LED屏幕用导光板的印刷工艺研究论文.docx

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LED屏幕用导光板的印刷工艺研究论文

毕业设计（论文）正文

题目

LED屏幕用导光板的印刷工艺研究

专业

机械设计制造及其自动化

班级

1213班

姓名

学号

指导教师

职称

2017年5月20日

摘要

摘要：

在上个世纪80-90年度，可以通过UV印刷机、全张机器的设备投入来制作高品质的特殊规格的产品，实现差异化从而获得高利润。

在高利润驱使下，越来越多的导光板印刷企业进行设备更新，使得这种依靠设备优势维持的时间越来越短。

与此同时，随着科技的不断发展，企业通过技术创新的门槛越来越低，依靠研发创新来获得竞争优势越来越困难，尤其在中国知识产权保护薄弱的大环境下更加明显。

导光板印刷行业竞争的异常激烈，虽然领先企业的利润能够保持比较高的水平，但是行业平均利润却低至了2%。

传统的导光板印刷仅依靠产品来锁定客户面临越来越大的挑战。

随着消费者的个性化、差异化需求被各品牌客户传递给提供导光板印刷产品的制造商，加上各品牌商之间的竞争日趋激烈，客户从之前简单地希望获得性价比高的导光板印刷产品逐步要求供应商参与到产品开发中，并提供更加专业的指导和协助。

本文研究的主要内容是LED用屏幕用导光板的印刷工艺。

本课题的意义在于为印刷导光板制作标准SOP和相关印刷流程设计，及产品的技术要求分析。

产品的不良现象判定及处理方式分析。

关键字：

导光板、印刷、油墨、制版

Abstract

Abstract：

Inthe80-90,canthroughtheUVprintingmachine,sheetmachineequipmenttomanufacturehighqualityspecialspecificationsofproducts,implementdifferentiationtogainhighprofits.Indrivenbyhighprofits,agrowingnumberofguideplateprintingenterpriseequipmentupdated,withequipmentadvantages,makethemaintaintimeshorter.Atthesametime,withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,lowerandlowerthethresholdoftheenterprisesthroughtechnicalinnovation,relyoninnovationtogaincompetitiveadvantagemoreandmoredifficult,especiallyweakintellectualpropertyprotectioninChinaundertheenvironmentofmoreobvious.Guideplateprintingindustrycompetitionisfierce,whileleadingcorporateprofitscanmaintainahigherlevel,buttheindustryaverageprofitisaslowas2%.Traditionalprintingonlydependontheproductoflightguideplatetolockitscustomersfaceagrowingchallenge.Asconsumerspersonalized,differentiateddemandisprovidedbyeachbrandcustomerpassedtoguideplateprintingproductsmanufacturers,withtheincreasinglyfiercecompetitionbetweenbrands,frompreviouscustomerssimplywantcost-effectivestepbystepguideplateprintingproductsrequiringsupplierstoparticipateinproductdevelopment,andprovidemoreprofessionalguidanceandassistance.

ThemaincontentofthisstudyisLEDbyscreenwithguideplateintheprintingprocess.ThemeaningofthistopicisforprintingproductionstandardSOPandrelatedprintingprocessdesignoflightguideplate,andtheproducttechnicalrequirementsanalysis.Productanalysisofthephenomenonofbadjudgementandhandling.

Keywords:

Guideplate、printing、printingink、platemaking

目录

第一章论述1

1.1导光板的介绍1

1.2常用导光板制作方式及用途3

第二章产品的技术要求分析5

2.1.产品的技术要求5

2.2.导光板生产流程6

2.3.一些工位需注意事项9

2.4导光板流程设计12

2.5.导光板印刷不良现象及其判定20

第三章.标准作业程序的制定22

3.1.SOP的介绍及其用途22

3.2SOP的制作23

3.2.1印刷机台操作程序说明23

3.2.2印刷流程步骤25

3.2.3油墨搅拌步骤26

第四章、结束语28

参考文献29

附录30

第一章论述

1.1导光板的介绍

导光板技术是21世纪新开发的一种新的高科技产物，导光板来源于液晶显示的背光技术，运用光学的折射原理，把成线性的光转换成平面光源，从而达到整个面光源明亮均匀效果，是广告业、装潢装饰业、像框画框业、标牌标示业发展的一种新趋势。

导光板一词来自于英文译音（LightGuide）其产生为应用于LCD所产生的，LCD为一非自发光性的产品为了要展现LCD的亮度就必需要有背光模块来显现，在背光模块的发展过成中重要关键的零组件导光板也随着下游产品的需求进而开始有不同的改变。

导光板顾名思义其最主要的功能在于要将光线导向设计者所需要的方向，而所有的导光板的设计都是要配合下游产品LCD和背光模块的需要，最重要的是要达到辉度和均匀度。

导光板是利用光学级的压克力板材，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的压克力板材底面用网版印刷技术印上导光点。

利用光学级压克力板材吸取从灯发出来的光在光学级压克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。

通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。

反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率。

导光板设计原理源于笔记本电脑的液晶显示屏，是将线光源转变为面光源的高科技产品。

光学级压克力为基材，运用LCD显示屏及笔记本电脑的背光模组技术，透过导光点的高光线传导率，经电脑对导光点计算，使导光板光线折射成面光源均光状态制造成型。

产品采用光谱分析原理与数码UV印刷技术相结合并在恒温、恒湿、无尘的环境条件下制作而成。

具有超薄、超亮、导光均匀、节能、环保、无暗区、耐用、不易黄化、安装维修简单快捷等鲜明特点

一般而言导光板因形状、制作方式和功能上都有不同的分类法，而且目前尚无统一的分法，经过整理后　

1.按照形状分为：

平板和楔形板（斜板）图1.1为平板，图1.2为楔形板。

平板：

导光板从入光处来看为长方形。

楔形板：

从入光处来看为一边为厚一边为薄成楔形（三角形）状。

图1.1平板图1.2楔形板

2.按照网点制作方式：

印刷式和非印刷式。

印刷式：

导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印在反射面上，形成网点状，达到网点制作效果，此方法网点成形快，适合大量生产，维修方便等优点。

非印刷式：

将网点在导光板成形时直接成形在反射面。

又分为化学蚀刻、精密机械刻画法、光微影法、内部扩散。

其中激光网点设计更为合理，结合不同的亚克力材料。

不同的使用途径，采用不同的激光网点方案。

既可以采用均匀统一的激光网点布局。

也可以根据不同的规格和使用途径，做大小不同的网点布局。

做到常用性和专属性的完美统一，且导光更均匀，匀度更高。

不同的亚克力材料，个性化的网点设计，使导光匀度更高，光匀可达90%甚至以上。

整体非常均匀。

个性化的网点式设计，使效果更好。

有效地利用了周围小点密集反射，中间大点的“绞边”功能，完全没有暗纹和“黑洞”。

而且可以制作特殊效果，只是成本较高。

3.按照入光方式：

侧入光（灯管和LED）和直下式。

侧入光式：

将发光体（灯管或LED）放置于导光板之侧部直下式：

将发光体（灯管或LED）放置于导光板之下方

4.按照成形制作方式：

射出成形和裁切成型。

射出成形：

应用射出成形机将光学级高分子亚克力颗粒运用高温、高压射入模具内冷却成形。

裁切成形：

将光学级高分子亚克力原板经过裁切工序完成成品板材，经打磨成形，此方法可以任意裁切成所需要的尺寸，也可以拼接使用，工艺简单，制作方便，可以制作成异型，如圆形，椭圆，圆弧，三角形等。

1.2常用导光板制作方式及用途

导光板主要原材料为光学压克力板，俗称有机玻璃。

导光板制作方法非常，任何人一学就会，是就业和创业的最佳选择。

导光板用途非常广泛，只要在导光板边上装上普通日光灯管作为光源，整个平面就会发出明亮均匀的光，再配上任意材质的边框，就成为超薄灯箱类产品了。

其特点：

明亮匀光、高效节能、扩冲击、耐用、寿命长，可加工成各种尺寸。

可生产超薄灯箱、各种发光标志标示牌、展示牌、发光像框画框、工艺礼品、医用看片器、设备铭牌背光源等。

超薄导光灯箱优点：

超薄，厚度仅20mm至40mm左右；易更换展示图片，安装方便；光线均匀明亮，完全平面输出；节能，比同面积的传统灯箱使用更少光源，省电达60%以上；可做成双面发光，厚度仅48mm以下。

典型应用：

商业中心、超级市场、连锁店、酒店宾馆、机场、车站地铁站、渡轮码头、公交站台、列车、电梯、室内装饰、婚纱摄影、展览工程。

展示图片材质：

半透光、全透光喷绘或丝印广告图片、写真图片、X光片等。

导光板的制作方法主要有两种：

丝网印刷式和非印刷式。

丝网印刷式导光板投资少，不需投入设备，完全可以手工操作，成本低，生产效率高，技术工艺非常容易掌握；非印刷式导光板投资大，需专业设备，制作成本高，生产效率低，但技术工艺一般人不容易掌握。

就使用寿命（物理工艺）而言，导光板的使用寿命长短主要和有机玻璃基材质量有关。

1、印刷板往往不能长时间使用。

例如北京地铁站使用了不到2年的印刷板超薄灯箱大部分已经出现导光率严重下降的问题。

2、导光更均匀。

雕刻导光板在门幅宽度在1.2M时，导光匀度仍可以达到80%以上。

3、导光效果更好，表现更稳定。

在同等厚度的情况下，雕刻的导光板的导光效果明显优于印刷板。

尤其是大幅面的规格，导光率更好，表现更稳定。

10MM厚的雕刻导光板在门幅宽度达到目的1.2M时，使用30WT5灯光源，表面照度可达到2000LUX以上。

4、印刷导光板每一种规格都必须单独制版，成品不能随意切割。

笔者实习公司重点研发设计丝网印刷式导光板制作方法。

丝网印刷式导光板是将自行配制的具有高反射和折射作用的丝印油墨在透明压克力板表面印上有规律性的导光网点，该网点便会将从边上照射进来的线性光向平面转换，变成均匀的平面光，从边上射进来的光源越强，平面光越亮，所以平面光的亮度与配置的光源功率有关。

丝网印刷式导光板制作方式为三个部份:

第一是压克力板外形加工第二是网板制作第三是印刷，其工序流程分别为

①.压克力外形加工=原板裁切〉镜面刨光〉成形加工。

②.网板制作=网点设计〉底片输出〉张网。

③.印刷=压克力洗净〉印刷〉烘烤或紫外光照射。

5、射出成形导光板分为印刷式和非印刷式两种，其工序上基本相同，为在铸造模具时印刷式并无在射出时将网点铸上，故其射出的成品也只是压克力外形，待成形后再经过印刷完成导光板，而非印刷式是将设计好的网点铸造在模具上，使网点与导光板在射出成形时同时完成。

第二章产品的技术要求分析

2.1.产品的技术要求

导光板技术要求主要有辉度、颜色均齐度、色偏小、扩点率小、密着性、尺寸等。

1.辉度

光学网点原始设计；油墨印刷的辉度越高，LED产生的温度便越少，LED可以放置的位置选择越多，与辉度有关的因数－光学设计，网版，刮刀，油墨，透墨量，印刷机的稳定性；液晶屏的尺寸越大，对辉度的要求也越高。

2.颜色均齐度

颜色均齐度来自油墨本身的特性液晶屏的尺寸越大颜色的均齐度直接影响制品的质量。

3.色偏

油墨的成分和品质的管控直接影响色偏。

4.密着性

网点的设计根据各机种所使用的导光板要求设计，网点要求均间隔均匀，网点大小一致。

5.尺寸

根据导光板大小，裁切时尺寸要求精确至0.1mm。

印刷稳定性由以下因素组成：

1）网版制作的质量。

2）刮刀的平滑性。

3）油墨颗粒的渗透性。

4）印刷机印刷移动稳定性。

印刷工艺的确定：

1）稳定的印刷平台，平台公差≤0.005mm。

2）印刷机要配置刮刀自动印压。

3）印刷机刮刀推动装置需要数控伺服马达驱动，实现刮刀每段移动压力平均。

4）每次印刷确保刮刀的质量一致，最好的方法是正确的研磨。

5）高质量网版制作－取决于丝网，感光浆，张网设备，上膜设备，曝光设备和环境控制等。

2.2.导光板生产流程

导光板经原材料加工成印刷成品，大致经过七个流程，一外物料工序、二印刷工序、三烤箱工序、四检板工序、五洗板工序、六包装工序、七调油墨工序；下图2-1为大致流程图。

图2.1大致流程图

一、外物料工序

1.上料工位：

将仓库中的板材用拖车至外物料的无尘车间拆包装，首先观察材料的型号，包装是否破损，表面保护膜是否有刮伤等问题（若有明显不良等现象应及时报告，作为来料不良处理），将板材推至推车上（搬运中叠放一定要平拿平放，以免造成板材刮伤，导光板堆放高度为100~200pcs）再将推车推入到贴端反工作贴区域，将板材卸下，堆放高度可为1.5米左右（导光板堆放整齐，防止倒塌）。

2.贴端反工位：

作业人员将板材对齐放一定幅度的倾斜，放在H型旋转平台，贴端反人员用相应型号的端反去贴（坐着作业），每个端反注意不能超出上下左右面（防止网板在印刷中破裂），每个端反贴好后应按压一遍，防止脱落翘起现象发生。

3.外物料送料工位：

将端反贴好的导光板通过风淋通道进入印刷车间，放在推车上，每车叠放板材高度不可超过100pcs。

每种型号的板材做好区分以及正反面，同时检查板材是否有异常现象

二、印刷工序

1.接板材工位：

作业员将经过风淋通道的板材放置推车上，注意平拿平放，轻拿轻放，板材高度不超过100pcs，并如实做好板材型号及数量记录，最后将板材送到印刷处。

2.撕保护膜工位：

作业员左手按压原材料，右手先撕开一角，再完全撕开，放入垃圾袋中，并检查每片板材是否异常。

这道工序笔者发现因撕保护膜后产生的垃圾直接放置垃圾袋中，垃圾袋中空间缝隙很大，垃圾袋很容易就装满，回收垃圾人员频繁清理，浪费人力，笔者提议将保护膜一层一层叠好后放入垃圾袋，节省垃圾袋空间，提高作业效率。

3.开机工位：

将经过导光板清洁机出来的导光板放置待印区域，并检查正反面及方向。

刮油墨时油墨不可挂到网板中间的网格中，易造成批量性的印刷暗影，脱油现象，解决方法是将网板重新清洗一遍，加油墨时，不可过量，网板上的油墨容易干，易造成暗影。

作业员要及时地对干得油墨进行处理，要按时地对机台的刮刀和墨刀进行检查是否有平整，是否有缺口与粗糙现象，发现及时地要求更换处理，否则造成批量性的不良。

每机台印刷一车要求对网板清洗一次，印刷大尺寸的（26以上）要求印20pcs清洗一次网板。

机台发现异常无法处理时应及时地通知技术员进行处理，下班前要对机台做保养，清洗网板，取下刮刀和墨刀同时及时清洗。

4.接板工位：

使用单个手指将板材抛开一角，然后将手平着伸进有保护膜的一面，拖住板材底部取出产品，对着灯光进行目测检验OK后放进网车（拿取时不可碰到网点），若发现不良现象立即及时地分析原

三、烤箱工序

1.拉车工位：

将放满半成品的网车拉进烤箱内烘烤，注意区分机种的尺寸大小，以及油墨型号再调整烘烤温度与时间（由技术员拟定），烤箱报警声响，烘烤OK，再将导光板成品拉出，拉车人员将成品拉到车间进行检验，每车检验后成品车由拉车人员拉至指定位置摆放整齐。

（大烤箱：

温控器之前温度在65℃，烘烤时间45分钟；小烤箱温控器之前温度在55℃，烘烤时间25分钟）。

四、检板工序

1.检板工位：

检板人员使用双手从网车上拿取导光板，单手撕开保护膜在灯条点亮的光线进行目测，检板人员若发现不良的导光板，要及时地打出来，对判定不了的现象，要求制定人员进行实装膜片进行确认是否OK,作业时发现保护膜有破损的现象就马上对着灯光进行确认是否OK，在无法确认的情况下就用庚烷进行擦拭确认是否OK，对检验OK的产品FQC在进行抽检确认，不良的导光板就区分好拉至洗板房进行导光板清洗，抽检OK就流到打包工位。

（作业人员可将一次性筷子一端削尖，对不良网板改善维修），维修后还是无法OK的产品再拉至洗板房进行导光板清洗，再统一拉至印刷区域再次印刷。

2.光学测试

对首件的导光板以及途中又换板与新网板要进行光学测试，确认导光板的光学均匀性是否达标，同技术员一起确认产品的光学宏观是否达标，分机种以及油墨型号进行抽测光学测试与宏观确认。

3.打包工位：

对检验OK的导光板进行分机种（分良品与管制品）打包，点好数后打包，打包的过程胶纸不可粘到导光板，在进行称重确认里面是否有短装的现象，在放置时要轻拿轻放，在包装上写明机种料号，日期，再流到包装间。

五、洗板房工序

1.洗板工位：

使用干净的无尘纸粘清洗剂（庚烷，酒精，722）进行清洗网点导光板的网点（力度不可过大，避免造成网面擦伤），清洗边缘时，清洗剂不可粘的太多，以免流进有保护膜一面造成板材腐蚀，对清洁OK的导光板，把保护膜撕开确认导光板是否OK，再放置指定区域。

六、包装工序：

1.将打包好的导光板分机种，型号进行包装打包，打好板入仓库。

2.对模组车间回收的泡棉，保护膜进行整理，重复利用。

（一般为5次，每用过一次，整理人员可用剪刀剪去一角，区分次数）。

3.对模组车间退下来的导光板进行分类摆放。

2.3.一些工位需注意事项

一、洗板房需注意事项

注意事项：

1.工作人员应确定穿戴好无尘衣、帽、口罩、鞋、丁晴手套。

2.不可戴金属锐利物作业。

3.避免化学品接触皮肤。

4.请轻拿轻放。

作业步骤：

1.请先检查导光板是否要清理。

2.将需清洗的导光板放于工作台面。

3.再用无尘纸蘸少许清洗剂进行清洗。

4.对清洗好的导光板进行检查并放于珍珠棉上。

二、油墨房作业需注意事项

注意事项：

1.工作人员应确定穿戴好无尘衣、帽、口罩、鞋、丁晴手套。

2.不可戴金属锐利物作业。

3.避免化学品接触皮肤。

4.未用完之油墨及时封盖以便下次使用，搅拌完毕，搅拌杆必须用无尘纸清洁干净。

作业步骤：

1先检查油墨与稀释剂是否正确。

2.再将油墨和稀释剂进行配比。

3.将油墨桶放置搅拌平台上，锁紧3个固点，放在工作台上。

4.调整搅拌机到适当的高度，搅拌杆不能碰油墨桶内壁，防止有异物（搅拌时间12小时）。

三、打包作业需做事项

注意事项：

1.工作人员应确定穿戴好无尘衣、帽、口罩、鞋、丁晴手套。

2.包装时注意导光板与导光板之间用珍珠膜隔开。

3.轻拿轻放，不能让导光板相碰撞，防止擦伤碰坏。

4.包装时注意机种混料。

5.导光板平放于PE包装袋。

6.包导光板时，耳朵相向必须一致。

作业步骤：

1.先检查导光板端面是否有擦伤、漏贴端反、藏污现象。

2.先开启离子风扇，将导光板从台面拿出，放于治具上去除静电作业。

3.每堆导光板外部用PE包装袋，并用纸胶封口。

4.包装完一包后，在（外包装间）用纸箱装好。

5.包装完后，在外包装贴上标签。

四、烤箱作业需做事项

注意事项

1.不可戴金属锐利物作业，作业员不可留长指甲。

2.开机前检查设备及动力是否正确，烘烤温度是否满足要求。

a.小烤箱温控器之前温度必须保持在55℃。

b.小烤箱计时器设定25分钟。

c.大烤箱温控器之前温度必须保持在65℃。

d.小烤箱计时器设定45分钟。

3.在烘烤前进行烤箱预热至实际温度上升到设定温度。

4.小心地把网车推进烤箱，注意用力不要过大。

5.在烘烤作业严禁拉烤箱门。

6.每次烘烤完毕后打开烤箱门时，注意小心拉出网车，工作完毕后即时关好烤箱门。

作业步骤：

1.将印刷好的导光板平放在网车上，打开烤箱门，推进烤箱烘烤。

2.关好烤箱门，打开计时器等待自动烘烤。

3.预定时间到了会自动报警，烘烤完后关闭计时器。

4.把网车从烤箱中拉出，放置检验区冷却，然后进行下次工序作业。

五、印刷机台作业需注意事项。

注意事项：

1.不可戴金属锐利物作业，作业员不可留长指甲。

2..开机前检查设备及动力是否正确，印刷条件是否满足。

3.印刷条件必须满足。

a.主电源开关控制外部电源供电。

b.电源指示灯亮表供电中。

c.半自动开关置于“半自动”状态。

d.印刷前必须先作洗网板处理。

e.印刷座升降选择。

4.启动印刷机的气压必须保持在5-7kg。

5.导光板必须与治具固定好位置。

6.待网板下降时，把脚松开。

7.网降时，身体的任何部位都不能接触台面，防止夹伤。

8.取出导光板小心碰坏网点，如有手套粘到油墨立即更换手套。

9.覆墨及印刷的状态，异常时按紧急压板。

作业步骤：

1.将撕好保护膜的导光板板材放在治具里定好位置。

2.踩印刷机脚踏开关进行半自动印刷作业。

3.待印刷机网板升起并稳定后，用双手取下印刷好的导光板，检查印刷质量后把印刷好的导光板转交给检查人员进行下一步操作。

六、FQC作业需注意事

注意事项：

1.不可戴金属锐利物作业，作业员不可留长指甲。

2.作业前先必须打开电源开关及戴手套。

3.轻拿轻放。

4.酒精擦拭后印刷导光板必须等酒精完全挥发后，上面才可以放珍珠棉。

5.允许拿印刷导光板端面，严谨触摸正反两面，轻拿轻放，避免擦伤。

6.暗箱在工作时候，不要经常开关发光灯，防止损坏。

7.网点检查有异常可以撕掉镜面保护膜确认。

8.印刷面不可用酒精擦拭。

9.膜片每周换一次。

10.检查好的导光板每堆叠放不超过40pcs。

作业步骤：

1.从网车里拿出导光板目视检查入光面是否弯曲度小于0.3mm以下。

2.检查导光板入光面是否有油墨或残污。

3.将印刷好的导光板先撕开镜面保护膜后，平放在暗箱背板上或着对着暗箱进行网点检查（注意：

在暗箱背板内目视网点检查有异常，可以撕开镜面保护膜，检查网点）检查印刷好的导光板是否有以