JP4521479B1 - ローラー型ナノインプリント装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金型ロールを回転させることで被転写膜の表面にナノメートルサイズの突起を連続的に形成するローラー型ナノインプリント装置であって、上記金型ロールは、外周面にナノメートルサイズの窪みが形成された円筒体であり、上記ナノインプリント装置は、上記金型ロールの内周面に囲まれた領域に、流体の注入により膨張可能な弾性膜を備える流体容器を有し、上記弾性膜を収縮させた状態で金型ロールの着脱を行い、上記弾性膜を膨張させた状態で金型ロールを内側から保持するローラー型ナノインプリント装置である。
【選択図】図5
Description
図1は、実施形態1に係るローラー型ナノインプリント装置の全体構成を示す説明図である。
本実施形態のローラー型ナノインプリント装置においては、まず、基材フィルムロール11を回転させつつ、基材フィルムロール11からベルト状の基材フィルム12が、図1中の矢印が指す方向に送り出される。次に、基材フィルム12は、テンションを調節する一対のピンチロール13a,13bを通った後、ダイコーター14により未硬化の樹脂が塗布される。続いて、基材フィルム12は、円筒状の金型ロール15の外周面に沿って半周分移動する。このとき、基材フィルム12に塗布された樹脂が金型ロール15の外周面と接する。
固定ロール151は、ゴムバルーン156が封入される中空の胴体部151aと、その両端面から伸びる軸部151bとから構成される。胴体部151aは、円筒状であり、筒の両端は壁面で構成されている。また、胴体部151aには、固定ロール151の回転軸方向、すなわち軸部151bの延伸方向に対して平行に形成された複数の開口が形成されている。胴体部151aの開口は、樹脂が均等な圧力で加圧されやすいように、固定ロール151の回転軸方向に対して平行に設けられることが好ましい。また、同様の理由で、複数の開口は、均等な大きさで形成され、均等な間隔で配置されることが好ましい。更に、ゴムバルーン156が傷つくことを防止するために、胴体部151aの開口形状は角張っていないことが好ましい。胴体部151aの外径は246mmであり、胴体部151aの長さは400mmである。軸部151bは、ナノインプリント装置内の軸取り付け部に挿入される。軸取り付け部を通じて供給される動力により、固定ロール151は、軸部151bの延伸方向を回転軸として回転可能である。
図11は、実施形態2において、金型ロールの筒内に固定ロールを挿入した状態(着脱時)を示す断面模式図である。図12は、実施形態2において、金型ロールの筒内に固定ロールを挿入した状態(固定時)を示す断面模式図である。
実施形態2のローラー型ナノインプリント装置は、固定ロールを除いて、実施形態1のローラー型ナノインプリント装置と同様の構造を有する。本実施形態に係る固定ロール152は、中空の胴体部152aに形成された開口をゴム板(ゴム製のシート)157で覆うことにより、固定ロール152の胴体部152a内全体を圧入流体の受け入れ容器としている。すなわち、本実施形態において、固定ロール152は中空ロールであり、ゴム板157は弾性膜である。この形態によれば、固定ロール152自体を加圧用の容器として用いることから、加圧口257を固定ロールに直接形成してローラー型ナノインプリント装置内の流体注入部に直結することができる。その結果、流体の通路自体及び接続部の強度を高めることができる。以下に本実施形態に係る固定ロールの詳細な構造を説明する。
図13は、実施形態3に係る固定ロールの構造を示す斜視模式図である。
本実施形態に係る固定ロール153は、胴体部に、均等な間隔で、同じ大きさの円形の開口が複数形成されている。この形態においては、弾性膜258として、実施形態1のように固定ロール153内にゴムバルーンを配置してもよく、実施形態2のように、固定ロール153の開口を覆うようにゴム板を配置してもよい。本実施形態の固定ロールは、実施形態1のローラー型ナノインプリント装置において、実施形態1の固定ロールの代わりに用いることができる。
図14は、実施形態4に係る固定ロールの構造を示す斜視模式図であり、図15は、実施形態4に係る固定ロールにゴムチューブを巻き付けた状態を示す断面模式図である。
本実施形態に係る固定ロール154は、回転軸154bに、間隔を空けて一対の円板154aが取り付けられた構造を有している。そして、この円板154a間の回転軸154bにゴムチューブ259を巻き付けた状態で円筒状の金型ロール15に挿入される。本形態においても、ゴムチューブ259を膨張させることにより金型ロール15を内側から保持することができ、ゴムチューブ259を収縮させることにより金型ロール15の着脱が可能である。すなわち、本実施形態において、固定ロール154は回転体であり、ゴムチューブ259は弾性袋である。本実施形態の固定ロールは、実施形態1のローラー型ナノインプリント装置において、実施形態1の固定ロールの代わりに用いることができる。
図16は、実施形態5に係るローラー型ナノインプリント装置の全体構成を示す説明図である。
本実施形態においては、固定ロールを設けずに、金型ロール25の周囲に3本のピンチロール26,27,28を金型ロール25の回転中心に対して回転対称に(120°間隔で)設けることによりピンチロール26,27,28のみで金型ロール25を保持している。そして、ピンチロール26,27,28の回転により、金型ロール25を回転させ、基材フィルム12を移動させる。
比較例1のローラー型ナノインプリント装置は、固定ロールを除いて、実施形態1のローラー型ナノインプリント装置と同様の構造を有する。本比較例においては、実施形態1と同じ金型ロールを金属ロールに被せ、該金型ロールと金属ロールとの間の空間にスペーサー(楔)を差し込み、更に金型ロールと金属ロールとの間に硬化性樹脂を注入後、該硬化性樹脂を硬化させることにより両者を接着した。そして、金型ロールをローラー型ナノインプリント装置内に取り付け、実施形態1と同様に、モスアイ構造を作製した。その結果、樹脂膜の膜厚分布は、12±1.8μmであった。また、表面が平滑な黒いアクリル板(屈折率1.49)の上に、作製した樹脂膜を糊(屈折率1.50)で貼り付け、これを白色光源下に照らして、観察角度を変化させながら目視により観察した結果、膜厚差に起因する干渉色が観察された。
12 基材フィルム
13a,13b,16,17,20,26,27,28 ピンチロール
14 ダイコーター
15,25 金型ロール
15c 線状溝構造
18 ラミネーションフィルムロール
19 ラミネーションフィルム
21 積層フィルムロール
31 樹脂膜
32 突起
51 大型の金型ロール
52 小型の金型ロール
151,152,153,154 固定ロール
151a,152a 胴体部
151b,152b 軸部
151c 線状突起構造
151d ベアリング
154a 円板
154b 回転軸
156 ゴムバルーン
157,251 ゴム板
181 ストッパー
256,257 加圧口
258 弾性膜
259 ゴムチューブ
Claims (7)
- 金型ロールを回転させることで被転写膜の表面にナノメートルサイズの突起を連続的に形成するローラー型ナノインプリント装置であって、
該ナノインプリント装置は、更に、
該装置に取り付け可能であり、かつ開口が形成された中空の中空ロールと、
流体の注入により膨張可能な袋状の弾性膜からなる弾性袋とを有し、
該金型ロールは、外周面にナノメートルサイズの窪みが形成された円筒体であり、
該金型ロールの内周面に囲まれた領域に、該中空ロールが配置され、該中空ロール内に、弾性袋が配置されており、
該ナノインプリント装置は、該弾性袋を収縮させた状態で金型ロールの着脱を行い、かつ該弾性袋を膨張させて中空ロールの開口から露出させた部分を金型ロールの内周面に接触させることにより金型ロールを保持し、金型ロールを保持した状態で中空ロールを回転させることにより金型ロールを回転させる
ことを特徴とするローラー型ナノインプリント装置。 - 金型ロールを回転させることで被転写膜の表面にナノメートルサイズの突起を連続的に形成するローラー型ナノインプリント装置であって、
該ナノインプリント装置は、更に、
該装置に取り付け可能であり、かつ開口が形成された中空ロールの該開口を、流体の注入により膨張可能な弾性膜によって塞いだ流体容器を有し、
該金型ロールは、外周面にナノメートルサイズの窪みが形成された円筒体であり、
該金型ロールの内周面に囲まれた領域に、該流体容器が配置されており、
該ナノインプリント装置は、該弾性膜を収縮させた状態で金型ロールの着脱を行い、かつ該弾性膜を膨張させて金型ロールの内周面に接触させることにより金型ロールを保持し、金型ロールを保持した状態で中空ロールを回転させることにより金型ロールを回転させる
ことを特徴とするローラー型ナノインプリント装置。 - 前記中空ロールは、開口が形成された部分を除いて、金型ロールの内周面と対向する面上に弾性体が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のローラー型ナノインプリント装置。
- 金型ロールを回転させることで被転写膜の表面にナノメートルサイズの突起を連続的に形成するローラー型ナノインプリント装置であって、
該ナノインプリント装置は、更に、
該装置に取り付け可能な回転体と、
流体の注入により膨張可能な袋状の弾性膜からなる弾性袋とを有し、
該金型ロールは、外周面にナノメートルサイズの窪みが形成された円筒体であり、
該金型ロールの内周面に囲まれた領域に、該回転体及び該弾性袋が配置され、
該弾性袋は、該回転体の周囲に取り付けられており、
該ナノインプリント装置は、該弾性膜を収縮させた状態で金型ロールの着脱を行い、かつ該弾性袋を膨張させて金型ロールの内周面に接触させることにより金型ロールを保持し、金型ロールを保持した状態で回転体を回転させることにより金型ロールを回転させる
ことを特徴とするローラー型ナノインプリント装置。 - 前記回転体は、外周面の前記弾性袋が取り付けられていない領域上に弾性体が設けられていることを特徴とする請求項4記載のローラー型ナノインプリント装置。
- 前記金型ロールは、実質的に継ぎ目が形成されていないことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のローラー型ナノインプリント装置。
- 前記金型ロールは、研磨されたアルミニウム管の外周面に、陽極酸化法により前記ナノメートルサイズの窪みを形成したものであることを特徴とする請求項6記載のローラー型ナノインプリント装置。
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