(57)【要約】【課題】高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体を製造する。【解決手段】凸部２２の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で凸部２２のアスペクト比が２以上、凸部２２の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で凸部２２のアスペクト比が３以上、および、凸部２２の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で凸部２２のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、かつ、互いに隣接する凸部２２の間隔が凸部２２の高さの２倍未満であり、凸部２２の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、凸部２２の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、凹凸パターン２０Ｐを有する樹脂製のモールド本体２０と、この上に、そのパターン形状に沿って順次積層された密着層３０と離型層４０とを備えたモールド２を用い、ナノインプリント法にて樹脂成形体を製造する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸パターンをする樹脂成形体の製造方法であって、
複数の凹部と複数の凸部とを含み、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が２以上、
前記凸部の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が３以上、
および、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で前記凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する前記凸部の間隔が前記凸部の高さの２倍未満であり、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、前記凹凸パターンの反転パターンを有する樹脂製のモールド本体と、
前記反転パターン上に、当該反転パターンのパターン形状に沿って順次積層された密着層と離型層とを備えたモールドを用意する工程（Ａ）と、
前記モールドの前記反転パターン上に硬化性樹脂を供給し、当該硬化性樹脂を硬化して、前記モールド上に前記樹脂成形体を成形する工程（Ｂ）と、
前記樹脂成形体を前記モールドから離型する工程（Ｃ）とを有する樹脂成形体の製造方法。
【請求項２】
前記反転パターンは、前記凹部の底面に対する前記凸部の側面の角度が８０〜９０°のパターンである請求項１に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項３】
前記密着層は、金属および／または金属酸化物を含む請求項１又は２に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
工程（Ａ）において、前記密着層を形成した前記モールド本体を、フッ素系、シリコーン系、あるいは炭化水素系の離型剤を含む溶液に浸漬した後、乾燥して、前記離型層を形成する請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
工程（Ｂ）〜工程（Ｄ）をロールトゥロールプロセスで実施する請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法により製造されたものである樹脂成形体。
【請求項７】
表面に凹凸パターンをする樹脂成形体の製造に用いられるモールドであって、
複数の凹部と複数の凸部とを含み、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が２以上、
前記凸部の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が３以上、
および、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で前記凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する前記凸部の間隔が前記凸部の高さの２倍未満であり、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、前記凹凸パターンの反転パターンを有する樹脂製のモールド本体と、
前記反転パターン上に、当該反転パターンのパターン形状に沿って順次積層された密着層と離型層とを備えたモールド。
【請求項８】
前記反転パターンは、前記凹部の底面に対する前記凸部の側面の角度が８０〜９０°のパターンである請求項７に記載のモールド。
【請求項９】
前記モールド本体は、ナノインプリント法により製造されたものである請求項７または８に記載のモールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に凹凸パターンを有する樹脂成形体の製造方法、樹脂成形体、および樹脂成形体の製造に用いて好適なモールドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、商品の機能化および性能の高度化が進む中、ＩＴ、環境・エネルギー、およびバイオ・メディカル等の幅広い分野にて、ナノ構造体特有の性能に着目した研究開発が世界中で活発に行われている。例えば、光は波長より小さいナノ構造体を構造物として認識することができないため、ナノ構造体を用いることで、屈折、反射、および回折等を制御することが可能である。かかる背景下、表面にナノオーダーの凹凸パターン（以下、単にナノパターンと略記することがある。）を有する樹脂成形体が注目されている。
【０００３】
上記樹脂成形体の製造方法として、所望パターンの反転パターンを有するモールドを用い、樹脂にパターン転写するナノインプリント法がある（非特許文献１を参照）。
【０００４】
樹脂成形体の製造コスト低減の観点から、上記モールドとしては樹脂製モールドが好ましい。
樹脂製モールドは、非樹脂製モールドと異なり、柔軟性を有するため破損しにくく、１つのモールドからより多くの回数、樹脂への転写を実施することができるので、モールドコストを低減できる。また、樹脂製モールドを用いることで、樹脂成形体をロールトゥロールプロセス等の連続プロセスで製造することができるので、樹脂成形体の製造コストを低減できる。
【０００５】
樹脂製モールドは例えば、シリコン、ガラス、あるいはニッケル等の非樹脂製基板に対して公知のリソグラフィ法により表面パターニングを行い、これをマスターモールドとして、ナノインプリント法により樹脂にパターン転写することで製造できる。
樹脂製モールドの表面には必要に応じて、離型層等の層を形成することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「ナノインプリントの開発とデバイス応用」，ｐ２１１−ｐ２１２，シーエムシー出版
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
樹脂製モールドのナノインプリント法による製造工程、あるいは、樹脂製モールドの表面に離型層等の層を積層する工程においては、凸部のアスペクト比が高く、凸部の高さに対して隣接する凸部の間隔が狭いナノパターンの場合、隣接する凸部同士が会合（結合）するスティッキングが起こりやすい。
特に、凸部のアスペクト比が高く、凸部の高さに対して隣接する凸部の間隔が狭く、凹部の底面に対して凸部の側面が直立またはそれに近いナノパターンの場合、スティッキングが起こりやすい。
【０００８】
具体的には、
凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で凸部のアスペクト比が２以上、
凸部の幅５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で凸部のアスペクト比が３以上、
および、凸部の幅１００ｎｍ以上１μｍ未満で凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する凸部の間隔が凸部の高さの２倍未満であるナノパターンの場合、
上記スティッキングが起こりやすい。
【０００９】
本明細書において、「直立またはそれに近いナノパターン」は具体的には、凹部の底面に対する凸部の側面の角度が８０〜９０°のパターンを言う。
【００１０】
上記理由から、高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体のナノインプリント法による製造は、実用化されていないのが現状である。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体を、ナノインプリント法によりスティッキングなく良好に製造することが可能な樹脂成形体の製造方法、およびこれに用いて好適なモールド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】
【００１２】
本発明の樹脂成形体の製造方法は、
表面に凹凸パターンをする樹脂成形体の製造方法であって、
複数の凹部と複数の凸部とを含み、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が２以上、
前記凸部の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が３以上、
および、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で前記凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する前記凸部の間隔が前記凸部の高さの２倍未満であり、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、前記凹凸パターンの反転パターンを有する樹脂製のモールド本体と、
前記反転パターン上に、当該反転パターンのパターン形状に沿って順次積層された密着層と離型層とを備えたモールドを用意する工程（Ａ）と、
前記モールドの前記反転パターン上に硬化性樹脂を供給し、当該硬化性樹脂を硬化して、前記モールド上に前記樹脂成形体を成形する工程（Ｂ）と、
前記樹脂成形体を前記モールドから離型する工程（Ｃ）とを有するものである。
【００１３】
本明細書において、「密着層」はモールド本体と離型層との密着性を高める層である。
【００１４】
本発明の樹脂成形体の製造方法は、
前記反転パターンが、前記凹部の底面に対する前記凸部の側面の角度が８０〜９０°のパターンである場合に、特に好ましく適用できる。
【００１５】
本発明の樹脂成形体は、上記の樹脂成形体の製造方法により製造されたものである。
【００１６】
本発明のモールドは、
表面に凹凸パターンをする樹脂成形体の製造に用いられるモールドであって、
複数の凹部と複数の凸部とを含み、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が２以上、
前記凸部の幅が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で前記凸部のアスペクト比が３以上、
および、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満で前記凸部のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する前記凸部の間隔が前記凸部の高さの２倍未満であり、
前記凸部の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さが２００以上であり、前記凸部の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さが１５０以上である、前記凹凸パターンの反転パターンを有する樹脂製のモールド本体と、
前記反転パターン上に、当該反転パターンのパターン形状に沿って順次積層された密着層と離型層とを備えたものである。
【００１７】
本発明のモールドは、
前記反転パターンが、前記凹部の底面に対する前記凸部の側面の角度が８０〜９０°のパターンである場合に、特に好ましく適用できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体を、ナノインプリント法によりスティッキングなく良好に製造することが可能な樹脂成形体の製造方法、およびこれに用いて好適なモールドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る一実施形態の樹脂成形体の要部模式断面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態のモールドの要部模式断面図である。
【図３】図２のモールドをなすモールド本体の要部模式断面図である。
【図４】図１の樹脂成形体のロールトゥロールプロセスによる製造装置の例を示す模式図である。
【図５】実施例２のモールドのＳＥＭ写真である。
【図６】比較例３のモールドのＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
「樹脂成形体の製造方法」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の樹脂成形体の製造方法、本実施形態の製造方法により製造された樹脂成形体、および本実施形態の製造方法に用いるモールドについて説明する。
図１は、本実施形態の樹脂成形体の要部断面図である。
図２は、本実施形態のモールドの要部断面図である。
図３は、図２のモールドをなすモールド本体の要部断面図である。
各図は模式図であり、各部の縮尺等は適宜実際のものとは異ならせてある。
【００２１】
図１に示す樹脂成形体１は、表面に、複数の凹部１１と複数の凸部１２とを含むナノオーダーの凹凸パターン（ナノパターン）１０Ｐを有し、図２に示すモールド２を用いて、ナノインプリント法を用いて製造されたものである。
図示するように、樹脂成形体１は好ましくは、ベースフィルムＢＦ１付きの形態で製造される。
【００２２】
図２に示すモールド２は、凹凸パターン１０Ｐの反転パターン２０Ｐを有する樹脂製のモールド本体２０と、反転パターン２０Ｐ上に、そのパターン形状に沿って順次積層された密着層３０と離型層４０とを備えたものである。
図示するように、モールド本体２０およびモールド２は好ましくは、ベースフィルムＢＦ２付きの形態で製造される。
【００２３】
図３に示すように、モールド本体２０における反転パターン２０Ｐは、
複数の凹部２１と複数の凸部２２とを含み、
凸部２２の幅ａが５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で凸部２２のアスペクト比が２以上、
凸部２２の幅ａが５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満で凸部２２のアスペクト比が３以上、
および、凸部２２の幅ａが１００ｎｍ以上１μｍ未満で凸部２２のアスペクト比が４以上のうちいずれかの条件を充足し、
かつ、互いに隣接する凸部２２の間隔ｃが凸部２２の高さｂの２倍未満である高アスペクト比のナノパターンである。
ここで、アスペクト比は、高さｂ／幅ａで求められるパラメータである。
【００２４】
本実施形態において、モールド本体２０は、凸部２２の幅が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満のときマルテンス硬さを２００以上とし、凸部２２の幅が１００ｎｍ以上１μｍ未満のときマルテンス硬さを１５０以上とする。
これによって、モールド本体２０の剛性が充分なものとなり、高アスペクト比の直立またはそれに近いナノパターンであっても、モールド本体２０の製造工程、およびモールド本体２０への密着層３０あるいは離型層４０の積層工程において、ナノパターンをなす隣接する凸部２２同士のスティッキングを抑制でき、所望のパターンを安定的に得ることが可能となる。
【００２５】
密着層３０はモールド本体２０と離型層４０との密着性を高める層である。
密着層３０としては例えば、金属および／または金属酸化物を含むものが好ましい。
密着層３０としては例えば、Ｗ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、およびＣｕ等の金属、および／またはこれらの金属酸化物を、１種又は２種以上含むものが好ましい。
密着層３０は、モールド本体２０の表面を、酸素プラズマ、エキシマレーザ、あるいはオゾン等により改質した表面改質層でもよい。
中でも、密着層３０としては、金属および／または金属酸化物を含む層が好ましい。この場合、密着層３０によってモールド２の剛性を向上できる。そのため、高アスペクト比の直立またはそれに近いナノパターンであっても、モールド本体２０の製造工程、およびモールド本体２０への密着層３０あるいは離型層４０の積層工程における、ナノパターンをなす隣接する凸部２２同士のスティッキングをより効果的に抑制することができ、好ましい。
密着層３０の厚みは特に制限されず、例えば、互いに隣接する凸部２２の間隔ｃに対して１〜２５％が好ましい。
【００２６】
離型層４０は、モールド２から樹脂成形体１の離型性を高める層である。
離型層４０としては、フッ素系、シリコーン系、あるいは炭化水素系等の離型剤を１種または２種以上含むものが好ましい。
理由は定かではないが、本発明者らは、離型層４０を別途形成せずに、樹脂製のモールド本体の内部に離型剤を添加した場合、高アスペクト比のパターンでは、凹部内に樹脂を良好に充填することが困難であることを見出している。これは、内部離型剤の表面張力の影響によるのではないかと推察される。
本実施形態では、樹脂製のモールド本体の内部に離型剤を添加せずに、樹脂製のモールド本体２０の表面に別途離型層４０を設けるようにしている。かかる構成では、高アスペクト比のパターンであっても、凹部２１内に樹脂を良好に充填することができ、所望形状の樹脂成形体１を安定的に製造することができる。
なお、樹脂の離型性を高める離型層４０は樹脂製のモールド本体２０との密着性が良くないので、本実施形態では、樹脂製のモールド本体２０と離型層４０との間に上記密着層３０を設けている。
離型層４０の厚みは特に制限されず、例えば、互いに隣接する凸部２２の間隔ｃに対して１〜２５％が好ましい。
【００２７】
必要に応じて用いられるベースフィルムＢＦ２としては特に制限なく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、カーボネート樹脂、およびアクリル樹脂等が挙げられる。
【００２８】
図示するように、本発明は特に、モールド２における反転パターン２０Ｐが、凹部２１の底面２１Ｂに対して凸部２２の側面２２Ｓの角度θが８０〜９０°のパターン（直立またはそれに近いパターン）である場合に好ましく適用できる。ここでは、直立パターンの場合について、図示してある。
なお、図示するように、角度θは、凹部２１の底面２１Ｂの断面線を凸部２２内に延長した仮想線から凸部２２の側面２２Ｓまでの角度である。
凸部２２の平面形状は特に制限なく、ライン状、円形状、および矩形状等、任意である。
モールド本体２０において、凸部２２の幅ａ、高さｂ、および互いに隣接する凸部２２の間隔ｃは、全体的に略均一であってもよいし、そうでなくてもよい。
【００２９】
本実施形態の樹脂成形体１の製造方法は、
上記のモールド２を用意する工程（Ａ）と、
モールド２の反転パターン２０Ｐ上に硬化性樹脂を供給し、この硬化性樹脂を硬化して、モールド２上に樹脂成形体１を成形する工程（Ｂ）と、
樹脂成形体１をモールド２から離型する工程（Ｃ）とを有する。
【００３０】
モールド２の製造方法は特に制限されない。
以下、モールド２の製造方法の一例について説明する。
【００３１】
はじめに、モールド本体２０を用意する。
例えば、シリコン基板、ガラス基板、石英基板、およびニッケル基板等の非樹脂基板に対して公知のリソグラフィ法により表面パターニングを行い、これをマスターモールドとして、ナノインプリント法により硬化性樹脂にパターン転写することで、表面に反転パターン２０Ｐを有する樹脂製のモールド本体２０を製造することができる。
【００３２】
リソグラフィ法としては、電子線等のエネルギー線を用いたトップダウンリソグラフィ法、および、ナノ粒子あるいはブロック共重合体等のミクロ相分離構造の配列を用いたボトムアップリソグラフィ法がある。
【００３３】
硬化性樹脂としては特に制限なく、熱硬化性樹脂、および紫外線等のエネルギー線照射により硬化するエネルギー線硬化性樹脂が挙げられ、エネルギー線硬化性樹脂が好ましい。
【００３４】
樹脂製のモールド本体２０の製造に用いるモールドは、上記マスターモールドを用いて得られた樹脂製のレプリカモールドであってもよい。
【００３５】
モールド本体２０の硬化後のマルテンス硬さが不充分である場合、モールド本体２０のナノインプリント法による製造工程で、モールド本体２０をなす複数の凸部２２同士のスティッキングが起こる場合がある（後記比較例１を参照）。
本実施形態では、モールド本体２０の硬化後のマルテンス硬さを、モールド本体２０のナノインプリント法による製造工程で、モールド本体２０をなす複数の凸部２２同士のスティッキングが生じないように、設定している。
【００３６】
次に、モールド本体２０の反転パターン２０Ｐ上に、そのパターン形状に沿って、密着層３０を形成する。
密着層３０が金属および／または金属酸化物からなる場合、例えば、スパッタ法等の気相法等によって密着層３０を成膜できる。
また、モールド本体２０の表面を、酸素プラズマ、エキシマレーザ、あるいはオゾン等により処理することにより、表面改質層からなる密着層３０を形成することができる。
【００３７】
次に、密着層３０上に、離型層４０を形成する。
例えば、密着層３０を形成したモールド本体２０を、離型剤を含む液に浸漬し、必要に応じて洗浄した後、乾燥することで、離型層４０を形成することができる。
モールド本体２０のマルテンス硬さが不充分である場合、離型層４０の積層工程で、モールド本体２０をなす複数の凸部２２同士のスティッキングが起こる場合がある（後記比較例２、３を参照）。
本実施形態では、モールド本体２０の硬化後のマルテンス硬さを、離型層４０の積層工程において、モールド本体２０をなす複数の凸部２２同士のスティッキングが生じないように、設定している。
【００３８】
本実施形態では、モールド本体２０が樹脂製であるので、工程（Ｂ）および工程（Ｃ）をロールトゥロール（Roll to Roll）プロセスで実施することができる。
【００３９】
例えば、図４に示す製造装置３を用いて、樹脂成形体１をロールトゥロールプロセスで製造することができる。
図４は、樹脂成形体１の製造の様子を示す模式図である。
ここでは、樹脂成形体１およびモールド２において、凹凸パターンをなす複数の凸部をドットで模式的に示し、凸部より下方部分については図示を省略してある。
ベースフィルムＢＦ１と硬化性樹脂Ｐ、ベースフィルムＢＦ１と樹脂成形体１、および、転写用ロール５４をなすロール本体５４Ｘとモールド２との間には、実際には隙間がないが、図面上は視認しやすくするため、隙間を設けてある。
【００４０】
樹脂成形体１の原料樹脂としては、硬化性樹脂が用いられる。
硬化性樹脂としては特に制限なく、熱硬化性樹脂、および紫外線等のエネルギー線照射により硬化するエネルギー線硬化性樹脂が挙げられ、エネルギー線硬化性樹脂が好ましい。製造装置３は、樹脂成形体１の原料樹脂としてエネルギー線硬化性樹脂を用いた場合の装置例である。
【００４１】
製造装置３は、
ベースフィルムＢＦ１を繰り出すロール５１、
ベースフィルムＢＦ１上に硬化性樹脂Ｐを供給するダイ５２、
モールド２上に硬化性樹脂Ｐを供給するためのニップロール５３、
ロール本体５４Ｘの表面に、ベースフィルムＢＦ２上にモールド２が形成されたベースフィルム付きモールドが貼着された転写用ロール（ベースフィルムＢＦ２については図示略）５４、
紫外線等の樹脂硬化用のエネルギー線Ｌを照射するエネルギー線照射装置５５、
モールド２上に成形された樹脂成形体１をモールド２から離型するためのロール５６、
ベースフィルムＢＦ１の表面に樹脂成形体１が成形されたベースフィルム付き樹脂成形体１を巻き取るロール５７、
および搬送用ロールＲ１〜Ｒ３を備えている。
【００４２】
図４に示す製造装置３では、樹脂成形体１は以下のようにして製造される。
ロール５１から繰り出されたベースフィルムＢＦ１上に、ダイ５２から硬化性樹脂（図示例ではエネルギー線硬化性樹脂）Ｐが供給される。
ニップロール５３によって、硬化性樹脂Ｐは、表面にモールド２が取り付けられた転写用ロール５４上に供給される。
転写用ロール５４上に供給された硬化性樹脂Ｐは、エネルギー線照射装置５５からのエネルギー線Ｌの照射により硬化される。これらプロセスによって、モールド２上に樹脂成形体１が成形される。
ロール５６によって、樹脂成形体１はモールド２から離型される。
モールド２から離型された樹脂成形体１は、ベースフィルムＢＦ１付きの形態で、ロール５７に巻き取られる。
【００４３】
樹脂成形体１の製造プロセスとしてはロールトゥロールプロセスが好ましいが、リールトゥリール（Reel to Reel）プロセス、あるいは、バッチプレスプロセスでもよい。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、高アスペクト比のナノパターンを有する樹脂成形体１を、ナノインプリント法によりスティッキングなく良好に製造することが可能な樹脂成形体１の製造方法およびこれに用いて好適なモールド２を提供することができる。
本実施形態によれば、高アスペクト比で直立またはそれに近いナノパターンを有する樹脂成形体１を、ナノインプリント法によりスティッキングなく良好に製造することが可能な樹脂成形体１の製造方法、およびこれに用いて好適なモールド２を提供することができる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明に係る実施例、参考例および比較例について説明する。
各例において、図１に示したような断面パターンを有する樹脂成形体の製造を試みた。
【００４６】
各例において、マスターモールドの作製およびマルテンス硬さの測定方法は、以下の通りである。
【００４７】
［マスターモールドの作製］
シリコン（Ｓｉ）基板上に電子線レジストをスピンコートし、電子線ビーム描画装置を用いてレジスト表面に電子線描画し、現像することで、レジストにＳｉ基板表面まで達する複数の溝（ライン）パターンを形成させ、３次元レジストパターンを得た。これをマスクとし、ドライエッチング装置にて反応性種とＳｉ基板の開口部とを反応させ、Ｓｉ基板表面をエッチングした。酸素プラズマにてレジストパターンを除去し、表面に、凹部の底面に対する凸部の側面の角度が略９０°である略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを得た。このマスターモールドをダイキン社製オプツール溶液へ所定時間浸漬させ、取り出して洗浄および乾燥することで、その表面形状に沿って離型層を形成した。
【００４８】
［マルテンス硬さの測定］
エネルギー硬化線樹脂へ所定時間エネルギー線を照射して測定サンプルを作製した。ナノインデント装置にて、荷重３００ｍＮ、２０秒間の条件で、圧子をサンプル表面へ押し込み、その押し込み深さより、公知方法に基づきマルテンス硬さを算出した。
【００４９】
［実施例１］
断面視、凸部の幅＝５０ｎｍ、凸部の高さ＝１５０ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝５０ｎｍ、凸部のアスペクト比＝３、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有し、表面に離型層を有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
【００５０】
次に、硬化後のマルテンス硬さが２００となる紫外線硬化性樹脂（ウレタンアクリレート系、出願人配合品ＵＶ５０−１）を上記マスターモールドのナノパターン上へ滴下して、硬化性樹脂層を形成し、その上に、ベースフィルムとして厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂層を積層した。
上記ＰＥＴ樹脂層の上に重さ約５０ｇのガラス基板を載置し、その上から、硬化性樹脂層に対して中心波長３６５ｎｍの紫外線光を所定量照射した。
樹脂硬化後、マスターモールドから離型することで、ベースフィルム付きのモールド本体を得た。このモールド本体のパターン形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、マスターモールドのパターン形状に忠実であり、各凸部が略直立していることが確認された。
【００５１】
次に、スパッタ装置を用い、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層として白金膜を１０ｎｍ以下の厚みで成膜した。白金膜を成膜したモールド本体をオプツール溶液へ所定時間浸漬させ、取り出して洗浄および乾燥して、表面に離型層を有するベースフィルム付きモールドを得た。モールドのパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各凸部が略直立していることが確認された。
【００５２】
上記ベースフィルム付きモールドを幅５０ｍｍの銅製ロール本体の表面へ貼り付けて、転写用ロールを得た。
三井電気精機社製ロール転写装置を用いて、紫外線硬化樹脂へのパターン転写を実施した。転写条件は以下の通りとした。
紫外線硬化樹脂：東洋合成工業社製ＰＡＫ−０１、
転写用ロールの回転速度：１０ｍｍ／ｓｅｃ、
転写時のニップ圧：０．３ＭＰａ、
紫外線の照度：８５ｍＷ／ｃｍ２。
以上のようにして、図１に示したような断面パターンのベースフィルム付き樹脂成形体を得た。得られた樹脂成形体のパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各凸部が略直立していることが確認された。
【００５３】
［参考例１］
断面視、凸部の幅＝５０ｎｍ、凸部の高さ＝１００ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝５０ｎｍ、凸部のアスペクト比＝２、平面視ライン状のナノパターンを有し、表面に離型層を有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
【００５４】
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１２０となる紫外線硬化性樹脂（東洋合成工業社製ＰＡＫ−０１）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、マスターパターンのパターン形状に忠実であり、各パターン凸部が略直立していることが確認された。
【００５５】
次に、実施例１と同様にして、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層と離型層とを順次積層し、ベースフィルム付きモールドを得た。モールドのパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各凸部が良好に略直立していることが確認された。
次に、上記ベースフィルム付きモールドを用いた以外は実施例１と同様にして、紫外線硬化樹脂へのパターン転写を行い、ベースフィルム付き樹脂成形体を得た。得られた樹脂成形体のパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各パターン凸部が略直立していることが確認された。
【００５６】
［比較例１］
断面視、凸部の幅＝５０ｎｍ、凸部の高さ＝１５０ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝５０ｎｍ、凸部のアスペクト比＝３、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
【００５７】
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１２０となる紫外線硬化性樹脂（東洋合成社製ＰＡＫ−０１）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。
モールド本体は肉眼観察で表面が白化したものであった。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、隣接する凸部同士が会合しあうスティッキングが発生しており、略直立パターンが得られなかった。
本例では、モールドの製造において、マスターモールドを用いたモールド本体の製造工程でスティッキングが生じた。
【００５８】
［比較例２］
断面視、凸部の幅＝５０ｎｍ、凸部の高さ＝１５０ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝５０ｎｍ、凸部のアスペクト比＝３、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
【００５９】
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１８０となる紫外線硬化性樹脂（トリメチロールプロパンアクリレート系、出願人配合品ＵＶ５０−２）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、マスターモールドのパターン形状に忠実であり、各凸部が略直立していることが確認された。
【００６０】
次に、実施例１と同様にして、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層と離型層とを順次積層し、ベースフィルム付きモールドを得た。モールドは肉眼観察で表面が白化したものであった。このモールドのパターン形状をＳＥＭ観察したところ、隣接する凸部同士が会合しあうスティッキングが発生しており、略直立パターンが得られなかった。
本例では、モールドの製造において、離型層の積層工程でスティッキングが生じた。
【００６１】
［実施例２］
断面視、凸部の幅＝１００ｎｍ、凸部の高さ＝４００ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝１００ｎｍ、凸部のアスペクト比＝４、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
【００６２】
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１５０となる紫外線硬化性樹脂（トリメチロールプロパンアクリレート系、出願人配合品ＵＶ５０−３）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、マスターパターンのパターン形状に忠実であり、各パターン凸部が略直立していることが確認された。
【００６３】
次に、実施例１と同様にして、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層と離型層とを順次積層し、ベースフィルム付きモールドを得た。モールドのパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各凸部が良好に略直立していることが確認された。モールドのＳＥＭ断面写真を図５に示しておく。
次に、上記ベースフィルム付きモールドを用いた以外は実施例１と同様にして、紫外線硬化樹脂へのパターン転写を行い、樹脂成形体を得た。得られた樹脂成形体のパターン形状をＳＥＭで観察したところ、各パターン凸部が略直立していることが確認された。
【００６４】
［比較例３］
断面視、凸部の幅＝１００ｎｍ、凸部の高さ＝４００ｎｍ、隣接する凸部の間隔＝１００ｎｍ、凸部のアスペクト比＝４、平面視ライン状の略直立のナノパターンを有するＳｉ製のマスターモールドを上記方法にて作製した。
【００６５】
次に、紫外線硬化性樹脂として、硬化後のマルテンス硬さが１３０となる紫外線硬化性樹脂（トリメチロールプロパンアクリレート系、出願人配合品ＵＶ５０−４）を用いた以外は実施例１と同様にして、ベースフィルム付きモールド本体を得た。モールド本体のパターン形状をＳＥＭ観察したところ、マスターパターンのパターン形状に忠実であり、各凸部が略直立していることが確認された。
【００６６】
次に、実施例２と同様にして、上記ベースフィルム付きモールド本体の表面へ密着層と離型層とを順次積層し、ベースフィルム付きモールドを得た。モールドは肉眼観察で表面が白化したものであった。モールドのパターン形状をＳＥＭ観察したところ、隣接する凸部同士が会合しあうスティッキングが発生しており、略直立パターンが得られなかった。モールドのＳＥＭ断面写真を図６に示しておく。
本例では、モールドの製造において、離型層の積層工程でスティッキングが生じた。
【００６７】
実施例１、２、参考例１、および比較例１〜３におけるモールドの製造条件と評価結果を表１および表２にまとめておく。
パターンの直立性は、スティッキングなしを○（良好）、スティッキングありを×（不良）と評価してある。
【００６８】
【表１】
2013237157.tif 000003
【００６９】
【表２】
2013237157.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の樹脂成形体の製造方法は、ナノオーダーの凹凸パターンを有する樹脂成形体に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  樹脂成形体
１０Ｐ  凹凸パターン
１１  凹部
１２  凸部
ＢＦ１  ベースフィルム
２  モールド
２０  モールド本体
２０Ｐ  反転パターン
２１  凹部
２１Ｂ  底面
２２  凸部
２２Ｓ  側面
３０  密着層
４０  離型層
θ  凹部の底面に対する凸部の側面の角度
ＢＦ２  ベースフィルム
３  製造装置
５４  転写用ロール
５４Ｘ  ロール本体
５５  エネルギー線照射装置
Ｌ  エネルギー線
Ｐ  硬化性樹脂
【図１】
2013237157.tif 000005
【図２】
2013237157.tif 000006
【図３】
2013237157.tif 000007
【図４】
2013237157.tif 000008
【図５】
2013237157.tif 000009
【図６】
2013237157.tif 000010