CN109397677A - 微纳压印模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微纳压印模具，其包括基体，所述基体的一侧为压印面，所述基体于所述压印面侧设置有压印纹理和受力平台，所述受力平台的高度不低于所述压印纹理的最高点。微纳压印模具在压印时，因受力平台的高度不低于压印纹理的最高点，故压印时的主要受力集中在受力平台，可保护压印纹理免遭变形或损坏，进而提高微纳压印模具的使用寿命。

Description

微纳压印模具

技术领域

本发明涉及纳米压印技术领域，尤其涉及一种微纳压印模具。

背景技术

模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。

光学元件等的微纳结构的成型更是离不开模具。一般的，先将流质或塑性变形材料涂覆在基材上，再以微纳压印模具压印出结构，然后利用热固化或者UV光固化定型。然，在压印过程中，微纳压印模具受力容易使其上的微纳结构遭到变形或破坏，从而影响微纳压印模具的使用寿命。

鉴于此，本发明通过改善微纳压印模具以解决所存在的技术问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种微纳压印模具以解决上述的技术问题。

本发明的一个技术方案是：

一种微纳压印模具，其包括基体，所述基体的一侧为压印面，所述基体于所述压印面侧设置有压印纹理和受力平台，所述受力平台的高度不低于所述压印纹理的最高点。

在其中一实施例中，所述压印面分布有纹理区，所述压印纹理设置于所述纹理区，所述受力平台设置于所述纹理区外。

在其中一实施例中，所述纹理区下沉于所述压印面内且所述压印纹理的最高点不超过压印面，所述压印面邻近所述纹理区的部分为所述受力平台。

在其中一实施例中，相邻所述纹理区之间设置有所述受力平台。

在其中一实施例中，所述受力平台还分布于所述纹理区外，纹理区内的受力平台和纹理区外的受力平台的高度相等或不等。

在其中一实施例中，至少部分相邻所述压印纹理之间设置有间隙，所述间隙处设置有所述受力平台。

在其中一实施例中，所述压印纹理为凹下结构。

在其中一实施例中，所述压印面于设置有所述压印纹理的区域的外围设置有所述受力平台。

在其中一实施例中，所述基体相对于压印面的另一侧为底面，所述受力平台包括受力面，所述受力面相对于底面的高度大于所述压印纹理相对于所述底面的高度。

在其中一实施例中，同一所述纹理区内的所述压印纹理的长、宽、高、形状、凹凸、排布密度中的至少一个参数有变化。

在其中一实施例中，所述纹理区的所述压印纹理为凸起结构和/或凹下结构；在所述纹理区内，所述压印纹理间隔或无间隔设置。

在其中一实施例中，所述基体相对于压印面的一侧设置具有遮光或绝热功能的遮掩结构。

在其中一实施例中，所述遮掩结构对应于所述受力平台设置，和/或，所述遮掩结构与部分所述压印纹理在平行于所述压印面的投影面上部分重叠或完全重叠。

在其中一实施例中，还包括承载层，所述底面设置于所述承载层上，所述遮掩结构位于所述基体和承载层之间。

在其中一实施例中，所述底面和所述承载层之间设置有保护所述遮掩结构的保护层，所述保护层覆盖所述遮掩结构且位于所述遮掩结构远离所述承载层的一侧。

在其中一实施例中，所述受力平台具有不同的高度。

本发明的有益效果：微纳压印模具在压印时，因受力平台的高度不低于压印纹理的最高点，故压印时的主要受力集中在受力平台，可保护压印纹理免遭变形或损坏，进而提高微纳压印模具的使用寿命。

附图说明

图1为本发明微纳压印模具的结构示意图；

图2为本发明微纳压印模具另一种的结构示意图；

图3为本发明微纳压印模具又一种结构示意图；

图4为本发明微纳压印模具又一种结构示意图；

图5为本发明微纳压印模具又一种结构示意图；

图6为本发明微纳压印模具又一种结构示意图；

图7为本发明微纳压印模具又一种结构示意图；

图8为本发明微纳压印模具又一种结构示意图；

图9为本发明微纳压印模具又一种结构示意图；

图10为本发明微纳压印模具又一种结构示意图；

图11为图10中A-A’截面结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于下面所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明揭示一种微纳压印模具，其包括基体。基体的一侧为压印面。基体于压印面侧设置有压印纹理和受力平台。受力平台的高度不低于压印纹理的最高点。微纳压印模具在压印时，因受力平台的高度不低于压印纹理的最高点，故压印时的主要受力集中在受力平台，可保护压印纹理免遭变形或损坏，进而提高微纳压印模具的使用寿命。

优选的，压印面分布有若干纹理区，压印纹理设置于纹理区，受力平台设置于纹理区外，对压印纹理具有较好的保护作用。比如，纹理区下沉于压印面内且压印纹理的最高点不超过压印面，压印面邻近纹理区的部分为受力平台。具体的，相邻纹理区之间设置有受力平台。特别的，压印面除纹理区外都是受力平台，保证受力的平衡性，保证对压印纹理的保护。

优选的，同一纹理区内的压印纹理的长、宽、高、形状、凹凸、排布密度等参数中的至少一个参数有变化。可压印成型多变的纹理结构，应用于装饰膜时提高装饰效果，应用于防伪膜时加强防伪效果。

优选的，压印面分布有复数纹理区，压印纹理设置于纹理区，受力平台分布于压印纹理间。对于纹理区面积较大，或压印纹理间隙大的时候，受力平台分布于压印纹理间能更好的保护压印纹理。当然，受力平台还分布于纹理区外，纹理区内外均设置有受力平台，可更好的平衡压印力，保证压印质量，延长微纳压印模具使用寿命。纹理区内的受力平台和纹理区外的受力平台的高度相等或不等。比如纹理区下沉于压印面，分布于压印纹理间的受力平台亦下沉于压印面，则位于压印面的受力平台高于位于压印纹理间的受力平台，能更好的保护压印纹理。

优选的，纹理区的压印纹理为凸起结构和/或凹下结构，在纹理区内，压印纹理间隔或无间隔设置。压印纹理可以为微透镜、柱面镜、菲涅尔透镜、CD纹、蛾眼结构或拉丝纹等。压印纹理的剖面为三角形、弓形、矩形、梯形、凹形、不规则形等等。

优选的，至少部分相邻压印纹理之间设置有间隙，间隙处设置有受力平台。一般，压印纹理为凹下结构。比如，压印纹理为凹下的柱面镜，相邻柱面镜间隔设置，间隙处与压印面平齐且为受力平台。进一步，压印面除凹下设置的压印纹理外，其他包括压印纹理的间隙及周边边缘等位于同一平面内均为受力平台。或者，间隙处凸出于压印面而成为受力平台。

优选的，压印面于设置有压印纹理的区域的外围设置有受力平台。

优选的，基体相对于压印面的一侧为底面，受力平台包括受力面，受力面相对于底面的高度大于压印纹理相对于底面的高度，从而保证压印时，受力平台承受绝大部分的压印力，保证压印质量，延伸模具使用寿命。

优选的，受力平台上凹设有具有排气作用的凹槽。特别是在整面压印时，有可能会聚集未及时排除的空气，则受力平台上凹槽的设置可帮助接收里面的空气或多余的胶，从而保证了压印质量。

优选的，基体相对于压印面的一侧为底面，底面设置具有遮光或绝热功能的遮掩结构。遮掩结构对应于受力平台设置，和/或，遮掩结构与部分压印纹理在平行于压印面的投影面上部分重叠或完全重叠。遮掩结构的材料可以是遮光油墨，或者绝热或者隔热的油墨，只要能起到遮光或者绝热(隔热)作用并且不发生化学反应的材料都可以作为遮掩结构。在压印后固化时，被遮挡的部分因遮掩结构具有遮光或绝热功能而不会被固化，而在固化工序后，压印出的纹理结构被固化保留，未被固化的胶可被洗掉，从而只留下需要的纹理结构。另，对应于遮掩结构设置受力平台，可在固化时始终保持模具的压印能力和效果，从而得到高质量的纹理结构。遮掩结构对应受力平台设置，且遮掩结构的边缘与部分压印纹理对应设置，也即遮掩结构在投影面上部分与压印纹理重叠，可遮挡压印纹理的边缘部分，在固化清洗后，可保证压印出的纹理结构边缘的完整性和美观性。遮掩结构还可以完全被压印纹理在投影面上重叠和覆盖，此时在投影面上，遮掩结构的面积小于压印纹理所在区域的面积，可将部分压印纹理遮挡，压印固化后清洗掉该部分的压印胶后，仅留下未被遮掩的纹理结构。比如遮掩结构对应手机前盖的屏幕区域，清洗后只留下屏幕区域四周的纹理结构。比如遮掩结构对应摄像模组盖板的窗口区域，清洗后只留下窗口区域外围的CD纹。

优选的，微纳压印模具还包括承载层，底面设置于承载层上，遮掩结构位于底面和承载层之间。基材一般为可固化胶或者塑性材质等，在压印面可形成模具的压印纹理等。承载层主要起到支撑的作用，可以选用柔性的基材，比如PET、PC、PMMA等柔性材料，可以为硬质的基材，比如玻璃等。

优选的，底面和承载层之间设置有保护遮掩结构的保护层，保护层覆盖遮掩结构且位于遮掩结构远离承载层的一侧。保护层主要为了防止遮掩结构发生漂移，因此保护层的厚度大于遮掩结构的厚度。如此，保证遮掩结构不会露出，可以有效保证在压印时不会漂移。保护层可通过丝网印刷、旋涂或喷涂方式形成。

优选的，受力平台具有不同的高度。比如位于压印纹理间的受力平台的高度低于位于压印面外围处的受力平台的高度；或者，位于压印纹理间的受力平台的高度间隔变化，可根据压印时受力不同设置不同高度的受力平台，可使整个压印受力更加均匀，保证压印品质，延伸模具使用寿命。

以下，请参附图，举例描述本发明的微纳压印模具。

请参图1，本发明揭示一种微纳压印模具100a，其包括基体1a，基体1a的一侧为压印面11a。基体1a于压印面11a侧设置有压印纹理2a和受力平台3a。受力平台3a的高度不低于压印纹理2a的最高点。比如在玻璃盖板上直接涂布可固化压印胶，用微纳压印模具100a进行压印，固化并脱模后即可在玻璃盖板表面形成需要的微纳结构。压印时，需要对微纳压印模具100a施加一定的压印力，以确保压印纹理2a对可压印胶的作用。并且，受力平台3a承担了压印时的主要的压印力，确保微纳压印模具100a对压印胶的压印深度又不会使压印纹理2a承担过多的压印力而使压印纹理2a变形或破坏，并且方便脱模，保证了压印质量，增加微纳压印模具100a的使用寿命。压印面11a分布有纹理区12a，压印纹理2a设置于纹理区12a，受力平台3a设置于纹理区12a外。纹理区12a下沉于压印面11a内且压印纹理2a的最高点不超过压印面11a，压印面11a除纹理区12a外均为受力平台3a。也即，相邻纹理区11a之间设置有受力平台3a，压印面11a的外围设置有受力平台3a。基体1a相对于压印面11a的另一侧为底面13a。受力平台3a包括受力面，受力面相对于底面13a的高度大于压印纹理2a相对于底面13a的高度。以确保受力面在压印时承受绝大多数的压印力。压印纹理2a为下沉的凸起结构，复数凸起结构无间隔设置。受力平台3a可保护凸起结构变形或损坏，且容易脱模。

请参图2，一种微纳压印模具100b，其包括基体1b，基体1b的一侧为压印面11b。基体1b于压印面11b侧设置有压印纹理2b和受力平台3b。压印纹理2b为凹下结构且截面呈弓形，相邻压印纹理2b之间设置有间隙，间隙处设置有受力平台3b。压印面11b于设置有压印纹理2b的区域的外围也设置有受力平台3b。微纳压印模具100b容易脱模，且能最大限度的保护压印纹理2b在压印时不受变形或破坏。

请参图3，微纳压印模具100c相较于微纳压印模具100b的区别在于，压印面11c与设置有压印纹理2c的区域的外围没有设置受力平台3c。

请参图4，微纳压印模具100d相较于微纳压印模具100b的区别在于，压印纹理2d的截面为三角形。

请参图5，微纳压印模具100e包括基体1e，基体1e的一侧为压印面11e。基体1e与压印面11e侧设置有压印纹理2e和受力平台3e。受力平台3e的高度不低于压印纹理2e的最高点。压印面11e分布有纹理区12e，压印纹理2e设置于纹理区12e。受力平台3e设置于相邻纹理区12e的间隙处和压印面11e的外围。压印纹理2e为凸起结构，纹理区12e内的凸起结构无间隔设置。基体1e相对于压印面11e的另一侧为底面13e，受力平台3e包括受力面，受力面相对于底面13e的高度大于压印纹理2e相对于底面13e的高度。底面13e侧设置有遮掩结构4e，遮掩结构4e对应于受力平台3e设置，同时对应压印纹理2e的边缘。微纳压印模具100e还包括承载层5e，底面13e设置于承载层5e上，遮掩结构4e位于基体1e和承载层5e之间。承载层为PET层，压印后遮掩结构4e对应的区域未被固化，只保留由压印纹理2e压印出的微纳结构；同时遮掩结构4e对应压印纹理2e的边缘，该部分也被清洗掉，如此可保证最后形成的纹理结构边缘的完整性和美观性。另外，在形成压印纹理2e时，可不比严格控制边缘的尺寸，简化工艺。受力平台3e的设置使脱模更加容易，微纳压印模具100e的使用寿命更加长久。

请参图6，微纳压印模具100f相较于微纳压印模具100e的区别在于，压印纹理2f为凹下结构，为无间隔设置的柱面镜，其截面形状为弓形。受力平台3f能更好的保护柱面镜与柱面镜的交接点。

请参图7，微纳压印模具100g相较于微纳压印模具100e的区别在于，压印纹理2g为凸起的柱面镜，其截面形状为弓形。弓形的顶点低于受力平台3g设置，受力平台3g能更好的保护柱面镜的形状。

请参图8，微纳压印模具100h相较于微纳压印模具100g的区别在于，受力平台3h上凹设有具有排气作用的凹槽14h。底面13h和承载层5h之间设置有保护遮掩结构4h的保护层6h。保护层6h覆盖遮掩结构4h且位于遮掩结构4h远离承载层5h的一侧。保护层6h可保护遮掩结构4h在压印时产生漂移，从而保证压印质量。

请参图9，微纳压印模具100i包括基体1i，基体1i的一侧为压印面11i。基体1i于压印面11i侧设置有压印纹理2i和受力平台3i，受力平台3i的高度高于压印纹理2i的最高点。压印面11i分布有纹理区12i，压印纹理2i设置于纹理区12i。纹理区12i内，压印纹理2i为凹下结构的柱面镜，其截面呈弓形，柱面镜间隔设置。纹理区12i外及柱面镜的间隙中均为受力平台3i。微纳压印模具100i还包括承载层5i、设置于基体1i和承载层5i之间的保护层6i、和设置于承载层5i上并由保护层6i覆盖保护的遮掩结构4i，遮掩结构4i对应于非纹理区设置。

请参图10和图11，为一种微纳压印模具100j，可应用于成型例如手机前盖上的微纳结构，成型的微纳结构具有较好的装饰效果。微纳压印模具100j包括基体1j。基体1j的一侧为压印面11j，基体1j于压印面11j侧设置有压印纹理2j和受力平台3j。受力平台3j的高度高于压印纹理2j的最高点。压印面11j分布有纹理区12j，压印纹理2j设置于纹理区12j，受力平台3j设置于纹理区12j外。纹理区12j下沉于压印面11j内且压印纹理2j的最高点不超过压印面11j，压印面11j除纹理区12j外的区域为受力平台3j。压印纹理2j为凹下结构，具体为无间隔设置的柱面镜。基体1j相对于压印面11j的一侧为底面13j，底面13j设置有遮掩结构4j，遮掩结构4j对应于受力平台3j和位于受力平台3j旁的压印纹理2j的边缘部分，及遮掩结构4j对应于屏幕区域的压印纹理2j。微纳压印模具100j还包括承载层5j，底面13j设置于承载层5j上，遮掩结构4j位于基体1j和承载层5j之间。底面13j和承载层5j之间还设置有保护遮掩结构4j的保护层6j，保护层6j覆盖遮掩结构4j且位于遮掩结构4j远离承载层5j的一侧。纹理区12j设置于压印面11j的周边。例如，可在手机的玻璃前盖上涂布UV胶后，用微纳压印模具100j压印并固化，脱模后清洗掉被遮掩结构4j遮住而未被固化的部分，主要为对应的屏幕区域和外围边缘，同时被固化的部分形成微纳结构，具有较好的装饰效果。压印纹理2j延伸至整个屏幕区域，可方便压印纹理的形成。微纳压印模具100j方便脱模，且压印出的微纳结构性能稳定，模具使用寿命较长。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，上面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于上面描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。并且，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (16)

1.一种微纳压印模具，其特征在于，其包括基体，所述基体的一侧为压印面，所述基体于所述压印面侧设置有压印纹理和受力平台，所述受力平台的高度不低于所述压印纹理的最高点。

2.根据权利要求1所述的微纳压印模具，其特征在于，所述压印面分布有纹理区，所述压印纹理设置于所述纹理区，所述受力平台设置于所述纹理区外。

3.根据权利要求2所述的微纳压印模具，其特征在于，所述纹理区下沉于所述压印面内且所述压印纹理的最高点不超过所述压印面，所述压印面邻近所述纹理区的部分为所述受力平台。

4.根据权利要求1所述的微纳压印模具，其特征在于，所述压印面分布有复数纹理区，所述压印纹理设置于所述纹理区，所述受力平台分布于所述压印纹理间。

5.根据权利要求4所述的微纳压印模具，其特征在于，所述受力平台还分布于所述纹理区外，纹理区内的受力平台和纹理区外的受力平台的高度相等或不等。

6.根据权利要求1所述的微纳压印模具，其特征在于，至少部分相邻所述压印纹理之间设置有间隙，所述间隙处设置有所述受力平台。

7.根据权利要求6所述的微纳压印模具，其特征在于，所述压印纹理为凹下结构。

8.根据权利要求1所述的微纳压印模具，其特征在于，所述压印面于设置有所述压印纹理的区域的外围设置有所述受力平台。

9.根据权利要求1所述的微纳压印模具，其特征在于，所述基体相对于压印面的另一侧为底面，所述受力平台包括受力面，所述受力面相对于底面的高度大于所述压印纹理相对于所述底面的高度。

10.根据权利要求2所述的微纳压印模具，其特征在于，同一所述纹理区内的所述压印纹理的长、宽、高、形状、凹凸、排布密度中的至少一个参数有变化。

11.根据权利要求2所述的微纳压印模具，其特征在于，所述纹理区的所述压印纹理为凸起结构和/或凹下结构；在所述纹理区内，所述压印纹理间隔或无间隔设置。

12.根据权利要求1所述的微纳压印模具，其特征在于，所述基体相对于所述压印面的一侧设置具有遮光或绝热功能的遮掩结构。

13.根据权利要求12所述的微纳压印模具，其特征在于，所述遮掩结构对应于所述受力平台设置，和/或，所述遮掩结构与部分所述压印纹理在平行于所述压印面的投影面上部分重叠或完全重叠。

14.根据权利要求12所述的微纳压印模具，其特征在于，还包括承载层，所述底面设置于所述承载层上，所述遮掩结构位于所述基体和承载层之间。

15.根据权利要求14所述的微纳压印模具，其特征在于，所述底面和所述承载层之间设置有保护所述遮掩结构的保护层，所述保护层覆盖所述遮掩结构且位于所述遮掩结构远离所述承载层的一侧。

16.根据权利要求1所述的微纳压印模具，其特征在于，所述受力平台具有不同的高度。