JP7223008B2 - 個別基材にテクスチャ付けするためのプロセスおよび装置 - Google Patents

個別基材にテクスチャ付けするためのプロセスおよび装置 Download PDF

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Description

本発明は、スタンプを用いてインプリント用ラッカーを個別基材上にインプリントし、続いてインプリントされたラッカーを硬化させることにより、個別基材上に追加の機能テクスチャ層が得られる、ディスプレイ、照明またはソーラパネルなどの個別基材にテクスチャ付けをするためのプロセスおよび装置に関する。この追加の層の機能は、とりわけ、光管理層から疎水性層、装飾的な使用、またはバイオセンサでの使用までさまざまである。
基材上の機能テクスチャ層の使用は重要なトピックである。そのような層を賢く使用することにより、性能を向上させ、コストを削減し、またはインプリントされた基材を有する製品の視覚的外観を改善することができる。例えば、拡散層をディスプレイで使用することにより、より薄いＬＥＤバックライトコンセプトの使用を可能にするとともに、側面からのディスプレイの照明を可能にする。その他の新しい先端技術の可能性は、機能テクスチャ層をソーラパネルに統合してソーラパネルの効率を改善することや、機能テクスチャ層を有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）照明パネルに統合してより多くの光を抽出することである。
機能テクスチャ層は、インプリントリソグラフィを使用して作成することができる。この場合、基材もしくは型またはその両方がラッカー（樹脂またはレジスト）でコーティングされる。基材と型との間にラッカーを介在させた状態で型を押圧した後、テクスチャ付けしたラッカーは硬化されて固相になる。硬化させる方法は、熱照射またはＵＶ光照射であってよい。すでに１９７８年に、この技術は米国特許第４,１２８,３６９号明細書で言及されている。さらに先駆的な研究が１９９５年にＣｈｏｕによって行われた。彼は、剛性スタンプを使用することで、２５ｎｍ以下のテクスチャをハイスループットの大量生産で複製できることを、米国特許第５,７７２,９０５号明細書、またはＳｔｅｐｈｅｎ Ｙ． Ｃｈｏｕ、Ｐｅｔｅｒ Ｒ． Ｋｒａｕｓｓ、Ｐｒｅｓｔｏｎ Ｊ． Ｒｅｎｓｔｒｏｍによる論文（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６７（１９９５）３１１４-３１１６）の中で実証した。その後、ローラを使用して剛性の型または湾曲した薄い金属シートに圧力を加えてテクスチャを複製することが実証された（論文 Ｈｕａ Ｔａｎ、Ａｎｄｒｅｗ Ｇｉｌｂｅｒｔｓｏｎ、Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．、Ｂ１６（１９９８）３９２６-３９２８）。
多くの研究所や企業がこの研究を続け、その結果、さまざまな技術が開発された。
半導体業界では、米国特許第６,３３４,９６０号明細書、米国特許出願公開第２００４/００６５９７６号明細書、および米国特許第８,４３２,５４８号明細書に記載されているように、転写プロセス、材料および正確な位置決めと組み合わせて剛性スタンプを使用することにより、プレート対プレートのインプリントが用いられている。
ロール対ロールのインプリント技術は、例えば米国特許第８,０２７,０８６号明細書に記載されているように、テクスチャ付きローラを可撓性基材と組み合わせて使用して薄片またはフィルムに連続プロセスでテクスチャ付けを行う。
最初に述べたプレート対プレート技術は、均一なフラットウェーハに小さなテクスチャ（１００ｎｍ以下の分解能）を正確にウェーハスケールで高い位置精度でインプリントするために設計されている。しかし、中国特許出願第１０３２３５４８３号明細書に記載されているように、この技術をより大きな領域に拡張させることは困難である。
ロール対ロール技術を使用することにより、テクスチャ付けした薄片を高い生産速度で連続的に作成することができる。これらの薄片は、可撓性用途の基材として使用するか、または剛性基材にラミネートすることができる。しかしながら、後者は、テクスチャ付けした薄片を剛性基材または製品に接着するための中間接着剤層の追加のコストがかかる。したがって、第３の新技術が開発されている。直接式ロール対プレートインプリントである。これにより、機能テクスチャ層は、数十から数百ミクロンの厚さの中間厚接着剤層なしで、個別基材に直接適用される。そのようなプロセスでは、仏国特許第２,８９３,６１０号明細書に例示されているようなテクスチャ付きローラ、または米国特許第７,８２４,５１６号明細書に開示されているような取り外し可能な可撓性スタンプのいずれかが使用される。
すでに序節で述べたように、インプリントは、ラッカーを基材（パネル）上または型上にコーティングし、型と基材とを間にラッカーを介在させた状態で型と基材とを接触させてラッカーにインプリント（テクスチャ付け）することで実現される。型としては、可撓性スタンプ、剛性スタンプまたはテクスチャ付きローラのいずれかを使用することができる。可撓性ローラ、剛性スタンプまたはテクスチャ付きローラが、基材との間にインプリントラッカーを介在させた状態で基材を押圧する圧力を制御することが重要である。この圧力が高すぎると、インプリントラッカーが外側に流出する。この流出したラッカーは、カバーされるべきではない領域、例えば基材の縁部に到達するおそれがある。圧力が低すぎると、スタンプと基材とが適切に接触せず、スタンプとインプリントラッカーとの間、またはインプリントラッカーと基材との間に空気が閉じ込められるおそれがある。恒久的に閉じ込められた空気は気泡欠陥を引き起こし、この気泡欠陥は硬化ステップによって固化される。これらの欠陥は、製品の性能に悪影響を及ぼす。加えられる圧力が一定でない場合、テクスチャの下方の残りの層の厚さが変化する。
低圧インプリントプロセスには、いくつかの利点がある。低圧インプリントの有益性は、ラッカーの流出を正確に制御できることだけではない。低圧インプリントは、低粘度のラッカーのインプリントも可能にする。粘度の低さに起因して、これらのラッカーは低圧で早くも急速に脇に流れる。低粘度のラッカーをインプリントする能力により、例えばインクジェット印刷のような正確なコーティング技術の使用が可能になる。
圧力を制御する方法はいくつかある。
ロール対プレートインプリントプロセスおよびロール対ロールインプリントプロセスでは、ローラを使用して、ラッカーを基材との間に介在させた状態で反転テクスチャスタンプを基材に押圧する。この反転テクスチャは、国際公開第２００７／０６０３５３号で論じられているようにローラ自体に、または米国特許出願公開第２０１３／０２１４４５２号明細書で論じられているようにローラの周りを転がる可撓性薄片上に、配置することができる。このローラは、特定の重量および特定の位置精度を有している。インプリントプロセス中にスタンプ、ラッカーおよび基材に低圧を加えることができるようにするには、ローラに反対に働く力を加えて、ローラの重量および重力を補償する必要がある。特にグライダに摩擦が存在する場合、このバランスを小さなステップで連続的に制御することは困難である。これは、インプリント圧力の変動につながり、その結果、インプリントされたテクスチャの品質の変動につながる。
別の方法は、ローラの圧力を制御する代わりに、ローラの高さを制御することである。この方法では、基材と可撓性スタンプとの間にラッカーを介在させた状態で基材と可撓性スタンプとの間の隙間が制御される。この隙間が大きくなると、加えられる圧力が小さくなる。このローラ高さは、小さなステップで制御することができる。この方法の欠点は、例えばラッカーの量が表面全体で異なることに起因して、表面が平坦でない場合、圧力が表面全体で一定でなくなり、空気が閉じ込められるおそれがあることである。
プレート対プレートプロセスでは、スタンプと基材との間にラッカーを介在させた状態でスタンプを基材にそっと下ろすことができる。これは、精密な装置によって、または米国特許第５，６６９，３０３号明細書で論じられているように、空気圧を使用して可撓性スタンプを曲げることによって、行うことができる。どちらの場合も、減圧ステップが遅いために製造プロセスは高価であり、また製造プロセスをより大きな規格にスケールアップすることは困難である。
Ｎ．Ｋｏｏｙらは２０１４年に、さまざまなナノインプリント技術について明確な再考察を行った（Ｎａｎｏｓｃａｌｅ Ｒｅｓ． Ｌｅｔｔ． ２０１４； ９（１）； ３２０）。この総括では、ロール対プレート技術が、一番低い圧力でインプリントできるという利点を有することが論じられている。１バール（または１０Ｎ／ｃｍ２）の低いインプリント圧力が言及されている。現時点では、この技術はさらに改善されている。ＵＶインプリントラッカーのサプライヤであるマイクロレジスト（Ｍｉｃｒｏ－ｒｅｓｉｓｔ）社は、１Ｎ／ｃｍ２未満の低圧インプリントラッカーを開発した。この時点で、ロール対プレートインプリント装置は、約０.５～１Ｎ／ｃｍ２（または５０～１００ｍｂａｒ）の圧力に対応することができる。
米国特許出願公開第２０１１/０２９１３３０号明細書は、構造化された固体層を有する物品を作成するための積層または複製方法を開示している。この方法では、硬化可能な液体が第１の部材上に分注され、第２の部材が、変動する曲率を表すことによって第１の部材上の硬化可能な液体上に置かれる。
先に説明したように、個別基材にインプリントするための既知のプロセスでは、やはり、０.５Ｎ／ｃｍ２未満の低く、均一なインプリント圧力を加えることができず、あるいは閉じ込められた空気が発生するか、高価な装置や空気圧力が必要になり、いかなる場合でも遅く、しかもより大きな規格にスケールアップすることは困難である。
したがって、本発明の根底にある課題は、個別基材のインプリントを０．５Ｎ／ｃｍ２未満の範囲の低くて一定のインプリント圧力で低コストにて簡単にスケールアップできるように可能にすることである。
上記の課題は、個別基材１０２にインプリントテクスチャ１０３Ｂをテクスチャ付けするためのプロセスと、後で説明する装置とによって解決され、このプロセスは、
ａ）開口部および隆起部を有するパターン付き外面１０５Ｂを備える復元性スタンプ１０４を準備するステップと、
ｂ）個別基材１０２を準備するステップと、
ｃ）復元性スタンプ１０４および／または個別基材１０２を形成可能なインプリントラッカー１０３Ａでコーティングするステップと、
ｄ）復元性スタンプ１０４を、仮想円筒１０８Ａによって形成される１つの仮想曲げ軸線１０８Ｃであって個別基材１０２の平面に平行でかつインプリント方向に直交する仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げて、第１の脚部１０４Ａおよび第２の脚部１０４Ｂを有する湾曲復元性スタンプ１０４を得るステップであって、それによって、第２の脚部１０４Ｂが第１の脚部１０４Ａの方向の少なくとも一部で曲げられるように曲げが行われる、ステップと、
ｅ）湾曲復元性スタンプ１０４を、湾曲復元性スタンプ１０４と個別基材１０２との間の形成可能なインプリントラッカー１０３Ａに接触させ、それにより湾曲復元性スタンプ１０４によって個別基材１０２に接触領域１１２においてインプリント圧力を加えるステップであって、インプリント圧力は本質的に、湾曲復元性スタンプ１０４の復元力によって発生し、湾曲復元性スタンプ１０４はインプリント曲率を示し、インプリント曲率は、仮想円１０８Ａの半径１０８Ｂによって規定され、仮想円１０８Ａは、仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げられた湾曲復元性スタンプ１０４の周りに描かれる、ステップと、
ｆ）個別基材１０２および／または復元性スタンプ１０４を互いに対して移動させ、移動中にパターン付き外面１０５Ｂの開口部および隆起部をインプリント圧力で形成可能なインプリントラッカー１０３Ａに押し込んで形成可能なインプリントラッカー１０３Ａにインプリントテクスチャ１０３Ｂを与え、かつ移動中に、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を一定に保つステップと、
ｇ）基材１０２上の、インプリントテクスチャ１０３Ｂが与えられた形成可能なインプリントラッカー１０３Ａを固化させるステップと、
ｈ）復元性スタンプ１０４を、テクスチャ付けした個別基材１０２から分離させるステップと、
を含む。
前記プロセスは、個別基材のインプリントを０．５Ｎ／ｃｍ２未満の範囲の低くて一定のインプリント圧力で低コストにて簡単にスケールアップできるように可能にする。
驚くべきことに、インプリント圧力は、現在の標準インプリント圧力よりも１０倍低く、好ましくは０.０１Ｎ／ｃｍ２～５０Ｎ／ｃｍ２の範囲、特に好ましくは０.０１Ｎ／ｃｍ２～５Ｎ／ｃｍ２の範囲の一定値ｐｉｍｐｒｉｎｔに及ぶ。インプリント圧力は非常に低いが、ｐｉｍｐｒｉｎｔは、最大的には個別基材１０２のインプリント中にｐｉｍｐｒｉｎｔの±５０％の範囲内で変動し、本発明のプロセスの好ましい実施形態では、ｐｉｍｐｒｉｎｔの±２０％のさらにより小さい範囲で変動する。
そして、本発明のプロセスが単純な構成要素および単純なプロセスステップと調和することは驚くべきことであり、その結果、本発明のプロセスは、低いインプリント圧力を必要とする既知のインプリントプロセスよりも低コストで実施できる。例えば、本発明のプロセスは、個別基材１０２をインプリントするためのローラを必要としない。したがって、本発明のプロセスでは、個別基材１０２に低いインプリント圧力を加えるために、ローラの重量を補償する必要はもはやない。本発明のプロセスの驚くべき単純さは、インプリントすべき個別基材１０２のより大きな規格への簡単なスケールアップを可能にする。
本発明のプロセスのステップａ）では、開口部および隆起部を有するパターン付き外面１０５Ｂを備える復元性スタンプ１０４が準備される。本発明の範囲内で、用語「復元性スタンプ」とは、曲げられた後、その元の平面形状に戻ることができるスタンプを意味する。この能力は、ヤング率および／またはスタンプの厚さを適切に選択することによって達成することができる。
好ましくは、本発明のプロセスのステップａ）で準備される復元性スタンプ１０４は、０．１ＧＰａ～２１０ＧＰａの範囲内、より好ましくは０．２ＧＰａ～５ＧＰａの範囲内のヤング率を示す。例えば、薄いニッケルシートで作成された薄い復元性スタンプの場合のように、本発明のプロセスのステップａ）で準備される復元性スタンプが高いヤング率を表す場合、そのヤング率は、好ましくは１８０ＧＰａ～２１０ＧＰａの範囲内であり、例えば薄いガラスで作成された薄い復元性スタンプの場合のように、本発明のプロセスのステップａ）で準備される復元性スタンプが中程度のヤング率を表す場合、そのヤング率は、好ましくは５０ＧＰａ～１００ＧＰａの範囲内である。例えば、ポリマ薄片で作成された薄い復元性スタンプの場合のように、本発明のプロセスのステップａ）で準備される復元性スタンプが低いヤング率を表す場合、そのヤング率は、好ましくは０．２ＧＰａ～５ＧＰａの範囲内である。
好ましくは、本発明のプロセスのステップａ）で準備される復元性スタンプ１０４は、１０μｍ～２０００μｍの範囲内、より好ましくは５０μｍ～５００μｍの範囲内の厚さを有している。
本発明のプロセスのステップａ）で準備される復元性スタンプ１０４は、１層または互いに接合された複数層からなることができる。復元性スタンプ１０４が２層以上の層からなる場合、復元性スタンプ１０４は、開口部および隆起部を有するパターン付き外面１０５Ｂに接合された復元性スタンプベース１０５Ａを備えることが好ましい。
好ましくは、復元性スタンプベースの１０５Ａの材料および／または開口部および隆起部を有するパターン付き外面１０５Ｂの材料は、金属シート、プラスチックシート、ゴムシートまたはガラスシートを含む群から選択される。
本発明のプロセスのステップｂ）では、パネルとも呼ばれる個別基材１０２が準備される。個別基材またはパネルは、例えばガラス基材、プラスチック基材または金属基材のような中間アセンブリでもよいし、あるいはディスプレイ、照明またはソーラパネルなどのような完成したデバイスでもよい。個別基材１０２の好ましい材料は、ガラス、金属シート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む。さらに、個別基材１０２の材料は、別のポリマで作成されていてもよい。個別基材１０２は、その表面上に、例えば酸化インジウムスズ層、アルミニウムドープ酸化亜鉛層またはフッ素ドープ酸化スズ層などの、例えば接着促進層および／または透明導体層のような１層または２層またはそれ以上の追加の層を担持することができる。
本発明のプロセスのステップｃ）では、復元性スタンプ１０４および／または個別基材１０２が、形成可能なインプリントラッカー１０３Ａでコーティングされ、ステップｃ）におけるコーティングの好ましい方法は、分注、インクジェット印刷、スロットダイコーティング、グラビア印刷、スクリーン印刷、ジェッティング、フレキソ印刷、またはローラコーティングである。
本発明において、「形成可能なインプリントラッカー１０３Ａ」という用語は、当業者に既知の方法によって、例えば上記の段落で説明した方法のいずれかによって、個別基材１０２上および／または復元性スタンプ１０４上にコーティングすることができ、そしてテクスチャ付けすることができる（インプリントすることができる）物質を意味する。形成可能なインプリントラッカー１０３Ａは、通常、モノマ、オリゴマを含み、場合によっては光重合開始剤および架橋アクリレート基が追加される。他の可能な材料は、硬化性ゾルゲルおよびエポキシであるが、これらに限定されない。形成可能なインプリントラッカー１０３Ａは、水の粘度と同じくらい低くてもよい粘度を有しており、それにより形成可能なインプリントラッカー１０３Ａは、室温で５ｃＰ～５０００ｃＰの範囲、好ましくは５ｃＰ～５００ｃＰの範囲の粘度を有し得る（ｃＰはセンチポイズを意味する。）。
形成可能なインプリントラッカー１０３Ａは、硬化してインプリントされたパターンを保持することができる。これらの硬化プロセスも知られており、熱硬化、ＵＶ光による硬化、化学的に誘発された硬化、およびそれ自体既知の他の方法を包含する。そのようなラッカーは、コーティング、樹脂、レジストなどとも呼ばれる。
本発明のプロセスのステップｄ）では、復元性スタンプ１０４は、仮想円筒１０８Ａによって形成される１つの仮想曲げ軸線１０８Ｃであって個別基材１０２の平面に平行でかつインプリント方向に直交する仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げられて第１の脚部１０４Ａおよび第２の脚部１０４Ｂを有する湾曲復元性スタンプ１０４が得られ、それによって、第２の脚部１０４Ｂが第１の脚部１０４Ａの方向の少なくとも一部で曲げられるように曲げが行われる。
本発明の範囲内で、用語「脚部」は、復元性スタンプを曲げた後に生じる復元性スタンプ１０４の一部として理解されなければならない。復元性スタンプ１０４を曲げた後、湾曲復元性スタンプ１０４は、２つの脚部、すなわち第１の脚部１０４Ａと第２の脚部１０４Ｂとを備える。
復元性スタンプ１０４を曲げることにより、半径１０８Ｂは、個別基材１０２にインプリントテクスチャ１０３Ｂをテクスチャ付けするのに適した任意の寸法を有することができる。好ましい実施形態では、半径１０８Ｂは、好ましくは０．５ｃｍ～５０ｃｍ、より好ましくは１ｃｍ～２０ｃｍ、最も好ましくは２ｃｍ～１０ｃｍの値を含む。
本発明のプロセスのステップｅ）において、復元性スタンプ１０４は、湾曲復元性スタンプ１０４と個別基材１０２との間の形成可能なインプリントラッカー１０３Ａに接触し、それにより、湾曲復元性スタンプ１０４によって、個別基材１０２に接触領域１１２においてインプリント圧力が加えられる。ここで、インプリント圧力は本質的に、湾曲復元性スタンプ１０４の復元力によって発生し、湾曲復元性スタンプ１０４はインプリント曲率を示し、インプリント曲率は、仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂによって規定され、仮想円筒１０８Ａは、仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げられた湾曲復元性スタンプ１０４の周りに描かれる。
好ましい実施形態では、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率と仮想円筒１０８Ａとの重なり合う境界１０８Ｄは、仮想円筒１０８Ａの円周の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも２５％、より好ましくは少なくとも２６％、さらにより好ましくは少なくとも３０％、最も好ましくは少なくとも５０％を描く。
選択された復元性スタンプ１０４の場合、そのインプリント曲率ｉｃは、個別基材１０２の平面に平行でかつインプリント方向に直交する仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げられた、湾曲復元性スタンプ１０４の周りに描かれる仮想円筒１０８Ａの半径ｒ１０８Ｂに反比例する。したがって、関係［１］に要約されているように、ｉｃはｒの減少に伴い増加し、逆もまた同様である。
ｉｃ～１／ｒ ［１］
さらに、選択された復元性スタンプ１０４の場合、そのインプリント圧力ｐｉｍｐｒｉｎｔは、そのインプリント曲率ｉｃに比例する。したがって、関係［２］に要約されているように、ｐｉｍｐｒｉｎｔはｉｃの増加に伴い増加し、ｒの増加に伴い減少する。
ｐｉｍｐｒｉｎｔ～ｉｃ～１／ｒ ［２］
最後に、湾曲復元性スタンプ１０４が、湾曲復元性スタンプ１０４と個別基材１０２との間に形成可能なインプリントラッカー１０３Ａを介在させた状態で基材１０２に及ぼす、加えられる力Ｎは、関係［３］に要約されているようにｉｃおよびｐｉｍｐｒｉｎｔに比例し、ｒに反比例する。
Ｎ～ｐｉｍｐｒｉｎｔ～ｉｃ～１／ｒ ［３］
すでに述べたように、インプリント圧力ｐｉｍｐｒｉｎｔは低い。したがって、加えられる力Ｎも低い。
本発明のプロセスは、復元性スタンプ１０４を特定の半径ｒ、すなわち、特定の曲げ半径ｒ１０８Ｂに単に曲げることによって、低い所望の力Ｎを得ることができる。そして、本発明のプロセスは、湾曲復元性スタンプ１０４の曲げ半径ｒ１０８Ｂをほぼ無限小の小さな間隔で非常に正確に単に変化させることによって、所望の力Ｎを制御することを可能にし、それにより、インプリントテクスチャ１０３Ｂの品質を制御することを可能にする。
本発明のプロセスでは、復元性スタンプ１０４のスタンプ－基材接触領域１１２に、インプリントすべき個別基材１０２の幅に沿って形成可能なインプリントラッカー１０３Ａを間に介在させた状態で、同じインプリント圧力ｐｉｍｐｒｉｎｔおよび同じ力Ｎが加えられる。したがって、個別基材１０２および／または復元性スタンプ１０４が本発明のプロセスのステップｆ）に従って互いに対して移動される場合、本発明のプロセスは、インプリントテクスチャ１０３Ｂの品質を制御することを可能にし、それによって、インプリントテクスチャ１０３Ｂの品質を個別基材１０２の領域にわたって制御することを可能にする。
本発明のプロセスのステップｆ）では、個別基材１０２および／または復元性スタンプ１０４が互いに対して移動され、移動中に、パターン付き外面１０５Ｂの開口部および隆起部が、インプリント圧力で形成可能なインプリントラッカー１０３Ａに押し込まれて形成可能なインプリントラッカー１０３Ａにインプリントテクスチャ１０３Ｂが付けられ、かつ移動中に、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率は一定に保たれる。
本発明の範囲内で、本発明のプロセスのステップｅ）における表現「インプリント圧力は本質的に、湾曲復元性スタンプ１０４の復元力によって発生し」は、インプリント圧力が主として、復元性スタンプ１０４の復元力、すなわち、復元性スタンプ１０４が曲げられた後にその元の平面形状に戻る能力によって発生することを意味する。さらに、復元性スタンプ１０４の重量は、インプリントラッカーに対するインプリント圧力を発生させる。しかしながら、このインプリント圧力は、通常、復元性スタンプ１０４の復元力によって発生する圧力よりもはるかに低い。
本発明のプロセスのステップｆ）では、個別基材１０２および／または復元性スタンプ１０４が互いに対して移動され、移動中に、パターン付き外面１０５Ｂの開口部および隆起部が、インプリント圧力で形成可能なインプリントラッカー１０３Ａに押し込まれて形成可能なインプリントラッカー１０３Ａにインプリントテクスチャ１０３Ｂが付けられ、かつ移動中に、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率は一定に保たれる。
本発明の範囲内で、本発明のプロセスのステップｆ）における表現「移動中に湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を一定に保つ」は、仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂが値ｒを表すことを意味しており、そしてｒは、インプリントテクスチャ１０３Ｂの所望の品質のために許容可能な範囲内で変動する。形成可能なラッカー１０３Ａが湾曲復元性スタンプ１０４と個別基材１０２との間に介在した状態で、湾曲復元性スタンプ１０４が個別基材１０２に加えるインプリント圧力が、本発明のプロセスでは低いという事実により、低いインプリント圧力は、インプリントテクスチャ１０３Ｂの品質を損なうことのなく比較的大きな範囲で変動してよい。例えば、仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂが値ｒを表す場合、ｒは、インプリントプロセスを開始する前のｒの±５０％の範囲内で変動してよい。
インプリント圧力がより高い場合、この変動は大きすぎる可能性がある。この場合、半径ｒによるインプリント曲率の変動は、±２０％の範囲内、好ましくは±１０％の範囲内、本発明のプロセスのより好ましい実施形態では±５％の範囲内であるべきである。インプリント圧力がより低い場合、この変動は小さくなる。
また、「移動中に、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を一定に保つ」という語句は、重なり合う境界１０８Ｄによる仮想円筒１０８Ａの描画量が、インプリントテクスチャ１０３Ｂの所望の品質に対して許容可能な範囲内で変動するという意味を含み得る。
本発明のプロセスのステップｇ）では、基材１０２上の、インプリントテクスチャ１０３Ｂが付けられた形成可能なインプリントラッカー１０３Ａは、固化手段の助けを借りて、例えばＵＶ照射の助けを借りて、固化される。
本発明のプロセスのステップｈ）において、復元性スタンプ１０４は、分離手段の助けを借りて、例えば、本発明のプロセスのステップｆ）で実施された移動方向を逆にすることにより、テクスチャ付けされた個別基材１０２から分離される。
本発明のプロセスの好ましい実施形態では、復元性スタンプ１０４は、復元性スタンプ１０４の開始部に配置された前部クランプ１０６Ａと、復元性スタンプ１０４の終端部に配置された後部クランプ１０６Ｂとに取り付けられており、ステップｆ）での移動中に、グライダ１１０が、後部クランプ１０６Ｂおよび／または前部クランプ１０６Ａの均一な移動をサポートする。後部クランプ１０６Ｂおよび／または前部クランプ１０４Ａの移動は、例えば、ベルト、モータ、またはねじ山で操縦することができる。
インプリントプロセス中および復元性スタンプ１０４を有する後部クランプ１０６Ｂの移動中、支持台１０１、基材１０２および前部クランプ１０６Ａは、固定位置にあってよい。本発明のプロセスの別の可能な構成では、基材１０２および前部クランプ１０６Ａを有する支持台１０１は、後部クランプ１０６Ｂの移動と同じ速度で反対方向に移動する。基材１０２および前部クランプ１０６Ａを有する支持台１０１と後部クランプ１０６Ｂとの同じ移動速度を確保するために、ベルトを使用するか、または２つのモータのマスタ－スレーブ操縦を行うことができる。
本発明のプロセスのさらに好ましい実施形態では、復元性スタンプ１０４のインプリント曲率は、場合によってはグライダ１１０の高さと組み合わせて、クランプ１０６Ｂの移動の高さによって操縦される。ここで、この用語「高さ」は、クランプ１０６Ｂと個別基材１０２との間の距離によって、およびグライダ１１０と個別基材１０２との間の距離によって測定することができる。
本発明のプロセスのさらに好ましい実施形態では、好ましくは高さ位置を調節可能な可撓性スタンプ高さブロッカ１０９が、後部クランプ１０６Ｂと復元性スタンプ１０４の曲げられた領域との間の復元性スタンプ１０４の曲げられていない領域において復元性スタンプ１０４よりも高い所に位置しており、可撓性スタンプ高さブロッカ１０９はさらに、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を制御することにより、インプリント圧力を制御する。
本発明のプロセスのさらに好ましい実施形態では、インプリント曲率制御ウェッジ１１１が、湾曲復元性スタンプ１０４の内側に配置され、インプリント曲率制御ウェッジ１１１は、復元性スタンプ１０４を所望のインプリント曲率に押圧する。
本発明の根底にある目的は、個別基材１０２にテクスチャ付けするための装置よってさらに解決され、この装置は、
ｉ．基材平面を規定する個別基材１０２と、
ｉｉ．開口部および隆起部を有するパターン付き外面１０５Ｂを備える復元性スタンプ１０４であって、
ａ．復元性スタンプ１０４は、復元性スタンプ１０４の開始部に配置された前部クランプ１０６Ａと、復元性スタンプ１０４の終端部に配置された後部クランプ１０６Ｂとに取り付けられており、
ｂ．復元性スタンプ１０４は、第２の脚部１０４Ｂを有し、第２の脚部１０４Ｂの後には曲げられた領域が順に続き、曲げられた領域の後には第１の脚部１０４Ａが順に続き、第１の脚部１０４Ａは、復元性スタンプ１０４と個別基材１０２との間に形成可能なインプリントラッカー１０３Ａが介在した状態で基材平面と接触し、
ｃ．復元性スタンプ１０４は、仮想円筒１０８Ａによって形成される１つの仮想曲げ軸線１０８Ｃであって個別基材１０２の平面に平行でかつインプリント方向に直交する仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げ領域で曲げられて、湾曲復元性スタンプ１０４が得られ、それにより湾曲復元性スタンプ１０４が個別基材１０２に接触領域においてインプリント圧力を加え、インプリント圧力は本質的に、湾曲復元性スタンプ１０４の復元力によって発生し、湾曲復元性スタンプ１０４は１つのインプリント曲率を示し、インプリント曲率は、仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂによって規定され、仮想円筒１０８Ａは、仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げられた湾曲復元性スタンプ１０４の周りに描かれる、復元性スタンプ１０４と、
ｉｉｉ．後部クランプ１０６Ｂに連結され、復元性スタンプ１０４と個別基材１０２との間に形成可能なインプリントラッカー１０３Ａが介在した状態で個別基材１０２と接触している湾曲復元性スタンプ１０４を移動させることができる第１の移動手段であって、個別基材１０２が固定位置にある、第１の移動手段、および／または支持台１０１および／または前部クランプ１０６Ａに連結され、湾曲復元性スタンプ１０４をその上に有する支持台１０１および／または復元性スタンプ１０４をクランプしている前部クランプ１０６Ａを後部クランプ１０６Ｂの移動と同じ速度で反対方向に移動させることができる第２の移動手段と、
ｉｖ．湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を制御することによってインプリント曲率を調節しかつ／または一定に保つ手段と、
ｖ．インプリントテクスチャ１０３Ｂが付けられた形成可能なインプリントラッカー１０４を固化させるためのデバイスと、
を備える。
本発明の範囲内で、「個別基材１０２」、「復元性スタンプ１０４」、「パターン付き外面１０５Ｂ」、「前部クランプ１０６Ａ」、「後部クランプ１０６Ｂ」、「インプリント圧力は本質的に、湾曲復元性スタンプ１０４の復元力によって発生し」、「湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を一定に保つ」という表現の意味は、本発明のプロセスについてすでに説明したものと同様に同じである。
本発明の装置の好ましい実施形態では、前記装置はさらに、復元性スタンプ１０４の均一な移動をサポートする少なくとも１つのグライダ１１０をさらに備える。
本発明の装置のさらに好ましい実施形態では、前記装置は、復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を操縦するために、場合によっては、グライダ１１０の所望の高さを実現できる手段と組み合わせて、クランプ１０６Ｂの所望の高さでの移動を実現できる手段を備える。ここで、この用語「高さ」は、クランプ１０６Ｂと個別基材１０２との間の距離によって、およびグライダ１１０と個別基材１０２との間の距離によって測定することができる。
本発明の装置のさらに好ましい実施形態では、前記装置は、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を制御するためのスタンプ高さブロッカ１０９をさらに備える。
本発明の装置のさらに好ましい実施形態では、前記装置は、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を制御するためのインプリント曲率制御ウェッジ１１１をさらに備える。
好ましい実施形態では、本発明の装置は、湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率と仮想円筒１０８Ａとの重なり合う境界１０８Ｄを備え、重なり合う境界１０８Ｄは、仮想円筒１０８Ａの円周の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも２５％、より好ましくは少なくとも２６％、さらにより好ましくは少なくとも３０％、最も好ましくは少なくとも５０％を描く。
以下の図を参照して、本発明をより詳細に説明する。
湾曲復元性スタンプ１０４の曲率が制御される、本発明によるインプリントプロセスを示す概略図である。 本発明によるインプリント中に曲げられた、すなわち湾曲復元性スタンプ１０４に、形成可能なインプリントラッカー１０３Ａが間に介在した第１のスタンプ－基材接触領域１１２にて加えられ測定された力を、復元性スタンプ１０４の周りに描かれた仮想円筒１０８Ａの半径の関数として示す図である。 復元性スタンプ１０４の脚部１０４Ｂが特定の角度に設定された、本発明によるインプリントプロセスを示す概略図である。 本発明によるスタンプ高さブロッカ１０９を使用して復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を操縦し、それによってインプリント曲率を制御することを示す概略図である。 本発明によるインプリント曲率制御ウェッジ１１１を使用して復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を操縦し、それによってインプリント曲率を制御することを示す概略図である。 本発明によるインプリント中に曲げられた、すなわち湾曲復元性スタンプ１０４に加えられ測定された復元力を、インプリント曲率制御ウェッジ１１１から個別基材１０２までの距離の関数として示す図である。
ここで図１を参照すると、本発明による概略的なインプリント装置およびプロセスが示されており、復元性スタンプ１０４のインプリント曲率が、低く一定のインプリント圧力を加えるために使用されている。インプリント曲率は、仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂによって規定され、仮想円筒１０８Ａは、仮想円筒１０８Ａによって形成される仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げられた、湾曲復元性スタンプ１０４の周りに描かれており、仮想曲げ軸線１０８Ｃは、個別基材１０２の平面に平行でありかつインプリント方向に直交する。それにより、湾曲復元性スタンプ１０４は、第１の脚部１０４Ａと第２の脚部１０４Ｂとを備えている。復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を調節することにより、インプリント圧力を制御することができる。形成可能なラッカー１０３Ａを湾曲復元性スタンプ１０４と個別基材１０２との間に介在させた状態で、湾曲復元性スタンプ１０４が個別基材１０２に加えるインプリント圧力が、本発明のプロセスでは低いという事実によって、低いインプリント圧力は、インプリントテクスチャ１０３Ｂの品質を損なうことなく比較的大きく変動してよい。例えば、仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂが値ｒを表す場合、ｒは±５０％の範囲内で変動してよく、より好ましい実施形態では±２０％の範囲で変動してよい。
図１に示すインプリント装置では、機能インプリント層１０３Ｂが、基材１０２の上に適用される。基材１０２は、任意の材料であってもよく、好ましくは、基材１０２は、ガラス、金属シート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含むか、またはそれらから作られている。基材１０２は、その表面上に、例えば、接着促進層および／または透明導体層（例えば、酸化インジウムスズ層、アルミニウムドープ酸化亜鉛層またはフッ素ドープ酸化スズ層）のような、コーティングされた一層または複数層の追加の層を担持していてもよい。図１では、基材１０２は、本発明のプロセスのステップｃ）に従い、形成可能なインプリントラッカー１０３Ａでコーティングされ、本発明のプロセスのステップｆ）では、この形成可能なインプリントラッカー１０３Ａが復元性スタンプ１０４でインプリントされ、基材１０２の上に追加された、複写されたインプリントテクスチャ１０３Ｂが得られる。基材１０２は、案内および支持のために台１０１上に配置される。この台１０１は、１つまたは複数のローラ、固定テーブル、移動テーブル、または十分な支持を提供する他のどんな台であってもよい。図１では、型は復元性スタンプ１０４である。復元性スタンプ１０４は、可撓性の支持スタンプベース１０５Ａと、「インプリントテクスチャ」または「インプリントパターン」とも呼ばれるパターン付き外面１０５Ｂとを有している。このインプリントテクスチャは、開口部および隆起部によって形成された機能領域を備えており、この機能領域は、当業者にはレリーフパターンとして知られている。このレリーフパターン付き外面１０５Ｂは、基材１０２上のインプリントテクスチャ１０３Ｂのネガティブ（または反転）テクスチャである。復元性スタンプベース１０５Ａおよびパターン付き外面１０５Ｂは、例えば、限定されないが、フライス加工またはホットエンボス加工によって作成された薄い金属シートまたはプラスチックシートのように、一つの同じ材料から作成することができる。可撓性スタンプ１０４はまた、例えば、これらに限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）薄片、ポリカーボネート（ＰＣ）薄片、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）薄片、または別のポリマからなる薄片、あるいは薄い金属シートまたは薄いガラスシートのような、ベース１０５Ａとしての復元性シートと、例えば、これらに限定されないが、アクリレート材料、ゾルゲル材料、エポキシまたは第２のテクスチャ付きプラスチック薄片のような接着されたテクスチャ付き有機層１０５Ｂと、を有する２つ以上の材料を使用して作成することもできる。例えば粘着防止層のように、さらに多くの層を追加して、可撓性スタンプの堅牢性または機能性を強化することができる。好ましくは、可撓性スタンプ１０４は、０．１ギガパスカル（ＧＰａ）～２１０ギガパスカル（ＧＰａ）、特に好ましくは０．２ギガパスカル（ＧＰａ）～５ギガパスカル（ＧＰａ）のヤング率を示す。ヤング率はＡＳＴＭ Ｅ１１１に準拠して測定される。
図１に示すように、可撓性スタンプは曲げられている。外端部が固定されている場合、スタンプは自由に反り返ってその好ましい平面形状になる。したがって、この可撓性スタンプは、復元性スタンプ１０４と呼ばれる。
外面を有する可撓性の復元性スタンプ１０４のテクスチャを形成可能なインプリントラッカー１０３Ａに転写するために、インプリントテクスチャ１０３Ｂの反転したテクスチャを有するインプリントテクスチャ１０５Ｂが、インプリントラッカー１０３Ａを間に介在させた状態で個別基材１０２に押し付けられる。図１に示すように形成可能なラッカー１０３Ａは個別基材１０２上に堆積させることができ、または形成可能なインプリントラッカー１０３Ａは復元性スタンプ１０４上に堆積させることができることに留意されたい。あるいは、形成可能なインプリントラッカー１０３Ａは、復元性スタンプ１０４上と個別基材１０２上との両方に堆積させることができる。堆積の方法は、とりわけ、分注、インクジェット印刷、スロットダイコーティング、グラビア印刷、またはスクリーン印刷であってよい。復元性スタンプ１０４を使用して形成可能なインプリントラッカー１０３Ａをインプリントした後、形成可能なインプリントラッカー１０３Ａは、熱的にまたはＵＶ光を使用することによって固化される。図１では、形成可能なラッカーは、ＵＶ光源１０７ＡからのＵＶ光１０７Ｂを使用することによって固化される。ＵＶ光源１０７Ａは、復元性スタンプ１０４のインプリント曲率内に、または透明な復元性スタンプ１０４よりも高い所に配置することができる。あるいは、個別基材１０２が透明である場合、ＵＶ光源１０７Ａは、透明な個別基材１０２の下方に配置することができ、ＵＶ光源１０７Ａは、台１０１に統合されるか、または透明な台１０１の下方に配置することができる。インプリントされる表面が大きい場合、大きな表面が均一に照明されることを確実にするために、ＵＶ光源１０７Ａは移動ステージに取り付けることができる。インプリントテクスチャ１０３Ｂを固化させた後、固化されたインプリントテクスチャ１０３Ｂをその上に有する個別基材１０２が、復元性スタンプ１０４の形のテンプレートから離間されるように、復元性スタンプ１０４は、個別基材１０２上の固化されたインプリントテクスチャ１０３Ｂから分離される。
復元性スタンプ１０４は、前部クランプ１０６Ａおよび後部クランプ１０６Ｂに取り付けられる。前部クランプ１０６Ａは、復元性スタンプ１０４の開始部に配置される。後部クランプ１０６Ｂは、復元性スタンプ１０４の終端部に配置される。クランプ１０６Ａおよび／またはクランプ１０６Ｂは、取付け開口部を有し得るプラスチックバーまたは金属バーであってよい。しかし、クランプ１０６Ａおよび／またはクランプ１０６Ｂは、テープ、またはその場所に復元性スタンプ１０４を保持するための他の任意の手段であってもよい。復元性スタンプ１０４がクランプ１０６Ａおよび１０６Ｂに取り付けられると、復元性スタンプ１０４は、１つの円曲線または楕円曲線に曲げられる。湾曲復元性スタンプ１０４と個別基材１０２との間に形成可能なインプリントラッカー１０３Ａが介在する第１のスタンプ－基材接触領域１１２にて、復元性スタンプ１０４の曲率は、仮想曲げ軸線１０８Ｃの周りに曲げられた、湾曲復元性スタンプ１０４の周りに描かれた仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂによって規定される。インプリント曲率は、復元性スタンプ１０４を移動させる間一定に保たれ、それによりパターン付き外面１０５Ｂの開口部および隆起部がインプリント圧力で形成可能なラッカー１０３Ａに押し込まれて、形成可能なインプリントラッカー１０３Ａにインプリントテクスチャ１０３Ｂが与えられる。
図２は、２５０ミクロンの厚さの湾曲した、すなわち、曲げられた、幅が１０ｃｍかつ接触表面積が４０ｃｍ２の復元性スタンプ１０４に対するインプリントプロセス中に加えられた力を示している。力は重量計で測定される。この力は、仮想ローラの半径、すなわち、図１に描かれた仮想円筒１０８Ａの半径の関数として示されている。
図２に示すように、インプリント圧力が低い場合、すなわち、加えられる力が小さい場合、インプリント曲率の変動、すなわち仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂの変動がインプリント圧力に与える影響は、インプリント圧力が高い場合、すなわち、仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂが小さい場合に加えられる力が大きい場合と同様に少ない。したがって、加えられる力が小さい場合、インプリント曲率の半径変動は、インプリントプロセスを開始する前のｒの±５０％の範囲内にある必要がある。仮想円筒１０８Ａの半径１０８Ｂが小さい場合に加えられる力が大きい場合、±５０％の変動により圧力変動は大きくなる。したがって、より好ましくは、直径変動は±２０％の範囲内、好ましくは±１０％の範囲内である。特に好ましい半径変動は、±５％未満の範囲内である。
インプリント曲率の変動を低減するために、後部クランプ１０６Ｂは、均一移動することができなければならない。図１では、後部クランプ１０６Ｂは、複製プロセスの開始時、すなわちインプリントプロセスの開始時に左側に移動する。
これにより、復元性スタンプ１０４が形成可能なインプリントラッカー１０３Ａに押し付けられる。上部に復元性スタンプ１０４がある状態で形成可能なインプリントテクスチャ１０３Ｂを固化させた後、後部クランプ１０６Ｂは右側に移動される。これにより、復元性スタンプ１０４が、インプリントテクスチャ１０３Ｂから剥離される。後部クランプ１０６Ｂの移動は、とりわけ、ベルト、モータ、またはねじ山で制御することができる。後部クランプ１０６Ｂの均一な移動を確保するために、クランプの移動は、例えば、グライダによってサポートすることができる。図１では、グライダ１１０は、後部クランプ１０６Ｂの移動をサポートして、均一なインプリントプロセスを確実にし、それにより、インプリント圧力は、インプリントプロセス中に同じままである。グライダ１１０の長さは、複製サイクル全長をサポートする必要がある。これを行うために、グライダ１１０は、通常、インプリントテクスチャ１０３Ｂまたは個別基材１０２の長さよりもわずかに長い長さを有している。後部クランプ１０６Ｂの移動の高さとそれによるグライダ１１０とは、復元性スタンプ１０４の曲率に影響を与え、それによってインプリント圧力に影響を与える。したがって、スタンプ後部クランプ１０６Ｂの移動の高さは、インプリント圧力を制御するための操縦パラメータとなり得る。
インプリントプロセス中および復元性スタンプ１０４を有する後部クランプ１０６Ｂの移動中、支持台１０１、基材１０２および前部クランプ１０６Ａは、固定位置にあってよい。本発明のプロセスの別の可能な構成では、基材１０２および前部クランプ１０６Ａを有する支持台１０１は、後部クランプ１０６Ｂの移動と同じ速度で反対方向に移動する。基材１０２および前部クランプ１０６Ａを有する支持台１０１と後部クランプ１０６Ｂとの同じ移動速度を確保するために、ベルトを使用するか、または２つのモータのマスタ－スレーブ操縦を行うことができる。
グライダ１１０の配置とそれによる復元性スタンプ１０４の移動とは、図３に示すように必ずしも水平である必要はない。図１に示したようにグライダ１１０の移動が水平である場合、復元性スタンプ１０４の曲げによって加えられる力を除いて、スタンプに追加の垂直圧力は加えられない。グライダ１１０の移動が個別基材１０２の平面に対してある角度の下で行われる場合、復元性スタンプ１０４のインプリント曲率とそれによるインプリント圧力とは一定のままではない。この場合、インプリント曲率は、個別基材１０２および前部クランプ１０６Ａを有する支持台１０１を、ある角度を付けて配置されたグライダ１１０の後部クランプ１０６Ｂと同じ速度で動かすことにより、一定に保つことができる。図３では、インプリント中の、クランプ１０６Ａおよび１０６Ｂの両方の動き、ならびに個別基材テーブル１０１の移動が示されている。層間剥離時の移動は逆に行われる。
ある角度の下に置かれたグライダの特定の位置は、仮想円筒１０８Ａの結果として生じる重なり合う境界１０８Ｄによって最もよく説明することができる。グライダの位置を変更することにより、湾曲復元性スタンプのインプリント曲率と仮想円筒１０８Ａとの重なり合う境界１０８Ｄが変更される。湾曲復元性スタンプ１０４のインプリント曲率と仮想円筒１０８Ａとの重なり合う境界１０８Ｄは、好ましくは少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３０％、最も好ましくは少なくとも５０％である。
図４に示すように、インプリント圧力をさらに制御するために、可撓性スタンプ高さブロッカ１０９を追加して、復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を制御することができる。スタンプ高さブロッカは、復元性スタンプ１０４の丸みよりも高い所に位置しており、インプリントプロセス中に復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を制御する。このスタンプ高さブロッカ１０９の高さは、能動的に制御することができる。上昇および下降方向の矢印で示されるように、スタンプ高さブロッカ１０９は上昇または下降させることができる。それにより、この可撓性スタンプ高さブロッカ１０９は、インプリントプロセス中に加えられるインプリント圧力を制御する。さらに、高さブロッカ１０９は、インプリント曲率の変動を制限し、それによってインプリント曲率をより一定に保つ。グライダ１１０の高さは、高さ制御可能なスタンプ高さブロッカ１０９の高さと連動させることができる。
本発明のプロセスの範囲内でかつ本発明の装置を用いて、復元性スタンプ１０４のインプリント曲率を制御するためのさらに異なる方法が存在する。
図５は、インプリント曲率が曲率制御ウェッジ１１１によって制御される好ましい構成を示している。この曲率制御ウェッジ１１１は、曲がった、すなわち湾曲復元性スタンプ１０４の内側に配置され、可撓性スタンプを所望の曲率に押圧する。この曲率制御ウェッジ１１１は、図５に双方向矢印で示すように、内側または外側に移動させることができる復元性スタンプ１０４への方向の矢印は外側への移動を示し、復元性スタンプ１０４から離れる方向の矢印は内側への移動を示している。曲率制御ウェッジ１１１を外側へ移動させると、個別基材１０２と接触する復元性スタンプ１０４の曲率が小さくなり、その結果、曲率半径ｒが小さくなるとともにインプリント圧力が高くなる。この曲率制御ウェッジ１１１は、とりわけ、ステッパモータと組み合わせたバーまたはローラステッパであってよい。標準のロール対プレートプロセスとは対照的に、ウェッジ１１１は、スタンプおよびラッカーが間に介在して個別基材１０２と接触していない。
後部クランプ１０６Ｂが移動していて、基材１０２および前部クランプ１０６Ａの位置が固定されているインプリントプロセスの場合、複製プロセス中、一定のインプリント圧力を確保するためには、復元性スタンプ１０４の移動を考えずに、曲率制御ウェッジ１１１を後部クランプ１０６Ｂと一緒に移動させる必要がある。異なる実施形態では、曲率制御ウェッジ１１１の位置は固定され、個別基材１０２および前部クランプ１０６Ａを有する支持台１０１は、後部クランプ１０６Ｂの移動と同じ速度で反対方向に移動する。同じ速度を確保するために、ベルトを使用するか、または２つのモータのマスタ－スレーブ操縦を行うことができる。
図１および図３から図５で説明しかつ示した構成を用いることで、個別基材１０２を低いインプリント圧力で均一にインプリントすることができる。インプリント圧力は、重量計で測定される。図６は、下向きの力の測定結果、すなわち異なる復元性スタンプ１０４の厚さに対する復元力の測定結果を示している。測定では、ウェッジ１１１は、基材１０２までの近い距離および復元性スタンプの大きいインプリント曲率から、基材１０２までの離れた距離および復元性スタンプ１０４の小さいインプリント曲率まで、外向きに段階的に配置される。ウェッジ１１１が基材１０２から離れるほど、復元性スタンプ１０４への圧力が低くなり、それによってインプリント曲率が小さくなり、インプリントプロセスに加えられるインプリント圧力が低くなる。１０ｃｍ×４ｃｍの領域にわたって１Ｎをはるかに下回る低いインプリント圧力が加えられている。これは、０．０２５Ｎ／ｃｍ２の圧力である。
加えられる復元力は、復元性スタンプ１０４の硬さに依存する。異なる材料（弾性）または厚さにより、復元性スタンプ１０４の硬さが変化し、それにより加えられる復元力が変化する。図６に示すように、より厚く、より復元性の低いスタンプ１０４は、より高い復元力を加える。それにより、本発明によるプロセス内のインプリント圧力範囲は、復元性スタンプ材料の弾性およびその厚さを選択することによって調整することができる。

Claims (14)

  1. 個別基材（１０２）にインプリントテクスチャ（１０３Ｂ）をテクスチャ付けするためのプロセスであって、該プロセスは、
    ａ）開口部および隆起部を有するパターン付き外面（１０５Ｂ）を備える復元性スタンプ（１０４）を準備するステップと、
    ｂ）個別基材（１０２）を準備するステップと、
    ｃ）前記復元性スタンプ（１０４）および／または前記個別基材（１０２）を、形成可能なインプリントラッカー（１０３Ａ）でコーティングするステップと、
    ｄ）前記復元性スタンプ（１０４）を、仮想円筒（１０８Ａ）によって形成される１つの仮想曲げ軸線（１０８Ｃ）であって前記個別基材（１０２）の平面に平行でありかつインプリント方向に直交する仮想曲げ軸線（１０８Ｃ）の周りに曲げて、第１の脚部（１０４Ａ）および第２の脚部（１０４Ｂ）を有する湾曲復元性スタンプ（１０４）を得るステップであって、それによって、前記第２の脚部（１０４Ｂ）が前記第１の脚部（１０４Ａ）の方向の少なくとも一部で曲げられるように前記曲げが行われる、ステップと、
    ｅ）前記湾曲復元性スタンプ（１０４）を、該湾曲復元性スタンプ（１０４）と前記個別基材（１０２）との間の前記形成可能なインプリントラッカー（１０３Ａ）に接触させて、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）によって前記個別基材（１０２）に接触領域（１１２）においてインプリント圧力を加えるステップであって、前記インプリント圧力は本質的に、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の復元力によって発生し、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）はインプリント曲率を示し、該インプリント曲率は、仮想円筒（１０８Ａ）の半径（１０８Ｂ）によって規定され、該仮想円筒（１０８Ａ）は、前記仮想曲げ軸線（１０８Ｃ）の周りに曲げられた前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の周りに描かれる、ステップと、
    ｆ）前記個別基材（１０２）および／または前記復元性スタンプ（１０４）を互いに対して移動させ、該移動中に、前記パターン付き外面（１０５Ｂ）の前記開口部および前記隆起部を前記インプリント圧力で前記形成可能なインプリントラッカー（１０３Ａ）に押し込んで該形成可能なインプリントラッカー（１０３Ａ）に前記インプリントテクスチャ（１０３Ｂ）を与え、かつ前記移動中に、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の前記インプリント曲率を一定に保つステップと、
    ｇ）前記個別基材（１０２）上の、前記インプリントテクスチャ（１０３Ｂ）が与えられた前記形成可能なインプリントラッカー（１０３Ａ）を固化させるステップと、
    ｈ）前記復元性スタンプ（１０４）を、テクスチャ付けした前記個別基材（１０２）から分離させるステップと、
    を含み、
    前記仮想円筒（１０８Ａ）の前記半径（１０８Ｂ）が値ｒを示し、ｒは、インプリントプロセスを開始する前のｒの±５０％の範囲内で変動する、個別基材（１０２）にインプリントテクスチャ（１０３Ｂ）をテクスチャ付けするためのプロセス。
  2. 前記ステップａ）で準備される前記復元性スタンプ（１０４）が、０．１ＧＰａ～２１０ＧＰａの範囲のヤング率を示す、請求項１記載のプロセス。
  3. 前記ステップａ）で準備される前記復元性スタンプ（１０４）が、１０μｍ～２０００μｍの範囲の厚さを有している、請求項１または２記載のプロセス。
  4. 前記ステップａ）で準備される前記復元性スタンプ（１０４）が、前記開口部および前記隆起部を有するパターン付き外面（１０５Ｂ）に接合された復元性スタンプベース（１０５Ａ）を備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載のプロセス。
  5. 前記復元性スタンプベース（１０５Ａ）の材料および／または前記開口部および前記隆起部を有する前記パターン付き外面（１０５Ｂ）の材料が、金属シート、プラスチックシート、ゴムシート、またはガラスシートを含む群から選択される、請求項４記載のプロセス。
  6. 前記ステップｂ）で準備される前記個別基材（１０２）の材料が、ガラス、金属シート、ポリカーボネート、ポリエステル、またはポリメチルメタクリレートを含む、請求項１から５までのいずれか１項記載のプロセス。
  7. 前記ステップｃ）における前記コーティングのための方法が、分注、インクジェット印刷、スロットダイコーティング、グラビア印刷、スクリーン印刷、ジェッティング、フレキソ印刷、またはローラコーティングである、請求項１から５までのいずれか１項記載のプロセス。
  8. 前記復元性スタンプ（１０４）は、該復元性スタンプ（１０４）の開始部に配置された前部クランプ（１０６Ａ）と、前記復元性スタンプ（１０４）の終端部に配置された後部クランプ（１０６Ｂ）とに取り付けられており、前記ステップｆ）での前記移動中に、グライダ（１１０）が、前記後部クランプ（１０６Ｂ）および／または前記前部クランプ（１０６Ａ）の均一な移動をサポートする、請求項１から７までのいずれか１項記載のプロセス。
  9. 可撓性スタンプ高さブロッカ（１０９）が、後部クランプ（１０６Ｂ）と前記復元性スタンプ（１０４）の曲げられた領域との間の曲げられていない領域において前記復元性スタンプ（１０４）よりも高い所に位置しており、前記可撓性スタンプ高さブロッカ（１０９）はさらに、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の前記インプリント曲率を制御することにより、前記インプリント圧力を制御する、請求項１から８までのいずれか１項記載のプロセス。
  10. インプリント曲率制御ウェッジ（１１１）が、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の内側に配置され、前記インプリント曲率制御ウェッジ（１１１）は、前記復元性スタンプ（１０４）を所望のインプリント曲率に押圧する、請求項１から９までのいずれか１項記載のプロセス。
  11. 個別基材（１０２）にテクスチャ付けするための装置であって、
    ｉ．開口部および隆起部を有するパターン付き外面（１０５Ｂ）を備える復元性スタンプ（１０４）であって、
    ａ．前記復元性スタンプ（１０４）は、該復元性スタンプ（１０４）の開始部に配置された前部クランプ（１０６Ａ）と、前記復元性スタンプ（１０４）の終端部に配置された後部クランプ（１０６Ｂ）とに取り付けており、
    ｂ．前記復元性スタンプ（１０４）は、第２の脚部（１０４Ｂ）を有しており、該第２の脚部（１０４Ｂ）の後には曲げられた領域が順に続き、該曲げられた領域の後には第１の脚部（１０４Ａ）が順に続き、該第１の脚部（１０４Ａ）は、前記復元性スタンプ（１０４）と前記個別基材（１０２）との間に形成可能なインプリントラッカー（１０３Ａ）が介在した状態で前記個別基材（１０２）の基材平面と接触し、
    ｃ．前記復元性スタンプ（１０４）は、仮想円筒（１０８Ａ）によって形成される１つの仮想曲げ軸線（１０８Ｃ）であって前記個別基材（１０２）の平面に平行でかつインプリント方向に直交する前記仮想曲げ軸線（１０８Ｃ）の周りに曲げ領域で曲げられて、湾曲復元性スタンプ（１０４）が得られ、それにより前記湾曲復元性スタンプ（１０４）が前記個別基材（１０２）に接触領域においてインプリント圧力を加え、前記インプリント圧力は本質的に、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の復元力によって発生し、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）は１つのインプリント曲率を示し、該インプリント曲率は、仮想円筒（１０８Ａ）の半径（１０８Ｂ）によって規定され、該仮想円筒（１０８Ａ）は、前記仮想曲げ軸線（１０８Ｃ）の周りに曲げられた前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の周りに描かれる、前記復元性スタンプ（１０４）と、
    ｉｉ．前記後部クランプ（１０６Ｂ）に連結され、前記復元性スタンプ（１０４）と前記個別基材（１０２）との間に前記形成可能なインプリントラッカー（１０３Ａ）が介在した状態で前記個別基材（１０２）と接触している前記湾曲復元性スタンプ（１０４）を移動させることができる第１の移動手段であって、前記個別基材（１０２）が固定位置にある、前記第１の移動手段、および／または、支持台（１０１）および／または前記前部クランプ（１０６Ａ）に連結され、前記湾曲復元性スタンプ（１０４）をその上に有する前記支持台（１０１）および／または前記復元性スタンプ（１０４）をクランプしている前記前部クランプ（１０６Ａ）を前記後部クランプ（１０６Ｂ）の前記移動と同じ速度で反対方向に移動させることができる第２の移動手段と、
    ｉｉｉ．前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の前記インプリント曲率を制御することによって前記インプリント曲率を調節しかつ／または一定に保つ手段と、
    ｉｖ．インプリントテクスチャ（１０３Ｂ）が与えられた前記形成可能なインプリントラッカー（１０４）を固化させるためのデバイスと、
    を備える、個別基材（１０２）にテクスチャ付けするための装置。
  12. 前記復元性スタンプ（１０４）の均一な移動をサポートする少なくとも１つのグライダ（１１０）をさらに備える、請求項１１記載の装置。
  13. 前記湾曲復元性スタンプ（１０４）の前記インプリント曲率を制御するためのスタンプ高さブロッカ（１０９）をさらに備える、請求項１１または１２記載の装置。
  14. 前記湾曲復元性スタンプ（１０４）のインプリント曲率を制御するためのインプリント曲率制御ウェッジ（１１１）をさらに備える、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の装置。
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