專利名稱：壓印用模具及其制造方法、壓印裝置和壓印方法
技術領域：
本發(fā)明涉及樹脂制的環(huán)帶狀的壓印用模具及其制造方法、使用該壓印用模具的壓印裝置及壓印方法。
背景技術：
作為在防反射構件、線柵型偏振片等光學構件等的制造過程中形成微細圖案的方法，公知有下述所謂壓印法的方法在使表面上具有該微細圖案的翻轉圖案的模具與涂敷在基材的表面上的光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，向光固化性組合物照射放射線(紫外線等)，使光固化性組合物固化，從而向基材的表面轉印模具的翻轉圖案而形成微細圖案。 特別是，與使用光刻、蝕刻的以往方法相比，使用在表面上具有納米等級的翻轉圖案的模具的所謂納米壓印法，能夠以簡單的裝置且較短的時間形成微細圖案，因此該納米壓印法受到重視。然而，壓印法所使用的模具價格非常高。例如，在表面上具有微米等級的翻轉圖案的模具，通常是利用金剛石刀具對金屬輥的表面進行切削加工而制造的，該加工要求極高的精度及較長時間，因此會花費數(shù)百萬至數(shù)千萬日元的費用(參照專利文獻1第0005 段)。對于納米等級的翻轉圖案，事實上是不可能通過對金屬輥的表面進行切削加工而形成，通常，必須利用將半導體元件的制造過程所使用的電子束繪制和蝕刻相組合的方法、或是將光刻和蝕刻相組合的方法等，在石英基板、硅基板等的表面上形成翻轉圖案。因此，例如在IOOmmX IOOmm的大小的情況下，表面上具有納米等級的翻轉圖案的模具的價格會超過一千萬日元。另外，每一個模具都需要花費時間去形成翻轉圖案，因此難以實現(xiàn)大面積化。因此，提出了下述方案將高價的模具作為主模具，利用壓印法將主模具的該翻轉圖案轉印到樹脂薄膜的表面，而獲得在表面上形成有微細圖案的樹脂薄膜，進而使該樹脂薄膜的端部相互接合而成為環(huán)帶狀的模具，從而同時實現(xiàn)模具的低成本化及大面積化(參照專利文獻1、2)。專利文獻1 日本特開2008-137^2號公報專利文獻2 日本特開2007-307752號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，在使樹脂薄膜的端部相互接合而成為環(huán)帶狀的情況下，需要在使樹脂薄膜的端部彼此上下重疊的狀態(tài)下進行熔接，因此在接合部分上產(chǎn)生與樹脂薄膜的厚度相對應的臺階。在將接合部分存在有臺階的環(huán)帶狀的模具用于壓印法的情況下，在使模具與光固化性組合物相接觸時，空氣殘留在接合部分的臺階處，由于空氣中含有的氧氣而阻礙該部分中的光固化性組合物的固化。其結果，在基材、模具的表面上殘存有未固化的光固化性組合物。該未固化的光固化性組合物有可能成為裝置、產(chǎn)品的污染的原因。本發(fā)明提供通過使表面上形成有微細圖案的樹脂薄膜的端部彼此接合而使該樹脂薄膜成為環(huán)帶狀，并使接合部分所產(chǎn)生的臺階較小的壓印用模具，及該壓印用模具的制造方法，以及能夠抑制環(huán)帶狀的壓印用模具的接合部分的臺階所引起的殘存有未固化的光固化性組合物的情況的壓印裝置及壓印方法。本發(fā)明的壓印用模具的特征在于，該壓印用模具是通過如下方式形成的，S卩，對于表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在將該一片以上的樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，從而將該一片以上的樹脂薄膜做成環(huán)帶狀。上述微細圖案具有多個凸部和/或多個凹部，優(yōu)選該凸部和/或凹部之間的間距平均為Inm 10 μ m。此外，優(yōu)選上述微細圖案存在于成為環(huán)帶狀的樹脂薄膜的外周面上。在上述壓印用模具中，優(yōu)選模具的以接合線為中心線的寬度IOmm的部分中的厚度的最大值與最小值之差為20 μ m以下，該接合線是將樹脂薄膜的端部彼此相對接而對該端部進行熔接、接合而成的接合線。本發(fā)明的壓印用模具的制造方法的特征在于，提供一種本發(fā)明的壓印用模具的制造方法，該制造方法包括將表面上具有上述微細圖案的翻轉圖案的主模具的該翻轉圖案轉印到樹脂薄膜的表面上，獲得在表面上形成有微細圖案的樹脂薄膜的工序；使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在使該一片以上的樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，將該樹脂薄膜做成環(huán)帶狀的工序。上述翻轉圖案具有與上述微細圖案的凸部和/或凹部相對應的多個凹部和/或多個凸部，該凹部和/或凸部之間的間距平均為Inm 10 μ m。本發(fā)明的壓印裝置的特征在于，該壓印裝置包括涂敷部件，其用于向移動的基材的表面涂敷光固化性組合物；環(huán)帶狀的模具，其架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動，該環(huán)帶狀的模具與涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性組合物相接觸；光照射部件，其在上述模具與上述光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光；上述環(huán)帶狀的模具為本發(fā)明的壓印用模具。另外，本發(fā)明的壓印裝置的特征在于，該壓印裝置包括環(huán)帶狀的模具，其架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動；涂敷部件，其用于向上述模具的表面涂敷光固化性組合物；光照射部件，其在涂敷于上述模具的表面上的光固化性組合物與移動的基材的表面相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光；上述環(huán)帶狀的模具為本發(fā)明的壓印用模具。本發(fā)明的壓印方法的特征在于，該壓印方法具有向移動的基材的表面涂敷光固化性組合物的工序；使架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動的環(huán)帶狀的模具與涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性組合物相接觸的工序；在上述模具與上述光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光的工序；作為上述環(huán)帶狀的模具，使用本發(fā)明的壓印用模具。另外，本發(fā)明的壓印方法的特征在于，該壓印方法具有向架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動的環(huán)帶狀的模具的表面涂敷光固化性組合物的工序；使移動的基材與涂敷在上述模具的表面上的上述光固化性組合物相接觸的工序；在上述基材與上述光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光的工序；作為上述環(huán)帶狀的模具，使用本發(fā)明的壓印用模具。
本發(fā)明的壓印用模具是通過使表面上形成有微細圖案的樹脂薄膜在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該端部接合，并使樹脂薄膜成為環(huán)帶狀來形成的壓印用模具，使接合部分所產(chǎn)生的臺階較小。采用本發(fā)明的壓印用模具的制造方法，提供一種通過使表面上形成有微細圖案的樹脂薄膜在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，并使該樹脂薄膜成為環(huán)帶狀的壓印用模具，能夠制造使接合部分所產(chǎn)生的臺階較小的壓印用模具。采用本發(fā)明的壓印裝置，能夠抑制環(huán)帶狀的壓印用模具的接合部分的臺階所引起的殘存有未固化的光固化性組合物的情況。采用本發(fā)明的壓印方法，能夠抑制環(huán)帶狀的壓印用模具的接合部分的臺階所引起的殘存有未固化的光固化性組合物的情況。在向基材側涂敷光固化性樹脂的情況下，在環(huán)帶狀的模具中存在有臺階的情況下，有可能使朝與臺階部分相接觸的部分的涂敷中斷，但是在本發(fā)明中，在模具中不存在臺階，因此不需要在基材上進行間斷涂敷，生產(chǎn)率優(yōu)良。另外，在向模具側涂敷光固化性樹脂的情況下，在環(huán)帶狀的模具上存在有臺階的情況下，有時使涂敷部件自模具退避(遠離)，但是在本發(fā)明中，由于在模具上不存在臺階， 因此，能夠使涂敷部件與模具之間的間距始終保持恒定，生產(chǎn)率優(yōu)良。


圖1是表示本發(fā)明的樹脂薄膜的接合姿態(tài)的剖視圖。圖2是表示采用以往方法的樹脂薄膜的接合姿態(tài)的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的壓印裝置的第1實施方式的概略圖。圖4是表示本發(fā)明的壓印裝置的第2實施方式的概略圖。圖5是表示本發(fā)明的壓印裝置的第3實施方式的概略圖。
具體實施例方式壓印用模具本發(fā)明的壓印用模具是通過使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接，以使具有微細圖案一側的表面成為外周面的方式使上述樹脂薄膜成為環(huán)帶狀而成的。微細圖案微細圖案具有多個凸部和/或多個凹部。作為凸部，可舉出在樹脂薄膜的表面上延伸的長條的凸條、散布在表面上的突起寸。作為凹部，可舉出在樹脂薄膜的表面上延伸的長條的槽、散布在表面上的孔等。作為凸條或者槽的形狀，可舉出直線、曲線、折曲形狀等。凸條或槽也可以多個平行地存在而形成為條紋狀。作為凸條或者槽的與長度方向正交的方向上的截面形狀，可舉出長方形、梯形、三角形及半圓形等。
作為突起或孔的形狀，可舉出三棱柱、四棱柱、六棱柱、圓柱、三棱錐、四棱錐、六棱錐、圓錐、半球及多面體等。優(yōu)選凸條或槽的寬度平均為Inm 10 μ m，更優(yōu)選為20nm 1000歷，特別優(yōu)選為 30nm 600nm。凸條的寬度是指，與長度方向正交的方向上的截面中的底邊長度。槽的寬度是指，與長度方向正交的方向上的截面中的上側邊長度。優(yōu)選突起或孔的寬度平均為Inm 10 μ m，更優(yōu)選為20nm 1000歷，特別優(yōu)選為 30nm 600nm。突起的寬度是指，在底面較細長的情況下，為與長度方向正交的方向上的截面中的底邊長度，在上述之外的情況下，為突起的底面中的最大長度?？椎膶挾仁侵?，在開口部較細長的情況下，為與長度方向正交的方向上的截面中的上側邊長度，在上述之外的情況下，為孔的開口部中的最大長度。優(yōu)選凸部的高度平均為Inm lOym，更優(yōu)選為20nm lOOOnm，特別優(yōu)選為 30nm 600nmo優(yōu)選凹部的深度平均為Inm 10 μ m，更優(yōu)選為20nm 1000歷，特別優(yōu)選為 30nm 600nmo優(yōu)選凸部的最小尺寸為Inm 10 μ m，更優(yōu)選為20nm 1000歷，特別優(yōu)選為 30nm 600nm。最小尺寸是指，凸部的寬度、長度及高度中的最小尺寸。優(yōu)選凹部的最小尺寸為Inm 10 μ m，更優(yōu)選為20nm 1000歷，特別優(yōu)選為 30nm 600nm。最小尺寸是指，凹部的寬度、長度及深度中的最小尺寸。在凸部和/或凹部密集的區(qū)域中，優(yōu)選凸部或凹部之間的間距平均為Inm 10 μ m，優(yōu)選為20nm lOOOnm，特別優(yōu)選為30nm 600nm。凸部之間的間距是指，從凸部的中心(凸條的情況下為截面寬度方向的中心)到相鄰的凸部的中心的距離。凹部之間的間距是指，從凹部的中心(槽的情況下為截面寬度方向的中心)到相鄰凹部的中心的距離。本發(fā)明的壓印用模具在間距為上述范圍、即具有納米等級的微細圖案的情況下， 能夠最大限度地發(fā)揮壓印用模具的低成本化及大面積化的效果，因此特別適合用作納米壓印用模具。樹脂薄膜作為樹脂薄膜的材料，可舉出氟樹脂、有機硅樹脂、丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、 聚酯樹脂(聚對苯二甲酸乙酯等)、聚酰亞胺樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、尼龍樹脂、聚苯硫醚樹脂、環(huán)狀聚烯烴樹脂等。作為具體使用的樹脂薄膜，選擇與使樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下的熔接方法、熔接條件相適合的樹脂薄膜。作為樹脂薄膜，為了提高該樹脂薄膜與在轉印主模具的翻轉圖案而形成微細圖案時所采用的光固化性組合物的密合性，也可以使用經(jīng)過表面處理的樹脂薄膜。作為表面處理，舉出底漆涂敷處理、臭氧處理、等離子蝕刻處理等。作為底漆，可舉出聚甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶聯(lián)劑、硅氮烷等。在樹脂薄膜的背面?zhèn)龋瑥奶岣邏河∮媚＞叩膹姸冗@點來說，也可以粘貼帶粘接劑的金屬帶、箔(鋁帶、鋁箔等)、帶粘接劑的塑料薄膜等內(nèi)襯薄膜。在利用該內(nèi)襯薄膜提高環(huán)帶狀的壓印用模具的強度的情況下，在內(nèi)襯薄膜的接合部處，不會在壓印用模具的外周面?zhèn)犬a(chǎn)生臺階。離型劑
也可以利用離型劑對本發(fā)明的壓印用模具的具有微細圖案一側的表面進行處理。作為離型劑，例如舉出下述物質(zhì)。氟類離型劑=Zonyl TC涂料(杜邦社制)，0PT00L (日文才7 — > ) DSX、 0PT00L(日文才 7 — 卟)HD2100(DAIKIN 工業(yè)社制)，Dura-Surf (日文尹 -，寸一 7 )HD-2101Z(DAIKIN工業(yè)社制)，CYTOP(日文寸^卜夕) CTL-107M(旭硝子社制)， CYTOP (日文寸 ^ 卜”)CTL-107A (旭硝子社制)，NovecEGC-1720 (3M 社制)等。有機物類離型劑有機硅類樹脂(二甲基硅油類潤滑油KF96(信越硅酮社制) 等)，烷烴類樹脂(形成烷烴類單分子膜的SAMLAY(日本曹達社制)等)等。上述說明的本發(fā)明的壓印用模具是通過使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而成為環(huán)帶狀的，因此基本不存在接合部分的臺階，或者即使存在臺階，與在樹脂薄膜的端部相互重疊的狀態(tài)下進行熔接而形成的臺階相比，該臺階也較小。壓印用樽具的制造方法本發(fā)明的壓印用模具的制造方法包括下述工序⑴ (II)。(I)將主模具的翻轉圖案轉印到樹脂薄膜的表面上而獲得在表面上形成有微細圖案的樹脂薄膜的工序。(II)將表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接，以使具有微細圖案一側的表面為外周面的方式使上述樹脂薄膜成為環(huán)帶狀的工序。工序⑴以下對工序(I)進行具體說明。微細圖案的形成方法作為將主模具的翻轉圖案轉印到樹脂薄膜的表面而形成微細圖案的方法，優(yōu)選壓印法(光壓印法或者熱壓印法)，從能夠有效且精度優(yōu)良地轉印翻轉圖案這點來說，特別優(yōu)選光壓印法。作為采用光壓印法的微細圖案的形成方法，具體來說，可舉出具有下述工序 ⑴ (iv)的方法。(i)向樹脂薄膜的表面涂敷光固化性組合物的工序。(ii)以使翻轉圖案與光固化性組合物相接觸的方式將主模具按壓在光固化性組合物上的工序。(iii)在將主模具按壓在光固化性組合物上的狀態(tài)下照射光(具體來說為紫外線、可見光或者電子束等放射線等。在本說明書中，包含紫外線、可見光或者電子束等放射線等，將這些統(tǒng)稱為光)而使光固化性組合物固化，在樹脂薄膜的表面上形成與翻轉圖案相對應的微細圖案的工序。(iv)分離樹脂薄膜與主模具的工序。作為采用熱壓印法的微細圖案的形成方法，具體來說，可舉出下述兩種工序。第一種是具有以下工序(i) (iv)的方法。(i)對熱塑性樹脂薄膜進行加熱而使其軟化的工序。(ii)以使翻轉圖案與熱塑性樹脂薄膜相接觸的方式將主模具按壓到軟化的熱塑性樹脂薄膜上的工序。(iii)在將主模具按壓到軟化的熱塑性樹脂薄膜上的狀態(tài)下進行冷卻而使熱塑性樹脂薄膜固化，在熱塑性樹脂薄膜的表面上形成與翻轉圖案相對應的微細圖案的工序。(iv)分離熱塑性樹脂薄膜和主模具的工序。第二種是具有以下工序(i) (iv)的方法。(i)對主模具進行加熱的工序。(ii)以使翻轉圖案與熱塑性樹脂薄膜相接觸的方式將加熱的主模具按壓到熱塑性樹脂薄膜上的工序。(iii)在將主模具按壓到熱塑性樹脂薄膜上的狀態(tài)下進行冷卻而使熱塑性樹脂薄膜固化，在熱塑性樹脂薄膜的表面上形成與翻轉圖案相對應的微細圖案的工序。(iv)分離熱塑性樹脂薄膜與主模具的工序。在主模具為輥狀的情況下，一邊使帶狀的樹脂薄膜移動且使金屬輥循環(huán)轉動，一邊連續(xù)進行工序(i) (iv)。在主模具為平板狀的情況下，反復進行工序⑴ (iv)。主樽具作為主模具的材料，可舉出石英、玻璃、樹脂(聚二甲基硅氧烷、環(huán)狀聚烯烴、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙酯、透明氟樹脂等)、硅、金屬(鎳、銅、不銹鋼、鈦等)、SiC，云母等。主模具的翻轉圖案是與樹脂薄膜的表面的微細圖案相對應的翻轉圖案。翻轉圖案具有與微細圖案的凸部和/或凹部相對應的多個凹部和/或多個凸部。凹部及凸部的各尺寸與上述的微細圖案中的凸部及凹部的各尺寸相對應。在凹部和/或凸部密集的區(qū)域中，優(yōu)選凹部或凸部之間的間距平均為Inm 10 μ m,更優(yōu)選為20nm lOOOnm，特別優(yōu)選為30nm 600nm。本發(fā)明的壓印用模具的制造方法在間距為上述范圍、即以具有納米等級的翻轉圖案的主模具來制造樹脂制的環(huán)帶狀的壓印用模具的情況下，能夠最大限度地發(fā)揮壓印用模具的低成本化及大面積化的效果，因此本發(fā)明的壓印用模具的制造方法特別適合用作納米壓印用模具的制造方法。作為在主模具的表面上形成翻轉圖案的方法，例如可舉出將電子束繪制和蝕刻相組合的方法、將光刻和蝕刻相組合的方法等。此外，也可以利用電鑄鎳等從主模具制作復制模具，并將該復制模具用作主模具。
光固化性組合物作為光固化性組合物，能夠使用國際公開第2007/116972號單行本的說明書第 0029 0074段所記載的光固化性組合物等公知的光固化性組合物。熱塑性樹脂薄膜作為熱塑性樹脂薄膜，可舉出氟樹脂、有機硅樹脂、丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂、 聚酯樹脂(聚對苯二甲酸乙酯等)、聚酰亞胺樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、尼龍樹脂、聚苯硫醚樹脂、環(huán)狀聚烯烴樹脂等。工序(II)以下對工序(II)進行具體說明。樹脂薄膜的接合方法
技術領域：
本發(fā)明的特征在于，如圖1所示地以在使樹脂薄膜12的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，從而形成環(huán)帶狀的壓印用模具10。在使樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接的情況下，與如圖2所示地使樹脂薄膜12的端部相互重疊的狀態(tài)下進行熔接的情況相比，接合部分的臺階幾乎不存在， 或者即使存在，該臺階也較小。作為樹脂薄膜的接合方法，具體來說可舉出如圖1所示的下述方法在樹脂薄膜 12的端部彼此相對接的狀態(tài)下，利用被加熱了的一對加熱器14從上下方向?qū)υ摱瞬考捌涓浇M行夾持并加壓熔接的方法。優(yōu)選加熱器14的加熱溫度為樹脂薄膜12的玻化溫度或者熔點以上。優(yōu)選加熱器14所進行的加壓為0. IMPa (表壓) IOMPa (表壓)。在樹脂薄膜的端部彼此相對接時的端部與端部之間，可以處于完全不存在間隙的狀態(tài)，也可以處于存在較小間隙的狀態(tài)。在端部與端部之間存在較小間隙的情況下，優(yōu)選該間隙的寬度為0. Imm以下。在由一片樹脂薄膜制造環(huán)帶狀的壓印用模具的情況下，在使一片樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，以具有微細圖案一側的表面為外周面的方式使該樹脂薄膜成為環(huán)帶狀。在由兩片以上的樹脂薄膜制造環(huán)帶狀的壓印用模具的情況下，以使兩片以上的樹脂薄膜串聯(lián)接合而成為一片長條的樹脂薄膜的方式，在使相鄰樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該相鄰樹脂薄膜的端部相接合，接下來在使該長條的樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該長條的樹脂薄膜的端部相接合，以使具有微細圖案一側的表面成為外周面的方式使該樹脂薄膜成為環(huán)帶狀。在以上說明的本發(fā)明的壓印用模具的制造方法中，在使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，并使該樹脂薄膜成為環(huán)帶狀，因此能夠制造接合部分基本不存在臺階，或者即使存在臺階該臺階也較小的壓印用模具。壓印裝置本發(fā)明的壓印裝置具有涂敷部件，其用于將光固化性組合物涂敷在移動的基材的表面上；環(huán)帶狀的模具，其架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動，與涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性組合物相接觸；光照射部件，其在使上述模具與上述光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下向上述光固化性組合物照射光。另外，本發(fā)明的壓印裝置具有環(huán)帶狀的模具，其架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動；涂敷部件，其向上述模具的表面涂覆光固化性組合物；光照射部件，其在使涂覆在上述模具的表面上的光固化性組合物與移動的基材的表面相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光。然后，在本發(fā)明的壓印裝置中，其特征在于，環(huán)帶狀的模具是上述的本發(fā)明的壓印用模具，該壓印用模具是通過使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，并使該樹脂薄膜成為環(huán)帶狀來形成的。以下說明本發(fā)明的壓印裝置的實施方式。
第1實施方式圖3是表示本發(fā)明的壓印裝置的第1實施方式的概略圖。壓印裝置大致構成為具有涂敷部件22，其用于向沿各輥移動的帶狀的基材20的表面上涂覆光固化性組合物；環(huán)帶狀的壓印用模具10，其架設在大輥M及小輥沈上；光照射部件觀，其用于在使壓印用模具10與涂覆在基材20的表面上的光固化性組合物在大輥 24的下半部分的表面處相接觸的狀態(tài)下，向光固化性組合物照射光；模下輥30，其隔著基材20與涂敷部件22相對配置；夾持輥32，其用于將涂覆有光固化性組合物的基材20按壓到大輥M的表面的壓印用模具10上；剝離輥34，其用于從大輥M的表面的壓印用模具10 剝離在表面上形成有微細圖案的基材20。壓印用模具10是上述的本發(fā)明的壓印用模具，其是通過使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接，并使該樹脂薄膜成為環(huán)帶狀來形成的。作為涂敷部件22，可舉出擠壓涂敷機(die coater)、輥涂布機、凹版涂布機、噴墨式涂敷裝置、噴涂機、旋轉涂布機、流涂機、刮片涂布機、浸泡涂布機等。圖示例中的涂敷部件22是擠壓涂敷機。作為光照射部件觀，例如可舉出高壓水銀燈、超高壓水銀燈、低壓水銀燈、紫外線熒光燈、氙氣燈、碳弧燈、紫外線LED燈、可見光熒光燈、可見光白熾燈、可見光LED燈等。大輥M及小輥沈通過向相同方向旋轉來以使壓印用模具10在大輥M的下半部分的表面向與基材20的移動方向相同的方向移動的方式使壓印用模具10循環(huán)轉動。另外，將夾持輥32及剝離輥34以夾著大輥M的方式配置，從而使被夾持輥32按壓到大輥M的表面的壓印用模具10上的基材20沿大輥M的下半部分的表面與壓印用模具10共同移動。第2實施方式圖4是表示本發(fā)明的壓印裝置的第2實施方式的概略圖。對與第1實施方式相同的結構標注相同的附圖標記而省略其說明。壓印裝置大致構成為具有涂敷部件22，其用于向沿各輥移動的帶狀的基材20的表面涂覆光固化性組合物；環(huán)帶狀的壓印用模具10，其架設在上游側輥36、下游側輥38及冷卻輥40上；光照射輥42，其設在上游側輥36和下游側輥38之間，其在用于在使涂敷有光固化性組合物的基材20沿其表面移動，并將涂敷在基材20的表面上的光固化性組合物按壓到壓印用模具10上的狀態(tài)下，向光固化性組合物照射光；模下輥30，其隔著基材20與涂敷部件22相對配置；引導輥44，其將在表面上形成有與壓印用模具10的微細圖案相對應的翻轉圖案的基材20從光照射輥42拉離。光照射輥42是在內(nèi)部設有光照射部件的玻璃輥。光照射輥42以如下方式配置，即，使光照射輥42的下部位于比上游側輥36的最高點與下游側輥38的最高點間的連線靠下側的位置，以增大壓印用模具10與涂敷在基材 20的表面上的光固化性組合物的接觸面積。上游側輥36、下游側輥38及冷卻輥40向相同方向旋轉，從而使壓印用模具10以使壓印用模具10在上游側輥36和下游側輥38之間向與基材20的移動方向相同的方向移動的方式循環(huán)轉動。
另外，冷卻輥40用于冷卻因光的照射而被加熱的壓印用模具10。第3實施方式圖5是表示本發(fā)明的壓印裝置的第3實施方式的概略圖。對與第1實施方式相同的結構，標注相同的附圖標記而省略說明。壓印裝置大致構成為具有環(huán)帶狀的壓印用模具10，其架設在配置于大致正三角形的頂點的上輥46、上游側下輥48及下游側下輥50這三個輥上；涂敷部件22，其隔著壓印用模具10與上輥46相對配置，用于向壓印用模具10的表面涂敷光固化性組合物；光照射部件觀，其用于在涂敷于壓印用模具10的表面的光固化性組合物與在上游側下輥48與下游側下輥50之間沿各輥移動的基材20相接觸的狀態(tài)下，向光固化性組合物照射光；支承輥 52，其用于在比壓印用模具10靠上游側的位置處支承基材20 ；上游側夾持輥M，其隔著基材20與上游側下輥48相對配置；下游側夾持輥56，其隔著基材20與下游側下輥50相對配置；三個按壓輥58，其在上游側下輥48與下游側下輥50之間，將壓印用模具10按壓到涂敷在基材20的表面上的光固化性組合物上。上輥46、上游側下輥48及下游側下輥50向相同方向旋轉，從而使壓印用模具10 以使壓印用模具10在上游側下輥48與下游側下輥50之間向與基材20的移動方向相同的方向移動的方式循環(huán)轉動。在以上說明的本發(fā)明的壓印裝置中，環(huán)帶狀的模具為在接合部分處所產(chǎn)生的臺階較小的本發(fā)明的壓印用模具，因此在該壓印用模具與光固化性組合物相接觸時殘留在接合部分處的空氣變得較少，不易阻礙該部分中的光固化性組合物的固化。其結果，能夠抑制由環(huán)帶狀的壓印用模具的接合部分的臺階造成的未固化的光固化性組成物的殘存。此外，本發(fā)明的壓印裝置并不限于圖示例的實施方式中的壓印裝置。例如，即使是包括環(huán)帶狀的模具的公知的壓印裝置，也能夠通過作為環(huán)帶狀的模具而具有本發(fā)明的壓印用模具，從而實現(xiàn)本發(fā)明的效果。壓印方法本發(fā)明的壓印方法具有下述工序(a) (d)。(a)向移動的基材的表面涂敷光固化性組合物的工序。(b)使架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動的環(huán)帶狀的模具與涂敷在基材的表面上的光固化性組合物相接觸的工序。(c)在模具與光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，使光照射到光固化性組合物上而使光固化性組合物固化，從而在基材的表面上形成與模具的微細圖案相對應的翻轉圖案的工序。(d)分離基材與模具的工序。另外，本發(fā)明的壓印方法具有下述工序(a’) (d’)。(a’ )將光固化性組合物涂敷在架設于多個輥上而進行循環(huán)轉動的環(huán)帶狀的模具的表面上的工序。(b’ )使移動的基材與涂敷在模具的表面上的光固化性組合物相接觸的工序。(c’)在基材與光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，使光照射到光固化性組合物上而使光固化性組合物固化，從而在基材的表面上形成與模具的微細圖案相對應的翻轉圖案的工序。
(d’ )分離基材與模具的工序。而且，本發(fā)明的壓印方法的特征在于，作為環(huán)帶狀的模具，使用上述的本發(fā)明的壓印用模具，該壓印用模具是使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接，并使該樹脂薄膜成為環(huán)帶狀來形成的。特別是，作為壓印用模具，優(yōu)選使用該模具的接合部分的最大臺階小于涂敷在基材的表面上的光固化性組合物的膜厚的壓印用模具。若接合部分的臺階小于光固化性組合物的膜厚，則接合部分的臺階能夠被涂敷在基材的表面上的光固化性組合物吸收，因此臺階被光固化性組合物填埋，使得殘留在接合部分中的空氣變少，變得不易阻礙該部分中的光固化性組合物的固化。其結果，能夠抑制環(huán)帶狀的壓印用模具的接合部分的臺階所引起的殘存有未固化的光固化性組合物的情況。另外，作為壓印用模具，優(yōu)選在該模具的接合部分(即，以相對接的位置為中心線的寬度IOmm的部分)中，不存在邊長Imm的正方形的面積內(nèi)的模具的厚度的最大值與最小值之差超過20 μ m的區(qū)域，即，優(yōu)選在觀察上述部分的任一處邊長Imm的正方形時，該最大值與最小值之差皆為20 μ m以下。換言之，在上述壓印用模具中，優(yōu)選在以接合線為中心線的寬度IOmm的部分中的模具的厚度的最大值與最小值之差為20 μ m以下，該接合線是將樹脂薄膜的端部彼此相對接而對該端部進行熔接、接合而成的接合線。更優(yōu)選該差為15 μ m 以下，進一步優(yōu)選為10 μ m以下。本發(fā)明的壓印方法例如能夠通過使用上述第1實施方式 第3實施方式的壓印裝置之外的、具有環(huán)帶狀的模具的公知的壓印裝置等來實施。作為基材的材料，可舉出樹脂(例如，氟樹脂、有機硅樹脂、丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯、聚酯(聚對苯二甲酸乙酯等)、聚酰亞胺、聚丙烯、聚乙烯、尼龍樹脂、聚苯硫醚及環(huán)狀聚烯烴等)、玻璃、金屬等。在使用第1實施方式的壓印裝置的情況下，由于要求撓性及透光性，因此，作為基材，優(yōu)選透明樹脂基材。在使用第2實施方式的壓印裝置的情況下，由于要求撓性及透光性，因此，作為基材優(yōu)選透明樹脂基材。在使用第3實施方式的壓印裝置的情況下，由于不要求撓性，因此，作為基材也能夠使用玻璃基材。作為光固化性組合物，能夠使用與上述壓印用模具的制造方法所用的光固化性組合物相同的物質(zhì)，可以使用與壓印用模具的制造方法所用的光固化性組合物相同的物質(zhì)， 也可以使用不同的物質(zhì)。作為光固化性組合物的涂敷方法，在擠壓涂敷法、滾涂法之外，可舉出噴墨法、澆注法、旋涂法、鑄造法、浸涂法，Iangmuir-Blodgett法，真空蒸鍍法等。光固化性組合物可以配置在基材的整面上，也可以配置在基材的表面的一部分上。在以上說明的本發(fā)明的壓印方法中，作為環(huán)帶狀的模具，使用接合部分所產(chǎn)生的臺階較小的本發(fā)明的壓印用模具，因此，在使該壓印用模具與光固化性組合物相接觸時，殘留在接合部分中的空氣較少，不易阻礙該部分中的光固化性組合物的固化。其結果，能夠抑制環(huán)帶狀的壓印用模具的接合部分的臺階所引起的殘存有未固化的光固化性組合物的情況。在表面上具有微細圖案的產(chǎn)品
采用本發(fā)明的壓印裝置及壓印方法，能夠制造在表面上具有微細圖案的產(chǎn)品。作為在表面上具有微細圖案的產(chǎn)品，可舉出下述產(chǎn)品。 光學元件微透鏡陣列、光波導路元件、光開關元件(線柵偏振元件、波片等)、菲涅耳帶板元件、二進制元件、閃耀光柵元件、光子晶體等?！し婪瓷錁嫾嗀R(Anti Reflection)涂層構件等?！ば酒惿镄酒?、μ -TAS(Micro-Total Analysis Systems)用芯片、微反應器芯片等。 其它記錄介質(zhì)、顯示材料、催化劑的承載體、濾波器、傳感器構件、半導體(包括 MEMS)、電解用的復制品(Mplica)等。實施例以下，進一步利用實施例詳細說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于下述實施例。#ll 1光固化件組合物的制備向安裝有攪拌機及冷凝管的IOOOmL的4 口燒瓶中加入二季戊四醇六丙烯酸酸酯(新中村化學工業(yè)公司制造、NK ESTERA-DPH)60g、新戊二醇二丙烯酸酸酯(新中村化學工業(yè)公司制造、NK ESTER A-NPG)40g、光聚合引發(fā)劑(CIBA SPECIALTY CHEMICALS INC. 制造、IRGACURE907)4.0g、含氟表面活性劑(旭硝子株式會社制、含氟丙烯酸酸酯(CH2 = CHCOO(CH2)2(CF2)8F)與丙烯酸酸丁酯的共低聚物、氟含量約30質(zhì)量％、質(zhì)量平均分子量 約3000)0. lg、阻聚劑(和光純藥社制造、Q1301)1.0g以及環(huán)己酮65. 0g。在將燒瓶內(nèi)設為常溫及避光的狀態(tài)下，攪拌1小時使其均勻化。接著，一邊攪拌燒瓶內(nèi)，一邊慢慢加入膠態(tài)二氧化硅100g(固體成分30g)，進一步在將燒瓶內(nèi)設為常溫及避光的狀態(tài)下攪拌1小時使其均勻化。接著，加入環(huán)己酮340g，在將燒瓶內(nèi)設為常溫及避光的狀態(tài)下攪拌1小時，獲得光固化性組合物(1)的溶液。主樽具(MM1的制作準備以隔著形成在該槽之間的平坦部而相互平行且隔開規(guī)定間距的方式形成有多個槽的石英制模具(面積150mmX150mm;圖案面積100mmX IOOmm ；槽之間的間距 160nm ；槽的寬度65nm ；槽的深度200nm ；槽的長度100mm ；槽的截面形狀大致等腰三角形)。利用電鑄鎳從該石英制模具復制了以隔著形成在該凸條之間的平坦部而相互平行且隔開規(guī)定之間的間距的方式形成有多個凸條的鎳制主模具(面積150mmX 150mm; 圖案面積100mmX100mm ；凸條之間的間距160nm ；凸條的底部寬度65nm;凸條的高度 200nm ；凸條的長度100mm ；凸條的截面形狀大致等腰三角形)。樹脂薄膜的制造工序⑴在長度150mm、寬度150mm、厚度100 μ m的高透過性聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET) 薄膜(帝人杜邦社制，帝人滌綸0 的表面上，利用旋涂法涂布光固化性組合物(1)，形成了厚度為5 μ m的光固化性組合物⑴的涂膜。工序(ii)在25°C以0. 5MPa (表壓)的壓力將上述鎳制主模具按壓到光固化性組合物(1)的涂膜上，以使凸條與光固化性組合物(1)的涂膜相接。工序(iii)保持由工序(ii)得到的狀態(tài)，從PET薄膜側作為照射光而照射15秒鐘高壓水銀燈(頻率1. 5kHz 2. OkHz ；主波長光255nm、315nm及365nm ；主波長為365nm條件下的照射能量1000mJ)的紫外線，使光固化性組合物(1)固化，制作了在表面的一部分上具有與鎳制主模具的凸條相對應的多個槽及該槽之間的平坦部的PET薄膜(槽之間的間距 160nm，槽的寬度65nm，槽的深度200nm)。工序(iv)從PET薄膜慢慢分離鎳制主模具。重復進行以上的工序(i) (iv)十次，制作了十片在表面的一部分上具有與鎳制主模具的凸條相對應的多個槽及該槽之間的平坦部的樹脂薄膜(1)。使氟類離型劑(DAIKIN工業(yè)社制，0PT00L(日文才^—義)DSX)溶解于氟類溶劑(旭硝子社制，CT-Solv. 100)，制備了離型劑溶液(1)(氟類化合物的濃度0. 1質(zhì)量％)。將樹脂薄膜(1)浸泡到離型劑溶液(1)中，將其拿出后，直接用氟類溶劑(旭硝子社制，CT-Solv. 100)進行沖洗，在60°C且90% RH的恒溫高濕槽中處理(cure) 1小時，對樹脂薄膜(1)的表面實施了離型劑處理。壓印用樽具的制造在經(jīng)過離型劑處理的樹脂薄膜(1)的端部彼此相對接的狀態(tài)下，利用加熱到 250°C的寬度IOmm的一對加熱器以5MPa(表壓)的壓力從上下方向夾持相對接的部分，進行加熱熔接而將上述樹脂薄膜(1)的端部接合起來，獲得了環(huán)帶狀的壓印用模具(1)。在使用千分尺(Mitutoyo社制)測定接合部分的臺階的情況下，在接合部分(以相對接的位置為中心線的寬度IOmm的部分)中，不存在邊長為Imm的正方形的面積內(nèi)的模具的厚度的最大值與最小值之差超過20 μ m的區(qū)域。透光性基板的制造將環(huán)帶狀的壓印用模具(1)架設到圖3所示的壓印裝置的大輥M及小輥沈上。作為基材20，使用厚度100 μ m的與上述相同的PET薄膜，作為光固化性組合物，使用與上述相同的光固化性組合物(1)，作為光照射部件觀使用上述高壓水銀燈。在基材20的移動速度為Im/分鐘、光固化性組合物(1)的涂敷膜厚為10 μ m的條件下實施壓印，制作了在基材20的表面上具有與壓印用模具(1)的微細圖案相對應的翻轉圖案(凸條之間的間距160nm ；凸條的底部寬度65nm ；凸條的高度200nm ；凸條的長度 IOOmm ；凸條的截面形狀大致等腰三角形)的線柵型偏振片的透光性基板。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的壓印用模具適用作在利用壓印法、特別是納米壓印法制造防反射構件、 線柵型偏振片等光學構件等時的模具。此外，在這里引用了 2009年10月21日申請的日本特許出愿2009-242392號的說明書、權利要求書、附圖及說明書摘要的全部內(nèi)容，將其作為本發(fā)明的公開內(nèi)容引入。附圖標記說明10、壓印用模具；12、樹脂薄膜；20、基材；22、涂敷部件；24、大輥；26、小輥；28、放射線照射部件；36、上游側輥；38、下游側輥；40、冷卻輥；42、放射線照射輥；46、上輥；48、上游側下輥；50、下游側下輥；58、按壓輥
權利要求
1.一種壓印用模具，其中，該壓印用模具是通過如下方式形成的，即，對于表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在將該一片以上的樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，從而將該一片以上的樹脂薄膜做成環(huán)帶狀。
2.根據(jù)權利要求1所述的壓印用模具，其中， 上述微細圖案具有多個凸部和/或多個凹部，該凸部和/或凹部之間的間距平均為Inm 10 μ m。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的壓印用模具，其中， 在成為環(huán)帶狀的樹脂薄膜的外周面上具有微細圖案。
4.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的壓印用模具，其中，模具的以接合線為中心線的寬度IOmm的部分中的厚度的最大值與最小值之差為 20 μ m以下，該接合線是將樹脂薄膜的端部彼此相對接而對該端部進行熔接、接合而成的接合線。
5.一種壓印用模具的制造方法，其中，該制造方法用于制造權利要求1 4中任一項所述的壓印用模具， 該制造方法包括將表面上具有上述微細圖案的翻轉圖案的主模具的該翻轉圖案轉印到樹脂薄膜的表面上，獲得在表面上形成有微細圖案的樹脂薄膜的工序；使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜在使該一片以上的樹脂薄膜的端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，將該樹脂薄膜做成環(huán)帶狀的工序。
6.根據(jù)權利要求5所述的壓印用模具的制造方法，其中，上述翻轉圖案具有與上述微細圖案的凸部和/或凹部相對應的多個凹部和/或多個凸部，該凹部和/或凸部之間的間距平均為Inm 10 μ m。
7.—種壓印裝置，其中， 該壓印裝置包括涂敷部件，其用于向移動的基材的表面涂敷光固化性組合物； 環(huán)帶狀的模具，其架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動，該環(huán)帶狀的模具與涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性組合物相接觸；光照射部件，其在上述模具與上述光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光；上述環(huán)帶狀的模具為權利要求1 4中任一項所述的壓印用模具。
8.—種壓印裝置，其中， 該壓印裝置包括環(huán)帶狀的模具，其架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動； 涂敷部件，其用于向上述模具的表面涂敷光固化性組合物；光照射部件，其在涂敷于上述模具的表面上的光固化性組合物與移動的基材的表面相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光；上述環(huán)帶狀的模具為權利要求1 4中任一項所述的壓印用模具。
9.一種壓印方法，其中， 該壓印方法包括向移動的基材的表面涂敷光固化性組合物的工序；使架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動的環(huán)帶狀的模具與涂敷在上述基材的表面上的上述光固化性組合物相接觸的工序；在上述模具與上述光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光的工序；作為上述環(huán)帶狀的模具，使用權利要求1 4中任一項所述的壓印用模具。
10.一種壓印方法，其中， 該壓印方法包括向架設在多個輥上而進行循環(huán)轉動的環(huán)帶狀的模具的表面涂敷光固化性組合物的工序；使移動的基材與涂敷在上述模具的表面上的上述光固化性組合物相接觸的工序； 在上述基材與上述光固化性組合物相接觸的狀態(tài)下，向上述光固化性組合物照射光的工序；作為上述環(huán)帶狀的模具，使用權利要求1 4中任一項所述的壓印用模具。
全文摘要
本發(fā)明提供使在接合部分產(chǎn)生的臺階較小的環(huán)帶狀的壓印用模具及其制造方法，以及能夠抑制環(huán)帶狀的壓印用模具的接合部分的臺階所引起的殘存有未固化的光固化性組合物的情況的壓印裝置及壓印方法。壓印用模具(10)，其通過使表面上具有微細圖案的一片以上的樹脂薄膜(12)在其端部彼此相對接的狀態(tài)下進行熔接而使該一片以上的樹脂薄膜相接合，并使該樹脂薄膜(12)成為環(huán)帶狀來形成；具有壓印用模具(10)的壓印裝置；以及使用壓印用模具(10)的壓印方法。
文檔編號H01L21/027GK102574327SQ201080047799
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權日2009年10月21日
發(fā)明者坂本寬, 海田由里子, 白鳥聰 申請人:旭硝子株式會社