[发明专利]基于带状模具的薄膜双面微结构卷对卷UV固化成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物加工技术领域的装置，具体是一种基于带状模具的薄膜双面微结构卷对卷UV固化成型装置。

背景技术

智能手机、液晶电视、平板电脑等电子设备产业的迅猛发展对电子显示屏提出了更轻、更薄、更廉价的要求。作为电子显示屏的重要组成元件，具有表面微细结构的光学膜势必朝着多功能和集成化的方向发展，即将传统的单一功能光学膜如反光膜、匀光膜、增亮膜等的功能集成到一起。如何高效、高精度地加工出具有双面微细结构的光学膜成了光电行业发展关键技术之一。

UV固化压印成型具有加工温度低、成形压力小、加工精度高和模具寿命长等优点，辅以卷对卷的运动方式，有望实现光学薄膜的高效、高精度加工。该方法首先将涂料通过各种涂覆方法均匀涂覆在聚合物基材上，然后施加很小的压力使液态UV固化涂料充型到模具表面微细型腔之中，最后通过UV光照使其固化。中国专利公开号为CN101843859A，名称为一种卷对卷紫外纳米压印装置及方法，该装置实现了聚合物材料微细结构的连续加工，通过传输装置、涂布装置、压印装置、预固化装置和强固化装置，将液态材料经由预固化和强固化两步工艺硬化成型。但是，该方法只能实现单面特征的成型。中国专利公开号CN100575243C，名称为柔性基宏电子制造中微结构的大面积逆辊压印方法，该方法将紫外固化工艺与逆向辊压印技术结合，成功在柔性塑料薄膜上制作出大面积具有三维功能的微结构，但是该方法主要应用于单面微细结构的成型。另外，中国专利公开号CN102681082A，名称为导光膜卷对卷制造方法及其构造，该方法通过重复放卷收卷的方式在同一聚合物基材上下表面加工出微细结构，实现了单膜双面微细结构的加工成型，但是由于两面加工不是同时进行的，该方法加工时间较长，加工效率不高。美国专利号US2009/0183643A1，名称为Structure of Roller Imprinting Apparatus，该发明采用带状模具进行UV固化，能够延长保型时间，提高微细结构成型效果。但是该发明只涉及了单面UV固化的应用，未考虑双面微细特征的成型固化。美国Nezuka，O.等人【Nezuka，O.，et a1.(2008).″Replication of Microstructures by Roll-to-Roll UV-Curing Embossing.″Polymer-Plastics Technology and Engineering47(9)：865-873】使用白搭的卷对卷UV固化设备进行了棱镜微结构的成型研究，并对比了不同脱模方法的优劣。但是该设备只能研究模具辊的加工工艺，不能对比研究模具带工艺，同时，该设备只具有研究单面UV固化的能力。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于带状模具的薄膜双面微结构卷对卷UV固化成型装置，该装置一次放卷收卷过程实现双面UV光学结构固化成型，可以高效率大批量连续生产大面积高精度薄膜光学器件。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于带状模具的薄膜双面微结构卷对卷UV固化成型装置，包括架设在机架上依次连接的放卷模块、UV固化模块、贴保护膜模块、收卷模块，

所述的放卷模块与UV固化模块经调节组件连接，

所述的UV固化模块包括正向UV固化模块及逆向UV固化模块，上述固化模块均包括涂料模块及UV固化模块，待加工薄膜基材经正向UV固化模块及逆向UV固化模块分别在两面进行UV固化，

所述的贴保护膜模块在UV固化后的薄膜基材的表面贴合保护膜，最后经收卷模块收卷。

所述的正向UV固化模块中，涂料模块采用滴胶方式或者狭缝式涂胶方式涂胶，然后利用刮刀或者软辊将涂料涂覆均匀并达到目标厚度，UV固化模块为线功率在200-300W/cm的UV光源。

所述的正向UV固化模块采用主动辊及从动辊带动模具带运动，在固化之前有较长的充型时间，充型效果更好；固化之后保型时间也较长，保证固化效果。待加工薄膜基材在模具带上运动并经涂料模块涂料、UV固化模块照射紫外线。

所述的模具带套在主动辊及从动辊上，通过调节主动辊及从动辊间的距离调节张紧力，模具带为完整加工成型，实现微细结构的连续无缝加工。

所述的逆向UV固化模块中，

涂料模块采用微凹涂胶方式或者狭缝式涂胶方式涂胶，然后利用刮刀或者软辊去除模具辊型腔外的涂料，

UV固化模块为线功率在200-300W/cm的UV光源。