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JP6032280B2 - 導電性素子およびその製造方法、配線素子、ならびに原盤 - Google Patents
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導電性素子およびその製造方法、配線素子、ならびに原盤 Download PDF

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Description

本技術は、導電性素子およびその製造方法、配線素子、ならびに原盤に関する。詳しくは、基体表面に導電パターン部が形成された導電性素子に関する。
従来、ガラスやプラスチックなどからなる絶縁性基材上に所定の回路パターンの導電層を形成する方法としては、フォトリソグラフィーを利用した回路パターン形成方法が広く用いられている。この回路パターンの形成方法では、ステップ&リピート方式、またはそれに近い方式が一般的に用いられている。具体的には、この形成方法では、「金属層コーティング」→「レジスト塗布」→「露光」→「現像」→「除去」→「レジスト剥離」の工程を経て、回路パターンが形成される。このため、フォトリソグラフィーを利用した回路パターンの形成方法は、低スループットとなる。
そこで、スループットの向上を実現すべく、スクリーン印刷による回路パターン形成方法が提案されている。このスクリーン印刷による回路パターン形成方法は、絶縁性基材上に金属ペーストなどをマスクを介してスキージで塗布し、その後焼成して所定の回路パターンの導電層を形成する方法である。スクリーン印刷による回路パターン形成方法はスループットに優れるため、種々のデバイスに対する応用が検討されている。例えば特許文献1には、スクリーン印刷を用いてタッチパネルの電極を形成する方法が開示されている。また、特許文献2には、スクリーン印刷を用いて画像表示装置の電極を形成する方法が開示されている。
しかしながら、スクリーン印刷はマスクが高価であること、マスクを精度良く位置合わせするのが煩雑であること、マスクの穴が目詰まりし易いことなどの問題がある。このため、スクリーン印刷以外にも、優れたスループットを実現できる回路パターンの形成方法が望まれている。
特開2009−266025号広報
特開2005−149807号広報
したがって、本技術の目的は、優れたスループットを実現できる導電性素子およびその製造方法、配線素子、ならびに原盤を提供することにある。
上述の課題を解決するために、第1の技術は、
基体と、
基体の表面に設けられた、第1の波面、第2の波面および第3の波面を有する形状層と、
第1の波面上に設けられた第1の層と、
第2の波面上に形成された第2の層と
を備え、
形状層は、エネルギー線硬化性樹脂組成物を含み、
第1の層は、2以上の層が積層された積層構造を有し、
第2の層は、第1の層の一部の層からなる単層構造または積層構造を有し、
第1の層および第2の層は、導電パターン部を形成し、
第1の波面、第2の波面および第3の波面が、以下の関係を満たす導電性素子である。
0≦(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(但し、Am1:第1の波面の振動の平均幅、Am2:第2の波面の振動の平均幅、Am3:第3の波面の振動の平均幅、λm1:第1の波面の平均波長、λm2:第2の波面の平均波長、λm3:第3の波面の平均波長)
第2の技術は、
基体と、
基体の表面に設けられた、第1の波面、第2の波面および第3の波面を有する形状層と、
第1の波面上に設けられた第1の層と、
第2の波面上に形成された第2の層と
を備え、
形状層は、エネルギー線硬化性樹脂組成物を含み、
第1の層は、2以上の層が積層された積層構造を有し、
第2の層は、第1の層の一部の層からなる単層構造または積層構造を有し、
第1の層および第2の層は、導電パターン部を形成し、
第1の波面、第2の波面および第3の波面が、以下の関係を満たす配線素子である。
0≦(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(但し、Am1:第1の波面の振動の平均幅、Am2:第2の波面の振動の平均幅、Am3:第3の波面の振動の平均幅、λm1:第1の波面の平均波長、λm2:第2の波面の平均波長、λm3:第3の波面の平均波長)
第3の技術は、
基体の表面にエネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布し、
基体の表面に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物に対して回転原盤の回転面を回転密着させながら、回転原盤内に設けられたエネルギー線源から放射されたエネルギー線を回転面を介して照射し、エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、第1の波面、第2の波面および第3の波面を有する形状層を基体の表面に形成し、
第1の波面、第2の波面および第3の波面上に積層膜を形成し、
第1の波面、第2の波面および第3の波面のうち、第3の波面上に形成された積層膜を除去するのに対して、第1の波面上に形成された積層膜を第1の層として残すとともに、第2の波面上に形成された積層膜の一部の層を第2の層として残すことにより、導電パターン部を形成する
ことを含み、
第1の波面、第2の波面および第3の波面が、以下の関係を満たす導電性素子の製造方法である。
0≦(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(但し、Am1:第1の波面の振動の平均幅、Am2:第2の波面の振動の平均幅、Am3:第3の波面の振動の平均幅、λm1:第1の波面の平均波長、λm2:第2の波面の平均波長、λm3:第3の波面の平均波長)
本技術において、エネルギー線硬化性樹脂組成物とは、エネルギー線硬化性樹脂組成物を主成分として含む組成物のことをいう。エネルギー線硬化性樹脂組成物以外の配合成分としては、例えば、熱硬化性樹脂、シリコーン樹脂、有機微粒子、無機微粒子、導電性高分子、金属粉、顔料などの種々の材料を用いることがきるが、これらに限定されるものではなく、所望とする基体、導電性素子または配線素子の特性に応じて種々の材料を用いることができる。
また、エネルギー線に対して不透過性とは、エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させることが困難となる程度の不透過性を意味する。
単位領域は、回転原盤の回転面を1回転することにより形成される転写領域であることが好ましい。回転原盤としては、ロール原盤またはベルト原盤を用いることが好ましいが、凹凸形状が設けられた回転面を有していればよく、これらに限定されるものではない。
構造体の配列は、規則配列、不規則配列、およびそれらの組み合わせであることが好ましい。構造体の配列は、1次元配列または2次元配列であることが好ましい。基体の形状としては、2つの主面を有するフィルム状または板状などの形状、3つ以上の主面を有する多面体形状、球面および自由曲面などの曲面を有する曲面形状、平面および球面を有する多面体形状を用いることが好ましい。これらの基体の有する複数の主面のうちの少なくとも1つに形状層を形成することが好ましい。基体が、少なくとも1つの平面または曲面を有し、平面または曲面に形状層が形成されることが好ましい。
単位領域間において不整合を生じることなく、形状層の凹凸形状を繋げている場合には、単位領域間の不整合に起因する基体、導電性素子または配線素子の特性劣化や形状乱れなどがない。したがって、優れた特性や外観を有する導電性素子または配線素子を得ることができる。凹凸形状がサブ波長構造体のパターンなどである場合には、単位領域間においても優れた光学特性を得ることができる。
本技術では、基体の第1の波面、第2の波面および第3の波面に形成した積層膜の状態の違いを利用して、第1の波面、第2の波面および第3の波面のうち、第3の波面上に形成された積層膜を除去するのに対して、第1の波面上に形成された積層膜を第1の層として残すとともに、第2の波面上に形成された積層膜の一部の層を第2の層として残すことにより、導電パターン部を形成することができる。
以上説明したように、本技術によれば、精細かつ高スループットの導電性素子または配線素子を実現できる。
図1Aは、本技術の第1の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図1Bは、図1Aに示したB−B線に沿った断面図である。図1Cは、第1の領域、第2の領域および第3の領域の配置順序の変形例を示す断面図である。 図2Aは、図1Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図2Bは、図1Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。図2Cは、図1Bに示した第3の領域の一部を拡大して表す断面図である。 図3Aは、複数の構造体が2次元配列された第2の領域を拡大して表す斜視図である。図3Bは、複数の構造体が2次元配列された第2の領域を拡大して表す平面図である。 図4Aは、複数の構造体が1次元配列された第2の領域を拡大して表す斜視図である。図4Bは、複数の構造体が1次元配列された第2の領域を拡大して表す平面図である。 図5Aは、基体を作製するためのロール原盤の一構成例を示す斜視図である。図5Bは、図5Aに示したロール原盤の一部を拡大して表す斜視図である。 図6Aは、ロール原盤の一部を拡大して表す断面図である。図6Bは、第2の領域の一部を拡大して示す斜視図である。図6Cは、第2の領域の一部を拡大して示す平面図である。 図7は、ロール原盤露光装置の一構成例を示す概略図である。 図8A〜図8Cは、本技術の第1の実施形態に係る導電性素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。 図9A〜図9Cは、本技術の第1の実施形態に係る導電性素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。 図10A〜図10Cは、本技術の第1の実施形態に係る導電性素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。 図11Aは、本技術の第2の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図11Bは、図11Aに示したB−B線に沿った断面図である。 図12Aは、図11Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図12Bは、図11Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。図12Cは、図11Bに示した第3の領域の一部を拡大して表す断面図である。 図13Aは、基体を作製するためのロール原盤の一部を拡大して表す斜視図である。図13Bは、図13Aに示したロール原盤の一部を拡大して表す断面図である。 図14Aは、本技術の第3の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図14Bは、図14Aに示したB−B線に沿った断面図である。図14Cは、図14Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図14Dは、図14Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。 図15Aは、基体を作製するためのロール原盤の一構成例を示す斜視図である。図15Bは、図15Aに示したロール原盤の一部を拡大して表す斜視図である。 図16Aは、ロール原盤の一部を拡大して表す断面図である。図16Bは、第2の領域の一部を拡大して示す斜視図である。図16Cは、第2の領域の一部を拡大して示す平面図である。 図17A〜図17Cは、本技術の第3の実施形態に係る導電性素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。 図18A〜図18Cは、本技術の第3の実施形態に係る導電性素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。 図19A〜図19Cは、本技術の第3の実施形態に係る導電性素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。 図20Aは、本技術の第4の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図20Bは、図20Aに示したB−B線に沿った断面図である。図20Cは、図20Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図20Dは、図20Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。 図21Aは、基体を作製するためのロール原盤の一部を拡大して表す斜視図である。図21Bは、図21Aに示したロール原盤の一部を拡大して表す断面図である。 図22Aは、本技術の第5の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図22Bは、本技術の第5の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す断面図である。図22Cは、本技術の第5の実施形態に係る導電性素子の第1の領域の層構成を示す断面図である。 図23Aは、本技術の第6の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図23Bは、本技術の第6の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す断面図である。図23Cは、本技術の第6の実施形態に係る導電性素子の第1の領域の層構成を示す断面図である。 図24Aは、本技術の第7の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図24Bは、図24Aに示した導電性素子の一部を拡大して表す断面図である。 図25A〜図25Eはそれぞれ、本技術の第7の実施形態に係る導電性素子に備えられた基体の第1〜第5の例を示す断面図である。 図26は、本技術の第7の実施形態に係る転写装置の構成の一例を示す概略図である。 図27A〜図27Eは、本技術の第7の実施形態に係る導電性素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。 図28は、本技術の第8の実施形態に係る転写装置の構成の一例を示す概略図である。 図29は、本技術の第9の実施形態に係る転写装置の構成の一例を示す概略図である。 図30Aは、本技術の第10の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す断面図である。図30Bは、本技術の第10の実施形態に係る導電性素子の変形例を示す断面図である。 図31A、図31Bはそれぞれ、本技術の第11の実施形態に係る導電性素子に備えられた基体の第1、第2の例を示す断面図である。 図32Aは、本技術の第12の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す断面図である。図32Bは、本技術の第12の実施形態に係る導電性素子の変形例を示す断面図である。 図33Aは、図32Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図33Bは、図32Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。図33Cは、図32Bに示した第3の領域の一部を拡大して表す断面図である。 図34Aは、実施例1に係る透明導電性シートの作製に用いたロール原盤の成形面を示す模式図である。図34Bは、実施例1に係る透明導電性シートの導通/非導通評価ポイントを示す模式図である。 図35は、実施例2−2に係る導電性シート表面の光学顕微鏡観察像を示す図である。 図36は、エッチング時間と初期表面抵抗に対する逆数(仮想厚さ変化)との関係を示すグラフである。
本技術の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。
1.第1の実施形態(平面および2種の波面の違いを利用して基体表面に導電パターン部を形成した例)
2.第2の実施形態(3種の波面の違いを利用して基体表面に導電パターン部を形成した例)
3.第3の実施形態(波面の有無を利用して基体表面に導電パターン部を形成した例)
4.第4の実施形態(2種の波面の違いを利用して基体表面に導電パターン部を形成した例)
5.第5の実施形態(波面の有無を利用して基体表面に導電パターン部を形成した例)
6.第6の実施形態(2種の波面の違いを利用して基体表面に導電パターン部を形成した例)
7.第7の実施形態(不透過性を有する基体を用いた導電性素子の例)
8.第8の実施形態(基体をステージにより搬送する転写装置の例)
9.第9の実施形態(円環状のベルト原盤を備えた転写装置の例)
10.第10の実施形態(導電パターン部を基体の両面に形成した例)
11.第11の実施形態(不透過性を有する複数の構造体を用いた例)
12.第12の実施形態(構造体を凹状とした例)
<1.第1の実施形態>
[導電性素子の構成]
図1Aは、本技術の第1の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図1Bは、図1Aに示したB−B線に沿った断面図である。図2Aは、図1Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図2Bは、図1Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。図2Cは、図1Bに示した第3の領域の一部を拡大して表す断面図である。以下では、導電性素子1の主面の面内で互いに直交する2方向をそれぞれX軸方向、およびY軸方向とし、その主面に垂直な方向をZ軸方向と称する。
第1の実施形態に係る導電性素子1は、第1の領域R、第2の領域Rおよび第3の領域Rを有する基体2と、第1の領域Rに形成された第1の層4と、第2の領域Rに形成された第2の層4とを備える。第1の層4は、導電パターン部をなすように第1の領域Rに連続的に形成されている。第2の層4は、導電パターン部をなすように第2の領域Rに連続的に形成されている。第1の層4と第2の層4とで別々の導電パターン部を形成してもよく、第1の層4と第2の層4とで1つの導電パターン部を形成してもよい。
導電パターン部は、例えば、配線パターン部、電極パターン部などである。第1の層4は、2以上の層が積層された積層構造を有し、少なくとも導電性を有する層を含んでいることが好ましい。第2の層4は、第1の層4の一部の層からなる単層構造または積層構造を有し、少なくとも導電性を有する層を含んでいることが好ましい。ここで、第1の層4の一部の層とは、積層構造を有する第1の層の最上層から1層以上の層を除去した層、または、積層構造を有する第1の層の最上層から1層以上の層を島状などに不連続にし、残りの層を連続的とした層を意味する。
この導電性素子1は、例えば、プリント基板、画像表示素子、入力素子などである。プリント基板としては、例えば、リジッド基板、フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板などが挙げられる。画像表示素子としては、例えば、液晶表示素子、エルクトロルミネッセンス(EL)素子(例えば有機EL素子、無機EL素子)、電子ペーパーなどが挙げられる。入力素子としては、例えば、静電容量式タッチパネル、抵抗膜式タッチパネルなどが挙げられる。
図1Bでは、第1の領域R、第2の領域Rおよび第3の領域Rがこの順序で設けられているが、この順序は一例であり、これらの領域の順序は回路や素子の設計などに応じて所望の順序とすることが可能である。例えば、図1Cに示すように、第1の領域Rと第2の領域Rとの間に第3の領域Rを設け、第1の層4および第2の層4を別々の導電パターン部として機能させるようにしてもよい。すなわち、第1の領域R上に形成された第1の層4を第1の導電パターン部として機能させ、第2の領域R上に形成された第2の層4を第2の導電パターン部として機能させるようにしてもよい。
(第1の領域、第2の領域)
第1の領域Rの基体表面には、例えば平面Sp1が形成され、この平面Sp1上には第1の層4が連続的に形成されている。第2の領域Rの基体表面には、例えば波面Sw2が形成され、この波面Sw2上には第2の層4が連続的に形成されている。これに対して、第3の領域Rの基体表面には、例えば波面Sw3が形成され、この波面Sw3上には第1の層4および第2の層4などの層が形成されていない状態となっている。したがって、第3の領域Rは、2つの第1の層4の間、2つの第2の層4の間、または第1の層4と第2の層4との間を絶縁するための絶縁領域として機能する。これに対して、第1の領域Rに連続的に形成された第1の層4は、第1の領域Rの延在方向に向かって導電性を有し、導電パターン部として機能する。また、第2の領域Rに連続的に形成された第2の層4も、第2の領域Rの延在方向に向かって導電性を有し、導電パターン部として機能する。基体2の表面には、例えば、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3を有する形状層が設けられている。この形状層は、後述する構造体3および構造体3を含んでいる。この形状層は、例えばエネルギー線硬化性樹脂組成物を含んでいる。
平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3が以下の関係を満たすことが好ましい。
(Am1/λm1)=0、0<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(但し、Am1:平面Sp1の振動の平均幅、Am2:波面Sw2の振動の平均幅、Am3:波面Sw3の振動の平均幅、λm1:平面Sp1の平均波長、λm2:波面Sw2の平均波長、λm3:波面Sw3の平均波長)
なお、平面Sp1は、振動の平均幅Am1が「0」の波面とみなすことができるため、上述のように平面Sp1の振動の平均幅Am1、平均波長λm1および比率(Am1/λm1)を定義することができる。
比率(Am3/λm3)>1.8であると、波面Sw3を転写する際に剥離不良となり波面Swが破壊される傾向がある。
ここで、波面Sw2の平均波長λm2および振動の平均幅Am2は、以下のようにして求めたものである。まず、波面Sw2の振動の幅が最大となる位置を含むようにして導電性素子1の断面を切り出し、その断面を透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)にて撮影する。次に、撮影したTEM写真から、波面Sw2の波長λ2、および振動の幅A2を求める。この測定を導電性素子1から無作為に選び出された10箇所で繰り返し行い、測定値を単純に平均(算術平均)して、波面Sw2の平均波長λm2、および振動の平均幅Am2を求める。次に、これらの平均波長λm2、および振動の平均幅Am2を用いて、波面Sw2の比率(Am2/λm2)を求める。
また、波面Sw3の平均波長λm3、振動の平均幅Am3および比率(Am3/λm3)も、上述の波面Sw2の平均波長λm2、振動の平均幅Am2および比率(Am2/λm2)と同様にして求めたものである。
波面Sw2および波面Sw3は、例えば、1次元的または2次元的な波面である。波面Sw2および波面Sw3の両方を1次元的または2次元的な波面とすることも可能であるが、これに限られず、波面Sw2および波面Sw3のうちの一方を1次元的な波面とし、他方を2次元的な波面とするようにしてもよい。
波面Sw2および波面Sw3の振動の幅が最大となる位置を含むようにして、波面Sw2および波面Sw3を一方向に向かって切断したときの断面形状は、例えば、三角波形状、正弦波形状、2次曲線もしくは2次曲線の一部を繰り返した波形状、またはこれらに近似する形状などである。2次曲線としては、円、楕円、放物線などが挙げられる。
波面Sw2の波長λ2および波面Sw3の波長λ3は、好ましくは100μm以下、より好ましくは100nm以上100μm以下の範囲内である。波長λ2および波長λ3が100nm未満であると、波面Sw2および波面Sw3の作製が困難となる傾向がある。一方、波長λ2および波長λ3が100μmを超えると、インプリントと膜形成の際に段差、カバレッジに問題が発生し不具合が生じる傾向がある。
波長λ2および波長λ3は、導電性素子表面における光の反射を低減する観点からすると、反射の低減を目的とする光の波長帯域以下であることが好ましい。反射の低減を目的とする光の波長帯域は、例えば、紫外光の波長帯域、可視光の波長帯域または赤外光の波長帯域である。ここで、紫外光の波長帯域とは10nm以上360nm以下の波長帯域、可視光の波長帯域とは360nm以上830nm以下の波長帯域、赤外光の波長帯域とは830nm以上1mm以下の波長帯域をいう。具体的には、波長λ2および波長λ3は、好ましくは100nm以上350nm以下、より好ましくは100nm以上320nm以下、さらに好ましくは110nm以上280nm以下の範囲内である。波長λ2および波長λ3が100nm未満であると、波面Sw2および波面Sw3の作製が困難となる傾向がある。一方、波長λ2および波長λ3が350nmを超えると、可視光の回折が生じる傾向がある。
波面Sw2および波面Sw3を共にナノオーダーまたはミクロンオーダーの波面とすることも可能であるが、これに限られず、波面Sw2および波面Sw3のうちの一方をナノオーダーの波長を有する波面とし、他方をミクロンオーダーの波長を有する波面とするようにしてもよい。
第3の領域Rには第1の層4または第2の層4の一部の層(以下第3の層と称する。)が残留層として完全に存在しないことが好ましいが、第3の層が導電パターン部を形成せず、第3の領域Rが絶縁領域として機能する程度であれば、第3の層が残留層として存在していてもよい。
第3の層が残留層として存在する場合には、第1の層4、第2の層4および第3の層が、以下の関係を満たすことが好ましい。
S1>S2>S3
(但し、S1:第1の層の単位面積、S2:第2の層の単位面積、S3:第3の層の単位
面積)
このような関係を満たす場合、具体的には、第1の領域Rには第1の層4が連続的に形成されているとともに、第2の領域Rには第2の層4が連続的に形成されているのに対して、第3の領域R3には第3の層が島状などに不連続に形成されていることが好ましい。
また、第3の層が残留層として存在する場合には、第1の層4、第2の層4および第3の層が、以下の関係を満たすことが好ましい。
d1>d2>d3
(但し、d1:第1の層4の平均厚さ、d2:第2の層4の平均厚さ、d3:第3の層の平均厚さ)
このような関係を満たす場合、具体的には、第3の層の平均厚さが、実質的に導電性を示さないほどに、第1の層4および第2の層4の平均厚さよりも薄く、第3の領域Rが絶縁領域として機能することが好ましい。
なお、上述したように、第3の層は導電パターン部としては機能しないため、図1B、図1Cおよび図2Cでは、第3の層の図示を省略している。また、図1Aでは、第1の領域R1、第2の領域Rおよび第3の領域Rが直線状の形状を有している例が示されているが、第1の領域R1、第2の領域Rおよび第3の領域Rの形状はこれに限定されるものではなく、回路や素子の設計などに応じて所望の形状とすることが可能である。
(基体)
基体2は、例えば、透明性または不透明性を有する基体である。基体2の材料としては、例えば、プラスチック材料などの有機材料、ガラスなどの無機材料を用いることができる。
ガラスとしては、例えば、ソーダライムガラス、鉛ガラス、硬質ガラス、石英ガラス、液晶化ガラスなど(「化学便覧」基礎編、P.I−537、日本化学会編参照)が用いられる。プラスチック材料としては、透明性、屈折率、および分散などの光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、および耐久性などの諸特性の観点から、ポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル(メタ)アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの(メタ)アクリル系樹脂;ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート(CR−39)などのポリカーボネート系樹脂;(臭素化)ビスフェノールA型のジ(メタ)アクリレートの単独重合体ないし共重合体、(臭素化)ビスフェノールAモノ(メタ)アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体および共重合体などといった熱硬化性(メタ)アクリル系樹脂;ポリエステル特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよび不飽和ポリエステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、シクロオレフィンポリマー(商品名:アートン、ゼオノア)、シクロオレフィンコポリマーなどが好ましい。また、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂の使用も可能である。
基体2としてプラスチック材料を用いる場合、プラスチック表面の表面エネルギー、塗布性、すべり性、平面性などをより改善するために、表面処理として下塗り層を設けるようにしてもよい。この下塗り層としては、例えば、オルガノアルコキシメタル化合物、ポリエステル、アクリル変性ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。また、下塗り層を設けるのと同様の効果を得るために、基体2の表面に対してコロナ放電、UV照射処理などを行うようにしてもよい。
基体2がプラスチックフィルムである場合には、基体2は、例えば、上述の樹脂を伸延、または溶剤に希釈後フィルム状に成膜して乾燥するなどの方法で得ることができる。また、基体2の厚さは、例えば25μm〜500μm程度である。
基体2の形状としては、例えば、フィルム状、プレート状、ブロック状を挙げることができるが、特にこれらの形状に限定されるものではない。ここで、フィルム状にはシート状が含まれるものと定義する。
(構造体)
波面Sw2は、例えば多数の構造体3が第2の領域Rに配列された凹凸面である。波面Sw3は、例えば多数の構造体3が第3の領域Rに凹凸面である。構造体3および構造体3は、例えば、基体2の表面に対して凸状を有している。構造体3および構造体3は、例えば、基体2と別成形、または基体2と一体成形されている。構造体3および構造体3と基体2とを別成形する場合には、必要に応じて構造体3および構造体3と基体2との間に基底層を備えるようにしてもよい。基底層は、構造体3および構造体3の底面側に構造体3および構造体3と一体成形された層であり、構造体3および構造体3と同様のエネルギー線硬化性樹脂組成物などを硬化してなる。基底層の厚さは、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択することができる。
構造体3および構造体3のアスペクト比が以下の関係を満たすことが好ましい。
0<(Hm2/Pm2)<(Hm3/Pm3)≦1.8
(但し、Hm2:構造体3の平均高さ、Hm3:構造体3の平均高さ、Pm2:構造体3の平均配置ピッチ、Pm3:構造体3の平均配置ピッチ)
比率(Hm3/Pm3)>1.8であると、構造体3を転写する際に剥離不良となり構造体3が破壊される傾向がある。
ここで、構造体3の平均配置ピッチPm2および平均高さHm2は、以下のようにして求めたものである。まず、構造体3の高さが最大となる位置を含むようにして導電性素子1の断面を切り出し、その断面を透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)にて撮影する。次に、撮影したTEM写真から、構造体3の配置ピッチP2、および高さH2を求める。この測定を導電性素子1から無作為に選び出された10箇所で繰り返し行い、測定値を単純に平均(算術平均)して、構造体3の平均配置ピッチPm2および平均高さHm2を求める。次に、これらの平均配置ピッチPm2および平均高さHm2を用いて、構造体3のアスペクト比(Hm2/Pm2)を求める。
また、構造体3の平均配置ピッチPm3、平均高さHm3およびアスペクト比(Hm3/Pm3)も、上述の構造体3の平均配置ピッチPm2、平均高さHm2およびアスペクト比(Hm2/Pm2)と同様にして求めたものである。
構造体3および構造体3の配列としては、例えば、1次元配列または2次元配列を用いることができる。構造体3および構造体3を共に1次元配列または2次元配列とすることも可能であるが、これに限定されず、構造体3および構造体3のうちの一方を1次元配列とし、他方を2次元配列とするようにしてもよい。
構造体3および構造体3の配列としては、例えば、規則的または不規則的な配列を用いることができ、原盤の作製方法などに応じて上記配列のうちから適切な配列を選択することが好ましい。構造体3および構造体3を共に規則的または不規則的な配列とすることも可能であるが、これに限定されず、構造体3および構造体3のうちの一方を規則的配列とし、他方を不規則的配列とするようにしてもよい。
構造体3の配置ピッチP2および構造体3の配置ピッチP3は、好ましくは100μm以下、より好ましくは100nm以上100μm以下の範囲内である。配置ピッチが100nm未満であると、構造体3および構造体3の作製が困難となる傾向がある。配置ピッチP2および配置ピッチP3が100μmを超えると、インプリントと膜形成の際に段差、カバレッジに問題が発生し不具合が生じる傾向がある。
配置ピッチP2および配置ピッチP3は、導電性素子表面における光の反射を低減する観点からすると、反射の低減を目的とする光の波長帯域以下であることが好ましい。反射の低減を目的とする光の波長帯域は、例えば、紫外光の波長帯域、可視光の波長帯域または赤外光の波長帯域である。ここで、紫外光の波長帯域とは10nm以上360nm以下の波長帯域、可視光の波長帯域とは360nm以上830nm以下の波長帯域、赤外光の波長帯域とは830nm以上1mm以下の波長帯域をいう。具体的には、配置ピッチP2および配置ピッチP3は、好ましくは100nm以上350nm以下、より好ましくは100nm以上320nm以下、さらに好ましくは110nm以上280nm以下の範囲内である。配置ピッチP2および配置ピッチP3が100nm未満であると、構造体3および構造体3の作製が困難となる傾向がある。一方、配置ピッチP2および配置ピッチP3が350nmを超えると、可視光の回折が生じる傾向がある。
構造体3および構造体3を共にナノオーダーまたはミクロンオーダーの配置ピッチで配列することも可能であるが、これに限られず、構造体3および構造体3をのうちの一方をナノオーダーの配置ピッチで配列し、他方をミクロンオーダーの配置ピッチで配列するようにしてもよい。
以下に、図3A〜図4Bを参照しながら、複数の構造体3が1次元配列または2次元配列された第2の領域Rについて具体的に説明する。なお、複数の構造体3が1次元配列または2次元配列された第3の領域Rは、構造体3のアスペクト比が構造体3のアスペクト比と異なる以外の点では、第2の領域Rと同様であるので、第3の領域Rについての具体的説明は省略する。
図3Aは、複数の構造体が2次元配列された第2の領域を拡大して表す斜視図である。図3Bは、複数の構造体が2次元配列された第2の領域を拡大して表す平面図である。複数の構造体3が、例えば、第2の領域Rにおいて複数列のトラックT上に2次元配列されて、2次元的な波面Sw2が形成されている。トラックTの形状としては、直線状、円弧状などを用いることができ、これらの形状のトラックTを蛇行(ウォブル)させるようにしてもよい。複数例のトラックT上に配列された複数の構造体3が、例えば、所定の規則的な配置パターンをなるようにしてもよい。規則的な配置パターンとしては、例えば、四方格子状、六方格子状などの格子状パターンが挙げられ、これらの格子状パターンを歪ませるようにしてもよい。構造体3の高さが基体2の表面において規則的または不規則的に変化するようにしてもよい。また、構造体3をランダムに配列するようにしてもよい。
構造体3は、基体2の表面に対して傾斜した斜面を有することが好ましい。このような構造体3の具体的な形状としては、例えば、錐体状、柱状、針状、半球状、半楕円球状、多角形状などが挙げられるが、これらの形状に限定されるものではなく、他の形状を採用するようにしてもよい。錐体状としては、例えば、頂部が尖った錐体形状、頂部が平坦な錐体形状、頂部に凸状または凹状の曲面を有する錐体形状が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではない。また、錐体状の錐面を凹状または凸状に湾曲させるようにしてもよい。後述するロール原盤露光装置(図7参照)を用いてロール原盤を作製する場合には、構造体3の形状として、頂部に凸状の曲面を有する楕円錐形状、または頂部が平坦な楕円錐台形状を採用し、それらの底面を形成する楕円形の長軸方向をトラックTの延在方向と一致させることが好ましい。
図4Aは、複数の構造体が1次元配列された第2の領域を拡大して表す斜視図である。図4Bは、複数の構造体が1次元配列された第2の領域を拡大して表す平面図である。複数の構造体3が、例えば、第2の領域Rにおいて複数列のトラックT上に、これらのトラックTに沿うようにして1次元配列されて、1次元的な波面Sw2が形成されている。トラックTの形状としては、直線状、円弧状などを用いることができ、これらの形状のトラックを蛇行(ウォブル)させるようにしてもよい。
構造体3は、例えば、一方向に向かって延在された柱状体であり、その断面形状は、例えば三角形状、頂部に曲率Rが付された三角形状、多角形状、半円形状、半楕円形状、放物線状などを挙げることができるが、これらの形状に限定されるものではない。構造体3の具体的形状としては、例えば、レンチキュラー形状、プリズム形状などを挙げることができるが、これらの形状に限定されるものではない。構造体3の高さが、トラック方向に向かって変化するようにしてもよい。また、構造体3が、トラック方向に断続するようにしてもよい。
(第1の層、第2の層)
図2Aに示すように、第1の層4は、例えば、第1の領域R上に形成された導電層4a、導電層4a上に形成された第1の機能層4bと、第1の機能層4b上に形成された第2の機能層4cとを備える。第1の層4を構成する各層の間に、必要に応じて密着層を設けるようにしてもよい。
図2Bに示すように、第2の層4は、例えば導電層4aを備える。第2の層4が2層以上の層を有する場合には、第2の層4を構成する各層の間に、必要に応じて密着層を設けるようにしてもよい。
第2の層4は、第2の領域Rにおいて波面Sw2による反射防止効果を阻害しないように、波面Sw2の表面形状に倣って形成され、波面Sw2と第2の層4との表面形状がほぼ相似形状であることが好ましい。第2の層4の形成による屈折率プロファイルの変化を抑制し、優れた反射防止特性および/または透過特性を維持できるからである。また、第3の領域Rに第3の層が残留層として存在している場合には、第3の層は、第3の領域Rにおいて波面Sw3による反射防止効果を阻害しないように、波面Sw3の表面形状に倣って形成され、波面Sw3と第3の層との表面形状がほぼ相似形状であることが好ましい。
導電層4aとしては、例えば、金属層、透明導電層、金属酸化物層、遷移金属化合物層などを用いることができるが、これらの層に限定されるものではない。第1の機能層4bの材料としては、少なくとも導電層4aおよび第2の機能層4cとは異なる材料が好ましく、除去工程時にて導電層4aおよび第2の機能層4cと溶解レート差が生じる材料がより好ましい。第2の機能層4cの材料としては、少なくとも導電層4aおよび第1の機能層4bとは異なる材料が好ましく、除去工程時にて導電層4aおよび第1の機能層4bと溶解レート差が生じる材料がより好ましい。
透明導電層としては、例えば、無機透明導電層を用いることができる。無機透明導電層は、透明酸化物半導体を主成分としていることが好ましい。透明酸化物半導体としては、例えば、SnO、InO、ZnOおよびCdOなどの二元化合物、二元化合物の構成元素であるSn、In、ZnおよびCdのうちの少なくとも一つの元素を含む三元化合物、または多元系(複合)酸化物を用いることができる。透明酸化物半導体の具体例としては、例えばインジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、アルミドープ酸化亜鉛(AZO(Al、ZnO))、SZO、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、酸化錫(SnO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、酸化インジウム亜鉛(IZO(In、ZnO))などが挙げられる。特に、信頼性の高さ、および抵抗率の低さなどの観点から、インジウム錫酸化物(ITO)が好ましい。無機透明導電層を構成する材料は、導電性の向上の観点からすると、アモルファスと多結晶との混合状態であることが好ましい。金属層の材料としては、例えばAg、Al、Au、Pt、Pd、Ni、Cr、Nb、W、Mo、Ti、Cu、およびNdからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
第1の機能層4bは、少なくとも導電層4aとは溶液に対する溶解度が異なっていることが好ましい。第1の機能層4bの材料としては、導電層4aとは異なる材料を用いることが好ましい。具体的には、第1の機能層4bの材料としては、金属を用いることが好ましく、金属としては、例えばAg、Al、Au、Pt、Pd、Ni、Cr、Nb、W、Mo、Ti、Cu、およびNdからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
第1の機能層4bの材料としては、例えば、誘電体材料または透明導電材料を用いることができる。具体的には、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、および遷移金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、例えば、酸化物および遷移金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。酸化物としては、例えば、In、Zn、Sn、Al、Si、Ge、Ti、Ga、Ta、Nb、Hf、Zr、Cr、BiおよびMgからなる群から選ばれる1種以上の元素の酸化物が挙げられる。窒化物としては、例えば、In、Sn、Ge、Cr、Si、Al、Nb、Mo、Ti、W、TaおよびZnからなる群から選ばれる1種以上の元素の窒化物が挙げられる。硫化物としては、例えば、Zn硫化物が挙げられる。炭化物としては、例えば、In、Sn、Ge、Cr、Si、Al、Ti、Zr、TaおよびWからなる群より選ばれる1種以上の元素の炭化物が挙げられる。フッ化物としては、例えば、Si、Al、Mg、CaおよびLaからなる群より選ばれる1種以上の元素のフッ化物が挙げられる。遷移金属化合物としては、例えば、Al、AlTi、AlCu、Cu、Ag、AgPdCu、Mo、Sn、Ti、W、Au、Pt、Pd、Ni、NbおよびCrなる群より選ばれる少なくとも1種以上の化合物を用いることができる。上述の材料を2種以上含む混合物としては、例えば、ZnS−SiO、SiO−Cr−ZrO、In−CeO、In−Ga、Sn−Ta、TiO−SiOなどが挙げられる。
第1の機能層4bは、アモルファスと多結晶との混合状態にある層、および多結晶化状態にある層の少なくとも1種を含んでいることが好ましい。
第2の機能層4cは、導電層4aおよび第1の機能層4bを保護するための層である。第2の機能層4cは、少なくとも導電層4aまたは第1の機能層4bとは溶液に対する溶解度が異なっていることが好ましい。第2の機能層4cの材料としては、導電層4aおよび第1の機能層4bとは異なる材料、または第1の機能層4bとは異なる材料を用いることが好ましい。具体的には、第2の機能層4cの材料としては、金属材料を用いることが好ましく、金属材料としては、例えば、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Ni、Cr、Nb、W、Mo、Ti、Cu、およびNdからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
第2の機能層4cの材料としては、例えば、誘電体材料または透明導電材料を用いることができる。具体的には、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物、フッ化物、および遷移金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、例えば、酸化物および遷移金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。酸化物としては、例えば、In、Zn、Sn、Al、Si、Ge、Ti、Ga、Ta、Nb、Hf、Zr、Cr、BiおよびMgからなる群から選ばれる1種以上の元素の酸化物が挙げられる。窒化物としては、例えば、In、Sn、Ge、Cr、Si、Al、Nb、Mo、Ti、W、TaおよびZnからなる群から選ばれる1種以上の元素の窒化物が挙げられる。硫化物としては、例えば、Zn硫化物が挙げられる。炭化物としては、例えば、In、Sn、Ge、Cr、Si、Al、Ti、Zr、TaおよびWからなる群より選ばれる1種以上の元素の炭化物が挙げられる。フッ化物としては、例えば、Si、Al、Mg、CaおよびLaからなる群より選ばれる1種以上の元素のフッ化物が挙げられる。遷移金属化合物としては、例えば、Al、AlTi、AlCu、Cu、Ag、AgPdCu、Mo、Sn、Ti、W、Au、Pt、Pd、Ni、NbおよびCrなる群より選ばれる少なくとも1種以上の化合物を用いることができる。上述の材料を2種以上含む混合物としては、例えば、ZnS−SiO、SiO−Cr−ZrO、In−CeO、In−Ga、Sn−Ta、TiO−SiOなどが挙げられる。
第2の機能層4cはアモルファスと多結晶との混合状態にある層、および多結晶化状態にある層の少なくとも1種を含んでいることが好ましいがこれらに限定されるものではない。
密着層は、各層の間の密着性を向上させるための層である。密着層としては、例えば、 金属層、酸化物層、遷移金属化合物層などを用いることができるが、これに限定されるものではない。
第1の領域Rにおける積層膜4の表面抵抗は、5000Ω/□以下であることが好ましい。5000Ω/□を超えると、抵抗が増大しすぎて電極として使用できなくなる傾向がある。
[ロール原盤の構成]
図5Aは、基体を作製するためのロール原盤の一構成例を示す斜視図である。図5Bは、図5Aに示したロール原盤の一部を拡大して表す斜視図である。ロール原盤11は、導電性素子または配線素子を作製するための原盤である。より具体的には、ロール原盤11は、上述した基体表面に平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3を成形するための原盤である。ロール原盤11は、例えば、円柱状または円筒状の形状を有し、その円柱面または円筒面には多数の第1の領域R1、第2の領域Rおよび第3の領域Rが設定されている。ロール原盤11の材料は、例えばガラスを用いることができるが、この材料に特に限定されるものではない。なお、図5Aおよび図5Bに示した第1の領域R1、第2の領域Rおよび第3の領域Rの形状および配置順序は一例であって、これに限定されるものではなく、所望とする導電パターン部の形状に応じて適宜選択される。
図6Aは、ロール原盤の一部を拡大して表す断面図である。図6Bは、第2の領域の一部を拡大して示す斜視図である。図6Cは、第2の領域の一部を拡大して示す平面図である。なお、第3の領域Rは、第3の領域Rの波面Sw3の比率(Am/λm)(Am:波面の振動の平均幅、λm:波面の平均波長)が第2の領域の波面Sw2に比して大きい以外の点では、第2の領域Rと同様であるので、図示を省略する。
ロール原盤11の第1の領域R、第2の領域Rおよび第3の領域Rはそれぞれ、基体2の第1の領域R、第2の領域Rおよび第3の領域Rに対応している。すなわち、ロール原盤11の第1の領域Rに形成された平面Sp1は、基体2の第1の領域Rに平面Sp1を形成するためのものである。ロール原盤11の第2の領域Rに形成された波面Sw2は、基体2の第2の領域Rに波面Sw2を形成するためのものである。ロール原盤11の第3の領域Rに形成された波面Sw3は、基体2の第3の領域Rに波面Sw3を形成するためのものである。具体的には、ロール原盤11の波面Sw2および波面Sw3はそれぞれ、上述の基体2の表面の波面Sw2およびSw3の凹凸形状を反転した形状を有している。すなわち、ロール原盤11の構造体12および構造体12はそれぞれ、上述の基体2の表面の構造体3および構造体3の凹凸形状を反転した形状を有している。
[露光装置の構成]
図7は、ロール原盤露光装置の一構成例を示す概略図である。以下、図7を参照して、ロール原盤露光装置の構成について説明する。なお、このロール原盤露光装置は、例えば、光学ディスク記録装置をベースとして構成することが可能である。
レーザー光源21は、記録媒体としてのロール原盤11の表面に着膜されたレジストを露光するための光源であり、例えば波長λ=266nmの記録用のレーザー光14を発振するものである。レーザー光源21から出射されたレーザー光14は、平行ビームのまま直進し、電気光学素子(EOM:Electro Optical Modulator)22へ入射する。電気光学素子22を透過したレーザー光14は、ミラー23で反射され、変調光学系25に導かれる。
ミラー23は、偏光ビームスプリッタで構成されており、一方の偏光成分を反射し他方の偏光成分を透過する機能をもつ。ミラー23を透過した偏光成分はフォトダイオード24で受光され、その受光信号に基づいて電気光学素子22を制御してレーザー光14の位相変調を行う。
変調光学系25において、レーザー光14は、集光レンズ26により、ガラス(SiO)などからなる音響光学素子(AOM:Acousto−Optic Modulator)27に集光される。レーザー光14は、音響光学素子27により強度変調され発散した後、レンズ28によって平行ビーム化される。変調光学系25から出射されたレーザー光14は、ミラー31によって反射され、移動光学テーブル32上に水平かつ平行に導かれる。
移動光学テーブル32は、ビームエキスパンダ33、および対物レンズ34を備えている。移動光学テーブル32に導かれたレーザー光14は、ビームエキスパンダ33により所望のビーム形状に整形された後、対物レンズ34を介して、ロール原盤11上のレジスト層へ照射される。ロール原盤11は、スピンドルモータ35に接続されたターンテーブル36の上に載置されている。そして、ロール原盤11を回転させるとともに、レーザー光14をロール原盤11の高さ方向に移動させながら、レジスト層へレーザー光14を間欠的に照射することにより、レジスト層の露光工程が行われる。形成された潜像は、円周方向に長軸を有する略楕円形になる。レーザー光14の移動は、移動光学テーブル32の矢印R方向への移動によって行われる。
露光装置は、例えば、所定の1次元パターンまたは2次元パターンに対応する潜像をレジスト層に形成するための制御機構37を備えている。制御機構37は、フォマッター29とドライバ30とを備える。フォマッター29は、極性反転部を備え、この極性反転部が、レジスト層に対するレーザー光14の照射タイミングを制御する。ドライバ30は、極性反転部の出力を受けて、音響光学素子27を制御する。
このロール原盤露光装置では、2次元パターンが空間的にリンクするように1トラック毎に極性反転フォマッター信号と記録装置の回転コントロラーを同期させ信号を発生し、音響光学素子27により強度変調している。角速度一定(CAV)で適切な回転数と適切な変調周波数と適切な送りピッチでパターニングすることにより、四方格子または六方格子パターンなどの所定の2次元パターンを記録することができる。
[導電性素子の製造方法]
以下、図8A〜図10Cを参照しながら、本技術の第1の実施形態に係る導電性素子1の製造方法の一例について説明する。なお、この製造方法において転写工程以降の一部または全部のプロセスは、生産性を考慮して、ロール・ツー・ロールにより行うことが好ましい。
(レジスト成膜工程)
まず、図8Aに示すように、円柱状または円筒状のロール原盤11を準備する。このロール原盤11は、例えばガラス原盤である。次に、図8Bに示すように、ロール原盤11の表面にレジスト層13を形成する。レジスト層13の材料としては、例えば有機系レジスト、および無機系レジストのいずれを用いてもよい。有機系レジストとしては、例えばノボラック系レジストや化学増幅型レジストを用いることができる。また、無機系レジストとしては、例えば、金属化合物を用いることができる。
(露光工程)
次に、図8Cに示すように、上述したロール原盤露光装置を用いて、ロール原盤11を回転させると共に、レーザー光(露光ビーム)14をレジスト層13に照射する。このとき、レーザー光14をロール原盤11の高さ方向(円柱状または円筒状のロール原盤11の中心軸に平行な方向)に移動させながら、レーザー光14を照射する。この際、第2の領域Rおよび第3の領域Rには潜像を形成し露光部とするのに対して、第1の領域Rには潜像を形成せず非露光部とする。レーザー光14の軌跡に応じた潜像15は、例えば、可視光の波長以下のピッチで形成される。
潜像15は、例えば、ロール原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、所定の1次元パターンまたは2次元パターンを形成する。潜像15は、例えば、トラックの延在方向に延びる細長い矩形状、またはトラックの延在方向に長軸方向を有する楕円形状などである。
(現像工程)
次に、例えば、ロール原盤11を回転させながら、レジスト層13上に現像液を滴下して、図9Aに示すように、レジスト層13を現像処理する。図示するように、レジスト層13をポジ型のレジストにより形成した場合には、レーザー光14で露光した露光部は、非露光部と比較して現像液に対する溶解速度が増すので、潜像(露光部)15に応じたパターンがレジスト層13に形成される。これにより、第2の領域Rおよび第3の領域Rのレジスト層13には、複数の開口部が形成されるのに対して、第1の領域Rのレジスト層13には、開口部が形成されず、第1の領域R全体はレジスト層13に覆われた状態が維持される。すなわち、第2の領域Rおよび第3の領域Rのみに開口パターンを有するマスクがロール原盤表面に形成される。開口パターンとしては、1次元パターンおよび2次元パターンのいずれかを用いてもよく、それらを組合せて用いてもよい。
(エッチング工程)
次に、ロール原盤11の上に形成されたレジスト層13のパターン(レジストパターン)をマスクとして、ロール原盤11の表面をロールエッチング処理する。これにより、図9Bに示すように、ロール原盤表面のうち第2の領域Rおよび第3の領域Rでは、開口部を介してエッチングが進行し、凹状の構造体12および構造体12が形成される。これらの構造体12および構造体12は、例えば、トラックの延在方向に延びる柱状形状、またはトラックの延在方向に長軸方向をもつ楕円錐形状または楕円錐台形状などを有する。一方、ロール原盤表面のうち第1の領域Rでは、この領域全体がレジスト層13に覆われているため、エッチングは施されず、平面状のロール原盤表面が維持される。エッチング方法としては、例えばドライエッチングを用いることができる。以上により、ロール原盤11が得られる。
(転写工程)
次に、例えば、図9Cに示すように、ロール原盤11と転写材料16を塗布したフィルムなどの基体2を密着させ、紫外線などのエネルギー線を照射して転写材料16を硬化させた後、硬化した転写材料16と一体となった基体2を剥離する。これにより、図10Aに示すように、平面Sp1が形成された第1の領域Rと、波面Sw2が形成された第2の領域Rと、波面Sw3が形成された第3の領域Rとを有する基体2が得られる。
転写材料16としては、例えば、エネルギー線硬化性樹脂組成物を用いることができる。エネルギー線硬化性樹脂組成物は、エネルギー線を照射することによって硬化させることができる樹脂組成物である。エネルギー線とは、電子線、紫外線、赤外線、レーザー光線、可視光線、電離放射線(X線、α線、β線、γ線など)、マイクロ波、高周波などのラジカル、カチオン、アニオンなどの重合反応の引き金と成りうるエネルギー線を示す。エネルギー線硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、他の樹脂と混合して用いるようにしてもよく、例えば熱硬化性樹脂などの他の硬化性樹脂と混合して用いてもよい。また、エネルギー線硬化性樹脂組成物は、有機無機ハイブリッド材料であってもよい。また、2種以上のエネルギー線硬化性樹脂組成物を混合して用いるようにしてもよい。エネルギー線硬化性樹脂組成物としては、紫外線により硬化する紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。
紫外線硬化材料は、例えば、単官能モノマー、二官能モノマー、多官能モノマーなどからなり、具体的には、以下に示す材料を単独または、複数混合したものである。
単官能モノマーとしては、例えば、カルボン酸類(アクリル酸)、ヒドロキシ類(2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート)、アルキル、脂環類(イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソボニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート)、その他機能性モノマー(2−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレンクリコールアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、2−(パーフルオロオクチル)エチル アクリレート、3−パーフルオロヘキシル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピル アクリレート、2−(パーフルオロデシル)エチル アクリレート、2−(パーフルオロー3−メチルブチル)エチル アクリレート)、2,4,6−トリブロモフェノールアクリレート、2,4,6−トリブロモフェノールメタクリレート、2−(2,4,6−トリブロモフェノキシ)エチルアクリレート)、2−エチルヘキシルアクリレートなどを挙げることができる。
二官能モノマーとしては、例えば、トリ(プロピレングリコール)ジアクリレート、トリメチロールプロパン ジアリルエーテル、ウレタンアクリレートなどを挙げることができる。
多官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレートなどを挙げることができる。
開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンなどを挙げることができる。
フィラーとしては、例えば、無機微粒子および有機微粒子のいずれも用いることができる。無機微粒子としては、例えば、SiO、TiO、ZrO、SnO、Alなどの金属酸化物微粒子を挙げることができる。
機能性添加剤としては、例えば、レベリング剤、表面調整剤、消泡剤などを挙げることができる。基体2の材料としては、例えば、メチルメタクリレート(共)重合体、ポリカーボネート、スチレン(共)重合体、メチルメタクリレート−スチレン共重合体、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、環状オレフィンポリマー、環状オレフィンコポリマー、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メタクリル樹脂、ナイロン、ポリアセタール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリウレタン、などが挙げられる。その他、用途によって適宜選択可能であり、例えば、ガラス材料、金属材料、金属化合物材料(例えば、セラミックス、磁性体、半導体など)も用いることができる。ガラス材料としては、例えば、ソーダライムガラス、鉛ガラス、硬質ガラス、石英ガラス、液晶化ガラスなどが挙げられる。
基体2の成形方法は特に限定されず、例えば射出成形法、押し出し成形法、キャスト成形法などを用いることができる。必要に応じて、コロナ処理などの表面処理を基体表面に施すようにしてもよい。
(積層膜の成膜工程)
次に、図10Bに示すように、基体表面の第1の領域R、第2の領域Rおよび第3の領域Rに2層以上の層を積層することにより、積層膜4を形成する。具体的には例えば、基体表面の第1の領域R、第2の領域Rおよび第3の領域Rに導電層、第1の機能層および第2の機能層をこの順序で積層することにより、積層膜4を形成する。積層膜4の成膜方法としては、例えば、熱CVD、プラズマCVD、光CVDなどのCVD法(Chemical Vapor Deposition(化学蒸着法):化学反応を利用して気相から薄膜を析出させる技術)のほか、真空蒸着、プラズマ援用蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどのPVD法(Physical Vapor Deposition(物理蒸着法):真空中で物理的に気化させた材料を基板上に凝集させ、薄膜を形成する技術)を用いることができる。また、基体2を加熱しながら、積層膜4を形成するようにしてもよい。
(アニール工程)
次に、必要に応じて、積層膜4に対してアニール処理を施す。これにより、積層膜4または積層膜4に含まれる無機透明導電層などの層が、例えばアモルファスと多結晶との混合状態となる。
(積層膜の除去工程)
次に、図10Cに示すように、積層膜4が形成された基体表面に対して、エッチング処理を施す。これにより、第3の領域Rでは積層膜4が除去されるのに対して、第1の領域Rでは積層膜4が第1の層4として残留するとともに、第2の領域Rでは積層膜4の一部の層が第2の層4として残留する。具体的には例えば、第3の領域Rでは導電層、第1の機能層および第2の機能層が除去されるのに対して、第1の領域Rでは導電層、第1の機能層および第2の機能層が第1の層4として残留するとともに、第2の領域Rでは導電層が第2の層4として残留する。したがって、第1の領域Rに形成された第1の層4と、第2の領域Rに形成された第2の層4とは導電パターン部として機能するのに対して、第3の領域Rは上記導電パターン部間の絶縁領域として機能する。除去工程としては、ドライエッチングまたはウエットエッチングを用いることができ、両者を組み合わせて用いるようにしてもよい。ドライエッチングとしては、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)を用いることができる。ウエットエッチングのエッチング液としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸および塩化第二鉄のうち1種類以上を用いることができる。また、シュウ酸、リン酸・酢酸・硝酸の混酸、硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液をエッチング液として用いるようにしてもよい。
ここで、除去とは、(1)第3の領域Rから積層膜4を完全になくすこと、(2)第3の領域Rにて導電性を示さない程度まで積層膜4を不連続な状態(例えば島状の状態)にすること、または(3)第3の領域Rにて導電性を示さない程度の薄さまで積層膜4を薄くすることを意味する。
具体的には、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3上に形成された積層膜4の状態等の違いを利用して、波面Sw3上に形成された積層膜4を実質的に除去するのに対して、平面Sp1および波面Sw2上に形成された積層膜4を連続的につながるように残留させることが好ましい。これにより、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3のうち平面Sp1および波面Sw2上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
また、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3上に形成された積層膜4の状態等の違いを利用して、波面Sw3上に形成された積層膜4を除去して島状などに不連続にするのに対して、平面Sp1および波面Sw2上に形成された積層膜4を連続的につながるように残留させることが好ましい。これにより、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3のうち平面Sp1および波面Sw2上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
また、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3上に形成された積層膜4の状態等の違いを利用して、波面Sw3上に形成された積層膜4を除去してその厚さを平面Sp1および波面Sw2上に形成された積層膜4の厚さに比して大幅に薄くすることが好ましい。これにより、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3のうち平面Sp1および波面Sw2上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
(洗浄工程)
次に、必要に応じて、除去処理を施した基体表面を洗浄する。
以上により、目的とする導電性素子1が得られる。
第1の実施形態では、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3を有する基体表面に対して、2層以上の層を積層して積層膜4を形成する。そして、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3に形成した積層膜の状態の違いを利用して、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3の波面のうち、波面Sw3上に形成された積層膜4を除去するのに対して、平面Sp1上に形成された積層膜4を第1の層4として残すとともに、波面Sw2上に形成された積層膜4の一部の層を第2の層4として残すことにより、導電パターン部を形成する。したがって、精細かつ高スループットの導電性素子を実現できる。
<2.第2の実施形態>
[導電性素子の構成]
図11Aは、本技術の第2の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図11Bは、図11Aに示したB−B線に沿った断面図である。図12Aは、図11Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図12Bは、図11Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。図12Cは、図11Bに示した第3の領域の一部を拡大して表す断面図である。第2の実施形態に係る導電性素子1は、第1の領域に波面Sw1を有する点において、第1の実施形態とは異なっている。基体2の表面には、例えば、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3を有する形状層が設けられている。この形状層は、後述する構造体3、構造体3および構造体3を含んでいる。
(第1の領域)
第1の領域Rの基体表面には波面Sw1が形成され、この波面Sw1上には第1の層4が連続的に形成されている。波面Sw1は、波面Sw2に比して小さい比率(Am/λm)(λm:波面の平均波長、Am:波面の振動の平均幅)を有している点以外は、波面Sw2と同様である。具体的には、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3が以下の関係を満たしていることが好ましい。
0<(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(但し、Am1:波面Sw1の振動の平均幅、Am2:波面Sw2の振動の平均幅、Am3:波面Sw3の振動の平均幅、λm1:波面Sw1の平均波長、λm2:波面Sw2の平均波長、λm3:波面Sw3の平均波長)
比率(Am3/λm3)>1.8であると、波面Sw3を転写する際に剥離不良となり波面Swが破壊される傾向がある。
ここで、波面Sw1の平均波長λm1、振動の平均幅Am1および比率(Am1/λm1)は、第1の実施形態における波面Sw2およびSw3と同様にして測定したものである。
波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3の振動の幅が最大となる位置を含むようにして、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3を一方向に向かって切断したときの断面形状は、例えば、三角波形状、正弦波形状、2次曲線もしくは2次曲線の一部を繰り返した波形状、またはこれらに近似する形状などである。2次曲線としては、円、楕円、放物線などが挙げられる。
波面Sw1の波長λ1、波面Sw2の波長λ2および波面Sw3の波長λ3は、好ましくは100μm以下、より好ましくは100nm以上100μm以下の範囲内である。波長λ1、波長λ2および波長λ3が100nm未満であると、波長λ1、波面Sw2および波面Sw3の作製が困難となる傾向がある。一方、波長λ1、波長λ2および波長λ3が100μmを超えると、インプリントと膜形成の際に段差、カバレッジに問題が発生し不具合が生じる傾向がある。
波長λ1、波長λ2および波長λ3は、導電性素子表面における光の反射を低減する観点からすると、反射の低減を目的とする光の波長帯域以下であることが好ましい。反射の低減を目的とする光の波長帯域は、例えば、紫外光の波長帯域、可視光の波長帯域または赤外光の波長帯域である。
波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3の形状、波長および振動の幅はそれぞれ独立に選択することが可能である。具体的には例えば、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3はそれぞれ独立に、1次元的または2次元的な波面とすることが可能である。また、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3の波長および振動の幅はそれぞれ独立に、ナノオーダーまたはミクロンオーダーの波長および振動の幅とすることが可能である。
(構造体)
波面Sw1は、例えば多数の構造体3が第1の領域Rに配列された凹凸面である。構造体3は、構造体3に比して小さい比率(Hm/Pm)(Hm:構造体の平均配置ピッチ、Pm:構造体の平均高さ)を有している点以外は、構造体3と同様である。具体的には、構造体3、構造体3および構造体3が以下の関係を満たしていることが好ましい。
0<(Hm1/Pm1)<(Hm2/Pm2)<(Hm3/Pm3)≦1.8
(但し、Hm1:構造体3の平均高さ、Hm2:構造体3の平均高さ、Hm3:構造体3の平均高さ、Pm1:構造体3の平均配置ピッチ、Pm2:構造体3の平均配置ピッチ、Pm3:構造体3の平均配置ピッチ)
比率(Hm3/Pm3)>1.8であると、構造体3を転写する際に剥離不良となり構造体3が破壊される傾向がある。
ここで、構造体3の平均配置ピッチPm1、平均高さHm1および比率(Hm1/Pm1)は、第1の実施形態における構造体3および構造体3と同様にして測定したものである。
(第1の層)
第1の層4は、第1の領域Rにおいて構造体3による反射防止効果を阻害しないように、波面Sw1の形状に倣って形成され、波面Sw1と第1の層4の表面形状とがほぼ相似形状であることが好ましい。第1の層4の形成による屈折率プロファイルの変化を抑制し、優れた反射防止特性および/または透過特性を維持できるからである。
[ロール原盤の構成]
図13Aは、基体2を作製するためのロール原盤の一部を拡大して表す斜視図である。図13Bは、図13Aに示したロール原盤の一部を拡大して表す断面図である。第2の実施形態に係るロール原盤11は、第1の領域Rに波面Sw1を有する点において、第1の実施形態のものとは異なっている。
ロール原盤11の波面Sw1は、例えば可視光の波長以下のピッチで凹状の構造体12を配列することにより形成されている。ロール原盤11の波面Sw1は、基体2の波面Sw1の凹凸を反転した形状を有している。
[導電性素子の製造方法]
第2の実施形態に係る導電性素子の製造方法は、波面Sw1と、波面Sw2と、波面Sw3との違い(例えば比率(Am/λm)の違い)を利用して、第1の領域Rと第2の領域Rと第3の領域Rとに成膜された積層膜4の除去速度を変化させて、導電パターン部を形成している点において、第1の実施形態とは異なっている。
第2の実施形態における積層膜の除去工程では、積層膜4が形成された基体表面に対して除去処理を施すことにより、第3の領域Rでは積層膜4が除去されるのに対して、第1の領域Rおよび第2の領域Rでは積層膜4が残留する。これにより、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3のうち、波面Sw1および波面Sw2上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
具体的には、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3上に形成された積層膜4の状態等の違いを利用して、波面Sw3上に形成された積層膜4を実質的に除去するのに対して、波面Sw1および波面Sw2上に形成された積層膜4を連続的につながるように残留させることが好ましい。これにより、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3のうち波面Sw1および波面Sw2上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
また、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3上に形成された積層膜4の状態等の違いを利用して、波面Sw3上に形成された積層膜4を除去して島状などに不連続にするのに対して、波面Sw1および波面Sw2上に形成された積層膜4を連続的につながるように残留させることが好ましい。これにより、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3のうち波面Sw1および波面Sw2上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
また、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3上に形成された積層膜4の状態等の違いを利用して、波面Sw3上に形成された積層膜4を除去してその厚さを波面Sw1および波面Sw2上に形成された積層膜4の厚さに比して大幅に薄くすることが好ましい。これにより、波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3のうち波面Sw1および波面Sw2上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
第2の実施形態では、第1の領域R、第2の領域Rおよび第3の領域Rの全ての領域にそれぞれ波面Sw1、波面Sw2およびSw3を形成しているので、導電性素子1の反射防止特性を向上することができる。このような構成とする場合、導電パターン部として機能する第1の層4および第2の層4はそれぞれ、波面Sw1および波面Sw2に倣った形状とすることが好ましい。これにより、反射防止特性および/または透過特性の効果の低下を抑制することができるからである。
変調(例えば振幅変調および/または周波数変調)が施された波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3を基体表面に形成し、その基体表面上に積層膜4を形成することで、基体表面に形成した波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3の変調の違いに応じて、積層膜4の状態を変化させることができる。したがって、基体2の波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3の変調の違いに応じて、除去溶液に対する積層膜4の溶解度を変化させることができる。すなわち、基体2の波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3の変調の違いを利用して、基体表面に所望の導電パターン部を形成することができる。
基体表面の波面Sw1、波面Sw2および波面Sw3をそれぞれ、ナノ構造体3、ナノ構造体3、ナノ構造体3により形成した場合には、視認性および光学特性を向上することもできる。光学特性を劣化させずに所望の電気抵抗を実現することができる。
<3.第3の実施形態>
[導電性素子の構成]
図14Aは、本技術の第3の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図14Bは、図14Aに示したB−B線に沿った断面図である。図14Cは、図14Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図14Dは、図14Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。以下では、導電性素子1の主面の面内で互いに直交する2方向をX軸方向、およびY軸方向とし、その主面に垂直な方向をZ軸方向と称する。
第3の実施形態に係る導電性素子1は、交互に形成された第1の領域Rおよび第2の領域Rを有する基体2と、第1の領域Rおよび第2の領域Rのうち、第1の領域Rに形成された積層膜4とを備える。積層膜4は、導電パターン部をなすように第1の領域Rに連続的に形成されている。導電パターン部は、例えば、配線パターン部、電極パターン部などである。積層膜4は、2層以上の層が積層された積層膜であり、少なくとも導電層4aを含んでいることが好ましい。
この導電性素子1は、例えば、プリント基板、画像表示素子などである。プリント基板としては、例えば、リジッド基板、フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板などが挙げられる。画像表示素子としては、例えば、液晶表示素子、エルクトロルミネッセンス(EL)素子(例えば有機EL素子、無機EL素子)などが挙げられる。
(第1の領域、第2の領域)
第1の領域Rの基体表面には、例えば平面Sp1が形成され、この平面Sp1上には積層膜4が連続的に形成されている。一方、第2の領域Rの基体表面には、例えば波面Sw2が形成され、この波面Sw2上には積層膜4が形成されていない状態となっている。したがって、第2の領域Rは、隣接する第1の領域Rに形成された積層膜4の間を絶縁するための絶縁領域として機能する。これに対して、第1の領域Rに連続的に形成された積層膜4は、第1の領域Rの延在方向に向かって導電性を有し、導電パターン部として機能する。基体2の表面には、例えば、平面Sp1および波面Sw2を有する形状層が設けられている。この形状層は、後述する構造体3を含んでいる。
平面Sp1、および波面Sw2が以下の関係を満たすことが好ましい。
(Am1/λm1)=0、0<(Am2/λm2)≦1.8
(但し、Am1:平面Sp1の振動の平均幅、Am2:波面Sw2の振動の平均幅、λm1:平面Sp1の平均波長、λm2:波面Sw2の平均波長)
なお、平面Sp1は、振動の平均幅Am1が「0」の波面とみなすことができるため、上述のように平面Sp1の振動の平均幅Am1、平均波長λm1および比率(Am1/λm1)を定義することができる。
比率(Am2/λm2)>1.8であると、波面Sw2を転写する際に剥離不良となり波面Sw2が破壊される傾向がある。
ここで、波面Sw2の比率(Am2/λm2)は以下のようにして求めたものである。まず、波面Sw2の振動の幅が最大となる位置を含むようにして導電性素子1の断面を切り出し、その断面を透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)にて撮影する。次に、撮影したTEM写真から、波面Sw2の波長λ2、および振動の幅A2を求める。この測定を導電性素子1から無作為に選び出された10箇所で繰り返し行い、測定値を単純に平均(算術平均)して、波面Sw2の平均波長λm2、および振動の平均幅Am2を求める。次に、これらの平均波長λm2、および振動の平均幅Am2を用いて、波面Sw2の比率(Am2/λm2)を求める。
波面Sw2は、例えば、可視光の波長以下の波長を有する1次元的または2次元的な波面であり、具体的には、可視光の波長以下の配置ピッチで多数の構造体3が1次元的または2次元的に配列されてなる凹凸面である。
波面Sw2の振動の幅が最大となる位置を含むようにして、波面Sw2を一方向に向かって切断したときの断面形状は、例えば、三角波形状、正弦波形状、2次曲線もしくは2次曲線の一部を繰り返した波形状、またはこれらに近似する形状などである。2次曲線としては、円、楕円、放物線などが挙げられる。
波面Sw2の平均波長λm2は、好ましくは100nm以上の範囲である。平均波長λm2が100nm未満であると、波面Sw2の作製が困難となる傾向がある。
また、波面Sw2の平均波長λm2は、好ましくは100μm以下の範囲である。平均波長λm2が100μmを超えると、インプリントと膜形成の際に段差、カバレッジに問題が発生し不具合が生じる。
第2の領域Rには積層膜4またはその一部が残留膜として完全に存在しないことが好ましいが、第2の領域Rが絶縁領域として機能する程度であれば残留膜として存在していてもよい。第2の領域Rに残留膜が存在する場合、第1の領域Rに形成された積層膜4と、第2の領域Rに形成された残留膜とが、以下の関係を満たすことが好ましい。
S1>S2
(但し、S1:積層膜の面積、S2:残留膜の面積)
このような関係を満たす場合、第1の領域Rには積層膜4が連続的に形成されているのに対して、第2の領域Rには残留膜が島状などに不連続に形成されていることが好ましい。
また、第2の領域Rに残留膜が存在する場合、第1の領域Rに形成された積層膜4と、第2の領域Rに形成された残留膜とが、以下の関係を満たすことが好ましい。
d1>d2
(但し、d1:積層膜の厚さ、d2:残留膜の厚さ)
このような関係を満たす場合、残留膜の厚さが、実質的に導電性を示さないほどに、積層膜4の厚さよりも薄く、第2の領域Rが絶縁領域として機能することが好ましい。
なお、上述したように、残留膜は導電パターン部としては機能しないため、図14B、および図14Dでは、残留膜の図示を省略している。また、図14Aでは、第1の領域Rに連続的に形成された積層膜4、すなわち導電パターン部が、直線状の形状を有している例が示されているが、導電パターン部の形状はこれに限定されるものではなく、回路や素子の設計などに応じて所望の形状とすることが可能である。
以下、導電性素子1を構成する基体2、構造体3、および積層膜4について順次説明する。
(基体)
基体2は、上述の第1の実施形態と同様である。
(構造体)
波面Sw2は、例えば多数の構造体3が第2の領域Rに配列された凹凸面である。構造体3は、例えば、基体2の表面に対して凸状を有している。構造体3は、例えば、基体2と別成形、または基体2と一体成形されている。構造体3と基体2とを別成形する場合には、必要に応じて構造体3と基体2との間に基底層を備えるようにしてもよい。基底層は、構造体3の底面側に構造体3と一体成形された層であり、構造体3と同様のエネルギー線硬化性樹脂組成物などを硬化してなる。基底層の厚さは、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択することができる。
構造体3のアスペクト比(Hm/Pm)が以下の関係を満たすことが好ましい。
0<(Hm/Pm)≦1.8
(但し、Hm:構造体3の平均高さ、Pm:構造体3の平均配置ピッチ)
(Hm/Pm)>1.8であると、構造体3を転写する際に剥離不良となり構造体3が破壊される傾向がある。
(積層膜)
積層膜4は、例えば、第1の領域R1上に形成された導電層4aと、導電層4a上に形成された機能層4bとを備える。積層膜4は、異なる除去速度の材料、具体的には、異なる除去速度の積層膜から構成されていることが好ましい。導電層4aとしては、例えば、金属層、透明導電層、金属酸化物層、遷移金属化合物層などを用いることができるが、これらの限定されるものではない。機能層4bの材料としては、少なくとも導電層4aとは異なる材料が好ましく、さらに除去工程時に溶解レート差が生じるものがより好ましい。
透明導電層としては、例えば、無機透明導電層を用いることができる。無機透明導電層は、透明酸化物半導体を主成分としていることが好ましい。透明酸化物半導体としては、例えば、SnO、InO、ZnOおよびCdOなどの二元化合物、二元化合物の構成元素であるSn、In、ZnおよびCdのうちの少なくとも一つの元素を含む三元化合物、または多元系(複合)酸化物を用いることができる。透明酸化物半導体の具体例としては、例えばインジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、アルミドープ酸化亜鉛(AZO(Al、ZnO))、SZO、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、酸化錫(SnO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、酸化インジウム亜鉛(IZO(In、ZnO))などが挙げられる。特に、信頼性の高さ、および抵抗率の低さなどの観点から、インジウム錫酸化物(ITO)が好ましい。無機透明導電膜を構成する材料は、導電性の向上の観点からすると、アモルファスと多結晶との混合状態であることが好ましい。
金属層の材料としては、例えば、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Ni、Cr、Nb、W、Mo、TiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。
機能層4bとしては、少なくとも導電層4aに対して、エッチャントに対する溶解度もしくはエッチングレートが異なることが望ましく、例えばSiOなどの金属酸化物層や遷移金属化合物、さらには結晶状態が異なる膜同士で機能層4bが多結晶化してエッチャント耐性が向上している状態も望ましい。機能層4bは、アモルファスと多結晶との混合状態にある層、および多結晶化状態にある層の少なくとも1種を含んでいることが好ましい。また、機能層4bとしては、導電層4aに対して溶解レートが異なるものであれば金属でも使用可能であり、導電層4aと異種材料であればAg、Al、Au、Pt、Pd、Ni、Cr、Nb、W、Mo、TiおよびCuからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む材料を用いることができる。
第1の領域Rにおける積層膜4の表面抵抗は、5000Ω/□以下であることが好ましい。5000Ω/□を超えると、抵抗が増大しすぎて電極として使用できなくなる傾向がある。
[ロール原盤の構成]
図15Aは、基体を作製するためのロール原盤の一構成例を示す斜視図である。図15Bは、図15Aに示したロール原盤の一部を拡大して表す斜視図である。ロール原盤11は、上述した基体表面に構造体3を成形するための原盤である。ロール原盤11は、例えば、円柱状または円筒状の形状を有し、その円柱面または円筒面には多数の第1の領域Rおよび第2の領域Rが交互に設定されている。図15Aおよび図15Bでは、第1の領域Rおよび第2の領域Rが周方向に向かって、リング状に形成されている場合が示されているが、第1の領域Rおよび第2の領域Rの形状はこの例に限定されるものではなく、所望とする導電パターン部の形状、すなわち第2の領域に形成する積層膜4の形状に応じて適宜選択される。ロール原盤11の材料としては、例えばガラスを用いることができるが、この材料に特に限定されるものではない。
図16Aは、ロール原盤の一部を拡大して表す断面図である。図16Bは、第2の領域の一部を拡大して示す斜視図である。図16Cは、第2の領域の一部を拡大して示す平面図である。ロール原盤11の第2の領域Rには、例えば、凹部である構造体12が可視光の波長以下のピッチで多数配置されているのに対して、第1の領域Rには、例えば、凹部である構造体12が形成されず平面状とされている。
ロール原盤11の第1の領域R、および第2の領域Rはそれぞれ、基体2の第1の領域R、および第2の領域Rに対応している。すなわち、ロール原盤11の第1の領域Rに形成された平面Sp1は、基体2の第1の領域Rに平面Sp1を形成するためのものである。ロール原盤11の第2の領域Rに形成された波面Sw2は、基体2の第2の領域Rに波面Sw2を形成するためのものである。具体的には、ロール原盤11の波面Sw2は、上述の基体2の表面の波面Sw2の凹凸形状を反転した形状を有している。すなわち、ロール原盤11の構造体12は、上述の基体2の表面の構造体3の凹凸形状を反転した形状を有している。
[導電性素子の製造方法]
以下、図17〜図19を参照しながら、本技術の第3の実施形態に係る導電性素子1の製造方法の一例について説明する。
(レジスト成膜工程)
まず、図17Aに示すように、円柱状または円筒状のロール原盤11を準備する。このロール原盤11は、例えばガラス原盤である。次に、図17Bに示すように、ロール原盤11の表面にレジスト層13を形成する。レジスト層13の材料としては、例えば有機系レジスト、および無機系レジストのいずれを用いてもよい。有機系レジストとしては、例えばノボラック系レジストや化学増幅型レジストを用いることができる。また、無機系レジストとしては、例えば、1種または2種以上含む金属化合物を用いることができる。
(露光工程)
次に、図17Cに示すように、上述したロール原盤露光装置を用いて、ロール原盤11を回転させると共に、レーザー光(露光ビーム)14をレジスト層13に照射する。このとき、レーザー光14をロール原盤11の高さ方向(円柱状または円筒状のロール原盤11の中心軸に平行な方向)に移動させながら、レーザー光14を照射する。この際、配線パターン間の絶縁領域に対応する第2の領域Rのみに潜像を形成し露光部とするのに対して、導電パターン部に対応する第1の領域Rは露光せず、非露光部とする。レーザー光14の軌跡に応じた潜像15は、例えば、可視光の波長以下のピッチで形成される。
潜像15は、例えば、ロール原盤表面において複数列のトラックをなすように配置されるとともに、四方格子パターンまたは六方格子パターンなどの所定の2次元パターンを形成する。潜像15は、例えば、トラックの延在方向に長軸方向を有する楕円形状である。
(現像工程)
次に、例えば、ロール原盤11を回転させながら、レジスト層13上に現像液を滴下して、図18Aに示すように、レジスト層13を現像処理する。図示するように、レジスト層13をポジ型のレジストにより形成した場合には、レーザー光14で露光した露光部は、非露光部と比較して現像液に対する溶解速度が増すので、潜像(露光部)15に応じたパターンがレジスト層13に形成される。これにより、第2の領域Rのレジスト層13には、四方格子パターンまたは六方格子パターンなどの所定の2次元パターンの開口部が形成されるのに対して、第1の領域Rのレジスト層13には、開口部が形成されず、第1の領域R全体はレジスト層13に覆われた状態が維持される。すなわち、第2の領域Rのみに開口パターンを有するマスクがロール原盤表面に形成される。
(エッチング工程)
次に、ロール原盤11の上に形成されたレジスト層13のパターン(レジストパターン)をマスクとして、ロール原盤11の表面をロールエッチング処理する。これにより、ロール原盤表面のうち第2の領域Rでは、開口部を介してエッチングが進行し、図18Bに示すように、第2の領域Rには、トラックの延在方向に長軸方向をもつ楕円錐形状または楕円錐台形状などの構造体(凹部)12が形成される。一方、ロール原盤表面のうち第1の領域Rでは、この領域全体がレジスト層13に覆われているため、エッチングは施されず、平面状のロール原盤表面が維持される。エッチング方法としては、例えばドライエッチングを用いることができる。
(転写工程)
次に、例えば、図18Cに示すように、ロール原盤11と、転写材料16を塗布したフィルムなどの基体2とを密着させ、紫外線などのエネルギー線を照射して転写材料16を硬化させた後、硬化した転写材料16と一体となった基体2を剥離する。これにより、図19Aに示すように、平面Sp1が形成された第1の領域Rと、波面Sw2が形成された第2の領域Rとを有する基体2が得られる。
(積層膜の成膜工程)
次に、図19Bに示すように、基体表面の第1の領域Rおよび第2の領域Rに2層以上の層を積層することにより、積層膜4を形成する。具体的には例えば、基体表面の第1の領域Rおよび第2の領域Rに導電層4a、機能層4bをこの順序で積層することにより、積層膜4を形成する。積層膜4の成膜方法としては、例えば、熱CVD、プラズマCVD、光CVDなどのCVD法(Chemical Vapor Deposition(化学蒸着法):化学反応を利用して気相から薄膜を析出させる技術)のほか、真空蒸着、プラズマ援用蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどのPVD法(Physical Vapor Deposition(物理蒸着法):真空中で物理的に気化させた材料を基板上に凝集させ、薄膜を形成する技術)を用いることができる。また、基体2を加熱しながら、積層膜4を形成するようにしてもよい。
(アニール工程)
次に、必要に応じて、積層膜4に対してアニール処理を施す。これにより、積層膜4または積層膜4に含まれる無機透明導電層が、例えばアモルファスと多結晶との混合状態となる。
(積層膜の除去工程)
次に、図19Cに示すように、積層膜4が形成された基体表面に対して、エッチング処理を施す。これにより、第2の領域Rでは積層膜4が除去されるのに対して、第1の領域Rでは積層膜4が残留する。具体的には例えば、第2の領域Rでは導電層4a、機能層4bが除去されるのに対して、第1の領域Rでは導電層4a、機能層4bが残留する。したがって、第1の領域Rに形成された積層膜4は導電パターン部として機能するのに対して、第2の領域Rは上記導電パターン部間の絶縁領域として機能する。エッチングとしては、ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができ、両者を組み合わせて用いるようにしてもよい。ウエットエッチングのエッチング液としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸および塩化第二鉄のうち1種類以上が用いることができる。また、シュウ酸、リン酸・酢酸・硝酸の混酸、硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液をエッチング液として用いるようにしてもよい。ドライエッチングとしては、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)を用いることができる。
ここで、除去とは、(1)第2の領域Rから積層膜4を完全になくすこと、(2)第2の領域Rにて導電性を示さない程度まで積層膜4を不連続な状態(例えば島状の状態)にすること、または(3)第2の領域Rにて導電性を示さない程度の薄さまで積層膜4を薄くすることを意味する。
具体的には、平面Sp1および波面Sw2上に形成された積層膜4の膜質や相状態等の違いを利用して、波面Sw2上に形成された積層膜4を実質的に除去するのに対して、平面Sp1上に形成された積層膜4を連続的につながるように残留させることが好ましい。これにより、平面Sp1および波面Sw2のうち平面Sp1上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
また、平面Sp1および波面Sw2上に形成された積層膜4の膜質や相状態等の違いを利用して、波面Sw2上に形成された積層膜4を除去して島状などに不連続にするのに対して、平面Sp1上に形成された積層膜4を連続的につながるように残留させることが好ましい。これにより、平面Sp1および波面Sw2のうち平面Sp1上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
また、平面Sp1および波面Sw2上に形成された積層膜4の膜質や相状態等の違いを利用して、波面Sw2上に形成された積層膜4の厚さを平面Sp1上に形成された積層膜4の厚さに比して大幅に薄くすることが好ましい。これにより、平面Sp1および波面Sw2のうち平面Sp1上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
(洗浄工程)
次に、必要に応じて、エッチング処理を施した基体表面を洗浄する。
以上により、目的とする導電性素子1が得られる。
第3の実施形態では、平面Sp1および波面Sw2を有する基体表面に対して、2層以上の層を積層して積層膜4を形成する。そして、平面Sp1および波面Sw2に形成した積層膜4の状態の違いを利用して、平面Sp1および波面Sw2の波面のうち、波面Sw2上に形成された積層膜4を除去するのに対して、平面Sp1上に形成された積層膜4を残すことにより、導電パターン部を形成する。したがって、精細かつ高スループットの導電性素子1を実現できる。
<4.第4の実施形態>
[導電性素子の構成]
図20Aは、本技術の第4の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図20Bは、図20Aに示したB−B線に沿った断面図である。図20Cは、図20Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図20Dは、図20Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。第4の実施形態に係る導電性素子1は、第1の領域Rに形成された第1の波面Sw1と、第2の領域Rに形成された第2の波面Sw2との違い(例えば振動の平均幅の違い)を利用して、第1の領域Rと第2の領域Rとに成膜された積層膜4のエッチング速度を変化させて、配線パターンなどを形成している点において、第3の実施形態とは異なっている。
(第1の領域、第2の領域)
第1の領域Rの基体表面には第1の波面Sw1が形成され、この第1の波面Sw1上には積層膜4が連続的に形成されている。一方、第2の領域Rの基体表面には第2の波面Sw2が形成され、この第2の波面Sw2上には積層膜4が形成されていない状態となっている。第1の波面Sw1および第2の波面Sw2は、例えば可視光の波長以下の波長を有する波面である。したがって、第2の領域Rは、隣接する第1の領域Rに形成された積層膜4の間を絶縁するための絶縁領域として機能する。これに対して、第1の領域Rに連続的に形成された積層膜4は、第1の領域Rの延在方向に向かって導電性を有し、導電パターン部として機能する。基体2の表面には、例えば、第1の波面Sw1および第2の波面Sw2を有する形状層が設けられている。この形状層は、後述する構造体3および3を含んでいる。
波面Sw1の平均波長λm1、および波面Sw2の平均波長λm2は、好ましくは100μm以下の範囲である。平均波長λm1、および平均波長λm2が100μmを超えると、インプリントと膜形成の際に段差、カバレッジに問題が発生し不具合が生じる。
積層膜4は、第1の領域Rにおいて第1の構造体3による反射防止効果を阻害しないように、第1の構造体3の表面形状に倣って形成され、第1の構造体3と積層膜4との表面形状がほぼ相似形状であることが好ましい。積層膜4の形成による屈折率プロファイルの変化を抑制し、優れた反射防止特性および/または透過特性を維持できるからである。積層膜4を構成する材料は、アモルファスと多結晶との混合状態であることが好ましい。第1の構造体3の高さを低くした場合にも、第1の構造体3の反射防止効果を阻害しないような膜厚で積層膜4を形成することができるからである。すなわち、積層膜4が第1の構造体3の形状に倣った形状を維持することができるからである。
第2の波面Sw2の平均波長λm2に対する振動の平均幅Am2の比率(Am2/λm2)は、第1の波面Sw1の平均波長λm1に対する振動の平均幅Am1の比率(Am1/λm1)よりも大きいことが好ましい。これにより、光学特性と電気的選択性を両立できるからである。具体的には、比率(Am1/λm1)および比率(Am2/λm2)が、以下の関係を満たすことが好ましい。
0<(Am1/λm1)<(Am2/λm2)≦1.8
(但し、Am1:波面Sw1の振動の平均幅、Am2:波面Sw2の振動の平均幅、λm1:波面Sw1の平均波長、λm2:波面Sw2の平均波長)
比率(Am2/λm2)>1.8であると、波面Sw2を転写する際に剥離不良となり波面Sw2が破壊される傾向がある。
ここで、波面Sw1の比率(Am1/λm1)は、第3の実施形態における波面Sw2と同様にして測定したものである。
波面Sw1、および波面Sw2の形状、波長および振動の幅はそれぞれ独立に選択することが可能である。具体的には例えば、波面Sw1、および波面Sw2はそれぞれ独立に、1次元的または2次元的な波面とすることが可能である。また、波面Sw1、および波面Sw2の波長および振動の幅はそれぞれ独立に、ナノオーダーまたはミクロンオーダーの波長および振動の幅とすることが可能である。
第2の領域Rには積層膜4の一部が残留膜として完全に存在しないことが好ましいが、第2の領域Rが絶縁領域として機能する程度であれば残留膜として存在していてもよい。この場合、第1の領域Rに形成された積層膜4の面積は、第2の領域Rに形成された積層膜4またはその一部の面積よりも大きいことが好ましい。具体的には、第1の領域Rには積層膜4が連続的に形成されているのに対して、第2の領域R2には積層膜4またはその一部が島状などに不連続に形成されていることが好ましい。また、第2の領域Rに形成された積層膜4またはその一部の厚さが、実質的に導電性を示さないほどに、第1の領域Rに形成された積層膜4の厚さよりも薄く、第2の領域Rが絶縁領域として機能するようにしてもよい。
(構造体)
第1の波面Sw1は、例えば可視光の波長以下の配置ピッチで多数の第1の構造体3が形成された凹凸面である。第2の波面Sw2は、例えば可視光の波長以下の配置ピッチで多数の第1の構造体3が形成された凹凸面である。第1の構造体3の平均アスペクト比(Hm1/Pm1)は、第2の構造体3の平均アスペクト比(Hm2/Pm2)に比して大きいことが好ましい。具体的には、第1の構造体3、および第2の構造体3が以下の関係を満たしていることが好ましい。
0<(Hm1/Pm1)<(Hm2/Pm2)≦1.8
(但し、Hm1:第1の構造体3の平均高さ、Hm2:第2の構造体3の平均高さ、Pm1:第1の構造体3の平均配置ピッチ、Pm2:第2の構造体3の平均配置ピッチ)
比率(Hm2/Pm2)>1.8であると、第2の構造体3を転写する際に剥離不良となり構造体3が破壊される傾向がある。
ここで、第1の構造体3のアスペクト比(Hm1/Pm1)、および第2の構造体3のアスペクト比(Hm2/Pm2)は、第3の実施形態における構造体3のアスペクト比(Hm/Pm)と同様にして測定したものである。
第1の構造体3、および第2の構造体3において、上記以外のことは第3の実施形態における構造体3と同様とすることができる。なお、第1の構造体3、および第2の構造体3の配置パターンや形状などは同一である必要はなく、両構造体が異なる配置パターンや形状などをとるようにしてもよい。
[ロール原盤の構成]
図21Aは、基体2を作製するためのロール原盤の一部を拡大して表す斜視図である。図21Bは、図21Aに示したロール原盤の一部を拡大して表す断面図である。第4の実施形態に係るロール原盤11は、第1の領域Rおよび第2の領域Rの両領域にそれぞれ、第1の波面Sw1および第2の波面Sw2を備える点において、第3の実施形態のものとは異なっている。
ロール原盤11の第1の波面Sw1は、例えば可視光の波長以下のピッチで凹状の第1の構造体12を配列することにより形成されている。ロール原盤11の第2の波面Sw2は、例えば可視光の波長以下のピッチで凹状の第2の構造体12を配列することにより形成されている。ロール原盤11の第1の波面Sw1、第2の波面Sw2はそれぞれ、基体2の第1の波面Sw1、第2の波面Sw2の凹凸を反転した形状を有している。
ロール原盤11の第1の領域Rおよび第2の領域Rはそれぞれ、基体2の第1の領域Rおよび第2の領域Rに対応している。すなわち、ロール原盤11の第1の領域Rに形成された凹状の構造体12は、基体2の第1の領域Rに形成された凸状の構造体3を形成するためのものである。ロール原盤11の第2の領域Rに形成された凹状の構造体12は、基体2の第2の領域Rに形成された凸状の構造体3を形成するためのものである。第2の構造体12のアスペクト比は、第1の構造体12のアスペクト比に比して大きいことが好ましい。
[導電性素子の製造方法]
第4の実施形態におけるエッチング工程では、積層膜4が形成された基体表面に対してエッチング処理を施すことにより、第2の領域Rでは積層膜4が除去されるのに対して、第1の領域Rでは積層膜4が残留する。具体的には、第1の波面Sw1および第2の波面Sw2上に形成された積層膜4の膜質や相状態等の違いを利用して、第2の波面Sw2上に形成された積層膜4を実質的に除去するのに対して、第1の波面Sw1上に形成された積層膜4を連続的につながるように残留させることが好ましい。これにより、第1の波面Sw1および第2の波面Sw2のうち第1の波面Sw1上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
また、第1の波面Sw1および第2の波面Sw2上に形成された積層膜4の膜質や相状態等の違いを利用して、第2の波面Sw2上に形成された積層膜4を除去して島状などに不連続にするのに対して、第1の波面Sw1上に形成された積層膜4を連続的につながるように残留させることが好ましい。これにより、第1の波面Sw1および第2の波面Sw2のうち第1の波面Sw1上に選択的に導電パターン部を形成することができる。
また、第1の波面Sw1および第2の波面Sw2上に形成された積層膜4の膜質や相状態等の違いを利用して、第2の波面Sw2上に形成された積層膜4の厚さを第1の波面Sw1上に形成された積層膜4の厚さに比して大幅に薄くすることが好ましい。これにより、第1の波面Sw1および第2の波面Sw2のうち第1の波面Sw1上に導電パターン部を選択的に形成することができる。
第4の実施形態では、第1の領域Rおよび第2の領域Rの両領域にそれぞれ構造体3および構造体3を形成しているので、導電性素子1の反射防止特性を向上することができる。このような構成とする場合、導電パターン部として機能する第1の領域Rの積層膜4は、第1の領域Rに形成された構造体3の形状に倣った形状とすることが好ましい。これにより、反射防止特性および/または透過特性の効果の低下を抑制することができるからである。
変調(例えば振幅変調および/または周波数変調)が施された波面を基体表面に形成し、その基体表面上に積層膜4を形成することで、基体2の波面の変調の違いに応じて、積層膜4の状態を変化させることができる。したがって、基体2の波面の変調の違いに応じて、エッチング溶液に対する積層膜4の溶解度を変化させることができる。すなわち、基体2の波面の変調の違いを利用して、基体表面に所望の導電パターン部を形成することができる。
基体表面の波面をナノ構造体により形成した場合には、視認性および光学特性を向上することもできる。光学特性を劣化させずに所望の電気抵抗を実現することができる。
導電層からなる配線を基体表面に形成する従来の情報入力装置(例えば、デジタル式抵抗タッチパネルや静電容量式タッチパネルなど)では、導電層と基材とは反射率が異なるため、配線が見えて表示品質が劣化する傾向がある。これに対して、本技術の実施形態に係る情報入力装置では、積層膜4の有無にかかわらず、低反射および高透過率を実現しているため、配線の視認を抑制できる。
<5.第5の実施形態>
[導電性光学素子の構成]
図22Aは、本技術の第5の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図22Bは、本技術の第5の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す断面図である。図22Cは、本技術の第5の実施形態に係る導電性素子の第1の領域の層構成を示す断面図である。以下では、導電性素子1の回路形成面の面内で互いに直交する2方向をX軸方向、およびY軸方向とし、その回路形成面に垂直な方向をZ軸方向と称する。
第5の実施形態に係る導電性素子1は、交互に形成された第1の領域Rおよび第2の領域Rを有する基体2と、第1の領域Rおよび第2の領域Rのうち、第1の領域Rに配線パターン部(導電パターン部)をなすように連続的に形成された導電層4mとを備える。導電層4mは、例えば、導電性を有する単層膜である。ここでは、導電パターン部の一例として配線パターン部が第1の領域Rに形成される場合について説明するが、導電パターン部は配線パターン部に限定されるものではなく、導電性を有する種々のパターンとすることが可能であり、例えば電極パターン部などとすることが可能である。
また、表面抵抗の低減の観点から、図22Cに示すように、第1の領域Rの基体表面上に、導電層4mに隣接して形成された金属層5をさらに備えることが好ましい。この導電性素子1は、例えば、プリント基板、画像表示素子、情報入力装置などである。プリント基板としては、例えば、リジッド基板、フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板などが挙げられる。画像表示素子としては、例えば、液晶表示素子、エルクトロルミネッセンス(EL)素子(例えば有機EL素子、無機EL素子)などが挙げられる。
(第1の領域R、第2の領域R
第2の領域Rの基体表面には、例えば可視光の波長以下の波長を有する波面Sw2が形成され、この波面Sw2上には導電層4mが形成されていないか、もしくは導電層4mが不連続的に形成されている状態となっている。波面Sw2は、例えば可視光の波長以下の配置ピッチで多数の構造体3が形成された凹凸面である。一方、第1の領域Rの基体表面には、例えば平面Sp1が形成され、この平面Sp1上には導電層4mが連続的に形成されている。したがって、第2の領域Rは、隣接する第1の領域Rに形成された導電層4mの間を絶縁するための絶縁領域として機能する。これに対して、第1の領域Rに連続的に形成された導電層4mは、第1の領域Rの延在方向に向かって導電性を有し、配線パターン部(導電パターン部)として機能する。
平面Sp1、および波面Sw2が以下の関係を満たすことが好ましい。
(Am1/λm1)=0、0<(Am2/λm2)≦1.8
(但し、Am1:平面Sp1の振動の平均幅、Am2:波面Sw2の振動の平均幅、λm1:平面Sp1の平均波長、λm2:波面Sw2の平均波長)
なお、平面Sp1は、振動の平均幅Am1が「0」の波面とみなすことができるため、上述のように平面Sp1の振動の平均幅Am1、平均波長λm1および比率(Am1/λm1)を定義することができる。
比率(Am2/λm2)>1.8であると、波面Sw2を転写する際に剥離不良となり波面Sw2が破壊される傾向がある。
波面Sw2は、例えば、可視光の波長以下の波長を有する1次元または2次元的な波面であり、具体的には、可視光の波長以下の配置ピッチで多数の構造体3が1次元または2次元的に配列されてなる凹凸面である。
波面Sw2の平均波長λm2は、好ましくは100nm以上の範囲である。平均波長λm2が100nm未満であると、波面Sw2の作製が困難となる傾向がある。
また、波面Sw2の平均波長λm2は、好ましくは100μm以下の範囲である。平均波長λm2が100μmを超えると、インプリントと膜形成の際に段差、カバレッジに問題が発生し不具合が生じる。
第2の領域Rには導電層4mが完全に存在しないことが好ましいが、第2の領域Rが絶縁領域と機能すれば導電層4mが存在していてもよい。この場合、第1の領域Rに形成された導電層4mの面積は、第2の領域Rに形成された導電層4mの面積よりも大きいことが好ましい。具体的には、第1の領域Rには導電層4mが連続的に形成されているのに対して、第2の領域Rには導電層4mが島状などに不連続に形成されていることが好ましい。また、第2の領域Rに形成された導電層4mの厚さが、実質的に導電性を示さないほどに、第1の領域Rに形成された導電層4mの厚さよりも薄く、第2の領域Rが絶縁領域として機能するようにしてもよい。
より具体的には、第2の領域Rには導電層4mまたはその一部が残留膜として完全に存在しないことが好ましいが、第2の領域Rが絶縁領域として機能する程度であれば残留膜として存在していてもよい。第2の領域Rに残留膜が存在する場合、第1の領域Rに形成された導電層4mと、第2の領域Rに形成された残留膜とが、以下の関係を満たすことが好ましい。
S1>S2
(但し、S1:導電層の面積、S2:残留膜の面積)
このような関係を満たす場合、第1の領域Rには導電層4mが連続的に形成されているのに対して、第2の領域Rには残留膜が島状などに不連続に形成されていることが好ましい。
また、第2の領域Rに残留膜が存在する場合、第1の領域Rに形成された導電層4mと、第2の領域Rに形成された残留膜とが、以下の関係を満たすことが好ましい。
d1>d2
(但し、d1:導電層の厚さ、d2:残留膜の厚さ)
このような関係を満たす場合、残留膜の厚さが、実質的に導電性を示さないほどに、導電層4mの厚さよりも薄く、第2の領域Rが絶縁領域として機能することが好ましい。
なお、図22Aでは、第1の領域Rに連続的に形成された導電層4m、すなわち配線が、直線状の形状を有している例が示されているが、配線の形状はこれに限定されるものではなく、回路設計などに応じて所望の形状とすることが可能である。また、第2の領域Rに導電層4mが不連続的などに形成されている場合には、導電層4mは配線としては機能しないため、図示を省略している。すなわち、残留膜の図示を省略している。
波面Sw2の振動の幅が最大となる位置を含むようにして、波面Sw2を一方向に向かって切断したときの断面形状は、例えば、三角波形状、正弦波形状、2次曲線もしくは2次曲線の一部を繰り返した波形状、またはこれらに近似する形状などである。2次曲線としては、円、楕円、放物線などが挙げられる。
波面Sw2の平均波長λm2に対する振動の平均幅Am2の比率(Am2/λm2)は、1.8以下であることが好ましい。比率(Am2/λm2)が1.8を超えると、構造体を転写する際に剥離不良となり構造体が破壊される傾向がある。
ここで、波面Sw2の平均波長λm2、および振動の平均幅Am2は、以下のようにして求めたものである。まず、導電層4mの波面Sw2の振動の幅が最大となる位置を含むようにして導電性素子1を一方向に切断し、その断面を透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)にて撮影する。次に、撮影したTEM写真から、波面Sw2の波長λ2、および振動の幅A2を求める。この測定を導電性素子1から無作為に選び出された10箇所で繰り返し行い、測定値を単純に平均(算術平均)して、波面Sw2の平均波長λm2、および振動の平均幅Am2を求める。次に、これらの平均波長λm2、および振動の平均幅Am2を用いて、波面Sw2の比率(Am2/λm2)を求める。
以下、導電性素子1を構成する基体2、構造体3、導電層4m、および金属層5について順次説明する。
(基体)
基体2は、上述の第1の実施形態と同様である。
(構造体)
第2の領域Rにおける基体2の表面には、凸部である構造体3が多数配列されている。これにより、第2の領域Rにおける基体2の表面には波面Sw2が形成されている。構造体3は、例えば、基体2と別成形、または基体2と一体成形されている。構造体3と基体2とを別成形する場合には、必要に応じて構造体3と基体2との間に基底層を備えるようにしてもよい。基底層は、構造体3の底面側に構造体3と一体成形された層であり、構造体3と同様のエネルギー線硬化性樹脂組成物などを硬化してなる。基底層の厚さは、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択することができる。
構造体3のアスペクト比(Hm/Pm)が以下の関係を満たすことが好ましい。
0<(Hm/Pm)≦1.8
(但し、Hm:構造体3の平均高さ、Pm:構造体3の平均配置ピッチ)
(Hm/Pm)>1.8であると、構造体3を転写する際に剥離不良となり構造体3が破壊される傾向がある。
(導電層)
導電層4mは、例えば、透明導電層などである。透明導電層は、例えば、無機透明導電膜である。導電層4mは、例えば単層膜である。
無機透明導電膜は、透明酸化物半導体を主成分としていることが好ましい。透明酸化物半導体としては、例えば、SnO、InO、ZnOおよびCdOなどの二元化合物、二元化合物の構成元素であるSn、In、ZnおよびCdのうちの少なくとも一つの元素を含む三元化合物、または多元系(複合)酸化物を用いることができる。透明酸化物半導体の具体例としては、例えばインジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、アルミドープ酸化亜鉛(AZO(Al、ZnO))、SZO、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、酸化錫(SnO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、酸化インジウム亜鉛(IZO(In、ZnO))などが挙げられる。特に、信頼性の高さ、および抵抗率の低さなどの観点から、インジウム錫酸化物(ITO)が好ましい。無機透明導電膜を構成する材料は、導電性の向上の観点からすると、アモルファスと多結晶との混合状態であることが好ましい。
導電層4mを構成する材料として、金属膜を含んでも良い。金属膜の材料としては、例えば、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Ni、Cr、Nb、W、Mo、Ti、およびCuからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。また、導電層4mが、導電性高分子、金属ナノ粒子、およびカーボンナノチューブからなる群より選ばれる少なくとも1種を主成分として含むようにしてもよい。
第1の領域Rにおける導電層4mの表面抵抗は、5000Ω/□以下であることが好ましい。5000Ω/□を超えると、抵抗が増大しすぎて電極として使用できなくなる傾向がある。
<6.第6の実施形態>
[導電性素子の構成]
図23Aは、本技術の第6の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図23Bは、本技術の第6の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す断面図である。図23Cは、本技術の第6の実施形態に係る導電性素子の第1の領域の層構成を示す断面図である。第6の実施形態に係る導電性素子1は、第1の領域Rに形成された第1の波面Sw1と、第2の領域Rに形成された第2の波面Sw2との違い(例えば振動の平均幅の違い)を利用して、第1の領域Rと第2の領域Rとに成膜された導電層4mのエッチング速度を変化させて、配線パターン部などを形成している点において、第5の実施形態とは異なっている。
(第1の領域、第2の領域)
第2の領域Rの基体表面には、例えば可視光の波長以下の波長を有する第2の波面Sw2が形成され、この第2の波面Sw2上には導電層4mが形成されていないか、もしくは導電層4mが不連続的に形成されている状態となっている。また、第2の領域Rに形成された導電層4mの厚さが、実質的に導電性を示さないほどに、第1の領域Rに形成された導電層4mの厚さよりも薄く、第2の領域Rが絶縁領域として機能するようにしてもよい。一方、第1の領域Rの基体表面には、例えば可視光の波長以下の波長を有する第1の波面Sw1が形成され、この第2の波面Sw1上には導電層4mが連続的に形成されている。したがって、第2の領域Rは、隣接する第1の領域Rに形成された導電層4mの間を絶縁するための絶縁領域として機能する。これに対して、第1の領域Rに連続的に形成された導電層4mは、第1の領域Rの延在方向に向かって導電性を有し、配線パターン部(導電パターン部)として機能する。
第1の波面Sw1は、例えば可視光の波長以下の配置ピッチで多数の第1の構造体3が形成された凹凸面である。第2の波面Sw2は、例えば可視光の波長以下の配置ピッチで多数の第2の構造体3が形成された凹凸面である。また、表面抵抗の低減の観点から、図23Cに示すように、基体表面に金属層5をさらに備えることが好ましい。
導電層4mは、第1の領域Rにおいて第1の構造体3による反射防止効果を阻害しないように、第1の構造体3の表面形状に倣って形成され、第1の構造体3と導電層4mとの表面形状がほぼ相似形状であることが好ましい。導電層4mの形成による屈折率プロファイルの変化を抑制し、優れた反射防止特性および/または透過特性を維持できるからである。導電層4mを構成する材料は、アモルファスと多結晶との混合状態であることが好ましい。第1の構造体3の高さを低くした場合にも、第1の構造体3の反射防止効果を阻害しないような膜厚で導電層4mを形成することができるからである。すなわち、第1の構造体3の高さを低くした場合にも、導電層4mが第1の構造体3の形状に倣った形状を維持することができるからである。
第2の波面Sw2の平均波長λm2に対する振動の平均幅Am2の比率(Am2/λm2)は、第1の波面Sw1の平均波長λm1に対する振動の平均幅Am1の比率(Am1/λm1)よりも大きいことが好ましい。これにより、光学特性と電気的選択性を両立できるからである。第2の波面Sw2の平均波長λm2に対する振動の平均幅Am2の比率(Am2/λm2)は、1.8以下であることが好ましい。比率(Am2/λm2)が1.8を超えると、第2の構造体3を転写する際に剥離不良となり第2の構造体3が破壊される傾向がある。第2の波面の振動の平均幅Am2は、第1の波面の振動の平均幅Am1に比して大きいことが好ましい。
また、第1の波面Sw1の平均波長λm1、および波面Sw2の平均波長λm2は、好ましくは100nm以上の範囲である。平均波長λm1、および平均波長λm2が100nm未満であると、波面Sw2の作製が困難となる傾向がある。第1の波面Sw1の平均波長λm1、および波面Sw2の平均波長λm2は、好ましくは100μm以下の範囲である。平均波長λm1、および平均波長λm2が100μmを超えると、インプリントと膜形成の際に段差、カバレッジに問題が発生し不具合が生じる。
第2の構造体3の平均アスペクト比は、第1の構造体3の平均アスペクト比に比して大きいことが好ましい。第1の構造体3の平均配置ピッチPm1、平均高さHm1、平均アスペクト比(Hm1/Pm1)がそれぞれ、第1の波面Sw1の平均波長λm1、振動の平均幅Am1、比率(Am1/λm1)と同様であることが好ましい。第2の構造体3の平均配置ピッチPm2、平均高さHm2、平均アスペクト比(Hm2/Pm2)がそれぞれ、第2の波面Sw2の平均波長λm2、振動の平均幅Am2、比率(Am2/λm2)と同様であることが好ましい。
具体的には、第2の波面Sw2の平均波長λm2に対する振動の平均幅Am2の比率(Am2/λm2)は、第1の波面Sw1の平均波長λm1に対する振動の平均幅Am1の比率(Am1/λm1)よりも大きいことが好ましい。これにより、光学特性と電気的選択性を両立できるからである。より具体的には、比率(Am1/λm1)および比率(Am2/λm2)が、以下の関係を満たすことが好ましい。
0<(Am1/λm1)<(Am2/λm2)≦1.8
(但し、Am1:波面Sw1の振動の平均幅、Am2:波面Sw2の振動の平均幅、λm1:波面Sw1の平均波長、λm2:波面Sw2の平均波長)
比率(Am2/λm2)>1.8であると、波面Sw2を転写する際に剥離不良となり波面Sw2が破壊される傾向がある。
ここで、波面Sw1の比率(Am1/λm1)は、第1の実施形態における波面Sw2と同様にして測定したものである。
波面Sw1、および波面Sw2の形状、波長および振動の幅はそれぞれ独立に選択することが可能である。具体的には例えば、波面Sw1、および波面Sw2はそれぞれ独立に、1次元的または2次元的な波面とすることが可能である。また、波面Sw1、および波面Sw2の波長および振動の幅はそれぞれ独立に、ナノオーダーまたはミクロンオーダーの波長および振動の幅とすることが可能である。
第2の領域Rには導電層4mの一部が残留膜として完全に存在しないことが好ましいが、第2の領域Rが絶縁領域として機能する程度であれば残留膜として存在していてもよい。この場合、第1の領域Rに形成された導電層4mの面積は、第2の領域Rに形成された導電層4mまたはその一部の面積よりも大きいことが好ましい。具体的には、第1の領域Rには導電層4mが連続的に形成されているのに対して、第2の領域R2には導電層4mまたはその一部が島状などに不連続に形成されていることが好ましい。また、第2の領域Rに形成された導電層4mまたはその一部の厚さが、実質的に導電性を示さないほどに、第1の領域Rに形成された導電層4mの厚さよりも薄く、第2の領域Rが絶縁領域として機能するようにしてもよい。
(構造体)
第1の領域Rに形成された第1の構造体3は、例えば、第2の領域Rに形成された第2の構造体3と同様に、六方格子パターン、準六方格子パターン、四方格子パターン、または準四方格子パターンなど規則的な格子パターンを形成する。また、後述するように、第1の構造体3をランダムに配列するようにしてもよい。なお、第1の領域Rの第1の構造体3と第2の領域Rの第2の構造体3との配置パターンは同一である必要はなく、両領域の構造体が異なる配置パターンをとるようにしてもよい。
第1の波面Sw1は、例えば可視光の波長以下の配置ピッチで多数の第1の構造体3が形成された凹凸面である。第2の波面Sw2は、例えば可視光の波長以下の配置ピッチで多数の第2の構造体3が形成された凹凸面である。第2の構造体3の平均アスペクト比(Hm2/Pm2)は、第1の構造体3の平均アスペクト比(Hm1/Pm1)に比して大きいことが好ましい。具体的には、第1の構造体3、および第2の構造体3が以下の関係を満たしていることが好ましい。
0<(Hm1/Pm1)<(Hm2/Pm2)≦1.8
(但し、Hm1:第1の構造体3の平均高さ、Hm2:第2の構造体3の平均高さ、Pm1:第1の構造体3の平均配置ピッチ、Pm2:第2の構造体3の平均配置ピッチ)
比率(Hm2/Pm2)>1.8であると、第2の構造体3を転写する際に剥離不良となり構造体3が破壊される傾向がある。
ここで、第1の構造体3のアスペクト比(Hm1/Pm1)、および第2の構造体3のアスペクト比(Hm2/Pm2)は、第1の実施形態における構造体3のアスペクト比(Hm/Pm)と同様にして測定したものである。
第1の構造体3、および第2の構造体3において、上記以外のことは第5の実施形態における構造体3と同様とすることができる。なお、第1の構造体3、および第2の構造体3の配置パターンや形状などは同一である必要はなく、両構造体が異なる配置パターンや形状などをとるようにしてもよい。
<7.第7の実施形態>
[導電性素子の構成]
図24Aは、本技術の第7の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図24Bは、図24Aに示した導電性素子の一部を拡大して表す断面図である。図24Bに示すように、導電性素子10は、基体2と、基体2の表面に設けられた、平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3を有する形状層6と、平面Sp1上に設けられた第1の層4と、波面Sw2上に形成された第2の層4とを備える。以下では、形状層6が形成される第1の面を表面と適宜称し、それとは反対側の第2の面を裏面と適宜称する。
導電性素子10は、帯状の形状を有し、ロール状に巻回されて、いわゆる原反とされる。導電性素子10は、可撓性を有していることが好ましい。これにより、帯状の導電性素子をロール状に巻回して原反とすることができ、搬送性や取り扱い性などが向上するからである。帯状の導電性素子10には、複数の導電性素子1が繰り返し設けられており、帯状の導電性素子10の所定区画を打ち抜くことで、複数の導電性素子1が得られる。この導電性素子1は、例えば、プリント基板などの配線素子であり、種々の電子機器に用いて好適なものである。
図24Aに示すように、導電性素子10は、例えば、少なくとも1周期以上の転写領域(単位領域)Tを有している。ここで、1周期の転写領域Tは、後述するロール原盤を1回転することにより転写される領域である。すなわち、1周期の転写領域Tの長さは、ロール原盤の周面の長さに相当する。隣接する2つの転写領域Tの境界部において、形状層6の凹凸形状に不整合性が存在しなく、2つの転写領域Tがシームレスに接続されていることが好ましい。これにより、優れた特性や外観を有する導電性素子10が得られるからである。ここで、不整合性とは、構造体3および構造体3による凹凸形状等の物理的な構成が不連続であることを意味する。不整合性の具体例としては、例えば、転写領域Tが有する所定の凹凸パターンの周期性の乱れ、または隣接する単位領域間の重なり、隙間、もしくは未転写部などが挙げられる。
(基体)
基体2の材料は特に限定はされものではなく用途によって適宜選択可能であり、例えば、プラスチック材料、ガラス材料、金属材料、金属化合物材料(例えば、セラミックス、磁性体、半導体など)を用いることができる。プラスチック材料としては、例えば、トリアセチルセルロース、ポリビニールアルコール、環状オレフィンポリマー、環状オレフィンコポリマー、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、メタクリル樹脂、ナイロン、ポリアセタール、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、メチルメタクリレート(共)重合体などが挙げられる。ガラス材料としては、例えば、ソーダライムガラス、鉛ガラス、硬質ガラス、石英ガラス、液晶化ガラスなどが挙げられる。金属材料および金属化合物材料としては、例えば、シリコン、酸化ケイ素、サファイヤ、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、セレン化亜鉛、臭化カリウムなどが挙げられる。
基体2の形状としては、例えば、シート状、プレート状、ブロック状を挙げることができるが、特にこれらの形状に限定されるものではない。ここで、シートにはフィルムが含まれるものと定義する。基体2は、全体として帯状の形状を有し、基体2の長手方向に向かって、単位領域としての転写領域Tが連続して形成されていることが好ましい。基体2の表面および裏面の形状としては、例えば平面および曲面のいずれも用いることができ、表面および裏面をいずれも平面または曲面とすることも、表面および裏面のうち一方を平面とし、他方を曲面とすることも可能である。
基体2は、形状層6を形成するためのエネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化するためのエネルギー線に対して不透過性を有している。本明細書中にて、エネルギー線とは、形状層6を形成するためのエネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化するためエネルギー線を示すものとする。基体2の表面に対して、例えば、印刷、塗布、真空成膜などにより装飾層または機能層を形成するようにしてもよい。
基体2は、単層構造または積層構造を有している。ここで、積層構造は、2以上の層を積層してなる積層構造であり、積層構造中の少なくとも1層は、エネルギー線に対して不透過性を有する不透過層である。積層構造を形成する方法としては、例えば、融着や表面処理などにより層間を直接的に貼合する方法、接着層や粘着層などの貼合層を介して層間を貼合する方法が挙げられるが、特に限定されるものではない。貼合層が、エネルギー線を吸収する顔料などの材料を含むようにしてもよい。また、基体2を積層構造とする場合、エネルギー線に対して不透過性を有する不透過層と、エネルギー線に対して透過性を有する透過層とを組み合わせるようにしてもよい。また、基体2が2以上の不透過層を備える場合には、それらが互いに異なる吸収特性を有していてもよい。
透過層の材料としては、例えば、アクリル樹脂コーティング材等の透明な有機膜や、透明な金属膜、無機膜、金属化合物膜またはそれらの積層体を用いることができるが、特に限定されるものではない。不透過層の材料としては、例えば、顔料を含んだアクリル樹脂コーティング材等の有機膜や、金属膜、金属化合物膜またはそれらの積層体を用いることができるが、特に限定されるものではない。顔料としては、例えば、カーボンブラックなどの光吸収性を有する材料を用いることができる。
図25A〜図25Eはそれぞれ、基体の第1〜第5の例を示す断面図である。
(第1の例)
図25Aに示すように、基体2は、単層の構造を有し、基体全体がエネルギー線に対して不透過性を有する不透過層である。
(第2の例)
図25Bに示すように、基体2は、2層構造を有し、エネルギー線に対して不透過性を有する不透過層2aと、エネルギー線に対して透過性を有する透過層2bとを備える。不透過層2aが裏面側に配置され、透過層2bが表面側に配置される。
(第3の例)
図25Cに示すように、基体2は、2層構造を有し、エネルギー線に対して不透過性を有する不透過層2aと、エネルギー線に対して透過性を有する透過層2bとを備える。不透過層2aが表面側に配置され、透過層2bが裏面側に配置される。
(第4の例)
図25Dに示すように、基体2は、3層構造を有し、エネルギー線に対して透過性を有する透過層2bと、この透過層2bの両主面に形成された、エネルギー線に対して不透過性を有する不透過層2a、2aとを備える。一方の不透過層2aが裏面側に配置され、他方の不透過層2aが表面側に配置される。
(第5の例)
図25Eに示すように、基体2は、3層構造を有し、エネルギー線に対して不透過性を有する不透過層2aと、この不透過層2aの両主面に形成された、エネルギー線に対して透過性を有する透過層2b、2bとを備える。一方の透過層2bが裏面側に配置され、他方の透過層2bが表面側に配置される。
(形状層)
形状層6は、所定の凹凸パターンを有する転写領域Tが連続して形成された表面を有する。形状層6は、例えば、複数の構造体3および構造体3が2次元配列されてなる層であり、必要に応じて複数の構造体3および構造体3と基体2との間に基底層8を備えるようにしてもよい。基底層8は、構造体3および構造体3の底面側に構造体3および構造体3と一体成形された層であり、構造体3および構造体3と同様のエネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化してなる。基底層8の厚さは、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択することができる。複数の構造体3および構造体3が、例えば、基体2の表面において複数列のトラックTをなすように配列されている。複数例のトラックをなすように配列された複数の構造体3および構造体3が、例えば、四方格子状または六方格子状などの規則的な所定の配置パターンをなすようにしてもよい。構造体3および構造体3の高さが基体2の表面において規則的または不規則的に変化するようにしてもよい。
基体2と形状層6との間に、両者の密着層を向上するために、下塗り層を設けることが好ましい。下塗り層としては、例えば、アクリル系の表面処理剤、シランカップリング剤などを用いることができる。
形状層6は、エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化することにより形成される。形状層6は、基体2上に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物を、基体2とは反対の側から重合などの硬化反応を進行させることにより形成されていることが好ましい。これにより、基体2としてエネルギー線に対して不透過性を有するものを用いることができるからである。転写領域T間は、エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化度に不整合を生じることなく繋がっていることが好ましい。エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化度の不整合は、例えば、重合度の差である。
エネルギー線硬化性樹脂組成物は、エネルギー線を照射することによって硬化させることができる樹脂組成物である。エネルギー線とは、電子線、紫外線、赤外線、レーザー光線、可視光線、電離放射線(X線、α線、β線、γ線など)、マイクロ波、高周波などのラジカル、カチオン、アニオンなどの重合反応の引き金と成りうるエネルギー線を示す。エネルギー線硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、他の樹脂と混合して用いるようにしてもよく、例えば熱硬化性樹脂などの他の硬化性樹脂と混合して用いてもよい。また、エネルギー線硬化性樹脂組成物は、有機無機ハイブリッド材料であってもよい。また、2種以上のエネルギー線硬化性樹脂組成物を混合して用いるようにしてもよい。エネルギー線硬化性樹脂組成物としては、紫外線により硬化する紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、またはエポキシ系の紫外線硬化樹脂を用いることができる。
また、形状層6の材料としては、上述したエネルギー線硬化性樹脂組成物以外に、耐熱性のあるパーヒドロポリシラザンなどの焼成後に無機膜が得られる材料、シリコン系樹脂材料などを用いることも可能である。
また、エネルギー線硬化性樹脂組成物が、必要に応じてフィラー、機能性添加剤、溶剤、無機材料、顔料、帯電防止剤、増感色素などを含んでいてもよい。フィラーとしては、例えば、無機微粒子および有機微粒子のいずれも用いることができる。無機微粒子としては、例えば、SiO、TiO、ZrO、SnO、Alなどの金属酸化物微粒子を挙げることができる。機能性添加剤としては、例えば、レベリング剤、表面調整剤、吸収剤、消泡剤などを挙げることができる。
[転写装置の構成]
図26は、本技術の第7の実施形態に係る転写装置の構成の一例を示す概略図である。この転写装置は、ロール原盤11と、基体供給ロール111と、巻き取りロール112と、ガイドロール113、114と、ニップロール115、剥離ロール116と、塗布装置117と、エネルギー線源110とを備える。
基体供給ロール111には、シート状などの基体2がロール状に巻かれ、ガイドロール113を介して基体2を連続的に送出できるように配置されている。巻き取りロール112は、この転写装置により凹凸形状が転写された形状層6を有する基体2を巻き取りできるように配置されている。ガイドロール113、114は、帯状の基体2を搬送できるように、この転写置内の搬送路に配置されている。ニップロール115は、基体供給ロール111から送出され、エネルギー線硬化性樹脂組成物が塗布された基体2を、ロール原盤11とニップできるように配置されている。ロール原盤11は、形状層6を形成するための転写面を有し、その内部には1個または複数個のエネルギー線源110を備える。ロール原盤11の詳細について後述する。剥離ロール116は、エネルギー線硬化性樹脂組成物118を硬化することにより得られた形状層6を、ロール原盤11の転写面から剥離可能に配置されている。
基体供給ロール111、巻き取りロール112、ガイドロール113、114、ニップロール115、および剥離ロール116の材質は特に限定されるものではなく、所望とするロール特性に応じてステンレスなどの金属、ゴム、シリコーンなどを適宜選択して用いることができる。塗布装置117としては、例えば、コーターなどの塗布手段を備える装置を用いることができる。コーターとしては、例えば、塗布するエネルギー線硬化性樹脂組成物の物性などを考慮して、グラビア、ワイヤバー、およびダイなどのコーターを適宜使用することができる。
[ロール原盤の構成]
ロール原盤11は、例えば、円筒状の形状を有する原盤であり、その表面に形成された転写面Spと、それとは反対の内側に形成された内周面である裏面Siとを有する。ロール原盤11の内部には、例えば、裏面Siにより形成される円柱状の空洞部が形成されており、この空洞部に1個または複数個のエネルギー線源110が備えられる。転写面Spには、例えば、凹状または凸状の複数の構造体が形成され、これらの構造体の形状を基体2上に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物に対して転写することにより、基体2の表面に形状層6が形成される。すなわち、転写面Spには、基体2の形状層6の有する凹凸形状を反転したパターンが形成されている。
ロール原盤11は、エネルギー線源110から放射されたエネルギー線に対して透過性を有し、エネルギー線源110から放射されて裏面Siに入射したエネルギー線を転写面Spから放出可能に構成されている。この転写面Spから放出されたエネルギー線により、基体2上に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物118が硬化される。ロール原盤11の材料は、エネルギー線に対して透過性を有するものであればよく特に限定されるものではない。紫外線に対して透過性を有する材料としては、ガラス、石英、透明樹脂、有機無機ハイブリッド材料などを用いることが好ましい。透明樹脂としては、例えば、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)などが挙げられる。有機無機ハイブリッド材料としては、例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)などが挙げられる。ロール原盤11の転写面Spおよび裏面Siの少なくとも一方に、透明性を有する金属膜、金属化合物膜または有機膜を形成するようにしてもよい。
1個または複数個のエネルギー線源110は、基体2上に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物118に向けてエネルギー線を照射可能にロール原盤11の空洞部内に支持されている。ロール原盤11が複数個のエネルギー線源110を備える場合には、これらのエネルギー線源110は、1列または2列以上の列をなすように配置されることが好ましい。エネルギー線源としては、電子線、紫外線、赤外線、レーザー光線、可視光線、電離放射線(X線、α線、β線、γ線など)、マイクロ波、または高周波などエネルギー線を放出可能なものであればよく、特に限定されるものではない。エネルギー線源の形態としては、例えば、点状光源、線状光源を用いることができるが、特に限定されるものではなく、点状光源と線状光源とを組み合わせて用いるようにしてもよい。エネルギー線源として点状光源を用いる場合には、複数の点状光源を直線状に配列するなどして線状光源を構成することが好ましい。線状光源は、ロール原盤11の回転軸と平行に配置することが好ましい。紫外線を放出するエネルギー線源としては、例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ショートアーク放電ランプ、紫外線発光ダイオード、半導体レーザー、蛍光灯、有機エレクトロルミネッセンス、無機エレクトロルミネッセンス、発光ダイオード、光ファイバなどが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、ロール原盤11の内部にスリットをさらに設け、このスリットを介してエネルギー線源110から放射されたエネルギー線がエネルギー線硬化性樹脂組成物118に対して照射されるようにしてもよい。このとき、エネルギー線硬化性樹脂組成物118はエネルギー線を吸収することにより発生する熱によって硬化させても良い。
この第7の実施形態において、上記以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
[導電性素子の製造方法]
図27A〜図27Eは、本技術の第7の実施形態に係る導電性素子の製造方法の一例を説明するための工程図である。
まず、「レジスト成膜工程」から「エッチング工程」までを上述の第1の実施形態と同様にして、図27Aに示すロール原盤11を作製する。
(線源配置工程)
次に、図27Bに示すように、ロール原盤11内の収容空間(空洞部)に、1または複数のエネルギー線源110を配置する。エネルギー線源110は、ロール原盤11の幅方向Dwまたは回転軸1の軸方向と平行に配置することが好ましい。
(下塗り層形成工程)
次に、必要に応じて、エネルギー線硬化性樹脂組成物118が塗布される基体2の表面に対して、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、UV処理、オゾン処理、ブラスト処理などの表面処理を施す。次に、表面処理剤を基体2の表面に塗布し、必要に応じて乾燥および/または硬化することにより、下塗り層を基体2の表面に形成する。表面処理剤としては、例えば、アクリル系の表面処理剤などを酢酸ブチルで希釈した処理溶液、シランカップリング剤などを用いることができる。
(転写工程)
次に、図27Cに示すように、長尺の基体2またはロール原盤11上にエネルギー線硬化性樹脂組成物118を塗布または印刷する。塗布方法は特に限定されるものではないが、例えば、基体上または原盤上へのポッティング、スピンコート法、グラビアコート法、ダイコート法、バーコート法などを用いることができる。印刷方法としては、例えば、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凹版印刷法、ゴム版印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。次に、必要に応じて、溶剤除去やプリベークなどの加熱処理を行う。
次に、図27Dに示すように、ロール原盤11を回転させながら、その転写面Spをエネルギー線硬化性樹脂組成物118に密着させるとともに、ロール原盤11内のエネルギー線源110から出射されたエネルギー線を、ロール原盤11の転写面Spの側からエネルギー線硬化性樹脂組成物118に対して照射する。これにより、エネルギー線硬化性樹脂組成物118が硬化し、形状層6が形成される。具体的には、エネルギー線硬化性樹脂組成物118の硬化反応が、ロール原盤11の転写面Sp側から基体2の表面側に向けて順次進行し、塗布または印刷されたエネルギー線硬化性樹脂組成物118の全体が硬化することで、形状層6が形成される。基底層8の有無、または基底層8の厚さは、例えば、基体2の表面に対するロール原盤11の圧力を調整することにより選択可能である。次に、基体2上に形成された形状層6をロール原盤11の転写面Spから剥離する。これにより、図27Eに示すように、基体2の表面に形状層6が形成される。この転写工程では、上述のようにして、帯状を有する基体2の長手方向をロール原盤11の回転進行方向として凹凸形状が転写される。その後、ポストキュアなどの処理を行ってもよい。
ここで、図26に示す転写装置を用いた転写工程について具体的に説明する。
まず、基体供給ロール111から長尺の基体2を送出し、送出された基体2は、塗布装置117の下を通過する。次に、塗布装置117の下を通過する基体2上に、塗布装置117によりエネルギー線硬化性樹脂組成物118を塗布する。次に、エネルギー線硬化性樹脂組成物118が塗布された基体2をガイドロール113を経てロール原盤11に向けて搬送する。
次に、基体2とエネルギー線硬化性樹脂組成物118との間に気泡が入らないように、搬入された基体2をロール原盤11とニップロール115とにより挟み合わる。その後、エネルギー線硬化性樹脂組成物118をロール原盤11の転写面Spに密着させながら、基体2をロール原盤11の転写面Spに沿わせて搬送するとともに、1または複数のエネルギー線源110から放射されたエネルギー線を、ロール原盤11の転写面Spを介してエネルギー線硬化性樹脂組成物118に対して照射する。これにより、エネルギー線硬化性樹脂組成物118が硬化し、形状層6が形成さる。次に、剥離ロール116により、ロール原盤11の転写面Spから形状層6が剥離されて、形状層6が形成された長尺の基体2が得られる。次に、得られた基体2を、ガイドロール114を介して巻き取りロール112に向けて搬送し、長尺の基体2を巻き取りロール112により巻き取る。これにより、長尺の基体2が巻回された原反が得られる。
次に、「積層膜の成膜工程」から「洗浄工程」までを上述の第1の実施形態と同様にすることで、図24Aに示した帯状の導電性素子10が得られる。次に、必要に応じて、帯状の導電性素子10を所定形状に打ち抜くことで、導電性素子1が得られる。
なお、「転写工程」において基体2を一旦巻き取らずに、「積層膜の成膜工程」から「洗浄工程」までもロール・ツー・ロールで連続して行うようにしてもよい。
なお、上述の第2〜第5の実施形態、および後述する第10〜第11の実施形態に係る導電性素子1に対して、第7の実施形態における基体2の構成を採用するようにしてもよい。このような構成を採用する場合、導電性素子の製造方法としては、第7の実施形態における導電性素子の製造方法を用いることが好ましい。
<8.第8の実施形態>
図28は、本技術の第8の実施形態に係る転写装置の構成の一例を示す概略図である。この転写装置は、ロール原盤11と、塗布装置117と、搬送ステージ121とを備える。第8の実施形態において、第7の実施形態と同一の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。搬送ステージ121は、この搬送ステージ121上に載置された基体2を矢印aの方向に向けて搬送可能に構成されている。
次に、上述の構成を有する転写装置の動作の一例について説明する。
まず、塗布装置117の下を通過する基体2上に、塗布装置117によりエネルギー線硬化性樹脂組成物118を塗布する。次に、エネルギー線硬化性樹脂組成物118が塗布された基体2をロール原盤11に向けて搬送する。次に、エネルギー線硬化性樹脂組成物118をロール原盤11の転写面Spに密着させながら搬送するとともに、ロール原盤11内に設けられた1または複数のエネルギー線源110から放射されたエネルギー線を、ロール原盤11の転写面Spを介してエネルギー線硬化性樹脂組成物118に対して照射する。これにより、エネルギー線硬化性樹脂組成物118が硬化し、形状層6が形成さる。次に、搬送ステージを矢印aの方向に搬送することにより、ロール原盤11の転写面Spから形状層6を剥離する。これにより、形状層6が形成された長尺の基体2が得られる。次に、必要に応じて、以上により、目的とする基体2が得られる。
<9.第9の実施形態>
図29は、本技術の第9の実施形態に係る転写装置の構成の一例を示す概略図である。この転写装置は、ロール131、132、134、135と、ベルト原盤であるエンボスベルト133と、平坦ベルト136と、1個または複数個のエネルギー線源110と、塗布装置117とを備える。第9の実施形態において、第7の実施形態と同一の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
エンボスベルト133は、ベルト原盤の一例であり、環状の形状を有し、その外周面には複数の構造体が、例えば2次元配列されている。エンボスベルト133は、エネルギー線に対して透過性を有している。平坦ベルト136は、環状の形状を有し、その外周面は平坦面とされている。エンボスベルト133と平坦ベルト136との間には、基体2の厚さ程度の間隙が形成され、これらのベルトの間を、エネルギー線硬化性樹脂組成物118が塗布された基体2が走行可能となっている。
ロール131とロール132とは離間して配置され、これらのロール131とロール132とにより、エンボスベルト133がその内周面により支持されて、エンボスベルト133が細長い長円形状などに形状保持されている。エンボスベルト133の内側に配置されたロール131とロール132とを回転駆動させることにより、エンボスベルト133が回転走行されるようになっている。
ロール134およびロール135はそれぞれ、ロール131およびロール132に対向して配置されている。これらのロール134とロール135とにより、平坦ベルト136がその内周面により支持されて、平坦ベルト136が細長い長円形状などに形状保持されている。平坦ベルト136の内側に配置されたロール134とロール135とを回転駆動させることにより、平坦ベルト136が回転走行されるようになっている。
エンボスベルト133の内側には、1または複数のエネルギー線源110が配置されている。1または複数のエネルギー線源110は、エンボスベルト133と平坦ベルト136との間を走行する基体2に対して、エネルギー線を照射可能に保持されている。線状光源などのエネルギー線源110は、エンボスベルト133の幅方向と平行に配置することが好ましい。エネルギー線源110の配置位置はエンボスベルト133の内周面により形成される空間内であればよく特に限定されるものではない。例えば、ロール131およびロール132の少なくとも一方の内部に配置するようにしてもよい。この場合、ロール131およびロール132をエネルギー線に対して透過性を有する材料により形成することが好ましい。
次に、上述の構成を有する転写装置の動作の一例について説明する。
まず、塗布装置117の下を通過する基体2上に、塗布装置117によりエネルギー線硬化性樹脂組成物118を塗布する。次に、回転するエンボスベルト133と平坦ベルト136との間の間隙に、ロール131、134の側からエネルギー線硬化性樹脂組成物118が塗布された基体2を搬入する。これにより、エンボスベルト133の転写面とエネルギー線硬化性樹脂組成物118とが密着する。次に、この密着状態を維持しながら、エネルギー線源110から放射されたエネルギー線を、エンボスベルト133を介してエネルギー線硬化性樹脂組成物118に対して照射する。これにより、エネルギー線硬化性樹脂組成物118が硬化され、基体2上に形状層6が形成される。次に、エンボスベルト133を形状層6から剥離する。これにより、目的とする基体2が得られる。
<10.第10の実施形態>
図30Aは、本技術の第10の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す断面図である。第10の実施形態に係る導電性素子1は、基体2の両主面に平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3を形成し、基体両面に導電パターン部を形成している点において、第1の実施形態とは異なっている。図30Aでは、基体両主面における平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3の位置、面積、形状および配置順序などが同一となっているが、基体両主面における平面Sp1、波面Sw2および波面Sw3の位置、面積、形状および配置順序などはこの例に限られるものではなく、回路や素子の設計などに応じて所望の位置、面積、形状および配置順序などに設定することができる。
また、図30Bに示すように、基体2の平面Sp1にスルーホール(貫通孔)を形成し、このスルーホールに導体インクなどの導電材料7を埋め込み、基体2の両面に形成された回路などの導電パターン部を電気的に接続するようにしてもよい。スルーホールを形成するのは平面Sp1に限られるものではなく、波面Sw2に設けるようにしてもよい。基体2の両主面に対向して平面Sp1および波面Sw2が設けられている場合には、平面Sp1および波面Sw2をスルーホールにより貫通し、基体2の両面に形成された導電パターン部を電気的に接続するようにしてもよい。
上述の構成を有する基体2は、例えば、次のようにして作製することができる。まず、帯状を有する基体2を搬送しながら、その両面にエネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布する。次に、基体2の両面の側に配置された回転原盤(例えばロール原盤またはベルト原盤)の転写面をエネルギー線硬化性樹脂組成物に密着させるとともに、回転原盤内のエネルギー線源からエネルギー線をエネルギー線硬化性樹脂組成物に対して照射する。これにより、エネルギー線硬化性樹脂組成物が硬化し、形状層6が基体2の両面に形成される。なお、2つの回転原盤を基体2を介して対向するように配置して、両原盤にて基体2をニップしながら、エネルギー線硬化性樹脂組成物に形状を転写するようにしてもよい。
第10の実施形態では、基体2の両面に導電パターン部を形成しているので、第1の実施形態よりも多くの回路などを導電性素子1に搭載することが可能となる。
<11.第11の実施形態>
図31Aは、本技術の第11の実施形態に係る導電性素子に備えられた基体の第1の例を示す断面図である。図31Bは、本技術の第11の実施形態に係る導電性素子に備えられた基体の第2の例を示す断面図である。第11の実施形態に係る導電性素子1は、形状層6がエネルギー線に対して不透過性を有している点において、第1の実施形態または第10の実施形態に係る導電性素子1とは異なっている。このような不透過性を有する構造体3は、例えば、エネルギー線を吸収する顔料などの材料をエネルギー線硬化性樹脂組成物に添加することにより形成することが可能である。
この第11の実施形態において、上記以外のことは、第1の実施形態または第10の実施形態と同様である。
<12.第12の実施形態>
図32Aは、本技術の第12の実施形態に係る導電性素子の一構成例を示す平面図である。図32Bは、図32Aに示したB−B線に沿った断面図である。図33Aは、図32Bに示した第1の領域の一部を拡大して表す断面図である。図33Bは、図32Bに示した第2の領域の一部を拡大して表す断面図である。図33Cは、図32Bに示した第3の領域の一部を拡大して表す断面図である。第12の実施形態に係る導電性素子1は、構造体3および構造体3が基体2の表面に対して凹状を有している点において、第1の実施形態のものとは異なっている。また、構造体3および構造体3のうち、一方を凹状のものとし、他方を凸状のものとすることも可能である。第2の領域Rおよび第3の領域Rに、凹状と凸状の構造体3および構造体3が混在しているようにしてもよい。
この第12の実施形態において、上記以外のことは、第1の実施形態と同様である。
この第12の実施形態では、第1の実施形態における凸形状の構造体3および構造体3の形状を反転して凹形状としているので、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
以下の実施例、比較例および参考例では、導電性シートの表面抵抗は4端子抵抗測定機にて測定した。なお、プローブ先端針の径はR100μmとし、針のピッチは1mmとした。
(実施例1)
(転写工程)
まず、図34Aに示すように、平面領域(第1の領域)Rとナノ構造体形成領域(第2の領域)Rとが成形面にストライプ状に形成されたロール原盤を準備した。次に、ロール原盤の空洞部に複数のUV光源を配置した。
次に、シランカップリング剤を酢酸ブチルで希釈し、表面処理溶液を調製した。次に、調製した表面処理溶液により、ポリイミドからなるシートの表面を処理することにより、下塗り層を形成した。
次に、下塗り層が設けられたシートの表面に紫外線硬化樹脂を塗布した。次に、ロール原盤を回転させながら、その転写面を紫外線硬化樹脂が塗布されたシートに密着させるとともに、パワー100mJ/cmの紫外線をロール原盤の転写面の側から紫外線硬化樹脂に対して照射し硬化させながら剥離した。これにより、シート表面のうち、ナノ構造体形成領域(第2の領域)Rには凸状のナノ構造体が多数形成されるのに対して、平面領域(第1の領域)Rには平坦面が形成された光学シートが得られた。構造体の配置ピッチは250nm、構造体の高さは200nm、構造体の形状は円錐台、構造体の配列は六方格子配列であった。
(成膜工程)
次に、スパッタリング法により、光学シートの成形面上にITO層を形成した。到達真空度は0.00015Pa、成膜時真空度は0.24Paとし、成膜時にはArガスとOガスとを導入し、その混合比率はAr:O=200:13とした。また、膜厚が平板換算で30nmとなるように成膜条件を調整した。なお、平板換算膜厚は、構造体頂部の膜厚とほぼ等しくなる。
(アニール工程)
次に、ITO層を形成した光学シートに対して、150℃、30分間の大気中アニールを施した。これにより、ITO層の多結晶化が促進された。次に、この促進の状態を確認すべく、X線回折(X‐ray diffraction:XRD)でITO層を測定したところ、Inのピークが確認された。
(除去工程)
次に、アニール処理を施した光学シートを、PH3程度の溶液に20秒間浸漬させた。
(洗浄工程)
次に、除去処理を施した光学シートを純水により洗浄した。
以上により、目的とする透明導電性シートが得られた。
(導通/非導通評価)
上述のようにして得られた実施例1に係る透明導電性シートの表面について、テスターを用いて導通および非導通を、図34Bに示すポイントで評価した。その評価結果を表1に示す。
表1は、実施例1に係る透明導電性シートの評価結果を示す。
表1から以下のことがわかる。
透明導電性シート表面のうちナノ構造体形成領域(第2の領域)Rは絶縁状態となるのに対して、平面領域(第1の領域)Rは導通状態となる。したがって、転写工程(インプリント工程)、成膜工程および除去工程を順次行うだけで、配線や電極などの所望の導電パターン部を基体表面に形成できる。すなわち、スループットを向上することができる
(密着性)
上述のようにして得られた実施例1に係る透明導電性シートの密着性を評価した。その結果、ポリイミドからなるシートと、紫外線硬化樹脂からなるナノ構造体との間に、シランカップリング剤からなる下塗り層を設けることで、両者の密着性は向上できることがわかった。
なお、詳細は省略するが、ポリエチレンナフタレート(PEN)またはシクロオレフィンコポリマー(COC)からなるシートを用いた場合にも、シランカップリング剤からなる下塗り層を設けることで、シートとナノ構造体との密着性を向上できた。また、表面処理剤として、シランカップリング剤に代えて、アクリル系の表面処理剤やその混合剤を用いた場合にも、同様に密着性向上の効果が得られた。
(実施例2−1)
(転写工程)
まず、平面領域(第1の領域)Rとナノ構造体形成領域(第2の領域)Rとが成形面にストライプ状に形成されたロール原盤を準備した。次に、ロール原盤の空洞部に複数のUV光源を配置した。
次に、シランカップリング剤を酢酸ブチルで希釈し、表面処理溶液を調製した。次に、調製した表面処理溶液により、ポリイミドからなるシートの表面を処理することにより、下塗り層を形成した。
次に、下塗り層が設けられたシートの表面に紫外線硬化樹脂を塗布した。次に、ロール原盤を回転させながら、その転写面を紫外線硬化樹脂が塗布されたシートに密着させるとともに、パワー100mJ/cmの紫外線をロール原盤の転写面の側から紫外線硬化樹脂に対して照射し硬化させながら剥離した。これにより、ロール原盤の第1の領域と第2の領域とが転写された光学シート(ナノインプリントフィルム)が作製された。
(形状測定)
次に、作製した光学シートの転写面の平均波長λmおよび振動の平均幅Amを測定し、それらの測定値から比率(Am/λm)を求めた。その結果を表2に示す。
(成膜工程)
次に、スパッタリング法により、光学シートの成形面上にITO層を形成した。
以下に、ITO層成膜時における成膜条件を示す。
到達真空度:0.00015Pa
成膜時真空度:0.24Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
混合ガスの混合比率(体積比率):Ar:O=200:13
平板換算膜厚:36nm
ここで、平板換算膜厚は、光学シート表面にITO層を形成した場合と同様の成膜条件にて、平板上にITO層を形成したときの膜厚であり、波面頂部の膜厚とほぼ等しくなる。
次に、真空状態を保持したまま、スパッタリング法により、ITO層上にAg層を形成した。
以下に、Ag層成膜時における成膜条件を示す。
成膜時真空度:0.11Pa
ガス種:Arガス
ガス流量:100sccm
平板換算膜厚:200nm
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した光学シートの表面抵抗を測定した。その結果を表2に示す。
(除去工程)
次に、光学シートをPH=3程度の溶液に20秒間浸漬させた。
(洗浄工程)
次に、純水にて光学シートを洗浄した。
以上により、目的とする導電性シートが作製された。
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した導電性シートの表面抵抗を測定した。その結果を表2に示す。
(実施例2−2)
(転写工程)
まず、平面領域(第1の領域)Rとナノ構造体形成領域(第2の領域)Rとが成形面にストライプ状に形成されたロール原盤を準備した。次に、ロール原盤の空洞部に複数のUV光源を配置した。
次に、シランカップリング剤を酢酸ブチルで希釈し、表面処理溶液を調製した。次に、調製した表面処理溶液により、ポリイミドからなるシートの表面を処理することにより、下塗り層を形成した。
次に、下塗り層が設けられたシートの表面に紫外線硬化樹脂を塗布した。次に、ロール原盤を回転させながら、その転写面を紫外線硬化樹脂が塗布されたシートに密着させるとともに、パワー100mJ/cmの紫外線をロール原盤の転写面の側から紫外線硬化樹脂に対して照射し硬化させながら剥離した。これにより、ロール原盤の第1の領域と第2の領域とが転写された光学シート(ナノインプリントフィルム)が作製された。
(形状測定)
次に、作製した光学シートの転写面の平均波長λmおよび振動の平均幅Amを測定し、それらの測定値から比率(Am/λm)を求めた。その結果を表3に示す。
(成膜工程)
次に、スパッタリング法により、光学シートの成形面上にITO層を形成した。
以下に、ITO層成膜時における成膜条件を示す。
到達真空度:0.00015Pa
成膜時真空度:0.24Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
混合ガスの混合比率(体積比率):Ar:O=200:13
平板換算膜厚:40nm
ここで、平板換算膜厚は、光学シート表面にITO層を形成した場合と同様の成膜条件にて、平板上にITO層を形成したときの膜厚であり、波面頂部の膜厚とほぼ等しくなる。
次に、真空状態を保持したまま、スパッタリング法により、ITO層上にAg層を形成した。
以下に、Ag層成膜時における成膜条件を示す。
成膜時真空度:0.11Pa
ガス種:Arガス
ガス流量:100sccm
平板換算膜厚:200nm
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した光学シートの表面抵抗を測定した。その結果を表3に示す。
(除去工程)
次に、光学シートをPH=3程度の溶液に60秒間浸漬させた。
(洗浄工程)
次に、純水にて光学シートを洗浄した。
以上により、目的とする導電性シートが作製された。
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した導電性シートの表面抵抗を測定した。その結果を表3に示す。
(表面観察)
次に、上述のようにして作製した導電性シートの表面を光学顕微鏡を用いて観察した。その結果を図35に示す。
表2は、実施例2−1に係る導電性シートの測定結果を示す。
表3は、実施例2−2に係る導電性シートの測定結果を示す。
表2、表3から以下のことがわかる。
導電性シート表面のうち、波面を有する第2の領域では、除去工程においてITO層およびAg層が除去され絶縁状態となるのに対して、平面を有する第1の領域では、除去工程においてITO層およびAg層が除去されず残り導通状態が維持される。
したがって、電気抵抗を下げるため膜構成を多層構造とした場合でも、除去選択性を確保でき、平面領域ではITO層およびAg層を残すことができる。すなわち、低抵抗な配線を容易に作製することができる。
(実施例2−3)
まず、平面領域(第1の領域)Rとナノ構造体形成領域(第2の領域)Rとが成形面にストライプ状に形成されたロール原盤を準備した。次に、ロール原盤の空洞部に複数のUV光源を配置した。
次に、シランカップリング剤を酢酸ブチルで希釈し、表面処理溶液を調製した。次に、調製した表面処理溶液により、ポリイミドからなるシートの表面を処理することにより、下塗り層を形成した。
次に、下塗り層が設けられたシートの表面に紫外線硬化樹脂を塗布した。次に、ロール原盤を回転させながら、その転写面を紫外線硬化樹脂が塗布されたシートに密着させるとともに、パワー100mJ/cmの紫外線をロール原盤の転写面の側から紫外線硬化樹脂に対して照射し硬化させながら剥離した。これにより、ロール原盤の第1の領域と第2の領域とが転写された光学シート(ナノインプリントフィルム)が作製された。
(形状測定)
次に、作製した光学シートの転写面の平均波長λmおよび振動の平均幅Amを測定し、それらの測定値から比率(Am/λm)を求めた。その結果を表4に示す。
(成膜工程)
次に、スパッタリング法により、光学シートの成形面上にITO層を形成した。
以下に、ITO層成膜時における成膜条件を示す。
到達真空度:0.00015Pa
成膜時真空度:0.24Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
混合ガスの混合比率(体積比率):Ar:O=200:13
平板換算膜厚:36nm
ここで、平板換算膜厚は、光学シート表面にITO層を形成した場合と同様の成膜条件にて、平板上にITO層を形成したときの膜厚であり、構造体頂部の膜厚とほぼ等しくなる。
次に、真空状態を保持したまま、スパッタリング法により、ITO層上にAg層を形成した。
以下に、Ag層成膜時における成膜条件を示す。
成膜時真空度:0.11Pa
ガス種:Arガス
ガス流量:100sccm
平板換算膜厚:200nm
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した光学シートの表面抵抗を測定した。その結果を表4に示す。
(除去工程)
次に、光学シートをPH=3程度の溶液に20秒間浸漬させた。
(洗浄工程)
次に、純水にて光学シートを洗浄した。
以上により、目的とする導電性シートが作製された。
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した導電性シートの表面抵抗を測定した。その結果を表4に示す。
表4は、実施例2−3に係る導電性シートの測定結果を示す。
表4から以下のことがわかる。
導電性シート表面のうち、高い比率(Am/λm=0.76)を有する第2の領域では、除去工程においてITO層およびAg層が除去され絶縁状態となる。これに対して、低い比率(Am/λm=0.6)を有する第1の領域では、除去工程においてITO層およびAg層が除去されず残り導通状態が維持される。
したがって、第1の領域と第2の領域との両領域に波面を形成した場合でも、比率(Am/λm)の大きさを調整することで、除去選択性を確保でき、低い比率(Am/λm=0.6)を有する第1の領域ではITO層およびAg層を残すことができる。すなわち、低抵抗な配線を容易に作製することができる。
(実施例3−1)
(転写工程)
まず、平面領域(第1の領域)Rとナノ構造体形成領域(第2の領域)Rとが成形面にストライプ状に形成されたロール原盤を準備した。次に、ロール原盤の空洞部に複数のUV光源を配置した。
次に、アクリル系の表面処理剤を酢酸ブチルで希釈し、表面処理溶液を調製した。次に、調製した表面処理溶液により、ポリイミドからなるシートの表面を処理することにより、下塗り層を形成した。
次に、下塗り層が設けられたシートの表面に紫外線硬化樹脂を塗布した。次に、ロール原盤を回転させながら、その転写面を紫外線硬化樹脂が塗布されたシートに密着させるとともに、パワー100mJ/cmの紫外線をロール原盤の転写面の側から紫外線硬化樹脂に対して照射し硬化させながら剥離した。これにより、ロール原盤の第1の領域と第2の領域とが転写された光学シート(ナノインプリントフィルム)が作製された。
(形状測定)
次に、作製した光学シートの転写面の平均波長λmおよび振動の平均幅Amを測定し、それらの測定値から比率(Am/λm)を求めた。その結果を表5に示す。
(成膜工程)
次に、スパッタリング法により、光学シートの成形面上にITO層を形成した。
以下に、ITO層成膜時における成膜条件を示す。
到達真空度:0.00015Pa
成膜時真空度:0.24Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
混合ガスの混合比率(体積比率):Ar:O=200:13
平板換算膜厚:36nm
ここで、平板換算膜厚は、光学シート表面にITO層を形成した場合と同様の成膜条件にて、平板上にITO層を形成したときの膜厚であり、構造体頂部の膜厚とほぼ等しくなる。
次に、真空状態を保持したまま、スパッタリング法により、ITO層上にSiO層を形成した。
以下に、SiO層成膜時における成膜条件を示す。
成膜時真空度:0.28Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
Arガス流量:100sccm
ガス流量:180sccm
平板換算膜厚:5nm
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した光学シートの表面抵抗を測定した。その結果を表5に示す。
(除去工程)
次に、光学シートをPH=3程度の溶液に60秒間浸漬させた。
(洗浄工程)
次に、純水にて光学シートを洗浄した。
以上により、目的とする導電性シートが作製された。
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した導電性シートの表面抵抗を測定した。その結果を表5に示す。
(比較例3−1)
SiO層の形成を省略する以外は実施例3−1と同様にして光学シートを作製した。また、除去工程前後における光学シートの表面抵抗も実施例3−1と同様にして測定した。その結果を表6に示す。
表5は、実施例3−1に係る導電性シートの測定結果を示す。
表6は、比較例3−1に係る光学シートの測定結果を示す。
表5、表6から以下のことがわかる。
実施例3−1において、導電性シート表面のうち、波面を有する第2の領域では、除去工程においてITO層およびSiO層が除去され絶縁状態となるのに対して、平面を有する第1の領域では、除去工程においてITO層およびSiO層が除去されず残り導通状態が維持される。
ITO層のみを形成した比較例3−1においては、60秒の除去工程を経ると、波面および平面に関われず、ITO層が除去され絶縁状態となる。
したがって、金属層であるAg層の代わりに、レジスト層であるSiO層を用いた多層構造を採用した場合にも、除去選択性を確保でき、平面領域ではITO層およびSiO層を残すことができる。また、SiO層をITO層上に積層することで、除去工程におけるITO層の耐性を向上し、除去選択性を飛躍的に向上することができる。
(実施例3−2)
まず、平面領域(第1の領域)Rとナノ構造体形成領域(第2の領域)Rとが成形面にストライプ状に形成されたロール原盤を準備した。次に、ロール原盤の空洞部に複数のUV光源を配置した。
次に、アクリル系の表面処理剤を酢酸ブチルで希釈し、表面処理溶液を調製した。次に、調製した表面処理溶液により、ポリイミドからなるシートの表面を処理することにより、下塗り層を形成した。
次に、下塗り層が設けられたシートの表面に紫外線硬化樹脂を塗布した。次に、ロール原盤を回転させながら、その転写面を紫外線硬化樹脂が塗布されたシートに密着させるとともに、パワー100mJ/cmの紫外線をロール原盤の転写面の側から紫外線硬化樹脂に対して照射し硬化させながら剥離した。これにより、ロール原盤の第1の領域と第2の領域とが転写された光学シート(ナノインプリントフィルム)が作製された。
(形状測定)
次に、作製した光学シートの転写面の平均波長λmおよび振動の平均幅Amを測定し、それらの測定値から比率(Am/λm)を求めた。その結果を表7に示す。
(成膜工程)
次に、スパッタリング法により、光学シートの成形面上にITO層を形成した。
以下に、ITO層成膜時における成膜条件を示す。
到達真空度:0.00015Pa
成膜時真空度:0.24Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
混合ガスの混合比率(体積比率):Ar:O=200:13
平板換算膜厚:36nm
ここで、平板換算膜厚は、光学シート表面にITO層を形成した場合と同様の成膜条件にて、平板上にITO層を形成したときの膜厚であり、構造体頂部の膜厚とほぼ等しくなる。
次に、真空状態を保持したまま、スパッタリング法により、ITO層上にSiO層を形成した。
以下に、SiO層成膜時における成膜条件を示す。
成膜時真空度:0.28Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
Arガス流量:100sccm
ガス流量:180sccm
平板換算膜厚:5nm
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した光学シートの表面抵抗を測定した。その結果を表7に示す。
(除去工程)
次に、光学シートをPH=3程度の溶液に60秒間浸漬させた。
(洗浄工程)
次に、純水にて光学シートを洗浄した。
以上により、目的とする導電性シートが作製された。
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した導電性シートの表面抵抗を測定した。その結果を表7に示す。
(比較例3−2)
SiO層の形成を省略する以外は実施例2−2と同様にして光学シートを作製した。また、除去工程前後における光学シートの表面抵抗も実施例2−2と同様にして測定した。その結果を表8に示す。
表7は、実施例3−2に係る導電性シートの測定結果を示す。
表8は、比較例3−2に係る光学シートの測定結果を示す。
表7、表8から以下のことがわかる。
実施例3−2においては、導電性シート表面のうち、高い比率(Am/λm=0.64)を有する第2の領域では、除去工程においてITO層およびSiO層が除去され絶縁状態となる。これに対して、低い比率(Am/λm=0.52)を有する第1の領域では、除去工程においてITO層およびSiO層が除去されず残り導通状態が維持される。
ITO層のみを形成した比較例3−2においては、60秒の除去工程を経ると、高い比率(Am/λm)の大きさに関われず、ITO層が除去され絶縁状態となる。
したがって、金属層であるAg層の代わりに、レジスト層であるSiO層を用いた多層構造を採用した場合にも、比率(Am/λm)の大きさを調整することで、除去選択性を確保でき、低い比率(Am/λm=0.52)を有する第1の領域ではITO層およびSiO層を残すことができる。また、SiO層をITO層上に積層することで、除去工程におけるITO層の耐性を向上し、除去選択性を飛躍的に向上することができる。
(実施例4)
(転写工程)
まず、平面Sp1を有する第1の領域と、波面Sw2を有する第2の領域と、波面Sw3を有する第3の領域とが成形面にストライプ状に順次形成されたロール原盤を作製した。次に、ロール原盤の空洞部に複数のUV光源を配置した。
次に、アクリル系の表面処理剤を酢酸ブチルで希釈し、表面処理溶液を調製した。次に、調製した表面処理溶液により、ポリイミドからなるシートの表面を処理することにより、下塗り層を形成した。
次に、下塗り層が設けられたシートの表面に紫外線硬化樹脂を塗布した。次に、ロール原盤を回転させながら、その転写面を紫外線硬化樹脂が塗布されたシートに密着させるとともに、パワー100mJ/cmの紫外線をロール原盤の転写面の側から紫外線硬化樹脂に対して照射し硬化させながら剥離した。これにより、ロール原盤の第1の領域と第2の領域と第3の領域とが転写された光学シート(ナノインプリントフィルム)が作製された。
(形状測定)
次に、作製した光学シートの転写面における波面Sw2および波面Sw3の平均波長λmおよび振動の平均幅Amを測定し、それらの測定値から比率(Am/λm)を求めた。その結果を表2に示す。
(成膜工程)
次に、スパッタリング法により、光学シートの成形面上に積層膜を形成した。
以下に、積層膜の構成を示す。
TiOx層(第2の機能層)/ITO層(密着層)/Ag層(第1の機能層)/ITO層(密着層)/TiOx層(第2の機能層)/ITO層(導電層)/光学シート成形面
以下に、各層の成膜条件を示す。
・TiOx層(第2の機能層)
成膜時真空度:0.28Pa程度
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
平板換算膜厚:10nm
・ITO層(密着層)
到達真空度:0.00015Pa
成膜時真空度:0.24Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
混合ガスの混合比率(体積比率):Ar:O=200:16
平板換算膜厚:20nm
・Ag層(第1の機能層)
成膜時真空度:0.11Pa
ガス種:Arガス
ガス流量:100sccm
平板換算膜厚:100nm
・ITO層(導電層)
到達真空度:0.00015Pa
成膜時真空度:0.24Pa
ガス種:ArガスとOガスとの混合ガス
混合ガスの混合比率(体積比率):Ar:O=200:16
平板換算膜厚:40nm
ここで、平板換算膜厚は、上述の光学シート表面にITO層、TiOx層またはAg層を形成した場合と同様の成膜条件にて、平板上にITO層、TiOx層またはAg層を形成したときの膜厚であり、上述の光学シートの波面頂部の膜厚とほぼ等しくなる。
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した導電性シートの表面抵抗を測定した。
(除去工程)
次に、導電性シートをPH3程度の溶液に60秒間浸漬させた。
(洗浄工程)
次に、純水にて導電性シートを洗浄した。
以上により、目的とする導電性シートが作製された。
(表面抵抗測定)
次に、上述のようにして作製した導電性シートの表面抵抗を測定した。
(実施例5)
第2の機能層として、TiOx層に代えてZrOx層を用いる以外は実施例4と同様にして導電性シートを作製するとともに、除去工程前後の表面抵抗を測定した。
(実施例6)
第2の機能層として、TiOx層に代えてTaOx層を用いる以外は実施例4と同様にして導電性シートを作製するとともに、除去工程前後の表面抵抗を測定した。
(実施例7)
第2の機能層として、TiOx層に代えてNbOx層を用いる以外は実施例4と同様にして導電性シートを作製するとともに、除去工程前後の表面抵抗を測定した。
(実施例8)
第2の機能層として、TiOx層に代えてSiNx層を用いる以外は実施例4と同様にして導電性シートを作製するとともに、除去工程前後の表面抵抗を測定した。
(実施例9)
第2の機能層として、TiOx層に代えてSiOx層を用いる以外は実施例4と同様にして導電性シートを作製するとともに、除去工程前後の表面抵抗を測定した。
(実施例10)
密着層として、ITO層に代えてSnO層を用いる以外は実施例9と同様にして導電性シートを作製するとともに、除去工程前後の表面抵抗を測定した。
(実施例11)
密着層として、ITO層に代えてIn層を用いる以外は実施例9と同様にして導電性シートを作製するとともに、除去工程前後の表面抵抗を測定した。
表9−1、表9−2は、実施例4〜11に係る導電性シートの測定結果を示す。
上述の評価結果から以下のことがわかった。
導電性シート表面のうち、平面Sp1を有する第1の領域では、全ての層が除去工程後も残っているため低抵抗が保持されていた。
導電性シート表面のうち、波面Sw2を有する第2の領域では、除去工程前は不透明かつ低抵抗であるが、除去工程後は透明かつ高抵抗となった。これは、Ag層以上の層が除去工程により除去され最下層のITO層が残ったためと考えられる。
導電性シート表面のうち、波面Sw3を有する第3の領域では、除去工程前は不透明かつ低抵抗であるが、除去工程後は透明かつ絶縁状態となった。これは、全ての層が除去工程により除去されたためと考えられる。
(参考例1−1)
(成膜工程)
まず、平滑な表面を有するPETシートを準備した。次に、スパッタリング法により、PETシート上にITO層を形成した。到達真空度は0.00015Pa、成膜時真空度は0.24Paとし、成膜時にはArガスとOガスとを導入し、その混合比率はAr:O=20:1とした。また、ITO層の膜厚が30nmとなるように成膜条件を調整した。
(アニール工程)
次に、ITO層を形成したPETシートに対して、150℃、60分間の大気中アニールを施した。これにより、ITO層の多結晶化が促進された。次に、この促進の状態を確認すべく、X線回折(X‐ray diffraction:XRD)でITO層を測定したところ、Inのピークが確認された。
以上により、目的とする光学シートが得られた。
(参考例1−2)
(成膜工程、アニール工程)
まず、参考例1−1と同様にして成膜工程およびアニール工程を行い、アニール処理が施されたITO層を有するPETフィルムを作製した。
(除去工程)
次に、アニール処理を施したPETフィルムを、PH3程度の溶液に10秒間浸漬させて、ITO層をエッチングした。
(洗浄工程)
次に、除去処理を施したPETシートに対して、純水洗浄、IPA(イソプロピルアルコール)洗浄、純水洗浄を順次行った。
以上により、目的とする光学シートが得られた。
(参考例1−3)
浸漬時間を20秒間に変更する以外は参考例1−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例1−4)
浸漬時間を30秒間に変更する以外は参考例1−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例1−5)
浸漬時間を40秒間に変更する以外は参考例1−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例1−6)
浸漬時間を50秒間に変更する以外は参考例1−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例1−7)
浸漬時間を60秒間に変更する以外は参考例1−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例2−1)
(転写工程)
まず、凹状のナノ構造体が成形面に形成された石英マスタを準備した。次に、ナノ構造体を形成した石英マスタに紫外線硬化樹脂を塗布し、易接着層付きPETシートを密着させ紫外線を照射し硬化させながら、PETシートを剥離した。これにより、ナノ構造体が多数表面に形成されたPETシートが得られた。
以下に、PETシート表面に形成されたナノ構造体の構成の詳細を示す。
構造体の配列:六方格子配列
構造体の凹凸形状:凸状
構造体の全体形状:円錐台
構造体の配置ピッチ:250nm
構造体の高さ:90nm
構造体のアスペクト比:0.36
(成膜工程)
次に、スパッタリング法により、ナノ構造体が形成されたPETシート表面上にITO層を形成した。到達真空度は0.00015Pa、成膜時真空度は0.24Paとし、成膜時にはArガスとOガスとを導入し、その混合比率はAr:O=20:1とした。また、膜厚が平板換算で30nmとなるように成膜条件を調整した。なお、平板換算膜厚は、ナノ構造体が形成されたPETシート表面にITO層を形成した場合と同様の成膜条件にて、平板上にITO層を形成したときの膜厚である。本技術者らの知見によれば、平板換算膜厚は、構造体頂部の膜厚とほぼ等しくなる。
(アニール工程)
次に、ITO層を形成したPETシートに対して、150℃、60分間の大気中アニールを施した。これにより、ITO層の多結晶化が促進された。次に、この促進の状態を確認すべく、X線回折(X‐ray diffraction:XRD)でITO層を測定したところ、Inのピークが確認された。
以上により、目的とする光学シートが得られた。
(参考例2−2)
(成膜工程、アニール工程)
まず、参考例2−1と同様にして成膜工程およびアニール工程を行い、アニール処理が施されたITO層を有するPETフィルムを作製した。
(除去工程)
次に、アニール処理を施したPETフィルムを、PH3程度の溶液に10秒間浸漬させて、ITO層を除去した。
(洗浄工程)
次に、除去処理を施したPETシートに対して、純水洗浄、IPA洗浄、純水洗浄を順次行った。
以上により、目的とする光学シートが得られた。
(参考例2−3)
浸漬時間を20秒間に変更する以外は参考例2−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例3−1)
構造体の配置ピッチを250nm、構造体の高さを120nm、アスペクト比を0.48とする以外は参考例2−1と同様にして光学シートを得た。
(参考例3−2)
構造体の配置ピッチを250nm、構造体の高さを120nm、アスペクト比を0.48とする以外は参考例2−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例3−3)
構造体の配置ピッチを250nm、構造体の高さを120nm、アスペクト比を0.48とする以外は参考例2−3と同様にして光学シートを得た。
(参考例4−1)
構造体の配置ピッチを250nm、構造体の高さを155nm、アスペクト比を0.62とする以外は参考例2−1と同様にして光学シートを得た。
(参考例4−2)
構造体の配置ピッチを250nm、構造体の高さを155nm、アスペクト比を0.62とする以外は参考例2−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例4−3)
構造体の配置ピッチを250nm、構造体の高さを155nm、アスペクト比を0.62とする以外は参考例2−3と同様にして光学シートを得た。
(参考例5−1)
(成膜工程、アニール工程)
以下のプレズムシート(住友スリーエム社製、商品名:T−BEF)を用いる以外は参考例3−1と同様にして成膜工程およびアニール工程を行い、アニール処理が施されたITO層を有するプリズムシートを作製した。
以上により、目的とする光学シートが得られた。
以下に、プレズムシートの構成の詳細を示す。
プリズム(構造体)の配列:1次元配列
プリズムの凹凸形状:凸状
プリズムの形状:断面が2等辺三角形状の柱状体
プリズムの配置ピッチ:10μm
プリズムの高さ:5μm
プリズムのアスペクト比:0.50
(参考例5−2)
(成膜工程、アニール工程)
まず、参考例5−1と同様にして成膜工程およびアニール工程を行い、アニール処理が施されたITO層を有するプリズムシートを作製した。
(エッチング工程)
次に、アニール処理を施したプリズムシートを、PH3程度の溶液に10秒間浸漬させて、ITO層をエッチングした。
(洗浄工程)
次に、エッチング処理を施したプリズムシートに対して、純水洗浄、IPA洗浄、純水洗浄を順次行った。
以上により、目的とする光学シートが得られた。
(参考例5−3)
浸漬時間を20秒間に変更する以外は参考例5−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例5−4)
浸漬時間を30秒間に変更する以外は参考例5−2と同様にして光学シートを得た。
(参考例5−5)
浸漬時間を40秒間に変更する以外は参考例5−2と同様にして光学シートを得た。
(表面抵抗)
上述のようにして得られた参考例1−1〜5−5の光学シート表面の表面抵抗値を4端針法にて測定した。その結果を表10に示す。
(初期変化率の逆数)
上述のようにようにして得られた参考例1−1〜5−5の光学シート表面の初期変化率の逆数(仮想厚さの変化)を以下の式より求めた。その結果を表11および図36に示す。
(初期変化率の逆数)=(除去前のサンプルの表面抵抗)/(除去後のサンプルの表面抵抗)
表10は、参考例1−1〜5−5に係る光学シートの表面抵抗の評価結果を示す。
表11は、参考例1−1〜5−5に係る光学シートの初期変化率の逆数の評価結果を示す。
表10、表11および図36から以下のことがわかる。
平坦面上にITO層を形成した参考例1−1〜1−7では、除去によりITO層の膜厚に殆ど変化せず、表面抵抗がほぼ一定となる傾向がある。これに対して、多数の構造体上にITO層を形成した参考例2−1〜2−3、参考例3−1〜3−3、参考例4−1〜4−3では、除去によりITO層の膜厚が急激に減少し、表面抵抗が急激に上昇する傾向がある。
ミクロンオーダーの配置ピッチで多数の構造体を形成した参考例5−1〜5−5でも、
ナノオーダーの配置ピッチで多数の構造体を形成した参考例2−1〜2−3、参考例3−1〜3−3、参考例4−1〜4−3と同様の傾向を示す。
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、上述の実施形態では、片面または両面に配線が形成された単層の導電性素子に対して本技術を適用した例を説明したが、本技術はこの例に限定されるものではなく、多層の導電性素子に対しても適用可能である。
また、上述の実施形態では、平面状の基体表面に配線を形成する場合を例として説明したが、配線を形成する面は平面に限定されるものではなく、曲面状の基体表面に配線を形成するようにしてもよい。
(本技術の構成)
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
基体と、
上記基体の表面に設けられた、第1の波面、第2の波面および第3の波面を有する形状層と、
上記第1の波面上に設けられた第1の層と、
上記第2の波面上に形成された第2の層と
を備え、
上記形状層は、エネルギー線硬化性樹脂組成物を含み、
上記第1の層は、2以上の層が積層された積層構造を有し、
上記第2の層は、上記第1の層の一部の層からなる単層構造または積層構造を有し、
上記第1の層および上記第2の層は、導電パターン部を形成し、
上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たす導電性素子。
0≦(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(但し、Am1:第1の波面の振動の平均幅、Am2:第2の波面の振動の平均幅、Am3:第3の波面の振動の平均幅、λm1:第1の波面の平均波長、λm2:第2の波面の平均波長、λm3:第3の波面の平均波長)
(2)
上記形状層の表面には、所定の凹凸パターンを有する単位領域が凹凸形状の不整合を生じることなく連続して形成され、
上記基体は、上記エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させるためのエネルギー線に対して不透過性を有する(1)に記載の導電性素子。
(3)
上記基体は、帯状の形状を有し、
上記基体の長手方向に向かって、上記単位領域が連続して形成されている(2)に記載の導電性素子。
(4)
上記凹凸形状の不整合が、上記所定の凹凸パターンの周期性の乱れである(2)に記載の導電性素子。
(5)
上記凹凸形状の不整合が、隣接する単位領域間の重なり、隙間、または、未転写部である(2)に記載の導電性素子。
(6)
上記単位領域間は、上記エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化度に不整合を生じることなく繋がっている(2)に記載の導電性素子。
(7)
上記エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化度の不整合が、重合度の差である(6)に記載の導電性素子。
(8)
上記形状層は、上記基体の表面に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物を、上記基体とは反対の側から硬化反応を進行させることにより形成されている(1)から(7)のいずれかに記載の導電性素子。
(9)
上記単位領域は、回転原盤の回転面を1回転することにより形成される転写領域である(2)に記載の導電性素子。
(10)
上記凹凸パターンは、凸状または凹状の複数の構造体を1次元配列または2次元配列することにより形成されている(2)に記載の導電性素子。
(11)
上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たし、
上記第2の波面の波長λ2および上記第3の波面の波長λ3が、可視光の波長以下である(1)から(10)のいずれかに記載の導電性素子。
(Am1/λm1)=0、0<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(12)
上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たし、
上記第1の波面の波長λ1、上記第2の波面の波長λ2および上記第3の波面の波長λ3が、可視光の波長以下である(1)から(10)のいずれかに記載の導電性素子。
0<(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(13)
上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たし、
上記第2の波面の波長λ2および上記第3の波面の波長λ3が、100μm以下である(1)から(10)のいずれかに記載の導電性素子。
(Am1/λm1)=0、0<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(14)
上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たし、
上記第1の波面の波長λ1、上記第2の波面の波長λ2および上記第3の波面の波長λ3が、100μm以下である(1)から(10)のいずれかに記載の導電性素子。
0<(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(15)
上記第3の波面上に形成された第3の層をさらに備え、
上記第3の層は、上記第2の層の一部の層からなり、
上記第1の層、上記第2の層および上記第3の層が、以下の関係を満たす(1)から(10)のいずれかに記載の導電性素子。
S1>S2>S3
(但し、S1:第1の層の単位面積、S2:第2の層の単位面積、S3:第3の層の単位面積)
(16)
上記第1の層および上記第2の層はそれぞれ、上記第1の波面および上記第2の波面上に連続的に形成されているのに対して、上記第3の層は、上記第3の波面上に不連続的に形成されている(15)に記載の導電性素子。
(17)
上記第3の波面上に形成された第3の層をさらに備え、
上記第1の層、上記第2の層、および上記第3の層が、以下の関係を満たす(1)から(10)のいずれかに記載の導電性素子。
d1>d2>d3
(但し、d1:第1の層の平均厚さ、d2:第2の層の平均厚さ、d3:第3の層の平均厚さ)
(18)
上記第1の層は、導電層と、該導電層上に形成された第1の機能層と、該第1の機能層上に形成された第2の機能層とを備え、
上記第2の層は、導電層を備える(1)から(10)のいずれかに記載の導電性素子。
(19)
上記導電層と上記第1の機能層との間に形成された第2の機能層をさらに備える(18)に記載の導電性素子。
(20)
上記導電層は、酸化物半導体を含む透明導電層であり、
上記酸化物半導体は、インジウム錫酸化物、または酸化亜鉛を含んでいる(18)記載の導電性素子。
(21)
上記酸化物半導体は、アモルファスと多結晶との混合状態である(20)に記載の導電性素子。
(22)
上記第1の機能層および上記第2の機能層は異なる材料からなる(18)に記載の導電性素子
(23)
上記第1の機能層および上記第2の機能層は、金属層であり、
上記金属層は、Ag、Al、Au、Pt、Pd、Ni、Cr、Nb、W、Mo、Ti、Cu、およびNdからなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでいる(22)に記載の導電性素子。
(24)
上記第1の機能層および第2の機能層は、酸化物および遷移金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでいる(22)に記載の導電性素子。
(25)
上記第1の機能層および第2の機能層は、アモルファスと多結晶とを混合した膜、または多結晶化した膜を少なくとも1種含んでいる(24)に記載の導電性素子。
(26)
(1)から(25)のいずれか1項に記載の導電性素子を備える配線素子。
(27)
(1)から(25)のいずれか1項に記載の導電性素子を備える情報入力装置。
(28)
(1)から(25)のいずれか1項に記載の導電性素子を備える表示装置。
(29)
(1)から(25)のいずれか1項に記載の導電性素子を備える電子機器。
(30)
(1)から(25)のいずれか1項に記載の導電性素子を作製する原盤。
(31)
(26)に記載の配線素子を作製する原盤。
(32)
基体の表面にエネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布し、
上記基体の表面に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物に対して回転原盤の回転面を回転密着させながら、上記回転原盤内に設けられたエネルギー線源から放射されたエネルギー線を上記回転面を介して照射し、上記エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、第1の波面、第2の波面および第3の波面を有する形状層を上記基体の表面に形成し、
上記第1の波面、第2の波面および第3の波面上に積層膜を形成し、
上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面のうち、上記第3の波面上に形成された積層膜を除去するのに対して、上記第1の波面上に形成された積層膜を第1の層として残すとともに、上記第2の波面上に形成された積層膜の一部の層を第2の層として残すことにより、導電パターン部を形成する
ことを含み、
上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たす導電性素子の製造方法。
0≦(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
(但し、Am1:第1の波面の振動の平均幅、Am2:第2の波面の振動の平均幅、Am3:第3の波面の振動の平均幅、λm1:第1の波面の平均波長、λm2:第2の波面の平均波長、λm3:第3の波面の平均波長)
1 導電性素子
2 基体
、3、3 構造体
4a 導電層
4b 第1の機能層
4c 第2の機能層
11 ロール原盤
12 構造体
13 レジスト層
Sp1 平面
Sw1、Sw2、Sw3 波面

Claims (20)

  1. 基体と、
    上記基体の表面に設けられた、第1の波面、第2の波面および第3の波面を有する形状層と、
    上記第1の波面上に設けられた第1の層と、
    上記第2の波面上に形成された第2の層と
    を備え、
    上記形状層は、エネルギー線硬化性樹脂組成物を含み、
    上記第1の層は、2以上の層が積層された積層構造を有し、
    上記第2の層は、上記第1の層の一部の層からなる単層構造または積層構造を有し、
    上記第1の層および上記第2の層は、導電パターン部を形成し、
    上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たす導電性素子。
    0≦(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
    (但し、Am1:第1の波面の振動の平均幅、Am2:第2の波面の振動の平均幅、Am3:第3の波面の振動の平均幅、λm1:第1の波面の平均波長、λm2:第2の波面の平均波長、λm3:第3の波面の平均波長)
  2. 上記形状層の表面には、所定の凹凸パターンを有する単位領域が凹凸形状の不整合を生じることなく連続して形成され、
    上記基体は、上記エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させるためのエネルギー線に対して不透過性を有する請求項1に記載の導電性素子。
  3. 上記基体は、帯状の形状を有し、
    上記基体の長手方向に向かって、上記単位領域が連続して形成されている請求項2に記載の導電性素子。
  4. 上記凹凸形状の不整合が、上記所定の凹凸パターンの周期性の乱れである請求項2または3に記載の導電性素子。
  5. 上記凹凸形状の不整合が、隣接する単位領域間の重なり、隙間、または、未転写部である請求項2または3に記載の導電性素子。
  6. 上記単位領域間は、上記エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化度に不整合を生じることなく繋がっている請求項2から5のいずれかに記載の導電性素子。
  7. 上記エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化度の不整合が、重合度の差である請求項6に記載の導電性素子。
  8. 上記形状層は、上記基体の表面に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物を、上記基体とは反対の側から硬化反応を進行させることにより形成されている請求項1から7のいずれかに記載の導電性素子。
  9. 上記単位領域は、回転原盤の回転面を1回転することにより形成される転写領域である請求項2に記載の導電性素子。
  10. 上記凹凸パターンは、凸状または凹状の複数の構造体を1次元配列または2次元配列することにより形成されている請求項2に記載の導電性素子。
  11. 上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たし、
    上記第2の波面の波長λ2および上記第3の波面の波長λ3が、可視光の波長以下である請求項1から10のいずれかに記載の導電性素子。
    (Am1/λm1)=0、0<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
  12. 上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たし、
    上記第1の波面の波長λ1、上記第2の波面の波長λ2および上記第3の波面の波長λ3が、可視光の波長以下である請求項1から10のいずれかに記載の導電性素子。
    0<(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
  13. 上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たし、
    上記第2の波面の波長λ2および上記第3の波面の波長λ3が、100μm以下である請求項1から10のいずれかに記載の導電性素子。
    (Am1/λm1)=0、0<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
  14. 上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たし、
    上記第1の波面の波長λ1、上記第2の波面の波長λ2および上記第3の波面の波長λ3が、100μm以下である請求項1から10のいずれかに記載の導電性素子。
    0<(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
  15. 上記第3の波面上に形成された第3の層をさらに備え、
    上記第3の層は、上記第2の層の一部の層からなり、
    上記第1の層、上記第2の層および上記第3の層が、以下の関係を満たす請求項1から10のいずれかに記載の導電性素子。
    S1>S2>S3
    (但し、S1:第1の層の単位面積、S2:第2の層の単位面積、S3:第3の層の単位面積)
  16. 上記第1の層および上記第2の層はそれぞれ、上記第1の波面および上記第2の波面上に連続的に形成されているのに対して、上記第3の層は、上記第3の波面上に不連続的に形成されている請求項15に記載の導電性素子。
  17. 上記第3の波面上に形成された第3の層をさらに備え、
    上記第1の層、上記第2の層、および上記第3の層が、以下の関係を満たす請求項1から10のいずれかに記載の導電性素子。
    d1>d2>d3
    (但し、d1:第1の層の平均厚さ、d2:第2の層の平均厚さ、d3:第3の層の平均厚さ)
  18. 請求項1から17のいずれかに記載の導電性素子を備える配線素子。
  19. 基体の表面にエネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布し、
    上記基体の表面に塗布されたエネルギー線硬化性樹脂組成物に対して回転原盤の回転面を回転密着させながら、上記回転原盤内に設けられたエネルギー線源から放射されたエネルギー線を上記回転面を介して照射し、上記エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、第1の波面、第2の波面および第3の波面を有する形状層を上記基体の表面に形成し、
    上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面上に積層膜を形成し、
    上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面のうち、上記第3の波面上に形成された積層膜を除去するのに対して、上記第1の波面上に形成された積層膜を第1の層として残すとともに、上記第2の波面上に形成された積層膜の一部の層を第2の層として残すことにより、導電パターン部を形成する
    ことを含み、
    上記第1の波面、上記第2の波面および上記第3の波面が、以下の関係を満たす導電性素子の製造方法。
    0≦(Am1/λm1)<(Am2/λm2)<(Am3/λm3)≦1.8
    (但し、Am1:第1の波面の振動の平均幅、Am2:第2の波面の振動の平均幅、Am3:第3の波面の振動の平均幅、λm1:第1の波面の平均波長、λm2:第2の波面の平均波長、λm3:第3の波面の平均波長)
  20. 請求項1から18のいずれかに記載の導電性素子、または、配線素子を作製するための原盤。
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