[发明专利]一种超声辅助辊对辊热纳米压印装置及方法

说明书

本发明涉及一种超声辅助辊对辊热纳米压印装置及方法，包括机架、储料装置、调节装置、加热板等，其中储料装置和加热板通过螺钉与机架连接，带式模板两端分别套在压印下辊与脱模下辊上，超声发生装置一通过振子法兰盘与调节装置连接，通过双头螺柱与压印上辊连接，调节装置通过螺栓固定在机架上，超声发生装置二通过振子法兰盘与机架连接，通过双头螺柱与脱模上辊连接。本发明的优点是：采用带式模板，延长冷却固化时间，提高微结构分辨率，使压印图案精度更高。

技术领域

本发明涉及纳米压印技术领域，特别涉及一种超声辅助辊对辊热纳米压印装置。

背景技术

纳米压印技术由普林斯顿大学的华裔科学家周郁教授于二十世纪末提出，通过对模板表面的微小结构施加压力，使具有纳米尺度的微小结构转印至涂有聚合物的基底表面。表面具有微结构或覆有微结构薄膜的材料具有良好性能。对于表面具有微结构的光学器件，不仅具有良好的疏水性，而且透光率也得到显著的提高。自第三次科技革命以来，电子产品对人类文明产生深远影响，不仅推动工业，军事，航天等领域的巨大进步，而且现在人们的日常生活也离不开手机、电脑。而这些产品，无一不涉及材料表面性能，如卫星摄像机镜头，手机电脑的显示屏。由此可见纳米压印的广泛应用前景及对人类社会发展的重大意义。

纳米压印技术提出后，得到科学界广泛认可及高度重视，经过长时间的理论研究与实验，目前较为成熟的纳米压印技术有：热纳米压印及紫外光刻纳米压印。传统的热压印所需时间较长，且热压印脱模过程中的粘附力会对模板造成损伤。于是，超声辅助热压印成为一种可行的技术来提高热压印速率和图案精度。通过超声过程中引发的粘弹产热能够大大提高升温的速率，且超声在脱模过程中能够减少粘附力对脱模的影响，从而提高图案的成功率和压印精度。

目前已经公开的卷对卷热辊压印专利CN 201610430982（一种聚合物表面微纳米结构卷对卷热辊压印成型方法）是采用辊式模板，利用超声振动辅助压印与脱模以提高压印速率和图案分辨率。此种方法使用了辊对平面和辊对辊压印的流程。在热压印过程中，脱模过程对温度较为敏感，如果不能降至指定温度，将会导致固化不完全，从而对图案的精度造成影响。

目前的辊对平面方式，由于是类似于线接触方式，压印和脱模的时间极短，难以达到脱模温度。而且辊对辊压印，则是将衬底包裹在压印辊上，以此来增加压印和脱模之间的时间间隔，从而能够将衬底充分冷却至指定温度。但是碍于现有技术的发展，制造辊型压印模板较为困难，制造大型压印辊需要庞大的经费，且技术难度较高。由于受辊大小的限制，该方法中所提及的该装置所能够增加的时间间隔也较小，保压时间较短，难以达到脱模温度进行脱模。

综上，目前超声辅助辊对辊纳米压印装置存在以下问题:超声辅助辊对辊纳米压印过程中保压时间较短，冷却过程短，难以达到脱模温度进行脱模，严重影响图案精度及分辨率。

发明内容

本发明提供了一种超声辅助辊对辊热纳米压印装置，以解决辊对辊压印后保压时间过短、固化时间不足，影响图案精度及分辨率的问题。

根据本发明目的提供一种超声辅助辊对辊热纳米压印装置，其特征在于：包括机架、储料装置、导向辊、加热板、压印辊、带式模板、脱模辊、收集辊、超声发生装置一、调节装置、伺服电机一和超声发生装置二，其中储料装置和加热板通过螺钉固定在机架上，加热板位于导向辊与压印下辊之间，导向辊、压印辊、脱模辊和收集辊通过轴承配合在机架上，带式模板两端分别套在压印下辊与脱模下辊上，超声发生装置一通过振子法兰盘固定在调节装置上，并通过双头螺柱与压印上辊连接，调节装置通过螺栓固定在机架上，超声发生装置二通过振子法兰盘固定在机架上，并通过双头螺柱与脱模上辊连接，伺服电机一通过螺钉固定在机架上。

根据本发明目的提供一种超声辅助辊对辊热纳米压印装置，其特征在于：所述的储料装置通过螺钉固定在机架上，储料装置中空呈环状，上方有与薄膜状涂有聚合物的基底等宽的狭缝，将薄膜状涂有聚合物的基底经此拉出。