(57)【要約】【課題】レジスト液中の凝集物を効率的に取り除くことができ、欠陥の少ない金型を得るための製造方法を提供する。【解決手段】以下の工程を順次含む金型の製造方法。工程Ａ：遠心力によりレジスト液中の凝集物を沈降させる工程。工程Ｂ：工程Ａで得られた凝集物が沈降したレジスト液の上澄み液を採取する工程。工程Ｃ：工程Ｂで得られた上澄み液を濾過して精製したレジスト液を得る工程。工程Ｄ：工程Ｃで得られた精製したレジスト液を金型母材の表面に塗布する工程。工程Ｅ：エッチングにより金型母材の表面にパターンを形成する工程。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を順次含む、金型の製造方法。
工程Ａ：遠心力によりレジスト液中の凝集物を沈降させる工程。
工程Ｂ：工程Ａで得られた凝集物が沈降したレジスト液の上澄み液を採取する工程。
工程Ｃ：工程Ｂで得られた上澄み液を濾過して精製したレジスト液を得る工程。
工程Ｄ：工程Ｃで得られた精製したレジスト液を金型母材の表面に塗布する工程。
工程Ｅ：エッチングにより金型母材の表面にパターンを形成する工程。
【請求項２】
工程Ａにおいて、沈降させる凝集物の大きさが、０．１μｍ以上である、請求項１に記載の金型の製造方法。
【請求項３】
工程Ｃにおいて、濾過に用いるフィルタの孔径が、２μｍ〜５０μｍである、請求項１又は２に記載の金型の製造方法。
【請求項４】
工程Ｅにおいて、形成するパターンの形状が、球欠形状及び楕円体球欠形状の少なくとも１種の窪みである、請求項１〜３のいずれかに記載の金型の製造方法。
【請求項５】
工程Ｅにおいて、形成するパターンの平均最長径が、２μｍ〜２００μｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の金型の製造方法。
【請求項６】
工程Ｅにおいて、形成するパターンの平均深さが、１μｍ〜１００μｍである、請求項１〜５のいずれかに記載の金型の製造方法。
【請求項７】
工程Ｅにおいて、形成するパターンの形状のアスペクト比が、０．３〜１．０である、請求項１〜６のいずれかに記載の金型の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の金型の製造方法により得られる、金型。
【請求項９】
９０ｍｍ四方における金型の欠陥数が、３０個以下である、請求項８に記載の金型。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の金型の製造方法により金型を得た後、金型を転写して表面にパターンを有するフィルムを得る、フィルムの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のフィルムの製造方法により得られる、フィルム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のフィルムの製造方法により得られる、ＥＬ素子用光取り出しフィルム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＥＬ素子用光取り出しフィルム及びＥＬ素子を含む、面発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の製造方法、金型、フィルムの製造方法及びフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミクロンオーダーのパターンを有するフィルムは、光の拡散や回折の効果が得られるため、光学分野の多くで用いられている。このようなミクロンオーダーのパターンを有するフィルムは、ミクロンオーダーの転写部を有する金型から転写して製造するのが一般的である。
【０００３】
ミクロンオーダーの転写部を有する金型の製造方法としては、例えば、鋼や銅等の金属の原版にダイヤモンドバイト等を用いて直接切削する方法、鋼や銅等の金属の原版にエッチングする方法等が挙げられる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、濾過して精製したレジスト液を用いてパターンを形成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２９３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で提案されている方法は、レジスト液中の凝集物の量が多いい場合、濾過に用いるフィルタが目詰まりし、生産不良の原因となり得る。
【０００７】
レジスト液中に凝集物を含むままパターンを形成すると、凝集物を有する部分が欠陥となり、精度の高いパターンを形成することができず、得られる物品の性能の低下に繋がる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、レジスト液中の凝集物を効率的に取り除くことができ、欠陥の少ない金型を得るための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】
【０００９】
本発明は、以下の工程を順次含む、金型の製造方法に関する。
工程Ａ：遠心力によりレジスト液中の凝集物を沈降させる工程。
工程Ｂ：工程Ａで得られた凝集物が沈降したレジスト液の上澄み液を採取する工程。
工程Ｃ：工程Ｂで得られた上澄み液を濾過して精製したレジスト液を得る工程。
工程Ｄ：工程Ｃで得られた精製したレジスト液を金型母材の表面に塗布する工程。
工程Ｅ：エッチングにより金型母材の表面にパターンを形成する工程。
【００１０】
また、本発明は、前記金型の製造方法により得られる金型に関する。
また、本発明は、前記金型の製造方法により金型を得た後、金型を転写して表面にパターンを有するフィルムを得るフィルムの製造方法に関する。
また、本発明は、前記フィルムの製造方法により得られるフィルムに関する。
また、本発明は、前記フィルムの製造方法により得られるＥＬ素子用光取り出しフィルムに関する。
更に、本発明は、前記ＥＬ素子用光取り出しフィルム及びＥＬ素子を含む面発光体に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金型の製造方法は、レジスト液中の凝集物を効率的に取り除くことができ、欠陥の少ない金型を得ることができる。
また、本発明の金型は、欠陥が少ない。
また、本発明のフィルムの製造方法は、欠陥の少ない金型を用いるため、精度の高いパターンを有するフィルムを得ることができる。
更に、本発明のフィルムは、精度の高いパターンを有する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（金型の製造方法）
本発明の金型の製造方法は、以下の工程を順次含む。
工程Ａ：遠心力によりレジスト液中の凝集物を沈降させる工程。
工程Ｂ：工程Ａで得られた凝集物が沈降したレジスト液の上澄み液を採取する工程。
工程Ｃ：工程Ｂで得られた上澄み液を濾過して精製したレジスト液を得る工程。
工程Ｄ：工程Ｃで得られた精製したレジスト液を金型母材の表面に塗布する工程。
工程Ｅ：エッチングにより金型母材の表面にパターンを形成する工程。
【００１３】
（工程Ａ）
工程Ａは、遠心力によりレジスト液中の凝集物を沈降させる工程である。
レジスト液は、高分子化合物の溶液であることが多く、その高分子化合物のサイズの大きさや分子鎖の絡まり合いから、凝集物を形成しやすい。レジスト液中に凝集物を含むままパターンを形成すると、凝集物を有する部分が欠陥となり、精度の高いパターンを形成することができず、得られる金型やフィルムの性能の低下に繋がる。そのため、レジスト液を、凝集物とそれ以外に分離する必要がある。
【００１４】
レジスト液中の凝集物を分離するために、遠心力を用いる。遠心力を用いることで、レジスト液中の凝集物の多くが沈降する。
沈降させる凝集物の大きさは、０．１μｍ以上が好ましく、１μｍ〜１００μｍがより好ましい。沈降させる凝集物の大きさが０．１μｍ以上であると、凝集物の沈降性に優れる。
沈降させる凝集物の大きさは、その凝集物の最大長さとする。
【００１５】
レジスト液中に有機溶剤を含む場合、有機溶剤の揮発による爆発を未然に防ぐために、冷却しながら遠心分離を行うことが好ましい。
冷却温度は、有機溶剤の揮発を抑制することから、−１０℃〜１０℃が好ましく、−５℃〜５℃がより好ましい。
【００１６】
遠心力をかけるための装置としては、例えば、冷却高速遠心機、冷却卓上遠心機、小型卓上遠心機、超遠心機等が挙げられる。これらの遠心力を得るための装置は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの遠心力を得るための装置は、用いるレジスト液の組成、レジスト液の粘度、凝集物の量等から適宜選択すればよいが、冷却をしながら、かつ、効率よく凝集物を沈降させることができることから、冷却高速遠心機が好ましい。
【００１７】
遠心力をかけるときの回転速度は、用いるレジスト液の組成、レジスト液の粘度、凝集物の量等から適宜選択すればよいが、２０００ｒｐｍ〜３００００ｒｐｍが好ましく、５０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍがより好ましい。遠心力をかけるときの回転速度が２０００ｒｐｍ以上であると、凝集物の沈降性に優れる。また、遠心力をかけるときの回転速度が３００００ｒｐｍ以下であると、発熱を抑制することができる。
【００１８】
（工程Ｂ）
工程Ｂは、工程Ａで得られた凝集物が沈降したレジスト液の上澄み液を採取する工程である。
工程Ａで得られた凝集物が沈降したレジスト液の上澄み液を採取することで、レジスト液中の多くの凝集物を取り除くことができる。
【００１９】
レジスト液の上澄み液を採取する方法としては、例えば、レジスト液の入った容器を傾けて上澄み液を流し出す傾斜法、スポイト等を用いて上澄み液を吸い上げる方法等が挙げられる。これらのレジスト液の上澄み液を採取する方法は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのレジスト液の上澄み液を採取する方法の中でも、凝集物をより多く取り除くことができることから、上澄み液を吸い上げる方法が好ましい。
【００２０】
（工程Ｃ）
工程Ｃは、工程Ｂで得られた上澄み液を濾過して精製したレジスト液を得る工程である。
工程Ｂで得られた上澄み液は、少なからず凝集物を含むため、更に濾過することで、凝集物を最大限取り除くことができる。
【００２１】
濾過に用いるフィルタとしては、例えば、メンブレンフィルタ、濾紙、濾過板、珪藻土等が挙げられる。これらの濾過に用いるフィルタは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの濾過に用いるフィルタの中でも、凝集物をより多く取り除くことができることから、メンブレンフィルタが好ましい。
【００２２】
濾過に用いるフィルタの孔径は、２μｍ〜５０μｍが好ましく、３μｍ〜３０μｍがより好ましい。濾過に用いるフィルタの孔径が２μｍ以上であると、工程Ｂで得られた上澄み液の通液性に優れる。また、濾過に用いるフィルタの孔径が５０μｍ以下であると、凝集物をより多く取り除くことができる。
【００２３】
濾過の際、有機溶剤の揮発を抑制するため、加圧してもよい。
濾過で加圧する場合、その圧力は、０．１ＭＰａ〜１ＭＰａが好ましく、０．２ＭＰａ〜０．８ＭＰａがより好ましい。圧力が０．１ＭＰａ以上であると、工程Ｂで得られた上澄み液の通液性に優れる。また、圧力が１ＭＰａ以下であると、フィルタの破損を抑制することができる。
【００２４】
（工程Ｄ）
工程Ｄは、工程Ｃで得られた精製したレジスト液を金型母材の表面に塗布する工程である。
【００２５】
金型母材の材質としては、例えば、鋼、銅、アルミニウム等が挙げられる。これらの金型母材の材質の中でも、加工性、耐熱性、機械特性に優れ、フィルムの生産性に優れることから、銅、アルミニウムが好ましく、銅がより好ましい。
金型母材は、必要に応じて、表面を銅等でめっきしてもよい。
【００２６】
金型母材の形状としては、例えば、ロール状、平板状等が挙げられる。これらの金型母材の形状の中でも、フィルムの生産性に優れることから、ロール状が好ましい。
【００２７】
精製したレジスト液の金型母材への塗布方法としては、リングコート法、噴霧法、スピンコート法等が挙げられる。これらの精製したレジスト液の金型母材への塗布方法の中でも、レジスト液の膜厚制御に優れることから、リングコート法が好ましい。
【００２８】
（工程Ｅ）
工程Ｅは、エッチングにより金型母材の表面にパターンを形成する工程である。
【００２９】
エッチングの方法としては、例えば、予め設定したプログラムに従って露光用放射線を照射する方法、マスクを介して露光用放射線を照射する方法等が挙げられる。これらのエッチングの方法の中でも、金型の生産性に優れることから、予め設定したプログラムに従って露光用放射線を照射する方法が好ましい。
【００３０】
パターンの大きさは、１μｍ〜５００μｍが好ましく、２μｍ〜２００μｍがより好ましい。パターンの大きさが１μｍ以上であると、金型の生産性に優れる。また、パターンの大きさが５００μｍ以下であると、フィルムの光学特性に優れる。
パターンの大きさは、そのパターンの最小長さとする。
【００３１】
（金型）
本発明の金型は、本発明の金型の製造方法により得られる。
本発明の金型は、レジスト液中の凝集物を効率的に取り除く本発明の金型の製造方法を用いるため、欠陥が少ない。
【００３２】
９０ｍｍ四方における金型の欠陥数は、３０個以下であり、１０個以下が好ましい。９０ｍｍ四方における金型の欠陥数が３０個以下であると、金型の品質に優れる。
９０ｍｍ四方における金型の欠陥数は、金型そのものの欠陥数としてもよく、金型の転写物の欠陥数としてもよいものとする。
【００３３】
以上のように、得られる金型は、欠陥が少ないことから、ＥＬ素子用光取り出しフィルム、液晶表示素子用光取り出しフィルム等の精度の高いパターンのフィルムの製造に好適である。
【００３４】
（フィルム）
本発明のフィルムの製造方法は、本発明の金型の製造方法により金型を得た後、金型を転写して表面にパターンを有するフィルムを得る。
本発明のフィルムの製造方法は、欠陥の少ない金型を用いるため、精度の高いパターンを有するフィルムを得ることができる。
【００３５】
金型を転写する方法としては、金型の表面に活性エネルギー線硬化性組成物を塗布して活性エネルギー線を照射して硬化する方法、金型の表面に熱硬化性組成物を塗布して加熱して硬化する方法等が挙げられる。これらの金型を転写する方法の中でも、転写性に優れることから、金型の表面に活性エネルギー線硬化性組成物を塗布して活性エネルギー線を照射して硬化する方法が好ましい。
【００３６】
本発明のフィルムは、本発明のフィルムの製造方法により得られる。
本発明のフィルムは、欠陥の少ない金型を用いるため、精度の高いパターンを有する。
【００３７】
以上のように、得られるフィルムは、精度の高いパターンを有することから、ＥＬ素子用光取り出しフィルム、液晶表示素子用光取り出しフィルム等のフィルムに好適であり、光取り出し効率や法線輝度に優れることから、ＥＬ素子用光取り出しフィルムに特に好適である。
【００３８】
（ＥＬ素子用光取り出しフィルム）
ＥＬ素子用光取り出しフィルムは、ＥＬ素子の表面又は層内に積層するフィルムで、ＥＬ素子の表面や層間の光の全反射を抑制し、光を外部に取り出すことを目的とする。
【００３９】
ＥＬ素子用光取り出しフィルムに最適なパターンを形成するためには、工程Ｅにおいて形成するパターンを制御すればよい。
以下、ＥＬ素子用光取り出しフィルムに最適なパターンについて説明する。
【００４０】
パターンの形状としては、例えば、球欠形状、球欠台形状、楕円体球欠形状（回転楕円体を１つの平面で切り取った形状）、楕円体球欠台形状（回転楕円体を互いに平行な２つの平面で切り取った形状）、角錐形状、角錐台形状、円錐形状、円錐台形状、これらに関連する屋根型形状（球欠形状、球欠台形状、楕円体球欠形状、楕円体球欠台形状、角錐形状、角錐台形状、円錐形状又は円錐台形状が底面部に沿って伸長したような形状）等が挙げられる。これらのパターンの形状は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのパターンの形状の中でも、面発光体の光取り出し効率に優れることから、球欠形状、球欠台形状、楕円体球欠形状、楕円体球欠台形状、角錐形状、角錐台形状が好ましく、球欠形状、楕円体球欠形状、角錐形状がより好ましく、エッチングで形成しやすく、生産性に優れることから、球欠形状、楕円体球欠形状が更に好ましい。
本明細書中の各形状は、厳密にその形状でなくてもよく、酷似した形状も含むものとする。
【００４１】
パターンの平均最長径は、面発光体の光取り出し効率に優れることから、２μｍ〜２００μｍが好ましく、６μｍ〜１５０μｍがより好ましく、１０μｍ〜１００μｍが更に好ましい。
パターンの最長径は、金型の表面と同一の面（空間部分を含む）において、パターンの最も長い部分の長さをいい、パターンの平均最長径は、パターンの最長径を任意の５箇所測定し、その平均値とする。
【００４２】
パターンの平均深さは、面発光体の光取り出し効率に優れることから、１μｍ〜１００μｍが好ましく、３μｍ〜７５μｍがより好ましく、５μｍ〜５０μｍが更に好ましい。
パターンの深さは、金型の表面と同一の面（空間部分を含む）から最も深い部分までの長さをいい、パターンの平均深さは、パターンの深さを任意の５箇所測定し、その平均値とする。
【００４３】
パターンのアスペクト比は、面発光体の光取り出し効率に優れることから、０．３〜１．０が好ましく、０．４〜０．８がより好ましい。
パターンのアスペクト比は、パターンの平均深さ／パターンの平均最長径から算出した値とする。
【００４４】
（面発光体）
面発光体は、ＥＬ素子の表面又は層内にＥＬ素子用光取り出しフィルムを積層して得られる。特に、光取り出し効率や法線輝度に優れることから、ＥＬ素子の表面にＥＬ素子用光取り出しフィルムを積層することが好ましい。
面発光体は、例えば、照明、ディスプレイ、スクリーン等に好適である。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４６】
（フィルムの観察）
実施例・比較例で得られたフィルムの表面を、光学顕微鏡（機種名「マイクロスコープ  ＶＨＫ−６００」、（株）キーエンス製）を用いて観察し、９０ｍｍ四方におけるフィルムの表面の欠陥数を数えた。
【００４７】
［実施例１］
ポジ型レジスト液（商品名「レーザーラッカー  タイプＩ」、Ｓｃｈｅｐｅｒｓ  ＧｍｂＨ  ＆Ｃｏ．ＫＧ社製）を、約４５ｇずつ金属製の容器に小分けして蓋をし、ローターに配置した。冷却高速遠心機（機種名「ＣＲ−２１」、日立工機（株）製）を０℃に設定し、１４０００ｒｐｍで９０分間遠心操作を行い、凝集物を沈降させた。遠心操作後、スポイトにより上澄み液を採取した。得られた上澄み液を、加圧濾過装置（機種名「ＫＳＴ−２９３−２０」、アドバンテック（株）製）に供給し、０．３ＭＰａの圧力をかけ、メンブレンフィルタ（商品名「オムニポア」、メルクミリポア社製、孔径１０μｍ）を通過させ精製した。
外径２００ｍｍ、軸方向の長さ３２０ｍｍの鋼製のロールの外周面に、厚さ２００μｍ、ビッカース硬度２３０Ｈｖの銅めっきを施した。銅めっき層の表面に、得られた精製したレジスト液を塗布し、レーザ露光、現像及びエッチングを行い、防錆性及び耐久性を付与するため表面にクロムめっきを施し、直径５０μｍ、深さ２５μｍの半球状の窪みが最小間隔３μｍで六方配列に並んでいる転写部が形成された型を得た。
得られたロール型に、活性エネルギー線硬化性組成物（アクリル系単量体と重合開始剤を含む混合物）を塗布し、その上にポリエチレンテレフタレート基材（商品名「コスモシャインＡ４３００」、東洋紡（株）製）を置き、フィルムの厚さが５０μｍになるようにニップロールで均一に伸ばした。その後、基材の上から紫外線を照射し、ロール型と基材に挟まれた活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させ、ロール型と硬化物を剥離し、フィルムを得た。
得られたフィルムの欠陥数を、表１に示す。
【００４８】
［比較例１］
加圧濾過を行わなかったこと以外は、実施例１と同様に操作を行い、フィルムを得た。
得られたフィルムの欠陥数を、表１に示す。
【００４９】
［比較例２］
遠心操作を行わなかったこと以外は、実施例１と同様に操作を行ったが、メンブレンフィルタが目詰まりし、レジスト液を精製することができなかった。
【００５０】
［比較例３］
遠心操作と加圧濾過を行わなかったこと以外は、実施例１と同様に操作を行い、フィルムを得た。
得られたフィルムの欠陥数を、表１に示す。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
実施例１で得られたフィルムは、欠陥数が少なかった。
一方、比較例１で得られたフィルムは、濾過を行わなかったため、欠陥数が多かった。
また、比較例３で得られたフィルムは、遠心操作も濾過も行わなかったため、欠陥数が多かった。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の金型の製造方法により得られる金型は、欠陥が少ないことから、ＥＬ素子用光取り出しフィルム、液晶表示素子用光取り出しフィルム等の精度の高いパターンのフィルムの製造に好適である。