CN109240536B - 一种pi基底的触摸屏或显示器的制造方法 - Google Patents

一种pi基底的触摸屏或显示器的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种PI膜基底的触摸屏或显示器的制造方法，包括：提供玻璃基板，在其第一面形成PI膜以及触摸屏或显示器的电路；提供一平面刀模；PI膜被刀模的刀片切透而形成断缝，所述刀片的刀口夹在所述断缝之中；撤回刀模，利用刀片刀口与断缝之间的摩擦将PI膜拉出形成PI膜与玻璃基板之间的缝隙；在缝隙中渗入极性液体以致PI膜与玻璃基板出现界面分离；将所述PI膜从玻璃基板上取出，得到以PI膜为基底的触摸屏或显示器。本发明所提供的制造方法，其PI膜从载板上剥离下来时不需采用激光方法，因而可减少其制造设备的成本。

Description

一种PI基底的触摸屏或显示器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种触摸屏或显示器的制造方法，尤其是一种PI基底的触摸屏或显示器的制造方法。
背景技术
PI(聚酰亚胺)一般具有耐高温、韧性好、稳定等优点，柔性的触摸屏(如电容触摸屏)或显示器(如OLED、micro-LED)一般采用聚酰亚胺膜(PI膜)作为基底，这种PI基底的触摸屏或显示器的制造方法一般包括以下步骤：
(1).在一载板的第一面涂布聚酰胺酸溶液并聚合为PI膜；
(2).在PI膜上形成触摸屏或显示器的电路；
(3).将带有电路的PI膜从载板上剥离下来。
在现有技术中，将带有电路的PI膜从载板上剥离下来，一般需要采用激光方法，即采用激光将PI膜底部烧蚀掉的方法来进行剥离，其采用的激光烧蚀设备极其昂贵,导致制造这种PI基底的触摸屏或显示器的设备成本非常高。
发明内容
本发明的目的为提供一种PI膜基底的触摸屏或显示器的制造方法，其PI膜从载板上剥离下来时不需采用激光方法，因而可减少其制造设备的成本。所采用的技术方案如下：
一种PI膜基底的触摸屏或显示器的制造方法，其特征为：
提供一作为载板的玻璃基板，其具有光滑的第一面，在所述第一面涂布聚酰胺酸溶液并聚合为PI膜，在所述PI膜上定义出用于形成触摸屏或显示器单元的单元区，至少在所述单元区内形成触摸屏或显示器的电路；
提供一刀模，所述刀模包括刀模板以及刀片，所述刀片固定在所述刀模板上并沿着所述单元区的轮廓垂直等高布置；
以及，采用以下加工步骤：
步骤一、将所述玻璃基板放置在一切割平台上，将所述刀模压在PI膜上，加压使得PI膜被刀模的刀片切透而形成断缝，所述刀片的刀口夹在所述断缝之中；
步骤二、撤回刀模，利用所述刀片的刀口与断缝缝壁之间的摩擦将PI膜拉出，由此形成PI膜与玻璃基板之间的缝隙；
步骤三、在所述缝隙中渗入极性液体，所述极性液体进一步渗入PI膜与玻璃基板间的界面以致其出现界面分离；
步骤四、将所述PI膜从玻璃基板上取出，得到以PI膜为基底的触摸屏或显示器。
具体地，所述玻璃基板优选为厚度0.5〜2.0mm的玻璃基板, 尤其是亲水性较高的钠钙玻璃基板，玻璃基板可采用碱液、表面活性剂等去油污清洁剂进行清洗以去除玻璃基板表面的油脂，保证表面具有良好的亲水性。所述聚酰胺酸溶液可以采用夹缝涂布法(slitcoating)、旋涂法或是丝印等方法涂布在玻璃基板的第一面，其可在预加热去除溶剂之后，通过高温或是化学催化等方法聚合形成所述PI膜——优选所述PI膜的厚度为5〜200μm。所述玻璃基板的第一面为光滑面，即玻璃基板第一面的粗糙度远小于PI膜的膜厚，优选地，其粗糙度小于500nm(粗糙度的定义可参考GB/T 1031-2009)，由此PI膜与玻璃基板之间的粘结界面简单，粘结力低，容易界面分离而形成所述缝隙。所述单元区即其PI膜最终保留在触摸屏或显示器产品上的区域，触摸屏或显示器的电路一般设置在单元区之内；除了所述单元区之外，所述PI膜一般还包括非单元区，非单元区处于PI膜的周边或是处于相邻单元区之间，最终不保留在产品上。所述触摸屏或显示器的电路可由构成电路的各个图形化膜层叠合而成，所述膜层可以包括但不限于金属薄膜(如钼铝钼薄膜、铬薄膜、铜薄膜)、透明导电膜(如ITO薄膜)、绝缘薄膜(如SiO2薄膜、光敏树脂涂层)、有机发光材料薄膜，其可通过镀膜(如磁控溅射、化学气相沉积、蒸镀)、涂布(如slit coating)、光刻或是印刷(如丝印)等方法成膜以及图形化而形成触摸屏或显示器的电路，如包含感应电极(如ITO电极)及其连接线路(如金属薄膜导线)的触摸屏电路，或是包括像素(如OLED像素、micro-LED焊盘)、有源器件(如TFT器件)及其连接线路(如金属薄膜导线)的显示器电路，具体电路及其膜层的设计，可参考触控或显示行业的现有资料，在此不展开说明。
所述刀模可以为激光刀模、铝板刀模、雕刻刀模、蚀刻刀模等适合用于冲切塑料薄膜的平面刀模，其刀片(一般为钢制的薄刀片)按照单元区轮廓的路径布置在刀模板上，并保持其刀口部位相互等高；所述刀模板的材料可以为木板、塑料板、金属板(如铝合金板、不锈钢板)或是复合材料板(如电木板)。
优选地，所述刀片的刀口往所述单元区的一侧倾斜。由此，在所述步骤一中，所述刀片切透所述PI膜形成断缝之后，其刀口会弯曲变形而往单元区一侧产生微小位移，加大了其与断缝在单元区一侧缝壁的摩擦，使得在步骤二中，刀片撤回过程在单元区一侧所产生的缝隙更大。除此之外，还可优选所述刀片的刀口具有倒钩，由此，在所述步骤一中，所述刀片切透所述PI膜形成断缝之后，其倒钩可钩住断缝的缝壁，由此加大了其与缝壁之间的摩擦，使得在步骤二中所产生的缝隙也更大。
在本发明的一优选方案中，所述刀模板设有变温装置，所述变温装置用于改变所述刀模板的温度。具体地，所述变温装置可以为设置在刀模上的电热管、电热丝、液热管、气热管、液冷管、气冷管、加热片、制冷片、热风装置、冷风装置等加热和/或冷却装置，除此之外，还可包括测温装置(如设置在刀模上的热电偶、热敏电阻，或是红外感温器)以及温控装置(无需设置在刀模板上)，由此，优选地，在所述步骤一之后，当刀片的刀口被夹在PI膜的断缝中时，可改变刀模板的温度，在其热胀冷缩的作用下，使得刀片产生微小的平移，进一步增大刀口与PI膜断缝缝壁的摩擦。进一步优选地，在PI膜被刀片切透而形成断缝之后，可降低每个刀模板的温度(在切透PI膜之前，刀模板可预先保持在一个较高的温度，之后再降温)，使得刀片向单元区一侧微移，增加其与单元区一侧的摩擦。为了保证所述刀模具有良好的热导率，以实现更快的变温，进一步优选所述刀模板为金属刀模板。
进一步优选地，为了使刀片在上述热胀冷缩的作用下能够更有效地往单元区的一侧平移，以保证PI膜与玻璃基板之间的微小缝隙主要产生在单元区的一侧，所述刀模由单独一个刀模板或是由多个相互独立的刀模板构成，每个刀模板对应一个所述单元区。
在本发明的一优选方案中，所述刀模板设有水管，由此，在将所述刀模压在PI膜上之前，可在所述水管中通入热水以提高刀模板的温度，而在撤回刀模之前，可在所述水管中通入冷水以降低刀模板的温度。
在所述步骤三中，优选所述极性液体为水、酒精，或是以水或酒精为主要成分的溶液。将所述极性液体滴在PI膜的断缝上，其在毛细作用下可以渗入到断缝以及PI膜与玻璃基板之间的微小缝隙内，由于缝隙的前端非常窄而极性液体在PI膜上的浸润性低，极性液体的渗入前沿表面具有非常大的曲率和表面张力，其会将PI膜撑开以使PI膜与玻璃基板进一步分离，PI膜与玻璃基板的分离，使得PI膜与玻璃基板之间的缝隙变得更深，极性液体得以进一步地渗入——在极性液体充分供应的情况下，上述过程会不断循环发生，最终使得极性液体完全渗透到PI膜与玻璃基板之间的各处界面中而造成PI膜与玻璃基板的完全分离。
当PI膜较厚时，在所述步骤四中可以直接将PI膜从玻璃基板上取出；或者，更优选地，可以先在PI膜外侧贴附一定的保护膜，再将PI膜从玻璃基板上取下来，所述保护膜可优选为紫外降粘胶纸，以便于后续照射紫外光降粘而将PI膜从胶纸上取下。
本发明的有益效果在于：
通过上述方法，可在PI膜上形成断缝，并利用刀片刀口与PI膜断缝缝壁的摩擦，在撤回刀片时形成PI膜与玻璃基板之间的微小缝隙，再利用极性液体渗入分离边与玻璃基板之间的夹缝时，其毛细作用导致PI膜与玻璃基板之间出现界面分离的办法，使得制作有触摸屏或显示器电路的PI膜与玻璃基板分离，进而将PI膜从玻璃基板上取下来而实现PI膜的剥离。采用上述方法，而不是激光剥离方法，可以避免使用昂贵的激光剥离装置，由此可节省大量的设备成本。
以下通过附图和具体实施例来做进一步的说明。
附图说明
图1为实施例一的制造方法中，在玻璃基板上形成PI膜的示意图；
图2为实施例一的制造方法中，在PI膜上形成触摸屏(或显示器)电路的示意图；
图3为实施例一的制造方法中的刀模外形示意图(刀片朝上)；
图4为实施例一的制造方法步骤一中，在刀模中通入热水的示意图；
图5为实施例一的制造方法步骤一中，刀模切透PI膜的示意图；
图6为实施例一的制造方法步骤二中，在刀模中通入冷水的示意图；
图7为实施例一的制造方法步骤二中，撤回刀模的示意图；
图8为实施例一的制造方法步骤三中，将DI水滴在断缝上的示意图；
图9为实施例一的制造方法步骤三中，DI水使PI膜与玻璃基板分离的原理图；
图10为实施例一的制造方法步骤三中，PI膜与玻璃基板分离的示意图；
图11为实施例一的制造方法步骤四中，PI膜从玻璃基板上取出的示意图；
图12为实施例二的制造方法中，刀口的形状及撤回刀模的示意图；
图13为实施例三的制造方法中，刀口的形状及撤回刀模的示意图。
具体实施方式
实施例一
PI膜基底的触摸屏 (或显示器) 100的制造方法，包括：
提供一作为载板的1.1mm厚钠钙玻璃基板10，其经氢氧化钠溶液及DI水清洗之后，如图1所示，采用夹缝涂布法(旋涂法、丝印也可)在其光滑(表面粗糙度<500nm)的第一面涂布聚酰胺酸溶液，干燥之后在高温下聚合为30μm(5〜200μm均可)厚的PI膜20。在PI膜20上定义出用于形成触摸屏(或显示器)的多个单元区，如图2所示，在单元区内形成触摸屏(或显示器)的电路30。
如图3所示，提供刀模40，其包括电木顶板41以及多个铝质(也可为不锈钢、铜等具有一定强度的金属)刀模板42，每个刀模板42的中间固定在顶板41下方，刀模板42内部设有导水管43，可通过在导水管43中通入冷水或热水来改变刀模板42的温度，刀模板42的底部设有沿着单元区轮廓布置的垂直等高刀片44。
以及，采用以下的加工步骤：
步骤一、如图4所示，在刀模板42中通入温度80℃(50℃〜100℃均可)的热水431，使得刀模板42升温膨胀而刀片44往刀模板的四周产生微小平移，待刀模板42的温度稳定之后，如图5所示，将玻璃基板10放置在切割平台(无画出)上，将刀模40压在PI膜20上，增加压力使得PI膜20被刀片44切透而形成断缝21，刀片44的刀口441被夹在断缝21之中。
步骤二、如图6所示，在刀模板42中通入温度10℃(0℃〜30℃均可)的冷水432，使得刀模板42降温收缩而刀片44往刀模板的内侧(单元区方向)产生微小平移，其刀口441与断缝21在单元区一侧侧壁的压力增大，待刀模板42的温度稳定之后，如图7所示，撤回刀模40，其中，刀片44的刀口441与断缝21缝壁之间具有摩擦而将PI膜20的边缘拉出，由此形成PI膜20与玻璃基板10之间的微小缝隙22。
步骤三、如图8所示，在断缝21上滴入DI水50(也可为酒精，或是以水或酒精为主要成分的溶液)，DI水50进一步渗入PI膜20与玻璃基板10间的界面以致其出现界面分离，如图9所示，其原理为：当DI水50滴在断缝21上时，其在毛细作用下渗入PI膜20与玻璃基板10之间的缝隙22，由于缝隙22的前端非常窄且水在PI膜20上的浸润性较低，DI水50渗入时的前沿表面51具有非常大的曲率和表面张力，其会将PI膜20撑开而使PI膜20与玻璃基板10进一步分离，由此使得缝隙22变得更深，DI水50得以进一步地渗入——在DI水50充分供应的情况下，上述过程会不断循环发生，最终使得DI水50完全渗透到PI膜20与玻璃基板10之间的各处界面而造成PI膜20与玻璃基板10的完全分离(如图10所示)。
步骤四、如图11所示，将PI膜20从玻璃基板10上取出，得到以PI膜20为基底的触摸屏(或显示器)100。
实施例二
在实施例一的基础上，如图12所示，将刀片44的刀口441设计为往单元区一侧倾斜，则构成本发明的实施例二。由此，在步骤一中，刀片44切透PI膜20形成断缝21之后，其刀口441会弯曲变形而往单元区一侧产生微小位移，加大了其与断缝41在单元区一侧的缝壁的摩擦，使得在步骤二中，刀片44撤回过程在单元区一侧所产生的缝隙22更大。
实施例三
在实施例一的基础上，如图13所示，将刀片44的刀口441设计为在单元区一侧具有倒钩442，则构成本发明的实施例三。由此，在所述步骤一中，刀片44切透PI膜20形成断缝21之后，倒钩442可钩住断缝21的缝壁，由此加大了其与缝壁21之间的摩擦，使得在步骤二中所产生的缝隙22更大。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种PI膜基底的触摸屏或显示器的制造方法，其特征为：
提供一作为载板的玻璃基板，其具有光滑的第一面，在所述第一面涂布聚酰胺酸溶液并聚合为PI膜，在所述PI膜上定义出用于形成触摸屏或显示器单元的单元区，至少在所述单元区内形成触摸屏或显示器的电路；
提供一刀模，所述刀模包括刀模板以及刀片，所述刀片固定在所述刀模板上并沿着所述单元区的轮廓垂直等高布置；
以及，采用以下加工步骤：
步骤一、将所述玻璃基板放置在一切割平台上，将所述刀模压在PI膜上，加压使得所述PI膜被刀模的刀片切透而形成断缝，所述刀片的刀口夹在所述断缝之中，然后降低刀模板的温度，使得刀片向单元区一侧微移，由此增加其与单元区一侧的摩擦；
步骤二、撤回刀模，利用所述刀片的刀口与断缝缝壁之间的摩擦将PI膜拉出，由此形成PI膜与玻璃基板之间的缝隙；
步骤三、在所述缝隙中渗入极性液体，所述极性液体进一步渗入PI膜与玻璃基板间的界面以致其出现界面分离；
步骤四、将所述PI膜从玻璃基板上取出，得到以PI膜为基底的触摸屏或显示器。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征为：所述PI膜的厚度为5〜200μm。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征为：所述玻璃基板第一面的粗糙度小于500nm。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征为：所述刀片的刀口往所述单元区的一侧倾斜。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征为：所述刀片的刀口具有倒钩。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征为：所述刀模板为金属刀模板。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征为：所述刀模由单独一个刀模板或是多个相互独立的刀模板构成，每个刀模板对应一个所述单元区。
8.如权利要求1所述的制造方法，其特征为：所述刀模板设有水管。
9.如权利要求8所述的制造方法，其特征为：在将所述刀模压在PI膜上之前，在所述水管中通入热水以提高刀模板的温度，而在撤回刀模之前，在所述水管中通入冷水以降低刀模板的温度。
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