[发明专利]基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法及装置

说明书

本发明提供一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法及装置。该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法包括：对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；采集透明柔性薄膜三维超景深图像；将透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息；以及基于3D打印信息，将打印材料3D打印到透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的透明柔性薄膜。本发明实现了透明柔性薄膜表面精度高达1μm的精细线路的大面积稳定快速加工制造，同时保证了高效的生产效率与绿色的生产过程，并且满足了在柔性薄膜表面加工任意形状结构化图案的制造需求。

技术领域

本发明涉及柔性电子技术领域，尤其涉及一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法、装置、电子设备及一种表面具有精细线路的透明柔性薄膜。

背景技术

柔性电子是将有机电子器件或者无机薄膜器件制作在柔性基板上形成电路的技术。由于柔性电子器件性能与传统微电子器件相当，且具有便携性、透明、轻质、伸展/弯曲，以及易于快速大面积打印等特点，越来越受到科研界和产业界的关注。其潜力已经在柔性显示和照明、电子纸、电子肌肤﹑印刷RFID、薄膜太阳能电池板等领域得到了验证，对于信息﹑能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。

现有技术中，ITO导电膜以其低电阻率、高可见光透射率、与玻璃基体结合牢固、抗擦伤，良好的化学稳定性等优点，成为主流的导电薄膜。然而随着技术的发展，ITO导电膜在柔性电子的应用显得日益乏力。在此背景下，以纳米金属材料为基础的图案化电极受到了人们的关注。

然而，不管是ITO导电膜还是以纳米金属材料为基础的图案化电极都存在其问题。例如，ITO导电膜机械性能很差，经不住折绕，无法满足现在柔性器件在折绕性能的要求；其次大多数实际应用需要图案化电极，往往需要通过曝光、显影、蚀刻及清洗等工艺对ITO导电膜进行处理，因此生产效率低下，存在大量蚀刻污染；最后ITO导电膜的电极线宽很难做到2微米以下，这对于精细电子微胞元件的集成和互联形成了巨大的阻碍。再例如，以纳米金属材料为基础的图案化电极的分辨率在15μm以上，无法制作高分辨率电极图案。即便是导电高分子材料、碳纳米管和石墨烯等材料，也因其制作成本、材料稳定性差、工艺成本等诸多因素的限制而无法量产并应用于工业场景。

发明内容

本发明提供一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法、装置、电子设备及一种表面具有精细线路的透明柔性薄膜，旨在克服现有技术中ITO导电膜、以纳米金属材料为基础的图案化电极和其它材料电极存在的分辨率低、生产效率低、生产过程污染严重、生产成本高、导电率低、基板折绕性能无法满足的问题，实现了透明柔性薄膜表面精度高达1μm的精细线路的大面积稳定快速加工制造，同时保证了高效的生产效率与绿色的生产过程，并且满足了在柔性薄膜表面加工任意形状结构化图案的制造需求。此外，本发明还可以根据不同基板选择不同夹装方式实现最高效稳定的大面积图案化精细线路加工，根据不同性能及应用场景选择不同基板和打印材料使设计性能最优化展现。

具体地，本发明实施例提供了以下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，所述方法用于加工具有精细线路的透明柔性薄膜，且包括：

对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；

采集透明柔性薄膜三维超景深图像；以及

将所述透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到所述透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中所述透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及所述样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；

基于所述3D打印信息，将打印材料3D打印到所述透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的所述透明柔性薄膜。