[发明专利]图案化方法及图案化装置

说明书

本发明提供一种图案化方法，其不需要将光固化图案(固化物)从脱模层剥离，能够简便且在短时间内形成光固化图案。图案化方法具备以下工序：i)对具备具有光照射面的底部的造型用托盘供给具有比重d₁的液状脱模材料、及具有比比重d₁小的比重d₂且与脱模材料呈相分离的液状的图案化材料，设置与底部接触的脱模材料的第1液层，同时在第1液层上形成与其接触的图案化材料的第2液层，在第2液层的与第1液层的界面附近形成图案化材料的液膜的工序；和ii)隔着第1液层对液膜照射光，使液膜光固化而形成图案的工序。

技术领域

本发明涉及光造型中利用的图案化方法及图案化装置。

背景技术

在以3D打印为首的光造型用途中，以往，光造型的平台(基座)在朝上的状态下被浸渍于托盘内的光固化性材料中。在该情况下，通过从上方朝向平台进行光照射来形成光固化图案(光固化性材料的固化物)，并通过将平台的下降和光照射反复进行来层叠光固化图案，从而形成三维造型体。但是，在该方法中，由于需要许多的光固化性材料，所以不利于成本。

从解决这样的课题的观点出发，最近，采用了垂吊方式的光造型。在垂吊方式的光造型中，将少量的光固化性材料供给到可透射所照射的光的托盘中并将平台浸渍于光固化性材料中，从托盘的下方朝向平台进行光照射而形成光固化图案。在该情况下，通过每形成图案就使平台上升，并将该平台的上升和光照射反复进行，从而形成三维造型体。

在垂吊方式的光造型中，为了使形成于托盘的内底面与平台之间的光固化图案从托盘的内底面剥离并与平台一起上升，在托盘的内底面形成由FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)或PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物)等形成的膜状的脱模层(例如专利文献1)。

图2是用于说明一般的利用垂吊方式的三维光造型的图案化方法的工序的截面示意图。如图2中所示的那样，在垂吊方式的光造型中，首先，在平台104的图案形成面104a与配置于托盘103的内底面的脱模层101之间形成光固化性材料(图案化材料)102的液膜102a(工序(a))。从托盘103的底部通过光源105朝向图案形成面104a照射光L而使液膜102a固化，形成图案102b(工序(b))。接着，使平台104上升而使图案102b从脱模层101剥离(工序(c))。但是，图案102b由于在与脱模层101接触的状态下固化而不容易剥离，所以以一定程度大的力使平台104上升来促进图案102b的从脱模层101的剥离。若猛力地使平台104上升，则为了在图案102b与脱模层101之间形成适度的厚度的液膜102a，需要再次使平台104下降(工序(d))。另外，伴随着工序(c)及工序(d)中的平台104的上升及下降，平台104与脱模层101之间的图案化材料流动而产生扰乱。因此，需要在静置至形成另一液膜102a、图案化材料的扰乱在一定程度上消除为止(工序(e))后，再次由光源105朝向朝膜102a照射光L，使液膜102a固化来形成另一个图案102b(工序(f))。

另外，还研究了使用具备可透过所照射的光和氧的底部的托盘来进行光造型的方法。在该方法中，通过氧从底部流入托盘内，在托盘的内底面附近形成固化反应被阻碍的未固化的树脂的薄层(无感区，dead zone)，从而连续地进行图案化(非专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-137392号公报

非专利文献

非专利文献1：Science vol.347,1349-1352页

发明内容

发明所要解决的问题

在以往的垂吊方式的光造型中，为了将图案从脱模层剥离而变得需要使平台上升及下降，并且还变得需要静置到液膜的扰乱被消除为止的时间。因此，工序繁杂，并且光造型需要花费时间。