WO2015012161A1 - 第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールド、第２モールドの製造方法、第２モールドを用いた物品の製造方法、光学パネルの製造方法、および光学素子の製造方法 - Google Patents

第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールド、第２モールドの製造方法、第２モールドを用いた物品の製造方法、光学パネルの製造方法、および光学素子の製造方法 Download PDF

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concavo
optical
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賢太 関川
寛 坂本
研一 江畑
海田　由里子
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旭硝子株式会社
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    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B29C2059/023—Microembossing

Definitions

  • the present invention relates to a second mold to which a concavo-convex pattern of a first mold is transferred, a method for manufacturing the second mold, a method for manufacturing an article using the second mold, a method for manufacturing an optical panel, and a method for manufacturing an optical element.
  • the imprint method is a method in which a molding material is sandwiched between a mold and a base material, and a concave / convex layer formed by transferring the concave / convex pattern of the mold is formed on the base material (see, for example, Patent Document 1).
  • the mold may be a second mold in which the uneven pattern of the first mold is transferred by an imprint method. The frequency of use of the first mold can be reduced. Since the second mold is manufactured by an imprint method, the second mold has a base material and an uneven layer formed on the base material. The uneven pattern of the uneven layer is a reverse of the uneven pattern of the first mold.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a second mold in which the dimensional change of the concavo-convex pattern accompanying a temperature change is reduced.
  • a second mold in which the dimensional change of the concavo-convex pattern accompanying a temperature change is reduced.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a second mold according to an embodiment of the present invention.
  • the second mold 20 is obtained by transferring the concavo-convex pattern of the first mold 10.
  • the first mold 10 is also called a parent mold, and the second mold 20 is also called a daughter mold.
  • the manufacturing method of the second mold 20 includes a step of preparing the first mold 10 (FIG. 1A), a coating step (FIG. 1B), a transfer step (FIG. 1C), and a separation step (FIG. 1). 1 (d)).
  • a coating step FIG. 1 (d)
  • coating process may be performed previously, and may be performed simultaneously.
  • the first mold 10 has an uneven pattern on the surface.
  • the first mold 10 is made of, for example, silicon, silicon oxide film, quartz glass, resin, metal, or the like.
  • the first mold 10 is produced by, for example, a photolithography method or an electron beam drawing method.
  • the first mold 10 of the present embodiment is manufactured by a photolithography method, an electron beam drawing method, or the like.
  • the imprint method or the electroforming is performed based on a prototype manufactured by a photolithography method, an electron beam drawing method, or the like. It may be produced by the method.
  • the first mold 10 may have a plate shape as shown in FIG. 1 or an endless belt shape.
  • the endless belt-shaped mold is formed by welding both end portions of a plate-shaped mold. Endless belt-shaped molds are suitable for continuous production.
  • the first mold 10 may have a surface subjected to a release treatment in order to improve the release property in the separation step (FIG. 1 (d)).
  • a release treatment examples include fluorine coat treatment and silicone coat treatment.
  • a liquid molding material 22 is applied on the base material 21.
  • the molding material 22 may be applied on the first mold 10.
  • the molding material 22 is sandwiched between the first mold 10 and the base material 21 in the transfer step regardless of whether the molding material 22 is applied to the first mold 10 or the base material 21.
  • the base material 21 may have been subjected to a surface treatment that enhances adhesion between the base material 21 and the molding material 22.
  • a surface treatment that enhances adhesion between the base material 21 and the molding material 22.
  • the surface treatment include primer treatment, ozone treatment, and plasma etching treatment.
  • primer a silane coupling agent, silazane or the like is used.
  • the coating method of the molding material 22 may be a common one, for example, die coating method, roll coating method, gravure coating method, ink jet printing method, spray coating method, spin coating method, flow coating method, blade coating method, dip coating method, etc. Is mentioned.
  • the molding material 22 is sandwiched between the first mold 10 and the base material 21, and the concave / convex layer 23 to which the concave / convex pattern of the first mold 10 is transferred is formed on the base material 21.
  • the uneven layer 23 is obtained by solidifying the molding material 22 with the molding material 22 sandwiched between the first mold 10 and the base material 21.
  • solidification includes curing.
  • the molding material 22 is selected according to the type of imprint method.
  • the imprint method include an optical imprint method and a thermal imprint method.
  • the photoimprint method uses a photocuring reaction.
  • the molding material 22 contains a photopolymerizable compound, and further contains a photopolymerization initiator as necessary.
  • the photopolymerizable compound include monomers, oligomers, and reactive polymers having a radical polymerizable bond (for example, a carbon-carbon unsaturated double bond) and / or a cationic polymerizable bond in the molecule.
  • the molding material 22 may further include an unreactive polymer, a solvent, and the like.
  • the molding material 22 is prepared in a liquid state, and is applied onto the base material 21 as shown in FIG.
  • the molding material 22 is cured by irradiating the molding material 22 with light.
  • Examples of light used for curing the molding material 22 include ultraviolet light, visible light, and infrared light.
  • At least one of the first mold 10 and the substrate 21 sandwiching the molding material 22 is made of a light transmissive material.
  • the light emitted from the light source may be applied to the molding material 22 through, for example, the transparent first mold 10, or may be applied to the molding material 22 through the transparent substrate 21. If at least one of the base material 21 and the first mold 10 is transparent, optical imprinting can be applied.
  • the optical imprint method can cure the molding material 22 at room temperature. Therefore, distortion due to the difference in linear expansion coefficient between the first mold 10 and the base material 21 hardly occurs, and the transfer accuracy is good. Note that the molding material 22 may be heated to accelerate the curing reaction.
  • the thermal imprint method is roughly classified into a method using a thermosetting reaction and a method using the thermoplasticity of a material.
  • the molding material 22 When using a thermosetting reaction, the molding material 22 includes a thermopolymerizable compound, and further includes a thermal polymerization initiator as necessary.
  • the thermopolymerizable compound include monomers, oligomers, and reactive polymers having a radically polymerizable bond (for example, a carbon-carbon unsaturated double bond) and / or a cation polymerizable bond in the molecule.
  • the molding material 22 may further include an unreactive polymer, a solvent, and the like.
  • the molding material 22 is prepared in a liquid state, and is applied on the base material 21 as shown in FIG.
  • the molding material 22 is cured by heating the molding material 22.
  • a heating source for heating the molding material 22 a light source (for example, a halogen lamp or a laser) that radiates heating light, an electric heater, or the like is used.
  • the electric heater only needs to be able to heat the molding material 22, and may heat the molding material 22 through either the first mold 10 or the base material 21.
  • the molding material 22 includes a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin is prepared in the form of a solution, applied onto the substrate 21, and dried.
  • the thermoplastic resin may be applied on the substrate 21 and cooled after being softened by heating. Further, the thermoplastic resin may be prepared in the form of a sheet and affixed on the substrate 21.
  • the uneven pattern of the first mold 10 is transferred to the molding material 22 softened by heating.
  • the molding material 22 solidifies as the temperature decreases.
  • a heating source for heating the molding material 22 a light source (for example, a halogen lamp or a laser) that radiates heating light, an electric heater, or the like is used.
  • the heating temperature of the molding material 22 is equal to or higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin.
  • the base 21 and the first mold 10 may be gradually brought into contact with each other through the molding material 22 while curving a part of the base 21. Air can easily escape from between the first mold 10 and the substrate 21, air entrainment can be suppressed, and transfer accuracy can be improved. In order to prevent air from being caught, the transfer process may be performed under a reduced pressure atmosphere.
  • the first mold 10 When the part of the base material 21 is curved in the transfer process, the first mold 10 may be supported flat. This is suitable when the first mold 10 is more difficult to bend than the base material 21. Moreover, it is effective when it is desired to suppress damage to the first mold 10.
  • a part of the base material 21 is curved along the rotary roll 12 as a pressing member that presses the base material 21 against the molding material 22.
  • the first mold 10 and the base 21 are gradually brought into contact with each other through the molding material 22 by the relative movement of the rotary roll 12 and the first mold 10.
  • the first mold 10 and the uneven layer 23 are separated.
  • the uneven layer 23 and the first mold 10 may be gradually separated while curving a part of the base material 21 on which the uneven layer 23 is formed.
  • the force required for separation is weak, and damage to the first mold 10 and the concavo-convex layer 23 can be suppressed.
  • the first mold 10 When the part of the base material 21 is curved in the separation step, the first mold 10 may be supported flat. This is suitable when the first mold 10 is more difficult to bend than the base material 21. Moreover, it is effective when it is desired to suppress damage to the first mold 10.
  • a part of the base material 21 is curved along the rotary roll 12 as a pressing member that presses the base material 21 against the uneven layer 23.
  • the uneven layer 23 and the first mold 10 are gradually separated.
  • the separation step by applying a tension to the base material 21, a part of the base material 21 is hung on the rotary roll 12 and is curved along the rotary roll 12.
  • the curvature radius of the curved portion of the base material 21 tends to be constant, and the stress applied to the base material 21 tends to be constant.
  • the concavo-convex pattern of the concavo-convex layer 23 is an inversion of the concavo-convex pattern of the first mold 10.
  • the temperature of the base material 21 may change when the second mold 20 is manufactured.
  • the temperature of the base material 21 rises or falls due to the heat treatment.
  • the temperature of the base material 21 is increased or decreased by the heat treatment for promoting the photocuring reaction.
  • the temperature of the base material 21 may increase due to light irradiation.
  • the dimension of the base material 21 changes.
  • the temperature change of the base material 21 is the same, the dimensional change of the base material 21 is larger as the size of the base material 21 is larger.
  • the dimensional change of the base material 21 leads to a dimensional change of the uneven layer 23 formed on the base material 21.
  • thin glass is used as the base material 21 instead of a resin sheet.
  • the linear expansion coefficient of glass is smaller than the linear expansion coefficient of resin.
  • the thermal shrinkage of glass is smaller than the thermal shrinkage of the stretch-molded resin sheet. Since the dimensional change of the base material 21 accompanying the temperature change can be reduced, the transfer accuracy of the concave / convex pattern at the time of manufacturing the second mold 20 is good.
  • the method for forming the thin glass as the substrate 21 may be any of a float method, a fusion down draw method, a slit down draw method, and a redraw method.
  • the thin glass include non-alkali glass, borosilicate glass, soda lime glass, high silica glass, and other oxide-based glasses mainly composed of silicon oxide.
  • the linear expansion coefficient of the thin glass as the substrate 21 is, for example, 0.5 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. to 12 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., preferably 2 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. to 10 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C.
  • the “linear expansion coefficient” means an average linear expansion coefficient at 20 ° C. to 300 ° C.
  • the difference in linear expansion coefficient between the thin glass as the substrate 21 and the first mold 10 is preferably 50 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. or less, more preferably 20 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. or less.
  • the thickness of the thin glass as the substrate 21 is, for example, 0.3 mm or less, preferably 0.2 mm or less, more preferably 0.1 mm or less, and further preferably 50 ⁇ m or less.
  • board thickness of the thin glass as the base material 21 becomes like this.
  • it is 0.1 micrometer or more, More preferably, it is 1 micrometer or more, More preferably, it is 5 micrometers or more.
  • a thin glass sheet having a plate thickness of 0.3 mm or less has good flexibility and can be bent in a transfer process or a separation process.
  • a thin glass sheet with a thickness of 0.3 mm or less can be curved without breaking when it is curved to a curvature radius of 200 mm, for example, but when it is thicker than 0.3 mm, it is curved to a curvature radius of 200 mm There is a risk of cracking.
  • the base material 21 of the 2nd mold 20 of this embodiment is comprised only with thin glass, it should just contain thin glass and may further contain the resin layer. It is only necessary that the dimensional change of the uneven pattern accompanying the temperature change is small as compared with the case where the substrate 21 is formed only of the resin sheet.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an article using a second mold according to an embodiment of the present invention.
  • the article manufacturing method includes a step of preparing the second mold 20 (FIG. 2A), a coating step (FIG. 2B), a transfer step (FIG. 2C), and a separation step (FIG. 2D). )).
  • a coating step FIG. 2B
  • a transfer step FIG. 2C
  • a separation step FIG. 2D.
  • the second mold 20 has an uneven pattern on the surface.
  • the second mold 20 may have a plate shape as shown in FIG. 2 or an endless belt shape.
  • the second mold 20 may be subjected to a release treatment in order to improve the release property in the separation step (FIG. 2D).
  • Examples of the mold release treatment include fluorine coat treatment and silicone coat treatment.
  • a liquid molding material 32 is applied on the base material 31.
  • the molding material 32 may be applied on the second mold 20.
  • the molding material 32 is sandwiched between the second mold 20 and the base material 31 in the transfer step regardless of whether the molding material 32 is applied to the second mold 20 or the base material 31.
  • the molding material 32 may be a general material used in the optical imprint method or the thermal imprint method, and may be the same type of material as the molding material 22 used for manufacturing the second mold 20 or a different type of material. .
  • the base material 31 is formed of at least one material selected from glass, resin, and metal. From the viewpoint of transfer accuracy, the base material 31 is formed of glass having a small difference in linear expansion coefficient from the base material 21 of the second mold 20. It is preferred that
  • the base material 31 may be formed of resin, metal, or the like in addition to glass, but is preferably formed only of glass.
  • the base material 31 may be formed of the same type of glass as the base material 21 from the viewpoint of a difference in linear expansion coefficient from the base material 21 of the second mold 20.
  • the base material 31 may be subjected to a surface treatment that enhances adhesion between the base material 31 and the molding material 32.
  • a surface treatment that enhances adhesion between the base material 31 and the molding material 32.
  • the surface treatment include primer treatment, ozone treatment, and plasma etching treatment.
  • primer a silane coupling agent, silazane or the like is used.
  • the base material 31 and the second mold 20 may be gradually brought into contact with each other via the molding material 32 while curving a part of the second mold 20. Air can easily escape from between the second mold 20 and the base material 31, air entrainment can be suppressed, and transfer accuracy can be improved. In order to prevent air from being caught, the transfer process may be performed under a reduced pressure atmosphere.
  • the substrate 31 When the part of the second mold 20 is curved in the transfer process, the substrate 31 may be supported flat. Damage to the base material 31 that is a part of the product can be suppressed.
  • a part of the second mold 20 is curved along the rotary roll 14 as a pressing member that presses the second mold 20 against the molding material 32.
  • the second mold 20 and the base material 31 gradually come into contact via the molding material 32.
  • the second mold 20 and the uneven layer 33 are separated.
  • the second mold 20 and the uneven layer 33 may be gradually separated while curving a part of the second mold 20.
  • the force required for the separation is weak, and damage to the second mold 20 and the uneven layer 33 can be suppressed.
  • the article 30 When the second mold 20 is curved in the separation step, the article 30 may be supported flat. Damage to the article 30 can be suppressed.
  • a part of the second mold 20 is curved along the rotary roll 14 as a pressing member that presses the second mold 20 against the molding material 32.
  • the concave / convex layer 33 and the second mold 20 are gradually separated by the relative movement of the rotary roll 14 and the base material 31.
  • the separation step by applying a tension to the second mold 20, a part of the second mold 20 is held on the rotating roll 14 and is curved along the rotating roll 14.
  • the radius of curvature of the curved portion of the second mold 20 tends to be constant, and the stress applied to the second mold 20 tends to be constant.
  • an article (for example, an optical member) 30 having the base material 31 and the uneven layer 33 formed on the base material 31 is obtained.
  • the concavo-convex pattern of the concavo-convex layer 33 is the reverse of the concavo-convex pattern of the second mold 20 and is the same as the concavo-convex pattern of the first mold 10.
  • the temperature of the second mold 20 may change, and the dimensions of the base material 21 of the second mold 20 may change.
  • the dimensional change of the base material 21 leads to a dimensional change of the uneven layer 23 formed on the base material 21.
  • thin glass is used as the base material 21 instead of a resin sheet.
  • the linear expansion coefficient of glass is smaller than the linear expansion coefficient of resin.
  • the thermal shrinkage of glass is smaller than the thermal shrinkage of the stretch-molded resin sheet. Since the dimensional change of the base material 21 accompanying the temperature change can be reduced, the transfer accuracy of the concave / convex pattern during the manufacture of the article 30 is good.
  • the difference in linear expansion coefficient between the thin glass as the substrate 21 of the second mold 20 and the substrate 31 of the article 30 is preferably 50 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. or less, more preferably 20 ⁇ 10 ⁇ 6 / It is below °C.
  • the base material 31 of the article 30 may be formed of the same type of glass as the base material 21 from the viewpoint of a difference in linear expansion coefficient from the base material 21 of the second mold 20.
  • Examples of the article 30 manufactured using the second mold 20 include optical members such as a lenticular lens member, a moth-eye type antireflection member, and a wire grid type polarizing member.
  • the concavo-convex layer of the lenticular lens member has a structure in which a large number of convex cylindrical lenses are arranged on a plane.
  • Each convex cylindrical lens condenses the light of the image for the left eye to the user's left eye, and condenses the light of the image for the right eye to the user's right eye.
  • the pitch of the convex cylindrical lens is several tens ⁇ m to several hundreds ⁇ m.
  • each convex cylindrical lens may fulfill the role of making the light from the light source into parallel light.
  • the micro lenses instead of arranging the convex cylindrical lenses in one dimension, the micro lenses may be arranged in two dimensions.
  • the concavo-convex layer of the moth-eye type antireflection member has a structure in which a large number of cone-shaped convex portions are projected on a plane.
  • the convex portions are periodically arranged in, for example, a hexagonal lattice shape, a quasi-hexagonal lattice shape, a tetragonal lattice shape, or a quasi-tetragonal lattice shape.
  • Adjacent convex portions may be in contact with each other or may be separated from each other, and may be arranged such that the skirt portions of the convex portions overlap.
  • the pitch of the convex portions is set to be equal to or less than the wavelength of visible light. Light reflectance is reduced over a wide wavelength range.
  • the concavo-convex layer of the wire grid type polarizing member has a striped structure in which a large number of ridges are arranged at intervals on a plane.
  • the pitch of the ridges is set to be equal to or less than the wavelength of visible light.
  • a metal wire is formed at the tip of each ridge.
  • the metal wire is formed, for example, by vapor-depositing a metal material from obliquely above the ridge portion.
  • the plurality of metal lines reflect polarized light having an electric field vector oscillating in a direction parallel to the metal line, and transmit polarized light having an electric field vector oscillating in a direction orthogonal to the metal line. Thereby, linearly polarized light is obtained.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an optical panel according to an embodiment of the present invention.
  • the optical panel manufacturing method includes, for example, a step of preparing the optical member 30 (FIG. 3A), a step of preparing the laminated panel 40 (FIG. 3B), and bonding the optical member 30 and the laminated panel 40 together.
  • a process (FIG.3 (c)) is provided.
  • the optical member 30 is manufactured by the imprint method using the second mold 20 as shown in FIG. As shown in FIG. 2D and FIG. 3A, the optical member 30 has a base material 31 and an uneven layer 33 formed on the base material 31.
  • the laminated panel 40 includes a color filter substrate 41, a liquid crystal layer 42, and an array substrate 43 as shown in FIG.
  • the color filter substrate 41 has a color filter, a transparent electrode, and the like inside.
  • the array substrate 43 has active elements such as TFTs, electrodes serving as sub-pixels, and the like inside.
  • a polarizing plate and a viewing angle correcting optical film may be bonded to the surface of the array substrate 43 opposite to the liquid crystal layer 42 and the surface of the color filter substrate 41 opposite to the liquid crystal layer 42.
  • the optical member 30 is attached to, for example, the front surface (the surface opposite to the backlight) of the laminated panel 40 via the adhesive layer 52, for example, attached to the color filter substrate 41. Attached.
  • the optical panel 50 including the optical member 30 and the laminated panel 40 is obtained.
  • the optical member 30 of the present embodiment is provided separately from the laminated panel 40, but may be provided as a part of the laminated panel 40.
  • the color filter substrate or the array substrate may include an optical member.
  • the optical panel 50 of the above embodiment is a liquid crystal panel, but may be an organic EL panel or electronic paper.
  • the optical panel 50 of the above embodiment is an image display panel that displays an image, but may be an illumination panel that does not display an image.
  • the molding material 22 or 32 is solidified in the transfer step and then the separation step is performed.
  • the molding material may be solidified after the separation step.
  • the optical member 30 is manufactured using the 2nd mold 20
  • the third mold is used for manufacturing the optical member 30 or another mold.
  • the optical member 30 is manufactured using the second mold 20, but the types of articles manufactured using the second mold may be various. Examples thereof include an immune analysis chip, a DNA analysis chip, a DNA separation chip, a microreactor, and a third mold.
  • the third mold is used for manufacturing another article. As in the second mold, the third mold may be one in which the base material includes thin glass.
  • the optical panel is manufactured using the optical member 30, but the optical element may be manufactured using the optical member 30.
  • the optical element include an imaging element.

Abstract

【解決手段】第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールドであって、基材と、該基材上に形成され、前記第１モールドの凹凸パターンを転写した凹凸層とを有し、前記基材が薄板ガラスを含む、第２モールド。

Description

第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールド、第２モールドの製造方法、第２モールドを用いた物品の製造方法、光学パネルの製造方法、および光学素子の製造方法
　本発明は、第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールド、第２モールドの製造方法、第２モールドを用いた物品の製造方法、光学パネルの製造方法、および光学素子の製造方法に関する。
　インプリント法は、モールドと基材との間に成形材料を挟み、モールドの凹凸パターンを転写した凹凸層を基材上に形成する方法である（例えば特許文献１参照）。モールドは、第１モールドの凹凸パターンをインプリント法で転写した第２モールドであってよい。第１モールドの使用頻度が低減できる。第２モールドは、インプリント法で製造されるので、基材および該基材上に形成される凹凸層を有する。この凹凸層の凹凸パターンは、第１モールドの凹凸パターンを反転したものである。
日本国特開２００７－３１３８８０号公報
　従来、第２モールドの基材には、フレキシブル性に優れた樹脂シートが用いられていた。そのため、温度変化時に、樹脂シートの寸法変化が大きく、樹脂シート上に形成される凹凸層の凹凸パターンの寸法変化が大きかった。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、温度変化に伴う凹凸パターンの寸法変化を低減した第２モールドの提供を主な目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
　第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールドであって、
　基材と、
　該基材上に形成され、前記第１モールドの凹凸パターンを転写した凹凸層とを有し、
　前記基材が薄板ガラスを含む、第２モールドが提供される。
　本発明の一態様によれば、温度変化に伴う凹凸パターンの寸法変化を低減した第２モールドが提供される。
本発明の一実施形態による第２モールドの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態による第２モールドを用いた物品の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態による光学パネルの製造方法を示す断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一のまたは対応する構成には、同一のまたは対応する符号を付して、説明を省略する。
　図１は、本発明の一実施形態による第２モールドの製造方法を示す断面図である。第２モールド２０は、第１モールド１０の凹凸パターンを転写したものである。第１モールド１０は親モールドとも呼ばれ、第２モールド２０は娘モールドとも呼ばれる。第２モールド２０の製造方法は、第１モールド１０を用意する工程（図１（ａ））、塗布工程（図１（ｂ））、転写工程（図１（ｃ））、および分離工程（図１（ｄ））を備える。尚、第１モールド１０を用意する工程と、塗布工程とは、どちらの工程が先に行われてもよく、同時に行われてもよい。
　第１モールド１０は、表面に凹凸パターンを有する。第１モールド１０は、例えばシリコン、シリコン酸化膜、石英ガラス、樹脂、金属などで形成される。第１モールド１０は、例えばフォトリソグラフィ法、電子線描画法などで作製される。
　尚、本実施形態の第１モールド１０は、フォトリソグラフィ法、電子線描画法などで作製されるが、フォトリソグラフィ法、電子線描画法などで作製された原型を基にインプリント法または電鋳法で作製されてもよい。
　第１モールド１０は、図１に示すように板状でもよいし、エンドレスベルト状でもよい。エンドレスベルト状のモールドは、板状のモールドの両端部を溶着してなる。エンドレスベルト状のモールドは、連続生産に適している。
　第１モールド１０は、分離工程（図１（ｄ））での離型性を高めるため、表面に離型処理が施されたものであってよい。離型処理としては、例えばフッ素コート処理、シリコーンコート処理などが挙げられる。
　塗布工程では、基材２１上に液状の成形材料２２を塗布する。尚、塗布工程では、第１モールド１０上に成形材料２２を塗布してもよい。成形材料２２は、第１モールド１０および基材２１のいずれに塗布しても、転写工程において第１モールド１０と基材２１との間に挟まれる。
　基材２１は、基材２１と成形材料２２との密着を高める表面処理を施したものであってよい。表面処理としては、プライマー処理、オゾン処理、プラズマエッチング処理などが挙げられる。プライマーとしては、シランカップリング剤、シラザンなどが用いられる。
　成形材料２２の塗布方法は一般的なものでよく、例えばダイコート法、ロールコート法、グラビアコート法、インクジェット印刷法、スプレーコート法、スピンコート法、フローコート法、ブレードコート法、ディップコート法などが挙げられる。
　転写工程では、第１モールド１０と基材２１との間に成形材料２２を挟み、第１モールド１０の凹凸パターンを転写した凹凸層２３を基材２１上に形成する。凹凸層２３は、第１モールド１０と基材２１とで成形材料２２を挟んだ状態で成形材料２２を固化させたものである。ここで、固化は、硬化を含む。
　成形材料２２は、インプリント法の種類に応じて選定される。インプリント法の種類としては、光インプリント法、熱インプリント法などがある。
　光インプリント法は、光硬化反応を利用するものである。光インプリント法の場合、成形材料２２は、光重合性化合物を含み、必要に応じて光重合開始剤をさらに含む。光重合性化合物としては、分子中にラジカル重合性結合（例えば炭素－炭素不飽和二重結合）および／またはカチオン重合性結合を有するモノマー、オリゴマー、反応性ポリマーなどが挙げられる。成形材料２２は、未反応性のポリマー、溶剤などをさらに含んでもよい。
　光インプリント法の場合、成形材料２２は、液状の状態で用意され、例えば図１（ｂ）に示すように基材２１上に塗布される。
　光インプリント法の場合、成形材料２２に光を照射することで、成形材料２２を硬化させる。成形材料２２の硬化に用いられる光としては、例えば紫外光、可視光、赤外光などが挙げられる。
　光インプリント法の場合、成形材料２２を挟む第１モールド１０および基材２１の少なくとも一方が光透過性の材料で構成される。光源から出射した光は、例えば透明な第１モールド１０を介して成形材料２２に照射されてもよいし、透明な基材２１を介して成形材料２２に照射されてもよい。基材２１と第１モールド１０の少なくとも一方が透明であれば、光インプリントが適用できる。
　光インプリント法は、室温で成形材料２２を硬化できる。そのため、第１モールド１０と基材２１との線膨張係数差による歪みが発生しにくく、転写精度が良い。尚、硬化反応の促進のため、成形材料２２が加熱されてもよい。
　熱インプリント法は、熱硬化反応を利用するものと、材料の熱可塑性を利用するものとに大別される。
　熱硬化反応を利用する場合、成形材料２２は、熱重合性化合物を含み、必要に応じて熱重合開始剤をさらに含む。熱重合性化合物としては、分子中にラジカル重合性結合（例えば炭素－炭素不飽和二重結合）および／またはカチオン重合性結合を有するモノマー、オリゴマー、反応性ポリマーなどが挙げられる。成形材料２２は、未反応性のポリマー、溶剤などをさらに含んでもよい。
　熱硬化反応を利用する場合、成形材料２２は、液状の状態で用意され、例えば図１（ｂ）に示すように基材２１上に塗布される。
　熱硬化反応を利用する場合、成形材料２２を加熱することで、成形材料２２を硬化させる。成形材料２２を加熱する加熱源としては、加熱光を照射する光源（例えばハロゲンランプ、レーザ）、電気ヒータなどが用いられる。電気ヒータは、成形材料２２を加熱できればよく、第１モールド１０および基材２１のどちらを介して成形材料２２を加熱してもよい。
　一方、材料の熱可塑性を利用する場合、成形材料２２は、熱可塑性樹脂を含む。熱可塑性樹脂は、溶液の形態で用意され、基材２１上に塗布され、乾燥される。尚、熱可塑性樹脂は、加熱軟化したうえで、基材２１上に塗布され、冷却されてもよい。また、熱可塑性樹脂は、シートの形態で用意され基材２１上に貼り付けてもよい。
　材料の熱可塑性を利用する場合、加熱により軟化した成形材料２２に第１モールド１０の凹凸パターンを転写する。成形材料２２は、温度低下に伴って固化する。成形材料２２を加熱する加熱源としては、加熱光を照射する光源（例えばハロゲンランプ、レーザ）、電気ヒータなどが用いられる。成形材料２２の加熱温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上である。
　転写工程では、例えば基材２１の一部を湾曲させながら成形材料２２を介して基材２１と第１モールド１０とを徐々に接触させてよい。第１モールド１０と基材２１との間から空気が逃げやすく、空気の噛み込みが抑制でき、転写精度が向上できる。空気の噛み込みの防止のため、転写工程は減圧雰囲気下で行われてよい。
　転写工程において基材２１の一部が湾曲されるとき、第１モールド１０は平坦に支持されてよい。第１モールド１０が基材２１よりも曲げにくい場合に好適である。また、第１モールド１０の損傷を抑制したい場合に有効である。
　転写工程において、基材２１の一部は、基材２１を成形材料２２に押し付ける押付部材としての回転ロール１２に沿って湾曲される。この状態で、回転ロール１２と第１モールド１０とが相対的に移動することで、成形材料２２を介して第１モールド１０と基材２１とが徐々に接触する。
　転写工程では、基材２１に張力を印加することで、基材２１の一部を回転ロール１２に抱き付かせ、回転ロール１２に沿って湾曲させる。基材２１の湾曲部分の曲率半径が一定になりやすく、基材２１にかかる応力が一定になりやすい。
　分離工程は、第１モールド１０と凹凸層２３とを分離する。分離工程では、例えば凹凸層２３が形成された基材２１の一部を湾曲させながら凹凸層２３と第１モールド１０とを徐々に分離させてよい。分離に要する力が弱く、第１モールド１０の破損や凹凸層２３の破損が抑制できる。
　分離工程において基材２１の一部が湾曲されるとき、第１モールド１０は平坦に支持されてよい。第１モールド１０が基材２１よりも曲げにくい場合に好適である。また、第１モールド１０の損傷を抑制したい場合に有効である。
　分離工程において、基材２１の一部は、基材２１を凹凸層２３に押し付ける押付部材としての回転ロール１２に沿って湾曲される。この状態で、回転ロール１２と第１モールド１０とが相対的に移動することで、凹凸層２３と第１モールド１０とが徐々に分離する。
  分離工程において、基材２１に張力を印加することで、基材２１の一部を回転ロール１２に抱き付かせ、回転ロール１２に沿って湾曲させる。基材２１の湾曲部分の曲率半径が一定になりやすく、基材２１にかかる応力が一定になりやすい。
　このようにして、基材２１および基材２１上に形成される凹凸層２３を有する第２モールド２０が得られる。凹凸層２３の凹凸パターンは、第１モールド１０の凹凸パターンが反転したものである。
　ところで、第２モールド２０の製造時に、基材２１の温度が変化することがある。例えば、第２モールド２０の製造に熱インプリント法が用いられる場合、熱処理によって基材２１の温度が上昇したり下降したりする。また、第２モールド２０の製造に光インプリント法が用いられる場合、光硬化反応を促進するための熱処理によって、基材２１の温度が上昇したり下降したりする。また、光インプリント法では、光照射によって基材２１の温度が上昇することがある。このように、基材２１の温度が変化すると、基材２１の寸法が変化する。基材２１の温度変化が同じ場合、基材２１の大きさが大きいほど、基材２１の寸法変化が大きい。基材２１の寸法変化は、基材２１上に形成される凹凸層２３の寸法変化につながる。
　そこで、本実施形態では、基材２１として、樹脂シートではなく、薄板ガラスを用いる。これにより、温度変化に伴う基材２１の寸法変化が低減できる。ガラスの線膨張係数は、樹脂の線膨張係数よりも小さい。また、ガラスの熱収縮は、延伸成形された樹脂シートの熱収縮よりも小さい。温度変化に伴う基材２１の寸法変化が低減できるので、第２モールド２０の製造時における凹凸パターンの転写精度が良い。
　基材２１としての薄板ガラスの成形方法は、フロート法、フュージョンダウンドロー法、スリットダウンドロー法、リドロー法のいずれでもよい。また、薄板ガラスのガラスとしては、例えば無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、高シリカガラス、その他の酸化ケイ素を主な成分とする酸化物系ガラスなどが挙げられる。
　基材２１としての薄板ガラスの線膨張係数は、例えば０．５×１０－６／℃～１２×１０－６／℃であり、好ましくは２×１０－６／℃～１０×１０－６／℃である。ここで、「線膨張係数」とは、２０℃～３００℃における平均の線膨張係数をいう。
　基材２１としての薄板ガラスと第１モールド１０との線膨張係数差は、好ましくは５０×１０－６／℃以下であり、より好ましくは２０×１０－６／℃以下である。
　基材２１としての薄板ガラスの板厚は、例えば０．３ｍｍ以下であり、好ましくは０.２ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下である。また基材２１としての薄板ガラスの板厚は、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上である。板厚が０．３ｍｍ以下の薄板ガラスは、良好なフレキシブル性を有し、転写工程や分離工程で湾曲させることができる。板厚が０．３ｍｍ以下の薄板ガラスは、例えば曲率半径２００ｍｍに湾曲させた場合、割れずに湾曲させることができるが、板厚が０．３ｍｍより厚い場合、曲率半径２００ｍｍに湾曲させた場合、割れるおそれがある。
　尚、本実施形態の第２モールド２０の基材２１は、薄板ガラスのみで構成されるが、薄板ガラスを含んでいればよく、樹脂層をさらに含んでいてもよい。基材２１が樹脂シートのみで形成される場合に比べて、温度変化に伴う凹凸パターンの寸法変化が小さければよい。
　図２は、本発明の一実施形態による第２モールドを用いた物品の製造方法を示す断面図である。物品の製造方法は、第２モールド２０を用意する工程（図２（ａ））、塗布工程（図２（ｂ））、転写工程（図２（ｃ））、および分離工程（図２（ｄ））を備える。尚、第２モールド２０を用意する工程と、塗布工程とは、どちらの工程が先に行われてもよく、同時に行われてもよい。
　第２モールド２０は、表面に凹凸パターンを有する。第２モールド２０は、図２に示すように板状でもよいし、エンドレスベルト状でもよい。第２モールド２０は、分離工程（図２（ｄ））での離型性を高めるため、離型処理が施されたものであってよい。離型処理としては、フッ素コート処理、シリコーンコート処理などが挙げられる。
　塗布工程では、基材３１上に液状の成形材料３２を塗布する。尚、塗布工程では、第２モールド２０上に成形材料３２を塗布してもよい。成形材料３２は、第２モールド２０および基材３１のいずれに塗布しても、転写工程において第２モールド２０と基材３１との間に挟まれる。成形材料３２は、光インプリント法や熱インプリント法で用いられる一般的な材料であってよく、第２モールド２０の製造に用いられる成形材料２２と同じ種類の材料でも異なる種類の材料でもよい。
　基材３１は、ガラス、樹脂、および金属から選ばれる少なくとも１種類の材料で形成されるが、転写精度の観点から、第２モールド２０の基材２１との線膨張係数差の小さいガラスで形成されることが好ましい。
　基材３１は、ガラスの他に、樹脂、金属などで形成されてもよいが、ガラスのみで形成されることが好ましい。基材３１は、第２モールド２０の基材２１との線膨張係数差の観点から、基材２１と同じ種類のガラスで形成されてよい。
　基材３１は、基材３１と成形材料３２との密着を高める表面処理を施したものであってよい。表面処理としては、プライマー処理、オゾン処理、プラズマエッチング処理などが挙げられる。プライマーとしては、シランカップリング剤、シラザンなどが用いられる。
　転写工程では、例えば第２モールド２０の一部を湾曲させながら成形材料３２を介して基材３１と第２モールド２０とを徐々に接触させてよい。第２モールド２０と基材３１との間から空気が逃げやすく、空気の噛み込みが抑制でき、転写精度が向上できる。空気の噛み込みの防止のため、転写工程は減圧雰囲気下で行われてよい。
　転写工程において第２モールド２０の一部が湾曲されるとき、基材３１は平坦に支持されてよい。製品の一部となる基材３１の損傷が抑制できる。
　転写工程において、第２モールド２０の一部は、第２モールド２０を成形材料３２に押し付ける押付部材としての回転ロール１４に沿って湾曲される。この状態で、回転ロール１４と基材３１とが相対的に移動することで、成形材料３２を介して第２モールド２０と基材３１とが徐々に接触する。
　転写工程では、第２モールド２０に張力を印加することで、第２モールド２０の一部を回転ロール１４に抱き付かせ、回転ロール１４に沿って湾曲させる。第２モールド２０の湾曲部分の曲率半径が一定になりやすく、第２モールド２０にかかる応力が一定になりやすい。
　分離工程は、第２モールド２０と凹凸層３３とを分離する。分離工程では、例えば第２モールド２０の一部を湾曲させながら第２モールド２０と凹凸層３３とを徐々に分離させてよい。分離に要する力が弱く、第２モールド２０の破損や凹凸層３３の破損が抑制できる。
　分離工程において第２モールド２０の一部が湾曲されるとき、物品３０は平坦に支持されてよい。物品３０の損傷が抑制できる。
　分離工程において、第２モールド２０の一部は、第２モールド２０を成形材料３２に押し付ける押付部材としての回転ロール１４に沿って湾曲される。この状態で、回転ロール１４と基材３１とが相対的に移動することで、凹凸層３３と第２モールド２０とが徐々に分離する。
　分離工程において、第２モールド２０に張力を印加することで、第２モールド２０の一部を回転ロール１４に抱き付かせ、回転ロール１４に沿って湾曲させる。第２モールド２０の湾曲部分の曲率半径が一定になりやすく、第２モールド２０にかかる応力が一定になりやすい。
　このようにして、基材３１および基材３１上に形成される凹凸層３３を有する物品（例えば光学部材）３０が得られる。凹凸層３３の凹凸パターンは、第２モールド２０の凹凸パターンが反転したものであり、第１モールド１０の凹凸パターンと同じものである。
　ところで、物品３０の製造時に、第２モールド２０の温度が変化し、第２モールド２０の基材２１の寸法が変化することがある。基材２１の寸法変化は、基材２１上に形成された凹凸層２３の寸法変化につながる。
　そこで、本実施形態では、基材２１として、樹脂シートではなく、薄板ガラスを用いる。これにより、温度変化に伴う基材２１の寸法変化が低減できる。ガラスの線膨張係数は、樹脂の線膨張係数よりも小さい。また、ガラスの熱収縮は、延伸成形された樹脂シートの熱収縮よりも小さい。温度変化に伴う基材２１の寸法変化が低減できるので、物品３０の製造時における凹凸パターンの転写精度が良い。
　第２モールド２０の基材２１としての薄板ガラスと、物品３０の基材３１との線膨張係数差は、好ましくは５０×１０－６／℃以下であり、より好ましくは２０×１０－６／℃以下である。物品３０の基材３１は、上述の如く、第２モールド２０の基材２１との線膨張係数差の観点から、基材２１と同じ種類のガラスで形成されてよい。
　第２モールド２０を用いて製造される物品３０としては、例えばレンチキュラーレンズ部材、モスアイ型の反射防止部材、ワイヤグリッド型の偏光部材などの光学部材が挙げられる。
　レンチキュラーレンズ部材の凹凸層は、平面上に凸シリンドリカルレンズが多数配列された構造を有する。各凸シリンドリカルレンズは左目用の画像の光をユーザの左目に集光し、右目用の画像の光をユーザの右眼に集光する。凸シリンドリカルレンズのピッチは、数十μｍ～数百μｍである。
　尚、各凸シリンドリカルレンズは光源からの光を平行光とする役割を果たしてもよい。この場合、凸条のシリンドリカルレンズを１次元で配列する代わりに、マイクロレンズを２次元で配列してもよい。
　モスアイ型の反射防止部材の凹凸層は、平面上に錐状の凸部が多数突設された構造を有する。凸部は例えば六方格子状、準六方格子状、四方格子状、または準四方格子状に周期的に配列される。隣り合う凸部は、接していても離れていてもよく、凸部の裾部が重なるように配置されてもよい。凸部のピッチは可視光の波長以下に設定される。広い波長範囲で光反射率が低減される。
　ワイヤグリッド型の偏光部材の凹凸層は、平面上に凸条部が間隔をおいて多数配列された縞状の構造を有する。凸条部のピッチは、可視光の波長以下に設定される。各凸条部の先端部には金属線が形成される。金属線は、例えば凸条部の斜め上方から金属材料を蒸着することにより形成される。複数の金属線は、金属線に平行な方向に振動する電界ベクトルを持つ偏光を反射し、金属線に直交する方向に振動する電界ベクトルを持つ偏光を透過する。これにより、直線偏光が得られる。
　図３は、本発明の一実施形態による光学パネルの製造方法を示す断面図である。光学パネルの製造方法は、例えば光学部材３０を用意する工程（図３（ａ））、積層パネル４０を用意する工程（図３（ｂ））、および光学部材３０と積層パネル４０とを貼り合わせる工程（図３（ｃ））を備える。
　光学部材３０は、図２に示すように、第２モールド２０を用いてインプリント法で製造されたものである。光学部材３０は、図２（ｄ）および図３（ａ）に示すように、基材３１および基材３１上に形成される凹凸層３３を有する。
　積層パネル４０は、図３（ｂ）に示すようにカラーフィルター基板４１、液晶層４２、およびアレイ基板４３を備える。カラーフィルター基板４１は、カラーフィルター、透明電極などを内部に有する。アレイ基板４３は、ＴＦＴなどのアクティブ素子、サブ画素となる電極などを内部に有する。アレイ基板４３における液晶層４２とは反対側の面、カラーフィルター基板４１における液晶層４２とは反対側の面には、偏光板や視野角補正用の光学フィルムが貼合されてよい。
　光学部材３０は、図３（ｃ）に示すように、接着層５２を介して、例えば積層パネル４０の前面（バックライトとは反対側の面）に貼り付けられ、例えばカラーフィルター基板４１に貼り付けられる。
　このようにして、光学部材３０および積層パネル４０を含む光学パネル５０が得られる。尚、本実施形態の光学部材３０は、積層パネル４０とは別に設けられるが、積層パネル４０の一部として設けられてもよい。例えば、カラーフィルター基板またはアレイ基板が光学部材を含んでよい。
　以上、第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールドなどの実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態などに制限されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
　例えば、上記実施形態の光学パネル５０は、液晶パネルであるが、有機ＥＬパネル、または電子ペーパーであってもよい。また、上記実施形態の光学パネル５０は、画像を表示する画像表示パネルであるが、画像を表示しない照明パネルであってもよい。
　また、上記実施形態では、転写工程で成形材料２２、３２を固化した後、分離工程を行うが、分離工程後に成形材料を固化してもよい。
　また、上記実施形態では、第２モールド２０を用いて光学部材３０を製造するが、第２モールドを用いて第３モールドを製造してもよい。第３モールドは、光学部材３０の製造、または別のモールドの製造などに用いられる。
　また、上記実施形態では、第２モールド２０を用いて光学部材３０を製造するが、第２モールドを用いて製造する物品の種類は多種多様であってよい。例えば、免疫分析チップ、ＤＮＡ分析チップ、ＤＮＡ分離チップ、マイクロリアクター、第３モールドなどが挙げられる。第３モールドは、別の物品の製造に用いられる。第３モールドは第２モールドと同様に基材が薄板ガラスを含むものであってよい。
　また、上記実施形態では、光学部材３０を用いて光学パネルを製造するが、光学部材３０を用いて光学素子を製造してもよい。光学素子としては、撮像素子などが挙げられる。
　本出願は、２０１３年７月２３日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－１５２２９８号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１３－１５２２９８号の全内容を本出願に援用する。
１０　第１モールド
２０　第２モールド
２１　基材
２２　成形材料
２３　凹凸層
３０　物品（光学部材）
３１　基材
３２　成形材料
３３　凹凸層
４０　積層パネル
４１　カラーフィルター基板
４２　液晶層
４３　アレイ基板
５０　光学パネル

Claims (10)

  1. 　第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールドであって、
    　基材と、
    　該基材上に形成され、前記第１モールドの凹凸パターンを転写した凹凸層とを有し、
    　前記基材が薄板ガラスを含む、第２モールド。
  2. 　前記薄板ガラスの板厚が０．３ｍｍ以下である、請求項１に記載の第２モールド。
  3. 　第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールドの製造方法であって、
    　前記第１モールドと基材との間に成形材料を挟み、前記第１モールドの凹凸パターンを転写した凹凸層を前記基材上に形成する転写工程を含み、
    　前記基材が薄板ガラスを含む、第２モールドの製造方法。
  4. 　前記薄板ガラスの板厚が０．３ｍｍ以下である、請求項３に記載の第２モールドの製造方法。
  5. 　第１モールドの凹凸パターンを転写した第２モールドを用いた物品の製造方法であって、
    　前記第２モールドの凹凸パターンを転写する転写工程を含み、
    　前記第２モールドは基材および該基材上に形成される凹凸層を有し、該凹凸層は前記第１モールドの凹凸パターンを転写したものであり、前記基材が薄板ガラスを含む、物品の製造方法。
  6. 　前記薄板ガラスの板厚が０．３ｍｍ以下である、請求項５に記載の物品の製造方法。
  7. 　請求項５または６に記載の物品の製造方法により得られた光学部材を用いて光学パネルを製造する、光学パネルの製造方法。
  8. 　前記光学パネルは、液晶パネル、有機ＥＬパネルまたは電子ペーパーである、請求項７に記載の光学パネルの製造方法。
  9. 　請求項５または６に記載の物品の製造方法により得られた光学部材を用いて光学素子を製造する、光学素子の製造方法。
  10. 　前記光学素子は撮像素子である、請求項９に記載の光学素子の製造方法。
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