TW202023782A - 可撓式模具的製造方法、可撓式模具用的基材以及光學部品的製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種可撓式模具用的基材1,捲繞為環狀,且包括:中間片2;以及第一樹脂片3及第二樹脂片5,經由第一黏接層4及第二黏接層6分別黏接於中間片2的兩個主表面。中間片2包括:分別配置於捲繞方向的一端部與另一端部的樹脂製的第一間隔片7及第二間隔片8、以及配置於該些間隔片7、間隔片8之間的玻璃片9。

Description

可撓式模具的製造方法、可撓式模具用的基材以及光學部品的製造方法
本發明是有關於一種可撓式模具的製造方法、可撓式模具用的基材以及使用可撓式模具的光學部品的製造方法。
例如於光學裝置的製造步驟等中,有時使用具有能夠彎曲變形的可撓性的可撓式模具。作為製造可撓式模具的方法之一,有壓印(imprint)法。壓印法中,於主模具(master mold)與基材之間夾入成形材料,於基材上形成轉印有主模具的凹凸圖案的凹凸層。藉此,可獲得包括基材及凹凸層的可撓式模具。
作為可撓式模具用的基材,例如有如專利文獻1所揭示般,為了減少伴隨溫度變化的可撓式模具的尺寸變化而包括玻璃片(glass sheet)者。另外,於該文獻中揭示有如下基材,由於若僅由玻璃片構成基材則容易發生破裂等,故於玻璃片的一個主表面形成樹脂層。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:國際公開第2015/037601號
[發明所欲解決之課題] 於專利文獻1所揭示的可撓式模具用的基材中,僅於玻璃片的一個主表面形成有樹脂層,因此當其他構件與玻璃片的另一個主表面側接觸時,玻璃片有可能破損。
另外,可撓式模具有時會捲繞為無端帶(endless belt)或卷(roll)等環狀來利用。假若使用專利文獻1所揭示的基材來構成此種可撓式模具,則於捲繞為環狀的狀態下,捲繞方向上的玻璃片的一端面與另一端面相互接觸。因此,於可撓式模具的製造步驟或使用可撓式模具的製品的製造步驟中,玻璃片有可能以捲繞方向上的玻璃片的端面為起點而破損。
若如上所述般基材的玻璃片破損,則不僅導致可撓式模具的破損,而且於製造可撓式模具的步驟或使用可撓式模具來製造光學部品(例如光學裝置等)的步驟中,亦會成為產生玻璃碎片(包括玻璃粉)而污染周圍環境的原因。
本發明的課題在於:於製造可撓式模具的步驟及/或使用所製造的可撓式模具來製造光學部品的步驟中,確實地減少玻璃片的破損。 [解決課題之手段]
為解決所述課題而發明出的本發明是一種可撓式模具的製造方法,所述可撓式模具包括基材及形成於所述基材上的凹凸層,且捲繞為環狀,所述可撓式模具的製造方法的特徵在於包括:轉印步驟,於基材與主模具之間夾入成形材料,於基材上形成轉印有主模具的凹凸圖案的凹凸層;基材包括中間片及樹脂片,所述樹脂片經由黏接層分別黏接於中間片的兩個主表面;中間片包括間隔片及玻璃片,所述間隔片為分別配置於捲繞方向的一端部與另一端部的樹脂製的間隔片,所述玻璃片配置於兩個間隔片之間。如此,包含玻璃片的中間片的兩個主表面由樹脂片保護,因此玻璃片不易破損。另外,即使萬一玻璃片產生破損,玻璃碎片亦留在樹脂片之間等,不易向周圍飛散。進而,於包含玻璃片的中間片的捲繞方向的一端部與另一端部分別配置有樹脂製的間隔片,因此於將可撓式模具捲繞為環狀的狀態下,玻璃片的捲繞方向的兩端面彼此不會直接接觸。因此,可防止因玻璃片的捲繞方向的兩端面彼此的接觸而使玻璃片破損。
此處,若如上所述般配置間隔片,則與不配置間隔片的情況相比,在與玻璃片對應的部分及與間隔片對應的部分,中間片的厚度不易變動。因此,可防止將所製造的可撓式模具捲繞為環狀時位於外側的樹脂片中形成階差。因此,根據捲繞為環狀的可撓式模具,亦具有可將凹凸圖案精度良好地轉印至製品、或者使該轉印步驟的作業性良好等優點。
於所述構成中,較佳為與捲繞方向正交的寬度方向的玻璃片的端面由黏接層覆蓋。如此,玻璃片的寬度方向端面由黏接層保護,因此玻璃片的寬度方向端面不易產生破損。另外,即使萬一產生破損,玻璃碎片亦不易向周圍飛散。
於所述構成中,較佳為在與捲繞方向正交的寬度方向上,樹脂片自黏接層伸出。如此,由於黏接層在寬度方向上不會伸出至樹脂片的外側,因此可防止周圍環境被黏接劑污染。
於所述構成中,較佳為間隔片及玻璃片的在捲繞方向上相向的端面彼此相互分開。如此,玻璃片的捲繞方向端面不易與間隔片直接接觸,因此玻璃片的捲繞方向端面不易產生破損。
於所述構成中,較佳為捲繞為環狀時位於內側的樹脂片具有微黏合性。如此,於需要更換捲繞為環狀的可撓式模具時,可容易地將可撓式模具自卷或無端帶等主體部分(基材部分)剝離。
於所述的構成中,基材較佳為包括以能夠剝離的方式積層於基材的至少一個主表面的保護膜。如此,可防止基材表面受到損傷或附著污垢。因此,例如若將保護膜事先積層於基材的形成凹凸層的面,並於即將形成凹凸層之前剝離,則可高精度地形成凹凸層。
為解決所述課題而發明出的本發明是一種捲繞為環狀的可撓式模具用的基材,其特徵在於包括中間片及樹脂片,所述樹脂片經由黏接層分別黏接於中間片的兩個主表面;中間片包括間隔片及玻璃片,所述間隔片為分別配置於捲繞方向的一端部與另一端部的樹脂製的間隔片,所述玻璃片配置於兩個間隔片之間。若使用包括此種構成的基材來製造可撓式模具,則可獲得與已述的對應構成同樣的作用效果。
為解決所述課題而發明出的本發明是一種光學部品的製造方法,所述光學部品包括基板及形成於基板上的凹凸層,所述光學部品的製造方法的特徵在於包括:轉印步驟,於基板與捲繞為環狀的可撓式模具之間夾入成形材料,於基板上形成轉印有可撓式模具的凹凸圖案的凹凸層;可撓式模具包括中間片及樹脂片,所述樹脂片經由黏接層分別黏接於中間片的兩個主表面;中間片包括間隔片及玻璃片,所述間隔片為分別配置於捲繞方向的一端部與另一端部的樹脂製的間隔片,所述玻璃片配置於兩個間隔片之間。如此,於可撓式模具中,包含玻璃片的中間片的兩個主表面由樹脂片保護,因此玻璃片不易破損。另外,即使萬一玻璃片發生破損,玻璃碎片亦會留在樹脂片之間等,不易向周圍飛散。進而,於包含玻璃片的中間片的捲繞方向的一端部與另一端部分別配置有樹脂製的間隔片,因此於將可撓式模具捲繞為環狀的狀態下,玻璃片的捲繞方向的兩端面彼此不會直接接觸。因此,可防止因玻璃片的捲繞方向的兩端面彼此的接觸而使玻璃片破損。 [發明的效果]
根據本發明,於製造可撓式模具的步驟及/或使用所製造的可撓式模具來製造光學部品的步驟中,可確實地減少玻璃膜的破損。
以下,參照附圖對本發明的實施方式進行說明。再者,圖中的XYZ為正交座標系。X方向及Y方向為水平方向,X方向為於水平面上展開時的捲繞方向,Y方向為寬度方向。Z方向為垂直方向。
如圖1~圖3所示,本實施方式的可撓式模具用的基材1包括:中間片2、第一樹脂片3、黏接中間片2的第一主表面及第一樹脂片3的第二主表面3b的第一黏接層4、第二樹脂片5、黏接中間片2的第二主表面及第二樹脂片5的第一主表面5a的第二黏接層6。於本實施方式中,基材1的捲繞方向尺寸大於寬度方向尺寸,且於捲繞方向上為長條。另外,第一黏接層4的寬度方向尺寸小於第一樹脂片3的寬度方向尺寸,且是與中間片2的寬度方向尺寸程度相同的大小,第二黏接層6的寬度方向尺寸是與第二樹脂片5的寬度方向尺寸程度相同的大小,且大於中間片2的寬度方向尺寸。
此處,「可撓式」是指具有能夠彎曲變形的可撓性的狀態。因此,基材1具有能夠彎曲變形的可撓性,並且亦可以卷或無端帶等彎曲為環狀的狀態來利用(參照後述的圖6)。再者,於彎曲為環狀的狀態下,構成基材1的各片的第一主表面側為外側,第二主表面側為內側。
中間片2包括配置於捲繞方向的一端部的第一間隔片7、配置於捲繞方向的另一端部的第二間隔片8、以及配置於該些間隔片7、間隔片8之間的玻璃片9。間隔片7、間隔片8為樹脂製。
第一間隔片7的第一主表面7a、第二間隔片8的第一主表面8a、及玻璃片9的第一主表面9a經由第一黏接層4與第一樹脂片3的第二主表面3b黏接。同樣,第一間隔片7的第二主表面7b、第二間隔片8的第二主表面8b、及玻璃片9的第二主表面9b經由第二黏接層6與第二樹脂片5的第一主表面5a黏接。
藉此,玻璃片9的兩個主表面9a、主表面9b由樹脂片3、樹脂片5保護,因此玻璃片9不易破損,即使萬一產生破損,玻璃碎片亦不易向周圍飛散。
另外,於玻璃片9的兩個主表面9a、主表面9b黏接有樹脂片3、樹脂片5,因此即使於藉由熱處理等將基材1加熱的情況下,於玻璃片9的兩個主表面9a、主表面9b,因樹脂片3、樹脂片5的膨脹等而作用的應力亦大致相同。結果,可抑制於基材1產生一個主表面側突出般的翹曲。
進而,於中間片2的捲繞方向的一端部與另一端部分別配置有間隔片7、間隔片8,因此於將基材1捲繞為環狀的狀態(參照圖6)下,玻璃片9的捲繞方向的端面9c彼此不直接接觸。因此,可防止因玻璃片9的捲繞方向的端面9c彼此的接觸所致的玻璃片9的破損。
另外,於與玻璃片9對應的部分及與間隔片7、間隔片8對應的部分,中間片2的厚度不易變動。因此,於不使基材1產生彎曲變形的狀態,即,使基材1於水平面上展開的狀態下,樹脂片3、樹脂片5在與中間片2重疊的部分變平坦。因此,於沿捲繞方向旋轉來觀察將基材1捲繞為環狀時位於外側的第一樹脂片3的情況下,在與中間片2重疊的部分,不易形成由中間片2的厚度變動引起的階差(參照圖6)。
玻璃片9俯視為矩形形狀,其厚度較佳為10 μm~500 μm,更佳為50 μm~200 μm,進而較佳為50 μm~100 μm。若玻璃片9過厚,則可撓性容易下降,有可能發生彎曲變形而難以捲繞為環狀。另一方面,若玻璃片9過薄,則機械強度有可能降低。
作為玻璃片9的組成,例如可列舉無鹼玻璃、硼矽酸玻璃、鈉玻璃(鈉鈣玻璃(soda-lime glass))、高矽玻璃(high silica glass)、其他以氧化矽為主要成分的氧化物系玻璃等。玻璃片9亦可為化學強化玻璃,於該情況下,可使用鋁矽酸鹽玻璃(aluminosilicate glass)。玻璃片9較佳為具有高的紫外線(365 nm)透射率以及低的熱膨脹係數,具體而言,較佳為包含顯示器用玻璃基板中使用的無鹼玻璃。
自確保高的紫外線(365 nm)透射率以及低的熱膨脹係數的觀點而言,無鹼玻璃較佳為以質量%計含有:50%~70%的SiO2 、12%~25%的Al2 O3 、0%~12%的B2 O3 、0%~小於1%的Li2 O+Na2 O+K2 O(Li2 O、Na2 O及K2 O的合計量)、0%~8%的MgO、0%~15%的CaO、0%~12%的SrO、0%~15%的BaO。另外,所述無鹼玻璃更佳為以質量%計含有:50%~70%的SiO2 、12%~22%(特別是15%~20%)的Al2 O3 、7%~15%(特別是9%~13%)的B2 O3 、0%~小於1%(特別是0%~0.5%)的Li2 O+Na2 O+K2 O、0%~3%的MgO、6%~13%(特別是7%~12%)的CaO、0.1%~5%(特別是0.5%~4%)的SrO、0%~2%(特別是0.1%~1.5%)的BaO。
玻璃片9藉由浮法或下拉法等公知的成形方法而成形。其中,玻璃片9較佳為藉由溢流下拉法而成形。如此,玻璃片9的表面成為未研磨的鍛造面,具有非常平滑的優點。
間隔片7、間隔片8俯視為矩形形狀,其厚度與玻璃片9的厚度實質上相同。此處,「實質上相同」是指包含玻璃片9的厚度±10%。藉此,於不使基材1產生彎曲變形的狀態下,間隔片7的第一主表面7a、間隔片8的第一主表面8a與玻璃片9的第一主表面9a實質上構成同一平面,間隔片7的第二主表面7b、間隔片8的第二主表面8b與玻璃片9的第二主表面9b實質上構成同一平面。再者,間隔片7、間隔片8的寬度方向尺寸與玻璃片9的寬度方向尺寸相同或比其大。當然,間隔片7、間隔片8的寬度方向尺寸亦可小於玻璃片9的寬度方向尺寸。間隔片7、間隔片8的捲繞方向尺寸小於玻璃片9的捲繞方向尺寸。
間隔片7、間隔片8的材質若為樹脂則並無特別限定。
於本實施方式中,玻璃片9的捲繞方向的端面9c及間隔片7的捲繞方向的端面7c、間隔片8的捲繞方向的端面8c與寬度方向平行,玻璃片9的寬度方向的端面9d及間隔片7的寬度方向的端面7d、間隔片8的寬度方向的端面8d與捲繞方向平行。
樹脂片3、樹脂片5的厚度較佳為10 μm~500 μm。其中,自使可撓性、紫外線透射性良好的觀點而言,樹脂片3、樹脂片5的厚度進而較佳為30 μm~300 μm,自使操作性良好的觀點而言,樹脂片3、樹脂片5的厚度進而較佳為50 μm~200 μm。第一樹脂片3及第二樹脂片5的厚度可相同,亦可不同。
作為樹脂片3、樹脂片5的材質,較佳為具有下述(1)~(4)中的至少一個特性。即,樹脂片3、樹脂片5的材質較佳為:(1)具有不易排斥印刷等的油墨的易黏接層(例如東洋紡股份有限公司製造的科斯摩閃(Cosmoshine)(註冊商標)等);(2)光學用高透明(總透光率(550 nm)為80%~95%);(3)於雙軸延伸片的情況下為退火處理品(例如低熱收縮品、各向同性品等);(4)為透射紫外線的樹脂材。
作為樹脂片3、樹脂片5及間隔片7、間隔片8的材質,例如亦可採用:環氧(epoxy,EP)或聚醯胺(polyamide,PA)、聚醯胺醯亞胺(polyamide imide,PAI)、聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)、聚苯並咪唑(polybenzimidazole,PBI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚醚碸(polyethersulfone,PES)、環狀聚烯烴(cyclic polyolefin,COP)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)、丙烯酸(polymethyl methacrylate,PMMA)、胺基甲酸酯(polyurethane,PU)等。
樹脂片3、樹脂片5較佳為紫外線(365 nm)透射率高,樹脂片3、樹脂片5單個的紫外線透射率較佳為50%~90%。自該觀點而言,樹脂片3、樹脂片5的材質較佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。再者,基材1整體的紫外線透射率較佳為50%~90%。另外,間隔片7、間隔片8的材質可為與樹脂片3、樹脂片5相同的材質,亦可為不同的材質。
雖省略圖示,但第二樹脂片5於第二主表面5b具有黏合層(吸附層)。黏合層較佳為具有微黏合性。此處,「微黏合性」是指藉由180°剝離強度試驗(依據日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)Z 0237:2009)而測定的黏合力(剝離強度)為0.01 N/25mm~0.1 N/25mm。另外,黏合層較佳為黏合力不會因使用時間或熱負荷而變化,可維持弱的黏合性,且不會發生膠殘留者。作為第二樹脂片5,例如可利用自黏合性膜。
黏接層4、黏接層6的厚度較佳為10 μm~500 μm,進而較佳為25 μm~100 μm。自使可撓性良好的觀點而言,黏接層4、黏接層6較佳為薄。黏接層4、黏接層6的厚度較佳為小於玻璃片9及樹脂片3、樹脂片5的厚度。
作為黏接層4、黏接層6的材質,例如可列舉光學透明黏合片、感壓黏合片(感壓黏合劑(pressure sensitive adhesive,PSA))等。作為黏接層4、黏接層6的黏接成分,可利用丙烯酸系黏接劑、矽系黏接劑、環氧系黏接劑、光硬化性黏接劑(例如紫外線硬化性黏接劑)等。於紫外線硬化性黏接劑的情況下,硬化後的紫外線(365 nm)透射率較佳為70%~80%。黏接層4、黏接層6可為具有樹脂基材者,亦可為不具有樹脂基材者。自藉由提高黏接層4、黏接層6的可撓性而於後述的分離步驟中提高基材1的分離容易度的觀點而言,黏接層4、黏接層6較佳為包含光學透明黏合片。
中間片2的寬度方向尺寸、即玻璃片9的寬度方向尺寸及間隔片7、間隔片8的寬度方向尺寸小於樹脂片3、樹脂片5的寬度方向尺寸。因此,樹脂片3、樹脂片5自玻璃片9及間隔片7、間隔片8沿寬度方向伸出。藉此,於其他構件與基材1的寬度方向的端面接觸的情況下,樹脂片3的寬度方向的端面3d、樹脂片5的寬度方向的端面5d優先與其他構件接觸,因此玻璃片9的寬度方向的端面9d不易與其他構件接觸。因此,可防止玻璃片9的寬度方向的端面9d的破損。
於不使基材1產生彎曲變形的狀態下,第一樹脂片3於捲繞方向及寬度方向的整個區域上平坦。另一方面,第二樹脂片5在自中間片2沿寬度方向伸出的部分具有向第一樹脂片3側靠近的階差部10。因此,根據階差部10的有無,可容易地分辨基材1及使用該基材1所製造的可撓式模具的表背面。
第二黏接層6自玻璃片9沿寬度方向伸出,並且在玻璃片9的外側與第一樹脂片3接觸。結果,玻璃片9的寬度方向的端面9d由第二黏接層6覆蓋。藉此,由第二黏接層6保護玻璃片9的寬度方向的端面9d,因此不易產生玻璃片9的寬度方向的端面9d的破損,即使萬一產生破損,玻璃碎片亦不易向周圍飛散。再者,於本實施方式中,間隔片7的寬度方向的端面7d、間隔片8的寬度方向的端面8d亦由第二黏接層6覆蓋。
樹脂片3、樹脂片5自玻璃片9沿寬度方向伸出的量X較佳為0.2 mm~100 mm,於如本實施方式般玻璃片9的端面9c由第二黏接層6覆蓋的情況下,為了容易確保覆蓋端面9c的黏接層的厚度,伸出量X更佳為2 mm~100 mm。再者,樹脂片3、樹脂片5自間隔片7、間隔片8沿寬度方向伸出的量Y亦較佳為0.2 mm~100 mm,於如本實施方式般間隔片7的端面7d、間隔片8的端面8d由第二黏接層6覆蓋的情況下,為了容易確保覆蓋端面7d、端面8d的黏接層的厚度,伸出量Y亦更佳為2 mm~100 mm。
雖省略圖示,但樹脂片3、樹脂片5較佳為自第二黏接層6沿寬度方向伸出。藉此,第二黏接層6不會伸出至基材1的外側,因此可防止周圍環境被黏接劑污染。
樹脂片3、樹脂片5自第二黏接層6沿寬度方向伸出的量較佳為0.2 mm~1 mm。再者,第二黏接層6亦可自樹脂片3、樹脂片5沿寬度方向伸出。另外,第二黏接層6及樹脂片3、樹脂片5的各寬度方向端面亦可位於同一平面上。
於本實施方式中,基材1更包括:以能夠剝離的方式貼合於第一樹脂片3的第一主表面3a的第一保護膜11、以及以能夠剝離的方式貼合於第二樹脂片5的第二主表面5b的第二保護膜12。藉此,可防止基材1表面受到損傷或附著污垢。再者,亦可省略保護膜11、保護膜12中的任一者或兩者。
雖省略圖示,但第一保護膜11包括樹脂基材及黏合層(吸附層)。作為樹脂基材,例如可列舉PET、聚乙烯(polyethylene,PE)等。樹脂基材的厚度較佳為5 μm~100 μm。黏合層較佳為具有微黏合性。黏合層的厚度較佳為1 μm~50 μm。作為第一保護膜11,例如可利用自黏合性膜。
由於第二樹脂片5於第二主表面5b具有黏合層,因此第二保護膜12可僅由樹脂基材構成,亦可包括樹脂基材及黏合層(吸附層)。樹脂基材及/或黏合層的厚度、材質、特性等可適用與第一保護膜11相同者。
如圖4所示,較佳為第一間隔片7及玻璃片9的在捲繞方向上相向的端面7c、端面9c彼此相互分開。同樣,較佳為第二間隔片8及玻璃片9的在捲繞方向上相向的端面8c、端面9c彼此亦相互分開。如此,玻璃片9的捲繞方向的端面9c不易與間隔片7的捲繞方向的端面7c、間隔片8的捲繞方向的端面8c直接接觸,因此玻璃片9的捲繞方向的端面9c不易產生破損。
間隔片7的端面7c、間隔片8的端面8c與玻璃片9的端面9c的分開距離Z較佳為0.2 mm~2 mm。
再者,亦可在間隔片7的捲繞方向的端面7c、間隔片8的捲繞方向的端面8c與玻璃片9的捲繞方向的端面9c之間所形成的空隙中填充黏接劑等。
如圖5A~圖5D所示,使用了如上所述般構成的基材1的可撓式模具13的製造方法包括塗佈步驟、轉印步驟及分離步驟。再者,於本實施方式中,於塗佈步驟之前,自第一樹脂片3剝離第一保護膜11。
如圖5A所示,於塗佈步驟中,於基材1所含的第一樹脂片3的第一主表面3a塗佈液狀的成形材料14。此處,於將成形材料14塗佈於玻璃的情況下,為了確保成形材料14的密合性,需要矽烷偶合處理等表面處理。若如本實施方式般於第一樹脂片3塗佈成形材料14,則即使不實施特殊的表面處理,亦可確保成形材料14的密合性。
成形材料14的塗佈區域若為第一樹脂片3的第一主表面3a內則並無特別限定,但於本實施方式中為第一主表面3a中第一樹脂片3與玻璃片9重疊的範圍內。即,於本實施方式中,在第一主表面3a中自中間片2沿寬度方向伸出的部分及與間隔片7、間隔片8重疊的部分,不塗佈成形材料14。若如上所述為第一樹脂片3與玻璃片9重疊的範圍內,則因第一樹脂片3的膨脹等引起的尺寸變化容易受玻璃片9限制,因此,於第一樹脂片3上亦容易維持源自玻璃片9的高尺寸穩定性。因此,可於轉印步驟中形成高精度的凹凸圖案。
成形材料14的材質可利用壓印法中所使用的通常的材料,並且根據壓印法的種類而適當地選定。於熱壓印法的情況下,成形材料14的材質例如可列舉熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂等。於光壓印法的情況下,成形材料14的材質例如可列舉光硬化性樹脂等。於本實施方式中,作為壓印法使用利用紫外線的光壓印法,作為成形材料14使用紫外線硬化性樹脂。
成形材料14的塗佈方法並無特別限定,例如可列舉:模塗法、輥塗法、凹版塗佈法、噴墨印刷法、噴塗法、旋塗法、流塗法、刮塗法、浸塗法等。
再者,於塗佈步驟中,亦可將成形材料14塗佈於主模具15,來代替將成形材料14塗佈於基材1。
如圖5B所示,於轉印步驟中,在基材1與主模具15之間夾入成形材料14,於基材1上形成轉印有主模具15的凹凸圖案的凹凸層16。凹凸層16是於在基材1與主模具15之間夾入成形材料14的狀態下使成形材料14固化而成者(參照圖5C)。此處,固化包括硬化。
主模具15是藉由例如數值控制(numerical control,NC)加工、光微影法、電子束描繪法等對凹凸圖案進行了精密加工者。主模具15由例如矽、矽氧化膜、石英玻璃、樹脂、金屬等形成。主模具15於本實施方式中為板狀,但亦可為無端帶或卷等環狀。
於本實施方式中利用的是使用紫外線作為用以使成形材料14固化的光的光壓印法。即,藉由對成形材料14照射紫外線而使成形材料14固化。紫外線是自基材1側照射,但於主模具15具有紫外線透射性的情況下,亦可自主模具15側照射紫外線。以該方式照射紫外線時,為了促進固化反應,亦可對成形材料14進行加熱。
再者,於使用光壓印法的情況下,所照射的光是根據成形材料14的種類而適當變更,例如亦可利用可見光或紅外線等。另外,於使用熱壓印法的情況下,例如,藉由自基材1與主模具15中的至少一側對成形材料14進行加熱,而使成形材料14固化。
如圖5C及圖5D所示,於分離步驟中,將主模具15與凹凸層16分離。於本實施方式中,如圖5C所示,在使形成有凹凸層16的基材1的一部分彎曲的同時使主模具15與凹凸層16分離。此時,主模具15較佳為以不彎曲的方式得到平坦地支撐。再者,圖5C中,使基材1的一部分沿寬度方向彎曲,但亦可使基材1的一部分沿捲繞方向彎曲。另外,亦可以不彎曲的方式平坦地支撐主模具15與基材1這兩者。
如圖5D所示,藉由將主模具15與凹凸層16完全分離,而製造於基材1的第一樹脂片3的第一主表面3a形成有凹凸層16的可撓式模具13。
如圖6所示,所製造的可撓式模具13以凹凸層16成為外側的方式且以成為環狀的方式捲繞於輥主體17的外周面,並且用作壓印輥18。於以該方式捲繞為環狀的狀態下,中間片2的間隔片7的捲繞方向的端面7c、間隔片8的捲繞方向的端面8c彼此對接,玻璃片9的捲繞方向的端面9c彼此不直接接觸。於輥主體17的外周面貼合第二樹脂片5的第二主表面5b的具有微黏合性的黏合層,將可撓式模具13保持於輥主體17。再者,於本實施方式中,於將可撓式模具13捲於輥主體17的外周面之前,自第二樹脂片5剝離第二保護膜12。
若為此種壓印輥18,則於捲繞方向(輥18的圓周方向)上不存在不必要的階差,因此可將凹凸圖案精度良好地轉印至製品、或者可容易地進行該轉印作業。另外,於確保源自玻璃片9的高尺寸穩定性的同時,亦能夠盡可能地減少玻璃片的破損。進而,由於利用相對於輥主體17具有微黏合性的黏合層來保持可撓式模具13,因此於凹凸層16中產生了破損或變形時可容易地更換可撓式模具13。
將使用了如上所述般構成的捲繞為環狀的可撓式模具13、即壓印輥18的光學部品19的製造方法的一例示於圖7中。光學部品19相當於製品。
如該圖所示,於該製造方法中,於基板20的搬送路徑上,將壓印輥18及支承輥21隔著搬送路徑相向配置。壓印輥18及支承輥21沿向下游側搬送基板20的方向旋轉。
於壓印輥18的上游側,將液狀的成形材料22塗佈於基板20之上。
塗佈有液狀的成形材料22的基板20在壓印輥18與支承輥21之間通過。藉此,於將壓印輥18(可撓式模具13)的凹凸圖案轉印至成形材料22之後,成形材料22自壓印輥18分離。
轉印有凹凸圖案的成形材料22藉由與其種類對應的規定的固化處理(例如紫外線照射或加熱等)而固化,於基板20上形成凹凸層23。成形材料22的固化是於配置有壓印輥18及支承輥21的位置或者其下游側進行。藉此製造於基板20形成有凹凸層23的光學部品19。光學部品19用於製造例如液晶顯示器、液晶配向膜、偏光板、發光二極體(light-emitting diode,LED)用微透鏡、抗反射膜、繞射光學元件、短焦點透鏡、電漿子濾波器(plasmon filter)、微鏡陣列(micromirror array)等。
作為基板20,例如可列舉樹脂基板、玻璃基板或者該些的複合基板等。於基板20的塗佈面為玻璃面的情況下,為了提高與成形材料22的密合性,較佳為對基板20實施矽烷偶合處理等表面處理。基板20可為斷續地供給單片式的基板者,亦可為以輥對輥方式連續地供給者。
成形材料22可利用壓印法中所使用的通常的材料,可為與可撓式模具13的製造中所使用的成形材料14種類相同的材料,亦可為不同種類的材料。
再者,本發明並不受所述實施方式的任何限定,於不脫離本發明的主旨的範圍內,進而可以各種方式實施。
於所述實施方式中,說明了於可撓式模具用的基材1中,使中間片2的寬度(玻璃片9的寬度以及間隔片7、間隔片8的寬度)小於第一樹脂片3及第二樹脂片5的寬度,且於第二樹脂片5的寬度方向兩端部形成階差部10的情況,但亦可以第一樹脂片3及第二樹脂片5均平坦的方式,使中間片2的寬度與第一樹脂片3及第二樹脂片5的寬度相同或比其大。該情況下,亦可使玻璃片9的寬度與第一樹脂片3及第二樹脂片5的寬度相同或比其大。或者,亦可在使玻璃片9的寬度小於第一樹脂片3及第二樹脂片5的寬度的狀態下,作為中間片2,於玻璃片9的寬度方向的兩側分別進一步配置沿捲繞方向延伸的間隔片。該情況下,亦可利用間隔片包圍玻璃片的整個周圍。
於所述實施方式中,說明了為了容易進行可撓式模具13的更換,而於第二樹脂片5的第二主表面5b形成具有微黏合性的黏合層的情況,但於不需要更換等情況下,亦可於第二主表面5b形成具有強黏合性的黏合層。作為「強黏合性」,例如可列舉藉由180°剝離強度試驗(依據JIS Z 0237:2009)而測定的黏合力(剝離強度)為50 N/25 mm~100 N/25 mm。
於所述實施方式中,說明了第一黏接層4的寬度方向尺寸為與中間片2(玻璃片9)的寬度方向尺寸程度相同的大小的情況,但如圖8所示,第一黏接層4的寬度方向尺寸亦可為與第一樹脂片3程度相同的大小。
1:基材 2:中間片 3:第一樹脂片 3a:第一樹脂片的第一主表面 3b:第一樹脂片的第二主表面 3d:第一樹脂片的寬度方向的端面 4:第一黏接層 5:第二樹脂片 5a:第二樹脂片的第一主表面 5b:第二樹脂片的第二主表面 5d:第二樹脂片的寬度方向的端面 6:第二黏接層 7:第一間隔片 7a:第一間隔片的第一主表面 7b:第一間隔片的第二主表面 7c:第一間隔片的捲繞方向的端面 7d:第一間隔片的寬度方向的端面 8:第二間隔片 8a:第二間隔片的第一主表面 8b:第二間隔片的第二主表面 8c:第二間隔片的捲繞方向的端面 8d:第二間隔片的寬度方向的端面 9:玻璃片 9a:玻璃片的第一主表面 9b:玻璃片的第二主表面 9c:玻璃片的捲繞方向的端面 9d:玻璃片的寬度方向的端面 10:階差部 11:第一保護膜 12:第二保護膜 13:可撓式模具 14:成形材料 15:主模具 16:凹凸層 17:輥主體 18:壓印輥 19:光學部品 20:基板 21:支承輥 22:成形材料 23:凹凸層 F:區域 X、Y:伸出量 Z:分開距離 X:捲繞方向 Y:寬度方向 Z:垂直方向
圖1是表示本發明的實施方式的可撓式模具用的基材的剖面圖。 圖2是圖1的A-A剖面圖。 圖3是圖1的B-B剖面圖。 圖4是圖1的區域F的放大圖。 圖5A是表示本發明的實施方式的可撓式模具的製造方法的剖面圖。 圖5B是表示本發明的實施方式的可撓式模具的製造方法的剖面圖。 圖5C是表示本發明的實施方式的可撓式模具的製造方法的剖面圖。 圖5D是表示本發明的實施方式的可撓式模具的製造方法的剖面圖。 圖6是表示具有將本發明的實施方式的可撓式模具捲繞為環狀的結構的壓印輥的剖面圖。 圖7是表示本發明的實施方式的光學部品的製造方法的側面圖。 圖8是表示本發明的實施方式的變形例的可撓式模具用的基材的剖面圖。
1:基材
2:中間片
3:第一樹脂片
3a:第一樹脂片的第一主表面
3b:第一樹脂片的第二主表面
4:第一黏接層
5:第二樹脂片
5a:第二樹脂片的第一主表面
5b:第二樹脂片的第二主表面
6:第二黏接層
7:第一間隔片
7a:第一間隔片的第一主表面
7b:第一間隔片的第二主表面
7c:第一間隔片的捲繞方向的端面
8:第二間隔片
8a:第二間隔片的第一主表面
8b:第二間隔片的第二主表面
8c:第二間隔片的捲繞方向的端面
9:玻璃片
9a:玻璃片的第一主表面
9b:玻璃片的第二主表面
9c:玻璃片的捲繞方向的端面
11:第一保護膜
12:第二保護膜
F:區域
X:捲繞方向
Z:垂直方向

Claims (8)

  1. 一種可撓式模具的製造方法,所述可撓式模具包括基材及凹凸層,且捲繞為環狀,所述凹凸層形成於所述基材上,所述可撓式模具的製造方法的特徵在於包括: 轉印步驟,於所述基材與主模具之間夾入成形材料,於所述基材上形成轉印有所述主模具的凹凸圖案的所述凹凸層; 所述基材包括中間片及樹脂片,所述樹脂片經由黏接層分別黏接於所述中間片的兩個主表面; 所述中間片包括間隔片及玻璃片,所述間隔片為分別配置於捲繞方向的一端部與另一端部的樹脂製的間隔片,所述玻璃片配置於兩個所述間隔片之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的可撓式模具的製造方法,其中與所述捲繞方向正交的寬度方向的所述玻璃片的端面由所述黏接層覆蓋。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的可撓式模具的製造方法,其中在與所述捲繞方向正交的寬度方向上,所述樹脂片自所述黏接層伸出。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的可撓式模具的製造方法,其中所述間隔片及所述玻璃片的在所述捲繞方向上相向的端面彼此相互分開。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的可撓式模具的製造方法,其中捲繞為環狀時位於內側的所述樹脂片具有微黏合性。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的可撓式模具的製造方法,其中所述基材包括保護膜,所述保護膜以能夠剝離的方式積層於所述基材的至少一個主表面。
  7. 一種可撓式模具用的基材,捲繞為環狀,且所述可撓式模具用的基材的特徵在於: 包括中間片及樹脂片,所述樹脂片經由黏接層分別黏接於所述中間片的兩個主表面; 所述中間片包括間隔片及玻璃片,所述間隔片為分別配置於捲繞方向的一端部與另一端部的樹脂製的間隔片,所述玻璃片配置於兩個所述間隔片之間。
  8. 一種光學部品的製造方法,所述光學部品包括基板及凹凸層,所述凹凸層形成於所述基板上,所述光學部品的製造方法的特徵在於包括: 轉印步驟,於所述基板與捲繞為環狀的可撓式模具之間夾入成形材料,於所述基板上形成轉印有所述可撓式模具的凹凸圖案的所述凹凸層; 所述可撓式模具包括中間片及樹脂片,所述樹脂片經由黏接層分別黏接於所述中間片的兩個主表面; 所述中間片包括間隔片及玻璃片,所述間隔片為分別配置於捲繞方向的一端部與另一端部的樹脂製的間隔片,所述玻璃片配置於兩個所述間隔片之間。
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