JP4250066B2 - パターンの複製方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターンの複製方法に関する。

原版の複製領域よりも大きな面積の光回折構造を得るための複製版を製造する方法として、当該複製領域のパターンを、基板上に複数個つなげた複製版を製造する方法はすでに周知である（例えば、特許文献１及び特許文献２）。この複製方法においては、図６（ａ）に示すように、１面目の複製パターン１００ａを基板１０１上に形成後、２面目の複製パターンを形成する形成部材１００ｂを１面目の複製パターン１００ａ上に置き、原版の複製領域１０２を形成部材１００ｂに対してＸ方向に押し当てる。これにより、複製領域１０２のパターンが形成部材１００ｂに複製され、複製パターン１００ｂが複製パターン１００ａに一部重なった状態で形成される。

３面目の複製パターン１００ｃも複製パターン１００ｂと同様に形成されるため、結果として得られる複製版１１０は、図６（ｂ）に示すように、複製パターン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ…が各つなぎ目部分で重なってつながった状態で得られる。
特願２００２−１４９５８４ 特願２００２−１４８５０４

しかし、上記の複製方法では、形成部材は複製パターン上に置かれてから原版パターンが押し当てられる。形成部材は通常ＵＶ樹脂で構成され、原版パターンによっては、ＵＶ樹脂をはじきやすく、ＵＶ樹脂が原版パターン上で極めて濡れにくくなることがある。そのため、原版と基板との間でひずみが生じやすい。そして、時間が経過するとこのひずみの応力により原版が反り上がり気泡が混入する、いわゆる「原版のめくれ上がり」が起きる。このため、生じた気泡を手で押し出す等の、原版のめくれ上がりを防止するための煩雑な作業が必要となる。一方、気泡を押し出し易くするために形成部材の厚さを厚くすると、複製パターンのつなぎ目部分に大きな段差が発生し、この段差部分のパターンが複製されにくくなる。従って、このような方法で製造される複製版から得られる光回折構造は、複製版のつなぎ目部分が明確に視認できてしまう。

そこで、本発明は、煩雑な作業を必要とせず、かつ複製パターンのつなぎ目部分を視認しにくい光回折構造を得られる複製版を製造するためのパターン複製方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の方法により上述した課題を解決する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明におけるパターン複製方法は、原版（１）の複製領域（１ａ）に施されたパターンを一定方向（Ａ）につなげて、該複製領域よりも面積が大きいパターンを基板（１０）上に複製するパターン複製方法において、前記基板上に形成部材（４ａ、４ｃ、４ｅ）を置き、その形成部材上に前記複製領域を押し当てることにより、前記複製領域のパターンを、前記基板上で前記一定方向に間隔（β）をあけて複数箇所に複製する第１の複製工程と、前記間隔部分に前記形成部材（４ｂ、４ｄ）を置き、前記複製領域を、その間隔部分を形成する一の複製パターンの一端（３ａ）と他の複製パターンの一端（３ｃ）とに重さねて前記形成部材へ押し当てることにより、前記一の複製パターンと前記他の複製パターンとをつなげるように前記パターンを前記間隔部分に複製する第２の複製工程とを有し、前記第１の複製工程において、前記複製領域を押し当てる幅（Ｌγ）よりも前記間隔の幅（Ｌβ）が狭くなるように、前記パターンを複製し、前記第２の複製工程において、前記一定方向に対して直交する方向（Ｂ）に、前記複製領域を押し当てることにより上記の課題を解決する。

本発明によれば、まず、原版の複製領域が複製された複製パターンを基板上に間隔をあけて複数箇所に複製し、次に、係る間隔を形成する２つの複製パターンをつなげるように原版の複製領域を位置させ、その間隔部分に形成部材を置いて複製領域を押し当てることにより、その２つの複製パターンをつなぐパターンを複製する。従って、結果として、複製領域のパターンが基板上でつなげられ、複製領域よりも面積が大きいパターンを複製することができる。

そして、第１の複製工程では、形成部材をはじかない素材で構成されている基板上に必ず形成部材を置くことにより、複製領域の押し当て時の気泡の発生を防止し、上述した原版のめくれ上がりを回避することができる。従って、複製パターンのつなぎ目部分に生じる段差の厚みを抑えることができる。なお、本発明において、「一定方向」とは、特定の方向である場合、垂直方向に対する水平方向、及び水平方向に対する垂直方向である場合とを含む。また、「押し当てる」とは、基板上に置かれた形成部材が引き伸ばされて面状となり押し当てられる場合と、面状の形成部材が押し当てられる場合とを含む。

更に本発明においては、第２の複製工程において、第１の複製工程における複製領域の押し当て幅よりも狭い間隔に対して、その間隔の幅で複製領域が押し当てられる。押し当て幅が狭いと、押し当て時に歪みが発生する確率が低いので、例えば、第１の複製工程における押し当て幅を歪みが生じない最大幅に設定すれば、更に原版のめくれ上がりを防止することができる。

本発明は、上述したパターン複製方法によって製造される複製版やその複製版から製造される光回折構造として具現化されてもよい。本発明によって製造される複製版には、上述したように複製パターンのつなぎ目部分に大きな段差がない。従って、係る複製版から得られる光回折構造はつなぎ目のない一様な模様として得ることができる。本発明における光回折構造とは、光の回折や干渉を起こすための凹凸パターンが一面に施されたものをいう。

以上説明したように、本発明によれば、第１の複製工程において間隔を空けて複数箇所に原版のパターンを複製し、かかる間隔部分に後から原版のパターンを複製することにより、煩雑な作業を必要とせず、かつ複製パターンのつなぎ目部分を視認しにくい光回折構造を得られる複製版を形成するためのパターン複製方法、その複製版、及びその複製版によって得られる光回折構造を提供することができる。

図１（ａ）は、本形態で使用する原版１を示す図である。原版１は矩形の複製領域１ａを有し、複製領域１ａには、一面に光の回折や干渉によって一様な模様が得られるパターンが施されている。このパターンは複製領域１ａの表面に凹凸を形成することによって得られる。図１（ｂ）は、原版１から本発明によるパターン複製方法によって得られる複製版３のパターン面を上から俯瞰して見た図である。複製版３は、複製領域１ａのパターンが複製された５つの矩形の複製パターン３ａ〜３ｅが一定方向つながって構成される。複製パターン３ａ、３ｃ、３ｅの短手方向の長さは等しくＬαであり、複製パターン３ｂ、３ｄの短手方向の長さも等しくＬβである。また、各複製パターン３ａ〜３ｅの長手方向の長さはみな等しくＬγである。これらの長さの関係はＬβ＜Ｌα＜Ｌγである。Ｌγは原版１の押し当て時に形成部材の歪みが生じない押し当て幅の最大値である。被複製領域１ａは複製パターン３ａ、３ｃ、３ｅよりも一回り大きい。

本発明は、第１の複製工程及び第２の複製工程の２つの工程を有し、第１の複製工程の実施後、第２の複製工程を実施することにより、原版１から複製版３を得ることができる。本形態では、原版１のパターンの複製方法として、ＰｈｏｔｏＰｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ方法を採用する（以下、「２Ｐ複製方法」という）。２Ｐ複製法とは、まず、パターンが施された原版に電離放射線硬化樹脂を滴下し、その上へ複製基材を積置して、押圧する。次に、複製基材側から紫外線等の電離性放射線を照射することによって電離性放射線硬化樹脂を硬化させた後、原版を剥離して原版のパターンを複製する方法である。

本実施形態における原版１のパターンを形成部材４に複製するための構成の概略図を図２に示す。基板１０上に形成部材４を置き、その上から原版１を重ね、原版１の上からラミネートローラ１２を、原版１を形成部材４に押し当てるように方向Ｙに移動させる。以下、ラミネートローラ１２で複製領域１ａを形成部材４へ押し当てることをラミネート、ラミネートローラ１２が移動する方向をラミネート方向という。図２に示すように形成部材４がラミネート方向Ｙに対して垂直な方向Ｚに長さＬで基板１０上に置かれた場合は、形成部材４はラミネート幅Ｌでラミネート方向Ｙにラミネートされつつ、複製領域１ａが押し当てられ、そのパターンが形成部材４上に複製される。

基板１０及び形成部材４は、第１の複製工程及び第２の複製工程共に従来の２Ｐ複製法にて使用されていたものを使用すればよい。本形態では、基板１０は易接着ＰＥＴで構成され、形成部材４はＵＶ硬化樹脂で構成されたものを使用する。複製領域１ａのパターンが複製された形成部材４は、電離放射線の照射によって硬化される。

以下、第１の複製工程について説明する。この工程においては、図３に示すように、基板１０上に長さＬβを間隔として空けて一定方向Ａに並ぶ３つの複製パターン３ａ、３ｃ、３ｅを形成する。各複製パターン３ａ、３ｃ、３ｅは、複製版３の１面目、３面目、及び５面目に該当する。以下、複製パターン３ａを１面目複製パターン３ａ、複製パターン３ｃを３面目複製パターン３ｃ、複製パターン３ｅを５面目複製パターン３ｅという。

１面目複製パターン３ａを形成する方法について説明する。１面目複製パターン３ａを形成するための形成部材４ａを基板１０上のラミネート開始位置に置き、その形成部材４ａの上に複製領域１ａを当て、方向Ａにラミネートする。図３に示すように、形成部材４ａは、ラミネート開始位置にラミネート方向Ａに対して垂直に長さＬγで置かれることにより、ラミネート幅はほぼＬγに近い。これにより、形成部材４ａは方向Ａにラミネートされつつ、押し当てられた複製領域１ａのパターンが複製される。これを電離放射線照射によって硬化することによって、基板１０上に１面目複製パターン３ａが形成される。

次に、１面目複製パターン３ａから間隔幅Ｌβを空けて３面目複製パターン３ｃを形成するための形成部材４ｃをラミネート開始位置に、形成部材４ａと同様の要領で置く。以下、形成部材４ｃから３面目複製パターン３ｃが形成される方法は、上述の形成部材４ａから１面目複製パターンが形成される方法と同様である。続いて、５面目複製パターン３ｅを、３面目の複製パターン３ｃから間隔幅Ｌβを空けた位置に３面目複製パターン３ｃと同様の方法によって形成する。以上の方法により、基板１０上に間隔幅Ｌβを空けて方向Ａに並ぶ３つの複製パターン３ａ、３ｃ、３ｅが形成される。

次に、図４を用いて、第２の複製工程について説明する。第２の複製工程では、第１の複製工程で生じた間隔幅Ｌβの間隔部分に複製パターンを形成する。まず、１面目複製パターン３ａと３面目複製パターン３ｃとの間の間隔部分に複製パターン３ｂを形成する方法について説明する。複製パターン３ｂは複製版３の２面目、複製パターン３ｄは複製版３の４面目に該当する。以下、複製パターン３ｂを２面目複製パターン３ｂ、複製パターン３ｄを４面目複製パターン３ｄという。また、３面目複製パターン３ｂが形成される間隔部分をβという。

２面目複製パターン３ｂを形成するための形成部材４ｂを、ラミネート開始位置に置く。第２の複製工程においては、間隔幅Ｌβで方向Ａと垂直をなす方向Ｂにラミネートする。例えば図４に示すように右水平方向にラミネートする場合は、ラミネート開始位置は間隔部分βの左端である。原版１を１面目複製パターン３ａの一端と３面目複製パターン３ｃの一端とにそれぞれ重ね、複製領域１ａの部分が１面目複製パターン３ａと３面目複製パターン３ｃとをつなぐように、原版１を位置させる。

この状態の断面図を図５（ａ）に示す。原版１上をラミネートローラ１２によって方向Ｂに形成部材４ｂをラミネートする。長さＬβの形成部材４ｂがラミネート開始部分に、ラミネート方向Ｂに対して置かれるので、ラミネート幅はほぼＬβである。上述したようにＬβ＜Ｌα＜Ｌγであるから、第２の複製工程におけるラミネート幅Ｌβは第１の複製工程におけるラミネート幅よりも狭い。

形成部材４ｂはラミネートされつつ、複製領域１ａが押し当てられ、複製領域１ａのパターンが形成部材４ｂに複製される。パターンが複製された形成部材４ｂを硬化することにより、１面目複製パターン３ａと３面目複製パターン３ｃとの間に、２面目複製パターン３ｂが形成される。３面目複製パターン３ｃと５面目複製パターン３ｅとの間に生じた間隔部分に形成部材４ｄを置き、４面目複製パターン３ｄを形成する方法も、２面目複製パターン３ｂを基板１０上に形成する方法と同様である。

以上の方法により、１面目複製パターン３ａ〜５面目複製パターン３ｅがつながった複製版３を得ることができる。複製版３の断面図を図５（ｂ）に示す。上記の方法によれば、第１の複製工程では形成部材４はすべて基板上１０に置かれ、第２の複製工程ではラミネート幅が狭くラミネートされることにより、原版１のめくれ上がりを防止でき、つなぎ目部分３ａｂ、３ｂｃ、３ｃｄ、３ｄｅに大きな段差が生じることを回避できる。そして、複製版３から、つなぎ目部分３ａｂ〜３ｄｅがほとんど視認されない光回折構造を得ることができる。

本発明は上述した形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば、第１の複製工程及び第２の複製工程におけるラミネート幅は、ラミネート時に歪みが生じない幅より小さければその大小は問わない。原版１と複製領域１ａとは同じ大きさでもよい。また、複製パターンの形状及び原版の複製範囲の形状は最終的に得る複製版の形状に応じて適宜変更可能である。

（ａ）は本形態で使用する原版の一例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の原版から得られる複製版の一例を示す図。 本形態における複製工程を実施するための構成の概略図。 第１の複製工程における手順を示す概略図。 第２の複製工程における手順を示す概略図。 （ａ）は第２の複製工程において原版が形成部材に押し当てれられる様子を示す断面図であり、（ｂ）は図１（ｂ）に示す複製版の断面図。 （ａ）は従来の複製方法によって複製パターンが形成される様子を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の方法によって得られる複製版の断面図。

符号の説明

１ 原版
３ 複製版
３ａ〜３ｅ 複製パターン
４、４ａ〜４ｄ 形成部材
１０ 基板
β 間隔

Claims (1)

1. 原版の複製領域に施されたパターンを一定方向につなげて、該複製領域よりも面積が大きいパターンを基板上に複製するパターン複製方法において、
   前記基板上に形成部材を置き、その形成部材上に前記複製領域を押し当てることにより、前記複製領域のパターンを、前記基板上で前記一定方向に間隔をあけて複数箇所に複製する第１の複製工程と、
   前記間隔部分に前記形成部材を置き、前記複製領域を、その間隔部分を形成する一の複製パターンの一端と他の複製パターンの一端とに重さねて前記形成部材へ押し当てることにより、前記一の複製パターンと前記他の複製パターンとをつなげるように前記パターンを前記間隔部分に複製する第２の複製工程とを有し、
   前記第１の複製工程において、前記複製領域を押し当てる幅よりも前記間隔の幅が狭くなるように、前記パターンを複製し、
   前記第２の複製工程において、前記一定方向に対して直交する方向に、前記複製領域を押し当てる、ことを特徴とするパターン複製方法。

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