CN111221186A - 配向膜印刷版及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配向膜印刷版及其制作方法，在配向膜印刷版的粗糙面上利用激光排布打孔，形成直排或错排的规则排布且孔径在20μm‑40μm、孔间距在40μm‑60μm、孔的深度在10μm‑40μm的孔位，孔位内、粗糙面上山谷内、山峰表面的配向液产生不同梯度的表面张力作用，大大提升了最后转印在玻璃基板上的膜厚及膜厚的均一性，其中在凹孔的孔径为20μm、孔间距为40μm、孔的深度为10μm‑12μm、等距排列方式为直排时，膜厚的均一性能极佳。
Description
技术领域
本发明涉及自动化控制技术领域。更具体地说，本发明涉及一种配向膜印刷版及其制作方法。
背景技术
在液晶显示装置的制造过程中，需要在玻璃基板上涂布取向材料，具体为显示装置中的彩膜基板与阵列基板，在其表面形成配向膜，从而能使液晶分子能按照规律排列，从而便于通过装置调整液晶分子倾斜角度，达到预想显示效果。为了在液晶显示元件基板的电极上形成精确稳定的液晶取向膜面，发明了柔性印刷树脂版印刷法，利用配向膜印刷版将表面的取向材料转印到玻璃基板上，而现有的柔性配向膜印刷树脂版分为树脂层与固定基板层，固定基版主要采用透光性良好且抗拉伸性强包含PE、PP、TPU、PET等热塑性树脂，树脂层主要由感光树脂组合物组成，包含1,2-丁二烯结构，且在末端具有乙烯性双键的预聚物，其主要性能是在活性射线(紫外线等)下使其发生交联反应固化成型，经过带有特定的压花滚轮制定特定粗糙面的树脂层表面即为印刷面。目前的固定基版一般分为两种，粗糙面固定基版和网点凸版，现有技术世界上的网点凸版能达到的膜厚平均厚度约在
C,V系数在0.7-1.2％之间，网点凸版由于网孔的拉伸变形，容易在印刷边缘积液，因此本申请人提出了粗糙面固定基版解决了网点凸版的边际效应的问题，但目前粗糙面固定基版还存在以下问题：与网点凸版相比，粗糙面配向膜印刷版的含墨量仍然有限，不能满足高印刷墨的厚度产品的需求；由于制作压花轮的成本高、难度大等局限性，现有的粗糙面配向膜印刷版无法对含墨量进行范围调控，无法做到灵活调整产品结构；由于印刷面为不规则的粗糙面，面对膜厚高品质要求的产品，不能保证膜厚的均一性。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种配向膜印刷版及其制作方法，将粗糙面与规则孔位结合，显著提升膜厚及膜厚的均一性，达到高品质印刷需求。
为了实现这些目的和其它优点，本发明提供了一种配向膜印刷版，配向膜印刷版的表面具有均匀的粗糙面，粗糙面的平均粗糙度RA为1-3μm，粗糙面向下设置有等距排列的凹孔，凹孔的孔径在20μm-40μm、孔间距在40μm-60μm、孔的深度在10μm-40μm，所述等距排列方式为直排或错排。
本发明还提供了一种配向膜印刷版的制作方法，包括如下步骤：
S1、准备表面已经固化并均匀粗糙化的柔性感光树脂版，平均粗糙度RA在1-3μm内，柔性感光树脂版的表面无任何panel或者dummy排布；
S2、对柔性感光树脂版的粗糙面进行激光雕刻处理，雕刻出等距排列的凹孔，凹孔的孔径在20μm-40μm、孔间距在40μm-60μm、孔的深度在10μm-40μm，等距排列方式为直排或错排；
S3、对激光雕刻处理后的柔性感光树脂版进行清洗；
S4、对清洗后的柔性感光树脂版进行干燥和老化处理,得到配向膜印刷版。
优选的是，所述柔性感光树脂版的粗糙化方式为压花、喷砂或者碾磨。
优选的是，激光雕刻采用滚筒直束式或平躺振镜扫描式的激光雕刻机对柔性感光树脂版进行雕刻。
优选的是，所述滚筒直束式的激光雕刻机的滚筒尺寸为φ1250*L3180mm，至少配置有2个激光头同时加工，总输出功率为400W，激光器为二氧化碳激光器，光斑为圆形光斑且直径20μm，激光雕刻机的螺距为20μm。
优选的是，所述滚筒直束式的激光雕刻机的滚筒的加工深度为20μm、加工转速为500cm/s,加工误差为±2μm,激光的出光功率为160W。
优选的是，清洗时选择的清洗溶剂为低萘石油系碳水化合物。
优选的是，所述凹孔的孔径为20μm、孔间距为40μm、孔的深度为10μm-12μm、等距排列方式为直排。
本发明至少包括以下有益效果：本发明的的配向膜印刷版及其制作方法在配向膜印刷版的粗糙面上利用激光排布打孔，形成直排或错排的规则排布且孔径在20μm-40μm、孔间距在40μm-60μm、孔的深度在10μm-40μm的孔位，孔位内、粗糙面上山谷内、山峰表面的配向液产生不同梯度的表面张力作用，大大提升了最后转印在玻璃基板上的膜厚及膜厚的均一性，其中在凹孔的孔径为20μm、孔间距为40μm、孔的深度为10μm-12μm、等距排列方式为直排时，膜厚的均一性能极佳。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为3D显微镜拍摄的实验组1的膜面图像；
图2为3D显微镜拍摄的实验组2的膜面图像；
图3为3D显微镜拍摄的实验组3的膜面图像；
图4为3D显微镜拍摄的实验组4的膜面图像；
图5为3D显微镜拍摄的实验组5的膜面图像；
图6为3D显微镜拍摄的实验组6的膜面图像；
图7为3D显微镜拍摄的实验组1′的膜面图像；
图8为3D显微镜拍摄的实验组2′的膜面图像。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种配向膜印刷版，配向膜印刷版的表面具有均匀的粗糙面，粗糙面的平均粗糙度RA为1-3μm，粗糙面向下设置有等距排列的凹孔，凹孔的孔径在20μm-40μm、孔间距在40μm-60μm、孔的深度在10μm-40μm，所述等距排列方式为直排或错排。
本发明还提供了一种配向膜印刷版的制作方法，具体方法如下，首先准备表面已经固化并均匀粗糙化的柔性感光树脂版，平均粗糙度RA在1-3μm内，柔性感光树脂版的表面无任何panel或者dummy排布即未进行过任何打孔和印刷工作，粗糙度过高既不利于打孔、也影响配向膜印刷的精度，粗糙度过低容易产生转印偏差；然后对柔性感光树脂版的粗糙面进行激光雕刻处理，雕刻出等距排列的凹孔，凹孔的孔径在20μm-40μm、孔的深度在10μm-40μm、孔边缘的间距在40μm-60μm，等距排列方式为直排或错排，雕刻完成后对激光雕刻处理后的柔性感光树脂版进行清洗，去除表面残留的有机、无机物杂质，清洗后对柔性感光树脂版进行干燥和老化处理,保证柔性感光树脂版的硬度提高耐印率，得到配向膜印刷版。
设置不同的孔径及孔深进行激光雕刻打孔，打孔面积布满2*2m2，得到若干个实验组的配向膜印刷版，用3D显微镜拍摄的配向膜印刷版的3D图像如图1至图8所示，然后利用各实验组的配向膜印刷版进行印刷即先在印刷版表面分别涂覆配向液(俗称“墨”)再将配向液转印到玻璃基板表面制得膜面，每个实验组印刷样本数量为120个，测量印刷出来的膜厚的数据，计算出每个实验组的膜厚的平均值(AVE，单位为μm)、标准差(STV.P，单位为μm)、C.V系数(单位为％)，得到如下表1和表2的测试结果，其中实验组1号的孔间距为粗糙面的显微结构中相邻“山丘”之间的距离，孔的深度为山峰和山谷的端差。另取等同面积的未经粗糙化的树脂版的光面进行直排打孔，孔径为20μm，孔间距40μm，孔的深度为10-12μm，测得膜厚的平均值为956.00μm，均出现不同程度积墨的边际现象，严重影响转印质量，甚至低于网点凸版的膜厚数据，不具有与粗糙面上打孔相比较的意义。
表1孔位排列类型为直排的测试结果
表2孔位排列类型为错排的测试结果
由上表数据和图像分析，在配向膜印刷版的制作过程中，在配向膜印刷版的粗糙面上利用激光排布打孔，形成直排或错排的规则排布的孔位，配向液转印到玻璃基板表面时，其中孔内的配向液位于原粗糙面表面的配向液的上方，在配向液的张力作用下，配向液最后在玻璃基板上平铺成一层厚度更为均一的膜，膜厚相比未打孔的粗糙面显著增加。现有技术中在网点凸版上设置有凸起的网点结构，但容易出现积墨的边际现象即配向液残留在网点结构的边缘，网点结构与打孔结构不同的是孔内的配向液不直接连通，而网点结构的凸点之间形成的类似孔的结构之间的配向液是连通的，与直接在光面上打孔结果类似，严重影响膜厚的均一性，且膜厚的厚度提升量极低。在配向膜印刷版的粗糙面上增加孔径在20μm-40μm、孔边缘的间距在40μm-60μm、孔的深度在10μm-40μm的规则排布的孔位后消除了边际现象，通过在粗糙面本身均匀化间隔的山峰和山谷与孔位中的配向液的表面张力协同作用，例如在粗糙面一个孔位内有配向液，该孔位相邻的所有山谷内有配向液，山谷和孔位的深度不同，配合该孔位周围的山峰产生不同梯度的表面张力作用，提升了配向膜印刷版总体的载液能力，使得膜厚提升，而C.V变异系数越小则均一性越好，实验组2号、4号、5号、1′号的C.V系数明显优于未进行激光雕刻的实验组1和在本技术方案的限定范围外的实验组3、实验组6、实验组2′号，膜厚的均一性由C.V系数可知也得到明显提升，平均膜厚提升量达到了实验组1号原粗糙面的10％以上，孔位在配向膜印刷版上采用直排或错排的方式均能明显增加墨的厚度和均一性，而孔径、孔间距及孔的深度的协同作用也对载液能力提升的多少产生影响。一般情况下孔的深度随着孔径大小变化，孔径越大，孔的深度变大，孔过浅就相当于没有起到含墨的效果，而孔深超出范围过高会导致墨吐出不均、孔堵塞，严重影响均一性，而对膜厚增加作用不大，另外孔径变大，膜厚度略微变大，但膜厚均一性有所下降，孔径过大膜厚度也会下降。在孔径为20μm，孔边缘的间距为40μm，孔的深度为10-12μm的实验组2号，其C.V系数达到0.09，墨的厚度的均一性非常好，远远优于其他实验组，并且平均膜厚为
与未打孔的粗糙面实验组1号相比膜厚提升了12％，明显优于本行业内高印刷墨的厚度产品的要求。通过激光雕刻的图纸还可以灵活调整孔位的大小与间距，配向膜印刷版的含墨量可自由调控。
在另一种技术方案中，激光雕刻采用滚筒直束式或平躺振镜扫描式的激光雕刻机对柔性感光树脂版进行雕刻。可采用机械加工中的压花、喷砂或者碾磨的方式对柔性感光树脂版进行批量的粗糙化处理。
在另一种技术方案中，激光雕刻采用滚筒直束式或平躺振镜扫描式的激光雕刻机对柔性感光树脂版进行雕刻，打孔质量更高。
在另一种技术方案中，所述滚筒直束式的激光雕刻机的滚筒尺寸为φ1250*L3180mm，至少配置有2个激光头同时加工，总输出功率为400W，激光器为二氧化碳激光器，光斑为圆形光斑且直径20μm，激光雕刻机的螺距为20μm。设备打孔效率更高，二氧化碳激光器对柔性感光树脂版的粗糙面伤害小。
在另一种技术方案中，所述滚筒直束式的激光雕刻机的滚筒的加工深度为20μm、加工转速为500cm/s,加工误差为±2μm,激光的出光功率为160W。选择此种激光雕刻的参数，加工效率及加工精度高，孔的形貌受激光参数的影响，调整参数在此范围内能获得更好的打孔效果。
在另一种技术方案中，清洗时选择的清洗溶剂为低萘石油系碳水化合物。选择这种清洗溶剂无毒且废液少。
在另一种技术方案中，所述凹孔的孔径为20μm、孔间距为40μm、孔的深度为10μm-12μm、等距排列方式为直排。选择此参数的C.V系数达到0.09，墨的厚度的均一性非常好，远远优于其他打孔数据，并且平均膜厚为
明显优于本行业内高印刷墨的厚度产品的要求。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.配向膜印刷版，其特征在于，配向膜印刷版的表面具有均匀的粗糙面，粗糙面的平均粗糙度RA为1-3μm，粗糙面向下设置有等距排列的凹孔，凹孔的孔径在20μm-40μm、孔间距在40μm-60μm、孔的深度在10μm-40μm，所述等距排列方式为直排或错排。
2.如权利要求1所述的配向膜印刷版的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、准备表面已经固化并均匀粗糙化的柔性感光树脂版，平均粗糙度RA在1-3μm内，柔性感光树脂版的表面无任何panel或者dummy排布；
S2、对柔性感光树脂版的粗糙面进行激光雕刻处理，雕刻出等距排列的凹孔，凹孔的孔径在20μm-40μm、孔间距在40μm-60μm、孔的深度在10μm-40μm，等距排列方式为直排或错排；
S3、对激光雕刻处理后的柔性感光树脂版进行清洗；
S4、对清洗后的柔性感光树脂版进行干燥和老化处理,得到配向膜印刷版。
3.如权利要求2所述的配向膜印刷版的制作方法，其特征在于，所述柔性感光树脂版的粗糙化方式为压花、喷砂或者碾磨。
4.如权利要求2所述的配向膜印刷版的制作方法，其特征在于，激光雕刻采用滚筒直束式或平躺振镜扫描式的激光雕刻机对柔性感光树脂版进行雕刻。
5.如权利要求4所述的配向膜印刷版的制作方法，其特征在于，所述滚筒直束式的激光雕刻机的滚筒尺寸为φ1250*L3180mm，至少配置有2个激光头同时加工，总输出功率为400W，激光器为二氧化碳激光器，光斑为圆形光斑且直径20μm，激光雕刻机的螺距为20μm。
6.如权利要求4所述的配向膜印刷版的制作方法，其特征在于，所述滚筒直束式的激光雕刻机的滚筒的加工深度为20μm、加工转速为500cm/s,加工误差为±2μm,激光的出光功率为160W。
7.如权利要求2所述的配向膜印刷版的制作方法，其特征在于，清洗时选择的清洗溶剂为低萘石油系碳水化合物。
8.如权利要求2所述的配向膜印刷版的制作方法，其特征在于，所述凹孔的孔径为20μm、孔间距为40μm、孔的深度为10μm-12μm、等距排列方式为直排。
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