JP6941939B2 - 検査部材、および検査部材の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、検体を光学的に検査するのに用いられる検査部材、それに用いられる検査用カバーフィルム、および検査用カバーフィルムの製造方法に関するものである。
液体等の検体中における濁度の測定や、当該検体中における特定の成分量の測定等を目的として、検体を光学的に検査する方法が存在する。このような光学的な検査方法では、検体に対して光を照射して、それに起因して生じる光が測定される。このような検査方法のより具体的な例としては、検体に対して光を照射し、当該光の散乱の程度を測定する方法、検体に対して光を照射し、当該光が検体を透過する際における、検体中の成分による光の吸収量を測定する方法、検体中で生じる蛍光を測定する方法等が挙げられる。このような検査方法では、従来、数ミリリットルといった容量の試験管やセルに検体が収容されていた。
近年、上記試験管やセルの代わりに、検体を収容するための微細な溝が設けられた検査部材を用いる検査方法が開発されている。このような方法では、わずかな量の検体であっても検査が可能であるため、検査に必要となる検体の量が微量で済む。さらに、複数の溝を有する検査部材を用いることで集約的な測定もできるため、多数の検体を同時に検査することも可能となる。
上述した微細な溝を有する検査部材の例として、特許文献1には、溝の側面を構成する基材と、溝の底面を構成する第1の層と、溝を覆うカバーとなる再封可能なフィルムとを備える多層複合体構造が開示されている(特許文献1の段落0032および図2)。また、特許文献2には、上記溝としての微細流路を表面に有するプラスチック基板と、溝を覆うカバーとなるプラスチックフィルムとを接着剤を介して接合してなるプラスチック製マイクロチップが開示されている(特許文献2の請求項1)。
特開2006−510384号公報 特開2008−157644号公報
ところで、特許文献1および特許文献2に記載される検査部材にも備わっているように、検体の蒸発や漏出、検体の汚染等を防ぐため、溝をカバーで覆うことがある。このようなカバーは、溝が設けられている基板からの剥がれや脱落を防ぐため、基板に対して良好に固定する必要がある。そのため、このようなカバーは、接着剤や粘着剤を用いて基板に固定されることがある。例えば、特許文献2には、プラスチック基板における微細流路を有する面に対して、接着剤を用いてプラスチックフィルムが接着されている。
しかしながら、特許文献2に開示されるような、従来の固定方法では、使用される接着剤や粘着剤が、基板に存在する溝に入り込んだり、溝を埋めてしまうことがある。この場合、当該溝に対して検体を十分に収容することができず、良好な検査を行うことができなくなる。
本発明は、上記の実状に鑑みてなされたものであり、溝を有する基板に対して良好に固定できるとともに、当該溝に粘着剤が入り込むことがない検査用カバーフィルム、当該検査用カバーフィルムを備えた検査部材、および当該検査用カバーフィルムの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1に本発明は、基材と、前記基材の片面側に積層された粘着剤層とを備えた検査用カバーフィルムであって、前記検査用カバーフィルムは、平面視で前記粘着剤層が存在しない領域を有することを特徴とする検査用カバーフィルムを提供する(発明1)。
上記発明(発明1)に係る検査用カバーフィルムは、粘着剤層を備えることにより、基板に対して良好に固定することが可能である。さらに、検査用カバーフィルムが平面視で粘着剤層が存在しない領域を有することにより、検査部材を構成するときに、当該領域を平面視で基板の溝と重ねることができ、それにより、粘着剤層を構成する粘着剤が基板の溝に入り込むことを防止できる。これらの結果、当該検査用カバーフィルムを使用することで、検査を良好に行うことが可能な検査部材を得ることができる。
上記発明(発明1)において、前記検査用カバーフィルムの前記粘着剤層側の面における、前記粘着剤層が存在しない領域の算術平均粗さ(Ra)が、0.1nm以上、200nm以下であることが好ましい(発明2)。
上記発明(発明1,2)において、前記基材が、検査において使用される光に対して透過性を有することが好ましい(発明3)。
上記発明(発明1〜3)において、前記基材の厚さが、30μm以上、300μm以下であることが好ましい(発明4)。
上記発明(発明1〜4)においては、前記基材における前記粘着剤層側の面上に積層された耐レーザーエッチング層をさらに備えることが好ましい(発明5)。
第2に本発明は、少なくとも1つ以上の溝が片面に設けられた基板と、前記基板における前記溝が設けられた面側に積層された、上記検査用カバーフィルム(発明1〜5)とを備え、前記溝に収容された検体に対して光学的な検査を行うための検査部材を提供する(発明6)。
上記発明(発明6)においては、前記検査用カバーフィルムにおける、平面視で前記粘着剤層が存在しない領域が、平面視で、前記基板の溝と重なることが好ましい(発明7)。
上記発明(発明6,7)において、前記基板が、前記検査において使用される光に対して透過性を有することが好ましい(発明8)。
第3に本発明は、上記検査用カバーフィルム(発明1〜5)の製造方法であって、前記基材の片面に粘着剤を積層する工程と、少なくとも、前記検査部材を構成したときに平面視で前記溝と重なる領域に位置する前記粘着剤をレーザーエッチングにより除去し、前記粘着剤層を形成する工程とを備えることを特徴とする検査用カバーフィルムの製造方法を提供する(発明9)。
第4に本発明は、上記検査用カバーフィルム(発明1〜5)の製造方法であって、前記基材の片面側に粘着剤を印刷し、前記粘着剤層を形成する工程を備えることを特徴とする検査用カバーフィルムの製造方法を提供する(発明10)。
本発明の検査用カバーフィルムは、溝を有する基板に対して良好に固定できるとともに、当該溝に粘着剤が入り込むことがない。また、本発明の検査部材は、検査を良好に行うことができる。また、本発明の検査用カバーフィルムの製造方法によれば、上記のような検査用カバーフィルムを製造することができる。
本発明の第1の実施形態に係る検査用カバーフィルムの断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る検査用カバーフィルムの断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る検査用カバーフィルムの製造方法を説明する断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る検査用カバーフィルムの製造方法を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係る検査部材の断面図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
〔検査用カバーフィルム〕
図1には、第1の実施形態に係る検査用カバーフィルム1が示される。この検査用カバーフィルム1は、基材10と、基材10の片面側に積層された粘着剤層20とを備える。
図2には、第2の実施形態に係る検査用カバーフィルム2が示される。この検査用カバーフィルム2は、基材10と、基材10の片面側に積層された耐レーザーエッチング層40と、耐レーザーエッチング層40における基材10とは反対側の面上に積層された粘着剤層20とを備える。
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2は、平面視で粘着剤層20が存在しない領域を有する。図1および図2には、そのように粘着剤層20が存在しない領域として、粘着剤非存在部30が示されている。
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2は、検査に使用される検査部材を構成するためのものであり、好ましくは、図5に示されるような検査部材100を構成するためのものである。検査部材100は、少なくとも1つ以上の溝5が片面に設けられた基板3と、基板3における溝5が設けられた面側に積層される検査用カバーフィルム1,2とを備え、溝5に収容された検体に対して光学的な検査を行うためのものである。
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2では、粘着剤層20を基板3と基材10との貼り合わせのために使用することができるため、検査用カバーフィルム1,2を基板3に対して良好に固定することができる。その一方で、本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2では、検査部材100を構成するときに、粘着剤非存在部30を平面視で基板3の溝5と重ねることができる。これにより得られる検査部材100では、粘着剤層20を構成する粘着剤と、基板3に存在する溝5とが平面視で重ならない。そのため、当該粘着剤が溝5に入り込んだり、または、溝5が当該粘着剤で埋まってしまうことを回避できる。以上により、本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2を使用することで、検査を良好に行うことができる検査部材100を得ることができる。
なお、本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2において、粘着剤層20と、粘着剤非存在部30との配置は、当該検査用カバーフィルム1,2が積層される基板3が有する溝5の位置に応じて適宜設定することができる。特に、図5に示されるように、本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2を基板3に積層する場合、検査用カバーフィルム1,2では、少なくとも、検査部材100を構成したときに平面視で溝5と重なる領域に、粘着剤層20が存在していなければよい。このことを換言すると、粘着剤非存在部30の位置が、検査部材100を構成したときに平面視で溝5と重ならない領域に及んでいてもよい。
1.検査用カバーフィルムの構成
(1)基材
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2において、基材10の構成は、当該基材10を備える検査部材100を用いて検査を行うことが可能である限り、特に限定されない。しかしながら、良好な検査を可能とする観点から、基材10は、検査において使用される光(以下「検査光」という場合がある。)に対して透過性を有することが好ましい。
基材10の材料としては、樹脂フィルム、ガラス等を使用することができ、製造や取り扱いが容易であるという観点から樹脂フィルムを使用することが好ましい。樹脂フィルムとしては、ポリカーボネートフィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、セロファン、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ポリアミドフィルム、アクリル樹脂フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、シクロオレフィン樹脂フィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、液晶ポリマーフィルム等が挙げられる。これらのフィルムは、単層であってもよいし、同種または異種の複数層を積層したフィルムであってもよい。
上記樹脂フィルムの中でも、検査光に対する透過性に優れるという観点から、ポリカーボネートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、シクロオレフィン樹脂フィルムまたはアクリル樹脂フィルムを使用することが好ましく、特にポリカーボネートフィルムを使用することが好ましい。なお、検査光の詳細については、後述する。
また、基材10の材料は、基板3の材料と同じものを使用することが好ましい。同一の材料を使用することにより、基材10と基板3との間における、検査光に対する透過性の違いを小さくすることができ、そのような違いが測定に与える影響を低減することができる。
基材10の両面における算術平均粗さ(Ra)は、それぞれ200nm以下であることが好ましく、特に100nm以下であることが好ましく、さらには50nm以下であることが好ましい。当該算術平均粗さ(Ra)が200nm以下であることで、検査光が基材10の表面において乱反射することが抑制され、基材10が検査光に対して優れた透過性を有し易くなる。また、検査用カバーフィルム1,2の粘着剤層20側の面における粘着剤層20が存在しない領域(粘着剤非存在部30)の算術平均粗さ(Ra)を後述する範囲に調整し易くなる。以上の結果、得られる検査部材100の検査精度が向上する。なお、上記算術平均粗さ(Ra)の下限値については、特に限定されないものの、通常、0.1nm以上であることが好ましく、特に0.5nm以上であることが好ましく、さらには1nm以上であることが好ましい。
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2では、基材10における検査光の透過率が、60%以上であることが好ましく、特に80%以上であることが好ましく、さらには90%以上であることが好ましい。上記透過率が60%以上であることであることで、検査用カバーフィルム1,2は、検査光に対してより良好な透過性を有するものとなる。その結果、検査用カバーフィルム1,2を用いて得られる検査部材100において、より精度の高い検査を行うことが可能となる。なお、上記透過率の上限値については特に限定されず、100%以下である。
また、本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2では、基材10のヘイズ値が、10%以下であることが好ましく、特に5%以下であることが好ましく、さらには1%以下であることが好ましい。基材10のヘイズ値が10%以下であることで、基材10における検査光の散乱を効果的に低減することができ、検査用カバーフィルム1,2を用いて得られる検査部材100において、より精度の高い検査を行うことが可能となる。なお、基材10のヘイズ値の下限値については特に限定されないものの、通常、0%以上である。また、本明細書におけるヘイズ値は、JIS K7136:2000に準じて測定した値とする。
基材10においては、検査光に対する透過性を損なわない限り、粘着剤層20との密着性を向上させる目的で、酸化法や凹凸化法などによる表面処理、またはプライマー処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、プラズマ放電処理、クロム酸化処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン、紫外線照射処理などが挙げられ、また、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶射処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は、基材10を構成する材料の種類に応じて適宜選ばれる。
基材10の厚さは、30μm以上であることが好ましく、特に50μm以上であることが好ましく、さらには75μm以上であることが好ましい。また、当該厚さは、300μm以下であることが好ましく、特に200μm以下であることが好ましく、さらには150μm以下であることが好ましい。基材10の厚さが30μm以上であることで、基材10が十分な強度を有するものとなり、取り扱い性が良好なものとなるとともに、検査部材100を使用する際における基材10の変形や破損を抑制することができる。また、基材10の厚さが300μm以下であることで、基材10が、検査光に対して優れた透過性を有し易くなり、得られる検査部材100において良好な検査を行い易くなる。
(2)粘着剤層
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2において、粘着剤層20を構成する粘着剤は、検査用カバーフィルム1,2を基板3に対して良好に固定することができるとともに、検査に悪影響を与えないものである限り、特に限定されない。
上記粘着剤の具体例としては、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリビニルエーテル系粘着剤等が挙げられるが、良好な密着性を発揮するとともに、検査部材100を用いて検査に対して悪影響を与えにくいという観点から、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤またはゴム系粘着剤が好ましく、中でもシリコーン系粘着剤が好ましい。また、粘着剤層20を構成する粘着剤は、活性エネルギー線硬化性であってもよく、または、非活性エネルギー線硬化性であってもよい。
シリコーン系粘着剤は、オルガノポリシロキサン、特に付加型オルガノポリシロキサン(の硬化物)を含有することが好ましい。付加型オルガノポリシロキサンは、シロキサン結合を主骨格としアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを反応させて得られるものであることが好ましい。
シロキサン結合を主骨格としアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、次の平均単位式(1)
aSiO(4−a)/2 …(1)
(式中、Rは互いに同一又は異種の炭素数1〜12、好ましくは1〜8の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.5〜2.8、好ましくは1.8〜2.5、より好ましくは1.95〜2.05の範囲の正数である。)
で示される化合物であって、かつ分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有する化合物であることが好ましい。
上記Rで示される珪素原子に結合した非置換又は置換の1価炭化水素基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等のアルケニル基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、硬化時間の短さおよび生産性の点から、ビニル基が好ましい。
オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、分子中にSiH基を有する。上記オルガノポリシロキサンのアルケニル基と、オルガノハイドロジェンポリシロキサンのSiH基とが反応することにより、両者は付加反応し、付加型オルガノポリシロキサンが得られる。
付加型オルガノポリシロキサンは、白金触媒の存在下で良好に硬化するため、上記シリコーン系粘着剤は、白金触媒を含有することが好ましい。白金触媒としては、白金黒、塩化第2白金、塩化白金酸、塩化白金酸と1価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフェン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等を例示することができる。
上記シリコーン系粘着剤中における白金触媒の含有量は、付加型オルガノポリシロキサン100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、特に0.05質量部以上であることが好ましい。また、当該含有量は、付加型オルガノポリシロキサン100質量部に対して、3質量部以下であることが好ましく、特に2質量部以下であることが好ましい。白金触媒の含有量が上記の範囲内にあることにより、塗工を妨げることなく、付加型オルガノポリシロキサンを硬化させ、所望の粘着性を発揮する粘着剤層20を形成し易いものとなる。
付加型オルガノポリシロキサンには、粘着力を高めるため、分子中に3官能性又は4官能性のシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサン(シリコーンレジン)を含有させることができる。
上記シリコーン系粘着剤中における3官能性又は4官能性のシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサン(シリコーンレジン成分)の含有量は、付加型オルガノポリシロキサン100質量部に対して、0質量部よりも多いことが好ましく、特に5質量部以上であることが好ましく、さらには10質量部以上であることが好ましい。また、当該含有量は、付加型オルガノポリシロキサン100質量部に対して、100質量部以下であることが好ましく、特に70質量部以下であることが好ましく、さらには50質量部以下であることが好ましい。当該含有量が上記の範囲にあることで、得られる粘着剤は、好ましい粘着性を発現し易いものとなる。
上記シリコーン系粘着剤には、所望により、通常使用されている各種添加剤、例えば屈折率調整剤、帯電防止剤、粘着付与剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、充填剤、光硬化剤、光重合開始剤などを添加することができる。
なお、本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2を、後述するような、レーザーエッチングによる粘着剤層20の形成を含む方法によって製造する場合、粘着剤層20は、レーザー光吸収剤を含有することが好ましい。レーザー光吸収剤の例としては、近赤外線吸収剤、赤外線吸収剤、着色剤等が挙げられる。レーザーエッチングによる粘着剤層20の形成を含む方法では、基材10の片面に、粘着剤からなる層(以下「エッチング前粘着剤層20’」という場合がある。)を形成した後、当該エッチング前粘着剤層20’をレーザーエッチングして、粘着剤層20を形成する。ここで、粘着剤層20がレーザー光吸収剤を含有する場合、エッチング前粘着剤層20’もレーザー光吸収剤を含有するものとなる。そのため、エッチング前粘着剤層20’がレーザー光を吸収し易くなり、レーザーエッチングによる加工性が向上し、所望の形状を有する粘着剤層20を形成し易くなる。さらに、レーザー光吸収剤を含有する粘着剤層20は着色されることがあり、この場合、着色されることによる副次的な効果も得られる。具体的には、エッチング前粘着剤層20’に対してレーザーエッチングを行う際、エッチング前粘着剤層20’が残存する領域は着色されているのに対し、除去された領域は透明となるため、レーザーエッチングされたか否かを目視で確認し易くなる。さらに、検査用カバーフィルム1,2と基板3とを手作業で貼合し、検査部材100を製造する場合、貼合位置等を目視で確認し易くなるため、貼合の精度がより向上する。また、検査用カバーフィルム1,2と基板3とを装置等を用いて貼合する場合にも、センサー等による位置検出機能を使用し易くなるため、貼合の精度がより向上する。以上により、粘着剤層20がレーザー光吸収剤を含有することで、検査部材100の製造における作業性および生産性がより向上する。
上記近赤外線吸収剤は、一般的に、有機系近赤外線吸収剤および無機系近赤外線吸収剤に大別することができる。
有機系近赤外線吸収剤の例としては、シアニン系化合物、スクワリリウム系化合物、チオールニッケル錯塩系化合物、ナフタロシアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、トリアリルメタン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、さらにはN,N,N’,N’−テトラキス(p−ジ−n−ブチルアミノフェニル)−p−フェニレンジアミニウムの過塩素酸塩、フェニレンジアミニウムの塩素塩、フェニレンジアミニウムのヘキサフルオロアンチモン酸塩、フェニレンジアミニウムのフッ化ホウ素酸塩、フェニレンジアミニウムのフッ素塩、フェニレンジアミニウムの過塩素酸塩などのアミノ化合物、銅化合物とビスチオウレア化合物、リン化合物と銅化合物、リン酸エステル化合物と銅化合物との反応により得られるリン酸エステル銅化合物などが挙げられる。これらの中では、チオールニッケル錯塩系化合物、フタロシアニン系化合物、フッ素含有フタロシアニン化合物が、可視光領域の透過率が高く、かつ赤外領域の吸収特性に優れることから、好適である。
無機系近赤外線吸収剤の例としては、酸化タングステン系化合物、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化亜鉛、酸化インジウム、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、酸化セシウム、硫化亜鉛、さらにはLaB、CeB、PrB、NdB、GdB、TbB、DyB、HoB、YB、SmB、EuB、ErB、TmB、YbB、LuB、SrB、CaB、(La,Ce)Bなどの六ホウ化物等が挙げられる。これらの中では、酸化タングステン系化合物が好ましく、特に式Cs0.2〜0.4WOで表されるセシウム含有酸化タングステンが、可視光領域の透過率が高く、かつ赤外領域の吸収特性に優れることから、好適である。
上述した近赤外線吸収剤は、1種を単独で用いてもよく、または2種以上組み合わせて用いてもよい。また、無機系近赤外線吸収剤と有機系近赤外線吸収剤とを併用してもよい。
レーザー光吸収剤の粘着剤層20中の含有量は、所望の粘着性を損なわない限り、特に限定されないものの、0.1質量%以上であることが好ましく、特に1.0質量%以上であることが好ましく、さらには10質量%以上であることが好ましい。また、当該含有量は、60質量%以下であることが好ましく、特に50質量%以下であることが好ましく、さらには40質量%以下であることが好ましい。レーザー光吸収剤の含有量が上記範囲であることで、粘着剤組成物の塗工性や、粘着剤層20の粘着性等を損なうことなく、レーザーエッチングによる加工性を効果的に向上することができる。
粘着剤層20の厚さは、0.5μm以上であることが好ましく、特に0.8μm以上であることが好ましく、さらには1μm以上であることが好ましい。また、当該厚さは、20μm以下であることが好ましく、特に10μm以下であることが好ましく、さらには5μm以下であることが好ましい。粘着剤層20の厚さが0.5μm以上であることで、粘着剤層20が良好な粘着性を発揮し易くなり、当該粘着剤層20を備える検査用カバーフィルム1,2を基板3に対して良好に固定することが可能となる。また、粘着剤層20の厚さが20μm以下であることで、検査に与える粘着剤層20の厚さによる影響を低減することができ、得られる検査部材100において良好な検査を行い易くなる。
(3)耐レーザーエッチング層
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2は、後述するような、レーザーエッチングにより粘着剤層20を形成する工程を含む方法により製造することができる。この場合、図2に示すように、基材10における粘着剤層20側の面上に、耐レーザーエッチング層40を設けることが好ましい。耐レーザーエッチング層40とは、上記レーザーエッチングに用いるレーザー光が照射されたとしても、全く損傷を受けないか、または殆ど損傷を受けない層をいう。換言すれば、耐レーザーエッチング層40は、レーザーエッチングに使用するレーザー光が照射されても、その影響を全く受けないか、または殆ど受けない層をいう。すなわち、耐レーザーエッチング層40は、レーザーエッチングに使用するレーザー光に対して所定の透過性を有する層をいう。
より具体的には、耐レーザーエッチング層40は、当該レーザー光の透過率が、好ましくは30%以上である層をいい、特に好ましくは50%以上である層をいい、さらに好ましくは70%以上である層をいう。上記透過率が30%以上であることで、耐レーザーエッチング層40における当該レーザー光のエネルギーの吸収が低減し、耐レーザーエッチング層40の表面における損傷の発生が抑制される。そのため、得られる検査用カバーフィルム2は、検査光に対してより良好な透過性を有するものとなる。なお、上記透過率の上限値については特に限定されず、100%以下である。また、上記レーザーエッチングに用いるレーザー光の詳細は、後述する通りである。
また、耐レーザーエッチング層40における、レーザーエッチングに使用するレーザー光に対する透過性に関して、耐レーザーエッチング層40のヘイズ値は、10%以下であることが好ましく、特に5%以下であることが好ましく、さらには1%以下であることが好ましい。耐レーザーエッチング層40のヘイズ値が10%以下であることで、耐レーザーエッチング層40におけるレーザーエッチングにおけるレーザー光の散乱が低減し、耐レーザーエッチング層40の表面における損傷の発生が抑制される。そのため、得られる検査用カバーフィルム2は、検査光に対してより良好な透過性を有するものとなる。なお、耐レーザーエッチング層40のヘイズ値の下限値については特に限定されないものの、通常、0%以上である。
レーザーエッチングを用いた製造方法では、基材10の片面に、粘着剤からなる層(エッチング前粘着剤層20’)を形成した後(図3(b)参照)、エッチング前粘着剤層20’側からレーザー光を照射して、所定の位置の粘着剤を除去することで、粘着剤非存在部30を形成する(図3(c)参照)。ここで、エッチング前粘着剤層20’を形成する前に、基材10上に耐レーザーエッチング層40を設けることで(図4(b)参照)、レーザーエッチングの際に、基材10がレーザー光により悪影響を受けることを抑制することができる。特に、基材10における、平面視で粘着剤非存在部30と重なる領域の算術平均粗さ(Ra)が大きくなることを抑制することができる。その結果、当該領域の算術平均粗さ(Ra)を後述する範囲に調整し易くなり、得られる検査部材100はより高精度な検査を行うことができるものとなる。
耐レーザーエッチング層40を構成する材料は、レーザーエッチングで使用されるレーザー光に対して所望の透過性を有するとともに、検査光に対して優れた透過性を有するものであれば、特に制限されない。例えば、耐レーザーエッチング層40は、二酸化ケイ素(SiO)を含む層(以下「SiO層」という場合がある。)、ハードコート層等であることが好ましい。耐レーザーエッチング層40がこれらの層であることで、耐レーザーエッチング層40の粘着剤層20側の面における、粘着剤非存在部30によって露出した面が、レーザーエッチングによる損傷を受けにくくなる。そのため、得られる検査用カバーフィルム2では、当該面における検査光の散乱が生じ難くなり、より精度の高い検査を行うことが可能となる。
SiO層を形成する方法としては、レーザーエッチングで使用されるレーザー光に対して所望の透過性を有するとともに、検査光に対して優れた透過性を有するSiO層を形成できる限り、特に限定されない。例えば、SiO層は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の物理気相法、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相法を使用して形成することができる。これらの中でも、SiO層は、安定かつ高精度に層質、層厚を制御可能という観点からスパッタリング法を使用して形成することが好ましい。
スパッタリング法は、一般的に、真空槽内に放電ガス(アルゴン、酸素等)を導入し、無機物からなるターゲットと基材等の付着対象物(プラスチックフィルム等)との間に高周波電圧あるいは直流電圧を加えて放電ガスをプラズマ化し、当該プラズマをターゲットに衝突させることでターゲット材料を飛ばし、付着対象物に付着させて薄膜を得る方法である。上記SiO層を形成する際には、ターゲットとして、ケイ素、二酸化ケイ素等が使用される。
スパッタリング法としては、基本的な方式である2極法;2極法に熱電子を放出する熱陰極を追加した3極法;磁界発生手段によりターゲット表面に磁界を印加することにより、プラズマを安定化させ成膜速度を上げるマグネトロンスパッタリング法;高エネルギーのイオンビームをターゲットに照射するイオンビーム法;2枚のターゲットを平行に対向させてこれらのターゲット面に垂直に磁界を印加する対向ターゲット法;電子サイクロトロン共鳴(ECR;Electron Cyclotron Resonance)を利用するECR法;ターゲットと基板とを同軸の円筒状に配置する同軸型スパッタリング法;反応性ガスを基板近傍に供給して成膜組成を制御する反応性スパッタリング法等が挙げられる。これらの中でも、マグネトロンスパッタリング法を使用することが好ましい。スパッタリング法を行う際のスパッタリング条件は、形成するSiO膜の性状、使用する方式等に応じて適宜設定される。
ハードコート層としては、レーザーエッチングで使用されるレーザー光に対して所望の透過性を有するとともに、検査光に対して優れた透過性を有する限り、特に限定されず、例えば、熱硬化により形成されるハードコート層、活性エネルギー線の照射による硬化により形成されるハードコート層であってもよい。特に、ハードコート層内に検査光を吸収する成分が残留し難く、それにより検査をより良好に行い易いという観点から、ハードコート層は、熱硬化により形成されるハードコート層であることが好ましい。
熱硬化により形成されるハードコート層の例としては、シリコーン系ハードコート層が挙げられる。このシリコーン系ハードコート層は、シロキサン結合を有するケイ素化合物を含有する層であって、例えば無機シリカ系化合物(ポリケイ酸も含む)および/またはポリオルガノシロキサン系化合物を主成分とする層を好ましく挙げることができる。
この無機シリカ系化合物やポリオルガノシロキサン系化合物、あるいはこれらの混合系は、以下のような様々な方法によって製造することができる。例えば、下記一般式(2)
Si(OR4−n …(2)
〔式中、Rは非加水分解性基であって、アルキル基、置換アルキル基(置換基としては、ハロゲン原子、エポキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基などが挙げられる。)、アルケニル基、アリール基またはアラルキル基であり、Rは低級アルキル基であり、nは0または1〜3の整数である。RおよびORがそれぞれ複数存在する場合、複数のRは同一でも異なっていてもよく、また複数のORは同一でも異なっていてもよい。〕
で表されるアルコキシシラン化合物を、塩酸や硫酸などの無機酸、シュウ酸や酢酸などの有機酸を用いて部分または完全加水分解し、重縮合させる方法が好ましく用いられる。この場合、nが0の化合物、すなわちテトラアルコキシシランを完全加水分解すれば無機シリカ系のバインダーが得られるし、部分加水分解すれば、ポリオルガノシロキサン系バインダーまたは無機シリカ系とポリオルガノシロキサン系との混合系バインダーが得られる。一方、nが1〜3の化合物では、非加水分解性基を有するので、部分または完全加水分解により、ポリオルガノシロキサン系バインダーが得られる。この際、加水分解を均一に行うために、適当な有機溶媒を用いてもよい。
前記一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物の例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、トリビニルメトキシシラン、トリビニルエトキシシランなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、この際、必要ならば、アルミニウム化合物、例えば塩化アルミニウムやトリアルコキシアルミニウムなどを適当量添加することができる。さらに、別の方法として、原料のケイ素化合物にメタケイ酸ナトリウム、オルソケイ酸ナトリウムまたは水ガラス(ケイ酸ナトリウム混合物)を用い、塩酸、硫酸、硝酸などの酸または塩化マグネシウム、硫酸カルシウムなどの金属化合物を作用させ、加水分解処理する方法を用いることができる。この加水分解処理により、遊離のケイ酸が生成するが、この生成した遊離のケイ酸は重合しやすく、原料の種類によって異なるが、鎖状、環状、網目状のものの混合物である。水ガラスから得られたポリケイ酸は、下記一般式(3)
Figure 0006941939

(式中のmは重合度を示し、Rは水素、ケイ素又はマグネシウムやアルミニウムなどの金属である。)
で表される鎖状構造のものが主体となる。このようにして、完全な無機シリカ系バインダーが得られる。なお、無機シリカ系バインダーとして、シリカゲル(SiO・nHO)を使用することもできる。
上記ハードコート層においては、耐レーザーエッチング性および検査後の検査光の透過性が重要視されることから、必要な密着性と、レーザーエッチングに使用するレーザー光に対する耐久性と、検査光の透過性とを維持できる範囲で、無機シリカ系化合物を多く含有してもよい。
上記ハードコート層は、ハードコート剤含有塗工液を、公知の方法、例えばバーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などを用いて、基材10上に塗工し、加熱して硬化させることにより形成することができる。
耐レーザーエッチング層40の厚さは、0.05μm以上であることが好ましく、特に0.1μm以上であることが好ましく、さらには1μm以上であることが好ましい。また、当該厚さは、10μm以下であることが好ましく、特に5μm以下であることが好ましく、さらには3μm以下であることが好ましい。耐レーザーエッチング層40の厚さが0.05μm以上であることで、耐レーザーエッチング層40がレーザーエッチングに対して良好な耐性を発揮し易くなる。また、耐レーザーエッチング層40の厚さが10μm以下であることで、検査用カバーフィルム2が過度に厚いものとなることが抑制され、得られる検査部材100において良好な検査を行い易くなる。
(4)剥離シート
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2では、基板3に積層されるまでの間、粘着剤層20を保護するために、粘着剤層20における基材10とは反対側の面に、剥離シートが積層されていてもよい。なお、剥離シートの平面視における形状は、基材10の平面視における形状と同一であることが好ましいものの、粘着剤層20の平面視における形状と同一であってもよい。
剥離シートとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニルフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、液晶ポリマーフィルム等が用いられる。また、これらの架橋フィルムも用いられる。さらに、これらの積層フィルムであってもよい。
剥離シートの剥離面(粘着剤層20と接する面)には、剥離処理が施されていることが好ましい。剥離処理に使用される剥離剤としては、例えば、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系の剥離剤が挙げられる。
剥離シートの厚さについては特に制限はないが、通常20μm以上、150μm以下である。
2.検査用カバーフィルムの物性
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2の粘着剤層20側の面における、粘着剤層20が存在しない領域の算術平均粗さ(Ra)は、200nm以下であることが好ましく、特に100nm以下であることが好ましく、さらには50nm以下であることが好ましい。ここで、図1に示される検査用カバーフィルム1では、上記算術平均粗さ(Ra)は、基材10の粘着剤層20側の面における、粘着剤非存在部30によって露出した面の算術平均粗さ(Ra)をいい、図2に示される検査用カバーフィルム2では、上記算術平均粗さ(Ra)は、耐レーザーエッチング層40の粘着剤層20側の面における、粘着剤非存在部30によって露出した面の算術平均粗さ(Ra)をいう。上記算術平均粗さ(Ra)が200nm以下であることで、検査用カバーフィルム1,2の粘着剤層20側の面における粘着剤層20が存在しない領域において、検査光が乱反射することが抑制され、検査用カバーフィルム1,2が検査光に対して優れた透過性を有し易くなる。それにより、得られる検査部材100の検査精度が向上する。なお、上記算術平均粗さ(Ra)の下限値については、特に限定されないものの、通常、0.1nm以上であることが好ましく、特に0.5nm以上であることが好ましく、さらには1nm以上であることが好ましい。また、上記算術平均粗さ(Ra)の測定方法は、後述する試験例に示す通りである。
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2では、基材10における粘着剤層20とは反対側の面の算術平均粗さ(Ra)が、200nm以下であることが好ましく、特に100nm以下であることが好ましく、さらには50nm以下であることが好ましい。当該算術平均粗さ(Ra)が200nm以下であることで、検査部材100を構成した際に、検査光が検査用カバーフィルム1,2の基材10側の面において乱反射することが抑制され、検査用カバーフィルム1,2が検査光に対して優れた透過性を有し易くなる。その結果、得られる検査部材100の検査精度が向上する。なお、上記算術平均粗さ(Ra)の下限値については、特に限定されないものの、通常、0.1nm以上であることが好ましく、特に0.5nm以上であることが好ましく、さらには1nm以上であることが好ましい。上記算術平均粗さ(Ra)は、基材10における粘着剤層20を積層する面とは反対側の面に対して、後述する試験例に記載される算術平均粗さRaの測定方法を適用することで得ることができる。
3.検査用カバーフィルムの製造方法
本実施形態に係る検査用カバーフィルム1,2は、以下に説明するような、レーザーエッチングによる粘着剤層の形成を含む方法、または印刷による粘着剤層の形成を含む方法により製造することが好ましい。
(1)レーザーエッチングによる粘着剤層の形成を含む方法
レーザーエッチングによる粘着剤層の形成を含む方法では、基材10の片面、または基材10と耐レーザーエッチング層40との積層体における耐レーザーエッチング層40側の面に、エッチング前粘着剤層20’を積層した後、当該エッチング前粘着剤層20’における所定の部分の粘着剤をレーザーエッチングにより除去することで、粘着剤非存在部30を形成し、その結果、粘着剤層20を形成することを含む。レーザーエッチングによる粘着剤層の形成を含む方法は、予め目的とする形状パターンを決めて、レーザー光を所定の位置に精密に照射することが容易であるため、エッチング前粘着剤層20’を複雑な形状に加工することが可能となる。それにより、所望の形状を有する粘着剤層20を備える検査用カバーフィルム1,2を製造することが容易となり、歩留りが向上して高いコストメリットを得られるとともに、少量生産にも対応することが可能となる。また、上記方法は、エッチング前粘着剤層20’の厚さに依存することなく、所望の形状に加工することも容易であり、換言すれば、深さ方向への加工自由度に優れる。さらに、上記方法では、レーザーエッチングの際、使用するガスの圧力、流量等の制御が容易であるため、加工時に発生する反応生成物の離脱(除去)が容易である。
図3には、本実施形態に係る検査用カバーフィルム1の製造方法を説明する断面図が示される。当該方法は、基材10の片面に粘着剤を積層する工程(以下「粘着剤積層工程」という場合がある。)と、少なくとも、検査部材100を構成したときに平面視で溝5と重なる領域に位置する上記粘着剤をレーザーエッチングにより除去し、粘着剤層20を形成する工程(以下「レーザーエッチング工程」という場合がある。)とを備える。上記製造方法について、以下に説明する。
まず、図3(a)に示されるように、基材10を準備する。続いて、図3(b)に示されるように、粘着剤積層工程として、基材10に粘着剤を積層して、基材10と、エッチング前粘着剤層20’とからなる積層体を得る。
基材10の片面に粘着剤を積層して、エッチング前粘着剤層20’を形成する方法としては、例えば、工程シート上で形成したエッチング前粘着剤層20’を、基材10の片面に転写する方法が挙げられる。この場合、粘着性組成物、および所望によりさらに溶媒または分散媒を含有する塗工液を調製し、工程シートの片面上に、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、スリットコーター、ナイフコーター等によりその塗工液を塗布して塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥させることにより、エッチング前粘着剤層20’と工程シートとからなる積層体を得る。その後、当該積層体におけるエッチング前粘着剤層20’側の面と、基材10の片面とを貼合した後、エッチング前粘着剤層20’から工程シートを剥離することで、基材10とエッチング前粘着剤層20’との積層体を得ることができる。
上記塗工液は、塗布を行うことが可能であればその性状は特に限定されず、エッチング前粘着剤層20’を形成するための成分を溶質として含有する場合もあれば、分散質として含有する場合もある。上記工程シートとして、前述した剥離シートを使用してもよく、この場合、剥離シートの剥離面に上記塗工液を塗工することが好ましい。上記溶媒としては、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトンの有機溶媒等が挙げられる。
また、基材10の片面に粘着剤を積層して、エッチング前粘着剤層20’を形成する別の方法として、基材10の片面上に前述の塗工液を塗工し、基材10上にてエッチング前粘着剤層20’を形成する方法を用いてもよい。
続いて、図3(c)に示されるように、レーザーエッチング工程として、レーザー光の照射により、エッチング前粘着剤層20’における所定の部分を除去して粘着剤非存在部30を形成することで、粘着剤層20を形成する。これにより、本実施形態に係る検査用カバーフィルム1を得ることができる。
上記レーザー光は、通常、基材10とエッチング前粘着剤層20’との積層体におけるエッチング前粘着剤層20’側から照射する。また、平面視での照射する領域は、検査部材100を構成したときに平面視で溝5と重なる領域を少なくとも含む領域とする。すなわち、平面視で溝5と同一の形状の領域に照射してもよく、あるいは、当該領域とともに、その他の領域にも照射してもよい。特に、溝5に粘着剤が入り込むことを効果的に抑制する観点から、平面視で溝5と同一の形状の領域の周囲に粘着剤層20を設けないことが好ましく、そのため、平面視で溝5と同一の形状の領域を含む当該領域よりも広い領域にレーザーを照射することが好ましい。
レーザー光の照射は、一般的な条件にて行うことができる。例えば、使用するレーザー光の種類は特に限定されるものではなく、例えば、炭酸ガス(CO)レーザー、TEA−COレーザー、YAGレーザー、UV−YAGレーザー、エキシマレーザー、半導体レーザー、YVOレーザー、YLFレーザー等を利用することができる。照射するレーザー光の波長は、0.8μm以上であることが好ましく、特に1μm以上であることが好ましい。また、当該波長は、12μm以下であることが好ましく、特に11μm以下であることが好ましい。照射するレーザー光の波長が上記の範囲であることで、エッチング前粘着剤層20’の加工性が良好となり、所望の検査用カバーフィルム1を効率的に得ることができる。
図4には、本実施形態に係る検査用カバーフィルム2の製造方法を説明する断面図が示される。当該方法は、基材10の片面に耐レーザーエッチング層40を形成する工程(「耐レーザーエッチング層形成工程」という場合がある。)と、耐レーザーエッチング層40の片面に粘着剤を積層する工程(粘着剤積層工程)と、少なくとも、検査部材100を構成したときに平面視で溝5と重なる領域に位置する上記粘着剤をレーザーエッチングにより除去し、粘着剤層20を形成する工程(以下「レーザーエッチング工程」という場合がある。)とを備える。上記製造方法について、以下に説明する。
まず、図4(a)に示されるように、基材10を準備する。続いて、図4(b)に示されるように、耐レーザーエッチング層形成工程として、基材10の片面に耐レーザーエッチング層40を形成して、基材10と、耐レーザーエッチング層40とからなる積層体を得る。
基材10の片面に耐レーザーエッチング層40を形成する方法としては、特に限定されない。耐レーザーエッチング層40として、前述したSiO層を形成する場合には、例えば二酸化ケイ素をターゲットとするスパッタリング法により形成することができる。また、前述した熱硬化により形成されるハードコート層を形成する場合には、ハードコート剤含有塗工液を、公知の方法を用いて、基材10上に塗工し、加熱して硬化させることにより形成することができる。
続いて、図4(c)に示されるように、粘着剤積層工程として、上述のように得られた基材10と耐レーザーエッチング層40とからなる積層体における耐レーザーエッチング層40側の面に、粘着剤を積層し、エッチング前粘着剤層20’を形成する。第2の実施形態に係る検査用カバーフィルム2の製造方法における粘着剤積層工程は、基材10と耐レーザーエッチング層40とからなる積層体における耐レーザーエッチング層40側の面に、前述したエッチング前粘着剤層20’を形成すること以外は、第1の実施形態に係る検査用カバーフィルム1の製造方法における粘着剤積層工程と同様に行うことができる。
続いて、図4(d)に示されるように、レーザーエッチング工程として、レーザー光の照射により、エッチング前粘着剤層20’における所定の部分を除去して粘着剤非存在部30を形成することで、粘着剤層20を形成する。第2の実施形態に係る検査用カバーフィルム2の製造方法では、耐レーザーエッチング層40が設けられていることにより、レーザーエッチングによる基材10の表面に対する悪影響を抑制することができる。第2の実施形態に係る検査用カバーフィルム2の製造方法におけるレーザーエッチング工程は、第1の実施形態に係る検査用カバーフィルム1の製造方法におけるレーザーエッチング工程と同様に行うことができる。これにより、本実施形態に係る検査用カバーフィルム2を得ることができる。
(2)印刷による粘着剤層の形成を含む方法
印刷による粘着剤層の形成を含む方法は、基材10における、検査部材100を構成したときに平面視で溝5と重ならない領域に粘着剤を印刷し、粘着剤層20を形成する工程を備える。なお、当該方法では、前述したレーザーエッチングを行わないため、耐レーザーエッチング層40を設ける必要がない。そのため、当該方法は、基材10と粘着剤層20とを備える検査用カバーフィルム1を製造するのに適している。また、当該方法は、前述したレーザーエッチングを行う方法と比較して、より少ない工程にて、所望の形状を有する粘着剤層20を形成することが可能であるため、コストメリットの点でより優れるとともに、大量生産に好適である。また、印刷による粘着剤層の形成を含む方法は、粘着剤層20の厚さの制御も容易であるため、所望の厚さを有する粘着剤層20を備えた検査用カバーフィルム1,2を製造し易い。
粘着剤を印刷する方法としては、一般的な方法を使用することができる。例えば、印刷用粘着剤を、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷等により、基材10の片面における、検査部材100を構成したときに平面視で溝5と重ならない領域に印刷することで、粘着剤層20を形成することができる。上述した印刷方法の中でも、所定の形状を有する粘着剤層20を正確に形成し易いという観点から、スクリーン印刷が好ましい。
〔検査部材〕
図5には、本実施形態に係る検査部材100の断面図が示される。検査部材100は、少なくとも1つ以上の溝5が片面に設けられた基板3と、基板3における溝5が設けられた面側に積層された、第1の実施形態に係る検査用カバーフィルム1とを備える。検査部材100では、検査用カバーフィルム1における粘着剤非存在部30の位置と、基材3における溝5とが、平面視で重なっている。
本実施形態に係る検査部材100は、溝5に収容された検体に対して光学的な検査を行うためのものである。
本実施形態に係る検査部材100では、検査用カバーフィルム1と基板3とが、検査用カバーフィルム1が備える粘着剤層20により良好に固定されている。また、検査部材100では、平面視で溝5と重なる領域に粘着剤層20が存在しないことにより、粘着剤層20を構成する粘着剤が溝5に入り込んだり、または、溝5が当該粘着剤で埋まってしまうことが抑制される。以上により、本実施形態に係る検査部材100によれば、検査を良好に行うことができる。
なお、本実施形態に係る検査部材100では、第1の実施形態に係る検査用カバーフィルム1を備えているものの、検査用カバーフィルム1の代わりに、第2の実施形態に係る検査用カバーフィルム2を備えてもよい。
また、本実施形態に係る検査部材100の、平面視における形状は特に制限されないものの、ディスク状またはチップ状であることが好ましい。ディスク状とは、検査部材100の平面視の形状が、正円またはそれらの変形形状であることをいう。ディスク状である場合、検査部材100の中央に孔が設けられていてよく、当該孔の形状は、検査部材100の円周と平面視で同心円状となる円形状であってよい。また、チップ状とは、検査部材100の平面視の形状が、正方形、長方形またはそれらの変形形状であることをいう。
1.検査部材の構成
(1)基板
本実施形態に係る検査部材100において、基板3は、当該基板3を備える検査部材100を用いて検査を行うことが可能である限り、特に限定されない。しかしながら、良好な検査を可能とする観点から、基板3は、検査光に対して透過性を有することが好ましい。
基板3の材料としては、樹脂、ガラス等を使用することができ、製造や取り扱いが容易であるという観点から樹脂を使用することが好ましい。当該樹脂としては、基材10として使用できる樹脂フィルムとして前述したフィルムを構成する樹脂を使用することができる。そのような樹脂の中でも、検査光に対する透過性に優れるという観点から、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロオレフィン樹脂またはアクリル樹脂を使用することが好ましく、特にポリカーボネートを使用することが好ましい。また、前述した通り、検査光に対する透過性の違いを小さくする観点から、基板3の材料は、基材10の材料と同じものを使用することが好ましい。
本実施形態に係る検査部材100では、基板3における検査光の透過率が、60%以上であることが好ましく、特に80%以上であることが好ましく、さらには90%以上であることが好ましい。上記透過率が60%以上であることで、検査部材100は、検査光に対してより良好な透過性を有するものとなり、より精度の高い検査を行うことが可能となる。なお、上記透過率の上限値については特に限定されず、100%以下である。
また、本実施形態に係る検査部材100では、基板3のヘイズ値が、10%以下であることが好ましく、特に5%以下であることが好ましく、さらには1%以下であることが好ましい。基板3のヘイズ値が10%以下であることで、基板3における検査光の散乱を効果的に低減することができ、検査部材100において、より精度の高い検査を行うことが可能となる。なお、基板3のヘイズ値の下限値については特に限定されないものの、通常、0%以上である。
基板3においては、検査光に対する透過性を損なわない限り、粘着剤層20との密着性を向上させる目的で、基板3における粘着剤層20が積層される面に、酸化法や凹凸化法などによる表面処理、またはプライマー処理を施すことができる。上記酸化法および凹凸化法の具体例としては、基材10に対するこれらの処理として前述した具体例が挙げられる。これらの表面処理法は、基板3を構成する材料の種類に応じて適宜選ばれる。
基板3は、その片面に少なくとも1つ以上の溝5が設けられる。ここで、図5に示される検査部材100が備える基板3では、基板3における粘着剤層20側の面に、幅w1、深さd1の溝5が複数(図5では3つ)設けられている。
溝5における断面形状は、検体を収容でき、良好な検査を行うことができる限り限定されない。図5では、当該断面の形状が三角形となっているものの、これに限定されず、正方形、長方形、半円形等であってよい。
溝5の平面視における形状も、検体を収容でき、良好な検査を行うことができる限り限定されず、例えば、線状、点状等であってよい。しかしながら、検査光を溝5に沿って走査させることができるという観点から、線状であることが好ましい。線状である場合、溝5の平面視における形状は、直線状、または曲線状であることが好ましい。また、検査部材100が前述したようなディスク状である場合には、溝5が、検査部材100の外周と平面視で同心円状となる円形に配置されていることが好ましい。この場合、当該円形の中心を通る直線であって、当該円形に対して垂直な直線を回転軸として、検査部材100を回転させることで、溝5に対する検査光の走査を容易に行うことが可能となる。
基板3における検査用カバーフィルム1,2側の面、特に、当該面のなかでも溝5を構成する部分には、濡れ性を向上させる表面処理が施されていることが好ましい。これにより、溝5に検体を収容する際に、溝5に沿って検体が濡れ広がり、良好な収容が可能となる。上記表面処理としては、対象となる表面に対して、濡れ性を向上させる成分をコーティングする方法、表面改質を行う方法等が挙げられる。濡れ性を向上させる成分の例としては、親水性コーティング等が挙げられる。また、表面改質の手法としては、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理、火炎処理等が挙げられる。
上記濡れ性に関して、基板3における検査用カバーフィルム1,2側の面の表面張力は、30mN/m以上であることが好ましく、特に35mN/m以上であることが好ましく、さらには40mN/m以上であることが好ましい。表面張力が30mN/m以上であることで、溝5に検体を収容する際に、溝5に沿って検体が濡れ広がり易くなり、より良好な収容が可能となる。その結果、良好な検査を行い易くなる。なお、当該表面張力の上限値については特に制限されないものの、通常、70mN/m以下であることが好ましく、特に65mN/m以下であることが好ましく、さらには60mN/m以下であることが好ましい。また、表面張力は、JIS K6768:1990に準拠して、濡れ張力試験により測定される値である。
本実施形態に係る検査部材100において、溝5の各種寸法は、行われる検査の方法や検体の種類に応じて設定できるものの、例えば、溝5の幅w1は、50nm以上であることが好ましく、特に100nm以上であることが好ましく、さらには150nm以上であることが好ましい。また、当該幅w1は、30μm以下であることが好ましく、特に10μm以下であることが好ましく、さらには1μm以下であることが好ましい。溝5の深さd1は、50nm以上であることが好ましく、特に100nm以上であることが好ましく、さらには150nm以上であることが好ましい。また、当該深さd1は、30μm以下であることが好ましく、特に10μm以下であることが好ましく、さらには1μm以下であることが好ましい。溝5の幅w1および深さd1が上記範囲であることで、必要となる検体の量を抑制しつつ、検査光が検体中を透過する長さを十分に確保することができる。
本実施形態に係る検査部材100において、基板3における溝5が存在する面とは反対側の面の算術平均粗さ(Ra)が、200nm以下であることが好ましく、特に100nm以下であることが好ましく、さらには50nm以下であることが好ましい。当該算術平均粗さ(Ra)が200nm以下であることで、検査光が、検査部材100における基板3側の面において乱反射することが抑制され、検査部材100が検査光に対して優れた透過性を有し易くなり、検査精度が向上する。なお、上記算術平均粗さ(Ra)の下限値については、特に限定されないものの、通常、0.1nm以上であることが好ましく、特に0.5nm以上であることが好ましく、さらには1nm以上であることが好ましい。上記算術平均粗さ(Ra)は、基板3における溝5が存在する面とは反対側の面に対して、後述する試験例に記載される算術平均粗さRaの測定方法を適用することで得ることができる。
本実施形態に係る検査部材100において、基板3の厚さ(粘着剤層20が積層される面と、その反対の面との間の距離)は、0.5mm以上であることが好ましく、特に0.8mm以上であることが好ましく、さらには1mm以上であることが好ましい。また、当該厚さは、10mm以下であることが好ましく、特に5mm以下であることが好ましく、さらには3mm以下であることが好ましい。基板3の厚さが0.5mm以上であることで、基板3が十分な強度を有するものとなり、検体収容時や検査時における検査部材100の変形を効果的に抑制することができる。また、基板3の厚さが10mm以下であることで、検査時において、検査光が検体に対して到達し易くなり、高精度な検査を行い易くなる。
(2)その他
本実施形態に係る検査部材100は、検体を溝5に収容するための開口部を備えていてもよい。当該開口部は、検査用カバーフィルム1,2および基板3の少なくとも一方に設けてよいものの、特に検査用カバーフィルム1,2に設けることが好ましい。開口部の形状や大きさは、検体を溝5に収容するために用いる収容手段に適した形状とすることが好ましい。当該収容手段としては、注射器、ピペット等を使用することができるが、例えば、注射器を使用する場合には、開口部は、当該注射器が備える注射針の先端を溝5にまで到達させることができる形状および大きさを有することが好ましい。また、本実施形態に係る検査部材100が上記開口部を備える場合、エア抜け用の穴も備えることが好ましい。
2.検査部材の製造方法
本実施形態に係る検査部材100は、前述した検査用カバーフィルム1,2における粘着剤層20側の面(前述した剥離シートが積層されている場合には、当該剥離シートを剥離して露出する粘着剤層20の粘着面)と、基板3における溝5が存在する側の面とを貼り合わせることで製造することが好ましい。このとき、検査用カバーフィルム1,2における粘着剤非存在部30に、基板3における溝5が平面視で含まれるように貼合が行われる。
基板3の製造方法は、特に限定されない。しかしながら、基板3が樹脂からなる場合には、射出成型、圧縮成型、インサート成形等により成型し、必要に応じて表面加工等を施すことで製造することが好ましい。
3.検査部材の使用方法
本実施形態に係る検査部材100は、検体の光学的な検査のために使用することができる。具体的には、検査部材100における溝5に検体を収容した後、検査部材100の外部から、収容された検体に対して光を照射し、それによって生じた光を検査部材100外で測定する。
検体は、溝5に収容し易いという観点から、流動性を有するものであることが好ましく、その例としては、液体、ゾル状成分、ゲル状成分等が挙げられるものの、特に液体であることが好ましい。当該液体は、固形成分を含んでもよい。検体の具体例としては、水質検査の対象となる水、細胞抽出液、血液、培養細胞液、細菌、古細菌、ウイルス、タンパク質、藻類、微生物等が挙げられる。
検体の溝5への収容は、例えば、前述した収容手段を用いて、検査部材100に設けられた開口部を介して、溝5に検体を供給することで行うことができる。あるいは、注射針を備えた注射器等を用いて、検査部材100における所定の位置に注射針を貫通させた後、当該注射針を介して溝5に検体を供給してもよい。
収容された検体に対する検査光の照射およびその後の測定は、検査の目的に応じて選択される。例えば、検体中における、所定の波長の光を吸収する成分の濃度について検査する場合には、当該波長に関する吸光度が測定される。具体的には、当該波長の光を含む検査光を検体に対して照射した後、検体を透過した光に含まれる当該波長の光の量が測定される。このようにして得られた吸光度に基づいて、検体中の上記成分の量を推定することができる。また、検体の濁度を検査する場合には、検体に照射した検査光が、検体中に含まれる粒子に衝突して生じる散乱光を検出し、それに基づいて、当該粒子に起因する濁りの程度を推定することができる。また、細胞や血液の状態を示す指標として、当該細胞や血液を含む検体中における蛍光成分の活性の状態を検査する場合には、検体に対して励起光を含む検査光を照射し、それによって蛍光成分が発する蛍光を測定することで、所望の検査を行うことができる。
検査光の種類は、検査の目的に応じて選択することができる。検査光は、例えば、レーザー光であってもよく、この場合、検査光の波長は、200nm以上であることが好ましく、特に400nm以上であることが好ましい。また、当該波長は、1000nm以下であることが好ましく、特に800nm以下であることが好ましい。特に、検査光として、Arレーザー(波長:488〜514nm)、He−Neレーザー(波長:630nm)を使用することが好ましい。
検査部材100の使用の際には、用いる検体や行う検査に応じて、検査部材100を冷却または加熱してもよい。しかしながら、検査部材100を加熱する場合には、検査部材100の熱による変形を抑制する観点から、検査部材100を構成する各材料の融点よりも低い温度までの加熱とすることが好ましい。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
例えば、検査部材100では、断面図における基材10または耐レーザーエッチング層40と基板3との間であって、平面視における溝5同士の間にも、粘着剤20が設けられてもよい。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
〔実施例1〕
(1)基板の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製,製品名「パンライトAD−5503」,)を射出成型して、片面に3つの溝を有する基板(図5の基板3を参照)を形成した。当該基板は、直径12cm、厚さ1.2mmのディスク状の形状を有しており、平面視における中央には、外周と同心円となる直径1.5cmの円形の孔が設けられている。そして、3つの溝は、平面視で基板の外周と同心円状に0.25mm間隔で設けられており、それぞれ幅w1が200nm、深さd1が200nmとなっている。3つの溝のうち、基板の外周に最も近位な溝と、基板の外周との距離は、2cmとなっている。なお、当該基板における溝が存在する面とは反対側の面の算術平均粗さ(Ra)を測定したところ、120nmであり、検査光(波長:0.63μm)の透過率は92%であり、ヘイズ値は0.1%であった。
(2)粘着性組成物の塗工液の調製
シロキサン結合を主骨格としビニル基を有するオルガノポリシロキサンおよびオルガノハイドロジェンポリシロキサンからなる付加型オルガノポリシロキサン(信越化学社製,製品名「KS−847H」)100質量部に白金触媒(信越化学社製,製品名「PL−50T」)1.0質量部を加え、更に、シリコーン樹脂成分(信越化学社製,製品名「KR3700」)100質量部を加え、メチルエチルケトンにて希釈して、固形分濃度約20質量%の粘着性組成物の塗工液を調整した。
(3)エッチング前粘着剤層の形成
基材としての、ポリカーボネートフィルム(帝人社製,製品名「ピュアエース」,厚さ:100μm、粘着剤層を形成する面とは反対側の面の算術平均粗さ(Ra):150nm,検査光(波長:0.63μm)の透過率:90%以上,ヘイズ値:0.3%以下)の片面上に、工程(2)において調製した粘着性組成物の塗工液をナイフコーターによって塗工し、得られた塗膜を120℃、1分間加熱乾燥して、硬化させ、厚さ3μmの粘着剤層を形成した。続いて、当該粘着剤層における基材とは反対側の面と、厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にシリコーン系の剥離剤層が形成されてなる剥離シート(リンテック社製,製品名「SP−PET381031」)の剥離面と貼り合わせ、基材とエッチング前粘着剤層と剥離シートとがこの順に積層してなる積層体を得た。
その後、得られた積層体を、平面視で前述した基板と同じ形状にカットした。具体的には、直径12cmであり、中央には外周と同心円となる直径1.5cmの円形の孔が設けられたディスク状にカットした。
(4)レーザーエッチング
上記工程(3)で得られた切り抜き後の積層体から剥離シートを剥離し、露出したエッチング前粘着剤層の所定の位置に対して、基材とは反対側の位置から、炭酸ガスレーザー(波長9.3μm)を光源とする光学系を用いて、レーザーを照射した。ここで、レーザーの照射は、平面視で外周と同心円となる直径80.5mmの円と、同様に同心円となる直径70mmの円との間に囲まれた領域に対して行った。これにより、当該領域における粘着剤が除去され、平面視で環状の粘着剤非存在部が形成された。以上より、粘着剤層と基材とからなる検査用カバーフィルムを得た。
(5)検査部材の作製
続いて、工程(1)で作製した基板における溝が存在する面と、工程(4)で作製した検査用カバーフィルムにおける粘着剤層側の面とを貼り合わせた。この貼り合わせにより、基板における3つの溝は、平面視で、検査用カバーフィルムにおける粘着剤非存在部の内側に収まった。これにより、検査部材を製造した。
〔実施例2〕
(1)耐レーザーエッチング層の形成
基材としての、ポリカーボネートフィルム(帝人社製,製品名「ピュアエース」,厚さ:100μm,粘着剤層を形成する面とは反対側の面の算術平均粗さ(Ra):150nm,検査光(波長:0.63μm)の透過率:90%以上,ヘイズ値:0.3%以下)の一方の面に、スパッタリング装置(アルバック社製)を用いて、以下のスパッタリング条件でSiO層を形成し、基材と耐レーザーエッチング層との積層体を得た。
スパッタリング条件
・ターゲット:Si
・成膜ガス:Ar,O
・ガス流量:Ar;100ml/分,O;60ml/分
・成膜圧力:0.2Pa
・ターゲット電力:2500W
・スパッタ時間:300秒
(2)エッチング前粘着剤層の形成
工程(1)で得られた積層体における耐レーザーエッチング層側の面上に、実施例1の工程(2)において調製した粘着性組成物の塗工液をナイフコーターによって塗工し、得られた塗膜を120℃、1分間加熱乾燥して、硬化させ、厚さ3μmの粘着剤層を形成した。続いて、当該粘着剤層における基材とは反対側の面と、厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にシリコーン系の剥離剤層が形成されてなる剥離シート(リンテック社製,製品名「SP−PET381031」)の剥離面と貼り合わせ、基材とエッチング前粘着剤層と剥離シートとがこの順に積層してなる積層体を得た。
その後、得られた積層体を、平面視で、実施例1の工程(1)で作製した基板と同じ形状に切り抜いた。具体的には、直径12cmであり、中央には外周と同心円となる直径1.5cmの円形の孔が設けられたディスク状にカットした。
(3)レーザーエッチング
工程(2)で得られた、切り抜き後の積層体を使用して、実施例1の工程(4)と同様にレーザーエッチングを行い、粘着剤層と耐レーザーエッチング層と基材とがこの順に積層してなる検査用カバーフィルムを得た。
(4)検査部材の作製
上記工程(3)で得られた検査用カバーフィルムを使用して、実施例1の工程(5)と同様にして、検査部材を製造した。
〔実施例3〕
(1)粘着剤の印刷
ポリカーボネートフィルム(帝人社製,製品名「ピュアエース」,厚さ:100μm,粘着剤層を形成する面とは反対側の面の算術平均粗さ(Ra):150nm,検査光(波長:0.63μm)の透過率:90%以上,ヘイズ値:0.3%以下)を、平面視で、実施例1の工程(1)で作製した基板と同じ形状に切り抜き、基材とした。具体的には、直径12cmであり、中央には外周と同心円となる直径1.5cmの円形の孔が設けられたディスク状に切り抜いた。
得られた基材の一方の面に対して、実施例1の工程(1)で調製した粘着性組成物の塗工液をスクリーン印刷した。このときに印刷する基材上の領域は、平面視で基材の外周と同心円となる直径80.5mmの円よりも外側の領域、および、平面視で基材の外周と同心円となる直径70mmの円よりも内側の領域とした。これにより、印刷した領域には粘着剤が積層され、それら以外の領域には、平面視で環状の粘着剤非存在部が形成された。以上より、粘着剤層と基材とからなる検査用カバーフィルムを得た。
(2)検査部材の作製
上記工程(1)で得られた検査用カバーフィルムを使用して、実施例1の工程(5)と同様にして、検査部材を製造した。
〔比較例1〕
実施例1の工程(3)で作製した、ディスク状に切り抜いた後の、基材とエッチング前粘着剤層と剥離シートとの積層体から、剥離シートを剥離し、露出したエッチング前粘着剤層の粘着面と、実施例1の工程(1)で作製した基板における溝が存在する面とを貼り合わせた。これにより、検査部材を製造した。
〔試験例1〕(算術平均粗さRaの測定)
実施例で作製した検査用カバーフィルムについて、以下のようにして、検査用カバーフィルムの粘着剤層側の面における、粘着剤非存在部の算術平均粗さ(Ra)をそれぞれ測定した。まず、検査用カバーフィルムの基材側の面がガラス板側となるように、両面テープを介してガラス板に固定した。次に、測定する面における算術平均粗さ(Ra)(nm)を、表面粗さ測定機(ミツトヨ社製,製品名「SV−3000S4」,触針式)を使用し、JIS B0601:2013に準拠して測定した。結果を表1に示す。
〔試験例2〕(密着性の評価)
実施例および比較例で製造した検査部材について、基板を固定した状態で、検査用カバーフィルムに指を押し当て、平面方向に力を加え、次の基準に基づいて密着性を評価した。
○:基板と検査用カバーフィルムとの界面でズレが生じなかった。
×:基板と検査用カバーフィルムとの界面でズレが生じた。
〔試験例3〕(粘着剤の溝への入り込みの評価)
実施例および比較例で製造した検査部材の溝の断面を、電子顕微鏡(キーエンス社製,製品名「VE−9800」)を用いて観察し、次の基準に基づいて、粘着剤層を構成する粘着剤の溝への入り込みについて評価した。
○:入り込みが溝の断面の20%未満であった。
×:入り込みが溝の断面の20%以上であった。
Figure 0006941939
表1から明らかなように、実施例1〜3で作製した検査部材では、溝に粘着剤が入り込んでいなかった。
本発明に係る検査用カバーフィルムおよび検査部材は、微量な検体の光学的な測定方法に好適である。
1,2…検査用カバーフィルム
10…基材
20…粘着剤層
20’…エッチング前粘着剤層
30…粘着剤非存在部
40…耐レーザーエッチング層
100…検査部材
3…基板
5…溝

Claims (8)

  1. 少なくとも1つ以上の溝が片面に設けられた基板と、前記基板における前記溝が設けられた面側に積層された検査用カバーフィルムとを備え、前記溝に収容された検体に対して光学的な検査を行うための検査部材であって、
    前記検査用カバーフィルムが、基材と、前記基材の片面側に積層された粘着剤層とを備え、
    前記検査用カバーフィルムは、平面視で前記粘着剤層が存在しない領域を有し、
    前記粘着剤層の厚さは、0.5μm以上、20μm以下であり、
    前記検査用カバーフィルムにおける、平面視で前記粘着剤層が存在しない領域が、平面視で、前記基板の溝と重なり、
    前記検査部材が、ディスク状であり、
    前記溝が、前記検査部材の外周と平面視で同心円状となる円形に配置されている
    ことを特徴とする検査部材
  2. 前記検査用カバーフィルムの前記粘着剤層側の面における、前記粘着剤層が存在しない領域の算術平均粗さ(Ra)が、0.1nm以上、200nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の検査部材
  3. 前記基材が、検査において使用される光に対して透過性を有することを特徴とする請求項1または2に記載の検査部材
  4. 前記基材の厚さが、30μm以上、300μm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の検査部材
  5. 前記検査用カバーフィルムが、前記基材における前記粘着剤層側の面上に積層された耐レーザーエッチング層をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の検査部材
  6. 前記基板が、前記検査において使用される光に対して透過性を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の検査部材。
  7. 請求項1からのいずれか一項に記載の検査部材の製造方法であって、
    前記基材の片面に粘着剤を積層する工程と、
    少なくとも、前記検査部材を構成したときに平面視で前記溝と重なる領域に位置する前記粘着剤をレーザーエッチングにより除去し、前記粘着剤層を形成することで前記検査用カバーフィルムを得る工程と
    前記検査用カバーフィルムにおける前記粘着剤層側の面と、前記基板における前記溝が存在する側の面とを貼り合わせる工程と
    を備えることを特徴とする検査部材の製造方法。
  8. 請求項1からのいずれか一項に記載の検査部材の製造方法であって、
    前記基材の片面側に粘着剤を印刷し、前記粘着剤層を形成することで前記検査用カバーフィルムを得る工程と
    前記検査用カバーフィルムにおける前記粘着剤層側の面と、前記基板における前記溝が存在する側の面とを貼り合わせる工程と
    を備えることを特徴とする検査部材の製造方法。
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