TW201622205A - 具有凹凸圖案之構件的製造方法 - Google Patents

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Madoka Takahashi
Shigetaka Toriyama
Takashi Seki
Yusuke Sato
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Jx Nippon Oil & Energy Corp
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Abstract

本發明之具有凹凸圖案之構件的製造方法具有如下步驟:於表面具有凹凸圖案之模具140之上述凹凸圖案上形成第1膜60之步驟;於基材40上形成第2膜70之步驟;藉由使上述模具140與上述基材40重疊,將上述第1膜60與上述第2膜70接合之步驟;及自與上述第2膜70接合之上述第1膜60將上述模具140剝離之步驟。本發明提供一種製造具有凹凸圖案之功能性構件的方法。

Description

具有凹凸圖案之構件的製造方法
本發明係關於一種具有凹凸圖案之構件的製造方法。
作為形成如半導體積體電路之微細之凹凸圖案之方法,除平版印刷法以外,已知有奈米壓印法。奈米壓印法係藉由利用模具(mold)與基板夾住樹脂,可將奈米級之圖案自模具轉印至基板上之技術,且根據使用材料不同,而對熱奈米壓印法、光奈米壓印法等進行研究。其中,光奈米壓印法係由i)塗佈硬化性樹脂層、ii)向硬化性樹脂層按壓模具、iii)硬化性樹脂層之光硬化及iv)自硬化性樹脂層剝離模具之四步驟所構成,於可藉由此種簡單之製程實現奈米尺寸之加工之方面較優異。尤其是由於使用藉由光照射進行硬化之光硬化性樹脂,故而圖案轉印步驟所耗費之時間較短,可期待高產能(throughput)。因此,不僅於半導體器件,亦於有機EL元件或LED等光學構件、MEMS、生物晶片等較多領域中期待實用化。
例如於有機EL元件(有機發光二極體)中,自陽極通過電洞注入層而進入之電洞與自陰極通過電子注入層而進入之電子分別被輸送至發光層,該等於發光層內之有機分子上進行再結合而激發有機分子,藉此發射光。因此,於專利文獻1中得知,於使用有機EL元件作為顯示裝置 或照明裝置時,必須自元件表面高效率地提取來自發光層之光,為此,將具有成為繞射光柵之微細之凹凸圖案之基板設置於有機EL元件之光提取面。
且說,業界開始採用輕量且為可撓性並且可實現大型化之樹脂等膜基材代替較重、容易破裂且難以實現大面積化之玻璃基板作為有機EL元件之基材。然而,與玻璃基板相比,樹脂等膜基材之氣體阻隔性較差。有機EL元件由於存在因水分或氧氣而使亮度或發光效率等降低之情形,故而尤其於使用樹脂膜基材作為基材之情形時,為了防止由濕氣或氧氣等氣體所引起之劣化,而必須於基材上形成氣體阻隔層。例如於專利文獻2、3中記載有形成如下氣體阻隔層,其係藉由濺鍍法、真空蒸鍍法、離子鍍敷法、電漿CVD法等由無機膜形成。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-236748號公報
[專利文獻2]日本特開2011-102042號公報
[專利文獻3]日本特開2013-253319號公報
業界期待藉由如上所述般於有機EL元件上設置具有凹凸圖案之基板,而自有機EL元件高效率地提取光。又,亦期待藉由在有機EL 元件上設置具有優異之氣體阻隔性之層,而使有機EL元件長壽命化。就生產效率之觀點而言,較有利的是為了實現有機EL元件之高效率之光提取與長壽命化,而於氣體阻隔層表面設置凹凸圖案。然而,由於藉由濺鍍等乾式製程而形成之無機膜為硬質,故而於習知之奈米壓印法中亦存在無法於表面形成凹凸圖案之問題。
本發明之目的在於提供一種製造具備表面形成有凹凸圖案之氣體阻隔層等功能層之功能性構件之方法。又,本發明之另一目的在於提供一種具備藉由乾式製程而形成且表面形成有凹凸圖案之膜之構件的製造方法。
依據本發明之第1態樣,提供一種具有凹凸圖案之構件的製造方法,其具有如下步驟:於表面具有凹凸圖案之模具之上述凹凸圖案上形成第1膜之步驟;於基材上形成第2膜之步驟;藉由使上述模具與上述基材重疊,將上述第1膜與上述第2膜接合之步驟;及自與上述第2膜接合之上述第1膜將上述模具剝離之步驟。
上述具有凹凸圖案之構件的製造方法亦可進而具有如下步驟:於實施上述接合步驟前,於上述模具上之上述第1膜或上述基材上之上述第2膜上塗佈接著劑。
於上述具有凹凸圖案之構件的製造方法中,上述第1膜及/或上述第2膜之水蒸氣穿透率可為10-2g‧m-2‧day-1以下。
上述具有凹凸圖案之構件的製造方法可進而具有於上述接合步驟之前,於上述模具上之上述第1膜及/或上述基材上之上述第2膜上形成其他膜之步驟。
於上述具有凹凸圖案之構件的製造方法中,由上述第1膜及上述第1膜上之上述其他膜所構成之第1氣體阻隔層、及/或由上述第2膜及上述第2膜上之上述其他膜所構成之第2氣體阻隔層的水蒸氣穿透率可為10-2g‧m-2‧day-1以下。
依據本發明之第2態樣,提供一種具有凹凸圖案之構件的製造方法,其具有如下步驟:於表面具有凹凸圖案之模具之上述凹凸圖案上,藉由乾式製程而形成第1膜之步驟;於上述模具之上述第1膜側接合基材之步驟;及將上述模具自上述第1膜剝離之步驟。
上述具有凹凸圖案之構件的製造方法亦可進而具有如下步驟:於實施上述接合步驟前,在接合於上述模具之上述第1膜側之上述基材之面上、或上述模具之第1膜側塗佈接著劑。
上述具有凹凸圖案之構件的製造方法亦可進而具有如下步驟:於上述模具之上述凹凸圖案上所形成之上述第1膜上,藉由乾式製程及/或濕式製程而形成其他膜。
於上述具有凹凸圖案之構件的製造方法之上述第1膜形成步驟中,亦可藉由利用上述乾式製程將氧化矽、氮氧化矽、或氮化矽成膜,而形成上述第1膜。
上述具有凹凸圖案之構件的製造方法亦可具有於實施上述 接合步驟前於上述基材上形成第2膜之步驟。
於上述具有凹凸圖案之構件的製造方法中,上述第1膜及/或上述第2膜之水蒸氣穿透率可為10-2g‧m-2‧day-1以下。
於上述具有凹凸圖案之構件的製造方法中,由上述第1膜及上述第1膜上之上述其他膜所構成之第1氣體阻隔層、及/或由上述第2膜所構成之第2氣體阻隔層的水蒸氣穿透率可為10-2g‧m-2‧day-1以下。
於上述具有凹凸圖案之構件的製造方法中,上述模具之上述凹凸圖案之凸部及凹部i)俯視時分別具有彎曲且延伸之細長形狀,且ii)延伸方向、撓曲方向及長度可不均一。
於上述具有凹凸圖案之構件的製造方法中,上述模具之上述凹凸圖案為不規則之凹凸圖案,凹凸之平均間距為100~1500nm之範圍,凹凸之深度分佈之平均值可為20~200nm之範圍內。
於上述具有凹凸圖案之構件的製造方法中,上述模具之凹凸分析圖像之傅立葉變換像顯示出以波數之絕對值為0μm-1之原點作為大致中心之圓狀或圓環狀之紋樣,上述圓狀或圓環狀之紋樣可存在於波數之絕對值成為10μm-1以下之區域。
依據本發明之第3態樣,提供一種具有凹凸圖案之構件,其係藉由第1態樣或第2態樣之具有凹凸圖案之構件的製造方法而製造。
上述具有凹凸圖案之構件具有氣體阻隔層,上述第1膜可被含於上述氣體阻隔層中。
於上述具有凹凸圖案之構件中,上述氣體阻隔層之水蒸氣穿 透率可為10-2g‧m-2‧day-1以下。
依據本發明之第4態樣,提供一種有機EL元件,其係於第3態樣之具有凹凸圖案之構件上,依序積層第1電極、有機層及金屬電極而形成。
本發明之第1態樣之具有凹凸圖案(凹凸構造)之構件的製造方法中,於模具之凹凸圖案上形成第1膜(第1功能層),於基材上形成第2膜(第2功能層),藉由使模具與基材重疊而將第1膜與第2膜接合,故而對第1膜及第2膜之材料以及成膜方法限制較少,可製造具有優異之功能之功能性構件。又,本發明之第2態樣之具有凹凸圖案之構件的製造方法中,於藉由乾式製程而形成之第1膜之表面直接形成凹凸圖案,故而生產效率較高。該等製造方法由於不使用產生大量廢液之光微影法,且藉由將模具之凹凸圖案轉印而形成具有凹凸圖案之構件,故而對環境之負荷較小。於本發明之製造方法中,藉由形成具有氣體阻隔性之膜作為第1膜及/或第2膜,可製造具有凹凸圖案之氣體阻隔構件。尤其是於藉由乾式製程而形成第1膜之情形時,含有第1膜之氣體阻隔層之氣體阻隔性特別優異。此種氣體阻隔構件由於形成有凹凸圖案,故而光提取效率較高。因此,使用該構件製造之發光元件抑制由濕氣或氧氣等氣體所引起之劣化而為長壽命,且具有較高之發光效率。因此,本發明之具有凹凸圖案之構件的製造方法變得對有機EL元件或太陽電池等各種器件中所使用之氣體阻隔構件之製造有效。又,此種氣體阻隔構件亦可適宜地用於物品之包裝、用於防止食品或工業用品及醫藥品等之變質之包裝用途。
10‧‧‧濺鍍裝置
11‧‧‧真空腔室
12‧‧‧捲出輥
14‧‧‧捲取輥
16‧‧‧成膜輥
18‧‧‧濺鍍靶
20、21、320‧‧‧模嘴塗佈機
22、22a、22b‧‧‧按壓輥
23、23a、23b‧‧‧剝離輥
25‧‧‧UV燈
29a‧‧‧後輥
30‧‧‧接著劑層
40‧‧‧基材
60‧‧‧第1膜
70‧‧‧第2膜
80‧‧‧凹凸圖案
92‧‧‧第1電極
94‧‧‧有機層
98‧‧‧第2電極
100、100a、300、300a‧‧‧氣體阻隔構件
101‧‧‧密封構件
103‧‧‧密封接著劑層
105‧‧‧密封空間
140‧‧‧模具
200、200a、400、400a‧‧‧發光元件
300、300a‧‧‧氣體阻隔構件
330‧‧‧接著劑層
340‧‧‧基材
360‧‧‧第1膜
370‧‧‧第2膜
380‧‧‧凹凸圖案
S1‧‧‧第1膜之形成
S2‧‧‧第2膜之形成
S3‧‧‧接合
S4‧‧‧剝離
T1‧‧‧第1膜之形成
T2‧‧‧接著劑之塗佈
T3‧‧‧接合
T4‧‧‧剝離
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1(a)係藉由第1實施形態之具有凹凸圖案之構件的製造方法而獲得之構件之概略剖視圖,圖1(b)係藉由第1變形形態之具有凹凸圖案之構件的製造方法而獲得之構件之概略剖視圖。
圖2(a)係藉由第1實施形態之製造方法而獲得之構件之凹凸圖案之概略俯視圖,圖2(b)係表示圖2(a)之概略俯視圖中之切斷線上之剖面分佈。
圖3係表示第1膜表面之凹凸分析圖像之傅立葉變換像之例。
圖4係表示第1實施形態之具有凹凸圖案之構件的製造方法之流程圖。
圖5(a)~(d)係概念性地表示第1實施形態之具有凹凸圖案之構件的製造方法之各步驟之圖。
圖6(a)係表示第1實施形態之製造方法中之第1膜形成步驟、接合步驟及剝離步驟之情況之一例的概念圖,圖6(b)係表示第1變形形態之製造方法中之接著劑塗佈步驟、接合步驟及剝離步驟之情況之一例的概念圖。
圖7係概念性地表示膜狀模具或可用於在膜狀基材上將第1膜或第2膜成膜之濺鍍裝置之圖。
圖8(a)係藉由第2實施形態之具有凹凸圖案之構件的製造方法而獲得之構件之概略剖視圖,圖8(b)係藉由第4變形形態之具有凹凸圖案之構件的製造方法而獲得之構件之概略剖視圖。
圖9係表示第2實施形態之具有凹凸圖案之構件的製造方法之流程圖。
圖10(a)~(d)係概念性地表示第2實施形態之具有凹凸圖案之構件的製造方法之各步驟之圖。
圖11(a)係表示第2實施形態之製造方法中之接著劑塗佈步驟、接合步驟及剝離步驟之情況之一例的概念圖,圖11(b)係表示第4變形形態之製造方法中之接著劑塗佈步驟、接合步驟及剝離步驟之情況之一例的概念圖。
圖12(a)係概念性地表示使用藉由第1實施形態之製造方法而製造之氣體阻隔構件形成之發光元件之剖面構造的圖,圖12(b)係概念性地表示使用藉由第1變形形態之製造方法而製造之氣體阻隔構件形成之發光元件之剖面構造的圖。
圖13(a)係概念性地表示使用藉由第2實施形態之製造方法而製造之氣體阻隔構件形成之發光元件之剖面構造的圖,圖13(b)係概念性地表示使用藉由第4變形形態之製造方法而製造之氣體阻隔構件形成之發光元件之剖面構造的圖。
以下,一面參照圖式,一面對本發明之具有凹凸構造(凹凸圖案)之構件、具有凹凸構造之構件的製造方法、及使用具有凹凸構造之構件製造之發光元件之實施形態進行說明。以下,對本發明之製造方法之第1實施形態中的形成具有氣體阻隔性之膜作為第1膜(第1功能膜)及第2膜(第2功能膜)而製造氣體阻隔構件之情形、及本發明之製造方法之第2實施形態中之形成具有氣體阻隔性之膜作為第1膜(第1功能膜) 而製造氣體阻隔構件之情形進行說明,但如下所述,上述第1膜及/或第2膜並不限定於具有氣體阻隔性之膜,可為具有各種功能之膜,藉此可製造具有各種功能之構件。又,所製造之構件並不限定於發光元件,可應用於各種用途。
[第1氣體阻隔構件]
關於藉由下述具有凹凸圖案之氣體阻隔構件之製造方法之第1實施形態而獲得之具有凹凸構造(凹凸圖案)80之氣體阻隔構件100,如圖1(a)所示,於基材40上依序形成有第2膜(第2氣體阻隔層)70與第1膜(第1氣體阻隔層)60。關於藉由下述具有凹凸圖案之氣體阻隔構件之製造方法之第1變形形態而獲得之氣體阻隔構件100a,如圖1(b)所示,於基材40上形成第2膜70,且於第2膜上經由接著劑層30而形成有第1膜60。
<基材>
作為基材40,並無特別限制,可適當利用發光元件中可使用之公知之透明基板。基材40可為硬質之基板,亦可為具有可撓性之膜狀基板,例如可使用由玻璃等透明無機材料所構成之基板或由樹脂所構成之基板等。由樹脂所構成之基板例如為聚酯(聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚芳酯等)、丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、苯乙烯系樹脂(ABS樹脂等)、纖維素系樹脂(三乙醯纖維素等)、聚醯亞胺系樹脂(聚醯亞胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂等)、環烯烴聚合物等。於使用氣體阻隔構件100作為發光元件之光學基板之情形時,基材40較理想為具備耐熱性、對UV光等之耐候性之基材。就該等方面而言,更佳為由玻璃或石英基板等無機材料所構成之基材。尤其是於 第1膜60係由無機材料所形成之情形時,若基材40係由無機材料所形成,則於基材40與第1膜60之間折射率之差較少,於使用氣體阻隔構件100作為發光元件之光學基板之情形時,可防止發光元件內之非期望之折射或反射,故而較佳。為了提高密接性,亦可進行於基材40上設置表面處理層或易接著層等操作。又,為了填埋基材表面之突起,亦可進行設置平滑化層等操作。基材40之厚度較佳為1μm~20mm之範圍內。
<第1膜>
氣體阻隔構件100具備第1膜60作為阻擋氧氣及水蒸氣之穿透之第1氣體阻隔層。第1膜60可由無機材料或有機材料(樹脂材料)構成。作為無機材料,較佳為無機氧化物、無機氮化物、無機氮氧化物、無機硫化物、無機碳化物等,進而較佳為氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化銦、氧化錫、氧化鈦、氧化銅、氧化鈰、氧化鉭、氧化鋯、氧化銦錫、鈦酸鋇、鈦酸鍶、氮化矽、氮氧化矽、氮氧化鋁、硫化鋅等。作為有機材料,可列舉:可用作有機EL元件之密封材之類的材料、例如長瀨產業股份有限公司製造之XNR5516Z、ThreeBond公司製造之TB3124、Daicel公司製造之CELVENUS H001等。
進而,第1膜60亦可為使上述無機材料或有機材料含有紫外線吸收材料而成者,紫外線吸收材料具有藉由吸收紫外線並將光能轉換為如熱之無害之形式,而抑制膜之劣化之作用。作為紫外線吸收劑,可使用一直以來公知者,例如可使用苯并***系吸收劑、三系吸收劑、水楊酸衍生物系吸收劑、二苯甲酮系吸收劑等。
由於氣體阻隔構件100具有充分之氣體阻隔性能,故而第1 膜60之水蒸氣穿透率較佳為10-2g‧m-2/day-1以下。
第1膜60較佳為光穿透性。第1膜60較佳為例如於將測定波長設為550nm時之穿透率為80%以上者,進而較佳為90%以上。
第1膜60之厚度較佳為5nm~20μm之範圍。再者,此處,所謂第1膜60之厚度,係指第1膜60之底面至形成有凹凸圖案80之表面之距離的平均值。
第1膜60於表面形成有微細之凹凸圖案(凹凸構造)80。微細之凹凸圖案80可設為透鏡構造或具有光擴散或繞射等功能之構造等任意圖案。圖2(a)中表示第1膜60之凹凸圖案80之概略俯視圖之例,圖2(b)中表示圖2(a)之概略俯視圖中之切斷線之剖面分佈。第1膜60之剖面形狀係如圖2(b)所示般由相對平緩之傾斜面所構成,且可自基材40朝向上方呈現波形(本案中適當稱為「波形構造」)。即,凹凸圖案80之凸部可具有如自該基材40側之底部朝向頂部而變窄之剖面形狀。第1膜60之凹凸圖案80可具有如下特徵:俯視上如圖2(a)中表示概略俯視圖之例般具有多個凸部(白色部分)及多個凹部(黑色部分)彎曲(蜿蜒)延伸之細長形狀,且其延伸方向、彎曲之方向(撓曲方向)及延伸長度不規則。此種凹凸圖案80明顯不同於如條紋、波形條紋、鋸齒之規則地進行配向之圖案或點狀之圖案等,於該方面可與規則性或含有大量直線之電路圖案之類的圖案加以區分。關於具有如上所述之特徵之第1膜60,即便於與基材40之表面正交之任一方向進行切斷,凹凸剖面亦會重複出現。又,凹凸圖案80之多個凸部及凹部於俯視時一部分或全部可於中途進行分支(參照圖2(a))。再者,圖2(a)中,凸部之間距整體看上去較為均一。又,凹凸 圖案80之凹部可由凸部進行劃分,並沿著凸部延伸。
凹凸圖案80除如上所述之不規則之凹凸圖案以外,亦可設為點構造、稜鏡構造、由線與間隙所構成之條紋構造、圓柱狀、圓錐狀、圓錐台狀、三角柱狀、三稜錐狀、三稜錐台狀、四角柱狀、四角錐狀、四角錐台狀、多角柱狀、多角錐狀、多角錐台狀等柱體構造、孔構造、微透鏡陣列構造、具有光擴散或繞射等功能之構造等任意圖案。又,亦可設為如藉由噴砂法而形成之不規則之微細凹凸圖案。
由於第1膜60之凹凸圖案80係作為繞射光柵而發揮作用,故而凹凸之平均間距較佳為處於100~1500nm之範圍內,若凹凸之平均間距未達上述下限,則由於相對於可見光之波長而間距變得過小,故而有不會產生由凹凸所引起之光之繞射之傾向,另一方面,若超過上限,則有繞射角減小,而喪失作為繞射光柵之功能之傾向。凹凸之平均間距更佳為200~1200nm之範圍。凹凸之深度分佈之平均值較佳為20~200nm之範圍。若凹凸之深度分佈之平均值未達上述下限,則由於相對於可見光之波長而深度過小,故而有不會產生所需之繞射之傾向,另一方面,若超過上限,則繞射光強度產生不均,其結果為,例如於使用氣體阻隔構件100製作有機EL元件之情形時,由於有機EL元件之有機層內部之電場分佈變得不均勻而使電場集中於特定之部位,故而有容易產生漏電流或壽命變短之傾向。凹凸之深度分佈之平均值更佳為30~150nm之範圍。凹凸之深度之標準偏差較佳為10~100nm之範圍。若凹凸之深度之標準偏差未達上述下限,則由於相對於可見光之波長而深度過小,故而有不會產生所需之繞射之傾向,另一方面,若超過上限,則繞射光強度產生不均,其結果為,例 如於使用氣體阻隔構件100製作有機EL元件之情形時,由於有機EL元件之有機層內部之電場分佈變得不均勻而使電場集中於特定之部位,故而有容易產生漏電流或壽命變短之傾向。凹凸之深度之標準偏差更佳為15~75nm之範圍。
於本案中,所謂凹凸之平均間距,於對形成有凹凸之表面之凹凸之間距(鄰接之凸部彼此或鄰接之凹部彼此之間隔)進行測定之情形時,係指凹凸之間距之平均值。此種凹凸之間距之平均值可藉由如下方法而算出:使用掃描型探針顯微鏡(例如Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造之製品名「E-sweep」等),以下述條件:
測定方式:懸臂間斷性接觸方式
懸臂之材質:矽
懸臂之臂寬:40μm
懸臂之晶片前端之直徑:10nm, 分析表面之凹凸而獲得凹凸分析圖像,其後測定該凹凸分析圖像中之任意鄰接之凸部彼此或鄰接之凹部彼此之間隔100點以上,並求出其算術平均值。
又,於本案中,凹凸之深度分佈之平均值及凹凸深度之標準偏差可以如下方式算出。使用掃描型探針顯微鏡(例如Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造之製品名「E-sweep」等),於上述條件下對任意3μm見方(縱3μm,橫3μm)或10μm見方(縱10μm,橫10μm)之測定區域之表面之凹凸形狀進行測定,而獲得凹凸分析圖像。此時以奈米級分別求出測定區域內之16384點(縱128點×橫128點)以上之測定點 的凹凸高度之資料。再者,此種測定點之數量根據所使用之測定裝置之種類或設定亦有所不同,例如於使用上述Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造之製品名「E-sweep」作為測定裝置之情形時,可於3μm見方之測定區域內進行65536點(縱256點×橫256點)之測定(於256×256像素之解像度下之測定)。並且,關於以上述方式測定之凹凸高度(單位:nm),首先,求出全部測定點中之距基材表面之高度最高之測定點P。然後,以含有該測定點P且與基材之表面平行之面作為基準面(水平面),求出距該基準面之深度之值(自測定點P之距基材之高度之值減去各測定點之距基材的高度而得之差量)作為凹凸深度之資料。再者,此種凹凸深度資料可藉由測定裝置(例如Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造之製品名「E-sweep」),利用測定裝置中之軟體等自動地進行計算而求出,並可將此種自動地進行計算而求出之值用作凹凸深度之資料。以上述方式求出各測定點之凹凸深度之資料後,分別採用可藉由求出其算術平均值及標準偏差而算出之值作為凹凸之深度分佈之平均值及凹凸深度之標準偏差。於本說明書中,關於凹凸之平均間距、凹凸之深度分佈之平均值及凹凸深度之標準偏差,無論形成有凹凸之表面之材料如何,均可藉由如上所述之測定方法而求出。
凹凸圖案80可為如下之擬似週期圖案:對分析表面之凹凸形狀而獲得之凹凸分析圖像實施2維高速傅立葉變換處理而獲得之傅立葉變換像顯示出如圖3所示之圓狀或者圓環狀之紋樣、即雖然無凹凸之朝向之指向性但具有凹凸之間距之分佈。具有此種擬似週期圖案之氣體阻隔構件只要其凹凸間距之分佈使可見光繞射,則適合如有機EL元件之面發光元 件中所使用之繞射基板。
再者,傅立葉變換像可如圖3所示般顯示出以波數之絕對值為0μm-1之原點作為大致中心之圓狀或圓環狀之紋樣,上述圓狀或圓環狀之紋樣可存在於波數之絕對值成為10μm-1以下(更佳為0.667~10μm-1、進而較佳為0.833~5μm-1之範圍內)之區域內。傅立葉變換像之圓狀之紋樣係於傅立葉變換像中因亮點進行集合而觀測到之紋樣。此處所指之所謂「圓狀」,係指亮點進行集合而成之紋樣看上去為大致圓形之形狀,亦為包括外形之一部分看上去呈現凸狀或凹狀者之概念。亦存在亮點進行集合而成之紋樣看上去大致為圓環狀之情形,並將該情形表述為「圓環狀」。再者,「圓環狀」為如下概念:既包括環之外側之圓或內側之圓的形狀看上去為大致圓形之形狀者,且亦包括該環之外側之圓或內側之圓之外形之一部分看上去呈現凸狀或凹狀者。又,所謂「圓狀或圓環狀之紋樣存在於波數之絕對值成為10μm-1以下(更佳為0.667~10μm-1之範圍內,進而較佳為0.833~5μm-1之範圍內)之區域內」,係指構成傅立葉變換像之亮點中之30%以上(更佳為50%以上、進而更佳為80%以上、尤佳為90%以上)之亮點存在於波數之絕對值成為10μm-1以下(更佳為0.667~10μm-1之範圍內,進而較佳為0.833~5μm-1之範圍內)之區域內。再者,關於凹凸圖案與傅立葉變換像之關係,得知如下情況。於凹凸圖案本身無間距之分佈或指向性之情形時,傅立葉變換像亦以無規則之圖案(無紋樣)顯現,於凹凸圖案於XY方向整體為各向同性但於間距方面存在分佈之情形時,顯現圓或圓環狀之傅立葉變換像。又,於凹凸圖案具有單一間距之情形時,有於傅立葉變換像中顯現之圓環變陡峭之傾向。
上述凹凸分析圖像之2維高速傅立葉變換處理可藉由使用具備2維高速傅立葉變換處理軟體之電腦之電子圖像處理而容易地進行。
再者,圖1(a)中表示第1氣體阻隔層僅由第1膜60所構成之構成、即,第1氣體阻隔層係由第1膜60之單層所構成之構成,但第1氣體阻隔層亦可由如下多層膜所構成,其係由第1膜60與形成於第1膜60之下方(第1膜60之與基材40相對向之側,即於第1膜60與第2膜70之間)之不同於第1膜之1層以上的其他膜所構成。形成於第1膜60之下方之其他膜亦可由與作為構成上述第1膜之材料而例示之材料相同之無機材料、有機材料、或使該等含有紫外線吸收劑而成者所構成。又,亦可於各層之間設置應力緩和層。作為應力緩和層,可使用環氧系、丙烯酸系、甲基丙烯酸系、乙烯醚系、氧雜環丁烷系、胺酯系、三聚氰胺系、脲系、聚酯系、聚烯烴系、酚系、交聯型液晶系、氟系、聚矽氧系、聚醯胺系等單體、低聚物、聚合物等各種樹脂等。
於第1氣體阻隔層為多層膜之情形時,於使用氣體阻隔構件作為發光元件用之光學基板之情形時,第1氣體阻隔層較佳為光穿透性。第1氣體阻隔層較佳為例如於將測定波長設為550nm時之穿透率為80%以上者,進而較佳為90%以上。
於第1氣體阻隔層為多層膜之情形時,第1氣體阻隔層之厚度較佳為5nm~20μm之範圍。再者,此處,所謂第1氣體阻隔層之厚度,係指第1氣體阻隔層之底面至形成有凹凸圖案80之表面之距離的平均值。
於第1氣體阻隔層為多層膜之情形時,由於氣體阻隔構件100具有充分之氣體阻隔性能,故而第1氣體阻隔層之水蒸氣穿透率較佳為 10-2g‧m-2/day-1以下。於該情形時,第1膜之水蒸氣穿透率亦可超過10-2g‧m-2/day-1
<第2膜>
於氣體阻隔構件100中,於基材40與第1膜60之間形成有第2膜70作為第2氣體阻隔層。作為構成第2膜70之材料,可使用與第1膜60可使用之材料相同之無機材料、有機材料(樹脂材料)或使該等含有紫外線吸收劑而成者。
於使用氣體阻隔構件100作為發光元件用之光學基板之情形時,第2膜70較佳為光穿透性。第2膜70較佳為例如於將測定波長設為550nm時之穿透率為80%以上者,進而較佳為90%以上。
第2膜70之厚度較佳為5nm~20μm之範圍。
再者,圖1(a)中表示第2氣體阻隔層係由第2膜70之單層所構成之構成,但第2氣體阻隔層亦可由如下多層膜所構成,其係由第2膜70與不同於第2膜70之1層以上之其他膜所構成。其他膜亦可由與作為構成第2膜之材料而例示之材料相同之材料所構成。又,亦可於各層之間設置應力緩和層。
於第2氣體阻隔層為多層膜之情形時,於使用氣體阻隔構件作為發光元件用之光學基板之情形時,第2氣體阻隔層較佳為光穿透性。第2氣體阻隔層較佳為例如於將測定波長設為550nm時之穿透率為80%以上者,進而較佳為90%以上。
於第2氣體阻隔層為多層膜之情形時,第2氣體阻隔層之厚度較佳為5nm~20μm之範圍。
於第2氣體阻隔層為多層膜之情形時,由於氣體阻隔構件具有充分之氣體阻隔性能,故而第2氣體阻隔層之水蒸氣穿透率較佳為10-2g‧m-2/day-1以下。於該情形時,第2膜之水蒸氣穿透率亦可超過10-2g‧m-2/day-1
<接著劑層>
氣體阻隔構件亦可如圖1(b)所示之氣體阻隔構件100a般,於第1膜60與第2膜70之間具備接著劑層30。即,第1膜60與第2膜70亦可經由接著劑層30而進行接合。接著劑層30之厚度較佳為500nm~20μm之範圍。
作為接著劑層30之材料,可並無限制地使用對玻璃、又,塑膠基板等通常使用之任意接著劑,例如可列舉:聚乙酸乙烯酯系接著劑、丙烯酸系低聚物、甲基丙烯酸系低聚物等具有反應性乙烯基之光硬化及熱硬化型之丙烯酸系接著劑、環氧樹脂接著劑、2-氰基丙烯酸酯等濕氣硬化型等接著劑、乙烯共聚物系接著劑、聚酯系接著劑、聚醯亞胺系接著劑、由脲樹脂或三聚氰胺樹脂等所構成之胺基樹脂系接著劑、酚樹脂系接著劑、聚胺酯系接著劑、反應型(甲基)丙烯酸系接著劑、橡膠系接著劑、乙烯醚系接著劑、聚矽氧系接著劑等,作為尤佳之接著劑,可列舉:丙烯酸系接著劑、環氧系接著劑等。尤佳為硬化時之收縮較小之環氧系接著劑。於在有機EL元件等光學元件中使用氣體阻隔構件100a之情形時,接著劑層30亦可由可用作有機EL元件之密封材之材料所構成。
作為環氧系接著劑,可列舉如下環氧樹脂組成物,其係將含有環氧基之化合物與含有胺類或酸酐之硬化劑混合並藉由硬化反應而進行 接著,且由環氧樹脂及硬化劑所構成。作為本實施形態中可使用之環氧系接著劑,具體而言,例如有:Cemedine股份有限公司製造之Cemedine EP-001,ThreeBond股份有限公司製造之3950系列、3950、3951、3952、2080系列、2083、2086、2087、又,2230系列、2230、2230B、3124C,Konishi股份有限公司製造之Bond MOS系列、MOS07、MOS10,東邦化成工業股份有限公司Ultite1500系列、Ultite1540等,又,Nagase chemtex股份有限公司製造之XNR5576/5576LV、XNR5516/5516HV/5516Z、XNR5570、T470/UR7116、T470/UR7134、T470/UR7132、T470/UR7124E-LV,Norland公司製造之NOA81,ADEKA股份有限公司製造之KR-508,Daicel股份有限公司製造之CELVENUS-HBF系列、CELVENUS-HRF系列等。
作為丙烯酸系接著劑,例如可列舉由丙烯酸系黏著劑成分、能量線硬化性成分、及熱硬化型接著成分所構成之接著劑。作為該等之具體例,可列舉:ThreeBond股份有限公司製造之3003、3027B、3033B、3042B等,又,Cemedine股份有限公司製造之Cemedine Y600、Y600H,協立化學產業股份有限公司製造之WORLD ROCK No.0555等。
除此以外,作為橡膠系接著劑,例如可列舉如下者:於選自以順-1,4-聚異戊二烯作為主成分之天然橡膠、以苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、聚異丁烯、丁基橡膠等作為主成分之合成橡膠、或以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚合橡膠(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚合橡膠(SIS)等作為主成分之嵌段橡膠等中之至少一種之接著性彈性體中,調配作為於常溫下為液體或固體且分子量為幾百至約1萬之無定形低聚物(2聚物以上之中分子量聚合物)之熱塑性樹脂之松脂系樹脂、萜烯系樹脂、石 油樹脂、苯并二氫哌喃-茚樹脂等接著賦予劑、及礦物油、液狀聚丁烯、液狀聚異丁烯、液狀聚丙烯酸酯等軟化劑等而成者。
作為乙烯醚系接著劑,例如可使用由乙烯基甲醚、乙烯基***、乙烯基異丁醚等均聚物或與丙烯酸酯之共聚物(接著性彈性體)等所構成之接著劑,亦可視情形於該等中調配上述接著賦予劑、軟化劑等。
又,作為聚矽氧系接著劑,例如可列舉於在以高分子量之聚二甲基矽氧烷或聚二甲基二苯基矽氧烷為代表之聚合物鏈之末端具有殘留矽烷醇基(SiOH)之聚合物(或接著性彈性體)中調配上述接著賦予劑、軟化劑等而成者。
作為可用作有機EL元件之密封材之材料,例如有長瀨產業股份有限公司製造之XNR5516Z、ThreeBond公司製造之TB3124、Daicel公司製造之CELVENUS H001等。
[氣體阻隔構件之製造方法之第1實施形態]
對氣體阻隔構件之製造方法之第1實施形態進行說明。氣體阻隔構件之製造方法係如圖4所示,主要具有如下步驟:於具有凹凸圖案之模具之凹凸圖案上形成第1膜之步驟S1;於基材上形成第2膜之步驟S2;將第1膜與第2膜接合之步驟S3;及將模具自第1膜剝離之步驟S4。以下,首先對具有凹凸圖案之模具及其製造方法進行說明,一面參照圖5(a)~(d)一面依序對上述各步驟S1~S4進行說明。
<具有凹凸圖案之模具>
第1實施形態之氣體阻隔構件之製造方法中所使用之模具具有與如上所述之第1膜之凹凸圖案相對應之(將第1膜之凹凸圖案反轉之)凹凸圖 案。例如,模具之凹凸圖案可為如下之擬似週期圖案:對分析表面之凹凸形狀而獲得之凹凸分析圖像實施2維高速傅立葉變換處理而獲得之傅立葉變換像顯示出如圓狀或者圓環狀之紋樣、即雖然無凹凸之朝向之指向性但具有凹凸之間距之分佈。又,傅立葉變換像顯示出以波數之絕對值為0μm-1之原點作為大致中心之圓狀或圓環狀之紋樣,且上述圓狀或圓環狀之紋樣可存在於波數之絕對值成為10μm-1以下(更佳為0.667~10μm-1、進而較佳為0.833~5μm-1之範圍內)之區域內。作為具有此種凹凸圖案之模具,例如含有藉由以下之方法製造之金屬模具或膜狀之樹脂模具等。於構成樹脂模具之樹脂中亦含有天然橡膠或合成橡膠之類的橡膠。
對模具之製造方法之例進行說明。首先,進行用於形成模具之凹凸圖案之母模圖案之製作。例如,於製造具有由沿不均勻之方向延伸之曲線狀之凸部及凹部所構成之凹凸圖案之氣體阻隔構件之情形時,較適宜為使用本案申請人等在WO2012/096368號中所記載之利用嵌段共聚物之因加熱所引起的自組織(微相分離)之方法(以下,適當稱為「BCP(Block Copolymer)熱退火法」)、或於WO2013/161454號中所記載之利用嵌段共聚物之溶劑氣氛下的自組織之方法(以下,適當稱為「BCP溶劑退火法」)、或於WO2011/007878A1中所揭示之藉由將聚合物膜上之蒸鍍膜加熱、冷卻而形成因聚合物表面之皺褶所引起的凹凸之方法(以下,適當稱為「BKL(Buckling)法」)而形成母模。於藉由BCP熱退火法及BCP溶劑退火法形成圖案之情形時,形成圖案之材料可使用任意材料,但較佳為由選自由如聚苯乙烯之苯乙烯系聚合物、如聚甲基丙烯酸甲酯之聚甲基丙烯酸烷基酯、聚環氧乙烷、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚乙烯基吡啶、及聚乳酸所組 成之群中之2種組合所構成之嵌段共聚物。藉由該等材料之自組織而形成之圖案較佳為如WO2013/161454號中所記載之水平圓柱體構造(圓柱體相對於基材水平地進行配向之構造)、或如Macromolecules 2014,47,2中所記載之垂直層狀構造(層狀體相對於基材垂直地進行配向之構造)。於形成更深之凹凸之情形時,更佳為垂直層狀構造。又,亦可對藉由溶劑退火處理而獲得之凹凸圖案,藉由照射以準分子UV光等紫外線為代表之能量線而進行蝕刻,或藉由如RIE(反應性離子蝕刻)、ICP蝕刻之乾式蝕刻法而進行蝕刻。又,亦可對進行過上述蝕刻之凹凸圖案實施加熱處理。進而,可藉由如Adv.Mater.2012,24,5688-5694,Science 322,429(2008)等中所記載之方法,基於藉由BCP熱退火法或BCP溶劑退火法而形成之凹凸圖案,形成凹凸深度更大之凹凸圖案。即,於由SiO2、Si等所構成之底層上塗佈嵌段共聚物,藉由BCP熱退火法或BCP溶劑退火法而形成嵌段共聚物之自組織構造。繼而,選擇性地對嵌段共聚物之一片段進行蝕刻而去除。將剩餘之另一片段作為掩膜對底層進行蝕刻,而於底層形成所需之深度槽(凹部)。
亦可代替如上所述之BCP熱退火法、BKL法及BCP溶劑退火法,藉由光微影法形成凹凸圖案。除此以外,例如亦可藉由切削加工法、電子束直接繪圖法、粒子束加工法及掃描探針加工法等微細加工法、使用微粒子之自組織之微細加工法、噴砂法等任意方法,製作母模之凹凸圖案。於使用模具製造具有由沿均勻之方向延伸之直線狀或曲線狀之凸部及凹部所構成的凹凸圖案之構件(氣體阻隔構件)之情形時,亦可使用該等方法,形成具有由沿均勻之方向延伸之直線狀或曲線狀之凸部及凹部所構成的凹凸圖案之母模。
於藉由BCP熱退火法或BKL法或BCP溶劑退火法等形成凹凸圖案之母模後,可以如下方式藉由電鑄法等形成進而轉印有圖案之模具。首先,可藉由無電鍍敷、濺鍍或蒸鍍等於具有圖案之母模上形成成為用於電鑄處理的導電層之籽晶層。關於籽晶層,為了使後續之電鑄步驟中之電流密度變均勻,使藉由後續之電鑄步驟沈積之金屬層之厚度成為一定,較佳為10nm以上。作為籽晶層之材料,例如可使用鎳、銅、金、銀、鉑、鈦、鈷、錫、鉛、鉻、金-鈷合金、金-鎳合金、硼-鎳合金、焊錫、銅-鎳-鉻合金、錫鎳合金、鎳-鈀合金、鎳-鈷-磷合金、或該等之合金等。其次,藉由電鑄(電場鍍敷)使金屬層沈積於籽晶層上。關於金屬層之厚度,例如包括籽晶層之厚度在內整體可設為10~3000μm之厚度。作為藉由電鑄而沈積之金屬層之材料,可使用可用作籽晶層之上述金屬種之任一種。就後續之用於形成模具之樹脂層之壓抵、剝離及洗淨等處理之容易性而言,所形成之金屬層較理想為具有適度之硬度及厚度。
將含有以上述方式獲得之籽晶層之金屬層自具有凹凸構造之母模剝離而獲得金屬基板。可將金屬基板以物理方法自母模剝離,亦可藉由對形成母模之凹凸圖案之材料,使用將該等溶解之有機溶劑、例如甲苯、四氫呋喃(THF)、氯仿等進行溶解而去除,從而將金屬基板自母模剝離。於將金屬基板自母模剝離時,可藉由洗淨而將所殘留之材料成分去除。作為洗淨方法,可利用使用界面活性劑等之濕式洗淨或使用紫外線或電漿之乾式洗淨。又,例如亦可進行使用黏著劑或接著劑將所殘留之材料成分附著去除等操作。如此獲得之自母模轉印圖案而成之金屬基板(金屬模具)可用作本實施形態之凹凸圖案轉印用之模具。
進而,藉由使用所獲得之金屬基板,將金屬基板之凹凸構造(圖案)轉印於膜狀之支持基板,可製作如膜狀模具般具有可撓性之模具。例如,於將硬化性樹脂塗佈於支持基板後,一面將金屬基板之凹凸構造壓抵於樹脂層一面使樹脂層硬化。作為支持基板,例如可列舉:由玻璃、石英、矽等無機材料所構成之基材;由聚矽氧樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、環烯烴聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚醯亞胺(PI)、聚芳酯等有機材料所構成之基材;由鎳、銅、鋁等金屬材料所構成之基材。又,支持基板之厚度可設為1~500μm之範圍。
作為硬化性樹脂,例如可列舉:環氧系、丙烯酸系、甲基丙烯酸系、乙烯醚系、氧雜環丁烷系、胺酯系、三聚氰胺系、脲系、聚酯系、聚烯烴系、酚系、交聯型液晶系、氟系、聚矽氧系、聚醯胺系等單體、低聚物、聚合物等各種樹脂。硬化性樹脂之厚度較佳為0.5~500μm之範圍內。若厚度未達上述下限,則形成於硬化樹脂層之表面之凹凸之高度容易變得不足,若超過上述上限,則有可能於硬化時產生之樹脂之體積變化之影響增大而無法良好地形成凹凸形狀。
作為塗佈硬化性樹脂之方法,例如可採用旋轉塗佈法、噴塗法、浸漬塗佈法、滴加法、凹版印刷法、網版印刷法、凸版印刷法、模嘴塗佈法、淋幕式塗佈法、噴墨法、濺鍍法等各種塗佈方法。進而,作為使硬化性樹脂硬化之條件,根據所使用之樹脂之種類而有所不同,例如較佳為硬化溫度為室溫~250℃之範圍內,硬化時間為0.5分鐘~3小時之範圍內。又,亦可為藉由照射如紫外線或電子束之能量線而使之硬化之方法, 於該情形時,照射量較佳為20mJ/cm2~5J/cm2之範圍內。
繼而,自硬化後之硬化樹脂層將金屬基板卸除。作為將金屬基板之卸除方法,並不限定於機械之剝離法,可採用公知之方法。如此可獲得之於支持基板上具有形成有凹凸之硬化樹脂層的膜狀之樹脂模具可用作本實施形態之凹凸圖案轉印用之模具。
又,於藉由上述方法而獲得之金屬基板之凹凸構造(圖案)上塗佈橡膠系之樹脂材料,使所塗佈之樹脂材料硬化,並自金屬基板剝離,藉此可製作將金屬基板之凹凸圖案轉印而成之橡膠模具。所獲得之橡膠模具可用作本實施形態之凹凸圖案轉印用之模具。橡膠系之樹脂材料尤佳為聚矽氧橡膠、或聚矽氧橡膠與其他材料之混合物或者共聚物。作為聚矽氧橡膠,例如可使用聚有機矽氧烷、交聯型聚有機矽氧烷、聚有機矽氧烷/聚碳酸酯共聚物、聚有機矽氧烷/聚苯共聚物、聚有機矽氧烷/聚苯乙烯共聚物、聚三甲基矽基丙烯、聚4-甲基戊烯等。聚矽氧橡膠由於與其他樹脂材料相比較廉價,且耐熱性優異,導熱性較高,有彈性,於高溫條件下亦不易變形,因此適合在高溫條件下進行凹凸圖案轉印製程之情形。進而,聚矽氧橡膠系之材料由於氣體或水蒸氣穿透性較高,故而可使被轉印材之溶劑或水蒸氣容易地穿透。因此,如下所述,於為了於無機材料之前驅物溶液之膜上轉印凹凸圖案而使用橡膠模具之情形時,較佳為聚矽氧橡膠系之材料。又,橡膠系材料之表面自由能較佳為25mN/m以下。藉此,將橡膠模具之凹凸圖案轉印於基材上之塗膜時之脫模性變良好,可防止轉印不良。橡膠模具例如可設為長度50~1000mm、寬度50~3000mm、厚度1~50mm。又,亦可視需要對橡膠模具之凹凸圖案面實施脫模處理。
<第1膜形成步驟>
第1實施形態之氣體阻隔構件之製造方法中,首先,如圖5(a)所示,於上述具有凹凸圖案之模具140之凹凸圖案上形成第1膜60作為第1氣體阻隔層(圖4之步驟S1)。
第1膜60可藉由濕式製程而形成。於本案中所謂「濕式製程」,例如包括:將無機材料之前驅物塗佈於模具上並使其硬化之方法、將微粒子分散液塗佈於模具上並使其乾燥之方法、將樹脂材料塗佈於模具上並使之硬化之方法、液相沈積法(LPD,Liquid Phase DepoSition)等。進而,亦可使藉由該等濕式製程而形成之膜含有紫外線吸收材料。
例如,於藉由將無機材料之前驅物塗佈於模具上並使其硬化之方法來形成第1膜60之情形時,亦可使用矽、鈦等的烷氧化物等作為無機材料之前驅物(溶膠凝膠法)。又,亦可使用聚矽氮烷作為無機材料之前驅物。藉由加熱或照射準分子等能量線,聚矽氮烷進行氧化而進行陶瓷化(二氧化矽改質),從而形成二氧化矽、SiN或SiON。再者,所謂「聚矽氮烷」,為具有矽-氮鍵之聚合物,係由Si-N、Si-H、N-H等所構成之SiO2、Si3N4及兩者之中間固溶體SiOXNY等陶瓷前驅物無機聚合物。更佳為日本特開平8-112879號公報中所記載之如下述通式(1)所表示之於相對低溫下進行陶瓷化而改質為二氧化矽等之化合物。
通式(1):-Si(R1)(R2)-N(R3)-
式中,R1、R2、R3分別表示氫原子、烷基、烯基、環烷基、芳基、烷基矽基、烷基胺基或烷氧基。
上述通式(1)所表示之化合物之中,尤佳為R1、R2及R3均為氫原子之全氫聚矽氮烷(亦稱為PHPS)、或與Si鍵結之氫部分之一部分經烷基等取代而成之有機聚矽氮烷。
作為於低溫下進行陶瓷化之聚矽氮烷之其他例,亦可使用使聚矽氮烷與矽烷氧化物進行反應而獲得之矽烷氧化物加成聚矽氮烷(例如日本特開平5-238827號公報)、使縮水甘油進行反應而獲得之縮水甘油加成聚矽氮烷(例如日本特開平6-122852號公報)、使醇進行反應而獲得之醇加成聚矽氮烷(例如日本特開平6-240208號公報)、使金屬羧酸鹽進行反應而獲得之金屬羧酸鹽加成聚矽氮烷(例如日本特開平6-299118號公報)、使包含金屬之乙醯丙酮錯合物進行反應而獲得之乙醯丙酮錯合物加成聚矽氮烷(例如日本特開平6-306329號公報)、添加金屬微粒子而獲得之添加有金屬微粒子之聚矽氮烷(例如日本特開平7-196986號公報)等。
作為聚矽氮烷溶液之溶劑,可使用脂肪族烴、脂環式烴、芳香族烴等烴溶劑、鹵化烴溶劑、脂肪族醚、脂環式醚等醚類。為了促進向氧化矽化合物之改質,亦可添加胺或金屬之觸媒。
例如,以下對使用溶膠凝膠法形成由無機材料所構成之第1膜60之情形進行說明。首先,製備金屬烷氧化物作為前驅物。例如,於形成由二氧化矽所構成之第1膜60之情形時,作為二氧化矽之前驅物,可使用以四甲氧基矽烷(TMOS)、四乙氧基矽烷(TEOS)、四-異丙氧基矽烷、四-正丙氧基矽烷、四-異丁氧基矽烷、四-正丁氧基矽烷、四-第二丁氧基矽烷、四-第三丁氧基矽烷等四烷氧基矽烷為代表之四烷氧化物單體,或以甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、異 丙基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷(MTES)、乙基三乙氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、異丙基三乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、乙基三丙氧基矽烷、丙基三丙氧基矽烷、異丙基三丙氧基矽烷、苯基三丙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、丙基三異丙氧基矽烷、異丙基三異丙氧基矽烷、苯基三異丙氧基矽烷、甲苯基三乙氧基矽烷等三烷氧基矽烷為代表之三烷氧基單體,以二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二丙氧基矽烷、二甲基二異丙氧基矽烷、二甲基二-正丁氧基矽烷、二甲基二-異丁氧基矽烷、二甲基二-第二丁氧基矽烷、二甲基二-第三丁氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二丙氧基矽烷、二乙基二異丙氧基矽烷、二乙基二-正丁氧基矽烷、二乙基二-異丁氧基矽烷、二乙基二-第二丁氧基矽烷、二乙基二-第三丁氧基矽烷、二丙基二甲氧基矽烷、二丙基二乙氧基矽烷、二丙基二丙氧基矽烷、二丙基二異丙氧基矽烷、二丙基二-正丁氧基矽烷、二異丙基二-異丁氧基矽烷、二丙基二-第二丁氧基矽烷、二丙基二-第三丁氧基矽烷、二異丙基二甲氧基矽烷、二異丙基二乙氧基矽烷、二異丙基二丙氧基矽烷、二異丙基二異丙氧基矽烷、二異丙基二-正丁氧基矽烷、二異丙基二-異丁氧基矽烷、二異丙基二-第二丁氧基矽烷、二異丙基二-第三丁氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基乙氧基矽烷、二苯基二丙氧基矽烷、二苯基二異丙氧基矽烷、二苯基二-正丁氧基矽烷、二苯基二-異丁氧基矽烷、二苯基二-第二丁氧基矽烷、二苯基二-第三丁氧基矽烷等二烷氧基矽烷為代表之二烷氧化物單體。亦可進而使用烷基之碳數為C4~C18之烷基三烷氧基矽烷或二烷基二 烷氧基矽烷。亦可使用乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等具有乙烯基之單體、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等具有環氧基之單體、對苯乙烯基三甲氧基矽烷等具有苯乙烯基之單體、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等具有甲基丙烯醯基之單體、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等具有丙烯醯基之單體、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等具有胺基之單體、3-脲基丙基三乙氧基矽烷等具有脲基之單體、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等具有巰基之單體、雙(三乙氧基矽基丙基)四硫化物等具有硫基之單體、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等具有異氰酸酯基之單體、使該等單體少量聚合而成之聚合物、以於上述材料之一部分中導入官能基或聚合物為特徵之複合材料等金屬烷氧化物。又,該等化合物之烷基或苯基之一部分、或全部亦可經氟取代。進而,可列舉:乙醯丙酮金屬鹽、金屬羧酸酯、氧氯化物、氯化物、或該等之混合物等,但並不限定於該等。作為金屬種,除Si以外,可列舉:Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等或該等之混合物等,但並不限定於該等。亦可使用適當混合上述氧化金屬之前驅物而成者。進而,作為二氧化矽之前驅物,可使 用分子中含有與二氧化矽具有親和性、反應性之水解基及具有撥水性之有機官能基之矽烷偶合劑。例如可列舉:正辛基三乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷等矽烷單體、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基甲基二甲氧基矽烷等乙烯基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等甲基丙烯醯基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷等巰基矽烷、3-辛醯基硫代-1-丙基三乙氧基矽烷等含硫矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(N-苯基)胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷、使該等單體進行聚合而成之聚合物等。
於使用TEOS與MTES之混合物作為無機材料之前驅物之情形時,該等之混合比例如以莫耳比計可設為1:1。該前驅物藉由進行水解及聚縮合反應而生成非晶質二氧化矽。作為合成條件,為了調整溶液之pH,而添加鹽酸等酸或銨等鹼。pH較佳為4以下或者10以上。又,為了進行水解,亦可添加水。所添加之水之量相對於金屬烷氧化物種以莫耳比計可設為1.5倍以上。
作為溶膠凝膠法中所使用之前驅物溶液之溶劑,例如可列舉:甲醇、乙醇、異丙醇(IPA)、丁醇等醇類,己烷、丁烷、辛烷、癸烷、環己烷等脂肪族烴類,苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴類,二乙 醚、四氫呋喃、二烷等醚類,丙酮、甲基乙基酮、異佛爾酮、環己酮等酮類,丁氧基***、己氧基乙醇、甲氧基-2-丙醇、苄氧基乙醇等醚醇類,乙二醇、丙二醇等二醇類,乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等二醇醚類,乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯等酯類,苯酚、氯酚等酚類,N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺類,氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷、單氯苯、二氯苯等鹵素系溶劑,二硫化碳等含雜元素化合物,水,及該等之混合溶劑。尤佳為乙醇及異丙醇,又,亦較佳為於該等中混合有水者。
作為溶膠凝膠法中所使用之前驅物溶液之添加物,可使用用於調整黏度之聚乙二醇、聚環氧乙烷、羥丙基纖維素、聚乙烯醇、或作為溶液穩定劑之三乙醇胺等烷醇胺、乙醯丙酮等β-二酮、β-酮酯、甲醯胺、二甲基甲醯胺,二烷等。又,作為前驅物溶液之添加物,可使用藉由照射以準分子UV光等紫外線為代表之能量線等光而產生酸或鹼之材料。藉由添加此種材料,可藉由照射光而使前驅物溶液進行凝膠化(硬化)而形成無機材料。
如圖5(a)所示,將如上所述般製備之無機材料之前驅物溶液塗佈於模具140之凹凸圖案上,而形成第1膜(前驅物膜)60。作為模具140,可使用上述凹凸圖案轉印用模具,較理想為使用具有柔軟性或可撓性之膜狀模具。例如,如圖6(a)所示,設置供架設膜狀模具140之後輥29a、與夾住膜狀模具140並與後輥29a相對向之模嘴塗佈機20,於模嘴塗佈機20之前端附近送入膜狀模具140,並自模嘴塗佈機20噴出前驅物溶液,藉此可於膜狀模具140上形成第1膜60。就量產性之觀點而言,較佳 為一面連續地搬送膜狀模具140,一面利用設置於特定位置之模嘴塗佈機20於膜狀模具140上連續地塗佈前驅物溶液。作為塗佈方法,可使用棒式塗佈法、噴塗法、模嘴塗佈法、噴墨法等任意塗佈方法,但就可於相對較大寬度之模具上均勻地塗佈前驅物溶液、且可於所塗佈之前驅物溶液進行硬化(轉化為無機材料)前迅速地結束塗佈之方面而言,較佳為模嘴塗佈法。
關於形成有第1膜60之膜狀模具140,如圖6(a)所示,為了進行下述接合步驟,亦可於按壓輥22a、22b之間直接搬送。或者,亦可於進行接合步驟前,使構成第1膜60之無機材料之前驅物轉化為無機材料,而使第1膜60硬化。尤其是於第1膜60包含在硬化中脫氣之(產生氣體之)材料之情形時,因如下之原因,較佳為於進行接合步驟前使第1膜60硬化。於接合步驟前,由於第1膜60之與模具140接觸之面之相反側之面露出至大氣(或周圍之環境)中,故而於第1膜60之硬化中所產生之氣體向周圍釋放,而不會於第1膜60中產生由氣泡所引起之圖案缺陷。然而,於接合步驟中,由於第1膜60被第2膜70及模具140夾持(參照圖5(c)),故而存在第1膜60所產生之氣體(氣泡)會停留於第2膜70與模具140之間,而於形成於第1膜60上之凹凸圖案中產生由氣泡所引起之缺陷之情形。再者,於使第1膜60硬化時,較佳為於大氣中於室溫~300℃之溫度下對第1膜60進行加熱。又,於添加因對前驅物溶液照射紫外線等光而產生酸或鹼之材料之情形時,例如可藉由對第1膜60照射以準分子UV光等紫外線為代表之能量線,將前驅物轉化為無機材料,而使第1膜60硬化。如此於接合步驟前於使第1膜60硬化之情形時,為了進行接合步驟,形成有第1膜60之膜狀模具140可於按壓輥22a、22b之間直接搬送,亦可利用輥 捲取。於利用輥捲取膜狀模具140之情形時,較便利的是於下述接合步驟中,直接將膜狀模具140自輥捲出。
又,為了提高第1膜60與第2膜(或下述接著劑層)之密接性,亦可於硬化後之第1膜60上設置表面改質層。作為表面改質層之材料,例如可列舉:正辛基三乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷等矽烷單體,乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基甲基二甲氧基矽烷等乙烯基矽烷,3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等甲基丙烯醯基矽烷,2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧基矽烷,3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷等巰基矽烷,3-辛醯基硫代-1-丙基三乙氧基矽烷等含硫矽烷,3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(N-苯基)胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷,使該等單體進行聚合而成之聚合物等。除該等矽烷系偶合劑以外,亦可使用鈦系偶合劑。又,亦可藉由對第1膜之表面(與和模具140接觸之面相反之側之面)進行電漿處理、電暈處理、準分子照射處理、UV/O3處理等利用能量線之處理,而設置表面改質層。
第1膜60除如上所述之濕式製程以外,亦可藉由乾式製程形成。例如可藉由使用蒸鍍、濺鍍等物理氣相沈積(PVD)法、化學氣相沈積(CVD)法等公知之乾式製程,將無機氧化物,無機氮化物、無機氮氧 化物、無機硫化物、無機碳化物等無機材料於模具140之凹凸圖案上成膜,而形成第1膜60。
例如,於藉由濺鍍於膜狀之模具之凹凸圖案上將金屬氧化物成膜而作為第1膜之情形時,可使用如圖7中概念性地表示之濺鍍裝置10。濺鍍裝置10具備真空腔室11。真空腔室11不論形狀如何,通常為長方體狀或圓筒體狀等,只要可使真空腔室11內保持減壓之狀態即可。於真空腔室11之內部設置有捲出膜狀模具140之捲出輥12、與捲取膜狀模具140之捲取輥14,且自捲出輥12捲出之膜狀模具14於在經捲取輥14捲取前之搬送路之間設置有成膜輥16。進而,於真空腔室11內亦可設置用於搬送膜狀模具140之導輥(未圖示)。以與捲繞至成膜輥16之膜狀模具140相對向之方式配置有濺鍍靶18。濺鍍靶18可為金屬,亦可為金屬氧化物。濺鍍靶18之寬度方向(圖7之深度方向)之尺寸只要寬於膜狀模具140之寬度即可。
於使用如上所述之濺鍍裝置10將第1膜成膜之情形時,首先,將真空腔室11內減壓為高真空。繼而一面向真空腔室11內導入Ar等稀有氣體與氧氣,一面藉由DC電漿或高頻電漿擊出濺鍍靶之金屬原子(及氧原子)。另一方面,將膜狀模具140自捲出輥12捲出,並朝向成膜輥16搬送。於膜狀模具140沿著成膜輥16與其表面接觸之期間,於膜模具140之表面上自濺鍍靶18擊出之金屬原子與氧發生反應而使金屬氧化物沈積。繼而,利用捲取輥14捲取沈積有金屬氧化物之膜狀模具140。再者,膜狀模具140中途亦可適當經由導輥等。
又,於藉由電子束加熱蒸鍍法於膜狀模具之凹凸圖案上將金屬氧化物成膜而作為第1膜之情形時,例如可於與上述濺鍍裝置10相同地 具備捲出膜狀模具之捲出輥與捲取膜狀模具之捲取輥,且自捲出輥捲出之膜狀模具於在經捲取輥捲取前之搬送路之間設置有成膜輥之真空腔室內,使用如下電子束加熱蒸鍍裝置:其以與捲繞至成膜輥之膜狀模具相對向之方式設置,且具備加入有金屬或金屬氧化物之坩堝、與用於向坩堝內照射電子束而使金屬或金屬氧化物蒸發之電子槍。於該情形時,只要一面搬送膜狀模具一面藉由電子束使坩堝內之金屬或金屬氧化物加熱蒸發,並使金屬氧化物沈積於沿著成膜輥搬送之膜模具上即可。於該情形時,根據放入至坩堝中之材料之氧化度與目標之第1膜之氧化度,可流通氧氣亦可不流通氧氣。
又,於藉由大氣壓電漿CVD於膜狀模具之凹凸圖案上將金屬氧化物成膜而作為第1膜之情形時,例如可使用日本特開2004-52028號、日本特開2004-198902號等中所記載之方法。可使用有機金屬化合物作為原料化合物,原料化合物於常溫常壓下亦可為氣體、液體、固體之任一種狀態。於氣體之情形時,可直接導入至放電空間,於液體、固體之情形時,藉由一次加熱、起泡、減壓、超音波照射等手段使之氣化後使用。因上述情況,作為有機金屬化合物,較佳為例如沸點為200℃以下之金屬烷氧化物。
作為此種金屬烷氧化物,例如可列舉:矽烷、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷(TEOS)、四-正丙氧基矽烷等矽化合物;甲醇鈦、乙醇鈦、異丙醇鈦、四異丙醇鈦等鈦化合物;正丙醇鋯等鋯化合物;乙醇鋁、三異丙醇鋁、異丙醇鋁等鋁化合物;乙醇銻;三乙醇砷;乙醯丙酮鋅;二乙基鋅等。
又,為了將該等分解而獲得無機化合物,將分解氣體與含有該等有機金屬化合物之原料氣體一起併用而構成反應性氣體。作為該分解氣體,可列舉:氫氣、甲烷氣體、乙炔氣體、一氧化碳氣體、二氧化碳氣體、氮氣、氨氣、氧化亞氮氣體、氧化氮氣體、二氧化氮氣體、氧氣、水蒸氣、氟氣、氟化氫、三氟醇、三氟甲苯、硫化氫、二氧化硫、二硫化碳、氯氣等。例如可藉由使用氧氣而形成金屬氧化物,可藉由使用氨氣而形成金屬氮化物,可藉由使用氨氣及氧化亞氮氣體而形成金屬氮氧化物。
於電漿CVD法中,對該等反應性氣體,混合主要容易呈現電漿狀態之放電氣體。作為放電氣體,可使用氮氣、週期表之第18族原子、具體而言,氦、氖、氬等稀有氣體。尤其是就製造成本之觀點而言,較佳為氮氣。
將上述放電氣體與反應性氣體混合,形成為混合氣體而供給至電漿放電產生裝置(電漿產生裝置),藉此進行膜形成。放電氣體與反應性氣體之比率根據目標之膜之性質而有所不同,相對於全部混合氣體,將放電氣體之比率設為50%以上而供給反應性氣體。
例如,使用作為沸點為200℃以下之金屬烷氧化物之矽烷氧化物(四烷氧基矽烷(TEOS))作為原料化合物,分解氣體使用氧氣,並使用稀有氣體、或氮氣等非活性氣體作為放電氣體,使之電漿放電,藉此可形成氧化矽膜作為第1膜。
此種藉由CVD法而獲得之膜藉由選擇作為原料之金屬化合物、分解氣體、分解溫度、輸入功率等條件,亦可分開形成金屬碳化物、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬硫化物、金屬鹵化物、又,該等之混合物 (金屬氮氧化物、金屬氧化鹵化物、金屬氮化碳化物等),故而較佳。
為了提高以上述方法藉由乾式製程而形成之第1膜與下述第2膜(或接著劑層)之密接性,亦可於第1膜上設置表面改質層。表面改質層可藉由與於藉由濕式製程而形成之第1膜上設置表面改質層之情形相同之材料及方法而形成。
<第2膜形成步驟>
繼而,如圖5(b)所示,於基材40上形成第2膜70作為第2氣體阻隔層(圖4之步驟S2)。可使用膜狀之基材作為基材40。第2膜70可藉由作為第1膜60之形成方法而進行說明之濕式製程及乾式製程之任一種形成。如圖6(a)所示,於藉由濕式製程而形成第1膜60並於未硬化之狀態下於按壓輥22a、22b之間搬送而進行接合步驟之情形時,第2膜70係藉由濕式製程而形成並於進行接合步驟前使之硬化、或藉由乾式製程而形成。於藉由濕式製程而形成第1膜60並於進行下述接合步驟前使之硬化之情形時,或於藉由乾式製程而形成第1膜60之情形時,第2膜70係藉由濕式製程而形成並於未硬化之狀態下進行接合步驟。
於藉由濕式製程而形成第2膜70並使之硬化之情形時及藉由乾式製程而形成第2膜70之情形時,為了提高與第1膜60(或下述接著劑層)之密接性,亦可於第2膜70上設置表面改質層。表面改質層之材料及形成方法可設為與可於第1膜60上設置表面改質層之情形時使用之材料及方法相同。又,於藉由濕式製程而形成第2膜70並使之硬化之情形時及藉由乾式製程而形成第2膜70之情形時,為了進行下述接合步驟,形成有第2膜70之膜狀基材40可於按壓輥22a、22b之間直接搬送,亦可利用輥 捲取。於利用輥捲取膜狀基材40之情形時,較便利的是於下述接合步驟中,直接將膜狀基材自輥捲出。
再者,第1膜形成步驟與第2膜形成步驟可先進行任一者,亦可同時進行。
<接合步驟>
繼而,如圖5(c)所示,以將第1膜60與第2膜70接合之方式使基材40與模具140重疊(圖4之步驟S3)。例如,如圖6(a)所示,於一對按壓輥22a、22b之間,送入形成有第1膜60之膜狀模具140與形成有第2膜70之膜狀基材40,藉此可使基材40與模具140重疊而使第1膜60與第2膜70密接。進而,使第1膜60或第2膜70硬化。例如,如圖6(a)所示,使用UV燈25等對第1膜60或第2膜70照射紫外線等能量線,或對第1膜60或第2膜70進行加熱,藉此可使第1膜60或第2膜70硬化。藉此,第1膜60與第2膜70於接合之狀態下被固定於膜狀基材40與膜狀模具140之間。
此種使用按壓輥22a、22b之輥壓製程中,由於膜狀模具140上之第1膜60與膜狀基材40上之第2膜70進行線接觸,故而具有如下等優點:與壓製式相比可減小接合壓力及剝離力,容易應對大面積化,由於可遍及膜狀基材40之整個面而均勻地按壓膜狀模具140,故而第1膜60與第2膜70均勻地密接,可抑制密接不良。
按壓輥22a、22b較佳為表面具有存在耐熱性之乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)或聚矽氧橡膠、腈橡膠、氟橡膠、丙烯酸橡膠、氯丁二烯橡膠等樹脂材料之被膜之輥。
(剝離步驟)
於將第1膜60與第2膜70接合後,如圖5(d)所示,將模具140自第1膜60剝離(圖4之步驟S4)。作為模具之剝離方法,可採用公知之剝離方法。於使用具有凸部及凹部為細長形狀且具有傾斜較平緩之波形構造之凹凸圖案之模具之情形時,有模具剝離時之脫模性良好之優點。又,於接合步驟中藉由使第1膜60或第2膜70硬化,第1膜60與第2膜70牢固地接合,故而不存在第1膜60之一部分於附著於模具140之狀態下自基材40剝離之情形。於使用輥壓製程之情形時,剝離力可小於壓製式,第1膜60不會殘留於模具140而可容易地將模具140自第1膜60剝離。進而,為了提高模具之剝離性,亦可使用剝離輥。如圖6(a)所示,將剝離輥23a、23b設置於按壓輥22a、22b之下游側,藉由剝離輥23a,一面對膜狀基材40及第2膜70施力一面旋轉支持膜狀模具140及第1膜60,並且藉由剝離輥23b,一面對膜狀模具140及第1膜60施力一面旋轉支持膜狀基材40及第2膜70,藉此,可於按壓輥22a、22b與剝離輥23a、23b間之距離內維持第1膜60附著於第2膜70之狀態(一定時間)。然後,以於剝離輥23a之下游側將膜狀模具140提拉至剝離輥23a之上方之方式變更膜狀模具140之進路,並且以於剝離輥23b之下游側將膜狀基材40降低至剝離輥23b之下方之方式變更膜狀基材40之進路,藉此,可將膜狀模具140自第1膜60剝離。於剝離模具140後之第1膜60上形成有按照形成於模具140之表面之凹凸圖案的凹凸圖案80。
為了不會使模具140於第1膜60之一部分附著於模具140之狀態下剝離,第1膜60與模具140之密接力較佳為200N/m以下,更 佳為100N/m以下。第1膜60與模具140之密接力可以如下方式進行測定。於支持基板上塗佈第1膜60之材料而形成塗膜,以使塗膜與模具之凹凸圖案面密接之方式使支持基板與模具重疊。繼而,使塗膜硬化。藉此,可獲得支持基板/第1膜/模具之構成之試樣。將該試樣切割為30mm寬度之短條狀,使用拉伸試驗器(東洋精機製造,STROGRAPHE-H),沿支持基板之法線方向以一定速度提拉模具之端部,藉此將模具自第1膜剝離。此時之模具之拉伸強度表示第1膜與模具之密接力。
以上述方式可製造如圖1(a)及圖5(d)所示之於基材40上依序形成有第2膜70與第1膜60之氣體阻隔構件100。
又,亦可於氣體阻隔構件100之第1膜60之表面形成被覆層。被覆層較佳為具有形成於第1膜60上之凹凸圖案80之凹凸深度之標準偏差之25~150%之範圍內的膜厚。藉此,由於在凹凸圖案上存在異物或缺陷之情形時可將該等被覆,故而於使用該氣體阻隔構件形成有機EL元件等發光元件之情形時,可有效地抑制發光元件之漏電流。又,使用具備此種具有上述範圍內之膜厚之被覆層的氣體阻隔構件而形成之發光元件具有良好之光提取效率。
被覆層可使用可用作第1膜之材料之材料,藉由上述濕式製程而形成。尤其理想為使用與用作第1膜之材料之材料相同之材料而形成被覆層。藉由利用相同之材料形成被覆材料與第1膜,可抑制被覆層與第1膜間之界面處之光之反射。
又,亦可對第1膜之表面(於形成被覆層之情形時為被覆層之表面)進行疏水化處理。疏水化處理之方法只要使用已知之方法即可, 例如,若為二氧化矽表面,則可利用二甲基二氯矽烷、三甲基烷氧基矽烷等進行疏水化處理,可使用利用六甲基二矽氮烷等三甲基矽基化劑與聚矽氧油進行疏水化處理之方法,亦可使用利用超臨界二氧化碳之金屬氧化物粉末之表面處理方法。若第1膜之表面為疏水性,則於使用藉由第1實施形態之製造方法製造之氣體阻隔構件而製造有機EL元件等發光元件之情形時,於其製造步驟中可容易地將水分自氣體阻隔構件去除,故而可防止發光元件中產生如暗點之類的缺陷、或器件之劣化。
又,亦可於第1膜之表面(於形成被覆層之情形時為被覆層之表面)形成保護層。作為形成保護層之樹脂,可使用溶劑性及水性之樹脂之任一種,具體而言,可單獨使用或組合使用2種以上聚酯系樹脂、胺酯系樹脂系、丙烯酸系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、乙烯-不飽和羧酸共聚合樹脂、乙烯-乙烯醇系樹脂、乙烯改質樹脂、硝基纖維素系樹脂、聚矽氧系樹脂、異氰酸酯系樹脂、環氧系樹脂、含唑啉基之樹脂、改質苯乙烯系樹脂、改質聚矽氧系樹脂、鈦酸烷基酯等。又,為了提高阻隔性、磨耗性、滑動性,作為保護層,較佳為使用將選自二氧化矽溶膠、氧化鋁溶膠、粒子狀無機填料及層狀無機填料中之1種以上之無機粒子混合至上述1種以上之樹脂中而成之層、或由在該無機粒子存在下使上述樹脂之原料聚合而形成之含無機粒子之樹脂所構成之層。
除上述被覆層及保護層以外,亦可於第1膜之表面設置各種功能層。作為該功能層之例,可列舉:抗反射層、偏光層、彩色濾光片、紫外線吸收層等光學功能層,或硬塗層、應力緩和層等力學功能層,防靜電層、導電層等電氣功能層,防霧層,防污層,被印刷層等。
再者,於上述實施形態中對使用膜狀之模具而製造氣體阻隔構件之方法進行了說明,但即便使用金屬模具、石英模具等硬質之模具,亦可與上述製造方法相同地製造氣體阻隔構件。於使用硬質模具之情形時,較佳為使用膜狀基材等具有可撓性之基材作為基材。於上述實施形態中,於接合步驟中將按壓輥壓抵於膜狀模具之背面及膜狀基材之背面,但於使用硬質模具與膜狀基材之情形時,於接合步驟中只要將按壓輥壓抵於膜狀基材之背面(形成有第2膜之面之相反側之面)即可。藉此,可遍及膜狀基材之整個面而均勻地按壓硬質模具。又,於上述實施形態中,較佳為於剝離步驟中,自膜狀模具及膜狀基材之背面相互對向地使剝離輥施力,並於剝離輥之下游側變更膜狀模具及膜狀基材之進路,藉此將膜狀模具自第1膜、膜狀基材及第2膜剝離,於使用硬質模具與膜狀基材之情形時,自膜狀基材之背面朝向硬質模具使剝離輥施力,並於剝離輥之下游側變更膜狀基材之進路,藉此將膜狀基材、第2膜及第1膜自硬質模具剝離。藉此,可以較小之剝離力使第1膜不會殘留於模具而容易地將模具140自第1膜60剝離。
又,於上述實施形態中對使用膜狀之基材而製造氣體阻隔構件之方法進行了說明,但即便使用玻璃基板等硬質之基材,亦可與上述製造方法相同地製造氣體阻隔構件。於使用硬質基材之情形時,較佳為使用膜狀模具等具有可撓性之模具作為模具。於上述實施形態中,於接合步驟中將按壓輥壓抵於膜狀模具之背面及膜狀基材之背面,但於使用硬質基材與膜狀模具之情形時,於接合步驟中只要將按壓輥壓抵於膜狀模具之背面(形成有凹凸圖案之面之相反側之面)即可。藉此,可遍及硬質基材之整 個面而均勻地按壓膜狀模具。又,於上述實施形態中,較佳為於剝離步驟中,自膜狀模具及膜狀基材之背面相互對向地使剝離輥施力,並於剝離輥之下游側變更膜狀模具及膜狀基材之進路,藉此將膜狀模具自第1膜、膜狀基材及第2膜剝離,於使用硬質基材與膜狀模具之情形時,自膜狀模具之背面朝向硬質基材使剝離輥施力,並於剝離輥之下游側變更膜狀模具之進路,藉此將膜狀模具自硬質基材、第2膜及第1膜剝離。藉此,可以較小之剝離力使第1膜不會殘留於模具而容易地將模具140自第1膜60剝離。
於基材上具有多層膜之構件通常係藉由在基材上依序積層多層膜而製造。於該情形時,先積層之膜必須為不會因後續之膜之積層而產生損傷之膜,又,其後積層之膜必須藉由如不會對先積層之膜造成損傷之方法進行積層。因此,存在膜之材料或積層方法(成膜方法)受限,而無法使用所需之材料形成具有所需功能之膜之情形。另一方面,本實施形態之氣體阻隔構件之製造方法係如上所述般於模具之凹凸圖案及基材上分別形成第1膜及第2膜後,使第1膜與第2膜重疊而進行接合。因此,不存在因第1膜之積層而使第2膜產生損傷,或因第2膜之積層而使第1膜產生損傷之情形。因此,第1膜及第2膜之構成材料或成膜方法並無限制,具有可使用所需之材料或方法而形成第1膜及第2膜之優點。
又,通常之奈米壓印法中,於使用具有凹凸圖案之模具而製造具有凹凸圖案之構件之情形時,可使用如下方法:藉由濕式製程將相對具有流動性之轉印材料塗佈於基材上,將模具之凹凸圖案面壓抵於其並使轉印材料硬化。於該情形時,轉印材料被限制為可塗佈且不會於硬化中脫氣者,故而存在無法使用所需之材料而形成具有所需功能之膜之情形。相 對於此,本實施形態之氣體阻隔構件之製造方法中,如上所述般使形成於模具之凹凸圖案上之第1膜接合於基材上後,將模具自第1膜剝離,藉此形成轉印有模具之凹凸圖案之第1膜。即,藉由使轉印材料沈積於凹凸圖案上,並將所沈積之轉印材料貼合於基材側,而製造具有凹凸圖案之構件。因此,藉由乾式製程等塗佈以外之方法而沈積之材料或於硬化中脫氣之材料亦可用作轉印材料。
如此,本實施形態之製造方法由於第1膜及第2膜之構成材料及成膜方法之選擇範圍較寬,故而可製造具有優異之氣體阻隔性之氣體阻隔構件等具有優異之功能之功能性構件。藉由本實施形態之製造方法而製造之氣體阻隔構件適合需要較高之氣體阻隔性之有機EL元件、液晶顯示元件、太陽電池等用途。又,藉由本實施形態之製造方法製造之氣體阻隔構件亦可適宜地用於物品之包裝、用於防止食品或工業用品及醫藥品等之變質之包裝用途。於將藉由本實施形態之製造方法而製造之氣體阻隔構件用於包裝用途之情形時,可藉由較高之氣體阻隔性能而保護經包裝之製品,此外,亦有藉由表面具備如圖2(a)、(b)所示之不規則之微細凹凸圖案,可抑制外觀上之霧度(haze)或眩光之優點。進而,於藉由本實施形態之製造方法而製造之構件為膜狀構件之情形時,藉由於表面形成凹凸圖案,防止於使構件彼此重疊或捲成輥狀加以保存之情形時構件彼此發生貼附(黏連)。因此,藉由本實施形態之製造方法而獲得之構件亦有易於保管之優點。
又,於本實施形態之製造方法中,由於可不使用產生大量廢液之光微影法而形成凹凸圖案,故而對環境之負荷較小。進而,於本實施 形態之製造方法中,藉由使用輥壓製程,亦有可高速且連續地生產氣體阻隔構件,生產效率較高之優點。又,於接合步驟前使第1膜或第2膜硬化之情形時,形成有硬化後之第1膜之膜狀模具或形成有硬化後之第2膜之基材可捲取為輥狀而加以保管。因此,可容易地進行生產調整,而可有效率地生產具有凹凸圖案之構件。
[氣體阻隔構件之製造方法之第1變形形態]
對氣體阻隔構件之製造方法之第1變形形態進行說明。氣體阻隔構件之製造方法之第1變形形態主要具有如下步驟:於具有凹凸圖案之模具之凹凸圖案上形成第1膜之步驟;於基材上形成第2膜之步驟;於形成於模具上之第1膜上或形成於基材上之第2膜上形成接著劑層之步驟;經由接著劑層將第1膜與第2膜接合之步驟;及將模具自第1膜剝離之步驟。於第1實施形態中,藉由在接合步驟中使未硬化之第1膜或第2膜硬化而將第1膜與第2膜於接合之狀態下固定,但於本變形形態中,係經由接著劑層將第1膜與第2膜接合而加以固定。
(第1膜形成步驟)
藉由與上述第1實施形態相同之方法,於具有凹凸圖案之模具之凹凸圖案上形成第1膜作為第1氣體阻隔層。於本變形形態中,第1膜可與上述第1實施形態相同地藉由濕式製程或乾式製程而形成,但於藉由濕式製程而形成第1膜之情形時,係於下述接著劑層形成步驟前使第1膜硬化。
(第2膜形成步驟)
藉由與上述第1實施形態相同之方法,於基材上形成第2膜作為第2氣體阻隔層。於本變形形態中,第2膜可與上述第1實施形態相同地藉由 濕式製程或乾式製程而形成,但於藉由濕式製程而形成第2膜之情形時,係於下述接著劑層形成步驟前使第2膜硬化。
<接著劑層形成步驟>
繼而,於形成於模具上之第1膜上或形成於基材上之第2膜上塗佈接著劑,而形成接著劑層。例如,如圖6(b)所示,於模嘴塗佈機21之前端附近送入形成有第2膜70之基材40,並自模嘴塗佈機21噴出接著劑,藉此可於第2膜70上形成接著劑層30。就量產性之觀點而言,較佳為一面連續地搬送基材40,一面利用設置於特定位置之模嘴塗佈機21將接著劑連續地塗佈於第2膜70上。作為接著劑之塗佈方法,可使用棒式塗佈法、旋轉塗佈法、噴塗法、浸漬塗佈法、模嘴塗佈法、噴墨法等任意塗佈方法,就可將接著劑均勻地塗佈於相對大面積之基材、可於接著劑硬化前迅速地結束塗佈之方面而言,較佳為棒式塗佈法、模嘴塗佈法及旋轉塗佈法。
再者,於在第2膜上塗佈接著劑之情形時,亦可於接著劑層形成步驟之後進行上述第1膜形成步驟。又,於在第1膜上塗佈接著劑之情形時,亦可於接著劑層形成步驟之後進行上述第2膜形成步驟。
<接合步驟>
繼而,以第1膜與第2膜經由接著劑層接合之方式使基材與模具重疊。例如,如圖6(b)所示,於一對按壓輥22a、22b之間,送入形成有第1膜60之膜狀模具140、與形成有第2膜70及接著劑層30之基材40,藉此可使基材40與模具140重疊而使第1膜60與第2膜70經由接著劑層30密接。進而,如上所述般使第1膜60與第2膜70密接後,使接著劑層30硬化。接著劑層30可如圖6(b)所示般藉由使用UV燈25等對接著劑層30照射 紫外線等能量線等而使之硬化。藉此,第1膜60與第2膜70於經由接著劑層30而接合之狀態下被固定於基材40與膜狀模具140之間。
<剝離步驟>
於經由接著劑層將第1膜與第2膜接合後,自第1膜將模具剝離。模具可藉由與上述第1實施形態相同之方法進行剝離。
以上述方式可製造如圖1(b)所示之氣體阻隔構件100a,其係於基材40上依序形成第2膜70與第1膜60,且具有於第1膜60與第2膜70之間形成有接著劑層30之凹凸圖案80。
[氣體阻隔構件之製造方法之第2變形形態]
亦可於實施上述第1實施形態或第1變形形態之第1膜形成步驟後,於模具上之第1膜上進而形成不同於第1膜之其他膜。其他膜可形成1層,亦可形成多層。於形成其他膜之情形時,第1膜與形成於其上之其他膜構成第1氣體阻隔層。其他膜可與第1膜相同地藉由乾式製程而形成,亦可藉由塗佈法等濕式製程而形成。亦可於各層之間設置應力緩和層。
亦可於實施上述第1實施形態或第1變形形態之第2膜形成步驟後,於基材上之第2膜上進而形成不同於第2膜之其他膜。其他膜可形成1層,亦可形成多層。於形成其他膜之情形時,第2膜與形成於其上之其他膜構成第2氣體阻隔層。其他膜可與第2膜相同地藉由乾式製程而形成,亦可藉由塗佈法等濕式製程而形成。亦可於各層之間設置應力緩和層。
於第2變形形態中,於接合步驟中第1膜與第2膜經由上述其他膜而進行接合。於本案發明中,所謂「將上述第1膜與上述第2膜接 合」,不僅包括第1膜與第2膜直接或經由接著劑層而進行接合之情形,亦包括經由其他膜而進行接合之情形。
[第2氣體阻隔構件]
圖8(a)如所示,藉由下述具有凹凸圖案之氣體阻隔構件之製造方法之第2實施形態而獲得之具有凹凸構造(凹凸圖案)80之氣體阻隔構件300係於基材340上經由接著劑層330而形成有第1膜360作為第1氣體阻隔層。如圖8(b)所示,藉由下述具有凹凸圖案之氣體阻隔構件之製造方法之第4變形形態而獲得之氣體阻隔構件300a係於基材340上進而形成有第2膜370作為第2氣體阻隔層。
<基材>
作為基材340,可適當利用與可用作第1氣體阻隔構件100之基材40之基板相同之基板。
<第1膜>
氣體阻隔構件300具備第1膜360作為阻擋氧氣及水蒸氣之穿透之第1氣體阻隔層。作為構成第1膜360之材料,較佳為金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物、金屬硫化物、金屬碳化物等無機材料,進而較佳為氧化矽、氧化鋁、氮化矽、氮氧化矽、氮氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化銦、氧化錫、氧化鈦、氧化銅、氧化鈰、氧化鉭等無機氧化物、無機氮化物或無機氮氧化物。
由於氣體阻隔構件300具有充分之氣體阻隔性能,故而第1膜360之水蒸氣穿透率較佳為10-2g‧m-2/day-1以下。此種第1膜360係如下所述般使用蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等乾式製程而形成。
第1膜360較佳為光穿透性。第1膜360較佳為例如於將測定波長設為550nm時之穿透率為80%以上者,進而較佳為90%以上。
第1膜360之厚度較佳為5nm~2μm之範圍。若厚度未達5nm,則膜缺陷較多,無法獲得充分之防濕效果(氣體阻隔效果)。於厚度超過2μm之情形時,由於成膜時間變長,故而生產效率變差。再者,此處,所謂第1膜360之厚度,係指第1膜360之底面至形成有下述凹凸圖案380之表面之距離的平均值。
第1膜360於表面形成有微細之凹凸圖案(凹凸構造)380。微細之凹凸圖案380可設為與上述第1氣體阻隔構件100之凹凸圖案80相同之任意圖案。
再者,圖8(a)中表示第1氣體阻隔層係由第1膜360之單層所構成之構成,但第1氣體阻隔層亦可由如下多層膜所構成,其係由第1膜360與形成於第1膜360之下方(第1膜360之與基材340相對向之側、即第1膜360與接著劑層330之間)之1層以上之其他膜所構成。形成於第1膜360之下方之1層以上之其他膜分別可由與作為構成上述第1膜360之材料而例示之材料相同之無機材料所構成,亦可由藉由塗佈法等濕式製程而形成之膜所構成。所謂藉由濕式製程而形成之膜,例如為藉由將聚矽氮烷、全氫聚矽氮烷(PHPS)、有機聚矽氮烷、矽烷氧化物加成聚矽氮烷、縮水甘油加成聚矽氮烷、醇加成聚矽氮烷、金屬羧酸鹽加成聚矽氮烷、乙醯丙酮錯合物加成聚矽氮烷、添加有金屬微粒子之聚矽氮烷作為前驅物進行塗佈,並利用氧化進行陶瓷化而形成之氧化矽、氮化矽、氮氧化矽;藉由將金屬烷氧化物作為前驅物進行塗佈並使之硬化而形成之SiO2、TiO2、ZnO、 ZnS、ZrO、Al2O3、BaTiO3、SrTiO2、ITO等;塗佈微粒子分散液並使之乾燥而形成之SiO2、TiO、ZnO、ZnS、ZrO、Al2O3、BaTiO3、SrTiO2等。又,就氣體阻隔性之觀點而言,作為形成於上述第1膜360之下方之1層以上之其他膜,亦可使用可用作有機EL元件之密封材之類的材料、例如長瀨產業股份有限公司製造之XNR5516Z、ThreeBond公司製造之TB3124、Daicel公司製造之CELVENUS H001等。進而,亦可使用使上述材料含有紫外線吸收材料而成者。紫外線吸收材料具有藉由吸收紫外線並將光能轉換為如熱之無害之形式,而抑制膜之劣化之作用。作為紫外線吸收劑,可使用一直以來公知者,例如可使用苯并***系吸收劑、三系吸收劑、水楊酸衍生物系吸收劑、二苯甲酮系吸收劑等。又,亦可於各層之間設置應力緩和層。作為應力緩和層,可使用與上述第1氣體阻隔構件之應力緩和層相同之材料。
於第1氣體阻隔層為多層膜之情形時,於使用氣體阻隔構件作為發光元件用之光學基板之情形時,第1氣體阻隔層較佳為光穿透性。第1氣體阻隔層較佳為例如於將測定波長設為550nm時之穿透率為80%以上者,進而較佳為90%以上。
於第1氣體阻隔層為多層膜之情形時,第1氣體阻隔層之厚度較佳為5nm~20μm之範圍。若厚度未達5nm,則膜缺陷較多,無法獲得充分之防濕效果(氣體阻隔效果)。於厚度超過2μm之情形時,雖然理論上防濕效果較高,但內部應力較大而變得容易破裂,無法獲得所需之防濕效果。又,於基材340為具有可撓性之材料之情形時,有因成膜後之彎曲或拉伸等外部因素,而於第1氣體阻隔層中產生龜裂等損傷之虞。再者,此處,所謂第1氣體阻隔層之厚度,係指第1氣體阻隔層之底面至形成有 凹凸圖案380之表面之距離的平均值。
於第1氣體阻隔層為多層膜之情形時,由於氣體阻隔構件300具有充分之氣體阻隔性能,故而第1氣體阻隔層之水蒸氣穿透率較佳為10-2g‧m-2/day-1以下。於該情形時,第1膜360之水蒸氣穿透率亦可超過102g‧m-2/day-1
<接著劑層>
氣體阻隔構件300於基材340與第1膜360之間具備接著劑層330。於第1氣體阻隔層僅由第1膜360所構成之情形時,於第1氣體阻隔層僅由藉由乾式製程而形成之膜所構成之情形時,或於第1氣體阻隔層之最下層(與基材340相對向之層)係藉由乾式製程而形成之膜之情形時,藉由接著劑層330將第1膜360與基材340接合。接著劑層330之厚度較佳為500nm~20μm之範圍。再者,於第1氣體阻隔層係由第1膜360與第1膜360之下方(與基材40相對向之側)之1層以上之其他膜所構成,且第1氣體阻隔層之最下層(與基材40相對向之層)係藉由濕式製程而形成之膜之情形時,只要可經由第1氣體阻隔層之最下層之藉由濕式製程而形成之膜將第1膜360與基材340接合,則亦可未形成接著劑層330。即,接著劑層330於藉由本發明之第2態樣之製造方法而製造之構件中非必須之構成要素。
作為接著劑層330之材料,可使用與作為上述氣體阻隔構件100a之接著劑層30可使用之材料而例示之材料相同者。
<第2膜>
關於藉由下述具有凹凸圖案之氣體阻隔構件之製造方法之第4變形形態而獲得之氣體阻隔構件300a,如圖8(b)所示,於基材340與接著劑層 330之間形成有第2膜370作為第2氣體阻隔層。作為構成第2膜370之材料,可使用與第1膜360可使用之材料相同之無機材料或有機材料(樹脂材料)。如下所述,第2膜370可使用乾式製程而形成,亦可藉由濕式製程而形成。
於使用氣體阻隔構件300a作為發光元件用之光學基板之情形時,第2膜370較佳為光穿透性。第2膜370較佳為例如於將測定波長設為550nm時之穿透率為80%以上者,進而較佳為90%以上。
第2膜370之厚度較佳為5nm~20μm之範圍。若厚度未達5nm,則膜缺陷較多,無法獲得充分之防濕效果(氣體阻隔效果)。於厚度超過20μm之情形時,雖然理論上防濕效果較高,但內部應力較大而變得容易破裂,無法獲得所需之防濕效果。又,於基材340為具有可撓性之材料之情形時,有因成膜後之彎曲或拉伸等外部因素,於第2氣體阻隔層370中產生龜裂等損傷等之虞。
再者,圖8(b)中表示第2氣體阻隔層係由第2膜370之單層所構成之構成,但第2氣體阻隔層亦可由如下多層膜所構成:由第2膜370與1層以上之其他膜所構成。1層以上之其他膜亦可由與作為構成第2膜370之材料而例示之材料相同之材料所構成。又,亦可於各層之間設置應力緩和層。
於第2氣體阻隔層為多層膜之情形時,於使用氣體阻隔構件作為發光元件用之光學基板之情形時,第2氣體阻隔層較佳為光穿透性。第2氣體阻隔層較佳為例如於將測定波長設為550nm時之穿透率為80%以上者,進而較佳為90%以上。
於第2氣體阻隔層為多層膜之情形時,第2氣體阻隔層之厚度較佳為5nm~20μm之範圍。若厚度未達5nm,則膜缺陷較多,無法獲得充分之防濕效果(氣體阻隔效果)。於厚度超過20μm之情形時,雖然理論上防濕效果較高,但內部應力較大而變得容易破裂,無法獲得所需之防濕效果,又,於基材340為具有可撓性之材料之情形時,有因成膜後之彎曲或拉伸等外部因素,於第2氣體阻隔層中產生龜裂等損傷之虞。
於第2氣體阻隔層為多層膜之情形時,由於氣體阻隔構件具有充分之氣體阻隔性能,故而第2氣體阻隔層之水蒸氣穿透率較佳為10-2g‧m-2/day-1以下。於該情形時,第2膜之水蒸氣穿透率亦可超過10-2g‧m-2/day-1
[氣體阻隔構件之製造方法之第2實施形態]
對氣體阻隔構件之製造方法之第2實施形態進行說明。氣體阻隔構件之製造方法係圖9如所示,主要具有如下步驟:於具有凹凸圖案之模具之凹凸圖案上,藉由乾式製程而形成第1膜之步驟T1;於模具之第1膜側接合基材之步驟T3;及將模具自第1膜剝離之步驟T4。亦可具有於接合步驟T3之前,於形成於模具上之第1膜上或基材之與第1膜接合之面上塗佈接著劑之步驟T2。以下,首先對具有凹凸圖案之模具及其製造方法進行說明,對上述各步驟T1~T4,一面參照圖10(a)~(d)一面依序進行說明。
<具有凹凸圖案之模具>
作為第2實施形態之氣體阻隔構件之製造方法中所使用之模具,可使用與上述第1實施形態之氣體阻隔構件之製造方法中所使用之模具相同之模具。
<第1膜形成步驟>
於第2實施形態之氣體阻隔構件之製造方法中,首先,如圖10(a)所示,於上述具有凹凸圖案之模具140之凹凸圖案面形成第1膜360作為第1氣體阻隔層(圖9之步驟T1)。藉由使用蒸鍍、濺鍍等物理氣相沈積(PVD)法、化學氣相沈積(CVD)法等公知之乾式製程,將金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物、金屬硫化物、金屬碳化物等無機材料於模具140之凹凸圖案面成膜,藉此可形成第1膜360。此種藉由乾式製程而形成之第1膜360之水蒸氣穿透率較低,具有較高之氣體阻隔性能。
例如可藉由如於氣體阻隔構件之製造方法之第1實施形態中所說明之濺鍍、電子束加熱蒸鍍法、大氣壓電漿CVD等而形成第1膜360。
為了提高以上述方法而形成之第1膜360與下述接著劑層330之密接性,亦可於第1膜360上設置表面改質層。表面改質層可藉由與上述氣體阻隔構件之製造方法之第1實施形態中於第1膜60上設置表面改質層之情形相同之材料及方法而形成。
<接著劑塗佈步驟>
繼而,如圖10(b)所示,將接著劑塗佈於基材340上而形成接著劑層330(圖9之步驟T2)。例如,如圖11(a)所示,於模嘴塗佈機320之前端附近送入基材340,並自模嘴塗佈機320噴出接著劑,藉此可於基材340上形成接著劑層330。就量產性之觀點而言,較佳為一面連續地搬送基材340,一面利用設置於特定位置之模嘴塗佈機320連續地將接著劑塗佈於基材340上。作為接著劑之塗佈方法,可使用與上述氣體阻隔構件之製造方法之第1變形形態中之接著劑之塗佈方法相同之塗佈方法。
於在基材340上塗佈接著劑之情形時,亦可於上述第1膜形成步驟之前進行接著劑塗佈步驟。於在基材340上塗佈接著劑前,為了提高基材340與接著劑層330之密接性,亦可於基材340上設置表面改質層。表面改質層可與形成於第1膜360上之情形相同地藉由對基材340之表面進行偶合劑之塗佈、或電漿處理、電暈處理、準分子照射處理、UV/O3處理等利用能量線之處理等而形成。又,關於接著劑層330,亦可形成於第1膜360上代替形成於基材340上。
<接合步驟>
繼而,藉由使形成有第1膜360之模具140重疊並壓抵於形成有接著劑層330之基材340,如圖10(c)所示,經由接著劑層330將第1膜360與基材340接合(圖9之步驟T3)。例如,如圖11(a)所示,藉由於按壓輥22與於其正下方搬送之形成有接著劑層330之基材340之間,送入形成有第1膜360之膜狀模具140,可使第1膜360與基材340重疊密接。即,於藉由按壓輥22將膜狀模具140上之第1膜360壓抵於基材340時,一面同時搬送膜狀模具140與基材340,一面使膜狀模具140上之第1膜360被覆(重疊)於基材340及接著劑層330之表面。此時,藉由將按壓輥22壓抵於膜狀模具140之背面(與形成有凹凸圖案之面相反之側之面),一面使膜狀模具140上之第1膜360與於基材340上之接著劑層330行進,一面進行密接。再者,於朝向按壓輥22送入膜狀模具140時,較便利的是自於上述第1膜形成步驟中用以捲取膜狀模具140之捲取輥14(參照圖7)直接捲出膜狀模具140而使用。進而,如上所述般使第1膜360與接著劑層330密接後,使接著劑層330硬化。接著劑層330可藉由如圖11(a)所示般使用UV 燈25等向接著劑層330照射紫外線等能量線而進行硬化。藉此,第1膜360經由接著劑層330而接合固定於基材340上。
於此種使用按壓輥22之輥壓製程中,由於基材340上之接著劑層330與膜狀模具140上之第1膜360進行線接觸,故而具有如下等優點:可減小接合壓力及剝離力,容易應對大面積化,由於可遍及基材340之整個面而均勻地按壓膜狀模具140,故而第1膜360可經由接著劑層330而均勻地密接於基材340,從而抑制密接不良。
作為按壓輥22,可使用與上述氣體阻隔構件之製造方法之第1實施形態中之按壓輥22a、22b相同之輥。又,為了抵抗利用按壓輥22施加之壓力,能夠以與按壓輥22相對向並夾持基板340之方式設置支持輥,或亦可設置支持基板340之支持台。
<剝離步驟>
於將第1膜360與基材340上接合後,如圖10(d)所示,自第1膜360將模具140剝離(圖9之步驟T4)。作為模具之剝離方法,可採用公知之剝離方法。於使用具有凸部及凹部為細長形狀且具有傾斜較平緩之波形構造之凹凸圖案之模具之情形時,有模具剝離時之脫模性良好之優點。又,由於硬化後之接著劑層330將基材340與第1膜360牢固地接合,故而不存在第1膜360之一部分於附著於模具140之狀態下自基材340剝離之情形。於使用輥壓製程之情形時,剝離力可小於壓製式,第1膜360不會殘留於模具140而可容易地將模具140自第1膜360剝離。進而,為了提高模具之剝離性,亦可使用剝離輥。如圖11(a)所示,將剝離輥23設置於按壓輥22之下游側,藉由剝離輥23,一面對基材340及接著劑層330施力,一面旋轉 支持膜狀模具140及第1膜360,藉此可於按壓輥22與剝離輥23間之距離內維持第1膜360附著於接著劑層330之狀態(一定時間)。然後,藉由以於剝離輥23之下游側將膜狀模具140提拉至剝離輥23之上方之方式變更膜狀模具140之進路,而將膜狀模具140自第1膜360剝離。於剝離模具140後之第1膜360上形成有按照形成於模具140之表面之凹凸圖案的凹凸圖案380。
以上述方式可製造如圖8(a)所示之於基材340上形成第1膜360,且於基材340與第1膜360之間形成有接著劑層330之氣體阻隔構件300。
又,可與上述氣體阻隔構件之製造方法之第1實施形態相同地於氣體阻隔構件300之第1膜360之表面形成被覆層,亦可對第1膜360之表面(於形成被覆層之情形時為被覆層之表面)進行疏水化處理,或形成保護層,或設置各種功能層。亦可使用金屬模具、石英模具等硬質之模具代替膜狀之模具。
本實施形態之氣體阻隔構件之製造方法中,藉由如上所述般使形成於模具之凹凸圖案面之第1膜接合於基材上後,將模具自第1膜剝離,可形成藉由乾式製程而形成且具有依據模具之凹凸圖案的凹凸圖案之第1膜。通常,於在藉由乾式製程而形成之膜上形成凹凸圖案之情形時使用光微影法,但於本實施形態之製造方法中,由於可不使用產生大量廢液之光微影法而形成凹凸圖案,故而對環境之負荷較小。進而,於本實施形態之製造方法中,藉由使用輥壓製程,可高速且連續地生產具有凹凸圖案之構件,亦有生產效率較高之優點。又,於使用具有凹凸圖案之模具製造 具有凹凸圖案之構件之情形時,通常可使用如下方法:藉由濕式製程將相對具有流動性之轉印材料塗佈於基材上,並將模具之凹凸圖案面壓抵於其上之方法;或於模具之凹凸圖案上塗佈相對具有流動性之轉印材料而於凹凸圖案內使轉印材料滲透後,將其轉印於其他構件之方法。於該情形時,所形成之具有凹凸圖案之膜之功能由於受到該等轉印製程之限制,因此存在無法獲得具有所需功能之膜之情形。相對於此,於本實施形態之製造方法中,使用乾式製程使無機材料沈積於凹凸圖案上,並將其轉印於其他構件,藉此可製造具有所需功能之構件。
藉由本實施形態之製造方法製造之氣體阻隔構件由於具備藉由乾式製程而形成之第1膜作為第1氣體阻隔層,故而具有優異之氣體阻隔性能。因此,藉由本實施形態之製造方法而製造之氣體阻隔構件與藉由第1實施形態之製造方法而製造之氣體阻隔構件相同地可適宜地用於有機EL元件、液晶顯示元件、太陽電池、包裝用途等,進而,亦有易於保管之優點。
[氣體阻隔構件之製造方法之第3變形形態]
亦可於實施上述第2實施形態之製造方法之第1膜形成步驟後,於模具上之第1膜上進而形成1層以上之其他膜。1層以上之其他膜分別可藉由與第1膜相同之乾式製程而形成,亦可藉由塗佈法等濕式製程而形成。於本變形形態中,第1膜與形成於其上之1層以上之其他膜構成第1氣體阻隔層。進而,亦可使該等藉由濕式製程而形成之膜含有紫外線吸收材料。
亦可使用矽、鈦等烷氧化物等作為上述無機材料之前驅物(溶膠凝膠法)。又,亦可使用聚矽氮烷作為無機材料之前驅物。
於第3變形形態中之接合步驟(T3)中,第1膜與基材經由上述1層以上之其他膜而進行接合。於本案發明中,表述為「於模具之第1膜側接合基材」之原因在於,期望不僅包括第1膜與基材直接或經由接著劑層進行接合之情形,亦包括經由其他1層以上之其他膜進行接合之情形。
[氣體阻隔構件之製造方法之第4變形形態]
本變形形態之氣體阻隔構件之製造方法除具有上述第2實施形態之製造方法之各步驟以外,亦具有於基材上形成第2膜作為第2氣體阻隔層之步驟。第2膜形成步驟係於接著劑塗佈步驟之前實施。再者,於接著劑塗佈步驟中於形成於模具上之第1膜上形成接著劑層之情形時,第2膜形成步驟只要於接合步驟之前即可,亦可於接著劑塗佈步驟之後。第2膜可藉由上述乾式製程或濕式製程而形成。
於形成第2膜之情形時,後續之接著劑塗佈步驟、接合步驟、剝離步驟亦可與上述第2實施形態之製造方法相同地進行。例如,如圖11(b)所示,使用模嘴塗佈機320將接著劑塗佈於形成於基材340上之第2膜370上而形成接著劑層330(接著劑塗佈步驟),繼而,於按壓輥22、與形成有於其正下方搬送之第2膜370及接著劑層330之基材340之間,送入形成有第1膜360之膜狀模具140,藉此經由接著劑層330使第1膜360與第2膜370密接,並藉由對接著劑層330照射紫外線等使之硬化而將第1膜360接合、固定於第2膜370上(接合步驟),繼而,藉由將模具140提拉至剝離輥23之上方,將第1膜360自模具140剝離(剝離步驟)。藉此,如圖8(b)所示,可製造如下氣體阻隔構件300a,其於基材340上依序形成第2膜370與第1膜360,且具有於第1膜360與第2膜370之間形成有 接著劑層330之凹凸圖案380。
為了提高第2膜370與接著劑層330間之密接性,亦可於第2膜370上設置表面改質層。表面改質層可使用與形成於第1膜370上之情形相同之材料及方法而形成。
再者,亦可於第2膜上進而形成1層以上之其他膜。形成於第2膜上之1層以上之其他膜分別可藉由乾式製程而形成,亦可藉由濕式製程而形成。於該情形時,第2膜與形成於其上之1層以上之其他膜構成第2氣體阻隔層。
[發光元件]
其次,對使用藉由上述實施形態及變形形態之製造方法而獲得之具有凹凸圖案之氣體阻隔構件製造之發光元件之實施形態進行說明。如圖12(a)、(b)及圖13(a)、(b)所示,發光元件200、200a、400、400a於氣體阻隔構件100、100a、300、300a上依序具備第1電極層92、有機層94及第2電極層98。再者,氣體阻隔構件100係由基材40、第2膜70及第1膜60所構成,氣體阻隔構件100a係由基材40、第2膜70、接著劑層30及第1膜60所構成,氣體阻隔構件300係由基材340、接著劑層330及第1膜360所構成,氣體阻隔構件300a係由基材340、第2膜370、接著劑層330及第1膜360所構成。發光元件200、200a、400、400a亦可進而具備密封構件101與密封接著劑層103。
<第1電極>
第1電極92為了使來自形成於其上之有機層94之光穿透至基材40側,可設為具有穿透性之透明電極。又,第1電極92較理想為以使形成於第1 膜60之表面之凹凸圖案維持於第1電極92之表面之方式積層。
作為第1電極之材料,例如可使用氧化銦、氧化鋅、氧化錫、及作為該等之複合體之銦錫氧化物(ITO)、金、鉑、銀、銅。該等之中,就透明性與導電性之觀點而言,較佳為ITO。第1電極92之厚度較佳為20~500nm之範圍。
<有機層>
有機層94形成於第1電極92上。有機層94只要為可用作有機EL元件之有機層者,則並無特別限制,可適當利用公知之有機層。
有機層94之表面(有機層94與第2電極98之界面)亦可如圖12(a)、(b)及圖13(a)、(b)所示,維持形成於第1膜60、360之表面之凹凸圖案。或者,有機層94之表面亦可不維持形成於第1膜60、360之表面之凹凸圖案,其表面較平坦。於有機層94之表面維持形成於第1膜60、360之表面之凹凸圖案之情形時,由第2電極98所引起之電漿子吸收減少,光之提取效率提高。此處,作為電洞傳輸層之材料,可列舉:酞青衍生物、萘酚菁衍生物、卟啉衍生物、N,N'-雙(3-甲基苯基)-(1,1'-聯苯)-4,4'-二胺(TPD)或4,4'-雙[N-(萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(α-NPD)等芳香族二胺化合物、唑、二唑、***、咪唑、咪唑酮、茋衍生物、吡唑啉衍生物、四氫咪唑、多芳基烷烴、丁二烯、4,4',4"-三(N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基)三苯基胺(m-MTDATA),但並不限定於該等。又,發光層係為了使自第1電極92注入之電洞與自第2電極98注入之電子進行再結合並發光而設置。作為發光層可使用之材料,可使用:蒽、萘、芘、稠四苯、蔻、苝、酞苝、萘苝、二苯基丁二烯、四 苯基丁二烯、香豆素、二唑、雙苯并唑啉、二苯乙烯、環戊二烯、羥基喹啉鋁錯合物(Alq3)等有機金屬錯合物、三(對聯三苯-4-基)胺、1-芳基-2,5-二(2-噻吩基)吡咯衍生物、吡喃、喹吖啶酮、紅螢烯、二苯乙烯基苯衍生物、二苯乙烯基芳烴衍生物、二苯乙烯基胺衍生物及各種螢光色素等。又,亦較佳為將選自該等化合物中之發光材料適當混合而使用。又,亦可適宜地使用顯示來自自旋多重態之發光之材料系、例如產生磷光發光之磷光發光材料、及分子內之一部分具有由該等所構成之部位之化合物。再者,上述磷光發光材料較佳為包含銥等重金屬。亦可將上述發光材料摻雜於載子移動率較高之主體材料中作為客體材料,並利用偶極-偶極相互作用(Forster機構)、電子交換相互作用(Dexter機構)而使之發光。又,作為電子傳輸層之材料,可列舉:硝基取代茀衍生物、二苯醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、萘苝等雜環四羧酸酐、碳二醯亞胺、亞茀基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、二唑衍生物、羥基喹啉鋁錯合物(Alq3)等有機金屬錯合物等。進而,於上述二唑衍生物中,將二唑環之氧原子取代為硫原子而成之噻二唑衍生物、作為拉電子基而為人所知之具有喹啉環之喹啉衍生物亦可用作電子傳輸材料。進而,亦可使用將該等材料導入至高分子鏈中、或將該等材料作為高分子之主鏈之高分子材料。再者,電洞傳輸層或者電子傳輸層亦可兼具發光層之作用。
進而,就使來自第2電極98之電子注入變容易之觀點而言,亦可於有機層94與第2電極98之間設置由氟化鋰(LiF)、Li2O3等金屬氟化物或金屬氧化物、Ca、Ba、Cs等活性較高之鹼土金屬、有機絕緣材料等所構成之層作為電子注入層。又,就使來自第1電極92之電洞注入變容易之 觀點而言,亦可於有機層94與第1電極92之間設置由***衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、多芳基烷烴衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查耳酮衍生物、唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、矽氮烷衍生物、苯胺系共聚物、或導電性高分子低聚物、尤其是噻吩低聚物等所構成之層作為電洞注入層。
又,於有機層94為由電洞傳輸層、發光層、及電子傳輸層所構成之積層體之情形時,較佳為電洞傳輸層、發光層、及電子傳輸層之厚度分別為1~200nm之範圍、5~100nm之範圍、及5~200nm之範圍。
<第2電極>
第2電極98形成於有機層94上。作為第2電極98,可適當使用功函數較小之物質,並無特別限定,例如可設為鋁、MgAg、MgIn、AlLi等金屬電極。又,第2電極98之厚度較佳為50~500nm之範圍。又,第2電極98亦能夠以維持形成於第1膜60之表面之凹凸圖案之方式進行積層。又,作為利用金屬形成之第2電極98之鏡面反射對策,亦可於第2電極98上設置偏光板。
<密封構件>
密封構件101係與基材40、340對向而設置,且於與基材40、340之間形成空間(密封空間)105。第1電極92、有機層94、及第2電極98位於該密封空間105內。密封構件101可使用密封接著劑層103而固定於基材40、340上。密封接著劑層103係於圖12(a)、(b)及圖13(a)、(b)之Z方向(基材40、340之法線方向),位於基材40、340與密封構件101之間, 且於XY方向(基材40、340之面內方向)以包圍有機層94之方式保持位置。藉由密封構件101及密封接著劑層103,防止水分或氧氣滲入至密封空間105內。藉此,抑制有機層94等之劣化,提高發光元件200、200a、400、400a之壽命。又,為了有效地提取自有機層94發射之光,較佳為密封接著劑層103不與有機層94接觸,且密封接著劑層103距有機層94隔開特定之間隔而形成。上述特定之間隔例如較佳為1μm以上。
密封構件101之材料只要為氣體阻隔性較高之材料即可,例如可使用包裝材料等中所使用之公知之氣體阻隔性膜、例如將氧化矽或氧化鋁蒸鍍而成之塑膠膜、陶瓷層與衝擊緩和聚合物層之積層物、將聚合物膜層壓而成之金屬箔、玻璃製或金屬製之密封罐、刻蝕玻璃等。
作為密封接著劑層103之材料,可並無限制地使用對玻璃、又,塑膠基板等通常使用之任意接著劑,可使用上述可用作接著劑層30之材料之任意材料。
密封空間105亦可由非活性氣體等充滿。作為非活性氣體,除N2以外,可較佳地使用He、Ar等稀有氣體,亦較佳為混合有He與Ar之稀有氣體,非活性氣體於氣體中所占之比率較佳為90~100體積%。又,密封空間105可填充固體狀或液體狀之樹脂、玻璃、氟系等非活性油或凝膠材料等填充劑。該等填充劑較理想為透明或白濁。進而,可於密封空間105內配置吸水性之物質,例如可使用氧化鋇等作為吸水性之物質。具體而言,例如可藉由使用附有黏著劑之氟樹脂系半穿透膜(MICROTEX S-NTF8031Q,日東電工製造)等將Aldrich公司製造之高純度氧化鋇粉末貼附於密封構件101,而配置於密封空間105內。除此以外,亦可較佳地使用Japan GORE-TEX股份有限公司、雙葉電子股份有限公司等所銷售之吸水性物質。
進而,於發光元件200、200a、400、400a中,亦可於與基材40、340之形成有第1膜60、360等之側之面相反之側之面(成為發光元件之光之提取面之面)設置光學功能層。作為光學功能層,只要為可用以提取發光元件之光者即可,並無特別限制,可使用具有可控制光之折射、或聚光、擴散(散射)、繞射、反射等而將光提取至元件之外側之構造的任意光學構件。作為此種光學功能層,例如亦可使用半球透鏡之類的凸透鏡、凹透鏡、菲涅耳透鏡、稜鏡透鏡、圓柱狀透鏡、雙凸型透鏡、由可藉由與上述具有凹凸構造層之氣體阻隔構件之製造方法相同之方法而形成的凹凸層所構成之微透鏡等各種透鏡構件、於透明體上捏合有擴散材之擴散片、擴散層、表面具有凹凸構造(凹凸圖案)之擴散片、擴散板、繞射光柵、具有抗反射功能之構件等。該等之中,就可更高效率地提取光之方面而言,較佳為透鏡構件。又,作為此種透鏡構件,可使用多個透鏡構件,於該情形時,亦可將微細之透鏡構件排列而形成所謂微透鏡(陣列)。光學功能層亦可使用市售品。藉由設置此種光學功能層,可抑制通過基材40、340內之光於基材40、340(包含光學功能層)與空氣之界面處進行全反射而提高光提取效率。
本實施形態之發光元件200、200a、400、400a由於使用具有優異之氣體阻隔性之氣體阻隔構件100、100a、300、300a,故而防止由水分或氧氣所引起之劣化而為長壽命。又,由於第1膜60、360形成有作為繞射光柵而發揮作用之凹凸圖案,故而發光元件200、200a、400、400a具有優 異之發光特性。
以上,藉由實施形態及變形形態而對本發明進行了說明,但藉由本發明之製造方法而製造之具有凹凸構造之構件並不限定於上述實施形態及變形形態,可於申請專利範圍內所記載之技術思想之範圍內適當加以改變。例如,藉由本發明之製造方法而製造之具有凹凸構造之構件並不限定於光學元件中所使用之氣體阻隔構件。即,藉由本發明之製造方法,可製造於基材上形成有具有特定功能之第1功能層(第1膜)及第2功能層(第2膜)之各種功能性構件、或於基材上藉由乾式製程而形成有具有特定功能之層(第1膜)之各種功能性構件。作為功能層,可例示:光反射層、光散射層、絕緣層、電極圖案層、導電層、防霧層、隔熱層、防污層、光波導層、介電層、無反射層、低反射層、偏光功能層、光繞射層、親水層、撥水層等。
[產業上之可利用性]
本發明之第1態樣之具有凹凸圖案之構件的製造方法由於對第1膜及第2膜之材料及成膜方法限制較少,故而可製造具有優異之功能之功能性構件。又,本發明之第2態樣之具有凹凸圖案之構件的製造方法可簡便地製造藉由乾式製程而形成且具備表面形成有凹凸圖案之膜之構件。該等本發明之製造方法由於不使用產生大量廢液之光微影法,而藉由將模具之凹凸圖案轉印而形成具有凹凸圖案之構件,故而對環境之負荷較小,生產效率亦較高。尤其是於第1態樣之具有凹凸圖案之構件的製造方法中,形成氣體阻隔性能較高之膜作為第1膜及第2膜,或於第2態樣之具有凹凸圖案之構件的製造方法中,藉由乾式製程而形成氣體阻隔性能較 高之膜,藉此可製造氣體阻隔構件。使用此種氣體阻隔構件之有機EL元件抑制由濕氣或氧氣等氣體所引起之劣化而為長壽命,且具有較高之發光效率。藉由本發明之製造方法而獲得之氣體阻隔構件除可適宜地用於有機EL元件以外,亦可適宜地用於液晶顯示元件、太陽電池等各種器件之光學基板、或微透鏡陣列、奈米稜鏡陣列、光波導等光學元件、透鏡等光學零件、LED、太陽電池、抗反射膜、半導體晶片、晶格介質(patterned media)、資料儲存器、電子紙、LSI等之製造、物品之包裝、用於防止食品或工業用品及醫藥品等之變質之包裝構件、免疫分析晶片、及細胞培養片等生物領域等中之用途。又,本發明之具有凹凸圖案之構件的製造方法亦可用於氣體阻隔構件以外之具有各種功能之構件之製造。
40‧‧‧基材
60‧‧‧第1膜
70‧‧‧第2膜
80‧‧‧凹凸圖案
100‧‧‧氣體阻隔構件
140‧‧‧模具

Claims (19)

  1. 一種具有凹凸圖案之構件的製造方法,其具有如下步驟:於表面具有凹凸圖案之模具之上述凹凸圖案上形成第1膜之步驟;於基材上形成第2膜之步驟;藉由使上述模具與上述基材重疊,將上述第1膜與上述第2膜接合之步驟;及自與上述第2膜接合之上述第1膜將上述模具剝離之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其具有如下步驟:於實施上述接合步驟前,於上述模具上之上述第1膜或上述基材上之上述第2膜上塗佈接著劑。
  3. 如申請專利範圍第1項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其中,上述第1膜及/或上述第2膜之水蒸氣穿透率為10-2g‧m-2‧day-1以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其進而具有於上述接合步驟之前,於上述模具上之上述第1膜及/或上述基材上之上述第2膜上形成其他膜之步驟。
  5. 如申請專利範圍第4項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其中,由上述第1膜及上述第1膜上之上述其他膜構成之第1氣體阻隔層、及/或由上述第2膜及上述第2膜上之上述其他膜所構成之第2氣體阻隔層的水蒸氣穿透率為10-2g‧m-2‧day-1以下。
  6. 一種具有凹凸圖案之構件的製造方法,其具有如下步驟:於表面具有凹凸圖案之模具之上述凹凸圖案上,藉由乾式製程而形成第1膜之步驟; 於上述模具之上述第1膜側接合基材之步驟;及將上述模具自上述第1膜剝離之步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其具有如下步驟:於實施上述接合步驟前,在接合於上述模具之上述第1膜側之上述基材之面上、或上述模具之第1膜側塗佈接著劑。
  8. 如申請專利範圍第6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其進而具有如下步驟:於上述模具之上述凹凸圖案上所形成之上述第1膜上,藉由乾式製程及/或濕式製程而形成其他膜。
  9. 如申請專利範圍第6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其中,於上述第1膜形成步驟中,藉由利用上述乾式製程將氧化矽、氮氧化矽、或氮化矽成膜,而形成上述第1膜。
  10. 如申請專利範圍第6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其具有下述步驟:於實施上述接合步驟前,於上述基材上形成第2膜。
  11. 如申請專利範圍第10項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其中,上述第1膜及/或上述第2膜之水蒸氣穿透率為10-2g‧m-2‧day-1以下。
  12. 如申請專利範圍第8項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其中,由上述第1膜及上述第1膜上之上述其他膜所構成之第1氣體阻隔層、及/或由上述第2膜所構成之第2氣體阻隔層的水蒸氣穿透率為10-2g‧m-2‧day-1以下。
  13. 如申請專利範圍第1或6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其中,上述模具之上述凹凸圖案之凸部及凹部i)俯視時分別具有彎曲且延伸之細長形狀,且 ii)延伸方向、撓曲方向及長度不均一。
  14. 如申請專利範圍第1或6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其中,上述模具之上述凹凸圖案為不規則之凹凸圖案,凹凸之平均間距為100~1500nm之範圍,凹凸之深度分佈之平均值為20~200nm之範圍。
  15. 如申請專利範圍第1或6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法,其中,上述模具之凹凸分析圖像之傅立葉變換像顯示出以波數之絕對值為0μm-1之原點作為大致中心之圓狀或圓環狀之紋樣,且上述圓狀或圓環狀之紋樣存在於波數之絕對值成為10μm-1以下之區域。
  16. 一種具有凹凸圖案之構件,其係藉由申請專利範圍第1或6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法而製造。
  17. 如申請專利範圍第16項之具有凹凸圖案之構件,其具有氣體阻隔層,上述第1膜被含於上述氣體阻隔層中。
  18. 如申請專利範圍第17項之具有凹凸圖案之構件,其中,上述氣體阻隔層之水蒸氣穿透率為10-2g‧m-2‧day-1以下。
  19. 一種有機EL元件,其係於藉由申請專利範圍第1或6項之具有凹凸圖案之構件的製造方法而製造之具有凹凸圖案之構件上,依序積層第1電極、有機層及金屬電極而形成。
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