Serigrafía y Flexografía en la fabricación de LCD.
Equipos para la industria de LCD
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En la fabricación de LCDs se requieren varios pasos de impresión y separación para aplicar diferentes capas o sellos. Los dispensadores se utilizan principalmente para producciones con bajo rendimiento o con diseños que cambian con frecuencia. Las máquinas de impresión se utilizan cuando se requiere alta precisión con capacidades grandes.
El método de serigrafía se utiliza para imprimir sellos y capas gruesas. La flexografía es el método preferido para imprimir capas de poliamida y para imprimir con alta precisión capas delgadas.
El marco de una máquina de serigrafía es de importancia fundamental para el proceso de impresión. En él se estira la malla. Debe resistir las fuerzas de tensión y las cargas durante la impresión, permanecer nivelado durante todo el proceso de impresión y no deformarse. Debería ser lo suficientemente ligero para garantizar cierta maniobrabilidad.
Una vez que la malla se estira en el marco, se comprueba si el marco puede manejar las fuerzas aplicadas y si se deforma. Un marco adecuado debe permanecer nivelado y perpendicular durante toda su vida útil. Si el marco se deforma, también lo hace cada malla individual, lo que lleva a la distorsión de toda la imagen a imprimir, especialmente en las esquinas. Esto resulta en que, con un marco demasiado suave, solo se puede utilizar una pequeña área central para la impresión sin distorsiones. En impresiones a color, puede haber variaciones de color debido a la deformación desigual de los marcos para los diferentes colores.
El tamaño del marco determina la resolución máxima de la impresión. La relación entre el tamaño del marco y la imagen es importante para la distorsión alcanzable, que debe mantenerse lo más baja posible. Dependiendo de los requisitos de distorsión, el tamaño de la imagen determina las dimensiones internas del marco de la máquina de impresión. Cuanto más estable sea el marco y menos se deforme la malla durante el proceso de impresión, menores serán las fuerzas de presión necesarias para la espátula y más libre de distorsiones será el resultado de impresión. La longitud de la espátula y la longitud de carrera en relación con el tamaño de la malla también afectan la resolución y distorsión de la imagen impresa.
La elección de la red o malla es el resultado de varios compromisos. Una malla gruesa permite el paso sin resistencia del material de impresión a través de la malla. Las capas gruesas se pueden imprimir rápidamente pero con baja resolución. Por otro lado, una malla fina presenta problemas con la brillantez de los colores sobre fondos oscuros, y los materiales altamente viscosos son difíciles de imprimir. Sin embargo, se pueden lograr resoluciones muy altas con mallas finas. Este hecho es crucial para la fabricación de capas en la producción de LCD, por lo que se utilizan telas de seda como mallas. Las telas de seda tienen un tamaño de malla de 130 mallas/cm, lo que permite una resolución muy alta y la impresión de líneas con un ancho de solo 50 µm. El grosor de la capa impresa generalmente está en el rango de 10 µm, lo que aún se considera como una capa "gruesa" en el área de LCD.
Las espátulas para serigrafía se fabrican con un material muy rígido con una dureza de hasta 80 grados, como el poliuretano. La rigidez de la espátula define la flexión o la resistencia a la flexión durante el proceso de impresión. La dureza de la espátula se determina según la escala Shore A, un estándar industrial que va de 0 a 100 y que se introdujo originalmente para la determinación de la dureza del caucho. Cuantos más grados de dureza tenga una espátula, más estable será. Cuanto menor sea el grado de dureza, más se flexionará la espátula. Las espátulas duras, como las espátulas con una dureza de 80 grados, no se deforman, pero, por otro lado, no pueden compensar las irregularidades del sustrato. En la fabricación de LCD, se necesitan estos altos grados de dureza para que la espátula pueda resistir las altas presiones a velocidades de impresión elevadas con material de impresión altamente viscoso y una alta cobertura en sustratos de vidrio.
Además de la dureza del material de la espátula, la forma y la estructura de los bordes de la espátula también juegan un papel importante. Hay varios perfiles de espátulas disponibles. La elección del perfil es decisiva para la adaptabilidad de la espátula y la capacidad de pasar a través de la malla, así como las fuerzas necesarias para ello. El perfil de la espátula y el perfil del borde también determinan el ángulo más favorable de la espátula con respecto a la malla. Para imprimir sellos en placas de vidrio LCD, generalmente se utilizan perfiles de espátulas rectangulares. El borde debe ser afilado y libre de ondulaciones y daños. Para reparar tales daños en espátulas duras, existen afiladores de espátulas que pueden eliminar una capa delgada de la espátula y así restaurar el perfil óptimo.
El ángulo entre la espátula y la malla determina la cantidad de material que pasa y las fuerzas necesarias para ello. Los ángulos comunes para una impresión uniforme de capas son de 15-20° de desviación desde la posición vertical. Sin embargo, este ángulo también depende del perfil de la espátula.
En la fabricación de LCD, el proceso de impresión flexográfica se utiliza para imprimir capas de poliamida en placas de vidrio. Podemos integrar tales sistemas en líneas de producción continuas o también construir conglomerados de poliamida, que constan de una máquina de impresión, un robot cargador y placas calefactoras para el curado de la capa de poliamida impresa.
a Mesa de impresión, b Placa de vidrio LCD, c Dispensador, d Cuchilla de raspar, e Cilindro de grabado, f Revestimiento, g Cilindro de impresión
