3d显示用圆柱状光栅模辊的制作方法

专利名称：3d显示用圆柱状光栅模辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及3D显示用圆柱状光栅模辊。
背景技术：
随着科技的快速发展，3D技术逐渐进入普通人们的生活中，譬如，3D电影，3D游戏等，近年来，开始出现了 3D电视机。由于3D电视机尺寸越做越大，涉及到加工大型光栅模辊需要的大型超精密模具单点金刚石机床，因国内不能生产，一直影响着我国液晶产业和3D光栅产业的发展，正是由于我国这一基础工业的缺失，导致至今国内不能生产裸眼立体电视机的3D光栅投影电视屏。在3D显示产业风起云涌之时，3D光栅屏的生产仍然是国内空白。我国正从一个电子信息大国向电子信息强国发展，大力发展3D电视产业的格局已经初步形成。进军3D电视行业对我国电子信息产业的全面升级以及工业化、信息化都有巨大的推动作用，同时对拉动内需也相对有利。3D光栅屏是通过光栅模辊上的圆弧柱状微光学结构挤出成型或UV光固化成型，而光栅模辊是用金刚石刀具雕刻出可以立体成像的圆弧柱状微光学结构的齿形模具。传统的模具是通过加工中心激光雕刻的方式来制造辊筒的微结构花纹，但这种微结构制造精度非常高，对光栅模辊表面均匀度和精度要求都很高。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种镀层质量高、光栅模辊表面均匀且精度高和模辊结构及其制造工艺都非常简单的3D显示用圆柱状光栅模辊，所制造出的圆柱状光栅的表面精度高。本发明的目的通过以下技术方案来实现:3D显示用圆柱状光栅模辊，它包括内空心的圆柱形的辊体和设置于辊体的两端面中心的辊轴，辊体的外表面上镀有一层镍磷合金镀层，镍磷合金镀层的柱面上周向设置有光栅，镍磷合金镀层的厚度大于0.5mm ；
所述的3D显示用圆柱状光栅模辊采用以下方法制造，所述的制造方法包括以下步骤: A:配液:配制磷含量大于12%的镍磷合金镀液；
B:设定初始值:将步骤A中得到的镍磷合金镀液放入镀镍槽中进行电化学处理，同时设定镀镍槽中镀液循环过滤的速度为lOTurns/Hr，过滤滤径为Iym;
C:施镀:控制镀镍槽内的温度范围在82 85°C之间，将辊筒放入镀镍槽中，当镀层达到所需厚度后取出辊筒；
D:检测:对步骤C得到的辊筒表面的镍磷合金镀层进行厚度检测；
E:光栅模辊加工:在温度范围为19.9 20.1°C的环境下，将模辊固定在超精密光学结构金刚石机床上沿模棍的周向加工圆柱状的光栅；
F:加压密封保存:将步骤E得到的光栅模辊放入密闭容器中保存，并充入氮气，保持其压力在0.15 0.2MPa之间。所述的镍磷合金镀液所含各组分的重量份为:NiSO4 6H20 或 Ni (NH2SO3) 4H20 25 35 NaH2PO2 H2O25 42
络合剂45 60
辅助成份I 5。 所述的辅助成份包含有加速剂和润滑剂。本发明具有以下优点:
1、镀镍槽中镀液循环过滤的速度严格控制为lOTurns/Hr，过滤滤径为I Pm，温度范围控制在82 85°C之间，镀层厚，而且质量高。2、将镀有镍磷合金镀层的辊筒固定在超精密光学结构金刚石机床上进行数控加工，所得到的圆柱状的光栅模辊表面均匀，而且其精度高，在经过检验合格后方可加压密封保存。3、模辊为内空心的圆筒结构，在其表面镀有一层厚度均匀的镍磷合金镀层，在镀层上加工出光栅模型，其结构和制造工艺都较为简单。



图1为本发明的结构示意图 图2为图1的右视结构示意图
图3为图2中A处的放大结构示意图
图中:1-棍体，2-棍轴,3-镍磷合金镀层,4-光栅。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。实施例1:
如图1、图2和图3所示，3D显示用圆柱状光栅模辊，它包括内空心的圆柱形的辊体I和设置于辊体I的两端面中心的辊轴2，辊体I的外表面上镀有一层镍磷合金镀层3，镍磷合金镀层3的柱面上周向设置有光栅4，镍磷合金镀层3的厚度大于0.5mm ；
3D显示用圆柱状光栅模辊的制造方法包括以下步骤:
A:配液:配制磷含量大于12%的镍磷合金镀液；
B:设定初始值:将步骤A中得到的镍磷合金镀液放入镀镍槽中进行电化学处理，同时设定镀镍槽中镀液循环过滤的速度为lOTurns/Hr，过滤滤径为Iym;
C:施镀:控制镀镍槽内的温度范围在85°C之间，将辊筒放入镀镍槽中，当镀层达到所需厚度后取出辊筒；
D:检测:对步骤C得到的辊筒表面的镍磷合金镀层进行厚度检测；
E:光栅模辊加工:在温度范围为20.rc的环境下，将模辊固定在超精密光学结构金刚石机床上沿模棍的周向加工圆柱状的光栅；
F:加压密封保存:将步骤E得到的光栅模辊放入密闭容器中保存，并充入氮气，保持其压力在0.15MPa之间。所述的镍磷合金镀液所含各组分的重量份为:NiSO4 6H20 或 NiNH2SO3 4H2035
NaH2PO2 H2O25
络合剂60
辅助成份I。其中，辅助成份包含有加速剂和润滑剂。实施例2:
3D显示用圆柱状光栅模辊的结构同实施例1。3D显示用圆柱状光栅模辊的制造方法包括以下步骤:
A:配液:配制磷含量大于12%的镍磷合金镀液；
B:设定初始值:将步骤A中得到的镍磷合金镀液放入镀镍槽中进行电化学处理，同时设定镀镍槽中镀液循环过滤的速度为lOTurns/Hr，过滤滤径为Iym;
C:施镀:控制镀镍槽内的温度为83.5°C，将辊筒放入镀镍槽中，当镀层达到所需厚度后取出辊筒；
D:检测:对步骤C得到的辊筒表面的镍磷合金镀层进行厚度检测；
E:光栅模辊加工:在温度为20°C的环境下，将模辊固定在超精密光学结构金刚石机床上沿模辊的周向加工圆柱状的光栅；
F:加压密封保存:将步骤E得到的光栅模辊放入密闭容器中保存，并充入氮气，保持其压力为0.19MPa。镍磷合金镀液所含各组分的重量份为:
NiSO4 6H20 或 Ni (NH2SO3) 4H20 30 NaH2PO2 H2O34
络合剂52
辅助成份3。其中，辅助成份包含有加速剂和润滑剂。本实施例为最佳实施例。实施例3:
3D显示用圆柱状光栅模辊的结构同实施例1。3D显示用圆柱状光栅模辊的制造方法包括以下步骤:
A:配液:配制磷含量大于12%的镍磷合金镀液；
B:设定初始值:将步骤A中得到的镍磷合金镀液放入镀镍槽中进行电化学处理，同时设定镀镍槽中镀液循环过滤的速度为lOTurns/Hr，过滤滤径为Iym;
C:施镀:控制镀镍槽内的温度为82°C，将辊筒放入镀镍槽中，当镀层达到所需厚度后取出辊筒；
D:检测:对步骤C得到的辊筒表面的镍磷合金镀层进行厚度检测；
E:光栅模辊加工:在温度为19.9°C的环境下，将模辊固定在超精密光学结构金刚石机床上沿模辊的周向加工圆柱状的光栅；
F:加压密封保存:将步骤E得到的光栅模辊放入密闭容器中保存，并充入氮气，保持其压力为0.2MPa。镍磷合金镀液 所含各组分的重量份为:NiSO4 6H20 或 Ni (NH2SO3) 4H20 25 NaH2PO2 H2O42
络合剂45
辅助成份5。其中，辅助成份包含有加速剂和润滑剂。在配液时，以NiSO4 6H20 或 Ni (NH2SO3) 4H20 为主盐，以 NaH2PO2 H2O 为还原齐U，使镀液的磷含量达到12%以上；络合剂由主络合剂和次络合剂两部分组成，主络合剂为乳酸或柠檬酸中的至少一种，次络合剂为丙酸、甘氨酸、苹果酸和丁二酸中的至少一种；辅助成分为加速剂和 润滑剂的混合物，加速剂为NaF和NH4HF2中的至少一种，润滑剂为聚乙二醇、十二烷基磺酸钠中的至少一种。将辊筒放入温度在82 85°C的镀镍槽中是为了增大镀层的附着力，使镀层的厚度达到超精度加工的厚度。由于圆柱状的光栅尺寸精度超过了一般的机械检测手段，因此需要进行模具精度的检测:首先，通过在线的精密测量系统完成在线检测，下载检测数据作为检测报告的数据；其次，通过硅胶在模辊表面复制拓片后在400倍以上的光学显微镜或台价仪上检测 ’最后，将两组数据进行对比，确定光栅尺寸精度是否符合要求。柱状光学光栅模 辊由于镀层的粗糙镀达微纳米级有色金属在常温高湿环境中极易氧化发黑，则需采用专门的压力容器，可承受0.2MPa的环境下充入氮气保护，同时应定期补充氮气。
权利要求
1.3D显示用圆柱状光栅模辊，它包括内空心的圆柱形的辊体(I)和设置于辊体(I)的两端面中心的辊轴(2)，其特征在于:辊体(I)的外表面上镀有一层镍磷合金镀层(3)，镍磷合金镀层(3)的柱面上周向设置有光栅(4),镍磷合金镀层(3)的厚度大于0.5mm ； 所述的3D显示用圆柱状光栅模辊采用以下方法制造，所述的制造方法包括以下步骤: A:配液:配制磷含量大于12%的镍磷合金镀液； B:设定初始值:将步骤A中得到的镍磷合金镀液放入镀镍槽中进行电化学处理，同时设定镀镍槽中镀液循环过滤的速度为lOTurns/Hr，过滤滤径为Iym; C:施镀:控制镀镍槽内的温度范围在82 85°C之间，将辊筒放入镀镍槽中，当镀层达到所需厚度后取出辊筒； D:检测:对步骤C得到的辊筒表面的镍磷合金镀层进行厚度检测； E:光栅模辊加工:在温度范围为19.9 20.1°C的环境下，将模辊固定在超精密光学结构金刚石机床上沿模棍的周向加工圆柱状的光栅； F:加压密封保存:将步骤E得到的光栅模辊放入密闭容器中保存，并充入氮气，保持其压力在0.15 0.2MPa之间。
2.根据权利要求1所述的3D显示用圆柱状光栅模辊，其特征在于:所述的镍磷合金镀液所含各组分的重量份为:
3.根据权利要求1所述的3D显示用圆柱状光栅模辊，其特征在于:所述的辅助成份包含有加速剂和润滑剂。
全文摘要
本发明涉及3D显示用圆柱状光栅模辊，它包括内空心的圆柱形的辊体(1)和设置于辊体(1)的两端面中心的辊轴(2)，它还包括镍磷合金镀层(3)和圆柱状的光栅(4)，辊体(1)的外表面上镀有一层镍磷合金镀层(3)，镍磷合金镀层3的厚度大于0.5mm，镍磷合金镀层(3)的柱面上周向设置有光栅(4)。其制造方法包括以下步骤A配液；B设定初始值；C施镀；D检测；E光栅模辊加工；F加压密封保存。本发明的优点在于镀镍槽中镀液循环过滤的速度、滤径和温度进行严格控制，镀层厚，且质量高；在金刚石机床上进行数控加工，所得到的圆柱状的光栅模辊表面均匀且精度高；其结构和制造工艺都较为简单。
文档编号G02B5/18GK103144225SQ201310061629
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者吴庆富, 张益民, 张超 申请人:成都菲斯特科技有限公司