CN108508698A - 用于图案压印的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将模具压印到铺设在基板上的树脂上的装置，包括：承载模具的压印辊；防止模具松动的浮动辊；被构造成驱动压印辊的第一驱动器；被构造成驱动浮动辊的第二驱动器；以及电连接到第一驱动器和第二驱动器并被配置为控制第一驱动器和第二驱动器的控制器。

Description

用于图案压印的装置和方法

技术领域

本公开涉及用于将形成在长形平坦片状模具上的不均匀图案压印到铺设在基板上的光敏化学品上以生产宏观电子装置(诸如触摸屏或显示屏)的装置和方法。

背景技术

诸如触摸屏或显示屏的宏观电子装置可以通过类似于光刻的工艺来制造。在该工艺中，具有遍及触摸屏或显示屏的图案的片状模具被压印在基板上的树脂上并从树脂上分离，以在树脂上形成镜像图案。之后通常丢弃模具。

日本专利申请公开No.2014-40070公开了一种相关技术，其中将长形模具从进给器进给至卷绕器并且在进给过程中将模具压印在基板上。

发明内容

上述参考文献中公开的技术可以提高生产率，但会消耗大量的模具。针对该问题创建了本文公开的装置和方法。

根据一个方面，一种将具有不均匀图案的片状模具从进给器进给到卷绕器并将该图案压印到铺设在基板上的树脂上的装置，其包括：压印辊，所述压印辊承载所述模具并且能够在第一位置和远离第一位置的第二位置之间与所述基板的表面平行地运动，并且所述压印辊设置成响应于从所述第一位置到所述第二位置的运动而将所述模具压印到所述基板上；浮动辊，所述浮动辊将所述模具朝向所述卷绕器引导并且能够在第三位置和第四位置之间运动，所述第三位置和所述第四位置在垂直于所述基板的表面的方向上分别靠近和远离所述基板；第一驱动器，所述第一驱动器被构造成在所述第一位置和所述第二位置之间驱动所述压印辊；第二驱动器，所述第二驱动器被构造成在所述第三位置和所述第四位置之间驱动所述浮动辊；以及控制器，所述控制器电连接到所述第一驱动器和所述第二驱动器并且被配置为控制所述第一驱动器和所述第二驱动器，所述控制器被配置为执行控制所述第一驱动器以使所述压印辊从所述第一位置运动到所述第二位置而将所述图案压印到所述树脂上并且控制所述第二驱动器以与所述压印辊从所述第一位置到所述第二位置的运动同步地使所述浮动辊从所述第四位置朝向所述第三位置运动而防止所述模具松动的第一控制。

根据另一方面，一种将具有不均匀图案的片状模具从进给器进给到卷绕器并将该图案压印到铺设在基板上的树脂上的方法，其包括：使承载所述模具的压印辊与所述基板的表面平行地从第一位置运动到远离所述第一位置的第二位置，以便响应该运动将所述模具压印到所述基板上；以及与所述压印辊从所述第一位置到所述第二位置的运动同步地使用于将所述模具引导到所述绕线器的浮动辊运动至更靠近所述基板，以防止所述模具松动。

附图说明

图1A是根据一个实施例的通过图案压印形成的产品的平面图。

图1B是从图1A中的箭头IB截取的侧视图。

图1C是从图1A中的线IC-IC截取的侧截面图。

图1D是从图1C中的区域ID截取的放大截面图。

图2A是从图1A中的区域IIA截取的放大平面图。

图2B是关于一个例子的对应于图2A的放大平面图。

图2C是关于另一个例子的对应于图2A的放大平面图。

图2D是关于又一个例子的对应于图2A的放大平面图。

图3A是基板的平面图，在该基板上附接有模具。

图3B是从图3A中的线IIIB-IIIB截取的侧视图。

图3C是从图3B中的区域IIIC截取的放大截面图。

图4A是基板和模具的示意性平面图，在该模具上铺设有掩模单元。

图4B是从图4A中的线IVB-IVB截取的示意性侧视图。

图4C是从图4B中的区域IVC截取的放大截面图。

图5A是压印后的基板的示意性平面图。

图5B是从图5A中的线VB-VB截取的示意性侧视图。

图5C是从图5B中的区域VC截取的放大截面图。

图6是根据一个实施例的用于图案压印的装置的示意性正视图，其中压印辊保持模具远离基板。

图7是从图6中的箭头VII观察的装置的示意性平面图。

图8是从图6中的线VIII-VIII截取的装置的示意性侧视图。

图9是从图6中的线IX-IX截取的装置的示意性侧视图。

图10是从图6中的线X-X截取的装置的示意性侧视图。

图11是处于压印辊运动以使得模具与基板面对面接触的状态下的装置的示意性正视图。

图12是在掩模单元在其上铺设有模具的基板上方运动的状态下的装置的示意性正视图。

图13是在掩模单元被压在其上铺设有模具的基板上并且紫外线源在扫描之前的状态下的装置的示意性正视图。

图14是在掩模单元被压在其上铺设有模具的基板上并且紫外线源在扫描之后的状态下的装置的示意性正视图。

图15A是在使压印辊运动之前的其上铺设有树脂的基板、模具和压印辊的示意性正视图。

图15B是在使压印辊运动过程中的其上铺设有树脂的基板、模具和压印辊的示意性正视图。

图15C是在使压印辊运动之后的其上铺设有树脂的基板、模具和压印辊的示意性正视图，其中模具完全与基板上的树脂面对面接触。

图16A是具有树脂的基板的示意性正视图，其中树脂在一个端部处具有增厚部分。

图16B是具有树脂的基板的示意性正视图，其中基板部分地未被树脂覆盖。

图16C是具有树脂的基板的示意性正视图，其中树脂具有除了所述一个端部之外的增厚部分。

图16D是具有树脂的基板的示意性正视图，其中树脂朝向一个端部变厚。

图17A是该装置中使用的掩模单元的示意性平面图。

图17B是根据另一个实施例的掩模单元的示意性平面图。

图17C是从图17B中的线XVIIC-XVIIC截取的截面图。

图17D是从图17C中的区域XVIID截取的放大截面图。

图18A是具有图17B中所示的掩模单元的基板的示意性平面图。

图18B是从图18A中的线XVIIIB-XVIIIB截取的示意性侧视图。

图18C是从图18B中的区域XVIIIC截取的放大截面图。

图19是一个半成品的示意性平面图，其中压印是反复执行的，从而使图案压印到基板上的多个区域上。

图20是根据另一个实例的具有多个被压印区域的半成品的示意性平面图。

图21A是根据修改的实施例的模具所穿过的辊的示意性正视图，其中在浮动辊运动之前的状态下设置有三个浮动辊。

图21B是浮动辊运动之后的辊的示意性正视图。

图22是根据另一个修改的实施例的辊的示意性平面图。

图23A是具有对应于图3A和4A的模具的掩模单元的示意性平面图。

图23B是从图23A中的线XXIIIB-XXIIIB截取的示意性侧视图。

图23C是从图23B中的区域XXIIIC截取的放大截面图。

具体实施方式

以下将参考附图来描述某些实施例。要注意的是，这些附图并不总是按比例绘制，因此元件之间的尺寸关系不限于图中所示的那些。这些图的一些中的双头箭头X、Y和Z分别描绘正交坐标系中的X、Y和Z轴，并且通常对应于纵向、横向和垂直方向，而它们仅仅是为了方便解释，因此并非限制性的。

主要参考图1A至1D和2A至2D，通过图案压印形成的产品1是例如应用于LCD或OLED的触摸屏或显示屏的屏幕或面板的滤光片。产品1通常设置有基板3和从基板突出的图案化突起5。

基板3是由诸如玻璃或合成树脂的透明材料制成的板。突起5由暴露于适当的电磁波时固化的可固化树脂(例如光敏聚合物或对紫外线敏感的光敏树脂)制成，并且通过暴露于电磁波而形成。此外，突起5的图案由图案压印产生，其中具有不均匀图案9的片状模具7被压在树脂上以形成作为图案9的镜像的突起5。突起5形成在基板3的一个表面上。尽管图1A示出了其中壁形成蜂窝图案的突起5的图案的示例，但这不过是一个示例，并且可以对其应用任意的图案。

突起5相对于基板3的设置可以具有一些变化。图2A示出了其中的例子，其中从图案的脚部到产品1的纵向和横向边缘的距离L1和L2是相等的。如果L1和L2都在可接受的范围内，则它可能是可接受的产品。

图2B示出了另一个例子，其中一个或多个距离L3和L4超出上限(L3>L1；L4>L2)。图2C示出了又一个例子，其中一个或多个距离L5和L6低于下限(L5<L1；L6>L2)。图2D示出了一个不同的例子，其中图案是倾斜的。这些例子往往可以被视为劣质产品。

产品1通常以如下所述的方式通过图案压印来制造。

基板3例如是长形矩形形状的薄板，并且被支撑在其表面沿竖直方向(Z轴)面向上的方向上。

首先将树脂11铺设在基板3的表面上，该树脂仍然未固化，即是粘性的，但在暴露于适当的电磁波(在该示例中为紫外线)时是可固化的。例如，树脂11可以在表面上或在整个表面上形成薄膜。该树脂层形成步骤导致在基板3上形成树脂11的层。

模具7通常是长形平坦片材或长形带或条带，并且至少在其下表面上具有图案9。模具7整体以及图案9可以由对紫外线透明的材料形成。这是以这样的方式服务于该过程的，即模具7作为设置在进给器67上的原料辊25卷取并且从供给器67穿行到稍后描述的压印装置中的卷绕器69。

在模具7上的图案9与基板3上的树脂11面对面接触或被压到该树脂上。在这种状态下，由于树脂11仍未固化且因此是粘性的，所以模具7在垂直方向(Z轴)上到达基板3上方并且图案9楔入树脂11中，例如如图3C所示。

在该步骤中，模具7优选地在纵向和横向方向(X轴、Y轴)上并且也绕竖直轴线(Z轴)与基板3对准。

该印模步骤导致图案9压印到树脂11上，使得在树脂11中形成图案9的镜像。

接下来，在保持模具7与基板3接触的情况下，如图4所示，掩模单元13运动到模具7和基板3上方并与模具和基板对准(掩模单元对准的步骤)。

掩模单元13是相对较薄的框架，并具有窗口部段15，该窗口部段是敞开窗口或覆盖有对紫外线透明的膜或块(结合参见图17A)。掩模单元13可以具有多个窗口部段15。除了窗口部段15之外，掩模单元13可以对紫外线不透明。

在掩模单元对准的步骤中，模具7、基板3和掩模单元13在纵向和横向方向(X、Y轴)上并且也绕竖直轴线(Z轴)彼此完全对准。

基板3上的树脂11暴露于通过掩模单元13的窗口部段15和模具7施加的紫外线(暴露步骤)。

在暴露步骤中，可通过掩模单元13将模具17轻微或显著地向下压到基板3上。

在暴露步骤中，紫外线穿过掩模单元13的窗口部段15并接着穿过模具7，然后施加到可固化树脂11。这种暴露持续到暴露区域中的树脂11被彻底固化。

作为暴露步骤的结果，在树脂中，暴露于紫外线的区域(图4C中的17)被固化，但被掩模单元13遮盖的其余区域(图4C中的19)未固化。

在暴露步骤之后，使掩模单元13移位(移位步骤)，并将模具7从基板3和基板上的树脂11分离(分离步骤)。在分离步骤之后，移除未固化的树脂(移除步骤)。

从图5C可以理解，树脂11的在固化之前被挤压成图案9中的凹痕的部分(例如参见图3C)在移除步骤之后成为突起5。即使在移除步骤之后，树脂11的剩余部分23可能留在模具7与基板3之间的间隙中，并且可能成为残留部分21，作为低于突起5的部分。

这些残留部分21可以通过任何已知的方法来移除，例如O2灰化(去除残留部分的步骤)。然后可以生产如图1所示的产品。如上所述，突起5的图案是模具7上的图案9的镜像以及互补图案。

作为图案9的镜像的突起5的图案形成在原本位于掩模单元13的窗口部段15下方的基板上的区域内。

下面将更详细地描述生产方法。在从上方观察压印步骤中的基板3的情况下，基板3部分地或完全地被模具7上形成图案9的区域覆盖。在从上方观察掩模单元对准步骤中的基板3的情况下，该区域处于掩模单元13的窗口部段15内或贯穿整个窗口部段。

这种实施例的一个例子在图4A中示出，其中掩模单元13在其中心处仅具有一个单独的窗口部段15，并且在模具7上形成的图案9处于整个窗口部段15范围内。

如已经描述的，模具7形成为长形的平坦片材或细长带或条带，并缠绕在进给器67上的线轴组上。模具7的一个端部从进给器67中引出并且穿过一些中间辊而到达卷绕器69。

在压印步骤中，一些辊运动以便将模具7部分地承载在基板3上方并将图案9压印在树脂11上而不会使模具7松动。

窗口部段15可以不一定是如图4A和图17A所示的矩形形状，而是可以应用各种形状。如在图17B、17C和17D中所示的示例中那样，窗口部段15可以具有与模具7上的图案9匹配的形状。

此外，如图18A至18C所示，掩模单元13和模具7可以对准在一起，使得窗口部段15和图案9彼此匹配。

其细节将在下文中解释。

如图18C所示，模具7上的图案9由相对突出的凸台29和从其凹进的凹槽31组成。即使在压印步骤中，可以在凸台29和基板3之间保持微小间隙，并且在这些间隙中可以留下非常少量的未固化树脂11。当然，如果凸台29可以紧密接触基板3，则除了凹槽31之外可能没有任何树脂11留下。

相反，在凹槽31与基板之间存在空间33，未固化树脂11填充这些空间33。

在从上方观察掩模单元对准步骤中的掩模单元13时，如图18A所示，掩模单元13的窗口部段15与模具7的凸台29重叠，并且掩模单元13的除了窗口部段15之外的任何部分与模具7的凹槽31重叠。

紫外线穿过掩模单元13的窗口部段15和模具7的凹槽31并且到达填充在空间33中的未固化树脂11。然后，空间33中的树脂11成为产品1中的突起5，并且除了这些部分之外的树脂11未被固化。

此后，将模具7从基板3分离，并且可以容易地移除未固化的树脂11。因此，可以容易地提供没有残留部分21的产品1。

压印步骤的执行不仅限于一次，而是可以反复执行。例如，如图19和20所示，这样的修改便于在基板3上形成突起5的重复图案。作为另外一种选择，可以在模具7上形成重复图案9。该修改提供了类似的结果。相邻的图案9可以是相同的或不同的。

具体地，基板3可以被拓宽或延伸到图案9的整个数量的区域中或者进一步稍宽，或者基板3可以变窄或收缩。如果通过使模具7压印到基板3上的部分运动来反复执行压印步骤，则可以形成具有重复或非重复图案的压印图案。

如上所述的压印方法可以由压印装置41执行，其将在下文中进行描述。

如图6-10所示，压印装置41通常设置有基部本体43、基板床45、模具保持器47、模具压印器49、掩模支撑件51、掩模定位器53、UV施加器55和控制器57。

基板床45可以安装在基部本体43上并且具有适于保持铺设在其上的平板状形式的基板3的结构。基板3在其上表面的至少一部分或整个上表面上具有UV可固化树脂11，作为未固化状态的薄涂层。基板床45可以被构造成在控制器57的控制下能够沿X、Y轴的任一方向或两个方向运动。

模具保持器47也可以安装在基部本体43上并且具有适于保持其上形成有图案9的模具7的结构。

模具压印器49也可以安装在基部本体43上，并且被构造成承载模具7并将模具7压印到铺设在基板床45上的基板3上的未固化树脂11上。

当模具保持器47和模具压印器49设置有多个辊，细长模具7穿过所述多个辊时，其细节将在后面描述。

模具7由模具保持器47和模具压印器49保持，以使具有图案9的表面向下暴露，具体地朝向基板3暴露。

也可以安装在基部本体43上的掩模支撑件51具有适于支撑铺设在其上的掩模单元13的结构。

也可以安装在基部43上的掩模定位器53被构造成将掩模单元13定位在基板3和其上的模具7上方。

也可以安装在基部本体43上的UV施加器55将紫外线施加到铺设在基板床45上的基板3上的可固化树脂11。UV施加器55被设置成将紫外线通过掩模定位器51所定位的掩模单元13的窗口部段15和模具压印器49承载在基板3上的模具7而施加到树脂11。

压印装置41可以进一步设置有基板/模具对准部段63，其也可以安装在基部本体43上。基板/模具对准部段63被构造成将铺设在基板床45上的基板3与由模具保持器47保持的模具7对准。

控制器57设置有CPU59和存储用于操作CPU59的程序的存储器61。控制器57至少与模具压印器49、掩模定位器53和UV施加器55电连接，并由此控制这些元件。

控制器57被编程为在模具压印器49、掩模定位器53和UV施加器55上执行以下控制。

在压印步骤之前，控制器57控制模具压印器49以使模具7运动，使得模具7在纵向和横向方向(X、Y轴)上并且也绕竖直轴线(Z轴)与基板3对准。

接着，控制器57控制模具压印器49以将模具7压到基板3上(具体地，压到未固化的树脂11上)。并行地或随后地，控制器57控制掩模定位器53以使掩模单元13运动，使得掩模单元13与基板3和模具7对准。在掩模单元13的窗口部段15具有与模具7上的图案9匹配的形状的情况下，控制器57控制掩模定位器53以将窗口部段15与图案9精确地对准。

随后，控制器57操作UV施加器55以将紫外线施加到铺设在基板床45上的基板3上的树脂11。

随后，控制器57控制模具压印器49以将模具7从基板(具体地从固化树脂11)分离。

控制器57可以被编程为使得反复执行如上所述并且如图19和图20所示的通过运动模具7压印到基板3上的部分而进行的前述控制。

具体地，如果控制器57检测到基板3位于基板床45上，模具7由模具保持器47保持，并且掩模单元13由掩模支撑件51保持，那么控制器57执行以下控制。

控制器57控制基板床45以使基板3在一个位置中运动，然后执行上述压印、掩模单元对准、暴露、移位和分离的步骤。随后，控制器57再次控制基板床45以使基板3在另一个位置中运动，然后执行这些步骤。这些步骤以预定数量反复执行。然后，如图19和20所示的重复图案形成在基板3上。

参考图6-10，下文将更详细地描述压印装置41。

如上所述，压印装置41通常设置有基部本体43、基板床45、模具保持器47、模具压印器49、掩模支撑件51、掩模定位器53、UV施加器55和控制器57。

基板床45设置有基座65，该基座具有平坦的上表面，在该上表面铺设基板3。基座65可以进一步设置有用于抽吸和保持基板3的真空块。

尽管在附图中未示出，但是压印装置41或任何外部装置可以设置有用于将基板3载入和载出基板床45的传送器或机器人。在随后的步骤之前，传送器或机器人可以使基板3与基座65对准。

如已经描述的，模具保持器47设置有保持原料辊25的进给器67和卷绕器69。将模具7从设置在进给器67上的原料辊25引出，并且通过卷绕器69卷绕到送出辊27中。在此期间，模具7绕模具压印器49穿行而不松动。

模具压印器49设置有辊支撑件75，该辊支撑件设置有并支撑多个引导辊73(在该示例中为73A、73B、73C)、浮动辊77以及辊73和77之间的压印辊71。这些辊可以是能够绕沿Y轴伸长的这些轴旋转的圆柱体，但不限于此。

引导辊73A和73B可以相对于压印辊71设置在上游并且引导辊73C可以设置在下游。

例如，模具7从进给器67到卷绕器69首先绕引导辊73A和73B穿行，接着绕压印辊71穿行，接着绕引导辊73穿行，并且最终绕浮动辊77穿行。浮动辊77是可运动的，以防止模具7松动。细节将在后面介绍。

辊支撑件75以能够沿着X轴的方向运动的方式可运动地支撑在基部本体43上。为了在X轴上驱动辊支撑件75，压印装置41可以设置有具有线性马达或这种驱动构件的致动器107。

辊支撑件75在沿着X轴的方向上承载压印辊71、引导辊73C、浮动辊77和卷绕器69。

模具7绕压印辊71的周边延伸。因此，压印辊71将模具7从第一位置(图6所示)承载到远离第一位置的第二位置(图11所示)。在第一位置中，压印辊71保持模具7远离基板3。当压印辊71平行于基板3的表面从第一位置运动到第二位置时，作为响应，模具7被压印到基板3上的树脂11上。

这些元件可以被构造成使得随着加压辊9从第一位置运动到第二位置(如图15A至15C中的附图标记R至F所示)，模具7和树脂11之间的接触区域从树脂11的一个端部到另一个端部逐渐变宽。

如图3B所示，在完成运动到第二位置之后，模具7与基板3平行地延伸，至少在模具7与树脂11面对面接触的位置在模具和基板之间插置有树脂11。

相反，当压印辊71运动回到第一位置时，模具7从树脂11分离。

基板/模具对准部段63设置有床支撑件79、第一检测器81和第二检测器83。

第一和第二检测器81、83可以是任何图像传感器或照相机，并且可以电连接到控制器57。它们可以固定到基部本体43或任何固定不动的实体。

第一检测器81检测基板3的位置。在一个示例中，对准标记附接到基板3并且第一检测器81连续拍摄运动的对准标记的图像，从而检测基板3的位置。检测到的数据被发送到控制器57并用于由此执行的控制。

代替对准标记的是，基板3的边缘或基板3上的任何物质可以用来检测位置。

第二检测器83检测模具7的位置。在一个示例中，对准标记附接到模具7，并且第二检测器83连续拍摄运动的对准标记的图像，由此检测模具7的位置。代替对准标记的是，模具7的边缘、图案9的任何部分或模具7上的任何物质可以用来检测位置。检测到的数据被发送到控制器57并用于由此执行的控制。

床支撑件79承载基板床65并且可以设置有致动器，该致动器用于使基板床65沿纵向和横向方向(X轴、Y轴)并且也绕竖直轴线(Z轴)运动，从而能够对准基板3。致动器可以是伺服马达、线性马达等，并且电连接到控制器57。

掩模支撑件51设置有掩模床85和掩模捕捉器87。掩模床85具有平坦的上表面，掩模单元13可以铺设在该平坦的上表面上。相反，掩模捕捉器87具有适于捕捉掩模单元13的大致平坦的下表面。

掩模捕捉器87由分别固定在掩模定位器53上的支撑件89支撑和悬垂，并且在掩模捕捉器87和支撑件89之间可以插置有引导杆91。每个支撑件89可以具有致动器或者气动或液压缸，以在竖直方向上驱动引导杆91。由此，该装置能够可控制地使得掩模捕捉器87朝向和远离掩模床85而上下运动。

掩模捕捉器87设置有用于捕捉掩模单元13的构件，例如可运动的棘爪或真空块。

当掩模单元13铺设在掩模床85上时，控制器57控制掩模支撑件51使掩模捕捉器87向下运动，并进一步控制掩模捕捉器87以捕捉掩模单元13。接下来，控制器57控制掩模支撑件51使掩模捕捉器87向上运动，然后掩模单元13从掩模床85分离，如图11所示。

掩模捕捉器87设置有窗口93，用于允许由UV施加器55产生的紫外线穿过窗口93而传递到位于下方的树脂11。窗口93可以是敞开的窗口，或者填充有玻璃或对紫外线透明的材料。

掩模定位器53设置有支撑件89、承载体95和第三检测器97。

与第一和第二检测器81、83一样，第三检测器97可以是电连接到控制器57的任何图像传感器或照相机，并且可以固定到基部本体43或任何固定不动的实体。第三检测器97设置为连续拍摄由掩模捕捉器87捕捉并承载的运动的掩模单元13的图像。

在一个示例中，对准标记附接到掩模单元13，并且第三检测器97连续拍摄运动的掩模单元13的图像，并将检测到的数据发送到控制器57，使得控制器57可以确定掩模单元13的位置。代替对准标记的是，掩模单元13的边缘或掩模单元上的任何物质可以用来检测位置。

承载体95由基部本体43支撑，以便能够在如图6所示的等待位置以及图12和13所示的可工作位置之间沿着X轴的方向运动。该装置可以具有线性马达或这样的驱动构件，以使承载体95运动。

支撑件89由承载体95支撑，并且由诸如马达的任何驱动构件驱动而可以在纵向和横向方向(X轴、Y轴)上并且也绕竖直轴线(Z轴)运动，由此与承载体95对准。

控制器57从检测器81和/或检测器83接收图像数据并且进一步从检测器97接收图像数据，由此计算掩模捕捉器87的行进距离和取向，并且根据该计算结果驱动掩模定位器53。作为另外一种选择或者除此之外，控制器57可以基于连续接收图像数据来执行反馈控制。由此掩模单元13与基板3或模具7对准。

当掩模捕捉器87与掩模定位器95对准时(当掩模单元13与基板3或模具7对准时)，掩模定位器95处于图12和13所示的可工作位置，因此，掩模定位器95、掩模捕捉器87和掩模单元13被定位在铺设在基座65上的基板3的大致正上方。

紫外线施加器55设置有紫外线发生器99和发生器支撑件101。发生器支撑件101通过引导杆103等支撑UV发生器99，并允许UV发生器99沿着X轴在竖直方向上运动。发生器支撑件101可以设置有气动或液压缸或者这样的致动器构件，以用于使UV发生器99运动。

当竖直地运动时，UV发生器99可以从如图6、11和12所示的上部位置运动到如图13和14所示的下部位置。

发生器支撑件101以能够在沿着X轴的方向上运动的方式被承载体95支撑。承载体95可以具有线性马达或这样的驱动构件，以使发生器支撑件101相对于承载体95运动。

当水平运动时，发生器支撑件101(或UV发生器99)可以从如图13所示的后部位置以受控的速度行进到如图14所示的前部位置。

接下来，将在下文中描述压印装置41的动作。

首先，如图6所示，将掩模单元13铺设在掩模床85上，将支撑件89提起，将承载体95搁置在等待位置，将UV发生器99提升到上部位置，将发生器支撑件101搁置在后部位置，将压印辊71定位在第一位置，并且将其上铺设有未固化树脂11的基板3铺设在基座65上。

当如上所述从初始状态运动时，基板/模具对准部段63操作以使基板3与模具7对准，并且掩模捕捉器87向下运动以捕捉掩模单元13并且之后向上运动。

随后，压印辊71从第一位置运动到第二位置，以将具有图案9的模具7压到基板3上的未固化树脂11上，如图11所示。

随后，在将模具7保持压在基板3上的情况下，承载体95运动到可工作位置，并且掩模定位器53将支撑件89或掩模单元13与基板3或模具7对准，如图12所示。

随后，掩模捕捉器87向下运动，直到掩模单元13与模具7接触，如图13所示。

作为另外一种选择，如上所述的过程可以被修改为这样的过程，其中掩模捕捉器87向下运动直到掩模单元13靠近模具7但稍微离开模具，然后通过掩模定位器53执行对准，然后掩模捕捉器87进一步向下运动以使掩模单元13与模具7接触。

随后，UV发生器99如图13所示向下运动并开始产生紫外线。在保持UV生成的情况下，发生器支撑件101从后部位置运动到前部位置，以通过掩模捕捉器87的窗口93、掩模单元13的窗口部段15和模具7将紫外线施加到基板3上的树脂11，如图14所示。

之后，紫外线发生器99向上运动，发生器支撑件101从前部位置运动到后部位置，掩模捕捉器87向上运动，承载体95返回到等待位置。

随后，压印辊71从第二位置运动到第一位置，从而将模具7从基板3分离。然后该过程产生具有固化树脂的产品1，该固化树脂具有为模具7上的图案9的镜像的图案。此后，用于承载基板3的传送器或机器人用于执行产品1并将新的基板3运送至装置41，然后执行下一次压印。

如图2A所示，压印装置41能够在产品1上精确地形成图案，这是因为在保持模具7压在基板3上的情况下执行掩模单元13与基板3或模具7的对准，并且因此模具7上的图案9相对于基板3精确地定位。

具体地，可以成功地防止如图2B、2C或2D所示的未对准。

根据压印装置41，当掩模单元13被设置在对准状态下时，随着掩模单元13的窗口部段15设置在模具7上形成图案9的范围内，模具7上的图案9被压在暴露于紫外线的基板3上的未固化树脂11的整个部分上。因此，当具有窗口部段15的掩模单元13与基板3或模具7对准时，如果掩模单元13相对于基板3或模具7稍微移位，则模具7上的图案9可被压印在暴露于紫外线的基板3上的未固化树脂11的整个部分上。

此外，根据压印装置41，在将模具7压到基板3上之前，将基板3与模具7对准，可以使压印在树脂11上的镜像图案的相对位置准确。

此外，在压印装置41中，如果使掩模单元13的窗口部段15的形状与模具7上的图案9的形状一致并且通过掩模单元的对准而使掩模单元13的窗口部段15的位置与模具7上的图案9的位置一致，如参照图17和18已经解释的那样，那么模具7上的图案9可以成功地转移到树脂11上而不形成残留部分21。

同时，在压印装置41中，基板床45可以被构造成使得铺设在基板床45上的基板3能够运动并且与设置在模具保持器47或基部本体43中的模具7沿水平方向对准，以便能够进行压印，如图19或20所示。

控制器57可以被配置为在基板3铺设在基板床45上，模具7设置在模具保持器47中，并且掩模单元13由掩模支撑件51支撑的状态下，在模具压印器49、掩模定位器53、UV施加器55和基板床45上执行以下控制。

控制器57控制模具压印器49以将模具7压到基板3上，控制掩模定位器53以将掩模单元13与基板3和模具7对准，然后控制UV施加器55以将紫外线施加到铺设在基板床45上的基板3上的未固化树脂11。在相对于模具7和基部本体43改变基板3的情况下，控制器57反复执行这些控制，使得所有图案压印在基板3上的树脂11上。

因此，如图19或20所示，单个基板3具有多个图案(突起5)。这提高了在基板3上的树脂11上的压印效率。图19或20所示的基板3可以分成如图1所示的多个产品1等。

压印装置41可以设置有图6中由双点划线所示的回收装置105。回收装置105可以具有真空装置，当辊71运动到第二位置以在压印之后将模具7从基板3分离时，真空装置通过例如真空抽吸残留在模具7上的未固化树脂。

回收装置105可以由辊支撑件75支撑或与辊支撑件75结合，使得回收装置105与压印辊71一起运动。

关于压印装置41的进一步描述将在下文给出。

压印装置41可将其上形成有图案9的长形平坦片状模具7的卷展开以使模具7的一部分在平坦状态下延伸并将该平坦部分压印到具有未固化树脂11的基板3(未固化树脂在基板上处于薄膜状态)上，由此在基板3上的树脂11上形成图案9的镜像图案。压印装置41设置有浮动辊77和压印辊71。

压印辊71被构造成使得模具7绕其穿行并且可以与穿行的模具7一起相对于基部本体43在第一位置和第二位置之间运动。

浮动辊77例如在压印辊的上方由辊支撑件75支撑，并且能够绕着从辊支撑件75沿Y轴伸长的轴旋转。

从设置在供给器67上的原料辊25抽出的模具7朝向设置在卷绕器69上的送出辊27穿行，并且在该路径的中途绕过浮动辊77。

浮动辊77在例如沿着X轴的方向上能够在如图6所示的相对靠近基板3的第三位置和如图11所示的相对远离基板3的第四位置之间运动。

压印装置41还设置有在第三位置和第四位置之间驱动浮动辊77的致动器109以及使压印辊71在第一位置和第二位置之间运动的另一个致动器107。

当模具7围绕压印辊71穿行时，位于第一位置处的压印辊71不会将模具7压印到基板3上，但是随着朝向第二位置稍微前进，开始在其一个端部(后端部)处将模具7压印到基板3上。如图15所示，随着压印辊71朝向第二位置前进，模具7压印在基板3上的接触区域朝向基板3的另一个端部(前端部)扩大。

当压印辊71可绕其轴线旋转时，压印辊71防止模具7在其从第一位置运动到第二位置时在压印辊上滑动。压印辊71可以设置有用于使其自身与线性运动同步地旋转的马达，以防止模具7上的滑动。

致动器109被构造成使浮动辊77在第三位置和第四位置之间运动。

浮动辊77也可围绕其轴线旋转。因此，浮动辊77防止模具7在其在第三位置和第四位置之间运动时在浮动辊上滑动。浮动辊77也可以设置有用于使其自身与线性运动同步地旋转的马达，以防止模具7上的滑动。

控制器57控制致动器107使压印辊71从第一位置运动到第二位置，以便将模具7压印到基板3上，并且与之同步地控制致动器109使浮动辊77从第四位置运动到第三位置，以防止模具7松动。

除此之外或作为另外一种选择，诸如螺旋弹簧的排斥本体可以被施加到致动器109以将浮动辊77朝向第四位置推压。排斥本体的排斥力能够根据压印辊71的运动而保持对模具7施加适当的张力，所以能够自然地防止松动。

控制器57另外对致动器107、109执行以下控制。

控制器57控制致动器107使压印辊71从第二位置运动到第一位置，以将模具7从基板3分离，并且与之同步地控制致动器109使浮动辊77从第三位置运动到第二位置，以防止模具7松动。

控制器57反复执行前述一组压印控制和分离控制。

压印装置41可以设置有与UV施加器55分离的另一个UV施加器111。UV施加器111可以用于在暴露于由UV施加器55产生的紫外线之后将紫外线施加到模具7。这具有固化从基板3转移的未固化树脂的功效，从而防止转移的树脂滴落下来。

UV施加器111可由辊支撑件75支撑或与辊子支撑件75结合，使得UV施加器111与辊支撑件75一起运动。UV施加器111设置成在即将由卷绕机69卷绕之前对模具7施加紫外线。

压印装置41可以以下面的方式操作。

如图6所示，当模具压印器49开始将模具7压印到基板3上时，压印辊71停留在第一位置，浮动辊77停留在第四位置，并且制动器被放置在原料辊25上，送出辊27停止旋转。

即使在压印过程中，模具压印器49仍然可以将制动器放在原料辊25和送出辊27上。从辊25、27抽出的模具7的长度由此保持恒定。

当压印过程中，模具压印器49以恒定速度使压印辊71从第一位置运动到第二位置，并且使浮动辊77从第四位置向下运动到第三位置，以补偿由压印辊71取得的模具7的长度，从而防止松动。

如图11和14所示，当压印完成时，浮动辊77到达第三位置。

当模具压印器49接下来以恒定的速度使压印辊71从如图11和14所示的第二位置运动到第一位置以将模具7从基板3分离时，浮动辊77从第三位置向上运动到第四位置，以防止模具7松动。

辊71、77的前述一组运动在保持原料辊25和送出辊27不旋转的情况下反复进行，以便利用将图案压印到具有树脂11的多个基板3上。

如图19或20所示，在多个基板3上进行反复压印或在单个基板3上形成多个图案之后，操作诸如伺服马达的任何致动器以旋转卷绕器69，从而将模具7卷绕到送出辊27，而不会使得模具7在原料辊25和送出辊27之间松动。

这种卷绕导致原料辊25进给模具7的新部分。模具压印器49使用模具7的更新部分来执行压印。

尽管模具7可以包含多组图案9，但是可以以如上所述的方式重复使用单组图案9。因此可以相当程度地减少模具7的使用。

根据压印装置41，残留在模具7上的未固化树脂通过暴露于UV发生器99产生紫外线而固化。因此防止卷绕在送出辊27上的模具7上的未固化树脂滴落下来。

基板3可以由例如热塑性树脂形成，并且取而代之，基板3上的可固化树脂可以被省略。然后，压印装置41可以用于将图案压印到可固化树脂上而不压印到基板3自身上。在这种情况下，可以省略掩模单元13和关于紫外线施加的装置。

如图21A和图21B所示，压印装置41可以设置有两个或更多个浮动辊77。通过使浮动辊77A、77B在图21A所示的第四位置和图21B所示的第三位置之间运动，可以防止在辊中穿行的模具7松动。细节将在下面描述。

将从原料辊25拉出的模具7穿过诸如压印辊71的辊，然后按顺序绕引导辊73C、浮动辊77A、引导辊73D和浮动辊77B穿行。最后，模具7由送出辊27卷绕。

浮动辊77A、77B可以同时地或独立地运动。

与单个浮动辊77的情况相比，上述结构使得浮动辊77A、77B能够处理更长长度的模具7。进而，能够使浮动辊77A、77B的行进距离缩短，以防止松动。总之，这种结构可以使装置的整体尺寸减小。

如图21所示，具有图案9的模具7的表面围绕引导辊77A、77B面向外，但与引导辊73D接触。引导辊73D可以如图22所示的方式形成，其中中心部分73S的直径小于其两端的直径。这样的结构防止图案化表面与引导辊73D接触。进而，图案9可以形成在该表面上并且限于该表面，由此防止接触。

其他引导辊73A、73B和73C可以以相同的方式形成。

根据具有浮动辊77的压印装置41，压印方法可以以下文所述的方式执行。

该方法通常包括以下步骤：使承载模具7的压印辊71从第一位置运动到第二位置以使模具7与树脂11面对面接触而将图案9压印到树脂11上(压印步骤)；以及与压印辊71从第一位置到第二位置的运动同步地使浮动辊77运动更靠近基板3，以防止模具7松动(第一浮动辊运动步骤)。

在压印步骤中，通过使压印辊从第一位置运动到第二位置，将模具7压印到基板3上。

在第一浮动辊运动步骤中，通过使浮动辊77运动，防止模具7在压印步骤过程中松动。

该方法还包括使树脂11固化的步骤(固化步骤)，其中紫外线通过压在基板3上的模具7施加到树脂11。

该方法进一步包括以下步骤：通过使压印辊从第二位置运动到第一位置而将模具7从基板3分离(分离步骤)；以及与压印辊71从第一位置到第二位置的运动同步地使浮动辊77运动远离基板3，以防止模具7松动(第二浮动辊运动步骤)。

在分离步骤中，通过使压印辊71从第二位置运动到第一位置，模具7从基板3分离。

在第二浮动辊运动步骤中，通过使浮动辊77运动，防止模具7在分离步骤过程中松动。

在该方法中，压印步骤、第一浮动辊运动步骤、固化步骤、分离步骤和第二浮动辊运动步骤可以以该顺序反复执行。这使得能够形成多个产品或在单个基板3上形成多个图案。

该方法可以进一步包括附加的暴露步骤，其中在执行一组压印步骤、第一张力调节辊运动步骤、固化步骤、分离步骤和第二浮动辊运动步骤之后，或者在反复执行多组这些步骤之后，残留在模具上的未固化树脂暴露于紫外线。

尽管在上面的描述中模具7与掩模单元13分离，但也可以使用如图23A-23C所示的与掩模单元成一体的模具7a。

与掩模单元成一体的模具7a设置有主部段113、图案115和屏蔽部段117，屏蔽部段切断诸如紫外线的电磁波。除了屏蔽部段117之外，模具7a可以如上所述与模具7一样构造。

具体地，主部段113通常是长形平坦片材或者长形带或条带，并且至少在其一个表面上形成图案115。图案115由多个突起121和突起121之间的凹槽123组成。

屏蔽部段117形成在与包含图案115的表面相对的另一表面上。屏蔽部段117形成在主部段113上，从其厚度方向上看，与突起121一致，并由合适的材料形成以切断诸如紫外线的电磁波。

同时，除了屏蔽部段117之外的所有部段都是允许电磁波穿过的透明部段119。

屏蔽部段117可以预先形成在模具7a上，或者可以在将模具7a设置在压印装置41中之后形成。在后一种情况下，压印装置41可以进一步设置有诸如喷墨打印机之类的屏蔽形成器。

通过使用模具7a，可以省略掩模单元，而压印装置41仍然能够实现精确的压印。

如上所述的模具7a允许在形成图案115之后通过使用能够容易地构建在压印装置41中的喷墨打印机来形成屏蔽部段117，因为屏蔽部段117可以形成为与图案115相对的表面上的薄层。

当使用模具7a时，压印方法可以以下述方式执行。

该方法通常包括树脂放置步骤、压印步骤和暴露步骤。

在树脂放置步骤中，将未固化的树脂放置在基板3上以形成薄层。

在压印步骤中，具有图案115和与其一致的屏蔽部段117的模具7a被压到基板3上。

在暴露步骤中，通过模具7a上的透明部段119将紫外线施加到基板3上的树脂。

该方法可以进一步包括对准步骤，其中在压印步骤中将模具7a压印到基板3上之前，将基板3与模具7a水平对准。

基板3上的可固化树脂11的厚度可以是恒定的或不恒定的。为了防止在模具7被压到基板3上时在树脂11中形成间隙或孔隙，可以给出不恒定的厚度。

在图15A和16A中示出了不恒定厚度的一些例子，其中树脂11的一个端部制得较厚，而其他部分的厚度是恒定的。

在图16B中示出了另一个例子，其中树脂11的一个端部制得较厚，而另一个端部缺少基板3的相应端部。在图16C中示出了另一个例子，其中树脂11的一个端部制得较厚，并且树脂11还包含更厚的部分。图16D示出了另一个例子，其中树脂11具有使厚度沿压印辊71运动方向逐渐减小的厚度梯度。

固化树脂11可以在横向方向(沿着Y轴)上具有厚度梯度。例如，树脂11可以在横向方向上围绕中心较厚并且围绕两个横向边缘较薄。厚度变化可以是逐渐的或阶梯式的。

如果树脂11在开始压印的一端周围较厚，则压在其上的压印辊71随着其从第一位置运动到第二位置而将多余的树脂朝向另一端挤出。

然后，当压印辊71从第一位置运动到第二位置时，过量的树脂消散并且树脂中的间隙或孔隙同样也可以消散，这是因为挤出的树脂填充间隙或孔隙。

因为树脂的量可以被适当调节，所以厚度梯度可以防止树脂从基板3中伸出。

树脂11在横向方向上围绕中心较厚并且围绕两个横向边缘较薄可以进一步有效地防止在树脂中形成间隙或孔隙。

代替模具的是，压印辊71本身可以设置有图案以将图案压印到基板3上的树脂11上。

当使用具有图案的压印辊时，可以按照以下方式执行压印方法。

该方法通常包括树脂放置步骤和压印步骤。

在树脂放置步骤中，将未固化的树脂放置在基板3上以形成薄层。

在压印步骤中，具有图案的压印辊被压到基板3上并且从基板3的一个端部运动到另一个端部，由此将图案压印在树脂上。同样在这种情况下，树脂可以具有如上所述的厚度梯度。

尽管以上已经描述了某些示例性实施例，但是鉴于上述教导，本领域技术人员将能够想到上述实施例的修改和变化。

Claims (9)

1.一种将具有不均匀图案的片状模具从进给器进给到卷绕器并将该图案压印到铺设在基板上的树脂上的装置，其包括：

压印辊，所述压印辊承载所述模具并且能够在第一位置和远离第一位置的第二位置之间与所述基板的表面平行地运动，并且所述压印辊设置成响应于从所述第一位置到所述第二位置的运动而将所述模具压印到所述基板上；

浮动辊，所述浮动辊将所述模具朝向所述卷绕器引导并且能够在第三位置和第四位置之间运动，所述第三位置和所述第四位置在垂直于所述基板的表面的方向上分别靠近和远离所述基板；

第一驱动器，所述第一驱动器被构造成在所述第一位置和所述第二位置之间驱动所述压印辊；

第二驱动器，所述第二驱动器被构造成在所述第三位置和所述第四位置之间驱动所述浮动辊；以及

控制器，所述控制器电连接到所述第一驱动器和所述第二驱动器并且被配置为控制所述第一驱动器和所述第二驱动器，所述控制器被配置为执行控制所述第一驱动器以使所述压印辊从所述第一位置运动到所述第二位置而将所述图案压印到所述树脂上并且控制所述第二驱动器以与所述压印辊从所述第一位置到所述第二位置的运动同步地使所述浮动辊从所述第四位置朝向所述第三位置运动而防止所述模具松动的第一控制。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器被配置为执行控制所述第一驱动器以使所述压印辊从所述第二位置运动到所述第一位置而将所述模具从所述基板分离并且控制所述第二驱动器以与所述压印辊从所述第二位置到所述第一位置的运动同步地使所述浮动辊从所述第三位置运动到所述第四位置而防止所述模具松动的第二控制。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述控制器被配置为反复执行所述第一控制和所述第二控制。

4.根据权利要求3所述的装置，其还包括：

电磁波施加器，所述电磁波施加器被配置为向所述树脂施加电磁波，

其中所述树脂是粘性的，但在暴露于电磁波时是可固化的，并且

其中所述控制器被配置为操作所述电磁波施加器以将电磁波施加到利用所述模具压印并与所述模具分离的所述树脂。

5.根据权利要求1所述的装置，其还包括：

除了根据权利要求1所述的浮动辊之外的一个或多个浮动辊。

6.一种将具有不均匀图案的片状模具从进给器进给到卷绕器并将该图案压印到铺设在基板上的树脂上的方法，其包括：

使承载所述模具的压印辊与所述基板的表面平行地从第一位置运动到远离所述第一位置的第二位置，以便响应该运动将所述模具压印到所述基板上；以及

与所述压印辊从所述第一位置到所述第二位置的运动同步地使用于将所述模具引导到所述绕线器的浮动辊运动至更靠近所述基板，以防止所述模具松动。

7.根据权利要求6所述的方法，其还包括：

通过使所述压印辊从所述第二位置运动到所述第一位置来将所述模具从所述基板分离。

8.根据权利要求7所述的方法，其还包括：

反复执行使所述压印辊从所述第一位置运动到所述第二位置的步骤以及将所述模具从所述基板分离的步骤，以将图案压印到所述树脂的多个不同区域上。

9.根据权利要求7所述的方法，其还包括：

在反复执行步骤之后，将电磁波施加到由所述模具模制并从所述模具分离的树脂，其中所述树脂是粘性的，但在暴露于电磁波时是可固化的。