[發明專利]一種微納結構的壓印裝置及方法

在審

• 申請號: 201410256480.8
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN105439076A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 林曉輝;徐厚嘉;方建聰
• 申請（專利權）人: 上海量子繪景電子股份有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;G03F7/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 錢春新

技術領域

本發明屬于壓印技術、尤其是涉及一種微納結構的壓印裝置及方法。

背景技術

在電子產品的制備過程中，圖形轉移的技術是多種多樣的，典型的方法包括黃光工藝和壓印工藝。其中黃光工藝利用紫外光將掩膜板上的圖形轉移到光刻膠或其他高分子材料上。而壓印工藝則利用物理接觸的方法，將圖形直接從模具上轉移到高分子材料(如紫外膠)上。從成本方面進行考量，壓印工藝在亞微米到數十微米線寬范圍內，有著巨大的優勢，尤其是基于UV膠的紫外壓印工藝的成熟大大提高了生產效率，降低了成本。隨著卷到卷壓印工藝的普及，將模具的圖形復制到柔性基材上(如PET)工藝已經能夠實現亞微米級別的圖形轉移。一般來說，在該工藝過程中，模具采用的是圓柱形輥材，其表面的圖形可以利用微納精雕技術實現，或者包裹已具備圖形的金屬片材組成。柔性基材一般采用透明的PET基材。通過在柔性基材上涂覆高分子材料(UV膠)并與模具輥接觸，在完全接觸后照射紫外光對高分子材料進行固化，之后模具與高分子材料(UV膠)分離，從而將圖形從模具輥復制到高分子材料上。

然而，傳統的卷到卷壓印方法通常采用的是不透明的鎳模具，因而需要器件基材具備較好的紫外透光性。但是，在許多產品模組中，越來越多的功能性基材扮演了重要的作用，然而，對于許多功能性基材，比如偏光片，Kapton薄膜、PI材料等都不具備透紫外的特性，因此，傳統壓印方法無法很好的適用。

另外，對于壓印的工藝，一個關鍵的步驟在于紫外光的固化必須在模具和UV膠接觸時同時進行，待UV膠完全固化后再脫模。這對于透明基材，可以從基材一面進行紫外光的照射。而對于不透明基材，該方法的適用性就受到了很大的限制。一個可能的改進方法是使用透明的模具輥，將紫外固化光源位于模具內，這要求整體模具必須由石英或其他透明材料一次成型，這樣一來，采用金屬板包覆的方法也不再適用。如此，不僅在成本上有非常大的提高，甚至一些復雜，微細的圖形根本無法實現。因此，采用卷到卷工藝在不透明基材上連續直接壓印圖形，傳統的方法已顯得捉襟見肘。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種微納結構的壓印裝置及方法，能夠實現在不透紫外光基材表面進行壓印。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一方面，微納結構的壓印裝置，包括：

卷料模具，包括模具本體和一對卷輪，模具本體繞卷在兩卷輪上，且位于兩卷輪之間具有一接觸運行段；該模具本體由透明基材制作，并且在其外表面具有由模具輥壓印而成的凸起的由UV固化層構成的壓印圖形；

器件基材，上表面涂覆有UV結構膠，并與模具本體的接觸運行段的一端外表面相接觸后同步運行，以實現在UV結構膠上壓印出微納級別的溝槽，并在運行至接觸運行段的另一端后分離；

UV光源，設于接觸運行段的一側，透過接觸運行段對器件基材的UV結構膠進行照射UV光，用以固化具有所述溝槽的UV結構膠。

所述卷料模具為單向結構，模具本體的首尾兩端分別繞卷在對應的卷輪上，并且接觸運行段的兩端還分別繞經一用以調節模具本體與器件基材的間距和壓力的定高輪。

所述卷料模具為循環結構，模具本體的首尾兩端相連并繞卷在兩卷輪上。

所述器件基材為不透明的柔性基材的卷料或片材，或為不透明的剛性基材。

所述模具本體為PET基材。

另一方面，一種微納結構的壓印方法，包括以下步驟：

a.將需壓印的圖形通過模具輥復制于透明基材上，并形成UV固化層；

b.采用該透明基材制作卷料模具的模具本體，該卷料模具包括一對卷輪和繞卷于兩卷輪上的模具本體，模具本體位于兩卷輪之間具有一受卷輪驅動的接觸運行段；

c.在器件基材上表面涂覆UV結構膠，并與模具本體的接觸運行段的一端外表面相接觸且與接觸運行段同步運行，以實現壓印；

d.在接觸運行段一側設置UV光源，透過接觸運行段對運行中的器件基材的UV結構膠進行照射UV光，用以固化UV結構膠；

e.在運行至接觸運行段的另一端后器件基材與模具本體分離。

本發明的微納結構的壓印裝置及方法采用透明基材制作的卷料模具，對不透明的器件基材進行同步壓印，并通過UV光源透過卷料模具對器件基材進行照射，使得器件基材與模具接觸的時候固化UV結構膠，從而實現了對不透明的功能性基材的圖形壓印，并且結構簡單、使用方便，不僅可以實現卷到片，也能實現卷到卷的壓印過程，另外，模具一樣可以多次重復利用。

附圖說明