TW202432336A - 光學構件之製造方法、壓印用之模具、及光學構件 - Google Patents

光學構件之製造方法、壓印用之模具、及光學構件 Download PDF

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金杉駿介
梶谷俊一
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日商迪睿合股份有限公司
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本發明之課題係於壓印成形中降低轉印時之未硬化樹脂層之厚度不均。 本發明之光學構件之製造方法包含以下工序：樹脂供給工序，其係對光學構件之基材500之表面供給未硬化之樹脂組成物600；及轉印工序，其係將模具10之微細凹凸結構轉印至未硬化之樹脂組成物600；且模具10具有積層結構，該積層結構依序積層有模具基板12、黏著薄膜14及具有微細凹凸結構之薄膜鑄模16；模具基板12具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度，黏著薄膜14係兩面具有黏著性之薄膜，黏著薄膜14之薄膜鑄模16側之面之黏著力小於其在模具基板12側之面之黏著力。

Description

光學構件之製造方法、壓印用之模具、及光學構件
發明領域
本發明係關於光學構件之製造方法、壓印用之模具、及光學構件。
發明背景 作為製造具有微細凹凸結構之樹脂製光學構件的技術，廣泛利用針對未硬化之樹脂組成物之壓印成形。壓印成形係對光學構件之基材之表面供給未硬化之樹脂組成物之後，藉由使未硬化之樹脂組成物接近模具而將未硬化之樹脂組成物於模具與光學構件之基材之間展開，從而將模具之微細凹凸結構轉印至未硬化之樹脂組成物。然後，使轉印有微細凹凸結構之未硬化之樹脂組成物之層(以下，稱為「未硬化樹脂層」)硬化。
例如，專利文獻1揭示一種使用具有柔軟性之模具進行壓印成形之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2016/051928號
發明概要 [發明欲解決之課題] 然而，上述專利文獻1之技術中，由於模具具有柔軟性，因此難以使自模具施加至未硬化之樹脂組成物之壓力均勻施於面內。因此，藉由模具將未硬化之樹脂組成物展開時未硬化樹脂層之厚度(層厚)產生不均，硬化後之樹脂層(以下，稱為「硬化樹脂層」)之平坦性降低。如此一來，起因於轉印至硬化樹脂層之微細凹凸結構之光學特性有降低之虞。
又，若未硬化樹脂層之厚度產生不均，則自硬化樹脂層剝離模具時施加之剝離力於硬化樹脂層之面內會變得不均勻。如此一來，有硬化樹脂層之一部分自基材剝離之虞。又，自基材剝離之硬化樹脂層會有一部分殘留於模具中而導致無法重複利用模具。還有恐於剝離模具時，轉印至硬化樹脂層之微細凹凸形狀變形而使起因於微細凹凸結構之光學特性降低。
由此，本發明鑒於上述情況，其目的在於提供一種於壓印成形中可降低轉印時之未硬化樹脂層之厚度不均的光學構件之製造方法、壓印用之模具、及光學構件。 [用以解決課題之手段]
為了解決上述課題，根據本發明之某觀點，提供一種光學構件之製造方法，其包含以下工序： 樹脂供給工序，其係對光學構件之基材之表面供給未硬化之樹脂組成物；及 轉印工序，其係將模具之微細凹凸結構轉印至上述未硬化之樹脂組成物；且 上述模具具有積層結構，該積層結構依序積層有模具基板、黏著薄膜及具有上述微細凹凸結構之薄膜鑄模； 上述模具基板具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度， 上述黏著薄膜係兩面具有黏著性之薄膜， 上述黏著薄膜之上述薄膜鑄模側之面之黏著力小於其在上述模具基板側之面之黏著力。
上述模具基板亦可不具柔軟性。
上述黏著薄膜之上述薄膜鑄模側之面亦可具有再剝離性及再貼附性。
上述轉印工序中，自上述模具施加至上述未硬化之樹脂組成物之壓力亦可為13Pa以上且2200Pa以下。
上述轉印工序中，亦可為上述薄膜鑄模藉由上述模具之自重而壓在上述未硬化之樹脂組成物上，並將上述微細凹凸結構轉印至上述未硬化之樹脂組成物。
上述未硬化之樹脂組成物亦可於25℃下具有10cP以上且1000cP以下之黏度。
亦可於上述樹脂供給工序中，使第1量之上述未硬化之樹脂組成物的液滴附著於上述光學構件之基材之表面，並且亦使較上述第1量少之第2量之上述未硬化之樹脂組成物的液滴附著於上述模具之上述薄膜鑄模之表面； 且亦可於上述轉印工序中，藉由使上述模具與上述光學構件之基材相互接近，而使附著於上述模具之上述薄膜鑄模之表面的上述未硬化之樹脂組成物之液滴、與附著於上述光學構件之基材之表面的上述未硬化之樹脂組成物之液滴接觸後，將上述未硬化之樹脂組成物於上述模具之上述薄膜鑄模與上述光學構件之基材之間展開。
上述模具基板之透射波前像差之最大值與最小值之差量亦可小於4.1λ。
上述模具基板之透射波前像差之最大值與最小值之差量亦可小於0.8λ。
上述模具基板之透射波前像差之均方根偏差亦可小於1.1λ。
上述模具基板之透射波前像差之均方根偏差亦可小於0.15λ。
為了解決上述問題，根據本發明之一觀點，提供一種壓印用之模具，該模具具有積層結構，該積層結構依序積層有模具基板、黏著薄膜及具有微細凹凸結構之薄膜鑄模， 上述模具基板具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度， 上述黏著薄膜係兩面具有黏著性之薄膜， 上述黏著薄膜之上述薄膜鑄模側之面之黏著力小於其在上述模具基板側之面之黏著力。
為了解決上述問題，根據本發明之一觀點，提供一種光學構件，該光學構件係藉由上文所述之光學構件之製造方法而製成。 [發明效果]
根據本發明，於壓印成形中可降低轉印時之未硬化樹脂層之厚度不均。
用以實施發明之形態 以下，一邊參照附圖，一邊對本發明之較佳實施方式進行詳細說明。再者，本說明書及圖式中，藉由對實質上具有相同功能構成之構成要素附上相同符號而省略重複說明。再者，為便於說明，以下各圖中揭示之各構件之狀態係以與實際不同之縮小比例及形狀來示意性地表示。
＜1.模具之詳細構成＞ 首先，參照圖1對本發明之一實施方式之模具10之概要進行說明。圖1係示意性地表示本發明之一實施方式之模具10之剖視圖。如圖1所示，本實施方式之模具10具有積層結構，該積層結構依序積層有模具基板12、黏著薄膜14及薄膜鑄模16。
模具基板12係作為模具10之基材使用之基板。模具基板12宜不具柔軟性。換言之，模具基板12宜具有較高之剛性而為硬質之基板。
模具基板12具有90度以上之蕭氏A硬度。模具基板12宜具有92度以上之蕭氏A硬度，更宜具有95度以上之蕭氏A硬度，進一步以具有98度以上之蕭氏A硬度為宜。模具基板12亦可具有140度以下之蕭氏A硬度。模具基板12亦可具有90度以上且140度以下之蕭氏A硬度，宜具有92度以上且140度以下之蕭氏A硬度，更宜具有95度以上且140度以下之蕭氏A硬度，進一步以具有98度以上且140度以下之蕭氏A硬度為宜。蕭氏A硬度係基於JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準) K 6253-3：2012「硫化橡膠及熱塑性橡膠-硬度之求出方法-第3部：硬度計硬度」而算出。蕭氏A硬度係藉由類型A硬度計而測定之硬度。蕭氏A硬度藉由例如三豐股份有限公司製造之「HARDMATIC HH-332(TypeA)」而測定。
模具基板12宜由例如玻璃、塑膠、金屬構成。構成模具基板12之玻璃例如係超白玻璃、淡綠玻璃。超白玻璃之蕭氏A硬度係97.8。淡綠玻璃之蕭氏A硬度係96.3。又，構成模具基板12之塑膠例如係聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、三乙醯纖維素(TAC)、環烯烴聚合物(COP)。聚甲基丙烯酸甲酯之蕭氏A硬度係95.4。聚碳酸酯之蕭氏A硬度係99.0。又，構成模具基板12之金屬係不鏽鋼、鐵。
再者，模具基板12宜對10nm以上且400nm以下之波長區域之光(紫外線)(例如，375nm之波長區域之光)具有透過性。
又，模具基板12之形狀亦可為平板形狀、曲面形狀、球面形狀。但是，下述之轉印工序S140中，模具基板12之兩面中與光學構件之基材500之轉印面相接的面、即模具基板12之薄膜鑄模16側之面，宜模仿光學構件之基材500之轉印面。藉此，轉印工序S140中，可使藉由模具10而施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力均勻施於面內。例如於光學構件之基材500為平板之情形時，模具基板12之形狀宜為平板形狀。
又，模具基板12之厚度Tb為0.5mm以上，宜為1.0mm以上。模具基板12之厚度Tb亦可為2.0mm以下，宜為1.5mm以下。模具基板12之厚度Tb宜為0.5mm以上且2.0mm以下，更宜為1.0mm以上且2.0mm以下，進一步以1.0mm以上且1.5mm以下為宜。
又，模具基板12之平坦性(面平坦性)宜為良好。例如，模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV亦可小於4.1λ，宜小於0.8λ，更宜小於0.4λ。模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV亦可為0.1λ以上。模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV宜為0.1λ以上且小於4.1λ，更宜為0.1λ以上且小於0.8λ，進一步以0.1λ以上且小於0.4λ為宜。又，模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms亦可小於1.1λ，宜小於0.15λ，更宜小於0.10λ。模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms亦可為0.01λ以上。模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms宜為0.01λ以上且小於1.1λ，更宜為0.01λ以上且小於0.15λ，進一步以0.01λ以上且小於0.10λ為宜。再者，「λ」係測定透射波前像差時所使用之光之波長，例如為633nm。又，透射波前像差之最大值與最小值之差量PV及均方根偏差Rms越小，平坦性越良好。
透射波前像差係藉由例如Zygo Corporation製造之雷射干涉儀「Verifire(註冊商標) 6」測定。
黏著薄膜14設置於模具基板12與薄膜鑄模16之間。黏著薄膜14係兩面具有黏著性之薄膜。黏著薄膜14之薄膜鑄模16側之面14a(第1面，弱黏著面)之黏著力小於其在模具基板12側之面14b(第2面，強黏著面)之黏著力。
本實施方式中，黏著薄膜14之薄膜鑄模16側之面14a宜具有再剝離性及再貼附性。再剝離性係指於自黏著薄膜14剝離薄膜鑄模16時，可在黏著薄膜14不附著於薄膜鑄模16之情況下進行剝離。再貼附性係指即便將薄膜鑄模16自黏著薄膜14剝離之後，黏著薄膜14之面14a之黏著力亦幾乎不會降低，可再次將薄膜鑄模16貼附於黏著薄膜14之面14a。
黏著薄膜14宜為自黏著性薄膜。作為黏著薄膜14，使用例如FUJICOPIAN股份有限公司製造之「FIXFILM(註冊商標) HGA2」。
薄膜鑄模16積層於黏著薄膜14。薄膜鑄模16具有微細凹凸結構16a。本實施方式中，薄膜鑄模16具有例如1nm以上且1000μm以下之微細凹凸結構16a。微細凹凸結構16a例如係蛾眼結構、微透鏡結構、繞射光學元件(DOE)結構。
＜1.1 薄膜鑄模之製造方法＞ 接下來，參照圖2～圖4對本發明之一實施方式之薄膜鑄模16之製造方法進行說明。圖2係表示本實施方式之母盤100之外觀例之立體圖。圖3係表示本實施方式之曝光裝置200之構成例之方塊圖。圖4係表示利用卷對卷來製造薄膜鑄模16之轉印裝置之一例之示意圖。薄膜鑄模16亦稱為撓性母盤。薄膜鑄模16之製造方法包含以下工序：第1母盤製作工序，其係製作具有反轉凹凸結構430之反轉結構之轉印模；第2母盤製作工序，其係於撓性基材410之表面形成未硬化樹脂層420；及第3母盤製作工序，其係使未硬化樹脂層420硬化，並且將轉印模之凹凸結構轉印至硬化後之樹脂層425。
(1-1.第1母盤製作工序) 第1母盤製作工序係製作具有反轉凹凸結構430之反轉結構之轉印模之工序。轉印模例如係圖2所示之母盤100。
(1-1-1.母盤之構成) 由此，對母盤100之構成進行說明。母盤100為圓筒形狀。母盤100可為圓柱形狀，亦可為其他形狀(例如平板狀)。其中，於母盤100為圓柱或圓筒形狀之情形時，可藉由卷對卷方式而將母盤100之凹凸結構(即，母盤凹凸結構)120無縫轉印至樹脂基材等。藉此，可以較高之生產效率於撓性基材410之表面形成反轉凹凸結構430。就此種觀點而言，母盤100之形狀宜為圓筒形狀或圓柱形狀。
母盤100具備母盤基材110、及形成於母盤基材110之周面之母盤凹凸結構120。母盤基材110例如係玻璃體，具體而言，由石英玻璃形成。其中，只要母盤基材110係SiO 2純度較高者即可，並未特別限定，亦可由熔融石英玻璃或合成石英玻璃等形成。母盤基材110亦可為於金屬母材上積層有上述材料者、金屬母材(例如Cu、Ni、Cr、Al)。母盤基材110之形狀為圓筒形狀，但亦可為圓柱形狀或其他形狀。其中，如上所述，母盤基材110宜為圓筒形狀或圓柱形狀。母盤凹凸結構120具有反轉凹凸結構430之反轉結構。
(1-1-2.母盤之製造方法) 接下來，對母盤100之製造方法進行說明。首先，於母盤基材110上形成基材抗蝕層(成膜)。此處，構成基材抗蝕層之抗蝕材料並未特別限制，亦可為有機抗蝕材料及無機抗蝕材料之任一種。作為有機抗蝕材料，列舉例如酚醛系抗蝕劑、或化學增幅型抗蝕劑等。又，作為無機抗蝕材料，列舉包含例如鎢(W)或鉬(Mo)等1種或2種以上過渡金屬之金屬氧化物等。此外，作為無機抗蝕材料，列舉Cr、Au等。其中，為了進行熱反應微影，基材抗蝕層宜由包含金屬氧化物之熱反應型抗蝕劑形成。
於使用有機抗蝕材料之情形時，基材抗蝕層亦可藉由使用旋轉塗佈、狹縫塗佈、浸漬塗佈、噴霧塗佈、或網版印刷等而形成於母盤基材110上。又，於基材抗蝕層使用無機抗蝕材料之情形時，基材抗蝕層亦可藉由使用濺鍍法而形成。亦可併用有機抗蝕材料、無機抗蝕材料。
接下來，利用曝光裝置200(參照圖3)對基材抗蝕層之一部分進行曝光，藉此於基材抗蝕層形成潛像。具體而言，曝光裝置200對雷射光200A進行調變並將雷射光200A照射至基材抗蝕層。藉此，被雷射光200A照射之基材抗蝕層之一部分發生改質，因此可於基材抗蝕層形成與母盤凹凸結構120對應之潛像。
繼而，藉由對形成有潛像之基材抗蝕層上滴加顯影液而將基材抗蝕層顯影。藉此，於基材抗蝕層形成凹凸結構。接下來，以基材抗蝕層為遮罩對母盤基材110及基材抗蝕層進行蝕刻，藉此於母盤基材110上形成母盤凹凸結構120。再者，蝕刻之方法並未特別限制，但宜為具有垂直異向性之乾式蝕刻，例如，宜為反應性離子蝕刻(Reactive Ion Etching：RIE)。藉由以上工序而製作母盤100。蝕刻亦可為濕式蝕刻。
(1-1-3.曝光裝置之構成) 接下來，基於圖3對曝光裝置200之構成進行說明。曝光裝置200係對基材抗蝕層進行曝光之裝置。曝光裝置200具備雷射光源201、第1鏡203、光二極體(Photodiode：PD)205、偏向光學系統、控制機構230、第2鏡213、移動光學台220、轉軸馬達225、及轉盤227。又，母盤基材110可載置於轉盤227上而旋轉。
雷射光源201係發出雷射光200A之光源，例如係固體雷射或半導體雷射等。雷射光源201發出之雷射光200A之波長並未特別限定，例如亦可為400nm～500nm之藍色光波段之波長。又，雷射光200A之點徑(照射至抗蝕層之光點之直徑)，只要小於母盤凹凸結構120之凹部之開口面之直徑即可，例如只要為200nm左右即可。自雷射光源201發出之雷射光200A由控制機構230控制。
自雷射光源201出射之雷射光200A以平行光束之形式直線前進，由第1鏡203反射並被導引至偏向光學系統。
第1鏡203由偏振分光鏡構成，具有使偏振分量之一者反射並使偏振分量之另一者透過之功能。透過第1鏡203之偏振分量由光二極體205接收而進行光電轉換。又，由光二極體205進行了光電轉換之受光信號被輸入至雷射光源201，雷射光源201根據輸入之受光信號來進行雷射光200A之相位調變。
又，偏向光學系統具備聚光透鏡207、光電偏向元件(Electro Optic Deflector：EOD)209、及準直透鏡211。
偏向光學系統中，雷射光200A藉由聚光透鏡207而聚集於光電偏向元件209。光電偏向元件209係可控制雷射光200A之照射位置之元件。曝光裝置200亦可藉由光電偏向元件209而使導引至移動光學台220上之雷射光200A之照射位置發生變化(所謂之擺動機構)。雷射光200A藉由光電偏向元件209調整照射位置之後，藉由準直透鏡211而再次平行光束化。自偏向光學系統出射之雷射光200A由第2鏡213反射並被水平且平行地導引至移動光學台220上。
移動光學台220具備擴束器(Beam expader：BEX)221及物鏡223。被導引至移動光學台220之雷射光200A藉由擴束器221而整形為所需光束形狀之後，透過物鏡223照射至形成於母盤基材110上之基材抗蝕層。又，每當母盤基材110旋轉一圈，移動光學台220便向箭頭R方向(饋送間距(feed pitch)方向)移動1饋送間距(軌距)。母盤基材110設置於轉盤227上。轉軸馬達225藉由使轉盤227旋轉而使母盤基材110旋轉。藉此，使雷射光200A於基材抗蝕層上掃描。此處，沿雷射光200A之掃描方向形成基材抗蝕層之潛像。
又，控制機構230具備格式器231與驅動器233，控制雷射光200A之照射。格式器231產生控制雷射光200A之照射之調變信號，驅動器233根據格式器231產生之調變信號來控制雷射光源201。藉此，控制雷射光200A向母盤基材110之照射。
格式器231根據繪有要描繪於基材抗蝕層之任意圖案之輸入圖像，來產生用以對基材抗蝕層照射雷射光200A之控制信號。具體而言，首先，格式器231獲取繪有要描繪於基材抗蝕層之任意描繪圖案之輸入圖像。輸入圖像係相當於沿軸向將基材抗蝕層之外周面切開並伸展成一平面而成的基材抗蝕層之外周面之展開圖之圖像。該展開圖中繪有相當於母盤100之周面形狀之圖像。該圖像表示反轉凹凸結構430之反轉結構。再者，亦可製作轉印有母盤100之母盤凹凸結構120之轉印用薄膜，使用該轉印用薄膜作為轉印模而於撓性基材410上形成反轉凹凸結構430。該情形時，母盤凹凸結構120具有與反轉凹凸結構430相同之凹凸結構。
接下來，格式器231將輸入圖像分割為特定大小之小區域(例如分割為格子狀)，判斷各小區域是否包含凹部描繪圖案(即，相當於母盤100之凹部之圖案)。繼而，格式器231產生控制信號，該控制信號係以對判斷為包含凹部描繪圖案之各小區域照射雷射光200A之方式進行控制。該控制信號(即，曝光信號)宜與轉軸馬達225之旋轉同步，但亦可不同步。又，亦可每當母盤基材110旋轉一圈，便重新使控制信號與轉軸馬達225之旋轉同步。進一步，驅動器233根據格式器231產生之控制信號來控制雷射光源201之輸出。藉此，控制雷射光200A向基材抗蝕層之照射。再者，曝光裝置200亦可進行如聚焦伺服、雷射光200A之照射光點之位置修正等周知之曝光控制處理。聚焦伺服可使用雷射光200A之波長，亦可使用其他波長作為參照。
又，從雷射光源201照射之雷射光200A亦可在分支於複數個系統之光學系統之後照射至基材抗蝕層。該情形時，複數個照射光點形成於基材抗蝕層。該情形時，在自一光學系統出射之雷射光200A到達藉由另一光學系統形成之潛像時，結束曝光即可。
因此，根據本實施方式，可將與輸入圖像之描繪圖案對應之潛像形成於抗蝕層。然後，藉由對抗蝕層進行顯影，且以顯影後之抗蝕層為遮罩對母盤基材110及基材抗蝕層進行蝕刻，而於母盤基材110上形成與輸入圖像之描繪圖案對應之母盤凹凸結構120。即，可形成與描繪圖案對應之任意母盤凹凸結構120。因此，若準備繪有反轉凹凸結構430之反轉結構之描繪圖案來作為描繪圖案，則可形成具有反轉凹凸結構430之反轉結構之母盤凹凸結構120。
再者，本實施方式中可使用之曝光裝置並不限制於曝光裝置200，只要為具有與曝光裝置200相同功能者，則可使用任意曝光裝置。
(1-1-4.關於使用母盤之凹凸結構之形成方法) 接下來，參照圖4對使用母盤100之反轉凹凸結構430之形成方法之一例進行說明。反轉凹凸結構430可藉由使用母盤100之卷對卷方式之轉印裝置300而形成於撓性基材410上。圖4所示之轉印裝置300中，構成樹脂層425之硬化性樹脂為所謂之紫外線硬化性樹脂。使用轉印裝置300進行上述第2及第3母盤製作工序。
轉印裝置300具備母盤100、基材供給輥301、卷取輥302、導輥303、304、夾輥305、剝離輥306、塗佈裝置307、及光源309。
基材供給輥301係將長條之撓性基材410卷成輥狀之輥，卷取輥302係卷取薄膜鑄模16之輥。又，導輥303、304係搬送撓性基材410之輥。夾輥305係使積層有未硬化樹脂層420之撓性基材410、即被轉印薄膜450密接於母盤100之輥。剝離輥306係將薄膜鑄模16自母盤100剝離之輥。
塗佈裝置307具備塗佈機等塗佈單元，將未硬化之硬化性樹脂塗佈於撓性基材410而形成未硬化樹脂層420。塗佈裝置307亦可為例如凹版塗佈機、線棒塗佈機、或模嘴塗佈機等。又，光源309係發出可將未硬化樹脂硬化之波長之光的光源，例如亦可為紫外線燈等。
轉印裝置300中，首先，自基材供給輥301透過導輥303連續性地送出撓性基材410。再者，亦可於送出途中將基材供給輥301變更為其他批次之基材供給輥301。藉由塗佈裝置307而對送出之撓性基材410塗佈未硬化樹脂，於撓性基材410積層未硬化樹脂層420。藉此，製作被轉印薄膜450。被轉印薄膜450藉由夾輥305而與母盤100密接。光源309藉由對密接於母盤100之未硬化樹脂層420照射紫外線而使未硬化樹脂層420硬化。藉此，未硬化樹脂層420成為樹脂層425，且母盤凹凸結構120轉印於樹脂層425之表面。即，於樹脂層425之表面形成母盤凹凸結構120之反轉結構、即反轉凹凸結構430。繼而，形成有反轉凹凸結構430之撓性基材410藉由剝離輥306而自母盤100剝離。接下來，形成有反轉凹凸結構430之撓性基材410透過導輥304而由卷取輥302卷取。再者，母盤100可縱置，亦可橫置，亦可另行設置修正母盤100旋轉時之角度、偏心之機構。例如，亦可於夾持機構設置偏心傾斜機構。亦可藉由壓空轉印而進行轉印。
如此，轉印裝置300中，利用卷對卷來搬送被轉印薄膜450，另一方面，將母盤100之周面形狀轉印至被轉印薄膜450。藉此，於撓性基材410上形成反轉凹凸結構430。
再者，於將撓性基材410設為熱塑性樹脂薄膜之情形時，不需要塗佈裝置307及光源309。該情形時，於較母盤100更上游側配置加熱裝置。藉由該加熱裝置將撓性基材410加熱而使其變軟，其後，將撓性基材410壓抵於母盤100。藉此，將形成於母盤100之周面之母盤凹凸結構120轉印至撓性基材410。再者，亦可將撓性基材410設為由熱塑性樹脂以外之樹脂構成之薄膜，將撓性基材410與熱塑性樹脂薄膜進行積層。該情形時，積層薄膜由加熱裝置加熱之後被壓抵於母盤100。因此，轉印裝置300可連續性地製作於撓性基材410上形成有反轉凹凸結構430之轉印物。
又，亦可製作轉印有母盤100之母盤凹凸結構120之轉印用薄膜，使用該轉印用薄膜作為轉印模於撓性基材410上形成反轉凹凸結構430。亦可將進一步轉印有轉印用薄膜之凹凸結構之轉印用薄膜設為轉印模。該情形時，以形成於樹脂層425之微細凹凸結構成為反轉凹凸結構之方式形成母盤凹凸結構120。又，亦可藉由電鑄、熱轉印等複製母盤100而將該複製品用作轉印模。進一步，母盤100之形狀並不限於輥形狀，亦可為平面狀之母盤，除抗蝕照射雷射光200A之方法以外，亦可選擇使用遮罩之半導體曝光、電子束繪圖、機械加工、陽極氧化等各種加工方法。
又，為了提高轉印模之脫模性，亦可於該轉印模之表面形成無機膜及離型膜中之任一者或兩者。特別是轉印小於寬度1μm之微細凹凸結構時，宜形成無機膜及離型膜中之任一者或兩者。無機膜可使用例如Si、SiO 2、PTM、Al、Cr、Mo等金屬、或其金屬氧化物。無機膜之成膜方法列舉濺鍍、蒸鍍等。離型膜可使用例如單分子氟。離型膜之成膜方法可利用MVD(分子層沉積法)、ALD(原子層沉積法)等氣相生長方法、浸漬塗佈、旋轉塗佈、毛刷塗佈、噴霧塗佈等液相方法。再者，自連續進行向薄膜鑄模16成膜之觀點而言，浸漬塗佈最佳。
如此，製造於撓性基材410上積層有具有反轉凹凸結構430(微細凹凸結構16a)之樹脂層425之薄膜鑄模16。即，薄膜鑄模16具有於撓性基材410上積層有樹脂層425之雙層結構。撓性基材410由例如玻璃、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、三乙醯纖維素、環烯烴聚合物構成。又，未硬化樹脂層420由例如丙烯酸系聚合性化合物、環氧聚合性化合物構成。
＜1.2 模具之製造方法＞ 將模具基板12之積層黏著薄膜14之面洗淨之後，將黏著薄膜14之面14b(強黏著面)貼附於模具基板12之表面，而將黏著薄膜14積層於模具基板12。繼而，以將薄膜鑄模16之平坦面貼附於黏著薄膜14之面14a(弱黏著面)之方式，將薄膜鑄模16積層於黏著薄膜14。積層係藉由使用手壓輥、輥層壓機之層壓而進行。再者，於將薄膜鑄模16積層於黏著薄膜14時，在黏著薄膜14與薄膜鑄模16之間混入有氣泡、灰塵之情形時，將薄膜鑄模16自黏著薄膜14剝離而藉由隱形膠帶來除去灰塵。然後，將薄膜鑄模16再次積層於黏著薄膜14。
＜2.光學構件之製造方法＞ 接下來，參照圖5～圖9對本發明之一實施方式之光學構件之製造方法進行說明。 圖5係表示本實施方式之光學構件之製造方法之處理流程之流程圖。圖6係表示本實施方式之樹脂供給工序S130之工序圖。圖7係表示本實施方式之轉印工序S140之第1工序圖。圖8係表示本實施方式之轉印工序S140之第2工序圖。圖9係示意性地表示藉由本實施方式之光學構件之製造方法而製成之光學構件700之剖視圖。
如圖5所示，本實施方式之光學構件之製造方法包含預處理工序S110、底塗劑塗佈工序S120、樹脂供給工序S130、轉印工序S140、硬化工序S150、及剝離工序S160。以下，對各工序進行說明。
(預處理工序S110) 預處理工序S110係進行使光學構件之基材500(參照圖5)之表面的濡濕性提高之處理之工序。基材500宜由例如各種玻璃、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、三乙醯纖維素(TAC)、環烯烴聚合物(COP)構成。預處理工序S110中，例如對基材500之表面進行準分子照射處理、UV臭氧處理、電暈處理、加熱處理等。於進行準分子照射處理之情形時，宜將172nm波長之光照射至基材500之表面。藉此，可於短時間內提高基材500之表面之濡濕性。再者，可省略預處理工序S110。
(底塗劑塗佈工序S120) 底塗劑塗佈工序S120係對光學構件之基材500之表面塗佈底塗劑的工序。底塗劑提高基材500與未硬化之樹脂組成物600(參照圖5)之密接性。底塗劑例如係矽烷化合物等偶合劑。底塗劑塗佈工序S120中，藉由旋轉塗佈、加熱下蒸氣處理(氣相處理)、毛刷塗佈、浸漬塗佈、噴霧塗佈等而對基材500之表面塗佈底塗劑。然後，將表面塗佈有底塗劑之基材500以特定溫度加熱特定時間。再者，可省略底塗劑塗佈工序S120。
(樹脂供給工序S130) 樹脂供給工序S130係對光學構件之基材500之表面供給未硬化之樹脂組成物600之工序。未硬化之樹脂組成物600可於25℃下具有10cP以上之黏度。未硬化之樹脂組成物600可於25℃下具有1000cP以下之黏度。未硬化之樹脂組成物600宜於25℃下具有10cP以上且1000cP以下之黏度。再者，1cp可換算為1mPa・s。
未硬化之樹脂組成物600宜為透明之有機材料。未硬化之樹脂組成物600並未特別限定，可使用周知之有機材料。例如，就可確保透明性，且製造容易性優異之點而言，未硬化之樹脂組成物600宜由各種熱硬化性樹脂、各種紫外線硬化性樹脂等硬化性樹脂、硬化引發劑構成。
硬化性樹脂可使用環氧聚合性化合物、丙烯酸系聚合性化合物等。環氧聚合性化合物係分子內具有1個或2個以上環氧基之單體、寡聚物或預聚物。作為環氧聚合性化合物，列舉各種雙酚型環氧樹脂(雙酚A型、F型等)、酚醛型環氧樹脂、橡膠、胺基甲酸酯等各種改質環氧樹脂、萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、酚系酚醛清漆型環氧樹脂、均二苯乙烯型環氧樹脂、三苯酚甲烷型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、三苯甲烷型環氧樹脂、該些之預聚物等。
丙烯酸系聚合性化合物係分子內具有1個或2個以上丙烯醯基之單體、寡聚物或預聚物。此處，單體進一步分類為分子內具有1個丙烯醯基之單官能單體、分子內具有2個丙烯醯基之二官能單體、分子內具有3個以上丙烯醯基之多官能單體。
作為「單官能單體」，列舉例如羧酸類(丙烯酸等)、羥基類(丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-羥基丙酯、丙烯酸-4-羥基丁酯)、烷基或脂環類單體(丙烯酸異丁酯、丙烯酸三級丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸環己酯)、其他功能性單體(丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氫糠基酯、丙烯酸苄酯、乙基二甘醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯、N,N-二甲基胺基丙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、丙烯醯𠰌啉、N-異丙基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、2-(全氟辛基)乙基丙烯酸酯、3-全氟己基-2-羥丙基丙烯酸酯、3-全氟辛基-2-羥丙基丙烯酸酯、2-(全氟癸基)丙烯酸乙酯、2-(全氟-3-甲基丁基)丙烯酸乙酯)、丙烯酸-2,4,6-三溴苯酯、甲基丙烯酸-2,4,6-三溴苯酯、丙烯酸-2-(2,4,6-三溴苯氧基)乙酯)、丙烯酸-2-乙基己酯等。
作為「二官能單體」，列舉例如三(丙二醇)二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷-二芳基醚、胺基甲酸乙酯二丙烯酸酯等。 作為「多官能單體」，列舉例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二季戊四醇五及六丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯等。
作為上文中列舉之丙烯酸系聚合性化合物以外之例，列舉丙烯醯基嗎啉、丙三醇丙烯酸酯、聚醚系丙烯酸酯、N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基己內醯胺、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、EO改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改質雙酚A二丙烯酸酯、脂肪族胺基甲酸乙酯寡聚物、聚酯寡聚物等。
又，作為上述硬化性樹脂之硬化引發劑，列舉例如熱硬化引發劑、光硬化引發劑等。硬化引發劑亦可為藉由除熱、光以外之任意能量線(例如電子束)等而硬化者。於硬化引發劑為熱硬化引發劑之情形時，硬化性樹脂係熱硬化性樹脂，於硬化引發劑為光硬化引發劑之情形時，硬化性樹脂係光硬化性樹脂。
其中，作為硬化引發劑，宜使用紫外線硬化引發劑。紫外線硬化引發劑係光硬化引發劑之一種。作為紫外線硬化引發劑，列舉例如2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮、1-羥基-環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮等。因此，硬化性樹脂宜為紫外線硬化性樹脂。又，就透明性之觀點而言，硬化性樹脂更宜為紫外線硬化性丙烯酸樹脂。
又，未硬化之樹脂組成物600除包含硬化性樹脂及硬化引發劑以外，亦可包含其他添加劑。其他添加劑例如係抗氧化劑、螢光體、塑化劑、紫外線吸收劑、消泡劑、觸變劑、聚合禁止劑、離型劑、金屬氧化物之粒子等。
如圖6所示，本實施方式中，於樹脂供給工序S130中，使第1量之未硬化之樹脂組成物600的液滴600A附著於光學構件之基材500之表面，並且亦使較第1量少之第2量之未硬化之樹脂組成物600的液滴600B附著於模具10之薄膜鑄模16之表面。
(轉印工序S140) 轉印工序S140係將模具10之薄膜鑄模16具有之微細凹凸結構轉印至未硬化之樹脂組成物600的工序。
如圖7所示，本實施方式中，於轉印工序S140中，藉由使模具10與光學構件之基材500相互接近，而使附著於模具10之薄膜鑄模16之表面的未硬化之樹脂組成物600之液滴600B、與附著於光學構件之基材500之表面的未硬化之樹脂組成物600之液滴600A相接觸。如上所述，於基材500之表面附著有較模具10之薄膜鑄模16之表面更大量(例如10倍以上)的未硬化之樹脂組成物600之液滴600A。因此，於轉印工序S140中，藉由使模具10與光學構件之基材500相互接近，首先會使附著於基材500之表面之液滴600A、與附著於模具10之薄膜鑄模16之液滴600B點接觸。
其後，藉由使模具10與光學構件之基材500相互進一步接近，而將未硬化之樹脂組成物600於模具10之薄膜鑄模16與光學構件之基材500之間展開。藉此，如圖8所示，於模具10之薄膜鑄模16與光學構件之基材500之間形成未硬化之樹脂組成物600之層610(以下，稱為「未硬化樹脂層610」)。
又，就未硬化樹脂層610之厚度之均勻化之觀點而言，於轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力可為13Pa以上，宜為20Pa以上。於轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力可為2200Pa以下，宜為2000Pa以下，更宜為40Pa以下。於轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力宜為13Pa以上且2200Pa以下，更宜為20Pa以上且2000Pa以下，進一步以20Pa以上且40Pa以下為宜。
又，就簡化裝置構成之觀點而言，於轉印工序S140中，宜藉由模具10之自重將薄膜鑄模16壓在未硬化之樹脂組成物600上，而將微細凹凸結構轉印至未硬化的樹脂組成物600。
(硬化工序S150) 硬化工序S150係使轉印有微細凹凸結構之未硬化樹脂層610硬化之工序。於構成未硬化之樹脂組成物600之硬化性樹脂為光硬化性樹脂之情形時，硬化工序S150中，對未硬化樹脂層610照射光(例如，紫外線)。又，於構成未硬化之樹脂組成物600之硬化性樹脂為熱硬化性樹脂之情形時，硬化工序S150中，對未硬化樹脂層610進行加熱。
(剝離工序S160) 剝離工序S160係自藉由進行硬化工序S150而硬化之硬化樹脂層710剝離模具10之工序。
如此，藉由進行預處理工序S110、底塗劑塗佈工序S120、樹脂供給工序S130、轉印工序S140、硬化工序S150、及剝離工序S160，而製造圖9所示之具有微細凹凸結構710a之硬化樹脂層710積層於基材500而成的光學構件700。光學構件700例如係具有蛾眼結構之抗反射薄膜、具有微透鏡結構之光擴散元件、繞射光學元件。
＜3.效果＞ 如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的模具10具備模具基板12，該模具基板12具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度。藉此，於轉印工序S140中，可使施加至模具10與基材500之間之未硬化之樹脂組成物600的壓力均勻施於面內。因此，藉由模具10將未硬化之樹脂組成物600展開時，可減少未硬化樹脂層610之厚度(層厚)之不均。因此，可使硬化樹脂層710之平坦性良好，從而可抑制起因於轉印至硬化樹脂層710之微細凹凸結構710a之光學特性降低。再者，平坦性係指層之厚度(層厚)之均勻性。因此，層之平坦性良好係指層厚度之不均較小。
例如，於採用本實施方式之光學構件700作為影像感測器、感測相機之覆蓋玻璃之情形時，可避免通過覆蓋玻璃到達感測器之被攝體之輪廓模糊的事態，防止像面產生失真。因此，可避免感測器之誤檢測。
又，由於可減少未硬化樹脂層610之厚度不均，因此於剝離工序S160中，可使自硬化樹脂層710剝離模具10時施加之剝離力均勻施於硬化樹脂層710之面內。因此，可避免硬化樹脂層710之一部分自基材500剝離之事態。因此，可抑制剝離之硬化樹脂層710有一部分殘留於模具10中，從而可重複利用模具10。又，由於可使上述剝離力均勻施於硬化樹脂層710之面內，因此於剝離工序S160中剝離模具10時，可避免轉印至硬化樹脂層710之微細凹凸結構710a變形之事態。因此，可抑制起因於轉印至硬化樹脂層710之微細凹凸結構710a之光學特性降低。
又，如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的模具10具有積層結構，該積層結構依序積層有模具基板12、黏著薄膜14及具有微細凹凸結構16a之薄膜鑄模16。如此，藉由在模具基板12與薄膜鑄模16之間設置黏著薄膜14，而於轉印工序S140中可使施加至模具10與基材500之間之未硬化之樹脂組成物600的壓力更均勻施於面內。
又，如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的模具10之黏著薄膜14係兩面具有黏著性之薄膜，黏著薄膜14之薄膜鑄模16側之面14a之黏著力小於其在模具基板12側之面14b之黏著力。藉此，可維持著使模具基板12保持於黏著薄膜14之狀態，容易地自黏著薄膜14剝離薄膜鑄模16。因此，可容易地進行薄膜鑄模16之更換。
又，如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的模具10具有薄膜鑄模16。藉此，可對大面積之基材500容易地轉印微細凹凸結構16a。又，薄膜鑄模16之生產性優異，因此藉由模具10具有薄膜鑄模16，可低成本地製造光學構件700。
又，如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的模具10之模具基板12宜不具柔軟性。藉此，於轉印工序S140中，在藉由模具10將未硬化之樹脂組成物600展開時可進一步降低未硬化樹脂層610之厚度不均。
又，如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的模具10之黏著薄膜14之薄膜鑄模16側之面14a，具有再剝離性及再貼附性。藉此，可更容易地進行薄膜鑄模16之更換。
又，如上所述，於本實施方式之光學構件之製造方法之轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力宜為13Pa以上且2200Pa以下。藉此，於轉印工序S140中，在藉由模具10將未硬化之樹脂組成物600展開時可減少未硬化樹脂層610之厚度不均。
又，如上所述，於本實施方式之光學構件之製造方法之轉印工序S140中，宜藉由模具10之自重將薄膜鑄模16壓在未硬化之樹脂組成物600上，而將微細凹凸結構16a轉印至未硬化之樹脂組成物600。藉此，於轉印工序S140中，不需要專用裝置來對模具10施加壓力，可簡化裝置構成。因此，可削減轉印工序S140所需之成本。
又，如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的未硬化之樹脂組成物600，宜於25℃下具有10cP以上且1000cP以下之黏度。藉此，於轉印工序S140中，可提高將未硬化之樹脂組成物600展開時未硬化之樹脂組成物600對薄膜鑄模16之微細凹凸結構16a的順應性。因此，於轉印工序S140中，可對整個未硬化之樹脂組成物600轉印薄膜鑄模16之微細凹凸結構16a。又，於轉印工序S140中，可抑制氣泡混入未硬化之樹脂組成物600中。藉此，於硬化樹脂層710中，可避免微細凹凸結構710a之一部分被氣泡斷開之事態。
又，如上所述，於本實施方式之光學構件之製造方法之樹脂供給工序S130中，宜使第1量之未硬化之樹脂組成物600的液滴600A附著於光學構件之基材500之表面，並且亦使較第1量少之第2量之未硬化之樹脂組成物600的液滴600B附著於模具10之薄膜鑄模16之表面。而且，於本實施方式之光學構件之製造方法之轉印工序S140中，宜藉由使模具10與光學構件之基材500相互接近，而使附著於模具10之薄膜鑄模16之表面的未硬化之樹脂組成物600的液滴600B、與附著於光學構件之基材500之表面的未硬化之樹脂組成物600的液滴600A相接觸。又，宜於使液滴600B與液滴600A相接觸之後，將未硬化之樹脂組成物600於模具10之薄膜鑄模16與光學構件之基材500之間展開。藉此，可於轉印工序S140中，首先在薄膜鑄模16與基材500之間使樹脂組成物600之液滴600A與液滴600B點接觸(參照圖7)，其後，一邊慢慢擴大液滴600A與液滴600B之接觸範圍，一邊使兩者一體化來將未硬化之樹脂組成物600於薄膜鑄模16與基材500之間展開(參照圖8)。藉此，可進一步抑制氣泡混入未硬化之樹脂組成物600中。因此，可避免於硬化樹脂層710中微細凹凸結構710a之一部分被氣泡斷開之事態。
又，如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的模具10之模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV，宜小於4.1λ，更宜小於1.0λ。藉此，於轉印工序S140中，藉由模具10將未硬化之樹脂組成物600展開時可進一步降低未硬化樹脂層610之厚度不均。
又，如上所述，本實施方式之光學構件之製造方法中所使用的模具10之模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms，宜為小於1.1λ，更宜小於0.2λ。藉此，於轉印工序S140中，在藉由模具10將未硬化之樹脂組成物600展開時可減少未硬化樹脂層610之厚度不均。
又，藉由本實施方式之光學構件之製造方法而製成的光學構件700之硬化樹脂層710，宜具有不均較少之厚度。藉此，光學構件700具有起因於轉印至硬化樹脂層710之微細凹凸結構710a之較高光學特性。 [實施例]
接下來，對本發明之實施例進行說明。其中，以下說明之實施例係為了說明上述本實施方式之光學構件之製造方法、壓印用之模具及光學構件之構成、效果等而例示的具體例，本發明並不限定於以下實施例。
製作實施例1～6、及比較例1～2之模具10。又，使用實施例1～6、及比較例1～2之模具10來製作光學構件700。
首先，利用浸漬有乙醇之布擦拭光學構件之基材500，接下來，利用乾布擦拭。進一步，利用氣槍對光學構件之基材500進行噴射來使其乾燥。而且，預處理工序S110中，對光學構件之基材500進行1分鐘之準分子照射處理。底塗劑塗佈工序S120中，藉由旋轉塗佈而將信越化學工業股份有限公司製造之「矽烷KBM-5103」塗佈於光學構件之基材500之表面。然後，將表面塗佈有底塗劑之基材500以150℃加熱5分鐘。樹脂供給工序S130中，使用中國塗料股份有限公司製造之「丙烯酸系紫外線硬化樹脂AS08」及光硬化引發劑之混合物作為未硬化之樹脂組成物600。又，樹脂供給工序S130中，使用武藏高科技股份有限公司製造之分配器，對光學構件之基材500之表面供給65mg的未硬化之樹脂組成物600，對模具10之薄膜鑄模16之表面供給5mg之未硬化之樹脂組成物600。樹脂供給工序S130中，分配器之噴出壓力設為0.03MPa，以1滴/秒供給未硬化之樹脂組成物600。硬化工序S150中，使用EYE GRAPHICS股份有限公司製造之「UV輸送器裝置ECS-4010X」，以累計光量為2000mJ/cm 2之方式照射紫外線。然後，進行剝離工序S160，製作實施例1～6、比較例1～2之光學構件。
又，測定實施例1～6及比較例1～2之模具10中所使用之模具基板12之蕭氏A硬度。蕭氏A硬度係使用三豐股份有限公司製造之「HARDMATIC HH-332(TypeA)」來測定。
測定實施例1～6及比較例1～2之模具10中所使用之模具基板12之透射波前像差、以及實施例1～6及比較例1～2之光學構件700之透射波前像差。透射波前像差係使用Zygo Corporation製造之雷射干涉儀「Verifire(註冊商標) 6」來測定。雷射之波長λ設為633nm，雷射之輸出設為3mW。又，將解析區域設為30mm×30mm方形。而且，根據使用Zygo Corporation製造之雷射干涉儀「Verifire(註冊商標) 6」之透射波前像差的測定結果，算出模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV、模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms、光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV、及光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms。
實施例1～6及比較例1～2之模具基板12之蕭氏A硬度、模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV、模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms、光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV、及光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms示於下述表1中。
[表1]
[表1]
模具 施加壓力[Pa] 光學構件
模具基板 黏著薄膜
材質 厚度 [mm] 蕭氏A硬度 透射波前像差 透射波前像差
PV Rms PV Rms
實施例1 PMMA 2.0 95.4 0.831λ 0.194λ HGA2 25.7 自重 4.319λ 0.828λ
實施例2 超白玻璃 1.1 97.8 4.064λ 1.025λ HGA2 28.8 自重 6.595λ 1.012λ
實施例3 淡綠玻璃 1.3 96.3 0.203λ 0.036λ HGA2 32.8 自重 1.518λ 0.316λ
實施例4 淡綠玻璃 1.3 96.3 0.203λ 0.036λ HGA2 2151.0 負荷 11.148λ 1.494λ
實施例5 PC 1.0 99.0 0.643λ 0.122λ HGA2 13.5 自重 13.470λ 2.462λ
實施例6 PC 1.0 99.0 0.643λ 0.122λ HGA2 39.2 負荷 2.013λ 0.386λ
比較例1 聚矽氧 5.0 26.4 無法測定 無法測定 HGA2 61.0 自重 無法測定 無法測定
比較例2 淡綠玻璃 1.3 96.3 0.203λ 0.036λ 無 32.8 自重 22.296λ 4.438λ
[實施例1] 如表1所示，於實施例1之模具10中，將模具基板12之材質設為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。使用三菱化學股份有限公司製造之「Acrylite(註冊商標)」作為PMMA之模具基板12。模具基板12之厚度設為2.0mm。使用FUJICOPIAN股份有限公司製造之「FIXFILM(註冊商標) HGA2」作為黏著薄膜14。使用厚度125μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)作為薄膜鑄模16之撓性基材410。又，薄膜鑄模16具有之微細凹凸結構16a設為蛾眼結構。
又，轉印工序S140中，藉由模具10之自重將薄膜鑄模16之微細凹凸結構16a轉印至未硬化之樹脂組成物600。於轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力為25.7Pa。
實施例1中，模具基板12之蕭氏A硬度為95.4度。
又，實施例1中，模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為0.831λ，模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms為0.194λ。因此，確認實施例1之模具基板12具有非常良好之平坦性。
又，實施例1中，光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為4.319λ，光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms為0.828λ。
根據以上結果，實施例1之模具10具有黏著薄膜14，又，模具基板12具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度，且進一步具有非常良好之平坦性，因此確認實施例1之光學構件700具有非常良好之平坦性。
[實施例2] 如表1所示，於實施例2之模具10中，將模具基板12之材質設為超白玻璃。使用松浪玻璃工業股份有限公司製造之「標準大型白色磨邊」作為超白玻璃之模具基板12。模具基板12之厚度設為1.1mm。黏著薄膜14及薄膜鑄模16與實施例1相同。
又，轉印工序S140中，藉由模具10之自重將薄膜鑄模16之微細凹凸結構16a轉印至未硬化之樹脂組成物600。於轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力為28.8Pa。
實施例2中，模具基板12之蕭氏A硬度為97.8度。
又，實施例2中，模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為4.064λ，模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms為1.025λ。因此，確認實施例2之模具基板12具有良好之平坦性。
又，實施例2中，光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為6.595λ，光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms為1.012λ。
根據以上結果，實施例2之模具10具有黏著薄膜14，又，模具基板12具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度，且進一步具有良好之平坦性，因此確認實施例2之光學構件700具有良好之平坦性。
[實施例3] 如表1所示，於實施例3之模具10中，將模具基板12之材質設為淡綠玻璃。使用松浪玻璃工業股份有限公司製造之「標準大型水切放」作為淡綠玻璃之模具基板12。模具基板12之厚度設為1.3mm。黏著薄膜14及薄膜鑄模16與實施例1相同。
又，轉印工序S140中，藉由模具10之自重將薄膜鑄模16之微細凹凸結構16a轉印至未硬化之樹脂組成物600。於轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力為32.8Pa。
實施例3中，模具基板12之蕭氏A硬度為96.3度。
又，實施例3中，模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為0.203λ，模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms為0.036λ。因此，確認實施例3之模具基板12具有極其良好之平坦性。
又，實施例3中，光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為1.518λ，光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms為0.316λ。
根據以上結果，實施例3之模具10具有黏著薄膜14，又，模具基板12具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度，且進一步具有極其良好之平坦性，因此確認實施例3之光學構件700具有極其良好之平坦性。
[實施例4] 如表1所示，實施例4之模具10與實施例3之模具10相同。實施例4中，與實施例3不同，於轉印工序S140中，對模具10追加負荷。於實施例4之轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力為2151.0Pa。
實施例4中，光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為11.148λ，光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms為1.494λ。
根據以上結果，實施例4中，與實施例3比較，於轉印工序S140中自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力較高，因此推測實施例4之光學構件700之平坦性較實施例3降低。
[實施例5] 如表1所示，於實施例5之模具10中，將模具基板12之材質設為聚碳酸酯(PC)。作為PC之模具基板12，使用ESCARBO SHEET股份有限公司製造之「Technolloy(註冊商標) C000」。模具基板12之厚度設為1.0mm。黏著薄膜14及薄膜鑄模16與實施例1相同。
又，轉印工序S140中，藉由模具10之自重將薄膜鑄模16之微細凹凸結構16a轉印至未硬化之樹脂組成物600。於轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力為13.5Pa。
實施例5中，模具基板12之蕭氏A硬度為99.0度。
又，實施例5中，模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為0.643λ，模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms為0.122λ。因此，確認實施例5之模具基板12具有非常良好之平坦性。
又，實施例5中，光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為13.470λ，光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms為2.462λ。
根據以上結果，實施例5之模具10具有黏著薄膜14，又，模具基板12具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度，且進一步具有非常良好之平坦性，因此確認實施例5之光學構件700具有良好之平坦性。
[實施例6] 如表1所示，實施例6之模具10與實施例5之模具10相同。實施例6中，與實施例5不同，於轉印工序S140中對模具10施加負荷。於實施例6之轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力為39.2Pa。
實施例6中，光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為2.013λ，光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms為0.386λ。確認實施例6之光學構件700具有非常良好之平坦性。
根據以上結果，實施例6中，與實施例5比較，於轉印工序S140中自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力較高，因此推測實施例6之光學構件700之平坦性較實施例5提高。
[比較例1] 如表1所示，於比較例1之模具10中，將模具基板12之材質設為聚矽氧。使用SK股份有限公司製造之聚矽氧作為聚矽氧之模具基板12。模具基板12之厚度設為5.0mm。黏著薄膜14及薄膜鑄模16與實施例1相同。
又，轉印工序S140中，藉由模具10之自重將薄膜鑄模16之微細凹凸結構16a轉印至未硬化之樹脂組成物600。於轉印工序S140中，自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力為61.0Pa。
比較例1中，模具基板12之蕭氏A硬度為26.4度。
又，比較例1中，無法測定模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV、及模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms。因此，確認比較例1之模具基板12具有非常不良之平坦性。即，確認比較例1之模具基板12之厚度具有非常大之不均。
又，比較例1中，亦無法測定光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV、及光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms。
根據以上結果，比較例1之模具10之模具基板12具有極其低之蕭氏A硬度，因此確認比較例1之光學構件700具有非常不良之平坦性。即，確認比較例1之光學構件700之厚度具有非常大之不均。
[比較例2] 如表1所示，於比較例2之模具10中，模具基板12之材質及薄膜鑄模16與實施例3相同。比較例2之模具10與實施例3之模具10不同，不具備黏著薄膜14。
比較例2中，與實施例3相同，於轉印工序S140中，藉由模具10之自重將薄膜鑄模16之微細凹凸結構16a轉印至未硬化之樹脂組成物600。
比較例2中，光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV為22.296λ，光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms為4.438λ。
根據以上結果，比較例2之模具10不具有黏著薄膜14，因此確認比較例2之光學構件700具有不良之平坦性。即，確認比較例2之光學構件700之厚度具有較大之不均。
＜關於模具基板12之平坦性與光學構件700之平坦性之關係之研究＞ 圖10係表示實施例1～3、6之模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV、和光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV之關係的曲線圖。圖11係表示實施例1～3、6之模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms、與光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms之關係的曲線圖。圖10中，橫軸表示模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV[λ]，縱軸表示光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV[λ]。圖11中，橫軸表示模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms[λ]，縱軸表示光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms[λ]。又，圖10、圖11中，白色方格表示實施例1，黑色方格表示實施例2，白色圓圈表示實施例3，黑色圓圈表示實施例6。
如圖10所示，已確認模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV越小，光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV亦越小。又，已確認若模具基板12之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV小於0.8λ，則光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV小至小於3.0λ。
如圖11所示，已確認模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms越小，光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms亦越小。又，已確認若模具基板12之透射波前像差之均方根偏差Rms小於0.15λ，則光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms小至小於0.6λ。
＜關於自模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力與光學構件700之平坦性之關係之研究＞ 圖12係表示自實施例1～3、5、6之模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力、和光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV之關係的曲線圖。圖13係表示自實施例1～3、5、6之模具10施加至未硬化之樹脂組成物600之壓力、與光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms之關係的曲線圖。圖12中，橫軸表示施加壓力[Pa]，縱軸表示光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV[λ]。圖13中，橫軸表示施加壓力[Pa]，縱軸表示光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms[λ]。又，圖12、圖13中，白色方格表示實施例1，黑色方格表示實施例2，白色圓圈表示實施例3，白色三角表示實施例5，黑色圓圈表示實施例6。
如圖12所示，當施加壓力在20Pa以上且40Pa以下之範圍，已確認光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV小至小於10.0λ。又，當施加壓力在30Pa以上且40Pa以下之範圍，已確認光學構件700之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV極小至小於2.1λ。
如圖13所示，當施加壓力在20Pa以上且40Pa以下之範圍，已確認光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms小於1.1λ。又，當施加壓力在30Pa以上且40Pa以下之範圍，已確認光學構件700之透射波前像差之均方根偏差Rms小至小於0.4λ。
以上，一邊參照附圖，一邊對本發明之較佳實施方式進行詳細說明，但本發明並不限定於上述例。若為具有本發明所屬之技術領域中之通常知識者，則明白可於申請專利範圍記載之技術思想範疇內想到各種變更例或修正例，當知曉該些變更例或修正例當然屬於本發明之技術範圍內。
例如，上述實施方式中，作為未硬化之樹脂組成物600而列舉紫外線硬化性樹脂、及熱硬化性樹脂為例。然而，未硬化之樹脂組成物600亦可為例如溶劑乾燥硬化性樹脂、或混合硬化性樹脂等其他硬化性樹脂之組成物。
10:模具 12:模具基板 14:黏著薄膜 14a:面 14b:面 16:薄膜鑄模 16a:微細凹凸結構 100:母盤 110:母盤基材 120:母盤凹凸結構 200:曝光裝置 200A:雷射光 201:雷射光源 203:第1鏡 205:光二極體 207:聚光透鏡 209:光電偏向元件 211:準直透鏡 213:第2鏡 220:移動光學台 221:擴束器 223:物鏡 225:轉軸馬達 227:轉盤 230:控制機構 231:格式器 233:驅動器 300:轉印裝置 301:基材供給輥 302:卷取輥 303:導輥 304:導輥 305:夾輥 306:剝離輥 307:塗佈裝置 309:光源 410:撓性基材 420:未硬化樹脂層 425:樹脂層 430:反轉凹凸結構 430a:元件 430b:元件 450:被轉印薄膜 500:基材 600:未硬化之樹脂組成物 600A:液滴 600B:液滴 610:未硬化樹脂層 700:光學構件 710:硬化樹脂層 710a:微細凹凸結構 Tb:厚度 R:方向 S110:預處理工序 S120:底塗劑塗佈工序 S130:樹脂供給工序 S140:轉印工序 S150:硬化工序 S160:剝離工序
圖1係示意性地表示本發明之一實施方式之模具之剖視圖。 圖2係表示本實施方式之母盤之外觀例之立體圖。 圖3係表示本實施方式之曝光裝置之構成例之方塊圖。 圖4係表示利用卷對卷製造薄膜鑄模之轉印裝置之一例之示意圖。 圖5係表示本實施方式之光學構件之製造方法之處理流程的流程圖。 圖6係表示本實施方式之樹脂供給工序之工序圖。 圖7係表示本實施方式之轉印工序之第1工序圖。 圖8係表示本實施方式之轉印工序之第2工序圖。 圖9係示意性地表示藉由本實施方式之光學構件之製造方法而製成的光學構件之剖視圖。 圖10係表示實施例1～3、6之模具基板之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV、和光學構件之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV之關係的曲線圖。 圖11係表示實施例1～3、6之模具基板之透射波前像差之均方根偏差Rms、與光學構件之透射波前像差之均方根偏差Rms之關係的曲線圖。 圖12係表示自實施例1～3、5、6之模具施加至未硬化之樹脂組成物之壓力、和光學構件之透射波前像差之最大值與最小值之差量PV之關係的曲線圖。 圖13係表示自實施例1～3、5、6之模具施加至未硬化之樹脂組成物之壓力、與光學構件之透射波前像差之均方根偏差Rms之關係的曲線圖。
10:模具
12:模具基板
14:黏著薄膜
16:薄膜鑄模
500:基材
600:未硬化之樹脂組成物
600A:液滴
600B:液滴

Claims (13)

  1. 一種光學構件之製造方法，包含以下工序： 樹脂供給工序，其係對光學構件之基材之表面供給未硬化之樹脂組成物；及 轉印工序，其係將模具之微細凹凸結構轉印至上述未硬化之樹脂組成物；且 上述模具具有積層結構，該積層結構依序積層有模具基板、黏著薄膜及具有上述微細凹凸結構之薄膜鑄模， 上述模具基板具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度， 上述黏著薄膜係兩面具有黏著性之薄膜， 上述黏著薄膜之上述薄膜鑄模側之面之黏著力小於其在上述模具基板側之面之黏著力。
  2. 如請求項1之光學構件之製造方法，其中上述模具基板不具柔軟性。
  3. 如請求項1之光學構件之製造方法，其中上述黏著薄膜之上述薄膜鑄模側之面具有再剝離性及再貼附性。
  4. 如請求項1之光學構件之製造方法，其中於上述轉印工序中，自上述模具施加至上述未硬化之樹脂組成物之壓力為13Pa以上且2200Pa以下。
  5. 如請求項4之光學構件之製造方法，其中於上述轉印工序中，上述薄膜鑄模藉由上述模具之自重而壓在上述未硬化之樹脂組成物上，並將上述微細凹凸結構轉印至上述未硬化之樹脂組成物。
  6. 如請求項1之光學構件之製造方法，其中上述未硬化之樹脂組成物於25℃下具有10cP以上且1000cP以下之黏度。
  7. 如請求項1之光學構件之製造方法，其中於上述樹脂供給工序中，使第1量之上述未硬化之樹脂組成物的液滴附著於上述光學構件之基材之表面，並且亦使較上述第1量少之第2量之上述未硬化之樹脂組成物的液滴附著於上述模具之上述薄膜鑄模之表面； 於上述轉印工序中，藉由使上述模具與上述光學構件之基材相互接近，而使附著於上述模具之上述薄膜鑄模之表面的上述未硬化之樹脂組成物之液滴、與附著於上述光學構件之基材之表面的上述未硬化之樹脂組成物之液滴相接觸後，將上述未硬化之樹脂組成物於上述模具之上述薄膜鑄模與上述光學構件之基材之間展開。
  8. 如請求項1之光學構件之製造方法，其中上述模具基板之透射波前像差之最大值與最小值之差量小於4.1λ。
  9. 如請求項8之光學構件之製造方法，其中上述模具基板之透射波前像差之最大值與最小值之差量小於0.8λ。
  10. 如請求項1之光學構件之製造方法，其中上述模具基板之透射波前像差之均方根偏差小於1.1λ。
  11. 如請求項10之光學構件之製造方法，其中上述模具基板之透射波前像差之均方根偏差小於0.15λ。
  12. 一種壓印用之模具，具有積層結構，該積層結構依序積層有模具基板、黏著薄膜及具有微細凹凸結構之薄膜鑄模； 上述模具基板具有0.5mm以上之厚度及90度以上之蕭氏A硬度， 上述黏著薄膜係兩面具有黏著性之薄膜， 上述黏著薄膜之上述薄膜鑄模側之面之黏著力小於其在上述模具基板側之面之黏著力。
  13. 一種光學構件，係藉由如請求項1至11中任一項之光學構件之製造方法而製成。
TW112149535A 2023-01-13 2023-12-19 光學構件之製造方法、壓印用之模具、及光學構件 TW202432336A (zh)

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