本發(fā)明涉及微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于Roll To Roll的非接觸式連續(xù)滾印裝置。

背景技術(shù)：

滾動壓印技術(shù)是一種高效、低成本即可連續(xù)性生產(chǎn)的微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)，在生物醫(yī)學(xué)、太陽能電池、OLED、柔性電子器件等領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用，然而壓輥模具是滾壓印技術(shù)中的關(guān)鍵核心部件，作為壓印特征的初始載體，直接決定壓印圖形的質(zhì)量和最終復(fù)制圖形的分辨率。然而，模具的加工需采用一些特殊的手段來實現(xiàn)，其加工涉及微米級中間尺度眾多技術(shù)，制作周期長，成本高，工藝復(fù)雜。基于數(shù)字微鏡器件(DMD)的非接觸式連續(xù)滾印技術(shù)就是為了避開模具的制約，結(jié)合基于DMD的無掩膜光刻技術(shù)，替代滾壓模具，進行連續(xù)性的微結(jié)構(gòu)加工。

現(xiàn)有的高精度非接觸式連續(xù)滾印平臺基底張力通過卷送輥子加裝磁粉制動器來控制，移位控制輥子為收卷輥子，由于卷收送輥子的滾徑會隨著收卷和放卷的進行而不斷變化，因此為了實現(xiàn)高精度的柔性基底移位控制和張力控制，需要在系統(tǒng)中加入精密滾徑測量傳感器，控制算法復(fù)雜，成本高昂。

因此，如何克服非接觸式連續(xù)滾印裝置存在的以上缺陷，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種非接觸式連續(xù)滾印裝置。該連續(xù)滾印裝置能以低軟硬件成本，在限定柔性基底張力的基礎(chǔ)上，精密地控制基底移位，實現(xiàn)連續(xù)的涂膠、光刻、清洗，完成微結(jié)構(gòu)加工。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種非接觸式連續(xù)滾印裝置，包括卷送輥子、卷收輥子、用于支撐柔性基底從卷送輥子輸送到卷收輥子的中間輥子，以及配套的涂膠模塊和清洗模塊，所述中間輥子包括速度輥子，所述卷收輥子與所述速度輥子均為驅(qū)動輥子，且所述速度輥子帶動所述卷送輥子送卷，所述卷收輥子不能單獨帶動所述卷送輥子送卷。

優(yōu)選地，進一步包括在輸送方向上位于所述速度輥子之前的平臺輥子；所述平臺輥子設(shè)有用于測量其運動的傳感器，所述傳感器與用于根據(jù)所述傳感器測得的所述平臺輥子的運動狀態(tài)對所述速度輥子的驅(qū)動電機進行反饋控制的控制裝置連接。

優(yōu)選地，所述平臺輥子的數(shù)量為兩個，兩個所述平臺輥子間隔一定距離并排布置且均連接有傳感器。

優(yōu)選地，兩個所述平臺輥子之間為曝光區(qū)域，所述曝光區(qū)域設(shè)有防止經(jīng)過該區(qū)域內(nèi)的柔性基底發(fā)生側(cè)向移動的側(cè)向移位限定裝置。

優(yōu)選地，所述卷送輥子設(shè)有磁粉制動器，所述卷收輥子由步進電機驅(qū)動并與所述步進電機之間設(shè)有磁粉離合器；所述柔性基底的張力只由所述卷收輥子和所述卷送輥子控制。

優(yōu)選地，進一步包括浮動輥子，所述浮動輥子安裝于所述卷收輥子與所述速度輥子之間。

優(yōu)選地，所述浮動輥子安裝在滑動壓塊上，所述滑動壓塊以能夠上下滑動的方式安裝于用于支撐所述浮動輥子的支撐座。

優(yōu)選地，所述浮動輥子的前后分別設(shè)有導(dǎo)向輥子；所述浮動輥子位于前導(dǎo)向輥子和后導(dǎo)向輥子之間并下沉一定距離，形成“U”形輸送路徑。

優(yōu)選地，所述速度輥子的前后分別設(shè)有導(dǎo)向輥子；所述速度輥子位于前導(dǎo)向輥子和后導(dǎo)向輥子之間并下沉一定距離，形成“V”形輸送路徑。

優(yōu)選地，所述涂膠模塊包括用于從膠液池向柔性基底進行一次滾涂的滾涂輥子和在滾涂后進行二次刮涂的刮涂棒。

優(yōu)選地，所述清洗模塊包括清洗容器和安裝在所述清洗容器內(nèi)壁上的導(dǎo)向輥子。

優(yōu)選地，所述速度輥子直接由旋轉(zhuǎn)位移臺驅(qū)動。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)位移臺的旋轉(zhuǎn)分辨率至少為0.00125°。

本發(fā)明所提供的非接觸式連續(xù)滾印裝置不僅設(shè)有卷送輥子和卷收輥子，同時還設(shè)有速度輥子，其中卷送輥子和卷收輥子僅用于控制柔性基底的張力，卷收輥子與速度輥子均為驅(qū)動輥子，但卷收輥子不能單獨帶動卷送輥子送卷，柔性基底的移送量由速度輥子控制，也就是說，移位控制輥子不再是卷收輥子，而是另外單獨設(shè)置的速度輥子，由于柔性基底在輸送過程中只是繞經(jīng)速度輥子，不會卷繞在速度輥子上，因此其輥徑始終保持不變，不會隨著收卷和放卷的進行而不斷變化，故無需加裝精密輥徑測量傳感器，也無需采用復(fù)雜的算法進行控制。這樣，用相對低成本的方式，即可完成Roll To Roll非接觸式連續(xù)滾印工藝中的收送卷、涂膠、清洗工藝步驟，高效地實現(xiàn)了高精度滾印柔性基底移位及基底張力控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例公開的一種非接觸式連續(xù)滾印裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1.步進電機 2.磁粉離合器 3.卷收輥子 4.底座 5.清洗池 6.定位條 7.浮動輥子 8.滑動壓塊 9.速度輥子 10.旋轉(zhuǎn)位移臺 11.導(dǎo)向輥子 12.平臺輥子 13.防側(cè)移臺 14.聯(lián)軸器 15.旋轉(zhuǎn)編碼器 16.卷送輥子 17.磁粉制動器 18.滾涂輥子 19.刮涂棒 20.膠液池 21.PET柔性基底

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

在本文中，“上、下、前、后”等用語是基于附圖所示的位置關(guān)系而確立的，根據(jù)附圖的不同，相應(yīng)的位置關(guān)系也有可能隨之發(fā)生變化，因此，并不能將其理解為對保護范圍的絕對限定；而且，諸如“第一”和“第二”等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個與另一個具有相同名稱的部件區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些部件之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明實施例公開的一種非接觸式連續(xù)滾印裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖所示，本實施例提供的非接觸式連續(xù)滾印平臺裝置，主要包括平臺以及設(shè)于平臺的卷收輥子3、卷送輥子16、浮動輥子7、速度輥子9、平臺輥子12、若干導(dǎo)向輥子11、刮涂棒19、滾涂輥子18、膠液池20、清洗池5、PET柔性基底21，以及配設(shè)的涂膠模塊和清洗模塊，其中，卷送輥子16、卷收輥子3和浮動輥子7用于控制PET柔性基底21的張力，速度輥子9和平臺輥子12用于控制PET柔性基底21的高精度移位量；涂膠模塊用于完成PET柔性基底21上穩(wěn)定且膠厚可控的膠液涂覆；清洗模塊用于完成滾印后殘膠的清洗工作。

平臺上開設(shè)有以陣列方式分布的安裝孔，各個輥子均由相應(yīng)的底座4支承，通過各自的底座4安裝在平臺上，并由定位條6裝配保證每個輥子側(cè)向在一個面上，其中，各導(dǎo)向輥子11均由精密懸臂銷與自由轉(zhuǎn)動的惰輪組成，可選高度地安裝在相應(yīng)的底座4上。

需要提到的是，每個輥子部分是一個單一模塊，在整個上述裝置中可以根據(jù)需要進行調(diào)整，例如添加、減少或者移位等。

PET柔性基底21通過各個輥子支撐，從卷送輥子16輸送到卷收輥子3，速度輥子9的前后分別設(shè)有導(dǎo)向輥子11，速度輥子9位于前導(dǎo)向輥子和后導(dǎo)向輥子之間并下沉一定距離，形成“V”形輸送路徑，PET柔性基底21的張力由連接卷送輥子16的磁粉制動器17和連接卷收輥子3的磁粉離合器2共同實現(xiàn)。

具體的，上述磁粉制動器17限定在卷送輥子16和速度輥子9之間部分PET柔性基底21的張力，磁粉離合器2限定步進電機1的輸出力矩，從而達到控制驅(qū)動輥子9到卷收輥子3之間部分的PET柔性基底21的張力，前一部分的PET柔性基底21的張力大于后一部分PET柔性基底21的張力，中間的差量由另一個驅(qū)動輥子即速度輥子9與PET柔性基底21間的摩擦力提供。

需要提到的是，上述卷收輥子3是無法單獨帶動卷送輥子16送卷的，PET柔性基底21的高精度移送量是由速度輥子9和連接著旋轉(zhuǎn)編碼器15的平臺輥子12完成的。

具體的，上述速度輥子9直接由設(shè)于旋轉(zhuǎn)位移臺10的高精度電機控制其旋轉(zhuǎn)，聯(lián)軸器14連接平臺輥子12的旋轉(zhuǎn)編碼器15檢測PET柔性基底實際移位距離作為反饋，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，完成對PET柔性基底21的高精度移位控制。

上述平臺輥子12由兩個精度至少為h6的高精度軸組成，分別為第一平臺輥子和第二平臺輥子，兩個平臺輥子12之間為紫外光曝光區(qū)域，為了防止經(jīng)過該區(qū)域的PET柔性基底21發(fā)生側(cè)向移動，需要一個限定其側(cè)向移位的裝置。該裝置可以有多種方案，本實施例提供一種簡單的加裝防側(cè)位移臺14的方式。

浮動輥子7安裝在滑動壓塊8上，滑動壓塊8以能夠上下滑動的方式安裝于用于支撐浮動輥子7的底座上，浮動輥子7的前后分別設(shè)有導(dǎo)向輥子11，浮動輥子7位于前導(dǎo)向輥子和后導(dǎo)向輥子之間并下沉一定距離，形成“U”形輸送路徑，在本實施例中，浮動輥子7的前導(dǎo)向輥子和速度輥子9的后導(dǎo)向輥子為同一導(dǎo)向輥子11。

上述浮動輥子7置于卷收輥子3和速度輥子9之間，其作用主要是減小張力控制系統(tǒng)的剛性，避免卷收輥子3在啟停階段瞬時張力峰值過高引起兩個驅(qū)動輥子卷收輥子3和速度輥子9之間的干涉，防止速度輥子9和PET柔性基底21間產(chǎn)生滑移。

涂膠模塊主要由膠液池20、滾涂輥子18、刮涂棒19構(gòu)成，刮涂棒19可選位置高度地安裝在其底座上，滾涂輥子18粘附上膠液池20里的膠液滾涂在PET柔性基底21上，在經(jīng)過刮涂棒19時進行刮涂，從而在PET柔性基底21上得到所需要厚度的膠液層。

上述刮涂棒19可以為邁耶棒，滾涂輥子18的滾涂間隙可由塞尺手動調(diào)節(jié)；滾印膠液可使用低粘度水溶性光敏樹脂，PET柔性基底21可使用厚度100um的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜帶。

清洗池5主要由清洗容器和安裝在內(nèi)壁上的導(dǎo)向輥子11組成，由定位條6限位并固定在平臺上，其內(nèi)壁可選裝多組導(dǎo)向輥11，以限定清洗時間，清洗池5底部的導(dǎo)向輥子11內(nèi)部的軸承可采用陶瓷軸承。

上述實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選方案，具體并不局限于此，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實際需要作出具有針對性的調(diào)整，從而得到不同的實施方式。例如，導(dǎo)向輥11的數(shù)量可進一步增加或減少，或者，根據(jù)需要對各輥子的間距和相對位置進行調(diào)整，又或者，采用其他方式對速度輥子9進行控制等等。由于可能實現(xiàn)的方式較多，這里就不再一一舉例說明。

以上對本發(fā)明所提供的非接觸式連續(xù)滾印裝置進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。