CN101909859B - 辊型纳米压印装置、辊型纳米压印装置用模具辊、辊型纳米压印装置用固定辊以及纳米压印片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种辊型纳米压印装置，其能够防止由模具辊转印纳米构造后的被转印膜的厚度不均匀，另外，能够容易地更换模具辊。本发明是通过转动模具辊在被转印膜的表面连续形成纳米尺寸的突起的辊型纳米压印装置，上述模具辊是在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒体，上述纳米压印装置是如下辊型纳米压印装置：在被上述模具辊的内周面包围的区域，具有具备通过流体的注入能够膨胀的弹性膜的流体容器，在使上述弹性膜收缩的状态下进行模具辊的装卸，在使上述弹性膜膨胀的状态下从内侧保持模具辊。

Description

辊型纳米压印装置、辊型纳米压印装置用模具辊、辊型纳米压印装置用固定辊以及纳米压印片的制造方法

技术领域

本发明涉及辊型纳米压印装置、辊型纳米压印装置用模具辊、辊型纳米压印装置用固定辊以及辊型纳米压印片的制造方法。更为详细地，涉及适用于制造能够得到低反射率的完成了表面处理的树脂片的辊型纳米压印装置、辊型纳米压印装置用模具辊、辊型纳米压印装置用固定辊以及辊型纳米压印片的制造方法。 

背景技术

近几年，将刻入到模具中的纳米尺寸(1～1000μm)的凹凸(下面，也称为“纳米构造”)按压到涂敷在基板上的树脂材料上来转印形状的技术、所谓的纳米压印技术受到关注，正在进行目标是应用于光学材料、IC的细微化、临床检查基板等的研究。作为纳米压印技术的优点，可以列举出如下方面：与使用光刻和蚀刻的以往的图案形成技术相比能够以低成本来制作具备各种特征的部件。作为其原因，可以列举出：纳米压印技术所使用的装置的结构简单，与以往技术所使用的装置相比价格便宜，能够在短时间内大量地制造相同形状的部件。 

作为纳米压印技术的方式，已知有热纳米压印技术、UV纳米压印技术等。例如，UV纳米压印技术是在透明基板上形成紫外线固化树脂薄膜，在该薄膜上，按压具有纳米构造的模具，其后照射紫外线，由此在透明基板上形成具有模具的反转形状的纳米构造的薄膜。在研究阶段使用这些方式的情况下，一般是使用平的模具、通过批处理来形成纳米构造。 

为了通过纳米压印技术来低成本、大量制造具有纳米构造的薄膜，与批处理相比，适用辊到辊处理的方法。根据辊到辊处理，能够使用模具辊连续制造具有纳米构造的薄膜。 

作为使用辊到辊处理的纳米压印技术，公开有例如如图18所示 的方法，一边使小型模具辊52按照顺序横向滑动而拼接图案，一边在涂敷在大型模具辊51上的紫外线固化树脂上转印图案，在大型模具辊51上形成图案(例如，参照专利文献1)。然而，在该方法中，在大型模具辊51内拼接图案，因此基本上，所形成的纳米构造会有接缝，不适用于形成比小型模具辊52的宽度大的纳米构造。 

关于用于辊到辊处理的辊，在纳米压印技术以外的领域中，公开有直接在辊材料上形成凹凸图案的辊的制作方法(例如，参照专利文献2、3)。然而，在将该方法应用于纳米压印技术的情况下，在形成有纳米构造的模具辊中，必须安装用于连结模具辊和纳米压印装置的轴承机构等，模具辊的成本上升了，这会有产量上的问题。 

另外，公开有将具有凹凸图案的圆筒状的部件安装到辊中的方法(例如，参照专利文献4的图7)。然而，根据该方法，难以使纳米构造在模具辊的外周一周都连接到一起，难以消除接缝。 

对此，在具有纳米构造的光学材料的制造技术的领域中，已知有使用铝基板作为模具的方法，上述铝基板通过阳极氧化在表面形成有纳米尺寸的孔(例如，参照专利文献5～8)。此外，光学材料中已知有作为纳米构造的一种的“蛾眼构造”。蛾眼构造可以列举出例如在透明基板的表面形成多个纳米尺寸的锥形突起的构造。根据这种蛾眼构造，折射率从空气层到透明基板连续变化，因此入射光不会识别出光学表面，能够使反射光锐减(例如，参照专利文献6～9)。 

根据这种使用阳极氧化的方法，能够将纳米尺寸的凹坑随机地、大致均匀地形成在表面中，能够在圆柱状或者圆筒状的模具辊的表面形成连续生产所需的没有接缝的(无缝的)纳米构造接缝(例如，参照专利文献8的图19)。 

专利文献1：日本特开2007-203576号公报 

专利文献2：日本特开2005-144698号公报 

专利文献3：日本特开2005-161531号公报 

专利文献4：日本特开2007-281099号公报 

专利文献5：日本特表2003-531962号公报 

专利文献6：日本特开2003-43203号公报 

专利文献7：日本特开2005-156695号公报 

专利文献8：国际公开第2006/059686号小册子 

专利文献9：日本特开2001-264520号公报 

发明内容

发明要解决的问题

然而，模具辊不会持久地用于纳米压印装置，在使用一段时间之后，需要更换，因此强烈要求其价格能够便宜。对此，将模具辊设计成圆筒状，简化作为更换构件的模具辊的构造是比较有效的。另一方面，为了防止其上转印纳米构造的被转印膜的厚度不均匀，需要对被转印膜的表面均匀加压而进行纳米构造的转印，在使用圆筒状的模具辊的情况下，寻求安装在能够高精度地控制模具辊的位置和朝向的纳米压印装置中的方法。对此，在使用螺栓等螺丝、链轮等紧固工具、隔垫物这样的安装机构的方法中，难于兼顾高精度地控制模具辊的位置以及朝向的情况和易于进行模具辊的装卸的情况。 

本发明是鉴于上述现状而完成的，目的在于提供一种能够防止通过模具辊转印纳米构造的被转印膜的厚度不均匀，另外，能够容易地更换模具辊的辊型纳米压印装置、辊型纳米压印装置用模具辊、辊型纳米压印装置用固定辊以及纳米压印片的制造方法。 

用于解决问题的方案

本发明的发明人在对使用圆筒状的模具辊的辊型纳米压印装置进行各种研究的过程中，着眼于将模具辊安装在纳米压印装置中的方法。并且，发现：使用能通过流体的注入而膨胀的弹性膜，在使上述弹性膜收缩的状态下进行模具辊的装卸，在使上述弹性膜膨胀的状态下从内侧保持模具辊，由此能够防止利用模具辊转印纳米构造的被转印膜的厚度不均匀，另外，能够容易地更换模具辊，想到其能够很好地解决上述课题，于是做出本发明。 

即，本发明是通过转动模具辊而在被转印膜的表面连续形成纳米尺寸的突起的辊型纳米压印装置，上述模具辊是在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒体，上述纳米压印装置是辊型纳米压印装置(下面，也称为“本发明的第1纳米压印装置”)，上述纳米压印装置在被上述模具辊的内周面包围的区域，具有具备通过流体的注入能够膨胀的弹性膜的流体容器，上述流体容器能够安装在上述纳米压印装置中，并且是由上述弹性膜塞住形成有开口的中空辊的该开口的容器，在使上述弹性膜收缩的状态下进行模具辊的装卸，在使上述弹性膜膨胀的状态下从内侧保持模具辊，通过使上述弹性膜膨胀而与模具辊的内周面接触来保持模具辊，在保持模具辊的状态下通过转动中空辊来转动模具辊。

在本发明中，通过转动在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒体的模具辊，能够连续地进行对被转印膜的阴模压制和从被转印膜的脱模，其结果能够高速且大量地制造在表面形成有纳米尺寸的突起的制品。另外，根据转动圆筒体的模具辊的方法，能够形成无缝的(无接缝的)表面构造。 

被转印膜只要是通过使模具辊进行阴模压制能够形成纳米尺寸的突起即可，没有特别限定，适用例如片状的树脂，其中，上述纳米尺寸的突起具有在模具辊的外周面所形成的纳米尺寸的凹坑的反转形状。在树脂上进行转印的情况下，优选在未固化或者半固化的树脂上进行阴模压制之后，进行固化处理。 

在本说明书中，纳米尺寸的凹坑是指深度为1nm以上、1μm(＝1000nm)不到的凹坑，纳米尺寸的突起是指高度为1nm以上、1μm(＝1000nm)不到的突起。另外，在本说明书中，将形成有纳米尺寸的凹坑的表面构造和形成有纳米尺寸的突起的表面构造也称为纳米构造。作为纳米构造，可以列举出蛾眼构造、线栅构造等。 

本发明的第1纳米压印装置在被模具辊的内周面包围的区域具有具备通过流体的注入能够膨胀的弹性膜的流体容器。流体容器只要具有注入流体能够使弹性膜膨胀的构造即可，没有特别限定，例如也可以采用弹性膜是袋状的容器，也可以采用以弹性膜密封由刚体构成的容器的开口部的容器。通过使用这种流体容器，能够在使上述弹性膜收缩的状态下进行模具辊的装卸，在使上述弹性膜膨胀的状态下从内侧保持模具辊。并且，通过利用流体的压力，能够对模具辊的内周面施加均等的压力来保持模具辊，因此能够得到均匀厚度的被转印膜。另外，若将流体从流体容器中排出，则弹性膜收 缩，模具辊的装卸变得可能，因此能够容易地更换模具辊。 

本发明的第1辊型纳米压印装置只要是具备上述模具辊和流体容器作为结构要素即可，不受其它构件的特别的限定。 

作为本发明的第1辊型纳米压印装置的优选方式，例如可以列举出如下三种方式：方式(1)：具有能够安装在该装置中的、并且形成有开口的中空的中空辊，上述弹性膜是袋状的，上述流体容器是包括上述袋状的弹性膜的弹性袋，上述纳米压印装置在被上述模具辊的内周面包围的区域，配置有上述中空辊，在上述中空辊内配置有弹性袋，通过使上述弹性袋膨胀，使从中空辊的开口露出的部分与模具辊的内周面接触，来保持模具辊，在保持模具辊的状态下通过转动中空辊来转动模具辊；方式(2)：上述流体容器是由弹性膜塞住能够安装在上述纳米压印装置中、并且形成有开口的中空辊的该开口的容器，在上述纳米压印装置中，通过使弹性膜膨胀而与模具辊的内周面接触来保持模具辊，在保持模具辊的状态下通过转动中空辊来转动模具辊；方式(3)：具有能够安装在该装置中、并且配置在被模具辊的内周面包围的区域中的转动体，上述弹性膜是袋状的，上述流体容器是包括上述袋状的弹性膜的弹性袋，并且安装在上述转动体的周围，上述纳米压印装置通过使上述弹性袋膨胀，与模具辊的内周面接触来保持模具辊，在保持模具辊的状态下通过转动转动体来转动模具辊。 

在上述(1)和(2)的方式中，作为中空辊的优选方式，可以列举出除了形成开口的部分之外，在与模具辊的内周面对置的面上设有弹性体的方式。根据该方式，即使在模具辊和中空辊接触的情况下，弹性体也能够发挥缓冲材料的功能，能够防止被转印膜的厚度产生不均匀、能够防止中空辊和模具辊发生损伤。 

从稳定地保持模具辊的观点出发，优选在上述中空辊中形成的开口形成有多个。优选多个开口为实质上均匀的大小，另外，优选以实质上均匀的间隔设置。 

另外，在上述(3)的方式中，作为转动体的优选方式，可以列举出在外周面的未安装上述弹性袋的区域上设有弹性体的方式。 根据该方式，即使在模具辊和转动体接触的情况下，弹性体也能够发挥作为缓冲材料的功能，能够防止被转印膜的厚度产生不均匀、能够防止转动体和模具辊发生损伤。 

作为上述模具辊的优选方式，可以列举出实质上未形成有接缝的方式，在该方式中，由形成在模具辊的外周面中的纳米尺寸的凹坑构成的模具图案连续形成在模具辊的外周面中。根据该方式，能够在被转印膜的表面上实质上没有接缝地形成纳米尺寸的突起，例如，在将被转印膜作为超低反射膜贴附在显示装置来使用的情况下，能够防止产生显示不均匀。此外，“实质上未形成有接缝”的状态，只要是光学上检测不到接缝存在的状态即可。优选在模具辊的外周面上未以超过0.6μm的高度形成线状的台阶的状态。另外，优选在模具辊的外周面，未以超过0.6μm的宽度形成没有模具图案的线状的区域的状态。实质上未形成有接缝的方式的模具辊能够在将模具图案直接形成在圆筒状的辊材料的外周面上的情况下得到。另一方面，在接合预先形成有模具图案的板状的辊材料的两端的情况下，在接合部分会形成有接缝。 

另外，作为上述模具辊的优选方式，可以列举出在研磨了的铝管的外周面，根据阳极氧化法形成上述纳米尺寸的凹坑的方式。根据该方式，能够形成实质上没有接缝的模具辊，能够得到上述效果。作为研磨方法，优选采用切削研磨。作为对铝管的表面进行切削研磨的方法，适用对转动中的铝管，使钻石制的刀具在转动轴方向上滑动而连续切削的方法。在由以这种方法研磨的铝管制作的模具辊的表面，会残留线条痕迹。线条痕迹为目测识别不到的大小，但是能够通过例如扫描型电子显微镜(SEM)对表面进行观察来识别。另外，根据阳极氧化法，能够在铝管的外周面形成纳米尺寸的圆锥形状的凹坑。这种凹坑只有使用阳极氧化法才能得到，化学氧化形成平面的氧化膜。 

本发明还涉及适用于本发明的第1辊型纳米压印装置的模具辊。 

本发明的第1模具辊是用于通过一边转动一边对被转印膜进行 阴模压制，在被转印膜的表面连续形成纳米尺寸的突起的辊型纳米压印装置用模具辊，上述模具辊是在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒体、并且具有位置对准机构的辊型纳米压印装置用模具辊，上述位置对准机构用于决定相对于配置在被模具辊的内周面包围的区域中的构件的位置。作为上述位置对准机构，可以列举出例如嵌合构造、勾构造。根据本发明的第1模具辊，能够由位置对准机构决定模具辊的位置，因此模具辊的装卸变得容易，能够防止模具辊在阴模压制时发生滑动、偏移。 

本发明的第2模具辊是用于通过转动并且对被转印膜进行阴模压制，在被转印膜的表面连续形成纳米尺寸的突起的辊型纳米压印装置用模具辊，上述模具辊是对通过挤出加工形成的圆筒状的铝管的外周面进行切削研磨，并且交替地重复进行蚀刻和阳极氧化，由此在上述外周面形成深度比光的波长小的圆锥形的凹坑的辊型纳米压印装置用模具辊。作为圆筒状的铝管的制造方法，适用挤出加工，但是通过挤出加工制造出的铝管在其表面会存在比纳米尺寸大的凹凸。对此，在对铝管进行阳极氧化之前能够通过切削研磨来确保阳极氧化后的铝管的表面平滑性。其结果，能够防止在被转印膜的表面形成比纳米尺寸大的凹凸，因此抑制了外部光线产生散射、被转印膜的表面发生白化的现象。因此，在例如将被转印膜作为超低反射膜贴附在显示装置中来使用的情况下，能够防止显示不均匀的发生。此外，根据切削研磨，有时会残留沿着圆周方向的筋状的痕迹，通过挤出加工，有时会残留沿着管的延伸方向的筋状的痕迹。这样，切削研磨的痕迹和挤出加工的痕迹是可辨别的。另外，管的内周面受到的表面加工较少，因此，在管的内周面挤出加工的痕迹容易发生残留。 

本发明还涉及适用于本发明的第1辊型纳米压印装置的固定辊。 

本发明的第1固定辊是通过转动在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒状的模具辊，在被转印膜的表面连续形成纳米尺寸的突起的辊型纳米压印装置用固定辊，上述固定辊配置在被上述模具辊的内周面包围的区域(筒内)，安装有通过流体的注入能够膨胀的弹性膜，在使上述弹性膜收缩的状态下装卸模具辊，在上述弹性膜膨胀而从内测保持模具辊的状态下通过转动固定辊来转动模具辊，并且具有用于决定相对于模具辊的位置的位置对准机构。作为上述位置对准机构，可以列举出例如嵌合构造、勾构造。根据本发明的第1固定辊，能够通过位置对准机构决定模具辊的位置，因此，模具辊的装卸变得容易，能够防止模具辊在阴模压制时发生滑动、偏离。 

本发明的第2固定辊是通过转动在外周面形成纳米尺寸的凹坑的圆筒状的模具辊，在被转印膜的表面连续形成纳米尺寸的突起的辊型纳米压印装置用固定辊，上述固定辊配置在被上述模具辊的内周面包围的区域，安装有通过流体的注入能够膨胀的弹性膜，在使上述弹性膜收缩的状态下装卸模具辊，在上述弹性膜膨胀而从内测保持模具辊的状态下通过转动固定辊来转动模具辊，并且设有轴承。根据本发明的第2固定辊，通过使用轴承，在模具辊由于冲击等而从所设定的位置发生错位的情况下，能够将模具辊切换到自由的状态而使其转动，由此，能够进行使其更快地返回所设定的位置的装置调整。另外，能够防止模具辊和固定辊在转动轴方向上发生错位。 

此外，在本发明的辊型纳米压印装置用固定辊中，弹性膜也可以构成固定辊的一部分，也可以是与固定辊不同的构件。 

在本发明中，还优选涉及使用本发明的第1辊型纳米压印装置的纳米压印片的制造方法。即，在表面形成有纳米尺寸的突起的纳米压印片的制造方法，上述制造方法是使用模具辊和流体容器的纳米压印片制造方法(下面，也称为本发明的第1片制造方法)，其也是本发明之一，其中，上述模具辊是在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒状的模具辊，上述流体容器设置在被上述模具辊的内周面包围的区域，具备通过流体的注入能够膨胀的弹性膜，并且是由上述弹性膜塞住形成有开口的中空辊的该开口的容器，在使上述弹性膜收缩的状态下进行模具辊的装卸，在使上述弹性膜膨胀的状态下从内侧保持模具辊，并且一边转动模具辊一边对被转印膜连续进行阴模压制，通过使上述弹性膜膨胀而与模具辊的内周面接触来保持模具辊，在保持模具辊的状态下通过转动中空辊来转动模具辊。根据本发明的第1片制作方法，能够低成本地制造 均匀膜厚的纳米压印片。上述纳米压印片只要是在表面连续形成有纳米尺寸的突起的片即可，没有特别限定，适用例如树脂片。纳米压印片能够作为例如防反射膜来使用。此外，上述制造方法也可以是一边转动模具辊一边连续地对纳米压印片进行阴模压制的方法。 

另外，本发明的发明人想到：利用通过配置成对模具辊的转动中心(转动轴)实质上旋转对称的至少3个夹送辊(保持辊)来保持模具辊并让其转动的构造，也能够防止由模具辊来转印纳米构造的被转印膜的厚度不均匀，另外，能够容易地更换模具辊。即，本发明是通过转动模具辊，在被转印膜的表面连续形成纳米尺寸的突起的辊型纳米压印装置(下面，也称为本发明的第2纳米压印装置)，上述模具辊是在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒体，上述纳米压印装置也是由配置成对上述模具辊的转动中心实质上旋转对称的至少3个夹送辊来保持模具辊并让其转动。根据本发明的第2纳米压印装置，无需使用固定辊，模具辊的更换变得容易。 

在本发明的第2纳米压印装置中，夹送辊从两侧(两主面侧)以固定的压力压着并转动模具辊和被转印膜，由此能够转动模具辊、送出被转印膜。通过配置这种实质上旋转对称的至少3个夹送辊，能够仅通过夹送辊来稳定地保持模具辊。 

与本发明的第1纳米压印装置的情况相同，在本发明的第2纳米压印装置中，优选上述模具辊实质上未形成有接缝。另外，优选上述模具辊是在研磨后的铝管的外周面根据阳极氧化法形成有上述纳米尺寸的凹坑的模具辊。 

另外，本发明的第2模具辊和本发明的第2固定辊也适用于本发明的第2纳米压印装置。 

在本发明中，还优选涉及使用本发明的第2辊型纳米压印装置的纳米压印片的制造方法。即，在表面形成有纳米尺寸的突起的纳米压印片的制造方法，上述制造方法是使用模具辊和至少3个夹送辊的制造方法(下面，也称为本发明的第2片制造方法)，其也是本发明之一，其中，上述模具辊是在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒状的模具辊，上述至少3个夹送辊配置成对上述模具辊的转动 中心实质上旋转对称，上述模具辊由上述至少3个夹送辊保持，一边转动上述模具辊和上述至少3个夹送辊一边对被转印膜连续进行阴模压制。根据本发明的第2片制造方法，能够低成本地制造均匀膜厚的纳米压印片。此外，上述制造方法也可以是一边转动上述模具辊和上述至少3个夹送辊，一边连续对纳米压印片进行阴模压制的方法。 

发明效果

根据本发明的辊型纳米压印装置，能够防止由模具辊转印纳米构造后的被转印膜的厚度不均匀，另外，能够容易地更换模具辊。 

附图说明

图1是表示实施方式1的辊型纳米压印装置的整体结构的说明图。 

图2是表示按实施方式1制造出的树脂膜的表面构造的截面示意图。 

图3是表示图2所示的树脂膜的表面构造与空气层的界面的折射率的变化的说明图。 

图4的(a)是表示实施方式1的模具辊的结构的立体示意图，(b)是表示实施方式1的固定辊的结构的立体示意图。 

图5是表示实施方式1中在模具辊的筒内插入固定辊的状态的立体示意图。 

图6是表示实施方式1中在模具辊的筒内插入固定辊的状态(装卸时)的立体示意图。 

图7是表示实施方式1中在模具辊的筒内插入固定辊的状态(固定时)的立体示意图。 

图8是表示实施方式1中在固定辊的躯干部的外周面贴附橡胶板的方式的一个例子的截面示意图。 

图9的(a)是表示在躯干部的外周面形成线状突起构造的固定辊的一个例子的立体示意图，(b)是表示在内周面形成线状槽构造的模具辊的一个例子的立体示意图(实施方式1)。 

图10是表示在轴部安装有轴承的固定辊的一个例子的立体示意图(实施方式1)。 

图11是表示在实施方式2中在模具辊的筒内插入固定辊的状态(装卸时)的截面示意图。 

图12是表示在实施方式2中在模具辊的筒内插入固定辊的状态(固定时)的截面示意图。 

图13是表示实施方式3的固定辊的构造的立体示意图。 

图14是表示实施方式4的固定辊的构造的立体示意图。 

图15是表示实施方式4的固定辊中缠绕橡胶管的状态的截面示意图。 

图16是表示实施方式5的辊型纳米压印装置的整体结构的说明图。 

图17是示意性表示实施方式5中在模具辊的两侧面配置作为防止横向滑动机构的止挡件的方式的一个例子的立体分解图。 

图18是表示将小型模具辊的图案转印到涂敷在大型模具辊上的紫外线固化树脂的方法的概要图。图中的斜线区域表示形成图案的区域。 

附图标记说明：

11：基材膜辊；12：基材膜；13a、13b、16、17、20、26、27、28：夹送辊；14：喷涂机；15、25：模具辊；15c：线状槽构造；18：层压膜辊；19：层压膜；21：层积膜辊；31：树脂膜；32：突起；51：大型模具辊；52：小型模具辊；151、152、153、154：固定辊；151a、152a：躯干部；151b、152b：轴部；151c：线状突起构造；151d：轴承；154a：圆板；154b：转动轴；156：橡胶气球；157、251：橡胶板；181：止挡件；256、257：加压口；258：弹性膜；259：橡胶管。 

具体实施方式

下面揭示实施方式，更为详细地说明本发明，但是本发明不限于这些实施方式。 

实施方式1

图1是表示实施方式1的辊型纳米压印装置的整体结构的说明图。 

在本实施方式的辊型纳米压印装置中，首先，转动基材膜辊11，并且从基材膜辊11向图1中的箭头所指方向送出带状的基材膜12。然后，在基材膜12通过调节松紧的一对夹送辊13a、13b后，利用喷涂机14对其涂敷未固化的树脂。接着，基材膜12沿着圆筒状的模具辊15的外周面移动半周的量。此时，涂敷在基材膜12上的树脂与模具辊15的外周面相接。 

作为基材膜12的材质，没有特别的限定，能够利用例如三醋酸纤维素酯(TAC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。作为树脂，适用通过紫外线、可见光等电磁波等能量线固化的树脂，在本实施方式中使用紫外线固化性树脂。 

模具辊15是在外周面形成深度约200nm的大致圆锥形(锥形)的多个孔(圆锥的底面是铝表面侧)的圆筒体。圆筒的尺寸是内径为250mm、外径为260mm、长度为400mm。这种模具辊15能够以如下方式来制作：在对通过挤出加工制作出的圆筒状的铝管的外周面进行切削研磨之后，对所得到的研磨铝管的平滑的铝表面(外周面)重复实施3次铝的阳极氧化和蚀刻。模具辊15是对圆筒状的铝管的外周同时进行阳极氧化和蚀刻而制作出的，因此具有没有接缝的(无缝的)纳米构造。因此，能够对紫外线固化性树脂连续转印没有接缝的纳米构造。 

在基材膜12与模具辊15的外周面最初相接的位置，配置圆柱状的夹送辊16，使其与模具辊15的外周面对置。在该位置中，以模具辊15和夹送辊16夹入基材膜12，使模具辊15和紫外线固化性树脂加压密接，使得模具辊15的表面形状转印到紫外线固化性树脂上。为了以模具辊15和夹送辊16均匀地夹入基材膜12，基材膜12的宽度小于模具辊15和夹送辊16的长度。另外，夹送辊16是橡胶制的。 

在基材膜12沿着模具辊15的外周面移动的期间，从模具辊15的下方照射紫外线。由此，紫外线固化性树脂在具有模具辊15的纳 米尺寸的凹凸的反转形状的状态下固化。此外，图1中的白色中空箭头表示紫外线的照射方向。 

在沿着模具辊15的外周面移动半周的量以后，基材膜12沿着配置成与模具辊15的外周面对置的夹送辊17移动，与固化的紫外线固化性树脂的膜一起从模具辊15剥离。接着，从层压膜辊18供给的层压膜19通过夹送辊20贴合在基材膜12的配置有树脂膜的一侧。最后，卷取基材膜12、具有纳米构造的紫外线固化性树脂以及层压膜19的层积膜来制作层积膜辊21。通过贴合层压膜19，防止在树脂膜的表面粘上灰尘，产生损伤。 

如图2所示，这样制作出的层积膜辊21的树脂膜(被转印膜)31，具有如下表面构造：形成多个高度大约是200nm的大致圆锥形状的突起32，它们的顶点间的距离大约是200nm。这种表面构造一般被称为“蛾眼(蛾的眼睛)构造”，具有蛾眼构造的膜作为超低反射膜是已知的，其能够将例如可见光的反射率控制在0.15％左右。如图3所示，在具有蛾眼构造的膜中，由于存在比可见光的波长的长度(380～780nm)小的突起，因此能够将界面的折射率视为：从在膜的表面上的空气的折射率即1.0到与膜的结构材料的折射率(树脂膜31的情况下为1.5)相同，连续地慢慢变大。其结果，实质上折射率界面不存在，膜的界面上的反射率极端地减小。 

图4的(a)所示的模具辊15是用图4的(b)所示的金属制的固定辊151和橡胶气球156安装在纳米压印装置内。在本实施方式中，通过在金属管的表面形成纳米构造来制作模具，因此，相比于将直接安装在纳米压印装置内的金属柱用于模具的情况，能够简化模具的构造，能够制造便宜的模具。关于研磨铝管，能够得到价格便宜的通过对通过挤出加工而形成的圆筒状的铝管的表面进行高精度的切削而将其镜面化的铝管。另外，通过采用将模具辊15相对于固定辊151装卸的方式，仅更换模具辊15，就能够维护，因此能够降低纳米压印装置的运行成本。 

图5是表示在模具辊的筒内插入固定辊的状态的立体示意图。图6是表示实施方式1的在模具辊的筒内插入固定辊的状态(装卸 时)的截面示意图。并且，图7是表示实施方式1的在模具辊的筒内插入固定辊的状态(固定时)的截面示意图。 

固定辊151由其中封入橡胶气球156的中空的躯干部151a和从其两端面延伸的轴部151b构成。躯干部151a是圆筒状，筒的两端由壁面构成。另外，在躯干部151a中，形成有相对于固定辊151的转动轴方向、即轴部151b的延伸方向平行形成的多个开口。优选躯干部151a的开口设置成相对于固定辊151的转动轴方向平行，使得树脂被施加均匀的压力。另外，基于相同的原因，优选多个开口形成为相等的大小，配置成相等的间隔。并且，为了防止橡胶气球156受到损伤，优选躯干部151a的开口形状没有棱角。躯干部151a的外径是246mm，躯干部151a的长度是400mm。轴部151b插入到纳米压印装置内的轴安装部。利用通过轴安装部供给的动力，固定辊151能够以轴部151b的延伸方向为转动轴而转动。 

在固定辊151的躯干部151a内配置的橡胶气球156是用于固定模具辊15的。圆筒状的模具辊15通过在筒内插入固定辊151，被安装在固定辊151的躯干部151a的周围。如图6所示，在安装模具辊15时，预先使橡胶气球156处于瘪入的状态。同样地，在取出模具辊15的时候，预先使橡胶气球156处于瘪入的状态。然后，在固定模具辊15的时候，在橡胶气球156内通过加压口256注入流体，如图7所示，橡胶气球156从形成在固定辊151的躯干部151a中的开口露出，使橡胶气球156膨胀到被模具辊15的内周面压住为止。即，在本实施方式中，固定辊151是中空辊，橡胶气球156是弹性袋。作为用于使橡胶气球156膨胀的流体，能够利用例如空气等气体、水等液体。 

作为加压口256的形状，为了对模具辊15进行均匀加压，优选对转动轴点对称。另外，作为加压口256的配置，为了对模具辊15进行均匀加压，优选在转动轴的附近或者对转动轴点对称地配置多个。 

根据本实施方式的模具辊15的固定方法，在模具辊15的内周面，由橡胶气球156内的流体施加均匀的压力，因此即使在以模具 辊15和夹送辊16夹着基材膜12来转印纳米构造时，基材膜12上的树脂也被施加均匀的压力，能够防止产生树脂膜31的膜厚不均匀。对本实施方式中制作出的树脂膜31的膜厚进行了测量，结果是10±0.7μm，膜厚的均匀性优良。另外，在表面平滑的黑丙烯板(折射率为1.49)上，以糊(折射率为1.50)贴附制作出的树脂膜31，在白色光源下对其进行照射，变换观察角度，通过目测进行观察，其结果是确认不到膜厚的不均匀和其所附带产生的显示质量的不均匀。这种树脂膜31作为防反射膜，适合安装于显示装置的屏幕、橱窗等显示所用的面、实施了建筑材料等装饰的面。作为显示装置，可以列举出例如液晶显示装置、有机电致发光显示装置、等离子显示装置。 

另外，根据本实施方式的固定模具辊15的方法，能够通过注入流体来容易地固定模具辊15，能够通过排出流体来容易地解除模具辊15的固定。 

如图8所示，在本实施方式中，在固定辊151的躯干部151a的外周面除了开口部以外，还可以贴附作为弹性体的橡胶板251。橡胶板251具有防止固定辊151和模具辊15的接触的止挡件(缓冲材料)的作用。通过设置橡胶板251，在转印纳米构造时，能够防止固定辊151和模具辊15的接触而引起树脂膜31的厚度不均匀、能够防止固定辊151和模具辊15发生损伤。橡胶板251的厚度是例如0.5mm。在本实施方式中，橡胶板251配置在固定辊151的躯干部151a的外周面，但是也可以配置在模具辊15的内周面或者从固定辊151的躯干部151a的外周面露出的橡胶气球156的表面。另外，作为弹性体，只要能够使冲击得到缓冲即可，没有特别的限定，也可以是代替橡胶板251而使用例如弹簧。 

另外，如图9所示，也可以在固定辊151的躯干部的外周面形成线状突起构造151c，并且在模具辊15的内周面的、在装上固定辊151时与线状突起构造151c对应的位置形成线状槽构造15c。线状突起构造151c设置成在固定辊151的周围安装了模具辊15的状态下与线状槽构造15c具有间隙且嵌合的程度的高度。并且，当在固定辊151 上装上模具辊15时，线状突起构造151c和线状槽构造15c松松地嵌合，由此能够大致确定模具辊15相对于固定辊151的位置。之后，通过使橡胶气球156膨胀，能够高精度地相对于固定辊151保持模具辊15。因此，在利用例如转动轴方向的长度是1米以上的大型的模具辊15来生产大面积的树脂膜31的情况下，能够容易地装卸模具辊15。 

此外，在图9的(a)的例中，在固定辊151的躯干部的外周面设有4个线状突起构造151c，在图9的(b)的例中，在模具辊15的内周面设有4个线状槽构造15c，但是由线状突起构造151c和线状槽构造15c的组合构成的嵌合构造的数量没有特别的限定。 

如图9所示，嵌合构造的形状和配置没有特别的限定，也可以仅在端部设置在各辊15、151的转动轴方向延伸的线状突起构造151c和线状槽构造15c，也可以设置从各辊15、151的一端延伸到另一端的线状突起构造和线状槽构造。根据图9的线状突起构造151c和线状槽构造15c，能够防止在模具辊15和固定辊151之间产生的在圆周方向(转动方向)的滑动。另外，根据在辊的圆周方向延伸的图案的嵌合构造，能够防止在转动轴方向的辊错位。并且，根据辊的转动轴方向和圆周方向这两方延伸的平面图案的嵌合构造，能够防止辊在圆周方向的滑动和在转动轴方向的错位这两者。 

另外，嵌合构造也可以是在固定辊151的外周面具有线状槽构造、在模具辊15的内周面具有线状突起构造的嵌合构造。并且，也可以代替由一对线状突起构造和线状槽构造的组合构成的嵌合构造而使用使三个以上的线状突起构造啮合的嵌合构造。例如，也可以采用在固定辊151的外周面具有2个平行的线状突起构造，在模具辊15的内周面具有1个线状突起构造，在固定辊151侧的2个线状构造之间插入模具辊15侧的线状突起构造的方式。 

另外，如图10所示，也可以在固定辊151的轴部安装轴承151d。通过安装轴承151d，在模具辊15由于冲击等而从设定的位置发生错位的情况下，通常能够将由纳米转印装置的动力强制地转动的模具辊15切换成自由的状态(不通过固定辊151供给动力的状态)，由此， 能够进行使其更快速地复原到设定的位置的装置调整。 

实施方式2

图11是表示在实施方式2中在模具辊的筒内插入固定辊的状态(装卸时)的截面示意图。图12是表示在实施方式2中在模具辊的筒内插入固定辊的状态(固定时)的截面示意图。 

实施方式2的辊型纳米压印装置除了固定辊之外，具有与实施方式1的辊型纳米压印装置相同的构造。本实施方式的固定辊152通过以橡胶板(橡胶制的片)157来覆盖形成在中空的躯干部152a中的开口，将固定辊152的躯干部152a内整体作为压入流体的接收容器。即，在本实施方式中，固定辊152是中空辊，橡胶板157是弹性膜。根据这种方式，将固定辊152自身用作加压用的容器，因此能够将加压口257直接形成于固定辊来与辊型纳米压印装置内的流体注入部直接连接。其结果，能够提高流体的通路自身和连接部的强度。下面详细地说明本实施方式的固定辊的详细构造。 

本实施方式的固定辊152由中空的躯干部152a和从其两端面延伸的轴部152b构成。躯干部152a是圆筒状的，筒的两端由壁面构成。另外，在躯干部152a中，形成了与固定辊152的转动轴方向，即轴部152b的延伸方向平行的多个开口。在本实施方式中，在躯干部152a中形成的开口被橡胶板157覆盖。优选形成在固定辊152的开口被设置成与固定辊152的转动轴方向平行，使得树脂被均等的压力加压。另外，基于相同的原因，优选多个开口形成为相同的大小，配置成相等的间隔。躯干部152a的外径是246mm，躯干部152a的长度是400mm。轴部152b插入到纳米压印装置内的轴安装部。根据通过轴安装部供给的动力，固定辊152能够将轴部152b的延伸方向作为转动轴转动。 

覆盖躯干部152a的开口的橡胶板157用于固定模具辊15。如图11所示，圆筒状的模具辊15通过在筒内插入固定辊152，被安装到固定辊152的躯干部152a的周围。如图12所示，当固定模具辊15时，对模具辊15内通过加压口257注入流体，使覆盖形成在固定辊152的躯干部152a的开口的橡胶板257膨胀到被模具辊15的内周面压紧 为止。作为注入到固定辊152的流体，能够使用例如空气等气体、水等液体。 

根据本实施方式的固定模具辊15的方法，在模具辊15的内周面，通过橡胶板157施加均匀的流体压力，因此在以模具辊15和夹送辊16夹入基材膜12转印纳米构造时，基材膜12上的树脂也被施加均匀的压力，能够防止树脂膜31的膜厚产生不均匀。本实施方式中制作出的树脂膜31的膜厚的测出结果是10±0.7μm，膜厚的均匀性优良。另外，与实施方式1的情况相同，确认不到树脂膜31的膜厚的不均匀和其造成的显示质量的不均匀。 

另外，根据本实施方式的固定模具辊15的方法，能够通过流体的注入而容易地固定模具辊15，能够通过排出流体来容易地解除模具辊15的固定。 

在本实施方式中，橡胶板157贴附在固定辊152的内周面侧。该方式与贴附在固定辊152的外周面侧的方式相比有利于增强接合强度。另一方面，在本实施方式中，作为防止固定辊152和模具辊15接触的止挡件，也可以在固定辊152的躯干部152a的外周面贴附橡胶板，该情况下，也可以采用将作为防止固定辊152和模具辊15接触的止挡件(缓冲材料)的橡胶板与为保持模具辊15而设置的橡胶板157一体地设计的结构。 

实施方式3

图13是表示实施方式3的固定辊的构造的立体示意图。 

本实施方式的固定辊153在躯干部形成了多个相等间隔、相同大小的圆形开口。在该方式中，作为弹性膜258，可以如实施方式1所示在固定辊153内配置橡胶气球，也可以如实施方式2所示，配置橡胶板，使其覆盖固定辊153的开口。本实施方式的固定辊能够在实施方式1的辊型纳米压印装置中代替实施方式1的固定辊来使用。 

实施方式4

图14是表示实施方式4的固定辊的构造的立体示意图。图15是表示实施方式4的在固定辊内缠绕了橡胶管的状态的截面示意图。 

本实施方法的固定辊154具有在转动轴154b上留出间隔安装了 一对圆板154a的构造。并且，在该圆板154a之间的转动轴154b上缠绕了橡胶管259的状态下插入到圆筒状的模具辊15内。本方式中，也能够通过使橡胶管259膨胀，从内侧保持模具辊15，能够使橡胶管259收缩来装卸模具辊15。即，在本实施方式中，固定辊154是转动体，橡胶管259是弹性袋。本实施方式的固定辊能够在实施方式1的辊型纳米压印装置中，代替实施方式1的固定辊来使用。 

在本实施方式中，也可以在固定辊154的圆板154a的外周面贴附作为弹性体的橡胶板。橡胶板具有防止固定辊154和模具辊15的接触的止挡件(缓冲材料)的作用。通过设置橡胶板，当转印纳米构造时，能够防止固定辊154和模具辊15接触而引起树脂膜31的厚度不均匀、固定辊154、模具辊15发生损伤。橡胶板的厚度是例如0.5mm。在本实施方式中，橡胶板也可以配置在模具辊15的内周面。另外，作为弹性体，只要能够缓和冲击即可，没有特别限定，也可以代替橡胶板而使用例如弹簧。 

实施方式5

图16是表示实施方式5的辊型纳米压印装置的整体结构的说明图。 

在本实施方式中，不设置固定辊，而在模具辊25的周围对模具辊25的转动中心旋转对称(以120°间隔)地设置3个夹送辊26、27、28，由此仅以夹送辊26、27、28来保持模具辊25。并且，通过夹送辊26、27、28的转动，来转动模具辊25，移动基材膜12。 

第1夹送辊和第3夹送辊26、27也可以设置在实施方式1的辊型纳米压印装置中。第1夹送辊26用于在基材膜12上的树脂上转印纳米构造。第3夹送辊27用于剥离模具辊15和基材膜12上的树脂。第2夹送辊28用于稳定模具辊25的配置。 

在本实施方式中，优选第1夹送辊、第2夹送辊以及第3夹送辊26、27、28均匀地对模具辊25进行加压。例如，适用使夹送辊26、27、28的加压气缸采用相同的构造并且以相同的流体压力(以同一系统)进行加压的方式。 

另外，在本实施方式中，对模具辊25的转动中心旋转对称地设 置3个夹送辊26、27、28，因此紫外线的照射分为在第1夹送辊26与第2夹送辊28之间和在第2夹送辊28与第3夹送辊27之间两次进行。此外，图16中的白色中空箭头表示紫外线的照射方向。 

此外，夹送辊的个数只要是配置成旋转对称，使得模具辊25不发生偏芯即可，也可以设置4个以上。此外，在不设置固定辊的情况下，如图1所示，当仅以2个夹送辊来保持模具辊25时，模具辊25受到从基材膜向上的力，因此不能稳定地运行。 

如本实施方式所示，当以3个以上的夹送辊压着模具辊的情况下，能够不使用固定辊地保持模具辊。在这种不使用固定辊的情况下，优选设置防止横向滑动机构，使得当转印纳米构造的情况下模具辊不会偏离转动轴的方向，例如，也可以设置如图17所示的止挡件181。另一方面，在使用固定辊的情况下，能够通过转动夹送辊26、27、28来转动模具辊25，因此无需从固定辊对模具辊25传导转动的动力。因此，优选在固定辊上安装轴承，将固定辊通过轴承安装在辊型纳米性压印装置内。 

此外，实施方式1～5的辊型纳米性压印装置连贯地进行从基材膜12的送出到基材膜12的卷取动作，但是本发明的辊型纳米压印装置也可以只由固定辊、橡胶气球等保持模具辊而使其转动的机构部、以及夹送辊、模具辊等进行阴模压制的机构部构成。 

比较例1 

比较例1的辊型纳米压印装置除了固定辊之外具有与实施方式1的辊型纳米压印装置相同的构造。在本比较例中，在金属辊上覆盖与实施方式1相同的模具辊，在该模具辊与金属辊之间的空间插入间隔物(楔)，并且在模具辊与金属辊之间注入固化性树脂之后，通过固化该固化型树脂来粘结两者。并且，将模具辊安装在辊型纳米压印装置内，与实施方式1相同，制作蛾眼构造。其结果，树脂膜的膜厚分布是12±1.8μm。另外，在表面平滑的黑丙烯板(折射率为1.49)上，以糊(折射率为1.50)贴附制作出的树脂膜，在白色光源下对其进行照射，变换观察角度通过目测进行观察，其结果是观测不到由于膜厚差而导致的干涉色。 

本申请以2008年2月27日申请的日本专利申请2008-046667号为基础，主张基于巴黎公约以及进入国的法规的优先权。该申请的内容其整体作为参照被引入到本申请中。 

Claims (5)

1.一种辊型纳米压印装置，其通过转动模具辊而在被转印膜的表面连续形成纳米尺寸的突起，其特征在于：

该模具辊是在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒体，

该纳米压印装置在被该模具辊的内周面包围的区域具有流体容器，上述流体容器具备能通过流体的注入而膨胀的弹性膜，能够安装在该纳米压印装置中，并且是由该弹性膜塞住形成有开口的中空辊的该开口的容器，

在使该弹性膜收缩的状态下进行模具辊的装卸，在使该弹性膜膨胀的状态下从内侧保持模具辊，

通过使该弹性膜膨胀而与模具辊的内周面接触来保持模具辊，在保持模具辊的状态下通过转动中空辊来转动模具辊。

2.根据权利要求1所述的辊型纳米压印装置，其特征在于：

上述中空辊，除了形成有开口的部分以外，在与模具辊的内周面对置的面上设有弹性体。

3.根据权利要求1或2所述的辊型纳米压印装置，其特征在于：

上述模具辊实质上未形成有接缝。

4.根据权利要求3所述的辊型纳米压印装置，其特征在于：

上述模具辊是在研磨后的铝管的外周面通过阳极氧化法形成有上述纳米尺寸的凹坑的模具辊。

5.一种纳米压印片的制造方法，上述纳米压印片在表面形成有纳米尺寸的突起，上述纳米压印片的制造方法的特征在于：

该制造方法是使用模具辊和流体容器的制造方法，上述模具辊是在外周面形成有纳米尺寸的凹坑的圆筒状的模具辊，上述流体容器设置在被该模具辊的内周面包围的区域，具备能通过流体的注入而膨胀的弹性膜，并且是由该弹性膜塞住形成有开口的中空辊的该开口的容器，

在使该弹性膜收缩的状态下进行模具辊的装卸，在使该弹性膜膨胀的状态下从内侧保持模具辊，并且

一边转动模具辊一边对被转印膜连续进行阴模压制，

通过使该弹性膜膨胀而与模具辊的内周面接触来保持模具辊，在保持模具辊的状态下通过转动中空辊来转动模具辊。