[發(fā)明專利]一種用于滾型納米壓印的滾輪模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310359609.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103400534A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭紅波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島博納光電裝備有限公司
• 主分類號(hào): G09F7/00
• 分類號(hào): G09F7/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于紫外固化納米壓印的模具，尤其涉及一種用于滾型納米壓印的滾輪模具，屬于微納制造和模具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

滾型納米壓印是一種全新大面積連續(xù)微納米圖形化的方法，它具有高分辨率、低成本和超高生產(chǎn)率的特點(diǎn)，尤其是它具有連續(xù)圖形化的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，既可用于硬質(zhì)（剛性）襯底（基材）圖形化，也可以用于柔性（卷狀材料）襯底的圖形化。滾型納米壓印已被用于批量化制造抗反射膜和涂層、藍(lán)寶石襯底納圖形化（NPSS）、抗反射和自清潔玻璃、OLED、射頻器件、電子紙、顯示、太陽(yáng)能電池板等眾多領(lǐng)域，該技術(shù)已經(jīng)被看作最具有工業(yè)化應(yīng)用前景的微納米制造方法。

滾型納米壓印包括兩種工藝：（1）滾對(duì)平面（Roll-to-Plate?NIL，R2P?NIL）型壓印；（2）滾對(duì)滾（Roll-to-roll，R2R?NIL）型壓印。根據(jù)壓印材料固化方式的不同，滾型納米壓印又分為熱固化和UV固化兩種不同的實(shí)現(xiàn)方式，與熱固化方式相比，UV固化具有更高的固化效率，壓印材料多種涂鋪方法，而且其易于獲得均勻一致精確的涂鋪厚度，尤其適合滾型納米壓印。但是現(xiàn)有的紫外（UV）固化滾型納米壓印面臨一定的局限性：難以實(shí)現(xiàn)對(duì)非透明襯底的壓印。例如，對(duì)于滾對(duì)平面型壓印工藝，目前它主要適用于透明的硬質(zhì)襯底，但對(duì)于非透明襯底，UV光源的安裝布置困難，通常是放置在滾輪模具的側(cè)面，這將導(dǎo)致壓印材料固化效率低，而且固化效果不理想嚴(yán)重影響壓印的效率和壓印圖形的質(zhì)量和精度。對(duì)于滾對(duì)滾型壓印目前也主要用于透明襯底的圖形化，UV光源的通常放置在透明襯底的背面一側(cè)，UV光透過(guò)透明襯底對(duì)壓印材料固化。因此，現(xiàn)有的UV固化滾型納米壓印主要適用于透明軟、硬襯底的圖形化，而對(duì)于非透明襯底的圖形化，使用現(xiàn)有的UV固化滾型納米壓印目前還沒(méi)有很好的解決方案，影響了紫外滾型納米壓印的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有UV固化滾型納米壓印難以用于非透明襯底的圖形化，通過(guò)提供一種新型的用于滾型納米壓印的滾輪模具，實(shí)現(xiàn)UV固化滾型納米壓印對(duì)非透明襯底的壓印。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種用于滾型納米壓印的滾輪模具，包括：

用于壓印的具有UV光透過(guò)性的透明空心滾筒；

滾筒外表面固定有具有UV光透過(guò)特性的特征結(jié)構(gòu)層，特征結(jié)構(gòu)層由凸形特征和凹形特征構(gòu)成所要復(fù)制的特征圖形；

在滾筒內(nèi)表面設(shè)有準(zhǔn)直透鏡；

準(zhǔn)直透鏡的內(nèi)表面涂有高反射涂層，在需要曝光的區(qū)域開(kāi)有狹縫，準(zhǔn)直透鏡位于石英滾筒和UV光源之間，準(zhǔn)直透鏡將UV光源發(fā)射的UV光束聚焦到狹縫中心區(qū)域，并得到均勻一致的光束，通過(guò)準(zhǔn)直透鏡的狹縫對(duì)壓印材料曝光固化；

UV光源位于滾筒內(nèi)部的中心軸線上。

所述特征結(jié)構(gòu)層的材料為乙烯-四氟乙烯共聚物或者聚氨酯丙烯酸酯或者特富龍或者聚二甲基硅氧烷中的一種。

所述特征結(jié)構(gòu)層的厚度0.5-3毫米。

所述滾筒的材料為透明石英，壁厚5-30毫米。

所述特征結(jié)構(gòu)層通過(guò)粘結(jié)層與滾筒連接，粘結(jié)層具有UV光透過(guò)性。

所述特征結(jié)構(gòu)層和石英滾筒具在壓印工作過(guò)程中具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述準(zhǔn)直透鏡和UV光源保持靜止固定不動(dòng)。

所述石英滾筒的最小半徑曲率應(yīng)小于滾輪模具上圖形的最小特征尺寸。

所述UV光源為UV汞燈或者UV?LED燈。

所述UV光源的波長(zhǎng)和功率根據(jù)所使用的UV膠、特征圖形的幾何參數(shù)、滾輪旋轉(zhuǎn)的速度、襯底移動(dòng)速度確定。

本發(fā)明的基本原理：采用透明的滾輪模具，將UV光源置于滾輪模具內(nèi)部，并結(jié)合準(zhǔn)直透鏡，在非透明襯底正面一側(cè)對(duì)于壓印材料曝光固化，實(shí)現(xiàn)滾輪型壓印對(duì)于非透明襯底的壓印，解決了現(xiàn)有UV固化滾型納米壓印工藝難以實(shí)現(xiàn)對(duì)非透明襯底的壓印問(wèn)題。

本發(fā)明的顯著優(yōu)勢(shì)：

（1）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低；

（2）簡(jiǎn)化滾型納米壓印光刻機(jī)的設(shè)計(jì)；

（3）固化效率高，縮短固化時(shí)間，提高壓印生產(chǎn)率；

（4）適應(yīng)性強(qiáng)，柔性高，當(dāng)襯底尺寸發(fā)生變化，模具結(jié)構(gòu)變動(dòng)小，可以適應(yīng)不同襯底尺寸，以及實(shí)現(xiàn)透明和非透明襯底納米壓印工藝；

（5）應(yīng)用范圍廣，即能用于滾對(duì)滾型壓印，也能用于滾對(duì)平面型壓印，尤其適用于滾輪對(duì)平面型壓印非透明襯底的圖形化。為UV固化滾型納米壓印工藝和裝備的開(kāi)發(fā)提供一種有效的解決方案。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明用于UV固化滾型納米壓印的滾輪模具結(jié)構(gòu)示意圖。