JP2008183813A - 熱ナノインプリント方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】微細な凹凸パターンを転写した製品のバリの発生を抑制することのできる熱ナノインプリント方法を提供する。
【解決手段】型１７に形成された微細な凹凸パターン１５を熱可塑性樹脂の被成形材料９に転写する熱ナノインプリント方法であって、雌型３に形成された凹部５内に、体積が前記凹部５の体積にほぼ等しい体積の被成形材料９を配置し、前記雌型３及び被成形材料９を加熱すると共に前記型１７でもって前記被成形材料９を押圧し、押圧した状態でもって前記型１７及び被成形材料９の冷却を行い、その後に離型を行い、前記被成形材料９は、上部周縁部に予め面取り部が形成してある熱ナノインプリント方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂の被成形材料に対して、型に形成した微細な凹凸パターンを転写する熱ナノインプリント方法に係り、さらに詳細には、微細な凹凸パターンを転写した後の製品のバリの発生を抑制した熱ナノインプリント方法に関する。
近年、型に形成したナノスケールの微細な凹凸パターンを、熱可塑性樹脂の被形成材料に転写する熱ナノインプリントが開発されている。この熱ナノインプリントは、基板上に熱可塑性樹脂の被形成材料を載置し加熱して十分に柔らかくなった後に、ナノスケールの微細な凹凸パターンを形成した型（モールド）を前記被形成材料へ押圧して、前記凹凸パターンの転写を行うものである（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２６０５２号公報
熱可塑性樹脂の被形成材料を基板上に単に載置して加熱し、型によって前記被形成材料を押圧する構成においては、製品としての被形成材料の周縁部にバリが生じ、二次加工として前記バリを除去する必要がある。
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、型に形成された微細な凹凸パターンを熱可塑性樹脂の被成形材料に転写する熱ナノインプリント方法であって、雌型に形成された凹部内に、体積が前記凹部の体積にほぼ等しい体積の被成形材料を配置し、前記型及び被成形材料を加熱すると共に前記型でもって前記被成形材料を押圧し、押圧した状態でもって前記型及び被成形材料の冷却を行い、その後に離型を行うことを特徴とするものである。
また、前記熱ナノインプリント方法において、前記被成形材料は、上部周縁部に体積調整のための面取り部が形成してあることを特徴とするものである。
本発明によれば、型に形成した微細な凹凸パターンの転写は、熱可塑性樹脂の被成形材料を雌型の凹部内に収納して行うことができる。すなわち、前記被成形材料が前記凹部から突出することを抑制して転写を行うことができ、製品においてのバリの発生を抑制することができるものである。
また、例えバリが発生したような場合であっても、発生量が少なく、小さなバリであるから、簡単に除去することができるものである。
図１を参照するに、概念的、概略的に示すように、本発明の実施形態に係る熱ナノインプリント装置１は、素材台３を備えており、この素材台３上には成形用の凹部５を備えた雌型７が装着してある。前記凹部５は、凹部５の底部側よりも上部の開口部側が僅かに大きくなるように抜き勾配が設定してある。そして、前記素材台３には、前記雌型７及び前記凹部５内の熱可塑性樹脂からなる被成形材料９を加熱し、かつ冷却するための加熱・冷却手段１１が備えられている。前記被成形材料９の体積は前記凹部５の体積にほぼ等しく形成してある。
前記素材台３の上方位置には、当該素材台３と対向するスタンパ台１３が上下動自在に備えられており、このスタンパ台１３の下面には、前記雌型７における前記凹部５に対応する部分に微細な凹凸パターン１５を形成したスタンパ（型）１７が取付けてある。そして、前記スタンパ台１３には前記スタンパ１７の加熱，冷却を行うための加熱・冷却手段１９が備えられている。
以上のごとき構成において、前記雌型７における凹部５の体積にほぼ等しい体積に予め形成した被成形材料９を前記凹部５内に配置し、素材台３に備えた加熱・冷却手段１１によって雌型７及び被成形材料９を加熱すると共に、スタンパ台１３に備えた加熱・冷却手段１９によってスタンパ１７を加熱する。そして、前記被成形材料９が十分に軟化した後、スタンパ台１３を下降してスタンパ１７の下面に備えた凹凸パターン１５でもって前記被成形材料９を押圧すると、被成形材料９は前記凹部５内に充填されると共に、前記凹凸パターン１５が被成形材料９の上面に転写される。
この際、前記被成形材料９の体積は前記凹部５の体積にほぼ等しく予め形成してあるので、図２に示すように、前記雌型７の上面とスタンパ１７の下面との間の微少間隙２１内に被成形材料９の一部がはみ出すことなく成形加工（転写加工）することができるものである。すなわち前記微少間隙２１に被成形材料１９の一部がはみ出すことによるバリの発生を抑制することができるものである。
なお、前記微少間隙２１に、バリが発生したような場合であっても、量は少ないものであり、簡単に除去することができるものである。
前述のごとくスタンパ１７によって被成形材料１９を押圧した状態にあるとき、素材台３に備えた加熱・冷却手段１１及びスタンパ台１３に備えた加熱・冷却手段１９によって全体の冷却を行うことにより、前記被成形材料１９の硬化が行われる。その後、スタンパ台１３を上昇して離型を行うことにより、前記凹部５の形状に形成され、かつ上面に凹凸パターン１５が転写された製品が得られるものである。
ところで、前記被成形材料９の体積が前記凹部５の体積にほぼ等しくなるように調整するには、前記凹部５の形状にほぼ近似して形成した被成形材料９の上面周縁に、図３（Ａ）に示すように、体積調整のための面取り部９Ｃを上部周縁に形成することによって容易に調整することができるものである。なお、前記面取り部９Ｃの形状としてはＣ面取りに限ることなく、Ｒ面取りでもよく、また図３（Ｂ）に示すように、断面形状が凹状を呈するＲ面取りとすることも可能である。さらには、図３（Ｃ）に示すように、被成形材料９の上部周縁部に段部を形成し、この段部を面取部の１例とすることができる。すなわち、体積調整のための面取り部の形状としては、前記形状に限ることなく、種々の形状とすることができるものである。
以上のごとき説明より理解されるように、成形後の製品におけるバリの発生を抑制することができるので、バリ取り加工の二次加工が不要となるものであり、生産性向上を図ることができるものである。
本発明に係る熱ナノインプリント装置を概念的、概略的に示した説明図である。 被成形材料の押圧状態を示す説明図である。 被成形材料の形状説明図である。
符号の説明
３ 素材台
５ 凹部
７ 雌型
９ 被成形材料
１３ スタンパ台
１５ 凹凸パターン
１７ スタンパ

Claims (2)

  1. 型に形成された微細な凹凸パターンを熱可塑性樹脂の被成形材料に転写する熱ナノインプリント方法であって、雌型に形成された凹部内に、体積が前記凹部の体積にほぼ等しい体積の被成形材料を配置し、前記型及び被成形材料を加熱すると共に前記型でもって前記被成形材料を押圧し、押圧した状態でもって前記型及び被成形材料の冷却を行い、その後に離型を行うことを特徴とする熱ナノインプリント方法。
  2. 請求項１に記載の熱ナノインプリント方法において、前記被成形材料は、上部周縁部に体積調整のための面取り部が形成してあることを特徴とする熱ナノインプリント方法。
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