TW201607735A - 壓印用轉寫滾筒體 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的為對於滾筒轉寫方式之壓印裝置中所使用的滾筒體，藉由簡單的方法將樹脂製塑模固定於正確的位置，且易於調整樹脂製塑模與被轉寫體樹脂的位置關係。本發明之壓印用轉寫滾筒體係將已黏貼樹脂製塑模的樹脂薄膜基材捲繞於滾筒體本體的周面，而該樹脂製塑模於表面形成有微細的凹凸圖案；該壓印用轉寫滾筒體係藉由將前述滾筒體本體分割為二個，而以一方的分割體與另一方的分割體來構成前述滾筒體本體，並且使前述樹脂薄膜基材的一端側夾持在接合該等第1分割體與第2分割體之彼此的分割面之間，在使前述第1分割體與前述第2分割體一體化之後，將前述樹脂薄膜基材捲繞於前述滾筒體本體的周方向。

Description

壓印用轉寫滾筒體
本發明係關於一種在壓印(imprint)裝置中所使用的壓印用轉寫滾筒體。
所謂奈米壓印技術係指將形成有凹凸圖案的塑模(mold)推壓於基板上的液狀樹脂等，以將塑模的圖案轉寫於樹脂者。以凹凸的圖案而言，存在有從10nm層級之奈米級者至100μm左右者，而被應用在半導體材料、光學材料、記憶媒體、微電機、生化、環境等各種領域。
就該奈米壓印技術所使用的裝置而言，有被稱為滾筒對板(roll to plate)方式之裝置及被稱為滾筒對滾筒(roll to roll)方式之裝置等的滾筒轉寫方式的裝置，該滾筒對板之方式的裝置係將滾筒上之塑模的形狀轉寫至平坦之基板上的樹脂，而該滾筒對滾筒之方式的裝置係將滾筒上之塑模的形狀轉寫至滾筒上的樹脂。
就滾筒轉寫方式中之將塑模固定於滾筒的方法而言，係藉由黏接帶將黏貼於薄膜上的薄膜製塑模固定於滾筒上來使用。然而當如此地使用黏接帶時，會有因為黏接帶而產生段差的問題，並且，因為無法正確設定相 對於滾筒之寬度方向的黏貼位置及黏貼角度，因此會有塑模與被轉轉寫體樹脂的位置關係(對位)會依製造批次而改變的問題。
因此，專利文獻1已揭示透過卡合部將表面具有凹凸圖案的複數個板狀模固定於圓筒。然而，在該方法中，凹凸圖案係藉由電鑄而形成，缺乏通用性。
此外，在專利文獻2中已揭示從圓筒狀的鐵芯(core)切取剖面呈扇形的塊體，且在該塊體及其餘之鐵芯的鄰接的面設置具有磁力的夾持部，在該夾持部夾入已黏貼樹脂製塑模的薄膜，藉此固定已黏貼樹脂製塑模的薄膜。
然而，在該方法中，為了固定已黏貼樹脂製塑模的薄膜，必須設置具有磁力的夾持部，因此裝置的作成費時費力。
因此，乃期望有一種可藉由簡單的方法來正確設定塑模與壓印對象之位置關係的固定方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特許第5200669號公報
專利文獻2：日本特開2011-251797號公報
本發明之目的為對於滾筒轉寫方式之壓印裝置中所使用的滾筒體，藉由簡單的方法將樹脂製塑模固 定於正確的位置，且易於調整樹脂製塑模與被轉寫體樹脂的位置關係。
本發明係例如關於下述的(1)至(5)。
(1)一種壓印用轉寫滾筒體，其係將已黏貼樹脂製塑模的樹脂薄膜基材捲繞於滾筒體本體的周面，而該樹脂製塑模於表面形成有微細的凹凸圖案；該壓印用轉寫滾筒體係藉由將前述滾筒體本體分割為二個，而以一方的分割體與另一方的分割體來構成前述滾筒體本體，並且使前述樹脂薄膜基材的一端側夾持在接合該等第1分割體與第2分割體之彼此的分割面之間，在使前述第1分割體與前述第2分割體一體化之後，將前述樹脂薄膜基材捲繞於前述滾筒體本體的周方向。
(2)如(1)所述之壓印用轉寫滾筒體，其中，在前述一方之分割體的分割面突設有銷，而在前述另一方之分割體的接合面形成有嵌合前述銷的銷孔，前述一方之分割體與前述另一方之分割體係以由前述銷與前述銷孔所構成的銷結合方式而一體化。
(3)如(2)所述之壓印用轉寫滾筒體，其中，在前述樹脂薄膜基材的一端部形成至少一個安裝孔，且在將該安裝孔裝設於前述銷的狀態下，使前述一方之分割體與前述另一方之分割體一體化。
(4)如(2)所述之壓印用轉寫滾筒體，其中，具有銷之分割體的分割面與分割面中之在滾筒體本體外周 部之滾筒體本體之切線的角度α，係在91°至170°的範圍內。
(5)一種壓印用轉寫滾筒體，係在(1)至(4)中任一者的壓印用轉寫滾筒體捲繞有已黏貼樹脂製塑模之樹脂薄膜基材，且表面具有凹凸圖案者。
依據本發明，在藉由將滾筒體本體分割為二個所獲得的2個分割體之間，夾持已黏貼樹脂製塑模之樹脂薄膜基材的一端側，較佳為藉由將設於分割體之一者的銷插通於設在樹脂薄膜基材之前述一端部的安裝孔的簡單方法，即可將樹脂製塑模設定在滾筒上的正確位置而予以固定。結果，可易於調整樹脂製塑模與被轉寫體樹脂的位置關係。此外，固定時不會在樹脂薄膜基材及樹脂製塑模上產生段差。
10‧‧‧壓印用轉寫滾筒體
10a‧‧‧滾筒體本體
11‧‧‧表面具有凹凸圖案的壓印用轉寫滾筒體
12‧‧‧第1分割體
12a‧‧‧分割面
14‧‧‧第2分割體
16‧‧‧銷
18‧‧‧銷孔
20‧‧‧樹脂薄膜基材
22‧‧‧樹脂製塑模
24‧‧‧安裝孔
26‧‧‧螺絲
第1圖係本發明之壓印用轉寫滾筒體及已黏貼樹脂製塑模之樹脂薄膜基材的分解立體圖。
第2圖係本發明之壓印用轉寫滾筒體的側剖面圖。
第3圖係將樹脂製薄膜安裝於本發明之壓印用轉寫滾筒體之一方之分割體時的立體圖。
第4圖係依據本發明之較佳實施形態所形成之壓印用轉寫滾筒體的俯視圖。
第5圖係依據本發明之另一實施形態所構成之壓印用 轉寫滾筒體的側剖面圖。
以下一面參照圖式一面說明本發明之較佳實施形態的壓印用轉寫滾筒體。
本發明之壓印用轉寫滾筒體係將已黏貼樹脂製塑模的樹脂薄膜基材捲繞於滾筒體本體的周面，而該樹脂製塑模於表面形成有微細的凹凸圖案；該壓印用轉寫滾筒體之特徵為： 藉由將前述滾筒體本體分割為二個，而以一方的分割體與另一方的分割體來構成前述滾筒體本體，並且使前述樹脂薄膜基材的一端側夾持在接合該等第1分割體與第2分割體之彼此的分割面之間，在使前述第1分割體與前述第2分割體一體化之後，將前述樹脂薄膜基材捲繞於前述滾筒體本體的周方向。
第1至4圖係顯示本發明之較佳實施形態之壓印用轉寫滾筒體10。
在該壓印用轉寫滾筒體10中，滾筒體本體10a係分割為二個，藉此而由第1分割體12與第2分割體14所構成。另外，在分割為二個時，第1分割體12與第2分割體14的大小不予限定，亦可為在中央分割而使第1分割體12與第2分割體14為相同形狀。或者亦可將一方之分割體設定為較另一方為大。以分割的態樣而言，能夠以與滾筒體本體10a之軸方向平行的面分割為二個，亦可分割為扇形。
以滾筒體本體10a的材質而言，並未特別限 定，較佳為例如金屬、橡膠、塑膠、陶瓷、石英、玻璃。
以與滾筒體本體之軸方向平行的面將滾筒體本體10a分割為二個的態樣中，係以在第1分割體12的分割面12a，突設複數個銷(pin)16(在本實施形態中係4個)為佳。
另一方面，在第2分割體14中，如第2圖所示，係以在與銷16對應的位置，分別形成銷孔18為佳。藉此，分成兩半的滾筒體本體10a係設定為在使第1分割體12與第2分割體14之分割面彼此相互嵌合時，可藉由銷16與銷孔18將第1分割體12與第2分割體14銷結合。
另外，藉由被分割之部分12所形成的分割面(突設有銷之側)與分割面中之在滾筒體本體10a外周部之滾筒體本體10a的切線構成的角度α，以91度至170度的範圍為佳，且以105度至150度的範圍為尤佳。亦即，第1分割體12與第2分割體14的對接面，亦可以一側在91度至170度的範圍下突出，而另一側以凹陷的彎曲面構成。當以形成此種角度之方式來分割滾筒體本體10a時，由於即使捲繞樹脂製塑模22，所產生的應力也會較小，因此易於維持凹凸圖案。
樹脂薄膜基材20及樹脂製塑模22可使用公知的材料，惟以本案申請人先前申請之國際公開公報WO2011/016549、WO2011/018043、WO2011/018045、WO2011/018048中所記載者為佳。
上述材料亦可在不會對上述樹脂之性質造成影響的範圍內含有氧化防止劑、光敏劑、充填劑、平整 劑等的成分。
樹脂製塑模22的厚度通常為50nm至300μm，較佳為500nm至10μm。當樹脂製塑模22的厚度為上述範圍時，即具有承受壓印的強度，並且平滑性良好而易於處理。在此，所謂樹脂製塑模22的厚度係指樹脂層之底面與表面之凹凸之最高之面之間的距離。
樹脂製塑模22之表面的凹凸圖案，係以一定的週期重複的圖案，以週期為10nm至50cm，深度為10m至100μm，轉寫面為1.0至1.0×106mm2的凹凸圖案為較佳。以凹凸的具體形狀而言，例如有線、圓柱、獨立型體(monolith)、圓錐、多角錐、微透鏡。
樹脂製塑模22之滾筒之外周方向的長度並未特別限定，可較滾筒的外周為短，亦可較長，但從穩定地卡止於滾筒的觀點而言，係以剛好與滾筒之外周長度相同為佳。較滾筒的外周短時，亦可根據國際公開公報WO2013/031460所記載以剝離性樹脂埋設不足部分。
在樹脂薄膜基材20之一方的端部，如第1至3圖所示，為能裝設突設於第1分割體12的銷16，係以隔開預定間隔形成安裝孔24為佳。該安裝孔24係以相對於銷16的直徑形成為稍大徑為佳。
以此方式形成的樹脂薄膜基材20，首先，配置成對向於第1分割體12之分割面，且以各個銷16插通於各安裝孔24為佳。藉此，使樹脂薄膜基材20的一端部預固定於第1分割體12。
之後，第2分割體14配置成對向於第1分割體12，且以夾持樹脂薄膜基材20的態樣，如第2圖所示，使銷16嵌合於銷孔18。
藉由以此方式在分割體12突設銷16，且在分割體14設置銷孔18之簡單的手段，即可將樹脂薄膜基材20固定在預定的位置，並且可嵌合分割體12及14。
綜上所述，在第1至3圖中，就將樹脂薄膜基材20固定於滾筒體本體10a的方法而言，以銷16插通於樹脂薄膜基材20之安裝孔24之方法為例進行了說明，惟，將樹脂薄膜基材20固定於滾筒體本體10a的方法並不限定於上述方法，亦可採用其他方法。以將樹脂薄膜基材20固定於滾筒體本體10a的其他方法而言，例如有：將黏接劑塗佈於分割體12之分割面12a及/或分割體14之分割面，再將樹脂薄膜基材20的一端部黏貼於分割面的方法；將黏接帶黏貼於分割體12之分割面12a及/或分割體14之分割面，再將樹脂薄膜基材20的一端部黏貼於分割面的方法；及於第1分割體12的分割面12a及第2分割體14的分割面施作凹凸形狀，再以分割體12及分割體14夾持樹脂薄膜基材20之一端側的方法。
以使第1分割體12與第2分割體14一體化的方法而言，例如有如第4圖所示使螺絲26從第2分割體14的周面朝向第1分割體12螺入；或在第1分割體12的分割面與第2分割體14的分割面形成磁極不同的磁性材料等方法。
從此狀態使樹脂薄膜基材20沿著滾筒體本體10a捲繞，藉此使樹脂薄膜基材20一體捲繞於滾筒體本體10a。
另外，在滾筒體本體10a之周面與樹脂薄膜基材20之間，可使黏接劑等夾於其間而使兩者一體化，或者亦可對於滾筒體本體10a之材質採用具有黏接性的構件而使之一體化。此種滾筒體本體10a之周面與樹脂薄膜基材20之間的接著手段，雖未特別限定，但可舉例如再剝離性黏接劑、包含丙烯矽(acrylic silicone)類共聚合體的黏接劑、包含矽油(silicone oil)的黏接劑、矽膠等。以較佳形態而言，係在未形成有凹凸圖案之側的樹脂薄膜基材20疊層黏接帶，而黏接帶的構成及黏接力係以國際公開公報WO2013/031710所記載的範圍內為佳。
如此一來，可形成本實施形態之壓印用轉寫滾筒體10。
在本實施形態之壓印用轉寫滾筒體10中，對於滾筒體本體10a，如上所述地一體捲繞已黏貼樹脂製塑模22的樹脂薄膜基材20，如第5圖所示，構成表面具有凹凸圖案的壓印用轉寫滾筒體11。
再者，上述壓印用轉寫滾筒體11係可使用在滾筒對板方式之裝置及滾筒對滾筒方式之裝置等之滾筒轉寫方式的裝置上，而在該等裝置中，前述壓印用轉寫滾筒體11係用於將樹脂製塑模22之表面的凹凸圖案轉寫於被轉寫體樹脂。具體而言，係將前述壓印用轉寫滾筒體11 壓接於板狀或滾筒狀的被轉寫體樹脂上，且使該壓印用轉寫滾筒體11轉動，藉此即可將樹脂製塑模22之表面的凹凸圖案轉寫於被轉寫體樹脂。
另外，如第5圖所示，樹脂製塑模22係以未跨越一方之分割體12與另一方之分割體14之接合端面來配置為佳。換言之，以在一方之分割體12上配置樹脂製塑模22之整體為佳。假使當樹脂製塑模22之一部份跨越接合端面配置時，雖然微小，但依然會產生段差。如此一來，就無法期待良好的轉寫。
為了因應此種事態，在本發明中，在分割一方的分割體12與另一方的分割體14時，如第1圖所示，不是在中央分割，而是如第5圖所示，以偏移分割面之方式將一方的分割體12設定成較另一方的分割體14為大為佳。
如以此方式設定，即可確保一方之分割體12之圓弧狀側外周面的長度較大，因此可防止樹脂製塑模22跨越壓印用轉寫滾筒體10之分割面上，進而防止段差的產生。
[產業上之可利用性]
本發明之壓印用轉寫滾筒體係可在壓印裝置中使用。
10‧‧‧壓印用轉寫滾筒體
10a‧‧‧滾筒體本體
12‧‧‧第1分割體
14‧‧‧第2分割體
20‧‧‧樹脂薄膜基材
22‧‧‧樹脂製塑模
24‧‧‧安裝孔

Claims (5)

  1. 一種壓印用轉寫滾筒體，其係將已黏貼樹脂製塑模的樹脂薄膜基材捲繞於滾筒體本體的周面，而該樹脂製塑模於表面形成有微細的凹凸圖案；於該壓印用轉寫滾筒體中，係藉由將前述滾筒體本體分割為二個，而以一方的分割體與另一方的分割體來構成前述滾筒體本體，並且使前述樹脂薄膜基材的一端側夾持在接合該等第1分割體與第2分割體之彼此的分割面之間，在使前述第1分割體與前述第2分割體一體化之後，將前述樹脂薄膜基材捲繞於前述滾筒體本體的周方向。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之壓印用轉寫滾筒體，其中，在前述一方之分割體的分割面突設有銷，而在前述另一方之分割體的接合面形成有嵌合前述銷的銷孔，前述一方之分割體與前述另一方之分割體係藉由以前述銷與前述銷孔所構成的銷結合方式而一體化。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之壓印用轉寫滾筒體，其中，在前述樹脂薄膜基材的一端部形成至少一個安裝孔，且在將該安裝孔裝設於前述銷的狀態下，使前述一方之分割體與前述另一方之分割體一體化。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之壓印用轉寫滾筒體，其中，具有銷之分割體的分割面與分割面中之在滾筒體本體外周部之滾筒體本體之切線所構成的角度α，係在91°至170°的範圍內。
  5. 一種壓印用轉寫滾筒體，係在申請專利範圍第1至4項中任一項的壓印用轉寫滾筒體捲繞有已黏貼樹脂製塑模之樹脂薄膜基材，且表面具有凹凸圖案者。
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