TW201622968A - 壓紋膜、單張膜、轉寫物、及壓紋膜之製造方法 - Google Patents

壓紋膜、單張膜、轉寫物、及壓紋膜之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明之課題在於提供一種凹部之缺損頻率更少之壓紋膜。 解決手段上，本發明之壓紋膜係具有膜本體、及形成在前述膜本體表面之多數凹部，前述凹部之開口面的直徑比可見光波長大，且前述凹部之排列圖案沿前述膜本體之長度方向具有周期性，於前述膜本體其中一端部之凹部缺損率與於前述膜本體另一端部之凹部缺損率的差在10ppm以下。

Description

壓紋膜、單張膜、轉寫物、及壓紋膜之製造方法 技術領域
本發明係有關於壓紋膜、單張膜、轉寫物、及壓紋膜之製造方法。
背景技術
近年來，已開發出並使用具有各種平面形狀之凹凸構造的壓紋膜。
如此之壓紋膜的製作方法可舉使用壓印主模在片狀被轉寫膜上形成凹凸構造之方法為例。
具體而言，在平板狀之基板表面(轉寫面)上，製作壓印主模，而該壓印主模形成有在膜上形成之凹凸構造的反轉形狀，接著將該壓印主模推壓在被轉寫膜上，藉此可將壓印主模之轉寫面的形狀轉寫在被轉寫膜上。藉由重複實施如此之轉寫，可製作在片狀之被轉寫膜之大致全部區域中形成所希望凹凸構造的壓紋膜。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2009-258751號公報
發明概要
然而，在使用上述壓印主模製作壓紋膜之方法中，難以正確地控制壓印主模相對於被轉寫膜之推壓位置。因此，便有了在藉壓印主模之一次轉寫而形成之凹凸構造的排列圖案與藉下一次轉寫而形成之凹凸構造的排列圖案間產生位置偏移的問題。
此外，壓印主模重複轉寫越多次，壓印主模之凸部磨損得越嚴重，或凹部被剝離之膜填滿之可能性越高。因此，若製作之壓紋膜之面積越大，凹凸構造對被轉寫膜之轉寫性便越低，而有所轉寫之凹凸構造的缺損頻率變高之問題。
另外，專利文獻1中揭示一藉由使用圓筒或圓柱形主模之卷對卷方式來製作具有可見光波長以下周期之蛾眼構造的膜等的方法。但是，專利文獻1所揭示技術之目的在於形成以可見光波長以下之周期形成的凹凸構造(例如，1μm以下)，因此對解決上述問題沒有幫助。
因此，本發明乃有鑑於上述問題而作成，本發明之目的在於提供一種被轉寫膜之凹部的缺損頻率更少、新穎且經改良之壓紋膜，以及切斷該壓紋膜而作成之單張膜、利用該壓紋膜作成之轉寫物、及該壓紋膜之製造方法。
為解決上述課題，便依據本發明之一觀點，提供一種壓紋膜，其具有膜本體、及形成在前述膜本體表面之多數凹部，前述凹部之開口面的直徑比可見光波長大，且前述凹部之排列圖案沿前述膜本體之長度方向具有周期性，於前述膜本體其中一端部之凹部缺損率與於前述膜本體另一端部之凹部缺損率的差在10ppm以下。
前述凹部之缺損率可依據前述排列圖案之一周期中對應同一排列圖案之區域的凹部來算出。
前述膜本體可為長條膜。
形成在前述膜本體上之前述凹部可分別具有大致相同之形狀。
前述凹部之排列圖案可為格子形狀。
前述凹部之數密度可為50000000個/cm2以下。
前述膜本體可在包含前述凹部內部在內之表面的至少一部分具有由無機化合物形成之被覆層。
前述膜本體可由硬化性樹脂或可塑性樹脂形成。
此外，為解決上述課題，依據本發明之另一觀點，提供一種單張膜，其係將上述記載之壓紋膜切斷成多數張而形成。
另外，為解決上述課題，依據本發明之再一觀點，提供一種轉寫物，其係使用上述記載之壓紋膜或單張膜，在對應前述排列圖案之位置轉寫有微小固形物者。
再者，為解決上述課題，依據本發明之又一觀 點，提供一種壓紋膜之製造方法，其包含一在圓筒或圓柱形主模之周面上形成多數凸部的步驟；及一使前述主模旋轉對被轉寫膜進行推壓，於前述被轉寫膜上轉寫出對應前述主模之周面形狀的凹部來製作膜本體的步驟；並且，前述凹部之開口面的直徑比可見光波長大，且於前述膜本體其中一端部之凹部缺損率與於前述膜本體另一端部之凹部缺損率的差在10ppm以下。
如以上說明地，依據本發明，在膜上形成具有比可見光波長大之直徑之開口面的凹部時，可減少於膜之其中一端部之凹部缺損率與於另一端部之凹部缺損率的差。因此，即使在大面積形成壓紋膜之情形中，亦可使凹部之缺損頻率更少。
1‧‧‧壓紋膜
4‧‧‧主模
6‧‧‧轉寫裝置
7‧‧‧曝光裝置
10‧‧‧膜本體
11‧‧‧凸部
13‧‧‧凹部
15‧‧‧缺損部
20‧‧‧填料
30‧‧‧轉寫片
41‧‧‧凹凸構造
51‧‧‧基材供給輥
52‧‧‧捲取輥
53,54‧‧‧導輥
55‧‧‧夾持輥
56‧‧‧剝離輥
57‧‧‧塗布裝置
58‧‧‧光源
61‧‧‧基材
62‧‧‧轉寫層
70‧‧‧雷射光
71‧‧‧雷射光源
73‧‧‧第一鏡
74‧‧‧光二極體
76‧‧‧聚光透鏡
78‧‧‧準直透鏡
79‧‧‧電光偏轉器
81‧‧‧第二鏡
82‧‧‧移動光學平台
83‧‧‧光束擴展器
84‧‧‧物鏡
85‧‧‧轉軸馬達
86‧‧‧轉盤
87‧‧‧控制機構
88‧‧‧驅動器
89‧‧‧格式器
L,S‧‧‧箭號
F,R‧‧‧區域
圖式之簡單說明
圖1係一截面圖，其示意顯示沿厚度方向切斷本發明一實施形態之壓紋膜時的截面形狀。
圖2係顯示同一實施形態之壓紋膜之凹部排列圖案一例的俯視圖。
圖3係顯示用以形成圖2所示壓紋膜凹部之圓筒形主模一例的示意圖。
圖4係用以說明同一實施形態之壓紋膜一使用例的說明圖。
圖5A係一截面圖，其示意顯示沿厚度方向切斷使用同 一實施形態之壓紋膜的轉寫物時的截面形狀。
圖5B係一俯視圖，其顯示使用同一實施形態之壓紋膜之轉寫物的平面狀態。
圖6係顯示曝光裝置之結構的說明圖，該曝光裝置用以對在同一實施形態中使用之主模描畫任意圖案。
圖7係示意顯示製作同一實施形態之壓紋膜之轉寫裝置的說明圖。
圖8(A)、(B)係同一實施形態之壓紋膜的SEM觀察影像。
圖9(A)、(B)係同一實施形態之壓紋膜的SEM觀察影像。
用以實施發明之形態
以下，參照添附圖式來詳細說明本發明之較佳實施形態。此外，在本說明書及圖式中，具有實質同一之機能結構之結構元件賦予同一符號，藉此省略重複說明。
<1.壓紋膜>
[1.1.壓紋膜之構造]
首先，參照圖1及圖2，說明本發明一實施形態之壓紋膜的構造。圖1係示意顯示沿厚度方向切斷本實施形態之壓紋膜1時之截面形狀的截面圖。
如圖1所示，本實施形態之壓紋膜1具有膜本體10以及形成在膜本體10表面之多數凸部11及凹部13。
在此，壓紋膜1之積層構造不限於圖1所示之構造。例如，壓紋膜1可形成為積層多數樹脂層之積層體。例如，壓紋膜1可具有在相對於膜本體10形成有凸部11及凹部 13之表面的相反面，積層藉樹脂等形成之支持體(未圖示)的構造。支持體可藉任何樹脂形成，但亦可藉，例如，PET(聚對苯二甲酸乙二酯)樹脂等形成。
膜本體10係由具有硬化性或可塑性之樹脂形成。若膜本體10是具有硬化性或可塑性之樹脂，則習知之樹脂均可使用。具體而言，膜本體10可藉光硬化性樹脂或熱硬化性樹脂等硬化性樹脂形成，亦可藉熱可塑性樹脂(更詳而言之，藉熱熔融之結晶性樹脂)等可塑性樹脂形成。此外，具有硬化性或可塑性之樹脂亦可與其他膜形成材料混合。
在膜本體10藉熱可塑性樹脂形成之情形中，例如，加熱膜本體10，使之軟化後，推壓圓筒或圓柱形主模，藉此可將形成在主模表面上之凹凸構造轉寫至膜本體10。此外，當膜本體10是由光硬化性樹脂形成時，例如可藉由將光硬化性樹脂塗布在支持體上，一面推壓圓筒或圓柱形主模一面照射光而使光硬化性樹脂硬化，來將形成在主模表面上之凹凸構造轉寫至膜本體10。
膜本體10之厚度，雖然沒有特別限制，但可為例如，8μm以上且200μm以下。此外，在壓紋膜1作成支持體及膜本體10之積層體而形成的情形中，壓紋膜1全體之厚度雖然沒有特別限制，但可為例如，10μm以上且300μm以下。在如此情形中，單獨膜本體10之厚度可為1μm以上且50μm以下，而單獨支持體厚度可為9μm以上且250μm以下。
凸部11及凹部13係形成在膜本體10上之凹凸構 造。在此，雖然凸部11及凹部13之平面及截面形狀為任意形狀，但凸部11及凹部13之平面形狀的大小形成為比可見光波長大。
具體而言，凹部13形成為開口面之直徑比可見光波長大。此外，在凹部13之開口面之形狀不是圓形的情形(多角形等之情形)中，凹部13形成為開口面形狀之外接圓直徑比可見光波長大。但是，在凹部13之開口面之形狀是三角形或矩形的情形中，凹部13亦可形成為開口面1邊之長度比可見光波長大。
更具體而言，凹部13可形成為開口面之直徑為0.8μm以上且500μm以下，宜形成為1.0μm以上且300μm以下，且更佳地形成為大於1.6μm且小於300μm。即，凹部13之開口面的直徑宜為0.8μm以上，且以1.0μm以上較佳，而以大於1.6μm更佳。此外，凹部13之開口面的直徑宜為500μm以下，且以300μm以下較佳，而以小於300μm更佳。
另外，凹部13之開口面的形狀，如上所述，可為任意形狀。例如，凹部13之開口面的形狀可為圓形、橢圓形、矩形、及多角形等。此外，凹部13之開口面的形狀亦可為一部分包含曲線之形狀。再者，凹部13之開口面的面積只要開口面之直徑滿足上述條件即可，不是一定的。
此外，凹部13之深度可為，例如，0.08μm以上且30μm以下，且宜為15μm以下。另外，在凹部13之開口面之形狀為大略矩形或大略圓形的情形中，凹部13之縱橫比可為0.1以上且10以下。在此，凹部13之縱橫比定義為凹部13 之深度除以凹部13之開口面之最小直徑或最小邊之長度的比率。
在凹部13之深度超過30μm，或凹部13之縱橫比超過10的情形中，由於難以形成凹部13，故不理想。此外，在凹部13之深度小於0.08μm，或凹部13之縱橫比小於0.1的情形中，由於對膜本體10之壓紋加工效果降低，故不理想。
在此，在只藉膜本體10形成壓紋膜1之情形中，凹部13之深度宜不超過膜本體10之厚度。然而，在壓紋膜1作成支持體及膜本體10之積層體而形成的情形中，凹部13之深度可超過膜本體10之厚度(即，凹部13可貫穿膜本體10而形成)。
此外，凹部13之截面形狀在膜本體10全體上，就具有同一開口形狀及深度者而言，宜為大略相同。舉例而言，就凹部13之開口面的形狀而言，在膜本體10全體上，宜為大略相同。在凹部13之截面形狀或開口面之形狀為大略相同的情形中，由於更容易把握壓紋膜1之凹部13的形成狀態，故是理想的。
另外，膜本體10之形成有凸部11及凹部13之表面的至少一部分可設有被覆層。具體而言，可在膜本體10之凸部11之上面、凹部13之側壁及底面的全部設有被覆層，亦可在膜本體10之凹部13之側壁及底面的一部分設有被覆層。然而，無論凹部13之形狀為何，被膜層之厚度均可全面為大略一定。被覆層，例如，可為由無機化合物構成之層，亦可為由表面改質劑等有機化合物構成之層。
此外，在被覆層係由有機化合物構成之層的情形中，被覆層之材質宜與形成有凹部13之膜本體10的材質不同。在如此情形中，被覆層宜具有可認出堆積在凹部13之一部分上之程度的厚度，具體而言，堆積之被覆層的體積宜為凹部13之空間之全體積的30體積%以下。
藉由形成如此之被覆層，可使壓紋膜1之表面狀態更安定化。此外，被覆層亦可形成為使凹部13之壁面傾斜。在如此情形中，在後述之使用例中，可更容易轉寫充填於凹部13中之填料。
接著，參照圖2及圖3，說明本實施形態之壓紋膜1之凹部13的排列圖案。圖2係顯示本實施形態之壓紋膜1之凹部13排列圖案一例的俯視圖。此外，圖3係顯示用以形成圖2所示壓紋膜1之凹部13的圓筒形主模一例的示意圖。
如圖2所示，膜本體10例如為長條膜。具體而言，膜本體10之長度的下限可為5m、10m、30m、50m、100m、200m、300m、及500m中之任一者。膜本體10之寬度雖然沒有特別限制，但可為，例如，0.05cm以上且300cm以下。
此外，形成在膜本體10上之凹部13的排列圖案沿膜本體10之長度方向具有周期性。這是因為在本實施形態之壓紋膜1中，藉由對膜本體10，以卷對卷方式推壓圓筒或圓柱形主模，形成凸部11及凹部13的緣故。因此，在壓紋膜1上，藉排列圖案形成凸部11及凹部13，而該排列圖案至少具有相當於圓筒或圓柱形主模之一周的周期性。
具體而言，在圖3中，顯示用以形成圖2所示壓紋 膜1之凹部13的圓筒形主模4一例。如圖3所示，在圓筒形主模4之外周面上，形成對應圖2所示之凸部11及凹部13的凹凸構造41。在此，在圓筒形主模4之外周面上形成之凹凸構造41的A方向係壓紋膜1之寬度方向，而凹凸構造41之B方向係壓紋膜1之長度方向。
如圖3中之例示，凹凸構造41可為具有六方格子等周期性之排列圖案，亦可為沒有周期性之任意排列圖案。然而，由於圓筒形主模4係旋轉地推壓膜本體10而將凹凸構造41轉寫至膜本體10，因此形成在壓紋膜1上之凸部11及凹部13的排列圖案必定會具有相當於圓筒形主模4之一周份的周期性。
此外，形成在膜本體10上之凹部13的排列圖案亦可沿與膜本體10之長度方向正交的方向(即，膜本體10之寬度方向)具有周期性。即，亦可沿膜本體10之寬度方向，重複地形成同一形狀之凹部13。另外，凹部13之排列圖案亦可在膜本體10之長度方向及寬度方向兩方向上，具有相同之重複周期。這是因為在切斷形成之壓紋膜1，以形成單張化之單張膜的情形中，可在長度方向及寬度方向兩方向上製得大略相同者的緣故。
在此，一般而言，藉由圖案主模之轉寫而製成的壓紋膜1在由圖案主模推壓膜本體10時，會產生轉寫不良所致之缺損部15。所謂缺損部15係表示例如在轉寫之排列圖案中應形成凹部13之位置未形成凹部13。如此之缺損部15可因連續使用圖案主模使凸構造磨損或樹脂填塞凹構造等 而產生。因此，缺損部15隨著對更大面積之膜本體10進行凹凸構造之轉寫，有累積地增加之傾向。
本實施形態之壓紋膜1於膜本體10其中一端部之凹部13之缺損率與於膜本體10另一端部之凹部13之缺損率的差在10ppm以下。此外，缺損率表示預定區域中缺損部15相對於全部凹部13的比例。藉此，本實施形態之壓紋膜1提高在大面積膜本體10中之凹凸構造的均一性，且降低缺損部15之發生頻率。此外，於膜本體10其中一端部之凹部13之缺損率與於膜本體10另一端部之凹部13之缺損率的差之下限值雖然沒有特別限制，但當然越小越好，且以0為最好。
更具體而言，在朝箭號L方向於膜本體10上形成凹部13之情形中，於膜本體10其中一端部的區域F中之凹部13缺損率與於膜本體10另一端部的區域R中之凹部13缺損率的差係10ppm以下。在此，由於凹部13之排列圖案沿膜本體10之長度方向具有周期性，區域F及區域R係選擇在排列圖案之一周期中形成有同一排列圖案之凹部13的區域。即，形成在膜本體10上之凹部13的缺損率係在凹部13之排列圖案相同的區域間做比較。
此外，在本實施形態之壓紋膜1中，可抑制沿膜本體10之長度方向(更詳而言之，形成凹部13之方向，即，箭號L方向)連續地產生缺損部15。具體而言，可使壓紋膜1在膜本體10之10cm2的範圍內連續之缺損部15個數為10個以下，且宜為5個以下。在此，連續之缺損部15表示相 鄰之凹部13分別未形成圖案，而成為缺損部15。另外，膜本體10之10cm2的範圍內連續之缺損部15個數的下限值雖然沒有特別限制，但當然越少越好，且以0為最好。
凹部13之排列圖案沒有特別限制，可為任意之排列圖案。然而，凹部13之數密度宜為50000000個/cm2以下。在凹部13之數密度超過50000000個/cm2之情形中，由於形成凹部13時，圓筒或圓柱形主模與膜本體10之接觸面積增加，使主模與膜本體10之脫模性降低而難以形成凹部13，故不理想。此外，凹部13之數密度的下限值雖然沒有特別限制，但可為例如，100個/cm2以上。
此外，凹部13彼此之間隔(即，排列圖案之凹部13的間距)亦可為，例如，0.5μm以上且1000μm以下。另外，凹部13彼此之間隔係指相鄰凹部13彼此之開口面的中心間距離。
在此，凹部13之開口面的形狀及排列圖案可舉各種形狀為例，舉例而言，可為正方格子、斜方格子、六方格子、平行體格子等格子形狀。此外，凹部13之開口面的形狀可為圓形、可為矩形、亦可為包含曲線之形狀。凹部13之排列圖案只要具有周期性即可，可為任意之排列圖案，例如，可為混合多數排列圖案者。在多數排列圖案混合之情形中，就各排列圖案之凹部13的總和而言，凹部13之數密度宜為50000000個/cm2以下。
此外，亦可形成具有在以上說明之凹部13之形狀及排列圖案的凸部11，取代在以上說明之凹部13。即， 可形成具有上述凹部13之排列圖案之反轉形狀的凸部11，例如，亦可以正方格子、斜方格子、六方格子、平行體格子等格子形狀形成凸部11。在如此情形中，後述之缺損率宜使用凸部11有無缺損來算出。
另外，在壓紋膜1中亦可存在來自圖案主模之接縫或縫口。這是因為若如此之接縫或縫口在微小範圍內，則對壓紋膜1之影響小。例如，若如此之接縫或縫口為藉可見光波長以下之大小的凹部或凸部分散所形成的線等，便可減少對壓紋膜1之影響。此外，這是因為在壓紋膜1為長條膜之情形中，如此之接縫或縫口亦可利用於壓紋膜1之座標特定的緣故。
如上以說明地，本實施形態之壓紋膜1於膜本體10其中一端部之凹部13之缺損率與於膜本體10另一端部之凹部13之缺損率的差在10ppm以下。即，當使用圓筒或圓柱形主模連續地轉寫時，本實施形態之壓紋膜1對凸構造或凹構造之破壞小。因此，即使在對大面積之膜本體10形成凹部13的情形中，亦可抑制壓紋膜1之缺損部15的累積增加量。
因此，本實施形態之壓紋膜1可提高在大面積膜本體10中之凹凸構造的均一性，且降低缺損部15之發生頻率。
此外，亦可以預定長度切斷上述本實施形態之壓紋膜1來製作單張膜。由於該等單張膜由在膜全體中凹凸構造之均一性高的壓紋膜1製成，可提高在單張膜內及單張膜 間之凹凸構造的均一性。
另外，本發明之範疇內亦包含上述本實施形態之壓紋膜1、及積層多數切斷該壓紋膜1而製成之單張膜所形成者。
[1.2.壓紋膜之使用例]
接著，參照圖4至圖5B，說明本實施形態之壓紋膜1的一使用例。圖4係用以說明本實施形態之壓紋膜1一使用例的說明圖。
本實施形態之壓紋膜1可在使填料等微小固形物以預定排列圖案排列在樹脂片等上時，作為轉寫膜使用。
具體而言，如圖4所示，在壓紋膜1之凹部13中可充填填料20。接著，藉將壓紋膜1之充填有填料20的表面推壓在轉寫片30上，可將填料20轉寫至轉寫片30側。
藉由如此使用壓紋膜1來轉寫填料20，可依據形成在壓紋膜1上之凹部13的排列圖案，使微小之填料簡便地排列在轉寫片30表面上。
此外，將填料20充填至壓紋膜1之凹部13的方法可使用，例如，將填料20撒在壓紋膜1上後，藉纖維體(例如，布等)擦拭壓紋膜1之表面的方法等。在此，擦拭使用之纖維體的織孔或編孔大小宜比填料20之直徑小。
充填壓紋膜1之凹部13的填料20可使用無機物、有機物、無機物採用多層構造者、無機物與有機物之混合物(例如，以無機物被覆由有機物形成之微小固形物 製成者)等。具體而言，填料20亦可為顏料、染料等。此外，填料20之比重(以水為基準)可為，例如0.8以上且23以下。另外，填料20亦可賦予各種物性或機能性。
此外，雖然填料20之形狀可為任何形狀，但宜為具有大略等向性之形狀、或破壞結晶性物質之形狀。另外，填料20之大小只要可充填在壓紋膜1之凹部13中即可，可為任何大小。然而，連結填料20輪廓線任意2點之線段的最大長度宜為連結凹部13開口面之輪廓線上任意2點之線段的最小長度以下。
在此，在壓紋膜1之凹部13中可不充填同一填料20。具體而言，可在壓紋膜1之凹部13中分別充填形狀或材料不同之多數種填料20。藉由使用如此之壓紋膜1，可使多數種填料20同時地排列在轉寫片30之表面上。
此外，如上所述，亦可在壓紋膜1之凸部11及凹部13表面的一部分形成有由無機化合物等形成之被覆層。在凸部11及凹部13表面之一部分形成有被覆層的情形中，由於可提高壓紋膜1之凹部13與填料20之脫膜性，可提高填料20對轉寫片30之轉寫性。
如此製成之轉寫物的轉寫片30顯示在圖5A及圖5B中。圖5A係一截面圖，其示意顯示沿厚度方向切斷使用本實施形態之壓紋膜1的轉寫物時的截面形狀，圖5B係一俯視圖，其顯示使用本實施形態之壓紋膜1之轉寫物的平面狀態。
轉寫片30雖然材料沒有特別限制，但例如，宜為 黏著片。在轉寫片30具有黏著性之情形中，可提高充填在壓紋膜1中之填料20的轉寫性。
在使用本實施形態之壓紋膜1，將填料20轉寫至轉寫片30上的情形中，可使填料20對轉寫片30之轉寫率為99.99%以上(即，缺損率100ppm以下)。在此，轉寫率表示轉寫至轉寫片30表面之填料20個數除以形成在壓紋膜1上之凹部13(實際上亦包含未形成凹部13之缺損部15)個數的比例。
以上，說明了本實施形態之壓紋膜1的一使用例。此外，本實施形態之壓紋膜1的使用例不限於上述之例示。例如，本實施形態之壓紋膜1亦可作為習知之隔熱或散熱材、消光膜、防黏膜等使用。另外，亦可對印刷電子設備使用本實施形態之壓紋膜1。
此外，使用本實施形態之壓紋膜1轉寫之填料20可使用於，例如，車輛等之表面修飾(拋光等)。使用本實施形態之壓紋膜1轉寫之填料20、及包含轉寫之填料20之被轉寫體的用途雖然沒有特別限制，但可使用於，例如印刷電子設備領域、及其應用領域(包含相關領域)等。另外，轉寫之填料20、及包含轉寫之填料20的被轉寫體不限於上述領域，可作為機能性膜(或，機能性裝置)使用。例如，轉寫之填料20、及包含轉寫之填料20的被轉寫體可使用於醫療、生物、保健、及生命科學領域，作為生物感測器或診斷裝置等，亦可作為光學元件使用。再者，轉寫之填料20、及包含轉寫之填料20的被轉寫體亦可使用於電池或能源 相關領域、車載相關領域(即，汽車相關領域)。
此外，可使用本實施形態之壓紋膜1，將填料20轉寫至另一膜，使轉寫有填料20之另一膜積層在又一膜上。如此，藉由重複轉寫及積層，使填料20之一部分或全體設置在另一膜之預定位置上的情形亦包含在本發明之範疇內。
[1.3.壓紋膜之製作方法]
接著，參照圖6及圖7，說明本實施形態之壓紋膜1的製作方法。例如，本實施形態之壓紋膜1可藉由下列方式製作，即，在作為支持體之基材61上塗布由光硬化性樹脂構成之轉寫層62(相當於膜本體10)，接著在轉寫層62上推壓主模4，於轉寫層62上形成凹部13。
在本實施形態之壓紋膜1上進行轉寫之主模4，例如可藉由使用圖6所示之曝光裝置7，形成具有任意排列圖案之凹凸構造41。
具體而言，對在外周面形成有抗蝕層之主模4，藉曝光裝置7照射雷射光，使對應任意排列圖案之位置的抗蝕層曝光。接著，使曝光之抗蝕層顯影後，對形成有對應任意排列圖案之抗蝕圖案的主模4進行蝕刻等，藉此可在主模4上形成具有任意排列圖案的凹凸構造41。
以下，說明可對主模4描畫任意圖案之曝光裝置的結構。圖6係顯示曝光裝置7之結構的說明圖，該曝光裝置7用以對在本實施形態中使用之主模4描畫任意圖案。
如圖6所示，曝光裝置7具有雷射光源71、第一鏡 73、光二極體(Photo Diode：PD)74、聚光透鏡76、電光偏轉器(Electro Optic Deflector：EOD)79、準直透鏡78、控制機構87、第二鏡81、移動光學平台82、轉軸馬達85、及轉盤86。此外，主模4載置於轉盤86上，而變得可旋轉。
雷射光源71係，例如，半導體雷射。具體而言，雷射光源71可為發射400nm至500nm之藍光波長之雷射光的藍色半導體雷射。此外，雷射光源71發射之雷射光70的點徑(直徑)可為，例如，大約200nm。
由雷射光源71射出之雷射光70係一直以平行光束前進，並藉第一鏡73反射。此外，藉第一鏡73反射之雷射光70在藉聚光透鏡76聚光至電光偏轉器79後，藉由準直透鏡78，再度成為平行光束。成為平行光束之雷射光70藉由第二鏡81反射，並被水平且平行地引導到移動光學平台82上。
第一鏡73係由偏光分光器構成，且具有反射偏光成分中之其中一成分，而使偏光成分中之另一成分透過的機能。透過第一鏡73之偏光成分藉由光二極體74受光，並進行光電轉換。接著，藉由光二極體74光電轉換之受光信號輸入雷射光源71，而雷射光源71依據輸入之受光信號進行雷射光70之調變。
電光偏轉器79係可控制雷射光70之照射位置的元件。曝光裝置7亦可藉由電光偏轉器79，改變被引導至移動光學平台82上之雷射光70的照射位置。
此外，控制機構87具有格式器89、驅動器88， 且控制雷射光70之照射。
格式器89依據描畫在主模4上之任意圖案所描畫的輸入圖像，生成用以將雷射光70照射在主模4上的控制信號。具體而言，首先，格式器89取得描畫在主模4上之任意圖案所描畫的輸入圖像。輸入圖像係相當於沿軸方向切開主模4之外周面並使其擴展成一平面之主模4外周面展開圖的圖像。接著，格式器89將輸入圖像分割成預定大小之小區域(例如，分割成格子狀)，並判斷在各小區域中是否包含描畫圖案。接著，格式器89生成控制信號，該控制信號進行控制使雷射光70照射在判斷為包含描畫圖案之各小區域中。此外，驅動器88依據格式器89生成之控制信號控制雷射光源71之輸出。藉此，可控制雷射光70對主模4之照射。
移動光學平台82具有光束擴展器(Beam Expader：BEX)83、及物鏡84。引導至移動光學平台82之雷射光70在藉由光束擴展器83整形成所希望之光束形狀後，透過物鏡84照射在主模4之外周面。
藉由該等構造，藉由轉盤86使主模4以一定速度旋轉，並沿主模4之軸向以一定速度掃描照射雷射光70，藉此在主模4上進行描畫。此外，雷射光70之掃描係藉由移動光學平台82，使雷射光70朝箭號S方向以一定速度移動來進行。
此外，主模4亦可藉由使用其他方法，形成具有任意排列圖案之凹凸構造41。例如，主模4亦可藉由使用單 晶鑽石工具的超精密切削，在外周面形成具有任意排列圖案之凹凸構造41。
接著，說明將藉由上述方法等製成之主模4推壓在膜本體10上而形成壓紋膜1的方法。圖7係顯示製作本實施形態之壓紋膜1之轉寫裝置的結構的說明圖。
如圖7所示，轉寫裝置6具有主模4、基材供給輥51、捲取輥52、導輥53、54、夾持輥55、剝離輥56、塗布裝置57、及光源58。
主模4係一在外周面形成具有任意排列圖案之凹凸構造41的圓筒或圓柱形主模。主模4之材料沒有特別限制，可使用熔融石英玻璃或合成石英玻璃等之石英玻璃(SiO2)或不鏽鋼等。雖然主模4之大小沒有特別限制，但例如，軸向之長度可為100mm以上，外徑可為50mm以上且300mm以下，而厚度可為2mm以下且50mm以下。
此外，在主模4之外周面形成凹凸構造41，且該凹凸構造41為形成在壓紋膜1上之凸部11及凹部13的反轉形狀。在此，形成在主模4之外周面的凹凸構造41可為任意形狀。另外，主模4之外周面亦可形成有製作時之接縫或縫口。如此之接縫或縫口若在微小範圍內則對壓紋膜1之影響小，且可作為壓紋膜1之座標特定時的記號。
基材供給輥51係片狀形態之支持體之基材61捲成卷狀的輥，且捲取輥52係捲取凹凸構造41轉寫在轉寫層62上之壓紋膜1的輥。此外，導輥53、54係搬送基材61之輥。夾持輥55係用以將積層有轉寫層62之基材61對主模4進行 推壓的輥，剝離輥56係於凹凸構造41轉寫在轉寫層62上後，將轉寫有凹凸構造41之壓紋膜1(即，積層有轉寫層62之基材61)由主模4剝離的輥。
塗布裝置57具有塗布器等之塗布手段，且將光硬化樹脂組成物塗布在基材61上，並形成轉寫層62。塗布裝置57可為，例如，凹版塗布器、線桿塗布器、或模塗機等。此外，光源58係發射可硬化光硬化樹脂組成物之波長之光的光源，例如，可為紫外線燈等。
另外，在光源58為指向性光源之情形中，亦可使光之照射角度相對轉寫層62之垂直方向傾斜。在如此情形中，形成於轉寫層62上之凹凸構造的表面硬化率產生差別並部分硬化，因此可提高壓紋膜1之轉寫率。
此外，光硬化樹脂組成物係一會藉由照射預定波長之光而使流動性降低並硬化的樹脂。具體而言，光硬化樹脂組成物可為丙烯酸樹脂等之紫外線硬化樹脂。此外，光硬化樹脂組成物亦可依需要包含起始劑、填料、機能性添加劑、溶劑、無機材料、顏料、抗靜電劑、或感光色素等。
在轉寫裝置6中，首先，由基材供給輥51透過導輥53連續地送出基材61。對送出之基材61，藉由塗布裝置57塗布光硬化樹脂組成物，接著在基材61上積層轉寫層62。然後，積層有轉寫層62之基材61藉由夾持輥55與主模4密接。藉此，形成在主模4之外周面之凹凸構造41轉寫至轉寫層62。轉寫凹凸構造41後，藉由照射來自光源58之光使 轉寫層62硬化。接著，積層有硬化之轉寫層62的基材61(即，壓紋膜1)藉由剝離輥56由主模4剝離，並透過導輥54，藉由捲取輥52捲取。
藉由如此之轉寫裝置6，可連續地製作本實施形態之壓紋膜1。此外，在上述轉寫裝置6中，為連續進行轉寫，亦可在中途將基材61轉換成另一批。
如此製成之壓紋膜1之一例的影像顯示於圖8及圖9中。圖8及圖9係本實施形態之壓紋膜1的掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope：SEM)之觀察影像。此外，圖8A及圖9A係觀察壓紋膜1之上面的SEM影像，且圖8B及圖9B係觀察在X-XX線切斷圖8A及圖9A所示之壓紋膜1之截面的SEM影像。另外，在圖8A及圖9A中，SEM影像之上下方向相當於壓紋膜1之長度方向，而左右方向相當於壓紋膜1之寬度方向。
參照圖8A及圖9A，可了解本實施形態之壓紋膜1可形成具有任意排列圖案之凹凸構造。此外，參照圖8B及圖9B，可了解所形成之凹凸構造的深度係大約3.4μm至3.5μm。
<2.實施例>
以下，參照實施例及比較例再更詳細說明本實施形態之壓紋膜。此外，以下所示之實施例係用以顯示本實施形態之壓紋膜的實施可能性及效果的一條件例，且本發明不限於以下之實施例。
(實施例)
藉由以下步驟，製作實施例之壓紋膜。
首先，製作圓筒形之主模。具體而言，在由4.5mm厚之圓筒形石英玻璃構成之基材的外周面，藉由使用碳氫化合物系氣體之CVD(化學蒸氣沈積(Chemical Vapor Deposition))形成膜厚800nm之DLC(類鑽碳(Diamond Like Carbon))膜而作成中間層。接著，在中間層上藉由濺鍍法使鎢氧化物形成膜厚55nm之膜而作成抗蝕層。
接著，藉由圖6所示之曝光裝置進行雷射光之熱微影術，在抗蝕層形成潛像。此外，曝光裝置之雷射光源使用發射波長405nm之雷射光的藍色半導體雷射。曝光圖案使用以10μm間距(圓之中心間距離)將直徑7μm之圓排列成六方格子的排列圖案。另外，藉曝光裝置曝光直徑7μm之圓以外的部分，使直徑7μm之圓在主模上成為凸部(即，使直徑7μm之圓在轉寫後之壓紋膜上形成凹部)。
接著，使用2.38質量%之TMAH(四甲基氫氧化銨)水溶液顯影抗蝕層曝光後之基材，使曝光之部分的抗蝕層溶解。
進一步，使用顯影後之抗蝕層作為遮罩，藉由O2氣體之反應性離子蝕刻來蝕刻中間層。接著，使用抗蝕層及中間層作為遮罩，並藉由CF系氣體之反應性離子蝕刻來蝕刻基材。此外，基材之蝕刻一直進行到凸部之高度成為7μm，使壓紋膜之凹部的縱橫比成為1為止。藉由以上步驟，製成在外周面上形成有凹凸構造之圓筒形主模。
接著，在由50cm寬度之PET構成之基材膜(膜厚 50μm)上，塗布含有100質量份之丙烯酸樹脂M208(東亞合成製)、2質量份之光聚合起始劑IRGCUR184(BASF製)的光硬化樹脂組成物至膜厚30μm。進一步，使用上述圖7所示之轉寫裝置，將主模推壓在基材膜上，接著藉由高壓水銀燈進行1000mJ之光照射，將凹凸構造轉寫至1000m份之基材膜上。藉此，製成直徑7μm、深度7μm(縱橫比1)之圓形凹部以該凹部之中心間距離10μm排列成六方格子狀的壓紋膜。此外，藉由光學顯微鏡，觀察並測量100處1mm2的範圍，結果壓紋膜之凹部的數密度為11500個/mm2。
接著，評價藉上述方法製成之實施例之壓紋膜的凹部缺損率。具體而言，在每一相對轉寫開始位置之預定距離，藉由光學顯微鏡觀察多處200μm×200μm之面視野到面積為25cm2份為止，並算出缺損部15對觀察區域全部之凹部13的比例。如此之缺損率評價係在令主模開始轉寫之位置為0時之轉寫距離1m至1000m的範圍內實施。在以下表1中，顯示算出之缺損率。
由表1所示之結果可知，實施例之壓紋膜於膜之其中一端部(相對轉寫開始位置之距離為1m的位置)之凹部 缺損率與於膜之另一端部(相對轉寫開始位置之距離為1000m的位置)之凹部缺損率的差在1ppm以下。因此，當壓紋膜之長度為1000m時，實施例之壓紋膜從相對於膜全體長度0.1%之位置(即，相對轉寫開始位置之距離為1m的位置)到相對於膜全體長度100%之位置(即，相對轉寫開始位置之距離為1000m的位置)之間，每25%算出之在0.1%、25%、50%、75%、及100%各地點的缺損率大約一致。
此外，就相對轉寫開始位置之距離為100m、200m而言，雖然未顯示於表1中，但與相對轉寫開始位置之距離為1m相同。另外，就相對轉寫開始位置之距離為300m而言，雖然未顯示於表1中，但與相對轉寫開始位置之距離為250m相同。再者，在500m至750m之間，亦顯示落入500m及750m之缺損率範圍內的數值。在750m至1000m之間亦相同。
進一步，將樹脂填料充填在實施例之壓紋膜中，接著對轉寫片轉寫該樹脂填料。樹脂填料使用聚甲基丙烯酸甲酯系交聯物之EPOSTAR MA1006(日本觸媒製)，藉影像型粒度分析裝置FPIA3000(Malvern公司製)分級處理，使平均粒徑(直徑)為5μm後使用。
挑出相對轉寫開始位置之距離為1m、30m、150m之壓紋膜，並藉纖維體之擦拭充填上述樹脂填料，將樹脂填料轉寫在由60質量份之苯氧樹脂YP-50(新日鐵化學公司(股)製)、40質量份之環氧樹脂jER828(三菱化學公司(股)製)形成之具有黏著性的轉寫片上(此外，轉寫時之溫度為 60℃，壓力為2MPa)。
與上述同樣地，確認使用光學顯微鏡轉寫之樹脂填料的轉寫不良(即，未轉寫樹脂填料處)。結果，就各使用相對轉寫開始位置之距離為1m、30m、150m之壓紋膜轉寫的轉寫片而言，可確認轉寫不良相對於全部樹脂填料數為小於1%。此外，轉寫成功之樹脂填料亦未產生位置偏移。另外，位置偏移意味樹脂填料之中心位置偏離目標位置樹脂填料之平均粒徑的10%(在本實施例中為0.5μm)以上。再者，就轉寫之樹脂填料而言，不存在轉寫不良在同一方向連續產生10個以上的地方。
此外，在本實施例之壓紋膜中，凹部配置成最密排列圖案之六方格子狀。因此，在將樹脂填料充填並轉寫至實施例之壓紋膜的情形中，以最密排列圖案轉寫樹脂填料。參照實施例之壓紋膜之結果，在以最密排列圖案轉寫之情形中，樹脂填料之轉寫成功率高，轉寫不良小於1%，且亦未發生樹脂填料之位置偏移等。
因此，可了解本實施形態之壓紋膜，在設150m為100%之情形中，可在0.67%(即，距離1m)、20%(即，距離30m)、100%(即，距離150m)之各地點安定地轉寫。此外，在0.67%至20%及20%至100%之間的各地點，亦顯示大致相同之結果。因此，本實施形態之壓紋膜及使用該壓紋膜的轉寫物，只要是在設有凹部之範圍內，在以任何排列圖案配置凹部之情形中，均可期待與實施例同樣之效果。
(比較例)
接著，藉由以下步驟，製作比較例之壓紋膜。
首先，藉由機械加工10cm×10cm之不鏽鋼的平板，製作形成有與實施例同樣之凹凸構造(在凸部之中心間距離為10μm之情形下，直徑7μm之圓形凸部以六方格子排列之排列圖案，且凸部之高度為7μm)的壓印主模。
接著，在由50cm寬度之PET構成之基材膜(膜厚50μm)上，塗布含有100質量部之丙烯酸樹脂M208(東亞合成製)、2質量部之光聚合起始劑IRGCUR184(BASF製)的光硬化樹脂組成物至膜厚30μm。對如此之基材膜，在溫度60℃、壓力2MPa下重複推壓上述壓印主模，藉此轉寫凹凸構造，以製成壓紋膜。此外，在轉寫表面上噴灑氟系脫模劑DAIFREE GA70500(DAIKIN工業製)來使用壓印主模。
在比較例之壓紋膜中，每次重複轉寫，均因樹脂填塞壓印主模而產生不良。具體而言，在20m(轉寫200次)之地點，與實施例同樣地藉光學顯微鏡評價缺損率，結果是500ppm(0.5%)。此外，在比較例之壓紋膜中，由於膜之進給不穩定，每次壓印主模之轉寫，凹凸構造排列均會產生位置偏移。
此外，比較例之壓紋膜的凹部位置偏移及缺損率比實施例之壓紋膜大。因此，可預期比較例之壓紋膜在充填樹脂填料後，就轉寫了該樹脂填料之轉寫物而言，轉寫不良亦同樣地比實施例之壓紋膜多。
由以上結果可知，本實施形態之壓紋膜於壓紋 膜其中一端部之凹部缺損率與於壓紋膜另一端部之凹部缺損率的差在10ppm以下。因此，本實施形態之壓紋膜即使在對大面積之膜形成凹部的情形中，亦可抑制凹部缺損之累積增加量。
因此，本實施形態之壓紋膜可提高在大面積膜中之凹凸構造的均一性，且降低凹部缺損之發生頻率。
以上係參照添附圖式詳細說明本發明之較佳實施形態，但本發明不限於該例。只要是具有本發明所屬技術領域中之通常知識者，便可了解在申請專利範圍記載之技術思想範疇內，可想到各種變化例或修正例，且可了解該等變化例或修正例當然屬於本發明之技術範疇。
1‧‧‧壓紋膜
10‧‧‧膜本體
11‧‧‧凸部
13‧‧‧凹部
15‧‧‧缺損部
L‧‧‧箭號
F,R‧‧‧區域

Claims (11)

  1. 一種壓紋膜，包含：膜本體；及多數凹部，其形成在前述膜本體之表面；並且，前述凹部之開口面的直徑比可見光波長大；前述凹部之排列圖案沿前述膜本體之長度方向具有周期性；於前述膜本體其中一端部之凹部缺損率與於前述膜本體另一端部之凹部缺損率的差在10ppm以下。
  2. 如請求項1之壓紋膜，其中前述凹部之缺損率係依據前述排列圖案之一周期中對應同一排列圖案之區域的凹部來算出。
  3. 如請求項1或2之壓紋膜，其中前述膜本體係長條膜。
  4. 如請求項1至3中任一項之壓紋膜，其中形成在前述膜本體上之前述凹部分別具有大致相同之形狀。
  5. 如請求項1至4中任一項之壓紋膜，其中前述凹部之排列圖案係格子形狀。
  6. 如請求項1至5中任一項之壓紋膜，其中前述凹部之數密度係50000000個/cm2以下。
  7. 如請求項1至6中任一項之壓紋膜，其中前述膜本體在包含前述凹部內部在內之表面的至少一部分具有由無機化合物形成之被覆層。
  8. 如請求項1至7中任一項之壓紋膜，其中前述膜本體係由 硬化性樹脂或可塑性樹脂形成。
  9. 一種單張膜，係將如請求項1至8中任一項之壓紋膜切斷成多數張而形成。
  10. 一種轉寫物，係使用如請求項1至8中任一項之壓紋膜或如請求項9之單張膜，在對應前述排列圖案之位置轉寫有微小固形物者。
  11. 一種壓紋膜之製造方法，包含下述步驟：在圓筒或圓柱形主模之周面上形成多數凸部；及使前述主模旋轉對被轉寫膜進行推壓，於前述被轉寫膜上轉寫出對應前述主模之周面形狀的凹部來製作膜本體；並且，前述凹部之開口面的直徑比可見光波長大；於前述膜本體其中一端部之凹部缺損率與於前述膜本體另一端部之凹部缺損率的差在10ppm以下。
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