JP2017508640A - 反射防止構造を形成する積層転写フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
「バックフィル材」又は「バックフィル層」とは、不規則な表面又は構造化表面を満たして、追加の層状要素を構築し、かつ熱的に安定な基部として使われ得る、新しい表面を作製する材料層を意味する。
「ベイクアウト」とは、熱的に安定な材料を実質的にそのまま残しながら(バックフィル、基板)、熱分解、燃焼、昇華又は揮散によって、層に存在する犠牲材料を実質的に除去する方法を意味する。
「ベイクアウト温度」とは、熱的に安定な材料を実質的にそのまま残しながら(バックフィル、基板)、熱分解又は燃焼によって層の犠牲材料を実質的に除去する方法中に到達する最大温度を意味する。
「燃焼する」又は「燃焼」とは、有機材料が酸化剤と化学反応を受けるように、有機材料を含む層を酸化雰囲気で加熱する方法を意味する。
「ナノ構造」とは、その最長寸法が約1nm〜約2000nmの範囲であり、かつミクロ構造を含む、形成部を意味する。
「熱分解する」又は「熱分解」とは、物品の有機材料が分解するように、犠牲層を不活性雰囲気で加熱する方法を意味する。
「構造化表面」とは、周期的、準周期的若しくはランダムに工学設計されたミクロ構造、ナノ構造、及び/又は、表面全体の規則的なパターン又はランダムであり得る階層構造を含む、表面を意味する。
「熱的に安定な」とは、犠牲材料の除去中、実質的にそのまま残る材料を意味する。
「ポリシロキサン」とは、未だに無機化合物としてみなされつつも、高度に分枝したオリゴマーオルガノシリコン化合物又はポリマーオルガノシリコン化合物を意味し、並びに、炭素−炭素及び/又は炭素−水素結合を含むことができる。
「異方性」とは、約1.5:1以上(好ましくは、2:1以上、又は%:1以上)の比率の、高さ対幅(すなわち、平均幅)を有することを意味する。
P%=(1−(t1/h1))×100 (1)
式中、t1は、表面層のレリーフ高さであり、h1は、表面層によって覆われる形成部の形成部高さであり、P.Chiniwalla、IEEE trans.adv.Packaging 24(1)、2001、41において更に開示されている。
熱的に安定な材料は、転写フィルムの熱的に安定なバックフィル層を形成するために利用される。熱的に安定な材料は、熱的に安定な分子種を含む。熱的に安定な材料及び熱的に安定な分子種が、「ベイクアウト」中若しくは熱分解中など、犠牲材料の除去中、実質的にそのまま維持される材料である、又は材料へと変化する、前駆体物質を含むものと理解されている。
RxSiZ4−x
の有機シランに主に由来し、式中、
Rは、水素、置換若しくは未置換のC1〜C20アルキル、置換若しくは未置換のC2〜C10アルキレン、置換若しくは未置換のC2〜C20アルケニレン、C2〜C20アルキニレン、置換若しくは未置換のC3〜C20シクロアルキル、置換若しくは未置換のC6〜C20アリール、置換若しくは未置換のC6〜C20アリーレン、置換若しくは未置換のC7〜C20アリールアルキル基、置換若しくは未置換のC1〜C20ヘテロアルキル基、置換若しくは未置換のC2〜C20ヘテロシクロアルキル基、及び/又はこれらの組み合わせから選択される。
Z3−nRnSi−Y−Si RnZ3−n
の有機修飾ジシランがしばしば加水分解組成物に使用され、更に材料の性質を改質し(いわゆる架橋シルセスキオキサンを形成する)、R基及びZ基は、上記定義のとおりである。前記材料は、更に配合され、金属アルコキシド(M(OR)m)と反応して、メタロ−シルセスキオキサンを形成する。
R2は、水素、置換若しくは未置換のC1〜C20アルキル、置換若しくは未置換のC2〜C10アルキレン、置換若しくは未置換のC2〜C20アルケニレン、C2〜C20アルキニレン、置換若しくは未置換のC3〜C20シクロアルキル、置換若しくは未置換のC6〜C20アリール、置換若しくは未置換のC6〜C20アリーレン、置換若しくは未置換のC7〜C20アリールアルキル基、置換若しくは未置換のC1〜C20ヘテロアルキル基、置換若しくは未置換のC2〜C20ヘテロシクロアルキル基、及び/又はこれらの組み合わせから選択され、
R3は、水素、置換若しくは未置換のC1〜C20アルキル、置換若しくは未置換のC2〜C10アルキレン、置換若しくは未置換のC2〜C20アルケニレン、C2〜C20アルキニレン、置換若しくは未置換のC3〜C20シクロアルキル、置換若しくは未置換のC6〜C20アリール、置換若しくは未置換のC6〜C20アリーレン、置換若しくは未置換のC7〜C20アリールアルキル基、置換若しくは未置換のC1〜C20ヘテロアルキル基、置換若しくは未置換のC2〜C20ヘテロシクロアルキル基、及び/又はこれらの組み合わせから選択され、
R4は、水素、置換若しくは未置換のC1〜C20アルキル、置換若しくは未置換のC2〜C10アルキレン、置換若しくは未置換のC2〜C20アルケニレン、C2〜C20アルキニレン、置換若しくは未置換のC3〜C20シクロアルキル、置換若しくは未置換のC6〜C20アリール、置換若しくは未置換のC6〜C20アリーレン、置換若しくは未置換のC7〜C20アリールアルキル基、置換若しくは未置換のC1〜C20ヘテロアルキル基、置換若しくは未置換のC2〜C20ヘテロシクロアルキル基、及び/又はこれらの組み合わせから選択され、
R5は、水素、置換若しくは未置換のC1〜C20アルキル、置換若しくは未置換のC2〜C10アルキレン、置換若しくは未置換のC2〜C20アルケニレン、C2〜C20アルキニレン、置換若しくは未置換のC3〜C20シクロアルキル、置換若しくは未置換のC6〜C20アリール、置換若しくは未置換のC6〜C20アリーレン、置換若しくは未置換のC7〜C20アリールアルキル基、置換若しくは未置換のC1〜C20ヘテロアルキル基、置換若しくは未置換のC2〜C20ヘテロシクロアルキル基、及び/又はこれらの組み合わせから選択され、
Zは、ハロゲン(F、Br、Cl又はI元素を含む)、C1〜C20アルコキシ、C〜C20アリールオキシ、及び/又はこれらの組み合わせなどの、加水分解性基である。
mは、0〜500の整数であり、
nは、1〜500の整数であり、
pは、0〜500の整数であり、
qは、0〜100の整数である。
犠牲層は、構造化表面と架橋層を実質的にそのまま残しつつ、ベイクアウト又は別の方法で除去できる材料である。犠牲層は、転写フィルムの構造に依存して、例えば、犠牲テンプレート層と、任意の剥離可能な犠牲層と、を含む。
犠牲接着剤層は、転写フィルムの性能に実質的に有害な影響を及ぼさずに、レセプタ基板への転写フィルムの接着力を高める任意の材料を用いて実施され得る。この層は、接着促進層と記載されることもできる。犠牲接着剤層は、レセプタ基板とベイクアウトした熱的に安定な構造の間に、最終的な永続結合を容易にするように見える。犠牲接着剤層は、本明細書記載の方法中に、きれいにベイクアウトされることが可能である。
ペリレンコーティング
ベースフィルムは、プライマー処理されていない2ミル(0.05mm)のKapton Hであった。試料は、7×10−7Torr(9×10−5Pa)の開始ベース圧力を有する、バッチコータに置かれた。ペリレン赤色素(PV Fast Red B、CAS#4948−15−6)が、供給されたシートの表面上へ約6Å/秒の速度で蒸着され、2000Å(200nm)の総ペリレン厚さに達した。それからバッチコータは通気され、試料はバッチオーブン内に置かれて、該オーブンは、約18mTorr(約2.4Pa)で268℃の最大温度までゆっくり加熱されて(6時間)、それから電源を切り、通気されて取り外される前に、RTまでゆっくり冷却された。ペリレンウィスカを図4に示す。
ペリレンをコーティングしたフィルムの一片を、テープで2インチ×3インチ(50mm×75mm)の顕微鏡スライドに取り付けた。PermaNew 6000(California Hardcoating Company(Chula Vista、CA)から入手可能)を、80:20のIPA/ブタノールに15%w/wまで希釈して、室温にして、1.0μmフィルタを通してろ過した。処理したフィルムの試料を、PermaNew溶液でコーティングして、それを、Cee 200X Precisionスピンコータ(Brewer Science(Rolla、MO))上にスピンコーティングによって適用した。スピンパラメータは、3秒間500rpm(溶液塗布)、及び30秒間2000rpm、それから10秒間500rpmであった。約5ミリリットルのPermaNew溶液を、スピンサイクルの溶液塗布工程中、複製したフィルムに塗布した。コーティングされた試料を、80℃のオーブンに4時間置いて、PermaNewコーティングを硬化して、それから室温に冷却した。
ガラススライド2インチ×3インチ(50mm×75mm)を、IPA及び糸くずの出ない布で洗浄した。スライドを、スピンコータの真空チャックに取り付けた。スピンコータを、500RPMで5秒間(コーティング適用工程)、次いで1500RPMで10秒間(スピン工程)、次いで500RPMで60秒間(乾燥工程)にプログラムした。
前記フィルムを、熱フィルムラミネータ(GBC Document Finishing(Lincolnshire、IL)製GBC Catena 35)を用いて、IOA/AAコーティングスライドガラスに、180°F(82℃)で(犠牲接着剤層に対して、PermaNewコーティング面を)積層した。積層化試料をラミネータから取り出して、放置して室温まで冷却した。
積層の後、スライドガラスに付着したPermaNew層、ペリレン層及びIOA/AA層を残して、カプトン支持体は積層化層から分離された。試料を、約10℃/分の速度で300℃のホットプレート上に置いた。ホットプレートは、約10分間300℃で保持され、それから約10℃/分の速度で370℃まで加熱され、約10分間保持された。ペリレンコーティングが表面から除去されるまで、プロパントーチを使用して、370℃超まで穏やかに試料を加熱した。それからホットプレートと試料を、周囲温度まで冷却した。得られたきれいな無機ナノ構造を、図5及び図6に示す。
各試料は、試料の裏側に黒いビニルテープ(Yamato International Corporation(Woodhaven、MI)製の商標名「#200−38」として得られる)を適用することによって調整された。このブラックテープは、ブラックテープと試料の間に取り込まれた気泡がないことを確実にするために、ロールを用いて適用された。同じ黒いビニルテープを、同様に非コーティングのスライドガラスに適用した。黒色ビニルテープからの反射率%を単独で得るための対照試料を有するために、この非コーティングのスライドガラスの両面の反射率を予め設定した。最初にテープで留めた試料のテープで留めていない側を、その後対照試料を、BYK Gardnerカラーガイドスフェア(BYK−Gardner(Columbia、MD)製の商標名「SPECTRO−GUIDE」として得られる)の開口部に対して配置して、前側表面の合計反射率%を測定した(正反射及び拡散)。次に反射率%を、400〜700nmの波長帯について入射角10°で測定し、対照試料の反射率%を差し引くことで平均反射率%を算出して、平均補正反射率%を作成した。平均反射率%及び平均補正反射率%の結果を、表1に示す。
構造化テンプレート
前記基板は、プライマー処理した厚さ0.002インチ(0.051mm)のPETであった。複製樹脂は、1%のDarocur 1173(Ciba(Tarrytown、NY)から入手可能)、1.9%のトリエタノールアミン(Sigma−Aldrich(St.Louis、MO)から入手可能)、及び0.5%のOMAN071(Gelest,Inc.(Morrisville、PA)から入手可能)を含む、光重合開始剤パッケージを有する、SR 399及びSR238(どちらもSartomer USA(Exton、PA)から入手可能)の75/25のブレンドであった。樹脂の複製は、137F°(58℃)の複製用工具温度によって、20ft/分(6.1m/分)で行われた。工具と接触している間に、600W/インチ(236W/cm)で動作するFusion「D」ランプからの放射線を、フィルムを通して透過させて、樹脂を硬化させた。複製用工具は、600nmピッチの直線的鋸歯状溝でパターン形成された。
ベースフィルムは、プライマー処理されていない2ミル(0.05mm)のKapton Hであった。複製樹脂は、0.5% Darocur 1173及び0.1% TPOを含む光重合開始剤パッケージを有する、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(SR540、Sartomer Company(Exton、PA)社から入手可能)であった。一定の閉すきま及び圧力80psi(552kPa)を有するニップの、基礎フィルムと工具フィルムの間で、樹脂をコーティングした。工具と接触している間に、樹脂を硬化するためフィルムを通して透過する、600W/インチ(236W/cm)で動作するFusion「D」ランプからの放射線で、前記積層体を硬化した。それから工具フィルムが試料から除去され、ポリイミド上の構造化樹脂コーティングが得られた。
試料は、7×10−7Torr(9×10−5Pa)の開始ベース圧力を有する、バッチコータに置かれた。ペリレン赤色素(PV Fast Red B、CAS#4948−15−6)が、供給されたシートの表面上へ約6Å/秒の速度で蒸着され、2000Å(200nm)の総ペリレン厚さに達した。それからバッチコータは通気され、試料はバッチオーブン内に置かれて、該オーブンは、約18mTorr(約2.4Pa)で268℃の最大温度までゆっくり加熱されて(6時間)、それから電源を切り、通気されて取り外される前に、RTまでゆっくり冷却された。鋸歯状構造化表面の得られたペリレン構造を、図7に示す。
ペリレンをコーティングした構造化フィルムの一片を、テープで2インチ×3インチ(50mm×75mm)の顕微鏡スライドに取り付けた。PermaNew 6000(California Hardcoating Company(Chula Vista、CA)から入手可能)を、80:20のIPA/ブタノールに15%w/wまで希釈して、室温にして、1.0μmフィルタを通してろ過した。処理したフィルムの試料を、PermaNew溶液でコーティングして、それを、Cee 200X Precisionスピンコータ(Brewer Science(Rolla、MO))上にスピンコーティングによって適用した。スピンパラメータは、500rpm/3秒(溶液の適用)、2000rpm/30秒、それから10秒間500rpmとした。約5ミリリットルのPermaNew溶液を、スピンサイクルの溶液塗布工程中、複製したフィルムに塗布した。コーティングされた試料を、80℃のオーブンに4時間置いて、PermaNewコーティングを硬化して、それから室温に冷却した。
ガラススライド2インチ×3インチ(50mm×75mm)を、IPA及び糸くずの出ない布で洗浄した。スライドを、スピンコータの真空チャックに取り付けた。スピンコータを、500RPMで5秒間(コーティング適用工程)、次いで1500RPMで10秒間(スピン工程)、次いで500RPMで60秒間(乾燥工程)にプログラムした。
前記フィルムを、熱フィルムラミネータ(GBC Document Finishing(Lincolnshire、IL)製GBC Catena 35)を用いて、IOA/AAコーティングスライドガラスに、180°F(82℃)で(犠牲接着剤層に対して、PermaNewコーティング面を)積層した。積層化試料をラミネータから取り出して、放置して室温まで冷却した。
積層の後、スライドガラスに付着したPerma−New層、ペリレン層及びIOA/AA層を残して、フィルム積層体を支持するカプトンが、積層化層から分離された。試料を、約10℃/分の速度で300°Cのホットプレート上に置いた。ホットプレートは、約10分間300℃で保持されてIOA/AAを分解して、それから約10℃/分の速度で370℃まで加熱され、約10分間保持されてSR540を分解した。ペリレンコーティングが表面から除去されるまで、プロパントーチを使用して、370℃超まで穏やかに試料を加熱した。それからホットプレートと試料を放置して、周囲温度まで冷却した。ガラス上の、得られた無機性階層ナノ構造の側面図を、図8に示す。
犠牲材料層のコーティング
連続フィルムコーティング装置の、幅10.2cm(4インチ)のスロットタイプのコーティングダイに、30cm3/分の速度で、1,3−ジオキソラン中のQPAC 100(ポリ(アルキレンカーボネート)コポリマー、Empower Material、Inc.(New Castle、DE))5重量%溶液を送達した。前記溶液を、剥離ライナー(剥離ライナー、50マイクロメートル厚、「T50」としてCP Films(Fieldale、VA)から市販されている)の裏面にコーティングした。コーティングされたウェブは、約2.4m(8ft)進んでから、3ゾーンすべてを65.5℃(150°F)に設定した、9.1m(30ft)の従来の空気浮上式乾燥機に入った。この基材を、3.05m/分(10ft/分)の速度で移動して、約80マイクロメートルの湿式コーティング厚を達成した。
試料は以下の条件でスパッタエッチングされ、選択された試料を表2に示す。
スパッタエッチングしたフィルムの一片を、テープで2インチ×3インチ(50mm×75mm)の顕微鏡スライドに取り付けた。PermaNew 6000(California Hardcoating Company(Chula Vista、CA)から入手可能)を、80:20のIPA/ブタノールに15% w/wまで希釈して、室温にして、1.0μmフィルタを通してろ過した。処理したフィルムの試料を、PermaNew溶液でコーティングして、それを、Cee 200X Precisionスピンコータ(Brewer Science(Rolla、MO))上にスピンコーティングによって適用した。スピンパラメータは、3秒間500rpm(溶液塗布)、及び30秒間2000rpm、それから10秒間500rpmであった。約5ミリリットルのPermaNew溶液を、スピンサイクルの溶液塗布工程中、複製したフィルムに塗布した。コーティングされた試料を、80℃のオーブンに4時間置いて、PermaNewコーティングを硬化して、それから室温に冷却した。
ガラススライド2インチ×3インチ(50mm×75mm)を、IPA及び糸くずの出ない布で洗浄した。スライドを、スピンコータの真空チャックに取り付けた。スピンコータを、500RPM(コーティング適用工程)で5秒間、次いで1500RPMで10秒間(スピン工程)、次いで500RPMで60秒間(乾燥工程)にプログラムした。
前記フィルムを、熱フィルムラミネータ(GBC Document Finishing(Lincolnshire、IL)製GBC Catena 35)を用いて、IOA/AAコーティングスライドガラスに、180°F(82℃)で(犠牲接着剤層に対して、PermaNewコーティング面を)積層した。積層化試料をラミネータから取り出して、放置して室温まで冷却した。
積層の後、スライドガラスに付着したPermaNew層、QPAC層及びIOA/AA層を残して、PET支持体は積層化層から分離された。試料を、箱形炉内に配置し(Lindberg Blue M箱型炉モデルBF51732PC−1(Asheville、NC USA))、約10℃/分の速度で25℃〜300℃まで上昇させた。炉は、30分間300℃で保持され、それから約10℃/分の速度で500℃まで加熱され、約1時間保持され、IOA/AA及びQPACを分解した。次いで炉及び試料を放置して、周囲温度まで冷却する。得られたきれいな無機ナノ構造を図10A〜Cに示し、試料2(10A)、試料7(10B)及び試料15(10C)のベイクアウトしたARナノ構造の、左が平面図、並びに右が側面図である。
平均反射率%、平均補正反射率%を、実施例1に記載のとおり測定した。平均反射率%及び平均補正反射率%の結果を、表3に示す。
テンプレート
基材フィルムは、ロールツーロールウェブコーティング工程を使用して、厚さ8マイクロメートルのPMMAコポリマー(75重量%のポリメチルメタクリレート、25重量%のポリエチルアクリレート、「PRD510−A」(Altuglas Inc))でコーティングした、2mil(0.05mm)のプライマー処理されていないPETフィルムであった。複製樹脂は、0.5% Darocur 1173及び0.1% TPOを含む光重合開始剤パッケージを有する、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(SR540、Sartomer Company(Exton、PA)社から入手可能)であった。平坦な犠牲フィルムは、10ft/分(約3メートル/分)のウェブ速度で、基材フィルムをコーティングすることにより調製され、コーティングされたウェブは、90°F(43℃)に加熱したニップを使用して、30psi(207kPa)の圧力で、プライマー処理されていないPETに対して押圧された。次いで前記樹脂は、1つは600ワット/2.5cm(電力設定100%)で設定し、もう1つは360ワット/2.5cm(電力設定60%)で設定した、2つのFUSION高輝度UV D−バルブランプ(Fusion Systems(Rockville、MD)から入手)を使用して硬化した。それから硬化樹脂は、プライマー処理されていないPETから分離され、ロールに巻かれた。
試料は、表4に概説される以下の条件でスパッタエッチングされ、選択された試料の平面SEM写真を、図11A(試料A[6])、図11B(試料B[18])及び図11C(試料C[57])に示す。
スパッタエッチングしたフィルムの一片を、テープで2インチ×3インチ(50mm×75mm)の顕微鏡スライドに取り付けた。PermaNew 6000(California Hardcoating Company(Chula Vista、CA)から入手可能)を、80:20のIPA/ブタノールに15%w/wまで希釈して、室温にして、1.0μmフィルタを通してろ過した。処理したフィルムの試料を、PermaNew溶液でコーティングして、それを、Cee 200X Precisionスピンコータ(Brewer Science(Rolla、MO))上にスピンコーティングによって適用した。スピンパラメータは、3秒間500rpm(溶液塗布)、及び30秒間2000rpm、それから10秒間500rpmであった。約5ミリリットルのPermaNew溶液を、スピンサイクルの溶液塗布工程中、複製したフィルムに塗布した。コーティングされた試料は、80℃のオーブンに4時間置かれて、PermaNewコーティングを硬化させて、それから室温に冷却した。
ガラススライド2インチ×3インチ(50mm×75mm)を、IPA及び糸くずの出ない布で洗浄した。スライドを、スピンコータの真空チャックに取り付けた。スピンコータを、500RPM(コーティング適用工程)で5秒間、次いで1500RPMで10秒間(スピン工程)、次いで500RPMで60秒間(乾燥工程)にプログラムした。
前記フィルムを、熱フィルムラミネータ(GBC Document Finishing(Lincolnshire、IL)製GBC Catena 35)を用いて、IOA/AAコーティングスライドガラスに、180°F(82℃)で(犠牲接着剤層に対して、PermaNewコーティング面を)積層した。積層化試料をラミネータから取り出して、放置して室温まで冷却した。
積層の後、スライドガラスに付着したPermaNew層、SR540層、co−PMMA層、及びIOA/AA層を残して、PET支持体は積層化層から分離された。試料を、箱形炉内に配置し(Lindberg Blue M箱型炉モデルBF51732PC−1(Asheville、NC USA))、約10℃/分の速度で25℃〜300℃まで上昇させた。炉は、30分間300℃で保持され、それから約10℃/分の速度で500℃まで加熱され、約1時間保持され、IOA/AA、PMMAコポリマー及びSR540を分解した。次いで炉及び試料を放置して、周囲温度まで冷却した。得られた、きれいな無機ナノ構造試料の平面SEM写真を、図12A(試料A)、図12B(試料B)及び図12C(試料C)に示す。
平均反射率%、平均補正反射率%を、実施例1に記載のとおり測定した。平均反射率%及び平均補正反射率%の結果を、表5に示す。
テンプレート
基材フィルムは、ロールツーロールウェブコーティング工程を使用して、厚さ8マイクロメートルのPMMAコポリマー(75重量%のポリメチルメタクリレート、25重量%のポリエチルアクリレート、「PRD510−A」(Altuglas Inc))でコーティングした、2mil(0.05mm)のプライマー処理されていないPETフィルムであった。複製樹脂は、0.5% Darocur 1173及び0.1% TPOを含む光重合開始剤パッケージを有する、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(SR540、Sartomer Company(Exton、PA)社から入手可能)であった。
試料は、表6に示す以下の条件でスパッタエッチングされる。
500mLの三つ口丸底フラスコに、10nmジルコニア粒子の45.4重量%固体分散液175.0グラム(米国特許第7,241,437号及び米国特許第6,376,590号に記載されているようにして調製された)を入れた。次にフラスコに、撹拌棒、撹拌プレート、コンデンサ、加熱マントル、熱電対、及び温度コントローラを取り付けた。バッチ混合しながら、78.8グラムのメチルトリエトキシシラン、MTES(Alfa Aesar(Ward Hill、MA))、及び、80.0グラムの無水アルコール(95/5 v/vエタノール/2−プロパノール(Avantor Performance Materials Inc.(Center Valley、PA)))を、バッチに添加した。前記バッチを、室温で1時間混合しながら保持した。1時間後、バッチを70℃まで加熱して、70℃で4時間混合しながら保持した。4時間保持した後、バッチを放置して、室温まで冷却した。この分散液を、1マイクロメートル37mmの注射器フィルタ(Pall Life Sciences(Ann Arbor、MI))を通してろ過して、32オンス(0.95リットル)のガラス瓶に入れた。最終の試料は、低粘度のわずかに濁った半透明の分散液で、測定すると固体分32.9重量%であった。
スパッタエッチングしたフィルムの一片を、テープで2インチ×3インチ(50mm×75mm)の顕微鏡スライドに取り付けた。上記で合成されたバックフィル材料を、ブタノールに7.5% w/wまで希釈して、室温にして、1.0μmフィルタを通してろ過した。処理したフィルムの試料を、バックフィル材料でコーティングして、それを、Cee 200X Precisionスピンコータ(Brewer Science(Rolla、MO))上にスピンコーティングによって適用した。スピンパラメータは、3秒間500rpm(溶液塗布)、及び30秒間5000rpm、それから10秒間500rpmであった。約5ミリリットルのバックフィル溶液を、スピンサイクルの溶液塗布工程中、複製したフィルムに塗布した。コーティングされた試料を、80℃のオーブンに4時間置いて、バックフィルコーティングを硬化して、それから室温に冷却した。
サファイア基材を、IPA及び糸くずの出ない布で洗浄した。前記基材を、スピンコータの真空チャックに取り付けた。スピンコータを、500RPM(コーティング適用工程)で5秒間、次いで1500RPMで10秒間(スピン工程)、次いで500RPMで60秒間(乾燥工程)にプログラムした。
前記フィルムを、熱フィルムラミネータ(GBC Document Finishing(Lincolnshire、IL)製GBC Catena 35)を用いて、IOA/AAコーティングしたサファイア基材に、180°F(82℃)で(犠牲接着剤層に対して、バックフィルコーティングを)積層した。積層化試料をラミネータから取り出して、放置して室温まで冷却した。
積層の後、サファイア基材に付着したバックフィル層、SR540層、co−PMMA層、及びIOA/AA層を残して、PET支持体は積層化層から分離された。試料を、箱形炉内に配置し(Lindberg Blue M箱型炉モデルBF51732PC−1(Asheville、NC USA))、約10℃/分の速度で25℃〜300℃まで上昇させた。炉は、30分間300℃で保持され、それから約10℃/分の速度で500℃まで加熱され、約1時間保持され、IOA/AA、PMMAコポリマー及びSR540を分解した。次いで炉及び試料を、周囲温度まで冷却した。サファイア上の、得られたきれいな無機ナノ構造を、図13に示す。
平均反射率%、平均補正反射率%を、実施例1に記載のとおり測定した。平均反射率%及び平均補正反射率%の結果を、表7に示す。
構造化テンプレート
使用した基板は、プライマー処理した厚さ0.002インチ(0.051mm)のPETであった。複製樹脂は、1%のDarocur 1173(Ciba(Tarrytown、NY)から入手可能)、1.9%のトリエタノールアミン(Sigma−Aldrich(St.Louis、MO)から入手可能)、及び0.5%のOMAN071(Gelest,Inc.(Morrisville、PA)から入手可能)を含む、光重合開始剤パッケージを有する、SR 399及びSR238(どちらもSartomer USA(Exton、PA)から入手可能)の75/25のブレンドであった。樹脂の複製は、137F°(58℃)の複製用工具温度によって、20ft/分(6.1m/分)で行われた。工具と接触している間に、600W/インチ(236W/cm)で動作するFusion「D」ランプからの放射線を、フィルムを通して透過させて、樹脂を硬化させた。複製用工具は、600nmピッチの直線的鋸歯状溝でパターン形成された。
試料は、表8の試料Dで示す条件でスパッタエッチングされる。
スパッタエッチングしたフィルムの一片を、テープで2インチ×3インチ(50mm×75mm)の顕微鏡スライドに取り付けた。PermaNew 6000(California Hardcoating Company(Chula Vista、CA)から入手可能)を、80:20のIPA/ブタノールに15%w/wまで希釈して、室温にして、1.0μmフィルタを通してろ過した。処理したフィルムの試料を、PermaNew溶液でコーティングして、それを、Cee 200X Precisionスピンコータ(Brewer Science(Rolla、MO))上にスピンコーティングによって適用した。スピンパラメータは、3秒間500rpm(溶液塗布)、及び30秒間2000rpm、それから10秒間500rpmである。約5ミリリットルのPermaNew溶液を、スピンサイクルの溶液塗布工程中、複製したフィルムに塗布した。コーティングされた試料を、80℃のオーブンに4時間置いて、PermaNewコーティングを硬化して、それから室温に冷却した。
ガラススライド2インチ×3インチ(50mm×75mm)を、IPA及び糸くずの出ない布で洗浄した。スライドを、スピンコータの真空チャックに取り付けた。スピンコータを、500RPM(コーティング適用工程)で5秒間、次いで1500RPMで10秒間(スピン工程)、次いで500RPMで60秒間(乾燥工程)にプログラムした。
前記フィルムを、熱フィルムラミネータ(GBC Document Finishing(Lincolnshire、IL)製GBC Catena 35)を用いて、IOA/AAコーティングスライドガラスに、180°F(82℃)で、PermaNewコーティング面を下にして、積層した。積層化試料をラミネータから取り出して、放置して室温まで冷却した。
積層の後、スライドガラスに付着したPermaNew層、SR540層、co−PMMA層、及びIOA/AA層を残して、PET支持体は積層化層から分離された。試料を、箱形炉内に配置し(Lindberg Blue M箱型炉モデルBF51732PC−1(Asheville、NC USA))、約10℃/分の速度で25℃〜300℃まで上昇させた。炉は、30分間300℃で保持され、それから約10℃/分の速度で500℃まで加熱され、約1時間保持され、IOA/AA、PMMAコポリマー及びSR540を分解した。次いで炉及び試料を、周囲温度まで冷却した。得られた、きれいな無機ナノ構造を、図14A(平面)及び図14B(側面)に示す。
構造化テンプレート
使用した基板は、プライマー処理した厚さ0.002インチ(0.051mm)のPETであった。複製樹脂は、1%のDarocur 1173(Ciba(Tarrytown、NY)から入手可能)、1.9%のトリエタノールアミン(Sigma−Aldrich(St.Louis、MO)から入手可能)、及び0.5%のOMAN071(Gelest,Inc.(Morrisville、PA)から入手可能)を含む、光重合開始剤パッケージを有する、SR 399及びSR238(どちらもSartomer USA(Exton、PA)から入手可能)の75/25のブレンドであった。樹脂の複製は、137F°(58℃)の複製用工具温度によって、20ft/分(6.1m/分)で行われた。工具と接触している間に、600W/インチ(236W/cm)で動作するFusion「D」ランプからの放射線を、フィルムを通して透過させて、樹脂を硬化させた。複製用工具は、3マイクロメートルの直線的鋸歯状溝でパターン形成された。
基材フィルムは、ロールツーロールウェブコーティング工程を使用して、厚さ8マイクロメートルのPMMAコポリマー(75重量%のポリメチルメタクリレート、25重量%のポリエチルアクリレート、「PRD510−A」(Altuglas Inc))でコーティングした、2mil(0.05mm)のプライマー処理されていないPETフィルムであった。複製樹脂は、0.5% Darocur 1173及び0.1% TPOを含む光重合開始剤パッケージを有する、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(SR540、Sartomer Company(Exton、PA)社から入手可能)であった。一定のすきま0mil(0mm)を有するニップの、基礎フィルムと工具フィルムの間で、樹脂をコーティングした。工具と接触している間に、樹脂を硬化するためフィルムを通して透過する、600W/インチ(236W/cm)で動作するFusion「D」ランプからの放射線で、前記積層体を硬化した。それから工具フィルムが試料から除去され、PET上の構造化樹脂コーティングが得られた。
試料は、表9の試料Eで示す条件でスパッタエッチングされる。
スパッタエッチングしたフィルムの一片を、テープで2インチ×3インチ(50mm×75mm)の顕微鏡スライドに取り付けた。PermaNew 6000(California Hardcoating Company(Chula Vista、CA)から入手可能)を、80:20のIPA/ブタノールに15%w/wまで希釈して、室温にして、1.0μmフィルタを通してろ過した。処理したフィルムの試料を、PermaNew溶液でコーティングして、それを、Cee 200X Precisionスピンコータ(Brewer Science(Rolla、MO))上にスピンコーティングによって適用した。スピンパラメータは、3秒間500rpm(溶液塗布)、及び30秒間2000rpm、それから10秒間500rpmであった。約5ミリリットルのPermaNew溶液を、スピンサイクルの溶液塗布工程中、複製したフィルムに塗布した。コーティングされた試料は、80℃のオーブンに4時間置かれて、PermaNewコーティングを硬化させて、それから室温に冷却した。
ガラススライド2インチ×3インチ(50mm×75mm)を、IPA及び糸くずの出ない布で洗浄した。スライドを、スピンコータの真空チャックに取り付けた。スピンコータを、500RPM(コーティング適用工程)で5秒間、次いで1500RPMで10秒間(スピン工程)、次いで500RPMで60秒間(乾燥工程)にプログラムした。
前記フィルムを、熱フィルムラミネータ(GBC Document Finishing(Lincolnshire、IL)製GBC Catena 35)を用いて、IOA/AAコーティングスライドガラスに、180°F(82℃)で(犠牲接着剤層に対して、PermaNewコーティング面を)積層した。積層化試料をラミネータから取り出して、放置して室温まで冷却した。
積層の後、スライドガラスに付着したPermaNew層、SR540層、co−PMMA層、及びIOA/AA層を残して、PET支持体は積層化層から分離された。試料を、箱形炉内に配置し(Lindberg Blue M箱型炉モデルBF51732PC−1(Asheville、NC USA))、約10℃/分の速度で25℃〜300℃まで上昇させた。炉は、30分間300℃で保持され、それから約10℃/分の速度で500℃まで加熱され、約1時間保持され、IOA/AA、PMMAコポリマー及びSR540を分解した。次いで炉及び試料を、周囲温度まで冷却した。得られた、きれいな無機ナノ構造を、図15A(平面図)、図15B(側面図)及び図15C(拡大側面図)に示す。
Claims (24)
- 転写フィルムであって、
キャリアフィルムと、
前記キャリアフィルム上に配置され、かつ反射防止ナノ構造テンプレート形成部を含む、犠牲テンプレート層と、
前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部に適合する第1表面及び対向する平面状の第2表面を有する、熱的に安定なバックフィル層と、を含む転写フィルム。 - 前記熱的に安定な分子種がオルガノシリコンポリマーを含む、請求項1に記載の転写フィルム。
- 前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部が、反射防止ナノ構造に前記熱的に安定なバックフィル層を残しつつ、ベイクアウトが可能である、請求項1に記載の転写フィルム。
- 前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部が、異方性のナノスケール形成部を含む、請求項1に記載の転写フィルム。
- 前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部が、ナノウィスカー構造を含む、請求項1に記載の転写フィルム。
- 前記ナノウィスカー構造が、ペリレンナノウィスカーを含む、請求項5に記載の転写フィルム。
- 前記キャリアフィルムが、前記犠牲テンプレート層から前記キャリアフィルムを分離する剥離層を含む、請求項1に記載の転写フィルム。
- 前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部が、前記犠牲テンプレート層のミクロ構造テンプレート形成部上に配置される、請求項1に記載の転写フィルム。
- 転写フィルムの形成方法であって、
犠牲材料の層を反応性イオンエッチングして、反射防止ナノ構造テンプレート形成部を形成することと、
前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部上に熱的に安定なバックフィル材料をコーティングして、前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部に適合する第1表面及び対向する平面状の第2表面を有し、積層転写フィルムを形成する、熱的に安定なバックフィル層を形成することと、を含む、方法。 - 前記反応性イオンエッチング工程の前に、前記犠牲材料層をキャリアフィルムの剥離面上に配置することを更に含む、請求項9に記載の方法。
- 前記反応性イオンエッチング工程が、前記犠牲材料層の第1表面上に不連続なランダムマスキング層を適用して、かつ、前記犠牲材料層の前記マスキング層によって保護されていない部分を反応性イオンエッチングして、前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部を形成することを含む、請求項9に記載の方法。
- 転写フィルムの形成方法であって、
反射防止ナノウィスカーテンプレート形成部を含む犠牲材料テンプレート層を、キャリアフィルムの剥離面上に付着させることと、
前記反射防止ナノウィスカーテンプレート形成部上に熱的に安定なバックフィル材料をコーティングして、前記反射防止ナノウィスカーテンプレート形成部に適合する第1表面及び対向する平面状の第2表面を有し、積層転写フィルムを形成する、熱的に安定なバックフィル層を形成することと、を含む、方法。 - 前記反射防止ナノウィスカーテンプレート形成部が、ペリレンにより形成される、請求項12に記載の方法。
- レセプタ基板に請求項1に記載の転写フィルムの平面状の第2表面を積層することと、
前記犠牲テンプレート層をベイクアウトして、反射防止ナノ構造を有する熱的に安定なバックフィル層を形成することと、を含む方法。 - 前記ベイクアウト工程前に、前記犠牲テンプレート層から前記キャリアフィルムを除去することを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記反射防止ナノ構造形成部が、前記熱的に安定なバックフィル層のミクロ構造形成部上に配置される、請求項14に記載の方法。
- 前記レセプタ基板がガラスである、請求項14に記載の方法。
- 前記レセプタ基板がサファイアである、請求項14に記載の方法。
- 光学物品であって、
サファイア材の層と、
前記サファイア材の層に固定された反射防止ナノ構造形成部を有する、熱的に安定なバックフィル層と、を含む物品。 - 前記熱的に安定なバックフィル層が、オルガノシリコンポリマーを含む、請求項19に記載の光学物品。
- 前記熱的に安定なバックフィル層が、ジルコニア、チタニア、アルミナ、炭化ホウ素、又は炭化ケイ素を含む、請求項20に記載の光学物品。
- 前記反射防止ナノ構造テンプレート形成部が、異方性のナノスケール形成部を含む、請求項19に記載の光学物品。
- 前記反射防止ナノ構造形成部が、前記熱的に安定なバックフィル層のミクロ構造形成部上に配置される、請求項19に記載の光学物品。
- 前記熱的に安定なバックフィル層が、ジルコニア、チタニア、アルミナ、炭化ホウ素、又は炭化ケイ素を含む、請求項1に記載の転写フィルム。
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