用于壓印的結(jié)構(gòu)印模、裝置以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓印的結(jié)構(gòu)印模、根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置以及根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于表面的微結(jié)構(gòu)化和/或納米結(jié)構(gòu)化的當(dāng)前的現(xiàn)有技術(shù)主要包括影印平版印刷技術(shù)和不同的壓印技術(shù)。壓印技術(shù)或者利用硬印?；蛘呃密浻∧砉ぷ?。近來，主要盛行壓印平版印刷技術(shù)并且正取代傳統(tǒng)的影印平版印刷技術(shù)。在壓印平版印刷技術(shù)當(dāng)中，主要越來越傾向使用所謂的軟印模。原因在于印模的簡單的制造、高效的壓印過程、相應(yīng)的印模材料的非常好的表面性能、低的成本、壓印產(chǎn)品的可復(fù)制性，且原因主要在于印模在脫模過程中的彈性變形的可能性。在軟平版印刷技術(shù)中，使用由帶有微結(jié)構(gòu)化或納米結(jié)構(gòu)化的表面的彈性體制成的印模，以便制成在20nm直至> 1000 μ m范圍中的結(jié)構(gòu)。
[0003]存在六種已知的技術(shù):
?微接觸和/或納米接觸印刷(μ /nCP)
?復(fù)制模制(REM)
?微轉(zhuǎn)印模制(μ TM)或者納米壓印平版印刷(NIL)
?毛細管微模制(MMIC)
?溶劑輔助的微模制(SAMIM)，以及 ?相移平版印刷。
[0004]彈性體印模制成為主模的陰模。主印模為包含金屬或陶瓷的硬印模，其通過相應(yīng)昂貴的工藝一次性制成。于是，可由主模制成任意多個彈性體印模。彈性體印模使得能夠在大的表面上實現(xiàn)一致的均勻的接觸。彈性體印模可輕易地與其主印模以及壓印產(chǎn)品分離。此外，彈性體印模具有小的表面張力以用于輕易且簡單地分離印模和基板。為了自動化地實現(xiàn)軟平版印刷工藝，需要通過載體支撐彈性體印模。目前使用帶有不同厚度的玻璃載體基板。然而，由于使用厚的玻璃基板，彈性的印模至少部分地失去其柔性。
[0005]使用剛性的載體使得在壓印過程之后自動地分離印模和基板變得困難，由此僅可困難地實現(xiàn)壓印平版印刷的工藝自動化和工業(yè)可用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供用于微結(jié)構(gòu)化和/或納米結(jié)構(gòu)化的裝置和方法，通過該裝置和方法可保證自動化和更快的工藝流程。
[0007]該目的利用權(quán)利要求1、9和10所述的特征實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的有利的改進方案。由在說明書、權(quán)利要求和/或附圖中給出的特征中的至少兩個組成的所有組合也都落在本發(fā)明的范圍中。對于所給出的值域，在所述極限之內(nèi)的值也應(yīng)作為極限值被公開并且可以任意的組合主張權(quán)利。
[0008]本發(fā)明說明了這樣的方法和裝置，在其中，使用結(jié)構(gòu)印模，其包括尤其至少部分地(優(yōu)選大部分地)微結(jié)構(gòu)化和/或納米結(jié)構(gòu)化的彈性體印模(尤其薄膜印模)和框架。根據(jù)本發(fā)明，印模在加載側(cè)上沿著其整個長度尤其在連續(xù)的工藝中利用尤其橫向于長度延伸的線性力加載，以便將結(jié)構(gòu)壓到壓印材料中。優(yōu)選地，借助于壓印元件(尤其優(yōu)選剛性的壓印輥子)進行加載。
[0009]在下文中，印模理解為任意形式的這樣的構(gòu)件，該構(gòu)件在其表面處具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件并且在壓印過程中具有根據(jù)本發(fā)明的柔性。印?？蔀閱蝹€的或者為組合的構(gòu)件。如果印模僅僅實施為單個的構(gòu)件，則印模由薄膜或者柔性板構(gòu)成，在該薄膜或柔性板中已經(jīng)產(chǎn)生了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)元件。在組合的印模的情況下，其包括載體和具有結(jié)構(gòu)元件的相應(yīng)的印模構(gòu)件。在這種情況下，載體和/或印模構(gòu)件作為構(gòu)件組必須具有必要的柔性，以便可由壓印元件相應(yīng)地使其變形。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的線性力意指，雖然至少主要地(尤其完全地)在第一方向上(尤其橫向于壓印元件沿著印模的運動)進行力加載(因此，例如涵蓋印模的整個有效寬度)，而在第二方向上(尤其橫向于第一方向)僅僅同時加載相對非常小的區(qū)域(與第一方向之比尤其為I比5，優(yōu)選為I比10，更為優(yōu)選地為I比20，更為優(yōu)選地為I比100)。由此，相比于同時加載的印模的總面積得到相對很小的加載面積。由此，不僅實現(xiàn)明確限定的加載，而且實現(xiàn)了非常均勻的壓印。因此，本發(fā)明此外允許壓印方法的大面積的應(yīng)用，其中，寬度尤其大于0.5m，優(yōu)選大于lm，更為優(yōu)選地大于2m，和/或長度大于0.5m，優(yōu)選大于lm，更為優(yōu)選地大于2m。
[0011]通過在模塊化的框架中的印模的根據(jù)本發(fā)明的布置方案實現(xiàn)了方法的自動化并且由此實現(xiàn)了更快的工藝過程。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)印模通過以下方式改進，即，印模借助于布置在相對而置的兩個夾緊側(cè)處的兩個夾緊板條夾緊。夾緊板條尤其包括固定器件以用于將印模固定在結(jié)構(gòu)印模處。
[0013]每個夾緊板條可或者直接地或者通過彈簧系統(tǒng)固定在框架處。然而優(yōu)選地，夾緊板條中的至少一個借助于彈簧固定在框架處。在特定的實施方式中，也還可在縱向側(cè)處使用其他的夾緊板條，以便橫向于縱向方向固定和/或夾緊印模。橫向于縱向方向伸延的夾緊板條尤其用于減小(尤其避免)(不受控的)橫向收縮。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，結(jié)構(gòu)印模可為擴展的部件的部分，該部件具有引導(dǎo)板條，壓印元件可在引導(dǎo)板條中線性地運動。在該部件中或者安裝有調(diào)整螺釘(手動地取向)或者安裝有馬達(自動地取向)，以便還保證印模的角度取向。因此，根據(jù)本發(fā)明的一有利的實施方式設(shè)置成，將相對而置地尤其彼此平行地伸延的兩個引導(dǎo)板條(其用于沿著印模的加載側(cè)引導(dǎo)壓印元件(尤其壓印輥子)，該加載側(cè)沿著印模的背對印模面的側(cè)部來布置)用于在構(gòu)件中引導(dǎo)壓印元件，該構(gòu)件還可容納結(jié)構(gòu)印模。由此，壓印元件的運動直接與固定印模的框架相關(guān)聯(lián)，其中，在一定程度上與驅(qū)動壓印元件的裝置脫耦以用于容納結(jié)構(gòu)印模和利用控制裝置控制結(jié)構(gòu)印模。在相應(yīng)的實施方式中，在其中，印模的縱向夾緊同樣通過在兩個縱向側(cè)中的一個處(優(yōu)選在兩個夾緊側(cè)處)的至少一個夾緊板條實現(xiàn)，縱向側(cè)的夾緊側(cè)在功能上應(yīng)與引導(dǎo)板條相同。
[0015]倘使結(jié)構(gòu)印模如此構(gòu)造成柔性的，即，印?？山柚趬河≡煺钩鲇煽蚣?尤其通過引導(dǎo)板條)限定的表面平面，便簡化結(jié)構(gòu)印模相對于待壓印的壓印面的取向，并且尤其可更容易地自動化。
[0016]在本發(fā)明的改進方案中設(shè)置成，印模由載體和在該載體之上模制或熱壓印的尤其彈性體的印模形成。由此更有利地制成結(jié)構(gòu)印模。
[0017]通過結(jié)構(gòu)印模包括在框架的背對印模面的側(cè)部上容納該框架的保持框架進一步簡化自動化，尤其簡化結(jié)構(gòu)印模的更換，因為在根據(jù)本發(fā)明的裝置和結(jié)構(gòu)印模更確切地說結(jié)構(gòu)印模的框架之間提供有接口。上述保持框架可尤其結(jié)合沿著框架來引導(dǎo)的壓印元件視為獨立的發(fā)明。
[0018]在此，在本發(fā)明和/或保持框架的改進方案中可設(shè)想，壓印元件如此在保持框架和框架之間尤其平行于相對而置的夾緊側(cè)來引導(dǎo)，即，壓印元件可沿著印模薄膜來引導(dǎo)，并且印模薄膜在此設(shè)計成利用壓印力來加載。
[0019]此外，作為獨立的發(fā)明，公開了用于將壓印圖案壓印在壓印面上的裝置，帶有如下特征:
一印模容納部，其用于容納印模尤其根據(jù)上述的印模且使之運動，
一壓印材料容納部，其用于相對于印模容納和布置壓印材料，
一壓印元件驅(qū)動部，其用于使尤其根據(jù)如以上說明的那樣構(gòu)造的壓印元件沿著印模運動。
[0020]根據(jù)該裝置，還公開了用于控制所說明的根據(jù)本發(fā)明的方法和用于單個地或共同地使裝置和/或結(jié)構(gòu)印模的構(gòu)件(尤其保持框架、框架或壓印元件)實施所說明的運動的控制裝置。因此，用于實施運動的相應(yīng)的驅(qū)動部和引導(dǎo)元件同樣與裝置相關(guān)聯(lián)。驅(qū)動部尤其允許保持框架在X方向和/或y方向和/或Z方向上由控制裝置控制地平移運動。優(yōu)選地，還可實現(xiàn)圍繞X軸和/或y軸和/或z軸的旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，驅(qū)動部允許保持框架以及因此結(jié)構(gòu)印模和印模相對于壓印主體預(yù)定位。
[0021]此外，作為獨立的發(fā)明，公開了用于將壓印圖案壓印在壓印材料的壓印面上的方法，帶有以下步驟，尤其以下過程:
一相對于壓印材料布置尤其根據(jù)以上說明的結(jié)構(gòu)印模的印模的印模面，
一使壓印元件沿著結(jié)構(gòu)印模在印模之上運動，并且在此通過利用印模面加載壓印材料壓印壓印材料。
[0022]在此，根據(jù)本發(fā)明，如果印模構(gòu)造成柔性的并且在通過壓印元件壓印時伸展超出由框架(尤其通過引導(dǎo)板條)限定的表面平面，這是有利的。柔性由在框架和壓緊板條之間的可能的彈簧提高。雖然帶有彈簧系統(tǒng)的實施方式是優(yōu)選的實施方式，在印模的充分的柔性的情況下可放棄彈簧系統(tǒng)。
[0023]此外，根據(jù)本發(fā)明有利的是，由保持框架在框架的背對印模面的側(cè)部處來容納該框架。
[0024]在此，根據(jù)方法的一有利的實施方式設(shè)置成，沿著印模尤其平行于相對而置的夾緊側(cè)在保持框架和框架之間來引導(dǎo)壓印元件，并且在此對印模利用壓印力來加載。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的裝置的相應(yīng)很大的實施方案中，壓印力必須相應(yīng)地很大。對于本發(fā)明的根據(jù)本發(fā)明的實施方案，公開了如下示例性的值域。加載的壓印力的值域在O N與1000 N之間，優(yōu)選在O N與100 N之間，更為優(yōu)選地在O N與50 N之間，最為優(yōu)選地在O N與10 N之間。
[0026]裝置和/或結(jié)構(gòu)印模的根據(jù)裝置公開的特征同樣應(yīng)適合作為方法特征公開，并且反之亦然。
【附圖說明】
[0027]由優(yōu)選的實施例的隨后的說明以及借助附圖得到本發(fā)明的其他的優(yōu)點、特征和細節(jié)；附圖相應(yīng)以示意性的視圖顯示出:
圖1顯示了本發(fā)明的第一實施方式的示意性的截面視圖，具體而言，顯示了使根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)印模相對于施加到基板上的壓印材料取向的根據(jù)本發(fā)明的第一方法步驟，
圖2顯示了使結(jié)構(gòu)印?？拷龎河〉膲河〔牧系母鶕?jù)本發(fā)明的第二方法步驟的示意性的截面視圖，
圖3顯示了利用壓印元件加載結(jié)構(gòu)印模(開始壓印)的第三方法步驟的示意性的截面視圖，
圖4顯示了在壓印結(jié)束時根據(jù)圖3的方法步驟的示意性的視圖；
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施方式的示意性的截面視圖；
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)印模的示意性的透視圖；
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)印模的截面元件A-A的示意性的放大的透視圖；
圖