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TWI554411B - 轉印裝置、被成形體及轉印方法 - Google Patents

轉印裝置、被成形體及轉印方法 Download PDF

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TWI554411B
TWI554411B TW102130432A TW102130432A TWI554411B TW I554411 B TWI554411 B TW I554411B TW 102130432 A TW102130432 A TW 102130432A TW 102130432 A TW102130432 A TW 102130432A TW I554411 B TWI554411 B TW I554411B
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transfer
roller
mold
replica
die
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TW102130432A
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杉浦裕喜
小久保光典
藤原茂
北原秀利
室伏勇
松月功
馬場丘人
鈴木亨
Original Assignee
東芝機械股份有限公司
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

轉印裝置、被成形體及轉印方法
本發明係關於轉印裝置、被成形體及轉印方法,尤其係關於轉印微細的轉印圖案者(被轉印微細的轉印圖案者)。
近年來已研究開發出一種以電子線描繪法等,在石英基板等形成超微細的轉印圖案(微細的轉印圖案),製作模具(模(mold)),將前述模具以預定壓力按壓在被成型品,將形成在該模具的轉印圖案進行轉印的奈米轉印(nanoimprint)技術(參照Precision Engineering Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology 25(2001)192-199)。
上述轉印係例如被進行如下。
首先,如圖12(a)所示,被成形體305與模309彼此相對向。被成形體305係具有:板狀的基材301;及以薄形膜狀設在板狀的基材301的厚度方向的其中一面的未硬化的紫外線硬化樹脂303。模309係由鎳等金屬而形成 為板狀。在模309的厚度方向的其中一面形成有微細的轉印圖案307。
接著,如圖12(b)所示,以轉印圖案307與紫外線硬化樹脂303相接觸的方式,模309按壓被成形體305。之後,紫外線發生裝置311對紫外線硬化樹脂303照射紫外線,將紫外線硬化樹脂303硬化。
接著,如圖12(c)所示,模309由被成形體305分離。結果,可得具備有硬化且被轉印有轉印圖案之紫外線硬化樹脂303的被成形體305。
在習知的轉印中,模(主模)309為不會透過紫外線的金屬製。為了使紫外線硬化樹脂303硬化,必須通過基材301來照射紫外線。因此,會有在被成形體305的規格產生限制的問題。
本發明係鑑於上述問題而研創者,目的在提供在將形成在主模的微細的轉印圖案轉印在被成形體的轉印裝置及轉印方法中,可加大被成形體的規格的自由度者。
本發明之第1態樣之要旨為:一種轉印裝置,其係將形成在主模的微細的轉印圖案轉印在被成形體的轉印裝置,其具有:第1轉印部,其係將前述主模的微細的轉印圖案轉印在由透過光的材料所構成的複製模(replica mold);及第2轉印部,其係將在前述第1轉印部所形成的複製模的微細的轉印圖案轉印在前述被成形體。
轉印裝置亦可具有:複製模捲狀原材料設置部、及複製模捲繞部。前述複製模亦可在前述複製模捲狀原材料設置部與前述複製模捲繞部之間,由被設置在前述複製模捲狀原材料設置部的複製模捲狀原材料至前述複製模捲繞部形成為薄片狀,以預定的張力被伸展而延伸。
前述第1轉印部亦可具備有:保持前述主模的主模保持體、轉印滾筒、及剝離滾筒。前述轉印滾筒亦可構成為:將所被纏繞的前述複製模、及被保持在前述主模保持體的主模,為進行前述轉印而與前述主模保持體合作來進行夾入,藉由以中心軸為旋轉中心進行旋轉且相對於前述主模保持體相對移動,使前述所夾入的前述主模與前述複製模的部位移動。前述剝離滾筒亦可構成為:相較於前述轉印滾筒更設在前述第2轉印部側。在前述剝離滾筒,亦可被纏繞以前述轉印滾筒被夾入且緊貼在前述主模的前述複製模。前述剝離滾筒亦可以中心軸為旋轉中心進行旋轉,相對於前述主模保持體,連同前述轉印滾筒一起相對移動,藉此捲繞前述複製模而由前述主模分離。
前述第1轉印部亦可具備有圓柱狀的主模。前述複製模亦可構成為藉由被纏繞在前述主模來進行前述轉印。
第2轉印部亦可具備有:保持前述被成形體的被成形體保持體、轉印滾筒、及剝離滾筒。前述轉印滾筒亦可構成為:將所被纏繞的前述複製模、及被保持在前述被成形體保持體的被成形體,為進行前述轉印而與前述被成形體保持體合作來進行夾入,以中心軸為旋轉中心進行旋轉, 相對於前述被成形體保持體相對移動,藉此使前述所夾入的前述複製模與前述被成形體的部位移動。前述剝離滾筒亦可構成為:相較於前述轉印滾筒,被設在由前述第1轉印部分離之側。在前述剝離滾筒,亦可以前述轉印滾筒被夾入,被纏繞緊貼於前述被成形體的前述複製模。前述剝離滾筒亦可以中心軸為旋轉中心進行旋轉,相對於前述被成形體保持體,連同前述轉印滾筒一起相對移動,藉此捲繞前述複製模而由前述被成形體分離。
本發明之第2態樣係一種使用上述轉印裝置而形成有微細的轉印圖案的被成形體。
本發明之第3態樣之要旨為:一種轉印方法,其係將形成在主模的微細的轉印圖案轉印在被成形體的轉印方法,其具有:第1轉印工程,其係將前述主模的微細的轉印圖案轉印在由透過光的材料所構成的複製模;及第2轉印工程,其係將在前述第1轉印工程所被形成的複製模的微細的轉印圖案轉印在被成形體。
藉由本發明,在將形成在主模的微細的轉印圖案轉印在被成形體的轉印裝置及轉印方法中,達成可加大被成形體的規格的自由度的效果。
1‧‧‧轉印裝置
3‧‧‧第1轉印部
5‧‧‧第2轉印部
7‧‧‧複製模捲狀原材料設置部
9‧‧‧複製模捲繞部
11‧‧‧主模保持體(主模設置體)
13‧‧‧第1滾筒
15‧‧‧第2滾筒
17‧‧‧第3滾筒
19‧‧‧第4滾筒
21‧‧‧平面(厚度方向的其中一面;上面;主模設置面)
23‧‧‧小徑部
25‧‧‧紫外線發生裝置
27、27a、27b‧‧‧噴嘴
29‧‧‧被成形體保持體(被成形體設置體)
31‧‧‧第1滾筒
33‧‧‧第2滾筒
35‧‧‧第3滾筒
37‧‧‧第4滾筒
39‧‧‧被成形體設置面
41‧‧‧小徑部
43‧‧‧紫外線發生裝置
45、45a、45b‧‧‧噴嘴
47‧‧‧基座體
49‧‧‧除振台
51‧‧‧支柱
53‧‧‧上側支柱保持體
55‧‧‧線性導引軸承
57‧‧‧移動體
59‧‧‧伺服馬達
61‧‧‧滾珠螺桿
63‧‧‧滾筒支持體
65‧‧‧除振台
67‧‧‧上升銷
69‧‧‧支柱
71‧‧‧上側支柱保持體
73‧‧‧線性導引軸承
75‧‧‧移動體
77‧‧‧伺服馬達
79‧‧‧滾珠螺桿
81‧‧‧滾筒支持體
83A~83D、85‧‧‧導引滾筒
301‧‧‧基材
303‧‧‧紫外線硬化樹脂
305‧‧‧被成形體
307‧‧‧轉印圖案
309‧‧‧模
311‧‧‧紫外線發生裝置
C1~C10‧‧‧中心軸
MA‧‧‧主模
MA1‧‧‧轉印圖案
MB‧‧‧複製模
MB1‧‧‧被成形物
MB2‧‧‧轉印圖案
MB3‧‧‧複製模捲狀原材料
MB4‧‧‧捲繞完畢複製模(捲繞滾輪)
MB5‧‧‧模用基材
MB6‧‧‧端部
W‧‧‧被成形體
W1‧‧‧轉印圖案
W2‧‧‧被成形物
W3‧‧‧基材(被成形體用基材)
圖1係顯示本發明之實施形態之轉印裝置的概略構成圖。
圖2係顯示本發明之實施形態之轉印裝置的第1轉印 部等的概略構成圖。
圖3係顯示本發明之實施形態之轉印裝置的第2轉印部等的概略構成圖。
圖4係顯示圖1中的IV-IV剖面的圖。
圖5係顯示圖1中的V-V剖面的圖。
圖6係顯示本發明之實施形態之轉印裝置的動作的圖。
圖7係顯示本發明之實施形態之轉印裝置的動作的圖。
圖8係顯示本發明之實施形態之轉印裝置的動作的圖。
圖9係顯示本發明之實施形態之轉印裝置的動作的圖。
圖10係顯示本發明之實施形態之轉印裝置的動作的圖。
圖11係顯示變形例之轉印裝置的概略構成圖。
圖12係說明轉印的圖。
本發明之實施形態之轉印裝置1係將形成在主模MA的厚度方向的其中一面的微細的轉印圖案MA1轉印在被成形體W的裝置。主模MA係以鎳等金屬或紫外線等光不會透過的材料形成為薄片狀(薄板狀)。
轉印裝置1係製造形成有微細的轉印圖案W1的被成 形體W(參照圖12(c))。被成形體W係被使用作為例如導光板、光學濾光片等光學元件。
在以下說明中,為方便起見,將水平而且互相呈正交的二方向設為X軸方向、Y軸方向,將相對於X軸方向及Y軸方向呈正交的鉛直方向設為Z軸方向。
轉印裝置1係如圖1等所示,具備有:第1轉印部3、及第2轉印部5。
第1轉印部3係將主模MA的微細的轉印圖案MA1轉印在複製模MB的被成形物MB1。複製模MB係藉由透過紫外線等光的材料而形成為薄片狀。
亦即,第1轉印部3係在複製模MB的被成形物MB1轉印主模MA的微細的轉印圖案MA1,藉此生成複製模MB。
第2轉印部5係將在第1轉印部3所形成的複製模MB的微細的轉印圖案MB2轉印在被成形體W。
亦即,第2轉印部5係在被成形體W的被成形物W2轉印複製模MB的微細的轉印圖案MB2,藉此生成形成有微細的轉印圖案W1的被成形體W。
其中,複製模MB係形成為細長且薄片狀,由第1轉印部3至第2轉印部5長形延伸。存在於第1轉印部3之處的複製模MB的部位、及存在於第2轉印部5之處的複製模MB的部位係彼此相連。
接著,在第1轉印部3形成有微細的轉印圖案MB2的複製模MB的部位移動至第2轉印部5,而被使用在對 被成形體W的轉印。
複製模MB係具備有可撓性。複製模MB係即使被施加相對於其厚度方向呈正交的方向的拉伸力,亦幾乎不會發生彈性變形,大致可視為剛體。另一方面,複製模MB係如紙幣等般可能發生朝厚度方向捲縮的變形。換言之,複製模MB係可能發生因繞著朝相對於厚度方向呈正交的方向延伸的軸的力矩所造成的變形。因此,複製模MB係可以該厚度方向與圓柱狀滾筒的徑方向相一致的方式輕易地纏繞在滾筒的外周。
在第1轉印部3的轉印與在第2轉印部5的轉印係並行進行。例如,進行在第1轉印部3的轉印時,進行在第2轉印部5的轉印。
轉印裝置1係具備有:複製模捲狀原材料設置部7、及複製模捲繞部9。在複製模捲狀原材料設置部7係安裝有複製模捲狀原材料MB3。複製模捲狀原材料MB3係將被使用在轉印之前(亦即未使用)的複製模MB捲繞者(roll)。複製模捲繞部9係將由複製模捲狀原材料設置部7所被送出的複製模捲狀原材料MB3進行捲繞。亦即,複製模捲繞部9係捲繞使用完畢的複製模MB,且作為捲繞滾輪MB4來進行回收(collect)。
複製模MB係在複製模捲狀原材料設置部7與複製模捲繞部9之間,一面被纏繞在複數滾筒(滾筒13等),一面形成為薄片狀(板狀)而以預定的張力伸展而延伸。
在形成為平板狀的薄片狀的複製模MB,以其長邊方 向(將複製模捲狀原材料設置部7與複製模捲繞部9彼此相連結之例如水平的方向;X軸方向)施加預定的張力。藉由該張力,複製模MB係保持朝X軸方向及Y軸方向展開的平板狀的形態。
在圖6、圖7、圖9、圖10中雖未圖示,複製模MB的微細的轉印圖案MB2係形成在平板狀的複製模MB的下面(參照圖1等)。
如上所述,複製模捲狀原材料MB3係被使用在轉印之前的捲狀的複製模MB。複製模捲狀原材料MB3係將薄片狀的複製模MB(詳容後述的模用基材MB5),在圓柱狀的芯材的外周,以該外周的周方向與薄片狀的複製模MB的長邊方向彼此相一致地重複捲繞,而形成為圓筒狀或圓柱狀。
複製模MB係在被使用在轉印之後,以複製模捲繞部9進行捲繞,形成與複製模捲狀原材料MB3相同的捲狀的捲繞完畢複製模(捲繞滾輪)MB4。
複製模捲狀原材料MB3係將其中心軸(例如朝Y軸方向延伸的軸;圖1等朝與紙面呈正交的方向延伸的軸)C1作為旋轉中心來進行旋轉。捲繞完畢複製模MB4亦以其中心軸(與軸C1呈平行而朝水平方向延伸的軸)C2為旋轉中心來進行旋轉。
第1轉印部3係如圖2等所示,具備有:保持主模MA的主模保持體(主模設置體)11、圓柱狀的第1滾筒13、圓柱狀的第2滾筒15、圓柱狀的第3滾筒17、及圓 柱狀的第4滾筒19。
1條細長的複製模MB係朝長邊方向(X軸方向等)延伸,依第2滾筒15、第1滾筒13、第3滾筒17、第4滾筒19的順序被纏繞在各滾筒13、15、17、19。
第1滾筒(轉印滾筒)13係將所被纏繞的複製模MB與被保持在主模保持體11的主模MA,為進行轉印而與主模保持體11合作來進行夾入。第1滾筒13係以其中心軸(朝Y軸方向延伸的軸)C3為旋轉中心來進行旋轉,相對於主模保持體11,相對地在X軸方向進行移動(圖1由右側朝左側移動)。藉由第1滾筒13的移動,所夾入的主模MA與複製模MB的各部位會移動。
第2滾筒(轉印導引滾筒)15係相較於第1滾筒13,由主模保持體11以Z軸方向(圖1中為在上側)分離預定的距離。
複製模MB係由第1滾筒13延伸出去,以由主模保持體11分離的方式被纏繞在第2滾筒15。
複製模MB係被纏繞在第1滾筒13,以與第3滾筒17為相反側由第1滾筒13延伸出去。此外,複製模MB係以由被保持在主模保持體11的主模MA分離的方式被纏繞在第2滾筒15。
第2滾筒15係將與第1滾筒13的中心軸C3呈平行的中心軸C4作為旋轉中心,與第1滾筒13同步旋轉,相對於主模保持體11,連同第1滾筒13一起相對移動。
第3滾筒(剝離滾筒)17係相較於第1滾筒13更設 在X軸方向中的第2轉印部5側。在第3滾筒17係被纏繞以第1滾筒13被夾入而緊貼在主模MA的複製模MB。
第3滾筒17係將與第1滾筒13的中心軸C3呈平行的中心軸C5作為旋轉中心,與第1滾筒13同步旋轉。第3滾筒17係相對於主模保持體11,連同第1滾筒13一起相對移動。藉由第3滾筒17的移動,複製模MB被捲繞而由主模MA分離。
其中,若改變觀看方式,第3滾筒17亦與第1滾筒13同樣地,將複製模MB及被保持在主模保持體11的主模MA,與主模保持體11合作來進行夾入。
第4滾筒(剝離導引滾筒)19係與第2滾筒15相同地,相較於第3滾筒17,更為由主模保持體11朝Z軸方向(圖1中為在上側)分離預定的距離。複製模MB係被纏繞在第3滾筒17,在與第1滾筒13為相反側,由第3滾筒17延伸出去。複製模MB係以由被保持在主模保持體11的主模MA分離的方式被纏繞在第4滾筒19。
第4滾筒19係將與第3滾筒17的中心軸C5呈平行的中心軸C6作為旋轉中心,與第3滾筒17同步進行旋轉。第4滾筒19係相對於主模保持體11連同第1滾筒13一起相對移動。
第1滾筒13係在轉印時將複製模MB按壓在主模MA側。
第2滾筒15係在轉印時導引複製模MB,並且亦作為第1滾筒13的備用滾筒來發揮功能。在此,備用滾筒意 指用以抑制因近接的滾筒(亦即第1滾筒13)所發生的撓曲的滾筒。
第3滾筒17係如前所述,在轉印後,使複製模MB由主模MA分離。
第4滾筒19係在轉印後導引複製模MB,並且亦作為第3滾筒17的備用滾筒來發揮功能。
轉印圖案MA1(轉印圖案MB2)係以間距或高度具有例如屬於可見光線的波長程度的凹凸的方式形成。轉印圖案MA1藉由在第1轉印部3的轉印而被轉印在複製模MB,在複製模MB形成有與轉印圖案MA1為相反形態的轉印圖案MB2。
此外,轉印圖案MB2藉由在第2轉印部5的轉印,被轉印在被成形體W,在被成形體W形成與轉印圖案MB2為相反形態的轉印圖案W1。
薄片狀的複製模MB係由薄片狀的基材(模用基材)MB5、及轉印圖案形成體(被成形物)MB1所構成。上述轉印圖案MB2係形成在轉印圖案形成體MB1。
模用基材MB5係例如以紫外線可透過的PET樹脂等樹脂而形成為薄片狀(板狀)。
轉印圖案形成體MB1係以可透過紫外線的樹脂而形成為薄形膜狀。該樹脂係例如紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂。轉印圖案形成體MB1係以其厚度方向與模用基材MB5的厚度方向相一致的方式,在模用基材MB5的厚度方向中的其中一面一體設在模用基材 MB5。
轉印圖案MB2係形成在厚度方向中的其中一面,且與模用基材MB5相接的面為相反的面亦即轉印圖案形成體MB1的表面。
模用基材MB5係例如形成為長的矩形板狀(帶板狀)。模用基材MB5的寬幅尺寸與模用基材MB5的厚度尺寸相比為相當大。模用基材MB5的長度尺寸與模用基材MB5的寬幅尺寸相比為相當大。
轉印圖案形成體MB1亦例如形成為矩形的板狀。轉印圖案形成體MB1係寬幅方向與模用基材MB5的寬幅方向相一致,長度方向與模用基材MB5的長度方向相一致而設在模用基材MB5。
此外,轉印圖案形成體MB1係在模用基材MB5的長度方向,隔著預定間隔而斷續性設有複數個。其中,轉印圖案形成體MB1亦可在模用基材MB5的長度方向連續設置。轉印圖案形成體MB1的寬幅尺寸係比模用基材MB5的寬幅尺寸為更窄。
模用基材MB5係在其一部分包含不存在轉印圖案形成體MB1的區域。該區域係朝模用基材MB5的長邊方向連續延伸。該區域係以例如轉印圖案形成體MB1的寬幅尺寸比模用基材MB5的寬幅尺寸為更窄的方式形成。此時,在複製模MB的寬幅方向中的複製模MB的兩端部形成有僅存在模用基材MB5的端部MB6(參照圖4、圖5)。
主模保持體11係例如形成為矩形的平板狀。主模保持體11係具有用以保持主模MA的平面(厚度方向的其中一面;上面;主模設置面)21。主模MA的背面的全面係與主模保持體11的主模設置面21作面接觸,藉由例如真空吸附而被保持在主模保持體11。其中,背面係指與形成有微細的轉印圖案MA1的面為相反側的面。被設置在主模保持體11的主模MA係該寬幅方向、長度方向與主模保持體11的寬幅方向(Y軸方向)、長度方向(X軸方向)相一致。
第1滾筒13的外徑、第2滾筒15的外徑、第3滾筒17的外徑、與第4滾筒19的外徑係大致相等。第1滾筒13的長度(寬幅)、第2滾筒15的長度(寬幅)、第3滾筒17的長度(寬幅)、與第4滾筒19的長度(寬幅)係大致相等。
第1滾筒13、第2滾筒15、第3滾筒17及第4滾筒19係在該等之寬幅方向(Y軸方向),彼此的位置相一致。
第1滾筒13與第3滾筒17係在上下方向(Z軸方向),彼此的位置相一致。第2滾筒15與第4滾筒19係在上下方向(Z軸方向),彼此的位置相一致,且位於第1滾筒13的上方。
此外,第1滾筒13與第2滾筒15係在X軸方向,彼此的位置相一致。第3滾筒17與第4滾筒19係在X軸方向,彼此的位置相一致。第3滾筒17與第4滾筒19係比 第1滾筒13更位於第2轉印部5側。
第1滾筒13的寬幅尺寸係比被保持在主模保持體11的主模MA的寬幅尺寸為稍微大。第1滾筒13的軸C3的延伸方向(寬幅方向;Y軸方向)係與被保持在主模保持體11的主模MA的寬幅方向相一致。第1滾筒13的寬幅方向的中心係與被保持在主模保持體11的主模MA的寬幅方向的中心相一致。
此外,第1滾筒13係構成為在與主模保持體11的主模設置面21呈正交的方向(Z軸方向)移動定位自如。
第1滾筒13當將複製模MB及被保持在主模保持體11的主模MA與主模保持體11合作來進行夾入時,第1滾筒13的中心軸C3與主模設置面21之間的距離係與第1滾筒13的半徑與主模MA的厚度與複製模MB的厚度的和為大致相等、或極為稍微變小。藉此進行上述夾入。
被纏繞在第1滾筒13的複製模MB的寬幅方向、與第1滾筒13的寬幅方向彼此相一致。被纏繞在第1滾筒13的複製模MB的寬幅方向的中心、與第1滾筒13的寬幅方向的中心係彼此大致相一致。被纏繞在第1滾筒13的複製模MB係以半周程度纏繞在第1滾筒13。
在被纏繞在第1滾筒13的複製模MB中,模用基材MB5的背面係與第1滾筒13的外周作面接觸(參照圖4)。在此,模用基材MB5的背面係指設有轉印圖案形成體MB1的面的相反側的面。
複製模MB係被纏繞在第1滾筒13,由第1滾筒13 與主模保持體11之間延伸出去,且與主模設置面21平行地,朝主模保持體11的長度方向(X軸方向)的另一端側(圖1中為右側)延伸出去。在複製模MB由第1滾筒13與主模保持體11之間延伸出去的狀態下,複製模MB係以主模MA的厚度程度由主模設置面21分離。
複製模MB係被纏繞在第1滾筒13,另外朝與被纏繞在第1滾筒13的方向為相反方向以半周程度纏繞在第2滾筒15。其中,若由第1滾筒13及第2滾筒15的中心軸C3、C4的延伸方向(Y軸方向)觀看,被纏繞在第1滾筒13及第2滾筒15的複製模MB的部位係成為「S」字狀或倒「S」字狀。
第2滾筒15的中心軸C4係恆位於離第1滾筒13的中心軸C3為一定的距離。第2滾筒15係構成為連同第1滾筒13一起在與主模保持體11的主模設置面21呈正交的方向(Z軸方向)移動自如、定位自如。
複製模MB係由第2滾筒15的上部朝圖1的左側延伸出去。此外,複製模MB係由第1滾筒13的下部朝圖1的右側延伸出去。該等延伸出去方向係彼此平行。亦即,由第1滾筒13延伸出去的複製模MB的厚度方向、與由第2滾筒15延伸出去的複製模MB的厚度方向係彼此相一致。由第1滾筒13延伸出去的複製模MB的長度方向、與由第2滾筒15延伸出去的複製模MB的長度方向係彼此相一致。
此外,由第2滾筒15的上部延伸出去的複製模MB 與主模保持體11之間的Z軸方向的距離係比第1滾筒13的直徑與第2滾筒15的直徑的和為稍微大。
第1滾筒13當將複製模MB及主模MA與主模保持體11合作來進行夾入時,第3滾筒17的中心軸C5與主模設置面21之間的距離係與第1滾筒13的中心軸C3與主模設置面21之間的距離相等。
與第1滾筒13的情形相同地,複製模MB以半周程度纏繞在第3滾筒17。
在第3滾筒17,係與第1滾筒13的情形相同地,模用基材MB5的背面與第3滾筒17的外周面作面接觸。
複製模MB係被纏繞在第3滾筒17,另外以與被纏繞在第3滾筒17的方向為相反方向,以半周程度纏繞在第4滾筒19。其中,若由第3滾筒17及第4滾筒19的中心軸C5、C6的延伸方向(Y軸方向)觀看,與第1滾筒13、第2滾筒15的情形相同地,被纏繞在第3滾筒17及第4滾筒19的複製模MB的部位係形成為「S」字狀或倒「S」字狀。
第3滾筒17的中心軸C5及第4滾筒19的中心軸C6係相對於第1滾筒13的中心軸C3,恆位於一定的距離。第3滾筒17及第4滾筒19係構成為連同第1滾筒13一起在與主模保持體11的主模設置面21呈正交的方向(Z軸方向)移動自如、定位自如。
複製模MB係由第4滾筒19的上部朝圖1的右側延伸出去。複製模MB係由第3滾筒17的下部朝圖1的左 側延伸出去。該等延伸出去方向係互相平行。
由第4滾筒19的上部延伸出去的複製模MB與主模保持體11之間的距離係與第2滾筒15的情形相同地,比第3滾筒17的直徑與第4滾筒19的直徑的和還稍微大。
第1滾筒13、第2滾筒15、第3滾筒17及第4滾筒19係構成為相對於主模保持體11,朝主模MA的長邊方向(X軸方向)相對移動自如。亦即,第1滾筒13、第2滾筒15、第3滾筒17及第4滾筒19係在主模保持體11的長邊方向,在由主模保持體11的長邊方向的另一端稍微分離的位置(參照圖6)、與由主模保持體的長邊方向的一端稍微分離的位置(圖8參照)之間移動。
其中,第4滾筒19係具有用以避免所被纏繞的複製模MB的轉印圖案形成體MB1的接觸的小徑部23(參照圖4)。
在圖6所示之初期狀態中,(i)主模MA係被設置在主模保持體11,(ii)複製模MB係被纏繞在各滾筒13、15、17、19,(iii)第1滾筒13與第3滾筒17在相對於主模設置面21呈正交的方向(Z軸方向),由主模設置面21分離主模MA的厚度與複製模MB的厚度的和程度的距離(用以進行轉印的距離),(iv)各滾筒13、15、17、19位於由主模保持體11的長邊方向之端稍微分離之處。在該初期狀態中,由第2滾筒15的上部延伸出去的複製模MB係位於主模保持體11的正上方。此外,由第1滾筒13朝第3滾筒17側延伸出去的複製模MB係 由主模保持體11分離。
若由相對於主模設置面21呈正交的方向(Z軸方向)觀看上述初期狀態時,由第2滾筒15的上部朝左側延伸出去的複製模MB的部位與主模設置面21相重疊,由第1滾筒13的下部朝第3滾筒17側(右側)延伸出去的複製模MB的部位係由主模設置面21分離。
由上述初期狀態,若各滾筒13、15、17、19朝主模保持體11的長邊方向(X軸方向)的一端側(左側)移動時,以第1滾筒13與主模保持體11所夾入的複製模MB與主模MA的部位(朝主模保持體11的寬幅方向延伸的直線狀的部位)等由右側朝向左側移動。此時,並不會有複製模MB相對於各滾筒13、15、17、19滑動的情形。亦不會有複製模MB相對於主模MA滑動的情形。此外,第1滾筒13及第3滾筒17係使複製模MB為其間,相對於被設置在主模保持體11的主模MA,形成滾動對(rolling pair)。
此外,若轉印圖案形成體MB1為紫外線硬化樹脂時,在轉印裝置1設有用以使轉印圖案形成體MB1硬化的紫外線發生裝置25。紫外線發生裝置25係連同各滾筒13、15、17、19一起移動、定位。紫外線發生裝置25係對藉由第1滾筒13與主模保持體11所被夾入的主模MA與複製模MB的各部位的近傍(第1滾筒13與第3滾筒17之間)照射紫外線,使轉印圖案形成體MB1硬化。藉由該硬化,在轉印圖案形成體MB1形成與微細的轉印圖 案MB2相對應的形狀,
亦即,當各滾筒13、15、17、19朝X軸方向移動時,在滾筒13、15的後側,執行藉由紫外線發生裝置25所為之紫外線的照射。紫外線係通過模用基材MB5而被照射在轉印圖案形成體MB1。藉由該紫外線的照射,轉印圖案形成體MB1被硬化。在圖6中,轉印圖案形成體MB1係由右而左依序硬化。
當各滾筒13、15、17、19朝X軸方向移動時,第3滾筒17與第4滾筒19捲繞複製模MB,將緊貼在被設置在主模保持體11的主模MA的複製模MB由主模MA剝下(分離)。所被分離的複製模MB係被使用在第2轉印部5的轉印。
在第1轉印部3設有噴嘴27。噴嘴27係將未硬化的轉印圖案形成體MB1以膜狀設在主模MA的上面。噴嘴27係被設在各滾筒13、15的上游側(使滾筒13、15為其間而與滾筒17、19為相反側),連同各滾筒13、15、17、19一起移動、定位。
其中,亦可將噴嘴27設在圖2的元件符號27a所示之處,在模用基材MB5的下面設置未硬化的轉印圖案形成體MB1。此時,如圖4所示,在第2滾筒15形成用以避免所被纏繞的複製模MB的轉印圖案形成體MB1的接觸的小徑部23。此外,亦可將噴嘴27設在圖2的元件符號27b所示之處。
接著,針對第2轉印部5詳加說明。第2轉印部5係 如圖1等所示,構成為與第1轉印部3大致相同,在X軸方向比第1轉印部3更位於複製模捲繞部9側。
亦即,第2轉印部5係如圖3所示,具備有:保持被成形體W的被成形體保持體(被成形體設置體)29;圓柱狀的第1滾筒31;圓柱狀的第2滾筒33;圓柱狀的第3滾筒35;及圓柱狀的第4滾筒37。
1條細長的複製模MB係朝長邊方向(X軸方向等)延伸,依第2滾筒33、第1滾筒31、第3滾筒35、第4滾筒37的順序被纏繞在各滾筒31、33、35、37。
第1滾筒(轉印滾筒)31係將所被纏繞的複製模MB與被保持在被成形體保持體29的被成形體W,為進行轉印而與被成形體保持體29合作來進行夾入。第1滾筒31係將其中心軸(朝Y軸方向延伸的軸)C7作為旋轉中心進行旋轉,相對於被成形體保持體29,相對在X軸方向移動(由圖1的右側朝向左側移動)。藉由第1滾筒31的移動,所夾入的複製模MB與被成形體W的各部位會移動。
第2滾筒(轉印導引滾筒)33係相較於第1滾筒31,由被成形體保持體29以Z軸方向(圖1中為在上側)分離預定的距離。
複製模MB係由第1滾筒31延伸出去,以由被成形體保持體29分離的方式被纏繞在第2滾筒33。
複製模MB係被纏繞在第1滾筒31,在第3滾筒35的相反側由第1滾筒31延伸出去。此外,複製模MB係 以由被保持在被成形體保持體29的被成形體W分離的方式被纏繞在第2滾筒33。
第2滾筒33係以與第1滾筒31的中心軸C7呈平行的中心軸C8作為旋轉中心,與第1滾筒31同步旋轉,相對於被成形體保持體29,連同第1滾筒31一起相對移動。
第3滾筒(剝離滾筒)35係相較於第1滾筒31,被設在X軸方向中的複製模捲繞部9側。在第3滾筒35係被纏繞有以第1滾筒31被夾入且緊貼在被成形體W的複製模MB。
第3滾筒35係以與第1滾筒31的中心軸C7呈平行的中心軸C9作為旋轉中心,與第1滾筒31同步旋轉。第3滾筒35係相對於被成形體保持體29,連同第1滾筒31一起相對移動。藉由第3滾筒35的移動,捲繞複製模MB,由被成形體W分離。
其中,若改變觀看方式,第3滾筒35亦與第1滾筒31相同地,將複製模MB及被保持在被成形體保持體29的被成形體W,與被成形體保持體29合作來進行夾入。
第4滾筒(剝離導引滾筒)37係與第2滾筒33相同地,相較於第3滾筒35,由被成形體保持體29在Z軸方向(圖1中為在上側)分離預定的距離。複製模MB係被纏繞在第3滾筒35,且在第1滾筒31的相反側,由第3滾筒35延伸出去。複製模MB係以由被保持在被成形體保持體29的被成形體W分離的方式被纏繞在第4滾筒 37。
第4滾筒37係以與第3滾筒35的中心軸C9呈平行的中心軸C10為旋轉中心,與第3滾筒35同步旋轉。第4滾筒37係相對於被成形體保持體29,連同第1滾筒31一起相對移動。
第1滾筒31係在轉印時將複製模MB按壓在被成形體W側。
第2滾筒33係在轉印時導引複製模MB,並且亦作為第1滾筒31的備用滾筒來發揮功能。
第3滾筒35係如前所述,在轉印後將複製模MB由被成形體W分離。
第4滾筒37係在轉印後導引複製模MB,並且亦作為第3滾筒35的備用滾筒來發揮功能。
第1滾筒31、第2滾筒33、第3滾筒35、及第4滾筒37係形成為與各滾筒13、15、17、19為相同形狀。各滾筒31、33、35、37係以該等的寬幅方向(Y軸方向),彼此的位置相一致,位在與各滾筒13、15、17、19相同之處。
第1滾筒31與第3滾筒35係在上下方向(Z軸方向),彼此的位置相一致。第2滾筒33與第4滾筒37係在上下方向(Z軸方向),彼此的位置相一致,且位於第1滾筒31的上方。
此外,第1滾筒31與第2滾筒33係在X軸方向,彼此的位置相一致。第3滾筒35與第4滾筒37係在X軸方 向,彼此的位置相一致,比第1滾筒31更位於複製模捲繞部9側。
第1滾筒31的寬幅尺寸係比被保持在被成形體保持體29的被成形體W的寬幅尺寸稍大。第1滾筒31的軸C7的延伸方向(寬幅方向;Y軸方向)係與被保持在被成形體保持體29的被成形體W的寬幅方向相一致。第1滾筒31的寬幅方向的中心係與被保持在被成形體保持體29的被成形體W的寬幅方向的中心相一致。
此外,第1滾筒31係在與被成形體保持體29的被成形體設置面39呈正交的方向(Z軸方向)移動定位自如。
第1滾筒31當將複製模MB及被保持在被成形體保持體29的被成形體W與被成形體保持體29合作來進行夾入時,第1滾筒31的中心軸C7與被成形體設置面39之間的距離係與第1滾筒31的半徑與被成形體W的厚度與複製模MB的厚度的和為大致相等、或極為稍微變小。藉此進行上述夾入。
與第1轉印部3的情形相同地,被纏繞在第1滾筒31的複製模MB的寬幅方向、與第1滾筒31的寬幅方向係彼此相一致,被纏繞在第1滾筒31的複製模MB的寬幅方向的中心、與第1滾筒31的寬幅方向的中心係彼此大致相一致。被纏繞在第1滾筒31的複製模MB係以半周程度被纏繞在第1滾筒31。
在被纏繞在第1滾筒31的複製模MB中,模用基材 MB5的背面係與第1滾筒31的外周作面接觸(參照圖5)。
複製模MB係被纏繞在第1滾筒31,由第1滾筒31與被成形體保持體29之間延伸出去,與被成形體設置面39呈平行地朝被成形體保持體29的長度方向(X軸方向)的另一端側(圖1中為右側)延伸出去。在複製模MB由第1滾筒31與被成形體保持體29之間延伸出去的狀態下,複製模MB係由被成形體設置面39分離被成形體W的厚度程度。
複製模MB係被纏繞在第1滾筒31,此外,以與被纏繞在第1滾筒31的方向為相反方向以半周程度纏繞在第2滾筒33。其中,若由第1滾筒31及第2滾筒33的中心軸C7、C8的延伸方向(Y軸方向)觀看,被纏繞在第1滾筒31及第2滾筒33的複製模MB的部位係形成為「S」字狀或倒「S」字狀。
第2滾筒33的中心軸C8係恆位於離第1滾筒31的中心軸C7為一定的距離。第2滾筒33係構成為連同第1滾筒31一起在與被成形體保持體29的被成形體設置面39呈正交的方向(Z軸方向)移動自如、定位自如。
第1滾筒31當將複製模MB及被成形體W與被成形體保持體29合作來進行夾入時,第3滾筒35的中心軸C9與被成形體設置面39之間的距離係與第1滾筒31與被成形體設置面39之間的距離相等。
與第1滾筒31的情形相同地,複製模MB以半周程 度纏繞在第3滾筒35。
在第3滾筒35中,與第1滾筒31的情形相同地,模用基材MB5的背面與第3滾筒35的外周面作面接觸。
複製模MB係被纏繞在第3滾筒35,另外以與被纏繞在第3滾筒17的方向為相反方向纏繞在第4滾筒37。其中,若由第3滾筒35及第4滾筒37的中心軸C9、C10的延伸方向(Y軸方向)觀看,與第1滾筒31及第2滾筒33的情形相同地,被纏繞在第3滾筒35及第4滾筒37的複製模MB的部位係形成為「S」字狀或倒「S」字狀。
第3滾筒35的中心軸C9及第4滾筒37的中心軸C10係相對於第1滾筒31的中心軸C7,恆位於一定的距離。第3滾筒35及第4滾筒37係構成為連同第1滾筒31一起在與被成形體保持體29的被成形體設置面39呈正交的方向(Z軸方向)移動自如、定位自如。
複製模MB係由第4滾筒37的上部朝圖1的右側延伸出去。複製模MB係由第3滾筒35的下部朝圖1的左側延伸出去。該等延伸出去方向係互相平行。
由第4滾筒37的上部延伸出去的複製模MB與主模保持體11之間的距離係與第2滾筒33的情形相同地,比第3滾筒35的直徑與第4滾筒37的直徑的和還稍微大。
第1滾筒31、第2滾筒33、第3滾筒35及第4滾筒37係構成為相對於主模保持體11,朝被成形體W的長邊方向(X軸方向)相對移動自如。亦即,第1滾筒31、第 2滾筒33、第3滾筒35及第4滾筒37係在被成形體保持體29的長邊方向,在由被成形體保持體29的長邊方向的另一端稍微分離的位置(參照圖8)、與由主模保持體的長邊方向的一端稍微分離的位置(參照圖10)之間進行移動。
其中,第2滾筒33與第4滾筒37的各個係與第4滾筒19的情形相同地,具有用以避免所被纏繞的複製模MB的轉印圖案形成體MB1的接觸的小徑部41(參照圖5)。
在圖8所示之初期狀態中,(i)被成形體W係被設置在被成形體保持體29,(ii)複製模MB係被纏繞在各滾筒31、33、35、37,(iii)第1滾筒31與第3滾筒35在相對於被成形體設置面39呈正交的方向(Z軸方向),由被成形體設置面39分離被成形體W的厚度與複製模MB的厚度的和程度的距離(用以進行轉印的距離),(iv)各滾筒31、33、35、37位於由被成形體保持體29的長邊方向之端稍微分離之處。在該初期狀態中,由第2滾筒33的上部延伸出去的複製模MB係位於被成形體保持體29的正上方。此外,由第1滾筒31朝第3滾筒35側延伸出去的複製模MB係由被成形體保持體29分離。
亦即,若由相對於被成形體設置面39呈正交的方向(Z軸方向)觀看上述初期狀態時,由第2滾筒33的上部朝左側延伸出去的複製模MB的部位與被成形體設置面 39相重疊,由第1滾筒31的下部朝第3滾筒35側(右側)延伸出去的複製模MB的部位係由被成形體設置面39分離。
若由上述初期狀態,各滾筒31、33、35、37朝被成形體保持體29的長邊方向(X軸方向)的一端側(左側)移動時,以第1滾筒31及被成形體保持體29所被夾入的複製模MB與被成形體W的部位(朝被成形體保持體29的寬幅方向延伸的直線狀的部位)等由右側朝向左側移動。此時,並不會有複製模MB相對於各滾筒31、33、35、37滑動的情形。亦不會有複製模MB相對於被成形體W滑動的情形。此外,第1滾筒31及第3滾筒35係以複製模MB為其間,相對於被設置在被成形體保持體29的被成形體W,形成滾動對。
但是,被成形體W係具備有:基材(被成形體用基材)W3、及被成形物W2。
被成形體用基材W3係例如以PET樹脂等樹脂材料形成為矩形板狀(薄片狀)。被成形物W2係以樹脂被形成為薄形膜狀。該樹脂係例如紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂等。
被成形體用基材W3的寬幅尺寸係與模用基材MB5的寬幅尺寸為相同程度。被成形體用基材W3的長度尺寸係比斷續設在複製模MB的模用基材MB5的1個被成形物(轉印圖案形成體)MB1的長度尺寸稍微大。
被成形物W2亦形成為矩形的薄形膜狀。被成形物 W2係以其厚度方向(Z軸方向)與被成形體用基材W3的厚度方向相一致的方式,在被成形體用基材W3的厚度方向的其中一面設在被成形體用基材W3。此外,被成形物W2的寬幅方向(Y軸方向)係與被成形體用基材W3的寬幅方向相一致。被成形物W2的長度方向係與被成形體用基材W3的長度方向(X軸方向)相一致。被成形物W2的寬幅尺寸係與被成形體用基材W3的寬幅尺寸為相同程度。被成形物W2的長度尺寸係與斷續設在複製模MB的模用基材MB5的1個被成形物(轉印圖案形成體)MB1的長度尺寸為相同程度。
被成形物W2的微細的轉印圖案W1係形成在被成形物W2的表面(為厚度方向中的其中一面,且為與被成形體用基材W3相接的面的相反面)。
被成形體保持體29係例如形成為矩形平板狀。如上所述,被成形體保持體29係具有用以保持被成形體W的平面(厚度方向的其中一面;上面;設置面)39。被成形體W的背面係遍及全面,與被成形體保持體29的被成形體設置面39作面接觸,例如藉由真空吸附,被保持在被成形體保持體29。在此,背面係指被成形體用基材W3的厚度方向的其中一面,且為設有被成形物W2的面的相反側的面。
被設置在被成形體保持體29的被成形體W係該寬幅方向、長度方向與被成形體保持體29的寬幅方向(Y軸方向)、長度方向(X軸方向)為相一致。
此外,被成形物W2若為紫外線硬化樹脂時,在轉印裝置1設有用以使被成形物W2硬化的紫外線發生裝置43。紫外線發生裝置43係連同各滾筒31、33、35、37一起移動、定位。對藉由第1滾筒31與被成形體保持體29所被夾入的被成形體W與複製模MB的各部位的近傍(第2轉印部的第1滾筒31與第3滾筒35之間)照射紫外線,使被成形體W的被成形物W2硬化。藉由該硬化,在被成形體W形成微細的轉印圖案W1。
亦即,各滾筒31、33、35、37朝X軸方向移動時,在滾筒31、33的後側執行藉由紫外線發生裝置43所為之紫外線的照射。紫外線係通過複製模MB而被照射在被成形物W2。藉由該紫外線的照射,被成形物W2被硬化。在圖8中,被成形物W2係由右朝左依序被硬化。
此外,各滾筒31、33、35、37朝X軸方向移動時,第3滾筒35及第4滾筒37捲繞複製模MB,將緊貼在被設置在被成形體保持體29的被成形體W的複製模MB由被成形體W的被成形物W2剝下(分離)。亦可將所被分離的複製模MB再使用在第2轉印部5的轉印。
此外,在第2轉印部5設有用以將未硬化的被成形物W2以膜狀設在被成形體用基材W3的上面的噴嘴45。噴嘴45係設在各滾筒31、33的上游側(以滾筒31、33為其間而與滾筒35、37為相反側),連同各滾筒31、33、35、37一起被移動定位。
其中,亦可將噴嘴45設在圖3的元件符號45a所示 之處,在複製模MB的下面設置未硬化的被成形物W2。此外,亦可將噴嘴45設在圖3的元件符號45b所示之處。
在此,針對轉印裝置1更進一步詳加說明。
轉印裝置1具備有基座體47。在第1轉印部3設有除振台49。除振台49係在基座體47之上一體設在基座體47。第1轉印部3的主模保持體11係在除振台49的上面一體設在除振台49。
在除振台49的上方設有:支柱51、下側支柱保持體(未圖示)、及上側支柱保持體53。支柱51、下側支柱保持體、及上側支柱保持體53係一體化。該等係構成為:透過線性導引軸承(未圖示)而被支持在除振台49,且在X軸方向,相對於除振台49進行移動。
下側支柱保持體(支柱51、上側支柱保持體53)係藉由利用控制裝置所被控制的伺服馬達等致動器(未圖示)或滾珠螺桿(未圖示),相對於除振台49(主模保持體11)在X軸方向移動、定位。
在支柱51係透過線性導引軸承55支持有移動體57。移動體57係相對於支柱51朝Z軸方向移動。移動體57係藉由利用控制裝置所被控制的伺服馬達59等致動器與滾珠螺桿61,相對於支柱51(除振台49、主模保持體11)朝Z軸方向移動、定位。
在移動體57係一體設有滾筒支持體63。滾筒支持體63係旋轉自如地支持各滾筒13、15、17、19。藉此,各 滾筒13、15、17、19係相對於主模保持體11,朝X軸方向及Z軸方向移動自如而且定位自如。
其中,各滾筒13、15、17、19係藉由伺服馬達等致動器(未圖示)來進行旋轉。其中,各滾筒13、15、17、19亦可藉由滾筒支持體63旋轉自如地予以支持。此時,各滾筒13、15、17、19亦可未接受供旋轉用的驅動力。
在滾筒支持體63係一體設有紫外線發生裝置25及噴嘴27。
其中,轉印裝置1係亦可將主模保持體11相對於除振台49進行移動、定位,來取代將下側支柱保持體(支柱51、上側支柱保持體53)進行移動、定位。或者,轉印裝置1係除了下側支柱保持體(支柱51、上側支柱保持體53)的移動及定位以外,亦可將主模保持體11相對於除振台49進行移動、定位。
在第2轉印部5係設有除振台65。除振台65係在基座體47之上一體設於基座體47。其中,除振台65亦可為與除振台49呈一體者所構成。第2轉印部5的被成形體保持體29係在除振台65的上面被一體設在除振台65。
在被成形體保持體29設有上升銷67。上升銷67係藉由空氣壓汽缸等致動器(未圖示)而朝Z軸方向移動。該致動器係藉由具備有CPU的控制裝置(未圖示)來進行控制。
當上升銷67位於下方時,上升銷67係埋没在被成形體保持體29內。當上升銷67位於上方時,上升銷67係由被成形體保持體29的被成形體設置面39朝上方突出。
在除振台65的上方設有支柱69、下側支柱保持體(未圖示)、及上側支柱保持體71。支柱69、下側支柱保持體、及上側支柱保持體71係一體化。該等係透過線性導引軸承(未圖示)而被支持在除振台65,相對於除振台65朝X軸方向移動。
此外,下側支柱保持體(支柱69、上側支柱保持體71)係藉由利用控制裝置(未圖示)所被控制的伺服馬達等致動器(未圖示)或滾珠螺桿(未圖示),相對於除振台65(被成形體保持體29)朝X軸方向移動、定位。
在支柱69係透過線性導引軸承73支持有移動體75。移動體75係相對支柱69朝Z軸方向移動。移動體75係藉由利用控制裝置所被控制的伺服馬達77等致動器及滾珠螺桿79,相對於支柱69(除振台65、被成形體保持體29)朝Z軸方向移動、定位。
在移動體75一體設有滾筒支持體81。滾筒支持體81係旋轉自如地支持各滾筒31、33、35、37。藉此,各滾筒31、33、35、37係相對於被成形體保持體29朝X軸方向及Z軸方向移動自如而且定位自如。
各滾筒31、33、35、37係利用伺服馬達等致動器(未圖示)來進行旋轉。但是,各滾筒31、33、35、37亦可藉由滾筒支持體81來旋轉自如地予以支持。此時, 各滾筒31、33、35、37亦可未受到供旋轉用的驅動力。
在滾筒支持體81係一體設有紫外線發生裝置43及噴嘴45。
其中,轉印裝置1係亦可將被成形體保持體29相對於除振台65進行移動、定位,來取代將下側支柱保持體(支柱69、上側支柱保持體71)進行移動、定位。或者,轉印裝置1係除了下側支柱保持體(支柱69、上側支柱保持體71)的移動及定位以外,亦可將被成形體保持體29相對於除振台65進行移動、定位。
複製模捲狀原材料設置部7及複製模捲繞部9係設在基座體47(亦可在除振台49、65)。
導引滾筒83A~83D係被設在複製模捲狀原材料設置部7與第1轉印部3之間。複製模MB係被纏繞在導引滾筒83A~83D。導引滾筒83A~83D係設在基座體47。其中,導引滾筒83A~83D亦可設在除振台49。
導引滾筒83B係朝Z軸方向移動而被定位的張力滾筒(dancer roller)。此外,導引滾筒83C、83D係位置成複製模MB在導引滾筒83C、83D與第2滾筒15之間水平展開。例如,導引滾筒83C、83D係按照第2滾筒15的Z軸方向的移動及定位,在Z軸方向移動自如而且定位自如。
在第2轉印部5與複製模模捲繞部9之間設有導引滾筒85。導引滾筒85係構成為朝Z軸方向移動自如、定位自如。導引滾筒85係位置成在第4滾筒37與導引滾筒 85之間將複製模MB水平展開。導引滾筒85係被設在基座體47或除振台65。
接著說明轉印裝置1的動作。
在圖6所示之初期狀態中,複製模Mb係在複製模捲狀原材料設置部7與複製模捲繞部9之間,一面形成為板狀延伸一面停止。
在第1轉印部3係主模MA被保持在主模保持體11。在X軸方向,各滾筒13、15、17、19係由主模保持體11分離而位在第2轉印部5側。在Z軸方向,各滾筒13、15、17、19係為了進行轉印而被定位。紫外線發生裝置25並未發出紫外線。
在第2轉印部5,被成形體W並未被設置在被成形體保持體29。上升銷67下降。在X軸方向,各滾筒31、33、35、37係由被成形體保持體29分離而位在複製模捲繞部9側。在Z軸方向,各滾筒31、33、35、37係為了進行轉印而被定位。紫外線發生裝置43並未發出紫外線。
由上述初期狀態,噴嘴27係對主模MA吐出未硬化的紫外線硬化樹脂(被成形物)MB1。被成形物MB1係在主模MA以薄膜狀展開。各滾筒13、15、17、19係連同噴嘴27及紫外線發生裝置25一起移動至複製模捲狀原材料設置部7側。紫外線發生裝置25係對被成形物MB1發出紫外線而將被成形物MB1硬化。此外,藉由第1轉印部3的移動,複製模MB由主模MA被剝下(參照圖 7)。
各滾筒13、15、17、19係進行移動至各滾筒13、15、17、19由主模保持體11分離為止(參照圖8)。
藉由以上動作,轉印圖案MA1被轉印至複製模MB(第1轉印工程)。
接著,上升銷67上升。機器人等(未圖示)係將被成形體用基材W3載置於上升銷67。之後,上升銷67下降,被成形體用基材W3被設置在被成形體保持體29。
接著,噴嘴45係對被成形體用基材W3吐出未硬化的紫外線硬化樹脂(被成形物)W2。被成形物W2係在被成形體用基材W3以薄膜狀展開。各滾筒31、33、35、37係連同噴嘴45及紫外線發生裝置43一起移動至複製模捲狀原材料設置部7側。紫外線發生裝置43係對被成形物W2發出紫外線而將被成形物W2硬化。此外,藉由第2轉印部5的移動,複製模MB由被成形體W被剝下(參照圖9)。
各滾筒31、33、35、37係進行移動至各滾筒31、33、35、37由被成形體保持體29分離為止(參照圖10)。
藉由上述動作,在第1轉印工程中所形成的轉印圖案MB2被轉印至被成形體W(第2轉印工程)。
接著,上升銷67上升。機器人等(未圖示)係將已被轉印轉印圖案W1的被成形體W進行搬出。之後,上升銷67下降。
接著,將各滾筒13、15、17、19、31、33、35、37送回至複製模捲繞部9側,藉此轉印裝置1係恢復成上述初期狀態。
在上述說明中,在第1轉印部3的動作結束之後,第2轉印部5進行動作。第1轉印部3的動作與第2轉印部5的動作係在時間上並行執行。亦即,在第2轉印部5執行轉印至被成形體W的正當中,第1轉印部3係進行接下來的轉印。
藉由本實施形態的轉印裝置1,當對被成形體W轉印微細的轉印圖案MB2時,通過複製模MB而對被成形體W的被成形物(未硬化的紫外線硬化樹脂)W2照射紫外線,被成形物W2即硬化。複製模MB係由透過光的材料所構成。因此,可在被成形體W的構成材料採用不透過光的材料,可加大被成形體W的規格的自由度。
此外,當對複製模MB轉印轉印圖案MA1時,通過複製模MB而對轉印圖案形成體(未硬化的紫外線硬化樹脂)MB1照射紫外線,轉印圖案形成體MB1即硬化。如上所述,複製模MB係由透過光的材料所構成。因此,可在主模MA的構成材料採用不透過光的材料,可加大主模MA的規格的自由度。
此外,複製模MB具備有可撓性。因此,由對被成形體W的微細的轉印圖案MB2的轉印結束而複製模MB緊貼在被成形體W的狀態,亦可將複製模MB撕下而使複製模MB由被成形體W分離。藉此,當使複製模MB由 被成形體W分離時,變得不需要使被成形體W變形,防止例如被成形體W的損傷。
此外,本實施形態的轉印裝置1係具備有:複製模捲狀原材料設置部7、及複製模捲繞部9。因此,可正確且輕易地進行複製模MB的更換。
若詳加說明之,複製模MB係耐久性低。因此,每次進行1次轉印時,或者每次進行數次轉印時,即必須進行更換。
轉印裝置1係具備有:複製模捲狀原材料設置部7、及複製模捲繞部9。更換複製模MB時,若複製模捲繞部9以預定的長度捲繞複製模MB,由複製模捲狀原材料設置部7的複製模捲狀原材料MB3抽出複製模MB的新的部分(未被使用在轉印的部分)即可。亦即,不需要將複製模MB暫時由轉印部3、5卸下而再次設置的操作,可正確且輕易地進行複製模MB的更換。
此外,可迅速進行複製模MB的更換,因此可將以轉印裝置1所需之複製模MB的更換時間使用在對被成形體W的轉印,可效率佳地進行轉印。
第1轉印部3具備有:第1~第4滾筒13、15、17、19。各滾筒13、15、17、19僅朝X軸方向的單一方向移動,以第1滾筒13進行轉印,之後第3滾筒17立即將複製模MB由主模MA分離。因此,可效率佳地進行對複製模MB的轉印圖案MA1的轉印。
第2轉印部5具備有:第1~第4滾筒31、33、35、 37。各滾筒31、33、35、37僅朝X軸方向的單一方向移動,以第1滾筒31進行轉印,之後第3滾筒35立即將複製模MB由被成形體W分離。因此,可效率佳地進行對被成形體W的轉印圖案MB2的轉印。
第4滾筒19與第2滾筒33的各個具有用以避免所被纏繞的複製模MB的轉印圖案MB2的接觸的小徑部23、41。因此,可防止因複製模MB的張力而使轉印圖案MB2毀壞。
第1滾筒13(31)與第2滾筒15(33)夾入複製模MB。因此,可使第2滾筒15(33)作為第1滾筒13(31)的備用滾筒來發揮作用。轉印時,可盡量減少因由被成形體W等所接受的反作用力所造成的第1滾筒13(31)的撓曲。
複製模MB係被纏繞在各滾筒13、15、17、19,由各滾筒13、15、17、19與主模設置面21呈平行地延伸出去。此外,複製模MB係被纏繞在各滾筒31、33、35、37,由各滾筒31、33、35、37與被成形體設置面39呈平行地延伸出去。因此,為進行轉印,即使各滾筒13、15、17、19、31、33、35、37朝X軸方向移動,亦幾乎不需要進行在複製模捲狀原材料設置部7與複製模捲繞部9之間延伸的複製模MB的長度調整。結果,可簡化轉印裝置1的構成。
其中,如圖11所示,第1轉印部3亦可具備有在其側面(外周面)形成有微細的轉印圖案MA1的圓柱狀的 主模MA2。此時,對複製模MB的轉印亦可藉由在主模MA纏繞複製模MB來進行。
圖11所示之元件符號87係供給複製模MB的被成形物MB1的噴嘴。
此外,微細的轉印圖案MA1亦可一體形成在主模MA2。或者,亦可為將微細的轉印圖案MA1設在薄的薄片狀者,將該薄的薄片狀者纏繞在主模MA2的本體而一體設置的構成。
1‧‧‧轉印裝置
3‧‧‧第1轉印部
5‧‧‧第2轉印部
7‧‧‧複製模捲狀原材料設置部
9‧‧‧複製模捲繞部
11‧‧‧主模保持體(主模設置體)
13‧‧‧第1滾筒
15‧‧‧第2滾筒
17‧‧‧第3滾筒
19‧‧‧第4滾筒
21‧‧‧平面(厚度方向的其中一面;上面;主模設置面)
25‧‧‧紫外線發生裝置
27‧‧‧噴嘴
29‧‧‧被成形體保持體(被成形體設置體)
31‧‧‧第1滾筒
33‧‧‧第2滾筒
35‧‧‧第3滾筒
37‧‧‧第4滾筒
39‧‧‧被成形體設置面
43‧‧‧紫外線發生裝置
45‧‧‧噴嘴
47‧‧‧基座體
49‧‧‧除振台
51‧‧‧支柱
53‧‧‧上側支柱保持體
55‧‧‧線性導引軸承
57‧‧‧移動體
59‧‧‧伺服馬達
61‧‧‧滾珠螺桿
63‧‧‧滾筒支持體
65‧‧‧除振台
67‧‧‧上升銷
69‧‧‧支柱
71‧‧‧上側支柱保持體
73‧‧‧線性導引軸承
75‧‧‧移動體
77‧‧‧伺服馬達
79‧‧‧滾珠螺桿
81‧‧‧滾筒支持體
83A~83D、85‧‧‧導引滾筒
C1~C10‧‧‧中心軸
MA‧‧‧主模
MA1‧‧‧轉印圖案
MB‧‧‧複製模
MB1‧‧‧被成形物
MB2‧‧‧轉印圖案
MB3‧‧‧複製模捲狀原材料
MB4‧‧‧捲繞完畢複製模(捲繞滾輪)
MB5‧‧‧模用基材
W‧‧‧被成形體
W3‧‧‧基材(被成形體用基材)

Claims (6)

  1. 一種轉印裝置,其係將形成在主模的微細的轉印圖案轉印在被成形體的轉印裝置,其特徵為具有:第1轉印部,其係將前述主模的微細的轉印圖案轉印在由透過光的材料所構成的複製模;及第2轉印部,其係將在前述第1轉印部所形成的複製模的微細的轉印圖案轉印在前述被成形體,第2轉印部係具備有:保持前述被成形體的被成形體保持體、轉印滾筒、及剝離滾筒所構成,前述第2轉印部的轉印滾筒係構成為:將所被纏繞的前述複製模、及被保持在前述被成形體保持體的被成形體,為進行前述轉印而與前述被成形體保持體合作來進行夾入,以中心軸為旋轉中心進行旋轉,相對於前述被成形體保持體相對移動,藉此使前述所夾入的前述複製模與前述被成形體的部位移動,前述第2轉印部的剝離滾筒係構成為:相較於前述第2轉印部的轉印滾筒,被設在由前述第1轉印部分離之側,被纏繞以前述第2轉印部的轉印滾筒被夾入且緊貼於前述被成形體的前述複製模,以中心軸為旋轉中心進行旋轉,相對於前述被成形體保持體,連同前述第2轉印部的轉印滾筒一起相對移動,藉此捲繞前述複製模而由前述被成形體分離。
  2. 如申請專利範圍第1項之轉印裝置,其中,具有:複製模捲狀原材料設置部、及複製模捲繞部, 前述複製模係在前述複製模捲狀原材料設置部與前述複製模捲繞部之間,由被設置在前述複製模捲狀原材料設置部的複製模捲狀原材料至前述複製模捲繞部形成為薄片狀,以預定的張力被伸展而延伸。
  3. 如申請專利範圍第1項之轉印裝置,其中,前述第1轉印部係具備有:保持前述主模的主模保持體、轉印滾筒、及剝離滾筒所構成,前述第1轉印部的轉印滾筒係構成為:將所被纏繞的前述複製模、及被保持在前述主模保持體的主模,為進行前述轉印而與前述主模保持體合作來進行夾入,藉由以中心軸為旋轉中心進行旋轉且相對於前述主模保持體相對移動,使前述所夾入的前述主模與前述複製模的部位移動,前述第1轉印部的剝離滾筒係構成為:相較於前述第1轉印部的轉印滾筒更設在前述第2轉印部側,被纏繞以前述第1轉印部的轉印滾筒被夾入且緊貼在前述主模的前述複製模,以中心軸為旋轉中心進行旋轉,相對於前述主模保持體,連同前述第1轉印部的轉印滾筒一起相對移動,藉此捲繞前述複製模而由前述主模分離。
  4. 如申請專利範圍第1項之轉印裝置,其中,前述第1轉印部係具備有圓柱狀的主模所構成,前述複製模係構成為藉由被纏繞在前述主模來進行前述轉印。
  5. 一種被成形體,其特徵為:使用如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之轉印裝置來形成微細的轉印圖案。
  6. 一種轉印方法,其係將形成在主模的微細的轉印圖案轉印在被成形體的轉印方法,其特徵為具有:第1轉印工程,其係將前述主模的微細的轉印圖案轉印在由透過光的材料所構成的複製模;及第2轉印工程,其係將在前述第1轉印工程所被形成的複製模的微細的轉印圖案轉印在被成形體。
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