京東方介入3D打印領域，“光固化3D打印裝置和光固化3D打印方法”發(fā)明專利獲授權

導讀：京東方Ａ（000725）是全球顯示行業(yè)的領導者之一，京東方在多個應用領域如智能手機、平板電腦、筆記本電腦、顯示器、電視等的顯示屏出貨量均位列全球第一，特別是在柔性屏方面的市占率位居國內行業(yè)第一、全球第二。多年前，南極熊就了解到，京東方為光固化3D打印機定制光源屏幕的消息，但當時僅僅算的上是3D打印行業(yè)的上游供應商，但最近的消息顯示，京東方正在布局3D打印設備。

圖源：京東方官網

2024年1月19日，南極熊獲悉，本月16日京東方新獲得一項發(fā)明專利授權，專利名為 " 光固化 3D 打印裝置和光固化 3D 打印方法 "，專利申請?zhí)枮?CN202110980234.7，授權日為 2024 年 1 月 16 日。這是不是意味著京東方即將推出自己的光固化3D打印機呢？

近幾年，大廠介入3D打印領域的案例不在少數(shù)，比如小米集團也推出了光固化3D打印機，其他大廠請參考南極熊此前發(fā)布的文章：多極發(fā)力！中國大廠入局3D打印行業(yè)，消費級和金屬3D打印占據重頭戲。

下面我們就來看一下，京東方申請的這項發(fā)明專利：

發(fā)明名稱：光固化3D打印裝置和光固化3D打印方法

摘要：本發(fā)明涉及一種光固化 3D 打印裝置，包括：光敏樹脂槽，用于容納液態(tài)的光敏樹脂；光源，位于所述光敏樹脂槽的下方，用于朝向所述光敏樹脂槽的底部提供預設圖形的固化光，該固化光穿過所述光敏樹脂槽以使得液態(tài)的所述光敏樹脂固化；打印板，在固化時浸沒于液態(tài)的所述光敏樹脂內；提拉結構，用于控制所述打印板在豎直方向移動，以在所述打印板上逐層粘接固化的光敏樹脂，以形成三維實體。本發(fā)明還涉及一種光固化 3D 打印方法。

權利要求書：

1.一種光固化3D打印裝置,其特征在于,包括:
光敏樹脂槽,用于容納液態(tài)的光敏樹脂;
光源,位于所述光敏樹脂槽的下方,用于朝向所述光敏樹脂槽的底部提供預設圖形的固化光,該固化光穿過所述光敏樹脂槽以使得液態(tài)的所述光敏樹脂固化;打印板，在固化時浸沒于液態(tài)的所述光敏樹脂內;
提拉結構,用于控制所述打印板在豎直方向移動,以在所述打印板上逐層粘接固化的光敏樹脂,以形成三維實體。

2.根據權利要求1所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述光源包括微型LED陣列模組，所述微型LED陣列模組包括:
襯底基板;
陣列排布于所述襯底基板上的多個LED燈;
驅動電路,用于獨立控制所述多個LED燈按照預設規(guī)則點亮或關閉,以形成所述預設圖形。

3.根據權利要求2所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述微型LED陣列模組和所述光敏樹脂槽之間設置有準直透鏡結構。

4.根據權利要求2所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述微型LED陣列模組為能夠發(fā)出可見光的可見光LED陣列模組,所述光源還包括上轉換結構,所述上轉換結構設置于所述LED陣列模組和所述光敏樹脂槽之間,用于將所述可見光轉換為紫外光。

5.根據權利要求4所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述上轉換結構包括相對設置的第一基板和第二基板,以及通過封框膠密封于所述第一基板和所述第二基板之間的上轉換溶液。

6.根據權利要求5所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述上轉換結構劃分為與所述多個LED燈一一對應的多個上轉換單元,每個所述上轉換單元位于相應的所述LED燈的出光面。

7.根據權利要求4所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述可見光LED陣列模組發(fā)出的可見光的波長為400nm-800nm,所述上轉換結構轉換發(fā)出的紫外光的波長為200nm420nm。

8.根據權利要求4所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述上轉換結構的材料為基于三重態(tài)-三重態(tài)潭滅的上轉換發(fā)光材料。

9.根據權利要求8所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述上轉換發(fā)光材料包括光敏劑、能量受體和高分子聚合物;其中,所述光敏劑包括二(香豆素6)乙酷丙酮合,所述能量受體包括1,4-雙((三異天基甲硅烷基)乙快基)禁,所述高分子聚合物包括,四氯化碳，二硫化碳,環(huán)已烷,已烷，氯乙烷,甲苯,鄰二氯苯,二氧六環(huán)或四氫味喃。

10.根據權利要求2所述的光固化3D打印裝置,其特征在于,所述微型LED陣列模組為發(fā)出紫外光的紫外微型LED陣列模組。

11.根據權利要求10所述的光固化3D打印裝置，其特征在于,所述紫外LED陣列模組發(fā)出的紫外光的波長為200nm-420nm。

12.一種光固化3D打印方法,其特征在于,應用于權利要求1-11任一項所述的光固化3D打印裝置,包括以下步驟:
將打印板浸沒于液態(tài)的光敏樹脂內;
所述光源提供具有預設圖形的固化光,該固化光穿過所述光敏樹脂槽以將液態(tài)的光敏樹脂進行固化,形成粘接于打印板上的樹脂層;
通過提拉結構將打印板提升預設高度,所述預設高度與所述樹脂層的厚度相同:
重復上述步驟,逐層形成粘接于所述打印板上的樹脂層,以生成三維物體。

根據“具體實施方式”中的描述，該項發(fā)明專利的核心在于采用LED陣列模組光源。

[0038]目前3D打印方法一般有以下幾種:SLA立體光固化成型法、數(shù)字光處理(Digital Light Processing,縮寫:DLP)技術和LCD 3D打印技術。其中,SLA立體光固化成型法成本較高，同時單條激光移動掃描在打印速度上不占優(yōu)勢。DLP三維打印可以實現(xiàn)整面固化成型但是受到DLP投影芯片分辨率限制不能實現(xiàn)大面積打印,打印面積小于300*300mm。LCD 3D打印技術采用液晶屏作為紫外光掩膜,進行固化成型�？梢詫崿F(xiàn)整面固化成型,但是液晶屏慕中的液晶材料及其封裝材料在強紫外光照射下容易分解失效，造成液晶光掩膜只能作為耗材使用。另外液晶屏作為光掩模難以避免漏光問題,造成光面樹脂非必要位置固化。

[0039]參考圖1-圖5,針對上述問題,本實施例提供一種光固化3D打印裝置,包括:

[0040]光敏樹脂槽1,用于容納液態(tài)的光敏樹脂100;

[0041]光源,位于所述光敏樹脂槽1的下方,用于朝向所述光敏樹脂槽1的底部提供預設圖形的固化光,該固化光穿過所述光敏樹脂槽1以使得液態(tài)的所述光敏樹脂固化;

[0042]打印板2,在固化時浸沒于液態(tài)的所述光敏樹脂100內;

[0043]提拉結構,用于控制所述打印板2在豎直方向移動,以在所述打印板2上逐層粘接固化的光敏樹脂,以形成三維實體；

[0044] 本實施例中,通過光源提供具有預設圖形的固化光,以使得液態(tài)的光敏樹脂100固化,并通過所述提拉結構的配合,在所述打印板2上逐層粘接固化的光敏樹脂,以形成三維實體。相比SLA立體光固化成型法中采用單條激光掃描的方式提升打印速度,提高了效率，相比DLP打印方式可以實現(xiàn)大面積的打印,并不受限,且相對于LCD 3D打印方式,可以避免紫外光不耐受和漏光問題。

。。。。省略

[0049]參考圖4和圖5,本實施例的一些實施方式中,所述光源包括微型LED陣列模組31，所述微型LED陣列模組31包括:

[0050]襯底基板311;

[0051]陣列排布于所述襯底基板上的多個LED燈312:

[0052]驅動電路,用于獨立控制所述多個LED燈312按照預設規(guī)則點亮或關閉,以形成所述預設圖形。

[0053] 通過所述驅動電路的驅動,可以獨立控制所述多個LED燈312按照預設規(guī)則點亮或關閉,可以點亮一個或多個LED燈312,對每個LED燈312單獨進行控制,可以靈活的形成各種所需圖形,通過具有所述預設圖形的固化光的照射,使得液態(tài)的光敏樹脂100固化成預設形狀。

[0054]本實施例中,所述驅動電路還用于控制所述多個LED燈312的亮度,以提高固化效率。

[0055]參考圖2,本實施例的一些實施方式中,所述微型LED列模組31和所述光敏樹脂槽1之間設置有準直透鏡34結構。

[0056] 所述準直透鏡34結構的設置使得所述光源出射的光準直出射,以便于照射于所述光敏樹脂槽1的光線形成大小合適的光斑。

[0057] 參考圖2,本實施例的一些實施方式中,所述準直透鏡34和所述微型LED陣列模組31之間還設置有聚光透鏡33,所述聚光透鏡33的設置使得所述微型LED陣列模組31出射的光進行收斂,保證所述微型LED陣列模組31的光全部進入所述準直透鏡34,提高光效。

[0058] 本實施例的一些實施方式中,所述微型LED陣列模組31為能夠發(fā)出可見光的可見光LED陣列模組,所述光源還包括上轉化結構32,所述上轉化結構32設置于所述LED陣列模組和所述光敏樹脂槽1之間，用于將所述可見光轉換為紫外光。

[0059] 本實施例中,為了提供固化效率,所述光面樹脂選取可被特定波長的紫外光照射[0059]后可固化的材料,本實施例的一些實施方式中,所述可見光LED陣列模組發(fā)出的可見光的波長為400nm-800nm,所述上轉化結構32轉換發(fā)出的紫外光的波長為200nm-420nm。

[0060] 參考圖4,本實施例的一些實施方式中,所述上轉化結構32包括相對設置的第一基板321和第二基板322,以及通過封框膠324密封于所述第一基板321和所述第二基板322之間的上轉換溶液323。

[0061] 所述上轉換溶液323填充封裝過程是在無氧條件下進行的。所述封裝膠根據所述上轉換溶液323包含的有機溶劑類型選擇不與有機溶劑相容或產生化學反應的膠材。

[0062]需要說明的是,所述封裝膠不能有空隙,避免空氣通過,保證密封環(huán)境。

[0063]參考圖5,本實施例的一些實施方式中,所述上轉化結構32劃分為與所述多個LED燈312一一對應的多個上轉換單元320,每個所述上轉換單元320位于相應的所述LED燈312的出光面。

[0064] 參考圖4,在一些實施方式中,所述上轉化結構32可以為一體結構,整體覆蓋于所述微型LED陣列模組31的出光側,降低工藝難度。參考圖5,在一些實施方式中,所述上轉化結構劃分為與所述多個LED燈312一一對應的多個上轉換單元320,直接形成于相應的所述LED燈312的出光面,節(jié)省材料,降低成本。

[0065] 本實施例的一些實施方式中,所述上轉化結構32的材料為基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅的上轉換發(fā)光材料；

[0066] 本實施例的一些實施方式中,所述上轉換發(fā)光材料包括光敏劑、能量受體和高分子聚合物;

。。。。。省略
詳細的信息可查看該發(fā)明專利原文

發(fā)明專利申請說明書CN202110980234.7.pdf (672.33 KB, 下載次數(shù): 75)

2024-1-19 17:55 上傳

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