压印设备及压印方法与流程

本发明涉及一种压印设备及压印方法，且特别是涉及一种利用可挠性压印模型膜进行压印的压印设备及压印方法。

背景技术：

一种常见的压印技术是先将压印材料均匀地涂布于基板，再将压印模具下压于基板上的压印材料层，以将压印模具表面的压印图案转移到压印材料层上。举例来说，压印技术可用于制作具有光栅的光学元件，其利用压印模具上的压印微结构对透光基板上的光学层进行压印，并接着固化压印后的光学层，以在透光基板上形成光栅。

一般来说，所述压印模具的压印微结构进行多次压印后会逐渐损耗而需进行替换，此时使用者必须从压印设备移除原压印模具，并安装新的压印模具至压印设备，然此替换过程较为费工费时而使压印设备在使用上较为不便且产率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种压印设备及压印方法，可增加压印设备使用上的便利性。

为达上述目的，本发明的压印设备包括第一输送单元、可挠性压印模型膜及驱动滚轮组。第一输送单元适于输送至少一工件至压印设备的工作区域。可挠性压印模型膜具有多个压印区段，其中至少一压印区段位于工作区域，工件适于在工作区域通过对应的压印区段而进行压印。可挠性压印模型膜部分地卷收于驱动滚轮组，位于工作区域的压印区段展开于驱动滚轮组，驱动滚轮组适于驱动可挠性压印模型膜，以使卷收于驱动滚轮组的至少另一压印区段展开于驱动滚轮组并移至工作区域。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备，还包括涂布单元，其中涂布单元适于在工件到达工作区域之前涂布光学层至工件上，位于工作区域的可挠性压印模型膜的压印微结构适于压印光学层以在工件上形成光学微结构。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括第一检测单元，其中涂布单元配置于第一检测单元及工作区域之间，第一检测单元适于检测尚未涂布光学层的工件的表面状态。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括能量源，其中能量源配置于工作区域，压印后的光学层适于通过能量源提供的能量而固化。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括第一能量源及第二能量源，其中第一能量源配置于涂布单元与工作区域之间，第二能量源配置于工作区域，压印前的光学层适于通过第一能量源提供的能量而半固化，压印后的光学层适于通过第二能量源提供的能量而完全固化。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括压印模型滚轮，其中压印模型滚轮配置于工作区域，且适于将对应的压印区段往工件压合。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括升降单元，其中升降单元配置于工作区域，且适于带动工件相对于可挠性压印模型膜升降。

在本发明的一实施例中，上述的驱动滚轮组包括两驱动滚轮，工作区域位于两驱动滚轮之间，可挠性压印模型膜部分地卷收于一驱动滚轮且部分地卷收于另一驱动滚轮。

在本发明的一实施例中，上述的工作区域包括压印位置及至少一离模位置，至少两压印区段分别位于压印位置及离模位置，工件适于在压印位置进行压印，压印后的工件适于附着于对应的压印区段并被驱动滚轮组驱动至离模位置，工件适于在离模位置进行离模。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括至少一夹持件，其中夹持件配置于工作区域，夹持件适于夹持可挠性压印模型膜并将位于离模位置的可挠性压印模型膜掀离于工件。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括至少一缓冲件，其中缓冲件配置于压印位置与离模位置之间，可挠性压印模型膜适于被缓冲件抵压而挠曲，以在位于离模位置的压印区段的边界形成至少一缓冲区段。

在本发明的一实施例中，当压印后的工件被驱动滚轮组驱动至离模位置时，第一输送单元适于输送另一工件至压印位置，且在工件于离模位置进行离模的同时，另一工件在压印位置进行压印。

在本发明的一实施例中，上述的至少一离模位置的数量为两个，压印位置位于两离模位置之间。

在本发明的一实施例中，上述的这些压印区段包括相邻的第一压印区段及第二压印区段，两离模位置包括第一离模位置及第二离模位置，当第一压印区段及第二压印区段位于工作区域内时，驱动滚轮组适于驱动可挠性压印模型膜进行往复移动而移动于第一状态与第二状态之间，当可挠性压印模型膜处于第一状态时，第一压印区段位于第一离模位置且第二压印区段位于压印位置，当可挠性压印模型膜处于第二状态时，第一压印区段位于压印位置且第二压印区段位于第二离模位置。

在本发明的一实施例中，上述的这些压印区段还包括相邻的第三压印区段及第四压印区段，驱动滚轮组适于驱动可挠性压印模型膜而使第三压印区段及第四压印区段位于工作区域内，当第三压印区段及第四压印区段位于工作区域内时，驱动滚轮组适于驱动可挠性压印模型膜进行往复移动。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括至少一第二检测单元，其中第二检测单元适于检测压印后的工件，以判断对应的压印区段的损耗状况。

在本发明的一实施例中，上述的压印设备还包括至少一第二输送单元，其中第二输送单元适于输送压印后的工件通过第二检测单元。

本发明的压印方法，包括以下步骤。通过第一输送单元输送至少一工件至工作区域。在工作区域通过可挠性压印模型膜的一压印区段压印工件。通过驱动滚轮组驱动可挠性压印模型膜，以使可挠性压印模型膜的卷收于驱动滚轮组的至少另一压印区段展开于驱动滚轮组并移至工作区域。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括在工件到达工作区域之前通过涂布单元涂布光学层至工件上，其中通过压印区段压印工件的步骤包括通过压印区段的压印微结构压印光学层以在工件上形成光学微结构。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括通过第一检测单元检测尚未涂布光学层的工件的表面状态。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括通过能量源提供的能量而固化压印后的光学层。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括以下步骤。通过第一能量源提供的能量而半固化压印前的光学层。通过第二能量源提供的能量而完全固化压印后的光学层。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括通过压印模型滚轮将对应的压印区段往工件压合。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括通过升降单元带动工件相对于该可挠性压印模型膜升降。

在本发明的一实施例中，上述的工作区域包括压印位置及至少离模位置，压印方法还包括以下步骤。使至少两压印区段分别位于压印位置及离模位置。在压印位置对工件进行压印。使压印后的工件附着于对应的压印区段并被驱动滚轮组驱动至离模位置。在离模位置对工件进行离模。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括通过夹持件夹持可挠性压印模型膜并将位于离模位置的可挠性压印模型膜掀离于工件。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括通过至少一缓冲件抵压可挠性压印模型膜而使可挠性压印模型膜挠曲，以在位于离模位置的压印区段的边界形成至少一缓冲区段。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括以下步骤。当压印后的工件被驱动滚轮组驱动至离模位置时，通过第一输送单元输送另一工件至压印位置。在工件于离模位置进行离模的同时，在压印位置对另一工件进行压印。

在本发明的一实施例中，上述的至少一离模位置的数量为两个，压印位置位于两离模位置之间，这些压印区段包括相邻的第一压印区段及第二压印区段，两离模位置包括第一离模位置及第二离模位置，压印方法还包括以下步骤。当第一压印区段及第二压印区段位于工作区域内时，通过驱动滚轮组驱动可挠性压印模型膜进行往复移动而移动于第一状态与第二状态之间，其中当可挠性压印模型膜处于第一状态时，第一压印区段位于第一离模位置且第二压印区段位于压印位置，当可挠性压印模型膜处于第二状态时，第一压印区段位于压印位置且第二压印区段位于第二离模位置。

在本发明的一实施例中，上述的这些压印区段还包括相邻的第三压印区段及第四压印区段，压印方法还包括以下步骤。通过驱动滚轮组驱动可挠性压印模型膜而使第三压印区段及第四压印区段位于工作区域内。当第三压印区段及第四压印区段位于工作区域内时，通过驱动滚轮组驱动可挠性压印模型膜进行往复移动。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括通过第二检测单元检测压印后的工件，以判断对应的压印区段的损耗状况。

在本发明的一实施例中，上述的压印方法还包括通过第二输送单元输送压印后的工件通过第二检测单元。

基于上述，在本发明的压印设备中，以具有多个压印区段的可挠性压印模型膜作为压印模具，当部分压印区段用于在工作区域压印工件时，另一部分压印区段卷收于驱动滚轮组而为备用。一旦使用中的压印区段耗损而需替换，可利用驱动滚轮组驱动卷收于其的压印区段进入工作区域以替代原本的压印区段。在此配置方式之下，使用者不须从压印设备移除原压印模具并安装新的压印模具至压印设备，而是通过驱动滚轮组自动地替换可挠性压印模型膜的压印区段，以使压印设备在使用上较为便利。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的压印设备的部分构件立体图；

图2是本发明一实施例的压印方法流程图；

图3为图1的可挠性压印模型膜从第一状态作动至第二状态的示意图；

图4为图1的可挠性压印模型膜的压印区段被替换的示意图；

图5a至图5g为图1的压印设备的作动流程的示意图。

符号说明

50：工件

60：承载件

100：压印设备

100a：工作区域

110a：第一输送单元

110b：第二输送单元

120：可挠性压印模型膜

120a：第一压印区段

120b：第二压印区段

120c：第三压印区段

120d：第四压印区段

120e：第五压印区段

122：压印微结构

130：驱动滚轮组

132、134：驱动滚轮

140a：第一检测单元

140b：第二检测单元

150：涂布单元

160：能量源

170：压印模型滚轮

180：升降单元

190a：夹持件

190b：缓冲件

b1、b2、b3、b4：缓冲区段

ip：压印位置

dp1：第一离模位置

dp2：第二离模位置

具体实施方式

图1是本发明一实施例的压印设备的部分构件立体图。请参考图1，本实施例的压印设备100包括第一输送单元110a、可挠性压印模型膜120及驱动滚轮组130。第一输送单元110a适于依序将多个工件50输送至压印设备100的工作区域100a。可挠性压印模型膜120具有多个压印区段(标示出第一压印区段120a、第二压印区段120b、第三压印区段120c)，第一压印区段120a、第二压印区段120b、第三压印区段120c位于工作区域100a。

可挠性压印模型膜120例如是厚度为0.07～0.2mm的超薄玻璃(ultra-thinglass)或塑胶膜，其部分地卷收于驱动滚轮组130。位于工作区域100a的第一压印区段120a、第二压印区段120b、第三压印区段120c展开于驱动滚轮组130。工件50适于在工作区域100a通过对应的压印区段(图1绘示为第二压印区段120b)而进行压印。当工作区域100a内的压印区段经使用损耗而需替换时，驱动滚轮组130可驱动可挠性压印模型膜120，以使卷收于驱动滚轮组130的其他压印区段展开于驱动滚轮组130并移至工作区域。

亦即，当可挠性压印模型膜120的部分压印区段用于在工作区域100a压印工件50时，另一部分压印区段卷收于驱动滚轮组130而为备用。一旦使用中的压印区段耗损而需替换，可利用驱动滚轮组130驱动卷收于其的压印区段进入工作区域100a以替代原本的压印区段。在此配置方式之下，使用者不须从压印设备100移除原压印模具并安装新的压印模具至压印设备100，而是通过驱动滚轮组130自动地替换可挠性压印模型膜120的压印区段，以使压印设备100在使用上较为便利。此外，选用超薄玻璃作为可挠性压印模型膜120，可避免可挠性压印模型膜120及其上的工件50在作业过程中产生非预期的变形。以下通过附图说明本实施例的压印设备100的压印方法的流程。

图2是本发明一实施例的压印方法流程图。请参考图1及图2，首先，通过第一输送单元110a输送至少一工件50至工作区域100a(步骤s602)。接着，在工作区域100a通过一可挠性压印模型膜120的压印区段(图1绘示为第二压印区段120b)压印工件50(步骤s604)。通过驱动滚轮组130驱动可挠性压印模型膜120，以使可挠性压印模型膜120的卷收于驱动滚轮组130的至少另一压印区段展开于驱动滚轮组130并移至工作区域(步骤s606)。

本实施例的压印设备100例如是用于制作具有光栅的光学元件，压印设备100的相关构件详述如下。如图1所示，压印设备100还包括第一检测单元140a、胶涂布单元150、能量源160、压印模型滚轮170、至少一第二检测单元140b(绘示为两个)及至少一第二输送单元110b(绘示为两个)。第一检测单元140a例如是自动光学检测(automatedopticalinspection，aoi)装置且配置于第一输送单元110a的输送路径上，胶涂布单元150配置于第一检测单元140a及工作区域100a之间，能量源160及压印模型滚轮170配置于工作区域100a，第二检测单元140b例如是自动光学检测装置且配置于第二输送单元110b的输送路径上。

各工件50例如是玻璃基板或塑胶基板，胶涂布单元150适于在工件50到达工作区域100a之前涂布光学层(未示出)至工件50上。胶涂布单元150例如是喷墨印刷(inkjetprinting)装置，以节省涂胶作业的材料用量。可挠性压印模型膜120的各压印区段具有压印微结构122，压印模型滚轮170适于将对应的压印区段(图1绘示为位于工作区域100a的第二压印区段120b)往工件50压合，使第二压印区段120b的压印微结构122压印所述光学层以在工件50上形成光学微结构(如光栅)。第一检测单元140a则适于检测尚未涂布所述光学层的工件50的表面状态，以确保工件50的表面在无脏污微粒的情况下进行所述光学层的涂布。

压印后的所述光学层适于通过能量源160提供的能量而固化。举例来说，所述光学层例如是uv胶，能量源160例如是uv光源以利用uv光来固化所述光学层。在其他实施例中，所述光学层可为其他种类的胶层(如具有两阶特性的胶层)，并以配置于胶涂布单元150与工作区域100a之间的第一能量源及配置于工作区域100a的第二能量源来取代图1的能量源160，压印前的所述光学层可先通过所述第一能量源提供的能量而半固化，压印后的所述光学层可通过所述第二能量源提供的能量而完全固化。

第二输送单元110b适于输送压印后的工件50通过第二检测单元140b。第二检测单元140b适于检测压印后的工件50，以判断对应的压印区段的损耗状况。若经第二检测单元140b对工件50的检测而得知对应的压印区段已损耗至需更换的程度，则如上述般通过驱动滚轮组130自动地替换可挠性压印模型膜120的压印区段。

在本实施例中，驱动滚轮组130包括两驱动滚轮132、134，工作区域100a位于驱动滚轮132与驱动滚轮134之间，可挠性压印模型膜120部分地卷收于驱动滚轮132且部分地卷收于驱动滚轮134。驱动滚轮132、134适于转动以驱动可挠性压印模型膜120连动。此外，在本实施例中，例如是通过承载件60来承载工件50，承载件60在第一输送单元110a或第二输送单元110b上被输送，使工件50随之移动。此外，承载件60例如可提供吸附力来将工件50吸附于其上，避免工件50在输送或压印过程中脱离于承载件60。

以下具体说明本实施例的工作区域100a的配置方式。请参考图1，本实施例的工作区域100a包括压印位置ip及至少一离模位置(绘示为第一离模位置dp1及第二离模位置dp2)，压印位置ip位于第一离模位置dp1及第二离模位置dp2之间，压印模型滚轮170及能量源160配置于压印位置ip处，第一压印区段120a、第二压印区段120b、第三压印区段120c在图1所示状态分别位于第一离模位置dp1、压印位置ip及第二离模位置dp2。工件50适于在压印位置ip进行压印，压印后的工件50适于附着于对应的压印区段并被驱动滚轮组130驱动至第一离模位置dp1或第二离模位置dp2，且工件50适于在第一离模位置dp1或第二离模位置dp2进行离模。

更详细而言，当压印后的工件50被驱动滚轮组130从压印位置ip驱动至第一离模位置dp1或第二离模位置dp2时，第一输送单元110a会输送另一工件50至压印位置ip，且在所述压印后的工件50于第一离模位置dp1或第二离模位置dp2进行离模的同时，所述另一工件50在压印位置ip进行压印，用于提升压印设备100的作业效率。

图3为图1的可挠性压印模型膜从第一状态作动至第二状态。在本实施例中，当第一压印区段120a及第二压印区段120b位于工作区域100a内时，驱动滚轮组130适于驱动可挠性压印模型膜120进行往复移动而移动于图1所示的第一状态与图3所示的第二状态之间。当可挠性压印模型膜120如图1所示处于所述第一状态时，第一压印区段120a位于第一离模位置dp1且第二压印区段120b位于压印位置ip，此时第一压印区段120a所对应的工件50可在第一离模位置dp1进行离模，且第二压印区段120b所对应的工件50可在压印位置ip进行压印。当可挠性压印模型膜120如图3所示处于所述第二状态时，第一压印区段120a位于压印位置ip且第二压印区段120b位于第二离模位置dp2，此时第一压印区段120a所对应的工件50可在压印位置ip进行压印，且第二压印区段120b所对应的工件50可在第二离模位置dp2进行离模。通过可挠性压印模型膜120所进行的上述往复运动，可反复利用可挠性压印模型膜120的第一压印区段120a及第二压印区段120b来进行压印作业。

图4为图1的可挠性压印模型膜的压印区段被替换。当可挠性压印模型膜120的第一压印区段120a及第二压印区段120b逐渐损耗而需替换时，可通过驱动滚轮组130驱动可挠性压印模型膜120而如图4所示使第三压印区段120c、第四压印区段120d、第五压印区段120e位于工作区域100a内，当第三压印区段120c、第四压印区段120d、第五压印区段120e位于工作区域100a内时，驱动滚轮组130适于驱动可挠性压印模型膜120进行所述往复移动，以反复利用可挠性压印模型膜120的第三压印区段120c及第四压印区段120d来进行压印作业。依此方式，可持续利用驱动滚轮组130驱动可挠性压印模型膜120以自动地进行压印区段的替换。

本实施例的压印设备100还包括至少一升降单元180(绘示为三个)。升降单元180配置于工作区域100a且分别对位于第一离模位置dp1、压印位置ip及第二离模位置dp2，各升降单元180适于带动对应的承载件60及工件50相对于可挠性压印模型膜120升降，使工件50能够顺利地进行压印或离模。

此外，本实施例的压印设备100还包括至少一夹持件190a(绘示为多个)及至少一缓冲件190b(绘示为多个)，夹持件190a配置于工作区域100，缓冲件190b配置于压印位置ip与第一离模位置dp1之间及压印位置ip与第二离模位置dp2之间。夹持件190a适于如图1所示在第一离模位置dp1、压印位置ip及第二离模位置dp2的边界夹持可挠性压印模型膜120。从而，当缓冲件190b抵压可挠性压印模型膜120而使可挠性压印模型膜120挠曲时，可在位于第一离模位置dp1的第一压印区段120a的边界形成缓冲区段b1、b3，且可在位于第二离模位置dp2的第三压印区段120c的边界形成缓冲区段b2、b4。部分夹持件190a可将位于第一离模位置dp1与第二离模位置dp2的可挠性压印模型膜120掀离于工件50，使完成压印的工件50能够被第二输送单元110b往第二检测单元140b输送。在上述将可挠性压印模型膜120掀离于工件50的过程中，通过缓冲区段b1、b2、b3、b4所提供的缓冲效果，可避免可挠性压印模型膜120于第一离模位置dp1及第二离模位置dp2处的区段的离模作业扰动到可挠性压印模型膜120的其他区段，使压印作业能顺利进行。

以下通过附图更详细说明本实施例的压印设备100的各构件的具体作动方式与流程。图5a至图5g为图1的压印设备的作动流程。首先，如图5a所示，升降单元180在压印位置ip抬升对应的承载件60及工件50，且压印模型滚轮170在第二压印区段120b上滚压，以压印对应的工件50，且能量源160提供能量以固化工件50上的压印后的光学层。接着，如图5b所示，升降单元180在压印位置ip下移对应的承载件60，此时工件50附着于对应的压印微结构122上。在图5a及图5b中，可挠性压印模型膜120是处于所述第一状态，即第一压印区段120a位于第一离模位置dp1，且第二压印区段120b位于压印位置ip。

如图5c所示，夹持件190a及缓冲件190b释放可挠性压印模型膜120，且驱动滚轮132、134顺时针转动，以使第一压印区段120a及第二压印区段120b右移。

如图5d所示，夹持件190a夹持可挠性压印模型膜120，缓冲件190b抵压可挠性压印模型膜120，且驱动滚轮134顺时针旋转，使第一压印区段120a对位于压印位置ip，且使第二压印区段120b及附着于其上的工件50对位于第二离模位置dp2。此时，升降单元180在第二离模位置dp2抬升对应的承载件60以承接对应的工件50。如图5e所示，升降单元180在压印位置ip抬升对应的另一承载件60及另一工件50，且压印模型滚轮170在第二压印区段120a上滚压，以压印对应的工件50。同时，夹持件190a将第二离模位置dp2处的可挠性压印模型膜120掀离于对应的工件50。如图5f所示，能量源160提供能量以固化工件50上的压印后的光学层，且升降单元180在第二离模位置dp2下移对应的承载件60及工件50。在图5d、图5e及图5f中，可挠性压印模型膜120是处于所述第二状态，即第一压印区段120a位于压印位置ip，且第二压印区段120b位于第二离模位置dp2。

如图5g所示，将第二离模位置dp2处的工件50移离承载件60，并接着将此工件50输送至图1所示的第二检测单元140b进行检测。此外，夹持件190a及缓冲件190b如图5g所示释放可挠性压印模型膜120，且驱动滚轮132、134逆时针转动，以使第一压印区段120a及第二压印区段120b左移，以便于再次驱动可挠性压印模型膜120至所述第一状态，从而继续在第一离模位置dp1及压印位置ip进行类似的压印及离模程序。

综上所述，在本发明的压印设备中，以具有多个压印区段的可挠性压印模型膜作为压印模具，当部分压印区段用于在工作区域压印工件时，另一部分压印区段卷收于驱动滚轮组而为备用。一旦使用中的压印区段耗损而需替换，可利用驱动滚轮组驱动卷收于其的压印区段进入工作区域以替代原本的压印区段。在此配置方式之下，使用者不须从压印设备移除原压印模具并安装新的压印模具至压印设备，而是通过驱动滚轮组自动地替换可挠性压印模型膜的压印区段，以使压印设备在使用上较为便利。此外，选用超薄玻璃作为可挠性压印模型膜，可避免可挠性压印模型膜及其上的工件在作业过程中产生非预期的变形。另外，当压印后的工件于离模位置进行离模时，另一工件可同时在压印位置进行压印，用于提升压印设备的作业效率。再者，通过缓冲件在可挠性压印模型膜所形成的缓冲区段，可避免可挠性压印模型膜于离模位置处的区段的离模作业扰动到可挠性压印模型膜的其他区段，使压印作业能顺利进行。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。