(57)【要約】本発明は、樹脂材料が金型の凹凸に詰まることなくナノインプリントフィルムを作製することができる金型、該金型の製造方法、及び、該金型を用いたナノインプリントフィルムの製造方法を提供する。本発明の金型は、隣り合う凹部の底点間の幅が１μｍ未満である複数の凹部を含むナノ構造が形成された第一の表面と、上記ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを有する金型であって、上記第一の表面は、上記第二の表面と同一平面上にあり、かつ二つの第二の表面の間に位置する金型である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う凹部の底点間の幅が１μｍ未満である複数の凹部を含むナノ構造が形成された第一の表面と、該ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを有する金型であって、
該第一の表面は、該第二の表面と同一平面上にあり、かつ二つの第二の表面の間に位置する
ことを特徴とする金型。
【請求項２】
前記金型は、基礎部材上に、前記第一の表面を構成する部材、及び、前記第二の表面を構成する部材が被覆されて構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の金型。
【請求項３】
前記基礎部材と前記第一の表面を構成する部材との間、及び、前記基礎部材と前記第二の表面を構成する部材との間には、絶縁膜が配置されていることを特徴とする請求項２記載の金型。
【請求項４】
前記第一の表面を構成する部材の材質は、酸化アルミニウムであり、
前記第二の表面を構成する部材の材質は、アルミニウムである
ことを特徴とする請求項２又は３記載の金型。
【請求項５】
前記基礎部材の材質は、ニッケル又はステンレスであることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の金型。
【請求項６】
前記第一の表面には、隣り合う凹部の底点間の幅が２０μｍ以上である複数の凹部を含むミクロン構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の金型。
【請求項７】
前記金型は、内部を貫通する導電棒を有し、
該導電棒の側面は、絶縁膜で覆われており、
該導電棒の少なくとも一方の末端部は、外部に露出しており、
該導電棒は、該金型内部で該第一の表面を構成する部材と電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の金型。
【請求項８】
前記金型は、外周面上に前記第一の表面を構成する部材と電気的に接続される電極を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の金型。
【請求項９】
隣り合う凹部の底点間の幅が１μｍ未満である複数の凹部を含むナノ構造が形成された第一の表面と、該ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを有する金型の製造方法であって、
該製造方法は、該第二の表面を形成する位置にマスキング処理を行う工程を含む
ことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項１０】
前記マスキング処理は、カプトンテープの貼り付けであることを特徴とする請求項９記載の金型の製造方法。
【請求項１１】
前記製造方法は、更に、未処理金型の表面を陽極酸化する工程と、該陽極酸化がなされた表面をエッチング処理する工程とを複数回繰り返す工程を含むことを特徴とする請求項９又は１０記載の金型の製造方法。
【請求項１２】
前記金型は、内部を貫通する導電棒を有し、
該導電棒の側面は、絶縁膜で覆われており、
該導電棒の少なくとも一方の末端部は、外部に露出しており、
該導電棒は、該金型内部で該第一の表面を構成する部材と電気的に接続される
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の金型の製造方法。
【請求項１３】
前記金型は、外周面上に前記第一の表面を構成する部材と電気的に接続される電極を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の金型の製造方法。
【請求項１４】
隣り合う凸部の頂点間の幅が１μｍ未満である複数の凸部を有するナノインプリントフィルムの製造方法であって、
該製造方法は、基材フィルム上に樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
該塗布工程後、金型を樹脂組成物に押し当てるとともに、該樹脂組成物を硬化させる転写工程とを有し、
前記金型は、請求項１〜８のいずれかに記載の金型、又は、請求項９〜１３のいずれかに記載の金型の製造方法によって作製された金型である
ことを特徴とするナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１５】
前記隣り合う凸部の頂点間の幅は、３８０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１４記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１６】
前記金型は、円筒形であり、
前記凹部一つあたりのアスペクト比は、３未満である
ことを特徴とする請求項１４又は１５記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１７】
前記金型を用いた転写速度は、１ｍ／ｍｉｎ以上、１００ｍ／ｍｉｎ以下である
ことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型、金型の製造方法、及び、ナノインプリントフィルムの製造方法に関する。より詳しくは、ナノメートルサイズの凹凸を有するナノインプリントフィルムを製造するために好適な金型、上記金型の製造方法、及び、上記ナノインプリントフィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノメートルサイズ（０．００１〜１μｍ）の凹凸（以下、ナノ構造ともいう。）が刻み込まれた金型を基板上に塗布した樹脂材料に押し付けて形状を転写する技術、いわゆるナノインプリント技術が近年注目されており、光学材料、ＩＣの微細化、臨床検査基板等への応用を目指す研究がなされている。【０００３】
従来のフォトリソグラフィー技術によるナノメートルサイズの微細加工においては、マスクを介した露光時に生じる回折現象による解像度不足を解消するために、露光波長の短波長化、それに伴って起こる装置の複雑化、コストアップ等が問題となっていた。ナノインプリント技術によれば、ナノメートルサイズのパターンをエンボス加工によって簡単に形成できることから、これらの問題を解決でき、更に、ナノメートルサイズの微細構造が必要とされる光学部品を安価に大量に作製できる可能性があるとして注目されている。凹凸がナノメートルサイズではない一般的なエンボス加工としては、表面にシボが連続的に形成された製品、及び、上記製品を作製するためのシボロールが知られている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
ナノインプリント技術の方式としては、熱ナノインプリント技術、紫外線（ＵＶ）ナノインプリント技術等が知られている。例えば、ＵＶナノインプリント技術は、基板上に紫外線硬化性樹脂を塗布して薄膜を形成し、この薄膜上にナノ構造を有する金型を押し付けて、その後に紫外線を照射することにより、ナノ構造の反転形状が形成された薄膜（以下、ナノインプリントフィルムともいう。）を形成するものである。研究段階でこれらの方式を用いる場合には、平板状の金型を用いて、バッチ処理によりナノインプリントシートを作製するのが一般的である。【０００５】
ナノインプリント技術により、大量に安くナノインプリントシートを製造するためには、バッチ処理よりもロール・ツー・ロール処理を用いる方が好適である。ロール・ツー・ロール処理によれば、金型ロールの外周面にナノ構造を配置でき、長時間で連続的にナノインプリントシートを製造できるからである。【０００６】
ここで、ナノ構造体を用いた光学材料の例について述べる。光学材料において、ナノ構造体の一種として「モスアイ（蛾の目）構造」が知られている。モスアイ構造は、頂点同士の間隔が可視光に対して充分に小さいサイズの突起を多数形成したものである。モスアイ構造を用いた光学素子としては、例えば、透明基板の表面上にモスアイ構造を形成したものが挙げられる。このようなモスアイ構造が形成されると、可視光線の波長の長さに対する突起の大きさの比率が充分に小さいことから、透明基板の表面に入射する可視光線は、突起によって空気層から透明基板にかけて屈折率が連続的に変化していると認識し、屈折率が不連続となる界面として透明基板の表面を認識しなくなる。その結果、透明基板の表面で発生する反射光を激減させることができる。【０００７】
このようなナノ構造体を有する光学材料の製造技術の分野において、陽極酸化法により表面にナノメートルサイズの穴を形成したアルミニウム基板を金型として用いる方法が知られている。この方法によれば、微視的には不規則（ランダム）に、巨視的にはほぼ均一に、ナノ構造体を表面に形成することが可能である。つまりこの方法を転写ロールの作製に適用すれば、円柱状又は円筒状の金型ロールの表面に、連続生産に必要な継ぎ目のないナノ構造体を形成することができる。なお、陽極酸化法については、ナノインプリント技術に関するものではないが、陽極酸化時に必要に応じてアルミニウム層の一部をマスキングし、その後、陽極酸化がなされた部位を除去する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−４４６０７号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、モスアイフィルムに代表されるナノインプリントフィルムの表面の鉛筆硬度及び耐擦傷性に着目した。図２０は、ナノインプリントフィルムを、ナノインプリントフィルムの樹脂硬さと鉛筆硬度及び耐擦傷性との関係で分類した模式図である。ナノインプリントフィルム１１１は、通常、基材フィルム１１２上に形成される。ナノインプリントフィルム１１１はナノメートルサイズの突起が並んだ構造物であるため、鉛筆でなぞる、スチールウールで擦る等の機械的刺激を与えると、個々の突起に応力が集中してしまう。その中で、転写用樹脂自体を硬くすると、鉛筆１１３押付方向への圧力に対する耐性、すなわち、鉛筆硬度は向上するが、スチールウールで摩擦を加えたときに突起物の先端が折れる等、脆くなるため、スチールウール耐性が不充分となる。一方、転写用樹脂を柔らかくし、摩擦が起こったとしてもしなやかで元に戻るような構成とした場合、表面が滑りやすくなるためスチールウール耐性は向上するが、一方で、鉛筆１１３押付方向への圧力がかかったときに突起物の変形が起こってしまい、かつ元に戻らず、変形状態のまま固定されてしまう。【００１０】
このような課題に対する解決方法としては、基材フィルムとナノインプリントフィルムとの間にハードコート層を一層設ける方法が挙げられる。基材フィルム上に下層としてハードコート層を、上層として転写用樹脂層を設け、これらの層の硬さのバランスを調節すれば、ハードコート層で硬さを発現し、転写用樹脂層でしなやかさを発現させることができるので、鉛筆硬度及び耐擦傷性の両方に優れた特性を得ることが可能となる。【００１１】
また、ＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose：トリアセチルセルロース）フィルム等の基材フィルムとナノインプリントフィルムとの間の密着性の点でも、ハードコート層を設ける方法は効果的である。例えば、ＴＡＣフィルム上にロール・ツー・ロール法を用いてナノインプリントフィルムを直接形成する場合、ナノインプリントフィルムとＴＡＣフィルムとの間の密着力を確保することが難しい。下地となる基材フィルムと転写用樹脂層との接触面積が広い場合、ある程度の密着性は得られるが、接触面積が小さい場合、密着性は低下してしまう。【００１２】
これに対しては、例えば、ハードコート樹脂を基材フィルム上に塗布する際に、溶剤を用いて基材フィルムを溶かし、基材フィルムから溶け出した成分と溶剤とが互いに混ざり合う領域を作り出して、基材フィルムとハードコート層との接触面積を増大させ、更に、転写用樹脂をハードコート層上に塗布する際には、ハードコート層を完全に硬化させず、ハードコート樹脂と転写用樹脂とが一部互いに混ざり合う領域をもたせることで、ハードコート層と転写用樹脂層との接触面積を増大させ、密着力を高める方法が考えられる。【００１３】
しかしながら、本発明者らが検討を行ったところ、ハードコート層を用いる場合、新たに以下のような課題が発生してしまうことを見いだした。図２１は、基材フィルムとハードコート層と転写用樹脂層とを積層したフィルムの表面に対し、ナノメートルサイズの凹凸を表面に有する金型を回転させて転写用樹脂に対しナノ構造を付与する様子を示す模式図である。【００１４】
図２１における右側の長矢印がフィルムのスライド方向を表し、金型を挟んで上側の領域が未転写領域、下側の領域が既転写領域である。金型１２４は円筒構造を有しており、回転可能な機構を有する。図２１に示すように、基材フィルム１２２とハードコート層１２３と転写用樹脂層１２１とを積層したフィルムへの転写工程の場合、製造工程上、積層ごとに塗工マージンが必要となる。すなわち、ハードコート層１２３の幅は基材フィルム１２２の幅よりも小さくする必要があり、転写用樹脂層１２１の幅はハードコート層１２３の幅よりも小さくする必要がある。【００１５】
しかしながら、このような方法によりナノインプリントフィルムを作製する場合、ハードコート層１２３が最表面に現れる部位が存在するため、ハードコート樹脂が金型１２４の詰まりを引き起こしやすくなる。ハードコート樹脂は硬い樹脂であり、離型性が悪いため、金型１２４にハードコート樹脂が詰まることによって動かなくなる、又は、他の部材との応力バランスの乱れにより、フィルムが断裂してしまうことがある。【００１６】
また、実際の製造段階では、長いフィルムを用いて長時間、装置を連続運転させて転写作業を行うことになるので、転写過程におけるフィルムの伸縮、外的要因に基づくフィルムの蛇行等により、金型の凹凸に転写用樹脂が詰まった部位が転写領域に接触し、ナノインプリントフィルムの凹凸の適切な形成が妨げられる。【００１７】
更に、ロール状の金型がハードコート層を巻き上げる形となった場合、転写工程中にハードコート層の表面が擦られて空中に浮遊した粉塵（白ブツ）が金型の表面に付着し、それが原因となって転写樹脂の表面に凹み欠陥が生じてしまうことが明らかとなった。図２２〜図２５は、ロール状の金型を用いた場合に、凹み欠陥が生じる過程を示す模式図である。【００１８】
図２２に示すように、まず、金型１３４がハードコート層に接触することで、粉塵１３５が空気中に舞う。そして、空気中に舞い上がった粉塵１３５は、図２３に示すように、金型の表面に付着する。そうすると、図２４に示すように、転写されたフィルム面のうち粉塵１３５が付着した部分と重なった位置には、粉塵の跡（凹み欠陥）１３６が形成される。また、図２５に示すように、上記凹み欠陥１３６は、更なる周回が行なわれた後に、より大きな欠陥となって現れる。【００１９】
図２６〜図２８は、凹み欠陥が起こった箇所を示す写真図であり、いずれも周回後の同じ場所を表している。図２６は１周目を表し、凹み欠陥の大きさは１０２×１００μｍである。凹み欠陥１３６の深さは約５μｍであった。図２７は２周目を表し、凹み欠陥１３６の大きさは１周目と同様である。図２８は４５周目を表し、凹み欠陥の大きさは１９０×１１４μｍである。凹み欠陥の原因となる粉塵が転写フィルム側に付着することで２周目以降の転写において凹み欠陥は生じないようにも思われたが、逆に、１周目で形成された凹み欠陥をコアとして、凹み欠陥は周回毎に大きくなっている。これは、転写を繰り返すうちに転写用樹脂がハードコート樹脂の粉塵に付着し、成長したためと考えられる。これらのことから、フィルムの収縮、蛇行等の設計ズレがなかったとしても、ハードコート層と金型との接触が繰り返される限り、上記のような課題が生じてしまうことが明らかとなった。【００２０】
更に、本発明者らは鋭意検討を行った結果、仮にハードコート層を設けず、基材フィルムと転写用樹脂層とを直接貼り合せる場合であっても、基材フィルムと転写用樹脂との境界に当たる領域では、転写用樹脂層の端部が空気に晒されることによる硬化阻害（酸素阻害）が起こるため、同様に、未硬化の転写用樹脂が金型に詰まりやすくなることを見いだした。【００２１】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、樹脂材料が金型の凹凸に詰まることなくナノインプリントフィルムを作製することができる金型、上記金型の製造方法、及び、上記金型を用いたナノインプリントフィルムの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは、上記課題を解決するための種々の検討を行ったところ、ハードコート層と接触する領域において、ナノ構造が形成されない金型を作製する方法に着目した。これが可能であれば、ハードコート樹脂が金型の凹凸に詰まることがなく、ハードコート樹脂の粉塵を巻き上げることがないため、転写不良の問題が生じない。【００２３】
本発明者らは、鋭意検討を行ったところ、金型の外周面全体のうち、直接ハードコート層と接触する両末端部又は両末端部からやや内側に位置する部位をマスキング処理することとし、その後、ナノ構造を作製する工程に進むことで、マスキング処理がなされた領域においてナノメートルサイズの凹凸を実質的に有さない平坦面を形成することができることを見いだすとともに、マスキング処理がなされていない領域をナノ構造を形成するために必要な領域として充分に確保することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００２４】
すなわち、本発明は、隣り合う凹部の底点間の幅が１μｍ未満である複数の凹部を含むナノ構造が形成された第一の表面と、上記ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを有する金型であって、上記第一の表面は、上記第二の表面と同一平面上にあり、かつ二つの第二の表面の間に位置する金型である。【００２５】
また、本発明は、隣り合う凹部の底点間の幅が１μｍ未満である複数の凹部を含むナノ構造が形成された第一の表面と、上記ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを有する金型の製造方法であって、上記製造方法は、上記第二の表面を形成する位置にマスキング処理を行う工程を含む金型の製造方法でもある。【００２６】
更に、本発明は隣り合う凸部の頂点間の幅が１μｍ未満である複数の凸部を有するナノインプリントフィルムの製造方法であって、上記製造方法は、基材フィルム上に樹脂組成物を塗布する塗布工程と、上記塗布工程後、金型を樹脂組成物に押し当てるとともに、上記樹脂組成物を硬化させる転写工程とを有し、上記金型は、上記本発明の金型、又は、上記本発明の金型の製造方法によって作製された金型であるナノインプリントフィルムの製造方法でもある。【００２７】
まず、本発明の金型の特徴、及び、本発明の金型の好ましい形態について、以下に詳述する。【００２８】
本発明の金型は、隣り合う凹部の底点間の幅が１μｍ未満である複数の凹部を含むナノ構造が形成された第一の表面と、上記ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを有する。上記第一の表面を転写領域として用いることにより、ナノメートルサイズの凹凸を有する表面をもつ構造体を得ることができる。また、金型の凹凸に目詰まりが発生する可能性の高い部位に上記第二の表面を形成することで、製造工程を効率的とし、かつ信頼性の高いものにすることができる。【００２９】
上記第一の表面は、上記第二の表面と同一平面上にあり、かつ二つの第二の表面の間に位置する。第一の表面が第二の表面に挟まれる位置にあることで、主目的であるナノ構造の形成に広い面積を確保しやすくなる。本明細書において同一平面上とは、通常の金型、好ましくはナノインプリントフィルムの製造用金型において、実質的に同一平面であると評価される程度に、すなわち、金型の断面における第一の表面と第二の表面とが実質的に同じ直線上にあると評価することができるものをいう。【００３０】
本発明の金型としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。上記金型は、樹脂組成物への凹凸形状の転写が可能なものであればよく、必ずしも金属材料で構成されている必要はない。上記金型は、平板形であっても円筒形であってもよいが、円筒形を用いることで、ロールから引き出したフィルムに対し、金型を回転させて凹凸形状を連続的に転写するいわゆるロール・ツー・ロール法を採用することができるので、ナノインプリントフィルムの生産性の面で優れている。【００３１】
上記金型は、基礎部材上に、上記第一の表面を構成する部材、及び、上記第二の表面を構成する部材が被覆されて構成されたものであることが好ましい。ナノ構造の凹凸を設けるためには高精細な技術が必要であり、また、ナノ構造の凹凸を設ける場所と設けない場所とを区別して形成する方法としても高精細な技術が必要である。そのため、金型の基礎部材と、金型の表面を構成する部材とが別々であることが許容されれば、効率的、かつ高性能の金型を得やすくなる。【００３２】
上記基礎部材と上記第一の表面を構成する部材との間、及び、上記基礎部材と上記第二の表面を構成する部材との間には、絶縁膜が配置されていることが好ましい。金型としての剛直性及び加工容易性を考慮すると、基礎部材の材質としては金属等の導電性物質が好ましく、同様の理由により、第一の表面を構成する部材及び第二の表面を構成する部材の材質もまた、金属等の導電性物質が好ましい。しかしながら、これらが異なる材質で構成されている場合、陽極酸化、エッチング等のナノ構造を得るための加工を行う際に、例えば、異なる金属界面で腐食（ガルバニ腐食）が発生するおそれがある。そのため、より高性能の金型を得る観点では、基礎を構成する部材と表面を構成する部材との間には、保護用の絶縁膜を形成しておくことが好ましい。【００３３】
上記第一の表面を構成する部材の材質は、酸化アルミニウムであり、上記第二の表面を構成する部材の材質は、アルミニウムであることが好ましい。精密なナノ構造を形成するために効果的な方法としては、後述するようにアルミニウムの陽極酸化及びエッチングの繰り返し工程が挙げられるが、そのようにして作製された形態の一例が本形態であり、ナノインプリントフィルムを形成する上で非常に優れている。【００３４】
上記基礎部材の材質は、ニッケル又はステンレスであることが好ましい。ニッケル及びステンレスは、加工が容易であり、コストの低減にも大きく寄与するため、基礎部材を構成する材質として好ましい。【００３５】
上記第一の表面には、隣り合う凹部の底点間の幅が２０μｍ以上である複数の凹部を含むミクロン構造が形成されていることが好ましい。より好ましくは、上記隣り合う凹部の底点間の幅は、６０μｍ以下である。形成するナノ構造体の使用用途によっては、ナノ構造のみならず、ミクロンサイズの凹凸を有する表面を形成するアンチグレア（ＡＧ：Anti Glare）処理が求められることがある。具体的には、表示パネルの表面を構成するナノインプリントフィルムを形成する場合、あわせてミクロン構造を形成しておけば、表示パネルの表面で反射する光を散乱させ、像の映り込みをぼかす効果を得ることができる。その場合には、ナノ構造のみならずミクロン構造を金型の同一平面上に形成しておくことで、製造効率の高い金型を得ることができる。【００３６】
上記金型は、内部を貫通する導電棒を有し、上記導電棒の側面は、絶縁膜で覆われており、上記導電棒の少なくとも一方の末端部は、外部に露出しており、上記導電棒は、上記金型内部で上記第一の表面を構成する部材と電気的に接続されることが好ましい。これにより、外部から金型の内部（導電棒）を通して第一の表面を構成する部材に対して導通経路をとることができるので、金型の重要部分である表面設計を複雑化させずに済む。【００３７】
上記金型は、外周面上に上記第一の表面を構成する部材と電気的に接続される電極を有することが好ましい。これにより、金型の表面を通じて外部から第一の表面を構成する部材に対して導通経路をとることができるので、金型の内部設計を複雑化させずに済む。【００３８】
次に、本発明の金型の製造方法の特徴、及び、本発明の金型の製造方法の好ましい態様について、以下に詳述する。【００３９】
本発明の金型の製造方法は、隣り合う凹部の底点間の幅が１μｍ未満である複数の凹部を含むナノ構造が形成された第一の表面と、上記ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを有する金型の製造方法であり、上述の本発明の金型を作製するために好適に用いられる。【００４０】
上記製造方法は、上記第二の表面を形成する位置にマスキング処理を行う工程を含む。金型の表面に対してナノ構造を設ける方法としては、例えば、被処理体を試薬に浸漬させる化学的処理が考えられるが、製造工程を簡略化するために、ナノ構造を有する第一の表面と、ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを同一の工程で形成するためには、ナノ構造を実質的に有していない領域にマスキング処理を施すことが好ましい。マスキング処理の好適な方法としては、試薬に対する耐性を持つテープの貼り付け、マスキング用の製剤の塗布等が挙げられるが、中でもカプトンテープの貼り付けが好ましい。カプトン（登録商標）テープは、ポリイミドフィルムに対し、シリコーン系粘着材を塗布して形成された粘着テープであり、効果、コスト及び作業面の点から効率的である。【００４１】
本発明の金型の製造方法としては、このような工程を必須として含むものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。上記金型は、樹脂組成物への凹凸形状の転写が可能なものであればよく、必ずしも金属材料で構成されている必要はない。上記金型は、平板形であっても円筒形であってもよいが、円筒形を用いることで、ロールから引き出したフィルムに対し、金型を回転させて凹凸形状を連続的に転写するいわゆるロール・ツー・ロール法を採用することができるので、ナノインプリントフィルムの生産性の面で優れている。【００４２】
上記製造方法は、更に、未処理金型の表面を陽極酸化する工程と、上記陽極酸化がなされた表面をエッチング処理する工程とを複数回繰り返す工程を含むことが好ましい。また、この場合、上記金型材料の表面を構成する部材は、アルミニウムであることが好ましい。例えば、金型材料の表面がアルミニウムで構成されている場合、陽極酸化及びエッチングにより、ポーラスアルミナ現象により、ナノメートルサイズ（より具体的には、底点間の幅が３８０ｎｍ以下）の微細な穴を多数形成することができる。【００４３】
上記金型は、内部を貫通する導電棒を有し、上記導電棒の側面は、絶縁膜で覆われており、上記導電棒の少なくとも一方の末端部は、外部に露出しており、上記導電棒は、上記金型内部で上記第一の表面を構成する部材と電気的に接続されることが好ましい。これにより、外部から金型の内部（導電棒）を通して第一の表面を構成する部材に対して導通経路をとることができるので、金型の重要部分である表面設計を複雑化させずに済む。【００４４】
上記金型は、外周面上に上記第一の表面を構成する部材と電気的に接続される電極を有することが好ましい。これにより、金型の表面を通じて外部から第一の表面を構成する部材に対して導通経路をとることができるので、金型の内部設計を複雑化させずに済む。【００４５】
次に、本発明のナノインプリントフィルムの製造方法の特徴、及び、本発明のナノインプリントフィルムの製造方法の好ましい態様について、以下に詳述する。【００４６】
本発明のナノインプリントフィルムの製造方法は、隣り合う凸部の頂点間の幅が１μｍ未満である複数の凸部を有するナノインプリントフィルムの製造方法であり、上記製造方法は、基材フィルム上に樹脂組成物を塗布する塗布工程と、上記塗布工程後、金型を樹脂組成物に押し当てるとともに、上記樹脂組成物を硬化させる転写工程とを有する。本製法は、金型を目的物である転写用の樹脂組成物に重ね合わせ、金型の表面形状を樹脂組成物に転写することでナノ構造体を得る手法であり、直後に硬化工程を行うことで、ナノインプリントフィルムが完成する。樹脂組成物としては、光硬化性樹脂組成物、電子線硬化性樹脂組成物等に代表される活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、熱硬化性樹脂組成物等が挙げられるが、常温で、かつ容易に行うことを考慮すると、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であることが好ましい。また、樹脂組成物として光硬化性樹脂を用いる場合には、光重合開始剤又は光増感剤を必要に応じて添加しておくことが好ましい。【００４７】
上記金型は、上記本発明の金型、又は、上記本発明の金型の製造方法によって作製された金型である。これらの金型を用いることで、転写用の樹脂組成物と基材フィルムとの間に設けられるハードコート層の樹脂、又は、樹脂組成物と基材との境界部分に存在する未硬化の樹脂が金型に詰まる、粉塵が金型の表面に付着することによる転写不良が起こる等の可能性を大きく低減することができ、高性能のナノインプリントフィルムを得ることができる。【００４８】
本発明のナノインプリントフィルムの製造方法としては、このような工程を必須として含むものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。【００４９】
上記隣り合う凸部の頂点間の幅は、３８０ｎｍ未満であることが好ましい。凸部の頂点間の幅が可視光波長よりも小さくなるように設計することで、可視光成分のほとんどがナノインプリントフィルムを透過することになるので、優れた光反射防止フィルム（モスアイフィルム）として利用することができ、例えば、このようなフィルムを表示装置の最前面を構成する部材として適用することで、外光反射による周囲（例えば、室内での蛍光灯）の映り込みが少ない良好な表示を行う表示装置を得ることができる。【００５０】
上記隣り合う凸部の頂点間の幅は、より好ましくは３００ｎｍ以下であり、更に好ましくは可視光波長の約１／２である２００ｎｍ以下である。凸部の頂点間の幅が４００ｎｍを超えると青の波長成分で色付くことがあるが、幅を３００ｎｍ以下とすることで充分にその影響は抑制され、幅を２００ｎｍ以下とすることでほとんど全く影響を受けない。【００５１】
上記金型は、円筒形であり、上記凹部一つあたりのアスペクト比は、３未満であることが好ましい。アスペクト比が３以上であると、モスアイフィルムの転写に不良が起こりやすくなる。これは、摩擦力が離型のしやすさに関係しており、凸部の角の部分に圧力が集中すると硬化した樹脂が折れやすくなり、目詰まりの原因となるためである。アスペクト比が高くなるほど摩擦力は大きくなるため、より離型は困難となる。モスアイフィルムの転写速度は、通常、１ｍ／ｍｉｎ以上、１００ｍ／ｍｉｎ以下であり、この条件の場合、パターン形成後に急激に圧力が開放されることになり、転写されるフィルムの先端が折れやすくなる。離型のしやすさは、転写時の温度条件及び樹脂材料のガラス転移温度にも関連するが、例えば、アスペクト比が４以上のパターンにおいては、緩やかに圧力が解放され、かつ樹脂が硬化した後も緩やかに冷却しなければ、高精細なパターンを得ることができない。上記範囲の転写速度で転写を行う場合の金型の温度は５０℃程度であると考えられ、紫外線照射の条件も考慮すると、パターンが転写される場所に局所的に大きな熱が加わっていると考えられる。そして、圧力が金型の剥離まで印加され続けることを考慮すると、凹部一つあたりのアスペクト比は、３未満であることが好ましいと結論付けられる。【００５２】
上記金型は、円筒形であり、上記金型を用いた転写速度は、１ｍ／ｍｉｎ以上、１００ｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。より好ましくは、１０ｍ／ｍｉｎ以上、５０ｍ／ｍｉｎ以下の範囲である。高速の連続転写となるにつれ、パターン形成後により急激に圧力が開放されることになるので、転写速度を上げ過ぎると、目詰まりがより起こりやすくなる。一方、転写速度が遅すぎると、スループットの低下が懸念される。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の金型によれば、金型の凹凸への樹脂の詰まりを起こすことなく、樹脂の粉塵を発生することなくナノインプリントフィルムを作製することができる。また、本発明の金型の製造方法によれば、効率的に本発明の金型を作製することができる。更に、本発明のナノインプリントフィルムの製造方法によれば、転写不良や凹み欠陥のない信頼性の高いナノインプリントフィルムを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施形態１における金型の斜視模式図である。
【図２】スリーブ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。
【図３】スリーブ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。
【図４】スリーブ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。
【図５】スリーブ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。
【図６】実施例１の陽極酸化工程及びエッチング工程時のニッケルスリーブの断面模式図である。
【図７】実施例１の金型の表面ＳＥＭ写真であり、左側の拡大図はナノ構造が形成された領域を、右側の拡大図はナノ構造が形成されていない領域を、それぞれ示している。
【図８】パイプ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。
【図９】パイプ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。
【図１０】パイプ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。
【図１１】パイプ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。
【図１２】実施例２の陽極酸化工程及びエッチング工程時のアルミニウムパイプの断面模式図である。
【図１３】基材フィルムとハードコート層と転写用樹脂層とを積層したフィルムの表面に対し、ナノオーダーの突起物を表面に有する金型を回転させてモスアイフィルム転写用の樹脂に対しモスアイ構造を付与する様子を示す模式図である。
【図１４】基材フィルムと転写用樹脂層とを積層したフィルムの表面に対し、ナノオーダーの突起物を表面に有する金型を回転させてモスアイフィルム転写用の樹脂に対しモスアイ構造を付与する様子を示す模式図である。
【図１５】ＡＧ処理が施されたモスアイフィルムのプロファイル写真である。
【図１６】ハードコート樹脂に対して金型の凹凸を転写したＳＥＭ写真を表す。
【図１７】モスアイフィルム樹脂に対して金型の凹凸を転写したＳＥＭ写真を表す。
【図１８】モスアイフィルムの転写用樹脂に対して金型を押し付けた後、剥離を行う前の時点でのＳＥＭ写真を表す。
【図１９】モスアイフィルムの転写用樹脂に対して金型を押し付けた後、剥離した後の時点でのＳＥＭ写真を表す。
【図２０】ナノインプリントフィルムを、ナノインプリントフィルムの樹脂硬さと鉛筆硬度及び耐擦傷性との関係で分類した模式図である。
【図２１】基材フィルムとハードコート層と転写用樹脂層とを積層したフィルムの表面に対し、ナノメートルサイズの凹凸を表面に有する金型を回転させて転写用樹脂に対しナノ構造を付与する様子を示す模式図である。
【図２２】ロール状の金型を用いた場合に、凹み欠陥が生じる過程を示す模式図である。
【図２３】ロール状の金型を用いた場合に、凹み欠陥が生じる過程を示す模式図である。
【図２４】ロール状の金型を用いた場合に、凹み欠陥が生じる過程を示す模式図である。
【図２５】ロール状の金型を用いた場合に、凹み欠陥が生じる過程を示す模式図である。
【図２６】凹み欠陥が起こった箇所を示す写真図であり、１周目を表している。
【図２７】凹み欠陥が起こった箇所を示す写真図であり、２周目を表している。
【図２８】凹み欠陥が起こった箇所を示す写真図であり、４５周目を表している。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００５６】
実施形態１
実施形態１においては、ナノインプリントフィルムの一例であるモスアイフィルムの製造例について説明する。モスアイフィルムは、隣り合う凸部の頂点間の幅が３８０ｎｍ未満である複数の凸部を有するナノインプリントフィルムであり、基材フィルム上に転写用樹脂を塗布し、その後、金型を転写用樹脂に押し当てるとともに、上記転写用樹脂を硬化させる処理を行うことで、作製することができる。なお、必要に応じて基材フィルムと転写用樹脂との間にはハードコート層が形成される。
【００５７】
基材フィルムとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、トリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリロニトリルフィルム等が使用できるが、特に、ＴＡＣフィルム、及び、一軸延伸ポリエステルフィルムが透明性に優れ、光学的に異方性が無い点で好適に用いられる。
【００５８】
本明細書においてハードコート樹脂とは、ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４に基づく鉛筆硬度試験を行ったときに、その硬度がＨ以上である素材をいう。ハードコート樹脂としては、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等に代表される活性エネルギー線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができ、透明性を有していることが好ましい。ハードコート層を形成する際には、ハードコート樹脂を溶剤に溶かすことで、基材フィルム上に塗布しやすくなる。
【００５９】
モスアイフィルムを作製するための転写用樹脂の材料としては、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等に代表される活性エネルギー線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。中でも（メタ）アクリル系樹脂が好適であり、分子中にウレタン結合を有するウレタン（メタ）アクリレート、分子中にエステル結合を有するエステル（メタ）アクリレート、及び、分子中にエポキシ基を有するエポキシ（メタ）アクリレートが特に好適である。
【００６０】
転写用樹脂が光硬化性樹脂である場合は、光重合開始剤を含有していることが好ましく、熱硬化性樹脂である場合は、熱重合開始剤を含有していることが好ましい。光重合開始剤としては、紫外光域に吸収波長をもつ開始剤であっても、可視光域に吸収波長をもつ開始剤であっても、両方に吸収波長をもつ開始剤であってもよい。
【００６１】
金型を用いて転写用樹脂上に微細凹凸形状を転写する具体的な方法としては、金型が有する凹凸の押し付けとともに光を照射して樹脂を硬化させる２Ｐ法（Photo-polymerization法）が挙げられ、その他に、例えば、熱プレス法（エンボス法）、射出成形法、ゾルゲル法等の複製法、微細凹凸賦形シートのラミネート法、微細凹凸層の転写法等の各種方法が挙げられ、反射防止物品の用途及び基材フィルムの材料等に応じて適宜選択すればよい。
【００６２】
金型の凹部の深さ、及び、モスアイフィルムの凸部の高さは、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）を用いて測定することができる。
【００６３】
本製法によって作製されるモスアイフィルムは、例えば、表示装置の構成部材（自発光型表示素子、非自発光型表示素子、光源、光拡散シート、プリズムシート、偏光反射シート、位相差板、偏光板、前面板、筐体等）、レンズ、窓ガラス、額縁ガラス、ショウウインドウ、水槽、印刷物、写真、塗装物品、照明機器等に対して用いることができる。これにより、外光の映り込みのない優れた低反射性能を得ることができる。
【００６４】
図１は、実施形態１における金型の斜視模式図である。図１に示すように、本実施形態で用いる金型１は、円筒形のロール版である。金型１の外周面にはナノ構造が形成されており、長時間、連続的にナノインプリントフィルムを製造するロール・ツー・ロール法を行うことができる。従来においては、ロール・ツー・ロール法を用いた場合、長時間の転写過程におけるフィルムの伸縮、外的要因に基づくフィルムの蛇行等により、金型の凹凸に樹脂が詰まる、又は、樹脂の粉塵が飛散する等に起因して転写不良が生じることがあったが、本実施形態では、金型を構成する表面が、ナノ構造を有する表面（第一の表面）１ａとナノ構造を実質的に有さない平坦な表面（第二の表面）１ｂとで構成されており、第二の表面１ｂが金型の詰まりを起こすおそれのある領域に配置されるため、長時間の転写工程が行われたとしても、転写不良が生じにくい。図１に示す金型の末端近くの二本の点線で囲まれた領域が第二の表面１ｂが形成された領域である。
【００６５】
金型に形成される第二の表面１ｂは、金型に対してナノ構造を形成する際に、マスキング処理を行うことで形成される。マスキング処理の方法としては、未処理金型の表面の一部にマスキング用の製剤を塗布する方法、未処理金型の表面の一部にマスキング用のテープを貼り付ける方法等が挙げられる。上記マスキング用の製剤の例としては、ポリブタジエン、ポリスチレン等のゴム系マスキング製剤が挙げられ、上記マスキング用のテープの貼り付けとしてはポリイミド、ポリエチレン、ポリスチレン等のテープの貼り付けが挙げられるが、金型の凹凸を形成するために用いる化学的処理に応じて適宜使用する素材を変更する必要がある。
【００６６】
金型の製造方法について、以下に詳しく説明する。金型の例としては、スリーブ型とパイプ型との二種類が挙げられる。以下に、実際に作製した例をそれぞれ実施例１及び実施例２として説明する。実施例１及び実施例２においては、マスキング処理としてカプトンテープの貼り付けを用いている。
【００６７】
実施例１
図２〜図５は、スリーブ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。まず、図２に示すように、円筒形のニッケル（Ｎｉ）スリーブ１１を用意し、電着法により絶縁膜の塗装を行った。このような塗装は、絶縁材料の吹付けによっても行うことができる。ニッケルスリーブ１１のサイズは、半径が約３００ｍｍ、ロール幅が約１５００ｍｍであった。
【００６８】
電着法について詳述する。まず、ニッケルスリーブ１１をアルカリ脱脂した後、市水（水道水）、純水の順で水洗を行い、最後に純水によるシャワー洗浄を行った（洗浄工程）。次に、ニッケルスリーブを電着液に浸漬させ、電着処理によりニッケルスリーブ表面に樹脂を成膜した（電着工程）。電圧は３０〜４０Ｖとし、３００秒間、電着処理を行った。その結果、厚み７μｍの電着膜（絶縁膜）が形成された。
【００６９】
ここで、実施例１の金型に対してＡＧ処理を施す場合には、上記電着処理を利用してもよい。電着処理における処理液の種類や濃度、処理時間等を調整することにより、ミクロンオーダーの間隔及び高さをもつ凹凸を有する絶縁膜を形成することが可能である。例えば、マスキング処理がなされたニッケルスリーブ１２を電圧４０Ｖ、液温度２３℃、固形分１０％、処理時間３００秒の条件で処理することで、隣り合う凹部の底点間の間隔が２０μｍ以上である凹凸をもつ絶縁膜が形成される。このような絶縁膜をあらかじめ形成しておくことで、後工程で成膜されるアルミニウム膜に対し、容易に同様のパターンをもつ凹凸形状を付与することができる。
【００７０】
続いて、スパッタコーティングにより、絶縁膜上にアルミニウム（Ａｌ）膜を膜厚１０μｍで成膜した。
【００７１】
次に、図３に示すように、幅４ｃｍのカプトン（登録商標）フィルムテープ（デュポン社製）１４を、ニッケルスリーブ（アルミニウム膜付き）１２の両末端からそれぞれ内側に１２５ｍｍ入った位置に貼り付けるマスキング処理を行った。カプトンフィルムテープ１４は、後述するシュウ酸及びリン酸に対する耐薬品性を有し、かつ耐熱性にも優れている。これにより、マスキングがなされた二つの領域の間に、マスキング処理がなされていない領域が形成されることになる。
【００７２】
次に、図４に示すように、マスキング処理がなされたニッケルスリーブ１２を０．１ｍｏｌ／ｌのシュウ酸溶液に浸漬して１８℃で３５秒間電解した後、純水に浸漬させて水洗を行った（陽極酸化工程）。続いて、０．３ｍｏｌ／ｌのリン酸溶液に浸漬して１８℃で１９分間エッチングを行い、再度、純水に浸漬させて水洗を行った（エッチング工程）。
【００７３】
上記陽極酸化工程及びエッチング工程のサイクルを６回繰り返し、最後に陽極酸化工程を行って工程を終了させた。このような陽極酸化工程とエッチング工程との繰り返し工程を連続的に行うことで、マスキング処理がなされた領域を除き、異常成長粒子が形成され、隣り合う穴（凹部）の底点間の距離が３８０ｎｍ以下であり、かつアルミニウム膜の内部に向かって先細りの形状（テーパ形状）をもつ微小な穴を多数形成することができる。
【００７４】
最後に、図５に示すように、マスキング処理に用いたカプトンフィルムテープを剥離し、微細な凹凸を含むナノ構造が形成された表面（第一の表面）１３ａと、上記ナノ構造を実質的に有していない平らな表面（第二の表面）１３ｂとを有する円筒形の金型１３を完成させた。これにより、マスキング処理がなされなかった第一の表面１３ａを構成する部材の材質はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）となるが、マスキング処理がなされた第二の表面１３ｂを構成する部材の材質はアルミニウム（Ａｌ）のままである。
【００７５】
実施例１の金型の構造について、より詳細に説明する。図６は、実施例１の陽極酸化工程及びエッチング工程時のニッケルスリーブの断面模式図である。ニッケルスリーブ３１の内部は空洞になっており、中央を軸材３２が貫通している。ニッケルスリーブ３１の両端は樹脂３３で封止されており、軸材３２が樹脂３３に設けられた貫通穴を通してニッケルスリーブ３１の両端から飛び出している。軸材３２はニッケルスリーブ３１に固定されているので、軸材３２を回転させることでニッケルスリーブ３１は回転することができる。ニッケルスリーブ３１の内部には、樹脂で構成された三本の支持棒３８が設けられている。ニッケルスリーブ３１の表面は絶縁膜３５で覆われており、更に、上記絶縁膜３５表面をアルミニウム膜３６が被覆している。アルミニウム膜３６の両末端からそれぞれ内側に１２５ｍｍの位置を境界として幅４ｃｍのカプトンテープ３７が貼り付けられており、カプトンテープ３７のより末端側には電極３４が設けられている。電極３４の周りは絶縁膜３５で覆われているが、一部、外部と導通可能な経路が確保されている。電解液槽中には電解液が満たされており、電解液槽の内側面は、金属膜で覆われている。アルミニウム膜３６上の電極３４が陽極として機能し、貯液槽の内側面上の電極が陰極として機能し、電解液中でアルミニウム膜３６の表面の陽極酸化を行うことが可能となる。なお、実施例１の金型を用いる場合は、電極３４の設置場所を確保する必要があるため、カプトンテープ３７をアルミニウム膜３６の両末端部まで貼り付けることはできず、末端部からやや内側の位置に貼り付ける必要がある。
【００７６】
実施例１では円筒形の金型として横向きのものを用いたが、冶具及び処理槽の仕組みによっては、縦向きのものとすることもできる。
【００７７】
実施例１の金型の表面を実際に撮影した写真を下記に示す。図７は、実施例１の金型の表面ＳＥＭ写真であり、左側の拡大図はナノ構造が形成された領域を、右側の拡大図はナノ構造が形成されていない領域を、それぞれ示している。図７に示すように、金型の表面は、ナノメートル間隔で細孔が形成された領域（ナノ構造をもつ領域）８１、細孔が形成されていない領域（ナノ構造をもたない領域）８２、及び、不完全な細孔が形成された領域８３の３つの領域に分類された。不完全な細孔が形成された領域８３が発生した理由は、カプトンテープの貼り付けを採用しているため、完全なマスキングがされないためである。ただし、このような細孔が形成されたとしても、実際にモスアイフィルムを作製する上では、支障とならない。
【００７８】
実施例２
図８〜図１１は、パイプ型の金型を作製する各段階を示す模式図である。まず、図８に示すように、円筒形のアルミニウム（Ａｌ）パイプ２１を用意した。アルミニウムパイプ２１のサイズは、半径が約３００ｍｍ、ロール幅が約１０００ｍｍ、厚みが約１５ｍｍであった。
【００７９】
次に、図９に示すように、幅４ｃｍのカプトン（登録商標）フィルムテープ（デュポン社製）２４を、アルミニウムパイプ２１の末端から内側に５０ｍｍ入った位置に貼り付けるマスキング処理を行った。なお、上記値は、７０ｍｍとしてもよい。カプトンフィルムテープ２４は、後述するシュウ酸及びリン酸に対する耐薬品性を有し、かつ耐熱性にも優れている。これにより、マスキングがなされた二つの領域の間に、マスキング処理がなされていない領域が形成されることになる。
【００８０】
次に、図１０に示すように、マスキング処理がなされたアルミニウムパイプ２１を０．１ｍｏｌ／ｌのシュウ酸溶液に浸漬して１８℃で３５秒間電解した後、純水に浸漬させて水洗を行った（陽極酸化工程）。続いて、０．３ｍｏｌ／ｌのリン酸溶液に浸漬して１８℃で１９分間エッチングを行い、再度、純水に浸漬させて水洗を行った（エッチング工程）。
【００８１】
上記陽極酸化工程及びエッチング工程のサイクルを６回繰り返し、最後に陽極酸化工程を行って工程を終了させた。このような陽極酸化工程とエッチング工程との繰り返し工程を連続的に行うことで、マスキング処理がなされた領域を除き、異常成長粒子が形成され、隣り合う穴（凹部）の底点間の距離が３８０ｎｍ以下であり、かつアルミニウムパイプ２１の内部に向かって先細りの形状（テーパ形状）をもつ微小な穴を多数形成することができる。
【００８２】
最後に、図１１に示すように、マスキング処理に用いたカプトンフィルムテープを剥離し、微細な凹凸を含むナノ構造が形成された表面（第一の表面）２３ａと、上記ナノ構造を実質的に有していない平らな表面（第二の表面）２３ｂとを有する円筒形の金型を完成させた。これにより、マスキング処理がなされなかった第一の表面２３ａを構成する部材の材質はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）となるが、マスキング処理がなされた第二の表面２３ｂを構成する部材の材質はアルミニウム（Ａｌ）のままである。
【００８３】
実施例２のアルミニウムパイプの構造について、より詳細に説明する。図１２は、実施例２の陽極酸化工程及びエッチング工程時のアルミニウムパイプの断面模式図である。アルミニウムパイプ４１の内部は空洞になっており、中央を軸材（導電棒）４２が貫通している。アルミニウムパイプ４１の両端は、パッキン４６を介して樹脂４３で封止されており、軸材４２が樹脂４３に設けられた貫通穴を通してアルミニウムパイプ４１の一方の末端から飛び出している。軸材４２はアルミニウムパイプ４１に固定されているので、軸材４２を回転させることでアルミニウムパイプ４１は回転することができる。軸材４２の表面は絶縁膜４５によって被覆されている。また、軸材４２の外部に飛び出していない側の末端は、おもりとなる金属部材４４と接触しており、上記金属部材４４は、一部でアルミニウムパイプ４１の外面と接触している（図１２中の丸印）。これにより軸材４２を、アルミニウムパイプ４１の内部を伝って外部から電流を流す経路として利用することができる。アルミニウムパイプ４１の両末端を境界として幅４ｃｍのカプトンテープ４７が貼り付けられている。電解液槽中には電解液が満たされており、電解液槽の内側面は、金属膜で覆われている。実施例２では、軸材４２及び金属部材４４が陽極として機能し、貯液槽の内側面上の電極が陰極として機能し、電解液中でアルミニウムパイプ４１の表面の陽極酸化を行うことが可能となる。実施例２では、カプトンテープ４７はアルミニウムパイプ４１の両末端部を覆う形で貼り付けることができるが、必要に応じて末端部から内側に入った場所に設けてもよい。
【００８４】
実施例２では円筒形の金型として縦向きのものを用いたが、冶具及び処理槽の仕組みによっては、横向きのものとすることもできる。
【００８５】
次に、モスアイフィルムの製造方法について以下に詳しく説明する。モスアイフィルムの方式としては、ハードコート層を設けるタイプと、ハードコート層を設けないタイプとの二種類が挙げられる。以下に、実際に作製した例をそれぞれ実施例３及び実施例４として説明する。
【００８６】
実施例３
実施例３では、基材フィルムと転写用樹脂層との間にハードコート層を設ける例について説明する。中間層として基材フィルムと転写用樹脂層との間にハードコート層を設けることで、表面耐性と、基材フィルム−転写用樹脂層間の密着性との両方の効果を得ることができる。
【００８７】
ハードコート樹脂を溶剤に溶かした後、基材フィルム上にグラビアコート法で溶液の塗布を行った。その後、溶剤を揮発させるために８０℃の条件で３０秒間、乾燥を行った。ただし、ハードコート樹脂は、光を照射させて完全に硬化させない限りは、転写用樹脂と比較して柔らかい素材であるので、金型の凹凸に樹脂の目詰まりが起こり、フィルムをロール版から剥離することができず、フィルムの巻き付きが発生し、連続転写ができなくなってしまう。また、目詰まりを起こしたハードコート樹脂が連続転写工程の中で擦られ、粉塵が工程中に舞ってしまい、金型に付着するおそれがある。そして、粉塵が異物として金型の表面に付着すると、その跡がモスアイフィルムに転写され、欠陥（白ブツ欠陥）の原因となる。そこで、実施例３では、実施例１の金型を用いてモスアイフィルムを作製した。
【００８８】
図１３は、基材フィルムとハードコート層と転写用樹脂層とを積層したフィルムの表面に対し、ナノオーダーの突起物を表面に有する金型を回転させてモスアイフィルム転写用の樹脂に対しモスアイ構造を付与する様子を示す模式図である。ここでは、実施例１の金型を用いたが、実施例２の金型を用いることも可能である。図１３に示すように、金型５４は円筒形であり、回転可能な機構を有する。転写速度は、約１０ｍ／ｍｉｎとした。金型５４は表面にナノオーダーの凹凸を有しており、転写用樹脂層５１上に上記金型５４が押し付けられることで、転写用樹脂層５１の表面にナノオーダーの凹凸が転写される。また、これと同時に光照射等の樹脂硬化工程が行われることで、モスアイ構造を形成することができる。なお、このようにして作製した凸部の一つあたりのアスペクト比は、１であった（頂点間の幅：２００ｎｍ、凸部の高さ：２００ｎｍ）。
【００８９】
各フィルムのサイズとしては、現行規格であるＴＡＣフィルム（基材フィルム）５２の幅を１３４０ｍｍとすると、内側の層に対しては片側３０ｍｍの塗工マージンが必要であるため、ハードコート層５３の幅は１２８０ｍｍとした。また、更に内側の層に対しても片側３０ｍｍの塗工マージンが必要であるため、転写用樹脂層５１の幅は１２２０ｍｍとした。
【００９０】
実施例１及び実施例２で示したように、これらの金型は、陽極酸化処理を行う前に、ハードコート層５３と接触する部分に対してカプトンテープを巻き付けることによるマスキング処理を行ったため、ハードコート層５３と接触する領域に実質的にナノ構造を有していない。したがって、目詰まりを起こすことなく、長時間の連続転写を行うことが可能となる。本発明者らが実際に転写作業を行ったところ、約３５００ｍの連続転写に成功した。また、白ブツ欠陥の発生についても抑制することができた。
【００９１】
実施例４
実施例４では、基材フィルムと転写用樹脂層との間にハードコート層を設けない例について説明する。
【００９２】
ダイコート法を用い、転写用樹脂（無溶剤）を基材フィルム上に塗布した。ただし、基材フィルムと転写用樹脂層との境界においては、転写用樹脂層が外部に露出した形になるため、光を照射させたとしても酸素阻害により硬化が阻害され、完全な硬化が起こらない。未硬化の状態でロール版による転写工程を行うと、金型の凹凸に樹脂の目詰まりが起こり、フィルムをロール版から剥離することができず、フィルムの巻き付きが発生し、連続転写ができなくなってしまう。また、そのような問題が起こらなかったとしても、基材フィルムと転写樹脂層との境界部分に薄いスジが発生してしまう。そこで、実施例４では、実施例１の金型を用いてモスアイフィルムを作製した。
【００９３】
図１４は、基材フィルムと転写用樹脂層とを積層したフィルムの表面に対し、ナノオーダーの突起物を表面に有する金型を回転させてモスアイフィルム転写用の樹脂に対しモスアイ構造を付与する様子を示す模式図である。ここでは、実施例１の金型を用いたが、実施例２の金型を用いることも可能である。図１４に示すように、金型６４は円筒形であり、回転可能な機構を有する。転写速度は、約１０ｍ／ｍｉｎとした。金型６４は表面にナノオーダーの凹凸を有しており、転写用樹脂層６１上に上記金型６４が押し付けられることで、転写用樹脂層６１の表面にナノオーダーの凹凸が転写される。また、これと同時に光照射等の樹脂硬化工程が行われることで、モスアイ構造を形成することができる。なお、このようにして作製した凸部の一つあたりのアスペクト比は、１であった（頂点間の幅：２００ｎｍ、凸部の高さ：２００ｎｍ）。
【００９４】
各フィルムのサイズとしては、現行規格であるＴＡＣフィルム（基材フィルム）６２の幅を１３４０ｍｍとすると、内側の層に対しては片側３０ｍｍの塗工マージンが必要であるため、転写用樹脂層６１の幅は１２８０ｍｍとした。実施例４の方法によれば、ハードコート層を設けなくてよい分、一度の工程で、実施例３の方法と比べてより大きな範囲のモスアイフィルムを作製することができる。また、ハードコート層による粉塵の発生をなくすことができる。ただし、フィルムの表面耐性、及び、基材フィルムと転写用樹脂層間との密着性を確保するための処理が必要となる。
【００９５】
実施例１及び実施例２で示したように、これらの金型は、陽極酸化処理を行う前に、ハードコート層と接触する部分に対してカプトンテープを巻き付けることによるマスキング処理を行ったため、ハードコート層と接触する領域に実質的にナノ構造を有していない。したがって、目詰まりを起こすことなく、長時間の連続転写を行うことが可能となる。本発明者らが実際に転写作業を行ったところ、約３５００ｍの連続転写に成功した。また、白ブツ欠陥の発生についても抑制することができた。
【００９６】
ここで、実施例３及び実施例４のモスアイフィルムに関し、更にＡＧ処理を施したものについて詳述する。図１５は、ＡＧ処理が施されたモスアイフィルムのプロファイル写真である。図１５中の色の濃い部分が、基準高さに対して高い領域又は低い領域を示す。
【００９７】
下記表１は、図１５で示されるモスアイフィルム上の任意の１５ヶ所の地点において、ＡＧ凹凸のピッチ（ＸＹ）及び高さ（Ｚ）を測定したデータをまとめた表である。
【００９８】
【表１】
2012124498.tif 000003
【００９９】
表１における数値範囲内において、樹脂の詰まりが発生せず、かつ良好な像のぼかし効果が得られたことから、金型の表面に、更に、隣り合う凹部の底点間の幅が少なくとも２０μｍ以上、６０μｍ以下である複数の凹部を含むミクロン構造が形成されていることが好ましいことがわかった。
【０１００】
比較実験
ここで、モスアイ構造を形成するための金型を用いて、ハードコート樹脂に転写を行った例、及び、転写用樹脂に対して転写を行った例について説明する。
【０１０１】
図１６は、ハードコート樹脂に対して金型の凹凸を転写したＳＥＭ写真を表し、図１７は、モスアイフィルム樹脂に対して金型の凹凸を転写したＳＥＭ写真を表す。なお、これらの写真は、金型をそれぞれの樹脂に押し当てた後、すぐに手で剥離して観測した写真である。
【０１０２】
図１６及び図１７のいずれにも金型の凹凸形状が転写されているが、凸部の高さが異なる。図１６で示されるハードコート樹脂においては、凸部の高さは３１３ｎｍであり、図１７で示されるモスアイフィルム樹脂においては、凸部の高さは１６０ｎｍであった。このことから、ハードコート樹脂の充填率（金型の凹部の深さに対するモスアイフィルムの凸部の高さの比率）は、モスアイフィルム樹脂の充填率の約２倍であることがわかった。これらの高さの違いは、樹脂の硬さに起因しているものと考えられる。
【０１０３】
また、図１８及び図１９は、モスアイフィルムの転写用樹脂に対して金型を押し付けた後、剥離を行う前と剥離した後の時点でのそれぞれのＳＥＭ写真を表す。図１８に示すように、金型７２を押し付けた時点では、転写用樹脂層７１は金型７２の凹凸の溝（深さ：３５０ｎｍ）に完全に充填しているが、図１９に示すように、剥離した後は、転写用樹脂層７１の凸部の高さが約２２９ｎｍと低くなっている。このことから、転写用樹脂層７１は一度、金型７２の凹凸の溝に完全に充填された後、応力の違い等により剥離の際に高さが低くなると考えられる。
【０１０４】
このことから、ハードコート樹脂の充填率がモスアイフィルム樹脂と比較して２倍と大きいために、ハードコート樹脂が版の溝に深く侵入して目詰まりを起こし、離形することができず、フィルムの巻き付きが発生する原因となっていると考えられる。これを防ぐ対策としてはいくつか考えられるが、（１）モスアイフィルム樹脂の充填率が版の深さの６割程度であることを考慮してロール版の深さを決定しているため、版（凹部）の深さをこれ以上浅くすることは実行的ではない点、（２）ハードコート樹脂の塗工幅とモスアイ樹脂の塗工幅とは、製造プロセス上、完全に同一にすることはできない点、及び、（３）モスアイフィルム樹脂の塗工幅をハードコート樹脂よりも広くすると、はみ出た分のモスアイフィルム樹脂がロール版に付着する可能性が高い点から、金型の作製の時点でマスキング処理を行う等により、金型の一部の領域にナノ構造を設けないことが有効であるといえる。
【０１０５】
なお、本願は、２０１１年３月１１日に出願された日本国特許出願２０１１−０５４５３７号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【０１０６】
１，１３，５４，６４，７２，１２４，１３４：金型
１ａ，１３ａ，２３ａ：第一の表面
１ｂ，１３ｂ，２３ｂ：第二の表面
１１，３１：ニッケルスリーブ
１２：ニッケルスリーブ（アルミニウム膜付き）
１４，２４，３７，４７：カプトン（フィルム）テープ
２１：アルミニウムパイプ
３２：軸材
３３，４３：樹脂（封止用）
３４：電極
３５：絶縁膜
３６：アルミニウム膜
３８：支持棒
４１：アルミニウムパイプ
４２：軸材（導電棒）
４４：金属部材（おもり）
４５：絶縁膜
４６：パッキン
５１，６１，７１，１２１：転写用樹脂層
５２，６２，１１２，１２２：基材フィルム
５３，１２３：ハードコート層
８１：ナノ構造をもつ領域
８２：ナノ構造をもたない領域
８３：不完全な細孔が形成された領域
１１１：ナノインプリントフィルム
１１３：鉛筆
１３５：粉塵
１３６：凹み欠陥
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図７】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年9月6日(2013.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う凸部の頂点間の幅が１μｍ未満である複数の凸部を有するナノインプリントフィルムの製造方法であって、
該製造方法は、基材フィルム上にハードコート層を形成する工程と、
該ハードコート層上に転写用樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
該塗布工程後、金型を転写用樹脂組成物に押し当てるとともに、該転写用樹脂組成物を硬化させる転写工程とを有し、
該金型は、隣り合う凹部の底点間の幅が１μｍ未満である複数の凹部を含むナノ構造が形成された第一の表面と、該ナノ構造を実質的に有していない第二の表面とを有するものであり、
該第一の表面は、該第二の表面と同一平面上にあり、かつ二つの第二の表面の間に位置するものであり、
該塗布工程は、転写用樹脂組成物が塗布されずにハードコート層が露出した領域をハードコート層の端部に形成するように、転写用樹脂組成物を塗布するものであり、
該転写工程は、転写用樹脂組成物が塗布された領域に金型の第一の表面が押し当てられ、ハードコート層が露出した領域に金型の第二の表面が押し当てられる
ことを特徴とするナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項２】
前記ハードコート層は、前記転写工程における金型の押し当て時には前記転写用樹脂組成物よりも柔らかく、かつ硬化後には該転写用樹脂組成物の硬化物よりも硬くなることを特徴とする請求項１記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項３】
前記隣り合う凸部の頂点間の幅は、３８０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記金型は、円筒形であり、
前記凹部一つあたりのアスペクト比は、３未満である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記金型を用いた転写速度は、１ｍ／ｍｉｎ以上、１００ｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項６】
前記金型は、基礎部材上に、前記第一の表面を構成する部材、及び、前記第二の表面を構成する部材が被覆されて構成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項７】
前記基礎部材と前記第一の表面を構成する部材との間、及び、前記基礎部材と前記第二の表面を構成する部材との間には、絶縁膜が配置されていることを特徴とする請求項６記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項８】
前記第一の表面を構成する部材の材質は、酸化アルミニウムであり、
前記第二の表面を構成する部材の材質は、アルミニウムである
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項９】
前記基礎部材の材質は、ニッケル又はステンレスであることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１０】
前記第一の表面には、隣り合う凹部の底点間の幅が２０μｍ以上である複数の凹部を含むミクロン構造が形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１１】
前記金型は、内部を貫通する導電棒を有し、
該導電棒の側面は、絶縁膜で覆われており、
該導電棒の少なくとも一方の末端部は、外部に露出しており、
該導電棒は、該金型内部で該第一の表面を構成する部材と電気的に接続される
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１２】
前記金型は、外周面上に前記第一の表面を構成する部材と電気的に接続される電極を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記ナノインプリントフィルムの製造方法は、第二の表面を形成する位置にマスキング処理を行って作製した金型を用いることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１４】
前記マスキング処理は、カプトンテープの貼り付けであることを特徴とする請求項１３記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【請求項１５】
前記ナノインプリントフィルムの製造方法は、未処理金型の表面を陽極酸化する工程と、該陽極酸化がなされた表面をエッチング処理する工程とを複数回繰り返して作製した金型を用いることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のナノインプリントフィルムの製造方法。
【国際調査報告】
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