一种用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备的制作方法

1.本实用新型涉及卷对卷技术领域，特别涉及一种用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备。


背景技术：

2.作为一种比较传统的技术，卷对卷技术由于其低成本及高效率已经在各种柔性电子制造如大幅面激光直写屏、柔性激光位移传感器、太阳能薄膜制造等高新技术领域焕发出新的活力，并引起了越来越多研究人员的兴趣。卷对卷技术的原理是通过调节各个滚轴的运动速度、加速度及滚轴运用方向，从而对运输材料的张力、贴合位置等进行控制。因此，对滚轴系统的设计、滚轴系统的控制方式与滚轴的控制精度将显著地决定卷对卷设备的制造精度。同时，随着大幅面、大批量柔性电子制造领域引进卷对卷技术，该领域对柔性电子制造提出了新的、更高的要求。特别是对于基于激光直写柔性显示屏的大幅面卷对卷技术，因为输入材料的3d结构具有期望的、微米甚至纳米级别的特征尺寸，所以其相应的卷对卷技术的精度也需要达到纳米甚至微米级别。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决现有技术中的缺陷，提出了一种用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备。
4.本实用新型的一种用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备，包括：
5.多个材料放出装置，其中每个材料放出装置用于放出一层材料；
6.多层材料贴合装置，其用于将所述多个材料放出装置放出的多层材料进行贴合，
7.所述每个材料放出装置包括：放出单元、方向改变单元、张力校正单元及位移同步单元。
8.优选地，所述放出单元包括放出辊及驱动所述放出辊的放出辊制动器。
9.优选地，所述张力校正单元包括：
10.张力小幅度调节辊，用于调节材料的小幅度张力；
11.张力小幅度调节制动器，用于驱动所述张力小幅度调节辊；
12.张力微幅度调节辊，用于调节材料的微牛级别以下的张力；
13.张力微幅度调节制动器，用于驱动所述张力微幅度调节辊；以及
14.张力调节器，获得传感器测得的当前材料张力，将测量的材料张力与期望张力进行对比获得第一差值，根据第一差值减少或增加电机的输出功率并反馈至所述张力小幅度调节制动器，所述张力小幅度调节制动器根据所述输出功率驱动所述张力小幅度调节辊，从而实现小幅度地调节材料张力；随后再次获得传感器测得的当前材料张力，将测量的材料张力与期望张力进行对比获得第二差值，根据第二差值减少或增加电机的输出功率并反馈至所述张力微幅度调节制动器，所述张力微幅度调节制动器根据所述输出功率驱动所述张力微幅度调节辊，从而实现微幅度地调节材料张力。
15.优选地，所述位移同步单元包括：
16.激光位移传感器，用于检测材料的运输速度；以及
17.同步管控仪，与所述激光位移传感器连接，基于所述激光位移传感器检测到的运输速度调节材料的运输速度以矫正位移误差。
18.优选地，所述方向改变单元包括多个自由辊，所述自由辊用于改变材料的运输方向。
19.优选地，所述材料改变的方向小于45度。
20.优选地，所述多层材料贴合装置包括：
21.贴合张力小幅度调节辊，用于调节材料的小幅度贴合张力；
22.贴合张力小幅度调节制动器，用于驱动所述贴合张力小幅度调节辊；
23.贴合张力微幅度调节辊，用于调节材料的微牛级别以下的贴合张力；
24.贴合张力微幅度调节制动器，用于驱动贴合所述张力微幅度调节辊；以及
25.贴合张力调节器，获得传感器测得的当前材料贴合张力，将测量的贴合材料张力与期望张力进行对比获得第一差值，根据第一差值减少或增加电机的输出功率并反馈至所述贴合张力小幅度调节制动器，所述贴合张力小幅度调节制动器根据所述输出功率驱动所述贴合张力小幅度调节辊，从而实现小幅度地调节材料贴合张力；随后再次获得传感器测得的当前材料张力，将测量的贴合材料张力与期望张力进行对比获得第二差值，根据第二差值减少或增加电机的输出功率并反馈至所述贴合张力微幅度调节制动器，所述贴合张力微幅度调节制动器根据所述输出功率驱动所述贴合张力微幅度调节辊，从而实现微幅度地调节贴合材料张力。
26.优选地，所述材料为阵列透镜。
27.本实用新型具有如下有益效果：
28.本实用新型的用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备，在材料运输过程中通过多级张力施加，可以有效减少材料运输过程中材料的失效，以及在贴合过程中通过多级贴合张力施加，可以有效地减少贴合过程中材料的失效(即压印失败，导致图案没有压印到材料上，或者导致压印的图案发生错位)，进一步提高贴合精度。
附图说明
29.图1是本实用新型的用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备的部件构成及输送路径示意图。
30.图2是本实用新型的张力校正单元的二级反馈补偿控制示意图。
具体实施方式
31.以下将结合说明书附图对本实用新型的实施方式予以说明。需要说明的是，本说明书中所涉及的实施方式不是穷尽的，不代表本实用新型的唯一实施方式。以下相应的实施例只是为了清楚的说明本实用新型专利的实用新型内容，并非对其实施方式的限定。对于该领域的普通技术人员来说，在该实施例说明的基础上还可以做出不同形式的变化和改动，凡是属于本实用新型的技术构思和实用新型内容并且显而易见的变化或变动也在本实用新型的保护范围之内。
32.图1是本实用新型的用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备的输送路径示意图。如图1所示，本实用新型的用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备，包括：第一材料放出装置1，用于放出一层透镜阵列a；第二材料放出装置2，用于放出一层透镜阵列b；多层材料贴合装置3，其用于将所述第一和第二材料放出装置放出的两层材料进行贴合。下面对各部分进行详细说明。
33.由于第一材料放出装置1和第二材料放出装置2的结构是相同的，因此本文中以第一材料放出装置来举例说明材料放出装置的结构。第一材料放出装置1包括：放出单元、方向改变单元、张力校正单元及位移同步单元。
34.具体地，所述放出单元包括放出辊11及驱动所述放出辊的放出辊制动器12。
35.所述张力校正单元包括：张力小幅度调节辊13，用于调节材料的小幅度张力；张力小幅度调节制动器14，用于驱动所述张力小幅度调节辊13；张力微幅度调节辊15，用于调节材料的微牛级别以下的张力；张力微幅度调节制动器16，用于驱动所述张力微幅度调节辊15；以及张力调节器17，获得传感器测得的当前材料张力，将测量的材料张力与期望张力进行对比获得第一差值，根据第一差值减少或增加电机的输出功率并反馈至所述张力小幅度调节制动器14，所述张力小幅度调节制动器14根据所述输出功率驱动所述张力小幅度调节辊13，从而实现小幅度地调节材料张力，此为第一级反馈补偿；随后再次获得传感器测得的当前材料张力，将测量的材料张力与期望张力进行对比获得第二差值，根据第二差值减少或增加电机的输出功率并反馈至所述张力微幅度调节制动器16，所述张力微幅度调节制动器16根据所述输出功率驱动所述张力微幅度调节辊15，从而实现微幅度地调节材料张力，此为第二级反馈补偿。本实用新型的张力校正单元的二级反馈补偿控制示意图如图2所示。其中，张力调节器17可以通过可编程逻辑控制器(plc)实现。此外，前述提及的传感器(未图示)可以集成在放出单元中。
36.所述位移同步单元包括：激光位移传感器18，用于检测材料的运输速度；以及同步管控仪19，其与所述激光位移传感器18连接，基于所述激光位移传感器18检测到的运输速度调节材料的运输速度以矫正位移误差。具体地，同步管控仪19将测量的运输速度与期望速度做差值对比，将差值转换为电信号，并运用pid原理对差值电信号进行补偿，从而控制同步管控仪的电极输出功率，完成速度反馈调节。
37.本实用新型的用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备采用的张力调节(矫正)方式为闭环矫正。例如当材料a张力小于期望张力时，先通过张力小幅度调节制动器对材料a施加张力，该张力小于材料期望张力。然后，通过张力微幅度调节制动器对材料a施加微牛级别及以下的张力。通过多级张力施加，可以有效地减少运输过程中材料的失效。
38.所述方向改变单元包括多个自由辊20，所述自由辊20用于改变材料的运输方向。具体地，在放出单元与张力校正单元之间设置自由辊20，以及在位移同步单元之后设置自由辊20，以根据需要改变改变材料的运输方向。较佳地，所述材料改变的方向小于45度，这样有利于减少不同材料之间的贴合误差。
39.所述多层材料贴合装置3包括：贴合张力小幅度调节辊31，用于调节材料的小幅度贴合张力；贴合张力小幅度调节制动器32，用于驱动所述贴合张力小幅度调节辊31；贴合张力微幅度调节辊33，用于调节材料的微牛级别以下的贴合张力；贴合张力微幅度调节制动器34，用于驱动贴合所述张力微幅度调节辊33；以及贴合张力调节器35，获得传感器测得的
当前材料贴合张力，将测量的贴合材料张力与期望张力进行对比获得第一差值，根据第一差值减少或增加电机的输出功率并反馈至所述贴合张力小幅度调节制动器32，所述贴合张力小幅度调节制动器32根据所述输出功率驱动所述贴合张力小幅度调节辊31，从而实现小幅度地调节材料贴合张力，此为第一级反馈补偿；随后再次获得传感器测得的当前材料张力，将测量的贴合材料张力与期望张力进行对比获得第二差值，根据第二差值减少或增加电机的输出功率并反馈至所述贴合张力微幅度调节制动器34，所述贴合张力微幅度调节制动器根据所述输出功率驱动所述贴合张力微幅度调节辊33，从而实现微幅度地调节贴合材料张力，此为第二级反馈补偿。所述贴合张力校正单元的二级反馈补偿控制示意图如图2所示。其中，贴合张力调节器35可以通过可编程逻辑控制器(plc)实现。此外这里提及的传感器(未图示)可以设置于多层材料贴合装置之前的贴合材料传送路径上。
40.最后，完成贴合的阵列透镜材料经由自由辊20输出至卷曲辊36。
41.本实用新型的用于激光直写柔性显示屏的多层材料贴合设备采用的贴合张力调节(矫正)方式为闭环矫正。当贴合材料的张力小于期望张力时，先通过贴合张力小幅度调节制动器对贴合材料施加张力，该张力小于材料期望张力。然后，通过贴合张力微幅度调节制动器对贴合材料施加微牛级别及以下的张力。通过多级贴合张力施加，可以有效地减少贴合过程中材料的失效。
42.显然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围。