CN109445247A - 压印模板及其制备方法和压印方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种压印模板,包括:衬底基板、压印用图形层和平坦化层;所述平坦化层位于所述压印用图形层背向衬底基板一侧的表面,所述平坦化层背向所述衬底基板的一侧表面为平面;所述平坦化层和所述压印用图形层被配置为:在特定除膜工艺下,所述平坦化层被去除,而所述压印用图形层保留。本公开还提供了一种压印模板的制备方法和压印方法。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域,特别涉及压印模板及其制备方法和压印方法。
背景技术
在进行纳米压印工艺时,待处理基板上压印胶的表面平坦度直接影响压印效果;具体地,若压印胶的表面存在段差,在压印脱模时位于段差位置处会出现大面积的压印胶脱落、压印图形扭曲变形的现象。
针对上述问题,目前的解决方案是额外提供一个表面为平面(表面无图案)的空模板,在进行压印工艺前,先利用该空模板对压印胶表面进行平整化,然后再利用压印模板对压印胶进行图案化。因此,在现有的纳米压印工艺中,需要预先制备两种独立的模板:表面无图案的空模板和表面有图案的压印模板。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种压印模板及其制备方法和压印方法。
第一方面,本公开实施例提供了一种压印模板,包括:衬底基板、压印用图形层和平坦化层;
所述平坦化层位于所述压印用图形层背向衬底基板一侧的表面,所述平坦化层背向所述衬底基板的一侧表面为平面;
所述平坦化层和所述压印用图形层被配置为:在特定除膜工艺下,所述平坦化层被去除,而所述压印用图形层保留。
在一些实施例中,所述平坦化层的材料包括:水溶性材料或可降解材料。
在一些实施例中,所述水溶性材料包括:聚乙烯醇树脂和聚己内酯树脂中的至少一种;
所述可降解材料包括:可降解型压印胶。
在一些实施例中,还包括:缓冲层;
所述缓冲层位于所述衬底基板和所述压印用图形层之间。
第二方面,本公开实施例提供了一种压印模板的制备方法,包括:
在衬底基板上形成压印用图形层;
在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧形成平坦化层,所述平坦化层背向所述衬底基板的一侧表面为平面;
其中,所述平坦化层和所述压印用图形层被配置为:在特定除膜工艺下,所述平坦化层被去除,而所述压印用图形层保留。
在一些实施例中,所述在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧形成平坦化层的步骤包括:
通过涂布工艺在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧表面形成平坦化材料膜;
利用平整模板对所述平坦化材料膜背向所述衬底基板的一侧进行平整化;
对所述平坦化材料膜进行固化处理,以形成所述平坦化层;
将所述平整模板与所述平坦化层分离。
在一些实施例中,所述在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧形成平坦化层的步骤包括:
通过涂布工艺在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧表面形成平坦化材料膜;
将所述平坦化材料膜静置预定时长后,对所述平坦化材料膜进行固化处理。
在一些实施例中,所述在衬底基板上形成压印用图形层的步骤包括:
通过涂布工艺在衬底基板的一侧表面形成模板胶;
利用母模板对所述模板胶背向所述衬底基板的一侧进行图案化;
对所述模板胶进行固化处理,以形成所述压印用图形层;
将所述母模板与所述压印用图形层分离。
在一些实施例中,所述在衬底基板上形成压印用图形层的步骤之前,还包括:
在衬底基板上形成缓冲层。
第三方面,本公开实施例提供了一种压印方法,所述压印方法基于上述的压印模板,所述压印方法包括:
利用所述压印模板内所述平坦化层对压印胶进行压印,以对所述压印胶的表面进行平整化;
通过特定除膜工艺去除所述平坦化层,所述压印用图形层露出;
利用所述压印模板内所述压印用图形层对所述压印胶进行压印,以对所述压印胶进行图案化。
在一些实施例中,当所述平坦化层的材料包括水溶性材料时,所述通过特定除膜工艺去除所述平坦化层的步骤包括:使用水溶剂将所述平坦化层溶解;
当所述平坦化层的材料包括可降解材料时,所述通过特定除膜工艺去除所述平坦化层的步骤包括:通过降解工艺将所述平坦化层降解。
在一些实施例中,在所述通过特定除膜工艺去除所述平坦化层的步骤之后,还包括:
对所述压印模板进行干燥处理。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种压印模板的截面示意图;
图2为本公开中利用压印模板内的平坦化层对压印胶表面进行平整化处理时的截面示意图;
图3为本公开中利用特定除膜工艺去除压印模板内的平坦化层时的截面示意图;
图4为本公开中利用压印模板内的压印用图形层对压印胶表面进行图案化处理时的截面示意图;
图5为本公开实施例提供的一种压印方法的流程图;
图6为本公开实施例提供的一种压印模板的制备方法的流程图;
图7为采用紫外固化工艺对模板胶进行固化处理时的截面示意图;
图8为利用平整模板对平坦化材料膜背向衬底基板的一侧进行平整化处理时的截面示意图;
图9为本公开实施例提供的另一种压印模板的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案,下面结合附图对本公开提供的压印模板及其制备方法和压印方法进行详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例,但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之,提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整,并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例,且不意欲限制本公开。如本文所使用的,单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式,除非上下文另外清楚指出。还将理解的是,当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时,指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
本文所述实施例可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此,可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。因此,实施例不限于附图中所示的实施例,而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此,附图中例示的区具有示意性属性,并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状,但并不旨在是限制性的。
除非另外限定,否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解,诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义,且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义,除非本文明确如此限定。
图1为本公开实施例提供的一种压印模板的截面示意图,如图1所示,该压印模板包括:衬底基板1、压印用图形层2和平坦化层3。
其中,衬底基板1可采用硬性基板或柔性基板,本公开对衬底基板1的材料、形状等属性均不作限定。
压印用图形层2设置于衬底基板1上,其背向衬底基板1的一侧(即压印面)形成有设定图形,用于在压印过程中对待处理基板上的压印胶5进行图案化。在本公开中,压印用图形层2的材料包括:丙烯酸酯类树脂和环氧树脂,压印用图形层2不具备水溶性和可降解性。
平坦化层3位于压印用图形层2背向衬底基板1一侧的表面,平坦化层3背向衬底基板1的一侧表面为平面。需要说明的是,本公开中的平坦化层3具有一定厚度,且能够完全覆盖压印用图形层2的表面。
另外,考虑到在实际应用中平坦化层3的背向衬底基板1的一侧表面并不能达到不绝对平整,因此本公开中的“平面”是指平整度(表面上的不平处与绝对水平之间的高度差的绝对值)小于预定阈值的表面;其中,预定阈值可设定为20nm(即平坦化层3背向衬底基板1的一侧表面的平整度小于20nm);当然,预定阈值还可以根据需要进行调整。
平坦化层3和压印用图形层2被配置为:在特定除膜工艺下,平坦化层3被去除,而压印用图形层2保留。
本公开提供的压印模板可用于对待处理基板上的压印胶5的表面进行平整化以及对压印胶5进行图案化。相较于现有技术,本公开的技术方案可减少纳米压印工艺过程中所使用的模板数量。
下面将结合附图来对利用本公开提供的压印模板进行纳米压印工艺的具体过程进行详细描述。
首先,利用压印模板内平坦化层3对压印胶5进行压印,以对压印胶5的表面进行平整化。
图2为本公开中利用压印模板内的平坦化层3对压印胶5表面进行平整化处理时的截面示意图,如图2所示,将平坦化层3背向衬底基板1的一侧的平面表面与压印胶5正对,然后利用压印模板对压印胶5进行第一次压印,以对压印胶5的表面进行平整化。
然后,利用通过特定除膜工艺去除平坦化层3,压印用图形层2露出。
图3为本公开中利用特定除膜工艺去除压印模板内的平坦化层时的截面示意图,如图3所示,通过特定的除膜工艺对平坦化层3进行处理,以使得平坦化层3去除,此时被平坦化层3所覆盖的压印用图形层2露出。
作为一种可选实施方案,平坦化层3的材料包括:水溶性材料,此时可利用水溶剂冲洗压印模板,平坦化层3溶解于水溶剂中,压印用图形层2保留。进一步可选地,水溶性材料包括聚乙烯醇树脂和聚己内酯树脂中的至少一种。
作为另一种可选实施方案,平坦化层3的材料包括:可降解材料,此时可利用降解工艺将平坦化层3降解,压印用图形层2保留。进一步可选地,可降解材料包括:可降解型压印胶。其中,可降解型压印胶具体包括可降解树脂。
接着,利用压印模板内压印用图形层2对压印胶5进行压印,以对压印胶5进行图案化。
图4为本公开中利用压印模板内的压印用图形层对压印胶表面进行图案化处理时的截面示意图,如图4所示,将压印用图形层2背向衬底基板1的一侧的平面表面与压印胶5正对,然后利用压印模板对压印胶5进行第二次压印,以对压印胶5进行图案化。
最后,对压印胶5进行固化处理,并将压印模板与固化后的压印胶5分离。
通过上述内容可见,在本公开所提供的技术方案中,仅需利用一个压印模板即可完成对压印胶5的表面进行平整化和图案化。
优选地,该压印模板还包括:缓冲层4,缓冲层4位于衬底基板1和压印用图形层2之间,缓冲层4具有较佳的弹性,可用于吸收压印过程中所产生的应力。可选地,缓冲层4的材料包括:聚二甲基硅氧烷。
图5为本公开实施例提供的一种压印方法的流程图,如图5所示,该压印方法基于前述实施例所提供的压印模板,该压印方法包括:
步骤S101、利用压印模板内平坦化层对压印胶进行压印,以对压印胶的表面进行平整化。
步骤S102、通过特定除膜工艺去除平坦化层,压印用图形层露出。
作为一种可选实施方案,当平坦化层3的材料包括水溶性材料时,步骤S102具体包括:使用水溶剂将平坦化层3溶解。
作为一种可选实施方案,当平坦化层3的材料包括可降解材料时,步骤S102具体包括:通过降解工艺将平坦化层3降解。例如,可降解材料包括可降解型压印胶,可降解型压印胶中包括有缩酮或缩醛基团,在可降解型压印胶固化后,交联基团的缩酮或缩醛官能团在弱酸性条件下不稳定。在步骤S102中,可将压印模板至于弱酸环境(例如,浸泡于弱酸溶液内)中,交联基团在弱酸条件下发生水解,交联键断裂,将不溶的网状结构变为可溶的线性结构,从而可以达到降解的目的。
在利用水溶剂溶解平坦化层3或利用降解工艺降解平坦化层3之后,压印模板表面会遗留部分水。为避免遗留于压印模板表面的水对后续工艺造成影响,本实施例中优选地,在去除平坦化层3之后,对压印模板进行干燥处理;例如,利用氮气吹扫压印模板的表面。
步骤S103、利用压印模板内压印用图形层对压印胶进行压印,以对压印胶进行图案化。
对于上述步骤S101~步骤S103的具体描述,可参见图2~图4以及前述实施例中相应内容,此处不再赘述。
图6为本公开实施例提供的一种压印模板的制备方法的流程图,如图6所示,该制备方法用于制备前述实施例所提供的压印模板,该制备方法包括:
步骤S201、在衬底基板上形成压印用图形层。
作为一种可选实施方案,衬底基板1的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,简称PET),且厚度为0.05mm~0.5mm,此时衬底基板1为柔性透明基板,其光透过率接近89%。
在步骤S201中,首先,在衬底基板1表面涂布模板胶,模板胶包含单体、预聚物、光引发剂及其他添加剂,其主体树脂为丙烯酸酯类树脂、环氧树脂等,涂布厚度为3um~4um。其中,涂布方式包括但不限于旋转涂布(Spin Coating)、夹缝式涂布(Slot Coating)、喷墨打印(Inkjet printing)、夹缝式挤压型涂布(Slot-Die Coating);然后,利用母模板6对模板胶进行压印,并对图案化的模板胶进行固化、脱模,以得到压印用图形层2。
需要说明的是,在利用母模板6对模板胶进行压印时,可采用辊对平板(Roll-to-Plat)压印工艺。在对模板胶固化时,可采用热固化或紫外固化工艺。
图7为采用紫外固化工艺对模板胶进行固化处理时的截面示意图,如图7所示,当采用紫外固化工艺固化模板胶时,固化用光线通过衬底基板1侧照射至模板胶,曝光能量为3000mj/cm2-5000mj/cm2。待模板胶完全固化后,可将母模板6与模板胶分离。
步骤S202、在压印用图形层背向衬底基板的一侧形成平坦化层,平坦化层背向衬底基板的一侧表面为平面。
其中,平坦化层3的材料包括水溶性材料或可降解材料。可选地,水溶性材料包括:聚乙烯醇树脂和聚己内酯树脂中的至少一种,可降解材料包括:可降解型压印胶。
作为步骤S202的一种可选实施方案,首先,通过涂布工艺在压印用图形层2背向衬底基板1的一侧表面形成平坦化材料膜,其中涂布厚度为3um~10um,涂布方式包括但不限于旋转涂布、夹缝式涂布、喷墨打印、夹缝式挤压型涂布;然后,静置预定时长,平坦化材料膜在自身重力和其内部分子之间分子力的作用下,平坦化材料膜的表面将趋于平整;接着,对平坦化材料膜进行固化处理,其中可采用热固化工艺或紫外固化工艺进行固化处理。其中,预定时长范围包括:1min~2min。
图8为利用平整模板对平坦化材料膜背向衬底基板的一侧进行平整化处理时的截面示意图,如图8所示,作为步骤S202的另一种可选实施方案,首先,通过涂布工艺在压印用图形层2背向衬底基板1的一侧表面形成平坦化材料膜;然后,利用平整模板7(压印面为平面)对平坦化材料膜背向衬底基板1的一侧进行平整化;接着,对平坦化材料膜进行固化处理,以形成平坦化层3,其中可采用热固化工艺或紫外固化工艺进行固化处理;最后,将平整模板7与平坦化层3分离。
其中,当采用紫外固化工艺进行固化处理时,固化用光线通过衬底基板1侧照射至平坦化材料膜,待平坦化材料膜完全固化后,可将平整模板7与平坦化材料膜分离。
图9为本公开实施例提供的另一种压印模板的制备方法的流程图,如图9所示,在本实施例提供的制备方法中,不但包括上述实施例中的步骤S201和步骤S202,还包括步骤S200,步骤S200位于步骤S201之前执行。下面仅对步骤S200进行详细描述。
步骤S200、在衬底基板上形成缓冲层。
在步骤S200中,首先,在衬底基板1表面涂布聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,简称PDMS)混合物,该混合物中含有聚二甲基硅氧烷基质及固化剂,涂布厚度为1um~0.5mm;然后,将聚二甲基硅氧烷混合物进行固化处理,得到缓冲层4,该缓冲层4具有较佳的弹性和光透过率。缓冲层4的高光透过率可便于后续在衬底基板1侧对模板胶或平坦化材料膜进行紫外固化处理。
利用本公开提供的制备方法所制备出的压印模板,其可用于对待处理基板上的压印胶的表面进行平整化以及对压印胶进行图案化。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式,然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本公开的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (12)
1.一种压印模板,其特征在于,包括:衬底基板、压印用图形层和平坦化层;
所述平坦化层位于所述压印用图形层背向衬底基板一侧的表面,所述平坦化层背向所述衬底基板的一侧表面为平面;
所述平坦化层和所述压印用图形层被配置为:在特定除膜工艺下,所述平坦化层被去除,而所述压印用图形层保留。
2.根据权利要求1所述的压印模板,其特征在于,所述平坦化层的材料包括:水溶性材料或可降解材料。
3.根据权利要求2所述的压印模板,其特征在于,所述水溶性材料包括:聚乙烯醇树脂和聚己内酯树脂中的至少一种;
所述可降解材料包括:可降解型压印胶。
4.根据权利要求1所述的压印模板,其特征在于,还包括:缓冲层;
所述缓冲层位于所述衬底基板和所述压印用图形层之间。
5.一种压印模板的制备方法,其特征在于,包括:
在衬底基板上形成压印用图形层;
在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧形成平坦化层,所述平坦化层背向所述衬底基板的一侧表面为平面;
其中,所述平坦化层和所述压印用图形层被配置为:在特定除膜工艺下,所述平坦化层被去除,而所述压印用图形层保留。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧形成平坦化层的步骤包括:
通过涂布工艺在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧表面形成平坦化材料膜;
利用平整模板对所述平坦化材料膜背向所述衬底基板的一侧进行平整化;
对所述平坦化材料膜进行固化处理,以形成所述平坦化层;
将所述平整模板与所述平坦化层分离。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧形成平坦化层的步骤包括:
通过涂布工艺在所述压印用图形层背向所述衬底基板的一侧表面形成平坦化材料膜;
将所述平坦化材料膜静置预定时长后,对所述平坦化材料膜进行固化处理。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述在衬底基板上形成压印用图形层的步骤包括:
通过涂布工艺在衬底基板的一侧表面形成模板胶;
利用母模板对所述模板胶背向所述衬底基板的一侧进行图案化;
对所述模板胶进行固化处理,以形成所述压印用图形层;
将所述母模板与所述压印用图形层分离。
9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述在衬底基板上形成压印用图形层的步骤之前,还包括:
在衬底基板上形成缓冲层。
10.一种压印方法,其特征在于,所述压印方法基于权利要求1-4中任一所述的压印模板,所述压印方法包括:
利用所述压印模板内所述平坦化层对压印胶进行压印,以对所述压印胶的表面进行平整化;
通过特定除膜工艺去除所述平坦化层,所述压印用图形层露出;
利用所述压印模板内所述压印用图形层对所述压印胶进行压印,以对所述压印胶进行图案化。
11.根据权利要求10所述的压印方法,其特征在于,当所述平坦化层的材料包括水溶性材料时,所述通过特定除膜工艺去除所述平坦化层的步骤包括:使用水溶剂将所述平坦化层溶解;
当所述平坦化层的材料包括可降解材料时,所述通过特定除膜工艺去除所述平坦化层的步骤包括:通过降解工艺将所述平坦化层降解。
12.根据权利要求11所述的压印方法,其特征在于,在所述通过特定除膜工艺去除所述平坦化层的步骤之后,还包括:
对所述压印模板进行干燥处理。
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