(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に吸引孔が設けられ、前記外周面において外から内に向かって吸引力が作用するサクションロール、及び、前記サクションロールの外周面に固定されるとともにゾルゲル材料をパターン化するための凹凸パターンが表面に形成された、ゴム系材料から形成されたガス透過性部材から構成される、回転可能な転写ロールと、
前記サクションロール内部を減圧にすることにより前記吸引力を発生する吸引機構と、
前記ガス透過性部材が固定された前記サクションロールを前記サクションロールの軸を中心に回転させる駆動装置とを備えるロール装置。
【請求項２】
前記ガス透過性部材がシリコーンゴムから形成されることを特徴とする請求項１に記載のロール装置。
【請求項３】
前記ガス透過性部材の凹凸パターンが不規則な凹凸パターンであり、凹凸の深さの標準偏差が１０〜１００ｎｍの範囲であり、凹凸の平均ピッチが１００〜１５００ｎｍの範囲である請求項１または２に記載のロール装置。
【請求項４】
前記前記ガス透過性部材の凹凸パターンのフーリエ変換像が円環状である請求項１〜３のいずれか一項に記載のロール装置。
【請求項５】
前記サクションロールを加熱するための加熱手段を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載のロール装置。
【請求項６】
前記ガス透過性部材の水蒸気透過率が１×１０−６［（ｍＬ・ｃｍ）／（ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）］以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載のロール装置。
【請求項７】
前記ガス透過性部材の厚みが１０μｍ〜１ｃｍである請求項１〜６のいずれか一項に記載のロール装置。
【請求項８】
前記ガス透過性部材の表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載のロール装置。
【請求項９】
前記サクションロールの前記外周面の材質が多孔質体である請求項１〜８のいずれか一項に記載のロール装置。
【請求項１０】
前記多孔質体がセラミックである請求項９に記載のロール装置。
【請求項１１】
前記サクションロールの前記外周面が、等間隔で均一に吸引孔が設けられたメッシュ状である請求項１〜８のいずれか一項に記載のロール装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のロール装置を用いて凹凸構造を有する部材を製造する方法であって、
基板にゾルゲル材料の塗膜を形成する工程と、
前記吸引力を作用させた前記サクションロールを回転させながら、前記ガス透過性部材の前記凹凸パターンと前記塗膜を密着させて前記凹凸パターンを前記塗膜に転写する工程と、
前記塗膜を硬化する工程とを備える凹凸構造を有する部材の製造方法。
【請求項１３】
前記塗膜を加熱しながら前記ガス透過性部材の前記凹凸パターンと前記塗膜を密着させる請求項１２に記載の凹凸構造を有する部材の製造方法。
【請求項１４】
前記凹凸構造を有する部材が光学基板である請求項１２又は１３に記載の凹凸構造を有する部材の製造方法。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の凹凸構造を有する部材の製造方法を用いて、凹凸構造を有する部材としての凹凸表面を有する回折格子基板を作製し、前記回折格子基板の凹凸表面上に、透明電極、有機層及び金属電極を、順次積層して有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サクションロールを用いたロール装置、及び凹凸構造を有する部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路のような微細パターンを形成する方法として、リソグラフィ法が知られている。リソグラフィ法で形成されるパターンの解像度は、光源の波長や光学系の開口数に依存しており、近年の微細化デバイスの需要に応えるために、より短波長の光源が要望されている。しかしながら、短波長光源は高価であり、その開発は容易ではなく、そのような短波長光を透過する光学材料の開発も必要である。また、従来のリソグラフィ法で大面積のパターンを製造することは、大型の光学素子を必要とし、技術的にも経済的な面でも困難を伴う。それゆえ、大面積を有する所望のパターンを形成する新規な方法が検討されていた。【０００３】
従来のリソグラフィ装置を使わずに、微細パターンを形成する方法としてナノインプリント法が知られている。ナノインプリント法は、樹脂をモールド（型）と基板で挟み込むことでナノメートルオーダーのパターンを転写することができる技術であり、半導体デバイスのみならず、有機ＥＬ素子やＬＥＤなどの光学部材、ＭＥＭＳ、バイオチップなど多くの分野で実用化が期待されている。【０００４】
熱硬化性材料を使用したナノインプリント法として、例えば、特許文献１に記載のような、レジスト膜を基板に塗布し、平板状のモールドによりプレスした後、ヒータによりレジスト膜を硬化させる方法が知られている。特に無機系のゾルゲル材料を使用したナノインプリント成形物は耐熱性が高く、高温処理を伴うプロセスに好適である。さらに平板状モールドを用いるプレス法に代えて、特許文献２に記載のような円筒状の微細凹凸パターンを有する複製用原版とプレスロールを用いたロールプレス法も知られている。しかしながら、ゾルゲル材料は塗布後の水分量や乾燥時間を精密に制御する必要があり、量産化は容易ではない。【０００５】
ところで、ナノインプリント法によるゾルゲル材料へのパターン転写において、ガス透過性のあるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）からなるモールドを用いることで、ゾルゲル材料とモールドが密着している間も、ゾルゲル材料の硬化を進められることが特許文献３に開示されている。ＰＤＭＳからなるモールド内には、ゾルゲル層中の溶媒及び水が拡散することができるため、ゾルゲル材料とモールドが密着している間も、ゾルゲル材料の化学反応、並びにそれによって生じた水及び溶媒の蒸発が促進され、ゾルゲル材料が硬化（ゲル化）することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０４９５４４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６９４８０号公報
【特許文献３】特開２００８−０６８６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、微細な凹凸構造を有する部材を歩留りよく量産することができる新規な製造装置及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に従えば、回転可能であり、外周面において外から内に向かって吸引力が作用するサクションロールと、
前記吸引力を発生する吸引機構と、
前記サクションロールの外周面を覆うガス透過性部材とを備えるロール装置が提供される。【０００９】
前記ロール装置において、前記ガス透過性部材がシリコーンゴムから形成されてもよい。【００１０】
前記ロール装置において、前記ガス透過性部材の表面に凹凸パターンが形成されていてもよい。【００１１】
前記ロール装置において、前記ガス透過性部材の凹凸パターンは、ゾルゲル材料をパターン化するためのパターンであってもよい。【００１２】
前記ロール装置において、前記ガス透過性部材の凹凸パターンが不規則な凹凸パターンであり、凹凸の深さの標準偏差が１０〜１００ｎｍの範囲であり、凹凸の平均ピッチが１００〜１５００ｎｍの範囲であってもよい。【００１３】
前記前記ガス透過性部材の凹凸パターンのフーリエ変換像が円環状であってもよい。【００１４】
前記ロール装置において、前記サクションロールを加熱するための加熱手段を備えてもよい。【００１５】
前記ロール装置において、前記ガス透過性部材の水蒸気透過率が１×１０−６［（ｍＬ・ｃｍ）／（ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）］以上であってもよい。【００１６】
前記ロール装置において、前記ガス透過性部材の厚みが１０μｍ〜１ｃｍであってもよい。【００１７】
前記ロール装置において、前記ガス透過性部材の表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ以下であってもよい。【００１８】
前記ロール装置において、前記サクションロールを前記サクションロールの軸を中心に回転させる駆動装置を備えてもよい。前記ロール装置において、前記サクションロールの前記外周面の材質が多孔質体であってもよい。前記多孔質体がセラミックであってもよい。前記ロール装置において、前記サクションロールの前記外周面が、等間隔で均一に吸引孔が設けられたメッシュ状であってもよい。【００１９】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様のロール装置を用いて凹凸構造を有する部材を製造する方法であって、
基板に塗膜を形成する工程と、
前記サクションロールを回転させながら、前記ガス透過性部材の前記凹凸パターンと前記塗膜を密着させて前記凹凸パターンを前記塗膜に転写する工程と、
前記塗膜を硬化する工程とを備える凹凸構造を有する部材の製造方法が提供される。前記凹凸構造を有する部材は、例えば、光学基板になり得る。【００２０】
前記凹凸構造を有する部材の製造方法において、前記サクションロールに前記吸引力を作用させながら、前記凹凸パターンを前記塗膜に転写してもよい。【００２１】
前記凹凸構造を有する部材の製造方法において、前記塗膜の材料がゾルゲル材料であってもよい。【００２２】
前記凹凸構造を有する部材の製造方法において、前記塗膜を加熱しながら前記ガス透過性部材の前記凹凸パターンと前記塗膜を密着させてもよい。【００２３】
本発明の第３の態様に従えば、第２の態様の凹凸構造を有する部材の製造方法を用いて、凹凸構造を有する部材としての凹凸表面を有する回折格子基板を作製し、前記回折格子基板の凹凸表面上に、透明電極、有機層及び金属電極を、順次積層して有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のロール装置は、ガス透過性部材及びサクションロールを備えることで、被処理物をガス透過性部材で付勢しながら被処理物から水分ガスを均一に抽出することができる。本発明のロール装置を用いることにより、塗膜のパターン形成を正確に且つ確実に行うことができ、高いスループットで、光学基板のような凹凸構造を有する部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の凹凸構造を有する部材の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、実施形態の光学基板の製造方法に用いるガス透過性部材を製造する各工程を概念的に示す図である。
【図３】実施形態のロール装置の概略斜視図である。
【図４】図３のロール装置をＡ−Ａ方向から見た概略断面図である。
【図５】ガス透過性部材を用いた転写プロセスを説明するための概念図である。
【図６】実施形態の光学基板の製造装置の概念図である。
【図７】変形形態において、転写ロールの代わりに環状のガス透過性部材を２個以上のロールに架け渡して設置する光学基板製造装置の概念図である。
【図８】有機ＥＬ素子の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の凹凸パターンまたは凹凸構造を有する部材の製造方法及び製造装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、基板に塗布する塗膜の材料として、ゾルゲル材料を例に挙げて説明する。本発明の凹凸パターンまたは凹凸構造を有する部材の製造方法は、図１に示すように、主に、ガス透過性部材を用意する工程Ｓ０、ガス透過性部材を備える転写ロールを作製する工程Ｓ１、ゾルゲル材料を調製する調製工程Ｓ２、調製されたゾルゲル材料を基板に塗布する塗布工程Ｓ３、塗布した塗膜に転写ロールのガス透過性部材を密着させながら塗膜を硬化させる転写工程Ｓ４、及び塗膜を焼成する焼成工程Ｓ５を有する。以下、各工程について順に説明する。なお、以下の説明においては、凹凸パターンまたは凹凸構造を有する部材として、凹凸パターンを有する光学基板を例に挙げて説明する。
【００２７】
［ガス透過性部材を用意する工程］
本実施形態の光学基板の製造方法及び製造装置において、モールドとして用いるガス透過性部材は、可撓性があり、表面に凹凸の転写パターンを有する。ガス透過性部材は、後述のガス透過性部材製造方法によって作製することができる。ガス透過性部材はゴム系材料からなり、特に、シリコーンゴム、またはシリコーンゴムと他の材料との混合物もしくは共重合体が好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ポリオルガノシロキサン、架橋型ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサン／ポリカーボネート共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリフェニレン共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポリスチレン共重合体、ポリトリメチルシリルプロピン、ポリ４メチルペンテンなどが用いられる。シリコーンゴムは、他の樹脂材料と比べて安価で、耐熱性に優れ、熱伝導性が高く、弾性があり、高温条件下でも変形しにくいことから、高温条件下で行う凹凸パターン転写プロセスに好適である。さらに、シリコーンゴム系の材料は、ガスや水蒸気透過性が高いため、被転写材の溶媒や水蒸気を容易に透過することができる。なお、ガス透過性部材の水蒸気透過率は１×１０−６［（ｍＬ・ｃｍ）／（ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）］以上が好ましい。ガス透過性部材の水蒸気透過率が前記下限より低いと、ガス透過性部材の凹凸パターンを基板上の塗膜に転写する時に、塗膜中の溶媒及び水の蒸発に時間がかかり、塗膜が硬化しない、または硬化に時間がかかる。また、ガス透過性部材に用いるゴム系材料の表面自由エネルギーは２５ｍＮ／ｍ以下が好ましい。これによりガス透過性部材の凹凸パターンを基板上の塗膜に転写するときの離形性が良好となり、転写不良を防ぐことができる。
【００２８】
ガス透過性部材は、例えば、長さ５０〜２０００ｍｍ、幅は、５０〜３０００ｍｍ、厚み１０μｍ〜１ｃｍにし得る。ガス透過性部材の寸法は、転写ロールの寸法、量産する光学基板の寸法、１回の製造プロセスで連続的に製造する光学基板の数（ロット数）などによって適宜設定することができる。ガス透過性部材の厚みが前記下限より小さいと、ガス透過性部材の強度が小さくなり、ガス透過性部材のハンドリング中に破損する恐れがある。厚みが前記上限より大きいと、モールドをロール状に巻き難くなったり、ガス透過性部材の水蒸気透過性が不十分になったりする恐れがある。また、必要に応じて、それらの凹凸パターン面上に離型処理を施してもよい。凹凸パターンは、任意の形状を、例えば後述のＢＣＰ法、ＢＫＬ法、フォトリソグラフィ法などの任意の方法で形成し得る。
【００２９】
凹凸パターンは、最終的に得られる光学基板の用途に応じて任意のパターンにし得るが、例えば、マイクロレンズアレイ構造や光拡散や回折等の機能を有する構造などにし得る。凹凸パターンは、例えば、凹凸のピッチが均一ではなく、凹凸の向きに指向性がないような不規則な凹凸パターンにしてよい。凹凸の平均ピッチとしては、例えば、光学基板を可視光の回折や散乱の用途に用いる場合には、１００〜１５００ｎｍの範囲にすることができ、２００〜１２００ｎｍの範囲であることがより好ましい。凹凸の平均ピッチが前記下限未満では、可視光の波長に対してピッチが小さくなりすぎるため、凹凸による光の回折が不十分になる傾向にあり、他方、上限を超えると、回折角が小さくなり、回折格子のような光学素子としての機能が失われてしまう傾向にある。同様な用途においては、凹凸の深さ分布の平均値は、２０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、３０〜１５０ｎｍの範囲であることがより好ましい。凹凸の深さの標準偏差は１０〜１００ｎｍであることが好ましく、１５〜７５ｎｍの範囲であることがより好ましい。
【００３０】
本願において、凹凸の平均ピッチとは、凹凸が形成されている表面における凹凸のピッチ（隣り合う凸部同士又は隣り合う凹部同士の間隔）を測定した場合において、凹凸のピッチの平均値のことをいう。このような凹凸のピッチの平均値は、走査型プローブ顕微鏡（例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」等）を用いて、下記条件：
測定方式：カンチレバー断続的接触方式
カンチレバーの材質：シリコン
カンチレバーのレバー幅：４０μｍ
カンチレバーのチップ先端の直径：１０ｎｍ
により、表面の凹凸を解析して凹凸解析画像を測定した後、かかる凹凸解析画像中における、任意の隣り合う凸部同士又は隣り合う凹部同士の間隔を１００点以上測定し、その算術平均を求めることにより算出できる。
【００３１】
また、本願において、凹凸の深さ分布の平均値及び凹凸の深さの標準偏差は以下のようにして算出できる。表面の凹凸の形状を、走査型プローブ顕微鏡（例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」等）を用いて凹凸解析画像を測定する。凹凸解析の際、前述の条件で任意の３μｍ角（縦３μｍ、横３μｍ）または１０μｍ角（縦１０μｍ、横１０μｍ）の測定領域を測定して凹凸解析画像を求める。その際に測定領域内の１６３８４点（縦１２８点×横１２８点）以上の測定点における凹凸高さのデータをナノメートルスケールでそれぞれ求める。なお、このような測定点の数は、用いる測定装置の種類や設定によっても異なるものではあるが、例えば、測定装置として上述の株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」を用いた場合には、３μｍ角の測定領域内において６５５３６点（縦２５６点×横２５６点）の測定（２５６×２５６ピクセルの解像度での測定）を行うことができる。そして、このようにして測定される凹凸高さ（単位：ｎｍ）に関して、先ず、全測定点のうち、透明支持基板１の表面からの高さが最も高い測定点Ｐを求める。そして、かかる測定点Ｐを含み且つ透明支持基板１の表面と平行な面を基準面（水平面）として、その基準面からの深さの値（測定点Ｐにおける透明支持基板１からの高さの値から各測定点における透明支持基板１からの高さを差し引いた差分）を凹凸深さのデータとして求める。なお、このような凹凸深さデータは、測定装置（例えば株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「Ｅ−ｓｗｅｅｐ」）によっては測定装置中のソフト等により自動的に計算して求めることが可能でき、このような自動的に計算して求められた値を凹凸深さのデータとして利用できる。このようにして、各測定点における凹凸深さのデータを求めた後、その算術平均及び標準偏差を求めることにより算出できる値をそれぞれ凹凸の深さ分布の平均値及び凹凸の深さの標準偏差として採用する。本明細書において、凹凸の平均ピッチ及び凹凸の深さ分布の平均値は、凹凸が形成されている表面の材料に関わらず、上記のような測定方法を通じて求めることができる。
【００３２】
このような凹凸パターンから散乱及び／または回折される光は、単一のまたは狭い帯域の波長の光ではなく、比較的広域の波長帯を有し、散乱光及び／または回折される光は指向性がなく、あらゆる方向に向かう。但し、「不規則な凹凸パターン」には、表面の凹凸の形状を解析して得られる凹凸解析画像に２次元高速フーリエ変換処理を施して得られるフーリエ変換像が円もしくは円環状の模様を示すような、すなわち、上記凹凸の向きの指向性はないものの凹凸のピッチの分布は有するような疑似周期構造を含む。それゆえ、このような疑似周期構造を有する基板においては、その凹凸ピッチの分布が可視光線を回折する限り、有機ＥＬ素子のような面発光素子などに使用される回折基板や太陽電池の透明導電性基板など好適である。
【００３３】
本発明に用いるガス透過性部材の製造方法の一例について、図２を参照しながら説明する。
【００３４】
最初にガス透過性部材の凹凸パターンを形成するためのマスターモールド３８の作製を行う。マスターモールド３８の凹凸パターンは、例えば、本出願人らによる特願２０１１−００６４８７号に記載されたブロック共重合体の自己組織化（ミクロ相分離）を利用する方法（以下、適宜「ＢＣＰ（Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）法」という）や、本出願人らによるＷＯ２０１１／００７８７８Ａ１に開示された蒸着膜上のポリマー膜を加熱・冷却することにポリマー表面の皺による凹凸を形成する方法（以下、適宜「ＢＫＬ（Ｂｕｃｋｌｉｎｇ）法」という）を用いて形成することが好適である。ＢＣＰ法及びＢＫＬ法に代えて、フォトリソグラフィ法で形成してもよい。そのほか、例えば、切削加工法、電子線直接描画法、粒子線ビーム加工法及び操作プローブ加工法等の微細加工法、並びに微粒子の自己組織化を使用した微細加工法によっても、マスターモールド３８の凹凸パターンを作製することができる。ＢＣＰ法でパターンを形成する場合、パターンを形成する材料は任意の材料を使用することができるが、ポリスチレンのようなスチレン系ポリマー、ポリメチルメタクリレートのようなポリアルキルメタクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリビニルピリジン、及びポリ乳酸からなる群から選択される２種の組合せからなるブロック共重合体が好適である。
【００３５】
マスターモールド３８のパターンの凹凸のピッチ及び高さは、任意であるが、例えば、パターンを可視領域の光を散乱または回折する回折格子の用途に用いる場合には、凹凸の平均ピッチとしては、１００〜１５００ｎｍの範囲にあることが好ましく、２００〜１２００ｎｍの範囲であることがより好ましい。凹凸の平均ピッチが前記下限未満では、可視光の波長に対してピッチが小さくなりすぎるため、凹凸による光の回折が生じなくなる傾向にあり、他方、上限を超えると、回折角が小さくなり、回折格子のような光学素子としての機能が失われてしまう傾向にある。凹凸の深さ分布の平均値は、２０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、３０〜１５０ｎｍの範囲であることがより好ましい。凹凸の深さ分布の平均値が前記下限未満では、可視光の波長に対して高さが低すぎるために必要な回折が生じなくなる傾向にあり、他方、上限を超えると、回折光強度にむらが生じ、この結果、例えば、この凹凸パターンを有機ＥＬ素子の光取り出し用の光学素子として利用した場合に、ＥＬ層内部の電界分布が不均一となって特定の箇所に電界が集中することによってリークが生じ易くなったり、寿命が短くなったりする傾向にある。凹凸の深さの標準偏差は、１０〜１００ｎｍの範囲であることが好ましく、１５〜７５ｎｍの範囲内であることがより好ましい。凹凸の深さの標準偏差が前記下限未満では、可視光の波長に対して高さが低すぎるために必要な回折が生じなくなる傾向にあり、他方、上限を超えると、回折光強度にむらが生じ、この結果、例えば、この凹凸パターンを有機ＥＬ素子の光取り出し用の光学素子として利用した場合に、ＥＬ層内部の電界分布が不均一となって特定の箇所に電界が集中することによってリークが生じ易くなったり、寿命が短くなったりする傾向にある。
【００３６】
マスターモールド３８をＢＣＰ法やＢＫＬ法等により形成した後（図２（Ａ））、以下のようにして、マスターモールド３８のパターンを転写したガス透過性部材８１を形成する。まず、ゴム系材料の原料である主剤と硬化剤を混合し、１０分間撹拌する。ゴム系材料の混合液（以下、適宜、「ガス透過性部材原料」とも言う）はトルエン等の溶剤で希釈してもよい。ガス透過性部材原料を撹拌した後、減圧下で脱泡する。脱泡したガス透過性部材原料を先に作製したマスターモールド３８の凹凸パターン上に塗布する（図２（Ｂ））。塗布方法として、キャスト法、ドクターブレード法、スピンコート法などの任意の塗布方法を使用することができる。次に、塗布したガス透過性部材原料を硬化させるためにガス透過性部材原料を加熱する。硬化することにより、ガス透過性部材原料にマスターモールドの凹凸パターンが転写固定される。加熱温度は室温〜５０℃が好ましい。加熱は、オーブンやホットプレートなど任意の手段によって行うことができる。
【００３７】
硬化したガス透過性部材原料をマスターモールド３８から剥離し、ガス透過性部材を得る（図２（Ｃ））。ガス透過性部材８１は、マスターモールド３８の端部から手作業で剥離することができる。また、接着剤またはテープ等によって後述のサクションロールの外周面にガス透過性部材８１の一端を固定し、サクションロールを回転させることによってガス透過性部材８１を巻き取り、剥離することもできる。
【００３８】
［転写ロールを作製する工程］
次いで、剥離したガス透過性部材８１を用いて、転写ロール５０を作製する。転写ロール５０は、サクションロール２５と、サクションロールの外周面に巻きつけられたガス透過性部材８１から構成される。
【００３９】
サクションロール２５は、ロールの外周面２５ａ（図４参照）においてその外側から内側に向かって吸引力が作用するロールである。サクションロール２５は、例えば、円筒状のロール本体を有し、ロール本体の外周面２５ａにロール本体の周壁を貫通する多数の吸引孔６９（図４参照）が設けられている。サクションロール２５の外周面２５ａの材質をセラミックなどの多孔質体にすることによって吸引孔６９を設けることができる。この場合、多孔質体の孔径は０．１μｍ〜２０μｍが好ましい。また、吸引孔６９は、サクションロール２５外周面２５ａをパンチングメタル等を用いてメッシュ状にすることにより形成してもよく、この場合、吸引孔径０．５〜２．０ｍｍ、ピッチ１〜３ｍｍで、吸引孔６９が等間隔で均一に設けられていることが好ましい。また、吸引孔６９の形状は円形、楕円形、菱形、スリット状などにすることができる。サクションロール２５は、吸引孔６９を通じて、ロール外側の気体や物体をロール内側に向かって吸引することができる。また、サクションロール２５は加熱ヒータを備えていてもよい。
【００４０】
上記のようなサクションロール２５の外周面２５ａ（図４参照）に、上述のように作製したガス透過性部材８１を巻きつけて固定することによって転写ロール５０を得る。ガス透過性部材８１は、接着剤、テープまたはガス透過性部材８１自身の粘着力によってサクションロール２５の外周面２５ａに固定してもよいし、サクションロール２５の外周面２５ａの多数の吸引孔６９からもたらされる吸引力によってサクションロール２５の外周面２５ａに吸着固定してもよい。ガス透過性部材８１は、用途に応じてサクションロール２５の外周面２５ａ全体を覆う必要はなく、周方向の一部または図３に示すように軸方向の一部だけを覆っていてもよい。
【００４１】
上記の方法によって作製した転写ロール５０は、図３及び４に示すようなロール装置３００において用いることができる。ロール装置３００は、転写ロール５０と吸引機構６５と駆動装置６７から構成される。吸引機構６５は、例えば、転写ロール５０のサクションロール２５の底面または上面に管６５ａを介して接続される吸引ポンプを用い得る。駆動装置６７は、例えば、転写ロール５０のサクションロール２５の軸２５ｃをベルトまたはギアを介して回転させるモータにし得る。吸引機構６５によってサクションロール２５の内部２５ｂを、例えば１０５Ｐａ以下、特には１０３Ｐａ以下に減圧することが好ましい。また、転写ロール５０は、サクションロール２５の軸２５ｃを支持台６３に回転可能に取り付けることによって、回転可能に支持され、駆動装置６７によってサクションロール２５の軸２５ｃを中心として転写ロール５０を回転させることができる。
【００４２】
なお、ガス透過性部材を用意する工程（Ｓ０）および転写ロールを作製する工程（Ｓ１）は、後述する転写工程（Ｓ４）の前であればよく、ゾルゲル材料調整工程（Ｓ２）の前または後に行ってもよく、ゾルゲル材料調製工程（Ｓ２）と並行して行ってもよい。
【００４３】
［ゾルゲル材料調製工程］
本実施形態の光学基板の製造方法において、ゾルゲル法によりパターンを転写する塗膜を形成するために用いるゾルゲル材料（ゾル溶液）を調製する（図１の工程Ｓ２）。例えば、基板上に、シリカをゾルゲル法で合成する場合は、金属アルコキシド（シリカ前駆体）のゾルゲル材料を調製する。シリカの前駆体として、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラ‐ｉ‐プロポキシシラン、テトラ‐ｎ‐プロポキシシラン、テトラ‐ｉ‐ブトキシシラン、テトラ‐ｎ‐ブトキシシラン、テトラ‐ｓｅｃ‐ブトキシシラン、テトラ‐ｔ‐ブトキシシラン等のテトラアルコキシドモノマーや、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、イソプロピルトリプロポキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン等のトリアルコキシドモノマー、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジエチルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジエチルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプロピルジイソプロポキシシラン、ジプロピルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジプロピルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジプロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−ｔ−ブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｉ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジフェニルジ−ｔ−ブトキシシラン等のジアルコキシドモノマーや、これらモノマーを少量重合したポリマー、前記材料の一部に官能基やポリマーを導入したことを特徴とする複合材料などの金属アルコキシドが挙げられる。さらに、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、オキシ塩化物、塩化物や、それらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。また、金属種としては、Ｓｉ以外にＴｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｉｎなどや、これらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。上記酸化金属の前駆体を適宜混合したものを用いることもできる。
【００４４】
ＴＥＯＳとＭＴＥＳの混合物を用いる場合には、それらの混合比は、例えばモル比で１：１にすることができる。このゾルゲル材料は、加水分解及び重縮合反応を行わせることによって非晶質シリカを生成する。合成条件として溶液のｐＨを調整するために、塩酸等の酸またはアンモニア等のアルカリを添加する。ｐＨは４以下もしくは１０以上が好ましい。また、加水分解を行うために水を加えてもよい。加える水の量は、金属アルコキシド種に対してモル比で１．５倍以上にすることができる。ゾルゲル材料としてシリカ以外の材料を用いることができ、例えばＴｉ系の材料やＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）系の材料、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ等を使用し得る。
【００４５】
ゾルゲル材料の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ブタノール等のアルコール類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類、ブトキシエチルエーテル、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−２−プロパノール、ベンジルオキシエタノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、２硫化炭素等の含ヘテロ元素化合物、水、およびこれらの混合溶媒が挙げられる。特に、エタノールおよびイソプロピルアルコールが好ましく、またそれらに水を混合したものも好ましい。
【００４６】
ゾルゲル材料の添加物としては、粘度調整のためのポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコールや、溶液安定剤であるトリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、アセチルアセトンなどのβ―ジケトン、β―ケトエステル、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキサンなどを用いることが出来る。
【００４７】
なお、加熱により硬化するゾルゲル材料以外に光硬化性ゾルゲル材料を用いてもよい。この場合、例えば、光によって酸を発生する６フッ化リン系芳香族スルホニウム塩などの光酸発生剤を用いたり、アセチルアセトンに代表されるβジケトンをゾル液に添加したりすることで、化学修飾（キレート化）させ、光照射によって化学修飾を外すなどの方法を用いることができる。
【００４８】
［塗布工程］
上記のように調製したゾルゲル材料を基板上に塗布する（図１の工程Ｓ３）。基板として、ガラスや石英、シリコン基板等の無機材料からなる基板やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアリレート等の樹脂基板を用い得る。基板は透明でも不透明でもよい。この基板から得られた凹凸パターン基板を後述する有機ＥＬ素子の製造に用いるのであれば、基板は耐熱性、ＵＶ光等に対する耐光性を備える基板が望ましい。この観点から、基板として、ガラスや石英、シリコン基板等の無機材料からなる基板がより好ましい。基板上には密着性を向上させるために、表面処理や易接着層を設けるなどをしてもよいし、水分や酸素等の気体の浸入を防ぐ目的で、ガスバリア層を設けるなどしてもよい。塗布方法として、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法などの任意の塗布方法を使用することができるが、比較的大面積の基板にゾルゲル材料を均一に塗布可能であること、ゾルゲル材料が硬化（ゲル化）する前に素早く塗布を完了させることができることからすれば、バーコート法、ダイコート法及びスピンコート法が好ましい。なお、後の工程でゾルゲル材料層による所望の凹凸パターンが形成されるため基板表面（表面処理や易接着層がある場合にはそれらも含めて）は平坦でよく、この基板自体は所望の凹凸パターンを有さない。
【００４９】
［転写工程］
塗布工程後、図３及び４に示したロール装置３００を用いてガス透過性部材８１のパターンを塗膜４２に転写する（図１の工程Ｓ４）。転写方法の一例について、図５を参照しながら説明する。図の簡略化のため図５にはロール装置３００の転写ロール５０のみを示した。図５に示すように転写ロール５０の直下に基板４０が接触して位置づけられるように転写ロール５０及び基板４０を配置し、転写ロール５０に相対して基板４０を搬送する。転写ロール５０を基板４０の搬送に同期して回転させることで、ガス透過性部材８１と塗膜４２を密着させながら、基板４０を搬送方向に進行することができる。この際、ガス透過性部材８１と塗膜４２が密着している間も、塗膜４２中の溶媒及びゾルゲル材料の縮合反応によって生じた水がガス透過性部材８１内に拡散することができ、これにより塗膜４２中の溶媒及び水の蒸発が進行し、塗膜４２の硬化が進む。さらに、転写ロール５０はサクションロール２５による吸引機能を有しているため、サクションロール２５の外周面２５ａの多数の吸引孔６９を介してサクションロール２５の外周面２５ａの気体または物体をサクションロール２５の内側に向かって吸引することができ、それによって、塗膜４２中の溶媒及び水のガス透過性部材８１内への拡散が促進される。そのため、さらに塗膜４２中の溶媒及び水の蒸発が進行し、塗膜４２の硬化が進む。また、転写ロール５０に塗膜４２が吸引されることにより、ガス透過性部材８１の凹凸パターンに塗膜４２が隙間なく入り込み、ガス透過性部材８１の凹凸パターンが忠実に塗膜４２に転写され、転写不良が抑制される。
【００５０】
転写ロール５０のガス透過性部材８１を塗膜４２に接触させるときに、塗膜４２を加熱してもよい。加熱を行うことにより、塗膜４２の化学反応、並びにそれによって生じた水及び溶媒の蒸発が促進され、塗膜４２の硬化が進行する。塗膜４２の加熱する方法として、例えば、転写ロール５０を通じて加熱してもよく、または、基板４０側からもしくは直接、塗膜４２を加熱してもよい。加熱を転写ロール５０を通じて行う場合には、転写ロール５０の内部に加熱手段を設けてもよく、任意の加熱手段を使用することができる。転写ロール５０の内部に加熱ヒータを備えるものが好適であるが、転写ロール５０とは別体のヒータを備えていてもよい。いずれにしても塗膜４２を加熱しながらガス透過性部材８１と接触させることが可能であれば、どのような転写ロール５０を用いてもよい。塗膜４２の加熱温度は、４０〜１５０℃にすることができ、転写ロール５０を用いて加熱する場合には転写ロール５０の加熱温度は、同様に４０〜１５０℃にすることができる。塗膜４２または転写ロール５０の加熱温度が１５０℃を超えると、ゴム系材料からなるガス透過性部材８１の耐熱温度を超える恐れがある。塗膜４２に光硬化性ゾルゲル材料を使用した場合、塗膜の加熱の代わりに光照射を行うことでゲル化（硬化）を進めてもよい。
【００５１】
このようなロールプロセスでは、プレス式と比較して以下のような利点がある。ｉ）ロールプロセスであるため生産性が高い。ｉｉ）ロールプロセスであるため塗膜４２中の溶媒の突沸によってパターン中にガスの気泡が発生したり、ガス痕が残ったりすることを防止することができる。ｉｉｉ）塗膜４２とモールドとが線接触するため、密着圧力及び剥離力を小さくでき、大面積化に対応し易い。ｉｖ）転写時に気泡をかみ込むことがない。さらに、本発明の製造方法では、モールドとして可撓性のあるガス透過性部材８１を用いているので、比較的硬質な基板４０上に形成されたゾルゲル材料層の塗膜４２にガス透過性部材８１の凹凸パターンを密着させるときに、ガス透過性部材８１を基板４０全面に渡って均一に接触させることができる。これにより、ガス透過性部材８１が塗膜４２に均一に密着され、転写不良を抑制することができる。
【００５２】
また、このようなサクションロール２５を用い且つモールドとしてガス透過性部材８１を用いたプロセスでは、吸引機構のないロールを用い且つガス透過性のないモールドを用いたプロセスと比較して転写不良が少ないという利点がある。基板４０にゾルゲル材料の塗膜４２を形成してからモールドを密着させるまでの間に塗膜が乾燥し硬度が高くなるが、ガス透過性のないモールド及び吸引機構のないロールを用いたプロセスでは、モールドの凹凸パターンを忠実に塗膜に転写するために、塗膜の乾燥状態を精密に制御し塗膜の粘度を一定に保つ必要がある。一方、本発明のガス透過性部材８１及びサクションロール２５を用いたプロセスでは、ガス透過性部材８１（モールド）と塗膜を密着させている間に塗膜を硬化させる作用があるため、塗膜４２が十分に軟らかい状態でガス透過性部材８１（モールド）に密着させればよく、精密な制御の必要がない。また、塗膜が軟らかい状態でガス透過性部材８１に密着させるため、ガス透過性部材８１の凹凸パターンに塗膜が隙間なく入り込み、ガス透過性部材８１の凹凸パターンを忠実に塗膜に転写される。また、凹凸パターンと塗膜間へ空気が混入した場合、本発明のプロセスでは、混入した空気がサクションロール２５に吸引されるため、空気混入によるパターン欠陥が抑制される。また、本発明の製造方法で用いるガス透過性部材８１は、弾性があるため、転写時に摩擦・変形しても、モールドが傷ついたり壊れたりしにくいという利点もある。
【００５３】
転写後の塗膜４２から転写ロール５０のガス透過性部材８１を剥離する。本実施形態で用いるモールドはロール状であるため、転写ロール５０の回転により転写直後に自動的に剥離が行われる。特にプレート状のモールドに比べて剥離力は小さくてよく、塗膜４２がモールドに残留することなく容易にモールドを塗膜４２から剥離することができる。
【００５４】
［焼成工程（硬化工程）］
基板の塗膜（ゾルゲル材料層）４２からガス透過性部材８１を剥離した後、塗膜４２を焼成する（図１の工程Ｓ５）。焼成により塗膜４２に含まれている水酸基などが脱離して塗膜４２がより強固となる。焼成は、２００〜１２００℃の温度で、５分〜６時間程度行うのが良い。こうして塗膜４２は硬化してガス透過性部材８１の凹凸パターンに対応する凹凸パターン膜を有する構造体（回折格子）、すなわち、平坦な基板上に不規則な凹凸パターンを有するゾルゲル材料層（塗膜）が直接形成された構造体（回折格子）が得られる。この時、塗膜（ゾルゲル材料層）４２は、焼成温度、焼成時間に応じて非晶質または結晶質、または非晶質と結晶質の混合状態となる。塗膜４２に光硬化性ゾルゲル材料を使用した場合、塗膜の焼成の代わりに光照射を行うことで硬化を進めてもよい。また、これらの表面に疎水化処理を行ってもよい。疎水化処理の方法は知られている方法を用いればよく、例えば、シリカ表面であれば、ジメチルジクロルシラン、トリメチルアルコキシシラン等で疎水化処理することもできるし、ヘキサメチルジシラザンなどのトリメチルシリル化剤とシリコーンオイルで疎水化処理する方法を用いてもよいし、超臨界二酸化炭素を用いた金属酸化物粉末の表面処理方法を用いてもよい。
【００５５】
［光学基板の製造装置］
上記実施形態の光学基板の製造方法を実施するために、例えば、図６に示すような光学基板を製造する光学基板製造装置１００を使用することができる。光学基板製造装置１００は、主に、基板４０上にゾルゲル材料４１を塗布する塗布部（塗膜形成部）１２０と、基板を搬送する基板搬送部１３０と、基板４０上のゾルゲル材料にガス透過性部材８１のパターンを転写する転写部１７０とを備える。
【００５６】
塗布部１２０は、基板４０を保持しながら移動可能な基板ステージ３４と、基板ステージの上方に位置してゾルゲル材料４１を基板４０に塗布するダイコータ３０とを備える。基板搬送部１３０は、搬送方向（図面左から右側）に沿って配列された複数の回転ロール３６を備え、回転ロールの回転駆動によりその上に載置された基板４０を搬送方向に搬送する。
【００５７】
転写部１７０は、基板の搬送路上の所定位置に設けられ、主に、転写ロール５０を有する。転写ロール５０は、図３及び４で説明した構造のものを用いることができる。
【００５８】
転写部１７０において、転写ロール５０は、基板４０に形成されたゾルゲル材料からなる塗膜（不図示）に、ガス透過性部材８１を接触させると同時に、塗膜を吸引する。また、転写部１７０において、転写ロール５０に基板４０を挟んで対向して、支持ロール２６を設けてもよい。支持ロール２６は、回転駆動して基板４０を基板搬送方向の下流側に送り出す。支持ロール２６は加熱ヒータを備えていてもよい。支持ロール２６の代わりに基板を支持して移動する移動テーブルなどの他の駆動手段を用いてもよい。また、支持ロール２６の代わりに加熱炉（ヒータ）を設けてもよい。加熱炉には、例えば赤外線ヒータや熱風加熱、ホットプレートを使用することができる。
【００５９】
光学基板製造装置１００には、さらに、転写部１７０の下流に、ガス透過性部材８１の凹凸パターンが転写された基板４０を除電するための除電器１４６を設けてもよい。
【００６０】
光学基板製造装１００は、塗布部１２０、転写部１７０、及び基板搬送部１３０の各動作と装置全体の動作と総括する制御部（不図示）を備えてもよい。この制御部は、特に、基板搬送部１３０により搬送される基板４０が、転写部１７０の転写ロール５０と、転写部１７０で同期されて搬送されるように、基板搬送部１３０及び転写部１７０の駆動速度を制御する。光学基板製造装置１００は、さらに、塗布部１２０で形成された塗膜の厚さや状態を観察する検査装置や、ガス透過性部材８１の凹凸パターンを転写した後の塗膜の凹凸パターンを観察する検査装置などを備えることができる。
【００６１】
光学基板製造装置１００により基板４０を処理する動作を説明する。塗布部１２０において、基板４０を保持した基板ステージ３４が搬送方向に移動しながらダイコータ３０がゾルゲル材料４１を基板上に塗布することにより基板上に均一にゾルゲル材料４１が塗布される。次いで、ゾルゲル材料４１の塗膜が形成された基板４０が転写部１７０の上流側の回転ロール３６上に受け渡されて転写部１７０に向けて搬送される。転写部１７０において、転写ロール５０が回転しつつ、そのサクションロールを通じて吸引しながらその外側のガス透過性部材８１を基板４０の塗膜に重ねて密着させる。ガス透過性部材８１が基板４０に形成された塗膜に密着している状態で塗膜が硬化することにより、ガス透過性部材８１の凹凸パターンが基板４０の塗膜（ゾルゲル材料）に転写される。基板４０が転写部１７０を通過するときに、転写ロール５０のガス透過性部材８１は塗膜から剥離する。塗膜から剥離したガス透過性部材８１は除電器１４４により除電される。ガス透過性部材８１が剥離された基板４０は、除電器１４６により除電されて、光学基板製造装置１００を出る。こうして、ガス透過性部材８１の凹凸パターンが塗膜に転写された基板４０が得られる。この後、パターンが形成された基板４０がオーブンなど（不図示）で焼成される。焼成用オーブンは、装置１００内に設けてもよい。
【００６２】
転写部１７０において、ガス透過性部材８１が基板４０に形成された塗膜に密着している間、塗膜の溶媒、及び塗膜の化学反応によって生じた水が、ガス透過性部材８１内に拡散する。さらに転写ロール５０に塗膜が吸引されることにより、溶媒及び水のガス透過性部材内への拡散が促進される。これによりさらに塗膜の硬化が進行する。転写ロール５０は４０℃〜１５０℃に加熱されていてもよく、それによって塗膜の化学反応、並びにそれによって生じた水及び溶媒の蒸発が促進され、塗膜の硬化（ゲル化）が進む。
【００６３】
以下に、上記実施形態の光学基板製造装置の変形形態を説明する。
【００６４】
＜変形形態＞
上記実施形態の光学基板製造装置１００において、ガス透過性部材８１と、ガス透過性部材８１が外周面２５ａに巻かれたサクションロール２５で構成される転写ロール５０を用いているが、転写ロール５０の代わりに、図７に示すように、環状のガス透過性部材８１０を、１個以上のサクションロールを含む２個以上のロール２５０に架け渡して設置してもよい。本変形形態においては、最上流のロールでガス透過性部材８１０と基板４０上の塗膜４２を密着させ、最下流のロールでガス透過性部材８１０と塗膜４２を剥離する。これにより、基板の搬送方向の最上流のロールと最下流のロール間の距離だけ（一定時間）、ガス透過性部材８１０が塗膜４２に密着した状態を維持することができる。
【００６５】
最上流のロール、最下流のロール、及びその間のロールの全てまたはいずれかとして、サクションロールを使用することにより、サクションロールがガス透過性部材８１０に部分的に覆われているので、吸引孔からガス透過性部材８１０を介して基板４０上の塗膜４２を吸引することができる。それにより、塗膜４２中の溶媒及び水の蒸発を促し、塗膜を硬化させることができる。なお、本発明において「サクションロールの外周面を覆うガス透過性部材」とは、この例にようにサクションロールの外周面の一部を覆うガス透過性部材も含む概念である。また、ガス透過性部材８１０を塗膜４２に密着させているときに塗膜４２を加熱してもよく、加熱を行うことにより、塗膜４２の化学反応、並びにそれによって生じた水及び溶媒の蒸発が促進され、塗膜４２の硬化（ゲル化）が進行する。塗膜４２を加熱する方法として、例えば、上流のロール、最下流のロール、及びその間のロールのいずれか、または全てを加熱ロールとすることによって行ってもよい。
【００６６】
上記のようにしてロールプロセスを経てゾルゲル材料層からなるパターンが形成された基板は、例えば、有機ＥＬ素子用の回折格子基板、ワイヤグリッド偏光子、反射防止フィルム、あるいは太陽電池の光電変換面側に設置することにより太陽電池内部への光閉じ込め効果を付与するための光学素子として使用することができる。あるいは、上記パターンを有する基板をモールド（マザー）として用いて上記パターンをさらに別の樹脂に転写してもよい。この場合、転写された樹脂パターンは基板上のパターンの反転パターンであるために、転写された反転パターンをさらに別の樹脂に転写することで基板のレプリカとしてのモールドを作製してもよい。それらのモールドにＮｉ等による電鋳処理を施して金属モールドを形成することもできる。それらのモールドを用いることにより、有機ＥＬ素子用の回折格子基板などの光学部品を一層効率よく量産することができる。
【００６７】
＜有機ＥＬ素子の製造方法＞
上記のようにしてロールプロセスを経てゾルゲル材料層からなるパターンが形成された基板を用いて有機ＥＬ素子を製造する製造方法の一例について、図８を参照しながら説明する。先ず、ゾルゲル材料層からなるパターンが形成された基板に付着している異物などを除去するために、ブラシで洗浄し、次いで、アルカリ性洗浄剤および有機溶剤で有機物等を除去する。次いで、図８に示すように、基板４０のゾルゲル材料層４２上に、透明電極９２を、ゾルゲル材料層４２の表面に形成されている凹凸構造が維持されるようにして積層する。透明電極９２の材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、金、白金、銀、銅が用いられる。これらの中でも、透明性と導電性の観点から、ＩＴＯが好ましい。透明電極９２の厚みは２０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい。厚みが前記下限未満では、導電性が不十分となり易く、前記上限を超えると、透明性が不十分となり発光したＥＬ光を十分に外部に取り出せなくなる可能性がある。透明電極９２を積層する方法としては、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法等の公知の方法を適宜採用することができる。これらの方法の中でも、密着性を上げるという観点から、スパッタ法が好ましく、その後、フォトレジストを塗布して電極用マスクパターンで露光した後、現像液でエッチングして所定のパターンの透明電極を得る。なお、スパッタ時には基板が３００℃程度の高温に曝されることになる。得られた透明電極をブラシで洗浄し、アルカリ性洗浄剤および有機溶剤で有機物等を除去した後、ＵＶオゾン処理することが望ましい。
【００６８】
次に、透明電極９２上に、図８に示す有機層９４を積層する。このような有機層９４は、有機ＥＬ素子の有機層に用いることが可能なものであれば特に制限されず、公知の有機層を適宜利用することができる。また、このような有機層９４は、種々の有機薄膜の積層体であってもよく、例えば、図８に示すような正孔輸送層９５、発光層９６、及び電子輸送層９７からなる積層体であってもよい。ここで、正孔輸送層９５の材料としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３ーメチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
また、発光層９６は、透明電極９２から注入された正孔と金属電極９８から注入された電子とを再結合させて発光させるために設けられている。発光層９６に使用できる材料としては、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、アルミニウムキノリノール錯体（Ａｌｑ３）などの有機金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルアミン誘導体及び各種蛍光色素等を用いることができる。またこれらの化合物のうちから選択される発光材料を適宜混合して用いることも好ましい。また、スピン多重項からの発光を示す材料系、例えば燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有する化合物も好適に用いることができるが挙げられる。なお、前記燐光発光材料はイリジウムなどの重金属を含むことが好ましい。上述した発光材料をキャリア移動度の高いホスト材料中にゲスト材料としてドーピングして、双極子−双極子相互作用（フェルスター機構）、電子交換相互作用（デクスター機構）を利用して発光させても良い。また、電子輸送層９７の材料としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルミニウムキノリノール錯体（Ａｌｑ３）などの有機金属錯体などが挙げられる。さらに上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。なお、正孔輸送層９５もしくは電子輸送層９７が発光層９６の役割を兼ねていてもよい。この場合、透明電極９２と金属電極９８の間の有機層は２層となる。
【００７０】
さらに、金属電極９８からの電子注入を容易にするという観点から、有機層９４と金属電極９８の間に電子注入層としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）、Ｌｉ２Ｏ３等の金属フッ化物や金属酸化物、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｓ等の活性の高いアルカリ土類金属、有機絶縁材料等からなる層を設けてもよい。また、透明電極９２からの正孔注入を容易にするという観点から、有機層９４と透明電極９２の間に正孔注入層として、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、または導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマーなどからなる層を設けても良い。
【００７１】
また、有機層９４が正孔輸送層９５、発光層９６、及び電子輸送層９７からなる積層体である場合、正孔輸送層９５、発光層９６、及び電子輸送層９７の厚みは、それぞれ１〜２００ｎｍの範囲、５〜１００ｎｍの範囲、及び５〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい。有機層９４を積層する方法としては、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、ダイコート法等の公知の方法を適宜採用することができる。
【００７２】
有機ＥＬ素子形成工程においては、次いで、図８に示すように、有機層９４上に金属電極９８を積層する。金属電極９８の材料としては、仕事関数の小さな物質を適宜用いることができ、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉが挙げられる。また、金属電極９８の厚みは５０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい。厚みが前記下限未満では、導電性が低下し易く、前記上限を超えると、電極間の短絡が発生した際に、修復が困難となる可能性がある。金属電極９８は、蒸着法、スパッタ法等の公知の方法を採用して積層することができる。こうして、図８に示すような構造の有機ＥＬ素子２００が得られる。
【００７３】
前述のように、本発明の方法に従い製造した光学基板の凹凸パターンはゾルゲル材料のような金属酸化物から形成されているために、以下に説明するように種々の点で硬化性樹脂から凹凸パターンが形成されている基板に比べて有利となる。ゾルゲル材料は、機械的強度に優れるため、有機ＥＬ素子の製造プロセスにおいて基板及び透明電極形成後に凹凸パターン面にブラシ洗浄を行っても傷、異物の付着、透明電極上の突起などが発生しにくく、それらに起因する素子不良を抑制できる。それゆえ、本発明の方法により得られた有機ＥＬ素子は、凹凸パターンを有する基板の機械的強度という点で硬化性樹脂基板を用いる場合に比べて優れる。
【００７４】
本発明の方法に従い製造したゾルゲル材料のような金属酸化物から形成された基板は、耐薬品性に優れる。それゆえ、基板及び透明電極の洗浄工程に用いるアルカリ液や有機溶媒に対しても比較的耐食性があり、種々の洗浄液を使用することができる。また、前述のように透明基板のパターニング時にアルカリ性の現像液を用いることがあり、このような現像液に対しても耐食性がある。この点でアルカリ液に対して耐性が比較的低い硬化性樹脂基板に比べて有利となる。
【００７５】
本発明の方法に従い製造したゾルゲル材料のような金属酸化物から形成された基板は、耐熱性に優れる。このため、有機ＥＬ素子の透明電極製造プロセスにおけるスパッタ工程の高温雰囲気にも耐えることができる。さらに、本発明の方法に従い製造したゾルゲル材料から形成された基板は、硬化性樹脂基板に比べて、耐ＵＶ性、耐候性にも優れる。このため、透明電極形成後のＵＶオゾン洗浄処理に対しても耐性を有する。
【００７６】
本発明の方法により製造された有機ＥＬ素子を屋外で使用した場合には、硬化性樹脂に凹凸パターンを形成した基板を用いた有機ＥＬ素子を使用した場合に比べて太陽光による劣化が抑制できる。さらに、上記のような硬化樹脂では発光時の発熱などで高温下に長期間置かれると劣化して黄変やガスの発生の可能性があり、樹脂基板を用いた有機ＥＬ素子の長期的な使用が難しいが、ゾルゲル材料を用いて作製された基板を備える有機ＥＬ素子では劣化が抑制される。
【００７７】
以上、本発明を実施形態により説明してきたが、本発明のロール装置及び凹凸パターンを有する光学基板のような凹凸構造を有する部材の製造方法は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した技術思想の範囲内で適宜改変することができる。本発明のロール装置は、光学基板の製造に限らず種々の用途に使用することができ、例えば、マイクロレンズアレイ、ナノプリズムアレイ、光導波路などの光学素子、レンズなどの光学部品、ＬＥＤ、太陽電池、反射防止フィルム、半導体チップ、パターンドメディア、データストレージ、電子ペーパー、ＬＳＩなどの製造、製紙、食品製造、免疫分析チップ、細胞培養シートなどのバイオ分野等においても使用することができる。ガス透過性部材は、凹凸パターンがない平坦な表面構造でもよく、この場合、ガス透過性部材により塗膜などの被処理物をプレスまたは押圧しながら、サクションロールによって被処理物から水分やガスをガス透過性部材を通じて吸引するような用途に使用できる。また、塗膜の材料として、用途に応じて種々の材料が用いられる。例えば、光学素子、光学部品、太陽電池、反射防止フィルム、半導体チップ、パターンドメディア、データストレージ、電子ペーパー、ＬＳＩなどの製造の用途には、光反応（硬化）性樹脂、熱反応（硬化）性樹脂、高分子樹脂、ゾルゲル材料などの金属酸化物、有機‐無機ハイブリッド材料などを用いることができ、さらに、これらの材料の中に、ファイバー状、微粒子（球）状、薄片状の材料を加えてもよい。加える材料として、有機化合物（低分子化合物、高分子化合物）、無機化合物（炭素材料、ケイ素材料、金属、金属酸化物など）、有機‐無機ハイブリッド材料などが挙げられるが、これらに限定されない。また、製紙用途ではパルプ等を、食品製造用途では各種食品材料を、塗膜材料として使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のロール装置及び凹凸構造を有する部材を製造する方法は、微細パターン転写を正確に且つ確実に行いつつも高いスループットで凹凸構造を有する部材を製造することができる。本発明のロール装置及び製造方法により製造された凹凸構造を有する部材の凹凸パターンは耐熱性、耐候性及び耐食性に優れ、その凹凸構造を有する部材を組み込んだ素子の製造プロセスにも耐性があり、また、それらの素子を長寿命化することができる。それゆえ、本発明の製造方法及び製造装置により得られた凹凸構造を有する部材は、有機ＥＬ素子や太陽電池のなどの各種デバイスにきわめて有効となり、このようにして得られた凹凸構造を有する部材を光学基板として用いて、耐熱性、耐候性及び耐食性に優れた有機ＥＬ素子や太陽電池などの各種デバイスを製造することができる。また、本発明のロール装置は、光学基板の製造に限らず種々の用途に使用することができる。例えば、太陽電池や各種ディスプレイ用の集光フィルム及び反射防止フィルムの製造、半導体チップなどの製造、ティッシュペーパーの製造などの製紙分野（例えば、ウェブの圧縮に使われるドラム）、製麺などの食品製造、微細な流路を備えたバイオチップ、ゲノム及びプロテオーム解析用のバイオチップ、細胞培養シート（細胞培養容器として用いるナノピラシート）、細胞分別用のマイクロチップなどのバイオ分野における製造等においても使用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
２５  サクションロール  ２６  支持ロール、
３０  ダイコータ、３４  基板ステージ、３６  回転ロール
３８  マスターモールド
４０  基板
４１  ゾルゲル材料
４２  塗膜（ゾルゲル材料層）
５０  転写ロール、６３  支持台、６５  吸引機構、６７  駆動機構
６９  吸引孔
８１  ガス透過性部材
９２  透明電極、９４  有機層、９５  正孔輸送層
９６  発光層、９７  電子輸送層、９８  金属電極
１００  光学基板製造装置、１４４，１４６  除電器
１２０  塗布部、１３０  基板搬送部
１７０  転写部
２００  有機ＥＬ素子、３００  ロール装置
【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７】
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【図８】
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