[发明专利]一种电场力辅助充型和脱模的卷对卷UV压印装置及方法

说明书

本发明涉及一种电场力辅助充型和脱模的卷对卷UV压印装置及方法，电场辅助充型模块又包括带电荷UV胶充型、固化、脱模部分。衬底由放卷辊传送至导向辊，导向辊和充型模块的模具辊、充型压辊中心轴线处于同一水平面内，脱模辊在模具辊垂直下方。充型压辊、模具辊和脱模辊中间是空心轴，分别附有弧形电极板外接电源，最外层是转动辊。衬底上的带电荷UV胶在压力和正向电场的作用下向模具辊微结构腔内充型，经过UV灯固化传送到脱模部分，反向电场的施加使薄膜上固化的微织构更利于脱模，随后是收卷步骤。本发明利用电场力辅助充型和脱模的方法提高卷对卷微结构压印饱满度，并可以减少脱模缺陷，进一步改善薄膜微结构成型质量。

技术领域

本发明涉及一种卷对卷UV压印成形装置及方法，尤其是指一种电场力辅助充型和脱模的卷对卷UV压印装置及方法。

背景技术

高清显示器、高效太阳能电池板、减反射和自清洁附着表面、LED图形化等领域，对于微纳图形化技术有着非常巨大的产业需求，这些产品其共同特征是需要在大面积衬底上高效、低成本制造出不同形态的三维微纳米结构。无论它的基本形态如何(点、孔、线、槽、柱、条块、棱锥等),其具有优异性质的关键在于它精细的尺寸。

目前大批量制备表面微结构薄膜采用的是连续辊压的工艺，虽然这种方法能将模具的图案转印到聚合物衬底上，提高微结构制备的效率，但是仍然面临微结构填充不充分和脱模困难等问题。

申请号为201110192624.4的中国发明专利公开了一种电毛细力驱动填充与反电场辅助脱模的压印成形方法。这个方法在晶圆级导电衬底上在电场下驱动填充栅线结构，再反转电场辅助脱模增加模具使用寿命，该方法不能实现大面积微结构连续生产，生产效率低，并且需加工导电微结构模具，增加制备成本。

申请号为201510067522.8的中国发明专利公开了一种基于卷对卷UV固化聚合物薄膜表面微结构加工系统及方法，该系统压辊和模具之间接触面积小，不容易保证充分填充模具型腔。

申请号为201810185436.0的中国发明专利公开了一种全自动卷对卷UV纳米压印复合设备，该设备采用点胶器涂紫外胶难以控制均匀度，并且采用传统的版辊和胶辊贴合压印，没有附加辅助充型结构，造成图案制备精度不够。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术中压印填充不充分、脱模困难和无法大面积大批量生产的问题提供一种电场力辅助充型和脱模的卷对卷UV压印装置及方法，旨在充分填充和完整脱模提升制备大面积微结构的精度和效率。本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种电场力辅助充型和脱模的卷对卷UV压印装置，包括：放卷装置、导向辊、涂胶装置、电场辅助充型模块、模具辊、紫外灯、电场辅助脱模模块、收卷装置；

放卷装置和收卷装置设置在透明衬底薄膜的两端，带动透明衬底薄膜依次经过导向辊、涂胶装置、电场辅助充型模块、模具辊和电场辅助脱模模块；

所述涂胶装置在透明衬底薄膜上均匀涂覆带电荷UV胶；

所述电场辅助充型模块、模具辊分别具有充型正极板和充型负极板；所述透明衬底薄膜传送至辅助充型模块的充型压辊、模具辊之间时，带电荷UV胶在压力和正向电场的作用下向模具辊的微结构腔内充型形成微织构膜；

所述电场辅助脱模模块包括辅助脱模辊；所述脱模辊在模具辊正下方；所述模具辊和电场辅助脱模模块还设置有脱模正极板和脱模负极板；微织构膜经紫外灯固化后传送至模具辊和辅助脱模辊之间，在反向电场辅助作用下脱模。

在一较佳实施例中：所述电场辅助充型模块还包括充型压力调节机构；所述充型正极板设置在充型压辊内，充型压辊和模具辊中心轴处于同一水平面，由充型压力调节机构调节压印力。

在一较佳实施例中：所述充型压辊还包括中心空轴、支撑轴承二、外层橡胶空心转辊，中心空轴连接充型正极板，外层橡胶空心转辊绕支撑轴承二转动，中心空轴两端连接充型压力调节机构。