JP6252769B2 - Imprint transfer product, imprint transfer mold, and imprint transfer method - Google Patents
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Description
本開示は、ナノインプリントリソグラフィが適用される技術分野に関し、特に、インプリント転写物、転写物を形成するためのインプリント転写型、およびインプリント転写方法に関する。 The present disclosure relates to a technical field to which nanoimprint lithography is applied, and more particularly, to an imprint transfer product, an imprint transfer mold for forming the transfer product, and an imprint transfer method.
近年、転写型(モールド)に形成された微細な凹凸を成形材料(転写材料)に押し付けることにより、成形材料に凹凸構造を転写するナノインプリントリソグラフィが注目されている。このインプリント技術によれば、nmスケールからμmスケールの微細構造を形成することができる。このため、ディスプレイ、光学デバイス、半導体デバイス等の様々な分野への応用をターゲットとした開発が進められている。 In recent years, attention has been focused on nanoimprint lithography that transfers a concavo-convex structure to a molding material by pressing fine irregularities formed on a transfer mold (mold) against the molding material (transfer material). According to this imprint technique, a fine structure from nm scale to μm scale can be formed. For this reason, development aimed at application to various fields such as displays, optical devices, and semiconductor devices is underway.
インプリント方式には、代表的なものとして、熱可塑性材料を用いる熱方式、および紫外線(UV)硬化性材料を用いる光方式がある。また、インプリントの転写方式には、代表的なものとして、平板方式およびロール方式がある。平板方式は、転写精度が良く、高いアスペクト比が求められる場合や、より精密な成形が必要な場合に用いられることが多い、一方、ロール方式は、生産性に優れ、長尺物に凹凸構造を効率的に形成することができる。いずれの方式においても、低コストで大量に微細構造を有するデバイスを製造するために、生産性の向上が求められている。特に、近年では、大面積のデバイスを製造するため、インプリントの大面積化が求められている。 Typical imprint methods include a thermal method using a thermoplastic material and an optical method using an ultraviolet (UV) curable material. Typical imprint transfer methods include a flat plate method and a roll method. The flat plate method is often used when transfer accuracy is good and a high aspect ratio is required or when more precise molding is required. On the other hand, the roll method is excellent in productivity and has an uneven structure on a long object. Can be formed efficiently. In any method, improvement in productivity is required in order to manufacture a device having a fine structure in a large amount at a low cost. In particular, in recent years, in order to manufacture a device with a large area, there has been a demand for a large imprint area.
特許文献1は、そのようなインプリント技術の一例を開示している。特許文献1には、大面積のロール表面に小面積の原版を用いて凹凸形状を転写する操作を繰り返すことにより、大面積のナノインプリントロールを安価に作製できることが開示されている。
従来技術によれば、大面積のインプリント転写型を製造する際、小面積の型を用いた転写を繰り返すため、つなぎ目で凹凸形状に段差が生じ得る。そのような段差を有する転写型を転写材料に押圧すると、転写型と転写材料との間に空気が閉じ込められ、転写不良欠陥が生じるおそれがある。 According to the prior art, when a large-area imprint transfer mold is manufactured, a transfer using a small-area mold is repeated, so that a step can be formed in the uneven shape at the joint. When a transfer mold having such a step is pressed against the transfer material, air is trapped between the transfer mold and the transfer material, and a transfer defect may occur.
上記の課題を解決するため、本開示の一態様に係るインプリント転写型は、第1領域と、前記第1領域に隣接し、前記第1領域よりも平均の厚さが大きい第2領域とを有する凹凸構造を備える。前記第1領域において前記第2領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向について単調に減少している、または、前記第2領域において前記第1領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第2領域から前記第1領域に向かう方向について単調に減少している。 In order to solve the above problem, an imprint transfer mold according to an aspect of the present disclosure includes a first region, a second region adjacent to the first region, and having an average thickness larger than that of the first region. A concavo-convex structure having In the first region, the height of the plurality of irregularities in the portion adjacent to the second region is monotonously decreased in the direction from the first region toward the second region, or in the second region, the height The heights of the plurality of irregularities in the portion adjacent to the first region are monotonously decreasing in the direction from the second region toward the first region.
本開示の他の態様に係るインプリント転写物は、基材と、前記基材上に形成された凹凸構造とを備える。前記凹凸構造は、第1領域と、前記第1領域に隣接し、前記第1領域よりも平均残膜厚が小さい第2領域とを有する。前記第1領域において前記第2領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向について単調に減少している、または、前記第2領域において前記第1領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第2領域から前記第1領域に向かう方向について単調に減少している。 An imprint transfer product according to another aspect of the present disclosure includes a base material and a concavo-convex structure formed on the base material. The concavo-convex structure has a first region and a second region adjacent to the first region and having an average remaining film thickness smaller than that of the first region. In the first region, the height of the plurality of irregularities in the portion adjacent to the second region is monotonously decreased in the direction from the first region toward the second region, or in the second region, the height The heights of the plurality of irregularities in the portion adjacent to the first region are monotonously decreasing in the direction from the second region toward the first region.
本開示のさらに他の態様に係るインプリント転写方法は、上記のインプリント転写型を用いてインプリント転写物を作製する方法である。前記方法は、基材上の転写材料に前記インプリント転写型を押圧する工程と、前記転写材料を硬化させる工程と、前記インプリント転写型を前記転写材料から剥離する工程とを含む。 An imprint transfer method according to still another aspect of the present disclosure is a method for producing an imprint transfer product using the above-described imprint transfer mold. The method includes pressing the imprint transfer mold against a transfer material on a substrate, curing the transfer material, and peeling the imprint transfer mold from the transfer material.
上記態様によれば、転写型と転写材料との間の空気の閉じ込めを緩和し、転写不良欠陥の発生を抑制することができる。 According to the above aspect, air confinement between the transfer mold and the transfer material can be relaxed and the occurrence of defective transfer defects can be suppressed.
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。 Prior to describing the embodiments of the present disclosure, the knowledge underlying the present disclosure will be described.
大面積のインプリント転写型を作製する方法としては、上述した従来の方法の他、複数の比較的小さい型をつなぎ合わせたものを型として電鋳を行う方法がある。図1は、そのような方法の一例を示す図である。まず、図1(a)に示すように、表面に所望の凹凸形状が形成された原版(マスターモールド)101を用意する。その原版101を用いてフィルムに凹凸形状を転写することにより、図1(b)に示す複数のフィルム型(レプリカモールド)102を作製する。次に、図1(c)に示すように、それらの複数のフィルム型102をつなぎ合わせて大面積のフィルム型の集合体を作製する。このフィルム型の集合体を型としてNiなどの金属を用いて電鋳を行うことにより、図1(d)に示すような大面積のインプリントの転写型103を作製できる。
As a method for producing an imprint transfer mold having a large area, there is a method of performing electroforming using a mold obtained by connecting a plurality of relatively small molds, in addition to the conventional method described above. FIG. 1 shows an example of such a method. First, as shown in FIG. 1A, an original plate (master mold) 101 having a desired uneven shape formed on the surface is prepared. A plurality of film molds (replica molds) 102 shown in FIG. 1B are produced by transferring the concavo-convex shape onto the film using the
ここで、「原版」(マスターモールド)とは、転写型を作製する元となる型を指す。「フィルム型」(レプリカモールド)とは、原版から転写型を作製するための型を指す。フィルム型は、つなぎ合わせて大面積にすることが容易なシート状の素材から形成され得る。「転写型」とは、ナノインプリントリソグラフィによって転写物を作製する際に用いられる型を指す。「転写物」とは、転写材料に転写型を押圧し、転写材料を硬化させ、転写型を剥離することによって得られる生成物を指す。転写物は、例えば有機EL素子などの光学素子に設けられる凹凸構造を有する光学シートまたは光取り出し構造として利用され得る。 Here, the “original plate” (master mold) refers to a mold from which a transfer mold is produced. “Film mold” (replica mold) refers to a mold for producing a transfer mold from an original plate. The film mold can be formed from a sheet-like material that can be easily joined to form a large area. The “transfer mold” refers to a mold used for producing a transfer product by nanoimprint lithography. “Transfer” refers to a product obtained by pressing a transfer mold against a transfer material, curing the transfer material, and peeling the transfer mold. The transferred material can be used, for example, as an optical sheet having a concavo-convex structure provided on an optical element such as an organic EL element or a light extraction structure.
転写型103は、フィルム型102同士をつなぎ合わせた箇所に対応する部分に転写型の段差103Aを有する。図2A〜2Dは、転写型の段差103Aが生じる過程を説明するための図である。図2Aは、互いに隣接する2つのフィルム型102の断面を模式的に示している。これらのフィルム型102をつなぎ合わせると、両者の境界に重なり部分102Aが生じる場合がある。図2Bは、重なり部分102Aの拡大図である。このような重なり部分102Aが、互いに隣接する2つのフィルム型102の各組の境界で生じ得る。図2Cに示すように、フィルム型102をつなぎ合わせたものを用いてNiなどの金属で電鋳を行い、フィルム型102を剥離すると、図2Dに示すような転写型103が得られる。このようにして作製された転写型103は、フィルム型102のつなぎ目に対応する箇所に転写型の段差103Aを有することになる。
The
図3は、図2Dに示す転写型103を、基材302の上に設けられた転写材料301にローラー303を用いて押し付けている状況を示す図である。図示されるように、転写型の段差103Aを有する転写型103を用いた場合、転写型103の表面の凹凸形状が反映されない領域304が転写材料301に発生する。これは、ローラー303の進行方向に垂直な方向(図3における紙面垂直方向)に沿って形成された転写型の段差103Aにより、ローラー303を転写型103に押し付けたときに空気が逃げられずに閉じ込められるためである。その結果、転写型103への転写材料301の充填が不十分になり、凹凸形状が正しく形成されない領域304が発生する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state where the
ロール方式においては、通常、転写材料301の流動と共に、凹凸構造に溜まった空気を逃がすことができる。しかし、転写型の段差103Aが存在すると、転写型103と基材302との間の空間の幅が急峻に変化するため、空気を十分に逃がすことができない。空気が閉じ込められた領域304が存在する状態で転写材料301を硬化させると、図4に示すように、転写不良欠陥301Aを有する転写物305が作製されてしまう。
In the roll method, normally, the air accumulated in the concavo-convex structure can be released along with the flow of the
このような転写不良欠陥301Aの発生を防止するためには、例えば、転写型103に転写型の段差103Aが生じないように正確に位置合わせを行った上で複数のフィルム型102を接合する方法が考えられる。しかし、インプリント技術が扱う大きさのスケールがnmからμmのオーダーであることを考慮すると、このような正確な位置合わせは容易ではない。凹凸形状に影響を及ぼすことなく大面積で転写型の段差103Aのない転写型103を作製するためには、高精度な位置合わせ装置が別途必要となり、転写型103を作製するための設備コストおよび工数が増大するという課題が生じる。
In order to prevent such a
本願発明者は、上記の知見に基づき、高精度な位置合わせが不要で、かつ、大面積の転写物をインプリント技術によって実現する方法を鋭意検討した。その結果、段差が生じる部分の周辺の凹凸構造の高さを工夫することにより、転写型と転写材料との間に滞留する空気を有効に逃がし、転写欠陥が生じにくい転写物を作製できるという結論に至った。 Based on the above findings, the inventor of the present application diligently studied a method that does not require high-precision alignment and realizes a large-area transfer by an imprint technique. As a result, by devising the height of the concavo-convex structure around the part where the step occurs, it is possible to effectively transfer the air staying between the transfer mold and the transfer material, and to produce a transfer product that is less prone to transfer defects It came to.
具体的には、本願発明者は、転写型の段差付近で、凹凸構造の凹部および凸部の少なくとも一方の高さを徐々に変化させ、高さの急峻な変化を抑えることにより、転写型の押圧時に凹凸構造に滞留する空気を有効に逃がすことができることを見出した。その結果、段差部分の周辺にも転写材料を十分に充填させることができ、転写欠陥が生じにくい転写物を作製することができる。 Specifically, the inventor of the present application gradually changes the height of at least one of the concave and convex portions of the concavo-convex structure in the vicinity of the step of the transfer mold, and suppresses a steep change in the height of the transfer mold. It has been found that the air staying in the concavo-convex structure can be effectively released when pressed. As a result, the transfer material can be sufficiently filled around the stepped portion, and a transfer product in which transfer defects are hardly generated can be manufactured.
上記検討のもと、本願発明者によって考案された本開示の実施形態を以下に説明する。 An embodiment of the present disclosure devised by the inventor based on the above examination will be described below.
まず、本開示の実施形態の概要を説明する。 First, an outline of an embodiment of the present disclosure will be described.
(1)本開示の一態様に係るインプリント転写物は、基材と、前記基材上に形成された凹凸構造とを備える。前記凹凸構造は、第1領域と、前記第1領域に隣接し、前記第1領域よりも平均残膜厚が小さい第2領域とを有する。前記第1領域において前記第2領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向について単調に減少している、または、前記第2領域において前記第1領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第2領域から前記第1領域に向かう方向について単調に減少している。 (1) An imprint transfer according to an aspect of the present disclosure includes a base material and a concavo-convex structure formed on the base material. The concavo-convex structure has a first region and a second region adjacent to the first region and having an average remaining film thickness smaller than that of the first region. In the first region, the height of the plurality of irregularities in the portion adjacent to the second region is monotonously decreased in the direction from the first region toward the second region, or in the second region, the height The heights of the plurality of irregularities in the portion adjacent to the first region are monotonously decreasing in the direction from the second region toward the first region.
(2)ある実施形態において、前記第1領域において前記第2領域に近接する前記部分における前記複数の凹凸の高さ、および、前記第2領域において前記第1領域に近接する前記部分における前記複数の凹凸の高さは、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向について単調に減少している。 (2) In one embodiment, the height of the plurality of projections and depressions in the portion close to the second region in the first region, and the plurality of portions in the portion close to the first region in the second region The height of the unevenness decreases monotonously in the direction from the first region to the second region.
(3)ある実施形態において、前記第1領域において前記第2領域に近接する前記部分における前記複数の凹凸の高さ、および、前記第2領域において前記第1領域に近接する前記部分における前記複数の凹凸の高さは、前記第2領域から前記第1領域に向かう方向について単調に減少している。 (3) In one embodiment, the height of the plurality of projections and depressions in the portion close to the second region in the first region, and the plurality of portions in the portion close to the first region in the second region The height of the unevenness decreases monotonously in the direction from the second region toward the first region.
(4)ある実施形態において、前記前記第1領域と前記第2領域との境界に傾斜面が形成されている。 (4) In an embodiment, an inclined surface is formed at a boundary between the first region and the second region.
(5)ある実施形態において、前記第1領域および前記第2領域のそれぞれの平面形状は、三角形、四角形、および六角形のいずれかである。 (5) In a certain embodiment, each planar shape of the said 1st area | region and the said 2nd area | region is either a triangle, a square, and a hexagon.
(6)ある実施形態において、前記第1領域および前記第2領域における各凹凸の高さは、0.4μm〜2μmの範囲内である。 (6) In a certain embodiment, the height of each unevenness | corrugation in the said 1st area | region and the said 2nd area | region is in the range of 0.4 micrometer-2 micrometers.
(7)ある実施形態において、前記第1領域および前記第2領域における凹凸のピッチは、0.6μm〜2.2μmの範囲内である。 (7) In a certain embodiment, the pitch of the unevenness | corrugation in the said 1st area | region and the said 2nd area | region exists in the range of 0.6 micrometer-2.2 micrometers.
(8)ある実施形態において、前記第1領域において前記第2領域に最も近い部分の残膜厚と前記第2領域において前記第1領域に最も近い部分の残膜厚との差は、3μm以下である。 (8) In one embodiment, the difference between the remaining film thickness of the portion closest to the second region in the first region and the remaining film thickness of the portion closest to the first region in the second region is 3 μm or less. It is.
(9)ある実施形態において、前記基材および前記凹凸構造は、透光性材料によって形成されている。 (9) In a certain embodiment, the said base material and the said uneven structure are formed of the translucent material.
(10)ある実施形態において、前記基材は、珪素、石英、ポリエチレンテレフタラート、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、環状オレフィンポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリイミド、およびシリコン樹脂の少なくとも1つを用いて形成されている。 (10) In one embodiment, the substrate is formed using at least one of silicon, quartz, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polycarbonate, cyclic olefin polymer, polydimethylsiloxane, polyimide, and silicon resin. ing.
(11)ある実施形態において、前記凹凸構造は、熱硬化樹脂、UV硬化樹脂、金属ペースト、ゾルゲル溶液、有機金属溶液、水素シルセスキオキサン、および常温硬化ガラスの少なくとも1つを用いて形成されている。 (11) In one embodiment, the concavo-convex structure is formed using at least one of thermosetting resin, UV curable resin, metal paste, sol-gel solution, organometallic solution, hydrogen silsesquioxane, and room temperature curable glass. ing.
(12)ある実施形態において、前記凹凸構造は、複数の凹部および複数の凸部が2次元に周期的に配列された回折格子構造、または各々がストライプ状の複数の凹部および複数の凸部が1次元に周期的に配列された構造を有する。 (12) In one embodiment, the uneven structure includes a diffraction grating structure in which a plurality of concave portions and a plurality of convex portions are periodically arranged in a two-dimensional manner, or a plurality of concave portions and a plurality of convex portions each having a stripe shape. It has a structure periodically arranged in one dimension.
(13)ある実施形態において、前記凹凸構造は、複数の凹部と複数の凸部とが2次元にランダム性を有するパターンで配列された構造を有している。 (13) In an embodiment, the concavo-convex structure has a structure in which a plurality of concave portions and a plurality of convex portions are arranged in a two-dimensional random pattern.
(14)ある実施形態において、前記複数の凹部および前記複数の凸部の各々に内接する楕円の短辺の長さの最小値をwとするとき、前記凹凸構造の前記パターンの空間周波数成分のうち、1/(2w)よりも小さい成分が、前記複数の凹部および前記複数の凸部をランダムに並べた場合と比較して抑制されている。 (14) In one embodiment, when the minimum value of the short side of the ellipse inscribed in each of the plurality of concave portions and the plurality of convex portions is w, the spatial frequency component of the pattern of the concave-convex structure Among them, a component smaller than 1 / (2w) is suppressed as compared with the case where the plurality of concave portions and the plurality of convex portions are arranged at random.
(15)ある実施形態において、前記凹凸構造は、予め定められた個数以上の凹部または凸部が1つの方向に連続しないように構成されている。 (15) In an embodiment, the concavo-convex structure is configured such that a predetermined number or more of recesses or protrusions do not continue in one direction.
(16)ある実施形態において、前記複数の凹部および前記複数の凸部の配列面に平行な平面で前記複数の凹部および前記複数の凸部の各々を切断したときの断面形状は四角形であり、3つ以上の凹部または凸部が配列方向に連続しないように前記凹凸構造が構成されている。 (16) In an embodiment, a cross-sectional shape when cutting each of the plurality of recesses and the plurality of projections on a plane parallel to an array surface of the plurality of recesses and the plurality of projections is a quadrangle, The concavo-convex structure is configured such that three or more concave portions or convex portions are not continuous in the arrangement direction.
(17)ある実施形態において、前記複数の凹部および前記複数の凸部の配列面に平行な平面で前記複数の凹部および前記複数の凸部の各々を切断した時の断面形状は六角形状であり、4つ以上の凹部または凸部が配列方向に連続しないように前記凹凸構造が構成されている。 (17) In an embodiment, a cross-sectional shape when the plurality of recesses and the plurality of projections are cut in a plane parallel to an array surface of the plurality of recesses and the plurality of projections is a hexagonal shape. The concavo-convex structure is configured such that four or more concave portions or convex portions are not continuous in the arrangement direction.
(18)本開示の他の態様に係るインプリント転写型は、上記のいずれかのインプリント転写物を作製するために用いられるインプリント転写型であって、第1領域と、前記第1領域に隣接し、前記第1領域よりも平均の厚さが大きい第2領域とを有する凹凸構造を備える。前記第1領域において前記第2領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向について単調に減少している、または、前記第2領域において前記第1領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第2領域から前記第1領域に向かう方向について単調に減少している。 (18) An imprint transfer mold according to another aspect of the present disclosure is an imprint transfer mold used for producing any of the above imprint transfer products, and includes a first region and the first region. And a concavo-convex structure having a second region having an average thickness larger than that of the first region. In the first region, the height of the plurality of irregularities in the portion adjacent to the second region is monotonously decreased in the direction from the first region toward the second region, or in the second region, the height The heights of the plurality of irregularities in the portion adjacent to the first region are monotonously decreasing in the direction from the second region toward the first region.
(19)ある実施形態において、前記凹凸構造は、珪素、石英、ガラス、ダイヤモンド、炭化珪素、ポリエチレンテレフタラート、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、環状オレフィンポリマー、ポリジメチルシロキサン、ポリイミド、シリコン樹脂の少なくとも1つを用いて形成されている。 (19) In one embodiment, the uneven structure has at least one of silicon, quartz, glass, diamond, silicon carbide, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polycarbonate, cyclic olefin polymer, polydimethylsiloxane, polyimide, and silicon resin. It is formed using one.
(20)本開示の他の態様に係る方法は、上記のいずれかのインプリント転写型を用いてインプリント転写物を作製する方法であって、基材上の転写材料に前記インプリント転写型を押圧する工程と、前記転写材料を硬化させる工程と、前記インプリント転写型を前記転写材料から剥離する工程とを含む。 (20) A method according to another aspect of the present disclosure is a method of producing an imprint transfer product using any of the above imprint transfer molds, wherein the imprint transfer mold is applied to a transfer material on a substrate. , A step of curing the transfer material, and a step of peeling the imprint transfer mold from the transfer material.
以下、図5以降を参照しながら、本開示のより具体的な実施形態を説明する。なお、添付の図面において、各構成要素の寸法および形状は、必ずしも現実の寸法および形状を正確に表していない。理解を容易にするため、特定の寸法や形状を強調して表している場合がある。 Hereinafter, a more specific embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. In the accompanying drawings, the dimensions and shapes of the constituent elements do not necessarily accurately represent actual dimensions and shapes. In order to facilitate understanding, specific dimensions and shapes may be highlighted.
(実施形態1)
実施形態1は、凸部の高さが位置によって異なる凹凸構造を有する転写物、およびそのような転写物を作製するための転写型に関する。ここで「凹凸の高さ」とは、隣接する凹部と凸部との間の高低差を意味する。
(Embodiment 1)
図5は、本実施形態における転写型503を作製する工程を模式的に示す図である。この工程は、図1を参照して説明した工程と基本的に同じであるが、図5(a)に示す原版501に形成された凹凸の高さが均一ではない点で異なっている。具体的には、原版501は、図6に示すように、凸部の高さが一定であり、凹部の高さが図6における右側ほど低くなる形状を有している。したがって、この原版501における凹凸の高さは、図6における右側ほど高い。原版501は、例えば、石英(SiO2)などで形成された基板にドライエッチングなどの方法で凹凸を形成することによって作製できる。図示されるように凹凸の高さを不均一にするためには、原版501作製時に、レジストの膜厚を位置によって変え、エッチング深さを不均一にすればよい。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a process of manufacturing the
図5(d)に示す転写型503を作製するためには、まず、原版501からフィルムに凹凸形状を転写することにより、図5(b)に示すように複数のフィルム型502を作製する。各々のフィルム型502の表面には、図6に示す形状に対して凹凸が反転した形状の凹凸構造が形成される。続いて、図5(c)に示すように、複数のフィルム型502をつなぎ合わせて大面積のフィルム型502の集合体を作製する。このフィルム型の集合体を型としてNiなどの金属を用いて電鋳を行うことにより、図5(d)に示す大面積のインプリントの転写型503を作製することができる。このようにして作製された転写型503は、図6と同様の凹凸形状を有する複数の領域が結合したものとなる。
In order to produce the
転写型503は、フィルム型102同士をつなぎ合わせた箇所に対応する部分に段差を有する。図7A〜7Dは、段差が生じる過程を説明するための図である。図7Aは、互いに隣接する2つのフィルム型502を模式的に示す断面図である。これらのフィルム型502をつなぎ合わせると、両者の境界に高さのずれが生じる場合がある。先の説明(図2A)では、2つのフィルム型102に重なり部分102Aが生じる場合を想定したが、ここでは、図7Aに示すように、2つのフィルム型502が、重なることなく段差が生じるように接合されている場合を想定する。図7Bは、高さのずれが生じた部分502Aを拡大して示す図である。このようなずれは、互いに隣接する2つのフィルム型502の各組の境界で生じ得る。図7Cに示すように、これらのフィルム型502を用いてNiなどの金属で電鋳を行い、フィルム型502を剥離すると、図7Dに示す転写型503が得られる。
The
このようにして作製された転写型503は、フィルム型502のつなぎ目に対応する部分を境に平均厚さの異なる転写型の第1領域503aおよび転写型の第2領域503bを有することになる。転写型の第1領域503aにおいて転写型の第2領域503bに近接する部分における複数の凹凸の高さは、転写型の第1領域503aから転写型の第2領域503bに向かう方向について単調に減少している。また、転写型の第2領域503bにおいて転写型の第1領域503aに近接する部分における複数の凹凸の高さは、転写型の第2領域503bから転写型の第1領域503aに向かう方向について単調に増加している。このような構造により、転写型の第1領域503aにおいて最も転写型の第2領域503bに近い凹部と、転写型の第2領域503bにおいて最も転写型の第1領域503aに近い凸部との間の高低差が緩和され、押圧時に空気を逃がし易くなる。
The
図8は、図7Dに示す転写型503を用いて、ガラスなどで形成された基材702の上に設けられた転写材料701(例えば、熱硬化樹脂またはUV硬化樹脂)にローラー703を用いて押し付けている状況を示す図である。転写型503と転写材料701との間の空気を逃がし、転写材料701の充填を容易にするため、図8における右から左の方向にローラー703が転写型503の表面を走行するものとする。このように、転写型503を用いてロール方式のインプリントを実施した場合、押圧時に段差部701Aの近傍にも転写材料の充填が可能になる。その結果、熱やUV光で転写材料701を硬化させた後に転写型503を剥離すると、図9に示すような転写欠陥の発生を抑えた転写物705を作製することができる。
FIG. 8 illustrates a transfer material 701 (for example, a thermosetting resin or a UV curable resin) provided on a
このようにして作製された転写物705は、基材702と、基材702上に形成された転写材料701からなる凹凸構造とを備える。この凹凸構造は、転写物の第1領域701aと、転写物の第2領域701bとを有する。転写物の第2領域701bは、転写物の第1領域701aに隣接し、転写物の第1領域701aよりも平均残膜厚(転写材料701から複数の凸部を除いた部分の平均の厚さ)が小さい。転写物の第1領域701aにおいて転写物の第2領域701bに近接する部分における複数の凹凸の高さは、転写物の第1領域701aから転写物の第2領域701bに向かう方向について単調に減少している。また、転写物の第2領域701bにおいて転写物の第1領域701aに近接する部分における複数の凹凸の高さについても、転写物の第1領域701aから転写物の第2領域701bに向かう方向について単調に減少している。
The
なお、本実施形態では、図5(c)に示すように、4つのフィルム型502をつなぎ合わせて正方形状の集合体を作製しているが、本開示はこのような例に限定されない。フィルム型102の数および接合の仕方は、作製する転写物のサイズおよび形状に応じて適宜決定すればよい。また、転写型503の凹凸の高さを不均一にするためには、原版501の凹凸の高さに偏りをもたせる方法の代わりに、フィルム型502を作製する際に、フィルム面内で加熱温度に偏りをもたせてもよい。加工精度を考慮して、凹凸構造の高さを変化させる部分を特定の範囲内に限定してもよい。例えば、転写型503における転写型の第1領域503aと転写型の第2領域503bとの境界の両側100μm以内の範囲に限定して凹凸構造の高さを変化させてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5C, the four
本実施形態では、フィルム型502の接合の仕方について、図7Aに示す接合を想定したが、これは一例である。例えば、図10Aに示すような接合もあり得る。この例では、図2Aに示す状況と同様、2つのフィルム型502に重なり部分502Aが生じている。図10Bは、この重なり部分502Aを拡大して示す図である。このようなフィルム型502の集合体を用いて図10Cに示すように電鋳を行うと、図10Dに示す転写型503が得られる。このような転写型503であっても、転写型の第1領域503aにおける凹凸の高さが段差の付近で低く抑えられているため、上記と同様の効果が得られる。図11に示すようにローラー703を用いて転写材料701を転写型503で押圧し、転写材料701を硬化させ、転写型503を剥離すると、図12に示す転写物705が得られる。この転写物705も、図9に示す転写物705に類似する構造を有している。
In the present embodiment, the bonding shown in FIG. 7A is assumed as a method of bonding the
本実施形態では、転写型503の材料として、Niなどの金属を例示したが、これに限定されない。例えば、珪素(Si)、石英、ガラス、ダイヤモンド、炭化珪素(SiC)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、環状オレフィンポリマー(COP)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリイミド(PI)、シリコン樹脂の少なくとも1つを用いて転写型503を形成してもよい。
In the present embodiment, a metal such as Ni is exemplified as the material of the
また、本実施形態では、基材702の材料として、ガラスを例示したが、これに限定されない。例えば、Si、石英、PET、PMMA、PC、COP、PDMS、PI、シリコン樹脂の少なくとも1つを用いて基材702を形成してもよい。
Moreover, in this embodiment, although glass was illustrated as a material of the
また、本実施形態では、転写材料701として、熱硬化樹脂またはUV硬化樹脂を用いているが、これらに限定されない。例えば、金属ペースト、ゾルゲル溶液、有機金属溶液、水素シルセスキオキサン(HSQ)、常温硬化ガラスの少なくとも1つを転写材料701として用いてもよい。
In this embodiment, a thermosetting resin or a UV curable resin is used as the
(実施形態2)
実施形態2は、凹部の高さが位置によって異なる凹凸構造を有する転写物、およびそのような転写物を作製するための転写型に関する。以下、実施形態1と異なる点を中心に説明し、共通する事項についての説明は省略する。
(Embodiment 2)
図13は、本実施形態における転写型904を作製する工程を模式的に示す図である。この工程は、フィルム型への転写を2回に亘って行っている点で実施形態1の図5に示す工程とは異なっている。図13(a)に示す原版501および図13(b)に示すフィルム型502は、実施形態1におけるものと同じである。本実施形態では、フィルム型502を型としてさらに転写し、図13(c)に示す複数のフィルム型903を作製する。各々のフィルム型903の表面には、図6に示す形状と同様、凸部の高さが一定で、凹部の高さが位置によって異なる凹凸構造が形成される。続いて、図13(d)に示すように、複数のフィルム型903をつなぎ合わせて大面積のフィルム型の集合体を作製する。このフィルム型の集合体を型としてNiなどの金属を用いて電鋳を行うことにより、図13(e)に示す大面積のインプリントの転写型904を作製することができる。このようにして作製された転写型904は、図6および図7Dに示す形状に対して凹凸が反転した形状を有する複数の領域が結合したものとなる。すなわち、転写型904の各領域は、凹部の高さが一定で、凸部の高さが位置によって異なる構造を有する。
FIG. 13 is a diagram schematically showing a process of manufacturing the
図14Aは、転写型904を用いて基材1002上の転写材料1001に転写している状況を模式的に示す断面図である。本実施形態では、転写型の第1領域904aにおいて転写型の第2領域904bに近接する部分における複数の凹凸の高さは、転写型の第1領域904aから転写型の第2領域904bに向かう方向について単調に増加している。また、転写型の第2領域904bにおいて転写型の第1領域904aに近接する部分における複数の凹凸の高さは、転写型の第2領域904bから転写型の第1領域904aに向かう方向について単調に減少している。このような構造により、転写型の第1領域904aにおいて最も転写型の第2領域904bに近い凹部904cと、転写型の第2領域904bにおいて最も転写型の第1領域904aに近い凸部904dとの間の高低差が緩和され、空気を逃がし易くなる。
FIG. 14A is a cross-sectional view schematically showing a state where transfer is performed to a
本実施形態においても、転写型904と転写材料1001との間の空気を逃がし、転写材料701の充填を容易にするため、図14Aにおける右から左の方向にローラーが転写型904の表面を走行するものとする。このように、転写型904を用いてロール方式のインプリントを実施した場合、押圧時に段差部の近傍にも転写材料の充填が可能になる。その結果、熱やUV光で転写材料1001を硬化させた後に転写型904を剥離すると、図14Bに示すような転写欠陥の発生を抑えた転写物1005を作製することができる。
Also in this embodiment, in order to allow the air between the
このようにして作製された転写物1005は、基材1002と、基材1002上に形成された転写材料1001からなる凹凸構造とを備える。この凹凸構造は、転写物の第1領域1001aと、転写物の第2領域1001bとを有する。転写物の第2領域1001bは、転写物の第1領域1001aに隣接し、転写物の第1領域1001aよりも平均残膜厚(転写材料1001から複数の凸部を除いた部分の平均の厚さ)が小さい。転写物の第1領域1001aにおいて転写物の第2領域1001bに近接する部分における複数の凹凸の高さは、転写物の第1領域1001aから転写物の第2領域1001bに向かう方向について単調に増加している。一方、転写物の第2領域1001bにおいて転写物の第1領域1001aに近接する部分における複数の凹凸の高さについては、転写物の第2領域1001bから転写物の第1領域1001aに向かう方向について単調に減少している。
The
(実施形態3)
実施形態3では、実施形態1または2において作製される転写物を、例えば有機EL素子などの発光素子における光取り出し構造として利用する例を説明する。このような用途で転写物を用いる場合、基材および凹凸構造は、透光性材料によって形成される。転写物の凹凸の高さは、以下に示すように必ずしも均一である必要はない。このため、実施形態1、2における凹凸の高さが位置によって異なる転写物を光取り出し構造として用いることができる。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, an example will be described in which the transfer product produced in the first or second embodiment is used as a light extraction structure in a light emitting element such as an organic EL element. When using a transcription | transfer material for such a use, a base material and an uneven structure are formed with a translucent material. The height of the unevenness of the transferred material is not necessarily uniform as shown below. For this reason, it is possible to use, as the light extraction structure, a transfer product in which the height of the unevenness in the first and second embodiments differs depending on the position.
発光素子では、発光材料から生じた光を効率よく外部に取り出すために、光取り出し構造を設けることが多い。図15Aは、そのような発光素子の一例を模式的に示す断面図である。この発光素子1は、有機EL素子であり、反射電極11、有機発光層12、透明電極13、透明基板14、光取り出し構造15、および透明基板16がこの順に積層された構造を有している。光取り出し構造15は、表面に凹凸構造151を有している。
A light emitting element is often provided with a light extraction structure in order to efficiently extract light generated from the light emitting material to the outside. FIG. 15A is a cross-sectional view schematically showing an example of such a light emitting element. The light-emitting
光取り出し構造15は、例えば図15Bに示すような回折格子パターンによって実現され得る。図15Bに示す回折格子のパターンは、複数の凹部(図15Bにおける白い部分)と複数の凸部(図15Bにおける黒い部分)とが2次元に周期的に配列されている。このような光取り出し構造15を設けることにより、臨界角を超える入射角度で入射した光の一部を全反射することなく外部に取り出すことができる。
The
実施形態1または2における転写物を上記のような光取り出し構造15として用いるためには、凹凸の高さおよびピッチ(周期)を適切に設計する必要がある。また、転写型の領域間の段差の高さによっては、転写物が正常に形成できない場合がある。そこで、好適な凹凸の高さ、ピッチ、および段差の高さについて説明する。
In order to use the transfer product in
<凹凸構造の高さ>
図16Aは、凹凸構造の高さに対する光取り出し効率の依存性を示すグラフである。このグラフは、図15Bに示す回折格子パターンを有する光取り出し構造を用いて、凹凸の高さを光の回折が生じる0.4μm以上に設定し、光取り出し効率を計算した結果を示している。この結果が示すように、凹凸構造の高さが0.4μmから2μmの範囲で変化したとしても、光取り出し効率の変化率は2%程度である。よって、転写物において0.4μm以上の高さの凹凸が形成できていれば、上記範囲内で高さが空間的に変化したとしても光学特性に著しい影響は及ぼさない。
<Height of uneven structure>
FIG. 16A is a graph showing the dependence of light extraction efficiency on the height of the concavo-convex structure. This graph shows the result of calculating the light extraction efficiency using the light extraction structure having the diffraction grating pattern shown in FIG. 15B, setting the height of the unevenness to 0.4 μm or more at which light diffraction occurs. As this result shows, even if the height of the concavo-convex structure changes in the range of 0.4 μm to 2 μm, the rate of change in light extraction efficiency is about 2%. Therefore, if irregularities having a height of 0.4 μm or more can be formed in the transferred material, even if the height is spatially changed within the above range, the optical characteristics are not significantly affected.
<凹凸構造のピッチ>
図16Bは、凹凸構造のピッチに対する光取り出し効率の依存性を示すグラフである。「ピッチ」とは、隣接する2つの凸部(または凹部)の間隔の平均値を意味する。図16Bは、図15Bのような回折格子パターンにおいて、凹凸の高さを0.8μmに設定し、光取り出し効率を計算した結果を示している。凹凸構造のピッチが0.6μmから2.2μmまでの範囲で変化したとしても、光取り出し効率の変化率は3%程度である。よって、転写物において0.6μm以上のピッチをもつ凹凸構造が形成できていれば、光学特性に著しい影響は及ぼさない。また、0.6μmから2.2μmの範囲内でピッチが空間的に変化していてもよい。なお、後述する周期的ではないパターンを有する凹凸構造を用いる場合、平均周期を「ピッチ」と考えればよい。各種の凹凸パターンにおける平均周期については、後述する。
<Pitch of uneven structure>
FIG. 16B is a graph showing the dependence of the light extraction efficiency on the pitch of the concavo-convex structure. “Pitch” means an average value of the distance between two adjacent convex portions (or concave portions). FIG. 16B shows the result of calculating the light extraction efficiency with the height of the unevenness set to 0.8 μm in the diffraction grating pattern as shown in FIG. 15B. Even if the pitch of the concavo-convex structure changes in the range from 0.6 μm to 2.2 μm, the rate of change in light extraction efficiency is about 3%. Therefore, if the concavo-convex structure having a pitch of 0.6 μm or more can be formed in the transferred material, the optical characteristics are not significantly affected. Further, the pitch may vary spatially within the range of 0.6 μm to 2.2 μm. In addition, when using the uneven | corrugated structure which has a non-periodic pattern mentioned later, what is necessary is just to consider an average period as "pitch." The average period in various uneven patterns will be described later.
<段差の高さ>
凹凸構造を有する転写物について、段差の高さおよび凹凸の高さに対する転写の可否を説明する。
<Step height>
With respect to a transfer product having a concavo-convex structure, the possibility of transfer with respect to the height of the step and the height of the concavo-convex will be described.
図17Aに示すように、実施形態2における転写型904において、段差の高さをx、凹部に対する凸部の高さをy、凸部の幅をzとする。zを1.5μmに設定し、xおよびyの異なる転写型をいくつか作製した場合の転写物の作製可否を図17Bに示す。転写材料の凹凸部分への充填を考慮すると、段差高さxは凹凸高さyよりも高いほうが好ましい。図17Bより、xが3μm、yが2μm以内であれば、転写物を正常に作成できるが、xおよびyがそれらの値以上になると、樹脂の充填が不十分となり、凹凸形状の転写が正常にできない場合がある。
As shown in FIG. 17A, in the
(他の実施形態)
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は、これらの実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態に各種の変形を施したものや、異なる実施形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も本開示に含まれる。以下、他の実施形態を例示する。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to these embodiments. Various modifications of these embodiments and forms constructed by combining components in different embodiments are also included in the present disclosure. Hereinafter, other embodiments will be exemplified.
<傾斜面を有する構成>
上記の実施形態では、凹凸の配列面に垂直な方向の段差が発生した転写型でインプリントを行うことによって転写物を作製することを説明したが、このような構造に限定されない。転写型の第1領域と第2領域との間に傾斜面が形成されていても同様の効果を得ることができる。例えば、図18Aに示すように、凸部の高さが一定で凹部の高さが不均一な転写型の第1領域1304aと転写型の第2領域1304bとの境界に傾斜面1301Aを有する転写型1304を用いてインプリントを行ってもよい。その結果、図18Bに示すような、凹凸構造における凸部の高さが変化しながら、転写物の第1領域1301aと転写物の第2領域1301bとの境界で傾斜面1301Aをもつ凹凸構造が基材1302上に形成された転写物1305が作製される。このような転写物1305であったとしても、転写欠陥の発生が抑えられており、種々の用途に好適に使用することができる。
<Configuration with inclined surface>
In the above embodiment, it has been described that the transfer product is produced by imprinting using a transfer mold in which a step in a direction perpendicular to the uneven arrangement surface is generated, but the present invention is not limited to such a structure. Even if an inclined surface is formed between the first region and the second region of the transfer mold, the same effect can be obtained. For example, as shown in FIG. 18A, a transfer having an
<凹凸高さが変化しない部分を有する構成>
上記の実施形態では、転写物の段差の両側で凹部または凸部の高さが段差に向かって単調に変化する構成について説明したが、このような構造に限定されない。例えば、図19Aに示すような転写物1405を作製してもよい。この転写物1405では、平均残膜厚が相対的に大きい転写物の第1領域1401aでは凹凸の高さが転写物の第2領域1401bに近づくほど大きくなり、平均残膜厚が相対的に小さい転写物の第2領域1401bでは凹凸の高さが一定値αである凹凸構造1401が基材1402上に形成されている。このような転写物1405であっても、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。この例とは逆に、転写物の第1領域1401aにおける凹凸の高さを一定にし、第2領域転写物の1401bにおける凹凸の高さを転写物の第1領域1401aに近づくほど小さくしてもよい。また、図19Bに示すような転写物1505を作製してもよい。この例における転写物1505は、転写物の第1領域1501aと転写物の第2領域1501bとの境界に近接する部分では、凹凸の高さが単調に変化している一方で、境界から離れた部分では凹凸の高さが一定値βに保たれている凹凸構造が基材1502上に形成されている。このような構造でも、同様の効果を得ることができる。
<Configuration having a portion where the uneven height does not change>
In the above-described embodiment, the configuration in which the height of the concave portion or the convex portion changes monotonously toward the step on both sides of the step of the transferred material is not limited to such a structure. For example, a
これらの例に限らず、本開示における転写物における凹凸構造は、第1領域において第2領域に近接する部分における複数の凹凸の高さが、第1領域から第2領域に向かう方向について単調に減少しているか、または、第2領域において第1領域に近接する部分における複数の凹凸の高さが、第2領域から第1領域に向かう方向について単調に減少していればよい。第1領域において第2領域に近接する部分における複数の凹凸の高さが、第1領域から第2領域に向かう方向について単調に減少し、かつ、第2領域において第1領域に近接する部分における複数の凹凸の高さが、第2領域から第1領域に向かう方向について単調に減少している構成であってもよい。例えば、各領域について、端部では凹凸の高さが相対的に低く、中央部では凹凸の高さが相対的に高い構成が考えられる。そのような構成であっても、隣接する2つの領域間の高さの急峻な変化を抑えられるため、有効である。 Not only these examples, but the uneven structure in the transfer product according to the present disclosure is such that the height of the plurality of unevenness in the portion close to the second region in the first region is monotonous in the direction from the first region toward the second region. It is only necessary that the height of the plurality of irregularities in the second region is close to the first region in the direction from the second region to the first region. In the first region, the height of the plurality of irregularities in the portion close to the second region decreases monotonously in the direction from the first region toward the second region, and in the portion close to the first region in the second region The structure in which the height of the plurality of irregularities is monotonously decreasing in the direction from the second region toward the first region may be employed. For example, for each region, a configuration in which the height of the unevenness is relatively low at the end portion and the height of the unevenness is relatively high in the central portion is conceivable. Even such a configuration is effective because a steep change in height between two adjacent regions can be suppressed.
<転写型の並べ方>
上記の実施形態では、転写型の原版が四角形であるものとしたが、この形状に限定されない。例えば、三角形の原版を用いてもよい。図20Aおよび図20Bは、三角形の原版から作製される複数のフィルム型1601をつなぎ合わせて六角形のフィルム型の集合体であるフィルム型1602を形成する例を示している。また、図21Aおよび図21Bは、六角形の原版から作製される複数のフィルム型1701をつなぎ合わせて六角形のフィルム型の集合体であるフィルム型1702を形成する例を示している。このようなフィルム型の集合体から転写型および転写物を作製したとしても、転写欠陥の発生を抑制することができる。これらの例においてインプリントが図20Bおよび図21Bにおける左から右の方向に行われるとすると、凹凸部分に滞留する空気を効果的に逃がし、転写材料の転写型への充填を容易にするために、転写物の残膜厚は左側が薄く右側ほど厚くなるように転写型を作製すればよい。
<How to arrange transcription molds>
In the above-described embodiment, the transfer-type original plate is a quadrangle, but is not limited to this shape. For example, a triangular original plate may be used. 20A and 20B show an example in which a plurality of
<凹凸パターン>
上記の実施形態では、凹凸構造のパターンを図15Bに示す回折格子パターンであるものとしたが、これに限定されない。例えば、図22Aに示すように、各々がストライプ状の複数の凹部(白色)および複数の凸部(黒色)が1次元に周期的またはランダムに配列された構造(ラインアンドスペース)を有していてもよい。また、図22Bおよび図22Cに示すように、ランダム性を有するパターンであってもよい。ここで、「ランダム性を有するパターン」とは、完全にランダムなパターンのみならず、凹凸の配列方向について同じ種類のブロック(凹部または凸部の最小単位)が連続して所定回数以上出現しないように、ランダム性を抑制した構造を含む。図22Bは、凹凸構造の配列面に平行な平面で複数の凹部および複数の凸部の各々を切断したときの断面形状が四角形であり、3つ以上の凹部または凸部が配列方向に連続しないように調整されたパターンの一例を示している。図22Cは、凹凸構造の配列面に平行な平面で複数の凹部および複数の凸部の各々を切断したときの断面形状が六角形であり、4つ以上の凹部または凸部が配列方向に連続しないように調整されたパターンの一例を示している。ここで「配列方向」とは、図22Bに示す例では横方向および縦方向を指し、図22Cに示す例では六角形の辺に垂直な3方向を指す。
<Uneven pattern>
In the above embodiment, the concavo-convex structure pattern is the diffraction grating pattern shown in FIG. 15B, but is not limited to this. For example, as shown in FIG. 22A, each has a structure (line and space) in which a plurality of stripe-shaped concave portions (white) and a plurality of convex portions (black) are arranged one-dimensionally periodically or randomly. May be. Moreover, as shown to FIG. 22B and FIG. 22C, the pattern which has randomness may be sufficient. Here, the “pattern having randomness” is not limited to a completely random pattern, but the same type of blocks (minimum unit of concave portions or convex portions) does not appear continuously more than a predetermined number of times in the uneven direction. Includes a structure in which randomness is suppressed. FIG. 22B shows a quadrangular cross-sectional shape when cutting each of the plurality of recesses and the plurality of projections on a plane parallel to the arrangement surface of the concavo-convex structure, and three or more recesses or projections are not continuous in the arrangement direction. An example of the adjusted pattern is shown. FIG. 22C shows a hexagonal cross-section when each of the plurality of concave portions and the plurality of convex portions is cut in a plane parallel to the arrangement surface of the concave-convex structure, and four or more concave portions or convex portions are continuous in the arrangement direction. An example of a pattern adjusted so as not to occur is shown. Here, the “arrangement direction” refers to the horizontal direction and the vertical direction in the example illustrated in FIG. 22B, and refers to three directions perpendicular to the hexagonal side in the example illustrated in FIG. 22C.
図22B、図22Cに示すようなランダム性を抑制した構造では、完全にランダムな構造と比較して、光の取り出し効率を高くすることができる。ここで、「ランダム性を抑制した構造」とは、完全にランダムな構造ではなく、1つの方向について同じ種類のブロックが連続して所定回数以上出現しないように調整された構造を意味する。 In the structure in which randomness is suppressed as shown in FIGS. 22B and 22C, the light extraction efficiency can be increased as compared with a completely random structure. Here, “a structure in which randomness is suppressed” means a structure that is not a completely random structure but is adjusted so that the same type of blocks does not appear more than a predetermined number of times in one direction.
このような大きなブロックの抑制については、パターンをフーリエ変換することでも確認することができる。「パターンをフーリエ変換する」とは、基準面に対する凹部および凸部の平坦部の高さを配列面内の座標x、yについての二次元関数として表し、その二次元関数をフーリエ変換することを意味する。図23は、パターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。図23(a)は配列方向に3個以上同種のブロックが連続しないようにランダム性が抑制されたパターンにおける結果を示し、図23(b)は完全にランダムなパターン(凹部と凸部の出現確率が1/2ずつ)における結果を示している。図23の右側の分布図の中心は、空間周波数が0の成分(直流成分)を表している。この図では、中心から外側に向かうに従い、空間周波数が高くなるように表示されている。この図から理解されるように、図23(a)に示す抑制されたランダムパターンの空間周波数では、図23(b)に示すランダムパターンと比較して低周波成分が抑制されていることが確認できる。特に、空間周波数成分のうち1/(2w)よりも小さい成分が抑制されていることがわかる。 Such suppression of large blocks can also be confirmed by Fourier transforming the pattern. “Fourier transform of the pattern” means that the height of the concave portion and the flat portion of the convex portion with respect to the reference surface is expressed as a two-dimensional function with respect to coordinates x and y in the array surface, and the two-dimensional function is Fourier transformed. means. FIG. 23 is a diagram showing the amplitude of the spatial frequency component by Fourier-transforming the pattern. FIG. 23 (a) shows the result in a pattern in which randomness is suppressed so that three or more blocks of the same type do not continue in the arrangement direction, and FIG. 23 (b) shows a completely random pattern (appearance of concave and convex portions). The results are shown at a probability of 1/2). The center of the distribution diagram on the right side of FIG. 23 represents a component having a spatial frequency of 0 (DC component). In this figure, the spatial frequency is displayed so as to increase from the center toward the outside. As understood from this figure, it is confirmed that the low frequency component is suppressed in the spatial frequency of the suppressed random pattern shown in FIG. 23 (a) as compared with the random pattern shown in FIG. 23 (b). it can. In particular, it can be seen that a component smaller than 1 / (2w) among the spatial frequency components is suppressed.
図24は、幅wの2種類の単位構造(ブロック)をランダムに並べたパターン(a)と、周期的に並べたパターン(b)のそれぞれにおける平均周期を説明するための図である。図24(a)に示すランダム構造では、その配列方向の平均周期は4wとなる。一方、図24(b)に示す周期構造では、その配列方向の平均周期は2wとなる。なお、ブロックをランダムに並べた場合の平均周期wexpは、図24の吹き出しに示す計算によって求められる。すなわち、図24(a)に示すランダム構造では、幅wの凹部または凸部が存在する確率は1/2であり、幅2wの連続した凹部または凸部が存在する確率は(1/2)2である。一般化すれば、x方向およびy方向の各々について、幅nw(nは任意の自然数)の連続した凹部または凸部が存在する確率は(1/2)nである。したがって、ランダムな凹凸構造における同種の構造(凹部または凸部)のx方向およびy方向の平均の長さwexpは、以下の計算によって2wと求められる。
平均周期は、凹部の平均の長さと凸部の平均の長さとの和であるから、4wとなる。 Since the average period is the sum of the average length of the concave portions and the average length of the convex portions, it is 4w.
図22B、図22Cに示すようなランダム性を抑制した構造においても上記と同様の考え方で平均周期を求めることができる。構造のパターンから平均周期を求める方法を図25に示す。ここで、図25に示す横方向および縦方向のそれぞれについて、連続する同種の単位構造の群からなる領域に内接する楕円(真円を含む)を考える。図25の下の図における白い部分の大きさの平均値は、白い部分に内接する楕円の軸の長さの平均値を計算することによって求めることができる。黒い部分についても同様である。これらの平均値を足し合わせた値を平均周期とする。 Even in a structure in which randomness is suppressed as shown in FIGS. 22B and 22C, the average period can be obtained in the same way as described above. FIG. 25 shows a method for obtaining the average period from the structure pattern. Here, for each of the horizontal direction and the vertical direction shown in FIG. 25, an ellipse (including a perfect circle) inscribed in a region composed of a group of consecutive unit structures of the same type is considered. The average value of the size of the white part in the lower diagram of FIG. 25 can be obtained by calculating the average value of the lengths of the axes of the ellipses inscribed in the white part. The same applies to the black part. A value obtained by adding these average values is defined as an average period.
なお、凹凸形状は、配列面に対して垂直に切り立った構造ではなく、テーパーがついた形状、即ち、傾斜面を有する形状であってもよい。また、凹部および凸部において、それらの幅や高さよりも十分に小さい微細な構造が含まれていてもよい。 The uneven shape may not be a structure that stands vertically with respect to the arrangement surface, but may be a tapered shape, that is, a shape having an inclined surface. In addition, the concave portion and the convex portion may include a fine structure that is sufficiently smaller than their width and height.
本開示のインプリント転写物は、例えばフラットパネルディスプレイ、液晶表示装置用バックライト、照明用光源、および半導体デバイス等に適用することができる。 The imprint transfer product of the present disclosure can be applied to, for example, a flat panel display, a backlight for a liquid crystal display device, a light source for illumination, and a semiconductor device.
1 発光素子
11 反射電極
12 有機発光層
13 透明電極
14 透明基板
15 光取り出し構造
16 透明基板
101、501 原版
102、502、903、1601、1701、1702 フィルム型
103、503、904、1304 転写型
103A 転写型の段差
301、701、1001 転写材料
301A 転写不良欠陥
302、702、1002、1302、1402、1502 基材
303、703 ローラー
304 領域
305、705、1005、1305、1405、1505 転写物
503a、904a、1304a 転写型の第1領域
503b、904b、1304b 転写型の第2領域
701a、1001a、1301a、1401a、1501a 転写物の第1領域
701b、1001b、1301b、1401b、1501b 転写物の第2領域
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記基材上に形成された凹凸構造と、
を備え、
前記凹凸構造は、第1領域と、前記第1領域に隣接し、前記第1領域よりも平均残膜厚が小さい第2領域とを有し、
前記第1領域において前記第2領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向について単調に減少している、または、
前記第2領域において前記第1領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第2領域から前記第1領域に向かう方向について単調に減少しており、
前記第2領域における凸部の上面は、前記第1領域における凸部の上面よりも低い、
インプリント転写物。 A substrate;
An uneven structure formed on the substrate;
With
The concavo-convex structure has a first region and a second region adjacent to the first region and having a smaller average remaining film thickness than the first region,
In the first region, the height of the plurality of irregularities in the portion close to the second region is monotonously decreasing in the direction from the first region to the second region, or
The heights of the plurality of irregularities in the part adjacent to the first region in the second region is decreased monotonically for direction from the second region to the first region,
The upper surface of the convex portion in the second region is lower than the upper surface of the convex portion in the first region,
Imprint transcript.
第1領域と、前記第1領域に隣接し、前記第1領域よりも平均の厚さが大きい第2領域とを有する凹凸構造を備え、
前記第1領域において前記第2領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向について単調に減少している、または、
前記第2領域において前記第1領域に近接する部分における複数の凹凸の高さは、前記第2領域から前記第1領域に向かう方向について単調に減少しており、
前記第1領域における凸部の上面は、前記第2領域における凸部の上面よりも低い、
インプリント転写型。 An imprint transfer mold used for producing the imprint transfer product according to any one of claims 1 to 17,
A concavo-convex structure having a first region and a second region adjacent to the first region and having an average thickness larger than that of the first region,
In the first region, the height of the plurality of irregularities in the portion close to the second region is monotonously decreasing in the direction from the first region to the second region, or
The heights of the plurality of irregularities in the part adjacent to the first region in the second region is decreased monotonically for direction from the second region to the first region,
The upper surface of the convex portion in the first region is lower than the upper surface of the convex portion in the second region,
Imprint transfer type.
基材上の転写材料に前記インプリント転写型を押圧する工程と、
前記転写材料を硬化させる工程と、
前記インプリント転写型を前記転写材料から剥離する工程と、
を含む方法。 A method for producing an imprint transfer using the imprint transfer mold according to claim 18, comprising:
Pressing the imprint transfer mold against a transfer material on a substrate;
Curing the transfer material;
Peeling the imprint transfer mold from the transfer material;
Including methods.
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