TW201538303A - 模輥的製造方法及模輥 - Google Patents

Abstract

本發明提供使模片的處理變得容易的模輥的製造方法及模輥。一種在輥表面具有凹凸圖案的模輥(19)的製造方法，所述方法實施以下步驟：在表面具有凹凸圖案(11a)的模片(11)的表面及背面中的至少一個面層疊支撐體(12)及(13)的層疊步驟；以及將層疊有支撐體(12)及(13)的模片(11)捲繞固定到輥本體(17)的捲繞步驟。

Description

模輥的製造方法及模輥

本發明涉及在表面具有微小的凹凸的模輥的製造方法及模輥。

近年來，提出了應用輥對輥等捲筒料處理技術的奈米壓印。例如這樣的奈米壓印在將作為加工對象的片材(例如樹脂製膜或無機基板等)抽出的抽出輥和將該片材卷取的卷取輥之間的搬送路中設置表面具有微細的凹凸圖案的模輥(也稱為mould roll或鋼印輥)，邊使模輥與片材的加工面接觸邊將片材從抽出輥向卷取輥進行搬送。由此，能夠連續且高效地對樹脂製膜實施壓花加工，或者在塗布於片材的抗蝕劑上形成圖案。

其中，上述模輥通常通過例如將具有凹凸圖案的模片捲繞到成為旋轉軸的圓筒狀的輥本體，並將繞輥本體1周的模片的相對的端邊彼此焊接來製造(例如參照專利文獻1)。然而，在專利文獻1那樣的方法中，在模片與輥本體之間不產生間隙地將模片可靠地固定於輥本體並不容易。

因此，為了將模片可靠地固定於輥本體，專利文獻2中公開了以下方法：首先將模片形成為圓筒狀，使用能夠變更外徑的輥本體，將該輥本體插入到模片的圓筒內後增大外徑。此外，專利文獻3中公開了以下方法：作為輥本體使用空吸輥，邊吸引模片邊將其捲繞到空吸輥，並將繞空吸輥1周的模片的相對的端邊彼此焊接。

現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本特開2007-229996號公報 專利文獻2：日本特開2012-111238號公報 專利文獻3：日本特開2009-226698號公報

發明所要解決的課題

如上所述將模片固定於輥本體上的方法有各種，本發明人們發現了模片向輥本體上的固定的難點歸根結底在於微米級的模片的薄度的問題。即，認為由於模片非常薄，所以模片容易產生皺褶、折疊及破裂，模片的處理變難。

本發明是鑒於上述問題而進行的，目的係提供在模輥的製造中使模片的處理變得容易的模輥的製造方法及模輥。

進而，本發明的目的是提供品質得到提高的模輥。

用於解決課題的方案

為了解決上述課題，本發明的模輥的製造方法如下。在輥表面具有凹凸圖案的模輥的製造方法，其具有以下步驟： 在表面具有凹凸圖案的模片的上述表面及背面中的至少一個面層疊支撐體的層疊步驟；以及 將層疊有支撐體的模片捲繞固定到輥本體的捲繞步驟。

並且，在本發明的模輥的製造方法中，層疊步驟較佳包括在模片的上述背面層疊背面側支撐體的步驟。

這種情況下，較佳背面側支撐體包含黏合層，在捲繞步驟中，背面側支撐體通過黏合層而黏固到輥本體。並且，背面側支撐體較佳包含能夠發生彈性變形的緩衝層。此外，層疊步驟較佳包含介由能夠從模片剝離的黏合劑在模片的上述表面層疊表面側支撐體的步驟。

進而，在層疊步驟包含層疊背面側支撐體的步驟的情況下，較佳在層疊步驟之前具有電鑄步驟，所述電鑄步驟通過電鑄法在鑄模的形成有凹凸圖案的表面形成作為模片的電鑄物，在層疊步驟中，背面側支撐體在模片從鑄模剝離之前進行層疊。

此外，也可以是如下構成：在本發明的模輥的製造方法中，層疊步驟包含介由能夠從模片剝離的黏合劑在模片的上述表面層疊表面側支撐體的步驟。

這種情況下，表面側支撐體較佳具有切口且所述切口位於表面側支撐體的層疊於模片的固定於輥本體的部分與表面側支撐體的其他部分的邊界。

本發明的第1模輥具備層疊體和輥本體，所述層疊體具有在表面具有凹凸圖案的模片和層疊於模片的背面的背面側支撐體，

層疊體按照背面側支撐體位於輥本體側的方式捲繞並固定於輥本體。

並且，在第1模輥中，較佳背面側支撐體具有黏合層，層疊體通過黏合層而黏固於輥本體。這種情況下，較佳層疊體具有層疊於模片的上述表面的表面側支撐體。

另一方面，本發明的第2模輥具備層疊體及輥本體，所述層疊體具有在表面具有凹凸圖案的模片和層疊於模片的上述表面的表面側支撐體，

層疊體按照模片位於輥本體側的方式捲繞並固定於輥本體。

發明效果

本發明的模輥的製造方法由於具有在模片的表面及背面中的至少一者上層疊支撐體的層疊步驟、和將層疊有支撐體的模片捲繞固定到輥本體上的捲繞步驟，所以模片的處理變得容易。

以下，利用附圖對本發明的實施方式進行說明，但本發明並不限定於此。另外，為了容易視覺辨認，附圖中的各構成要素的比例尺等與實際適當不同。

「模輥的製造方法的第1實施方式」

首先，對模輥的製造方法的第1實施方式進行說明。圖1係表示第1實施方式所述的模輥的製造方法的層疊步驟的簡略截面圖，圖2a及2b係表示第1實施方式所述的模輥的製造方法的捲繞步驟的簡略截面圖，圖2c係表示模輥的圖。本實施方式所述的模輥的製造方法例如如圖1或圖2中所示的那樣具有以下步驟：形成作為模片11的電鑄物的電鑄步驟(參照圖1a)；對模片11層疊支撐體的層疊步驟(參照圖1b到1d)；將該層疊體15切斷成所需的大小的切斷步驟(參照圖1e)；以及將切斷後的層疊體15捲繞到輥本體17的捲繞步驟(參照圖2a及2b)。

在電鑄步驟中，通過電鑄法，在形成有凹凸圖案的鑄模10的表面形成作為模片11的電鑄物。鑄模10係用於形成電鑄物的模。在鑄模的一個表面，形成有具有與模片上所形成的凹凸圖案互補的形狀的凹凸圖案。鑄模10的材料為例如矽、石英玻璃或金屬。另外，從進行電鑄法的觀點出發，鑄模10較佳至少形成有凹凸圖案的上述表面具有導電性。因此，在鑄模10由除金屬以外的材料構成的情況下，在進行電鑄之前在上述表面上形成導電層。該導電層通過例如濺射法等成膜方法而形成，其材料使用例如與構成電鑄物的材料相同的金屬材料。

模片11(即電鑄物)的材料沒有特別限制，例如為包含鎳、鈷、金、銀、銅及鐵中的至少1種的金屬，較佳為鎳。模片11的厚度(tμm)為例如200μm以下，進一步較佳為100μm以下。模片11越薄，越可發揮本發明的有用性。就與捲繞模片11的輥本體的直徑(Dmm)的關係而言，為了抑制捲繞時的應變，較佳為2t＜D。另外，關於模片的厚度是否落入上述範圍的判斷，可通過在模片的每個位置算出厚度並確認是否有至少一處的厚度落入上述範圍來進行。

關於形成於模片11的表面的凹凸圖案中包含的各凸部(或各凹部)，例如寬度(圖1中的紙面左右方向的長度)為20nm～20μm，高度(或深度)(圖1中的紙面上下方向的長度)為20nm～3μm，及長度(圖1中的紙面垂直方向的長度)為20nm以上。以下，將形成有凹凸圖案的模片11的面稱為「模片的表面」，將其相反側的面稱為「模片的背面」。也可以對模片11的表面實施脫模處理。作為脫模材料，沒有特別限制，較佳為氟系樹脂、氟系矽烷偶聯劑等氟系化合物。脫模處理通過例如使用DAIKIN INDUSTRIES, ltd.製的OPTOOL (註冊商標)的浸漬塗布法等表面處理方法來進行。電鑄方法為已知的方法即可，從生產率的觀點出發，特佳為使用氨基磺酸鎳浴的電鑄。

在層疊步驟中，支撐模片11的形狀的支撐體被層疊於模片11的表面及/或背面。由此，模片11變得不易發生變形，模片11不易產生皺褶、折疊及破裂。支撐體由具有能夠支撐模片11的形狀的程度的剛性、並且具有能夠捲繞到輥本體上的程度的柔性的材料形成。作為支撐體的材料，沒有特別限制，可以使用例如PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)或丙烯酸類樹脂等樹脂材料。此外，從剛性與柔性的平衡的觀點出發，支撐體的厚度以整體計較佳為30～300μm，特佳為50～200μm。進而，支撐體可以通過例如利用旋塗法或噴霧法等塗布法塗布樹脂材料的方法、黏貼樹脂製膜的方法層疊於模片11上。作為這樣的樹脂製膜，可以使用例如日東電工株式會社製的BT-150E-KL(材料：PET(隔膜部分)、丙烯酸類(黏合層部分)、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)(基材部分)、厚度：150μm)。

本實施方式中，首先，在將模片11從鑄模10剝離之前(即，在保持模片11形成於鑄模10上的狀態下)將背面側支撐體12層疊於模片11的背面(參照圖1b)，之後，將模片11與背面側支撐體12的層疊體從鑄模10剝離(參照圖1c)。在層疊背面側支撐體12之前，也可以對模片11的背面實施研磨加工。接著，將表面側支撐體13層疊於模片11的表面(參照圖1d)。在層疊表面側支撐體13之前，也可以對模片11的表面實施洗滌處理。在實施洗滌處理後，較佳將模片11充分乾燥。

背面側支撐體12係從模片11的背面側進行支撐的支撐體，表面側支撐體13係從模片11的表面側進行支撐的支撐體。此外，表面側支撐體13還起到保護模片11的凹凸圖案的功能。背面側支撐體12及表面側支撐體13的材料也可以彼此不同，但從作用於模片11的應力平衡的觀點出發，較佳為相同材料。

背面側支撐體12較佳在與輥本體17接觸的位置包含黏合層。由此，能夠使包含模片11及支撐體的層疊體15更強地黏固於輥本體。黏合層的材料較佳為丙烯酸系黏合劑，可以使用例如日東電工株式會社製的雙面黏合帶LA-50(材料：聚酯(剝離襯裡部分)、丙烯酸類(黏合層部分)、厚度：50μm)。此外，背面側支撐體12較佳包含能夠發生彈性變形的緩衝層。由此，對剛性高的無機基板(例如矽基板或藍寶石基板)轉印圖案的情況下，即使在無機基板上有起伏，也能夠通過緩衝層的緩衝性確保模片11與無機基板的黏附，能夠適當地轉印圖案。緩衝層的材料較佳為氟系橡膠，其厚度較佳為0.1～1mm。本實施方式中，背面側支撐體12以1個層同時作為黏合層和緩衝層這兩者。

另一方面，表面側支撐體13較佳在與模片11接觸的位置包含能夠剝離的黏合劑。由此，在將表面側支撐體13從模片11剝離時，能夠抑制黏合劑的殘渣。作為這樣的表面側支撐體，可以使用日東電工株式會社製的上述BT-150E-KL或ELP-BT-130E-SL(材料：PET(剝離襯裡部分)、丙烯酸類(黏合層部分)、EVA(基材部分)、厚度：130μm)。此外，表面側支撐體13較佳在層疊於模片11的固定於輥本體17的部分(即，實際實施固定處理(例如焊接或軟釺焊)的部分)的表面側支撐體13的部分(圖1f中的端部E1及E2)與該表面側支撐體13的其他部分的邊界具有切口13a。由此，在將模片11捲繞到輥本體17、並將繞輥本體17一周而相對的端部E1及E2固定時，能夠僅將表面側支撐體13中的妨礙其的固定操作的部分去掉，能夠抑制表面側支撐體13的支撐功能及保護功能的損失。形成切口13a的位置與實施固定處理的模片11的位置相應地設定。此外，切口13a以例如直線狀或虛線狀形成，其深度可適當調整。

在切斷步驟中，包含模片11及支撐體的層疊體15按照變成適合於捲繞到輥本體17的所期望的大小及形狀的方式被切斷。切斷方法沒有特別限定，可以是使用起模的切斷，也可以是使用雷射的切斷。圖1e表示使用雷射L進行切斷的樣子。

在捲繞步驟中，按照模片11的背面成為內側的方式，將包含模片11的層疊體15捲繞並固定於輥本體17。輥本體17的直徑例如為200mm以下，進一步較佳為100mm以下。輥本體17越細，越可發揮本發明的有用性。進行固定處理的時機沒有特別限制，可以是在捲繞後將兩端E1及E2用雷射L進行焊接而固定於輥本體17的方法，也可以是首先將端部E1用雷射L進行焊接而固定，並以該固定位置作為基準將模片11捲繞到輥本體17，最後將端部E2進行焊接固定的方法(參照圖2a及2b)。在利用表面側支撐體13的切口13a將表面側支撐體13部分性去掉的情況下，去掉該部分的時機可以是捲繞模片11之前，也可以是捲繞之後。此外，層疊體15的固定也可以是吸引固定。此外，在背面側支撐體12具有黏合層的情況下，也可以不進行固定處理。圖2b中示出了模片11的長度與輥本體17的周長一致(即，端部E1及E2繞1周而連接)的情況，但它們的長度並非必須一致。

若結束捲繞步驟，則得到圖2c那樣的模輥19。即，該模輥19具備層疊體15、及輥本體17，所述層疊體15具有在表面具有凹凸圖案11a的模片11、層疊於模片11的背面的背面側支撐體12和層疊於模片11的表面的表面側支撐體13。其中，層疊體15按照使背面側支撐體12位於輥本體17側的方式捲繞並固定到輥本體17。

如以上那樣，本實施方式的模輥的製造方法具有在模片的表面及背面層疊支撐體的層疊步驟、和將層疊有支撐體的模片捲繞固定到輥本體的捲繞步驟。模片被支撐體支撐，從而模片不易產生皺褶、折疊及破裂。其結果是，模片的處理變得容易。並且，由於模片的處理變得容易，從而模片向輥本體上的固定也變得比以往容易。

此外，通過本實施方式所述的製造方法製造的模輥由於不易產生皺褶、折疊及破裂，所以與以往相比品質更好。

「模輥的製造方法的第2實施方式」

接著，對模輥的製造方法的第2實施方式進行說明。圖3係表示第2實施方式所述的模輥的製造方法的層疊步驟的簡略截面圖。本實施方式所述的模輥的製造方法主要是僅在模片的表面層疊支撐體這點與第1實施方式所述的模輥的製造方法不同。因此，與第1實施方式同樣的構成要素的詳細的說明只要沒有特別需要則省略。

本實施方式所述的模輥的製造方法例如如圖3中所示的那樣具有以下步驟：形成作為模片21的電鑄物的電鑄步驟(參照圖3a)；在模片21的表面層疊表面側支撐體23的層疊步驟(參照圖3c)；將該層疊體25切斷成所需的大小的切斷步驟(參照圖3d)；以及將切斷後的層疊體25捲繞到輥本體的捲繞步驟。電鑄步驟及切斷步驟與第1實施方式相同。

在層疊步驟中，將模片21從鑄模20剝離後(參照圖3b)，在模片21的表面形成表面側支撐體23。在表面側支撐體23中設置了切口23a。

在捲繞步驟中，按照模片21的背面成為內側的方式，將包含模片21的層疊體25(參照圖3e)捲繞並固定到輥本體。層疊體25通過例如黏合劑和/或固定處理而固定到輥本體。

若結束捲繞步驟，則得到模輥。即，本實施方式所述的模輥具備層疊體25以及輥本體，所述層疊體25具有在表面具有凹凸圖案的模片21和層疊於模片21的表面的表面側支撐體23。其中，層疊體25按照使模片21位於輥本體側的方式捲繞並固定到輥本體。

如以上那樣，本實施方式的模輥的製造方法也具有在模片上層疊支撐體的層疊步驟和將層疊有支撐體的模片捲繞固定到輥本體的捲繞步驟。模片被支撐體支撐，從而模片不易產生皺褶、折疊及破裂，所以可得到與第1實施方式同樣的效果。

此外，通過本實施方式所述的製造方法製造的模輥也不易產生皺褶、折疊及破裂，所以與以往相比品質更好。

「模輥的製造方法的第3實施方式」

接著，對模輥的製造方法的第3實施方式進行說明。圖4係表示第3實施方式所述的模輥的製造方法的層疊步驟的簡略截面圖。本實施方式所述的模輥的製造方法主要是僅在模片的背面層疊支撐體這點與第1實施方式所述的模輥的製造方法不同。因此，與第1實施方式同樣的構成要素的詳細的說明只要沒有特別需要則省略。

本實施方式所述的模輥的製造方法例如如圖4中所示的那樣具有以下步驟：形成作為模片31的電鑄物的電鑄步驟；在模片31的背面層疊背面側支撐體32的層疊步驟(參照圖4a)；將該層疊體35切斷成所需的大小的切斷步驟(參照圖4c)；以及將切斷後的層疊體35捲繞到輥本體的捲繞步驟。電鑄步驟及切斷步驟與第1實施方式相同。

在層疊步驟中，在將模片31從鑄模30剝離之前，在模片31的背面形成背面側支撐體32(參照圖4a)。然後，將包含模片31及背面側支撐體32的層疊體35從鑄模30剝離後(參照圖4b)，轉移至切斷步驟。在切斷步驟之前，也可以對模片31的表面實施洗滌處理。

在捲繞步驟中，按照模片31的背面成為內側的方式，將包含模片31的層疊體35(參照圖4d)捲繞並固定到輥本體。層疊體35與第1實施方式同樣地通過例如背面側支撐體32的黏合層及/或固定處理而固定到輥本體。

若結束捲繞步驟，則得到模輥。即，本實施方式所述的模輥具備層疊體35、以及輥本體，所述層疊體35具有在表面具有凹凸圖案的模片31和層疊於模片31的背面的背面側支撐體32。其中，層疊體35按照使背面側支撐體32位於輥本體側的方式捲繞並固定到輥本體。

如以上那樣，本實施方式的模輥的製造方法也具有在模片上層疊支撐體的層疊步驟和將層疊有支撐體的模片捲繞固定到輥本體上的捲繞步驟。模片被支撐體支撐，從而模片不易產生皺褶、折疊及破裂，所以可得到與第1實施方式同樣的效果。

此外，通過本實施方式所述的製造方法製造的模輥也不易產生皺褶、折疊及破裂，所以與以往相比品質更好。

＜其他實施方式＞

在第1實施方式中，對1個層發揮支撐功能及緩衝功能這兩者的情況進行了說明，但本發明並不限定於此。即，在本發明的背面側支撐體中，黏合層與緩衝層也可以彼此分離。圖5係表示背面側支撐體的其他實施方式的簡略截面圖。圖5的背面側支撐體42具有由緩衝層42a及黏合層42b構成的2層結構。並且，在將包含模片41、背面側支撐體42及表面側支撐體43的層疊體45捲繞到輥本體上的情況下，層疊體45通過該黏合層42b而固定到輥本體上。此外，背面側支撐體可以具有從模片側起依次為黏合層、緩衝層及黏合層的3層結構，也可以具有更多層的多層結構。

10‧‧‧鑄模
11‧‧‧模片
11a‧‧‧凹凸圖案
12‧‧‧背面側支撐體
13‧‧‧表面側支撐體
15‧‧‧層疊體
17‧‧‧輥本體
19‧‧‧模輥
20‧‧‧鑄模
21‧‧‧模片
23‧‧‧表面側支撐體
25‧‧‧層疊體
30‧‧‧鑄模
31‧‧‧模片
32‧‧‧背面側支撐體
35‧‧‧層疊體
41‧‧‧模片
42‧‧‧背面側支撐體
42a‧‧‧緩衝層
42b‧‧‧黏合層
43‧‧‧表面側支撐體
45‧‧‧層疊體
E1、E2‧‧‧端部
L‧‧‧雷射

圖1係表示第1實施方式所述的模輥的製造方法的層疊步驟的簡略截面圖。 圖2a及2b係表示第1實施方式所述的模輥的製造方法的捲繞步驟的簡略截面圖，圖2c係表示模輥的圖。 圖3係表示第2實施方式所述的模輥的製造方法的層疊步驟的簡略截面圖。 圖4係表示第3實施方式所述的模輥的製造方法的層疊步驟的簡略截面圖。 圖5係表示背面側支撐體的其他實施方式的簡略截面圖。

10‧‧‧鑄模

11‧‧‧模片

12‧‧‧背面側支撐體

13‧‧‧表面側支撐體

15‧‧‧層疊體

E1、E2‧‧‧端部

L‧‧‧雷射

Claims (12)

1. 一種模輥之製造方法，其係在輥表面具有凹凸圖案的模輥之製造方法，該方法具有以下步驟： 在表面具有該凹凸圖案的模片的該表面及背面中的至少一個面層疊支撐體的層疊步驟；以及 將層疊有該支撐體的該模片捲繞固定到輥本體的捲繞步驟。
2. 如申請專利範圍第1項所述之模輥之製造方法，其中，該層疊步驟包括在該模片的該背面層疊背面側支撐體的步驟。
3. 如申請專利範圍第2項所述之模輥之製造方法，其中，該背面側支撐體包含黏合層， 在該捲繞步驟中，該背面側支撐體通過該黏合層而黏固到該輥本體。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之模輥之製造方法，其中，該背面側支撐體包含能夠發生彈性變形的緩衝層。
5. 如申請專利範圍第2或3項所述之模輥之製造方法，其中，該層疊步驟包括介由能夠從該模片剝離的黏合劑在該模片的該表面層疊表面側支撐體的步驟。
6. 如申請專利範圍第2或3項所述之模輥之製造方法，其中，在該層疊步驟之前具有電鑄步驟，該電鑄步驟通過電鑄法在鑄模形成有凹凸圖案的表面形成作為該模片的電鑄物， 在該層疊步驟中，該背面側支撐體在該模片從該鑄模剝離之前層疊。
7. 如申請專利範圍第1項所述之模輥之製造方法，其中，該層疊步驟包括介由能夠從該模片剝離的黏合劑在該模片的該表面層疊表面側支撐體的步驟。
8. 如申請專利範圍第7項所述之模輥之製造方法，其中，該表面側支撐體具有切口，該切口位於該表面側支撐體的層疊於該模片固定於該輥本體的部分的部分與該表面側支撐體的其他部分的邊界。
9. 一種模輥，其係具備層疊體及輥本體，該層疊體具有在表面具有凹凸圖案的模片並層疊於該模片的背面的背面側支撐體， 該層疊體按照該背面側支撐體位於該輥本體側的方式捲繞並固定於該輥本體。
10. 如申請專利範圍第9項所述之模輥，其中，該背面側支撐體具有黏合層，該層疊體通過該黏合層而黏固到該輥本體。
11. 如申請專利範圍第9或10項所述之模輥，其中，該層疊體具有層疊於該模片的該表面的表面側支撐體。
12. 一種模輥，其係具備的層疊體及輥本體，該層疊體具有在表面具有凹凸圖案的模片並層疊於該模片的該表面的表面側支撐體， 該層疊體按照該模片位於該輥本體側的方式捲繞並固定於該輥本體。