一种S形抗光幕布及其制备方法与流程

本发明属于抗光幕布
技术领域：
，具体涉及一种s形抗光幕布及其制备方法。
背景技术：
：专利us7262911b2公开了一种反射式屏幕(又称抗光幕布)，用于将从投影仪以相对于观看者成一定角度投射的成像光反射到基本上垂直于该反射式屏幕的方向，即观看者的正前部。该反射式屏幕包括具有锯齿外观的基底、以及在该基底的各锯齿的一个边缘上的光吸收层。现有反射式屏幕的基本结构也大抵如此，即在基底表面设有锯齿外观，且锯齿组成直线型、等间距的棱镜结构。但是该棱镜结构的棱镜条(锯齿条)的形状单一，膜片透亮，若棱镜略有受损或缺陷，外观就容易目视到黑白点；而且投影机本身投射的画素间距倘若和布幕水平直线结构间距呈现一定比例的倍数关系，极有可能产生光学上莫尔(moiré)纹现象，产生异常干涉条纹影响观赏性。可见，现有的反射式屏幕在使用过程中，来自于干扰波纹、物理缺陷、线流、污点及不均匀等不利因素均会影响视觉的效果。技术实现要素：因此，针对现有技术中反射式屏幕的棱镜结构的棱镜条的形状单一，易产生莫尔纹干涉现象且视觉效果易受外观瑕疵影响的技术问题，本发明的目的在于提供一种s形抗光幕布，该s形抗光幕布在棱镜微结构上进行优化设计，避免产生莫尔纹干涉现象，且外观瑕疵不致于明显，除了提升均匀性外，也提升客户观赏的视觉美感。本发明的s形抗光幕布包括基材层以及设于所述基材层外表面上的光学棱镜阵列，其特征在于，所述光学棱镜阵列为若干条紧密排布的沿水平方向呈s形波浪弯曲的截面为三角形的棱镜；所述棱镜的下侧面涂覆有反光涂层；所述棱镜的上侧面涂覆有吸光涂层。本发明的s形抗光幕布，作为投影设备，特别是桌面式激光电视的幕布，由于在水平方向上采用了s形波浪式设置，可改变布幕结构和画素间距的水平对称关系，进而可避免莫尔纹等光学干涉现象及提升外观美感，提高反射亮度的均匀性，且通过涂层设置，可提高幕布的亮度。较佳的，所述棱镜的下侧面与所述基材层的夹角α为20°～50°优选35°～45°更优选35°，α角度越小反射至天花板的倒影会越明显；所述棱镜的上侧面与所述基材层的夹角β为45°～90°优选50°～75°更优选75°，β角度越小，幕布上的吸光面积越大，但也会导致反光面面积比例缩小降低亮度。较佳的，所述棱镜在水平方向上所呈的s形曲线中周期性重复的曲线轨迹为沿水平轴线呈两个反向相切的弧形，其中向上的弧形长度l1为100-400μm，弧高h1为1-6μm；向下的弧形长度l2为100-400μm，弧高h2为1-6μm。或者较佳的，所述棱镜在水平方向上所呈的s形曲线中周期性重复的曲线轨迹的竖向高度为2-12μm；横向长度为200-800μm。较佳的，所述基材层厚度d1为20-1000μm；所述光学棱镜阵列的厚度d2为20-500μm；反光涂层的厚度为0.1-20μm优选5-20μm；吸光涂层的厚度为1-20μm优选5-20μm。较佳的，所述基材层材质为玻璃或塑料。优选可弯折的玻璃或塑料。其中塑料可以采用聚酯树脂(polyesterresin,pet)、聚丙烯酸酯树脂(polyacrylateresin)、聚烯烃树脂(polyolefinresin)、聚碳酸酯树脂(polycarbonateresin)、聚氨基甲酸酯树脂(polyurethaneresin)、三醋酸纤维素(tac,triacetatecellulose)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)、聚氨酯(pu)或聚氯乙烯(pvc)等等。较佳的，所述光学棱镜阵列材质为uv树脂(紫外线固化树脂)或热塑型塑料。所述uv树脂选自丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂和聚酯丙烯酸酯树脂等可经紫外线照射固化的树脂。较佳的，所述反光涂层为氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铝、硫酸钡、云母或硅石。较佳的，所述吸光涂层为碳黑、铁黑或黑尖晶石等黑色吸光材料。本发明的目的还在于提供一种制备所述的s形抗光幕布的方法，其包括步骤：a)通过硬模及软膜工艺制作光学棱镜阵列：将uv树脂涂布在基材上，采用具有多条刀纹的模具辊进行辊压，辊压过程中搭配uv固化成型技术，将基材层上的uv树脂压印固化形成s形的光学棱镜阵列；或者将热塑型塑料涂布在基材上，采用具有多条刀纹的模具辊进行辊压，辊压过程中搭配热压冷却固化成型技术，将基材层上的热塑型塑料压印固化形成s形的光学棱镜阵列；b)光学处理：对光学棱镜阵列外露的上下侧面分别进行光学处理，下侧面涂覆反光材料形成反光涂层，上侧面涂覆吸光材料形成吸光涂层。关于s形光学棱镜阵列结构的制法：精密车床加工技术通常使用滚筒压印(rollerimprint)与纳米转印(nanoimprintinglithography)技术，其原理是利用超精密加工技术，例如以成形单晶钻石刀加工多条刀纹在滚筒模具的金属镀层上以形成模具辊，再搭配滚压成形技术进行紫外线固化(uvcuring)，以将模具辊上的刀纹(或称微结构图案)转写在光学膜材上。s型纹路可利用螺纹切割(threadcutting)方法在模具辊上制造沟槽的快刀伺服系统(fts)应用。为了提供预定的结构不规则形状，这些设备可包括特定的微扰动(perturbation)构件(means)来协助工具以极小的偏移(shift)进行运动和制造棱镜，因此制造出具有不同的不规则程度的非刻面(non-facet)平坦不规则形状。快刀伺服系统可包括超音波振动装置以提供微扰动或振动而达成模具中所预定的结构不规则形状。通过使用这些设备以增加自由度的方式在模具中形成表面，可获得上述光学基材的结构化表面的有着三维地变化的规则的或不规则的棱镜和平面。本发明所述方法的步骤a中，光学棱镜阵列的固化成形采用光固化或热压冷却形成结构。采用光固化时，uv树脂辊压时通过紫外线照射即可固化成形。采用热压冷却时，将热塑型塑料加热后涂布，辊压过程中逐步冷却后成型。可采用冷却辊进行冷却。较佳的，步骤b中，先涂覆反光涂层，然后涂覆吸光涂层。涂覆方式包括涂布、喷涂、溅镀等。本发明具有以下有益效果：1、本发明的s形抗光幕布，其表面的光学棱镜阵列在水平方向上采用了s形波浪式设置，可改变布幕结构和画素间距的水平对称关系，作为投影设备，特别是桌面式激光电视的幕布，不仅可提升外观美感，而且可避免莫尔纹等光学干涉现象，提高反射亮度的均匀性，使外观瑕疵不致于明显，而且通过涂层设置，可提高幕布的亮度，总之可有效提升客户观赏的视觉美感。2、本发明制备所述的s形抗光幕布的方法中，光学棱镜阵列是通过硬模及软膜工艺来进行的，将待固化之丙烯酸酯树脂涂布在基材上，搭配滚压成形技术，将模具辊上的刀纹(或称微结构图案)转写在底面层上，进而固化形成具有特点光学作用的光学棱镜阵列。附图说明图1为本发明s形抗光幕布的结构示意图；图2为本发明s形抗光幕布的棱镜的立体结构示意图；图3为本发明s形抗光幕布的棱镜的侧视示意图；图4和图5为本发明s形抗光幕布的棱镜的s形曲线示意图；图6为本发明s形抗光幕布的光固化成型的制备工艺示意图；图7为本发明s形抗光幕布的热压冷却固化成型的制备工艺示意图。附图标记基材层1，光学棱镜阵列2，下侧面21，上侧面22，反光涂层23，吸光涂层24。具体实施方式以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。实施例1～6图1所示为本发明一些较佳实施例的s形抗光幕布的结构示意图，其包括基材层1以及设于基材层1外表面上的光学棱镜阵列2。如图2和3所示，光学棱镜阵列2为若干条紧密排布的沿水平方向呈s形波浪弯曲的截面为三角形的棱镜；棱镜的下侧面21涂覆有反光涂层23，形成反光面，可以将投影源的光线反射到观影者所在区域；棱镜的上侧面22涂覆有吸光涂层24，形成吸光面，可将外界环境光进行吸收，不再反射到观影者所在的区域。本发明的s形抗光幕布，作为投影设备，特别是桌面式激光电视的幕布，由于在水平方向上采用了s形波浪式设置，可改变布幕结构和画素间距的水平对称关系，进而可避免莫尔纹等光学干涉现象及提升外观美感，提高反射亮度的均匀性，且通过涂层设置，可提高幕布的亮度。较佳的，棱镜的下侧面21与基材层1的夹角α为20°～50°优选35°，α角度越小反射至天花板的倒影会越明显；棱镜的上侧面22与基材层1的夹角β为45°～90°优选75°，β角度越小，幕布上的吸光面积越大，但也会导致反光面积比例缩小降低亮度。较佳的，如图4所示，棱镜在水平方向上所呈的s形曲线中周期性重复的曲线轨迹为沿水平轴线呈两个反向相切的弧形，其中向上的弧形长度l1为100-400μm，弧高h1为1-6μm；向下的弧形长度l2为100-400μm，弧高h2为1-6μm。其中l2可等于或不等于l1，h2可等于或不等于h1。关于s形曲线的参数，也可采用下述描述方式，如图5所示，棱镜在水平方向上所呈的s形曲线中周期性重复的曲线轨迹的竖向高度为2-12μm；横向长度为200-800μm。较佳的，基材层1厚度d1为20-1000μm；光学棱镜阵列2的厚度d2为20-500μm；反光涂层23的厚度为0.1-20μm；吸光涂层24的厚度为1-20μm。较佳的，基材层1材质为可透光的玻璃或塑料。其中塑料可以采用聚酯树脂(polyesterresin,pet)、聚丙烯酸酯树脂(polyacrylateresin)、聚烯烃树脂(polyolefinresin)、聚碳酸酯树脂(polycarbonateresin)、聚氨基甲酸酯树脂(polyurethaneresin)、三醋酸纤维素(tac,triacetatecellulose)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)、聚氨酯(pu)或聚氯乙烯(pvc)等等。较佳的，光学棱镜阵列2材质为uv树脂或热塑型塑料。uv树脂可选自丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、芳香族聚氨酯丙烯酸酯树脂或聚酯丙烯酸酯树脂等可经紫外线照射固化的树脂，优选紫外线固化丙烯酸酯树脂。较佳的，反光涂层23为氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铝、硫酸钡、云母或硅石。较佳的，吸光涂层24为碳黑、铁黑、黑尖晶石等黑色吸光材料。表1示出了本发明较佳的实施例1～6的s形抗光幕布的相关参数。表1实施例1～6的s形抗光幕布的相关参数本发明实施例1～6的s形抗光幕布通过如图6所述的工艺过程制备，具体过程步骤包括：a)光学棱镜阵列的制作：通过硬模及软膜工艺，将紫外线固化丙烯酸酯树脂涂布在基材(pet膜)上，涂布过程中搭配uv固化成形技术，采用具有多条刀纹的模具辊进行辊压，将基材层1上的丙烯酸酯树脂压印形成s形的光学棱镜阵列；b)光学处理：对光学棱镜阵列外露的上下侧面分别进行光学处理，下侧面(图中三角形右侧)涂覆反光材料，上侧面(图中三角形左侧)涂覆吸光材料。关于s形光学棱镜阵列结构的制法：精密车床加工技术通常使用滚筒压印与纳米转印技术，其原理是利用超精密加工技术，例如以成形单晶钻石刀加工多条刀纹在滚筒模具的金属镀层上以形成模具辊，再搭配滚压成形技术进行紫外线固化，以将模具辊上的刀纹(或称微结构图案)转写在光学膜材上。s型纹路可利用螺纹切割方法在模具辊上制造沟槽的快刀伺服系统(fts)应用。为了提供预定的结构不规则形状，这些设备可包括特定的微扰动构件来协助工具以极小的偏移进行运动和制造棱镜，因此制造出具有不同的不规则程度的非刻面平坦不规则形状。快刀伺服系统可包括超音波振动装置以提供微扰动或振动而达成模具中所预定的结构不规则形状。通过使用这些设备以增加自由度的方式在模具中形成表面，可获得上述光学基材的结构化表面的有着三维地变化的规则的或不规则的棱镜和平面。关于s形光学棱镜阵列的固化，实施例1～6中是采用光固化，紫外线固化树脂采用丙烯酸酯树脂，辊压通过紫外线照射即可固化成形。本发明的另一实施例中，采用热塑型塑料代替uv树脂，s形光学棱镜阵列可通过热压冷却进行固化成形，将热塑型塑料加热后涂布，辊压过程中逐步冷却后成型，如图7所示，冷却可采用冷却辊。较佳的，步骤b中，先涂覆反光涂层，然后涂覆吸光涂层。涂覆方式包括涂布、喷涂、溅镀等。性能测试结果将本发明的实施例1～6的s形抗光幕布作为背投屏幕，进行视觉性能测试，同时以市售的抗光幕布supernovatmsts(dnp)和cbsp(和诠科技)作为对比。测试指标包括莫尔纹、亮度均匀性、增益值、对比度和半视角等，结果如表2所示。其中各项测试指标的测量计算方法如下：亮度均匀性[％]＝(亮度min/亮度max)×100其中，亮度min是在分割成九份的区域中测量到的亮度中的亮度最小值。亮度max是在分割成九份的区域中测量到的亮度中的亮度最大值。对比度＝亮室白影像辉度/亮室黑影像辉度增益值＝π×(暗室白影像辉度(nit)/投影机照度(lux))其中，亮室白影像辉度是指在有环境光灯源下投影机投影100％全白图案到反射型屏幕所量测到的中心辉度。亮室黑影像辉度是指在有环境光灯源下投影机投影100％全黑图案到反射型屏幕所量测到的中心辉度。暗室白影像辉度是指在无环境光灯源下投影机投影100％全白图案到反射型屏幕所量测到的中心辉度。投影机照度是指无环境光灯源下投影机光源所量测到的照度值。半视角是指增益值为一半值时所对应的角度，关系到观赏视角范围宽窄。表2抗光幕布的性能测试结果莫尔纹亮度均匀性增益值对比度半视角supernovatmsts○89％0.953930°cbsp×80％0.372280°实施例1○84％0.562565°实施例2○88％0.552470°实施例3◎92％0.542380°实施例4◎90％0.552475°实施例5○87％0.331570°实施例6◎90％0.301975°表2中，符号对应效果为：◎：佳；○：次佳；△：中；×：差。由表2可知，相比于现有市售的棱镜阵列为直线型的抗光幕布，本发明的实施例1～6的s形抗光幕布，在水平方向上采用了s形波浪式设置，改变了布幕结构和画素间距的水平对称关系，提高了反射亮度的均匀性，在莫尔纹、亮度均匀性和半视角等测试中具有明显的提升。尤其是可以有效避免莫尔纹等光学干涉现象，提高反射亮度的均匀性，使外观瑕疵不致于明显，有效提升客户观赏的视觉美感。以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创新的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。当前第1页12