JP5786372B2 - ポリジメチルシロキサンシートとこれを使用した光学素子およびこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
また、従来から、ガラス基板等に回折格子を形成した光学素子が広く使用されているが、近年、柔軟な樹脂基材上に金属パターンを形成した光学素子が提案されている(非特許文献1)。この光学素子は、基材に外力を加えることにより金属パターン間のナノオーダーの配置が変化し、その結果、金属パターン間の近接場相互作用が変化し、光学応答が変化するものである。また、偏光方向に依存せずに物質界面での反射率をゼロとし、光を100%透過させることができるようにした光学素子が提案されている(特許文献1)。この光学素子は、メタマテリアルとして銀をC字形状に形成したナノ構造体である磁気共振器をガラス基板上に複数配置した構造を有している。
また、PDMSシートは柔軟で光透過性を有しているので、非特許文献1に記載されているような光学素子を構成する柔軟な樹脂基材として使用することができる。しかし、従来のPDMSシートに金属パターンを直接形成すると、PDMSシートに対する金属ナノ構造体の密着力が弱いため、PDMSシートに繰り返し外力が加えられることにより、金属パターンの剥がれ、脱落が生じるという問題があった。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、金属薄膜や所望の形状の金属パターンとの密着性が良好で、かつ、取扱い性、安定性に優れたPDMSシートと、金属パターンの剥離や脱落が防止され信頼性が高く、かつ、取扱い性に優れた光学素子と、これらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の他の態様として、前記ポリジメチルシロキサンシートと前記金属パターンとの間に下地金属層が存在し、該下地金属層は前記金属パターンと同一パターンであるような構成、あるいは、前記ポリジメチルシロキサンシートと前記金属パターンとの間に下地金属層が存在し、該下地金属層は前記ポリジメチルシロキサンシートのパターン形成面の全域に存在するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記下地金属層は、Cr、Ti、Ni、W、これらの酸化物および窒化物のいずれかを主成分として含有するような構成とした。
前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面は、表面平均粗さRaが0.1μm以下であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記金属パターンは、前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面上に金属層を形成し、該金属層上にレジストパターンを形成し、該レジストパターンを介して前記金属層をエッチングし、その後、前記レジストパターンを剥離して形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面の全域に下地金属層を形成し、その後、該下地金属層上に前記金属パターンを形成するような構成、あるいは、前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面の全域に下地金属層を形成し、その後、該下地金属層上に前記金属パターンを形成するとともに、前記金属パターンの非形成部位の前記下地金属層をエッチング除去するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記被加工面の表面平均粗さRaは0.1μm以下であるような構成とした。
[ポリジメチルシロキサンシート]
図1は、本発明のポリジメチルシロキサン(PDMS)シートの一実施形態を示す部分断面図である。図1において、本発明のPDMSシート1は、低分子量シロキサンの含有量が2000ppm以上、好ましくは5000〜30000ppmの範囲である高含有率PDMS層3と、低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下、好ましくは0〜500ppmの範囲である低含有率PDMS層4との構造体2からなる。そして、構造体2の高含有率PDMS層3側は、金属薄膜や所望の形状の金属パターンを形成するための被加工面3Aであり、低含有率PDMS層4側は、ベース面4Aである。
本発明では、低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としている。そして、本発明は、このような低分子量のシロキサンが、高分子量のシロキサンよりも、ケイ素含有基材に対する反応性が大きいこと、および、低分子量のシロキサンの含有量によって、金属に対する密着性と、ケイ素含有基材に対する反応性を制御可能なことに着目したものである。尚、本発明における低分子量シロキサンの含有量は、アセトンで抽出した後、ガスクロマトグラフィーを用いて検出する方法により測定する。低分子量シロキサン、および、この低分子量シロキサンの含有量については、以下の本発明の説明においても同様である。
本発明のPDMSシート1(構造体2)の厚みは、0.01〜10mm、好ましくは0.5〜10mmの範囲である。PDMSシート1の厚みが0.1mm未満であると、原料のPDMSの粘度が高いので、製造工程で厚みが不均一となったり、製造のための支持基板からの剥離時に破断が生じ易く、製造が難しくなる。一方、PDMSシート1の厚みが10mmを超えると、例えば、光学素子への使用を想定した場合の後工程が困難となり好ましくない。
PDMSシート1は、光学素子に使用する場合には、その光透過率が80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上である。ここで、光透過率は、大塚電子(株)製のスペクトル測定機MCPD2000により測定する。また、PDMSシート1の弾性率は、引張り強度において100kPa〜10MPaの範囲であることが好ましい。ここで、引張り強度は、万能試験機インストロン5565を用いてダンベル試験片の破断強度により測定した値とする。
上述の実施形態は例示であり、本発明は、これらに限定されるものではない。
図2は、本発明のポリジメチルシロキサン(PDMS)シートの製造方法の一実施形態を示す工程図であり、図1に示されるPDMSシート1を例としたものである。
図2において、まず、低含有率PDMS層4を形成するための原料を支持基板11上に塗布して、低含有率PDMS層用の塗布膜14を形成する(図2(A))。使用する原料は、低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、この低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下、好ましくは0〜500ppmの範囲にあるPDMSである。支持基板11は、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板等の剛性がある基板を使用することができ、塗布膜14を形成する面は、塗布膜14の厚みの均一性、後工程における構造体2との離型を考慮して、例えば、表面平均粗さRaが0.1μm以下の平坦面であることが好ましい。また、支持基板11上への塗布膜14の形成は、例えば、スピン塗布方法、刷毛による塗布方法等により行うことができ、塗布膜14の厚みは、後工程で硬化して形成される低含有率PDMS層4の厚みが0.005〜5mm、好ましくは0.05〜1mmの範囲となるように適宜設定することができる。後工程で硬化して形成される低含有率PDMS層4の厚みが0.005mm未満となるような塗布膜14の厚みであると、形成される低含有率PDMS層4の一部に欠陥が生じ、後工程における構造体2と支持基板11との離型が困難になったり、構造体2の破断等が生じるおそれがある。一方、低含有率PDMS層4の厚みが5mmを超えるような塗布膜14の厚みであると、低含有率PDMS層4により奏される効果の更なる向上が期待できないとともに、PDMSシート1の製造コストが増大するので好ましくない。
次いで、高含有率PDMS層用の塗布膜13および低含有率PDMS層用の塗布膜14を硬化させて、高含有率PDMS層3と低含有率PDMS層4との構造体2とし(図2(E))、その後、構造体2と支持基板11とを離型する(図2(F))。これにより、本発明のPDMSシート1が得られる。
また、本発明では、成型基板12の形状を適宜設定することにより、高含有率PDMS層3の表面(被加工面3A)に所望の形状を付与することができ、用途に応じたPDMSシートの製造が可能である。
上述の実施形態は例示であり、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、PDMSシート1が、高含有率PDMS層3と低含有率PDMS層4との間に、高含有率PDMS層3や低含有率PDMS層4とは異なる樹脂材料を有する構造体からなる場合、低含有率PDMS層用の塗布膜14上に、所望の他の樹脂材料を供給して塗布膜を形成し、この塗布膜上に高含有率PDMS層3を形成するための原料13′を供給してもよい。
図3は、本発明の光学素子の一実施形態を示す部分平面図であり、図4は、図3に示される光学素子のI−I線における縦断面図である。図3および図4において、本発明の光学素子21は、一方の面がパターン形成面33Aであり、他方の面がベース面34Aであるポリジメチルシロキサン(PDMS)シート31と、パターン形成面33A上に位置する複数の金属パターン22と、を備えている。
PDMSシート31は、光透過性と柔軟性を有しており、光透過率が80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上であり、弾性率は、引張り強度において100kPa〜10MPaの範囲である。このようなPDMSシート31は、低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、この低分子量シロキサンの含有量が2000ppm以上、好ましくは5000〜30000ppmの範囲である高含有率PDMS33層と、低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下、好ましくは0〜500ppmの範囲である低含有率PDMS層34との構造体32であり、高含有率PDMS層33側がパターン形成面33Aであり、低含有率PDMS層34側がベース面34Aである。このPDMSシート31は、上述の本発明のPDMSシート1と同様であり、パターン形成面33AはPDMSシート1の被加工面3Aに相当するものであり、ここでの説明は省略する。また、上記の構造体32からなるPDMSシート31は例示であり、本発明では、パターン形成面33Aに高含有率PDMS層33が存在し、ベース面34Aに低含有率PDMS層34が存在すればよく、したがって、高含有率PDMS層33と低含有率PDMS層34との間には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、高含有率PDMS層33や低含有率PDMS層34とは異なる樹脂材料が存在するものであってもよい。
光学素子21は、例えば、金属パターン22側(パターン形成面33A側)が凸となるような曲げによる外力が加えられ、図3および図7に矢印aで示す方向の伸長力が作用することにより、隣接する金属パターン22の間隔がDからD′に広がる。このような隣接する金属パターン22の間隔の変化は、隣接する金属パターン22間に発生する近接場光相互作用を変化させることになる。これにより、光学素子21に垂直(図4に矢印bで示される方向)に入射する光は、その偏光状態が変化する。このような光学素子21の機能と偏光フィルタを利用することにより、例えば、入射光の透過と遮断を行う光スイッチ等として使用することが可能となる、また、隣接する金属パターン22の間隔Dを可視光領域(400〜700nm)となるように設計すれば、所定の外力を加えて間隔Dを変化させることにより、可視光領域の入射光の偏光を変化させることが可能となる。したがって、本発明の光学素子は、従来のガラスや石英等の基板を用いる光学素子に比べて利用範囲を拡大できる。
尚、隣接する金属パターン22の間隔を変化させるために光学素子21に加えられる外力は、曲げに限定されるものではなく、PDMSシート31を引っ張って矢印a方向に伸長させてもよい。
光学素子41を構成するPDMSシート51は、上述の光学素子21を構成するPDMSシート31と同様であり、ここでの説明は省略する。
この光学素子41も、上述の光学素子21′、光学素子22″のように、PDMSシート51のパターン形成面53Aと金属パターン42との間に下地金属層を備えるものであってよい。
このような光学素子41は、上述の光学素子21と同様に、外力が加えられて隣接する金属パターン42の間隔Dが変化することにより、隣接する金属パターン42間に発生する近接場光相互作用を変化させることができる。
図9は、メタマテリアルとして機能する本発明の光学素子の実施形態を示す部分平面図である。図9において、本発明の光学素子61は、一方の面がパターン形成面73Aであり、他方の面がベース面であるPDMSシート71と、このPDMSシート71の高含有率PDMS層73(パターン形成面73A)上に位置する複数の金属パターン62と、を備えている。
光学素子61を構成するPDMSシート71は、上述の光学素子21を構成するPDMSシート31と同様であり、ここでの説明は省略する。
このような光学素子61は、上述の光学素子21と同様に、外力が加えられて、略リング形状の金属パターン62の切欠き部62aの間隔Dが変化することにより、金属ナノ構造体間に発生する近接場光相互作用を変化させることができる。
光学素子81を構成するPDMSシート91は、上述の光学素子21を構成するPDMSシート31と同様であり、ここでの説明は省略する。
このような光学素子81は、上述の光学素子21と同様に、外力が加えられて、略リング形状の金属パターン82の切欠き部82a、82aの間隔Dが変化することにより、金属ナノ構造体間に発生する近接場光相互作用を変化させることができる。
図13および図14は、本発明の光学素子の製造方法の一実施形態を示す工程図であり、図3および図4に示される光学素子21を例としたものである。
本発明の光学素子の製造方法では、まず、低含有率PDMS層34を形成するための原料を支持基板37上に塗布して、低含有率PDMS層用の塗布膜34′を形成する(図13(A))。使用する原料は、低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、この低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下、好ましくは0〜500ppmの範囲にあるPDMSである。支持基板37は、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板等の剛性がある基板を使用することができ、塗布膜34′を形成する面は、塗布膜34′の厚みの均一性、後工程における構造体32との離型を考慮して、例えば、表面平均粗さRaが0.1μm以下の平坦面であることが好ましい。
次いで、高含有率PDMS層用の塗布膜33′および低含有率PDMS層用の塗布膜34′を硬化させて、高含有率PDMS層33と低含有率PDMS層34との構造体32を支持基板37上に形成する(図13(E))。
上記の製造方法の実施形態における高含有率PDMS層用の塗布膜33′と成型基板38との離型時(図13(D))の塗布膜33′は、ほとんど硬化していない状態であってもよく、半硬化状態であってもよい。また、このときの低含有率PDMS層用の塗布膜34′は、完全に硬化した状態であってもよく、半硬化状態であってもよい。例えば、低含有率PDMS層用の塗布膜34′を半硬化させておいて高含有率PDMS層用の塗布膜33′を形成してもよく、この場合、低含有率PDMS層用の塗布膜34′と高含有率PDMS層用の塗布膜33′の境界部分が混じり合うことにより、構造体32としての強度を高めることができる。
次いで、レジストパターン39を除去するとともに、レジストパターン39上の金属層22′を除去(リフトオフ)し、金属パターン22を形成する(図14(C))。その後、構造体32と支持基板37とを離型する(図14(D))。これにより、本発明の光学素子21が得られる。
また、上述の光学素子21′のように、パターン形成面33Aの全面に下地金属層23を備え、この下地金属層23上に金属パターン22を備える光学素子を作製する場合には、構造体32を支持基板37上に形成(図13(E))した後、例えば、Cr、Ti、Ni、W、これらの酸化物および窒化物のいずれかを主成分とする材料を用いてスパッタリング法や蒸着法等の真空成膜法によりパターン形成面33Aの全面に下地金属層23を形成し、その後、上述のように金属パターン22を形成する。
上述の実施形態は例示であり、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、PDMSシート31が、高含有率PDMS層33と低含有率PDMS層34との間に、高含有率PDMS層33や低含有率PDMS層34とは異なる樹脂材料を有する構造体からなる場合、低含有率PDMS層用の塗布膜34′上に、他の樹脂材料を供給して塗布膜を形成し、この塗布膜上に高含有率PDMS層33を形成するための原料33″を供給してもよい。
[実施例1]
支持基板として、厚み0.625mm、直径150mmのシリコン基板を準備した。この支持基板の表面平均粗さRaは0.001μmであった。尚、表面平均粗さRaの測定は、AFM(セイコーインスツル(株)製 L-Trace II)を使用して行った。
低含有率PDMS層を形成するための原料Aに重合開始剤を混合した後、上記の支持基板上にスピンコート法で塗布して塗布膜Aを形成した。この原料Aは、低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときの低分子量シロキサンの含有量が1000ppmのPDMSであった。また、塗布膜Aの厚みは、硬化して形成される低含有率PDMS層の厚みが0.1mmとなるように設定した。
次いで、供給した原料Bに、成型基板(成型面の表面平均粗さRaは0.001μm)を押し付けることにより、成型基板と低含有率PDMS層用の塗布膜Aとの間に高含有率PDMS層用の塗布膜Bを形成した。この状態で常温にて放置して塗布膜Bを半硬化させた後、塗布膜Bと成型基板とを離型した。次いで、半硬化状態にある塗布膜Aおよび塗布膜Bを加熱により完全に硬化させ、高含有率PDMS層と低含有率PDMS層との構造体(厚み1.2mm)とし、この構造体と支持基板とを離型して、PDMSシートを作製した。
高含有率PDMS層を形成するための原料Bとして、低分子量シロキサンの含有量が7000ppmのPDMSを使用した他は、実施例1と同様にして、PDMSシートを作製した。
低含有率PDMS層を形成するための原料Aとして、低分子量シロキサンの含有量が200ppmのPDMSを使用した他は、実施例1と同様にして、PDMSシートを作製した。
低含有率PDMS層を形成するための原料Aとして、低分子量シロキサンの含有量が200ppmのPDMSを使用し、高含有率PDMS層を形成するための原料Bとして、低分子量シロキサンの含有量が1000ppmのPDMSを使用した他は、実施例1と同様にして、PDMSシートを作製した。
低含有率PDMS層を形成するための原料Aとして、低分子量シロキサンの含有量が1500ppmのPDMSを使用した他は、実施例1と同様にして、PDMSシートを作製した。
低含有率PDMS層を形成するための原料Aとして、低分子量シロキサンの含有量が1300ppmのPDMSを使用し、高含有率PDMS層を形成するための原料Bとして、低分子量シロキサンの含有量が1700ppmのPDMSを使用した他は、実施例1と同様にして、PDMSシートを作製した。
(離型性)
上述のPDMSシートの作製における支持基板からの構造体の離型を観察し、下記の基準で離型性を評価し、結果を下記の表1に示した。
(評価基準)
○ : 固着による支持基板への構造体の残りなし
× : 固着による支持基板への構造体の残りあり
上述のように作製したPDMSシートの高含有率PDMS層側(被加工面)に、スパッタリング法によりCr薄膜(厚み50nm)を形成し、このCr薄膜とPDMSシートとの密着力をクロスカット法により評価し、結果を下記の表1に示した。すなわち、1辺が1cmの正方形領域を100個形成するようにCr薄膜にカッターナイフで切り込みを入れ、100個の正方形領域全てについて、粘着テープ(ニチバン(株)製 セロテープ)を貼着後、直上に引き上げてCr薄膜の剥離の有無を観察し、下記の基準で評価した。
(評価基準)
○ : Cr薄膜の正方形領域の剥離がなく、密着性が良好
× : Cr薄膜の正方形領域の剥離が発生し、密着性が不十分
上述のように作成したPDMSシートの高含有率PDMS層側(被加工面)に、スパッタリング法によりAu薄膜(厚み50nm)を形成し、このAu薄膜とPDMSシートとの密着力を上記と同様に測定し、上記と同様の基準で密着性を評価し、結果を下記の表1に示した。
上述のように作製したPDMSシートを、低含有率PDMS層側(ベース面)が当接するようにシリコン基板上に載置して120日間維持し、その後、シリコン基板に対するPDMSシートの固着発生の有無を観察し、結果を下記の表1に示した。
2…構造体
3…高含有率ポリジメチルシロキサン(PDMS)層
3A…被加工面
4…低含有率ポリジメチルシロキサン(PDMS)層
4A…ベース面
11…支持基板
12…成型基板
13,14…塗布膜
21,21′,21″,41,61,81…光学素子
22,42,62,82…金属パターン
23…下地金属層
31,51,71,91…ポリジメチルシロキサン(PDMS)シート
32…構造体
33,53,73,93…高含有率ポリジメチルシロキサン(PDMS)層
33A,53A,73A,93A…パターン形成面
34…低含有率ポリジメチルシロキサン(PDMS)層
34A…ベース面
33′,34′…塗布膜
37…支持基板
38…成型基板
Claims (17)
- 一方の面がパターン形成面であり、他方の面がベース面であるポリジメチルシロキサンシートと、該パターン形成面上に位置する複数の金属パターンと、を備え、
前記ポリジメチルシロキサンシートは、低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、該低分子量シロキサンの含有量が2000ppm以上である高含有率ポリジメチルシロキサン層を少なくとも前記パターン形成面に備え、前記低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下である低含有率ポリジメチルシロキサン層を少なくとも前記ベース面に備えた構造体であり、
前記ポリジメチルシロキサンシートを変形させることにより隣接する前記金属パターンの間隔が変化可能であることを特徴とする光学素子。 - 一方の面がパターン形成面であり、他方の面がベース面であるポリジメチルシロキサンシートと、該パターン形成面上に位置する複数の金属パターンと、を備え、
前記ポリジメチルシロキサンシートは、低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、該低分子量シロキサンの含有量が2000ppm以上である高含有率ポリジメチルシロキサン層を少なくとも前記パターン形成面に備え、前記低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下である低含有率ポリジメチルシロキサン層を少なくとも前記ベース面に備えた構造体であり、
前記金属パターンは、少なくとも一部に切欠き部を有する略リング形状であり、前記ポリジメチルシロキサンシートを変形させることにより前記切欠き部の間隔が変化可能であることを特徴とする光学素子。 - 前記金属パターンは、Au、Ag、Alのいずれかを主成分として含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学素子。
- 前記ポリジメチルシロキサンシートと前記金属パターンとの間に下地金属層が存在し、該下地金属層は前記金属パターンと同一パターンであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光学素子。
- 前記ポリジメチルシロキサンシートと前記金属パターンとの間に下地金属層が存在し、該下地金属層は前記ポリジメチルシロキサンシートのパターン形成面の全域に存在することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光学素子。
- 前記下地金属層は、Cr、Ti、Ni、W、これらの酸化物および窒化物のいずれかを主成分として含有することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の光学素子。
- 前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面は、表面平均粗さRaが0.1μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の光学素子。
- 低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、該低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下である低含有率ポリジメチルシロキサン層を形成するための原料を支持基板上に塗布して、低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を形成する工程と、
該低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜上に、前記低分子量シロキサンの含有量が2000ppm以上である高含有率ポリジメチルシロキサン層を形成するための原料を供給し、該原料に成型基板を押し付けることにより、該成型基板と前記低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜との間に高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を形成し、その後、該高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜と前記成型基板とを離型する工程と、
前記低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜および前記高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を硬化させて、高含有率ポリジメチルシロキサン層と低含有率ポリジメチルシロキサン層との構造体からなるポリジメチルシロキサンシートとする工程と、
該ポリジメチルシロキサンシートの前記高含有率ポリジメチルシロキサン層をパターン形成面とし、該パターン形成面上に複数の金属パターンを、隣接する該金属パターンの間隔が1000nm以下となるように形成する工程と、
前記ポリジメチルシロキサンシートと前記支持基板とを離型する工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、該低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下である低含有率ポリジメチルシロキサン層を形成するための原料を支持基板上に塗布して、低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を形成する工程と、
該低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜上に、前記低分子量シロキサンの含有量が2000ppm以上である高含有率ポリジメチルシロキサン層を形成するための原料を供給し、該原料に成型基板を押し付けることにより、該成型基板と前記低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜との間に高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を形成し、その後、該高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜と前記成型基板とを離型する工程と、
前記低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜および前記高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を硬化させて、高含有率ポリジメチルシロキサン層と低含有率ポリジメチルシロキサン層との構造体からなるポリジメチルシロキサンシートとする工程と、
該ポリジメチルシロキサンシートの前記高含有率ポリジメチルシロキサン層をパターン形成面とし、該パターン形成面上に、少なくとも一部に切欠き部を有する略リング形状であり該切欠き部の間隔が1000nm以下である複数の金属パターンを形成する工程と、
前記ポリジメチルシロキサンシートと前記支持基板とを離型する工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記金属パターンは、前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面上にレジストパターンを形成し、該レジストパターンを介して前記パターン形成面上に金属層を形成し、その後、前記レジストパターンを剥離することによりレジストパターン上に形成された金属層をリフトオフして形成することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の光学素子の製造方法。
- 前記金属パターンは、前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面上に金属層を形成し、該金属層上にレジストパターンを形成し、該レジストパターンを介して前記金属層をエッチングし、その後、前記レジストパターンを剥離して形成することを特徴とする請求項8または請求項9に記載の光学素子の製造方法。
- 前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面の全域に下地金属層を形成し、その後、該下地金属層上に前記金属パターンを形成することを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
- 前記ポリジメチルシロキサンシートの前記パターン形成面の全域に下地金属層を形成し、その後、該下地金属層上に前記金属パターンを形成するとともに、前記金属パターンの非形成部位の前記下地金属層をエッチング除去することを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
- 低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、該低分子量シロキサンの含有量が2000ppm以上である高含有率ポリジメチルシロキサン層を少なくとも一方の面に備え、前記低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下である低含有率ポリジメチルシロキサン層を少なくとも他方の面に備えた構造体からなるシートであり、前記高含有率ポリジメチルシロキサン層が被加工面であり、前記低含有率ポリジメチルシロキサン層がベース面であることを特徴とするポリジメチルシロキサンシート。
- 前記構造体の厚みは0.01〜10mmの範囲であり、前記低含有率ポリジメチルシロキサン層の厚みは0.005〜5mmの範囲であることを特徴とする請求項14に記載のポリジメチルシロキサンシート。
- 前記被加工面の表面平均粗さRaは0.1μm以下であることを特徴とする請求項14または請求項15に記載のポリジメチルシロキサンシート。
- 低分子量シロキサンを[−Si(CH3)2O−]k(kは3〜20の整数)で表される環状構造としたときに、該低分子量シロキサンの含有量が1000ppm以下である低含有率ポリジメチルシロキサン層を形成するための原料を支持基板上に塗布して、低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を形成する工程と、
該低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜上に、前記低分子量シロキサンの含有量が2000ppm以上である高含有率ポリジメチルシロキサン層を形成するための原料を供給し、該原料に成型基板を押し付けることにより、該成型基板と前記低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜との間に高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を形成し、その後、該高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜と前記成型基板とを離型する工程と、
前記低含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜および前記高含有率ポリジメチルシロキサン層用の塗布膜を硬化させて、高含有率ポリジメチルシロキサン層と低含有率ポリジメチルシロキサン層との構造体とし、その後、該構造体と前記支持基板とを離型する工程と、を有することを特徴とするポリジメチルシロキサンシートの製造方法。
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