专利名称：模具及具有转印精细图形的基材的制造方法
技术领域：
本发明涉及模具及使用该模具的具有由光固化性树脂的固化物形成的转印精细图形的基材的制造方法。
背景技术：
近年来，使基材与表面具有精细图形的模具接触而在基材表面形成精细图形的反转图形的方法(所谓纳米压印(nano-imprint))受到注目(参照专利文献1和2)。
其中，使用在表面具有精细图形的模具、基材和光固化性树脂，依次进行以下工序的具有由固化物形成的转印精细图形的基材的制造方法受到注目将光固化性树脂夹在模具的精细图形面和基材表面之间进行加压的工序；从模具侧进行光照，使光固化性树脂固化形成所述固化物的工序；以及将模具从该固化物上剥离的工序。
作为该制造方法中的模具，一般使用石英制模具。但是，该模具的脱模性低，将模具从固化物上剥离时，固化物的精细图形精度容易下降。作为使脱模性提高的方法，提出有在模具的精细图形面涂布脱模剂的方法。但是，由于所涂布的脱模剂的厚度偏差，模具的精细图形精度容易下降。另外，连续使用模具的情况下，需要重复涂布脱模剂，生产效率容易下降。
专利文献3中记载了由四氟乙烯类聚合物、乙烯/四氟乙烯类共聚物或全氟烷氧基乙烯基醚类聚合物形成的模具。
专利文献1日本专利特表2004-504718号公报专利文献2日本专利特表2002-539604号公报专利文献3日本专利特表2005-515617号公报发明的揭示但是，专利文献3中记载的模具由于由特定的含氟聚合物形成，因此机械强度和形状稳定性不充分。为了对其进行改良，考虑了将该含氟聚合物和具有机械强度、形状稳定性的其它基体组合的方法。但是，由于该含氟聚合物为不粘接性的，因此其它基体不容易与该模具组合。特别是不容易使具有高精度的精细图形的模具和其它基体牢固地粘合来进行组合。本发明的目的在于提供具备透光性、脱模性和耐久性且具备机械强度、形状稳定性和精细图形的尺寸精度的用于将光固化性树脂成形的具有精细图形的模具。
即，本发明的要旨如下。
<1>模具，它是用于将光固化性树脂成形的具有精细图形的模具，其特征在于，具备在形成下述中间层(A)的表面具有基于官能团(x)的化学键的透明基体、存在于该透明基体的表面和下述表面层(B)之间的中间层(A)、具有精细图形的下述表面层(B)。
中间层(A)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的具有与前述官能团(x)具反应性的反应性基团(y)的含氟聚合物(1)形成的层。
表面层(B)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的实质上不具有前述反应性基团(y)的含氟聚合物(2)形成，于表面具有精细图形的层。
<2>模具，它是用于将光固化性树脂成形的具备于表面具有精细图形的含氟聚合物层和透明基体的模具，其特征在于，具备形成于在形成中间层(A)的表面具有官能团(x)的透明基体的该表面的中间层(A)、形成于该中间层(A)的表面的表面层(B)。
中间层(A)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的具有与前述官能团(x)具反应性的反应性基团(y)的含氟聚合物(1)形成的层。
表面层(B)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的实质上不具有前述反应性基团(y)的含氟聚合物(2)形成，于表面具有精细图形的层。
<3>前述<1>或<2>所述的模具，其中，模具的精细图形由凹凸结构构成，凸结构部的高度的平均值为1nm～500μm。
<4>前述<1>～<3>中任一项所述的模具，其中，官能团(x)为羟基、氨基或环氧乙烷基，反应性基团(y)为羧基。
<5>前述<1>～<4>中任一项所述的模具，其中，在表面具有官能团(x)的透明基体为通过表面处理引入了官能团(x)的玻璃基体。
<6>具有由光固化性树脂的固化物形成的转印精细图形的基材的制造方法，其中，使用前述<1>～<5>中任一项所述的模具、基材和光固化性树脂，依次进行以下工序将光固化性树脂夹在模具的精细图形面和基材表面之间进行加压的工序；从模具侧进行光照，使光固化性树脂固化形成固化物的工序；以及将模具从该固化物上剥离的工序。
由于透明基体和具有精细图形的层通过特定层牢固地接合，本发明的模具具备透明基体的物性(机械强度等)和高精度的精细图形。此外，由于模具的精细图形部分由不粘接性高的含氟聚合物形成，因此本发明的模具也可以实现高粘接性的光固化性树脂的成形。此外，本发明的模具即使反复使用，精细图形部分也不易污染。
实施发明的最佳方式本发明，将以式(1)表示的化合物记作化合物1。以其它式表示的化合物也同样地表示。
本发明的模具中的透明基体较好是玻璃基体(石英、玻璃等)、有机硅树脂制基体或透明树脂(含氟树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂等)制基体，由于机械强度良好，因此特别好是玻璃基体。透明基体的形状可以是平面状(平板状等)，也可以是曲面状(圆柱状、三角锥状、球面状等)。
透明基体的波长200～500nm的光的光线透射率较好是在90％以上，特别好是在95％以上。在这里，光线透射率是指厚1mm的透明基体的光线透射率。
透明基体中的官能团(x)较好是羟基、环氧乙烷基或氨基。官能团(x)可以是来源于透明基体的材料的官能团，也可以通过引入官能团(x)的表面处理赋予透明基体的表面的官能团。由于可以任意地控制其种类和量，因此官能团(x)较好是后者的官能团。
引入官能团(x)的表面处理的方法较好是以具有官能团(x)的硅烷偶联剂对透明基体进行表面处理的方法或者以具有官能团(x)的硅氮烷化合物对透明基体进行表面处理的方法。
具有官能团(x)的硅烷偶联剂较好是具有氨基的硅烷偶联剂(氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨乙基-氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基-氨丙基甲基二甲氧基硅烷等)。此外，也较好是具有环氧乙烷基的硅烷偶联剂(环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等)。
本发明中的构成中间层(A)的含氟聚合物(1)和构成表面层(B)的含氟聚合物(2)分别为在主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物。该含氟聚合物为无定形或非结晶性的聚合物，较好是透明性高的含氟聚合物。含氟聚合物(1)和含氟聚合物(2)的波长200～500nm的光的光线透射率分别较好是在90％以上。在这里，光线透射率是指厚100μm的含氟聚合物的光线透射率。
含氟聚合物(1)和含氟聚合物(2)中，在主链上具有含氟脂肪族环结构是指聚合物中的含氟脂肪族环的构成环的碳原子的1个以上为构成聚合物的主链的碳原子。含氟脂肪族环的构成环的原子除了碳原子以外，还可以包含氧原子或氮原子等。优选的含氟脂肪族环为具有1～2个氧原子的含氟脂肪族环。构成含氟脂肪族环的原子的数量较好是4～7个。
构成主链的碳原子在使环状单体聚合而得到的聚合物的情况下来源于聚合性双键的碳原子，在使二烯类单体环化聚合而得到的聚合物的情况下来源于2个聚合性双键的4个碳原子。
环状单体是指具有含氟脂肪族环且构成该含氟脂肪族环的碳原子-碳原子间具有聚合性双键的单体，或者具有含氟脂肪族环且构成该含氟脂肪族环的碳原子和含氟脂肪族环外的碳原子间具有聚合性双键的单体。
二烯类单体是指具有2个聚合性双键的单体。
环状单体较好是下述化合物1或下述化合物2(其中，X1表示氟原子或碳数1～3的全氟烷氧基，R1和R2分别表示氟原子或碳数1～6的全氟烷基，X2和X3分别表示氟原子或碳数1～9的全氟烷基。)。
作为化合物1的具体例子，可以例举下述化合物。
作为化合物2的具体例子，可以例举下述化合物。
二烯类单体较好是以式CF2＝CF-Q-CF＝CF2表示的单体。其中，Q表示碳数1～3的可以具有醚性氧原子的全氟亚烷基。Q为具有醚性氧原子的全氟亚烷基的情况下，醚性氧原子可以存在于该基团的一侧末端，可以存在于该基团的两末端，还可以存在于该基团的碳原子间。从环化聚合性的角度来看，较好是存在于该基团的一侧末端。
前述单体通过环化聚合形成包含选自下述单体单元(A)、下述单体单元(B)和下述单体单元(C)的1种以上单体单元的含氟聚合物。使二烯类单体环化聚合而得到的含氟聚合物中，主链的碳原子来源于2个聚合性双键的4个碳原子。
作为前述单体的具体例子，可以例举下述化合物。
CF2＝CFOCF2CF＝CF2CF2＝CFOCF(CF3)CF＝CF2CF2＝CFOCF2CF2CF＝CF2CF2＝CFOCF(CF3)CF2CF＝CF2CF2＝CFOCF2CF(CF3)CF＝CF2CF2＝CFOCF2OCF＝CF2CF2＝CFOC(CF3)2OCF＝CF2CF2＝CFCF2CF＝CF2CF2＝CFCF2CF2CF＝CF2环状单体和二烯类单体中，相对于与碳原子结合的氢原子和与碳原子结合的氟原子的总数的与碳原子结合的氟原子的数量比例分别较好是在80％以上，特别好是100％。
含氟聚合物(1)和含氟聚合物(2)中，从含氟聚合物的透明性的角度来看，相对于所有单体单元的具有含氟脂肪族环结构的重复单元的比例分别较好是在20摩尔％以上，更好是在40摩尔％以上，特别好是仅由在主链上具有含氟脂肪族环结构的重复单元构成。其中，具有含氟脂肪族环结构的重复单元是指通过环状单体的聚合形成的单体单元或通过二烯类单体的环化聚合形成的单体单元。
含氟聚合物(2)中的具有含氟脂肪族环结构的重复单元和含氟聚合物(1)中的具有含氟脂肪族环结构的重复单元较好是相同的重复单元。该情况下，中间层(A)和表面层(B)更牢固地接合，具有模具的耐久性良好的效果。
含氟聚合物(1)具有反应性基团(y)。反应性基团(y)的种类根据官能团(x)的种类适当选择。官能团(x)为羟基、环氧乙烷基或氨基的情况下的反应性基团(y)较好是羧基或其衍生物，特别好是羧基。
另一方面，含氟聚合物(2)实质上不具有反应性基团(y)。实质上不具有反应性基团(y)是指含氟聚合物(2)中的反应性基团(y)的含量在检测极限以下。此外，含氟聚合物(2)较好是实质上也不具有除反应性基团(y)以外的反应性基团。
含氟聚合物(1)和含氟聚合物(2)分别可以通过公知的方法获得。例如，反应性基团(y)为羧基的含氟聚合物(1)通过将二烯类单体或环状单体在烃类自由基聚合引发剂的存在下聚合而得到在主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物，然后将该含氟聚合物在氧气气氛下进行加热处理，再浸渍于水中而获得。此外，通过使该含氟聚合物与氟气接触，可以获得实质上不含有反应性基团(y)的含氟聚合物(2)。
本发明中的表面层(B)在其表面具有精细图形。精细图形较好是由凹凸结构构成的精细图形。
凹凸结构中的构成凸结构的部分在表面层(B)的表面呈线状或点状存在，该线或点的形状没有特别限定。线状的凸结构部不局限于直线，可以是曲线或弯折形状。此外，该线可以多条平行存在，呈条纹状。线状的凸结构部的截面形状(相对于线的延伸方向垂直方向的截面形状)没有特别限定，可以例举长方形、梯形、三角形、半圆形等。点状的凸结构部的形状也没有特别限定。例如，可以例举底面形状为长方形、正方形、菱形、六角形、三角形、圆形等的柱形或锥状的形状，半球形，多面体形等。
线状的凸结构部的宽度(底部的宽度)的平均值较好是1nm～500μm，特别好是10nm～300μm。点状的凸结构部的底面长度的平均值较好是1nm～500μm，特别好是10nm～300μm。其中，该点状的凸结构部的底面长度在点以接近线的形状延伸的情况下，是指与该延伸方向垂直方向的长度，其它的情况下是指底面形状的最大长度。
线状和点状的凸结构部的高度的平均值较好是1nm～500μm，特别好是10nm～300μm，最好是10nm～10μm。此外，表面层(B)的厚度较好是在最高的凸结构部的高度以上。
在凹凸结构密集的部分，邻接的凸结构部间的距离(底部间的距离)的平均值较好是1nm～500μm，特别好是10nm～300μm。由此，凸结构中的它们的最小尺寸较好是在500μm以下。下限较好是在1nm以下。该最小尺寸是指上述凸结构部的宽度、长度和高度中最小的一项。
本发明的模具为用于将光固化性树脂成形的具备在表面具有精细图形的含氟聚合物层和透明基体的模具，较好是具备形成于在形成中间层(A)的表面具有官能团(x)的透明基体的该表面上的由含氟聚合物(1)构成的中间层(A)和形成于该中间层(A)的表面的由含氟聚合物(2)构成的具有精细图形的表面层(B)的模具。
本发明的模具中，透明基体在其表面形成中间层(A)前具有官能团(x)。通过在该透明基体的表面形成中间层(A)，官能团(x)的一部分或全部与含氟聚合物(1)的反应性基团(y)的一部分或全部形成化学键。透明基体的官能团(x)的一部分形成了化学键的情况下，本发明的模具中的透明基体还具有官能团(x)。另一方面，透明基体的官能团(x)的全部形成了化学键的情况下，本发明的模具中的透明基体不具有官能团(x)。
无论哪种情况下，形成中间层(A)后的透明基体表面均存在由官能团(x)和反应性基团(y)形成的化学键。作为化学键，可以例举官能团(x)为羧基而反应性基团(y)为羟基或环氧乙烷基的情况下的酯键、官能团(x)为羧基而反应性基团(y)为氨基的情况下的酰胺键等。因此，本发明的模具中，透明基体与中间层(A)通过化学键牢固地接合。
此外，本发明的模具中，由于构成中间层(A)的含氟聚合物(1)和构成表面层(B)的含氟聚合物(2)由共通结构(即在主链上具有含氟脂肪族环结构)的含氟聚合物形成，因此中间层(A)和表面层(B)牢固地接合。因此，本发明可以提供能够适当选择透明基体的种类或形状且具有任意的强度和形状的脱模性高的模具。
作为本发明的模具的一种具体的形态，可以例举作为在表面具有精细图形的光固化性树脂成形用模具，包含波长200～500nm的光的光线透射率在90％以上的透明基体和形成于该基体上的在主链上具有含氟脂肪族环结构并以氟气处理而得到的含氟聚合物的模具。
作为本发明的模具的制造方法，可以例举依次进行下述工序M1、下述工序M2、下述工序M3和下述工序M4的方法。
在表面具有官能团(x)的透明基体的该表面侧涂布使含氟聚合物(1)溶解于含氟溶剂而得到的溶液，然后通过干燥除去含氟溶剂，使由含氟聚合物(1)构成的中间层(A)形成于在表面具有官能团(x)的透明基体的该表面侧的工序。
在中间层(A)的表面侧涂布使含氟聚合物(2)溶解于含氟溶剂而得到的溶液，然后通过干燥除去含氟溶剂，使由含氟聚合物(2)构成的层(BP)形成于中间层(A)的表面的工序。
将层(BP)加热至含氟聚合物(2)的玻璃化温度以上的温度后，或者将具有精细图形的反转图形的模具加热至该玻璃化温度以上的温度后，将在表面具有精细图形的反转图形的模具的该反转图形压于层(BP)侧。
将层(BP)和模具冷却至含氟聚合物(2)的玻璃化温度以下的温度后，将模具剥离，使形成了模具的转印精细图形的由含氟聚合物(2)构成的表面层(B)形成于中间层(A)的表面的工序。
工序M1中的干燥在透明基材的官能团(x)的一部分或全部与含氟聚合物(1)的反应性基团(y)的一部分或全部之间可形成化学键的温度下进行。干燥中的温度通常在100℃以上。
工序M2中的干燥较好是在含氟聚合物(1)的玻璃化温度以上和含氟聚合物(2)的玻璃化温度以上的温度下进行。该情况下，中间层(A)和层(BP)高强度地接合。
本发明提供使用通过上述的工序制造的模具、基材和光固化性树脂，依次进行以下工序的具有由光固化性树脂的固化物形成的转印精细图形的基材的制造方法将光固化性树脂夹在模具的精细图形面和基材表面之间进行加压的工序(以下称为工序1)；从模具侧进行光照，使光固化性树脂固化形成固化物的工序(以下称为工序2)；将模具从该固化物上剥离的工序(以下称为工序3)。
本发明中的光固化性树脂只要是通过光照固化而形成固化物的树脂即可，没有特别限定。本发明的模具在宽范围的光波长区域内具有高透明性。因此，光照中的光的波长没有特别限定。光的波长较好是200～500nm，特别好是可将一般的光固化性树脂在低温下固化的200～400nm。
本发明中的光固化性树脂较好是含有聚合性化合物和光致聚合引发剂的光固化性树脂。聚合性化合物只要是具有聚合性基团的化合物即可，没有特别限定，可以是聚合性单体、聚合性低聚物、聚合性聚合物中任一种。光致聚合引发剂是指通过光引发自由基反应或离子反应的光致聚合引发剂。此外，工序1、工序2和工序3中的体系温度较好是在含氟聚合物(2)的玻璃化温度以下。
作为工序1的具体形态，可以例举下述工序11、下述工序12和下述工序13。
工序11将光固化性树脂配置于基材表面，然后以光固化性树脂与模具的图形面相接的状态将前述基材和该模具夹持后进行加压的工序。
工序12将光固化性树脂配置于模具的图形面，然后以基材表面与光固化性树脂相接的状态将前述基材和该模具夹持后进行加压的工序。
工序13组合基材和模具，在基材表面和模具的图形面之间形成空隙，然后在该空隙中填充光固化性树脂，将光固化性树脂夹于模具的图形面和基材之间后进行加压的工序。
通过本发明的制造方法得到的处理基材在表面形成由光固化性树脂的固化物形成的转印精细图形。转印精细图形为本发明的模具的精细图形反转了的精细图形。转印精细图形较好是具有由光固化性树脂的固化物形成的凹凸结构的结构体(以下也称为凹凸结构体)。凹凸结构体可以具有由在表面具有凹凸形状的连续体构成的层结构，也可以是由独立的突起体的集合构成的结构。前者是指由覆盖基材表面的光固化性树脂的固化物的层构成，光固化性树脂的固化物的层的表面呈凹凸形状的结构。后者是指在基材表面独立地多个存在的由光固化性树脂的固化物形成的突起体，与由基材表面构成的凹部一起形成凹凸形状的结构。无论哪种情况下，形成凸结构的部分(突起体)均由光固化性树脂的固化物形成。另外，凹凸结构体也可以具有在基材表面的不同位置同时具有这2种结构的结构。
通过本发明的制造方法得到的处理基材可以用作微透镜阵列、光波导、光开关、菲涅耳波带片、双态元件、闪耀光栅元件、光子结晶等光学元件，AR(防反射)被覆材料、生物芯片、μ-TAS(微全分析系统)用的芯片、微反应器芯片、记录介质、显示器材料、催化剂的载体、滤器、传感器部件等。
实施例以下，例举实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于这些实施例。
聚合物(P)的制造例在高压釜(耐压玻璃制)中加入100g的CF2＝CFOCF2CF2CF＝CF2、0.5g的甲醇和0.7g的((CH3)2CHOCOO)2，使用悬浮聚合法进行聚合，得到聚合物(P)。聚合物(P)为由以下式(p)表示的单体单元构成的聚合物，固有粘度在30℃的全氟(2-丁基四氢呋喃)中为0.34dl/g。聚合物(P)的玻璃化温度为108℃。
[实施例2]含有在主链上具有含氟脂肪族环结构且具有羧基的聚合物(以下称为聚合物(11))的溶液组合物(以下称为组合物1)的制造例将聚合物(P)在大气压气氛下的热风循环式加热炉中于300℃热处理1小时，接着在超纯水中于110℃浸渍1周，再在真空干燥机中于100℃干燥24小时，得到聚合物(11)。测定聚合物(11)的红外吸收光谱，结果确认了来源于羧基的峰。将聚合物(11)加工成膜厚100μm的膜，测定波长200～500nm的光的光线透射率，结果在93％以上。调制含1质量％的聚合物(11)的全氟三丁胺溶液，将该溶液用膜滤器(孔径0.2μm，PTFE制)过滤，得到组合物1。
含有在主链上具有含氟脂肪族环结构且不具有反应性基团的聚合物(以下称为聚合物(21))的溶液组合物(以下称为组合物2)的制造例将聚合物(P)加入高压釜(镍制，内容积1L)中，用氮气将高压釜内置换3次后，减压至4.0kPa(绝对压)。在高压釜内导入以氮气稀释至14体积％的氟气至101.3kPa后，将高压釜的内温在230℃保持6小时。回收高压釜内容物，得到聚合物(21)。测定聚合物(21)的红外吸收光谱，结果未确认到来源于羧基的峰。将聚合物(21)加工成膜厚100μm的膜，测定波长200～500nm的光的光线透射率，结果在95％以上。调制含9质量％的聚合物(21)的全氟三丁胺溶液，将该溶液用膜滤器(孔径0.2μm，PTFE制)过滤，得到组合物2。
模具的制造例(试制例1)将含有0.5质量％的具氨基的硅烷偶联剂(信越化学公司制KBE-903)和5质量％的水的乙醇溶液通过旋涂法涂布于波长200～500nm的光的光线透射率在90％以上的石英基板(长25mm×宽25mm×厚1mm)上。将石英基板水洗后，在70℃加热干燥1小时，进行将来源于该硅烷偶联剂的氨基引入石英基板表面的表面处理。
接着，通过旋涂法将例2中得到的组合物1涂布于石英基板的表面处理面，在180℃加热干燥1小时，使组合物1中的全氟三丁胺挥发。同时，使石英基板表面的氨基与聚合物(11)的羧基化学结合，得到在表面形成了由与氨基形成了酰胺键的聚合物(11)构成的层的石英基板。
接着，通过旋涂法将例3中得到的组合物2涂布于该层上，在180℃加热干燥1小时，使组合物2中的全氟三丁胺挥发。其结果，得到在最外侧表面形成了由聚合物(21)构成的层(层厚1.3μm)的石英基板。
然后，将具有以9.3μm的间隔配置有深100nm、宽0.7μm的凹结构的凹凸结构的硅制模具加热至120℃，以2.0MPa(绝对压)压接于由聚合物(21)构成的层侧10分钟。将模具和石英基板的温度降至30℃以下后，剥离模具。
其结果，得到由石英基板、聚合物(11)层和聚合物(21)层构成的在聚合物(21)的最外侧表面具有精细图形(以9.3μm的间隔配置有高100nm×宽0.7μm的凸结构的凹凸结构)的模具。
光固化性树脂成形用模具的制造例(试制例2)准备与例4同样的乙醇溶液和石英基板，得到进行了同样的表面处理的石英基板。接着，通过旋涂法将例2中得到的组合物1涂布于石英基板的经表面处理的面上，在180℃加热干燥1小时。通过旋涂法将例3中得到的组合物2涂布于该面上，在180℃加热干燥1小时，则得到形成了由聚合物(21)构成的薄膜(膜厚1.3μm)的石英基板。接着，将与例4同样的硅制模具加热至120℃后，以2.0MPa的压力(绝对压)压接于石英基板的薄膜侧10分钟。
然后，将模具和石英基板的温度冷却至30℃以下后，使模具从石英基板上脱离，得到形成有转印了该模具的凹凸结构的由聚合物(21)构成的薄膜的石英基板。该薄膜表面形成了以9.3μm的间隔配置有高100nm×宽0.7μm的凸结构的凹凸结构。
表面形成有精细图形的处理基材的制造方法在隔绝紫外光的洁净室内依次混合1.31g的CF2＝CFCF2C(CF3)(OCH2OCH3)CH2CH＝CH2和0.14g的CF2＝CFCF2C(CF3)(OH)CH2CH＝CH2、0.03g的光固化引发剂1(チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ公司制イルガキユア651)以及0.03g的光固化引发剂2(チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ公司制イルガキユア907)，得到光固化性树脂。
将2滴光固化性树脂涂布于硅晶片上，得到形成了由光固化性树脂构成的薄膜(膜厚2.5μm)的硅晶片。将该薄膜侧与例5中得到的模具的精细图形面压接。从模具侧照射紫外线(波长365nm，照度63mW/cm2)10秒，使光固化性树脂固化。接着，使模具脱离，得到在表面具有由光固化性树脂的固化物构成的模具的凸结构反转形成的精细图形(以9.3μm的间隔配置有深99nm、宽0.7μm的凹结构的凹凸结构)的硅晶片。
产业上利用的可能性本发明的模具可用作使用光固化性树脂的纳米压印用模具。使用本发明的模具得到的处理基材由于表面具有精细图形，可以用于各种用途。该处理基材可以例举光学元件(微透镜阵列、光波导、光开关、菲涅耳波带片、双态元件、闪耀光栅元件、光子结晶等)、防反射滤光镜、生物芯片、微反应器芯片、记录介质、显示器材料、催化剂的载体等。
另外，在这里引用2004年11月30日提出申请的日本专利申请2004-346029号和2005年8月29日提出申请的日本专利申请2005-247722号的说明书、权利要求书和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。
权利要求
1.模具，它是用于将光固化性树脂成形的具有精细图形的模具，其特征在于，具备在形成下述中间层(A)的表面具有基于官能团(x)的化学键的透明基体、存在于该透明基体的表面和下述表面层(B)之间的中间层(A)、具有精细图形的下述表面层(B)；中间层(A)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的具有与前述官能团(x)具反应性的反应性基团(y)的含氟聚合物(1)形成的层；表面层(B)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的实质上不具有前述反应性基团(y)的含氟聚合物(2)形成，于表面具有精细图形的层。
2.模具，它是用于将光固化性树脂成形的具备于表面具有精细图形的含氟聚合物层和透明基体的模具，其特征在于，具备含氟聚合物层，所述含氟聚合物层由形成于在形成下述中间层(A)的表面具有官能团(x)的透明基体的表面的由下述含氟聚合物(1)形成的中间层(A)、以及形成于该中间层(A)的表面的由下述含氟聚合物(2)形成的具有精细图形的表面层(B)构成；中间层(A)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的具有与前述官能团(x)具反应性的反应性基团(y)的含氟聚合物(1)形成的层。表面层(B)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的实质上不具有前述反应性基团(y)的含氟聚合物(2)形成，于表面具有精细图形的层。
3.权利要求1或2所述的模具，其特征在于，模具的精细图形由凹凸结构构成，凸结构部的高度的平均值为1nm～500μm。
4.如权利要求1～3中任一项所述的模具，其特征在于，官能团(x)为羟基、氨基或环氧乙烷基，反应性基团(y)为羧基。
5.如权利要求1～4中任一项所述的模具，其特征在于，在表面具有官能团(x)的透明基体为通过表面处理引入了官能团(x)的玻璃基体。
6.具有由光固化性树脂的固化物形成的转印精细图形的基材的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～5中任一项所述的模具、基材和光固化性树脂，依次进行以下工序将光固化性树脂夹在模具的精细图形面和基材表面之间进行加压的工序；从模具侧进行光照，使光固化性树脂固化形成固化物的工序；以及将模具从该固化物剥离的工序。
全文摘要
本发明提供模具以及具有转印精细图形的基材的制造方法。作为用于将光固化性树脂成形的具有精细图形的模具，其特征在于，具备在形成下述中间层(A)的表面具有基于官能团(x)的化学键的透明基体、存在于该透明基体的表面和下述表面层(B)之间的中间层(A)、具有精细图形的下述表面层(B)。中间层(A)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的具有与前述官能团(x)具反应性的反应性基团(y)的含氟聚合物(1)形成的层。表面层(B)由作为主链上具有含氟脂肪族环结构的含氟聚合物的实质上不具有前述反应性基团(y)的含氟聚合物(2)形成，于表面具有精细图形的层。
文档编号B29C33/42GK101065226SQ20058004075
公开日2007年10月31日 申请日期2005年11月28日 优先权日2004年11月30日
发明者川口泰秀, 坂根好彦, 白川大祐 申请人:旭硝子株式会社