幕布及其制造方法、投影系统与流程

文档序号:14257272阅读:835来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种幕布及其制造方法、投影系统。



背景技术:

随着科技的发展,投影系统已经广泛应用于多种场合,例如可以应用于商务会议、教学演讲甚至家庭影院。

投影系统通常包括投影仪及幕布,投影仪用于向幕布投射待显示的图像,幕布用于将该图像反射至人眼。目前的投影系统中的幕布,按照颜色可以分为白幕、灰幕以及金属幕等,按照材质可以分为传统白幕、软幕、玻纤幕以及透声幕等,用户可以根据不同的应用场合选择相对合适的幕布,例如该幕布设置于遮光情况良好的应用环境时,可以选取对投影环境的要求较高但是色彩还原能力最为准确的白幕。

但是,现有的幕布大多数是漫反射幕布,其将投影仪的光线向各个方向均匀地散射,但是其散射的不同颜色的光线容易相互干扰,导致最终显示的图像的对比度较低,显示效果较差。



技术实现要素:

本发明实施例提供了一种幕布及其制造方法、投影系统,可以解决现有的幕布显示的图像的对比度较低,显示效果较差的问题。所述技术方案如下:

根据本发明的第一方面,提供了一种幕布,包括:

第一透光基板;

设置在所述第一透光基板的一侧的黑矩阵以及光子晶体层,所述光子晶体层包括矩阵状排布的多个光子晶体,所述多个光子晶体包括至少两种颜色的光子晶体;

设置在所述光子晶体层远离所述第一透光基板的一侧的第二透光基板。

可选的,所述幕布还包括:

设置在所述第一透光基板与所述黑矩阵之间的半透半反层。

可选的,所述光子晶体层包括矩阵状排布的多个像素单元,每个像素单元包括三种颜色的光子晶体,分别为红光光子晶体、绿光光子晶体和蓝光光子晶体,所述黑矩阵包括矩阵状排布的多个透光区域,所述多个光子晶体一一对应设置于所述多个透光区域中。

可选的,所述红光光子晶体的禁带区域对应波长范围为640-780nm,所述绿光光子晶体的禁带区域对应波长范围为500-560nm,所述蓝光光子晶体的禁带区域对应波长范围为450-480nm。

可选的,所述半透半反层包括透明膜层以及位于所述透明膜层靠近所述第一透光基板的一侧的镀银膜层。

可选的,所述第一透光基板和所述第二透光基板均由透明材质制成;

和/或,所述第一透光基板和所述第二透光基板均由柔性材质制成。

根据本发明的第二方面,提供一种投影系统,所述投影系统包括第一方面任一所述的幕布。

可选的,所述投影系统还包括:投影仪。

根据本发明的第三方面,提供一种幕布的制造方法,包括:

在第一透光基板的一侧形成黑矩阵以及光子晶体层,所述光子晶体层包括矩阵状排布的多个光子晶体,所述多个光子晶体包括至少两种颜色的光子晶体;

在所述光子晶体层远离所述第一透光基板的一侧形成第二透光基板。

可选的,在第一透光基板的一侧形成黑矩阵以及光子晶体层之前,所述方法还包括:

在第一透光基板的一侧形成半透半反层;

所述在第一透光基板的一侧形成黑矩阵以及光子晶体层,包括:

在所述半透半反层远离所述第一透光基板的一侧形成所述黑矩阵以及所述光子晶体层。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:

通过在幕布的第一透光基板和第二透光基板之间设置光子晶体,该光子晶体的光子带隙特性使得幕布能够滤除干扰光线,使其反射的光线的对比度较高,提升了图像的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a是本发明实施例提供的一种幕布的部分截面示意图;

图1b是本发明实施例提供的一种幕布的工作原理示意图;

图2a是本发明实施例提供的另一种幕布的工作原理示意图;

图2b是本发明实施例提供的又一种幕布的部分截面示意图;

图3是本发明实施例提供的一种幕布的制造方法的流程图;

图4是本发明实施例提供的另一种幕布的制造方法的流程图。

通过上述附图,已示出本发明明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

投影系统通常包括投影仪以及幕布,投影仪用于向幕布投射待显示的图像,幕布用于将该图像反射至人眼。现有的幕布大多数是漫反射幕布,如白幕,其将投影仪的光线向各个方向均匀地散射,但是其散射的不同颜色的光线容易相互干扰,导致最终显示的图像的对比度较低,显示效果较差。

本发明实施例提供的幕布中集成有光子晶体,为了便于读者理解,首先对光子晶体的工作原理进行介绍:

光子是光线中携带能量的粒子。光子晶体是一种由不同折射率的介质周期性排列而成的人工微结构。光子晶体由于具有光子带隙,因此能够阻断某一波长范围的光子通过,从而影响该某一波长范围的光子的运动。该光子带隙是一种周期性结构,某一波长范围的光子不能在此周期性结构中传播,即该光子带隙对于该波长范围的光子存在“禁带区域”,光子带隙使得光子晶体具有波长过滤的功能,可以有选择地阻止某一波长范围的光子通过,而过滤掉其他波长范围的光子。不能通过该光子晶体的光子可以通过反射进入人眼,进而在人眼中呈现该光子对应的颜色。因此,通常把能够反射某一颜色的光子晶体称为该颜色的光子晶体。

图1a是本发明实施例提供的一种幕布10的部分截面示意图,该幕布10包括:第一透光基板11,设置在该第一透光基板11一侧的黑矩阵(英文:blackmatrix;简称:bm)12和光子晶体层13,以及设置在光子晶体层13远离第一透光基板11的一侧的第二透光基板14。

其中,光子晶体层13包括矩阵状排布的多个光子晶体(英文:photoniccrystal),该多个光子晶体包括至少两种颜色的光子晶体。每种颜色的光子晶体具有一光子带隙,其中,目标颜色的光子晶体的光子带隙能够阻止与目标颜色对应波长范围的光子通过,并且,过滤掉对应波长范围以外的波长的其他光子,也即是,该光子带隙能够阻止目标颜色的光子通过,过滤掉除该目标颜色之外的光子,从而避免了该其他颜色的光子对该目标颜色的光子的干扰,以提升颜色纯度。

例如,请参考图1b,光子晶体层可以包括矩阵状排布的多个像素单元131,每个像素单元131可以包括三种颜色的光子晶体,该三种颜色的光子晶体可以分别为红光光子晶体1311、绿光光子晶体1312和蓝光光子晶体1313,黑矩阵12可以包括矩阵状排布的多个透光区域,多个光子晶体可以一一对应设置于该多个透光区域中。其中,黑矩阵可以吸收光线,避免各个光子晶体之间的光线干扰。实际实现时,上述红光光子晶体1311、绿光光子晶体1312以及蓝光光子晶体1313的禁带区域对应波长范围可以分别为红光、绿光以及蓝光的波长范围,例如,红光光子晶体1311的禁带区域对应波长范围为640-780纳米(nm),绿光光子晶体1312的禁带区域对应波长范围为500-560nm,蓝光光子晶体1313的禁带区域对应波长范围为450-480nm。

如图1b所示,投影仪01的光线可以包括红光r、绿光g以及蓝光b。当该光线照射到红光光子晶体1311上时,该红光光子晶体1311的禁带区域阻止了红光r的通过,使得该红光r被反射,同时过滤掉了绿光g和蓝光b,避免了绿光b和蓝光g对该红光r的干扰;同理,绿光光子晶体1312反射了绿光g,同时过滤掉了红光r和蓝光b;蓝光光子晶体1313反射了蓝光b,同时过滤掉了红光r和绿光g。

综上所述,本发明实施例提供的幕布,该幕布包括第一透光基板,设置在第一透光基板一侧的黑矩阵,包括矩阵状排布的多个光子晶体的光子晶体层以及设置在光子晶体层远离第一透光基板的一侧的第二透光基板,通过光子晶体的光子带隙特性使得幕布能够滤除干扰光线,使其反射的光线的对比度较高,提升了幕布上图像的显示效果。

进一步的,当多个颜色的纯度都增加后,可以使得幕布上所呈现的图像的色彩饱和度增加,反应出的视觉效果则是该图像的色彩更加艳丽,相应的,图像也会更加清晰,图像的亮度也会随着饱和度的增加而增大。另外,当多个颜色的纯度增加后,该多个颜色可以组合形成更多的颜色,因此,图像的色域也更广。

在实际应用中,照射到该幕布上的光线可以包括投影仪的光线以及环境光。现有的幕布在环境光照射时,该环境光会向各个方向均匀地散射,形成散射光,该散射光对幕布反射的投影仪的光线造成了干扰,使得幕布上呈现的图像较模糊,显示效果较差,严重影响用户的视觉体验。

本发明实施例所提供的幕布,该多种颜色的光子晶体不仅可以阻止投影仪所投射的光线中对应波长范围的光子通过,还可以阻止环境光中对应波长范围的光子通过。两种被阻止的相同波长范围的光子能量叠加,可以使得该能量叠加后的光子所对应的颜色纯度更高,并且,该多种光子晶体过滤掉了波长为对应波长范围以外的其他光子,避免了该其他光子对光子晶体对应波长范围的光子的干扰,更加提升了颜色纯度。

进一步的,在环境光和投影仪的光线同时照射在幕布上时,幕布所呈现的图像的色彩饱和度更高,反应出的视觉效果则是该图像的色彩更加艳丽,相应的,图像也会更加清晰,图像的亮度也会随着饱和度的增高而增大。另外,当该三个颜色的纯度增加后,该三个颜色可以组合形成颜色也更多,因此,图像的色域也更广。

请参考图2a,该图示出了当有环境光和投影仪发出的光同时照射在幕布上时,幕布的工作原理示意图,投影仪发出的光包括红光r、绿光g以及蓝光b,环境光通常为白光,也包括红光r、绿光g以及蓝光b,当环境光和投影仪发出的光同时照射到幕布10上后,幕布10中的三种颜色的光子晶体分别对该光线中的红光r、绿光g以及蓝光b进行了相应的反射及过滤。最终,分别源自于投影仪和环境光的光线经过反射叠加,得到叠加后的红光r、绿光g以及蓝光b,该叠加后的红光r、绿光g以及蓝光b较投影仪的光颜色纯度更高。且环境光越强,叠加后的红光r、绿光g以及蓝光b的颜色纯度越高。

可选的,为了使幕布更好地还原投影仪所投射的图像的颜色,上述第一透光基板和第二透光基板均可以由透明材质制成,该透明材质的种类可以有多种,例如,该透明材质可以为普通玻璃或者有机玻璃等,本发明实施例在此不做限制。

可选的,第一透光基板和第二透光基板还可以由柔性材质制成,使得用户在不需要使用该幕布时,可以通过手动或电动的方式将其卷曲或折叠,便于幕布的收纳。

可选的,第一透光基板和第二透光基板也可均由既是透明又是柔性的材质制成,如聚酰亚胺薄膜,本发明实施例在此不做限制。

本发明实施例提供的幕布可以挂置在遮光的面状结构上,例如墙面上,其第一透光基板所在侧朝向该面状结构,这样可以避免环境光从第一透光基板所在侧入射,干扰幕布的图像显示。但是实际实现时,由于幕布的使用环境不同,该幕布可能需要悬空挂置,或者挂置在非遮光的面状结构上,例如玻璃上。为了避免第一透光基板所在侧的环境光的干扰。如图2b所示,幕布10还设置有半透半反层13,该半透半反层13位于第一透光基板11与所述黑矩阵12之间。

半透半反层可以有多种可实现方式,在一种可实现方式中,该半透半反层为不连续的铝镀膜或者不连续锡镀膜,例如,在铝镀膜或者锡镀膜上设置不同的点,该点可以透过铝镀膜或者锡镀膜,使得铝镀膜或者锡镀膜既可以透过光线又可以反射光线。实际应用中,可以通过蒸镀装置采用蒸镀工艺在第一透光基板上形成不连续的铝镀膜或者不连续锡镀膜。

在另一种可实现方式中,该半透半反层还可以为多层薄膜的复合膜层或者为液晶膜层。例如,该多层薄膜的复合膜层可以为多层膜反射式偏光片(英文:advancedpolarizerfilm;简称:apf),该多层膜通常和吸收式偏光片贴合在一起。

在再一种可实现方式中,该半透半反层包括透明膜层以及位于该透明膜层靠近第一透光基板的一侧的镀银膜层。

需要说明的是,幕布上所呈现的图像的效果,除了受到幕布的影响之外,也受到不同类型的投影仪的影响。本发明实施例提供一种投影系统,该投影系统包括投影仪以及上述幕布。根据不同的成像原理可以将投影仪分为阴极射线管(英文:cathoderaytube;缩写:crt)三枪投影仪以及液晶(英文:liquidcrystaldisplay;缩写:lcd)投影仪等,用户可以根据应用环境的不同选择合适的投影仪。

现有的幕布在环境光较亮时,也可以采取增大投影仪的发光功率的方法,来增大投影仪投射到幕布上的图像的亮度,进而使得图像的显示效果清晰,但是该方法中,投影仪能量利用率较低,且并不适用于所有投影仪,使用局限性较高。

而本发明实施例所提供的幕布,在环境光较亮时,在投影仪发光功率不变的情况下,依旧可以通过光子晶体呈现出饱和度高、清晰且亮度较高的图像,提高了投影仪能量利用率,达到了节能的效果。

综上所述,本发明实施例提供一种幕布,该幕布包括第一透光基板,设置在第一透光基板一侧的半透半反层,设置在半透半反层远离第一透光基板的一侧的黑矩阵,包括多个光子晶体的光子晶体层以及设置在光子晶体层远离第一透光基板的一侧的第二透光基板,通过光子晶体的光子带隙特性使得幕布能够滤除干扰光线,使其反射的光线的对比度较高,且通过半透半反层阻挡不必要的光线入射进幕布,提升了幕布上图像的显示效果。进一步的,使该图像饱和度更高,且更加清晰。

如图3所示,本发明实施例提供了一种幕布的制造方法,该制造方法包括:

步骤301、在第一透光基板的一侧形成黑矩阵以及光子晶体层,光子晶体层包括矩阵状排布的多个光子晶体,多个光子晶体包括至少两种颜色的光子晶体。

步骤302、在光子晶体层远离第一透光基板的一侧形成第二透光基板。

综上所述,本发明实施例提供一种幕布的制造方法,通过在第一透光基板的一侧形成黑矩阵以及包括矩阵状排布的多个光子晶体的光子晶体层,然后在光子晶体层远离第一透光基板的一侧形成第二透光基板,通过光子晶体的光子带隙特性使得幕布能够滤除干扰光线,使其反射的光线的对比度较高,提升了幕布上图像的显示效果。

可选的,如图4所示,本发明实施例提供了另一种幕布的制造方法,该制造方法包括:

步骤401、在第一透光基板的一侧形成半透半反层。

可选的,该第一透光基板可以为透明材质和/柔性材质制成的基板。通过旋涂、喷涂或化学气相沉积(英文:chemicalvapordeposition;简称:cvd)等方式可以在该第一透光基板的一侧形成半透半反层。

可选的,该半透半反层包括透明膜层以及位于该透明膜层靠近第一透光基板的一侧的镀银膜层。因此,可以先通过旋涂、喷涂或化学气相沉积(英文:chemicalvapordeposition;简称:cvd)等方式在该第一透光基板的一侧形成镀银膜层,然后再通过旋涂、喷涂或化学气相沉积(英文:chemicalvapordeposition;简称:cvd)等方式在该镀银膜层上形成透明膜层。

步骤402、在半透半反层远离第一透光基板的一侧形成黑矩阵以及光子晶体层,光子晶体层包括矩阵状排布的多个光子晶体,多个光子晶体包括至少两种颜色的光子晶体。

在半透半反层远离第一透光基板的一侧形成黑矩阵以及光子晶体层的过程可以包括:

步骤x1、在半透半反层远离第一透光基板的一侧形成黑矩阵。

可选的,黑矩阵可以由碳黑树脂材料等遮光材料制成,可以通过凹版印刷或者掩膜的方式形成。示例的,在通过掩膜的方式制造黑矩阵时,可以通过旋涂、喷涂或化学气相沉积等方式在该半透半反层远离第一透光基板的一侧形成遮光材料层,然后通过曝光显影的方法在该遮光材料上形成多个透光区域以形成黑矩阵。

步骤x2、在黑矩阵上形成光子晶体层。

可选的,可以在黑矩阵上分别形成不同颜色的光子晶体,以形成光子晶体层。

其中,形成每种颜色的光子晶体的方式可以有多种,例如可以通过多种方式方式形成。以形成一种颜色的光子晶体为例,可以在形成有黑矩阵的第一透光基板上涂覆光子晶体薄膜,然后通过一次构图工艺在形成有黑矩阵的第一透光基板上形成一种颜色的光子晶体。该一次构图工艺可以包括光刻胶涂覆、曝光、显影和光刻胶剥离。当然,实际实现时,还可以通过精密加工法、胶体晶体法或者反蛋白石结构法等形成光子晶体,本发明实施例在此不做限制。

实际实现时,该光子晶体层包括矩阵状排布的多个像素单元,每个像素单元包括三种颜色的光子晶体,分别为红光光子晶体、绿光光子晶体和蓝光光子晶体,上述黑矩阵包括矩阵状排布的多个透光区域,该多个光子晶体一一对应设置于多个透光区域中。具体相关描述可以参考上述图1b所示的实施例。

步骤403、在光子晶体层远离第一透光基板的一侧形成第二透光基板。

可选的,该第二透光基板可以为透明材质或者柔性材质制成的基板,形成第二透光基板的方式有多种,例如,可以先提供一第二透光基板,然后通过直接贴附,或通过光学胶粘贴等方式在光子晶体层远离第一透光基板的一侧形成该第二透光基板,本发明实施例在此不做限制。

综上所述,本发明实施例提供一种幕布的制造方法,通过在第一透光基板的一侧形成半透半反层,然后在半透半反层远离第一透光基板的一侧形成黑矩阵以及光子晶体层,最后在光子晶体层远离第一透光基板的一侧形成第二透光基板,通过光子晶体的光子带隙特性使得幕布能够滤除干扰光线,使其反射的光线的对比度较高,提升了幕布上图像的显示效果,通过半透半反层阻挡了不必要的光线入射进幕布,进一步避免了光线之间的相互干扰,提高了光线的对比度。使该图像饱和度更高,且更加清晰。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的方法的具体步骤,可以参考前述幕布实施例中的对应过程,在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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