一种纳米压印模组及其压印方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种纳米压印模组及其压印方法。

背景技术：

纳米压印是一种不同于传统光刻技术的全新图形转移技术，其能够把纳米图形从模板“复制”到基板上，具有产量高、成本低和工艺简单的优点。

如图1和图2所示，图1为一组纳米压印模组，包括相对设置的模板1和基板2，模板1具有纳米压印结构3，基板2具有纳米压印胶层4，纳米压印技术就是要把纳米压印结构3的图形复制到纳米压印胶层4上，通过将图1中的纳米压印结构3和纳米压印胶层4进行接触，然后施加一定压力，使纳米压印结构3印制到纳米压印胶层4中，再通过激光固化纳米压印胶层4，最后将具有纳米压印结构3的模板1进行脱模处理，形成图2所示的结构，可以看出纳米压印结构3的图形印制到了纳米压印胶层4上。

在纳米压印技术中，关键环节是高精度模板的制备和模板的重复利用。为了提高模板的使用寿命，需对模板进行抗粘处理、对基板进行增粘处理，并保持适度的压印力。然而模板进行抗粘处理之后，模板缝隙与uv压印胶液滴的接触角变大，导致uv压印胶对模板的纳米结构填充不充分。随着模板的重复利用，模板对uv压印胶液滴的接触角逐渐变小，填充有所改善，但极易造成脱模失败。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种纳米压印模组及其压印方法，用以解决背景技术中的问题。

因此，本发明实施例提供了一种纳米压印模组，包括：相对设置的模板和基板，所述模板面向所述基板一侧具有纳米压印结构，所述基板面向所述模板一侧具有纳米压印胶层；还包括位于所述模板与所述基板之间的电极结构；

在所述模板一侧的纳米压印结构与所述基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印时，所述电极结构被配置为在电压的驱动下，使与所述纳米压印结构接触的纳米压印胶层的液滴具有润湿性。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述纳米压印模组中，所述电极结构包括：驱动电极和参考电极；所述参考电极与所述驱动电极相对设置。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述纳米压印模组中，所述参考电极和所述驱动电极均位于所述基板与所述纳米压印胶层之间。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述纳米压印模组中，所述参考电极和所述驱动电极均位于所述纳米压印结构背向所述模板的一侧。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述纳米压印模组中，所述参考电极和所述驱动电极位于同一层，且所述驱动电极和所述参考电极交替排列。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述纳米压印模组中，所述参考电极和所述驱动电极位于不同层。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述纳米压印模组中，所述参考电极位于所述纳米压印结构背向所述模板的一侧，所述驱动电极位于所述基板与所述纳米压印胶层之间。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述纳米压印模组中，还包括：位于所述纳米压印结构最外侧表面依次层叠设置的第一介电层和第一疏水层，以及位于所述纳米压印胶层面向所述基板一侧的表面接触设置的第二疏水层和第二介电层。

相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述纳米压印模组的压印方法，包括:

将所述模板一侧的纳米压印结构与所述基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印；

向所述电极结构加载电压，使与所述纳米压印结构接触的所述纳米压印胶层的液滴具有润湿性，将所述纳米压印结构印制在所述纳米压印胶层上。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压印方法中，在将所述纳米压印结构印制在所述纳米压印胶层上，具体包括：

采用紫外光固化所述纳米压印胶层，使所述纳米压印结构印制在所述纳米压印胶层上。

可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压印方法中，向所述电极结构加载电压预设时间后，采用紫外光固化所述纳米压印胶层；或，

向所述电极结构加载电压预设时间后，停止向所述电极结构加载电压，采用紫外光固化所述纳米压印胶层。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的纳米压印模组及其压印方法，该纳米压印模组包括：相对设置的模板和基板，模板面向基板一侧具有纳米压印结构，基板面向模板一侧具有纳米压印胶层；还包括位于模板与基板之间的电极结构；本发明通过在模板一侧的纳米压印结构与基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印时，对电极结构施加电压，通过改变纳米压印胶层的液滴与纳米压印结构之间的电压，来改变纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构上的润湿性，即改变液滴与纳米压印结构之间的接触角，液滴在纳米压印结构表面能铺展，固液接触面有扩大的趋势，即液滴对纳米压印结构表面的附着力大于其内聚力，使与纳米压印结构接触的纳米压印胶层的液滴具有润湿性，因此可以使纳米压印胶层的液滴对纳米压印结构填充充分。因此，本发明实施例提供的纳米压印模组解决了现有技术中因对模板进行抗粘处理导致模板缝隙与uv压印胶液滴的接触角变大，导致uv压印胶对模板的纳米结构填充不充分的问题。

附图说明

图1为相关技术中纳米压印模组的结构示意图之一；

图2为相关技术中纳米压印模组的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的纳米压印模组的结构示意图之一；

图4为本发明实施例提供的纳米压印模组的结构示意图之二；

图5为本发明实施例提供的纳米压印模组的结构示意图之三；

图6为本发明实施例提供的纳米压印模组的结构示意图之四；

图7为本发明实施例提供的纳米压印模组的压印方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的纳米压印模组及其压印方法的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各层薄膜厚度和形状不反映纳米压印模组的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的纳米压印模组，如图3至图6所示，包括：相对设置的模板1和基板2，模板1面向基板2一侧具有纳米压印结构3，基板2面向模板1一侧具有纳米压印胶层4；还包括位于模板1与基板2之间的电极结构5；

在模板1一侧的纳米压印结构3与基板2一侧的纳米压印胶层4进行接触压印时，电极结构5被配置为在电压的驱动下，使与纳米压印结构3接触的纳米压印胶层5的液滴具有润湿性。

本发明实施例提供的纳米压印模组包括：相对设置的模板和基板，模板面向基板一侧具有纳米压印结构，基板面向模板一侧具有纳米压印胶层；还包括位于模板与基板之间的电极结构；本发明通过在模板一侧的纳米压印结构与基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印时，对电极结构施加电压，通过改变纳米压印胶层的液滴与纳米压印结构之间的电压，来改变纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构上的润湿性，即改变液滴与纳米压印结构之间的接触角，液滴在纳米压印结构表面能铺展，固液接触面有扩大的趋势，即液滴对纳米压印结构表面的附着力大于其内聚力，使与纳米压印结构接触的纳米压印胶层的液滴具有润湿性，因此可以使纳米压印胶层的液滴对纳米压印结构填充充分。因此，本发明实施例提供的纳米压印模组解决了现有技术中因对模板进行抗粘处理导致模板缝隙与uv压印胶液滴的接触角变大，导致uv压印胶对模板的纳米结构填充不充分的问题。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述纳米压印模组中，如图3至图6所示，电极结构5包括：驱动电极51和参考电极52；驱动电极51与参考电极52相对设置。

下面通过几个具体实施例对本发明实施例提供的上述纳米压印模组的结构进行详细说明。

实施例一：

如图3所示，驱动电极51和参考电极52均位于基板2与纳米压印胶层4之间；驱动电极51和参考电极52位于不同层。该纳米压印结构还包括：位于纳米压印结构3最外侧表面依次层叠设置的第一介电层61和第一疏水层71，以及位于纳米压印胶层4面向基板2一侧的表面接触设置的第二疏水层72和第二介电层62。具体地，驱动电极51和参考电极52均可以为面状电极或条形电极，本发明实施例一中是以驱动电极51和参考电极52均为条形电极为例。

在具体实施时，如图3所示，在模板1一侧的纳米压印结构3与基板2一侧的纳米压印胶层4进行接触压印时，通过对驱动电极51和参考电极52施加一定电压(如10－50v)，由于在模板1一侧和在基板2一侧均设置有疏水层，在驱动电极51和参考电极52施加电压时，疏水层可以保证纳米压印胶层4的液滴具有良好的润湿性，从而调控纳米压印胶层4的液滴形貌，来改变纳米压印胶层4的液滴与纳米压印结构3之间的接触角，在电压的控制下固液接触面有扩大的趋势，即液滴对纳米压印结构3表面的附着力大于其内聚力，使与纳米压印结构3接触的纳米压印胶层4的液滴具有润湿性，因此可以使纳米压印胶层4的液滴对纳米压印结构3填充充分。

具体地，在基板2上制作驱动电极51和参考电极52的方法包括但不限于化学气相沉积、pcvd、磁控溅射其中任意一种，驱动电极51和参考电极52的材料包括但不限于铝、ito、铜、铬及其它们的组合物，制作驱动电极51和参考电极52所用温度可以为室温－400℃。

具体地，在模板1上制作第一介电层61，以及在基板2上制作第二介电层62，所用的方法包括但不限于旋涂、喷涂、pvd其中任意一种，第一介电层61和第二介电层62的材料包括丙烯酸酯类(分子量2千－20万)、环氧树脂类(分子量2千－20万)、聚氨酯类(分子量2千－20万)其中之一或组合。

具体地，在模板1上采用喷涂或旋涂的方式制作第一疏水层71，在基板2上采用喷涂或旋涂的方式制作第二疏水层72，第一疏水层71和第二疏水层72的材料为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、有机氟化合物其中之一或组合。

在具体实施时，在制作图3中基板2上的各膜层时，通过采用上述所说的各膜层的制作方式，在基板2上依次形成驱动电极51、参考电极52、第二介质层62、第二疏水层72和纳米压印胶层4。

实施例二：

如图4所示，图4与图3的不同之处在于驱动电极51和参考电极52位于同一层，且驱动电极51和参考电极52交替排列；其它膜层的结构相同。图4的结构由于驱动电极51和参考电极52位于同一层，可以进一步减小纳米压印模组的厚度。具体地，驱动电极51和参考电极52均为条形电极，图4所示的纳米压印模组与图1所示的纳米压印模组的功能和压印原理相同，能够使在模板1一侧的纳米压印结构3与基板2一侧的纳米压印胶层4进行接触压印时，保证纳米压印胶层4的液滴具有良好的润湿性，从而使纳米压印胶层4的液滴对纳米压印结构3填充充分。

具体地，实施例二中所示的图4的各膜层的制作方法和材料等均与实施例一中所示的图3的各膜层的制作方法和材料等相同，具体详见实施例一，在此不做赘述。

在具体实施时，在制作图4中基板2上的各膜层时，通过采用上述实施例一中所说的各膜层的制作方式，在基板2上依次形成驱动电极51、参考电极52、第二介质层62、第二疏水层72和纳米压印胶层4。

实施例三：

如图5所示，图5与图3的不同之处在于参考电极52位于纳米压印结构3背向模板1的一侧，驱动电极51位于基板2与纳米压印胶层4之间，即参考电极52位于纳米压印结构3与第一介质层61之间，驱动电极51位于基板2与第二介质层62之间；其它膜层的结构相同。图5的结构在对驱动电极51和参考电极52施加电压时，由于参考电极52位于纳米压印结构3背向模板1的一侧，可以使纳米压印胶层4的液滴具有良好的润湿性，使纳米压印胶层4充分填充于纳米压印结构3内；但是由于纳米压印结构3的结构是微结构，在其上面蒸镀参考电极52的难度较大，因此本发明实施例优选实施例一和实施例二中的驱动电极51和参考电极52结构。具体地，图5中的驱动电极51和参考电极52可以均为面状电极或条形电极，图5所示的纳米压印模组与图1所示的纳米压印模组的功能和压印原理相同，能够使在模板1一侧的纳米压印结构3与基板2一侧的纳米压印胶层4进行接触压印时，保证纳米压印胶层4的液滴具有良好的润湿性，从而使纳米压印胶层4的液滴对纳米压印结构3填充充分。

具体地，实施例三中所示的图5的各膜层的制作方法和材料等均与实施例一中所示的图3的各膜层的制作方法和材料等相同，具体详见实施例一，在此不做赘述。

在具体实施时，在制作图5中模板1和基板2上的各膜层时，通过采用上述实施例一中所说的各膜层的制作方式，在基板2上依次形成驱动电极51、第二介质层62、第二疏水层72和纳米压印胶层4；在模板1上依次形成纳米压印结构3、参考电极52、第一介质层61和第一疏水层7。

实施例四：

如6所示，图6与图3的不同之处在于驱动电极51和参考电极52均位于纳米压印结构3背向模板1的一侧，其它膜层的结构相同。图6中示意的纳米压印结构3仅是示意性说明驱动电极51和参考电极52与纳米压印结构3的位置关系，不代表纳米压印结构3的真实微结构。具体地，图6中的驱动电极51和参考电极52可以均为面状电极或条形电极，图6的结构在对驱动电极51和参考电极52施加电压时，由于驱动电极51和参考电极52均位于纳米压印结构3背向模板1的一侧，因此可以更好的使纳米压印胶层4的液滴具有良好的润湿性，使纳米压印胶层4充分填充于纳米压印结构3内；但是由于纳米压印结构3的结构是微结构，在其上面蒸镀驱动电极51和参考电极52的难度较大，因此本发明实施例优选实施例一和实施例二中的驱动电极51和参考电极52结构。具体地，图6中的驱动电极51和参考电极52可以均为面状电极或条形电极，图6所示的纳米压印模组与图1所示的纳米压印模组的功能和压印原理相同，能够使在模板1一侧的纳米压印结构3与基板2一侧的纳米压印胶层4进行接触压印时，保证纳米压印胶层4的液滴具有良好的润湿性，从而使纳米压印胶层4的液滴对纳米压印结构3填充充分。

具体地，实施例四中所示的图6的各膜层的制作方法和材料等均与实施例一中所示的图3的各膜层的制作方法和材料等相同，具体详见实施例一，在此不做赘述。

在具体实施时，在制作图6中模板1和基板2上的各膜层时，通过采用上述实施例一中所说的各膜层的制作方式，在基板2上依次形成第二介质层62、第二疏水层72和纳米压印胶层4；在模板1上依次形成纳米压印结构3、参考电极52、第一介质层61、驱动电极51、第一介质层61和第一疏水层7。

在具体实施时，当纳米压印胶的粘度较低时(10cps左右)，低粘度的胶液对纳米压印结构的较大缝隙(30－100微米)填充较好，但受界面张力影响胶液液滴呈弯月面；对于纳米压印结构的缝隙适中时，因模板的疏水处理，则难以填充，形貌重现性差。而采用本发明实施例提供的纳米压印模组，由于增加设置了电极结构、疏水层和介质层，在模板一侧的纳米压印结构与基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印时，通过对电极结构施加电压，能够使低粘度的纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构上具有润湿性，从而可以使低粘度的纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构内填充充分。

当纳米压印胶的粘度较高时(0.5万-3万cps)，高粘度的胶液对纳米压印结构的对较大缝隙(30－100微米)难以填充完全，甚至无填充；对于纳米压印结构的缝隙适中时，不易受界面接触角影响，但需一定压印力。而采用本发明实施例提供的纳米压印模组，由于增加设置了电极结构、疏水层和介质层，在模板一侧的纳米压印结构与基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印时，通过对电极结构施加电压，能够使高粘度的纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构上具有润湿性，从而可以使高粘度的纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构内填充充分。

因此，本发明实施例提供的上述纳米压印模组适用于任意粘度的纳米压印胶的填充。

需要说明的是，本发明上述列举的四个实施例只是本发明中驱动电极51和参考电极52的部分实施例结构，具体实施时，可以根据需要设计驱动电极51和参考电极52的结构，只要能够实现在模板一侧的纳米压印结构与基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印时，对电极结构施加电压，能够使纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构上具有润湿性，可以使纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构内填充充分均属于本发明保护的内容。

需要说明的是，本发明上述列举的四个实施例中均是以纳米压印模组中包括第一疏水层和第二疏水层为例进行说明的，当然具体实施时，上述纳米压印模组中也可以不设置第一疏水层和第二疏水层。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述纳米压印模组的压印方法，如图7所示，具体可以包括:

s701、将模板一侧的纳米压印结构与基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印；

s702、向电极结构加载电压，使与纳米压印结构接触的纳米压印胶层的液滴具有润湿性，将纳米压印结构印制在纳米压印胶层上。

本发明实施例提供的纳米压印模组的压印方法，通过在模板一侧的纳米压印结构与基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印时，对电极结构施加电压，通过改变纳米压印胶层的液滴与纳米压印结构之间的电压，来改变纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构上的润湿性，即改变液滴与纳米压印结构之间的接触角，液滴在纳米压印结构表面能铺展，固液接触面有扩大的趋势，即液滴对纳米压印结构表面的附着力大于其内聚力，使与纳米压印结构接触的纳米压印胶层的液滴具有润湿性，因此可以使纳米压印胶层的液滴对纳米压印结构填充充分。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压印方法中，在将纳米压印结构印制在纳米压印胶层上，具体可以包括：

采用紫外光固化纳米压印胶层，使纳米压印结构印制在纳米压印胶层上。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述压印方法中，可以向电极结构加载电压预设时间后，采用紫外光固化纳米压印胶层；或，

可以向电极结构加载电压预设时间后，停止向电极结构加载电压，采用紫外光固化纳米压印胶层。

本发明实施例提供的纳米压印模组及其压印方法，该纳米压印模组包括：相对设置的模板和基板，模板面向基板一侧具有纳米压印结构，基板面向模板一侧具有纳米压印胶层；还包括位于模板与基板之间的电极结构；本发明通过在模板一侧的纳米压印结构与基板一侧的纳米压印胶层进行接触压印时，对电极结构施加电压，通过改变纳米压印胶层的液滴与纳米压印结构之间的电压，来改变纳米压印胶层的液滴在纳米压印结构上的润湿性，即改变液滴与纳米压印结构之间的接触角，液滴在纳米压印结构表面能铺展，固液接触面有扩大的趋势，即液滴对纳米压印结构表面的附着力大于其内聚力，使与纳米压印结构接触的纳米压印胶层的液滴具有润湿性，因此可以使纳米压印胶层的液滴对纳米压印结构填充充分。因此，本发明实施例提供的纳米压印模组解决了现有技术中因对模板进行抗粘处理导致模板缝隙与uv压印胶液滴的接触角变大，导致uv压印胶对模板的纳米结构填充不充分的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。