(57)【要約】【課題】  表面凹凸構造体の微細な凹凸形状をある程度任意に、かつ簡便に形成できるようにすること。【解決手段】  基材と、前記基材表面に部分的に形成されたマスク層と、前記マスク層及び基材を覆うように形成された塗布膜と、を備えた表面凹凸構造体であって、前記塗布膜を構成する塗布剤は、前記基材と混合され、前記塗布膜から離れるにつれて前記基材に含まれる前記塗布剤の濃度は小さくなり、前記マスク層上の前記塗布膜の厚みが前記マスク層が形成されていない基材上に形成された前記塗布膜の厚みに比べ薄く、そのことにより表面に微細な凹凸構造を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材表面に部分的に形成されたマスク層と、前記マスク層及び基材を覆うように形成された塗布膜と、を備えた表面凹凸構造体であって、
前記塗布膜を構成する塗布剤は、前記基材と混合され、前記塗布膜から離れるにつれて前記基材に含まれる前記塗布剤の濃度は小さくなり、
前記マスク層上の前記塗布膜の厚みが前記マスク層が形成されていない基材上に形成された前記塗布膜の厚みに比べ薄く、そのことにより表面に微細な凹凸構造を形成することを特徴とする表面凹凸構造体。
【請求項２】
前記塗布剤が、熱硬化材料または電離放射線硬化材料と、溶剤と、を含み、
前記熱硬化材料または前記電離放射線硬化材料と、前記溶剤のいずれかが前記基材を溶解または膨潤させる成分であることを特徴とする請求項１に記載の表面凹凸構造体。
【請求項３】
前記塗布剤に含まれる前記溶剤が、前記基材を溶解または膨潤させる成分であることを特徴とする請求項２に記載の表面凹凸構造体。
【請求項４】
前記マスク層を構成する材料が、前記塗布剤により溶解または膨潤しないものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の表面凹凸構造体。
【請求項５】
表面凹凸構造体の製造方法であって、
基材表面にマスク層を形成する工程と、
塗布剤を、前記基材の前記マスク層を形成した面へ塗布する工程と、
前記塗布剤を乾燥させて塗布膜を形成する工程と、
を備え、
前記塗布剤が、熱硬化材料または電離放射線硬化材料と、溶剤と、を備え、
前記熱硬化材料と、前記電離放射線硬化材料と、前記溶剤とのいずれかが基材を溶解または膨潤させる成分であり、
前記マスク層をなす材料が、前記塗布剤により溶解または膨潤しないものである
ことを特徴とする表面凹凸構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に微細な凹凸構造が形成された表面凹凸構造体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表面に凹凸構造を有した凹凸構造体は、その材質と凹凸構造のスケールにより、マイクロレンズ、偏光阻止、スクリーンなどに用いられるフレネルレンズやレンチキュラーレンズ、光ディスク、表示装置のバックライト部材、反射防止膜などの多岐にわたる用途に利用されている。
【０００３】
さらに、モスアイ構造と呼ばれる凹凸構造では、可視光の波長以下のスケールで制御された微細な凹凸構造により、基板に入射した光に対する屈折率を凹凸の深さ方向に沿って入射媒体の屈折率から基板の屈折率まで連続的に変化させることによって反射防止したい波長域の反射を抑えることが可能であり、反射防止膜としてさかんに利用されている。
【０００４】
従来、基材表面へ凹凸構造を形成しようとすると、所望の凹凸構造の凹凸を反転させた型に、熱溶融した熱可塑性樹脂もしくはガラス、硬化前の硬化性樹脂などの材料を注ぎ、上記型から凹凸構造を転写する形成方法が広く知られている。
【０００５】
しかし、これらの方法は、熱可塑性樹脂を利用するプレス法、アルミニウムの陽極酸化、などいずれも煩雑な工程により作製される「型」を準備する必要がある。（特許文献１、２）
【０００６】
さらに、形成される凹凸構造は、型の凹凸スケールをそのまま反映するため、より微細な凹凸構造体を形成しようとすると、より微細な凹凸構造を有する型が必要となり、型の加工技術として高度なものが要求され、製造コストを引き上げる要因となる。
【０００７】
また、凹凸構造形成後の型からの剥離性の良い材料が求められるため、凹凸構造の形成に使用する材料に制約がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１９４０７３号
【特許文献２】特許第４４０６５５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、表面凹凸構造体の微細な凹凸形状をある程度任意に、かつ簡便に形成できるようにすることである。
【００１０】
本明細書において、「塗布剤」とは、基材へ塗布し凹凸構造を形成させる組成物のみを示すものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、基材と、前記基材表面に部分的に形成されたマスク層と、前記マスク層及び基材を覆うように形成された塗布膜と、を備えた表面凹凸構造体であって、前記塗布膜を構成する塗布剤は、前記基材と混合され、前記塗布膜から離れるにつれて前記基材に含まれる前記塗布剤の濃度は小さくなり、前記マスク層上の前記塗布膜の厚みが前記マスク層が形成されていない基材上に形成された前記塗布膜の厚みに比べ薄く、そのことにより表面に微細な凹凸構造を形成することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記塗布剤が、熱硬化材料または電離放射線硬化材料と、溶剤と、を含み、前記熱硬化材料または前記電離放射線硬化材料と、前記溶剤のいずれかが前記基材を溶解または膨潤させる成分であることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記塗布剤に含まれる前記溶剤が、前記基材を溶解または膨潤させる成分であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記マスク層を構成する材料が、前記塗布剤により溶解または膨潤しないものであることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、基材表面にマスク層を形成する工程と、塗布剤を、前記基材の前記マスク層を形成した面へ塗布する工程と、前記塗布剤を乾燥させて塗布膜を形成する工程と、を備え、前記塗布剤が、熱硬化材料または電離放射線硬化材料と、溶剤と、を備え、前記熱硬化材料と、前記電離放射線硬化材料と、前記溶剤とのいずれかが基材を溶解または膨潤させる成分であり、前記マスク層をなす材料が、前記塗布剤により溶解または膨潤しないものであることを特徴とする表面凹凸構造体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、表面凹凸構造体の微細な凹凸形状をある程度任意に、かつ簡便に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の表面凹凸構造体の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の表面凹凸構造体の製造方法の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明による表面凹凸を有した構造体の製造方法の一例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１９】
図１に示すように、本発明による表面凹凸構造体１は、基材２０と、その基材２０の表面に形成されたマスク層３０と、マスク層３０を備えた基材２０に塗布剤を塗布して形成された塗布膜４０と、により構成されており、塗布膜４０の表面は、マスク層３０が形成された部分が凹部となる凹凸構造を形成している。また、塗布剤は、基材を溶解または膨潤する成分を含むため、塗布により基材２０と塗布剤とが混合されるため、基材２０と塗布膜４０とは明確な境界は存在せず、表面凹凸構造体１内部の組成は凹凸表面から基材の底面方向へ徐々に変化している。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、基材２０は、マスク層が形成できる表面性があり、塗布剤成分に対して溶解または膨潤し、且つ３ｃｃ／ｍ２以上の浸透量を示すものであれば適宜公知の材料を選択できる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファンなどのセルロース系、６−ナイロン、６，６−ナイロンなどのポリアミド系、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコールなどの有機高分子からなるものが用いることができる。中でも、トリアセチルセルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、などの有機高分子フィルムを用いることができる。また、基材に用いる材料は、添加剤を添加された材料であってもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤などが挙げられる。また、基材に用いる材料は、特に、セルロースアセテートなどのセルロース系材料を主として構成されることが好ましく、特に好ましくはトリアセチルセルロースである。また、基材に用いる材料は１種または２種以上の材料を混合した混合物、重合体であってもよい。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、基材２０の表面にマスク層３０を形成する材料として、適宜公知の材料を選択できる。マスク材料は上述の基材に対して、マスク層を形成、密着可能であれば特に限定されない。フォトリソグラフィー法用の汎用熱硬化材料や電離放射線硬化材料、スクリーン印刷法により使用される汎用のインク材料などを用いることができる。また、真空蒸着法などにより形成しても良い。
【００２２】
また、基材へマスク層を形成する材料は撥液成分を含んでいてもよい。マスク層に撥液性を付与することにより、塗布剤を基材へ塗布した際、塗布剤がマスク層の上を避け、マスク層の形成されていない基材部分へ効率的に移動し、塗布膜が形成され、凹凸構造形成を促す。マスク材料に撥液性を付与する有機化合物には、上記マスク材料と親和性の少ないケイ素原子または／およびフッ素原子を有するもの、例えば、シロキサン基やフッ素原子が含まれるシランカップリング剤を用いることが好ましい。
【００２３】
第１の撥液性付与に好ましく用いることのできる化合物としては、例えば、長鎖フルオロアルキルシラン、加水分解性基含有シロキサン、フルオロアルキル基含有オリゴマーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
また、マスク材料に撥液性を付与する方法としては、マスク材料に上記シランカップリング剤を添加することができ、選択するシランカップリング剤は用いるマスク材料によって異なるが、メチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシランなどのアルキルシランカップリング剤が好ましい。
【００２５】
基材へのマスク層の形成方法として、適宜公知のマスク方法を用いることができる。例えば、フォトリソグラフィー法、スクリーン印刷法、インクジェット法、反転印刷法などを用いることができる。基材へ形成するマスク層の解像度に合わせて適宜選ぶことができる。
【００２６】
基材へのマスク方法に合わせて、上記マスク材料を好適に選ぶことができる。基材上に形成されたマスク層が塗布剤により溶解または膨潤しないことにより、塗布剤の塗布時にマスク層の形成されていない部分の基材のみが塗布剤を吸収し凹凸構造形成を行う。このため、マスク層によるパターンの再現性の高い凹凸構造を形成できる。
【００２７】
基材へ形成するマスク層は、厚みを１．０μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは０．７μｍ以下である。厚みが１．０μｍより高いと、後の工程での塗布剤の塗布性を損ない、塗布剤の基材への浸透が阻害されて、表面凹凸構造のマスク層の再現性が悪化する。
【００２８】
塗布剤に含まれる不揮発性の塗布膜成分材料として、適宜公知の材料を選択できる。また、不揮発性の塗布膜成分材料は、複数の樹脂材料が混合された樹脂組成物であってもよい。また、不揮発性の塗布膜成分材料は熱硬化性基や電離放射線硬化性基などの硬化性の官能基を持つことが好ましく、特に、電離放射線硬化性基を持つものが生産性の点から好ましい。熱硬化性基は、加熱によって同じ官能基同士又は他の官能基との間で重合反応若しくは架橋反応などを進行させて塗布膜を硬化させることができる官能基を意味する。例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基、イソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、アルコキシル基などが挙げられる。また、電離放射線硬化性基は、電離放射線照射により重合反応又は架橋反応などを進行させて塗布膜を硬化させることができる官能基であれば特に限定されない。好ましくは電離放射線硬化性不飽和基を用いる。電離放射線硬化性不飽和基としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基などのエチレン性不飽和結合基（−ＣＨ＝ＣＨ２）およびエポキシ基などが挙げられる。好ましくは、エチレン性不飽和結合基である。ラジカル反応するエチレン性不飽和結合基は、硬度の点から好ましい。塗布剤が少なくとも、熱硬化材料または電離放射線硬化材料と、溶剤と、を含むことにより、均一性よく塗布されることで形成した精緻な凹凸構造を、熱硬化材料または電離放射線硬化材料を含む塗布膜がその強度を維持し、耐久性の高い表面凹凸構造体とすることができる。
【００２９】
また、不揮発性の塗布膜成分材料が電離放射線硬化材料を含有する場合、光重合開始剤を含有してもよい。光重合開始剤は、電離放射線が照射された際にラジカルを発生するものであればよい。例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類などの光重合開始剤を用いることができる。また、光重合開始剤の添加量は、電離放射線硬化材料１００重量部に対して０．１重量部以上１０重量部以下程度であることが好ましく、さらには１重量部以上７重量部以下程度であることが好ましい。
【００３０】
不揮発性の塗布膜成分材料として電離放射線硬化材料を用いる場合、アクリル系材料を用いることができる。アクリル系材料としては、（メタ）アクリレート化合物、ウレタン（メタ）アクリレート化合物、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂などが挙げられる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリレート」とは「アクリレート」と「メタクリレート」の両方を示すものとする。
【００３１】
単官能の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、３−メトキシブチル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、リン酸（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸（メタ）アクリレート、フェノキシ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ（メタ）アクリレート、ノニルフェノール（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル−２−ヒドロキシプロピルフタレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、ヘキサフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２−アダマンタンおよびアダマンタンジオールから誘導される１価のモノ（メタ）アクリレートを有するアダマンチルアクリレートなどのアダマンタン誘導体モノ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００３２】
２官能の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートなどのジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００３３】
３官能以上の（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス２−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレートなどのトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートなどの３官能の（メタ）アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ（メタ）アクリレートなどの３官能以上の多官能（メタ）アクリレート化合物や、これら（メタ）アクリレートの一部をアルキル基やε−カプロラクトンで置換した多官能（メタ）アクリレート化合物などが挙げられる。
【００３４】
また、アクリル系材料として多官能ウレタンアクリレートを好適に用いることもできる。ウレタンアクリレートは、多価アルコール、多価イソシアネートおよび水酸基含有アクリレートを反応させることによって得られる。具体的には、共栄社化学社製、ＵＡ−３０６Ｈ、ＵＡ−３０６Ｔ、ＵＡ−３０６Ｉなど、日本合成化学社製、ＵＶ−１７００Ｂ、ＵＶ−６３００Ｂ、ＵＶ−７６００Ｂ、ＵＶ−７６０５Ｂ、ＵＶ−７６４０Ｂ、ＵＶ−７６５０Ｂなど、新中村化学社製、Ｕ−４ＨＡ、Ｕ−６ＨＡ、ＵＡ−１００Ｈ、Ｕ−６ＬＰＡ、Ｕ−１５ＨＡ、ＵＡ−３２Ｐ、Ｕ−３２４Ａなど、ダイセルユーシービー社製、Ｅｂｅｃｒｙｌ−１２９０、Ｅｂｅｃｒｙｌ−１２９０Ｋ、Ｅｂｅｃｒｙｌ−５１２９など、根上工業社製、ＵＮ−３２２０ＨＡ、ＵＮ−３２２０ＨＢ、ＵＮ−３２２０ＨＣ、ＵＮ−３２２０ＨＳなどを挙げることができるが、この限りではない。
【００３５】
基材にセルロースアセテートなどのセルロース系材料を用いる場合、基材を溶解または膨潤させる電離放射線硬化材料としては、例えば、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００３６】
塗布剤には溶剤が含まれていてもよく、その溶剤は、塗布剤中に含まれる不揮発性の塗布膜成分材料を溶解もしくは分散可能な適宜公知の材料を用いることができる。また、溶剤は、複数種が混合されてなる混合溶剤であっても良い。なお、「基材を溶解または膨潤させる溶剤」および「基材を溶解または膨潤させない溶剤」が挙げられる。
【００３７】
基材としてセルロース系材料を主として構成されるフィルムを用いた際に、「基材を溶解または膨潤させる溶剤」としては、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、ジオキサン、ジオキソラン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトールなどのエーテル類、またアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノンなどの一部のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ｎ−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン醸エチル、酢酸ｎ−ペンチル、およびγ−プチロラクトンなどのエステル類、さらには、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテートなどのセロソルブ類、その他としてＮ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ−メチルピロリドン）、炭酸ジメチルなどが挙げられる。これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３８】
基材としてセルロース系材料を主として構成されるフィルムを用いた際に、「基材を溶解または膨潤させない溶剤」としては、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキシルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、ｎ−ヘキサンなどの炭化水素類、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、ジアセトンアルコールなどの一部のケトン類などが挙げられる。これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３９】
また、塗布剤に添加剤を添加してもよい。例えば、添加剤として、表面調整剤、屈折率調整剤、密着性向上剤、硬化剤などを用いることができる。
【００４０】
図２（ｃ）に示すように、マスク層３０を形成した基材２０への上記塗布剤４１の塗布方法として、適宜公知の塗布方法を用いることができる。例えば、ロールコート、リバースコート、キャップコート、グラビアコート、マイクログラビアコート、エアナイフコート、コンマコート、バーコート、ワイヤーバーコート、ダイコート、スプレーコート、アプリケータ、スクリーン印刷法、グラビアオフセット法などの塗布方法を用いることができる。中でも、ダイコート、キャップコート、ロールコート、アプリケータなどの塗布方法では、広い範囲の粘度の塗布剤について均一な塗布膜を形成できる。図２（ｃ）には、塗布装置５０としてダイコーターを用いて、塗布剤４１を塗布する工程を示す。
【００４１】
このとき、基材へ塗布された塗布剤に含まれる基材を溶解または膨潤させる成分の基材への浸透量は３ｃｃ／ｍ２以上、好ましくは５ｃｃ／ｍ２以上である。塗布剤が基材を溶解または膨潤させる溶剤成分を含むことにより、マスク層を形成した基材の塗布面全体へ均一な塗布膜形成が可能となり、塗布面全体に均一な凹凸構造を形成させることができる。
【００４２】
基材への浸透量とは、塗布剤に含まれる基材を溶解または膨潤させる成分の、基材への浸透量である。基材への浸透量は以下の方法により測定できる。既知の面積の基材の中央部に溶解または膨潤させる成分を少量ずつ滴下し、その都度へらなどを用いて均一に延ばして基材へ浸透させる。この操作を溶解または膨潤させる成分が基材から溢れるまで繰り返し、基材表面に残った溶解または膨潤させる成分は布などで拭き取る。溶解または膨潤させる成分の浸透前後の基材の重量差と溶解または膨潤させる成分の比重より基材への浸透量を求めることができる。
【００４３】
また、上記塗布方法による塗布の実施形態として、（１）枚葉状の基材に塗布する枚葉方式、（２）ロール状の基材に塗布し、製造された構造色フィルムを巻き取る、ロール・ツー・ロール方式、のいずれの方式を採用してもよい。特に、ロール・ツー・ロール方式は表面凹凸構造体を連続的に形成できるため好ましい。例えば、ロール・ツー・ロール方式を採用する場合、マスクが形成された基材を、巻き出し部と、塗布ユニットと、巻き取り部とをこの順で通過させ、連続走行させることにより連続的に表面凹凸構造体を製造できる。
【００４４】
ロール・ツー・ロール方式で製造する場合に、基材の厚みは２５μｍ以上２００μｍ以下程度であることが好ましく、４０μｍ以上１００μｍ以下程度であることがより好ましい。ただし、基材の厚みは上記範囲に限定されるものではない。
【００４５】
図２（ｄ）、（ｅ）に示すように、塗布工程を終えると基材２０に塗布された塗布剤の成分が徐々に基材２０へ浸透し、基材表面から浸透した塗布剤により、基材成分と塗布剤成分が混じりあった混合層が形成される。そのことにより、未硬化の塗布膜４２の表面に凹凸構造が形成されていく。
【００４６】
次に、マスクが形成された基材上に塗布された塗布剤を乾燥させ、塗布剤内の溶剤を除去し、基材上に凹凸構造を形成する。乾燥は、適宜公知の乾燥手段を用いることができる。例えば、乾燥手段として、加熱、送風、熱風、などを採用できる。塗布後の基材への塗布剤成分の溶解または膨潤により基材表面へ凹凸構造を形成するため、加熱方式が好ましい。この技術においては、塗布後の膜形成過程における乾燥、加熱工程により混合層の形成度合いが変わってくるため、同一の基材に対し、同一の組成の塗布剤を塗布した場合でも、塗布膜厚、塗布後の乾燥、加熱工程により、形成する構造体の構成を変えることができる。
【００４７】
また、塗布剤が電離放射線硬化材料を含んでいる場合は、乾燥工程の後に電離放射線照射工程を設けても良い。塗布膜に電離放射線を照射することにより、塗布膜を硬化し、より硬度を上げることができる。電離放射線を照射し、塗布膜を硬化させることにより、耐溶剤性や表面硬度に優れた表面凹凸構造体を作製できる。
【００４８】
電離放射線としては、紫外線、電子線などを採用できる。紫外線硬化の場合、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク、キセノンアーク、などの光源を採用できる。また、電子線硬化の場合、コックロフトワルト型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型、などの各種電子線加速器から放出される電子線を採用できる。用いる電子線は、５０ＫｅＶ以上１０００ＫｅＶ以下程度のエネルギーを有するのが好ましく、１００ＫｅＶ以上３００ＫｅＶ以下程度のエネルギーを有する電子線がより好ましい。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を更に詳しく説明するために実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００５０】
＜実施例１＞
まず、基材であるトリアセチルセルロースフィルム「ＦＴＴＤ８０ＵＬＭ（富士フイルム社製、厚さ８０μｍ）」にマスク層を形成した。
【００５１】
上記基材上に汎用の光硬化性のアクリル樹脂材料からなるパターンを反転印刷法により形成し、紫外線照射によりマスクされた材料を硬化した。形成したマスク層は、マスク材料が線幅約２５μｍの直線状に、約３５μｍの間隔を空けて連続的に配置された１周期（ピッチ）が約６０μｍのストライプパターンからなる。
【００５２】
次に、基材を溶解または膨潤させる成分を含んだ塗布剤を調製した。電離放射線硬化材料「ジエチレングリコールジアクリレート」３０重量部、光重合開始剤「イルガキュア１８４（ＢＡＳＦ社製）」１．５重量部、溶剤「酢酸メチル」９０重量部を混合、攪拌し、塗布剤を調製した。上記ジエチレングリコールジアクリレート、酢酸メチルが基材を溶解または膨潤させる成分である。また、上記組成により調製された塗布剤は、基材への浸透量が約８ｃｃ／ｍ２である。
【００５３】
次に、上記塗布剤をワイヤーバーコーター＃６を用いて、マスク層が形成された基材上に塗布した。
【００５４】
次に、塗布された塗布剤を乾燥させ、マスク層が形成された基材上に凹凸構造を形成した。このとき、乾燥条件は、オーブンで１２０℃、１分間の乾燥とした。
【００５５】
次に、塗布膜に電離放射線を照射し、塗布膜を硬化した。このとき、電離放射線として紫外線を照射した。また、紫外線の照射は、コンベア式紫外線硬化装置を用いて露光量３００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００５６】
形成した塗布膜の表面形状を触針式膜厚計で測定することにより、マスク部分において高さが最低値となり、パターンとパターンとの間で高さが最高値となるような山型の構造をとり、その高低差が２μｍ、１周期（ピッチ）が６０μｍの周期的な凹凸構造を形成していることを確認した。
【００５７】
以上より、基材上に形成されたマスク部分が凹部となり、マスクに準じて周期的な凹凸構造を持つ表面凹凸構造体を得た。
【００５８】
＜実施例２＞
塗布剤をワイヤーバーコーター＃２２を用いて塗布したことを除いて、実施例１と同様の工程によりマスク層が形成された基材への塗布剤の塗布を行った。
【００５９】
基材上に形成した塗布膜の表面形状を触針式膜厚計で測定することにより、凹凸構造を形成していることを確認した。その高低差は３μｍであり、高くなっている山型部分の幅が広くなっていた。また、形成した凹凸構造の凹部の幅、つまり、高さが最低値となっている部分の幅は、約３０μｍであった。山型の構造である凸部において、高さと幅のアスペクト比は、３／３０、即ち約０．１０だった。
【００６０】
実施例１との比較より、基材、マスク層、塗布剤の組成などは同様のまま、塗布剤の塗布量のみを変えることにより、形成する凹凸構造の高さを調整できることを確認した。
【００６１】
＜実施例３＞
実施例１と同様の材料、方法により、基材上にマスク層を形成した。
【００６２】
次に、電離放射線硬化材料「トリエチレングリコールジアクリレート」３０重量部、光重合開始剤「イルガキュア１８４（ＢＡＳＦ社製）」１．５重量部、溶剤「酢酸メチル」９０重量部を混合、攪拌し、塗布剤を調製した。上記トリエチレングリコールジアクリレート、酢酸メチルが基材を溶解または膨潤させる成分である。また、上記組成により調製された塗布剤は、基材への浸透量が約９ｃｃ／ｍ２である。
【００６３】
次に、上記塗布剤をワイヤーバーコーター＃４０を用いて、マスク層が形成された基材上に塗布した。
【００６４】
次に、塗布された塗布剤を乾燥させ、マスク層が形成された基材上に凹凸構造を形成した。このとき、乾燥条件は、オーブンで１２０℃、１分間の乾燥とした。
【００６５】
次に、塗布膜に電離放射線を照射し、塗布膜を硬化した。このとき、電離放射線として紫外線を照射した。また、紫外線の照射は、コンベア式紫外線硬化装置を用いて露光量３００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００６６】
形成した塗布膜の表面形状を触針式膜厚計で測定することにより、マスク部分において高さが最低値となり、パターンとパターンとの間で高さが最高値となるような山型の構造をとり、その高低差が２．５μｍ、１周期（ピッチ）が６０μｍの周期的な凹凸構造を形成していることを確認した。また、形成した凹凸構造の凹部の幅、つまり、高さが最低値となっている部分の幅は、約３０μｍであった。山型の構造である凸部において、高さと幅のアスペクト比は、２．５／３０、即ち約０．０８だった。
【００６７】
＜実施例４＞
塗布剤の組成が、電離放射線硬化材料「トリエチレングリコールジアクリレート」３０重量部、光重合開始剤「イルガキュア１８４（ＢＡＳＦ社製）」１．５重量部、溶剤「酢酸メチル」３０重量部であることを除いて、実施例３と同様の工程により、マスクが形成された基材への塗布剤の塗布を行った。
【００６８】
基材上に形成した塗布膜の表面形状を触針式膜厚計で測定することにより、凹凸構造を形成しており、その高低差は５．５μｍであることを確認した。また、凹部の幅は、約１０μｍであった。山型の構造である凸部において、高さと幅のアスペクト比は、５．５／５０、即ち約０．１１だった。
【００６９】
実施例３との比較より、基材、マスク層、塗布条件などは同様のまま、塗布剤の組成比のみを変えて塗布することにより、形成する凹凸構造のスケールを調整できることを確認した。
【００７０】
＜比較例＞
基材としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム「ルミラー７５Ｔ６０（東レ社製、厚さ７５μｍ）」を用いたことを除いて、実施例１と同様の工程によりマスクが形成された基材への塗布剤の塗布を行った。
【００７１】
基材上に形成した塗布膜の表面形状を触針式膜厚計で測定したところ、基材に形成されたマスクを反映した凹凸構造は形成されず、基材表面の荒れ、異物に由来した±０．０５μｍの範囲の僅かな表面凹凸が観察されただけであった。塗布剤がＰＥＴフィルム基材を溶解または膨潤させる成分を含んでいなかったため、表面凹凸構造体を得ることはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の表面凹凸構造体は、光学的な特性や微細な凹凸パターンを有する表面性などが求められる広範な分野で利用が期待される。例えば、光学器材や家電器材用の反射防止膜、微細パターン形成のための型などに用いることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・・・表面凹凸構造体
２０・・・・・基材
３０・・・・・マスク層
４０・・・・・塗布膜
４１・・・・・塗布剤
４２・・・・・未硬化の塗布膜
５０・・・・・塗布装置
【図１】
2015131459.tif 000003
【図２】
2015131459.tif 000004