两面可视投影光学膜及其制造方法.pdf

本发明所涉及一种两面可视投影光学膜，采用小于10纳米结构的钛矽结晶衍生物制造而成，这种衍生物粒径小，比表面积增大，每个晶粒表面的原子数增多，从而使光学膜表面的吸光率超强，添加感光纳米剂及纳米反光剂等其他配料，使用光学级薄膜基材，实验其投影后之反射亮度，黑白对比度，色真，色彩还原度，分辨率，色相等视觉效果，经小量试产后制定标准生产作业模式。该光学膜具有高增益、抗静电、不易老化、使用寿命长、抗UV辐射、自清洁、大视觉(360度)立体呈现、以及对环境光线要求低、色彩逼真等特性。该两面可视投影光学膜系列产品，提供了高清晰、不畏眼、节能环保的光学投影屏幕产品，颠覆了传统投影方式，提高了视觉享受。

权利要求书
1.  一种两面可视投影光学膜，其特征在于，它包括：
基片；和纳米级光学透射层，该透射层形成于所述基片前后两侧，对特定波长带的光具有反射特性，并对特定波长带以外的光呈现出吸收透射特性。

2.  如权利要求1所述的两面可视投影光学膜，其特征在于，所述光学膜对包含红绿蓝波长带光的三基色波长带光而言，反射率达78％或以上；另外，光学膜的膜厚度被设计成具有高吸收透射特性，对三基色波长带以外的波长带光而言，吸光率达92％或以上。

3.  如权利要求1所述的两面可视投影光学膜，其特征在于，所述光学膜的制作过程包括：小于10纳米结构的钛矽结晶衍生物粒子通过喷射的方法沉积在PET上，然后覆盖一层透明的的二氧化钛(TIO2)掺杂的氧化铟(ITO)导体层，每个粒子被一单层的固化剂或QD通过白色漆料的自组装来覆盖。

4.  如权利要求1所述的两面可视投影光学膜，其特征在于，所述光学膜的制作过程包括：采用技术编号CD01779-0095-0020的用于感光树脂组合物的涂敷性能改善剂和含有这种改善剂的感光树脂组合物。

5.  如权利要求1所述的两面可视投影光学膜，其特征在于，所述光学膜的制作过程包括采用如下材料：反光剂氟碳金属白漆SC-FT-JS001，该漆由FEVE、PTFE及各种填料助剂组成，以TDI缩二脲作固化剂组成单组份。

6.  如权利要求1所述的两面可视投影光学膜，其特征在于，所述基片采用如下材料：透明光学PET(Polythylene terephthalate)，厚度0.188MM，是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物。

7.  如权利要求1所述的两面可视投影光学膜，其特征在于，所述光学膜对三基色波长带光具有高反射特性而对其他光具有高吸收透射特性，故提高了白电平和黑电平，另由于总层数变小，膜厚度变小，故具有挠性。

8.  如权利要求1所述的两面可视投影光学膜，其特征在于，所述光学膜由多层两面光学材料组成，由光学膜所制成的屏幕中间成像层排列了直径为10纳米的微晶。

9.  如权利要求2所述的两面可视投影光学膜，其特征在于，所述三基色波长带光以垂直于多层两面方向射入，故可防止降低两面光学膜的光学特性，几乎不发生色移。

说明书两面可视投影光学膜及其制造方法
1.技术领域
本发明涉及一种投影光学膜，具体涉及一种两面可视投影光学膜。
2.背景技术
随着数字技术和显示技术的快速发展，全球正进入一个全新的高清时代，视频的数字化和高清晰度成为当前最迫切的消费需求。高清浪潮的出现，改变了人们的视觉需求，对消费者来讲，高清是一场划时代的娱乐生活方式变革。其清晰的画面、细腻的细节展示无不给人们带来了强有力的视觉冲击。2008年是奥运的盛典，高清的出现，带来了视感革命，“高清投影幕”成为投影行业的发展主题。投影技术飞速发速，投影系统能够展示一般平板高清设备所不能显示的超大画面。
当前投影机分类主要是根据其核心呈像原理分为：LCD投影机、DLP投影机。LCD技术和DLP技术是日、美不同技术流派的产物，各有特点。LCD(液晶)投影机的优点是分辨率高(达到XG标准)、价格便宜、亮度高、画面均匀，通常采用UHP冷光源；缺点是需要定期维护保养。DLP投影机的优点是体积小巧、可以胜任长时间连续工作，画面对比度高(可达400∶1)；缺点是分辨率不高，一般使用金属卤素灯泡。
投影机投射画面是通过幕布反射到人眼中的，因此不同的幕布材料和观看角度，对于光线的反射强度、频谱及传输方式均有不同，这样到达我们眼中的影像也就会有很大的差异。
投影幕分为两类：一是透射型，投影光从投影幕后面照射，在前面观看；一是反射型，投影光从前面照射，在前面观看反射光。投影幕通过增益、视角等指标来体现其性能的好坏和适用何种环境。其中增益是最重要的一个数值，通常把无光泽白墙的增益定为1，如果投影幕增益小于1，将削弱投射光；如果投影幕增益大于1，将反射或折射更多的投射光。我们在选择的时候，要根据亮度的高低，低亮度的机型可以选择增益大的屏幕；相反，亮度高的机型就可以选择增益小的屏幕。视角也是一个重要指标，指的是投影幕在不同方向上的反射差别。在水平方向，离屏幕中心越远，亮度越低；当亮度降到50％时的观看角度，定义为视角。在视角之内观看图像，亮度令人满意；在视角之外观看图像，亮度显得不够。在选择的时候，如果是多人观看，就需要视角大的屏幕，以让在场的人能在不同角度观看到真实的效果。我们通常管投影幕叫“幕布”，从字面上来理解，这类产品都是布类，但随着科技的发展，投影幕在材质上也有了很大的变化。
现在的投影幕主要有玻珠幕、金属幕、白塑幕和弹性幕等。其中，金属幕是现在市场的高端产品的主要材质，多数采用弧形幕，具有坚固耐用的特点，同时还具有很高的增益和视角。而玻珠幕处于中端，具有不错的增益和视角，同时还支持反向增益功能。此外，作为低端的白塑幕，也是现在市场上出现最多的材质。不同面料类型的投影幕布，其输出效果是相差很大的，而且不同面料自身功能也是不相同的。
3.发明内容
本发明的提供一种两面可视投影光学膜及其制造方法，包括：提供基片；和纳米级光学透射层，后者形成于基片前后两侧，对特定波长带的光具有反射特性，并对特定波长带光以外的光呈现出吸收透射特性。
本发明所涉及的两面可视投影光学膜及其制造方法，它可获得清晰而鲜艳的图像且不受投影环境的影响，可提高生产率；并且可扩大膜尺寸，降低制造成本；首创两面可视，视角360度。
4.附图说明
附图1是本发明所采用的投影设备及采用本发明的两面可视投影光学膜制成的成像幕布成像效果示意图。
附图2是公知的各种光线的光谱范围示意图。
附图3是本发明的两面可视投影光学膜的光学特性示意图。
附图4是采用本发明的两面可视投影光学膜成像剖面图。
附图5是菲涅尔镜头与柱状镜头工作原理及结合后工作原理示意图。
附图6是本发明的两面可视投影光学膜与单层屏幕的区别示意图。
5.具体实施方式
如附图1中所示的两面可视投影光学膜由多层两面光学材料组成，屏幕中间成像层排列了直径为10纳米的微晶，从而使屏幕能自行分辨来自不同角度的入射光线，环境光被区分开来，只有投影机入射光线才能在屏幕上清晰成像，此种结构有效地避免了投影入射光与环境光两者在屏幕上重叠成像，极大提高了屏幕成像的对比度和色彩饱和度。本发明首创了纳米光学屏幕理论，两面可视投影光学膜正是在这种理论上开发出来的，它能像玻璃一样100％真实呈像和透射投影光线，重视表达投影光线色彩，并能有效抑制环境光的影响。
本发明的两面可视投影光学膜包括基片和纳米级光学透射层，后者形成于基片前后两侧，对特定波长带的光具有吸收透射特性。即，在这种两面可视投影光学膜中，由于有纳米级光学透射层，不但呈现出对特定波长带光的反射特性，并对特定波长带光以外的光呈现出吸收透射特性，因此可获得高光暗反差的双面图像。
两面可视投影光学膜用两个工艺步骤制造，其中之一在基片一面利用喷射法形成对特定波长带光具有反射特性而对其它光具有透射特性的纳米级光学透射层，之二在基片另一面利用喷雾法形成具有吸收特性的选择性纳米级透光反射层。
两面可视投影光学膜具体通过以下步骤制造：
第一步，准备基片，其采用如下材料：透明光学PET，厚度0.188MM，英文名为Polythylene terephthalate简称PET或PETP(以下或称为PET)，俗称涤纶树脂，它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，PET薄膜的应用领域是片基和基带，如电影胶片、X光片、录音磁带、电子计算机磁带等。该薄膜特性电绝缘性能好，受温度影响小，无毒、不易老化耐气候性、抗化学药品稳定性好，吸水率低，耐弱酸和有机溶剂。
第二步，本发明采用小于10纳米结构的钛矽结晶衍生物粒子通过喷射的方法沉积在PET上，然后覆盖一层透明的的二氧化钛(TIO2)掺杂的氧化铟(ITO)导体层，每个粒子被一单层的固化剂或QD通过白色漆料的自组装来覆盖。为了在红外或近红外区的光捕获光量，需要把粒径为200～400nm的较大粒子混合在膜面或覆盖在小粒子的表面成为覆盖层。
当一束具有连续波长的光通过一种物质时，光束中的某些成分便会有所减弱，当经过物质而被吸收的光束由光谱仪展成光谱时，就得到该物质的吸收光谱。几乎所有物质都有其独特的吸收光谱。原子的吸收光谱所给出的有关能级结构的知识同发射光谱所给出的是互为补充的。一般来说，吸收光谱学所研究的是物质吸收了那些波长的光，吸收的程度如何，为什么会有吸收等问题。研究的对象基本上为分子。图2显示了公知的各种光线的光谱范围示意图。吸收光谱的光谱范围是很广阔的，大约从10纳米到1000微米。在200纳米到800纳米的光谱范围内，可以观测到固体、液体和溶液的吸收，这些吸收有的是连续的，称为一般吸收光谱；有的显示出一个或多个吸收带，称为选择吸收光谱。所有这些光谱都是由于分子的电子态的变化而产生的。
第三步，添加感光纳米剂及纳米反光剂等其他配料，例透光剂，固化剂等等。技术编号(CD01779-0095-0020)用于感光树脂组合物的涂敷性能改善剂和含有这种改善剂的感光树脂组合物，反光剂氟碳金属白漆SC-FT-JS001。该漆由FEVE、PTFE及各种填料助剂组成，以TDI缩二脲作固化剂组成单组份。漆膜具有超长的耐久、耐候性和保色保性；优异的耐酸、碱、盐及化学的腐蚀。具有良好的附着力，耐冲击和柔韧性；非凡的抗沾污性和自洁性，抗温抗菌性；漆膜坚韧耐磨，色彩艳丽饱满。
光学膜的膜厚度被设计成具有高反射特性，对包含红绿蓝波长带光的三基色波长带光而言，反射率达78％或以上。另外，光学膜的膜厚度被设计成具有高吸收透射特性，对三基色波长带以外的波长带光而言，吸光率达92％或以上。对入射光波长满足公式(1)：
【公式1】
(设@为自然数）
上式中，厚度为d，折射率为N。
由于如此构成的多层两面光学膜对三基色波长带光具有高反射特性而对其他光具有高吸收透射特性，故提高了白电平和黑电平，另由于总层数变小，膜厚度变小，故具有挠性。
图3是本发明的两面可视投影光学膜的光学特性示意图。由于有多层两面光学材料组成，屏幕中间成像层排列了直径为10纳米的微晶，从而使屏幕能自行分辨来自不同角度的入射光线，三基色波长带光在该层面被散射，这样可扩大可视角度，获得良好的视场特性。另外三基色波长带光以垂直于多层两面方向射入，故可防止降低多层两面光学膜的光学特性，几乎不发生色移。结果，由于能提高色反差，所以可获得鲜艳的图像。
附图4是采用本发明的两面可视投影光学膜成像剖面图。其中1是基片，2和5是二氧化钛纳米级微晶均匀分布，3和6是透光吸收层，4是反射透视层。
附图5是菲涅尔镜头与柱状镜头工作原理及结合后工作原理示意图。
附图6是本发明的两面可视投影光学膜与单层屏幕的区别示意图。由此图看出单层屏幕菲涅尔透镜在投影机的一侧，柱状透镜在投影机的另一侧；双层屏幕具有柱状层与菲涅尔层，菲涅尔透镜面向观众，以提供短焦。
本发明采用更精细的微小球面点距和有效分色技术，极大地提高了屏幕的分辨率，不管图像分辨率是720dpi，还是1080dpi或更高，两面可视投影光学膜都会有相应的着色点，这些相对无限的着色点对应图像的每一个像素点，从而使画面具有精细致密的景深。10纳米结构的钛矽结晶衍生物和感光纳米剂及纳米反光剂等其他配料组合提供了胶片级分辨率和画面，10倍高于标准投影屏幕的对比度和2.0的屏幕增益，真实地还原图像的原始颜色。
如上所述，本发明的两面可视投影光学膜制造方法，不必像以往通过改变屏幕的表面形状形成凸起部分来提高图像的亮暗反差，可降低制造成本，提高生产率。