[发明专利]纳米结构冲头、用于无端压印纳米结构的压印辊、装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据一种权利要求1的用于压印压印辊(Prägerolle)的纳米结构冲头(Nanostrukturstempel)、一种根据权利要求4的用于无端压印(Endlosprägen)纳米结构的压印辊、一种根据权利要求7的用于制造用于无端压印纳米结构的压印辊的装置、一种根据权利要求11的用于制造用于制造压印辊的纳米结构冲头的方法以及一种根据权利要求14的用于制造用于无端压印纳米结构的压印辊的方法。此外，本发明涉及一种根据权利要求18的用于制造具有纳米结构的压印基质(Praegesubstrat)的方法。

背景技术

在用于大面积应用的纳米结构化的表面和半导体结构(例如薄膜)的批量生产技术的发展中存在对起作用的辊对辊机器(Rolle-zu-Rolle-Maschine)的需求，该机器能够将连续的纳米结构化的和/或半导体结构通过辊子压印到传送带或长的工件上。在此，尤其在应用于压印蚀刻(Imprint-Lithographie)时存在显著的问题，这迄今未被令人满意地解决。

在亚微或者说纳米范围中产生连续的样式尤其是一个问题。可容易想象，对于变得越来越小的压印结构在进行无端施加(Endlosaufbringung)时技术问题超过平均水平地上升。

发明内容

本发明的目的因此是说明一种纳米结构冲头以及一种用于制造其的压印辊和方法和装置，利用其即使在尤其与压印辊的大小或直径相比纳米结构的尺寸非常小的情况下也可能无端压印纳米结构，其中，可获得可靠的且可复制的结果。通用的压印辊的直径对于专家已知。根据本发明的实施形式然而适合于任何直径。

该目的利用权利要求1、4、7、11、14和18的特征来实现。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中说明。由在说明书、权利要求和/或附图中所说明的至少两个特征构成的全部组合也落到本发明的范围中。对于所说明的值域，处在所提及的界限内的值也应作为极限值公开并且以任意的组合可要求保护。

本发明基于该想法，以分步重复法将待施加到压印辊上的压印结构施加成使得在整个周缘处设置有无缝的压印。对此根据本发明公开了一种新型的纳米结构冲头，其适合于分步重复过程，以便在压印辊的周缘处施加重复的结构。

根据本发明也可考虑以分步重复法沿着压印辊的回转体的回转轴线施加结构。根据本发明，利用压印在多个步骤中产生无缝的微米或纳米结构特别重要，由此在后来的滚压过程(Abrollprozess)中可将压印辊近似无端地或者说连续地、即通过大量整转输送到工件(制造压印基质、还有压印产品)上。利用分步重复法可获得的高对称性的且平移的样式重复允许产生带有独特的表面特性的、尤其带有周期性重复的结构的材料。特别有利的是在光学的领域中、例如在压印玻璃板时的应用。对称性在光学中非常重要，尤其当通过高对称性的结构可最精确地获得所期望的光学效果时。“无缝”在此意味着，在分步重复过程的公差内来压印在整个周缘处均匀的结构，尤其还在最后的压印步骤至压印辊的周缘压印的第一压印步骤的过渡处。

作为独立的发明，因此设置有带有例如凹形弯曲的纳米结构化的冲头面的纳米结构冲头用于以分步重复法无缝压印压印辊的侧表面的至少一个周缘环(Umfangsring)。纳米结构冲头的冲头面因此与压印辊的侧表面相匹配，使得利用唯一的纳米结构冲头可来压印压印辊的整个侧表面。根据本发明同样可考虑在压印辊压印时同时使用多个纳米结构冲头。

只要纳米结构冲头具有冲头架(包括冲头面的冲头模尤其永久地与其相连接)，在相应的用于压印辊的压印的装置中简化了纳米结构冲头的操纵。

当冲头模直接由待压印的压印辊产生时，在此是特别有利的。以该方式，纳米结构冲头或者说纳米结构冲头的冲头面的弯曲精确地与待压印的压印辊相应。

根据本发明的一有利的实施形式，冲头架对于电磁波、尤其UV光是可穿透的，以便能够设置冲头模和/或压印辊的待压印的压印层的硬化。

只要用于电磁波的辐射源、尤其UV源位于压印辊(尤其以空心柱体的形式)的内部，优选地在压印辊的不待加载的区域中、尤其在其内周缘处设置有对于电磁波的屏蔽器件。这优选地是UV不可穿透的保护套，其保护不应被照射的部位并且仅在UV光线应穿过(以使UV可硬化的压印层硬化)的区域处中断。