CN111347754A - 一种光学投影屏幕自动全贴合装置及贴合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学投影屏幕自动全贴合装置及贴合方法，装置包括能够进行开合的下部基体(1)和上盖(2)，下部基体(1)上设有加热板(3)，上盖(1)内从上到下分别设有第一密封垫(4)和分割层(5)，第一密封垫(4)和分割层(5)之间的密闭区域形成上腔室(6)；上盖(2)与下部基体(1)闭合状态下，加热板(3)与分割层(5)之间的密闭区域形成下腔室(7)。本发明只有一次对位操作，减少了因为多次对位引起的偶然误差；经过真空和高温条件后，热熔胶在融熔状态下能有效填充入光学膜片表面的微细结构当中，排除微细结构当中的空气，实现牢固粘接，有效降低由于残余空气引起的气泡、鼓包等不良率，产品表观质量好。

Description

一种光学投影屏幕自动全贴合装置及贴合方法
技术领域
本发明属于光学投影技术领域，特别涉及一种光学投影屏幕自动全贴合装置及贴合方法。
背景技术
随着投影技术的日益发展，投影机搭配光学膜片呈现的图像效果越来越精美，受到了越来越多追求超大画面效果的消费者的喜爱，然而要达到精美的画面呈现效果，除了需要优质的投影机之外，性能良好的光学投影屏幕必不可少。在投影机技术越来越同质化的今天，投影光学投影屏幕的好坏就直接决定了投影画面的完美程度，由投影机和光学投影屏幕的搭配，才构成一个完整的投影显示系统。
光学投影屏幕是由一系列微细光学结构组成的可以使投影机光强和环境光强在光学投影屏幕结构中重新分布的屏幕。其特点是可以有效的遮蔽环境光和增强投影机投射的光强，提升画面对比度、亮度增益、色彩还原性、分别率等，满足人们对超高画质的需求。
目前光学投影屏幕主要分为硬幕和软幕。软幕固定方式主要采用弹簧、弹性绳等具有伸缩弹力的物体形式使幕形成一平面并固定在四周的框架上。硬幕的固定方式主要采用将光学膜片用胶粘贴在刚性物体表面上，如蜂窝铝板、铝塑板、铁板等，然后在刚性物体四周装配边框用于遮蔽及装饰。软幕长时间使用会出现松弛、褶皱，影响显示效果，同时软幕框架整体看起来厚重，与现在OLED超薄电视、窄边的趋势不符，故软幕的市场认可度与硬幕相比，尚有一定差距。
柔性光学膜片与背板的全贴合技术是光学投影屏幕制造中难度最高的技术之一，其难度主要表现在以下方面。
1.贴合精度要求高。以显示尺寸100寸的屏幕为例，光学膜片的尺寸为2225mm*1255mm，将此尺寸的柔软的光学膜片全贴合在背板上，要求任意方向上的贴合尺寸偏差小于2mm。
2.光学投影屏幕表观质量要求高。光学膜片与背板全贴合后对气泡、杂质、鼓包等表观的要求严格，以显示尺寸100寸(2214mm*1245mm)的屏幕为例，显示区域中心50％面积的区域(1565mm*880mm)中，无面积大于0.7mm2的杂质或气泡，不超过1个面积大于等于0.5mm2、小于等于0.7mm2的杂质或气泡，距离屏幕1米处观察不可见鼓包、划痕，屏幕表面无凹陷、污迹。
3.光学投影屏幕耐候性条件要求高。光学膜片与背板全贴合后，在高温(60℃，30％RH)、高湿(40℃，90％RH)、低温(-20℃)循环的环境下存放300个小时后，不出现气泡、脱胶、分层等质量问题。
4.光学投影屏幕环境测试要求高。光学膜片与背板全贴合后，在海拔5000米气压条件下，存储4小时，不出现气泡、脱胶、分层等质量问题。
如图1所示，现有的光学投影屏幕光学膜片和背板贴合常采用的辊压全贴合方式，将背板放置在平台上，清洁干净背板后，粘贴上双面胶，然后再将柔性光学膜片粘贴在双面胶上。这种全贴合方式可以满足质量要求不高的光学投影屏幕的生产，但其存在以下几个问题：1.光学膜片与背板的贴合需要贴合操作两次，即第一次将胶贴在背板上，第二次将柔性光学膜片贴在胶上，二次对位操作非常困难、精度不高，最终的贴合偏差容易超过10mm；2.胶、光学膜片与背板贴合过程都是在常压下进行，固态的双面胶与光学膜片上的微细结构沟槽进行接触时，固态的双面胶不能完全渗入到沟槽内，沟槽内多余的空气无法完全排出，导致贴合后容易产生气泡、杂质、鼓包等质量问题，生产良率很低，贴合后产品的耐候性、耐环境性能表现很差，存在气泡、脱胶、分层等质量隐患；3.生产效率低下，产品生产成本很高，每一台机器需要至少5～6个人，一天8小时只能生产10张左右。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够自动进行贴合，一般一台设备2～3个人，一天8小时可以生产25张以上，可以节约大量人力成本，显著提高生产效率的光学投影屏幕自动全贴合装置。
本发明的还提供一种只有一次对位操作，减少了因为多次对位引起的偶然误差；经过真空和高温条件后，热熔胶在融熔状态下能有效填充入光学膜片表面的微细结构当中，排除微细结构当中的空气，实现牢固粘接，有效降低由于残余空气引起的气泡、鼓包等不良率，产品表观质量好的光学投影屏幕自动全贴合方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种光学投影屏幕自动全贴合装置，包括能够进行开合的下部基体和上盖，下部基体上设有加热板，上盖内从上到下分别设有第一密封垫和分割层，第一密封垫和分割层之间的密闭区域形成上腔室；上盖与下部基体闭合状态下，加热板与分割层之间的密闭区域形成下腔室。
进一步地，所述加热板位于下部基体中部，用于对贴合部件加热，促使热熔胶胶体熔化，实现粘接；
上腔室和下腔室分别连接有独立的抽气和充气管路，用于在上腔室和下腔室内形成设定的压强；
分割层用于分隔并密闭上腔室和下腔室，分割层采用具有弹性形变能力的材料制成，分割层能够根据上、下腔室的压差实现变形，对贴合部件施加压力。
进一步地，所述上盖的边缘设有第二密封垫。
本发明还提供一种光学投影屏幕自动全贴合方法，包括以下步骤：
S1、对待贴合的光学投影屏幕材料进行对位叠放；
S2、通过光学投影屏幕自动全贴合装置对光学投影屏幕进行贴合操作；
S3、进行开盖操作。
进一步地，所述步骤S1包括以下子步骤：
S11、材料准备：准备待贴合的光学投影屏幕材料，包括背板、热熔胶和光学膜片；热熔胶的尺寸和光学膜片的尺寸一致，光学膜片的尺寸等于或小于背板的尺寸；
S12、将准备的材料按照背板、热熔胶和光学膜片的顺序放置，形成待贴合的光学投影屏幕，光学膜片、热熔胶以背板的边界为限，居于背板内部，并确保贴合部件两两部件之间整体对位、对位叠放整齐；
S13、将对位整齐的材料进行固定，保证对位整齐的材料之间不发生相对运动。
进一步地，所述光学投影屏幕材料还包括缓冲垫和/或垫板，缓冲垫和/或垫板设置在背板和/或光学膜片的外侧。
进一步地，所述步骤S2具体实现方法为：通过光学投影屏幕自动全贴合装置的分割层对光学投影屏幕进行施压，同时，通过加热板提供的高温使热熔胶熔化渗入到贴合面上的微细结构中并冷却固化实现粘接；包括以下子步骤：
S21、加热，控制加热板的温度为70℃～120℃；
S22、抽真空，将待贴合的光学投影屏幕放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，进行抽真空操作，抽真空操作过程中，保持上腔室的不大于下腔室的压强；
S23、保压，当上腔室和下腔室的压强均达到-0.1Mpa～-0.075Mpa，且上腔室和下腔室内部的压强一致时，保压20s以上；
S24、进行预压贴合，增大上腔室压强，在上腔室和下腔室之间形成压差，在压差作用下，分隔层的下表面与光学投影屏幕的上表面接触并对光学投影屏幕上表面施加压力，促使各贴合部件之间的相互作用力逐渐增大，进行贴合；
S25、层压贴合，预压完成后，下腔室保持真空-0.1Mpa～-0.075Mpa，上腔室继续充气增大压强，上腔室压强增加至-0.096Mpa～0Mpa，然后保压100s以上。
进一步地，所述步骤S22中，抽真空的具体操作方法为：抽真空的具体操作方法为：先将上腔体压强抽至-0.1Mpa～-0.075Mpa，将光学投影屏幕放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，再对下腔体抽真空至-0.1Mpa～-0.075Mpa；
所述步骤S24的预压贴合过程具体实现方法为：采用两次预压的方式；第一次预压保持下腔室内内部压力为-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，对上腔室内充气，增大上腔室内压力达到-0.1Mpa～-0.04Mpa，确保上腔室压强大于下腔室压强，保持上腔室和下腔室压力1s以上；第二次预压保持下腔室内部压力-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，对上腔室内继续充气，增大上腔室内压力达到-0.098Mpa～-0.020Mpa，保持上腔室和下腔室压力1s以上。
进一步地，所述步骤S2包括以下子步骤：
S21、加热，控制加热板的温度为70℃～120℃；
S22、抽真空，将待贴合的光学投影屏幕材料放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，进行抽真空操作，抽真空操作过程中，保持上腔室的不大于下腔室的压强；
S23、保压，当上腔室和下腔室的压强均达到-0.1Mpa～-0.075Mpa，且上腔室和下腔室内部的压强一致时，保压20s以上；
S24、层压贴合，下腔室保持真空-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，上腔室持续充气增大压强，上腔室压强增加至-0.096Mpa～0Mpa，保持上腔室和下腔室压力100s以上。
进一步地，所述步骤S3具体实现方法为：保持上腔室的气压不变，下腔室充气至常压后，打开上盖，将层压后的光学投影屏幕取出，层压过程结束。
本发明的有益效果是：
1、提高精度，实现一次对位，减少了因为多次对位引起的偶然误差，更易实现任意方向上的贴合尺寸偏差小于等于5mm；
2、经过真空条件，各贴合面之间的空气被有效排除，有效降低由于残余空气引起的气泡、鼓包等不良率，实现95％以上良率，产品表观质量好；
3、经高温后，热熔胶在融熔状态下能有效填充入光学膜片表面的微细结构当中，排除微细结构当中的空气，实现牢固粘接；
4、整个贴合过程，只有一次对位操作，其它全部是设备自动进行，一般一台设备2～3个人，一天8小时可以生产25张以上，节约大量人力成本，并显著提高了生产效率；
5、生产出的屏幕耐候性好，在高温(60℃，30％RH)、高湿(40℃，90％RH)、低温(-20℃)循环的环境下存放300个小时或者在海拔5000米气压条件下存储4小时，不出现气泡、脱胶、分层等质量问题。
附图说明
图1为现有光学膜片贴合装置示意图；
图2为本发明的贴合装置结构图；
图3为本发明的光学投影屏幕尺寸图；
图4为本发明的光学投影屏幕材料的结构示意图；
图5为本发明的部分贴合部件位置示意图；
图6为本发明的直角面对位示意图；
图7为本发明的三部件固定示意图；
图8为本发明的四部件固定示意图a
图9为本发明的四部件固定示意图b；
图10为本发明的五部件固定示意图；
图11为本发明的贴合部件固定方法示意图；
图12为含预压的贴合流程图；
图13为不含预压的贴合流程图；
附图标记说明：1-下部基体，2-上盖，3-加热板，4-第一密封垫，5-分割层，6-上腔室，7-下腔室，8-待贴合的光学投影屏幕，9-第二密封垫。
具体实施方式
本发明开发出一种全新的光学投影屏幕的全贴合方式，即使用光学投影屏幕自动全贴合装置贴合光学投影屏幕。其原理是：在外部压力作用下，贴合的各部件紧密接触，贴合面空气压强大于外部真空室的压强，产生的压差使各贴合面间的空气体积膨胀并排出，同时，通过加热板使光学膜片与背板之间的热熔胶到达熔融状态，并通过调节外部压力改变作用在贴合部件之间的压力，促使光学膜片、热熔胶和背板紧密结合在一起后，再降温冷却，使热熔胶恢复固态，这样光学膜片和背板就与热熔胶完全贴合在一起。
如图2所示，本发明的一种光学投影屏幕自动全贴合装置，包括能够进行开合的下部基体1和上盖2，下部基体1上设有加热板3，上盖1内从上到下分别设有第一密封垫4和分割层5，第一密封垫4和分割层5之间的密闭区域形成上腔室6；上盖2与下部基体1闭合状态下，加热板3与分割层5之间的密闭区域形成下腔室7。
进一步地，所述加热板3位于下部基体1中部，用于对贴合部件加热，促使热熔胶胶体熔化，实现粘接；贴合过程中，待贴合的光学投影屏幕8放置在加热板3上；
上腔室6和下腔室7分别连接有独立的抽气和充气管路，用于在上腔室6和下腔室7内形成设定的压强；
分割层5用于分隔并密闭上腔室6和下腔室7，分割层5采用具有弹性形变能力的材料制成，分割层5能够根据上、下腔室的压差实现变形，对贴合部件施加压力。
进一步地，所述上盖的边缘设有第二密封垫9，能够在上盖2和下部基体1闭合后，使下腔室气密性更好。
本发明的一种光学投影屏幕自动全贴合方法，包括以下步骤：
S1、对待贴合的光学投影屏幕材料进行对位叠放；包括以下子步骤：
S11、材料准备：准备待贴合的光学投影屏幕材料，包括背板、热熔胶和光学膜片；热熔胶的尺寸和光学膜片的尺寸一致，光学膜片的尺寸等于或小于背板的尺寸；光学膜片可略小于背板尺寸，对应的尺寸误差之和不超过2mm，如图3所示，即S1+S2≤2mm且L1+L2≤2mm。
为提高贴合质量，光学投影屏幕材料中可以加入提高平整性的垫板和实现缓充作用的缓冲垫的至少一种，缓冲垫和/或垫板设置在背板和/或光学膜片的外侧。垫板的尺寸，应保证其表面的大小能完全覆盖住接触贴合部件的各边缘；缓冲垫的尺寸应保证在贴合过程中能完全覆盖住贴合部件的上表面。
贴合时，光学投影屏幕材料应放置在下腔室内，平置于加热板上。
S12、将准备的材料按照背板、热熔胶和光学膜片的顺序放置，形成待贴合的光学投影屏幕，光学膜片、热熔胶以背板的边界为限，居于背板内部，并确保贴合部件两两部件之间整体对位、对位叠放整齐；
光学投影屏幕材料的构成和在光学投影屏幕自动全贴合装置内的布置顺序，可根据屏幕的具体要求灵活设置，以下列举了部分构成和布置顺序。
光学投影屏幕材料可以是，只包含背板、热熔胶和光学膜片，其在光学投影屏幕自动全贴合装置内的放置方式从下向上可以依次为背板、热熔胶和光学膜片，也可以依次为光学膜片、热熔胶和背板，如图4(a)所示。
光学投影屏幕材料可以是，包含背板、热熔胶、光学膜片和垫板，其在光学投影屏幕自动全贴合装置内的放置方式从下向上可以依次为背板、热熔胶和光学膜片和垫板，也可以依次为垫板、光学膜片、热熔胶和背板，如图4(b)所示。
光学投影屏幕材料还可以是，包含背板、热熔胶、光学膜片和缓冲垫，其在光学投影屏幕自动全贴合装置内的放置方式从下向上可以依次为背板、热熔胶、光学膜片和缓冲垫，也可以是光学膜片、热熔胶、背板和缓冲垫，，如图4(c)所示。
光学投影屏幕材料还可以是，包含背板、热熔胶、光学膜片、垫板和缓冲垫，其在光学投影屏幕自动全贴合装置内的放置方式从下向上可以依次为背板、热熔胶、光学膜片、缓冲垫和垫板，也可以是背板、热熔胶、光学膜片、垫板和缓冲垫，也可以是垫板、光学膜片、热熔胶、背板和缓冲垫，还可以是垫板、缓冲垫、光学膜片、热熔胶、背板和缓冲垫，如图4(d)所示。
优选的，光学投影屏幕材料包含背板、热熔胶、光学膜片、垫板和缓冲垫五种，其在光学投影屏幕自动全贴合装置内的放置方式从下向上依次为垫板、光学膜片、热熔胶、背板和缓冲垫。
为获得较好的贴合精度，需对光学投影屏幕材料进行对位叠放，确保光学投影屏幕材料两两部件之间、整体对位、对位叠放整齐。如图5所示，光学膜片、热熔胶应以背板的边界为限，居于内部。对位操作可以采用以下几种方式：
(1)纯人力对位。可通过肉眼观察、手动调整两两部件之间的位置，按照贴合部件的位置顺序依次叠加对位。图6示出了一种直角对位方法的原理，对位的过程中可以以相互垂直的面(以下分别称这两个面为第一直角面和第二直角面)为基准，将部件的两侧面积较小的面或者边贴紧两直角面，具体可选用贴紧第一直角面后再贴紧第二直角面，也可以选用利用直角对位实现两面同时贴合对位。对位后应利用量具对对位误差进行确认，并通过调整部件位置使相互位置满足要求。
(2)借助仪器对位。可以在各贴合部件上设定对位标记，利用仪器(例如光学、电子等方式的仪器)辅助对位：依靠光学、电子等方式的设备监测对位标记的位置，通过人力操纵设备或者完全依靠人力调整部件位置实现对位；也可借助光学、电子方式设备检测位置，依靠全自动的方式调整部件位置进行对位，如借助监测系统、传输系统、控制系统和执行系统的相互配合，通过监测系统位置监测、信号传输、控制系统发出指令、执行系统调节位置、监测系统位置确认等过程实现对位。此方法适用于精度要求很高的产品上。
S13、将对位整齐的材料中的一部分或者全部按照对位好的相对位置完成固定进行固定，保证对位整齐的材料之间不发生相对运动，防止部件移动导致错位。贴合部件的固定部件和方式可根据实际情况灵活设置，以下根据部件的组成差异列举部分示例。
如图7所示，只包含背板、热熔胶和光学膜片的情况，三者需全部固定为一个整体。
如图8(a)和8(b)所示，包含背板、热熔胶、光学膜片和缓冲垫的情况，可以将四者全部固定为一个整体，也可以只将背板、热熔胶、光学膜片固定为一个整体。
如图9(a)和9(b)所示，包含背板、热熔胶、光学膜片和垫板的情况，可以将四者全部固定为一个整体，也可以只将背板、热熔胶、光学膜片固定为一个整体。
如图10(a)、10(b)和10(c)所示，包含背板、热熔胶、光学膜片、垫板和缓冲垫的情况，可以将五者全部固定为一个整体，也可以只将背板、热熔胶、光学膜片、垫板四者固定，也可以只将背板、热熔胶、光学膜片、缓冲垫四者固定，也可以只将背板、热熔胶、光学膜片三者固定。优选的，将背板、热熔胶、光学膜片、垫板四者固定。
如图11(a)～11(d)所示，固定方式无特殊限定，选用的固定方式应不对各部件带来杂质和损伤，且经固定后，各部件在后续的工艺流程中相对位置不发生明显改变。常用的固定方式包括但不限于：用柔性绳索作为固定材料，将各部件缠绕固定；或者使用胶带作为固定材料，将各部件缠绕粘贴固定。优选的，使用高温胶带将需要固定的部件粘贴捆绑固定。固定的位置可以有多样，以固定后，被固定部件在后续的流程中不发生相对运动为准。可以固定住前部、中部和后部中的一处或者多处。
S2、通过光学投影屏幕自动全贴合装置对光学投影屏幕进行贴合操作；具体实现方法为：通过光学投影屏幕自动全贴合装置的分割层对光学投影屏幕进行施压，同时，通过加热板提供的高温使热熔胶熔化渗入到贴合面上的微细结构中并冷却固化实现粘接；通过压差使分隔件对贴合部件施压的过程可以是：分段增加压力到设定值，采用先预压再层压的方式；连续增加压力到设定值或者直接加压到设定值，即无预压直接层压。
以下列举了两种贴合方式：含预压的贴合方式和不含预压的贴合方式。
如图12所示，含预压的贴合方式包括以下子步骤：
S21、加热，贴合过程中热熔胶被台板上传递的高温熔化，在光学膜片受压力后，熔化的热熔胶胶质一面填充入光学膜片的微细结构内，另一面填充背板的微细结构内，冷却至常温后，热熔胶实现对光学膜片和背板的粘接。贴合的整个过程需在相对稳定的高温条件下进行，因此需由加热板对贴合部件加热，加热板加热方式可以是分段式加热到贴合温度，也可以是连续式加热到贴合温度。
为保证较高的生产良率，保持较好的粘接强度和材料强度，控制加热板的温度为70℃～120℃，优选值为，温度82℃±5℃；
S22、抽真空，将待贴合的光学投影屏幕放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，进行抽真空操作；上盖闭合到对贴合部件进行加压贴合之前，应避免分隔层与贴合部件接触，因此在抽真空操作过程中，应保持上腔室的压强不大于下腔室的压强，可通过调节上腔室、下腔室内的抽真空的时间和速度实现。抽真空的具体操作方法为：先将上腔体压强抽至-0.1Mpa～-0.075Mpa，将光学投影屏幕放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，再对下腔体抽真空至-0.1Mpa～-0.075Mpa；
S23、保压，当上腔室和下腔室的压强均达到-0.1Mpa～-0.075Mpa，且上腔室和下腔室内部的压强一致时，保压20s以上；抽真空结束后，上、下腔室内的压强值均需达到-0.1Mpa～-0.075Mpa，优选的压强值为-0.1Mpa～-0.090Mpa，上、下腔室均在上述压强条件下，保压20s以上，优选的保压时间为60s以上；
S24、进行预压贴合，增大上腔室压强，在上腔室和下腔室之间形成压差，在压差作用下，分隔层的下表面与光学投影屏幕的上表面接触并对贴合部件上表面施加压力，促使各贴合部件之间的相互作用力逐渐增大，进行贴合；
压差上升过快时有可能产生隐裂和气泡。层压前采用预压的方式，逐步增大上腔室的压强，可使相接触的两两部件之间的接触状况更加均匀、紧密，进一步排出各部件内部、或者接触面之间内部的气泡。采取预压过程时，预压的次数至少为一次，一般可选择一次、二次、三次、四次、五次、六次、七次、八次、九次、十次。优选的，本实施例采用两次预压的方式以实现良好预压效果且兼顾生产效率。预压贴合过程具体实现方法为：
第一次预压保持下腔室内内部压力为-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，对上腔室内充气，增大上腔室内压力达到-0.1Mpa～-0.04Mpa，确保上腔室压强大于下腔室压强，保持上腔室和下腔室压力1s以上；优选的上腔室压强为-0.085Mpa～-0.075Mpa，保压时间为20s以上；
第二次预压保持下腔室内部压力-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，对上腔室内继续充气，增大上腔室内压力达到-0.098Mpa～-0.020Mpa，保持上腔室和下腔室压力1s以上；优选的上腔室压强为-0.075Mpa～-0.065Mpa，保压时间为20s以上；
S25、层压贴合，预压完成后，下腔室保持真空-0.1Mpa～-0.075Mpa，上腔室继续充气增大压强，上腔室压强增加至-0.096Mpa～0Mpa，然后保压100s以上；优选的上腔室压强为-0.070Mpa～-0.030Mpa，保压时间为300s以上。
如图13所示，不含预压的贴合方式包括以下子步骤：
S21、加热，控制加热板的温度为70℃～120℃；
S22、抽真空，将待贴合的光学投影屏幕材料放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，进行抽真空操作，抽真空操作过程中，保持上腔室的不大于下腔室的压强；
S23、保压，当上腔室和下腔室的压强均达到-0.1Mpa～-0.075Mpa，且上腔室和下腔室内部的压强一致时，保压20s以上；
S24、层压贴合，下腔室保持真空-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，上腔室持续充气增大压强，上腔室压强增加至-0.096Mpa～0Mpa，保持上腔室和下腔室压力100s以上；优选的上腔室压强为-0.070Mpa～-0.030Mpa，保压时间300s以上。
不含预压的贴合方式的加热、抽真空操作和保压操作与含预压的贴合方式相同，不同的事不包括预压贴合的步骤。
S3、贴合时间达到后，进行开盖操作；具体实现方法为：保持上腔室的气压不变，下腔室充气至常压后，打开上盖，将层压后的光学投影屏幕取出，层压过程结束。去除胶带、缓冲垫和垫板等，得到贴合好的光学投影屏幕。层压部件取出的方式，可以选用人力方式，半自动方式和全自动方式，优选的为全自动方式，进一步优选的为传送带传送。
本发明在进行贴合前，还可以对各原材料进行清洁，需要清理干净各层材料各面上的污迹、杂质、灰尘等污物。
本发明使用的高温胶带应具备良好的热稳定性和足够的强度，能承受至少120℃的高温，胶带表面的粘胶在常温至120℃的温度范围内不发生转移，胶带的强度应满足在后续流程中不明显变形或者断裂。
光学膜片是由微细光学结构组成的具有投影成像功能的片状材料，它可以是单层光学结构的，也可以是多层光学结构组合的。单层光学结构的如线光栅结构光学膜片，柱状透镜结构光学膜片，采用挤塑、模压、注塑、转印等方法成型的菲涅尔结构片材；多层光学结构的如由抗划伤层、柱状透镜层、扩散层、颜色层、菲涅尔透镜结构层和反射层等大于两层材料贴合而成的光学膜片。
热熔胶为一种可塑性的粘合剂，在一定温范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，在常温下本身为固体，便于包装、运输、存储。热熔胶的原料可以包括基本聚合物、增粘树脂、溶体粘度调节剂、增塑剂、防氧化剂和填充剂。基本聚合物为多种热塑性聚合物，如乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；增粘树脂可以是石油树脂、酚醛树脂等，用于增加热熔胶的初粘力和永久粘接强度等；溶体粘度调节剂主要是蜡类，如烷烃石蜡、微晶蜡、聚乙烯等；增塑剂可以是邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二苄酯、磷酸三甲酚酯；抗氧化剂可以是2，6-二叔丁基对甲苯酚、亚磷酸三苯酯；填充剂可以是碳酸钙、二氧化硅、石滑粉等。
热熔胶为片状，厚度为0.1mm～2mm，熔点小于110℃，大于65℃。如EVA热熔胶、TPR热熔胶、聚酰胺(PA)热熔胶、聚酯(PES)热熔胶、聚乙烯(LOPE和HDPE)热熔胶和聚酯酰胺(PEA)热熔胶。组件在层压过程中对热熔胶的压力较大，时间较长，层压温度下选用的热熔胶的粘度较低容易造成溢胶，粘度较高容易导致贴合不均匀，优选的，热熔胶可采用75℃开始熔化的EVA热熔胶。
背板可以是单层板和多层复合板。单层板如平板玻璃、钢板、铁板；多层板如碳纤维板、玻璃纤维板、蜂窝板、铝塑复合板、铁塑复合板等有一定刚性的板；也可以是布料、皮革、PET、PU、PS、PE、PMMA、PVC等柔性材料。优选为强度和刚度良好且耐高温的材料，且表面光洁、附着力强、平整度高，各项性能在高温下，例如120℃以下时，不发生明显变化。进一步的，优选的，背板可选用蜂窝板、碳纤维板、玻璃纤维板、铝塑复合板、铁塑复合板。其中，蜂窝板结构可以包括若干蜂窝单元，蜂窝单元为正六边形结构，蜂窝单元边长为2mm～8mm，蜂窝单元的壁厚为0.03mm～0.2mm。
垫板可采用采用单材质板和复合板。单层板如平板玻璃、钢板、铁板、PMMA板、PVC板、PC板；多层板如碳纤维板、玻璃纤维板、蜂窝铝板、铝塑复合板、铁塑复合板等有一定刚性的板。垫板需具有一定的硬度，强度和刚度良好，表面需平整、洁净，各项性能在高温下，例如120℃以下时，不发生明显变化。进一步的，优选的垫板材料为玻璃板、钢板。
缓冲垫起到将分隔层的压力均匀传递给层压部件的作用，其基本性能具备一定的压缩变形能力，但其变形能力不能过大或者过小，过大或者过小时均起不到缓冲的效果，同时，能承受高温，如120℃以下的温度。缓冲垫材质可以为橡胶、硅胶、塑料、发泡棉、布料等，优选为发泡棉。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学投影屏幕自动全贴合装置，其特征在于，包括能够进行开合的下部基体(1)和上盖(2)，下部基体(1)上设有加热板(3)，上盖(1)内从上到下分别设有第一密封垫(4)和分割层(5)，第一密封垫(4)和分割层(5)之间的密闭区域形成上腔室(6)；上盖(2)与下部基体(1)闭合状态下，加热板(3)与分割层(5)之间的密闭区域形成下腔室(7)。
2.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕自动全贴合装置，其特征在于，所述加热板(3)位于下部基体(1)中部，用于对贴合部件加热，促使热熔胶胶体熔化，实现粘接；
上腔室(6)和下腔室(7)分别连接有独立的抽气和充气管路，用于在上腔室(6)和下腔室(7)内形成设定的压强；
分割层(5)用于分隔并密闭上腔室(6)和下腔室(7)，分割层(5)采用具有弹性形变能力的材料制成，分割层(5)能够根据上、下腔室的压差实现变形，对贴合部件施加压力。
3.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕自动全贴合装置，其特征在于，所述上盖(1)的边缘设有第二密封垫(9)。
4.一种光学投影屏幕自动全贴合方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对待贴合的光学投影屏幕材料进行对位叠放；
S2、通过光学投影屏幕自动全贴合装置对光学投影屏幕进行贴合操作；
S3、进行开盖操作。
5.根据权利要求4所述的一种光学投影屏幕自动全贴合方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：
S11、材料准备：准备待贴合的光学投影屏幕材料，包括背板、热熔胶和光学膜片；热熔胶的尺寸和光学膜片的尺寸一致，光学膜片的尺寸等于或小于背板的尺寸；
S12、将准备的材料按照背板、热熔胶和光学膜片的顺序放置，形成待贴合的光学投影屏幕，光学膜片、热熔胶以背板的边界为限，居于背板内部，并确保贴合部件两两部件之间整体对位、对位叠放整齐；
S13、将对位整齐的材料进行固定，保证对位整齐的材料之间不发生相对运动。
6.根据权利要求5所述的一种光学投影屏幕自动全贴合方法，其特征在于，所述光学投影屏幕材料还包括缓冲垫和/或垫板，缓冲垫和/或垫板设置在背板和/或光学膜片的外侧。
7.根据权利要求4所述的一种光学投影屏幕自动全贴合方法，其特征在于，所述步骤S2具体实现方法为：通过光学投影屏幕自动全贴合装置的分割层对光学投影屏幕进行施压，同时，通过加热板提供的高温使热熔胶熔化渗入到贴合面上的微细结构中并冷却固化实现粘接；包括以下子步骤：
S21、加热，控制加热板的温度为70℃～120℃；
S22、抽真空，将待贴合的光学投影屏幕放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，进行抽真空操作，抽真空操作过程中，保持上腔室的不大于下腔室的压强；
S23、保压，当上腔室和下腔室的压强均达到-0.1Mpa～-0.075Mpa，且上腔室和下腔室内部的压强一致时，保压20s以上；
S24、进行预压贴合，增大上腔室压强，在上腔室和下腔室之间形成压差，在压差作用下，分隔层的下表面与光学投影屏幕的上表面接触并对光学投影屏幕上表面施加压力，促使各贴合部件之间的相互作用力逐渐增大，进行贴合；
S25、层压贴合，预压完成后，下腔室保持真空-0.1Mpa～-0.075Mpa，上腔室继续充气增大压强，上腔室压强增加至-0.096Mpa～0Mpa，然后保压100s以上。
8.根据权利要求7所述的一种光学投影屏幕自动全贴合方法，其特征在于，所述步骤S22中，抽真空的具体操作方法为：先将上腔体压强抽至-0.1Mpa～-0.075Mpa，将光学投影屏幕放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，再对下腔体抽真空至-0.1Mpa～-0.075Mpa；
所述步骤S24的预压贴合过程具体实现方法为：采用两次预压的方式；第一次预压保持下腔室内内部压力为-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，对上腔室内充气，增大上腔室内压力达到-0.1Mpa～-0.04Mpa，确保上腔室压强大于下腔室压强，保持上腔室和下腔室压力1s以上；第二次预压保持下腔室内部压力-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，对上腔室内继续充气，增大上腔室内压力达到-0.098Mpa～-0.020Mpa，保持上腔室和下腔室压力1s以上。
9.根据权利要求4所述的一种光学投影屏幕自动全贴合方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：
S21、加热，控制加热板的温度为70℃～120℃；
S22、抽真空，将待贴合的光学投影屏幕材料放置在加热板上，闭合上盖与下部基体，进行抽真空操作，抽真空操作过程中，保持上腔室的不大于下腔室的压强；
S23、保压，当上腔室和下腔室的压强均达到-0.1Mpa～-0.075Mpa，且上腔室和下腔室内部的压强一致时，保压20s以上；
S24、层压贴合，下腔室保持真空-0.1Mpa～-0.075Mpa不变，上腔室持续充气增大压强，上腔室压强增加至-0.096Mpa～0Mpa，保持上腔室和下腔室压力100s以上。
10.根据权利要求4所述的一种光学投影屏幕自动全贴合方法，其特征在于，所述步骤S3具体实现方法为：保持上腔室的气压不变，下腔室充气至常压后，打开上盖，将层压后的光学投影屏幕取出，层压过程结束。
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