2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26709004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長藤 圭介 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50546231)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 超精密金型転写 / 高速組立成型 / マイクロ・ナノデバイス / トライボロジ― / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ナノ構造型表面をレーザで直接加熱することを利用して超高速でロール連続転写する技術を開発することだった．ナノ構造を有するロール型Ni金型にPMMA（ポリエチレンメタクリレート）フィルムをガラスロールで押さえつけ，そのガラスロールの裏側から高出力レーザを照射，スキャンすることで，Ni表面を加熱，熱伝導でPMMA表面を加熱・溶融し，金型へ充填するシステムを設計・製作した．100Wのファイバーレーザを用いることで，1000 mm2/sの転写速度で，サブミクロンのパターンを転写することに成功した．パワー密度が高いほど，照射時間が短いほど転写速度が高いことがわかり，これを，3次元非定常熱伝導解析を用いて定量的に考察した．樹脂の流動は有限の時間が必要だが，その流動速度が律速になる条件での転写に成功した．1ミクロン以上のパターンにおいては，サブミクロンのパターンに比べて，成形に必要なレーザエネルギーが大きくなったが，これは，より深い領域の樹脂の加熱および流動が必要なためであり，このことも熱伝導解析により考察した．
また，この方法を用いて，ラインアンドスペース構造，テーパ付きピラー構造，マイクロレンズアレイへ転写し，回折格子，ディスプレイ／太陽電池用反射防止構造，照明用光取出し構造を成形した．それぞれの構造評価およびFDTD（有限差分時間領域）法による光学評価を行い，レーザ加熱ロール成形の光学フィルムへの応用実用性を示した．
さらに，回折格子パターンにおいて，レーザの反射干渉現象を応用した樹脂の充填度をその場観察する方法を開発し，AFM（原子間力顕微鏡）による構造解析およびFDTDによる光学評価を行うことで，その有用性を示した．レーザ加熱法と組み合わせることで，よりロバストな製造法になると考えられる．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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