KR101630543B1 - 나노구조 다이, 엠보싱 롤, 장치 및 나노구조의 연속적인 엠보싱을 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스텝-앤드-리피트 공정에서 엠보싱되고 원주방향에서 끊김 없이 형성된 적어도 하나의 원주 링(15)을 가진 재킷 표면(13o)을 함께 회전 몸체(5)에 적용된 엠보싱 층(13)을 가진 나노구조체의 연속적인 엠보싱을 위해 엠보싱 롤과 스텝-앤드-리피트 공정에서 엠보싱 롤의 재킷 표면의 적어도 하나의 원주 링의 끊김 없는 엠보싱을 위한 오목하게 만곡된 나노구조 다이 표면(7f)를 가진 나노구조 다이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 나노구조체의 연속적인 엠보싱을 위한 엠보싱 롤(16)을 제조하는 방법 및 장치 뿐만 아니라 상기 나노구조 다이(1)를 제조하기 위한 방법 및 엠보싱 기판(18)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

나노구조 다이, 엠보싱 롤, 장치 및 나노구조의 연속적인 엠보싱을 위한 방법{NANOSTRUCTURE DIE, EMBOSSING ROLL, DEVICE AND METHOD FOR CONTINUOUS EMBOSSING OF NANOSTRUCTURES}

본 발명은 청구항 제1항에서와 같은 엠보싱 롤의 엠보싱을 위한 나노구조 다이, 청구항 제4항에서와 같은 나노구조체의 연속 엠보싱 위한 엠보싱 롤, 청구항 제7항에서와 같은 나노구조체의 연속 엠보싱 위한 엠보싱 롤을 제조하기 위한 장치, 청구항 제11항에서와 같은 엠보싱 롤을 제조하기 위한 방법, 청구항 제14항에서와 같은 나노구조체의 연속적인 엠보싱을 위한 엠보싱 롤을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 제18항에서와 같은 나노구조체를 가진 엠보싱 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

예컨대 포일 또는 필름과 같은 대 면적 적용을 위한 나노 구조 표면과 반도체 구조의 대량 생산 기술의 개발을 통해, 연속적인 나노 구조 및/또는 반도체 구조를 트랙 또는 긴 작업소재로 롤링함으로써 엠보싱가공 할 수 있는 롤-투-롤 기계를 운영하는데 대한 요구가 있다. 여기서 주요한 문제점은 특히 임프린트 리소그래피에 대한 적용에 관한 것들이다; 이것은 지금까지 만족스럽게 해결 되지 않았다.

특히, 한 문제점은 서브 미크론 또는 나노 미터 범위의 연속적인 패턴을 생성하는 것이다. 엠보싱 구조가 더욱더 작아지기 때문에 기술적 문제가 평균이상 정도의 연속 적용의 구현시 증가할거라는 것은 쉽게 상상할 수 있다.

본 발명의 목적은 나노구조체의 연속 엠보싱이 심지어 특히 엠보싱 롤의 크기 또는 직경에 대해 나노구조체의 매우 작은 크기에서도 신뢰성있게 제조가능할 수 있도록 하는 나노구조 다이 및 엠보싱 롤과 방법 및 장치를 고안하는 것이다. 현재 엠보싱 롤의 직경은 당업자에게 공지되어있다. 본 발명의 실시예는 임의의 직경에 적합한 임의의 경우이다.

상기 목적은 청구항, 제 1, 4, 7, 11, 14, 18의 특징으로 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들이 종속항에 주어진다. 명세서에 지정된 특징들 중 적어도 두 개의 모든 조합, 청구 범위 및/또는 도면은 또한 주어진 범위 내에서 표시된 제한 내에 있는 값은 임의의 조합에서 공개되고 청구되는 것이 고려되어야 할 수 있다.

본 발명은 전체 원주에서 끊김 없는 엠보싱이 되도록 스텝-앤드-리피트 공정에서 엠보싱 롤에 적용되어야 하는 엠보싱 구조를 적용하는 아이디어에 기초한다.

이를 위해, 본 발명의 청구항에서와 같이, 엠보싱 롤의 원주에 반복적인 구조를 적용 하기 위하여, 스텝-앤드-리피트 공정에 적합한 신규한 나노구조 다이가 공개된다.

이는 스텝-앤드-리피트 공정에서 회전체의 한 회전축을 따라 구조를 적용하는 본 발명에도 고려될 수 있다. 본 발명의 청구항에서, 이후의 비감김 공정에서 엠보싱 롤이 공작물(엠보싱 기판, 역시 엠보싱 제품을 제조하는)에 더 또는 덜 무한 또는 연속적으로 따라서, 복수의 완전한 회전에 의해 전송될 수 있도록 끊김 없는 미세 또는 나노구조체를 제조하기 위해 특히 중요하다. 스텝-앤드-리피트 공정을 달성할 수 있는 패턴의 고도의 대칭 및 병진 반복은 독특한 표면 특성, 특히 주기적으로 반복되는 구조로 물질을 생성할 수 있다. 사용은 광학분야 특히 유리판의 임프린트에 바람직하다. 광학 대칭은 특히 원하는 광학 효과가 고도의 대칭 구조로 최대의 정밀도를 가지고 달성될 때, 매우 중요하다. 끊김 없다는(seamless) 것은 전체 둘레 상에서 균일 구조체가 스텝-앤드-리피트 공정의 허용 오차 내에서 엠보싱된다는 것을 의미하며, 특히, 엠보싱 롤의 둘레 엠보싱 중 제 1 엠보싱 공정까지 마지막 엠보싱 단계의 전환시에 균일하게 엠보싱된다는 것을 의미한다.

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따라서 독립적인 발명은 스텝-앤드-리피트 공정에서 엠보싱 롤의 재킷 표면의 적어도 하나의 외주 링의 끊김 없는 엠보싱을 위한 예컨대 오목하게 만곡된 나노 다이 표면을 가진 나노구조 다이이다. 엠보싱 롤의 전체 재킷 표면이 단일 나노구조 다이와 함께 엠보싱될 수 있도록 나노구조 다이의 다이 표면이 따라서 엠보싱 롤의 재킷 표면에 일치한다. 엠보싱 롤의 엠보싱에서 복수의 나노구조 다이의 동시 사용은 마찬가지로 본 발명에서 청구된 바와 같이 고려될 수 있다.

나노구조 다이가 다이 표면을 둘러싸는 다이 형태가 특히 영구적으로 연결되는 다이 케리어를 가지는 범위까지 엠보싱 롤의 엠보싱을 위한 해당 장치의 나노구조 다이의 조작이 단순화된다.

다이 폼이 엠보싱될 엠보싱 롤에 의해 직접 생성되는 경우 특히 바람직하다. 이러한 방식으로 나노구조 다이의 곡률 또는 나노구조 다이의 다이 표면은 엠보싱될 엠보싱 롤에 정확히 대응한다.

본 발명의 바람직한 한 실시예에 따라, 다이 캐리어는 다이 형태 및/또는 엠보싱되는 엠보싱 롤의 엠보싱 층의 경화를 제공 할 수 있게 하기 위하여, 전자기파, 특히 UV 광에 대해 투명하다.

전자기파를 위한 방사원, 특히UV 공급원이 엠보싱 롤 내에 특히 중공 실린더 형태로 위치되는 범위로 노출되지 않는 엠보싱 롤의 영역 특히 내부에 전자기파를 위한 차폐 수단이 존재한다.

이것은 바람직하게는 조명되지 않고 UV에 의해 경화될 수 있는 엠보싱 층을 경화하기 위하여 UV 빛이 통과되도록 하는 영역에서만 중단되는 모든 영역을 보호하는 UV-불투명 보호 재킷이다.

엠보싱 롤의 비감김 방향의 엠보싱 층의 원형 외부의 완전한 엠보싱 과정에서 끊김 없는 엠보싱이 발생하도록, 엠보싱되는 엠보싱 층의 해당 원형 외주를 참조하여 엠보싱 롤에 한 비감김 방향으로 본 발명의 청구항에 따른 나노구조 다이의 다이 표면의 라디안 측정이 일체부분인 것이 바람직하다. 본 발명의 청구항에 따른 개별 엠보싱 단계에서 중첩부분이 있는 범위까지 상기 라디안 측정이 중첩 섹션에 의해 확장될 수 있다.

또한, 본 발명의 청구항에서와 같이 다이가 변형 수단에 의해 특히 외부 영향으로 동적으로 변형될 수 있고 마이크로미터 및/또는 나노범위에서 특히 연신 및/또는 압축될 수 있는 것이 제공된다.

변형 수단의 한 실시예에서, 이것은 가열 및/또는 냉각시킴으로써 다이의 열팽창에 의해 달성된다. 또 다른 실시예에서, 압전물질이 사용된다. 표면이 닫힐 때 엠보싱 구조가 서로 끊김 없이 지나가는 것이 보장되는 한, 다이의 연신이 임의의 방식으로 달성될 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다. 이를 위해, (엠보싱) 작업 동안 엠보싱 롤의 원형 원주에 대한 다이 표면의 비율을 측정하기 위한 특히 탐지를 위한 측정수단이 있을 수 있다. 선택적으로, 변형의 정도는 보정에 의해, 특히 주변부의 엠보싱 가공에 의해 바로잡을 수 있다. 본 발명의 청구항에 따라 한편으로 엠보싱 층을 가지거나 가지지 않는 엠보싱 롤의 외주 및 다른 한편으로 다이 표면의 크기 측정하고 그 후 변형을 특히 계산에 의해 결정하는 것이 고려될 수 있다. 특히 본 발명의 청구항에서와 같이 스캐닝 포스 현미경 및/또는 광학 현미경 및/또는 전자 현미경이 측정 방법으로 적합하다.

독립적으로, 본 발명은 스텝-앤드-리피트 공정으로 엠보싱되고 원주방향으로 끊김 없이 형성된 적어도 하나의 원주 링을 가진 재킷 표면과 함께 회전 몸체에 적용된다. 주기적으로 반복되는 구조가 엠보싱 롤과 함께 작업소재에 적용될 수 있다.

엠보싱 롤은 바람직하게는 본 발명의 청구항에서와 같이 나노구조 다이에 의해 엠보싱되는 재킷 표면에 의해 제조될 수 있다.

회전체는 실린더 특히 원형 실린더로 구성되는 경우에 특히 바람직하다. 따라서, 엠보싱 롤은 바람직하게는 엠보싱 롤의 생산에 및 나노구조체(임프린트)의 연속 엠보싱에서 엠보싱 롤의 기능적 사용에 모두 사용될 수 있다.

독립적으로, 본 발명은 또한 나노 구조의 연속 엠보싱을 위해 청구항에서와 같이 엠보싱 롤을 제조하는 장치이며 작업 공간의 엠보싱 롤 축 주위의 엠보싱 롤의 회전체의 제어가능한 회전 및 수용을 위한 엠보싱 롤 리시버를 가진다. 상기 제어는 특히 중앙 제어 장치를 통해 발생한다. 또한 청구항에서와 같은 장치는 엠버싱 롤 중 하나의 재킷 표면에 대하여 특히 청구항에서와 같은 나노구조 다이의 수용과 제어가능한 이동을 위한 다이 리시버를 가진다. 제어는 마찬가지로 엠보싱 롤 리시버와 다이 리시버를 제어함으로써 제어장치에 의해 발생하고 적어도 하나의 원주링은 재킷 표면의 원주방향에서 끊김 없이 이루어지고 스텝-앤드-리피트 공정에서 엠보싱되는 생산가능하다. 장치의 한 바람직한 실시예에서, 작업 공간은 진공 챔버에 의해 형성되고, 엠보싱 롤의 제조시 제조를 위한 적절한 대기가 확립되도록 진공에 노출될 수 있다.

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본 발명의 다른 실시예에 따르면 엠보싱 롤의 회전 몸체에 재킷 표면을 형성하는 엠보싱 층을 적용하기 위한 수단이 제공되는 것이 바람직하다. 상기 실시예는 다른 통합을 위해 제공된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 장치는 스텝-앤드-리피트 공정에 해당하고 나노구조 다이의 다이표면에 해당하는 섹션을 가진 섹션의 엠보싱된 원주 링의 경화를 위한 경화수단을 가지는 것이 바람직하다.

또한 독립적으로 본 발명은 다음의 단계, 특히 다음과 같은 순서로 나노구조체의 연속 엠보싱을 위한 엠보싱 롤을 제조하기 위한 나노구조 다이의 제조방법에 관한 것이다:

-회전 몸체의 한 재킷 표면의 원주 섹션에 나노구조 다이의 만곡된 또는 만곡가능한 다이 네거티브를 고정하고,

- 만곡된 다이 네거티브에 성형가능한 다이 폼 물질을 도포하고,

- 오목하게 만곡된 나노구조화된 다이 표면을 형성하기 위해 다이 캐리어에 다이 폼 물질을 형성하며,

- 다이 폼 물질을 경화한다.

본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 원주 섹션은 재킷 표면의 원주의 절반, 특히 1/3이하, 바람직하게는 1/4이하로 연장된다. 엠보싱 힘은 상기 측정에 의해 보다 균일하게 적용된다.

회전 몸체가 엠보싱 롤의 회전 몸체인 범위에서 다이 표면의 곡률은 엠보싱 하는 동안 특히 다이 네거티브의 두께가 엠보싱 롤에 엠보싱 측의 두께에 대략 일치할 때 엠보싱 롤의 형상과 정확하게 일치한다.

본 발명의 또 다른 독립적인 양태에 따르면, 다음의 단계, 특히 다음과 같은 순서로 나노구조체의 연속 엠보싱을 위한 엠보싱 롤을 제조하는 방법에 관한 것이다:

- 작업 공간에 있는 엠보싱 롤 리시버에 재킷 표면을 가지는 엠보싱 층과 함께 회전 몸체를 수용하고,

-스텝-앤드-리피트 공정에서 다이 리시버에 고정된 나노구조 다이에 의해 재킷 표면의 원주방향에서 끊김 없이 형성되는 원주 링을 엠보싱한다.

원주 링의 배치는 복수의 특히 연속적으로 진행하는 스탬핑 단계에서 회전 몸체의 회전에 의해 수행되는 엠보싱에 의해 엠보싱 롤의 회전 몸체의 회전축과 정확하게 일치한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 스탬핑 단계는 미리 엠보싱 된 구조체에 부분적으로 중첩되는 정렬을 위해 수행되는 것이 제공된다. 상기 방법에서, 청구항과 같이 미리 엠보싱되고 경화된 구조체에 나노구조 다이를 정렬하는 것은 다른 스탬핑 단계에 의해 엠보싱된 구조체를 사용하여 이루어지도록 고려될 수 있다.

각 회전 위치의 회전축에 평행한 복수의 스탬핑 단계가 있기 때문에 엠보싱 롤은 회전축 주위를 한번 완전히 회전한 후(따라서 대략 360도 선택적으로 약간 축첩됨) 엠보싱이 완료된다.

상기 하드웨어에 대해 공개된 특징은 방법 특징으로 공개된 것으로 간주되어야 하며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

본 발명의 다른 장점, 특징 및 상세한 사항은 바람직한 예시적인 실시예의 하기 설명 및 도면에 의해 나타난다.

도 1a는 나노구조체의 연속적인 엠보싱을 위한 엠보싱 롤을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예.
도 1b는 나노구조체의 연속적인 엠보싱을 위한 엠보싱 롤을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예.
도 2a 내지 2f는 나노구조체의 연속적인 엠보싱을 위한 엠보싱 롤을 제조하기 위한 나노구조 다이를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 한 실시예.
도 3a 내지 3g는 나노구조체의 연속적인 엠보싱을 위한 엠보싱 롤을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 한 실시예.
도 4a는 제 1 스텝-앤드-리피트 공정 순서 후 부분적으로 엠보싱된 엠보싱 롤의 평면도.
도 4b는 스텝-앤드-리피트 공정의 제 2 실행 후 부분적으로 엠보싱된 구조 체를 가진 엠보싱 롤의 평면도.
도 5는 "무한" 또는 연속적으로 엠보싱된 엠보싱 기판을 제조하기 위한 본 발명에 따른 엠보싱 롤에 의한 연속적인 엠보싱 방법의 순서.

도면에서 본 발명의 장점 및 특징은 본 발명의 실시예에 따라 이를 식별하는 참조 번호로 표시되며, 동일 또는 동등한 기능을 가진 구성 요소 또는 특징은 동일한 참조 번호로 표시된다.

상기 도면들은 개별적인 특징의 기능의 나타낼 수 있도록 하기 위해, 본 발명의 따른 상기 특징을 실측으로 도시하지 않는다. 개별 구성 요소의 관계는 부분적으로 비례하지 않는다; 이것은 특히 매우 확대되어 표시되는 나노구조체(14)에 기인 할 수 있다. 본 발명에 따라 엠보싱되거나 작업소재에 해당 나노구조체의 엠보싱을 위해 사용된 나노구조체(14)는 나노 미터 및/또는 마이크로 미터 범위인 반면, 기계구조의 크기는 cm 범위이다.

도 1은 진공 상태에 노출될 수 있는 작업 공간(6)을 포함하는 진공 챔버(2)를 도시한다. 진공 챔버(2)는 도시하지 않은 밀봉 도어 또는 락을 통해 로드 될 수 있다.

진공 챔버(2) 중 한 하부(2b)의 작업 공간(6)에는 회전 몸체(5)의 수용 및 제어가능한 회전을 위한 엠보싱 롤 리시버(4)가 있다. 회전 몸체(5)는 나노구조체(14)의 연속적인 엠보싱을 위한 구성요소이고 엠보싱 롤(16)은 도 1에 도시된 장치와 함께 생산된다. 회전 몸체(5)의 회전은 원형 실린더의 형태로 회전 몸체(5)에 동심으로 진행하는 한 엠보싱 롤 축(5a)의 주위에 발생한다. 적어도 한 회전 방향으로 회전 몸체(5)를 정확하게 제어 구동하기 위한 해당 구동 수단은 공지된 것으로 가정 된다.

다이 리시버(3)에 의해 회전 몸체(5)위에 나노구조 다이(1)가 위치할 수 있고 나노구조 다이(1)의 수용 및 제어가능한 이동을 위한 다이 리시버(3)는 적어도 하나의 X, Y 및 Z 방향에서 회전 몸체(5) 또는 엠보싱 롤(16)의 한 재킷 표면(5o)에 대해 이동가능하다. X 및/또는 Y 및/또는 Z 방향으로의 상대적 이동은 나노구조체 다이의 움직임 및/또는 엠보싱 롤 리시버(4)에 의한 회전 몸체(5)를 움직임에 의해 이루어질 수 있다. 따라서 도시된 장치는 스텝 앤드 리피트 방법을 수행하기에 적합하다.

즉: 나노구조체 다이(1)는 최소한 3개의 병진 자유도(X, Y 및 Z 방향) 특히 회전 몸체(5)에 대해 하나의 회전 자유도를 가진다. 회전 몸체(5)는 엠보싱 롤 축(5a)주위에 회전방향에서 하나의 자유도 특히 이에 더하여 두 개의 병진자유도(X 및 Y 방향)를 가진다. 회전 몸체(5)의 회전 자유도는 회전 몸체(5)가 한 엠보싱 단계 또는 여러 엠보싱 단계의 엠보싱 후에 엠보싱 롤 축(5a) 주위를 계속 회전하기 위해 제공된다.

도 1에 따르면, 재킷 표면(5o)에 나노구조체 다이(1)와 함께 엠보싱되는 나나구조체(14)의 경화를 위한 UV 자원(8) 및/또는 가열 시스템 형태의 경화수단이 존재한다(더욱 상세한 설명을 위해 도 3a 내지 3f 참조). UV 자원(8) 및/또는 가열 시스템(12)은 막 새롭게 생성된 나노구조체(14)의 경화가 특정 시간간격 후에, 바람직하게는 가능한한 빨리 더욱 바람직하게는 즉시 발생하도록 나노구조 다이(1)에 대해 위치되어야 한다. 나노구조 다이(1)에 대해 도 1a에 따른 가열 시스템(12)의 위치 결정은 따라서 최적은 아니지만, 가장 확실한 실시예이다. 한 특별한 실시예에서, UV 자원은 그림 1b에 따라 (중공)실린더(회전 몸체(5)) 내에 위치될 수 있다. UV 자원(8)은 UV 빛이 경화되는 영역에서 오직 엠보싱 층(13)만을 비추는 것을 보장하기 위해, 특히 회전 몸체에 반대 또는 회전 몸체에 대해 회전될 수 있는 보호 재킷(17)(실딩수단)으로 둘러싸여질 수 있다.

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먼저, 도 2a 내지 도 2f에 따른 나노구조체의 생산은 다음으로 설명된다: 이것은 바람직하게 복수의 엠보싱 롤(16)이 하나의 나노구조 다이(1)와 함께 생산될 수 있기 때문에 복수의 엠보싱 롤(16)의 생산을 위해 특히 오직 한번 수행될 필요가 있다.

먼저, 다이 네거티브(9)(나노구조체의 다이(1)의 네거티브)가 평평한 평면 기판(도 2a 참조)에 형성된다. 평면 기판은 바람직하게는 폴리머 또는 얇은 구조 금속박이나 만곡된 표면에 가요성있게 적용될 수 있는 물질로 구성된다(여기서 엠보싱 롤(16)의 제조에 사용되는 회전 몸체(5)의 재킷 표면(5o)). 따라서, 도 2b에 따른 재킷 표면(5o)에 도포는 특히, 다이 네거티브(9)의 두께가 재킷 표면(5o)에 적용되어야 하는 엠보싱 층(13)의 두께에 해당할 때, 다이 네거티브(9)의 형상은 엠보싱되는 나누구조체(14)의 형상과 정확히 일치한다.

엠보싱 층(13)은 1mm 이하 바람직하게는 0.1 mm이하, 보다 바람직하게는 1 ㎛이하, 더욱 바람직하게는 0.1 μM이하, 가장 바람직하게는 100nm이하, 가장 바람직하게는 10 ㎚ 이하이다.

이어서 다이 폼 물질(10)은 다이 폼 물질(10)을 적용하기 위한 수단(도시되지 않음)에 의해 다이 네거티브(9)에 적용된다(도 2c 참조). 상기 적용은 반자동 및 자동으로 일어날 수 있지만, 청구항에서와 같이 수동 적용도 고려될 수 있다.

그 후 다이 캐리어(11)는 다이 폼 물질(10)이 다이 네거티브(9)와 다이 캐리어(11)사이에 위치 되도록 다이 네거티브(9)에 대해 위치 된다(도 2d 참조). 다이 캐리어(11)의 위치/정렬/유지를 위한 해당 수단 특히 로봇 팔이 있다.

도 2e에 도시 된 방법 단계에서, 다이 캐리어(11)는 다이 폼 물질(10)이 다이 네거티브(9)와 다이 캐리어(11) 사이에 분배 되도록 회전 몸체(5) 또는 엠보싱 롤 축(5a) 또는 다이 네거티브(9)의 방향으로 이동된다. 상기 방법에서 다이 네거티브(9)의 구조물(하강 및 상승)은 다이 네거티브(9)의 한 변부(9r) 가지 또는 위로 다이형성 물질(10)로 채워진다.

다이 폼 물질(10)은 도시되지 않은 경화 수단으로 경화되고(도 1과 유사), 다이 포지티브는 그것에 의해 형성되는 다이 폼(7)의 한 다이 표면(7f)에 형성된다. 동시에 다이 폼(7)은 특히 영구적으로 다이 캐리어(11)에 연결된다. 경화수단은 특히 UV 라디에이터, 적외선 라디에이터 또는 히터가 될 수 있다. 특히 회전 몸체(5) 내의 전자기 방사의 배치에 의해, 회전 몸체(5)를 가열 하는 것 또한 고려될 수 있다.

경화 후, 완성된 나노구조 다이(1)는 회전 몸체(5) 또는 다이 네거티브(9)를 벗어나 상승된다.

선택적으로 상기 나노구조 다이에서, 본 발명에 따른 하드 다이의 제조는 공지된 방식으로 상당한 추가 비용을 들여 제작되는 것으로 생각될 수 있지만, 본 발명에 따른 다른 양태로 롤의 생산하는데 사용될 수 있다. 이러한 하드 다이는 어떤 경우에 특히 리소그래피 방법 및/또는 전자빔 방식 및/또는 밀링 방법으로 생산함에 따라 복잡하고 고가이다; 이것은 본 발명에 비해 매우 작은 구조를 가져서 만곡된 다이 형태를 만들기가 매우 어렵다.

도 3에서, 나노구조 다이는 도 1에 도시된 장치에서 사용된다. 먼저, 회전 몸체(5)는 (새로운)재킷 표면(13o)을 형성하도록, 회전 몸체(5)가 엠보싱 층(13)과함께 특히 전체 재킷 표면(5o)에 코팅된다. 엠보싱 층(13)의 코팅은 회전 몸체의 오직 하나의 원주 섹션에만 스프레이 방법, 액적 분산 PVD 방법 또는 CVD 방법에 의해 적용하는 침전 배스의 회전 몸체(5)의 회전에 의해 발생하는 것이 바람직하다. 선택적으로 침전 배스에 전체 회전 몸체(5)를 침전시키는 것도 고려될 수 있다. 엠보싱 층(13)을 위한 코팅 물질은 액상 폴리머인 것이 바람직하다. 엠보싱 층(13)의 물질에 재킷 표면(5o)을 노출한 후, 엠보싱 층(13)은 원하는 두께 특히 1mm 이하, 바람직하게는 0.1 mm이하, 더욱 바람직하게는 보다 1μm이하, 더욱 바람직하게는 0.1μm이하, 가장 바람직하게는 100 nm이하, 가장 바람직하게는 10 ㎚이하로 형성된다.
엠보싱 구조체 자체는 1 ㎜ 이하, 바람직하게는 0.1 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 μm 이하, 가장 바람직하게는 100 nm 이하, 가장 바람직하게는 모두 10 nm 이하의 평균 측방향 해상도를 가진다.

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엠보싱 롤(16)의 직경은 마음대로 선택할 수 있다. 예를 들면, 배타적인 것은 아니지만 1mm이상, 바람직하게는 1cm이상, 보다 바람직하게는 10cm이상, 가장 바람직하게는 1m이상, 가장 바람직하게는 10m이상이다. 본 발명에 있어서 실시 형태의 초기 프로토 타입은 10cm 와 50cm 사이의 엠보싱 롤(16)의 직경으로 구현된다. 엠보싱 롤(16)의 직경이 클수록, 마이크로 구조체(19) 및/또는 나노구조체(14)는 나노구조체(19)로 부터 더 부드럽게 분리된다.

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그 후 적용되고 경화된 엠보싱 층(13)을 가진 롤 캐리어(5)(도 3a 및 도 1에 도시 된 바와 같이)는 Y 방향 및 회전 위치 또는 회전 몸체(5)에 대한 나노구조 다이의 각도 위치로 위치되고 정렬될 뿐만 아니라 역시 엠보싱 롤의 축(5a)에 평행한 재킷 표면(13o)을 따라 X 방향(이 점에서 특히 4a 및 도 4b 참조)으로 위치되고 정렬된다. 또한 회전 위치에 정확하게 나노구조 다이(1)를 정렬하는 것이 필수적이다.

정렬 후 나노구조 다이(1)는 나노구조체(14)의 제 1 엠보싱 섹션(14.1)(도 4a) 또는 (14.3)(도 4b)이 다이 표면(7f)의 다이 포지티브로부터 엠보싱될 때까지 Z 방향으로(따라서, 엠보싱 롤 축(5a)을 향해) 움직인다. 본 발명에 있어서, 상기 방법으로 미리 엠보싱된 구조섹션(14)[n-1]의 변부에 특히 중첩 구조)(14e)(중첩 섹션)가 사전에 엠보싱된 구조로 정렬하는 것이 가능하기 때문에, 적어도 주로 바람직하게 완전히 인접 구조 섹션(14.n)이 차례로 엠보싱된다. 순차적인 엠보싱에서 도 4a 및 도 4b에 도시된 대안이 있다.

도 4a에 도시된 실시예에서, 먼저 제 1 스탬핑 단계로서 다이 표면(7f)에 해당하는 나노구조 섹션(14.1)이 엠보싱되고 그후 한 스탬핑 단계의 제 2 구조 섹션(14.2)이 회전 몸체(5)의 회전에 의해 엠보싱된다.

도 4b에 도시된 실시예에서, 제 1 나노 구조 섹션(14.3)의 엠보싱 후, 엠보싱 롤 축(5a)에 평행하게 진행하는 여러 구조 섹션(14.3, 14.4, 14.5, 14.6 및 14.7)의 열이 회전 몸체(5)의 회전이 발생하지 않는 동안 순서대로 엠보싱된다. 따라서 오직 여기에 도시된 제 1 엠보싱 단계 동안 나노구조 다이(1)는 X 방향으로 이동하고, 특히 바로 전에 엠보싱된 나노구조 섹션(14)[n-1]의 구조에 정렬될 필요가 있다. 나노구조 섹션(14.3-14.7)의 엠보싱 후, 회전 몸체(5)는 다음 열이 엠보싱 될 수 있도록 회전한다.

각 엠보싱 단계는 도 3c-3e에 도시된 단계, 특히 이전의 나노구조 섹션(도 3e)의 변부에 제공된 적어도 하나의 중첩구조(14e)의 중첩에 의해 특히 나노구조 다이(1)의 상승(도 3c), 회전 몸체(5)의 회전 및/또는 X방향의 나노구조 다이(1)의 이동(도 3d 참조) 및 나노구조 섹션(14.n)의 엠보싱하는 단계로 구성된다.

상기 공정들은 엠보싱 층(13)의 전체 재킷 표면(13o)에 나노구조체(14)가 제공될 때까지 반복된다(도 3g 참조).

도 4a에 도시된 실시예에서, X 방향의 다이 표면(7f)의 폭에 대응하는 제 원주 링(15)이 엠보싱되는 한편, 도 4b에 도시된 실시예에서, 재킷의 표면(5o)의 전체폭에 걸쳐 필수적으로 연장되는 원주링(15')이 엠보싱 된다.

도 4a에 따른 실시예에서, 회전 몸체(5)가 반복적으로 자신의 축을 중심으로 완전히 돌도록 서로 옆에 배치된 복수의 원주 링(15)은 전체 재킷 표면(5o)을 커버하기 위해 엠보싱되어야 한다. 도 4b에 도시된 실시예에서, 대략 360도(다소 중첩되는)의 단일 회전이 필요하다. 그러나 본 발명에 따른 중첩에서 이미 엠보싱된 전체구조는 다이의 중첩부분에 의해 붕괴되지 않으나 이들을 붕괴시키지 않고 이미 존재하는 구조를 연결한다.

어떤 경우에서도, 각 스탬핑 공정 후, 나노구조체(1)의 상승이 필요하다. 또한, 엠보싱된 나노 구조 섹션(14.n)은 상승 전 또는 후에 따라서 각 스탬핑 단계 전 또는 후에 경화되는 것이 바람직하다. 다중 경화도 역시 고려될 수 있는데 나노구조 다이(1)의 각각의 개별 엠보싱 단계는 후 "사전 경화" 가 본 발명에 따라 고려될 수 있다. 다이(엠보싱) 및 경화 공정을 수행하고, 엠보싱 롤(5)의 회전을 계속하고, 그 후에만 표면(5o)의 다음 부분을 코팅하기 위해 나노구조 다이(1)와 엠보싱 롤(5)사이에만 다이 물질(엠보싱 층(13))의 증착을 수행하는 것 역시 본 발명에 따라 고려될 수 있다. 이는 엠보싱 롤(5)의 측표면과 하부에 적용될 수 있는 물질이 중력에 의해 변형되는 것과 엠보싱 층(13)의 두께가 비균일해지는 것을 방지한다.

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그렇지 않으면, 엠보싱 층(13)의 점도가 엠보싱 층(13)을 적용한 후 엠보싱을 위해 충분히 작지만 실행하지 않을 정도로 충분히 크게 하는 것이 본 발명에서 중요 하다.

본 발명에 있어서, 원주 링(15)이 닫힐 때, 이에 따라 각 원주 링(15)에 대한 마지막 나노 구조 섹션(14.n)의 엠보싱 동안 끊김 없는 나노구조체 섹션이 특히 잔여 나노구조 섹션(14.n)과 이격되어 엠보싱되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법으로 나노구조체 다이(1)가 용이하게 제조될 수 있기 때문에 정확하게 일치된 나노구조 다이(1)를 생산함으로써 완벽한 천이가 달성될 수 있다.

특정 회전 몸체(5)에 나노구조 다이를 적용하기 위해 도 4a에 따른 원주 링(15)에 따른 샘플 엠보싱을 고려할 수 있다. 엠보싱이 완벽하게 이루어지는 범위까지, 나노구조 다이(1)가 복수의 엠보싱 롤(16) 생산에 사용될 수 있다. 그렇지 않으면, (정확한) 거리 차이가 결정될 수 있고, 변경된 다이 네거티브(9)는 새로운 나노구조 다이의 제조를 위해 그로부터 계산될 수 있다.

도 5는 상기 방식으로 생산된 엠보싱 기판(18)상에 종래 기술과 대조적인 균일하고 끊김 없는 나노구조체(19)를 형성하고 엠보싱 롤(5)에 의해 나노구조체(19)를 더 또는 덜 연속적으로 제공하는 엠보싱 기판(18)의 연속적인 엠보싱을 도시한다.

1: 나노구조 다이 2: 진공 챔버
2b: 하부 3: 다이 리시버
4: 엠보싱 롤 리시버 5: 회전 몸체
5o: 재킷의 표면 5a: 엠보싱 롤 축
6: 작업 공간 7: 다이 폼
7f: 다이 표면 8: 라디에이터
9: 다이 네거티브 9r: 변부
10: 다이 폼 물질 11: 다이 캐리어
12: 가열 수단 13: 엠보싱 층
13o: 재킷 표면 14: 나노구조체
14.1-14.n: 나노 구조 섹션 14e: 중첩구조
15: 원주 링 16: 엠보싱 롤
17: 보호 재킷 18: 엠보싱 기판
19: 나노구조체

Claims (18)

1. 나노구조 다이(1)의 제조를 위해 엠보싱 롤(16)의 회전 몸체(5)를 사용하는 방법에 있어서,
   상기 나노구조 다이(1)는 스텝-앤드-리피트 공정에서 재킷 표면(13o)의 적어도 하나의 원주 링(15, 15')을 끊김 없이 엠보싱하기 위한 오목하게 만곡된 나노구조 다이 표면(7f)을 가지며,
   상기 나노구조 다이(1)는 다이 표면(7f)을 둘러싸는 다이 폼(7)이 연결된 다이 캐리어(11)를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 나노구조의 연속적인 엠보싱을 위한 엠보싱 롤(16)을 제조하기 위한 나노구조 다이(1)의 제조 방법에 있어서, 상기 제조 방법은:
   - 스텝-앤드-리피트 공정에서 회전 몸체(5)의 한 재킷 표면(5o)의 원주 섹션에 나노구조 다이(1)의 만곡된 또는 만곡가능한 다이 네거티브(9)를 고정하고,
   - 만곡된 다이 네거티브(9)에 성형가능한 다이 폼 물질(10)을 도포하고,
   - 오목하게 만곡된 나노구조화된 다이 표면(7f)을 형성하기 위해 다이 캐리어(11)에 다이 폼 물질을 몰딩하며,
   - 다이 폼 물질(10)을 경화하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 원주 섹션은 재킷 표면(5o)의 원주의 1/2에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 엠보싱 롤(16)이 회전 몸체(5)로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
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