JP7060845B2 - フレキシブルモールドの製造方法、フレキシブルモールド用の基材、及び光学部品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、フレキシブルモールドの製造方法、フレキシブルモールド用の基材、及びフレキシブルモールドを用いた光学部品の製造方法に関する。
例えば光学デバイスの製造工程等には、曲げ変形可能な可撓性を有するフレキシブルモールドが用いられる場合がある。フレキシブルモールドを製造する方法の一つとして、インプリント法がある。インプリント法では、マスターモールドと基材との間に成形材料を挟み、マスターモールドの凹凸パターンを転写した凹凸層を基材上に形成する。これにより、基材と凹凸層とを備えたフレキシブルモールドが得られる。
フレキシブルモールド用の基材としては、例えば、特許文献１に開示されているように、温度変化に伴うフレキシブルモールドの寸法変化を低減するためにガラスシートを備えたものがある。また、同文献には、基材をガラスシートのみから構成すると割れ等が発生し易いため、ガラスシートの一方の主表面に樹脂層を形成した基材が開示されている。
特許文献１に開示のフレキシブルモールド用の基材では、ガラスシートの一方の主表面のみに樹脂層が形成されているため、ガラスシートの他方の主表面側に他部材が接触した場合に、ガラスシートが破損するおそれがある。
また、フレキシブルモールドは、エンドレスベルトやロールなどの無端状に巻かれて利用される場合がある。仮に、特許文献１に開示の基材を用いて、このようなフレキシブルモールドを構成すると、無端状に巻かれた状態で、巻き取り方向におけるガラスシートの一端面と他端面が互いに接触してしまう。そのため、フレキシブルモールドの製造工程やフレキシブルモールドを用いた製品の製造工程において、巻き取り方向におけるガラスシートの端面を起点として、ガラスシートが破損するおそれがある。
上記のように基材のガラスシートが破損すると、フレキシブルモールドの破損に繋がるばかりでなく、フレキシブルモールドを製造する工程やフレキシブルモールドを用いて光学部品（例えば光学デバイスなど）を製造する工程で、ガラス破片（ガラス粉を含む）が生じて周囲環境が汚染される原因にもなり得る。
本発明は、フレキシブルモールドを製造する工程及び／又は製造されたフレキシブルモールドを用いて光学部品を製造する工程で、ガラスシートの破損を確実に低減することを課題とする。
上記の課題を解決するために創案された本発明は、基材と、基材上に形成される凹凸層とを備え、無端状に巻かれるフレキシブルモールドの製造方法であって、基材とマスターモールドとの間で成形材料を挟み、マスターモールドの凹凸パターンを転写した凹凸層を基材上に形成する転写工程を含み、基材が、中間シートと、中間シートの両方の主表面のそれぞれに接着層を介して接着された樹脂シートとを備え、中間シートが、巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれに配置された樹脂製のスペーサシートと、両方のスペーサシートの間に配置されたガラスシートとを備えていることを特徴とする。このようにすれば、ガラスシートを含む中間シートの両方の主表面が樹脂シートにより保護されるため、ガラスシートが破損し難くなる。また、万一ガラスシートに破損が生じても、ガラス破片が樹脂シートの間に留まるなどして周囲に飛散し難い。更に、ガラスシートを含む中間シートの巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれに樹脂製のスペーサシートが配置されているため、フレキシブルモールドを無端状に巻いた状態で、ガラスシートの巻き取り方向の両端面同士が直接接触することがない。そのため、ガラスシートの巻き取り方向の両端面同士の接触によって、ガラスシートが破損するのを防止できる。
ここで、上記のようにスペーサシートを配置すると、スペーサシートを配置しない場合と比べて、ガラスシートに対応する部分と、スペーサシートに対応する部分とで、中間シートの厚みが変動し難くなる。そのため、製造されたフレキシブルモールドを無端状に巻いたときに外側に位置する樹脂シートに段差が形成されるのを防止できる。したがって、無端状に巻かれたフレキシブルモールドによって、製品に凹凸パターンを精度よく転写できたり、あるいは、その転写工程の作業性が良好になったりするなどの利点もある。
上記の構成において、巻き取り方向と直交する幅方向におけるガラスシートの端面が、接着層で覆われていることが好ましい。このようにすれば、ガラスシートの幅方向端面が接着層で保護されるため、ガラスシートの幅方向端面に破損が生じ難くなる。また、万一破損が生じても、ガラス破片が周囲に飛散し難い。
上記の構成において、巻き取り方向と直交する幅方向において、樹脂シートが、接着層から食み出していることが好ましい。このようにすれば、接着層が、幅方向において樹脂シートの外側に食み出さないため、接着剤で周囲環境が汚染されるのを防止できる。
上記の構成において、スペーサシート及びガラスシートの巻き取り方向で対向する端面同士が、互いに離間していることが好ましい。このようにすれば、ガラスシートの巻き取り方向端面が、スペーサシートと直接接触し難くなるため、ガラスシートの巻き取り方向端面に破損が生じ難くなる。
上記の構成において、無端状に巻かれたときに内側に位置する樹脂シートが、微粘着性を有することが好ましい。このようにすれば、無端状に巻かれたフレキシブルモールドの交換が必要になった際に、フレキシブルモールドをロールやエンドレスベルト等の本体部分（基材部分）から容易に剥離できる。
上記の構成において、基材は、基材の少なくとも一方の主表面に剥離可能に積層された保護フィルムを備えていることが好ましい。このようにすれば、基材表面に傷が付いたり、汚れが付着したりするのを防止できる。したがって、例えば、基材の凹凸層を形成する面に保護フィルムを積層しておき、凹凸層を形成する直前に剥離するようにすれば、凹凸層を高精度に形成できる。
上記の課題を解決するために創案された本発明は、無端状に巻かれるフレキシブルモールド用の基材であって、中間シートと、中間シートの両方の主表面のそれぞれに接着層を介して接着された樹脂シートとを備え、中間シートが、巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれに配置された樹脂製のスペーサシートと、両方のスペーサシートの間に配置されたガラスシートとを備えていることを特徴とする。このような構成を備えた基材を用いて、フレキシブルモールドを製造すれば、既に述べた対応する構成と同様の作用効果を得ることができる。
上記の課題を解決するために創案された本発明は、基板と、基板上に形成される凹凸層とを備える光学部品の製造方法であって、基板と無端状に巻かれたフレキシブルモールドとの間で成形材料を挟み、フレキシブルモールドの凹凸パターンを転写した凹凸層を基板上に形成する転写工程を含み、フレキシブルモールドが、中間シートと、中間シートの両方の主表面のそれぞれに接着層を介して接着された樹脂シートとを備え、中間シートが、巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれに配置された樹脂製のスペーサシートと、両方のスペーサシートの間に配置されたガラスシートとを備えていることを特徴とする。このようにすれば、フレキシブルモールドにおいて、ガラスシートを含む中間シートの両方の主表面が樹脂シートにより保護されるため、ガラスシートが破損し難くなる。また、万一ガラスシートに破損が生じても、ガラス破片が樹脂シートの間に留まるなどして周囲に飛散し難い。更に、ガラスシートを含む中間シートの巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれに樹脂製のスペーサシートが配置されているため、フレキシブルモールドを無端状に巻いた状態で、ガラスシートの巻き取り方向の両端面同士が直接接触することがない。そのため、ガラスシートの巻き取り方向の両端面同士の接触によって、ガラスシートが破損するのを防止できる。
本発明によれば、フレキシブルモールドを製造する工程及び／又は製造されたフレキシブルモールドを用いて光学部品を製造する工程で、ガラスフィルムの破損を確実に低減できる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、図中のＸＹＺは直交座標系である。Ｘ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｘ方向は水平面上に展開したときの巻き取り方向であり、Ｙ方向は幅方向である。Ｚ方向は鉛直方向である。
図１～図３に示すように、本実施形態に係るフレキシブルモールド用の基材１は、中間シート２と、第一樹脂シート３と、中間シート２の第一主表面及び第一樹脂シート３の第二主表面３ｂを接着する第一接着層４と、第二樹脂シート５と、中間シート２の第二主表面及び第二樹脂シート５の第一主表面５ａを接着する第二接着層６とを備えている。本実施形態では、基材１は、幅方向寸法よりも巻き取り方向寸法の方が大きく、巻き取り方向に長尺である。また、第一接着層４の幅方向寸法は、第一樹脂シート３の幅方向寸法よりも小さく、中間シート２の幅方向寸法と同程度の大きさであり、第二接着層６の幅方向寸法は、第二樹脂シート５の幅方向寸法と同程度の大きさであり、中間シート２の幅方向寸法よりも大きい。
ここで、「フレキシブル」とは、曲げ変形が可能な可撓性を有する状態を意味する。したがって、基材１は、曲げ変形可能な可撓性を有すると共に、ロールやエンドレスベルトなどの無端状に曲げられた状態でも利用される（後述する図６を参照）。なお、無端状に曲げられた状態では、基材１を構成する各シートの第一主表面側が外側、第二主表面側が内側となる。
中間シート２は、巻き取り方向の一端部に配置された第一スペーサシート７と、巻き取り方向の他端部に配置された第二スペーサシート８と、これらスペーサシート７，８の間に配置されたガラスシート９とを備えている。スペーサシート７，８は樹脂製である。
第一スペーサシート７の第一主表面７ａ、第二スペーサシート８の第一主表面８ａ、及びガラスシート９の第一主表面９ａは、第一接着層４を介して第一樹脂シート３の第二主表面３ｂと接着されている。同様に、第一スペーサシート７の第二主表面７ｂ、第二スペーサシート８の第二主表面８ｂ、及びガラスシート９の第二主表面９ｂは、第二接着層６を介して第二樹脂シート５の第一主表面５ａと接着されている。
これにより、ガラスシート９の両方の主表面９ａ，９ｂが樹脂シート３，５により保護されるため、ガラスシート９が破損し難く、万一破損が生じてもガラス破片が周囲に飛散し難くなる。
また、ガラスシート９の両方の主表面９ａ，９ｂに樹脂シート３，５が接着されているため、熱処理等によって基材１が加熱される場合でも、ガラスシート９の両主表面９ａ，９ｂで、樹脂シート３，５の膨張等により作用する応力がほぼ同じになる。その結果、基材１に一方の主表面側が凸となるような反りが生じるのを抑制できる。
更に、中間シート２の巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれにスペーサシート７，８が配置されているため、基材１を無端状に巻いた状態（図６を参照）で、ガラスシート９の巻取り方向の端面９ｃ同士が直接接触することがない。そのため、ガラスシート９の巻取り方向の端面９ｃ同士の接触によるガラスシート９の破損を防止できる。
また、ガラスシート９に対応する部分と、スペーサシート７，８に対応する部分とで、中間シート２の厚みが変動し難くなる。そのため、基材１に曲げ変形を生じさせない状態、すなわち、基材１を水平面上に展開させた状態では、樹脂シート３，５が、中間シート２と重複する部分で平坦になる。したがって、基材１を無端状に巻いたときに外側に位置する第一樹脂シート３を巻き取り方向に回転させて見た場合に、中間シート２と重複する部分において、中間シート２の厚み変動に起因する段差が形成され難い（図６を参照）。
ガラスシート９は平面視で矩形状であり、その厚みは１０～５００μｍであることが好ましく、５０～２００μｍであることがより好ましく、５０～１００μｍであることが更に好ましい。ガラスシート９が厚すぎると可撓性が低下し易く、曲げ変形させて無端状に巻き取り難くなるおそれがある。一方、ガラスシート９が薄すぎると機械的強度が低下するおそれがある。
ガラスシート９の組成としては、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス（ソーダライムガラス）、高シリカガラス、その他の酸化ケイ素を主な成分とする酸化物系ガラスなどが挙げられる。ガラスシート９は化学強化ガラスであってもよく、この場合、アルミノシリケートガラスを用いることができる。ガラスシート９は、高い紫外線（３６５ｎｍ）の透過率と共に、低い熱膨張係数を有することが好ましく、具体的にはディスプレイ用ガラス基板に使用される無アルカリガラスからなることが好ましい。
高い紫外線（３６５ｎｍ）の透過率と共に、低い熱膨張係数を確保する観点から、無アルカリガラスは、質量％で、ＳｉＯ２ ５０～７０％、Ａｌ２Ｏ３ １２～２５％、Ｂ２Ｏ３ ０～１２％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量） ０～１％未満、ＭｇＯ ０～８％、ＣａＯ ０～１５％、ＳｒＯ ０～１２％、ＢａＯ ０～１５％を含有することが好ましい。また、上記無アルカリガラスは、質量％で、ＳｉＯ２ ５０～７０％、Ａｌ２Ｏ３ １２～２２％（特に１５～２０％）、Ｂ２Ｏ３ ７～１５％（特に９～１３％）、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０～１％未満（特に０～０．５％）、ＭｇＯ ０～３％、ＣａＯ ６～１３％（特に７～１２％）、ＳｒＯ ０．１～５％（特に０．５～４％）、ＢａＯ ０～２％（特に０．１～１．５％）を含有することがより好ましい。
ガラスシート９は、フロート法やダウンドロー法などの公知の成形方法により成形される。中でも、ガラスシート９は、オーバーフローダウンドロー法によって成形されることが好ましい。このようにすれば、ガラスシート９の表面が未研磨の火造り面となり、非常に平滑になるという利点がある。
スペーサシート７，８は平面視で矩形状であり、その厚みはガラスシート９の厚みと実質的に同じである。ここで、「実質的に同じ」とは、ガラスシート９の厚み±１０％を含む意味である。これにより、基材１に曲げ変形を生じさせない状態で、スペーサシート７，８の第一主表面７ａ，８ａとガラスシート９の第一主表面９ａとは、実質的に同一平面を構成しており、スペーサシート７，８の第二主表面７ｂ，８ｂとガラスシート９の第二主表面９ｂとは、実質的に同一平面を構成している。なお、スペーサシート７，８の幅方向寸法は、ガラスシート９の幅方向寸法と同じであるかそれよりも大きい。もちろん、スペーサシート７，８の幅方向寸法は、ガラスシート９の幅方向寸法よりも小さくてもよい。スペーサシート７，８の巻き取り方向寸法は、ガラスシート９の巻き取り方向寸法よりも小さい。
スペーサシート７，８の材質は、樹脂であれば特に限定されるものではない。
本実施形態では、ガラスシート９の巻き取り方向の端面９ｃ及びスペーサシート７，８の巻き取り方向の端面７ｃ，８ｃは、幅方向と平行であり、ガラスシート９の幅方向の端面９ｄ及びスペーサシート７，８の幅方向の端面７ｄ，８ｄは、巻き取り方向と平行である。
樹脂シート３，５の厚みは、１０～５００μｍであることが好ましい。ただし、樹脂シート３，５の厚みは、可撓性や紫外線透過性を良好にする観点からは３０～３００μｍであることが更に好ましく、取り扱い性を良好にする観点からは５０～２００μｍであることが更に好ましい。第一樹脂シート３及び第二樹脂シート５の厚みは、同じであってもよく、異なってもよい。
樹脂シート３，５の材質としては、下記の（１）～（４）の少なくとも一つの特性を有することが好ましい。すなわち、樹脂シート３，５の材質は、（１）印刷等のインクをはじき難い易接着層を有すること（例えば、東洋紡株式会社製のコスモシャイン（登録商標）など）、（２）光学用高透明（全光線透過率（５５０ｎｍ）が８０～９５％）であること、（３）２軸延伸シートである場合にはアニール処理品であること（例えば、低熱収縮品、等方性品など）、（４）紫外線を透過する樹脂材であること、が好ましい。
樹脂シート３，５及びスペーサシート７，８の材質としては、例えば、エポキシ（ＥＰ）やポリアミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ウレタン（ＰＵ）等を採用してもよい。
樹脂シート３，５は紫外線（３６５ｎｍ）の透過率が高いことが好ましく、樹脂シート３，５単体の紫外線の透過率は、５０～９０％であることが好ましい。この観点では、樹脂シート３，５の材質は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であることが好ましい。なお、基材１全体の紫外線の透過率は、５０～９０％であることが好ましい。また、スペーサシート７，８の材質は、樹脂シート３，５と同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。
第二樹脂シート５は、図示は省略するが、第二主表面５ｂに粘着層（吸着層）を有する。粘着層は、微粘着性を有することが好ましい。ここで、「微粘着性」とは、１８０°剥離強度試験（ＪＩＳ Ｚ ０２３７：２００９に準拠）により測定した粘着力（剥離強度）が、０．０１～０．１Ｎ／２５ｍｍであることを意味する。また、粘着層は、使用時間や熱負荷により粘着力が変化せずに弱い粘着性を維持でき、糊残りが発生しないものが好ましい。第二樹脂シート５としては、例えば、自己粘着性フィルムが利用できる。
接着層４，６の厚みは、１０～５００μｍであることが好ましく、２５～１００μｍであることが更に好ましい。接着層４，６は、可撓性を良好にする観点からは薄い方が好ましい。接着層４，６の厚みは、ガラスシート９及び樹脂シート３，５の厚みよりも小さいことが好ましい。
接着層４，６の材質としては、例えば、光学透明粘着シート、感圧粘着シート（ＰＳＡ）などが挙げられる。接着層４，６の接着成分としては、アクリル系接着剤、シリコン系接着剤、エポキシ系接着剤、光硬化性接着剤（例えば紫外線硬化性接着剤）などが利用できる。紫外線硬化性接着剤の場合、硬化後の紫外線（３６５ｎｍ）の透過率が７０～８０％であることが好ましい。接着層４，６は樹脂基材を有するものであってもよいし、樹脂基材を有さないものであってもよい。接着層４，６の可撓性を向上させることにより、後述の分離工程で基材１の分離しやすさを向上させる観点では、接着層４，６が光学透明粘着シートからなることが好ましい。
中間シート２の幅方向寸法、すなわち、ガラスシート９の幅方向寸法及びスペーサシート７，８の幅方向寸法は、樹脂シート３，５の幅方向寸法よりも小さい。したがって、樹脂シート３，５が、ガラスシート９及びスペーサシート７，８から幅方向に食み出している。これにより、基材１の幅方向の端面に他部材が接触する場合に、樹脂シート３，５の幅方向の端面３ｄ，５ｄが他部材と優先的に接触するため、ガラスシート９の幅方向の端面９ｄが他部材と接触し難くなる。そのため、ガラスシート９の幅方向の端面９ｄの破損を防止できる。
第一樹脂シート３は、基材１に曲げ変形を生じさせない状態では、巻き取り方向及び幅方向の全域で平坦である。一方、第二樹脂シート５は、中間シート２から幅方向に食み出した部分に第一樹脂シート３側に接近する段差部１０を有している。したがって、段差部１０の有無によって、基材１や、この基材１を用いて製造されるフレキシブルモールドの表裏面を容易に見分けることができる。
第二接着層６は、ガラスシート９から幅方向に食み出すと共に、ガラスシート９の外側で、第一樹脂シート３と接触されている。その結果、ガラスシート９の幅方向の端面９ｄは、第二接着層６で覆われている。これにより、ガラスシート９の幅方向の端面９ｄが第二接着層６で保護されるため、ガラスシート９の幅方向の端面９ｄの破損が生じ難く、万一破損が生じてもガラス破片が周囲に飛散し難くなる。なお、本実施形態では、スペーサシート７，８の幅方向の端面７ｄ，８ｄも、第二接着層６で覆われている。
ガラスシート９から樹脂シート３，５が幅方向に食み出す量Ｘは、０．２～１００ｍｍであることが好ましく、本実施形態のようにガラスシート９の端面９ｃが第二接着層６で覆われる場合、端面９ｃを覆う接着層の厚みを確保しやすくするため、食み出し量Ｘは２～１００ｍｍであることがより好ましい。なお、スペーサシート７，８から樹脂シート３，５が幅方向に食み出す量Ｙも、０．２～１００ｍｍであることが好ましく、本実施形態のようにスペーサシート７，８の端面７ｄ，８ｄが第二接着層６で覆われる場合、端面７ｄ，８ｄを覆う接着層の厚みを確保しやすくするため、食み出し量Ｙも２～１００ｍｍであることがより好ましい。
樹脂シート３，５は、図示は省略するが、第二接着層６から幅方向に食み出していることが好ましい。これにより、第二接着層６が基材１の外側に食み出さないため、接着剤で周囲環境が汚染されるのを防止できる。
第二接着層６から樹脂シート３，５が幅方向に食み出す量は、０．２～１ｍｍであることが好ましい。なお、第二接着層６が、樹脂シート３，５から幅方向に食み出していてもよい。また、第二接着層６及び樹脂シート３，５の各幅方向端面が同一平面上に位置していてもよい。
本実施形態では、基材１は、第一樹脂シート３の第一主表面３ａに剥離可能に貼り合わされた第一保護フィルム１１と、第二樹脂シート５の第二主表面５ｂに剥離可能に貼り合わされた第二保護フィルム１２とを更に備えている。これにより、基材１表面に傷が付いたり、汚れが付着したりするのを防止できる。なお、保護フィルム１１，１２のうち、いずれか一方又は両方を省略してもよい。
第一保護フィルム１１は、図示は省略するが、樹脂基材と粘着層（吸着層）とを備えている。樹脂基材としては、例えば、ＰＥＴやポリエチレン（ＰＥ）等が挙げられる。樹脂基材の厚みは５～１００μｍであることが好ましい。粘着層は、微粘着性を有することが好ましい。粘着層の厚みは１～５０μｍであることが好ましい。第一保護フィルム１１としては、例えば、自己粘着性フィルムが利用できる。
第二保護フィルム１２は、第二樹脂シート５が第二主表面５ｂに粘着層を有するため、樹脂基材のみで構成されていてもよいし、樹脂基材と粘着層（吸着層）とを備えていてもよい。樹脂基材及び／又は粘着層の厚み、材質、特性等は、第一保護フィルム１１と同じものが適用できる。
図４に示すように、第一スペーサシート７及びガラスシート９の巻き取り方向で対向する端面７ｃ，９ｃ同士は、互いに離間していることが好ましい。同様に、第二スペーサシート８及びガラスシート９の巻き取り方向で対向する端面８ｃ，９ｃ同士も、互いに離間していることが好ましい。このようにすれば、ガラスシート９の巻き取り方向の端面９ｃが、スペーサシート７，８の巻き取り方向の端面７ｃ，８ｃと直接接触し難くなるため、ガラスシート９の巻き取り方向の端面９ｃに破損が生じ難くなる。
スペーサシート７の端面７ｃ，８ｃと、ガラスシート９の端面９ｃとの離間距離Ｚは、０．２～２ｍｍであることが好ましい。
なお、スペーサシート７，８の巻き取り方向の端面７ｃ，８ｃと、ガラスシート９の巻き取り方向の端面９ｃとの間に形成される空隙には、接着剤等を充填してもよい。
上記のように構成された基材１を用いたフレキシブルモールド１３の製造方法は、図５（ａ）～（ｄ）に示すように、塗布工程と、転写工程と、分離工程とを備えている。なお、本実施形態では、塗布工程の前に、第一樹脂シート３から第一保護フィルム１１が剥離される。
図５（ａ）に示すように、塗布工程では、基材１に含まれる第一樹脂シート３の第一主表面３ａに液状の成形材料１４を塗布する。ここで、成形材料１４をガラスに塗布する場合、成形材料１４の密着性を確保するためにシランカップリング処理などの表面処理が必要となる。本実施形態のように第一樹脂シート３に成形材料１４を塗布すれば、特殊な表面処理を施さなくても、成形材料１４の密着性を確保できる。
成形材料１４の塗布領域は、第一樹脂シート３の第一主表面３ａ内であれば特に限定されないが、本実施形態では、第一主表面３ａのうち、第一樹脂シート３とガラスシート９とが重複する範囲内である。すなわち、本実施形態では、第一主表面３ａのうち、中間シート２から幅方向に食み出し部分およびスペーサシート７，８と重複する部分には、成形材料１４は塗布されない。このように第一樹脂シート３とガラスシート９とが重複する範囲内であれば、第一樹脂シート３の膨張などによる寸法変化が、ガラスシート９によって規制され易いため、第一樹脂シート３上でもガラスシート９に由来する高い寸法安定性を維持し易い。したがって、転写工程で高精度な凹凸パターンを形成できる。
成形材料１４の材質は、インプリント法に用いられる一般的な材料を利用でき、インプリント法の種類に応じて適宜選定される。熱インプリント法の場合には、成形材料１４の材質は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などが挙げられる。光インプリント法の場合には、成形材料１４の材質は、例えば、光硬化性樹脂などが挙げられる。本実施形態では、インプリント法として紫外線による光インプリント法が用いられ、成形材料１４として紫外線硬化性樹脂が用いられる。
成形材料１４の塗布方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ダイコート法、ロールコート法、グラビアコート法、インクジェット印刷法、スプレーコート法、スピンコート法、フローコート法、ブレードコート法、ディップコート法などが挙げられる。
なお、塗布工程において、基材１に成形材料１４を塗布する代わりに、マスターモールド１５に成形材料１４を塗布してもよい。
図５（ｂ）に示すように、転写工程では、基材１とマスターモールド１５との間で成形材料１４を挟み、マスターモールド１５の凹凸パターンを転写した凹凸層１６を基材１上に形成する。凹凸層１６は、基材１とマスターモールド１５との間で成形材料１４を挟んだ状態で成形材料１４を固化させたものである（図５（ｃ）を参照）。ここで、固化は硬化を含む。
マスターモールド１５は、例えば、ＮＣ加工、フォトリソグラフィ法、電子線描画法などで凹凸パターンが精密加工されたものである。マスターモールド１５は、例えば、シリコン、シリコン酸化膜、石英ガラス、樹脂、金属などで形成される。マスターモールド１５は、本実施形態では板状であるが、エンドレスベルトやロールなどの無端状であってもよい。
本実施形態では、成形材料１４を固化させるための光として紫外線を用いた光インプリント法が用いられる。すなわち、成形材料１４に紫外線を照射することで、成形材料１４を固化させる。紫外線は、基材１側から照射されるが、マスターモールド１５が紫外線透過性を有する場合は、マスターモールド１５側から紫外線を照射してもよい。このように紫外線を照射する際、固化反応を促進するために、成形材料１４を加熱してもよい。
なお、光インプリント法を用いる場合、照射する光は、成形材料１４の種類に応じて適宜変更され、例えば、可視光や赤外線なども利用される。また、熱インプリント法を用いる場合、例えば、基材１とマスターモールド１５の少なくとも一方側から成形材料１４を加熱することで、成形材料１４を固化させる。
図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、分離工程では、マスターモールド１５と凹凸層１６とを分離する。本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、凹凸層１６が形成された基材１の一部を湾曲させながらマスターモールド１５と凹凸層１６とを分離させる。この際、マスターモールド１５は、湾曲しないように平坦に支持されることが好ましい。なお、図５（ｃ）では、基材１の一部を幅方向に湾曲させているが、基材１の一部を巻き取り方向に湾曲させてもよい。また、マスターモールド１５と基材１の両方を湾曲しないように平坦に支持してもよい。
図５（ｄ）に示すように、マスターモールド１５と凹凸層１６とを完全に分離することで、基材１の第一樹脂シート３の第一主表面３ａに凹凸層１６が形成されたフレキシブルモールド１３が製造される。
図６に示すように、製造されたフレキシブルモールド１３は、凹凸層１６が外側になるように、ロール本体１７の外周面に無端状になるように巻かれ、インプリントロール１８として利用される。このように無端状に巻かれた状態で、中間シート２のスペーサシート７，８の巻き取り方向の端面７ｃ，８ｃ同士が突き合わされ、ガラスシート９の巻き取り方向の端面９ｃ同士は直接接触しない。ロール本体１７の外周面には、第二樹脂シート５の第二主表面５ｂの微粘着性を有する粘着層が貼り合わされ、フレキシブルモールド１３がロール本体１７に保持される。なお、本実施形態では、フレキシブルモールド１３をロール本体１７の外周面に巻く前に、第二樹脂シート５から第二保護フィルム１２が剥離される。
このようなインプリントロール１８であれば、巻き取り方向（ロール１８の周方向）において不要な段差がないため、製品に凹凸パターンを精度よく転写したり、その転写作業を容易に行ったりすることができる。また、ガラスシート９に由来する高い寸法安定性を確保しつつ、ガラスシートの破損も可及的に低減できる。更に、ロール本体１７に対して微粘着性を有する粘着層によりフレキシブルモールド１３を保持しているため、凹凸層１６に破損や歪が生じた際にフレキシブルモールド１３を容易に交換できる。
上記のように構成された無端状に巻かれたフレキシブルモールド１３、すなわち、インプリントロール１８を用いた光学部品１９の製造方法の一例を図７に示す。光学部品１９は製品に相当する。
同図に示すように、本製造方法では、基板２０の搬送経路上に、インプリントロール１８及びバックアップロール２１が搬送経路を挟んで対向配置されている。インプリントロール１８及びバックアップロール２１は、基板２０を下流側に搬送する方向に回転する。
インプリントロール１８の上流側では、基板２０の上に液状の成形材料２２が塗布される。
液状の成形材料２２が塗布された基板２０は、インプリントロール１８とバックアップロール２１との間を通過する。これにより、インプリントロール１８（フレキシブルモールド１３）の凹凸パターンが成形材料２２に転写された後、成形材料２２がインプリントロール１８から分離される。
凹凸パターンが転写された成形材料２２は、その種類に応じた所定の固化処理（例えば、紫外線照射や、加熱など）により固化し、基板２０上に凹凸層２３が形成される。成形材料２２の固化は、インプリントロール１８とバックアップロール２１とが配置された位置あるいはその下流側で行われる。これにより、基板２０に凹凸層２３が形成された光学部品１９が製造される。光学部品１９は、例えば、液晶ディスプレイ、液晶配向膜、偏光板、ＬＥＤ用マイクロレンズ、反射防止膜、回折光学素子、短焦点レンズ、プラズモンフィルター、マイクロミラーアレーなどの製造に用いられる。
基板２０としては、例えば、樹脂基板、ガラス基板、あるいは、これらの複合基板などが挙げられる。基板２０の塗布面がガラス面の場合は、成形材料２２との密着性を向上させるために、基板２０にシランカップリング処理などの表面処理を施すことが好ましい。基板２０は、枚葉式の基板を断続的に供給するものであってもよいし、ロール・トゥー・ロール方式で連続的に供給するものであってもよい。
成形材料２２は、インプリント法に用いられる一般的な材料を利用でき、フレキシブルモールド１３の製造に用いられる成形材料１４と同種の材料であってもよいし、異種の材料であってもよい。
なお、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、更に種々なる形態で実施し得る。
上記の実施形態では、フレキシブルモールド用の基材１において、中間シート２の幅（ガラスシート９の幅及びスペーサシート７，８の幅）を第一及び第二樹脂シート３，５の幅よりも小さくし、第二樹脂シート５の幅方向両端部に段差部１０を形成する場合を説明したが、第一及び第二樹脂シート３，５が共に平坦になるように、中間シート２の幅を、第一及び第二樹脂シート３，５の幅と同じかそれよりも大きくしてもよい。この場合、ガラスシート９の幅を、第一及び第二樹脂シート３，５の幅と同じかそれよりも大きくしてもよい。あるいは、ガラスシート９の幅を、第一及び第二樹脂シート３，５の幅よりも小さくした状態で、中間シート２として、ガラスシート９の幅方向の両側方のそれぞれに、巻き取り方向に沿って延びるスペーサシートを更に配置してもよい。この場合、スペーサシートでガラスシートの全周囲を囲んでもよい。
上記の実施形態では、フレキシブルモールド１３の交換を容易にするために、第二樹脂シート５の第二主表面５ｂに微粘着性を有する粘着層を形成する場合を説明したが、交換が必要ない場合などには、第二主表面５ｂに強粘着性を有する粘着層を形成してもよい。「強粘着性」としては、例えば、１８０°剥離強度試験（ＪＩＳ Ｚ ０２３７：２００９に準拠）により測定した粘着力（剥離強度）が、５０～１００Ｎ／２５ｍｍであることが挙げられる。
上記の実施形態では、第一接着層４の幅方向寸法は、中間シート２（ガラスシート９）の幅方向寸法と同程度の大きさである場合を説明したが、第一接着層４の幅方向寸法は、図８に示すように、第一樹脂シート３と同程度の大きさであってもよい。
１ 基材
２ 中間シート
３ 第一樹脂シート
４ 第一接着層
５ 第二樹脂シート
６ 第二接着層
７ 第一スペーサシート
８ 第二スペーサシート
９ ガラスシート
１０ 段差部
１１ 第一保護フィルム
１２ 第二保護フィルム
１３ フレキシブルモールド
１４ 成形材料
１５ マスターモールド
１６ 凹凸層
１７ ロール本体
１８ インプリントロール
１９ 光学部品
２０ 基板
２１ バックアップロール
２２ 成形材料
２３ 凹凸層
２ 中間シート
３ 第一樹脂シート
４ 第一接着層
５ 第二樹脂シート
６ 第二接着層
７ 第一スペーサシート
８ 第二スペーサシート
９ ガラスシート
１０ 段差部
１１ 第一保護フィルム
１２ 第二保護フィルム
１３ フレキシブルモールド
１４ 成形材料
１５ マスターモールド
１６ 凹凸層
１７ ロール本体
１８ インプリントロール
１９ 光学部品
２０ 基板
２１ バックアップロール
２２ 成形材料
２３ 凹凸層
Claims (8)
- 基材と、前記基材上に形成される凹凸層とを備え、無端状に巻かれるフレキシブルモールドの製造方法であって、
前記基材とマスターモールドとの間で成形材料を挟み、前記マスターモールドの凹凸パターンを転写した前記凹凸層を前記基材上に形成する転写工程を含み、
前記基材が、中間シートと、前記中間シートの両方の主表面のそれぞれに接着層を介して接着された樹脂シートとを備え、
前記中間シートが、巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれに配置された樹脂製のスペーサシートと、両方の前記スペーサシートの間に配置されたガラスシートとを備えていることを特徴とするフレキシブルモールドの製造方法。 - 前記巻き取り方向と直交する幅方向における前記ガラスシートの端面が、前記接着層で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルモールドの製造方法。
- 前記巻き取り方向と直交する幅方向において、前記樹脂シートが、前記接着層から食み出していることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブルモールドの製造方法。
- 前記スペーサシート及び前記ガラスシートの前記巻き取り方向で対向する端面同士が、互いに離間していることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のフレキシブルモールドの製造方法。
- 無端状に巻かれたときに内側に位置する前記樹脂シートが、微粘着性を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のフレキシブルモールドの製造方法。
- 前記基材は、前記基材の少なくとも一方の主表面に剥離可能に積層された保護フィルムを備えていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のフレキシブルモールドの製造方法。
- 無端状に巻かれるフレキシブルモールド用の基材であって、
中間シートと、前記中間シートの両方の主表面のそれぞれに接着層を介して接着された樹脂シートとを備え、
前記中間シートが、巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれに配置された樹脂製のスペーサシートと、両方の前記スペーサシートの間に配置されたガラスシートとを備えていることを特徴とするフレキシブルモールド用の基材。 - 基板と、前記基板上に形成される凹凸層とを備える光学部品の製造方法であって、
前記基板と無端状に巻かれたフレキシブルモールドとの間で成形材料を挟み、前記フレキシブルモールドの凹凸パターンを転写した前記凹凸層を前記基板上に形成する転写工程を含み、
前記フレキシブルモールドが、中間シートと、前記中間シートの両方の主表面のそれぞれに接着層を介して接着された樹脂シートとを備え、
前記中間シートが、巻き取り方向の一端部と他端部のそれぞれに配置された樹脂製のスペーサシートと、両方の前記スペーサシートの間に配置されたガラスシートとを備えていることを特徴とする光学部品の製造方法。
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