TWI694284B - 在調光膜上刻畫圖案的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種在調光膜上刻畫圖案的方法,包括以下步驟:A、製備調光膜;B、將調光膜進行通電,使得調光膜呈現透明狀態;C、對通電狀態的調光膜進行雷射蝕刻,雷射在調光膜的導電層上刻畫出預先設定好的圖案。本發明提供一種更為靈活、產品可變換性強的在調光膜上刻畫圖案的方法。
Description
本發明屬於電子控光技術領域,涉及一種調光膜的製造方法,尤其涉及一種在調光膜上刻畫圖案的方法。
調光膜是一種新型的電子控光產品,電控智慧調光膜器件是在兩張透明導電膜中間注入液晶/聚合物混合材料,在沒有電場作用的情況下,電控智慧調控膜處於不透明狀態。當通電時,液晶分子實現有序排列,這時電致調光膜便從不透明態(OFF態)轉換為透明態(ON態)。通過電場作用,能夠實現從開態→關態、關態→開態之間的快速轉換。
目前在調光膜上製成特定圖案的製作方法為:在調光膜的導電層上先製作特定的電極圖案,然後再塗佈液晶/聚合物混合材料,通電後即可呈現特定的圖案。但是,這種方法需要提前在調光膜的電極上設計好圖案,圖案製作好之後無法更改。因此,這種製作方法侷限較大。
本發明要解決的技術問題在於,針對現有技術的需要提前在調光膜的電極上設計好圖案,圖案製作好之後無法更改的缺陷,提供一種更為靈活、產品可變換性強的在調光膜上刻畫圖案的方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:A、製備調光膜;B、將調光膜進行通電,使得調光膜呈現透明狀態;
C、對通電狀態的調光膜進行雷射蝕刻,雷射在調光膜的導電層上刻畫出預先設定好的圖案。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述步驟A中,包括以下子步驟:子步驟A1、在遮光環境下,取用調製好的調光膜液晶加熱至20℃~50℃,攪拌均勻;子步驟A2、將調光膜液晶遮光靜置,直至調光膜液晶呈現透明狀態;子步驟A3、將兩張導電薄膜間隔設置,二者之間留有間隙,將調光膜液晶塗佈在兩張導電薄膜之間的間隙中;子步驟A4、對兩張導電薄膜進行輥壓貼合,輥壓後導電薄膜所形成的兩個導電層之間間距為10~25μm;子步驟A5、貼合後的調光膜在紫外光下進行光固化或加熱固化。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述子步驟A1中,所述調光膜液晶選擇在紅外波段、紫外波段或綠光波段透過率高的聚合物液晶,且調光膜液晶的透過率小於導電薄膜的透過率。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述調光膜液晶由原料向列型液晶、丙烯酸酯混合物和預聚物製成。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述調光膜液晶還包括光引發劑。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述丙烯酸酯混合物為甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的至少一種。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述子步驟A3中,所述導電薄膜為透明導電薄膜,選用銦錫氧化物透明導電薄膜、奈米銀導電薄膜、高分子聚合物導電薄膜或碳奈米管導電薄膜中的一種。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選子步驟A4還包括:在導電薄膜表面鍍有至少一層的特殊波段截止的透明導電材料截止層,所述特殊波段截止是指紅外波段、紫外波段或綠光波段截止。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述透明導電材料截止層選用的材料為MgF2、Al2O3、Ti3O5、SiO2或SiNx。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述透明導電材料截止層在導電薄膜表面鍍多層,由高折射率和低折射率的材料交替疊合形成。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述步驟B中,通電電壓為20~30V。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述步驟C中,包括以下子步驟:子步驟C1、選用適用雷射波長;子步驟C2、調整雷射聚焦面聚焦在調光膜的導電薄膜上;子步驟C3、根據設定圖案進行雷射蝕刻,去除導電薄膜上對應圖案位置的導電層,形成圖案;
子步驟C4、蝕刻完成後,分別對圖案或非圖案區域進行通電,通過圖案或非圖案區域透明狀態,來檢查蝕刻圖案完整性。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述子步驟C1中,所述雷射波長選用紫外波段355nm、綠光波段532nm或紅外波段1064nm。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述子步驟C4中,給調光膜的圖案區域通電,電壓達到透明態閾值時,圖案區域呈現透明狀態;或者給非圖案區域通電,電壓達到透明態閾值時,圖案區域呈現霧態,非圖案區域呈現透明狀態。
進一步地,在調光膜上刻畫圖案的方法中,優選所述方法還包括:子步驟A6、在固化後,在導電薄膜外粘接有用於保護導電薄膜的基層。
本發明中,由於調光膜在通電前,液晶分子處於雜亂狀態,透過率差,液晶分子會吸收的一定的雷射能量;對調光膜進行通電後,液晶分子呈現一定規律排列,光學透過率會大大提高,使得原本無法透過液晶或者被液晶分子吸收的光線透過規律排列的液晶分子,從而減少液晶分子吸收的雷射能量。本發明在通電條件下,通過雷射作用在透明導電薄膜上的導電層上,雷射到達的位置會吸收特定波長的雷射能量從而去掉相應的導電層,從而形成圖案。在通電條件下蝕刻,可以減少或避免雷射在調光膜中的散射與吸收比率,從而抑制缺陷形成,避免了在霧態下,雷射除
了被透明導電層吸收外,另外還會經過調光液晶層,調光液晶層對雷射的吸收和散射會影響調光膜的外觀效果,如形成氣泡、顏色變化、調光膜區域性失效等霧態下就可以看到蝕刻造成的缺陷問題。除了上述製程上帶來的優點外,本發明還可以做到:1、無需預先設計好圖案,圖案可以在後期製程,使得產品可變換性強。2、只需預先設計好調光膜產品,可以根據客戶需求定製化特定的圖案,具有更大的使用空間。3、調光膜結構和成本上無需做太大的改變,可以實現產品多樣性。4、製程上無需增加工序。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
圖1是本發明實施例的流程圖。
為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解,現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。
如圖1所示,一種在調光膜上刻畫圖案的方法,包括以下步驟:
步驟A、製備調光膜;
其中,步驟A包括以下子步驟:
子步驟A1、在遮光環境下,取用調製好的調光膜液晶加熱至20℃-50℃,轉速4500轉/分鐘以上並且持續時間不少於10小時的充分攪拌,攪拌均勻。其中,調光膜液晶選擇在紅外波段、紫外波段或綠光波段透過率高的聚合物液晶,且調光膜液晶的透過率小於導電薄膜的透過率。
其中,調光膜液晶可以選用多種不同類型的液晶,根據液晶的不同選擇的原料、配比和製備方法不同,本發明優選調光膜液晶由向列
型液晶、丙烯酸酯混合物和預聚物製成。具體地,包括以下重量份數的原料:向列型液晶20-85、丙烯酸酯混合物10-75、預聚物1-10。在進行光固化時,所述調光膜液晶還包括重量份數為0.5-2的光引發劑。
將上述配比的原料進行混合。
向列型液晶可以選擇市售商品,在此不作限定。
所述丙烯酸酯混合物為甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的至少一種。
所述預聚物為聚乙烯或聚丙烯。
上述調光膜液晶的選擇只是對本發明進行列舉說明,並不影響對調光膜液晶的其他選擇,在本技術領域,現有的液晶中,只要適用於調光膜的其他液晶也同樣適用本發明。
子步驟A2、將調光膜液晶遮光靜置,靜置時間在1-10h,直至調光膜液晶呈現透明狀態,備用;
子步驟A3、將兩張導電薄膜間隔設置,二者之間留有間隙,將調光膜液晶塗佈在兩張導電薄膜之間的間隙中;具體為將調光膜液晶轉
入塗佈機,塗佈機口位於兩張透明導電膜之間,塗佈機按照設定好的速度將液晶塗佈在兩張導電薄膜之間。
其中,所述導電薄膜為透明導電薄膜,選用銦錫氧化物透明導電薄膜、奈米銀導電薄膜、高分子聚合物導電薄膜或碳奈米管導電薄膜中的一種。銦錫氧化物透明導電薄膜、奈米銀導電薄膜、高分子聚合物導電薄膜或碳奈米管導電薄膜的選擇不作限定,可以任意選用一種或兩種,用於兩個導電薄膜。導電薄膜的尺寸根據實際需要設定。
子步驟A4、調光膜液晶塗佈完成後,對兩張導電薄膜進行輥壓貼合,輥壓後導電薄膜所形成的兩個導電層之間間距為10~25μm。兩層導電薄膜之間為調光膜液晶層,兩個導電層之間的間距即為調光膜液晶層的厚度。
子步驟A5、貼合後的調光膜在紫外光下進行光固化或加熱固化。
當通過紫外線固化時,需要添加0.5-2份的光引發劑,所述光引發劑為光引發劑184或光引發劑1173。紫外線固化的參數為:波長為365nm,紫外光強為10-100W/m2,輻照時間為30s-10min。
在採用加熱固化時,將貼合後的調光膜加熱至固化溫度,固化條件可以根據實際需要設定,該加熱固化為常規技術,在此不再贅述。
子步驟A6、在固化後,在導電薄膜外黏接有用於保護導電薄膜的基層。本步驟為優選步驟。
步驟B、將調光膜進行通電,使得調光膜呈現透明狀態;通電電壓為20~30V。
步驟C、對通電狀態的調光膜進行雷射蝕刻,雷射在調光膜的導電層上刻畫出預先設定好的圖案。
步驟C可包含如下子步驟:
子步驟C1、選用適用雷射波長;所述雷射波長可以選用紫外波段355nm、綠光波段532nm或紅外波段1064nm。優選紅外波段1064nm。
由於調光膜液晶的選擇與蝕刻所選擇的雷射波段有密切關聯,因此,需要選擇在特定雷射波段透光率高的調光膜液晶,或者是選擇對於已有調光膜液晶吸收少的特定雷射波段。因此,本發明選擇上述適用的雷射波段。
原料優選為向列型液晶、丙烯酸酯混合物和預聚物,製成的調光膜液晶對紅外雷射在1064nm透光率高,選擇該波段降低紅外雷射對調光膜的影響。
子步驟C2、將材料水準放置在雷射蝕刻設備平臺上;調整平臺高度,來調整雷射聚焦面聚焦在調光膜的導電薄膜上。雷射聚焦面到平臺表面的距離為D1,根據調光膜各疊層厚度可知預圖案化的導電薄膜到平臺表面的距離D2,可以換算出雷射聚焦面到預圖案化的導電薄膜距離為D1-D2,平臺高度往上平移D1-D2即可。
子步驟C3、設置加工參數,根據設定圖案進行雷射蝕刻,去除導電薄膜上對應圖案位置的導電層,形成圖案;
子步驟C4、蝕刻完成後,分別對圖案或非圖案區域進行通電,通過圖案或非圖案區域透明狀態,來檢查蝕刻圖案完整性。給調光膜的圖案區域通電,電壓達到透明態閾值時,圖案區域呈現透明狀態;或者
給非圖案區域通電,電壓達到透明態閾值時,圖案區域呈現霧態,非圖案區域呈現透明狀態。
由於導電薄膜為兩層,如果對單層導電薄膜進行蝕刻,由於在蝕刻圖案時,雷射會穿透調光膜液晶對另一導電薄膜產生影響,因此,需要在該層導電薄膜表面鍍有至少一層的特殊波段截止的透明導電材料截止層,優選在步驟A中還包括子步驟A4:在導電薄膜表面鍍有至少一層的特殊波段截止的透明導電材料截止層,所述特殊波段截止是指紅外波段、紫外波段或綠光波段截止(截止指反射掉)。優選所述透明導電材料截止層選用的材料為MgF2、Al2O3、Ti3O5、SiO2或SiNx。上述材料可以任意選擇,所述透明導電材料截止層在導電薄膜表面鍍多層,由上述高折射率和低折射率的材料交替疊合形成。其中,MgF2的折射率n=1.38(550nm),Al2O3的折射率n=1.63(550nm)、Ti3O5的折射率n=2.2-2.4(500nm)、SiO2的折射率n=1.46(550nm),SiNx的折射率n=1.92-2.3(550nm),這樣將高折射率的Ti3O5和SiNx與低折射率的MgF2、Al2O3或SiO2交替疊合多層鍍膜,形成紅外波段、紫外波段或綠光波段截止。
採用截止層,在調光膜進行透明導電層圖案化蝕刻時,聚焦在焦點處的雷射主要對透明導電層蝕刻形成預設圖案;透過透明導電層的絕大部分被透明導電材料截止層截止(即被反射掉),從而減少雷射對調光膜液晶造成的影響。
Claims (13)
- 一種在調光膜上刻畫圖案的方法,包括以下步驟:步驟A、製備所述調光膜;子步驟A1、在遮光環境下,取用調製好的調光膜液晶加熱至20℃~50℃,攪拌均勻;子步驟A2、將調光膜液晶遮光靜置,直至調光膜液晶呈現透明狀態;子步驟A3、將兩張導電薄膜間隔設置,二者之間留有間隙,將調光膜液晶塗佈在兩張導電薄膜之間的間隙中;子步驟A4、對兩張導電薄膜進行輥壓貼合,輥壓後導電薄膜所形成的兩個導電層之間間距為10~25μm;在所述導電薄膜表面鍍有至少一層的特殊波段截止的透明導電材料截止層,所述特殊波段截止是指紅外波段、紫外波段或綠光波段截止;子步驟A5、貼合後的調光膜在紫外光下進行光固化或加熱固化;步驟B、將所述調光膜進行通電,使得所述調光膜呈現透明狀態;以及步驟C、對通電狀態的所述調光膜進行雷射蝕刻,雷射在所述調光膜的導電層上刻畫出預先設定好的圖案。
- 如申請專利範圍第1項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述子步驟A1中,所述調光膜液晶選擇在紅外波段、紫外波段或綠光波段透過率高的聚合物液晶,且所述調光膜液晶的 透過率小於所述導電薄膜的透過率。
- 如申請專利範圍第1項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述調光膜液晶由原料向列型液晶、丙烯酸酯混合物和預聚物製成。
- 如申請專利範圍第2項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述調光膜液晶還包括光引發劑。
- 如申請專利範圍第2項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述丙烯酸酯混合物為甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的至少一種;所述預聚物為聚乙烯或聚丙烯。
- 如申請專利範圍第2項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述子步驟A3中,所述導電薄膜為透明導電薄膜,選用銦錫氧化物透明導電薄膜、奈米銀導電薄膜、高分子聚合物導電薄膜或碳奈米管導電薄膜中的一種。
- 如申請專利範圍第1項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述透明導電材料截止層選用的材料為MgF2、Al2O3、Ti3O5、SiO2或SiNx。
- 如申請專利範圍第1項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述透明導電材料截止層在所述導電薄膜表面鍍多層,由高折射率和低折射率的材料交替疊合形成。
- 如申請專利範圍第1項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述步驟B中,通電電壓為20~30V。
- 如申請專利範圍第1項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述步驟C中,包括以下子步驟: 子步驟C1、選用適用雷射波長;子步驟C2、調整雷射聚焦面聚焦在所述調光膜的所述導電薄膜上;子步驟C3、根據設定圖案進行雷射蝕刻,去除所述導電薄膜上對應圖案位置的所述導電層,形成所述圖案;子步驟C4、蝕刻完成後,分別對圖案或非圖案區域進行通電,通過圖案或非圖案區域透明狀態,來檢查蝕刻圖案完整性。
- 如申請專利範圍第10項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述子步驟C1中,所述雷射波長選用紫外波段355nm、綠光波段532nm或紅外波段1064nm。
- 如申請專利範圍第10項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述子步驟C4中,給所述調光膜的所述圖案區域通電,電壓達到透明態閾值時,所述圖案區域呈現透明狀態;或者給所述非圖案區域通電,電壓達到透明態閾值時,所述圖案區域呈現霧態,所述非圖案區域呈現透明狀態。
- 如申請專利範圍第1項所述的在調光膜上刻畫圖案的方法,其中所述步驟A中,還包括:子步驟A6、在固化後,在所述導電薄膜外黏接有用於保護所述導電薄膜的基層。
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