本发明涉及一种配置用于压印,特别是纳米压印的柔性(f lexi b le)印模。本发明还涉及一种制造这种印模的方法。本发明还涉及一种压印系统,特别是纳米压印系统。
背景技术:
1、柔性印模用于纳米压印的过程,通常通过使用卷对板(ro l l-to-p l ate)、板对卷(p l ate-to-ro l l)或卷对卷(ro l l-to-ro l l)技术。印模通常是一种被动的工作工具,作为将纹理转移到产品上的模具和/或支架。特别是,现有技术中的印模不可能对个别过程参数作出反应,例如个别压力或温度异常或加工过程中在柔性印模下方的随机出现的气泡。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种改进的柔性印模和/或至少一种替代的柔性印模。
2、本发明为此提供了一种印模,特别是配置用于压印,特别是纳米压印的柔性印模,包括至少一个基本柔性的基材,所述基材包括至少一个纹理区域、至少一个功能元件,以及优选至少两个导电轨道,导电轨道连接或可连接到至少一个功能元件,其中至少一个功能元件基本(完全)覆盖和/或与至少一个纹理区域重叠,和/或其中至少一个功能元件位于纹理区域之外。
3、根据本发明的印模得益于至少一个功能元件的存在。由于至少一个功能元件覆盖和/或重叠至少一个纹理区域和/或其中至少一个功能元件位于纹理区域之外,因此印模可以得益于功能元件,而不会使所述功能元件影响印模的主要性能。不希望功能元件影响印模的压印性能。因此,要保留纹理区域的均匀性。这是通过功能元件的定位来实现的,使得它们完全覆盖和/或与纹理区域重叠。这也可以通过将功能元件定位在印模的纹理区域之外来实现。通过纹理区域和功能元件的这种相互配置,保持了纹理区域的均匀性。如果功能元件仅部分覆盖或与印模的纹理区域部分重叠,则最终产品的纹理可能会出现不规则。这里的最终产品是指由柔性印模压印和/或形成纹理的产品。
4、根据本发明的柔性印模特别配置用于通过卷对卷、板对卷和/或卷对板工艺进行压印、纹理和/或转移。例如,根据本发明的印模可以将诸如树脂、墨水或涂层材料等材料转移到产品上,从而在产品上提供一层类似于办公室印模工作原理的材料。在这种运作模式下,印模的纹理区域可以用墨水或涂层材料润湿,然后以这样的方式压在目标产品的表面,使得在目标产品上,已被墨水或涂层材料润湿的印模部分变得可见。所述原理被称为凸版压印。印模也可以与印模本身或目标产品表面的液体、熔融或者粘性材料接触,使得所述液体、熔融或者粘性材料适应印模的纹理,并在与印模接触时通过例如加热、冷却或电磁辐射而变硬。在移除印模后,印模的负像随后在硬化的材料中形成,从而使其纹理像传统印模阵列在文件上形成的熔蜡点一样。这种压印原理被称为凹版压印。根据本发明的印模也可替代地用于将小型固体物体(如微型led)从初始表面转移到目标表面。无论印模是用于压印、压花还是转移,印模都可以具有所谓的有效区域,即对所述压印、压花或转移功能进行最佳化的区域。通常情况下,有效区域基本上等同于纹理区域。当提及印模时,也可以意指模板或压印模板。根据本发明的基材也可以称为载体,或者称为板材。例如,基材可以是一片材料,诸如平板、面板、板、箔、层压板或织物或任何其他材料。柔性和/或刚性取决于材料及其厚度。优选地,基材决定柔性印模的机械性能。功能元件也可以称为功能结构。至少一个导电轨道也可以称为导电路径。
5、纹理区域的纹理特别是三维纹理。纹理区域可以是由凹陷和隆起组成的三维纹理区域。纹理区域可以是要压印到目标产品上的纹理的负像或正像。纹理的正像是这样的图像,其中印模上的隆起被转移到目标表面的隆起上,而印模中的凹陷被转移到目标表面的凹陷中。负像是这样的图像,其中印模上的隆起被转移到目标表面的凹陷中,而印模中的凹陷被转移到目标表面的隆起上。
6、例如,可能的是,纹理区域至少一部分包括重复的图案。也可以想象,纹理区域的至少部分是随机的纹理。纹理区域的纹理可以包括衍射光栅、倾斜光栅、闪耀光栅、微透镜阵列、透镜、柱状物、条状物、棱锥体、棱柱线和/或其组合。也可以说,基材包括至少一个有效区域,特别是其中所述有效区域包括纹理。有效区域可以不同于印模的其余部分,特别是基材的其余部分。
7、纹理区域的纹理深度可以例如在纳米至微米的尺度内。例如,可以想象,至少部分纹理的深度在0.1nm至100μm的范围内。也可以想象,纹理区域的至少部分纹理包括最多为1mm的峰谷高度。优选地,至少部分纹理包括最多为10μm的峰谷高度,更优选最多为5μm,以及甚至更优选最多为2μm。然而,还可以想像,纹理区域的至少部分纹理包括最多为100nm的峰谷高度,更优选最多为50nm,以及甚至更优选最多为20nm或10nm。
8、通常,在本发明的上下文中,至少一个纹理区域的表面小于基材的总表面。例如,纹理区域可以位于基材上或基材中的中心位置。基材的侧边优选是没有纹理的。
9、例如,当在多次运行期间使用相同的印模时,功能元件可以应用于监测、调节或控制过程条件。例如,在实际中可以想象,在连续或重复使用期间,印模或基材的至少部分会经历温差。例如,印模的部分可能会升温,而这可能会影响印模的性能。因此,至少一个功能元件可以用来补偿和/或抵消造成的偏差。在一优选实施例中,至少一个功能元件是传导元件,特别是电传导元件。也可以想象,至少一个功能元件是热传导元件或加热元件。应用至少一个传导元件是有益的,因为这样,功能元件的传导特性可以补偿和/或抵消在使用印模期间造成的任何偏差。通过这种方式,可以获得更加重复性的结果,例如相同产品或至少减少产品偏差的产品。使用至少一个功能元件(如传导元件),也可以使印模的寿命更长,例如,因为功能元件可以通过在印模使用期间保持最优过程条件来有助于纹理区域的保存。例如,印模,特别是功能元件,也可以配置成满足预定的预设条件以成功执行压印过程。监测与预设条件相关的参数是收集数据、统计和进行品质控制的有效方法。其非限制性的示例是监测印模的起始温度和/或局部温度的功能元件和/或在压印过程期间监测印模上的应变的功能元件。
10、优选地,至少一个功能元件包围了至少一个纹理区域。也可以想象,至少一个功能元件定义了功能区域。所述功能区域可以覆盖、重叠和/或包围纹理区域。例如,功能区域可以是传导区域。在一优选实施例中,功能区域比纹理区域大。功能区域既可以完全覆盖也可以包围纹理区域,特别是为了确保纹理区域的均匀性。
11、至少一个功能元件的至少部分可以由至少一种传导材料制成,特别是至少一种电传导材料。例如,在这种情况下,电传导材料可以归类为在传导电能时不改变其化学成分的材料,且材料的电阻率为100(ωmm^2)/m或更小。如果至少一种传导材料包括至少一种金属、至少一种非金属无机化合物和/或至少一种电传导聚合物,则是有益的。也可以想象,至少一种传导材料包括这些材料的组合。可以应用的金属的非限制示例是铁、铝、铜、银、金、锡或其任何合金。还可以想象,至少一种(电)传导材料包括非金属无机化合物或者元素,例如但不限于石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维和/或氧化铌。此外,电传导材料可以是电传导聚合物,如聚乙炔、聚3,4-乙烯二氧噻吩、聚吡咯或本领域技术人员已知的任何其他电传导聚合物。例如,可以想象,至少一个功能元件包括导线和/或带状物。至少一个功能元件可以包括传导材料的网状物和/或金属丝网。
12、还可以想象,至少一种传导材料包括至少一种掺杂金属氧化物。例如,至少一种掺杂金属氧化物可以从以下组中选择:氧化铟锡(i to)、掺杂锑的氧化锡(ato)、掺杂铝的氧化锌(azo)、掺杂铟的氧化锌(izo)和/或掺杂镓的氧化锌(gzo)。这种材料的好处是具有相对较好的透明度和/或基本上是半透明的。这是有益的,因为该材料不会明显影响穿过材料的辐射,而这种辐射可能是应用印模的压印过程所需要的。优选地,覆盖和/或与纹理区域重叠的功能元件的至少部分基本上是透明和/或半透明的。
13、优选地,至少一个基材的至少部分基本上是透明和/或半透明的,特别是对于可见光和/或紫外线辐射和/或红外线辐射。优选地,至少印模的一部分,特别是基材,在(整个)纹理区域的位置基本上是透明和/或半透明的。这对于确保穿过材料的辐射,特别是穿过纹理区域的辐射不受影响是有意义的。通常,基材的后侧,与具有纹理区域的一侧相对,基本上是透明的,从而有利于穿过材料的辐射。优选地,如果至少一个功能元件基本上完全覆盖了纹理区域,则功能元件的光学特性,例如透明度和/或反射率,与纹理区域的光学特性相差最多5%。至少部分基材优选具有至少10%的透明度,优选至少50,更优选至少90%。至少部分基材优选地具有至少60%的uv-a透明度或uv-a穿透性。例如,可以想象,至少部分基材的ua-a透明度在60%至100%的范围内,特别是在70%至90%的范围内。
14、基材可以包括至少一种聚合物。例如,可以想象,至少一个基材的至少部分包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和/或聚酰亚胺。其他可以应用的聚合物的非限制性示例是聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚乙烯、聚丙烯和/或环烯烃聚合物。这种材料以其良好的柔性而闻名。可替代地或额外地,至少一个基材可以包括金属和/玻璃,例如金属板和/或玻璃板。金属和/或玻璃也可以作为分散在聚合物中的颗粒应用,特别是为了强化目的。在一可能的实施例中,基材可以是相同或不同聚合物材料的几片箔片组成的层压板。可替代地,基材可以是塑料箔和玻璃板和/或金属板的层压板。
15、根据本发明的柔性印模通常相对较薄。例如,印模的厚度最多为1000μm,特别最多为750μm,更特别最多为500μm。至少一个基材的厚度最多为500μm,优选最多为400μm,更优选为300μm。也可以想象,至少一个基材的厚度最多为250μm,优选最多为200μm,更优选最多为175μm。基材的厚度优选是基本均匀的。特别是,纹理区域的基材厚度是基本均匀的。任何厚度的差异都会影响印模的性能。印模,特别是基材,优选弯曲至半径为50cm或更小,或半径为20cm或更小。印模优选配置为:在不损坏印模和/或不使印模永久变形的情况下进行弯曲。控制基材的可弯曲性对于任何内部和/或外部的电接触都是有用的。例如,至少一个基材的弯曲半径可以在5cm至50cm范围内,例如10cm至40cm和/或20cm至30cm。还可以想像,基材的弯曲半径为r,其中0cm<r<50cm。
16、还可以想象,至少一个基材的杨氏模量小于10gpa,优选小于4gpa,优选小于3gpa,更优选小于2gpa。还可以想象,至少一个基材的杨氏模量小于80gpa,优选小于40gpa,优选小于10gpa,更优选小于2gpa。还可以想象,杨氏模量在0.1gpa至200gpa的范围内,特别在40gpa至80gpa的范围内。例如,杨氏模量是根据astm e111测量。这样的实施例有利于获得足够的柔性,同时纹理区域不受影响。至少一个功能元件的柔性可以与基材的柔性相同或者更高。
17、在一可能的实施例中,至少一个功能元件包括至少一个电气组件。也可能的是,至少一个功能元件是电气组件。例如,至少一个电气组件可以是rfid单元或rfid元件或rfid芯片。也可能的是,至少一个功能电气组件是像素化的功能电气组件。在一实施例中,印模可以包括至少一个功能电气组件。功能电气组件可以是将电能转换为不同形式的能量的任何组件或装置,由此执行诸如加热、发光、机械驱动或力场等功能,或执行确定电流或电压变化的功能,作为传感器确定例如印模拉伸、温度或压力的变化。用于加热的功能电气组件可以是例如电阻加热器或珀尔帖(pe lt ier)装置,用于电加热和冷却。使用电阻加热器或珀尔帖装置,可以影响印模下方或附近的树脂的粘度,或者可以热固化树脂。用于发光的功能电气组件可以是例如发光二极管。在一实施例中,印模中包括的发光二极管是薄膜发光二极管或柔性薄膜发光二极管。使用用于发光的功能电气组件,印模下方的树脂可以固化或以其他方式硬化,例如通过冷却、紫外线辐射、溶剂蒸发或加热。适用于机械动作的功能电气组件可以是致动器,例如压电致动器或介电弹性体,可以执行振动或平移运动。使用适用于机械动作的功能电气组件,可以实现多种功能。振动运动可以用于从印模下方的树脂中排出气泡,其方式类似于超声波用于脱气。此外,通过运动可以影响流变特性,如印模下方或附近的树脂的粘度。此外,诸如压电致动器之类的致动器也可以用作类似于镊子的抓取器,以抓取和释放小块固体材料。将电能转换成力场的功能电气元件可以例如是嵌入印模中的电容器板,然后该电容器板还作为介电材料的一部分,将印模内的电容器板与印模外的第二电容器板或作为第二电容器板的物品分开。在所述两电容器板之间施加电压后,印模内部和外部之间会形成电场,该电场可以用于将诸如小块固体材料等物品静电地结合到印模上。另一种将电能转换为力场的功能电气装置可以是电感,如果电流流过电感,电感就会形成磁场。所述磁场可用于选择性地将物品结合到印模上和从印模上释放物品。传感器可以将诸如应变、压力、温度或光等物理效应转换为可放大以便检测的电信号。所述功能电气组件和/或传感器可以位于印模的部分或整个有效区域,例如,加热其所在的整个区域,或者检测施加到印模上的压力或施加到印模上的应变,无论是在有效区域的内部还是外部。根据本发明的印模可以包括一个或多个传感器。至少一个功能元件可以是像素化的功能元件。在一实施例中,功能电气组件是像素化的,这意味着印模中不包括一个大的功能电气装置,而是印模的有效区域或其部分由多个小的功能电气组件平铺组成,这些组件可以选择性地打开和关闭和/或操纵,并因此可以在特定的位置执行其功能。像素化的电气组件可以是例如像素化的加热垫、像素化的夹持器阵列、像素化的压电致动器、像素化的光源或其任何组合。诸如压电致动器之类的致动器还可以用作超声波加热器,以降低印模下方或附近的树脂的黏度。传感器可以是像素化的,因此,印模可以包括像素化的压力传感器,如称重传感器阵列、像素化的应变传感器、像素化的温度传感器或像素化的光传感器或其任何组合。所述像素化的传感器可以允许对印模下方的区域进行所述物理效应的具体检测。根据本发明,像素化的功能电气组件或像素化的传感器是功能电气组件或传感器,其在印模中至少包含两件,这两个装置没有空间重叠,且这两个装置能够选择性地用于它们覆盖的区域。在整个申请中,术语“像素化”不应理解为:像素化装置的元件必须形成封闭的区域或彼此直接相邻。像素化装置的元件可以分布在不同元件之间的空间的区域内,该空间可以是这些元件大小的倍数。在一实施例中,印模可以包括像素化传感器和像素化功能电气组件的组合。在一实施例中,至少两个传感器可以对称地放置在有效区域的两侧,例如沿压印方向。在一实施例中,至少两个传感器可以成排放置在压印方向的有效区域的一侧或两侧,也被称作印模的开始侧或停止侧。在一实施例中,传感器可以放置在围绕一个或多个有效区域的圆圈中。
18、印模可以进一步包括电路。在一实施例中,电路操纵印模中的功能电气组件和/或传感器,无论它们是否像素化的。电路可以根据传感器提供的数据操纵功能电气组件。在一实施例中,印模可以包括rfid单元,该rfid单元可以通过印模外的控制装置感应接触。rfid单元可以用于存储诸如印模的类型、使用循环的次数或印模所承受的热、压力或应变压力的量等信息。使用rfid装置,印模可以识别为正在使用的压印、压花或转移系统。印模可以包括至少三个电触点,其中一个可用于电源连接(也称为vvc),一个用作数据连接以及一个作为公共返回部分(通常称为接地或gnd)。电触点可以具有串行或并行总线的形式。印模的属性可以根据机器中的位置、压印要提供的基材和压印基材和/或根据从包含在印模中的传感器读取的数据而改变。印模可以包括像素化的加热垫,并可以根据使用印模位置和/或加工步骤和/或压印设置的位置进行加热。印模可以包括像素化的压电元件,并且可以根据使用中的位置来驱动,例如,以便在树脂中产生冲击波或振动,从而促进排出树脂中不需要的气体或存在树脂层中或树脂与印模之间的气泡的气体。印模可以包括像素化的夹持器阵列,该夹持器阵列可以根据使用的位置进行驱动。印模可包括像素化的称重传感器阵列,称重传感器数据可根据使用的位置进行调整。印模可以包括像素化的光源和光发射,例如,用于固化或检测目的的光源和光发射可以根据使用的位置进行调整。印模可以通过电流触点供电和/或控制。例如,可以在夹具中与源接触,夹具也用于将印模机械地固定在滚筒、皮带、卡盘或者压印、纹理或转移装置的任何其他部分上。印模可以通过安装在印模电流触点上的导线供电和/或控制。印模可以通过滑动触点供电和/或控制。印模可以通过电容耦合供电和/或控制,例如,在夹具或滚筒上。印模可以通过电感耦合供电和/或控制。通过电感耦合和/或电容耦合的供电和/或控制是由装置实现的,这些装置在本发明中也可以理解为“电触点”,尽管它们不是直接的材料接触,而是仅通过电场和/或磁场接触。
19、优选地,至少一个功能元件包括至少一个传感器。使用至少一个传感器可以为印模增加进一步的功能和/或可控性。例如,可以想象,至少一个传感器是温度传感器、应变传感器、压力传感器、位置传感器、力传感器、压电传感器、湿度传感器或光学传感器。也可能的是,应用多个传感器,这些传感器可以是相同或不同的传感器。还可以想象,至少一个功能元件从以下组中选择:加热元件、称重传感器阵列、夹持器阵列、应变传感器、识别标签、rfid标签、温度传感器和/或压电元件。可以应用的压电元件的非限制性示例为压电致动器、发光二极管、电容器和/或其任何组合。例如,也可能的是,印模包括多个传感器,如压力传感器和/或温度传感器,传感器分布在基材上,其中每个传感器都位于纹理区域之外。还可能的是,至少一个功能元件是加热元件,如加热垫。可能地,至少一个功能元件包括至少一个电路。印模还可以包括至少一个控制单元,或与至少一个控制单元协作,该控制单元可以根据在使用印模期间获得的数据来调整至少一个功能元件。
20、在一有益的实施例中,在基材的表面上提供至少一个功能元件。例如,至少一个功能元件可以附接到基材的表面。也可以想象,至少一个功能元件通过沉积、溅射和/或印刷来提供。至少一个功能元件可以至少部分嵌入基材中。因此,可能的是,至少一个功能元件的至少部分嵌入基材中,并且功能元件的另一部分存在于基材的(外)表面。通常,至少一个基材包括前表面和后表面。可能的是,至少一个功能元件的至少部分在基材的后表面,而纹理区域在基材的前表面。这样,功能元件可以与纹理区域保持一定距离。还可以想象,至少一个功能元件在基材的同一侧,但功能元件不会与纹理区域重叠和/或干扰。
21、印模也可以包括多个功能元件。可以想象,印模包括至少两个功能元件。印模也可以包括多个功能元件。这可以是相同(类型)的功能元件。也可以想象,印模包括多个功能元件,其中存在至少两种不同类型的功能元件。因此,例如可以想象,至少一个功能元件包括传导元件,且至少一个功能元件包括传感器。可以想象,至少一个功能元件完全覆盖和/或与至少一个纹理区域重叠,而至少另一个功能元件位于纹理区域之外。在应用多个功能元件的情况下,可以想象,至少两个功能元件是单独驱动的。还可以想象,至少两个功能元件并联和/或串联放置。
22、至少一个纹理区域的至少部分优选压印在基材上。例如,可以想象,至少一个纹理区域压印到基材上的树脂层中。
23、至少一个导电轨道,且优选每个导电轨道位于与纹理区域具有一定距离的位置。这样,导电轨道不会影响纹理区域的性能和/或印模的物理特性,如透明度、硬度或导电性。功能元件的至少部分可以位于由纹理区域定义的表面之外,使得导电轨道和功能元件之间的连接可以在距纹理区域一定的距离处进行。纹理区域和至少一个导电轨道之间的所述距离优选至少为0.1μm或0.5μm。
24、至少一个导电轨道,且优选每个导电轨道连接或可连接到至少一个功能元件。这样,导电轨道可以在功能元件和另一组件之间提供触点,特别是电触点。例如,至少一个导电轨道可以用作功能元件的能量供应。例如,可以想象,至少一条导电轨道的至少部分设置在基材的表面。例如,这可以通过沉积、溅射和/或印刷来完成。也可以想象,至少一个导电轨道或每个导电轨道包括导线,特别是印刷导线。也可以想象,至少一个导电轨道的至少部分嵌入基材中。在应用多个导电轨道的情况下,期望的是这些轨道不互相干扰。例如,可能的是,在轨道重叠的情况下应用至少一个绝缘元件。因此,可能的是,轨道通过至少一个绝缘元件的干涉而交叉和/或重叠。至少一个导电轨道也可以作为数据连接。
25、印模还可以包括至少两个触点,特别是电触点。优选地,至少一个触点,特别是每个(电)触点与至少一个导电轨道连接或可连接。触点,或电触点,例如可以是定义在印模上或印模内的接触区域,特别是基材上的接触区域。可以想象,印模包括至少两个电触点,它们直接或间接地连接或可连接到至少一个功能元件。例如,电触点可以通过导电轨道连接到至少一个功能元件。可能地,至少一个电触点是至少部分电流式的、电容式的和/或电感式的。也可以想象,至少一个电触点包含在夹持元件中。例如,至少一个夹持元件或夹具可以允许将印模机械地和/或电气地附接到压印、纹理或转移装置上。
26、印模还可以包括至少一个电源。例如,这种电源可以是内部电源,可能嵌入基材内。还可以想象,印模包括外部电源。电源的非限制性示例是电池、光伏电池、用于感应式电力传输的电磁线圈或其任何组合。印模可以包括电子计数处理周期的装置。
27、本发明还涉及一种压印系统,特别是纳米压印系统,该系统配置为保持至少一个根据本发明的印模,并且所述系统包括至少一个用于电操纵(steer ing)印模的操纵结构。本发明还涉及一种用于压印和/或形成纹理的系统,特别是纳米压印系统,包括至少一个根据本发明的印模和/或至少一个用于电操纵印模的操纵结构。用于压印和/或形成纹理的系统优选配置为保持至少一个根据本发明的印模。至少一个操纵结构可以配置为保持和/或电操纵印模。例如可以想象,至少一个操纵结构配置成与印模的至少一个导电轨道(直接)接触。操纵结构可以包括至少一个印刷式的、电流式的、电容式的和/或电感式的电气连接元件。例如,系统还可以包括至少一个用于保持至少一个印模的固定元件。系统可以配置为晶圆级、卷对卷或卷对板压印。操纵结构可以包括至少一个操纵带,优选多个操纵带。例如,可以应用一对操纵带,其中操纵带位于印模相对的两侧。操纵结构可以包括夹持元件,夹持元件配置为保持和/或电操纵印模。夹持元件可以包括上盖、底盖和两个螺钉元件,螺钉元件配置为在上盖和底盖之间夹住印模。夹持元件还可以包括导电触点,导电触点配置成与印模上的相应触点连接。如果应用,夹持元件可以安装到操纵带上。系统可以包括用于向印模提供能量的接触区域,例如,所述接触区域可以设置在滑动导轨上。当提及操纵带时,也可以意指滑动导轨,反之亦然。在一实施例中,根据本发明的系统有能力控制印模上的电流。在这个特定的实施例中,柔性印模包括从柔性印模延伸出来的电触点,且这些电触点与系统的相应电触点连接。系统的所述电触点连接到电源,电源本身是可操纵的,或者在电源和系统的电触点之间的连接处,安装了用于操纵电力的装置,如电位计或晶体管或其任何阵列或组合。在一实施例中,可以通过导线进行操纵。在一实施例中,可以通过采用将柔性印模安装到系统中的方式实现操纵。在该实施例中,系统可以包括多个电触点,提供不同电压和/或电流强度的电力。在一实施例中,系统和柔性印模之间的电气连接是通过滑动触点(如碳刷或集电器)实现的。系统可以包括形状类似导电轨轨的触点,而柔性印模包括类似电动列车的碳刷或集电器,它们构成了系统和柔性印模之间的电气连接。在一实施例中,系统和柔性印模之间的电气连接是使用电容式或电感式连接或其任何组合形成的。对于电感连接,系统包括电感,例如以电线圈的形式作为发射器,而柔性印模包括电感,例如以电线圈的形式作为接收器。
28、对于电容耦合,柔性印模和系统都可以包括两个电容器板,它们可以以这样的方式组合,即在系统和柔性印模之间形成两个电容器。在系统中的两个电容器板之间施加电压,然后可能会导致电流通过电容耦合在柔性印模中的两个电容器板之间流动。
29、本发明还涉及一种配置用于压印的柔性印模,特别是纳米压印的柔性印模,包括至少一个基本柔性的基材、至少一个纹理区域、至少一个功能元件以及优选至少两个导电轨道,导电轨道连接或可连接到至少一个功能元件,其中至少一个功能元件完全覆盖和/或与至少一个纹理区域重叠,和/或其中至少一个功能元件位于纹理区域之外。本实施例可以与所述的任何实施例结合。
30、本发明还涉及一种制造印模的方法,该印模特别是配置用于压印和/或形成纹理,特别是纳米压印,优选地根据本发明的印模,所述方法包括以下步骤:提供至少一个基本柔性的基材,并为所述基材提供至少一个纹理区域、至少一个功能元件和至少两个导电轨道,导电轨道连接或可连接到至少一个功能元件,使得至少一个功能元件完全覆盖和/或重叠到至少一个纹理区域,和/或使得至少一个功能元件位于纹理区域之外。
31、该方法提供了根据本发明制造印模的方法。描述印模的任何实施例都可以应用此方法。优选地,至少一个纹理区域压印到基材上,特别是在基材上提供了至少一个功能元件和/或至少两个导电轨道后。这样,提供至少一个功能元件和/或导电轨道就不会影响基材的(相当脆弱的)纹理。此外,这还能确保压印的一个或多个纹理与功能元件的对齐。
1.一种柔性印模,配置用于压印,特别是纳米压印,包括:
2.根据权利要求1所述的印模,其中,至少一个功能元件是传导元件,特别是电传导元件和/或热传导元件。
3.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个功能元件定义了功能区域,其中所述功能区域覆盖和/或包围所述纹理区域。
4.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个功能元件的至少部分是由传导材料制成,特别是电传导材料。
5.根据权利要求4所述的印模,其中,至少一种传导材料包括至少一种金属、至少一种非金属无机化合物和/或至少一种电传导聚合物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一种传导材料包括至少一种掺杂金属氧化物,优选地选自以下组:氧化铟锡、掺杂锑的氧化锡、掺杂铝的氧化锌、掺杂铟的氧化锌和/或掺杂镓的氧化锌。
7.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个基材的至少部分基本上是透明或半透明的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个基材的至少部分包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚乙烯、聚丙烯和/或环烯烃聚合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个基材的厚度小于500μm,优选小于400μm,更优选小于300μm。
10.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个基材的弯曲半径在5cm至50cm范围内。
11.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个基材的杨氏模量小于80gpa,优选小于40gpa,更优选小于10gpa。
12.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个功能元件是电气组件。
13.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个功能元件包括至少一个传感器。
14.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个功能元件选自以下组:加热元件、称重传感器阵列、夹持器阵列、应变传感器、温度传感器、识别标签、rfid标签和/或压电元件。
15.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个功能元件包括至少一个电路。
16.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个功能元件设置在基材的表面。
17.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个功能元件的至少部分嵌入基材中。
18.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个基材包括前表面和后表面,其中,至少一个另外的功能元件在所述基材的后表面,并且纹理区域在前表面。
19.根据前述权利要求中任一项所述的印模,包括多个功能元件。
20.根据权利要求19所述的印模,其中,至少一个功能元件完全覆盖至少一个纹理区域和/或与至少一个纹理区域重叠,并且其中至少一个功能元件位于纹理区域之外。
21.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个纹理区域压印在所述基材上。
22.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个导电轨道的至少部分设置在基材的表面上,和/或其中至少一个导电轨道的至少部分嵌入基材中。
23.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个导电轨道位于与纹理区域具有一定距离的位置。
24.根据前述权利要求中任一项所述的印模,包括至少两个电触点,其中每个电触点与至少一个导电轨道连接或可连接。
25.根据权利要求24所述的印模,其中,至少一个电触点是至少部分电流式的、电容式的和/或电感式的。
26.根据前述权利要求中任一项所述的印模,其中,至少一个电触点包含在夹持元件中。
27.根据前述权利要求中任一项所述的印模,包括至少一个电源。
28.一种用于制造印模的方法,所述印模特别是配置用于压印,特别是纳米压印,优选地根据前述权利要求中的任一项,所述方法包括以下步骤:提供至少一个基本柔性的基材,并为所述基材提供至少一个纹理区域、至少一个功能元件和至少两个导电轨道,所述导电轨道连接或可连接到至少一个功能元件,使得至少一个功能元件完全覆盖至少一个纹理区域和/或与至少一个纹理区域重叠,和/或使得至少一个功能元件位于纹理区域之外。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述纹理区域压印在所述基材上,特别是在所述基材上设置有至少一个功能元件和/或至少两个导电轨道之后。
30.一种用于压印的系统,特别是用于纳米压印,配置用于保持至少一个根据权利要求1至27中任一项所述的印模,并且包括至少一个用于电操纵印模的操纵结构。
