CN105511223B - 应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置及软膜压印方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置，包括滚动单元和模板，该模板于其上连接处形成与滚动单元的固定连接或者可拆卸连接，该模板的其余部分则覆于滚动单元的滚动面。同时，本发明还公开了一种应用于紫外固化纳米压印的软膜压印方法。本发明的软膜压印装置相较于现有技术，其对模板的压印制作是逐渐展开的，因此其对模板的压制力是均匀分布的，由此便不会产生像现有技术中所产生的模板覆盖深浅的问题，从而保证图案印制的均匀性，提高产品的良率。

Description

应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置及软膜压印方法

技术领域

本发明属于微纳米器件图案化制作技术领域，具体涉及一种应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置及软膜压印方法。

背景技术

现有的纳米压印技术主要有三种：热压印技术、紫外线压印技术和微接触纳米压印技术。其中，由于热压印技术固有的升降温过程和高压过程，目前还存在效率低的问题，实用中具有相当的技术难度，而紫外线压印技术是通过在压印胶中掺入光敏物质使得压印胶在紫外光照后可以固化从而实现室温压甲的纳米压印技术，其工艺所要求的压力也大大降低，因此紫外线压印技术是一种比较有前途的纳米图形转换技术，对其进行优化和改进，具有显著的市场价值。目前对其的研究也在逐步展开。

申请号为201110118347.2的中国发明专利便公开了一种应用这种紫外线压印技术的滚轮式紫外线软压印方法。该发明专利公开的软印方法中，通过一滚轮将模板压覆于压印胶上，再将模板从压印胶上剥离，从而实现模板图案向压印胶的转移。

该发明专利中所采用的滚轮压覆技术可以通过不断地滚动作用克服表面的不平整现象，但是由于其滚动是在模板已经覆盖于或者部分覆盖于压印胶的前提下进行的，因此在进行滚动作业后，模板已经覆盖于压印胶的部分会存在第二次的压制（第一次为人手或者设备铺设于压印胶上所产生的压制，第二次即为滚轮滚动所产生的压制），而模板其他未覆盖于压印胶或者未完全覆盖于压印胶的部分，只会因为滚轮产生一次压制，因此压印胶与模板的各个部分便在压制上产生了差别，从而会影响整块模板与压印胶之间图案转移的均匀性，即产生深浅，这种均匀性也会直接导致产品的不良率的产生。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可以有效提高压印均匀度的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置，同时还公开了一种采用这种软膜压印装置的软膜压印方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置，包括滚动单元和模板，该模板于其上连接处形成与滚动单元的固定连接或者可拆卸连接，该模板的其余部分则覆于滚动单元的滚动面。

本发明的软膜压印装置主要加入了滚动单元的改进，在模板上择好连接处并在该处固定连接或者可拆卸连接滚动单元，模板的其余部分则是覆于滚动单元的滚动面上，即模板的其余部分并不与滚动单元产生连接关系，其只是覆盖于滚动面上，在进行作业时，滚动单元以产品上的一个点作为起点开始滚动，滚动的同时，模板逐渐脱离滚动单元的滚动面并逐渐覆盖于紫外固化胶上，直到模板脱离至其与滚动单元的连接处时，由于该处是与滚动单元固定连接或者可拆卸连接的，因此模板至此已不能脱离滚动单元，使得滚动单元的滚动也即刻停止，此时根据设定的滚动距离，模板也可以正好完全铺设于产品表面的紫外固化胶上。

根据上述的工作过程，我们可以看到，本发明的软膜压印装置相较于现有技术，其对模板的压制是逐渐展开的，因此其对模板的压制力是均匀分布的，由此便不会产生像现有技术中所产生的模板覆盖深浅的问题，从而保证图案印制的均匀性，提高产品的良率。

虽然，本发明的软膜压印装置所采用的技术方案算不上十分复杂，其与现有技术一样仍然是采用滚动单元来进行模板的压制，但是通过本发明的改进，使得图案印制的均匀性相对于现有技术得到了提高，也就是说，其相对于现有技术取得了意想不到的技术效果。

在上述技术方案的基础上，本发明的软膜压印装置还可以作如下改进：

作为优选的方案，上述的连接处位于模板的端部。

采用上述优选的方案，当从模板的另一相对的端部逐渐展开时，模板的印制和滚动单元的滚动便可以方便地结束于模板的该端部，从而可以充分利用模板所有的长度或者说面积。

作为优选的方案，上述的模板还于其上第二连接处形成与滚动单元的可分离连接。

采用上述优选的方案，相对模板与滚动单元的固定连接或可拆卸连接，再加设可分离连接的连接关系，使得在滚动前，模板可以充分覆于滚动单元的滚动面上，保证其与滚动面之间不会产生间隙等现象，从而也可以帮助提高图案印制的均匀性。例如，将滚动单元的开始点从第二连接处开始时，滚动单元便可以逐步地滚动至上述的连接处止。

作为优选的方案，上述的滚动单元由驱动单元驱动其滚动。

采用上述优选的方案，在应对于一些较大面积的印制时，我们还可以在滚动单元的滚动轴上连接电机等驱动单元来驱动滚动单元的滚动，使得实现一些大面积的印制也成为可能。

作为优选的方案，上述的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置还包括设置于产品底部的可调底座。

采用上述优选的方案，使得产品在印制前还可以调整自身的位置，来适应滚动单元的位置或者其滚动方向等。

应用于紫外固化纳米压印的软膜压印方法，包括准备具有设定图案的模

板和在产品表面涂覆紫外固化胶的步骤，其还包括以下实施步骤：

1）将模板覆于滚动单元的滚动面上，同时在该模板上设置固定连接或者可拆卸连接于该滚动单元的连接处；

2）将模板和滚动单元放置于产品上，该滚动单元以产品上的一个点作为起点开始滚动，滚动单元滚动的同时，该模板逐渐脱离滚动单元的滚动面并逐渐覆盖于涂覆有紫外固化胶的基底上；

3）模板脱离至其与滚动单元的连接处时，该滚动单元的滚动停止，该模板完全覆盖于紫外固化胶上。

本发明的软膜压印方法主要加入了滚动单元的改进，在模板上择好连接处并在该处固定连接或者可拆卸连接滚动单元，模板的其余部分则是覆于滚动单元的滚动面上，即模板的其余部分并不与滚动单元产生连接关系，其只是覆盖于滚动面上，在进行作业时，滚动单元以产品上的一个点作为起点开始滚动，滚动的同时，模板逐渐脱离滚动单元的滚动面并逐渐覆盖于紫外固化胶上，直到模板脱离至其与滚动单元的连接处时，由于该处是与滚动单元固定连接或者可拆卸连接的，因此模板至此已不能脱离滚动单元，使得滚动单元的滚动也即刻停止，此时根据设定的滚动距离，模板也可以正好完全铺设于产品表面的紫外固化胶上。

根据上述的工作过程，我们可以看到，本发明的软膜压印方法相较于现有技术，其对模板的压制是逐渐展开的，因此其对模板的压制力是均匀分布的，由此便不会产生像现有技术中所产生的模板覆盖深浅的问题，从而保证图案印制的均匀性，提高产品的良率。

虽然，本发明所采用的技术方案算不上十分复杂，其与现有技术一样仍然是采用滚动单元来进行模板的压制，但是通过本发明的改进，使得图案印制的均匀性相对于现有技术得到了提高，也就是说，其相对于现有技术取得了意想不到的技术效果。

在上述技术方案的基础上，本发明的软膜压印方法还可以作如下改进：

作为优选的方案，上述的方法还包括步骤4）：滚动单元继续以连接处作为起点向回滚动，模板逐渐脱离紫外固化胶并逐渐收回至滚动单元的滚动面，至该模板完全收回于该滚动单元的滚动面上后，模板的图案转移至紫外固化胶上。

采用上述优选的方案，使得脱模的过程也可以借助于滚动单元的滚动作用往回收，其工作过程与上述的压制过程一样，只是滚动方向相反，因此其在上述技术效果的基础上，还使得脱模时，模板从紫外固化胶上的脱离力也可以形成均匀的分布，从而可以进一步地提高图案印制的均匀性。

作为优选的方案，上述的滚动单元由驱动单元驱动滚动。

采用上述优选的方案，在应对于一些较大面积的印制时，我们还可以在滚动单元的滚动轴上连接电机等驱动单元来驱动滚动单元的滚动，使得实现一些大面积的印制也成为可能。

作为优选的方案，上述的产品由可调底座调整位置。

采用上述优选的方案，使得产品在印制前还可以调整自身的位置，来适应滚动单元的位置或者其滚动方向等。

附图说明

图1为本发明的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置及软膜压印方法在压制开始前的示意图。

图2为本发明的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置及软膜压印方法在压制开始后的示意图。

图3为本发明的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置及软膜压印方法的脱模示意图。

其中，1.滚动单元 11.滚动面 2.模板 21.连接处 22.第二连接处 3.紫外固化胶4.产品 5.可调底座 6.紫外光源。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图1-3所示，在本发明的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置的一些实施方式中，包括滚动单元1和模板2，该模板2为柔性软模板，其材质为PDMS或PET等，该模板2于其上连接处21形成与滚动单元1的固定连接或者可拆卸连接，固定连接或者可拆卸连接具体可通过螺钉、插销、固定锁等已知方式进行连接，该模板2的其余部分则覆于滚动单元1的滚动面11。其中，滚动单元1具体可以采用滚轮、滚球、滚柱等方式进行实施，而连接处21的位置则可以根据需要设置在模板的任意地方，如根据需要铺设的长度和面积等需要，设定连接处21的位置，而连接处21的数量则可以根据需要设置一处或者多处，本领域技术人员在面对这些滚动单元1的具体形式，以及连接处21的位置和数量的变化，在不付出创造性劳动的前提下便可以得出，在此不再一一列举。

结合图1-3所示，本软膜压印装置主要加入了滚动单元1的改进，在模板2上择好连接处21并在该处固定连接或者可拆卸连接滚动单元1，模板2的其余部分则是覆于滚动单元1的滚动面11上，即模板2的其余部分并不与滚动单元1产生连接关系，其只是覆盖于滚动面11上，在进行作业时，滚动单元1以产品上的一个点作为起点开始滚动，滚动的同时，模板2逐渐脱离滚动单元1的滚动面11并逐渐覆盖于紫外固化胶3上，直到模板2脱离至其与滚动单元1的连接处21时，由于该处是与滚动单元1固定连接或者可拆卸连接的，因此模板2至此已不能脱离滚动单元1，使得滚动单元1的滚动也即刻停止，此时根据设定的滚动距离，模板2也可以正好完全铺设于产品4表面的紫外固化胶3上。

根据上述的工作过程，我们可以看到，本软膜压印装置相较于现有技术，其对模板的压制是逐渐展开的，因此其对模板的压制力是均匀分布的，由此便不会产生像现有技术中所产生的模板覆盖深浅的问题，从而保证图案印制的均匀性，提高产品的良率。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-3所示，在本发明

的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的连接处21位于模板2的端部。采用该实施例的方案，当从模板的另一相对的端部逐渐展开时，模板的印制和滚动单元的滚动便可以方便地结束于模板的该端部，从而可以充分利用模板所有的长度或者说面积。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-3所示，在本发明

的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的模板2还于其上第二连接处22形成与滚动单元1的可分离连接，该可分离连接同样可以通过螺钉、插销、固定锁等已知方式进行连接。采用该实施例的方案，相对模板与滚动单元的固定连接或可拆卸连接，再加设可分离连接的连接关系，使得在滚动前，模板可以充分覆于滚动单元的滚动面上，保证其与滚动面之间不会产生间隙等现象，从而也可以帮助提高图案印制的均匀性。例如，将滚动单元的开始点从第二连接处开始时，滚动单元便可以逐步地滚动至上述的连接处止。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-3所示，在本发明

的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的滚动单元由驱动单元（未示出）驱动其滚动。采用该实施例的方案，在应对于一些较大面积的印制时，我们还可以在滚动单元的滚动轴上连接电机等驱动单元来驱动滚动单元的滚动，使得实现一些大面积的印制也成为可能。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-3所示，在本发明

的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置还包括设置于产品4底部的可调底座5。该可调底座5可以由一些驱动装置，如直线电机或者气缸等，驱动其可以向多个方向移动，该结构可由一些公知常识获知，在此不再详细赘述。采用该实施例的方案，使得产品在印制前还可以调整自身的位置，来适应滚动单元的位置或者其滚动方向等。

为了达到本发明的目的，结合图1-2所示，在本发明的应用于紫

外光压印的软膜压印方法的一些实施方式中，包括准备具有设定图案的模板2和在产品4表面涂覆紫外固化胶3的步骤，其还包括以下实施步骤：

1）将模板2覆于滚动单元1的滚动面11上，同时在该模板2上设置固定连接或者可拆卸连接于该滚动单元1的连接处21，即图1中所示；

2）将模板2和滚动单元1放置于产品4上，该滚动单元1以产品4上的一个点作为起点开始滚动，滚动单元1滚动的同时，该模板2逐渐脱离滚动单元1的滚动面11并逐渐覆盖于紫外固化胶3上，即图1-2所示；

3）模板2脱离至其与滚动单元1的连接处21时，该滚动单元1的滚动停止，该模板2完全覆盖于紫外固化胶3上，即图2所示。

结合图1-3所示，本软膜压印方法主要加入了滚动单元1的改进，在模板2上择好连接处21并在该处固定连接或者可拆卸连接滚动单元1，模板2的其余部分则是覆于滚动单元1的滚动面11上，即模板2的其余部分并不与滚动单元1产生连接关系，其只是覆盖于滚动面11上，在进行作业时，滚动单元1以产品上的一个点作为起点开始滚动，滚动的同时，模板2逐渐脱离滚动单元1的滚动面11并逐渐覆盖于紫外固化胶3上，直到模板2脱离至其与滚动单元1的连接处21时，由于该处是与滚动单元1固定连接或者可拆卸连接的，因此模板2至此已不能脱离滚动单元1，使得滚动单元1的滚动也即刻停止，此时根据设定的滚动距离，模板2也可以正好完全铺设于产品4表面的紫外固化胶3上。

根据上述的工作过程，我们可以看到，本发明的软膜压印方法相较于现有技术，其对模板的压制是逐渐展开的，因此其对模板的压制力是均匀分布的，由此便不会产生像现有技术中所产生的模板覆盖深浅的问题，从而保证图案印制的均匀性，提高产品的良率。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图3所示，在本发明的

应用于紫外固化纳米压印的软膜压印方法的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的方法还包括步骤4），即通过滚动单元1进行的脱模步骤，该步骤为，滚动单元1继续以连接处21作为起点向回滚动，模板2逐渐脱离紫外固化胶3并逐渐收回至滚动单元1的滚动面11，至该模板2完全收回于该滚动单元1的滚动面11上后，模板2的图案转移至紫外固化胶3上。采用该实施例的方案，使得脱模的过程也可以借助于滚动单元的滚动作用往回收，其工作过程与上述的压制过程一样，只是滚动方向相反，因此其在上述技术效果的基础上，还使得脱模时，模板从紫外固化胶上的脱离力也可以形成均匀的分布，从而可以进一步地提高图案印制的均匀性。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-3所示，在本发明

的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印方法的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的滚动单元由驱动单元（未示出）驱动滚动。采用该实施例的方案，在应对于一些较大面积的印制时，我们还可以在滚动单元的滚动轴上连接电机等驱动单元来驱动滚动单元的滚动，使得实现一些大面积的印制也成为可能。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-3所示，在本发明

的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印方法的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的产品4由可调底座5调整位置。该可调底座5可以由一些驱动装置，如直线电机或者气缸等，驱动其可以向多个方向移动，该结构可由一些公知常识获知，在此不再详细赘述。采用该实施例的方案，使得产品在印制前还可以调整自身的位置，来适应滚动单元的位置或者其滚动方向等。

在上述的软膜压印方法中，如图1-3所示，在步骤3）之后，还会利用紫外光源6进行充分曝光，而对于本软膜压印方法的其他未提及的内容，都可以从申请号为201110118347.2的中国发明专利中得到参考，在此不再一一赘述。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。

Claims (8)

1.应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装置，包括滚动单元和模板，

其特征在于，所述模板于其上连接处形成与所述滚动单元的可拆卸连接，所述模板的其余部分则覆于所述滚动单元的滚动面；其中，

所述模板和所述滚动单元用于放置于产品上，所述滚动单元以所述产品上的一个点作为起点开始滚动，所述滚动单元滚动的同时，所述模板逐渐脱离所述滚动单元的滚动面并逐渐覆盖于所述紫外固化胶上；并且

所述滚动单元继续以所述连接处作为起点向回滚动，所述模板逐渐脱离所述紫外固化胶并逐渐收回至所述滚动单元的滚动面，至所述模板完全收回于所述滚动单元的滚动面上后，所述模板的图案转移至所述紫外固化胶上。

2.根据权利要求1所述的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装

置，其特征在于，所述连接处位于所述模板的端部。

3.根据权利要求1或2所述的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印

装置，其特征在于，所述模板还于其上第二连接处形成与所述滚动单元的可分离连接。

4.根据权利要求1所述的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装

置，其特征在于，所述滚动单元由驱动单元驱动其滚动。

5.根据权利要求1所述的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印装

置，其特征在于，还包括设置于产品底部的可调底座。

6.应用于紫外固化纳米压印的软膜压印方法，包括准备具有设定图

案的模板和在产品表面涂覆紫外固化胶的步骤，其特征在于，还包括以下实施步骤：

1）将模板覆于滚动单元的滚动面上，同时在所述模板上设置可拆卸连接于所述滚动单元的连接处；

2）将所述模板和所述滚动单元放置于所述产品上，所述滚动单元以所述产品上的一个点作为起点开始滚动，所述滚动单元滚动的同时，所述模板逐渐脱离所述滚动单元的滚动面并逐渐覆盖于所述紫外固化胶上；

3）所述模板脱离至其与所述滚动单元的连接处时，所述滚动单元的滚动停止，所述模板完全覆盖于所述紫外固化胶上；

4）所述滚动单元继续以所述连接处作为起点向回滚动，所述模板逐渐脱离所述紫外固化胶并逐渐收回至所述滚动单元的滚动面，至所述模板完全收回于所述滚动单元的滚动面上后，所述模板的图案转移至所述紫外固化胶上。

7.根据权利要求6所述的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印方法，其特征在于，所述滚动单元由驱动单元驱动滚动。

8.根据权利要求6所述的应用于紫外固化纳米压印的软膜压印方法，其特征在于，所述产品由可调底座调整位置。

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