CN108680972A - 一种菲涅尔微结构的制作模具、制作设备以及制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种菲涅尔微结构的制作模具、制作设备以及制作方法，涉及激光投影显示技术领域，可解决现有制作方法因不能进行连续化生产而导致圆形菲涅尔抗光屏幕生产效率较低的问题。该菲涅尔微结构的制作模具包括滚动件，所述滚动件的滚动面为圆柱面，所述圆柱面上设有多个条形的挤压结构，每个所述挤压结构均围绕所述圆柱面设置，多个所述挤压结构沿所述滚动件的轴向排列，多个所述挤压结构在所述滚动件轴向上的截面拼接成锯齿形，将所述圆柱面展开成矩形平面可使多个所述挤压结构均呈圆弧形。本发明用于制作菲涅尔微结构。

Description

一种菲涅尔微结构的制作模具、制作设备以及制作方法
技术领域
本发明涉及激光投影显示技术领域，尤其涉及一种菲涅尔微结构的制作模具、制作设备以及制作方法。
背景技术
在激光投影显示领域，尤其是超短焦激光投影显示领域，菲涅尔抗光屏幕是搭配超短焦投影激光电视最好的屏幕，而主流菲涅尔抗光屏幕目前分两种，分别是圆形菲涅尔抗光屏幕和线性菲涅尔抗光屏幕，其中，圆形菲涅尔抗光屏幕因增益高而成为了激光电视的首选搭配屏幕。
圆形菲涅尔抗光屏幕的核心是圆形菲涅尔微结构，该微结构的制作方法主要有以下两种：
1、参照图1和图2，在一圆锥形滚动件01的圆锥面上设置多个圆环形的挤压结构，以形成菲涅尔微结构的制作模具，然后以整个模具的长度为半径，小端O为圆心，在涂有胶层的透明平板上滚压，即可形成圆形菲涅尔微结构；
2、通过平板雕刻机在一透明平板上直接雕刻出同心圆的微结构，即可形成圆形菲涅尔微结构。
然而，这两种方法都不能进行连续化生产，导致圆形菲涅尔抗光屏幕的生产效率较低。
发明内容
本发明的实施例提供一种菲涅尔微结构的制作模具、制作设备以及制作方法，可解决现有制作方法因不能进行连续化生产而导致圆形菲涅尔抗光屏幕生产效率较低的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例提供了一种菲涅尔微结构的制作模具，包括滚动件，所述滚动件的滚动面为圆柱面，所述圆柱面上设有多个条形的挤压结构，每个所述挤压结构均围绕所述圆柱面设置，多个所述挤压结构沿所述滚动件的轴向排列，多个所述挤压结构在所述滚动件轴向上的截面拼接成锯齿形，将所述圆柱面展开成矩形平面可使多个所述挤压结构均呈圆弧形。
本发明实施例还提供了一种菲涅尔微结构的制作设备，包括基材承载单元和涂胶单元，所述涂胶单元用于为所述基材承载单元上承载的基材进行涂胶，以形成胶层，还包括上述菲涅尔微结构的制作模具，所述滚动件可在所述基材上滚动，以使多个所述挤压结构挤压所述胶层。
本发明实施例还提供了一种菲涅尔微结构的制作方法，包括：对基材承载单元上承载的基材进行涂胶，以形成胶层；将上述制作模具中的滚动件压合于所述基材上，并使所述滚动件相对于所述基材转动，以使多个所述挤压结构挤压所述胶层。
本发明实施例提供的菲涅尔微结构的制作模具、制作设备以及制作方法，由于该制作模具包括滚动件，所述滚动件的滚动面为圆柱面，所述圆柱面上设有多个条形的挤压结构，每个所述挤压结构均围绕所述圆柱面设置，多个所述挤压结构沿所述滚动件的轴向排列，多个所述挤压结构在所述滚动件轴向上的截面拼接成锯齿形，将所述圆柱面展开成矩形平面可使多个所述挤压结构均呈圆弧形，因此可使滚动件沿长条形基材的长度方向在涂有胶层的长条形基材上重复性连续化滚动，即可使多个挤压结构在胶层上挤压出菲涅尔微结构，因此该制作模具可适用于连续化生产，从而提升了圆形菲涅尔抗光屏幕的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中菲涅尔微结构的制作模具的示意图；
图2为利用图1中制作模具制作菲涅尔微结构时的示意图；
图3为本发明实施例菲涅尔微结构的制作模具的主视图；
图4为本发明实施例菲涅尔微结构的制作模具的后视图；
图5为将本发明实施例菲涅尔微结构的制作模具中的滚动件的圆柱面展开成矩形平面时的示意图；
图6为本发明实施例菲涅尔微结构的制作模具中多个挤压结构的截面图；
图7为本发明实施例菲涅尔微结构的制作设备的示意图；
图8为利用图7中的制作设备生产出来的菲涅尔微结构的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一段分实施例，而不是全段的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图3至图6为本发明实施例菲涅尔微结构的制作模具100的一个具体实施例，本实施例中的菲涅尔微结构的制作模具100包括滚动件1，滚动件1的滚动面A为圆柱面，圆柱面上设有多个条形的挤压结构2，每个挤压结构2均围绕圆柱面设置，可以是全包围，也可以是半包围，多个挤压结构2沿滚动件1的轴向排列，多个挤压结构2在滚动件1轴向上的截面拼接成锯齿形，例如图6所示，将圆柱面展开成矩形平面可使多个挤压结构2均呈圆弧形，可沿图4中的虚线将圆柱面展开成矩形平面。
本发明实施例提供的菲涅尔微结构的制作模具100，由于包括滚动件1，滚动件1的滚动面A为圆柱面，圆柱面上设有多个条形的挤压结构2，每个挤压结构2均围绕圆柱面设置，多个挤压结构2沿滚动件1的轴向排列，多个挤压结构2在滚动件1轴向上的截面拼接成锯齿形，将圆柱面展开成矩形平面可使多个挤压结构2均呈圆弧形，因此可使滚动件1沿长条形基材的长度方向在涂有胶层的长条形基材上重复性连续化滚动，即可使多个挤压结构2在胶层上挤压出菲涅尔微结构，因此该制作模具100可适用于连续化生产，从而提升了圆形菲涅尔抗光屏幕的生产效率。该制作模具100制作出来的菲涅尔微结构的直径不受雕刻机床的限制，可轻松实现目前的主流技术。
挤压结构2的圆心位于矩形平面平行于滚动件1轴线的中心线m上，由此可使多个挤压结构2在胶层上挤压出的菲涅尔微结构的精密度更高。
滚动件1优选为圆柱状，当然，滚动件1也可以为圆筒状，相比圆筒状，圆柱状不容易变形，从而使制作模具100的结构稳定性更高。
挤压结构2由雕刻工艺制得，即挤压结构2是在圆柱面上通过去除材料而形成的，因此挤压结构2与滚动件1为一个整体，从而无需通过固定结构将挤压结构2固定于圆柱面上，进而节省了成本。
圆柱面的半径为R，优选1.1m≤R≤2.4m，圆柱面沿滚动件1轴向的尺寸为L，优选1.2m≤L≤2.5m，这样不仅可以保证制作模具100能够制作出目前主流尺寸的菲涅尔抗光屏幕，还可节省材料成本，减小制作模具100占用的空间，同时方便搬运。
挤压结构2的高度为H，挤压结构2底面的宽度为M，H和M过小会导致制作出来的菲涅尔抗光屏幕的光学性能不满足要求，H和M过大会降低制作出来的菲涅尔抗光屏幕的成像质量，为了避免上述问题，本实施例优选85um≤H≤300um，80um≤M≤290um。
参照图7，本发明实施例还提供了一种菲涅尔微结构的制作设备，包括基材承载单元200和涂胶单元(图中未示出)，涂胶单元用于为基材承载单元200上承载的基材300进行均匀涂胶，以形成胶层400，涂胶方向如箭头b所示，还包括上述任一实施例的菲涅尔微结构的制作模具100，滚动件1可在基材300上滚动，以使多个挤压结构2挤压胶层400。
本发明实施例提供的菲涅尔微结构的制作设备，由于菲涅尔微结构的制作模具100包括滚动件1，滚动件1的滚动面A为圆柱面，圆柱面上设有多个条形的挤压结构2，每个挤压结构2均围绕圆柱面设置，多个挤压结构2沿滚动件1的轴向排列，多个挤压结构2在滚动件1轴向上的截面拼接成锯齿形，将圆柱面展开成矩形平面可使多个挤压结构2均呈圆弧形，滚动件1可在基材300上滚动，以使多个挤压结构2挤压胶层400，因此可选用长条形的基材300，并使滚动件1沿长条形基材300的长度方向在长条形基材300上重复性连续化滚动(滚动件1的转轴n要平行于长条形基材300的宽度方向，长条形基材300的宽度优选等于或略大于圆柱面的宽度)，即可使多个挤压结构2在胶层400上挤压出菲涅尔微结构，因此该制作设备可连续化生产菲涅尔微结构，从而提升了圆形菲涅尔抗光屏幕的生产效率。图8示出的是连续生产出来的两个菲涅尔微结构，实际应用过程中，客户可根据实际需要将其裁切成需要的尺寸。
具体的，基材承载单元200包括多个用于共同传送基材300的传送滚轮201，涂胶单元和制作模具100的位置均固定，且沿基材300的传送方向a，制作模具100位于涂胶单元的前侧，此时基材300可选用卷材，卷材的材料优选为PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)，多个传送滚轮201可对卷材进行传送，使卷材先经过涂胶单元进行涂胶，而后经过制作模具100即可形成菲涅尔微结构，这样可减小制作设备的体积，且卷材易于运输和包装。图7中传送滚轮201和制作模具100上的箭头均为其转动方向。
进一步的，涂胶单元和制作模具100之间设有用于对胶层400进行烘烤的烘烤单元500，由此可加快胶液的固化，从而可缩短制作模具100和涂胶单元之间的距离，进而可进一步减小制作设备的体积。
涂胶单元用于为基材300涂覆紫外光固化胶，紫外光固化胶具有固化快、透明度高的特点，可缩短制作模具100和涂胶单元之间的距离，还可提升菲涅尔微结构的光学性能。
在上述实施例的基础上，本实施例中制作模具100处设有用于照射基材300的紫外灯600，由此可在菲涅尔微结构成型时加快菲涅尔微结构的固化，从而提高生产效率。
胶层400的厚度为D，D过小会导致菲涅尔微结构的光学性能达不到要求，D过大会造成浪费，还会导致基材300不容易卷曲，因此本实施例优选30um≤D≤200um，一方面可保证菲涅尔微结构的光学性能满足要求，另一方面可避免浪费，同时方便基材300卷曲。
烘烤单元500与胶层400之间的距离为S，S的大小会影响烘烤单元500对胶层400的烘烤效果，S过大会导致烘烤单元500对胶层400的烘烤效果不好，进而导致胶液的固化速度仍然较慢，S过小会导致胶液的固化速度过快，进而影响挤压结构2对胶层400的挤压效果，因此本实施例优选0.4m≤S≤2m，一方面可保证挤压结构2对胶层400的挤压效果，另一方面可提升烘烤单元500对胶层400的烘烤效果。
本发明实施例还提供了一种菲涅尔微结构的制作方法，包括：对基材承载单元200上承载的基材300进行涂胶，以形成胶层400；将上述任一实施例所述制作模具中的滚动件1压合于基材300上，并使滚动件1相对于基材300转动，以使多个挤压结构2挤压胶层400。
本发明实施例提供的菲涅尔微结构的制作方法，由于先对基材承载单元200上承载的基材300进行涂胶，以形成胶层400，制作模具100包括滚动件1，滚动件1的滚动面A为圆柱面，圆柱面上设有多个条形的挤压结构2，每个挤压结构2均围绕圆柱面设置，多个挤压结构2沿滚动件1的轴向排列，多个挤压结构2在滚动件1轴向上的截面拼接成锯齿形，将圆柱面展开成矩形平面可使多个挤压结构2均呈圆弧形，将滚动件1压合于基材300上，并使滚动件1相对于基材300转动，以使多个挤压结构2挤压胶层400，因此可选用长条形的基材300，并使滚动件1沿长条形基材300的长度方向在长条形基材300上重复性连续化滚动，即可连续化生产菲涅尔微结构，从而提升了圆形菲涅尔抗光屏幕的生产效率。
使滚动件1相对于基材300转动，包括：由多个传送滚轮201共同传送基材300；基材300带动滚动件1绕自身轴线转动，此时基材300可选用卷材，滚动件1的轴线可固定，这样可在制作菲涅尔微结构时减小占用的空间。
在多个挤压结构2挤压胶层400之前，该制作方法还包括：对基材300上的胶层400进行烘烤，由此可加快胶液的固化，从而提升生产效率。
在多个挤压结构2挤压胶层400时，该制作方法还包括：通过紫外灯600照射基材300，由此可在菲涅尔微结构成型时加快菲涅尔微结构的固化，同样提高生产效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种菲涅尔微结构的制作模具，包括滚动件，其特征在于，所述滚动件的滚动面为圆柱面，所述圆柱面上设有多个条形的挤压结构，每个所述挤压结构均围绕所述圆柱面设置，多个所述挤压结构沿所述滚动件的轴向排列，多个所述挤压结构在所述滚动件轴向上的截面拼接成锯齿形，将所述圆柱面展开成矩形平面可使多个所述挤压结构均呈圆弧形。
2.根据权利要求1所述的制作模具，其特征在于，所述挤压结构的圆心位于所述矩形平面平行于所述滚动件轴线的中心线上。
3.根据权利要求1所述的制作模具，其特征在于，所述滚动件为圆柱状。
4.根据权利要求1所述的制作模具，其特征在于，所述挤压结构由雕刻工艺制得。
5.根据权利要求1所述的制作模具，其特征在于，所述圆柱面的半径为R，1.1m≤R≤2.4m，所述圆柱面沿所述滚动件轴向的尺寸为L，1.2m≤L≤2.5m。
6.根据权利要求1所述的制作模具，其特征在于，所述挤压结构的高度为H，85um≤H≤300um，所述挤压结构底面的宽度为M，80um≤M≤290um。
7.一种菲涅尔微结构的制作设备，包括基材承载单元和涂胶单元，所述涂胶单元用于为所述基材承载单元上承载的基材进行涂胶，以形成胶层，其特征在于，还包括权利要求1～6中任一项所述菲涅尔微结构的制作模具，所述滚动件可在所述基材上滚动，以使多个所述挤压结构挤压所述胶层。
8.根据权利要求7所述的制作设备，其特征在于，所述基材承载单元包括多个用于共同传送所述基材的传送滚轮，所述涂胶单元和所述制作模具的位置均固定，且沿所述基材的传送方向，所述制作模具位于所述涂胶单元的前侧。
9.根据权利要求8所述的制作设备，其特征在于，所述涂胶单元和所述制作模具之间设有用于对所述胶层进行烘烤的烘烤单元。
10.根据权利要求8所述的制作设备，其特征在于，所述涂胶单元用于为所述基材涂覆紫外光固化胶。
11.根据权利要求10所述的制作设备，其特征在于，所述制作模具处设有用于照射所述基材的紫外灯。
12.根据权利要求7所述的制作设备，其特征在于，所述胶层的厚度为D，30um≤D≤200um。
13.根据权利要求9所述的制作设备，其特征在于，所述烘烤单元与所述胶层之间的距离为S，0.4m≤S≤2m。
14.一种菲涅尔微结构的制作方法，其特征在于，包括：
对基材承载单元上承载的基材进行涂胶，以形成胶层；
将权利要求1～6中任一项所述制作模具中的滚动件压合于所述基材上，并使所述滚动件相对于所述基材转动，以使多个所述挤压结构挤压所述胶层。
15.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，使所述滚动件相对于所述基材转动，包括：
由多个传送滚轮共同传送所述基材；
所述基材带动所述滚动件绕自身轴线转动。
16.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，在多个所述挤压结构挤压所述胶层之前，所述制作方法还包括：
对所述基材上的所述胶层进行烘烤。
17.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，在多个所述挤压结构挤压所述胶层时，所述制作方法还包括：
通过紫外灯照射所述基材。
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