筒型图案膜的制作方法、图案辊的制作方法以及剥离装置与流程

文档序号:11442203阅读:235来源:国知局
筒型图案膜的制作方法、图案辊的制作方法以及剥离装置与流程

本发明涉及表面具有微小的凹凸图案的筒型图案膜的制作方法以及具备筒型图案膜的图案辊的制作方法。另外,本发明涉及用于将筒状膜从辊状支承体剥离的剥离装置。



背景技术:

近几年,提出了应用卷对卷等卷筒料控制技术的纳米压印。就这样的纳米压印而言,例如,在放出成为加工对象的片(例如树脂制膜、无机基板等)的放出装置与卷收该片的卷取装置之间的输送路上,具备表面具有微小的凹凸图案的图案辊(也称为辊模具、模制辊或者压模辊),一边使图案辊与片的加工面接触一边将片从放出装置向卷取装置输送。由此,能够连续且高效地对树脂制膜实施压花加工,或者在涂敷于片上的抗蚀剂上形成图案。

为了得到图案辊,已知有无缝地(无连接点地)在辊表面形成微米~超微米级的凹凸图案的技术。作为具体例,有在辊表面涂敷抗蚀剂,通过激光曝光来进行图案化的技术。然而,由于抗蚀剂材料的刚性、耐久性不足,因此大多不适合作为连续压印用的图案辊而用于图案片制造。因此,开发出将在表面具有抗蚀剂的凹凸图案的辊作为原版辊,利用转印技术以及电铸技术,将由金属构成的圆筒状的图案辊制作成复制品的技术(专利文献1等)。

另一方面,在专利文献2中公开了如下的技术,即,通过在外周面具有凹凸图案的原版辊(母型)的外周面形成硅树脂层,从而形成在内表面具有转印凹凸图案的圆筒状的硅树脂层,将圆筒状的硅树脂层从原版辊剥离,在从外周侧保持的状态下,在内表面的转印凹凸图案表面形成金属层,从而得到具有凹凸图案的圆筒状的由金属层构成的图案辊。

在专利文献2中,作为将圆筒状的硅树脂层从原版辊剥离的方法,可以列举如下的方法,即,(1)预先在硅树脂层的表面涂敷粘接剂,然后在其周边设置具有比硅树脂层的外形大的内径的中空状的圆筒状支架,而后将硅树脂层的一部分压接于支架的内壁并依次压接整面从而进行剥离的方法,(2)将硅树脂层与支架的一方的端部粘接,然后从另一方的端部对存在于其间隙中的空气进行脱气从而进行剥离的方法,(3)同样地将一方的端部粘接,然后向原版辊与硅树脂层之间送入压缩空气,通过该压力进行剥离的方法等。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005-199642号公报

专利文献2:日本特开2007-290274号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,在专利文献1所述的方法中,在由原版辊制作金属的复制辊的情况下,当转印剥离时,需要溶解原版辊的抗蚀剂,因此原版辊只能制作一根金属复制辊。即,每制作一根金属复制辊,都需要重新制作原版辊。例如在通过连续压印制造图案片的情况下,还存在几天便需要更换复制辊型的情况。原版辊制作花费时间与成本,因此在制作多根金属复制辊的情况下,成本极高。因此,寻求不破坏原版辊而能够多次复制且以低成本获取复制辊的方法。

在专利文献2中记述了从原版辊剥离硅树脂层的方法,然而不能说充分公开了具体的方法,寻求更具体且现实的剥离方法。

另外,在专利文献2中,作为在圆筒状的硅树脂层的内表面形成了圆筒电铸膜后从圆筒电铸膜剥离硅树脂层的方法,公开了将硅树脂层的一部分切断并展开而进行剥离的方法,而未设想多次使用具有转印凹凸图案的硅树脂层。即,虽然能够由原版辊制作多个树脂制的复制辊,然而树脂制的复制辊本身只能使用一次。若树脂制的复制辊本身也能够多次使用,则能够进一步实现低成本化。

本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种能够以低成本实现且包含从原版辊剥离树脂制的筒型图案膜的具体的方法在内的筒型图案膜的制作方法以及使用了该筒型图案膜的图案辊的制作方法。另外,本发明的目的在于提供用于从原版辊剥离筒型图案膜的剥离装置。

用于解决课题的方案

在本发明的第一筒型图案膜的制作方法中,在外表面形成有凹凸图案而成的原版辊的外表面涂敷弹性材料的原料液而形成被膜,且使该被膜固化,从而形成转印有凹凸图案而成的由弹性材料构成的筒型图案膜,

配置三个以上具有沿着筒型图案膜的外表面的、剖面呈圆弧状的内侧面的块构件,且将各块构件的内侧面与筒型图案膜的外表面的周向上的不同的位置对置配置,从而使筒型图案膜的外表面吸附于各块构件的内侧面,

在吸附的状态下使各块构件向相对于筒型图案膜的外表面的法线方向外侧移动,从而将筒型图案膜从原版辊剥离。

在本发明的第二筒型图案膜的制作方法中,在内表面形成有凹凸图案而成的圆筒状的原版辊的内表面涂敷弹性材料的原料液而形成被膜,且使该被膜固化,从而形成转印有凹凸图案而成的由弹性材料构成的筒型图案膜,

配置三个以上具有沿着筒型图案膜的内表面的、剖面呈圆弧状的外侧面的块构件,且将各块构件的外侧面与筒型图案膜的内表面的周向上的不同的位置对置配置,从而使筒型图案膜的内表面吸附于各块构件的外侧面,

在吸附的状态下使各块构件向相对于筒型图案膜的内表面的法线方向内侧移动,从而将筒型图案膜从原版辊剥离。

在上述中,“弹性材料的原料液”是指通过固化而成为弹性材料的液状组成物,在将原料液固化而得到的弹性材料是热固化性树脂或者光固化性树脂时,分别指处于未固化的流动状态的状态下的物质,在将原料液固化而得到的弹性材料是热塑性树脂时,是指使热塑性树脂溶解于溶剂中而得到的物质。

在本发明的第一以及第二筒型图案膜的制作方法中,也可以为,在将筒型图案膜从原版辊剥离时,使块构件移动将筒型图案膜中的与块构件密接的部分从圆筒体剥离的距离,之后,在使块构件停止的状态下,利用筒型图案膜的弹力使未与块构件密接的部分从原版辊剥离。

在本发明的第一以及第二筒型图案膜的制作方法中,也可以为,在移动块构件时,使块构件以块构件的长度方向的一端比另一端先从原版辊分离的方式倾斜。

需要说明的是,优选为,在块构件的用于吸附筒型图案膜的面与筒型图案膜之间夹设多孔质片来进行吸附。

在此,块构件的用于吸附筒型图案膜的面在第一筒型图案膜的制作方法中的块构件的情况下是内侧面,在第二筒型图案膜的制作方法中的块构件的情况下是外侧面。

本发明的图案辊的制作方法使用上述本发明的筒型图案膜的制作方法,来制作外表面具有与原版辊的凹凸图案对应的凹凸图案的图案辊。

在此,就与原版辊的凹凸图案对应的凹凸图案而言,在经由来自原版辊的奇数次的转印而形成的图案辊中是原版辊的凹凸图案的翻转凹凸图案,在经由来自原版辊的偶数次的转印而形成的图案辊中是凹凸关系与原版辊的凹凸图案相同的凹凸图案。

在本发明的图案辊的制作方法中,也可以为,在通过筒型图案膜的制作方法得到的筒型图案膜在内表面具有凹凸图案的情况下,通过电铸在筒型图案膜的内表面形成筒型电铸膜,将筒型图案膜从筒型电铸膜剥离后向筒型电铸膜中嵌入与筒型电铸膜的内周一致的圆柱芯,或者向筒型电铸膜中嵌入与该筒型电铸膜的内周一致的圆柱芯后将筒型图案膜从筒型电铸膜剥离,从而得到图案辊。

在此,在将筒型图案膜从筒型电铸膜剥离时,优选为,配置三个以上具有沿着筒型图案膜的外表面的、剖面呈圆弧状的内侧面的块构件,且将各块构件的内侧面与筒型图案膜的外表面的周向上的不同的位置对置配置,从而使筒型图案膜的外表面吸附于各块构件的内侧面,在吸附的状态下使各块构件向相对于筒型图案膜的外表面的法线方向外侧移动,从而将筒型图案膜从筒型电铸膜剥离。

在本发明的图案辊的制作方法中,也可以为,在通过筒型图案膜的制作方法得到的筒型图案膜在外表面具有凹凸图案的情况下,通过向筒型图案膜中嵌入与其内周一致的圆柱芯而得到图案辊。

在本发明的图案辊的制作方法中,也可以为,在通过筒型图案膜的制作方法得到的筒型图案膜在内表面具有凹凸图案的情况下,通过将筒型图案膜里外翻转,从而得到外表面具有凹凸图案的筒型图案膜,通过向外表面具有凹凸图案的筒型图案膜中嵌入与其内周一致的圆柱芯,而得到图案辊。

在将上述筒型图案膜里外翻转时,优选为,在维持圆筒形状的状态下从外表面支承筒型图案膜,把持筒型图案膜的长度方向的一端且将该一端从圆筒内侧向另一端侧拉拽而进行里外翻转。

另外,此时,优选为,以从把持筒型图案膜的一端嵌入气管的方式一边维持圆筒形状一边进行里外翻转。

在本发明的图案辊的制作方法中,也可以为,在向筒型图案膜中嵌入圆柱芯时,配置三个以上具有沿着筒型图案膜的外表面的、剖面呈圆弧状的内侧面的块构件,且将各块构件的内侧面与筒型图案膜的外表面的周向上的不同的位置对置配置,从而使筒型图案膜的外表面吸附于各块构件的内侧面,

在吸附的状态下使各块构件向相对于筒型图案膜的外表面的法线方向外侧移动,从而扩大筒型图案膜的中空部,在向扩大了的中空部插入了圆柱芯之后,解除各块构件的吸附,从而将圆柱芯嵌入筒型图案膜中。

本发明的第一剥离装置是用于将与辊状支承体的外表面密接的由弹性材料构成的筒状膜从辊状支承体剥离的剥离装置,所述剥离装置具备:三个以上的块构件,其具备剖面呈圆弧状的内侧面、设置在该内侧面上的多个孔及与该孔连通的吸引路,该三个以上的块构件配置在圆周上;吸引部,其与吸引路连接;移动控制部,其使块构件沿径向移动;以及吸引控制部,其控制吸引部的工作。

本发明的第二剥离装置是用于将与筒状的辊状支承体的内表面密接的由弹性材料构成的筒状膜从辊状支承体剥离的剥离装置,所述剥离装置具备:三个以上的块构件,其具备剖面呈圆弧状的外侧面、设置在该外侧面上的多个孔及与该孔连通的吸引路,该三个以上的块构件配置在圆周上;吸引部,其与吸引路连接;移动控制部,其使块构件沿径向移动;以及吸引控制部,其控制吸引部的工作。

发明效果

本发明的第一筒型图案膜的制作方法是如下的制作方法,即,针对形成于在外表面具备凹凸图案的原版辊的外表面的由弹性材料构成的筒型图案膜,配置三个以上具有沿着筒型图案膜的外表面的、剖面呈圆弧状的内侧面的块构件,且将各块构件的内侧面与筒型图案膜的外表面的周向上的不同的位置对置配置,从而使筒型图案膜的外表面吸附于各块构件的内侧面,在吸附的状态下使各块构件向相对于筒型图案膜的外表面的法线方向外侧移动,从而将筒型图案膜从原版辊剥离。根据该方法,能够不破坏筒型图案膜以及原版辊这双方而将筒型图案膜从原版辊剥离,因此能够重复使用筒型图案膜以及原版辊,能够廉价地制作筒型图案膜。另外,使用该方法,能够廉价地提供图案辊。

本发明的第二筒型图案膜的制作方法是如下的制作方法,即,针对形成于在内表面具备凹凸图案的原版辊的内表面的由弹性材料构成的筒型图案膜,配置三个以上具有沿着筒型图案膜的内表面的、剖面呈圆弧状的外侧面的块构件,且将各块构件的外侧面与筒型图案膜的内表面的周向上的不同的位置对置配置,从而使筒型图案膜的内表面吸附于各块构件的外侧面,在吸附的状态下使各块构件向相对于筒型图案膜的内表面的法线方向内侧移动,从而将筒型图案膜从原版辊剥离。根据该方法,能够不破坏筒型图案膜以及原版辊这双方而将筒型图案膜从原版辊剥离,因此能够重复使用筒型图案膜以及原版辊,能够廉价地制作筒型图案膜。另外,使用该方法,能够廉价地提供图案辊。

附图说明

图1是示意地表示本发明的第一筒型图案膜的制作工序的图。

图2是示意地表示利用了筒型图案膜的复原力的剥离工序的图。

图3是示意地表示本发明的第二筒型图案膜的制作方法的工序的图。

图4是示意地表示第一实施方式的图案辊的制作工序的图。

图5是示意地表示由圆筒框从外周侧支承筒型图案膜而进行电铸的工序的图。

图6是示意地表示第二实施方式的图案辊的制作工序的图。

图7是示意地表示图6的工序中的、将内侧具有凹凸图案的筒型图案膜里外翻转的工序的图。

图8是示意地表示图6的工序中的、向筒型图案膜的中空部插入圆柱芯的工序的图。

图9是示意地表示第三实施方式的图案辊的制作工序的图。

图10是示意地表示图9的工序中的、向筒型图案膜的中空部插入圆柱芯的工序的图。

图11是示意地表示复制型原版辊的制作工序的图。

图12是表示用于实施使用了图案辊的连续压印的装置的一部分的剖视图。

图13是示意地表示第一剥离装置的结构的图,a是由与装置的长轴方向垂直的面切断而得到的切断部端面图,b是由与长轴方向平行的面切断而得到的剖视图。

图14是示意地表示图13的剥离装置的块构件的立体图。

图15是示意地表示使块构件倾斜而剥离时的剥离方法的剖视图。

图16是示意地表示第二剥离装置的结构的图,a是由与装置的长轴方向垂直的面切断而得到的切断部端面图,b是由与长轴方向平行的面切断而得到的剖视图。

图17是示意地表示图16的剥离装置的块构件的立体图。

具体实施方式

以下,使用附图对本发明的实施方式进行说明,但本发明并不局限于此。需要说明的是,为了便于辨识,与实际的尺寸相比适当地改变附图中的各构成要素的比例尺等。

[筒型图案膜的制作方法]

首先,依次说明本发明的第一以及第二筒型图案膜的制作方法。筒型图案膜利用具有凹凸图案表面的原版辊来制作,本发明的第一筒型图案膜的制作方法涉及使用在外表面具有凹凸图案的原版辊的情况,而本发明的第二筒型图案膜的制作方法涉及使用在圆筒内表面具有凹凸图案的原版辊的情况。需要说明的是,在本说明书中,原版辊是指,在辊表面(内表面或外表面)直接加工有凹凸图案的构件,而不包含在辊表面卷绕有凹凸图案片而成的构件。

(本发明的第一筒型图案膜的制作方法的实施方式)

对本发明的第一筒型图案膜的制作方法的实施方式进行说明。图1是示意地表示本实施方式的制作工序的图。

需要说明的是,图1是从圆筒的一端侧观察的俯视图,为了区别图1中的构件而标注一部分剖面线。在后述的图2~图6以及图8~图11中也同样。

本实施方式的筒型图案膜的制作方法如下所述。

如图1所示,准备在外表面形成有凹凸图案而成的原版辊10(s11),一边使原版辊10沿一方向旋转一边从喷嘴15向原版辊10的外表面、即凹凸图案表面喷出弹性材料的原料液20a,从而在该原版辊10的凹凸图案表面涂敷弹性材料的原料液20a而形成被膜(s12)。然后,根据需要使用刮板16等使被膜(原料液20a)的膜厚均匀化(s13)。此时,通过在使原版辊10旋转的过程中控制刮板位置而能够调整膜厚。被膜的膜厚优选为1~5mm左右。

之后,在使原版辊10旋转的状态下使由原料液20a构成的被膜固化,从而形成由转印有凹凸图案而成的弹性材料构成的筒型图案膜20,将具有沿着筒型图案膜20的外表面的、剖面呈圆弧状的内侧面115的四个块构件110的内侧面115与筒型图案膜20的外表面的、周向上的不同的位置对置配置,从而使筒型图案膜20的外表面吸附于各块构件110的内侧面115(s14)。

然后,在吸附的状态下使各块构件110向相对于筒型图案膜20的外表面的法线方向外侧移动(s15),从而扩大筒型图案膜20的内径而将筒型图案膜20从原版辊10剥离(s16)。并且,在扩大了筒型图案膜20的内径的状态下抽出原版辊10,最后,解除块构件110对筒型图案膜20的吸附从而得到筒型图案膜20(s17)。

作为原版辊10,只要在圆柱构件(辊)11的表面形成有凹凸图案层12即可,可以适当使用通过公知的方法得到的原版辊。例如,可以将通过下述方式得到的辊作为原版辊10使用:在圆柱构件11的表面,通过浸涂法等涂敷法涂敷由感光性树脂构成的抗蚀剂,通过激光照射描绘例如微米级的线图案,冲洗未固化部,从而形成了抗蚀剂的凹凸图案而得到的辊,或者,进一步根据需要在抗蚀剂的凹凸图案上进行了基于溅射的金属被膜等的表面处理而得到的辊。

作为辊尺寸,例如,设置成长度300~1500mm,直径(内径)100~500mm左右。

作为凹凸图案,例如,可以列举线和空间(lineandspace)图案,然而并不特别限定。另外,可以使用凹凸图案的凸部宽度、凹部宽度、凸部与凹部之差(凸部的高度)均在数10nm~数100μm左右的范围内根据用途而任意地形成的凹凸图案。

关于块构件110,剖面呈圆弧状的内侧面115是圆筒形的凹面,内侧面115“沿着筒型图案膜的外表面”是指具有能够与筒型图案膜的外表面密接的曲率。

在本例中,在筒型图案膜的剥离中使用四个块构件110,然而块构件的数量是三个以上即可,并无特别限制。块构件的数量优选至少四个以上。辊径越大,期望块构件数量越多,例如,若辊径是100~200mm,则块构件数量是4~6个左右合适,若辊径是300~500mm,则块构件数量是6~10个左右合适。期望多个块构件为相同的形状且均衡地配置,然而块构件的形状也可以不相同。与筒型图案膜的外表面密接的所有的块构件的内侧面的总面积优选是将筒型图案膜的外表面的7成以上覆盖的大小,更优选是将8成以上覆盖的大小。若一个块构件的密接面积较大,则需要较大的剥离力,因此优选一个块构件较小而增加块构件数量。

作为使筒型图案膜吸附于块构件的方法,特别优选使块构件内部空洞化,在块构件的与筒型图案膜相接的面上设置多个吸引孔而进行减压吸引的方法。需要说明的是,也可以在块构件的与筒型图案膜相接的面和筒型图案膜之间夹设多孔质片的状态下,使筒型图案膜吸附于块构件。

另外,在使筒型图案膜吸附于块构件而进行剥离时,也可以施加超声波振动。作为具体例,优选使超声波产生器与剥离部分的辊表面或内表面接触,以与剥离方向平行地施加振动的方式施加超声波振动。若无论如何也不具有安装场所的情况下,也可以从辊侧面施加振动。需要说明的是,超声波产生器并不特别限定,然而超声波产生器的输出优选是例如300~3000w左右的范围。

另外,在将筒型图案膜20从原版辊10剥离时,如图2所示,也可以采取如下的方式,即,从使筒型图案膜20吸附于块构件110的状态(s31),使块构件110移动将筒型图案膜20中的与块构件110密接的部分从原版辊10稍稍剥离的量(s32),之后,在使块构件110停止的状态下,利用筒型图案膜20的弹力(复原力)使未与块构件110密接的部分从原版辊10剥离(s33)。

另外,也可以采取如下的方式,即,在使筒型图案膜20吸附于块构件110的状态下移动块构件110时,以使块构件110的长度方向的一端比另一端先从原版辊分离的方式使块构件倾斜地移动,从而仅使筒型图案膜20的一端先从原版辊10剥离,之后将整体剥离。

弹性材料是指如橡胶那样通过施加应力而伸缩、且具有杨氏模量为10~100mpa左右的特性的材料。作为本发明中使用的弹性材料的具体例,可以列举硅酮树脂等热固化性树脂、氨基甲酸乙酯系等光固化性树脂、具有橡胶弹性的热塑性树脂(合成橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)等)。需要说明的是,在形成热固化性树脂或者光固化性树脂的筒型图案膜的情况下,分别将处于未固化的流动状态的状态下的材料用作弹性材料的原料液,在涂敷后赋予热能或者光能而使其固化即可。在形成热塑性树脂的筒型图案膜的情况下,将使热塑性树脂溶解于溶剂中而成的材料用作弹性材料的原料液,并在涂敷后使溶剂蒸发从而使其固化即可。

如上所述,根据本实施方式的筒型图案膜20的制作方法,能够不破坏筒型图案膜20以及原版辊10而将筒型图案膜20从原版辊10剥离,因此能够将双方重复使用,能够低成本地制造筒型图案膜20。

(本发明的第二筒型图案膜的制作方法的实施方式)

对本发明的第二筒型图案膜的制作方法的实施方式进行说明。图3是示意地表示本实施方式的制作工序的图。

本实施方式的筒型图案膜的制作方法如下所述。

如图3所示,准备在内表面形成有凹凸图案而成的圆筒状的原版辊30(s21),一边使原版辊30沿一方向旋转一边从喷嘴15向原版辊30的内表面、即凹凸图案表面喷出弹性材料的原料液40a,从而在该原版辊30的凹凸图案表面涂敷弹性材料的原料液40a而形成被膜(s22)。然后,根据需要利用刮板16等使被膜(原料液40a)的膜厚均匀化(s23)。此时,在使原版辊30旋转的过程中通过控制刮板位置而能够调节膜厚。被膜的膜厚优选为1~5mm左右。

之后,在使原版辊30旋转的状态下使由原料液40a构成的被膜固化,从而形成由转印有凹凸图案而成的弹性材料构成的筒型图案膜40,将具有沿着筒型图案膜40的外表面的、剖面呈圆弧状的外侧面139的四个块构件130的外侧面139与筒型图案膜40的内表面的、周向上的不同的位置对置配置,从而使筒型图案膜40的内表面吸附于各块构件130的外侧面139(s24)。

然后,在吸附的状态下使各块构件130向相对于筒型图案膜40的内表面的法线方向内侧移动,从而缩小筒型图案膜40的外径而将筒型图案膜40从原版辊30剥离(s25)。并且,在缩小了筒型图案膜40的外径的状态下从原版辊30抽出筒型图案膜40,最后,解除块构件130对筒型图案膜40的吸附从而得到筒型图案膜40(s27)。

作为原版辊30,只要在圆筒构件31的内表面形成有凹凸图案层32即可,可以适当使用通过公知的方法得到的原版辊。例如,可以将通过下述方式得到的辊作为原版辊30使用:使用由透光性的材料构成的构件作为圆筒构件31,在其内表面涂敷由感光性树脂构成的抗蚀剂,通过从圆筒构件31的外表面照射激光而描绘微米级的线图案,冲洗未固化部,从而形成了抗蚀剂的凹凸图案而得到的辊,或者,进一步根据需要在抗蚀剂的凹凸图案上进行了基于溅射的金属被膜等的表面处理而得到的辊。

作为辊尺寸,例如,长度为300~1500mm,直径(内径)100~500mm左右。

作为凹凸图案,例如,可以列举线和空间图案,然而并不特别限定。另外,可以使用凹凸图案的凸部宽度、凹部宽度、凸部与凹部之差(凸部的高度)均在数10nm~数100μm左右的范围内根据用途任意地形成的凹凸图案。

关于块构件130,剖面呈圆弧状的外侧面139是圆筒形的凸面,外侧面139“沿着筒型图案膜的内表面”是指具有能够与筒型图案膜的内表面密接的曲率。

在本例中,在筒型图案膜的剥离中使用四个块构件130,然而块构件的数量是三个以上即可,并无特别限制。块构件的数量优选至少四个以上。辊径越大,期望块构件数越多,例如,若辊径是100~200mm,则块构件数量是4~6个左右合适,若辊径是300~500mm,则块构件数量是6~10个左右合适。期望多个块构件为相同的形状且均衡地配置,然而块构件的形状也可以不相同。与筒型图案膜的内表面密接的所有的块构件的外侧面的总面积优选是将筒型图案膜的内表面的7成以上覆盖的大小,更优选是将8成以上覆盖的大小。若一个块构件的密接面积较大,则需要较大的剥离力,因此优选一个块构件较小而增加块构件数量。

关于使筒型图案膜吸附于块构件的方法、在使筒型图案膜吸附于块构件的状态下施加将筒型图案膜从原版辊剥离时的超声波振动的方法等,可以采用与第一筒型图案膜的制作方法的实施方式的情况相同的方法。

另外,关于弹性材料的材料,也可以使用与第一筒型图案膜的制作方法的实施方式的情况相同的材料。需要说明的是,向在内表面形成有凹凸图案而成的圆筒状的原版辊30的内表面涂敷弹性材料的原料液的过程中,也可以使用专利文献2的图3中记载的抗蚀剂涂敷装置。

如上所述,根据本实施方式的筒型图案膜40的制作方法,能够不破坏筒型图案膜40以及原版辊30而将筒型图案膜40从原版辊30剥离,因此能够将双方重复使用,能够低成本地制造筒型图案膜40。

[图案辊的制作方法]

本发明的图案辊的制作方法是使用本发明的第一或者第二筒型图案膜的制作方法的、制作外表面具有与原版辊的凹凸图案对应的凹凸图案的图案辊的方法。

(第一实施方式的图案辊的制作方法)

图4是示意地表示本发明的第一实施方式的图案辊的制作工序的图。按照图4,对本实施方式的图案辊的制作方法进行说明。

首先,准备在外表面形成有凹凸图案而成的原版辊10(s41),在原版辊10的凹凸图案表面涂敷弹性材料的原料液而形成被膜,且使被膜固化,从而制作由转印有凹凸图案而成的弹性材料构成的筒型图案膜20(s42),将筒型图案膜20从原版辊10剥离(s43)。在该工序s41-s43中,可以使用上述的第一实施方式的筒型图案膜20的制作方法(图1中的工序s11-s17)。

之后,通过溅射等方式,在内表面具有凹凸图案的筒型图案膜20的内表面形成由ni等构成的导电层,接着使筒型图案膜20浸渍在电铸槽中,而形成ni膜等的筒型电铸膜22(s44)。电铸方法可以采用公知的方法。

然后,向筒型电铸膜22的中空部嵌入圆柱芯23(s45),将筒型图案膜20从筒型电铸膜22剥离,从而能够得到图案辊50(s46)。需要说明的是,圆柱芯23也可以在将筒型电铸膜22与筒型图案膜20剥离之后嵌入筒型电铸膜22的中空部。

在上述制作方法中,向筒型图案膜20的凹凸图案面形成导电层以及形成电铸膜优选在利用圆筒框从外周侧保持筒型图案膜20的状态下进行。图5示意地示出利用圆筒框从外周侧支承筒型图案膜20而进行电铸的工序。从图4的在原版辊10的表面形成了筒型图案膜20的工序s42,经由将筒型图案膜20从原版辊10剥离的图1所示的工序s14、s15,而在工序s16的将筒型图案膜20从原版辊10剥离了的状态下,将原版辊10从筒型图案膜20抽出,向抽出了该原版辊10的筒型图案膜20的内侧插入气管25(s51),之后解除块构件110的吸引而将块构件卸下(s52),将图案膜20连同气管25一起插入刚体的圆筒框26中,提高气管25内的压力,从而使筒型图案膜20与圆筒框26密接(s53)。此时,可以在圆筒框26的内表面预先涂敷粘接剂,而使筒型图案膜20与圆筒框26粘接,也可以在圆筒框26的内表面预先粘贴成为缓冲层的片。作为该片,只要是由具有粘着性的材料构成的片即可,可以使用硅橡胶片、在单面涂敷有粘着剂的粘着片等。

之后,降低气管25内的压力而缩小气管25并将气管25从筒型图案膜20内抽出,成为筒型图案膜20被圆筒框26保持的状态(s54)。接下来,如已说明的那样,在图案膜20的内表面形成导电层,使筒型图案膜20连同圆筒框26一起浸渍在电铸槽中,从而在筒型图案膜20的内表面电铸形成筒型电铸膜22(s55)。

通过将圆筒框26拆下,能够得到图4的工序s44所示的在筒型图案膜20中形成有筒型电铸膜22的构件。例如,通过加热圆筒框26(若圆筒框是金属制,则加热至100℃~150℃左右)而扩大内径,由此能够将在筒型图案膜20中形成有筒型电铸膜22的构件从圆筒框26拆下。另外,若将圆筒框设置成能够分割那样的构造,则可以使圆筒框的拆卸自如。需要说明的是,也可以考虑利用溶剂等使筒型图案膜20溶解而将筒型电铸膜22拆下的方法。

向筒型电铸膜22嵌入圆柱芯23(s44-s45)例如可以通过下述的方法来实现:加热筒型电铸膜22而略微扩大圆筒的直径,向其内部插入冷却了的圆柱芯23而恢复常温。此时,因加热使得筒型图案膜20也伸展,因此需要注意避免破坏筒型电铸膜22。

筒型图案膜20从筒型电铸膜22的剥离(s45-s46)可以应用在筒型图案膜20的制作方法中使用的利用块构件110的剥离方法(图1的工序s14-16)。

需要说明的是,也可以将在圆柱芯23的表面具备筒型电铸膜22的图案辊50用作上述图案辊的制作方法中的原版辊10,而按照上述的制作方法反复地制作多个辊。另外,筒型图案膜20只要未损伤便可以使用,通过反复图4中的工序s44-s46,可以制作多个图案辊。

(第二实施方式的图案辊的制作方法)

图6是示意地表示本发明的第二实施方式的图案辊的制作工序的图。按照图6,对本实施方式的图案辊的制作方法进行说明。

本实施方式的图案辊的制作方法对第一实施方式的图案辊的制作工序的一部分进行了变更,由原版辊10制作筒型图案膜20的工序s41-s42与第一实施方式的图案辊的制作工序相同。

不对制成的筒型图案膜20进行导电层的形成、电铸处理,通过将内表面侧具有凹凸图案的筒型图案膜20里外翻转而得到外表面侧具有凹凸图案的筒型图案膜20(s48),通过向外表面侧具有凹凸图案的筒型图案膜20的内侧的中空部嵌入圆柱芯24而能够得到图案辊51(s49)。

图7是示意地表示将内表面侧具有凹凸图案的筒型图案膜20里外翻转的具体的方法的剖视图。

利用块构件110吸附筒型图案膜20而将其从原版辊10剥离,从筒型图案膜20的内部抽出原版辊10,从筒型图案膜20由块构件110吸附固定的状态,利用夹持工具27夹持筒型图案膜20的一端的多处或圆周整体(s61),将与夹持工具27设为一体的气管(圆柱状的气球)28插入筒型图案膜20的内侧,以将筒型图案膜20卷绕在气管28上的方式从圆筒内侧朝向筒型图案膜的另一端侧进行拉拽,从而一边将筒型图案膜20从块构件110剥离一边将其里外翻转(s62)。

在该工序s61-s62期间,将块构件110对筒型图案膜20的吸引力控制在筒型图案膜20能够剥离的程度。优选为,能够对气管28从图7中的工序s61中的箭头方向供给空气,在将筒型图案膜20从块构件110剥离时,控制气管28的内压,使整体缓慢地移动,以避免筒型图案膜20挠曲或折弯,且也避免损伤表面的凹凸图案。

参照图8对向里外翻转后在外表面具有凹凸图案的筒型图案膜20的中空部嵌入圆柱芯24的工序的具体的方式进行说明。

在筒型图案膜20的外侧配置图1中的用于剥离操作的块构件110,利用块构件110来吸引吸附筒型图案膜20的外表面(s63)。然后,在使块构件110朝向外侧移动而扩大了筒型图案膜20的内周的状态下,插入圆柱芯24(s64)。之后,通过解除块构件110对筒型图案膜20的吸引,而能够得到圆柱芯24被嵌入于筒型图案膜20的内侧的图案辊51(参照图6的s49)。

本实施方式的图案辊51的制作方法与第一实施方式的图案辊50的制作方法相比,由于不需要向筒型图案膜20的内侧面实施的电铸工序,因此能够实现大幅度的工序简化。另外,使用一个原版辊能够得到多个筒型图案膜40,能够制作多个图案辊,因此能够抑制图案辊制作成本。另一方面,将由树脂等弹性材料构成的筒型图案膜20用于图案辊表面,因此,与图案辊50相比,耐久性稍稍降低。因此,作为图案辊,也优选使用在图案辊51的筒型图案膜20的表面形成基于溅射等的金属膜而提高了凹凸图案表面的硬度从而提高了耐久性的图案辊。

(第三实施方式的图案辊的制作方法)

图9是示意地表示本发明的第三实施方式的图案辊的制作工序的图。按照图9,对本实施方式的图案辊的制作方法进行说明。

首先,准备内表面形成有凹凸图案而成的原版辊30(s71),在原版辊30的凹凸图案表面涂敷弹性材料的原料液而形成被膜,且使被膜固化,从而形成由转印有凹凸图案而成的弹性材料构成的筒型图案膜40(s72),将筒型图案膜40从原版辊30剥离(s73)。在该工序s71-s73中可以使用上述的第二实施方式的筒型图案膜40的制作方法(图3中的s21-s27)。

之后,通过向外表面具有凹凸图案的筒型图案膜40的中空部嵌入圆柱芯46(s74),而能够得到图案辊52。另外,也可以通过溅射等方式在筒型图案膜40的表面形成金属层48,从而来制作表面由金属层48构成的图案辊53。图案辊52由于将树脂制的筒型图案膜40用于图案辊表面,因此耐久性略差。另一方面,图案辊53由于在表面具备金属层48,因此与树脂制的表面相比,耐久性高。

参照图10对上述制作方法中的向筒型图案膜40的中空部插入圆柱芯46的方法进行说明。

在筒型图案膜40的内侧配置块构件130而使筒型图案膜40吸附于块构件130,从原版辊30剥离筒型图案膜40,从将筒型图案膜40自原版辊30拆下了的状态(s81),在筒型图案膜40的外周,以与配置于内侧的四个块构件130一对一的方式对置配置四个块构件110,利用块构件110吸附筒型图案膜40的外表面(s82)。之后,解除内侧的块构件130的吸附,将块构件130从筒型图案膜40的内部抽出,使块构件110向外侧移动而扩大筒型图案膜40的内径(s83),向筒型图案膜40的中空部插入圆柱芯46(s84)。之后,通过解除块构件110的吸引,能够得到圆柱芯46嵌入于筒型图案膜40的内侧的图案辊52(s85)。

[使用了筒型图案膜的制作方法的复制型原版辊的制作方法]

本发明的第二筒型图案膜的制作方法可以用于筒型图案膜制作用的复制型原版辊的制作。图11是示意地表示复制型原版辊的制作工序的图。按照图11对复制型原版辊的制作方法进行说明。

首先,准备内表面形成有凹凸图案而成的原版辊30(s91),在原版辊30的凹凸图案表面涂敷弹性材料的原料液而形成被膜,且使被膜固化,从而形成由转印有凹凸图案而成的弹性材料构成的筒型图案膜40(s92),将筒型图案膜40从原版辊30剥离(s93)。在该工序s91-s93中可以使用上述的第二实施方式的筒型图案膜40的制作方法(图3中的s21-s27)。

在具有凹凸图案的筒型图案膜40的外表面通过溅射等方式形成由ni等构成的导电层,接着使筒型图案膜40浸渍在电铸槽中而形成ni膜等的筒型电铸膜42(s94)。

然后,在筒型电铸膜42的外侧镶嵌外框44(s95),并将筒型电铸膜42的内侧的筒型图案膜40剥离,从而能够得到复制型原版辊55(s96)。

作为在筒型电铸膜42的外侧镶嵌外框44的方法,例如可以使用通过加热外框44而扩大外框44的内径,在向外框44内嵌入了筒型电铸膜42后恢复常温的方法。

将筒型电铸膜42的内侧的筒型图案膜40剥离的工序(s95-s96)可以使用之前说明的利用插入内侧的块构件130的剥离方法。

该复制型原版辊55作为内表面具有凹凸图案的原版辊,可以取代参照图3说明的第二筒型图案膜的制作方法及参照图9说明的第三实施方式的图案辊的制作方法以及本复制型原版辊55的制作方法中使用的原版辊30,而用于各制作方法中。

[使用了图案辊的图案片的制造方法]

简单说明使用了通过上述的实施方式的制作方法得到的图案辊50~52的基于连续压印的图案片的制造方法。以下,以图案辊50为例进行说明,然而哪个图案辊都能够同样地使用。

图12是表示用于实施基于卷对卷方式的压印法的装置的一部分的剖视图。

在装置中,在图案辊50的两侧配置有输送辊71a、71b,在图案辊50的下方配置有紫外线照射光源72。

图案辊50沿箭头的方向旋转,与之同步地输送膜60。

伴随着图案辊50的旋转,由输送辊71a输送具备抗蚀剂液62a的膜60,图案辊50的表面压接于抗蚀剂液62a,并且,膜60被输送至紫外线照射光源72的紫外线照射区域,抗蚀剂液62a受到紫外线的照射而固化,从而形成转印有图案辊50的凹凸图案的树脂层62。在输送辊71b,在支承膜61上形成有树脂层62而成的图案片65从图案辊50剥离并被向卷取装置输送。

需要说明的是,在此使用通过紫外线的照射而固化的光固化型的抗蚀剂,因此设置紫外线照射光源72,然而在使用热固化型的抗蚀剂的情况下,可以取代紫外线照射光源而设置加热器。

像以上那样,使用通过本发明的制作方法得到的图案辊能够高效地制作图案片。根据本发明的制作方法,能够廉价地获得图案辊,因此也能够使图案片的制作低成本化。

[剥离装置]

以下,对用于实施从原版辊剥离树脂制的筒型图案膜的剥离装置进行说明。

(本发明的第一剥离装置的实施方式)

图13是表示本实施方式的剥离装置100的概略结构的图,a是由与装置的长轴方向垂直的面切断得到的切断部端面图,b是由与长轴方向平行的面切断得到的剖视图。本实施方式的剥离装置100不局限于用于将形成于原版辊10的外表面的筒型图案膜20从原版辊10剥离的情况,也可以广泛用于将与辊状的支承体(辊状支承体)的外表面密接的由弹性材料构成的筒状的膜(筒状膜)从辊状支承体剥离的情况。其中,在此,以将形成于原版辊10的外表面的由弹性材料构成的筒型图案膜20作为与辊状支承体的外表面密接的由弹性材料构成的筒状膜而剥离的情况为例进行说明。

剥离装置100具备:圆筒状的剥离部主体102,其支承于支承台101上;支承板103,其供外表面形成有筒型图案膜20的原版辊10在剥离部主体102内插入拔出,并且在内部支承该原版辊10;固定台104,其在剥离部主体102的外部对支承板103的两端进行支承固定;四个块构件110a、110b、110c、110d,其具备剖面呈圆弧状的内侧面115、设置在该内侧面115上的多个孔116以及与该孔116连通的吸引路117,该四个块构件110a、110b、110c、110d配置在圆周上;移动控制部105,其使这些块构件110a~110d沿配置有这些块构件110a~110d的圆周的径向移动;吸引部106,其与吸引路117连接;以及吸引控制部107,其控制吸引部106的工作。需要说明的是,在图13中,对配置在圆周上的不同位置的块构件分别标注110a~110d的附图标记,然而都是相同的结构,因而以下在不特别需要的情况下仅表记为块构件110。

移动控制部105具备:与剥离部主体102的圆筒内壁和块构件110连接的伸缩自如的伸缩轴108;以及驱动该伸缩轴108的驱动控制部109。在图13的剖视图b中,对设置在长轴方向上的不同的位置的伸缩轴分别标注108a~108e的附图标记,然而都是相同的结构,因而以下在不特别需要的情况下仅表记为伸缩轴108。

图14表示块构件110的立体图。块构件110在图13的切断部端面图a中具备圆弧状的内侧面115。如图14所示,内侧面115是构成沿着作为剥离对象的筒型图案膜20的外表面的圆筒面的一部分的面,在该内侧面115上设有多个吸引用的孔116。如图13的切断部端面图a中示出的那样,块构件110的内部成为空洞,构成与吸引用的孔116连通的吸引路117。并且,吸引路117从设于块构件110的一部分(在本例中是一端)的吸引口118与作为吸引部106的吸引泵连接。在此,块构件110的外侧面119是构成与内侧面115同心圆状的圆筒的一部分的面,然而只要是能够安装伸缩轴108的面即可,无需是圆筒面。

需要说明的是,为了提高对筒型图案膜20的吸附性,也可以在块构件110的内侧面115粘贴由橡胶等构成的成为缓冲件的片。

伸缩轴108通过气缸或滚珠丝杠的工作而伸缩,随着其伸缩而使块构件110位移。在本例中,对于一个块构件110,在块构件的长度方向上的不同的五个位置各装配三根而合计装配十五根伸缩轴,然而轴数可以根据块构件的大小任意设定。包围筒型图案膜20的四个块构件110a~110d的长度方向上同一位置的轴优选在相同的时机以相同的量均衡地移动。需要说明的是,可以仅将一个块构件110的在长度方向上的同一位置排列的多个轴中的一个或者两个设为驱动轴。例如,也可以取代如图13的切断部端面图a所示那样排列配置三根轴108,而仅将中央部的一根设为驱动用的伸缩轴,将两端的两根设为弹簧等。

对基于本实施方式的剥离装置100的剥离方法进行说明。

首先,将外表面形成有由弹性材料构成的筒型图案膜20的原版辊10通过支承板103插入剥离部主体102内,将支承板103的两端载置固定于固定台104。优选为,作为支承板103,准备原版辊10的辊长的2倍以上的长度的板,在预先使支承板103通过剥离部主体102中之后,将带有筒型图案膜20的原版辊10插入载置在支承板103的在剥离部主体102的外部露出的部分,通过用起重机吊起支承板103的两端并使起重机移动从而将原版辊10插入剥离部主体102中。

接下来,使伸缩轴108伸展而使块构件110以与筒型图案膜20的外表面接触的方式向内侧方向移动,利用吸引控制部107使吸引部106工作而使筒型图案膜20的外表面吸附于块构件110的内侧面115。

在使筒型图案膜20的外表面吸附于块构件110的内侧面115的状态下,使伸缩轴108收缩而使块构件110缓慢地向外侧方向移动,从而使筒型图案膜20从原版辊10剥离。此时,作为使伸缩轴收缩的速度,10~30mm/min左右合适。

需要说明的是,在难以控制为使所有的伸缩轴的伸缩相同地进行剥离的情况下,如图15所示,可以使块构件110以块构件110的长度方向的一端比另一端先从原版辊分离的方式倾斜移动。

具体而言,从使筒型图案膜20吸附于块构件110的状态(s101),以伸缩轴108a收缩4mm、伸缩轴108b收缩3mm、伸缩轴108c收缩2mm、伸缩轴108d收缩1mm的方式,从伸缩轴108a侧起依次移动,从而仅使伸缩轴108a侧的端部剥离(s102)。

之后,相反地,按照伸缩轴108e收缩4mm、伸缩轴108d收缩3mm、伸缩轴108c收缩2mm、伸缩轴108收缩1mm的顺序依次收缩,而成为所有的轴108a~108e分别移动了合计4mm的平行的状态(s103)。需要说明的是,轴108的全长是20~100mm,可动距离是10~40mm左右。

在即使进行以上的操作也无法完全剥离的情况下,使所有的块构件110a~110d进一步向外侧移动而进行剥离。

在将筒型图案膜20从原版辊10完全剥离后,将原版辊10拆下。拆下原版辊10的顺序可以通过与插入时相反的操作来实现。

如上所述,使用本实施方式的剥离装置100,不会对原版辊10与筒型图案膜20造成损伤且能够容易地将由弹性材料构成的筒型图案膜20从原版辊10剥离,在本发明的筒型图案膜的制作方法、图案辊的制作方法中可以适当应用本实施方式的剥离装置100。

(本发明的第二剥离装置的实施方式)

图16是表示本实施方式的剥离装置120的概略结构的图,a是由与装置的长轴方向垂直的面切断得到的切断部端面图,b是由与长轴方向平行的面切断得到的剖视图b。本实施方式的剥离装置120不局限于用于将形成于原版辊30的内表面的筒型图案膜40从原版辊30剥离的情况,也可以广泛用于将与辊状的支承体(辊状支承体)的内表面密接的由弹性材料构成的筒状的膜(筒状膜)从辊状支承体剥离的情况。其中,在此,以将形成于原版辊30的内表面的由弹性材料构成的筒型图案膜40作为与辊状支承体的内表面密接的由弹性材料构成的筒状膜而剥离的情况为例进行说明。

剥离装置120具备:剥离部中心轴123;支承该中心轴的固定台124;四个块构件130a、130b、130c、130d,其具备剖面呈圆弧状的外侧面139、设置在该外侧面139上的多个孔136以及与该孔136连通的吸引路137,该四个块构件130a、130b、130c、130d配置在圆周上;移动控制部125,其使这些块构件130a~130d沿配置有这些块构件130a~130d的圆周的径向移动;吸引部126,其与吸引路137连接;以及吸引控制部127,其控制吸引部126的工作。需要说明的是,在图16中,对配置在圆周上的不同位置的块构件分别标注130a~130d的附图标记,然而都是相同的结构,因而以下在不特别需要的情况下仅表记为块构件130。

移动控制部125具备:与剥离部中心轴123的表面和块构件130连接的伸缩自如的伸缩轴128;以及驱动该伸缩轴128的驱动控制部129。在图16的剖视图b中,对设置在长轴方向上的不同的位置的伸缩轴分别标注128a~128e的附图标记,然而都是相同的结构,因而在无需特别区分的情况下仅表记为伸缩轴128。

图17表示块构件130的立体图。块构件130在图16的切断部端面图a中具备圆弧状的外侧面139。如图17所示,外侧面139是构成沿着作为剥离对象的筒型图案膜40的内表面的圆筒面的一部分的面,在该外侧面139上设有多个吸引用的孔136。如图16的切断部端面图a中示出的那样,块构件130的内部成为空洞,构成与吸引用的孔136连通的吸引路137。并且,吸引路137从设于块构件130的一部分(在本例中是一端)的吸引口138与作为吸引部126的吸引泵连接。在此,块构件130的内侧面135是构成与外侧面139同心圆状的圆筒的一部分的面,然而只要是能够安装伸缩轴128的面即可,而无需是圆筒面。

需要说明的是,为了提高对筒型图案膜40的吸附性,也可以在块构件130的外侧面139粘贴由橡胶等构成的成为缓冲件的片。

伸缩轴128能够应用与之前说明的第一剥离装置100的伸缩轴108相同的伸缩轴。

对基于本实施方式的剥离装置120的剥离方法进行说明。

首先,在使伸缩轴128充分收缩的状态下,将内表面形成有由弹性材料构成的图案膜40的原版辊30固定于块构件130外侧。

接下来,使伸缩轴128伸展而使四个块构件130以与筒型图案膜40的内表面接触的方式向外侧方向移动,利用吸引控制部127使吸引部126工作而使筒型图案膜20的内表面吸附于块构件130的外侧面139。

在使筒型图案膜40的内表面吸附于块构件130的外侧面139的状态下,使伸缩轴128收缩而使块构件130缓慢地向内侧方向移动,从而使筒型图案膜40从原版辊30剥离。作为此时的使伸缩轴收缩的速度,10~30mm/min左右合适。

需要说明的是,在难以控制为使全部的伸缩轴的伸缩相同地进行剥离的情况下,与第一剥离装置同样,可以使块构件130以块构件130的长度方向的一端比另一端先从原版辊分离的方式倾斜移动。

在将筒型图案膜40从原版辊30完全剥离后,将原版辊30拆下。

如上所述,使用本实施方式的剥离装置120,不会对原版辊30与筒型图案膜40造成损伤且能够容易地将由弹性材料构成的筒型图案膜40从原版辊30剥离,在本发明的筒型图案膜的制作方法、图案辊的制作方法中可以适当应用本实施方式的剥离装置120。

附图标记说明

10、30原版辊

11圆柱构件

12、32凹凸图案层

20筒型图案膜

20a弹性材料的原料液

22筒型电铸膜

23、24圆柱芯

25气管

26圆筒框

31圆筒构件

32凹凸图案层

40筒型图案膜

40a弹性材料的原料液

42筒型电铸膜

44外框

46圆柱芯

48金属层

50、51、52、53图案辊

55复制型原版辊

100、120剥离装置

105、125移动控制部

106、126吸引部

107、127吸引控制部

108、128伸缩轴

109、129驱动控制部

110、130块构件

115、135内侧面

116、136孔

117、137吸引路

118、138吸引口

119、139外侧面

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