本发明是有关于一种背投影屏幕，尤其是有关于一种用于大尺寸显示的背投影屏幕。
背景技术：
由于光学技术的快速发展，许多显示装置已经被开发出来并应用到日常生活中。其中，背投影显示装置具有大尺寸显示以及高对比度等优点，因此其被视为显示器中的一重要发展趋势。一般而言，背投影显示装置是观看者与投影机分别位于屏幕的两侧，观看者通过投影机从屏幕上透射出来的投影光线而观看图像。
背投影显示装置的架构包括投影机以及投影屏幕。投影屏幕包括朝向观看者的多个棱镜结构以及朝向投影机的扩散层，且每一个棱镜结构上配置相邻的折光部与抗光部。投影机所发出的投影光束经由棱镜结构的折光部折射并导正，使得观看者能够在投影屏幕上看到正常的影像画面。棱镜结构的抗光部会吸收多数的外界环境光，因此外界环境光不会入射至观看者的眼睛而造成影像画面的对比度下降，有效防止外界环境光影响影像画面的显示品质。此外，投影屏幕的扩散层可将入射至投影屏幕的投影光束均匀化，有助于提升影像画面的品质。
然而，上述背投影显示装置的架构，存在有以下的缺点：
(1)由于折光部与抗光部是整合在同一个棱镜结构上，因此仅能应用于投影机天吊型的架构。
(2)由于折光部与抗光部是整合在同一个棱镜结构上，因此当投影光束通过棱镜结构时，部分投影光束会被抗光部的吸光材质所吸收，导致光利用效率将降低。
(3)上述投影屏幕结构与超短焦投影机搭配时，会导致辉度增益太低且影像画面均匀性差的问题。
(4)由于投影屏幕的扩散层朝向投影机，提升影像画面品质的效果有限，且会有产生热点(hotspot)的疑虑。
本“背景技术”段落只是用来帮助了解本
技术实现要素：
，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种背投影屏幕，其具有良好的影像画面显示品质。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明提供一种背投影屏幕，由一投影侧至一观看者侧依序包括透光基材、吸光膜片以及第一扩散膜片。透光基材包括第一表面以及与第一表面相对的第二表面，第一表面朝向投影侧，第二表面朝向观看者侧，第一表面配置朝向投影侧突出的多个棱镜结构。透光基材位于吸光膜片与这些棱镜结构之间。吸光膜片包括彼此间隔配置的多个吸光结构，且这些棱镜结构的分布密度大于这些吸光结构的分布密度。吸光膜片位于第一扩散膜片与透光基材之间。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明提供一种背投影屏幕，由一投影侧至一观看者侧依序包括透光基材、扩散膜片以及吸光膜片。透光基材包括第一表面以及与第一表面相对的第二表面，第一表面朝向投影侧，第二表面朝向观看者侧，第一表面配置朝向投影侧突出的多个棱镜结构。透光基材位于吸光膜片与这些棱镜结构之间。吸光膜片包括彼此间隔配置的多个吸光结构，且这些棱镜结构的分布密度大于这些吸光结构的分布密度。扩散膜片位于吸光膜片与透光基材之间。
本发明实施例的背投影屏幕，具有以下优点：
(1)本发明实施例具有折光功能的棱镜结构与具有吸光功能的吸光结构分别为独立的光学部件，因此，本发明实施例的背投影屏幕能够同时应用于投影机天吊型架构以及一般下投式架构。
(2)本发明实施例的棱镜结构朝向投影侧，投影光的光路径导正完全是透过棱镜结构的折射，因此本发明实施例的背投影屏幕可应用于超短焦投影机，且具有高辉度增益。
(3)本发明实施例的扩散层朝向观看者侧，有助于提升影像画面品质，且不会产生热点(hotspot)。
(4)通过调整本发明实施例的这些吸光结构的分布密度，有助于提升影像画面品质。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1为本发明一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。
图2为从投影侧观察图1所示的透光基材的正视图。
图3为从投影侧观察图1所示的这些棱镜结构的另一实施例的分布方式示意图。
图4为从观看者侧观察图1所示的吸光膜片的正视图。
图5为图1所示区域z的放大示意图。
图6为从观看者侧观察图1所示的第一扩散膜片的正视图。
图7为图1所示每一微结构的外观结构示意图。
图8为图1所示每一微结构的另一实施例的外观结构示意图。
图9为图1所示每一微结构的另一实施例的外观结构示意图。
图10为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。
图11为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。.
图12为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。
图13为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。
图14为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
请参照图1，其为本发明一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。如图1所示，本实施例的背投影屏幕1位于投影侧ps与观看者侧vs之间，且投影侧ps与观看者侧vs分别位于背投影屏幕1的相对两侧。本实施例的背投影屏幕1由投影侧ps至观看者侧vs依序包括透光基材11、吸光膜片12以及第一扩散膜片13。透光基材11包括第一表面111以及与第一表面111相对的第二表面112，透光基材11的第一表面111朝向投影侧ps，透光基材11的第二表面112朝向观看者侧vs，且第一表面111配置朝向投影侧ps突出的多个棱镜结构110，用以折射来自投影侧ps的投影光束l。透光基材11位于吸光膜片12与这些棱镜结构110之间，吸光膜片12包括彼此间隔配置的多个吸光结构120，用以吸收来自观看者侧vs的外界环境光(未显示)，且这些棱镜结构110的分布密度大于这些吸光结构120的分布密度。吸光膜片12位于第一扩散膜片13与透光基材11之间。
以下再针对本实施例的背投影屏幕1的详细构造做进一步的描述。
请参照图2，其为从投影侧观察图1所示的透光基材11的正视图。如图1与图2所示，本实施例的这些棱镜结构110分别沿着分布方向d1排列，且每一棱镜结构110例如是沿着延伸方向e1延伸的柱状结构，在本实施例中，这些棱镜结构110的分布方向d1与每一棱镜结构110的延伸方向e1例如是彼此不平行，具体而言，这些棱镜结构110的分布方向d1为垂直方向，每一棱镜结构110的延伸方向e1为水平方向。需特别说明的是，上述棱镜结构110沿着分布方向d1排列仅为本发明的其中之一实施例，本发明并不限于此，在其它的实施例中，如图3所示，这些棱镜结构110a自透光基材11的轴心a沿着径向d2呈同心环状分布。
请参照图4，其为从观看者侧观察图1所示的吸光膜片12的正视图。如图1与图4所示，本实施例的吸光膜片12还包括多个透光部121。吸光膜片12的这些透光部121与这些吸光结构120分别沿着分布方向d1彼此交错排列，且每一吸光结构120例如是沿着延伸方向e1’延伸的柱状结构，来自投影侧ps的投影光束l通过这些透光部121顺利通过吸光膜片12而不被这些吸光结构120阻挡，来自观看者侧vs的外界环境光束(未示出)则被这些吸光结构120吸收而不会被反射至观看者。在本实施例中，这些吸光结构120的分布方向d1与每一吸光结构120的延伸方向e1’例如是不平行，具体而言，这些吸光结构120的分布方向d1为垂直方向，每一吸光结构120的延伸方向e1’为水平方向，也就是说，本实施例的这些棱镜结构110的分布方向d1与这些吸光结构120的分布方向d1同样为垂直方向，每一棱镜结构110的延伸方向e1与每一吸光结构120的延伸方向e1’同样为水平方向。于本实施例中，这些吸光结构120可包括深色的吸光材料，而吸光材料可为黑色油墨、黑色油漆、黑色胶体、黑色粉体或其它深色的材料等。
请参照图5，其为图1所示区域z的放大示意图，也就是透光基材11和吸光膜片12的局部放大示意图。如图1与图5，本实施例的每一吸光结构120例如是由投影侧ps朝向观看者侧vs宽度渐缩的柱状结构，且每一吸光结构120于分布分向d1的最大宽度w例如是大于10微米(μm)，但本发明并不限于此。再者，每一吸光结构120包括沿着延伸方向e1’延伸的第一斜面s1及第二斜面s2，第一斜面s1与第二斜面s2分别朝向靠近彼此的方向倾斜而连接于彼此，且第一斜面s1与第二斜面s2之间的夹角θ例如是小于28度，但本发明并不限于此，在这样的结构设计下，能够有效提高每一吸光结构120对于来自观看者侧vs的外界环境光的吸收效率。值得一提的是，吸光膜片12的这些吸光结构120于分布方向d1上具有排列周期p，也就是相邻两个吸光结构120之间具有适当的间距，且每一吸光结构120具有厚度h，也就是每一吸光结构120从投影侧ps朝向观看者侧vs的方向上延伸的距离，在本实施例中，这些吸光结构120的排列周期p与每一吸光结构120的厚度h满足h/p<2的关系式。另外，透光基材11的这些棱镜结构110于分布方向d1上具有排列周期p’，其中，p≧p’/2。
如图1所示，本实施例的第一扩散膜片13包括基材130以及配置于基材130上的多个微结构131，且这些微结构131的每一微结构包括多个扩散粒子132。当投影侧ps的投影光束l进入到背投影屏幕1后，投影光束l依序通过这些棱镜结构110、透光基材11、吸光膜片12以及第一扩散膜片13，投影光束l经由这些棱镜结构110的全反射作用而导至正向，也就是大致呈垂直于棱镜结构110的分布方向d1(水平方向)，被导至正向的投影光束l通过吸光膜片12的透光部12而到达第一扩散膜片13，经由第一扩散膜片13的这些微结构131以及位于这些微结构131内的这些扩散粒子132使得投影光束l均匀地从背投影屏幕1扩散出射，藉以达到增大视角的效果，进而提升影像画面的品质。值得一提的是，本实施例的第一扩散膜片13位于背投影屏幕1的最外层(也就是位于最靠近观看者侧vs的位置)，因此当投影侧ps的投影光束l进入到背投影屏幕1后，投影光束l会直接被这些棱镜结构110折射而不会先通过第一扩散膜片13，在这样的情况下，投影光束l经由这些棱镜结构110折射后可以保持良好的准直性，减少被吸光膜片12的这些吸光结构120吸收而降低效率。
请参照图6与图7，图6为从观看者侧观察图1所示的第一扩散膜片13的正视图。图7为图1所示每一微结构131的外观结构示意图。如图1与图6所示，本实施例的这些微结构131的每一微结构131于第一扩散膜片13朝向观看者侧vs的表面上的正投影图案(未标号)具有长轴la、短轴sa以及厚度h’(如图1、图7所示)，且每一微结构131的长轴la平行于每一微结构131的延伸方向e1”，此延伸方向e1”与上述这些棱镜结构110与吸光结构120的分布方向d1彼此平行，短轴sa与长轴la彼此垂直，每一微结构131的厚度h’为从基材130朝向观看者侧vs的表面突起的高度。在本实施例中，这些微结构131的长轴la长度、短轴sa长度以及厚度h’例如是采用随机变化的方式进行设计，在这样的结构设计下，使得这些微结构131呈现不规律的排列，藉以解决已知投影屏幕上影像画面的热点(hotspot)、斑纹等缺陷。如图7所示，本实施例的每一微结构131例如是圆弧弯曲朝向观看者侧vs突出的半椭球形三维微结构。
需特别说明的是，本实施例的这些微结构131于第一扩散膜片13朝向观看者侧vs的表面上的正投影图案的长轴la长度、短轴sa长度以及厚度h’采用随机变化不规律的排列方式仅为本发明的其中之一实施例，但本发明并不限于此，在其它的实施例中，这些微结构131的长轴la长度、短轴sa长度以及厚度h’例如是彼此相同。此外，本实施例的每一微结构131为圆弧弯曲朝向观看者侧vs突出的半椭球形三维微结构仅为本发明的其中之一实施例，但本发明并不限于此，在一实施例中，如图8所示，每一微结构131a例如是圆弧弯曲朝向观看者侧vs突出的半球形三维结构，在另一实施例中，如图9所示，每一微结构131b例如是圆弧弯曲朝向观看者侧vs突出的半圆柱状三维结构。
值得一提的是，为了提高影像画面的对比度，可在本实施例的背投影屏幕1的表面上可涂布抗反射层(anti-reflectioncoating)或是抗眩光层(anti-glarecoating)，举例来说，可在第一扩散膜片13朝向观看者侧vs的表面涂布抗反射层或是抗眩光层(未显示)。抗反射层的功效在于减低外界环境光入射至第一扩散膜片13表面的菲涅尔损失(fresnelloss)，也就是提高第一扩散膜片13对于外界环境光的穿透率，在这样的情况下，多数外界环境光均会穿透第一扩散膜片13而不会被第一扩散膜片13反射至观察者侧vs，进而提高影像画面的对比度。而抗眩光层的功效在于消除外界环境光入射至第一扩散膜片13所产生的反射光(菲涅尔损失)，进而提高影像画面的对比度。除此之外，也可在本实施例的背投影屏幕1的任一组件如透光基材11、吸光膜片12或是第一扩散膜片13中加入黑色材质(如黑色碳粉)，来达到提升影像画面对比度的功效。
请参照图10，其为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。如图10所示，本实施例的背投影屏幕1a与图1所示的背投影屏幕1类似，差异处在于，本实施例的背投影屏幕1a还包括第二扩散膜片14。第二扩散膜片14位于透光基材11与吸光膜片12之间，且第二扩散膜片14由投影侧ps至观看者侧vs依序包括第一扩散层141、胶层142以及第二扩散层143，其中第一扩散层141配置于透光基材11的第二表面112。在本实施例中，第一扩散层141朝向胶层142的表面1410以及第二扩散层143朝向胶层142的表面1430例如是经由粗糙化处理，举例来说，在第一扩散层141的表面1410以及第二扩散层143的表面1430进行喷砂处理、干式蚀刻或是湿式蚀刻等，但本发明并不加限定粗糙化处理的方式。本实施例的胶层142的材质例如是低折射率胶材，但本发明并不限于此，胶层142位于第一扩散层141与第二扩散层143之间，第一扩散层141与第二扩散层143通过胶层142粘合于彼此，值得一提的是，本实施例的第一扩散层141的折射率与第二扩散层143的折射率例如是大于胶层142的折射率。
请参照图11，其为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。如图11所示，本实施例的背投影屏幕1b与图1所示的背投影屏幕1类似，差异处在于，本实施例的背投影屏幕1b还包括棱镜膜片15。棱镜膜片15配置于透光基材11的第一表面111，且这些棱镜结构110配置于棱镜膜片15朝向投影侧ps的表面150上。值得一提的是，本实施例的棱镜膜片15及这些棱镜结构110内分别分布有多个扩散粒子151。此外，在本实施例中，棱镜模片15与这些棱镜结构110分别为两种独立的构件，但本发明并不限于此，在其它的实施例中，棱镜膜片15与这些棱镜结构110为一体成型的构件。
请参照图12，其为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。如图12所示，本实施例的背投影屏幕1c与图1所示的背投影屏幕1类似，差异处在于，本实施例的第一扩散膜片13c为片状基材，且片状基材内包括多个扩散粒子132c。
请参照图13，其为本发明另一实例的背投影屏幕的剖面示意图。如图13所示，本实施例的背投影屏幕1d与图1所示的背投影屏幕1类似，差异处在于，本实施例的透光基材11d还包括多个扩散粒子113。
请参照图14，其为本发明另一实施例的背投影屏幕的剖面示意图。如图14所示，本实施例的背投影屏幕1e与图10所示的背投影屏幕1a类似，差异处在于，本实施例的背投影屏幕1e没有配置第一扩散膜片13，且吸光膜片12与透光基材11之间配置扩散膜片14e。扩散膜片14e与背投影屏幕1a的第二扩散膜片14类似，即扩散膜片14e由投影侧ps至观看者侧vs依序包括第一扩散层141、胶层142以及第二扩散层143，其中第一扩散层141、胶层142以及第二扩散层143配置位置、粗糙化处理方式及材质等与图10所示的背投影屏幕1a中的第二扩散膜片14的对应膜层类似，在此不再赘述。当投影侧ps的投影光束l进入到背投影屏幕1e后，投影光束l依序通过这些棱镜结构110、透光基材11、扩散膜片14e以及吸光膜片12，投影光束l经由这些棱镜结构110的全反射作用而导至正向，也就是大致呈垂直于棱镜结构110的分布方向d1(水平方向)，被导至正向的投影光束l通过扩散膜片14e而使得投影光束l均匀地通过吸光膜片12的透光部12，最后均匀地从背投影屏幕1出射。
综上所述，本发明实施例的背投影屏幕，具有以下优点：
(1)本发明实施例具有折光功能的棱镜结构与具有吸光功能的吸光结构分别为独立的光学部件且配置于不同膜层，因此，本发明实施例的背投影屏幕能够同时应用于投影机天吊型架构以及一般下投式架构。
(2)本发明实施例的棱镜结构朝向投影侧，投影光的光路径导正完全是透过棱镜结构的折射，因此本发明实施例的背投影屏幕可应用于超短焦投影机，且具有高辉度增益。
(3)本发明实施例的第一扩散膜片朝向观看者侧，有助于提升影像画面品质，且不会产生热点(hotspot)。
(4)通过调整本发明实施例的这些吸光结构的分布密度，有助于提升影像画面品质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及发明说明内容所作的简单的等效变化与修改，都仍属于本发明专利覆盖的范围。另外，本发明的任一实施例或权利要求不需达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记说明
1、1a、1b、1c、1e：背投影屏幕
11、11d：透光基材
12：吸光膜片
13、13c：第一扩散膜片
14：第二扩散膜片
14e：扩散膜片
15：棱镜膜片
110、110a：棱镜结构
111：第一表面
112：第二表面
120：吸光结构
121：透光部
130：基材
131、131a、131b：微结构
132、132c、151、113：扩散粒子
141：第一扩散层
142：胶层
143：第二扩散层
150：表面
a：轴心
d1：分布方向
d2：径向
e1、e1’、e1”：延伸方向
h、h’：厚度
l：投影光束
p：周期
s1：第一斜面
s2：第二斜面
w：宽度
la：长轴
sa：短轴
z：区域
θ：夹角
ps：投影侧
vs：观看者侧