一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法

摘要

本发明涉及一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，包括如下步骤：首先根据微透镜阵列所需参数进行菲林设计和网版制作；接着进行UV感光树脂配制，使得UV感光树脂黏度在100CP‑10000CP之间。印刷时将清洗过后的基板与网版对齐后在网版上倒入适量的UV感光树脂并将UV感光树脂摊匀后进行丝网印刷制备UV感光树脂阵列，根据透镜参数控制静置时间后，放置在所需波长的紫外线灯下进行固化，即可实现微透镜阵列的大面积生产。本发明所提出的制作方法只需根据微透镜阵列所需参数的进行菲林设计与网版制备，可以快速地制备大面积微透镜阵列，并提高微透镜阵列的一致性与精细度，尤其适合用于集成成像3D显示的微透镜阵列制备。

权利要求

1.一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：设计菲林，根据所述微透镜阵列所需参数设计菲林；

步骤S2：制作网版，将所述菲林的菲林图案转移至所述网版，所述网版中所用网纱直径为5微米到500微米，所述网纱孔径为10微米至500微米；

步骤S3：配制UV感光树脂，所述UV感光树脂黏度在100CP至10000CP之间；

步骤S4：通过丝网印刷制备UV感光树脂阵列，将清洗过后的透明基板与所述网版对位，将所述UV感光树脂倒入所述网版，进行丝网印刷，将印刷好的UV感光树脂阵列样品静置10s至10min，形成微透镜形状；

步骤S5：通过紫外固化形成微透镜阵列，将所述UV感光树脂阵列样品放置在紫外线灯下进行固化形成微透镜阵列，且固化时间为5s至10分钟；

在所述步骤S1中，根据所述UV感光树脂黏度以及所述丝网印刷至所述UV感光树脂阵列样品固化的间隔时间的不同，所述菲林中微透镜尺寸比实际微透镜尺寸小100纳米到1毫米；

在所述步骤S2中，所述网纱为聚酯网纱、尼龙网纱或不锈钢网纱；

在所述步骤S2中，在所述网版涂覆光刻胶后，用所述菲林做掩膜版进行曝光，显影后氮气吹干制成丝印网版，完成所述网版制备；

在所述步骤S4中，所述透明基板包括普通玻璃、ITO玻璃、石英玻璃以及聚合物；

所述微透镜的图形包括圆形、矩形、多边形以及条状柱透镜的规则凸起阵列；

在所述步骤S4中，基板清洗包括：选取一块所需尺寸的基板进行划片，将基板置于按体积比为Win-10 : DI水 = 3 : 97清洗液中，利用频率为32KHz的超声机清洗15min，喷淋

2min后，再置于体积比为Win-41 : DI水 = 5 : 95清洗液中，利用频率为40KHz的超声机清洗10min，经循环自来水喷淋漂洗2min后，再利用频率为28KHz的超声机在DI纯净水中清洗

10min，经氮气枪吹干后置于50℃洁净烘箱中保温30min以上备用。

说明书

一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及新型显示器件领域，尤其涉及一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法。

背景技术

[0002] 微透镜阵列广泛应用于3D显示器件、CCD、投影仪和其他光学器件中。传统微透镜阵列制备方法有光刻胶热回流技术、金刚石车削法、化学沉积法等可以实现大面积制作微透镜阵列，但是利用这些方法制作的微透镜阵列存在形貌不够光滑、单元微透镜半径等参数不一致的现象；近年来的激光直写法、喷墨打印可以制作出形貌良好的微透镜阵列，但是利用这些方法进行大面积制作微透镜阵列却很耗费时间。而丝网印刷在很早之前就已经活跃在我们的视线，它是一种快速方便能实现大面积生产的一种印刷技术。

[0003] UV 油墨的着墨牢固度极好可以确保大面积印件的印张墨色均匀一致且不受气候条件变化的影响，UV 油墨不会在网上干燥所以对细微反差的印件或者对具有高光层次的印件只要采用高目数丝网印刷其质量即可完全符合客户的要求。这种质量上的优势，特别体现在水基UV 油墨，因为这种UV 油墨在网上不干燥、不堵眼、无需在印完一版以后清洗丝网版，大大减少了在采用溶剂型油墨时经常发生的停机现象和废品率，同时也明显提高了丝网印刷的速度生产率和经济效益。将UV感光树脂与丝网印刷结合起来可以很好地实现微透镜阵列的大面积生产，保证微透镜阵列的一致性与精密性。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，采用丝网印刷制作UV感光树脂阵列，并通过控制所述UV感光树脂阵列间距、UV感光树脂黏度以及UV感光树脂固化参数形成微透镜阵列。

[0006] 在本发明一实施例中，还包括如下步骤：

[0007] 步骤S1：设计菲林，根据所述微透镜阵列所需参数设计菲林；

[0008] 步骤S2：制作网版，将所述菲林的菲林图案转移至所述网版，所述网版中所用网纱直径为5微米到500微米，所述网纱孔径为10微米至500微米；

[0009] 步骤S3：配制UV感光树脂，所述UV感光树脂黏度在100CP至10000CP之间；

[0010] 步骤S4：通过丝网印刷制备UV感光树脂阵列，将清洗过后的透明基板与所述网版对位，将所述UV感光树脂倒入所述网版，进行丝网印刷，将印刷好的UV感光树脂阵列样品静置10s至10min形成微透镜形状；

[0011] 步骤S5：通过紫外固化形成微透镜阵列，将所述UV感光树脂阵列样品放置在紫外线灯下进行固化形成微透镜阵列，且固化时间为5s至10分钟。

[0012] 在本发明一实施例中，在所述步骤S1中，根据所述UV感光树脂黏度以及所述丝网印刷至所述UV感光树脂阵列样品固化的间隔时间的不同，所述菲林中微透镜尺寸比实际所述所需微透镜尺寸小100纳米到1毫米。

[0013] 在本发明一实施例中，在所述步骤S2中，所述网纱为聚酯网纱、尼龙网纱或不锈钢网纱。

[0014] 在本发明一实施例中，在所述步骤S2中，在所述网版涂覆光刻胶后，用所述菲林做掩膜版进行曝光，显影后氮气吹干制成丝印网版，完成所述网版制备。

[0015] 在本发明一实施例中，在所述步骤S4中，所述透明基板包括普通玻璃、ITO玻璃、石英玻璃以及聚合物。

[0016] 在本发明一实施例中，所述微透镜的图形包括圆形、矩形、多边形以及条状柱透镜的规则凸起阵列。

[0017] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，只需根据微透镜阵列所需参数的进行菲林设计与网版制备，可以快速地制备大面积微透镜阵列，并提高微透镜阵列的一致性与精细度，尤其适合用于集成成像3D显示的微透镜阵列制备。

附图说明

[0018] 图1是本发明提供的一种大面积微透镜阵列的制作流程示意图。

[0019] 图2是本发明提供的第一实施例的菲林结构局部示意图。

[0020] 图3是本发明提供的第一实施例的网版局部示意图。

[0021] 图4是本发明提供的第一实施例丝网印刷得到的微透镜阵列的结构示意图。

[0022] 图5是本发明提供的第二实施例的菲林结构局部示意图。

[0023] 图6是本发明提供的第二实施例的网版局部示意图。

[0024] 图7是本发明提供的第二实施例丝网印刷得到的微透镜阵列的结构示意图。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

[0026] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。在图中，为了清楚，放大了层与区域的厚度，但作为示意图不应该被认为严格反映了几何尺寸的比例关系。在此，参考图是本发明的理想化实施例示意图，本发明的实施例不应该被认为仅限于图中所示的区域的特定形状，而是包括所得到的形状，比如制造引起的偏差。在本实施例中均以矩形或圆表示，图中的表示是示意性的，但这不应该被认为限制本发明的范围。本实施例中障壁起伏图案的大小与起伏周期有一定范围，在实际生产中可以根据实际需要设计起伏图案大小及其起伏周期，实施例中起伏周期的数值只是示意值，但这不应该被认为限制本发明的范围。

[0027] 进一步的，如图1 本发明提供的一种大面积微透镜阵列的制作流程示意图。本发明提供的一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，，包括以下步骤：

[0028] 步骤S1：菲林设计：根据微透镜阵列所需参数设计菲林，根据所用UV感光树脂黏度和印刷至UV固化的间隔时间不同，菲林中微透镜尺寸比实际所需微透镜尺寸小100纳米到1毫米；

[0029] 步骤S2：网版制作：将菲图案转移到网版，网版中所用网纱为聚酯网纱、尼龙网纱或不锈钢网纱，网纱直径为5微米到500微米，网纱孔径为10微米至500微米；

[0030] 步骤S3：UV感光树脂配制：根据需要配置UV感光树脂，使得UV感光树脂黏度在100CP-10000CP之间，当UV感光树脂的黏度小，所制备微透镜的尺寸相比菲林和网版中微透镜尺寸越大，厚度越厚；

[0031] 步骤S4：丝网印刷制备UV感光树脂阵列：将清洗过后的透明基板与网版对位工作做好之后在网版上倒入适量的UV感光树脂，进行丝网印刷，根据所需微透镜尺寸和间距，将印刷好的样品静置10s-10min形成理想微透镜形状；

[0032] 步骤S5：紫外固化形成微透镜阵列：将样品放置在所需波长的紫外线灯下进行固化形成微透镜阵列。

[0033] 为了让本领域技术人员具体了解发明所提出的一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，下面结合具体的实施例进行说明。

[0034] 实施例一：

[0035] 图2为实施例一的菲林结构局部示意图，在本实施例中，首先设计菲林图形为圆形凸起阵列，选择白玻作为基板，丝网印刷UV感光树脂选用黏度较高易固化的6230G，最后选择365纳米波段的紫外光进行固化。

[0036] 进一步的，在本实施例中，本发明所提供的一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，包括如下步骤：

[0037] 步骤S1：菲林设计

[0038] 如图２所示为菲林的局部示意图，本实施例设计的菲林图形是直径为250微米的圆形，阵列为384*216，相邻圆之间的间距为38微米，圆形凸起高度为0.4微米。

[0039] 步骤S2：网版制作

[0040] 将菲图案转移到网版，选择聚酯网纱网纱，考虑到微透镜阵列的凸起形貌，本实施例用于制备网版的膜厚选择为20微米，最终由间接菲林制备的网版局部图如图３所示，参数为网点是直径为250微米的圆形，阵列为384*216，相邻圆之间的间距为38微米，圆形凹槽深度为20微米。

[0041] 步骤S3：基板清洗

[0042] 选取一块所需尺寸的玻璃基板进行划片，将玻璃基板置于按体积比为Win-10 : DI水 = 3 : 97清洗液中，利用频率为32KHz的超声机清洗15min，喷淋2min后，再置于体积比为Win-41 : DI水 = 5 : 95清洗液中，利用频率为40KHz的超声机清洗10min，经循环自来水喷淋漂洗2min后，再利用频率为28KHz的超声机在DI纯净水中清洗10min，经氮气枪吹干后置于50℃洁净烘箱中保温30min以上备用。

[0043] 步骤S4：丝网印刷制备UV感光树脂阵列

[0044] 将步骤S2的网版与步骤S3的基板对好位置，将适量的型号为6230G的UV感光树脂倒于网版边缘，将UV感光树脂摊匀后进行丝网印刷得到微透镜阵列。

[0045] 步骤S5：微透镜阵列的固化

[0046] 由步骤S4制作的微透镜阵列静置30s后放置在365纳米紫外灯下曝光5min进行固化得到如图4所示的微透镜阵列。

[0047] 至此，一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法形成。

[0048] 实施例二：

[0049] 如图５为实施例二的菲林结构局部示意图，在本实施例中，首先设计菲林图形为条形凸起阵列，选择白玻作为基板，丝网印刷UV感光树脂选用黏度较高易固化的6230G，最后选择365纳米波段的紫外光进行固化。

[0050] 进一步的，在本实施例中，本发明所提供的一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法，包括如下步骤：

[0051] 步骤S1：菲林设计

[0052] 如图５所示为菲林的局部示意图，本实施例设计的菲林图形是长度为6cm、宽度为250微米的条状，阵列为384*1，相邻条状之间的间距为40微米，条状凸起高度为0.4微米。

[0053] 步骤S2：网版制备

[0054] 将菲图案转移到网版，选择尼龙网纱作为网版网纱材料，考虑到微透镜阵列的凸起形貌，本实施例用于制备网版的膜厚选择为15微米，最终由间接菲林制备的网版局部图如图６所示，参数为网点是长度为6cm、宽度为250微米的条状，阵列为384*1，相邻条状之间的间距为40微米，条状凹槽深度为15微米。

[0055] 步骤S3：基板清洗

[0056] 选取一块所需尺寸的玻璃基板进行划片，将玻璃基板置于按体积比为Win-10 : DI水 = 3 : 97清洗液中，利用频率为32KHz的超声机清洗15min，喷淋2min后，再置于体积比为Win-41 : DI水 = 5 : 95清洗液中，利用频率为40KHz的超声机清洗10min，经循环自来水喷淋漂洗2min后，再利用频率为28KHz的超声机在DI纯净水中清洗10min，经氮气枪吹干后置于50℃洁净烘箱中保温30min以上备用。

[0057] 步骤S4：丝网印刷制备UV感光树脂阵列

[0058] 将步骤S2的网版与步骤S3的基板对好位置，将适量的型号为6230G的UV感光树脂倒于网版边缘，将UV感光树脂摊匀后进行丝网印刷得到微透镜阵列。

[0059] 步骤S5：微透镜阵列的固化

[0060] 由步骤S4制作的微透镜阵列放置在365纳米紫外灯下曝光5min进行固化得到如图７所示的微透镜阵列。

[0061] 至此，一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法形成。

[0062] 进一步的，在实施例一以及实施例二中，微透镜的图形包括圆形、矩形、多边形及条状柱透镜的规则的凸起阵列。

[0063] 进一步的，在实施例一以及实施例二中，网版制备过程如下：在网版涂覆光刻胶后，用菲林做掩膜版进行曝光，显影后氮气吹干制成丝印网版。

[0064] 进一步的，在实施例一以及实施例二中，透明基板材料包括普通玻璃、ITO玻璃、石英玻璃、聚合物。

[0065] 本发明提供的一种大面积微透镜阵列的丝网印刷制作方法不局限于上述实施例，上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。