JP7147045B2 - 凹凸構造体の製造方法 - Google Patents
凹凸構造体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7147045B2 JP7147045B2 JP2021508704A JP2021508704A JP7147045B2 JP 7147045 B2 JP7147045 B2 JP 7147045B2 JP 2021508704 A JP2021508704 A JP 2021508704A JP 2021508704 A JP2021508704 A JP 2021508704A JP 7147045 B2 JP7147045 B2 JP 7147045B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- curable resin
- pattern master
- pattern
- resin
- filled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 43
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 325
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 325
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 95
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 40
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 69
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 69
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 63
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 30
- 239000010408 film Substances 0.000 description 27
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 6
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 6
- -1 acryl Chemical group 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 5
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- BSYQEPMUPCBSBK-UHFFFAOYSA-N [F].[SiH4] Chemical compound [F].[SiH4] BSYQEPMUPCBSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 1
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 125000005641 methacryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C39/10—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
- B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
本開示は、凹凸構造体の製造方法に関する。
基材上に微細な凹凸パターンが形成された成形品を製造する方法としてインプリント技術が知られており、種々の検討がされている。
例えば、特開平５－２３８１９６号公報には、電離放射線硬化性樹脂をロール凹版の少なくとも凹部に充填させると共に上記樹脂にフィルム基材を接触させ上記樹脂がフィルム基材とロール凹版の間に保持されている状態で電離放射線を照射して上記樹脂を硬化させて形成した凹凸模様を有する賦型シートが開示されている。
例えば、特開２００５－５３００４号公報には、多角形状、多面形状、或いは円滑な略半球形状の微細形状に施された凹刻模様を有する金型を用い、金型の凹刻模様に透光性を有する紫外線硬化型樹脂を充填せしめる工程と、紫外線硬化型樹脂に透光性を有する合成樹脂シートを圧着せしめる工程と、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させ合成樹脂シートと一体化させる工程と、紫外線硬化型樹脂と一体化した合成樹脂シートを金型から剥離する工程と、金属光沢層を設ける工程とを有する高輝度成型品の製造方法が開示されている。
特開平５－２３８１９６号公報及び特開２００５－５３００４号公報では、凹部を有するロール凹版又は凹刻模様を有する金型に硬化性樹脂を充填させる際に、ロール凹版又は金型の表面にも硬化性樹脂が付着してしまう。そのため、ロール凹版又は金型の表面に硬化性樹脂が付着した状態でフィルム基材又は合成樹脂シートを圧着し、硬化させた樹脂をフィルム基材又は合成樹脂シートに転写させた場合、転写された凸形状パターン間をつなぐ残膜が発生するおそれがある。この残膜が発生している場合、硬化収縮による歪みが発生しやすいという問題がある。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基材における残膜の発生が抑制された凹凸構造体を製造する凹凸構造体の製造方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ 凹凸パターンを有する第１のパターン原盤の凹部に第１の硬化性樹脂が充填され、上記凹部に充填された上記第１の硬化性樹脂のメニスカスが上記第１のパターン原盤の表面から突出し、かつ上記メニスカスが互いに孤立した状態で存在している第１の樹脂充填パターン原盤、凹凸パターンを有する第２のパターン原盤の凹部に第２の硬化性樹脂が充填され、上記凹部に充填された上記第２の硬化性樹脂のメニスカスが上記第２のパターン原盤の表面から突出し、かつ上記メニスカスが互いに孤立した状態で存在している第２の樹脂充填パターン原盤、及び、基材を準備し、
上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記基材の一方の面とを接触させた状態で上記第１の硬化性樹脂を硬化させ、上記第１の硬化性樹脂の硬化後に上記第１のパターン原盤を離型し、上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記基材の他方の面とを接触させた状態で上記第２の硬化性樹脂を硬化させ、上記第２の硬化性樹脂の硬化後に上記第２のパターン原盤を離型することにより、上記一方の面に上記第１のパターン原盤の上記凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第１の硬化樹脂が形成され、かつ上記他方の面に上記第２のパターン原盤の上記凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第２の硬化樹脂が形成された凹凸構造体を製造する凹凸構造体の製造方法。
＜２＞ 上記第１の硬化性樹脂及び上記第２の硬化性樹脂は、光硬化性樹脂である上記＜１＞に記載の凹凸構造体の製造方法。
＜３＞ 上記第１のパターン原盤の表面における上記凹部の幅Ｌ１に対し、上記第１のパターン原盤の凹部の深さＤ１が、Ｄ１＞Ｌ１／２を満たし、
上記第２のパターン原盤の表面における上記凹部の幅Ｌ２に対し、上記第２のパターン原盤の凹部の深さＤ２が、Ｄ２＞Ｌ２／２を満たす上記＜１＞又は＜２＞に記載の凹凸構造体の製造方法。
＜４＞ 上記第１のパターン原盤の表面における上記凹部の幅Ｌ１に対し、上記第１のパターン原盤における上記メニスカスの高さＨ１が、Ｌ１／１００≦Ｈ１≦Ｌ１／１０を満たし、
上記第２のパターン原盤の表面における上記凹部の幅Ｌ２に対し、上記第２のパターン原盤における上記メニスカスの高さＨ２が、Ｌ２／１００≦Ｈ２≦Ｌ２／１０を満たす上記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜５＞ 上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記第１のパターン原盤と上記一方の面とを接触させずに、上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記一方の面とを接触させ、
上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記第２のパターン原盤と上記他方の面とを接触させずに、上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記他方の面とを接触させる上記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜６＞ 上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記一方の面とを接触させ、上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記他方の面とを接触させた状態で上記第１のパターン原盤に充填された上記第１の硬化性樹脂及び上記第２のパターン原盤に充填された上記第２の硬化性樹脂を硬化させた後に、上記第１のパターン原盤及び上記第２のパターン原盤を離型することにより、上記凹凸構造体を製造する上記＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜７＞ 上記第１の硬化性樹脂及び上記第２の硬化性樹脂の２０℃における表面張力は、それぞれ独立に３０ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍである上記＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜８＞ 上記第１の硬化性樹脂及び上記第２の硬化性樹脂の２０℃における粘度は、それぞれ独立に０．４Ｐａ・ｓ～１．２Ｐａ・ｓである上記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜１＞ 凹凸パターンを有する第１のパターン原盤の凹部に第１の硬化性樹脂が充填され、上記凹部に充填された上記第１の硬化性樹脂のメニスカスが上記第１のパターン原盤の表面から突出し、かつ上記メニスカスが互いに孤立した状態で存在している第１の樹脂充填パターン原盤、凹凸パターンを有する第２のパターン原盤の凹部に第２の硬化性樹脂が充填され、上記凹部に充填された上記第２の硬化性樹脂のメニスカスが上記第２のパターン原盤の表面から突出し、かつ上記メニスカスが互いに孤立した状態で存在している第２の樹脂充填パターン原盤、及び、基材を準備し、
上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記基材の一方の面とを接触させた状態で上記第１の硬化性樹脂を硬化させ、上記第１の硬化性樹脂の硬化後に上記第１のパターン原盤を離型し、上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記基材の他方の面とを接触させた状態で上記第２の硬化性樹脂を硬化させ、上記第２の硬化性樹脂の硬化後に上記第２のパターン原盤を離型することにより、上記一方の面に上記第１のパターン原盤の上記凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第１の硬化樹脂が形成され、かつ上記他方の面に上記第２のパターン原盤の上記凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第２の硬化樹脂が形成された凹凸構造体を製造する凹凸構造体の製造方法。
＜２＞ 上記第１の硬化性樹脂及び上記第２の硬化性樹脂は、光硬化性樹脂である上記＜１＞に記載の凹凸構造体の製造方法。
＜３＞ 上記第１のパターン原盤の表面における上記凹部の幅Ｌ１に対し、上記第１のパターン原盤の凹部の深さＤ１が、Ｄ１＞Ｌ１／２を満たし、
上記第２のパターン原盤の表面における上記凹部の幅Ｌ２に対し、上記第２のパターン原盤の凹部の深さＤ２が、Ｄ２＞Ｌ２／２を満たす上記＜１＞又は＜２＞に記載の凹凸構造体の製造方法。
＜４＞ 上記第１のパターン原盤の表面における上記凹部の幅Ｌ１に対し、上記第１のパターン原盤における上記メニスカスの高さＨ１が、Ｌ１／１００≦Ｈ１≦Ｌ１／１０を満たし、
上記第２のパターン原盤の表面における上記凹部の幅Ｌ２に対し、上記第２のパターン原盤における上記メニスカスの高さＨ２が、Ｌ２／１００≦Ｈ２≦Ｌ２／１０を満たす上記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜５＞ 上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記第１のパターン原盤と上記一方の面とを接触させずに、上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記一方の面とを接触させ、
上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記第２のパターン原盤と上記他方の面とを接触させずに、上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記他方の面とを接触させる上記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜６＞ 上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記一方の面とを接触させ、上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記他方の面とを接触させた状態で上記第１のパターン原盤に充填された上記第１の硬化性樹脂及び上記第２のパターン原盤に充填された上記第２の硬化性樹脂を硬化させた後に、上記第１のパターン原盤及び上記第２のパターン原盤を離型することにより、上記凹凸構造体を製造する上記＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜７＞ 上記第１の硬化性樹脂及び上記第２の硬化性樹脂の２０℃における表面張力は、それぞれ独立に３０ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍである上記＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
＜８＞ 上記第１の硬化性樹脂及び上記第２の硬化性樹脂の２０℃における粘度は、それぞれ独立に０．４Ｐａ・ｓ～１．２Ｐａ・ｓである上記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の凹凸構造体の製造方法。
本発明の一実施形態によれば、基材における残膜の発生が抑制された凹凸構造体を製造する凹凸構造体の製造方法を提供することができる。
以下において、本開示の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本開示の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本開示はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本開示において、数値範囲を示す「～」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本開示において、「（メタ）アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する概念で用いられる語である。
特に限定しない限りにおいて、本開示において硬化性樹脂中の各成分は、１種単独で含まれていてもよいし、２種以上を併用してもよいものとする。
更に、本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係は図面の内容に限定されない。
なお、本開示において、数値範囲を示す「～」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本開示において、「（メタ）アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する概念で用いられる語である。
特に限定しない限りにおいて、本開示において硬化性樹脂中の各成分は、１種単独で含まれていてもよいし、２種以上を併用してもよいものとする。
更に、本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係は図面の内容に限定されない。
本発明の一実施形態の凹凸構造体の製造方法は、凹凸パターンを有する第１のパターン原盤の凹部に第１の硬化性樹脂が充填され、上記凹部に充填された上記第１の硬化性樹脂のメニスカスが上記第１のパターン原盤の表面から突出し、かつ上記メニスカスが互いに孤立した状態で存在している第１の樹脂充填パターン原盤、凹凸パターンを有する第２のパターン原盤の凹部に第２の硬化性樹脂が充填され、上記凹部に充填された上記第２の硬化性樹脂のメニスカスが上記第２のパターン原盤の表面から突出し、かつ上記メニスカスが互いに孤立した状態で存在している第２の樹脂充填パターン原盤、及び、基材を準備し、上記第１の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記基材の一方の面とを接触させた状態で上記第１の硬化性樹脂を硬化させ、上記第１の硬化性樹脂の硬化後に上記第１のパターン原盤を離型し、上記第２の樹脂充填パターン原盤における上記メニスカスと上記基材の他方の面とを接触させた状態で上記第２の硬化性樹脂を硬化させ、上記第２の硬化性樹脂の硬化後に上記第２のパターン原盤を離型することにより、上記一方の面に上記第１のパターン原盤の上記凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第１の硬化樹脂が形成され、かつ上記他方の面に上記第２のパターン原盤の上記凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第２の硬化樹脂が形成された凹凸構造体を製造する方法である。
本開示の凹凸構造体の製造方法では、凹凸パターンを有する第１のパターン原盤（以下、単に「第１のパターン原盤」とも称する。）の凹部に充填された第１の硬化性樹脂のメニスカスが、第１のパターン原盤の表面から突出し、互いに孤立した状態で存在している、第１の樹脂充填パターン原盤（以下、単に「第１の樹脂充填パターン原盤」とも称する。）を準備する。これにより、第１の硬化性樹脂のメニスカスと基材の一方の面とを接触させた状態で第１の硬化性樹脂を硬化させた際に、基材上に形成された、第１のパターン原盤の凹部に対応する凸部の間をつなぐ残膜の発生を抑制することができる。さらに、基材の一方の面上に形成された、凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第１の硬化樹脂の硬化収縮による歪みが抑制される。
さらに、本開示の凹凸構造体の製造方法では、凹凸パターンを有する第２のパターン原盤（以下、単に「第２のパターン原盤」とも称する。）の凹部に充填された第２の硬化性樹脂のメニスカスが、第２のパターン原盤の表面から突出し、互いに孤立した状態で存在している、第２の樹脂充填パターン原盤（以下、単に「第２の樹脂充填パターン原盤」とも称する。）を準備する。これにより、第２の硬化性樹脂のメニスカスと基材の他方の面とを接触させた状態で第２の硬化性樹脂を硬化させた際に、基材上に形成された、第２のパターン原盤の凹部に対応する凸部の間をつなぐ残膜の発生を抑制することができる。さらに、基材の他方の面上に形成された、凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第２の硬化樹脂の硬化収縮による歪みが抑制される。また、本開示の凹凸構造体の製造方法では、基材の一方の面及び他方の面に凹凸形状を有する、第１の硬化樹脂及び第２の硬化樹脂がそれぞれ形成するため、第１の硬化樹脂及び第２の硬化樹脂の硬化収縮による影響が相殺された凹凸構造体を製造することも可能である。
以上により、本開示の凹凸構造体の製造方法では、基材における残膜の発生が抑制された凹凸構造体を製造することができる。さらに、基材上に形成された第１の硬化樹脂及び第２の硬化樹脂の硬化収縮による歪みが抑制され、製造される凹凸構造体の形状の再現性も向上すると考えられる。
パターン原盤の凹部に充填された硬化性樹脂のメニスカスが、互いに孤立した状態で存在している構成としては、例えば、隣接するメニスカスの間をつなぐ硬化性樹脂が凹部の周辺部に存在していない構成が挙げられる。隣接するメニスカスの間をつなぐ硬化性樹脂が凹部の周辺部に存在している場合、パターン原盤の凹部に充填された硬化性樹脂のメニスカスが、互いに孤立した状態で存在している構成には該当しない。
（凹凸パターンを有するパターン原盤）
本開示の凹凸構造体の製造方法では、凹凸パターンを有する第１のパターン原盤及び凹凸パターンを有する第２のパターン原盤を用いる。第１のパターン原盤を用い、凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第１の硬化樹脂を基材の一方の面上に形成し、第２のパターン原盤を用い、凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第２の硬化樹脂を基材の他方の面上に形成することにより、凹凸構造体を製造する。以下、図１Ａ～図１Ｇを用いて第１のパターン原盤の好ましい形態について説明する。なお、第２のパターン原盤の好ましい形態については、第１のパターン原盤の好ましい形態と同様であるため、その説明を省略する。例えば、第１のパターン原盤における、凹部の幅Ｌ１、凹部の深さＤ１、及びメニスカスの高さＨ１は、それぞれ第２のパターン原盤における、凹部の幅Ｌ２、凹部の深さＤ２、及びメニスカスの高さＨ２と読み替えてもよい。また、第１のパターン原盤及び第２のパターン原盤のとる形態は、それぞれ独立であり、同じであってもよく、異なっていてもよい。
本開示の凹凸構造体の製造方法では、凹凸パターンを有する第１のパターン原盤及び凹凸パターンを有する第２のパターン原盤を用いる。第１のパターン原盤を用い、凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第１の硬化樹脂を基材の一方の面上に形成し、第２のパターン原盤を用い、凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第２の硬化樹脂を基材の他方の面上に形成することにより、凹凸構造体を製造する。以下、図１Ａ～図１Ｇを用いて第１のパターン原盤の好ましい形態について説明する。なお、第２のパターン原盤の好ましい形態については、第１のパターン原盤の好ましい形態と同様であるため、その説明を省略する。例えば、第１のパターン原盤における、凹部の幅Ｌ１、凹部の深さＤ１、及びメニスカスの高さＨ１は、それぞれ第２のパターン原盤における、凹部の幅Ｌ２、凹部の深さＤ２、及びメニスカスの高さＨ２と読み替えてもよい。また、第１のパターン原盤及び第２のパターン原盤のとる形態は、それぞれ独立であり、同じであってもよく、異なっていてもよい。
図１Ａに示すように、第１のパターン原盤１は、複数の凹部２を備える凹凸パターンを有する。
第１のパターン原盤１の表面における凹部２の幅Ｌ１は、メニスカス６の高さを確保する点から、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましく、１０μｍ～１００μｍがさらに好ましい。
凹部２の幅は、深さ方向において変動してもよく、例えば、凹部２の幅は、第１のパターン原盤１の表面から深さ方向に進むにつれて小さくなってもよい。
第１のパターン原盤１における凹部２の深さＤ１は、１μｍ～５０μｍが好ましく、１０μｍ～２０μｍがより好ましい。凹部２の深さＤ１が５０μｍ以下であることにより、パターン原盤１の離型性に優れる。
第１のパターン原盤１の表面における凹部２の幅Ｌ１に対し、凹部２の深さＤ１は、Ｄ１＞Ｌ１／２であることが好ましく、Ｌ１／２＜Ｄ１＜３Ｌ１であることがより好ましい。
凹凸パターンのピッチＰは、残膜の発生を好適に抑制する点から、Ｐ＞Ｌ１／４であることが好ましく、Ｐ＞Ｌ１であることがより好ましく、Ｐ＞１．５Ｌであることがさらに好ましい。また、凹凸パターンのピッチＰは、Ｐ＜３Ｌであってもよい。凹凸パターンのピッチは、凹部２の底が平坦な場合は、隣接する２つの凹部２の底の中心部間の距離を指し、凹部２の底が尖っている場合は、隣接する２つの凹部２の底の先端部間の距離を指す。
第１のパターン原盤１の材質としては、例えば、グラファイト（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、石英等の無機物、（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の有機物が挙げられる。
第１のパターン原盤１の凹凸パターンを有する面は、離型処理が施されていることが好ましい。離型処理により、凹凸パターンを有する面に第１の硬化性樹脂５が付着しにくくなり、凹部２に充填された第１の硬化性樹脂５のメニスカス６を互いに孤立した状態で存在させやすくなる。さらに、第１の硬化性樹脂５の硬化後に第１のパターン原盤１を離型しやすくなる。
離型処理としては、第１のパターン原盤１の凹凸パターンを有する面に離型剤を付与する処理が挙げられる。離型剤としては、公知のものを用いればよく、例えば、公知のフッ素系樹脂、炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑剤、フッ素系シランカップリング剤等が挙げられる。
また、離型剤は、１種類のみを使用してもよく、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
また、離型剤は、１種類のみを使用してもよく、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
第１のパターン原盤１（凹凸構造体作製前）の接触角としては、水に対して９０°～１８０°であることが好ましく、９０°～１４０°であることがより好ましい。接触角は、全自動接触角計ＤＭ－７０１（協和界面科学株式会社製）を用いて測定すればよい。
第１のパターン原盤１は、例えば、上述した材質の成形体の表面に凹凸パターンを形成することにより得られる。凹凸パターンを形成する際は、例えば、リソグラフィ、電子ビーム加工、イオンビーム加工、陽極酸化などを材料の表面に施せばよい。
第１のパターン原盤１の凹部２には、図１Ｂに示すように、第１の硬化性樹脂５が充填される。そして、凹部２に充填された第１の硬化性樹脂５のメニスカス６が第１のパターン原盤１の表面から突出し、かつメニスカス６が互いに孤立した状態とした第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを準備する。図１Ｂに示す第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを準備する方法の例については、後述する。
（第１の硬化性樹脂）
本開示の凹凸構造体の製造方法にて用いられる第１の硬化性樹脂としては、インプリント技術で用いられる硬化性樹脂であれば特に限定されない。以下、第１の硬化性樹脂の好ましい形態について説明する。なお、第２の硬化性樹脂の好ましい形態については、第１の硬化性樹脂の好ましい形態と同様であるため、その説明を省略する。また、第１の硬化性樹脂及び第２の硬化性樹脂のとる形態は、それぞれ独立であり、同じであってもよく、異なっていてもよい。
本開示の凹凸構造体の製造方法にて用いられる第１の硬化性樹脂としては、インプリント技術で用いられる硬化性樹脂であれば特に限定されない。以下、第１の硬化性樹脂の好ましい形態について説明する。なお、第２の硬化性樹脂の好ましい形態については、第１の硬化性樹脂の好ましい形態と同様であるため、その説明を省略する。また、第１の硬化性樹脂及び第２の硬化性樹脂のとる形態は、それぞれ独立であり、同じであってもよく、異なっていてもよい。
第１の硬化性樹脂としては、例えば、活性エネルギー線で硬化する活性エネルギー線硬化性樹脂、熱で硬化する熱硬化性樹脂等が挙げられる。
活性エネルギー線としては、α線、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外光線、電子線等が挙げられる。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂としては、紫外線、可視光線、赤外光線等の光で硬化する光硬化性樹脂が好ましく、中でも紫外線で硬化する光硬化性樹脂が好ましい。
活性エネルギー線としては、α線、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外光線、電子線等が挙げられる。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂としては、紫外線、可視光線、赤外光線等の光で硬化する光硬化性樹脂が好ましく、中でも紫外線で硬化する光硬化性樹脂が好ましい。
光硬化性樹脂としては、重合性不飽和結合及びエポキシ基の少なくとも一方を含む樹脂が挙げられ、より具体的には、（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
光硬化性樹脂は、重合性不飽和結合及びエポキシ基の少なくとも一方を含む重合性モノマー、光重合開始剤等を含んでいてもよい。また、光硬化性樹脂等の硬化性樹脂は、必要に応じて、カップリング剤、有機溶剤、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、増粘剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、着色剤、無機質充填剤等を含んでいてもよい。
第１の硬化性樹脂５の２０℃における表面張力は、３０ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍであることが好ましく、３１ｍＮ／ｍ～３８ｍＮ／ｍであることがより好ましく、３１ｍＮ／ｍ～３５ｍＮ／ｍであることがさらに好ましい。第１の硬化性樹脂５の２０℃における表面張力が３０ｍＮ／ｍ以上であることにより、第１のパターン原盤１の表面から突出するメニスカス６を形成しやすい傾向にある。第１の硬化性樹脂５の２０℃における表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であることにより、第１のパターン原盤１に対する第１の硬化性樹脂５の充填性が高い傾向にある。
表面張力は、表面張力計を用いて測定される。表面張力計としては、例えば、協和界面科学株式会社製の表面張力計（商品名：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒ ＣＢＶＰ－Ｚ）を好適に用いることができる。但し、表面張力計は、これに限定されない。
第１の硬化性樹脂５の２０℃における粘度は、０．４Ｐａ・ｓ～１．２Ｐａ・ｓであることが好ましく、０．４Ｐａ・ｓ～１．０Ｐａ・ｓであることがより好ましく、０．４Ｐａ・ｓ～０．８Ｐａ・ｓであることがさらに好ましい。第１の硬化性樹脂５の２０℃における粘度が０．４Ｐａ・ｓ以上であることにより、第１のパターン原盤１の表面から突出するメニスカス６を形成しやすい傾向にある。第１の硬化性樹脂５の２０℃における粘度が１．２Ｐａ・ｓ以下であることにより、第１のパターン原盤１に対する第１の硬化性樹脂５の充填性が高い傾向にある。
粘度は、粘度計を用いて測定される。粘度計としては、例えば、東機産業株式会社製の粘度計（商品名：ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＴＶＥ－２５）を好適に用いることができる。但し、粘度計は、これに限定されない。
第１のパターン原盤１の表面における凹部２の幅Ｌ１に対し、メニスカス６の高さＨは、Ｌ１／１００≦Ｈ１≦Ｌ１／１０を満たすことが好ましく、Ｌ１／２０≦Ｈ１≦Ｌ１／１０を満たすことがより好ましい。例えば、第１の硬化性樹脂５の粘度、表面張力等を調節することにより、メニスカス６の高さＨ１を調節することができる。具体的には、第１の硬化性樹脂５の粘度及び表面張力の少なくとも一方を大きくことによりメニスカス６の高さＨ１を大きくできる傾向にある。
メニスカス６の高さＨ１は、基材１０に対してメニスカス６を十分に接触させて硬化後の第１の硬化樹脂８と基材１０の一方の面との密着性を高める点、及び残膜の発生を好適に抑制する点から、０．１μｍ～５μｍであることが好ましく、０．１μｍ～１μｍであることがより好ましい。
図１Ｃに示すように凹部２に第１の硬化性樹脂５を充填し、メニスカス６を形成した後、メニスカス６と基材１０の一方の面とを接触させる。このとき、基材１０の一方の面における残膜を好適に抑制する点から、第１のパターン原盤１と基材１０の一方の面とを接触させずに、メニスカス６と基材１０の一方の面とを接触させることが好ましい。
（基材）
本開示の凹凸構造体の製造方法にて用いられる基材１０としては、インプリント技術で用いられる基材であれば特に限定されない。基材の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、ガラス等が挙げられる。
本開示の凹凸構造体の製造方法にて用いられる基材１０としては、インプリント技術で用いられる基材であれば特に限定されない。基材の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、ガラス等が挙げられる。
また、第１の硬化性樹脂５が光により硬化する光硬化性樹脂の場合、基材１０及び第１のパターン原盤１の少なくとも一方は、光透過性を有することが好ましい。これにより、基材１０側又は第１のパターン原盤１側から光を照射して第１の硬化性樹脂５を硬化させることができる。
光透過性を有するとは、第１の硬化性樹脂５が吸収する波長域の光を基材１０及び第１のパターン原盤１の少なくとも一方が透過することを意味する。
光透過性を有するとは、第１の硬化性樹脂５が吸収する波長域の光を基材１０及び第１のパターン原盤１の少なくとも一方が透過することを意味する。
基材１０の形状としては、特に限定されず、基板状、フィルム状、シート状などが挙げられる。シート状の基材１０を用いる場合、ロールトゥロール方式での連続プロセスにて凹凸構造体を製造してもよい。
基材１０の厚さとしては、特に限定されず、１０μｍ～１０ｍｍであることが好ましく、２００μｍ～１０ｍｍであることがより好ましい。
また、密着性、帯電防止性、耐擦傷性、耐候性等の特性の改良を目的として、基材１０の表面に、コーティング、コロナ処理等が施されていてもよい。
メニスカス６と基材１０の一方の面とを接触させた後、例えば、図１Ｃに示すように、第１のパターン原盤１のメニスカス６と基材１０の一方の面とが接触している側とは反対側から紫外線等の光を第１のパターン原盤１の凹部２に充填された第１の硬化性樹脂５に照射し、第１の硬化性樹脂５を硬化させる。図１Ｃ中の矢印は、紫外線の照射方向を表す。
第１の硬化性樹脂５の硬化後に第１のパターン原盤１を離型することにより、図１Ｄに示すように、第１のパターン原盤１の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第１の硬化樹脂８が基材１０の一方の面上に形成された凹凸形状を有する基材２０を得ることができる。凹凸形状を有する基材２０では、基材の一方の面側にて、凸形状の第１の硬化樹脂８の間をつなぐ残膜の発生が抑制されている。
次に、図１Ｅに示すように、第２のパターン原盤１１の凹部に第２の硬化性樹脂１５を充填させ、凹部に充填された第２の硬化性樹脂１５のメニスカス１６が第２のパターン原盤１１の表面から突出し、かつメニスカス１６が互いに孤立した状態とした第２の樹脂充填パターン原盤１１Ａを準備する。図１Ｄに示す第２の樹脂充填パターン原盤１１Ａを準備する方法は、後述する図１Ｂに示す第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを準備する方法と同様である。
図１Ｆに示すように凹部に第２の硬化性樹脂１５を充填し、メニスカス１６を形成した後、メニスカス１６と基材１０の他方の面とを接触させる。このとき、基材１０の他方の面における残膜を好適に抑制する点から、第２のパターン原盤１１と基材１０の他方の面とを接触させずに、メニスカス１６と基材１０の他方の面とを接触させることが好ましい。
メニスカス６と基材１０の他方の面とを接触させた後、例えば、図１Ｆに示すように、第２のパターン原盤１１のメニスカス１６と基材１０の他方の面とが接触している側とは反対側から紫外線等の光を第２のパターン原盤１１の凹部に充填された第２の硬化性樹脂１５に照射し、第１の硬化性樹脂１５を硬化させる。図１Ｆ中の矢印は、紫外線の照射方向を表す。
第２の硬化性樹脂１５の硬化後に第２のパターン原盤１１を離型することにより、図１Ｇに示すように、第１の硬化樹脂８が基材１０の一方の面上に形成され、かつ第２のパターン原盤１１の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第２の硬化樹脂１８が基材１０の他方の面上に形成された凹凸構造体３０を得ることができる。凹凸構造体３０では、基材の他方の面側にて、凸形状の第２の硬化樹脂１８の間をつなぐ残膜の発生が抑制されている。
なお、図１Ｃに示すように第１の硬化性樹脂５を硬化させた後に、図１Ｆに示すように第２の硬化性樹脂１５を硬化させているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第１の硬化性樹脂の硬化と第２の硬化性樹脂の硬化とを同時並行して行ってもよい。
第１の硬化性樹脂の硬化と第２の硬化性樹脂の硬化とを同時並行して行う場合、第１の樹脂充填パターン原盤１Ａにおけるメニスカス６と基材１０の一方の面とを接触させ、第２の樹脂充填パターン原盤１１Ａにおけるメニスカス１６と基材１０の他方の面とを接触させる。次いで、第１のパターン原盤１に充填された第１の硬化性樹脂５及び第２のパターン原盤１１に充填された第２の硬化性樹脂１５を硬化させた後に、第１のパターン原盤１及び第２のパターン原盤１１を離型すればよい。これにより、効率よく凹凸構造体３０を製造できる。また、基材１０の厚さが１００μｍ以下と比較的薄い場合、第１の硬化性樹脂５の硬化と第２の硬化性樹脂１５の硬化とを同時並行して行うことが好ましい。通常、基材１０の厚さが薄い場合には、樹脂の硬化収縮による影響を受けやすくなるが、第１の硬化性樹脂５の硬化と第２の硬化性樹脂１５の硬化とを同時並行することで、第１の硬化樹脂８及び第２の硬化樹脂１８の硬化収縮による影響が相殺される。
また、図１Ｆでは、図１Ｄにて得られた凹凸形状を有する基材２０を反転させて、図１Ｃと同じ方向である鉛直下方向から鉛直上方向に向かって活性エネルギー線である紫外線を照射しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１Ｄにて得られた凹凸形状を有する基材２０を反転させずに、基材１０の他方の面を鉛直上側とし、メニスカス６と基材１０の他方の面とを接触させた後、図１Ｃと逆方向である鉛直上方向から鉛直下方向に向かって活性エネルギー線である紫外線を第２のパターン原盤１１の凹部に充填された第２の硬化性樹脂１５に照射してもよい。
図１Ｇで得られる凹凸構造体３０は、基材１０の一方の面に形成された第１の硬化樹脂８のパターンと、基材１０の他方の面に形成された第２の硬化樹脂１８のパターンとは、基材１０の厚さ方向と直交する基材１０の対称面に対して上下対称となっているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第１の硬化樹脂８のパターンと、第２の硬化樹脂１８のパターンとは、前述の基材１０の対称面に対して非対称であってもよく、それぞれ任意のパターンであってもよい。
（第１の樹脂充填パターン原盤を準備する方法１）
図１Ｂに示す第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを準備する方法について説明する。まず、方法１では、第１のパターン原盤１の表面に第１の硬化性樹脂５を付与し、付与した第１の硬化性樹脂５を凹部２に充填させ、凹部２に充填されずに第１のパターン原盤１の凹凸パターンを有する面に残存する第１の硬化性樹脂５を除去することにより、第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを得ることができる。以下、図２を用いて説明する。
図１Ｂに示す第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを準備する方法について説明する。まず、方法１では、第１のパターン原盤１の表面に第１の硬化性樹脂５を付与し、付与した第１の硬化性樹脂５を凹部２に充填させ、凹部２に充填されずに第１のパターン原盤１の凹凸パターンを有する面に残存する第１の硬化性樹脂５を除去することにより、第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを得ることができる。以下、図２を用いて説明する。
まず、図２の（ａ）に示すように、凹凸パターンを有する第１のパターン原盤１を準備する。
次に、図２の（ｂ）に示すように、第１のパターン原盤１の凹凸パターンを有する面の凹凸パターンが形成されていない領域に滴下手段３を用いて第１の硬化性樹脂５を滴下する。そして、図２の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、第１のパターン原盤１に付着した第１の硬化性樹脂５にブレード４を接触させた状態で矢印Ｘ方向にブレード４を移動させて第１のパターン原盤１の凹凸パターン上に第１の硬化性樹脂５を展開させる。なお、スプレーコート、バーコート、スピンコート、ロールコート等により、第１のパターン原盤１の凹凸パターンを有する面の凹凸パターン上に第１の硬化性樹脂５を付与してもよい。
第１のパターン原盤１の凹凸パターンを有する面に滴下又は付与する第１の硬化性樹脂５の量としては、第１のパターン原盤１の表面から突出するメニスカス６を好適に形成する点から、後述するように凹凸パターン上の第１の硬化性樹脂５を凹部２に充填させた際に、凹部２に硬化性樹脂がフル充填され、凹部２に充填されなかった硬化性樹脂５が凹凸パターンを有する面上に付着する程度の量であることが好ましい。
パターン原盤１の凹凸パターン上に硬化性樹脂５を展開させた後、図２の（ｅ）に示すように、減圧条件下に第１のパターン原盤１を曝すことにより、凹部２に第１の硬化性樹脂５を充填させてもよい。これにより、凹部２に第１の硬化性樹脂５を充填させた際に凹部２内での気泡の発生等を抑制でき、凹部２に第１の硬化性樹脂５を十分に充填することができる。減圧条件としては、例えば、０．１Ｐａ以下の雰囲気であればよい。凹部２に第１の硬化性樹脂５を充填させた第１のパターン原盤１では、凹凸パターンを有する面上に凹部２に充填されなかった第１の硬化性樹脂５が付着している。
次に、図２の（ｆ）に示すように、第１のパターン原盤１の凹凸パターン上に展開された第１の硬化性樹脂５にブレード４を接触させた状態で矢印Ｘ方向にブレード４を移動させることにより、凹凸パターン上の第１の硬化性樹脂５を掻きとって第１のパターン原盤１の凹凸パターン上から除去する。これにより、図２の（ｇ）に示すように、凹部２に第１の硬化性樹脂５が充填され、さらにメニスカス６が第１のパターン原盤１の表面から突出する。
凹凸パターンを有する面上に付着した第１の硬化性樹脂５を好適に除去する点から、第１の硬化性樹脂５の凝集速度よりもブレード４の掻きとり速度を小さくすることが好ましい。ブレード４の掻きとり速度としては、例えば、１ｍｍ／秒以下であってもよい。ブレード４の掻きとり速度は、第１の硬化性樹脂５の粘度、表面張力等に応じて適宜調節してもよく、例えば、２０℃での表面張力が３８ｍＮ／ｍであり、２０℃での粘度が１．１０５Ｐａ・ｓである第１の硬化性樹脂５を用いた場合、０．１ｍｍ／秒以下であることが好ましく、メニスカス６の形成及び生産性の点から、０．０５ｍｍ／秒～０．１ｍｍ／秒であることがより好ましい。凹凸パターンを有する面上に付着した第１の硬化性樹脂５を好適に除去する点から、第１の硬化性樹脂５の粘度が高い場合、第１の硬化性樹脂５の表面張力が大きい場合等にて、ブレード４の掻きとり速度を小さくしてもよい。
凹凸パターンを有する面上に付着した第１の硬化性樹脂５を好適に除去することにより、メニスカス６の高さＨよりも厚さの大きい第１の硬化性樹脂５がメニスカス６と孤立して凹凸パターンを有する面上に残存することが抑制できる。これにより、メニスカス６と基材１０とを接触させようとする際に、メニスカス６よりも先にメニスカス６と孤立して存在する第１の硬化性樹脂５が基材１０と接触してしまうことが抑制できるため、好適に凹凸構造体３０を製造することができる。
凹凸パターンを有する面上に付着した第１の硬化性樹脂５を好適に除去することにより、メニスカス６の高さＨよりも厚さの大きい第１の硬化性樹脂５がメニスカス６と孤立して凹凸パターンを有する面上に残存することが抑制できる。これにより、メニスカス６と基材１０とを接触させようとする際に、メニスカス６よりも先にメニスカス６と孤立して存在する第１の硬化性樹脂５が基材１０と接触してしまうことが抑制できるため、好適に凹凸構造体３０を製造することができる。
ブレード４の材質、凹凸パターン上の第１の硬化性樹脂５を掻きとるときのブレード４の角度及び印加荷重としては、凹凸パターン上の第１の硬化性樹脂５を掻きとって第１のパターン原盤１の凹凸パターン上から除去することができれば特に制限されない。
図２の（ｈ）に示すように、第１のパターン原盤１の凹凸パターン上から除去した第１の硬化性樹脂５を、吸着手段７を用いて第１のパターン原盤１から除去する。これにより、第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを得ることができる。
（樹脂充填パターン原盤１Ａを準備する方法２）
図１Ｂに示す樹脂充填パターン原盤１Ａを準備する別の方法について説明する。方法２では、第１のパターン原盤１を第１の硬化性樹脂５に浸漬させて第１の硬化性樹脂５を凹部２に充填させ、水平方向と交差する方向に第１のパターン原盤１を第１の硬化性樹脂５から引き上げることにより、第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを得る。以下、図３を用いて説明する。
図１Ｂに示す樹脂充填パターン原盤１Ａを準備する別の方法について説明する。方法２では、第１のパターン原盤１を第１の硬化性樹脂５に浸漬させて第１の硬化性樹脂５を凹部２に充填させ、水平方向と交差する方向に第１のパターン原盤１を第１の硬化性樹脂５から引き上げることにより、第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを得る。以下、図３を用いて説明する。
まず、治具２１に、凹凸パターンを有する面を露出させて固定した第１のパターン原盤１を鉛直方向下側に移動させて容器に貯留した第１の硬化性樹脂５に浸漬させて第１の硬化性樹脂５を凹部２に充填させる。
次に、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、治具２１に固定した第１のパターン原盤１を鉛直方向上側（矢印Ｙ方向）に移動させることにより、第１のパターン原盤１を第１の硬化性樹脂５から引き上げる。これにより、第１の樹脂充填パターン原盤１Ａを得ることができる。なお、第１のパターン原盤１を第１の硬化性樹脂５から引き上げる方向としては、鉛直方向上側に限定されず、水平方向と交差する方向であればよく、例えば、水平面から鉛直方向に向かって６０°～９０°傾斜していてもよい。
凹凸パターンを有する面上に付着した第１の硬化性樹脂５を好適に除去する点から、第１の硬化性樹脂５の凝集速度（図３の（ｂ）中の矢印Ｚ方向の速度）よりも第１のパターン原盤１の引き上げ速度（図３の（ｂ）中の矢印Ｙ方向の速度）を小さくすることが好ましい。第１のパターン原盤１の引き上げ速度としては、例えば、１ｍｍ／秒以下であってもよい。第１のパターン原盤１の引き上げ速度は、第１の硬化性樹脂５の粘度、表面張力等に応じて適宜調節してもよく、例えば、２０℃での表面張力が３８ｍＮ／ｍであり、２０℃での粘度が１．１０５Ｐａ・ｓである第１の硬化性樹脂５を用いた場合、０．１ｍｍ／秒以下であることが好ましく、メニスカス６の形成及び生産性の点から、０．０５ｍｍ／秒～０．１ｍｍ／秒であることがより好ましい。凹凸パターンを有する面上に付着した第１の硬化性樹脂５を好適に除去する点から、第１の硬化性樹脂５の粘度が高い場合、第１の硬化性樹脂５の表面張力が大きい場合等にて、第１のパターン原盤１の引き上げ速度を小さくしてもよい。
凹凸パターンを有する面上に付着した第１の硬化性樹脂５を好適に除去することにより、メニスカス６の高さＨよりも厚さの大きい第１の硬化性樹脂５がメニスカス６と孤立して凹凸パターンを有する面上に残存することが抑制できる。これにより、メニスカス６と基材１０とを接触させようとする際に、メニスカス６よりも先にメニスカス６と孤立して存在する第１の硬化性樹脂５が基材１０と接触してしまうことが抑制できるため、好適に凹凸構造体３０を製造することができる。
凹凸パターンを有する面上に付着した第１の硬化性樹脂５を好適に除去することにより、メニスカス６の高さＨよりも厚さの大きい第１の硬化性樹脂５がメニスカス６と孤立して凹凸パターンを有する面上に残存することが抑制できる。これにより、メニスカス６と基材１０とを接触させようとする際に、メニスカス６よりも先にメニスカス６と孤立して存在する第１の硬化性樹脂５が基材１０と接触してしまうことが抑制できるため、好適に凹凸構造体３０を製造することができる。
本開示の凹凸構造体の製造方法により得られる凹凸構造体は、例えば、光学デバイス、反応デバイス、バイオデバイス等として用いることができる。例えば、凹凸構造体の凹部を反応場とすることにより、反応デバイス、バイオデバイス等として用いることができる。
以下、本発明の実施形態を具体的な実施例を示して具体的に説明する。但し、本発明の実施形態は、その主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではなく、以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更することができる。
実施例及び比較例では、以下に示すパターン原盤及び硬化性樹脂塗布液を用いた。硬化性樹脂塗布液としては、後述の塗布液Ａ、塗布液Ｂ及びこれらの混合物を用いた。
＜パターン原盤＞
材質及び大きさ：６インチシリコンウエハ
凹凸パターンの加工方法：レーザー直接描画及び反応性イオンエッチング
凹凸パターンの形成領域：３０ｍｍ×３０ｍｍ
凹凸パターン：ピッチ ２０μｍ、凹部の幅Ｌ（Ｌ１及びＬ２） １０μｍ、凹部の深さＤ（Ｄ１及びＤ２） １６μｍ
パターン原盤の凹凸パターン側の離型処理：離型剤（商品名：オプツール ＨＤ－１１００、ダイキン工業株式会社）の付与
＜硬化性樹脂塗布液＞
塗布液Ａ：商品名：ＰＡＫ－０１（東洋合成株式会社、２０℃での表面張力：２９ｍＮ／ｍ、２０℃での粘度：０．０５６Ｐａ・ｓ）
塗布液Ｂ：商品名：ＰＡＫ－ＷＣＬ１０１（東洋合成株式会社、２０℃での表面張力：３８ｍＮ／ｍ、２０℃での粘度：１．１０５Ｐａ・ｓ）
＜パターン原盤＞
材質及び大きさ：６インチシリコンウエハ
凹凸パターンの加工方法：レーザー直接描画及び反応性イオンエッチング
凹凸パターンの形成領域：３０ｍｍ×３０ｍｍ
凹凸パターン：ピッチ ２０μｍ、凹部の幅Ｌ（Ｌ１及びＬ２） １０μｍ、凹部の深さＤ（Ｄ１及びＤ２） １６μｍ
パターン原盤の凹凸パターン側の離型処理：離型剤（商品名：オプツール ＨＤ－１１００、ダイキン工業株式会社）の付与
＜硬化性樹脂塗布液＞
塗布液Ａ：商品名：ＰＡＫ－０１（東洋合成株式会社、２０℃での表面張力：２９ｍＮ／ｍ、２０℃での粘度：０．０５６Ｐａ・ｓ）
塗布液Ｂ：商品名：ＰＡＫ－ＷＣＬ１０１（東洋合成株式会社、２０℃での表面張力：３８ｍＮ／ｍ、２０℃での粘度：１．１０５Ｐａ・ｓ）
［実施例１及び比較例１～比較例３］
塗布液Ａ及び塗布液Ｂを用い、以下の表１に示す粘度及び表面張力を示す硬化性樹脂塗布液を準備した。硬化性樹脂塗布液の粘度及び表面張力は、前述のようにして２０℃にて測定した値である。比較例２及び比較例３では、塗布液Ａ及び塗布液Ｂの混合比率を変更した硬化性樹脂塗布液を準備した。
塗布液Ａ及び塗布液Ｂを用い、以下の表１に示す粘度及び表面張力を示す硬化性樹脂塗布液を準備した。硬化性樹脂塗布液の粘度及び表面張力は、前述のようにして２０℃にて測定した値である。比較例２及び比較例３では、塗布液Ａ及び塗布液Ｂの混合比率を変更した硬化性樹脂塗布液を準備した。
（凹部への硬化性樹脂塗布液の充填）
実施例１及び比較例１～３では、図２に示す手順に従い、パターン原盤の凹部への硬化性樹脂塗布液の充填を２０℃で行った。用いたブレード、ブレードの使用条件（凹凸パターン上の硬化性樹脂塗布液を掻きとるときのブレードの使用条件）、及び減圧条件としては以下の通りである。また、実施例及び各比較例において、ブレードを用いて硬化性樹脂塗布液を掻きとる前にて、全ての凹部に硬化性樹脂塗布液が充填され、さらに、凹凸パターンの形成領域上の全体に凹部に充填されなかった硬化性樹脂塗布液が付着する程度の量である１ｍＬ～２ｍＬの硬化性樹脂塗布液を使用した。
＜ブレード＞
セラミックドクターブレード（富士商興株式会社製）
＜ブレードの使用条件＞
印加荷重：１Ｎ
凹凸パターンを有する面に対するブレード角度：４５°
掻きとり速度：０．１ｍｍ／秒（硬化性樹脂塗布液の凝集速度＞ブレードの掻きとり速度）又は１．０ｍｍ／秒（硬化性樹脂塗布液の凝集速度＜ブレードの掻きとり速度）
＜減圧条件＞
０．１Ｐａの雰囲気
実施例１及び比較例１～３では、図２に示す手順に従い、パターン原盤の凹部への硬化性樹脂塗布液の充填を２０℃で行った。用いたブレード、ブレードの使用条件（凹凸パターン上の硬化性樹脂塗布液を掻きとるときのブレードの使用条件）、及び減圧条件としては以下の通りである。また、実施例及び各比較例において、ブレードを用いて硬化性樹脂塗布液を掻きとる前にて、全ての凹部に硬化性樹脂塗布液が充填され、さらに、凹凸パターンの形成領域上の全体に凹部に充填されなかった硬化性樹脂塗布液が付着する程度の量である１ｍＬ～２ｍＬの硬化性樹脂塗布液を使用した。
＜ブレード＞
セラミックドクターブレード（富士商興株式会社製）
＜ブレードの使用条件＞
印加荷重：１Ｎ
凹凸パターンを有する面に対するブレード角度：４５°
掻きとり速度：０．１ｍｍ／秒（硬化性樹脂塗布液の凝集速度＞ブレードの掻きとり速度）又は１．０ｍｍ／秒（硬化性樹脂塗布液の凝集速度＜ブレードの掻きとり速度）
＜減圧条件＞
０．１Ｐａの雰囲気
（メニスカスの有無及び高さの確認）
ブレードを用いて硬化性樹脂塗布液を掻きとった後にプラスのメニスカス（パターン原盤の表面から突出するメニスカス）の有無及びメニスカスの高さを３Ｄ表面粗さ／形状測定機ＮｅｗＶｉｅｗ（Ｚｙｇｏ社製）を用いて確認した。
結果を表１に示す。なお、メニスカスの有無については、互いに孤立したプラスのメニスカス（パターン原盤の表面から突出するメニスカス）ができた場合を「有り」とし、互いに孤立したプラスのメニスカスができなかった場合を「無し」とした。
実施例１では、パターン原盤上の硬化性樹脂塗布液を除去することができ、互いに孤立したプラスのメニスカスが確認できた。
比較例１及び２では、パターン原盤上の硬化性樹脂塗布液を除去することはできたが、互いに孤立したプラスのメニスカスができていなかった。
比較例３では、ブレードを用いて硬化性樹脂塗布液を掻きとった後においても凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液を十分に除去できず、凹部に充填された硬化性樹脂塗布液と、凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液とがつながっていた。そのため、比較例３では、互いに孤立したプラスのメニスカスを形成することができなかった。
ブレードを用いて硬化性樹脂塗布液を掻きとった後にプラスのメニスカス（パターン原盤の表面から突出するメニスカス）の有無及びメニスカスの高さを３Ｄ表面粗さ／形状測定機ＮｅｗＶｉｅｗ（Ｚｙｇｏ社製）を用いて確認した。
結果を表１に示す。なお、メニスカスの有無については、互いに孤立したプラスのメニスカス（パターン原盤の表面から突出するメニスカス）ができた場合を「有り」とし、互いに孤立したプラスのメニスカスができなかった場合を「無し」とした。
実施例１では、パターン原盤上の硬化性樹脂塗布液を除去することができ、互いに孤立したプラスのメニスカスが確認できた。
比較例１及び２では、パターン原盤上の硬化性樹脂塗布液を除去することはできたが、互いに孤立したプラスのメニスカスができていなかった。
比較例３では、ブレードを用いて硬化性樹脂塗布液を掻きとった後においても凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液を十分に除去できず、凹部に充填された硬化性樹脂塗布液と、凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液とがつながっていた。そのため、比較例３では、互いに孤立したプラスのメニスカスを形成することができなかった。
（凹凸構造体の製造）
実施例１における樹脂充填パターン原盤である凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤を２つ準備し、さらに縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ７２５ｍｍの基材（シリコンウエハ、コバレントマテリアル社製）を用い、凹凸構造体を以下のようにして製造した。
まず、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤の凹部が形成された面と基材の一方の面とを対面させた状態で位置あわせをした。実施例１では、基材の一方の面とパターン原盤のメニスカスが形成された側の面とを接触させずに基材の一方の面とメニスカスとを接触させた状態で、基材におけるパターン原盤側の面とは反対側から紫外線を照射量２０００ｍＪ／ｃｍ２の条件でパターン原盤に充填された硬化性樹脂塗布液に照射して硬化性樹脂塗布液を硬化させた。その後、パターン原盤を離型することにより、パターン原盤の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する硬化樹脂が基材の一方の面上に形成された凹凸形状を有する基材を得た。
実施例１における樹脂充填パターン原盤である凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤を２つ準備し、さらに縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ７２５ｍｍの基材（シリコンウエハ、コバレントマテリアル社製）を用い、凹凸構造体を以下のようにして製造した。
まず、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤の凹部が形成された面と基材の一方の面とを対面させた状態で位置あわせをした。実施例１では、基材の一方の面とパターン原盤のメニスカスが形成された側の面とを接触させずに基材の一方の面とメニスカスとを接触させた状態で、基材におけるパターン原盤側の面とは反対側から紫外線を照射量２０００ｍＪ／ｃｍ２の条件でパターン原盤に充填された硬化性樹脂塗布液に照射して硬化性樹脂塗布液を硬化させた。その後、パターン原盤を離型することにより、パターン原盤の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する硬化樹脂が基材の一方の面上に形成された凹凸形状を有する基材を得た。
次に、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤の凹部が形成された面と基材の他方の面とを対面させた状態で位置あわせをした。実施例１では、基材の他方の面とパターン原盤のメニスカスが形成された側の面とを接触させずに基材の他方の面とメニスカスとを接触させた状態で、前述と同様の操作を行い、硬化性樹脂塗布液を硬化させ、さらにパターン原盤を離型することにより、基材の一方の面上に硬化樹脂が形成され、かつパターン原盤の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する硬化樹脂が基材の他方の面上に形成された凹凸構造体を得た。
比較例１及び比較例２についても、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤、及び実施例１にて用いた基材を用い、凹凸構造体の製造を以下のようにして試みた。
まず、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤の凹部が形成された面と基材の一方の面とを対面させた状態で位置あわせをした。比較例１及び２では、互いに孤立したプラスのメニスカスができていなかったため、凹部に充填された硬化性樹脂塗布液と基材とを十分に密着させることができなかった。さらに、比較例１及び２では、パターン原盤と基材とを接触させた状態で実施例１と同様にして硬化性樹脂塗布液を硬化させた後にパターン原盤を離型したが、硬化樹脂が基材上に十分に密着しなかったため、凹凸形状を有する基材が得られなかった。凹凸形状を有する基材が得られなかったため、凹凸構造体の製造を断念した。
まず、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤の凹部が形成された面と基材の一方の面とを対面させた状態で位置あわせをした。比較例１及び２では、互いに孤立したプラスのメニスカスができていなかったため、凹部に充填された硬化性樹脂塗布液と基材とを十分に密着させることができなかった。さらに、比較例１及び２では、パターン原盤と基材とを接触させた状態で実施例１と同様にして硬化性樹脂塗布液を硬化させた後にパターン原盤を離型したが、硬化樹脂が基材上に十分に密着しなかったため、凹凸形状を有する基材が得られなかった。凹凸形状を有する基材が得られなかったため、凹凸構造体の製造を断念した。
比較例３についても、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤を二つ準備し、さらに実施例１にて用いた基材を用い、凹凸構造体の製造を以下のようにして試みた。
まず、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤の凹部が形成された面と基材の一方の面とを対面させた状態で位置あわせをした。比較例３では、凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液と基材の一方の面とを接触させた状態で実施例１と同様にして硬化性樹脂塗布液を硬化させた後にパターン原盤を離型することにより、パターン原盤の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する硬化樹脂が基材の一方の面上に形成された凹凸形状を有する基材を得た。
まず、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤の凹部が形成された面と基材の一方の面とを対面させた状態で位置あわせをした。比較例３では、凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液と基材の一方の面とを接触させた状態で実施例１と同様にして硬化性樹脂塗布液を硬化させた後にパターン原盤を離型することにより、パターン原盤の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する硬化樹脂が基材の一方の面上に形成された凹凸形状を有する基材を得た。
次に、比較例３にて、凹部に硬化性樹脂塗布液を充填したパターン原盤の凹部が形成された面と基材の他方の面とを対面させた状態で位置あわせをした。凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液と基材の他方の面とを接触させた状態で実施例１と同様にして硬化性樹脂塗布液を硬化させた後にパターン原盤を離型することにより、基材の一方の面上に硬化樹脂が形成され、かつパターン原盤の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する硬化樹脂が基材の他方の面上に形成された凹凸構造体を得た。
（凹凸構造体での残膜の確認）
凹凸構造体が得られた実施例１及び比較例３について、凹凸構造体での残膜の有無を３Ｄ表面粗さ／形状測定機ＮｅｗＶｉｅｗ（Ｚｙｇｏ社製）を用いて確認した。
なお、残膜有り及び残膜無しの基準は以下の通りである。
－評価基準－
残膜あり・・・隣接する凸形状の硬化樹脂の間をつなぐ硬化樹脂の薄膜が基材の面上に一部でも付着している。
残膜なし・・・隣接する凸形状の硬化樹脂の間をつなぐ硬化樹脂の薄膜が基材の面上に付着していない。
結果を表１に示す。
凹凸構造体が得られた実施例１及び比較例３について、凹凸構造体での残膜の有無を３Ｄ表面粗さ／形状測定機ＮｅｗＶｉｅｗ（Ｚｙｇｏ社製）を用いて確認した。
なお、残膜有り及び残膜無しの基準は以下の通りである。
－評価基準－
残膜あり・・・隣接する凸形状の硬化樹脂の間をつなぐ硬化樹脂の薄膜が基材の面上に一部でも付着している。
残膜なし・・・隣接する凸形状の硬化樹脂の間をつなぐ硬化樹脂の薄膜が基材の面上に付着していない。
結果を表１に示す。
［実施例２～５及び比較例４～６］
塗布液Ａ及び塗布液Ｂを用い、以下の表２に示す粘度及び表面張力を示す硬化性樹脂塗布液を準備した。硬化性樹脂塗布液の粘度及び表面張力は、前述のようにして２０℃にて測定した値である。実施例２～４並びに比較例５及び比較例６では、塗布液Ａ及び塗布液Ｂの混合比率を変更した硬化性樹脂塗布液を準備した。
塗布液Ａ及び塗布液Ｂを用い、以下の表２に示す粘度及び表面張力を示す硬化性樹脂塗布液を準備した。硬化性樹脂塗布液の粘度及び表面張力は、前述のようにして２０℃にて測定した値である。実施例２～４並びに比較例５及び比較例６では、塗布液Ａ及び塗布液Ｂの混合比率を変更した硬化性樹脂塗布液を準備した。
（凹部への硬化性樹脂塗布液の充填）
実施例２～５及び比較例４～６では、図３に示すようにパターン原盤の凹凸パターンの形成領域全面が硬化性樹脂塗布液と接触するように、パターン原盤を硬化性樹脂塗布液に浸漬させてパターン原盤の凹部への硬化性樹脂塗布液の充填を２０℃で行った。パターン原盤の引き上げ条件としては、以下の通りである。
＜パターン原盤の引き上げ条件＞
引き上げ方向：鉛直方向上側
引き上げ速度：０．１ｍｍ／秒（硬化性樹脂塗布液の凝集速度＞パターン原盤の引き上げ速度）又は１．０ｍｍ／秒（硬化性樹脂塗布液の凝集速度＜パターン原盤の引き上げ速度）
実施例２～５及び比較例４～６では、図３に示すようにパターン原盤の凹凸パターンの形成領域全面が硬化性樹脂塗布液と接触するように、パターン原盤を硬化性樹脂塗布液に浸漬させてパターン原盤の凹部への硬化性樹脂塗布液の充填を２０℃で行った。パターン原盤の引き上げ条件としては、以下の通りである。
＜パターン原盤の引き上げ条件＞
引き上げ方向：鉛直方向上側
引き上げ速度：０．１ｍｍ／秒（硬化性樹脂塗布液の凝集速度＞パターン原盤の引き上げ速度）又は１．０ｍｍ／秒（硬化性樹脂塗布液の凝集速度＜パターン原盤の引き上げ速度）
パターン原盤を硬化性樹脂塗布液から引き上げた後にプラスのメニスカス（パターン原盤の表面から突出するメニスカス）の有無を確認した。
結果を表２に示す。なお、メニスカスの有無の評価方法については、前述の実施例１及び比較例１～比較例３と同様である。
実施例２～５では、パターン原盤上の硬化性樹脂塗布液を除去することができ、互いに孤立したプラスのメニスカスが確認できた。
比較例４及び５では、パターン原盤上の硬化性樹脂塗布液を除去することはできたが、互いに孤立したプラスのメニスカスができていなかった。
比較例６では、凹部に充填された硬化性樹脂塗布液と、凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液とがつながっていた。そのため、比較例６では、互いに孤立したプラスのメニスカスを形成することができなかった。
結果を表２に示す。なお、メニスカスの有無の評価方法については、前述の実施例１及び比較例１～比較例３と同様である。
実施例２～５では、パターン原盤上の硬化性樹脂塗布液を除去することができ、互いに孤立したプラスのメニスカスが確認できた。
比較例４及び５では、パターン原盤上の硬化性樹脂塗布液を除去することはできたが、互いに孤立したプラスのメニスカスができていなかった。
比較例６では、凹部に充填された硬化性樹脂塗布液と、凹凸パターンを有する面上に付着した硬化性樹脂塗布液とがつながっていた。そのため、比較例６では、互いに孤立したプラスのメニスカスを形成することができなかった。
（凹凸構造体の製造）
実施例２～５では、実施例１と同様の方法により凹凸構造体を得た。
比較例４及び５では、実施例１と同様の方法により凹凸構造体を製造しようと試みたが、比較例１及び２と同様に硬化樹脂が基材の一方の面上に十分に密着しなかったため、凹凸形状を有する基材が得られず、凹凸構造体の製造を断念した。
比較例６では、比較例３と同様の方法により凹凸構造体を得た。
実施例２～５では、実施例１と同様の方法により凹凸構造体を得た。
比較例４及び５では、実施例１と同様の方法により凹凸構造体を製造しようと試みたが、比較例１及び２と同様に硬化樹脂が基材の一方の面上に十分に密着しなかったため、凹凸形状を有する基材が得られず、凹凸構造体の製造を断念した。
比較例６では、比較例３と同様の方法により凹凸構造体を得た。
（凹凸構造体での残膜の確認）
凹凸構造体が得られた実施例２～５及び比較例６について、実施例１及び比較例３と同様、凹凸構造体での残膜の有無を３Ｄ表面粗さ／形状測定機ＮｅｗＶｉｅｗ（Ｚｙｇｏ社製）を用いて確認した。
結果を表２に示す。
凹凸構造体が得られた実施例２～５及び比較例６について、実施例１及び比較例３と同様、凹凸構造体での残膜の有無を３Ｄ表面粗さ／形状測定機ＮｅｗＶｉｅｗ（Ｚｙｇｏ社製）を用いて確認した。
結果を表２に示す。
表１及び表２に示すように、実施例１～５では、基材の両面にて残膜が抑制された凹凸構造体を製造することができた。
一方、比較例１、２、４及び５では、凹凸構造体を製造することができなかった。
比較例３及び６では、凹凸構造体を製造することはできたが、隣接する凸形状の硬化樹脂の間をつなぐ硬化樹脂の薄膜が基材の両面上に付着しており、残膜を抑制することができなかった。
一方、比較例１、２、４及び５では、凹凸構造体を製造することができなかった。
比較例３及び６では、凹凸構造体を製造することはできたが、隣接する凸形状の硬化樹脂の間をつなぐ硬化樹脂の薄膜が基材の両面上に付着しており、残膜を抑制することができなかった。
２０１９年３月２６日に出願された日本国特許出願２０１９－５９４９４の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
１ 第１のパターン原盤
１Ａ 第１の樹脂充填パターン原盤
２ 凹部
３ 滴下手段
４ ブレード
５ 第１の硬化性樹脂
６、１６ メニスカス
７ 吸着手段
８ 第１の硬化樹脂
１０ 基材
１１ 第２のパターン原盤
１１Ａ 第１の樹脂充填パターン原盤
１５ 第２の硬化性樹脂
１８ 第２の硬化樹脂
２０ 凹凸形状を有する基材
２１ 治具
３０ 凹凸構造体
Ｌ１ 凹部の幅
Ｄ１ 凹部の深さ
Ｈ１ メニスカスの高さ
１Ａ 第１の樹脂充填パターン原盤
２ 凹部
３ 滴下手段
４ ブレード
５ 第１の硬化性樹脂
６、１６ メニスカス
７ 吸着手段
８ 第１の硬化樹脂
１０ 基材
１１ 第２のパターン原盤
１１Ａ 第１の樹脂充填パターン原盤
１５ 第２の硬化性樹脂
１８ 第２の硬化樹脂
２０ 凹凸形状を有する基材
２１ 治具
３０ 凹凸構造体
Ｌ１ 凹部の幅
Ｄ１ 凹部の深さ
Ｈ１ メニスカスの高さ
Claims (6)
- 凹凸パターンを有する第１のパターン原盤の凹部に第１の硬化性樹脂が充填され、前記凹部に充填された前記第１の硬化性樹脂のメニスカスが前記第１のパターン原盤の表面から突出し、かつ前記メニスカスが互いに孤立した状態で存在している第１の樹脂充填パターン原盤、凹凸パターンを有する第２のパターン原盤の凹部に第２の硬化性樹脂が充填され、前記凹部に充填された前記第２の硬化性樹脂のメニスカスが前記第２のパターン原盤の表面から突出し、かつ前記メニスカスが互いに孤立した状態で存在している第２の樹脂充填パターン原盤、及び、基材を準備し、
前記第１のパターン原盤の表面における前記凹部の幅Ｌ１に対し、前記第１のパターン原盤における前記メニスカスの高さＨ１が、Ｌ１／１００≦Ｈ１≦Ｌ１／１０を満たし、
前記第２のパターン原盤の表面における前記凹部の幅Ｌ２に対し、前記第２のパターン原盤における前記メニスカスの高さＨ２が、Ｌ２／１００≦Ｈ２≦Ｌ２／１０を満たし、
前記第１の硬化性樹脂及び前記第２の硬化性樹脂の２０℃における粘度は、それぞれ独立に０．４Ｐａ・ｓ～１．２Ｐａ・ｓであり、
前記第１の樹脂充填パターン原盤における前記メニスカスと前記基材の一方の面とを接触させた状態で前記第１の硬化性樹脂を硬化させ、前記第１の硬化性樹脂の硬化後に前記第１のパターン原盤を離型し、前記第２の樹脂充填パターン原盤における前記メニスカスと前記基材の他方の面とを接触させた状態で前記第２の硬化性樹脂を硬化させ、前記第２の硬化性樹脂の硬化後に前記第２のパターン原盤を離型することにより、前記一方の面に前記第１のパターン原盤の前記凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第１の硬化樹脂が形成され、かつ前記他方の面に前記第２のパターン原盤の前記凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する第２の硬化樹脂が形成された凹凸構造体を製造する凹凸構造体の製造方法。 - 前記第１の硬化性樹脂及び前記第２の硬化性樹脂は、光硬化性樹脂である請求項１に記載の凹凸構造体の製造方法。
- 前記第１のパターン原盤の表面における前記凹部の幅Ｌ１に対し、前記第１のパターン原盤の凹部の深さＤ１が、Ｄ１＞Ｌ１／２を満たし、
前記第２のパターン原盤の表面における前記凹部の幅Ｌ２に対し、前記第２のパターン原盤の凹部の深さＤ２が、Ｄ２＞Ｌ２／２を満たす請求項１又は請求項２に記載の凹凸構造体の製造方法。 - 前記第１の樹脂充填パターン原盤における前記第１のパターン原盤と前記一方の面とを接触させずに、前記第１の樹脂充填パターン原盤における前記メニスカスと前記一方の面とを接触させ、
前記第２の樹脂充填パターン原盤における前記第２のパターン原盤と前記他方の面とを接触させずに、前記第２の樹脂充填パターン原盤における前記メニスカスと前記他方の面とを接触させる請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の凹凸構造体の製造方法。 - 前記第１の樹脂充填パターン原盤における前記メニスカスと前記一方の面とを接触させ、前記第２の樹脂充填パターン原盤における前記メニスカスと前記他方の面とを接触させた状態で前記第１のパターン原盤に充填された前記第１の硬化性樹脂及び前記第２のパターン原盤に充填された前記第２の硬化性樹脂を硬化させた後に、前記第１のパターン原盤及び前記第２のパターン原盤を離型することにより、前記凹凸構造体を製造する請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の凹凸構造体の製造方法。
- 前記第１の硬化性樹脂及び前記第２の硬化性樹脂の２０℃における表面張力は、それぞれ独立に３０ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍである請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の凹凸構造体の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019059494 | 2019-03-26 | ||
| JP2019059494 | 2019-03-26 | ||
| PCT/JP2019/041275 WO2020194817A1 (ja) | 2019-03-26 | 2019-10-21 | 凹凸構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2020194817A1 JPWO2020194817A1 (ja) | 2021-11-25 |
| JP7147045B2 true JP7147045B2 (ja) | 2022-10-04 |
Family
ID=72611348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021508704A Active JP7147045B2 (ja) | 2019-03-26 | 2019-10-21 | 凹凸構造体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7147045B2 (ja) |
| WO (1) | WO2020194817A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012252113A (ja) | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | ウェハレンズの製造方法 |
| WO2013089223A1 (ja) | 2011-12-16 | 2013-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | レンズアレイの製造方法及び成形用型 |
| JP2013123884A (ja) | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | 成形用型の製造方法 |
| US20170050347A1 (en) | 2015-08-21 | 2017-02-23 | Anteryon Wafer Optics B.V. | Method of fabricating an array of optical lens elements |
-
2019
- 2019-10-21 WO PCT/JP2019/041275 patent/WO2020194817A1/ja active Application Filing
- 2019-10-21 JP JP2021508704A patent/JP7147045B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012252113A (ja) | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | ウェハレンズの製造方法 |
| JP2013123884A (ja) | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | 成形用型の製造方法 |
| WO2013089223A1 (ja) | 2011-12-16 | 2013-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | レンズアレイの製造方法及び成形用型 |
| US20170050347A1 (en) | 2015-08-21 | 2017-02-23 | Anteryon Wafer Optics B.V. | Method of fabricating an array of optical lens elements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020194817A1 (ja) | 2020-10-01 |
| JPWO2020194817A1 (ja) | 2021-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4580411B2 (ja) | ソフトモールド及びその製造方法 | |
| JP5678728B2 (ja) | モールドおよびその製造方法 | |
| Yi et al. | Roll-to-roll UV imprinting lithography for micro/nanostructures | |
| JP6603218B2 (ja) | 微細構造体の製造方法 | |
| US20130147096A1 (en) | Imprinting Stamp And Nano-Imprinting Method Using The Same | |
| JP6478145B2 (ja) | インプリント用モールド、インプリント方法、ワイヤーグリッド偏光子の製造方法及びワイヤーグリッド偏光子 | |
| JP6801349B2 (ja) | パターン構造体の製造方法およびインプリント用モールドの製造方法 | |
| JP7147045B2 (ja) | 凹凸構造体の製造方法 | |
| JP5486335B2 (ja) | パターン形成方法 | |
| JP7130113B2 (ja) | 凹凸構造体の製造方法 | |
| WO2013154077A1 (ja) | 微細パターンを表面に有する物品およびその製造方法、ならびに光学物品、その製造方法および複製モールドの製造方法 | |
| JP2018148235A (ja) | インプリント用モールドおよびインプリント方法 | |
| TWI476093B (zh) | Resin mold core, and the production of a molded article of the method as | |
| JP6491928B2 (ja) | レプリカモールドおよびその製造方法 | |
| JP7094441B2 (ja) | 凹凸構造体の製造方法及び凹凸構造体 | |
| JP5343682B2 (ja) | インプリント用モールドおよびその製造方法 | |
| Rodríguez et al. | Soft thermal nanoimprint and hybrid processes to produce complex structures | |
| KR101049218B1 (ko) | 적용 가압력 제거를 이용한 미세 패턴 형성 방법 | |
| JP5744260B2 (ja) | 光硬化性組成物、モールド、樹脂、光学素子の製造方法及び半導体集積回路の製造方法 | |
| WO2012121143A1 (ja) | 光硬化物の製造方法 | |
| JP2015167203A (ja) | パターン形成方法およびパターン化基板製造方法 | |
| JP2011035013A (ja) | ナノインプリントパターン形成方法およびそれに用いられる基材 | |
| JP2018098470A (ja) | パターン形成方法及びレプリカモールドの製造方法 | |
| JP2016096274A (ja) | インプリント用モールド及びインプリント方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210702 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220412 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220608 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220809 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220817 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220830 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220921 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7147045 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |