使用吸輥的輥裝置以及具有凹凸結構的構件的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用吸輥的輥裝置以及具有凹凸結構的構件的制造方法。
【背景技術】
[0002] 作為形成半導體集成電路等微細圖案的方法，已知微影法。使用微影法形成的圖 案的分辨率取決于光源的波長、光學系統(tǒng)的數值孔徑，為了應對近年來的微細化器件的需 要，期望波長更短的光源。但是，短波長光源的價格高，其開發(fā)不容易，還需要開發(fā)透過如此 短波長光的光學材料。另外，通過以往的微影法制造大面積的圖案，需要大型的光學元件， 技術上和經濟上均伴隨困難。因此，研究了形成具有大面積的所期望圖案的新型方法。
[0003] 作為不使用以往的微影裝置形成微細圖案的方法，已知納米壓印法。納米壓印法 是通過將樹脂夾入模具（模具）與基板而轉印納米級圖案的技術，不僅在半導體器件，而且 期待在有機電致發(fā)光（EL)元件或LED等的光學構件、MEMS、生物芯片等多種領域實用化。
[0004] 作為使用熱固化性材料的納米壓印法，已知例如，如專利文獻1所記載的，在基板 上涂布抗蝕劑膜，利用平板狀的模具壓制，然后通過加熱器使抗蝕劑膜固化的方法。特別是 使用無機溶膠凝膠材料的納米壓印成形物的耐熱性高，適合于伴隨高溫處理的工藝。此外， 代替使用平板狀模具的壓制法，已知如專利文獻2所記載的使用圓筒狀的具有微細凹凸圖 案的復制用原版和壓輥的輥壓制法。但是，溶膠凝膠材料需要精密地控制涂布后的水分量、 干燥時間，不容易量產化。
[0005] 順便說一下，專利文獻3中公開了在通過納米壓印法對溶膠凝膠材料的圖案轉印 中，通過使用具有透氣性的包含聚二甲基硅氧烷（PDMS)的模具，即使溶膠凝膠材料與模具 密合時，也可以進行溶膠凝膠材料的固化。在包含PDMS的模具內，由于溶膠凝膠層中的溶 劑和水能夠擴散，因而即使溶膠凝膠材料與模具密合時，也能夠促進溶膠凝膠材料的化學 反應以及由此產生的水和溶劑的蒸發(fā)，溶膠凝膠材料能夠固化（凝膠化）。
[0006] 現(xiàn)有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開2008-049544號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2010-269480號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開2008-068611號公報

【發(fā)明內容】

[0011] 發(fā)明所要解決的問題
[0012] 本發(fā)明的目的在于提供能夠以高成品率量產具有微細的凹凸結構的構件的新型 的制造裝置及制造方法。
[0013] 用于解決問題的手段
[0014] 根據本發(fā)明的第1方式，提供一種輥裝置，其具備：
[0015] 可旋轉且吸力在外周面從外向內作用的吸輥；
[0016] 產生所述吸力的抽吸機構；和
[0017] 覆蓋所述吸輥的外周面的透氣性構件。
[0018] 在上述輥裝置中，上述透氣性構件可以由硅橡膠形成。
[0019] 在上述輥裝置中，在上述透氣性構件的表面可以形成凹凸圖案。
[0020] 在上述輥裝置中，上述透氣性構件的凹凸圖案可以為用于將溶膠凝膠材料圖案化 的圖案。
[0021] 在上述輥裝置中，上述透氣性構件的凹凸圖案可以為不規(guī)則的凹凸圖案，凹凸的 深度的標準偏差可以為10~IOOnm的范圍，凹凸的平均間距可以為100~1500nm的范圍。
[0022] 在上述輥裝置中，上述透氣性構件的凹凸圖案的傅立葉變換圖像可以為圓環(huán)狀。
[0023] 在上述輥裝置中，可以具備用于加熱上述吸輥的加熱單元。
[0024] 在上述輯裝置中，上述透氣性構件的水蒸氣透過率可以為1X106[(mL?cm)/ (cm2 ?s?cmHg)]以上。
[0025] 在上述輯裝置中，上述透氣性構件的厚度可以為10ym~1cm。
[0026] 在上述輥裝置中，上述透氣性構件的表面能可以為25mN/m以下。
[0027] 在上述輥裝置中，可以具備使上述吸輥以上述吸輥的軸為中心旋轉的驅動裝置。 在上述輥裝置中，上述吸輥的上述外周面的材質可以為多孔體。上述多孔體可以為陶瓷。在 上述輥裝置中，上述吸輥的上述外周面可以為以等間隔均勻地設置有抽吸孔的網狀。
[0028] 根據本發(fā)明的第2方式，提供一種具有凹凸結構的構件的制造方法，其為使用第1 方式的輥裝置制造具有凹凸結構的構件的方法，其包括：
[0029] 在基板上形成涂膜的工序；
[0030] 在使所述吸輥旋轉的同時，使所述透氣性構件的所述凹凸圖案與所述涂膜密合， 從而將所述凹凸圖案轉印至所述涂膜的工序；和
[0031] 將上述涂膜固化的工序。
[0032] 具有上述凹凸結構的構件例如可以為光學基板。
[0033] 在上述具有凹凸結構的構件的制造方法中，可以在使上述吸力作用于上述吸輥的 同時，將上述凹凸圖案轉印于上述涂膜。
[0034] 在上述具有凹凸結構的構件的制造方法中，上述涂膜的材料可以為溶膠凝膠材 料。
[0035] 在上述具有凹凸結構的構件的制造方法中，可以在將上述涂膜加熱的同時，使上 述透氣性構件的上述凹凸圖案與上述涂膜密合。
[0036] 根據本發(fā)明的第3方式，提供一種有機EL元件的制造方法，其中，使用第2方式的 具有凹凸結構的構件的制造方法，制作作為具有凹凸結構的構件的具有凹凸表面的衍射光 柵基板，并在上述衍射光柵基板的凹凸表面上依次層疊透明電極、有機層和金屬電極，從而 制造有機EL元件。
[0037] 發(fā)明效果
[0038] 本發(fā)明的輥裝置具備透氣性構件和吸輥，由此能夠在利用透氣性構件施力于被處 理物的同時，從被處理物均勻地抽出水分氣體。通過使用本發(fā)明的輥裝置，能夠準確且可靠 地進行涂膜的圖案形成，能夠以高生產量制造光學基板等具有凹凸結構的構件。
【附圖說明】
[0039] 圖1是表示本發(fā)明的具有凹凸結構的構件的制造方法的流程圖。
[0040] 圖2(A)~（C)是示意性地表示制造用于實施方式的光學基板的制造方法的透氣 性構件的各工序的圖。
[0041] 圖3是實施方式的輥裝置的立體示意圖。
[0042]圖4是從A-A方向觀看圖3的輥裝置的剖視示意圖。
[0043] 圖5是用于說明使用透氣性構件的轉印工藝的概念圖。
[0044]圖6是實施方式的光學基板的制造裝置的概念圖。
[0045]圖7是在變形方式中代替轉印輥將環(huán)狀的透氣性構件架設設置于2個以上輥的光 學基板制造裝置的概念圖。
[0046]圖8是表示有機EL元件的截面結構的圖。
【具體實施方式】
[0047]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的具有凹凸圖案或凹凸結構的構件的制造方法以及制 造裝置的實施方式。需要說明的是，在以下的說明中，作為涂布于基板的涂膜材料，列舉溶 膠凝膠材料為例進行說明。本發(fā)明的具有凹凸圖案或凹凸結構的構件的制造方法，如圖1 所示，主要包括：準備透氣性構件的工序SO;制作具備透氣性構件的轉印輥的工序Sl;制備 溶膠凝膠材料的制備工序S2 ;將制備的溶膠凝膠材料涂布于基板上的涂布工序S3 ;在使轉 印輥的透氣性構件密合于涂布的涂膜的同時，使涂膜固化的轉印工序S4 ;以及對涂膜進行 烘烤的烘烤工序S5。以下，依次說明各工序。需要說明的是，在以下的說明中，具有凹凸圖 案或凹凸結構的構件，列舉具有凹凸圖案的光學基板為例說明。
[0048][準備透氣性構件的工序]
[0049]在本實施方式的光學基板的制造方法及制造裝置中，用作模具的透氣性構件具有 撓性，在表面具有凹凸的轉印圖案。透氣性構件可以通過后述的透氣性構件制造方法制 作。透氣性構件包含橡膠類材料，特別是優(yōu)選硅橡膠或硅橡膠與其它材料的混合物或共聚 物。作為硅橡膠，可以使用例如聚有機硅氧烷、交聯(lián)型聚有機硅氧烷、聚有機硅氧烷/聚碳 酸酯共聚物、聚有機硅氧烷/聚亞苯基共聚物、聚有機硅氧烷/聚苯乙烯共聚物、聚三甲基 甲硅烷基丙炔、聚4-甲基戊烯等。硅橡膠與其它樹脂材料相比更廉價，耐熱性更優(yōu)良，熱 導性更高，具有彈性，在高溫條件下更不容易變形，因此適合在高溫條件下進行的凹凸圖案 轉印工藝。此外，硅橡膠類的材料由于氣體或水蒸氣透過性高，能夠使被轉印材料的溶劑 或水蒸氣容易透過。需要說明的是，透氣性構件的水蒸氣透過率優(yōu)選為IX10 6[(mL?cm) / (cm2 ?s?cmHg)]以上。透氣性構件的水蒸氣透過率低于上述下限時，將透氣性構件的凹 凸圖案轉印至基板上的涂膜時，涂膜中的溶劑和水的蒸發(fā)耗時，涂膜不固化或固化耗時。另 外，用于透氣性構件的橡膠類材料的表面自由能優(yōu)選為25mN/m以下。由此將透氣性構件的 凹凸圖案轉印至基板上的涂膜時，脫模性變得良好，能夠防止轉印不良。
[0050]透氣性構件例如可以為長度50~2000mm、寬度50~3000mm、厚度10ym~1cm。 透氣性構件的尺寸可以根據轉印輥的尺寸、量產的光學基板的尺寸、1次制造工藝連續(xù)制造 的光學基板的數量（批次數量）等適當設定。透氣性構件的厚度小于上述下限時，透氣性 構件的強度變小，有可能透氣性構件在操作期間破損。厚度大于上述上限時，有可能難以將 模具卷成卷筒狀、或者透氣性構件的水蒸氣透過性變得不充分。此外，根據需要，可以在它 們的凹凸圖案面實施脫模處理。凹凸圖案可以通過例如后述的BCP法、BKL法、微影法等的 任意方法形成任意形狀。
[0051]凹凸圖案可以按照最終所得到的光學基板的用途形成任意圖案，例如，可以形成 微透鏡陣列結構、具有光擴散或衍射等的功能的結構。凹凸圖案可以為例如凹凸的間距 不均勻、且凹凸的朝向無方向性的不規(guī)則的凹凸圖案。作為凹凸的平均間距，例如，將光學 基板用于可見光的衍射或散射的用途時，可以為100~1500nm的范圍，更優(yōu)選為200~ 1200nm的范圍。凹凸的平均間距小于上述下限時，由于間距相對于可見光的波長過小，具有 利用凹凸的光衍射變得不充分的傾向，另一方面，超過上限時，衍射角變小，有失去作為衍 射光柵等光學元件的功能的傾向。在同樣的用途中，凹凸的深度分布的平均值優(yōu)選為20~ 200nm的范圍，更優(yōu)選為30~150nm的范圍。凹凸的深度的標準偏差優(yōu)選為10~100nm， 更優(yōu)選為15~75nm的范圍。
[0052]在本申請中，凹凸的平均間距是指在測定形成有凹凸的