JP2016083784A - Method for producing film-shaped mold, and transfer apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面に微細凹凸パターンが転写されたフィルム状モールドの製造方法及び転写装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a film mold having a fine uneven pattern transferred to the surface and a transfer apparatus.
特許文献1には、フィルム構造体の製造方法及び装置に関する発明が開示されている。特許文献1では、転写ロールと、転写ロールに近接して設けられたバックアップロールと、フィルム送り手段等とを備えたフィルム構造体の製造装置が開示されている。転写ロールの周面には微細な凹凸パターンが形成されている。そして転写フィルムが、転写ロールとバックアップロールとの間に送り込まれ、微細な凹凸パターンがフィルム側に転写される。
特許文献2にも、凹凸形状転写ロールとバックアップロールとを備えたロール・ツー・ロール装置が開示されている。
ところで、転写フィルムを介して転写ロールにニップロールを押し当てて、転写フィルムを挟持する際、ニップロールの転写ロールへの衝撃により、転写ロールの表面に形成された微細凹凸パターンが損傷を受ける問題があった。これにより、転写フィルムにて転写される微細凹凸パターンに長尺方向への周期ムラが生じた。 By the way, when the nip roll is pressed against the transfer roll through the transfer film and the transfer film is sandwiched, the fine uneven pattern formed on the surface of the transfer roll is damaged by the impact of the nip roll on the transfer roll. It was. Thereby, the periodic unevenness | corrugation to a elongate direction arose in the fine concavo-convex pattern transferred with a transfer film.
特許文献1及び特許文献2では、いずれも、ニップロールの転写ロールへの衝撃に基づく転写ロール及び転写フィルムに対するパターン欠陥についての課題認識がなく、したがってそれを解決する手段も提示されていない。
In both
そこで本発明は、上記説明した問題点に鑑みてなされたものであり、特に、従来に比べて、ニップロールの転写ロールへの衝撃に基づくパターン欠陥の発生を抑制することができるフィルム状モールドの製造方法及び転写装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and in particular, compared with the conventional case, the production of a film mold that can suppress the occurrence of pattern defects due to the impact of the nip roll on the transfer roll. It is an object to provide a method and a transfer apparatus.
本発明におけるフィルム状モールドの製造方法は、フィルム状のモールド基材を介して、外周面に微細凹凸パターンが形成された転写ロールに対し、ニップロールを押し当てる押し当て工程、前記転写ロールと前記ニップロールとの間に挟持された前記モールド基材を送りながら、前記モールド基材の表面に前記微細凹凸パターンを転写する転写工程、を有し、前記押し当て工程では、前記ニップロールの前記転写ロールへの衝撃を制御可能な衝撃制御手段を用いて、前記ニップロールを押し当てることを特徴とする。 The method for producing a film-shaped mold in the present invention includes a pressing step of pressing a nip roll against a transfer roll having a fine uneven pattern formed on an outer peripheral surface through a film-shaped mold substrate, the transfer roll and the nip roll. A transfer step of transferring the fine concavo-convex pattern to the surface of the mold base material while feeding the mold base material sandwiched therebetween, and in the pressing step, the nip roll is transferred to the transfer roll. The nip roll is pressed against by using an impact control means capable of controlling the impact.
これにより、従来に比べて、転写ロールの微細凹凸パターンの損傷を抑制でき、その結果、パターン欠陥の発生の少ないフィルム状モールドを製造することができる。 Thereby, compared with the past, the damage of the fine uneven | corrugated pattern of a transfer roll can be suppressed, As a result, the film-shaped mold with few generation | occurrence | production of a pattern defect can be manufactured.
本発明では、前記ニップロールの前記転写ロールへの衝撃力を、0.05〜0.2kgf/cm2に制御することが好ましい。 In the present invention, the impact force of the nip roll to the transfer roll is preferably controlled to 0.05 to 0.2 kgf / cm 2 .
また本発明では、前記ニップロールの稼働速度を、5〜10mm/sに制御することが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable to control the operating speed of the said nip roll to 5-10 mm / s.
また本発明における転写装置は、外周面に微細凹凸パターンが形成された転写ロールと、フィルム状のモールド基材を前記転写ロールとともに挟持するニップロールと、前記ニップロールが前記モールド基材を介して前記転写ロールに押し当てられる際に、前記ニップロールの前記転写ロールへの衝撃を制御するための衝撃制御手段と、を有することを特徴とする。 The transfer device according to the present invention includes a transfer roll having a fine uneven pattern formed on an outer peripheral surface, a nip roll for sandwiching a film-shaped mold base together with the transfer roll, and the nip roll via the mold base. And an impact control means for controlling the impact of the nip roll on the transfer roll when pressed against the roll.
本発明の転写装置を用いることで、従来に比べて、転写ロールの微細凹凸パターンの損傷を抑制でき、その結果、パターン欠陥の発生の少ないフィルム状モールド(転写層を有するモールド基材に微細凹凸パターンが転写されたもの)を製造することができる。 By using the transfer device of the present invention, it is possible to suppress the damage of the fine uneven pattern of the transfer roll as compared with the conventional case, and as a result, the film mold with less pattern defects (the fine unevenness on the mold substrate having the transfer layer). A pattern having been transferred).
本発明における前記衝撃制御手段では、押し当ての際の前記ニップロールの前記転写ロールへの衝撃力が、0.05〜0.2kgf/cm2に制御されることが好ましい。 In the impact control means in the present invention, it is preferable that the impact force of the nip roll to the transfer roll during pressing is controlled to 0.05 to 0.2 kgf / cm 2 .
また本発明では、前記衝撃制御手段は、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、あるいはACサーボにて構成されることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the impact control means is composed of a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, or an AC servo.
また本発明では、前記転写ロールに対して複数のニップロールが配置され、前記衝撃制御手段は、各ニップロールが前記転写ロールに対し同時に当接するように制御されていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a plurality of nip rolls are arranged with respect to the transfer roll, and the impact control means is controlled so that the nip rolls simultaneously contact the transfer roll.
また本発明では、前記衝撃制御手段は、各ニップロールに対して、独立制御且つ摩擦と滑りの自励振動を制御するシリンダを兼ね備えることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the impact control means has a cylinder that controls each nip roll independently and controls self-excited vibration of friction and slip.
また本発明では、前記ニップロールの表面硬度は、ゴム硬度10°〜50°に調整されていることが好ましい。 In the present invention, the surface hardness of the nip roll is preferably adjusted to a rubber hardness of 10 ° to 50 °.
本発明によれば、従来に比べて、転写ロールの微細凹凸パターンの損傷を抑制でき、その結果、パターン欠陥の発生の少ないフィルム状モールドを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the damage of the fine concavo-convex pattern of the transfer roll as compared with the conventional case, and as a result, it is possible to manufacture a film mold with less pattern defects.
以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the meaning.
本実施の形態は、従来、特に考慮されていなかった、ニップロールの転写ロールへの衝撃を緩和させるものである。 In the present embodiment, the impact of the nip roll on the transfer roll, which has not been considered in the past, is mitigated.
転写ロールの外周面には微細凹凸パターンが形成され、この微細凹凸パターンがモールド基材の転写層に転写されてフィルム状モールドが製造される。ここで「フィルム状モールド」とは、モールド基材の転写層に微細凹凸パターンが転写されたフィルムを指す。また「フィルム」、「フィルム状」とは可撓性を備えた薄い板状物を指し、厚みや材質等を限定するものでない。 A fine concavo-convex pattern is formed on the outer peripheral surface of the transfer roll, and this fine concavo-convex pattern is transferred to the transfer layer of the mold substrate to produce a film mold. Here, the “film mold” refers to a film having a fine uneven pattern transferred to a transfer layer of a mold substrate. “Film” and “film shape” refer to a thin plate having flexibility, and do not limit the thickness, material, or the like.
ところでニップロールは転写ロールに対して接離可能に支持されており、ニップロールを転写ロールから離した状態で、モールド基材を転写ロールの外周面に通した後、ニップロールを転写ロール方向に移動させて転写ロールに押し当てる。 By the way, the nip roll is supported so as to be able to come into contact with and separate from the transfer roll. After the mold base is passed through the outer peripheral surface of the transfer roll with the nip roll separated from the transfer roll, the nip roll is moved in the direction of the transfer roll. Press against the transfer roll.
この押し当ての際のニップロールの転写ロールへの衝撃が、従来では特に考慮されておらず、この衝撃により、転写ロールに設けられた微細凹凸パターンが損傷を受ける問題が生じたのである。従来では、ニップロールの移動を機械的な機構により行っており、ニップロールの転写ロールへの衝撃に対する制御は行われていなかった。そして、特に上記したように、転写ロールの外周面に形成されているのは微細凹凸パターンであり、微細凹凸パターンは近年、さらに微細化、最密化していることから、ニップロールの転写ロールへの衝撃により損傷を受けやすい状態にあった。 Conventionally, the impact of the nip roll on the transfer roll during the pressing has not been particularly taken into consideration, and this impact causes a problem that the fine uneven pattern provided on the transfer roll is damaged. Conventionally, the movement of the nip roll is performed by a mechanical mechanism, and control for the impact of the nip roll on the transfer roll has not been performed. In particular, as described above, the fine concavo-convex pattern is formed on the outer peripheral surface of the transfer roll, and since the fine concavo-convex pattern has been further refined and densified in recent years, It was easily damaged by impact.
本実施の形態は、上記した特別な事情を鑑みたものであり、ニップロールに対する移動機構を改良して、ニップロールの転写ロールへの衝撃を緩和できるようにした。以下、フィルム状モールドの製造方法について、本実施の形態の転写装置を参照しながら説明する。 The present embodiment has been made in view of the special circumstances described above, and has improved the movement mechanism for the nip roll so as to reduce the impact of the nip roll on the transfer roll. Hereinafter, the manufacturing method of a film mold is demonstrated, referring the transfer apparatus of this Embodiment.
(第1のフィルム状モールド作製工程)
図1は、本実施の形態に係る第1のフィルム状モールドの製造方法に用いられる転写装置の概略図であり、特に押し当て工程を説明するための説明図である。図2は、本実施の形態に係る第1のフィルム状モールドの製造方法に用いられる転写装置の概略図であり、特に転写工程を説明するための説明図である。図3は、図2に示す転写ロール及びその周辺部分を拡大して示した拡大概念図である。
(First film mold production process)
FIG. 1 is a schematic view of a transfer device used in the first film-shaped mold manufacturing method according to the present embodiment, and is an explanatory view for particularly explaining a pressing step. FIG. 2 is a schematic view of a transfer device used in the first film-shaped mold manufacturing method according to the present embodiment, and is an explanatory view for particularly explaining a transfer process. FIG. 3 is an enlarged conceptual diagram showing the transfer roll and its peripheral portion shown in FIG. 2 in an enlarged manner.
図1に示す転写装置100は、モールド基材101を送り出す原反ロール102と、巻き取る巻き取りロール104とを備える。原反ロール102と巻き取りロール104との間には、モールド基材101の搬送方向MDにおける上流側から下流側に向けて順に、モールド基材101上に光硬化性樹脂を塗布する塗布手段105と、ガイドロール106と、外周面に微細凹凸パターンを有する転写ロール(円筒状金型)107と、モールド基材101上の光硬化性樹脂と転写ロール107の外周面との間を密着させるニップロール108a、108bからなる押圧手段108と、光硬化性樹脂に光を照射する光源109と、ガイドロール110と、が設けられている。
A
なお、溶媒を用いて光硬化性樹脂を塗布する場合には、光硬化性樹脂中の溶媒を乾燥する乾燥炉111をさらに備えていても良い。
In addition, when apply | coating photocurable resin using a solvent, you may further provide the
上記のような構成からなる転写装置100を用いて、次のように第1のフィルム状モールドを作製する。
Using the
図1では、原反ロール102と巻き取りロール104との間でモールド基材101が、所定の張力により転写ロール107の外周面に当接した状態とされている。図1では、ニップロール108a、108bが転写ロール107から離れた位置にて支持されている。図1に示すように、ニップロール108a、108bの外側には、衝撃制御手段112、112が配置されている。衝撃制御手段112は、空気圧シリンダ、油圧シリンダあるいはACサーボであることが好適である。図1では衝撃制御手段112、112として、空気圧シリンダや油圧シリンダを示した。したがって図1に示す衝撃制御手段112は、シリンダ本体112aと、往復移動可能なピストン112bとを有する。例えば、ニップロール108a、108bは、付勢手段(図示せず)により、転写ロール107から離れる方向に付勢されており、ニップロール108a、108bと衝撃制御手段112のピストン112bが当接した状態とされる。各ピストン112bの中心と、各ニップロール108aの中心と、転写ロール107の中心とが一直線上にある。
In FIG. 1, the
各衝撃制御手段112、112のピストン112b、112bは、転写ロール107に対して後退した位置にあり(引っ込んでおり)、したがって図1に示すように各ニップロール108a、108bは、転写ロール107から離れた位置にて支持されている。
The
衝撃制御手段112、112に背圧をかけてピストン112b、112bを転写ロール107の方向に前進させて(突出させて)、ニップロール108a、108bを転写ロール107に向けて押圧する。このとき、ニップロール108a、108bに対して適度な圧力を加えて、ニップロール108a、108bを転写ロール107の方向に移動させることができる。そして、ニップロール108a、108aがモールド基材101の表面に当接したとき、衝撃制御手段112、112のピストン112b、112bの移動を停止する。
Back pressure is applied to the impact control means 112, 112 to advance (protrude) the
これにより図2に示すように、モールド基材101を転写ロール107と各ニップロール108a、108bとの間に所定の押圧力により挟持することができる。
As a result, as shown in FIG. 2, the
図1から図2に示すように、ニップロール108a、108bを転写ロール107の方向に移動させて、モールド基材101を転写ロール107と各ニップロール108a、108bとの間に挟持した後、図2に示す塗布手段105により、原反ロール102から送り出した光透過性のモールド基材101上に光硬化性樹脂を塗布して光硬化性樹脂層(転写層)を形成する。光硬化性樹脂層付きのモールド基材101は、ガイドロール106を経て転写ロール107へ供給する。
As shown in FIGS. 1 to 2, the nip rolls 108a and 108b are moved in the direction of the
次に、転写ロール107及びニップロール108a、108bを回転させながら、転写ロール107の外周面を光硬化性樹脂層に密着させて光硬化性樹脂層の表面に微細凹凸パターンを転写する。
Next, while rotating the
図3に示すように、転写ロール107の外周面107aには微細凹凸パターン113が形成されており、光硬化性樹脂層114と微細凹凸パターン113とが密着した状態にある。なお、モールド基材101は、フィルム状基材115上に光硬化性樹脂層114が所定厚で形成された構成である。
As shown in FIG. 3, a fine
図3に示す微細凹凸パターン113は、円錐形状、角錐形状若しくは楕円錘形状の凸部を複数含むピラー形状、又は、円錐形状、角錐形状若しくは楕円錘形状の凹部を複数含むホール形状或いはラインアンドスペース形状である。ここで、「ピラー形状」とは、「柱状体(錐状態)が複数配置された形状」であり、「ホール形状」とは、「柱状(錐状)の穴が複数形成された形状」である。
The fine concavo-
微細凹凸パターンのスケールに関しては、用いられる用途に依存するため、特に規定することはしないが、数十ナノメートルから数十ミクロンメートルを指す。またこのスケールは、微細構造体一つの大きさ、径、深さ、ピッチであっても構わない。また、ランダムな構造も微細構造体の一つとすることができる。 The scale of the fine concavo-convex pattern is not particularly specified because it depends on the application to be used, but it refers to tens of nanometers to tens of micrometers. The scale may be the size, diameter, depth, and pitch of one microstructure. A random structure can be one of the fine structures.
大きさの一例であるが、微細凹凸パターン113は、例えば、ピッチPが、100nm〜3000nm程度(好ましくは200nm以上)、凸部幅Dが、30nm〜3000nm程度(好ましくは100nm以上)である。また、凸部高さHは、数十nm〜数十μm程度とされる。ピッチPは、隣接する凸部と凹部との幅を足した大きさ、隣り合う凸部間の中間幅、あるいは、隣り合う凹部間の中間幅で定義される。またモールド基材101の光硬化性樹脂層114の膜厚は、1〜20μm程度である。このように微細凹凸パターン113の微細化が進行し、また光硬化性樹脂層114の厚みも薄くなっている。この結果、図1から図2に示すようにニップロール108a、108bの押し当て工程の際の衝撃がモールド基材101を介して転写ロール107の微細凹凸パターン113が形成された表面に伝搬しやすい構造となっているが、本実施の形態は、この衝撃を、衝撃制御手段112を用いて緩和している。「衝撃制御手段」については後でさらに詳述する。
As an example of the size, the fine concavo-
続いて図3に示すように、光硬化性樹脂層114に光源109から光Lを照射して光硬化性樹脂層114を光硬化して樹脂硬化物層を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3, the
以上により表面に微細凹凸パターンを備えた第1のフィルム状モールド103を作製することができる。そして図2に示すように、第1のフィルム状モールド103を、ガイドロール110を経て、巻き取りロール104で巻き取る。
Thus, the
なお、第1のフィルム状モールド103の作製工程においては、転写ロール107から第1のフィルム状モールド103に転写された微細凹凸パターンを保護するため、光硬化後の光硬化性樹脂層上に保護フィルム(カバーフィルム)をラミネートしてもよい。
In addition, in the manufacturing process of the 1st film-
本実施の形態では図3に示すように、転写ロール107の外周面107aの微細凹凸パターン113と光硬化性樹脂層114とが密着した状態であるため、転写ロール107の外周面107aの微細凹凸パターン113を正確に光転写でき、また、酸素による硬化不足を回避することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the
また、窒素雰囲気下において、転写ロール107と光硬化性樹脂層114とを密着させて光照射を行うことが好ましい。これにより、光硬化性樹脂層114への大気中の酸素の接触を避けることができ、酸素による光重合反応の阻害を低減できるので、光硬化性樹脂層114を充分に硬化させることができるからである。
Further, it is preferable to perform light irradiation with the
(第2のフィルム状モールドの複製工程)
図4は、本実施の形態に係るフィルム状モールドの製造方法の第2のフィルム状モールドの複製工程に用いられる転写装置を示す概略図である。
(Second film mold replication process)
FIG. 4 is a schematic diagram showing a transfer device used in the second film-shaped mold duplication step of the film-shaped mold manufacturing method according to the present embodiment.
図4に示す転写装置200は、被転写基材201を送り出すための第1の送り出しロール202と、完成した第2のフィルム状モールド203を巻き取るための第1の巻き取りロール204とを備える。第1の送り出しロール202と第1の巻き取りロール204との間には、第1のフィルム状モールド103の搬送方向MDにおける上流側から下流側に向けて順に、被転写基材201の表面に光硬化性樹脂を塗布する塗布手段205と、第1のフィルム状モールド103を送り出すための第2の送り出しロール206と、第1のフィルム状モールド103と被転写基材201とを貼り合わせるための貼合手段207と、ガイドロール208と、第1のフィルム状モールド103と被転写基材201とを密着させるための押圧手段209と、光硬化性樹脂層に光を照射する光源210と、ガイドロール211と、第1のフィルム状モールド103を巻き取るための第2の巻き取りロール212と、が設けられている。
A
貼合手段207は、一対のラミネートロール207a、207bで構成されている。押圧手段209は、第1のフィルム状モールド103と被転写基材201がその外周面上を搬送されるゴムロール209aと、ゴムロール209aに第1のフィルム状モールド103と被転写基材201を押圧するニップロール209b、209cと、で構成されている。
The bonding means 207 is composed of a pair of
また、光硬化性樹脂を溶媒に溶かして被転写基材201に塗布する場合には、塗布手段205の下流側に乾燥炉213を設けることができる。また、貼合手段207の下流側に乾燥炉214を設けても良い。
Further, when the photocurable resin is dissolved in a solvent and applied to the
また、第1の送り出しロール202と、第2の送り出しロール206とを入れ替えても構わない。すなわち、第1のフィルム状モールド103の樹脂硬化物層の凹凸形成面上に光硬化性樹脂を塗布しても良い。
Further, the
このような構成からなる転写装置200を用いて、次のように第2のフィルム状モールドの複製を行う。
Using the
まず、第1の送り出しロール202から、被転写基材201を送り出し、その表面上に、塗布手段205により光硬化性樹脂を直接塗布し、光硬化性樹脂層を形成する。
First, the
次に、貼合手段207によって第2の送り出しロール206から巻き出された第1のフィルム状モールド103の樹脂硬化物層の凹凸形成面を、被転写基材201上の光硬化性樹脂層に貼り合わせる。
Next, the unevenness forming surface of the resin cured product layer of the
この際、被転写基材201上の光硬化性樹脂層は、第1のフィルム状モールド103の樹脂硬化物層の凹凸形成面の樹脂塗布領域内に貼り合わせる。第1のフィルム状モールド103と被転写基材201との位置合わせは、例えば、フィルムの蛇行調整装置を設置することにより行うことができる。
At this time, the photocurable resin layer on the transferred
第1のフィルム状モールド103及び被転写基材201を、ガイドロール208を経て、押圧手段209に供給する。押圧手段209において、第1のフィルム状モールド103の樹脂硬化物層の凹凸形成面を光硬化性樹脂層に密着させる。この状態で、光源210から光硬化性樹脂に光を照射し、光硬化性樹脂を光硬化させる。押圧手段209による密着によって酸素による未硬化を防止することができる。
The
この後、第1のフィルム状モールド103及び被転写基材201を、ガイドロール211まで搬送し、ここで、第1のフィルム状モールド103から表面に樹脂硬化物層が形成された被転写基材201、すなわち、第2のフィルム状モールド203を剥離する。このとき、第1のフィルム状モールド103の微細凹凸構造の反転形状が第2のフィルム状モールド203に転写される。
Thereafter, the first film-shaped
この後、第2のフィルム状モールド203を、第1の巻き取りロール204に巻き取る。一方、第1のフィルム状モールド103を、第2の巻き取りロール212に巻き取る。
Thereafter, the second film-shaped
(第nのフィルム状モールドの作製)
以上説明した本実施の形態に係るフィルム状モールドの製造方法では、転写ロール107から微細凹凸パターンを転写して作製した第1のフィルム状モールド103を原版として第2のフィルム状モールド203を複製する場合について説明した。しかし、第2のフィルム状モールド203を原版として第3のフィルム状モールドをさらに複製することも可能である。すなわち、本発明は、第(n−1)(nは2以上の整数)のフィルム状モールドから第nのフィルム状モールドの製造方法に適用することが可能である。
(Preparation of nth film mold)
In the film-shaped mold manufacturing method according to the present embodiment described above, the second film-shaped
図5は、本実施の形態に係る第nのフィルム状モールドの製造方法を示す説明図である。図5に示すように、円筒状金型M−0を原版として第1のフィルム状モールドM−1を作製し、この第1のフィルム状モールドM−1を原版として第2のフィルム状モールドM−2を複製できる。さらに、第2のフィルム状モールドM−2を原版として第3のフィルム状モールドM−3を複製できる。同様にして、第n−1のフィルム状モールドM−(n−1)を原版として、第nのフィルム状モールドM−nを複製できる。 FIG. 5 is an explanatory view showing a method of manufacturing the nth film mold according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, a first film mold M-1 is produced using a cylindrical mold M-0 as an original plate, and a second film mold M1 is produced using this first film mold M-1 as an original plate. -2 can be duplicated. Further, the third film mold M-3 can be duplicated using the second film mold M-2 as an original plate. Similarly, the nth film mold M-n can be duplicated using the n-1th film mold M- (n-1) as an original plate.
つまり、第nのフィルム状モールドM−nを複製するために用いられた第n−1のフィルム状モールドM−(n−1)は、一つ前の第n−2のフィルム状モールドM−(n−2)(図示せず)を原版として用いて作製されたものである。 That is, the (n-1) th film mold M- (n-1) used for replicating the nth film mold M-n is the previous (n-2) th film mold M-. (N-2) (not shown) was used as an original plate.
上記のようにして製造された第2〜第nのフィルム状モールドM−2〜M−nのいずれも、これを原版として微細凹凸構造付き製品Pを量産するために使用することができる。 Any of the second to n-th film molds M-2 to M-n manufactured as described above can be used for mass-producing the product P with a fine concavo-convex structure using this as an original plate.
(第nのフィルム状モールドの応用例)
以上説明した本実施の形態に係るフィルム状モールドの製造方法により得られた第nのフィルム状モールドは、例えば、反射防止材の製造、レジストマスクの作製、細胞培養培地、超撥水加工及び超親水加工に応用することができ、有用である。例えば、ピラー形状、円錐形状、角錐形状、惰円錐形状を含む周期的な微細凹凸構造を有するものは、反射防止効果があるモスアイ構造の反射防止膜として用いることができる。ここで、モスアイ構造とは、サブミクロンオーダーのピラミッド状凹凸構造を蛾の目のような2次元パターンに配置した構造をいう。このような微細構造体においては、表面に形成されるナノオーダーの微細凹凸構造が滑らかな屈曲率傾斜を誘発し、界面の屈折率差で発生する反射が起きないため、反射防止膜として好適に用いることが可能となる。また、本実施の形態に係るフィルム状モールドの製造方法により得られた第nのフィルム状モールドを用い、エッチング対象である基板の表面にレジストマスクを作製できる。
(Application example of nth film mold)
The nth film mold obtained by the method for manufacturing a film mold according to the present embodiment described above includes, for example, the manufacture of an antireflection material, the production of a resist mask, a cell culture medium, a super-water-repellent process, It can be applied to hydrophilic processing and is useful. For example, a film having a periodic fine concavo-convex structure including a pillar shape, a cone shape, a pyramid shape, and a cone shape can be used as an antireflection film having a moth-eye structure having an antireflection effect. Here, the moth-eye structure refers to a structure in which submicron-order pyramidal concavo-convex structures are arranged in a two-dimensional pattern such as an eyelet. In such a fine structure, a nano-order fine concavo-convex structure formed on the surface induces a smooth curvature gradient, and no reflection caused by a difference in refractive index at the interface occurs. Therefore, it is suitable as an antireflection film. It can be used. Moreover, a resist mask can be produced on the surface of the substrate to be etched using the nth film mold obtained by the method for manufacturing a film mold according to the present embodiment.
以下、本実施の形態に係るフィルム状モールドの製造方法の構成要素についてさらに詳細に説明する。 Hereafter, the component of the manufacturing method of the film mold which concerns on this Embodiment is demonstrated in detail.
(塗布手段)
塗布手段105、205によるフィルム状基材への光硬化性樹脂の塗布方法としては、公知の塗布コーター又は含浸塗布コーターを用いた塗布方法が挙げられる。具体的には、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ブレードコーター、ワイヤーバーコーター、エアーナイフコーター、ディップコーター、コンマナイフコーター、スプレーコーター、カーテンコーター、スピンコーター、ラミネーターなどを用いた塗布方法が挙げられる。これらの塗布方法は、必要に応じて1種の塗布方法を用いてもよく、2種以上の塗布方法を組合せて用いてもよい。また、これらの塗布方法は、生産性の観点から連続方式で塗布することが好ましい。また、ディップコーター、コンマナイフコーター、グラビアコーター又はラミネーターを使用した連続方式の塗布方法が特に好ましい。
(Applying means)
Examples of the coating method of the photocurable resin onto the film-like substrate by the coating means 105 and 205 include a coating method using a known coating coater or impregnation coating coater. Specific examples include coating methods using a gravure coater, micro gravure coater, blade coater, wire bar coater, air knife coater, dip coater, comma knife coater, spray coater, curtain coater, spin coater, laminator and the like. These coating methods may use one type of coating method as needed, or may be used in combination of two or more types of coating methods. In addition, these coating methods are preferably applied in a continuous manner from the viewpoint of productivity. A continuous coating method using a dip coater, comma knife coater, gravure coater or laminator is particularly preferred.
(光源)
光硬化性樹脂への光照射に用いる光源109、210としては、特に制限されるものではなく、用途及び設備に応じて種々の光源を用いることができる。例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、無電極ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーランプ、LEDランプ、キセノンパルス紫外線ランプなどを用いることができる。また、光硬化性樹脂は、波長200nm〜500nmの紫外線又は可視光を露光量が100mJ/cm2〜2000mJ/cm2となるように照射することにより硬化することができる。また、酸素による光硬化反応の阻害を防止する観点から、光照射時には酸素濃度が低い状態で光を照射することが望ましい。
(light source)
The
(転写ロール)
転写ロール107は継ぎ目のないことがより好ましい。継ぎ目があった場合、最終的に得られる微細凹凸パターン付製品において、継ぎ目部に対応する微細凹凸パターンがない箇所を切り落とすため、歩留まりが悪化するだけでなく、切り落とす作業が余分に入るため連続生産性も悪化する。
(Transfer roll)
The
転写ロール107の微細凹凸パターンは、レーザー切削法、電子線描画法、フォトリソグラフィー法、半導体レーザーを用いた直接描画リソグラフィー法、干渉露光法、電鋳法、陽極酸化法などの加工方法により、円筒状の基材の外周面に直接形成することができる。これらの中でも、微細凹凸パターンに継目のない転写ロールを得る観点から、フォトリソグラフィー法、半導体レーザーを用いた直接描画リソグラフィー法、干渉露光法、電鋳法、陽極酸化法が好ましく、半導体レーザーを用いた直接描画リソグラフィー法、干渉露光法、陽極酸化法がより好ましい。
The fine concavo-convex pattern of the
また、転写ロール107としては、上記加工方法で平板基板の表面に形成した微細構造を樹脂材料(フィルム)へ転写し、このフィルムを転写ロールの外周面に位置精度よく貼り合わせたものを用いてもよい。また、上記加工方法で平板基板の表面に形成した微細構造を電鋳法によりニッケルなどの薄膜に転写し、この薄膜をローラーに巻き付けたものを用いてもよい。
Further, as the
転写ロール107の材料としては、微細凹凸パターンの形成が容易であり、耐久性に優れた材料を用いることが望ましい。このような観点から、ガラスロール、石英ガラスロール、ニッケル電鋳ロール、クロム電鋳ロール、アルミロール、又はSUSロール(ステンレス鋼ロール)が好ましい。
As a material of the
ニッケル電鋳ロール及びクロム電鋳ロール用の母材としては、導電性を有する導電性材料を用いることができる。導電性材料としては、例えば、鉄、炭素鋼、クロム鋼、超硬合金、金型用鋼(例えば、マルエージング鋼など)、ステンレス鋼、アルミ合金などの材料が好適に用いられる。 As the base material for the nickel electroforming roll and the chromium electroforming roll, a conductive material having conductivity can be used. As the conductive material, for example, materials such as iron, carbon steel, chrome steel, cemented carbide, steel for mold (for example, maraging steel), stainless steel, aluminum alloy and the like are preferably used.
転写ロール107の表面には、離型処理を施すことが望ましい。離型処理を施すことにより、転写ロール107の表面自由エネルギーを低下させることができるので、連続的に光硬化性樹脂へ転写した場合においても、良好な剥離性及び微細凹凸パターンのパターン形状を保持することができる。また、第1のフィルム状モールド103から複製される第2のフィルム状モールド203まで、転写ロール107の離型性が反映されるため、離型処理を行うことが好ましい。
It is desirable to perform a mold release process on the surface of the
離型処理には、市販の離型剤及び表面処理剤を用いることができる。市販の離型剤及び表面処理剤としては、例えば、オプツール(登録商標)(ダイキン化学工業社製)、デュラサーフ(登録商標)(ダイキン化学工業社製)、ノベック(登録商標)シリーズ(3M社製)などが挙げられる。また、離型剤、表面処理剤としては、転写ロール107の材料の種類及び転写される光硬化性樹脂との組合せにより、適宜、好適な離型剤、表面処理剤を選択することができる。
A commercially available release agent and surface treatment agent can be used for the release treatment. Examples of commercially available release agents and surface treatment agents include OPTOOL (registered trademark) (manufactured by Daikin Chemical Industry), Durasurf (registered trademark) (manufactured by Daikin Chemical Industry), Novec (registered trademark) series (3M Company). Manufactured). Moreover, as a mold release agent and a surface treatment agent, a suitable mold release agent and a surface treatment agent can be selected suitably by the combination with the kind of material of the
(衝撃制御手段)
本実施の形態では、図1から図2に示すように、ニップロール108a、108bを、転写ロール107にモールド基材101を介して押し当てるにあたって、衝撃制御手段112を用いることで、押し当ての際の衝撃を緩和している。
(Impact control means)
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, when the nip rolls 108a and 108b are pressed against the
本実施の形態では、衝撃制御手段112として、空気圧シリンダ、油圧シリンダあるいはACサーボを好ましく用いることができるが、これによりニップロール108a、108bに対して適度な押圧力を加えることができるとともに、きめ細かく移動制御、位置制御を行うことができ(微調整制御が可能)、従来に比べて押し当ての際の衝撃を緩和することができる。例えば、ニップロール108a、108bを押圧する初期段階では、ピストン112bの移動スピードを上げて、ニップロール108a、108bを転写ロール107に近接させ、残りわずかな距離となったら(押圧終盤段階になったら)、ピストン112bの移動スピードを落としてニップロール108a、108bの移動がゆっくりとなるように制御することができる。例えば、ピストン112bの移動距離は予めプログラム化されており、ピストン112bが所定距離移動した時点でピストン112bの移動を停めることができる。この時点でニップロール108a、108bは、モールド基材101の表面に接触しており、且つモールド基材101を転写ロール107方向へ所定圧で押圧した状態とされる。なお本実施の形態では、耐環境性やニップロール108a、108bの変形を抑制するために空気圧シリンダを好ましく適用できる。
In the present embodiment, a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, or an AC servo can be preferably used as the impact control means 112. However, an appropriate pressing force can be applied to the nip rolls 108a and 108b and the movement can be made finely. Control and position control can be performed (fine adjustment control is possible), and the impact at the time of pressing can be reduced as compared with the conventional case. For example, in the initial stage of pressing the nip rolls 108a and 108b, when the moving speed of the
以上により、本実施の形態では、ニップロール108a、108bの押し当て工程時(図1から図2への移行時)、図3に示す転写ロール107の微細凹凸パターン113の損傷を抑制できる。転写ロール107に微細凹凸パターン113の損傷が発生すると、フィルム状モールドには、転写ロール107の外径周期に応じたパターンムラが発生するが、本実施の形態によれば、転写ロール107の微細凹凸パターン113の損傷を抑制することができるため、パターン欠陥の発生が少ないフィルム状モールドを製造することができる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to suppress damage to the fine
また本実施の形態では、ニップロール108a、108bの転写ロール107への衝撃力を、0.05〜0.2Kgf/cm2に制御することが好ましい。衝撃力は、富士フィルム製プレスケール微圧用(4LW)により測定することができる。また本実施の形態では、ニップロール108a、108bの稼働速度を、5〜10mm/sに制御することが好ましい。このように衝撃力や稼働速度を調整することで、転写ロール107の外周面に形成された微細凹凸パターン113の損傷の発生をより効果的に抑制することができる。そしてこれにより転写ロール107の繰り返し使用が可能になり転写装置100の長寿命化を図ることができる。また、本実施の形態によれば、パターン欠陥の発生が少ないフィルム状モールドを製造することができるので、生産性の向上及び生産コストの低減を図ることが可能である。
In the present embodiment, it is preferable to control the impact force of the nip rolls 108a and 108b to the
また本実施の形態では、図1〜図3に示すように、転写ロール107に対して複数のニップロール108a、108bが配置されている。このとき衝撃制御手段112は、各ニップロール108a、108bが転写ロール107に対し同時に当接するように制御されていることが好ましい。なおフィルム状モールドの製造段階において、ニップロール108a、108bが実際に当接するのは、モールド基材101の表面となる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of nip rolls 108 a and 108 b are arranged with respect to the
具体的には、各ニップロール108a、108bに夫々個別に衝撃制御手段112が独立回路で作動し、夫々のスピードコントローラ調整により、各ニップロール108a、108bの同時接地を可能とした。例えば、ロール面長での接地が均一になるように、左右のエアシリンダ出口側に取り付けたスピコンのダイヤルを回転することで速度調整、及び左右の接地バランス調整を行う。さらにエアシリンダの出口側に背圧を加えることで急激なピストン動作を抑えて、各ニップロール108a、108bの同時接地を制御する。 Specifically, the impact control means 112 is individually operated in an independent circuit for each of the nip rolls 108a and 108b, and the nip rolls 108a and 108b can be grounded simultaneously by adjusting their speed controllers. For example, speed adjustment and left and right grounding balance adjustment are performed by rotating dials of speed controllers attached to the left and right air cylinder outlets so that the grounding at the roll surface length is uniform. Further, by applying a back pressure to the outlet side of the air cylinder, rapid piston operation is suppressed, and simultaneous grounding of the nip rolls 108a and 108b is controlled.
このように各ニップロール108a、108bの同時接地により、ニップロール108a、108bを、モールド基材101を介して転写ロール107に押し当てたときの偏荷重を抑制することができ、転写ロール107表面の微細凹凸パターン113の損傷を抑制でき、その結果、モールド基材101に転写される凹凸パターンムラを抑制することができる。以上により、歩留まり(製品収率)の向上を図ることができる。
Thus, the simultaneous grounding of the nip rolls 108a and 108b can suppress the uneven load when the nip rolls 108a and 108b are pressed against the
また本実施の形態では、衝撃制御手段112は、各ニップロール108a、108bに対して、独立制御且つ摩擦と滑りの自励振動を制御するシリンダを兼ね備えることが好ましい。本実施の形態では、低速タイプのエアシリンダに変更したことで、スティックスリップ現象を防止することができる。シリンダとして、例えば、SMC社製のCDG1YF25−250Zのみで構成するよりも、上下二段構造として合体させたシリンダ(上:SMC社製のCM2XF32−200/下:SMC社製のMGPL25−40Z−XB13)を用いることで、スティックスリップ現象を抑制することができた。なお、スティックスリップはストロークの長いシリンダを用いたときのピストンで発生するが、本実施の形態では、上下二段構造として合体させたシリンダを用いることで、ストロークを短くできる。すなわち、例えば一段目のシリンダをもともと全出し状態にしておけば、二段目のシリンダのストロークを短くでき、スティックスリップ現象を抑制することができる。これによりニップロール108a、108bを、モールド基材101を介して転写ロール107に押し当てたときの偏荷重を抑制することができ、転写ロール107表面の微細凹凸パターン113の損傷を抑制でき、その結果、モールド基材101に転写される凹凸パターンムラを抑制することができる。以上により、歩留まり(製品収率)の向上を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the impact control means 112 preferably has a cylinder that controls each nip
また本実施の形態では、ニップロール108a、108bの表面硬度は、ゴム硬度10°〜50°に調整されていることが好ましい。これにより、ニップロール108a、108bの連続使用時の変形を防止でき、モールド基材に転写される微細凹凸パターンを綺麗に形成できる。またニップロール108a、108bの寿命を延ばすことができる。特に、変形しないゴムロールへ変更することで衝撃制御手段112として上記したACサーボ(サーボ制御)を用いたときにニップロール変形を防止でき有効となる。
In the present embodiment, the surface hardness of the nip rolls 108a and 108b is preferably adjusted to a rubber hardness of 10 ° to 50 °. Thereby, the deformation | transformation at the time of continuous use of nip
以上の転写装置を用いることで本実施の形態では、パターン欠陥がなく高精度な微細凹凸パターンを有するフィルム状モールドを製造できる。フィルム状モールドについて以下に説明する。 By using the above transfer apparatus, in the present embodiment, a film-like mold having no pattern defects and having a fine uneven pattern can be manufactured. The film mold will be described below.
(フィルム状モールド)
図6は、フィルム状モールドの断面概略図である。図6には第1のフィルム状モールド103を図示した。図6に示すように、第1のフィルム状モールド103は、フィルム状基材115上に、樹脂硬化物層117が形成されている。図6に示すように、樹脂硬化物層117の表面には微細凹凸パターン116が形成されている。図6に示す微細凹凸パターン116は、図3に示す転写ロール107の微細凹凸パターン113を転写した形状であり、すなわち微細凹凸パターン113の反転形状(逆パターン)とされる。微細凹凸パターン116は、円錐形状、角錐形状若しくは楕円錘形状の凸部を複数含むピラー形状、又は、円錐形状、角錐形状若しくは楕円錘形状の凹部を複数含むホール形状或いはラインアンドスペース形状である。大きさの一例であるが、微細凹凸パターン116は、例えば、ピッチPが、100nm〜3000nm程度(好ましくは200nm以上)、凸部幅Dが、30nm〜3000nm程度(好ましくは100nm以上)、凸部高さH1が、数十nm〜数十μm程度とされる。ピッチPは、隣接する凸部と凹部との幅を足した大きさ、隣り合う凸部間の中間幅、あるいは、隣り合う凹部間の中間幅で定義される。
(Film mold)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a film mold. FIG. 6 illustrates the
(フィルム基材)
第1のフィルム状モールドの作製において用いられるモールド基材101や第2のフィルム状モールドの複製に用いられる被転写基材201には光透過性があるフィルム状基材を用いることができる。
(Film substrate)
As the
フィルム状基材としては、紫外・可視光領域で使用する光源に対して実質的に光透過性を有する材料を主成分とするものであれば特に限定されないが、ハンドリング性、加工性に優れた樹脂材料であることが好ましい。このような樹脂材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン樹脂(COP)、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、トリアセチルセルロール(TAC)樹脂などの非晶性熱可塑性樹脂、及び、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの結晶性熱可塑性樹脂が挙げられる。 The film-like substrate is not particularly limited as long as it is mainly composed of a material that has a substantially light-transmitting property with respect to a light source used in the ultraviolet / visible light region, but has excellent handling properties and workability. A resin material is preferable. Examples of such resin materials include polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, cycloolefin resin (COP), cross-linked polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, polyarylate resin, polyphenylene ether resin, and modified polyphenylene ether resin. , Polyetherimide resin, polyether sulfone resin, polysulfone resin, polyether ketone resin, amorphous thermoplastic resin such as triacetyl cellulose (TAC) resin, polyethylene terephthalate (PET) resin, polyethylene naphthalate resin And crystalline thermoplastic resins such as polyethylene resin, polypropylene resin, polybutylene terephthalate resin, aromatic polyester resin, polyacetal resin, and polyamide resin.
フィルム状基材の厚みは、材料にもよるが、好ましくは20〜200μm、より好ましくは50〜150μm、さらに好ましくは50〜100μmである。200μm以下であれば、光ナノインプリントの光源に使用される紫外線の透過率が良好であり、光硬化に充分な光量を得ることができる。20μmであれば、フィルムとしての剛性を保持することができるため、ハンドリングが容易である。 Although the thickness of a film-like base material is based also on material, Preferably it is 20-200 micrometers, More preferably, it is 50-150 micrometers, More preferably, it is 50-100 micrometers. If it is 200 micrometers or less, the transmittance | permeability of the ultraviolet-ray used for the light source of optical nanoimprint is favorable, and sufficient light quantity for photocuring can be obtained. If it is 20 micrometers, since the rigidity as a film can be hold | maintained, handling is easy.
フィルム状基材の表面には、光硬化性樹脂との密着性向上のため、プライマー処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理を施すことができる。 The surface of the film-like substrate can be subjected to primer treatment, atmospheric pressure plasma treatment, and corona treatment in order to improve adhesion to the photocurable resin.
(光硬化性樹脂)
光硬化性樹脂層は光硬化性樹脂で形成される。光硬化性樹脂は、転写性、原版からの剥離性、フィルム状基材との密着性、粘度、製膜特性、感光性、硬化後の力学特性、樹脂鋳型作製時の樹脂層との剥離性を考慮して選択する。
(Photo-curing resin)
The photocurable resin layer is formed of a photocurable resin. Photocurable resins are transferability, peelability from the original plate, adhesion to film-like substrates, viscosity, film-forming properties, photosensitivity, mechanical properties after curing, and peelability from the resin layer during resin mold preparation. Select with consideration.
光硬化性樹脂としては、例えば、光重合開始剤により重合可能な各種アクリレート化合物及びメタクリレート化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、チオール化合物、シリコーン系化合物などを使用することができる。これらの中でも、アクリレート化合物及びメタクリレート化合物、エポキシ化合物、シリコーン系化合物を用いることが好ましく、アクリレート化合物、メタクリレート化合物を用いることがより好ましい。これらの化合物は単独種類で用いてもよく、エポキシ化合物とアクリレート化合物との組合せなど、複数種類を組合せて用いてもよい。 As the photocurable resin, for example, various acrylate compounds and methacrylate compounds that can be polymerized by a photopolymerization initiator, epoxy compounds, isocyanate compounds, thiol compounds, silicone compounds, and the like can be used. Among these, acrylate compounds, methacrylate compounds, epoxy compounds, and silicone compounds are preferably used, and acrylate compounds and methacrylate compounds are more preferably used. These compounds may be used alone or in combination of a plurality of types such as a combination of an epoxy compound and an acrylate compound.
アクリレート化合物及びメタクリレート化合物としては、(メタ)アクリル酸、フェノキシエチルアクリレート、及びベンジルアクリレートなどの芳香族系の(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the acrylate compound and methacrylate compound include aromatic (meth) acrylates such as (meth) acrylic acid, phenoxyethyl acrylate, and benzyl acrylate.
また、アクリレート化合物及びメタクリレート化合物としては、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ECH変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、PO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the acrylate compound and the methacrylate compound include EO-modified glycerol tri (meth) acrylate, ECH-modified glycerol tri (meth) acrylate, and PO-modified glycerol tri (meth) acrylate.
また、光硬化性樹脂としては、上記アクリレート化合物及びメタクリレート化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、シリコーン系化合物のうち、炭化水素中の水素がフッ素に置換されたフッ素含有化合物を用いることができる。フッ素含有化合物を用いることにより、硬化後の表面自由エネルギーが減少し、転写工程における原版(転写ロール107及び第1のフィルム状モールド103)からの被転写結果物(第1のフィルム状モールド103及び第2のフィルム状モールド203)の離型性が向上する。
Moreover, as a photocurable resin, the fluorine-containing compound by which the hydrogen in hydrocarbon was substituted by the fluorine among the said acrylate compound, a methacrylate compound, an epoxy compound, an isocyanate compound, and a silicone type compound can be used. By using the fluorine-containing compound, the surface free energy after curing is reduced, and the transferred product (
フッ素含有(メタ)アクリレートとしては、ポリフルオロアルキレン鎖及び/又はペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖と、重合性基とを有することが好ましい。 The fluorine-containing (meth) acrylate preferably has a polyfluoroalkylene chain and / or a perfluoro (polyoxyalkylene) chain and a polymerizable group.
光硬化性樹脂としては、感光性を向上するため光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤、光酸発生剤、光塩基発生剤などが挙げられる。光重合開始剤は、使用する光源波長及び基材(透明シート)、諸物性などを考慮し、選択することができる。市販されている開始剤の例としては、Ciba社製の「IRGACURE(登録商標、以下同じ)」(例えば、IRGACURE651、184、500、2959、127、754、907、369、379、379EG、819、1800、784、OXE01、OXE02)や「DAROCUR(登録商標、以下同じ)」(例えば、DAROCUR1173、MBF、TPO、4265)などが挙げられる。 The photocurable resin preferably contains a photopolymerization initiator in order to improve photosensitivity. Examples of the photopolymerization initiator include a photoradical polymerization initiator, a photoacid generator, and a photobase generator. The photopolymerization initiator can be selected in consideration of the light source wavelength to be used, the substrate (transparent sheet), various physical properties, and the like. Examples of commercially available initiators include “IRGACURE (registered trademark, the same applies hereinafter)” (for example, IRGACURE651, 184, 500, 2959, 127, 754, 907, 369, 379, 379EG, 819, manufactured by Ciba. 1800, 784, OXE01, OXE02) and “DAROCUR (registered trademark, the same applies hereinafter)” (for example, DAROCUR1173, MBF, TPO, 4265) and the like.
光硬化性樹脂としては、光感度向上のため増感剤を含むものが好ましい。このような増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、などが挙げられる。また、増感剤は、単独種類で用いてもよく、複数種類を混合物として用いてもよい。 As a photocurable resin, what contains a sensitizer for a photosensitivity improvement is preferable. Examples of such a sensitizer include Michler's ketone and 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone. Moreover, a sensitizer may be used individually by 1 type and may use multiple types as a mixture.
光硬化性樹脂は、溶媒を添加して粘度を調整することができる。溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、などが好ましい。これらの溶媒は、単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いてもよい。これらの溶媒中でも、N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、アセトン及びメチルエチルケトン、イソプロピルアルコールが好ましい。 The viscosity of the photocurable resin can be adjusted by adding a solvent. As the solvent, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, and the like are preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these solvents, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, acetone, methyl ethyl ketone, and isopropyl alcohol are preferable.
なお本実施の形態におけるモールド基材は、ロール形状のほか、金型などあらゆる形状に適用される。 In addition, the mold base material in this Embodiment is applied to all shapes, such as a metal mold | die other than roll shape.
以下、本発明の効果を明確にするために実施した実施例及び比較例により本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples and comparative examples carried out in order to clarify the effects of the present invention. In addition, this invention is not limited at all by the following examples.
(実施例1)
ゴム硬度30°のニップロールを用い、プレスケール(ニップロールの転写ロールへの衝撃力)を0.05kgf/cm2として実験を行った。また転写ロールの両側に配置された各ニップロールを転写ロールに同時に接触させた。その結果、転写ロールの微細凹凸パターンに損傷が生じていないことが確認された。
Example 1
An experiment was conducted using a nip roll having a rubber hardness of 30 ° and a prescale (impact force of the nip roll on the transfer roll) of 0.05 kgf / cm 2 . Further, each nip roll disposed on both sides of the transfer roll was simultaneously brought into contact with the transfer roll. As a result, it was confirmed that the fine uneven pattern of the transfer roll was not damaged.
(実施例2)
ゴム硬度30°のニップロールを用い、プレスケール(ニップロールの転写ロールへの衝撃力)を0.2kgf/cm2として実験を行った。また転写ロールの両側に配置された各ニップロールを転写ロールに同時に接触させた。その結果、転写ロールの微細凹凸パターンに損傷が生じていないことが確認された。
(Example 2)
An experiment was conducted using a nip roll having a rubber hardness of 30 ° and a prescale (impact force of the nip roll on the transfer roll) of 0.2 kgf / cm 2 . Further, each nip roll disposed on both sides of the transfer roll was simultaneously brought into contact with the transfer roll. As a result, it was confirmed that the fine uneven pattern of the transfer roll was not damaged.
(比較例1)
ゴム硬度30°のニップロールを用い、プレスケール(ニップロールの転写ロールへの衝撃力)を0.5kgf/cm2として実験を行った。その結果、転写ロールの微細凹凸パターンに損傷が生じていることが確認された。また転写ロールの両側に配置された一方のニップロールが片当たりしたとき(偏荷重)は、先にニップロールが接触した部分での転写ロールの微細凹凸パターンに損傷が生じていることが確認された。
(Comparative Example 1)
An experiment was conducted using a nip roll having a rubber hardness of 30 ° and a prescale (impact force of the nip roll on the transfer roll) of 0.5 kgf / cm 2 . As a result, it was confirmed that the fine uneven pattern of the transfer roll was damaged. Further, when one nip roll arranged on both sides of the transfer roll hits one side (uneven load), it was confirmed that the fine uneven pattern of the transfer roll was damaged at the portion where the nip roll contacted first.
(比較例2)
ゴム硬度60°のニップロールを用い、プレスケール(ニップロールの転写ロールへの衝撃力)を0.2kgf/cm2として実験を行った。その結果、転写ロールの微細凹凸パターンに損傷が生じていることが確認された。
(Comparative Example 2)
An experiment was conducted using a nip roll having a rubber hardness of 60 ° and a prescale (impact force of the nip roll on the transfer roll) of 0.2 kgf / cm 2 . As a result, it was confirmed that the fine uneven pattern of the transfer roll was damaged.
(損傷の評価)
損傷の程度がひどい場合は、目視でも損傷を確認された。また損傷の程度が軽い場合は、AFM(原子間力顕微鏡)の測定により損傷を確認できた。
(Damage assessment)
When the degree of damage was severe, damage was confirmed visually. Moreover, when the degree of damage was light, damage could be confirmed by measurement with an AFM (atomic force microscope).
本発明は、微細凹凸パターンを形成するためのフィルム状モールドの製造方法に適用することができ、得られたフィルム状モールドは、例えば、反射防止材の製造、レジストマスクの作製、細胞培養培地、超撥水加工及び超親水加工に好適に適用することが可能である。 The present invention can be applied to a method for producing a film mold for forming a fine concavo-convex pattern, and the obtained film mold includes, for example, production of an antireflection material, production of a resist mask, cell culture medium, It can be suitably applied to superhydrophobic processing and superhydrophilic processing.
100、200 転写装置
101 モールド基材
103、203 フィルム状モールド
105、205 塗布手段
107 転写ロール
108、209 押圧手段
108a、108b、209b、209c ニップロール
109、210 光源
112 衝撃制御手段
112a シリンダ本体
112b ピストン
113、116 微細凹凸パターン
114 光硬化性樹脂層
115 フィルム状基材
117 樹脂硬化物層
209a ゴムロール
100, 200
Claims (9)
前記転写ロールと前記ニップロールとの間に挟持された前記モールド基材を送りながら、前記モールド基材の表面に前記微細凹凸パターンを転写する転写工程、を有し、
前記押し当て工程では、前記ニップロールの前記転写ロールへの衝撃を制御可能な衝撃制御手段を用いて、前記ニップロールを押し当てることを特徴とするフィルム状モールドの製造方法。 A pressing step of pressing a nip roll against a transfer roll having a fine uneven pattern formed on the outer peripheral surface through a film-shaped mold substrate,
A transfer step of transferring the fine concavo-convex pattern to the surface of the mold base while feeding the mold base sandwiched between the transfer roll and the nip roll,
In the pressing step, the nip roll is pressed using an impact control means capable of controlling the impact of the nip roll on the transfer roll.
The transfer device according to claim 4, wherein the surface hardness of the nip roll is adjusted to a rubber hardness of 10 ° to 50 °.
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