CN102574327A - 压印用模具及其制造方法、压印装置和压印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供使在接合部分产生的台阶较小的环带状的压印用模具及其制造方法，以及能够抑制环带状的压印用模具的接合部分的台阶所引起的残存有未固化的光固化性组合物的情况的压印装置及压印方法。压印用模具(10)，其通过使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜(12)在其端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，并使该树脂薄膜(12)成为环带状来形成；具有压印用模具(10)的压印装置；以及使用压印用模具(10)的压印方法。

Description

压印用模具及其制造方法、压印装置和压印方法
技术领域
本发明涉及树脂制的环带状的压印用模具及其制造方法、使用该压印用模具的压印装置及压印方法。
背景技术
作为在防反射构件、线栅型偏振片等光学构件等的制造过程中形成微细图案的方法，公知有下述所谓压印法的方法：在使表面上具有该微细图案的翻转图案的模具与涂敷在基材的表面上的光固化性组合物相接触的状态下，向光固化性组合物照射放射线(紫外线等)，使光固化性组合物固化，从而向基材的表面转印模具的翻转图案而形成微细图案。特别是，与使用光刻、蚀刻的以往方法相比，使用在表面上具有纳米等级的翻转图案的模具的所谓纳米压印法，能够以简单的装置且较短的时间形成微细图案，因此该纳米压印法受到重视。
然而，压印法所使用的模具价格非常高。例如，在表面上具有微米等级的翻转图案的模具，通常是利用金刚石刀具对金属辊的表面进行切削加工而制造的，该加工要求极高的精度及较长时间，因此会花费数百万至数千万日元的费用(参照专利文献1第0005段)。对于纳米等级的翻转图案，事实上是不可能通过对金属辊的表面进行切削加工而形成，通常，必须利用将半导体元件的制造过程所使用的电子束绘制和蚀刻相组合的方法、或是将光刻和蚀刻相组合的方法等，在石英基板、硅基板等的表面上形成翻转图案。因此，例如在100mm×100mm的大小的情况下，表面上具有纳米等级的翻转图案的模具的价格会超过一千万日元。另外，每一个模具都需要花费时间去形成翻转图案，因此难以实现大面积化。
因此，提出了下述方案：将高价的模具作为主模具，利用压印法将主模具的该翻转图案转印到树脂薄膜的表面，而获得在表面上形成有微细图案的树脂薄膜，进而使该树脂薄膜的端部相互接合而成为环带状的模具，从而同时实现模具的低成本化及大面积化(参照专利文献1、2)。
专利文献1：日本特开2008-137282号公报
专利文献2：日本特开2007-307752号公报
发明内容
然而，在使树脂薄膜的端部相互接合而成为环带状的情况下，需要在使树脂薄膜的端部彼此上下重叠的状态下进行熔接，因此在接合部分上产生与树脂薄膜的厚度相对应的台阶。在将接合部分存在有台阶的环带状的模具用于压印法的情况下，在使模具与光固化性组合物相接触时，空气残留在接合部分的台阶处，由于空气中含有的氧气而阻碍该部分中的光固化性组合物的固化。其结果，在基材、模具的表面上残存有未固化的光固化性组合物。该未固化的光固化性组合物有可能成为装置、产品的污染的原因。
本发明提供通过使表面上形成有微细图案的树脂薄膜的端部彼此接合而使该树脂薄膜成为环带状，并使接合部分所产生的台阶较小的压印用模具，及该压印用模具的制造方法，以及能够抑制环带状的压印用模具的接合部分的台阶所引起的残存有未固化的光固化性组合物的情况的压印装置及压印方法。
本发明的压印用模具的特征在于，该压印用模具是通过如下方式形成的，即，对于表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在将该一片以上的树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，从而将该一片以上的树脂薄膜做成环带状。
上述微细图案具有多个凸部和/或多个凹部，优选该凸部和/或凹部之间的间距平均为1nm～10μm。
此外，优选上述微细图案存在于成为环带状的树脂薄膜的外周面上。
在上述压印用模具中，优选模具的以接合线为中心线的宽度10mm的部分中的厚度的最大值与最小值之差为20μm以下，该接合线是将树脂薄膜的端部彼此相对接而对该端部进行熔接、接合而成的接合线。
本发明的压印用模具的制造方法的特征在于，提供一种本发明的压印用模具的制造方法，该制造方法包括：将表面上具有上述微细图案的翻转图案的主模具的该翻转图案转印到树脂薄膜的表面上，获得在表面上形成有微细图案的树脂薄膜的工序；使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在使该一片以上的树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，将该树脂薄膜做成环带状的工序。
上述翻转图案具有与上述微细图案的凸部和/或凹部相对应的多个凹部和/或多个凸部，该凹部和/或凸部之间的间距平均为1nm～10μm。
本发明的压印装置的特征在于，该压印装置包括：涂敷部件，其用于向移动的基材的表面涂敷光固化性组合物；环带状的模具，其架设在多个辊上而进行循环转动，该环带状的模具与涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性组合物相接触；光照射部件，其在上述模具与上述光固化性组合物相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光；上述环带状的模具为本发明的压印用模具。
另外，本发明的压印装置的特征在于，该压印装置包括：环带状的模具，其架设在多个辊上而进行循环转动；涂敷部件，其用于向上述模具的表面涂敷光固化性组合物；光照射部件，其在涂敷于上述模具的表面上的光固化性组合物与移动的基材的表面相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光；上述环带状的模具为本发明的压印用模具。
本发明的压印方法的特征在于，该压印方法具有：向移动的基材的表面涂敷光固化性组合物的工序；使架设在多个辊上而进行循环转动的环带状的模具与涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性组合物相接触的工序；在上述模具与上述光固化性组合物相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光的工序；作为上述环带状的模具，使用本发明的压印用模具。
另外，本发明的压印方法的特征在于，该压印方法具有：向架设在多个辊上而进行循环转动的环带状的模具的表面涂敷光固化性组合物的工序；使移动的基材与涂敷在上述模具的表面上的上述光固化性组合物相接触的工序；在上述基材与上述光固化性组合物相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光的工序；作为上述环带状的模具，使用本发明的压印用模具。
本发明的压印用模具是通过使表面上形成有微细图案的树脂薄膜在其端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该端部接合，并使树脂薄膜成为环带状来形成的压印用模具，使接合部分所产生的台阶较小。
采用本发明的压印用模具的制造方法，提供一种通过使表面上形成有微细图案的树脂薄膜在其端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，并使该树脂薄膜成为环带状的压印用模具，能够制造使接合部分所产生的台阶较小的压印用模具。
采用本发明的压印装置，能够抑制环带状的压印用模具的接合部分的台阶所引起的残存有未固化的光固化性组合物的情况。
采用本发明的压印方法，能够抑制环带状的压印用模具的接合部分的台阶所引起的残存有未固化的光固化性组合物的情况。
在向基材侧涂敷光固化性树脂的情况下，在环带状的模具中存在有台阶的情况下，有可能使朝与台阶部分相接触的部分的涂敷中断，但是在本发明中，在模具中不存在台阶，因此不需要在基材上进行间断涂敷，生产率优良。
另外，在向模具侧涂敷光固化性树脂的情况下，在环带状的模具上存在有台阶的情况下，有时使涂敷部件自模具退避(远离)，但是在本发明中，由于在模具上不存在台阶，因此，能够使涂敷部件与模具之间的间距始终保持恒定，生产率优良。
附图说明
图1是表示本发明的树脂薄膜的接合姿态的剖视图。
图2是表示采用以往方法的树脂薄膜的接合姿态的剖视图。
图3是表示本发明的压印装置的第1实施方式的概略图。
图4是表示本发明的压印装置的第2实施方式的概略图。
图5是表示本发明的压印装置的第3实施方式的概略图。
具体实施方式
压印用模具
本发明的压印用模具是通过使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在其端部彼此相对接的状态下进行熔接，以使具有微细图案一侧的表面成为外周面的方式使上述树脂薄膜成为环带状而成的。
微细图案
微细图案具有多个凸部和/或多个凹部。
作为凸部，可举出在树脂薄膜的表面上延伸的长条的凸条、散布在表面上的突起等。
作为凹部，可举出在树脂薄膜的表面上延伸的长条的槽、散布在表面上的孔等。
作为凸条或者槽的形状，可举出直线、曲线、折曲形状等。凸条或槽也可以多个平行地存在而形成为条纹状。
作为凸条或者槽的与长度方向正交的方向上的截面形状，可举出长方形、梯形、三角形及半圆形等。
作为突起或孔的形状，可举出三棱柱、四棱柱、六棱柱、圆柱、三棱锥、四棱锥、六棱锥、圆锥、半球及多面体等。
优选凸条或槽的宽度平均为1nm～10μm，更优选为20nm～1000nm，特别优选为30nm～600nm。凸条的宽度是指，与长度方向正交的方向上的截面中的底边长度。槽的宽度是指，与长度方向正交的方向上的截面中的上侧边长度。
优选突起或孔的宽度平均为1nm～10μm，更优选为20nm～1000nm，特别优选为30nm～600nm。突起的宽度是指，在底面较细长的情况下，为与长度方向正交的方向上的截面中的底边长度，在上述之外的情况下，为突起的底面中的最大长度。孔的宽度是指，在开口部较细长的情况下，为与长度方向正交的方向上的截面中的上侧边长度，在上述之外的情况下，为孔的开口部中的最大长度。
优选凸部的高度平均为1nm～10μm，更优选为20nm～1000nm，特别优选为30nm～600nm。
优选凹部的深度平均为1nm～10μm，更优选为20nm～1000nm，特别优选为30nm～600nm。
优选凸部的最小尺寸为1nm～10μm，更优选为20nm～1000nm，特别优选为30nm～600nm。最小尺寸是指，凸部的宽度、长度及高度中的最小尺寸。
优选凹部的最小尺寸为1nm～10μm，更优选为20nm～1000nm，特别优选为30nm～600nm。最小尺寸是指，凹部的宽度、长度及深度中的最小尺寸。
在凸部和/或凹部密集的区域中，优选凸部或凹部之间的间距平均为1nm～10μm，优选为20nm～1000nm，特别优选为30nm～600nm。凸部之间的间距是指，从凸部的中心(凸条的情况下为截面宽度方向的中心)到相邻的凸部的中心的距离。凹部之间的间距是指，从凹部的中心(槽的情况下为截面宽度方向的中心)到相邻凹部的中心的距离。
本发明的压印用模具在间距为上述范围、即具有纳米等级的微细图案的情况下，能够最大限度地发挥压印用模具的低成本化及大面积化的效果，因此特别适合用作纳米压印用模具。
树脂薄膜
作为树脂薄膜的材料，可举出氟树脂、有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙酯等)、聚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、尼龙树脂、聚苯硫醚树脂、环状聚烯烃树脂等。作为具体使用的树脂薄膜，选择与使树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下的熔接方法、熔接条件相适合的树脂薄膜。
作为树脂薄膜，为了提高该树脂薄膜与在转印主模具的翻转图案而形成微细图案时所采用的光固化性组合物的密合性，也可以使用经过表面处理的树脂薄膜。作为表面处理，举出底漆涂敷处理、臭氧处理、等离子蚀刻处理等。作为底漆，可举出聚甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶联剂、硅氮烷等。
在树脂薄膜的背面侧，从提高压印用模具的强度这点来说，也可以粘贴带粘接剂的金属带、箔(铝带、铝箔等)、带粘接剂的塑料薄膜等内衬薄膜。在利用该内衬薄膜提高环带状的压印用模具的强度的情况下，在内衬薄膜的接合部处，不会在压印用模具的外周面侧产生台阶。
离型剂
也可以利用离型剂对本发明的压印用模具的具有微细图案一侧的表面进行处理。
作为离型剂，例如举出下述物质。
氟类离型剂：Zonyl TC涂料(杜邦社制)，OPTOOL(日文：オプツ一ル)DSX、OPTOOL(日文：オプツ一ル)HD2100(DAIKIN工业社制)，Dura-Surf(日文：デユラサ一フ)HD-2101Z(DAIKIN工业社制)，CYTOP(日文：サイトツプ)CTL-107M(旭硝子社制)，CYTOP(日文：サイトツプ)CTL-107A(旭硝子社制)，NovecEGC-1720(3M社制)等。
有机物类离型剂：有机硅类树脂(二甲基硅油类润滑油KF96(信越硅酮社制)等)，烷烃类树脂(形成烷烃类单分子膜的SAMLAY(日本曹达社制)等)等。
上述说明的本发明的压印用模具是通过使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在其端部彼此相对接的状态下进行熔接而成为环带状的，因此基本不存在接合部分的台阶，或者即使存在台阶，与在树脂薄膜的端部相互重叠的状态下进行熔接而形成的台阶相比，该台阶也较小。
压印用模具的制造方法
本发明的压印用模具的制造方法包括下述工序(I)～(II)。
(I)将主模具的翻转图案转印到树脂薄膜的表面上而获得在表面上形成有微细图案的树脂薄膜的工序。
(II)将表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在其端部彼此相对接的状态下进行熔接，以使具有微细图案一侧的表面为外周面的方式使上述树脂薄膜成为环带状的工序。
工序(I)
以下对工序(I)进行具体说明。
微细图案的形成方法
作为将主模具的翻转图案转印到树脂薄膜的表面而形成微细图案的方法，优选压印法(光压印法或者热压印法)，从能够有效且精度优良地转印翻转图案这点来说，特别优选光压印法。
作为采用光压印法的微细图案的形成方法，具体来说，可举出具有下述工序(i)～(iv)的方法。
(i)向树脂薄膜的表面涂敷光固化性组合物的工序。
(ii)以使翻转图案与光固化性组合物相接触的方式将主模具按压在光固化性组合物上的工序。
(iii)在将主模具按压在光固化性组合物上的状态下照射光(具体来说为紫外线、可见光或者电子束等放射线等。在本说明书中，包含紫外线、可见光或者电子束等放射线等，将这些统称为光)而使光固化性组合物固化，在树脂薄膜的表面上形成与翻转图案相对应的微细图案的工序。
(iv)分离树脂薄膜与主模具的工序。
作为采用热压印法的微细图案的形成方法，具体来说，可举出下述两种工序。
第一种是具有以下工序(i)～(iv)的方法。
(i)对热塑性树脂薄膜进行加热而使其软化的工序。
(ii)以使翻转图案与热塑性树脂薄膜相接触的方式将主模具按压到软化的热塑性树脂薄膜上的工序。
(iii)在将主模具按压到软化的热塑性树脂薄膜上的状态下进行冷却而使热塑性树脂薄膜固化，在热塑性树脂薄膜的表面上形成与翻转图案相对应的微细图案的工序。
(iv)分离热塑性树脂薄膜和主模具的工序。
第二种是具有以下工序(i)～(iv)的方法。
(i)对主模具进行加热的工序。
(ii)以使翻转图案与热塑性树脂薄膜相接触的方式将加热的主模具按压到热塑性树脂薄膜上的工序。
(iii)在将主模具按压到热塑性树脂薄膜上的状态下进行冷却而使热塑性树脂薄膜固化，在热塑性树脂薄膜的表面上形成与翻转图案相对应的微细图案的工序。
(iv)分离热塑性树脂薄膜与主模具的工序。
在主模具为辊状的情况下，一边使带状的树脂薄膜移动且使金属辊循环转动，一边连续进行工序(i)～(iv)。
在主模具为平板状的情况下，反复进行工序(i)～(iv)。
主模具
作为主模具的材料，可举出石英、玻璃、树脂(聚二甲基硅氧烷、环状聚烯烃、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙酯、透明氟树脂等)、硅、金属(镍、铜、不锈钢、钛等)、SiC，云母等。
主模具的翻转图案是与树脂薄膜的表面的微细图案相对应的翻转图案。
翻转图案具有与微细图案的凸部和/或凹部相对应的多个凹部和/或多个凸部。
凹部及凸部的各尺寸与上述的微细图案中的凸部及凹部的各尺寸相对应。
在凹部和/或凸部密集的区域中，优选凹部或凸部之间的间距平均为1nm～10μm，更优选为20nm～1000nm，特别优选为30nm～600nm。
本发明的压印用模具的制造方法在间距为上述范围、即以具有纳米等级的翻转图案的主模具来制造树脂制的环带状的压印用模具的情况下，能够最大限度地发挥压印用模具的低成本化及大面积化的效果，因此本发明的压印用模具的制造方法特别适合用作纳米压印用模具的制造方法。
作为在主模具的表面上形成翻转图案的方法，例如可举出将电子束绘制和蚀刻相组合的方法、将光刻和蚀刻相组合的方法等。
此外，也可以利用电铸镍等从主模具制作复制模具，并将该复制模具用作主模具。
光固化性组合物
作为光固化性组合物，能够使用国际公开第2007/116972号单行本的说明书第0029～0074段所记载的光固化性组合物等公知的光固化性组合物。
热塑性树脂薄膜
作为热塑性树脂薄膜，可举出氟树脂、有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙酯等)、聚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、尼龙树脂、聚苯硫醚树脂、环状聚烯烃树脂等。
工序(II)
以下对工序(II)进行具体说明。
树脂薄膜的接合方法
本发明的特征在于，如图1所示地以在使树脂薄膜12的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，从而形成环带状的压印用模具10。
在使树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接的情况下，与如图2所示地使树脂薄膜12的端部相互重叠的状态下进行熔接的情况相比，接合部分的台阶几乎不存在，或者即使存在，该台阶也较小。
作为树脂薄膜的接合方法，具体来说可举出如图1所示的下述方法：在树脂薄膜12的端部彼此相对接的状态下，利用被加热了的一对加热器14从上下方向对该端部及其附近进行夹持并加压熔接的方法。
优选加热器14的加热温度为树脂薄膜12的玻化温度或者熔点以上。
优选加热器14所进行的加压为0.1MPa(表压)～10MPa(表压)。
在树脂薄膜的端部彼此相对接时的端部与端部之间，可以处于完全不存在间隙的状态，也可以处于存在较小间隙的状态。在端部与端部之间存在较小间隙的情况下，优选该间隙的宽度为0.1mm以下。
在由一片树脂薄膜制造环带状的压印用模具的情况下，在使一片树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，以具有微细图案一侧的表面为外周面的方式使该树脂薄膜成为环带状。
在由两片以上的树脂薄膜制造环带状的压印用模具的情况下，以使两片以上的树脂薄膜串联接合而成为一片长条的树脂薄膜的方式，在使相邻树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该相邻树脂薄膜的端部相接合，接下来在使该长条的树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该长条的树脂薄膜的端部相接合，以使具有微细图案一侧的表面成为外周面的方式使该树脂薄膜成为环带状。
在以上说明的本发明的压印用模具的制造方法中，在使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，并使该树脂薄膜成为环带状，因此能够制造接合部分基本不存在台阶，或者即使存在台阶该台阶也较小的压印用模具。
压印装置
本发明的压印装置具有：涂敷部件，其用于将光固化性组合物涂敷在移动的基材的表面上；环带状的模具，其架设在多个辊上而进行循环转动，与涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性组合物相接触；光照射部件，其在使上述模具与上述光固化性组合物相接触的状态下向上述光固化性组合物照射光。
另外，本发明的压印装置具有：环带状的模具，其架设在多个辊上而进行循环转动；涂敷部件，其向上述模具的表面涂覆光固化性组合物；光照射部件，其在使涂覆在上述模具的表面上的光固化性组合物与移动的基材的表面相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光。
然后，在本发明的压印装置中，其特征在于，环带状的模具是上述的本发明的压印用模具，该压印用模具是通过使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在其端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，并使该树脂薄膜成为环带状来形成的。
以下说明本发明的压印装置的实施方式。
第1实施方式
图3是表示本发明的压印装置的第1实施方式的概略图。
压印装置大致构成为具有：涂敷部件22，其用于向沿各辊移动的带状的基材20的表面上涂覆光固化性组合物；环带状的压印用模具10，其架设在大辊24及小辊26上；光照射部件28，其用于在使压印用模具10与涂覆在基材20的表面上的光固化性组合物在大辊24的下半部分的表面处相接触的状态下，向光固化性组合物照射光；模下辊30，其隔着基材20与涂敷部件22相对配置；夹持辊32，其用于将涂覆有光固化性组合物的基材20按压到大辊24的表面的压印用模具10上；剥离辊34，其用于从大辊24的表面的压印用模具10剥离在表面上形成有微细图案的基材20。
压印用模具10是上述的本发明的压印用模具，其是通过使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在其端部彼此相对接的状态下进行熔接，并使该树脂薄膜成为环带状来形成的。
作为涂敷部件22，可举出挤压涂敷机(die coater)、辊涂布机、凹版涂布机、喷墨式涂敷装置、喷涂机、旋转涂布机、流涂机、刮片涂布机、浸泡涂布机等。图示例中的涂敷部件22是挤压涂敷机。
作为光照射部件28，例如可举出高压水银灯、超高压水银灯、低压水银灯、紫外线荧光灯、氙气灯、碳弧灯、紫外线LED灯、可见光荧光灯、可见光白炽灯、可见光LED灯等。
大辊24及小辊26通过向相同方向旋转来以使压印用模具10在大辊24的下半部分的表面向与基材20的移动方向相同的方向移动的方式使压印用模具10循环转动。
另外，将夹持辊32及剥离辊34以夹着大辊24的方式配置，从而使被夹持辊32按压到大辊24的表面的压印用模具10上的基材20沿大辊24的下半部分的表面与压印用模具10共同移动。
第2实施方式
图4是表示本发明的压印装置的第2实施方式的概略图。对与第1实施方式相同的结构标注相同的附图标记而省略其说明。
压印装置大致构成为具有：涂敷部件22，其用于向沿各辊移动的带状的基材20的表面涂覆光固化性组合物；环带状的压印用模具10，其架设在上游侧辊36、下游侧辊38及冷却辊40上；光照射辊42，其设在上游侧辊36和下游侧辊38之间，其在用于在使涂敷有光固化性组合物的基材20沿其表面移动，并将涂敷在基材20的表面上的光固化性组合物按压到压印用模具10上的状态下，向光固化性组合物照射光；模下辊30，其隔着基材20与涂敷部件22相对配置；引导辊44，其将在表面上形成有与压印用模具10的微细图案相对应的翻转图案的基材20从光照射辊42拉离。
光照射辊42是在内部设有光照射部件的玻璃辊。
光照射辊42以如下方式配置，即，使光照射辊42的下部位于比上游侧辊36的最高点与下游侧辊38的最高点间的连线靠下侧的位置，以增大压印用模具10与涂敷在基材20的表面上的光固化性组合物的接触面积。
上游侧辊36、下游侧辊38及冷却辊40向相同方向旋转，从而使压印用模具10以使压印用模具10在上游侧辊36和下游侧辊38之间向与基材20的移动方向相同的方向移动的方式循环转动。
另外，冷却辊40用于冷却因光的照射而被加热的压印用模具10。
第3实施方式
图5是表示本发明的压印装置的第3实施方式的概略图。对与第1实施方式相同的结构，标注相同的附图标记而省略说明。
压印装置大致构成为具有：环带状的压印用模具10，其架设在配置于大致正三角形的顶点的上辊46、上游侧下辊48及下游侧下辊50这三个辊上；涂敷部件22，其隔着压印用模具10与上辊46相对配置，用于向压印用模具10的表面涂敷光固化性组合物；光照射部件28，其用于在涂敷于压印用模具10的表面的光固化性组合物与在上游侧下辊48与下游侧下辊50之间沿各辊移动的基材20相接触的状态下，向光固化性组合物照射光；支承辊52，其用于在比压印用模具10靠上游侧的位置处支承基材20；上游侧夹持辊54，其隔着基材20与上游侧下辊48相对配置；下游侧夹持辊56，其隔着基材20与下游侧下辊50相对配置；三个按压辊58，其在上游侧下辊48与下游侧下辊50之间，将压印用模具10按压到涂敷在基材20的表面上的光固化性组合物上。
上辊46、上游侧下辊48及下游侧下辊50向相同方向旋转，从而使压印用模具10以使压印用模具10在上游侧下辊48与下游侧下辊50之间向与基材20的移动方向相同的方向移动的方式循环转动。
在以上说明的本发明的压印装置中，环带状的模具为在接合部分处所产生的台阶较小的本发明的压印用模具，因此在该压印用模具与光固化性组合物相接触时残留在接合部分处的空气变得较少，不易阻碍该部分中的光固化性组合物的固化。其结果，能够抑制由环带状的压印用模具的接合部分的台阶造成的未固化的光固化性组成物的残存。
此外，本发明的压印装置并不限于图示例的实施方式中的压印装置。例如，即使是包括环带状的模具的公知的压印装置，也能够通过作为环带状的模具而具有本发明的压印用模具，从而实现本发明的效果。
压印方法
本发明的压印方法具有下述工序(a)～(d)。
(a)向移动的基材的表面涂敷光固化性组合物的工序。
(b)使架设在多个辊上而进行循环转动的环带状的模具与涂敷在基材的表面上的光固化性组合物相接触的工序。
(c)在模具与光固化性组合物相接触的状态下，使光照射到光固化性组合物上而使光固化性组合物固化，从而在基材的表面上形成与模具的微细图案相对应的翻转图案的工序。
(d)分离基材与模具的工序。
另外，本发明的压印方法具有下述工序(a’)～(d’)。
(a’)将光固化性组合物涂敷在架设于多个辊上而进行循环转动的环带状的模具的表面上的工序。
(b’)使移动的基材与涂敷在模具的表面上的光固化性组合物相接触的工序。
(c’)在基材与光固化性组合物相接触的状态下，使光照射到光固化性组合物上而使光固化性组合物固化，从而在基材的表面上形成与模具的微细图案相对应的翻转图案的工序。
(d’)分离基材与模具的工序。
而且，本发明的压印方法的特征在于，作为环带状的模具，使用上述的本发明的压印用模具，该压印用模具是使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在其端部彼此相对接的状态下进行熔接，并使该树脂薄膜成为环带状来形成的。
特别是，作为压印用模具，优选使用该模具的接合部分的最大台阶小于涂敷在基材的表面上的光固化性组合物的膜厚的压印用模具。若接合部分的台阶小于光固化性组合物的膜厚，则接合部分的台阶能够被涂敷在基材的表面上的光固化性组合物吸收，因此台阶被光固化性组合物填埋，使得残留在接合部分中的空气变少，变得不易阻碍该部分中的光固化性组合物的固化。其结果，能够抑制环带状的压印用模具的接合部分的台阶所引起的残存有未固化的光固化性组合物的情况。
另外，作为压印用模具，优选在该模具的接合部分(即，以相对接的位置为中心线的宽度10mm的部分)中，不存在边长1mm的正方形的面积内的模具的厚度的最大值与最小值之差超过20μm的区域，即，优选在观察上述部分的任一处边长1mm的正方形时，该最大值与最小值之差皆为20μm以下。换言之，在上述压印用模具中，优选在以接合线为中心线的宽度10mm的部分中的模具的厚度的最大值与最小值之差为20μm以下，该接合线是将树脂薄膜的端部彼此相对接而对该端部进行熔接、接合而成的接合线。更优选该差为15μm以下，进一步优选为10μm以下。
本发明的压印方法例如能够通过使用上述第1实施方式～第3实施方式的压印装置之外的、具有环带状的模具的公知的压印装置等来实施。
作为基材的材料，可举出树脂(例如，氟树脂、有机硅树脂、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、聚酯(聚对苯二甲酸乙酯等)、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、尼龙树脂、聚苯硫醚及环状聚烯烃等)、玻璃、金属等。
在使用第1实施方式的压印装置的情况下，由于要求挠性及透光性，因此，作为基材，优选透明树脂基材。在使用第2实施方式的压印装置的情况下，由于要求挠性及透光性，因此，作为基材优选透明树脂基材。在使用第3实施方式的压印装置的情况下，由于不要求挠性，因此，作为基材也能够使用玻璃基材。
作为光固化性组合物，能够使用与上述压印用模具的制造方法所用的光固化性组合物相同的物质，可以使用与压印用模具的制造方法所用的光固化性组合物相同的物质，也可以使用不同的物质。
作为光固化性组合物的涂敷方法，在挤压涂敷法、滚涂法之外，可举出喷墨法、浇注法、旋涂法、铸造法、浸涂法，langmuir-Blodgett法，真空蒸镀法等。
光固化性组合物可以配置在基材的整面上，也可以配置在基材的表面的一部分上。
在以上说明的本发明的压印方法中，作为环带状的模具，使用接合部分所产生的台阶较小的本发明的压印用模具，因此，在使该压印用模具与光固化性组合物相接触时，残留在接合部分中的空气较少，不易阻碍该部分中的光固化性组合物的固化。其结果，能够抑制环带状的压印用模具的接合部分的台阶所引起的残存有未固化的光固化性组合物的情况。
在表面上具有微细图案的产品
采用本发明的压印装置及压印方法，能够制造在表面上具有微细图案的产品。
作为在表面上具有微细图案的产品，可举出下述产品。
·光学元件：微透镜阵列、光波导路元件、光开关元件(线栅偏振元件、波片等)、菲涅耳带板元件、二进制元件、闪耀光栅元件、光子晶体等。
·防反射构件：AR(Anti Reflection)涂层构件等。
·芯片类：生物芯片、μ-TAS(Micro-Total AnalysisSystems)用芯片、微反应器芯片等。
·其它：记录介质、显示材料、催化剂的承载体、滤波器、传感器构件、半导体(包括MEMS)、电解用的复制品(replica)等。
实施例
以下，进一步利用实施例详细说明本发明，但是本发明并不限定于下述实施例。
例1
光固化性组合物的制备
向安装有搅拌机及冷凝管的1000mL的4口烧瓶中加入二季戊四醇六丙烯酸酸酯(新中村化学工业公司制造、NKESTERA-DPH)60g、新戊二醇二丙烯酸酸酯(新中村化学工业公司制造、NK ESTER A-NPG)40g、光聚合引发剂(CIBASPECIALTY CHEMICALS INC.制造、IRGACURE907)4.0g、含氟表面活性剂(旭硝子株式会社制、含氟丙烯酸酸酯(CH2＝CHCOO(CH2)2(CF2)8F)与丙烯酸酸丁酯的共低聚物、氟含量：约30质量％、质量平均分子量：约3000)0.1g、阻聚剂(和光纯药社制造、Q1301)1.0g以及环己酮65.0g。
在将烧瓶内设为常温及避光的状态下，搅拌1小时使其均匀化。接着，一边搅拌烧瓶内，一边慢慢加入胶态二氧化硅100g(固体成分：30g)，进一步在将烧瓶内设为常温及避光的状态下搅拌1小时使其均匀化。接着，加入环己酮340g，在将烧瓶内设为常温及避光的状态下搅拌1小时，获得光固化性组合物(1)的溶液。
主模具(复制)的制作
准备以隔着形成在该槽之间的平坦部而相互平行且隔开规定间距的方式形成有多个槽的石英制模具(面积：150mm×150mm；图案面积：100mm×100mm；槽之间的间距：160nm；槽的宽度：65nm；槽的深度：200nm；槽的长度：100mm；槽的截面形状：大致等腰三角形)。
利用电铸镍从该石英制模具复制了以隔着形成在该凸条之间的平坦部而相互平行且隔开规定之间的间距的方式形成有多个凸条的镍制主模具(面积：150mm×150mm；图案面积：100mm×100mm；凸条之间的间距：160nm；凸条的底部宽度：65nm；凸条的高度：200nm；凸条的长度：100mm；凸条的截面形状：大致等腰三角形)。
树脂薄膜的制造
工序(i)：
在长度150mm、宽度150mm、厚度100μm的高透过性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(帝人杜邦社制，帝人涤纶03)的表面上，利用旋涂法涂布光固化性组合物(1)，形成了厚度为5μm的光固化性组合物(1)的涂膜。
工序(ii)：
在25℃以0.5MPa(表压)的压力将上述镍制主模具按压到光固化性组合物(1)的涂膜上，以使凸条与光固化性组合物(1)的涂膜相接。
工序(iii)：
保持由工序(ii)得到的状态，从PET薄膜侧作为照射光而照射15秒钟高压水银灯(频率：1.5kHz～2.0kHz；主波长光：255nm、315nm及365nm；主波长为365nm条件下的照射能量：1000mJ)的紫外线，使光固化性组合物(1)固化，制作了在表面的一部分上具有与镍制主模具的凸条相对应的多个槽及该槽之间的平坦部的PET薄膜(槽之间的间距：160nm，槽的宽度：65nm，槽的深度：200nm)。
工序(iv)：
从PET薄膜慢慢分离镍制主模具。
重复进行以上的工序(i)～(iv)十次，制作了十片在表面的一部分上具有与镍制主模具的凸条相对应的多个槽及该槽之间的平坦部的树脂薄膜(1)。
使氟类离型剂(DAIKIN工业社制，OPTOOL(日文：オプツ一ル)DSX)溶解于氟类溶剂(旭硝子社制，CT-Solv.100)，制备了离型剂溶液(1)(氟类化合物的浓度：0.1质量％)。
将树脂薄膜(1)浸泡到离型剂溶液(1)中，将其拿出后，直接用氟类溶剂(旭硝子社制，CT-Solv.100)进行冲洗，在60℃且90％RH的恒温高湿槽中处理(cure)1小时，对树脂薄膜(1)的表面实施了离型剂处理。
压印用模具的制造
在经过离型剂处理的树脂薄膜(1)的端部彼此相对接的状态下，利用加热到250℃的宽度10mm的一对加热器以5MPa(表压)的压力从上下方向夹持相对接的部分，进行加热熔接而将上述树脂薄膜(1)的端部接合起来，获得了环带状的压印用模具(1)。
在使用千分尺(Mitutoyo社制)测定接合部分的台阶的情况下，在接合部分(以相对接的位置为中心线的宽度10mm的部分)中，不存在边长为1mm的正方形的面积内的模具的厚度的最大值与最小值之差超过20μm的区域。
透光性基板的制造
将环带状的压印用模具(1)架设到图3所示的压印装置的大辊24及小辊26上。
作为基材20，使用厚度100μm的与上述相同的PET薄膜，作为光固化性组合物，使用与上述相同的光固化性组合物(1)，作为光照射部件28使用上述高压水银灯。
在基材20的移动速度为1m/分钟、光固化性组合物(1)的涂敷膜厚为10μm的条件下实施压印，制作了在基材20的表面上具有与压印用模具(1)的微细图案相对应的翻转图案(凸条之间的间距：160nm；凸条的底部宽度：65nm；凸条的高度：200nm；凸条的长度：100mm；凸条的截面形状：大致等腰三角形)的线栅型偏振片的透光性基板。
产业上的可利用性
本发明的压印用模具适用作在利用压印法、特别是纳米压印法制造防反射构件、线栅型偏振片等光学构件等时的模具。
此外，在这里引用了2009年10月21日申请的日本特许出愿2009-242392号的说明书、权利要求书、附图及说明书摘要的全部内容，将其作为本发明的公开内容引入。
附图标记说明
10、压印用模具；12、树脂薄膜；20、基材；22、涂敷部件；24、大辊；26、小辊；28、放射线照射部件；36、上游侧辊；38、下游侧辊；40、冷却辊；42、放射线照射辊；46、上辊；48、上游侧下辊；50、下游侧下辊；58、按压辊

Claims (10)

1.一种压印用模具，其中，
该压印用模具是通过如下方式形成的，即，对于表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在将该一片以上的树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，从而将该一片以上的树脂薄膜做成环带状。
2.根据权利要求1所述的压印用模具，其中，
上述微细图案具有多个凸部和/或多个凹部，
该凸部和/或凹部之间的间距平均为1nm～10μm。
3.根据权利要求1或2所述的压印用模具，其中，
在成为环带状的树脂薄膜的外周面上具有微细图案。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的压印用模具，其中，
模具的以接合线为中心线的宽度10mm的部分中的厚度的最大值与最小值之差为20μm以下，该接合线是将树脂薄膜的端部彼此相对接而对该端部进行熔接、接合而成的接合线。
5.一种压印用模具的制造方法，其中，
该制造方法用于制造权利要求1～4中任一项所述的压印用模具，
该制造方法包括：
将表面上具有上述微细图案的翻转图案的主模具的该翻转图案转印到树脂薄膜的表面上，获得在表面上形成有微细图案的树脂薄膜的工序；
使表面上具有微细图案的一片以上的树脂薄膜在使该一片以上的树脂薄膜的端部彼此相对接的状态下进行熔接而使该一片以上的树脂薄膜相接合，将该树脂薄膜做成环带状的工序。
6.根据权利要求5所述的压印用模具的制造方法，其中，
上述翻转图案具有与上述微细图案的凸部和/或凹部相对应的多个凹部和/或多个凸部，
该凹部和/或凸部之间的间距平均为1nm～10μm。
7.一种压印装置，其中，
该压印装置包括：
涂敷部件，其用于向移动的基材的表面涂敷光固化性组合物；
环带状的模具，其架设在多个辊上而进行循环转动，该环带状的模具与涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性组合物相接触；
光照射部件，其在上述模具与上述光固化性组合物相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光；
上述环带状的模具为权利要求1～4中任一项所述的压印用模具。
8.一种压印装置，其中，
该压印装置包括：
环带状的模具，其架设在多个辊上而进行循环转动；
涂敷部件，其用于向上述模具的表面涂敷光固化性组合物；
光照射部件，其在涂敷于上述模具的表面上的光固化性组合物与移动的基材的表面相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光；
上述环带状的模具为权利要求1～4中任一项所述的压印用模具。
9.一种压印方法，其中，
该压印方法包括：
向移动的基材的表面涂敷光固化性组合物的工序；
使架设在多个辊上而进行循环转动的环带状的模具与涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性组合物相接触的工序；
在上述模具与上述光固化性组合物相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光的工序；
作为上述环带状的模具，使用权利要求1～4中任一项所述的压印用模具。
10.一种压印方法，其中，
该压印方法包括：
向架设在多个辊上而进行循环转动的环带状的模具的表面涂敷光固化性组合物的工序；
使移动的基材与涂敷在上述模具的表面上的上述光固化性组合物相接触的工序；
在上述基材与上述光固化性组合物相接触的状态下，向上述光固化性组合物照射光的工序；
作为上述环带状的模具，使用权利要求1～4中任一项所述的压印用模具。
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