JP5288716B2 - Method for producing imprint roll mold - Google Patents

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Description

本発明は、連続インプリント用ロール状モールドの製造方法に関し、とくに、表面に規則的な微小凹凸形状を継ぎ目なく形成した連続インプリント用ロール状モールドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a continuous imprint rolled mold, in particular a process for the preparation of regular continuous imprint rolled mall de the fine irregularities are formed seamlessly on the surface.

インプリント法は、サブミクロンからナノメータースケールの微細な凹凸パターンを基板表面に一括転写することが可能であることから、撥水・撥油性膜や反射防止膜、細胞培養シートなど様々な機能性デバイスを作製するための手法として期待されている。インプリント法で得られるパターンのサイズは、モールドサイズに対応したものとなることから、大型のモールドを用いれば基板表面に大面積の微細パターンを高スループットで形成することが可能である。   The imprint method can transfer fine uneven patterns from sub-micron to nanometer scale onto the substrate surface, so it has various functions such as water / oil repellent film, antireflection film, and cell culture sheet. It is expected as a method for manufacturing devices. Since the size of the pattern obtained by the imprint method corresponds to the mold size, a large area fine pattern can be formed on the substrate surface with high throughput if a large mold is used.

しかしながら、インプリントに用いられるモールドは、通常、平板形状であるため、試料の大面積化には限界があった。一方、平板形状に代えてロール形状のモールドを用いれば、連続的な構造転写が可能となるため、得られるパターンサイズはモールドサイズに依存せず、より大面積の微細パターンの形成が可能となる。通常、連続インプリント用モールドの作製にはリソグラフィー技術を用いた手法が検討されているが、この手法では、曲面上に微細なパターンを形成することが困難であるため、平板表面に微細パターンを形成し、これをロールに巻きつける手法が提案されている。しかしながら、平板状物をロールに巻きつける手法で形成されたロール状モールドでは、連続的なパターン形成は可能であるものの、必然的に継ぎ目部分が生じるため、継ぎ目なく所定のパターンを形成することは困難である。   However, since the mold used for imprinting is usually a flat plate shape, there is a limit to increasing the area of the sample. On the other hand, if a roll-shaped mold is used instead of a flat plate shape, continuous structure transfer is possible. Therefore, the pattern size obtained does not depend on the mold size, and a fine pattern with a larger area can be formed. . Usually, a technique using a lithography technique has been studied for producing a mold for continuous imprinting. However, since it is difficult to form a fine pattern on a curved surface with this technique, a fine pattern is formed on a flat plate surface. A method of forming and winding this around a roll has been proposed. However, in a roll-shaped mold formed by a method of winding a flat plate around a roll, although a continuous pattern can be formed, a seam portion is inevitably formed, so that a predetermined pattern can be formed without a seam. Have difficulty.

アルミニウムを酸性浴中で陽極酸化することにより得られる陽極酸化ポーラスアルミナは、均一なサイズの細孔が自己組織化的に規則配列した代表的な微細ホールアレイ構造材料であるため、微細インプリント用のモールドとして有望な材料である。陽極酸化ポーラスアルミナは、平板形状の試料表面だけでなく、曲率を有する試料の表面にも形成可能であることから、ロール形状のアルミニウム表面に陽極酸化ポーラスアルミナの形成を行えば、継ぎ目のない微細パターンを連続的に形成するためのナノインプリント用ロール状モールドの作製を行うことができる(例えば、特許文献1に記載のスタンパ)。しかしながら、アルミニウムは比較的軟質な金属であることから、ロール形状のアルミニウム表面に直接陽極酸化ポーラスアルミナ層を形成したモールドでは、機械強度が低く、モールド表面に傷やへこみが容易に形成されてしまうという問題点があった。
WO2007/023960号公報
Anodized porous alumina obtained by anodizing aluminum in an acidic bath is a typical fine hole array structure material in which pores of uniform size are regularly arranged in a self-organized manner. It is a promising material for molds. Anodized porous alumina can be formed not only on a flat sample surface but also on the surface of a sample having a curvature. Therefore, if anodized porous alumina is formed on a roll-shaped aluminum surface, the fineness is seamless. A roll-shaped mold for nanoimprint for continuously forming a pattern can be produced (for example, a stamper described in Patent Document 1). However, since aluminum is a relatively soft metal, a mold in which an anodized porous alumina layer is directly formed on a roll-shaped aluminum surface has low mechanical strength, and scratches and dents are easily formed on the mold surface. There was a problem.
WO2007 / 023960

本発明は、幅広い分野への応用展開が期待される微細凹凸パターンが表面に形成されたポリマーシート、ガラスシートをインプリント法で連続的に作製する際に用いるロール状モールドにおける上記の問題点を解決するために、ニッケル等の機械強度に優れた金属材料もしくは、シリカ等のセラミックスや炭素系材料からなるモールドを得る手段について鋭意検討を行った結果、完成されたものであり、その目的は、規則的な微細凹凸形状、例えば、微細な突起パターンまたは微細なホールアレイパターンが、表面に継ぎ目なく形成された、機械強度に優れたロール状モールドの製造方法を提供することにある。 The present invention relates to the above-mentioned problems in a roll-shaped mold used when continuously producing a polymer sheet or glass sheet having a fine uneven pattern formed on the surface, which is expected to be applied to a wide range of fields, by an imprint method. In order to solve the problem, as a result of intensive studies on a means for obtaining a mold made of a metal material having excellent mechanical strength such as nickel or a ceramic or carbon-based material such as silica, the purpose was regular fine irregularities, for example, a fine protrusion pattern or fine hole array pattern has been seamlessly formed on the surface, it is to provide a method for manufacturing a roll molding de excellent in mechanical strength.

上記の目的を達成するために、本発明は後述の製造方法を提供するが、本発明におけるインプリント用ロール状モールドは、陽極酸化ポーラスアルミナの規則的な細孔配列を利用して形成された凹凸形状が、表面に継ぎ目なく形成されたインプリント用ロール状モールドであって、前記モールドの少なくとも表面は、アルミナ以外で形成されており、前記凹凸形状は、元の陽極酸化ポーラスアルミナ層の細孔配列と同等の細孔配列であることを特徴とするものからなる。モールドには元の陽極酸化ポーラスアルミナ層の細孔配列と同等の細孔配列である微細な凹凸形状が表面に継ぎ目なく形成されているので、このモールドを回転させながらその表面の凹凸形状を試料に転写させていくことにより、大面積の微細パターンを継ぎ目のない状態で連続的にかつ円滑に形成していくことが可能になる。そして、モールドの材質、とくにその少なくとも表面を、アルミナ以外で形成することにより、少なくともモールド表面の必要な機械強度が確保され、表面の傷や凹みの問題が解消される。 To achieve the above object, the present invention provides a manufacturing method described below, the imprint rolled mold definitive to the present invention is formed by using a regular pore arrangement of anodized porous alumina The imprinted roll-shaped mold is seamlessly formed on the surface, and at least the surface of the mold is formed of other than alumina, and the concave-convex shape of the original anodized porous alumina layer It consists of what is characterized by being a pore arrangement | sequence equivalent to a pore arrangement | sequence. Since the mold has a fine concavo-convex shape that is the same as the pore arrangement of the original anodized porous alumina layer on the surface, the concavo-convex shape on the surface is sampled while rotating the mold. It is possible to continuously and smoothly form a fine pattern with a large area in a seamless state by transferring the pattern onto the surface. By forming the mold material, particularly at least its surface, other than alumina, at least the required mechanical strength of the mold surface is ensured, and the problem of surface scratches and dents is solved.

モールドの材質、少なくともその表面材質として、例えば、ニッケル、白金、金のいずれかが挙げられる。また、少なくとも表面材質がセラミックスからなる構成、少なくとも表面材質が炭素系材料からなる構成も採用可能である。例えば高温に保持したガラス試料に連続インプリントを行う場合、ポリマーに陽極酸化ポーラスアルミナの規則的な細孔配列を転写させロール状ポリマーの表面に継ぎ目のない微細凹凸形状を形成し、その表面を炭化させた連続インプリント用ロール状モールドを用いることが可能である。   Examples of the material of the mold, at least the surface material thereof, include nickel, platinum, and gold. Further, it is possible to adopt a configuration in which at least the surface material is made of ceramics and at least the surface material is made of a carbon-based material. For example, when continuous imprinting is performed on a glass sample kept at a high temperature, a regular fine pore array of anodized porous alumina is transferred to the polymer to form a seamless fine uneven shape on the surface of the roll polymer, and the surface is It is possible to use a carbonized roll mold for continuous imprinting.

このような機械強度に優れ、微細凹凸形状が表面に継ぎ目なく形成された連続インプリント用ロール状モールドは、次のような方法によって製造できる。   Such a roll mold for continuous imprinting having excellent mechanical strength and having a fine uneven shape formed seamlessly on the surface can be produced by the following method.

すなわち、本発明に係るインプリント用ロール状モールドの製造方法は、丸棒またはパイプ形状のアルミニウム材の外面に規則的な細孔の配列を有する陽極酸化ポーラスアルミナ層を形成し、該アルミニウム材を雄型の鋳型として前記細孔内に物質を充填し、雄型の鋳型を溶解することにより、内面に前記細孔の配列に対応する凹凸形状が継ぎ目なく転写された雌型の鋳型を形成し、該雌型の鋳型の凹凸形状に対しアルミナ以外の物質を充填し、雌型の鋳型を溶解することにより、表面に前記細孔の配列に対応する形状の凹凸形状が継ぎ目なく形成されたロール状モールドを形成することを特徴とする方法からなる。つまり、鋳型の作成、物質充填、鋳型溶解の転写プロセスが二段階で行われる。この方法では、陽極酸化ポーラスアルミナ層の細孔配列が反転された雌型の鋳型が形成され(つまり、一旦雌型の鋳型の微細突起のアレイに置き換えられ)、該雌型の鋳型の凹凸形状がロール状モールドを形成する物質の表面に転写されて、結局、元の陽極酸化ポーラスアルミナ層の細孔配列と同等の細孔配列(ホールアレイ)の微細凹凸形状がロール状モールド表面上に再現される。したがってこの場合、基本的に陽極酸化ポーラスアルミナ層の細孔配列と同等の細孔配列がロール状モールド表面上に再現されることから、ロール状モールドを形成する物質としてアルミナ以外の物質を使用することによって初めて技術的な意義が生じることになる。アルミナ以外の物質としては、モールドの機械強度を向上するという本発明の目的からは、前述のような他の物質であることが好ましい。 That is, the production method of engaging Louis down printing roll-like mold to the present invention is to form an anodic-oxide porous alumina layer having an array of regular pores on the outer surface of the aluminum material of the round bar or pipe-shaped, the aluminum By filling the pores with a material as a male mold and dissolving the male mold, a female mold in which irregularities corresponding to the arrangement of the pores are seamlessly transferred to the inner surface is obtained. By forming and filling the concave / convex shape of the female mold with a material other than alumina and dissolving the female mold, the concave / convex shape corresponding to the arrangement of the pores is seamlessly formed on the surface. And forming a rolled mold. That is, the transfer process of mold creation, substance filling, and mold dissolution is performed in two stages. In this method, a female mold in which the pore arrangement of the anodized porous alumina layer is reversed is formed (that is, replaced with an array of fine projections of the female mold once), and the concave and convex shape of the female mold is formed. Is transferred to the surface of the material that forms the roll mold, and as a result, the fine irregular shape of the pore arrangement (hole array) equivalent to the pore arrangement of the original anodized porous alumina layer is reproduced on the roll mold surface. Is done. Therefore, in this case, since the pore arrangement equivalent to the pore arrangement of the anodized porous alumina layer is basically reproduced on the roll-shaped mold surface, a substance other than alumina is used as a substance for forming the roll-shaped mold. For the first time, technical significance will arise. The substance other than alumina is preferably another substance as described above for the purpose of improving the mechanical strength of the mold.

このような手法においては、最終的に形成されるロール状モールド表面上の微細凹凸形状の出発形状は陽極酸化ポーラスアルミナ層の細孔配列であり、陽極酸化ポーラスアルミナ層の細孔径や細孔深さは、陽極酸化電圧、陽極酸化時間を適宜変化させることにより制御することが可能であることから、最終的にロール状モールド表面に形成される微細凹凸形状も適切に制御可能である。ロール状モールド表面に形成されるホールアレイの細孔径としては、例えば10nmから450nm、細孔深さは30nmから10μmの範囲で制御することが可能である。同様に、ロール状モールド表面に形成されるピラーアレイの突起径としては、例えば10nmから450nm、突起高さは30nmから10μmの範囲で制御することが可能である。
本発明では、前述の如く、鋳型の作成、物質充填、最終的なモールドの形成までにおいて転写プロセスが二段階で行われ、モールド表面に最初の鋳型の細孔の配列に対応する形状の凹凸形状が継ぎ目なく形成されるが、この基本技術思想も本発明に含まれる。すなわち、本発明は、丸棒またはパイプ形状のアルミニウム材の外面に規則的な細孔の配列を有する陽極酸化ポーラスアルミナ層を形成し、該アルミニウム材を雄型の鋳型として前記細孔内に物質を充填し、雄型の鋳型を除去することにより、雄型の配列に対応する凹凸形状が転写された雌型の鋳型を形成し、該雌型の鋳型の凹凸形状に対しアルミナ以外の物質を充填し、雌型の鋳型を除去することにより、表面に前記細孔の配列に対応する形状の凹凸形状が継ぎ目なく形成されたモールドを形成することを特徴とする、インプリント用モールドの製造方法についても提供するものである。
In such an approach, the starting shape of fine irregularities on the roll-like mold surface which is finally formed is a pore arrangement of anodized porous alumina layer, pore size and pore depth of the anodized porous alumina layer Since it can be controlled by appropriately changing the anodic oxidation voltage and the anodic oxidation time, the fine uneven shape finally formed on the roll-shaped mold surface can also be appropriately controlled. The pore diameter of the hole array formed on the roll-shaped mold surface can be controlled, for example, in the range of 10 nm to 450 nm and the pore depth in the range of 30 nm to 10 μm. Similarly, the protrusion diameter of the pillar array formed on the roll-shaped mold surface can be controlled, for example, in the range of 10 nm to 450 nm and the protrusion height in the range of 30 nm to 10 μm.
In the present invention, as described above, the transfer process is performed in two stages from the creation of the mold, the filling of the material, and the formation of the final mold, and the uneven shape of the shape corresponding to the arrangement of the pores of the first mold on the mold surface. However, this basic technical idea is also included in the present invention. That is, the present invention forms an anodized porous alumina layer having a regular pore arrangement on the outer surface of a round bar or pipe-shaped aluminum material, and uses the aluminum material as a male mold to form a substance in the pores. And the male mold is removed to form a female mold with the concavo-convex shape corresponding to the male mold arrangement transferred, and a substance other than alumina is applied to the concavo-convex shape of the female mold. A method for producing an imprint mold comprising filling and removing a female mold to form a mold in which irregularities corresponding to the arrangement of the pores are seamlessly formed on the surface. Is also provided.

ロール状モールド表面上に形成する微細凹凸形状の出発形状として、陽極酸化ポーラスアルミナ層の細孔配列(細孔径や細孔深さを含む)を適切に形成するためには、例えば、陽極酸化ポーラスアルミナ層を、シュウ酸を電解液として用い、化成電圧30V〜90Vにて形成することが好ましい。また、陽極酸化ポーラスアルミナ層を、硫酸を電解液として用い、化成電圧10V〜30Vにて形成することも可能である。さらに、陽極酸化ポーラスアルミナ層を、リン酸を電解液として用い、化成電圧180V〜200Vにて形成することも可能である。   In order to appropriately form the pore arrangement (including the pore diameter and pore depth) of the anodized porous alumina layer as the starting shape of the fine unevenness formed on the roll mold surface, for example, anodized porous is used. The alumina layer is preferably formed using oxalic acid as the electrolyte at a conversion voltage of 30V to 90V. It is also possible to form the anodized porous alumina layer at a formation voltage of 10 to 30 V using sulfuric acid as the electrolyte. Furthermore, it is also possible to form the anodized porous alumina layer using phosphoric acid as an electrolytic solution at a formation voltage of 180V to 200V.

このように、本発明によれば、規則的なピラーアレイやホールアレイからなる微細凹凸形状が表面に継ぎ目なく形成され、機械強度に優れた連続インプリント用ロール状モールドを実現できる。とくに、継ぎ目のない微細凹凸形状により大面積のインプリントが可能になる。また、ロール状モールドの材質、とくに少なくともその表面材質を、アルミナ以外の材質とできるので、用途に応じて、モールドに高い機械強度や高い耐熱性などを付与できるようになり、様々なインプリント用途への展開が可能になる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize a continuous imprinting roll-shaped mold having a fine uneven shape including a regular pillar array or a hole array formed on the surface seamlessly and having excellent mechanical strength. In particular, imprinting on a large area is possible due to the seamless micro uneven shape. In addition, since the material of the roll mold, especially at least its surface material, can be made of a material other than alumina, high mechanical strength and high heat resistance can be imparted to the mold depending on the application, and various imprint applications Can be deployed.

以下に、本発明に係るインプリント用ロール状モールドについて、その製造方法を中心に、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the engagement Louis down printing roll-like mold to the present invention, around its manufacturing method, with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明における、表面にホールアレイ形状のパターンを有するロール状モールドの製造方法の一例を示している。表面にホールアレイ形状のパターンを有するロール状モールドの作製には、丸棒またはパイプ形状のアルミニウム材1を酸性浴中で陽極酸化することにより、その表面に自己組織化的に細孔が規則配列した陽極酸化ポーラスアルミナ層2を形成し、これを雄型の鋳型として用いる。得られたアルミナ細孔内部とその表面にポリマーを充填し、型取りを行う。雄型の鋳型であるアルミニウムとアルミナ部分を完全に溶解除去し、パイプ形状のポリマーを作製する。得られたパイプ状ポリマーの内壁には、ポーラスアルミナの細孔配列に対応した微細凹凸形状パターンが転写され、該微細凹凸形状パターンが継ぎ目なく形成されたポリマー製の雌型3が得られる。この内面にポーラスアルミナの細孔配列に対応した微細凹凸形状が継ぎ目なく形成されたポリマー製の雌型3を鋳型として、内部に、つまりその微細凹凸形状に対し、物質4を充填し、充填物質4の外周面上に再度構造転写を行う。物質4の充填を行った後、ポリマー部分(ポリマー製の雌型3)を溶解除去することで、微細ホールアレイパターンが表面に継ぎ目なく形成された連続インプリント用ロール状モールド5を作製できる。   FIG. 1 shows an example of a method for producing a roll-shaped mold having a hole array pattern on the surface in the present invention. For the production of a roll-shaped mold having a hole array pattern on its surface, a round bar or pipe-shaped aluminum material 1 is anodized in an acidic bath, and the pores are regularly arranged on the surface in a self-organized manner. The anodized porous alumina layer 2 is formed and used as a male mold. The inside of the obtained alumina pores and the surface thereof are filled with a polymer, and molding is performed. The aluminum and alumina parts, which are male molds, are completely dissolved and removed to produce a pipe-shaped polymer. A fine concavo-convex pattern corresponding to the pore arrangement of the porous alumina is transferred to the inner wall of the obtained pipe-shaped polymer, and the polymer female die 3 in which the fine concavo-convex pattern is seamlessly formed is obtained. A polymer female mold 3 in which fine irregularities corresponding to the pore arrangement of porous alumina are seamlessly formed on the inner surface is used as a mold, and the substance 4 is filled inside, that is, with respect to the fine irregularities. Structure transfer is performed again on the outer peripheral surface of 4. After filling with the substance 4, the polymer portion (polymer female mold 3) is dissolved and removed, so that a roll mold 5 for continuous imprinting in which a fine hole array pattern is seamlessly formed on the surface can be produced.

図2は、本発明の参考形態としての、表面に微細ピラーアレイ形状のパターンを有するロール状モールドの製造方法の一例を示している。表面にピラーアレイ形状のパターンを有するロール状モールドの作製には、パイプ形状のアルミニウム材11の内面に、酸性浴中で陽極酸化することにより、自己組織化的に微細な細孔が規則配列した陽極酸化ポーラスアルミナ層12を形成し、これを鋳型として用いる。アルミニウム材11の内部に、細孔が規則配列した陽極酸化ポーラスアルミナ層12に対し、物質13を充填し、充填物質13の外周面上に陽極酸化ポーラスアルミナ層12の細孔配列の構造転写を行う。物質13の充填を行った後、鋳型であるアルミニウムおよびアルミナ部分を溶解除去することで、微細ピラーアレイパターンが表面に継ぎ目なく形成された連続インプリント用ロール状モールド14を作製できる。図1に示した本発明の形態では、元の陽極酸化ポーラスアルミナ層2の細孔配列と同等の細孔配列の微細凹凸形状がロール状モールド5の表面上に再現されるが、図2に示した本発明の参考形態では、元の陽極酸化ポーラスアルミナ層12の細孔配列を反転した形態の微細凹凸形状がロール状モールド14の表面に形成される。 FIG. 2 shows an example of a method for producing a roll-shaped mold having a fine pillar array pattern on the surface as a reference form of the present invention. For the production of a roll-shaped mold having a pillar array pattern on the surface, an anode in which fine pores are regularly arranged in a self-organized manner by anodizing the inner surface of a pipe-shaped aluminum material 11 in an acid bath. An oxidized porous alumina layer 12 is formed and used as a mold. The material 13 is filled into the anodized porous alumina layer 12 in which pores are regularly arranged inside the aluminum material 11, and the structure transfer of the pore arrangement of the anodized porous alumina layer 12 is performed on the outer peripheral surface of the filled material 13. Do. After filling with the substance 13, the aluminum and alumina portions that are the mold are dissolved and removed, whereby the continuous imprint roll-shaped mold 14 in which the fine pillar array pattern is seamlessly formed on the surface can be produced. In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a fine uneven shape having a pore arrangement equivalent to the pore arrangement of the original anodized porous alumina layer 2 is reproduced on the surface of the roll-shaped mold 5. In the illustrated embodiment of the present invention, a fine uneven shape in which the pore arrangement of the original anodized porous alumina layer 12 is reversed is formed on the surface of the roll-shaped mold 14.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されるものではない。
実施例1〔ホールアレイパターンを有するNiロールの作製〕
外形73mm、内径71mmのパイプ形状アルミニウム(純度99.99%)の表面に電解研磨処理を施し、鏡面化を行った。この試料を、0.3Mシュウ酸電解浴中、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で、12時間陽極酸化を行った後、一旦、酸化物層を溶解除去し、再び同一条件下において90秒間陽極酸化を行うことで細孔の孔深さ150nmの陽極酸化ポーラスアルミナ層を形成した。その後、試料を5重量%リン酸水溶液に30分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔サイズを70nmに調節した。この試料の外側表面に、真空蒸着機を用いてAuを20nmコートした後、アルミナ細孔内部およびその表面に重合開始剤である過酸化ベンゾイルを2重量%溶解したメタクリル酸メチルモノマーを充填し、紫外光を照射することにより重合を行った。ポリマーが完全に重合した後、アルミニウム及びアルミナ部分を、10重量%水酸化ナトリウム水溶液中で溶解除去することにより、パイプ形状のポリマー製雌型を得た。得られた雌型の内部に、先に形成したAu層を同通層としてNiの電析を行った。この後、雌型の鋳型部分をクロロホルム溶液中で溶解除去することにより表面に微細ホールアレイパターンが形成されたNi製ロール状モールドを得た。得られたロール状モールドの表面のホールアレイパターンを電子顕微鏡で観察した結果を図3に示す(細孔周期:100nm)。このロール状モールドを用いて、光硬化性樹脂に連続インプリントを行った結果、ポリマーピラーアレイパターンが形成されることが確認された。得られたポリマーピラーアレイパターンを電子顕微鏡で観察した結果を図5に示す(ピラー周期:100nm)。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by this Example.
Example 1 [Preparation of Ni roll having hole array pattern]
Electropolishing was applied to the surface of pipe-shaped aluminum (purity 99.99%) with an outer diameter of 73 mm and an inner diameter of 71 mm to create a mirror surface. This sample was subjected to anodization for 12 hours in a 0.3 M oxalic acid electrolytic bath at a bath temperature of 17 ° C. and a conversion voltage of 40 V. Then, the oxide layer was once dissolved and removed, and again under the same conditions, 90 ° Anodization was performed for 2 seconds to form an anodized porous alumina layer having a pore depth of 150 nm. Thereafter, the sample was immersed in a 5% by weight phosphoric acid aqueous solution for 30 minutes, subjected to a pore size enlargement process, and the pore size was adjusted to 70 nm. The outer surface of this sample was coated with 20 nm of Au using a vacuum vapor deposition machine, and then charged with methyl methacrylate monomer in which 2% by weight of benzoyl peroxide as a polymerization initiator was dissolved inside and on the surface of the alumina pores. Polymerization was carried out by irradiation with ultraviolet light. After the polymer was completely polymerized, the aluminum and alumina portions were dissolved and removed in a 10 wt% aqueous sodium hydroxide solution to obtain a pipe-shaped female female mold. Inside the obtained female mold, Ni was electrodeposited using the previously formed Au layer as the same layer. Thereafter, the female mold part was dissolved and removed in a chloroform solution to obtain a Ni roll-shaped mold having a fine hole array pattern formed on the surface. The result of observing the hole array pattern on the surface of the obtained roll-shaped mold with an electron microscope is shown in FIG. 3 (pore cycle: 100 nm). As a result of continuous imprinting on the photocurable resin using this roll-shaped mold, it was confirmed that a polymer pillar array pattern was formed. The result of observing the obtained polymer pillar array pattern with an electron microscope is shown in FIG. 5 (pillar cycle: 100 nm).

参考実施例2〔ピラーアレイパターンを有するNiロールの作製〕
外形75mm、内径73mmのパイプ形状アルミニウム(純度99.99%)の内面に電解研磨処理を施し、鏡面化を行った。試料を、0.3Mシュウ酸電解浴中、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で、12時間陽極酸化を行った後、一旦、酸化物層を溶解除去し、再び同一条件下において90秒間陽極酸化を行うことで孔深さ150nmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。この試料のパイプ内部表面に、真空蒸着機を用いてAuを20nmコーとした後、Au層を電極として、Niの電析を行った。この後、鋳型部分を10重量%水酸化ナトリウム水溶液中で溶解除去することにより表面に微細ピラーアレイパターンが形成されたNi製ロール状モールドを得た。得られたロール状モールドの表面のピラーアレイパターンを電子顕微鏡で観察した結果を図4に示す(ピラー周期:100nm)。このロール状モールドを用いて、光硬化性樹脂に連続インプリントを行った結果、ポリマーホールアレイパターンが形成されることが確認された。
Reference Example 2 [Production of Ni Roll Having Pillar Array Pattern]
Electrolytic polishing was applied to the inner surface of pipe-shaped aluminum (purity: 99.99%) with an outer diameter of 75 mm and an inner diameter of 73 mm to create a mirror surface. The sample was anodized in a 0.3 M oxalic acid electrolytic bath at a bath temperature of 17 ° C. and a conversion voltage of 40 V for 12 hours. Then, the oxide layer was once dissolved and removed, and again for 90 seconds under the same conditions. Anodized porous alumina with a hole depth of 150 nm was formed by anodizing. On the pipe inner surface of this sample, Au was deposited to a thickness of 20 nm using a vacuum vapor deposition machine, and then Ni was electrodeposited using the Au layer as an electrode. Thereafter, the mold part was dissolved and removed in a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution to obtain a Ni roll-shaped mold having a fine pillar array pattern formed on the surface. The result of observing the pillar array pattern on the surface of the obtained roll-shaped mold with an electron microscope is shown in FIG. 4 (pillar cycle: 100 nm). As a result of continuous imprinting on the photocurable resin using this roll-shaped mold, it was confirmed that a polymer hole array pattern was formed.

本発明に係るインプリント用ロール状モールドの製造方法は、サブミクロンからナノメータースケールの微細な凹凸パターンを基板表面に継ぎ目なく形成することが求められるあらゆる用途に適用可能であり、とくに比較的大面積のインプリントに好適なものである。 Manufacturing method for imprinting a roll molding de according to the present invention is applicable submicron fine uneven pattern of nanometer scale for any application where it is required to form a seamless surface of the substrate, particularly a relatively It is suitable for large area imprints.

ンプリント用ロール状モールドの製造工程の一例を示す概略構成図である。Is a schematic diagram showing an example of Lee emissions printing roll-shaped mold of the manufacturing process. ンプリント用ロール状モールドの製造工程の別の例を示す概略構成図である。It is a schematic diagram showing another example of Lee emissions printing roll-shaped mold of the manufacturing process. 実施例1でNiロール表面に形成されたホールアレイパターンを観察した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having observed the hole array pattern formed in the Ni roll surface in Example 1. FIG. 参考実施例2でNiロール表面に形成されたピラーアレイパターンを観察した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having observed the pillar array pattern formed in the Ni roll surface in the reference example 2. FIG. 実施例1のNiロールを用いた連続インプリントによって形成されたポリマーピラーアレイを観察した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having observed the polymer pillar array formed by the continuous imprint using the Ni roll of Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、11 アルミニウム材
2、12 陽極酸化ポーラスアルミナ層
3 ポリマー雌型
4、13 充填物質
ンプリント用ロール状モールド(ホールアレイパターンを有するタイプ)
14 参考形態におけるインプリント用ロール状モールド(ピラーアレイパターンを有するタイプ)
1,11 aluminum material 2,12 anodized porous alumina layer 3 Polymer female 4,13 filler material 5 Lee emissions printing roll-like mold (type having a hole array pattern)
Lee emissions printing roll-like mold in 14 Reference Embodiment (a type having pillar array pattern)

Claims (5)

丸棒またはパイプ形状のアルミニウム材の外面に規則的な細孔の配列を有する陽極酸化ポーラスアルミナ層を形成し、該アルミニウム材を雄型の鋳型として前記細孔内に物質を充填し、雄型の鋳型を溶解することにより、内面に前記細孔の配列に対応する凹凸形状が継ぎ目なく転写された雌型の鋳型を形成し、該雌型の鋳型の凹凸形状に対しアルミナ以外の物質を充填し、雌型の鋳型を溶解することにより、表面に前記細孔の配列に対応する形状の凹凸形状が継ぎ目なく形成されたロール状モールドを形成することを特徴とする、インプリント用ロール状モールドの製造方法。   Anodized porous alumina layer having an array of regular pores is formed on the outer surface of a round bar or pipe-shaped aluminum material, and the material is filled in the pores using the aluminum material as a male mold. By dissolving the mold, a female mold is formed in which the concave and convex shape corresponding to the arrangement of the pores is seamlessly transferred to the inner surface, and the concave and convex shape of the female mold is filled with a substance other than alumina. Then, a roll-shaped mold for imprints is formed by melting a female mold to form a roll-shaped mold in which irregularities having a shape corresponding to the arrangement of the pores are seamlessly formed on the surface. Manufacturing method. 前記陽極酸化ポーラスアルミナ層を、シュウ酸を電解液として用い、化成電圧30V〜90Vにて形成する、請求項に記載のインプリント用ロール状モールドの製造方法。 The manufacturing method of the roll-shaped mold for imprints of Claim 1 which forms the said anodic oxidation porous alumina layer by the conversion voltage 30V-90V using oxalic acid as electrolyte solution. 前記陽極酸化ポーラスアルミナ層を、硫酸を電解液として用い、化成電圧10V〜30Vにて形成する、請求項に記載のインプリント用ロール状モールドの製造方法。 The method for producing an imprint roll-shaped mold according to claim 1 , wherein the anodized porous alumina layer is formed using sulfuric acid as an electrolytic solution at a formation voltage of 10V to 30V. 前記陽極酸化ポーラスアルミナ層を、リン酸を電解液として用い、化成電圧180V〜200Vにて形成する、請求項に記載のインプリント用ロール状モールドの製造方法。 The manufacturing method of the roll-shaped mold for imprint of Claim 1 which forms the said anodized porous alumina layer by the chemical conversion voltage 180V-200V using phosphoric acid as electrolyte solution. 丸棒またはパイプ形状のアルミニウム材の外面に規則的な細孔の配列を有する陽極酸化ポーラスアルミナ層を形成し、該アルミニウム材を雄型の鋳型として前記細孔内に物質を充填し、雄型の鋳型を除去することにより、雄型の配列に対応する凹凸形状が転写された雌型の鋳型を形成し、該雌型の鋳型の凹凸形状に対しアルミナ以外の物質を充填し、雌型の鋳型を除去することにより、表面に前記細孔の配列に対応する形状の凹凸形状が継ぎ目なく形成されたモールドを形成することを特徴とする、インプリント用モールドの製造方法。   Anodized porous alumina layer having an array of regular pores is formed on the outer surface of a round bar or pipe-shaped aluminum material, and the material is filled in the pores using the aluminum material as a male mold. By removing the mold, a female mold in which the concavo-convex shape corresponding to the male mold array is transferred is formed, and the concavo-convex shape of the female mold is filled with a substance other than alumina. A method for producing an imprint mold, comprising: removing a mold to form a mold in which irregularities having a shape corresponding to the arrangement of the pores are seamlessly formed on the surface.
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