保护膜、激光切割的方法与流程

本发明涉及激光切割技术领域，具体的，本发明涉及保护膜和激光切割的方法。

背景技术：

现阶段，利用激光切割柔性薄膜材料时，由于烧蚀气化作用会形成一定宽度的切割线热影响区，同时产生的气化烟尘以及燃熔飞渣都会严重污染切割线两侧的区域。并且，激光切割过程中产生的气化烟尘以及燃熔飞渣等污染物飞溅到柔性薄膜材料表面后会形成大片污染瘢痕，非常难以去除，即使激光切割后再采用压缩气体吹扫或擦拭的方法都无法彻底除净。激光切割直接加工柔性薄膜材料后的具体形貌，请参考图1。而且，现有的激光切割工艺应用于OLED器件加工时，过宽的切割线热影响区及大量颗粒污染物，都会对柔性OLED器件的后续制作工艺产生不良的影响，从而易造成产品良率的下降。

因此，目前激光切割柔性薄膜材料的工艺有待改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

本发明的发明人在研究过程中发现，激光切割存在的过宽的切割线热影响区问题是由激光聚焦光斑直径较大引起的，如果能够减小聚焦光斑直径则可有效地减小切割线宽度。而关于大量颗粒污染物的问题，是因为激光切割过程中切割线两侧的区域直接暴露在外导致的，如果可以在激光切割过程中将切割线两侧的区域保护起来，使其不会直接暴露在外则可有效避免颗粒污染问题。

为此，发明人进行了深入的研究，提出了一种保护膜，在待切割的柔性薄膜上预先贴附该保护膜，然后再进行激光切割工艺，切割完成后再揭除保护膜，可以有效保护切割线两侧的区域不被气化烟尘以及燃熔飞渣污染。另外，发明人进一步发现，激光聚焦光斑从中心点到外围的能量逐渐降低，如果保护膜具有一定吸收激光的作用，能够将外围低能量光束吸收，则可以减小激光聚焦光斑的直径，进而减小切割线宽度。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种保护膜。

根据本发明的实施例，所述保护膜用于保护待激光切割处理的产品，且所述保护膜包括：膜基体层；吸收层，所述吸收层设置在所述膜基体层的上表面，且所述吸收层用于减小所述激光切割聚焦光斑的直径。

发明人意外地发现，本发明实施例的保护膜，能够阻挡并防止激光切割过程中产生的气化烟尘及燃熔飞渣等颗粒污染到待处理产品的表面，并且保护膜表层的吸收层能有效地吸收掉激光聚焦光斑外围的低能量光束，减小聚焦光斑的直径，从而减小激光切割的热影响区线宽。

另外，根据本发明上述实施例的保护膜，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述吸收层的材料为SiO₂。

根据本发明的实施例，所述保护膜满足以下之一：

(a)所述保护膜进一步包括胶层，所述胶层设置在所述膜基体层的下表面；

(b)所述膜基体层由静电膜形成；

(c)所述保护膜进一步包括静电膜层，所述静电膜层设置在所述膜基体层的下表面。

根据本发明的实施例，所述保护膜的厚度为1～600微米；所述吸收层的厚度为微米。

根据本发明的实施例，所述膜基体层由导热系数不大于1W/m·K的有机材料形成。

根据本发明的实施例，形成所述膜基体层的材料包括PET、PEN、PE、PP、PC和PI中的至少之一。

根据本发明的实施例，所述胶层的剥离强度为0.01-10N/20mm。

根据本发明的实施例，所述保护膜的下表面设置有离型层。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种激光切割的方法。

根据本发明的实施例，所述激光切割方法包括：在待处理产品的表面贴附前述的保护膜；对贴附有所述保护膜的待处理产品进行激光切割；揭除所述保护膜，以便获得激光切割后的产品。

发明人意外地发现，采用本发明实施例的激光切割的方法，利用保护膜的阻挡作用可以防止切割过程中产生的气化烟尘及燃熔飞渣等颗粒污染物，以免污染待切割产品的表面，并且由于保护膜上设置有吸收层，可以有效吸收激光聚焦光斑外围的低能量光束，进而有效减小聚焦光斑之直径，相对未贴保护膜保护的情况，能使待切割产品上激光切割的热影响区线宽减小10％～60％，而且该方法能提高激光切割产品的表面质量和加工精度，且操作简便、成本低廉。本领域技术人员能够理解的是，前面针对保护膜所描述的特征和优点，仍适用于该激光切割的方法，在此不再赘述。

另外，根据本发明上述实施例的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述激光切割方法进一步包括：对所述激光切割后的产品采用干燥压缩气进行吹扫。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术的激光切割后的切割线热影响区及污染物的照片；

图2是本发明一个实施例的保护膜的结构示意图；

图3是本发明另一个实施例的保护膜的结构示意图；

图4是本发明另一个实施例的保护膜的结构示意图；

图5是本发明另一个实施例的保护膜对激光的吸收效果的示意图；

图6是本发明另一个实施例的保护膜的结构示意图；

图7是本发明另一个实施例的保护膜的结构示意图；

图8是本发明另一个实施例的保护膜的结构示意图；

图9是本发明一个实施例的未贴和贴附保护膜的激光切割热影响区线宽对比的示意图；

图10是本发明一个实施例的揭除保护膜前后激光切割线宽及表面的对比照片。

附图标记

100 膜基体层

200 吸收层

300 胶层

400 静电层

500 离型层

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本发明，而不应视为对本发明的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过市购到的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种保护膜。参照图2～9，对本发明的保护膜进行详细的描述。

根据本发明的实施例，该保护膜用于保护待激光切割处理的产品，并且参考图2，该保护膜包括：膜基体层100和吸收层200；其中，吸收层200设置在膜基体层100的上表面，且吸收层100用于减小激光切割聚焦光斑的直径。

本申请的发明人经过研究发现，在待激光切割处理的产品的表面可以预先贴附一层保护膜(并且贴附过程中产品的表面与保护膜之间不能有气泡产生)，该保护膜可以有效地阻挡切割过程中产生的颗粒污染物污染到待处理产品的表面，并且该保护膜表层的吸收层对激光还有强吸收作用，可将激光聚焦光斑外围的低能量光束吸收，聚焦光斑中心点能量较高的光束仍可以有效发挥切割作用，从而减小聚焦光斑直径，进一步有效地降低激光切割的切割线热影响区的线宽。

根据本发明的实施例，吸收层200的具体材料不受特别的限制，采用能吸收激光光束聚焦光斑中心点外围的低能量光束的任何材料均可，本领域内技术人员可根据实际情况进行选择。在本发明的一些实施例中，吸收层200的材料可以为SiO₂。本申请的发明人意外地发现，吸收层200采用SiO₂材料，对9.6微米的CO₂激光有很强的吸收作用，可以有效减小聚焦光斑的直径，从而进一步减小激光切割的热影响区线宽，而聚焦光斑中心点能量较高的光束仍可以有效穿透保护膜并对待处理产品进行切割。

根据本发明的实施例，吸收层200的具体厚度不受特别的限制，只要该厚度能使激光光束聚焦光斑直径有效地减小即可，本领域内技术人员可根据实际情况进行选择。在本发明的一些实施例中，吸收层200的厚度可以为微米。如此，吸收层200采用上述厚度，能更进一步减小聚焦光斑的直径，进而显著减小激光切割的热影响区线宽，而聚焦光斑中心点能量较高的光束仍可以有效穿透保护膜并对待处理产品进行切割。

根据本发明的实施例，膜基体层100的具体厚度不受特别的限制，只要该膜基体层的厚度能有效地阻挡激光切割过程中产生的颗粒污染到待处理产品的表面即可，本领域技术人员可根据激光切割的实际加工情况进行选择，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，形成膜基体层100的具体材料不受特别的限制，可以采用本领域内任何适于作为保护膜基体的材料。在本发明的一些实施例中，膜基体层可以由导热系数不大于1W/m·K的有机材料形成。由此，可以进一步减小聚焦光斑直径，进而减小切割线宽度，提高切割后产品的表面质量。在本发明的一些具体示例中，膜基体层100的材料可以包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PC(聚碳酸酯)和PI(聚酰亚胺)中的至少之一。如此，采用上述材料的膜基体层，可有效地阻挡激光切割过程中产生的颗粒污染到待处理产品的表面，并且低导热系数的聚合物材料还可使聚焦光斑的直径进一步地减小，从而能使激光切割热影响区的线宽进一步地减小。

本领域技术人员可以理解，为了更好的发挥保护作用，本发明的保护膜在使用过程中优选固定于待处理产品的表面。根据本发明的实施例，将该保护膜固定于待处理产品表面的方法不受特别限制，例如包括但不限于胶粘方法或静电吸附方法等。由此可以有效将保护膜固定于待处理产品表面，更好的发挥保护作用的同时，还可以提高加工精度。

在本发明的一些实施例中，可以通过静电吸附方式将保护膜固定在待处理产品表面。由此，可以方便保护膜快速贴附和快速剥离。

本发明一些具体示例中，膜基体层100可以直接由静电膜形成，以使膜基体层100的下表面带有静电吸附功能。如此，采用静电膜材料的膜基体层，其下表面的静电吸附能力可增加保护膜与待处理产品间的粘结力，在激光加工的过程中还可保证激光加工的加工精度。根据本发明的实施例，静电膜形成膜基体层100的具体方法，不受特别的限制，只要能使膜基体层下表面带有静电吸附功能的方法均可，本领域技术人员可根据实际情况进行处理。

在本发明的另一些具体示例中，参考图3，该保护膜可以进一步包括：设置在膜基体层100下表面的静电膜层400。如此，该静电膜层400可以增加保护膜与待处理产品表面之间的粘结力，在激光加工的过程中，可保证激光加工的加工精度。根据本发明的实施例，静电膜层400的材料不受特别的限制，只要该材料能通过静电吸附作用将保护膜固定于待处理产品表面即可，例如，通过多层共挤出工艺生产的自粘式静电膜等，本领域技术人员可根据实际的待处理产品的表面性能进行静电膜层材料的选择。根据本发明的实施例，静电膜层400的厚度不受特别的限制，只要该厚度能够增加保护膜与待处理产品表面之间的粘结力即可，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，在此不再赘述。

在本发明的另一些实施例中，可以通过胶粘的方式将保护膜固定于待处理产品的表面。在本发明一些具体示例中，参考图4，该保护膜可以进一步包括：设置在膜基体层100下表面的胶层300。如此，该胶层300可以增加保护膜与待处理产品表面之间的粘结力，有效将保护膜固定在待处理产品表面，在激光加工的过程中，可保证激光加工的加工精度。

根据本发明的实施例，形成胶层300的具体材料不受特别的限制，只要该胶体材料能够增加保护膜与待处理产品表面之间的粘结力即可，本领域技术人员可根据实际的待处理产品的表面性能进行胶层材料的选择。根据本发明的实施例，胶层300的具体厚度不受特别的限制，只要该胶体厚度能够增加保护膜与待处理产品表面之间的粘结力即可，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，在此不再赘述。根据本发明的实施例，胶层300的剥离强度可以为0.01-10N/20mm。如此，采用上述剥离强度的胶层，能够在激光加工的过程中有效固定保护膜的同时，激光加工完成后该保护膜还可被剥离，且剥离后无残胶、无污染。

本申请的发明人经过研究发现，激光切割处理使用的激光聚焦光斑的中心点周围存在低能量光束，请参考图5。该激光束在照射到保护膜上表面之前，其直径为D。当激光束穿透保护膜的吸收层200之后，激光聚焦光斑的中心点周围的低能量光束被吸收，激光束的直径明显地减小；随后，被吸收层吸收掉外围低能量光束的激光束，在穿透具有低导热系数的膜基体层100以及胶层300时，又被进一步减小了其直径，并且，穿透保护膜后的激光束的直径变为d。最终，激光光束在穿透保护膜时，呈上宽下窄的楔形光路，从而使保护膜下面待处理产品的切割线宽度显著减小。在本发明的一些实施例中，激光光束穿透保护膜的前后，其直径比d/D为40％～90％，激光光束的切割线宽度显著减小。

根据本发明的实施例，参照图6～8，该保护膜的下表面可以进一步设置离型层500。该离型层500可以保护保护膜下表面的粘结性，由于保护膜的下表面设置有离型层500，在未使用的情况下可阻挡灰尘等污染物的吸附，防止保护膜下表面粘结性的降低，而使用该保护膜时，可提前剥离该离型层500后，再将保护膜贴附到待处理产品的表面。如此，可进一步提高保护膜与待处理产品表面之间的粘结性，在激光加工的过程中进一步保证激光加工的加工精度。

在本发明的一些实施例中，参照图6，保护膜从上至下依次包括吸收层200和膜基体层100，并且保护膜的下表面还设置有离型层500。采用本实施例的保护膜，在激光切割处理前，可以提前剥掉离型层500，将下表面带有静电吸附功能的保护膜贴附于待处理产品的表面，再进行激光切割处理，之后揭除该保护膜，可以获得表面颗粒污染显著减少、且激光切割热影响区线宽显著减小的产品。

在本发明的另一些实施例中，参照图7，保护膜从上至下依次包括吸收层200、膜基体层100和胶层300，并且保护膜的下表面还设置有离型层500。采用本实施例的保护膜，在激光切割处理前，可以提前剥掉离型层500，将下表面带有胶粘性的保护膜贴附于待处理产品的表面，再进行激光切割处理，之后揭除该保护膜，可以获得表面颗粒污染显著减少、且激光切割热影响区线宽显著减小的产品。

在本发明的另一些实施例中，参照图8，保护膜从上至下依次包括吸收层200、膜基体层100和静电膜层400，并且保护膜的下表面还设置有离型层500。采用本实施例的保护膜，在激光切割处理前，可以提前剥掉离型层500，将下表面带有静电吸附能力的保护膜贴附于待处理产品的表面，再进行激光切割处理，之后揭除该保护膜，可以获得表面颗粒污染显著减少、且激光切割热影响区线宽显著减小的产品。

根据本发明的实施例，保护膜的表面形状不受特别的限制，本领域内任何已知的形状均可，例如矩形、圆形或椭圆形等，本领域技术人员可根据实际制备情况进行选择，在此不再赘述。根据本发明的实施例，保护膜的厚度不受特别的限制，只要保护膜能保护待激光切割处理的产品即可，本领域技术人员可根据待处理产品的材料和尺寸进行设计。在本发明的一些实施例中，保护膜的厚度可以为1～600微米。如此，采用上述厚度的保护膜，进一步防止激光切割过程中产生的颗粒污染到待处理产品的表面，并且进一步减小聚焦光斑的直径，从而进一步减小激光切割的热影响区线宽。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种保护膜，能够阻挡并防止激光切割过程中产生的气化烟尘及燃熔飞渣等颗粒污染到待处理产品的表面，并且保护膜表层的吸收层能有效地吸收掉激光聚焦光斑中心点周围的低能量光束，减小聚焦光斑的直径，从而减小激光切割的热影响区线宽。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种激光切割的方法。

根据本发明的实施例，该激光切割方法包括：在待处理产品的表面贴附前述的保护膜；对贴附有保护膜的待处理产品进行激光切割；揭除保护膜，以便获得激光切割后的产品。参考图9，本领域技术人员可以理解的是，现有技术的激光切割方法是无保护膜的状态，激光束穿透待切割膜材，并在其上表面形成尺寸为L₀的热影响区线宽；而在本发明的一些实施例中，激光切割方法采用保护膜贴附在待切割膜材表面，在相同的激光切割工艺条件下，由于保护膜的吸收层能有效地吸收激光聚焦光斑中心点外围的低能量光束，从而在揭除保护膜后，下层的待切割膜材上表面的热影响区线宽降低为L₁。

本申请的发明人意外地发现，与不贴保护膜的L₀相比，贴附上述保护膜的激光切割方法下，激光切割的热影响区线宽L₁能减小10％～60％。同时，参考图10，采用本申请的贴有保护膜的激光切割方法，揭除保护膜前后对比可知，切割线的线宽显著地减小，并且揭除保护膜后，激光切割的产品表面质量显著地提升，特别是切割线两侧的颗粒污染明显减少。

本领域技术人员可以理解的是，该激光切割的方法，除了预先贴附保护膜、激光切割和揭除保护膜的步骤，还可以包括其他必要的步骤，例如，预设激光光路的移动线路、调节激光加工的工艺参数、试切等步骤，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括：采用干燥压缩气对激光切割后的产品进行吹扫。如此，对激光切割后的产品采用干燥压缩气进行吹扫，可以使揭除保护膜时遗落在产品表面的污染物被进一步地被吹除，从而进一步提高产品表面的质量和光滑性。本领域技术人员可以理解的是，吹扫采用的气体种类不受特别的限定，只要能吹除产品表面污染物的任何气体均可，例如，压缩的洁净干燥的空气或氮气，本领域技术人员可根据实际工艺进行选择，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种激光切割的方法，利用保护膜的阻挡作用可以防止切割过程中产生的气化烟尘及燃熔飞渣等颗粒污染物，以免污染下层待切割产品的表面，并且相对未贴保护膜保护的情况，能使激光切割的热影响区线宽减小10％～60％，而且该方法能提高激光切割产品的表面质量和加工精度，且操作简便、成本低廉。本领域技术人员能够理解的是，前面针对保护膜所描述的特征和优点，仍适用于该激光切割的方法，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。