TWI487629B - Function transfer body, the functional layer of the transfer method, the package and the function of transfer film roll - Google Patents

Function transfer body, the functional layer of the transfer method, the package and the function of transfer film roll Download PDF

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Description

機能轉印體、機能層之轉印方法、梱包物及機能轉印膜捲筒
本發明係關於一種用以對被處理體賦予機能之機能轉印體、機能層之轉印方法、梱包物及機能轉印膜捲筒。
於微構造中未表現之奈米構造特有之機能備受矚目。例如作為光學現象,已知有光繞射、源自光繞射之光散射、有效介質近似區域之折射率轉換、光子晶體或光封閉等。又,亦報告有表面電漿子或Dressed光子(Dressed photon)等光學附加(plus alpha)之機能。此外,亦報告有表面積倍增效果或李納-瓊斯勢(Lennard-Jones potential)之建設性干涉(constructive interference)等現象。藉由利用此種奈米構造特有之機能,有可能可實現高效率之半導體發光元件(LED(Light Emitting Diode,發光二極體)或OLED(Organic Light Emitting Diode,有機發光二極體))、燃料電池、太陽電池、光觸媒、微量物質檢測感測器、或超撥水表面、超親水表面、以SLIPS(Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces,光滑液體注入式多孔表面)為代表之滑落表面、水捕獲表面、水蒸氣捕獲表面、防冰表面、防雪表面、抗反射表面、無接著劑之黏著片材、無線供電或器件之小型化等。因此,對被處理體本身進行奈米加工之方法、及於被處理體上形成具有所需之奈米機能之層之方法備受矚目。
專利文獻1中揭示有用以對被處理體進行奈米加工之光硬化性奈米壓印之方法。即,使用光硬化性樹脂作為液體之機能原料,對被處 理體上賦予用以對被處理體進行奈米加工之機能層。專利文獻1中記載有於被處理體上塗佈特定之光硬化性樹脂,繼而將模具之凹凸構造貼合於該光硬化性樹脂膜及以5~100MPa之壓力進行按壓。其後使光硬化性樹脂硬化,最後將模具去除,藉此獲得賦予有用以對被處理體進行奈米加工之機能層的被處理體。
又,專利文獻2中揭示有用以採用與專利文獻1不同之方法對被處理體進行加工之方法。專利文獻2中,於被加工膜(被處理體)上塗佈壓印材料,繼而貼合模板之凹凸構造。其後,使壓印材料硬化並將模板去除,藉此將凹凸構造轉印至被加工膜上。繼而,於轉印形成之凹凸構造之凹部內填充遮罩,對壓印材料進行加工。最後,將殘留之壓印材料視為遮罩而對被加工膜進行加工。即,使用壓印材料作為液體之機能原料,對被處理體(被加工膜)上賦予用以對被處理體進行奈米加工之機能層。專利文獻2中,於被處理體上塗佈特定之壓印材料,並貼合表面具備凹凸構造之模板之該凹凸構造。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2009/110162號說明書
[專利文獻2]日本專利特開2011-165855號公報
根據轉印賦予奈米構造特有之機能之被處理體之用途,機能層之轉印方法被認為有2種。首先為對被處理體另外轉印賦予機能層。其次為使所轉印賦予之機能層作為被處理體之加工遮罩而發揮機能,反映出該加工遮罩之精度而對被處理體進行奈米加工。於任一情形時,均要求提高轉印賦予至被處理體上之機能層之精度、即構造精度與膜厚精度。於上述例示之任一方法中,均於所要賦予機能之被處理 體與具備凹凸構造之模具之凹凸構造面之間夾持液狀之機能原料(硬化性樹脂等),繼而使機能原料硬化。最後將模具去除,藉此對被處理體上賦予機能層。換言之,於對被處理體賦予機能之情形時,經過控制機能層之構造及膜厚之精度的操作。因此,存在如下所示之問題。
(1)於使機能原料於被處理體上成膜之情形時,被處理體越大,並且被處理體之表面之平坦性越降低,成膜之機能原料膜之膜厚均等性越減少。進而,被處理體表面之缺陷或損傷、以及次微米之異物管理非常困難,若存在該等不平整,則機能原料膜會於該不平整部位開裂,產生塗敷不良。進而,使液狀之機能原料於被處理體上成膜後貼合模具之凹凸構造面的操作會增大由機能原料膜整體之流動產生之膜厚分佈。此種機能原料膜之開裂會導致形成於被處理體上之機能層之缺陷,因此會產生不發揮機能之部位(機能不全部位)。又,機能原料膜之膜厚分佈會導致形成於被處理體上之機能層之膜厚分佈,因此會產生所發揮之機能之不均。進而,於對被處理體塗敷機能原料之情形時,對高精度地塗敷之裝置之大小有限制,為了高精度且大面積地成膜液體之機能原料膜,而必須設計過大之設備。
另一方面,於對模具之奈米構造面上塗敷液體之機能原料並貼合於被處理體上之情形時,亦會產生液狀之機能原料膜整體之流動而使機能原料膜之膜厚分佈增大。尤其於對大面積之被處理體或表面平坦性較低之被處理體進行該操作之情形時,貼合時之壓力控制變得困難,機能原料膜之膜厚分佈進一步增大。進而,於存在不平整且機能原料膜厚薄於該不平整之大小之情形時,液狀之機能原料膜於該不平整部位流動開裂,而產生氣孔。氣孔之尺寸大於該不平整之直徑。根據此種機能原料膜之膜厚分佈,會產生所發揮之機能之不均。又,因氣孔而產生機能不全部位。進而,越提高機能原料對模具之凹凸構造 上之塗敷性,換言之,越提高模具與機能原料之親和性,機能原料與模具之接著強度越增大,因此對被處理體之機能轉印精度越降低。反之,存在越減小機能原料與模具之接著強度,塗敷性越降低之問題。
(2)於使液體之機能原料於被處理體上成膜,繼而貼合模具之凹凸構造面,最後將模具去除,藉此對被處理體上賦予機能之情形時,機能原料向模具之凹凸構造內部之流動填充及機能原料對被處理體之潤濕性對機能轉印精度產生較大影響。該流動填充主要受模具與機能原料之界面自由能、機能原料與被處理體之界面自由能、機能原料之黏度、以及貼合時之按壓力所影響。藉由控制該等因素,變得可將機能原料填充至模具之凹凸構造中。即,於限定模具或被處理體之素材之情形時,可使用之機能原料之範圍受到限定。又,於限定模具或機能原料之素材之情形時,可使用之被處理體之範圍受到限定。於解決該等課題時,提出有於機能原料中添加界面活性劑或調平材料之方法,但該等添加物對於機能原料而言為雜質,因此存在引起機能降低之情況。
又,於如專利文獻1中所例示般使用轉印賦予至被處理體上之機能層作為加工遮罩對被處理體進行加工之情形時,需要去除轉印賦予至被處理體上之機能層之殘膜、即機能層之位於凹凸構造之凹部底部下之部位。此處,為了高精度地反映出機能層之精度,而對被處理體進行加工,需要縮減殘膜之厚度,且增高凹凸構造之高度。為了縮減殘膜之厚度,需要使機能原料之黏度降低或使模具之按壓力增強,但殘膜之厚度越薄,機能原料膜之彈性模數越會因奈米尺度特有之效果而增加,因此於不使模具破損之程度之按壓力範圍內,於縮減殘膜厚而使其均等之方面產生極限。另一方面,越縮減殘膜厚,殘膜之分佈於表觀上變得越大,因此有去除模具時對機能層所施加之應力之均等性降低,機能層被破壞,或因集中於機能原料與被處理體之界面之剝 離應力而使機能層附著於模具側之情況。進而,越加深模具之凹凸構造深度,機能原料之流動填充性越降低,又,去除模具時對機能層之應力之絕對值越增大,因此產生轉印不良之情況較多。
再者,於專利文獻2中所例示之方法中,可使殘膜厚增大某程度。其原因在於,轉印賦予機能層後,於機能層之凹凸構造之凹部內部填充遮罩而進行加工。於此情形時,殘膜厚之均等性決定加工精度。即,如上述所說明般,殘膜厚之分佈會產生加工遮罩之分佈,由此使所要加工之被處理體之奈米構造產生分佈。
如上述所說明般,於所要賦予機能之被處理體與具備凹凸構造之模具之凹凸構造面之間夾持液狀之機能原料,最後將模具去除,藉此對被處理體上賦予機能,因此賦予至被處理體上之機能層之膜厚分佈增大而於機能方面產生不均。又,因由塗敷不良或轉印不良引起之缺陷而導致形成機能不全部位。進而,於使液體之機能原料於被處理體上成膜之情形時,為了提高成膜性,而使用過量之機能原料,因此環境適應性降低。又,用以減小機能層之膜厚分佈之設備過大而不現實。進而,如上述所說明般,難以對被處理體上、尤其是大面積之被處理體上賦予所需之機能,又,對被處理體賦予機能之設備受到限定,因此奈米構造特有之機能之理論研究雖然於產業、學術上不斷推進,但使用其實證或實體之研究緩慢。
本發明係鑒於上述說明之問題而完成者,其目的在於提供一種可對被處理體上高精度地賦予機能之機能轉印體、機能層之轉印方法、梱包物及機能轉印膜捲筒。
本發明之機能轉印體之特徵在於:具備表面具備凹凸構造之載體、及設置於上述凹凸構造上之至少1層以上之機能層,上述凹凸構造之平均間距為1nm以上且1500nm以下,並且上述機能層含有樹 脂,且上述機能層露出之面側之表面粗糙度(Ra)、與上述凹凸構造之凸部頂部位置和上述機能層露出之表面之距離(lor)的比率(Ra/lor)為1.2以下。
本發明之機能轉印體之特徵在於:具備表面具備凹凸構造之載體、及設置於上述凹凸構造上之至少1層以上之機能層,上述機能層含有樹脂,且上述凹凸構造之平均間距為1nm以上且1500nm以下,並且於上述凹凸構造之凹部存在空間。
本發明之機能層之轉印方法之特徵在於:依序包括使上述記載之機能轉印體之機能層直接抵接於被處理體之一主面上的步驟、及將上述載體自上述機能層去除的步驟。
本發明之梱包物之特徵在於:其係利用樹脂製盒梱包上述記載之機能轉印體而成。
本發明之機能轉印膜捲筒之特徵在於:上述記載之機能轉印體為膜狀,將上述機能轉印體之一端部連接於筒芯上,且將上述機能轉印體捲取於上述筒芯上。
根據本發明,使用機能轉印體於最佳之場所對被處理體賦予機能,藉此可對被處理體上高精度且高效率地賦予機能。
10‧‧‧載體
11‧‧‧凹凸構造
11a‧‧‧凹部
11b‧‧‧凸部
12‧‧‧機能層
12a‧‧‧第1機能層
12b‧‧‧第2機能層
12c‧‧‧第3機能層
13‧‧‧保護層
14‧‧‧機能轉印體
15‧‧‧支撐基材
20‧‧‧被處理體
21‧‧‧積層體
81‧‧‧平面
82‧‧‧平面
91‧‧‧區域
92‧‧‧區域
201‧‧‧樹脂制盒
201a‧‧‧折板
201b‧‧‧折板
202‧‧‧捆束帶
203‧‧‧固定材
401‧‧‧機能轉印體
401a‧‧‧終端部
401b‧‧‧區域
402‧‧‧封端帶
402a‧‧‧終端部
402b‧‧‧前端部
403‧‧‧覆蓋帶
403a‧‧‧端部
403b‧‧‧端部
404‧‧‧黏著帶
405‧‧‧筒芯
405a‧‧‧外表面
406‧‧‧載體
406a‧‧‧終端部
406c‧‧‧背面
407‧‧‧機能層
407a‧‧‧終端部
A‧‧‧距離
B‧‧‧距離
C‧‧‧距離
D‧‧‧距離
E‧‧‧距離
l‧‧‧端部
m‧‧‧端部
x‧‧‧端部
y‧‧‧端部
圖1A~C係表示使用本實施形態之機能轉印體對被處理體賦予機能之方法之各步驟的剖面模式圖。
圖2A~C係表示使用本實施形態之機能轉印體對被處理體賦予機能之方法之各步驟的剖面模式圖。
圖3係表示本實施形態之機能轉印體的剖面模式圖。
圖4係表示本實施形態之機能轉印體中載體之平均間距與剝離能量之關係的圖表。
圖5係用以說明本實施形態之機能轉印體的載體之凹凸構造A之第1~第4條件的圖表。
圖6係用以說明本實施形態之機能轉印體的載體之凹凸構造A之第1~第4條件的圖表。
圖7係用以說明本實施形態之機能轉印體的載體之凹凸構造A之第1~第4條件的圖表。
圖8係用以說明本實施形態之機能轉印體的載體之凹凸構造A之第1~第4條件的圖表。
圖9係用以說明本實施形態之機能轉印體的載體之凹凸構造A之第1~第4條件的圖表。
圖10係用以說明本實施形態之機能轉印體的載體之凹凸構造A之第1~第4條件的圖表。
圖11A、B係表示本實施形態之機能轉印體的剖面模式圖。
圖12係表示本實施形態之機能轉印體的剖面模式圖。
圖13A~I係表示本實施形態之機能轉印體中之機能層對載體之奈米構造之配置例的剖面模式圖。
圖14A~E係表示本實施形態之機能轉印體中之機能層對載體之奈米構造之配置例的剖面模式圖。
圖15A~C係表示本實施形態之遮罩轉印體的剖面模式圖。
圖16A、B係表示本實施形態之被處理體的剖面模式圖。
圖17A~D係表示本實施形態之積層體的平面模式圖。
圖18A、B係表示本實施形態之被處理體的立體模式圖。
圖19A~D係表示本實施形態之積層體的立體模式圖。
圖20係表示梱包本實施形態之機能轉印體之樹脂製盒的立體圖。
圖21係表示本實施形態之機能轉印膜捲筒中所使用之機能轉印 體的說明圖。
圖22係表示將本實施形態之機能轉印膜捲筒上之機能轉印體固定於筒芯上之方法的說明圖。
圖23係表示實施例6之機能轉印體之比率(Ra/lor)與接著力之關係的圖表。
圖24係表示實施例10之評價結果的圖表。
圖25係表示實施例10之微細圖案構造體及微細遮罩圖案之評價結果的圖表。
圖26係表示實施例10之半導體發光元件之評價結果的圖表。
首先,對本發明之概要進行說明。
本發明之機能轉印體之特徵在於:具備表面具備凹凸構造之載體、及設置於上述凹凸構造上之至少1層以上之機能層,上述凹凸構造之平均間距為1nm以上且1500nm以下,並且上述機能層含有樹脂,且上述機能層露出之面側之表面粗糙度(Ra)、與上述凹凸構造之凸部頂部位置和上述機能層露出之表面之距離(lor)的比率(Ra/lor)為1.2以下。
根據該構成,可反映出載體之凹凸構造之精度及機能層之膜厚精度而對被處理體上轉印賦予機能層。即,可於適宜被處理體之使用之場所,對具有所需之形狀、大小、或材質之被處理體之特定位置或整面高精度地轉印賦予具備凹凸構造之機能層。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述表面粗糙度(Ra)為2nm以上且300nm以下。
根據該構成,除上述效果以外,製造機能轉印體時之工業性亦大幅度提高。
本發明之機能轉印體之特徵在於:具備表面具備凹凸構造之載 體、及設置於上述凹凸構造上之至少1層以上之機能層,上述機能層含有樹脂,且上述凹凸構造之平均間距為1nm以上且1500nm以下,並且於上述凹凸構造之凹部存在空間。
根據該構成,可反映出載體之凹凸構造之精度及機能層之膜厚精度而對被處理體上轉印賦予機能層,並且可提高機能層之源自奈米構造之機能之多樣性。即,可於適宜被處理體之使用之場所,對具有所需之形狀、大小或材質之被處理體之特定位置或整面高精度地轉印賦予具備奈米構造之機能層。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述機能轉印體之與上述載體相反側之露出面於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。
根據該構成,機能轉印體之物理穩定性提高,因此即便於將機能轉印體搬送至適宜被處理體之使用之場所之情形時,亦可保持機能轉印體之機能層之精度。
於此情形時,較佳為於超過20℃且為300℃以下之溫度範圍內,機能轉印體之與載體相反側之露出面顯示出黏性,或該露出面之黏性增加。
根據該構成,可保持將機能轉印體貼合於被處理體上時的機能層與被處理體之接著性,並且機能轉印體之物理穩定性提高,因此即便於將機能轉印體搬送至適宜被處理體之使用之場所之情形時,亦可反映出機能轉印體之機能層之精度而對被處理體上轉印賦予機能層。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述樹脂含有極性基。
根據該構成,尤其可增大被處理體與機能層之界面接著強度,因此機能層之轉印賦予精度提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述極性基包含選自由環氧基、羥基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、羧基及羰基所組成之群中之至少1種以上之極性基。
根據該構成,可增大被處理體與機能層之界面接著強度,並且可減小機能層與載體之界面接著力,因此機能層之轉印賦予精度提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述機能層含有光硬化性物質。
根據該構成,尤其可減小機能層與載體之界面接著力,因此機能層之轉印賦予精度提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述比率(Ra/lor)為0.75以下。
根據該構成,機能層與被處理體之接著面積及接著力增大,並且可抑制機能層之破壞,因此轉印性提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述凹凸構造之平均縱橫比(A)為0.1以上且5.0以下。
根據該構成,可抑制轉印賦予至被處理體上之機能層之凹凸構造之缺陷。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述比率(Ra/lor)為0.25以下。
根據該構成,機能層與被處理體之接著面積及接著力進一步增大,並且可抑制機能層之破壞,因此轉印性提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述載體於表面之一部分或整面具備凹凸構造A,上述凹凸構造A中凸部頂部寬度(Mcv)與凹部開口寬度(Mcc)之比率(Mcv/Mcc)、及上述凹凸構造A之單位面積(Scm)之區域中所存在之開口部面積(Sh)與上述單位面積(Scm)之比率(Sh/Scm)滿足下述式(1),並且上述比率(Sh/Scm)滿足下述式(2),上述比率(Mcv/Mcc)滿足下述式(3),且上述凹凸構造A之平均縱橫比(A)滿足下述式(4)。
式(2)0.23<(Sh/Scm)≦0.99
式(3)0.01≦(Mcv/Mcc)<1.0
式(4)0.1≦A≦5
根據該構成,機能層對載體之凹凸構造之配置精度提高,並且可抑制將載體自機能層去除時之機能層之破壞,故而機能層對被處理體之轉印精度提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述樹脂含有環狀部位。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述環狀部位包含選自由4員環、5員環及6員環所組成之群中之至少1種以上之要素。
根據該等構成,載體之凹凸構造與機能層之界面密接強度減小,因此轉印性提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述機能層含有上述樹脂及單體。
於此情形時,機能轉印體之物理穩定性提高。因此,即便於將機能轉印體搬送至適宜被處理體之使用之場所之情形時,亦可將精度及性能較高之機能層轉印賦予至被處理體上。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述機能層含有光硬化性樹脂或光硬化性單體。
根據該構成,可藉由硬化收縮作用降低機能層與載體之凹凸構造之界面密接強度,因此可提高將機能轉印體之機能層轉印賦予至被 處理體上時之速度。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述凹凸構造含有選自由氟元素、甲基及矽氧烷鍵所組成之群中之至少1種以上之要素。
根據該構成,可減小載體與機能層之接著力,因此轉印精度提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述凹凸構造之上述機能層面側之表層氟元素濃度(Es)與上述凹凸構造之平均氟元素濃度(Eb)的比率(Es/Eb)超過1且為30000以下。
根據該構成,機能層對機能轉印體之配置精度提高,並且機能層對被處理體之轉印性提高。進而,載體之重複使用性提高。
於本發明之機能轉印體中,較佳為上述載體為膜狀,且上述載體之寬度為3英吋以上。
根據該構成,可對被處理體轉印賦予無縫之機能層。
本發明之機能層之轉印方法之特徵在於:依序包括使上述記載之機能轉印體之機能層直接抵接於被處理體之一主面上的步驟、及將上述載體自上述機能層去除的步驟。
根據該構成,可不另外使用接著劑而對被處理體賦予機能層,因此可最大限度地表現出機能層之效果。
本發明之梱包物之特徵在於:其係利用樹脂製盒梱包上述記載之機能轉印體而成。
根據該構成,可抑制將機能轉印體於適宜被處理體之使用之場所使用時的異物之產生,並且可將樹脂製盒再利用。
本發明之機能轉印膜捲筒之特徵在於:上述記載之機能轉印體為膜狀,將上述機能轉印體之一端部連接於筒芯上,且將上述機能轉印體捲取於上述筒芯上。
根據該構成,可對被處理體連續地賦予機能,並且使搬送機能 轉印體時之積體性提高,並且可抑制搬送時之機能轉印體之缺陷產生。
<機能轉印體之概要>
以下,參照圖式對本發明之實施形態進行具體說明。
圖1及圖2係表示使用本實施形態之機能轉印體對被處理體賦予機能之方法之各步驟的剖面模式圖。
首先,如圖1A所示,載體10於其主面上形成有凹凸構造11。凹凸構造11為包含複數個凹部11a與凸部11b之奈米構造。以下,將凹凸構造11亦稱為奈米構造11。載體10例如為膜狀或片狀。
其次,如圖1B所示,於載體10之奈米構造11之表面上設置機能層12。機能層12之配置或機能層12之層數並不限定於此。進而,如圖1C所示,可於機能層12之上側設置保護層13。保護層13係保護機能層12者,並非必需。以下,將包含載體10及機能層12之積層體稱為機能轉印體14。
其次,準備如圖2A所示之被處理體20。繼而,如圖2B所示,使去除保護層13後之機能轉印體14之機能層12之露出面直接抵接於被處理體20之主面上。其次,如圖2C所示,將載體10自機能層12去除。其結果為,獲得包含機能層12及被處理體20之積層體21。積層體21根據其用途,可以積層體21之狀態使用,亦可於使積層體21之機能層12作為被處理體20之加工遮罩發揮機能而對被處理體20進行奈米加工後使用。此處,將機能層12高精度地轉印賦予至被處理體20上之要點在於,提高機能層12與被處理體20之接著強度、及抑制將載體10去除時之機能層12之破壞。再者,於以下之說明中,有將積層體21之機能層12表記為機能層S12,將積層體21之機能層12之奈米構造11表記為奈米構造S11之情況。
再者,於上述之抵接與去除之間,例如對積層體21照射能量射 線而使機能層12穩定化。又,例如藉由抵接時所施加之熱而使機能層12穩定化。或者,例如於對積層體21照射能量射線後對積層體21進行加熱而使機能層12穩定化。又,於照射能量射線時,藉由設置針對能量射線之遮光遮罩,可獲得具備經圖案化之機能層12之積層體21。
於本實施形態中,以一條生產線(以下,稱為第1生產線)進行圖1A~圖1C所示之自載體10獲得機能轉印體14之過程。以另一條生產線(以下,稱為第2生產線)進行其以後之圖2A~圖2C之過程。於更佳之態樣中,第1生產線與第2生產線係以分別之設備進行。因此,機能轉印體14例如於載體10為膜狀且具有可撓性之情形時,係將機能轉印體14捲繞於卷軸狀(捲筒狀)之機能轉印膜捲筒而保管或搬運。
於進而較佳之態樣中,第1生產線為機能轉印體14之供應者之生產線,第2生產線為機能轉印體14之使用者之生產線。如此,供應者預先量產機能轉印體14並提供給使用者,藉此具有如下優點。
(1)可使構成機能轉印體14之載體10之奈米構造11之精度及機能層12之厚度精度反映出來而對被處理體20賦予機能,製造積層體21。即,於供應者之生產線中,可預先決定奈米構造11之形狀及排列、以及機能層12之厚度等精度。然後,於使用者之生產線中,可不使用繁雜之製程或裝置而將預先決定之機能層12之精度僅對被處理體20之整面或被處理體20之特定範圍內高精度地賦予機能。
(2)可於適宜賦予有機能之被處理體20之使用之場所使用機能轉印體14來製造積層體21。即,可於最適宜積層體21之使用之使用者之生產線中,使用機能轉印體14對被處理體20賦予機能。因此,可縮短使用者之生產線中使用積層體21之前之移動距離,且可使製程簡化,因此可抑制異物對積層體21之機能層12之附著或機能層S12之破損。藉此,可製造例如於被處理體面內具有穩定機能之器件。
如上述所說明般,機能轉印體14係包含載體10及設置於載體10 之奈米構造11上之機能層12之積層體。即,可藉由機能轉印體14之載體10之奈米構造11之精度及機能轉印體14之機能層12之厚度精度預先決定並確保支配積層體21之機能精度之奈米構造之精度(奈米構造之形狀、排列等)及機能層之厚度精度。進而,藉由使第1生產線成為機能轉印體14之供應者之生產線,使第2生產線成為機能轉印體14之使用者之生產線,可於最適宜對被處理體20賦予機能且最適宜使用積層體21之環境下獲得積層體21。因此,可提高積層體21及使用積層體21之器件組裝之精度(良率)及產能(throughput)。
使用圖3對本實施形態之機能轉印體14進行更詳細說明。圖3係表示本實施形態之機能轉印體的剖面模式圖。如圖3所示,機能轉印體14具備載體10。載體10於其表面具備奈米構造11。奈米構造11係指參照圖1A進行說明之凹凸構造11,且其凹凸為奈米級,尤其凹凸之平均間距為1nm以上且1500nm以下。於奈米構造11之表面上設置機能層12。機能層12對奈米構造11之配置可根據積層體21之用途而決定,因此並無特別限定。又,可於機能層12露出之面側設置保護層13。進而,可於載體10之與奈米構造11相反側之面上設置支撐基材15。於以下之說明中,只要無特別說明,則僅由奈米構造11構成載體10之情形及由奈米構造11與支撐基材15構成載體10之情形均簡單地表現為載體10。
<機能轉印體之必需要件(A)~(E)>
上述之本實施形態之機能轉印體14為以下之任一種機能轉印體。第1,機能轉印體(以下,亦稱為第1機能轉印體)之特徵在於:(A)於表面具備奈米構造11之載體10之奈米構造11上預先設置至少1層以上之機能層12,(B)奈米構造11之平均間距為1nm以上且1500nm以下,(C)機能層12含有樹脂, (D)機能層12露出之面側之表面粗糙度(Ra)、與奈米構造11之凸部頂部位置和機能層12露出之表面之距離(lor)的比率(Ra/lor)為1.2以下。
第2,機能轉印體(以下,亦稱為第2機能轉印體)之特徵在於:(A)於表面具備奈米構造11之載體10之奈米構造11上預先設置至少1層以上之機能層12,(B)奈米構造11之平均間距為1nm以上且1500nm以下,(C)機能層12含有樹脂,(E)於奈米構造11之凹部11a存在空間。
藉由包含同時滿足該等要件(A)、(B)、(C)及(D)或(A)、(B)、(C)、及(E)之部分,而發揮出如下之效果。藉由使用機能轉印體14,可對所需之被處理體20之一部分或整面轉印賦予高精度之機能層12。該轉印可於最適宜使用積層體21之場所進行。此處,發揮出此種效果之要點在於:提高機能轉印體14之機能層12對奈米構造11之配置精度及厚度精度、提高機能層12與被處理體20之接著強度、以及抑制將載體10去除時之機能層12之破壞。
(1)如上述(A)所示,於載體10之奈米構造11上預先設置機能層12,藉此機能層12對奈米構造11之配置精度及厚度精度提高。此處,配置精度係指以反映出奈米構造11之形狀或排列之精度之方式將機能層12設置於奈米構造11上。因此,詳細內容於以下之<機能層之配置>中進行說明,可僅於載體10之奈米構造11之凹部11a之底部附近、凸部11b之頂部上、或凹部11a之側面部配置機能層12,可以於奈米構造11之凹部11a及凸部11b上形成覆膜之方式配置機能層12,亦可以將奈米構造11填充而使之平坦化之方式配置機能層12。無論機能層12對奈米構造11之配置例如何,藉由將機能層12預先設置於奈米構造11上,均可提高機能層12之配置精度及厚度精度。即,轉印至被處理體 20上之機能層12具備具有與載體10之奈米構造11對應之排列或形狀的奈米構造。即,可以機能轉印體14預先決定並確保積層體21之機能層S12之厚度精度及奈米構造S11之精度。因此,可對被處理體20高精度地賦予源自奈米構造之機能。
舉出於機能轉印體14中以將載體10之奈米構造11之凹部11a填充之方式設置機能層12之情形為例,更具體地說明預先設置機能層12之效果。例如,若為光奈米壓印法,則經由液狀之光硬化性樹脂(機能原料)夾持模具之奈米構造與被處理體,於該狀態下使光硬化性樹脂硬化。此處,為了有效地表現出源自奈米構造之機能,亦有縮減光硬化性樹脂之膜厚之情況。若使光硬化性樹脂之膜厚逐步縮減至次微米尺度,則光硬化性樹脂作為黏度或彈性模數大於以塊體原料測定之值的黏性流體而發揮作用,因此對模具之奈米構造內部之填充性降低,招致填充不良。即,有於模具之奈米構造之凹部內部生成奈米泡之情況。例如製作具備平均間距為300nm之奈米構造之包含氟樹脂之模具,於包含石英之被處理體上使光硬化性樹脂以膜厚分別成為200nm、300nm、400nm、以及1500nm之方式成膜,並使用層壓捲筒使模具貼合。繼而,對光硬化性樹脂照射對塊體之硬化充分之100mW/cm2 之紫外光直至成為2000mJ/cm2 之累計光量為止而使之硬化,並將模具去除。所獲得之包含光硬化性樹脂/石英之積層體之奈米構造面除光硬化性樹脂之膜厚為1500nm之情形以外均白濁,由原子力顯微鏡觀察確認到奈米構造之高度較低之部分或破壞之部位。如此,模具之奈米構造之精度之反映性降低。進而,由於捲入環境氛圍,故而存在填充不良部位之光硬化性樹脂之反應率降低之傾向。又,於光硬化性樹脂含有溶劑之情形時,光硬化性樹脂之反應率降低。由反應率降低導致物理強度降低,因此產生將模具去除時之光硬化性樹脂之奈米構造之破壞。
另一方面,於本實施形態中,於載體10之奈米構造11上預先設置機能層12,故而可不經由機能原料之物性變化而進行塗敷,因此對奈米構造11內部之填充性提高。進而,將機能原料溶解於溶劑中而使用亦變得容易。可使用溶劑意指可不進行雜質對機能層12之添加而調整塗敷液與載體10之奈米構造11之界面中之界面自由能、及可降低黏度。其意指可提高機能原料對載體10之奈米構造11之潤濕性,因此填充性提高。即,可提高機能層12對載體10之奈米構造11之配置精度及膜厚精度,因此可對被處理體20上轉印賦予精度較高之奈米構造。
(2)又,如上述(B)所示,藉由使奈米構造11之平均間距滿足特定之範圍,可發揮出奈米構造特有之機能,並且可使該機能高精度地轉印形成於被處理體20上。尤其可抑制將載體10去除時之機能層12之破壞。
尤其上述(B)中所示之奈米構造11之平均間距之下限值即1nm係根據製造機能轉印體14時之工業性而判斷。又,就提高機能層12之配置精度之觀點而言,平均間距較佳為10nm以上,就確保配置精度而進一步提高轉印精度之觀點而言,平均間距更佳為30nm以上,最佳為50nm以上。另一方面,奈米構造11之平均間距之上限值即1500nm通常係根據於表現出奈米構造特有之機能之範圍內獲得積層體21時的剝離能量、及機能層S12之奈米構造S11之缺陷率而判斷。對平均間距之上限值進行更詳細說明。圖4係表示載體之平均間距與剝離能量之關係的圖表。圖4表示計算將載體10自機能層12剝離去除時對機能層12之凸部所施加之剝離能量所得的結果。再者,計算中所使用之模式與計算假設如下所述。
.計算模式
載體10之奈米構造11具有複數個凹部11a,該等凹部11a呈正六方排列。凹部11a中開口部之直徑為平均間距之0.9倍,以開口部之深度/ 開口部之直徑表現之縱橫比為0.9。又,凹部11a之形狀係設為圓錐狀。機能轉印體14之存在奈米構造11之區域之寬度係設為250mm,於0.01N之力下以剝離角10°剝離。剝離能量係作為將載體10剝離去除時所解除之吉布斯自由能以尺度(dimension)erg/cm2 算出,藉由乘以奈米構造11之凹部11a之形狀及密度而轉換為J。
圖4之橫軸為平均間距,尺度為奈米。又,縱軸為剝離能量,將平均間距為12,000nm之情形標準化為1。根據圖4可知,若平均間距增大,則剝離能量呈指數地增大。即,意指將載體10剝離而獲得積層體21時機能層12對奈米構造11所施加之剝離力隨著平均間距之增加而呈指數地增加。其次,根據實驗觀察到以機能層12之彈性模數為參數將載體10剝離去除時所產生之機能層12之奈米構造11之破壞。此時,可根據構成機能層12之物質之彈性模數,計算受剝離能量影響之彈性變形率。將由該計算獲得之變形率與由實驗獲得之奈米構造11破損之剝離力加以對照,算出機能轉印體14所應容許之剝離能量之上限值,結果以圖4之標準化後之數值計為0.03左右。若將其換算為平均間距,則約為2000nm。相對於理論之實驗值之擬合偏差為±10%左右,因此將上限值決定為1500nm。尤其就確保機能層12之轉印性且提高轉印賦予速度之方面而言,平均間距更佳為1200nm以下。
藉由滿足由該等上限值與下限值所限定之平均間距之範圍,可對被處理體20之特定範圍或整面高精度地賦予表現奈米構造特有之機能之機能層12。再者,平均間距之範圍之更佳之範圍可根據積層體21之用途,由奈米構造特有之機能而決定。奈米構造特有之機能係指例如光繞射機能、有效介質近似機能、源自光繞射之光散射機能、表面電漿子機能、滲透波提取機能、比表面積增加機能、準電位設定機能、光封閉機能、李納-瓊斯勢之建設性干涉機能、超撥水機能、超親水機能、滑落機能、量子機能、Dressed光子機能、光提取機能、 光子晶體機能、奈米反應場機能、量子點(Quantum dot)機能、奈米粒子機能及超材料(meta-material)機能等。以下,將此種效果統稱記為奈米構造特有之機能。再者,平均間距之定義及測定方法如下所述。
(3)又,如上述(C)所示,藉由使機能層12含有樹脂,而使機能轉印體14抵接於被處理體20時的機能層12之最外層之流動性提高,促進下述要件(D)之效果,因此被處理體20與機能層12之接觸面積增大,隨之接著力增大。進而,藉由下述要件(D),可抑制機能層12整體之流動性。即,於使機能轉印體14抵接於被處理體20時,可表現出機能層12之表層之流動性,並且可抑制機能層12之整體之流動性。因此,可以機能轉印體14預先決定機能層12之精度,對被處理體20轉印具有該精度之機能層12。機能層12中所含之樹脂並無特別限定,較佳為含有極性基之樹脂。於此情形時,可併用氫鍵作用及靜電相互作用,因此機能層12與被處理體20之接著強度增大。進而,可利用由氫鍵作用、靜電相互作用或聚合等引起之體積收縮,因此可減小奈米構造11與機能層12之界面接著力。因此,轉印性提高。尤其機能層12中所含之樹脂較佳為含於機能層12之最外層。進而,機能層12含有具有環狀部位之樹脂,藉此可使機能層12與奈米構造11之密接力藉由環狀部位之堆積、或利用環狀部位之機能層12與奈米構造11之界面上之分子空間形成而降低,因此轉印性提高。進而於此情形時,藉由該環狀部位為選自由4員環、5員環及6員環所組成之群中之至少1種以上之要素,而使上述效果變得更顯著。再者,關於構成機能層12之材料及機能層12之最外層之厚度留待後文進行詳細敍述。
(4)又,如上述(D)所示,藉由使機能層12露出之面側之表面粗糙度(Ra)、與奈米構造11之凸部頂部位置和機能層12露出之表面之距離(lor)的比率(Ra/lor)為1.2以下而使機能層S12之轉印率及轉印精度提高。該比率(Ra/lor)之上限值係根據機能轉印體14與被處理體20之接 著強度及積層體21之機能層S12之奈米構造S11之轉印精度而判斷。更具體而言,藉由使比率(Ra/lor)為1.2以下,首先,使機能層12之表層之流動性增大,於確保機能層12之膜厚精度之狀態下增大被處理體20與機能層12之接著面積,使接著強度增加。其次,可使將載體10自機能層12剝離去除時機能層12對奈米構造11所施加之剝離應力之均等性提高。即,可抑制集中應力,因此可抑制機能層12之以凝聚破壞為代表之破壞。
更詳細地說明比率(Ra/lor)之效果。機能轉印體14中之機能層12之轉印之要點在於:於確保機能層12之膜厚精度之狀態下,(α)增強機能層12與被處理體20之界面接著強度、及(β)抑制將載體10去除時之機能層12之破損。為了(α)提高機能層12與被處理體20之界面接著強度,而必需增大機能層12之表面與被處理體20之接著面積。即,必需抑制將空氣等貼合時之氛圍封閉於機能層12與被處理體20之間。另一方面,為了(β)抑制將載體10剝離去除時之機能層12之破損,而必需使對機能層12所施加之剝離應力均等化。此處,於接著面積較小而被處理體20與機能層12部分性地接著之情形時,將載體10剝離時之應力於接著部與非接著部不同。換言之,剝離應力產生集中點,產生機能層12自被處理體20之脫離或機能層12之破壞。根據以上說明判斷,無論機能轉印體14之機能層12之配置例如何,本質均在於良好地增大機能層12與被處理體20之接著面積。
此處,現實中難以使被處理體20及機能轉印體14之機能層12側之表面之粗糙度均無限地接近0來增大接著面積。即,為了增大該接著面積,而必需增大由機能層12與被處理體20之表面粗糙度計算之實際接觸面積Ar。此處,實際接觸面積Ar係由被處理體20之表面粗糙度與機能轉印體14之機能層12側之表面粗糙度所決定。即,必需考慮粗糙面間彼此之接觸。此處,將等效半徑r定義為(1/r)=(1/rf)+(1/rt), 將等效楊式模數E定義為(1/E)=(1/2).{[(1-νf2 )/Ef]+[(1-νt2 )/Et]},藉此可將粗糙面間彼此之接觸問題簡化成平面與粗糙面之間之接觸問題。再者,rf為假設成為機能轉印體14之機能層12面側之表面粗糙度之起因的微小突起之情形之該微小突起之半徑。rt為假設成為被處理體20之表面粗糙度之起因的微小突起之情形之該微小突起之半徑。Ef、νf及Et、νt分別為機能層12及被處理體20之楊式模數與泊鬆比。又,由於表面粗糙度通常符合正態分佈,故而可假設表面粗糙度之機率密度函數f(ξ)與(1/σ).exp(-ξ22 )成比例。根據以上之假設,機能轉印體14之機能層12之表面側與被處理體20之實際接觸面積Ar可以Ar(1/E).(r/σ)1/2 .Nc算出。再者,σ為兩面間之合成平方平均平方根粗糙度,Nc為垂直荷重之期望值。再者,於本說明書中,為了儘可能減小機能轉印體14之機能層12側之表面粗糙度之偏差、即標準偏差之影響,而採用作為算術平均粗糙度之Ra作為表面粗糙度。此處,將楊式模數為1MPa之PDMS(聚二甲基矽氧烷)用於機能層12,並以使載體10之奈米構造11平坦化之方式進行配置。於該狀態下,改變載體10之奈米構造11之凸部頂部位置與機能層12之表面之距離即距離(lor)。再者,機能層12之表面側之表面粗糙度(Ra)於樣品間之偏差以Ra計為28nm~33nm。被處理體20係使用表面粗糙度(Ra)為1nm以下之4英吋之c面藍寶石。關於上述實際接觸面積Ar,於機能轉印體14之構成相同且被處理體20相同之情形時,若使將機能轉印體14貼合於被處理體20時之壓力等條件固定,則無論距離(lor)如何均固定。由於實際接觸面積Ar無法實測,故而於將機能轉印體14貼合於被處理體20後,沿被處理體20之主面內方向牽引機能轉印體14,對此時之力F進行評價。即,如既已說明般,通常無論距離(lor)如何,實際接觸面積Ar均成為固定值,因此該測定之力F亦應成為固定。但是,確認到使距離(lor)逐步變小,自比率(Ra/lor)超過1.2時起力F急遽減小。推測其原因在 於,藉由使比率(Ra/lor)增大,而使實際接觸面積Ar減少。機制尚不明確,但可認為產生此種現象之理由在於,於比率(Ra/lor)增大之情形時,機能層12之表層之流動性受奈米構造特有之效果所束縛,而無法流動吸收機能層12與被處理體20之界面之不平整。
其次,將黏著帶貼合於機能轉印體14之包含PDMS之機能層12之表面,並將載體10與PDMS分離。利用光學顯微鏡與掃描式電子顯微鏡對分離所得之PDMS進行觀察。自比率(Ra/lor)同樣超過1.2時起,變得觀察到特別多之包含PDMS之機能層12之破損、以及該機能層12之奈米構造S11之破壞。推測其原因在於,於比率(Ra/lor)較大之情形時,考慮將載體10剝離去除時由載體10之奈米構造11對機能層12所施加之應力時,產生較多該應力局部集中之點,因此機能層12凝聚破壞。
根據以上說明,藉由使比率(Ra/lor)為1.2以下,可良好地保持機能層12之表層之流動性,因此可確保機能層12之膜厚精度。於該狀態下,(α)可增強機能層12與被處理體20之界面接著強度,並且(β)可抑制將載體10去除時之機能層12之破損。因此,可以機能轉印體14預先決定機能層12之精度,獲得具備反映出該精度之機能層S12之積層體21。
尤其就使機能層12對因提高載體10之剝離速度而增加之剝離應力(剝離時之衝量)之耐性提高並使轉印精度進一步提高之觀點而言,比率(Ra/lor)較佳為0.75以下。又,就即便於良好地解除機能層12之表層之流動性之束縛而為速度較大之抵接之情形時亦可提高機能層12與被處理體20之接著性之方面而言,比率(Ra/lor)較佳為0.55以下。進而,就使轉印賦予機能層12時之缺陷率進一步降低,並且儘可能減小對被處理體20之大小或外形之影響之觀點而言,比率(Ra/lor)較佳為0.30以下。尤其就使被處理體20與機能層12之接著面積、以及接著力 穩定化,使機能層12之轉印性大幅度穩定化之觀點而言,比率(Ra/lor)更佳為0.25以下,最佳為0.10以下。
再者,關於比率(Ra/lor)之下限值,就機能轉印體14之量產性及控制性之方面而言,較佳為0.002以上。
關於機能層12側之表面粗糙度(Ra)之絕對值,就增大實際接觸面積Ar,增大機能層12與被處理體20之接著面積,提高接著強度,並且於工業上亦增大機能轉印體14之機能層12側之表面粗糙度(Ra)之控制性之觀點而言,較佳為500nm以下,更佳為300nm以下。又,就容易增大實際接觸面積Ar,擴大距離(lor)之範圍之觀點而言,表面粗糙度(Ra)較佳為150nm,更佳為100nm以下。進而,於表面粗糙度(Ra)為50nm以下之情形時,可增大使機能轉印體14抵接於被處理體20之速度,故而較佳,最佳為30nm以下。再者,關於下限值,就工業性之觀點而言,較佳為1nm以上,最佳為2nm以上。再者,表面粗糙度(Ra)、及距離(lor)之定義及測定方法如下所述。
根據上述說明之原理,亦可顯示出機能轉印體14與被處理體20之關係。即,關於上述原理,由於以2個對象重合時之實際接觸面積Ar為基礎,故而比率(Ra/lor)不僅對於機能轉印體14,亦可擴展至機能轉印體14與被處理體20之關係。換言之,於將機能轉印體14之機能層12面側之表面粗糙度設為(Raf),並將被處理體20之表面粗糙度設為(Rat)時,若將合成平方平均平方根粗糙度(Ra')定義為(Raf2 +Rat2 )1/2 ,則比率(Ra'/lor)滿足上述說明之比率(Ra/lor)之範圍,藉此可將轉印精度保持為較高。再者,被處理體20之表面粗糙度(Rat)可藉由與機能轉印體14之機能層12面側之表面粗糙度(Raf)相同之方法而測定。
又,如上述(E)所示,藉由使奈米構造11之凹部11a中存在空間,而使可轉印載體10之奈米構造11之形狀或排列之多樣性提高,因此奈 米構造特有之機能之多樣性提高。即,可獲得具有多樣性為載體10之奈米構造11之形狀或排列以上之奈米構造S11之積層體21,因此可減少第1生產線內所使用之載體10之種類,故而工業性提高。
此處,所謂於凹部11a中存在空間,意指凹部11a之內部未由機能層12完全填充,而即便於奈米構造11上設置機能層12後,於凹部11a之內部例如亦殘留有存在如空氣之氣體之空隙。
例如,「於凹部11a中存在空間」狀態包含如下情形。
(1)機能層12不存在於凹部11a中而僅存在於凸部11b之頂部(參照圖13B)。
(2)僅於凹部11a之內部之一部分填充有機能層12,於上部存在填充殘餘(參照圖13A)。
(3)於凹部11a之整個內部填充有機能層12,但於機能層12與規定凹部11a之載體10之表面之間存在間隙。
(4)為於凹部11a之整個內部填充有機能層12之狀態(參照圖13E等),但於機能層12之內部存在空間。
(4-1)於機能層12之內部點狀分散有如氣孔者。
(4-2)機能層12包含複數個層,於某一層與另一層之間存在間隙。
(5)僅於規定凹部11a之載體10之側面部配置機能層12。
(6)於包含凹部11a及凸部11b兩處之奈米構造11之表面以皮膜之形式形成機能層12。
若更具體地進行說明,則例如於僅於載體10之奈米構造11之凸部頂部上設置機能層12之情形時,可將奈米構造11之凸部頂部之平面資訊轉印賦予至被處理體20上。又,例如於在載體10之奈米構造11之凹部11a設置空間且以使奈米構造11平坦化之方式設置機能層12之情形時,可將奈米構造11之排列資訊轉印賦予至被處理體20上,並且可以 任意之範圍調整所轉印之機能層S12之奈米構造S11之高度資訊。又,例如於設置如被覆載體10之奈米構造11之第1機能層並以使第1機能層平坦化且於第1機能層之凹部存在空間之方式配置第2機能層之情形時,可將載體10之奈米構造11之排列資訊及形狀資訊轉印賦予至被處理體20上,並且可於機能層S12之奈米構造S11之內部設置空間。藉此,例如可造成折射率之較大之變化而使光學散射性(光繞射或光散射)之強度增加,或調整機能層S12之硬度。
如以上所說明般,第1機能轉印體包含同時滿足上述要件(A)、(B)、(C)及(D)之部分。藉此,可對具有所需之形狀、大小、或材質之被處理體20之特定位置或整面,於適宜被處理體20之使用之場所,轉印賦予高精度地表現出奈米構造特有之機能之機能層S12,即獲得積層體21。
又,第2機能轉印體包含同時滿足上述要件(A)、(B)、(C)、及(E)之部分。藉此,除第1機能轉印體之效果以外,亦可提高奈米構造特有之機能之多樣性。
<機能轉印體之更佳之要件(F)、(G)、(H)>
進而,上述之第1機能轉印體及第2機能轉印體藉由進而同時滿足下述要件(F),而使機能層12之轉印性進一步提高,並且即便於輸送機能轉印體14之情形或捲成捲筒(roll up)之情形時亦可保持設置於載體10之奈米構造11上之機能層12之精度。
(F)機能轉印體14之與載體10相反側之露出面於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。
藉由滿足要件(F),可獲得穩定之機能轉印體14。此處,所謂「穩定」,意指例如於將機能轉印體14於第1生產線中捲成捲筒之情形或自第1生產線向第2生產線輸送之情形時,機能轉印體14之機能層12之膜厚分佈不會急遽惡化。即,變得不易產生由機能層12之膜厚分佈 引起之機能降低。即,即便於將機能轉印體14自第1生產線向第2生產線輸送之情形時,亦可維持受輸送時之衝擊或使用時之操作影響之機能層12之配置精度及膜厚精度,因此可於最適宜積層體21之使用之場所將高精度之機能層S12轉印賦予至被處理體20上。進而,被處理體20之形狀包含曲面之情形或僅對被處理體20之特定位置轉印賦予機能層12時之精度亦提高。其自使用液體之機能層之情形的由機能層12之流動引起之膜厚變動之觀點考慮非常有益。
又,例如藉由加溫或能量射線之照射而使非液體狀態之機能層12之表層更具流動性,藉此可抑制機能層12整體之膜厚變動,並且容易增大對被處理體20之接著面積,進一步增強對被處理體20之接著強度。於將載體10去除之前之階段中,進行加溫、冷卻或照射能量射線,藉此使具有流動性之機能層12表面或整體硬化或固化,藉此該接著性得以固定化,並且由於機能層12保持形狀,因此於該狀態下將載體10去除,藉此可於被處理體20上高精度地轉印形成機能層S12。又,例如於機能層12之表面或整體為凝膠狀之情形時,對被處理體20貼合機能轉印體14後,藉由加溫或能量射線照射而使機能層12硬化或固化,藉此可使與被處理體20之接著性固定化,且保持機能層12之形狀。於該狀態下將載體10去除,藉此可對被處理體20上高精度地賦予機能層S12。又,例如於機能層12之表面或整體為黏著狀體之情形時,貼合於被處理體20後,視需要加溫或照射能量射線並將載體10去除,藉此可對被處理體20上高精度地賦予機能層S12。再者,非液體狀態如下所述。
進而,藉由亦同時滿足下述要件(G),而保持將機能轉印體14貼合於被處理體20時的機能層12與被處理體20之接著性,並且機能轉印體14之物理穩定性提高,因此即便於將機能轉印體14搬送至適宜使用積層體21之場所之情形時,亦可反映出機能轉印體14之機能層12之精 度而對被處理體20轉印賦予機能層S12。
(G)機能轉印體14之與載體10相反側之露出面於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態,並且於超過20℃且為300℃以下之溫度範圍內顯示出黏性或黏性增加。
於此情形時,機能轉印體14之機能層12於未使用時其表面為非液體狀態,因此機能層12對奈米構造11之配置精度及膜厚精度得以保持。此處,於使機能轉印體14直接抵接於被處理體20時,藉由施加特定之溫度,而機能層12之表面表現出黏性、即黏著性,或其黏著性增加。即,機能層12對奈米構造11之配置精度得以保持,並且可抑制機能層12整體之流動性,並且可提高上述要件(D)中所說明的機能層12與被處理體20之界面之流動性,因此可增大機能層12與被處理體20之接著面積,提高接著強度。因此,機能層S12對被處理體20之轉印性提高。
又,使用本實施形態之機能轉印體14對被處理體20賦予機能之方法、即機能層12之轉印方法之特徵在於:如圖2B所示般,(H)使機能層12直接抵接於被處理體20之一主面上,其後將載體10自機能層12去除。
藉由滿足要件(H),而發揮出如下效果。藉由包括使機能轉印體14之機能層12直接抵接於被處理體20之一主面上之步驟,可避免於將機能層12轉印至被處理體20時使用不具有機能之接著劑等雜質。於使用接著劑之情形時,必需提高接著劑與機能層12及接著劑與被處理體20之接著力,且降低接著劑與載體10之接著力。因此,於無最適宜之接著劑之情形時,有必需改變載體10及機能層12之物性,無法獲得所需之機能物性之情況。又,使用接著劑將機能轉印體14貼合於被處理體20時的接著劑之膜厚分佈或氣孔之產生直接關係到積層體21之機能層S12之表面位置分佈及機能不全部位之產生,因此引起機能降低。 即,如上述要件(H)所示,藉由包括使機能轉印體14之機能層12直接抵接於被處理體20之一主面上之步驟,可使機能層12所具有之機能直接轉印形成於被處理體20上,從而使積層體21之機能提高。
如上所述,於藉由經由使機能轉印體14之機能層12直接抵接於被處理體20之一主面上之步驟而對被處理體20上轉印形成機能層12之情形時,必需提高機能層12與被處理體20之接著強度,並且抑制將載體10去除時之機能層12之奈米構造之破壞。該等係由既已說明之比率(Ra/lor)確保。即,藉由使比率(Ra/lor)為特定之值以下,可提高機能層12與被處理體20之界面接著強度,並且可抑制機能層12之破損。因此,轉印精度提高。
如以上所說明般,本實施形態之機能轉印體14為同時滿足上述要件(A)、(B)、(C)及(D)、或上述要件(A)、(B)、(C)及(E)之機能轉印體14。又,更佳之態樣為同時滿足上述要件(A)、(B)、(C)、(D)、及(F)或(G)之機能轉印體14、或同時滿足上述要件(A)、(B)、(C)、(E)、及(F)或(G)之機能轉印體14。藉由為此種機能轉印體14,可將精度較高之機能層12於適宜積層體21之使用之場所轉印賦予至所需之被處理體20之特定位置或整面。表現出此種效果之理由在於,可實現伴隨藉由滿足既已說明之比率(Ra/lor)及平均間距之範圍而解除機能層12之表層之流動性之束縛的接著面積之增大,及伴隨載體10之剝離去除時對機能層12所施加之應力之均等化的機能層12之破壞之抑制。進而,藉由滿足要件(F)或(G),而使機能層12之精度之維持性提高,因此即便於自第1生產線搬送至第2生產線之情形時,亦可維持機能之精度。
<表面粗糙度(Ra)、距離(lor)及平均間距之定義及測定方法>
其次,對機能轉印體14之定義中所使用之表面粗糙度(Ra)、距離(lor)及平均間距之定義與測定方法進行說明。再者,於以下說明之表面粗糙度(Ra)、距離(lor)、以及平均間距之測定中,首先測定表面粗 糙度(Ra),其次測定距離(lor),最後測定平均間距。
.表面粗糙度(Ra)
表面粗糙度(Ra)為機能轉印體14之機能層12側之算術平均粗糙度,於本說明書中其尺度為奈米。即,即便於機能層12未將載體10之奈米構造11完全填充之情形時,亦為定義之值。表面粗糙度(Ra)係定義為使用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope/AFM)所測定之值。尤其於本說明書中係採用下述裝置及下述條件下測定之情形之表面粗糙度。
.KEYENCE股份有限公司製造,Nanoscale Hybrid Microscope VN-8000
.測定範圍:200μm(比率1:1)
.取樣頻率:0.51Hz
再者,表面粗糙度(Ra)於機能轉印體14具有保護層13之情形時,係對剝離保護層13後之機能層12露出之表面側進行測定。
又,於機能層12側之表面附著有異物並藉由AFM對每處之該異物進行掃描之情形時,表面粗糙度(Ra)增大。因此,測定環境為潔淨度1000以下之無塵室。又,上述裝置VN-8000附帶光學顯微鏡。因此,於藉由光學顯微鏡觀察而觀察到異物或損傷之情形時,以避開該異物或損傷之方式設定探針之下降位置。又,於測定前進行利用離子化器等獲得之去靜電環境下之鼓風清洗。進而,為了抑制由靜電引起之掃描探針之跳動,測定環境之濕度為40%~50%之範圍。
.距離(lor)
奈米構造11之凸部頂部位置與機能層12露出之表面位置之距離(lor)係藉由掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope/SEM)而測定。利用SEM之觀察係針對機能轉印體之剖面進行。使用SEM之測定係於觀察影像內可鮮明地觀察到10以上且20以下之奈米構造11之複 數個凸部11b或複數個凹部11a的倍率下測定,根據該觀察影像求出距離(lor)。對於成為測定對象之樣品,為了求出上述表面粗糙度(Ra),而利用AFM測定對與所使用之樣品大致相同之位置進行測定。再者,SEM係使用日立超高解析場發射型掃描電子顯微鏡SU8010(Hitachi High-Technologies股份有限公司製造)。又,測定中之加速電壓可根據對樣品之充電或樣品之燒痕而適當以通常之方式設定,但推薦1.0kV。
又,每隔20μm間隔進行1次攝像,獲得5個觀察影像。針對各觀察影像,首先決定奈米構造11之凸部頂部位置,其次任意地測定5個距離(lor)。即,獲得合計25點之距離(lor)作為資料。將該合計25點之距離(lor)之算術平均值定義為本說明書之距離(lor)。奈米構造11之凸部頂部位置係決定為攝像內所觀察到的全部之凸部11b之頂部之頂點的平均位置。又,距離(lor)為凸部頂部位置與機能層12露出之表面之最短距離之算術平均值,如既已說明般最終計算出25點之算術平均值。根據以上說明,距離(lor)為例如不僅對機能層12將奈米構造11之凹部11a完全填充之情形,而且亦可對僅於奈米構造11之凸部11b頂部上配置機能層12之情形或僅於奈米構造11之凹部11a內配置機能層之情形定義之值。
.平均間距
奈米構造11之平均間距係使用上述距離(lor)之測定中所使用之SEM而測定。利用SEM之觀察係針對機能轉印體14之載體10之奈米構造11之表面進行。因此,奈米構造11之平均間距之測定係針對將機能層12去除而使奈米構造11露出之載體10、或製造機能轉印體14之前之載體10進行。機能層12之去除係藉由將機能層12轉印至被處理體20、或藉由溶解僅將機能層12去除而進行。使用SEM之測定係於SEM之觀察影像內可鮮明地觀察到100以上且200以下之奈米構造11之複數個凸 部11b或複數個凹部11a的倍率下進行測定,根據該觀察影像求出平均間距。對於成為測定對象之樣品,為了求出上述表面粗糙度(Ra),而對與AFM測定中所使用之樣品大致相同之位置進行測定。再者,SEM係使用日立超高解析場發射型掃描電子顯微鏡SU8010(Hitachi High-Technologies股份有限公司製造)。又,測定中之加速電壓可根據對樣品之充電或樣品之燒痕而適當以通常之方式設定,但推薦1.0kV。
又,每隔20μm間隔進行1次攝像,獲得5個觀察影像。針對各觀察影像,任意地各測定10個間距。即,獲得合計50點之間距作為資料。將該合計50點之間距之算術平均值定義為本說明書之平均間距。所謂間距,於攝像內觀察到複數個獨立之凸部11b之情形時,定義為凸部11b之頂部之中央部彼此之最短距離。另一方面,於攝像內觀察到複數個獨立之凹部11a之情形時,定義為凹部11a之開口部之中央部彼此之最短距離。換言之,若載體10之奈米構造11為點狀,則最接近之點間之凸部頂部之中央部彼此之距離為間距;若為孔狀,則最接近之孔間之凹部開口部之中央部彼此之距離為間距;若為線與間隙狀,則最接近之線之凸部頂部之中央部彼此之距離為間距。再者,於線與間隙狀之情形時,線之寬度方向之中央部為頂部中央部。再者,如格子狀般線或間隙與點狀凸部或孔狀凹部混合存在之情形時,對點狀凸部或孔狀凹部測定間距。
<平均縱橫比(A)>
其次,針對載體10之奈米構造11之立體方向之較佳之範圍,著眼於平均縱橫比進行說明。所謂平均縱橫比(A),係指將載體10之奈米構造11之凸部底部之平均直徑除以平均高度所得之值、或將凹部開口部之平均直徑除以平均深度所得之值。凸部底部之平均直徑或凹部開口部之平均直徑係根據求算平均間距時之觀察而同時計測。另一方面,平均高度或平均深度係根據求算距離(lor)時之觀察而同時計測。
凸部底部之直徑係定義為針對求算平均間距時之觀察影像中所觀察到的複數個獨立之凸部11b之輪廓的外切圓之直徑。此處,以與平均間距相同之方式採取50點之計測資料,將該等之算術平均值設為本說明書之凸部底部之平均直徑。另一方面,凹部開口部之直徑係定義為求算平均間距時之觀察影像中所觀察到的複數個獨立之凹部11a之開口部的內切圓之直徑。此處,以與平均間距相同之方式採取50點之計測資料,將該等之算術平均值設為本說明書之凹部開口部之平均直徑。再者,於線與間隙之情形時,線之寬度相當於上述凸部底部之直徑,間隙相當於上述凹部開口部之直徑。又,於如格子狀般線或間隙與點狀凸部或孔狀凹部混合存在之情形時,針對點狀凸部或孔狀凹部測定凸部底部之或凹部開口部之直徑。
高度係定義為求算距離(lor)時之觀察影像中所觀察到的複數個獨立之凸部11b之高度。此處,以與距離(lor)相同之方採取式25點之計測資料,將該等之算術平均值設為本說明書之平均高度。另一方面,深度係定義為求算距離(lor)時之觀察影像中所觀察到的複數個獨立之凹部11a之深度。此處,以與距離(lor)相同之方式採取25點之計測資料,將該等之算術平均值設為本說明書之平均深度。再者,於線與間隙之情形時,線相當於上述凸部,間隙相當於上述凹部。又,於如格子狀般線或間隙與點狀凸部或孔狀凹部混合存在之情形時,針對點狀凸部或孔狀凹部測定高度或深度。
平均縱橫比(A)為凸部底部之平均直徑/平均高度、或凹部開口部之平均直徑/平均深度。平均縱橫比(A)會對將載體10自機能層12剝離去除時對機能層12所施加之剝離能量、更具體而言作為構成剝離能量之一要素之力矩能量(moment energy)造成影響。尤其於增大剝離速度之情形時,對積層體21之機能層12之凸部所施加之衝量增大,因此該力矩能量增大。剝離能量之上限值於確定平均間距之上限值時係對理 論與實驗之對應進行測量而求出。此處,將現實中有效之剝離速度之上限值設為5m/min.,算出達到剝離能量之上限值時之平均縱橫比(A)。由此方面可知,為了抑制轉印賦予至被處理體20之機能層S12之凸部之破損,平均縱橫比(A)較佳為5以下。又,於對將載體10剝離去除時之取決於加速度之力加以考量之情形時,平均縱橫比(A)較佳為3.5以下。尤其為了於被處理體20之形狀不僅為平板狀,而且為透鏡狀或圓柱、圓錐狀等之情形時或增大剝離速度之情形時亦提高轉印精度,縱橫比較佳為2.5以下。又,就機能層12對載體10之奈米構造11之配置精度提高之方面、及大幅度減小剝離時之力之方面而言,平均縱橫比(A)最佳為1.5以下。再者,關於下限值,就提高機能層12之配置精度、及奈米構造特有之機能之發揮程度之觀點而言,為0.1以上。尤其若為0.3以上,則工業上之生產性進一步提高,故而較佳。就相同之觀點而言,最佳為0.5以上。
<滿足機能轉印體中所含之必需要件之區域>
本實施形態之機能轉印體14只要包含同時滿足要件(A)、(B)、(C)、及(D)或要件(A)、(B)、(C)、及(E)之部位即可。根據既已說明之定義,於求算各要件時,只要包含同時滿足要件(A)、(B)、(C)、及(D)或要件(A)、(B)、(C)、及(E)之部位,則為本實施形態之機能轉印體14。即,即便不滿足上述要件之部分散在,亦可局部地設置滿足上述要件之部分。滿足上述要件之部分與不滿足上述要件之部分之配置關係並無特別限定,可一者由另一者夾持,可一者由另一者包圍,或者亦可相互週期性地配置。
<載體之奈米構造之排列>
其次,關於載體10之奈米構造11之更佳之範圍,自機能層12之配置精度與轉印性之觀點進行說明。載體10之奈米構造11之排列只要滿足既已說明之平均間距,則並無特別限定,例如可採用非旋轉對象之 排列或旋轉對象之排列。所謂非旋轉對象之排列,係指規則性較低之排列、或規則性較高之集合散在之排列。作為旋轉對象之排列,例如若為2次對象,則可列舉:配置複數條相互平行之線之排列(線與間隙排列)、使正四方排列或正六方排列沿單軸方向延伸之排列、使正四方排列或正六方排列沿單軸方向週期性地(例如按照正弦曲線)施加調變之排列、複數條線之間隔週期性地(例如按照正弦曲線)調變之排列、使正四方排列或正六方排列沿相互垂直之雙軸方向以各自之軸方向上不同之延伸倍率延伸之排列、使正四方排列或正六方排列沿相互垂直之雙軸方向以各自之軸方向上不同之調變週期調變之排列等。又,作為具有4次以上之對稱性之排列,可列舉:正四方排列或正六方排列、使正四方排列或正六方排列沿相互垂直之雙軸方向以相同之週期(例如按照正弦曲線)調變之排列、使正四方排列或正六方排列沿相對於某一軸為60°刻度之軸方向以相同之週期(例如按照正弦曲線)調變之排列等。再者,上述調變意指奈米構造11之間距不固定而以特定之週期變化。即,為奈米構造11之間距以某一週期重複增減之排列。
尤其藉由包含以下所說明之凹凸構造A,而使機能層12之配置精度與轉印性均進一步提高。因此,積層體21之機能層S12之精度飛躍性地提高。
如既已說明般,為了提高積層體21之機能層S12之精度,而必需提高機能轉印體14中之機能層12之配置精度,並且提高機能層12與被處理體20之接著強度,且抑制將載體10去除時之機能層S12之破壞。此處,藉由滿足既已說明之平均間距及比率(Ra/lor),可提高機能層12之精度之維持,可抑制上述之接著強度與機能層之破壞。藉由使奈米構造11包含以下說明之凹凸構造A,可進一步提高機能層12之配置精度,並且可進一步抑制將載體10去除時之機能層S12之破壞。
<凹凸構造A>
以下,對包含凹凸構造A之奈米構造11進行說明。凹凸構造A為同時滿足下述式(1)~(4)之凹凸構造。
.自機能層之配置來看之情形
於製造機能轉印體14時,必然經由對載體10之奈米構造11配置機能層12之步驟。此處,機能層12之配置方法可採用以蒸鍍或濺鍍為代表之乾式製程、及使用機能層12之塗敷液(以下,稱為機能塗敷液)之濕式製程之任意者。尤其就機能層12之配置精度與配置多樣性之方面而言,較佳為包含濕式製程。此處,濕式製程可列舉:使載體10浸漬於機能塗敷液中之方法、及將機能塗敷液塗敷於載體10之方法。尤其就機能層12之配置精度、配置之多樣性、以及工業性之方面而言,較佳為包含塗敷機能塗敷液之方法。
藉由同時滿足下述式(1)~(4),而使機能塗敷液之流動之均等性提高,因此機能層12之配置精度提高。更具體地進行說明。將機能塗敷液塗敷於奈米構造11而對奈米構造11高精度地配置機能層12之要點在於,提高宏觀之塗敷性、及提高微觀之塗敷性。此處,所謂宏觀之塗敷性,係指以奈米構造11之凸部11b及凹部11a形成數百以上之集合之狀態論述塗敷現象。換言之,機能塗敷液為辨識由奈米構造11之集合產生之表面自由能之狀態。另一方面,所謂微觀之塗敷性,係指以奈米構造11之凸部11b及凹部11a之1個至數十個聚集之狀態論述塗敷現象。換言之,機能塗敷液為辨識構成奈米構造11之1個凸部11b或1個凹部11a之狀態。
為了提高宏觀之塗敷性,必需提高自機能塗敷液來看之奈米構造11之藉由集合所產生之表面自由能之均等性。下述式(1)為限制奈米構造11之排列、尤其是對稱性之式子。更具體而言,表示自機能塗敷液來看之奈米構造11之排列之一維資訊的是比率(Mcv/Mcc),表示 二維資訊的是比率(Sh/Scm)。即,意指自機能塗敷液來看之一維資訊之擴展即為二維資訊,該一維資訊與二維資訊滿足特定之關係、即排列受到限定。藉由滿足式(1),而使奈米構造11之對稱性提高,自機能塗敷液來看之奈米構造11之表面自由能之均等性提高。
為了提高微觀之塗敷性,而必需提高機能塗敷液對奈米構造11之1個凸部11b與凹部11a之塗敷性。藉由同時滿足下述式(2)~(4),可抑制奈米構造11之凸部之頂部外緣部中機能塗敷液之流動紊亂。更具體而言,藉由機能塗敷液與奈米構造11之界面自由能、機能塗敷液之黏度、及奈米構造11之凸部11b之頂部之外緣部中機能塗敷液之流動性來決定微觀之塗敷性。此處,機能層12對奈米構造11之配置可藉由機能塗敷液與奈米構造11之界面自由能、及機能塗敷液之黏度而控制。即,即便於該界面自由能與該黏度於任意之範圍內變動之情形時,亦可提高奈米構造11之凸部11b之頂部之外緣部中機能塗敷液之流動性。藉由同時滿足式(2)~(4),尤其可有效地抑制奈米構造11之凸部11b之頂部之外緣部對機能塗敷液之投錨效應或磁通針紮效應,因此可確保該流動性,使機能層12之配置精度提高。
根據以上說明,藉由同時滿足下述式(1)~(4),可同時提高宏觀之塗敷性與微觀之塗敷性兩者,因此機能塗敷液之成膜性提高,機能層12對奈米構造11之配置精度及膜厚精度提高。
.自轉印性來看之情形
為了獲得積層體21,而必需將載體10自機能層12去除。該載體10之去除可採用載體10之溶解去除或剝離去除。尤其就提高可針對所需之被處理體20於最適宜積層體21之使用之場所使用機能轉印體14的效果之方面而言,較佳為將載體10剝離去除之方法。此處,由於經由將載體10自機能層12剝離之物理現象,故而剝離應力必然對機能層12發揮作用。即,必需抑制由該剝離應力導致機能層12破壞。機能層12 之破壞有機能層12之奈米構造11破壞之局部破壞、機能層12之膜破壞之整體破壞、以及機能層12與被處理體20之界面破壞之界面剝離。此處,藉由既已說明之利用比率(Ra/lor)之效果而實際接觸面積增大,故而可使對機能層12之剝離應力均等化,因此可抑制局部破壞、整體破壞、及界面剝離。藉由同時滿足以下所說明之式(1)~(4),可更有效地抑制局部破壞與整體破壞。再者,該等破壞多數情況為機能層12之凝聚破壞,因此於以下之說明中使用凝聚破壞之詞語作為代表。
為了抑制將載體10自機能層12剝離時所產生之機能層12之凝聚破壞,重要的是減小對機能層12所施加之剝離應力之絕對值、及使對機能層12所施加之剝離應力均等化。藉由同時滿足下述式(2)~(4),可減小剝離應力之絕對值。其原因在於,可減小由載體10之奈米構造11之凸部頂部外緣部對機能層12所施加之應力。另一方面,藉由滿足下述式(1),可提高對機能層12之剝離應力之均等性。即,可抑制局部來看之集中應力。其原因在於,滿足下述式(1)之奈米構造11之排列為其表面自由能之均等性較高之排列,因此將載體10剝離時對機能層12所施加之應力亦均等化。
.凹凸構造A
根據以上說明,藉由使載體10含有同時滿足下述式(1)~(4)之凹凸構造A,可減小對機能層12所施加之剝離應力之絕對值,並且可使對機能層12所施加之剝離應力均等化,從而使轉印性提高。
因此,藉由同時滿足下述式(1)~(4),可使機能層12對奈米構造11之配置精度及膜厚精度提高,並且可提高機能層12對被處理體20之轉印性。
式(2)0.23<(Sh/Scm)≦0.99
式(3)0.01≦(Mcv/Mcc)<1.0
式(4)0.1≦平均縱橫比(A)≦5
圖5係用以說明受上述式(1)~(4)限制之載體10之凹凸構造A之第1~第4條件的圖表。圖5中,橫軸表示比率(Sh/Scm),縱軸表示比率(Mcv/Mcc)。圖5所示之曲線a為(Mcv/Mcc)=√(1.1/(Sh/Scm))-1,曲線b為(Mcv/Mcc)=√(0.5/(Sh/Scm))-1。即,曲線b以上且曲線a以下之區域為式(1)。又,直線c為(Sh/Scm)=0.23,直線d為(Sh/Scm)=0.99。即,於橫軸方向上超過直線c且直線d以下之區域為式(2)。又,直線f為(Mcv/Mcc)=1.0,直線g為(Mcv/Mcc)=0.01。即,未達直線f且直線g以上之區域為式(3)。因此,使用一部分或整面具備滿足圖5中斜線區域e所表示之區域且滿足上述式(4)之凹凸構造A之載體10的機能轉印體14為本發明之機能轉印體14之更佳之範圍。
尤其就提高自機能塗敷液來看之奈米構造11之藉由集合所產生之表面自由能之均等性,提高宏觀之塗敷性之觀點而言,比率(Mcv/Mcc)較佳為√(0.6/(Sh/Scm))-1以上,更佳為√(0.7/(Sh/Scm))-1以上,進而較佳為√(0.76/(Sh/Scm))-1以上,最佳為√(0.78/(Sh/Scm))-1以上。即,依序更佳為圖6所示之曲線b1、b2、b3、b4及b5以上。其原因在於,以曲線b1、b2、b3、b4及b5之順序奈米構造11之排列之對稱性提高。圖6係橫軸表示比率(Sh/Scm),縱軸表示比率(Mcv/Mcc)的圖表。於記為(Mcv/Mcc)=√(α/(Sh/Scm))-1之情形時,圖6所示之曲線b1表示α=0.5,曲線b2表示α=0.6,曲線b3表示α=0.7,曲線b4表示α=0.76,曲線b5表示α=0.78。
又,曲線a、直線c、直線d、直線f、及直線g與圖5之曲線a、直線c、直線d、直線f、及直線g相同。即,於縱軸方向上曲線a以下之區域,於橫軸方向上超過直線c且直線d以下,於縱軸方向上未達直線f且直線g以上,且於縱軸方向上曲線b1、b2、b3、b4或b5以上之區域為本發明之載體10之更佳之凹凸構造A。尤其記為(Mcv/Mcc)=√(α/(Sh/Scm))-1之情形之α越大,換言之,曲線b自b1依序向b5越向上方偏移,曲線a以下、超過直線c且直線d以下、未達直線f且直線g以上、及曲線b以上之區域越窄,越為滿足該進一步變窄之區域之凹凸構造A,自機能塗敷液來看之奈米構造11之表面自由能之均等性越高,因此機能塗敷液之膜厚之均等性提高。
又,就提高對機能層12之剝離應力之均等性,更有效地抑制機能層12之凝聚破壞之觀點而言,比率(Mcv/Mcc)較佳為滿足√(1.0/(Sh/Scm))-1以下,較佳為滿足√(0.95/(Sh/Scm))-1以下,更佳為滿足√(0.93/(Sh/Scm))-1以下,最佳為滿足√(0.91/(Sh/Scm))-1以下。即,依序較佳為圖7所示之曲線a1、a2、a3、a4及a5以下。其原因在於,以曲線a1、a2、a3、a4及a5之順序奈米構造11與機能層12之界面自由能之均等性提高。圖7係橫軸表示比率(Sh/Scm),縱軸表示比率(Mcv/Mcc)的圖表。於記為(Mcv/Mcc)=√(α/(Sh/Scm))-1之情形時,圖7所示之曲線a1表示α=1.1,曲線a2表示α=1.0,曲線a3表示α=0.95,曲線a4表示α=0.93,曲線a5表示α=0.91。
又,曲線b、直線c、直線d、直線f、及直線g與圖5之曲線b、直線c、直線d、直線f、及直線g相同。即,於縱軸方向上直線b以上之區域,於橫軸方向上超過直線c且直線d以下,於縱軸方向上未達直線f且直線g以上之區域,且於縱軸方向上直線a1、a2、a3、a4、或a5以下之區域為本發明之更佳之凹凸構造A。尤其記為(Mcv/Mcc)=√(α/(Sh/Scm))-1之情形之α越小,換言之,曲線a自a1依序向a5越向下 方偏移,曲線b以上、超過直線c且直線d以下、未達直線f且直線g以上、及曲線a以上之區域越窄,越為滿足該進一步變窄之區域之凹凸構造A,奈米構造11與機能層12之界面自由能之均等性越高,因此可使將載體10剝離時所產生之對機能層12之應力均等化。即,可更有效地抑制機能層12之凝聚破壞。
如以上所說明般,於本實施形態之載體10中,關於凹凸構造A,就提高機能層12對載體10之塗敷性,提高機能層12之配置精度及厚度精度,並且更有效地抑制將載體10去除時之機能層12之凝聚破壞之觀點而言,較佳為滿足下述式(5)。
進而,藉由滿足下述式(6),可更進一步地表現出上述效果,並且即便於提高於載體10之奈米構造11上成膜機能層12時之成膜速度之情形時,亦可穩定地將機能層12高精度地對奈米構造11進行配置。進而,即便於提高將載體10剝離時之速度之情形時,亦可抑制對機能層12之剝離應力之集中,因此可良好地保持轉印性。
就提高奈米構造11之凸部之頂部外緣部的機能塗敷液之流動之整流性,進一步提高微觀之塗敷性之觀點而言,比率(Sh/Scm)較佳為0.4以上。尤其就即便於增大機能塗敷液之塗敷速度之情形時,亦抑制局部之機能塗敷液之流動之混亂之觀點而言,更佳為0.45以上,最佳為0.6以上。進而,就減小將載體10自機能層12剝離時由載體10之奈米構造11之凸部頂部外緣部對機能層12所施加之應力,減小對機能層12 所施加之剝離應力之絕對值之觀點而言,比率(Sh/Scm)較佳為滿足0.6以上、更佳為0.65以上之範圍。進而,就即便於載體10之奈米構造11之表面自由能非常小,如例如載體10之奈米構造含有氟或甲基之情形時,亦提高機能塗敷液之微觀之塗敷性,確保宏觀之塗敷性之方面而言,較理想的是比率(Sh/Scm)為0.7以上。尤其就即便於此種情形時亦可增大塗敷速度之觀點而言,(Sh/Scm)更佳為0.75以上,進而較佳為0.8以上。
即,依序更佳為圖8所示之直線c1、c2、c3、c4、c5、c6及c7以上。其原因在於,以直線c1、c2、c3、c4、c5、c6及c7之順序,奈米構造11之凸部頂部外緣部中對機能塗敷液之投錨或磁通針紮效應得到抑制,並且位於奈米構造11之凹部內部之機能塗敷液於能量上較位於奈米構造11之凸部頂部上之機能塗敷液穩定。圖8係橫軸表示比率(Sh/Scm),縱軸表示比率(Mcv/Mcc)的圖表。若記為(Sh/Scm)=Y,則圖8所示之直線c1、c2、c3、c4、c5、c6及c7分別表示Y為0.23、0.4、0.45、0.6、0.65、0.7、及0.8之情形。又,曲線a4及曲線b4為記為(Mcv/Mcc)=√(α/(Sh/Scm))-1之情形之α分別為0.93及0.76之情形。
又,直線d、直線f、及直線g與圖5之直線d、直線f、及直線g相同。即,於縱軸方向上為曲線a4以下曲線b4以上之區域,於橫軸方向上直線d以下,於縱軸方向上未達直線f且直線g以上,且於橫軸方向上超過直線c1且c2、c3、c4、c5、c6或c7以上之區域為本發明之更佳之凹凸構造A。尤其是,比率(Sh/Scm)越大,換言之,直線c自c1依序向c7越向右方偏移,該區域越窄,越為滿足該進一步變窄之區域之凹凸構造A,微觀之塗敷性進一步提高,機能層12之配置及厚度精度提高,並且可減小將載體10剝離時對機能層12所施加之剝離應力之絕對值,提高轉印性。再者,圖8中,圖示了記為(Mcv/Mcc)=√(α/(Sh/Scm))-1之情形之α為0.93及0.76之曲線a4及b4,但該等曲線a 及b可採用上述說明之式(1)及式(1)內之更佳之範圍。
又,比率(Sh/Scm)較佳為0.95以下。藉由為0.95以下,可提高載體10之奈米構造11之力學強度,因此可抑制機能轉印體14之製造時及機能轉印體14之使用時的載體10之奈米構造11之破損,並且將載體10再利用時之再利用次數增大,故而較佳。
藉由使比率(Mcv/Mcc)滿足0.02以上,而使機能層12之物理穩定性提高。因此,即便於將機能轉印體14自第1生產線搬送至第2生產線之情形時,亦可維持機能層12之精度。
又,藉由使比率(Mcv/Mcc)滿足0.85以下,可抑制對機能塗敷液之投錨或磁通針紮效應,因此微觀塗敷性提高,機能層12之配置精度及膜厚精度提高。就相同之效果而言,比率(Mcv/Mcc)更佳為滿足0.65以下,最佳為滿足0.50以下。
又,就即便於載體10之奈米構造之表面自由能非常低之情形、例如含有氟或甲基之情形時,亦可確保微觀塗敷性而提高宏觀塗敷性之觀點而言,較佳為滿足(Mcv/Mcc)≦0.42。
為了更進一步地表現出以上效果,並且即便於增大載體10之剝離速度之情形時亦可良好地保持機能層12之轉印性,較佳為(Mcv/Mcc)≦0.35,更佳為(Mcv/Mcc)≦0.28。又,就即便於如使被處理體20之外形由平面變化為曲面之情形時,亦抑制機能層12所施加之應力之集中,抑制機能層12之破壞之觀點而言,較佳為(Mcv/Mcc)≦0.18,更佳為(Mcv/Mcc)≦0.14,尤佳為(Mcv/Mcc)≦0.10。
藉由使用包含滿足上述說明之特定範圍之凹凸構造A之載體10,而使機能層12對奈米構造11之配置精度及膜厚精度提高,因此可製造精度較高之機能轉印體14,並且機能層12之穩定性提高。進而,可提高對被處理體20轉印賦予機能層12時之轉印性,並且可增大轉印速度。
將有效地發揮出上述說明之效果之凹凸構造A之範圍示於圖9及圖10。圖9所示之區域e為同時滿足(Mcv/Mcc)≧√(0.76/(Sh/Scm))-1(曲線b4以上)、(Mcv/Mcc)≦√(0.93/(Sh/Scm))-1(曲線a4以下)、(Mcv/Mcc)≧0.01(直線g以上)、(Mcv/Mcc)≦0.50(直線f以下)、(Sh/Scm)≧0.40(於橫軸方向上直線c2以上)、且(Sh/Scm)≦0.95以下(於橫軸方向上直線d以下)的區域。圖10所示之區域e為同時滿足(Mcv/Mcc)≧√(0.76/(Sh/Scm))-1(曲線b4以上)、(Mcv/Mcc)≦√(0.93/(Sh/Scm))-1(曲線a4以下)、(Mcv/Mcc)≧0.01(直線g以上)、(Mcv/Mcc)≦0.28(直線f以下)、(Sh/Scm)≧0.60(於橫軸方向上直線c4以上)、且(Sh/Scm)≦0.95以下(於橫軸方向上直線d以下)的區域。
又,於凹凸構造A中,凹部開口寬度(Mcc)與凸部頂部寬度(Mcv)之和(Mcc+Mcv)較佳為平均間距之3倍以下。藉由滿足該範圍,可減少奈米構造11之凸部11b之頂部之外緣部中機能塗敷液之流動之混亂。因此,機能層12之成膜性與膜厚精度提高。進而,將載體10自機能層12剝離時由載體10之奈米構造11之凸部頂部外緣部對機能層12之凸部底部外緣部所施加之應力之分佈減小。換言之,可抑制於積層體21之奈米構造S11之凸部底部外緣部產生應力極度集中之點。因此,可更有效地抑制機能層12之凝聚破壞。就進一步發揮出上述效果之觀點而言,和(Mcc+Mcv)更佳為平均間距之2√2倍以下,更佳為1.2倍以下,最佳為1倍以下。
.記號(Mcc)
上述使用之記號(Mcc)係定義為載體10中之奈米構造11之凹部11a之開口寬度。再者,記號(Mcc)係根據與既已說明之平均間距相同之樣品藉由相同解析方法測定並根據相同之平均點數定義。
首先,對載體10之奈米構造11為孔構造之情形、即鄰接之凹部由連續之凸部隔開之情形進行說明。於奈米構造11之開口部之形狀為n 邊形(n≧3)之情形時,奈米構造11之開口部包含n個邊。此時,將n個邊中最長之邊之長度定義為凹部開口寬度(Mcc)。再者,n邊形可為正n邊形,亦可為非正n邊形。例如若以四邊形為代表,則可列舉:正四邊形(正方形)、長方形、平行四邊形、梯形、或該等四邊形之對向之邊之1組以上非平行之形狀。另一方面,奈米構造11於凹部開口部為非n邊形之情形時,將凹部開口部之外緣部之自特定之一點至另一點之距離成為最長時之長度定義為凹部開口寬度(Mcc)。此處,非n邊形為無邊之構造,例如圓、橢圓、上述說明之n邊形之邊帶弧度之形狀、或包含帶弧度之邊之上述說明之n邊形(n≧3)。
再者,上述說明之孔之形狀可使n邊形之孔、與非n邊形之孔混合存在而設置。
其次,對載體10之奈米構造11為點構造、即鄰接之凸部由連續之凹部隔開之情形進行說明。自複數個凸部任意地選擇1個凸部(A),將該凸部(A)之外緣部之一點與包圍凸部(A)之周圍之另一凸部(B)之外緣部之距離成為最短時的該距離定義為凹部開口寬度(Mcc)。再者,自奈米構造11之表面觀察載體10時之凸部之輪廓形狀可採用上述說明之奈米構造11為孔構造之情形的孔之形狀。
於線與間隙構造之情形時,將相鄰之凸狀線間之最短距離設為凹部開口寬度(Mcc)。
再者,上述說明之孔構造及線與間隙構造、或點構造及線與間隙構造可混合存在而設置。
.記號Mcv
記號(Mcv)係定義為載體10中之奈米構造11之凸部11b之頂部寬度。再者,記號(Mcv)係根據與既已說明之平均間距相同之樣品藉由相同之解析方法測定並根據相同之平均點數定義。
對載體10之奈米構造11為孔構造之情形、即鄰接之凹部由連續之 凸部隔開之情形進行說明。自複數個凹部任意地選擇1個凹部(A),將該凹部(A)之外緣部之一點與包圍凹部(A)之周圍之另一凹部(B)之外緣部之距離成為最短時的該距離定義為凸部頂部寬度(Mcv)。
其次,對載體10之奈米構造11為凸點構造之情形、即鄰接之凸部由連續之凹部隔開之情形進行說明。於凸部11b之形狀為n邊形(n≧3)之情形時,奈米構造11之凸部11b包含n個邊。此時,將n個邊中最長之邊之長度定義為凸部頂部寬度(Mcv)。再者,n邊形可為正n邊形,亦可為非正n邊形。例如,若以四邊形為代表,則可列舉:正四邊形(正方形)、長方形、平行四邊形、梯形、或該等四邊形之對向之邊之1組以上非平行之形狀。另一方面,於奈米構造11之凸部11b為非n邊形之情形時,將奈米構造11之凸部11b之頂部之外緣部之自特定之一點A至另一點B之距離成為最長時的長度定義為凸部頂部寬度(lcc)。此處,非n邊形為無邊之構造、例如圓、橢圓、上述說明之n邊形之邊帶弧度之形狀、或包含帶弧度之邊之上述說明之n邊形(n≧3)。
於線與間隙構造之情形時,將凸線寬度定義為凸部頂部寬度(Mcv)。
.比率(Sh/Scm)
記號(Scm)為單位面積。所謂單位面積,係指配置於與奈米構造11之一主面平行之面內之奈米構造11之上部且與奈米構造11之一主面平行之面的面積。單位面積(Scm)之大小係定義為平均間距之10倍平方之正方形之區域。再者,記號(Scm)係藉由與既已說明之平均間距相同之樣品的求算平均間距時之解析方法設定於攝像所得之圖像內。
比率(Sh/Scm)為載體10中之奈米構造11之開口率。於載體10之奈米構造11為孔構造之情形時,於與奈米構造11之主面平行之面內,奈米構造11上之單位面積(Scm)下所含的凹部11a之開口部面積之和(Sh)之比率為開口率。例如,設為單位面積(Sem)內包含N個凹部11a。該 N個凹部11a之開口部面積(Sh1~ShN)之和以Sh之形式提供,開口率以(Sh/Scm)之形式提供。另一方面,於奈米構造11為點狀之情形時,於與奈米構造11之主面平行之面內,奈米構造11上之單位面積(Scm)下所含之凹部11a之開口部面積為開口率。例如設為單位面積(Scm)內包含M個凸部11b。該M個凸部11b之頂部面積(Sh'1~Sh'M)之和以Sh'之形式提供,開口部之面積Sh以Scm-Sh'之形式提供,開口率以(Sh/Scm)之形式提供。若將開口率設為100倍,則可以百分比表記。
再者,式(4)之平均縱橫比(A)如上所述。
.滿足機能轉印體中所含之凹凸構造A之區域
本實施形態之機能轉印體14較佳為包含同時滿足上述式(1)~(4)之凹凸構造A。根據既已說明之定義,若於求算針對載體10之奈米構造11之式(1)~式(4)時,包含同時滿足式(1)~式(4)之部位,則為本發明之更佳之機能轉印體14。即,可不滿足式(1)~式(4)之部分散在,亦可滿足式(1)~式(4)之部分局部地進行設置。滿足式(1)~式(4)之部分與不滿足之部分之配置關係並無特別限定,可一者由另一者夾持,亦可一者由另一者包圍,或者亦可相互週期性地進行配置。
以上,對奈米構造11所具有之凹凸構造A進行了說明。
<機能層>
其次,對機能轉印體14之機能層12之組成進行說明。於機能轉印體14中,如既已說明般,無論機能層12之組成如何,均可提高機能層12之配置精度,提高機能層12與被處理體20之接著強度,並且可抑制機能層12之凝聚破壞,因此可將高精度之機能層12轉印賦予至被處理體20上,獲得積層體21。因此,機能層12之組成並無特別限定,可為有機物、無機物或有機無機複合體。又,可僅由單體、低聚物、或聚合物構成,該等亦可含有複數種。因此,例如可使用有機粒子、有機填料、無機粒子、無機填料、有機無機混合粒子、有機無機混合填 料、誘發溶膠凝膠反應之分子、有機聚合物、有機低聚物、無機聚合物、無機低聚物、有機無機混合聚合物、有機無機混合低聚物、聚合性樹脂、聚合性單體、金屬烷氧化物、金屬醇化物、金屬螯合化合物、鹵化矽烷、旋塗玻璃(Spin-on-glass)、金屬、及金屬氧化物。
可應用於機能轉印體14之機能層12之金屬元素可根據積層體21之用途而適當選擇。尤佳為選自由錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、銣(Rb)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鎝(Tc)、釕(Ru)、鈀(Pd)、銀(Ag)、銫(Cs)、鋨(Os)、鉑(Pt)、金(Au)、鉀(K)、鋰(Li)、鈉(Na)、鋇(Ba)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、鉛(Pb)、鍶(Sr)、鋅(Zn)、鋁(Al)、硼(B)、鉍(Bi)、鐵(Fe)、鎵(Ga)、銦(In)、鑭(La)、銻(Sb)、釩(V)、釔(Y)、鍺(Ge)、鉿(Hf)、矽(Si)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、及鎢(W)所組成之群中之至少1種以上。其係自機能層12之配置精度、機能層12之物理及化學穩定性之觀點考慮而選定。尤其就機能層12為2層以上之多層機能層且藉由1層以上之機能層對其他機能層進行奈米加工之情形之加工精度之觀點而言,較佳為選自由鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉻(Cr)、鋅(Zn)、錫(Sn)、硼(B)、銦(In)、鋁(Al)、矽(Si)、鉬(Mo)、鎢(W)及鍺(Ge)所組成之群中之至少1種。尤佳為鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉻(Cr)、矽(Si)或鋅(Zn),最佳為鈦(Ti)、鋯(Zr)、矽(Si)或鋅(Zn)。
又,於含有無機物之情形時,就提高機能層12之尤其化學穩定性之觀點而言,機能層12較佳為含有金屬烷鍵(-O-Me1-O-Me2-O-)。此處,Me1及Me2均為金屬元素,可為相同之金屬元素,亦可不同。作為Me1或Me2,可採用上述說明之金屬元素。例如,於單一金屬元素之情形時,可列舉:-O-Ti-O-Ti-O-、或-O-Zr-O-Zr-O-、以及-O-Si-O-Si-O-。於不同種金屬元素之情形時,可列舉:-O-Ti-O-Si-O-、-O-Zr-O-Si-O-、-O-Zn-O-Si-O-、-O-Ti-O-Zr-O-、-O-Ti-O-Zn-O-、-O-Ti-O-Si-O-Zn-O-等。再者,金屬烷鍵中之金屬元素種類可包含3 種以上。尤其於含有2種以上之情形時,就轉印精度之觀點而言,較佳為至少含有Si。
關於機能層12中所含之金屬元素,若Si元素濃度(CpSi )與Si以外之金屬元素之合計濃度(CpM1 )之比率(CpM1 /CpSi )為0.02以上且未達24,則轉印精度提高,故而較佳。再者,藉由滿足該範圍,機能層12為2層以上之多層機能層且藉由1層以上之機能層對其他機能層進行奈米加工之情形之加工精度亦提高。就進一步發揮出該等效果之觀點而言,更佳為0.05以上且20以下,最佳為0.1以上且15以下。再者,藉由將比率(CpM1 /CpSi )設定為較小,而減小機能層12之折射率,增大比率(CpM1 /CpSi ),藉此可增大機能層12之折射率。
又,於機能層12含有無機物之情形時,就機能層12之配置精度及抑制凝聚之觀點而言,較佳為相對於3重量%之機能塗敷液之慣性半徑為5nm以下。慣性半徑較佳為3nm以下,更佳為1.5nm以下,最佳為1nm以下。此處,所謂慣性半徑,係設為針對由利用使用波長0.154nm之X射線之小角度X射線散射(SAXS,Small Angle X-ray Scattering)之測定獲得之測定結果,應用Gunier圖表計算所得之半徑。又,溶劑係使用丙二醇單甲醚。
尤其於機能層12為2層以上之多層構造,且於積層體21之狀態下使1層以上之機能層作為對其他機能層之加工用之遮罩而發揮機能,對其他機能層進行乾式蝕刻加工之情形時,作為加工用之遮罩而發揮機能之機能層12較佳為含有上述例示之無機物或有機無機複合體。再者,使1層以上之機能層作為遮罩而發揮機能,對其他機能層進行乾式蝕刻加工之例子於以下之<遮罩轉印體>中進行說明。
尤其藉由使機能層12含有樹脂,可減小機能層12之硬度,並且可提高機能層12之配置穩定性。即,機能層12相對於機能轉印體14之奈米構造11之精度及膜厚精度提高,並且即便於將機能轉印體14例如 捲成捲筒而製成卷軸狀之情形時,亦可抑制對機能層12之龜裂之產生。又,藉由使機能層12中含有樹脂,而使配置於載體10之奈米構造11之機能層12之物理穩定性提高,因此可抑制由機能轉印體14之搬送或操作導致機能層12之配置精度降低。進而,藉由含有此種樹脂,而使機能層12之硬度減小,因此要件(D)之比率(Ra/lor)中所說明的機能層12之表層之流動性之束縛容易被解除,增大機能層12與被處理體20之實際接觸面積,增大接著強度之效果增大。本說明書中之樹脂係定義為分子量為1000以上之低聚物或聚合物。作為樹脂之構成,可列舉:有機樹脂、無機樹脂、或有機無機混合樹脂。該等可進包含1種,亦可包含複數種。該等樹脂可採用公知通常之低聚物或聚合物。例如,通常可使用光阻用樹脂、奈米壓印用樹脂、接著劑用樹脂、黏著劑用樹脂、乾膜抗蝕劑用樹脂、工程塑膠、密封材料用樹脂、橡膠、塑膠、纖維、醫療用塑膠、或醫藥用樹脂。又,亦可使用天然高分子。
關於樹脂之重量平均分子量,就更進一步地表現出機能層12之配置精度、既已說明之比率(Ra/lor)及平均間距之效果之觀點而言,較佳為1000~1000000。下限值之1000如既已說明般係根據機能層12之硬度之減少、及機能層12之物理穩定性而決定。另一方面,上限值之1000000如既已說明般,機能轉印體14之載體10之奈米構造11之平均間距之大小設置有上限。根據機能層12對該範圍之奈米構造11之配置精度而決定。尤其就進一步提高機能層12之配置精度之觀點而言,重量平均分子量較佳為500000以下,更佳為100000,進而較佳為60000。
樹脂之分散度可使用大致1~6者,較佳為1~4。分散度為重量平均分子量與數量平均分子量之比(重量平均分子量)/(數量平均分子量)。再者,分子量係藉由日本分光公司製造之凝膠滲透層析儀 (GPC,Gel permeation chromatograph)、(泵:Gulliver,PU-1580型,管柱:昭和電工公司製造之Shodex(註冊商標)(KF-807、KF-806M、KF-806M、KF-802.5)4根串列,移動層溶劑:四氫呋喃,使用利用聚苯乙烯標準樣品之校準曲線)求出重量平均分子量(聚苯乙烯換算)。
尤佳為樹脂至少設置於機能層12之最外層。其原因在於,藉此即便機能層12之奈米構造11側之層中不含樹脂,亦可藉由最外層中所含之樹脂而發揮出上述效果。即,於使至少機能層12之最外層含有樹脂之情形時,最外層以外之層亦可僅由樹脂以外之成分構成。尤其於最外層中含有樹脂之情形時,就於最外層中表現出上述效果之觀點而言,機能層12之最外層之膜厚較佳為5nm以上。其原因在於,可有效地表現出樹脂之交聯,表現出上述說明之流動性之提高與穩定性之效果。尤其藉由為20nm以上,可使機能層12之最外層之流動性之提高程度增大,可使機能層12與被處理體20之接著面積容易增大。就相同之觀點而言,最佳為50nm以上。
尤其機能層12中所含之樹脂較佳為具有極性基。於此情形時,可使機能層12內之分子間相互作用增強,因此可減小機能層12與載體10之奈米構造11之密接力。進而,由於存在對機能層12與被處理體20之界面之靜電相互作用或氫鍵作用等增強之傾向,故而機能層12與被處理體20之接著強度提高。根據以上說明,藉由含有極性基,可提高轉印性。極性基之種類並無特別限定,藉由含有選自由環氧基、羥基、酚性羥基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、羧基、羰基、胺基、烯丙基、二氧雜環丁烷基、氰基、異氰酸酯基及硫醇基所組成之群中之至少1種以上之極性基,而存在對機能層12與被處理體20之界面之靜電相互作用或氫鍵作用等增強之傾向,因此轉印性提高。尤其就一併降低載體10之奈米構造11與機能層12的物理接著力及化學接著力之觀點而言,較佳為含有選自由環氧基、羥基、酚性羥基、丙烯醯 基、甲基丙烯醯基、乙烯基、羧基、羰基、胺基及異氰酸酯基所組成之群之至少1種以上之極性基。進而,若含有選自由環氧基、羥基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、羧基及羰基所組成之群中之至少1種以上之極性基,則可表現出由光聚合引起之體積收縮、由熱聚合引起之體積收縮、或由氫鍵引起之高密度化之1種以上之現象,因此載體10之奈米構造11與機能層12之界面接著力進一步降低,轉印性進一步提高,故而較佳。其中,藉由含有選自由環氧基、羥基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基及羧基所組成之群中之至少1種以上,而使上述效果進一步增大。
於樹脂為硬化性樹脂之情形時,存在機能轉印體14之機能層12之體積變得小於將載體10去除時之機能層12之體積之傾向。即,於將載體10自機能層12去除之階段中,可於載體10之奈米構造11與機能層12之界面形成分子尺度以上之間隙。其意指大幅度減小奈米構造11與機能層12之密接力,因此可充分增大載體10之剝離速度。硬化性樹脂為藉由熱、光、或熱及光而硬化之樹脂。例如,若為熱硬化性樹脂,則可列舉:酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、或矽樹脂。又,例如,若為光硬化性樹脂,則可列舉具有環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、或乙烯基等之樹脂。再者,於含有硬化性樹脂之情形時,較佳為含有與其硬化原理相符之硬化起始劑。對於光硬化性樹脂,可應用光聚合起始材料。作為光聚合起始材料,可使用公知通常之自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑、或陰離子聚合起始劑。該等亦可組合使用。對於熱聚合樹脂,可應用熱聚合起始劑。作為熱聚合起始劑,可使用公知通常之例如偶氮化合物。再者,對於光硬化性樹脂,亦可使用熱聚合起始劑。再者,除聚合起始劑以外,亦可添加光敏材料。
尤其就有效地表現出機能層12之體積收縮,減弱機能層12與奈 米構造11之接著強度之觀點而言,較佳為含有光硬化性樹脂。
又,樹脂較佳為包含含有至少1種以上之重複單元之樹脂。進而,該重複單元較佳為作為將構成重複單元之總原子數設為Na,將重複單元中之碳原子數設為Nc,及將重複單元中之氧原子數設為No時之比率(Na/(Nc-No))的比率K為5.5以下之重複單元。即,於以存在3種重複單元之狀態為代表之情形時,於以-(A)x-(B)y-(C)z-表現之通式中,A、B或C之至少1個以上之重複單元滿足比率K≦5.5。於滿足此種範圍之情形時,存在樹脂之分子間之相互作用增強之傾向,因此可認為機能層12與奈米構造11之界面之分子尺度之間隙增大。即,轉印性提高。尤其就一併增強樹脂之分子間相互作用與分子內相互作用,使該間隙遍及奈米構造11之表面而形成,提高轉印性之觀點而言,比率K更佳為滿足4.0以下,最佳為滿足3.5以下。尤其於比率K為3.0以下之情形時,樹脂內之碳密度增大,因此可降低機能層12與載體10之奈米構造11之化學作用,可進一步降低機能層12與奈米構造11之密接力。再者,藉由該等範圍,使積層體21之機能層S12作為加工用遮罩對被處理體20進行奈米加工之情形時的加工精度亦大幅度提高。關於對被處理體20進行奈米加工之情形,於以下之<遮罩積層體>中進行說明。
於上述說明中,以可以-(A)x-(B)y-(C)z-表記之重複單元存在3個之狀態為代表,但重複單元之構成數並不限於3,亦可為作為均聚物或均聚低聚物之1之狀態、直至2或4以上之狀態。
又,於重複單元數為2以上之情形時,至少1個以上之重複單元滿足上述比率K。於此情形時,滿足比率K之重複單元G與不滿足比率K之重複單元B之重複數較佳為滿足以下之範圍。將重複單元G之重複數之合計值設為α,將重複單元B之重複單元數之合計值設為β。例如於-(A)x-(B)y-中,於重複單元A滿足上述比率K,重複單元B不滿足上 述比率K之情形時,x=α、y=β。又,例如於-(A)x-(B)y-(C)z-中,於重複單元A滿足上述說明之比率K,重複單元B及C不滿足上述說明之比率K之情形時,x=α、(y+z)=β。再者,重複單元之數量為4以上之情形亦相同。
此時,藉由滿足α/β≧1,而使分子內相互作用之效果增大,轉印性提高,故而較佳。尤其藉由滿足α/β≧1.5,亦可利用分子間相互作用,轉印性進一步提高,故而較佳,藉由使α/β為2.3以上,而使抑制機能層12與奈米構造11之界面之化學相互作用之效果增大,故而較佳。就進一步發揮出上述效果之觀點而言,α/β更佳為4以上,α/β最佳為9以上。
再者,於α/β為80以上、更佳為90以上之情形時,樹脂分子內之能量之均等性提高,因此將載體10自機能層12去除時對凝聚破壞之耐性增大。又,於均聚物或均聚低聚物之情形時,由於β為0而α/β漸近於無限。又,於含有2個以上重複單元且全部之重複單元滿足上述比率K之範圍之情形時,亦由於β為0而α/β漸近於無限。於此種α/β漸近於無限之情形時,樹脂分子內之能量之均等性飛躍性地提高,因此將載體10自機能層12去除時對凝聚破壞之耐性飛躍性地提高,故而最佳。再者,藉由滿足該等範圍,而使積層體21之機能層S12作為加工用遮罩對被處理體20進行奈米加工之情形之加工精度亦大幅度提高。
進而,重複單元間之上述比率K之差之最大值、即△Kmax較佳為3.5以下。藉此,可有效地表現出分子間相互作用。尤其藉由為3.0以下,而使分子內相互作用增大。若為2.5以下,則樹脂之穩定性提高,抑制機能層12與奈米構造11之界面之化學作用之效果提高。進而,就使伴隨樹脂分子內之能量之均等化之提高的機能層12之耐凝聚破壞性之提高效果更為顯著之觀點而言,較佳為2.0以下,更佳為1.5以下,最佳為1.0以下。再者,藉由滿足該等範圍,而使積層體21之 機能層S12作為加工用遮罩對被處理體20進行奈米加工之情形時之加工精度亦大幅度提高。
機能層12較佳為含有具有環狀部位之材料。其原因在於,藉由含有具有環狀部位之材料,存在藉由環狀部位彼此之堆積或排列而誘發機能層12之硬度上升、或機能層12之體積收縮之傾向。即,具有將載體10自機能層12去除時之機能層12之凝聚破壞之抑制、或載體10之奈米構造11與機能層12之密接力降低的效果。尤其藉由使環狀部位為碳數30以下之環狀部位,而使本效果增大。進而,藉由使環狀部位包含選自由4員環、5員環及6員環所組成之群中之至少1種以上之要素,而存在堆積性變得良好,因此機能層12所具有之自由能降低之傾向。即,可減小載體10之奈米構造11與機能層12之化學作用,因此轉印性提高。此處,環狀部位可含有於上述說明之樹脂中,亦可含有於其以外之成分、例如單體中。尤其於機能層12含有樹脂及單體之情形時,較佳為至少於樹脂中含有該環狀部位。作為環狀部位,例如可列舉選自下述化學式群A中之至少1種以上之環狀部位。該等可僅含有1種,亦可含有2種以上。
[化1]
[化2]
[化3]
[化4]
於本說明書中,化學式中所表記之「*」係經由「*」鍵結於其他元素,並且「*」為氧元素(O)、氮元素(N)、硫元素(S)或碳元素(C)之任一者。又,鍵結鍵不足之部分係與氫元素(H)、甲基(CH3 )、或羥基(OH)鍵結。
例如,作為具有上述環狀部位之樹脂,可列舉:聚苯乙烯、聚對羥基苯乙烯、聚9-乙烯基咔唑、具有咔唑骨架之樹脂、側鏈上具有咔唑骨架之樹脂、具有甲酚酚醛清漆骨架之樹脂、具有酚系酚醛清漆骨架之樹脂、具有雙酚A骨架之樹脂、具有茀骨架之樹脂、側鏈上具有金剛烷骨架之樹脂、側鏈上具有金剛烷基骨架之樹脂、或側鏈上具有降烷骨架之樹脂。
又,樹脂亦可為鹼可溶性樹脂。藉由為鹼可溶性之樹脂,可使積層體21之機能層12容易地顯影,圖案化。於樹脂為鹼可溶性樹脂之 情形時,較佳為樹脂中含有羧基。羧基之量以酸當量計較佳為100~600,更佳為300~450。所謂酸當量,係表示其中具有1當量之羧基之線性聚合物之質量。再者,酸當量之測定係使用平沼產業公司製造之平沼自動滴定裝置(COM-555),使用0.1mol/L之氫氧化鈉水溶液藉由電位差滴定法進行。
又,亦可使用藉由自下述之2種單體中分別使1種或1種以上之單體共聚合而獲得之樹脂。第1單體為於分子中具有1個聚合性不飽和基(例如,丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)之羧酸或酸酐。第2單體為非酸性且於分子中具有1個聚合性不飽和基之化合物,並以保持硬化膜之可撓性、耐乾式蝕刻性等各種特性之方式選擇。藉由第1單體及第2單體之選定,可使既已說明之極性基任意地含有於樹脂中。
尤佳為機能層12除上述說明之樹脂以外,亦含有單體。即,較佳為含有樹脂及單體。此處,單體係定義為本說明書中所定義之樹脂以外之物質且固體微粒子或固體填料以外之物質。即,可採用有機物、無機物、有機無機複合體之任意者。於此情形時,因樹脂而運動性受到阻礙之單體於使機能轉印體14抵接於被處理體20時其運動性得以釋放,可使機能層12之表層之流動性進一步提高。因此,可進一步促進既已說明之比率(Ra/lor)之效果中之機能層12與被處理體20之接著面積之增加。尤其藉由使樹脂及單體含有於機能層12之最外層,而使上述效果變得更顯著。樹脂與單體之組合若記為(樹脂/單體),則可為(有機物/有機物)、(有機物/無機物)、(無機物/無機物)、或(無機物/有機物)之任一者。例如,若為(有機物/無機物),則可對滿足上述說明之樹脂要件之有機樹脂添加金屬烷氧化物。若為(無機物/無機物),則可對滿足符合上述要件之樹脂要件之無機樹脂、例如金屬聚合物或金屬氧化物聚合物添加金屬烷氧化物。又,例如若為(無機物/有機物),則可對滿足符合上述要件之樹脂要件之無機樹脂、例如金屬聚 合物或金屬氧化物聚合物添加有機單體。再者,金屬烷氧化物可以單體之形式使用,亦可使用縮合而成之多聚體、或低聚物體。
尤其於此情形時,較佳為樹脂或單體之至少一者為硬化性物質,較佳為至少單體為硬化性物質。硬化性物質只要於上述之樹脂為硬化性樹脂之情形之說明中將硬化性樹脂之樹脂替換為物質即可。於此情形時,機能層12之收縮作用增大,因此奈米構造11與機能層12之界面接著強度降低,轉印性提高。尤其若樹脂及單體均為硬化性物質,則該效果進一步增大。再者,於含有硬化性物質之情形時,如上文關於樹脂為硬化性樹脂之情形所說明般,較佳為含有硬化起始劑。
於含有樹脂及單體之情形時,單體之黏度於25℃下較佳為大致5cP以上且5000cP以下,更佳為8cP以上且2500cP以下,最佳為10cP以上且1500cP以下。再者,此處之黏度意指相對於將所使用之單體全部混合時之混合物之黏度。又,就機能層12與被處理體20之界面之接著強度之固定化及機能層12之物理穩定性之提高之觀點而言,單體之平均官能基數較佳為大致1以上且6以下,較佳為1以上且4以下,最佳為1.5以上且3以下。
再者,若單體為含有選自上述化學式群A中之環狀部位之單體,則存在利用環狀部位之物理穩定性之效果、及與奈米構造11之表面之化學相互作用之降低之效果增大之傾向,因此轉印性提高。又,於此情形時,對被處理體20進行奈米加工之情形時之加工精度亦提高。
進而,機能層12中亦可含有染料、顏料等著色物質。藉由含有著色物,於將機能層12轉印形成於被處理體20時,即便於奈米構造11之大小充分小於可見光之波長之情形時,亦可藉由目視及光學式檢測方法判斷是否轉印良好地進行。進而,成膜於載體10之奈米構造11上之機能層12之品質管理中可利用著色物質之吸收。著色物質可以不對機能層12之源自奈米構造11之機能造成障礙之方式適當選定。又,亦 可使用以隱色染料或熒烷染料、與鹵化合物之組合為代表之顯色系染料。其中,三溴甲基苯基碸與隱色染料之組合、或三化合物與隱色染料之組合較為有用。
進而,為了提高機能層12之穩定性,可含有抗氧化劑。此處,抗氧化劑較佳為光穩定劑。光穩定劑可分類為自由基連鎖起始抑制劑、自由基捕捉劑、過氧化物分解劑,可採用任意者。自由基連鎖起始抑制劑進而可分類為重金屬惰性化劑與紫外線吸收劑,重金屬惰性化劑中主要有醯肼系與醯胺系,紫外線吸收劑中主要有苯并三唑系、二苯基酮系、以及三系。該等之中,更佳為紫外線吸收劑。藉由含有紫外線吸收劑,可使機能層12於光學上穩定化,因此可於適宜使用之場所使用。又,自由基捕捉劑可分類為HALS(hindered amine light stabilizers,受阻胺類光穩定劑)及酚系抗氧化劑。該等抗氧化材可使用公知通常者。
又,機能層12中亦可視需要含有塑化劑等添加劑。作為此種添加劑,例如可列舉:鄰苯二甲酸二乙酯等鄰苯二甲酸酯類或對甲苯磺醯胺、聚丙二醇、聚乙二醇單烷基醚等。
<要件(F)>
其次,對機能轉印體14以滿足為佳之要件(F)進行詳細說明。要件(F)係機能轉印體14之機能層12側之露出面於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。其原因在於,藉由滿足要件(F),可獲得穩定之機能轉印體14。此處,所謂非液體狀態,係定義為不為液體及氣體。即,意指本實施形態之機能轉印體14之機能層12側之表面不為如氣體之無形體,不為如液體般無法自我保持其形狀之狀態。例如,可使用半固體狀、凝膠狀、黏著狀或固體狀等表現。尤其亦可定義為自如圖11A所示般將機能轉印體14放置於平面81之狀態,如圖11B所示般以使機能轉印體14之包含其底面之平面82相對於平面81呈60度之方式使機能 轉印體14傾斜並靜置10分鐘時,傾斜前後之機能層12實質上無膜厚變動之狀態。此時之測定點於傾斜前後係設為相同之位置(圖11A、圖11B中之箭頭A所表示之點)。此處,所謂實質上無膜厚變動,意指將測定機器所具有之誤差等根據各種測定狀況而產生之測定誤差設為X%之情形時,為(X+5)%以內之膜厚變動。
藉由使機能轉印體14之機能層側之露出面滿足此種要件(F),而使機能轉印體14之機能層12之精度之維持性變高。就此觀點而言,機能層12中,至少構成最外層之機能層包含成為半固體狀、凝膠狀、黏著狀或固體狀之物質。因此,機能層12較佳為含有上述說明之樹脂。再者,最佳為機能轉印體14之機能層12側之面之黏性得到抑制之狀態。
藉由含有樹脂,可較佳地達成上述之非液體狀態,因此機能轉印體14之穩定性提高,並且機能層12之轉印精度提高。其原因在於,藉由使分子量為1000以上,而於機能層12僅由該樹脂構成之情形時,可利用分子鏈之交聯使黏度急遽增大,即可接近非液體狀態。又,其原因在於,於除該樹脂以外亦含有分子量未達1000之單體或低聚物之情形時,可藉由樹脂阻礙單體或低聚物之運動性、即可接近非液體狀態。進而,藉由含有樹脂及單體,可藉由樹脂阻礙單體之運動性,達成非液體狀態,並且於使機能轉印體14抵接於被處理體20時,可釋放單體之運動性。即,機能層12之最外層之流動性增大,因此機能層12與被處理體20之接著強度增大。進而,藉由含有上述說明之硬化性物質,可使藉由機能層12之表面之流動而增強了接著強度的機能層12與被處理體20之界面例如藉由熱或光而固定化,因此轉印速度與轉印性提高。關於該硬化性,就反應速度之觀點而言,最佳為光硬化性。再者,藉由至少使樹脂中含有上述說明之環狀部位,可利用環狀部位彼此之分子相互作用,因此可容易地滿足非液體狀態。
<要件(G)>
其次,對機能轉印體14以滿足為佳之要件(G)進行詳細說明。要件(G)係要件(F)且於超過20℃且為300℃以下之溫度範圍內顯示出黏性或黏性增加。藉此,除要件(F)之效果以外,於使機能轉印體14直接抵接於被處理體20時,藉由施加特定之溫度,而機能層12之表面表現出黏性(黏著性)或黏性增加。藉此,可抑制機能層12整體之流動性,並且可提高機能層12與被處理體20之界面之流動性,因此可增大機能層12與被處理體20之接著面積,提高接著強度。就此觀點而言,機能層12較佳為含有上述說明之樹脂。藉此,例如樹脂之乾聚合物藉由熱而開始運動從而表現出黏性。尤其藉由含有上述說明之含有極性基之樹脂,可容易地表現出黏性,並且可良好地表現出對機能層12與被處理體20之界面之靜電相互作用或氫鍵作用,因此接著強度增大。
進而,較佳為含有樹脂及單體。尤其是,樹脂之總量與單體之總量若以重量份計為25:75~100:0,則機能轉印體14為無黏性或黏性極小之狀態,可於使用機能轉印體14時才開始表現出黏性。就此觀點而言,更佳為40:60~100:0,最佳為55:45~100:0。
又,與要件(F)同樣地,藉由含有硬化性物質,可使界面之接著強度固定化,因此轉印性與速度提高。關於該硬化性,就反應速度之觀點而言,最佳為光硬化性。
再者,如上述說明般,於將低分子量之單體與高分子量之低聚物或聚合物混合之情形時,高分子量之低聚物或聚合物通常被稱為黏合劑樹脂。又,於黏合劑樹脂及單體均為硬化性物質、例如光硬化性物質之情形時,單體通常被稱為交聯劑。
再者,機能轉印體14之機能層12之露出面較佳為於要件(G)及要件(F)中所說明般為非液體狀態。即,於機能層12包含複數個層之情形時,較佳為配置於距離載體10之奈米構造11最遠之位置之機能層、 即機能層12之最外層滿足上述說明之非液體狀態。換言之,配置於奈米構造11與機能層12之最外層之間之其他層亦可為液體狀或氣體狀。其原因在於,無論位於內部之其他層之狀態如何,藉由使機能層12之最外層滿足上述說明之非液體狀態,均可表現出上述說明之效果。再者,關於機能層12之層構成留待後文進行詳細敍述。
<載體>
其次,對載體10進行說明。如既已說明般,藉由同時滿足作為機能層12之物性值之比率(Ra/lor)及奈米構造11之平均間距之範圍,而使機能層12之表層之流動性增大,機能層12與被處理體20之接著面積增大,隨之接著強度增加。另一方面,可使由載體10之奈米構造11對機能層S12所施加之剝離應力均等化,因此可抑制機能層S12之破壞。即,藉由使用機能轉印體14,可將高精度之機能層S12轉印賦予至被處理體20上,獲得積層體21。尤其藉由使用以下說明之載體10,而使機能層12對載體10之奈米構造11之配置精度之提高、或將載體10去除時之機能層12之破損之抑制等效果增大,故而較佳。
再者,於以下之說明中,有以-A-B-之形式表現化學組成之情況,其為用以說明元素A與元素B之鍵結之表現,例如於元素A具有3個以上鍵結鍵之情形時,亦使用該表現。即,藉由表記為-A-B-,至少表現元素A與元素B進行化學鍵結,亦包含元素A與元素B以外形成化學鍵之情況。
構成載體10之奈米構造11之材料並無特別限定,可使用既已於<機能層>中說明之構成機能層12之材料。此外亦可使用例如矽、石英、鎳、鉻、藍寶石、碳化矽、鑽石、類鑽碳或含氟類鑽碳等無機材料。
較佳為使載體10之奈米構造11之表面之自由能減少。即,藉由降低奈米構造11與機能層12之物理及化學接著力,可大幅度提高轉印 性。作為降低自由能之方法,可採用對奈米構造11進行脫模處理、或選定自由能較低之材質、或添加使表面之自由能降低之成分之方法等。對奈米構造11之脫模處理可採用公知通常已知之脫模處理,可使用通常之防污劑、調平材料、撥水劑或防指紋附著劑等。又,亦可於進行脫模處理之前,以金屬或金屬氧化物被覆奈米構造11之表面。於此情形時,可提高脫模處理之均等性與奈米構造11之強度。作為自由能較低之材質,可使用以PTFE為代表之含氟樹脂或以PDMS為代表之聚矽氧樹脂等。作為添加使表面之自由能降低之成分之方法,可利用偏析或外滲等。例如可利用氟成分或甲基成分之偏析、聚矽氧成分之外滲等。再者,添加使表面之自由能降低之成分之方法亦可對機能層12進行。例如藉由將氟成分或聚矽氧成分添加至機能層12中,可利用氟成分之偏析或聚矽氧成分之外滲,因此可大幅度降低機能層12與奈米構造11之接著強度。
尤其就無論機能層12之種類如何均降低機能層12與載體10之密接力之觀點而言,載體10之奈米構造11之表面之自由能較佳為3erg/cm2 以上且18erg/cm2 以下。其原因在於,即便於使機能層12之自由能、即機能層12之材料任意地變化之情形時,由藉由機能層12與載體10接觸而變化之吉布斯之自由能之變化計算的密接性亦於上述範圍內迎來峰底(peak bottom)。尤其就降低將載體10剝離去除時之摩擦力之觀點而言,最佳為3erg/cm2 以上且15erg/cm2 以下。又,於藉由偏析使載體10之奈米構造11之表面自由能降低之情形時,利用轉印法製造載體10時所使用之主模(鑄模)之表面自由能較佳為3erg/cm2 以上且18erg/cm2 以下。藉由滿足該範圍,可使載體10之轉印精度提高,並且可藉由偏析而良好地降低載體10之奈米構造11之表面自由能。
上述表面自由能較佳為依據以下定義而測定之自由能。由使用3種探針液計測之接觸角根據Kitazaki-Hata之理論進行計算而算出之分 散成分(d)、極性成分(p)及氫鍵性成分(h)之和。接觸角係針對附著於水平狀態(傾斜角0°)之載體10之奈米構造11之上之探針液,藉由Θ/2法而計測之值,為10點測定之平均值。
.裝置:NIC股份有限公司製造,塗佈性評價裝置(接觸角計):LSE-B100 W
.注射器:玻璃注射器
.噴出探針液之針:協和界面化學股份有限公司製造之Teflon(註冊商標)塗佈針22G
.探針液噴出量:2.2μl±0.5μl
.測定環境:溫度21℃~25℃,濕度35~49%
.探針液黏附方法:將載體之奈米構造壓入至噴出探針液滴之一半左右
.測定時間:將探針液黏附時設為0秒,使用1.1秒時之接觸角值
.探針液:1-溴萘、二碘甲烷、及甲醯胺
.接觸角之校正:於將藉由接觸角測定而計測之接觸角設為θr及將奈米構造之表面積倍率設為Rf時,將作為θ=acos(cosθr/Rf)而計算之值設為構成後之接觸角。使用該經校正之接觸角,根據Kitazaki-Hata之理論導出表面自由能。再者,所謂表面積倍增率(Rf),係表示單位面積藉由奈米構造11之形成而增加幾倍之指標,為通常稱為粗糙因子(roughness factor)之值。
再者,於使用利用上述3種探針液測定及計算所得之校正後之接觸角Θ無法算出表面自由能之情形時,針對乙二醇、正十六烷、及水依序增加進行測定之探針液之種類,變更導入至Kitazaki-Hata之理論之探針液之組合。
上述說明之氟成分可藉由具備聚氟伸烷基或全氟(聚氧伸烷基)鏈、直鏈狀全氟伸烷基、於碳原子-碳原子間插入醚性氧原子且側鏈 上具有三氟甲基之全氟氧伸烷基、分子側鏈或分子構造末端具有三氟甲基之直鏈狀之聚氟伸烷基鏈、或直鏈狀之全氟(聚氧伸烷基)鏈等之單體或樹脂而導入。尤其就增大表面自由能之降低效果之方面而言,聚氟伸烷基鏈較佳為碳數2~碳數24之聚氟伸烷基。
全氟(聚氧伸烷基)鏈較佳為包含選自由(CF2 CF2 O)單元、(CF2 CF(CF3 )O)單元、(CF2 CF2 CF2 O)單元及(CF2 O)單元所組成之群中之1種以上之全氟(氧伸烷基)單元,更佳為包含(CF2 CF2 O)單元、(CF2 CF(CF3 )O)單元、或(CF2 CF2 CF2 O)單元。關於全氟(聚氧伸烷基)鏈,就奈米構造11之物性(耐熱性、耐酸性等)優異而言,尤佳為包含(CF2 CF2 O)單元。關於全氟(氧伸烷基)單元之數量,就奈米構造11之表面自由能之降低與硬度之提高之觀點而言,較佳為2~200之整數,更佳為2~50之整數。
再者,本說明書中所謂奈米構造11之表面自由能較低,係指水滴相對於載體10之奈米構造11之表面之接觸角為60度以上。奈米構造11之表面之能量之一個指標為水滴之接觸角。
水滴相對於載體10之奈米構造11之接觸角為60度以上且未達180度,且奈米構造11之比率(Sh/Scm)為0.45以上且未達1。首先,藉由使水滴之接觸角為60度以上,可減小載體10之奈米構造11之表面自由能。即,奈米構造11與機能層12之接著強度降低,因此轉印精度提高。根據相同之效果,更佳為70度以上,最佳為80度以上。又,就除使奈米構造11之表面進一步穩定化,使機能層12與奈米構造11之物理接著力降低以外,化學接著力亦減小之觀點而言,較佳為85度以上,更佳為90度以上,最佳為95度以上。再者,接觸角於滿足後述之上限值之範圍內越大越好。
另一方面,藉由使接觸角為未達180度,而使機能層12對載體10之奈米構造11之配置精度提高。根據相同之效果,更佳為160度以 下,最佳為140度以下。又,就將載體10之奈米構造11之表面自由能調整為適度之範圍,同時實現機能層12之配置精度與去除精度之觀點而言,更佳為120度以下。
再者,上述水滴之接觸角是設為採用JIS R 3257(1999)中所制定之接觸角測定方法作為『基板玻璃表面之潤濕性試驗方法』,使用本實施形態之載體10作為成為接觸角測定對象之基材,對載體10之奈米構造11之表面進行測定。
又,於本實施形態之機能轉印體14中,載體10之奈米構造11較佳為含有選自氟元素、甲基、及矽氧烷鍵之群中之至少1種以上之要素。藉由含有此種要素,可減小載體10之奈米構造11與機能層12之物理及化學接著力。即,變得容易使機能層12與被處理體20之接著力與奈米構造11與機能層12之接著力相比相對增大。
又,亦可將含有矽氧烷鍵之添加劑、含有氟之添加劑或含有甲基之添加劑添加至奈米構造11之原料中,而減少載體10之奈米構造11之表面自由能。作為添加量,若相對於奈米構造之原料整體為大致0.1重量%以上且30重量%以下,則奈米構造11之物理穩定性提高,並且該添加劑向機能層12之轉印得到抑制,故而較佳。
關於矽氧烷鍵之導入,若為含有通式-[-Si-O-]-n中n為50以上之部位之樹脂,則可促進表面自由能之降低,故而較佳。尤其n較佳為100以上,更佳為300以上,最佳為1000以上。此種樹脂可使用公知通常之聚矽氧。
又,於奈米構造11包含含氟樹脂之情形時,若氟元素相對於構成奈米構造11之樹脂整體之濃度為25atm.%以上,則奈米構造11之表面之自由能之降低增大,故而較佳,更佳為35atm.%以上。
於本實施形態之機能轉印體14中,載體10之奈米構造11之機能層12面側之表層氟元素濃度(Es)與載體10之平均氟元素濃度(Eb)的比率 (Es/Eb)較佳為超過1且為30000以下。再者,關於平均氟元素濃度(Eb),於載體10包含支撐基材15與奈米構造11之情形時,係對奈米構造11進行測定。
藉由使比率(Es/Eb)超過1,可使載體10之支撐基材155與奈米構造11之接著力增大,並且可提高奈米構造11之物理強度。另一方面,藉由將該比率(Es/Eb)設為30000以下,可使機能層12對載體10之奈米構造11之配置精度提高,並且可使奈米構造11表面之表面自由能有效地減少,因此可降低機能層12與奈米構造11之接著力。即,藉由使比率(Es/Eb)滿足上述範圍,可使機能轉印體14之物理穩定性提高,並且可提高轉印精度。又,載體10之再利用性提高。
隨著比率(Es/Eb)成為3≦Es/Eb≦1500、10≦Es/Eb≦100之範圍,機能層12之轉印精度進一步提高,並且載體10之再利用性提高,故而較佳。再者,於上述之最廣之範圍(1<Es/Eb≦30000)中,若為20≦Es/Eb≦200之範圍,則表層氟元素濃度(Es)充分高於平均氟濃度(Eb),使載體10之奈米構造11之表面之自由能有效地減少,因此與機能層12之物理及化學接著力降低。又,由於奈米構造11與支撐基材15之接著力增大,並且奈米構造11內部之氟元素濃度之梯度變得適度,故而奈米構造11之機械強度增大。藉此,可獲得與支撐基材15之密接性優異,與機能層12之脫模性優異,而且再利用性優異之載體10,故而尤佳。就進一步表現出該效果之觀點而言,依序較佳為26≦Es/Eb≦189、30≦Es/Eb≦160、31≦Es/Eb≦155。進而,若為46≦Es/Eb≦155,則複製載體10之效果與對載體10進行再利用之效果進一步增大,故而較佳。再者,於滿足上述(Es/Eb)之範圍之奈米構造11中,藉由載體10之奈米構造11之表面自由能滿足既已說明之3erg/cm2 以上且18erg/cm2 以下之範圍,而使上述說明之與機能層12之脫模性、與支撐基材15之密接性、及重複使用性進一步提高,故而最佳。
再者,所謂載體10之奈米構造表層,例如意指自奈米構造11之表面側朝向載體10之背面(支撐基材15面)側於厚度方向上進入大致1~10%之部分、或於厚度方向上進入2nm~20nm之部分。再者,表層氟元素濃度(Es)可藉由X射線光電子分光法(XPS法,X-rayphotoelectron spectroscopy)定量。XPS法之X射線之透入長度為較淺之數nm,因此就定量Es值方面而言較適宜。又,載體10之平均氟濃度(Eb)可根據添加量而計算。或者,利用燒瓶燃燒法將載體10之切片分解,繼而供於離子層析分析,藉此亦可鑑定載體10之平均氟元素濃度(Eb)。
作為用以構成滿足此種比率(Es/Eb)之載體10之原料,可使用不含氟之(甲基)丙烯酸酯、含氟之(甲基)丙烯酸酯及光聚合起始劑之混合物。若使該等混合物於接觸於表面自由能較低之主模(鑄模)之狀態下進行光硬化,則可使載體10之奈米構造11之表層部之氟元素濃度(Es)大於載體10之平均氟元素濃度(Eb),進而可將載體10之平均氟元素濃度(Eb)調整為更小。再者,上述表面自由能較低之主模(鑄模)之表面自由能較佳為藉由既已說明之定義測定時之值為3erg/cm2 以上且18erg/cm2 以下。藉由滿足該範圍,而使含氟之(甲基)丙烯酸酯之偏析性變得良好,可容易地調整比率(Es/Eb)。
再者,不含氟之(甲基)丙烯酸酯可使用公知通常之光聚合性單體或光聚合性低聚物。又,關於光聚合起始劑,亦同樣可使用公知通常之光聚合起始劑。含氟之(甲基)丙烯酸酯只要為分子中含有氟元素之光聚合性(甲基)丙烯酸酯,則並無特別限定,例如若為下述化學式(1)~(3)所表示之含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,則可有效地降低平均氟元素濃度(Eb)且可提高表層氟元素濃度(Es),故而更佳。作為此種(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,例如可使用大金工業公司製造之「OPTOOL DAC」。
(化學式(1)中,R1表示下述化學式(2),R2表示下述化學式(3))
(化學式(2)中,n為1以上且6以下之整數)
(化學式(3)中,R為H或CH3 )
本實施形態之機能轉印體14中所使用之載體10之奈米構造11若為彈性體,則機能層12之轉印精度進一步提高,故而較佳。其原因在於,可抑制使用機能轉印體14時之環境氛圍之捲入、及可減小將載體10去除時對機能層12所施加之剝離應力之絕對值。就此種觀點而言,載體10之奈米構造11較佳為包含ABS樹脂(acrylonitrile-butadiene-styrene resin,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙 烯、氯乙烯樹脂、甲基丙烯酸系樹脂、丙烯酸系樹脂、含氟之丙烯酸系樹脂、聚醯胺、聚碳酸酯、聚縮醛、聚酯、聚苯醚、聚胺基甲酸酯、含氟之聚胺基甲酸酯、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、三氟氯乙烯-乙烯共聚物(ECTFE)、聚矽氧樹脂或聚二甲基矽氧烷等樹脂。尤其於包含光硬化性樹脂之硬化物之情形時,成為原料之光硬化性樹脂之平均官能基數若為6以下,則轉印精度進一步提高,故而較佳,更佳為4以下,最佳為3以下。就使奈米構造11之彈性模數減小,擴大轉印賦予至被處理體20之機能層12之選擇範圍之觀點而言,較佳為2.5以下,更佳為1.5以下。
於載體10之奈米構造11為彈性體之情形時,較佳為玻璃轉移溫度Tg為100度以下之彈性體,可使用公知市售之橡膠板或樹脂板、膜等,尤其藉由為60℃以下,彈性變形之程度增大,因此轉印性提高,故而較佳。就相同之觀點而言,最佳為30℃以下。進而,藉由使該玻璃轉移溫度為30℃以下,可進一步促進既已說明之比率(Ra/lor)之效果,故而較佳。就相同之觀點而言,該玻璃轉移溫度Tg較佳為0℃以下,最佳為-20℃以下。作為此種Tg較低之彈性體,例如可列舉:聚矽氧橡膠、腈橡膠、氟橡膠、聚異戊二烯(天然橡膠)、聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍6、尼龍66、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、及聚苯乙烯。
又,載體10之奈米構造11若包含溶解於溶劑或水之組合物,則可藉由利用該組合物之溶解實施載體10之去除,機能層12之轉印精度提高,故而較佳。
於載體10為軟性之情形時,構成奈米構造11之材質可採用光硬化 性樹脂之硬化物、熱硬化性樹脂之硬化物或熱塑性樹脂等。另一方面,於載體10為非軟性之情形時,作為構成奈米構造11之材質,可使用金屬或金屬氧化物等。例如可使用矽、石英、鎳、鉻、藍寶石、碳化矽、鑽石、類鑽碳或含氟類鑽碳等無機材料。又,於非軟性之情形時,亦可於非軟性之支撐基材15上形成包含樹脂之奈米構造11。於軟性或非軟性之任一情形時,均如既已說明般較佳為使奈米構造11之表面之自由能降低。
於載體10為軟性之情形時,可連續且大面積地將機能層12轉印賦予至被處理體20上。就此觀點而言,構成奈米構造11之原料較佳為光硬化性樹脂組合物,尤佳為連續地藉由光奈米壓印法轉印形成圓筒狀之主捲筒表面之奈米構造而製造。
<機能層之配置>
其次,對機能層12對奈米構造11之配置例進行說明。以下,對機能層12之配置進行具體說明,但本發明之機能轉印體14之機能層12之配置並不限定於此。
機能層12可呈多層機能層構造。於此情形時,如既已說明般,機能層12之最外層、即距離載體10之奈米構造11最遠之位置之機能層較佳為非液體狀態。進而,機能層12之最外層較佳為對被處理體20表現出接著性,並且可另外表現出所需之機能,換言之,最外層表現出接著機能,並且進而表現出其他機能。即,最外層較佳為可表現出接著機能及以下說明之奈米構造特有之機能或非奈米構造區域92(參照圖12)之機能。藉此,轉印賦予至被處理體20之機能數增加,因此可更良好地表現出積層體21之奈米構造特有之機能。再者,詳細情況於下文進行敍述,機能層12之機能可分類為奈米構造特有之機能與根據被處理體20之用途之機能。
藉由使機能層12為2層以上之多層機能層且機能層12之最外層為 非液體狀態,而維持機能層12對被處理體20之轉印性,並且積層體21之機能數增大。例如,於自機能轉印體14之載體10側依序積層機能層A及機能層B之情形時,機能層A可為液體或氣體。作為液體,例如可使用溶劑、含有分散粒子之溶劑、分散有螢光體之溶劑及離子液體。尤其於離子液體之情形時,蒸汽壓漸近於0,因此於設置機能層B時可採用乾式製程。尤其就將機能轉印體14之機能層12之精度轉印賦予至被處理體20時的精度之觀點而言,於機能層12包含2層以上之多機能層之情形時,較佳為至少一半以上之機能層12為非液體狀態,更佳為8成以上之機能層12為非液體狀態,最佳為全部之機能層12為非液體狀態。
如下所述,形成2層以上之多機能層之情形包括全部之層表現出奈米構造特有之機能之情形、及表現出奈米構造特有之機能之層與表現出根據被處理體20之用途之機能之層混合存在之情形。
如圖12所示,機能轉印體14於載體10之奈米構造11上包含機能層12,因此機能層12可分類為包含載體10之奈米構造11之區域(以下,稱為奈米構造區域)91、與不包含奈米構造11之區域(以下,稱為非奈米構造區域)92。積層體21之機能層S12所表現出之奈米構造特有之機能係由奈米構造區域91所決定。即,於機能層12為單層之情形時,機能層12表現出奈米構造特有之機能,並且表現出與被處理體20之接著性。於機能層12為N層構造之情形時,可呈第1層~第M層(M≦N,N≧2)包含於奈米構造區域91,第M層~第N層(M≦N,N≧2)包含於非奈米構造區域92之形態。此處,於M=N之情形時,全部之多層機能層12包含於奈米構造區域91。包含於非奈米構造區域92之層較佳為可表現出適於被處理體20之使用之奈米構造特有之機能以外的機能。即,於機能層12為多層構造之情況下,於全部之機能層12包含於奈米構造區域91之情形時,較佳為最外層表現出奈米構造特有之機能與被 處理體20之接著性,於存在包含於非奈米構造區域92之機能層12之情形時,較佳為最外層表現出根據被處理體20之使用之機能及與被處理體20之接著性。
此處,所謂包含於奈米構造區域91,係定義為包含與載體10之奈米構造11對應之形狀或排列。即,於存在包含於非奈米構造區域92之機能層12之情形時,載體10之奈米構造11由包含於奈米構造區域91之機能層12填滿而平坦化。如上所述,於本實施形態之機能轉印體14中,機能層12之最外層較佳為表現出與積層體21對應之機能,並且亦兼具與被處理體20之接著性。
作為奈米構造特有之機能,例如可列舉:光繞射機能、有效介質近似機能、源自光繞射之光散射機能、表面電漿子機能、比表面積增加機能、準電位設定機能、光封閉機能、李納-瓊斯勢之建設性干涉機能、超撥水機能、超親水機能、滑落機能、量子機能、Dressed光子機能、滲透波提取機能、光提取機能、光子晶體機能、奈米反應場機能、量子點機能、奈米粒子機能及超材料機能。藉由將機能轉印體14之機能層12轉印至被處理體20,可直接賦予該等機能或賦予用以表現出該等機能之加工遮罩。即,藉由直接賦予機能,可於被處理體20上另外設置表現出源自奈米構造之機能之機能層。另一方面,藉由轉印賦予作為加工遮罩之機能層12,可對被處理體20進行奈米加工,可於被處理體20之表面設置包含與被處理體20相同之材質之微細圖案。關於使用機能轉印體14作為加工遮罩之轉印體之情形,於以下之<遮罩轉印體>中進行詳細敍述。於任一情形時,均可對被處理體20轉印賦予機能,藉此可製作微量物質檢測感測器、奈米反應場、抗反射表面、高效率之半導體發光元件(LED或OLED等)、量子點器件、光子晶體器件、光波導、奈米電路、奈米介質天線、利用光繞射色之裝飾品、利用光子帶隙(Photonic band gap)之裝飾品、超撥水表面、 超親水表面、以SLIPS(Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces)為代表之滑落表面、高效率光觸媒表面、水捕獲表面、水蒸氣捕獲表面、防冰表面、防雪表面、具有負折射率之表面、液晶配光用之表面、高效率之燃料電池、奈米尺度之清掃用具、無需黏著劑之黏著體(帶)、或奈米粒子排列而成之表面或電磁遮罩等。
作為非奈米構造區域92之機能層12所具備之機能,可根據被處理體20之使用方法而適當選定,例如可列舉:阻氣機能、水蒸氣阻隔機能、耐磨耗機能、防污機能、疏水性機能、親油性機能、親水性機能、抗靜電機能、彩色濾光片機能、色移機能、偏光修正機能、抗反射機能、光再指向機能、擴散機能、光學旋轉機能、緩衝機能、應力緩和機能、熱擴散機能、散熱機能、吸熱機能、高硬度機能、及著色機能。
例如,藉由對奈米構造11配置相互獨立且不連續之機能層12,可使機能層12作為奈米粒子而發揮機能。於此情形時,機能轉印體14可用作奈米粒子轉印體。奈米粒子因表現出奈米尺度特有之光學性能、觸媒性能或感測中之感度增大之現象而備受矚目,但存在難以控制奈米粒子之大小、形狀、排列之課題或難以抑制奈米粒子之凝聚之課題等。藉由使用機能轉印體14,可使載體10之奈米構造11作為奈米粒子(機能層12)之導引而發揮機能,因此可將該等課題容易地解決,並且可獲得於整面或一部分奈米粒子高精度地排列之積層體21。
又,例如(α)為了實現自淨、降低對油或海水之摩擦、防止指紋之附著、防止冷凍或防止淤泥之附著等,而利用奈米構造特有之比表面積之增加效果之超撥水、超撥油、或SLIPS表面等備受矚目。又,例如(β)藉由對作為下一代之發電源而備受矚目之太陽電池之表面賦予利用奈米構造特有之比表面積之倍增效果之自淨機能及利用奈米構造特有之有效介質近似效果之抗反射機能,而降低太陽電池之維護所 產生之負載,並且提高發電效率之情況備受矚目。然而,於(α)、(β)之任一情形時,均存在難以將受控制之奈米構造S11大面積地賦予至被處理體20之課題。由該課題導致存在積層體21所表現出之機能降低,或具有分佈之課題。例如,於使用微粒子之情形時,利用微粒子之二次凝聚,因此產生奈米構造單個之尺度之表面自由能之不均勻,其成為宏觀之不均勻,因此效果上產生不均勻,機能降低。然而,藉由使用本實施形態之機能轉印體14,可解決上述說明之課題。(α)將機能轉印體14之奈米構造11之平均間距設為10nm~1200nm,將奈米構造11之表面自由能設為3erg/cm2 以上且18erg/cm2 以下,例如使氟成分含有於機能層12中。藉此,可使接觸於奈米構造11之機能層12之自由能降低。即,藉由對被處理體20進行轉印,可容易地大面積地形成表面自由能較低之奈米構造S11。藉此,可發揮出上述(α)中所記載之效果。(β)將機能轉印體14之奈米構造11之平均間距設為50nm~350nm,例如自奈米構造11之側依序設置含有氧化鈦之第1機能、及具有應力緩和機能之第2機能層。藉由對被處理體20進行轉印,可容易地大面積地形成具有光觸媒性能之奈米構造S11。進而,具有光觸媒性能之第1機能層與被處理體20係經由具有應力緩和機能之第2機能層而接觸,因此可抑制由冷暖差異等引起之龜裂之產生等。藉此,可發揮出上述(β)中所記載之效果。
其次,對機能層12對載體10之奈米構造11之配置例進行說明。於機能層12僅包含於奈米構造區域91之情形時,如圖13A~圖13I所示般可大致呈現9種狀態。圖13A表示機能層12僅填充配置於載體10之奈米構造11之凹部11a內部之情況。圖13B表示機能層12僅積層配置於奈米構造11之凸部11b之頂部上之情形。圖13C表示機能層12配置於載體10之奈米構造11之凹部11a內部及凸部11b頂部上且凹部11a內部之機能層12與凸部11b頂部上之機能層12分離之狀態。圖13D表示機能層 12以形成覆膜之方式被覆於載體10之奈米構造11之表面之情形。圖13E表示機能層12將載體10之奈米構造11填充而使之平坦化之狀態。圖13F表示第1機能層12a僅填充配置於載體10之奈米構造11之凹部11a內部並以使機能層12a及載體10之奈米構造11平坦化之方式進而設置有第2機能層12b之狀態。圖13G表示將第1機能層12a僅積層配置於奈米構造11之凸部11b之頂部上並以使第1機能層12a及載體10之奈米構造11平坦化之方式進而設置有第2機能層12b之狀態。圖13H表示將第1機能層12a配置於載體10之奈米構造11之凹部11a內部及凸部11b頂部上且凹部11a內部之機能層12a與凸部11b頂部上之機能層12a分離,並以使機能層12a及載體10之奈米構造11平坦化之方式進而設置有第2機能層12b之狀態。圖13I表示使第1機能層12a以形成覆膜之方式被覆於載體10之奈米構造11之表面,並以使該機能層12a平坦化之方式進而設置有第2機能層12b之狀態。呈現何種狀態可根據應賦予至被處理體20上之機能而適當選定。又,該等狀態不受載體10之奈米構造11之形狀或排列之影響。
於圖13中,以單層之形態描繪機能層12、12a、12b之各者,但亦可分別為多層機能層。即,為於上述說明之N層之多層機能層中N層全部包含於奈米構造區域91之狀態。
於包括包含於奈米構造區域91之機能層12、及包含於非奈米構造區域92之機能層12之情形時,如圖14A~圖14E所示般可大致呈現5種狀態。圖14A~圖14D係表示關於圖13中所說明之針對第1機能層12a藉由第2機能層12b使奈米構造11平坦化之情形,並於第2機能層12b之表面上進而設置有第3機能層12c之狀態。即,於圖14A~圖14D中,機能層12a及12b係作為包含於圖12所示之奈米構造區域91且表現出奈米構造特有之機能之層而發揮機能,機能層12c包含於圖12所示之非奈米構造區域92,因此較佳為表現出根據積層體21之使用之進一 步之機能,作為亦表現出與被處理體20之接著性之層而發揮機能。圖14E係表示關於圖13中所說明之藉由第1機能層12a使奈米構造11平坦化之情形,於第1機能層12a之表面上進而設置有第2層之機能層12c之狀態。即,於圖14E中,機能層12a係作為包含於圖12所示之奈米構造區域91且表現出奈米構造特有之機能之層而發揮機能,機能層12c包含於圖12所示之非奈米構造區域92,因此較佳為表現出根據積層體21之使用之進一步之機能,作為亦表現出與被處理體20之接著性之層而發揮機能。又,於圖14中,分別以單層之形態描繪機能層12a~12c,但該等層亦可為多層機能層。
機能層12之厚度可根據積層體21之機能層S12應表現出之機能而適當選定,但就機能轉印體14之機能層12之轉印精度之觀點而言,較佳為滿足以下所示之厚度範圍。機能層12之厚度可根據包含於奈米構造區域91之機能層12與包含於非奈米構造區域92之機能層12之平衡而適當設計。機能層12之厚度可分為如圖14所示般機能層12包含於非奈米構造區域92之情形、與如圖13所示般機能層12僅包含於奈米構造區域91之情形。
.機能層包含於非奈米構造區域92之情形
較佳為既已說明之距離(lor)滿足以下之範圍。此處,距離(lor)為載體10之奈米構造11之凸部11b之凸部頂部位置與機能層12露出之表面之最短距離,為藉由既已說明之測定方法進行解析而求出之算術平均值。距離(lor)於滿足上述說明之比率(Ra/lor)之範圍內若超過0nm,則機能層12對被處理體20之轉印精度提高,故而較佳。尤其就抑制機能層12之表面之分子尺度之破壞,保持被處理體20與機能層12之接著強度之觀點而言,較佳為5nm以上,更佳為10nm以上。又,就提高機能層12之流動性,更良好地表現出既已說明之比率(Ra/lor)之效果之觀點而言,更佳為20nm以上,最佳為50nm以上。又,就抑 制使機能轉印體14抵接於被處理體20時由機能層12之流動引起之膜厚分佈之惡化之觀點而言,距離(lor)較佳為10000nm以下,更佳為5000nm以下。就使機能轉印體14之製造性變得良好,並且使所使用之機能層12之量降低之觀點而言,更佳為3000nm以下,最佳為1500nm以下。進而,若為1200nm以下,則機能層12之對膜厚變動之耐性進一步提高,故而較佳。尤其就使機能層12之彈性模數高於塊體之彈性模數,更有效地抑制抵接時之膜厚變動之觀點而言,較佳為1000nm以下,更佳為800nm以下,最佳為600nm以下。
再者,包含於奈米構造區域91(參照圖12)之機能層12之厚度係藉由包含於非奈米構造區域92之機能層12c確保轉印精度,因此只要根據奈米構造特有之機能而適當選擇即可。
.機能層12僅包含於奈米構造區域91之情形
根據機能層12之配置狀態可大致分類2種。第1種為機能層12未使載體10之奈米構造11平坦化之情形(以下,稱為「類型A」),為圖13A~圖13D所例示之狀態。第2種為藉由機能層12使載體10之奈米構造11平坦化之情形(以下,稱為「類型B」),為圖13E~圖13I所例示之狀態。
進而,類型A之情形可大致分類為3種。首先,為圖13A所示之僅於載體10之奈米構造11之凹部11a內部配置機能層12之情形(以下,稱為「類型A1」)。其次,為圖13B所示之僅於載體10之奈米構造11之凸部上部設置機能層12之情形、或者為圖13c所示之於載體10之奈米構造11之凸部上部及凹部11a內部設置機能層12並使之相互分離之情形(以下,稱為「類型A2」)。最後,為圖13D所示之以被覆載體10之奈米構造11之表面之方式設置機能層12之情形(以下,稱為「類型A3」)。
於類型A之情形(參照圖13A~圖13D)時,機能層12之厚度(H1)較 佳為滿足以下說明之範圍。此處,機能層12之厚度(H1)係定義為自載體10之奈米構造11與機能層12之界面平均位置至機能層12露出之表面平均位置的最短距離。
於類型A1之情形(參照圖13A)時,就抑制將機能轉印體14抵接於被處理體20時捲入貼合氛圍,提高轉印精度之觀點而言,於將奈米構造11之高度設為Hn時,機能層12之厚度(H1)較佳為0.1Hn以上且1.2Hn以下。尤其就進一步提高機能層12之轉印精度之觀點而言,較佳為0.5Hn以上,較佳為0.75Hn以上,最佳為0.85Hn以上。進而,就提高機能層12之配置精度,提高積層體21之精度之觀點而言,較佳為0.98Hn以下,更佳為0.95Hn以下,最佳為0.9Hn以下。
於類型A2之情形(參照圖13B及圖13C)時,就提高將機能轉印體14之機能層12抵接於被處理體20時之貼合性,並且抑制積層體21之機能層S12之破損之觀點而言,於將奈米構造11之高度設為Hn時,機能層12之厚度(H1)較佳為0.1Hn以上且Hn以下。尤其就進一步提高機能層12之轉印精度之觀點而言,較佳為0.2Hn以上且0.9Hn以下,更佳為0.25Hn以上且0.85Hn以下,最佳為0.4Hn以上且0.6Hn以下。
於類型A3之情形(參照圖13D)時,就將機能轉印體14之機能層12抵接於被處理體20時之貼合精度及轉印精度之觀點而言,於將奈米構造11之高度設為Hn時,機能層12之厚度(H1)較佳為0.01Hn以上且Hn以下。尤其就進一步提高機能層12之轉印精度之觀點而言,較佳為0.1Hn以上,更佳為0.15Hn以上,最佳為0.2Hn以上。進而,就提高機能層12之配置精度,提高設置於被處理體20上之機能層12之精度之觀點而言,較佳為0.9Hn以下,更佳為0.75Hn以下,最佳為0.65Hn以下。
圖13E~圖13I所例示之類型B進而可分類為2種。首先,為具有以使載體10之奈米構造11平坦化之方式設置之機能層12之情形(參照 圖13E)、及具有配置於載體10之奈米構造11之凹部11a內部之第1機能層12a與以使該第1機能層12a及奈米構造11平坦化之方式設置之第2機能層12b之情形(參照圖13F)(以下,稱為「類型B1」)。其次,為於載體10之奈米構造11之凸部11b上設置第1機能層12a,進而具有以使奈米構造11平坦化之方式設置之第2機能層12b之情形(以下,稱為「類型B2」),為圖13G~圖13I所例示之狀態。
於類型B1之情形時,厚度(H1)為自載體10之奈米構造11之凸部11b之頂部位置至機能層12之表面之距離。另一方面,於類型B2之情形時,將機能層12之厚度(H1)定義為自距離(lor)減去設置於載體10之奈米構造11之凸部11b上之機能層12a之厚度所得之值。即,於類型B2之情形時,厚度(H1)為自設置於載體10之奈米構造11之凸部11b上之機能層12a之頂部位置至第2機能層12b之表面之距離。若厚度(H1)超過0nm,則機能層12對被處理體20之轉印精度提高,故而較佳。尤其就抑制機能層12之表面之分子尺度之破壞,保持被處理體20與機能層12之接著強度之觀點而言,較佳為5nm以上,更佳為10nm以上。又,就提高機能層12之流動性,更良好地表現出既已說明之比率(Ra/lor)之效果之觀點而言,更佳為20nm以上,最佳為50nm以上。又,就抑制將機能轉印體14抵接於被處理體20時由機能層12之流動引起之膜厚分佈之惡化之觀點而言,距離(lor)較佳為10000nm以下,更佳為5000nm以下。就使機能轉印體14之製造性變得良好,並且使所使用之機能層12之量降低之觀點而言,更佳為3000nm以下,最佳為1500nm以下。進而,若為1200nm以下,則機能層12對膜厚變動之耐性進一步提高,故而較佳。尤其就使機能層12之彈性模數高於塊體之彈性模數,更有效地抑制抵接時之膜厚變動之觀點而言,較佳為1000nm以下,更佳為800nm以下,最佳為600nm以下。
<遮罩轉印體>
其次,關於使用機能轉印體14作為加工用遮罩之轉印體之情形,對機能層12之更佳之配置進行說明。藉由使用機能轉印體14作為加工用遮罩之轉印體,可對被處理體20之表面進行奈米加工。即,使用具備奈米加工而成之微細圖案之被處理體20,可實現上述之各種用途。再者,以下只要未特別說明,則設為滿足既已說明之機能轉印體14之層構造或使用方法、各種物性等者。
以將用以對被處理體20進行奈米加工之遮罩機能轉印形成於被處理體20上為目的而使用本實施形態之機能轉印體14,藉此可提高被處理體20之面內之奈米加工精度。其原因在於,可以機能轉印體14之載體10之奈米構造11之精度及機能層12之膜厚之精度預先決定並確保作為遮罩而發揮機能之機能層S12之厚度或奈米構造S11之大小、排列等要素。於機能層12包含2層以上之情形時,至少1層以上之機能層12作為被處理體20之加工用遮罩而發揮機能,至少1層以上之機能層作為用以對其他機能層進行加工之遮罩而發揮機能。即,藉由使用機能轉印體14,可對被處理體20之表面轉印賦予機能層12。於該機能層12包含2層以上之層之情形時,使1層以上之機能層作為其他機能層之加工用遮罩而發揮機能,藉由例如乾式蝕刻對其他機能層進行奈米加工。其後,可使機能層12作為加工用遮罩藉由例如乾式蝕刻或濕式蝕刻對被處理體20進行奈米加工。另一方面,於機能層12為單層之機能層之情形時,可使機能層12作為加工用遮罩藉由例如乾式蝕刻或濕式蝕刻對被處理體20進行奈米加工。
以下,將用以對被處理體20賦予遮罩機能之機能轉印體14稱為遮罩轉印體14。又,於遮罩轉印體14之說明中使用乾式蝕刻速率之用語,其係定義為針對無奈米構造之平坦之面之乾式蝕刻速率。
作為遮罩轉印體14,可參照圖13及圖14而採用既已說明之機能轉印體14。以下,參照圖13及圖14對使用既已說明之機能轉印體14作 為遮罩轉印體14時之代表例進行說明。以下之說明中未出現之圖13及圖14中所記載之機能轉印體14亦可與以下所說明之遮罩轉印體14同樣地使用。
圖15A表示本實施形態之遮罩轉印體14中機能層12僅包含於奈米構造區域91之情形(參照圖13A)之遮罩轉印體14(以下,稱為「遮罩轉印體(1)」)的剖面模式圖。如圖15A所示,遮罩轉印體(1)14中機能層12係以僅將載體10之奈米構造11之凹部11a內部填充之方式設置。於此情形時,可以轉印賦予至被處理體20之機能層12為加工遮罩,藉由濕式蝕刻或乾式蝕刻對被處理體20進行奈米加工。
圖15A中D之距離所表示的載體10之奈米構造11之凸部頂部位置與機能層12之表面的距離於將奈米構造11之平均高度設為h時滿足h/2以下,藉此賦予至被處理體20上之機能層12之轉印精度提高。尤佳為h/3以下,更佳為h/6以下。另一方面,就提高使用經轉印賦予之機能層12對被處理體20進行奈米加工時之加工精度之觀點而言,距離D較佳為-0.2h(負0.2h)以上。此處,所謂距離D為負,意指機能層12將載體10之奈米構造11之凹部11a完全填滿且機能層12之厚度大於奈米構造11之高度之情形。就機能層12之配置控制性之觀點而言,距離D較佳為0nm以上。於滿足該等範圍之範圍內,距離D越小越好。
藉由滿足此種範圍,於使用利用遮罩轉印體(1)14轉印賦予至被處理體20上之機能層12作為遮罩時,可於被處理體20上形成物理性質穩定之遮罩。因此,即便於被處理體20為難加工基材之情形時,亦可容易地進行奈米加工。
圖15B表示本實施形態之遮罩轉印體14中機能層12僅包含於奈米構造區域91之情形(參照圖13E)之遮罩轉印體14(以下,稱為「遮罩轉印體(2)」)的剖面模式圖。如圖15B所示,遮罩轉印體(2)中機能層12係以將載體10之奈米構造11填充並使之平坦化之方式設置。於此情形 時,以轉印賦予至被處理體20之機能層12之奈米構造之凸部為加工遮罩,藉由乾式蝕刻將凹部去除。繼而,可以殘留之該凸部作為加工遮罩藉由濕式蝕刻或乾式蝕刻對被處理體20進行奈米加工。
藉由圖15B中A之距離所表示的載體10之奈米構造11之凸部頂部位置與機能層12之表面之距離滿足奈米構造11之平均間距之10倍以下,而使對被處理體20進行加工時之加工精度提高。尤佳為5倍以下,更佳為4.5倍以下,最佳為4倍以下。就進一步表現出既已說明之平均間距之效果之觀點而言,較佳為3.5倍以下,更佳為3倍以下,最佳為2.5倍以下。藉由使距離A超過0nm,而使將遮罩轉印體(2)14之機能層12貼合於被處理體20時之貼合性提高,故而較佳。於上述範圍內,距離A越小越好。
進而,距離A小於圖15B中B之距離所表示的作為載體10之奈米構造11之凹部底部位置與凸部頂部位置之距離的奈米構造11之深度。又,若距離B為距離A之1.5倍以上,則容易發揮出對被處理體20進行奈米加工時之遮罩機能,被處理體20之加工精度提高,故而較佳。就相同之效果而言,距離B更佳為距離A之2.5倍以上。進而就提高藉由乾式蝕刻對被處理體20進行加工之情形之精度之觀點而言,較佳為4倍以上,更佳為6倍以上,最佳為9倍以上。
藉由滿足此種範圍,於使用利用遮罩轉印體(2)14轉印賦予至被處理體20上之機能層12作為遮罩時,可於被處理體20上形成物理性質穩定之遮罩。因此,即便於被處理體20為難加工基材之情形時,亦可容易地進行奈米加工。
於僅於奈米構造區域91中包含機能層12之遮罩轉印體(1)、(2)中,藉由使機能層12之蝕刻速率(Vf)與被處理體20之蝕刻速率(Vt)的比率(Vf/Vt)為3以下,而反映出載體10之奈米構造11之被處理體20之加工精度提高。尤其更佳為2.5以下,最佳為2以下。進而,就提高機 能層12之轉印精度,並且亦提高被處理體20之奈米加工性之觀點而言,更佳為1以下,最佳為0.8以下。再者,若於構成機能層12之材料中含有既已說明之環狀部位,則被處理體20之加工精度提高,故而較佳。
於藉由乾式蝕刻對被處理體20進行奈米加工之情形時,與微構造之情形不同,乾式蝕刻時之遮蔽(shadow)效果或負載(loading)效果變得顯著而加工變得困難。尤其比率(Vf/Vt)於在存在奈米構造之前提下進行計測之情形時,顯著受到負載效果之影響而增大。即便於此種情形時,藉由對被處理體20上高精度地賦予滿足特定之厚度範圍之機能層12,且滿足上述比率(Vf/Vt),亦可容易且高精度地對被處理體20進行奈米加工。
再者,雖未圖示,但於遮罩轉印體(2)14中,亦可將機能層12設為多層構造。此處,所謂多層構造,係指相對於載體10之厚度方向積層有複數個層之狀態。再者,該狀態亦包含以使遮罩轉印體(1)14之奈米構造11平坦化之方式設置有第2機能層之狀態。自載體10之奈米構造11之凹部11a底部向凸部11b上部方向使機能層12自第1層依序積層至第N層(N≧2)。於遮罩轉印體(2)14之機能層12為多層構造之情形時,較佳為至少第1層之機能層12之蝕刻速率(Vf1)與第N層之蝕刻速率(VfN)的比率(VfN/Vf1)大於1。藉由使該比率大於1,使賦予至被處理體20上之多層機能層12中自以第1層作為加工遮罩之第2層至第N層之加工精度提高。尤其就提高第1層之機能層12對奈米構造11之配置精度之觀點而言,該比率較佳為1000以下,更佳為500以下。進而,就均等地配置於奈米構造11之凹部11a內之觀點而言,較佳為300以下,更佳為150以下,最佳為100以下。另一方面,就於被處理體20上形成包含多層機能層S12之柱時之精度之觀點而言,較佳為3以上,更佳為10以上,更佳為15以上。又,第N層之機能層12滿足上述單層之 情形時所說明之比率(Vf/Vt)。藉由使用具備此種多層機能層之遮罩轉印體(2),可於被處理體20上轉印形成多層機能層。藉由自轉印形成之多層機能層12之第1層之機能層12面側藉由乾式蝕刻進行奈米加工,而即便於距離A較大之情形時,亦可容易地進行奈米加工,可對被處理體20之表面賦予奈米構造。
其次,圖15C表示本實施形態之遮罩轉印體14中於奈米構造區域91配置機能層12a且於非奈米構造區域92配置機能層12c之情形(以下,稱為「遮罩轉印體(3)」)的剖面模式圖。圖15C中,距離A及距離B與上文於遮罩轉印體(2)14中所述之定義相同,距離A與距離B之關係性亦滿足上述範圍。於此情形時,以轉印賦予至被處理體20之機能層S12之奈米構造之凸部作為加工遮罩,藉由乾式蝕刻將凹部去除直至被處理體20露出為止。繼而,可以所殘留之該凸部作為加工遮罩,藉由濕式蝕刻或乾式蝕刻對被處理體20進行奈米加工。
距離C意指設置於以使載體10之奈米構造11平坦化之方式設置的機能層12a之更上部的機能層12c之厚度。於此情形時,藉由距離B大於距離A,距離A與距離C之和(A+C)滿足奈米構造11之平均間距之10倍以下,而使利用賦予至被處理體20上之遮罩(機能層12a、12c)對被處理體20進行加工時之加工精度提高。尤佳為5倍以下,更佳為4.5倍以下,最佳為4倍以下。進而,就更有效地表現出既已說明之平均間距之效果之觀點而言,距離B較佳為相對於距離A與距離C之和(A+C)為1.5倍以上之距離。就相同之效果而言,較佳為2.5倍以上。
再者,雖未圖示,但於遮罩轉印體(3)14中,奈米構造區域91之機能層12a與非奈米構造區域92之機能層12c亦可分別設為多層構造。
於機能層12a、12c如圖15C所示般包含於奈米構造區域91及非奈米構造區域92之情形時,奈米構造區域91之機能層12a之蝕刻速率(Vf)與包含於非奈米構造區域92之機能層12c之蝕刻速率(Vfo)的比率 (Vfo/Vf)若大於1,則被處理體20之奈米加工精度提高,故而較佳。就機能層12a對載體10之奈米構造11之配置精度之觀點而言,較佳為1000以下,更佳為500以下。尤其就將機能層12a填充配置於載體10之奈米構造11之凹部11a內之精度之觀點而言,較佳為300以下,更佳為150以下,最佳為100以下。就進一步提高被處理體20之奈米加工精度之觀點而言,較佳為3以上,更佳為10以上,更佳為15以上。關於包含於非奈米構造區域92之機能層12c之蝕刻速率與被處理體20之蝕刻速率之關係,於機能層12如圖15B所示般僅包含於奈米構造區域91之情形時,滿足將機能層12之蝕刻速率(Vf)改稱為機能層12c之蝕刻速率(Vfo)之情形之範圍。
又,於使用上述說明之遮罩轉印體(1)、(2)、(3)時,藉由在被處理體20之表面預先設置硬質遮罩層,可於硬質遮罩層上轉印賦予機能層12。於此情形時,可藉由遮罩轉印體(1)、(2)、(3)對硬質遮罩進行奈米加工。藉由使用所獲得之奈米加工完畢之硬質遮罩,可對被處理體20進行奈米加工。尤其於使用硬質遮罩之情形時,針對被處理體20之奈米加工,可較佳地使用濕式蝕刻。
例如,使用上述說明之遮罩轉印體14並選定藍寶石晶圓、碳化矽晶圓、LED用磊晶晶圓或矽晶圓作為被處理體20,藉此可對被處理體20之表面進行奈米加工。即,可於被處理體20之表面形成包含與被處理體20相同之材質之微細圖案。此處,微細圖案之精度係由遮罩轉印體所確保,因此可遍及被處理體20之面內獲得均等之奈米構造。藉由使用此種附有微細圖案之被處理體20,可製造高效率之LED。即,於組裝LED時可於適宜之場所進行奈米加工,因此LED元件之缺陷率降低。
於經奈米加工之藍寶石之微細圖案面上至少成膜n型半導體層、發光層、p型半導體層而製作n型電極及p型電極,藉此可製造LED元 件。LED之效率係由電子注入效率、內部量子效率及光提取效率之積所決定。此處,由於內部量子效率受LED元件之半導體層之結晶性或錯位數等之影響,故而於製造LED元件後進行改善非常困難。
其原因在於,藉由對被處理體20進行奈米加工而製作之微細圖案,而促進半導體結晶層之錯位之分散化與錯位密度之降低,因此,使內部量子效率大幅度提高。尤其於微細圖案中存在數十個以上之微細圖案聚集之大小之缺陷之情形時,由半導體結晶層之特異成長導致LED之發光特性降低,並且良率降低。即,藉由使用遮罩轉印體14,可使發光特性之均等性提高,並且可使良率提高。
<保護層>
其次,對設置於機能轉印體14之保護層13進行說明。保護層13只要根據機能轉印體14之使用或搬送環境等於必需之情形時設置即可。於此情形時,保護層13之作用在於減少機能層12之機能劣化,抑制異物對機能層12之表面之附著以及對機能層12損傷之生成。關於保護層13,只要保護層13與機能層12之最外層之接著強度小於機能層12與載體10之奈米構造11之接著強度、及機能層12之各層之界面接著強度,則並無特別限定。尤佳為保護層13之成分不附著殘留於機能層12。又,如圖13A所示,於在載體10之奈米構造11之凹部11a之內部設置機能層12,且機能層12露出之面位於較奈米構造11之凸部11b之平均位置更靠奈米構造11之凹部11a側之情形時,將保護層13貼合於機能轉印體14時,有奈米構造11之凸部11b與保護層13接觸,機能層12不與保護層13接觸之情況。於此種情形時,只要於將保護層13去除時保護層13之成分不附著殘留於載體10之奈米構造11,則並無特別限定。
若將保護層13之機能轉印體14之機能層12面側之表面粗糙度記為RaP,則既已說明之距離(lor)與RaP之比率(RaP/lor)較佳為既已說明 之比率(Ra/lor)之1.5倍以下。藉由滿足該範圍,可使保護層13對機能層12之貼合性提高,可連續地利用捲筒對捲筒法(roll to roll method)設置保護層13,並且可良好地保持機能層12之表面狀態。再者,比率(RaP/lor)之更佳之範圍為上述之比率(Ra/lor)之更佳之範圍之1.5倍以下。再者,表面粗糙度(RaP)為利用與既已說明之機能層12側之表面粗糙度(Ra)相同之方法測定之值。再者,於不配置保護層13之情形時,較佳為載體10之與奈米構造11相反側之面之表面粗糙度滿足上述表面粗糙度(RaP)之範圍。再者,表面粗糙度(RaP)為藉由與既已說明之機能轉印體14之機能層12側之表面粗糙度(Ra)相同之裝置及方法測定之值。
作為保護層13之保護膜依據JIS B 0601測定之表面粗糙度越小越好。例如中心線平均粗糙度為0.003μm~0.05μm時,可抑制對機能層12之與保護層13接觸之面的過度之粗糙度之轉印,故而較佳,進而較佳為0.005μm~0.03μm。又,若保護層13之不與機能層12接觸之面依據JIS B 0601測定之表面粗糙度為0.1μm~0.8μm、及最大高度為1μm~5μm,則於將保護層13去除後,將保護層13捲取並回收時之操作性大幅度提高。就進一步發揮出上述效果之觀點而言,更佳為該表面粗糙度為0.15μm~0.4μm、及最大高度為1.5μm~3.0μm。該等依據JIS B 0601測定之表面粗糙度及最大高度係使用接觸型表面粗糙度計而測定。又,於不配置保護層13之情形時,較佳為載體10之與奈米構造11相反側之面滿足上述表面粗糙度及最大高度之範圍。
保護層13之貼合於機能層12之面之表面自由能與機能層12之與保護層13接觸之面之表面自由能的差之絕對值較佳為2erg/cm2 以上且50erg/cm2 以下。藉由滿足該範圍,而保護層13與機能層12之密接性變得良好,可連續地製造並捲取機能轉印體14,並且可抑制使用機能轉印體14時將保護層13剝離時的機能層12之破損。就進一步發揮出本 效果之觀點而言,該表面自由能之差之絕對值最佳為5erg/cm2 以上且30erg/cm2 。例如可採用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、低密度聚乙烯(LDPE)、雙軸延伸聚丙烯或聚碳酸酯。作為市售者,例如可列舉:東麗薄膜加工股份有限公司製造之Toraytech系列(7111、7412K6、7531、7721、7332、7121)、Mitsubishi Engineering-Plastics股份有限公司製造之Iupilon系列、或Tamapoly股份有限公司製造之GF系列。
保護層13中所含之直徑80μm以上之魚眼亦可存在500個/m2 以上。其原因在於,可認為即便於使用魚眼之數量較多之保護層(保護膜)13之情形時,亦幾乎無對奈米構造11與機能層12之界面之影響。又,其原因在於,可認為於機能層12中含有光硬化性物質之情形時,亦可利用貼合保護層13時所產生之氣泡來延長機能層12之壽命。
就進一步抑制將機能轉印體14貼合於被處理體20時所產生之氣孔之產生之觀點而言,保護層13(保護膜)中所含之直徑為80μm以上之魚眼較佳為5個/m2 以下。保護層13之膜厚若為1μm~100μm,則就保護層13之貼合性、作為捲筒對捲筒之腹板操作性、及環境負載降低之觀點而言較佳,更佳為5μm~50μm,最佳為15μm~50μm。作為市售者,可列舉:信越薄膜公司製造之PP-類型PT,東麗公司製造之Torayfan BO-2400、YR12類型,王子制紙股份有限公司製造之ALPHAN MA-410、E-200C,王子製紙公司製造之ALPHAN E200系列等之聚丙烯膜等,帝人股份有限公司製造之PS-25等PS系列等之聚對苯二甲酸乙二酯膜等,但並不限定於此。又,藉由對市售之膜進行噴砂加工,可簡單地進行製造。
<支撐基材>
其次,對載體10之支撐基材15進行說明。支撐基材15並非必需。尤其就高精度且連續地生產奈米構造11之觀點而言,較佳為使用 支撐基材15。例如於藉由轉印法製造奈米構造11之情形時,較佳為設置支撐基材15。尤其藉由設置支撐基材15,可進一步抑制將軟性之載體10貼合於非軟性之被處理體20時的氣孔等缺陷,可進一步減少被處理體20之面內之機能不全部位。進而,藉由設置支撐基材15,亦可利用捲筒對捲筒法連續地製造機能轉印體14,因此環保性提高。又,可配置支撐基材15並應用捲筒對捲筒法,藉此使機能層12對奈米構造11之配置精度、及機能層12之表面之面精度提高。其有助於對被處理體20貼合機能轉印體14時之貼合精度之提高,因此,機能層12對被處理體20之轉印精度提高。
支撐基材15之厚度較佳為150μm以下。藉此,將機能轉印體14貼合於被處理體20時的機能轉印體14之柔軟性提高,因此機能轉印體14之破裂或氣孔之抑制效果增大。尤其若為100μm以下,則可以較高之貼合速度將機能層12轉印賦予至被處理體20上。進而,於65μm以下之情形時,即便於被處理體20之被處理面之曲率增大之情形時,亦可良好地將機能轉印體14貼合於被處理體20。就相同之效果而言,最佳為50μm以下。另一方面,關於下限值,就製造機能轉印體14時之腹板操作性之觀點而言,較佳為10μm以上,最佳為25μm以上。
尤其就良好地提高奈米構造11與支撐基材15之密接力之觀點而言,支撐基材15之表面自由能與構成奈米構造11之材料之原料之表面張力的差之絕對值較佳為30erg/cm2 以下,最佳為15erg/cm2 以下。
設置於軟性之機能轉印體14之支撐基材15只要具有彎曲性,則並無特別限定。例如可採用以玻璃膜為代表之無機膜,無機膜與有機樹脂之積層膜,PET膜、TAC(Triacetyl Cellulose,三乙酸纖維素)膜、COP(Cyclo-olefin Polymer,環烯烴聚合物)膜、PE(polyethylene,聚乙烯)膜、PP(polypropylene,聚丙烯)膜等樹脂膜。
支撐基材15之霧度較佳為96%以下。其原因在於,藉由為96%以下,而使載體10之奈米構造11之精度提高。進而,藉由為80%以下,可抑制載體10之奈米構造11的大於凹凸構造單個之尺度之不均勻,故而較佳。就相同之效果而言,更佳為60%以下,最佳為50%以下。又,藉由為30%以下,可確保奈米構造11與支撐基材15之密接性。尤其於機能層12含有光聚合物質之情形時,就機能層12之轉印精度與載體10之密接性之觀點而言,霧度較佳為10%以下,更佳為6%以下,最佳為1.5%以下。又,就將機能層12一面圖案化一面轉印賦予至被處理體20上之觀點而言,較佳為1.5%以下。霧度係由JIS K 7105所規定。可藉由市售之濁度計(例如,日本電色工業公司製造之NDH-1001DP等)而容易地測定。作為具有上述1.5%以下之霧度值之支撐基材15,例如可列舉:帝人公司製造之高透明膜GS系列、Hoechst Diafoil公司製造之M-310系列、杜邦公司製造之Mylar D系列等聚對苯二甲酸乙二酯膜等。
作為支撐基材15,亦可採用於雙軸配向聚酯膜之一面積層含有微粒子之樹脂層而成之支撐基材15。就載體10之製造性、以及機能轉印體14之使用性之觀點而言,微粒子之平均粒徑較佳為0.01μm以上。就將機能層12一面圖案化一面轉印賦予至被處理體20上之觀點而言,微粒子之平均粒徑較佳為5.0μm以下。就進一步發揮出上述效果之觀點而言,更佳為0.02~4.0μm,尤佳為0.03~3.0μm。作為微粒子,例如可列舉:二氧化矽、高嶺土、滑石、氧化鋁、磷酸鈣、二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鋇、氟化鈣、氟化鋰、沸石或硫化鉬之無機粒子,交聯高分子粒子、草酸鈣等之有機粒子等。尤其就透明性之觀點而言,較佳為二氧化矽之粒子。再者,微粒子包含填料。該等微粒子可單獨使用,亦可併用2種以上而使用。關於雙軸配向聚酯膜中所含之微粒子之含量,就保持支撐基材15之透明性之觀點而言,較佳為0 ppm~80ppm,更佳為0ppm~60ppm,尤佳為0ppm~40ppm。上述雙軸配向聚酯膜之厚度較佳為1μm~100μm,更佳為1μm~50μm。作為該等支撐基材15,例如可列舉東洋紡織股份有限公司製造之A2100-16及A4100-25。再者,於使用於上述雙軸配向聚酯膜之一面積層含有微粒子之樹脂層而成之支撐基材15之情形時,若於含有微粒子之樹脂層面上形成載體10,則就接著性或轉印耐久性之觀點而言較佳。
<被處理體>
其次,對被處理體20進行說明。如既已說明般,於機能轉印體14中,藉由將比率(Ra/lor)與奈米構造11之平均間距設為特定之範圍,而提高被處理體20與機能層12之接著強度,且抑制將載體10去除時之機能層12之破壞,因此被處理體20之材質或形狀並無特別限定。材質可為有機物,亦可為無機物。例如可列舉:以合成石英或熔融石英為代表之石英,以無鹼玻璃、低鹼玻璃、鈉鈣玻璃為代表之玻璃,或矽、鎳、藍寶石、鑽石、金屬鋁、非晶氧化鋁、多晶氧化鋁、單晶氧化鋁、氧化鈦、SUS(stainless steel,不鏽鋼)、機能層中所例示之包含金屬元素之金屬、機能層中所例示之包含金屬元素之金屬氧化物、氧化鐵、氧化銅、鉻、碳化矽、雲母、氧化鋅、半導體基板(氮化物半導體基板等)、尖晶石基板、以ITO為代表之透明導電無機物、紙、合成人造皮革、皮、或機能層中所例示之有機物等。作為形狀,可列舉:圓盤狀、平板狀、n角柱狀、n角錐狀、透鏡狀、球狀、膜狀或片狀等。再者,上述n角柱狀或n角錐狀包括包含曲率半徑超過0之角部之n角柱狀或n角錐狀。再者,於使用晶圓形狀者作為被處理體20之情形時,其大小較佳為3英吋以上。其原因在於,藉由為3英吋以上,而使被處理體20之凹部之影響減小,積層體21之機能之均等性提高。就相同之觀點而言,最佳為4英吋以上。
其中,藉由使用水相對於被處理體20之表面之接觸角為110度以下之被處理體20,而存在既已說明之比率(Ra/lor)之效果得到促進之傾向,故而較佳。就相同之效果而言,較佳為90度以下,更佳為60度以下,最佳為45度以下。又,藉由被處理體20之表面之表面粗糙度(Rat)滿足既已說明之範圍,而使機能轉印體14之使用性提高,故而較佳。
<機能轉印體之使用方法>
如既已說明般,機能轉印體14係用以對被處理體20轉印機能轉印體14之機能層12。尤其藉由至少依序包括使機能轉印體14之機能層12直接抵接於被處理體20之一主面上的步驟、及將載體10去除的步驟,可將機能轉印體14之機能層12之精度轉印至被處理體20。
進而,使用本發明之機能轉印體14對被處理體20賦予機能之方法如既已說明般,較佳為於將機能轉印體14之機能層12面側之表面粗糙度定義為Raf,並且將被處理體20之表面粗糙度定義為Rat,將合成平方平均平方根粗糙度Ra'定義為(Raf2 +Rat2 )1/2 時,使比率(Ra'/lor)滿足上述說明之比率(Ra/lor)之範圍之轉印方法。藉此,可提高積層體21之精度,並且使獲得積層體21時之速度提高。
又,就良好地提高機能層12之表面與被處理體20之密接力之觀點而言,被處理體20之表面自由能與機能層12之表面之表面自由能的差之絕對值較佳為30erg/cm2 以下,最佳為15erg/cm2 以下。
較佳為載體10或被處理體20之至少任一者為軟性。於載體10為軟性之情形時,無論被處理體20是否為軟性,均可使用層壓捲筒將機能轉印體14貼合於被處理體20,可使用剝離捲筒或剝離邊緣將載體10自被處理體20剝離。另一方面,於被處理體20為軟性之情形時,無論載體10是否為軟性,均可使用層壓捲筒將被處理體20貼合於機能轉印體14,可使用剝離捲筒或剝離邊緣將被處理體20自載體10剝離。即, 藉由使載體10或被處理體20之至少任一者為軟性,可並非以面而是以線抵接,從而以線之形式去除。藉此,可抑制抵接時所產生之氣孔之生成,並且可使將載體10自機能層12去除時之剝離力之絕對值大幅度減小,可抑制機能層S12之破壞,因此可使積層體21之機能不全部位大幅度減少。進而,由於貼合操作及去除操作變得容易,故而於在機能轉印體14之使用時使用裝置之情形時,可抑制該裝置之過大化或繁雜化。
(1)使機能轉印體之機能層直接抵接於被處理體之步驟(貼合步驟)
本步驟意指將機能轉印體14之機能層12貼合於被處理體20之步驟。如既已說明般,機能轉印體14之特徵在於:藉由利用受比率(Ra/lor)影響之機能層12之表層之流動現象,而增大被處理體20與機能層12之接著面積,藉此確保較大之接著強度。就此觀點而言,貼合方法並無特別限定,較佳為採用可抑制貼合時之氣孔之貼合方法或貼合狀態。
1-1:貼合時之環境氛圍
藉由在真空或減壓下進行貼合,而使氣孔之抑制效果提高。又,亦可使用以氮氣(N2 )或氬氣(Ar)為代表之惰性氣體進行貼合。又,亦可使用以五氟丙烷或二氧化碳為代表之壓縮性氣體進行貼合。壓縮性氣體為根據所施加之壓縮力而狀態自氣體變化為液體之材料。即,藉由使用壓縮性氣體,而於貼合時所施加之壓力超過特定值之情形時,預定形成氣孔之部位之壓縮性氣體發生液化。自氣體向液體之變化意指急遽之體積收縮,因此氣孔於表觀上消失。根據以上說明,於使用壓縮性氣體之情形時,較佳為以壓縮性氣體之液化壓力以上之貼合壓力進行貼合。又,關於貼合,為了抑制粒子附著於被處理體20之表面或機能轉印體14之機能層面,較佳為於去靜電環境下進行。又,藉由在貼合後一面加熱一面進行加壓,可減少所產生之氣孔。
1-2:機能轉印體之機能層表面之清潔
於由於某種之理由而異物附著於機能轉印體14之機能層12表面之情形時,該異物之大小成為與機能層12之體積同等程度以上,由此產生源自異物之氣孔。尤其由於產生充分大於異物之大小之氣孔,故而以加權於異物之數量所得之比率產生氣孔。根據以上說明,較佳為於貼合操作前對機能轉印體14之機能層12之表面及被處理體20之被處理面進行清潔。清潔方法可於不使機能層12劣化之範圍內適當選擇,例如可採用例如鼓風、清洗、UV-O3 (紫外線-臭氧)處理、電暈處理或準分子處理。
1-3:貼合方法 .載體10或被處理體20之任一者為軟性之情形
於以下之說明中,對載體10或被處理體20之任一者為軟性,另一者為非軟性之情形進行說明。將軟性者表記為軟性體,將非軟性者表記為非軟性體。若將軟性體對非軟性體使用層壓捲筒進行貼合,則可進一步抑制氣孔之產生,故而較佳。例如於軟性體之與抵接於非軟性體之面相反之面上配置層壓捲筒,將軟性體與非軟性體貼合。又,層壓捲筒只要至少配置於軟性體之與抵接於非軟性體之面相反側之面上即可,其數量或上下配置並無限定。
又,於非軟性體之表面具有曲率之情形時,除上述說明之使用層壓捲筒之貼合方法以外,亦可採用對軟性體之與抵接於非軟性體之面相反側之面吹送空氣、氣體、含有粒子之空氣或含有粒子之氣體之方法。於此情形時,由於軟性體對非軟性體之表面之曲率之追隨性變得良好,故而可提高貼合性。再者,於非軟性體之表面具有曲率之情形時,軟性體之總厚度若為200μm以下,則追隨性變得更良好,故而較佳。就此觀點而言,尤佳為100μm以下,最佳為50μm以下。
.載體10及被處理體20為軟性之情形
於此情形時,若將機能轉印體14對被處理體20使用層壓捲筒進行貼合,則可進一步抑制氣孔之產生,故而較佳。例如於2組之層壓捲筒之間將機能轉印體14及被處理體20以使機能轉印體14之機能層12與被處理體20抵接之方式配置並貼合。再者,層壓捲筒只要至少配置於機能轉印體14之載體10面側及被處理體20上即可,其數量或配置並無限定。
於以上說明之貼合方法中,可根據機能轉印體14之物性及被處理體20之物性而適當選定各種條件。該條件可於業者間適當容易地設計。例如於對層壓捲筒進行加溫之情形時,其溫度為40℃以上且300℃以下,更佳為60℃以上且200℃以下。其原因在於,抑制機能轉印體14之載體10或奈米構造11之由溫度引起之過度之變形。
又,作為貼合機,可使用利用1組之層壓捲筒之1段式貼合機、利用2組以上之層壓捲筒之多段式貼合機、或利用容器將層壓之部分密閉後利用真空泵形成減壓或真空之真空貼合機等。
(2)將載體10去除之步驟(去除步驟)
本步驟係於將機能轉印體14之機能層12與被處理體20貼合後進行之步驟,藉由將載體10去除,而將機能層12轉印至被處理體20上。去除方法並無特別限定,可採用使載體10溶解之方法或將載體10剝離之方法。於將載體10剝離時,就緩和剝離時對奈米構造11所施加之應力集中或對機能層12與被處理體20之界面所施加之應力之觀點而言,可採用以下之剝離去除方法。
.載體10或被處理體20之任一者為軟性之情形
於此情形時,若使用剝離捲筒或剝離邊緣將貼合於非軟性體之軟性體剝離,則可減小對機能層12所施加之剝離應力及對機能層12與被處理體20之界面所施加之應力,故而較佳。例如,於軟性體之與抵接於非軟性體之面相反之面上配置剝離捲筒或剝離邊緣,將軟性體剝 離而獲得積層體21。再者,剝離捲筒只要至少配置於軟性體之與抵接於非軟性體之面相反之面上即可,其數量或配置並無限定。
.載體10及被處理體20為軟性之情形
於此情形時,若對將機能轉印體14與被處理體20貼合而成之積層體使用剝離捲筒或剝離邊緣進行剝離,則可減小對機能層12所施加之剝離應力、及對機能層12與被處理體20之界面所施加之應力,故而較佳。例如,於包含機能轉印體14與被處理體20之積層體的被處理體20之表面上及載體10之表面上配置2組之剝離捲筒,將被處理體20及機能層12相互剝離。再者,剝離捲筒只要至少配置於機能轉印體14之載體10面側及被處理體20上即可,其數量或配置並無限定。
於以上說明之剝離方法中,可根據機能轉印體14及被處理體20之物性而適當選定各種條件。例如,於機能層12具有玻璃轉移溫度Tg之情形時,將載體10去除前之機能層12之溫度若為0.8Tg以下,則奈米構造S11之形狀穩定性提高,故而較佳。就同樣之理由而言,更佳為0.65Tg以下,最佳為0.35Tg以下。
又,剝離捲筒可使用1組之剝離捲筒,亦可使用2組以上之剝離捲筒。
(3)貼合步驟與去除步驟之間之其他步驟
根據機能層12之物性將機能轉印體14與被處理體20貼合後,經由處理步驟,其後經由將載體10去除之步驟,藉此使機能層12對被處理體20之轉印精度提高。尤其於機能層12含有硬化性物質之情形時,藉由使該硬化性物質硬化從而穩定化,而使轉印性提高。
作為處理步驟,可列舉:加熱處理、能量射線照射處理或冷卻處理等。例如,於藉由加熱或能量射線之照射而使機能層12硬化之情形時,機能層12之奈米構造11之形狀穩定性提高,且可使被處理體20與機能層12之界面密接性固定化,因此機能層12之轉印精度提高。 又,例如,於藉由加熱而使機能層12收縮之情形時,載體10之奈米構造11與機能層12之界面接著力降低,因此轉印精度提高。又,例如,於藉由冷卻而使機能層12之硬度(彈性模數或硬度等)提高之情形時,藉由施加冷卻處理而使奈米構造11之形狀穩定性提高,使對剝離時所施加之機能層12對奈米構造11所施加之應力之耐性提高。該等處理亦可併用。又,該等處理之處理條件可根據機能層12之物性而適當選定,因此並無特別限定。例如,若為加熱處理,則其加熱溫度以被處理體20之溫度計較佳為30℃以上且350℃以下,更佳為60℃以上且200℃以下。例如,若為冷卻處理,則其冷卻溫度以被處理體20之溫度計較佳為負(-)20℃以上且150℃以下,更佳為0℃以上且120℃以下。例如,若為能量射線照射處理,則以與機能層12對應之能量射線波長之累計光量計較佳為500mJ/cm2 ~5000mJ/cm2 之範圍。再者,於機能層12藉由能量射線進行反應而硬化之情形時,藉由在照射能量射線時設置針對能量射線之遮光遮罩,可製造具備經圖案化之機能層S12之積層體21。
又,可於將機能轉印體14與被處理體20貼合後,不將機能轉印體14自被處理體20去除而切除。例如,於機能轉印體14為連續之長條膜狀之情形時,可於將機能轉印體14貼合於被處理體20後,於面內之大小大於被處理體20之範圍內,將較被處理體20之外徑更外側切除。藉由進行此種操作,可藉由載體10保護轉印賦予至被處理體20上之機能層12。亦可於第1生產線中製作該狀態,並搬送至第2生產線。藉由經由此種狀態,可於物理上及化學上保護機能層12之奈米構造11,故而較佳。
(4)去除步驟後之其他步驟
根據機能層12之物性將載體10去除後,對積層體21之機能層12施加處理,藉此可進一步發揮出機能層12之機能。作為處理,可列 舉:加熱處理、能量射線照射處理或冷卻處理等。例如,於機能層12對加熱或能量射線之照射而具有反應性之情形時,機能層12之物理形狀穩定性或化學穩定性提高,因此被處理體20上之機能層12之機能穩定性提高。該等處理之處理條件可根據機能層12之物性而適當選定,因此並無特別限定。例如,若為加熱處理,則加熱溫度以被處理體20之溫度計較佳為60℃以上且300℃以下,更佳為60℃以上且200℃以下。例如,若為能量射線照射處理,則以與機能層12對應之能量射線波長之累計光量計較佳為500mJ/cm2 ~5000mJ/cm2 之範圍。
如以上所說明般,藉由使用本實施形態之機能轉印體14,可容易地於適宜積層體21之使用之場所獲得面內具備發揮出高效率之機能之機能層12的積層體21。尤其於機能轉印體14為軟性之情形時,可對機能轉印體14進行剪裁而改變其形狀。因此,除機能層12對被處理體20之整面之轉印賦予以外,亦可僅對被處理體20之特定部位轉印賦予機能層12。
又,例如,如圖16A所示般被處理體20可為厚度方向之剖面為長方形且表面為圓形之圓盤,或者如圖16B所示般厚度方向之剖面於上方具有凸之曲率且表面為圓形之透鏡狀。又,雖未圖示,但亦可為厚度方向之剖面於下方具有凸之曲率且表面為圓形之透鏡狀。於該等情形時,藉由使機能轉印體14為軟性,可如圖17所示之積層體21般,僅對被處理體20之整面或特定部位轉印賦予機能層12。圖17A表示於被處理體20之整面轉印形成有機能層12之積層體21。圖17B至圖17D表示僅於被處理體20之特定部位轉印形成有機能層12之積層體21。
又,被處理體20亦可為如圖18A所示之圓柱狀體、或如圖18B所示之圓錐狀體。於該等情形時,亦可藉由使機能轉印體14為軟性,可如圖19所示般對被處理體20之整面或特定部位賦予機能層12。圖19A表示於圓柱狀之被處理體20之側面、上面及底面之全部賦予有機能層 12之積層體21,圖19B表示僅於圓柱狀之被處理體20之側面之一部分賦予有機能層12之積層體21,圖19C表示於圓錐狀之被處理體20之整個側面賦予有機能層12之積層體21,圖19D表示於圓錐狀之被處理體20之側面之一部分賦予有機能層12之積層體21。
<製造方法>
其次,對機能轉印體14之製造方法進行說明。機能轉印體14可藉由製造載體10並對載體10配置機能層12而製造。
(載體之製造)
載體10可藉由對支撐基材15之表面、或成膜而設置於支撐基材15之被奈米加工層之表面,藉由轉印法、光微影法、熱微影法、電子束繪圖法、干涉曝光法、以奈米粒子作為遮罩之微影法、或以自組化構造作為遮罩之微影法等進行奈米加工而製造。又,亦可藉由宏觀相分離、微觀相分離、交替積層法、奈米粒子之自排列法、或藉由有機黏合劑排列奈米粒子之方法等於支撐基材15之表面設置奈米構造11而製造。又,亦可藉由對表面具備奈米構造之主模流入熔融之樹脂或金屬,並於經冷卻後剝去而製造。其中,就奈米構造11之精度及製造速度之觀點而言,較佳為採用轉印法。所謂轉印法,係指通常稱為奈米壓印法之方法,有光奈米壓印法、使用熱硬化性樹脂之熱奈米壓印法、使用熱塑性樹脂之熱奈米壓印法或室溫奈米壓印法等,均可採用,但尤其就奈米構造11之精度及製造速度之觀點而言,較佳為採用光奈米壓印法。於此情形時,成為奈米構造11之鑄模之主模最佳為圓筒狀主模。
(機能層之成膜)
機能層12對載體10之奈米構造11之成膜方法可分類為乾式製程及濕式製程。再者,於成膜複數層機能層12、即呈多層機能層之構成之情形時,可針對各層任意地選擇乾式製程及濕式製程。作為乾式製 程,例如可採用蒸鍍法或濺鍍法。此時,藉由改變相對於蒸鍍或濺鍍之奈米構造11之角度,亦可控制機能層12之配置部位。作為濕式製程,例如可採用如下方法:利用水或有機溶劑對機能層12之原料進行稀釋而製成塗敷液,將該塗敷液、即機能塗敷液對奈米構造11進行塗敷,其後將剩餘之溶劑去除。此外,亦可採用不對機能層12之原料進行稀釋而直接塗敷之方法、或塗敷機能塗敷液或機能層12之原料後,藉由氣流或物理切片將剩餘之塗敷液去除之方法。
就機能層12之配置精度與生產性之觀點而言,較佳為至少採用作為濕式製程之對奈米構造11塗敷機能塗敷液,其後將剩餘之溶劑去除之方法。塗敷方法並無特別限定,可列舉:模具塗佈法、刮刀法、微凹版法、棒式塗佈法、滾筒塗佈法、噴霧塗佈法、氣刀塗佈法、凹版塗佈法、流塗法、淋幕式塗佈法、或噴墨法等。
又,於配置機能層12時,較佳為對奈米構造11採用非接觸式之方法。其原因在於,抑制對奈米構造11之損傷,進一步提高機能層12之精度。
<梱包形態>
以上,對本實施形態之機能轉印體14進行了說明。繼而,對將於第1生產線中所製造之機能轉印體14搬送至第2生產線時之梱包形態進行說明。
即,本實施形態之梱包物為將上述說明之機能轉印體14自第1生產線向第2生產線搬送時之梱包形態,其係利用樹脂製盒梱包機能轉印體14者。
首先,對將機能轉印體14自第1生產線向第2生產線搬送時所產生之問題進行概述。如既已說明般,機能轉印體14係藉由載體10之奈米構造11及機能層12而表現出機能。因此,於產生載體10、奈米構造11或機能層12之化學劣化及物理劣化之情形或機能層12產生異物之附 著或損傷之情形時,積層體21所表現出之機能降低,或產生機能不全部位。即,於將機能轉印體14自第1生產線向第2生產線搬送時,必需抑制損傷之產生、異物之附著或機能轉印體14之劣化。
進而,機能轉印體14如上述說明般可應用於各種用途。即,於丟棄梱包材之情形時,環境負載增大。就此觀點而言,梱包材較佳為可再利用。
就以上之觀點而言,於搬送機能轉印體14時,較佳為使用樹脂製盒。藉由搬送利用樹脂製盒梱包機能轉印體14之狀態、即於樹脂製之梱包容器內部配置有上述說明之機能轉印體14之梱包物,可解決上述課題。梱包材可使用公知通常之樹脂性之梱包材,因此並無特別限定。又,關於梱包形態亦相同。例如可採用以下所說明之梱包材及梱包形態。
樹脂製之梱包容器內之機能轉印體14較佳為機能轉印板、機能轉印積層片材或機能轉印膜捲筒。此處,所謂「機能轉印板」,係指非軟性之機能轉印體14,且為使用丙烯酸系板、玻璃板或矽晶圓等缺乏軟性之材質作為載體10,例如係指圓盤狀或板狀之機能轉印體14。又,所謂「機能轉印積層片材」,係指機能轉印體14為片狀且堆積複數層片材而成者。又,所謂「機能轉印膜捲筒」,係指機能轉印體14為膜狀且使其一端部連接於捲芯、即筒芯,並將膜捲取於筒芯上而成者。藉由呈該等構成,可抑制對載體10之奈米構造11所施加之剪力、或對機能層12所施加之剪力,因此可抑制載體10之奈米構造11之破壞。其中,藉由呈機能轉印膜捲筒之形態,可進一步發揮出上述效果,故而較佳。
又,機能轉印膜捲筒之膜寬較佳為4mm以上且1m以下。尤其是,梱包y(≧Y)個膜寬為x(<X)m之機能轉印膜捲筒之情況優於梱包Y(≧1)個膜寬為Xm之機能轉印膜捲筒之情況。又,機能轉印膜捲筒 於筒芯上之捲取長度較佳為10m以上且1000m以下。尤其若為600m以下,則可降低於將機能轉印膜捲筒放入至梱包容器時所產生之摩擦,故而較佳。
配置於樹脂製盒內之機能轉印體14可直接配置於樹脂製盒內,亦可利用樹脂製袋(塑膠袋)梱包,以配置於塑膠袋內部之狀態配置於樹脂製盒內。又,亦可將配置於小型之樹脂製盒(1)內之機能轉印體14配置於大於樹脂製盒(1)之樹脂製盒(2)內。如此,藉由呈藉由2層以上之梱包形態,可進一步保持機能層12之轉印性、機能層12之機能、載體10之奈米構造11之精度。尤其於將利用樹脂製袋梱包之機能轉印體14放入至樹脂製盒之情形時,樹脂製盒之厚度較佳為樹脂製袋之厚度之10倍以上,更佳為20倍以上,最佳為45倍以上。藉此,可進一步抑制機能層12之物性變化。
於以下之說明中,於對樹脂製盒與樹脂製袋進行相同之說明之情形時,簡單地表現為梱包材。
又,為了防止梱包時之粉塵等之產生,梱包材之容積較佳為機能轉印體14之體積之1.05倍以上,更佳為1.2倍以上,最佳為1.5倍以上。尤其若為2倍以上,則操作變得容易。再者,上限值就操作與環境負載之觀點而言可適當決定,因此並無特別限定。
作為梱包材,可使用包含熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂之梱包材。作為熱塑性樹脂,例如可列舉:聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯及聚苯乙烯。另一方面,作為熱硬化性樹脂,可列舉:酚樹脂、脲樹脂、環氧樹脂、三聚氰胺樹脂等。藉由使用該等梱包材,而抑制機能層12對梱包材之黏附,並且搬送或保存中之環境氛圍之遮蔽性提高,因此可良好地保持機能層12之物性及奈米構造11之精度。
再者,就進一步降低環境負載之觀點而言,樹脂製盒較佳為可 摺疊且於摺疊時不會產生廢棄構件之樹脂製盒。作為此種樹脂製盒,可列舉:Appax股份有限公司製造之商品名Apacon(標準型)、Apacon 530、Ecocube、Apacon 25等。
就降低環境負載之觀點而言,為了可進行再利用,較佳為梱包材之至少任一者包含表面自由能低於機能轉印體14之機能層12之表面自由能之樹脂。藉此,即便於機能層12接觸於梱包材之情形時,亦可抑制黏附,因此再利用性提高。樹脂製盒或樹脂製袋之表面自由能較佳為15dyne/cm以上且40dyne/cm以下,更佳為18dyne/cm以上且38dyne/cm以下。再者,表面自由能係以臨界表面張力γ c之形式而求出。
滿足上述說明之表面自由能之樹脂中,就更良好地抑制機能層12之黏附之觀點而言,較佳為梱包材之至少任一者為聚烯烴等烴樹脂。尤其作為聚烯烴,較佳為聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯-聚丙烯。又,樹脂製盒較佳為於摺疊時不產生廢棄構件者。
以上說明之梱包材之至少任一者可不廢棄而保管以進行再利用。藉由將所保管之梱包材再利用1次以上而使環境負載降低。較佳為可再利用5次以上。尤其於可再利用10次以上之情形時,降低環境負載之效果增大。藉由依序可再利用15次以上、20次以上、30次以上,而使降低環境負載之效果更進一步增大,故而較佳。由於本發明之機能轉印體14可向各種用途展開,故而考慮此種環境適應性非常重要。
又,於在機能轉印體14中設置保護層13之情形時,較佳為支撐基材15或保護層13之任一者為聚烯烴膜,於未設置保護層13之情形時,較佳為支撐基材15為聚烯烴膜,且梱包材之至少一者為聚烯烴製。藉由呈此種構成,而即便於機能轉印體14與梱包材接觸之情形時,兩者之硬度差亦較小,因此可進一步減少由摩擦引起之粉塵之產 生。又,聚烯烴通常表面自由能較小,因此如上述所說明般,可防止機能轉印體14之機能層12之黏附。作為聚烯烴,例如較佳為選自由聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯、及聚對苯二甲酸乙二酯所組成之群中之聚烯烴。於此情形時,樹脂製袋較佳為遮光性。
樹脂製袋可為以黑色聚乙烯袋為代表之遮光性塑膠袋。藉此,機能層12之尤其由光引起之物性變化之抑制效果增大。因此,可維持機能層12之接著強度或色調。尤其於機能轉印體14中含有光硬化性物質之情形時,較佳為採用該光硬化性物質之感光波長之透過率為50%以下之遮光性塑膠袋。尤其藉由為20%以下,除可抑制長期搬送時之變質以外,亦可抑制保存時之變質,故而較佳。最佳為1%以下。
又,就抑制機能轉印體14之尤其機能層12之物性變化,抑制機能層12牢固地密接於保護層13之觀點而言,較佳為梱包材之至少任一者為具有防濕性之塑膠製。例如可採用表面蒸鍍有鋁之黑色聚乙烯袋作為樹脂製袋。
進而,較佳為於梱包材之至少任一者中配置乾燥材。藉由配置乾燥材,可使機能轉印體14之周圍環境之濕度降低。因此,尤其機能層12之物性穩定化變得良好,又,可殘留伴隨機能轉印體14之搬送之水分量變化之歷程、尤其是最高水分量之歷程,因此可迅速判斷搬送後之機能轉印體14能否使用。
作為乾燥材,可採用無機物之粉末,無機物之粉末可配置於上述樹脂製盒中、或樹脂製盒之樹脂內部、或樹脂製袋之至少任一處以上。再者,於將無機物之粉末配置於樹脂製盒中之情形時,就抑制飛散之觀點而言,較佳為以將無機物之粉末添入至盒中之狀態進行配置。又,於在樹脂製盒之樹脂內部或樹脂製袋中配置無機物之粉末之情形時,較佳為混練至構成該等之樹脂本身或於樹脂之表面塗佈無機物之粉末。作為無機物之粉末,例如可列舉:活性氧化鋁、二氧化矽 凝膠、沸石、蒙脫石、活性碳、表面經極性基修飾之活性碳、黏土(clay)、分子篩、氫氧化鉀、氯化鈣、氧化鈣、溴化鈣、硫酸鈣、鋅、氯化鋅、溴化鋅、氧化鎂、氯酸鎂、硫酸銅、氧化鋇、玻璃絨、及矽藻土。其中,更佳為沸石、二氧化矽凝膠、蒙脫石、分子篩、活性氧化鋁等。該等可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
於濕度較高之情形時,有機能層12密接於保護層13或機能層12密接於支撐基材15之情況。又,根據載體10或機能層12之組成,有物性因濕度而變化之情況。尤其於機能層12中含有以金屬烷氧化物為代表之產生溶膠凝膠反應之物質之情形時,有由濕度引起之物性變化顯著之情況。就此觀點而言,較佳為上述說明之梱包材之任一者包含低透濕之樹脂。
此處,低透濕之樹脂之透濕性為0以上且15g/(24h.m2 )以下。尤其就儘可能縮小搬送路徑或季節之影響之觀點而言,較佳為0以上且10g/(24h.m2 )以下,更佳為0以上且6g/(24h.m2 )以下,最佳為0以上且3.5g/(24h.m2 )以下。其中,藉由為0以上且2g/(24h.m2 )以下,而使梱包機能轉印體14之環境下之濕度之維持效果增大,故而尤佳。再者,透濕性(透濕度)係依據JIS K 7129-1992而測定,定義為藉由A法於試驗溫度40±0.5℃及相對濕度差90±2%RH之條件下進行者。
又,將機能轉印體14收容於梱包材中之環境濕度若為60%以下之濕度環境,則容易防止對機能轉印體14之冷凝,故而較佳。就相同之觀點而言,較佳為55%以下,更佳為50%以下,最佳為45%以下。
又,亦可於梱包材內部填充氣體。作為氣體,例如可列舉:乾燥空氣、氮氣及氬氣。
如上所述,藉由低透濕之樹脂構成梱包材之至少任一者,藉此尤其可抑制機能層12之物性變化。就進一步發揮出本效果之觀點而言,低透濕之樹脂之厚度較佳為15μm以上且50mm以下,更佳為20 μm以上且12mm以下,尤佳為50μm以上且6mm以下,尤其就減小進行搬送之季節或地域之差異之觀點而言,最佳為100μm以上且2.5mm以下。再者,上限值係自經濟性、作業性、及環境適應性之觀點考慮而決定。
低透濕之樹脂較佳為塑膠。例如可列舉:聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍、聚碳酸酯、聚乙烯三乙酸纖維素、氯乙烯與偏二氯乙烯之共聚物、賽璐凡等之膜,及於該等膜上蒸鍍有無機粉末等具有吸水能力或吸濕能力之物質者。
又,就使低透濕性變得更良好之觀點而言,亦可於樹脂製盒表面貼合鋁箔、鋁箔乾式層壓膜等薄膜金屬膜。就相同之觀點而言,作為樹脂製袋,亦可採用鋁箔、鋁箔乾式層壓膜等薄膜金屬膜。再者,於採用此種薄膜金屬膜之情形時,亦可良好地抑制機能轉印體14之由光引起之物性變化、尤其是機能層12之物性變化。再者,所謂乾式層壓,係指如下作業:於2片膜間導入接著劑,於溫度40℃~60℃左右進行熱壓接,於室溫下進行24~72小時左右之預老化,其後於30~50℃左右進行12~36小時左右之正式老化。
作為上述說明之低透濕之樹脂製袋,例如可列舉:鋁蒸鍍膜、聚酯膜上蒸鍍有氧化鋁者(FINEBARRIER AT,REIKO股份有限公司製造,商品名)、二氧化矽蒸鍍膜(TECHBARRIER S、TECHBARRIER T、TECHBARRIER H、TECHBARRIER V,Mitsubishi Chemical Kohjin Pax股份有限公司製造,商品名)、FINEBARRIER AT(REIKO股份有限公司製造,商品名)與B-PE(黑色聚乙烯)膜之乾式層壓品、及於OP(雙軸延伸聚丙烯膜)上塗佈遮光用油墨而成之膜與VMCPP(蒸鍍有鋁之單軸延伸聚丙烯膜)之乾式層壓品。
於樹脂製袋包含低透濕之樹脂之情形時,關於機能轉印積層膜,積層所得之膜之上表面及下表面與樹脂製袋之間隙越小越好。尤 其最佳為積層所得之膜之上表面及下表面與樹脂製袋接觸之狀態。另一方面,於機能轉印膜捲筒之情形時,機能轉印膜捲筒之端部與樹脂製袋之間隙越小越好,最佳為接觸之狀態。又,藉由使例如聚乙烯膜或聚苯乙烯膜等塑膠膜介存於該等間隙,可抑制針對機能轉印積層膜及機能轉印膜捲筒之物理變化,並且可抑制由濕度引起之物性變化。又,利用低透濕之樹脂製袋之梱包亦可為2層以上。
藉由低透濕之樹脂製袋梱包機能轉印體14之方法並無特別限定,較佳為將機能轉印體14放入至袋狀之片材中後,藉由熱或化學物質(接著劑等)等對片材之開口部進行熔接、接著等。尤佳為將機能轉印體14及乾燥材(例如,經防飛散之上述無機物之粉末)放入至袋狀之片材中後,藉由熱或化學物質等對片材之開口部進行熔接或接著。再者,於使用片狀之乾燥材之情形時,較佳為將機能轉印體14放置於片狀乾燥材之中央,以將片狀乾燥材彎折一半之要領將機能轉印體14封入至片狀乾燥材內部,藉由熱或化學物質等使該片材之接縫熔接或接著。
進而,亦可於較機能轉印體14更外側且較樹脂製盒更內側設置緩衝劑(衝擊吸收材)。於此情形時,對搬送時所施加之急遽之衝擊之耐性提高,因此可抑制機能轉印體14之彎曲。緩衝劑之種類並無特別限定,但就使搬送時所施加之負載降低之觀點而言,較佳為0.8g/cm3 以下之密度,更佳為0.6g/cm3 以下,最佳為0.4g/cm3 以下之密度。
進而,較佳為設置固定機能轉印體14之握持具(固定治具)。尤其握持具較佳為以不使機能轉印膜捲筒之膜部位(至少包含載體10/機能層12之積層部)接地之方式設置。藉由設為此種構成,可抑制機能轉印膜捲筒之彎曲。
於機能轉印膜捲筒之情形時,較佳為設置端面保護片材。尤其若端面保護片材成為端面接觸部用膜與乾燥劑層之2層以上之多層構 造,則抑制機能轉印體14對濕度之變質之效果較大,故而較佳。
又,就抑制由機能轉印體14之搬送及保存中意外產生之衝擊引起的機能轉印體14之物理劣化之觀點而言,較佳為樹脂製袋或樹脂製盒之至少任一者滿足於隔著樹脂製盒或樹脂製袋施加2.5MPa以下之壓力時,機能轉印體14不產生刮痕或損傷之要件。此種條件例如可藉由將樹脂製盒或樹脂製袋之厚度設為上述範圍而達成。
樹脂製盒若為將上述說明之樹脂彎折而形成之組裝箱,則就機能轉印體之機能劣化之抑制及環境適應性之觀點而言較佳。組裝箱由於具有樹脂板之接縫(即起因於藉由摺疊等將2個以上之折板組合的樹脂板之不連續部分),故而有該接縫錯離而箱之形態容易破壞之問題。就此觀點而言,較佳為以至少通過2個折板、與該2個折板所形成之接縫部分之方式配置捆束帶,並且將該捆束帶至少固定於該2個折板。再者,所謂折板,意指以摺線及/或樹脂板端部包圍而構成1個連續面之樹脂板。又,於以下之說明中,有時亦將箱底面由2個以上之折板形成之情形之該箱底面稱為組底。
作為樹脂製盒之形態,可列舉:American Lock箱型、底單觸式箱型、扁型、N式上插入型、N式側插入型、上下插入式型、上插入下風車式型、上插入下隔板型等形態。此種組裝箱具有於使用後可摺疊而緊湊地整理之優點。
捆束帶係於樹脂製盒之至少任一面通過2個折板之接縫,穿過、即跨越該2個折板而配置,並且固定於至少該2個折板。藉此,樹脂板之接縫變得不易錯離,可抑制輸送中光自接縫之間隙洩漏進來。因此,尤其是機能層12之物性穩定性提高。進而,可防止搬送中之帶之錯離及蓋敞開。作為固定之方法,可列舉:接著劑、黏著材、帶、面狀扣件(例如Magic Tape(註冊商標))、融黏等。
作為組裝箱中之折板之接縫,例如亦存在如American Lock箱中 作為折板之端部彼此對向或接觸之部位之對接部般由3個以上之折板所形成之部位。捆束帶之配置只要以至少通過2個折板所形成之接縫之部分之方式配置捆束帶即可,亦可以進而通過此種由3個以上之折板所形成之接縫部分之方式配置捆束帶。
作為捆束帶之材質,並無特別限定,例如可列舉:由尼龍樹脂、氟樹脂(例如Tefzel(註冊商標))、Hera(註冊商標))、聚縮醛樹脂(例如Delrin(註冊商標))、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚酯樹脂等所形成之樹脂製帶,及由鐵箍等所形成之金屬製帶。尤其聚丙烯製之PP帶由於輕量且強度較高而較佳。
捆束帶之拉伸強度較佳為400N以上,更佳為600N以上,最佳為800N以上。再者,拉伸強度為藉由JIS C 2318所測定之值。又,作為捆束帶之寬度,較佳為5mm以上,更佳為10mm以上。藉由滿足該等範圍,而使捆束帶之強度提高,因此抑制樹脂製盒之接縫之錯離或漏光之效果增強。
捆束帶較佳為於搬送時等將兩端結合而相互固定。藉此,可防止樹脂製盒之蓋於搬送時等敞開。例如較佳為將捆束帶以通過樹脂製盒之箱底面、側面及蓋面之方式纏繞後,將兩端部結合固定。捆束帶之兩端之固定可使用固定零件亦可使之熔接。於使用PP帶作為捆束帶之情形時,可使用自動捆束機將兩端熔接。
以上,對捆束帶進行了說明,作為捆束帶之一機能之漏光抑制亦可如以下所說明般以設置遮光材代替。即,關於漏光抑制,可藉由僅應用遮光材而解決。又,藉由將遮光材與上述說明之捆束帶併用,而使搬送時之樹脂製盒之變形或漏光之抑制效果增大,故而較佳。
遮光材只要以包含上述樹脂製盒之接縫之區域之方式配置即可,例如亦可如下所述之對箱底面整體進行配置等包含接縫以外之區域而廣範圍地配置遮光材。又,亦可於箱底部之接縫之整個區域配置 遮光材,但亦可根據用途而例如僅於後述之對接部等尤其需要遮光之部位配置遮光材等於接縫之一部分配置遮光材。
於設置遮光材之情形時,尤其於接縫包含對接部之情形時尤其有用。再者,所謂對接部,意指樹脂板之端部彼此對向或接觸之部位。
遮光材只要為不會使機能轉印體14中所含之光硬化性物質之感光區域波長之光實質上透過之材料則並無特別限定,例如較佳為膠帶、黑膠帶、遮光帶及遮光性聚乙烯膜。再者,所謂不使機能轉印體14之感光區域波長之光實質上透過,意指即便於明室環境下搬送或保存1天,設置於樹脂製盒內之機能轉印體14之感光性部位(尤其是機能層12)亦不會硬化、即貼合性與轉印性不會惡化之狀態。
作為市售品之較佳之遮光材,可例示住友3M公司製造之聚酯帶8422B、UNI INDUSTRY公司製造之遮光帶等。作為遮光材之光透過率,於波長365nm及405nm下較佳為5%以下,更佳為1%以下。該光透過率為藉由分光測色計(例如,Spectrophotometer U-3010(Hitachi High-Technologies公司製造))所測定之值。
就防止輸送中之遮光材之剝離之觀點而言,遮光材之接著力較佳為3.0N/cm以上,更佳為3.5N/cm以上。又,就防止輸送中之遮光材之破裂之觀點而言,遮光材之拉伸強度較佳為40N/cm以上,斷裂伸長率較佳為35%以上。再者,上述之接著力為藉由170°去除試驗(300mm/min)所測定之值,拉伸強度及斷裂伸長率為藉由JIS C 2318所測定之值。
遮光材典型的是接著於其設置部位。作為該接著之方法,可列舉:接著劑、黏著材、膠帶、融黏等。
例如,於樹脂製盒之箱底部典型地具有作為構成底面之摺疊片的3片以上之底板之接縫之情形,換言之,接縫成為上述之對接部之 情形時,配置遮光材之部位為至少包含該3片以上之底板之接縫的區域。作為配置遮光材之面,可為樹脂製盒之內側,亦可為外側。
於機能轉印體14為膜狀之情形時,可於積層機能轉印體14後、即製成機能轉印積層膜後,藉由上述說明之梱包方法進行梱包。於此種情形時,重要的是抑制因積層於厚度方向上之各膜於面方向上移動而產生之摩擦。就此觀點而言,機能轉印積層膜較佳為將機能轉印體之主面之外周部之至少一點固定。最佳為將至少見方之4點固定。
以下,參照圖20對本實施形態之樹脂製盒之具體例進行說明。圖20係表示梱包本實施形態之機能轉印體之樹脂製盒的立體圖。其為使用American Lock型之樹脂製盒之例子,且將箱底面於圖式上表示為上側。
於圖20所示之樹脂製盒201中,將捆束帶202以經由樹脂製盒201之箱底面、側面及蓋面而捲繞之方式進行配置。又,使2個固定材203介存於捆束帶202與2片折板201a、201b之間,2個固定材203使捆束帶202接著固定於箱底面之2片折板201a、201b之各者。此處,固定材203例如可使用接著材及面狀扣件。
於機能轉印體14為機能轉印膜捲筒之情形時,若機能轉印膜捲筒保持懸浮狀態,則可抑制奈米結構11之破壞或機能層12之膜厚變動,故而較佳。就此觀點而言,機能轉印膜捲筒較佳為具有筒芯。藉由筒芯支撐座支撐該筒芯之兩端,藉此可使機能轉印膜捲筒維持於懸浮狀態。藉由滿足該等要件,可使機能轉印膜捲筒維持於懸浮狀態。再者,於藉由筒芯支撐座支撐機能轉印體14之筒芯之兩端時,預先以上述說明之樹脂製袋梱包機能轉印體,藉由筒芯支撐座支撐以樹脂製袋梱包之機能轉印體14之筒芯之兩端,藉此可良好地保持利用樹脂製袋之機能轉印體14之保護性,且可減小樹脂製袋之容積,故而較佳。此處,筒芯之形狀或筒芯支撐座之形狀、配置並無特別限定。因此, 機能轉印膜捲筒、筒芯支撐座、樹脂製盒可相互獨立,亦可使筒芯支撐座與樹脂製盒一體化。
其次,對機能轉印膜捲筒進行說明。機能轉印膜捲筒至少包含筒芯、及將機能轉印體連接於筒芯上之接著部,藉此可抑制搬送中之物性或物理變化,並且使用時之通用性增加。對筒芯連接機能轉印體14之接著部並無特別限定,較佳為利用接著劑之固定或利用接著帶之固定,就筒芯之再利用之觀點而言,較佳為接著帶。
尤其藉由使機能轉印體滿足下述要件,可有效抑制製造機能轉印膜捲筒時之工業性及進行保管或搬送時之機能層之物理劣化,故而較佳。圖21係表示構成本發明之實施形態之機能轉印膜捲筒之機能轉印體的說明圖。如圖21所示,首先,將機能轉印體14之支撐基材15之長度設為A[m]。此處,於支撐基材15之單面設置奈米結構11。將設置有該奈米結構11之部分之長度設為B[m]。將沿長度方向觀察支撐基材15時之各端部分別記為x、y。奈米結構11係以與支撐基材15之端部x剛好相距C[m]之內側之位點為起點而設置B[m]。即,自支撐基材15之端部y空出A-(B+C)[m]之間隔而設置奈米結構11。換言之,支撐基材15於距離端部x C[m]之部分與距離端部y A-(B+C)[m]之部分不具備奈米結構11。於奈米結構11上配置機能層12。此處,將沿長度方向觀察配置有奈米結構11之區域時支撐基材15之端部x側之端部記為l,將支撐基材15之端部y側之端部記為m。機能層12係於自端部l沿奈米結構11之內側空出D[m]之間隔而設置E[m]。換言之,長度B[m]之奈米結構11於距離端部l D[m]及距離端部m B-(D+E)[m]之部分不具備機能層12。
對於此種機能轉印體14,於藉由將支撐基材15之端部x側固定捲取於筒芯上而製造之機能轉印膜捲筒之情形時,相對於機能轉印膜捲筒之剖面之圓筒度提高。即,可減小對機能層12之物理外力,因此可 抑制保管或搬送中機能層12發生物理劣化。再者,上述表示距離之記號A~E例如若記為(A,B,C,D,E),則可呈(200,150,25,0.5,149)或(500,440,30,0.5,339)等構成。
進而,若於筒芯之軸方向兩端面分別設置圓形之側板,則可抑制搬送中之機能轉印膜捲筒之錯離,尤其模具之凹凸結構11與機能層12之保護能力提高,故而較佳。再者,側板上設置有複數個溝槽。進而,可以該溝槽為導引對膜狀之機能轉印體14進行捲取。
就機能轉印體14之製造及使用之觀點而言,筒芯較佳為具有軸孔。筒芯之外徑並無特別限定,但就製造及使用時之操作之觀點而言,較佳為4cm以上且15cm以下。又,搬送時之機能轉印膜捲筒之直徑可大於亦可小於筒芯之長度。
機能轉印體14對筒芯之固定較佳為利用封端帶。封端帶之終端部係固定於筒芯之外表面。另一方面,封端帶之始端部係固定於機能轉印體14之與機能層12相反側之面。藉由滿足該等要件,可抑制奈米結構11之破壞且抑制機能層12之膜厚變動,並且可對筒芯捲取機能轉印體14,製造機能轉印膜捲筒。尤其若封端帶之一部分或整面之色調與機能轉印體14之色調不同,則可表現出告知機能轉印體14之使用完畢之機能,因此就安全性之觀點而言較佳。
封端帶之長度可根據使用機能轉印膜捲筒之裝置規格而適當選擇,若為0.3m以上且10m以下,則就機能轉印膜捲筒之捲取性能之觀點而言較佳。就相同之效果而言,更佳為0.5m以上且3m以下,最佳為1m以上且3m以下。封端帶之厚度可根據使用機能轉印膜捲筒之裝置所要求之強度而適當選擇,較佳為10μm以上且100μm以下。尤其就進一步提高安全性之觀點而言,更佳為30μm以上且70μm以下。進而,封端帶之寬度只要與機能轉印體之模具之寬度相吻合即可。
構成封端帶之材料並無特別限定,較佳為樹脂。尤其就筒芯之 再利用及機能轉印體14之捲取性能之觀點而言,可使用包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚烯烴、聚乙酸酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醯胺、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、合成橡膠、液晶聚合物之帶等。
進而,若封端帶於至少一面實施防滑加工,則機能轉印膜捲筒中可防止封端帶間之滑動,因此可提高機能轉印膜捲筒之捲取性能及搬送時之物理穩定性,故而較佳。作為防滑加工,可列舉:壓紋加工、噴射加工或橡膠之塗佈等。尤其於封端帶之長度為25cm以上之情形時有效,依序於50cm以上、1m以上之情形時上述效果變得更顯著。
以下,參照圖22對本實施形態之機能轉印膜捲筒之具體例進行說明。圖22係表示本實施形態之機能轉印膜捲筒中將機能轉印體固定於筒芯上之方法的說明圖。
如圖22所示,機能轉印體401之終端部401a包含封端帶402、覆蓋帶403、及黏著帶404。藉由此種構成而使筒芯405與機能轉印體401之固定強度提高,因此機能轉印體401之捲取精度提高,可製造良好之機能轉印膜捲筒。進而,可抑制搬送機能轉印膜捲筒時之錯離,因此可抑制模具之凹凸結構之破壞或機能層之膜厚變動。
對將機能轉印體401固定於筒芯405上之方法進行更詳細說明。封端帶402將機能轉印體401與筒芯405連結。封端帶402之終端部402a係固定於筒芯405之外表面405a。該固定可使用雙面帶等進行。作為雙面帶,例如可列舉寺岡製作所公司製造之雙面帶。另一方面,封端帶402之前端部402b係藉由覆蓋帶403及黏著帶404與構成機能轉印體401之載體406之終端部406a接合。
覆蓋帶403係覆蓋機能轉印體401中載體406上設置有機能層407 之側且至少未形成機能層407之區域401b。此處,覆蓋帶403亦可用以告知捲取於筒芯405上之機能轉印體401之殘量較少。於此情形時,就目視檢測或自動檢測之觀點而言,覆蓋帶之色調較佳為與模具及機能層407之色調不同。
覆蓋帶403之一端部403a較佳為延存至封端帶402之前端部402b側,將機能轉印體401之載體406之終端部406a與封端帶402之前端部402b接合。再者,亦可於機能層407之終端部407a與覆蓋帶403之另一端部403b之間設置間隙,但為了抑制機能轉印體401之機能層407自載體406之奈米結構部分性地剝離,較佳為以覆蓋機能層407之終端部407a之方式使覆蓋帶403之另一端部403b延存。
關於覆蓋帶403之厚度,就安全性及機能轉印體401之捲取精度之觀點而言,較佳為10μm以上且100μm以下,更佳為30μm以上且70μm以下。覆蓋帶403之寬度可與機能層407之寬度或載體406之寬度相吻合。
黏著帶404發揮出提高機能轉印體401與封端帶402之接合強度,提高機能轉印體401之捲取精度與使用時之安全性之效果。黏著帶404之一面為黏著面,為載體406與封端帶402之接合部,且於載體406之背面406c側設置黏著面。再者,於僅覆蓋帶403之接著強度較高,可充分地發揮出安全性及捲取精度之情形時,亦可不設置黏著帶404。又,於黏著帶404之接著強度較強,可充分地發揮出安全性及捲取精度之情形時,亦可不使覆蓋帶403延存至封端帶402之前端部402b側。
關於黏著帶404之長度,就充分提高機能轉印體401與封端帶402之接合強度,並且提高捲取精度之觀點而言,較佳為5mm以上且100mm以下。尤其就使用黏著帶404時之操作性之觀點而言,較佳為50mm以下,更佳為25mm以下。關於黏著帶404之厚度,就捲取精度及減小機能轉印膜捲筒之機能層407之膜厚分佈之觀點而言,較佳為10 μm以上且100μm以下,更佳為30μm以上且70μm以下。又,黏著帶404之寬度可與機能層407或模具之寬度相吻合。
如上述所說明般,於機能轉印體401之終端側至少形成不存在機能層407之區域401b。該區域401b較佳為自機能轉印體401之終端朝向始端,設置至少筒芯405之捲繞1圈以上之長度。
藉由在機能轉印體401中至少設置不存在之機能層407之區域401b,具有以下之效果。於將機能轉印體401捲繞於筒芯405上而成之機能轉印膜捲筒中,區域401b位於機能轉印體401與封端帶402之接合部(黏著帶404)之正上方。此處,藉由使該接合部由區域401b覆蓋,而即便接合部存在少許不平整,亦可抑制起因於此之模具之凹凸結構之破壞、或機能層407之膜厚變動。此處,關於區域401b之長度,根據上述理由,只要長於至少筒芯405之捲繞1圈之長度,則並無特別限定。然而,雖亦取決於筒芯405之直徑,但就環保之觀點而言較佳為大致50cm以下。
[實施例]
以下,對為了確認本發明之效果而進行之實施例進行說明。
(實施例1)
使用機能轉印體,對被處理體上賦予用以對被處理體進行奈米加工之遮罩機能,使用該機能對被處理體進行加工。此處,著眼於作為機能轉印體之效果之一的機能層之精度而進行評價。具體而言,以如下方式進行。
(a)圓筒狀主模之製作
使用圓筒狀之石英玻璃作為圓筒狀主模之基材,藉由使用半導體雷射之直接刻寫微影法於石英玻璃表面形成奈米構造。首先,對石英玻璃表面進行充分清洗而將粒子去除。繼而,於石英玻璃表面上藉由濺鍍法形成抗蝕劑層。濺鍍法係使用3英吋之CuO(含有8atm%之 Si)作為靶材(抗蝕劑層),於RF(radio frequency,射頻)100W之電力下實施,形成20nm之抗蝕劑層。繼而,一面使石英玻璃旋轉,一面使用波長405nmn之半導體雷射進行一次曝光。其次,對經一次曝光之抗蝕劑層使用波長405nmn之半導體雷射進行曝光。藉由此時之曝光圖案控制奈米構造之排列。其次,使曝光後之抗蝕劑層顯影。顯影係使用0.03wt%之甘胺酸水溶液,進行240秒之處理。其次,以經顯影之抗蝕劑層作為遮罩,藉由乾式蝕刻對蝕刻層(石英玻璃)進行蝕刻。乾式蝕刻係使用SF6 作為蝕刻氣體,於處理氣壓1Pa、處理電力300W之條件下實施。藉由改變處理時間,而調整奈米構造之開口部之大小及奈米構造之深度。其次,使用pH值為1之鹽酸僅將抗蝕劑層殘渣自表面賦予有奈米構造之石英玻璃去除,獲得圓筒狀主模。去除時間係設為6分鐘。
對所獲得之圓筒狀主模之奈米構造於氮氣氛圍下塗佈氟系表面處理劑(DURASURF HD-1101Z,大金化學工業公司製造),於60℃下加熱1小時後,於室溫下靜置24小時而使之固定化。其後,利用清洗劑(DURASURF HD-ZV,大金化學工業公司製造)清洗3次,實施脫模處理。
(b)載體之製作
以所製作之圓筒狀主模作為鑄模,應用光奈米壓印法,連續地製作載體。構成載體之原料係使用以下之材料1。
材料1…以含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工業公司製造)):三羥甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(東亞合成公司製造)):1-羥基環己基苯基酮(Irgacure(註冊商標)184(BASF公司製造)):2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369(BASF公司製造))=17.5g:100g:5.5g:2.0g進行混合而成之材料
於PET膜A-4100(東洋紡公司製造:寬度300mm,厚度100μm)之易接著面上藉由微凹版塗佈機(康井精機公司製造)以塗佈膜厚成為6μm之方式塗佈材料1。繼而,以夾輥(0.1MPa)將塗佈有材料1之PET膜壓抵於圓筒狀主模上,於大氣下、溫度25℃、濕度60%下,以燈中心下之累計曝光量成為1500mJ/cm2 之方式,使用Fusion UV Systems Japan股份有限公司製造之UV曝光裝置(H BULB)照射紫外線,連續地實施光硬化,獲得表面轉印有奈米構造之載體G1(長度200m,寬度300mm)。
其次,將載體G1視為模板,應用光奈米壓印法,連續地製作載體G2。即,載體G2之奈米構造與圓筒狀主模之奈米構造相同。
於PET膜A-4100(東洋紡公司製造:寬度300mm,厚度100μm)之易接著面上藉由微凹版塗佈機(康井精機公司製造)以塗佈膜厚成為6μm之方式塗佈材料1。繼而,以夾輥(0.1MPa)將塗佈有材料1之PET膜壓抵於載體G1之奈米構造面上,於大氣下、溫度25℃、濕度60%下,以燈中心下之累計曝光量成為1200mJ/cm2 之方式,使用Fusion UV Systems Japan股份有限公司製造之UV曝光裝置(H BULB)照射紫外線,連續地實施光硬化,獲得複數個表面轉印有奈米構造之載體G2(長度200m,寬度300mm)。
將藉由掃描式電子顯微鏡(以下,稱為SEM)進行觀察所得的載體G2之奈米構造之詳情記載於表1中。SEM觀察係使用日立超高解析場發射型掃描電子顯微鏡SU8010(Hitachi High-Technologies股份有限公司製造),於1.0kV之加速電壓下進行。再者,以下實施例中所表記之SEM全部為本裝置。又,使用下述裝置測定載體G2之表層氟元素濃度(Es)與平均氟元素濃度(Eb),算出比率(Es/Eb),結果比率(Es/Eb)為38~45。再者,以下實施例中所表記之比率(Es/Eb)全部為以與實施例1相同之方式測定並算出之值。
.表層氟元素濃度(Es)
將載體G2切成約2mm見方之小片,覆蓋1mm×2mm之溝槽型遮罩,於下述條件下使用X射線電子分光法(XPS法)而供於測定。
XPS測定條件
使用機器:Thermo Fisher ESCALAB250
激發源:單色Al Kα 15kV×10mA
分析尺寸:約1mm(形狀為橢圓)
掃描區域
寬程掃描(Survey scan):0~1,100eV
窄程掃描(Narrow scan):F 1 s,C 1 s,O 1 s,N 1 s
通能(Pass energy)
寬程掃描:100eV
窄程掃描:20eV
.平均氟元素濃度(Eb)
關於平均氟元素濃度(Eb),由於添加量與下述實測方法具有關聯,故而採用根據添加量計算所得之值。實測係藉由如下方式而進行:利用燒瓶燃燒法使將載體G2之奈米構造自支撐基材物理剝離所得之切片分解,繼而供於離子層析分析。
(c)機能轉印體之製作
對載體G2之奈米構造面塗敷機能塗敷液1,製作機能轉印體。
機能塗敷液1…利用甲基乙基酮及丙二醇單甲醚之混合溶劑將以 苄基系黏合劑樹脂:雙酚A EO改性二丙烯酸酯(ARONIX M211B,東亞合成公司製造):丙烯酸苯氧基乙酯(Light acrylate PO-A,共榮社化學公司製造):三羥甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(ARONIX M350,東亞合成公司製造):1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造):2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)=150g:40g:40g:20g:11g:4g混合而成之組合物稀釋成10重量%所得之材料。苄基系黏合劑樹脂係使用甲基丙烯酸苄酯80質量%、甲基丙烯酸20質量%之二元共聚物之甲基乙基酮溶液(固形物成分50%,重量平均分子量56000,酸當量430,分散度2.7)。再者,上述質量係以固形物成分質量記載。
使用模嘴塗機將機能塗敷液1塗敷於載體G2之奈米構造面上。塗敷後,使之於80℃之乾燥爐中移動5分鐘,將剩餘之溶劑去除。其後,將覆蓋膜一併捲取而回收。
將藉由SEM及透過型電子顯微鏡(以下,稱為TEM)進行觀察所得之機能轉印體之詳情記載於表2。
再者,表2中,距離A為載體之奈米構造之凸部頂部位置與機能層之表面之最短距離。又,距離B為載體之奈米構造之平均深度。表2中之分佈意指距離A相對於中心膜厚之機能轉印體之面內分佈。又,使用表1之No.1中所記載之載體之情形相當於表2之No.3,使用表1之No.2之載體之情形相當於表2之No.4。再者,將機能轉印體自平面傾斜60度之角度並保持15分鐘之前後的距離A之變化係藉由反射率而 測定,但由於在反射率測定之反射光譜之峰底未見膜厚分佈以上之變化,故而判斷為實質上無變化。又,藉由原子力顯微鏡(以下,稱為AFM)測定機能層側之表面粗糙度(Ra),藉由SEM測定奈米構造之凸部頂部位置與機能層之表面之距離(lor),算出比率(Ra/lor),結果確認到於平均間距為460nm之情形時為0.141,於平均間距為200nm之情形時為0.127。
AFM係使用KEYENCE股份有限公司製造之Nanoscale Hybrid Microscope VN-8000,將測定範圍設定為200μm(比率1:1),以取樣頻率0.51Hz進行掃描而測定。AFM之觀察係於濕度為40%~50%之潔淨度1000之無塵室中進行,且避開藉由上述裝置VN-8000所附帶之光學顯微鏡觀察到異物之部位而進行。又,於樣品測定前,藉由離子化器將樣品去靜電,進而利用鼓風進行清洗。又,距離(lor)係使用上述SEM於加速電壓1.0kV下對與AFM中所使用之樣品大致相同之位置之剖面進行解析而測定。於計算距離(lor)時,每隔20μm間隔進行1次攝像,獲得5個觀察影像。根據各觀察影像任意地測定5個距離(lor),將合計25點之距離(lor)之算術平均值設為距離(lor)。又,觀察倍率係設為將鮮明地觀察到載體G2之奈米構造之複數個凹部中10~20個納入觀察影像內之倍率。
再者,以下之實施例中所評價之機能轉印體之機能層側之表面粗糙度(Ra)及距離(lor)為藉由上述裝置與條件而測定之值。
(d)機能轉印體之使用
藉由使用機能轉印體,而對被處理體上轉印賦予機能層,繼而使經轉印賦予之機能層作為加工遮罩而發揮機能,對被處理體進行奈米加工。
被處理體係使用2英吋之c面藍寶石基板。
對藍寶石基板進行10分鐘之UV-O3 處理,進行清潔,並且對表面 進行親水處理。
於將處理完畢之藍寶石基板加溫至105℃之狀態下,使用層壓捲筒於0.03MPa之壓力下貼合機能轉印體之機能層面。繼而,以累計光量成為1200mJ/cm2 之方式使用高壓水銀燈照射UV光,將載體剝離去除。對所獲得之藍寶石基板進行SEM觀察並將所得之結果匯總於表3。
繼而,自藍寶石基板之機能層面側使用O2 氣體,於壓力1Pa、電力300W下進行灰化處理,將殘膜、即相當於表2中所記載之距離A之機能層去除。其後,以殘留之機能層之凸部作為加工遮罩,使用BCl3 氣體,於壓力0.2Pa、150W/50W之條件下進行蝕刻,對藍寶石基板進行加工。最後,利用硫酸及過氧化氫之混合溶液對藍寶石基板進行清洗。使用SEM對所獲得之藍寶石基板進行觀察,結果以與載體之奈米構造對應之間隔遍及面內且均等性較高地形成有複數個凸部。
(比較例1)
使用實施例1中所製作的表1中所記載之載體G2作為模具,利用光奈米壓印微影法嘗試藍寶石基板之加工。光硬化性樹脂係使用丸善石油化學公司製造之光硬化性樹脂(MUR)。
以與實施例1相同之方式對c面藍寶石基板進行表面處理,繼而以5000rpm之旋轉速度旋轉塗佈光硬化性樹脂並使之成膜。成膜後,於80℃下加熱1分鐘,將剩餘之溶劑去除。
利用貼合機將載體G2之奈米構造面側貼合於光硬化性樹脂薄膜 上,繼而以0.05MPa之壓力按壓5分鐘。於按壓狀態下使用UV-LED燈以累計光量成為1200mJ/cm2 之方式照射UV光。最後,將載體G2剝離去除,藉此於藍寶石基板上轉印形成奈米構造。
對所獲得之藍寶石基板進行SEM觀察,將其結果匯總於表4。
對所獲得之附有奈米構造之藍寶石基板應用與實施例1相同之方法對藍寶石基板進行加工。利用SEM對加工後之藍寶石基板進行觀察,結果面內存在幾乎無奈米構造之部分與確實地形成有奈米構造之部分。
(實施例1與比較例1之比較)
根據實施例1及比較例1可知以下情況。首先,轉印賦予至被處理體之機能層(於實施例1中為機能塗敷液之固形物成分,於比較例1中為光硬化性樹脂)之膜厚分佈於實施例1之情形時非常優異。更具體而言,根據實施例1之表3及比較例1之表4,於奈米構造之平均間距為460nm之情形時,實施例1之膜厚分佈為10%,但於比較例1中為15%。又,於平均間距為200nm之情形時,同樣為11%及25%。可認為其原因如下所述。可知於實施例1之情形時,作為機能轉印體時之該膜厚分佈根據表2為6~8%,配置有精度非常高之機能層。進而,機能轉印體之機能層為非液體狀而穩定地存在。於使用機能轉印體時,熱壓接時機能層之表層帶有流動性。即,可認為其原因在於,可對被處理體反映出機能轉印體之機能層精度而轉印賦予。另一方面,可認為其原因在於,於比較例1之情形時,由於使用液狀之光硬化性 樹脂,故而於貼合載體時及按壓時,光硬化性樹脂整體產生與壓力不均對應之流動。
如此,可提高轉印賦予至被處理體之機能層之精度,因此藉由使用機能轉印體,而對被處理體進行奈米加工,設置於其表面之微細圖案之精度亦提高。更具體而言,於使用機能轉印體之實施例1之情形時,使用SEM對所獲得之藍寶石基板進行觀察,結果以與載體之奈米構造對應之間隔遍及面內且均等性較高地形成有複數個凸部。另一方面,於使用液狀之光硬化性樹脂之比較例1之情形時,利用SEM對加工後之藍寶石基板進行觀察,結果於面內存在幾乎無奈米構造之部分與確實地形成有奈米構造之部分。其原因在於,於比較例1之情形時,殘膜厚上存在較大之分佈,因此需要根據殘膜厚最厚之部位進行過蝕刻(氧氣灰化)。
(實施例2)
使用實施例1中所製作之表1中所記載之載體G2,將與實施例1不同之機能層轉印賦予至被處理體上,繼而對被處理體進行奈米加工。再者,於實施例2中,對被處理體部分性地轉印賦予機能層。
於載體G2上形成包含於奈米構造區域之第1機能層,其後進而製作包含於非奈米構造區域之第2機能層。
(c)機能轉印體之製作
首先,於載體G2之奈米構造面上使機能塗敷液2成膜而設置第1機能層。
機能塗敷液2…將四丁醇鈦(IV)單體(Wako公司製造):3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(KBM5103,Shin-Etsu Silicones公司製造):苯基改性聚矽氧(東麗-道康寧(Dow Corning Toray)公司製造):1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)=90g:10g:5g:0.3g混合,於60℃之溫度下攪拌6小時。繼而,於200hPa之減壓氛圍下攪 拌2小時,使之縮合直至25℃下之黏度成為250cP為止。利用丙二醇單甲醚將所獲得之縮合物稀釋成8重量%所得之材料。
機能塗敷液2係以與實施例1相同之方式塗敷。
於具備第1機能層之載體G2之奈米構造面上使機能塗敷液1以成為膜厚400nm之方式成膜而配置第2機能層。成膜後,使之歷時5分鐘通過80℃之乾燥爐,將覆蓋膜一併捲取並回收。
對所獲得之機能轉印體進行SEM及TEM觀察。將結果記載於表5。表5中之A、B、C分別為如下含義。
A…載體G2之奈米構造之凸部頂部位置與第1機能層和第2機能層之界面位置的距離
B…載體之奈米構造之平均深度
C…第1機能層和第2機能層之界面位置、與第2機能層之表面的距離
又,分佈A為距離A相對於中心膜厚的膜厚分佈,分佈C為距離C相對於中心膜厚的膜厚分佈。再者,使機能轉印體自平面傾斜60度之角度並保持15分鐘之前後的距離A及距離C之變化係藉由SEM及TEM測定,但由於距離A及距離C之分佈上未見變化,故而判斷為實質上無變化。又,藉由AFM測定機能層側之表面粗糙度(Ra),藉由SEM測定奈米構造之凸部頂部位置與機能層之表面之距離(lor),並算出比率(Ra/lor),結果確認到於平均間距為460nm之情形時為0.083,於平均間距為200nm之情形時為0.062。
(d)機能轉印體之使用
繼而,使用機能轉印體於藍寶石基板上部分性地轉印形成機能層。其後,以機能層作為遮罩對藍寶石基板部分性地進行奈米加工。
關於對藍寶石基板之預處理或機能轉印體之轉印方法,除將寬度1cm之機能轉印體貼合於藍寶石基板之中央部以外,以與實施例1相同之方式進行。
機能層係於藍寶石基板之中央形成為寬度1cm之線狀。由此可知,藉由使用機能轉印體,可對被處理體之任意之部分轉印賦予機能層。
使用SEM及TEM對轉印形成於藍寶石基板上之機能層進行觀察並將所得之結果記載於表6。
最後,以與實施例1相同之方式進行藍寶石基板之加工。再者,僅變更氧氣灰化時間。利用SEM對所獲得之藍寶石基板進行觀察,結果遍及面內且均等性較高地賦予有奈米構造。
(實施例1與實施例2之比較)
根據實施例1及實施例2可知,無論機能層對奈米構造之配置(機能層之層數)如何,均可確保作為機能轉印體時之機能層之精度而對被處理體轉印賦予機能層。其可根據實施例1之表2及表3、以及實施例2之表5及表6判斷。又,於使用實施例2之機能轉印體之情形與使用實施例1之機能轉印體之情形相比,所獲得之藍寶石之奈米構造之高度增高。其原因在於,藉由將機能層設為2層而進行機能層之機能分 擔。即,為藉由奈米構造區域之第1機能層確保奈米加工精度,藉由非奈米構造區域之第2機能層提高對藍寶石之蝕刻耐性的狀態。
(實施例2與比較例1之比較)
根據實施例2可知,藉由使用機能轉印體可對被處理體部分性且高精度地轉印賦予機能層。其可根據實施例2之表6而判斷。其理由與實施例1相同,於以機能轉印體之狀態將精度經固定化之機能層貼合於被處理體上時,可藉由機能層表層之流動現象而貼合。
另一方面,於比較例1中,對藍寶石基板上之光硬化性樹脂使用寬度1cm之載體,進行與比較例1相同之操作。再者,未接觸於載體G2之部分之光硬化性樹脂係利用醇清洗去除。於藍寶石基板上以寬度1cm之線狀轉印形成奈米構造,但於寬度1cm之線狀圖案之凹部觀察到未硬化之光硬化性樹脂之進入,藉此觀察到圖案部分性地被填埋。進而,於未轉印形成圖案之部分觀察到大量污垢。另一方面,為了使污垢完全脫落而進行鹼性清洗,結果污垢可去除,但於轉印形成之圖案中觀察到混亂。
以上,根據實施例1、實施例2及比較例1可知,藉由使用機能轉印體,可確保機能轉印體之機能層之精度,對被處理體之整面或部分以高精度轉印賦予機能層。
(實施例3)
實施例3之目的在於,確認能否將與實施例1及實施例2之遮罩機能完全不同之機能轉印賦予至被處理體上。於此情形時,由於製作機能層之組合物不同,故而係調查是否於機能層之組成不同之情形時亦如實施例1及實施例2般可一面確保作為機能轉印體時之機能層之精度,一面對被處理體轉印機能層。
應用與實施例1中所記載之方法相同之方法,製作具備使間距200nm、開口部直徑180nm、深度300nm之凹部以六方最密排列之方 式排列複數個而成之奈米構造的載體G2。載體G2之比率(Es/Eb)為37。載體G2之支撐基材係使用厚度50μm之PET膜。對載體G2形成具備撥水機能之機能層而製造機能轉印體。最後,使用機能轉印體對被處理體上轉印賦予撥水機能。
使用下述機能塗敷液3。
機能塗敷液3…於機能塗敷液1中添加光聚合性含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工業公司製造))。添加量相對於除光聚合起始劑以外之固形物成分100重量份設為15重量份。再者,濃度係利用甲基乙基酮及丙二醇單甲醚之混合溶劑而調整為10重量%。
使機能塗敷液3於載體G2之奈米構造面上以與實施例1中所記載之方法相同之方式成膜。成膜係以將載體之奈米構造完全填充之方式進行。即,機能層為僅包含於奈米構造區域之機能層,為單層機能層。
使用SEM及TEM對所獲得之機能轉印體進行剖面觀察,結果載體之奈米構造由機能層所填充,且該奈米構造得以平坦化。又,自載體之奈米構造之凸部頂部位置至機能層之表面之最短距離A為500nm,分佈為±5%。又,使機能轉印體自平面傾斜60度之角度並保持15分鐘之前後的距離A之變化係藉由反射率而測定,但由於在反射率測定之反射光譜之峰底未見膜厚分佈以上之變化,故而判斷為實質上無變化。再者,機能層之表面具有黏性,為微黏著狀。又,藉由AFM測定機能層側之表面粗糙度(Ra),藉由SEM測定奈米構造之凸部頂部位置與機能層之表面的距離(lor),算出比率(Ra/lor),結果確認到為0.017。
被處理體係使用平板狀玻璃及圓柱狀棒。平板狀玻璃為250mm□,圓柱狀棒為底面之圓之半徑為250mm,高度為100mm之玻璃。 又,針對平板狀玻璃,試驗能否對平板狀玻璃之整個表面賦予撥水性,針對圓柱狀棒,試驗能否以於外周描繪出螺旋之方式賦予撥水性。
於使用平板狀玻璃之情形時,以如下方式進行轉印。首先,藉由UV-O3 對玻璃表面進行10分鐘之處理,將粒子去除並使之親水化。
繼而,於將平板狀玻璃加溫至85℃之狀態下,以0.03MPa之壓力層壓機能轉印體。層壓後,藉由高壓水銀燈光源照射累計光量1200mJ/cm2 之UV光。最後,將平板狀玻璃加溫30秒至120℃,於平板狀玻璃變為30℃以下之狀態下將載體剝離去除。
水滴相對於藉由去靜電及鼓風對表面進行了清潔之轉印機能層之前之平板狀玻璃的接觸角為15度。另一方面,水滴相對於轉印賦予有機能層之平板狀玻璃的接觸角為123度,確認到被賦予了撥水機能。又,面內20處之接觸角分佈為123度±4%,確認到良好之機能均等性。
可認為此種撥水機能之均等性之原因在於,由於藉由機能轉印體之載體之奈米構造形狀而確保奈米構造特有之撥水機能,因此將該載體之奈米構造高精度地轉印賦予至被處理體。
根據以上說明可知,即便於對實施例1及實施例2中所使用之機能層進而添加作為強疏水性成分之氟成分之情形時,亦可保持機能層之精度,對被處理體轉印賦予機能層。
於使用圓柱狀棒之情形時,以如下方式進行轉印。
首先,使圓柱狀棒浸漬於異丙醇與氫氧化鉀之混合溶液中,進行超音波處理,將粒子去除並使之親水化。
繼而,於將圓柱狀棒加溫至105℃之狀態下,一面對螺旋上施加張力,一面將製成寬度1cm且長度80cm之卷盤狀之機能轉印體捲繞於圓柱狀棒之側面上。繼而,藉由UV-LED燈照射累計光量1200 mJ/cm2 之UV光,於120℃下加溫1分鐘,將圓柱狀棒冷卻至30℃後,將載體G2去除。
對藉由去靜電及鼓風對表面進行了清潔且轉印賦予機能層之前之圓柱狀棒之側面滴加水滴,結果水滴潤濕擴散。另一方面,對轉印賦予有機能層之圓柱狀棒之轉印有機能層之部分滴加水滴,結果水滴不潤濕擴散而保持形狀。對圖案上之水滴進行拍照,可估測接觸角為110度~120度。再者,此處記為110度~120度者並非為接觸角之分佈,而是對圓柱狀棒側面進行水平拍照時之誤差之影響。
又,將所獲得之圓柱狀棒浸漬於水中並提起,結果圖案上之水滴被吸引至非圖案部,水膜被圖案化為螺旋狀。
如此,可知藉由使用機能轉印體,可對彎曲之部分賦予機能,又,可對被處理體之任意之部分賦予機能。
(實施例4)
根據實施例1及實施例3可確認,即便於對機能層添加作為強疏水性物質之氟成分之情形時,亦可轉印賦予高精度之機能(撥水機能)。於實施例4中,如實施例1與實施例2之關係般,以實施例3為基礎調查機能層之配置之影響。即,採用與實施例3不同之方法將撥水機能轉印賦予至被處理體上。
載體係使用與實施例3相同之載體G2。將機能塗敷液4塗敷於載體G2之奈米構造上,僅於凹部內部填充配置第1機能層,其後,以將其全部覆蓋並使之平坦化之方式塗敷機能塗敷液5,形成第2機能層。即,機能轉印體僅包括包含於奈米構造區域之機能層,且其等機能層為2層機能層。
機能塗敷液4…以3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(KBM5103,Shin-Etsu Silicones公司製造):四乙氧基矽烷(LS-2430,信越化學工業公司製造):三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-正辛基矽烷(T1770,東 京化成工業公司製造)=65g:35g:30g進行混合,於60度之氛圍下於利用水蒸氣預先縮合之材料100重量份中添加1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)0.15g而製成組合物,利用丙二醇單甲醚將該組合物稀釋成3重量%所得之材料。
機能塗敷液5…將機能塗敷液3之聚合性含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工業公司製造))之添加量相對於除光聚合起始劑以外之固形物成分100重量份設為17.5重量份之組合物。再者,濃度係利用甲基乙基酮及丙二醇單甲醚之混合溶劑而調整為10重量%。
藉由與實施例1相同之方法塗敷機能塗敷液4。塗敷後,使之歷時5分鐘通過80度之乾燥爐並捲取回收。對所獲得之膜部分性地進行切割,利用TEM進行剖面觀察,結果確認到僅於載體G2之奈米構造之凹部內部填充配置第1機能層。又,第1機能層的奈米構造之深度方向之填充率為75%。
將填充配置有包含機能塗敷液4之固形物成分之第1機能層之載體捲出,使用與實施例2相同之方法塗敷機能塗敷液5。塗敷後,使之歷時5分鐘通過80度之乾燥爐,將覆蓋膜一併捲取並回收。
使用SEM、TEM及能量分散型X射線分光法(以下,稱為EDX)對所獲得之機能轉印體進行剖面觀察,結果僅於載體之奈米構造之內部填充配置機能塗敷液4之固形物成分,並以將該固形物成分與載體之奈米構造全部填充且平坦化之方式形成源自機能塗敷液5之機能層。即,機能轉印體之機能層為2層,且為全部機能層包含於奈米構造區域內之構成。填充配置於奈米構造內部之第1機能層對奈米構造之凹部之填充率為75%,其分佈為±4%。另一方面,作為自載體之奈米構造之凸部頂部平均位置至機能層之表面之最短距離的距離(lor)為500nm,分佈為±5%。
又,使機能轉印體自平面傾斜60度之角度並保持15分鐘之前後的機能層之膜厚之變動為測定誤差範圍內,因此可確認實質上無變動。再者,機能層之表面具有黏性,為微黏著狀。又,藉由AFM測定機能層側之表面粗糙度(Ra),藉由SEM測定奈米構造之凸部頂部位置與機能層之表面的距離(lor),算出比率(Ra/lor),結果可確認為0.088。
使用機能轉印體對被處理體上轉印賦予機能層。所使用之被處理體及轉印方法與針對實施例3之平板狀玻璃之研究相同。
對所獲得之玻璃表面滴加水滴並測定接觸角,結果為142度,可確認賦予了撥水機能。又,面內20點之部位之分佈為142度±5%,確認到良好之機能均等性。
根據實施例3及實施例4可知,無論機能層之配置如何,均可良好地將機能層轉印賦予至被處理體上。進而若亦對實施例1及實施例2加以研究,則可知該傾向並非取決於機能層之組成。
與實施例3相比撥水性提高之原因在於,將機能層設為2層構成,提高了接近奈米構造前端之第1機能層之氟元素濃度。再者,於將機能塗敷液5中所含之氟成分除去之情形時,確認到奈米構造面上之水滴之滑落性惡化。推測其原因在於,雖以奈米構造前端之第1機能層確保撥水性,但部分性地形成Wenzel模式之水滴會附著於第2機能層。即,可知藉由將機能層設為2層,藉由奈米構造附近之第1機能層可表現出較高之撥水性機能,藉由第2機能層可提高滑落性與接著性。
可認為此種撥水機能之均等性之原因在於,以機能轉印體之載體之奈米構造形狀而確保奈米構造特有之撥水機能,將該載體之奈米構造高精度地轉印賦予至被處理體上。
(比較例2)撥水面轉印體
針對實施例3及實施例4中所使用之平板狀玻璃,使用其他方法賦予撥水性之機能層。平板狀玻璃之預處理方法設為與實施例3相同。
繼而,利用棒式塗佈法使以甲基乙基酮作為稀釋溶劑而稀釋成50重量%之機能塗敷液3於處理完畢之平板狀玻璃之一邊上成膜。繼而,將平板狀玻璃配置於105℃之加熱板上並靜置5分鐘,將溶劑去除。繼而,使用貼合機於0.03MPa之壓力、105℃之溫度下,將實施例3中所使用之載體G2之奈米構造面貼合於機能塗敷液3膜上。其後,隔著載體使用金屬鹵化物光源以累計光量成為1200mJ/cm2 之方式進行光照射。最後將載體去除。
對所獲得之平板狀玻璃測定接觸角,結果平板狀玻璃之中心附近為95度,平板狀玻璃之邊緣附近為98度。
根據以上說明可知,於本方法中,雖然賦予了撥水性,但與實施例3及實施例4相比撥水性較低。可認為其原因在於,機能塗敷液3之黏度較高,因此對載體之奈米構造之凹部內部之填充性不充分,奈米構造之轉印精度較低。
藉由對實施例3與比較例2進行比較可知,儘管構成機能層之材料相同,但使用機能轉印體之情形時表現出更顯著之撥水性機能賦予效果。可認為其原因在於,由於在機能轉印體中預先於載體之奈米構造上設置機能層,故而機能層對載體之奈米構造內部之填充性提高,因此藉由使用機能轉印體,可反映出載體之奈米構造之精度而對被處理體轉印賦予機能層。
(實施例5)
於實施例5中,簡便地調查機能轉印體之機能層側之表面粗糙度(Ra)、與載體之奈米構造之凸部頂部位置和機能層之表面之距離(lor)的比率(Ra/lor)之影響。再者,關於比率(Ra/lor)之影響,於下述實施 例6中另外進行詳細敍述。
以與實施例1相同之方式製作圓筒狀主模、載體G1及載體G2。其中,製作載體G1及載體G2時之材料1之塗佈膜厚係設為2μm。
切取載體G2並藉由SEM進行觀察。載體G2之奈米構造為於三角格子之交點位置設置有複數個凹部之孔狀構造。又,平均間距為300nm,平均開口徑為280nm,平均開口率為79%,平均凹部深度為300nm。又,凹部之開口徑大於凹部底部之直徑,凹部側面具有傾斜。進而,為凸部頂部與凹部側面部連續且平滑地連接之構造。又,比率(Es/Eb)為43。
對載體G2之奈米構造面塗敷機能塗敷液6而獲得機能轉印體。
機能塗敷液6…利用丙二醇及甲基乙基酮之混合溶劑對以苄基系黏合劑樹脂:三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯(SR833,SARTOMER公司製造):三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯(SR833,SARTOMER公司製造):1-羥基環己基苯基酮(Irgacure 184(BASF公司製造)):2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369(BASF公司製造))=77.1g:11.5g:11.5g:1.47g:0.53g混合而成之組合物進行稀釋所得之材料。再者,苄基系黏合劑樹脂係使用甲基丙烯酸苄酯80質量%、甲基丙烯酸20質量%之二元共聚物之甲基乙基酮溶液(固形物成分50%,重量平均分子量56000,酸當量430,分散度2.7)。
將載體G2捲出,並且使用模嘴塗機將機能塗敷液6直接塗敷於奈米構造面上。此處,以奈米構造之凸部頂部位置與機能塗敷液6之表面之距離(lor)成為200nm之方式決定模嘴塗機之模唇間距離、噴出壓力及機能塗敷液6之稀釋濃度。塗敷後,使之通過95℃之送風乾燥爐內,將覆蓋膜與包含機能塗敷液6之固形物成分之機能層之表面一併捲取於3英吋之筒芯上並回收。此處,藉由控制覆蓋膜之種類及貼合覆蓋膜時之壓力及溫度而控制機能層之表面粗糙度(Ra)。
將機能轉印體切斷,使用TEM及SEM進行剖面觀察。距離(lor)為140nm。又,使用AFM測定機能轉印體之機能層面側之表面粗糙度(Ra)。
如表7所示,獲得表面粗糙度(Ra)、及比率(Ra/lor)各自不同之No.11~No.14之機能轉印體。
對藍寶石基材(C面,偏離角0.2度,單面鏡面拋光,2英吋)以與實施例1相同之方式進行表面處理。繼而,將機能轉印體貼合於藍寶石基材上。此時,確認藍寶石基材之表面溫度加溫至100℃~110℃後進行貼合。繼而,使藍寶石基材自然冷卻直至23℃。
將載體G2自恢復至室溫之藍寶石基板剝離去除。去除後,針對轉印至藍寶石基材上之機能層,使用AFM所附帶之光學顯微鏡判斷轉印性。
將該結果匯總於表8。再者,本試驗係記載於表8中之「轉印」中。
表8中所記載之評價係依據以下基準。再者,下述評價基準亦包含因貼合氛圍中之異物而生成之氣孔。
◎+…直徑為10μm以上且500μm以下之氣孔之數量為2個以下之情形。
◎…直徑為10μm以上且500μm以下之氣孔之數量為3個以上且5個以下之情形。
○…直徑為10μm以上且500μm以下之氣孔之數量為6個以上且10個以下之情形。
△…直徑為10μm以上且500μm以下之氣孔之數量為11個以上且20個以下之情形。
×…直徑為10μm以上且500μm以下之氣孔之數量為21個以上之情形。
根據表7及表8可知,比率(Ra/lor)越小,氣孔、即機能層與被處理體之界面上所形成之空氣層越少,轉印性變得越良好。可認為其原因在於,比率(Ra/lor)越小,機能層之表層之流動性越大,將機能轉印體貼合於被處理體上時的機能層與被處理體之界面之接觸面積增加。尤其可認為其原因在於,藉由使比率(Ra/lor)成為0.4以下,可有效地抑制貼合時之氣孔之產生。再者,關於比率(Ra/lor)之影響,於下述實施例6中進行更詳細敍述。
其次,進行藍寶石基材之奈米加工。自機能層面側以與實施例1相同之方式進行使用氧氣之蝕刻,使藍寶石基材表面部分性地露出。繼而,進行使用BCl3 氣體及Cl2 氣體之反應性離子蝕刻,對藍寶石進行奈米加工。蝕刻係於ICP:200W、BIAS:100W、壓力0.2Pa下實施。再者,針對平坦之膜求出蝕刻速率比率,結果藍寶石之蝕刻速率/機能層之蝕刻速率大致為6。使用反應性離子蝕刻裝置(RIE-101iPH,SAMCO股份有限公司製造)。
最後,利用將硫酸及過氧化氫水以2:1之重量比混合而成之溶液進行清洗,獲得表面具備奈米構造之藍寶石基材。
觀察到於藍寶石基材上複數個大致圓錐狀凸部相互隔開距離而排列。又,亦可確認可於凹部底部製作平坦面。又,確認到輪廓形狀並非為正圓而是略微歪曲。進而,大致圓錐狀凸部之凸部側面之傾斜角度係以兩階段變化。
根據對使用奈米加工用膜而於藍寶石基板上轉印賦予有機能層之部位的乾式蝕刻後之藍寶石基板的SEM觀察,確認到於藍寶石基板上,無論表7中所記載之機能轉印體之種類如何均形成奈米構造。將其結果記載於表8。再者,表8中「基板加工」相當於本觀察結果。
根據以上說明可知,藉由使用機能轉印體,可於已轉印賦予機能層之部位對藍寶石良好地進行加工。
(5)半導體發光元件之製作
於所獲得之藍寶石基材上,藉由MOCVD連續地積層(1)AlGaN低溫緩衝層、(2)n型GaN層、(3)n型AlGaN包覆層、(4)InGaN發光層(MQW)、(5)p型AlGaN包覆層、(6)p型GaN層、(7)ITO層。設為藍寶石基材上之凹凸於(2)n型GaN層之積層時被填埋而平坦化之制膜條件。最後,將其晶片化並評價針對晶片之輸出性能。
評價係根據於橫軸記錄LED晶片之性能,且於縱軸記錄LED晶片之個數的圖而進行。將該結果記載於表8。再者,本試驗結果係記載於表8中之「分佈」中。
以使用不具有構造、即平坦之藍寶石基板之情形之LED晶片分佈作為基準,將分佈較該基準分佈向右偏移2%~4%之情形設為△,將向右偏移5%~7%之情形設為○,將向右偏移8%~9%之情形設為◎,將向右偏移10%以上之情形設為◎+。又,×為分佈之偏移未達2%之情形。
根據以上說明可知,藉由使用表7之No.11至No.14中所記載之機能轉印體,可改善LED之性能分佈,尤其是比率(Ra/lor)越小、其效果越大。可認為其理由如下所述。
藉由使用機能轉印體,可於藍寶石基板之表面之一部分或整面形成奈米圖案。於在藍寶石基板上設置有奈米圖案之情形時,於半導體結晶層之成長時可擾亂化學蒸鍍之成長模式。即,可減少LED之半導體層內所存在之錯位,因此可提高內部量子效率。因此,可認為高效率之LED晶片之個數隨著轉印精度之增加而增加。
(實施例6)
於實施例6中,對機能轉印體之機能層露出之面側之表面粗糙度(Ra)、與機能轉印體之載體之奈米構造之凸部頂部位置和機能層露出之表面之距離(lor)的比率(Ra/lor)對轉印性之影響進行詳細調查。進而,調查機能轉印體之機能層之層構成、即機能層對載體之奈米構造之配置是否對比率(Ra/lor)之效果產生影響。
作為機能轉印體,製作以下之機能轉印體A1~機能轉印體A5之5種,針對各機能轉印體,將距離(lor)與機能層露出之面側之表面粗糙度(Ra)設定為參數,調整比率(Ra/lor)。
機能轉印體之載體G2係藉由製作圓筒狀主模並藉由連續光轉印法將該圓筒狀主模之凹凸構造轉印至膜上而製作。
關於圓筒狀主模之製作方法,與實施例1同樣地,奈米構造之平均間距及排列係藉由半導體雷射之曝光脈衝而控制,奈米構造之形狀係藉由乾式蝕刻之時間而控制。
載體G1及載體G2之製法係以與實施例1相同之方式,將實施例1之材料1變更為以含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工業公司製造)):三羥甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(東亞合成公司製造)):1-羥基環己基苯基酮(Irgacure 184(BASF 公司製造)):2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369(BASF公司製造))=1.5g~20g:100g:5.5g:2.0g混合而成之材料。載體G1與載體G2係使用相同組合物而製作。此處,藉由調整含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯之分量而調整載體G2之表面自由能。更具體而言,調整載體G2相對於水的接觸角及相對於作為對機能層進行塗敷時所使用之溶劑之一的丙二醇單甲醚的接觸角。又,製作載體G1及載體G2時之上述材料之膜厚係設為3μm。
.機能轉印體A1~A5之製作
於所製作之載體G2之奈米構造面上形成至少1層以上之機能層,藉此製作機能轉印體A1~A5。將所製作之機能轉印體A1~A5中的載體G2與機能層之關係、及載體G2之物性記載於表9。再者,表9中之用語之定義如下。再者,載體G2之比率(Es/Eb)以機能轉印體A1~機能轉印體A5之順序為73.5、49、47、147及735。
.機能轉印體…機能轉印體A1~A5之任一者。
.狀態…與圖13中所例示之剖面模式圖之對應。
.平均間距…載體G2之奈米構造之平均間距,尺度為奈米。
.平均開口徑…載體G2之奈米構造之平均開口徑,尺度為奈米。
.Mcv…載體G2之奈米構造之凸部頂部寬度,尺度為奈米。
.Mcc…載體G2之奈米構造之凹部開口寬度,尺度為奈米。
.Sh/Scm…載體G2之奈米構造之開口率,無因次值。
.Mcv/Mcc…上述Mcv與Mcc之比率,無因次值。
.ΘH2O…水滴相對於載體G2之奈米構造面側之接觸角,尺度為度。
.Θpgme…丙二醇單甲醚相對於載體G2之奈米構造面側之接觸角,尺度為度。再者,丙二醇單甲醚係將機能層塗敷於載體G2之奈米構造面時所使用之溶劑之一。
(機能轉印體A1)
機能轉印體A1係以使載體G2之奈米構造平坦化之方式設置1層機能層之情形。於載體G2之奈米構造面上塗敷下述組合物A-1。再者,塗敷方法係採用棒式塗佈法。於利用棒式塗佈法進行塗敷時,利用丙二醇單甲醚、丙酮及2-丙醇之混合溶劑將組合物A-1稀釋。稀釋濃度於5.2重量%~20重量%之間變化,以速度50mm/sec.進行塗敷。即,藉由稀釋濃度控制相當於機能層之膜厚的距離(lor)。塗敷後,於105℃之乾燥爐中靜置15分鐘。自乾燥爐中取出後之機能層為非液體狀態,不顯示黏性。即,確認到於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。又,使溫度緩慢地上升,結果可確認自60℃附近開始表現出黏性。繼而,利用貼合機使保護層貼合於機能層之表面。保護層係使用實施例表面脫模處理之PET膜、COP膜或載體G1。又,載體G1係使用載體G1之奈米構造之平均間距為200nm、300nm、460nm、700nm、900nm、或1200nm者。即,藉由將保護層表面之物理性狀轉印至機能層而控制機能層表面之表面粗糙度(Ra)。
.組合物A-1
將含有下述環狀部位(A)之黏合劑樹脂與含有下述環狀部位(B)之單體混合而成之組合物。
.黏合劑樹脂:為甲酚酚醛清漆系環氧丙烯酸酯,且丙烯酸酯改 性率大致為100%。含有下述環狀部位(A)作為重複單元,且重複單元數n為0~6之均聚低聚物。平均分子量約為1200。再者,重複係以CH2 之碳元素上所鍵結之「*」及6員環上所鍵結之「*」而重複。
.單體:具有含有茀骨架之下述環狀部位(B)的單體。分子量為546,為2官能之光聚合性單體。光聚合性基為丙烯醯基。
.黏合劑樹脂與單體之混合比率以重量份計設為4.8:5.2。再者,選定α胺基烷基苯酮系之2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379EG,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以相對於黏合劑樹脂與單體之總量成為3.49重量%之方式添加。
(機能轉印體A2)
機能轉印體A2係於載體G2之奈米構造之凹部內部設置第1機能層,並以使第1機能層及載體之奈米構造平坦化之方式設置第2機能層之情形。首先,於載體G2之奈米構造面上塗敷下述組合物A-2。再者,塗敷方法係採用棒式塗佈法。於利用棒式塗佈法進行塗敷時,利用丙二醇單甲醚及丙酮之混合溶劑將組合物A-2稀釋。稀釋濃度係設為7.1重量%,於速度10mm/sec.下進行塗敷。塗敷後,於105℃之乾燥爐中靜置10分鐘。藉由SEM及TEM確認第1機能層對載體G2之配置。第1機能層係填充配置於載體G2之奈米構造之凹部內部。填充量 以第1機能層之厚度計為450nm。再者,載體G2之奈米構造之深度為600nm。又,於載體G2之奈米構造之凸部頂部上未配置第1機能層。
其次,以使第1機能層及載體G2之奈米構造平坦化之方式形成第2機能層。第2機能層係採用上述組合物A-1,藉由與機能轉印體A1相同之方法進行塗敷。再者,棒式塗佈法之塗敷速度係設為25mm/sec.。相當於第2機能層之膜厚之距離(lor)係以與機能轉印體A1相同之方式藉由稀釋濃度而控制。又,與機能轉印體A1同樣地,自乾燥爐中取出後之第2機能層為非液體狀態,其表面不顯示黏性。即,確認到於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。又,使溫度緩慢地上升,結果可確認自60℃附近開始表現出黏性。以與機能轉印體A1相同之方式利用貼合機使保護層貼合於第2機能層之表面,而控制第2機能層表面之表面粗糙度(Ra)。
.組合物A-2
以四丁醇鈦四聚物(和光純藥工業公司製造):四丁醇鈦單體(和光純藥工業公司製造):3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Silicones公司製造):苯基改性聚矽氧(東麗-道康寧公司製造):光聚合起始劑=35.86g:29.34g:34.8g:5.0g:2.6g混合而成之材料。再者,選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率進行混合。
(機能轉印體A3)
機能轉印體A3係於載體G2之奈米構造之凸部頂部上設置第1機能層,並以使第1機能層及載體之奈米構造平坦化之方式設置第2機能層之情形。首先,第1機能層係選定上述組合物A-2。利用丙二醇單甲醚將上述組合物A-2稀釋成25重量%,藉由棒式塗佈法將其塗敷於聚對 苯二甲酸乙二酯膜上。塗敷後,於24℃之環境下靜置2分鐘。
其次,使載體G2之奈米構造面貼合於聚對苯二甲酸乙二酯膜上之組合物A-2膜上,其後將載體G2剝離。此處,將貼合時之溫度設為60℃。藉由SEM及TEM確認第1機能層對載體G2之配置。第1機能層係配置於載體G2之奈米構造之凸部頂部上。第1機能層之厚度為220nm。再者,載體G2之奈米構造之深度為280nm。又,於載體G2之奈米構造之凹部底部未配置第1機能層。其次,以使第1機能層及載體G2之奈米構造平坦化之方式形成第2機能層。第2機能層係採用上述組合物A-1,藉由與機能轉印體A1相同之方法進行塗敷。再者,棒式塗佈法之塗敷速度係設為10mm/sec.。相當於第2機能層之膜厚之距離(lor)係以與機能轉印體A1相同之方式藉由稀釋濃度而控制。又,與機能轉印體A1同樣地,自乾燥爐中取出後之第2機能層之表面不顯示黏性。即,確認到於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。又,使溫度緩慢地上升,結果可確認自60℃附近開始表現出黏性。又,以與機能轉印體A1相同之方式利用貼合機使保護層貼合於第2機能層之表面,而控制第2機能層表面之表面粗糙度(Ra)。
(機能轉印體A4)
機能轉印體A4係於載體G2之奈米構造之凹部內部及凸部頂部上設置相互隔離之第1機能層,並以使第1機能層及載體之奈米構造平坦化之方式設置第2機能層之情形。首先,於載體G2之奈米構造面上以與機能轉印體A2相同之方式塗敷上述組合物A-2。塗敷後,於105℃之乾燥爐中靜置10分鐘。藉由SEM及TEM確認第1機能層對載體G2之配置。第1機能層係填充配置於載體G2之奈米構造之凹部內部且配置於凸部頂部上。又,凹部內部之第1機能層與凸部頂部上之第1機能層相互分離。對凹部內部之填充量以第1機能層之厚度計為470nm。配置於凸部頂部上之第1機能層之厚度為30nm左右。又,配置於凸部頂 部上之第1機能層並非於載體G2之奈米構造之凸部頂部上形成均等之膜,而是於凸部頂部上形成複數個奈米粒子而配置。再者,載體G2之奈米構造之深度為560nm。
其次,以使第1機能層及載體G2之奈米構造平坦化之方式形成第2機能層。第2機能層係採用上述組合物A-1,藉由與機能轉印體A1相同之方法進行塗敷。再者,棒式塗佈法之塗敷速度係設為25mm/sec.。相當於第2機能層之膜厚之距離(lor)係以與機能轉印體A1相同之方式藉由稀釋濃度而控制。又,與機能轉印體A1同樣地,自乾燥爐中取出後之第2機能層之表面不顯示黏性。即,確認到於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。又,使溫度緩慢地上升,結果可確認自60℃附近開始表現出黏性。又,以與機能轉印體A1相同之方式利用貼合機使保護層貼合於第2機能層之表面,而控制第2機能層表面之表面粗糙度(Ra)。
(機能轉印體A5)
機能轉印體A5係以被覆載體G2之奈米構造之表面之方式設置第1機能層,並以使第1機能層平坦化之方式設置第2機能層之情形。首先,於載體G2之奈米構造面上以與機能轉印體A2相同之方式塗敷上述組合物A-2。塗敷後,於105℃之乾燥爐中靜置10分鐘。藉由SEM及TEM確認第1機能層對載體G2之配置。第1機能層係以被覆載體G2之奈米構造之方式配置。又,載體G2之凹部附近的第1機能層之膜厚係成膜為厚於載體G2之奈米構造之凸部附近的第1機能層之膜厚。更具體而言,以載體G2之奈米構造之凹部底部作為基準時的第1機能層之膜厚為380nm,以載體G2之奈米構造之凸部頂部作為基準的第1機能層之膜厚為90nm。再者,載體G2之奈米構造之深度為590nm。
其次,以使第1機能層及載體G2之奈米構造平坦化之方式形成第2機能層。第2機能層係採用上述組合物A-1,藉由與機能轉印體A1相 同之方法進行塗敷。再者,棒式塗佈法之塗敷速度係設為25mm/sec.。相當於第2機能層之膜厚之距離(lor)係與機能轉印體A1同樣地藉由稀釋濃度而控制。又,與機能轉印體A1同樣地,自乾燥爐中取出後之第2機能層之表面不顯示黏性。即,確認到於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。又,使溫度緩慢地上升,結果可確認自60℃附近開始表現出黏性。又,以與機能轉印體A1相同之方式利用貼合機使保護層貼合於第2機能層之表面,而控制第2機能層表面之表面粗糙度(Ra)。
.機能轉印體之評價
對機能轉印體A1~A5之機能層之轉印精度進行評價。被處理體係使用4英吋之C面藍寶石(偏離角0.2°)。首先,對被處理體之被處理面進行UV-O3 處理,繼而於去靜電下進行鼓風,將粒子去除。將經清潔之被處理體配置於85℃之加熱板上,於該狀態下層壓機能轉印體A1~A5。對貼合有機能轉印體之被處理體,自機能轉印體側使用高壓水銀燈光源照射UV光。UV光之累計光量係調整為成為990mJ/cm2 。繼而,將貼合有機能轉印體之被處理體於120℃之加熱板上放置30秒,其後進行10秒之鼓風並使之冷卻。冷卻後,將載體G2剝離去除。
首先,進行關於剝離性之預試驗。預試驗係針對機能轉印體A1~A5,於經氮氣置換之環境下照射紫外線而使機能層硬化。紫外線係使用照度為87mW/cm2 且波長為365nm之UV-LED光源,以使累計光量成為1800mJ/cm2 之方式進行。繼而,使黏著帶貼合於機能層之表面。最後,將黏著帶剝離去除,確認機能層與載體G2是否分離。結果確認到任一機能轉印體A1~A5中,機能層均可自載體G2分離。
首先,對機能層與被處理體之密接力進行評價。進行該評價之原因在於,為了對被處理體良好地轉印賦予機能層,重要的是增大機 能層與被處理體之實際接觸面積,藉此增大接著強度。測定自冷卻後之機能轉印體/被處理體以10mm/sec.之速度剝離載體G2時之剝離強度。此處,根據預研究確認到機能層與載體G2可容易地分離。即,所測定之剝離強度之支配因素為機能層與被處理體之界面接著力。進而,機能轉印體A1~機能轉印體A5之機能層之最外層全部為相同之組合物。即,可認為若於剝離強度方面產生差異,則其原因在於實際接觸面積發生變化。
對機能轉印體A1~機能轉印體A5之各者測定剝離強度,結果確認到比率(Ra/lor)越大,剝離強度越小。就該方面而言,將比率(Ra/lor)為2.00時標準化為1,製作圖表。將所製作之圖表示於圖23。圖23係表示實施例6之機能轉印體之比率(Ra/lor)與接著力之關係的圖表。圖23之橫軸為比率(Ra/lor),縱軸為將比率(Ra/lor)為2.00之情形標準化為1之剝離強度、即被處理體與機能層之接著力。又,圖23中混合描繪使用機能轉印體A1~A5之各者之情形之資料。
根據圖23可知以下情況。首先,無論機能轉印體A1~A5,機能層與被處理體之接著力、即剝離強度均為比率(Ra/lor)越小而越大。即,可知比率(Ra/lor)與剝離強度之關係係由構成機能轉印體之機能層之最外層所支配。其次,剝離強度以比率(Ra/lor)1.2為臨界點而上升。推測其原因在於,以比率(Ra/lor)1.2為分界將機能轉印體貼合於被處理體上時的機能層之最外層之流動性提高,機能層與被處理體之實際接觸面積增大。又,於比率(Ra/lor)超過1.2之情形時,轉印賦予至被處理體上之機能層中存在觀察到機能層之凝聚破壞之部分。可認為其係由於機能層對將載體G2去除時之剝離應力之耐性降低、或剝離應力之均等性降低,產生剝離應力之集中點而引起。根據以上說明可知,藉由使比率(Ra/lor)為1.2以下,而機能轉印體之機能層與被處理體之接著強度提高,並且可抑制將載體G2剝離時之機能層之凝聚 破壞。
其次,對轉印性進行更詳細評價。首先,以自機能轉印體/被處理體將載體G2剝離時之剝離速度作為參數。此處,記錄將載體G2剝離後之被處理體中機能層之轉印比率減少至10%以下時之剝離速度Vm。即,該剝離速度Vm越大,越可提高使用機能轉印體對被處理體轉印賦予機能層時之速度,因此機能轉印體之便利性提高。又,自賦予有機能層之部位任意地選取10點之測定部位,對所選取之部分進行AFM觀察,判斷是否轉印賦予有載體G2之奈米構造。更具體而言,對某1點之測定部位觀察100點之凸部。即,對合計1000點之凸部進行觀察,測定該等1000點之凸部中所含之缺陷。根據該等測定製作評價指標。再者,剝離速度Vm係根據上述研究將比率(Ra/lor)=1.2之情形標準化為1,以剝離速度Vm比進行記載。
.評價指標
◎+…剝離速度Vm比為4.5以上,且缺陷率為0.5%以下。
◎…剝離速度Vm比為4.5以上,且缺陷率超過0.5%且為1%以下。
○+…剝離速度Vm比為4.3以上且未達4.5,且缺陷率為1%以下。
○…剝離速度Vm比為3.8以上且未達4.3,且缺陷率為1.5%以下。
△+…剝離速度Vm比為2.2以上且未達4.3,且缺陷率為2.5%以下。
△…剝離速度Vm比為1.0以上且未達2.2,且缺陷率為5%以下。
×…比率(Ra/lor)超過1.2之情形。
將針對機能轉印體A1之結果記載於表10,將針對機能轉印體A2之結果記載於表11,將針對機能轉印體A3之結果記載於表12,將針對機能轉印體A4之結果記載於表13,將針對機能轉印體A5之結果記 載於表14。又,於各表10~表14中,縱軸為藉由AFM測定的機能層面側之表面粗糙度(Ra),橫軸為藉由SEM觀察計測的距離(lor)。又,表10~表14中,將比率(Ra/lor)與上述評價結果以「/」隔開而同時表記。再者,「-」意指未進行評價。
根據表10~表14之結果可知以下情況。首先,可知無論機能轉印體A1~機能轉印體A5之種類如何,均可藉由比率(Ra/lor)對評價結果進行篩分。即,無論機能轉印體中之機能層之層數及機能層之配置如何,均可藉由作為構成機能轉印體之機能層之物性值的比率(Ra/lor)而控制轉印性。更具體而言,於比率(Ra/lor)為0.773以上之情形時,剝離速度Vm之提高率較低,且由轉印引起之缺陷率增大。其原因在於,於為較大之比率(Ra/lor)之情形時,會因藉由提高載體G2之剝離速度而增加之剝離集中應力而促進機能層之凝聚破壞、尤其是載體G2之奈米構造之凹部開口部附近之凝聚破壞。其次,藉由使比率(Ra/lor)為0.742以下,剝離速度Vm大幅度提高,並且轉印時之缺陷 率降低。其原因在於,比率(Ra/lor)減小意味著自相當於機能層之膜厚之距離(lor)來看的機能層表面側之粗糙度Ra減小。即,藉由使比率(Ra/lor)減小,換言之,藉由使粗糙度Ra減小或距離(lor)增大,機能轉印體之機能層之表層之流動性提高,因此轉印速度增大。進而,可認為藉由該流動性之提高,如已說明般機能層與被處理體之實際接觸面積增大,接著強度隨之增加,因此可減少將載體G2剝離時自被處理體側對機能層所施加之應力之不均,藉此轉印精度提高。根據此觀點可知,比率(Ra/lor)較佳為0.75以下。又,可知藉由使比率(Ra/lor)成為0.407以下,轉印速度進一步增大,並且轉印精度提高。可認為其原因在於,將機能轉印體貼合於被處理體上時的機能層表層之流動性增大,對機能層與被處理體之界面之不平整之吸收效果增大。更具體而言,藉由使機能層表層之流動性提高,即便為速度較大之貼合,機能層與被處理體之實際接觸面積亦增大。藉此機能層與被處理體之接著力增大。藉此,可減小將載體G2去除時自被處理體側對機能層所施加之應力之不均,因此可抑制載體G2之凹部開口部附近之機能層之凝聚破壞,使轉印精度提高。根據此觀點可知,比率(Ra/lor)較佳為0.55以下之程度。進而,藉由使比率(Ra/lor)成為0.297以下,剝離速度Vm比增大為4.3以上且未達4.5,開始飽和。進而,缺陷率變得非常小而為1%以下。可認為其原因在於,進入容易表現出已說明之原理之範圍。進而,於使被處理體之大小增大為6英吋之情形或使4英吋之被處理體發生偏移之情形時,亦獲得大致相同之結果。可認為其原因在於,將由機能層表層之流動引起之機能層與被處理體之界面不平整加以吸收之效果進一步提高。就此觀點而言,比率(Ra/lor)更佳為0.30以下。尤其可知藉由使比率(Ra/lor)為0.253以下,尤其是缺陷率進一步減小。推測其原因在於,由於被處理體與機能層之實際接觸面積以及接著力大致飽和,故而將載體G2剝離時對機能層之應 力之不均減少。進而,可知藉由使比率(Ra/lor)為0.100以下,即便於剝離速度Vm較高之情形時,亦可將缺陷率減小至0.5%以下。基於以上說明,比率(Ra/lor)更佳為0.25以下,最佳為0.10以下。
另一方面,另外對機能層側之表面粗糙度(Ra)之最低值進行調查。於上述說明之機能轉印體A1~A5之製作中,使用利用氟系矽烷偶合材料進行了單層表面處理之矽晶圓代替保護層,於真空下貼合於機能層上。此時,於加溫至40℃之狀態下進行貼合。又,冷卻至24℃並去除。以此種方式製作使表面粗糙度(Ra)非常小之樣品。此處,表面粗糙度(Ra)可減少至1nm左右。即作為比率(Ra/lor),對最小值0.001進行了研究。即便於使用此種表面粗糙度(Ra)及比率(Ra/lor)非常小之機能轉印體之情形時,亦確認到上述說明之缺陷率及剝離速度Vm之傾向。但是,可知機能轉印體之量產性及控制性較差。因此,可知就工業性之觀點而言比率(Ra/lor)之最小值較佳為0.002以上。
又,機能層側之表面粗糙度(Ra)之絕對值於實施例6中係藉由保護層之表面粗糙度而控制。尤其於實施例6中最大可控制至232nm之Ra。又,可知於使用載體G1作為保護層之情況下,將載體G1之奈米構造之縱橫比設為5.5之情形時,表面粗糙度(Ra)提高至500nm左右,但另一方面,判明於將保護層自機能轉印體去除時存在保護層之奈米構造被破壞之部分。根據此觀點可知,就高控制性且高製造性地控制機能層側之表面粗糙度(Ra)之觀點而言,機能層側之表面粗糙度(Ra)較佳為500nm以下,更佳為300nm以下。
.機能轉印體A1~A5之使用
其次,使機能轉印體A1~A5之機能層作為加工遮罩發揮機能而對被處理體進行奈米加工。此處,使用4英吋之C面藍寶石作為被處理體。
(機能轉印體A1之使用)
進行與上述「機能轉印體之評價」相同之操作,對被處理體上轉印賦予機能層。此處,分別使用表10之lor為30nm且Ra為3nm之樣品、及lor為100nm且Ra為25nm之樣品作為機能轉印體A1。
自附有機能層之被處理體之機能層面側進行使用氧氣之蝕刻,使被處理體表面部分性地露出。蝕刻條件係設為壓力1Pa、電力300W,對至被處理體之表面部分性地露出為止之時間進行調整。
其次,進行使用BCl3 氣體與氯氣之混合氣體之反應性離子蝕刻(以下,稱為ICP-RIE(Inductive Coupled Plasma-Reactive Ion Etching,感應偶合電漿-反應性離子蝕刻)),對被處理體進行奈米加工。蝕刻係於ICP:150W、BIAS:50W、壓力0.2Pa下實施,使用ICP-RIE裝置(RIE-101iPH,SAMCO股份有限公司製造)。
最後,利用將硫酸及過氧化氫水以2:1之重量比混合而成之溶液進行清洗。
藉由SEM對所獲得之被處理體進行觀察,結果可知於使用任一機能轉印體A1之情形時,均製成了平均間距為700nm之複數個凸部。又,可知藉由調整ICP-RIE之時間,可控制凸部底部之直徑及凸部頂部之形狀。作為凸部底部之直徑,製作出350nm、440nm、及550nm之3點。又,作為凸部頂部之形狀,製作出具有台面(table top)之形狀、作為凸部頂部之曲率半徑超過0之角部的圓錐形狀、以及透鏡形狀之3種。台面之大小可利用ICP-RIE之時間進行調整,製成了50nm、150nm、及420nm者。
根據以上說明可確認,藉由使用機能轉印體A1,機能層可表現出對被處理體之接著機能、及對被處理體之加工用遮罩機能之2種機能。
(機能轉印體A2之使用)
進行與上述「機能轉印體之評價」相同之操作,對被處理體上 轉印賦予機能層。此處,分別使用表11中所示之lor為350nm且Ra為5nm之樣品、及lor為650nm且Ra為50nm之樣品作為機能轉印體A2。
自附有機能層之被處理體之機能層面側,以與上述「機能轉印體A1之使用」相同之方式進行使用氧氣之蝕刻,使被處理體表面部分性地露出。再者,對至被處理體之表面部分性地露出為止之時間進行調整。藉由SEM對蝕刻後之機能層進行觀察,結果確認到第1機能層之體積幾乎不減小,僅第2機能層經奈米加工。即,第1機能層係作為第2機能層之加工用遮罩而發揮機能。
其次,以與「機能轉印體A1之使用」相同之方式進行ICP-RIE,對被處理體進行奈米加工。藉由SEM及EDX對進行5分鐘之ICP-RIE後之被處理體進行觀察。其結果為,未觀察到第1遮罩層,確認到第2機能層殘留。
最後,利用將硫酸及過氧化氫水以2:1之重量比混合而成之溶液進行清洗。
藉由SEM對所獲得之被處理體進行觀察,結果可知於使用任一機能轉印體A2之情形時,均製成了平均間距為700nm之複數個凸部。又,可知藉由調整ICP-RIE之時間,可控制凸部底部之直徑及凸部頂部之形狀。作為凸部底部之直徑,製作出320nm、530nm、及600nm之3點。又,作為凸部頂部之形狀,製作出具有台面之形狀、及作為凸部頂部之曲率半徑超過0之角部的圓錐形狀、以及透鏡狀之3種。台面之大小可利用RIE之時間進行調整,製成了30nm、900nm、及330nm者。
根據以上說明可確認,藉由使用機能轉印體A2,而第1機能層作為對第2機能層之加工用遮罩而發揮機能,另一方面,第2機能層可表現出對被處理體之接著機能、對第1機能層之接著機能、及對被處理體之加工用遮罩機能之3種機能。
(機能轉印體A3之使用)
進行與上述「機能轉印體之評價」相同之操作,對被處理體上轉印賦予機能層。此處,分別使用表12所示之lor為500nm且Ra為32nm之樣品、及lor為950nm且Ra為88nm之樣品作為機能轉印體A3。
自附有機能層之被處理體之機能層面側,以與上述「機能轉印體A1之使用」相同之方式進行使用氧氣之蝕刻,使被處理體表面部分性地露出。再者,對至被處理體之表面部分性地露出為止之時間進行調整。藉由SEM對蝕刻後之機能層進行觀察,結果確認到第1機能層之體積幾乎未減少,第2機能層被奈米加工。即,第1機能層係作為第2機能層之加工用遮罩而發揮機能。
其次,以與機能轉印體1之使用相同之方式進行ICP-RIE,對被處理體進行奈米加工。藉由SEM及EDX對進行3分鐘之ICP-RIE後之被處理體進行觀察。其結果為,未觀察到第1遮罩層,第2機能層殘留。
最後,利用將硫酸及過氧化氫水以2:1之重量比混合而成之溶液進行清洗。
藉由SEM對所獲得之被處理體進行觀察,結果可知於使用任一機能轉印體A3之情形時,均製成了平均間距為700nm之複數個凹部。又,可知藉由調整ICP-RIE之時間,可控制凹部開口部之直徑、及凸部頂部之形狀。作為凹部開口部之直徑,製作出300nm、450nm、及590nm之3點。又,作為凸部頂部之形狀,製作出具有台面之形狀、及作為凸部頂部之曲率半徑超過0之角部的形狀之2種。台面之大小可利用ICP-RIE之時間進行調整,製成了350nm、120nm、及40nm者。
根據以上說明可確認,藉由使用機能轉印體A3,第1機能層作為對第2機能層之加工用遮罩而發揮機能,另一方面,第2機能層可表現出對被處理體之接著機能、對第1機能層之接著機能、及對被處理體之加工用遮罩機能之3種機能。
(機能轉印體A4之使用)
進行與上述「機能轉印體之評價」相同之操作,對被處理體上轉印賦予機能層。此處,分別使用表13中lor為480nm且Ra為19nm之樣品、及lor為990nm且Ra為69nm之樣品作為機能轉印體A4。
自附有機能層之被處理體之機能層面側,以與上述「機能轉印體A1之使用」相同之方式進行使用氧氣之蝕刻,使被處理體表面部分性地露出。再者,對至被處理體之表面部分性地露出之時間進行調整。藉由SEM對蝕刻後之機能層進行觀察,結果確認到第1機能層之體積幾乎未減少,第2機能層被奈米加工。即,第1機能層係作為第2機能層之加工用遮罩而發揮機能。又,被處理體上形成有直徑較大之第2機能層之圖案、及直徑較小之第2機能層之圖案。該直徑較小之第2機能層之圖案係源自配置於機能轉印體A4之載體之奈米構造之凸部之頂部上的第1機能層。更具體而言,直徑較大之第2機能層之圖案係以六方排列進行排列,於六方排列之直徑較大之第2機能層的相互鄰接之凸部之間設置有直徑較小之第2機能層。
其次,以與上述「機能轉印體A1之使用」相同之方式進行ICP-RIE,對被處理體進行奈米加工。藉由SEM及EDX對進行5分鐘之ICP-RIE後之被處理體進行觀察。其結果為,未觀察到第1遮罩層,確認到第2機能層殘留。
最後,利用將硫酸及過氧化氫水以2:1之重量比混合而成之溶液進行清洗。
利用SEM對所獲得之被處理體進行觀察,結果可知於使用任一機能轉印體A4之情形時,均製成了平均間距為700nm之複數個凸部。又,該複數個凸部中,於鄰接之凸部之間部分性地設置有直徑為10nm~50nm左右之較小之凸部。又,可知藉由調整ICP-RIE之時間,可控制凸部底部之直徑及凸部頂部之形狀。作為凸部底部之直徑,製 作出280nm、320nm、及450nm之3點。又,作為凸部頂部之形狀,製作出具有台面之形狀、及作為凸部頂部之曲率半徑超過0之角部的圓錐形狀、以及透鏡狀之3種。台面之大小可利用ICP-RIE之時間進行調整,製成了10nm、80nm、及120nm者。
根據以上說明可確認,藉由使用機能轉印體A4,第1機能層作為對第2機能層之加工用遮罩而發揮機能,另一方面,第2機能層可表現出對被處理體之接著機能、及對被處理體之加工用遮罩機能之2種機能。
(機能轉印體A5之使用)
進行與上述「機能轉印體之評價」相同之操作,對被處理體上轉印賦予機能層。此處,分別使用表14所示之lor為450nm且Ra為15nm之樣品、及lor為900nm且Ra為38nm之樣品作為機能轉印體A5。
自附有機能層之被處理體之機能層面側,以與上述「機能轉印體A1之使用」相同之方式進行使用氧氣之蝕刻,使被處理體表面部分性地露出。再者,對至被處理體之表面部分性地露出之時間進行調整。藉由SEM對蝕刻後之機能層進行觀察,結果位於機能轉印體之載體之奈米構造之凸部上的相當於第1機能層覆膜的部分被去除,載體之奈米構造之凹部內壁上殘留有形成有覆膜之第1機能層。又,載體之奈米構造之凹部內壁上殘留有配置於形成有覆膜之第1機能層之下方的第2機能層,位於處於載體之奈米構造之凸部上之第1機能層覆膜下的第2機能層被去除。即,第1機能層係作為第2機能層之加工用遮罩而發揮機能。
其次,以與「機能轉印體A1之使用」相同之方式進行ICP-RIE,對被處理體進行奈米加工。藉由SEM及EDX對進行5分鐘之ICP-RIE後之被處理體進行觀察。其結果為,未觀察到第1遮罩層,確認到第2機能層殘留。
最後,利用將硫酸及過氧化氫水以2:1之重量比混合而成之溶液進行清洗。
藉由SEM對所獲得之被處理體進行觀察,結果可知於使用任一機能轉印體A5之情形時,均製成了平均間距為700nm之複數個凸部。又,可知藉由調整ICP-RIE之時間,可控制凸部底部之直徑及凸部頂部之形狀。作為凸部底部之直徑,製作出450nm、570nm、及660nm之3點。又,作為凸部頂部之形狀,製作出具有台面的形狀、及作為凸部頂部之曲率半徑超過0之角部的圓錐形狀、以及透鏡狀之3種。台面之大小可利用ICP-RIE之時間進行調整,製成了15nm、40nm、及150nm者。
根據以上說明可確認,藉由使用機能轉印體A5,第1機能層作為對第2機能層之加工用遮罩而發揮機能,另一方面,第2機能層可表現出對被處理體之接著機能、及對被處理體之加工用遮罩機能之2種機能。
(實施例7)
於實施例7中,對機能轉印體之機能層之最外層之物性及被處理體之種類對轉印性所造成之影響進行調查。此處,根據實施例6可知機能轉印體中之機能層之配置對轉印性無影響,因此以實施例6之機能轉印體A1為代表而加以使用。
利用與實施例6之機能轉印體A1相同之方法製作機能轉印體B。其中,分別使用以下之組合物B-1~B-21作為機能轉印體B之機能層。又,各組合物B-1~B-21係溶解於丙二醇單甲醚、環己酮、丙酮、2-丙醇、N-甲基吡咯啶酮、四氫呋喃、環己烷或甲苯中之任一種或混合溶劑中。尤其優先研究溶解於親水性溶劑之情形,於不溶解於親水性溶劑之情形時對疏水性溶劑進行研究。又,將各組合物所具有之極性基記載於表15及表16。再者,於表15及表16中,表示含有標有 ○標記之極性基。即,無任何記載之空欄表示不含該極性基。又,表15及表16中所記載之極性基中未記載聚合起始劑所具備之極性基。
.組合物B-1
其係包含下述之重複單元(a)與重複單元(b)之共聚合聚合物。分子量為2900。重複單元b之重複數Nb與重複單元a之重複單元Na之比率(Nb/Na)為0.25。
[化9]
.組合物B-2
其係包含下述重複單元(c)之甲酚酚醛清漆系環氧丙烯酸酯,且丙烯酸酯取代率大致為100%。為重複單元數n為0~6之均聚低聚物(homooligomer)。平均分子量約為1200。再者,重複係以CH2 之碳元素上所鍵結之「*」及6員環上所鍵結之「*」而重複。又,添加α胺基烷基苯酮系之2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379EG,BASF公司製造)3.17重量%作為光聚合起始劑。
.組合物B-3
其係包含上述重複單元(a)與下述重複單元(d)之共聚合聚合物。平均分子量為5500,重複單元(a)之重複數Na與重複單元(d)之重複數Nd之比率(Na/Nd)為1.5。再者,添加肟酯系之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙醯基肟)(Irgacure OXE02,BASF公司製造)4.2重量%作為光聚合起始劑。
.組合物B-4
其係甲酚酚醛清漆系環氧甲基丙烯酸酯,且為甲基丙烯酸酯改性率約為50%之均聚物。分子量約為3000。選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合,添加3.18重量%。
.組合物B-5
其係酚系酚醛清漆系環氧甲基丙烯酸酯,且為甲基丙烯酸酯改性率約為50%之均聚物。分子量約為3000。選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合,添加3.18重量%。
.組合物B-6
其係具有下述重複單元(e)之聚乙二醇,分子量約為40000。再者,末端為羥基。
(重複單元(e))
-(CH2 -CH2 -O)n -
.組合物B-7
其係包含上述重複單元(a)與下述重複單元(f)之胺基乙基化共聚合丙烯酸系聚合物。平均分子量約為20000,重複單元(a)之重複數Na與重複單元(f)之重複數Nf之比率(Na/Nf)為0.67。
.組合物B-8
其係對組合物B-1中所記載之共聚合聚合物混合作為單體之三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯及三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯而成之材料。再者,聚合物之總重量與單體之總重量之比係設為5.5:4.5。又,相對於單體總重量添加5.5重量%之光聚合起始劑。選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合。
.組合物B-9
其係向組合物B-2中所記載之甲酚酚醛清漆系環氧丙烯酸酯中混合作為單體之三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯及三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯而成之材料。再者,聚合物之總重量與單體之總重量之比係設為7.9:2.1。又,相對於低聚物及單體總重量添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定α胺基烷基苯酮系之2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379 EG,BASF公司製造)。
.組合物B-10
其係向組合物B-3中所記載之共聚合聚合物中混合作為單體之三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯及三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯而成之材料。再者,聚合物之總重量與單體之總重量之比係設為4.2:5.8。又,相對於聚合物與單體之總重量添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定肟酯系之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙醯基肟)(Irgacure OXE 02,BASF公司製造)。
.組合物B-11
其係向組合物B-4中所記載之聚甲基甲基丙烯酸酯中混合作為單體之EO改性丙烯酸2-乙基己酯及三羥甲基丙烷三丙烯酸酯而成之材料。再者,聚合物之總重量與單體之總重量之比係設為4.0:6.0。又,相對於單體總重量添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合。
.組合物B-12
其係向組合物B-5中所記載之酚系酚醛清漆系環氧甲基丙烯酸酯中混合作為單體之三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯及三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯而成之材料。再者,聚合物之總重量與單體之總重量之比係設為8.2:1.8。又,相對於聚合物及單體之總重量添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合。
.組合物B-13
其係向組合物B-6中所記載之聚乙二醇中混合作為單體之三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯及三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯而成之材料。再者,聚合物之總重量與單體之總重量之比係設為5.5:4.5。又,相對於單體總重量添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造),以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合。
.組合物B-14
其係向組合物B-7中所記載之胺基乙基化共聚合丙烯酸系聚合物中混合作為單體之三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯及三羥甲基丙烷EO改性三丙烯酸酯而成之材料。再者,聚合物之總重量與單體之總重量之比係設為6.7:2.3。又,相對於單體總重量添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定肟酯系之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙醯基肟)(Irgacure OXE 02,BASF公司製造)。
.組合物B-15
將50℃下之黏度約為3000mPa.s之苯基縮水甘油醚丙烯酸酯、與25℃下之黏度約為25000mPa.s之季戊四醇三丙烯酸酯-六亞甲基二異氰酸酯-胺基甲酸酯預聚物以重量比75:25混合而製成材料,向該材料中添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定α胺基烷基苯酮系之2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379 EG,BASF公司製造)。
.組合物B-16
其係將具有下述重複單元(g)之鈦聚合物、側鏈苯基改性聚矽氧 (Shin-Etsu Silicones公司製造之SH710)、四丁醇鈦、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、及3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷混合而成之材料,混合比率係設為1:1.3:1.5:0.42:0.42。又,相對於3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定α胺基烷基苯酮系之2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379 EG,BASF公司製造)。
.組合物B-17
其係將分子量為40000之聚二甲基矽氧烷、側鏈苯基改性聚矽氧(Shin-Etsu Silicones公司製造之SH710)、四丁醇鈦、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、及3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷混合而成之材料,混合比率係設為1:1.3:1.5:0.42:0.42。又,相對於3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷添加5.5重量%之光聚合起始劑。光聚合起始劑係選定α胺基烷基苯酮系之2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-啉基)苯基]-1-丁酮(Irgacure 379 EG,BASF公司製造)。
.組合物B-18
其係組合物B-16中所記載之鈦聚合物。
.組合物B-19
分子量約為40000之聚二甲基矽氧烷,與組合物B-17中所使用者相同。
.組合物B-20
分子量為5800之聚異戊二烯。
.組合物B-21
其係分子量為56,000之聚苯乙烯。
以與上述實施例6之機能轉印體A-1相同之方式形成機能層。與實施例6同樣地,自乾燥爐中取出後之機能層為非液體狀態。又,針對組合物B-1至組合物B-15,使溫度緩慢地上升,結果可確認自60℃~80℃附近開始表現出黏性或黏性增加。進行與實施例6之機能轉印體A1相同之操作,對被處理體轉印機能層。其中,將貼合於被處理體上時之溫度變更為95℃~145℃之範圍。此處,被處理體係使用以下之被處理體T-1~T-15。
.被處理體T-1…石英玻璃。
.被處理體T-2…藍寶石(c面)。
.被處理體T-3…碳化矽(SiC)。
.被處理體T-4…氮化鎵。
.被處理體T-5…金。其中,為於石英玻璃之表面將金蒸鍍成膜而成者。
.被處理體T-6…銀。其中,為於石英玻璃之表面將銀蒸鍍成膜而成者。
.被處理體T-7…氧化銦錫(ITO)。
.被處理體T-8…聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
.被處理體T-9…合成皮革(表皮表層為聚胺基甲酸酯膜)。
.被處理體T-10…利用將甲基三甲氧基矽烷及四乙氧基矽烷以莫耳比1:99混合而成之材料實施了表面處理的石英玻璃。相對於水滴之接觸角為41度。再者,表面處理係以如下方式進行。首先,於無水甲苯溶劑中浸漬石英玻璃,於105~110℃之溫度下加溫30分鐘。其 次,於無水甲苯中使上述比率之甲基三甲氧基矽烷及四乙氧基矽烷以10重量%之濃度溶解。於上述溶解有甲基三甲氧基矽烷及四乙氧基矽烷之無水甲苯溶劑中浸漬實施了浸漬加溫處理之石英玻璃。此時,於24℃下保持8小時。其後,將石英玻璃取出,利用無水甲苯充分清洗後,利用丙酮進行清洗,最後利用乙醇進行清洗。清洗後,於120度下乾燥15分鐘而完成處理。
.被處理體T-11…利用將甲基三甲氧基矽烷及四乙氧基矽烷以莫耳比10:90混合而成之材料實施了表面處理的石英玻璃。相對於水滴之接觸角為71度。再者,表面處理係以與被處理體T-10相同之方式進行。
.被處理體T-12…利用將甲基三甲氧基矽烷及四乙氧基矽烷以莫耳比25:75混合而成之材料實施了表面處理的石英玻璃。相對於水滴之接觸角為88度。再者,表面處理係以與被處理體T-10相同之方式進行。
.被處理體T-13…利用將甲基三甲氧基矽烷及四乙氧基矽烷以莫耳比50:50混合而成之材料實施了表面處理的石英玻璃。相對於水滴之接觸角為94度。再者,表面處理係以與被處理體T-10相同之方式進行。
.被處理體T-14…利用將甲基三甲氧基矽烷及四乙氧基矽烷以莫耳比65:35混合而成之材料實施了表面處理的石英玻璃。相對於水滴之接觸角為101度。再者,表面處理係以與被處理體T-10相同之方式進行。
.被處理體T-15…利用將甲基三甲氧基矽烷及四乙氧基矽烷以莫耳比92:8混合而成之材料實施了表面處理的石英玻璃。相對於水滴之接觸角為109度。再者,表面處理係以與被處理體T-10相同之方式進行。
進行轉印性之試驗,將機能層之組合物B-1~B-21與被處理體T-1~T-15之組合、及評價結果記載於表17。評價指標如下所述。首先,以與實施例6相同之方式對機能轉印體B進行解析,算出比率(Ra/lor)。此處,由於為針對機能轉印體B之值,故而表現為比率B。其次,將所算出之比率B與實施例6之機能轉印體A1之轉印性研究結果加以對照。即,確認相對於與比率B相同或最近之機能轉印體A1之比率(Ra/lor)之轉印性評價結果。對於機能轉印體B,亦以與實施例6之機能轉印體A1相同之方式評價轉印性,將評價結果為實施例6之「△」、即剝離速度Vm比為1.0以上且未達2.2且缺陷率成為5%以下之情形記載為「×」,將評價結果下降但未下降至該「△」評價之情形記載為「▲」,將評價結果相同或提高之情形記載「●」。又,表17中,無任何記載之欄表示未進行評價。
根據表17可知以下情況。首先,藉由使機能層中含有極性基,可良好地保持轉印性。另一方面,即便於不含極性基之情形時,亦不存在剝離速度Vm比為1.0以上且未達2.2,且缺陷率成為5%以下之情況。進而,該等結果不取決於被處理體之材質或表面物性。即,可知藉由滿足比率(Ra/lor),尤其於使機能層中含有極性基之情形時,轉印性變得良好。其原因在於,對於轉印性尤其重要之因素在於增大機能層與被處理體之接著強度、及抑制機能層之破壞。此處,機能層與被處理體之接著強度係藉由利用上述之比率(Ra/lor)之實際接觸面積之增加而確保,藉由使機能層含有極性基,而機能層與被處理體之每單位面積之接著強度提高。可認為其原因在於,藉由含有極性基而產生之靜電相互作用或氫鍵作用發揮作用。又,亦可知若含有環氧基、羥基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、羧基、異氰酸酯基或羰基之至少1種以上作為極性基,則載體G2與機能層之密接力減小。其會使轉印精度提高,因此有用。推測其原因在於,於含有該等極性基之情形時,可表現出由光聚合引起之收縮、由熱聚合引起之收縮、利用氫鍵之高密度化之1種以上之現象,因此載體G2與機能層之界面接著力降低。其中,確認到藉由含有環氧基、羥基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、或羧基之至少1種以上,而上述效果增大。
又,對將機能轉印體貼合於被處理體時的異物之影響另外進行調查,結果可知於使用組合物B-1~組合物B-15之情形時,不易受異物之影響。更具體而言,任意地使蛋白質作為異物而附著於被處理體之表面,於該狀態下進行機能轉印體之貼合。其結果為,於使用組合物B-1~組合物B-15之情況下,將異物之直徑設為之情形時,因貼合而於該異物部產生之氣泡之大小為5以下,但於使用其他組合物之情形時,所產生之氣泡為8以上。針對組合物B-1~組合物B-15,使溫度緩慢地上升,結果可確認自60℃~80℃附近開始表現出黏性或 黏性增加。即,可認為其原因在於,藉由滿足此種條件,而於將機能轉印體貼合於被處理體時,機能層之表層之流動性增大,因此異物周邊之機能層之流動亦提高,吸收異物之不平整之效果增大。根據以上說明可知,較佳為機能轉印體之機能層於溫度20℃且遮光下為非液體狀態,並且藉由加溫而表現出黏性。再者,就機能層之材料之選擇性或工業製之觀點而言,表現出黏性之最低之溫度為300℃左右。即,較佳為於溫度20℃且遮光下為非液體狀態,並且於溫度超過20℃且為300℃以下之範圍內表現出黏性。
又,根據另一研究,製作第1機能層使載體之奈米構造平坦化,進而於第1機能層上設置第2機能層的圖14E所示之機能轉印體。此處,第1機能層係使用組合物B-18至組合物B-21之任一者,第2機能層係使用組合物B-1至組合物B-3。於此情形時,若使用上述評價指標,則為「●」。即,可知機能轉印體中若使機能層之最外層中含有極性基,則轉印性進一步提高。又,於最外層中含有極性基之情形時,對機能層之最外層之膜厚進行調查,結果確認到轉印性自5nm左右開始提高,於20nm~30nm時轉印性急遽地變得良好,於50nm以上時可穩定地轉印。因此,可知機能轉印體之最外層較佳為極性基,並且膜厚為5nm以上,更佳為20nm以上,最佳為50nm以上。
(實施例8)
於實施例8中,對載體之物性與機能層之物性之關係對轉印精度所造成之影響進行調查。根據實施例6及實施例7可知,藉由使比率(Ra/lor)為特定之範圍,可良好地保持轉印性,又,藉由使機能層之最外層中含有極性基,可更良好地保持轉印性。因此,於實施例8中,以實施例6之機能轉印體A1之形態為代表,製作使用實施例6之組合物A-1作為機能層之機能轉印體C而用於研究。此處,以載體之物性為參數而變化。又,成為轉印對象之被處理體係使用表面物性之 差異較大之被處理體T-2、T-8、T-9、及T-13。
用於研究之載體為以下之載體C-1~C-8。
.載體C-1…為實施例6中所記載之載體G2,將含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工業公司製造))相對於三羥甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(東亞合成公司製造))設為2重量份之添加量而成者。水滴之接觸角為94度。比率(Es/Eb)為115。
.載體C-2…為實施例6中所記載之載體G2,將含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工業公司製造))相對於三羥甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(東亞合成公司製造))設為5重量份之添加量而成者。水滴之接觸角為98度。比率(Es/Eb)為68。
.載體C-3…為實施例6中所記載之載體G2,將含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工業公司製造))相對於三羥甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(東亞合成公司製造))設為10重量份之添加量而成者。水滴之接觸角為111度。比率(Es/Eb)為54。
.載體C-4…為實施例6中所記載之載體G2,將含氟之(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯(OPTOOL DAC HP(大金工業公司製造))相對於三羥甲基丙烷(EO改性)三丙烯酸酯(M350(東亞合成公司製造))設為15重量份之添加量而成者。水滴之接觸角為121度。比率(Es/Eb)為48。
.載體C-5…為聚二甲基矽氧烷。
.載體C-6…為針對實施例6中所記載之載體G2之表面,將SiO2製膜成10nm,將Cr製膜成10nm,並利用表面處理劑(DURASURF HD-1101Z,大金化學工業公司製造)進行處理而成者。
.載體C-7…以三羥甲基丙烷三丙烯酸酯:三羥甲基丙烷EO改性三丙烯酸酯:聚矽氧二丙烯酸酯(EBECRYL350(Daicel-Cytec公司製造)):1-羥基環己基苯基酮(Irgacure 184(BASF公司製造)):2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369(BASF公司製造))= 20g:80g:1.5g:5.5g:2.0g混合而成者之硬化物。
.載體C-8…於包含矽之凹凸構造上使類鑽碳(DLC)成膜而成者。再者,DLC係藉由離子化蒸鍍法而成膜。
載體C-1~C-8中,關於載體C-1~C-4、C-6、及C-7,係利用與實施例6之載體G2相同之製法而製造。又,載體C-5係藉由對應用與實施例6之圓筒狀原模之製造原理相同之原理對平板狀之石英進行奈米加工而成之平板狀原模成膜聚二甲基矽氧烷並剝離而製作。關於載體C-8,係藉由應用與實施例6之圓筒狀原模之製造原理相同之原理對平板狀之矽(Si)晶圓進行奈米加工,繼而於奈米構造面上成膜類鑽碳而製造。
分別使用進行轉印性之試驗之被處理體T-2、T-8、T-9、及T-13,將載體設為上述載體C-1~C-8而進行試驗。即,對32個組合進行評價。評價指標如下所述。首先,以與實施例6相同之方式對機能轉印體C進行解析,算出比率(Ra/lor)。此處,由於為針對機能轉印體C之值,故而表現為比率C。其次,將所算出之比率C與實施例6之機能轉印體A1之轉印性研究結果加以對照。即,確認相對於與比率C相同或最近之機能轉印體A1之比率(Ra/lor)之轉印性評價結果。對於機能轉印體C,亦以與實施例6之機能轉印體A1相同之方式評價轉印性,將評價結果為實施例6之「△」、即剝離速度Vm比為1.0以上且未達2.2且缺陷率成為5%以下之情形記載為「×」,評價結果下降但未下降至該「△」評價之情形記載「▲」,將評價結果相同或提高之情形記載為「●」。將結果記載於表18。
根據表18可知以下情況。被處理體T-8為聚對苯二甲酸乙二酯,被處理體T-2為藍寶石。即,被處理體T-8包含有機物,並且具有疏水性較強之表面。另一方面,被處理體T-2包含無機物,並且具有親水性較強之表面。又,被處理體T-9為合成人造皮革,包含有機物,並且若與被處理體T-8相比則具有親水性較強之表面。又,被處理體T-13係於石英上部分性地修飾有甲基者,包含無機物,並且若與被處理體T-2相比則具有疏水性較強之表面。即,對被處理體為無機物或有機物、以及親水性較強之表面或疏水性較強之表面之4方面進行試驗。
載體C-1~C-4全部為含氟樹脂,但由於偏析至奈米構造表面之氟之濃度不同,故而相對於水滴之接觸角不同。即,具有疏水性強度不同之表面。另一方面,載體C-5為聚二甲基矽氧烷。即,包含無機聚合物,且於表面存在大量甲基。又,載體C-6於包含有機物之載體之奈米構造上存在無機物之塗佈膜。因此,奈米構造之硬度大幅度提高。載體C-7為丙烯酸系樹脂之硬化體,為不含氟之組合物。最後,載體C-8之表面包含類鑽碳。結果可知,無論載體C-1~C-8與被處理體T-2、T-8、T-9以及T-13之組合如何,均可良好地保持轉印性。即,如既已說明般,藉由使比率(Ra/lor)滿足特定之範圍,而將機能轉印體貼合於被處理體時之機能層之最外層之流動性提高,機能層與被處理體之實際接觸面積增加,隨之機能層與被處理體之接著強度提高。 進而,由於可藉由使剝離應力均等化而抑制以將載體剝離時之機能層之凝聚破壞為代表之破壞,故而可使轉印性保持較高。
再者,對機能層與載體之密接力進行更詳細研究,結果可知於使用載體C-1~C-7之情形時,密接力較低。其於維持轉印精度之提高之方面上較重要。即,判明載體較佳為含有氟元素、甲基或矽氧烷鍵之任1種以上。
(實施例9)
於實施例9中,對載體之奈米構造之平均間距及平均縱橫比對轉印精度所造成之影響進行調查。根據實施例6~實施例8可知,藉由控制作為機能轉印體之機能層之物性值之比率(Ra/lor),尤其藉由使機能層之最外層中含有極性基,而無論機能轉印體中之機能層之配置、被處理體之材質、載體之材質、以及機能層之材質如何均可提高轉印性。因此,機能轉印體係使用實施例6中所記載之機能轉印體A-1並僅改變載體G2之奈米構造。奈米構造之參數係設為平均間距與平均縱橫比。如此,對以載體之奈米構造為參數時對轉印精度之影響進行調查。再者,被處理體係使用被處理體T-2。
載體G2之奈米構造之平均間距係藉由改變製造圓筒狀原模時之半導體雷射之脈衝照射間隔而控制。又,縱橫比係藉由半導體雷射之脈衝強度與乾式蝕刻時間而控制。再者,將1個圓筒狀原模分割為7個區域並使奈米構造針對各區域而變化。即,圓筒狀原模包含7種奈米構造區域。因此,由圓筒狀原模所製造之載體G2具備沿載體G2之寬度方向分割成7個之奈米構造區域。因此,於使用機能轉印體時,僅切取符合之奈米構造之部分而使用。再者,以與實施例6相同之方式製造載體G2及機能轉印體。於實施例9中,按照每一平均間距與縱橫比而製作載體D-1~D-13。
使用SEM對所製造之載體G2進行解析。將結果記載於表19及表 20。表19係以使載體G2之奈米構造之平均間距成為參數之方式進行整理所得者,表20係以使載體G2之奈米構造之縱橫比成為參數之方式進行整理之情形。又,表19及表20中所記載之用語之含義與表15及表16之該用語之含義相同。平均縱橫比係藉由將平均深度除以平均開口徑而算出。比率(Es/Eb)為38~45。
以與實施例6之機能轉印體A1相同之方式對被處理體T-2轉印賦予機能層。使用AFM及SEM對附有機能層之被處理體進行解析。此時,根據所觀察到之複數個凸部之形狀與載體D-1~D-14之複數個凹部之形狀之對應關係判斷轉印精度。此處,將載體D-1~D-14之凹部 之形狀與轉印賦予至被處理體之機能層之凸部之形狀之偏差未達3%之情形設為◎,將為3%以上且未達5%之情形設為○。又,將凸部欠缺之部分相對於凸部1000個存在5個以上且未達20個之情形評價為△,將存在20個以上之情形評價為×。結果一併記載於表19及表20中。
根據表19可知以下情況。於平均間距為2500nm之情形時,機能轉印體之凸部破損之比率增加。可認為其原因在於,載體D-8之奈米構造之凹部內面之面積增加,將載體D-8去除時對機能層所施加之摩擦力增加。實際上,若測定載體與機能層之密接力,則可確認密接力自載體D-1向載體D-8依序增加。使用載體D-8時之機能層之凸部之缺損於凸部1000個中為25個。即,為2.5%。機能層之凸部之缺損率為2.5%時,根據機能轉印體之用途有時無問題,根據用途有時造成影響。例如,於考慮藉由機能轉印體賦予基於有效介質近似之抗反射機能之情形時,因凸部之缺損而散射光增加,因此會造成影響。例如,於根據機能轉印體而不需要撥水機能之情形時,凸部之2.5%之缺損幾乎不會對撥水性能造成影響。就此觀點而言,若考慮對應於所有機能,則載體之奈米構造之平均間距較佳為未達2500nm。於使用載體D-7之情形時,該缺損率為0.7%。於此情形時,例如對LED用基板、基於有效介質近似之抗反射、撥水、親水、滑落面、光觸媒、燃料電池等多數應用(application)之影響非常小。因此,平均間距較佳為1500nm以下。再者,平均間距最佳為1200nm以下。再者,下限值並無特別限定。就工業製造之觀點而言,較佳為1nm以上。又,可知若考慮提高載體之奈米構造之精度,則更佳為30nm以上,最佳為50nm以上。
根據表20可知,若縱橫比增大,則轉印精度減小。其原因在於,藉由使縱橫比增加,而將載體去除時對機能層所施加之力矩能量 增大。根據表20,使用所獲得之資料對理論計算結果進行擬合,結果推測機能層之凸部多數破損而評價成為×之點之縱橫比為5左右。根據此觀點可知,縱橫比為5以下。又,於對將載體去除時之取決於加速度之力進行考量之情形時,縱橫比較佳為3.5以下。其就可提高將載體剝離時之速度而言為工業上重要之觀點。可知尤其為了於被處理體之形狀不僅為平板狀,而且為透鏡狀、圓柱或圓錐狀等之情形時或增大剝離速度之情形時亦可提高轉印精度,縱橫比較佳為2.5以下。又,根據表20可知,藉由使縱橫比未達1.6,而轉印精度大幅度提高。其原因在於,機能層對載體之奈米構造之填充性提高、及剝離時之力大幅度減小。因此,載體之奈米構造之縱橫比最佳為1.5以下。再者,下限值並無特別限定,但就工業上之生產性及製造上之精度之觀點而言,較佳為0.3以上,最佳為0.5以上。
(實施例10)
於實施例10中,對載體之奈米構造之排列對機能層之成膜性所造成之影響、及對轉印精度所造成之影響進行調查。根據實施例6~實施例9可知,藉由控制作為機能轉印體之機能層之物性值之比率(Ra/lor),尤其藉由使機能層之最外層中含有極性基,而無論機能轉印體中之機能層之配置、被處理體之材質、載體之材質、以及機能層之材質如何,均可提高轉印率。又,可知藉由機能轉印體之載體之奈米構造之平均間距為1500nm以下且縱橫比為5以下而轉印精度提高。實施例10之目的在於調查載體之奈米構造之排列對機能層之成膜性及轉印精度所造成之影響。尤其為了詳細地解析成膜性,而使用實施例6中所記載之機能轉印體A4作為機能轉印體係並僅改變載體G2之奈米構造。再者,比率(Es/Eb)為35~45。機能轉印體A4係於載體G2之奈米構造之凹部內部及凸部頂部上設置相互隔離之第1機能層,並以使第1機能層及載體之奈米構造平坦化之方式設置第2機能層的機能轉印 體。尤其對於第1機能層,藉由著眼於配置於載體之奈米構造之凹部內之部分而對成膜性進行詳細調查。載體之奈米構造之參數係設為奈米構造之開口率(Sh/Scm)及凸部頂部寬度(Mcv)與凹部開口寬度(Mcc)的比率(Mcv/Mcc)。其原因在於,奈米構造之排列可以平均開口率(Sh/Scm)與比率(Mcv/Mcc)表現。再者,被處理體係使用被處理體T-2。
以與實施例6之機能轉印體A4相同之方式形成第1機能層及第2機能層。再者,機能轉印體之載體之奈米構造係藉由製造圓筒狀原模時之半導體雷射之曝光方法或曝光圖案、以及乾式蝕刻之時間而控制。
以與實施例6之機能轉印體A4相同之方式將機能轉印體貼合於被處理體T-2上並將載體去除。將所獲得之包含第1機能層/第2機能層/被處理體之積層體切斷,對剖面進行EDX及SEM觀察。準備5片觀察樣品,針對各樣品進行10點之觀察。將凸部破損之比率、凸部頂部之第1機能層之厚度之分佈、及第2機能層之厚度之分佈為0%以上且15%以下之情形設為良評價,將其以外之情形設為評價不良。
將結果記載於圖24。圖24係表示實施例10之評價結果的圖表。圖24中,橫軸為相對於載體之奈米構造之比率(Sh/Scm),縱軸表示相對於載體之奈米構造之比率(Mcv/Mcc)。圖24中之圓形標記及三角標記係上述評價結果為良評價之情形,與三角標記相比圓形標記表示更高之評價,與虛線相比實線表示更高之評價,與實線相比實心表示更高之評價。又,圖24中,錯號標記表示上述評價結果為不良評價之情形。再者,即便為不良評價,凸部破損之比率、凸部頂部之第1機能層之厚度之分佈、或第2機能層之厚度之分佈亦控制於18%~26%之間。
<三角標記>
.虛線之三角標記
…該分佈超過10%且為15%以下之情形
.實線之三角標記
…該分佈超過8%且為10%以下之情形
<圓形標記>
.中空虛線之圓形標記
…該分佈超過5%且為8%以下之情形
.中空實線之圓形標記
…該分佈超過3%且為5%以下之情形
.帶斜線之圓形標記
…該分佈為0%以上且3%以下之情形
曲線A1表示(Mcv/Mcc)=√(1.1/(Sh/Scm))-1,曲線A2表示(Mcv/Mcc)=√(0.93/(Sh/Scm))-1,曲線B1表示(Mcv/Mcc)=√(0.5/(Sh/Scm))-1,曲線B2表示(Mcv/Mcc)=√(0.76/(Sh/Scm))-1,直線C1表示(Sh/Scm)=0.23,直線C2表示(Sh/Scm)=0.4,直線C3表示(Sh/Scm)=0.6,直線D1表示(Sh/Scm)=0.99,直線F1表示lcv/lcc=1,以及直線G1表示lcv/lcc=0.01。
根據以上結果可知,藉由同時滿足上述式(1)、式(2)及式(3),可使第1機能層之厚度精度及第2機能層之厚度精度較高地轉印賦予機能層。可認為其原因在於,首先,塗敷於載體之奈米構造上之第1機能層之塗敷液及第2機能層之塗敷液於充分大於載體之奈米構造之尺度下之均等性提高。再者,於以下之說明中,將第1機能層之塗敷液及第2機能層之塗敷液分別記為第1塗敷液及機能塗敷液。即,可認為其原因在於,由於可減小以載體之奈米構造為數千至數萬之宏觀之尺度來看以單個之載體之奈米構造之尺度來看之情形之該塗敷液並將其平均化之情形的該塗敷液內之能量梯度,故而塗敷性提高,藉此第1機能層之配置精度以及第2機能層之膜厚精度提高。進而,可認為其原 因在於,於滿足上述範圍之情形時,可減小將載體自第1機能層及第2機能層去除時第2機能層對奈米構造之凸部之底部外緣部所施加之剝離應力,因此轉印性提高。
進而,可知藉由同時滿足上述式(5)、式(2)及式(3),可使第1機能層之厚度精度及第2機能層之厚度精度較高地進行轉印形成。可認為其原因在於,於滿足上述範圍之情形時,可減小以載體之奈米構造為數千至數萬之宏觀之尺度來看以單個之載體之奈米構造之尺度來看之情形之塗敷液並將其平均化之情形的該塗敷液內之能量梯度。即,可認為其原因在於,塗敷於載體之奈米構造上之塗敷液於充分大於載體之奈米構造之尺度下之均等性提高,塗敷性提高。
進而,可知藉由同時滿足上述式(5)、0.4≦(Sh/Scm)≦0.99、及式(3),可進一步反映出第1機能層之厚度精度及第2機能層之厚度精度而進行轉印。可認為其原因在於,於滿足上述範圍之情形時,塗敷於載體之奈米構造之塗敷液中,位於奈米構造之凹部上之該塗敷液之能量變得不穩定,為了消除該能量之不穩定性,該塗敷液容易流入至載體之奈米構造之凹部內部。進而,推測其原因在於,將載體去除時對載體之奈米構造之凸部之底部外緣部所施加之剝離應力由於力矩能量減小而得到抑制。藉此轉印精度提高。進而,可知該等效果藉由同時滿足上述式(5)、0.6≦(Sh/Scm)≦0.99、及式(3)而變得更顯著。
再者,觀察到上述所使用之載體之奈米構造係藉由相互分離之凹部連續而成之凸部隔開之孔構造,且孔開口部之面積大於孔底部之面積。
再者,對載體之重複轉印性(耐久性)進行確認,結果確認到於Sh/Scm≦0.99以下之區域內,隨著Sh/Scm減少為0.95、0.93、0.91,重複轉印性變得更良好。此處之重複轉印性意指重複進行如下流程:製造機能轉印體A4並利用溶劑對成為使用完畢之機能轉印體A4進行 清洗,獲得使用完畢之載體,使用該使用完畢之載體再次製造機能轉印體A4,再次使用等。更詳細而言,於Sh/Scm=0.99之情形時,重複次數為3次,但隨著Sh/Scm減少為0.95、0.93、0.91,重複次數增加為5次、10次、15次。推測其原因在於,載體之奈米構造之包圍凹部之凸部之物理強度增加。根據以上說明可知,藉由使Sh/Scm為0.95以下,可以1個載體製造若干次機能轉印體A4。尤其藉由使Sh/Scm成為0.93、進而使Sh/Scm成為0.91,而上述效果變得更顯著。
其次,使用機能轉印體A4對被處理體進行奈米加工。使用上述實施例10之獲得圖24之結果之第1機能層/第2機能層/被處理體,以與實施例6相同之方式進行使用氧氣之蝕刻,對第2機能層進行奈米加工。於以下之說明中,將以第1機能層為加工遮罩對第2機能層進行蝕刻加工而成之積層體表記為微細遮罩圖案。繼而,以與實施例6相同之方式進行ICP-RIE,進行被處理體之奈米加工。再者,於以下之說明中,將使用微細遮罩圖案進行了加工之被處理體表記為微細圖案構造體,及將設置於被處理體之表面之奈米構造表記為微細圖案。
以上,對所獲得之微細圖案構造體、作為獲得微細圖案構造體之前身之微細遮罩圖案進行了評價。評價指標如下所述。
根據SEM觀察算出微細遮罩圖案相對於基體之粗度之分佈、及微細圖案構造體之微細圖案之凸部之高度及凸部底部直徑之分佈。將該分佈超過10%之情形設為不良評價,將10%以下之情形設為良評價。
將結果記載於圖25。圖25係表示實施例10之微細圖案構造體及微細遮罩圖案之評價結果的圖表。圖25中,以箭頭指示針對圖24如上所述般進行評價之樣品。
圖25中,未以箭頭指示之記號與圖24之其等相同,以箭頭指示之記號意指以下之評價結果。以箭頭指示之圓形標記及三角標記為上述評價結果全部為良評價之情形,與三角標記相比圓形標記表示更高 之評價,與虛線相比實線表示更高之評價,與實線相比實心表示更高之評價。又,以箭頭指示之錯號標記為於上述評價中至少一個為不良評價之情形。再者,即便於錯號標記之情形時,分佈亦均包含於超過10%且為15%以下。
<三角標記>
.虛線之三角標記
…該分佈為10%以下且9%以上之情形
.實線之三角標記
…該分佈未達9%且為8%以上之情形
<圓形標記>
.中空虛線之圓形標記
…該分佈未達8%且為6%以上之情形
.中空實線之圓形標記
…該分佈未達6%且為4%以上之情形
.帶斜線之圓形標記
…該分佈未達4%之情形
曲線A1、曲線A2、曲線B1、曲線B2、直線C1、直線C2、直線C3、直線D1直線F1、及直線G1與圖24之曲線A1、曲線A2、曲線B1、曲線B2、直線C1、直線C2、直線C3、直線D1直線F1、及直線G1相同。
根據以上結果可知,藉由同時滿足上述式(1)、式(2)及式(3),而以第1機能層作為加工遮罩對第2機能層進行乾式蝕刻加工而獲得的微細遮罩圖案之精度及以微細遮罩圖案作為加工遮罩進行蝕刻加工而獲得的微細圖案之精度提高。根據既已說明之原理,其原因在於,藉由使載體之奈米構造滿足特定之範圍,而第1機能層對載體之奈米構造之凹部之填充配置精度及第2機能層之膜厚均等性提高,故而可將使 用機能轉印體A4而轉印賦予至被處理體上之第1機能層及第2機能層之分佈保持為較小,可使該精度較高之第1機能層及第2機能層之精度反映出來而對微細遮罩圖案及微細圖案進行加工。即,第1機能層對奈米構造之凹部內部之填充配置精度以及第2機能層之膜厚均等性越高,微細圖案構造體之精度越高。此處,第1機能層之填充配置性良好意指配置於載體之奈米構造之凹部內部之第1機能層中部分性地附著於載體之奈米構造之凹部內壁之第1機能層較少或不存在。因此,如以圖24進行考察般,可認為藉由滿足以下範圍而微細圖案構造體之精度進一步提高,實際上已藉由研究而確認。
藉由同時滿足上述式(5)、式(2)及式(3),而微細圖案構造體之精度進一步提高。進而,藉由同時滿足上述式(5)、0.4≦(Sh/Scm)≦0.99、及式(3),而微細圖案構造體之精度進一步提高。進而,可確認該等效果藉由同時滿足上述式(5)、0.6≦(Sh/Scm)≦0.99及式(3)而變得更顯著。
繼而,使用所獲得之微細圖案構造體、即具備微細圖案之藍寶石基板,製作LED元件,對發光特性進行評價。再者,於以下之研究中,將載體之奈米構造之平均間距統一為300nm。
於微細圖案構造體上藉由有機金屬氣相成長法(MOCVD)連續地積層(1)AlGaN低溫緩衝層、(2)n型GaN層、(3)n型AlGaN包覆層、(4)InGaN發光層(MQW)、(5)p型AlGaN包覆層、(6)p型GaN層、(7)ITO層而製作半導體發光元件。藍寶石基材上之微細圖案係於(2)n型GaN層之積層時之成膜條件下被填埋而平坦化。其次,對半導體發光元件(A)進行蝕刻加工而安裝電極焊墊。於該狀態下,於p電極焊墊與n電極焊墊之間流通20mA之電流,使用探針測定半導體發光元件(A)之發光輸出。
評價係進行以下2個。首先,第1,使用不具備微細圖案之藍寶 石基板,藉由上述方法製作半導體發光元件。將該半導體發光元件之發光輸出設為1,對使用微細圖案構造體而製作之半導體發光元件之發光輸出進行評價。第2,對半導體發光元件之發光輸出之分佈進行評價。
將結果記載於圖26。圖26係表示實施例10之半導體發光元件之評價結果的圖表。圖26中,以箭頭指示針對圖24以如上所述之方式進行評價之樣品。
圖26中,未以箭頭指示之記號與圖24之其等相同,以箭頭指示之記號意指以下之評價結果。以箭頭指示之圓形標記及三角標記為上述半導體發光元件之輸出分佈之評價結果良好之情形,與三角標記相比圓形標記表示更高之評價,與虛線相比實線表示更高之評價,與實線相比實心表示更高之評價。又,關於以箭頭指示之錯號標記,以LED考慮之情形時若發光輸出分佈過大則可判斷為此之情形。又,圖26中之數值意指發光輸出比。
<錯號標記>
…發光輸出之分佈超過±15%且為±20%以下之情形
<三角標記>
.虛線之三角標記
…發光輸出之分佈為±15%以下之情形
.實線之三角標記
…發光輸出之分佈為±11%以下之情形
<圓形標記>
.中空虛線之圓形標記
…發光輸出之分佈為±8%以下之情形
.中空實線之圓形標記
…發光輸出之分佈為±6%以下之情形
.帶斜線之圓形標記
…發光輸出之分佈為±4%以下之情形
曲線A1、曲線A2、曲線B1、曲線B2、直線C1、直線C2、直線C3、直線D1直線F1、及直線G1與圖24之曲線A1、曲線A2、曲線B1、曲線B2、直線C1、直線C2、直線C3、直線D1直線F1、及直線G1相同。
根據以上結果可知,藉由同時滿足上述式(1)、式(2)及式(3),可製造發光強度較高且發光輸出分佈較小之半導體發光元件。其原因在於,如上述所說明般,藉由滿足該等範圍,可製造第1機能層之配置精度及第2機能層之膜厚精度較高之機能轉印體A4,故而轉印賦予至被處理體上之第1機能層對第2機能層之配置精度及第2機能層之膜厚均等性提高,藉此微細遮罩圖案之精度提高,最終微細圖案之精度提高。推測藉由使用此種具備微細圖案之藍寶石基板,首先擾亂面內之半導體結晶層之成長模式之效果之分佈減小,即可均等地擾亂成長模式,內部量子效率於面內提高。進而,藉由利用微細圖案之光繞射性之效果,使光提取效率提高。根據以上說明推測,半導體發光元件之外部量子效率提高,因此發光輸出增大,進而分佈減小。
進而,可確認藉由同時滿足上述式(5)、式(2)及式(3),而發光輸出及發光輸出之分佈均提高。推測其原因在於,根據既已說明之機制可製造精度較高之微細圖案構造體,以及藉由滿足上述範圍而微細圖案構造體之凹部底部之平坦面之精度提高,因此內部量子效率進一步提高。
進而,可確認藉由同時滿足上述式(5)、0.4≦(Sh/Scm)≦0.99及式(3),而發光輸出及發光輸出之分佈均進一步提高。可認為其係根據既已說明之機制可製造精度較高之微細圖案構造體,以及起因於可增大微細圖案構造體之凸部之體積之光提取效率提高之結果。進而, 可確認該等效果藉由同時滿足上述式(5)、0.6≦(Sh/Scm)≦0.99及式(3)而變得更顯著。
Sh/Scm於0.85附近時,發光輸出略微降低,可認為其原因在於微細圖案構造體之凹部底部之面積減小。對此確認到藉由形成微細遮罩圖案時之蝕刻及形成微細圖案時之蝕刻時實施過蝕刻而解決。即,可藉由蝕刻之條件而容易地控制微細圖案之凸部之底部之直徑、高度、台面之大小、以及側面之傾斜角。
(實施例11)
根據以上實施例6至實施例10可知,機能轉印體藉由滿足比率(Ra/lor)及奈米構造之平均間距,可使機能轉印體之機能層之精度反映於被處理體上而進行轉印賦予。可知尤其藉由使至少機能層之最外層含有極性基而轉印性提高,藉由使奈米構造滿足特定之範圍而機能層之配置精度與轉印性均提高。機能轉印體大致可分為2類。首先,為將機能層轉印至被處理體,藉由經轉印賦予之機能層表現出奈米構造特有之機能之情形。其次,為將機能層轉印至被處理體,以所轉印賦予之機能層作為加工遮罩對被處理體進行奈米加工,以經奈米加工之被處理體發揮出奈米構造特有之機能之情形。於實施例11中,對選定難加工基材,使用機能轉印體對被處理體進行奈米加工之情形的機能層之更佳之物性進行調查。根據實施例6可知,採用機能轉印體A1~機能轉印體A5之任一者,均可對被處理體進行奈米加工。因此,於實施例11中,以機能轉印體A3為代表而加以使用。再者,機能轉印體A3為於載體G2之奈米構造之凸部頂部上設置第1機能層,並以使第1機能層及載體之奈米構造平坦化之方式設置第2機能層的機能轉印體。又,載體係使用載體G1。又,機能轉印體A3之製造方法及使用方法係以與實施例6相同之方式對被處理體進行加工。被處理體係選擇被處理體T-2。參數為第1機能層與第2機能層之組成。
第1機能層係使用下述組合物F-1~組合物F-7。
.組合物F-1
以四丁醇鈦四聚物(和光純藥工業公司製造):四丁醇鈦單體(和光純藥工業公司製造):3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Silicones公司製造):苯基改性聚矽氧(東麗-道康寧公司製造):光聚合起始劑=35.86g:29.34g:34.8g:5.0g:2.6g混合而成之材料。再者,選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合。
.組合物F-2
以四丙氧基鋯:3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Silicones公司製造):苯基改性聚矽氧(東麗-道康寧公司製造):光聚合起始劑=65.2g:34.8g:5.0g:2.6g混合而成之材料。再者,選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合。
.組合物F-3
以四丙氧基鋯:第三丁醇鋅:3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Silicones公司製造):苯基改性聚矽氧(東麗-道康寧公司製造):光聚合起始劑=65.2g:1.956g:34.8g:5.0g:2.6g混合而成之材料。再者,選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混 合。
.組合物F-4
以四丁醇鈦:四丁醇錫(IV):3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Silicones公司製造):苯基改性聚矽氧(東麗-道康寧公司製造):光聚合起始劑=65.2g:1.956g:34.8g:5.0g:2.6g混合而成之材料。再者,選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率進行混合。
.組合物F-5
以四丁醇鈦:四丙氧基鋯:四乙氧基硼烷:3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Silicones公司製造):苯基改性聚矽氧(東麗-道康寧公司製造):光聚合起始劑=39.12g:26.08g;1.956g:34.8g:5.0g:2.6g混合而成之材料。再者,選定α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)作為光聚合起始劑,以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率進行混合。
.組合物F-6
以四丁醇鈦:3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷=70g:30g進行混合,繼而滴加添加有3.12%之水之乙醇1g。其次,於80℃之氛圍下攪拌24小時,促進水解及聚縮合。其後,進行減壓而將水及乙醇與作為副產物之丁醇及丙醇去除。再者,於塗敷使用時之溶劑中將作為光聚合起始劑之α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲基胺基- 1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合添加而使用。又,光聚合起始劑係以相對於3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷成為7.5重量%之方式設定。
.組合物F-7
以四丁醇鈦:四丙氧基鋯:四乙氧基硼烷:3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷=65g:35g:5g:30g進行混合,繼而滴加添加有6.12%之水之乙醇1.2g。其次,於80℃之氛圍下攪拌24小時,促進水解及聚縮合。其後,進行減壓而將水及乙醇與作為副產物之丁醇及丙醇去除。再者,於塗敷使用時之溶劑中將作為光聚合起始劑之α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、及α-胺基烷基苯酮系之2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮-1(Irgacure 369,BASF公司製造)以Irgacure 184:Irgacure 369=2.75:1之比率混合添加而使用。又,光聚合起始劑係以相對於3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷成為7.5重量%之方式設定。
依據實施例6之機能轉印體A3之製法使用上述組合物F-1~F-7,製作載體G1之奈米構造之凸部頂部上具備第1機能層之成形體。一併使用SEM及EDX對所獲得之成形體進行解析。其結果為,確認到無論組合物之種類如何,第1機能層均僅配置於載體G1之奈米構造之凸部頂部上。又,第1機能層之厚度根據組合物F-1至組合物F-7而略有不同,但為200nm~240nm之範圍。再者,載體G1之奈米構造之深度與實施例6相同,為280nm。
第2機能層係使用下述組合物F-8~F-19。
.組合物F-8
包含下述環狀部位(C)之黏合劑樹脂:為包含上述重複單元(a)與下述重複單元(h)之共聚合聚合物。分子量為2900。重複單元(h)之重 複數Nh與重複單元(a)之重複數Na之比率(Nb/Na)為9。再者,X為環狀部位(C),環狀部位(C)之「*」與X一致。
.組合物F-9
包含下述環狀部位(D)之黏合劑樹脂:為分子量580之聚(N-乙烯基咔唑)聚合物。再者,相對於黏合劑樹脂添加作為光聚合起始劑之α-羥基烷基苯酮系之1-羥基-環己基-苯基-酮(Irgacure 184,BASF公司製造)3.8重量%。
[化16]
.組合物F-10
包含上述環狀部位(D)之黏合劑樹脂:為分子量為25000~50000之聚(N-乙烯基咔唑)。
.組合物F-11
為組合物A-1中所記載之黏合劑樹脂。再者,相對於黏合劑樹脂添加作為光聚合起始劑的肟酯系之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙醯基肟)(Irgacure OXE 02,BASF公司製造)3.17重量%。
.組合物F-12
對組合物F-8添加組合物A-1中所記載之具有環狀部位(B)之單體。單體之分子量為546,為2官能之光聚合性單體。光聚合性基為丙烯醯基。黏合劑樹脂與單體之混合比率以重量份計係設為3.6:6.4。
.組合物F-13
對組合物F-9添加組合物F-12中所使用之單體。黏合劑樹脂與單體之混合比率以重量份計係設為7.1:2.9。再者,光聚合起始劑之添加量係以相對於黏合劑樹脂與單體之總量成為3.48重量%之方式進行調整。
.組合物F-14
對組合物F-10添加組合物F-12中所使用之單體。黏合劑樹脂與單體之混合比率以重量份計係設為6.2:3.8。
.組合物F-15
對組合物F-11添加組合物F-12中所使用之單體。黏合劑樹脂與單體之混合比率以重量份計係設為4.8:5.2。再者,光聚合起始劑之添加量係以相對於黏合劑樹脂與單體之總量成為3.49重量%之方式進行調整。
.組合物F-16
為包含包括下述重複單元(i)與上述重複單元(a)之共聚合聚合物之黏合劑樹脂,平均分子量為5500,重複單元(i)之重複數Ni與重複單元(a)之重複數Na之比率(Ni/Na)為1.5。再者,對黏合劑樹脂添加4.2重量%之作為光聚合起始劑之肟酯系之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙醯基肟)(Irgacure OXE 02,BASF公司製造)。
.組合物F-17
為包含包括上述重複單元(i)與上述重複單元(a)之共聚合聚合物之黏合劑樹脂,平均分子量為100000,重複單元(i)之重複數Ni與重複單元(a)之重複數Na之比率(Ni/Na)為0.67。再者,對黏合劑樹脂添加3.12重量%之作為光聚合起始劑之肟酯系之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙醯基肟)(Irgacure OXE 02,BASF公司製造)。
.組合物F-18
對組合物F-16添加組合物F-12中所使用之單體。黏合劑樹脂與單體之混合比率以重量份計係設為4.3:5.7。再者,光聚合起始劑之添加量係以相對於黏合劑樹脂與單體之總量成為3.48重量%之方式進行調整。
.組合物F-19
對組合物F-17添加組合物F-12中所使用之單體。黏合劑樹脂與單體之混合比率以重量份計係設為4.8:5.2。再者,光聚合起始劑之添加量係以相對於黏合劑樹脂與單體之總量成為3.48重量%之方式進行調整。
於具備第1機能層之載體G1之奈米構造面上以與實施例6相同之方式塗敷上述組合物F-8~F-19。再者,將稀釋溶劑變更為環己酮、丙二醇單甲醚、及甲基異丁基酮之混合溶劑。又,乾燥溫度係設為105℃。
以與實施例6之機能轉印體A3之使用相同之方式進行藍寶石基板之加工。藍寶石基板係使用為4英吋之c面藍寶石且偏離角為0.2度者。首先,以與實施例6之機能轉印體A3相同之方式將機能轉印體之機能層轉印至被處理體。繼而,以與實施例6相同之方式進行使用氧氣之蝕刻,以第1機能層作為加工遮罩對第2機能層進行奈米加工。於 該狀態下中斷蝕刻加工,使用SEM對第1機能層及第2機能層進行觀察,結果確認到第1機能層之體積幾乎未發生變化,第2機能層經奈米加工。根據另一研究,製作組合物F-1~F-19之平坦之膜,算出蝕刻速率,結果組合物F-1至組合物F-7之速率為組合物F-8至組合物F-19之速率之0.1倍~0.02倍。即,由於第1機能層之耐乾式蝕刻性充分高於第2機能層,因此可優先對第2機能層進行奈米加工。進而,將TEM與EDX組合,對第1機能層中所含之金屬元素進行映射,結果於第2機能層之側壁觀察到金屬元素之映像。其意指於乾式蝕刻加工中第1機能層中所含之金屬成分向第2機能層側壁移動。如即已說明般,第1機能層之耐蝕刻性充分高於第2機能層。因此,可認為第2機能層係藉由第1機能層對其側壁進行保護,因此良好地進行蝕刻。繼而,以第2機能層作為加工遮罩以與實施例6相同之方式進行RIE,對被處理體進行奈米加工。
最後,以與實施例6相同之方式進行清洗,獲得表面具備微細圖案之藍寶石基材。
使用SEM對表面設置有微細圖案之藍寶石之微細圖案進行觀察。根據所觀察到之影像,微細圖案係複數個凸部相互獨立地配置。此處,將與凸部底部之平均面垂直之方向設為方向X。將通過凸部之頂點且與方向X平行之線段設為線段Y。其次,將通過凸部底部中央部且與方向X平行之線段設為Z。此時,線段Y與線段Z平行。將線段Y與線段Z之距離設為距離YZ。該距離YZ係表示凸部頂點之偏差量之指標,通常將平均間距表記為Pave,則與平均間距之比率可表現為(YZ/Pave)。該比率(YZ/Pave)越小、即越接近0,表示第2機能層即上述組合物F-8~組合物F-19作為蝕刻加工用遮罩之性能越高。
[表21]
將結果記載於表21。根據表21可知以下情況。再者,表21中,YZ/Pave之欄中記載有0.004之值者意指距離YZ為0或大致為0。根據SEM觀察難以正確地判斷0nm,因此於超過解析度之階段,將大致為0之3nm之值代入至距離YZ。首先,使用具有環狀部位之黏合劑樹脂或單體,藉此比率(YZ/Pave)減小。即,用於乾式蝕刻之遮罩性能提高。可認為其原因在於,首先容易產生分子間之環狀部位彼此之堆積,使第2機能層之密度提高,以及藉由存在於環狀部位之π電子捕捉乾式蝕刻中之氯自由基,並且可離域。其中,藉由使黏合劑樹脂中含有環狀部位,而比率(YZ/Pave)進一步減小,微細圖案之精度提高。推測其原因在於,由於黏合劑樹脂之分子量較大,故而運動靈活性較高。然而,藉由含有環狀部位,可利用環狀部位之平面性或環狀部位彼此之堆積等,藉此運動性降低。進而推測其原因在於,黏合劑樹脂主要包含重複單元,針對每一該重複單元配置環狀部位,故而第1遮罩層中所含之環狀部位密度增大,如上所述之氯自由基之捕捉效果增大。其中,藉由使黏合劑樹脂及單體之兩者中含有環狀部位,而比率(YZ/Pave)進一步降低。可認為其原因在於,既已說明之環狀部位之效果增大。又,於著眼於黏合劑樹脂之情形時,與共聚物相比, 採用均聚物或均聚低聚物之情形時加工精度較優異。推測其原因在於,於共聚物之情形時,存在形成黏合劑樹脂之分子內之乾式蝕刻速率差。
又,於乾式蝕刻加工時對載台進行加熱,另外進行過度之乾式蝕刻,結果確認到於第2機能層中含有光反應性部位之情形時,上述比率(YZ/Pave)減小。推測其原因在於,因光反應(光自由基反應)而黏合劑樹脂之運動性受到束縛,對熱振動之耐性提高。效果最大者為於黏合劑樹脂及單體之兩者中含有光聚合性基之情形。
根據以上說明可知,於使用機能轉印體作為遮罩轉印體之情形時,構成機能轉印體之機能層中,作為被處理體之加工遮罩而發揮機能之機能層中較佳為包含環狀部位,有效的是包含黏合劑樹脂及單體並且黏合劑樹脂與單體之至少一者為聚合性。
再者,以與實施例6之預研究相同之方式於機能轉印體之機能層表面黏附黏著帶,其後將黏著帶剝離。此時,對剝離所需之強度進行測定,結果確認到機能層中含有環狀部位之情形與不含之情形相比,該強度減少至80%~60%。其於使用機能轉印體時較重要。即,意指藉由使機能層含有環狀部位,可減小機能層與載體之奈米構造之接著強度,因此可更良好地抑制機能層之破壞。該傾向於一併包含環狀部位及光聚合性基之情形時尤其顯著。
再者,本發明並不限定於上述實施形態,可進行各種變更而實施。於上述實施形態中,關於隨附圖式中圖示之大小或形狀等,並不限定於此,可於發揮出本發明之效果之範圍內適當變更。
[產業上之可利用性]
本發明可應用於對被處理體賦予各種機能,例如可較佳地應用於微量物質檢測感測器、奈米反應場、抗反射表面、高效率之半導體發光元件、量子點器件、光子晶體器件、利用光繞射色之裝飾品、利 用光子帶隙之裝飾品、光波導、奈米電路、奈米介質天線、超撥水表面、超親水表面、高效率光觸媒表面、水(水蒸氣)捕獲表面、防冰/防雪表面或具有負折射率之表面、吸附劑、無需黏著劑之黏著片材、燃料電池等。
本申請案係基於2012年6月13日提出申請之日本專利特願2012-134287、2012年7月27日提出申請之日本專利特願2012-167556、及2012年12月21日提出申請之日本專利特願2012-280226。該等內容全部包含於本發明中。
10‧‧‧載體
11‧‧‧凹凸構造
12‧‧‧機能層
14‧‧‧機能轉印體
20‧‧‧被處理體
21‧‧‧積層體

Claims (21)

  1. 一種機能轉印體,其特徵在於:具備表面具備凹凸構造之載體、及設置於上述凹凸構造上之至少1層以上之機能層,上述凹凸構造之平均間距為1nm以上且1500nm以下,並且上述機能層含有樹脂,且上述機能層露出之面側之表面粗糙度(Ra)與上述凹凸構造之凸部頂部位置和上述機能層露出之表面之距離(lor)的比率(Ra/lor)為1.2以下。
  2. 如請求項1之機能轉印體,其中上述機能轉印體之與上述載體相反側之露出面於溫度20℃下且遮光下為非液體狀態。
  3. 如請求項1之機能轉印體,其中上述表面粗糙度(Ra)為2nm以上且300nm以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之機能轉印體,其中於超過20℃且為300℃以下之溫度範圍內,上述機能轉印體之與上述載體相反側之露出面顯示出黏性,或上述露出面之黏性增加。
  5. 如請求項1至3中任一項之機能轉印體,其中上述樹脂含有極性基。
  6. 如請求項5之機能轉印體,其中上述極性基包含選自由環氧基、羥基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、羧基及羰基所組成之群中之至少1種以上之極性基。
  7. 如請求項6之機能轉印體,其中上述機能層含有光硬化性物質。
  8. 如請求項7之機能轉印體,其中上述比率(Ra/lor)為0.75以下。
  9. 如請求項8之機能轉印體,其中上述凹凸構造之平均縱橫比(A)為0.1以上且5.0以下。
  10. 如請求項9之機能轉印體,其中上述比率(Ra/lor)為0.25以下。
  11. 如請求項1至3中任一項之機能轉印體,其中上述載體於表面之一部分或整面具備凹凸構造A,關於上述凹凸構造A,凸部頂部寬度(Mcv)與凹部開口寬度(Mcc)之比率(Mcv/Mcc)、及上述凹凸構造A之單位面積(Scm)之區域中所存在之開口部面積(Sh)與上述單位面積(Scm)之比率(Sh/Scm)滿足下述式(1),並且上述比率(Sh/Scm)滿足下述式(2),上述比率(Mcv/Mcc)滿足下述式(3),且上述凹凸構造A之平均縱橫比(A)滿足下述式(4), 式(2)0.23<(Sh/Scm)≦0.99 式(3)0.01≦(Mcv/Mcc)<1.0 式(4)0.1≦A≦5。
  12. 如請求項1至3中任一項之機能轉印體,其中上述樹脂含有環狀部位。
  13. 如請求項12之機能轉印體,其中上述環狀部位包含選自由4員環、5員環及6員環所組成之群中之至少1種以上之要素。
  14. 如請求項13之機能轉印體,其中上述機能層含有上述樹脂及單體。
  15. 如請求項14之機能轉印體,其中上述機能層含有光硬化性樹脂或光硬化性單體。
  16. 如請求項1至3中任一項之機能轉印體,其中上述凹凸構造含有選自由氟元素、甲基及矽氧烷鍵所組成之群中之至少1種以上之 要素。
  17. 如請求項16之機能轉印體,其中上述凹凸構造之上述機能層面側之表層氟元素濃度(Es)與上述凹凸構造之平均氟元素濃度(Eb)的比率(Es/Eb)超過1且為30000以下。
  18. 如請求項1至3中任一項之機能轉印體,其中上述載體為膜狀,且上述載體之寬度為3英吋以上。
  19. 一種機能層之轉印方法,其特徵在於:依序包括使如請求項1至17中任一項之機能轉印體之機能層直接抵接於被處理體之一主面上的步驟、及將上述載體自上述機能層去除的步驟。
  20. 一種梱包物,其特徵在於:其係利用樹脂製盒梱包如請求項1至17中任一項之機能轉印體而成。
  21. 一種機能轉印膜捲筒,其特徵在於:如請求項1至17中任一項之機能轉印體為膜狀,將上述機能轉印體之一端部連接於筒芯上,且將上述機能轉印體捲取於上述筒芯而成。
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