CN219590668U - 压印模具和压印装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种压印模具和包括其的压印装置。该压印模具包括：基层，具有位于一侧的压印面，压印面包括压印区和位于压印区周边的气泡防止区；以及压印图案，设置于压印面的压印区内。压印面被配置为压印位于基板上的压印胶层，以将压印图案转印到压印胶层的与基板相反一侧的表面上。压印胶层中包括的压印胶与气泡防止区之间的接触角大于压印胶与基板之间的接触角，从而避免压印产品中的气泡比率增加，改善压印产品的质量。

Description

压印模具和压印装置

技术领域

本实用新型涉及一种压印模具和压印装置。

背景技术

纳米压印技术是将纳米或微米尺度的微图案从模具转印到涂有压印胶的基板的技术。模具通常由柔性材料作为基层，微图案形成在基层上。通过利用例如卷对卷(roll toroll)或卷对平面(roll to plate)等技术控制模具与基板之间的压力，将模具上的微图案转印到基板上的压印胶中。模具被重复使用，从而可以高效率地批量制作微图案。

实用新型内容

本公开的实施例提供一种能够降低压印胶中的气泡比率的压印模具和包括其的压印装置。

本公开的实施例提供一种压印模具，包括：基层，具有位于一侧的压印面，压印面包括压印区和位于压印区周边的气泡防止区；以及压印图案，设置于压印面的压印区内。压印面被配置为压印位于基板上的压印胶层，以将压印图案转印到压印胶层的与基板相反一侧的表面上。压印胶层中包括的压印胶与气泡防止区之间的接触角大于压印胶与基板之间的接触角。

在本公开的一实施例中，例如，压印胶与气泡防止区之间的接触角可以比压印胶与基板之间的接触角大1至30度。

在本公开的一实施例中，例如，压印胶与气泡防止区之间的接触角可以比压印胶与基板之间的接触角大5至25度。

在本公开的一实施例中，例如，压印胶层中包括的压印胶与气泡防止区之间的接触角可以大于压印胶与压印区之间的接触角。

在本公开的一实施例中，例如，气泡防止区的表面可以包括保护膜或表面处理层。

在本公开的一实施例中，例如，保护膜可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。

在本公开的一实施例中，例如，保护膜的厚度可以在40μm至60μm的范围内。

在本公开的一实施例中，例如，表面处理层可以包括等离子体处理层。

在本公开的一实施例中，例如，基层和基板中的至少一个可以是柔性的。

在本公开的一实施例中，例如，在平行于气泡防止区与压印区之间的边界的方向上，气泡防止区的宽度可以比压印区的宽度大1cm至2cm。

在本公开的一实施例中，例如，气泡防止区可以与压印区间隔开2cm至3cm。

在本公开的一实施例中，例如，气泡防止区可以对应于压印起始位置。

在本公开的一实施例中，例如，压印区沿平行于基层的第一方向延伸，压印区沿第一方向的尺寸大于压印区沿与第一方向垂直且平行于基层的第二方向的尺寸，气泡防止区位于压印区的沿第一方向的一侧。

本公开的实施例提供一种压印模具，包括：基层，具有位于一侧的压印面，压印面包括压印区和位于压印区周边的气泡防止区；以及压印图案，设置于压印面的压印区内。压印面被配置为对压印胶层进行压印，压印胶层中包括的压印胶与气泡防止区之间的接触角大于压印胶与压印区之间的接触角。

本公开的实施例还提供一种压印装置，该压印装置可以包括根据以上所述的压印模具。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1是示出根据本公开的一实施例的压印模具的截面图；

图2是示出根据本公开的一实施例的压印模具的俯视图；

图3是示出根据本公开的一实施例的压印模具与基板和压印胶层之间的位置关系的截面图；

图4A是示出图3中的区域A的放大图；

图4B是示出图3中的区域B的放大图；

图4C是示出图3中的区域C的放大图；

图5A是示出根据现有技术得到的压印产品的气泡比率与接触角之间的关系的曲线图；以及

图5B是示出根据本公开的一实施例得到的压印产品的气泡比率与接触角之间的关系的曲线图。

附图标记：

100：压印模具 1：基层

11：压印区 12：气泡防止区

13：压印图案 2：压印胶层

3：基板

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

通常，在纳米压印技术中使用的模具包括基层和形成在基层上的具有纳米或微米尺度的微图案。根据例如卷对卷(roll to roll)或卷对平面(roll to plate)等技术，使用模具对基板上的压印胶进行压印而将微图案转印到压印胶中。模具可以被重复使用，从而可以高效率地批量制作微图案。

然而，在使用现有的压印模具进行压印时，随着压印次数的增加，模具表面上的微结构发生变化，在压印完成之后的压印胶中产生气泡，导致最终压印产品中的气泡比率开始增加，从而降低了压印产品的质量。

本公开的实施例提供了一种压印模具以避免压印产品中的气泡比率增加，从而改善压印产品的质量。

图1是示出根据本公开的一实施例的压印模具100的截面图。图2是示出根据本公开的一实施例的压印模具100的俯视图。图3是示出根据本公开的一实施例的压印模具100与基板3和压印胶层2之间的位置关系的截面图。

如图1和图2所示，压印模具100可以包括基层1。基层1可以具有在平行于基层1的第一方向D1上伸长的形状，并具有位于其厚度方向(例如图1中的第三方向D3)上的一侧的压印面。压印面可以包括压印区11和位于压印区11周边的气泡防止区12。压印模具还可以包括设置于压印区11内的压印图案13。虽然图1中示出了压印图案13与基层1为两个部件，但本公开的实施例不限于此，压印图案13可以与位于压印区11的基层1一体形成并且由相同的材料形成。当然，压印图案13也可以是由单独的材料层形成在基层1的压印区11上。

压印图案13的材料没有特别限制，可以采用固化的树脂层等形成。压印图案13可以由单层材料形成，也可以由层叠的多个层形成。虽然图1中示出了压印图案13是形成在基层1上的单独的层，但本公开的实施例不限于此。

气泡防止区12可以与压印区11在第一方向D1上彼此相邻。气泡防止区12与压印区11之间的间隔G没有特别限制，只要气泡防止区12的防气泡作用能够施加到压印区11。例如，间隔G可以足够小，例如为约2cm至约3cm。

在平行于气泡防止区12与压印区11之间的边界的方向(例如图2中的第二方向D2)上，气泡防止区12可以具有比压印区11的宽度大的宽度，从而确保在压印区11的整个宽度上防止气泡被带入到压印胶层2中，以改善压印胶层2中的气泡比率。例如，气泡防止区12的宽度W2可以比压印区11的宽度W1大例如约1cm至约2cm。

虽然在图2中将基层1、压印区11和气泡防止区12的平面形状示出为矩形，但这只是为了图示的方便，本公开的实施例不限于此。根据实际需要，基层1、压印区11和气泡防止区12的平面形状可以设置为其他几何形状，例如圆形、椭圆形等。

例如，气泡防止区12位于压印区11的周边可以是位于压印区11的整个周边的一部分中；也可以是位于压印区11的整个周边，呈一个封闭的环形状态。

在一些示例中，压印区11的平面形状沿上述第一方向D1延伸，压印区的平面形状沿上述第一方向D1的尺寸大于沿与第一方向D1垂直且平行于基层1的第二方向D2(请参考图2)的尺寸。气泡防止区12位于压印区11的沿第一方向D1上的一侧。在使用该压印模具时，例如，在利用卷对卷或卷对平面形式进行压印时，位于压印区11的具有上述气泡防止区12的一侧可以作为压印起始位置。这样，在压印起始位置防止了气泡产生，并进一步防止了气泡渗透到压印区域。

如图3所示，在利用压印模具100对基板3上的压印胶层2进行压印时，压印面面对压印胶层2并在压印模具100与基板3之间施加压力，从而将压印图案13转印到压印胶层2的与基板3相反一侧的表面。

基层1和基板3中的至少一个可以是柔性的。例如，基层1可以是柔性的，基板3可以是刚性的，从而通过卷对平面技术将模具100上的微图案转印到基板3上的压印胶2中。例如，基层1和基板3可以均为柔性的，从而通过卷对卷技术将模具100上的微图案转印到基板3上的压印胶2中。将模具100压印到基板3的方法不限于此，可以根据基层1和基板3的材料来选择合适的压印方法。

气泡防止区12可以在压印区11接触压印胶层2之前接触压印胶层2，因此可以对应于压印起始位置。例如，在通过卷对平面技术将柔性模具100压印到基板3上的压印胶中时，气泡防止区12先在压力的作用下与压印胶接触，然后，随着基板3的传送，压印区11也与压印胶接触。

图4A是示出图3中的区域A的放大图，其示出了压印胶与气泡防止区12之间的接触角。图4B是示出图3中的区域B的放大图，其示出了压印胶与基板3之间的接触角。

压印胶层2中包括的压印胶与气泡防止区12之间的接触角可以不同于压印胶与基板3之间的接触角。例如，如图4A和图4B所示，压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1可以大于压印胶与基板3之间的接触角θ2。通过将接触角θ1设置为大于接触角θ2，可以防止在压印胶层2的对应于气泡防止区12的位置处产生气泡，从而避免产生的气泡随着压印的进行而被带入到压印胶层2的对应于压印区11的部分。这样，可以有效地改善压印完成之后的压印胶层2中的气泡比率。

压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1可以比压印胶与基板3之间的接触角θ2大例如约1至30度，例如，约5至25度。

气泡防止区12的表面可以包括保护膜或表面处理层，使得压印胶与该表面之间的接触角大于压印胶与基板3之间的接触角。

当气泡防止区12的表面包括保护膜时，该保护膜可以包括各种材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，但不限于此。可以根据压印胶的材料来选择保护膜的材料，使得压印胶与保护膜之间的接触角大于压印胶与基板3之间的接触角。保护膜的厚度没有特别限制，例如，参考图1，保护膜的厚度可以设置为使得其顶表面的高度与压印图案13的顶表面的高度大致相等、略低于压印图案13的顶表面的高度、或者略高于压印图案13的顶表面的高度。例如，保护膜的厚度可以在40μm至60μm的范围内。通过在保护膜的背面提供背胶，可以方便地将保护膜贴附到气泡防止区12。可以根据压印胶的类型来选择合适的保护膜材料并将其贴附到气泡防止区12，而无需对压印图案13进行处理。因此，可以以简单的操作来改善压印胶层中的气泡比率。

保护膜在第二方向D2上的宽度可以大于压印区11的宽度，从而确保在压印区11的整个宽度上防止气泡被带入到压印胶层2中。例如，保护膜在第二方向D2上的宽度可以比压印区11的宽度大例如约1cm至约2cm。保护膜在第一方向D1上的长度没有特别限制，例如可以为约3cm至约5cm。

当气泡防止区12的表面包括表面处理层时，该表面处理层可以通过各种方法形成，例如等离子体处理。可以根据压印胶的材料来选择表面处理方法及工艺条件，使得压印胶与表面处理层之间的接触角大于压印胶与基板3之间的接触角。

在气泡防止区12上贴附保护膜或形成表面处理层之后，进行清洁工艺，以防止污染物残留在气泡防止区12上。

图4C是示出图3中的区域C的放大图，其示出了压印胶与压印区11之间的接触角。

在一些实施例中，压印胶与气泡防止区12之间的接触角可以不同于压印胶与压印区11之间的接触角。例如，如图4C所示，压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1可以大于压印胶与压印区11之间的接触角θ3。通过将接触角θ1设置为大于接触角θ3，可以防止在压印胶层2的对应于气泡防止区12的位置处产生气泡，从而避免产生的气泡随着压印的进行而被带入到压印胶层2的对应于压印区11的部分。这样，可以有效地改善压印完成之后的压印胶层2中的气泡比率。

在上述实施例中，描述了压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1和压印胶与基板3之间的接触角θ2之间的关系，以及压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1和压印胶与压印区11之间的接触角θ3之间的关系。然而，根据本公开的实施例的模具100可以仅满足以上关系中的一个，就可以有效地改善压印完成之后的压印胶层中的气泡比率。例如，根据上述本公开的一个或一些实施例，压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1大于压印胶与基板3之间的接触角θ2；根据上述本公开的另一个或另一些实施例，压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1大于压印胶与压印区11之间的接触角θ3。然而，根据本公开的实施例也不限制于此，在一些实施例中，上述两个条件也可以均满足。也就是说，在根据本公开的同一个实施例中，压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1大于压印胶与基板3之间的接触角θ2，且压印胶与气泡防止区12之间的接触角θ1大于压印胶与压印区11之间的接触角θ3。

图5A是示出根据现有技术得到的压印产品的气泡比率与接触角之间的关系的曲线图，其中使用不具有保护膜的柔性压印模具对玻璃基板上的压印胶进行压印。图5B是示出根据本公开的一实施例得到的压印产品的气泡比率与接触角之间的关系的曲线图，其中使用具有PET保护膜的柔性压印模具对玻璃基板上的压印胶进行压印。

在图5A和图5B中，横轴表示使用压印模具进行压印的次数，左侧的纵轴表示与压印胶的接触角，右侧的纵轴表示压印产品中的气泡比率。从图5A可以看出，在使用现有技术的压印模具进行压印时，随着压印次数的增加，压印胶与玻璃基板之间的接触角保持稳定，但压印胶与柔性模具之间的接触角逐渐减小。当压印胶与柔性模具之间的接触角小于压印胶与玻璃基板之间的接触角时，压印产品中的气泡比率开始增加，压印产品的质量开始劣化。

与此相对照，如图5B所示，在使用根据本公开的一实施例的具有PET保护膜的柔性压印模具对玻璃基板上的压印胶进行压印时，随着压印次数的增加，压印胶与玻璃基板之间的接触角保持稳定，压印胶与柔性模具之间的接触角也保持稳定并且大于压印胶与玻璃基板之间的接触角。也就是说，通过在压印模具的压印区周边提供保护膜，使得压印胶与保护膜之间的接触角保持大于压印胶与玻璃基板之间的接触角，从而有效地防止压印产品中的气泡比率增加，避免压印产品的质量劣化。

需要说明的是，图5A和图5B的对比试验中使用了对位于玻璃基板上的压印胶进行压印，但跟本公开的实施例不限于此，该玻璃基板可以替换为其他任意合适的基板。

根据本公开的实施例的压印装置包括上述任一实施例的压印模具，因此，也具有上述实施例中所描述的各种技术效果和优势，能够有效地防止压印产品中的气泡比率增加，避免压印产品的质量劣化。

在本文中，有以下几点需要说明：

(1)本公开的实施例附图中，只涉及到本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。

(3)在不冲突的情况下，本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

虽然本公开已以实施例披露如上，然其并非用以限定本公开，任何熟习此技艺者，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (15)

1.一种压印模具，其特征在于，包括：

基层，具有位于一侧的压印面，所述压印面包括压印区和位于所述压印区周边的气泡防止区；以及

压印图案，设置于所述压印面的所述压印区内，

其中，所述压印面被配置为压印位于基板上的压印胶层，以将所述压印图案转印到所述压印胶层的与所述基板相反一侧的表面上，所述压印胶层中包括的压印胶与所述气泡防止区之间的接触角大于所述压印胶与所述基板之间的接触角。

2.根据权利要求1所述的压印模具，其特征在于，所述压印胶与所述气泡防止区之间的所述接触角比所述压印胶与所述基板之间的所述接触角大1至30度。

3.根据权利要求2所述的压印模具，其特征在于，所述压印胶与所述气泡防止区之间的所述接触角比所述压印胶与所述基板之间的所述接触角大5至25度。

4.根据权利要求1所述的压印模具，其特征在于，所述压印胶层中包括的压印胶与所述气泡防止区之间的接触角大于所述压印胶与所述压印区之间的接触角。

5.根据权利要求1所述的压印模具，其特征在于，所述气泡防止区的表面包括保护膜或表面处理层。

6.根据权利要求5所述的压印模具，其特征在于，所述保护膜包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。

7.根据权利要求5所述的压印模具，其特征在于，所述保护膜的厚度在40μm至60μm的范围内。

8.根据权利要求5所述的压印模具，其特征在于，所述表面处理层包括等离子体处理层。

9.根据权利要求1所述的压印模具，其特征在于，所述基层和所述基板中的至少一个是柔性的。

10.根据权利要求1所述的压印模具，其特征在于，在平行于所述气泡防止区与所述压印区之间的边界的方向上，所述气泡防止区的宽度比所述压印区的宽度大1cm至2cm。

11.根据权利要求1所述的压印模具，其特征在于，所述气泡防止区与所述压印区间隔开2cm至3cm。

12.根据权利要求1所述的压印模具，其特征在于，所述气泡防止区对应于压印起始位置。

13.根据权利要求1所述的压印模具，其特征在于，所述压印区沿平行于所述基层的第一方向延伸，所述压印区沿所述第一方向的尺寸大于所述压印区沿与所述第一方向垂直且平行于所述基层的第二方向的尺寸，所述气泡防止区位于所述压印区的沿所述第一方向的一侧。

14.一种压印模具，其特征在于，包括：

基层，具有位于一侧的压印面，所述压印面包括压印区和位于所述压印区周边的气泡防止区；以及

压印图案，设置于所述压印面的压印区内，

其中，所述压印面被配置为对压印胶层进行压印，所述压印胶层中包括的压印胶与所述气泡防止区之间的接触角大于所述压印胶与所述压印区之间的接触角。

15.一种压印装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1至14中任一项所述的压印模具。