JPWO2015156214A1 - 防曇部材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態の防曇部材100は、図1に示すように、基材40と、その上に形成された複数の凸部60及び凹部70からなる凹凸パターン80を有する。
実施形態の防曇部材100は、以下に説明するようなナノインプリント法により製造することができる。以下の説明では、図5(a)に示されるように基材40上に凸部60及び凹部70を構成する層(凹凸構造層)62が形成されており、その凹凸構造層62がゾルゲル材料で構成されている防曇部材100の製造方法を例に挙げて説明する。このような防曇部材100の製造方法は、主に、ゾルゲル材料を調製する溶液調製工程、調製されたゾルゲル材料を基板に塗布する塗布工程、基板に塗布されたゾルゲル材料の塗膜を乾燥する乾燥工程、転写パターンが形成されたモールドを押し付ける押圧工程、モールドが押し付けられた塗膜を仮焼成する仮焼成工程、モールドを塗膜から剥離する剥離工程、及び塗膜を硬化させる硬化工程を有する。なお、押圧工程、仮焼成工程及び剥離工程を合わせて転写工程ともいう。以下、各工程について順に説明する。
凹凸構造層をゾルゲル法により形成するため、最初にゾルゲル材料の溶液を調製する。凹凸構造層は、硬質で傷がつきにくいことから無機材料から形成されることが好ましく、凹凸構造層材料として、上記のような平滑表面における水の接触角が90度以下であるようなゾルゲル材料を用いることができる。例えば、基材上にシリカからなる凸部をゾルゲル法で形成する場合は、ゾルゲル材料として金属アルコキシド(シリカ前駆体)を調製する。シリカの前駆体として、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシランに代表されるテトラアルコキシドモノマーや、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン(MTES)、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、イソプロピルトリプロポキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、トリルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシランに代表されるトリアルコキシドモノマー、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジ−i−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラン、ジメチルジ−t−ブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジ−n−ブトキシシラン、ジエチルジ−i−ブトキシシラン、ジエチルジ−sec−ブトキシシラン、ジエチルジ−t−ブトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプロピルジイソプロポキシシラン、ジプロピルジ−n−ブトキシシラン、ジプロピルジ−i−ブトキシシラン、ジプロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジプロピルジ−t−ブトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジプロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ−n−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−i−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−t−ブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジ−n−ブトキシシラン、ジフェニルジ−i−ブトキシシラン、ジフェニルジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニルジ−t−ブトキシシラン等のジアルコキシシランに代表されるジアルコキシドモノマーを用いることができる。さらに、アルキル基の炭素数がC4〜C18であるアルキルトリアルコキシシランやジアルキルジアルコキシシランを用いることもできる。ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するモノマー、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基を有するモノマー、p−スチリルトリメトキシシラン等のスチリル基を有するモノマー、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル基を有するモノマー、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル基を有するモノマー、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するモノマー、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド基を有するモノマー、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するモノマー、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド基を有するモノマー、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基を有するモノマー、これらモノマーを少量重合したポリマー、前記材料の一部に官能基やポリマーを導入したことを特徴とする複合材料などの金属アルコキシドを用いてもよい。また、これらの化合物のアルキル基やフェニル基の一部、あるいは全部がフッ素で置換されていてもよい。さらに、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、オキシ塩化物、塩化物や、それらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。金属種としては、Si以外にTi、Sn、Al、Zn、Zr、Inなどや、これらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。上記酸化金属の前駆体を適宜混合したものを用いることもできる。また、これらの材料中に界面活性剤を加えることで、メソポーラス化された凹凸構造層を形成してもよい。さらに、シリカの前駆体として、分子中にシリカと親和性、反応性を有する加水分解基および撥水性を有する有機官能基を有するシランカップリング剤を用いることができる。例えば、n−オクチルトリエトキシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン等のシランモノマー、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のビニルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン等のサルファーシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、これらモノマーを重合したポリマー等が挙げられる。
上記のように調製したゾルゲル材料の溶液を基材上に塗布する。基材上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよい。ゾルゲル材料の塗布方法として、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法などの任意の塗布方法を使用することができるが、比較的大面積の基材にゾルゲル材料を均一に塗布可能であること、ゾルゲル材料がゲル化する前に素早く塗布を完了させることができることからすれば、バーコート法、ダイコート法及びスピンコート法が好ましい。
ゾルゲル材料の塗布後、塗膜中の溶媒を蒸発させるために基材を大気中もしくは減圧下で保持してもよい。この保持時間が短いと塗膜の粘度が低くなりすぎて塗膜への凹凸パターンの転写ができなくなり、保持時間が長すぎると前駆体の重合反応が進み塗膜の粘度が高くなりすぎて塗膜への凹凸パターンの転写ができなくなる。また、ゾルゲル材料を塗布後、溶媒の蒸発の進行とともに前駆体の重合反応も進行し、ゾルゲル材料の粘度などの物性も短時間で変化する。凹凸パターン形成の安定性の観点から、パターン転写が良好にできる乾燥時間範囲が十分広いことが望ましく、これは乾燥温度(保持温度)、乾燥圧力、ゾルゲル材料種、ゾルゲル材料種の混合比、ゾルゲル材料調製時に使用する溶媒量(ゾルゲル材料の濃度)等によって調整することができる。なお、乾燥工程では、基材をそのまま保持するだけでゾルゲル材料溶液中の溶媒が蒸発するので、必ずしも加熱や送風などの積極的な乾燥操作を行う必要はなく、塗膜を形成した基材をそのまま所定時間だけ放置したり、後続の工程を行うために所定時間の間に搬送したりするだけでもよい。すなわち、実施形態の防曇部材の製造方法において乾燥工程は必須ではない。
次いで、凹凸パターン転写用のモールドを用いて、モールドの凹凸パターンをゾルゲル材料の塗膜に転写することで、凹凸構造層を形成する。モールドとして、後述するような方法で製造することができるフィルム状モールドや金属モールドを用いることができるが、柔軟性または可撓性のあるフィルム状モールドを用いることが望ましい。この際、押圧ロールを用いてモールドをゾルゲル材料の塗膜に押し付けてもよい。押圧ロールを用いたロールプロセスでは、プレス式と比較して、モールドと塗膜とが接する時間が短いため、モールドや基材及び基材を設置するステージなどの熱膨張係数の差によるパターンくずれを防ぐことができること、ゾルゲル材料溶液中の溶媒の突沸によってパターン中にガスの気泡が発生したり、ガス痕が残ったりすることを防止することができること、基材(塗膜)と線接触するため、転写圧力及び剥離力を小さくでき、大面積化に対応し易いこと、押圧時に気泡をかみ込むことがないなどの利点を有する。また、モールドを押し付けながら基材を加熱してもよい。押圧ロールを用いてモールドをゾルゲル材料の塗膜に押し付ける例として、図6に示すように押圧ロール122とその直下に搬送されている基材40との間にフィルム状モールド140を送り込むことでフィルム状モールド140の凹凸パターンを基材40上の塗膜64に転写することができる。すなわち、フィルム状モールド140を押圧ロール122により塗膜64に押し付ける際に、フィルム状モールド140と基材40を同期して搬送しながら、基材40上の塗膜64の表面をフィルム状モールド140で被覆する。この際、押圧ロール122をフィルム状モールド140の裏面(凹凸パターンが形成された面と反対側の面)に押しつけながら回転させることで、フィルム状モールド140と基材40が進行しながら密着する。なお、長尺のフィルム状モールド140を押圧ロール122に向かって送り込むには、長尺のフィルム状モールド140が巻き付けられたフィルムロールからそのままフィルム状モールド140を繰り出して用いるのが便利である。
ゾルゲル材料の塗膜にモールドを押し付けた後、塗膜を仮焼成してもよい。仮焼成することにより塗膜のゲル化を進め、パターンを固化し、剥離の際に崩れにくくする。仮焼成を行う場合は、大気中で40〜150℃の温度で加熱することが好ましい。なお、仮焼成は必ずしも行う必要はない。また、ゾルゲル材料溶液に紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、塗膜を仮焼成する代わりに、例えばエキシマUV光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射してもよい。
モールドの押圧またはゾルゲル材料の塗膜の仮焼成の後、塗膜からモールドを剥離する。モールドの剥離方法として公知の剥離方法を採用することができる。実施形態の製造方法で用いるモールドの凹凸パターンの凸部及び凹部は、真直にまたは屈曲して延在する細長い形状であるため、離形性がよい。また、モールドの凹凸パターンが、凸部及び凹部が一様な方向に延在して配列されているパターンの場合、モールドの剥離方向を凸部及び凹部の延在方向と平行な方向にしてよい。それによりモールドの離形性をさらに向上することができる。加熱しながらモールドを剥離してもよく、それにより塗膜から発生するガスを逃がし、膜内に気泡が発生することを防ぐことができる。ロールプロセスを使用する場合、プレス式で用いるプレート状モールドに比べて剥離力は小さくてよく、塗膜がモールドに残留することなく容易にモールドを塗膜から剥離することができる。特に、塗膜を加熱しながら押圧するので反応が進行し易く、押圧直後にモールドは塗膜から剥離し易くなる。さらに、モールドの剥離性の向上のために、剥離ロールを使用してもよい。図6に示すように剥離ロール123を押圧ロール122の下流側に設け、剥離ロール123によりフィルム状モールド140を塗膜64に付勢しながら回転支持することで、フィルム状モールド140が塗膜64に付着された状態を押圧ロール122と剥離ロール123の間の距離だけ(一定時間)維持することができる。そして、剥離ロール123の下流側でフィルム状モールド140を剥離ロール123の上方に引き上げるようにフィルム状モールド140の進路を変更することでフィルム状モールド140は凹凸が形成された塗膜(凹凸構造層)62から引き剥がされる。なお、フィルム状モールド140が塗膜64に付着されている期間に前述の塗膜64の仮焼成や加熱を行ってもよい。なお、剥離ロール123を使用する場合には、例えば40〜150℃に加熱しながら剥離することによりモールド140の剥離を一層容易にすることができる。
塗膜(凹凸構造層)からモールドを剥離した後、凹凸構造層を硬化してもよい。本実施形態では、本焼成によりゾルゲル材料からなる凹凸構造層を硬化させることができる。本焼成により凹凸構造層を構成するシリカ(アモルファスシリカ)中に含まれている水酸基などが脱離して塗膜がより強固となる。本焼成は、200〜1200℃の温度で、5分〜6時間程度行うのが良い。この時、凹凸構造層がシリカからなる場合、焼成温度、焼成時間に応じて非晶質または結晶質、または非晶質と結晶質の混合状態となる。なお、硬化工程は必ずしも行う必要はない。また、ゾルゲル材料溶液に紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加した場合には、凹凸構造層を焼成する代わりに、例えばエキシマUV光等の紫外線に代表されるエネルギー線を照射することによって、凹凸構造層を硬化することができる。
−Si(R1)(R2)−N(R3)−
式中、R1、R2、R3は、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基またはアルコキシ基を表す。
上記の実施形態の防曇部材の製造方法において用いられる凹凸パターン転写用のモールドとしては、例えば、後述する方法で製造される金属モールド又はフィルム状の樹脂モールド等が含まれる。樹脂モールドを構成する樹脂には、天然ゴム又は合成ゴムのようなゴムも含まれる。モールドは表面に凹凸パターンを有する。
まず、凹凸パターンの母型として協同インターナショナル社製DTM−1−2を用意した。この母型において、幅1,000nm、長さ4,000μm、高さ5,000nmの直線状に延在する凸部(ライン)が1,000nm間隔で形成されている。すなわち、この母型において、凸部(ライン)幅1,000nm、凹部(スペース)幅1,000nm、凹凸深さ5,000nm、ライン長4,000μmのラインアンドスペースパターン(L&Sパターン)が形成されている。このL&Sパターンにおいて、凸部(ライン)の長さ方向に対して垂直に切断した凸部の断面は幅1,000nm、高さ5,000nmの矩形となる。実施例1ではこのL&Sパターンを凹凸パターンとして用いた。
凹凸パターンの母型として協同インターナショナル社製DTM−1−2を用意した。この母型において、凸部(ライン)幅5,000nm、凹部(スペース)幅5,000nm、凹凸深さ5,000nm、ライン長4,000μmのL&Sパターンが形成されている。このL&Sパターンを凹凸パターンとして用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
実施例1、2と比較するために、凹凸パターンの母型として協同インターナショナル社製DTM−1−2を用意した。この母型において、凸部(ライン)幅10,000nm、凹部(スペース)幅10,000nm、凹凸深さ5,000nm、ライン長4,000μmのL&Sパターンが形成されている。このL&Sパターンを凹凸パターンとして用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
実施例1、2と比較するために、凹凸パターンの母型として協同インターナショナル社製DTM−1−2を用意した。この母型において、凸部(ライン)幅50,000nm、凹部(スペース)幅50,000nm、凹凸深さ5,000nm、ライン長4,000μmのL&Sパターンが形成されている。このL&Sパターンを凹凸パターンとして用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
凹凸パターンの母型としてNTT−AT社製特注モールドA(Siモールド)を用意した。この母型において、凸部(ライン)幅200nm、凹部(スペース)幅200nm、凹凸深さ200nm、ライン長10,000μmのL&Sパターンが形成されている。この母型を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
エタノール22mol、水5mol、濃塩酸0.004mol及びアセチルアセトン4molを混合した液に、ジメチルジエトキシシラン(DMDES)1molを滴下して加え、さらに添加剤として界面活性剤S−386(セイミケミカル製)を0.5wt%加え、23℃、湿度45%で2時間攪拌してゾルゲル材料の溶液を得た。無アルカリガラス基材上にゾルゲル材料の溶液をスピンコートした。スピンコータは、ACT−300DII(ACTIVE社製)を用い、スピンは最初に500rpmで8秒間行った後、1000rpmで3秒間行った。スピンコート後塗膜を20〜1200秒間室温にて乾燥させた。ゾルゲル材料の塗膜に、実施例3と同様にして作製したフィルムモールドの凹凸パターンが形成された面を重ね合わせ、基材の一端から他端に向かって23℃の押圧ロールを回転移動させることでモールドを基材上の塗膜に押し付けた。押圧終了直後に、基材をホットプレート上へ移動し、100℃で加熱した(仮焼成)。加熱を30秒間または5分間続けた後、ホットプレート上から基板を取り外し、モールドを前記一端から他端に向かって剥離角度が約30°になるように手作業で剥離した。これにより、モールドの凹凸パターンが転写された凹凸パターン基板を作製した。なお、DMDESから形成されたシリカの平滑膜時の水の接触角は84°であった。
DMDESの代わりにテトラエトキシシラン(TEOS)を用いた以外は実施例4と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。なお、TEOSから形成されたシリカの平滑膜時の水の接触角は10°であった。
UV硬化樹脂としてPAK−02の代わりにUVHC8558(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、平滑膜時の水の接触角:87°)を用いた以外は実施例3と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
実施例3〜6と比較するために、UV硬化樹脂としてPAK−02の代わりにフッ素系UV硬化性樹脂(平滑膜時の水の接触角:95°)を用いた以外は実施例3と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
凹凸パターンの母型としてNTT−AT社製特注パターンB(Siモールド)を用意した。この母型において、凸部(ライン)上部幅400nm、凸部(ライン)下部幅400nm、凹部(スペース)幅400nm、凹凸深さ200nm、ライン長10,000μmのL&Sパターンが形成されている。この母型を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。なお、本実施例で用いる凹凸パターンの母型において、凸部の長さ方向に対して垂直に切断した凸部の断面は幅400nm、高さ200nmの矩形となる。
実施例7と同様にして作製したフィルムモールドを用いた以外は、実施例4と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
実施例7と同様にして作製したフィルムモールドを用いた以外は、実施例5と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
実施例7と同様にして作製したフィルムモールドを用いた以外は、実施例6と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
実施例7〜10と比較するために、実施例7と同様にして作製したフィルムモールドを用い、それ以外は比較例3と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
凹凸パターンの母型としてNTT−AT社製特注パターンCを用意した。この母型において、凸部(ライン)上部幅100nm、凸部(ライン)下部幅200nm、凹部(スペース)幅50nm、凹凸深さ400nm、ライン長15,000μmのL&Sパターンが形成されている。この母型を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。なお、本実施例で用いる凹凸パターンの母型において、凸部の長さ方向に対して垂直に切断した凸部の断面は上底100nm、下底200nm、高さ400nmの等脚台形となる。
実施例11と同様にして作製したフィルムモールドを用いた以外は、実施例4と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
実施例11と同様にして作製したフィルムモールドを用いた以外は、実施例6と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
実施例11〜13と比較するために、実施例11と同様にして作製したフィルムモールドを用い、それ以外は比較例3と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
実施例2と比較するために、凹凸パターンの母型として協同インターナショナル社製DTM−1−2を用意した。この母型において、5,000nmφ、深さ5,000nmの円柱形状のホールを5,000nmの間隔で配列したホールパターン(すなわち、凸部幅(ホール間距離)5,000nm、凹部幅(ホール径)5,000nm、凹凸深さ(ホール深さ)5,000nmのホールパターン)が形成されている。このホールパターンを凹凸パターンとして用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
実施例3と比較するために、凹凸パターンの母型としてSCIVAX社製FLH230/200−120を用意した。この母型において、230nmφ、深さ200nmの円柱形状のホールを230nmの間隔で配列したホールパターン(すなわち、凸部幅(ホール間距離)230nm、凹部幅(ホール径)230nm、凹凸深さ(ホール深さ)200nmのホールパターン)が形成されている。この母型を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
比較例3、7と比較するために、比較例7と同様にして作製したフィルムモールドを用い、それ以外は比較例3と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
実施例2と比較するために、凹凸パターンの母型として協同インターナショナル社製DTM−1−2を用意した。この母型において、5,000nmφ、高さ5,000nmの円柱形状のピラーを5,000nmの間隔で配列したピラーパターン(すなわち、凸部幅(ピラー径)5,000nm、凹部幅(ピラー間距離)5,000nm、凹凸深さ(ピラー高さ)5,000nmのピラーパターン)が形成されている。このピラーパターンを凹凸パターンとして用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
実施例3と比較するために、凹凸パターンの母型としてSCIVAX社製FLP230/200−120を用意した。この母型において、230nmφ、高さ200nmの円柱形状のピラーを230nmの間隔で配列したピラーパターン(すなわち、凸部幅(ピラー径)230nm、凹部幅(ピラー間距離)230nm、凹凸深さ(ピラー高さ)200nmのピラーパターン)が形成されている。この母型を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
比較例3、10と比較するために、比較例10と同様にして作製したフィルムモールドを用い、それ以外は比較例3と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
実施例3と比較するために、凹凸パターンの母型としてNILTechnology社製Anti−Reflective stampを用意した。この母型において、250nmφ、高さ250nmの円錐を50nmの間隔で配列したモスアイパターン(すなわち、凸部底辺幅(円錐径)250nm、凹部幅(円錐間距離)50nm、凹凸深さ(円錐高さ)250nmのモスアイパターン)が形成されている。この母型を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムモールドを作製し、このフィルムモールドを用いて実施例1と同様にして凹凸パターン基板を作製した。
実施例4及び比較例12と比較するために、比較例12と同様にして作製したフィルムモールドを用いた以外は、実施例4と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
比較例3、12、13と比較するために、比較例12と同様にして作製したフィルムモールドを用いた以外は、比較例3と同様にして、凹凸パターン基板を作製した。
実施例1〜13及び比較例1〜14で作製した凹凸パターン基板の防曇効果を次のようにして評価した。温度25±2℃、湿度25%の恒温室に凹凸パターン基板を30分間放置した。次いで、−10±2℃のプレート上に凹凸パターン基板を1分間静置した。その後、凹凸パターン基板表面の曇りの発生状況を目視で確認し、基板表面に曇りが見られなかったものを合格、曇りが見られたものを不合格とした。評価結果を図7の表中に、合格を〇、不合格を×と表記して示す。
なお、実施例1〜13及び比較例1〜14において用いたPAK−02、DMDES、TEOS、UVHC8558及びフッ素系UV硬化性樹脂の平滑膜時の水の接触角は次のようにして測定した。
60 凸部、 62 凹凸構造層、 70 凹部
80 凹凸パターン、100 防曇部材
Claims (17)
- 基材上に複数の凸部及び凹部からなる凹凸パターンが形成された防曇部材であって、
前記凸部の表面は、平滑表面における水の接触角が90度以下である材料によって構成され、
前記凸部及び前記凹部は、真直にまたは屈曲して延在する細長い形状を有し、且つ、幅が10μm未満であることを特徴とする防曇部材。 - 前記凸部の延在方向と直交する断面形状は、底部から頂部に向かって狭くなることを特徴とする請求項1に記載の防曇部材。
- 前記凸部及び前記凹部の延在方向及び延在長さが均一であることを特徴とする請求項1または2に記載の防曇部材。
- さらに、前記基材上に前記凸部及び前記凹部の延在方向を示すマーカーを有する請求項3に記載の防曇部材。
- 前記凸部及び前記凹部の延在方向及び延在長さが不均一であることを特徴とする請求項1または2に記載の防曇部材。
- 前記凹凸パターンの凹凸深さが25μm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の防曇部材。
- 前記凹凸パターンの凸部長さが凸部間距離の3倍以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の防曇部材。
- 前記凸部及び前記凹部の前記幅が400nm以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の防曇部材。
- 前記凸部の表面が無機材料によって構成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の防曇部材。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の防曇部材の製造方法であって、
基材上に塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗膜に凹凸パターンを有するモールドを押し付けることにより前記凹凸パターンを前記塗膜に転写して、前記基材上に凹凸構造層を形成する転写工程とを有する防曇部材の製造方法。 - 前記塗布工程において、平滑表面における水の接触角が90度以下である材料を塗布することによって前記塗膜を形成することを特徴とする請求項10に記載の防曇部材の製造方法。
- 前記凹凸構造層上に平滑表面における水の接触角が90度以下である材料を塗布することを特徴とする請求項10または11に記載の防曇部材の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の防曇部材の製造方法であって、
表面に凹凸パターンを有するモールドの凹凸パターン面に塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗膜が形成された前記モールドと基材を密着させて前記塗膜を前記基材に前記凹凸パターンに従って転写する転写工程とを有する防曇部材の製造方法。 - 前記塗布工程において、前記モールドの前記凹凸パターン面の凹部に前記塗膜を形成することを特徴とする請求項13に記載の防曇部材の製造方法。
- 前記塗布工程において、前記モールドの前記凹凸パターン面の凸部に前記塗膜を形成することを特徴とする請求項13に記載の防曇部材の製造方法。
- 前記塗布工程において、平滑表面における水の接触角が90度以下である材料を塗布することによって前記塗膜を形成することを特徴とする請求項13〜15のいずれか一項に記載の防曇部材の製造方法。
- 前記基材に転写された前記塗膜上に平滑表面における水の接触角が90度以下である材料を塗布することを特徴とする請求項13〜16のいずれか一項に記載の防曇部材の製造方法。
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