JP5931650B2 - Transfer apparatus and transfer method - Google Patents
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Description
本発明は、転写装置および転写方法に係り、特に、微細な転写パターンを転写するものに関する。 The present invention relates to a transfer equipment contact and transfer method, in particular, it relates to also transfer the fine transfer pattern.
近年、電子線描画法などで石英基板等に超微細な転写パターン(微細な転写パターン)を形成して型(モールド)を作製し、被成形体に前記型を所定の圧力で押圧して、当該型に形成された転写パターンを転写するナノインプリント技術が研究開発されている(たとえば、非特許文献1参照)。 Recently, a quartz substrate or the like in an electron beam lithography to form an ultra fine transfer pattern (fine transfer pattern) to produce a mold (mold), and pressing the mold at a predetermined pressure to HiNaru form, A nanoimprint technique for transferring a transfer pattern formed on the mold has been researched and developed (for example, see Non-Patent Document 1).
また、従来、図15で示すような転写装置301が知られている。転写装置301は、除振台302とベース(基板保持用チャック)303と転写部305とモールド支持部307とを備えて構成されている。
Conventionally, a
ベース303は、除振台302に一体的に設けられており、板状の被成形体309をたとえば真空吸着によって保持するようになっている。
The
転写部305は、図15の紙面に直交する方向に延びている中心軸C15a,C15bを回転中心にしサーボモータ(図示せず)によって回転する一対のローラ311A,311Bと、この一対のローラ311A,311Bをサーボモータ313により上下方向で移動位置決めするローラ駆動部315と、紫外線発生装置317とを備えて構成されている。
The
また、転写部305(一対のローラ311A,311Bや紫外線発生装置317)は、サーボモータを含む駆動装置(図示せず)によって、除振台302に対して水平方向(図15の左右方向)で移動位置決め自在になっている。
Further, the transfer unit 305 (the pair of
モールド支持部307で支持されるモールド323は、薄い板状に形成されており、厚さ方向の一方の面(図15では、モールド323の下側の面)に微細な転写パターン(図示せず)が形成されている。
The
モールド支持部307は、第1のチャック部319と第2のチャック部321とを備えて構成されている。
The
第1のチャック部(モールド保持体)319は、除振台302の上面近傍でベース303の一端(図15では右端)から側方(図15では右方)に離れている。そして、モールド323の一端(図15では右端)を把持して保持するようになっている。
The first chuck portion (mold holder) 319 is separated from one end (the right end in FIG. 15) of the
第2のチャック部321は、除振台302の上側でベース303の他端(図15では左端)から側方(図15では左方)に離れている。第2のチャック部321は、モールド保持体325と回動支持体327と支柱329と支柱支持体331とを備えて構成されている。
The
モールド保持体325は、モールド323の他端部を把持して保持するようになっている。回動支持体327は、モールド保持体325を支持している。回動支持体327に支持されているモールド保持体325は、図15の紙面に直交する方向に延びている軸C15cを中心にして、回動支持体327に対して回動するようになっている。
The
支柱329は、回動支持体327を支持している。支柱329に支持されている回動支持体327は、サーボモータ(図示せず)によって、支柱329に対し上下方向で移動位置決めされるようになっている。
The
支柱329は支柱支持体331に一体的に設けられている。支柱支持体331は、サーボモータ(図示せず)によって、除振台302に対し水平方向(図15では左右方向)で移動位置決めされるようになっている。
The
次に、転写装置301を用いて、モールド323の微細な転写パターンを被成形体309に転写する場合について説明する。
Next, the case where the
まず、初期状態では、モールド支持部307でモールド323が支持されており、ベース303に被成形体309が設置されており、各ローラ311A,311Bが、ベース303の右端から右側に離れている。
First, in the initial state, the
また、上記初期状態では、モールド323の左右方向の中間部がローラ311Aの下部に巻き掛けられており、上下方向におけるローラ311Aの下端とベース303の上面との間の距離は、モールド323の厚さと被成形体309の厚さの和程度になっている。
In the initial state, the middle portion of the
また、上記初期状態では、ローラ311Aと第1のチャック部319との間でモールド323が水平方向に延びており(ローラ311Aよりも右側に位置しているモールド323が水平方向に延びており)、ローラ311Aと第2のチャック部321との間でモールド323が斜め上方に延びている(ローラ311Aよりも左側に位置しているモールド323が斜め上方に延びている)。
In the initial state, the
さらに、上記初期状態では、モールド323が、所定の張力を持って緩みの無い状態になっており、図15の紙面に直交する方向で所定の幅になっており、モールド323とベース303に設置されている被成形体309とは非接触の状態になっている。
Further, in the initial state, the
上記初期状態から、転写部305(各ローラ311A,311Bや紫外線発生装置317)を左側に移動して、ローラ311A(ローラ311Bはバックアップローラ)とベース303とで協働して被成形体309とモールド323とを挟み込んで押圧し、紫外線発生装置317から被成形体309に紫外線を照射して、被成形体309(被成形体309の紫外線硬化樹脂333)にモールド323に形成されている微細な転写パターンを転写する。
From the initial state, the transfer unit 305 (each of the
転写が終了したときには、転写部305(各ローラ311A,311Bや紫外線発生装置317)は、ベース303の左端から左側に離れる。
When the transfer is completed, the transfer unit 305 (each of the
転写部305(各ローラ311A,311B)をたとえば右から左に移動するとき、モールド323の形態が変化することにあわせて(モールド323の張力を一定にしモールド323に弛みが発生しないようにする等のために)、回動支持体327を支柱329に対して上下方向で移動位置決めし、支柱支持体331を除振台302に対して左右方向で移動位置決めしている。
When the transfer unit 305 (each of the
なお、上記従来の技術に関連する特許文献として、たとえば特許文献1を掲げることができる。
As a patent document related to the above conventional technique, for example,
ところで、従来の転写装置301では、転写部305を右側から左側に移動し、ローラ311Aとベース303とで被成形体309とモールド323とを挟み込み転写をするのであるが、このときに、空気を巻き込み被成形体309に微細な気泡が生成されてしまうおそれがあるという問題がある。
By the way, in the
空気の巻き込みを防止する方法として、ローラ311A,311Bの移動速度を極端に遅くすることが考えられる。しかし、この方法では、転写速度が遅くなってしまうという問題がある。転写速度が遅くなることで量産には適さなくなる。
As a method for preventing air entrainment, it is conceivable to extremely slow the moving speed of the
そこで、ローラ311A,311Bやベース303等を真空雰囲気内に位置させて転写を行う方法が考えられる。
In view of this, a method is conceivable in which the
しかしこの方法では、真空雰囲気を生成した後に転写(各ローラ311A,311Bの移動)をするので、真空雰囲気の生成と転写とを同時に行うことができず、転写の効率が落ちてしまうという問題がある。
However, in this method, since the transfer (movement of the
さらに、被成形体が大きくなる(たとえば1m×1m以上の大きさになる)と、ローラ311A,311Bやベース303等が大型化し真空雰囲気内に設置することも難しくなる。
Furthermore, when the molded body becomes large (for example, the size becomes 1 m × 1 m or more), the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成形体に転写する転写装置および転写方法において、転写のときに被成形体での微細な気泡の発生を無くすとともに、効率よく転写を行うことができるものを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a transfer apparatus and transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded body, the molded body at the time of transfer It is an object of the present invention to provide a device capable of eliminating the generation of fine bubbles and enabling efficient transfer.
請求項1に記載の発明は、モールドに形成されている微細な転写パターンを被成形体に転写する転写装置において、前記モールドと前記被成形体とを真空雰囲気内で貼り合わせる真空貼り合わせ部と、前記真空貼り合わせ部で貼り合わされた状態で搬送されてきた前記被成形体の被成形物に前記モールドの微細な転写パターンを転写する転写部とを有する転写装置である。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の転写装置において、前記モールドはシート状に形成されており、モールド原反設置部とモールド巻き取り部とを有し、前記モールドが、前記モールド原反設置部に設置されているモールド原反から前記モールド巻き取り部まで所定の張力で張られて延びるようになっており、前記真空貼り合わせ部は、前記モールド原反設置部と前記モールド巻き取り部との間で延びているモールドの、前記モールド原反設置部側に設置されており、前記転写部は、前記モールド原反設置部と前記モールド巻き取り部との間で延びているモールドの、前記モールド巻き取り部側に設置されている転写装置である。
The invention according to claim 2 is the transfer apparatus according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の転写装置において、前記転写部は、前記モールドと前記被成形体とを挟み込んで押圧する押圧部と、この押圧部で押圧された前記被成形体の被成形物を硬化する硬化部と、前記硬化部で硬化されることで前記被成形体にくっついている前記モールドを前記被成形体から分離する分離部とを備えて構成されている転写装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the transfer device according to the first or second aspect, the transfer unit includes a pressing unit that sandwiches and presses the mold and the workpiece, and is pressed by the pressing unit. A curing unit that cures the molded object of the molded body that has been formed, and a separation unit that separates the mold that is adhered to the molded body by being cured by the curing unit from the molded body. The transfer device is configured.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の転写装置において、前記転写部は、前記被成形体を保持する被成形体保持体を備えて構成されており、前記押圧部は、第1のローラを備えて構成されており、前記第1のローラは、前記被成形体保持体に保持されている被成形体とこの被成形体に貼り付いているモールドとを、前記転写をするために前記被成形体保持体と協働して挟み込み、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して相対的に移動することで、前記挟み込んでいる前記モールドと前記被成形体との部位を移動させるように構成されており、前記分離部は、第2のローラと第3のローラとを備えて構成されており、前記第2のローラは、前記押圧部での押圧がなされ前記硬化部での硬化がなされた後前記被成形体にくっついている前記モールドを前記被成形体から離すために前記モールドを巻き掛け、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して相対的に移動することで、前記被成形体保持体に設置されている被成形体にくっついているモールドを前記被成形体から剥がすように構成されており、前記第3のローラは、前記第2のローラに巻き掛けられ前記第2のローラから延出している前記モールドが、前記被成形体保持体に保持されている被成形体から離れるように巻き掛けられ、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して前記第2のローラとともに相対的に移動するように構成されている転写装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the transfer device according to the third aspect, the transfer unit includes a molded body holding body that holds the molded body. 1, and the first roller performs the transfer between the molding object held by the molding object holder and the mold attached to the molding object. For this purpose, the mold is sandwiched in cooperation with the molded object holder, and the mold is rotated with the center axis as the center of rotation and moved relative to the molded object holder, so that the sandwiched mold and the molded object are The separation part is configured to include a second roller and a third roller, and the second roller is formed by the pressing part. the molded body after the pressing has been performed curing at Re name of the curing unit Ttsui and the mold is wound with the mold in order to release from the molded body, by relatively moving the central axis with respect to the rotation in the rotational center the holding body, wherein the molded body A mold that is attached to a molded body that is installed in a holding body is configured to peel from the molded body, and the third roller is wound around the second roller and the second roller. The mold extending from is wound so as to be separated from the molded body held by the molded body holding body, rotated around a central axis as a center of rotation, and The transfer device is configured to move relatively with the second roller.
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の転写装置において、前記転写部は、前記モールドと前記被成形体とを挟み込んで押圧する押圧部と、この押圧部で押圧された前記被成形体の被成形物を硬化する硬化部と、前記押圧部で押圧され前記硬化部で硬化されることで前記被成形体にくっついている前記モールドを前記被成形体から分離する分離部とを備えて構成されており、前記転写部は、前記被成形体を設置する被成形体設置部を備えて構成されており、前記押圧部は、第1のローラを備えて構成されており、前記第1のローラは、前記被成形体保持体に保持されている被成形体とこの被成形体に貼り付いているモールドとを、前記転写をするために前記被成形体保持体と協働して挟み込み、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して相対的に移動することで、前記挟み込んでいる前記モールドと前記被成形体との部位を移動させるように構成されており、前記分離部は、第2のローラと第3のローラとを備えて構成されており、前記第2のローラは、前記押圧部での押圧がなされ前記硬化部での硬化がなされた後前記被成形体にくっついている前記モールドを前記被成形体から離すために前記モールドを巻き掛け、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して相対的に移動することで、前記被成形体保持体に設置されている被成形体にくっついているモールドを前記被成形体から剥がすように構成されており、前記第3のローラは、前記第2のローラに巻き掛けられ前記第2のローラから延出している前記モールドが、前記被成形体保持体に保持されている被成形体から離れるように巻き掛けられ、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して前記第2のローラとともに相対的に移動するように構成されている転写装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the transfer device according to the first aspect, the transfer unit includes a pressing unit that sandwiches and presses the mold and the molding target, and the target that is pressed by the pressing unit. A curing part that cures the molded object of the molded body, and a separation part that separates the mold that is pressed by the pressing part and cured by the cured part to adhere to the molded body from the molded body. The transfer unit is configured to include a molding target setting unit that sets the molding target, and the pressing unit is configured to include a first roller, The first roller cooperates with the molding target holder for transferring the molding target held by the molding target holder and the mold attached to the molding target. To be molded by rotating around the center axis of rotation By moving relatively with respect to a holding body, it is comprised so that the site | part of the said mold and the said to-be-molded body which has pinched | interposed may be moved, and the said isolation | separation part is 2nd roller and 3rd and a roller is constituted, the second roller is pressing the name of Re the object shaping the mold in which the clinging to the molded body after the curing is made at said curing unit in the pressing section The mold is wound around the mold so as to be separated from the body, and is rotated around the central axis to move relative to the body to be molded. The mold attached to the body is configured to be peeled off from the object to be molded, and the third roller is wound around the second roller and extends from the second roller. The molded object holder It is wound away from the object to be held and is configured to rotate around a central axis and move relative to the object holder together with the second roller. It is a transfer device.
請求項6に記載の発明は、請求項4または請求項5に記載の転写装置において、前記第3のローラには、巻き掛けられた前記モールドの微細な転写パターンの接触を回避するための小径部が形成されている転写装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the transfer device according to the fourth or fifth aspect, the third roller has a small diameter for avoiding contact of a fine transfer pattern of the mold wound around the third roller. This is a transfer device in which a portion is formed.
請求項7に記載の発明は、モールドに形成されている微細な転写パターンを被成形体に転写する転写方法において、前記モールドと前記被成形体とを真空雰囲気内で貼り合わせる真空貼り合わせ工程と、前記真空貼り合わせ工程で貼り合わされた状態で搬送されてきた前記被成形体の被成形物に前記シート状のモールドの微細な転写パターンを転写する転写工程とを有する転写方法である。
The invention according to
本発明によれば、シート状のモールドに形成されている微細な転写パターンを被成形体に転写する転写装置および転写方法において、転写のときに被成形体での微細な気泡の発生を無くすとともに、効率よく転写を行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, in a transfer device and a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a sheet-shaped mold to a molded object, generation of fine bubbles in the molded object is eliminated during transfer. There is an effect that the transfer can be performed efficiently.
本発明の実施形態に係る転写装置1は、シート状(薄い板状)のモールド(型)Mの厚さ方向の一方の面に形成されている微細な転写パターンM1をシート状(薄い板状)の被成形体Wに転写する装置であり(図14参照)、真空貼り合わせ部3と転写部5とを備えて構成されている(図1参照)。
The
ここで、説明の便宜のために水平な一方向をX軸方向とし、水平な他の一方向であってX軸方向に対して直交する方向をY軸方向とし、X軸方向とY軸方向とに対して直交する上下方向をZ軸方向とする。 Here, for convenience of explanation, one horizontal direction is the X-axis direction, another horizontal direction that is orthogonal to the X-axis direction is the Y-axis direction, and the X-axis direction and the Y-axis direction. A vertical direction orthogonal to the Z axis direction.
真空貼り合わせ部3は、モールドMと被成形体Wとを真空雰囲気内(真空の環境下)で貼り合わせるものである。
The
転写部5は、真空貼り合わせ部3から離れて真空貼り合わせ部3とは別個に設置されており、真空貼り合わせ部3で貼り合わされた状態で搬送されてきたシート状のモールドMと被成形体Wとを押圧するとともに被成形体Wの被成形物W1を硬化することで、被成形物W1にシート状のモールドMの微細な転写パターンM1を転写するものである。
The
なお、微細な転写パターンが転写された被成形体W(図14(b)参照)は、たとえば、導光板、光学フィルタ等の光学素子として使用される。 In addition, the to-be-molded body W (refer FIG.14 (b)) to which the fine transfer pattern was transcribe | transferred is used as optical elements, such as a light-guide plate and an optical filter, for example.
シート状のモールドMの微細な転写パターンM1は、ピッチや高さが、たとえば可視光線の波長程度である凹凸で形成されている。転写によって、モールドMに形成されている転写パターンM1が被成形体Wに転写され、モールドMに形成されている転写パターンM1とは逆形態の転写パターンW2が被成形体Wに形成されるようになっている。 The fine transfer pattern M1 of the sheet-like mold M is formed with unevenness whose pitch and height are, for example, about the wavelength of visible light. The transfer pattern M1 formed on the mold M is transferred to the molding target W by the transfer, so that the transfer pattern W2 having the opposite form to the transfer pattern M1 formed on the mold M is formed on the molding target W. It has become.
シート状のモールドMは、シート状の基材(モールド用基材)M2と転写パターン形成体M3とで構成されている。 The sheet-like mold M is composed of a sheet-like base material (mold base material) M2 and a transfer pattern forming body M3.
シート状のモールド用基材M2は、たとえば、紫外線が透過可能なPET樹脂等の樹脂材料で板状に形成されている。 The sheet-like mold base M2 is formed in a plate shape from a resin material such as PET resin that can transmit ultraviolet rays.
微細な転写パターンM1が形成されている転写パターン形成体M3は、たとえば、紫外線が透過可能な硬化した紫外線硬化樹脂(熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の他の樹脂であってもよい。)で薄い膜状に形成されている。転写パターン形成体M3は、この厚さ方向がモールド用基材M2の厚さ方向と一致するようにして、シート状のモールド用基材M2の厚さ方向の一方の面でモールド用基材M2に一体に設けられている。 The transfer pattern formed body M3 on which the fine transfer pattern M1 is formed is, for example, a cured ultraviolet curable resin that can transmit ultraviolet rays (other resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin may be used). It is formed in a thin film shape. The transfer pattern forming body M3 has a mold base M2 on one surface in the thickness direction of the sheet-like mold base M2 such that the thickness direction thereof coincides with the thickness direction of the mold base M2. Are integrally provided.
また、シート状のモールドMは、可撓性を備えている。さらに説明すると、シート状のモールドMは、この厚さ方向に対して直交する方向の引張り力が加えられても弾性変形をほとんどせずほぼ剛体とみなせるが、紙幣等のように厚さ方向でめくれるような変形(厚さ方向に対して直交する方向に延伸している軸まわりのモーメントによる変形)を容易にするようになっている。したがって、モールドMは、この厚さ方向が円柱状のローラの径方向と一致して、ローラの外周に容易に巻き付くことができるようになっている。 Further, the sheet-shaped mold M has flexibility. More specifically, the sheet-like mold M can be regarded as a rigid body with little elastic deformation even when a tensile force in a direction orthogonal to the thickness direction is applied. It is designed to facilitate turning-up deformation (deformation caused by a moment around an axis extending in a direction perpendicular to the thickness direction). Therefore, the mold M can be easily wound around the outer periphery of the roller with the thickness direction coinciding with the radial direction of the cylindrical roller.
真空貼り合わせ部3は、被成形体WがモールドMから離れている状態で、被成形体WとモールドMとを真空雰囲気内に位置させ、この真空雰囲気を維持したまま、被成形体WをモールドMに相対的に近づけ、被成形体Wの被成形物W1を、モールドMの微細な転写パターンM1に接触させ後、真空雰囲気を大気圧にするように構成されている。
The
また、転写装置1には、モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9が設けられている。モールドMは、モールド原反設置部7に設置されているモールド原反(巻き出しロール)11からモールド巻き取り部9(巻き取りロール13)まで所定の張力で張られて、シート状(板状)になって延びるようになっている。
In addition, the
真空貼り合わせ部3は、モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9との間でシート状になって延びているモールドMの、モールド原反設置部7側に設置されている。
The
転写部5は、モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9との間でシート状になって延びているモールドMの、モールド巻き取り部9側に設置されている。
The
モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9との間で、平板状になっているシート状モールド(平板状のシート状モールド)Mには、この長手方向(モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9とをお互いにむすぶたとえば水平な方向;X軸方向)で所定の張力がかかっている。これによって、平板状の形態を保つようになっている。微細な転写パターンM1は、図6〜図13では図示してはいないが、平板状のシート状モールドMの下面に形成されている(図1等参照)。
A sheet-like mold (a flat sheet-like mold) M having a flat plate shape between the mold original
モールド原反(反物状のモールド)11は、転写に使用される前のロール状のモールドMである。モールド原反11は、シート状のモールドMを、円柱状の芯材の外周に、この外周の周方向とシート状のモールドMの長手方向とがお互いに一致するようにして巻き重ね、円筒状もしくは円柱状に形成されている。
A mold original fabric (fabric mold) 11 is a roll-shaped mold M before being used for transfer. The mold
モールド巻き取り部9で巻き取られた巻き取り済みモールドM(巻き取りロール13)は、転写に使用されたモールドMであり、モールド原反11と同様にしてロール状になっている。
The wound-up mold M (winding roll 13) wound up by the
モールド原反設置部7に設置されているモールド原反11は、この中心軸(たとえば水平なY軸方向に延びている軸;図1等の紙面に直交する方向に延出している軸)C1を回転中心にして回転するようになっている。モールド巻き取り部9で巻き取られる巻き取り済みモールドM(巻き取りロール13)も、この中心軸(Y軸方向に延びている軸)C2を回転中心にして回転するようになっている。
The mold
転写部5は、モールドMと被成形体Wとを挟み込んで押圧する押圧部15と、この押圧部15で押圧された被成形体Wの被成形物W1を硬化する硬化部17と、押圧部15で押圧され硬化部17で硬化されることで被成形体WにくっついているモールドMを被成形体Wから分離する分離部19と、被成形体Wを設置する被成形体設置部(被成形体保持体)21とを備えて構成されている。
The
押圧部15は、第1のローラ23を備えて構成されている。第1のローラ23は、円柱状に形成されている。第1のローラ23は、被成形体保持体21に保持されている被成形体Wとこの被成形体Wに貼り付いているモールドMとを、転写をするために被成形体保持体21と協働して挟み込むようになっている。そして、第1のローラ23は、Y軸方向に延びている中心軸C3を回転中心にして回転し、被成形体保持体21に対して相対的にX軸方向に移動することで、挟み込んでいるモールドMと被成形体Wとの部位を移動させるように構成されている。
The
分離部19は、第2のローラ25と第3のローラ27とを備えて構成されている。第2のローラ25は、円柱状に形成されている。第2のローラ25には、押圧部15での押圧がなされ硬化部17での硬化がなされた後被成形体WにくっついているモールドMを被成形体Wから離すためにモールドMが巻き掛けられるようになっている。そして、第2のローラ25は、第1のローラ23と平行な中心軸C4を回転中心にして、第1のローラ23と同期して回転し、被成形体保持体21に対して相対的にX軸方向に移動することで、被成形体保持体21に設置されている被成形体WにくっついているモールドMを被成形体Wから剥がすように構成されている。
The
第3のローラ27も、円柱状に形成されおり、モールドMが巻き掛けられるように構成されており、たとえば、第2のローラ25よりもZ軸方向で被成形体保持体21から離れている。
The
第3のローラ27には、第2のローラ25に巻き掛けられ第2のローラ25から延出しているモールドM(第2のローラ25から延出しているモールドMの長手方向の他方の側)が、被成形体保持体21に保持されている被成形体Wから離れるように巻き掛けられる。
A mold M wound around the
そして、第3のローラ27は、第2のローラ25の中心軸C4と平行な中心軸C5を回転中心にして、第2のローラ25と同期して回転し、被成形体保持体21に対して第2のローラ25とともに相対的に移動するように構成されている。
The
さらには、第2のローラ25と第3のローラ27とは、被成形体保持体21に対し第1のローラ23とともに相対的に移動するように構成されている。第1のローラ23と第2のローラ25と第3のローラ27とは、これらが移動してもお互いの中心軸C3,C4,C5の位置関係が常に一定になっている。
Furthermore, the
また、第3のローラ27には、巻き掛けられたモールドMの微細な転写パターンM1の接触を回避するための小径部29が形成されている(図5参照)。
The
転写装置1に設置されているモールドMにおける、真空貼り合わせ部3側モールド部位M4と反真空貼り合わせ部側モールド部位M5とは、お互いが平行になっている。
In the mold M installed in the
真空貼り合わせ部3側モールド部位M4は、第2のローラ25から第1のローラ23と真空貼り合わせ部3とを通って真空貼り合わせ部3を超えた所定の箇所まで平板状になって延伸している(第2のローラ25から左側に延伸している)部位である。
The
反真空貼り合わせ部側モールド部位M5は、第3のローラ27から平板状になって延伸している(第3のローラ27から右側に伸している)部位である。
The anti-vacuum bonding part side mold part M5 is a part extending from the
ところで、転写パターン形成体M3の微細な転写パターンM1は、転写パターン形成体M3の表面(厚さ方向における一方の面であって、モールド用基材M2に接している面とは反対の面)に形成されている。なお、転写パターン形成体M3の微細な転写パターンM1は、図示しないマスターモールドに形成されている微細な転写パターンを転写することで生成されたものである。 By the way, the fine transfer pattern M1 of the transfer pattern forming body M3 is the surface of the transfer pattern forming body M3 (one surface in the thickness direction and opposite to the surface in contact with the mold base M2). Is formed. The fine transfer pattern M1 of the transfer pattern formed body M3 is generated by transferring a fine transfer pattern formed on a master mold (not shown).
モールド用基材M2は、たとえば、長い矩形な板状(帯板状)に形成されている。モールド用基材M2の幅寸法(従来のモールド323と同様な幅寸法)はモールド用基材M2の厚さ寸法に比べてかなり大きくなっており、モールド用基材M2の長さ寸法は、モールド用基材M2の幅寸法に比べてかなり大きくなっている。 The mold base M2 is formed in, for example, a long rectangular plate shape (band plate shape). The width dimension of the mold base M2 (the width dimension similar to that of the conventional mold 323) is considerably larger than the thickness dimension of the mold base M2, and the length dimension of the mold base M2 is the mold. It is considerably larger than the width dimension of the base material M2.
転写パターン形成体M3も、たとえば、矩形な板状に形成されている。転写パターン形成体M3は、幅方向がモールド用基材M2の幅方向と一致し、長さ方向がモールド用基材M2の長さ方向と一致するようにしてモールド用基材M2に設けられている。 The transfer pattern forming body M3 is also formed in a rectangular plate shape, for example. The transfer pattern forming body M3 is provided on the mold base M2 such that the width direction coincides with the width direction of the mold base M2, and the length direction coincides with the length direction of the mold base M2. Yes.
また、転写パターン形成体M3は、モールド用基材M2の長さ方向で所定の間隔をあけて断続的に複数設けられている。なお、転写パターン形成体M3がモールド用基材M2の長さ方向で連続して設けられていてもよい。転写パターン形成体M3の幅寸法は、モールド用基材M2の幅寸法よりも狭くなっている。 Further, a plurality of transfer pattern forming bodies M3 are provided intermittently at predetermined intervals in the length direction of the mold base M2. The transfer pattern forming body M3 may be provided continuously in the length direction of the mold base M2. The width dimension of the transfer pattern forming body M3 is narrower than the width dimension of the mold base M2.
モールド用基材M2の一部には、転写パターン形成体M3が非存在な部位が、モールド用基材M2の長手方向に連続して延びて形成されている。たとえば、転写パターン形成体M3の幅寸法がモールド用基材M2の幅寸法よりも狭くなっていることで、モールドM(モールド用基材M2)の幅方向に両端部に、モールド用基材M2のみになっている部位(基材端部部位)31が形成されている(図5参照)。 A part where the transfer pattern forming body M3 is not present is formed on a part of the mold base M2 so as to continuously extend in the longitudinal direction of the mold base M2. For example, because the width dimension of the transfer pattern forming body M3 is narrower than the width dimension of the mold base M2, the mold base M2 is formed at both ends in the width direction of the mold M (mold base M2). The site | part (base-material edge part site | part) 31 which is only formed is formed (refer FIG. 5).
被成形体Wは、基材(被成形体用基材)W3と被成形物W1とを備えて構成されている。 The to-be-molded body W is provided with a base material (base material for the to-be-molded body) W3 and a molding target W1.
シート状の被成形体用基材W3は、たとえば、PET樹脂等の樹脂材料で板状に形成されている。シート状のモールドMの微細な転写パターンM1が転写されて形成される被成形物W1は、たとえば、紫外線硬化樹脂(熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の他の樹脂であってもよい。)で薄い膜状に形成されている。 The sheet-shaped substrate for molding W3 is formed in a plate shape with a resin material such as PET resin, for example. The molding object W1 formed by transferring the fine transfer pattern M1 of the sheet-like mold M is, for example, an ultraviolet curable resin (may be other resins such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin). It is formed in a thin film shape.
被成形体用基材W3は、たとえば矩形な板状に形成されている。被成形体用基材W3の幅寸法は、モールド用基材M2の幅寸法と同程度になっており、被成形体用基材W3の長さ寸法は、シート状のモールド用基材M2に断続的に設けられている1つの転写パターン形成体M3の長さ寸法よりも僅かに大きくなっている。 The base material for molding W3 is formed in, for example, a rectangular plate shape. The width dimension of the substrate for molding W3 is substantially the same as the width dimension of the mold substrate M2, and the length of the substrate for molding W3 is the same as that of the sheet-like mold substrate M2. It is slightly larger than the length of one transfer pattern forming body M3 provided intermittently.
被成形物W1も矩形な板状になって設けられている。被成形物W1は、この厚さ方向が被成形体用基材W3の厚さ方向と一致するようにして、シート状の被成形体用基材W3の厚さ方向の一方の面で被成形体用基材W3に設けられている。また、被成形物W1は、幅方向が被成形体用基材W3の幅方向と一致しており、長さ方向が被成形体用基材W3の長さ方向と一致している。被成形物W1の幅寸法は、被成形体用基材W3の幅寸法と同程度になっており、被成形物W1の長さ寸法は、シート状のモールド用基材M2に断続的に設けられている1つの転写パターン形成体M3の長さ寸法と同程度になっている。 The molding object W1 is also provided in a rectangular plate shape. The workpiece W1 is molded on one surface in the thickness direction of the sheet-shaped substrate W3 so that the thickness direction coincides with the thickness direction of the substrate W3. It is provided on the body substrate W3. Moreover, as for the to-be-molded product W1, the width direction corresponds with the width direction of the base material W3 for to-be-molded bodies, and the length direction corresponds to the length direction of the base material W3 for to-be-molded bodies. The width dimension of the molding target W1 is approximately the same as the width dimension of the molding target substrate W3, and the length dimension of the molding target W1 is intermittently provided on the sheet-like molding base material M2. It is about the same as the length of one transfer pattern forming body M3.
被成形物W1の微細な転写パターンW2は、被成形物W1の表面(厚さ方向における一方の面であって、被成形体用基材W3に接している面とは反対の面)に形成されるようになっている。 The fine transfer pattern W2 of the molding W1 is formed on the surface of the molding W1 (one surface in the thickness direction, opposite to the surface in contact with the substrate for molding W3). It has come to be.
被成形物W1が紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂である場合、モールドMの微細な転写パターンM1が転写される前の被成形物(未硬化の樹脂)W1は、液体状もしくは流動体状になっている。転写がなされるときに、被成形物W1が硬化し、転写終了時には、被成形物W1は硬化している。 When the molding object W1 is an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin, the molding object (uncured resin) W1 before the fine transfer pattern M1 of the mold M is transferred is liquid or fluid. It has become. The molded object W1 is cured when the transfer is performed, and the molded object W1 is cured at the end of the transfer.
被成形体保持体21は、たとえば、矩形な平板状に形成されており、被成形体Wを保持するための平面(厚さ方向の一方の面;上面;被成形体設置面)33を備えている。被成形体Wは、この裏面(被成形体用基材W3の厚さ方向の一方の面であって被成形物W1が設けられている面とは反対側の面)の全面が、被成形体保持体21の被成形体設置面33に面接触し、たとえば真空吸着によって、被成形体保持体21に保持されるようになっている。
The molded
被成形体保持体21に設置された被成形体Wは、この幅方向、長さ方向が被成形体保持体21の幅方向、長さ方向と一致している。
The to-be-molded body W installed on the to-be-molded
第1のローラ23の外径と第2のローラ25の外径と第3のローラ27の外径はお互いがほぼ等しくなっており、第1のローラ23の長さ(幅)と第2のローラ25の長さ(幅)と第3のローラ27の長さ(幅)とはお互いがほぼ等しくなっている。
The outer diameter of the
第1のローラ23の幅寸法は、被成形体保持体21に保持されている被成形体Wの幅寸法よりも大きくなっている。第1のローラ23の軸C1の延伸方向(幅方向;Y軸方向)は、被成形体保持体21に保持されている被成形体Wの幅方向と一致しており、第1のローラ23の幅方向の中心と、被成形体保持体21に保持されている被成形体Wの幅方向の中心とは、お互いが一致している。
The width dimension of the
また、第1のローラ23は、被成形体保持体21の被成形体設置面33に直交する方向(Z軸方向)で移動位置決め自在になっている。
Further, the
第1のローラ23が、モールドMと被成形体保持体21に保持されている被成形体Wとを被成形体保持体21と協働して挟み込んでいるとき、第1のローラ23の中心軸C3と被成形体設置面33との間の距離は、第1のローラ23の半径とモールドMの厚さと被成形体Wの厚さとの和とほぼ等しいか、ごく僅かに小さくなっている。これによって上述した挟み込みがなされるようになっている。
When the
第1のローラ23で挟まれているモールドMの幅方向と、第1のローラ23の幅方向とはお互いに一致しており、第1のローラ23で挟まれているモールドMの幅方向の中心と、第1のローラ23の幅方向の中心とはお互いがほぼ一致している。
The width direction of the mold M sandwiched between the
第1のローラ23が、モールドMと被成形体保持体21に保持されている被成形体Wとを被成形体保持体21と協働して挟み込んでいるとき、モールドMは、第1のローラ23の1本の母線(Y軸方向の延びている母線)のところで、第1のローラ23に接触している。
When the
すなわち、第1のローラ23に接触しているモールドMは、モールド用基材M2の裏面(厚さ方向の他方の面であって転写パターン形成体M3が設けられている面とは反対側の面)が、第1のローラ23の外周に接触しており、この接触している部位は、Y軸方向の延びた直線的状になっている。
That is, the mold M in contact with the
第2のローラ25は、X軸方向で第1のローラ23を間にして真空貼り合わせ部3とは反対側に位置しており、第2のローラ25の中心軸C4は、第1のローラ23の中心軸C3と平行になっている。
The
第2のローラ25の幅方向の中心と、被成形体保持体21に保持されている被成形体Wの幅方向の中心とは、お互いが一致している。
The center in the width direction of the
また、第2のローラ25は、第1のローラ23とともに被成形体保持体21の被成形体設置面33に直交する方向(Z軸方向)で移動位置決め自在になっている。
The
第1のローラ23が、モールドMと被成形体保持体21に保持されている被成形体Wとを被成形体保持体21と協働して挟み込んでいるとき、第2のローラ25の中心軸C4と被成形体設置面33との間の距離も、第1のローラ23の場合と同様にして、第2のローラ25の半径とモールドMの厚さと被成形体Wの厚さとの和とほぼ等しいか、ごく僅かに小さくなっている。
When the
第3のローラ27の幅方向の中心と、被成形体保持体21に保持されている被成形体Wの幅方向の中心とは、お互いが一致している。
The center in the width direction of the
また、第3のローラ27も、第1のローラ23や第2のローラ25とともに被成形体保持体21の被成形体設置面33に直交する方向(Z軸方向)で移動位置決め自在になっている。
In addition, the
モールドMは、第2のローラ25に半周程度に巻き掛けられ、第3のローラ27も半周程度に巻き掛けられようになっている。
The mold M is wound around the
第2のローラ25に巻き掛けられているモールドMは、モールド用基材M2の裏面(厚さ方向の他方の面であって転写パターン形成体M3が設けられている面とは反対側の面)が、第2のローラ25の外周に面接触している。
The mold M wound around the
第3のローラ27に巻き掛けられているモールドMは、モールド用基材M2の表面(厚さ方向一方の面であって転写パターン形成体M3が設けられている面)が、第3のローラ27側に位置している。
The mold M wound around the
第2のローラ25に巻き掛けられ第2のローラ25から延出しているモールドMの長手方向(X軸方向)の他方の側(第1のローラ23側;図1では左側)は、被成形体設置面33から僅かに離れ(被成形体Wの厚さ程度離れ)、被成形体設置面33と平行になって、被成形体保持体21の長さ方向の一端側(真空貼り合わせ部3側)に延出している。
The other side (the
第3のローラ27は、Z軸方向で、たとえば、第2のローラ25を間にして、被成形体保持体21とは反対側に位置している。そして、被成形体設置面33に対して直交する方向(Z軸方向)から見ると、第2のローラ25と第3のローラ27とはお互いが重なっている。
The
第2のローラ25に巻き掛けられ第2のローラ25から延出しているモールドMの長手方向の他方の側は、第3のローラ27に半周程度に巻き掛けられている。なお、第2のローラ25や第3のローラ27の中心軸C4,C5の延伸方向から見ると、第2のローラ25と第3のローラ27とに巻き掛けられているモールドMの部位は、「S」字状もしくは逆「S」字状になっている。
The other side in the longitudinal direction of the mold M which is wound around the
第2のローラ25の中心軸C4および第3のローラ27の中心軸C5の、第1のローラ23の中心軸C3に対する位置関係は常に一定であり、第2のローラ25および第3のローラ27は、第1のローラ23といっしょになって、被成形体保持体21の被成形体設置面33に直交する方向(Z軸方向)で移動位置決め自在になっている。
The positional relationship between the central axis C4 of the
第3のローラ27から延出しているモールドM(反真空貼り合わせ部側モールド部位M5)は、第2のローラ25から延出しているモールドM(真空貼り合わせ部側モールド部位M4)と平行になっている。
The mold M (anti-vacuum bonding part side mold part M5) extending from the
すなわち、第2のローラ25から延出しているモールドM(M4)の厚さ方向と、第3のローラ27から延出しているモールドMの厚さ方向とはお互いが一致しており、第2のローラ25から延出しているモールドM(M5)の長さ方向と、第3のローラ27から延出しているモールドMの長さ方向とは逆方向になっている。
That is, the thickness direction of the mold M (M4) extending from the
また、第3のローラ27から延出しているモールドM(M5)と被成形体保持体21との間の距離(Z軸方向の寸法)は、第2のローラ25の直径と第3のローラ27の直径との和よりも僅かに大きくなっている。
Further, the distance (dimension in the Z-axis direction) between the mold M (M5) extending from the
各ローラ(第1のローラ23および第2のローラ25および第3のローラ27)は、すでに理解されるように、被成形体Wの長手方向(X軸方向)でも被成形体保持体21に対して相対的に移動自在になっている。すなわち、各ローラ23,25,27は、被成形体保持体21の長手方向で、被成形体保持体21の長手方向の一端から僅かに離れた位置(図13参照)と、被成形体保持体21の長手方向の他端から僅かに離れた位置(図6等参照)との間で、移動するようになっている。
Each roller (the
被成形体保持体21に被成形体Wが設置され、モールドMが各ローラ23,25,27に巻き掛けられ、第1のローラ23が被成形体設置面33に対して直交する方向(Z軸方向)で、被成形体設置面33から被成形体Wの厚さとモールドMの厚さとの和程度の距離(転写をするための距離)だけ離れており、各ローラ23,25,27が被成形体保持体21の長手方向の他端から僅かに離れたところに位置している状態(初期状態)では、図6に示すように、第1のローラ23から図6の左側に延出しているモールドMが、被成形体保持体21の真上に位置しており、第3のローラ27から図6の右側に延出しているモールドMが被成形体保持体21から離れている。
A workpiece W is placed on the
すなわち、上記初期状態を被成形体設置面33に対して直交する方向(Z軸方向)から見ると、第1のローラ23から延出しているモールドMの部位が、被成形体設置面33と重なっており、第3のローラ27(第2のローラ25)から延出しているモールドMの部位は、被成形体設置面33から右側に離れている。
That is, when the initial state is viewed from a direction (Z-axis direction) orthogonal to the molding
上記初期状態から、各ローラ23,25,27が被成形体保持体21の長手方向の一端側(図6や図11の左側)に移動すると、第1のローラ23と被成形体保持体21とで挟み込んでいるモールドMと被成形体Wとの部位(被成形体保持体21の幅方向に延びている直線状の部位)が、右側から左側に向かって移動するようになっている(図12参照)。このとき、各ローラ23,25,27とモールドMとの間、モールドMと被成形体Wとの間には、当然に滑りは発生していない。また、第1のローラ23、第2のローラ25は、モールドMを間にし、被成形体保持体21に設置された被成形体Wに対して、ころがり対偶をなしている。
When the
また、被成形体Wの被成形物W1が、紫外線硬化樹脂である場合、被成形物W1を硬化させるための紫外線発生装置35が設けられている。紫外線発生装置35は、第1のローラ23と第2のローラ25との間に設けられており、各ローラ23,25,27とともに移動位置決めされるようになっている。そして、第1のローラ23と被成形体保持体21とが被成形体WとモールドMとを挟み込んでいるところの近傍で、被成形体Wの被成形物W1を硬化させ、モールドMの微細な転写パターンM1が被成形体Wに転写されるようになっている。
In addition, when the molding target W1 of the molding target W is an ultraviolet curable resin, an
すなわち、各ローラ23,25,27を移動しているときに、第1のローラ23の後側(被成形体保持体21の長手方向の他端側)でモールドMを通して被成形体Wの被成形物W1に紫外線発生装置35が発した紫外線を照射し、被成形物W1を右側から左側に向かって順に硬化するようになっている。
That is, when the
また、各ローラ23,25,27を移動しているときに、紫外線発生装置35の後側に位置している第2のローラ25と第3のローラ27とで、被成形体保持体21に保持されている被成形体WにくっついているモールドMを巻き取り、モールドMを被成形体Wから引き剥がすようになっている。
Further, when the
ここで、転写装置1についてさらに詳しく説明する。転写装置1は、ベース体37を備えている。
Here, the
転写部5には、図3等で示すように、除振台39が設けられている。除振台39は、ベース体37の上側でベース体37に一体的に設けられている。
The
被成形体保持体21は、除振台39の上面で除振台39に一体的に設けられている。
The molded
被成形体保持体21には、リフトピン41が設けられている。リフトピン41は、図示しない制御装置(CPUを備えて構成された制御装置)の制御の下、図示しない空気圧シリンダ等のアクチュエータでZ軸方向に移動するようになっている。
A
リフトピン41が下方に位置しているとき、リフトピン41は、被成形体保持体21内に埋没している。リフトピン41が上方に位置しているとき、リフトピン41は、被成形体保持体21の被成形体設置面33から上方に突出している。
When the
除振台39の上方には、支柱43と下側支柱保持体(図示せず)と上側支柱保持体45とが設けられている。支柱43と下側支柱保持体と上側支柱保持体45とは一体化している。下側支柱保持体(支柱43、上側支柱保持体45)は、図示しないリニアガイドベアリングを介して除振台39に支持されており、X軸方向で除振台39に対して移動するようになっている。
Above the vibration isolation table 39, a
また、下側支柱保持体(支柱43、上側支柱保持体45)は、図示しないサーボモータ等のアクチュエータやボールネジによって、制御装置の制御の下、除振台39(被成形体保持体21)に対してX軸方向で移動位置決めされるようになっている。
Further, the lower support holder (
支柱43には、リニアガイドベアリング47を介して移動体49が支持されている。移動体49は、Z軸方向で支柱43に対して移動するようになっている。また、移動体49は、サーボモータ51等のアクチュエータとボールネジ53によって、制御装置の制御の下、支柱43(除振台39、被成形体保持体21)に対してZ軸方向で移動位置決めされるようになっている。
A
移動体49には、ローラ支持体55が一体的に設けられており、ローラ支持体55が各ローラ23,25,27を回転自在に支持している。これにより、各ローラ23,25,27は、X軸方向およびZ軸方向で被成形体保持体21に対して移動位置決め自在になっている。
A
なお、各ローラ23,25,27は、図示しないサーボモータ等のアクチュエータで回転するようになっているが、ローラ支持体55が各ローラ23,25,27をフリーの状態で回転自在に支持している構成であってもよい。
The
また、ローラ支持体55には、紫外線発生装置35が一体的に設けられている。
The
なお、下側支柱保持体(支柱43、上側支柱保持体45)を移動位置決めすることに代えてもしくは加えて、被成形体保持体21を除振台39に対して移動位置決めするように構成されていてもよい。
In addition, instead of or in addition to moving and positioning the lower column support body (
モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9とは、ベース体37に設けられている。モールド原反設置部7と真空貼り合わせ部3との間には、モールドMが巻き掛けられるガイドローラ57A〜57Dが設けられている。なお、ガイドローラ57Bは、ダンサローラであり、Z軸方向で移動位置決めされるようになっている。また、ガイドローラ57C,57Dは、ガイドローラ57C,57Dと第1ローラ23との間でモールドMが水平に展開するように、たとえば、第1ローラ23のZ軸方向の移動位置決めに応じて、Z軸方向で移動位置決め自在になっている。
The mold original
第3のローラ27とモールド巻き取り部9との間には、Z軸方向で移動位置決め自在なガイドローラ59が設けられており、第3のローラ27とガイドローラ59との間でモールドMが水平に展開するようになっている。
A
次に、真空貼り合わせ部3について説明する。
Next, the
真空貼り合わせ部3には、図2等で示すように、下テーブル61が設けられている。下テーブル61は、ベース体37の上側でベース体37に一体的に設けられている。
The
下テーブル61の上側には被成形体載置体(基板ステージ)63が設けられている。被成形体載置体63の上面には、被成形体保持体21の場合と同様にして、被成形体Wが一体的に設置されるようになっている。
A molded object mounting body (substrate stage) 63 is provided on the upper side of the lower table 61. On the upper surface of the molded
被成形体載置体63は、ガイドロッド65とリニアガイドベアリング67とによって、下テーブル61に支持されており、シリンダ68等のアクチュエータにより、制御装置の制御の下、下テーブル61に対してZ軸方向で移動位置決め自在になっている。
The to-be-molded
被成形体載置体63には、リフトピン69が設けられている。リフトピン69は、図示しない制御装置の制御の下、図示しない空気圧シリンダ等のアクチュエータでZ軸方向に移動するようになっている。
A
リフトピン69が下方に位置しているとき、リフトピン69は、被成形体載置体63内に埋没している。リフトピン69が上方に位置しているとき、リフトピン69は、被成形体載置体63の上面33から上方に突出している。
When the
また、下テーブル61の上側には、上テーブル71が設けられている。上テーブル71は、被成形体載置体63よりも上方に位置している。上テーブル71の下面は平面になっている。
An upper table 71 is provided above the lower table 61. The upper table 71 is positioned above the molding
上テーブル71は、ガイドロッド73とリニアガイドベアリング75とによって、下テーブル61に支持されており、図示しないシリンダ等のアクチュエータにより、制御装置の制御の下、下テーブル61に対してZ軸方向で移動位置決め自在になっている。
The upper table 71 is supported on the lower table 61 by a
上テーブル71が上昇端に位置しているときには、ガイドローラ57C,57Dと第1のローラ23との間で水平に延伸しているモールドMの上方で、モールドMから離れて上テーブル71が位置するようになっている。
When the upper table 71 is positioned at the ascending end, the upper table 71 is positioned away from the mold M above the mold M extending horizontally between the
上テーブル71が下降端に位置しているときには、ガイドローラ57C,57Dと第1のローラ23との間で水平に延伸しているモールドMに、上テーブル71の下面が面接触するようになっている。
When the upper table 71 is positioned at the descending end, the lower surface of the upper table 71 comes into surface contact with the mold M extending horizontally between the
なお、Y軸方向では、図4に示すように、左右のガイドロッド73の間の距離よりも、ガイドローラ57C,57Dと第1のローラ23との間で水平に延伸しているモールドMの幅寸法のほうが小さくなっており、左右のガイドロッド73の間の距離の中心と、モールドMの中心とがお互いに一致している。
In the Y-axis direction, as shown in FIG. 4, the mold M extending horizontally between the guide rollers 57 </ b> C and 57 </ b> D and the
下テーブル61の上側には、第1の筒状体77と第2の筒状体79とが設けられている。第1の筒状体77は、下テーブル61の上面から起立して下テーブル61に一体的に設けられている。被成形体載置体63は、第1の筒状体77の内側に設けられている。
A first
第2の筒状体79は、第1の筒状体77の外側で第1の筒状体77を囲むように設けられおり、図示しないリニアガイドベアリングによって、第1の筒状体77に支持されており、図示しないシリンダ等のアクチュエータにより、制御装置の制御の下、第1の筒状体77に対してZ軸方向で移動位置決め自在になっている。
The second
なお、Y軸方向では、図4に示すように、ガイドローラ57C,57Dと第1のローラ23との間で水平に延伸しているモールドMの幅寸法が、第2の筒状体79のY軸方向の寸法のよりも大きくなっており、第2の筒状体79の中心と、モールドMの中心とがお互いに一致している。
In the Y-axis direction, as shown in FIG. 4, the width dimension of the mold M extending horizontally between the guide rollers 57 </ b> C and 57 </ b> D and the
第2の筒状体79が下降端に位置しているときには、第2の筒状体79は、ガイドローラ57C,57Dと第1のローラ23との間で水平に延伸しているモールドMの下側で、モールドMから所定の距離だけ離れている。
When the second
第2の筒状体79が上昇端に位置しているときには、第2の筒状体79の上端が、ガイドローラ57C,57Dと第1のローラ23との間で水平に延伸しているモールドMに接触するようになっている。
A mold in which the upper end of the second
さらに説明すると、上テーブル71が下降端に位置し、第2の筒状体79が上昇端に位置することで、上テーブル71と第2の筒状体79(第2の筒状体79の「ロ」字状の上面)とでモールドM(転写パターン形成体M3が形成されていないモールド用基材M2のみの部位)を挟み込み、真空チャンバ(閉空間)81(図8等参照)が生成されるようになっている。
More specifically, the upper table 71 is positioned at the lower end and the second
閉空間81内の空気は、制御装置の制御の下、真空ポンプ83で抜き取られるようになっている。
The air in the closed
また、下テーブル61の上側には、モールドMに貼り付いた被成形体Wの重量を支持して被成形体WをモールドMとともに搬送する搬送ローラ85が設けられている。
Further, on the upper side of the lower table 61, a
搬送ローラ85は、図示しないリニアガイドベアリングによって、下テーブル61に支持されており、図示しないシリンダ等のアクチュエータにより、制御装置の制御の下、下テーブル61に対してZ軸方向で移動位置決め自在になっている。
The
搬送ローラ85は、図示しないシリンダ等のアクチュエータにより、制御装置の制御の下、Z軸方向で、図1で示す下端位置と図9で示す上端位置との間を移動するようになっている。なお、被成形体設置体63には、搬送ローラ85が通り抜けることができる長方形状等の貫通孔(図示せず)が設けられている。
The
また、真空貼り合わせ部3と転写部5との間には、搬送ローラ85と同様に被成形体Wの重量を支持する搬送ローラ89等で構成された搬送部87が設けられている。
Further, between the
次に、転写装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
初期状態として、図6に示すように、モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9との間で、モールドMが板状になって延びて停止しているものとする。
As an initial state, as shown in FIG. 6, it is assumed that the mold M extends in a plate shape and stops between the mold original
真空貼り合わせ部3では、上テーブル71が上昇しており、被成形体載置体63が下降しており、リフトピン69が下降しており、第2の筒状体79が下降しており、搬送ローラ85が下降している。また、モールドMの転写パターン形成体M3(微細な転写パターンM1)が、被成形体載置体63の上面と対向している。
In the
転写部5では、各ローラ23,25,27が、X軸方向では、被成形体保持体21から離れモールド巻き取り部9側に位置しており、Z軸方向では、転写をするための位置決めがなされている。また、リフトピン41は下降しており、紫外線発生装置35は紫外線を発していない。
In the
上記初期状態で、ロボット(図示せず)等を用いて被成形体Wを被成形体載置体63の上面から突出しているリフトピン69の上に載置する。このとき、被成形体Wの被成形物W1は、未硬化状態になっており、モールドMと対向している。
In the initial state, the molding target W is placed on the lift pins 69 protruding from the upper surface of the molding
続いて、制御装置の制御の下、上テーブル71を下降し、第2の筒状体79を上昇し、リフトピン69を下降して被成形体Wを被成形体載置体63で保持する(図7参照)。これにより、被成形体Wが被成形体載置体63の上面に面接触している。また、上テーブル71の下面がモールドMの上面に面接触し、第2の筒状体79の「ロ」字状の上面がモールドMの下面に面接触し、上テーブル71と第2の筒状体79とでモールドMが挟み込まれている。そして、真空チャンバ81が形成され、真空チャンバ81の中に、被成形体Wと被成形体載置体63とモールドMの下面(微細な転写パターンM1が設けられている面)が存在している。
Subsequently, under the control of the control device, the upper table 71 is lowered, the second
続いて、真空ポンプ83で真空チャンバ81内を真空状態にしてから、被成形体載置体63を上昇し、被成形体Wの被成形物W1をモールドMに接触させる(図8参照)。これにより、小さい力ではあるが被成形体WがモールドMに貼り付く。
Subsequently, after the inside of the
なお、真空チャンバ81内を真空にすることで、被成形体載置体63での被成形体Wの保持(真空吸着による保持)が働かず、被成形体Wが動いてしまうのであれば、被成形体載置体63にネジやシリンダ等を用いたクランプ装置を別途設けて、被成形体Wを保持するようにしてもよい。
If the inside of the
続いて、真空チャンバ81内を大気圧に戻し、上テーブル71を上昇し、第2の筒状体79を下降し、被成形体載置体63を下降し、搬送ローラ85を上昇する(図9参照)。これにより、上テーブル71と第2の筒状体79と被成形体載置体63がモールドMや被成形体Wから離れ、搬送ローラ85が被成形体Wに接し、モールドMや被成形体Wが搬送ローラ85に載置される。
Subsequently, the inside of the
続いて、モールド巻き取り部9でモールドMを所定の長さだけ巻き取り(図10、図11参照)、モールドMに貼り付いている被成形体Wを被成形体保持体21のところに位置させ、被成形体保持体21で被成形体Wを保持する(図11参照)。
Subsequently, the
続いて、紫外線発生装置35から紫外線を発し、各ローラ23,25,27をX軸方向で真空貼り合わせ部3側に移動する(図12参照)。これにより、被成形体Wの被成形物W1に微細な転写パターンW2が転写されるとともに、被成形体WからモールドMが剥がされる(図13、図14(b)参照)。
Subsequently, ultraviolet rays are emitted from the
続いて、リフトピン41を上昇して(図13参照)、微細な転写パターンW2が転写された被成形体Wをロボット等で搬出する。 Subsequently, the lift pins 41 are raised (see FIG. 13), and the molding target W on which the fine transfer pattern W2 is transferred is carried out by a robot or the like.
続いて、リフトピン41を下降し、各ローラ23,25,27をモールド巻き取り部9側に戻す等することで、上述した初期状態に戻る。
Subsequently, the
なお、上記説明では、真空貼り合わせ部3の動作が終えてから転写部5が動作をするようになっているが、真空貼り合わせ部3の動作と転写部5が動作とは並行してなされるものとする。すなわち、転写部5で被成形体Wへの転写がなされているときに、次の被成形体WのモールドMへの貼り合せを真空貼り合わせ部3で行うようになっている。
In the above description, the
転写装置1によれば、真空貼り合わせ部3が転写部5とは別個に設けられているので、転写のときに被成形体Wでの微細な気泡の発生を無くすとともに効率よく転写を行うことができる。
According to the
すなわち、真空貼り合わせ部3で、モールドMと被成形体Wとを真空雰囲気内で貼り合わせ、この貼り合わされたものを転写部5まで搬送して転写を行うことで、連続的に貼り合わせと転写とを行うことができ(真空雰囲気内で貼り合わせと転写とを同時に並行して行うことができ)、効率よく転写を行うことができる。
That is, in the
また、真空貼り合わせ部3では、貼り合わせだけを行えばよいので、被成形体Wが大きくても(たとえば、幅寸法が1m以上であり長さ寸法が1m以上であっても、さらには、幅寸法が1m〜2m程度であり、長さ寸法が1m〜2m程度であっても)容易に真空雰囲気を生成することができ、転写の際における空気の巻き込みを無くすことができる。
Moreover, in the
また、転写装置1によれば、モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9とを備えているので、モールドMの交換を正確かつ容易に行うことができる。
Moreover, according to the
詳しく説明すると、図15に示す被成形体309の大きさは、長さ寸法(図15の左右方向の寸法)や、幅寸法(図15の紙面に直交する方向の寸法)が1m(1000mm)〜1.5m程度になっている場合が多い。モールド323も被成形体309の大きさにあわせて同様に大きくなっている。
More specifically, the size of the molded
また、図15で示す転写装置301では、モールド323を1回の転写をする毎にもしくは数回の転写をする毎に、転写装置301から取り外し、新しいモールド323を設置する必要がある。ただし、モールド323が大きいので、取り扱いが困難であるとともに、転写装置301に精度良く設置することが難しくなっている(転写装置301のチャック部319,321にモールド323を設置するとき、モールド323が曲がって設置されてしまうことが多々ある)。
Further, in the
これに対して、転写装置1では、モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9とが設けられているので、モールドMの交換をするとき、モールド巻き取り部9で所定の長さだけモールドMを巻き取り、モールド原反設置部7からモールドMの新しい部分(転写に使用されていない部分)を引き出せばよく、モールドMを転写装置1から一旦取り外して再び設置する操作が不要になり、モールドMの交換を正確かつ容易におこなうことができる。
On the other hand, the
また、モールドMの交換を迅速におこなうことができるので、転写装置301で要したモールドの交換時間を被成形体Wへの転写に使用することができ、転写を効率良く行うことができる。
Further, since the mold M can be exchanged quickly, the mold exchange time required by the
また、転写装置1によれば、第3のローラ27に、巻き掛けられたモールドMの微細な転写パターンM1の接触を回避するための小径部29が形成されているので、モールドMの張力によって微細な転写パターンM1がつぶれてしまうことを防止することができ、モールドMを再使用することができる。
Further, according to the
また、転写装置1によれば、第2のローラ25と第3のローラ27とで、モールドMを被成形体Wから剥がすことができるので、第1〜第3の各ローラ23,25,27を被成形体保持体21の長手方向の一端から他端に向かって(図1の右から左に向かって)1回移動するだけで、被成形体Wへの微細な転写パターンの転写と被成形体WからのモールドMの引き剥がしをすることができ、効率良く転写を行うことができる。
Moreover, according to the
また、転写装置1によれば、各ローラ23,25,27に巻き掛けられ各ローラ23,25,27から延出しているモールドMが(部位M4と部位M5とが)お互いに平行になっているので、転写のために各ローラ23,25,27が移動しても、モールド原反設置部7とモールド巻き取り部9との間で延伸しているモールドMの長さ調整をする必要がほぼ無くなり、転写装置1の構成を簡素化することができる。
Further, according to the
また、従来の転写装置301では、ローラ311Aの位置が変わることによって、貼り合わせ角度(図15に示す被成形体309と、ローラ311Aと第2のチャック部321との間で斜めに延伸しているモールドとの交差角度)が変化してしまうが、転写装置1では、各ローラ23,25,27の位置にかかわらず貼り合わせ角度を一定にすることができより均質な転写を行うことができる。
Further, in the
1 転写装置
3 真空貼り合わせ部
5 転写部
7 モールド原反設置部
9 モールド巻き取り部
15 押圧部
17 硬化部
19 分離部
21 被成形体保持体
23 第1のローラ
25 第2のローラ
27 第3のローラ
C3 第1のローラの中心軸
C4 第2のローラの中心軸
C5 第3のローラの中心軸
M モールド
M1 微細な転写パターン
W 被成形体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記モールドと前記被成形体とを真空雰囲気内で貼り合わせる真空貼り合わせ部と、
前記真空貼り合わせ部で貼り合わされた状態で搬送されてきた前記被成形体の被成形物に前記モールドの微細な転写パターンを転写する転写部と、
を有することを特徴とする転写装置。 In a transfer device for transferring a fine transfer pattern formed on a mold to a molding object,
A vacuum bonding part for bonding the mold and the molded body in a vacuum atmosphere;
A transfer unit that transfers a fine transfer pattern of the mold to a molded object of the molded body that has been conveyed in a state of being bonded in the vacuum bonding unit;
A transfer device comprising:
前記モールドはシート状に形成されており、
モールド原反設置部とモールド巻き取り部とを有し、
前記モールドが、前記モールド原反設置部に設置されているモールド原反から前記モールド巻き取り部まで所定の張力で張られて延びるようになっており、
前記真空貼り合わせ部は、前記モールド原反設置部と前記モールド巻き取り部との間で延びているモールドの、前記モールド原反設置部側に設置されており、
前記転写部は、前記モールド原反設置部と前記モールド巻き取り部との間で延びているモールドの、前記モールド巻き取り部側に設置されていることを特徴とする転写装置。 The transfer device according to claim 1,
The mold is formed in a sheet shape,
It has a mold original fabric installation part and a mold winding part,
The mold extends from the mold original fabric installed in the mold original fabric installation portion to the mold winding portion with a predetermined tension, and extends.
The vacuum bonding part is installed on the mold original fabric installation part side of the mold extending between the mold original fabric installation part and the mold winding part,
The transfer device, wherein the transfer unit is installed on the mold winding unit side of a mold extending between the mold original fabric installation unit and the mold winding unit.
前記転写部は、前記モールドと前記被成形体とを挟み込んで押圧する押圧部と、この押圧部で押圧された前記被成形体の被成形物を硬化する硬化部と、前記硬化部で硬化されることで前記被成形体にくっついている前記モールドを前記被成形体から分離する分離部とを備えて構成されていることを特徴とする転写装置。 In the transfer device according to claim 1 or 2,
The transfer section is cured by the pressing section that sandwiches and presses the mold and the molded body, the curing section that cures the molded object of the molded body that is pressed by the pressing section, and the curing section. And a separation unit that separates the mold attached to the molded body from the molded body.
前記転写部は、前記被成形体を保持する被成形体保持体を備えて構成されており、
前記押圧部は、第1のローラを備えて構成されており、前記第1のローラは、前記被成形体保持体に保持されている被成形体とこの被成形体に貼り付いているモールドとを、前記転写をするために前記被成形体保持体と協働して挟み込み、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して相対的に移動することで、前記挟み込んでいる前記モールドと前記被成形体との部位を移動させるように構成されており、
前記分離部は、第2のローラと第3のローラとを備えて構成されており、前記第2のローラは、前記押圧部での押圧がなされ前記硬化部での硬化がなされた後前記被成形体にくっついている前記モールドを前記被成形体から離すために前記モールドを巻き掛け、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して相対的に移動することで、前記被成形体保持体に設置されている被成形体にくっついているモールドを前記被成形体から剥がすように構成されており、
前記第3のローラは、前記第2のローラに巻き掛けられ前記第2のローラから延出している前記モールドが、前記被成形体保持体に保持されている被成形体から離れるように巻き掛けられ、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して前記第2のローラとともに相対的に移動するように構成されていることを特徴とする転写装置。 The transfer device according to claim 3, wherein
The transfer unit is configured to include a molded body holding body that holds the molded body,
The pressing portion includes a first roller, and the first roller includes a molding body that is held by the molding body holder and a mold that is attached to the molding body. In order to perform the transfer, it is sandwiched in cooperation with the molded object holder, and is rotated relative to the molded object holder by rotating around a central axis as a center of rotation. Configured to move a portion of the mold and the molded body,
The separation unit is configured and a second roller and a third roller, said second roller, said after curing at pressed Re name of the cured portion with the pressing portion is made By winding the mold to separate the mold attached to the molded body from the molded body, rotating around a central axis as a center of rotation, and moving relative to the molded body holder, It is configured to peel off the mold attached to the molded body installed in the molded body holding body from the molded body,
The third roller is wound around the second roller so that the mold extending from the second roller is separated from the molded body held by the molded body holding body. The transfer device is configured to rotate about a central axis as a center of rotation and move relative to the workpiece holder together with the second roller.
前記転写部は、前記モールドと前記被成形体とを挟み込んで押圧する押圧部と、この押圧部で押圧された前記被成形体の被成形物を硬化する硬化部と、前記押圧部で押圧され前記硬化部で硬化されることで前記被成形体にくっついている前記モールドを前記被成形体から分離する分離部とを備えて構成されており、
前記転写部は、前記被成形体を設置する被成形体設置部を備えて構成されており、
前記押圧部は、第1のローラを備えて構成されており、前記第1のローラは、前記被成形体保持体に保持されている被成形体とこの被成形体に貼り付いているモールドとを、前記転写をするために前記被成形体保持体と協働して挟み込み、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して相対的に移動することで、前記挟み込んでいる前記モールドと前記被成形体との部位を移動させるように構成されており、
前記分離部は、第2のローラと第3のローラとを備えて構成されており、前記第2のローラは、前記押圧部での押圧がなされ前記硬化部での硬化がなされた後前記被成形体にくっついている前記モールドを前記被成形体から離すために前記モールドを巻き掛け、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して相対的に移動することで、前記被成形体保持体に設置されている被成形体にくっついているモールドを前記被成形体から剥がすように構成されており、
前記第3のローラは、前記第2のローラに巻き掛けられ前記第2のローラから延出している前記モールドが、前記被成形体保持体に保持されている被成形体から離れるように巻き掛けられ、中心軸を回転中心にして回転し前記被成形体保持体に対して前記第2のローラとともに相対的に移動するように構成されていることを特徴とする転写装置。 The transfer device according to claim 1,
The transfer unit is pressed by the pressing unit that sandwiches and presses the mold and the molded body, a curing unit that cures the molded object of the molded body that is pressed by the pressing unit, and the pressing unit. A separation part that separates the mold that is adhered to the molded body by being cured in the cured part from the molded body;
The transfer unit is configured to include a molding target installation unit that sets the molding target,
The pressing portion includes a first roller, and the first roller includes a molding body that is held by the molding body holder and a mold that is attached to the molding body. In order to perform the transfer, it is sandwiched in cooperation with the molded object holder, and is rotated relative to the molded object holder by rotating around a central axis as a center of rotation. Configured to move a portion of the mold and the molded body,
The separation unit is configured and a second roller and a third roller, said second roller, said after curing at pressed Re name of the cured portion with the pressing portion is made By winding the mold to separate the mold attached to the molded body from the molded body, rotating around a central axis as a center of rotation, and moving relative to the molded body holder, It is configured to peel off the mold attached to the molded body installed in the molded body holding body from the molded body,
The third roller is wound around the second roller so that the mold extending from the second roller is separated from the molded body held by the molded body holding body. The transfer device is configured to rotate about a central axis as a center of rotation and move relative to the workpiece holder together with the second roller.
前記第3のローラには、巻き掛けられた前記モールドの微細な転写パターンの接触を回避するための小径部が形成されていることを特徴とする転写装置。 In the transfer device according to claim 4 or 5,
The transfer device, wherein the third roller is formed with a small-diameter portion for avoiding contact with a fine transfer pattern of the wound mold.
前記モールドと前記被成形体とを真空雰囲気内で貼り合わせる真空貼り合わせ工程と、
前記真空貼り合わせ工程で貼り合わされた状態で搬送されてきた前記被成形体の被成形物に前記シート状のモールドの微細な転写パターンを転写する転写工程と、
を有することを特徴とする転写方法。 In a transfer method for transferring a fine transfer pattern formed on a mold to a molding object,
A vacuum bonding step of bonding the mold and the molded body in a vacuum atmosphere;
A transfer step of transferring a fine transfer pattern of the sheet-like mold to the molded object of the molded body that has been conveyed in the state of being bonded in the vacuum bonding step;
Transfer method and having a.
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