微細(xì)凹凸圖案基材、模具以及線柵偏振片的制作方法

專利名稱：微細(xì)凹凸圖案基材、模具以及線柵偏振片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在表面具有格子狀凹凸形狀的微細(xì)凹凸圖案基材，特別是涉及通過(guò)多次轉(zhuǎn)印而形成的微細(xì)凹凸圖案基材。
背景技術(shù)：
由于近年來(lái)的光刻技術(shù)的進(jìn)步，形成具有光的波長(zhǎng)程度的周期的微細(xì)結(jié)構(gòu)(微細(xì)凹凸圖案)成為可能。特別是具有Iy m以下的周期的微細(xì)凹凸圖案的構(gòu)件或制品不僅在半導(dǎo)體領(lǐng)域在光學(xué)領(lǐng)域其利用范圍也比較廣，是非常地有用的。例如，在基板上金屬等的導(dǎo)電體線以特定的周期排列成格子狀的線柵，如果在其周期長(zhǎng)度比入射光(例如，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)400nm 800nm)小的情況下(例如，2分之I以下)，由于相對(duì)于導(dǎo)電體線平行地振動(dòng)的電場(chǎng)矢量成分大部分被反射，垂直的電場(chǎng)矢量成分大部分透射，因此能夠作為產(chǎn)生單一偏振光的線柵偏振片使用。由于這樣的線柵偏振片能夠反射未透射的光進(jìn)行再利用，從光的有效利用的觀點(diǎn)來(lái)看是較為理想的偏振片。特別是若能適用于在電視等的大型液晶顯示裝置中所使用的偏振片的話，從節(jié)能的觀點(diǎn)來(lái)看是非常理想的。[0004]但是，以現(xiàn)在的光刻技術(shù)均一地制作大面積且具有波長(zhǎng)以下的周期的微細(xì)凹凸光柵是困難的。例如，以石英等的硅系材料得到的微細(xì)凹凸母版的大小，即使是尺寸大的也僅有為通用的尺寸的直徑12英寸的晶圓尺寸。作為廉價(jià)地制作線柵偏振片的方法，已知有利用納米壓印法由母版連續(xù)地制作微細(xì)凹凸圖案，進(jìn)一步用真空蒸鍍法等在該微細(xì)凹凸圖案上形成金屬細(xì)線的方法。然而，由于以現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法得到具有比母版大的面積的微細(xì)凹凸圖案，因此也就不能作為大型液晶顯示裝置的偏振片使用。制作比通用的12英寸面積大的母版時(shí)，巨大的光學(xué)系統(tǒng)、用于保證位置精度的高級(jí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等的設(shè)備成為新的需要，從生產(chǎn)成本的觀點(diǎn)來(lái)看，產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值較低。因此，提出有幾個(gè)由小的母版制作大面積的母版的方法，例如，舉例有平鋪法(夕、^法)。關(guān)于平鋪法，是用光聚合法(PhotoPolymerization法)等由小的母版制作多塊復(fù)制版，將這些復(fù)制版切成規(guī)定的形狀，并使這些復(fù)制版呈瓷磚狀并排鋪設(shè)且多面相連從而作成大面積的母版。然而，復(fù)制版的端面之間的高低差異、角度等的位置匹配、各復(fù)制版之間的接合部的樹(shù)脂的填充的控制非常不容易，由于連接處的不良狀況所引起的轉(zhuǎn)印時(shí)的高低差異(毛刺)，存在有接合部被明確地分辨這樣的問(wèn)題。另外，提出有搭配利用uv轉(zhuǎn)印法和XY載物臺(tái)的分步重復(fù)法(wm、y K -j一卜法)(專利文獻(xiàn)I)。該分步重復(fù)法中，用XY載物臺(tái)對(duì)母版(模具)進(jìn)行定位，依次進(jìn)行向模具的樹(shù)脂的填充和從模具向基板的樹(shù)脂的UV轉(zhuǎn)印，通過(guò)進(jìn)行多次轉(zhuǎn)印得到大面積的母版。然而，將分步重復(fù)法適用于大面積的圖案時(shí)，在向模具和基板之間的樹(shù)脂的填充過(guò)程中，樹(shù)脂從模具端面溢出，如果這些溢出的樹(shù)脂存在于相鄰的圖案之間的話，圖案間的連接精度將下降。[0008]另外，一般來(lái)說(shuō)，納米壓印時(shí)的樹(shù)脂的擴(kuò)散難以在模具端面進(jìn)行控制，存在樹(shù)脂向模具端面的外側(cè)溢出而形成溢出樹(shù)脂的情況。如果存在這樣的溢出樹(shù)脂的話，難以使相鄰的照射部分之間(轉(zhuǎn)印區(qū)域之間)的圖案接近到所希望的距離。因此，存在制作沒(méi)有視覺(jué)辨認(rèn)性的大面積的圖案較為困難這樣的問(wèn)題。另外，還提出有通過(guò)利用溢出的樹(shù)脂進(jìn)行再次轉(zhuǎn)印使圖案之間重疊轉(zhuǎn)印的多面相連的凹凸圖案制造方法(專利文獻(xiàn)2)。該凹凸圖案制造方法中，由于能夠使形成凹凸圖案的部位連續(xù)地形成，在為了抑制圖案接合部的視覺(jué)辨認(rèn)性方面是比其它的方法更加適宜的方法。然而，僅通過(guò)簡(jiǎn)單地涂布樹(shù)脂的工序難以進(jìn)行邊界連續(xù)部分的高低差異的控制，因此，形成在圖案接合部沒(méi)有視覺(jué)辨認(rèn)性的微細(xì)凹凸圖案是困難的?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利第7077992號(hào)說(shuō)明書(shū)專利文獻(xiàn)2:日本專利第4112279號(hào)公報(bào)

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型要解決的課題本實(shí)用新型是鑒于以上所述的問(wèn)題點(diǎn)而研發(fā)的，其目的在于提供一種能夠降低微細(xì)凹凸圖案的圖案接合部的高低差異、光學(xué)特性優(yōu)異的微細(xì)凹凸圖案基材。解決課題的手段本實(shí)用新型的發(fā)明人們?yōu)榱私鉀Q上述課題進(jìn)行了刻苦的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)即使是通過(guò)多次的轉(zhuǎn)印而制造的微細(xì)凹凸圖案基材，通過(guò)將相鄰的微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案接合部的高低差抑制到與微細(xì)凹凸圖案基材的凸部的高度相當(dāng)，則圖案接合部的高低差不會(huì)被視覺(jué)辨認(rèn)光學(xué)特性優(yōu)良。本實(shí)用新型的微細(xì)凹凸圖案基材，在表面具有周期性排列的格子狀凹凸形狀，且具有至少700cm2的面積，所述格子狀凹凸形狀包括第一微細(xì)凹凸圖案部、第二微細(xì)凹凸圖案部，以及第一微細(xì)凹凸圖案部和第二微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案接合部，凸部的間距為300nm以下，凸部的高度為IOOOnm以下。本實(shí)用新型的微細(xì)凹凸圖案基材，優(yōu)選的情況為，在所述圖案接合部的50%以上的區(qū)域，所述第一微細(xì)凹凸圖案部和所述第二微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案高低差為IOOOnm以下。本實(shí)用新型的微細(xì)凹凸圖案基材，優(yōu)選的情況為，所述微細(xì)凹凸圖案基材由固化了的樹(shù)脂組成物和基底基材構(gòu)成。本實(shí)用新型的模具具有上述的微細(xì)凹凸圖案基材的反轉(zhuǎn)形狀圖案。本實(shí)用新型的微細(xì)凹凸圖案基材，優(yōu)選的情況為，所述微細(xì)凹凸圖案基材具有權(quán)上述的微細(xì)凹凸圖案基材的反轉(zhuǎn)形狀圖案。本實(shí)用新型的線柵偏振片包括上述的微細(xì)凹凸圖案基材，以及設(shè)置在該微細(xì)凹凸圖案基材上的金屬膜。實(shí)用新型的效果根據(jù)本實(shí)用新型能夠提供一種能夠降低微細(xì)凹凸圖案的圖案接合部分的高低差異、光學(xué)特性優(yōu)異的微細(xì)凹凸圖案基材。

圖1的(a) (d)是本實(shí)用新型的實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法的第一微細(xì)凹凸圖案部的制造工序的說(shuō)明圖。圖2的(a) (d)是本實(shí)用新型的實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法的第二微細(xì)凹凸圖案部的制造工序的說(shuō)明圖。符號(hào)的說(shuō)明101基底基材102、103樹(shù)脂組成物111第一微細(xì)凹凸圖案部112第二微細(xì)凹凸圖案部113圖案接合部201圖案母版301刮棒涂布機(jī)
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材具有至少700cm2以上的面積，在表面上具有周期性地排列的格子狀凹凸形狀。微細(xì)凹凸圖案基材的格子狀凹凸形狀，通過(guò)由圖案母版的兩次的轉(zhuǎn)印而設(shè)置，包括設(shè)置于第I次的轉(zhuǎn)印區(qū)域的第一微細(xì)凹凸圖案部、設(shè)置于與第一微細(xì)凹凸圖案部相鄰的第2次的轉(zhuǎn)印區(qū)域的第二微細(xì)凹凸圖案部、以及第一微細(xì)凹凸圖案部和第二微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案接合部。另外，微細(xì)凹凸圖案基材的格子狀凹凸形狀，凸部的間距為300nm以下，凸部的高度為IOOOnm以下。以下，對(duì)本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。(I)微細(xì)凹凸圖案基材(微細(xì)凹凸膜)本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材是通過(guò)固化樹(shù)脂組成物得到的。作為樹(shù)脂組成物，可以例舉能夠忠實(shí)地轉(zhuǎn)印微細(xì)凹凸圖案的樹(shù)脂組成物，例如，丙烯酸類、環(huán)氧類、聚氨酯類等的紫外線(UV)固化性樹(shù)脂或熱固化性樹(shù)脂等。紫外線固化性樹(shù)脂、熱固化性樹(shù)脂等的樹(shù)脂組成物被涂布在玻璃等的無(wú)機(jī)物材料或者熱塑性樹(shù)脂等的基底基材上。在作為微細(xì)凹凸圖案基材使用的樹(shù)脂組成物中，為了調(diào)整樹(shù)脂組成物的表面張力使得其與基底基材的表面張力的值接近，添加在骨架上具有親水基、極性基的單體或添加齊U。例如，在丙烯酸類紫外線固化樹(shù)脂中，為了提高親水性添加規(guī)定量的在骨架中具有羥基的單體等，組合可以任意地實(shí)施。關(guān)于本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材(微細(xì)凹凸膜)，格子狀凹凸形狀具有周期結(jié)構(gòu)，只要周期的間距為300nm以下、周期的高度為IOOOnm以下，沒(méi)有特別地限定。周期結(jié)構(gòu)也可以是由多個(gè)周期構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。如果周期結(jié)構(gòu)為在特定方向上延伸的凹凸形狀的話，能夠作為用于制作線柵偏振片的基材使用，如果是在特定方向上延伸的凹凸形狀的話，在制造微細(xì)凹凸圖案時(shí)，由于在基底基材上涂布的樹(shù)脂組成物沿著凹部擴(kuò)散，樹(shù)脂的流動(dòng)性變得更均一，能夠進(jìn)行沒(méi)有細(xì)微偏差的涂布。另外，當(dāng)接合在特定方向上延伸的凹凸形狀時(shí)，由于能夠正確地控制第一微細(xì)凹凸圖案部和第二微細(xì)凹凸圖案部各自的凹凸形狀的延伸方向所成的角度，所以能夠提高圖案接合精度。也能夠進(jìn)行控制使得第一微細(xì)凹凸圖案和第二微細(xì)凹凸圖案各自的凹凸形狀的延伸方向?yàn)橥环较?，通過(guò)這樣的控制，能夠得到更加難以視覺(jué)辨認(rèn)的微細(xì)凹凸圖案。另外，關(guān)于本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材，由于周期結(jié)構(gòu)具有在表面內(nèi)的2維方向上排列的凹凸形狀，因此能夠作為帶有防反射功能的膜來(lái)使用。對(duì)于微細(xì)凹凸格子的凸部、凹部的截面形狀沒(méi)有限制，例如它們的截面形狀可以例舉為梯形、矩形、方形、三角形、柱形、錐形、棱鏡狀或半圓形等的正弦波形狀等。凸部的間距為300nm以下的話，沒(méi)有從特定方向觀察時(shí)的由衍射光引起的著色，能夠適合于實(shí)際使用。凸部的高度為IOOOnm以下的話，通過(guò)多次的轉(zhuǎn)印形成的圖案接合部難以視覺(jué)辨認(rèn)，因此較為理想，為500nm以下的話，會(huì)成為大致透明的，因此更為理想，為200nm以下的話，將完全不能視覺(jué)辨認(rèn)，因此最為理想。另外，本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材具有700cm2以上的面積。微細(xì)凹凸圖案基材的面積為700cm2以上的話，能夠作為A4尺寸以上的顯示器等的光學(xué)材料使用，因此利于實(shí)用。<微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法>接著,參照?qǐng)D1的(a) (d)以及圖2的(a) (d)對(duì)本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法包括以下工序:在基底基材上涂布樹(shù)脂組成物的第一涂布工序；在通過(guò)第一涂布工序涂布在基底基材上的樹(shù)脂組成物上轉(zhuǎn)印圖案母版的凹凸圖案而形成第一微細(xì)凹凸圖案部的第一轉(zhuǎn)印工序；在基底基材上的包括第一微細(xì)凹凸圖案部的一端部的區(qū)域涂布樹(shù)脂組成物的第二涂布工序；以及，在通過(guò)第二涂布工序涂布在基底基材上的樹(shù)脂組成物上轉(zhuǎn)印圖案母版的凹凸圖案而形成第二微細(xì)凹凸圖案部的第二轉(zhuǎn)印工序。首先，參照?qǐng)D1的(a) (d)對(duì)第一微細(xì)凹凸圖案部的制造工序進(jìn)行說(shuō)明。圖1的(a) (d)是本實(shí)用新型的實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法的第一微細(xì)凹凸圖案部的制造工序的說(shuō)明圖。如圖1的(a)所示，本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材設(shè)于基底基材101上?；谆?01具有設(shè)有第一微細(xì)凹凸圖案部111 (參照?qǐng)D2的(d))的區(qū)域al和設(shè)有第二微細(xì)凹凸圖案部112 (參照?qǐng)D2的(d))的區(qū)域a3。另外，基底基材101具有在區(qū)域al和區(qū)域a3之間設(shè)有第一微細(xì)凹凸圖案部111和第二微細(xì)凹凸圖案部112的圖案接合部113 (參照?qǐng)D2的(d))的區(qū)域a2。首先，如圖1的(a)所示，在第一涂布工序中，在基底基材101表面的區(qū)域al涂布樹(shù)脂組成物102，通過(guò)刮棒涂布機(jī)301朝向基底基材101的一端側(cè)在基底基材101表面上拉伸樹(shù)脂組成物102。其結(jié)果如圖1的(b)所示，在基底基材101的區(qū)域al，樹(shù)脂組成物102的厚度變得均勻，在從樹(shù)脂組成物102的涂布端(區(qū)域al的端部)的區(qū)域a2中，樹(shù)脂組成物102因其自重而擴(kuò)散，厚度變得不均勻。接著，如圖1的(C)所不,在第一轉(zhuǎn)印工序中，使基底基材101上的樹(shù)脂組成物102的區(qū)域al和區(qū)域a2附著到表面上形成有微細(xì)凹凸圖案的母版201的微細(xì)凹凸圖案形成面?zhèn)蒛。接著，如圖1的(d)所示，通過(guò)加熱或從基底基材101側(cè)的光照射固化樹(shù)脂組成物102形成第一微細(xì)凹凸圖案部111。在第一涂布工序中，使用相對(duì)于基底基材101浸潤(rùn)性、粘著性、以及微細(xì)凹凸圖案的轉(zhuǎn)印性良好的樹(shù)脂組成物102，將未固化的樹(shù)脂組成物102在基底基材101上均勻且盡可能薄地涂布尤為重要。另外，樹(shù)脂組成物102被涂布成固化后的區(qū)域al的樹(shù)脂組成物102的厚度為5 μ m以下(參照?qǐng)D1的hi)。例如，能夠通過(guò)# 2規(guī)格的刮棒涂布機(jī)301等將利用滴涂器定量涂布成直線狀的樹(shù)脂組成物102均勻地涂布。另外，在第一涂布工序中，在區(qū)域a2，被涂布在基底基材101上的樹(shù)脂組成物102通過(guò)自重?cái)U(kuò)散，從樹(shù)脂組成物102的涂布端向基底基材101的另一端樹(shù)脂組成物102的厚度減少。因此，如后述那樣，通過(guò)使基底基材101的表面張力和樹(shù)脂組成物的表面張力在適當(dāng)?shù)姆秶軌蚩刂仆坎加诨谆?01上的樹(shù)脂組成物102擴(kuò)散，所以能夠降低第一微細(xì)凹凸圖案部和第二微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案高低。如此，本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法，由于能夠降低第一微細(xì)凹凸圖案部和第二微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案高低差，因此光學(xué)特性優(yōu)良，從而能夠得到大面積的微細(xì)凹凸圖案基材。在第一轉(zhuǎn)印工序中，如圖1的(C)所示，通過(guò)將圖案母版201配置在下部，使基底基材101從上部接觸母版201，區(qū)域a2的樹(shù)脂組成物102進(jìn)一步通過(guò)基材和樹(shù)脂自身的自重?cái)U(kuò)散。接著，通過(guò)之后的加熱或者光照射樹(shù)脂組成物102形成固化層。此時(shí)，區(qū)域al的樹(shù)脂組成物102的固化層和區(qū)域a2的樹(shù)脂組成物之間的邊界部無(wú)法視覺(jué)辨認(rèn)。另外能夠使固化后的區(qū)域a2的端部的樹(shù)脂組成物的厚度(h2)為IOOOnm以下。首先，參照?qǐng)D2的(a) 圖2的(d)對(duì)第二微細(xì)凹凸圖案部的形成進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖2的(a)所示，在第二涂布工序中，在區(qū)域a3涂布樹(shù)脂組成物103，利用刮棒涂布機(jī)301等從第一微細(xì)凹凸圖案部111的端部附近向基底基材101的另一端，與第一微細(xì)凹凸圖案部111的形成時(shí)同樣地直線狀地定量涂布樹(shù)脂組成物103。區(qū)域a3的未固化的塗布工作是利用刮棒涂布機(jī)301進(jìn)行均勻涂布以使得樹(shù)脂組成物103的固化后的厚度為5 μ m以下。如圖2的(b)所示，在區(qū)域a3樹(shù)脂組成物103的厚度變得均勻。另外，在區(qū)域a2，樹(shù)脂組成物103通過(guò)自重?cái)U(kuò)散，厚度變得不均勻，并且樹(shù)脂組成物103擴(kuò)散到第一微細(xì)凹凸圖案部111的端部上。這里，在區(qū)域a2，由于樹(shù)脂組成物103通過(guò)自重?cái)U(kuò)散，從樹(shù)脂組成物103的涂布端向基底基材101的一端側(cè)(第一微細(xì)凹凸圖案部111)，樹(shù)脂組成物103的量減少。即，在第二涂布工序中，相對(duì)于從第一微細(xì)凹凸圖案部111向第二微細(xì)凹凸圖案部112厚度減少的第一微細(xì)凹凸圖案部111的端部，從第二微細(xì)凹凸圖案部112向第一微細(xì)凹凸圖案部111樹(shù)脂組成物103的涂布量減少。由此，區(qū)域a2的樹(shù)脂組成物102、103的涂布量的總和與第一微細(xì)凹凸圖案部111的樹(shù)脂組成物102的涂布量以及第二微細(xì)凹凸圖案部112的樹(shù)脂組成物103的涂布量幾乎相同，因此，能夠降低第一微細(xì)凹凸圖案部111和第二微細(xì)凹凸圖案部112之間的圖案接合部113的高低差。接著，如圖2的(C)所示，通過(guò)將圖案母版201配置在下側(cè)，使基底基材101上的樹(shù)脂組成物103與圖案母版201的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)面接觸，區(qū)域a3的樹(shù)脂組成物103進(jìn)一步通過(guò)基材和樹(shù)脂自身的自重?cái)U(kuò)散，通過(guò)之后的加熱或者光照射樹(shù)脂組成物103形成固化層。此時(shí)，樹(shù)脂組成物103的區(qū)域a2的固化層和區(qū)域a3的固化層之間的邊界部無(wú)法視覺(jué)辨認(rèn)。通過(guò)以上的工序，形成固化后的區(qū)域a2端部的厚度(h3)為IOOOnm以下的第二微細(xì)凹凸圖案部112 (參照?qǐng)D2的(d))。對(duì)于在特定方向延伸的凹凸形狀，作為相對(duì)于第一微細(xì)凹凸圖案部111的第二轉(zhuǎn)印工序的轉(zhuǎn)印方向，有在基底基材101平面上在與凹凸形狀的延伸方向相垂直的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)印的方法，和在凹凸形狀的延伸方向進(jìn)行轉(zhuǎn)印的方法，其中優(yōu)選在與凹凸形狀的延伸方向相垂直的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)印的方法。通過(guò)重復(fù)以上的第一以及第二微細(xì)凹凸圖案形成工序兩次以上，能夠得到具有700cm2以上的面積的大面積的微細(xì)凹凸圖案基材。本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法中，圖案母版201的微細(xì)凹凸圖案形狀為，凸部的高度優(yōu)選為IOOOnm以下，更優(yōu)選為500nm以下，最優(yōu)選為200nm以下。這是為了使轉(zhuǎn)印后的第一微細(xì)凹凸圖案部和第二微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案接合部分的圖案高低差為高度IOOOnm以下。另外，本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法中，作為圖案母版201的微細(xì)凹凸圖案形狀，例如有在特定方向上延伸的格子狀凹凸形狀、在面內(nèi)具有3次對(duì)稱或者4次對(duì)稱的周期性的蛾眼型形狀等。另外，圖案母版201為具有凸部的周期為300nm以下的周期性的微細(xì)凹凸形狀。通過(guò)使凸部的周期為300nm以下，在通常視野的光的衍射不會(huì)發(fā)生，因此能夠作為光學(xué)材料適用。在此，具有周期性的圖案的延伸方向和重疊轉(zhuǎn)印的方向沒(méi)有被特別規(guī)定。在本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法中，通過(guò)高精度地控制涂布工作的涂液量，利用滴涂器以及刮棒涂布機(jī)均勻地進(jìn)行薄膜涂布工作，能夠使圖案接合部113的圖案高低差基本一律為IOOOnm以下。另外，本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法中，利用定量涂布裝置被涂布成直線狀的液體因其自重而擴(kuò)散，利用該擴(kuò)散形成界面，因此圖案接合部113的蜿蜒較少，能夠形成視覺(jué)辨認(rèn)性小的圖案接合部113。進(jìn)一步，本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法中，第一微細(xì)凹凸圖案部111的形成所使用的樹(shù)脂組成物102和第二微細(xì)凹凸圖案部112的形成所使用的樹(shù)脂組成物103為相同的樹(shù)脂組成物的情況較為理想。由此，區(qū)域a2的固化后的樹(shù)脂組成物102和在第二涂布工序中涂布在固化后的樹(shù)脂組成物102上的未固化的樹(shù)脂組成物103為相同的樹(shù)脂組成物。因此，浸潤(rùn)性、粘著性非常優(yōu)良，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)由自重引起的擴(kuò)散而展寬后的接合部的圖案接合部的高低差抑制在IOOOnm以下，基本全部的圖案接合部113的高低差與轉(zhuǎn)印的微細(xì)凹凸圖案的凸部的高度相一致。本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材中，圖案接合部的高低差在50%以上的范圍內(nèi)為IOOOnm以下的情況較為理想，在90%以上的范圍內(nèi)為IOOOnm以下時(shí)更為理想。特別是，本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材中，在第一微細(xì)凹凸圖案部111和第二微細(xì)凹凸圖案部112之間的圖案接合部113有高低差(接縫)的情況下，通過(guò)在由高低差產(chǎn)生的面上的光的反射，可以視覺(jué)辨認(rèn)高低差的存在。因此，高低差的高低差越小則視覺(jué)辨認(rèn)性越低，因此使圖案接合部113的高低差為IOOOnm以下的情況較為理想。另外，由圖案接合部113的高低差引起微弱的視覺(jué)辨認(rèn)性的主要原因是光散射，具有與發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)光的波長(zhǎng)相同程度的粒徑的微粒所引起的散射主要為Mie散射，該區(qū)域的散射在粒徑與光的波長(zhǎng)大致相等時(shí)示出較大的值。另一方面，比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)更小的微粒所引起的散射主要為瑞利散射。該區(qū)域的散射與粒徑的6次方成比例。因此，粒徑變小的話散射將急劇變小，透明性增加，可見(jiàn)光波長(zhǎng)的1/4以下的粒徑能夠得到高透明性。為了降低該散射光提高圖案接合部113的透明性，使圖案接合部113的高低差為500nm以下的情況更為理想，為了特別地降低高低差的視覺(jué)辨認(rèn)性，使圖案接合部113的高低差為200nm以下的情況最為理想。接著，對(duì)本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法所使用的樹(shù)脂組成物進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法中，為了使未固化樹(shù)脂組成物102、103在基底基材101上充分?jǐn)U散、浸潤(rùn)擴(kuò)展，需要選擇樹(shù)脂組成物使得基底基材101的表面張力值和組成物102、103的表面張力值為接近的值。在本實(shí)用新型中，調(diào)整未固化樹(shù)脂的組成，使得涂布的樹(shù)脂組成物的固化后的表面張力的值，基于從3個(gè)溶劑(水、α-溴萘、二碘甲烷)的3種的與溶劑的接觸角通過(guò)北崎.畑理論算出的表面張力的分散力成分(非極性成分:Y a)、偶極子成分(極性成分:Yb)、氫鍵(Y C)，成為和基底基材101的表面張力值相近的值。在本實(shí)施形態(tài)中，樹(shù)脂組成物的固化后的表面張力的值(Yal、YbU Ycl)和基底基材101的表面張力(Ya2、yb2, YC2)中的分散力成分的差分為I Yal — Ya2 I< 1.4mN/m，而且，為了賦予由自重引起的擴(kuò)散性，優(yōu)選將表面張力值的偶極子成分(極性成分)的差分調(diào)整為I Ybl — yb2 I <2.0mN/m。為了提高基底基材101與未固化樹(shù)脂的親和性，使得涂布厚度為5μπι以下，更優(yōu)選調(diào)整為I Ybl — yb2 I < 1.0mN/m，為了均勻地、無(wú)凹陷等地缺陷地涂布，最優(yōu)選為使得I Ybl — Y b2 I <0.5mN/m。
為了調(diào)整涂布的樹(shù)脂組成物的表面張力，使用能夠忠實(shí)地轉(zhuǎn)印微細(xì)凹凸的丙烯酸酯類紫外線固化樹(shù)脂作為樹(shù)脂組成物。由此，既能夠維持作為納米壓印樹(shù)脂的圖案轉(zhuǎn)印性，同時(shí)也能控制與基底基材101的浸潤(rùn)性。在丙烯酸酯類紫外線固化樹(shù)脂中，為了控制與基底基材101的浸潤(rùn)性而使用的親水性丙烯酸單體最為優(yōu)選。具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選含有以如下述一般式(I)或者下述一般式(2)所示的丙烯酸單體的聚合物作為主成分的樹(shù)脂組成物。在下述一般式(I)或者下述一般式(2)中，從粘度的觀點(diǎn)出發(fā)作為官能團(tuán)R優(yōu)選具有極性基的碳數(shù)I 碳數(shù)5的官能團(tuán)。作為極性基優(yōu)選從由羥基、羧基、羰基、氨基、硝基以及羧酸酯基組成的組中選擇至少I個(gè)官能團(tuán)。其中，極性基優(yōu)選為羥基，作為具體的化合物優(yōu)選，例如，HPMA (中文:甲基丙烯酸-2-輕丙酯；英文:2_HydroxypropyIMethacryIate ；日文:2-匕F' 口今'> 7?？谪?。；U夕夕'J > 一卜)、BHEA (中文:丙烯酸-2-羥基乙酯；英文:2-HydroxyethyIAcryIate ;日文:2 —匕卜''口今 '> 工 f 卟 7* 夕 ” 一卜)、HPA (中文:丙烯酸 _2_ 輕基丙酯；英文:2-HydroxypropyIAcryIate ;日文:2 — b 卜''口 # 7?？谪?。卟 7* 夕丨J> 一卜)。化2通式(I)CH2=CH-COO-R通式(2)CH2=C (CH3) -COO-R本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材中，優(yōu)選情況為，含有表面張力的分散力成分不同的至少兩個(gè)成分，表面張力的分散力成分最大的成分和表面張力的分散力成分最小的成分之間的表面張力的差分為1.4mN/m以下。如此，通過(guò)控制分散力成分不同的成分的表面張力，能夠?qū)⑽垂袒瘶?shù)脂極薄地涂布在基材上，通過(guò)使基材位于上側(cè)、使其與下側(cè)的母版接觸的的工序，無(wú)需在基材和模具母版之間施加多余的加壓，僅通過(guò)由基材和樹(shù)脂的自重引起的擴(kuò)散力來(lái)控制涂布樹(shù)脂厚度，能夠均勻地形成與模具的凹凸圖案深度相當(dāng)?shù)母叩筒畛潭鹊奈⒓?xì)凹凸圖案層。另外，本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材中，優(yōu)選情況為，含有表面張力的偶極子成分不同的至少兩個(gè)成分，表面張力的偶極子成分最大的成分和表面張力的偶極子成分最小的成分之間的表面張力的差分為2mN/m以下。如此，通過(guò)控制偶極子成分不同的成分的表面張力，能夠?qū)⑽垂袒瘶?shù)脂極薄地涂布在基材上，通過(guò)使基材位于上側(cè)、使其與下側(cè)的模具母版接觸的的工序，無(wú)需在基材和模具母版之間施加多余的加壓，僅通過(guò)由基材和樹(shù)脂的自重引起的擴(kuò)散力控制涂布樹(shù)脂厚度，因此，能夠均勻地形成與模具的凹凸圖案深度相當(dāng)?shù)母叩筒畛潭鹊奈⒓?xì)凹凸圖案層。在本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的制造方法中，除了所述第一微細(xì)凹凸圖案部111、以及第二微細(xì)凹凸圖案部112的形成之外，為了使第二微細(xì)凹凸圖案部112的另一端部(未圖示)與未固化的樹(shù)脂組成物的端部重疊，還可以進(jìn)一步進(jìn)行涂布工序以及轉(zhuǎn)印工序。如此，通過(guò)同樣地反復(fù)由圖案母版201的轉(zhuǎn)印，在多次轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印時(shí)無(wú)需加壓，能夠利用由未固化的樹(shù)脂組成物的自重引起的擴(kuò)散，因此，能夠得到圖案接合部113的線性。因此，具有防止轉(zhuǎn)印時(shí)的加壓引起的微細(xì)凹凸圖案的損傷的產(chǎn)生。對(duì)于具有周期性的微細(xì)凹凸圖案的延伸方向和重疊轉(zhuǎn)印的方向沒(méi)有特別的規(guī)定，從圖案接合部113的高低差難以視覺(jué)辨認(rèn)的觀點(diǎn)出發(fā)，大致在微細(xì)凹凸圖案的周期性不會(huì)被破壞的方向上轉(zhuǎn)印較為理想。接著，對(duì)本實(shí)用新型所涉及的模具進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)用新型所涉及的模具是將上述的微細(xì)凹凸圖案作為原型，通過(guò)進(jìn)行電解電鍍等將微細(xì)凹凸圖案的反轉(zhuǎn)形狀圖案轉(zhuǎn)印而得至IJ。另外，由通過(guò)多次的轉(zhuǎn)印而面積擴(kuò)大了的、具有至少一個(gè)圖案接合部的微細(xì)凹凸圖案基材制作模具，由此，能夠大量地轉(zhuǎn)印所述微細(xì)凹凸圖案基材。以下，對(duì)本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案賦予基材進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)用新型所涉及的微細(xì)凹凸圖案賦予基材是將所述微細(xì)凹凸圖案基材作為原型通過(guò)轉(zhuǎn)印反轉(zhuǎn)形狀圖案而得到的。例如，由通過(guò)多次的轉(zhuǎn)印而面積擴(kuò)大了的、具有至少一個(gè)圖案接合部的微細(xì)凹凸圖案基材，制作具有反轉(zhuǎn)凹凸圖案的、以有機(jī)、無(wú)機(jī)材料為主成分的微細(xì)凹凸圖案賦予基材(模具圖案)，由此，能夠大量地復(fù)制所述微細(xì)凹凸圖案基材。通過(guò)在通過(guò)這樣的多次的轉(zhuǎn)印而形成的大面積的微細(xì)凹凸圖案形狀基材上，或者在由具有這些的反轉(zhuǎn)凹凸圖案形狀的模具等復(fù)制得到的大面積的微細(xì)凹凸圖案基材上，以直線狀形成具有反射性的金屬而得到的線柵偏振片，在正交尼科耳時(shí)不漏光，且重疊部分無(wú)視覺(jué)辨認(rèn)性，能夠作為大面積反射型偏振片使用。(2)線柵偏振片接著，對(duì)使用所述實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材的線柵偏振片進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施形態(tài)所涉及的線柵偏振片包括:具有在特定方向上延伸的格子狀凹凸形狀的上述微細(xì)凹凸圖案基材，以及被設(shè)置成與具有格子狀凹凸形狀的基材凸部的一個(gè)方向側(cè)的側(cè)面相接的、延伸到基材凸部頂部的上方的金屬膜(金屬線)。另外，本實(shí)用新型所涉及的線柵偏振片中，相對(duì)于設(shè)置于基材上的在特定方向上延伸的格子狀凹凸形狀，新制作在同一方向延伸的格子狀凹凸形狀，由此能夠擴(kuò)大基材的面積，從而能夠制作具有700cm2以上的面積的線柵偏振片。另外，本實(shí)用新型所涉及的線柵偏振片能夠通過(guò)基于上述微細(xì)凹凸圖案基材制作的模具或者鑄模大量地復(fù)制，< 基材 >能夠使用所述實(shí)施形態(tài)所涉及的微細(xì)凹凸圖案基材作為基材。另外，為了體現(xiàn)與納米壓印樹(shù)脂的粘結(jié)性，也可以使用在單面形成易粘著層的復(fù)合基材作為基材。<金屬線>能夠使用鋁或銀等作為金屬線。另外，根據(jù)作為對(duì)象的光的波長(zhǎng)區(qū)域，也能夠使用銅、鉬、金或者以這些金屬作為主成分的合金作為金屬線。<金屬線截面形狀>金屬線被形成為向格子狀凸部的側(cè)方以及凸部頂部的上方延伸。金屬線的高度在基材的格子狀凹凸形狀的凸部的高度的1.1倍以上10倍以下的范圍內(nèi)的情況較為理想，在
1.3倍以上2.5倍以下的范圍內(nèi)時(shí)能夠抑制透過(guò)光的吸收損失，因此更為理想。另外，金屬線的寬度的平均值為間距的0.2倍 0.5倍的情況較為理想，為0.3倍 0.4倍時(shí)能夠兼顧偏振特性和透過(guò)率，因此最為理想。對(duì)于金屬線沒(méi)有特別的限定，從制造成本、生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選通過(guò)真空下的斜向蒸鍍法來(lái)設(shè)置。斜向蒸鍍法是指，在與格子狀凹凸形狀的延伸方向垂直交叉的平面內(nèi)，蒸鍍?cè)匆韵鄬?duì)于基材表面的垂直方向的入射角度α蒸鍍、層疊金屬的方法。入射角度α由格子狀凸部和制作的金屬線的截面形狀決定優(yōu)選范圍。一般來(lái)說(shuō)入射角度α優(yōu)選為5° 40°，更為優(yōu)選為10° 30°。進(jìn)一步，考慮到蒸鍍中層積的金屬的投影效果，逐漸地減小或者增加入射角度α，適合于控制金屬線的高度等截面形狀。另外，由這樣的制造方法得到的格子狀凹凸形狀的延伸方向和金屬線的延伸方向相同。本實(shí)用新型所涉及的線柵偏振片中，為了達(dá)到所希望的金屬線形狀的金屬蒸鍍量由格子狀凸部的形狀而定，一般來(lái)說(shuō)，平均蒸鍍厚度為50nm 150nm左右。另外，蒸鍍工序的膜進(jìn)給速度在0.1m/分 IOOm/分的范圍執(zhí)行。另外，在此所說(shuō)的平均厚度是指，假設(shè)在平滑玻璃基板上從與玻璃面相垂直的方向蒸鍍物質(zhì)時(shí)的蒸鍍物的厚度，作為金屬蒸鍍量的參考值來(lái)使用。<介電體>為了提高基材和金屬線之間的密合性，優(yōu)選在兩者之間設(shè)置與兩者的密合性都較高的介電體材料。例如，可以使用硅(Si )的氧化物、氮化物、鹵化物、碳化物的單一成分或者其混合物(向介電體單一成分中混入其他元素、單一成分、或者化合物的介電體)、鋁(Al)、鉻(Cr)、釔(Y)、鋯(Zr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鋇(Ba)、銦(In)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鈰(Ce)、銅(Cu)等的金屬的氧化物、氮化物、鹵化物、碳化物的單一成分或者它們的混合物。只要介電體材料在需要獲得透過(guò)偏振性能的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)實(shí)質(zhì)上透明即可。對(duì)介電體材料的層積方法沒(méi)有特別的限制，例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂谜婵照翦兎?、噴鍍法、離子鍍敷法等物理蒸鍍法。另外，層疊工序的膜進(jìn)給速度在0.1m/分 IOOm/分的范圍執(zhí)行?！纯涛g工序〉從光學(xué)特性的觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)需要可以通過(guò)刻蝕去除在格子狀凹凸形狀的凹部底部上層疊的金屬。對(duì)于刻蝕方法沒(méi)有特別的限制，只要是不會(huì)給基材、介電體層帶來(lái)不良影響、能夠去除必要量的金屬的方法即可，從生產(chǎn)率、裝置成本的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選浸潰到酸或者堿的水溶液中的刻蝕方法。<光學(xué)特性>在相對(duì)于格子狀凹凸形狀的延伸方向垂直的截面內(nèi)，對(duì)于與微細(xì)凹凸圖案基材表面垂直的方向(凸部的立設(shè)方向)，分別從左右對(duì)稱方向入射的光的光線透過(guò)率的差的容許值雖然根據(jù)使用的制品有所不同，但是在使用于圖像顯示裝置的情況下，如果對(duì)于作為對(duì)象的波長(zhǎng)為4%以下的話，則難以識(shí)別該偏差，可以說(shuō)是足夠了。對(duì)于在與格子狀凹凸形狀的延伸方向垂直的面內(nèi)的基材面的垂直方向，分別從左右的對(duì)稱方向入射的光的光線透過(guò)率的差優(yōu)選為對(duì)于可見(jiàn)光區(qū)域的同一波長(zhǎng)為4%以下，更優(yōu)選為2%以下。另外，金屬線僅存在于基材的格子狀凹凸形狀的凸部的一個(gè)方向側(cè)的側(cè)面也是重要的。(實(shí)施例)接著，為了明確本實(shí)用新型的效果，對(duì)進(jìn)行過(guò)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，本實(shí)用新型并不被以下的實(shí)施例所限定?！礃?shù)脂組成物〉配合32質(zhì)量％的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)作為為三官能以上的丙烯酸酯化合物的單體，32質(zhì)量％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)作為為N-乙烯基化合物的單體，33質(zhì)量％的I，9-壬二醇二丙烯酸酯作為其他單體，2質(zhì)量％的2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(DAR0CURTP0、CibaSpecialtyChemicals公司制)作為光聚合引發(fā)劑，以及I質(zhì)量％的硅二丙烯酸酯作為含有丙烯酸基的硅化合物，過(guò)濾異物，調(diào)合為光固化性樹(shù)月旨(樹(shù)脂組成物I)。向樹(shù)脂組成物I照射規(guī)定量的光進(jìn)行光固化，樹(shù)脂組成物I的固化物中雖然含有微量的不純物，但99質(zhì)量％以上為由通過(guò)光固化反應(yīng)結(jié)合而成為固體的成分組成的光固化性樹(shù)脂。對(duì)于該光固化性樹(shù)脂(樹(shù)脂組成物1)，配合10重量％的甲基丙烯酸羥基乙酯(英文:hydroxyethylmethacrylate ;日文:F 口 #'>工子卟J夕夕L- 一卜)作為樹(shù)脂組成物2，配合50質(zhì)量％的甲基丙烯酸羥基乙酯作為樹(shù)脂組成物3。向樹(shù)脂組成物2照射規(guī)定的量的光的樹(shù)脂組成物2的固化物，以依據(jù)JISK-5600-5-6的棋盤格剝離試驗(yàn)顯示了分類I以上的基材附著性。另外，使用環(huán)氧類紫外線固化性樹(shù)脂(TESK公司制、A-1771)作為樹(shù)脂組成物4。< 基材 >將易粘著PET膜(東洋紡織公司制、A4100)的PET易粘著面作為基材I使用，將該易粘著PET膜的未處理面作為基材2使用。將三乙酰纖維素膜(富士膠片公司制、7
夕TD80UL)作為基材3使用，聚碳酸酯膜(帝人化成公司制、” ' 卜D-92)作為基材4使用。關(guān)于樹(shù)脂組成物I 樹(shù)脂組成物4的固化物以及基材I 基材4，利用自動(dòng)接觸角儀(協(xié)和界面科學(xué)公司制、CA-VE)測(cè)量相對(duì)于3個(gè)溶劑(水、α -溴萘、二碘甲烷)的接觸角?；谙鄬?duì)于各溶劑的接觸角的值，利用整合分析軟件(協(xié)和界面科學(xué)公司制、FAMAS)的北崎.畑理論式算出固體的表面張力中的分散力成分、偶極子成分、氫鍵成分的值。結(jié)果在下述表I中示出。表I
權(quán)利要求1.一種微細(xì)凹凸圖案基材，其特征在于，在表面具有周期性排列的格子狀凹凸形狀，且具有至少700cm2的面積，所述格子狀凹凸形狀包括第一微細(xì)凹凸圖案部、第二微細(xì)凹凸圖案部，以及第一微細(xì)凹凸圖案部和第二微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案接合部，凸部的間距為300nm以下，凸部的高度為IOOOnm以下。
2.如權(quán)利要求1所述的微細(xì)凹凸圖案基材，其特征在于，在所述圖案接合部的50%以上的區(qū)域，所述第一微細(xì)凹凸圖案部和所述第二微細(xì)凹凸圖案部之間的圖案高低差為IOOOnm以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的微細(xì)凹凸圖案基材，其特征在于，所述微細(xì)凹凸圖案基材由固化了的樹(shù)脂組成物和基底基材構(gòu)成。
4.一種模具，其特征在于，所述模具具有權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的微細(xì)凹凸圖案基材的反轉(zhuǎn)形狀圖案。
5.一種微細(xì)凹凸圖案基材，其特征在于，所述微細(xì)凹凸圖案基材具有權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的微細(xì)凹凸圖案基材的反轉(zhuǎn)形狀圖案。
6.一種線柵偏振片，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的微細(xì)凹凸圖案基材，以及設(shè)置在該微細(xì)凹凸圖案基材上的金屬膜。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種能夠降低微細(xì)凹凸圖案的接合部分的高低差、光學(xué)特性優(yōu)異的微細(xì)凹凸圖案基材，由該微細(xì)凹凸圖案基材轉(zhuǎn)印得到的模具，以及包括該微細(xì)凹凸圖案基材的線柵偏振片。本實(shí)用新型的微細(xì)凹凸圖案基材，在表面具有周期性排列的格子狀凹凸形狀，且具有至少700cm2的面積，所述格子狀凹凸形狀包括第一微細(xì)凹凸圖案部(111)、第二微細(xì)凹凸圖案部(112)、以及第一微細(xì)凹凸圖案部(111)和第二微細(xì)凹凸圖案部(112)之間的圖案接合部(113)，凸部的間距為300nm以下，凸部的高度為1000nm以下。
文檔編號(hào)G02B5/30GK203012350SQ20122023511
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者河津泰幸, 吉岡邦久, 木下大輔, 佐藤祐輔 申請(qǐng)人:旭化成電子材料株式會(huì)社