(57)【要約】【課題】エネルギーを浪費することなく、微細なパターン形状を高い精度で転写することができるパターン転写方法、及びパターン転写装置を提供する。【解決手段】シートの面に凹凸のパターン形状を転写するパターン転写方法であって、シートを軟化または溶かす溶剤を該シートの表面に塗布し、該表面を軟化または溶かす工程と、溶剤によって表面が軟化または溶かされたシートと凹凸のパターン形状が形成された転写部材とを加圧接触させて、凹凸のパターン形状をシートの軟化または溶かされた表面に転写する工程と、凹凸のパターン形状が転写されたシートを加熱し、該シートに塗布されている溶剤を揮発させて凹凸のパターン形状が転写されたシートの表面を固化させる工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートの面に凹凸のパターン形状を転写するパターン転写方法であって、
前記シートを軟化または溶かす溶剤を該シートの表面に塗布し、該表面を軟化または溶かす工程と、
前記溶剤によって表面が軟化または溶かされたシートと前記凹凸のパターン形状が形成された転写部材とを加圧接触させて、前記凹凸のパターン形状をシートの軟化または溶かされた前記表面に転写する工程と、
前記凹凸のパターン形状が転写されたシートを加熱し、該シートに塗布されている前記溶剤を揮発させて前記凹凸のパターン形状が転写されたシートの表面を固化させる工程と、を有することを特徴とするパターン転写方法。
【請求項２】
前記溶剤をスプレーを用いて前記シートの表面に塗布することを特徴とする請求項１に記載のパターン転写方法。
【請求項３】
シートの面に凹凸のパターン形状を転写するパターン転写装置であって、
前記シートを軟化または溶かす溶剤を該シートの表面に塗布する塗布装置と、
前記凹凸のパターン形状が形成された転写部材と、
前記塗布装置で塗布された前記溶剤によって表面が軟化または溶かされたシートと前記転写部材とを加圧接触させて、前記凹凸のパターン形状をシートの軟化または溶かされた前記表面に転写させる加圧部材と、
前記転写部材および前記加圧部材によって前記凹凸のパターン形状が転写されたシートを加熱し、該シートに塗布されている前記溶剤を揮発させる加熱部と、を有することを特徴とするパターン転写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン転写方法、及びパターン転写装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シートやフィルム（以下、総称して「シート」と記す）の面に微細凹凸のパターン形状が形成されたパターンシートは、光拡散シートや輝度向上シート等の光学シートとして電子ディスプレイ材料やスクリーン材料に使用されている。
【０００３】
従来、この種のパターンシートを製造するには、シートよりも硬い材料で所望のパターン形状を付けたパターン型を製作し、そのパターン型にシートを押し付けて型に形成されたパターン形状をシートに転写させるエンボス方法が一般的に行われている。エンボス方法によるパターンシートの製造において最も重要なことは、パターン型の微細なパターン形状をシートに如何に完全に転写するかである。エンボス方法でよく用いられる方法は、パターン型として表面に微細なパターン形状を形成したエンボスロールと、加圧ロールとの間に熱可塑性シートを挟むと共に２つのロールの何れかを加熱することで、加圧と加熱により転写精度を上げる方法である。
【０００４】
また、シートの材料であるポリマーを溶媒に溶解したポリマー溶液を、シートのパターン形状に対応するパターン形状が形成された走行ベルト上に塗布して走行ベルト上に塗布膜を形成する。そして走行ベルトの水平走行中に塗布膜を乾燥、固化させて走行ベルトのパターン形状を塗布膜に転写させる方法が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３０６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本来、加熱と加圧によるエンボス方法は、パターン形状が転写されるシートの表面のみを軟化させるのに必要な熱量で加熱することで足り得るものである。しかしながら、従来のエンボス方法では、シートの表面を軟化させる為に加熱するには、シート全体の温度を上げる必要があり、多くのエネルギーを浪費していた。さらに、シートの加圧時の歪により転写後に転写されたパターン形状が変形するといった問題がある。
【０００６】
また、特許文献１に開示されている溶液流延法を用いた転写方法においては、シートの材料であるポリマー溶液が固化される際に、シート全体が収縮し転写されたパターン形状が変形するといった問題がある。また、収縮時に不要な応力が発生し複屈折を生じ、光学性能に影響を及ぼすといった問題がある。一方、シートに発生する複屈折を積極的に利用して視野角拡大を図る場合などには、複屈折を制御するためにシートを引っ張って延ばすと、転写されたパターン形状に歪が生じてしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、エネルギーを浪費することなく、微細なパターン形状を高い精度で転写することができるパターン転写方法、及びパターン転写装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の１乃至３のいずれか１項に記載の発明によって達成される。
【０００９】
１．シートの面に凹凸のパターン形状を転写するパターン転写方法であって、
前記シートを軟化または溶かす溶剤を該シートの表面に塗布し、該表面を軟化または溶かす工程と、
前記溶剤によって表面が軟化または溶かされたシートと前記凹凸のパターン形状が形成された転写部材とを加圧接触させて、前記凹凸のパターン形状をシートの軟化または溶かされた前記表面に転写する工程と、
前記凹凸のパターン形状が転写されたシートを加熱し、該シートに塗布されている前記溶剤を揮発させて前記凹凸のパターン形状が転写されたシートの表面を固化させる工程と、を有することを特徴とするパターン転写方法。
【００１０】
２．前記溶剤をスプレーを用いて前記シートの表面に塗布することを特徴とする前記１に記載のパターン転写方法。
【００１１】
３．シートの面に凹凸のパターン形状を転写するパターン転写装置であって、
前記シートを軟化または溶かす溶剤を該シートの表面に塗布する塗布装置と、
前記凹凸のパターン形状が形成された転写部材と、
前記塗布装置で塗布された前記溶剤によって表面が軟化または溶かされたシートと前記転写部材とを加圧接触させて、前記凹凸のパターン形状をシートの軟化または溶かされた前記表面に転写させる加圧部材と、
前記転写部材および前記加圧部材によって前記凹凸のパターン形状が転写されたシートを加熱し、該シートに塗布されている前記溶剤を揮発させる加熱部と、を有することを特徴とするパターン転写装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、溶剤によってシートの表面を軟化または溶かした後に、シートと凹凸のパターン形状が形成された転写部材とを加圧接触させて該凹凸のパターン形状をシートの表面に転写するようにした。すなわち、溶剤を用いることにより、シート全体を加熱することなくシートの表面のみを軟化または溶かすことができるので、高温の熱源を必要とせず省エネを図ることができる。
【００１３】
また、シートの表面のみを軟化または溶かした後に、転写部材と加圧接触させて凹凸のパターン形状を転写するので、シート全体に加圧によるひずみが生じることなく、転写後に残留応力により転写されたパターン形状が変形することはない。また、残留応力による複屈折が生じることなく光学性能に影響を及ぼすことはない。これらにより、エネルギーを浪費することなく、微細なパターン形状を高い精度で転写することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面に基づいて、本発明に係るパターン転写方法、及びパターン転写装置の実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。また、各実施の形態の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複の説明を適宜省略する。
【００１５】
最初に、本発明の実施形態に係るパターン転写装置の概略構成を図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るパターン転写装置１の概略構成を示す図、図１（ｂ）は、転写ドラム１０１に形成されたパターン形状１０１Ｐを示し、図１（ａ）におけるＡ部を拡大した模式図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、パターン転写装置１は、転写ドラム１０１、駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３、１０４、加圧ベルト１０５、及び溶剤塗布装置１０６などから構成される。
【００１７】
加圧ベルト１０５（加圧部材）は、三角形状に間隔を有して配置された駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３、１０４との間に懸け渡されたエンドレスベルトとして構成され、駆動ローラ１０２が図示しないモータによって反時計回りに回転駆動されることにより矢印Ｙ１方向に走行する。
【００１８】
転写ドラム１０１（転写部材）の表面には、図１（ｂ）に示すように、凸部１０１ａ、凹部１０１ｂからなる所定のパターン形状１０１Ｐが形成されている。転写ドラム１０１は、加圧ベルト１０５に加圧接触され、加圧ベルト１０５の走行に伴い時計回りに回転する。加圧ベルト１０５と転写ドラム１０１の間にシート１２０が矢印Ｐ方向から搬送されると、シート１２０は、加圧ベルト１０５によって転写ドラム１０１に加圧接触される。これにより、シート１２０の表面に、転写ドラム１０１に形成されているパターン形状１０１Ｐが転写される。
【００１９】
溶剤塗布装置１０６は、転写装置１０１の上流に配置され、シート１２０の表面にパターン形状１０１Ｐが転写される前に、シート１２０の表面のみを溶かす為に、シート１２０の表面に図示しない溶剤を塗布する。
【００２０】
また、従動ローラ１０３（加熱部）の内部には、図示しないヒータが設けられ、シート１２０の表面にパターン形状１０１Ｐが転写された後に、シート１２０を加熱し、シート１２０に塗布されている溶剤を揮発させてパターン形状１０１Ｐが転写されたシート１２０の表面を固化させる。シート１２０の加熱温度は、溶剤を揮発させるに足り得る温度でよいので、高温は必要なく、５０℃〜６０℃程度でよい。尚、ヒータは、従動ローラ１０３及び従動ローラ１０４、あるいはそのいずれか一方に設ける様にしてもよい。
【００２１】
次に、パターン転写装置１で行われる転写動作の流れを図１を用いて説明する。最初に、シート１２０が矢印Ｐ方向からパターン転写装置１に搬送されると、溶剤塗布装置１０６は、溶剤をシート１２０の表面に塗布する。これにより、シート１２０の表面のみが溶かされる（表面を軟化または溶かす工程）。このとき、シート１２０に塗布する溶剤の量は、シート１２０の表面を溶かす深さに応じて調整する。また、シート１２０の表面を溶かす深さは、転写するパターン形状１０１Ｐに応じて設定する。
【００２２】
溶剤１０６Ｙは、図２に示すように、溶剤塗布装置１０６に設けられたスリット状の塗布口１０６ａからシート１２０に塗布され、溶剤塗布装置１０６の下流に設けられたブレード１０７でスキージして薄く延ばす。また、溶剤塗布装置１０６は、図３に示すように、複数のスプレーノズル１０６ｂを備えた構成とし、溶剤１０６Ｙをシート１２０に散布するようにしてもよい。スプレーを用いた場合、シート１２０の面内の溶媒塗布量をコントロールでき、スキージと比較して全面の転写性を向上させることができる。
【００２３】
ここで、シート１２０の材料と、溶剤１０６Ｙの材料を例示する。シート１２０の材料にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を用いた場合、溶剤１０６Ｙには、トルエン、クロロホルムなどを用いる。また、シート１２０の材料にＴＡＣ（トリアセチルセルロース）を用いた場合、溶剤１０６Ｙには、メチレンクロライドとエタノールの混合液を用いる。
【００２４】
次に、溶剤１０６によって表面が溶かされたシート１２０が加圧ベルト１０５と転写ドラム１０１の間に搬送されると、シート１２０は、加圧ベルト１０５によって転写ドラム１０１に加圧接触される。これにより、シート１２０の表面に、転写ドラム１０１に形成されているパターン形状１０１Ｐが転写される（転写する工程）。
【００２５】
次に、表面にパターン形状１０１Ｐが転写されたシート１２０を、従動ローラ１０３の内部に設けられた図示しないヒータにより加熱する。これにより、シート１２０に塗布されている溶剤が揮発し、シート１２０の溶かされた表面が固化されて転写速度を早めることができる（固化させる工程）。尚、加熱温度は、転写精度とスループットを鑑みて、適切な温度に設定する。
【００２６】
このように、本発明の実施形態に係るパターン転写方法、及びパターン転写装置１においては、溶剤１０６Ｙによってシート１２０の表面を溶かした後に、シート１２０と凹凸のパターン形状１０１Ｐが形成された転写ドラム１０１とを加圧ベルト１０５によって加圧接触させて凹凸のパターン形状１０１Ｐをシート１２０の表面に転写するようにした。すなわち、溶剤１０６Ｙを用いることにより、シート１２０の全体を加熱することなくシート１２０の表面のみを溶かすことができるので、高温の熱源を必要とせず省エネを図ることができる。
【００２７】
また、シート１２０の表面のみを溶かした後に、転写ドラム１０１と加圧接触させて凹凸のパターン形状１０１Ｐを転写するので、シート１２０全体に加圧によるひずみが生じることなく、転写後に残留応力により転写されたパターン形状１０１Ｐが変形することはない。また、残留応力による複屈折が生じることなく光学性能に影響を及ぼすことはない。これらにより、エネルギーを浪費することなく、微細なパターン形状を高い精度で転写することができる。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。たとえば、前述の実施形態においては、シート１２０の表面のみを溶かした後に、転写ドラム１０１と加圧接触させて凹凸のパターン形状１０１Ｐを転写する様にしたが、加圧時にシート１２０全体にひずみが生じない程度に、シート１２０の表面のみを軟化させる様にしてもよい。これにより、前述の転写後の「固化させる工程」において、シート１２０の軟化された表面の固化が早まり、転写速度をさらに早めることができる。
【００２９】
また、前述の実施形態においては、凹凸のパターン形状１０１Ｐを転写ドラム１０１に設けたが、加圧ベルト１０５に設けてもよい。また、転写ドラム１０１と加圧ベルト１０５とが上下逆の位置に配置されていてもよい。したがって、溶剤塗布装置１０６の配置もシート１２０の下側に限定されることはなく、上下どちらでもよい。また、塗布方法はこれらの配置や溶剤１０６Ｙの粘度に応じて適切な方法を選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るパターン転写装置の概略構成を示す図である。
【図２】溶剤の塗布方法を説明する模式図である。
【図３】溶剤の別例による塗布方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  パターン転写装置
１０１  転写ドラム
１０１ａ  凸部
１０１ｂ  凹部
１０１Ｐ  パターン形状
１０２  駆動ローラ
１０３、１０４  従動ローラ
１０５  加圧ベルト
１０６  溶剤塗布装置
１０６Ｙ  溶剤
１０７  ブレード
１２０  シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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