JP2014017392A - インプリント方法、及びインプリント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスシートの破損を抑制でき、凹凸パターンを精度良く転写できるインプリント方法を提供すること。
【解決手段】インプリント方法は、ガラスシート１１と樹脂フィルム１２とを接合する接合工程と、該接合工程後に、ガラスシート１１とモールド３３との間に成形材料の層１５を挟み、固化することにより、モールド３３の凹凸パターンが転写した凹凸層１７を、ガラスシート１１を挟んで樹脂フィルム１２と反対側に形成する転写工程とを有する。ガラスシート１１は、帯状であって、幅方向両端部に肉厚部１１−１、１１−２を有し、肉厚部１１−１、１１−２同士の間に該肉厚部１１−１、１１−２よりも薄く、厚みの均一な肉薄部１１−３を有する。樹脂フィルム１２は、帯状であって、ガラスシート１１よりも狭い幅を有し、ガラスシート１１のうち、肉薄部１１−３のみと接合される。
【選択図】図３

Description

本発明は、インプリント方法、及びインプリント装置に関する。

微細な凹凸構造を安価に且つ大量に製造できる技術として、インプリント法が注目されている。インプリント法では、例えば凹凸パターンを外周に有するロール状のモールド（所謂グラビアロール）を回転させながら、グラビアロールの凹凸パターンを成形材料の層の表面に連続的に転写する（例えば、特許文献１参照）。

図１３は、従来のインプリント装置の側面図である。ガラスシート１及び成形材料の層が転写ロール３とグラビアロール４とで挟んで送り出され、グラビアロール４の凹凸パターンが成形材料の層に転写する。成形材料の層は、ガラスシート１に加わる張力でグラビアロール４に抱き付き、グラビアロール４と共に回転しながら徐々に硬化し、凹凸層となる。凹凸層は、分離ロール５とグラビアロール４との間を通過することにより、グラビアロール４から分離する。そうして、ガラスシート及び凹凸層で構成される積層シートが得られる。

国際公開第２０１０／０９００８５号

ガラスシートがロールの間を通過するとき、ガラスシートが破損することがあった。また、ガラスシートの厚みムラの影響で、凹凸パターンの転写精度が悪くなることがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ガラスシートの破損を抑制でき、凹凸パターンを精度良く転写できるインプリント方法、及びインプリント装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によるインプリント方法は、
ガラスシートと樹脂フィルムとを接合する接合工程と、
該接合工程後に、前記ガラスシートとモールドとの間に成形材料の層を挟み、固化することにより、前記モールドの凹凸パターンが転写した凹凸層を、前記ガラスシートを挟んで前記樹脂フィルムと反対側に形成する転写工程とを有し、
前記ガラスシートは、帯状であって、幅方向両端部に肉厚部を有し、該肉厚部同士の間に該肉厚部よりも薄く、厚みの均一な肉薄部を有し、
前記樹脂フィルムは、帯状であって、前記ガラスシートよりも狭い幅を有し、前記ガラスシートのうち、前記肉薄部のみと接合される。

また、本発明の他の一態様によるインプリント装置は、
ガラスシートと樹脂フィルムとを挟んで送り出すことにより接合する複数の接合ロールと、
成形材料の層に転写される凹凸パターンを有するモールドとを備え、
前記ガラスシートと前記モールドとの間に挟まれる前記成形材料の層が固化することにより、前記モールドの凹凸パターンが転写した凹凸層が、前記ガラスシートを挟んで前記樹脂フィルムと反対側に形成され、
前記ガラスシートは、帯状であって、幅方向両端部に肉厚部を有し、該肉厚部同士の間に該肉厚部よりも薄く、厚みの均一な肉薄部を有し、
前記樹脂フィルムは、帯状であって、前記ガラスシートよりも狭い幅を有し、前記ガラスシートのうち、前記肉薄部のみと接合される。

本発明によれば、ガラスシートの破損を抑制でき、凹凸パターンを精度良く転写できるインプリント方法、及びインプリント装置が提供される。

本発明の第１実施形態によるインプリント装置の側面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 図１のIV−IVに沿った断面図 図１のV−V線に沿った断面図 図３の変形例を示す図 図３の別の変形例を示す図 本発明の第２実施形態によるインプリント装置の側面図 図８のIX−IX線に沿った断面図 図８のX−X線に沿った断面図 図８のXI−XI線に沿った断面図 図８のXII−XII線に沿った断面図 従来のインプリン装置の側面図

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して、説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態によるインプリント装置の側面図である。図２〜図５は本発明の第１実施形態によるインプリント方法の説明図である。図２は図１のII−II線に沿った断面図、図３は図１のIII−III線に沿った断面図、図４は図１のIV−IVに沿った断面図、図５は図１のV−V線に沿った断面図である。

インプリント装置１０は、帯状のガラスシート１１を帯状の樹脂フィルム１２で補強し、ガラスシート１１上に凹凸層１７（図５参照）を連続的又は間欠的に形成する。ガラスシート１１及び凹凸層１７で積層シート１９が構成される。凹凸層１７は、凸部が周期的に配列される凹凸パターンを有する。

ガラスシート１１のガラスとしては、例えば無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、高シリカガラス、その他の酸化ケイ素を主な成分とする酸化物系ガラス等が挙げられる。

ガラスシート１１の成形方法は、一般的なものであってよく、例えばフロート法、フュージョン法、リドロー法のいずれでもよい。これらの成形方法では、加熱により軟化した帯状ガラスの幅方向両端部をつかみ、帯状ガラスの幅方向に張力を加えることで、帯状ガラスを所望の厚さに成形する。成形されたガラスシート１１は、幅方向両端部（図２〜図５において左右方向両端部）に肉厚部１１−１、１１−２を有し、肉厚部１１−１、１１−２同士の間に肉厚部１１−１、１１−２よりも薄く、厚みの均一な肉薄部１１−３を有する。肉厚部１１−１、１１−２は、最終的には切除される。肉薄部１１−３における最大厚み及び最小厚みは、肉薄部１１−３の厚さの平均値から±１０μｍ以内であることが好ましい。

ガラスシート１１の肉薄部１１−３の厚さは、フレキシブル性の観点から、例えば０．３ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下、より好ましくは０．０５ｍｍ以下である。また、ガラスシート１１の厚さは、ガラス成形性の観点から、好ましくは０．００１ｍｍ以上である。

インプリント装置１０は、例えば光インプリント装置であって、塗布器３１、光源３５、ロール状のモールド（グラビアロール）３３、転写ロール４３、分離ロール４４、繰り出しロール４５、２本の重ね合わせロール４６、４７、及び巻き取りロール４８を備える。

塗布器３１は、ガラスシート１１が樹脂フィルム１２で補強された状態で、ガラスシート１１上に成形材料を塗布し、成形材料の層１５を形成する。塗布器３１としては、ダイコータ、ロールコータ、グラビアコータ、スプレーコータ、フローコータ、ブレードコータ等が挙げられる。

ガラスシート１１は、ガラス面と成形材料との密着性を高めるため、予め表面処理が施されたものであってよい。表面処理としては、プライマー処理、オゾン処理、プラズマエッチング処理等が挙げられる。プライマーとしては、シランカップリング剤、シラザン等が用いられる。

成形材料の層１５は、ガラスシート１１のうち、厚みの均一な肉薄部１１−３に形成される。尚、成形材料の層１５は、肉薄部１１−３と肉厚部１１−１、１１−２の両方に形成されてもよい。成形材料の層１５は、樹脂フィルム１２と異なり、転写工程で、肉厚部１１−１、１１−２と肉薄部１１−３との段差Ｄ（図３）を吸収するように流動可能である。

成形材料は、例えば光硬化性樹脂を含む。光硬化性樹脂としては、光インプリント法に用いられる一般的なものが使用できる。光硬化性樹脂は、モノマー、光重合開始剤等で構成される。モノマーとしては、ラジカル重合タイプの場合、アクリルモノマー、ビニルモノマー等があり、イオン重合タイプの場合、エポキシモノマー、ビニルエーテルモノマー等がある。光硬化性樹脂は、液状の状態で用意され、例えば図２に示すようにガラスシート１１上に塗布される。成形材料は、金属酸化物の粒子等を含んでもよい。

グラビアロール３３は、例えば図３等に示すように、金属ロール３３−１、及び金属ロール３３−１の外周に固定される帯状シート３３−２で構成され、帯状シート３３−２が凹凸パターンを有する。帯状シート３３−２は、製造コスト削減のため、マスターモールドを用いて成型され、何度も複製可能となっている。複製方法には、例えばインプリント法、電鋳法などがある。マスターモールドは、例えばフォトリソグラフィ法又は電子線描画法で基材を加工して作製される。帯状シート３３−２は、例えば金属（例えばニッケル、クロム）、又は樹脂（例えばポリカーボネート、環状オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂）で構成され、フレキシブル性を有する。

尚、グラビアロール３３は、フォトリソグラフィ法、電子線描画法等で金属ロールの表面に凹凸パターンを形成してなるものであってもよい。

グラビアロール３３は、モールド表面と成形材料との離型性を高めるため、離型処理が施されたものであってよい。離型処理としては、例えばフッ素コート処理、シリコーンコート処理等が挙げられる。

光源３５は、図１及び図４等に示すように、ガラスシート１１とグラビアロール３３との間に挟み込まれた成形材料の層１５に光を照射し、成形材料の層１５を固化（硬化）させる。成形材料の層１５を硬化してなる凹凸層１７は、グラビアロール３３の凹凸パターンが略反転した凹凸パターンを有する。

光硬化性樹脂を硬化させる光としては、例えば紫外光、可視光、赤外光等が挙げられる。紫外光の光源としては、紫外線蛍光灯、紫外線ＬＥＤ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、炭素アーク灯等が挙げられる。可視光の光源としては、可視光蛍光灯、可視光白熱灯、可視光ＬＥＤ等が用いられる。

光インプリント法では、ガラスシート１１及びグラビアロール３３の少なくとも一方が光透過性の材料で構成されてよい。光源３５から出射した光は、例えば、透明な樹脂フィルム１２、及び透明なガラスシート１１を透過して、成形材料の層１５に入射する。尚、円筒状のグラビアロール３３の内部に光源３５が設けられ、光源３５から出射した光は、透明なグラビアロール３３を透過して成形材料の層１５に入射してもよい。

光インプリント法では、室温での成型が可能であり、グラビアロール３３とガラスシート１１との線膨張係数差による歪みが発生しにくく、転写精度が良い。尚、硬化反応の促進のため、成形材料の層１５は加熱されてもよい。

グラビアロール３３及び転写ロール４３は、図３に示すように、転写ロール４３側から、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、及び成形材料の層１５をこの順で挟んで送り出す。グラビアロール３３及び転写ロール４３は相対的に接離可能であって、いずれか一方は他方に向けて流体圧シリンダ等で押圧されてよい。転写ロール４３は金属ロールの外周をゴムで被覆したロールであってよい。ゴムが弾性変形することで、埃などの異物の噛み込みやガラスシート１１の厚さのばらつき等による応力集中を抑制できる。グラビアロール３３及び転写ロール４３のいずれか一方は、回転モータ等で回転駆動される他方の回転に伴って従動的に回転してよい。グラビアロール３３と、転写ロール４３との間の周速差が小さく、せん断応力が小さい。

成形材料の層１５は、図４に示すように、グラビアロール３３と転写ロール４３との間に挿入されてから、グラビアロール３３と分離ロール４４との間から引き出されるまでの間、ガラスシート１１に加わる張力でグラビアロール３３に抱き付き、グラビアロール３３と共に回転する。成形材料の層１５は、グラビアロール３３と共に回転する間に徐々に硬化し、凹凸層１７となる。ガラスシート１１の張力の方向は、ガラスシートの移動方向である。

グラビアロール３３及び分離ロール４４は、分離ロール４４側から、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、及び凹凸層１７をこの順で挟んで送り出す。グラビアロール３３及び分離ロール４４は相対的に接離可能であって、いずれか一方は他方に向けて流体圧シリンダ等で押圧されてよい。分離ロール４４は金属ロールの外周をゴムで被覆したロールであってよい。グラビアロール３３及び分離ロール４４のいずれか一方は、回転モータ等で回転駆動される他方の回転に伴って従動的に回転してよい。グラビアロール３３と、分離ロール４４との間の周速差が小さく、せん断応力が小さい。

グラビアロール３３の軸方向、転写ロール４３の軸方向、及び分離ロール４４の軸方向は、ガラスシート１１の幅方向と平行となっている。グラビアロール３３の軸方向長さ、転写ロール４３の軸方向長さＬ（図３）、及び分離ロール４４の軸方向長さは、それぞれ、ガラスシート１１の幅Ｗ（図３）よりも大きくてよい。

繰り出しロール４５には、凹凸保護シート１３を渦巻き状に巻回してなる保護シートロールが装着される。繰り出しロール４５が回転すると、保護シートロールから凹凸保護シート１３が繰り出される。凹凸保護シート１３は、樹脂フィルム、紙等で構成される。

２本の重ね合わせロール４６、４７は、保護シートロールから繰り出される凹凸保護シート１３と、積層シート１９（図５参照）とを重ね合わせる。積層シート１９は、ガラスシート１１及び凹凸層１７で構成される。

凹凸保護シート１３は、一方の重ね合わせロール４７に沿って曲げ変形される。これにより、凹凸保護シート１３と、積層シート１９とが徐々に合流し、重ね合わせ時のしわの発生や空気の噛み込みなどが抑制できる。

凹凸保護シート１３は、粘着剤付きであって積層シート１９と接合されてもよいし、接合されずに単に接触するだけでもよい。

凹凸保護シート１３は、積層シート１９の凹凸層１７を覆い、凹凸層１７に異物（例えばホコリ）や傷が付くのを防止する。

巻き取りロール４８は、積層シート１９、樹脂フィルム１２、及び凹凸保護シート１３を重ねて巻き取り、製品ロールを作製する。製品ロールの最外層は、樹脂フィルム１２、凹凸保護シート１３のいずれでもよい。いずれでも、製品ロールの保管時に、積層シート１９に異物や傷が付きにくい。

ガラスシート１１の肉厚部１１−１、１１−２は、巻き取りロール４８で巻き取られる前に切除されてよく、ガラスシート１１の肉薄部１１−３のみが巻き取りロール４８で巻き取られてよい。

インプリント装置１０は、送り出しロール５１、２本の接合ロール５２、５３、ガラスシート厚さ分布測定器５４、及び樹脂フィルム切断器５５をさらに備える。

送り出しロール５１には、樹脂フィルム１２を渦巻き状に巻回してなるフィルムロールが装着される。送り出しロール５１が回転すると、フィルムロールから樹脂フィルム１２が繰り出される。

樹脂フィルム１２は、例えば図２等に示すように、基材１２−１及び基材１２−１上に形成される粘着層１２−２で構成され、粘着層１２−２の粘着力でガラスシート１１と接合される。

基材１２−１としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド等のホモポリマー、コポリマー等が使用できる。

粘着層１２−２の粘着剤としては、例えば、酢酸ビニル系、アセタール系、アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ゴム系等が使用できる。

尚、樹脂フィルム１２は、熱圧着でガラスシート１１と接合されてもよく、粘着層１２−２を有さなくてもよい。ガラス成形装置から供給されるガラスシート１１の温度は室温よりも高く、熱圧着が可能である。このように、接合方法は特に限定されない。

２本の接合ロール５２、５３は、フィルムロールから繰り出される樹脂フィルム１２とガラスシート１１とを挟み込んで送り出すことにより、ガラスシート１１における成形材料の層１５を形成する面と反対側の面に樹脂フィルム１２を接合する。樹脂フィルム１２は、脆いガラスシート１１を補強し、ガラスシート１１の破損を抑制する。

ガラスシート１１は、ガラス成形装置から連続的に供給される。ガラスシート１１は、幅方向両端部（図２〜図５において左右方向両端部）に肉厚部１１−１、１１−２を有し、肉厚部１１−１、１１−２同士の間に肉厚部１１−１、１１−２よりも薄く、厚みの均一な肉薄部１１−３を有する。

そこで、２本の接合ロール５２、５３は、ガラスシート１１よりも狭い幅の樹脂フィルム１２を、ガラスシート１１のうち、肉厚部１１−１、１１−２と接合せずに、厚みの均一な肉薄部１１−３と接合する。樹脂フィルム１２は、図３に示すように転写工程で、ガラスシート１１の肉薄部１１−３と転写ロール４３との隙間を埋める。肉薄部１１−３上の成形材料に作用する圧力が高くなると共に、その圧力分布が均一になり、グラビアロール３３の凹凸パターンが成形材料の層１５に精度良く転写できる。

樹脂フィルム１２の厚さＴ（図３）は、肉厚部１１−１、１１−２と、肉薄部１１−３との段差Ｄ（図３）よりも大きいことが好ましく（Ｔ＞Ｄ）、段差Ｄの２倍よりも大きいことがより好ましい（Ｔ＞２×Ｄ）。Ｔ＞２×Ｄの式が成立すれば、肉薄部１１−３とグラビアロール３３との間の成形材料に作用する圧力を確実に高めることができる。グラビアロール３３の帯状シート３３−２の幅が肉薄部１１−３の幅よりも狭い場合、Ｔ＞Ｄの式が成立すればよい。

ガラスシート厚さ分布測定器５４は、ガラスシート１１の幅方向における厚さ分布を測定する。ガラスシート厚さ分布測定器５４は、例えばガラスシート１１の厚さを測定する厚さ測定器５４−１と、厚さ測定器５４−１をガラスシート１１の幅方向に移動させる駆動部５４−２とで構成される。厚さ測定器５４−１としては、例えば干渉膜厚計、β線厚み計等が使用可能である。

尚、ガラスシート厚さ分布測定器５４は、ガラスシート１１の幅方向に配列される複数の厚さ測定器５４−１で構成されてもよく、この場合、駆動部５４−２を含まなくてよい。

樹脂フィルム切断器５５は、樹脂フィルム１２を切断するカッター５５−１、及びカッター５５−１を樹脂フィルム１２の幅方向に移動させるモータ５５−２等で構成される。カッター５５−１の代わりに、レーザが用いられてもよい。

樹脂フィルム切断器５５は、ガラスシート厚さ分布測定器５４の測定結果に基づいて、ガラスシート１１と接合される樹脂フィルム１２を切断加工し、樹脂フィルム１２の幅Ｍ（図２参照）を調整する。例えば、樹脂フィルム切断器５５は、ガラスシート厚さ分布測定器５４の測定結果に基づいてガラスシート１１の肉薄部１１−３の幅Ｎ（図２参照）を算出し、算出結果に基づいて樹脂フィルム１２の幅Ｍを調整する。これにより、肉薄部１１−３の幅Ｎが変化するときに、肉薄部１１−３のみに樹脂フィルム１２を接合することができる。

インプリント装置１０は、ガラスシート１１と樹脂フィルム１２との接合前に、ガラスシート１１又は樹脂フィルム１２を幅方向に移動させる位置調整機構をさらに備えてもよい。

次に、上記構成のインプリント装置１０の動作（インプリント方法）について説明する。インプリント装置１０の各種動作は、マイクロコンピュータ等で構成されるコントローラによる制御下で行われる。以下の説明では、便宜上、主にガラスシート１１の一部分に着目して、インプリント装置１０の各種動作を説明する。

先ず、ガラスシート厚さ分布測定器５４が、ガラス成形装置から連続的に供給されるガラスシート１１の幅Ｗを測定する。その測定結果に基づいて、樹脂フィルム切断器５５がフィルムロールから繰り出される樹脂フィルム１２を切断加工し、樹脂フィルム１２の幅Ｍを調整する。ガラスシート１１の肉薄部１１−３の幅Ｎの変動に対応できる。

次いで、２本の接合ロール５２、５３が、樹脂フィルム１２とガラスシート１１とを挟み込んで送り出すことにより、ガラスシート１１における成形材料の層１５を形成する面と反対側の面に樹脂フィルム１２を接合する。樹脂フィルム１２は、脆いガラスシート１１を補強し、ガラスシート１１の破損を抑制する。２本の接合ロール５２、５３は、ガラスシート１１のうち、厚みの均一な肉薄部１１−３に樹脂フィルム１２を接合する。

次いで、図２に示すように、塗布器３１がガラスシート１１上に成形材料を塗布し、成形材料の層１５を形成する。成形材料の層１５は、ガラスシート１１における樹脂フィルム１２を接合する面とは反対側の面に設けられる。

次いで、図３に示すように、グラビアロール３３及び転写ロール４３が、転写ロール４３側から、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、及び成形材料の層１５をこの順で挟んで送り出す。このとき、樹脂フィルム１２がガラスシート１１の肉薄部１１−３と転写ロール４３との隙間を埋める。肉薄部１１−３上の成形材料に作用する圧力が高くなると共に、その圧力分布が均一になり、グラビアロール３３の凹凸パターンが成形材料の層１５に精度良く転写できる。

図４に示すように、成形材料の層１５は、グラビアロール３３と転写ロール４３との間に挿入されてから、グラビアロール３３と分離ロール４４との間から引き出されるまでの間、ガラスシート１１に加わる張力でグラビアロール３３に抱き付き、グラビアロール３３と共に回転する。成形材料の層１５は、グラビアロール３３と共に回転する間に光源３５からの光を受けて徐々に硬化し、凹凸層１７となる。

次いで、グラビアロール３３及び分離ロール４４は、分離ロール４４側から、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、及び凹凸層１７をこの順で挟んで送り出す。

図１に示すように、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、及び凹凸層１７は、分離ロール４４に沿って曲げ変形され、グラビアロール３３から分離する。

このようにして、図５に示すように、ガラスシート１１及び凹凸層１７を含む積層シート１９が得られる。

次いで、２本の重ね合わせロール４６、４７は、保護シートロールから繰り出された凹凸保護シート１３と、積層シート１９とを重ね合わせる。凹凸保護シート１３は、樹脂フィルム、紙等で構成される。凹凸保護シート１３は、積層シート１９の凹凸層１７を覆い、凹凸層１７に異物（例えばホコリ）や傷が付くのを防止する。

次いで、巻き取りロール４８が、積層シート１９、樹脂フィルム１２、及び凹凸保護シート１３を重ねて巻き取り、製品ロールを作製する。

積層シート１９は、使用時に製品ロールから繰り出され、所定のサイズに切断され、例えば液晶パネルや有機ＥＬパネル等の光学パネルの製造に用いられる。樹脂フィルム１２及び凹凸保護シート１３は、光学パネルの製造工程の途中で積層シート１９から剥離されてよく、光学パネルの構成部品とはならなくてよい。

積層シート１９は、光学パネルの製造に用いられる場合、モスアイ型の反射防止シート、偏光シート、マイクロレンズアレイシート等として使用できる。尚、積層フィルム１９は、免疫分析チップ、ＤＮＡ分析チップ、ＤＮＡ分離チップ、マイクロリアクター等の製造に用いられてもよく、積層フィルム１９の用途は特に限定されない。

以上説明したように、本実施形態によれば、ガラスシート１１が樹脂フィルム１２で補強された状態で、グラビアロール３３と転写ロール４３との間を通過する。このとき、樹脂フィルム１２は、図３に示すように、ガラスシート１１の肉薄部１１−３と転写ロール４３との隙間を埋める。肉薄部１１−３上の成形材料に作用する圧力が高くなると共に、その圧力分布が均一になり、グラビアロール３３の凹凸パターンが成形材料の層１５に精度良く転写できる。

また、本実施形態によれば、ガラスシート厚さ分布測定器５４がガラスシート１１の幅方向における厚さ分布を測定し、その測定結果に基づいて樹脂フィルム切断器５５が樹脂フィルム１２を切断加工し、樹脂フィルム１２の幅Ｍを調整する。樹脂フィルム１２の幅Ｍは、ガラスシート１１の肉薄部１１−３の幅Ｎに基づいて調整される。これにより、肉薄部１１−３の幅Ｎが変化するときに、肉薄部１１−３のみに樹脂フィルム１２を接合することができる。

尚、転写工程で樹脂フィルム１２と接触する接触ロール（転写ロール４３、分離ロール４４）の軸方向長さＬは、図６に示すようにガラスシート１１の幅Ｗよりも小さくてもよい。つまり、転写ロール４３や分離ロール４４は、ガラスシート１１の厚さ方向から見て肉厚部１１−１、１１−２の間に配設され、肉薄部１１−３からはみ出ないように配設されてもよい。樹脂フィルム１２の幅に関係なく、肉厚部１１−１、１１−２と接触ロールとの接触を確実に防止でき、肉薄部１１−３と接触ロールとの間の隙間を確実に埋めることができる。この場合、樹脂フィルム１２の幅が関係なくなるので、図７に示すように、樹脂フィルム１２は、肉厚部１１−１、１１−２、及び肉薄部１１−３の両方と接合されてよい。

[第２実施形態]
上記実施形態は、ロール状のモールド（グラビアロール）３３を用いてインプリントを行う。

これに対し、本実施形態は、エンドレスベルト状のモールドを用いてインプリントを行う点で相違する。以下、相違点について主に説明する。

図８は、本発明の第２実施形態によるインプリント装置の側面図である。図９〜図１２は、本発明の第２実施形態によるインプリント方法の説明図である。図９は、図８のIX−IX線に沿った断面図、図１０は図８のX−X線に沿った断面図、図１１は図８のXI−XI線に沿った断面図、図１２は図８のXII−XII線に沿った断面図である。

インプリント装置１０Ａは、ガラスシート１１上に凹凸層１７（図１２参照）を連続的又は間欠的に形成する。ガラスシート１１及び凹凸層１７で積層シート１９が構成される。凹凸層１７は、凸部が周期的に配列される凹凸パターンを有する。

インプリント装置１０Ａは、第１実施形態と同様に、塗布器３１、光源３５、繰り出しロール４５、２本の重ね合わせロール４６、４７、巻き取りロール４８、送り出しロール５１、２本の接合ロール５２、５３、ガラスシート厚さ分布測定器５４、及び樹脂フィルム切断器５５を備える。

インプリント装置１０Ａは、第１実施形態と異なり、エンドレスベルト状のモールド３３Ａ、複数（例えば２本）の回転ロール４１Ａ、４２Ａ、及び複数（例えば２本）のニップロール４３Ａ、４４Ａを備える。

モールド３３Ａは、成形材料の層１５の表面に転写される凹凸パターンを外周に有する。モールド３３Ａは、モールド表面と成形材料との離型性を高めるため、離型処理が施されたものであってよい。離型処理としては、例えばフッ素コート処理、シリコーンコート処理等が挙げられる。

モールド３３Ａは、複数の回転ロール４１Ａ、４２Ａ、及び複数の補助ロール６１Ａ、６２Ａに架け回され、輪転される。モールド３３Ａは、例えば金属（例えばニッケル、クロム）、又は樹脂（例えばポリカーボネート、環状オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂）で構成され、フレキシブル性を有する。尚、複数の補助ロール６１Ａ、６２Ａの全部又は一部が無くてもよい。

モールド３３Ａは、マスターモールドを用いて成型される帯状シートの両端部を溶着して作製され、何度も複製可能となっている。複製方法には、例えばインプリント法、電鋳法などがある。マスターモールドは、例えばフォトリソグラフィ法又は電子線描画法で基材を加工して作製される。

一組の回転ロール４１Ａ及びニップロール４３Ａは、ニップロール４３Ａ側から、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、成形材料の層１５、及びモールド３３Ａをこの順で挟んで送り出す。回転ロール４１Ａ及びニップロール４３Ａは相対的に接離可能であって、いずれか一方は他方に向けて流体圧シリンダ等で押圧されてよい。回転ロール４１Ａ及びニップロール４３Ａの少なくとも一方は金属ロールの外周をゴムで被覆したロールであってよい。ゴムが弾性変形することで、ホコリなどの異物の噛み込みによる応力集中やガラスシート１１の厚さのばらつき等による応力集中を抑制できる。回転ロール４１Ａ及びニップロール４３Ａのいずれか一方は、回転モータ等で回転駆動される他方の回転に伴って従動的に回転してよい。回転ロール４１Ａと、ニップロール４３Ａとの間の周速差が小さく、せん断応力が小さい。

ガラスシート１１及びモールド３３Ａは、一組の回転ロール４１Ａとニップロール４３Ａとの間に挿入された後、他の一組の回転ロール４２Ａとニップロール４４Ａとの間から引き出されるまでの間、ガラスシート１１の張力及びモールド３３Ａの張力で成形材料の層１５を挟み込み、成形材料の層１５と一体的に移動する。その間に、成形材料の層１５は光源３５からの光を受けて徐々に硬化し、凹凸層１７となる。凹凸層１７は、モールド３３Ａの凹凸パターンが略反転したパターンを有する。ガラスシート１１の張力の方向は、ガラスシート１１の移動方向である。また、モールド３３Ａの張力の方向は、モールド３３Ａの移動方向（輪転方向）である。

光インプリント法では、モールド３３Ａ及びガラスシート１１の少なくとも一方が光透過性の材料で構成される。光源３５から出射した光は、例えば図１及び図４に示すように透明な樹脂フィルム１２、及び透明なガラスシート１１を透過して、成形材料の層１５に入射する。尚、光源３５から出射した光は、透明なモールド３３Ａを透過して、成形材料の層１５に入射してもよい。

他の一組の回転ロール４２Ａ及びニップロール４４Ａは、ニップロール４４Ａ側から、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、凹凸層１７、及びモールド３３Ａを挟んで送り出す。回転ロール４２Ａ及びニップロール４４Ａは相対的に接離可能であって、いずれか一方は他方に向けて流体圧シリンダ等で押圧されてよい。回転ロール４２Ａ及びニップロール４４Ａの少なくとも一方は金属ロールの外周をゴムで被覆したロールであってよい。回転ロール４２Ａ及びニップロール４４Ａのいずれか一方は、回転モータ等で回転駆動される他方の回転に伴って従動的に回転してよい。回転ロール４２Ａと、ニップロール４４Ａとの間の周速差が小さく、せん断応力が小さい。

複数の回転ロール４１Ａ、４２Ａ及び複数のニップロール４３Ａ、４４Ａは、同じ外径でも異なる外径でもよい。

次に、上記構成のインプリント装置１０Ａの動作（インプリント方法）について説明する。インプリント装置１０Ａの各種動作は、マイクロコンピュータ等で構成されるコントローラによる制御下で行われる。以下の説明では、便宜上、主にガラスシート１１の一部分に着目して、インプリント装置１０Ａの各種動作を説明する。

先ず、ガラスシート厚さ分布測定器５４が、ガラス成形装置から連続的に供給されるガラスシート１１の幅方向における厚さ分布を測定する。その測定結果に基づいて、樹脂フィルム切断器５５がフィルムロールから繰り出される樹脂フィルム１２を切断加工し、樹脂フィルム１２の幅Ｍ（図９参照）を調整する。樹脂フィルム１２の幅Ｍは、ガラスシート１１の肉薄部１１−３の幅Ｎ（図９参照）に基づいて調整される。これにより、肉薄部１１−３の幅Ｎが変化するときに、肉薄部１１−３のみに樹脂フィルム１２を接合することができる。

次いで、２本の接合ロール５２、５３が、樹脂フィルム１２とガラスシート１１とを挟み込んで送り出すことにより、ガラスシート１１における成形材料の層１５を形成する面と反対側の面に樹脂フィルム１２を接合する。樹脂フィルム１２は、脆いガラスシート１１を補強し、ガラスシート１１の破損を抑制する。２本の接合ロール５２、５３は、ガラスシート１１の肉薄部１１−３に樹脂フィルム１２を接合する。

次いで、図９に示すように、塗布器３１がガラスシート１１上に成形材料を塗布し、成形材料の層１５を形成する。成形材料の層１５は、ガラスシート１１における樹脂フィルム１２を接合する面とは反対側の面に設けられる。

次いで、図１０に示すように、一組の回転ロール４１Ａ及びニップロール４３Ａが、ニップロール４３Ａ側から、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、成形材料の層１５、及びモールド３３Ａをこの順で挟んで送り出す。このとき、樹脂フィルム１２は、ガラスシート１１の肉薄部１１−３とニップロール４３Ａとの隙間を埋める。肉薄部１１−３上の成形材料に作用する圧力が高くなると共に、その圧力分布が均一になり、モールド３３Ａの凹凸パターンが成形材料の層１５に精度良く転写できる。

図８に示すように、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、及び成形材料の層１５は、平坦な状態で、一組の回転ロール４１Ａとニップロール４３Ａとの間に挿入される。一方、モールド３３Ａは、成形材料の層１５との間に空気が噛み込まないように回転ロール４１Ａに沿って曲げ変形されながら、回転ロール４１Ａとニップロール４３Ａとの間に挿入され、成形材料の層１５と密接する。

図１１に示すように、ガラスシート１１及びモールド３３Ａは、一組の回転ロール４１Ａとニップロール４３Ａとの間に挿入された後、他の一組の回転ロール４２Ａとニップロール４４Ａとの間から引き出されるまでの間、ガラスシート１１の張力及びモールド３３Ａの張力で成形材料の層１５を挟み込み、成形材料の層１５と一体的に移動する。その間に、成形材料の層１５は光源３５からの光を受けて徐々に硬化し、凹凸層１７となる。

次いで、回転ロール４２Ａ及びニップロール４４Ａは、ニップロール４４Ａ側から、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、凹凸層１７、及びモールド３３Ａをこの順で挟んで送り出す。

図８に示すように、樹脂フィルム１２、ガラスシート１１、及び凹凸層１７は、平坦な状態のまま、回転ロール４２Ａとニップロール４４Ａとの間から引き出される。一方、モールド３３Ａは、凹凸層１７と円滑に分離するように回転ロール４２Ａに沿って曲げ変形される。

このようにして、図１２に示すように、ガラスシート１１及び凹凸層１７を含む積層シート１９が得られる。

次いで、２本の重ね合わせロール４６、４７は、樹脂フィルム１２で補強される積層シート１９と、凹凸保護シート１３とを重ね合わせる。凹凸保護シート１３は、樹脂フィルム、紙等で構成される。凹凸保護シート１３は、積層シート１９の凹凸層１７と重ねられ、凹凸層１７に異物（例えばホコリ）や傷が付くのを防止する。

一方の重ね合わせロール４６は、製品ロールのロール径に応じて積層シート１９を方向転換する役割を兼ねる。積層シート１９の方向転換は、積層シート１９を引き出しロール４６に沿って曲げ変形させることで行われる。

次いで、巻き取りロール４８が積層シート１９、樹脂フィルム１２、及び凹凸保護シート１３を重ねて巻き取り、製品ロールを作製する。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ガラスシート１１が樹脂フィルム１２で補強された状態で、回転ロール４１Ａとニップロール４３Ａとの間を通過する。このとき、樹脂フィルム１２は、ガラスシート１１の肉薄部１１−３とニップロール４３Ａとの隙間を埋める。肉薄部１１−３上の成形材料に作用する圧力が高くなると共に、その圧力分布が均一になり、モールド３３Ａの凹凸パターンが成形材料の層１５に精度良く転写できる。

また、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ガラスシート厚さ分布測定器５４がガラスシート１１の幅方向における厚さ分布を測定し、その測定結果に基づいて樹脂フィルム切断器５５が樹脂フィルム１２を切断加工し、樹脂フィルム１２の幅Ｍを調整する。樹脂フィルム１２の幅Ｍは、ガラスシート１１の肉薄部１１−３の幅Ｎに基づいて調整される。これにより、肉薄部１１−３の幅Ｎが変化するときに、肉薄部１１−３のみに樹脂フィルム１２を接合することができる。

さらに、本実施形態によれば、ガラスシート１１が平坦な状態のまま複数組の回転ロール４１Ａ、４２Ａとニップロール４３Ａ、４４Ａとの間を通過する。そのため、モールド３３Ａの凹凸パターン転写時や、モールド３３Ａと凹凸層１７との分離時に、脆いガラスシート１１が平坦に保持されているので、ガラスシート１１の破損をさらに抑制できる。

尚、転写工程で樹脂フィルム１２と接触する接触ロール（ニップロール４３Ａ、４４Ａ）の軸方向長さＬは、図１０に示すようにガラスシート１１の幅Ｗよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。つまり、接触ロールは、ガラスシート１１の厚さ方向から見て肉厚部１１−１、１１−２の間に配設され、肉薄部１１−３からはみ出ないように配設されてもよい。樹脂フィルム１２の幅に関係なく、肉厚部１１−１、１１−２と接触ロールとの接触を確実に防止でき、肉薄部１１−３と接触ロールとの間の隙間を確実に埋めることができる。この場合、樹脂フィルム１２の幅が関係なくなるので、図７に示すように、樹脂フィルム１２は、肉厚部１１−１、１１−２、及び肉薄部１１−３の両方と接合されてよい。

以上、インプリント方法、及びインプリント装置を第１〜第２実施形態で説明したが、本発明は上記実施形態に制限されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施形態のインプリント装置は、ガラス成形装置から連続的に供給されるガラスシート上に凹凸層を形成するが、ガラスシートを渦巻き状に巻回してなるガラスロールから繰り出されるガラスシート上に凹凸層を形成してもよい。ガラスシートが幅方向両端部に肉厚部を有していればよい。

また、上記実施形態のインプリント装置は、ガラスシート及び凹凸層を含む積層シートを巻き取りロール４８で巻き取るが、積層シートを巻き取らずに切断機で所定のサイズに切断してもよい。

また、上記実施形態のインプリント装置は、光インプリント装置であるが、熱インプリント装置であってもよい。この場合、成形材料は、光硬化性樹脂の代わりに、熱可塑性樹脂を含む。熱可塑性樹脂には、熱インプリント法に用いられる一般的なものが使用でき、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、シートの形態で用意されガラスシート上に貼り付けてもよいし、溶液の形態で用意されガラスシート上に塗布し、乾燥してもよい。また、熱可塑性樹脂は、加熱軟化したうえでガラスシート上に塗布して冷却してもよい。熱インプリント法では、熱可塑性樹脂を含む成形材料の層を加熱により軟化し、軟化した成形材料の層の表面にモールドを押し付け、成形材料の層を冷却して固化させることで、凹凸層を形成する。加熱源としては、加熱光を照射する光源（例えばハロゲンランプ、レーザ）、ヒータ等が用いられる。加熱温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上である。モールドを押し付ける工程と、成形材料の層を加熱する工程とは、どちらの工程が先であってもよく、同時に行ってもよい。モールドを加熱することで成形材料の層を加熱してもよい。

また、上記実施形態の塗布器は、ガラスシート上に成形材料を塗布するが、モールド上に成形材料を塗布してもよい。成形材料の層は、転写工程でガラスシートとモールドとの間に挟み込まれ、モールドの凹凸パターンが成形材料の層の表面に転写する。

１０ インプリント装置
１１ ガラスシート
１１−１、１１−２ 肉厚部
１１−３ 肉薄部
１２ 樹脂フィルム
１５ 成形材料の層
１７ 凹凸層
３３ グラビアロール（ロール状のモールド）
４３ 転写ロール
４４ 分離ロール
３３Ａ エンドレスベルト状のモールド
４１Ａ、４２Ａ 回転ロール
４３Ａ、４４Ａ ニップロール
５４ ガラスシート厚さ分布測定器
５５ 樹脂フィルム切断器

Claims (10)

1. ガラスシートと樹脂フィルムとを接合する接合工程と、
   該接合工程後に、前記ガラスシートとモールドとの間に成形材料の層を挟み、固化することにより、前記モールドの凹凸パターンが転写した凹凸層を、前記ガラスシートを挟んで前記樹脂フィルムと反対側に形成する転写工程とを有し、
   前記ガラスシートは、帯状であって、幅方向両端部に肉厚部を有し、該肉厚部同士の間に該肉厚部よりも薄く、厚みの均一な肉薄部を有し、
   前記樹脂フィルムは、帯状であって、前記ガラスシートよりも狭い幅を有し、前記ガラスシートのうち、前記肉薄部のみと接合される、インプリント方法。
2. 前記ガラスシートの幅方向における厚さ分布を測定し、測定結果に基づいて、前記ガラスシートと接合される前記樹脂フィルムを切断加工し、前記樹脂フィルムの幅を調整する調整工程をさらに有する、請求項１に記載のインプリント方法。
3. 前記転写工程は、前記ガラスシート及び前記樹脂フィルムを平坦な状態で複数組の回転ロールとニップロールとの間を通過させると共に、複数の前記回転ロールに架け回されるエンドレスベルト状の前記モールドを輪転させ、
   前記ガラスシート及び前記モールドは、一組の回転ロールとニップロールとの間に挿入されてから、他の一組の回転ロールとニップロールとの間から引き出されるまでの間、前記成形材料の層を挟み込み、前記成形材料の層に前記モールドの凹凸パターンが転写する請求項１又は２に記載のインプリント方法。
4. 前記モールドは、ロール状であって、前記成形材料の層の表面に転写される凹凸パターンを外周に有する請求項１又は２に記載のインプリント方法。
5. ガラスシートと樹脂フィルムとを接合する接合工程と、
   該接合工程後に、前記ガラスシートとモールドとの間に成形材料の層を挟み、固化することにより、前記モールドの凹凸パターンが転写した凹凸層を、前記ガラスシートを挟んで前記樹脂フィルムと反対側に形成する転写工程とを有し、
   前記ガラスシートは、帯状であって、幅方向両端部に肉厚部を有し、該肉厚部同士の間に該肉厚部よりも薄く、厚みの均一な肉薄部を有し、
   前記転写工程で前記樹脂フィルムと接触する接触ロールが、前記ガラスシートの厚さ方向から見て、前記ガラスシートの前記肉厚部同士の間に配設される、インプリント方法。
6. ガラスシートと樹脂フィルムとを挟んで送り出すことにより接合する複数の接合ロールと、
   成形材料の層に転写される凹凸パターンを有するモールドとを備え、
   前記ガラスシートと前記モールドとの間に挟まれる前記成形材料の層が固化することにより、前記モールドの凹凸パターンが転写した凹凸層が、前記ガラスシートを挟んで前記樹脂フィルムと反対側に形成され、
   前記ガラスシートは、帯状であって、幅方向両端部に肉厚部を有し、該肉厚部同士の間に該肉厚部よりも薄く、厚みの均一な肉薄部を有し、
   前記樹脂フィルムは、帯状であって、前記ガラスシートよりも狭い幅を有し、前記ガラスシートのうち、前記肉薄部のみと接合される、インプリント装置。
7. 前記ガラスシートの幅方向における厚さ分布を測定するガラスシート厚さ分布測定器と、
   該ガラスシート厚さ分布測定器の測定結果に基づいて、前記ガラスシートと接合される前記樹脂フィルムの幅を調整する樹脂フィルム切断器とをさらに備える請求項６に記載のインプリント装置。
8. 前記ガラスシート及び前記樹脂フィルムを平坦な状態で通過させる回転ロール及びニップロールの組を複数組さらに備え、複数の前記回転ロールにはエンドレスベルト状の前記モールドが架け回され、
   前記ガラスシート及び前記モールドは、一組の回転ロールとニップロールとの間に挿入されてから、他の一組の回転ロールとニップロールとの間から引き出されるまでの間、前記成形材料の層を挟み込み、前記成形材料の層に前記モールドの凹凸パターンが転写する請求項６又は７に記載のインプリント装置。
9. 前記モールドは、ロール状であって、前記成形材料の層の表面に転写される凹凸パターンを外周に有する請求項６又は７に記載のインプリント装置。
10. ガラスシートと樹脂フィルムとを挟んで送り出すことにより接合する複数の接合ロールと、
    成形材料の層に転写される凹凸パターンを有するモールドとを備え、
    前記ガラスシートと前記モールドとの間に挟まれる前記成形材料の層が固化することにより、前記モールドの凹凸パターンが転写した凹凸層が、前記ガラスシートを挟んで前記樹脂フィルムと反対側に形成され、
    前記ガラスシートは、帯状であって、幅方向両端部に肉厚部を有し、該肉厚部同士の間に該肉厚部よりも薄く、厚みの均一な肉薄部を有し、
    前記モールドの凹凸パターンの転写時に前記樹脂フィルムと接触する接触ロールは、前記ガラスシートの厚さ方向から見て、前記ガラスシートの前記肉厚部同士の間に配設される、インプリント装置。

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