CN102419468B - 色轮及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种色轮组装方法，色轮包括依次叠置的基板、色层与光修饰层，色层由至少两色段沿各自的拼接侧边拼接而成，该至少两色段为至少两波长转换片或至少一波长转换片与一散光片，光修饰层由至少两分别用于修饰对应色段出射的颜色光的光学膜片沿各自的拼接侧边拼接而成，组装方法包括：将每一色段固定于与其对应的光学膜片上，并使每一色段的拼接侧边相对于与其对应的光学膜片的拼接侧边平齐；将固定有色段的各光学膜片依次摆放到所述基板上并沿拼接侧边拼接在一起，且使所述色段位于与其对应的光学膜片与基板之间；固定各光学膜片与基板。本发明能够大大提高色轮的组装效率。

Description

色轮及其组装方法

技术领域

本发明涉及图像显示技术领域，尤其涉及一种用于图像显示的色轮及其组装方法。

背景技术

现有的色轮结构如图1所示，色轮2’安装在马达1’上并由马达1’驱动使其旋转，所述色轮2’包括由多块滤光片组成的第一滤光层21’、由多块波长转换片组成的波长转换层22’、第二滤光层23’以及外圈的密封胶24’，其组装方法包括以下步骤：

一、将多块波长转换片的外围尺寸进行修饰，使其达到需要的形状；

二、将多块滤光片按预定颜色顺序拼接成第一滤光层，拼接间隙调至最小，并在拼接处点胶，固化；

三、将多块修饰好的波长转换片按预定颜色顺序摆放到第二滤光层23’上组成波长转换层22’，波长转换层22’的弧面与第二滤光层23’的弧面重合，并将波长转换片之间的拼接间隙调至最小，且拼接处不能有重叠；

四、在第二滤光层23’的中间部位点胶，并把拼接好的第一滤光层21’按与波长转换层22’相对应的颜色方向盖到波长转换层22’上。

五、将移位的波长转换片进行微调，使波长转换片和相对应颜色的滤光片相重合，并将波长转换片之间的拼接缝隙调至最小；

六、从第一滤光层21’顶部施加压力，让第一滤光层21’与第二滤光层23’夹紧波长转换层22’，固化第二滤光层23’中间部位的胶；

七、在色轮外圈涂密封胶24’。

上述色轮组装过程中，波长转换片容易移位，与相对应颜色的滤光片重合性差，组装效率低；并且，移位容易导致波长转换片之间的缝隙大，从而造成组装成的色轮产生漏光。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种色轮及其组装方法，能够提高色轮的组装效率。

本发明提供了一种色轮组装方法，色轮包括依次叠置的基板、色层与光修饰层，色层由至少两色段沿各自的拼接侧边拼接而成，该至少两色段为至少两波长转换片或至少一波长转换片与一散光片，光修饰层由至少两分别用于修饰对应色段出射的颜色光的光学膜片沿各自的拼接侧边拼接而成，其中，组装方法包括：

步骤A，将每一色段固定于与其对应的光学膜片上，并使每一色段的拼接侧边相对于与其对应的光学膜片的拼接侧边平齐；

步骤B，将固定有色段的各光学膜片依次摆放到基板上并沿拼接侧边拼接在一起，且使色段位于与其对应的光学膜片与基板之间；

步骤C，固定各光学膜片与基板。

本发明还提供了一种色轮，包括依次叠置的基板、色层与光修饰层，色层由至少两块色段沿各自的拼接侧边拼接而成，该至少两色段为至少两波长转换片或至少一波长转换片与一散光片，光修饰层由至少两分别用于修饰对应色段出射的颜色光的光学膜片沿各自的拼接侧边拼接而成，色段和与其对应的光学膜片之间通过胶粘接，色段或与其对应的光学膜片与基板固定连接。

与现有技术相比，本发明实施例包括如下有益效果：

本实施例中，先固定色段(如波长转换片)于光学膜片上，再固定光学膜片与基板，并使色段介于光学膜片与基板之间。这样，在将光学膜片组装至基板上时，色段和与其对应的光学膜片不会发生相对移位，从而提高了色轮的组装效率；并且色段和与其对应的光学膜片重合性好，使得色段之间的拼接缝隙小，减轻色轮的漏光问题。

附图说明

图1是现有色轮结构的剖面图；

图2是本发明色轮组装方法的一个实施例的流程示意图；

图3是图2所示实施例中色轮的剖面图；

图4是本发明色轮组装方法的另一实施例的流程示意图；

图5是图4所示实施例中色轮的剖面图；

图6是图4所示实施例中色轮的俯视图；

图7是本发明色轮组装方法的另一实施例组装的色轮的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例一

请参阅图2和图3，图2是本发明色轮组装方法的一个实施例的流程示意图，图3是图2实施例组装的色轮的剖面示意图。如图3所示，色轮100包括依次叠置的基板11、色层12与光修饰层13。

色层12叠置在基板11上，由至少两色段121沿各自的拼接侧边拼接而成，色段121与光学膜片131之间通过胶15粘接。上述至少两色段为至少两波长转换片或至少一波长转换片与一散光片。按不同色段的出光颜色进行区分，色层12可包括红光色段、绿光色段、蓝光色段或其它。各色段相互拼接组成色层12，相邻两个色段之间拼接在一起的侧边为它们的拼接侧边。例如，色层12呈由三块呈扇形的波长转换片拼接而成的圆形，每块扇形的波长转换片的两条半径边为该波长转换片的拼接侧边。色层12也可以呈由至少两块方形的波长转换片拼接而成的带状，或呈由至少两块波长转换片拼接而成的筒形。

波长转换片包括用于吸收激发光并产生受激光的波长转换材料，波长转换材料可以为荧光粉、磷光粉或纳米材料(如量子点)。按不同色段的波长转换片产生的受激光的颜色进行区分，色层12可包括红光波长转换片、绿光波长转换片、蓝光波长转换片或黄光波长转换片或其它。

散光片用于对入射的激发光进行散射以达消相干的作用。散光片主要有体散射和面散射两种。面散射散光元件是利用透明材料表面的微结构对光线的折射和反射来散射光线，具体又分为单面微结构和双面微结构的散光元件。微结构可以在玻璃衬底的表面上喷砂形成，或在该表面上用化学腐蚀的方法形成，也可以在塑料衬底上用热压成型的方法形成。若采用单面微结构的散光元件，优选地，相干光从散光元件的微结构面入射(及第一表面为微结构面)并从散光元件的平面出射，此时透过率比较高。体散射则是指在散射体内掺加不同折射率或不透明的小颗粒来实现散光目的。

色轮分为反射式色轮与透射式色轮。在反射式色轮中，基板11为具有高反射属性，可以为反射镜或镀银的金属反射板，激发光照射在波长转换材料上激发出的受激光的传播方向与激发光照射的方向相反。在透射式色轮中，基板11采用透明材料制成，激发光照射在波长转换材料上激发出的受激光的传播方向与激发光照射方向相同。在透射式色轮上，由于受激光的发光方向为各向同性的，所以有部分受激光沿激发光的照射方向传播，同时其他部分受激光沿激发光的照射方向的反方向传播。因此，在透射式色轮中，基板11优选为透射激发光反射受激光的分光滤光片，这样，沿激发光的照射方向的反方向传播的受激光会被该分光滤光片反射而沿激发光的照射方向出射，最终受激光的绝大部分能量都得以沿激发光的照射方向发射出来并被收集。

光修饰层13叠置在色层12上，光修饰层13与基板11之间通过胶16粘接。光修饰层13由至少两分别用于修饰对应色段出射的颜色光的光学膜片沿各自的拼接侧边拼接而成。光修饰层13应至少包括两块光学属性不同的可透光的光学膜片，光学膜片可以为滤光片、增透片，透明片。例如，光修饰层13可由红光滤光片、绿光滤光片及蓝光滤光片沿各自的拼接侧边拼接而成，红光、绿光及蓝光滤光片分别用于修饰红光、绿光及蓝光色段的出射光，以得到色纯度更高的红光、绿光及蓝光。再如，光修饰层13也可由红光滤光片、绿光增透片及蓝光透明片沿各自的拼接侧边拼接而成。相邻两块光学膜片之间拼接在一起的侧边为它们的拼接侧边。例如，第一滤光层为由三块呈扇形的滤光片拼接而成的圆形，每块扇形的滤光片的两条半径边为该滤光片的拼接侧边。可以理解的是，每块滤光片的拼接侧边应与其对应的色段的拼接侧边平齐。

如图2所示，色轮100的组装方法包括：

步骤210，将每一色段固定于与其对应的光学膜片上，并使每一色段的拼接侧边相对于与其对应的光学膜片的拼接侧边平齐；

例如，色层12由三个色段组成，光修饰层13由与三个色段对应的三块光学膜片组成，步骤210的目的是要固定三对色段与光学膜片，且每一对中，色段的两拼接侧边与光学膜片的两拼接侧边分别相平齐。色段与光学膜片之间的固定方式可以采用多种，本实施例中，固定方式为使用胶15粘接。

步骤210具体可以包括：

步骤a1，将每一色段各自的两拼接侧边均相对于与其对应的光学膜片的两拼接侧边平齐；

步骤a1即修整每一色段，使该色段的两拼接侧边和与其对应的光学膜片的拼接侧边平齐。例如，将红光波长转换片与红光滤光片修整为角度相同的扇形，使得红光波长转换片的两半径边分别与红光滤光片的两半径边相平齐。

步骤b1，将每一色段以和与其对应的光学膜片的拼接侧边对齐的方式固定于该光学膜片上。

例如，将修整好的红光波长转换片固定在红光滤光片上，并保证红光波长转换片的两半径边分别与红光滤光片的两半径边相平齐。

或者，步骤210具体也可以包括：

步骤a2，将每一色段固定于与其对应的光学膜片上，且各色段各自的两拼接侧边均相对于与其对应的光学膜片的两拼接侧边外凸；

步骤b2，将每一色段的两拼接侧边分别相对于与其对应的光学膜片的拼接侧边平齐。

例如，先提供同为扇形的红光波长转换片与红光滤光片，且前者的角度比后者大。在步骤a2中，将红光波长转换片固定于红光滤光片上，且保证固定后红光波长转换片的至少一拼接侧边相对于红光滤光片的一拼接侧边外凸，优选是保证固定后红光波长转换片的两拼接侧边均相对于红光滤光片的两拼接侧边外凸。在步骤b2中，将红光波长转换片外凸的部分切掉，以保证红光波长转换片的两半径边分别与红光滤光片的两半径边相平齐。

步骤a1与b1的方式是先修整色段，再将色段固定于光学膜片上。而步骤a2与b2的方式是先将色段固定与光学膜片上，再修整色段，容易理解的是，这种方式相对更容易操作。

步骤220，将固定有色段的各光学膜片依次摆放到基板上并沿拼接侧边拼接在一起，且使色段位于与其对应的光学膜片与基板之间；

例如，三对固定有色段的滤光片均呈等半径的扇形，三对固定有色段的滤光片摆放在基板11上并沿各自的半径拼接在一起组成圆形，并且，三个色段均位于与其对应的滤光片与基板11之间，从而使得三个色段拼接成圆形的色层12，而三块滤光片拼接成圆形的光修饰层13，从而形成依次叠置的基板11、色层12与光修饰层13。

步骤230，固定各光学膜片与基板。

将拼接好的固定有色段的各光学膜片与基板固定在一起，从而使得基板11、色层12与光修饰层13三者固定在一起，完成色轮的组装。具体地，本实施例中，色层12的边缘相对于基板11与光修饰层13的边缘内凹，光学膜片131的边缘与基板11的边缘之间通过胶16粘接。

相对于现有技术，本实施例中，先固定色段(如波长转换片)于光学膜片上，再固定光学膜片与基板，并使色段介于光学膜片与基板之间。这样，在将光学膜片组装至基板上时，色段和与其对应的光学膜片不会发生相对移位，从而提高了色轮的组装效率；并且色段和与其对应的光学膜片重合性好，使得色段之间的拼接缝隙小，减轻色轮的漏光问题。

实施例二

请参阅图4至图6，图4是本发明色轮组装方法的另一实施例的流程示意图，图5是图4实施例组装的色轮的剖面示意图，图6是图4实施例组装的色轮的色层的俯视图。

如图5和图6所示，色轮200包括依次叠置的基板11、色层12与光修饰层13。基板11为透射蓝色激发光反射受激光的分光滤光片。色层12呈环形，由均呈扇环形的红光波长转换片121、绿光波长转换片122与蓝光散光片123沿各自的半径边拼接而成。光修饰层13包括分别与红光波长转换片121、绿光波长转换片122与蓝光散光片123对应的呈扇形的红光、绿光及蓝光滤光片。波长转换片或散光片和与其对应的滤光片同心同角度，以保证波长转换片或散光片的拼接侧边和与其对应的拼接侧边相对齐；优选地，波长转换片或散光片的外径等于滤光片的半径。

与图3所示实施例不同的是，本实施例中，基板11、色层12与光修饰层13的边缘平齐，色层12的内环边缘、外环边缘分别通过胶15与光修饰层13粘接，色层12的内环边缘、外环边缘分别通过胶16与基板11粘接。光修饰层13面向基板的表面的中心位置(即环形色层12的中心通孔处)，通过胶14粘接于基板11。

如图4所示，图5所示色轮的组装方法包括：

步骤410，使用胶将每一色段粘接于与其对应的光学膜片上，且各色段各自的两拼接侧边均相对于与其对应的光学膜片的两拼接侧边外凸；

具体地，先提供扇环形的红光波长转换片与扇形红光滤光片，且前者的角度比后者大。使用胶15将红光波长转换片粘接于红光滤光片上，且保证固定后，红光波长转换片的弧与红光滤光片的弧相重叠，而红光滤光片的两拼接侧边均相对于红光滤光片的两拼接侧边外凸。绿光波长转换片与绿光滤光片，以及蓝光散光片与蓝光滤光片这两对也以相同方式处理。

优选地，粘接色段(如波长转换片)与光学膜片(如滤光片)的胶的邵氏硬度HA为大于等于20度且小于等于40度，抗拉强度为大于等于1.5毫帕且小于等于2.5毫帕，剪切强度为大于等于0.8毫帕且小于等于1.5毫帕，这种胶在老化过程中不易拉裂滤光片与波长转换片，从而提高色轮的使用寿命。更优选地，胶为硅胶、紫外UV胶或环氧胶。

此外，使用胶15将每一色段粘接于与其对应的光学膜片上的步骤可以包括在每一色段的表面向与其对应的光学膜片施加压力，直至色段和与其对应的光学膜片之间的胶固化，从而使得色段与光学膜片之间的间隙较小。

优选地，可以在扇环形色段的内环边缘或外环边缘涂上胶，通过该胶15将色段粘接于光学膜片上。更优选地，如图5所示，在扇环形色段的内环边缘与外环边缘上均涂有胶15，从而可避免色段因只有内环边缘或外环边缘粘接于光学膜片时带来的色段翘起导致的出光效果差的问题。

步骤420，修整色段，以将每一色段的两拼接侧边分别相对于与其对应的光学膜片的拼接侧边平齐；

具体地，在步骤410之后，将红光波长转换片相对红光滤光片外凸的部分切掉，以保证红光波长转换片的两半径边分别与红光滤光片的两半径边相平齐。绿光波长转换片与绿光滤光片，以及蓝光散光片与蓝光滤光片这两对也以相同方式处理。

步骤430，将固定有色段的各光学膜片依次摆放到基板上并沿拼接侧边拼接在一起，且使色段位于与其对应的光学膜片与基板之间；

具体地，将红光、绿光与蓝光滤光片依次摆放到基板上并沿拼接侧边拼接在一起，且使色段位于与其对应的滤光片与基板之间，并调整好各滤光片之间的拼接缝隙，使滤光片之间的拼接缝隙尽量小，也使波长转换片之间缝隙尽量小，从而红光、绿光与蓝光滤光片拼接成呈圆形的光修饰层13，而红光波长转换片、绿光波长转换片与蓝光散光片拼接成呈环形的色层11，从而形成依次叠置的基板11、色层12与光修饰层13。

步骤440，使用胶固定各固定有色段的光学膜片与基板。

在步骤430之前，可以先在色段面向基板的表面的内环边缘和外环边缘涂上胶16，再执行步骤430，然后再从光学膜片的表面施加向基板11的压力，以控制光学膜片与基板11之间的间隙，直至将胶16固化，使得红光波长转换片、绿光波长转换片与蓝光散光片均通过该胶16粘接至基板上，从而使各光学膜片与基板11固定。进一步地，还可以在步骤430之前，在光修饰层13面向基板的表面的中心位置(即环形色层12的中心通孔处)涂上胶14，通过该胶14将各光学膜片粘接于基板11。

同理，优选地，粘接光学膜片与基板的胶的邵氏硬度HA为大于等于20度且小于等于40度，抗拉强度为大于等于1.5毫帕且小于等于2.5毫帕，剪切强度为大于等于0.8毫帕且小于等于1.5毫帕，这种胶在老化过程中不易拉裂光学膜片与基板，从而提高色轮的使用寿命。更优选地，胶为硅胶、紫外UV胶或环氧胶。

实施例三

请参阅图7，图7是本发明色轮组装方法的另一实施例组装的色轮的剖面示意图。

本实施例与图4所示实施例的区别之处在于，色轮300除了在基板11的中心位置通过胶14将各光学膜片粘接于基板11之外，并未同时在色层12与基板11之间通过胶进行粘接，而是通过一设置在基板11与光修饰层13的边缘的紧箍装置17，进一步固定基板11与光修饰层13。由于采用紧箍装置17，因此可以避免由于胶的老化而导致光学膜片131与基板11的固定性能越来越差的问题。

进一步地，本实施例中的色轮700还包括与基板11固定连接的驱动装置(图未示)，用于驱动基板11使基板周期性转动。在色层12的各色段沿带状排布时，驱动装置也可以使基板作其它方式的运动，例如线性运动。

从上文可概括得出，本发明中的色轮包括依次叠置的基板、色层与光修饰层，色层由至少两块色段沿各自的拼接侧边拼接而成，该至少两色段为至少两波长转换片或至少一波长转换片与一散光片，光修饰层由至少两分别用于修饰对应色段出射的颜色光的光学膜片沿各自的拼接侧边拼接而成，所述色段和与其对应的光学膜片之间通过胶粘接，所述色段或与其对应的光学膜片与基板固定连接。

由于现有技术的色轮组装方法中，先将各色段(如波长转换片)依次摆放在基板上，并在基板的中心涂上胶，再将由各光学膜片(如滤光片)拼接成的光修饰层盖在色层上，由于色层的各波长转换片易发生位移，因此，若事先在滤光片或波长转换片上涂上胶以粘接这两者，则在发现波长转换片发生位移时，由于胶的粘性将很难调整波长转换片的位置，从而导致组装效率很低。也正因为如此，现有技术均不会在滤光片与波长转换片之间涂胶粘接，而是在将拼接好的滤光片盖在波长转换片上，并调整好波长转换片的位置之后，通过滤光片与基板之间的胶(可设置在基板的中央或边缘)粘接滤光片与基板，并在滤光片上施加向基板的压力，从而固定基板、波长转换片与滤光片三者。因此，本发明实施例所提供色轮中，在色段(如红光波长转换片)和与其对应的光学膜片(如红光滤光片)之间，设有胶以对这两者进行粘接，该不同之处具有非显而易见性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种色轮组装方法，所述色轮包括依次叠置的基板、色层与光修饰层，色层由至少两块色段沿各自的拼接侧边拼接而成，该至少两色段为至少两波长转换片或至少一波长转换片与一散光片，光修饰层由至少两分别用于修饰对应色段出射的颜色光的光学膜片沿各自的拼接侧边拼接而成，其特征在于，所述组装方法包括：

步骤A，将每一色段固定于与其对应的光学膜片上，并使每一色段的拼接侧边相对于与其对应的光学膜片的拼接侧边平齐；

步骤B，将固定有色段的各光学膜片依次摆放到所述基板上并沿拼接侧边拼接在一起，且使所述色段位于与其对应的光学膜片与基板之间；

步骤C，固定各光学膜片与基板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括：

步骤A1，将每一色段各自的两拼接侧边均相对于与其对应的光学膜片的两拼接侧边平齐；

步骤A2，将每一色段以和与其对应的光学膜片的拼接侧边对齐的方式固定于该光学膜片上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括：

步骤A1，将每一色段固定于与其对应的光学膜片上，且各色段各自的两拼接侧边均相对于与其对应的光学膜片的两拼接侧边外凸；

步骤A2，将每一色段的两拼接侧边分别相对于与其对应的光学膜片的拼接侧边平齐。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将每一色段固定于与其对应的光学膜片上的步骤包括：

使用胶将每一色段粘接于与其对应的光学膜片上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述胶的邵氏硬度HA为大于等于20度且小于等于40度，抗拉强度为大于等于1.5毫帕且小于等于2.5毫帕，剪切强度为大于等于0.8毫帕且小于等于1.5毫帕。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述胶为硅胶、紫外UV胶或环氧胶。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述使用胶将每一色段粘接于与其对应的光学膜片上的步骤包括：

在所述色段的表面向与其对应的光学膜片施加压力，直至所述胶固化。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定各光学膜片与基板的步骤包括：

使用胶将各光学膜片粘接于所述基板。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定各光学膜片与基板的步骤包括：

使用紧箍装置将各光学膜片与基板固定。

10.一种色轮，其特征在于，包括依次叠置的基板、色层与光修饰层，色层由至少两块色段沿各自的拼接侧边拼接而成，该至少两色段为至少两波长转换片或至少一波长转换片与一散光片，光修饰层由至少两分别用于修饰对应色段出射的颜色光的光学膜片沿各自的拼接侧边拼接而成，所述色段和与其对应的光学膜片之间通过胶粘接，所述色段或与其对应的光学膜片与基板固定连接。

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