使用吸辊的辊装置以及具有凹凸结构的构件的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及使用吸辊的辊装置以及具有凹凸结构的构件的制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为形成半导体集成电路等微细图案的方法，已知微影法。使用微影法形成的图 案的分辨率取决于光源的波长、光学系统的数值孔径，为了应对近年来的微细化器件的需 要，期望波长更短的光源。但是，短波长光源的价格高，其开发不容易，还需要开发透过如此 短波长光的光学材料。另外，通过以往的微影法制造大面积的图案，需要大型的光学元件， 技术上和经济上均伴随困难。因此，研究了形成具有大面积的所期望图案的新型方法。
[0003] 作为不使用以往的微影装置形成微细图案的方法，已知纳米压印法。纳米压印法 是通过将树脂夹入模具（模具）与基板而转印纳米级图案的技术，不仅在半导体器件，而且 期待在有机电致发光（EL)元件或LED等的光学构件、MEMS、生物芯片等多种领域实用化。
[0004] 作为使用热固化性材料的纳米压印法，已知例如，如专利文献1所记载的，在基板 上涂布抗蚀剂膜，利用平板状的模具压制，然后通过加热器使抗蚀剂膜固化的方法。特别是 使用无机溶胶凝胶材料的纳米压印成形物的耐热性高，适合于伴随高温处理的工艺。此外， 代替使用平板状模具的压制法，已知如专利文献2所记载的使用圆筒状的具有微细凹凸图 案的复制用原版和压辊的辊压制法。但是，溶胶凝胶材料需要精密地控制涂布后的水分量、 干燥时间，不容易量产化。
[0005] 顺便说一下，专利文献3中公开了在通过纳米压印法对溶胶凝胶材料的图案转印 中，通过使用具有透气性的包含聚二甲基硅氧烷（PDMS)的模具，即使溶胶凝胶材料与模具 密合时，也可以进行溶胶凝胶材料的固化。在包含PDMS的模具内，由于溶胶凝胶层中的溶 剂和水能够扩散，因而即使溶胶凝胶材料与模具密合时，也能够促进溶胶凝胶材料的化学 反应以及由此产生的水和溶剂的蒸发，溶胶凝胶材料能够固化（凝胶化）。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2008-049544号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2010-269480号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开2008-068611号公报
【发明内容】
[0011] 发明所要解决的问题
[0012] 本发明的目的在于提供能够以高成品率量产具有微细的凹凸结构的构件的新型 的制造装置及制造方法。
[0013] 用于解决问题的手段
[0014] 根据本发明的第1方式，提供一种辊装置，其具备：
[0015] 可旋转且吸力在外周面从外向内作用的吸辊；
[0016] 产生所述吸力的抽吸机构；和
[0017] 覆盖所述吸辊的外周面的透气性构件。
[0018] 在上述辊装置中，上述透气性构件可以由硅橡胶形成。
[0019] 在上述辊装置中，在上述透气性构件的表面可以形成凹凸图案。
[0020] 在上述辊装置中，上述透气性构件的凹凸图案可以为用于将溶胶凝胶材料图案化 的图案。
[0021] 在上述辊装置中，上述透气性构件的凹凸图案可以为不规则的凹凸图案，凹凸的 深度的标准偏差可以为10~IOOnm的范围，凹凸的平均间距可以为100~1500nm的范围。
[0022] 在上述辊装置中，上述透气性构件的凹凸图案的傅立叶变换图像可以为圆环状。
[0023] 在上述辊装置中，可以具备用于加热上述吸辊的加热单元。
[0024] 在上述辑装置中，上述透气性构件的水蒸气透过率可以为1X106[(mL?cm)/ (cm2 ?s?cmHg)]以上。
[0025] 在上述辑装置中，上述透气性构件的厚度可以为10ym~1cm。
[0026] 在上述辊装置中，上述透气性构件的表面能可以为25mN/m以下。
[0027] 在上述辊装置中，可以具备使上述吸辊以上述吸辊的轴为中心旋转的驱动装置。 在上述辊装置中，上述吸辊的上述外周面的材质可以为多孔体。上述多孔体可以为陶瓷。在 上述辊装置中，上述吸辊的上述外周面可以为以等间隔均匀地设置有抽吸孔的网状。
[0028] 根据本发明的第2方式，提供一种具有凹凸结构的构件的制造方法，其为使用第1 方式的辊装置制造具有凹凸结构的构件的方法，其包括：
[0029] 在基板上形成涂膜的工序；
[0030] 在使所述吸辊旋转的同时，使所述透气性构件的所述凹凸图案与所述涂膜密合， 从而将所述凹凸图案转印至所述涂膜的工序；和
[0031] 将上述涂膜固化的工序。
[0032] 具有上述凹凸结构的构件例如可以为光学基板。
[0033] 在上述具有凹凸结构的构件的制造方法中，可以在使上述吸力作用于上述吸辊的 同时，将上述凹凸图案转印于上述涂膜。
[0034] 在上述具有凹凸结构的构件的制造方法中，上述涂膜的材料可以为溶胶凝胶材 料。
[0035] 在上述具有凹凸结构的构件的制造方法中，可以在将上述涂膜加热的同时，使上 述透气性构件的上述凹凸图案与上述涂膜密合。
[0036] 根据本发明的第3方式，提供一种有机EL元件的制造方法，其中，使用第2方式的 具有凹凸结构的构件的制造方法，制作作为具有凹凸结构的构件的具有凹凸表面的衍射光 栅基板，并在上述衍射光栅基板的凹凸表面上依次层叠透明电极、有机层和金属电极，从而 制造有机EL元件。
[0037] 发明效果
[0038] 本发明的辊装置具备透气性构件和吸辊，由此能够在利用透气性构件施力于被处 理物的同时，从被处理物均匀地抽出水分气体。通过使用本发明的辊装置，能够准确且可靠 地进行涂膜的图案形成，能够以高生产量制造光学基板等具有凹凸结构的构件。
【附图说明】
[0039] 图1是表示本发明的具有凹凸结构的构件的制造方法的流程图。
[0040] 图2(A)~（C)是示意性地表示制造用于实施方式的光学基板的制造方法的透气 性构件的各工序的图。
[0041] 图3是实施方式的辊装置的立体示意图。
[0042]图4是从A-A方向观看图3的辊装置的剖视示意图。
[0043] 图5是用于说明使用透气性构件的转印工艺的概念图。
[0044]图6是实施方式的光学基板的制造装置的概念图。
[0045]图7是在变形方式中代替转印辊将环状的透气性构件架设设置于2个以上辊的光 学基板制造装置的概念图。
[0046]图8是表示有机EL元件的截面结构的图。
【具体实施方式】
[0047]以下，参照【附图说明】本发明的具有凹凸图案或凹凸结构的构件的制造方法以及制 造装置的实施方式。需要说明的是，在以下的说明中，作为涂布于基板的涂膜材料，列举溶 胶凝胶材料为例进行说明。本发明的具有凹凸图案或凹凸结构的构件的制造方法，如图1 所示，主要包括：准备透气性构件的工序SO;制作具备透气性构件的转印辊的工序Sl;制备 溶胶凝胶材料的制备工序S2 ;将制备的溶胶凝胶材料涂布于基板上的涂布工序S3 ;在使转 印辊的透气性构件密合于涂布的涂膜的同时，使涂膜固化的转印工序S4 ;以及对涂膜进行 烘烤的烘烤工序S5。以下，依次说明各工序。需要说明的是，在以下的说明中，具有凹凸图 案或凹凸结构的构件，列举具有凹凸图案的光学基板为例说明。
[0048][准备透气性构件的工序]
[0049]在本实施方式的光学基板的制造方法及制造装置中，用作模具的透气性构件具有 挠性，在表面具有凹凸的转印图案。透气性构件可以通过后述的透气性构件制造方法制 作。透气性构件包含橡胶类材料，特别是优选硅橡胶或硅橡胶与其它材料的混合物或共聚 物。作为硅橡胶，可以使用例如聚有机硅氧烷、交联型聚有机硅氧烷、聚有机硅氧烷/聚碳 酸酯共聚物、聚有机硅氧烷/聚亚苯基共聚物、聚有机硅氧烷/聚苯乙烯共聚物、聚三甲基 甲硅烷基丙炔、聚4-甲基戊烯等。硅橡胶与其它树脂材料相比更廉价，耐热性更优良，热 导性更高，具有弹性，在高温条件下更不容易变形，因此适合在高温条件下进行的凹凸图案 转印工艺。此外，硅橡胶类的材料由于气体或水蒸气透过性高，能够使被转印材料的溶剂 或水蒸气容易透过。需要说明的是，透气性构件的水蒸气透过率优选为IX10 6[(mL?cm) / (cm2 ?s?cmHg)]以上。透气性构件的水蒸气透过率低于上述下限时，将透气性构件的凹 凸图案转印至基板上的涂膜时，涂膜中的溶剂和水的蒸发耗时，涂膜不固化或固化耗时。另 外，用于透气性构件的橡胶类材料的表面自由能优选为25mN/m以下。由此将透气性构件的 凹凸图案转印至基板上的涂膜时，脱模性变得良好，能够防止转印不良。
[0050]透气性构件例如可以为长度50~2000mm、宽度50~3000mm、厚度10ym~1cm。 透气性构件的尺寸可以根据转印辊的尺寸、量产的光学基板的尺寸、1次制造工艺连续制造 的光学基板的数量（批次数量）等适当设定。透气性构件的厚度小于上述下限时，透气性 构件的强度变小，有可能透气性构件在操作期间破损。厚度大于上述上限时，有可能难以将 模具卷成卷筒状、或者透气性构件的水蒸气透过性变得不充分。此外，根据需要，可以在它 们的凹凸图案面实施脱模处理。凹凸图案可以通过例如后述的BCP法、BKL法、微影法等的 任意方法形成任意形状。
[0051]凹凸图案可以按照最终所得到的光学基板的用途形成任意图案，例如，可以形成 微透镜阵列结构、具有光扩散或衍射等的功能的结构。凹凸图案可以为例如凹凸的间距 不均匀、且凹凸的朝向无方向性的不规则的凹凸图案。作为凹凸的平均间距，例如，将光学 基板用于可见光的衍射或散射的用途时，可以为100~1500nm的范围，更优选为200~ 1200nm的范围。凹凸的平均间距小于上述下限时，由于间距相对于可见光的波长过小，具有 利用凹凸的光衍射变得不充分的倾向，另一方面，超过上限时，衍射角变小，有失去作为衍 射光栅等光学元件的功能的倾向。在同样的用途中，凹凸的深度分布的平均值优选为20~ 200nm的范围，更优选为30~150nm的范围。凹凸的深度的标准偏差优选为10~100nm， 更优选为15~75nm的范围。
[0052]在本申请中，凹凸的平均间距是指在测定形成有凹凸的