CN116985399B - 一种差异性厚度的涂层制备工艺及装置、系统和涂层板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明装置零部件技术领域，尤其涉及一种差异性厚度的涂层制备工艺及装置、系统和涂层板。差异性厚度的涂层制备工艺，所述涂层为一个单层或若干个单图层叠加形成的叠合层，所述单图层的制备至少包含有如下步骤：步骤S.1：对待涂覆基底做等离子表面处理的步骤；步骤S.2：对等离子表面处理后的所述待涂覆基底上做喷墨打印形成图层的步骤；步骤S.3：固化所述图层的步骤。本发明可以克服单图层之间的材料互溶和固化后的褶皱收缩问题，进而获得结构稳定、可控的叠合涂层，并能够结合多种喷墨打印方式和多元的固化方式获得不同适用范围的叠合涂层。

Description

一种差异性厚度的涂层制备工艺及装置、系统和涂层板

技术领域

本发明涉及照明装置零部件技术领域，尤其涉及一种差异性厚度的涂层制备工艺及装置、系统和涂层板。

技术背景

LED（Light Emitting Diode）是一种固态的发光二极管，它能够将电能直接转化为可见光，LED在新能源领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：

通用照明领域：LED照明具有高效能、低功耗和长寿命的特点，与传统的白炽灯和荧光灯相比，LED照明能够显著降低能源消耗，并减少对环境的负面影响；

太阳能光伏系统：LED具有低电压驱动和高效能发光的特点，可以作为太阳能光伏系统中的指示灯、显示器和照明设备，非常适合与太阳能电池板配合使用；

风力发电：LED 照明可以提供充足的照明和指示信号，风力发电机组通常需要在高处安装，LED 照明可以用于风力发电机组的照明和指示灯，能够确保安全和操作方便；

节能监测与控制系统：LED具有高亮度和低功耗的特性，可以作为节能监测与控制系统中的显示器和指示灯，这些系统用于监测和控制新能源设备的运行状态；

总之，LED作为一种高效能、低功耗的光源，与新能源领域密切相关。LED的应用可以提高新能源系统的能源利用效率、减少能源消耗，并为新能源设备的监测与控制提供可靠的显示和指示功能。

而随着LED光源技术的日渐发展，LED灯作为点光源的应用或多组LED作为线/面光源的应用越来越广泛，但是LED为单点发光的光源，经过有规律的阵列式排布或无规律的随机排布后，由于LED灯源之间不可避免存在一定间距，其组合后整线/面的发光强度很难保证一致，对其在新能源领域中的应用会带来不利的体验。

因此，需调控LED光源的基材侧的不同位置的反射率，或在LED发光侧追加透过率存在区域性差异的挡光板，来实现最终光强的均一性。但无论是通过反射层还是挡光层来实现光强的均一性，其本质是需要制作不同位置区域反射率存在差异的涂层。

现有技术中，传统的丝网印刷和现有的喷墨打印均在制作厚度均一、反射率一致涂层有着独有的优势和技术积累，但对于实现差异性反射率的涂层而言，则不具优势，如丝网印刷进行多层工艺也可以实现不同位置的不同反射率这一效果，但这样操作需要多种网版，较为繁琐，且反射率的变化存在明显突变，较难实现特定区域反射率的平滑过渡。而喷墨打印图案化打印过程中存在较难避免的咖啡环问题，喷墨打印叠层过程中，层间也存在互溶问题，并且喷墨打印材料粘度通常较低，其填料含量较少，高反射率图案层的制作较为困难。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请发明人对现有技术中已知的涂层形成技术进行分析，寻找技术问题产生的原因，进一步对涂层形成的工艺/装置进行了设计和改进，可实现各种图案各种反射率凃层的制作，以实现各场景、尤其是新能源的应用场景中的均匀面发光。本发明的发明目的之一是提供一种差异性厚度的涂层制备工艺，目的之二是提供该工艺中所使用的相关装置，目的之三是提供该工艺中所使用的系统，目的之四是提供该工艺中所制备的涂层板。

具体的技术方案在下方分别予以说明：

一种差异性厚度的涂层制备工艺，所述涂层为一个单图层或若干个单图层叠加形成的叠合层，所述单图层的制备至少包含有如下步骤：

步骤S.1：对待涂覆基底做等离子表面处理的步骤；

步骤S.2：对等离子表面处理后的所述待涂覆基底上做喷墨打印形成图层的步骤；

步骤S.3：固化所述图层的步骤。

上述技术方案中，对待涂覆基底做等离子表面处理是为了提升待涂覆基底的表面能量，并使得待涂覆基底上不同区域的表面能量趋于均一，以提升图层的附着力和稳定性，能够更好的成膜；固化后的图层再经等离子表面处理，由于表面能量的提升使得材料之间表面张力的差异得到扩大，因此可克服其与下一个单图层之间的材料互溶问题，并使得下一个单图层固化后的褶皱收缩问题得到改善；

因此，每个单图层在喷墨打印之前，均需对其打印的基面做等离子表面处理，然后方可经喷墨打印后形成品质较好的图层，再经固化制得单图层的成品。

优选的，油墨材料在固化前后存在表面张力差异，固化后表面张力增大，其与固化前表面张力的差值应在10mN/m以上，且越大越好。

需要在单图层的基础上叠加图层以形成厚度差异（反射率差异）时，只需要重复上述步骤S.1~S.3即可。

该技术方案不仅可以用反射率不一致的凃层制作，对于不同位置导热性能不一致、弯折性能不一致、导电性能不一致等等的图层制作也有同样的效果，其本质为不同位置膜层厚度不一致。

发明技术方案对等离子表面处理的要求并不苛刻，正常市面上能够购买的等离子设备基本上能够满足要求，具体的，所述步骤S.1中，等离子表面处理的条件为：辉光状态下放电2分钟以上即可。

可选的，所述步骤S.2中，喷墨打印时，每个墨滴形成的墨点与相邻的墨点之间存在有重叠的区域，以形成连续图层，单层的连续图层具有较为均一的反射效果。

或者，所述步骤S.2中，喷墨打印时，每个墨滴形成的墨点间隔于相邻的墨点，以形成离散图层，离散涂层往往具有漫反射的特质，多层离散涂层的叠加也能够形成差异反射率的叠合涂层。

又或者，所述步骤S.2中，喷墨打印时，在所述待涂覆基底的局部位置，形成1个或若干个间隔的墨块，所述墨块包含有若干相邻且部分重叠的墨线，以形成局部图层；

常见的墨块形状，如拱形，每个所述墨块中，包括位于中间位置的中墨线和分布于所述中墨线两侧的边墨线，所述中墨线的打印时序优先于所述边墨线的打印时序，且在所述中墨线的任一侧，所述边墨线的打印时序沿远离所述中墨线的方向依次靠后，对于每条墨线而言，其单位时间的油墨流量、打印速度都是一致的，因为打印时间不同，导致先打印的部分干了一些，其表面张力变大，形成了表面张力梯度，那么后打印的部分会往中心聚拢，形成中墨线的厚度最厚，边墨线的厚度沿远离所述中墨线的方向依次递减的结构；

又如圆柱或圆台状的墨块，每个所述墨块中，若干的所述墨线的打印时序一致，由于所有喷头同一时间打印，规避了表面张力的差异，因而能够形成厚度较为一致的结构；

对于局部图层而言，尤其要控制喷墨打印后至固化的时间长度，越短越好，通常控制在3分钟内。

优选的，所述步骤S.3中，固化方法为：将打印好图层的基板置于固化装置的支撑台上，通过所述固化装置内部的热源加热实现固化。

优选的，所述步骤S.3中，固化方法为：将打印好图层的基板置于固化装置内的载板上，通过将所述载板不同区域材料设置成不同的热导率，实现固化过程中油墨内溶质的迁移，进而形成厚度不一的单图层；

优选的，固化时，图层油墨中的溶质在浓度差的作用下向导热系数较低的材料所在处汇集，进而形成图层上的拱起区域，所述拱起区域的拱起程度至少受控于：材料之间热导率的差异；进一步优选的，所述拱起区域的拱起程度还受控于：油墨材料性质和固化温度中的至少一种因素。

该技术方案的原理为：导热系数高的材料能够更快、更多的将固化装置内的热量传递至对应的图层处，此处图层的油墨中，溶剂挥发得更快，溶质的浓度相对于其他区域而言较高，在溶质浓度差的驱动作用下，溶质向着其浓度较低的区域扩散，进而形成厚度（溶质含量）不一的单图层，并可根据实际需求来设置导热系数高的材料所在的位置，调整单图层的厚度分布；

优选的，所述基板通过负压抽吸的方式固定于所述载板上。

优选的，所述步骤S.3中，固化方法为：将打印好图层的基板置于固化装置内的固化灯及其灯罩的下方，所述灯罩部分阻隔所述固化灯的光照，通过将所述载板不同区域材料对应于不同的固化光照强度，实现固化过程中油墨内溶质的迁移，进而形成厚度不一的单图层；

该技术方案的原理为：固化灯光照所至的图层更易吸收光照能量，此处图层的油墨中，溶剂挥发得更快，溶质的浓度相对于其他区域而言较高，在溶质浓度差的驱动作用下，溶质向着其浓度较低的区域扩散，进而形成厚度（溶质含量）不一的单图层，并可根据实际需求来设置光照所在的位置，调整单图层的厚度分布；该技术方案中对于图案形状调整的灵活性更大，只需改变灯罩中固化光透过的面积和形状，即可实现各种需求的单图层；

优选的，所述灯罩与所述固化灯之间的间距、所述灯罩与所述基板之间的间距均可调，以辅助调节灯照范围。

优选的，所述基板设置于载板上，所述载板与空气的导热系数之间的差值小于0.5W/m•K，以减少附加的溶质扩散问题。

优选的，所述步骤S.3中，固化方法包括：向固化区域中通入浓度稳定的油墨溶剂的蒸汽，尤其是向固化区域中通入浓度饱和的油墨溶剂的蒸汽，以提供油墨溶剂饱和蒸汽的方式来保障油墨固化过程中挥发速率一致，进而减少“咖啡环”效应的产生。

用于上述的涂层制备工艺中的固化装置，优选的，其包括有底部加热源以及设置于所述底部加热源上的载板，所述载板包含有交错设置的网格状基材，所述基材的热导率区别于所述载板其他位置处的热导率，溶质迁移部与载板其他部分的导热系数差异即能够在加热状态下实现溶质的迁移，进而形成厚度（溶质含量）不一的单图层；

优选的，所述基材的交错处表面设置有溶质迁移部，所述溶质迁移部的热导率高于所述载板其他位置处的热导率，溶质迁移部有助于形成平滑拱起的图层表面形貌；进一步优选的，所述基材选自热导率为10~20 W/m•K的不锈钢材料，所述溶质迁移部选自121~151 W/m•K的铝合金材料，所述网格处为中空区域填充有树脂材料。

可选的，所述载板上间隔的设置有若干负压固定通孔，负压抽吸通过所述负压固定通孔将基板固定于所述载板上。

用于上述的涂层制备工艺中的固化装置，优选的，其包括有固化灯、载板、以及设置于所述固化灯和所述载板之间的灯罩，所述灯罩上开设有光照调节孔，所述光照调节孔开辟了所述固化灯的光照通路，固化灯透过光照调节孔的照射区域与载板其他部分形成光照强度的差异即能够在固化时实现溶质的迁移，进而形成厚度（溶质含量）不一的单图层；

优选的，所述灯罩与所述固化灯之间的间距、所述灯罩与所述基板之间的间距通过调节机构调整。

用于上述的涂层制备工艺中的固化装置，优选的，其包括有油墨溶剂储罐、蒸汽气路、以及设置于所述油墨溶剂储罐和所述蒸汽气路之间的流量调节阀；所述蒸汽气路上开设有溶剂蒸汽出口，溶剂蒸汽出口提供油墨溶剂蒸汽、尤其是饱和蒸汽，使得固化过程中油墨中溶剂的挥发速率一致，进而减少“咖啡环”效应的产生；

优选的，所述油墨溶剂储罐间隔于所述固化装置内用于固化的热源、且通过独立的热源进行加热，所述溶剂蒸汽出口均匀且间隔的开设于所述蒸汽气路的上表面上。

上述任一涂层制备工艺所使用的的3D打印系统，包括有：

表面处理模块，用于对待涂覆基底做等离子表面处理；

喷墨打印模块，用于对等离子表面处理后的待涂覆基底上做喷墨打印以形成图层；

固化模块，用于固化图层；

传输模块，用于在各模块之间输送物料。

一种差异性厚度的涂层板，采用上述任一涂层制备工艺制备而成。

综上所述，本发明所述的技术方案具有以下主要的有益效果：

和现有技术相比，本发明可以克服单图层之间的材料互溶和固化后的褶皱收缩问题，进而获得结构稳定、可控的叠合涂层。

并且，本发明能够结合多种喷墨打印方式获得不同功能的叠合涂层。

同时，结合多元的固化方式可实现不同图案及类型的叠合涂层。

进一步地或者更细节的有益效果将在具体实施方式中结合具体实施例进行说明。

附图说明

图1为实施例1所述的均一反射面的涂层制备工艺示意图；

图2为实施例2所述的漫反射面的涂层制备工艺示意图；

图3为实施例1与实施例2所述的固化设备结构示意图；

图4为实施例3所述的反射率平滑过渡的涂层制备工艺示意图；

图5为实施例3所述的固化设备结构示意图；

图6为实施例3所述的固化设备中载板的结构示意图；

图7为图6的A区放大图；

图8为表面图层经溶质迁移后的表面形貌示意图；

图9为表面图层经溶质迁移后的竖向截面形貌示意图；

图10为实施例4所述的差异化漫反射面涂层制备工艺示意图；

图11为实施例4所述的固化设备中油墨溶剂储罐、蒸汽气路以及流量调节阀的分布示意图；

图12为实施例4经步骤S.6固化后的打印涂层电镜图；

图13为实施例4中取消步骤S.4，再经步骤S.5、S.6固化后的打印涂层电镜图；

图14为实施例5所述的差异化局部反射面涂层制备工艺示意图；

图15实施例5步骤S.5打印的拱形墨块的竖向截面形状示意图；

图16为图15的俯视结构示意图；

图17为实施例5步骤S.5打印的拱形墨块的形貌示意图；

图18实施例5步骤S.5打印的圆台形墨块的竖向截面形状示意图；

图19为图18的俯视结构示意图；

图20为实施例5步骤S.5打印的圆台形墨块的形貌示意图；

图21为实施例5步骤S.5中同一油墨在常规气氛下固化所形成的“咖啡环”形貌示意图；

图22为实施例5步骤S.5中前置单图层表面未做等离子处理时所导致的墨点褶皱皱缩的形貌示意图；

图23为实施例6所述的固化设备结构示意图；

图24为实施例6所述的固化设备另一角度的结构示意图；

图中：

3.1-底部加热源、3.2-载板、3.21-溶质迁移部、3.22-负压固定通孔、3.3-固化灯、3.4-灯罩、3.41-光照调节孔、3.5-油墨溶剂储罐、3.6-蒸汽气路、3.61-溶剂蒸汽出口、3.7-流量调节阀、3.8-基板。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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申请和简化描述，而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申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例的技术方案所面临的核心技术问题来源于发明人对现有技术中技术问题的深入认识。

因此，在对技术问题深入认识的基础上，如何实现各场景、尤其是新能源的应用场景中的均匀面发光是发明人亟需解决的技术问题。

同时，扩大针对不同类型涂层制备的工艺用途范围也是发明人着力想要同步解决的技术问题。

实施例详述如下：

实施例1：

参考图1，一种均一反射面的涂层制备工艺：

步骤S.1：对基板3.8的待涂覆基底做等离子表面处理，基板3.8的材料为印刷电路板，等离子处理条件为：工艺气体采用Ar和O₂的混合气体，放电2分钟以上。

步骤S.2：对待涂覆基底进行喷墨打印，采用Dimatix喷墨打印头，设定两个墨点的打印区域的圆心之间的间距小于单个墨点打印区域的直径，使得每个墨点的打印区域与相邻的墨点打印区域之间存在重叠，以在打印后使各个墨点的油墨接触并融合在一起、进而形成连续图层，油墨的粘度为10cps，以确保合适的流动性。

步骤S.3：固化上述图层，采用如图3所示的固化设备，其内底部设置有底部加热源3.1和载板3.2，载板3.2通过支撑柱间隔的设置在底部加热源3.1的上方，涂覆有图层的基板放置于载板3.2上进行固化，固化条件为：100℃固化半小时。

步骤S.1~S.3之间通过传送带来传输基板3.8。

即可得到具有均一反射面的基板3.8，通常可用于新能源设备上Mini-LED背光反射层制作、以及装饰灯的均一雾面层制作等。

本实施例的技术方案中，等离子表面处理是为了提升待涂覆基底的表面能量，并使得待涂覆基底上不同区域的表面能量趋于均一化，以提升图层的附着力和稳定性，能够更好的成膜。

实施例2：

参考图2，一种漫反射面的涂层制备工艺：

步骤S.1：对基板3.8的待涂覆基底做等离子表面处理，基板3.8的材料为印刷电路板，等离子处理条件为：工艺气体采用Ar和O₂的混合气体，放电2分钟以上。

步骤S.2：对待涂覆基底进行喷墨打印，采用Dimatix喷墨打印头，设定两个墨点圆心之间的间距大于单个墨点的直径，设定使得每个墨滴形成的墨点与相邻的墨点之间间隔开，以形成离散图层，油墨的粘度为15cps，以确保合适的流动性，以保证打印出料顺利。

步骤S.3：固化上述图层，与实施例1同样采用如图3所示的固化设备，其内底部设置有底部加热源3.1和载板3.2，载板3.2通过支撑柱间隔的设置在底部加热源3.1的上方，涂覆有图层的基板放置于载板3.2上进行固化，固化条件为：100℃固化半小时。

步骤S.1~S.3之间通过传送带来传输基板3.8。

即可得到具有漫反射面的基板3.8，通常可用于新能源设备上Mini-LED背光反射层制作、以及装饰灯的雾面层制作等。

本实施例的技术方案中，等离子表面处理是为了提升待涂覆基底的表面能量，并使得待涂覆基底上不同区域的表面能量趋于均一化，以提升图层的附着力和稳定性，能够更好的成膜。

实施例3：

参考图4，一种反射率平滑过渡的涂层制备工艺：

步骤S.1：对基板3.8的待涂覆基底做等离子表面处理，基板3.8的材料为玻璃，等离子处理条件为：工艺气体采用Ar气体，放电2分钟以上。

步骤S.2：对待涂覆基底进行喷墨打印，采用Dimatix喷墨打印头，设定两个墨点的打印区域的圆心之间的间距小于单个墨点打印区域的直径，使得每个墨点的打印区域与相邻的墨点打印区域之间存在重叠，以在打印后使各个墨点的油墨接触并融合在一起、进而形成连续图层，油墨的粘度为10cps，确保合适的流动性。

步骤S.3：固化图层的步骤，采用如图5~7所示的固化设备，其内底部设置有底部加热源3.1和设置在其上的载板3.2，其中，载板3.2可以是为同一材料形成的网格，网格横向与纵向相交处设置有十字形的溶质迁移部3.21，溶质迁移部3.21的热导率大于载板3.2自身材料的热导率，载板3.2的热导率远大于空气的热导率0.0267W/m•K，具体的，溶质迁移部3.21选择铝合金材料，热导率为121~151 W/m•K，载板3.2选择不锈钢材料，热导率为10~20W/m•K，涂覆有图层的基板3.8设置于载板3.2上进行固化，固化条件为：80℃固化半小时后，150℃固化15min。

步骤S.3通过气缸驱动的对位机构来对放入的基板3.8位置予以纠偏。

步骤S.1~S.3之间通过机械手来传输基板3.8。

本实施例中，导热系数高的溶质迁移部3.21材料和载板3.2能够更快、更多的将热量传递至对应的图层处，此处图层的油墨中，溶剂挥发得更快，溶质的浓度相对于其他区域而言较高，在溶质浓度差的驱动作用下，溶质向着其浓度较低的区域扩散，即载板3.2网格的中心位置，进而使得连续图层的形貌改变为厚度（溶质含量）不一的单图层，基板3.8在打印连续图层之后通过上述固化方式后，表面图层经溶质迁移形成了反射率连续变化的表面，表面形貌示意图如图8所示，其竖向截面形状可参考图9，图9为表面图层经溶质迁移后的图8中沿a或b方向的竖向截面形貌示意图，图9中波浪线代表图层的轮廓，A所指向的部分即为载板3.2网格所对应的区域，如图9所示，油墨固化后的膜厚是周期性渐变的，不会出现段差，因此基板3.8整板的反射率过度平滑。

即可得到具有反射率平滑过渡反射面的基板3.8，通常用于Mini-LED背光扩散板。

本实施例中，根据实际需要，载板3.2上的网格图形可进行适应性的调整（或更换载板3.2），如相邻六边形构成的分布结构等，或载板3.2的网格中心部分可以使用导热系数远小于载板3.2的网格线材料的某些材料替代，例如耐高温树脂材料。取消溶质迁移部3.21也可以使最后形成的连续变化的反射率表面产生不一样的图形分布。可以理解的是，通过改变载板3.2的具有不同热导率的材料，油墨的材料或固化的温度，相应的剖面拱起的程度——也即图9中的角度θ会相应改变，从而得到不同反射率的基板3.8。

实施例4：

参考图10，一种差异化漫反射面涂层制备工艺：

步骤S.1：对基板3.8的待涂覆基底做等离子表面处理，基板3.8的材料为印刷电路板，等离子处理条件为：工艺气体采用Ar气体，放电2分钟以上。

步骤S.2：对待涂覆基底进行喷墨打印，采用Dimatix喷墨打印头，设定两个墨点圆心之间的间距大于单个墨点的直径，设定使得每个墨滴形成的墨点与相邻的墨点之间间隔开，以形成离散图层，油墨的粘度为15cps，以确保合适的流动性。

步骤S.3：固化图层的步骤，采用如图11所示的固化设备，其内除了设置有底部加热源3.1和载板3.2外，还设置有油墨溶剂储罐3.5、蒸汽气路3.6、以及设置于油墨溶剂储罐3.5和蒸汽气路3.6之间的流量调节阀3.7；

其中，油墨溶剂储罐3.5内设置有与油墨相同的溶剂，油墨溶剂储罐3.5与底部加热源3.2间隔开来、且通过独立的热源进行加热，以方便控制，蒸汽气路3.6的上表面间隔开设有若干个溶剂蒸汽出口3.61，固化条件为：150℃固化15min；

本实施例中，由溶剂蒸汽出口3.61向固化区域中通入浓度饱和的油墨溶剂蒸汽，来保障油墨固化过程中挥发速率一致，进而减少“咖啡环”效应的产生，此处“咖啡环”效应指的是：液相干后，其内的固相物质就会留下一个渍痕，并且渍痕的分布是不均匀的，边缘部分要比中间更多一些，形成环状斑的现象。

步骤S.4：再次上述的单图层表面做等离子表面处理，等离子处理条件为：工艺气体采用Ar气体，放电2分钟以上，本步骤中，固化后的图层再经等离子表面处理，由于表面能量的提升使得材料之间表面张力的差异得到扩大，因此可克服其与下一个单图层之间的材料互溶问题，并使得下一个单图层固化后的褶皱收缩问题得到改善。

步骤S.5：在上一图层的基础上进行特定区域的喷墨打印，采用Dimatix喷墨打印头，设定两个墨点圆心之间的间距大于单个墨点的直径，设定使得每个墨滴形成的墨点与相邻的墨点之间间隔开，以形成第二层离散图层，油墨的粘度为15cps，以确保合适的流动性。

步骤S.6：采用如图11所示的固化设备固化图层，固化条件为：150℃固化15min。

步骤S.1~S.6之间通过传送带来传输基板3.8。

即可得到具有差异化漫反射面涂层的基板3.8，通常可用于新能源设备上LED照明灯的匀光雾面图层。

优选的，本实施例中，根据需要，还可重复步骤S.4~S.6，以叠加多层图层。

部分技术效果说明：

参考图12~13，图12为本实施例步骤S.6固化后的打印涂层的电镜图，图13为本实施例中取消步骤S.4，再经步骤S.5、S.6固化后的打印图层的电镜图；

可见，图12中两层图层之间基本不存在材料互溶的问题，第二图层边界清晰的打印在第一图层之上；

而图13所示的第二图层显然融入的第一图层的周边，由于未对第一图层进行等离子表面处理，第二图层无法形成形貌稳定的墨点。

实施例5：

参考图14，一种差异化局部反射面涂层制备工艺：

步骤S.1~步骤S.3同于实施例4。

步骤S.4：再次步骤S.3形成的单图层表面做等离子表面处理，等离子处理条件为：工艺气体采用Ar气体，放电2分钟以上。

步骤S.5：在上一图层的基础上进行特定区域的喷墨打印，采用Dimatix喷墨打印头，形成若干个间隔的拱形墨块，如图15~17所示，拱形墨块包含有7条相邻且部分重叠的墨线，其中位于中间位置的为中墨线-图16中标号①的虚线，分布于中墨线两侧的为边墨线-图16中标号②③④的虚线，具体操作时，先打印一道①的墨线，然后在①的两侧分别打印形成两道②的墨线，然后再在两侧分别打印形成两道③的墨线，最后再在两侧分别打印形成两道④的墨线，对于每条墨线而言，其单位时间的油墨流量、打印速度都是一致的，因为打印时间不同，先打印的部分变干导致其表面张力变大，形成了表面张力梯度，因此后打印的部分会往中心聚拢，形成边墨线的厚度小于中墨线的厚度，且在中墨线的任一侧边墨线的厚度沿远离中墨线的方向递减的结构，以形成第二层局部图层，图15为激光测高图，纵坐标每格的长度为：0.0025mm，横坐标的单每格的长度为：探测头每移动500毫秒所移动的距离；

墨块也可以是圆台状的形状，如图18~20所示，其也包含有7条相邻且部分重叠的墨线--图19中标号①的虚线，这些墨线同步打印，规避了各墨线在不同时间打印下的表面张力的差异，以形成相邻的墨线的厚度一致的结构。

步骤S.6：采用如图9所示的固化设备固化图层，固化条件同于步骤S.3。

步骤S.1~S.6之间通过传送带来传输基板3.8。

即可得到具有差异化漫反射面涂层的基板3.8，通常可用于新能源设备上LED照明灯的匀光雾面图层。

部分技术效果说明：

取本实施例步骤S.5所打印的圆台状墨块为例，其形貌图见说明书附图20，作为对比，说明书附图21为同一油墨在常规气氛下固化所形成的“咖啡环”形貌示意图，图22为前置单图层表面未做等离子处理时所导致的墨点褶皱皱缩的形貌示意图，图20~22均为激光测高图，纵坐标每格的长度为：0.0025mm，横坐标的单每格的长度为：探测头每移动500毫秒所移动的距离；

由图20~22的比对可见，本实施例步骤S.5所形成的墨点形貌较为规整，没有形成咖啡环状的周边溶质聚集，也克服了褶皱收缩带来的表面凹凸不平的缺陷，其上表面也相对平整，对光的反射效果较为稳定。

优选的，本实施例中，根据需要，还可重复步骤S.4~S.6，以叠加多层图层。

实施例6：

参考图4，一种反射率平滑过渡的涂层制备工艺，与实施例3的不同之处在于：

步骤S.3：固化图层的步骤，采用如图23~24所示的固化设备，其内设置有红外的固化灯3.3、载板3.2、以及设置于固化灯3.3和载板3.2之间的灯罩3.4，灯罩3.4上开设有光照调节孔3.41，光照调节孔3.41开辟了固化灯3.3的光照通路，灯罩3.4与固化灯3.3之间的间距、灯罩3.4与基板3.8之间的间距均可调整，以辅助调整灯照范围；

灯罩3.4与基板3.8之间间距的调整方式例如可以是：

固化设备外壳体对应灯罩3.4的高度位置设有一伺服电机（也可以是直线电机），伺服电机通过丝杆驱动滑块，滑块连接内部的灯罩3.4，可实现一定间距范围内上的无级调整；

调整方式还可以是：

固化装置内部设计多层不同高度的卡槽结构，依据实际工艺需求，将灯罩3.4设置于不同高度的卡槽上，以实现灯罩3.4与基板3.8之间的不同间距。

涂覆有图层的基板3.8设置于载板3.1上、固化灯3.3下方进行固化，固化条件为：150℃固化15min。

本实施例中，载板3.2的材料选择耐高温的树脂材料，其导热系数在0.2~0.3W/m•K之间，较空气的0.0267W/m•K差异仅为0.2W/m•K左右，以进一步减少溶质扩散问题。

本实施例中，固化灯3.3光照所至的图层更易吸收光照能量，此处图层的油墨中，溶剂挥发得更快，溶质的浓度相对于其他区域而言较高，在溶质浓度差的驱动作用下，溶质向着其浓度较低的区域扩散，进而形成厚度（溶质含量）不一的单图层，并可根据实际需求来设置光照所在的位置，调整单图层的厚度分布；该技术方案中对于图案形状调整的灵活性更大，只需改变灯罩中固化光透过的面积和形状，即可实现各种需求的单图层，无需再对载板3.2的加热差异化区域进行调整。

即可得到具有反射率平滑过渡反射面的基板3.8，通常可用于新能源Mini-LED背光扩散板。

可以理解的是，根据反射率和制备的需求，其他的单图层形式可以由实施例1-6中任一项中所述的打印方式和固化方式自由组合制备而成，叠合涂层板为一个单图层或若干个单图层叠加形成的叠合层，涂层板可以根据实际需求选用任意数量的一种或几种单图层叠合制备而成。

综上所述，发明的技术方案不限于上述实施例，也可以根据实际需求选择合适的喷墨打印方式和固化方式组合搭配，以制备满足要求的产品。本发明能够结合多种喷墨打印方式获得不同功能的叠合涂层，同时，结合多元的固化方式可实现不同图案及类型的叠合涂层。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

以上的实施例是为了说明本发明公开的实施方案，并不能理解为对本发明的限制。此外，本文所列出的各种修改以及发明中方法、组合物的变化，在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本领域内的技术人员来说是显而易见的。虽然已结合本发明的多种具体优选实施例对本发明进行了具体的描述，但应当理解，本发明不应仅限于这些具体实施例。事实上，各种如上所述的对本领域内的技术人员来说显而易见的修改来获取发明都应包括在本发明的范围内。

Claims (26)

1.一种差异性厚度的涂层制备工艺，所述涂层为一个单图层或若干个单图层叠加形成的叠合层，其特征在于，所述单图层的制备至少包含有如下步骤：

步骤S.1：对待涂覆基底做等离子表面处理的步骤；

步骤S.2：对等离子表面处理后的所述待涂覆基底上做喷墨打印形成图层的步骤；

步骤S.3：固化所述图层的步骤；

固化方法①为：将打印好图层的基板置于固化装置内的载板上，通过将所述载板不同区域材料设置成不同的热导率，实现固化过程中油墨内溶质的迁移，进而形成厚度不一的单图层；

或者，

固化方法②为：将打印好图层的基板置于固化装置内的固化灯及其灯罩的下方，所述灯罩部分阻隔所述固化灯的光照，通过将所述载板不同区域材料对应于不同的固化光照强度，实现固化过程中油墨内溶质的迁移，进而形成厚度不一的单图层。

2.根据权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤S.1中，等离子表面处理的条件为：辉光状态下放电2分钟以上。

3.根据权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤S.2中，喷墨打印时，每个墨滴形成的墨点与相邻的墨点之间存在有重叠的区域，以形成连续图层。

4.根据权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤S.2中，喷墨打印时，每个墨滴形成的墨点间隔于相邻的墨点，以形成离散图层。

5.根据权利要求1或3或4所述的涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤S.2中，喷墨打印时，在所述待涂覆基底的局部位置，形成1个或若干个间隔的墨块，所述墨块包含有若干相邻且部分重叠的墨线，以形成局部图层。

6.根据权利要求5所述的涂层制备工艺，其特征在于：每个所述墨块中，包括位于中间位置的中墨线和分布于所述中墨线两侧的边墨线，所述中墨线的打印时序优先于所述边墨线的打印时序，且在所述中墨线的任一侧，所述边墨线的打印时序沿远离所述中墨线的方向依次靠后。

7.根据权利要求5所述的涂层制备工艺，其特征在于：每个所述墨块中，若干的所述墨线的打印时序一致。

8.根据权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于：固化方法①中，载板材料包括热导率为121~151 W/m•K的铝合金材料、以及热导率为10~20 W/m•K的不锈钢材料。

9.根据权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于：固化方法①中，固化时，图层油墨中的溶质在浓度差的作用下向导热系数较低的材料所在处汇集，进而形成图层上的拱起区域，所述拱起区域的拱起程度至少受控于：材料之间热导率的差异。

10.根据权利要求9所述的涂层制备工艺，其特征在于：所述拱起区域的拱起程度还受控于：油墨材料性质和固化温度中的至少一种因素。

11.根据权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于：固化方法①中，所述基板通过负压抽吸的方式固定于所述载板上。

12.根据权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于：固化方法②中，所述灯罩与所述固化灯之间的间距、所述灯罩与所述基板之间的间距均可调。

13.根据权利要求1或12所述的涂层制备工艺，其特征在于：固化方法②中，所述基板设置于载板上，所述载板与空气的导热系数之间的差值小于0.5 W/m•K。

14.根据权利要求1所述的涂层制备工艺，其特征在于：所述步骤S.3中，固化方法包括：向固化区域中通入浓度稳定的油墨溶剂的蒸汽。

15.根据权利要求14所述的涂层制备工艺，其特征在于：向固化区域中通入浓度饱和的油墨溶剂的蒸汽。

16.如权利要求1~11、14~15中任一条所述的涂层制备工艺中固化方法①的固化装置，其特征在于：包括有底部加热源（3.1）以及设置于所述底部加热源（3.1）上的载板（3.2），所述载板（3.2）包含有交错设置的网格状基材，所述基材的热导率区别于所述载板（3.2）其他位置处的热导率。

17.根据权利要求16所述的固化装置，其特征在于：所述基材的交错处表面设置有溶质迁移部（3.21），所述溶质迁移部（3.21）的热导率高于所述载板（3.2）其他位置处的热导率。

18.根据权利要求17所述的固化装置，其特征在于：所述基材选自热导率为10~20 W/m•K的不锈钢材料，所述溶质迁移部（3.21）选自121~151 W/m•K的铝合金材料，所述网格处为中空区域填充有树脂材料。

19.根据权利要求16所述的固化装置，其特征在于：所述载板（3.2）上间隔的设置有若干负压固定通孔（3.22），负压抽吸通过所述负压固定通孔（3.22）将基板（3.8）固定于所述载板（3.2）上。

20.如权利要求1~7、12~15中任一条所述的涂层制备工艺中固化方法②的固化装置，其特征在于：包括有固化灯（3.3）、载板（3.2）、以及设置于所述固化灯（3.3）和所述载板（3.2）之间的灯罩（3.4），所述灯罩（3.4）上开设有光照调节孔（3.41），所述光照调节孔（3.41）开辟了所述固化灯（3.3）的光照通路，所述载板（3.2）上间隔的设置有若干负压固定通孔（3.22）。

21.根据权利要求20所述的固化装置，其特征在于：所述灯罩（3.4）与所述固化灯（3.3）之间的间距、所述灯罩（3.4）与所述基板（3.8）之间的间距通过调节机构调整。

22.如权利要求14或15所述的涂层制备工艺中的固化装置，其特征在于：包括有油墨溶剂储罐（3.5）、蒸汽气路（3.6）、以及设置于所述油墨溶剂储罐（3.5）和所述蒸汽气路（3.6）之间的流量调节阀（3.7）；

所述蒸汽气路（3.6）上开设有溶剂蒸汽出口（3.61）。

23.根据权利要求22所述的固化装置，其特征在于：所述油墨溶剂储罐（3.5）间隔于所述固化装置内用于固化的热源、且通过独立的热源进行加热。

24.根据权利要求22所述的固化装置，其特征在于：所述溶剂蒸汽出口（3.61）均匀且间隔的开设于所述蒸汽气路（3.6）的上表面上。

25.一种如权利要求1~15中任一条所述的涂层制备工艺所使用的3D打印系统，其特征在于，包括有：

表面处理模块，用于对待涂覆基底做等离子表面处理；

喷墨打印模块，用于对等离子表面处理后的待涂覆基底上做喷墨打印以形成图层；

固化模块，用于固化图层；

传输模块，用于在各模块之间输送物料。

26.一种差异性厚度的涂层板，其特征在于，根据权利要求1~15中任一条所述的涂层制备工艺制备而成。