速度：１０ｍｍ／ｓｅｃ、
転写時のニップ圧：０．３ＭＰａ、
紫外線の照度：８５ｍＷ／ｃｍ２。
以上のようにして、図１に示したような断面パターンのベースフィルム付き樹脂成形体を得た。得られた樹脂成形体のパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各凸部が略直立していることが確認された。
The base film-attached mold was attached to the surface of a copper roll body having a width of 50 mm to obtain a transfer roll.
Using a roll transfer device manufactured by Mitsui Electric Seiki Co., Ltd., pattern transfer to an ultraviolet curable resin was performed. The transfer conditions were as follows.
UV curable resin: PAK-01 manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.
Rotation speed of transfer roll: 10 mm / sec,
Nip pressure during transfer: 0.3 MPa,
Illuminance of ultraviolet light: 85 mW / cm 2 .
As described above, a resin molded body with a base film having a cross-sectional pattern as shown in FIG. 1 was obtained. When the pattern shape of the obtained resin molding was observed by SEM, it was confirmed that each convex part was substantially upright.
［参考例１］
断面視、凸部の幅＝５０ｎｍ、凸部の高さ＝１００ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝５０ｎｍ、凸部のアスペクト比＝２、平面視ライン状のナノパターンを有し、表面に離型層を有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
[Reference Example 1]
Cross-sectional view, convex part width = 50 nm, convex part height = 100 nm, spacing between adjacent convex parts = 50 nm, convex part aspect ratio = 2, planar view line-shaped nanopattern, release on the surface A Si master mold having a layer was produced by the above method.
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１２０となる紫外線硬化性樹脂（東洋合成工業社製ＰＡＫ−０１）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、マスターパターンのパターン形状に忠実であり、各パターン凸部が略直立していることが確認された。 Next, a mold with a base film was performed in the same manner as in Example 1 except that an ultraviolet curable resin (PAK-01 manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) having a Martens hardness after curing of 120 was used as the ultraviolet curable resin. I got the body. When the pattern shape of the mold main body was observed by SEM, it was confirmed that the pattern shape was faithful to the pattern shape of the master pattern, and each pattern convex portion was substantially upright.
次に、実施例１と同様にして、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層と離型層とを順次積層し、ベースフィルム付きモールドを得た。モールドのパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各凸部が良好に略直立していることが確認された。
次に、上記ベースフィルム付きモールドを用いた以外は実施例１と同様にして、紫外線硬化樹脂へのパターン転写を行い、ベースフィルム付き樹脂成形体を得た。得られた樹脂成形体のパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各パターン凸部が略直立していることが確認された。
Next, in the same manner as in Example 1, an adhesion layer and a release layer were sequentially laminated on the surface of the mold body with the base film to obtain a mold with a base film. When the pattern shape of the mold was observed with an SEM, it was confirmed that each convex portion was satisfactorily upright.
Next, pattern transfer to an ultraviolet curable resin was performed in the same manner as in Example 1 except that the above mold with a base film was used to obtain a resin molded body with a base film. When the pattern shape of the obtained resin molding was observed by SEM, it was confirmed that each pattern convex part was substantially upright.
［比較例１］
断面視、凸部の幅＝５０ｎｍ、凸部の高さ＝１５０ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝５０ｎｍ、凸部のアスペクト比＝３、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
[Comparative Example 1]
Cross-sectional view, width of convex portion = 50 nm, height of convex portion = 150 nm, spacing between adjacent convex portions = 50 nm, aspect ratio of convex portion = 3, made of Si having a substantially upright nanopattern in a planar view A master mold was produced by the above method.
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１２０となる紫外線硬化性樹脂（東洋合成社製ＰＡＫ−０１）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。
モールド本体は肉眼観察で表面が白化したものであった。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、隣接する凸部同士が会合しあうスティッキングが発生しており、略直立パターンが得られなかった。
本例では、モールドの製造において、マスターモールドを用いたモールド本体の製造工程でスティッキングが生じた。
Next, a mold main body with a base film was prepared in the same manner as in Example 1 except that an ultraviolet curable resin (PAK-01 manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) having a Martens hardness of 120 after curing was used as the ultraviolet curable resin. Got.
The mold body was whitened by visual observation. When the pattern shape of the mold main body was observed with an SEM, sticking occurred where adjacent convex portions were associated with each other, and a substantially upright pattern was not obtained.
In this example, sticking occurred in the manufacturing process of the mold body using the master mold in the manufacture of the mold.
［比較例２］
断面視、凸部の幅＝５０ｎｍ、凸部の高さ＝１５０ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝５０ｎｍ、凸部のアスペクト比＝３、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
[Comparative Example 2]
Cross-sectional view, width of convex portion = 50 nm, height of convex portion = 150 nm, spacing between adjacent convex portions = 50 nm, aspect ratio of convex portion = 3, made of Si having a substantially upright nanopattern in a planar view A master mold was produced by the above method.
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１８０となる紫外線硬化性樹脂（トリメチロールプロパンアクリレート系、出願人配合品ＵＶ５０−２）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、マスターモールドのパターン形状に忠実であり、各凸部が略直立していることが確認された。 Next, in the same manner as in Example 1 except that an ultraviolet curable resin (trimethylolpropane acrylate type, applicant's blend UV50-2) having a Martens hardness of 180 after curing was used as the ultraviolet curable resin. A base body with a base film was obtained. When the pattern shape of the mold main body was observed with an SEM, it was confirmed that the pattern shape was faithful to the pattern shape of the master mold and each convex portion was substantially upright.
次に、実施例１と同様にして、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層と離型層とを順次積層し、ベースフィルム付きモールドを得た。モールドは肉眼観察で表面が白化したものであった。このモールドのパターン形状をＳＥＭ観察したところ、隣接する凸部同士が会合しあうスティッキングが発生しており、略直立パターンが得られなかった。
本例では、モールドの製造において、離型層の積層工程でスティッキングが生じた。
Next, in the same manner as in Example 1, an adhesion layer and a release layer were sequentially laminated on the surface of the mold body with the base film to obtain a mold with a base film. The mold was whitened by visual observation. When the pattern shape of this mold was observed with an SEM, sticking occurred where adjacent convex portions were associated with each other, and a substantially upright pattern was not obtained.
In this example, sticking occurred in the mold manufacturing process in the layering process of the release layer.
［実施例２］
断面視、凸部の幅＝１００ｎｍ、凸部の高さ＝４００ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝１００ｎｍ、凸部のアスペクト比＝４、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
[Example 2]
Cross-sectional view, width of convex portion = 100 nm, height of convex portion = 400 nm, spacing between adjacent convex portions = 100 nm, aspect ratio of convex portion = 4, made of Si having a substantially upright nanopattern in a line shape in plan view A master mold was produced by the above method.
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１５０となる紫外線硬化性樹脂（トリメチロールプロパンアクリレート系、出願人配合品ＵＶ５０−３）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、マスターパターンのパターン形状に忠実であり、各パターン凸部が略直立していることが確認された。 Next, in the same manner as in Example 1, except that an ultraviolet curable resin (trimethylolpropane acrylate type, applicant's blend UV50-3) having a Martens hardness after curing of 150 was used as the ultraviolet curable resin. A base body with a base film was obtained. When the pattern shape of the mold main body was observed by SEM, it was confirmed that the pattern shape was faithful to the pattern shape of the master pattern, and each pattern convex portion was substantially upright.
次に、実施例１と同様にして、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層と離型層とを順次積層し、ベースフィルム付きモールドを得た。モールドのパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各凸部が良好に略直立していることが確認された。モールドのＳＥＭ断面写真を図５に示しておく。
次に、上記ベースフィルム付きモールドを用いた以外は実施例１と同様にして、紫外線硬化樹脂へのパターン転写を行い、樹脂成形体を得た。得られた樹脂成形体のパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各パターン凸部が略直立していることが確認された。
Next, in the same manner as in Example 1, an adhesion layer and a release layer were sequentially laminated on the surface of the mold body with the base film to obtain a mold with a base film. When the pattern shape of the mold was observed with an SEM, it was confirmed that each convex portion was satisfactorily upright. A SEM cross-sectional photograph of the mold is shown in FIG.
Next, pattern transfer to an ultraviolet curable resin was performed in the same manner as in Example 1 except that the above-mentioned mold with a base film was used to obtain a resin molded body. When the pattern shape of the obtained resin molding was observed by SEM, it was confirmed that each pattern convex part was substantially upright.
［比較例３］
断面視、凸部の幅＝１００ｎｍ、凸部の高さ＝４００ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝１００ｎｍ、凸部のアスペクト比＝４、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
[Comparative Example 3]
Cross-sectional view, width of convex portion = 100 nm, height of convex portion = 400 nm, spacing between adjacent convex portions = 100 nm, aspect ratio of convex portion = 4, made of Si having a substantially upright nanopattern in a line shape in plan view A master mold was produced by the above method.
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１３０となる紫外線硬化性樹脂（トリメチロールプロパンアクリレート系、出願人配合品ＵＶ５０−４）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、マスターパターンのパターン形状に忠実であり、各凸部が略直立していることが確認された。 Next, in the same manner as in Example 1 except that an ultraviolet curable resin (trimethylolpropane acrylate type, applicant blended product UV50-4) having a Martens hardness after curing of 130 was used as the ultraviolet curable resin. A base body with a base film was obtained. When the pattern shape of the mold main body was observed by SEM, it was confirmed that the pattern shape was faithful to the pattern shape of the master pattern and each convex portion was substantially upright.
次に、実施例２と同様にして、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層と離型層とを順次積層し、ベースフィルム付きモールドを得た。モールドは肉眼観察で表面が白化したものであった。モールドのパターン形状をＳＥＭ観察したところ、隣接する凸部同士が会合しあうスティッキングが発生しており、略直立パターンが得られなかった。モールドのＳＥＭ断面写真を図６に示しておく。
本例では、モールドの製造において、離型層の積層工程でスティッキングが生じた。
Next, in the same manner as in Example 2, an adhesion layer and a release layer were sequentially laminated on the surface of the mold body with the base film to obtain a mold with a base film. The mold was whitened by visual observation. When the pattern shape of the mold was observed with an SEM, sticking occurred where adjacent convex portions were associated with each other, and a substantially upright pattern was not obtained. A SEM cross-sectional photograph of the mold is shown in FIG.
In this example, sticking occurred in the mold manufacturing process in the layering process of the release layer.
実施例１、２、参考例１、および比較例１〜３におけるモールドの製造条件と評価結果を表１および表２にまとめておく。
パターンの直立性は、スティッキングなしを○（良好）、スティッキングありを×（不良）と評価してある。
Tables 1 and 2 summarize the mold manufacturing conditions and evaluation results in Examples 1 and 2, Reference Example 1, and Comparative Examples 1 to 3.
The uprightness of the pattern is evaluated as o (good) without sticking and x (poor) with sticking.
本発明の樹脂成形体の製造方法は、ナノオーダーの凹凸パターンを有する樹脂成形体に適用可能である。 The method for producing a resin molded body of the present invention can be applied to a resin molded body having a nano-order uneven pattern.
１ 樹脂成形体
１０Ｐ 凹凸パターン
１１ 凹部
１２ 凸部
ＢＦ１ ベースフィルム
２ モールド
２０ モールド本体
２０Ｐ 反転パターン
２１ 凹部
２１Ｂ 底面
２２ 凸部
２２Ｓ 側面
３０ 密着層
４０ 離型層
θ 凹部の底面に対する凸部の側面の角度
ＢＦ２ ベースフィルム
３ 製造装置
５４ 転写用ロール
５４Ｘ ロール本体
５５ エネルギー線照射装置
Ｌ エネルギー線
Ｐ 硬化性樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin molding 10P Concave and convex pattern 11 Concave part 12 Convex part BF1 Base film 2 Mold 20 Mold main body 20P Reversal pattern 21 Concave part 21B Bottom part 22 Convex part 22S Side face 30 Adhesion layer 40 Release layer θ Angle of side face of convex part with respect to bottom face of concave part BF2 Base film 3 Manufacturing device 54 Transfer roll 54X Roll body 55 Energy beam irradiation device L Energy beam P Curable resin
Claims (9)
複数の凹部と複数の凸部とを含み、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が２以上、
前記凸部の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が３以上、
および、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で前記凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する前記凸部の間隔が前記凸部の高さの２倍未満であり、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、前記凹凸パターンの反転パターンを有する樹脂製のモールド本体と、
前記反転パターン上に、当該反転パターンのパターン形状に沿って順次積層された密着層と離型層とを備えたモールドを用意する工程（Ａ）と、
前記モールドの前記反転パターン上に硬化性樹脂を供給し、当該硬化性樹脂を硬化して、前記モールド上に前記樹脂成形体を成形する工程（Ｂ）と、
前記樹脂成形体を前記モールドから離型する工程（Ｃ）とを有する樹脂成形体の製造方法。 A method for producing a resin molded body having an uneven pattern on the surface,
Including a plurality of concave portions and a plurality of convex portions,
The width of the convex part is 5 nm or more and less than 50 nm, and the aspect ratio of the convex part is 2 or more,
The width of the convex part is 50 nm or more and less than 100 nm, and the aspect ratio of the convex part is 3 or more,
And the width | variety of the said convex part is 100 nm or more and less than 1 micrometer, and the aspect ratio of the said convex part satisfy | fills any conditions among four or more,
And the interval between the convex portions adjacent to each other is less than twice the height of the convex portions,
When the width of the convex part is 5 nm or more and less than 100 nm, the Martens hardness is 200 or more, and when the width of the convex part is 100 nm or more and less than 1 μm, the Martens hardness is 150 or more. A resin mold body;
A step (A) of preparing a mold including an adhesion layer and a release layer sequentially laminated on the reverse pattern along the pattern shape of the reverse pattern;
Supplying a curable resin on the reversal pattern of the mold, curing the curable resin, and molding the resin molded body on the mold;
And a step (C) of releasing the molded resin from the mold.
複数の凹部と複数の凸部とを含み、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が２以上、
前記凸部の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が３以上、
および、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で前記凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する前記凸部の間隔が前記凸部の高さの２倍未満であり、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、前記凹凸パターンの反転パターンを有する樹脂製のモールド本体と、
前記反転パターン上に、当該反転パターンのパターン形状に沿って順次積層された密着層と離型層とを備えたモールド。 A mold used for manufacturing a resin molded body having a concavo-convex pattern on the surface,
Including a plurality of concave portions and a plurality of convex portions,
The width of the convex part is 5 nm or more and less than 50 nm, and the aspect ratio of the convex part is 2 or more,
The width of the convex part is 50 nm or more and less than 100 nm, and the aspect ratio of the convex part is 3 or more,
And the width | variety of the said convex part is 100 nm or more and less than 1 micrometer, and the aspect ratio of the said convex part satisfy | fills any conditions among four or more,
And the interval between the convex portions adjacent to each other is less than twice the height of the convex portions,
When the width of the convex part is 5 nm or more and less than 100 nm, the Martens hardness is 200 or more, and when the width of the convex part is 100 nm or more and less than 1 μm, the Martens hardness is 150 or more. A resin mold body;
A mold comprising an adhesion layer and a release layer sequentially laminated on the reversal pattern along the pattern shape of the reversal pattern.
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