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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-23
(45)【発行日】2024-05-31
(54)【発明の名称】フィルム構造体の製造方法及び製造装置
(51)【国際特許分類】
B29C 59/04 20060101AFI20240524BHJP
【ＦＩ】
B29C59/04 Z
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020121588
(22)【出願日】2020-07-15
(65)【公開番号】P2022018471
(43)【公開日】2022-01-27
【審査請求日】2023-05-10
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100113170
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 和久
(72)【発明者】
【氏名】上木原 伸幸
(72)【発明者】
【氏名】山本 雄士
(72)【発明者】
【氏名】黒宮 未散
【審査官】神田 和輝
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－２６４１８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１４８１８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０２５７１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０２５７５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０３０５７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ５９／００
Ｂ２９Ｄ ７／００
Ｂ２９Ｄ １１／００
Ｇ０２Ｂ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
連続走行するフィルムの両面に転写材料を転写して硬化させたフィルム構造体の製造方法であって、フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布工程と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールを第１加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの表面に塗布された前記転写材料に前記第１転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化工程と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布工程と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する前記幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールを第２加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの裏面に塗布された前記転写材料に前記第２転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化工程と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出工程と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程との間における前記フィルムの中間張力を検出する中間張力検出工程と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出工程と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正工程と、
を含む、フィルム構造体の製造方法。
【請求項2】
前記第２検出工程で検出される前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとの位置ずれ量が減少するように、前記第２転写ロールの位置又は回転速度を補正する位置又は回転速度補正工程をさらに含む、請求項１に記載のフィルム構造体の製造方法。
【請求項3】
連続走行するフィルムの両面に転写材料を転写して硬化させたフィルム構造体の製造装置であって、フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布部と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写ロールの前記第１転写パターンを加圧する第１加圧ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化部と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布部と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写ロールの前記第２転写パターンを加圧する第２加圧ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化部と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出部と、
前記第１硬化部と前記第２硬化部との間における前記フィルムの中間張力を検出する中間張力検出部と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出部と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正部と、
を備える、フィルム構造体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インプリント技術を用いたフィルム構造体の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
インプリント技術とは微細形状が予め表面に加工された型（モールド）を、基材表面に塗布された樹脂に押し付けることで微細形状が転写された硬化膜を形成する技術である。
インプリント方法としては、基材表面に塗布されたＵＶ硬化樹脂に常温のモールドを押し当てた状態でＵＶ光を照射することにより、微細形状が転写された硬化膜を形成するＵＶインプリント法がある。
インプリント方法としては、基材表面に塗布されたＵＶ硬化樹脂に常温のモールドを押し当てた状態でＵＶ光を照射することにより、微細形状が転写された硬化膜を形成するＵＶインプリント法がある。
【0003】
ＵＶインプリント法において対象とする基材がＰＥＴなどのフィルムである場合には、連続的に走行するフィルムが表面にＵＶ硬化樹脂が塗布された後、ロールの円筒面上に微細形状が加工された転写ロールと転写ロールに所定の加圧力で押し付けられる加圧ロールの間を通過し、転写ロールに貼り付きながらＵＶ光に曝されることで微細形状が転写された硬化膜を形成し、転写ロールから離型する一般的な方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【0004】
さらに、同じ工程を２つ繋ぎ合わせ、第２工程で形成する微細形状パターンの位置を第１工程で形成された微細形状パターンの位置に精度良く一致させる方法もある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許４９７６８６８号公報
【文献】特開２０１９－２５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献２に開示された方法及び装置において、第２工程の裏面ロールが位置補正動作を行う場合、対向して配置される裏面加圧ロールもフィルム送り方向（ＭＤ方向）に加減速を繰り返すことになる。すると、第１工程で離型してから第２工程に到達するまでのフィルムの伸縮が発生し、張力が変動するため、微細形状パターンの表裏の位置ずれ量が大きくなる。
【0007】
本開示は前記問題を鑑み、連続走行するフィルムの両面に微細形状パターンを形成するインプリント法において、微細形状パターンの表裏の位置ずれ量が小さくなるフィルム構造体の製造方法および製造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】
本開示に係るフィルム構造体の製造装置は、連続走行するフィルムの両面に転写材料を転写して硬化させたフィルム構造体を製造する方法であって、
フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布工程と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールを第１加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの表面に塗布された前記転写材料に前記第１転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化工程と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布工程と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する前記幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールを第２加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの裏面に塗布された前記転写材料に前記第２転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化工程と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出工程と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程の間における前記フィルムの張力を検出する中間張力検出工程と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出工程と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正工程と、
を含む。
フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布工程と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールを第１加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの表面に塗布された前記転写材料に前記第１転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化工程と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布工程と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する前記幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールを第２加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの裏面に塗布された前記転写材料に前記第２転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化工程と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出工程と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程の間における前記フィルムの張力を検出する中間張力検出工程と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出工程と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正工程と、
を含む。
【0009】
また、本開示に係るフィルム構造体の製造装置は、
連続走行するフィルムの両面に転写材料を転写して硬化させたフィルム構造体を製造する装置であって、
フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布部と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写ロールの前記第１転写パターンを加圧する第１加圧ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化部と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布部と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写ロールの前記第２転写パターンを加圧する第２加圧ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化部と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出部と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程との間における前記フィルムの中間張力を検出する中間張力検出部と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出部と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正部と、
を備える。
連続走行するフィルムの両面に転写材料を転写して硬化させたフィルム構造体を製造する装置であって、
フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布部と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写ロールの前記第１転写パターンを加圧する第１加圧ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化部と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布部と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写ロールの前記第２転写パターンを加圧する第２加圧ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化部と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出部と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程との間における前記フィルムの中間張力を検出する中間張力検出部と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出部と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正部と、
を備える。
【発明の効果】
【0010】
本開示に係るフィルム構造体の製造装置及び製造方法によれば、以上のような構成を有することにより、弾性率が低く、かつ薄いフィルムでもフィルム基材の両面に形成する微細形状パターンの位置合わせ精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施の形態１に係るフィルム構造体の製造装置の構成を示す概略図である。
【図2】実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における第１硬化工程の概略模式図である。
【図3】実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における第２硬化工程の概略模式図である。
【図4】実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における中間張力制御のフローチャート図である。
【図5】実施の形態１に係るフィルム構造体の製造装置の構成を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
第１の態様に係るフィルム構造体の製造方法は、連続走行するフィルムの両面に転写材料を転写して硬化させたフィルム構造体の製造方法であって、
フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布工程と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールを第１加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの表面に塗布された前記転写材料に前記第１転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化工程と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布工程と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する前記幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールを第２加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの裏面に塗布された前記転写材料に前記第２転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化工程と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出工程と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程との間における前記フィルムの中間張力を検出する中間張力検出工程と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出工程と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正工程と、
を含む。
フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布工程と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールを第１加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの表面に塗布された前記転写材料に前記第１転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化工程と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布工程と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する前記幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールを第２加圧ロールで加圧しながら前記フィルムの裏面に塗布された前記転写材料に前記第２転写パターンを転写し、前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化工程と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出工程と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程との間における前記フィルムの中間張力を検出する中間張力検出工程と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出工程と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正工程と、
を含む。
【0013】
第２の態様に係るフィルム構造体の製造方法は、上記第１の態様において、前記第２検出工程で検出される前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークとの位置ずれ量が減少するように、前記第２転写ロールの位置又は回転速度を補正する位置又は回転速度補正工程をさらに含んでもよい。
【0014】
第３の態様に係るフィルム構造体の製造装置は、連続走行するフィルムの両面に転写材料を転写して硬化させたフィルム構造体の製造装置であって、
フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布部と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写ロールの前記第１転写パターンを加圧する第１加圧ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化部と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布部と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写ロールの前記第２転写パターンを加圧する第２加圧ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化部と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出部と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程との間における前記フィルムの中間張力を検出する中間張力検出部と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出部と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正部と、
を備える。
フィルムの表面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第１塗布部と、
微細な第１凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第１アライメントマーク型との第１転写パターンが形成された第１転写ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写ロールの前記第１転写パターンを加圧する第１加圧ロールと、
前記フィルムの表面に前記第１転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第１硬化膜を形成する第１硬化部と、
前記フィルムの裏面に紫外線硬化樹脂を含む転写材料を塗布する第２塗布部と、
微細な第２凹凸パターン型と前記フィルムの送り方向と交差する幅方向に離間して前記送り方向に沿って設けられた２列の第２アライメントマーク型との第２転写パターンが形成された第２転写ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写ロールの前記第２転写パターンを加圧する第２加圧ロールと、
前記フィルムの裏面に前記第２転写パターンが転写された前記転写材料を紫外線により硬化させて第２硬化膜を形成する第２硬化部と、
前記第１アライメントマーク型に対応する、前記第１硬化膜に含まれる第１アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第１幅方向ピッチを検出する第１検出部と、
前記第１硬化工程と前記第２硬化工程との間における前記フィルムの中間張力を検出する中間張力検出部と、
前記第２アライメントマーク型に対応する、前記第２硬化膜に含まれる第２アライメントマークの幅方向のマーク間距離である第２幅方向ピッチを検出する第２検出部と、
前記第２幅方向ピッチが前記第１幅方向ピッチと一致するように前記第２加圧ロールを駆動するトルクを補正するトルク補正部と、
を備える。
【0015】
以下、実施の形態に係るフィルム構造体の製造装置及び製造方法について、添付図面を参照しながら説明する。
【0016】
（実施の形態１）
＜フィルム構造体の製造装置＞
まず、図１および図５を用いて本実施の形態１に係るフィルム構造体の製造装置１１０の構成をその動作とともに説明する。図１は、実施の形態におけるフィルム構造体の製造装置１１０の構成を示す概略図である。図５は、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造装置１１０の構成を示すシステム構成図である。
＜フィルム構造体の製造装置＞
まず、図１および図５を用いて本実施の形態１に係るフィルム構造体の製造装置１１０の構成をその動作とともに説明する。図１は、実施の形態におけるフィルム構造体の製造装置１１０の構成を示す概略図である。図５は、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造装置１１０の構成を示すシステム構成図である。
【0017】
図１に示すように、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造装置１１０は、連続走行するフィルム１の両面に転写材料２を塗布し、微細な凹凸パターンを有する型形状を転写した後、硬化させた膜を形成するロールトゥロール方式のフィルム構造体の製造装置である。フィルム１は、厚み１００ｕｍ以下の透明な材料で、例えばＰＥＴフィルムが使われる。転写材料２は、紫外線硬化樹脂を含む材料で、硬化前は流動するが硬化後はフィルム１に固着する。
【0018】
本実施の形態１に係るフィルム構造体の製造装置１１０は、巻出しロール１１と、フリーロール１２、１３、１４と、巻出しテンションロール９１と、第１塗布ノズル１５ａと、第１転写ロール４ａと、第１加圧ロール３ａと、第１ＵＶ光源１６ａと、第１離型ロール１７ａと、フリーロール１８、１９、２０、２１と、中間テンションロール９２と、第１検出カメラ１０１と、第２塗布ノズル１５ｂと、第２転写ロール４ｂと、第２加圧ロール３ｂと、第２ＵＶ光源１６ｂと、第２離型ロール１７ｂと、フリーロール２２、２３、２４、２５、２６、２７と、第２検出カメラ１０２と、巻取りロール２７と、巻取りテンションロール９３と、を含む。
【0019】
巻出しロール１１は、フィルム１がロール状に巻かれた原反からフィルム１を送り出す。
フリーロール１２、１３、１４は、後述する第１加圧ロール３ａまでのフィルム１の走行を案内する。
巻出しテンションロール９１は、フリーロール１２と１３の間に配置されフィルム１の巻出し張力を検出する。
第１塗布ノズル１５ａは、フリーロール１４の直上で転写材料２を塗布する。
第１転写ロール４ａは、円筒面に微細な凹凸パターンを有する。凹凸パターンには、例えば、後述する第１凹凸パターン型および第１アライメントマーク型を有する。また、第１転写ロール４ａは、モータとエンコーダとを有する。
第１加圧ロール３ａは、フィルム１を介して第１転写ロール４ａに転写材料２を押し付ける。第１加圧ロール３ａは、円筒面がゴム等の弾性体で覆われていることが望ましい。
フリーロール１２、１３、１４は、後述する第１加圧ロール３ａまでのフィルム１の走行を案内する。
巻出しテンションロール９１は、フリーロール１２と１３の間に配置されフィルム１の巻出し張力を検出する。
第１塗布ノズル１５ａは、フリーロール１４の直上で転写材料２を塗布する。
第１転写ロール４ａは、円筒面に微細な凹凸パターンを有する。凹凸パターンには、例えば、後述する第１凹凸パターン型および第１アライメントマーク型を有する。また、第１転写ロール４ａは、モータとエンコーダとを有する。
第１加圧ロール３ａは、フィルム１を介して第１転写ロール４ａに転写材料２を押し付ける。第１加圧ロール３ａは、円筒面がゴム等の弾性体で覆われていることが望ましい。
【0020】
第１ＵＶ光源１６ａは、第１転写ロール４ａに押し付けられた転写材料２を硬化させる。
第１離型ロール１７ａは、フィルム１の表面に固着した第１硬化膜５ａを第１転写ロール４ａから離反させる。第１硬化膜５ａには、例えば、後述する第１凹凸パターンと第１アライメントマークとを有する。
フリーロール１８、１９、２０、２１は、後述する第２加圧ロール３ｂまでのフィルム１の走行を案内する。
第１離型ロール１７ａは、フィルム１の表面に固着した第１硬化膜５ａを第１転写ロール４ａから離反させる。第１硬化膜５ａには、例えば、後述する第１凹凸パターンと第１アライメントマークとを有する。
フリーロール１８、１９、２０、２１は、後述する第２加圧ロール３ｂまでのフィルム１の走行を案内する。
【0021】
中間テンションロール９２は、フリーロール１９と２０の間に配置され、フィルム１の中間張力を検出する。
第１検出カメラ１０１は、フリーロール２１の上流側側面に配置され第１硬化工程で形成された第１アライメントマークを検出する。このため、フリーロール２１は、第１検出カメラ用フリーロールともいわれる。
第２塗布ノズル１５ｂは、フリーロール２１の直上で転写材料２を塗布する。
第２転写ロール４ｂは、円筒面に微細な凹凸パターンを有する。凹凸パターンには、例えば、後述する第２凹凸パターン型および第２アライメントマーク型を有する。また、第２転写ロール４ｂは、モータとエンコーダと位置補正機構と速度補正機構とを有する。
第２加圧ロール３ｂは、フィルム１を介して第２転写ロール４ｂに転写材料２を押し付ける。第２加圧ロール３ｂは、円筒面がゴム等の弾性体で覆われていることが望ましい。また、第２加圧ロール３ｂは、駆動するためのモータと駆動するトルクを補正するトルク補正機構とを有する。
第１検出カメラ１０１は、フリーロール２１の上流側側面に配置され第１硬化工程で形成された第１アライメントマークを検出する。このため、フリーロール２１は、第１検出カメラ用フリーロールともいわれる。
第２塗布ノズル１５ｂは、フリーロール２１の直上で転写材料２を塗布する。
第２転写ロール４ｂは、円筒面に微細な凹凸パターンを有する。凹凸パターンには、例えば、後述する第２凹凸パターン型および第２アライメントマーク型を有する。また、第２転写ロール４ｂは、モータとエンコーダと位置補正機構と速度補正機構とを有する。
第２加圧ロール３ｂは、フィルム１を介して第２転写ロール４ｂに転写材料２を押し付ける。第２加圧ロール３ｂは、円筒面がゴム等の弾性体で覆われていることが望ましい。また、第２加圧ロール３ｂは、駆動するためのモータと駆動するトルクを補正するトルク補正機構とを有する。
【0022】
第２ＵＶ光源１６ｂは、第２転写ロール４ｂに押し付けられた転写材料２を硬化させる。
第２離型ロール１７ｂは、フィルム１の裏面に固着した第２硬化膜５ｂを第２転写ロール４ｂから離反させる。第２硬化膜５ｂには、例えば、後述する第２凹凸パターンと第２アライメントマークとを有する。
フリーロール２２、２３、２４、２５、２６、２７は、後述する巻取りロール２８までのフィルム１の走行を案内する。
第２検出カメラ１０２は、フリーロール２２の直下に配置され、第２硬化工程で形成された第２アライメントマークを検出する。このため、フリーロール２２は、第２検出カメラ用フリーロールともいわれる。
第２離型ロール１７ｂは、フィルム１の裏面に固着した第２硬化膜５ｂを第２転写ロール４ｂから離反させる。第２硬化膜５ｂには、例えば、後述する第２凹凸パターンと第２アライメントマークとを有する。
フリーロール２２、２３、２４、２５、２６、２７は、後述する巻取りロール２８までのフィルム１の走行を案内する。
第２検出カメラ１０２は、フリーロール２２の直下に配置され、第２硬化工程で形成された第２アライメントマークを検出する。このため、フリーロール２２は、第２検出カメラ用フリーロールともいわれる。
【0023】
制御部２９は、第１検出カメラ１０１の情報に基づき、フィルム１の表面の第１アライメントマークの幅方向ピッチを算出する。また、制御部２９は、第２検出カメラ１０２の情報に基づき、フィルム１の裏面の第２アライメントマークの幅方向ピッチを算出する。そして、制御部２９は、フィルム１の表裏面のそれぞれの第１アライメントマークの幅ピッチ及び第２アライメントマークの幅方向ピッチに基づいて、第１硬化工程で形成された第１アライメントマークと、第２硬化工程で形成された第２アライメントマークとの位置ずれ量を算出する。
【0024】
巻取りロール２７は、両面に硬化膜が形成されたフィルム１を巻取る。
巻取りテンションロール９３は、フリーロール２６と２７の間に配置され、フィルム１の巻取り張力を検出する。
巻取りテンションロール９３は、フリーロール２６と２７の間に配置され、フィルム１の巻取り張力を検出する。
【0025】
＜フィルム構造体の製造方法＞
次に、図２と図３を用いて本実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法について説明する。図２は、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における第１硬化工程の概略模式図である。図３は、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における第２硬化工程の概略模式図である。
次に、図２と図３を用いて本実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法について説明する。図２は、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における第１硬化工程の概略模式図である。図３は、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における第２硬化工程の概略模式図である。
【0026】
＜第１硬化工程＞
最初に、第１硬化工程について説明する。
（１）まず、連続走行するフィルム１の表面に、第１塗布ノズル１５ａから転写材料２が吐出される。
（２）次に、フィルム１の表面に吐出された転写材料２が、第１加圧ロール３ａによって第１転写ロール４ａに押し付けられる。第１転写ロール４ａは、円筒面の中央に配置された第１凹凸パターン型４１ａと、第１凹凸パターン型４１ａの両端に配置された第１アライメントマーク型４２ａと、を有する。したがって、転写材料２が、第１凹凸パターン型４１ａおよび第１アライメントマーク型４２ａの凹みに隙間なく充填される。
最初に、第１硬化工程について説明する。
（１）まず、連続走行するフィルム１の表面に、第１塗布ノズル１５ａから転写材料２が吐出される。
（２）次に、フィルム１の表面に吐出された転写材料２が、第１加圧ロール３ａによって第１転写ロール４ａに押し付けられる。第１転写ロール４ａは、円筒面の中央に配置された第１凹凸パターン型４１ａと、第１凹凸パターン型４１ａの両端に配置された第１アライメントマーク型４２ａと、を有する。したがって、転写材料２が、第１凹凸パターン型４１ａおよび第１アライメントマーク型４２ａの凹みに隙間なく充填される。
【0027】
第１転写ロール４ａは、駆動側（図２に向かって右側）に連結されたモータ（図示せず）によって一定速度で回転している。
第１加圧ロール３ａは、駆動源を持たないフリーロールであり、第１転写ロール４ａをエアシリンダー等で加圧しながら、同速度で回転する。
第１加圧ロール３ａは、駆動源を持たないフリーロールであり、第１転写ロール４ａをエアシリンダー等で加圧しながら、同速度で回転する。
【0028】
（３）次に、充填された転写材料２は、第１ＵＶ光源１６ａから照射される紫外線によって硬化される。このことで、転写材料２が硬化した第１硬化膜５ａは、フィルム１の表面に固着する。
（４）最後に、固着した転写材料２は、第１離型ロール１７ａを支点にして第１転写ロール４ａから引き離される。
（４）最後に、固着した転写材料２は、第１離型ロール１７ａを支点にして第１転写ロール４ａから引き離される。
【0029】
フィルム１の表面に形成される第１硬化膜５ａは、第１凹凸パターン型４１ａに対応する微細な凹凸形状の第１凹凸パターン５１ａと、第１アライメントマーク型４２ａに対応する第１アライメントマーク５２ａとを含む。本実施の形態では、第１アライメントマーク５２ａのマーク中心点間の距離を、第１幅方向ピッチ５３ａとする。
また、第１硬化膜５ａを形成する際のフィルム１にかかる張力は、前述した巻出しテンションロール９１で検出され、巻出しロール１１を制動するトルクで制御される。
上述した第１硬化工程によって、フィルム１の表面へ第１硬化膜５ａが形成される。
また、第１硬化膜５ａを形成する際のフィルム１にかかる張力は、前述した巻出しテンションロール９１で検出され、巻出しロール１１を制動するトルクで制御される。
上述した第１硬化工程によって、フィルム１の表面へ第１硬化膜５ａが形成される。
【0030】
＜第２硬化工程＞
次に、第２硬化工程について説明する。
（５）まず、第１検出カメラ１０１は、フィルム１の表面に形成された第１アライメントマーク５２ａのうち、操作側（図３に向かって右側）と駆動側（図３に向かって左側）の２つの第１アライメントマークを認識する。制御部２９は、画像処理により２つの第１アライメントマークの中心位置を求めることで、第１幅方向ピッチ５３ａを算出する。
（６）次に、連続走行するフィルム１の裏面に、第２塗布ノズル１５ｂから転写材料２が吐出される。
次に、第２硬化工程について説明する。
（５）まず、第１検出カメラ１０１は、フィルム１の表面に形成された第１アライメントマーク５２ａのうち、操作側（図３に向かって右側）と駆動側（図３に向かって左側）の２つの第１アライメントマークを認識する。制御部２９は、画像処理により２つの第１アライメントマークの中心位置を求めることで、第１幅方向ピッチ５３ａを算出する。
（６）次に、連続走行するフィルム１の裏面に、第２塗布ノズル１５ｂから転写材料２が吐出される。
【0031】
（７）次に、フィルム１の裏面に吐出された転写材料２が、第２加圧ロール３ｂによって第２転写ロール４ｂに押し付けられる。第２転写ロール４ｂは、円筒面の中央に配置された第２凹凸パターン型４１ｂと、第２凹凸パターン型４１ｂの両端に配置された第２アライメントマーク型４２ｂと、を有する。したがって、転写材料２が、第２凹凸パターン型４１ｂおよび第２アライメントマーク型４２ｂの凹みに隙間なく充填される。
【0032】
第２転写ロール４ｂは、駆動側（図３に向かって左側）に連結されたモータ（図示せず）によって回転している。第２転写ロール４ｂは、エンコーダが取り付けられ、回転中の角度信号を出力しながら、第１転写ロール４ａの角度信号と同期して加減速しながら回転する。
第２加圧ロール３ｂは、駆動側に連結されたモータによって、トルクを制御される。第２加圧ロール３ｂは、通常、制御部２９による中間張力を一定値に保つ指令によって回転する。従って、第２加圧ロール３ｂは第２転写ロール４ｂに加圧されながら回転しているが、第２転写ロール４ｂに追従して加減速することはなく、第２転写ロール４ｂとは独立して、フィルム１を一定の張力と速度で走行させるように加減速しながら回転する。
第２加圧ロール３ｂは、駆動側に連結されたモータによって、トルクを制御される。第２加圧ロール３ｂは、通常、制御部２９による中間張力を一定値に保つ指令によって回転する。従って、第２加圧ロール３ｂは第２転写ロール４ｂに加圧されながら回転しているが、第２転写ロール４ｂに追従して加減速することはなく、第２転写ロール４ｂとは独立して、フィルム１を一定の張力と速度で走行させるように加減速しながら回転する。
【0033】
（８）次に、充填された転写材料２は、第２ＵＶ光源１６ｂから照射される紫外線によって硬化される。このことで、転写材料２が硬化した第２硬化膜５ｂは、フィルム１の裏面に固着する。
（９）次に、固着した転写材料２は、第２離型ロール１７ｂを支点にして第２転写ロール４ｂから引き離される。
（９）次に、固着した転写材料２は、第２離型ロール１７ｂを支点にして第２転写ロール４ｂから引き離される。
【0034】
フィルム１の裏面に形成される第２硬化膜５ｂは、第２凹凸パターン型４１ｂに対応する微細な凹凸形状の第２凹凸パターン５１ｂと、第２アライメントマーク型４２ｂに対応する第２アライメントマーク５２ｂとを含む。本実施の形態では、第２アライメントマーク５２ｂのマーク中心点間の距離を、第２幅方向ピッチ５３ｂとする。
【0035】
【0036】
制御部２９は、画像処理により２つのアライメントマークの中心位置を求めることで、第２幅方向ピッチ５３ｂを算出する。さらに、制御部２９は、フィルム１の表裏面のそれぞれのアライメントマークの幅方向ピッチ５３ａおよび５３ｂに基づいて、第１硬化工程で形成されたアライメントマーク５２ａと、第２硬化工程で形成されたアライメントマーク５２ｂとの位置ずれ量を算出する。
【0037】
第２転写ロール４ｂは、回転軸を幅方向及び、高さ方向に移動させる位置補正機構が取り付けられ、回転中に幅方向と高さ方向の位置を変更しながら動作する。
位置補正機構は、例えばロードセルである。位置補正機構は、第１アライメントマーク５２ａと第２アライメントマーク５２ｂとの位置ずれ量に基づいて、第２転写ロール４ｂの位置を変更する。また、速度補正機構によって、第２転写ロール４ｂの回転速度を補正する。
位置補正機構は、例えばロードセルである。位置補正機構は、第１アライメントマーク５２ａと第２アライメントマーク５２ｂとの位置ずれ量に基づいて、第２転写ロール４ｂの位置を変更する。また、速度補正機構によって、第２転写ロール４ｂの回転速度を補正する。
【0038】
上述した第２硬化工程によって、フィルム１の裏面へ第２硬化膜５ｂが形成される。
このようにして、本実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法によってフィルム構造体が製造される。
このようにして、本実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法によってフィルム構造体が製造される。
【0039】
＜中間張力の制御方法＞
次に、図４を用いて本実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法における中間張力の制御方法について詳細に説明する。図４は、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における中間張力制御のフローチャートである。本実施の形態では、中間テンションロール９２によって検出された中間張力を、巻出しテンションロール９１によって検出された巻出張力と同じ値になるように、制御部から出力された指令を第２加圧ロール３ｂのトルク補正機構にフィードバックする。
次に、図４を用いて本実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法における中間張力の制御方法について詳細に説明する。図４は、実施の形態１に係るフィルム構造体の製造方法における中間張力制御のフローチャートである。本実施の形態では、中間テンションロール９２によって検出された中間張力を、巻出しテンションロール９１によって検出された巻出張力と同じ値になるように、制御部から出力された指令を第２加圧ロール３ｂのトルク補正機構にフィードバックする。
【0040】
第１硬化膜５ａを形成後に検出される中間張力は、以下の流れで制御される。
（ａ）まず、制御部２９は、巻出し張力と中間張力とが同じ値であるかどうかを判断する（Ｓ４０１）。このために、中間テンションロール９２によって検出された中間張力と、巻出しテンションロール９１によって検出された巻出張力とを利用する。
巻出し張力と中間張力とが同じ値である場合、制御部２９は、中間張力制御を行わず、処理を終了する。
なお、製造工程においてリアルタイムに中間張力制御を行うことを想定する場合、一定時間後に、再びＳ４０１から開始することが望ましい。
（ｂ）巻出し張力と中間張力とが同じ値でない場合、制御部２９は、第１幅方向ピッチ５３ａを検出する（Ｓ４０２）。具体的には、第２硬化膜５ｂを形成する前に、第１検出カメラ１０１を用いて第１アライメントマーク５２ａを検出し、制御部２９が第１幅方向ピッチ５３ａを算出する。
（ａ）まず、制御部２９は、巻出し張力と中間張力とが同じ値であるかどうかを判断する（Ｓ４０１）。このために、中間テンションロール９２によって検出された中間張力と、巻出しテンションロール９１によって検出された巻出張力とを利用する。
巻出し張力と中間張力とが同じ値である場合、制御部２９は、中間張力制御を行わず、処理を終了する。
なお、製造工程においてリアルタイムに中間張力制御を行うことを想定する場合、一定時間後に、再びＳ４０１から開始することが望ましい。
（ｂ）巻出し張力と中間張力とが同じ値でない場合、制御部２９は、第１幅方向ピッチ５３ａを検出する（Ｓ４０２）。具体的には、第２硬化膜５ｂを形成する前に、第１検出カメラ１０１を用いて第１アライメントマーク５２ａを検出し、制御部２９が第１幅方向ピッチ５３ａを算出する。
【0041】
（ｃ）さらに、制御部２９は、第２幅方向ピッチ５３ｂを検出する（Ｓ４０３）。具体的には、第２硬化膜５ｂを形成後、第２検出カメラ１０２を用いて第２アライメントマーク５２ｂを検出し、制御部２９が第２幅方向ピッチ５３ｂを算出する。
（ｄ）次に、制御部２９は、第１幅方向ピッチ５３ａと第２幅方向ピッチ５３ｂとの大小を比較する（Ｓ４０４）。
第１幅方向ピッチ５３ａと第２幅方向ピッチ５３ｂとが同じ値である場合、すなわちフィルム構造体の表裏における位置ずれ量がない場合は、制御部２９は、中間張力制御を終了する。
（ｄ）次に、制御部２９は、第１幅方向ピッチ５３ａと第２幅方向ピッチ５３ｂとの大小を比較する（Ｓ４０４）。
第１幅方向ピッチ５３ａと第２幅方向ピッチ５３ｂとが同じ値である場合、すなわちフィルム構造体の表裏における位置ずれ量がない場合は、制御部２９は、中間張力制御を終了する。
【0042】
（ｅ）第１幅方向ピッチ５３ａが第２幅方向ピッチ５３ｂより小さい値である場合（５３ａ＜５３ｂ）、制御部２９は、第１幅方向ピッチ５３ａと第２幅方向ピッチ５３ｂとの差分の絶対値であるピッチ差分Ｓａを求め、ピッチ差分と所定の目標値Ｔとの大小を比較する（Ｓ４０５）。このことで、許容ずれ量に相当する目標値Ｔに対する現在のずれ量を評価することができる。目標値Ｔは、例えばユーザが任意に設定しても良い。
ピッチ差分Ｓａが目標値Ｔ以下である場合（Ｓａ≦Ｔ）、制御部２９は、中間張力制御を行わず、再度Ｓ４０２から処理を行う。
ピッチ差分Ｓａが目標値Ｔ以下である場合（Ｓａ≦Ｔ）、制御部２９は、中間張力制御を行わず、再度Ｓ４０２から処理を行う。
【0043】
（ｆ）ピッチ差分Ｓａが目標値Ｔより大きい場合（Ｓａ＞Ｔ）、制御部２９は、中間張力について、ピッチ差分Ｓａに相当する張力を減算する（Ｓ４０６）。
（ｇ）第２加圧ロール３ｂは、連結されたモータにより、制御部２９によって求めた張力に相当するトルクで駆動される。つまり、巻出し張力より中間張力を低い状態にする（Ｓ４０７）。このことで、第２幅方向ピッチ５３ｂを第１幅方向ピッチ５３ａに近づけることが可能となる。そして、制御部２９は、再度Ｓ４０２から処理を行う。
（ｇ）第２加圧ロール３ｂは、連結されたモータにより、制御部２９によって求めた張力に相当するトルクで駆動される。つまり、巻出し張力より中間張力を低い状態にする（Ｓ４０７）。このことで、第２幅方向ピッチ５３ｂを第１幅方向ピッチ５３ａに近づけることが可能となる。そして、制御部２９は、再度Ｓ４０２から処理を行う。
【0044】
（ｈ）第１幅方向ピッチ５３ａが第２幅方向ピッチ５３ｂより大きい値である場合（５３ａ＞５３ｂ）、制御部２９は、第１幅方向ピッチ５３ａと第２幅方向ピッチ５３ｂとの差分の絶対値であるピッチ差分Ｓａを求め、ピッチ差分Ｓａと所定の目標値Ｔとの大小を比較する（Ｓ４０８）。
ピッチ差分Ｓａが目標値Ｔ以下である場合（Ｓａ≦Ｔ）、制御部２９は、中間張力制御を行わず、再度Ｓ４０２から処理を行う。
ピッチ差分Ｓａが目標値Ｔ以下である場合（Ｓａ≦Ｔ）、制御部２９は、中間張力制御を行わず、再度Ｓ４０２から処理を行う。
【0045】
（ｉ）ピッチ差分Ｓａが目標値Ｔより大きい場合（Ｓａ＞Ｔ）、制御部２９は、中間張力について、ピッチ差分Ｓａに相当する張力を加算する（Ｓ４０９）。
（ｊ）第２加圧ロール３ｂは、連結されたモータにより、制御部２９によって求めた張力に相当するトルクで駆動される。つまり、巻出し張力より中間張力を高い状態にする（Ｓ４１０）。このことで、第２幅方向ピッチ５３ｂを第１幅方向ピッチ５３ａに近づけることが可能となる。そして、制御部２９は、再度Ｓ４０２から処理を行う。
このようにして、本実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法における中間張力制御が行われる。
（ｊ）第２加圧ロール３ｂは、連結されたモータにより、制御部２９によって求めた張力に相当するトルクで駆動される。つまり、巻出し張力より中間張力を高い状態にする（Ｓ４１０）。このことで、第２幅方向ピッチ５３ｂを第１幅方向ピッチ５３ａに近づけることが可能となる。そして、制御部２９は、再度Ｓ４０２から処理を行う。
このようにして、本実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法における中間張力制御が行われる。
【0046】
本実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法における第１の特徴は、第１アライメントマークの幅方向のピッチ差で中間張力を制御することである。
通常は、第１硬化膜を形成する前の巻出し張力と第２硬化膜を形成する前の中間張力を一致させるように、巻出しロールを制動するトルクと第２加圧ロールを駆動するトルクとを制御している。しかし、この場合には、弾性率が低いフィルムは非常に伸縮し易いため、第２硬化膜を形成する前に、第１硬化膜が固着したフィルムが伸縮し、第１幅方向ピッチが大きく変動してしまう。フィルムの伸縮を避けるために、全体の張力を低下させる方法も考えられるが、幅が広く薄いフィルムをたわみなく安定して巻出すには最低限必要な張力がある。
通常は、第１硬化膜を形成する前の巻出し張力と第２硬化膜を形成する前の中間張力を一致させるように、巻出しロールを制動するトルクと第２加圧ロールを駆動するトルクとを制御している。しかし、この場合には、弾性率が低いフィルムは非常に伸縮し易いため、第２硬化膜を形成する前に、第１硬化膜が固着したフィルムが伸縮し、第１幅方向ピッチが大きく変動してしまう。フィルムの伸縮を避けるために、全体の張力を低下させる方法も考えられるが、幅が広く薄いフィルムをたわみなく安定して巻出すには最低限必要な張力がある。
【0047】
そこで、本開示では、巻出し張力を固定した状態で、第１アライメントマークと第２アライメントマークとの幅方向のピッチ差に基づいて中間張力を可変する。具体的には、上記ピッチ差に対応するトルクを加算または減算して、第２加圧ロールを駆動するトルクを補正する。このことで、伸びやすいフィルムでも両面に形成された硬化膜の微細形状パターンの位置ずれが少ないフィルム構造体を得ることができる。
なお、第１アライメントマークと第２アライメントマークとの幅方向のピッチ差から換算して得られる中間張力の差分は、フィルムの伸縮で第１アライメントマークの幅方向ピッチが変化する性質を利用して、あらかじめ測定しておいた幅方向ピッチと張力との相関から算出される。具体的には、第２加圧ロールを駆動するトルクを制御して、フィルム１の中間張力を制御する。
なお、第１アライメントマークと第２アライメントマークとの幅方向のピッチ差から換算して得られる中間張力の差分は、フィルムの伸縮で第１アライメントマークの幅方向ピッチが変化する性質を利用して、あらかじめ測定しておいた幅方向ピッチと張力との相関から算出される。具体的には、第２加圧ロールを駆動するトルクを制御して、フィルム１の中間張力を制御する。
【0048】
本実施の形態に係るフィルム構造体の製造方法における第２の特徴は、第２加圧ロールに駆動を持たせたことである。
ロールトゥロール方式の両面インプリント装置において、裏面の加圧ロールも駆動を持たないフリーロールにすることが一般的である。しかし、表裏のパターンの高い位置合わせ精度が必要な場合、この方式で実現するためには転写ロールの加工精度や取付精度を高めて、裏面の転写ロールの回転速度変化やロール移動動作を無くすことが不可欠である。つまり、裏面の加圧ロールをフリーロールとすることは、高い位置合わせ精度を実現するためには現実的ではない。実際にはある程度の回転速度変化やロール移動動作が必要になるが、それと連動して動作するフリーロールでは第１工程と第２工程との間のフィルムの距離の変動を抑えることは困難である。
ロールトゥロール方式の両面インプリント装置において、裏面の加圧ロールも駆動を持たないフリーロールにすることが一般的である。しかし、表裏のパターンの高い位置合わせ精度が必要な場合、この方式で実現するためには転写ロールの加工精度や取付精度を高めて、裏面の転写ロールの回転速度変化やロール移動動作を無くすことが不可欠である。つまり、裏面の加圧ロールをフリーロールとすることは、高い位置合わせ精度を実現するためには現実的ではない。実際にはある程度の回転速度変化やロール移動動作が必要になるが、それと連動して動作するフリーロールでは第１工程と第２工程との間のフィルムの距離の変動を抑えることは困難である。
【0049】
そこで、本開示では、第２加圧ロールにモータを直結し、トルク制御する。このことで第、２加圧ロール表面の摩擦力でフィルムを引っ張ることになり、第１工程と第２工程との間のフィルムの距離を一定にすることが容易になる。
つまり、第２加圧ロールに駆動を持たせることで転写ロールの回転速度変化や移動動作に左右されない安定したフィルム走行が実現できる。
つまり、第２加圧ロールに駆動を持たせることで転写ロールの回転速度変化や移動動作に左右されない安定したフィルム走行が実現できる。
【0050】
かかる構成によれば弾性率が低く、薄いフィルムでも両面の微細形状が転写された硬化膜パターン位置合わせ精度の良い高品質な硬化膜を有したフィルム構造体を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明に係るフィルム構造体の製造方法によれば、フィルム基材の両面の微細形状パターンが高精度に形成可能なため、例えば光学部品や半導体部品等の分野で有用である。
【符号の説明】
【0052】
１ フィルム
２ 転写材料
３a 第１加圧ロール
４a 第１転写ロール
５a 第１硬化膜
１１ 巻出しロール
１２、１３、１４ フリーロール
１５a 第１塗布ノズル
１６a 第１ＵＶ光源
１７a 第１離型ロール
３b 第２加圧ロール
４b 第２転写ロール
５b 第２硬化膜
１５b 第２塗布ノズル
１６b 第２ＵＶ光源
１７b 第２離型ロール
１８、１９、２０ フリーロール
２１、２２ 検出カメラ用フリーロール
２３、２４、２５、２６、２７ フリーロール
２８ 巻取りロール
２９ 制御部
４１a 第１凹凸パターン型
４２a 第１アライメントマーク型
５１a 第１凹凸パターン
５２a 第１アライメントマーク
５３a 第１幅方向ピッチ
４１b 第２凹凸パターン型
４２b 第２アライメントマーク型
５１b 第２凹凸パターン
５２b 第２アライメントマーク
５３b 第２幅方向ピッチ
９１ 巻出しテンションロール
９２ 中間テンションロール
９３ 巻取りテンションロール
１０１ 第１検出カメラ
１０２ 第２検出カメラ
１１０ フィルム構造体の製造方法
２ 転写材料
３a 第１加圧ロール
４a 第１転写ロール
５a 第１硬化膜
１１ 巻出しロール
１２、１３、１４ フリーロール
１５a 第１塗布ノズル
１６a 第１ＵＶ光源
１７a 第１離型ロール
３b 第２加圧ロール
４b 第２転写ロール
５b 第２硬化膜
１５b 第２塗布ノズル
１６b 第２ＵＶ光源
１７b 第２離型ロール
１８、１９、２０ フリーロール
２１、２２ 検出カメラ用フリーロール
２３、２４、２５、２６、２７ フリーロール
２８ 巻取りロール
２９ 制御部
４１a 第１凹凸パターン型
４２a 第１アライメントマーク型
５１a 第１凹凸パターン
５２a 第１アライメントマーク
５３a 第１幅方向ピッチ
４１b 第２凹凸パターン型
４２b 第２アライメントマーク型
５１b 第２凹凸パターン
５２b 第２アライメントマーク
５３b 第２幅方向ピッチ
９１ 巻出しテンションロール
９２ 中間テンションロール
９３ 巻取りテンションロール
１０１ 第１検出カメラ
１０２ 第２検出カメラ
１１０ フィルム構造体の製造方法
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】