微细凹凸图案基材、模具以及线栅偏振片的制作方法

专利名称：微细凹凸图案基材、模具以及线栅偏振片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在表面具有格子状凹凸形状的微细凹凸图案基材，特别是涉及通过多次转印而形成的微细凹凸图案基材。
背景技术：
由于近年来的光刻技术的进步，形成具有光的波长程度的周期的微细结构(微细凹凸图案)成为可能。特别是具有Iy m以下的周期的微细凹凸图案的构件或制品不仅在半导体领域在光学领域其利用范围也比较广，是非常地有用的。例如，在基板上金属等的导电体线以特定的周期排列成格子状的线栅，如果在其周期长度比入射光(例如，可见光的波长400nm 800nm)小的情况下(例如，2分之I以下)，由于相对于导电体线平行地振动的电场矢量成分大部分被反射，垂直的电场矢量成分大部分透射，因此能够作为产生单一偏振光的线栅偏振片使用。由于这样的线栅偏振片能够反射未透射的光进行再利用，从光的有效利用的观点来看是较为理想的偏振片。特别是若能适用于在电视等的大型液晶显示装置中所使用的偏振片的话，从节能的观点来看是非常理想的。[0004]但是，以现在的光刻技术均一地制作大面积且具有波长以下的周期的微细凹凸光栅是困难的。例如，以石英等的硅系材料得到的微细凹凸母版的大小，即使是尺寸大的也仅有为通用的尺寸的直径12英寸的晶圆尺寸。作为廉价地制作线栅偏振片的方法，已知有利用纳米压印法由母版连续地制作微细凹凸图案，进一步用真空蒸镀法等在该微细凹凸图案上形成金属细线的方法。然而，由于以现有技术无法得到具有比母版大的面积的微细凹凸图案，因此也就不能作为大型液晶显示装置的偏振片使用。制作比通用的12英寸面积大的母版时，巨大的光学系统、用于保证位置精度的高级驱动系统等的设备成为新的需要，从生产成本的观点来看，产业上的利用价值较低。因此，提出有几个由小的母版制作大面积的母版的方法，例如，举例有平铺法(夕、^法)。关于平铺法，是用光聚合法(PhotoPolymerization法)等由小的母版制作多块复制版，将这些复制版切成规定的形状，并使这些复制版呈瓷砖状并排铺设且多面相连从而作成大面积的母版。然而，复制版的端面之间的高低差异、角度等的位置匹配、各复制版之间的接合部的树脂的填充的控制非常不容易，由于连接处的不良状况所引起的转印时的高低差异(毛刺)，存在有接合部被明确地分辨这样的问题。另外，提出有搭配利用uv转印法和XY载物台的分步重复法(wm、y K -j一卜法)(专利文献I)。该分步重复法中，用XY载物台对母版(模具)进行定位，依次进行向模具的树脂的填充和从模具向基板的树脂的UV转印，通过进行多次转印得到大面积的母版。然而，将分步重复法适用于大面积的图案时，在向模具和基板之间的树脂的填充过程中，树脂从模具端面溢出，如果这些溢出的树脂存在于相邻的图案之间的话，图案间的连接精度将下降。[0008]另外，一般来说，纳米压印时的树脂的扩散难以在模具端面进行控制，存在树脂向模具端面的外侧溢出而形成溢出树脂的情况。如果存在这样的溢出树脂的话，难以使相邻的照射部分之间(转印区域之间)的图案接近到所希望的距离。因此，存在制作没有视觉辨认性的大面积的图案较为困难这样的问题。另外，还提出有通过利用溢出的树脂进行再次转印使图案之间重叠转印的多面相连的凹凸图案制造方法(专利文献2)。该凹凸图案制造方法中，由于能够使形成凹凸图案的部位连续地形成，在为了抑制图案接合部的视觉辨认性方面是比其它的方法更加适宜的方法。然而，仅通过简单地涂布树脂的工序难以进行边界连续部分的高低差异的控制，因此，形成在图案接合部没有视觉辨认性的微细凹凸图案是困难的。现有技术文献专利文献专利文献1:美国专利第7077992号说明书专利文献2:日本专利第4112279号公报

实用新型内容实用新型要解决的课题本实用新型是鉴于以上所述的问题点而研发的，其目的在于提供一种能够降低微细凹凸图案的图案接合部的高低差异、光学特性优异的微细凹凸图案基材。解决课题的手段本实用新型的发明人们为了解决上述课题进行了刻苦的研究，结果发现即使是通过多次的转印而制造的微细凹凸图案基材，通过将相邻的微细凹凸图案部之间的图案接合部的高低差抑制到与微细凹凸图案基材的凸部的高度相当，则图案接合部的高低差不会被视觉辨认光学特性优良。本实用新型的微细凹凸图案基材，在表面具有周期性排列的格子状凹凸形状，且具有至少700cm2的面积，所述格子状凹凸形状包括第一微细凹凸图案部、第二微细凹凸图案部，以及第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案接合部，凸部的间距为300nm以下，凸部的高度为IOOOnm以下。本实用新型的微细凹凸图案基材，优选的情况为，在所述图案接合部的50%以上的区域，所述第一微细凹凸图案部和所述第二微细凹凸图案部之间的图案高低差为IOOOnm以下。本实用新型的微细凹凸图案基材，优选的情况为，所述微细凹凸图案基材由固化了的树脂组成物和基底基材构成。本实用新型的模具具有上述的微细凹凸图案基材的反转形状图案。本实用新型的微细凹凸图案基材，优选的情况为，所述微细凹凸图案基材具有权上述的微细凹凸图案基材的反转形状图案。本实用新型的线栅偏振片包括上述的微细凹凸图案基材，以及设置在该微细凹凸图案基材上的金属膜。实用新型的效果根据本实用新型能够提供一种能够降低微细凹凸图案的图案接合部分的高低差异、光学特性优异的微细凹凸图案基材。

图1的(a) (d)是本实用新型的实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法的第一微细凹凸图案部的制造工序的说明图。图2的(a) (d)是本实用新型的实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法的第二微细凹凸图案部的制造工序的说明图。符号的说明101基底基材102、103树脂组成物111第一微细凹凸图案部112第二微细凹凸图案部113图案接合部201图案母版301刮棒涂布机
具体实施方式
以下，参照附图对本实用新型的实施形态进行详细说明。本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材具有至少700cm2以上的面积，在表面上具有周期性地排列的格子状凹凸形状。微细凹凸图案基材的格子状凹凸形状，通过由图案母版的两次的转印而设置，包括设置于第I次的转印区域的第一微细凹凸图案部、设置于与第一微细凹凸图案部相邻的第2次的转印区域的第二微细凹凸图案部、以及第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案接合部。另外，微细凹凸图案基材的格子状凹凸形状，凸部的间距为300nm以下，凸部的高度为IOOOnm以下。以下，对本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材的构成进行说明。(I)微细凹凸图案基材(微细凹凸膜)本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材是通过固化树脂组成物得到的。作为树脂组成物，可以例举能够忠实地转印微细凹凸图案的树脂组成物，例如，丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类等的紫外线(UV)固化性树脂或热固化性树脂等。紫外线固化性树脂、热固化性树脂等的树脂组成物被涂布在玻璃等的无机物材料或者热塑性树脂等的基底基材上。在作为微细凹凸图案基材使用的树脂组成物中，为了调整树脂组成物的表面张力使得其与基底基材的表面张力的值接近，添加在骨架上具有亲水基、极性基的单体或添加齐U。例如，在丙烯酸类紫外线固化树脂中，为了提高亲水性添加规定量的在骨架中具有羟基的单体等，组合可以任意地实施。关于本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材(微细凹凸膜)，格子状凹凸形状具有周期结构，只要周期的间距为300nm以下、周期的高度为IOOOnm以下，没有特别地限定。周期结构也可以是由多个周期构成的结构。如果周期结构为在特定方向上延伸的凹凸形状的话，能够作为用于制作线栅偏振片的基材使用，如果是在特定方向上延伸的凹凸形状的话，在制造微细凹凸图案时，由于在基底基材上涂布的树脂组成物沿着凹部扩散，树脂的流动性变得更均一，能够进行没有细微偏差的涂布。另外，当接合在特定方向上延伸的凹凸形状时，由于能够正确地控制第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部各自的凹凸形状的延伸方向所成的角度，所以能够提高图案接合精度。也能够进行控制使得第一微细凹凸图案和第二微细凹凸图案各自的凹凸形状的延伸方向为同一方向，通过这样的控制，能够得到更加难以视觉辨认的微细凹凸图案。另外，关于本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材，由于周期结构具有在表面内的2维方向上排列的凹凸形状，因此能够作为带有防反射功能的膜来使用。对于微细凹凸格子的凸部、凹部的截面形状没有限制，例如它们的截面形状可以例举为梯形、矩形、方形、三角形、柱形、锥形、棱镜状或半圆形等的正弦波形状等。凸部的间距为300nm以下的话，没有从特定方向观察时的由衍射光引起的着色，能够适合于实际使用。凸部的高度为IOOOnm以下的话，通过多次的转印形成的图案接合部难以视觉辨认，因此较为理想，为500nm以下的话，会成为大致透明的，因此更为理想，为200nm以下的话，将完全不能视觉辨认，因此最为理想。另外，本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材具有700cm2以上的面积。微细凹凸图案基材的面积为700cm2以上的话，能够作为A4尺寸以上的显示器等的光学材料使用，因此利于实用。<微细凹凸图案基材的制造方法>接着,参照图1的(a) (d)以及图2的(a) (d)对本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法进行详细的说明。本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法包括以下工序:在基底基材上涂布树脂组成物的第一涂布工序；在通过第一涂布工序涂布在基底基材上的树脂组成物上转印图案母版的凹凸图案而形成第一微细凹凸图案部的第一转印工序；在基底基材上的包括第一微细凹凸图案部的一端部的区域涂布树脂组成物的第二涂布工序；以及，在通过第二涂布工序涂布在基底基材上的树脂组成物上转印图案母版的凹凸图案而形成第二微细凹凸图案部的第二转印工序。首先，参照图1的(a) (d)对第一微细凹凸图案部的制造工序进行说明。图1的(a) (d)是本实用新型的实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法的第一微细凹凸图案部的制造工序的说明图。如图1的(a)所示，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材设于基底基材101上。基底基材101具有设有第一微细凹凸图案部111 (参照图2的(d))的区域al和设有第二微细凹凸图案部112 (参照图2的(d))的区域a3。另外，基底基材101具有在区域al和区域a3之间设有第一微细凹凸图案部111和第二微细凹凸图案部112的图案接合部113 (参照图2的(d))的区域a2。首先，如图1的(a)所示，在第一涂布工序中，在基底基材101表面的区域al涂布树脂组成物102，通过刮棒涂布机301朝向基底基材101的一端侧在基底基材101表面上拉伸树脂组成物102。其结果如图1的(b)所示，在基底基材101的区域al，树脂组成物102的厚度变得均匀，在从树脂组成物102的涂布端(区域al的端部)的区域a2中，树脂组成物102因其自重而扩散，厚度变得不均匀。接着，如图1的(C)所不,在第一转印工序中，使基底基材101上的树脂组成物102的区域al和区域a2附着到表面上形成有微细凹凸图案的母版201的微细凹凸图案形成面侦U。接着，如图1的(d)所示，通过加热或从基底基材101侧的光照射固化树脂组成物102形成第一微细凹凸图案部111。在第一涂布工序中，使用相对于基底基材101浸润性、粘着性、以及微细凹凸图案的转印性良好的树脂组成物102，将未固化的树脂组成物102在基底基材101上均匀且尽可能薄地涂布尤为重要。另外，树脂组成物102被涂布成固化后的区域al的树脂组成物102的厚度为5 μ m以下(参照图1的hi)。例如，能够通过# 2规格的刮棒涂布机301等将利用滴涂器定量涂布成直线状的树脂组成物102均匀地涂布。另外，在第一涂布工序中，在区域a2，被涂布在基底基材101上的树脂组成物102通过自重扩散，从树脂组成物102的涂布端向基底基材101的另一端树脂组成物102的厚度减少。因此，如后述那样，通过使基底基材101的表面张力和树脂组成物的表面张力在适当的范围，能够控制涂布于基底基材101上的树脂组成物102扩散，所以能够降低第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案高低。如此，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法，由于能够降低第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案高低差，因此光学特性优良，从而能够得到大面积的微细凹凸图案基材。在第一转印工序中，如图1的(C)所示，通过将图案母版201配置在下部，使基底基材101从上部接触母版201，区域a2的树脂组成物102进一步通过基材和树脂自身的自重扩散。接着，通过之后的加热或者光照射树脂组成物102形成固化层。此时，区域al的树脂组成物102的固化层和区域a2的树脂组成物之间的边界部无法视觉辨认。另外能够使固化后的区域a2的端部的树脂组成物的厚度(h2)为IOOOnm以下。首先，参照图2的(a) 图2的(d)对第二微细凹凸图案部的形成进行说明。首先，如图2的(a)所示，在第二涂布工序中，在区域a3涂布树脂组成物103，利用刮棒涂布机301等从第一微细凹凸图案部111的端部附近向基底基材101的另一端，与第一微细凹凸图案部111的形成时同样地直线状地定量涂布树脂组成物103。区域a3的未固化的塗布工作是利用刮棒涂布机301进行均匀涂布以使得树脂组成物103的固化后的厚度为5 μ m以下。如图2的(b)所示，在区域a3树脂组成物103的厚度变得均匀。另外，在区域a2，树脂组成物103通过自重扩散，厚度变得不均匀，并且树脂组成物103扩散到第一微细凹凸图案部111的端部上。这里，在区域a2，由于树脂组成物103通过自重扩散，从树脂组成物103的涂布端向基底基材101的一端侧(第一微细凹凸图案部111)，树脂组成物103的量减少。即，在第二涂布工序中，相对于从第一微细凹凸图案部111向第二微细凹凸图案部112厚度减少的第一微细凹凸图案部111的端部，从第二微细凹凸图案部112向第一微细凹凸图案部111树脂组成物103的涂布量减少。由此，区域a2的树脂组成物102、103的涂布量的总和与第一微细凹凸图案部111的树脂组成物102的涂布量以及第二微细凹凸图案部112的树脂组成物103的涂布量几乎相同，因此，能够降低第一微细凹凸图案部111和第二微细凹凸图案部112之间的图案接合部113的高低差。接着，如图2的(C)所示，通过将图案母版201配置在下侧，使基底基材101上的树脂组成物103与图案母版201的微细凹凸结构面接触，区域a3的树脂组成物103进一步通过基材和树脂自身的自重扩散，通过之后的加热或者光照射树脂组成物103形成固化层。此时，树脂组成物103的区域a2的固化层和区域a3的固化层之间的边界部无法视觉辨认。通过以上的工序，形成固化后的区域a2端部的厚度(h3)为IOOOnm以下的第二微细凹凸图案部112 (参照图2的(d))。对于在特定方向延伸的凹凸形状，作为相对于第一微细凹凸图案部111的第二转印工序的转印方向，有在基底基材101平面上在与凹凸形状的延伸方向相垂直的方向进行转印的方法，和在凹凸形状的延伸方向进行转印的方法，其中优选在与凹凸形状的延伸方向相垂直的方向进行转印的方法。通过重复以上的第一以及第二微细凹凸图案形成工序两次以上，能够得到具有700cm2以上的面积的大面积的微细凹凸图案基材。本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，图案母版201的微细凹凸图案形状为，凸部的高度优选为IOOOnm以下，更优选为500nm以下，最优选为200nm以下。这是为了使转印后的第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案接合部分的图案高低差为高度IOOOnm以下。另外，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，作为图案母版201的微细凹凸图案形状，例如有在特定方向上延伸的格子状凹凸形状、在面内具有3次对称或者4次对称的周期性的蛾眼型形状等。另外，图案母版201为具有凸部的周期为300nm以下的周期性的微细凹凸形状。通过使凸部的周期为300nm以下，在通常视野的光的衍射不会发生，因此能够作为光学材料适用。在此，具有周期性的图案的延伸方向和重叠转印的方向没有被特别规定。在本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，通过高精度地控制涂布工作的涂液量，利用滴涂器以及刮棒涂布机均匀地进行薄膜涂布工作，能够使图案接合部113的图案高低差基本一律为IOOOnm以下。另外，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，利用定量涂布装置被涂布成直线状的液体因其自重而扩散，利用该扩散形成界面，因此图案接合部113的蜿蜒较少，能够形成视觉辨认性小的图案接合部113。进一步，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，第一微细凹凸图案部111的形成所使用的树脂组成物102和第二微细凹凸图案部112的形成所使用的树脂组成物103为相同的树脂组成物的情况较为理想。由此，区域a2的固化后的树脂组成物102和在第二涂布工序中涂布在固化后的树脂组成物102上的未固化的树脂组成物103为相同的树脂组成物。因此，浸润性、粘着性非常优良，能够将通过由自重引起的扩散而展宽后的接合部的图案接合部的高低差抑制在IOOOnm以下，基本全部的图案接合部113的高低差与转印的微细凹凸图案的凸部的高度相一致。本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材中，图案接合部的高低差在50%以上的范围内为IOOOnm以下的情况较为理想，在90%以上的范围内为IOOOnm以下时更为理想。特别是，本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材中，在第一微细凹凸图案部111和第二微细凹凸图案部112之间的图案接合部113有高低差(接缝)的情况下，通过在由高低差产生的面上的光的反射，可以视觉辨认高低差的存在。因此，高低差的高低差越小则视觉辨认性越低，因此使图案接合部113的高低差为IOOOnm以下的情况较为理想。另外，由图案接合部113的高低差引起微弱的视觉辨认性的主要原因是光散射，具有与发现可见光的波长相同程度的粒径的微粒所引起的散射主要为Mie散射，该区域的散射在粒径与光的波长大致相等时示出较大的值。另一方面，比可见光的波长更小的微粒所引起的散射主要为瑞利散射。该区域的散射与粒径的6次方成比例。因此，粒径变小的话散射将急剧变小，透明性增加，可见光波长的1/4以下的粒径能够得到高透明性。为了降低该散射光提高图案接合部113的透明性，使图案接合部113的高低差为500nm以下的情况更为理想，为了特别地降低高低差的视觉辨认性，使图案接合部113的高低差为200nm以下的情况最为理想。接着，对本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法所使用的树脂组成物进行详细的说明。本实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，为了使未固化树脂组成物102、103在基底基材101上充分扩散、浸润扩展，需要选择树脂组成物使得基底基材101的表面张力值和组成物102、103的表面张力值为接近的值。在本实用新型中，调整未固化树脂的组成，使得涂布的树脂组成物的固化后的表面张力的值，基于从3个溶剂(水、α-溴萘、二碘甲烷)的3种的与溶剂的接触角通过北崎.畑理论算出的表面张力的分散力成分(非极性成分:Y a)、偶极子成分(极性成分:Yb)、氢键(Y C)，成为和基底基材101的表面张力值相近的值。在本实施形态中，树脂组成物的固化后的表面张力的值(Yal、YbU Ycl)和基底基材101的表面张力(Ya2、yb2, YC2)中的分散力成分的差分为I Yal — Ya2 I< 1.4mN/m，而且，为了赋予由自重引起的扩散性，优选将表面张力值的偶极子成分(极性成分)的差分调整为I Ybl — yb2 I <2.0mN/m。为了提高基底基材101与未固化树脂的亲和性，使得涂布厚度为5μπι以下，更优选调整为I Ybl — yb2 I < 1.0mN/m，为了均匀地、无凹陷等地缺陷地涂布，最优选为使得I Ybl — Y b2 I <0.5mN/m。
为了调整涂布的树脂组成物的表面张力，使用能够忠实地转印微细凹凸的丙烯酸酯类紫外线固化树脂作为树脂组成物。由此，既能够维持作为纳米压印树脂的图案转印性，同时也能控制与基底基材101的浸润性。在丙烯酸酯类紫外线固化树脂中，为了控制与基底基材101的浸润性而使用的亲水性丙烯酸单体最为优选。具体来说，优选含有以如下述一般式(I)或者下述一般式(2)所示的丙烯酸单体的聚合物作为主成分的树脂组成物。在下述一般式(I)或者下述一般式(2)中，从粘度的观点出发作为官能团R优选具有极性基的碳数I 碳数5的官能团。作为极性基优选从由羟基、羧基、羰基、氨基、硝基以及羧酸酯基组成的组中选择至少I个官能团。其中，极性基优选为羟基，作为具体的化合物优选，例如，HPMA (中文:甲基丙烯酸-2-轻丙酯；英文:2_HydroxypropyIMethacryIate ；日文:2-匕F' 口今'> 7。口匕。；U夕夕'J > 一卜)、BHEA (中文:丙烯酸-2-羟基乙酯；英文:2-HydroxyethyIAcryIate ;日文:2 —匕卜''口今 '> 工 f 卟 7* 夕 ” 一卜)、HPA (中文:丙烯酸 _2_ 轻基丙酯；英文:2-HydroxypropyIAcryIate ;日文:2 — b 卜''口 # 7。口匕。卟 7* 夕丨J> 一卜)。化2通式(I)CH2=CH-COO-R通式(2)CH2=C (CH3) -COO-R本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材中，优选情况为，含有表面张力的分散力成分不同的至少两个成分，表面张力的分散力成分最大的成分和表面张力的分散力成分最小的成分之间的表面张力的差分为1.4mN/m以下。如此，通过控制分散力成分不同的成分的表面张力，能够将未固化树脂极薄地涂布在基材上，通过使基材位于上侧、使其与下侧的母版接触的的工序，无需在基材和模具母版之间施加多余的加压，仅通过由基材和树脂的自重引起的扩散力来控制涂布树脂厚度，能够均匀地形成与模具的凹凸图案深度相当的高低差程度的微细凹凸图案层。另外，本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材中，优选情况为，含有表面张力的偶极子成分不同的至少两个成分，表面张力的偶极子成分最大的成分和表面张力的偶极子成分最小的成分之间的表面张力的差分为2mN/m以下。如此，通过控制偶极子成分不同的成分的表面张力，能够将未固化树脂极薄地涂布在基材上，通过使基材位于上侧、使其与下侧的模具母版接触的的工序，无需在基材和模具母版之间施加多余的加压，仅通过由基材和树脂的自重引起的扩散力控制涂布树脂厚度，因此，能够均匀地形成与模具的凹凸图案深度相当的高低差程度的微细凹凸图案层。在本实用新型所涉及的微细凹凸图案基材的制造方法中，除了所述第一微细凹凸图案部111、以及第二微细凹凸图案部112的形成之外，为了使第二微细凹凸图案部112的另一端部(未图示)与未固化的树脂组成物的端部重叠，还可以进一步进行涂布工序以及转印工序。如此，通过同样地反复由图案母版201的转印，在多次转印的转印时无需加压，能够利用由未固化的树脂组成物的自重引起的扩散，因此，能够得到图案接合部113的线性。因此，具有防止转印时的加压引起的微细凹凸图案的损伤的产生。对于具有周期性的微细凹凸图案的延伸方向和重叠转印的方向没有特别的规定，从图案接合部113的高低差难以视觉辨认的观点出发，大致在微细凹凸图案的周期性不会被破坏的方向上转印较为理想。接着，对本实用新型所涉及的模具进行说明。本实用新型所涉及的模具是将上述的微细凹凸图案作为原型，通过进行电解电镀等将微细凹凸图案的反转形状图案转印而得至IJ。另外，由通过多次的转印而面积扩大了的、具有至少一个图案接合部的微细凹凸图案基材制作模具，由此，能够大量地转印所述微细凹凸图案基材。以下，对本实用新型所涉及的微细凹凸图案赋予基材进行说明。本实用新型所涉及的微细凹凸图案赋予基材是将所述微细凹凸图案基材作为原型通过转印反转形状图案而得到的。例如，由通过多次的转印而面积扩大了的、具有至少一个图案接合部的微细凹凸图案基材，制作具有反转凹凸图案的、以有机、无机材料为主成分的微细凹凸图案赋予基材(模具图案)，由此，能够大量地复制所述微细凹凸图案基材。通过在通过这样的多次的转印而形成的大面积的微细凹凸图案形状基材上，或者在由具有这些的反转凹凸图案形状的模具等复制得到的大面积的微细凹凸图案基材上，以直线状形成具有反射性的金属而得到的线栅偏振片，在正交尼科耳时不漏光，且重叠部分无视觉辨认性，能够作为大面积反射型偏振片使用。(2)线栅偏振片接着，对使用所述实施形态所涉及的微细凹凸图案基材的线栅偏振片进行说明。本实施形态所涉及的线栅偏振片包括:具有在特定方向上延伸的格子状凹凸形状的上述微细凹凸图案基材，以及被设置成与具有格子状凹凸形状的基材凸部的一个方向侧的侧面相接的、延伸到基材凸部顶部的上方的金属膜(金属线)。另外，本实用新型所涉及的线栅偏振片中，相对于设置于基材上的在特定方向上延伸的格子状凹凸形状，新制作在同一方向延伸的格子状凹凸形状，由此能够扩大基材的面积，从而能够制作具有700cm2以上的面积的线栅偏振片。另外，本实用新型所涉及的线栅偏振片能够通过基于上述微细凹凸图案基材制作的模具或者铸模大量地复制，< 基材 >能够使用所述实施形态所涉及的微细凹凸图案基材作为基材。另外，为了体现与纳米压印树脂的粘结性，也可以使用在单面形成易粘着层的复合基材作为基材。<金属线>能够使用铝或银等作为金属线。另外，根据作为对象的光的波长区域，也能够使用铜、钼、金或者以这些金属作为主成分的合金作为金属线。<金属线截面形状>金属线被形成为向格子状凸部的侧方以及凸部顶部的上方延伸。金属线的高度在基材的格子状凹凸形状的凸部的高度的1.1倍以上10倍以下的范围内的情况较为理想，在
1.3倍以上2.5倍以下的范围内时能够抑制透过光的吸收损失，因此更为理想。另外，金属线的宽度的平均值为间距的0.2倍 0.5倍的情况较为理想，为0.3倍 0.4倍时能够兼顾偏振特性和透过率，因此最为理想。对于金属线没有特别的限定，从制造成本、生产率的观点出发，优选通过真空下的斜向蒸镀法来设置。斜向蒸镀法是指，在与格子状凹凸形状的延伸方向垂直交叉的平面内，蒸镀源以相对于基材表面的垂直方向的入射角度α蒸镀、层叠金属的方法。入射角度α由格子状凸部和制作的金属线的截面形状决定优选范围。一般来说入射角度α优选为5° 40°，更为优选为10° 30°。进一步，考虑到蒸镀中层积的金属的投影效果，逐渐地减小或者增加入射角度α，适合于控制金属线的高度等截面形状。另外，由这样的制造方法得到的格子状凹凸形状的延伸方向和金属线的延伸方向相同。本实用新型所涉及的线栅偏振片中，为了达到所希望的金属线形状的金属蒸镀量由格子状凸部的形状而定，一般来说，平均蒸镀厚度为50nm 150nm左右。另外，蒸镀工序的膜进给速度在0.1m/分 IOOm/分的范围执行。另外，在此所说的平均厚度是指，假设在平滑玻璃基板上从与玻璃面相垂直的方向蒸镀物质时的蒸镀物的厚度，作为金属蒸镀量的参考值来使用。<介电体>为了提高基材和金属线之间的密合性，优选在两者之间设置与两者的密合性都较高的介电体材料。例如，可以使用硅(Si )的氧化物、氮化物、卤化物、碳化物的单一成分或者其混合物(向介电体单一成分中混入其他元素、单一成分、或者化合物的介电体)、铝(Al)、铬(Cr)、钇(Y)、锆(Zr)、钽(Ta)、钛(Ti)、钡(Ba)、铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镁(Mg)、钙(Ca)、铈(Ce)、铜(Cu)等的金属的氧化物、氮化物、卤化物、碳化物的单一成分或者它们的混合物。只要介电体材料在需要获得透过偏振性能的波长区域内实质上透明即可。对介电体材料的层积方法没有特别的限制，例如，可以适当地使用真空蒸镀法、喷镀法、离子镀敷法等物理蒸镀法。另外，层叠工序的膜进给速度在0.1m/分 IOOm/分的范围执行。〈刻蚀工序〉从光学特性的观点出发，根据需要可以通过刻蚀去除在格子状凹凸形状的凹部底部上层叠的金属。对于刻蚀方法没有特别的限制，只要是不会给基材、介电体层带来不良影响、能够去除必要量的金属的方法即可，从生产率、装置成本的观点出发，优选浸溃到酸或者碱的水溶液中的刻蚀方法。<光学特性>在相对于格子状凹凸形状的延伸方向垂直的截面内，对于与微细凹凸图案基材表面垂直的方向(凸部的立设方向)，分别从左右对称方向入射的光的光线透过率的差的容许值虽然根据使用的制品有所不同，但是在使用于图像显示装置的情况下，如果对于作为对象的波长为4%以下的话，则难以识别该偏差，可以说是足够了。对于在与格子状凹凸形状的延伸方向垂直的面内的基材面的垂直方向，分别从左右的对称方向入射的光的光线透过率的差优选为对于可见光区域的同一波长为4%以下，更优选为2%以下。另外，金属线仅存在于基材的格子状凹凸形状的凸部的一个方向侧的侧面也是重要的。(实施例)接着，为了明确本实用新型的效果，对进行过的实施例进行详细说明。另外，本实用新型并不被以下的实施例所限定。〈树脂组成物〉配合32质量％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)作为为三官能以上的丙烯酸酯化合物的单体，32质量％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)作为为N-乙烯基化合物的单体，33质量％的I，9-壬二醇二丙烯酸酯作为其他单体，2质量％的2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(DAR0CURTP0、CibaSpecialtyChemicals公司制)作为光聚合引发剂，以及I质量％的硅二丙烯酸酯作为含有丙烯酸基的硅化合物，过滤异物，调合为光固化性树月旨(树脂组成物I)。向树脂组成物I照射规定量的光进行光固化，树脂组成物I的固化物中虽然含有微量的不纯物，但99质量％以上为由通过光固化反应结合而成为固体的成分组成的光固化性树脂。对于该光固化性树脂(树脂组成物1)，配合10重量％的甲基丙烯酸羟基乙酯(英文:hydroxyethylmethacrylate ;日文:F 口 #'>工子卟J夕夕L- 一卜)作为树脂组成物2，配合50质量％的甲基丙烯酸羟基乙酯作为树脂组成物3。向树脂组成物2照射规定的量的光的树脂组成物2的固化物，以依据JISK-5600-5-6的棋盘格剥离试验显示了分类I以上的基材附着性。另外，使用环氧类紫外线固化性树脂(TESK公司制、A-1771)作为树脂组成物4。< 基材 >将易粘着PET膜(东洋纺织公司制、A4100)的PET易粘着面作为基材I使用，将该易粘着PET膜的未处理面作为基材2使用。将三乙酰纤维素膜(富士胶片公司制、7
夕TD80UL)作为基材3使用，聚碳酸酯膜(帝人化成公司制、” ' 卜D-92)作为基材4使用。关于树脂组成物I 树脂组成物4的固化物以及基材I 基材4，利用自动接触角仪(协和界面科学公司制、CA-VE)测量相对于3个溶剂(水、α -溴萘、二碘甲烷)的接触角。基于相对于各溶剂的接触角的值，利用整合分析软件(协和界面科学公司制、FAMAS)的北崎.畑理论式算出固体的表面张力中的分散力成分、偶极子成分、氢键成分的值。结果在下述表I中示出。表I
权利要求1.一种微细凹凸图案基材，其特征在于，在表面具有周期性排列的格子状凹凸形状，且具有至少700cm2的面积，所述格子状凹凸形状包括第一微细凹凸图案部、第二微细凹凸图案部，以及第一微细凹凸图案部和第二微细凹凸图案部之间的图案接合部，凸部的间距为300nm以下，凸部的高度为IOOOnm以下。
2.如权利要求1所述的微细凹凸图案基材，其特征在于，在所述图案接合部的50%以上的区域，所述第一微细凹凸图案部和所述第二微细凹凸图案部之间的图案高低差为IOOOnm以下。
3.如权利要求1或2所述的微细凹凸图案基材，其特征在于，所述微细凹凸图案基材由固化了的树脂组成物和基底基材构成。
4.一种模具，其特征在于，所述模具具有权利要求1至3中任一项所述的微细凹凸图案基材的反转形状图案。
5.一种微细凹凸图案基材，其特征在于，所述微细凹凸图案基材具有权利要求1至4中任一项所述的微细凹凸图案基材的反转形状图案。
6.一种线栅偏振片，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的微细凹凸图案基材，以及设置在该微细凹凸图案基材上的金属膜。
专利摘要本实用新型提供一种能够降低微细凹凸图案的接合部分的高低差、光学特性优异的微细凹凸图案基材，由该微细凹凸图案基材转印得到的模具，以及包括该微细凹凸图案基材的线栅偏振片。本实用新型的微细凹凸图案基材，在表面具有周期性排列的格子状凹凸形状，且具有至少700cm2的面积，所述格子状凹凸形状包括第一微细凹凸图案部(111)、第二微细凹凸图案部(112)、以及第一微细凹凸图案部(111)和第二微细凹凸图案部(112)之间的图案接合部(113)，凸部的间距为300nm以下，凸部的高度为1000nm以下。
文档编号G02B5/30GK203012350SQ20122023511
公开日2013年6月19日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者河津泰幸, 吉冈邦久, 木下大辅, 佐藤祐辅 申请人:旭化成电子材料株式会社