CN103900035A - 具有分界结构的荧光粉色轮基板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有分界结构的荧光粉色轮的基板及其制作方法。先对基板进行加工，使基板产生一定的变形，进行分界，分界处形成相对于基准面的凸起或凹下分界结构；同时使用粘接剂，在基板上要求的色段区域，预先形成具有要求形状及一定高度和宽度的凸起层，对后续荧光粉色段制作时进行准确分界与控制，然后再采用印刷、点胶、喷涂等方式制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的多色段荧光色轮。本发明的有益效果是，可以更加精确地控制荧光色轮基板上荧光粉片层的相对位置，形状要求（宽度，厚度，平面度，角度，间隙等），均匀性等重要参数，保证荧光粉片层的分界控制，满足其性能表现，从而很大地提高了荧光粉片层形成工序的准确性、效率及质量。

Description

具有分界结构的荧光粉色轮基板及其制作方法

技术领域

 本发明涉及照明及显示用的光源技术领域，特别是涉及一种具有分界结构荧光粉色轮的基板结构设计及其制造。

 

背景技术

 现在，越来越多的投影机选择主要利用LED (light emitting Diode) 或LD (laser diode) 作为显示光源，其中一种模式是直接利用多色激发光源发出红、绿或蓝等不同波长的光作为光源实现彩色显示；另外一种则是利用一种红色或绿色或蓝色作为光源，再利用其激发、转换出其他两种三原色，最终通过调制光路实现彩色投影显示。美国专利US7547114B2提出一种产生高亮度时序色光的方法，该方法将激发光源收集并聚焦于一个荧光粉转盘上激发荧光粉材料发光，并随着转盘的转动产生周期性时序的色光序列；使用该方法可以制作出高亮度的投影光源。通过这种原理运用的荧光粉色轮，一般在基板上涂布一种或多种不同颜色、不同激发光谱的荧光粉色段/片层，从而通过LED或LD光源来激发出不同波长颜色的光，并以此作为投影机的光源。可见，荧光色轮在通过单色光源激发三原色投影显示系统及光源系统中占据着及其重要的地位。荧光色轮制作水平的高低直接制约着最终投影显示系统的亮度、彩色化等参数。

 但在实际荧光粉片层的涂布中，尤其是多色段的荧光粉片层，由于对各荧光粉色段的位置，间隙，形状（如宽度，厚度，平面度，角度等），均匀性等具有较高的要求，而目前的制造工艺，由于材料、设备等的限制，很难精确地同时满足上述制作要求，从而造成荧光粉色轮整体的光强等下降，色度及色温出现偏差等问题。

 我们通过设计、开发一种方便制作的、具有良好分界结构的荧光色轮基板，通过使用其制作荧光粉片层及荧光粉色轮，最终制作成使用该荧光粉片层的光源，以解决现有技术中以LED 光源和激光光源的激发光存在的因荧光粉界域等引起的技术问题。

 

发明内容

 本发明主要解决的技术问题是通过设计、加工、制作一种新的基板结构及制作，从而提供一种具有分界结构的荧光粉片层、荧光粉色轮及使用该荧光粉片层的光源，以满足LED光源和激光光源的激发光光源光强和色度的要求。

 为解决上述技术问题，本发明通过在荧光粉片层形成之前，在基板上预先加工制作出一种将荧光粉色段分界的结构，用以解决在荧光色轮的后续加工过程中荧光粉色段的相对位置、形状及构造要求（宽度，厚度，平面度，角度，间隙等）、均匀性等的精确控制的需求。

 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：通过设计、加工、制作一种新结构的基板，预先将色轮基板分段设计、制作、加工成所需涂覆荧光粉的分界区域及分界线（凸起或凹下），从而提供一种荧光粉色轮，包括单色段和多色段荧光粉色轮，尤其是多色段荧光粉色轮的加工制作，其中该荧光粉片层具有荧光粉色段分界的结构。然后再采用印刷、点胶、喷涂等方式制作出单色段或者多色段荧光粉色段，最终制作成需要的多色段荧光色轮。

 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种在单色或多色段荧光粉色轮中使用具有色段分界结构的基板结构，其特征在于：该结构使用有机或无机粘接剂，通过机器自动完成或治具手动完成，在制作荧光色轮的基板上，预先形成具有要求形状及一定高度和宽度的凸起层，从而对后续荧光粉色段制作时可以进行准确分界与控制，其中预先涂布材料的形状宽度:0至10mm，高度:0至10mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面。基板上形成的分界结构的形状包括连续分界线状、点状、水滴状等规则或不规则形状，以及不连续分界线状、点状、水滴状等规则或不规则形状；分界线状可以是但不限于直线，曲线或不规则线段；基板要求色段的预涂材料为有机或无机粘接剂，其中有机粘结剂包括硅胶, 环氧树脂, UV胶等；无机粘结剂，包括低熔点玻璃、金属氧化物颗粒等。然后再采用印刷、点胶、喷涂等方式制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的单色段或者多色段荧光色轮。

 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种在单色或多色段荧光粉片层中具有荧光粉色段分界作用的结构，其特征在于：对基板进行例如切割，挤压或激光加工部分或全部的荧光粉片层区域，使基板产生一定的变形，以对荧光粉片层进行分界，在分界处形成相对的凸起或凹下结构和形状。对于基板的加工方式包括但不限于切割，挤压或激光等，其中变形分界处的结构形状宽度: 0至基板直径或最大宽度，长度:0至基板直径或最大宽度，凸起高度或凹下深度:0至10mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面。然后再采用印刷、点胶、喷涂等方式制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的单色段或者多色段荧光色轮。

 本发明采用的技术方案还包括：在荧光粉片层形成之前，通过对基板表面凸起或凹下结构形状的加工和采用有机或无机粘接剂形成凸起层两种方法的结合在基板上形成对荧光粉片层进行分界的结构，这样就可以更加精确地控制荧光粉片层的位置，形状（宽度，厚度，平面度，角度，间隙等），均匀性等重要参数，保证荧光粉片层的性能表现，并很大程度上提高了荧光粉片层形成工序的效率和质量，其中预先涂布材料的形状宽度:0至10mm，高度:0至10mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面；对基板进行例如切割，挤压或激光加工形成分界处理，切割分界处的结构形状宽度: 0至基板直径或最大宽度，长度:0至基板直径或最大宽度，深度:0至10mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面。然后再采用印刷、点胶、喷涂等方式制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的单色段或者多色段荧光色轮。

 本发明所涉及的基板形状，包括圆形、正方形、长方形、五边形至圆形、三角形等规则及不规则的多边形，且不限于上述说列形状规格。

 本发明所涉及的基板对基板进行例如切割，挤压或激光加工形成分界结构的横截面可以是三角形、梯形、正方形、长方形、圆弧形、扇形等规则及不规则形状，且不限于上述所列形状规格。

 本发明所涉及的基板材料可以是铝、铜、银等金属或非金属，及表面镀有薄膜的铝、铜、银等金属或非金属，且不限于上述材料。

 本发明所涉及的基板材料可以是玻璃、陶瓷等非金属，及表面镀有薄膜的玻璃、陶瓷等非金属，且不限于上述材料。

 本发明所涉及的基板材料可以是具有反射功能，散射功能或者光扩散功能的一种功能或者几种功能的结合。

 本发明所涉及的基板材料的表面可以镀有金属或非金属薄膜，薄膜的功能可以包括但不限于反射、增透、滤色等功能；薄膜可以是具有其中一种或者几种功能的组合作用。

 本发明所涉及的具有反射功能的基板材料，其形成的基板反射率：1%至100%；

 本发明所涉及的基板要求色段的预涂材料为有机或无机粘接剂；所述有机粘结剂包括硅胶, 环氧树脂, UV胶等；所述无机粘结剂，包括低熔点玻璃、金属氧化物颗粒等。

 本发明的有益效果是，可以更加精确地控制荧光色轮基板上荧光粉片层的相对位置，形状要求（宽度，厚度，平面度，角度，间隙等），均匀性等重要参数，保证荧光粉片层的分界控制，满足其性能表现，从而很大地提高了荧光粉片层形成工序的准确性、效率及质量。

 

附图说明

 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

 图1是本发明是实施例一的荧光粉片层的分界结构的示意图。

 图2是本发明是实施例一的荧光粉片层的分界结构的截面示意图。

 图3是本发明是实施例二的荧光粉片层的分界结构的示意图。

 图4是本发明是实施例二的荧光粉片层的分界结构的截面示意图。

 图5是本发明是实施例三的荧光粉片层的分界结构的示意图。

 图6是本发明是实施例三的荧光粉片层的分界结构的截面示意图。

 图7是本发明是实施例四的荧光粉片层的分界结构的示意图。

 图8是本发明是实施例四的荧光粉片层的分界结构的截面示意图。

 图9是本发明是实施例五的荧光粉片层的分界结构的示意图。

 图10是本发明是实施例五的荧光粉片层的分界结构的截面示意图。

 

具体实施方式

 实施例一：

 图1所示为本发明使用表面镀银膜的铝基片圆环形，具有分界结构荧光粉色轮基板的荧光粉色段分界结构的荧光粉片层的实施例。通过对直径为40mm的圆形基板201挤压加工，使其分离成带有分界作用的结构，将整个基板平均分成3个独立区域211,212和213。上述所示的通过对基板201挤压等机械及化学等相关方法，产生边界结构221，基板对应的荧光粉片层区域的下陷（即分界结构221的凸起）宽度为0.15mm，分界结构221的凸起截面为正方形，高度为0.2mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面，用以起到对个荧光粉片层的分界作用。然后再采用印刷、点胶、喷涂等方式制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的红、绿、黄等三色段荧光色轮。

 

 实施例二：

 图3所示为本发明使用表面镀银膜的铝基片圆环形，具有分界结构荧光粉色轮基板的荧光粉色段分界结构的荧光粉片层的实施例。通过对直径为40mm的圆形基板201挤压加工，使其分离成带有分界作用的结构，将整个基板201平均分成6个独立区域211,212和213各对称的2个独立区域。上述所示的通过对基板201挤压等机械及化学等相关方法，产生边界结构222，基板对应的荧光粉片层区域的凸起（即分界结构222的凹下）宽度为0.2mm，分界结构222的凹下截面为圆弧形，高度为-0.2mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面，用以起到对个荧光粉片层的分界作用。然后再采用印刷、点胶、喷涂等方式制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的红、绿、黄等六色段荧光色轮。

 

 实施例三：

 图5所示为本发明使用表面镀银膜的铝基片圆环形，具有分界结构荧光粉色轮基板的荧光粉色段分界结构的荧光粉片层的实施例。通过对直径为40mm的圆形基板201挤压加工，使其分离成带有分界作用的结构，将整个基板201分成2个区域，其中一个下凹区域为荧光粉色段涂布区域，另一个则为基板反射区域（即无机械加工以及荧光粉色段涂布）。上述所示的通过对基板挤压等机械及化学等相关方法，产生边界结构222，基板对应的荧光粉片层区域的凹下宽度为5mm，分界结构222的凹下截面为方形，高度为-0.18mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面，用以起到对个荧光粉片层的初步分界作用。然后在分界结构计区域，采用有机或无机粘接剂，通过机器自动完成或治具手动完成荧光粉两个色段212和213的分界，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面， 在基板上形成宽度为0.2mm、长度为4mm，高度为0.18mm的凸起胶层223，该胶层沿基板直径方向的截面为圆弧形，等胶层完全固化后，再采用印刷、点胶、喷涂等方式，在相应位置涂布荧光粉层，制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的多色段荧光色轮。

 

 实施例四：

 图7所示为本发明使用表面镀增透膜的玻璃圆环片，具有分界结构荧光粉色轮基板的荧光粉色段分界结构的荧光粉片层的实施例。使用直径为59mm的玻璃圆环片基板202，采用有机或无机粘接剂，通过机器自动完成或治具手动完成，在基板202上，预先形成直径为55mm和46mm的两个圆周凸起胶层224和225，并根据荧光粉色段要求，在基板上的两个形成的圆周区域内，采用有机或无机粘接剂，通过机器自动完成或治具手动完成每一个荧光粉色段的分界结构226。该胶层的高度:0.1mm，宽度:0.4mm,以基板水平放置时上表面的最低面为基准面，该胶层沿基板直径方向的截面为圆弧形，等胶层完全固化后，再采用印刷、点胶、喷涂等方式，在相应位置涂布荧光粉层，制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的多色段荧光色轮。

 

 实施例五：

 图9所示为本发明使用表面镀银膜的铝基片圆环片，具有分界结构荧光粉色轮基板的荧光粉色段分界结构的荧光粉片层的实施例。通过对直径50mm的圆形基板203挤压加工，使其分离成带有分界作用的结构，将整个基板203分成3个区域，中间圆环形下凹部分227（下凹区域范围：直径35mm至45mm）为荧光粉色段涂布区域，另两个为基板反射区域（即无机械加工以及荧光粉色段涂布）。上述所示的通过对基板203挤压等机械及化学等相关方法，产生边界结构227，基板对应的荧光粉片层区域的凹下宽度为5mm，分界结构227的凹下截面为圆弧形，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面，高度为-0.2mm，用以起到对个荧光粉片层的分界作用。再采用印刷、点胶、喷涂等方式，在相应位置涂布荧光粉层，制作出单色荧光粉色段，最终制作成需要的单色段荧光色轮。

Claims (6)

1.具有分界结构的荧光粉色轮基板，其特征在于，包括基板，所述基板至少设有两不处于同一平面的表面，各表面上喷涂各种不同色段的荧光粉。

2.根据权利要求1所述的具有分界结构的荧光粉色轮基板，其特征在于，所述基板形成分界，在各分界处形成相对于基准面的凸起或下凹分界的结构。

3.根据权利要求2所述的具有分界结构的荧光粉色轮基板，其特征在于，所述基板的变形分界处的结构: 0至基板直径或最大宽度，长度:0至基板直径或最大宽度，凸起高度:0至10mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面；凹下深度:0至-10mm，以基板水平放置时上表面的最低面为基准面。

4.根据权利要求2所述的具有分界结构的荧光粉色轮基板，其特征在于，所述分界结构的横截面为三角形、梯形、正方形、长方形、圆弧形、扇形。

5.根据权利要求2所述的具有分界结构的荧光粉色轮基板，其特征在于，基板加工形成分界结构的形状包括连续分界线状、点状、水滴状。

6.一种具有分界结构的荧光粉色轮基板的制作方法，其特征在于，其特征在于：先对基板进行加工，使基板产生一定的变形，进行分界，分界处形成相对于基准面的凸起或凹下分界结构；同时使用粘接剂，在基板上要求的色段区域，预先形成具有要求形状及一定高度和宽度的凸起层，对后续荧光粉色段制作时进行准确分界与控制，然后再采用印刷、点胶、喷涂等方式制作出多色段荧光粉色段，最终制作成需要的多色段荧光色轮。

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