CN109116680A

CN109116680A - 压印模板及其制作方法

Info

Publication number: CN109116680A
Application number: CN201811134270.6A
Authority: CN
Inventors: 张笑
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-01-01

Abstract

本发明提供了压印模板及其制作方法。制作压印模板的方法包括：提供基板；在基板上形成网格结构，网格结构包括多个开口；在每个开口中形成子模板图案，多个子模板图案构成模板图案，以便得到压印模板。由此，制备方法简单，工艺成熟，易于工业化生产；而且网格结构中的多个子模板图案拼接构成一个大尺寸的模板图案，得到大尺寸的压印模板，使得压印模板的尺寸不再受限于现有压印模板的制作工艺。

Description

压印模板及其制作方法

技术领域

本发明涉及压印技术领域，具体的，涉及压印模板及其制作方法。

背景技术

压印技术是一种光刻技术之外的重要薄膜图案化技术，其中，纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术，该技术通过机械转移的手段，达到了超高的分辨率，有望在未来取代传统光刻技术，成为微电子、材料领域的重要加工手段。模板是纳米压印技术中重要的组成部分，现阶段模板的制作方法有电子束直写、激光干涉等，但由于技术原理、设备和成本等方面的原因，模板的尺寸较小，大尺寸模板的制作却非常困难。

因此，关于压印模板的研究有待深入。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有大尺寸、无缝拼接、制作成本低或制作简单等优点的压印模板。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种制作压印模板的方法。根据本发明的实施例，制作压印模板的方法包括：提供基板；在所述基板上形成网格结构，所述网格结构包括多个开口；在每个所述开口中形成子模板图案，多个所述子模板图案构成模板图案，以便得到所述压印模板。由此，制备方法简单，工艺成熟，成本低，易于工业化生产；而且网格结构中的多个子模板图案拼接构成一个大尺寸的模板图案，得到大尺寸的压印模板，使得压印模板的尺寸不再受限于现有压印模板的制作工艺。

根据本发明的实施例，形成所述子模板图案的步骤包括：向所述开口中填充模板胶；利用压印模具对位压印所述模板胶；对对位压印之后的所述模板胶进行固化和脱模处理。

根据本发明的实施例，对位压印之前所述模板胶的高度低于所述网格结构的高度，对位压印之后所述模板胶的高度等于所述网格结构的高度。

根据本发明的实施例，所述网格结构的高度为50纳米～10微米。

根据本发明的实施例，所述网格结构中的挡板的宽度为200纳米～10微米。

根据本发明的实施例，形成所述网格结构的方法选自光刻和激光直写中的至少一种。

根据本发明的实施例，形成所述网格结构的材料选自聚二甲基硅氧烷、丙烯酸盐聚合物和聚合多元醇中的至少一种；形成所述模板胶的材料选自聚二甲基硅氧烷、丙烯酸盐聚合物和聚合多元醇中的至少一种。

根据本发明的实施例，所述开口的形状选自圆形、椭圆形、规则多边形或不规则多边形中的至少一种。

根据本发明的实施例，制作压印模板的方法包括：提供所述基板；在所述基板上通过光刻或激光直写形成所述网格结构，所述网格结构包括多个呈矩形的所述开口，所述挡板的宽度为1微米；向所述开口中填充模板胶；利用具有条纹图案的压印模具对位压印所述模板胶，对位压印后所述模板胶的高度等于所述网格结构的高度；通过紫外光照射对对位压印之后的所述模板胶进行所述固化处理，之后进行所述脱模处理，其中，所述紫外光的波长为365纳米。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种压印模板。根据本发明的实施例，所述压印模板是利用前面所述的方法制作得到的。由此，该压印模板尺寸较大，可以压印制作大尺寸的图案，且制作的图案精准美观。

附图说明

图1是本发明一个实施例中制作压印模板的方法流程图。

图2是本发明另一个实施例中制作压印模板的结构示意图。

图3为图2中沿AA’的截面图。

图4是本发明又一个实施例中制作压印模板的结构示意图。

图5为图4中沿BB’的截面图。

图6是本发明又一个实施例中制作压印模板的结构示意图。

图7是本发明又一个实施例中制作压印模板的结构示意图。

图8是本发明又一个实施例中制作压印模板的结构示意图。

图9是本发明又一个实施例中制作压印模板的结构示意图。

图10是本发明又一个实施例中制作压印模板的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

如前所述，大尺寸的压印模板的制作非常困难，目前在制作大尺寸压印图案时，通常是先在基板上涂覆压印材料，将压印材料划分为多个区域，然后利用现有的多个小尺寸压印模板(通常不会大于20cm×20cm)分别依次压印每个区域的压印材料，以形成大尺寸压印图案的一部分，最终多个压印区域的压印图案共同拼接构成大尺寸的压印图案，但是在压印时，一方面压印材料在压印模板的作用下会向四周流动，进而会影响其他区域的压印材料或已压印成型的部分压印图案；另一方面为了减弱上述压印材料的流动对其他区域的影响，相邻两个区域的压印图案之间的间距较大，无法实现无缝拼接的效果，影响压印图案的美观性。针对上述问题，发明人提出了一种大尺寸压印模板的制作方法，该方法可以完美地解决上述技术的缺陷。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种制作压印模板的方法。根据本发明的实施例，制作压印模板的方法包括：

S100：提供基板。

根据本发明的实施例，形成基板的材料没有限制要求，本领域技术人员可以根据压印模板的用途和应用环境等实际需求灵活选择即可，在本发明的一些实施例中，形成基板的材料包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)。由此，使用性能好，性质稳定，不易受到外界环境的干扰。

S200：在基板10上形成网格结构20，网格结构包括多个开口21，结构示意图参照图2和图3。

根据本发明的实施例，形成网格结构的方法选自光刻(比如紫外光光刻)和激光直写中的至少一种。由此，制作的网格结构尺寸精准，纹理清晰，性能稳定，而且网格结构和后续步骤中制作的子模板图案的兼容性好，可以作为所制作的模板图案的一部分。

根据本发明的实施例，形成网格结构的材料选自聚二甲基硅氧烷、丙烯酸盐聚合物和聚合多元醇中的至少一种。由此，网格结构性能稳定，使用性能较佳，与后续制备的模板图案兼容性强。

根据本发明的实施例，参照图3(图2中沿AA’的截面图)，网格结构的高度H为50纳米～10微米，比如50纳米、80纳米、100纳米、150纳米、200纳米、250纳米、300纳米、400纳米、500纳米、60纳米、700纳米、800纳米、900纳米、1微米、1.5微米、2微米、2.5微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米或10微米。由此，可以根据需要制备所需纹理深度的压印模板，以便得到所需压印深度的压印图案，而且在后续步骤中可以有效阻挡模板胶向网格结构中其他开口的流动，以免影响其他区域的模板胶。

根据本发明的实施例，参照图2和图3，网格结构20中的挡板22的宽度S为200纳米～10微米，比如200纳米、250纳米、300纳米、350纳米、400纳米、500纳米、600纳米、700纳米、800纳米、900纳米、1微米、1.5微米、2微米、2.5微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米或10微米。由此，在后续步骤中，在每个开口中形成子模板图案，多个子模板图案拼接构成整体的模板图案，由于挡板的宽度较窄，可以实现相邻两个子模板图案的无缝拼接，进而很大程度的提高最终制作的压印图案的精准度，由此也可提高压印图案的美观性，此外，当网格结构构成所需模板图案的一部分时，本领域技术人员可以根据模板图案的尺寸设计挡板的宽度。

需要说明的是，网格结构20中的挡板22是用于划分多个开口21，挡板22既包括网格结构20内部的网格挡板，也包括网格结构边缘的网格挡板。

根据本发明的实施例，网格结构中开口的数量(比如可以为2个、3个、4个、5个或5个等)、大小和形状(比如可以为四边形(如矩形、菱形等)、三角形、五边形等规则多边形、圆形、椭圆形或不规则多边形等)没有限制要求，本领域技术人员根据所需模板图案的形状和大小的灵活设计即可，在此不限制要求，其中本领域技术人员可以根据压印模板的用途涉及开口的形状，比如，若压印模板用于制作光栅，则可以将开口设计为矩形；若压印模板用于制作生物传感器，则可以将开口设计为圆形或矩形。此外，多个开口的形状可以相同，也可以不同，在此不作限制要求。

S300：在每个开口21中形成子模板图案30，多个子模板图案30构成模板图案，以便得到压印模板，结构示意图参照图4和图5(图5为图4中沿BB’的截面图)。

根据本发明的实施例，形成子模板图案30的步骤包括：

S310：向开口21中填充模板胶31，参照图6(以网格结构中的一个开口为例)。

根据本发明的实施例，形成模板胶的材料选自聚二甲基硅氧烷、丙烯酸盐聚合物和聚合多元醇中的至少一种。由此，使用性能好，易固化，性质稳定，制备的子模板图案的性能较佳。

根据本发明的实施例，为避免后续对位压印时模板胶从开口溢出，影响到其他区域的模板胶，所以填充的模板胶的高度要低于网格结构的高度。由此，可以很好的避免模板胶从开口中溢出，解决现有技术中模板胶向四周流动影响其他区域的模板胶的问题。

S320：利用压印模具40对位压印模板胶31，结构示意图参照图7。

根据本发明的实施例，为了防止压印模具压印到其他区域开口中的模板胶，压印模具40的面积小于或等于开口21的面积。由此，既可以制作得到所需的子模板图案，又可以防止压印模具40压印到相邻开口中的模板胶。需要说明的是，压印模具的面积仅仅是指压印模具中图案的面积(图7中虚线框中对应的平面面积)，并不包括图案外边缘区域的平面面积。

根据本发明的实施例，为了提高压印模板的美观性和精准度，对位压印后模板胶的高度等于网格结构的高度。由此，采用制备得到的大尺寸压印模板压印得到的图案没有结构区(开口中形成的子模板图案转印得到图案)与拼接区(挡板部分转印的图案)的高度差别，可以更好对应转印工艺(即采用压印模板进行压印得到压印图案的工艺)，提高压印图案的精准度；若对位压印后模板胶的高度低于或高于网格结构的高度，则会使得结构区和拼接区相对有一定的差别，相对影响压印模板的精准度，且若对位压印后模板胶的高度与网格结构的高度相差较大时，还有可能导致压印模板压印得到压印图案脱落。

根据本发明的实施例，压印模具的具体种类没有限制要求，可以为硬模板或软模板，制作方法可以是光刻、电子束直写、激光直写、激光干刻等，也可以时使用上述工艺制得的模板的转写模板。由此，选择性广，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，以满足不同的使用要求。

根据本发明的实施例，压印模具的图案也没有限制要求，本领域技术人员根据所需制作的压印模板的图案灵活选择即可，在此不作限制要求。

S330：对对位压印之后的模板胶进行固化和脱模处理，结构示意图参照图8，脱模后变得到一个子模板图案30。

根据本发明的实施例，固化和脱模的方法没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择常规的固化和脱模的方法，在此不作限制要求。

根据本发明的实施例，如前所述，网格中具有多个开口，在制作压印模板时，本领域技术人员可以同时制作形成每个开口中的子模板图案，即先向每个开口中填充模板胶，之后对每个开口中的模板胶进行对位压印，最后统一对多个开口中的模板胶进行固化和脱膜处理，如图9(以两个开口为例)所示；本领域技术人员也可以逐个制作形成每个开口中的子模板图案，即先完成一个开口中的子模板图案制作的工艺后，在进行另一个开口中的子模板图案的制作，如图10所示(以两个开口为例)。

根据本发明的实施例，子模板图案的具体图案没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择。在本发明的一些实施例中，子模板图案呈条纹图案，参照图8，由此得到的压印模板可以用于制作光栅，此时网格结构的开口可以为矩形状，网格结构可以充当压印模板的一部分；在本发明的另一些实施例中，子模板图案为一个或多个圆形图案，由此得到的压印模板可以用于制作生物传感器，此时网格结构的开口可以根据需求制作成圆形或矩形。

根据本发明的实施例，上述制备压印模板的方法简单，工艺成熟，成本低，易于工业化生产；而且上述方法中，网格结构中的多个子模板图案拼接构成一个大尺寸的模板图案，得到大尺寸的压印模板(可以达到20cm×20cm以上)，使得压印模板的尺寸不再受限于现有压印模板的制作工艺；使用该压印模板压印图案时，无需将所需的压印图案分解分步压印，可通过本申请的大尺寸压印模板一次性完成压印，进而可以解决现有技术中分解分步压印时压印材料四处流动的技术难题；此外，由于网格结构中的挡板的宽度较窄，可以实现网格结构中相邻子模板图案之间的无缝拼接，进而提高由该压印模板压印得到的压印图案的美观性和精准度。

根据本发明的一些实施例，制作压印模板的方法包括：

步骤一：提供基板；

步骤二：在基板上通过光刻或激光直写形成网格结构，

步骤三：网格结构包括多个呈矩形的开口，挡板的宽度为1微米；

步骤四：向开口中填充模板胶；

步骤五：利用具有条纹图案的压印模具对位压印所述模板胶，对位压印后模板胶的高度等于网格结构的高度；

步骤六：通过紫外光照射对对位压印之后的模板胶进行固化处理，之后再进行和脱模处理，其中，所述紫外光的波长为365纳米。

由此，可以制备得到大尺寸的压印模板，使得压印模板的尺寸不再受限于现有压印模板的制作工艺；使用该压印模板压印图案时，无需将所需的压印图案分解分步压印，可通过本申请的大尺寸压印模板一次性完成压印，进而可以解决现有技术中分解分步压印时压印材料四处流动的技术难题；此外，由于网格结构中的挡板的宽度较窄，可以实现网格结构中相邻子模板图案之间的无缝拼接，进而提高由该压印模板压印得到的压印图案的美观性和精准度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种制作压印模板的方法，其特征在于，包括：

提供基板；

在所述基板上形成网格结构，所述网格结构包括多个开口；

在每个所述开口中形成子模板图案，多个所述子模板图案构成模板图案，以便得到所述压印模板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述子模板图案的步骤包括：

向所述开口中填充模板胶；

利用压印模具对位压印所述模板胶；

对对位压印之后的所述模板胶进行固化和脱模处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对位压印之前所述模板胶的高度低于所述网格结构的高度，对位压印之后所述模板胶的高度等于所述网格结构的高度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格结构的高度为50纳米～10微米。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格结构中的挡板的宽度为200纳米～10微米。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述网格结构的方法选自光刻和激光直写中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述网格结构的材料选自聚二甲基硅氧烷、丙烯酸盐聚合物和聚合多元醇中的至少一种；形成所述模板胶的材料选自聚二甲基硅氧烷、丙烯酸盐聚合物和聚合多元醇中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开口的形状选自圆形、椭圆形、规则多边形或不规则多边形中的至少一种。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，包括：

提供所述基板；

在所述基板上通过光刻或激光直写形成所述网格结构，所述网格结构包括多个呈矩形的所述开口，所述挡板的宽度为1微米；

向所述开口中滴入模板胶；

利用具有条纹图案的压印模具对位压印所述模板胶，对位压印后所述模板胶的高度等于所述网格结构的高度；

通过紫外光照射对对位压印之后的所述模板胶进行所述固化处理，之后进行所述脱模处理，其中，所述紫外光的波长为365纳米。

10.一种压印模板，其特征在于，是利用权利要求1～9中任一项所述的方法制作得到的。