用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置及其方法

摘要

本发明涉及用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置及方法，CO2激光器的输出端设置有XY运动扫描振镜，所述XY运动扫描振镜正对于加工平台，CO2激光器发出的激光经过XY运动扫描振镜后，到达加工平台，CO2激光作用于加工平台的被加工材料上，被加工材料受热形成一个200～500μm微坑，控制高速开关激光，每秒钟打出5000～15000微坑，在时间上形成串微坑，再通过运动扫描平台使之在空间平面上形成许多微槽，每个微槽深度在10μm～100μm，运动速度5～15m/s；通过控制平台的速度结合计算机控制扫描运动的路径，在被加工材料平面上形成许多不同密度分布的沟槽，沟槽的长度在500～1000μm，宽度为500μm，深度为10～100μm。从而在亚克力材料上形成需要大小及长度、宽度、深度的沟槽用以导光。

权利要求

1.用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置，其特征在于：CO2激光器的输出端设置有XY运动扫描振镜，所述XY运动扫描振镜正对于加工平台。

2.根据权利要求1所述的用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置，其特征在于：所述CO2激光器是波长为10.6um的CO2激光器。

3.利用权利要求1所述的装置实现高速划槽的方法，其特征在于：CO2激光器发出的激光经过XY运动扫描振镜后，到达加工平台，CO2激光作用于加工平台的被加工材料上，被加工材料受热形成一个200～500um微坑，控制高速开关激光，每秒钟打出5000～15000微坑，在时间上形成串微坑，再通过运动XY运动扫描振镜使之在空间平面上形成许多微槽，每个微槽深度在10um～100um，XY运动扫描振镜运动速度5～15m/s；通过控制XY运动扫描振镜的速度结合计算机控制扫描运动的路径，在被加工材料平面上形成许多不同密度分布的沟槽，沟槽的长度在500～1000um，宽度为500um，深度为10～100um。

说明书

用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置及其方法。

背景技术

[0002] 目前，用于大幅面背光源的加工工艺方法有以下几种

[0003] 1)印刷工艺方法：先根据光学要求出一份菲林，然后转移到一个丝网模板上，清洗丝干净丝网板(因为丝网板是用酸腐蚀出来的，因此要把酸清洗掉)，再后把丝网板对位好放在工作板上，在丝网板上面刮一种专用油墨，最后用烘箱烘干。因此工序多，有腐蚀性酸产生，油墨有毒不环保，手动印刷的起点地方和最后提起的地方油墨较多会影响质量导光质量，烘箱烘产品易变形而成品率低度(30％)，效率一般(2分钟/片)。

[0004] 2)传统的运动平台移动与CO2激光加工工艺：这种工艺克服了印刷工艺的许多不良地方，无腐蚀性酸，无油墨产生的毒，无印刷起点和终点重，也无工序多的问题，由于运动平台速度有限，故效率较差(2.5分钟/片)。

[0005] 3)高速光学振镜扫与CO2激光加工工艺：此工艺由光学扫描装置带动反射镜片(质量很轻，约100克)，通过镜片反射激光而形成激光运动，因此在运动上速度可以有很大的提高，比传统的运动平台的整体速度提高1～2倍。此工艺方法加工无腐蚀性酸，无油墨产生的毒无起点终点重现象，无废品率，效率(1分钟/片)。

发明内容

[0006] 本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置及其方法。

[0007] 本发明的目的通过以下技术方案来实现：

[0008] 用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置，特点是：CO2激光器的输出端设置有XY运动扫描振镜，所述XY运动扫描振镜正对于加工平台。

[0009] 进一步地，上述的用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置，其中，所述CO2激光器是波长为10.6um的CO2激光器。

[0010] 本发明实现高速划槽的方法，CO2激光器发出的激光经过XY运动扫描振镜后，到达加工平台，CO2激光作用于加工平台的被加工材料上，被加工材料受热形成一个200～500um微坑，控制高速开关激光，每秒钟打出5000～15000微坑，在时间上形成串微坑，再通过运动XY运动扫描振镜使之在空间平面上形成许多微槽，每个微槽深度在10um～100um，XY运动扫描振镜运动速度5～15m/s；通过控制XY运动扫描振镜的速度结合计算机控制扫描运动的路径，在被加工材料平面上形成许多不同密度分布的沟槽，沟槽的长度在500～
1000um，宽度为500um，深度为10～100um。

[0011] 本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

[0012] 本发明结合激光打点工艺和高速扫描运动控制工艺，通过将CO2激光器发出的激光经过光学扩束聚焦变换处理以及根据扫描角度实时进行焦距调整，使其产生需要大小的激光光斑及能量；再通过扫描镜以合适的高速运动驱动激光的移动，从而在亚克力材料上形成需要大小及长度、宽度、深度的沟槽用以导光；可应用于大幅面平板显示器行业、灯箱广告的光源行业和均匀照明行业。

附图说明

[0013] 下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

[0014] 图1：本发明的结构示意图。

[0015] 图中各附图标记的含义：

[0016] 1-CO2激光器，2-XY运动扫描振镜，3-加工平台。

具体实施方式

[0017] 如图1所示，用于背光源加工的CO2激光高速划槽装置，CO2激光器1的输出端设置有XY运动扫描振镜2，XY运动扫描振镜2正对于加工平台3；CO2激光器1是波长为10.6um的CO2激光器。

[0018] 采用CO2激光进行刻蚀，CO2这种波长的激光(波长＝10.6um)对亚克力材料来说很容易吸收，吸收后产生很好的微槽以利于导光；并且CO2激光器的功率可以很高，正常100W的功率可达到要求，因此为加工速度提供了保证。另外激光的斑大小也可以进行调节以满足要求(一般为0.3mm大小，深度为0.05mm)。

[0019] 运动扫描部分采用XY运动扫描振镜2，此振镜速度可达到30m/s(此速度是与工作距离成正比，此工作距离一般为900mm)。为了满足客户的幅面要求，因此采取三维动态振镜来保证，此幅面最大为1500mm×1500mm，为了兼顾光斑的大小及客户幅面要求，采用700×1200mm的大小就能满足要求。

[0020] 用于高速划槽时，CO2激光器发出的激光经过XY运动扫描振镜后，到达加工平台，CO2激光作用于加工平台的被加工材料上，被加工材料受热形成一个200～500um微坑，控制高速开关激光，每秒钟打出5000～15000微坑，在时间上形成串微坑，再通过运动XY运动扫描振镜使之在空间平面上形成许多微槽，每个微槽深度在10um～100um，XY运动扫描振镜运动速度5～15m/s；通过控制XY运动扫描振镜的速度结合计算机控制扫描运动的路径，在被加工材料平面上形成许多不同密度分布的沟槽，沟槽的长度在500～1000um，宽度为500um，深度为10～100um。

[0021] 本发明结合激光打点工艺和高速扫描运动控制工艺，通过将CO2激光器发出的激光经过光学扩束聚焦变换处理以及根据扫描角度实时进行焦距调整，使其产生需要大小的激光光斑及能量。再通过扫描镜以合适的高速运动驱动激光的移动，从而在亚克力材料上形成需要大小及长度、宽度、深度的沟槽用以导光。可应用于大幅面平板显示器行业、灯箱广告的光源行业和均匀照明行业。

[0022] 需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。