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KR20070116599A - 정합 상태로 된 양면형의 패터닝된 웨브를 제조하는 장치및 방법 - Google Patents

정합 상태로 된 양면형의 패터닝된 웨브를 제조하는 장치및 방법 Download PDF

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KR20070116599A
KR20070116599A KR1020077020552A KR20077020552A KR20070116599A KR 20070116599 A KR20070116599 A KR 20070116599A KR 1020077020552 A KR1020077020552 A KR 1020077020552A KR 20077020552 A KR20077020552 A KR 20077020552A KR 20070116599 A KR20070116599 A KR 20070116599A
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KR
South Korea
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patterned roll
energy
patterned
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KR1020077020552A
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English (en)
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KR101300866B1 (ko
Inventor
존 에스. 호이징가
빈센트 더블유. 킹
존 티. 스트랜드
제임스 엔. 답스
토마스 비. 헌터
윌리암 브이. 도우어
다니엘 에이치. 칼슨
서지 Ÿ‡즐스
그레고리 에프. 킹
올레스터 주니어 벤슨
브라이언 더블유. 루윅
하이옌 쟝
제레미 케이. 라르센
엠. 벤톤 프리
데이비드 더블유. 컨스
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 불투과성 웨브의 양쪽 측면 상에 패터닝된 표면을 캐스팅하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이 장치는 제1의 패터닝된 롤(18), 제2의 패터닝된 롤(20) 그리고 웨브(12)가 연속 이동 상태에 있는 동안에 이들의 패턴이 웨브의 대향 측면 상에 전사되도록 제1 및 제2의 패터닝된 롤(18, 20)을 회전시키는 수단을 포함한다. 이러한 공정 중, 제1 및 제2의 패터닝된 롤(18, 20)은 이들의 패턴이 100 ㎛ 이내까지 연속 정합 상태로 유지되도록 경화 에너지에 불투과성인 복수의 영역을 포함한다.
조립체, 에너지 공급원, 패터닝된 롤, 패터닝된 롤의 회전 수단, 연속 정합 상태

Description

정합 상태로 된 양면형의 패터닝된 웨브를 제조하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING TWO-SIDED PATTERNED WEB IN REGISTRATION}
본 발명은 일반적으로 웨브 상으로의 재료의 연속 캐스팅(continuous casting)에 관한 것으로, 구체적으로 웨브의 대향 측면 상에 캐스팅된 패턴들 사이의 고도의 정합 상태를 갖는 제품의 캐스팅에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고도의 정합 상태로써 웨브의 대향 측면 상으로 패턴을 캐스팅하는 방법에 관한 것이다.
많은 제품이 기판의 대향 측면에 적어도 일시적으로 액체 형태로 있는 재료를 가함으로써 제조될 수 있다. 종종, 기판에 가해진 재료는 소정의 패턴으로 가해진다. 흔히, 적어도 기판의 대향 측면 상의 패턴들 사이의 정합 상태를 위한 최소 요건이 있다. 일부의 경우에, 기판의 어느 한쪽의 측면 상의 패턴이 매우 작은 공차 내에서 정렬될 것이 필요하다.
그러므로, 기판의 각각의 측면이 기판의 다른 측면 상의 소정의 패턴과 근접한 정합 상태로 된 소정의 패턴을 보유하는 양면형 기판을 제조하는 개선된 기술의 장치 및 방법에 대한 필요성이 남아 있다. 가요성이고 적어도 부분적으로 불투과성인 웨브 또는 기판의 어느 한쪽의 측면 상에 근접하게 정합된 미세 복제된 패턴 을 재현하는 개선된 기술의 장치 및 방법에 대한 필요성이 남아 있다.
본 발명은 일반적으로 가요성 웨브 또는 기판의 어느 한쪽의 측면 상에 근접하게 정합된 미세 복제된 패턴을 재현하는 개선된 기술의 장치 및 방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 예시 실시예가 경화 에너지를 제공하도록 된 에너지 공급원을 포함하는 조립체에서 찾아질 수 있다. 이 조립체는 경화 에너지에 투과성인 기판 상에 배치되는 경화 에너지에 불투과성인 다수개의 영역을 갖는 제1의 패터닝된 롤을 포함한다. 불투과성 영역은 제1 패턴을 한정한다. 이 조립체는 제2 패턴을 한정하는 제2의 패터닝된 롤을 포함한다. 제2의 패터닝된 롤은 경화 에너지에 투과성인 기판 상에 배치되는 경화 에너지에 불투과성인 다수개의 영역을 가질 수 있으며, 여기에서 불투과성 영역은 제2 패턴을 한정한다.
이 조립체는 또한 제1 및 제2 패턴이 100 ㎛ 이내까지 연속 정합 상태로 유지되도록 제1 및 제2의 패터닝된 롤을 회전시키는 수단을 포함한다. 일부의 경우에, 제1 및 제2 패턴은 10 ㎛ 이내까지 연속 정합 상태로 유지된다.
일부의 경우에, 불투과성 영역은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 98%를 차단, 산란, 흡수 또는 반사한다. 일부의 경우에, 투과성 기판은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 25%가 통과하게 한다. 일부의 경우에, 기판은 외부 기판 표면을 한정하고, 불투과성 영역은 외부 기판 표면으로부터 반경 방향으로 외향으로 연장된다. 일부의 경우에, 불투과성 영역은 기판의 주연에 위치되고, 기판의 투과성 영역은 주연으로부터 내향으로 연장된다.
본 발명의 또 다른 예시 실시예가 경화 에너지를 제공하도록 된 에너지 공급원, 제1의 패터닝된 롤 그리고 제2의 패터닝된 롤을 포함하는 장치에서 찾아질 수 있다. 에너지 공급원은 자외선 광을 제공하도록 되어 있을 수 있다. 제1의 패터닝된 롤은 경화 에너지에 투과성인 기판 상에 배치되는 경화 에너지에 불투과성인 다수개의 영역을 포함한다. 불투과성 영역은 제1의 상승된 패턴을 한정한다. 제2의 패터닝된 롤은 경화 에너지에 투과성인 기판 상에 배치되는 경화 에너지에 불투과성인 다수개의 영역을 포함한다. 불투과성 영역은 제2의 상승된 패턴을 한정한다.
이 장치는 또한 웨브를 제공하도록 그리고 제1 및 제2의 패터닝된 롤과 접촉 상태로 웨브를 이송하도록 되어 있는 1개 이상의 이송 롤을 포함한다. 일부의 실시예에서, 웨브는 제1 및 제2 측면을 갖고, 경화 에너지에 불투과성일 수 있다. 제1 분배기가 웨브가 제1의 패터닝된 롤과 접촉되기 전에 웨브의 제1 측면 또는 제1의 패터닝된 롤 상으로 경화 가능한 재료를 배치하도록 되어 있고, 제2 분배기가 웨브가 제2의 패터닝된 롤과 접촉되기 전에 웨브의 제2 측면 또는 제2의 패터닝된 롤 상으로 경화 가능한 재료를 배치하도록 되어 있다.
이 장치는 또한 웨브가 연속 이동 상태에 있는 동안에 제1 및 제2의 상승된 패턴이 웨브의 제1 및 제2 측면 상의 경화 가능한 재료 내에 압박되도록 그리고 제1 및 제2의 상승된 패턴이 100 ㎛ 이내까지 웨브의 제1 및 제2 측면 상에 연속 정합 상태로 유지되도록 제1 및 제2의 패터닝된 롤을 회전시키는 수단을 포함한다. 일부의 경우에, 제1 및 제2의 상승된 패턴은 10 ㎛ 이내까지 연속 정합 상태로 유지된다.
일부의 경우에, 불투과성 영역은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 98%를 차단, 산란, 흡수 또는 반사한다. 일부의 경우에, 투과성 기판은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 10%가 통과하게 한다. 일부의 경우에, 웨브는 그 상에 입사되는 경화 에너지의 2% 미만이 웨브를 통과하게 한다.
일부의 경우에, 투과성 기판은 유리 실린더를 포함할 수 있고, 특정한 경우에 석영 실린더를 포함할 수 있다. 투과성 기판은 PMMA(폴리 메틸 메타크릴레이트) 실린더 등의 중합체 실린더일 수 있다. 불투과성 영역은 크롬, 구리, 알루미늄 또는 에폭시 등의 재료를 포함할 수 있다.
에너지 공급원은 일부의 경우에 적어도 부분적으로 제1의 패터닝된 롤 및/또는 적어도 부분적으로 제2의 패터닝된 롤을 통과하는 경화 에너지를 제공하도록 되어 있을 수 있다. 에너지 공급원은 제1의 패터닝된 롤 내에 배치되는 제1 경화 에너지 공급원 그리고 제2의 패터닝된 롤 내에 배치되는 제2 경화 에너지 공급원을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시 실시예가 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 불투과성 웨브를 패터닝하는 방법에서 찾아질 수 있다. 경화 가능한 재료가 불투과성 웨브 상으로 배치되며, 이것은 그 다음에 투과성 기판 상에 배치되는 다수개의 상승된 불투과성 영역을 갖는 제1의 패터닝된 롤과 접촉 상태로 안내된다. 자외 복사선이 적어도 부분적으로 제1의 패터닝된 롤을 통해 안내되며, 그에 의해 제1 패턴을 형성하기 위해 불투과성 웨브의 제1 측면 상의 경화 가능한 재료를 경화시킨다. 불투과성 웨브는 그 다음에 투과성 기판 상에 배치되는 다수개의 상승된 불투과성 영역을 갖는 제2의 패터닝된 롤과 접촉 상태로 안내된다. 자외 복사선이 적어도 부분적으로 제2의 패터닝된 롤을 통해 안내되며, 그에 의해 제2 패턴을 형성하기 위해 불투과성 웨브의 제2 측면 상의 경화 가능한 재료를 경화시킨다. 웨브의 제1 및 제2 측면은 제1 및 제2 패턴이 100 ㎛ 이내까지 연속 정합 상태로 유지되도록 웨브가 연속 이동 상태에 있는 동안에 패터닝된다. 일부의 경우에, 제1 및 제2 패턴은 10 ㎛ 이내까지 유지된다.
일부의 경우에, 불투과성 웨브 상으로 경화 가능한 재료를 배치하는 단계는 웨브의 제1 측면이 제1의 패터닝된 롤과 접촉되기 전에 웨브의 제1 측면 또는 제1의 패터닝된 롤 상으로 경화 가능한 재료를 배치하는 단계 그리고 웨브의 제2 측면이 제2의 패터닝된 롤과 접촉되기 전에 웨브의 제2 측면 또는 제2의 패터닝된 롤 상으로 경화 가능한 재료를 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 예시 실시예가 경화 에너지 투과성 실린더, 경화 에너지 투과성 실린더 상에 배치되는 타이 층(tie layer) 그리고 패턴을 형성하기 위해 타이 층 상에 배치되는 다수개의 경화 에너지 불투과성 특징부를 포함하는 패터닝된 롤에서 찾아질 수 있다. 경화 에너지 투과성 실린더는 그 상에 입사되는 경화 에너지 광의 적어도 10%가 실린더를 통과하게 하고, 한편 경화 에너지 불투과성 특징부는 그 상에 입사되는 경화 에너지 광의 적어도 98%를 차단한다. 일부의 특정한 경우에, 경화 에너지 투과성 실린더는 석영을 포함하고, 타이 층은 티타늄을 포함하고, 경화 에너지 불투과성 특징부는 크롬을 포함한다.
본 발명의 위의 요약은 본 발명의 각각의 개시된 실시예 또는 모든 수단을 설명하고자 의도되지 않는다. 후속하는 도면, 상세한 설명 그리고 예는 이들 실시예를 더 구체적으로 예시한다.
정의
본 발명의 문맥에서, "정합(registration)"은 웨브의 하나의 측면 상의 구조물에 한정된 관계로 된 동일한 웨브의 대향 표면 상의 다른 구조물의 배치를 의미한다.
본 발명의 문맥에서, "웨브(web)"는 제1 방향으로의 고정된 치수 그리고 제1 방향에 직각인 제2 방향으로 정해진 또는 정해지지 않은 중 어느 하나의 길이를 갖는 재료의 시트를 의미한다.
본 발명의 문맥에서, "연속 정합(continuous registration)"은 제1 및 제2의 패터닝된 롤의 회전 중에 항상 롤 상의 구조물들 사이의 정합의 정도가 특정된 한계보다 양호하다는 것을 의미한다.
본 발명의 문맥에서, "미세 복제된(microreplicated)" 또는 "미세 복제(microreplication)"는 구조형 표면 특징부가 약 100 ㎛ 이하만큼 변동되는 제품들 사이에서의 제조 중의 개별 특징부 충실도를 보유하는 공정을 통한 미세 구조형 표면의 제조를 의미한다.
본 발명의 문맥에서, "경화 에너지(curing energy)"는 경화 가능한 재료를 경화시키는 데 적절한 특정한 파장 또는 파장의 대역을 갖는 전자기 복사선을 말한다. 어구 "경화 에너지"는 파장 또는 파장의 대역을 식별하는 용어에 의해 변형될 수 있다. 예컨대, "자외선 경화 에너지"는 자외선인 것으로 생각되고 특정한 재료를 경화시키는 데 적절한 파장의 대역 내의 에너지를 말한다. 어구 "경화 가능한 재료"는 "경화 에너지"와 연계하여 사용될 때에 "경화 에너지"에 노출될 때에 경화, 중합 또는 교차-결합될 수 있는 재료를 말한다.
본 발명의 문맥에서, "불투과성(opaque)"은 특정한 파장 또는 파장의 대역의 전자기 복사선의 적어도 상당량을 차단하는 재료를 말한다. 제1 파장의 에너지에 불투과성이지만 제2 파장의 에너지에 불투과성이 아닌 재료가 생각될 수 있다. 특정한 파장의 에너지에 "불투과성"인 재료가 그 상에 입사되는 그 특정한 파장의 에너지의 적어도 95%를 차단할 수 있다. "불투과성" 재료가 그 상에 입사되는 그 특정한 파장의 에너지의 98% 또는 심지어 99%를 초과하여 차단할 수 있다.
재료가 "경화 에너지에 불투과성"으로서 설명될 수 있으며, 이것은 재료가 그 상에 입사되는 (특정한 파장 또는 파장의 대역의) 경화 에너지의 적어도 95%를 차단한다는 것을 의미한다. "자외선 에너지에 불투과성"으로서 설명되는 재료가 그 상에 입사되는 자외 복사선의 적어도 95%를 차단할 것이다.
가요성 웨브 또는 기판 등의 재료가 "불투과성"으로서 설명될 수 있으며, 이것은 가요성 웨브 또는 기판이 그 상에 입사되는 특정한 파장 또는 파장의 대역의 전자기 에너지의 적어도 95%를 차단한다는 것을 의미한다. 가요성 웨브 또는 기판이 "경화 에너지에 불투과성"으로서 설명될 수 있으며, 이것은 가요성 웨브 또는 기판이 그 상에 입사되는 (특정한 파장 또는 파장의 대역의) 경화 에너지의 적어도 95%를 차단한다는 것을 의미한다. "자외선 에너지에 불투과성"으로서 설명되는 가요성 웨브 또는 기판이 그 상에 입사되는 자외 복사선의 적어도 95%를 차단할 것이다.
본 발명의 문맥에서 사용되는 바와 같이, "투과성"은 특정한 파장 또는 파장의 대역의 전자기 복사선의 적어도 상당량을 전달하거나 통과를 가능케 하는 재료를 말한다. 제1 파장의 에너지에 투과성이지만 제2 파장의 에너지에 투과성이 아닌 재료가 생각될 수 있다. 특정한 파장의 에너지에 "투과성"인 재료가 그 상에 입사되는 그 특정한 파장의 에너지의 적어도 10%를 전달하거나 통과를 가능케 할 수 있다. "투과성" 재료가 그 상에 입사되는 그 특정한 파장의 에너지의 25% 또는 심지어 50%를 초과하여 전달하거나 통과를 가능케 수 있다.
재료가 "경화 에너지에 투과성"으로서 설명될 수 있으며, 이것은 재료가 그 상에 입사되는 (특정한 파장 또는 파장의 대역의) 경화 에너지의 적어도 10%를 전달하거나 통과를 가능케 한다는 것을 의미한다. "자외선 에너지에 투과성"으로서 설명되는 재료가 그 상에 입사되는 자외 복사선의 적어도 10%를 전달하거나 통과를 가능케 할 것이다.
본 발명은 첨부 도면과 연계하여 본 발명의 다양한 실시예의 다음의 상세한 설명을 고려하여 더 완전하게 이해될 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 캐스팅 장치의 개략도이다.
도2는 도1에 도시된 캐스팅 장치의 부분 개략도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤의 부분도이다.
도4 내지 도13은 본 발명의 실시예에 따른 도3의 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도14A 내지 도14E는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도15A 내지 도15D는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도16A 내지 도16D는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도17A 내지 도17C는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도18A 내지 도18C는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도19A 내지 도19D는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도20A 내지 도20E는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도21A 내지 도21D는 본 발명의 실시예에 따른 패터닝된 롤을 형성하는 예시이지만 비제한적인 방법을 도시하고 있다.
도22는 본 발명의 실시예에 따른 미세 복제 조립체의 사시도이다.
도23은 도22의 미세 복제 조립체의 부분 사시도이다.
도24는 도22의 미세 복제 조립체의 부분 사시도이다.
도25는 본 발명의 실시예에 따른 롤 장착 배열부의 개략도이다.
도26은 본 발명의 실시예에 따른 한 쌍의 패터닝된 롤을 위한 장착 배열부의 개략도이다.
도27은 본 발명의 실시예에 따른 모터 및 롤 배열부의 개략도이다.
도28은 본 발명의 실시예에 따른 롤들 사이의 정합을 제어하는 구조물의 개략도이다.
도29는 본 발명의 실시예에 따른 정합을 제어하는 제어 알고리즘의 개략도이다.
도30은 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 제품의 개략 단면도이다.
본 발명은 다양한 변형 및 대체 형태로 수정 가능하지만, 그 세부 사항이 도면에서 예로써 도시되었고, 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 설명된 특정 실시예로 본 발명을 제한하고자 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 반면에, 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 모든 변형예, 등가예 및 대체예를 포함하고자 의도된다.
일반적으로, 본 발명은 웨브의 제1 표면 상의 제1의 미세 복제된 패턴 그리고 웨브의 제2 표면 상의 제2의 미세 복제된 패턴을 갖는 양면형의 미세 복제된 구조물을 제조하는 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 일반적으로 제1 패터닝 조립 체 및 제2 패터닝 조립체를 포함한다. 각각의 조립체는 웨브의 제1 또는 제2 표면 중 어느 한쪽 상에 미세 복제된 패턴을 생성시킨다. 제1 패턴이 웨브의 제1 표면 상에 생성될 수 있고, 제2 패턴이 웨브의 제2 표면 상에 생성될 수 있다.
일부의 경우에, 여기에서 논의된 장치 및 방법은 대체로 서로의 100 ㎛ 이내까지 정합된 상태로 미세 복제된 구조물을 유지하면서 웨브의 대향 표면 상에 미세 복제된 구조물을 연속적으로 형성함으로써 제조될 수 있는 웨브의 각각의 대향 표면 상에 미세 복제된 구조물을 갖는 웨브를 가져온다. 일부의 경우에, 미세 복제된 구조물은 50 ㎛ 내에서 정합된 상태로 남아 있을 수 있다. 일부의 경우에, 미세 복제된 구조물은 20 ㎛ 내에서 정합된 상태로 남아 있을 수 있다. 일부의 경우에, 미세 복제된 구조물은 10 ㎛ 내에서 또는 심지어 5 ㎛ 내에서 정합된 상태로 남아 있을 수 있다.
다음의 설명은 상이한 도면에서의 동일한 요소가 동일한 방식으로 도면 부호가 할당되는 도면을 참조하여 읽혀져야 된다. 반드시 일정한 비례일 필요가 없는 도면은 선택된 실시예를 도시하고 있고, 본 발명의 범주를 제한하고자 의도되지 않는다. 구성, 치수 및 재료의 예가 다양한 요소에 대해 설명되지만, 당업자라면 제공된 많은 예가 이용될 수 있는 적절한 대체물을 갖는다는 것을 인식할 것이다.
캐스팅 조립체
도1은 대향 측면 상에 정합된 미세 복제된 구조물을 포함하는 양면형 웨브(12)를 제조하는 예시의 캐스팅 장치(10)를 도시하고 있다. 일부의 경우에, 캐스팅 장치(10)는 제1 및 제2 코팅 수단(16, 20), 닙 롤러(14) 그리고 제1 및 제2의 패터닝된 롤(18, 24)을 포함한다. 일부의 경우에, 제1 코팅 수단(16)은 제1 압출 다이(16)일 수 있고, 한편 제2 코팅 수단은 제2 압출 다이(20)일 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 및 제2의 경화 가능한 액체는 각각 제1 및 제2의 패터닝된 롤을 통과하기 전에 웨브 표면 상에 배치된다. 다른 실시예에서, 제1의 경화 가능한 액체는 제1의 패터닝된 롤 상에 배치되고, 제2의 경화 가능한 액체는 제2의 패터닝된 롤 상에 배치되며, 이것은 그 다음에 패터닝된 롤로부터 웨브로 전달된다.
웨브(12)는 제1 압출 다이(16)에 제공될 수 있으며, 이것은 웨브(12) 상으로 제1의 경화 가능한 액체 층 코팅(22)을 분배한다. 닙 롤러(14)는 제1의 패터닝된 롤러(18) 내로 제1 코팅(22)을 가압한다. 일부의 경우에, 닙 롤러(14)는 고무가 덮인 롤러일 수 있다. 제1의 패터닝된 롤(18) 상에 있는 동안에, 코팅(22)은 적절한 경화 에너지를 제공하도록 된 에너지 공급원(26)을 사용하여 경화된다. 일부의 경우에, 에너지 공급원(26)은 자외선 광을 제공하도록 되어 있을 수 있다. 용어 "자외선 광"은 200 내지 500 ㎚ 또는 200 내지 400 ㎚의 범위 내의 파장을 갖는 광을 말한다.
제2의 경화 가능한 액체 층(28)이 제2 측면 압출 다이(20)를 사용하여 웨브(12)의 대향 측면 상에 코팅된다. 제2 층(28)은 제2의 패터닝된 공구 롤러(24) 내로 가압되고, 경화 공정은 제2 코팅 층(28)에 대해 반복된다. 2개의 코팅 패턴의 정합이 이후에서 설명되는 바와 같이 서로와 정밀한 각도 관계로 공구 롤러(18, 24)를 유지함으로써 성취된다.
도2는 제1 및 제2의 패터닝된 롤(44, 46)에서의 근접도를 제공한다 제1 및 제2의 패터닝된 롤(44, 46)은 도1을 참조하여 논의된 바와 같이 패터닝된 롤(18, 24)의 특정 실시예로서 생각될 수 있다. 다른 패턴이 후속적으로 더 상세하게 논의되는 바와 같이 의도된다. 제1의 패터닝된 롤(44)은 미세 복제된 표면을 형성하는 제1 패턴(42)을 갖는다. 제2 패턴 롤(46)은 제2의 미세 복제된 패턴(50)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 패턴(42, 50)은 동일한 패턴이다. 다른 경우에, 제1 및 제2 패턴은 상이할 수 있다.
웨브(30)가 제1의 패터닝된 롤(44) 위로 지나감에 따라, 제1 표면(32) 상의 제1의 경화 가능한 액체(도시되지 않음)가 제1의 패터닝된 롤(44) 상의 제1 영역(36) 근처에서의 에너지 공급원(34)에 의해 제공되는 경화 에너지에 의해 경화될 수 있다. 제1의 미세 복제된 패터닝된 구조물(54)이 액체가 경화된 후에 웨브(30)의 제1 측면(43) 상에 형성된다. 제1의 패터닝된 구조물(54)은 제1의 패터닝된 롤(44) 상의 패턴(42)의 음성 형태이다. 제1의 패터닝된 구조물(54)이 형성된 후, 제2의 경화 가능한 액체(52)가 웨브(30)의 제2 표면(38) 상으로 분배된다. 제2 액체(52)가 조기에 경화되지 않는 것을 보증하기 위해, 제2 액체(52)는 전형적으로 제1 에너지 공급원(34)에 의해 방출되는 에너지가 제2 액체(52)와 만나지 않도록 제1 에너지 공급원(34)을 위치시킴으로써 제1 에너지 공급원(34)으로부터 격리된다. 요구되면, 경화 공급원은 이들 각각의 패터닝된 롤 내측에 위치될 수 있다. 이와 같이, 웨브(30)의 불투과성 성질은 바람직하지 못한 경화의 방지를 도울 수 있다.
제1의 패터닝된 구조물(54)이 형성된 후, 웨브(30)는 제1 및 제2의 패터닝된 롤(44, 46)들 사이의 간극 영역(48) 내로 진입될 때까지 제1 롤(44)을 따라 계속하여 이동된다. 제2 액체(52)는 그 다음에 제2의 패터닝된 롤(46) 상의 제2 패턴(50)과 결합되고, 제2의 미세 복제된 구조물로 성형되며, 이것은 그 다음에 제2 에너지 공급원(40)에 의해 방출되는 경화 에너지에 의해 경화된다. 웨브(30)가 제1 및 제2의 패터닝된 롤(44, 46)들 사이의 간극(48) 내로 지나감에 따라, 이제 웨브(30)에 실질적으로 경화되고 결합되는 제1의 패터닝된 구조물(54)은 웨브(30)가 간극(48) 내로 그리고 제2의 패터닝된 롤러(46) 주위로 이동되기 시작하는 동안에 웨브(30)가 미끄러지는 것을 억제한다. 이것은 웨브 상에 형성된 제1 및 제2의 패터닝된 구조물들 사이의 정합 오차의 발생원으로서의 웨브 인장 및 미끄러짐을 제거한다.
제2 액체(52)가 제2의 패터닝된 롤(46)과 접촉되는 동안에 제1의 패터닝된 롤(44) 상에 웨브(30)를 지지함으로써, 웨브(30)의 대향 측면(32, 38) 상에 형성된 제1 및 제2의 미세 복제된 구조물(54, 56)들 사이의 정합의 정도는 제1 및 제2의 패터닝된 롤(44, 46)의 표면들 사이의 위치 관계를 제어하는 함수가 된다. 제1 및 제2의 패터닝된 롤(44, 46) 주위에서 그리고 롤에 의해 그 사이에 형성된 간극(48)에서의 웨브의 S자형-포위부는 장력, 웨브 변형률 변화, 온도, 웨브를 니핑하는 기구에 의해 유발되는 미세 슬립(microslip) 그리고 측면 방향 위치 제어의 효과를 최소화한다. S자형-포위부는 180˚의 포위 각도에 걸쳐 각각의 롤과 접촉 상태로 웨브(30)를 유지할 수 있지만, 포위 각도는 특정한 요건에 따라 다소 상이할 수 있다.
패터닝된 롤
일부의 경우에, 불투과성 특히 경화 에너지에 불투과성인 가요성 웨브 또는 기판의 어느 한쪽의 측면 상으로 미세 복제된 패턴을 제공하는 것이 유용할 수 있다. 다른 경우에, 투과성 특히 경화 에너지에 투과성인 가요성 웨브 또는 기판의 어느 한쪽의 측면 상으로 미세 복제된 패턴을 제공하는 것이 유용할 수 있다. 웨브 또는 기판이 액체 형태로 웨브에 가해진 재료를 경화시키는 데 필요한 경화 에너지에 불투과성일 때, 재료는 액체 수지와 접촉되기 위해 웨브 또는 기판에 경화 에너지를 통과시킴으로써 간단하게 경화될 수 없다. 이들 경우에, 특정한 경화 에너지에 투과성이거나 경화 에너지에 투과성인 부분을 포함하는 패터닝된 롤을 사용하는 것이 유용할 수 있다. 일부의 경우에, 단지 1개의 패터닝된 롤이 투과성이다.
도3은 예시이지만 비제한적인 패터닝된 롤의 부분도이고, 일정한 비례인 것으로서 생각되지 않아야 한다. 대신에, 패턴은 명료성을 위해 과장되었다. 패터닝된 롤은 도시된 바와 같이 그리고 더 상세하게 논의되는 바와 같이 재료가 투과성 실린더 또는 다른 적절한 형상의 표면 상으로 피착되는 추가 방법에 의해 형성될 수 있다. 일부의 실시예에서, 패터닝된 롤은 재료가 투과성 실린더 또는 다른 적절한 형상으로부터 제거되는 다양한 삭제 방법을 사용하여 형성될 수 있다고 믿어진다.
패터닝된 롤은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있는 투과성 실린더(102)를 포함한다. 일부의 실시예에서, 투과성 실린더(102)는 패터닝된 롤에 가해지는 경 화 가능한 재료를 경화시키는 경화 에너지에 투과성인 재료로 형성된다. 일부의 실시예에서, 도시된 바와 같이, 투과성 실린더(102)는 석영 등의 유리로부터 제조될 수 있다.
도시된 바와 같이, 특히, 패터닝된 롤은 석영 실린더(102)를 포함한다. 석영 실린더(102)는 임의의 적절한 치수로 되어 있을 수 있지만, 일부의 경우에 석영 실린더(102)는 7.62 ㎝(3 인치)의 길이 및 7.62 ㎝(3 인치)의 반경을 가질 수 있다. 석영 실린더(102)는 실질적으로 중실의 실린더일 수 있거나, 도시된 바와 같이, 석영 실린더(102)는 중공 실린더일 수 있다.
일부의 경우에, 석영 실린더(102)의 표면에 얇은 타이 층(104)을 가하는 것이 유용할 수 있다. 이것은 석영으로의 부착 또는 결합 면에서 후속의 재료를 돕는다. 일부의 경우에, 타이 층(104)은 석영 실린더(102)의 광학적 성질을 현저하게 변화시키지 않을 정도로 충분히 얇다. 최소한, 타이 층(104)은 경화 에너지에 투과성 상태로 남아 있을 정도로 충분히 얇을 수 있다. 타이 층(104)은 임의의 적절한 재료로 그리고 임의의 가하는 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 일부의 경우에, 타이 층(104)은 티타늄을 포함하거나 티타늄으로 구성될 수 있고, 스퍼터링을 통해 가해진다.
타이 층(104)이 형성되면, 후속의 재료가 패터닝된 롤에 추가될 수 있다. 특정한 공정 단계가 도4 내지 도13에 도시되어 있고 예를 참조하여 상세하게 논의되지만, 다양한 불투과성 재료가 타이 층(104)에 가해질 수 있다. 적절한 불투과성 재료는 크롬, 구리 또는 알루미늄 등의 금속 그리고 실리콘 및 에폭시 등의 경 화 가능한 중합체를 포함한다. 적절한 재료가 스퍼터링, 식각 등의 임의의 적절한 기술을 사용하여 가해지고 패터닝될 수 있다.
도시된 실시예에서, 패터닝된 롤의 특징부는 2개의 단계로 형성된다. 우선, 층(106)이 타이 층(104) 상으로 피착되고, 후속적으로 패터닝된다. 층(108)이 층(106)의 상부 상에 형성 및 패터닝된다. 층(106) 및 층(108)은 상이한 재료로 형성될 수 있거나, 이들은 동일한 재료로 형성될 수 있다. 일부의 경우에, 층(106)은 타이 층(104) 상으로 크롬의 층을 스퍼터링함으로써 형성될 수 있다. 일부의 경우에, 층(108)은 층(106) 상으로 크롬을 도금함으로써 형성될 수 있다.
도3에서, 패터닝된 롤의 불투과성 특징부는 석영 실린더(102)의 표면 위에 있다. 도14 내지 도21을 참조하여 논의되는 일부의 의도된 실시예에서, 불투과성 특징부는 실제로 기판의 외부 표면에 더 근접하고, 한편 투과성 특징부는 실제로 기판을 관통한다. 어느 한쪽의 경우에, 불투과성 특징부는 투과성 특징부보다 패터닝된 롤의 반경 방향 중심으로부터 더 멀리 떨어진 것으로서 생각될 수 있다.
일부의 경우에, 패터닝된 롤은 기계 가공 가능하거나 기계 가공 불가능한 중 어느 하나의 투과성 기판으로부터 형성될 수 있다. 여러 개의 의도된 제조 기술이 여기에서 도14 내지 도21에 도시되어 있다. 도14 내지 도21에서 투과성 기판의 단지 매우 작은 부분이 도시의 용이성을 위해 도시되어 있다는 것이 주목되어야 한다. 단지 단일의 투과성 특징부가 각각의 잠재적 제조 기술을 위해 도시되어 있지만, 당연히 패터닝된 롤이 다수개의 특징부를 포함한다는 것이 주목되어야 한다. 더욱이, 패터닝된 롤이 원통형이지만 도시의 용이성을 위해 그리고 롤의 단지 매우 작은 부분이 도시되어 있기 때문에 도14 내지 도21에서 직사각형으로 보인다는 것이 주목되어야 한다.
도14A 내지 도14E는 기계 가공 가능한 층을 추가하는 단계를 포함하는 기계 가공 불가능한 투과성 기판 상에 불투과성 특징부를 형성하는 잠재적 방법을 도시하고 있다. 도14A에서, 기계 가공 불가능한 투과성 기판(200)이 제공된다. 기계 가공 불가능한 투과성 기판의 예는 석영 등의 유리를 포함한다. 도14B에 도시된 바와 같이, 티타늄 타이 층(202)이 스퍼터링 등의 임의의 적절한 기술을 사용하여 기판(200)에 가해질 수 있다. 구리 시드 층(copper seed layer)(204)이 도14C에 도시된 바와 같이 티타늄 타이 층(202) 상으로 스퍼터링될 수 있다. 추가의 구리가 도14D에 도시된 바와 같이 구리 층(206)을 형성하기 위해 구리 시드 층(204) 상으로 도금될 수 있다.
도14E는 구리 층(206)이 당연히 불투과성인 구리 층(206) 내에 위치되는 투과성 특징부(208)를 제공하도록 임의의 적절한 방식으로 기계 가공될 수 있다는 것을 도시하고 있다. 일부의 경우에, 투과성 특징부(208)는 미세 밀링(micromilling), 레이저 제거(laser ablation), 다이아몬드 선삭 또는 EDM 가공에 의해 간단하게 형성될 수 있을 것이다. 일부의 경우에, 짧은 화학적 식각 등의 추가의 가공이 투과성 기판(200)을 손상시키지 않고 투과성 기판(200)의 노출에서 유용할 수 있다.
일부의 경우에, 다른 재료가 기계 가공 가능한 층(206)을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 기계 가공 가능한 층(206)은 "그린(green)" 상태로 코팅될 수 있고 성형 후에 소결될 수 있는 불투과성 에폭시 또는 기계 가공 가능한 세라믹으로부터 형성될 수 있을 것이다.
도15A 내지 도15D는 기계 가공 가능한 층을 추가하는 단계를 포함하는 기계 가공 불가능한 투과성 기판(200) 상에 불투과성 특징부를 형성하는 또 다른 잠재적 방법을 도시하고 있다. 도15B에서, 투과성 에폭시 층(210)이 후속의 기계 가공 중에 투과성 기판을 보호하는 것을 돕기 위해 투과성 기판(200)에 추가될 수 있다. 도15C에 도시된 바와 같이, 불투과성 에폭시 층(212)이 투과성 에폭시 층(210)의 상부에 추가된다. 도15D에서, 불투과성 에폭시 층(212)은 투과성 특징부(214)를 형성하도록 임의의 적절한 기술을 사용하여 기계 가공된다.
도16A 내지 도16D는 기계 가공 가능한 층을 추가하는 단계를 포함하는 기계 가공 불가능한 투과성 기판(200) 상에 불투과성 특징부를 형성하는 또 다른 잠재적 방법을 도시하고 있다. 투과성 기판(200)은 도16A에 도시되어 있다. 도16B에서, 비교적 더 두꺼운 투과성 에폭시 층(210)이 투과성 기판(200) 위에 추가된다. 비교적 더 얇은 불투과성 에폭시 층(212)이 도16C에 도시된 바와 같이 투과성 에폭시 층(210) 상에 추가된다. 도16D에서, 불투과성 에폭시 층(212) 및 투과성 에폭시 층(210)은 투과성 특징부(216)를 형성하도록 임의의 적절한 기술을 사용하여 기계 가공된다. 대체예로서, 투과성 에폭시 층 내로 투과성 특징부(216)를 기계 가공하고 그 다음에 불투과성 에폭시 층으로 투과성 에폭시 층의 상부를 코팅하는 것이 가능할 수 있다.
도17A 내지 도17C는 기계 가공 가능한 기판 상에 불투과성 특징부를 형성하 는 잠재적 방법을 도시하고 있다. 도17A는 기계 가공 가능한 투과성 중합체로 형성될 수 있는 기계 가공 가능한 투과성 기판(220)을 도시하고 있다. 일부의 경우에, 기판(220)은 PMMA(폴리 메틸 메타크릴레이트)로부터 형성될 수 있다. 도17B에서, 스퍼터링된 알루미늄 또는 구리 등의 불투과성 코팅(222)이 투과성 기판(220)에 추가된다. 대체예에서, 불투과성 코팅(222)은 또한 불투과성 에폭시 또는 심지어 불투과성 충전 에폭시로부터 형성될 수 있다는 것이 의도된다. 도17C에 도시된 바와 같이, 투과성 특징부(224)가 임의의 적절한 기계 가공 기술을 사용하여 형성될 수 있다.
도18A 내지 도18C는 기계 가공 가능한 투과성 기판(220) 상에 불투과성 특징부를 형성하는 또 다른 잠재적 방법을 도시하고 있다. 도18B에서, 투과성 기판(220)은 투과성 특징부(226)를 형성하도록 임의의 적절한 기술을 사용하여 기계 가공된다. 도18C에 도시된 바와 같이, 투과성 특징부(226)를 이외의 투과성 기판(220)의 일부에는 불투과성 코팅(228)이 코팅될 수 있다.
도19A 내지 도19D는 투과성 기판 상에 상승된 특징부를 복제하기 위해 별도로-생성된 마스터 몰드를 사용하는 잠재적 방법을 도시하고 있다. 상승된 특징부는 그 다음에 불투과성이 되도록 코팅될 수 있다. 도19A에서, 마스터 몰드(230)가 표준 정밀 기계 가공 기술을 사용하여 임의의 적절한 재료로부터 절단될 수 있다. 마스터 몰드(230)는 최종적으로 투과성 특징부를 형성하는 돌출부(232)를 포함하는 것으로 관찰될 수 있다.
도19B에 도시된 바와 같이, 마스터 몰드(230)에는 불투과성 에폭시 재 료(234)가 충전될 수 있고, 그 다음에 도19C에 도시된 바와 같이 석영 또는 PMMA 등의 원하는 기판(236)의 표면에 가해질 수 있다. 에폭시는 경화되게 될 수 있고, 그 다음에 마스터 몰드(230)는 도19D에 도시된 바와 같이 제거될 수 있으며, 그에 의해 불투과성 층(234)이 투과성 특징부(238)의 어느 한쪽의 측면 상에 있는 상태로 된 투과성 특징부(238)를 갖는 기판(236)을 남긴다.
도20A 내지 도20E는 투과성 기판 상에 상승된 특징부를 복제하기 위해 별도로-생성된 마스터 몰드를 사용하는 또 다른 잠재적 방법을 도시하고 있다. 상승된 특징부는 그 다음에 불투과성이 되도록 코팅될 수 있다. 도20A에서, 마스터 몰드(240)가 표준 정밀 기계 가공 기술을 사용하여 임의의 적절한 재료로부터 절단될 수 있다. 마스터 몰드(240)는 최종적으로 투과성 특징부를 형성하는 돌출부(242)를 포함하는 것으로 관찰될 수 있다.
도20B에 도시된 바와 같이, 마스터 몰드(240)에는 투과성 에폭시 재료(244)가 충전될 수 있고, 그 다음에 도20C에 도시된 바와 같이 석영 또는 PMMA 등의 원하는 기판(246)의 표면에 가해질 수 있다. 에폭시는 경화되게 될 수 있고, 그 다음에 마스터 몰드(240)는 도20D에 도시된 바와 같이 제거될 수 있으며, 그에 의해 투과성 특징부(248)를 갖는 기판(246)을 남긴다. 도20E에 도시된 바와 같이, 불투과성 에폭시 층(250)이 투과성 특징부(248)의 어느 한쪽의 측면 상의 투과성 에폭시 층(244)에 가해질 수 있다.
도21A 내지 도21D는 투과성 기판 상에 상승된 특징부를 복제하기 위해 별도로-생성된 마스터 몰드를 사용하는 또 다른 잠재적 방법을 도시하고 있다. 상승된 특징부는 그 다음에 불투과성이 되도록 코팅될 수 있다. 도21A에서, 마스터 몰드(252)가 표준 정밀 기계 가공 기술을 사용하여 임의의 적절한 재료로부터 절단될 수 있다. 마스터 몰드(252)는 최종적으로 투과성 특징부를 형성하는 돌출부(254)를 포함하는 것으로 관찰될 수 있다.
도21B에 도시된 바와 같이, 마스터 몰드(252)는 기계 가공 가능한 투과성 기판(256) 내로 직접적으로 압박된다. 도21C에서, 마스터 몰드(252)는 제거되며, 그에 의해 투과성 특징부(258)를 포함하는 투과성 기판(256)을 남긴다. 도21D에 도시된 바와 같이, 투과성 기판(256)에는 투과성 특징부(258)의 어느 한쪽의 측면 상에 불투과성 에폭시 층(258)이 코팅될 수 있다.
캐스팅 장치
도22 및 도23을 이제 참조하면, 롤 캐스팅 장치(120)에 롤을 포함하는 시스템(110)의 예시 실시예가 도시되어 있다. 도시된 캐스팅 장치(120)에서, 웨브(122)가 주 권취 해제 스풀(도시되지 않음)로부터 캐스팅 장치(120)로 제공된다. 웨브(122)의 정확한 성질은 제조될 제품에 따라 넓게 변동될 수 있다. 그러나, 캐스팅 장치(120)는 이전에 논의된 바와 같이 가요성 및 투과성 및/또는 불투과성의 양쪽 모두의 성질을 갖는 웨브(122)를 취급할 수 있다. 웨브(122)는 다양한 롤러(126) 주위에서 캐스팅 장치(120) 내로 안내된다.
웨브(122)의 정확한 장력 제어는 최적의 결과의 성취에서 유리하므로, 웨브(122)는 장력-감지 장치(도시되지 않음) 위로 안내될 수 있다. 선택 사항인 라이너 웨브가 웨브(122)를 보호하는 데 사용되면, 라이너 웨브(도시되지 않음)는 권 취 해제 스풀에서 분리될 수 있고, 라이너 웨브 권취 스풀(도시되지 않음) 상으로 안내될 수 있다. 웨브(122)는 정밀 장력 제어를 위해 아이들러 롤(idler roll)을 통해 댄서 롤러(dancer roller)로 안내될 수 있다. 아이들러 롤러는 닙 롤러(154)와 제1 코팅 헤드(156) 사이의 위치로 웨브(122)를 안내할 수 있다.
다양한 코팅 방법이 채용될 수 있다. 일부의 실시예에서, 도시된 바와 같이, 제1 코팅 헤드(156)는 다이 코팅 헤드이다. 웨브(122)는 그 다음에 닙 롤(154)과 제1의 패터닝된 롤(160) 사이를 지나간다. 제1의 패터닝된 롤(160)은 패터닝된 표면(162)을 갖고, 웨브(122)가 닙 롤러(154)와 제1의 패터닝된 롤(160) 사이를 지나갈 때에 제1 코팅 헤드(156)에 의해 웨브(122) 상으로 분배된 재료는 패터닝된 표면(162)의 음성 형태로 성형된다.
웨브(122)가 제1의 패터닝된 롤(160)과 접촉 상태에 있는 동안에, 재료가 제2 코팅 헤드(164)로부터 웨브(122)의 다른 표면 상으로 분배된다. 제1 코팅 헤드(156)에 대한 위의 논의와 병행하여, 제2 코팅 헤드(164)는 또한 제2 압출기(도시되지 않음) 및 제2 코팅 다이(도시되지 않음)를 포함하는 다이 코팅 배열부이다. 일부의 실시예에서, 제1 코팅 헤드(156)에 의해 분배된 재료는 중합체 전구체를 포함하고 자외 복사선 등의 경화 에너지를 가함으로써 고체 중합체로 경화되도록 의도되는 조성물이다.
제2 코팅 헤드(164)에 의해 웨브(122) 상으로 분배된 재료는 그 다음에 제2의 패터닝된 표면(176)을 갖는 제2의 패터닝된 롤(174)과 접촉 상태가 된다. 위의 논의와 병행하여, 일부의 실시예에서, 제2 코팅 헤드(164)에 의해 분배된 재료는 중합체 전구체를 포함하고 자외 복사선 등의 경화 에너지를 가함으로써 고체 중합체로 경화되도록 의도되는 조성물이다.
이러한 시점에서, 웨브(122)는 양쪽 측면에 가해진 패턴을 갖는다. 박리 롤(182)이 제2의 패터닝된 롤(174)로부터의 웨브(122)의 제거를 돕도록 제공될 수 있다. 일부의 경우에, 캐스팅 장치에 대한 웨브 장력은 거의 일정하다.
양면형의 미세 복제된 패턴을 갖는 웨브(122)는 그 다음에 다양한 아이들러 롤을 통해 권취 스풀(도시되지 않음)로 안내된다. 삽입 필름(interleave film)이 웨브(122)를 보호하도록 요구되면, 이것은 2차 권취 해제 스풀(도시되지 않음) 및 웨브로부터 제공될 수 있고, 삽입 필름은 적절한 장력으로 권취 스풀 상에 함께 권취된다.
도22 내지 도24를 참조하면, 제1 및 제2의 패터닝된 롤이 각각 제1 및 제2 모터 조립체(210, 220)에 결합된다. 모터 조립체(210, 220)를 위한 지지는 직접적으로 또는 간접적으로 중 어느 하나의 방식으로 프레임(230)에 조립체를 장착함으로써 성취된다. 모터 조립체(210, 220)는 정밀 장착 배열부를 사용하여 프레임에 결합된다. 도시된 실시예에서, 예컨대, 제1 모터 조립체(210)는 프레임(230)에 견고하게 장착된다. 웨브(122)가 캐스팅 장치(120)를 통해 나사 결합될 때에 소정 위치로 위치되는 제2 모터 조립체(220)는 반복적으로 위치될 것이 필요할 수 있으므로 교차- 및 기계 방향의 양쪽 모두의 방향으로 이동 가능할 수 있다. 이동 가능한 모터 배열부(220)는 예컨대 롤 상의 패턴들 사이에서 스위칭할 때에 반복된 정확한 배치를 돕기 위해 선형 활주부(222)에 커플링될 수 있다. 제2 모터 배열 부(220)는 또한 제1의 패터닝된 롤(160)에 대해 측면-대-측면 방식으로 제2의 패터닝된 롤(174)을 위치시키기 위해 프레임(230)의 후방측 상에 제2 장착 배열부(225)를 포함한다. 일부의 경우에, 제2 장착 배열부(225)는 교차 기계 방향으로의 정확한 배치를 가능케 하는 선형 활주부(223)를 포함한다.
도25를 참조하면, 모터 장착 배열부가 도시되어 있다. 공구 또는 패터닝된 롤(662)을 구동시키는 모터(633)가 기계 프레임(650)에 장착되고, 커플링(640)을 통해 패터닝된 롤(662)의 회전 샤프트(601)에 연결된다. 모터(633)는 1차 인코더(630)에 결합된다. 2차 인코더(651)가 패터닝된 롤(662)의 정밀한 각도 정합 제어를 제공하도록 공구에 결합된다. 1차 및 2차 인코더(630, 651)는 이후에서 추가로 설명되는 바와 같이 패터닝된 롤(662)의 제어를 제공하며 그에 의해 제2의 패터닝된 롤과 정합 상태로 이것을 유지하도록 협력한다.
특정된 한계 내에서 패턴 위치 제어를 가능케 하는 샤프트 공진의 감소 및 제거가 정합 오차의 발생원으로서 중요하다. 일반적인 크기 분류 스케쥴 세부 사항보다 큰 모터(633)와 샤프트(650) 사이의 커플링(640)을 사용하는 것이 또한 더 가요성인 커플링에 의해 유발되는 샤프트 공진을 감소시킬 것이다. 베어링 조립체(660)가 모터 배열부를 위한 회전 지지를 제공하도록 다양한 위치에 위치된다.
도시된 예시 실시예에서, 공구 롤러(662)의 직경은 그 모터(633)의 직경보다 작을 수 있다. 이러한 배열부를 수용하기 위해, 공구 롤러는 거울상으로 배열되는 쌍으로 설치될 수 있다. 도26에서, 2개의 공구 롤러 조립체(610, 710)가 2개의 공구 롤러(662, 762)를 접합할 수 있게 하기 위해 거울상으로서 설치된다. 도22를 또한 참조하면, 제1 모터 배열부는 전형적으로 프레임에 견고하게 고정되고, 제2 모터 배열부는 이동 가능한 광학 특성 선형 활주부를 사용하여 위치된다.
공구 롤러 조립체(710)는 공구 롤러 조립체(610)와 상당히 유사하고, 공구 또는 패터닝된 롤(762)을 구동시키는 모터(733)를 포함하거나, 패터닝된 롤(762)은 기계 프레임(750)에 장착되고, 커플링(740)을 통해 패터닝된 롤러(762)의 회전 샤프트(701)에 연결된다. 모터(733)는 1차 인코더(730)에 결합된다. 2차 인코더(751)가 패터닝된 롤(762)의 정밀한 각도 정합 제어를 제공하도록 공구에 결합된다. 1차 및 2차 인코더(730, 751)는 이후에서 추가로 설명되는 바와 같이 패터닝된 롤(762)의 제어를 제공하며 그에 의해 제2의 패터닝된 롤과 정합 상태로 이것을 유지하도록 협력한다.
특정된 한계 내에서 패턴 위치 제어를 가능케 하는 샤프트 공진의 감소 및 제거가 정합 오차의 발생원으로서 중요하다. 일반적인 크기 분류 스케쥴 세부 사항보다 큰 모터(733)와 샤프트(750) 사이의 커플링(740)을 사용하는 것이 또한 더 가요성인 커플링에 의해 유발되는 샤프트 공진을 감소시킬 것이다. 베어링 조립체(760)가 모터 배열부를 위한 회전 지지를 제공하도록 다양한 위치에 위치된다.
웨브의 양쪽 측면 상의 미세 복제된 구조물에 대한 특징부 크기는 서로의 미세한 정합 내에 있을 것이 요구되기 때문에, 패터닝된 롤은 고도의 정밀도로써 제어되어야 한다. 여기에서 설명된 한계 내에서의 교차-웨브 정합은 이후에서 설명되는 바와 같이 기계-방향 정합의 제어에서 사용된 기술을 적용함으로써 성취될 수 있다.
예컨대, 25.4 ㎝(10-인치) 원주의 패터닝된 롤러 상에서의 약 10 ㎛의 단부-대-단부 특징부 배치를 성취하기 위해, 각각의 롤러는 ±32 아크-세컨드/회전수(arc-second/revolution)의 회전 정확도 내에서 유지되어야 한다. 정합의 제어는 웨브가 시스템을 통해 이동되는 속도가 증가됨에 따라 더 어려워진다.
본 발명의 출원인은 2.5 ㎛ 이내까지 정합되는 웨브의 대향 표면 상의 패터닝된 특징부를 갖는 웨브를 생성시킬 수 있는 25.4 ㎝(10-인치)의 원형의 패터닝된 롤을 갖는 시스템을 구축 및 증명하였다. 본 발명을 읽고 여기에 개시된 원리를 적용할 때, 당업자라면 다른 미세 복제된 표면에 대한 정합의 정도를 성취하는 방법을 이해할 것이다.
도27을 참조하면, 모터 배열부(800)의 개략도가 도시되어 있다. 모터 배열부(800)는 1차 인코더(830)를 포함하는 모터(810) 그리고 구동 샤프트(820)를 포함한다. 구동 샤프트(820)는 커플링(825)을 통해 패터닝된 롤(860)의 피동 샤프트(840)에 결합된다. 2차 또는 로드(load) 인코더(850)가 피동 샤프트(840)에 결합된다. 설명된 모터 배열부에서 2개의 인코더를 사용하는 것이 패터닝된 롤(860) 근처에 측정 장치(인코더)(850)를 위치시킴으로써 패터닝된 롤의 위치가 더 정확하게 측정되게 하며, 그에 의해 모터 배열부(800)가 동작 중일 때에 토크 교란(torque disturbance)의 효과를 감소 또는 제거시킨다.
장치 제어
도28을 참조하면, 도27의 모터 배열부의 개략도가 제어 구성 요소에 부착된 상태로서 도시되어 있다. 도1 내지 도3에 도시된 예시의 장치에서, 유사한 장비가 각각의 모터 배열부(210, 220)를 제어할 것이다. 따라서, 모터 배열부(900)는 1차 인코더(930)를 포함하는 모터(910) 그리고 구동 샤프트(920)를 포함한다. 구동 샤프트(920)는 커플링(930)을 통해 패터닝된 롤(960)의 피동 샤프트(940)에 결합된다. 2차 또는 로드 인코더(950)가 피동 샤프트(940)에 결합된다.
모터 배열부(900)는 패터닝된 롤(960)의 정밀 제어를 가능케 하기 위해 제어 배열부(965)와 통신한다. 제어 배열부(965)는 구동 모듈(966) 및 프로그램 모듈(975)을 포함한다. 프로그램 모듈(975)은 선로(977) 예컨대 SERCOS 광섬유망을 통해 구동 모듈(966)과 통신한다. 프로그램 모듈(975)은 구동 모듈(966)로 설정점 등의 파라미터를 입력하는 데 사용된다. 구동 모듈(966)은 입력된 480 V, 3-상 파워(915)를 수용하고, DC로 이것을 정류하고, 모터(910)를 제어하기 위해 파워 연결부(973)를 통해 이것을 분배한다. 모터 인코더(912)는 선로(972)를 통해 제어 모듈(966)로 위치 신호를 이송한다. 패터닝된 롤(960) 상의 2차 인코더(950)는 또한 라인(971)을 통해 구동 모듈(966)로 다시 위치 신호를 이송한다. 구동 모듈(966)은 패터닝된 롤(960)을 정밀하게 위치시키기 위해 인코더 신호를 사용한다. 정합의 정도를 성취하기 위한 제어 설계가 아래에서 상세하게 설명된다.
도시된 예시 실시예에서, 각각의 패터닝된 롤은 전용 제어 배열부에 의해 제어된다. 전용 제어 배열부는 제1 및 제2의 패터닝된 롤들 사이의 정합을 제어하도록 협력한다. 각각의 구동 모듈은 그 각각의 모터 조립체와 통신하고 그 각각의 모터 조립체를 제어한다.
본 발명의 출원인에 의해 구축 및 증명된 시스템 내의 제어 배열부는 다음을 포함한다. 각각의 패터닝된 롤을 구동시키기 위해, 고분해능 사인 곡선형 인코더 피드백(512개의 사인 곡선형 사이클×4096개의 구동 보간부>>2백만개/회전수)을 갖는 높은 성능의 낮은 코깅(cogging) 토크 모터 즉 보시 렉스로스(인드라마트)로부터 입수 가능한 모델 MHD090B-035-NG0-UN가 사용된다. 또한, 시스템은 보시-렉스로스(인드라마트)로부터 입수 가능한 모델 MHD090B-035-NG0-UN의 동기 모터를 포함하지만, 유도 모터 등의 다른 종류가 또한 사용될 수 있을 것이다.
각각의 모터는 R/W 코포레이션으로부터 입수 가능한 모델 BK5-300의 극히 강성인 벨로우즈 커플링(bellows coupling)을 통해 (기어박스 또는 기계적 감속 없이) 직접적으로 결합된다. 대체의 커플링 설계가 사용될 수 있지만, 벨로우즈형이 일반적으로 높은 회전 정확도를 제공하면서 강성을 조합한다. 각각의 커플링은 일반적인 제조업자 세부 사항이 추천하는 것보다 상당히 더 큰 커플링이 선택되도록 된 크기로 형성된다.
추가로, 커플링과 샤프트 사이에서의 0의 백래시 콜릿(zero backlash collet) 또는 압축성 로킹 허브(compressive locking hub)가 선호된다. 각각의 롤러 샤프트는 미국 일리노이주 샤움버그에 소재한 하이덴하인 코포레이션으로부터 입수 가능한 모델 RON255C의 중공 샤프트 로드 측면 인코더(hollow shaft load side encoder)를 통해 인코더에 부착된다. 인코더 선택은 전형적으로 32 아크-세컨드 정확도를 초과하는 가급적 최고의 정확도 및 분해능을 가져야 한다. 본 발명의 출원인의 설계 즉 18000개의 사인 곡선형 사이클/회전수가 채용되며, 이것은 4096 비트 분해능 구동 보간부과 연계하여 정확도보다 상당히 높은 분해능을 제공 하는 5천만개/회전수를 초과하는 결과를 가져온다. 로드 측면 인코더는 ±2 아크-세컨드의 정확도를 갖고; 분배된 유닛 내에서의 최대 편차가 ±1 아크-세컨드 미만이다.
일부의 경우에, 각각의 샤프트는 강성을 최대화하기 위해 가급적 큰 직경으로 그리고 가급적 짧게 설계될 수 있으며, 그에 의해 최고로 가능한 공진 주파수를 가져온다. 모든 회전 구성 요소의 정밀 정렬이 이러한 정합 오차의 발생원으로 인한 최소의 정합 오차를 보증하도록 요구된다.
도29를 참조하면, 동일한 위치 기준 명령이 2 ms 갱신 속도로 SERCOS 광섬유망을 통해 동시에 각각의 축에 제공된다. 각각의 축은 250 ms 간격의 위치 루프 갱신 속도로 큐빅 스플라인 수치 해석(cubic spline)으로써 위치 기준을 보간한다. 보간 방법은 중요하지 않으며, 이것은 일정한 속도가 시간 간격 경로를 간단하고 일정한 시기에 가져오기 때문이다. 분해능은 임의의 마무리(round off) 또는 수치 표현 오차(numerical representation error)를 제거시키는 데 중요하다. 축 롤오버(axis rollover)가 또한 언급된다. 일부의 경우에, 각각의 축의 제어 사이클이 현재의 루프 실행 속도(62 ms 간격)로 동기화되는 것이 중요하다.
상부 경로(1151)는 제어의 이송 순방향 섹션이다. 제어 전략부는 위치 루프(1110), 속도 루프(1120) 및 전류 루프(1130)를 포함한다. 위치 기준(1111)은 속도 이송 순방향 기간(1152)을 발생시키기 위해 1차로 그리고 가속도 이송 순방향 기간(1155)을 발생시키기 위해 2차로 미분된다. 이송 순방향 경로(1151)는 라인 속도 변화 및 동적 교정 중에 성능을 돕는다.
위치 명령(1111)은 현재 위치(1114)로부터 감산되며, 그에 의해 오차 신호(1116)를 발생시킨다. 오차(1116)는 비례 제어기(1115)에 적용되며, 그에 의해 속도 명령 기준(1117)을 발생시킨다. 속도 피드백(1167)은 속도 오차 신호(1123)를 발생시키기 위해 명령(1117)으로부터 감산되며, 이것은 그 다음에 PID 제어기에 적용된다. 속도 피드백(1167)은 모터 인코더 위치 신호(1126)를 미분함으로써 발생된다. 미분 및 수치 분해능 한계로 인해, 저역 통과 버터워스 필터(low pass Butterworth filter)(1124)가 오차 신호(1123)로부터 고주파 노이즈 성분을 제거하는 데 적용된다. 협소한 저지 대역(stop band)(노치) 필터(1129)가 모터의 중심부 즉 롤러 공진 주파수에서 적용된다. 이것은 상당히 더 높은 이득이 속도 제어기(1120)에 적용되게 한다. 모터 인코더의 증가된 분해능이 또한 성능을 개선시킬 것이다. 제어도에서의 필터의 정확한 위치는 중요하지 않고; 순방향 또는 역방향 경로 중 어느 하나의 경로가 수용 가능하지만, 튜닝 파라미터가 위치에 의존한다.
PID 제어기가 또한 위치 루프에서 사용될 수 있지만, 적분기의 추가의 위상 지연이 안정화를 더 어렵게 한다. 전류 루프는 전통적인 PI 제어기이고; 이득이 모터 파라미터에 의해 수립된다. 가급적 최고의 대역폭 전류 루프가 최적의 성능을 가능케 한다. 또한, 최소의 토크 리플(torque ripple)이 요구된다.
외부 교란의 최소화가 최대 정렬을 얻는 데 중요하다. 이것은 이전에 논의된 바와 같이 모터 구조 및 전류 루프 정류를 포함하지만, 기계적 교란을 최소화하는 것이 또한 중요하다. 예는 진입 및 배출되는 웨브 전장(web span) 면에서의 극히 매끄러운 장력 제어, 균일한 지지 그리고 밀봉부 드래그(seal drag)를 포함하 며, 그에 의해 롤러 즉 균일한 고무 닙 롤러로부터의 웨브 박리로부터의 장력 혼란을 최소화한다. 현재의 설계에서, 공구 롤에 기어 연결되는 제3 축이 공구로부터의 경화된 구조물의 제거를 돕기 위해 견인 롤로서 제공된다.
웨브 재료
웨브 재료는 미세 복제된 패터닝된 구조물이 생성될 수 있는 임의의 적절한 재료일 수 있다. 다수개의 상이한 재료가 미세 복제된 패터닝된 구조물의 최종 용도에 따라 사용될 수 있다. 예컨대, 미세 복제된 패터닝된 구조물이 가요성 회로 기판을 형성하면, 웨브 재료는 금속화된 캡톤 등의 금속화된 중합체 필름일 수 있다.
코팅 재료
미세 복제된 구조물이 생성되는 액체는 UV 광에 의해 경화 가능한 아크릴레이트 등의 경화 가능한 광경화성 재료일 수 있다. 당업자라면 다른 코팅 재료 예컨대 중합 가능한 재료가 사용될 수 있고 재료의 선택이 미세 복제된 구조물에 대해 요구되는 특정한 특성에 의존한다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 가요성 회로 기판이 제조 중이면, 코팅 재료는 전도성 또는 절연성 중합체를 포함할 수 있다. 일부의 실시예에서, 코팅 재료는 전기 도금 마스킹 재료 및/또는 비전도성 또는 절연성 중합체를 포함한다.
웨브 또는 패터닝된 롤로 액체를 분배 및 제어하는 데 유용한 코팅 수단의 예는 예컨대 주사기 또는 연동 펌프 등의 임의의 적절한 펌프와 결합되는 다이 또는 나이프 코팅이다. 당업자라면 다른 코팅 수단이 사용될 수 있고 특정한 수단의 선택이 웨브 또는 패터닝된 롤로 분배될 액체의 특정한 특성에 의존한다는 것을 이해할 것이다.
경화 에너지 공급원의 예는 적외 복사선, 자외 복사선, 가시 광 복사선 또는 마이크로파이다. 당업자라면 다른 경화 공급원이 사용될 수 있고 특정한 웨브 재료/경화 공급원 조합의 선택이 생성될 (정합 상태로 미세 복제된 구조물을 갖는) 특정한 제품에 의존한다는 것을 이해할 것이다.
미세 복제된 제품
도30은 이 방법에 따라 그리고 여기에서 설명된 장치를 사용하여 형성되는 의도된 코팅된 미세 복제된 제품(1200)을 개략적으로 도시하고 있다. 제품(1200)은 가요성 불투과성 웨브(1202) 그리고 불투과성 웨브(1202)의 어느 한쪽의 측면 상에 배치되는 다수개의 개략적 요소를 포함한다. 요소(1204)는 요소(1206)에 대향으로 배치된다. 마찬가지로, 요소(1208), 요소(1212) 및 요소(1216)는 각각 요소(1210), 요소(1214) 및 요소(1218)에 대향으로 배치된다. 이들 요소는 일반적으로 다수개의 상이한 잠재적 요소를 나타내는 것으로서 생각될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 이들 요소는 예컨대 회로일 수 있다. 일부의 실시예에서, 미세 복제된 패턴은 추가의 회로 도금 단계를 통해 실시될 수 있는 전기 도금 마스크를 포함한다.
일부의 실시예에서, 도시된 바와 같이, 인접한 요소들 사이에는 랜드(land)가 거의 없거나 전혀 없을 수 있다. 예컨대, 요소(1204)와 요소(1208) 사이의 불투과성 웨브(1202) 상에 남아 있는 코팅된 재료가 거의 없거나 전혀 없을 수 있다. 이것은 예컨대 코팅된 재료가 전기 전도성 재료 또는 전기 도금 마스크이면 장점을 가질 수 있다. 일부의 실시예에서, 추가의 세척 단계가 어떠한 랜드 영역도 없고 서로로부터 분리되는 미세 복제된 특징부를 생성시키기 위해 미세 복제된 패턴으로부터 경화되지 않은 재료를 제거할 수 있다. 다른 경우에, 제품(1202)은 랜드 즉 인접한 요소들 사이의 불투과성 웨브(1202) 상에 남아 있는 코팅된 재료를 포함할 수 있다.
예
도4 내지 도13은 도3의 패터닝된 롤과 상당히 유사한 패터닝된 롤을 형성하는 추가 방법을 도시하고 있다. 7.62 ㎝(3 인치)의 길이 및 7.62 ㎝(3 인치)의 반경을 갖는 석영 튜브(3)가 물, 아세톤 및 메틸 에틸 케톤(MEK)으로써 세정되고, 그 다음에 15 분 동안 UV 램프 아래에 위치된다. 석영 튜브는 그 다음에 고진공 스퍼터 챔버 내의 회전 테이블 상에 장착되고, 챔버 내의 압력은 1 시간의 기간에 걸쳐 1×10-6 Torr까지 서서히 감소된다. 챔버 내에 이전에 장착되는 크롬 도금 강철의 스트립이 아크 용접기에 전기적으로 연결된다. 아크 용접기는 금속 스트립을 통해 전류를 보내고, 금속 스트립은 이와 같이 적열 상태까지 가열된다. 회전하는 석영 튜브는 10 분 동안 최종의 IR 복사선에 의해 세척된다.
석영 튜브가 세정되면, 도4에 도시된 바와 같은 석영 실린더(102)가 크롬의 얇은 층(104)으로써 스퍼터링되며, 이것은 후속하는 석영과 니켈 층 사이의 부착 층으로서 작용한다.
그 다음에 그리고 도5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 니켈 금속화 층(110)이 크롬 타이 층(104) 상으로 스퍼터링된다.
그 다음에 그리고 도6에 개략적으로 도시된 바와 같이, 보호 구리 층(112)이 니켈 금속화 층(110) 위에 가해진다. 구리 층(112)은 후속의 가공 단계 중에 오염 및 산화로부터 니켈 층(110)을 보호하도록 의도되는 희생 층이다.
그 다음에 그리고 도7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 포토리지스트(SC 리지스트, 아치 세미컨덕터 포토폴리머즈 컴퍼니) 층(114)이 구리 층(112)의 상부 상에 추가된다. 포토리지스트 층(114)의 높이는 최종적으로 석영 실린더(102) 상에 형성될 특징부의 높이를 설정한다. 예에서, 포토리지스트 층(114)은 50 ㎛ 두께로 형성되고, 노광 전에 30 초 동안 115℃에서 소프트베이크(softbake)된다.
그 다음에 그리고 도8에 개략적으로 도시된 바와 같이, 포토리지스트 층(114)은 그 상으로 원하는 패턴으로 노광함으로써 패터닝된다. 결국, 포토리지스트 층(114)은 이제 남아 있을 부분(116) 그리고 현상 후에 제거될 부분(118)을 갖는다.
그 다음에 그리고 도9에 개략적으로 도시된 바와 같이, 포토리지스트는 현상된다. 적어도 30 분 동안 놓인 후에, 포토리지스트에는 1 분 동안 115℃에서 노광 후 베이크가 적용된다. 포토리지스트는 그 다음에 30 내지 60 초 동안 현상 용액에 대한 노출을 통해 현상된다. 결국, 리지스트 부분(116)은 구리 층(112) 상에 남아 있고, 한편 리지스트 부분(118)은 제거된다.
그 다음에 그리고 도10에 개략적으로 도시된 바와 같이, 구리 층(112)의 노 출된 부분은 식각 공정에서 제거된다. 과황산나트륨이 노출된 구리를 제거하는 데 사용되며, 이것은 과황산나트륨이 구리와 신속하게 그러나 구리 하부의 크롬과 서서히 반응하기 때문이고, 가급적 두껍게 크롬 층을 유지하는 것이 바람직하다.
그 다음에 그리고 도11에 개략적으로 도시된 바와 같이, 크롬 섹션(120)이 리지스트 영역(116) 사이의 새롭게 노출된 크롬 층(110) 상으로 도금된다. 크롬 섹션(120)은 1 ㎃/17 ㎟의 정도로 낮은 전류 밀도를 사용하여 도금된다. 전류 밀도가 증가됨에 따라, 심지어 20 ㎃/17 ㎟의 정도로 낮은 수준에서, 어느 한쪽의 내부 응력이 높으며, 그에 의해 크롬이 박리되게 하거나 심각한 피팅이 일어나게 한다. 크롬 섹션(120)의 기하 형상은 리지스트 영역(116)에 의해 결정된다.
그 다음에 그리고 도12에 개략적으로 도시된 바와 같이, 리지스트 영역(116) 내의 남아 있는 경화된 포토리지스트는 염기 용액을 사용하여 제거된다. 최종적으로 그리고 도13에 개략적으로 도시된 바와 같이, 남아 있는 구리 층(112)은 위에서 논의된 바와 같이 과황산나트륨을 사용하여 제거된다. 최종의 패터닝된 롤은 니켈(110) 및 크롬 섹션(120)에 대응하는 불투과성 영역 그리고 타이 층(104)이 불투과성 재료에 의해 덮이지 않은 영역에 대응하는 투과성 영역을 갖는다.
본 발명은 위에서 설명된 특정한 예로 제한되는 것으로 생각되지 않아야 하고, 오히려 첨부된 청구의 범위 내에 기재된 바와 같은 본 발명의 모든 태양을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명이 적용 가능할 수 있는 다수개의 구조물뿐만 아니라 다양한 변형, 등가 공정이 본 명세서의 검토 시에 당업자에게 용이하게 명백할 것이다.

Claims (33)

  1. 경화 에너지를 제공하도록 된 에너지 공급원과,
    경화 에너지에 투과성인 제1 기판 상에 배치되는 경화 에너지에 불투과성인 제1의 복수의 영역을 포함하며, 경화 에너지에 불투과성인 제1의 복수의 영역은 제1 패턴을 한정하는 제1의 패터닝된 롤과,
    제2 패턴을 한정하는 제2의 복수의 영역을 포함하는 제2의 패터닝된 롤과,
    제1 및 제2 패턴이 100 ㎛ 이내까지 연속 정합 상태로 유지되도록 제1 및 제2의 패터닝된 롤을 회전시키는 수단을 포함하는 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 제2의 패터닝된 롤은 경화 에너지에 투과성인 제2 기판 상에 배치되는 경화 에너지에 불투과성인 제2의 복수의 영역을 포함하며, 경화 에너지에 불투과성인 제2의 복수의 영역은 제2 패턴을 한정하는 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2 패턴은 10 ㎛ 이내까지 연속 정합 상태로 유지되는 조립체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1의 복수의 영역은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 98%를 차단하는 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 기판은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 25%가 제1 기판을 통과하게 하는 조립체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 기판은 제1 기판 외부 표면을 한정하고, 제1의 복수의 영역은 제1 기판 외부 표면으로부터 반경 방향으로 외향으로 연장되는 조립체.
  7. 제2항에 있어서, 제2 기판은 제2 기판 외부 표면을 한정하고, 제2의 복수의 영역은 제2 기판 외부 표면으로부터 반경 방향으로 외향으로 연장되는 조립체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 기판은 외주연을 한정하고, 제1의 복수의 영역은 외주연 근처에 위치되고, 제1의 복수의 영역에 의해 덮이지 않은 제1 기판의 일부가 외주연으로부터 내향으로 연장되는 조립체.
  9. 제2항에 있어서, 제2 기판은 외주연을 한정하고, 제2의 복수의 영역은 외주연 근처에 위치되고, 제2의 복수의 영역에 의해 덮이지 않은 제2 기판의 일부가 외주연으로부터 내향으로 연장되는 조립체.
  10. 경화 에너지를 제공하도록 된 에너지 공급원과,
    경화 에너지에 투과성인 제1 기판 상에 배치되는 경화 에너지에 불투과성인 제1의 복수의 영역을 포함하며, 제1의 복수의 영역은 제1의 상승된 패턴을 한정하는 제1의 패터닝된 롤과,
    경화 에너지에 투과성인 제2 기판 상에 배치되는 경화 에너지에 불투과성인 제2의 복수의 영역을 포함하며, 제2의 복수의 영역은 제2의 상승된 패턴을 한정하는 제2의 패터닝된 롤과,
    웨브를 제공하도록 그리고 제1 및 제2의 패터닝된 롤과 접촉 상태로 웨브를 이송하도록 되어 있으며, 웨브는 제1 및 제2 측면을 갖는 1개 이상의 이송 롤과,
    웨브가 제1의 패터닝된 롤과 접촉되기 전에 웨브의 제1 측면 상으로 또는 제1의 패터닝된 롤 상으로 경화 가능한 재료를 배치하도록 된 제1 분배기와,
    웨브가 제2의 패터닝된 롤과 접촉되기 전에 웨브의 제2 측면 상으로 또는 제2의 패터닝된 롤 상으로 경화 가능한 재료를 배치하도록 된 제2 분배기와,
    웨브가 연속 이동 상태에 있는 동안에 제1 및 제2의 상승된 패턴이 웨브의 제1 및 제2 측면 상의 경화 가능한 재료 내에 압박되도록 그리고 제1 및 제2의 상승된 패턴이 100 ㎛ 이내까지 웨브의 제1 및 제2 측면 상에 연속 정합 상태로 유지되도록 제1 및 제2의 패터닝된 롤을 회전시키는 수단을 포함하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 제1 및 제2 패턴은 10 ㎛ 이내까지 웨브의 제1 및 제2 측면 상에 연속 정합 상태에 있는 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 제1의 복수의 영역은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 98%를 차단하는 장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 제2의 복수의 영역은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 98%를 차단하는 장치.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 기판은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 25%가 제1 기판을 통과하게 하는 장치.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 기판은 그 상에 입사되는 경화 에너지의 적어도 25%가 제2 기판을 통과하게 하는 장치.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 웨브는 그 상에 입사되는 경화 에너지의 2% 미만이 웨브를 통과하게 하는 장치.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 에너지 공급원은 자외선 경화 에너지를 제공하도록 되어 있는 장치.
  18. 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 기판은 유리 실린더를 포함하는 장치.
  19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 기판은 중합체 실린더를 포함하는 장치.
  20. 제10항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 기판은 유리 실린더를 포함하는 장치.
  21. 제10항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 기판은 석영 실린더를 포함하는 장치.
  22. 제10항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 기판은 중합체 실린더를 포함하는 장치.
  23. 제10항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 제1의 복수의 영역은 크롬, 구리, 알루미늄 및 에폭시로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는 장치.
  24. 제10항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 제2의 복수의 영역은 크롬, 구리, 알루미늄 및 에폭시로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는 장치.
  25. 제10항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 경화 에너지를 제공하도록 된 에너지 공급원은 제1의 패터닝된 롤 내에 배치되는 제1 경화 에너지 공급원 그리고 제2의 패터닝된 롤 내에 배치되는 제2 경화 에너지 공급원을 포함하는 장치.
  26. 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 불투과성 웨브를 패터닝하는 방법에 있어서,
    제1의 패터닝된 롤 그리고 제2의 패터닝된 롤로써 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 웨브 상으로 경화 가능한 재료를 패터닝하는 단계에서, 제1의 패터닝된 롤은 투과성 기판 상에 배치되는 제1의 복수의 상승된 불투과성 영역을 포함하고, 제2의 패터닝된 롤은 투과성 기판 상에 배치되는 제2의 복수의 상승된 불투과성 영역을 포함하는 단계와,
    적어도 부분적으로 제1의 패터닝된 롤 그리고 제2의 패터닝된 롤을 통해 자외 복사선을 안내하며, 그에 의해 제1 패턴을 형성하기 위해 웨브의 제1 측면 상의 경화 가능한 재료를 경화시키고, 제2 패턴을 형성하기 위해 웨브의 제2 측면 상의 경화 가능한 재료를 경화시키는 단계를 포함하며,
    웨브의 제1 및 제2 측면은 제1 및 제2 패턴이 100 ㎛ 이내까지 연속 정합 상태로 유지되도록 웨브가 연속 이동 상태에 있는 동안에 패터닝되는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 제1 및 제2 패턴은 10 ㎛ 이내까지 정합 상태로 웨브의 제1 및 제2 측면으로 전사되는 방법.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 웨브 상으로 경화 가능한 재료를 배치하는 단계는,
    웨브의 제1 측면이 제1의 패터닝된 롤과 접촉되기 전에 제1의 패터닝된 롤 상으로 경화 가능한 재료를 배치하는 단계와,
    웨브의 제2 측면이 제2의 패터닝된 롤과 접촉되기 전에 제2의 패터닝된 롤 상으로 경화 가능한 재료를 배치하는 단계를 포함하는 방법.
  29. 외부 표면을 갖는 경화 에너지 투과성 실린더에서, 그 상에 입사되는 경화 광의 적어도 10%가 실린더를 통과하게 하는 경화 에너지 투과성 실린더와,
    경화 에너지 투과성 실린더의 외부 표면 상에 배치되는 타이 층과,
    패턴을 형성하기 위해 타이 층 상에 배치되는 복수의 경화 에너지 불투과성 특징부에서, 그 상에 입사되는 경화 광의 적어도 95%를 차단하는 복수의 경화 에너지 불투과성 특징부를 포함하는 패터닝된 롤.
  30. 제29항에 있어서, 경화 에너지 투과성 실린더는 석영 실린더를 포함하는 패터닝된 롤.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서, 타이 층은 티타늄 타이 층을 포함하는 패터닝된 롤.
  32. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 경화 에너지 불투과성 특징부는 복수의 크롬 특징부를 포함하는 패터닝된 롤.
  33. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 선택된 경화 에너지 불투과성 특징부는 경화 에너지 투과성 기판 표면에 의해 포위되는 패터닝된 롤.
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