EA009996B1 - Проекционный экран и способ его изготовления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к приборам проекционного типа, в частности к проекционным экранам, и предназначено для использования, например в системах проекционного телевидения как в бытовых условиях, так и в условиях больших зрительных залов и общественных помещений. Заявлен также способ изготовления таких экранов. Простой в изготовлении и использовании проекционный экран с повышенной контрастностью и яркостью содержит подложку и нанесенную на нее пленку, включающую первые частицы, изменяющие направление распространения света без поглощения. Указанная пленка представляет собой от одного до тридцати слоев прозрачного материала, в котором первые частицы сосредоточены на поверхности, обращенной к подложке. Подложка может бать выполнена как прозрачной, так и отражающей, жесткой или гибкой. При изготовлении экрана на подложку наносят слои раствора прозрачного материала, в котором первые частицы распределены равномерно, и осаждают первые частицы на поверхности слоя, обращенной к подложке, в процессе отверждения каждого слоя.

Description

Область техники

Изобретение относится к приборам проекционного типа, в частности к проекционным экранам, и предназначено для использования, например, в системах проекционного телевидения как в бытовых условиях, так и в условиях больших зрительных залов и общественных помещений. Заявлен также способ изготовления таких экранов.

Уровень техники

В настоящее время проекционная техника переживает период бурного подъема. В связи с этим известно большое количество всевозможных экранов, начиная от простого листа белого материала и кончая сложными многослойными структурами, с поглощающими, рассеивающими слоями [ДР 3103802 В2, МПК⁷: 6 03В 21/62, публикация 30.10.2000] и слоями линз Френеля [1Р 3043485 В2, МПК⁷: 6 03В 21/62, публикация 22.05.2000; 1Р 3031804 В2, МПК⁷: 6 03В 21/62, публикация 10.04.2000].

Экраны без использования линз Френеля имеют широкий угол обзора, однако, у них присутствует значительный эффект «горячего пятна» - неравномерное распределение яркости по площади экрана.

Экраны, один из слоев которых является линзой Френеля, имеют противоположные свойства - эффект «горячего пятна» у них значительно уменьшен, но и угол обзора также уменьшен.

Наиболее близкими к заявляемым экрану и способу его изготовления являются экран и способ его изготовления, описанные в [1Р 2769518 В2, МПК⁷: 6 03В 21/62, публикация 25.06.1998].

Описанный в 1Р 2769518 проекционный экран содержит подложку и нанесенную на нее пленку краски с равномерно распределенными в ней частицами, изменяющими направление распространения света без поглощения. Этот экран изготавливают, нанося на подложку пленку краски с равномерно распределенными в ней частицами, изменяющими направление распространения света без поглощения.

Такой экран достаточно простой, но не обеспечивает достаточной контрастности и яркости.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание простого в изготовлении и использовании экрана с повышенной контрастностью, яркостью и простого, дешевого и быстрого способа изготовления такого экрана.

Поставленная задача в проекционном экране, содержащем подложку и нанесенную на нее пленку, включающую первые частицы, изменяющие направление распространения света без поглощения, решена тем, что указанная пленка представляет собой не менее одного слоя прозрачного материала, в котором первые частицы сосредоточены на поверхности, обращенной к подложке.

Указанная пленка может состоять из 2-30 слоев.

Подложка может быть выполнена как прозрачной, так и отражающей, жесткой или гибкой. Для этого она должна быть пластмассовой или стеклянной.

Слои указанной пленки могут быть выполнены из лака.

Указанные первые частицы предпочтительно имеют размеры 3-11 мкм и могут представлять собой как частицы прозрачного аморфного вещества, в частности стекла, так и прозрачные или отражающие кристаллы.

При необходимости пленка может содержать равномерно распределенные вторые частицы, рассеивающие свет, которые представляют собой частицы цветного пигмента, например черного.

В способе изготовления проекционного экрана путем создания на подложке пленки, содержащей первые частицы, изменяющие направление распространения света без поглощения, поставленная задача решена за счет нанесения на поверхность подложки не меньше одного слоя раствора прозрачного материала с первыми частицами, и осаждения первых частиц на поверхности слоя, обращенной к подложке, в процессе отверждения указанного слоя, причем время отверждения слоя выбирают достаточным для осаждения первых частиц.

Предпочтительно наносят 2-30 слоев.

Отверждение каждого осуществляют, например, посредством сушки, полимеризации или кристаллизации.

Процесс отверждения осуществляют, например, когда подложка установлена горизонтально.

Слои указанной пленки можно выполнять, например, из лака.

Первые частицы размером 3-11 мкм предварительно изготавливают из прозрачного аморфного вещества, например из стекла, или используют прозрачные или отражающие кристаллы.

При необходимости в растворе материала слоев пленки равномерно распределяют вторые частицы, рассеивающие свет. Указанные вторые частицы могут представлять собой цветной пигмент, например черный.

Краткая характеристика чертежей

На фиг. 1 схематически представлен пример структуры заявляемого экрана в разрезе;

на фиг. 2 представлен пример заявляемого экрана в сборе.

Детальное описание изобретения и предпочтительные примеры

Изготовление заявленного экрана заявленным способом состоит из следующих шагов:

ί. Создание материала для изготовления слоев пленки;

ίί. Нанесение первого и последующего слоев и их последовательное отверждение;

- 1 009996 ίίί. Окончательное отверждение пленки.

В качестве материала подложки могут быть использованы как жесткие материалы (стекло, оргстекло и др.), так и гибкие материалы (поливинил и др.). При выборе отражающего материала (такого как полированный листовой металл, например алюминий, или металлические пленки) как материала подложки появляется возможность реализации отражающего экрана.

В качестве материала слоев можно использовать любой прозрачный пленкообразующий материал, обладающий необходимой адгезией к выбранному материалу подложки, с соответствующим растворителем.

Для производства экрана размером 3x2 м потребуются следующие возможные компоненты.

1. Прозрачный нитролак.

2. Соответствующий растворитель.

Количество лака, смешанного с растворителем, от 10 до 30 л (в зависимости от конечного назначения экрана).

3. Частицы, изменяющие направление распространения света без поглощения, размером от 3 до 11 мкм, в виде, например, мелкодисперсного кристаллического порошка. Количество мелкодисперсионного кристаллического порошка от 200 г до 2 кг.

4. Вторые частицы в виде цветного пигмента (для выбранного примера черная нитрокраска). Количество используемого красителя до 500 мл.

Реализация заявленного экрана заявленным способом подтверждается следующими неограничивающими примерами.

Пример 1.

В качестве подложки использован лист поливинила размером 2x3 м с наклеенной на одной его стороне непрозрачной пленкой алюминия. Указанный лист закрепляют любым известным способом горизонтально, металлической пленкой вверх.

I. Количество лака, смешанного с растворителем, 10 л, мелкодисперсного кристаллического порошка 200 г, черной нитрокраски 250 мл.

Все вышеописанные компоненты смешивают и интенсивно перемешивают в течении 1 ч до получения равномерной субстанции одного цвета.

II. Нанесение первого слоя пленки экрана.

На указанную подложку 1 равномерно наносят слой материала, подготовленного, как описано выше.

В качестве одного из простейших способов нанесения слоев выбран способ с использованием краскопульта и воздушного компрессора.

Следует иметь в виду, что слои можно наносить также и наливом, центрифугированием, окунанием и любым другим подходящим способом, известным специалисту.

Осуществляют отверждение первого слоя. Для данного примера производят сушку слоя при температуре 25°С на открытом воздухе в течении 1,5 ч.

Нанесение второго, третьего и четвертого слоев осуществляют аналогично первому слою.

Слои наносят поочередно, равномерно, толщиной от 0,5 до 1 мм.

Каждый последующий слой наносят после частичного или полного затвердевания (высыхания или кристаллизации) предыдущего слоя.

III. Отверждение готового экрана.

Для данного примера используется процесс сушки. Сушка производится при температуре 40°С до окончательного отвердения всех слоев, нанесенных при производстве экрана, не меньше 24 ч.

В результате получен отражающий экран размером 2x3 м, пригодный для сворачивания в рулон и удобного транспортирования. При использовании такой экран может быть любым известным способом установлен на вертикальную раму или подвешен на стену.

Пример 2.

Для данного примера в качестве прозрачного материала может быть использовано стекло или оргстекло от 2 до 20 мм.

I. Количество лака, смешанного с растворителем, 30 л, мелкодисперсного кристаллического порошка 2000 г, черной нитрокраски 500 мл.

Все вышеописанные компоненты смешивают и интенсивно перемешивают в течении 1 ч до получения равномерной субстанции одного цвета.

Указанный лист закрепляют любым известным способом горизонтально.

II. Нанесение слоев осуществляют аналогично описанному в примере 1. Количество слоев 8.

Отверждение каждого слоя с помощью сушки при температуре 60-70°С в условиях принудительной вентиляции в течение 0,5 ч.

Слои наносят поочередно, равномерно, толщиной от 1 до 3 мм.

Каждый последующий слой наносят после частичного или полного затвердевания (высыхания или кристаллизации) предыдущего слоя.

- 2 009996

III. Отверждение готового экрана.

Для данного примера используется процесс сушки. Сушка производится при температуре 40°С до окончательного отвердения всех слоев, нанесенных при производстве экрана, не меньше 24 ч.

В результате получен жесткий экран пропускающего типа размером 2x3 м.

Пример структуры заявляемого экрана схематически представлен на фиг. 1. Экран содержит подложку 1 и нанесенную на нее пленку 2. Эта пленка состоит из нескольких, для данного примера - четырех слоев 3. Каждый такой слой 3 выполнен из прозрачного материала и содержит два вида частиц: первые частицы 4, изменяющие направление распространения света без поглощения, и вторые частицы 5, рассеивающие свет. Вторые частицы 5 распределены равномерно в материале слоя 3, а первые частицы 4 сконцентрированы на границе каждого слоя, обращенной к подложке 1.

При производстве каждого слоя 3 в течение срока его частичного отверждения (высыхания) первые частицы 4, содержащиеся в растворе материала, слоя в виде частиц прозрачного аморфного вещества, в частности стекла, или мелкодисперсных прозрачных или отражающих кристаллов, оседают на подложку 1 или, для второго и выше слоев, на поверхность предыдущего слоя 3.

В результате между слоями 4 в полученном экране образуется прозрачный пространственный зазор, в данном примере из прозрачного лака.

Экран, изготовленный подобным образом, с использованием нескольких светорассеивающих слоев 3 обладает повышенными по сравнению с предыдущими типами экранов светорассеивающими свойствами, возникающими благодаря взаимодействию светового потока со всеми рассеивающими слоями поочередно. Световой поток, проходя через светорассеивающие слои 3, возбуждает эффект многократного отражения и преломления лучей внутри первых частиц 4, приводящий к усилению степени свечения экрана и улучшению равномерности распределения яркости изображения по площади экрана.

Этот эффект возникает вне зависимости от того, подается световой поток сзади экрана и проходит сквозь подложку 1 и слои 3 или подается спереди, проходит один раз через слои 3, отражается от подложки и повторно проходит сквозь слои 3.

При этом при использовании красителя при изготовлении экрана удается достичь значительного уровня затемнения поверхности экрана, что в результате приводит к улучшению уровня контрастности изображения на экране (соотношение уровня белого - к уровню черного).

Полученный экран может быть установлен, например, как показано на фиг. 2. Экран 6 закреплен в стальной раме 7. В нижней части рамы имеется подставка 8 для источника светового сигнала, для направления которого на экран на задней части рамы установлено зеркало 9.

В заявленном экране удалось решить поставленную задачу, он является простым в изготовлении и в использовании и обладает следующими качествами:

1. Улучшенная яркость.

2. Улучшенная контрастность.

3. Улучшенная равномерность яркости изображения на всей площади экрана.

Claims (23)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Проекционный экран, содержащий подложку и нанесенную на нее пленку, включающую частицы, изменяющие направление распространения света без поглощения, отличающийся тем, что указанная пленка представляет собой не менее двух слоев прозрачного материала, при этом частицы, содержащиеся в каждом слое, сосредоточены на поверхности этого слоя, обращенной к подложке.
2. 2. Проекционный экран по п.1, отличающийся тем, что указанная пленка состоит из 2-30 указанных слоев.
3. 3. Проекционный экран по п.1, отличающийся тем, что указанная подложка выполнена прозрачной.
4. 4. Проекционный экран по п.1, отличающийся тем, что указанная подложка выполнена отражающей.
5. 5. Проекционный экран по п.1, отличающийся тем, что указанная подложка выполнена жесткой.
6. 6. Проекционный экран по п.1, отличающийся тем, что указанная подложка выполнена гибкой.
7. 7. Проекционный экран по пп.4-6, отличающийся тем, что указанная подложка выполнена из полированного металла или металлической пленки.
8. 8. Проекционный экран по пп.1-5, отличающийся тем, что указанная подложка выполнена из стекла.
9. 9. Проекционный экран по пп.1-6, отличающийся тем, что указанная подложка выполнена из пластмассы.
10. 10. Проекционный экран по пп.1-9, отличающийся тем, что указанные слои указанной пленки выполнены из лака.
11. 11. Проекционный экран по пп.1-10, отличающийся тем, что указанные частицы имеют размеры 311 мкм.
12. 12. Проекционный экран по п.11, отличающийся тем, что указанные частицы представляют собой частицы прозрачного аморфного вещества.

    - 3 009996
13. 13. Проекционный экран по п.12, отличающийся тем, что указанные частицы представляют собой частицы стекла.
14. 14. Проекционный экран по п.11, отличающийся тем, что указанные частицы представляют собой прозрачные или отражающие кристаллы.
15. 15. Проекционный экран по пп.1-14, отличающийся тем, что в материале слоев пленки равномерно распределены вторые частицы, рассеивающие свет.
16. 16. Проекционный экран по п.15, отличающийся тем, что указанные вторые частицы представляют собой частицы пигмента.
17. 17. Проекционный экран по п.16, отличающийся тем, что указанный пигмент является цветным.
18. 18. Способ изготовления проекционного экрана путем создания на подложке пленки, содержащей частицы, изменяющие направление распространения света без поглощения, отличающийся тем, что указанную пленку создают путем нанесения на поверхность подложки не меньше двух слоев раствора прозрачного материала с указанными частицами и осаждения указанных частиц на поверхности каждого слоя, обращенной к подложке, в процессе отверждения указанного слоя, причем время отверждения слоя выбирают достаточным для осаждения указанных частиц.
19. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что наносят 2-30 указанных слоев.
20. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что процесс отверждения осуществляют, когда подложка установлена горизонтально.
21. 21. Способ по пп.18-20, отличающийся тем, что отверждение каждого указанного слоя осуществляют посредством сушки.
22. 22. Способ по пп.18-20, отличающийся тем, что отверждение каждого указанного слоя осуществляют посредством полимеризации.
23. 23. Способ по пп.18-20, отличающийся тем, что отверждение каждого указанного слоя осуществляют посредством кристаллизации.