一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统的制作方法

1.本实用新型属于微显示器技术领域，具体公开了一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统。


背景技术：

2.目前显示面板已经广泛的应用到人们生活的各种场景中，成为人们生活中必不可少的一部分。现在市场上显示器的类型越来越繁多，目前基于微米发光二极管(micro led)技术生产的显示器也慢慢的进入了人们的视野中。
3.由于micro led目前在技术上只能批量化生产单色的显示器，所以将单色的显示器集成至三种rgb色光进行合光形成各式各样图案是势在必行的。利用立方体三色合光棱镜在棱镜同一周的三个侧面上分别贴合三种不同颜色的micro led显示器(微显示器)，从而获得可以获得合光图像的微显示器，是一种可行的方案。
4.目前的于micro led屏幕与立方体棱镜的贴合制程中，通常先将两者贴在一起，然后再进行屏幕与方体棱镜位置的相对调整，达到精调的目的，然而，由于两者贴在一起之后再进行相对调整，容易产生摩擦，损坏屏幕；并且，若对方体棱镜的三个贴合面同时贴合，则会引入过多的机械结构，由于方体棱镜尺寸过小，过多的机械结构之间会在工作时可能会发生相互干涉，且该技术方案成本较高。
5.基于上述问题，有必要提出一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统，其不仅整体结构紧凑，而且可以有效地实现微显示器的贴合端和立方体三色合光棱镜的贴合面在贴合过程中的相对距离的调节，从而在保证两者贴合精度的前提下极大地降低了微显示器和立方体三色合光棱镜的损坏率。
7.本实用新型公开了一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统，包括相机对位单元，用于实现微显示器的贴合端和立方体三色合光棱镜的贴合面之间的对位，且相机对位单元正对立方体三色合光棱镜的出光面；贴合单元，用于获取微显示器，并将微显示器的贴合端移动到与立方体三色合光棱镜的贴合面对应的位置；间距检测单元，用于检测微显示器的贴合端与立方体三色合光棱镜的贴合面之间的间距；旋转单元，用于旋转立方体三色合光棱镜使得立方体三色合光棱镜的不同贴合面分时对应于所述贴合单元；相机对位单元与旋转单元连接，相机对位单元相对于立方体三色合光棱镜位置固定。
8.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述相机对位单元固定设置于所述旋转单元的旋转端，所述贴合单元固定设置于所述旋转单元旁。
9.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述相机对位单元包括固定设置于所述旋转单元的旋转端的对位相机组件，所述对位相机组件正对所述立方体三色合光棱镜的出光
面，所述对位相机组件与所述旋转单元的旋转端之间设置有用于调节相机位置的位移滑台。
10.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述贴合单元包括固定设置于所述旋转单元旁的贴合机构底座，所述贴合机构底座上设置有用于调整微显示器位置的位置调节装置，所述位置调节装置的自由端设置有用于获取微显示器的取料装置。
11.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述贴合机构底座包括能够在空间内移动的多自由度移动平台，所述位置调节装置包括六轴精对位平台。
12.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述间距检测单元包括悬置于立方体三色合光棱镜上方的定距停靠监测相机，定距停靠监测相机用于检测立方体三色合光棱镜的贴合面与微显示器的贴合端之间的间距。
13.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述间距检测单元包括用于调节所述定距停靠监测相机空间位置和/或空间角度的滑台调节模组。
14.在本实用新型的一种优选实施方案中，至少两个悬置的点胶装置，每个点胶装置连接有一个能够驱动其在空间实现位移的位移装置。
15.在本实用新型的一种优选实施方案中，包括定位夹持单元，用于定位夹持立方体三色合光棱镜；所述定位夹持单元包括用于定位立方体三色合光棱镜的下定位装置和用于可升降的压持立方体三色合光棱镜的上压板，所述下定位装置设置于所述旋转单元的旋转端上，所述上压板不干涉所述间距检测单元检测微显示器的贴合端与立方体三色合光棱镜的贴合面之间的间距。
16.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述上压板包括连接部、过渡部和压持部，所述压持部与所述立方体三色合光棱镜的上端面平行布置，所述过渡部位于所述连接部和所述压持部之间，所述过渡部与所述连接部之间的夹角为钝角。
17.在本实用新型的一种优选实施方案中，包括底座，所述底座上固接有所述旋转单元和所述贴合单元，所述旋转单元上固接有所述相机对位单元，所述底座上固接有龙门架，所述龙门架上连接有所述间距检测单元。
18.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述龙门架上至少设置有两个对称布置的点胶装置。
19.在本实用新型的一种优选实施方案中，包括点屏压接机构，点屏压接机构用于点亮微显示器。
20.在本实用新型的一种优选实施方案中，所述对位相机组件的倍率可调。
21.本实用新型的有益效果是：本实用新型不仅结构紧凑、成本低、装配维护便捷，而且可以有效地实现微显示器的贴合端和立方体三色合光棱镜的贴合面在贴合过程中的相对距离的调节，从而在保证两者贴合精度的前提下极大地降低了微显示器和立方体三色合光棱镜的损坏率；本实用新型通过设置相机对位单元实现了微显示器的贴合端和立方体三色合光棱镜的贴合面之间的对位，基于贴合单元微显示器的贴合端和立方体三色合光棱镜的贴合面之间的相对调节，通过间距检测单元实现了微显示器的贴合端和立方体三色合光棱镜的贴合面之间的间距控制，保证两者贴附过程中不会相互接触和碰撞，基于旋转单元使得仅需要配置一个贴合单元和一个间距检测单元配合一个相机对位单元即可实现立方体三色合光棱镜的三个不同贴合面的依次贴附微显示器，从而相对于布置三套贴合单元和
间距检测单元的技术方案极大地降低了系统的制造成本，更加节能环保；
22.进一步的，本实用新型通过将相机对位单元固定设置于旋转单元的旋转端，贴合单元固定设置于旋转单元旁的技术方案，通过旋转单元驱动立方体三色合光棱镜的三个不同贴合面的依次旋转至贴合单元，有效地降低了系统的制造成本；
23.进一步的，本实用新型的相机对位单元包括对位相机组件和位移滑台，两者设置在旋转单元上，且相对立方体三色合光棱镜位置固定，对位相机组件正对立方体三色合光棱镜的出光面，上述技术方案能够高效稳定的获取微显示器的贴合端、立方体三色合光棱镜的贴合面的位置信息，为贴合单元的后续操作提供了良好的调节基础；
24.进一步的，本实用新型的相机对位单元中的对位相机组件的倍率可调，从而满足在实现微显示器的贴合端和立方体三色合光棱镜的贴合面之间的对位的不同阶段对相机倍率的要求。
25.进一步的，本实用新型的贴合单元由三部分组成：贴合机构底座、位置调节装置和取料装置，该模块化的设计不仅能够方便快捷地实现微显示器的贴合端的调节，而且便于装配和替换；
26.进一步的，本实用新型的贴合机构底座选用能够在空间内移动的多自由度移动平台，位置调节装置选用六轴精对位平台，两者均采用标准成品件，便于装配和替换；
27.进一步的，本实用新型的间距检测单元为定距停靠监测相机，其能够有效地检测立方体三色合光棱的贴合面与微显示器的贴合端之间的间距，避免三色合光棱的贴合面与微显示器的贴合端在贴合过程中发生碰撞或干涉，同时还可以保证三色合光棱的贴合面与微显示器的贴合端两者最终间距满足预设标准范围内；
28.进一步的，本实用新型的调节定距停靠监测相机上连接有滑台调节模组，滑台调节模组的设置更利于调节定距停靠监测相机的安装调试，从而使得本实用新型适用于各种型号尺寸微显示器和立方体三色合光棱镜的贴合；
29.进一步的，本实用新型的还包括至少两个悬置的点胶装置，每个点胶装置连接有一个能够驱动其在空间实现位移的位移装置，点胶装置的存在能够保证贴合工序完成后微显示器的贴合端和立方体三色合光棱镜的贴合面相对位置的固定，防止旋转单元工作时两者位置发生偏移；
30.进一步的，本实用新型的还包括定位夹持单元，定位夹持单元包括下定位装置和上压板，其能够稳定的实现立方体三色合光棱镜的定位夹持；
31.进一步的，本实用新型的上压板包括连接部、过渡部和压持部，上压板设置于相机对位单元和定位立方体三色合光棱镜之间，不仅能够稳定地对立方体三色合光棱镜加载，而且避免了上压板干涉相机对位单元取像；
32.进一步的，本实用新型的整机设置于一个带有龙门架的底座上，具有结构紧凑、便于装配运输调试的优点。
附图说明
33.图1是本实用新型一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统的示意图；
34.图2是本实用新型一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统的主视
图；
35.图3是本实用新型一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统的侧视图；
36.图4是本实用新型一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统的俯视图；
37.图5是本实用新型一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统的微显示器示意图；
38.图中，1相机对位单元；2-贴合单元；3-间距检测单元；4-旋转单元；5-点胶装置；6-微显示器；7-立方体三色合光棱镜；8-定位夹持单元；9-底座；10-龙门架；11-对位相机组件；12-位移滑台；21-贴合机构底座；22-位置调节装置；23-取料装置；31-定距停靠监测相机；32-滑台调节模组；51-位移装置；81-下定位装置；82-上压板；82.1-连接部；82.2-过渡部；82.3-压持部。
具体实施方式
39.下面通过附图以及列举本实用新型的一些可选实施例的方式，对本实用新型的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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技术和简化描述，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技术的限制。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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.进一步的，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.如图1-4所示，本实用新型公开了一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统，包括相机对位单元1，用于实现微显示器6的贴合端和立方体三色合光棱镜7的贴合面之间的对位，且相机对位单元1正对立方体三色合光棱镜7的出光面；贴合单元2，用于获取微显示器6，并将微显示器6的贴合端移动到与立方体三色合光棱镜7的贴合面对应的位置；间距检测单元3，用于检测微显示器6的贴合端与立方体三色合光棱镜7的贴合面之间的间距；旋转单元4，用于旋转立方体三色合光棱镜7使得立方体三色合光棱镜7的不同贴合面分时对应于贴合单元2；相机对位单元1与旋转单元4连接，相机对位单元1相对于立方体三
色合光棱镜7位置固定。
43.可以理解的是，利用本实施例中的用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统，其可以将微显示器6贴合到立方体三色合光棱镜7上，而且在贴合的过程中可以利用放置在立方体三色合光棱镜7的出光面的相机对位单元1和间距检测单元3协同工作来调整微显示器6的贴合端和立方体三色合光棱镜7的贴合面之间的相对位置，从而完成二者的贴合。
44.值得说明的是，本实施例中立方体三色合光棱镜7的贴合面用来贴合单色的微显示器6(比如r、g、b)，立方体三色合光棱镜7出光面用于作为出光口，不参与微显示器6的贴合。至于贴合面和出光面的具体布置和分配需要结合立方体三色合光棱镜7的形状来决定。由于是立方体三色合光棱镜7，比如可以选择一组相对的两面分别作为上料时和放置时的工作面，这两个工作面可以设计成磨砂面以增大摩擦。上料时和放置时的工作面之间的四个面即为三个贴合面和出光面。
45.同时还需要指出，相机对位单元1用于检测贴合机构2上的微显示器6的偏移量，相机对位单元1用于在正对立方体三色合光棱镜7的出光面的位置进行拍照，以获得微显示器6的贴合端的偏移量。需要说明的是，在贴合过程中，为了保证贴合的精度，获得微显示器6的贴合端的偏移量分为多个阶段，例如，首先需要进行棱镜的边框和微显示屏的发光区域边框进行粗对位，使得二者的边框均处于相机视野的中央，此时需要使用低倍率相机以拍全所有的视野。而后对位相机组件后续拍摄像素点阵来进行精对位调节，需要高倍率高分辨率的相机进行低于1um的高分辨率拍摄，因此，为了满足在实现微显示器6的贴合端和立方体三色合光棱镜7的贴合面之间的对位的不同阶段对相机倍率的要求，对位相机组件的倍率需可调。
46.贴合机构2则用于调整其上微显示器6的位置，其需要调整的幅度来自于相机对位单元1获得的微显示器6的偏移量。当微显示器6调整到位后，贴合机构2会将对应的微显示器6贴合到待贴合的立方体三色合光棱镜7对应的三个贴合面。
47.间距检测单元3用于检测微显示器6到对应的贴合面之间的距离。在贴合机构2获取微显示器6后，贴合机构2会按照预设路径携带微显示器6朝着立方体三色合光棱镜7移动，在贴合之前需要对微显示器6进行精对位，而在精对位之前，则需要暂时停靠贴合机构2，这里贴合机构2停靠的位置需要严格控制，以避免影响微显示器6在贴合过程中与立方体三色合光棱镜7发生干涉从而引起损坏。故本实施例中设置了间距检测单元3可以保证微显示器6的贴合端和立方体三色合光棱镜7的贴合面之间的间距在合理的范围内。
48.优选地，一个相机对位单元1固定设置于旋转单元4的旋转端，一个贴合单元2固定设置于旋转单元4旁，一个间距检测单元3固定设置于旋转单元4旁，贴合单元2和旋转单元4两者的布置位置相对应；旋转单元4驱动相机对位单元1、方体三色合光棱镜7同步旋转，实现方体三色合光棱镜7的各个贴合面分别移动至贴合单元2和间距检测单元3的对应位置。需要指出，上述技术方案仅需要一个贴合单元2即可实现立方体三色合光棱镜7上3个贴合面的分时贴合；当立方体三色合光棱镜7上1个贴合面完成贴合后，旋转单元4旋转90度，对立方体三色合光棱镜7上下1个贴合面进行贴合。
49.优选地，相机对位单元1包括固定设置于旋转单元4的旋转端的对位相机组件11，对位相机组件11正对立方体三色合光棱镜7的出光面，为了便于对位相机组件11的对焦调
节，对位相机组件11与旋转单元4的旋转端之间设置有用于调节相机位置的位移滑台12，位移滑台12优先选用能在三维空间多个方向移动的移动平台。
50.贴合单元2包括固定设置于旋转单元4旁的贴合机构底座21，贴合机构底座21上设置有用于调整微显示器6位置的位置调节装置22，位置调节装置22的自由端设置有用于获取微显示器6的取料装置23；取料装置23用于获取待贴合的微显示器6，比如取料装置23可以为吸盘。
51.优选地，为了能够灵活地控制贴合机构2沿各个方向移动，贴合机构底座21包括能够在空间内移动的多自由度移动平台，位置调节装置22包括六轴精对位平台，即对位装置22既可以沿xyz轴移动、也以及可以绕xyz轴转动。
52.优选地，间距检测单元3包括悬置于立方体三色合光棱镜7上方的定距停靠监测相机31，定距停靠监测相机31用于检测立方体三色合光棱镜7的贴合面与微显示器6的贴合端之间的间距。
53.优选地，间距检测单元3包括用于调节定距停靠监测相机31空间位置和/或空间角度的滑台调节模组32。
54.可以理解的是，在贴合机构2贴合微显示器6之前，需要对微显示器6进行对位，若微显示器6停靠的位置过远近，微显示器6在对位的过程中则没有足够的调节空间，若微显示器6停靠的位置过远，由于发散光的影响，成像区域很大，不易于检测，本实施例中的间距检测单元3即是为了保证这一间隔距离，使得微显示器6和对应的贴合面之间的距离足够近且有足够的调节空间。
55.优选地，至少两个悬置的点胶装置5，两个点胶装置5相对于立方体三色合光棱镜7对称布置，每个点胶装置5连接有一个能够驱动其在空间实现位移的位移装置51。
56.优选地，每个点胶装置5包括点胶对位相机，点胶机构9用于在取料装置23获取待贴合的微显示器6后进行点胶，或者在对对应的微显示器6进行精定位完成之后在微显示器6于对应的贴合面之间的缝隙处点胶。
57.优选地，包括定位夹持单元8，用于定位夹持立方体三色合光棱镜7；定位夹持单元8包括用于定位立方体三色合光棱镜7的下定位装置81和用于可升降的压持立方体三色合光棱镜7的上压板82，下定位装置81设置于旋转单元4的旋转端上，上压板82不干涉间距检测单元3检测微显示器6的贴合端与立方体三色合光棱镜7的贴合面之间的间距，需要指出，上压板82可以通过滑台模组实现升降，当贴合机构2和间距检测单元3协同工作对微显示器6的贴合端和立方体三色合光棱镜7的贴合面进行贴合工序时，上压板82加载于立方体三色合光棱镜7的上端面，当贴合机构2和间距检测单元3协同工作对微显示器6的贴合端和立方体三色合光棱镜7的贴合面进行贴合工序完成后，首先上压板82提升与立方体三色合光棱镜7的上端面分离后，旋转单元4方可工作旋转90度，将立方体三色合光棱镜7的下一个贴合面旋转移动至贴合机构2和间距检测单元3对应处。
58.进一步的，需要指出“上压板82不干涉间距检测单元3检测微显示器6的贴合端与立方体三色合光棱镜7的贴合面之间的间距”可以理解为：定位夹持单元8在水平面的投影形状的对称中轴线与相机对位单元在水平面的投影形状的对称中轴线重合或者存在一夹角，间距检测单元3由上之下拍摄微显示器6的贴合端与立方体三色合光棱镜7的贴合面时，上压板82不会挡住该拍摄路径。
59.优选地，下定位装置81为用于调节立方体三色合光棱镜7姿态的棱镜姿态微调平台，可以理解的是，为了能够精准的贴合，在将微显示器6贴合在的立方体三色合光棱镜7的贴合面上之前，需要先调整立方体三色合光棱镜7的姿态，立方体三色合光棱镜7的姿态可以通过相机对位单元1来获取。棱镜姿态微调平台一方面可以用来承载立方体三色合光棱镜7，另一方面可以通过平台旋转来调整立方体三色合光棱镜7的方位，使得立方体三色合光棱镜7达到预设位置。比如，立方体三色合光棱镜在同时采用了三个贴合机构2的情况下，由于贴合机构2是固定设置的，此时需要通过棱镜姿态微调平台旋转带动立方体三色合光棱镜7转动，使得立方体三色合光棱镜7的贴合面与贴合机构2对准。
60.优选地，上压板82包括连接部82.1、过渡部82.2和压持部82.3，压持部82.3与立方体三色合光棱镜7的上端面平行布置，过渡部82.2位于连接部82.1和压持部82.3之间，过渡部82.2与连接部82.1之间的夹角为钝角。
61.优选地，包括底座9，底座9上固接有旋转单元4和贴合单元2，旋转单元4上固接有相机对位单元1，底座9上固接有龙门架10，龙门架10上连接有间距检测单元3。
62.优选地，龙门架10上至少设置有两个对称布置的点胶装置5。
63.优选地，还包括用于固化贴合胶的固化机构，固化机构可在空间多个方向进行调节。一些实施例中，固化机构可以是紫外灯。
64.可以理解的是，当完成点胶之后，为了让微显示器6稳定地贴合在立方体三色合光棱镜7的贴合面上，还需要利用紫外灯照射点胶处以完成固化，而为了达到较好地固化效果，则希望紫外灯能够很好地覆盖点胶区域，故本实施例中还包括对紫外灯进行多个方向调节的调节机构，便于对紫外灯的照射角度进行旋转。
65.优选地，还包括点屏压接机构，点屏压接机构用于点亮微显示屏。当对位相机机构检测贴合机构上的微显示屏时，有时需要将微显示屏的屏幕点亮，微显示器6一般包括三部分(如图5所示)，用于贴合的带有屏幕部分的基板61、点亮口63以及连接基板61和点亮口63的fpc柔性电路板62，在检测阶段，微显示器6的屏幕部分通常已经固定在贴合面上了，点屏压接机构将会直接作用在点亮口63上以点亮微显示器6。
66.综上所述，本实用新型中的一种用于立方体三色合光棱镜与微显示器贴合的系统，其包括固定设置的相机对位单元1和贴合机构2，贴合机构2可以将微显示器6贴合到立方体三色合光棱镜7上，而且在贴合的过程中可以利用放置在立方体三色合光棱镜7的出光面的对位相机机构1进行检测，来调整微显示器6的位置，间距检测机构3则可以保证微显示器6和立方体三色合光棱镜7之间的距离，使得微显示器6和对应的贴合面之间的距离足够近且有足够的调节空间从而完成二者的贴合。这样可以控制micro led屏幕与立方体三色合光棱镜在贴合过程中的相对距离，以解决micro led屏幕在精对位时容易受损的问题。
67.本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。