TW202421449A - 多紋理印模 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種用於壓印方法的可撓性印模,包括載體,該載體包括第一表面及由可撓性材料形成的至少二個斑點,該等斑點係黏著於該載體的該第一表面,且具有一表面,其係平行於該載體的前表面且以壓印圖案紋理化。
Description
本發明關於一種可撓性印模、用於製作可撓性印模的方法和使用所述可撓性印模的設備。
裝置上的功能性紋理化層(「紋理化」一詞包括例如稜錐體、透鏡、稜鏡、錐體、平面層)的使用是重要的課題。巧妙地使用此等層可提升性能,減少成本或改進產品的視覺外觀。舉例而言,漫射層用於顯示器,能夠使用更薄的LED背光概念並從側面照亮顯示器。其它新的高科技可能性是將功能性紋理化層集成到太陽能板中以提高其效率或集成到有機發光二極管(OLED)照明面板中以提取更多光。
功能性紋理化層可藉由使用紫外線壓印製造。在此情況下,基板或印模或兩者都塗有漆(也稱為樹脂或阻劑)。將印模壓在中間有漆的基板上後,紋理化的漆固化為固相(solid phase)。所述固化方式可為熱固化或使用紫外光固化。早在西元1978年,此技術已在美國專利第4,128,369號中提及。周(Chou)於1995年完成了進一步的開創性工作。他證明了,藉由使用剛性印模,可以以高產能複製小於25奈米的紋理以進行量產(美國專利第5,772,905號或Stephen Y. Chou、Peter R. Krauss, Preston J. Renstrom (Appl. Phys. Lett. 67 (1995) 3114–3116)的論文)。之後,使用輥在剛性印章或彎曲的薄金屬板上施加壓力以複製紋理被展示(論文Hua Tan、Andrew Gilbertson、Stephen Y. Chou、J. Vac. Sci. Technol., B 16 (1998) 3926-3928)。
很多機構及公司繼續此工作,產生不同的技術。半導體工業板對板壓印(plate-to-plate imprinting)藉由使用剛性印模組合,如美國專利第6,334,960號、美國專利申請案公開第2004/0065976號以及美國專利第8,432,548號所述的轉移製程(transfer process)、材料以及精確的定位施加。輥對輥壓印(roll-to-roll imprinting)技術使用紋理化輥結合可撓性基板以如美國專利第8,027,086號中所述的連續程序對箔或薄膜進行紋理化處理。
上述板對板技術係針對小紋理(小於100奈米的特徵尺寸)在具有高位置精度的均勻扁平晶圓上的精確的晶圓尺度的壓印設計。但如中國專利申請案公開第CN 103235483號中所述,此技術難以擴展至更大區域。
藉由輥對輥技術的使用,紋理化箔可以以高生產速度連續製造。這些紋理化箔可以做為用於撓性應用的基板之用或可以層壓(laminated)在剛性基板上。然而,後者將紋理化撓性薄膜黏著至剛性基板或產品的中間黏著層產生額外成本。因此,第三新的技術正發展著:直接輥對板壓印(direct roll-to-plate imprinting)。由此,功能性紋理層係直接施加在分散基板上,而不使用具有數十至數百微米厚度的額外中間黏著層的輔助薄膜。相對於板對板技術,所述壓印係藉由使用紋理化輥或藉由使用捲繞輥的紋理化箔(亦稱為可撓性印模)來製造。
輥對板壓印因此已確立為用於大型剛性基板之直接紋理化的標準技術,而板對板壓印已成為用於小型剛性基板之直接紋理化的標準。
近期的發展亦已藉由小型可撓性印模從小型週期性結構的輥對板壓印擴展至大型基板,所述可撓性印模係在大型基板上方重複地滾動,如EP 2 823 356 B1所述。
所有這些發展皆顯示出,輥對板壓印正發展為用於大型基板的壓印技術,而小型基板通常係藉由板對板壓印進行紋理化。
然而,小型基板的板對板壓印正受到挑戰,因為通常每個基板都有不同的高度。所述差別可能很小,通常在幾微米或幾十微米的程度。儘管如此,在基板尖銳邊緣小的高度步級可能在輥對板壓印製程中,遭施加於對可撓性印模的壓力損害所述可撓性印模。
當以一個可撓性印模對多個基板進行壓印時,由極敏感的聚合物組成的該紋理化區域可能在接觸該等基板的邊緣時遭到嚴重損害,而在壓印單個基板期間,該基板的邊緣可能經定位於使得該等邊緣不接觸紋理化區域。應該避免所述紋理化區域的損害可能造成刮痕、鬆散粒子和良率損失。
本申請之目的係在於提供一種快速有效的技術,用於一次對多個較小型的基板的輥對板壓印,而不會損害所述可撓性印模的任一部份。
該目的係藉由用於壓印方法的可撓性印模所解決,該可撓性印模包括載體,該載體包括第一表面及由可撓性材料形成的至少二個斑點,該等斑點係黏著於該載體的該第一表面,且具有一表面,該表面其係平行於該載體的前表面且以壓印圖案紋理化。
在一實施例中,黏著亦可包括以該可撓性材料對該載體壓紋(embossing)。
在整個申請中,術語「可撓性」意指材料或其組成部分的楊氏模數(Young’s modulus)介於0.1 GPa(Giga Pascal,十億帕斯卡)到10 GPa之間。在一實施例中,該楊氏模數(Young’s modulus)係介於0.5 Gpa到5 GPa之間。該楊氏模數係根據ASTM E111進行測量。
在整個申請中,參照二個表面、平面或區域的術語「平行」意指所述二個表面、平面或區域若非不互相交叉,就是互相交叉形成最大的角度為6°。
根據本申請之印模係任何可用於將表面紋理化、壓印或壓紋的手段。一般而言,印模包括壓印表面,其係經具有凹陷和凸起的壓印圖案紋理化,然後將壓印圖案轉移至基板。所述轉移可以三種不同的方式發生。第一,該壓印表面可利用壓印材料如印墨、顏色或樹脂處理,使得根據所謂的浮雕壓印原理,只有凸起會拾取壓印材料並將其轉移到基板上,所述浮雕壓印(relief imprinting)亦由例如辦公印章、傳統打字機或歷史書籍的鉛字印刷所使用。在所有這些壓印方法中,僅有壓印表面的凸起會將壓印介質轉移到基板上。第二,該壓印表面可覆蓋有壓印材料如印墨、顏色或樹脂,使得該壓印表面的凹陷以該壓印材料填滿。然後,該使用例如刮刀擦拭(wiped)壓印表面,使得該壓印介質僅會保留在凹陷中,而從凹陷將其轉移到基板上。若基板為紙,此種壓印技術即被稱為凹版印刷(intaglio imprinting)。或者,該印模可用以對液體或黏性可壓印介質(例如樹脂、漆或蠟)形成的斑點或層進行紋理化,使得壓印圖案中的凹陷變成基板上的凸起,而壓印圖案中的凸起變成基板上的凹陷。這相當於在密封蠟或密封漆上使用傳統雕刻印章鑄模(seal matrix)。
第三,該印模可以壓在堅固但可成型的表面上,且在該表面中的壓紋類似於紙上壓紋印章的圖案。
根據本申請之可撓性印模可使用於所有上述壓印技術中。
根據本申請之載體形成該可撓性印模的一種骨幹,且可由任何可撓性材料形成。在一實施例中,該載體係塑膠箔,其例如由聚對鈦酸乙二酯或另一種可撓的但堅固的聚合物材料形成。該載體亦可為薄片,例如玻璃片、金屬片等。該載體亦可由複合材料形成,其中例如玻璃、金屬或聚合物薄片嵌於聚合物材料之上或之間。
在另一實施例中,該載體係塑膠箔或薄片或嵌式片的組合,其頂部具有黏著層,在其他者中,此可為聚合物層或壓敏型黏著劑(pressure sensitive adhesive)。
在一實施例中,該載體可對可見光和/或紫外光透明的,以允許樹脂通過載體進行輻射誘導(radiation-induced)固化。
在一實施例中,該載體可包括紫外線防護劑(UV protection agent),以防止輻射誘導固化期間的劣化(degradation)。可能的紫外線防護劑可來自受阻胺系光安定劑(Hindered Amine Light Stabilizers,HALS)的群組。
在一實施例中,該載體可為耐熱的,使其在可固化樹脂的典型固化溫度下不會發生任何損壞或喪失其機械穩定性。
該載體包括第一表面及第二表面。更為了定義,第一表面被視為是在壓印過程中面向基板的表面。
該可撓性印模進一步包括由可撓性聚合物材料形成的至少二個斑點,該等斑點係黏著於該載體的該第一表面。該等斑點與載體之間的黏著連接的實施,可藉由位於可撓性聚合物材料形成的該等二個斑點與該載體的第一表面之間的額外黏著材料,或藉由由該等斑點的聚合材料和載體材料之間的內在(intrinsic)黏合連接。該等斑點亦可包括多個層,其中遠離該載體之第一個表面的層係以壓印圖案紋理化。
根據本申請的斑點係該載體上的區域,其中該區域大致上小於該載體,且其特徵事實上在於其通常係由不同於載體之材料所製成,且此斑點在載體上形成不同的層。根據本申請的該等斑點因此可解釋為該載體上的區域,其小於該載體並且在該載體上形成第二層。該載體上的該等斑點亦可為塗層形式。該等斑點亦可為箔(例如塑膠或玻璃或薄金屬片等)形成的紋理化工件,其係以紋理化標籤的方式黏著地連接至該載體,其頂部具有聚合物層。
該斑點可由任何可撓性聚合物材料形成,該可撓性聚合物材料例如基於丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、環氧化物、硫醇、含乙烯基的單體、醚、氟化醚、矽氧烷、矽氧烷丙烯酸酯或兩種以上這些材料之混合物的聚合材料。
在一實施例中,該可撓性聚合物材料係選自聚合物類,例如環氧化物、硫醇、聚乙烯樹脂、聚醚、氟化丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、氟化聚醚、矽氧烷、矽氧烷丙烯酸酯或其混合物。
在一實施例中,該等斑點的材料可為材料固結或固化製程的產物,其經與液體或黏性形式的載體接觸,然後在與載體接觸同時被固結或固化。不同斑點的材料可相同或不同。
該等斑點可具有額外的中間基層,例如聚碳酸酯、PET、薄玻璃片或薄金屬片等。在這種情況下,經組合之該等斑點和基層係以黏著層黏著於該載體的材料。
根據本申請之每一斑點皆具有平坦表面,該表面係平行於該載體的第一表面。在該載體上每一個斑點的平坦表面具有相同高度,使得該等斑點的表面為一假想平面的一部份,其係平行於該載體的第一表面。每一斑點的表面係至少部分地藉由壓印圖案紋理化,其在該斑點的表面上形成凹陷和凸起。該等凹陷可能會或可能不會以使得該等凹陷通過整個斑點到達該載體的材料上的方式構成。該紋理可能會或可能不會覆蓋該斑點的整個平坦表面。較佳地,該斑點的尺寸在長度和寬度上相較於較佳的紋理化區域來得大。
該等斑點可以彼此重疊或該等斑點可彼此分開。根據審查中的申請案,分開意指一斑點係完全地由一區域所圍繞,其中該載體之「裸出(naked)」或未覆蓋(uncovered)的材料係面向該基板。因此,彼此分開的斑點係一種該載體上的島區(islands)。
該等斑點可為規則的形狀,例如圓形、橢圓形、矩形或多邊形,抑或者是不規則的形狀。該壓印圖案的尺寸和形狀可能與斑點的尺寸和形狀皆不同;然而,該斑點的尺寸將始終至少與壓印圖案的尺寸一樣。在一實施例中,該壓印圖案可為矩形,而乘載該壓印圖案的斑點可為圓形、橢圓形或不規則形狀。
該等斑點的表面上的紋理可相同或不同。根據本申請之該可撓性印模可有具有數組具有相同紋理的相鄰斑點。該數組具有相同紋理的相鄰斑點可在載體上形成線、行(columns)、對角線或任何其他類型的設計。該等斑點亦可隨機地放置。
利用該可撓性印模上的多個斑點,根據審查中的申請案,該可撓性印模可用以一次對一個以上的基板進行紋理化。這需要對根據本發明之製程提供一個以上基板,使得該等基板的表面位於該等斑點之紋理化表面的正下方。利用所述程序可在一個壓印過程期間對大量的小型基板進行紋理化。有利的是,僅提供較小尺寸的基材類型,或省去切開大型紋理化基板材而可能導致紋理化表面損壞或髒污的步驟。因此,使用根據本申請之可撓性印模可提高產量,且,此外,亦可提升用於傳統上使用板對板製程進行紋理化之小型基板壓印製程的效率。相較於根據本申請之可撓性印模,剛性印模在板對板製程中複製起來更加困難和昂貴,尤其是當使用本申請中稍後介紹的方法時。
該可撓性印模的堅固設計並不限制該可撓性印模的使用於以相似尺寸之一斑點壓印基板。在一實施例中,該可撓性印模可用於壓印覆蓋一個以上斑點的基板。該壓印基板可具有與該可撓性印模相似的尺寸。在此種情況下,該基板係以數個獨立紋理進行壓印,所述獨立紋理可為相同、不同或週期性紋理的一部分。紋理化係藉由該可撓性印模下方大型基板的通道來實施。該經紋理化基板可以原樣進一步使用或可以分成更小的部分。如此可為將小型母模複製到大型基板上的一種方式。
該可撓性印模堅固的設計並不限制該可撓性印模的使用於壓印比該斑點小的基板。雖然這仍然是可行的,但可能會影響產量。
該可撓性印模上斑點的數量不受限制。
在使用中間黏著層的情況下,該等斑點與載體之間的黏著連接可為永久性的,或是可逆的。可逆的連接意指可藉由使用如溶劑等化學劑、加熱、機械應力或其任何組合,將該等斑點移除。移除可藉不損壞載體的方式進行。在一實施例中,該等斑點可完全地自該載體移除,且該載體可藉由例如在其上黏附新斑點而重新使用。
在一實施例中,該等斑點的聚合物材料表面自由能係低於50mN/m
2,在一實施例中,該表面自由能係低於35 mN/m
2,低於30 mN/m²或甚至更低。在一實施例中,該等斑點的聚合物材料係經選擇,使得聚合物材料顯示出一種可以很容易地從經固化樹脂上脫層(delamination)的黏著性,該經固化樹脂通常用於使用可撓性印模的壓印製程中,例如環氧化物、硫醇、聚乙烯樹脂、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、矽氧烷、矽氧烷丙烯酸酯其混合物。
該等斑點的聚合物材料可具有防黏特性。若非如此,該可撓性印模可在使用前進行防黏處理。這種可撓性印模的表面處理可以是電漿(plasma)處理,或是藉由濕式法(wet process)、蒸氣法(vapor process)、氣相法(gas phase process)或這些方法的組合進行的防黏塗層處理。
該等斑點之間未被斑點覆蓋的載體材料其表面自由能可與該等斑點一樣低,例如其表面自由能可為從50mN/m
2或降低至約35 mN/m
2或甚至更低。該低表面能可為載體材料的特性,或者其可藉由額外的表面處理方法在載體材料上產生。這種載體的表面處理可以是電漿處理,或是藉由濕式法、蒸氣法、氣相法或這些方法的組合進行的防黏塗層處理。
在另一較佳實施例中,該等斑點之間,未被斑點覆蓋的載體材料可具有硬塗層頂表面,以保護該可撓性印模免於受到經單一壓印步驟處理之數個小型基板的邊緣損壞。
在一實施例中,該等斑點的該表面係於該載體的第一表面上方。這些斑點類似被添加至載體。在一實施例中,該等斑點的頂表面在該載體第一表面上方的高度高於該壓印圖案之最深凹陷的深度。在另一實施例中,該等斑點的頂表面在該第一表面上方的高度高於該可壓印介質層的厚度變化,該可壓印介質層係欲由根據本申請之可撓性印模進行紋理化。這些實施例兩者亦可結合,其目的在於確保該載體之材料不會接觸該可壓印介質。
在一實施例中,該載體上的斑點之間係形成有通道。此些通道可被解釋為不同斑點之間的界線(boundaries),且在使用根據本申請之可撓性印模進行之壓印方法期間進一步發揮功能。透過上述該些通道,過量的可壓印介質,或者該可撓性印模、該基板和該可壓印介質的系統中入陷(entrapped)的空氣可洩出。藉由材料形成的不同斑點之間的空面(clearings)可以達到與該等通道相同的效果。相對於通道,根據本申請之空面係空白空間的較大區域。相對於較為線狀的通道,空面係較為區域狀(area-shaped)。一般來說,通道和空面皆為空白空間的區域,其中通道較為線狀,而空面係較為區域狀。在整個本申請中,術語「通道」和「空面」將作為同義詞使用,即,若非另外提及,如使用其中一個術語,其皆為二個術語之意。
本申請進一步關於一種用於製作如請求項14之可撓性印模的方法。在一實施例中,該方法進一步包括以下步驟:提供至少一個母模,該至少一個母模包括紋理化區域;提供載體,其寬度和長度與該一或多個母模之紋理化區域的寬度和長度相比,尺寸相同或更大;提供可固化樹脂至該母模及/或至該載體;使該載體及該母模與其間的樹脂相接觸;可選地施加壓力於該載體,使得樹脂填滿該紋理化區域並形成覆蓋該紋理化區域的層;當該樹脂係與該母模及該載體相接觸時固化該樹脂;將具有經固化的該樹脂之該載體自該母模分離;及相對於該接觸平面並在平行於載體平面的平面中,移動該至少一個母模,反之亦然;藉由使該載體及該母模與其間的樹脂相接觸的步驟,施加壓力於該載體,固化該樹脂,並將具有經固化的該樹脂之該載體自該母模分離,前述步驟至少進行兩次。
根據本申請之載體形成一種該欲產出之可撓性印模的骨幹且可由任何可撓性材料形成。在一實施例中,該載體係塑膠箔,其例如由聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二酯或另一種可撓的但堅固的聚合物材料形成。該載體亦可由複合材料形成,其中例如薄玻璃片或薄金屬片或薄片係嵌入一或多種聚合物材料中。
在一實施例中,該載體可對可見光和/或紫外光是透明的,以允許樹脂通過載體進行輻射誘導(radiation-induced)固化。
在一實施例中,該載體可包括紫外線防護劑(UV protection agent),以防止輻射誘導固化過程中的劣化(degradation)。可能的紫外線防護劑可來自受阻胺系光安定劑(Hindered Amine Light Stabilizers,HALS)的群組。
在一實施例中,該載體可為耐熱的,使其在可固化樹脂的典型固化溫度下不會發生任何損壞或喪失其機械穩定性。
該母模通常為由耐用材料形成的剛性平面板。在一實施例中,該母模可由如鋼、鎳、銅或鋁等金屬形成。在一實施例中,該母模可由矽、石英或玻璃形成。在一實施例中,該母模可為塑膠箔或塑膠片。在一實施例中,該母模係矽晶圓。該母模可為任何形狀,例如圓形、橢圓形、矩形、三角形、多邊形或不規則形狀。
該母模包括紋理化區域。該紋理化區域係該母模之表面上的區域,包括形成紋理的凹陷和凸起,該紋理可為規則的、隨機的或形成任何類型的圖樣、圖像或圖案。該紋理化區可以藉由任何雕刻技術,如銑削(milling),雕刻至母模的表面而形成。其他技術例如,但不限於,雷射剝蝕(laser ablation)、灰階光刻(grey scale lithography)、晶圓級光刻(wafer-scale lithography)和蝕刻(etching)。該紋理化區域的表面積最多為該載體表面積的一半。該紋理化區域可為任何形狀,例如矩形、三角形、多圓錐形、圓形、橢圓形或不規則形。該紋理化區域的形狀可不同於該母模。該紋理化區域可小於該母模。因此,例如有可能圓形的母模內具有矩形的紋理化區域。
該母模可包括偵測標記(detection markers)。根據本申請之偵測標記係結構,其係經例如包括相機和電腦的偵測系統所偵測,使得母模位置和方向的判定更加精確。該等偵測標記可為特定圖案,其可被雕刻至該母模的表面,或可使用例如永久性印墨(permanent ink)繪製或漆於該母模上。該等偵測標記亦可為也可以是視覺上與母模的材料不同的材料形成的小型件,且係黏著、熔接(welded)或焊接(soldered)至母模。
若要輕易地將具有經固化樹脂之該載體自該母模分離,該母模可在提供給用於製作可撓性印模的方法之前先以抗黏劑處理。可能的抗黏劑可為低黏度矽油、石蠟油、脂肪油、脂肪族表面活性劑、氟化表面活性劑、脂肪族矽氧烷、氟化膦酸、矽氧烷或脂肪族或氟化矽烷。為了適當地進行用於製作可撓性印模的方法,必須使母模上的防黏劑和可固化樹脂彼此不混合。包括該母模之紋理畫區域的表面其表面自由能最大為50 mN/m。在一實施例中,包括該母模之紋理畫區域的表面其表面自由能最大為35 mN/m。在另一實施例中,包括該母模之紋理畫區域的表面其表面自由能最大為25 mN/m或最大為15 mN/m。
該可固化樹脂可藉由任何給劑技術(dosing technique)提供予該母模及/或該載體上,所述給劑技術例如浸塗(dip coating)、滴塗(dropping)、縫塗(slit coating)、輥塗(roll coating)、瀑布塗(waterfall coating)、噴塗(spray coating)、蒸氣沉積(vapor deposition)或噴墨印刷(inkjet printing)等。該可固化樹脂可直接提供予該母模,或者該可固化樹脂可塗佈於該載體上,然後在將該載體與該母模相接觸時提供予該母模。該可固化樹脂可以可控的方式添加於該母模或該載體上,以一方面避免樹脂溢出(overflow),但另一方面確保可以形成覆蓋紋理區域的樹脂層。在一實施例中,可固化樹脂可以作為一個或多液滴(droplets)、熔池(puddles)、線(lines)、圓形(circles)、橢圓形(ellipses)或任何其他幾何點膠(dispense)圖案添加至於該母模,其在添加後進行分送。所述一個或多液滴可位於該母模及/或載體上,使得在施加壓力時,形成有一層覆蓋該母模的紋理化區域。該可撓性聚合物材料係選自於由環氧化物、硫醇、用於聚乙烯樹脂的單體、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、矽氧烷、矽氧烷丙烯酸酯或其混合物所構成之群組。
該載體係與該母模上的樹脂相接觸。在一實施例中,該方法的此步驟係經進行,使得該載體和該母模不直接接觸,但所述樹脂形成將該載體和該母模彼此分開的層。藉由調整該載體與該母模之間的距離,可以調整該載體與該母模之間樹脂層的厚度,並控制樹脂的分佈。該載體與該母模之間所選的距離越短,該樹脂層越薄。該樹脂可經選擇,使得在固化後,該樹脂與載體材料形成強大的黏著力,但另一方面,不與母模表面形成黏著力。
該載體係與該母模上的樹脂相接觸,使得該樹脂填滿該母模的紋理化區域並形成覆蓋該紋理化區域的層。根據樹脂的黏性,施加於該載體和樹脂的壓力可能導致樹脂流過包括該紋理化區域的母模,其中樹脂流在分佈樹脂上扮演關鍵作用。壓力因此可以極良好的控制方式進行施加,以控制所述樹脂流。壓力的施加可利用例如輥,其配置有以極良好的控制方式施加壓力的手段,例如線性馬達(linear motor)或液壓機(hydraulic)或氣動壓機(pneumatic press)。
該樹脂經固化同時該樹脂係與該母模及該載體相接觸。固化可以熟悉本技術領域中的技術人員已知的方式進行,其例如熱固化(thermal curing),其中該母模、該樹脂和該載體的系統使用例如烤箱或紅外輻射(infrared radiation)加熱到固化溫度。若該母模或該載體具有例如多數金屬都有的高導熱性,熱固化步驟即會簡化。固化亦可利用適用燈具所發出的可見光或紫外線輻射來進行。僅當至少該母模或該載體對於可見光或紫外線輻射是透明的時,例如在聚合物箔作為該載體或石英作為該母模材料的情況下,才可通過可見光或紫外線輻射進行固化。固化同時該母模及該載體與該樹脂係相接觸確保了該樹脂係以與母模上紋理化區域的形狀相對應的形式進行固化。
在完成固化之後,該載體與該母模分離,該經固化樹脂黏著於該載體,在載體上形成經固化樹脂形成的斑點,該斑點可以具有至少紋理化區域的尺寸和最大該母模的尺寸。
在該載體自該母模分離後,相對於載體並在平行於載體平面的平面中,移動該母模。藉由例如在平台上移動該母模,或維持該母模固定於平台上或座架上並移動該載體,可產生此移動。移動之進行方式係在移位(shifting)方向上,至少藉由該紋理化區域的伸出部分(extension)將該載體移位。
該母模的移動係例如利用機械人(例如將該母模放置在如平台上等適當位置的三角式機械人(delta robot))來進行。該母模亦可裝設在座架中,該座架可在至少一方向上移動,且可利用例如步級馬達(stepper motors)或伺服馬達(servo motors)進行定位。該母模的移動可由光學偵測裝置控制,該光學偵測裝置例如耦合到電腦的相機,該電腦亦可以連接到移動該母模的機械人。該相機可隨該母模上的偵測標記,以檢查該母模是否正確地定位和定向。
此外,該可撓性印模的位置可使用例如光學偵測裝置來監測。從而該母模的位置可以參照可撓性印模的位置來放置。
在移動之後,重複該些步驟:提供該樹脂至該母模、使該載體與該母模及/或載體上的樹脂相接觸、可能地施加壓力,及固化該樹脂並將具有經固化樹脂的該載體自該母模分離,使得具有經固化樹脂的該載體再次自該母模分離之後,形成第二斑點於該載體上。在一實施例中,該第二斑點獨立於該第一斑點。根據該母模和該載體的尺寸,並根據該載體上所需之斑點的數量,重複該方法的次數可根據需要而定,並在移位方向上,至少藉由該紋理化區域的伸出部分將該母模移位。每次執行該方法都將在該載體上產生新斑點,且該方法將因此產生可撓性印模,該可撓性印模具有該母模紋理化區域之模製圖像的多個斑點。
倘若該等斑點及/或該載體上之聚合物材料的表面自由能不低於50mN/m
2,在該載體自具有一個或多個斑點的母模剝離後,可進行額外的防黏處理。
在所述輥對板方法中,藉由使用輥,利用該母模與載體之間的樹脂,使該載體與該母模相接觸。在壓印期間,使用輥對板壓印方法,若非該輥移動,就是該載體和母模移動,該母模與載體之間的樹脂與其一起移動,或兩者皆朝相反的方向移動。為了確保在移動輥及/或移動其中間具有樹脂的載體與母模之間的移動中沒有摩擦起伏,在此建議的是,將該載體及/或母模的移動轉向(steered),或移動輥軸線的中心點,但在兩種狀況下,該輥皆為自由旋轉輥。該輥的旋轉不是主動轉向的。
本發明進一步關於用於製作可撓性印模的設備,該設備包括支撐至少一個母模的平台、至少一個輥、可撓材料片、用於固化可固化樹脂的手段、用於在該平台上移動該母模的手段,及用於選擇性地將可固化樹脂添加至該母模及/或該可撓材料片的手段。
該可撓性印模亦可於剪切和黏貼方法中製作。在此情境中,多個可用的可撓性印模或母模經剪切或加工成所需尺寸的斑點(也稱為磚(tiles)),然後將該等斑點分組並黏貼到載體箔上。該等斑點可以已具有防黏特性,或者可以在下游防黏方法中添加該防黏特性。
在另一道下游方法中,該等斑點間的該等區域係提供有額外材料。該等斑點或磚的區域間所添加的材料用以保護這 些位置處的表面區域免於受到機械性或其他損壞或污染。此材料可由防黏材料或硬塗層樹脂或漆組成。添加該材料的可行方式可為任何點膠法,例如印刷法(printing process)。
圖1a描繪輥對板壓印方法的墊層(underlaying)問題,藉由該方法,具有由聚合物材料形成之載體102A和紋理化層102C的可撓性印模102,藉由使用輥101,與二個不同基板103上的樹脂104相接觸。該等基板具有不同基板高度,造成接觸區域105處有尖銳接點,可能損壞脆弱的聚合物層102B。在圖1b中,這個問題藉由具有由不接觸該基板邊緣之聚合物材料102B形成之獨立斑點解決。
圖2顯示根據所提出之解決方案之可撓性印模的不同設計。在圖2a中顯示有可撓性印模,具有載體102,該載體102具有4個由聚合物材料201形成之斑點,每一斑點具有紋理化層202。該紋理化層在基板上具有與較佳的紋理相反的紋理,亦稱為作動區域(active area)。圖2b顯示有可撓性印模,其具有載體102,該載體102具有4個由聚合物材料201形成之斑點,每一斑點具有紋理化區域202。在可撓性聚合物材料201形成的該等斑點之間添加製程最佳化材料203。此可為硬塗層材料或具有防黏特性的材料。
圖3顯示一種根據所提出之解決方案的可撓性印模設計,其包含具有4個斑點的載體102,每一斑點包含具有聚合物頂層303的箔301。該聚合物層303具有紋理化層302。
圖4顯示根據所提出解決方案之用以從母模製作具有多個斑點的可撓性印模的設備。具有紋理化區域401A的母模401係位於壓印平台402上。該壓印平台402在壓印過程中支撐該母模401,並藉由使用滑動件(gliders)403,將母模401傳送通過設備,其中壓印方向以箭頭表示。該母模401的位置可利用機械人412調整。在此圖示中,樹脂液滴409係利用點膠工具410印刷於該母模上。該具有樹脂409的該母模401與該載體404係藉由使用層壓輥408A相接觸,產生具有紋理化層404B的聚合物層404A。在此情況中,載體係由裝設於兩條皮帶406上的夾具405A和405B所固持。該載體的移動係由該皮帶轉向。在下一步驟中,該聚合物層404A係利用來自紫外線光源411的紫外光固化,且具有聚合物層404A和紋理化層404B的該載體404係藉由使用脫層輥408B自該母模401移除。在將壓印平台402和該母模401回復至起始位置後,此方法可重複進行。在該方法的新循環進行前,該機械人412可重新定位該母模401。
101:輥
102:可撓性印模
102A:載體
102B,201:聚合物材料
102C,202,302,404B:紋理化層
103:基板
104:樹脂
105:接觸區域
203:製程最佳化材料
301:箔
303:聚合物頂層
401:母模
401A:紋理化區域
402:壓印平台
403:滑動件
404A:聚合物層
405A、405B:夾具
406:皮帶
408A:層壓輥
408B:脫層輥
409:樹脂液滴
410:點膠工具
411:紫外線光源
412:機械人
圖1描繪輥對板壓印方法的墊層(underlaying)問題及其解決方案;
圖2顯示根據所提出之解決方案的可撓性印模的不同設計;
圖3顯示一種根據所提出之解決方案的可撓性印模設計;
圖4顯示根據所提出解決方案之用以從母模製作具有多個斑點的可撓性印模的設備。
無。
Claims (15)
- 一種用於壓印程序的可撓性印模,包括: ○ 載體,該載體包括第一表面:及 ○ 由可撓性材料形成的至少二個斑點,該等斑點 ■ 係黏著於該載體的該第一表面;及 ■ 具有表面,該表面 ● 係平行於該載體的該前表面;及 ● 係以壓印圖案紋理化。
- 如請求項1之可撓性印模,其中該可撓性材料係聚合物材料。
- 如請求項1之可撓性印模,其中該至少二斑點係彼此分開。
- 如請求項1至3中任一項或多項之可撓性印模,其中所有斑點皆具有相同紋理。
- 如請求項1至4中任一項或多項之可撓性印模,其中該等斑點係可逆地黏著於該載體。
- 如請求項1至5中任一項或多項之可撓性印模,其中該等斑點的聚合物材料表面自由能係50 mN/m 2,較佳地係35 mN/m²,更佳地係30 mN/m²以下。
- 如請求項1至6中任一項或多項之可撓性印模,其中該等斑點的該表面係於該載體的該表面上方。
- 如請求項1至7中任一項或多項之可撓性印模,其中該可撓性聚合物材料係選自於由環氧化物、硫醇、聚乙烯樹脂、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、矽氧烷、矽氧烷丙烯酸酯或其混合物所構成之群組。
- 如請求項1至8中任一項或多項之可撓性印模,其中至少一個斑點包括數層。
- 如請求項9之可撓性印模,其中至少一層係玻璃片、薄金屬片或聚合材料薄層,更具體係聚碳酸酯薄層或聚對苯二甲酸乙二酯薄層。
- 如請求項1至10中任一項或多項之可撓性印模,其中該可撓性印模包括該載體上之該等斑點間空白處的通道或其他區域。
- 如請求項1至11中任一項或多項之可撓性印模,其中該等斑點間的該等區域係以額外材料填充。
- 如請求項12之可撓性印模,其中該額外材料係防黏材料或硬塗層樹脂。
- 一種用於製作如請求項1至13中任一項或多項之可撓性印模的方法,包括以下步驟: a. 提供至少一個母模,其包括紋理化區域; b. 提供載體; c. 提供可固化樹脂至該母模或至該載體; d. 使該載體及該母模與其間的樹脂相接觸; e. 可選地施加壓力於該載體,使得樹脂填滿該紋理化區域並形成覆蓋該紋理化區域的層; f. 當該樹脂係與該母模及該載體相接觸時固化該樹脂; g. 將具有經固化的該樹脂之該載體自該母模分離;及 h. 相對於接觸平面並在平行於載體平面的平面中,移動該至少一個母模, 執行該步驟d)至g)至少兩次。
- 一種用於製作可撓性印模的設備,該設備包括: ● 支撐至少一個母模的平台; ● 至少一個輥; ● 可撓材料片; ● 可選地,用於固化可固化樹脂的手段; ● 可選地,用於將該母模相對於所述可撓材料片定位的手段; ● 可選地,用於選擇性地將可固化樹脂添加至該母模及/或該可撓材料片的手段; ● 可選地,用於判定該母模之位置的手段;及 ● 可選地,用於判定所述可撓材料片之位置的手段。
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