CN118251631A - 多纹理化印模 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于压印工艺的柔性印模,其包含载体,所述载体包含第一表面和至少两个柔性材料区块(spots),所述区块粘附于载体的第一表面并且具有平行于载体的正面并被压印图案纹理化的表面。
Description
本申请涉及柔性印模、其制造方法和使用所述柔性印模的装置。
功能纹理化层(术语“纹理化”包括例如棱锥、透镜、棱镜、锥体、平坦层)在器件上的使用是一个重要的课题。这样的层的巧妙使用可增强性能、降低成本或改进产品的视觉外观。例如,在显示器中使用漫射层,以使得能够使用更薄的LED背光概念并从侧面照亮显示器。其它新的高科技可能性是将功能纹理化层集成到太阳能电池板中以改进它们的效率,或集成在有机发光二极管(OLED)照明面板中以提取更多的光。
可以通过使用UV压印制造功能纹理化层。在这种情况下,用漆(lacquer)(树脂或抗蚀剂)涂布基底或印模或两者。在将印模压到基底上以使漆位于它们之间之后,将纹理化漆固化成固相。固化方法可以是热法或通过使用紫外线。在1978年已经在美国专利4,128,369中提到这种技术。Chou在1995年做出进一步的开创性工作。他证明,通过使用刚性印模,可以以高吞吐量复制低于25nm的纹理以进行大批量生产(美国专利5,772,905或StephenY.Chou、Peter R.Krauss、Preston J.Renstrom的文章(Appl.Phys.Lett.67(1995)3114–3116))。稍后,论证了使用辊在刚性印模或弯曲的薄金属片上施加压力以复制纹理(文章Hua Tan,Andrew Gilbertson,Stephen Y.Chou,J.Vac.Sci.Technol.,B 16(1998)3926–3928)。
许多研究所和公司继续这项工作,以得到不同的技术。在半导体工业中,如美国专利6,334,960、美国专利申请2004/0065976和美国专利8,432,548中所述,通过与转印工艺、材料和精确定位结合使用刚性印模来施加板对板压印。如例如美国专利8,027,086中所述,卷对卷压印技术将纹理化辊与柔性基底组合使用以在连续过程中将箔或膜纹理化。
上述板对板技术被设计用于以高位置精度在均匀平坦晶片上进行小纹理(特征尺寸小于100nm)的精确晶片级压印。但是如中国专利申请CN 103235483中所述,这种技术难以扩展到更大的区域。
通过使用卷对卷技术,可以以高生产速度连续制造纹理化箔。这些纹理化箔可用作柔性应用的基底,或者可以层压到刚性基底上。但是,后者需要额外负担中间胶粘剂层的成本以将纹理化柔性箔粘附到刚性基底或产品上。因此,正在开发第三种新技术:直接卷对板压印。由此将功能纹理化层直接施加在离散基底上,而不使用具有数十至数百微米厚度的附加中间胶粘剂层的辅助膜。与板对板技术不同,通过使用纹理化的辊或通过使用卷绕在辊上的纹理化箔(也称为柔性印模)来制造印记。
卷对板压印因此已经被确立为用于大型刚性基底的直接纹理化的标准技术,而板对板压印已经成为用于小型刚性基底的直接纹理化的标准。
最近的发展还已经通过使用如EP 2 823 356 B1中所示在大基底上反复滚动的小柔性印模将小周期性结构的卷对板压印扩展到大基底。
所有这些发展表明,卷对板压印正在发展成用于大基底的压印技术,而小基底通常通过板对板压印纹理化。
但是,小基底的板对板压印具有挑战性,因为通常各基底具有不同的高度。这些差异可以很小,通常为几微米或几十微米级。在基底的尖锐边缘处的小高度台阶在卷对板压印工艺中可能随着施加在柔性印模上的压力而损伤柔性印模。
当用一个柔性印模压印几个基底时,由非常敏感的聚合物组成的纹理化区域可能在与基底的边缘接触时遭受严重损伤,而在单个基底的压印过程中,可以定位基底的边缘以使它们不接触纹理化区域。纹理化区域的损伤可造成划痕、松散粒子和产量损失,这是应该防止的。
本申请的目的是提供一种用于一次卷对板压印几个较小基底而不损伤柔性印模的任何部分的快速高效的技术。
该目的通过一种用于压印工艺的柔性印模解决,所述柔性印模包含载体,所述载体包含第一表面和至少两个柔性材料区块(spots),所述区块粘附于载体的第一表面并且具有平行于载体的正面并被压印图案纹理化的表面。
在一个实施方案中,粘附还可以包括用柔性材料对载体进行压花。
在本申请通篇,术语“柔性”是指材料或其构件具有在0.1吉帕斯卡(GPa)至10吉帕斯卡(GPa)之间的杨氏模量。在一个实施方案中,杨氏模量在0.5吉帕斯卡(GPa)至5吉帕斯卡(GPa)之间。杨氏模量根据ASTM E111测量。
在本申请通篇,关于两个表面、平面或区域的术语“平行”是指所述两个表面、平面或区域不交叉或彼此交叉形成6°的最大角度。
根据本申请的印模是可用于表面纹理化、压印或压花的任何装置。通常,印模包含被纹理化为凹陷和凸起的压印图案的压印表面,然后将该压印图案转印到基底上。所述转印可以以三种不同的方式进行。首先,压印表面可以用压印材料,如墨水、颜料或树脂处理,以使只有凸起拾取压印材料并遵循所谓凸版压印(relief imprintin)的原理将其转印到基底上,所述凸版压印也用于例如办公印章、经典打字机或铅字历史书籍印刷。在所有这些压印工艺中,只有压印表面的凸起将压印介质转印到基底上。其次,压印表面可以用压印材料,如墨水、颜料或树脂覆盖,以使压印表面的凹陷被压印材料填充。然后,可以使用例如刮刀刮拭压印表面以使压印介质仅保留在凹陷中,以从此处转印到基底上。如果基底是纸,这种压印技术被称为凹版压印。或者,印模可用于将液体或粘性可压印介质(如树脂、漆或蜡)的点或层纹理化,以使压印图案中的凹陷变成基底上的凸起,而压印图案中的凸起变成基底上的凹陷。这类似于在密封蜡或密封漆上使用传统雕刻密封基质。
第三,可以将印模压靠在固体但可成形的表面上,并在其中压印图案,类似于在纸上的压印密封(embossed seal)。
根据本申请的柔性印模可用于所有所述压印技术。
根据本申请的载体构成柔性印模的骨架,并且可为任何柔性材料。在一个实施方案中,载体是例如聚对苯二甲酸乙二醇酯或另一种柔性但稳固的聚合物材料的塑料箔。载体也可以是薄片材,例如玻璃片、金属片。载体也可以是复合材料,其中例如薄玻璃、金属或聚合物片材嵌到聚合物材料上或聚合物材料之间。
在另一实施方案中,载体是塑料箔或薄片材或顶部具有胶粘剂层(这尤其可以是聚合物层或压敏胶粘剂)的嵌入片材的组合。
在一个实施方案中,载体可以对可见光和/或紫外光是透明的,以便透过载体实现树脂的辐射诱导固化。
在一个实施方案中,载体可包含紫外线防护剂,以防止在辐射诱导固化过程中降解。可能的紫外线防护剂可选自受阻胺光稳定剂(HALS)。
在一个实施方案中,载体可以是耐热的,以使其在可固化树脂的典型固化温度下不发生任何损伤或损失其机械稳定性。
载体包含第一表面和第二表面。更多的是为了定义,第一表面被认为是在压印过程中面向基底的表面。
柔性印模进一步包含粘附于载体的第一表面的至少两个柔性聚合物材料区块。区块与载体之间的胶粘连接可以通过位于柔性聚合物材料区块和载体的第一表面之间的附加胶粘剂材料或通过区块的聚合物材料和载体的材料之间的固有胶粘连接进行。该区块还可以包含几个层,其中背向载体第一表面的层被压印图案纹理化。
根据本申请的区块是载体上的区域,该区域明显小于载体,并且其特征在于下述事实:其通常由与载体不同的材料制成,并且该区块在载体上形成独立的层。因此,根据本申请的区块可以被解释为载体上的区域,其小于载体并且在载体上形成第二层。载体上的区块也可以具有涂层形式。该区块也可以是纹理化的箔片,例如塑料或玻璃或薄金属片,其以纹理化标签的方式胶粘连接到载体,在顶部具有聚合物层。
该区块可为任何柔性聚合物材料,如基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、环氧化物、硫醇、含乙烯基的单体、醚、氟化醚、硅氧烷、硅氧烷-丙烯酸酯或这些材料中的两种或更多种的共混物的聚合物材料。
在一个实施方案中,柔性聚合物材料选自聚合物类型,如环氧化物、硫醇、聚乙烯树脂、聚醚、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟化聚醚、硅氧烷、硅氧烷-丙烯酸酯或其共混物。
在一个实施方案中,该区块的材料可以是已经以液体或粘性形式与载体接触并且随后已经在与载体接触的同时固结或固化的材料的固结或固化过程的产物。不同区块的材料可以相同或不同。
该区块可具有附加的中间基层,如聚碳酸酯、PET、薄玻璃片或薄金属片。在这种情况下,将组合的区块和基层用胶粘剂层粘附到载体的材料上。
根据本申请的每个区块具有平坦表面,其表面平行于载体的第一表面。载体上的每个区块的平坦表面具有相同高度,以使区块的表面是平行于载体的第一表面的平面的一个假想平面的一部分。每个区块的表面至少部分被压印图案纹理化,以在区块的表面中形成凹陷和凸起。凹陷可以以使得它们穿过整个区块到达载体材料上的方式配置或不以这样的方式配置。纹理可以覆盖或可以不覆盖区块的整个平坦表面。优选地,与基底上的优选纹理化区域相比,区块尺寸在长度和宽度上更大。
区块可以彼此重叠,或区块可以彼此分离。根据该未决申请的“分离”意味着区块被其中载体的“裸露”或未覆盖材料面向基底的区域完全包围。因此,彼此分离的区块像是载体上的岛。
区块可具有规则的形式,如圆形、椭圆形、矩形或多边形,或者区块的形式可以是不规则的。压印图案的尺寸和形式可以都偏离区块的尺寸和形式;但是,区块的尺寸总是与压印图案的尺寸至少一样大。在一个实施方案中,压印图案可以是矩形的。而带有压印图案的区块可具有圆形、椭圆形或不规则形式。
区块表面上的纹理可以相同或不同。根据本申请的柔性印模可具有带有相同纹理的相邻区块组。具有相同纹理的相邻区块组可以在载体上形成线、列、对角线或任何其它类型的设计。区块也可以随机安置。
在柔性印模上具有多个区块的情况下,根据该未决申请,柔性印模可用于一次将多于一个基底纹理化。这需要向根据本申请的方法提供多于一个基底,以将它们的表面定位在区块的纹理化表面的正下方。使用所述程序,可以在一个压印过程中将大量小基底纹理化。这对于仅以较小尺寸提供的基底类型是有利的,或者节省了切开大型纹理化基底(这可能在纹理化表面上造成损伤或污染)的工作。因此,使用根据本申请的柔性印模可以提高吞吐量,此外还可以提高通常使用板对板工艺纹理化的小基底的压印工艺的效率。与根据本申请的柔性印模相比,尤其是在使用本申请中稍后提出的方法时,板对板工艺中的刚性印模在复制上困难和昂贵得多。
该柔性印模的稳健设计并不限制该柔性印模用于压印具有一个区块的类似尺寸的基底。在一个实施方案中,该柔性印模可用于压印覆盖多于一个区块的基底。压印基底可具有与柔性印模类似的尺寸。在这种情况下,为基底压印几个分开的纹理,它们可以是相同的、不同的或是周期性纹理的一部分。通过大型基底在柔性印模下方的一次通过进行纹理化。纹理化基底可以原样进一步使用,或者可以分成更小的片。这可以是将小母版多倍复制到大基底上的方式。
该柔性印模的稳健设计并不限制该柔性印模用于压印比区块更小的基底。这仍然是可能的,但可能对产量有影响。
该柔性印模上的区块的数量不受限制。
在使用中间胶粘剂层的情况下,区块与载体之间的胶粘连接可以是永久的或可逆的。可逆连接意味着区块可以从载体上移除,例如通过使用溶剂之类的化学试剂、加热、机械应力或其任何组合。可以以不损伤载体的方式进行移除。在一个实施方案中,区块可以从载体上完全移除,并且载体可以通过例如在其上粘附新区块而重新使用。
在一个实施方案中,区块的聚合物材料可具有低于50mN/m2的表面自由能,在一个实施方案中,表面自由能低于35mN/m2、低于30mN/m2或甚至更低。在一个实施方案中,选择区块的聚合物材料,以使其表现出的附着力使得与使用柔性印模的压印工艺中通常使用的固化树脂,如环氧化物、硫醇、聚乙烯树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚醚、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟化聚醚、硅氧烷、硅氧烷-丙烯酸酯或其共混物容易层离。
区块的聚合物材料可具有防粘性质。如果不是这种情况,柔性印模可以在使用之前经过防粘处理。柔性印模的这种表面处理可以是等离子体处理,或通过湿法、蒸气法、气相法或这些方法的组合进行的防粘涂层处理。
在区块之间的未被区块覆盖的载体材料可具有与区块相同的低表面自由能,例如其可具有50mN/m2或更低至大约35mN/m2或甚至更低的表面自由能。低表面自由能可以是载体材料特有的,或其可以通过附加表面处理工艺在载体材料上创造。载体的这种表面处理可以是等离子体处理,或通过湿法、蒸气法、气相法或这些方法的组合进行的防粘涂层处理。
在另一优选实施方案中,在区块之间的未被区块覆盖的载体材料可具有硬涂层顶面,以保护柔性印模避免被在单个压印步骤中加工的几个小基底的边缘损伤。
在一个实施方案中,区块的表面在载体的第一表面上方。这样的区块相当于添加到载体上。在一个实施方案中,区块的顶面在载体的第一表面上方高出的值大于压印图案的最深凹陷的深度。在另一实施方案中,区块的表面在第一表面上方高出的值大于要通过根据本申请的柔性印模纹理化的可压印介质层的厚度变化。也可以组合的这两个实施方案的目的是确保载体的材料不与可压印介质接触。
在一个实施方案中,在载体上的区块之间形成通道。所述通道可以被解释为不同区块之间的边界,并且还可能在可以使用根据本申请的柔性印模进行的压印工艺的过程中具有功能。通过所述通道,过量的可压印介质或截留在柔性印模、基底和可压印介质的系统中的空气可以逸出。通过在材料的不同区块之间的间隙(clearings)可以实现与通道相同的效果。与通道相比,根据本申请的间隙是比通道更大的空白空间区域。与更多为线形的通道相比,间隙更多为区域形状。通常,通道和间隙都是空白空间区域,其中通道更多为线形,而间隙更多为空间形状。在本申请通篇,术语“通道”和“间隙”将同义使用,即如果没有另外提及,如果使用这些术语中的一个,则意指这两个术语。
本申请进一步涉及根据权利要求14的制造柔性印模的方法。在一个实施方案中,该方法进一步包含以下步骤:提供至少一个母版,所述至少一个母版包含纹理化区域,提供载体,其宽度和长度与所述一个或多个母版上的纹理化区域的宽度和长度具有相同尺寸或更大,向母版和/或载体上提供可固化树脂,使载体和母版接触以使树脂位于它们之间,任选向载体施加压力以使树脂填满纹理化区域并形成覆盖纹理化区域的层,在树脂与母版和载体都接触的同时固化所述树脂,将带有固化树脂的载体与母版分离,相对于接触平面并且在平行于载体平面的平面中移动所述至少一个母版,或反之亦然,其中使载体和母版与树脂接触、向载体施加压力、固化树脂和将带有固化树脂的载体与母版分离的步骤进行至少两次。
根据本申请的载体构成要生产的柔性印模的骨架,并且可为任何柔性材料。在一个实施方案中,载体是例如聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯或另一种柔性但稳固的聚合物材料的塑料箔。载体也可以是复合材料,其中例如薄玻璃片或薄金属片或薄聚合物片嵌到一种或多种聚合物材料中。
在一个实施方案中,载体可以对可见光和/或紫外光是透明的,以便透过载体实现树脂的辐射诱导固化。
在一个实施方案中,载体可包含紫外线防护剂,以防止在辐射诱导固化过程中降解。可能的紫外线防护剂可选自受阻胺光稳定剂(HALS)。
在一个实施方案中,载体可以是耐热的,以使其在可固化树脂的典型固化温度下不发生任何损伤或损失其机械稳定性。
母版通常是耐用材料的刚性平板。在一个实施方案中,母版可由金属,如钢、镍、铜或铝制成。在一个实施方案中,母版可以是硅、石英或玻璃。在一个实施方案中,母版可以是塑料箔或塑料片。在一个实施方案中,母版是硅片。母版可具有任何形式,如圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形或不规则。
母版包含纹理化区域。纹理化区域是母版表面上的包含形成纹理的凹陷和凸起的区域,所述纹理可以是规则的、随机的或形成任何种类的图形、图片或图案。纹理化区域可以通过由任何雕刻技术(如铣削)雕刻到母版表面中而形成。其它技术是例如但不限于:激光烧蚀、灰度光刻、晶片级光刻和蚀刻。纹理化区域的表面积最多为载体表面积的一半。纹理化区域可具有任何形式,如矩形、三角形、多圆锥形、圆形、椭圆形或不规则。纹理化区域可具有与母版不同的形式。纹理化区域可以小于母版。因此有可能例如提供内部具有矩形纹理化区域的圆形母版。
母版可包含检测标记。根据本申请的检测标记是通过例如包含摄像机和计算机的检测系统检测的结构,其使得能够精确测定母版的位置和取向。检测标记可以是特定图案,其可以雕刻到母版的表面中或者可以使用例如永久性墨水绘制或印刷在母版上。检测标记也可以是在视觉上不同于母版材料并且粘附、焊接或钎焊到母版上的小材料片。
为了使带有固化树脂的载体与母版容易分离,母版可以在供应到制造柔性印模的方法之前用防粘剂处理。可能的防粘剂可以是低粘度硅酮油、石蜡油、脂肪油、脂族表面活性剂、氟化表面活性剂、脂族硅氧烷、氟化膦酸、硅氧烷或脂族或氟化硅烷。为了适当地进行制造柔性印模的方法,要求母版上的防粘剂和可固化树脂不与彼此混合。母版的包括纹理化区域的表面可具有至多50mN/m的表面自由能。在一个实施方案中,包括纹理化区域的母版表面的表面自由能为至多35mN/m。在另一个实施方案中,包括纹理化区域的母版表面的表面自由能为至多25mN/m或至多15mN/m。
可固化树脂可以通过任何可能的计量技术(如浸涂、滴加、狭缝涂布、辊涂、瀑布式涂布(waterfall coating)、喷涂、气相沉积或喷墨印刷)提供到母版和/或载体上。可以将可固化树脂直接提供到母版,或者可以将可固化树脂涂布到载体上,然后在使载体与母版接触时提供到母版。可固化树脂可以以受控方式计量到母版或载体中,以便一方面避免树脂溢流,但又确保可形成覆盖纹理化区域的树脂层。在一个实施方案中,可固化树脂可以作为一个或几个微滴、坑(puddles)、线、圆、椭圆或要在施加之后分布的任何其它几何分配图案施加到母版。所述一个或多个微滴可以定位在母版和/或载体上,以使在施加压力时形成覆盖母版的纹理化区域的层。可固化树脂可选自环氧化物、硫醇、聚乙烯树脂的单体、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚醚、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟化聚醚、硅氧烷、硅氧烷-丙烯酸酯或其共混物。
使载体与母版上的树脂接触。在一个实施方案中,该方法的这一步骤以下述方式进行:载体和母版不直接接触,而是该树脂形成将载体和母版彼此分开的层。通过调节载体和母版之间的距离,可以调节载体和母版之间的树脂层的厚度,并且可以控制树脂的分布。选择的母版和载体之间的距离越小,树脂层就越薄。可以选择树脂以使在固化后,树脂与载体的材料形成强附着力,但是另一方面,没有与母版的表面形成附着力。
使载体与母版上的树脂接触,以使树脂填满母版的纹理化区域并形成覆盖纹理化区域的层。根据树脂的粘度,施加于载体和树脂的压力可以引起树脂在包括纹理化区域的母版上的流动,该树脂流动在树脂分配中起到关键作用。因此可以以非常良好受控的方式施加压力以控制树脂流动。可以使用例如辊施加压力,所述辊配备以非常良好受控的方式施加压力的装置,如线性电动机或液压机或气动压力机。
在树脂与母版和载体都接触的同时固化该树脂。固化可以以本领域技术人员已知的任何方式进行,如热固化,其中使用例如炉或通过红外辐射加热而将母版、树脂和载体的系统加热至固化温度。如果母版或载体具有例如许多金属所拥有的高导热率,热固化得到简化。固化也可以使用由合适的灯发射的可见辐射或紫外辐射进行。只有当至少母版或载体对可见辐射或紫外辐射透明时才可能通过可见辐射或紫外辐射固化,例如以聚合物箔作为载体或以石英作为母版材料的情况。在母版和载体与树脂接触的同时进行固化确保树脂以与母版上的纹理化区域的形式对应的形式固化。
在固化完成后,将载体与母版分离,其中固化的树脂粘附于载体,以在载体上形成固化树脂的区块,所述区块可以至少具有纹理化区域的尺寸并且至多具有母版的尺寸。
在载体与母版分离后,相对于载体并且在平行于载体平面的平面中移动母版。这种移动可以通过例如在平台(stage)上移动母版或通过将母版保持固定在平台上或支架上并移动载体而实现。移动将以下述方式进行,以使载体在移位方向上至少移位纹理化区域的延伸范围。
可以例如使用将母版例如在平台上放置到位的机器人,如delta机器人进行母版的移动。母版也可以安装在支架中,该支架可以在至少一个方向上移动,并且可以使用例如步进电机或伺服电机定位。母版的移动可通过耦合到计算机的光学检测装置,如摄像机控制,所述计算机也可以连接到移动母版的机器人。摄像机可以追踪母版上的检测标记,以检查母版是否正确定位和取向。
也可以使用例如光学检测装置监测柔性印模的位置。由此可以参考柔性印模的位置来放置母版的位置。
在移动后,重复向母版提供树脂、使载体与母版和/或载体上的树脂接触、可能施加压力、固化树脂和将带有固化树脂的载体与母版分离的步骤,以在将带有固化树脂的载体与母版分离之后再次在载体上形成第二区块。在一个实施方案中,第二区块与第一区块分开。根据母版和载体的尺寸以及根据载体上必需的区块数,可以按需要重复该过程,其中母版在移位方向上至少移位纹理化区域的延伸范围。该过程的每次执行将得到载体上的新区块,该过程因此将得到具有多个区块的柔性印模,这些区块具有母版的纹理化区域的模制图像(molded images)。
在区块和/或载体上的聚合物材料不具有低于50mN/m2的表面自由能的情况下,可以在载体与具有一个或多个区块的母版剥离之后施加额外的防粘处理。
在卷对板工艺中,通过使用辊使载体与母版接触,其中树脂位于母版和载体之间。在使用卷对板压印工艺的压印过程中,辊移动,或载体和母版(树脂在母版和载体之间)移动,或两者以相反方向移动。为了确保在移动时在移动的辊和/或移动的载体和母版(树脂在它们之间)之间的移动中没有摩擦卡顿(friction hickups),提议操纵载体和/或母版的移动,或辊轴线的中心点移动(the movement of the CenterPoint of the roller axismoves),但在这两种情况下,辊都是自由旋转的辊。没有主动操纵辊的旋转。
本发明进一步涉及一种用于制造柔性印模的装置,所述装置包含用于承载至少一个母版的平台、至少一个辊、柔性材料片、用于固化可固化树脂的装置、用于在平台上移动母版的装置、用于将可固化树脂选择性计量到母版和/或柔性材料片的装置。
柔性印模也可以在切割和粘贴工艺中制作。在这种情况下,将几个可得的柔性印模或母版切割或机械加工成所需尺寸的区块,也称为贴片(tiles),将这些分组并粘贴到载体箔上。这些区块可以已经具有防粘性质,或者可以在下游防粘工艺中添加防粘性质。
在另一下游工艺中,可以为区块之间的区域提供附加材料。在区块或贴片的区域之间添加的材料用于保护这些位置的表面区域免受机械或其它损伤或污染。这种材料可以由防粘材料或硬涂层树脂或漆组成。可能的添加材料的方法可以是任何分配工艺,例如打印工艺。
附图
图1a描绘了卷对板压印工艺的潜在问题,由此通过使用辊101使具有载体102A和在聚合物材料102B中的纹理化层102C的柔性印模102与2个不同基底103上的树脂104接触。这些基底具有不同的基底高度,这导致在接触区域105处的尖锐接触,其可能损伤易碎的聚合物层102B。在图1b中,解决这一问题,其具有两个分开的聚合物材料区块102B,它们不接触接触基底的边缘。
图2显示根据所提出的解决方案的不同柔性印模设计。在图2a中,显示具有载体102的柔性印模,载体102具有4个聚合物材料区块201,各区块具有纹理化层202。这种纹理化层具有基底上的优选纹理(也称为有效区域)的反相。图2b显示具有载体102的柔性印模,载体102具有4个聚合物材料区块201,各区块具有纹理化区域202。在聚合物材料区块201之间添加工艺优化材料203。这可以是硬涂层材料或具有防粘性质的材料。
图3显示根据所提出的解决方案的一种柔性印模设计,其由具有4个区块的载体102组成,各区块由具有聚合物顶层303的箔301组成。聚合物层303具有纹理化层302。
图4显示根据所提出的解决方案用于由母版制造具有多个区块的柔性印模的装置。将具有纹理化区域401A的母版401放置在压印平台402上。该压印平台402在压印过程中支撑母版401,并通过使用滑行器(gliders)403将其输送通过该装置,由此用箭头指示压印方向。可以用机器人412调节母版401的位置。在该图中,用分配工具410将树脂微滴409印刷在母版上。通过使用层压辊408A使带有树脂409的母版401与载体404接触,以形成具有纹理化层404B的聚合物层404A。在这种情况下,载体由安装在两个皮带406上的两个夹具405A和405B保持。通过皮带操纵载体的移动。在下一步骤中,用来自紫外光源411的紫外光固化聚合物层404A,并且通过使用分层辊408B将带有聚合物层404A和纹理化层404B的载体404从母版401移除。在压印滑架(imprint sledge)402和母版401回到初始位置后,可以重复这一过程。在新周期之前,机器人412可以重新定位母版401。
Claims (15)
1.用于压印工艺的柔性印模,其包含
·载体,所述载体包含第一表面和
·至少两个柔性材料区块,所述区块
·粘附于载体的第一表面并且
·具有表面,所述表面
·平行于载体的正面和
·被压印图案纹理化。
2.根据权利要求1的柔性印模,其中所述柔性材料是聚合物材料。
3.根据权利要求1的柔性印模,其中所述至少两个区块彼此分离。
4.根据前述权利要求任一项或多项的柔性印模,其中所有区块具有相同纹理。
5.根据前述权利要求任一项或多项的柔性印模,其中所述区块可逆粘附于所述载体。
6.根据前述权利要求任一项或多项的柔性印模,其中所述区块的聚合物材料具有50mN/m2,优选35mN/m2,更优选30mN/m2或更低的表面自由能。
7.根据前述权利要求任一项或多项的柔性印模,其中所述区块的表面在所述载体的表面上方。
8.根据前述权利要求任一项或多项的柔性印模,其中所述柔性聚合物材料选自环氧化物、硫醇、聚乙烯树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚醚、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟化聚醚、硅氧烷、硅氧烷-丙烯酸酯或其共混物。
9.根据前述权利要求任一项或多项的柔性印模,其中至少一个区块包含几个层。
10.根据权利要求9的柔性印模,其中至少一个层是薄玻璃片、薄金属片或聚合物材料薄层,更具体是聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄层。
11.根据前述权利要求任一项或多项的柔性印模,其中所述柔性印模包含在所述载体上的区块之间的通道或其它空白空间区域。
12.根据前述权利要求任一项或多项的柔性印模,其中所述区块之间的区域填充有附加材料。
13.根据权利要求12的柔性印模,其中所述附加材料是防粘材料或硬涂层树脂。
14.一种制造根据权利要求1至13任一项或多项的柔性印模的方法,其包含步骤
a.提供至少一个母版,其包含纹理化区域,
b.提供载体,
c.向所述母版或所述载体提供可固化树脂,
d.使所述载体和所述母版接触以使所述树脂位于它们之间,
e.任选向所述载体施加压力以使所述树脂填满所述纹理化区域并形成覆盖所述纹理化区域的层,
f.在所述树脂与所述母版和所述载体都接触的同时固化所述树脂,
g.将带有固化树脂的载体与所述母版分离,
h.相对于接触平面并且在平行于载体平面的平面中移动所述至少一个母版,
其中步骤d)至g)进行至少两次。
15.一种用于制造柔性印模的装置,所述装置包含:
·支撑至少一个母版的平台,
·至少一个辊,
·柔性材料片,
·任选地,用于固化可固化树脂的装置,
·任选地,用于相对于所述柔性材料片定位所述母版的装置,
·任选地,用于将可固化树脂选择性计量到所述母版和/或所述柔性材料片的装置,
·任选地,用于测定所述母版的位置的装置,
·任选地,用于测定所述柔性材料片的位置的装置。
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