JP6720198B2 - 別個の基板をテクスチャリングするための方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリントテクスチャを用いてラッカをインプリントし、それに続いて、インプリントされたラッカを硬化させ、それによって、別個の基板またはパネル上に付加的なテクスチャリングされた機能層を形成することによって、別個の基板またはパネルを、例えばディスプレイ、ライティングパネルまたはソーラーパネルをテクスチャリングまたはパターニングするためのプロセスに関する。機能は、とりわけ、光制御層（ｌｉｇｈｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｌａｙｅｒ）から疎水性層まで種々様々であり、装飾的な用途またはバイオセンサにおいて使用することができる。さらに本発明は、別個の基板またはパネルをテクスチャリングまたはパターニングするためにラッカをインプリントするスタンプおよびテクスチャリングされた基板またはパネルにも関する。

デバイスにおけるテクスチャリングされた機能層の使用は、１つの重要な主題である。そのような層の洗練された使用によって、性能を向上させることができるか、コストを削減することができるか、または製品の外観を改善することができる。例えば、拡散層がディスプレイにおいて使用され、これによって、より薄型のＬＥＤのバックライトコンセプトの使用が実現され、また側方からのディスプレイの照明が実現される。その他の新たなハイテクの可能性は、テクスチャリングされた機能層のソーラーパネルへの統合であり、これによって、ソーラーパネルの効率が改善されるか、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ライティングパネルへの統合が改善され、より多くの光を取り出すことができる。

テクスチャリングされた機能層を、インプリントリソグラフィの使用によって作製することができる。この場合、基板または型、もしくは両方がラッカ（樹脂またはレジスト）によってコーティングされる。型を基板に、またそれらの型と基板との間に存在するラッカと共に押し付けた後に、テクスチャリングされたラッカが硬化されて固相になる。この硬化方法は熱的なものであってもよいし、ＵＶ光の使用によって行われてもよい。既に１９７８年には、米国特許第４，１２８，３６９号において、この技術が言及されていた。別の先駆的な研究は、１９９５年にＣｈｏｕ氏によって行われた。Ｃｈｏｕ氏は、硬質のスタンプの使用によって、２５ｎｍ未満のテクスチャを、高スループットの大量生産で複製できることを実証した（米国特許５，７７２，９０５号）、またはＳｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ、Ｐｅｔｅｒ Ｒ．Ｋｒａｕｓｓ、Ｐｒｅｓｔｏｎ Ｊ．Ｒｅｎｓｔｒｏｍ等による論文（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７（１９９５）３１１４−３１１６）において実証した。その後は、テクスチャを複製するための、硬質の型または湾曲された薄い金属シートに圧力を加えるローラの使用が実証された（Ｈｕａ Ｔａｎ、Ａｎｄｒｅｗ Ｇｉｌｂｅｒｔｓｏｎ、Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ等による論文、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．、Ｂ１６（１９９８）３９２６−３９２８）。

多くの機関および企業によってこの研究が続けられ、その結果、種々の技術が生まれた。

半導体産業においては、米国特許第６，３３４，９６０号、米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号および米国特許第８，４３２，５４８号に記載されているようなトランスファ成形プロセス、材料および精密な位置決めと組み合わされた硬質のスタンプの使用によって、プレート・ツー・プレート（ｐｌａｔｅ−ｔｏ−ｐｌａｔｅ）インプリントが利用されている。

米国特許出願公開第２００６／０１７７５３２号明細書（ＵＳ２００６／０１７７５３２Ａ１）には、基板に含まれる型と、その型に重ね合わされた基板の領域と、の間で定義された容積ギャップから押し出される液体の量を制御するプレート・ツー・プレートインプリント法が記載されており、その領域の特徴部は、液体と、テンプレートおよび基板のうちの一方と、の間の毛管力を変化させる。このために、この方法は、液体と、テンプレートおよび基板のうちの一方と、の間に毛管力を生じさせるステップと、力の勾配を生み出すために力の大きさを変化させるステップと、を有している。

米国特許出願公開第２００６／０２６６２４４号明細書（ＵＳ２００６／０２６６２４４Ａ１）には、基板を保持するように構成されている基板台と、既知の空間関係を有している機能パターンを備えたインプリントテンプレートを保持するように構成されているテンプレートホルダであって、インプリントテンプレートまたはテンプレートホルダが、インプリントされたアライメントマークを形成するために、基板台上または基板上にインプリントされるように構成されているテンプレート位置合わせマークを有している、テンプレートホルダと、インプリントされた位置合わせマークの位置を求めるように構成されている位置合わせセンサと、を有している、プレート・ツー・プレートインプリント装置が記載されている。

米国特許出願公開第２０１１／００９７８２７号明細書（ＵＳ２０１１／００９７８２７Ａ１）には、プレート・ツー・プレートインプリントプロセスにおけるパターン形成法が記載されている。この方法では、液体樹脂材料が、ワークピース基板上に配置され、テンプレートが樹脂材料に押し付けられ、テンプレートの突起部の下側表面と、ワークピース基板の上側表面と、の間の距離が測定される。テンプレートは、パターン形成領域と、そのパターン形成領域を取り囲む周囲領域と、を含んでいる。回路パターン形成用のパターンは、パターン形成領域内に形成されており、また突起部は、周囲領域内に形成されている。この方法は、テンプレートを押し付けた状態で樹脂材料を硬化させることによって樹脂パターンを形成し、またテンプレートを樹脂パターンから分離させることができる。

国際公開第２０１４／１７５１３４号（ＷＯ２０１４／１７５１３４Ａ１）には、プレート・ツー・プレートインプリントのためのインプリント型が記載されている。インプリント型は、ベースの主表面上のパターン領域において、凹状の構造および凸状の構造を含むメインパターンと、このメインパターンの転写を支援するための、凹状の構造および凸状の構造を含むダミーパターンと、を有している。

ダミーパターンの凹状の構造または凸状の構造の少なくとも１つの端部部分は、パターン領域の最も外側の周縁部に達し、またインプリント型を平面で見た場合、１つまたは複数のダミーパターンの凹状の構造または凸状の構造によって取り囲まれている閉じられた領域は、パターン領域内に存在していない。

異なるテクノロジは、ロール・ツー・プレート（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｐｌａｔｅ）インプリントプロセスである。このロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）インプリント技術では、例えば米国特許第８，０２７，０８６号に記載されているような連続的なプロセスでフォイルまたはフィルムをテクスチャリングするために、テクスチャリングされたローラが、フレキシブル基板と組み合わされて使用されている。

最初に言及したプレート・ツー・プレート技術は、画一的な平坦なウェハ上に、高い位置精度で小さいテクスチャ（１００ｎｍ未満の分解能）を正確にウェハスケールでインプリントするために設計されている。しかしながら中国特許出願第１０３２３５４８３号に記載されているように、この技術は、より大きい面積にスケーリングすることは困難である。

ロール・ツー・ロールテクノロジの使用によって、テクスチャリングされたフォイルを、高い生産速度で連続的に作製することができる。それらのフォイルを、基板としてフレキシブルな用途に使用することができるか、または硬質の基板にラミネートすることができる。しかしながら、後者では、テクスチャリングされたフォイルを硬質の基板または製品に接着させるための中間接着層についての付加的な費用が生じる。したがって、第３の新たな技術が、すなわち直接的なロール・ツー・プレート（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｐｌａｔｅ）インプリントが開発されている。これによって、数１０ミクロン〜数１００ミクロンの厚さの、厚い中間接着層を要することなく、テクスチャリングされた機能層が直接的に別個の基板またはパネルに設けられる。そのようなプロセスにおいては、仏国特許第２，８９３，６１０号において説明されているようなテクスチャリングされたローラ、または米国特許第７，８２４，５１６号に記載されているような、可動のフレキシブルなスタンプが使用される。

連続的なロール・ツー・ロールプロセスとは異なり、非連続的なロール・ツー・プレートプロセスの挑戦は、開始・終了の作用である。ロール・ツー・ロールプロセスならびにプレート・ツー・プレートプロセスと比較したさらなる挑戦は、ロール・ツー・プレートプロセスにおいて、テクスチャリングされた表面が典型的には、より小さいサンプルへと縮小されないようにするということである。したがって、サンプルの縁部も含めた完全なサンプルが、そのような事後処理を要することなく、ロール・ツー・プレートプロセスにおいて良好な制御下で作製されなければならない。

冒頭の段落において既に言及したように、インプリントは、基板（パネル）または型にラッカをコーティングし、型および基板を、それらの型と基板との間に存在するラッカに接触させることによって、ラッカをインプリント（テクスチャリング）することによって達成される。型として、フレキシブルなスタンプ、硬質のスタンプまたはテクスチャリングされたローラを使用することができる。コーティングを、種々のやり方で行うことができ、例えば基板またはスタンプにおけるラッカのディスペンシング、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ジェッティング、噴霧、スロットダイコーティングまたはロールコーティングによって行うことができるが、方法はこれらに限定されるものではない。

本明細書において、術語「ラッカ」とは、当業者には公知の方法によって、基板上にコーティングすることができ、かつテクスチャリング（インプリント）することができる物質であると解される。通常の場合、ラッカは、モノマー、オリゴマーを含んでおり、場合によっては光開始剤および架橋アクリレート基が添加されている。その他の考えられる材料として、硬化可能なゾルゲルおよびエポキシが挙げられるが、その他の材料はこれらに限定されるものではない。ラッカは、インプリントされたパターンを維持するために硬化することができる。これらの硬化プロセスも公知のものであり、また熱的な硬化、ＵＶ光による硬化、化学的に誘導される硬化およびそれ自体公知のその他の方法が含まれる。そのようなラッカは、コーティング、樹脂、レジストなどとも称される。

また、本明細書において、ラッカによってインプリントされる部材は、基板またはパネルとも称される。それらの基板またはパネルは、ガラス、プラスチック基板、金属基板または半組立品であってもよいし、ディスプレイ、ライティングパネルまたはソーラーパネルとしての完成されたデバイスであってもよい。

このインプリントテクノロジに属する問題は、フレキシブルなスタンプまたは基板に対して相対的なローラの移動に起因して、余剰ラッカがインプリント方向とは反対方向に前進する可能性があるか、または側方に押し出されるか、それどころか逆方向に押し出される可能性がある。どれほどの余剰ラッカが前進して、また場合によっては、指定されたインプリント領域を越流するかは、とりわけ以下の種々の特性に依存している：
−例えば、基板における不規則性または厚さ変動によって惹起される、基板毎の表面高さの変動
−コーティングプロセスまたはラッカ自体のレオロジ性質変動による、樹脂層厚さの変動
−フレキシブルなスタンプまたは型における欠陥および／または高さ変動
−ローラの圧力（インプリント力）

ほぼ０の圧力（力）では、余剰ラッカが前方に押し出されることはないが、しかしながら、ラッカがテクスチャを完全に満たすことがなくなるので、テクスチャ複製が十分なものになることもない。十分な量のラッカが使用されない場合、これによって、最終的には部分的なインプリントしか行われない。つまり、テクスチャが完全に複製されることはなくなるか、または基板の幾つかの部分がテクスチャを全く有さなくなる。ラッカが余剰に使用される場合には、これによって、インプリント領域の始端部、側方および終端部においてラッカの越流が生じる可能性がある。したがって、パネルの側方は、機能性を失う可能性があり、また見栄えが悪くなる可能性もある。さらに、越流領域は、基板上で付加的な空間を必要とすることになる。大部分の用途にとって、越流領域が最小限に留まっており、かつ視覚的に直線的な縁部が要求される。

従来技術では、越流の問題を、米国特許第８，３４９，２４１号および米国特許第８，０６６，９３０号において提案されているように、例えば最大の平坦な領域を選択し、フィーチャをその領域に相応に位置合わせすることによって解決すること、または米国特許出願公開第２００５／２７０３１２号において提案されているように、正確な量のラッカを供給することによって解決すること、が試みられている。しかしながら、テクスチャリングされた機能層を半組立品または完成されたパネルに追加する用途の場合、インプリント領域を選択することは不可能である。典型的には、縁部を除くほぼ全ての領域が覆われるべきである。しかしながら、非常に大きい面積の基板は（例えばウェハとは対称的に）、その表面輪郭において大きい（しばしばランダムな）変動を有している。したがって、ラッカの少量の余剰分が常に要求されることになる。この余剰分によって、定義された縁部ではなく、不規則な縁部が生じる可能性がある。

米国特許第７，８０２，９７８号においては、完全なダイをインプリントラッカでプリントし、部分的なダイをイソプロパノールとしての非反応性の液体でプリントすることによって、歩留まりを最適化することが提案されている。さらに、この従来技術では、縁部に加えられる圧力を最適化すること、および調整可能なコーティング法についてのフィードバックループを用いてフィルム厚さを精密に測定すること、が提案されている。提案されているいずれの解決手段によっても、システムが高価になり、また緩慢になる。

米国特許第８，３６１，３７１号には、溢流が非常に制限されており、かつ供給量が正確な、ウェハベースのプロセスが開示されている。この刊行物では、縁部を凝固させるための、インプリント中のＵＶ光を用いた事前硬化によって、溢流の問題を解決することが試みられている。

さらに、また米国特許第８，３６１，３７１号の図１１以降には、毛管力を使用して伝播を緩慢にすることが記載されており、この毛管力は、１００ｎｍ以下の高さおよび２μｍ以下の幅を有している小さいテクスチャにのみ作用する。

韓国特許出願第２０１２／０４８３９３号では、型におけるテクスチャ高さの差異について論じられている。この変化部は、化学的な液体がインプリント表面の外側に漏れ出ることを阻止するために必要とされ、テクスチャリングされた表面に事後的に加えられる。変化部は、使用時に、テクスチャリングされた表面の機能部における液体の漏れを阻止するブロック突起部として使用される。

台湾特許出願第２０１０３６７９９号では、余剰ラッカを収集するための大きいトレンチが提案されている。このトレンチにおける余剰ラッカの収集および流れは制御されず、また不規則である。半導体の用途に関して、このことは影響力を持たない。何故ならば、ウェハ基板は切断されて、より小さいピースになるからである。トレンチはなくなり、したがってトレンチを最終製品において目にすることはなくなる。本発明は、テクスチャリングされた領域の定義された縁部を実現し、またインプリントされてテクスチャリングされた表面を備えた最終製品の外観を改善することができる。

本発明に課された課題は、従来技術の欠点を伴うことなく、インプリントされてテクスチャリングされた表面を達成することである。

この課題は、別個の基板、例えばディスプレイ、ライティングパネルまたはソーラーパネルをテクスチャリングまたはパターニングするためのロール・ツー・プレートプロセスによって解決され、このプロセスは、インプリントラッカを供給するステップと、インプリントラッカをインプリントパターンによってテクスチャリングまたはパターニングするステップであって、インプリントテクスチャは、インプリントされたラッカを得るために、複数の開口部および隆起部によって、したがってインプリントテクスチャ内に複数の容積を生じさせることによって形成されたものである、ステップと、それに続くオプションとしての、テクスチャリングまたはパターニングされて凝固された層を得るために、インプリントされたラッカを硬化させるステップと、を有しており、テクスチャリングまたはパターニングは、その縁部に、より大きい容積の領域を含んでいるインプリントテクスチャと、０．１ギガパスカル（ＧＰａ）から１０ギガパスカル（ＧＰａ）までの、有利には０．５ギガパスカル（ＧＰａ）から５ギガパスカル（ＧＰａ）までのヤング率を有しているフレキシブルなスタンプと、を用いて実施されることを特徴としている。ヤング率は、ＡＳＴＭ Ｅ１１１に準拠して測定される。

より大きい容積の領域を、以下ではリザーバとも記す。

したがって本発明では、ロール・ツー・プレートプロセスにおいて、インプリントラッカの制御された層流と、より大きい容積の領域と、を使用して、越流を収集することが意図されている。

以下では、添付の図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。

インプリントプロセスを概略的に示す。 凝固された層によって部分的に覆われており、かつテクスチャリングされた表面を備えている基板を概略的に示す。 インプリントラッカの余剰分の展開を概略的に示す。 基板の端部における越流の残留分を概略的に示す。 フレキシブルなスタンプを離した後の、基板上およびフレキシブルなスタンプ上の越流の残留分を概略的に示す。 インプリントパターンにリザーバを備えている、本発明によるフレキシブルなスタンプを概略的に示す。 インプリントパターンにリザーバを備えている、本発明によるフレキシブルなスタンプを概略的に示す。 インプリントパターンにリザーバを備えている、本発明によるフレキシブルなスタンプを概略的に示す。 プレート・ツー・プレートインプリントプロセスとロール・ツー・プレートインプリントプロセスとの差異を概略的に示し、図面の右側は、ロール・ツー・プレートインプリントプロセスを表し、図面の左側はプレート・ツー・プレートインプリントプロセスを表す。 プレート・ツー・プレートインプリントプロセスとロール・ツー・プレートインプリントプロセスとの差異を概略的に示し、図面の右側は、ロール・ツー・プレートインプリントプロセスを表し、図面の左側はプレート・ツー・プレートインプリントプロセスを表す。 凝固された層によって部分的に覆われており、かつリザーバの反転されたパターンを有しているテクスチャリングされた表面を備えている、本発明による基板を概略的に示す。 本発明によるフレキシブルなスタンプを概略的に示す。 異なる光学的な外観を有するリザーバを備えている、本発明によるフレキシブルなスタンプを概略的に示す。

術語「インプリントテクスチャ」および「インプリントパターン」は、本明細書全体を通して同義に用いられている。

図１をここで参照すると、概略的なロール・ツー・プレートインプリントプロセスが図示されている。この場合、機能インプリント層が、基板１０４の上面に設けられる。基板１０４を任意の材料から形成することができ、有利には、基板１０４はガラス、金属シート、ポリカーボネート、ＰＥＮ、ＰＥＴまたはＰＭＭＡを含んでいるか、またはそれらから作製されている。基板１０４は、表面の上面にコーティングされた１つまたは複数の付加的な層を担持することができ、例えば接着促進層および／または透明導電層（例えば酸化インジウムスズ、アルミニウムドープされた亜鉛酸化物またはフッ素ドープされた酸化スズ）を担持することができる。所望の機能インプリント層を、インプリントプロセスの使用によって、基板１０４の上面に追加することができる。この複製プロセスにおいては、基板１０４またはテクスチャリングされた型、もしくは基板１０４および型の両方が、成形可能なインプリントラッカ１０３によってコーティングされる。図１に図示されている例において、基板１０４はコーティングされている。基板１０４は、ガイドおよび逆圧のためのプラットホーム１１０上に配置される。プラットホーム１１０は、ローラ、固定された台、可動の台、または十分な逆圧を提供するその他の任意のプラットホームであってよい。図１において、型はフレキシブルなスタンプ１００である。フレキシブルなスタンプ１００は、フレキシブルな支持スタンプベース１０１Ａおよびパターニングされた外面１０１Ｂを有している。このパターニングされた外面１０１Ｂは、「インプリントテクスチャ」または「インプリントパターン」とも称される。このインプリントテクスチャは、複数の開口部および隆起部を有しており、これは当業者にはレリーフパターンとして公知である。このレリーフパターンが形成された外面１０１Ｂは、基板上の所望のテクスチャのネガの（または反転された）テクスチャである。パターニングされた外面１０１Ｂは、典型的には、厚さが変化する可能性がある残留層１０１Ｃを有している。フレキシブルなスタンプベース１０１Ａおよびパターニングされた外面を、同一の材料から、例えば圧延プロセスまたはホットエンボスプロセスによって作製された薄い金属シートまたはプラスチックシート（但しこれらに限定されるものではない）から作製することができる。フレキシブルなスタンプを、２つ以上の材料を使用して作製することもでき、その場合、フレキシブルなスタンプは、ベース１０１Ａとしてのフレキシブルなシート、例えばＰＥＴフォイル、ＰＣフォイル、ＰＥＮフォイルまたは薄い金属シート（但しこれらに限定されるものではない）と、接着およびテクスチャリングされた有機層１０１Ｂ、例えばアクリル酸塩材料、ゾルゲル材料、エポキシまたは第２のテクスチャリングされたプラスチックフォイル（但しこれらに限定されるものではない）と、を有する。フレキシブルなスタンプのロバスト性または機能性を向上させるために、より多くの層を、例えば非付着性の層を追加することもできる。フレキシブルなスタンプベース１０１Ａのヤング率は、０．１ギガパスカル（ＧＰａ）から１０ギガパスカル（ＧＰａ）までである。フレキシブルなスタンプ１００は、インプリントローラ１０２を介してガイドされる。分かり易くするために、ローラは２つだけ、すなわち開始インプリントローラ１０２Ａおよび解放ローラ１０２Ｂだけが示されていることを言及しておく。フレキシブルなスタンプ１００をガイドするために、１つのローラでも十分な場合もあるが、より多くのローラを追加してもよい。

ローラを硬質材料から、例えばステンレス鋼（但しこれらに限定されるものではない）から作製することができるが、有利にはローラは、１５から６０までの典型的なショアＡ高度を有している、より弾性の材料から、例えばポリクロロプレン、ポリウレタンまたはＥＰＤＭ（但しこれらに限定されるものではない）から作製されている。矢印によって示されているローラ１０２の回転は、インプリント方向を表し、インプリントは、基板の先頭部１０８において開始され、基板の終端部１０９において終了する。インプリントラッカ１０３は、基板１０４の表面に供給される。テクスチャリングされた機能テクスチャを転写するために、所望のテクスチャの反転されたテクスチャを有している外面を備えている、すなわちインプリントテクスチャ１０１Ｂを備えているフレキシブルなスタンプ１００が、基板１０４に、そのスタンプ１００と基板１０４との間に存在するインプリントラッカ１０３と共に押圧される。

続いて、成形可能なインプリントラッカ１０３が、熱的にまたはＵＶ光１０６の使用によって（部分的に）硬化され、その結果、凝固された層１０７が生じる。図１には、成形可能なラッカが、ＵＶ光源１０５からのＵＶ光１０６の使用によって凝固される。ＵＶ光源１０５を、透明でフレキシブルなスタンプ１００の上方に配置することができる。もしくは基板１０４が透明である場合には、ＵＶ光源１０５をフレキシブルなスタンプ１００とは反対側に、すなわちフレキシブルな基板１０４の下側に配置することができる。図１において、ＵＶ光源１０５は、ローラ１０２間に位置している。インプリントから硬化までの遅延時間を変更するために、ローラ１０２に対するＵＶ光源１０５の位置および角度を変化させることができる。ＵＶ光源１０５を、２つのローラ１０２のうちの一方に、またはローラ１０２とは反対側に配置することもできる。インプリントラッカ１０３の凝固後に、基板１０４上の凝固された層１０７からフレキシブルなスタンプが離され、その結果、凝固された層１０７を有している基板は、外面パターン１０１Ｂの反転された形態で型から離れる。

インプリントテクスチャ１０１Ｂを備えているフレキシブルなスタンプ１００を離した後に、凝固された層１０７を備えている基板１０４は、テクスチャリングされた表面を有することになる。大部分の用途に関して、基板の一部のみがテクスチャリングされた表面を有するべきである。その理由は、下に位置する導電層上にコンタクトを追加するため、またはシールを追加するためである。図１ｂに示した一例として、基板１０４の基板縁部１１１は、インプリントラッカおよびインプリントテクスチャによって覆われていない状態にある。凝固された層１０７は、基板１０４の中央における特定の領域１１２を覆っている。この所望のテクスチャリングされた表面領域１１２は、本発明において、機能領域と称される。

ロール・ツー・プレート複製プロセスにおいては、フレキシブルなスタンプ１００が、成形可能なインプリントラッカ１０３に押圧される。この圧力によって、成形可能なインプリントラッカ１０３は、硬化後に、所望のテクスチャ形状に成形されることになる。インプリントテクスチャ１０１Ｂの充填率が既知であり、かつ一定である場合には、インプリントラッカ１０３の厚み部分は、インプリントテクスチャ（パターン）１０１Ｂの複数の開口部および隆起部の容積と正確に一致する体積を有することになる。しかしながら、スタンプ１００の欠陥、不完全性、基板１０４の高さの差異に起因して、また、インプリントラッカ１０３と（フレキシブルな）スタンプ１００との間の空気の一切の含有を回避するために、インプリントラッカ１０３の体積は、有利には、インプリントテクスチャ１０１Ｂの複数の開口部の容積に比べて僅かな余剰分を有することになる。

図２に示されているように、インプリントラッカ１０３のこの余剰分２０１は、第１のローラ１０２Ａの前に蓄積されることになる。余剰分２０１の総量は、例えば欠陥、不規則性または高さ変動に起因して減少しない限りは、インプリントプロセスの経過において増大することになる。

図３に示されているように、インプリントテクスチャ１０１Ｂを備えているフレキシブルなスタンプ１００に加えられる圧力に起因して、インプリントラッカの余剰分２０１は、基板の縁部および外端部１０９へと流れ出すか、または基板の縁部および外側の端部１０９に押し込まれるか、誘導されるか、または押し出される。この図３においては、余剰分２０１が基板の端部１０９に収集されることになる。流れの分布は、基板１０４の縁部毎に異なると考えられる。それにもかかわらず、大分部の余剰分は、典型的には端部（最後にインプリントされることになる基板の側方部）に向かう。

図４にさらに示されているように、ＵＶ光１０６によってインプリントラッカが凝固されて、凝固された（インプリントされた）層１０７になり、フレキシブルなスタンプ１００が基板の端部１０９から離れた後に、余剰分の一部４０１が、基板の端部１０９に残留する可能性があり、また余剰分の別の一部４０２が、フレキシブルなスタンプ１００においてインプリントテクスチャ１０１Ｂの上面に残留する可能性がある。いずれの場合も、基板の外観の見た目が悪くなるか、またはスタンプ上に硬化されたラッカが蓄積されて、フレキシブルなスタンプ１００の再利用が制限されることになるので、望ましいものではない。図３は、基板の端部における越流を示していることを言及しておく。側方においても、越流が発生する場合もある。さらに、表面が部分的にコーティングされ、インプリントラッカの余剰分が制限されている場合には、図３および図４に示されているように、基板の側方を超えて越流が流れ出すことはなくなるが、しかしながら越流は基板の上面に残留することになる。ラッカの余剰分のこのような流れは変則的であるので、硬化後およびスタンプが離れた後に、基板上に不規則な縁部が生じることになる。

基板縁部の汚染および／またはフレキシブルなスタンプ１００の汚染を阻止するために、余剰分を機能領域の縁部におけるリザーバに蓄積させることができる。リザーバが流れを妨げることはない。それらのリザーバの容積および形状によって、機能領域の縁部におけるインプリントラッカの余剰分の流れの経路長が決定されることになる。

図５ａには、複数の側方においてインプリントテクスチャ１０１Ｂを変更し、かつそれらの側方の一部をリザーバテクスチャ５０５に置き換えることによる、ロール・ツー・プレートインプリントのためのフレキシブルなスタンプ１００の改善形態が示されている。このリザーバテクスチャ５０５は、フレキシブルなスタンプ上のテクスチャを変更することによって作製されている。リザーバテクスチャ５０５は、複数のリザーバ開口部５０１および／またはリザーバ隆起部５０２によって画定されている。リザーバテクスチャのそれらの開口部および隆起部のパターンは、機能領域のレリーフパターンとは異なり、リザーバテクスチャの下には、より大きい容積の領域が達成されている。より大きい容積の領域によって、越流領域が縮小されることになる。限定的な越流領域に起因して、機能領域を、増大させることができるか、または基板の縁部のより近くに配置することができる。典型的には、より大きい容積の領域内では、複数の開口部および隆起部によって画定されているレリーフテクスチャの容積が、機能領域の容積よりも１．５倍から２０倍まで（但し、数値はこの値に限定されるものではない）の大きさになる。このことは、有利には、インプリントテクスチャが、縁部において１．５倍から２０倍のより大きい容積の領域を含んでいることを意味している。より大きい容積の領域内の容積が、局所的に、装飾に使用される場合と、情報を与えるために使用される場合とで異なっていてもよい。

フレキシブルなスタンプ１００のインプリントテクスチャ１０１Ｂの残留層厚１０１Ｃを増大させることによって、リザーバテクスチャ５０５の容積を増大させることができる。この場合、機能テクスチャに隣接するリザーバ開口部５０１が増大される。このことは、図５ｂに示されているように、フレキシブルなスタンプベース１０１Ａ上のインプリントテクスチャ１０１Ｂの残留層厚１０１Ｃを増大させることによって達成することができるか、または図５ｃに示されているように、フレキシブルなスタンプベース１０１Ａとインプリントテクスチャ１０１Ｂとの間に、インプリントテクスチャ材料に代わる、ベースとしての代替的な材料５０８を使用することによって達成することができる。例えばテクスチャ材料のより厚い残留層厚１０１Ｃを、フレキシブルなスタンプの厚さ均一性またはフレキシビリティについての要求と組み合わせて使用できない場合には（つまり亀裂または剥離に起因して使用できない場合には）、そのような要求に適合する充填材料５０８によって、より厚いベースを作製することができる。そのような代替的な材料５０８は、インプリントテクスチャ材料に代わって、均一かつフレキシブルなベースを作製する充填材として機能することができる。（部分的な、またはパターン化された）不透明性のようなその他の特性も、そのような代替的なベース材料に付加することができる。インプリントテクスチャ１０１Ｂは、そのようなベースに設けられることになるので、インプリントテクスチャ１０１Ｂによって、縁部も含めてベースを取り囲むこともでき、続けて、縁部に丸みを付けることができる。続けて、縁部を任意の特定の形状に、例えば所定の段部、角度または（二重）曲率を有する形状に成形することもできる。充填材の例は、ポリカーボネートフォイルであるが、しかしながら所要の厚さを有するその他の任意のフレキシブルなフォイルであってもよい。

残留層厚１０１Ｃの増大は、型の側方における汚染ならびに型ホルダの汚染を制限する、米国特許第８，３６１，３７１号において言及されているような型厚さまたはメサ高さの増大とは異なる。本特許出願において議論されている、型内での残留層厚１０１Ｃの提案されている増大によって、ラッカが型の下に収集されることになり、その結果、最終製品には良好に規定された縁部がもたらされる。

リザーバ隆起部５０２の高さを増大させ、かつリザーバ隆起部５０２の密度および体積を含め、リザーバ隆起部５０２の充填率を最適化することによって、リザーバテクスチャ５０５の容積を増大させることもできる。リザーバ隆起部５０２の数は０であってもよい。図５ａにおいては、リザーバが基板の端部１０９に示されている。しかしながら、リザーバテクスチャ５０５を、全ての側方へのインプリントラッカの余剰分の越流を制御するために、フレキシブルなスタンプの全ての側方に付加することができるか、もしくは基板上に開かれた機能領域または複数の機能領域が設けられている場合には、機能領域の内側にも付加することができる。リザーバによって、インプリントラッカ１０３の所定量の余剰分５０４がリザーバテクスチャ５０５に収集されることになり、またスタンプ１００の種々の側方までのインプリントラッカ１０３の余剰分の流れの経路長が短縮される。図５ａにおいては、リザーバ隆起部が直線状のものとして示されているが、しかしながらリザーバ隆起部は湾曲していてもよいし、その他の任意の形状であってもよい。

図５ｄにおいて、右側には公知のロール・ツー・プレートインプリントプロセスが概略的に示されており、このプロセスでは、ローラ１０２Ｂおよびフレキシブルな型１００が基板１０４に押し付けられ、またそれと共に、フレキシブルな型１００と基板１０４との間にあるラッカ１０３も基板１０４に押し付けられる。公知のロール・ツー・プレートプロセスにおいては、フレキシブルな型１００の縁部にテクスチャは存在しないので、フレキシブルな型１００が撓み、したがってインプリントラッカの余剰分５０４を収集するためのリザーバ間隙は存在していない。

それとは異なり、図５ｄの左側に示されている公知のプレート・ツー・プレートインプリントプロセスにおいては、プレート００１が型１００を基板１０４に、またそれらの型１００と基板１０４との間に存在するラッカ１０３と共に押し付けた際に、余剰ラッカ５０４を収集するための間隙が残存している。

図５ｅに示されているように、例えば排水溝のように使用される、テクスチャを備えていない内部領域５０６が設けられている場合、プレート・ツー・プレートプロセス（左側）においては、ラッカが、テクスチャリングされていない領域の下を流れ、またそこに残留することになる。ロール・ツー・プレートインプリントプロセスでは、この平坦な領域が、ラッカの付加的な流出部５０４を側方にもたらすことになる。フレキシブルな型がより弾性のローラと組み合わされて使用されると、流出量は増加する。フレキシブルなスタンプが撓むことを阻止するために、リザーバテクスチャが必要になる。

図６を次に参照すると、インプリントラッカは硬化後に凝固された層１０７になっており、また基板１０４を離した後には、機能インプリントテクスチャ６０４ならびにリザーバテクスチャ５０５の反転パターン６０１が基板１０４に転写されていることが見て取れる。図１ｂに示されているような機能領域１１２が、所望のようにインプリントされることになる。機能領域１１２は、基板の中央に複数の内側開口部を有することもでき、この場合、内側においても同様のリザーバテクスチャが必要になる。外側のパターニングされたリザーバ領域６０２は、性質の異なる領域を有することになる。凝固されたインプリントラッカが存在しない領域６０３の大きさは、図１ｂに示したような縁部領域１１１に比べて縮小されることになる。リザーバが光学的に透明である場合には、領域６０２および６０３は視覚的に類似のものとなり、図１ｂにおいて述べたような縁部領域１１１と同じ大きさを有することになる。

図７に本発明によるフレキシブルなスタンプの一例が示されている。図７に例示されているように、リザーバ隆起部５０２は、ブロックの形状、円錐の形状、円柱の形状７０１、三角柱の形状７０４、バーの形状７０３、平坦な形状７０２、またはその他の任意の形状であってよい。基板１０４とフレキシブルな支持スタンプベース１０１Ａとの間の一定の高さを維持することに適している、上記のブロックの形状、円錐の形状、円柱の形状７０１、三角柱の形状７０４、バーの形状７０３、平坦な形状７０２またはその他の任意の形状が存在することによって、フレキシブルな型１００がローラ１０２Ｂによって基板１０４に、またそれらのフレキシブルな型１００と基板１０４との間に存在するラッカ１０３と共に押し付けられた際に、そのフレキシブルな型１００が撓むことが阻止される。したがって、インプリントラッカの余剰分５０４を収集するためのリザーバ間隙が存在している。隆起部の幅は、典型的には、ミクロンからセンチメートルの範囲にある。インプリントラッカを収集するために、リザーバ隆起部間の距離はミクロンからセンチメートルの範囲になる。リザーバ隆起部５０２の高さは、ミクロンからミリメートルの範囲となる。リザーバ隆起部間の最適な距離および／またはリザーバ隆起部高さは、ローラの硬度、加えられる圧力ならびにフレキシブルなスタンプの曲げ剛性に依存する。図５ｅにおける機能領域と側方のリザーバ５０６との間の距離を例にすると、機能テクスチャと、隆起部高さが２５ミクロンである同一の付加的なリザーバテクスチャと、を有している、ポリカーボネート製のフレキシブルなスタンプの厚さが２５０ミクロンであり、かつ加えられる圧力が１Ｎ／ｃｍであり、かつローラ硬度がショア３０である場合には、隆起テクスチャは３ｍｍを超えるべきではない。リザーバ隆起部を、周期的な屈折性テクスチャに位置決めすることができる。

リザーバテクスチャは、機能領域と同じテクスチャを有することができる。複数の隆起部と、それら隆起部の間の領域と、を備えている、図６に示されているようなリザーバ領域６０２が、機能領域１１２と比較して明らかに異なる光学的外観を有するようにすることも提案される。外観のこの差異に起因して、機能テクスチャの明確な縁部が明らかになり、そのような明確な縁部は視覚的により目に止まるようになる。この明確な縁部は、所定の直線であってもよいし、所定の曲率を有していてもよいし、またそれらの組合せであってもよい。図６における外側のパターニングされたリザーバ領域６０２の外観を変更するために、複数のテクスチャの組合せを使用することができる。図８には、フレキシブルなスタンプ１００の１つの考えられるリザーバテクスチャ５０５が示されている。外観を変化させるために、リザーバ開口部８０１の表面またはリザーバ隆起部８０２の表面を変更することができる。いずれの表面も、透明性、回折性、拡散性または屈折性となるように（但し表面の性質はこれらに限定されるものではない）、個別に選択することができる。

リザーバ領域の最終的な外観は、リザーバ隆起部５０２の密度と組み合わされた、テクスチャリングされた表面８０１および８０２の組合せであってよい。いずれの場合にも、リザーバ隆起部５０２の密度は０であってもよく、その場合、図７に示されているような平坦なリザーバ領域７０２が生じる。またはリザーバ隆起部５０２の密度は、密度の考えられる勾配または特定の分布も含めて、１００％近くになる。リザーバテクスチャを、場合によっては、複数のリザーバ開口部８０１およびリザーバ隆起部８０２における付加的な表面テクスチャも含めて、装飾的なものとなるように、または情報を与えるように配置することができる。例えば異なるリザーバ形状を組み合わせることによって、例えばテキスト、バーコード、ロゴ、画像または任意の所定のパターンを組み合わせることによって視覚化することができる。

リザーバ内に蓄積することができる体積を計算することができる。例えば、４０μｍの高さおよび５０％の充填率のテクスチャ形状を想定する。インプリントラッカ１０３の２％の余剰分が、テクスチャリングされたフレキシブルなスタンプの使用によって、１×１ｍ²の機能領域１１２の１つの外側縁部へと押し出され、かつリザーバ隆起部が設けられていない場合には、インプリントラッカの１，０００ｍｍ×２０ｍｍの越流領域が存在することになる。１５％のスペーサ充填率および図５ａに示されているような２００μｍの残留層厚１０１Ｃを有するリザーバが追加されれば、図６における越流領域６０２は２ｍｍに短縮される。

原理的には、リザーバ隆起部を、フレキシブルなスタンプ上に配置する代わりに、基板上に配置することもできる。

本発明の別の部分は、別個の基板をロール・ツー・プレートでテクスチャリングまたはパターニングするためのスタンプであり、このスタンプは、複数の開口部および隆起部によって、したがってインプリントテクスチャ内に複数の容積を生じさせることによって形成されたインプリントテクスチャを外面層として有しており、このインプリントテクスチャは、リザーバ領域を形成するために、縁部に、より大きい容積の領域を含んでおり、かつスタンプは、０．１ギガパスカル（ＧＰａ）から１０ギガパスカル（ＧＰａ）までの、特に有利には０．５ギガパスカル（ＧＰａ）から５ギガパスカル（ＧＰａ）までのヤング率を有しているフレキシブルなスタンプであることを特徴としている。

Claims (15)

1. 別個の基板をテクスチャリングまたはパターニングするためのロール・ツー・プレートプロセスであって、
   インプリントラッカを供給するステップと、
   前記インプリントラッカをインプリントテクスチャによってテクスチャリングまたはパターニングするステップであって、前記インプリントテクスチャは、インプリントされたラッカを得るために、複数の開口部および隆起部によって、したがって前記インプリントテクスチャ内に複数の空所容積を生じさせることによって形成されたものである、ステップと、
   それに続くオプションとしての、テクスチャリングまたはパターニングされて凝固された層を得るために、前記インプリントされたラッカを硬化させるステップと、
   を有しているプロセスにおいて、
   前記テクスチャリングまたは前記パターニングを、少なくとも１つの縁部に、より大きい空所容積の領域を形成する複数の開口部および隆起部を含んでいるインプリントテクスチャを外面層として有しており、０．１ギガパスカル（ＧＰａ）から１０ギガパスカル（ＧＰａ）までのヤング率を有しているフレキシブルなスタンプを用いて実施することを特徴とする、
   プロセス。
2. 前記硬化を、熱的に実施する、かつ／または、ＵＶ光の適用によって実施することを特徴とする、
   請求項１記載のプロセス。
3. 前記より大きい空所容積は、前記インプリントテクスチャにおける前記開口部の深さおよび／または前記隆起部の高さを増大させることによって形成されていることを特徴とする、
   請求項１または２記載のプロセス。
4. 前記より大きい空所容積の領域は、内側の機能領域とは外観が異なることを特徴とする、
   請求項１から３までのいずれか１項記載のプロセス。
5. 前記テクスチャリングまたは前記パターニングを、外面として前記インプリントテクスチャを有しているスタンプを用いて実施することを特徴とする、
   請求項１から４までのいずれか１項記載のプロセス。
6. 前記スタンプは、ローラによって回転されるか、または、ガイドされることを特徴とする、
   請求項５記載のプロセス。
7. 別個の基板をロール・ツー・プレートでテクスチャリングまたはパターニングするためのスタンプであって、
   複数の開口部および隆起部によって、したがってインプリントテクスチャ内に複数の空所容積を生じさせることによって形成されたインプリントテクスチャを外面層として有している、スタンプにおいて、
   前記インプリントテクスチャは、少なくとも１つの縁部に、より大きい空所容積の領域を形成する複数の開口部および隆起部を含んでおり、
   前記スタンプは、０．１ギガパスカル（ＧＰａ）から１０ギガパスカル（ＧＰａ）までのヤング率を有しているフレキシブルなスタンプであることを特徴とする、
   スタンプ。
8. 前記より大きい空所容積は、前記インプリントテクスチャにおける前記開口部の深さおよび／または前記隆起部の高さを増大させることによって形成されていることを特徴とする、
   請求項７記載のスタンプ。
9. 前記インプリントテクスチャは、残留層厚を有しており、前記より大きい空所容積は、縁部以外の領域の前記空所容積の前記残留層厚に比べて前記残留層厚を減少させることによって形成されていることを特徴とする、
   請求項７または８記載のスタンプ。
10. 充填材料である代替的な材料が、インプリントテクスチャ材料の代わりに、フレキシブルなスタンプベースと前記インプリントテクスチャとの間において、ベースとして使用されており、前記より大きい空所容積は前記充填材料によって充填されていることを特徴とする、
    請求項９記載のスタンプ。
11. 前記より大きい空所容積の領域内のリザーバ領域における前記隆起部は、ブロックの形状、バーの形状、円柱の形状、三角柱の形状または円錐の形状であることを特徴とする、
    請求項７から１０までのいずれか１項記載のスタンプ。
12. 前記より大きい空所容積の領域内の前記リザーバ領域における前記開口部および／または前記隆起部は、回折性、拡散性または屈折性のテクスチャを有するようにテクスチャリングされていることを特徴とする、
    請求項７から１１までのいずれか１項記載のスタンプ。
13. 前記より大きい空所容積の領域における前記隆起部および前記開口部の密度分布および表面テクスチャは、装飾の目的または情報を与える目的に使用できるように位置合わせされていることを特徴とする、
    請求項７から１２までのいずれか１項記載のスタンプ。
14. 前記より大きい空所容積の領域内の前記リザーバ領域における前記隆起部は、機能領域におけるテクスチャと同一のテクスチャを有していることを特徴とする、
    請求項７から１３までのいずれか１項記載のスタンプ。
15. 前記インプリントテクスチャは、前記縁部において機能領域の１．５倍から２０倍までの大きさの複数の空所容積の領域を含んでいることを特徴とする、
    請求項７から１４までのいずれか１項記載のスタンプ。

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