CN112099303A - 一种菲涅尔抗光投影幕及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种菲涅尔抗光投影幕及其制造方法，所述抗光投影幕包括基材层、表面抗划伤层、着色层、扩散层、菲涅尔透镜层和吸光层，在所述基材层的表面设置所述表面抗划伤层，在所述基材层的背面依次向后设置所述着色层、扩散层、菲涅尔透镜层和吸光层，所述菲涅尔透镜层的断面为接近90°的连续三角形锯齿纹理结构；其制造方法为通过共挤、挤压形成柔性可卷曲基材层，通过涂布或喷砂工艺覆着一层表面抗划伤层；通过精密模具模压或滚压、固化成型菲涅尔纹理结构，在菲涅尔透镜层表面覆盖一层致密的反射层和吸光层。本发明可有效解决反射层与菲涅尔纹理层不能很好搭配的问题，有效提高了菲涅尔屏幕的增益以及抵抗环境光的功能。

Description

一种菲涅尔抗光投影幕及其制造方法

技术领域

本发明属于投影幕技术领域，尤其涉及一种菲涅尔抗光投影幕及其制造方法。

背景技术

众所周知，在会议、家庭影院或教学中，现在所使用到的电子显示设备大多数为红外电子白板、LCD强光背光板，显示设备的屏幕越大就越能感受到影院般的沉浸感，这类产品因受材料的限制而不能制作超大型的鲜湿面，或者就是因制作成本非常昂贵而得不到普及，过重而导致无法便于运输和安装。而近年来，随着显示技术的发展，在大屏显示中，一般采用超短焦投影仪配合短焦抗光投影幕组合而成的激光电视，激光电视由于健康护眼、便携、省电、成本低等优势获得了近半的市场份额，激光电视可以把尺寸做到100英寸，价格相对更加便宜，如果液晶电视做100英寸的话，那么价格至少要几万块，普通人群是遥不可及的。为此，激光电视凭借其体积小、投影面积大、成本低等优势，得到消费者的广泛关注和认可，市场逐年扩大。针对激光电视所搭配的短焦抗光屏幕，主要分为两类，一类是黑栅抗光投影幕，另一类则是菲涅尔抗光投影幕。黑栅抗光幕中心增益低、左右视角大；而菲涅尔抗光投影幕中心增益高、左右视角小。另外菲涅尔抗光幕还增加了柔光层、着色层、扩散层以及抗划伤表面层。所以就效果而言，菲涅尔抗光幕要比黑栅抗光幕的效果好一些，其价格也基本上是同尺寸黑栅抗光幕的一倍。另外菲涅尔抗光幕的纹理结构朝内，纹理层虽然得到了有效保护，由于菲涅尔透镜光学结构更为复杂，模具加工难度大，难以完美地制作出菲涅尔屏幕的纹理结构和反射层结构，反射结构与菲涅尔纹理结构不能很好搭配，影响了菲涅尔屏幕的增益以及抵抗环境光的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种菲涅尔抗光投影幕及其制造方法，根据本发明可有效解决反射层与菲涅尔纹理层不能很好搭配的问题，有效提高了菲涅尔屏幕的增益以及抵抗环境光的功能，在明亮光线照射环境下，具有高增益、高对比度、高色彩还原度的优点，还有效解决纹理外露的问题，以及提高了抗环境光效果。为了实现上述目的，本发明采用以下技术效果：

根据本发明的一个方面，提供了一种菲涅尔抗光投影幕，所述抗光投影幕包括基材层、表面抗划伤层、着色层、扩散层、菲涅尔透镜层和吸光层，在所述基材层的表面设置所述表面抗划伤层，在所述基材层的背面依次向后设置所述着色层、扩散层、菲涅尔透镜层和吸光层，所述菲涅尔透镜层的断面为接近90°的连续三角形锯齿纹理结构；每个三角形锯齿纹理结构具有平行粘结在扩散层表面的水平底面、与扩散层表面呈倾斜状态设置的反光倾斜面和接近垂直于扩散层表面的竖向断面，在所述反光倾斜面的表面粘结有反射层。

上述方案进一步优选的，所述基材层为柔性可卷曲的透明薄膜基材层和灰色薄膜基材层相互粘结而成，在所述透明薄膜基材层的背面喷涂所述表面抗划伤层，在所述透明薄膜基材层的表面喷涂所述黑色薄膜基材层，在该黑色薄膜基材层的表面上连续粘结所述着色层。

上述方案进一步优选的，所述透明色薄膜材料为PET薄膜、PMMA薄膜、PS薄膜、TPU薄膜、PP薄膜、COP薄膜和PE薄膜中的一种。

上述方案进一步优选的，所述反射层由粒径为10nm-100nm的铝、铜或银颗粒制成的反光层，所述反射层的厚度为200nm至2000nm之间。

上述方案进一步优选的，所述扩散层为添加了扩散粒子的透明树脂材料，该扩散粒子由粒径为10nm-200nm的金属散射粒子或玻珠粉散射粉体组成。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种菲涅尔抗光投影幕的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将基材层1的灰色薄膜基材层原料颗粒和透明薄膜基材层原料颗粒进行高温熔化并通过共挤、挤压形成柔性可卷曲基材层，在然后在共挤出形成的透明薄膜基材层的表面通过涂布或喷砂工艺覆着一层表面抗划伤层；

步骤2：然后取着色层的颜料浆料和扩散层的扩散材料并各自搅拌均匀，然后在基材层表面采用两层共挤方式一次挤出成型，在共挤出形成的灰色薄膜基材层的表面依次涂布一层着色层和扩散层；

步骤3：在扩散层表面采用高透过率热塑性光学树脂进行涂布湿膜，再通过精密模具模压或滚压、固化成型所述菲涅尔透镜层，然后利用喷涂、电镀、丝印和辊印工序覆盖一层致密的反射层；

步骤4：利用平面菲涅尔模具将步骤制成的菲涅尔透镜层进行压制，从而形成菲涅尔纹理结构，并将反射层压制成型；

步骤5：剥离平面菲涅尔模具，则获得菲涅尔屏幕雏形，在菲涅尔屏幕的纹理结构和反射层相应的位置表面涂布所述吸光层。

上述方案进一步优选了，在步骤2中，所述扩散层为添加了扩散粒子的透明树脂材料，该扩散粒子为金属散射粒子或玻珠粉散射粉体，所述扩散粒子添加量为0.01％wt～5％wt，所述颜料浆料的添加量为0.01％wt～10％wt，余量为透明树脂材料。

本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

(1)、本发明采用热塑性材料薄膜上覆盖一层反射层涂料，然后利用平面菲涅尔模具热压制而成，在菲涅尔屏幕的制作过程中，有效改进了原有的菲涅尔纹理结构和反射层的制过程，将反光用的金属涂层附着在热塑性树脂材料表面上，利用加热压制成型的方法，制成菲涅尔纹理结构和反射层结构。从而改进了现有原有方法制作反射层与菲涅尔纹理层不能很好搭配的问题，有效提高了菲涅尔屏幕的增益以及抵抗环境光的功能；从而有效解决反射层材料与菲涅尔纹理结构搭配的问题，也提高菲涅尔屏幕的增益以及抗环境光的功能。

(2)、本发明抗光投影幕在明亮光线照射环境下，具有高增益、高对比度、高色彩还原度的优点。有效解决纹理外露的问题，以及提高了抗环境光效果，还具有高精度、快响应的优点。抗光投影幕的体积小，功耗低，不产生直射光线，可对观众的眼睛进行保护，便于运输和安装，且制作成本低，可以对其进行广泛的推广使用。

附图说明

图1是本发明一种菲涅尔抗光投影幕的结构示意图；

图2是本发明的菲涅尔透镜层的压制示意图；

图3是本发明的菲涅尔透镜层的压制后的结构示意图；

图4是本发明的菲涅尔透镜层表面残留时的结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

如图1、图2、图3和图4所示，根据本发明的一种菲涅尔抗光投影幕，包括抗光投影幕包括基材层1、表面抗划伤层2、着色层3、扩散层4、菲涅尔透镜层5和吸光层7，在所述基材层1的表面设置所述表面抗划伤层2，在所述基材层1的背面依次向后设置所述着色层3、扩散层4、菲涅尔透镜层5和吸光层7，所述菲涅尔透镜层5的断面为接近90°的连续三角形锯齿纹理结构。每个三角形锯齿纹理结构具有平行粘结在扩散层4表面的水平底面20、与扩散层4表面呈倾斜状态设置的反光倾斜面21和接近垂直于扩散层4表面的竖向断面22，在所述反光倾斜面21的表面粘结有反射层6。在本发明中，所述表面抗划伤层2提高了屏幕的硬度，避免无心划伤，易于清洁；所述着色层3一般为灰色或浅黑色等，可以大幅提高投影显示对比度；所述扩散层4可以有效提高观看视角；所述菲涅尔透镜层5呈条形带状，起到将环境光和投影光线分离开的作用；所述反射层6一般为金属薄膜材料，如纳米级(粒径为10nm-100nm颗粒)的铝、铜或银颗粒制成的反光层(或反射层)，所述反射层6的厚度为200nm至2000nm之间，反射层6可由印刷、喷涂、涂敷或蒸镀等工艺制作而成，用于反射投影机入射光，形成正投投影效果；所述反射层6起到将投影光垂直反射出屏幕，达到观察者的视线内；吸光层7(吸收层)由一些不反光的深色材料制成，一般为黑色树脂材料，用于吸收透过菲涅尔透镜层的环境光，达到抗光的目的，起到将环境光吸收的作用。当屏幕顶部的灯光11射入屏幕时，灯光11的照射光线会通过菲涅尔透镜层5的水平底面20和竖向断面22，并被吸光层7所吸收，而投影机10的光线射入屏幕时，会被菲涅尔透镜层5的反光斜面21的金属反光物(反射层6)反射，反射光线L反射回正前方，从而实现抗光投影幕抗环境灯光照射的功能。

在本发明中，所述基材层1为柔性可卷曲的透明薄膜基材层和灰色薄膜基材层相互粘结而成，在所述透明薄膜基材层的背面喷涂所述表面抗划伤层2，在所述透明薄膜基材层的表面喷涂所述灰色薄膜基材层，在该灰色薄膜基材层的表面上连续粘结所述着色层3。所述黑色薄膜材料为PET薄膜、PMMA薄膜、PS薄膜、TPU薄膜、PP薄膜、COP薄膜和PE薄膜中的一种。

在本发明中，结合图1、图2和图3，还提供了一种菲涅尔抗光投影幕的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将基材层1的灰色薄膜基材层原料颗粒和透明薄膜基材层原料颗粒进行高温熔化并通过共挤、挤压形成柔性可卷曲基材层1，在然后在共挤出形成的透明薄膜基材层的表面通过涂布或喷砂工艺覆着一层表面抗划伤层2；基材层1为柔性可卷曲的塑料薄膜，为此，在塑料薄膜的外表面制作一层抗划伤层(要达到抗划伤的功能，就需要把表面涂层做硬或者磨砂处理)，具体是采用涂布或喷砂等工艺在表面上覆着一层高硬度的透明材料，形成所述表面抗划伤层2；然后在基材层1(塑料薄膜)的内表面采用涂布工艺制作一层着色层层，再在着色层3上采用涂布工艺制作一层扩散层4，着色层3的材料为光固化的带颜色胶水，选用的颜色一般灰色或浅黑色；

步骤2：取着色层3的颜料浆料和扩散层4的扩散材料并各自搅拌均匀，然后在基材层1表面采用两层共挤方式一次挤出成型，在共挤出形成的灰色薄膜基材层的表面依次涂布一层着色层3和扩散层4；所述扩散层6为添加了扩散粒子的透明树脂材料，该扩散粒子为粒径10nm-200nm的金属散射粒子或玻珠粉散射粉体，所述扩散粒子添加量为0.01％wt～5％wt，扩散层是对射入的光线进行扩散，是扩散粒子起作用的；所述颜料浆料(或为带颜色胶水，将颜料浆料加到胶水里面，搅拌均匀形成带颜色胶水，其作用是使整个屏幕看起来呈灰色状态)的添加量为0.01％wt～10％wt，余量为透明树脂材料；

步骤3：在扩散层4表面采用高透过率热塑性光学树脂进行涂布湿膜，如聚乙烯、聚氯乙烯等，使其平整固化后，再通过精密模具模压或滚压、固化成型所述菲涅尔透镜层4，然后利用喷涂、电镀、丝印和辊印工序覆盖一层致密的反射层6，从而形成一层；所述菲涅尔透镜层5的为连续环带的三角形锯齿纹理结构，使投影机10入射光线入射到齿纹理结构上的每一点均被平行反射，菲涅尔透镜层采用91％的透过率的光学树脂制作；先经涂布湿膜，再进行模压或滚压。

步骤4：利用平面菲涅尔模具8将步骤3制成的菲涅尔透镜层4进行压制，从而形成菲涅尔纹理结构，并将反射层6压制成型；使反射层材料压制成型，刚好完整的覆盖在菲涅尔纹理结构的斜面上，而且不会残留在断面上；在本发明中，如图4所示，现有的制作反光涂层(反射层6)的一般制作方法都是采用喷涂、电镀、丝印等方法，必然会在菲涅尔透镜层4的斜面和断面都会残留有反光涂层，而断面的反光涂层，会降低效果，同时斜面也难以完全覆盖反光涂层，可在所述反光倾斜面21和竖向断面22之间分别粘结有一段相互过度的反射层6，使部分照射光线能够通过水平底面20和竖向断面22到达吸光层7，吸光层7对灯光11的部分光线L进行吸收，从而使斜面的难以完全覆盖反光涂层，因此，会降低反射的效果，而采用本发明则可以避免在斜面上和断面上会残留的问题；

步骤5：剥离平面菲涅尔模具8，则获得菲涅尔屏幕雏形，在菲涅尔屏幕的纹理结构和反射层6相应的位置表面涂布所述吸光层7。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种菲涅尔抗光投影幕，其特征在于：所述抗光投影幕包括基材层、表面抗划伤层、着色层、扩散层、菲涅尔透镜层和吸光层，在所述基材层的表面设置所述表面抗划伤层，在所述基材层的背面依次向后设置所述着色层、扩散层、菲涅尔透镜层和吸光层，所述菲涅尔透镜层的断面为接近90°的连续三角形锯齿纹理结构；每个三角形锯齿纹理结构具有平行粘结在扩散层表面的水平底面、与扩散层表面呈倾斜状态设置的反光倾斜面和接近垂直于扩散层表面的竖向断面，在所述反光倾斜面的表面粘结有反射层。

2.根据权利要求1所述一种菲涅尔抗光投影幕，其特征在于：所述基材层为柔性可卷曲的透明薄膜基材层和灰色薄膜基材层相互粘结而成，在所述透明薄膜基材层的背面喷涂所述表面抗划伤层，在所述透明薄膜基材层的表面喷涂所述黑色薄膜基材层，在该黑色薄膜基材层的表面上连续粘结所述着色层。

3.根据权利要求2所述一种菲涅尔抗光投影幕，其特征在于：所述透明色薄膜材料为PET薄膜、PMMA薄膜、PS薄膜、TPU薄膜、PP薄膜、COP薄膜和PE薄膜中的一种。

4.根据权利要求1所述一种菲涅尔抗光投影幕，其特征在于：所述反射层由粒径为10nm-100nm的铝、铜或银颗粒制成的反光层，所述反射层的厚度为200nm至2000nm之间。

5.根据权利要求1所述一种菲涅尔抗光投影幕，其特征在于：所述扩散层为添加了扩散粒子的透明树脂材料，该扩散粒子由粒径为10nm-200nm的金属散射粒子或玻珠粉散射粉体组成。

6.一种菲涅尔抗光投影幕的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将基材层的灰色薄膜基材层原料颗粒和透明薄膜基材层原料颗粒进行高温熔化并通过共挤、挤压形成柔性可卷曲基材层，在然后在共挤出形成的透明薄膜基材层的表面通过涂布或喷砂工艺覆着一层表面抗划伤层；

步骤2：然后取着色层的颜料浆料和扩散层的扩散材料并各自搅拌均匀，然后在基材层表面采用两层共挤方式一次挤出成型，在共挤出形成的灰色薄膜基材层的表面依次涂布一层着色层和扩散层；

步骤3：在扩散层表面采用高透过率热塑性光学树脂进行涂布湿膜，再通过精密模具模压或滚压、固化成型所述菲涅尔透镜层，然后利用喷涂、电镀、丝印和辊印工序覆盖一层致密的反射层；

步骤4：利用平面菲涅尔模具将步骤制成的菲涅尔透镜层进行压制，从而形成菲涅尔纹理结构，并将反射层压制成型；

步骤5：剥离平面菲涅尔模具，则获得菲涅尔屏幕雏形，在菲涅尔屏幕的纹理结构和反射层相应的位置表面涂布所述吸光层。

7.根据权利要求1所述的一种菲涅尔抗光投影幕的制造方法，其特征在于：在步骤2中，所述扩散层为添加了扩散粒子的透明树脂材料，该扩散粒子为金属散射粒子或玻珠粉散射粉体，所述扩散粒子添加量为0.01％wt～5％wt，所述颜料浆料的添加量为0.01％wt～10％wt，余量为透明树脂材料。

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