CN104070681A - 连续压印成型方法及连续压印成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续压印成型方法，包括如下步骤：使一个或多个硬性基材沿传输路径前进；在所述一个或多个硬性基材的待压印部位上涂布聚合物层；利用放模装置沿送模路径传送表面具有微结构的软压模，所述软压模的微结构与已涂布有聚合物层的所述待压印部位相对设置；以辊压方式使软压模与已涂布有聚合物层的所述待压印部位逐步压合，且压合时同时使用固化装置完成对聚合物层的固化。此外还提出一种连续压印成型装置。上述连续压印成型方法和装置每次都是采用新的软压模对硬性基材进行压印，软压模不会被灰尘或者被胶状物质残留，生产过程中无需对软压模进行清洗，生产效率提高，产品良率也同样提高。

Description

连续压印成型方法及连续压印成型装置

技术领域

本发明涉及微纳米压印领域，特别是涉及一种连续压印成型方法及连续压印成型装置。

背景技术

压印是指将被压印材料置于模具和基材之间，在压力作用下使材料充塞进有起伏结构的模具中，固化后脱模完成模具图形复制的技术。压印特别是微纳米压印在光学膜、防伪标签、光碟、微机电系统等图形化制备中有着不可替代的作用，是光学显示、信息存储、生物医药等高科技领域研究的重要对象。相比于紫外光刻、电子束或离子束光刻等微纳加工手段，微纳米压印技术具有操作简单、极限分辨率高、重复性好等优点。

在OGS（One glass solution，一体化触控）制备过程中，在对于硬质基材进行压印的过程中，由于软压模的连续使用，软压模会被灰尘或者被胶状物质残留，这样会导致生产的良率下降，在生产过程中对软压模进行清洗，生产效率下降；在对于OGS压印还存在玻璃和模具之间的对准精度不够的问题；在压印的过程中，软压模和基材之间存在气泡，影响外观，如要消除气泡需要引入抽真空步骤来排除软压模和压印材料之间的气泡，所以存在两个问题：(1)需要搭建密闭空间，营造真空环境；(2)抽真空过程耗时非常长。

发明内容

基于此，有必要提出一种能够实现连续压印且生产效率较高的连续压印成型方法及连续压印成型装置。

一种连续压印成型方法，包括如下步骤：

使一个或多个硬性基材沿传输路径前进；

在所述一个或多个硬性基材的待压印部位上涂布聚合物层；

利用放模装置沿送模路径传送表面具有微结构的软压模，所述软压模的微结构与已涂布有聚合物层的所述待压印部位相对设置；

以辊压方式使软压模与已涂布有聚合物层的所述待压印部位逐步压合，且压合时同时使用固化装置完成对聚合物层的固化。

在其中一个实施例中，所述在一个或多个硬性基材的待压印部位上涂布聚合物层的步骤中，涂布聚合物层的方式为辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布。

在其中一个实施例中，所述的固化为紫外固化或加热固化。

在其中一个实施例中，所述以辊压方式使软压模与已涂布有聚合物层的所述待压印部位逐步压合，且压合时同时使用固化装置完成对聚合物层的固化的步骤包括：

使压辊初始位置位于软压模一端的正上方，然后使压辊下降顶压软压模，使软压模的一端与硬性基材的待压印部位的一端实现初始贴合；

打开固化装置，将初始贴合点的聚合物层固化；

压辊从软压模一端的初始贴合点开始向软压模另一端匀速滚压，使软压模与硬性基材的待压印部位逐步贴合，且同步固化；

压印完成，压辊回到初始位置。

在其中一个实施例中，在进行所述以辊压方式使软压模与已涂布有聚合物层的所述待压印部位逐步压合，且压合时同时使用固化装置完成对聚合物层的固化的步骤之前，利用对准探头识别硬性基材上的对准标记和软压模上对应的对准标记，并完成对准。

在其中一个实施例中，辊压及固化完成后，将软压模剥离并转移至收模装置。

一种连续压印成型装置，包括：用以沿传输路径输送硬性基材的传输机构、向所述硬性基材上涂布聚合物层的涂布机构以及压印成型机构，所述压印成型机构包括用以放置表面具有微结构的软压模的放模装置、收模装置、将软压模连接于收模装置的中间传动装置、用于以辊压方式使软压模与硬性基材逐步压合的压辊，及安装于压辊内部或与压辊并列放置的固化装置。

在其中一个实施例中，所述固化装置为紫外光源或加热装置。

在其中一个实施例中，所述涂布机构为辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布。

在其中一个实施例中，所述放模装置上放置有表面具有微结构的软压模，所述微结构最小线宽为500nm～200μm，高度为500nm～200μm。

在其中一个实施例中，所述连续压印成型装置还包括与所述中间传动装置相对设置或同侧设置的对准机构，所述对准机构设有对准探头。

上述连续压印成型方法及连续压印成型装置中，通过送模路径输送软压模，保证每次都是采用新的软压模对硬性基材进行压印，软压模在压印过程不会被灰尘或者胶状物质残留，生产过程中无需对软压模进行清洗，生产效率提高，产品良率也同样提高；压印过程中采取辊压方式，使软压模与硬性基材逐步贴合，可有效排挤聚合物层与软压模之间的气泡，获得高质量的压印图形，同时不需要在真空环境下进行，能够节约时间，适合大面积连续压印。

附图说明

图1为一个实施例的连续压印装置的结构示意图；

图2为辊压方式的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

本发明提供了一种连续压印成型方法，步骤如下：

步骤S110，使一个或多个硬性基材沿传输路径前进。本实施例中，可以是用传输装置连续传输多个硬性基材，如玻璃，然后在不同的工位上分别完成涂聚合物层、对准、压印等工序，进而实现连续压印多个硬性基材。当然，也可以是传输一个长形的硬性基材，如玻璃带，在玻璃带的多个部位上依次压印，实现连续压印。

步骤S120，在所述一个或多个硬性基材的待压印部位上涂布聚合物层。本实施例中，向硬性基材需要压印图案的表面或部位涂布聚合物层，聚合物层可以是UV（Ultraviolet Rays，紫外线）胶。涂布方式不限，可以是辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布。另外，为了提高效率且使涂布均匀，优先使用自动化涂胶设备，如可以采用辊轮式单面涂胶设备进行涂布。

如果是连续压印多个硬性基材，通常的情况下，硬性基材（如触摸屏玻璃）的一面将全部涂上聚合物层。另外，如果是连续压印多个硬性基材，在前一个硬性基材上涂完聚合物层后，就可以准备涂布后一个硬性基材，其中后一个硬性基材的涂布聚合物层的工作，不一定要等到前一个硬性基材压印完全结束后进行，只要前一个硬性基材已离开涂布工位，后一个硬性基材被输送至涂布工位即可进行涂布，这样能更好保证连续压印的效率，这也是流水线方式作业的特点。类似地，如果是在一个玻璃带的多个部位上压印，也可以如此操作，只要前一个部位已经涂上聚合物层且已离开涂布工位，就可以开始在后一个部位上涂布聚合物层。

此外，可以理解，还可以在压印开始前将所有需要涂布的多个硬性基材或一个硬性基材的多个待压印部位全部涂上聚合物层。

步骤S130，利用放模装置沿送模路径传送表面具有微结构的软压模，所述软压模的微结构与已涂布有聚合物层的所述待压印部位相对设置。

本步骤中，使用放模装置沿送模路径传送表面具有微结构的软压模，这样可以保证每传送过来一个新的需要压印的硬性基材或需要压印的待压印部位时，能够对应输送一个新的软压模。如此在连续压印过程中，每次压印所使用的软压模都是新的，因此软压模不会被灰尘或者胶状物质残留，且生产过程中无需对软压模进行清洗，后续集中清理使用过的软压模即可，使生产效率提高，产品良率也同样提高。

步骤S140，以辊压方式使软压模与已涂布有聚合物层的所述待压印部位逐步压合，且压合时同时使用固化装置完成对聚合物层的固化。

请结合参考图2，本实施例中，所述辊压方式为：

步骤一、使压辊初始位置位于软压模一端的正上方，压辊下降顶压软压模，使软压模的一端与硬性基材的待压印部位的一端实现初始贴合。本实施例中，压辊顶压软压模的方式可有效排挤硬性基材上的UV胶与软压模之间的气泡，获得高质量的压印图形，并且无需在真空环境下进行。

步骤二、打开固化装置，将初始贴合点的聚合物层固化。

步骤三、压辊从软压模一端的初始贴合点开始向软压模另一端匀速滚压，使软压模与硬性基材的待压印部位逐步贴合，且同步固化。

步骤四、压印完成，压辊回到初始位置。压辊回到其初始位置，就可以准备进行下一次压印。

本实施中，固化可以采用紫外光照射固化或加热固化，固化同压印同步进行，将原本分两步执行的压印、固化工艺在生产线上一次完成，从而提高了效率。

此外，由于硬性基材与软压模在传送过程位置可能发生偏差，为了避免这种情况，辊压开始前利用对准机构中的对准探头（如CCD，Charge-coupledDevice，图像传感探头）识别硬性基材的对准标记和软压模上对应的对准标记，通过对准机构的进一步调整，完成对准，这样位置偏差不会累积，位置偏差能控制在50μm以内。

步骤S150，辊压及固化完成后，将软压模剥离并转移至收模装置。压印及固化完成后，将软压模从硬性基材上剥离并转移至收模装置，下一次压印时只能使用重新传送的软压模，而收集到的使用过的软压模可以留待后续集中清理，生产过程中无需对使用过的软压模进行清洗，生产效率提高。

综上，当连续供给多个硬性基材时，利用上述方法及可以实现连续压印，且每次压印时均能保证使用新的软压模，生产效率高，另外，辊压的方式可有效排挤聚合物层与软压模之间的气泡，获得高质量的压印图形，同时不需要在真空环境下进行，能够节约时间，适合大面积连续压印。类似地，一个具有多个待压印部位的硬性基材连续前进时，利用上述方法，多个待压印部位得以实现连续压印。

本发明还提供了一种能够实现上述连续压印成型方法的连续压印成型装置。

请参考图1，一个实施例的连续压印成型装置包括用以沿传输路径传送硬性基材200的传输机构110、向所述硬性基材200上涂布聚合物层的涂布机构120、对准机构130和将软压模300与硬性基材200压合的压印成型机构。涂布机构120、对准机构130和压印成型机构则设置于传输机构110的传输路径上，分别用来完成涂布聚合物层400、对准软压模300与硬性基材200、压印等工作，从而当传输机构110沿设定速率连续输送多个硬性基材200时，连续压印成型装置能够实现连续压印多个硬性基材200。

传输机构110是能够沿直线轨迹传送物品的流水生产线。例如，传输机构110可以采取如下方式：两端分别设置放料辊和收料辊，利用传送轨道输送硬性基材200。

涂布机构120涂布聚合物层的方式不限，可采用自动化涂胶设备，可以是辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布，只要能够将聚合物层400涂布到硬性基材200上即可。例如，可以采用辊轮式单面涂胶设备。

对准机构130用以在压印前将硬性基材200与软压模300对准。对准机构130设有对准探头（如CCD探头），用来识别软压模300和硬性基材200边缘处的对准标记，进而完成对准。

压印成型机构包括用来放置软压模300的放模装置142、收模装置143和用以沿送模路径输送软压模300并在压印结束后将软压模300传送给收模装置143的中间传动装置144、以辊压方式使软压模300与硬性基材200逐步压合的压辊145，及安装于压辊145内部或与压辊145并列放置的固化装置146。

本实施例中，固化装置146为紫外光源或加热装置，压印时跟随压辊145一起运动，以保证压印的同时对聚合物层400进行固化。辊压方式前文中已详细描述，不再赘述。

本实施例中，软压模300的表面具有微结构310，微结构310最小线宽为500nm～200μm，高度为500nm～200μm。当软压模300表面的微结构310与硬性基材200表面的聚合物层400压合时，就能在硬性基材200表面制得需要的图案。

对准机构130与中间传动装置144相对设置或同侧设置，这样连续压印成型装置工作时，对准机构130与软压模300同侧或相对设置。对准机构130和压印成型机构通常集成一个机台上。

下面结合图1和图2，说明利用连续压印成型装置进行连续压印成型的过程。

首先，完成准备工作：将硬性基材200安置于传输机构110，将多个软压模300（图中仅显示了出一个准备用以压印的软压模）放置于放模装置142上。

然后，利用传输机构110按设定速率连续传送多个硬性基材200，用涂布机构120在硬性基材200需压印的一面（即待压印部位，此处为图1中所示涂有聚合物层400的一面）涂布聚合物层400。接下来，涂布有聚合物层400的硬性基材200被传送至压印位置，而此时放模装置142通过中间传动装置144传送软压模300，软压模300具有微结构310的一面与硬性基材200涂有聚合物层400的一面相对，再使用对准机构130中的对准探头识别硬性基材200的对准标记和软压模300上对应的对准标记，完成对准。

请结合参考图2，完成对准后，压辊145下压顶压软压模300，使软压模300的一端与硬性基材200涂有聚合物层400的一面的一端实现初始贴合，并打开固化装置146将初始贴合点的聚合物层固化；然后压辊145从软压模300一端的初始贴合点开始向软压模300另一端匀速滚压，使软压模300与硬性基材200的涂有聚合物层400的一面逐步贴合且同步固化。

压印完成后，压辊145回到初始位置以便进行下一次压印。同时，将使用过的软压模300从硬性基材200上剥离并通过中间传动装置144传送至收模装置143，以便集中清理。这样，当连续传送多个硬性基材200时，同时对应传送多个软压模300，连续压印成型装置就能实现连续压印。另外，前文已指出，连续压印时，不一定是连续压印多个硬性基材，也可以是对一个硬性基材上的多个部位进行连续压印，只要保证每次压印时所使用的软压模均是新的即可。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种连续压印成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

使一个或多个硬性基材沿传输路径前进；

在所述一个或多个硬性基材的待压印部位上涂布聚合物层；

利用放模装置沿送模路径传送表面具有微结构的软压模，所述软压模的微结构与已涂布有聚合物层的所述待压印部位相对设置；

以辊压方式使软压模与已涂布有聚合物层的所述待压印部位逐步压合，且压合时同时使用固化装置完成对聚合物层的固化。

2.根据权利要求1所述的连续压印成型方法，其特征在于，所述在一个或多个硬性基材的待压印部位上涂布聚合物层的步骤中，涂布聚合物层的方式为辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布。

3.根据权利要求1所述的连续压印成型方法，其特征在于，所述的固化为紫外固化或加热固化。

4.根据权利要求1所述的连续压印成型方法，其特征在于，所述以辊压方式使软压模与已涂布有聚合物层的所述待压印部位逐步压合，且压合时同时使用固化装置完成对聚合物层的固化的步骤包括：

使压辊初始位置位于软压模一端的正上方，然后使压辊下降顶压软压模，使软压模的一端与硬性基材的待压印部位的一端实现初始贴合；

打开固化装置，将初始贴合点的聚合物层固化；

压辊从软压模一端的初始贴合点开始向软压模另一端匀速滚压，使软压模与硬性基材的待压印部位逐步贴合，且同步固化；

压印完成，压辊回到初始位置。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的连续压印成型方法，其特征在于，在进行所述以辊压方式使软压模与已涂布有聚合物层的所述待压印部位逐步压合，且压合时同时使用固化装置完成对聚合物层的固化的步骤之前，利用对准探头识别硬性基材上的对准标记和软压模上对应的对准标记，并完成对准。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的连续压印成型方法，其特征在于，辊压及固化完成后，将软压模剥离并转移至收模装置。

7.一种连续压印成型装置，其特征在于，包括：用以沿传输路径输送硬性基材的传输机构、向所述硬性基材上涂布聚合物层的涂布机构以及压印成型机构，所述压印成型机构包括用以放置表面具有微结构的软压模的放模装置、收模装置、将软压模连接于收模装置的中间传动装置、用于以辊压方式使软压模与硬性基材逐步压合的压辊，及安装于压辊内部或与压辊并列放置的固化装置。

8.根据权利要求7所述的连续压印成型装置，其特征在于，所述固化装置为紫外光源或加热装置。

9.根据权利要求7所述的连续压印成型装置，其特征在于，所述涂布机构为辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布。

10.根据权利要求7至9中任一权利要求所述的连续压印成型装置，其特征在于，所述放模装置上放置有表面具有微结构的软压模，所述微结构最小线宽为500nm～200μm，高度为500nm～200μm。

11.根据权利要求7至9中任一权利要求所述的连续压印成型装置，其特征在于，所述连续压印成型装置还包括与所述中间传动装置相对设置或同侧设置的对准机构，所述对准机构设有对准探头。