CN112987155A

CN112987155A - 一种大幅面光栅板及其制备工艺

Info

Publication number: CN112987155A
Application number: CN201911270556.1A
Authority: CN
Inventors: 鲁强; 吕文峰; 严启臻
Original assignee: Beijing Dream Ink Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Dream Ink Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-18

Abstract

本发明实施例中公开了一种所述大幅面光栅板及其制备工艺，涉及衍射光栅技术领域。其中，大幅面光栅板的制备工艺，包括：选择一透光基板；将非透光的油墨印刷至透光基板上，得到铺设在透光基板上的光栅；确定光栅中的第一缺陷部，并通过喷涂所述油墨修补光栅的第一缺陷部；确定光栅中的第二缺陷部，并通过镭雕修补第二缺陷部；其中，第一缺陷部为由于缺失油墨所形成的缺陷；第二缺陷部为由于油墨溢出所形成的缺陷。本发明实施例中的大幅面光栅板的制备工艺中，通过首先丝网印刷的方式整面印刷光栅，然后在通过局部修补的方式消除沙眼、气泡等不良区域，保证光栅的质量，且又由于主要采用丝网印刷的方式简化制备复杂度，保证了制备效率。

Description

一种大幅面光栅板及其制备工艺

技术领域

本发明属于衍射光栅技术领域，尤其涉及一种大幅面光栅板及其制备工艺。

背景技术

光栅即衍射光栅，是利用衍射原理使光发生色散的光学元件，作为光学系统的核心部件被广泛应用于光谱仪器、精密计量、光通信、显示技术、激光调谐技术等领域。

传统的衍射光栅可以通过丝网印刷、全息光刻、干法刻蚀、湿法刻蚀工艺进行加工制作；其中，干法刻蚀和湿法刻蚀虽然工艺成熟，但其工序复杂、效率低且会产生污染物质；相对而言，丝网印刷技术则具有工序简单、效率高的优点，但其在制作大幅面(大尺寸)的光栅时容易产生沙眼、气泡等缺陷，因此丝网印刷主要用于制备小尺寸的光栅板；而全息光刻虽然可以满足大幅面的光栅板的制作，但其能耗高、且效率低。

综上所述，现有技术中缺少一种高质高效制备大幅面光栅板的工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种大幅面光栅板的制备工艺,以解决现有技术中大幅面光栅板的制备工艺效率低、质量低的问题。

在一些说明性实施例中，所述大幅面光栅板的制备工艺，包括：选择一透光基板；将非透光的油墨印刷至所述透光基板上，得到铺设在所述透光基板上的光栅；确定所述光栅中的第一缺陷部，并通过喷涂所述油墨修补所述光栅的第一缺陷部；确定所述光栅中的第二缺陷部，并通过镭雕修补所述第二缺陷部；其中，所述第一缺陷部为由于缺失所述油墨所形成的缺陷；所述第二缺陷部为由于油墨溢出所形成的缺陷。

在一些可选地实施例中，所述透光基板为柔性透光基板。

在一些可选地实施例中，所述油墨为导电油墨。

在一些可选地实施例中，所述导电油墨选用液态金属或液态金属导电混合浆料。

在一些可选地实施例中，所述第一缺陷部和/或所述第二缺陷部通过光学图像检测确定。

在一些可选地实施例中，所述第一缺陷部的位置与所述丝印网版的中心相对，范围与所述光栅的尺寸相关。

在一些可选地实施例中，所述第二缺陷部由修补所述第一缺陷部而产生。

在一些可选地实施例中，所述通过喷涂所述油墨修补所述光栅的第一缺陷部，具体包括：通过雾化所述油墨修补所述光栅的第一缺陷部。

在一些可选地实施例中，所述光栅的最小单边边长不小于600mm。

本发明的另一个目的在于提出一种大幅面光栅版，该大幅面光栅板可通过上述任一项所述的大幅面光栅板的制备工艺制得。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明实施例中的大幅面光栅板的制备工艺中，通过首先丝网印刷的方式整面印刷光栅，然后在通过局部修补的方式消除沙眼、气泡等不良区域，保证光栅的质量，且又由于主要采用丝网印刷的方式简化制备复杂度，保证了制备效率。

附图说明

图1是本发明实施例中的大幅面光栅板的制备工艺流程图；

图2是本发明实施例中的大幅面光栅板的制备工艺示意图；

图3是本发明实施例中的大幅面光栅板的制备工艺流程图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本发明实施例中公开了一种大幅面光栅板的制备工艺，如图1和图2所示，图1为本发明实施例中大幅面光栅板的制备工艺流程图。图2为本发明实施例中大幅面光栅板的制备工艺示意图；该大幅面光栅板的制备工艺，包括：

步骤S11、选择一透光基板1；

步骤S12、将非透光的油墨印刷至所述透光基板1上，得到铺设在所述透光基板上的光栅2；

步骤S13、确定所述光栅2中的第一缺陷部，并通过喷涂所述油墨修补所述光栅2的第一缺陷部21；

步骤S14、确定所述光栅2中的第二缺陷部22，并通过镭雕修补所述第二缺陷部22；

其中，所述第一缺陷部为由于缺失所述油墨所形成的缺陷；所述第二缺陷部为由于油墨溢出所形成的缺陷。

本发明实施例中的制备工艺，可根据选用的材料种类不同制作硬质光栅，或柔性光栅；其中，在用于制备硬质光栅的情况下，步骤S11中的透光基板可选如透明玻璃基板，可用于薄膜太阳能电池领域，LCD显示领域、以及其它无需光栅柔性性能领域，在用于制备柔性光栅的情况下，步骤S11中的透光基板可选如PI、PET、PU、聚酯、硅胶等柔性透光基板，可用于柔性薄膜太阳能电池领域，OLED显示领域、以及其它需要柔性光栅性能领域。

在一些实施例中，还可以在步骤S12之前，对步骤S11中的透光基板1进行老化处理；该老化处理可以通过烘烤、化学改性等方式进行，从而提高透光基板1的稳定性，避免光栅形成后由于透光基板1的变形而使光栅图案变形的问题，提高所制光栅的良品率。

本发明实施例中的油墨为非透光材质的油墨，具体地，该油墨可选用导电油墨或非导电油墨；其中，油墨选用非导电油墨(如碳粉、漆类)的情况下，所制备的光栅板可应用于光学显像领域，而油墨选用导电油墨(如导电银浆、导电铜浆、导电铝浆、液态金属)的情况下，所制备的光栅板可应用于同时需要电学性能和光学显像的领域，例如薄膜太阳能电池领域、LCD显示领域、OLED显示领域等等。

其中，液态金属可选用熔点在300℃以下的低熔点金属单质或低熔点金属合金，例如镓单质、铟单质、锡单质、镓铟合金、镓锡合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金、铟锡合金、铟锡锌合金等等，在此不再赘述。

优选地，本发明实施例中的透光基板选用柔性透光基板，油墨选用液态金属导电混合浆料；其中，液态金属可选用室温液态金属，或者熔点在100℃以下的低熔点金属；导电金属颗粒选用银，由此材质混合而成的液态金属导电混合浆料具有良好的导电性能和弯折性能，并且由于其中选用在室温环境中或低加热环境中呈液体状态的液态金属，可在印制线路发生断裂的位置自行修复，可在经过180°的反复死折情况下光栅仍然正常工作。其中，液态金属导电混合浆料亦可以直接将液态金属与市面上的导电浆料混合获得。

在一些可选地实施例中，所述第一缺陷部和/或所述第二缺陷部通过光学图像检测确定；其中，光学图像检测例如CCD光学检测。在其它的实施例中，也不排除可通过人眼进行识别、通过电学检测进行识别等。

具体地，在步骤S13中通过CCD光学检测机构对步骤S12中获得的光栅进行检测，确定其中沙眼、气泡等由于缺失导致的第一缺陷部，然后通过对第一缺陷部进行喷涂修补；其中，喷涂修补具体可采用通过雾化所述油墨修补所述光栅的第一缺陷部，雾化相对于常规喷涂而言，其厚度得到了极大的降低，不会造成修补区域的光栅厚度明显增加，并且其厚度尺寸可控。

在一些实施例中，第一缺陷部还可以包括印制时造成的断路缺陷；

具体地，在步骤S14中通过CCD光学检测机构对经过步骤S13修补的光栅再次进行检测，确定其中溢出等由于溢出导致的第二缺陷部，然后通过镭雕的方式修补第二缺陷部，清楚所溢出的区域；

其中，第二缺陷部还可包括短路等缺陷；另一方面，第二缺陷部可由步骤S12进行丝网印刷和/或步骤S13进行修补所产生形成。

在本发明的另一些实施例中，第一缺陷部的位置可通过所要制作的光栅的尺寸而确定；具体的，由于大幅面的丝网网版的中心位置的网孔相比较其它位置的网孔而言，结构强度相对较低，因此印刷时该位置的受力情况达到预定的目标，因此此位置处印刷后的丝网印制品容易产生沙眼、气泡等缺陷。因此可以根据丝网网版的尺寸、网版内网孔的尺寸确定其可能缺陷范围，从而使第一缺陷部无需经过CCD检测即可获得，相对于上述实施例可降低一次CCD检测工序，进一步提升制备效率。

可选地，第一缺陷范围也可以通过多次印刷后，分析多次印刷制品的第一缺陷部的位置从而确定。

在一些实施例中，第二缺陷部由修补第一缺陷部而产生，即第二缺陷部的范围位于第一缺陷范围内，因此步骤S14中可通过光学检测机构对第一缺陷范围内的第二缺陷部进行检测，从而对第二缺陷部进行镭雕修补。

本发明实施例中的镭雕技术的激光强度可根据使用经验进行设定，也可以根据步骤S13中修补的厚度进行设定、以及还可以根据步骤S12中丝印厚度进行设定，本发明对此不进行限定。

本发明实施例中的光栅的单边边长不小于600mm，例如600mm*600mm尺寸、600mm*700mm尺寸、600mm*800mm尺寸、600mm*900mm尺寸等。其中，针对非矩形的其它规则或不规则形状的光栅而言，其幅面整体最小宽度即对应上述最小单边边长范围。

本发明实施例中的光栅可以为栅线结构或栅格结构，且栅线或栅格的间隔可根据实际所需进行选定，单条栅线的线宽可在0.1-50μm。优选地，单条栅线的线宽可在0.5-20μm。

现在参照图3，图3为本发明实施例中大幅面光栅板的自动化制备工艺的流程示意图。其中，本发明实施例中大幅面光栅板的自动化制备工艺，包括：

步骤S21、将油墨通过丝网印刷至透光基板上，得到待处理的光栅；

步骤S22、对待处理的光栅的选定缺陷区域进行油墨雾化修补；

步骤S23、检测所述缺陷区域内的第二缺陷部，并通过镭雕进行修补，得到大幅面的光栅板。

在一些实施例中，还可包括对由油墨所形成的光栅进行烘烤、烧结等固化处理，该固化处理可在步骤S21之后进行，也可以在步骤S22之后进行，或者在步骤S23之后进行。另一方面，固化处理的固化程度可根据实际需求，在此不进行限定。

该实施例相较于上述实施例而言，提升了制备效率，节省了时间成本。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims

1.一种大幅面光栅板的制备工艺，其特征在于，包括：

选择一透光基板；

将非透光的油墨印刷至所述透光基板上，得到铺设在所述透光基板上的光栅；

确定所述光栅中的第一缺陷部，并通过喷涂所述油墨修补所述光栅的第一缺陷部；

确定所述光栅中的第二缺陷部，并通过镭雕修补所述第二缺陷部；

2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述透光基板为柔性透光基板。

3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述油墨为导电油墨。

4.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于，所述导电油墨选用液态金属或液态金属导电混合浆料。

5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第一缺陷部和/或所述第二缺陷部通过光学图像检测确定。

6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第一缺陷部的位置与丝印网版的中心相对，范围与所述光栅的尺寸相关。

7.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第二缺陷部由修补所述第一缺陷部而产生。

8.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述通过喷涂所述油墨修补所述光栅的第一缺陷部，具体包括：

通过雾化所述油墨修补所述光栅的第一缺陷部。

9.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述光栅的最小单边边长不小于600mm。

10.一种大幅面光栅板，其特征在于，通过权利要求1-9中任一项所述的大幅面光栅版的制备工艺制得。