使用膜状模具的光学基板的制造方法、制造装置以及所得到的光学基板制造方法及图纸

一种光学基板的制造方法，包括：准备具有凹凸图案面的长尺寸的膜状模具的工序S0；在膜状模具的所述凹凸图案面上形成溶胶凝胶材料的涂膜的工序S2；使形成有所述溶胶凝胶材料的涂膜的所述膜状模具的所述凹凸图案面与基板相对，并将压辊按压在所述膜状模具的与所述凹凸图案面相反侧的面上，从而使形成在所述凹凸图案面上的所述涂膜与所述基板密合的工序S3；将所述膜状模具从所述涂膜剥离的工序S4；以及将密合于所述基板的所述涂膜固化的工序S5。本发明专利技术能够以高生产能力制造用于光的衍射、散射的具有耐热性和耐候性的光学基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用膜状模具的光学基板的制造方法、制造装置以及所得到的光学基板
本专利技术涉及用于使用长尺寸的膜状模具制造具有用于光的散射、衍射的微细图案的光学基板的制造方法以及用于实施该制造方法的装置。
技术介绍
作为形成半导体集成电路等微细图案的方法，已知光刻法。通过光刻法形成的图案的分辨率取决于光源的波长、光学系统的数值孔径，为了应对近年来微细化器件的需要，要求波长更短的光源。但是，短波长光源的价格昂贵，其开发并不容易，还需要开发透射这种短波长光的光学材料。另外，通过现有的光刻法制造大面积的图案需要大型的光学元件，在技术方面和经济方面均伴随有困难。因此，正在研究形成具有大面积的所期望的图案的新型方法。作为不使用现有的光刻装置形成微细图案的方法，已知纳米压印法。纳米压印法是能够通过利用模具(模)和基板夹住树脂来转印纳米级图案的技术，根据使用材料，正在研究热纳米压印法、光纳米压印法等。其中，光纳米压印法包括i)树脂层的涂布、ii)利用模具进行压制、iii)光固化和iv)脱模这四个工序，从通过这样简单的工艺能够实现纳米尺寸的加工的方面而言，该方法是优良的。特别是，树脂层使用通过光照射而固化的光固化性树脂，因此图案转印工序所花费的时间短，能够期待高生产能力。因此，不仅期待在半导体器件的领域中得到实用，也期待在有机电致发光(EL)元件、LED等光学构件；MEMS、生物芯片等众多领域中得到实用。例如，在有机EL元件(有机发光二极管)中，由空穴注入层进入的空穴和由电子注入层进入的电子分别被输送至发光层，它们在发光层内的有机分子上复合而激发有机分子，由此发出光。因此，将有机EL元件用作显示装置、照明装置时，需要高效地从元件表面提取来自发光层的光，因此，在专利文献1中已知在有机EL元件的光提取面上设置衍射光栅基板。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-236748专利文献2：WO2011/007878A1另外，本申请人在专利文献2中公开了如下方法：为了制造有机EL元件用衍射光栅基板的凹凸图案，将满足规定条件的嵌段共聚物溶解于溶剂中而得到的溶液涂布于基材上，利用嵌段共聚物的自组装现象而形成嵌段共聚物的微相分离结构，由此得到形成有微细且不规则的凹凸图案的母模(金属基板)。向所得到的母模滴加聚硅氧烷类聚合物与固化剂的混合液并使其固化从而得到作为模具的转印图案，然后在该转印图案上按压涂布有固化性树脂的玻璃基板并利用紫外线使固化性树脂固化，由此制作复印有转印图案的衍射光栅。在该衍射光栅上层叠透明电极、有机层和金属电极，由此得到有机EL元件。但是，为了量产如上所述的有机EL元件用衍射光栅，需要使用作为模具的转印图案对固化性树脂等材料高效地进行转印。因此，期望在使用纳米压印法以高生产能力量产用于有机EL元件等的衍射光栅基板等光学基板的方面适合的转印工艺和转印装置。但是，如上所述的光固化性树脂通常耐热性低，在高温下发生分解、黄变。因此，如果在后续的工序中存在高温处理，则有可能具有微细图案的膜会分解。另外，光固化性树脂对玻璃基板的密合性低，进而将图案转印后的树脂层用于有机EL元件等元件时，有可能杂质从树脂层溶出而对元件带来不良影响。因此，为了使用纳米压印法以高生产能力量产有机EL元件用衍射光栅基板等光学基板，还需要对用于在玻璃基板上形成凹凸图案的材料、模具材料进行优化。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题因此，本专利技术的目的在于提供一种能够以高生产能力量产对基板具有高密合性并且具有耐热性和耐候性的、具有微细凹凸图案的光学基板的新型制造方法和制造装置，以及由它们得到的新型光学基板。用于解决问题的手段根据本专利技术的第一方式，提供一种光学基板的制造方法，其为制造具有凹凸图案的光学基板的方法，其特征在于，包括：准备具有凹凸图案面的长尺寸的膜状模具的工序；在所述膜状模具的凹凸图案面上形成溶胶凝胶材料的涂膜的工序；使形成有所述溶胶凝胶材料的涂膜的膜状模具的所述凹凸图案面与基板相对，并将压辊按压在膜状模具的与所述凹凸图案面相反侧的面上，从而使形成在所述凹凸图案面上的所述涂膜与所述基板密合的工序；将所述膜状模具从涂膜剥离的工序；以及将与所述基板密合的涂膜固化的工序。在所述制造光学基板的方法中，所述准备长尺寸的膜状模具的工序可以包括：在长尺寸的膜状基材上涂布凹凸形成材料；将具有凹凸图案的转印辊在旋转的同时按压在所述涂布的凹凸形成材料上，从而将所述凹凸图案辊转印到凹凸形成材料上；以及通过将辊转印所述凹凸图案后的凹凸形成材料固化而得到卷筒形态的所述长尺寸的膜状模具。另外，可以使用膜卷取辊卷取具有所述固化后的凹凸形成材料的膜状基材，和/或可以使用放出所述膜状基材的膜放出辊和卷取所述膜状基材的膜卷取辊，在传送所述膜状基材的同时转印所述转印辊的凹凸图案。在任意一种情况下，可以使卷取在所述膜卷取辊上的卷筒形态的所述长尺寸的膜状模具向所述压辊放出并移动。此外，可以使用模具卷取辊卷取所述剥离后的所述长尺寸的膜状模具。在所述制造光学基板的方法中，可以在加热形成在所述凹凸图案面上的所述涂膜的同时，将所述压辊按压在与所述凹凸图案面相反侧的面上。通过这样的方式，也同时进行溶胶凝胶材料的预烘烤，能够可靠地形成凹凸图案，并且能够使按压后的凹凸图案面从涂膜上的剥离变得容易。另外，在所述密合工序与所述剥离工序之间或者在所述剥离工序中，通过加热所述按压后的涂膜，能够使按压后的图案面从涂膜上的剥离变得更容易。在所述制造光学基板的方法中，可以在所述长尺寸的膜状模具上连续地涂布溶胶凝胶材料的同时，将所述膜状模具送入压辊的下方，并且将多块基板传送至所述压辊，使用压辊依次将形成在所述膜状模具的凹凸图案面上的涂膜按压在所述多块基板上。由于使用长尺寸的膜状模具，因而能够实现这种基板的连续处理，从而能够提升基板制造的生产能力。膜状模具的长度可以调节为足以制造1批次量的光学基板、例如数百片～数千片的光学基板的长度，例如数百米至数千米。在所述制造光学基板的方法中使用的所述膜状模具的所述凹凸图案，例如可以为不规则的凹凸图案，凹凸的平均间距可以为100～1500nm的范围，凹凸的深度分布的平均值可以为20～200nm的范围，所述基板可以为玻璃基板。由于溶胶凝胶材料由无机材料形成，折射率与玻璃基板接近，因而优选。所述溶胶凝胶材料可以包含二氧化硅前体。根据本专利技术的第二方式，提供一种有机EL元件的制造方法，其特征在于，使用第一方式的制造光学基板的方法制作作为光学基板的具有凹凸表面的衍射光栅基板，并在所述衍射光栅基板的凹凸表面上或者在与凹凸表面相反侧的面上依次层叠透明电极、有机层和金属电极。根据本专利技术的第三方式，提供一种光学基板的制造装置，其为制造光学基板的装置，其特征在于，具有：涂膜形成部，用于在具有凹凸图案面的长尺寸的膜状模具的凹凸图案面上形成溶胶凝胶材料的涂膜；基板传送部，用于将基板传送至规定位置；模具传送部，具有放出膜状模具的模具放出辊，通过将所述膜状模具从所述放出辊连续地放出至所述规定位置，从而向所述规定位置传送所述膜状模具；以及压辊，设置在所述规定位置，用于将由所述模具传送部放出至所述规定位置的所述长尺寸的膜状模具的凹凸图案面上形成的涂膜的一部分按压在由所述基板传送部传送至所述规定位置的所述基板上。为了促本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学基板的制造方法，其特征在于，包括：准备具有凹凸图案面的长尺寸的膜状模具的工序；在所述膜状模具的所述凹凸图案面上形成溶胶凝胶材料的涂膜的工序；使形成有所述溶胶凝胶材料的涂膜的所述膜状模具的所述凹凸图案面与基板相对，并将压辊按压在所述膜状模具的与所述凹凸图案面相反侧的面上，从而使形成在所述凹凸图案面上的所述涂膜与所述基板密合的工序；将所述膜状模具从所述涂膜剥离的工序；以及将与所述基板密合的所述涂膜固化的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.05 JP 2012-2231031.一种光学基板的制造方法，其特征在于，包括：准备具有凹凸图案面的长尺寸的膜状模具的工序；在所述膜状模具的所述凹凸图案面上形成溶胶凝胶材料的涂膜的工序；使形成有所述溶胶凝胶材料的涂膜的所述膜状模具的所述凹凸图案面与基板相对，并将压辊按压在所述膜状模具的与所述凹凸图案面相反侧的面上，从而使形成在所述凹凸图案面上的所述涂膜与所述基板密合的工序；将所述膜状模具从所述涂膜剥离的工序；以及将与所述基板密合的所述涂膜固化的工序。2.如权利要求1所述的光学基板的制造方法，其特征在于，所述准备长尺寸的膜状模具的工序包括：在长尺寸的膜状基材上涂布凹凸形成材料；将具有凹凸图案的转印辊在旋转的同时按压在所述涂布的凹凸形成材料上，从而将所述凹凸图案辊转印到所述凹凸形成材料上；以及通过将辊转印所述凹凸图案后的所述凹凸形成材料固化而得到卷筒形态的所述长尺寸的膜状模具。3.如权利要求2所述的光学基板的制造方法，其特征在于，使用膜卷取辊卷取具有所述固化后的凹凸形成材料的所述膜状基材。4.如权利要求2所述的光学基板的制造方法，其特征在于，使用放出所述膜状基材的膜放出辊和卷取所述膜状基材的膜卷取辊，在传送所述膜状基材的同时转印所述转印辊的所述凹凸图案。5.如权利要求3或4所述的光学基板的制造方法，其特征在于，使卷取在所述膜卷取辊上的所述卷筒形态的长尺寸的膜状模具向所述压辊放出并移动。6.如权利要求5所述的光学基板的制造方法，其特征在于，使用模具卷取辊卷取剥离后的所述长尺寸的膜状模具。7.如权利要求1～4中任一项所述的光学基板的制造方法，其特征在于，在加热形成在所述凹凸图案面上的所述涂膜的同时，将所述压辊按压在与所述凹凸图案面相反侧的面上。8.如权利要求1～4中任一项所述的光学基板的制造方法，其特征在于，在使所述涂膜与所述基板密合的工序与将所述膜状模具从所述涂膜剥离的工序之间或者在将所述膜状模具从所述涂膜剥离的工序中，加热所述涂膜。9.如权利要求1～4中任一项所述的光学基板的制造方法，其特征在于，在所述长尺寸的膜状模具上连续地涂布溶胶凝胶材料的同时，将所述膜状模具送入所述压辊的下方，并且将多块基板传送至所述压辊，使用所述压辊将形成在所述膜状模具的凹凸图案面上的所述涂膜依次按压在所述多块基板上。10.如权利要求1～4中任一项所述的光学基板的制造方法，其特征在于，所述膜状模具的所述凹凸图案为不规则的凹凸图案，凹凸的平均间距为100～1500nm的范围，凹凸的深度分布的平均值为20～200nm的范围。11.如权利要求1～4中任一项所述的光学基板的制造方法，其特征在于，所述基板为玻璃基板。12.如权利要求1～4中任一项所述的光学基板的制造方法，其中，所述溶胶凝胶材料包含二氧化硅前体。13.一种有机电致发光元件的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～12中任一项所述的光学基板的制造方法制作作为光学基板的具有凹凸表面的衍射光栅基板，并在所述衍射光栅基板的所述凹凸表面上依次层叠透明电极、有机层和金属电极。14.一种有机电致发光元件的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～12中任一项所述的光学基板的制造方法制作具有凹凸表面的光学基板，并在所述光学基板的与所述凹凸表面相反侧的面上依次层叠透明电极、有机层和金属电极。15.一种光学基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：鸟山重隆，西村凉，小笹直人，高桥麻登香，
申请(专利权)人：吉坤日矿日石能源株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP