CN102744877A - 片状仪器的制造装置、片状仪器的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种片状仪器的制造装置及制造方法，其可使因气体残留或产生铸型与基材上的树脂的未接触部(未紧贴部)而导致的图案的未转印、图案的形状不佳等不良情况不易发生。本发明的片状仪器的制造装置包括：铸型，该铸型具有形成有图案的图案形成面；弹性体，该弹性体与所述铸型相对配置；加压装置，该加压装置使所述铸型和所述弹性体夹住基材，以将所述图案形成面按压到所述基材上的树脂；以及固化装置，该固化装置使所述基材上的所述树脂发生固化，所述图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面是朝所述铸型侧呈凸状的曲面。

Description

片状仪器的制造装置、片状仪器的制造方法

技术领域

本发明涉及一种片状仪器的制造装置及片状仪器的制造方法，该片状仪器用于将形成于铸型(模具)的图案转印到基材上的树脂处。

背景技术

作为用于形成具有微细的凹凸形状(从微米级到纳米级的凹凸形状)图案的片状仪器的微细加工技术，存在一种压印(日文：インプリント)技术。压印技术具有热方式和光方式这两种方式。光方式的压印能廉价地制作出微细结构。因此，光方式的压印在多方面投入了实际使用。

在压印中，使用加工有微细图案的铸型(模具)。热方式的压印是以下技术：在将形成于铸型的微细图案按压到基材上的热固性树脂之后，通过对处于按压有上述微细图案的状态下的热固性树脂施加热以使该树脂固化，从而将微细图案转印到树脂。光方式的压印是以下技术：在将形成于铸型的微细图案按压到基材上的光固化树脂之后，通过对处于按压有上述微细图案的状态下的光固化树脂照射光以使该树脂固化，从而将微细图案转印到树脂。在光方式的压印中，主要使用UV(紫外线)固化树脂。

通过利用这种压印技术来将图案转印到基材上的树脂，从而能制作出压印有图案的片状仪器。

然而，在压印中，当铸型与基材上的树脂紧贴时，气体容易被封入铸型与树脂之间。若封入铸型与树脂之间的气体残留，则在树脂中会发生图案未转印部或图案形状不佳部。图案未转印部是图案没有被转印的部分。图案形状不佳部是图案的形状并非是期望的形状的部分。

以防止因这种气体封入而引起的图案的未转印和图案的形状不佳为目的，例如在日本专利JP2007-194304A中提出了一种使用室的压印方法。图8是表示日本专利JP2007-194304A中公开的现有压印装置的图。

当使用图8所示的压印装置时，能在减压后的压印室101内进行压印。藉此，图8所示的压印装置能防止残留气泡产生以减少气体封入。此外，根据图8所示的压印装置，通过对设于模具106上侧(模具106的未形成有图案的背面侧)的辅助室108内的压力进行调节，从而能控制模具106的形变(strain：应变)。以下，对图8所示的压印装置进行说明。

在图8所示的压印装置中，在压印室101的上部设有模具106。在该模具106的上侧(模具106的未形成有图案的背面侧)设有辅助室108。另外，压印室101和辅助室108通过配管111而与真空泵115相连。在压印室101与真空泵115之间设有阀113。在辅助室108与真空泵115之间设有阀114。此外，压印室101与辅助室108通过配管111而相连。在压印室101与辅助室108之间设有阀112。

如上所述构成的压印装置是按如下方式进行动作的。即，在将涂布有光固化性的被转印体105的基板104导入压印室101内之后，压印装置首先打开阀112～114以对压印室101和辅助室108进行排气。接着，压印装置利用移动机构102使基板104朝模具106上升，以使被转印体105与模具106的图案接触。然后，压印装置先关闭阀112和阀113，再使真空泵115停止以使辅助室108回到大气压。藉此，被转印体105与模具106的图案紧贴。然后，在压印装置中，使光从设于辅助室108上侧的光源110穿过设于辅助室108上部的透光部109和具有透光性的模具106而照射到被转印体105。藉此，使被转印体105固化。

这样，当使用图8所示的压印装置时，能在真空状态下进行压印。由此，现有的压印装置能防止因气体残留而引起的图案的未转印及图案的形状不佳。此外，通过与压印室101内的压力相适地对辅助室108内的压力进行任意调节，就能避免模具106的变形。

如上所述，提出了一种能在室内进行压印且能进行模具的形变控制的压印装置。然而，该压印装置是在铸型(模具)的上侧和下侧分别设有室并使涂布在插入下侧的室的基材上的树脂与形成于铸型的图案紧贴的结构。因此，在要求片状仪器(用于转印微细图案的仪器)具有大面积的情况下，需要增大上述压印装置的铸型，从而使装置大型化。另外，一旦铸型变大，则对铸型的形变进行控制就变得困难。因此，容易因铸型与基材的平面形状的误差而导致出现铸型与树脂处于未接触或未紧贴的未接触部(未紧贴部)。其结果是，容易发生因铸型与树脂的未接触部(未紧贴部)而引起的图案的未转印或图案的形状不佳。图案越是微细，上述图案的未转印和图案的形状不佳的问题就越显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不易发生图案的未转印、图案的形状不佳等不良情况的片状仪器的制造装置及片状仪器的制造方法。

为实现上述目的，本发明的片状仪器的制造装置包括：铸型，该铸型具有形成有图案的图案形成面；弹性体，该弹性体与上述铸型相对配置；加压装置，该加压装置使上述铸型和上述弹性体夹住基材，以将上述图案形成面按压到上述基材上的树脂；以及固化装置，该固化装置使上述基材上的上述树脂固化，上述图案形成面的投影区域中的上述弹性体的表面是朝上述铸型侧呈凸状的曲面。

另外，为实现上述目的，本发明的片状仪器的制造方法包括：加压工序，在该加压工序中，使用具有形成有图案的图案形成面的铸型和具有曲率的规定形状的弹性体来夹住基材，其中，该基材的与上述图案形成面相对的一个面上设有树脂，从而将上述图案形成面按压到上述树脂来对上述树脂进行加压；以及固化工序，在该固化工序中，使上述基材上的树脂发生固化，在加压时，随着上述铸型和上述弹性体中的至少一方朝上述铸型与上述弹性体靠近的方向移动，上述图案形成面与上述树脂接触的范围从上述图案形成面的内侧朝外侧扩大。

根据本发明，不易发生图案的未转印、图案的形状不佳等不良情况。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的压印装置的侧视图。

图2是将本发明实施方式1的压印装置的主要部分放大后表示的侧剖视图。

图3(a)～图3(d)是用于说明本发明实施方式1的加压工序的图。

图4是用于说明本发明实施方式1的固化工序的图。

图5是用于说明本发明实施方式1的压印装置的动作的立体图。

图6(a)～图6(d)是用于说明本发明实施方式2的加压工序的图。

图7是用于说明本发明实施方式2的固化工序的图。

图8是表示现有的压印装置的结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。对于相同的构成要素，有时会标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，为了容易理解附图，在主体上示意地示出了各构成要素。此外，图示出的各构成要素的厚度、长度等考虑到制图方便，与实际情况有所不同。

(实施方式1)

对本发明实施方式1进行说明。图1是表示作为本发明实施方式1的片状仪器的制造装置的一例的压印装置整体的侧视图。在图1中，示出了筐体3的内部，其中，在上述筐体3底面上配置有压印用的铸型(模具)4。以下，将压印用的铸型简称为“铸型”。作为由片状仪器的制造装置制造出的片状仪器，例如有防反射片。

本实施方式1的压印装置首先使用铸型4，将微细图案5按压到覆盖基材8的一个面的未图示的UV(紫外线)固化树脂，以对UV固化树脂进行加压。然后，该装置使UV照射装置6发出UV光。该UV光透过铸型4而被照射至UV固化树脂。照射到UV光的UV固化树脂发生固化。藉此，可将微细图案转印至片状基材8上的UV固化树脂上。铸型4具有形成有微细图案5的图案形成面。基材8是片状的无缝构件。在该装置中，当加压时，在片状基材8的下侧配置有弹性体9，利用铸型4和弹性体9来夹住片状基材8。弹性体9的表面在与铸型4相对的部分具有朝基材8侧呈凸状的曲面。根据该装置，在加压时，利用弹性体9的形状和弹力使铸型4的图案形成面与基材8上的UV固化树脂接触的范围从图案形成面的内侧朝外侧逐渐扩大。此外，通过这样使铸型4的图案形成面与基材8上的UV固化树脂接触，从而可使因气体残留或因产生铸型4与UV固化树脂的未接触部(未紧贴部)而引起的图案的未转印、图案的形状不佳等不良情况不易发生。

以下，对本实施方式1的片状仪器的制造装置(压印装置)及片状仪器的制造方法(压印方法)进行详细说明。

如图1所示，本实施方式1的压印装置包括能沿正交的方向相互移动的X轴工作台1和Y轴工作台2。X轴工作台1是沿与图1的纸面垂直的方向直线移动的前后直线移动轴。Y轴工作台2是沿图1的纸面的上下方向直线移动的上下直线移动轴。Y轴工作台2安装于X轴工作台1。在本实施方式1中，将X轴工作台1所能移动的方向设为X方向，将Y轴工作台2所能移动的方向设为Y方向，将与X方向和Y方向正交的方向设为Z方向。

在Y轴台2上安装有筐体3。在该筐体3的底面上朝下配置有铸型4，该铸型4具有形成有微细图案5的图案形成面的。也就是说，铸型4是以使使微细图案5朝下的方式配置的。藉此，铸型4的微细图案5便被配置成朝向片状的基材8。另外，铸型4在调节过摇动(倾斜)的状态下被配置成使微细图案5与XZ平面平行。在本实施方式1中，使用配置有微细图案5的区域在面方向上的形状呈平面形状、且该平面的尺寸(配置有微细图案5的区域的尺寸)为20mm见方的铸型来作为铸型4。例如，在制造防反射片时，该微细图案5的凹凸的深度为200～300nm。

在筐体30的内部配置有用于使基材8上的未图示的UV固化树脂发生固化的UV照射装置6。在本实施方式1中，由于UV照射装置6配置在铸型4的上侧，因此，需使用可使UV光透过的材料作为铸型4的材料。例如，能使用石英玻璃来作为既可在其表面上加工微细图案又可使UV光透过的材料。

在筐体3的顶板部配置有与Y轴工作台2的底面抵接的压力传感器7。该压力传感器7是为了对成形压力进行测量而设置的。

在铸型4的下侧配置有片状的无缝基材8。由此，铸型4的微细图案5与基材8上的未图示的UV固化树脂相对。在本实施方式1中，使用以PET膜为材料的无缝基材来作为基材8。

在基材8的下侧以与铸型4相对的方式配置有具有曲率的规定形状的弹性体9。在本实施方式1中，弹性体9是直径为800mm的圆筒形状，并被配置成与X轴平行。

作为上述弹性体9的材料，需要选择至少比铸型(模具)4柔软的且具有在成形时不致于破坏铸型4的微细图案5这样程度的硬度的材料。在本实施方式1中，选择弹性率为3.5MPa的硅橡胶来作为弹性体9的材料。

在弹性体9中设置用于防止UV光在该弹性体9的表面上反射的防反射结构是较为理想的。这是为了防止透过铸型4、UV固化树脂、基材8的UV光在弹性体9上发生反射从而使UV光照射到期望的部位以外的部位。作为防反射结构的一例，也可将弹性体9的表面着色成能防止反射的颜色。

在该压印装置中，在弹性体9的两侧配置有弯曲控制滚筒10和旋转控制滚筒11。在本实施方式1中，弯曲控制滚筒10是直径为60mm的圆筒形状，并被配置成与X轴平行。另外，旋转控制滚筒11是直径为60mm的圆筒形状，并被配置成与X轴平行。也就是说，弯曲控制滚筒10和旋转控制滚筒11都被配置成与圆筒形状的弹性体9平行。另外，基材8以架设在弹性体9、弯曲控制滚筒10及旋转控制滚筒11上的方式卷绕，并以旋转控制滚筒11作为驱动源来进行转动。根据上述结构，压印装置能利用弯曲控制滚筒10和旋转控制滚筒11将基材8朝弹性体9上送出。

在该压印装置中安装有能使旋转控制滚筒11沿Z方向移动的张力调节机构12。利用该张力调节机构12将基材8设定为不发生挠曲(挠度)。为了吸收在加压时可能发生的基材8的挠曲，上述张力调节机构12在压印中始终对片状基材8持续施加Z方向上的张力。

在本实施方式1中，将弹性体9配置成使弯曲控制滚筒10与弹性体9之间的基材8的角度和旋转控制滚筒11与弹性体9之间的基材8的角度均是从XZ平面朝上方为5°。上述角度是为了以沿着弹性体9的曲面的方式使基材8卷绕而所需的角度。但是，也可根据旋转控制滚筒11、弯曲控制滚筒10及弹性体9的配置来将该角度设定为5°以外的角度。

图2是将本发明实施方式1的压印装置的主要部分放大后表示的侧剖视图。如图2所示，在与微细图案5相对的基材8的一个面上以均匀的厚度涂布有规定量的UV固化树脂13。在本实施方式1中，假定基材8的厚度为50～500μm。另外，在铸型4的图案形成面的外周部(配置有微细图案5的区域的外侧区域)设有遮住UV光的遮光膜14作为遮光结构的一例。此外，在配置有微细图案5的区域的外周线的外侧形成有斜面。

接着，对本实施方式1的压印装置的动作进行说明。

图3(a)～图3(d)及图4是表示利用本实施方式1的压印装置对基材8上的UV固化树脂13的一个部位进行压印成形的工序的图。详细而言，图3(a)～图3(d)是按时序表示使用铸型4和弹性体9夹住基材8以将铸型4的图案形成面按压到UV固化树脂13的加压工序的图。另外，图4是表示使UV固化树脂13固化的固化工序的图。该固化工序是图3(a)～图3(d)所示的加压工序的后续工序。在图3(a)～图3(d)的各个图中，上图是表示铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的接触范围的图，下图是工序另一侧的剖视图。另外，在图4中，上图是表示铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的接触范围及UV固化树脂13的固化范围的图，下图是工序另一侧的剖视图。

首先，在正式成形之前，进行临时成形。进行该临时成形是为了使铸型4与弹性体9的位置对齐。然后，转移至正式成形。

在正式成形中，首先，通过使Y轴工作台2下降，从而使用铸型4的图案形成面与圆筒形状的弹性体9的表面(曲面)来将基材8夹住，其中，上述基材8的与图案形成面相对的一个面被UV固化树脂13所覆盖。然后，铸型4的图案形成面被按压到UV固化树脂13上。藉此，对UV固化树脂13进行加压。

在上述加压工序中，Y轴工作台2至少从微细图案5与UV固化树脂13刚接触之前开始，以足够慢的匀速下降以使气体不致于进入微细图案5与UV固化树脂13之间，从而将铸型4的图案形成面按压到UV固化树脂13。在本实施方式1中，作为一例，使Y轴工作台2以10mm/min的匀速下降。

在微细图案5与UV固化树脂13接触之前，弹性体9上的基材8的面方向的形状呈沿着圆筒形状的弹性体9的外周面(圆筒面)的一部分的形状。因此，图案形成面(微细图案5)与UV固化树脂13首先是线接触的(参照图3(a))。也就是说，铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的最初的接触范围呈线状。然后，随着Y轴工作台2下降，从下方支承基材8的圆筒形状的弹性体9在来自Y轴工作台2的载荷下逐渐被压塌。因此，如图3(a)～图3(d)所示，随着Y轴工作台2下降，使铸型4与弹性体9朝彼此靠近的方向相对地移动，从而使铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的接触范围从图案形成面的内侧朝外侧逐渐扩大。即，接触范围(接触部位)随着Y轴工作台2下降而从线状逐渐朝外侧扩大。

根据以上的动作，气体很难被封入图案形成面(微细图案5)与UV固化树脂13之间，且微细图案5与UV固化树脂13容易可靠地接触(紧贴)。因此，使图案的未转印及图案的形状不佳不容易发生。

通过压力传感器7对从Y轴工作台2朝铸型4施加的载荷进行测定。因此，在本实施方式1中，能实现根据压力传感器7的测定值对Y轴工作台2的下降动作进行控制。例如，在本实施方式1中，能实现如下控制：当压力传感器7的测定值处于规定值以上时，使Y轴工作台2的下降动作停止。通过如上所述根据压力传感器7的测定值对Y轴工作台2的下降动作进行控制，就能使图案的未转印及图案的形状不佳更难发生。

如图3(d)所示，当微细图案5埋入UV固化树脂13直到在UV固化树脂13上形成有期望的图案的深度为止时(紧贴时)，因弹性体9的变形而使基材8与XZ平面水平或大致水平。另外，此时，如图3(d)所示，即便在配置有微细图案5的范围(区域)外侧，铸型4的图案形成面也会与UV固化树脂13接触(紧贴)。

然后，如图4所示，在微细图案5与UV固化树脂13紧贴的状态下，UV光从UV照射装置6穿过铸型4朝UV固化树脂13照射，以使UV固化树脂13固化。藉此，将微细图案转印至UV固化树脂13。

在本实施方式1中，利用设于铸型4的图案形成面的外周部(配置有微细图案5的区域的外侧区域)的遮光结构，使铸型4的图案形成面与UV固化树脂13接触的范围中的规定范围发生固化。具体而言，由于在铸型4的图案形成面的外周部设有将UV光遮住的遮光膜14，因此，UV光难以到达微细图案5的外侧。因此，根据本实施方式1，利用遮光结构就能将UV固化树脂13划分为树脂发生固化的固化范围和树脂未发生固化的非固化范围。

此外，在本实施方式1中，在形成(加工)有微细图案5的区域的外周线的外侧处形成有斜面。因此，在固化范围和非固化范围的边界线附近具有UV固化树脂13的抗氧化特性。因此，如图4所示，固化范围与非固化范围的边界并不是直线而是不规则的曲线。

在UV固化树脂13固化后，通过使Y轴工作台2上升，就可使铸型4远离UV固化树脂13。

通过上述动作，就能对基材8上的UV固化树脂13的一个部位进行压印成形。通过设置对压印装置整体的动作进行控制的控制装置，就能自动地控制以上说明的动作。

接着，对以下工序进行说明：利用本实施方式1的压印装置来对大面积且无缝的基材8反复进行上述压印成形，从而将微细图案5转印到基材8上的UV固化树脂13的多个部位。

图5是用于说明对大面积且无缝的基材8反复进行压印成形时的压印装置的动作的立体图。

如上所述，本实施方式1的压印装置通过利用铸型4的图案形成面对UV固化树脂13进行加压，并透过铸型4照射UV光来使UV固化树脂13固化，从而将微细图案转印至UV固化树脂13。

本实施方式1的压印装置反复进行将上述微细图案转印到UV固化树脂13的工序，从而将微细图案5转印到基材8上的UV固化树脂13的多个部位。另外，本实施方式1的压印装置在反复进行微细图案5的转印时，在与已成形的图案相邻的部位进行图案成形。通过上述动作，就能获得图案相连的大面积的片状仪器。以下，对该工序进行具体说明。

如图5所示，本实施方式1的压印装置一边操作X轴工作台1使铸型4朝X轴方向偏移，一边对圆筒形状的弹性体9上的基材8反复进行多次上述压印成形工序。藉此，便完成X轴方向上的一列的压印成形。在完成一列的压印成形之后，压印装置利用旋转控制滚筒11传送一列的基材8，并进行下一列的压印成形。通过这样反复进行一列的压印成形的动作，能形成将一个微细图案相连的大面积的微细图案转印面。

另外，如上所述，转印到UV固化树脂13的图案的边界(固化范围的边界)如图4所示并不是直线而是不规则的曲线。由于不规则的曲线很难看到不规则，因此，能使图案的接缝不显眼。根据设于铸型4的图案形成面的外周部的斜面形状(高度及宽度)和遮光膜14的范围就能控制图案边界的曲线宽度(图4所示的宽度h)。在本实施方式1中，宽度h为50μm左右。

除此之外，如上所述，根据本实施方式1的压印装置，还能将UV固化树脂13划分为树脂发生固化的固化范围和树脂未发生固化的非固化范围。因此，根据本实施方式1的压印装置，通过在与已成形的图案相邻的部位进行图案成形，即便图案彼此相连，也能在树脂未发生固化的非固化范围进行图案成形。藉此，在本实施方式1中，能使相邻的图案之间的接缝的落差处于0.5μm以下。

因此，根据本实施方式1，能形成相邻的图案之间的接缝是不规则的曲线且在该接缝处具有0.5μm以下的落差的片状仪器。

本实施方式1的压印装置利用直线移动轴的X轴工作台1和旋转移动轴的旋转控制滚筒11使进行压印成形的部位偏移。然而，使铸型4和基材8相对移动的结构并不受特别限定，例如只要如下结构即可：具有一条以上的使铸型4和基材8相对移动的直线的移动轴和/或旋转的移动轴等，能在基材8的多个部位进行压印成形。

另外，在本实施方式1中，使用配置有微细图案5的区域的面方向的形状呈平面形状且该平面的尺寸为20mm见方的铸型4，并使用由弹性模量为3.5MPa的硅橡胶构成的圆筒形状的弹性体9。根据上述配置有微细图案5的区域的面方向的形状及尺寸和圆筒形状的弹性体9的弹性模量，通过有限元模拟分析可知弹性体的圆筒直径处于800mm以上是较为理想的，在本实施方式1中，设定为800mm。

另外，在本实施方式1中，将弹性体9配置成弯曲控制滚筒10与弹性体9之间的基材8的角度及旋转控制滚筒11与弹性体9之间的基材8的角度都是从XZ平面朝上方向呈5度。然而，在配置有微细图案5的区域的面方向的形状为平面形状的情况下，若弯曲控制滚筒10与弹性体9之间的基材8的角度和旋转控制滚筒11与弹性体9之间的基材8的角度都不是为负数，则能使铸型4的图案形成面与基材8上的UV固化树脂13线接触。然而，需根据弯曲控制滚筒10与弹性体9之间的基材8的角度和旋转控制滚筒11与弹性体9之间的基材8的角度来适当调节加压速度等成形条件。

另外，在本实施方式1中，将具有遮光膜14的斜面设于铸型4。然而，也可形成台阶形状以代替斜面。在不是斜面而形成台阶形状的情况下，能进一步细致地控制遮光范围。

另外，在本实施方式1中，使用圆筒形状的弹性体9。然而，也可使用在与铸型4的图案形成面相对的范围(铸型4的图案形成面的投影区域)的表面构成圆筒面的一部分的形状的弹性体。

(实施方式2)

接着，对本发明实施方式2进行说明。本实施方式2在弹性体的形状为球状这点上与上述实施方式1不同。以下，以与实施方式1不同的点为中心，对本实施方式2进行说明。

图6(a)～图6(d)及图7是表示利用本实施方式2的压印装置对基材8上的UV固化树脂13的一个部位进行压印成形的工序的图。详细而言，图6(a)～图6(d)是按时序表示使用铸型4和弹性体15夹住基材8以将铸型4的图案形成面按压到UV固化树脂13的加压工序的图。另外，图7是表示使UV固化树脂13发生固化的固化工序的图。该固化工序是图6(a)～图6(d)所示的加压工序的后工序。在图6(a)～图6(d)的各个图中，上图是表示铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的接触范围的图，下图是工序另一侧的剖视图。另外，在图7中，上图是表示铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的接触范围及UV固化树脂13的固化范围的图，下图是工序另一侧的剖视图。

首先，在通过进行临时成形使铸型4与弹性体9的位置一致后，转移至正式成形。

在正式成形中，首先，通过使Y轴工作台2下降，从而使用铸型4的图案形成面与球状的弹性体15的表面(曲面)来夹住基材8，其中，该基材8的与图案形成面相对的一个面被UV固化树脂13覆盖。然后，将铸型4的图案形成面按压到UV固化树脂13。藉此，对UV固化树脂13进行加压。在本实施方式2中，使用由弹性模量3.5MPa的硅橡胶构成的直径800mm的球状弹性体15。另外，使用配置有微细图案5的区域的面方向上的形状呈平面形状且该平面的尺寸(配置有微细图案5的区域的尺寸)为20mm见方的铸型来作为铸型4。

在上述加压工序中，Y轴工作台2至少在微细图案5与UV固化树脂13刚接触之前，以足够慢的匀速下降以使气体不致于进入微细图案5和UV固化树脂13之间，从而将铸型4的图案形成面按压到UV固化树脂13。

在本实施方式2中，在微细图案5与UV固化树脂13接触之前，弹性体15上的基材8的面方向的形状呈沿着球状的弹性体15的外周面(球面)的一部分的形状。因此，图案形成面(微细图案5)和UV固化树脂13首先点接触(参照图6(a))。然后，随着Y轴工作台2下降，从下方支承基材8的球状的弹性体15在来自Y轴工作台2的载荷下逐渐被压塌。其结果是，如图6(a)～图6(d)所示，随着Y轴工作台2下降，使铸型4与弹性体15朝彼此靠近的方向相对地移动，铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的接触范围从图案形成面的内侧朝外侧逐渐扩大。即，接触范围(接触部位)随着Y轴工作台2下降而从点朝外侧逐渐扩大。根据该实施方式2的压印装置，由于铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的接触范围从点开始扩大，因此，与图案形成面与UV固化树脂的接触范围从线开始扩大的上述实施方式1的压印装置相比，能进一步降低气体被封入的可能性。

根据以上的动作，气体很难被封入图案形成面(微细图案5)与UV固化树脂13之间，且微细图案5与UV固化树脂13容易可靠地接触(紧贴)。因此，不易发生图案的未转印及图案的形状不佳。

如图6(d)所示，当微细图案5埋入UV固化树脂13直至在UV固化树脂13中具有期望的图案的深度为止时(紧贴时)，因弹性体15的变形而使基材8处于与XZ平面水平或大致水平。另外，此时，如图6(d)所示，即便在配置有微细图案5的范围(区域)的外侧，铸型4的图案形成面也与UV固化树脂13接触(紧贴)。

然后，如图7所示，在微细图案5与UV固化树脂13紧贴的状态下，UV照射装置6发出UV光。该UV光透过铸型4而被照射至UV固化树脂13。照射到UV光的UV固化树脂13发生固化。藉此，微细图案被转印至UV固化树脂13。

在本实施方式2中，也与上述实施方式1相同，能利用设于铸型4的图案形成面的外周部的遮光结构(遮光膜14)将UV固化树脂13划分为固化范围和非固化范围。此外，还能利用设于形成有微细图案5的区域的外周线外侧的斜面来将固化范围与非固化范围的边界设为不规则的曲线而不是直线。

在UV固化树脂13发生固化后，通过使Y轴工作台2上升来使铸型4远离UV固化树脂13。

通过以上的动作，能对基材8上的UV固化树脂13的一个部位进行压印成形。

接着，对利用本实施方式2的压印装置对大面积且无缝的基材8反复进行上述压印成形，从而将微细图案5转印到基材8上的UV固化树脂13的多个部位的工序进行说明。

本实施方式2的压印装置与上述实施方式1一样，通过反复进行将微细图案转印到UV固化树脂13的工序，从而将微细图案5转印到基材8上的UV固化树脂13的多个部位。另外，本实施方式2的压印装置与上述实施方式1一样，在反复进行微细图案5的转印时，在与已成形的图案相邻的部位进行图案成形。在本实施方式2中，通过上述图案成形的动作，就能形成图案相连的大面积的片状仪器。

然而，在本实施方式2的压印装置中，使用球状的弹性体15。因此，在本实施方式2的压印装置中安装有用于在进行X轴方向上的一列的压印成形时使弹性体15与铸型4一起在X轴方向上偏移的机构(未图示)。

另外，在本实施方式2中，转印至UV固化树脂13的图案的边界(固化范围的边界)与上述实施方式1一样，是不规则的曲线而不是直线。由此，能使图案的接缝不显眼。此外，在本实施方式2中，还能将UV固化树脂13划分为固化范围和非固化范围。由此，能使相邻的图案之间的接缝的落差处于0.5μm以下。

因此，在本实施方式2中，也能形成相邻的图案之间的接缝是不规则的曲线并在该接缝处具有0.5以下的落差的片状仪器。

在本实施方式2中，使用配置有微细图案5的区域的面方向的形状呈平面形状且该平面的尺寸为20mm见方的铸型4，并使用由弹性模量为3.5MPa的硅橡胶构成的球状的弹性体15。根据上述配置有微细图案5的区域的面方向的形状及尺寸和球状的弹性体15的弹性模量，通过有限元模拟分析可知弹性体的球的直径处于800mm以上是较为理想的，在本实施方式2中，设定为800mm。

另外，在本实施方式2中，使用球状的弹性体。然而，也可使用表面为球面形状的弹性体或在与铸型4的图案形成面相对的范围(铸型4的图案形成面的投影区域)的表面构成球面的一部分的形状的弹性体。

在以上说明的实施方式1及实施方式2中，使用由硅橡胶构成的弹性体9、15。然而，只要弹性模量满足规定的条件，则弹性体的材料并不受到特别限定。例如，能使用硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等合成橡胶和天然橡胶中的至少一种橡胶以作为弹性体的材料。或者，也可使用能弹性变形的金属以作为弹性体的材料。

另外，在上述实施方式1及实施方式2中，使用由PET膜构成的无缝的基材8。然而，也可使用能用作滚筒传送带的镜面较薄的其它树脂或金属。

另外，在上述实施方式1及实施方式2中，使用Y轴工作台2，以作为使铸型4和弹性体9、15夹住基材8并将铸型4的图案形成面按压到该基材8上的UV固化树脂13的加压装置。然而，Y轴工作台是一例，加压装置的结构并不受特别限定。

另外，在上述实施方式1及实施方式2中，在设于基材8上的树脂中使用了UV固化树脂13。然而，只要可使因气体残留或产生铸型4与基材8上的树脂的未接触部(未紧贴部)而导致的图案未转印、图案的形状不佳等不良情况不易发生，则设于基材8上的树脂不受特别限定。例如，只要是可使因气体残留或产生铸型4与基材8上的树脂的未接触部(未紧贴部)而导致的图案未转印、图案的形状不佳等不良情况不易发生的树脂，也可使用因UV光以外的光而固化的树脂、因电子束而固化的树脂、因热而固化的树脂等。另外，为了实现能使相邻的图案之间的接缝在片状仪器(微细图案被转印的面)的大面积上看来不显眼、且能基本消除接缝的落差的压印，需使用能在一个部位的压印成形中划分为固化范围和非固化范围、且能使固化范围的边界为不规则的曲线而不是直线的树脂。在上述实施方式1及实施方式2中，使用了UV固化树脂13以作为上述树脂的一例。然而，只要能使相邻的图案之间的接缝不显眼且能基本消除接缝的落差，则设于基材8上的树脂并不受特别限定。例如，只要是能使相邻的图案之间的接缝不显眼且能基本消除接缝的台阶，则也可使用因UV光以外的光而固化的树脂、因电子束而固化的树脂、因热而固化的树脂等。

另外，在上述实施方式1及实施方式2中，使用了UV固化树脂13。因此，使用UV照射装置6以作为使与铸型4的图案形成面接触的树脂发生固化的固化装置。然而，使树脂发生固化的装置并不限定于UV照射装置，只要根据树脂的种类加以选定即可。

另外，在上述实施方式1及实施方式2中，采用了使UV光透过铸型4照射到UV固化树脂13的结构。因此，选定可使UV光透过的材料以作为铸型4的材料。然而，铸型4的材料并不限定于可使UV光透过的材料，也能根据树脂的种类、固化装置的设置位置等加以选定。

另外，在上述实施方式1和实施方式2中，采用了利用弯曲控制滚筒10和旋转控制滚筒11将基材8朝弹性体9、15上送出的结构。然而，将基材朝弹性体上送出的机构的结构并不受特别限定。

此外，在上述实施方式1和实施方式2中，使用了圆筒形状的弹性体9或球状的弹性体15。然而，弹性体的形状并不限定于圆筒形状或球状。只要弹性体具有在与铸型4的图案形成面相对的范围(铸型4的图案形成面的投影区域)中从该范围的内侧朝外侧远离铸型4的图案形成面的形状的曲面(表面)即可。也就是说，只要与铸型4的图案形成面相对的范围(铸型4的图案形成面的投影区域)的弹性体的表面是朝铸型侧呈凸状的曲面即可。利用这种弹性体的表面形状，能在加压时使铸型4的图案形成面与UV固化树脂13的接触范围从图案形成面的内侧朝外侧扩大。

另外，在上述实施方式1及实施方式2中，使用配置有微细图案5的区域的面方向上的形状呈平面形状且该平面的尺寸(配置有微细图案5的区域的尺寸)为20mm见方的铸型来作为铸型。然而，配置有微细图案5的区域的面方向的形状、尺寸并不受特别限定。但是，根据配置有微细图案5的区域的面方向的形状来调节弹性体的表面(曲面)的曲率是较为理想的。详细而言，在配置有微细图案5的区域的面方向的形状呈平面形状或朝弹性体侧呈凸状的曲面形状的情况下，将与铸型4的图案形成面相对的范围(铸型4的图案形成面的投影区域)的弹性体的曲面(表面)的曲率设定得比配置有微细图案5的区域的面方向的形状的曲率小是较为理想的。另外，在配置有微细图案5的区域的面方向的形状朝与弹性体的相反一侧呈凸状的曲面形状(凹状的曲面形状)的情况下，将与铸型4的图案形成面相对的范围(铸型4的图案形成面的投影区域)的弹性体的曲面(表面)的曲率设定得比配置有微细图案5的区域的面方向的形状的曲率大是较为理想的。若是这样，则能使铸型4的图案形成面与基材8上的UV固化树脂13的接触范围从图案形成面的内侧朝外侧逐渐扩大。

如上所述，根据本发明的实施方式，能使图案的未转印部及图案的形状不佳部不易产生。此外，根据本发明的实施方式，能基本消除相邻的图案之间的接缝的落差。另外，根据本发明的实施方式，能利用简易且廉价的设备来获得转印有微细图案的大面积的片状仪器。

Claims (15)

1.一种片状仪器的制造装置，其特征在于，包括：

铸型，该铸型具有形成有图案的图案形成面；

弹性体，该弹性体与所述铸型相对配置；

加压装置，该加压装置使所述铸型和所述弹性体夹住基材，以将所述图案形成面按压到所述基材上的树脂；以及

固化装置，该固化装置使所述基材上的所述树脂固化，

所述图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面是朝所述铸型侧呈凸状的曲面。

2.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

所述图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面构成圆筒面的一部分。

3.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

所述图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面构成球面的一部分。

4.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

配置有所述图案的区域的面方向的形状是呈平面形状或朝所述弹性体侧呈凸状的曲面形状，

所述图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面具有比配置有所述图案的区域的面方向的形状的曲率小的曲率。

5.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

配置有所述图案的区域的面方向的形状是朝与所述弹性体的相反一侧呈凸状的曲面形状，

所述图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面具有比配置有所述图案的区域的面方向的形状的曲率大的曲率。

6.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

所述弹性体具有防反射结构，该防反射结构用于使所述基材上的所述树脂发生固化的光不会从所述弹性体的表面反射。

7.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

使用合成橡胶、天然橡胶中的至少一种橡胶以作为所述弹性体的材料。

8.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

包括一条以上的使所述铸型和所述基材相对移动的直线的移动轴和/或旋转的移动轴，

能在所述基材上的所述树脂的多个部位进行压印成形。

9.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

所述铸型在所述图案形成面的外周部具有用于使所述图案形成面与所述树脂接触的范围中的规定范围发生固化的遮光结构。

10.如权利要求1所述的片状仪器的制造装置，其特征在于，

包括对所述基材的张力进行调节的张力调节机构。

11.一种片状仪器的制造方法，其特征在于，包括：

加压工序，在该加压工序中，使用具有形成有图案的图案形成面的铸型和具有曲率的规定形状的弹性体来夹住基材，其中，在该基材的与所述图案形成面相对的一个面上设有树脂，从而将所述图案形成面按压到所述树脂来对所述树脂进行加压；以及

固化工序，在该固化工序中，使所述基材上的树脂发生固化，

在加压时，随着所述铸型和所述弹性体中的至少一方朝所述铸型与所述弹性体靠近的方向移动，所述图案形成面与所述树脂接触的范围从所述图案形成面的内侧朝外侧扩大。

12.如权利要求11所述的片状仪器的制造方法，其特征在于，

所述铸型的图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面是从该投影区域的内侧朝外侧远离所述图案形成面的形状的曲面。

13.如权利要求11所述的片状仪器的制造方法，其特征在于，

所述铸型的图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面构成圆筒面的一部分，

在加压时，随着所述铸型和所述弹性体中的至少一方朝所述铸型与所述弹性体靠近的方向移动，所述图案形成面与所述树脂接触的范围从线段朝外侧扩大。

14.如权利要求11所述的片状仪器的制造方法，其特征在于，

所述铸型的图案形成面的投影区域中的所述弹性体的表面构成球面的一部分，

在加压时，随着所述铸型和所述弹性体中的至少一方朝所述铸型与所述弹性体靠近的方向移动，所述图案形成面与所述树脂接触的范围从点朝外侧扩大。

15.如权利要求11所述的片状仪器的制造方法，其特征在于，

反复进行在利用所述图案形成面对所述树脂进行加压后通过使所述树脂固化来将所述图案转印到所述树脂的工序，从而将所述图案转印至所述基材上的所述树脂的多个部位。

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