TWI436878B - Mold stripping device - Google Patents

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TWI436878B
TWI436878B TW100136469A TW100136469A TWI436878B TW I436878 B TWI436878 B TW I436878B TW 100136469 A TW100136469 A TW 100136469A TW 100136469 A TW100136469 A TW 100136469A TW I436878 B TWI436878 B TW I436878B
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Hiromi Nishihara
Takato Baba
Takaharu Tashiro
Takafumi Ookawa
Hidetoshi Kitahara
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Toshiba Machine Co Ltd
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Description

模具剝離裝置
本發明係關於模具剝離裝置，特別是關於藉由將薄片狀模具上所形成之微細的轉印圖案轉印於被成型品而貼附在被成型品上之薄片狀模具，從被成型品剝開的技術。
近年來，藉由電子束微影法等在石英基板等形成超微細的轉印圖案而製作模具，將前述模具以既定壓力按壓於被成型品，將該模具上所形成的轉印圖案進行轉印之奈米壓印(nano imprint)技術已被研究開發出(例如參照非專利文獻1)。
作為將奈米級的微細圖案(轉印圖案)以低成本進行成型的方法，使用微影技術之壓印法已被提出。該成型法大致分類成熱壓印法、UV壓印法。
在熱壓印法，是將模具按壓於基板，加熱至熱塑性聚合物構成的樹脂(熱塑性樹脂)可充分流動的溫度而讓樹脂流入微細圖案後，將模具和樹脂冷卻至玻璃轉化溫度以下，當轉印至基板上的微細圖案固化之後，將模具分離。
在UV壓印法，是使用光可透過之透明模具，將模具按壓於UV硬化性液體並照射UV放射光。照射適當時間的放射光而使液體硬化以轉印微細圖案，之後將模具分離。
作為上述轉印的其他態樣，將模具上所形成的轉印圖案一旦轉印在薄片狀材料上，使用轉印有轉印圖案之薄片狀材料作為模具(薄片狀模具)，將薄片狀模具的轉印圖案轉印於被成型品的技術是已知的。
此外，將藉由將薄片狀模具上所形成的微細轉印圖案轉印於被成型品而貼附在被成型品上之薄片狀模具，使用輥子從被成型品剝開的裝置，例如專利文獻1(參照該文獻之第9圖等)所示者是已知的。
[專利文獻1]日本特開2010-105314號公報
[非專利文獻1]Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 25(2001)192-199
然而，專利文獻1所示的習知裝置，由於轉印和薄片狀模具的剝離是在同一裝置實施，存在著裝置構造複雜的問題。
亦即，必須在要進行轉印的空間設置輥子，且為了將薄片狀模具剝開而必須讓該輥子移動，而必須在有限的空間內配置輥子等的零件，因此裝置構造變複雜。
本發明是有鑑於上述問題點而開發完成的，其目的是為了謀求模具剝離裝置的構造之簡單化，該模具剝離裝置，是將薄片狀模具上所形成之微細轉印圖案轉印於被成型品後，將被成型品上所貼附之薄片狀模具從被成型品剝開。
本發明的一態樣之模具剝離裝置，是在將薄片狀模具上所形成之微細的轉印圖案轉印於平板狀的被成型品後，將前述被成型品上所貼附之前述模具從前述被成型品剝開之模具剝離裝置；其要旨在於，係具有被成型品保持體及剝離輥子；該被成型品保持體，是位於離開進行前述轉印之轉印部位的部位，用來保持互相貼合之前述模具和前述被成型品當中之前述被成型品；該剝離輥子，是讓藉由前述被成型品保持體予以保持之前述被成型品上所貼附的前述模具繞掛，藉由相對於前述被成型品保持體進行移動而從前述被成型品將前述模具剝開。
前述模具剝離裝置可進一步具有：在進行前述轉印之轉印部位與前述被成型品保持體之間保持前述模具之模具保持部。
前述模具剝離裝置可進一步具有：用來調整前述模具的張力之張力調整部。
依據本發明，針對在將薄片狀模具上所形成的微細轉印圖案轉印於被成型品後，用來將被成型品上所貼附的薄片狀模具從被成型品剝開之模具剝離裝置，能夠發揮使裝置構造比以往變得更簡化的效果。
轉印系統1如第1圖等所示，係具備薄片狀模具移送定位裝置3、轉印裝置5、以及模具剝離裝置(剝離裝置)7。
又以下為了便於說明，將水平的一方向設定為X軸方向，將水平的另一方向且與X軸方向正交的方向設定為Y軸方向，將與X軸方向和Y軸方向正交之鉛直方向設定為Z軸方向。
薄片狀模具移送定位裝置3，係具備模具母材設置裝置9及模具捲繞裝置11，是在既定部位(例如模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11之間)使薄片狀模具MA成為平板狀，將該平板狀的薄片狀模具MA朝既定方向(例如，從1圖的右側朝向左側的方向)移送而進行定位的裝置。
轉印裝置5，是將薄片狀模具MA上所形成的微細轉印圖案MB(參照第9圖)轉印於被成型品W的裝置。
剝離裝置(薄片狀模具分離裝置)7，是將藉由轉印裝置5進行轉印而在被成型品(轉印後被成型品)W上所貼附的薄片狀模具MA從被成型品W剝開(分離)的裝置。
轉印裝置5及剝離裝置7，是設置在模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11之間。轉印裝置5和剝離裝置7是設置成在X軸方向上互相分離，轉印裝置5是位於薄片狀模具移送定位裝置3的薄片狀模具MA移送方向之上游側(模具母材設置裝置9側)，剝離裝置7是位於薄片狀模具移送定位裝置3的薄片狀模具MA移送方向之下游側(模具捲繞裝置11側)。
平板狀的薄片狀模具MA之移送定位的目的，是在將平板狀的薄片狀模具MA之微細轉印圖案MB(參照第9圖)使用轉印裝置5轉印在平板狀的被成型品W時，為了該轉印而進行準備；又在將經由該轉印而貼附於被成型品W上之薄片狀模具MA使用模具剝離裝置7從薄片狀模具MA剝開時，為了該剝開而進行準備。
針對薄片狀模具移送定位裝置3進行更詳細的說明。
薄片狀模具移送定位裝置3係具備：用來設置模具母材MC之模具母材設置裝置9(送出輥子)、將從設置於該模具母材設置裝置之模具母材送出(延伸出)的薄片狀模具MA予以捲繞之模具捲繞裝置11(捲繞輥子)、以及薄片狀模具位置檢測裝置(未圖示)。
此外，如前述般，在模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11之間，薄片狀模具MA被送出而大致呈平板狀。此成為平板狀的薄片狀模具MA之寬度方向與Y軸方向一致，長度方向例如與相對於X軸方向或X軸呈傾斜的方向一致，厚度方向則是與相對於Z軸方向或Z軸呈傾斜的方向一致。此外，模具母材設置裝置9、模具捲繞裝置11，例如透過未圖示的托架，而與剝離裝置7之基台13設置成一體。
對於在模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11之間成為平板狀之薄片狀模具MA，藉由張力賦予手段15在其長度方向施加既定的張力。藉此，使薄片狀模具MA保持平板狀的形態。微細的轉印圖案MB，在第1圖等雖未圖示出，是形成在平板狀的薄片狀模具MA之下面。
模具母材(布匹狀的模具)MC，是在轉印裝置5進行轉印之前之捲筒狀的模具。模具母材MC，是在圓柱狀的芯材17之外周，將薄片狀模具MA以該外周的周方向與薄片狀模具MA的長度方向互相一致的方式進行捲繞，而形成圓筒狀或圓柱狀者。
藉由模具捲繞裝置11進行捲繞之捲繞完畢的模具MD，是為了使用於轉印裝置5之轉印而藉由剝離裝置7從被成型品W剝開後的模具，與模具母材MC同樣的是成為捲筒狀。
設置於模具母材設置裝置9之模具母材MC，能以中心軸(朝Y軸方向延伸的軸)C1為旋轉中心而進行旋轉。藉由模具捲繞裝置11進行捲繞之捲繞完畢的模具MD，也能以中心軸(朝Y軸方向延伸的軸)C2為旋轉中心而進行旋轉。
藉由薄片狀模具移送定位裝置3進行之存在於模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11間之平板狀的薄片狀模具MA之移送定位，是利用模具捲繞裝置11將平板狀的薄片狀模具MA捲繞既定長度而進行。
薄片狀模具移送定位裝置3所進行之1次的移送距離，例如與形成有微細轉印圖案MB的區域之節距、或是轉印裝置5之X軸方向上的中心和剝離裝置7(詳而言之是後述的被成型品保持體19)之X軸方向上的中心間的距離(X軸方向上的距離)相等。
此外，藉由薄片狀模具移送定位裝置3進行移送時以及移送後，藉由張力賦予手段15，使在模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11之間被送出的薄片狀模具MA，以保持既定張力的狀態大致維持其位置。
關於張力賦予手段15，舉例詳細說明的話，設置於模具母材設置裝置9之模具母材MC，是透過磁粉離合器等的力矩控制離合器而連結於馬達等致動器的旋轉輸出軸以進行旋轉。藉由模具捲繞裝置11進行捲繞之薄片狀模具(捲繞完畢的模具)MD，是連結於伺服馬達等致動器的旋轉輸出軸而進行旋轉。
而且，將在模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11間被送出之平板狀的薄片狀模具MA予以移送的情況，在控制裝置21的控制下，讓模具母材設置裝置9的馬達反轉(以藉由模具母材設置裝置9捲繞平板狀的薄片狀模具MA的方式讓模具母材設置裝置9的馬達旋轉輸出軸旋轉)，使磁粉離合器的力矩成為既定值T1，讓模具捲繞裝置11的伺服馬達之旋轉輸出軸朝捲繞平板狀薄片狀模具MA的方向以既定力矩T2旋轉既定角度。
在此情況，若設置於模具母材設置裝置9之模具母材MC的半徑為「R1」，藉由模具捲繞裝置11捲繞完畢的模具MD的半徑為「R2」，則設定成「T1/R1<T2/R2」。如此，可維持既定的張力F1(F1=T2/R2-T1/R1)，而將在模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11間被送出之平板狀的薄片狀模具MA，朝模具捲繞裝置11側移送。
當移送定位裝置3並未進行平板狀的薄片狀模具MA之移送，而將平板狀的薄片狀模具MA維持其位置的狀態下，模具捲繞裝置11的伺服馬達之旋轉輸出軸，是藉由既定的保持力矩而呈停止。此外，藉由模具母材設置裝置9的馬達和磁粉離合器，使平板狀的薄片狀模具MA獲得既定張力。
在模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11間被送出之平板狀的薄片狀模具MA之移送距離的決定(移送及定位)，是使用未圖示的薄片狀模具位置檢測裝置(未圖示的薄片狀模具位置檢測部)來進行。
薄片狀模具位置檢測裝置，是利用未圖示的感測器來檢測薄片狀模具MA的既定部位(例如，未圖示的對準標記)。亦即，薄片狀模具的定位，是在薄片狀模具移送定位裝置3進行薄片狀模具的移送時，對應於上述感測器的檢測結果，在控制裝置21的控制下，讓移送定位裝置3所進行之薄片狀模具MA的移送停止。
在此，使用第9圖說明依據UV壓印法而利用轉印裝置5進行的轉印。
薄片狀模具MA之微細的轉印圖案MB，例如由多數個微細凹凸所形成，其高度、節距是可見光的波長左右，或是比可見光的波長稍大或稍小，而形成在薄片狀模具MA的厚度方向之一面上。亦即，在平板狀的薄片狀模具MA之例如下面形成微細的轉印圖案MB。
UV壓印法，例如是使用轉印裝置5，朝第9(a)圖的箭頭方向將薄片狀模具MA移動，如第9(b)圖所示般，藉由薄片狀模具MA小力按壓被成型品W，照射紫外線而讓紫外線硬化樹脂W2硬化。藉此，在被成型品W(紫外線硬化樹脂W2)上轉印微細的轉印圖案。被成型品，是在平板狀的基材(玻璃、矽等所構成的基材)W1之厚度方向的一面(例如上面)，設置紫外線硬化樹脂W2的薄膜而形成。
然後，使用剝離裝置7讓薄片狀模具MA從被成型品W分離，如第9(c)圖所示般，被成型品W(紫外線硬化樹脂W2)上所形成的微細轉印圖案(將薄片狀模具MA之轉印圖案MB反轉後的圖案)會出現。
然後，使用其他裝置將未圖示的殘膜藉由光阻剝離手段(ashing)等予以除去，在第9(c)圖所示的狀態，使用紫外線硬化樹脂W2作為遮罩構件，藉由蝕刻而在基材W1上形成微細的轉印圖案後，將硬化後的紫外線硬化樹脂W2例如使用溶劑去除，如第9(d)圖所示般完成將微細的轉印圖案轉印於基材W1之處理。
又上述說明雖是以UV壓印法為例來做說明，但在轉印裝置5附加將被成型品W予以加熱或冷卻的裝置，使轉印裝置5成為進行熱壓印法的裝置亦可。
針對轉印裝置5做詳細的說明。
轉印裝置5如上述般，是將平板狀的薄片狀模具MA上所形成之微細轉印圖案MB，藉由將平板狀的薄片狀模具MA和被成型品W按壓而轉印在被成型品(被轉印品)W上的裝置。
被成型品W例如形成矩形平板狀，以其縱方向與X軸方向一致、寬度方向與Y軸方向一致、厚度方向與Z軸方向一致的方式，設置於轉印裝置5。
當薄片狀模具移送定位裝置3進行薄片狀模具MA的移送定位(停止)時，薄片狀模具MA的厚度方向成為Z軸方向，薄片狀模具MA位於轉印裝置5上所設置的被成型品W之稍上方。此外，在俯視下，微細的轉印圖案MB和設置在轉印裝置5上之被成型品W之應形成微細轉印圖案的部位，從Z軸方向觀察是互相重疊的。薄片狀模具MA的寬度和被成型品W的寬度，彼此大致相等。
將薄片狀模具MA和被成型品W朝Z軸方向實施按壓等，藉此進行轉印裝置5之轉印。在剛進行該轉印後(藉由剝離裝置7進行剝離之前)，薄片狀模具MA的下面與被成型品W的上面互相接觸，而在被成型品W上貼附薄片狀模具MA(參照第9(b)圖等)。而且，被成型品W是位於薄片狀模具MA的下側。
接著針對剝離裝置7做詳細的說明。
模具剝離裝置7如前述般，是將薄片狀模具MA上所形成之微細的轉印圖案MB，例如使用轉印裝置5轉印於平板狀的被成型品W後，將經由該轉印而貼附在被成型品W上之薄片狀模具MA從被成型品W予以剝離。
模具剝離裝置7係具備被成型品保持體19及剝離輥子23。
被成型品保持體19，相對於應進行轉印之轉印部位(轉印裝置5)，例如位於在X軸方向上離開的部位，用來將互相貼合之薄片狀模具MA和被成型品W當中之被成型品W予以保持。
剝離輥子23也是，相對於應進行轉印之轉印部位(轉印裝置5)，例如位於在X軸方向上離開的部位。此外，在剝離輥子23上，繞掛著藉由被成型品保持體19保持之被成型品W上所貼附之薄片狀模具MA。而且，繞掛著薄片狀模具MA之剝離輥子23，藉由相對於被成型品保持體19(被成型品W)進行移動，而從被成型品W將薄片狀模具MA剝離。
此外，在模具剝離裝置7設有模具保持部25及張力調整部27。模具保持部25，是在轉印裝置5和被成型品保持體19之間將薄片狀模具MA予以保持。張力調整部27，是用來調整在剝離輥子23或模具保持部25和模具捲繞裝置11之間被延伸之薄片狀模具MA的張力。
詳而言之，張力調整部27，是縱使使用剝離輥子23從被成型品W將薄片狀模具MA剝離(在剝開時)而使平板狀的薄片狀模具MA的形態(例如存在於模具保持部25和模具捲繞裝置11間之平板狀的薄片狀模具MA之延伸路徑長度)產生變化，仍能將平板狀的薄片狀模具MA之張力調整成大致一定，而使薄片狀模具MA不致鬆弛，也不致因張力過多而被切斷。
藉由張力調整部27，不拘平板狀的薄片狀模具MA的形態，都能將平板狀的薄片狀模具MA之張力調整成大致一定，因此在從平板狀的薄片狀模具MA剝開被成型品W時，可防止薄片狀模具MA發生鬆弛或切斷。
在此，針對剝離裝置7做更詳細的說明。
剝離裝置7如前述般，係具備基台13。被成型品保持體19，在X軸方向上設置於基台13的中央部。
此外，被成型品保持體19，是在被成型品保持體支承體29的上部與被成型品保持體支承體29設置成一體。被成型品保持體支承體29(被成型品保持體19)，是透過線性導引軸承31而被托架(與基台13設置成一體的托架)33所支承，相對於基台13在Z軸方向可移動自如。
此外，在控制裝置21的控制下，藉由伺服馬達35等的致動器使被成型品保持體19(被成型品保持體支承體29)在Z軸方向能移動定位自如。被成型品保持體19的上面，是形成矩形狀且水平地展開，縱方向與X軸方向一致，寬度方向與Y軸方向一致。
當被成型品保持體19位於上端的情況，被成型品保持體19的上面是從基台13上端稍往上突出；當被成型品保持體19位於下端的情況，被成型品保持體19是位於基台13內部。
藉由轉印裝置5進行轉印而在下面貼附有被成型品W之薄片狀模具MA，在控制裝置21的控制下，藉由薄片狀模具移送定位裝置3從轉印裝置5往下游側(模具剝離裝置7側)移送既定距離而進行定位。
藉由該薄片狀模具移送定位裝置3進行移送定位，經由轉印而貼附於薄片狀模具MA之被成型品W，變成位於被成型品保持體19的上方(大致正上方)。
如此般，在讓貼附於薄片狀模具MA之被成型品W位於被成型品保持體19上方的狀態下，薄片狀模具MA及被成型品W之寬度方向是與被成型品保持體19的寬度方向互相一致。
此外，被成型品保持體19的上面之寬度方向的尺寸，是與被成型品W的寬度方向尺寸大致相等或更大，被成型品保持體19的上面之縱方向的尺寸，是與被成型品W的縱方向尺寸大致相等或稍大。
而且，在讓貼附於薄片狀模具MA之被成型品W位於被成型品保持體19上方的狀態下，若從Z軸方向觀察，例如被成型品W是存在於被成型品保持體19上面(被成型品保持體19)的內側。
此外，在被成型品保持體19的上面設置真空吸附用的複數個溝槽37。而且，在讓貼附於薄片狀模具MA之被成型品W位於被成型品保持體19的上方，而且被成型品保持體19位於上端的狀態下，貼附於薄片狀模具MA之被成型品W的下面是與被成型品保持體19的上面形成面接觸，在控制裝置21的控制下，藉由真空吸附讓被成型品保持體19將貼附於薄片狀模具MA之被成型品W予以保持。
當被成型品保持體19位於下端的狀態，被成型品保持體19是離開薄片狀模具MA、或是貼附於薄片狀模具MA之被成型品W。
此外，如既已理解般，被成型品W是在X軸方向隔著既定間隔貼附於薄片狀模具MA。因此，在薄片狀模具MA當中，存在著未貼附被成型品W的部位(單純薄片狀模具 MA的部位)。
剝離輥子23，例如是由下側輥子39及上側輥子41合計2根輥子所構成。下側輥子39是形成圓柱狀或圓筒狀，軸C5朝Y軸方向延伸，而藉由輥子支承體43支承成可旋轉自如(能以軸C5為中心而旋轉自如)。
此外，下側輥子39的下端，相對於位於上端之被成型品保持體19的上面，是位於稍上方。亦即，下側輥子39和位於上端之被成型品保持體19上面之間的間隔，在Z軸方向，是薄片狀模具MA厚度和被成型品W厚度之合計值，或是比上述合計值稍大。
此外，下側輥子39之寬度方向的尺寸(Y軸方向的尺寸)，是比薄片狀模具MA之寬度更大，在Y軸方向，下側輥子39的中心與薄片狀模具MA的中心互相一致。
上側輥子41，例如是形成與下側輥子39的形狀相同，軸C4朝Y軸方向延伸，在下側輥子39的上方且離開下側輥子39，而藉由輥子支承體43支承成可旋轉自如(能以軸C4為中心而旋轉自如)。此外，下側輥子39和上側輥子41，在Y軸方向及X軸方向例如位於彼此相同的位置。
而且，從設置於模具母材設置裝置9之模具母材MC送出之薄片狀模具MA繞掛於下側輥子39，接著繞掛於上側輥子41，再繞掛於張力調整部27的輥子45，而藉由模具捲繞裝置11捲繞。
薄片狀模具MA在下游側(模具捲繞裝置11側)是繞掛於上側輥子41；此外，薄片狀模具MA在上游側(模具 母材設置裝置9側)是繞掛於下側輥子39。
藉此，從Y軸方向觀察，如第1圖等所示般，繞掛於下側輥子39和上側輥子41之薄片狀模具MA是成為「S」字狀或是倒「S」字狀。
在模具母材設置裝置9和下側輥子39之間，薄片狀模具MA是在X軸方向和Y軸方向展開，從Y軸方向觀察成為直線狀。此外，薄片狀模具MA，在張力調整部27之輥子45的下側繞掛於輥子45，在上側輥子41和張力調整部27的輥子45之間、以及張力調整部27的輥子45和模具捲繞裝置11之間，薄片狀模具MA之寬度方向成為Y軸方向，且長度方向成為傾斜，從Y軸方向觀察成為「V」字狀。
輥子支承體43，是透過線性導引軸承47而藉由輥子基體49支承，在X軸方向相對於輥子基體49可移動自如。輥子基體49是透過未圖示的托架而與基台13設置成一體。
此外，輥子支承體43，是藉由伺服馬達51等的致動器，在控制裝置21的控制下，在X軸方向可移動定位自如。而且，讓下側輥子39和上側輥子41在X軸方向以既定速度進行移動而定位。
當下側輥子39和上側輥子41位於最下游側時，下側輥子39和上側輥子41，是位在比被成型品保持體19更下游側，且比張力調整部27的輥子更上游側。當下側輥子39和上側輥子41位在最上游側時，下側輥子39和上側輥子41，是位在比被成型品保持體19更上游側且比模具保持部25更下游側。
輥子支承體43，是離開被成型品保持體19和基台13而位於被成型品保持體19和基台13的上方。輥子基體49是位於輥子支承體43上方。
在輥子基體49的端部(轉印裝置5側的端部)，設置用來構成模具保持部25之上側夾持體53。此外，在基台13的上部且在基台13的端部(轉印裝置5側的端部)，一體地設有用來構成模具保持部25之下側夾持體55。
如第2圖所示般，在上側夾持體53，一體地設有導桿57。導桿57，是位於上側夾持體53的上方且從上側夾持體53豎起。此外，導桿57是卡合於與輥子基體49設置成一體之導引軸承59。藉此，使上側夾持體53相對於輥子基體49(基台13)在Z軸方向能移動自如。
此外，上側夾持體53，藉由設置在上側夾持體53的上部之缸體(例如氣缸)61等的致動器，在控制裝置21的控制下，能在Z軸方向移動。此外，氣缸61之缸體部，是與輥子基體49設置成一體，活塞桿的前端部是一體地卡合於上側夾持體53。
上側夾持體53下面，例如形成矩形的平面狀，上側夾持體53下面的寬度方向成為X軸方向，下面的長度方向成為Y軸方向。上側夾持體53下面之長度方向的尺寸是比薄片狀模具MA的寬度更大，在Y軸方向，薄片狀模具MA之中心位置與上側夾持體53下面之中心位置互相一致。
下側夾持體55的上面，例如形成與上側夾持體53的下面相同的形狀、相同的大小，從Z軸方向觀察的情況，上側夾持體53的下面與下側夾持體55的上面互相重疊。
下側夾持體55的上面，在Z軸方向，是從在其與模具母材設置裝置9之間水平延伸之薄片狀模具MA稍微離開(以比被成型品W厚度稍大的值離開)，而位於薄片狀模具MA的下側。
當上側夾持體53位於上端時，上側夾持體53是從在其與模具母材設置裝置9之間水平延伸之薄片狀模具MA離開而位於薄片狀模具MA的上方，下側夾持體55，是從在其與模具母材設置裝置9之間水平延伸之薄片狀模具MA離開而位於薄片狀模具MA的下方。
另一方面，當上側夾持體53從上端往下方移動，藉由上側夾持體53和下側夾持體55，將在其與模具母材設置裝置9之間水平延伸之薄片狀模具MA予以夾持並保持。
在藉由上側夾持體53和下側夾持體55將薄片狀模具MA夾持並保持的狀態下，下側夾持體55的上面是與薄片狀模具MA(未貼附被成型品W的部位)之下面接觸，上側夾持體53的下面是與薄片狀模具MA的上面接觸。此外，在夾持薄片狀模具MA時，藉由模具保持部25保持(藉由上側夾持體53和下側夾持體55把持)之薄片狀模具MA的部位等，雖會稍往下側移動，但該移動極小，因此薄片狀模具MA的張力幾乎不會產生變化，並不會發生薄片狀模具MA等變形等之異常。
另外，經由轉印在被成型品W上所貼附之薄片狀模具MA如何從被成型品W剝離，以下詳細地說明。
首先，被成型品保持體19下降，上側夾持體53上昇，在剝離輥子23位於下游側端部的狀態(參照第5(a)圖)下，藉由薄片狀模具移送定位裝置3將薄片狀模具MA進行移送定位，讓經由轉印貼附於薄片狀模具MA之被成型品W位於被成型品保持體19之正上方。
接著，使被成型品保持體19上昇而位於上端，藉由被成型品保持體19來保持被成型品W，使上側夾持體53下降，藉由模具保持部25來保持薄片狀模具MA(參照第5(b)圖)。然後，讓剝離輥子23(輥子支承體43)往上游側以既定速度移動到上游側的端部(參照第6圖)。
經由這些動作，在與輥子支承體43的移動同步地讓剝離輥子23(下側輥子39、上側輥子41)旋轉的狀態下，從被成型品W將薄片狀模具MA剝離(剝開)。亦即，在剝離輥子23和薄片狀模具MA之間不發生滑動的狀態下，完成剝開的部位和未完成剝開的部位之直線狀邊界(薄片狀模具MA之朝寬度方向延伸的邊界)，從薄片狀模具MA的長度方向之一端部朝向另一端部(例如從第1圖的左朝向右)移動，當該移動完成時剝離就結束了。
此外，在上述說明，是將1具氣缸61設置在上側夾持體53的中央部(Y軸方向的中央部)，將上側夾持體53移動而進行薄片狀模具MA的保持，但除了氣缸61以外，進一步設置輔助缸體(例如氣缸)63亦可(參照第2圖)。
補助缸體63，例如設有2具等的複數具，在Y軸方向，離氣缸61既定距離而相對於氣缸61呈對稱地配置。
補助缸體63，是位於上側夾持體53的上方，其缸體部與輥子基體49設置成一體。此外，補助缸體63之活塞桿，是從缸體部往下方延伸，但並未連接於上側夾持體53，而是相對於上側夾持體53成為可接觸或離開自如。
而且，當氣缸61的活塞桿上昇而使上側夾持體53位於上昇端的情況，補助缸體63之活塞桿會上昇而位於上昇端，補助缸體63的活塞桿與上側夾持體53互相分離(參照第2圖)。
另一方面，當氣缸61的活塞桿下降，而使上側夾持體53下降，將薄片狀模具MA予以把持的狀態下，若將補助缸體63的活塞桿下降，補助缸體63之活塞桿下端會與上側夾持體53接觸，而將上側夾持體53往下方按壓。
藉此，遍及上側夾持體53之寬度方向(Y軸方向)的大致全長，能以均一的按壓力將薄片狀模具MA予以把持。
此外，在上述說明，是將下側夾持體55固定而讓上側夾持體53移動以把持薄片狀模具MA；但將上側夾持體53固定而讓下側夾持體55移動以把持薄片狀模具MA亦可；或讓上側夾持體53和下側夾持體55兩方都移動以把持薄片狀模具MA亦可。此外，在讓下側夾持體55移動的情況，可將下側夾持體55與被成型品保持體支承體29設置成一體而進行移動。
在此，針對張力調整部(模具長度調整裝置)27做更詳細的說明。
張力調整部27，係具備：藉由基座構件65支承成一體且朝Z軸方向延伸之導桿67、透過線性導引軸承(未圖示)卡合於導桿67且在上下方向能移動自如之軸承構件69、以朝Y軸方向延伸的軸C3為旋轉中心而能旋轉自如地設置於軸承構件69之輥子45。基座構件65，例如透過未圖示的托架而與基台13設置成一體。
輥子45是如前述般，存在於剝離輥子23和模具母材捲繞裝置11之間。輥子45，例如位於上側輥子41和模具母材捲繞裝置11之捲繞完畢的模具MD的下方，在輥子45下側繞掛薄片狀模具MA。輥子45的寬度(Y軸方向的尺寸)是比薄片狀模具MA的寬度更大，在Y軸方向，輥子45中心與薄片狀模具MA的中心互相一致。
在張力調整部27設置彈壓手段71。彈壓手段71，是在對繞掛於輥子45之平板狀薄片狀模具MA賦予張力的方向(第1圖等中之朝下方向)，為了對平板狀薄片狀模具MA賦予適當的張力而將輥子45往例如下方彈壓。
具體而言，彈壓手段71係具備：氣缸73、用來控制供應給該氣缸73的空氣壓之空氣壓控制機器(例如調節器75和方向控制閥77)。
氣缸73，是位於輥子45的例如下方，氣缸73之缸體部是與基座構件65設置成一體，氣缸73之活塞桿是突出於缸體部的上方，活塞桿的前端部連接於軸承構件69。
此外，氣缸73之桿側(上側)的內部空間，是直接連接於壓縮空氣壓源79；氣缸73之頭側(下側)的內部空間，是透過調節器75、方向控制閥77而連接於壓縮空氣壓源79。
而且，在控制裝置21的控制下，藉由切換方向控制閥77，可改變彈壓手段71所產生的彈壓力。氣缸73之桿側的內部空間和氣缸73之頭側的內部空間，分別透過釋放閥(未圖示)連通於大氣，以防止各內部空間內的空氣壓過度上昇。
更詳細的說，在方向控制閥77之電磁線圈Solb為OFF的狀態(第8圖所示的狀態)下，對氣缸73之桿側的內部空間和氣缸73之頭側的內部空間供應相同壓力的壓縮空氣。此外，由於設有活塞桿，氣缸73之桿側的內部空間面積變得比氣缸73之頭側的內部空間面積小。
因此，在第8圖所示的狀態，輥子45會上昇，而無法對薄片狀模具MA賦予張力。但基於輥子45的質量(重量)，實際上會有欲往下降的力量作用於輥子45，而能對薄片狀模具MA賦予張力。
又在方向控制閥77的電磁線圈Solb為ON的狀態下，對氣缸73之頭側的內部空間供應之空氣壓，藉由調節器75變得比空氣壓源79的空氣壓小，因此有往下降的更大力量作用於輥子45。
方向控制閥77之切換，是為了讓薄片狀模具MA之張力變化幅度變得極小。例如，設置可檢測薄片狀模具MA的張力之張力檢測部，對應於該張力檢測部之檢測結果來切換方向控制閥77，而使薄片狀模具MA之張力變化幅度變得極小。
張力檢測部所進行之張力檢測，例如是使用可檢測輥子45的軸承所產生的負載之測力計(未圖示)。此外，方向控制閥77之切換，當測力計所檢測的負載比既定臨限值更大時，使方向控制閥77之電磁線圈Solb成為OFF；當測力計所檢測之負載比既定臨限值更小時，使方向控制閥77之電磁線圈Solb成為ON。
又在上述說明中，供應給氣缸73下側的內部空間之空氣壓力雖採用2段變更，但採用3段以上之複數段變更亦可，採用無段之連續變更亦可。
此外，對應於張力檢測部之檢測結果，將下側輥子39和上側輥子41之移動速度(將薄片狀模具MA剝開時之輥子支承體43的移動速度)適當地改變亦可。
亦即，當張力檢測部所檢測之薄片狀模具MA的張力變小時，將下側輥子39和上側輥子41之移動速度加快，隨著張力檢測部所檢測之薄片狀模具的張力變大，使下側輥子39和上側輥子41之移動速度逐漸減慢，以防止對薄片狀模具MA施加過度的張力，藉此能避免被成型品W上所轉印的轉印圖案受傷而高效率地將薄片狀模具MA剝開。
依據薄片狀模具移送定位裝置3，由於張力調整部27具備輥子45和氣缸73，不須進行複雜的控制，利用簡單的構造就能將平板狀薄片狀模具MA之張力調整成大致一定。
此外，供應給氣缸73之壓縮空氣，由於是具備壓縮性的氣體，即使因某些原因而造成平板狀薄片狀模具MA的形態急劇變化的情況，仍能對應於該急劇變化而調整張力。因此，即使平板狀薄片狀模具MA發生急劇的形態變化，仍能防止薄片狀模具MA發生切斷等。
在此說明轉印系統1的動作。
首先，在初期狀態，在設置於模具母材設置裝置9之模具母材MC和模具捲繞裝置11之捲繞完畢的模具MD之間，以既定張力讓薄片狀模具MA延伸，該延伸之薄片狀模具繞掛在剝離輥子23(下側輥子39、上側輥子41)和張力調整部27之輥子45上。
此外，在轉印裝置5，設置進行轉印前之被成型品W而完成轉印的準備。在剝離裝置7，讓被成型品保持體19下降，使上側夾持體53上昇，讓剝離輥子23(下側輥子39、上側輥子41)位於被成型品保持體19的下游。
在上述初期狀態，首先藉由轉印裝置5進行轉印，藉由該轉印使被成型品W和薄片狀模具MA互相貼合。
當轉印裝置5進行轉印後，藉由薄片狀模具移送定位裝置3將薄片狀模具MA往下游側進行移送定位，讓薄片狀模具MA的下面所貼附之被成型品W位於被成型品保持體19的正上方(參照第5(a)圖)。
接著，在轉印裝置5設置下個應進行轉印之被成型品W，並讓剝離裝置7之被成型品保持體19上昇，藉由被成型品保持體19來保持被成型品W，讓上側夾持體53下降而將薄片狀模具MA予以保持(參照第5(b)圖)。藉由上側夾持體53和下側夾持體55來保持薄片狀模具MA後，藉由轉印裝置5進行下個轉印。
接著，讓剝離輥子23(下側輥子39、上側輥子41)往上游側移動，從被成型品W將薄片狀模具MA剝開(參照第6(a)、(b)圖)。
接著，讓被成型品保持體19下降而停止被成型品保持體19所進行之被成型品W的保持，將被成型品W從被成型品保持體19卸除，讓上側夾持體53上昇而停止模具保持部25所進行之薄片狀模具MA的保持，讓剝離輥子23(下側輥子39、上側輥子41)回到被成型品保持體19的下游。
接著，同樣地進行下個被成型品W從薄片狀模具MA之剝開。
經由上述般的動作，使用在模具母材設置裝置9和模具捲繞裝置11之間延伸之薄片狀模具MA，對複數個被成型品W逐一地陸續進行轉印，此外，將複數個被成型品W逐一從薄片狀模具MA陸續剝離。亦即，進行連續式(Roll to Roll)的轉印和剝開。
依據轉印系統1之剝離裝置7，在離開轉印裝置5之其他場所，將被成型品W上所貼附之薄片狀模具MA從被成型品W剝開，因此能簡化裝置的構造。
亦即，由於被成型品保持體19、剝離輥子23等是與轉印裝置5分離，被成型品保持體19和剝離輥子23等不致與轉印裝置5發生干渉，被成型品保持體19和剝離輥子23等的設置空間之自由度變大，而能簡化裝置的構造。
此外，依據轉印系統1之剝離裝置7，在將薄片狀模具MA從被成型品W剝開時，即使產生微量的微細粉塵等，所產生的粉塵仍不致到達轉印裝置5，因此微細粉塵不致對轉印造成不良影響，而能進行正確的轉印。
此外，依據轉印系統1之剝離裝置7，由於轉印和薄片狀模具MA從被成型品W之剝開是在不同場所進行，因此轉印和薄片狀模具MA從被成型品W剝開兩者可同時並行地進行，而能縮短轉印所需的時間。
再者，依據剝離裝置7，由於剝離輥子23之剝開角度(藉由被成型品保持體19保持之被成型品W的上面、與下側輥子39上所繞掛之薄片狀模具MA的交叉角度)是一定的，能以大致一定的力量從被成型品W將薄片狀模具MA剝開，能防止起因於剝開而對被成型品W上所轉印之轉印圖案造成損傷。
此外，依據剝離裝置7，由於設有模具保持部25，即使剝離輥子23所進行之剝開(薄片狀模具MA從被成型品W剝開)結束時，仍能防止薄片狀模具MA在X軸方向發生位置偏移(特別是在轉印裝置5之位置偏移)。
亦即，如第6(a)圖所示般，在藉由下側輥子39和上側輥子41將薄片狀模具MA剝開的狀態，由於薄片狀模具MA是貼附於被成型品W且被成型品W是藉由被成型品保持體19予以保持，例如即使上側夾持體53和下側夾持體55未對薄片狀模具MA進行保持，下側輥子39和上側輥子41作用於薄片狀模具MA的力量也不會使存在於轉印裝置5側之薄片狀模具MA發生位置偏移。
相對於此，如第6(b)圖所示般，在下側輥子39和上側輥子41所進行之薄片狀模具MA的剝開結束的狀態(下側輥子39和上側輥子41離開被成型品保持體19而位於被成型品保持體19上游側的狀態)、或在剝開即將結束前的狀態，若上側夾持體53和下側夾持體55未對薄片狀模具MA進行保持，下側輥子39和上側輥子41作用於薄片狀模具MA之力量，會造成存在於轉印裝置5側之薄片狀模具MA發生位置偏移。
但是，在剝離裝置7，由於是藉由上側夾持體53和下側夾持體55來保持薄片狀模具MA，因此可防止在轉印裝置5發生薄片狀模具MA之位置偏移。
此外，如第10圖所示般，可在上側輥子41和輥子45之間設置導輥81，在輥子45和模具捲繞裝置11之間設置導輥83。此外，各導輥81、83，是以朝Y軸方向延伸之軸C6、C7為中心而能旋轉自如。
在各導輥81、83上繞掛薄片狀模具MA，在導輥81和輥子45間以及輥子45和導輥83間，不受剝離輥子23的位置和捲繞完畢的模具MD之外徑改變的影響，讓薄片狀模具MA始終朝Z軸方向延伸。亦即，在輥子45下側讓薄片狀模具MA的繞掛角度始終為180°。
如此，容易藉由張力調整部27之輥子45進行薄片狀模具MA之張力調整。
此外，在上述說明，下側輥子39和上側輥子41是隨著輥子支承體43之移動而進行旋轉，但將下側輥子39、上側輥子41當中至少任一個，藉由伺服馬達等的致動器而與輥子支承體43之移動同步地進行旋轉亦可。
此外，使用捲繞完畢的模具MD，將被成型品W上所貼附之薄片狀模具MA直接剝開亦可。
亦即，如第11圖所示般，讓捲繞完畢的模具MD以朝Y軸方向延伸之軸C8為中心而進行旋轉，並在X軸方向從左往右移動，而將薄片狀模具MA剝開亦可。此外，捲繞完畢的模具MD，是成為在Z軸方向也能移動定位自如。
1．．．轉印系統
3．．．薄片狀模具移送定位裝置
5．．．轉印裝置
7．．．模具剝離裝置
9．．．模具母材設置裝置
11．．．模具捲繞裝置
13．．．基台
15．．．張力賦予手段
17．．．芯材
19．．．被成型品保持體
21．．．控制裝置
23．．．剝離輥子
25．．．模具保持部
27．．．張力調整部
29．．．被成型品保持體支承體
31、47．．．線性導引軸承
33．．．托架
35、51．．．伺服馬達
37．．．溝槽
39．．．下側輥子
41．．．上側輥子
43．．．輥子支承體
45．．．輥子
49．．．輥子基體
53．．．上側夾持體
55．．．下側夾持體
57、67．．．導桿
59．．．導引軸承
61．．．缸體
65．．．基座構件
69．．．軸承構件
71．．．彈壓手段
73．．．氣缸
75．．．調節器
77．．．方向控制閥
79．．．壓縮空氣壓源
81、83．．．導輥
C1~C8．．．軸
MA．．．模具
MB．．．微細轉印圖案
MC．．．模具母材
MD．．．捲繞完畢的模具
Solb．．．電磁線圈
W．．．被成型品
W1．．．基材
W2．．．紫外線硬化樹脂
第1圖係顯示本發明的一實施方式之轉印系統的概略構造之前視圖。
第2圖係第1圖之II-II箭頭視圖。
第3圖係第1圖之III-III箭頭視圖。
第4圖係第1圖之IV-IV箭頭視圖。
第5(a)(b)圖係顯示本發明的一實施方式之模具剝離裝置的動作。
第6(a)(b)圖係顯示模具剝離裝置的動作。
第7圖係顯示模具剝離裝置的動作。
第8圖係顯示本發明的一實施方式之張力調整部的概要圖。
第9(a)~(d)圖係顯示本發明的一實施方式之轉印的概要圖。
第10圖係顯示本發明的一實施方式之模具剝離裝置的概要圖，是對應於第1圖。
第11(a)~(c)圖係顯示本發明的一實施方式之模具剝離裝置的概要圖，是對應於第1圖。
1．．．轉印系統
3．．．薄片狀模具移送定位裝置
5．．．轉印裝置
7．．．模具剝離裝置
9．．．模具母材設置裝置
11．．．模具捲繞裝置
13．．．基台
15．．．張力賦予手段
17．．．芯材
19．．．被成型品保持體
21．．．控制裝置
23．．．剝離輥子
25．．．模具保持部
27．．．張力調整部
29．．．被成型品保持體支承體
31、47．．．線性導引軸承
33．．．托架
35、51．．．伺服馬達
37．．．溝槽
39．．．下側輥子
41．．．上側輥子
43．．．輥子支承體
45．．．輥子
49．．．輥子基體
53．．．上側夾持體
55．．．下側夾持體
61．．．缸體
65．．．基座構件
67．．．導桿
69．．．軸承構件
71．．．彈壓手段
73．．．氣缸
C1~C5．．．軸
MA．．．模具
MC．．．模具母材
MD．．．捲繞完畢的模具
W．．．被成型品

Claims (3)

  1. 一種模具剝離裝置，是在將薄片狀模具上所形成之微細的轉印圖案轉印於平板狀的被成型品後，將前述被成型品上所貼附之前述模具從前述被成型品剝開之模具剝離裝置；其特徵在於，係具有被成型品保持體及剝離輥子；該被成型品保持體，是位於離開進行前述轉印之轉印部位的部位，用來保持互相貼合之前述模具和前述被成型品當中之前述被成型品；該剝離輥子，是讓藉由前述被成型品保持體予以保持之前述被成型品上所貼附的前述模具繞掛，藉由相對於前述被成型品保持體進行移動而從前述被成型品將前述模具剝開。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之模具剝離裝置，其中，具有：在進行前述轉印之轉印部位與前述被成型品保持體之間保持前述模具之模具保持部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之模具剝離裝置，其中，具有用來調整前述模具的張力之張力調整部。
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