專利名稱：轉(zhuǎn)印裝置及樹脂圖案制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)印裝置及樹脂圖案制造方法，特別涉及能穩(wěn)定地連續(xù)成形樹脂制的柔性模具的轉(zhuǎn)印裝置及樹脂圖案制造方法。
背景技術(shù)：
以往，已知納米壓印法，該方法是使用表面形成有納米級的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的模具，將該微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至抗蝕層或樹脂。該納米壓印法與采用光刻和蝕刻的現(xiàn)有的制法相t匕，加工時間更短，微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的形成所需的裝置成本和材料成本更少，生產(chǎn)性也更佳，因此近年來受到關(guān)注。此外，采用光刻和蝕刻的制法一般適合用于以硅晶片、石英基板等堅硬的(即剛性的)基板作為基材的單晶片處理工藝(枚葉7 π ★ 7 )，與之相對，納米壓印的特征是，不僅與以剛性的基板作為基材的單晶片處理工藝的相性良好，而且與以樹脂膜之類的柔性的基板作為基材的卷對卷工藝(口一>.'> 一.α— ;α七: )的相性也良好。另一方面，卷對卷工藝需要卷狀的模具，但以卷狀形成納米級的圖案是非常困難的，因此提出了將厚0.2_左右的薄且彎曲的鎳模具卷繞于轉(zhuǎn)印用輥來代替的方法等。

這里所用的鎳模具可通過如下方法制作:用光刻法在硅晶片等剛性的基板上形成抗蝕劑圖案后，通過鎳電鑄獲取其復(fù)制品。此時，也可以在形成抗蝕劑圖案后，通過鎳電鑄由蝕刻成的微細(xì)圖案獲得復(fù)制品。此外，納米壓印中，模具的損傷和污染等缺陷成為轉(zhuǎn)印品的缺陷，因此一旦產(chǎn)生就必須立即更換模具。因此，要求一種相較鎳模具能夠更廉價地獲得的模具。因此，希望卷對卷工藝中使用的納米壓印用模具能卷繞于轉(zhuǎn)印用輥，并且耐久性優(yōu)異，價格低廉。因此，人們使用樹脂制的柔性的模具，該模具上有從由石英、硅等材質(zhì)構(gòu)成的高價的平板原盤暫時納米壓印至膜上的圖案(專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:國際公開第2009/148138號

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題另外，為了制造樹脂制的柔性的模具，提出了各種方法。例如可例舉如下方法:將涂布有光固化性樹脂的樹脂膜和模具以圖案面和光固化性樹脂涂布面彼此相向的狀態(tài)固定在利用平行平板空開一定間隔的平臺間，在精密地維持一方的平臺與相反側(cè)的平臺平行的情況下按壓后，照射UV光，在樹脂膜上形成圖案的方法；將涂布有光固化性樹脂的樹脂膜和模具的原盤疊合設(shè)置，使得圖案面和光固化性樹脂涂布面彼此相向，按壓加壓輥，使加壓輥相對于樹脂膜進(jìn)行掃描后，照射UV光，在樹脂膜上形成圖案的方法。
前者的方法中，可通過減小平臺表面的粗糙度來抑制面內(nèi)的擠壓不均，但如果模具的面積增大，則存在需要提高擠壓壓力、裝置的規(guī)模龐大等問題。此外，用模具進(jìn)行轉(zhuǎn)印時，模具的凸部和凸部之間存在的空氣很容易以氣泡的形式殘留在樹脂圖案表面，可能會成為圖案的缺陷。作為使氣泡不殘存的方法，提出了在減壓下轉(zhuǎn)印的方法，但同樣地，如果模具的尺寸增大，則存在收納該模具的空腔尺寸增大、并且需要大容量的真空泵、裝置的規(guī)模龐大等問題。后者的方法中，加壓輥的擠壓不均成為轉(zhuǎn)印不良的主要原因。如

圖11所示，在轉(zhuǎn)印后成為基材的膜I上涂布的樹脂3上轉(zhuǎn)印來源于未圖示的模具的凹凸，但由于該擠壓不均，在樹脂3的殘膜部分(圖中殘膜的高度以H表示)，根據(jù)情況的不同，高度可能會變得不均一而產(chǎn)生膜厚不均。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有的問題而完成的發(fā)明，其目的是提供能穩(wěn)定地連續(xù)成形樹脂制的柔性模具的轉(zhuǎn)印裝置及樹脂圖案制造方法。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案因此，本發(fā)明(權(quán)利要求1)是一種轉(zhuǎn)印裝置，其包括:具有剛性或柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件；具有剛性或柔性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件；對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的任一構(gòu)件的至少一處規(guī)定區(qū)域涂布固化性樹脂的涂布單元；將所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件隔著所述固化性樹脂相互轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印單元；使所述固化性樹脂固化的固化單元；將所述轉(zhuǎn)印后的所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件相互剝離的剝離單元；其特征在于，所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的至少任一構(gòu)件是具有柔性的構(gòu)件；所述轉(zhuǎn)印單元包括:加壓輥，該加壓輥一邊對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊相對于所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地送出進(jìn)行掃描；張力產(chǎn)生單元，該張力產(chǎn)生單元以所述加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將所述具有柔性的那個構(gòu)件朝著從所述掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。轉(zhuǎn)印構(gòu)件是具有表面施加有凹凸圖案的模具的構(gòu)件。而且，用加壓輥一邊對轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊相對于轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地送出進(jìn)行掃描。而且，此時以該加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將具有柔性的那個構(gòu)件朝著從掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。如上所述，如果將轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件一點點逐漸按壓于轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件，則空氣從樹脂的尚未經(jīng)轉(zhuǎn)印的極小的間隙漏出至外部。因此，即使不在減壓環(huán)境下進(jìn)行處理，樹脂側(cè)也不會有氣泡殘留。本發(fā)明中，通過將轉(zhuǎn)印構(gòu)件的凹凸圖案按壓于固化性樹脂，該凹凸圖案可轉(zhuǎn)印至固化性樹脂。然后，通過使固化性樹脂固化、將模具脫模，可保持圖案形狀。此外，本發(fā)明(權(quán)利要求2)是一種轉(zhuǎn)印裝置，其包括:具有剛性或柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件；具有剛性或柔性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件；對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的任一構(gòu)件的至少一處規(guī)定區(qū)域涂布固化性樹脂的涂布單元；將所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件隔著所述固化性樹脂相互轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印單元；使所述固化性樹脂固化的固化單元；將所述轉(zhuǎn)印后的所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件相互剝離的剝離單元；其特征在于，所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的至少任一構(gòu)件是具有柔性的構(gòu)件；所述剝離單元包括:加壓輥，該加壓輥一邊對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊相對于所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地收回進(jìn)行掃描；張力產(chǎn)生單元，該張力產(chǎn)生單元以所述加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將所述具有柔性的那個構(gòu)件朝著從所述掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。轉(zhuǎn)印構(gòu)件是具有表面施加有凹凸圖案的模具的構(gòu)件。而且，用加壓輥一邊對轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊相對于轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地收回進(jìn)行掃描。而且，此時以該加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將具有柔性的那個構(gòu)件朝著從掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。通過這樣的構(gòu)成，可將轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件從轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件上以一定的位置為起點一點點逐漸順暢地剝離。還有，本發(fā)明(權(quán)利要求3)是轉(zhuǎn)印裝置的發(fā)明，其構(gòu)成中包括反轉(zhuǎn)單元，該反轉(zhuǎn)單元使所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的任一個反轉(zhuǎn)。藉此，能容易地進(jìn)行轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件的設(shè)置操作。還有，本發(fā)明(權(quán)利要求4)是轉(zhuǎn)印裝置的發(fā)明，其構(gòu)成中包括第一升降輥，該第一升降輥將所述具有柔性的那個構(gòu)件的一端保持在比所述另一個構(gòu)件的一端的角部的高度更高的位置，使得所述具有柔性的那個構(gòu)件在所述角部彎折。通過使具有柔性的那個構(gòu)件在另一個構(gòu)件的一端的角部彎折，從轉(zhuǎn)印起始點開始完全地進(jìn)行轉(zhuǎn)印，可防止加壓輥掃描時加壓輥的跟前側(cè)(日文:手前側(cè))發(fā)生剝離。還有，本發(fā)明(權(quán)利要求5)是轉(zhuǎn)印裝置的發(fā)明，其構(gòu)成中包括第二升降輥，該第二升降輥朝著所述傾斜方向保持所述具有柔性的那個構(gòu)件。還有，本發(fā)明(權(quán)利要求6)是轉(zhuǎn)印裝置的發(fā)明，其特征在于，包括:放出側(cè)導(dǎo)輥，該放出側(cè)導(dǎo)輥引導(dǎo)所述具有柔性的那個構(gòu)件的放出側(cè)，具有第一張力傳感器；卷取側(cè)導(dǎo)輥，該卷取側(cè)導(dǎo)輥引導(dǎo)所述具有柔性的那個構(gòu)件的卷取側(cè)，具有第二張力傳感器；放出輥，該放出輥將所述具有柔性的那個構(gòu)件放出；卷取輥，該卷取輥將所述具有柔性的那個構(gòu)件卷??；基于由所述第一張力傳感器檢出的張力來驅(qū)動所述送出輥；基于由所述第二張力傳感器檢出的張力來驅(qū)動所述卷取輥。還有，本發(fā)明(權(quán)利要求7)是轉(zhuǎn)印裝置的發(fā)明，其構(gòu)成中，所述固化單元具有將紫外線發(fā)光元件排列成直線狀而成的光照射機(jī)構(gòu)。因為將紫外線發(fā)光元件排列成直線狀，所以與將紫外線發(fā)光元件配置在一面的情況不同，價格低廉。此外，如果以恒定速度掃描，則在掃描方向上照射光量不會產(chǎn)生不均。固化單元也可以利用熱量等。還有，本發(fā)明(權(quán)利要求8)是轉(zhuǎn)印裝置的發(fā)明，其構(gòu)成中包括:測長單元，該測長單元測量所述具有柔性的那個構(gòu)件的卷出尺寸；切割單元，該切割單元基于由該測長單元測得的卷出尺寸來切割所述具有柔性的那個構(gòu)件。此外，本發(fā)明(權(quán)利要求9)是一種樹脂圖案制造方法，該方法中，對具有剛性或柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件的規(guī)定區(qū)域或者具有剛性或柔性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件的規(guī)定區(qū)域中的任一規(guī)定區(qū)域涂布固化性樹脂，將所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件隔著所述固化性樹脂相互轉(zhuǎn)印，使所述固化性樹脂固化后，使所述轉(zhuǎn)印后的所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件相互剝離，從而制成樹脂圖案，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)印工序中，一邊將加壓輥對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊使所述加壓輥相對于所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地送出進(jìn)行掃描，以所述加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將所述具有柔性的那個構(gòu)件朝著從所述掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。此外，本發(fā)明(權(quán)利要求10)是一種樹脂圖案制造方法，該方法中，對具有剛性或柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件的規(guī)定區(qū)域或者具有剛性或柔性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件的規(guī)定區(qū)域中的任一規(guī)定區(qū)域涂布固化性樹脂，將所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件隔著所述固化性樹脂相互轉(zhuǎn)印，使所述固化性樹脂固化后，使所述轉(zhuǎn)印后的所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件相互剝離，從而制成樹脂圖案，其特征在于，在所述剝離工序中，一邊將加壓輥對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊使所述加壓輥相對于所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地收回進(jìn)行掃描，以所述加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將所述具有柔性的那個構(gòu)件朝著從所述掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。發(fā)明的效果如上所述，因為本發(fā)明的構(gòu)成是用加壓輥一邊對轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊相對于轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地送出進(jìn)行掃描，以該加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將具有柔性的那個構(gòu)件朝著從掃描方向朝前方傾斜的方向牽引，所以能將轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件一點點逐漸按壓于轉(zhuǎn)印構(gòu)件或被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件，將空氣從樹脂的尚未經(jīng)轉(zhuǎn)印的極小的間隙擠出至外部。因此，即使不在減壓環(huán)境下進(jìn)行處理，樹脂側(cè)也不會有氣泡殘留。附圖的簡單說明圖1是作為本發(fā)明的實施方式的轉(zhuǎn)印裝置的主視圖。圖2是圖1中的A-A箭頭方向剖視圖。圖3是作為本發(fā)明的實施方式的轉(zhuǎn)印裝置的俯視圖。圖4是本發(fā)明的轉(zhuǎn)印的示意圖。圖5是表示轉(zhuǎn)印裝置的各處理工序的圖。圖6是表示轉(zhuǎn)印裝置的各處理工序的圖(轉(zhuǎn)印的詳情)。圖7是表示轉(zhuǎn)印裝置的各處理工序的圖(剝離的詳情)。圖8是對本發(fā)明的實施方式的多樣性進(jìn)行說明的圖。圖9是在卷對卷方式的納米壓印轉(zhuǎn)印系統(tǒng)中的應(yīng)用例。圖10是具有對應(yīng)于多塊模具的多個涂布區(qū)域的柔性基材的例子。圖11是表示現(xiàn)有的轉(zhuǎn)印后的基材的情況的圖。實施發(fā)明的方式下面對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。作為本發(fā)明的實施方式的轉(zhuǎn)印裝置的主視圖示于圖1，圖1中的A-A箭頭方向剖視圖示于圖2，俯視圖示于圖3。首先，作為第一實施方式，對轉(zhuǎn)印構(gòu)件是剛性模具、被轉(zhuǎn)印構(gòu)件是柔性基材9的形態(tài)進(jìn)行說明。圖1 圖3中，在轉(zhuǎn)印裝置10的左端安裝有放出輥11和放出側(cè)導(dǎo)輥13，該放出輥11卷繞有柔性基材9，該放出側(cè)導(dǎo)輥13將該柔性基材9導(dǎo)向其右上。另一方面，在該轉(zhuǎn)印裝置10的右端安裝有卷取輥15和卷取側(cè)導(dǎo)輥17，該卷取輥15將柔性基材9卷取，該卷取側(cè)導(dǎo)輥17將該柔性基材9導(dǎo)向其左上。放出側(cè)導(dǎo)輥13和卷取側(cè)導(dǎo)輥17安裝成使得Z軸方向的高度相同。因此，使柔性基材9通過時，柔性基材9在該放出側(cè)導(dǎo)輥13和卷取側(cè)導(dǎo)輥17之間在Y軸方向上水平拉伸。放出側(cè)導(dǎo)輥13和卷取側(cè)導(dǎo)輥17分別安裝有張力傳感器19、21，基于由張力傳感器19檢出的張力對放出棍11驅(qū)動用的未圖不的電動機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。另一方面，基于由張力傳感器21檢出的張力對卷取輥15驅(qū)動用的未圖示的電動機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。藉此，可調(diào)整柔性基材9的張力。在轉(zhuǎn)印裝置10的中央部配置有自由地從未圖示的真空泵進(jìn)行抽真空的真空吸附平臺20。在真空吸附平臺20的一面開有多個小孔，通過該小孔朝真空泵側(cè)吸引外部氣體。該真空吸附平臺20繞著水平軸25自由地轉(zhuǎn)動，能在繞著水平軸25打開的狀態(tài)下從上方載放剛性模具構(gòu)件23。而且，載放的剛性模具構(gòu)件23通過該真空吸附平臺20的小孔的吸引而固定于真空吸附平臺20。在水平放倒時的真空吸附平臺20和剛性模具構(gòu)件23的左右側(cè)部分別配置有第一升降輥27a、27b和第二升降輥29a、29b，這些升降輥從Z軸方向的上側(cè)和下側(cè)將柔性基材9夾住，并且在Z軸方向上自由地升降。在剛性模具構(gòu)件23的下側(cè)隔著柔性基材9配置有加壓輥31，該加壓輥31在Y軸方向上以恒定速度水平地自由移動。此外，在剛性模具構(gòu)件23的下側(cè)隔著柔性基材9具有UV照射燈33作為光照射機(jī)構(gòu)，該UV照射燈33是如圖2所示將未圖示的LED等紫外線發(fā)光元件在X軸方向上配置成直線狀而成的，該UV照射燈33在Y軸方向上以恒定速度水平地自由移動。在水平放倒時的真空吸附平臺20和剛性模具構(gòu)件23的左方隔著第一升降輥27a、27b形成有樹脂涂布區(qū)域35，在該區(qū)域內(nèi)涂布樹脂的樹脂涂布用噴嘴37通過XYZ軸型機(jī)器人39進(jìn)行定位控制。卷取側(cè)導(dǎo)輥17配置有未圖示的測長計，能測量柔性基材9的移動距離。而且，在規(guī)定長度的轉(zhuǎn)印結(jié)束后的階段，柔性基材9被送至圖3所示的切割平臺40，能用未圖示的膜切割器切割柔性基材9。接著，對本發(fā)明的實施方式的動作進(jìn)行說明。圖4所示為本發(fā)明的轉(zhuǎn)印的示意圖。圖4(A)中，在未圖示的真空吸附平臺20上載放有具有施加有凹凸圖案的圖案部43的剛性模具構(gòu)件23，該剛性模具構(gòu)件23處于被吸附于真空吸附平臺20的狀態(tài)。剛性模具構(gòu)件23的材質(zhì)是石英、硅、鎳等。另一方面，柔性基材9的樹脂涂布區(qū)域35內(nèi)通過樹脂涂布用噴嘴37涂布有光固化性樹脂47。這里，作為柔性基材9的材質(zhì)，可使用熱塑性樹脂或熱固化性樹脂膜。此外，作為光固化性樹脂47的材質(zhì)，可使用能通過光自由基聚合而光固化的光固化性組合物。作為涂布光固化性樹脂47的方法，可以是模涂、棒涂、刮刀涂布、刮涂、輥涂、噴涂、噴墨等。另外，也可以使用能通過熱自由基聚合而熱固化的熱固化性樹脂來代替光固化性樹脂47。此時，只要具有在X方向上呈直線狀的紅外加熱器等來代替UV照射燈33作為加熱裝置、使該紅外加熱器在Y軸方向上以恒定速度水平地掃描即可。
為了提高脫模性，可以預(yù)先對剛性模具構(gòu)件23的表面實施表面處理。該表面處理中，較好是包含具有氟代烷基(可以具有醚性氧原子)、硅氧烷鏈或碳數(shù)4 24的長鏈烷基的化合物，特別好是包含具有氟代烷基的化合物。圖4(B)中，在未圖示的真空吸附平臺20上載放剛性模具構(gòu)件23后，使真空吸附平臺20反轉(zhuǎn)，與柔性基板9相對。這樣，只要在載放剛性模具構(gòu)件23后使其反轉(zhuǎn)即可，因此作業(yè)容易。此時，柔性基材9的樹脂涂布區(qū)域35配置成比剛性模具構(gòu)件23的整個圖案部43更大，比剛性模具構(gòu)件23的外形更小。S卩，如圖4(A)所示，在柔性基板9的內(nèi)側(cè)形成有樹脂涂布區(qū)域35，還在樹脂涂布區(qū)域35的面的更外側(cè)形成有剛性模具構(gòu)件23。圖4(C)是轉(zhuǎn)印的工序。在如上所述使柔性基材9的樹脂涂布區(qū)域35與剛性模具構(gòu)件23相對的狀態(tài)下，一邊在Z軸方向上以規(guī)定壓力從下方對加壓輥31進(jìn)行按壓，一邊使其朝Y軸正方向移動。此時，柔性基材9的右端側(cè)以一定的張力朝右側(cè)斜下方被拉伸。在該狀態(tài)下，如果將柔性基材9上的光固化性樹脂47 —點點逐漸按壓于剛性模具構(gòu)件23，則空氣從剛性模具構(gòu)件23的凸部和凸部之間的尚未經(jīng)轉(zhuǎn)印的極小的間隙漏出至外部。因此，即使不將本轉(zhuǎn)印裝置10置于減壓環(huán)境下，在光固化性樹脂47側(cè)也不會有氣泡殘留。還有，如圖4(D)所示，通過UV照射使光固化性樹脂47固化，但只要紫外線能透過，則可以從剛性模具構(gòu)件23側(cè)、柔性基材9側(cè)中的任一側(cè)照射。然后，如圖4 (E)所示，將柔性基材9的光固化性樹脂47從剛性模具構(gòu)件43剝離。該處理中，一邊在Z軸方向上以規(guī)定壓力從下方對加壓輥31進(jìn)行按壓，一邊與圖4 (C)的轉(zhuǎn)印工序相反地使其朝Y軸負(fù)方向移動。此時，柔性基材9的右端側(cè)以一定的張力朝右側(cè)斜下方被拉伸。藉此，剝離部的位置保持恒定，且剝離速度保持恒定，其結(jié)果是，能緩慢地進(jìn)行剝離，因此能實現(xiàn)順暢的剝離。接著，基于圖5、圖6、圖7對轉(zhuǎn)印裝置的各處理工序進(jìn)行詳細(xì)說明。圖5㈧是樹脂基材通過工序。第一升降輥27a、27b和第二升降輥29a、29b分別打開，在放出側(cè)導(dǎo)輥13和卷取側(cè)導(dǎo)輥17之間，柔性基材9在Y軸方向上以規(guī)定的張力水平地拉伸成均衡狀態(tài)。接著，在圖5 (B)的樹脂涂布工序中，將第一升降輥27a、27b和第二升降輥29a、29b分別關(guān)閉。該狀態(tài)下，一邊利用XYZ軸型機(jī)器人39來移動樹脂涂布用噴嘴37，一邊對樹脂涂布區(qū)域35內(nèi)涂布樹脂。此時，柔性基材9的一端被第一升降輥27a、27b固定，另一方面，另一端通過張力傳感器19將張力保持恒定，因此涂布膜厚保持均一。接著，在圖5 (C)的片材輸送工序中，在第一升降輥27a、27b和第二升降輥29a、29b分別打開的狀態(tài)下，使柔性基材9朝Y軸正方向移動，直至柔性基材9的光固化性樹脂47面與剛性模具構(gòu)件23的面對齊的位置。接著，在圖5 (D)的轉(zhuǎn)印工序中，再次將第一升降輥27a、27b和第二升降輥29a、29b關(guān)閉。此時，并不是將柔性基材9 一下子按壓于剛性模具構(gòu)件23，而是通過使加壓輥31掃描來一點點逐漸進(jìn)行按壓。S卩，如圖6的轉(zhuǎn)印工序詳細(xì)說明圖所示，首先，在圖6(A)中，使第一升降輥27a、27b上升，另一方面使第二升降輥29a、29b下降。通過第一升降輥27a、27b的上升，柔性基材9在剛性模具構(gòu)件23的底面角部彎折成“〈”字形(“L”字形)。
在該狀態(tài)下，一邊在Z軸方向上以規(guī)定壓力從下方對加壓輥31進(jìn)行按壓，一邊使其沿Y軸正方向以恒定速度移動。此時，利用回卷用導(dǎo)輥17的張力傳感器21，將柔性基材9的右端側(cè)以一定的張力朝右側(cè)斜下方拉伸。在該狀態(tài)下，如果利用加壓輥31將柔性基材9上的光固化性樹脂47 —點點逐漸按壓于剛性模具構(gòu)件23，則空氣從剛性模具構(gòu)件23的凸部和凸部之間的尚未經(jīng)轉(zhuǎn)印的極小的間隙漏出至外部。此外，通過如上所述在剛性模具構(gòu)件23的底面角部彎折成“ < ”字形(“L”字形)，從轉(zhuǎn)印起始點開始完全地進(jìn)行轉(zhuǎn)印，可防止在加壓輥31朝Y軸正方向移動時、從加壓輥31觀察時的Y軸負(fù)方向側(cè)發(fā)生剝離。然后，如圖6(B)所示，加壓輥31的掃描結(jié)束。接著，在圖5(E)的UV照射工序中，如圖2所示，通過使在X軸方向上呈直線狀的UV照射燈33在Y軸方向上以恒定速度水平地掃描，從而照射紫外線，使光固化性樹脂47固化。UV照射燈33不是配置于一面，而是沿X軸方向構(gòu)成為直線狀，因此價格低廉。此外，通過以恒定速度掃描，在Y軸方向上照射光量不會產(chǎn)生不均。接著，在圖5(F)的剝離工序中，將固化的光固化性樹脂47從剛性模具構(gòu)件23剝離。此時，與轉(zhuǎn)印工序同樣，并不是將柔性基材9 一下子從剛性模具構(gòu)件23剝離，而是一邊使加壓輥31掃描一邊進(jìn)行剝離。S卩，如圖7的剝離工序詳細(xì)說明圖所示，為了將柔性基材9緩慢地剝離，以加壓輥31為支點，使加壓輥31朝Y軸負(fù)方向移動。此時，利用回卷用導(dǎo)輥17的張力傳感器21，將柔性基材9的右端側(cè)以一定的張力朝右側(cè)斜下方拉伸。然后，在加壓輥31返回后，使第二升降輥29a、29b上升，使第一升降輥27a、27b下降。然后，在圖7(C)中，將柔性基材9送至切割平臺40。通過以上步驟，對柔性基材9上的光固化性樹脂47進(jìn)行高精度的轉(zhuǎn)印。如上所述制成的由柔性基材9和光固化性樹脂47構(gòu)成的樹脂圖案100中，可使光固化性樹脂47的
膜厚均一。如圖8 (A)所示，光固化性樹脂可以涂布于模具側(cè)和基材側(cè)中的任一側(cè)。本實施方式中，假設(shè)在作為基材的柔性基材9上涂布光固化性樹脂47來進(jìn)行說明。然而，如圖8(A)的涂布工序所示，光固化性樹脂147既可以像本實施方式那樣涂布于基材109側(cè)，也可以涂布于模具123側(cè)。此外，本實施方式中，對被轉(zhuǎn)印構(gòu)件是柔性基材9、轉(zhuǎn)印構(gòu)件是剛性模具構(gòu)件23的情況進(jìn)行了說明。然而，如圖8(B)的轉(zhuǎn)印工序所示，與加壓輥31抵接的構(gòu)件也可以是具有柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件，即柔性模具。此時，被轉(zhuǎn)印構(gòu)件既可以是柔性也可以是剛性。還有，同樣地，在本實施方式的剝離工序中，與轉(zhuǎn)印工序同樣，如圖8(D)所示，與加壓輥31抵接的構(gòu)件也可以是具有柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件，即柔性模具。此時，被轉(zhuǎn)印構(gòu)件既可以是柔性也可以是剛性。即，在本發(fā)明的其它實施方式中，轉(zhuǎn)印構(gòu)件也可以是具有柔性的構(gòu)件，即柔性模具。而且，被轉(zhuǎn)印構(gòu)件既可以是柔性也可以是剛性(第二實施方式)。此時，加壓輥31與柔性模具抵接。而且，如圖8(A)的涂布工序所示，光固化性樹脂147既可以涂布于基材109偵彳，也可以涂布于模具123側(cè)。剛性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件也可以是玻璃板作為柔性模具，可使用以熱塑性樹脂或熱固化性樹脂膜或者具有柔性的金屬片材作為基材、在其一面上通過納米壓印形成有樹脂圖案的柔性模具，較好是使用以能透過紫外線的熱塑性樹脂或熱固化性樹脂膜作為基材的柔性模具。還有，在本實施方式的UV照射工序中，假設(shè)用UV照射燈33從柔性基材9的下側(cè)進(jìn)行照射來進(jìn)行說明，但只要紫外線能通過，則如圖8(C)所示，既可以從基材109的下方照射，也可以從模具123的上方照射。第一實施方式適合用于使用柔性的熱塑性樹脂或熱固化性樹脂膜作為基材、使用剛性高的石英、硅或金屬等作為模具的情況。第二實施方式適合用于使用樹脂模具作為柔性模具、使用玻璃板、熱塑性樹脂或熱固化性樹脂膜作為基材的情況。接著，對于將用該轉(zhuǎn)印裝置10制成的樹脂模具100應(yīng)用于未圖示的卷對卷方式的納米壓印轉(zhuǎn)印系統(tǒng)的情況進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)印部分以往如圖9所示構(gòu)成為鼓式。圖9中，將(例如3塊)平版型的模具100粘貼在圓柱狀的轉(zhuǎn)印鼓50上使用。

然而，3塊樹脂模具100如上所述是獨立的情況下，需要對各樹脂模具100的位置進(jìn)行微調(diào)。此外，要進(jìn)行3處的安裝作業(yè)，因此繁瑣。另一方面，本發(fā)明的實施方式如圖10所示，能夠在柔性基材9形成對應(yīng)于多塊模具的多個樹脂涂布區(qū)域35。藉由該構(gòu)成，例如可以生成具有三個連續(xù)的樹脂涂布區(qū)域35A、35B、35C的樹脂模具200，將該樹脂模具200卷繞于轉(zhuǎn)印鼓50，從而簡單地完成安裝作業(yè)。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的轉(zhuǎn)印裝置及樹脂圖案制造方法可用于使用納米壓印用模具(特別是凸部的寬度、高度、間距中的任何一個最大尺寸在950nm以下的模具)的樹脂圖案的制造。在這里引用2010年11月22日提出申請的日本專利申請2010-260387號的說明書、權(quán)利要求書、附圖和說明書摘要的全部內(nèi)容作為本發(fā)明說明書的揭示。符號的說明9柔性基材10 轉(zhuǎn)印裝置11放出輥13 放出側(cè)導(dǎo)輥15卷取輥17 卷取側(cè)導(dǎo)輥19,21張力傳感器20 真空吸附平臺23 剛性模具構(gòu)件27a、27b 第一升降輥29a、29b 第二升降輥31 加壓輥33 UV 照射燈35 樹脂涂布區(qū)域
37 樹脂涂布用噴嘴39 XYZ軸型機(jī)器人40 切割平臺43圖案部47、147光固化性樹脂50 轉(zhuǎn)印鼓100、200 樹脂模具
權(quán)利要求
1.轉(zhuǎn)印裝置，其包括: 具有剛性或柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件； 具有剛性或柔性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件； 對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的任一構(gòu)件的至少一處規(guī)定區(qū)域涂布固化性樹脂的涂布單元； 將所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件隔著所述固化性樹脂相互轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印單元； 使所述固化性樹脂固化的固化單元； 將所述轉(zhuǎn)印后的所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件相互剝離的剝離單元；其特征在于， 所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的至少任一構(gòu)件是具有柔性的構(gòu)件； 所述轉(zhuǎn)印單元包括: 加壓輥，該加壓輥一邊對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊相對于所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地送出進(jìn)行掃描; 張力產(chǎn)生單元，該張力產(chǎn)生單元以所述加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將所述具有柔性的那個構(gòu)件朝著從所述掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。
2.轉(zhuǎn)印裝置，其包括: 具有剛性或柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件； 具有剛性或柔性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件； 對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的任一構(gòu)件的至少一處規(guī)定區(qū)域涂布固化性樹脂的涂布單元； 將所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件隔著所述固化性樹脂相互轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印單元； 使所述固化性樹脂固化的固化單元； 將所述轉(zhuǎn)印后的所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件相互剝離的剝離單元；其特征在于， 所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的至少任一構(gòu)件是具有柔性的構(gòu)件； 所述剝離單元包括: 加壓輥，該加壓輥一邊對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊相對于所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地收回進(jìn)行掃描; 張力產(chǎn)生單元，該張力產(chǎn)生單元以所述加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將所述具有柔性的那個構(gòu)件朝著從所述掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)印裝置,其特征在于,包括反轉(zhuǎn)單元,該反轉(zhuǎn)單元使所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的任一個反轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的轉(zhuǎn)印裝置，其特征在于，包括第一升降輥，該第一升降輥將所述具有柔性的那個構(gòu)件的一端保持在比所述另一個構(gòu)件的一端的角部的高度更高的位置，使得所述具有柔性的那個構(gòu)件在所述角部彎折。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的轉(zhuǎn)印裝置，其特征在于，包括第二升降輥，該第二升降輥朝著所述傾斜方向保持所述具有柔性的那個構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求 1 5中任一項所述的轉(zhuǎn)印裝置，其特征在于，包括: 放出側(cè)導(dǎo)輥，該放出側(cè)導(dǎo)輥引導(dǎo)所述具有柔性的那個構(gòu)件的放出側(cè)，具有第一張力傳感器； 卷取側(cè)導(dǎo)輥，該卷取側(cè)導(dǎo)輥引導(dǎo)所述具有柔性的那個構(gòu)件的卷取側(cè)，具有第二張力傳感器； 放出輥，該放出輥將所述具有柔性的那個構(gòu)件放出； 卷取輥，該卷取輥將所述具有柔性的那個構(gòu)件卷??； 基于由所述第一張力傳感器檢出的張力來驅(qū)動所述送出輥； 基于由所述第二張力傳感器檢出的張力來驅(qū)動所述卷取輥。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的轉(zhuǎn)印裝置，其特征在于，所述固化單元具有將紫外線發(fā)光元件排列成直線狀而成的UV照射機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項所述的轉(zhuǎn)印裝置，其特征在于，包括: 測長單元，該測長單元測量所述具有柔性的那個構(gòu)件的卷出尺寸； 切割單元，該切割單元基于由該測長單元測得的卷出尺寸來切割所述具有柔性的那個構(gòu)件。
9.樹脂圖案制造方法，該方法中， 對具有剛性或柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件的規(guī)定區(qū)域或者具有剛性或柔性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件的規(guī)定區(qū)域中的任一規(guī)定區(qū)域涂布固化性樹脂， 將所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件隔著所述固化性樹脂相互轉(zhuǎn)印， 使所述固化性樹脂固化后， 使所述轉(zhuǎn)印后的所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件相互剝離，從而制成樹脂圖案，其特征在于， 在所述轉(zhuǎn)印工序中， 一邊將加壓輥對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊使所述加壓輥相對于所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地送出進(jìn)行掃描， 以所述加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將所述具有柔性的那個構(gòu)件朝著從所述掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。
10.樹脂圖案制造方法，該方法中， 對具有剛性或柔性的轉(zhuǎn)印構(gòu)件的規(guī)定區(qū)域或者具有剛性或柔性的被轉(zhuǎn)印構(gòu)件的規(guī)定區(qū)域中的任一規(guī)定區(qū)域涂布固化性樹脂， 將所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件隔著所述固化性樹脂相互轉(zhuǎn)印， 使所述固化性樹脂固化后， 使所述轉(zhuǎn)印后的所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件和所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件相互剝離，從而制成樹脂圖案，其特征在于， 在所述剝離工序中， 一邊將加壓輥對所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的具有柔性的那個構(gòu)件進(jìn)行按壓，一邊使所述加壓輥相對于所述轉(zhuǎn)印構(gòu)件或所述被轉(zhuǎn)印構(gòu)件中的另一個構(gòu)件平行地收回進(jìn)行掃描， 以所述加壓輥為支點，以規(guī)定的張力將所述具有柔性的那個構(gòu)件朝著從所述掃描方向朝前方傾斜的方向牽引。
全文摘要
本發(fā)明提供能穩(wěn)定地連續(xù)成形樹脂制的柔性模具的轉(zhuǎn)印裝置及樹脂圖案制造方法。在使柔性基材(9)的樹脂涂布區(qū)域(35)與剛性模具構(gòu)件(23)相對的狀態(tài)下，一邊在Z軸方向上以規(guī)定壓力從下方對加壓輥(31)進(jìn)行按壓，一邊使其朝Y軸正方向移動。此時，柔性基材(9)的右端側(cè)以一定的張力朝右側(cè)斜下方被拉伸。在該狀態(tài)下，如果將柔性基材(9)上的光固化性樹脂(47)一點點逐漸按壓于剛性模具構(gòu)件(23)，則空氣從剛性模具構(gòu)件(23)的凸部和凸部之間的尚未經(jīng)轉(zhuǎn)印的極小的間隙漏出至外部。因此，即使不將本轉(zhuǎn)印裝置(10)置于減壓環(huán)境下，在光固化性樹脂(47)側(cè)也不會有氣泡殘留。
文檔編號B29C59/02GK103210474SQ20118005503
公開日2013年7月17日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者坂本寬, 白鳥聰, 海田由里子 申請人:旭硝子株式會社