(57)【要約】【課題】微細凹凸構造において、選択的に撥液性が異なる部分を簡便に形成する新たな手段と、かかる新たな形成方法を用いて作成した構造体を提供する。【解決手段】活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含み、かつ凹部と凸部とからなる微細構造を有し、前記撥液成分は、前記凹部の表面の近傍よりも前記凸部の表面の近傍の方が含有量が多いことを特徴とする構造体を提供する。この場合、例えば撥液成分と活性エネルギー硬化性樹脂を含んだ微細構造のための組成物にて微細凹凸構造を形成した後、オーブン焼成を行うことで、撥液成分を表面又は基板面に偏在させる方法において、組成物の厚みの差により撥液状態に差を持たせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含み、かつ凹部と凸部とからなる微細構造を有し、
前記撥液成分は、前記凹部の表面の近傍よりも前記凸部の表面の近傍の方が含有量が多いことを特徴とする構造体。
【請求項２】
活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含み、かつ凹部と凸部とからなる微細構造を有し、
前記撥液成分は、前記凸部の表面の近傍よりも前記凹部の表面の近傍の方が含有量が多いことを特徴とする構造体。
【請求項３】
さらに、基板を含む、請求項１又は２に記載の構造体。
【請求項４】
微細構造形成工程と、前記微細構造のための組成物を加熱する焼成工程とを含む、請求項１から３のいずれか記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
前記微細構造形成工程は、活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含む、微細構造のための組成物を塗布する積層工程と、
塗布された前記微細構造のための組成物にモールドを押し付ける変形工程と、
前記微細構造のための組成物と前記モールドが接した状態で、前記微細構造のための組成物に活性エネルギーを照射する硬化工程と、
前記微細構造のための組成物を加熱する焼成工程と、
前記焼成工程を経た微細構造のための組成物と前記モールドとを剥離し、構造体を得る、剥離工程とを含む請求項４記載の構造体の製造方法。
【請求項６】
前記微細構造形成工程は、
活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含む、微細構造のための組成物を塗布する積層工程と、
前記微細構造のための組成物へのフォトレジスト塗布工程と、
前記フォトレジストを光硬化する為の露光工程と、
未硬化レジストを除去する現像工程と、
不要な微細構造のための組成物を除去するエッチング工程とを含む請求項４記載の構造体の製造方法。
【請求項７】
前記微細構造形成工程は、
活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含む、微細構造のための組成物を塗布する積層工程と、
前記微細構造のための組成物へパターン露光する露光工程と、
未硬化の微細構造のための組成物を除去する除去工程とを含む請求項４記載の構造体の製造方法。
【請求項８】
前記微細構造形成工程は、
撥液成分を含む樹脂をインクジェットにより充填し、微細構造を形成する請求項４記載の構造体の製造方法。
【請求項９】
さらに、前記構造体から、前記基板を剥離する工程を含む、請求項５ないし８何れか記載の構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性エネルギー硬化性樹脂組成物を用いた凹凸構造を有する構造体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に微細な凹凸構造を有する構造体はその形状により、反射防止、撥液・撥油、光取り出しなどの性能を発現することが知られている。
【０００３】
微細な凹凸構造を形成する方法としては、例えば、微細な凹凸構造の反転構造が形成されたモールドを用いてモールドと透明基材との間に活性エネルギー硬化性樹脂組成物（以下、「樹脂組成物」と言う。）を配し、熱線や、可視光や紫外線や赤外線などの各種波長の光、電子線などの活性エネルギー線の照射により樹脂組成物を硬化させて、モールドの凹凸形状を転写した後にモールドを剥離するインプリント法が提案されている。
【０００４】
このインプリント法では、樹脂組成物にフッ素系化合物やシリコーン系化合物等の撥液性成分を配合し、撥液性を発現させ易くする方法が知られている。特にフッ素系化合物を用いることで、表面自由エネルギーを極めて低くすることが可能である。
【０００５】
例えば特許文献１には、フッ素含有ポリマーを含有する硬化性組成物が開示されている。また、特許文献２には、フッ素含有ポリマーを含有する硬化性組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１４２４８号公報
【特許文献２】特開２００９−１６７３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、インプリント法では微細な凹凸構造体を形成するにあたり、モールドの損傷回避及び微細な凹凸構造体の形状維持の為、透明基材とモールドは接触することがなく、凹部にも樹脂組成物が薄く残る特徴がある。（以下、凹部に残る樹脂組成物を「残膜」と言う。）
インプリント法で形成された微細な凹凸構造体は、凹部凸部ともに樹脂組成物に起因する同一の接触角を示す。また、凹部に微透明基材を露出させる為に例えばドライエッチングで残膜処理を行うと、凹凸構造表面全体の接触角が低くなる。一つの構造体において異なる接触角を有する為には、局所に選択的処理プロセスを要する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、熱又は光などの活性エネルギーによって表面に発現する撥液成分を樹脂組成物に含有させ、構造体における膜厚の差により、表面に偏在する撥液成分を制御することで選択的に撥液性を有する構造体を作製することが可能となる。
上記課題を解決するための本発明の各態様を以下に示す。
【０００９】
（第一の態様）
活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含み、かつ凹部と凸部とからなる微細構造を有し、
前記撥液成分は、前記凹部の表面の近傍よりも前記凸部の表面の近傍の方が含有量が多いことを特徴とする構造体。
【００１０】
（第二の態様）
活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含み、かつ凹部と凸部とからなる微細構造を有し、
前記撥液成分は、前記凸部の表面の近傍よりも前記凹部の表面の近傍の方が含有量が多いことを特徴とする構造体。
【００１１】
（第三の態様）
さらに、基板を含む、上記構造体。
【００１２】
（第四の態様）
微細構造形成工程と、前記微細構造のための組成物を加熱する焼成工程とを含む上記構造体の製造方法。
【００１３】
（第五の態様）
前記微細構造形成工程は、活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含む、微細構造のための組成物を塗布する積層工程と、
塗布された前記微細構造のための組成物にモールドを押し付ける変形工程と、
前記微細構造のための組成物と前記モールドが接した状態で、前記微細構造のための組成物に活性エネルギーを照射する硬化工程と、
前記微細構造のための組成物を加熱する焼成工程と、
前記焼成工程を経た微細構造のための組成物と前記モールドとを剥離し、構造体を得る、剥離工程とを含む上記構造体の製造方法。
【００１４】
（第六の態様）
前記微細構造形成工程は、
活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含む、微細構造のための組成物を塗布する積層工程と、
前記微細構造のための組成物へのフォトレジスト塗布工程と、
前記フォトレジストを光硬化する為の露光工程と、
未硬化レジストを除去する現像工程と、
不要な微細構造のための組成物を除去するエッチング工程とを含む請求項４記載の構造体の製造方法。
【００１５】
（第七の態様）
前記微細構造形成工程は、
活性エネルギー硬化樹脂組成物と撥液成分とを含む、微細構造のための組成物を塗布する積層工程と、
前記微細構造のための組成物へパターン露光する露光工程と、
未硬化の微細構造のための組成物を除去する除去工程とを含む上記構造体の製造方法。
【００１６】
（第八の態様）
前記微細構造形成工程は、
撥液成分を含む樹脂をインクジェットにより充填し、微細構造を形成する上記構造体の製造方法。
【００１７】
（第九の態様）
さらに、前記構造体から、前記基板を剥離する工程を含む上記構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
従来プロセスを応用して大きく変更することなく、撥液性が異なる部分を選択的に有することができ、プロセス簡略及びコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一態様における構造体製造工程の一例を示す工程図である。
【図２】本発明の一態様における構造体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の微細な凹凸構造体の具体的構成についてその一例を詳細に説明する。
【００２１】
なお、後述する実施形態は、本発明の具体的な構成例であり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、本発明の重要な点は樹脂の焼成工程の為、その前段階の工程は一般的な製造方法で構わない。
【００２２】
図１は、本実施形態による構造体製造工程の一例を示す工程図である。
【００２３】
図１（ａ）は、積層工程を示す図である。積層工程は、本発明の撥液成分を有する活性エネルギー硬化性樹脂組成物を基板１に積層して、活性エネルギー硬化性樹脂層と撥液成分とを含む微細構造のための組成物２を形成する工程である。
【００２４】
本実施形態において用いられる本発明の撥液成分とを含む微細構造のための組成物を基板１上に積層する際には、スピンコート法、溶液キャスト法（溶液流延法）、ディッピング法、ドロップ法等の既知の方法が挙げられる。特に、スピンコート法による成膜では高速回転による気流により溶剤の蒸発速度が向上し、スピンコート中に溶剤を揮発させることができ、インプリントに適用可能な残存揮発成分の少ない樹脂薄膜が得られることから、スピンコート法が好ましい。
【００２５】
撥液成分の具体的な例を挙げると、主鎖または鎖に有機シリコーンやアルキルフルオロ基を有するもので、シロキサン成分を含むシリコーン樹脂やシリコーンゴム、この他にはフッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン等やこれらの共重合体等のフッ素樹脂などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
撥液成分の含有量は０．０１重量％〜１重量％が望ましい。撥液成分の含有量は０．０１重量％以下の場合、作製した構造体の凹部と凸部との間で撥液性の差が出ない為、好ましくない。
【００２７】
撥液成分の含有量は１重量％以上の場合、加熱後の構造体内に残る（偏在しきらない）撥液成分の影響が大きく、凹部凸部共に高い接触角を有する為、好ましくない。
【００２８】
図１（ｂ）は変形工程を示す図である。変形工程は、積層工程において撥液成分とを含む微細構造のための組成物が積層された基板１に、凹凸構造のパターンが形成されたモールド４を、微細構造のための組成物２の層に対して基板１側に押し付け、微細構造のための組成物２の層をモールド４の凹凸構造のパターンに変形させる工程である。
【００２９】
本実施形態の変形工程においては、インプリント法で通常実施されているのと同様に、モールド４を、微細構造のための組成物２に対して押し付ける。モールド４には、凹凸構造のパターンが形成されているため、微細構造のための組成物２は、モールド４の形状に変形される。
【００３０】
変形工程においては、凹凸構造における撥液性差を制御する為に、モールド４の凹部（すなわち微細構造のための組成物２の凸部）の隅々まで微細構造のための組成物が充填されることが好ましい。
【００３１】
また、微細構造のための組成物２の凹部（すなわちモールド４の凸部が接触する部分）の微細構造のための組成物の厚みは薄くなるほど好ましく、具体的には２０ｎｍ以下になることが好ましい。したがって、変形工程においては、モールド４の押し付け荷重を制御することが好ましい。
【００３２】
図１（ｃ）は、転写工程を示す図である。転写工程は、モールド４と微細構造のための組成物２とが当接した状態で、微細構造のための組成物２に紫外光などの活性エネルギー（矢印で図示）を照射してモールド４の凹凸構造のパターンを微細構造のための組成物２に転写する工程である。
【００３３】
転写工程は、減圧下又は真空下にて行われることが好ましい。減圧下又は真空下にて行うことにより、毛細管現象が起き、モールド４と微細構造のための組成物２との接触時に凹凸構造の隅々まで微細構造のための組成物が充填される。
【００３４】
転写工程においては、得られる凹凸構造の凹部の撥液性抑制（すなわち親液性）に影響することから、荷重、温度、時間を制御することが好ましい。具体的には、モールド４の押し付け荷重、基板の温度、紫外光照射の時間等を制御する。
【００３５】
図１（ｄ）は、焼成工程前の状態を示す図である。
【００３６】
図１（ｅ）は、焼成工程後の状態を示す図である。
【００３７】
焼成工程は、転写工程においてモールド４のパターンが転写された微細構造のための組成物２を不図示のオーブンにて焼成する工程である。この工程を行うことで、微細構造のための組成物２の撥液成分が表面に偏在し、撥液成分の含有量が多い領域２１が凸部の表面の近傍に発生し、撥液成分の含有量が少ない領域２２が凹部の表面の近傍を含む多くの領域に発生することにより、凹凸構造に選択的に撥液性を付与することができる構造体が出来上がる。
【００３８】
図１（ｆ）は、剥離工程を示す図である。剥離工程とは、転写工程の後に、モールド４を構造体から剥離する工程である。剥離工程により、凹凸パターンが形成された本発明の構造体５を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）
以下に本発明の実施例を具体的に説明するが、これはあくまで一例であり、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４０】
図２に示した本発明の微細な凹凸を持つ構造体を作製した。
【００４１】
６インチの石英基板の一方面上に、撥液成分として、活性エネルギー硬化性樹脂にメガファックＦ１７９（ＤＩＣ製）を０．０２重量％添加した微細構造のための組成物をスピンコートし、形成された厚さ３．２μｍの微細構造のための組成物にピラー形状（設計寸法：直径５０μｍ、高さ３μｍ）のモールドを用いたＵＶインプリントにより、複数のホール形状の微細パターンを形成し、微細構造のための組成物を作製後、２３０度のオーブンにて３０分乾燥し、撥液成分を表面に偏在させて構造体を完成させた後、モールドを剥離し、凸部、凹部それぞれにスポイトにて１滴ずつ純水を滴下し、基板を傾けたところ、凸部は転がり撥液性を示し、凹部は凸部に対し転がり難く、親液性を示した。
【００４２】
（実施例２）
実施例２は実施例１の構造体において、凸部が親液性、凹部が撥液性となる微細凹凸構造体を作製した。
【００４３】
６インチの石英基板１の一方面上に、活性エネルギー硬化性樹脂に撥液成分として、メガファックＦ１７９（ＤＩＣ製）を０．０２重量％添加した微細構造のための組成物をスピンコートし、形成された厚さ３．２μｍの微細構造のための組成物にピラー形状（設計寸法：直径５０μｍ、高さ３μｍ）のモールド４を用いたＵＶインプリントにより、複数のホール形状の微細パターンを形成後、石英基板１の裏面を天にし、２３０度のオーブンにて３０分乾燥し、撥液成分３を基板１面側に偏在させ構造体を完成させた後、凸部、凹部それぞれにスポイトにて１滴ずつ純水を滴下し、基板１を傾けたところ、凹部は転がり撥液性を示し、凸部は凹部に対し転がり難く、親液性を示した。
【００４４】
（比較例１）
実施例２と同様の方法で、モールド４におけるピラー形状の高さを部分的に３．１μｍ、３μｍ、２．９μｍ、２．８μｍ、２．７μｍと水準を振り、構造体の凹部の活性エネルギー樹脂厚（残膜）が１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍとなる構造体を作製した。
【００４５】
凸部と各水準の凹部それぞれにスポイトにて１滴ずつ純水を滴下し、基板１を傾けたところ、残膜が厚くなるにつれ、凹部に滴下した純水が転がり難くなり、残膜が３０ｎｍ以上では、凹部凸部に転がりの差は見られなかった。
【００４６】
以上より、撥液性が異なる部分を選択的に備えた構造体を得ることができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、活性エネルギー硬化樹脂組成物を用いた構造体に撥液性が異なる部分を選択的に付与する方法及びその構造体に関する。
【符号の説明】
【００４８】
１…基板
２…微細構造のための組成物
４…モールド
５…構造体
２１…撥液成分の含有量が多い領域
２２…撥液成分の含有量が少ない領域
【図１】
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【図２】
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