專利名稱：高耐熱積分柱及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種有關(guān)數(shù)字投影機的空心積分柱的結(jié)構(gòu)及組裝方法，所述的組裝是指分兩步以不同膠劑粘合鏡片的制法，亦是空心積分柱的鏡片含有介電質(zhì)膜，并在鏡片背后外加鍍層平衡其翹曲的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字投影機利用高功率的燈泡作為光源，其所產(chǎn)生的高溫照明光束再通過透鏡聚焦在積分柱的入口，形成高溫、明亮且均勻的光束，透過色輪及數(shù)字微鏡組件(Digital Micro-mirror Device，DMD)，投射到屏幕上使畫面更為清晰、明亮。
積分器依結(jié)構(gòu)型態(tài)可分為空心積分柱(hollow integration rod)及實心積分柱(solid integration rod)兩種。其中空心積分柱較實心積分柱的聚熱問題少，然而久經(jīng)高溫?zé)襞莸恼丈?，高流明投影機使用250W以上的高瓦特數(shù)燈泡，溫度極高，所以空心積分器的鏡片便產(chǎn)生翹曲變形的應(yīng)力。
由于目前空心積分柱主要使用Epoxy系列的粘膠粘合其鏡片，而Epoxy系列的粘膠耐熱溫度約僅100℃～150℃，并且易受投影機內(nèi)部UV光照射而劣化，因此在使用壽命上存在問題。
當(dāng)散熱不及，數(shù)字投影機內(nèi)部的工作溫度就會一直升高，膠劑的粘性也隨之大大衰減，一旦無法繼續(xù)維持空心積分柱的構(gòu)造強度時，勢將造成空心積分柱的崩塌、變形。
此外，一般業(yè)界所生產(chǎn)的空心積分柱，其中空處表面四周是利用事先鍍于鏡片上的金屬膜以達到光反射的效果，但金屬膜長時間暴露在空氣中會產(chǎn)生硫化現(xiàn)象，而且金屬膜在高溫時會產(chǎn)生性能的改變，以致偏離原本設(shè)計的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中空心積分柱存在的問題，本發(fā)明設(shè)計改良了鏡片的組裝步驟，使其能利用耐高溫的膠劑粘合，減少高溫所引發(fā)的翹曲應(yīng)力。
本發(fā)明的目的在于提供一種高耐熱積分柱的制法，藉由改良其鏡片的組裝步驟，使其鏡片的結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，達到減少高溫所引發(fā)的翹曲應(yīng)力的效果。
本發(fā)明提供了一種高耐熱積分柱的制法，其利用一組鏡片組裝成一空心積分柱，該組裝步驟包括暫時性的固定步驟，利用一光固型膠材使該組鏡片暫時固定成一空心積分柱；永久性的固定步驟，利用一耐熱性無機接著劑將該組鏡片作永久固定。
本發(fā)明藉由增加其耐高溫的膠劑粘合的步驟，改良了鏡片的組裝工藝，達到了減少高溫所引發(fā)的翹曲應(yīng)力的效果。
上述本發(fā)明的高耐熱積分柱的制法，其中所述的暫時性的固定步驟中UV膠為光固型膠材；所述的永久性的固定步驟中的陶瓷膠為耐熱性無機接著劑；該永久性的固定步驟是指以陶瓷膠涂附于鏡片接縫，接著放置于室溫環(huán)境，再加熱使其硬化，其中該陶瓷膠是指含水份10～30％的陶瓷膠，于室溫放置24小時后，以90℃加熱1小時脫水，150℃加熱1小時使充份脫水硬化，然后自然冷卻。
本發(fā)明還提供了一種高耐熱積分柱，其為利用一組鏡片組裝成一空心積分柱，其中該鏡片為一全介電質(zhì)膜的高反射鏡，包括玻璃基板；復(fù)數(shù)層介電質(zhì)膜層，鍍于該玻璃基板的正面；SiOx質(zhì)的薄膜，鍍于該玻璃基板的背面，用以平衡該鏡片的翹曲；無機接著劑，涂附于該組鏡片的接縫處。
本發(fā)明還提供了一種高耐熱積分柱，利用一組鏡片組裝成一空心積分柱，其中該鏡片為一全介電質(zhì)膜的高反射鏡，包括玻璃基板；金屬膜，鍍于該玻璃基板的正面；保護膜，鍍于該金屬膜的表面；SiOx質(zhì)的薄膜，鍍于該玻璃基板的背面；無機無機接著劑，涂附于該組鏡片的接縫處。
上述高耐熱積分柱，其中的復(fù)數(shù)層介電質(zhì)膜層的膜為[HL]8[1.2H1.2L]8[1.4H 1.4L]8[1.6H 1.6L]8；所述復(fù)數(shù)層介電質(zhì)膜層是利用離子助鍍工藝所完成的鍍層；SiOx質(zhì)的薄膜是指SiO2的鍍層；無機接著劑為陶瓷膠，優(yōu)選為Aron Ceramic Type D陶瓷膠；上述的保護膜是指在該金屬膜表面鍍上的介電質(zhì)薄膜SiO2-TiO2。
依據(jù)本發(fā)明，空心積分柱的鏡片的組裝步驟包括(a)先利用一光固型膠材(如UV膠)使鏡片得暫時固定成一空心積分柱；(b)然后利用一無機接著劑將該組鏡片作永久固定。
依據(jù)本發(fā)明，組成空心積分柱的鏡片可為全介電質(zhì)膜的高反射鏡，或為在金屬膜表面鍍上介電質(zhì)膜作為保護膜的反射鏡，其是預(yù)先在鏡片的背面鍍上數(shù)層SiOx質(zhì)的薄膜，以平衡介電質(zhì)膜應(yīng)力所可能導(dǎo)致的翹曲。
全介電質(zhì)膜的高反射鏡，因為介電質(zhì)膜(dielectric Film)的反射率較一般金屬膜較高，且其薄膜厚度可受控制，故能控制鏡片的翹曲。


圖1已知空心積分柱的鏡片結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明第一實施例的鏡片結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明第二實施例的鏡片結(jié)構(gòu)示意圖；圖4依據(jù)本發(fā)明所實施的空心積分柱外觀；圖5本發(fā)明的實施步驟示意圖。
附圖標(biāo)號10鏡片11玻璃基板12金屬膜20鏡片21玻璃基板22金屬膜 23保護層24二氧化硅(SiO2)質(zhì)的薄膜30鏡片31玻璃基板32介電質(zhì)鍍膜 33二氧化硅(SiO2)質(zhì)的薄膜40光固型膠材50無機接著劑具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明，但不限定本發(fā)明的實施范圍。
如圖1所示，一般用于空心積分柱的鏡片10，在玻璃基板11上鍍上金屬膜12作為反光鏡，其背面沒有鍍層可平衡鏡片的翹曲。
如圖2所示，一依據(jù)本發(fā)明所實施的空心積分柱的鏡片20，可在玻璃基板21的金屬膜22表面鍍上介電質(zhì)薄膜SiO2-TiO2，或鍍上SiO2-TiO2-SiO2-TiO2，使形成保護層23并增加反射率。本發(fā)明于此實施例還可在玻璃基板21的背面鍍上一或數(shù)層二氧化硅(SiO2)質(zhì)的薄膜24，用以平衡介電質(zhì)薄膜的膜應(yīng)力可能引起的翹曲。
如圖3所示，依據(jù)本發(fā)明所實施的空心積分柱的鏡片30，在玻璃基板31加上介電質(zhì)鍍膜32的高反射鏡，其介電質(zhì)鍍膜32的膜結(jié)構(gòu)可以為[HL]8[1.2H 1.2L]8[1.4H 1.4L]8[1.6H 1.6L]8(也可以表示為8[HL]8[1.2H 1.2L]8[1.4H 1.4L]8[1.6H 1.6L])為其起始設(shè)計(注同目前一般薄膜光學(xué)書籍以四分之一波長的膜厚表示方式，其中“H”指膜折射率大于基板的膜材，“L”指膜折射率小于基板的膜材)。并利用優(yōu)化方式降低其膜層數(shù)，以達到大角度(50°～80°)入射、寬波域(400～700nm)皆有高反射率。要使介電質(zhì)鍍膜32能耐高溫，可利用已知的離子助鍍(Ion Assisted Deposition，IAD)工藝來幫助介電質(zhì)膜結(jié)構(gòu)更為致密，使其膜層更耐高溫、耐惡劣的環(huán)境。同樣的，為平衡鏡片的翹曲，可在玻璃基板的背面鍍上一或數(shù)層二氧化硅(SiO2)質(zhì)的薄膜33。
鑒于一般業(yè)界使用的環(huán)氧樹脂膠材(Epoxy)耐熱溫度約為100℃～150℃，且易受投影機內(nèi)部UV光的照射而產(chǎn)生劣化現(xiàn)象，因此有使用壽命上的問題。在本設(shè)計中，我們采用無機接著劑來克服此一難題，該膠劑具有不受UV照射劣化、強度不受高溫(100℃～350℃)影響及使用壽命長的特性。
如圖4及圖5所示，是依據(jù)本發(fā)明方法所實施的空心積分柱外觀。其粘合鏡片的步驟包括(a)先利用一光固型膠材40(如UV膠)，使鏡片30得以暫時固定成一空心積分柱；(b)然后利用一耐熱性無機接著劑50將該組鏡片30作永久固定。
本發(fā)明首次選用耐熱性無機接著劑50作為組裝空心積分柱的鏡片組的粘著劑，具有不受UV照射劣化、強度不受高溫(100℃～350℃)影響及使用壽命長的特性。前述耐熱性無機接著劑，可為陶瓷膠(例如Tex Year IndustriesInc.生產(chǎn)的Aron Ceramic Type C、D、E或F)。該膠材可承受1000℃以上的溫度且不受UV光照射而產(chǎn)生劣化，完全能適用于投影機內(nèi)部工作環(huán)境。該膠材可添加水分降低粘度以利涂附動作的進行(水分添加比率可為5％～50％)；經(jīng)發(fā)明人測試，發(fā)現(xiàn)Aron Ceramic Type D添加10～30％水分能達到不錯的性能，尤其以15％～20％為最佳。
如圖5所示，其實施步驟包括(a)先利用UV膠將鏡片30先暫時固定；(b)隨后再以陶瓷膠(含水份20～30％的Aron Ceramic Type D)涂附于鏡片接縫(如本實施例，陶瓷膠并不需涂滿全部的接縫，稍微留下一段不涂亦可)，然后于室溫放置12小時以上，再以90℃加熱2小時脫水，150℃加熱2小時使充份脫水硬化，令之自然冷卻即可。
以上實施例，僅為方便說明本發(fā)明而提出，但應(yīng)不以此為限。凡應(yīng)用上述步驟所組裝者，皆屬本發(fā)明的申請專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種高耐熱積分柱的制法，利用一組鏡片組裝成一空心積分柱，該組裝步驟包括暫時性的固定步驟，利用一光固型膠材使該組鏡片暫時固定成一空心積分柱；永久性的固定步驟，利用一耐熱性無機接著劑將該組鏡片作永久固定。
2.如權(quán)利要求1所述高耐熱積分柱的制法，該暫時性的固定步驟是指以UV膠為所述光固型膠材進行固定的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述高耐熱積分柱的制法，該永久性的固定步驟是指以陶瓷膠為所述耐熱性無機接著劑進行固定的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述高耐熱積分柱的制法，該永久性的固定步驟是以陶瓷膠涂附于鏡片接縫，接著放置于室溫環(huán)境，再加熱使其硬化，其中該陶瓷膠是指含水份10～30％的陶瓷膠，然后于室溫放置24小時后，以90℃加熱1小時脫水，150℃加熱1小時使充份脫水硬化，自然冷卻。
5.一種高耐熱積分柱，其為利用一組鏡片組裝成的空心積分柱，其中該鏡片為一全介電質(zhì)膜的高反射鏡，包括玻璃基板；復(fù)數(shù)層介電質(zhì)膜層，鍍于該玻璃基板的正面；SiOx質(zhì)的薄膜，鍍于該玻璃基板的背面；無機接著劑，涂附于該組鏡片的接縫處。
6.如權(quán)利要求5所述高耐熱積分柱，其中該復(fù)數(shù)層介電質(zhì)膜層的膜為[HL]8[1.2H 1.2L]8[1.4H 1.4L]8[1.6H 1.6L]8。
7.如權(quán)利要求5所述高耐熱積分柱，其中該復(fù)數(shù)層介電質(zhì)膜層是利用離子助鍍工藝所完成的鍍層。
8.如權(quán)利要求5所述高耐熱積分柱，其中該SiOx質(zhì)的薄膜是指SiO2的鍍層。
9.如權(quán)利要求5所述高耐熱積分柱，其中該無機接著劑為陶瓷膠。
10.如權(quán)利要求5所述高耐熱積分柱，其中該無機接著劑為AronCeramic Type D陶瓷膠。
11.一種高耐熱積分柱，其為利用一組鏡片組裝成一空心積分柱，其中該鏡片為一全介電質(zhì)膜的高反射鏡，包括玻璃基板；金屬膜，鍍于該玻璃基板的正面；保護膜，鍍于該金屬膜的表面；SiOx質(zhì)的薄膜，鍍于該玻璃基板的背面；無機無機接著劑，涂附于該組鏡片的接縫處。
12.如權(quán)利要求11所述高耐熱積分柱，其中該保護膜是指在該金屬膜表面鍍上的介電質(zhì)薄膜SiO2-TiO2。
13.如權(quán)利要求11所述高耐熱積分柱，其中該無機接著劑為陶瓷膠。
14.如權(quán)利要求13所述高耐熱積分柱，其中該無機接著劑為AronCeramic Type D陶瓷膠。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于高溫操作的空心積分柱的制法，其鏡片的組裝步驟包括(a)先利用一光固型膠材(如UV膠)使一組鏡片暫時固定成一空心積分柱；(b)然后利用一無機接著劑將該組鏡片作永久固定；其中鏡片可為全介電質(zhì)膜的高反射鏡，或為在金屬膜表面鍍上介電質(zhì)膜作為增強反射和保護膜作用的反射鏡；對于全介電質(zhì)膜，由于鍍層數(shù)多，為了防止膜應(yīng)力的翹曲變形，可預(yù)先在鏡片的背面鍍上數(shù)層氧化硅(SiO
文檔編號G02B27/18GK1786814SQ200410098560
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者賴乾志, 鐘錦銘, 林君鴻, 徐碧聰, 左治韋 申請人:普立爾科技股份有限公司