增亮光栅模具及其制作方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110261727.1

申请日:

2011.09.06

公开号:

CN102350755A

公开日:

2012.02.15

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||著录事项变更IPC(主分类):B29C 33/38变更事项:发明人变更前:张益民 吴庆富 曾吉良变更后:张益民 吴庆富|||实质审查的生效IPC(主分类):B29C 33/38申请日:20110906|||公开

IPC分类号:

B29C33/38; B29C59/04; C25D3/56; C25D1/00; C25D5/18; B29L11/00(2006.01)N

主分类号:

B29C33/38

申请人:

成都菲斯特科技有限公司

发明人:

张益民; 吴庆富; 曾吉良

地址:

611731 四川省成都市西区天宇路9号

优先权:

专利代理机构:

成都虹桥专利事务所 51124

代理人:

蒲敏

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内容摘要

本发明提供一种便于加工、使用寿命长的增亮光栅模具。增亮光栅模具,包括全坯辊,在所述全坯辊上依次设置有铜层、高磷镍-磷合金镀层和光栅。本发明采用脉冲电源、电铸工艺和高磷含量的电镀液,可以完整地在多种金属上电铸沉积镍-磷合金,磷含量可高达10-13%,形成的是非晶体镍-磷合金,厚度可达0.5mm以上,提高了金刚石成型刀具对镍-磷合金的微细加工机械性能,能够获得极高的光洁度,可以方便地加工大尺寸的精密模具,并极大地提高模具的使用寿命。电铸沉积方法获得的镍-磷合金,镀层均匀,附着力强,获得高磷含量的非晶体,理论上可实现模辊的零磨损。特别是在光栅模辊上采用镍-磷合金辊,可使其寿命增加3-10倍。

权利要求书

1: 增亮光栅模具, 包括全坯辊, 其特征在于 : 在所述全坯辊上依次设置有铜层、 镍-磷 合金镀层和光栅。
2: 如权利要求 1 所述的增亮光栅模具, 其特征在于 : 所述全坯辊的直径在 300mm 以上, 长度在 1800mm 以上。
3: 如权利要求 1 所述的增亮光栅模具, 其特征在于 : 所述镍 - 磷合金镀层的厚度在 0.5mm 以上。
4: 如权利要求 1 所述的增亮光栅模具, 其特征在于 : 所述光栅的节距小于 0.05mm。
5: 如权利要求 1 所述的增亮光栅模具的制作方法, 其特征在于 : 该方法包括以下步骤 : 1) 在全坯辊上镀上纯铜 ; 2) 电铸高磷含量的电镀液, 沉积高磷高厚度的镍 - 磷合金镀层, 该电镀液的组成含量为 : 硫酸镍 120-300g/L、 氯化镍 30-45g/L、 次亚磷酸钠 45-90g/L、 硼酸 20-35g/L 和氟化钠 30-50g/L ; 3) 在镍 - 磷合金镀层上加工光栅, 从而制成本发明的增亮光 栅模具。
6: 如权利要求 5 所述的增亮光栅模具的制作方法, 其特征在于 : 步骤 2) 所述的电铸采 用脉冲电源。
7: 如权利要求 5 所述的增亮光栅模具的制作方法, 其特征在于 : 步骤 2) 所述的电镀液 的磷含量≥ 12%重量百分比。
8: 如权利要求 5 所述的增亮光栅模具的制作方法, 其特征在于 : 步骤 2) 所述的镍 - 磷 合金镀层的厚度在 0.5mm 以上。

说明书


增亮光栅模具及其制作方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种光电显示器件中的光栅模具及其制作方法。背景技术 增亮光栅材料是显示器件中的光管元件, 通常由圆弧、 圆柱、 三角形等断面形状的 栅条组成, 在现代显示技术中广泛应用于 MD 投影电视机、 LCD 背光模组、 裸眼 3D 电视机以 及立体包装材料等。
     增亮光栅模具通常在辊轮上通过金刚石刀具雕刻光栅条纹, 但金刚石刀具只能在 有色金属上加工, 有色金属的机械加工性能差, 使用寿命短, 不能满足当前大批量大尺寸产 业化的需求。
     发明内容
     本发明所要解决的技术问题是提供一种便于加工、 使用寿命长的增亮光栅模具。
     本发明还要提供一种上述增亮光栅模具的制作方法。
     本发明解决技术问题所采用的技术方案是 : 增亮光栅模具, 包括全坯辊, 在所述全 坯辊上依次设置有铜层、 镍 - 磷合金镀层和光栅。
     进一步的, 所述全坯辊的直径在 300mm 以上, 长度在 1800mm 以上。
     进一步的, 所述镍 - 磷合金镀层的厚度在 0.5mm 以上。
     进一步的, 所述光栅的节距小于 0.05mm。
     增亮光栅模具的制作方法, 该方法包括以下步骤 : 1) 在全坯辊上镀上纯铜 ; 2) 电 铸高磷含量的电镀液, 沉积高磷高厚度的镍 - 磷合金镀层, 该电镀液的组成含量为 : 硫酸镍 120-300g/L、 氯化镍 30-45g/L、 次亚磷酸钠 45-90g/L、 硼酸 20-35g/L 和氟化钠 30-50g/L ; 3) 在镍 - 磷合金镀层上加工光栅, 从而制成本发明的增亮光栅模具。
     进一步的, 步骤 2) 所述的电铸采用脉冲电源。
     进一步的, 步骤 2) 所述的电镀液的磷含量≥ 12% ( 重量百分比, 以下同 )。
     进一步的, 步骤 2) 所述的镍 - 磷合金镀层的厚度在 0.5mm 以上。
     本发明的有益效果是 : 本发明采用脉冲电源、 电铸工艺和高磷含量的电镀液, 可以 完整地在多种金属上电铸沉积镍 - 磷合金, 磷含量可高达 10-13%, 形成的是非晶体镍 - 磷 合金, 厚度可达 0.5mm 以上, 提高了金刚石成型刀具对镍 - 磷合金的微细加工机械性能, 能 够获得极高的光洁度, 可以方便地加工大尺寸的精密模具, 并极大地提高模具的使用寿命。 电铸沉积方法获得的镍 - 磷合金, 镀层均匀, 附着力强, 获得高磷含量的非晶体, 理论上可 实现模辊的零磨损。特别是在光栅模辊上采用镍 - 磷合金辊, 可使其寿命增加 3-10 倍, 通 过超精密单点金刚石光栅模具加工专用机床、 加工微细结构光栅透镜。 具体实施方式
     本发明首先在光电显示器件挤出刻制花纹辊筒上电铸全坯辊, 直径最好在 300mm以上, 长度最好在 1800mm 以上 ; 然后采用脉冲电源电铸沉积非晶态镍 - 磷合金, 再采用天然 金刚石机床加工出高精密的光栅模辊, 光栅节距小于 0.05mm。采用该超精密光栅模辊可生 产精度达 1 英寸 500 线以上、 节距 24-150μm、 角度 88-100°、 耐热性> 90℃的光栅透镜, 同 时可加工各种微透镜的光学结构。
     本发明的方法包括以下步骤 :
     1) 在全坯辊上镀上纯铜 ;
     2) 电铸高磷含量的电镀液, 沉积高磷高厚度的镍 - 磷合金镀层, 该电镀液的组成 含量为 : 硫酸镍 120-300g/L、 氯化镍 30-45g/L、 次亚磷酸钠 45-90g/L、 硼酸 20-35g/L 和氟 化钠 30-50g/L ;
     3) 在镍 - 磷合金镀层上加工光栅, 从而制成本发明的增亮光栅模具。
     上述步骤 1) 的目的是 : 因为铜的导电性能高, 可以加快镍 - 磷合金电铸沉积的速 度。上述步骤 2) 的电铸沉积采用脉冲电源, 电铸高磷含量的电镀液 ( 磷含量≥ 12% ), 完 成非晶态镍 - 磷合金镀层的堆积, 沉积形成的非晶态镍 - 磷合金镀层的厚度可达 1mm, 形成 的镀层厚度可满足光栅透镜结构加工的凹槽深度要求, 而一般电化学工艺镍 - 磷合金的厚 度只能达到 0.20-0.30mm, 不能满足超精密加工的需要。由于镀层中的磷含量高达 7.5%以 上, 这样可使金刚石刀具加工的表面粗糙度到达 Ra0.008mm 以上, 然后通过挤压或 UV 光固 化成型工艺, 可以制作高透过率、 大尺寸的光栅透镜, 同时也大幅度地提高超精密模具的使 用寿命。
     下表是本发明的 3 个电镀液组份和 2 个比较例所得到的镍 - 磷合金镀层的参数的对比。
     上表中实施例 1-3 所到的镍 - 磷合金镀层的表观质量很好, 没有气流痕迹, 镀层为 半光亮, 无杂色现象 ; 镀层的高电流区不容易烧焦, 工艺操作性好 ; 镀层的结晶细致, 利于 机械加工 ; 镀层的厚度均匀性较好 ( 镀层在 0.5 毫米以上时 ) ; 镀层结合力良好 ; 镀层的正 内应力较小, 中间、 边缘镀层均无龟裂。
     上表中比较例 1 所到的镍 - 磷合金镀层的表观质量较差, 有较少的气流痕迹, 镀层 显银灰色, 有杂色现象 ; 镀层在边缘处的结晶较粗大, 镀层在中间处结晶细致, 利于机械加 工; 镀层的厚度均匀性很差 ( 镀层在 0.5 毫米以上时 ), 电流密度越大时, 边缘效应更严重 ; 镀层结合力良好 ; 镀层的正内应力较小, 中间镀层无龟裂, 镀层的边缘处有少量的龟裂。
     上表中比较例 2 所到的镍 - 磷合金镀层的表观质量很差, 有较多的气流痕迹, 镀 层显灰色 ; 镀层结晶粗大, 不利于机械加工 ; 镀层的厚度均匀性很差 ( 镀层在 0.5 毫米以上 时 ), 电流密度越大时, 边缘效应更严重 ; 镀层结合力良好, 但在边缘处接合力很差 ; 镀层的 内应力很大, 镀层有龟裂, 无法将镀层加厚。
     综上所述, 本发明的镍 - 磷合金镀层的性能符合增亮光栅模具的技术要求, 其余 二个比较例的镍 - 磷合金镀层的性能不能满足增亮光栅模具的技术条件。
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资源描述

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1、10申请公布号CN102350755A43申请公布日20120215CN102350755ACN102350755A21申请号201110261727122申请日20110906B29C33/38200601B29C59/04200601C25D3/56200601C25D1/00200601C25D5/18200601B29L11/0020060171申请人成都菲斯特科技有限公司地址611731四川省成都市西区天宇路9号72发明人张益民吴庆富曾吉良74专利代理机构成都虹桥专利事务所51124代理人蒲敏54发明名称增亮光栅模具及其制作方法57摘要本发明提供一种便于加工、使用寿命长的增亮光栅模具。

2、。增亮光栅模具,包括全坯辊,在所述全坯辊上依次设置有铜层、高磷镍磷合金镀层和光栅。本发明采用脉冲电源、电铸工艺和高磷含量的电镀液,可以完整地在多种金属上电铸沉积镍磷合金,磷含量可高达1013,形成的是非晶体镍磷合金,厚度可达05MM以上,提高了金刚石成型刀具对镍磷合金的微细加工机械性能,能够获得极高的光洁度,可以方便地加工大尺寸的精密模具,并极大地提高模具的使用寿命。电铸沉积方法获得的镍磷合金,镀层均匀,附着力强,获得高磷含量的非晶体,理论上可实现模辊的零磨损。特别是在光栅模辊上采用镍磷合金辊,可使其寿命增加310倍。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页。

3、说明书3页CN102350758A1/1页21增亮光栅模具,包括全坯辊,其特征在于在所述全坯辊上依次设置有铜层、镍磷合金镀层和光栅。2如权利要求1所述的增亮光栅模具,其特征在于所述全坯辊的直径在300MM以上,长度在1800MM以上。3如权利要求1所述的增亮光栅模具,其特征在于所述镍磷合金镀层的厚度在05MM以上。4如权利要求1所述的增亮光栅模具,其特征在于所述光栅的节距小于005MM。5如权利要求1所述的增亮光栅模具的制作方法,其特征在于该方法包括以下步骤1在全坯辊上镀上纯铜;2电铸高磷含量的电镀液,沉积高磷高厚度的镍磷合金镀层,该电镀液的组成含量为硫酸镍120300G/L、氯化镍3045G。

4、/L、次亚磷酸钠4590G/L、硼酸2035G/L和氟化钠3050G/L;3在镍磷合金镀层上加工光栅,从而制成本发明的增亮光栅模具。6如权利要求5所述的增亮光栅模具的制作方法,其特征在于步骤2所述的电铸采用脉冲电源。7如权利要求5所述的增亮光栅模具的制作方法,其特征在于步骤2所述的电镀液的磷含量12重量百分比。8如权利要求5所述的增亮光栅模具的制作方法,其特征在于步骤2所述的镍磷合金镀层的厚度在05MM以上。权利要求书CN102350755ACN102350758A1/3页3增亮光栅模具及其制作方法技术领域0001本发明涉及一种光电显示器件中的光栅模具及其制作方法。背景技术0002增亮光栅材料。

5、是显示器件中的光管元件,通常由圆弧、圆柱、三角形等断面形状的栅条组成,在现代显示技术中广泛应用于MD投影电视机、LCD背光模组、裸眼3D电视机以及立体包装材料等。0003增亮光栅模具通常在辊轮上通过金刚石刀具雕刻光栅条纹,但金刚石刀具只能在有色金属上加工,有色金属的机械加工性能差,使用寿命短,不能满足当前大批量大尺寸产业化的需求。发明内容0004本发明所要解决的技术问题是提供一种便于加工、使用寿命长的增亮光栅模具。0005本发明还要提供一种上述增亮光栅模具的制作方法。0006本发明解决技术问题所采用的技术方案是增亮光栅模具,包括全坯辊,在所述全坯辊上依次设置有铜层、镍磷合金镀层和光栅。0007。

6、进一步的,所述全坯辊的直径在300MM以上,长度在1800MM以上。0008进一步的,所述镍磷合金镀层的厚度在05MM以上。0009进一步的,所述光栅的节距小于005MM。0010增亮光栅模具的制作方法,该方法包括以下步骤1在全坯辊上镀上纯铜;2电铸高磷含量的电镀液,沉积高磷高厚度的镍磷合金镀层,该电镀液的组成含量为硫酸镍120300G/L、氯化镍3045G/L、次亚磷酸钠4590G/L、硼酸2035G/L和氟化钠3050G/L;3在镍磷合金镀层上加工光栅,从而制成本发明的增亮光栅模具。0011进一步的,步骤2所述的电铸采用脉冲电源。0012进一步的,步骤2所述的电镀液的磷含量12重量百分比,。

7、以下同。0013进一步的,步骤2所述的镍磷合金镀层的厚度在05MM以上。0014本发明的有益效果是本发明采用脉冲电源、电铸工艺和高磷含量的电镀液,可以完整地在多种金属上电铸沉积镍磷合金,磷含量可高达1013,形成的是非晶体镍磷合金,厚度可达05MM以上,提高了金刚石成型刀具对镍磷合金的微细加工机械性能,能够获得极高的光洁度,可以方便地加工大尺寸的精密模具,并极大地提高模具的使用寿命。电铸沉积方法获得的镍磷合金,镀层均匀,附着力强,获得高磷含量的非晶体,理论上可实现模辊的零磨损。特别是在光栅模辊上采用镍磷合金辊,可使其寿命增加310倍,通过超精密单点金刚石光栅模具加工专用机床、加工微细结构光栅透。

8、镜。具体实施方式0015本发明首先在光电显示器件挤出刻制花纹辊筒上电铸全坯辊,直径最好在300MM说明书CN102350755ACN102350758A2/3页4以上,长度最好在1800MM以上;然后采用脉冲电源电铸沉积非晶态镍磷合金,再采用天然金刚石机床加工出高精密的光栅模辊,光栅节距小于005MM。采用该超精密光栅模辊可生产精度达1英寸500线以上、节距24150M、角度88100、耐热性90的光栅透镜,同时可加工各种微透镜的光学结构。0016本发明的方法包括以下步骤00171在全坯辊上镀上纯铜;00182电铸高磷含量的电镀液,沉积高磷高厚度的镍磷合金镀层,该电镀液的组成含量为硫酸镍120。

9、300G/L、氯化镍3045G/L、次亚磷酸钠4590G/L、硼酸2035G/L和氟化钠3050G/L;00193在镍磷合金镀层上加工光栅,从而制成本发明的增亮光栅模具。0020上述步骤1的目的是因为铜的导电性能高,可以加快镍磷合金电铸沉积的速度。上述步骤2的电铸沉积采用脉冲电源,电铸高磷含量的电镀液磷含量12,完成非晶态镍磷合金镀层的堆积,沉积形成的非晶态镍磷合金镀层的厚度可达1MM,形成的镀层厚度可满足光栅透镜结构加工的凹槽深度要求,而一般电化学工艺镍磷合金的厚度只能达到020030MM,不能满足超精密加工的需要。由于镀层中的磷含量高达75以上,这样可使金刚石刀具加工的表面粗糙度到达RA0。

10、008MM以上,然后通过挤压或UV光固化成型工艺,可以制作高透过率、大尺寸的光栅透镜,同时也大幅度地提高超精密模具的使用寿命。0021下表是本发明的3个电镀液组份和2个比较例所得到的镍磷合金镀层的参数的对比。0022说明书CN102350755ACN102350758A3/3页50023上表中实施例13所到的镍磷合金镀层的表观质量很好,没有气流痕迹,镀层为半光亮,无杂色现象;镀层的高电流区不容易烧焦,工艺操作性好;镀层的结晶细致,利于机械加工;镀层的厚度均匀性较好镀层在05毫米以上时;镀层结合力良好;镀层的正内应力较小,中间、边缘镀层均无龟裂。0024上表中比较例1所到的镍磷合金镀层的表观质量。

11、较差,有较少的气流痕迹,镀层显银灰色,有杂色现象;镀层在边缘处的结晶较粗大,镀层在中间处结晶细致,利于机械加工;镀层的厚度均匀性很差镀层在05毫米以上时,电流密度越大时,边缘效应更严重;镀层结合力良好;镀层的正内应力较小,中间镀层无龟裂,镀层的边缘处有少量的龟裂。0025上表中比较例2所到的镍磷合金镀层的表观质量很差,有较多的气流痕迹,镀层显灰色;镀层结晶粗大,不利于机械加工;镀层的厚度均匀性很差镀层在05毫米以上时,电流密度越大时,边缘效应更严重;镀层结合力良好,但在边缘处接合力很差;镀层的内应力很大,镀层有龟裂,无法将镀层加厚。0026综上所述,本发明的镍磷合金镀层的性能符合增亮光栅模具的技术要求,其余二个比较例的镍磷合金镀层的性能不能满足增亮光栅模具的技术条件。说明书CN102350755A。

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