[发明专利]整体式背投显示屏幕及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及背投屏幕及其制作方法，尤其涉及整体式背投屏幕及其制作方法。

背景技术

大屏幕背投显示技术正在迅速扩展，应用领域主要包括：学术交流、远程教育、工业、交通、铁路、航运、航空、公安的监控和指挥、影视放映、实况转播、广告、科技、文化信息发布和接收，各种大小型军事演习模拟现场训练等。大屏幕、屏幕拼接墙及超大背投显示屏幕具有很大的应用空间。投影屏幕分为正投式显示屏幕和背投式显示屏幕。正投式显示屏幕(简称正投屏幕)是观众和投影机处于同侧的屏幕，其利用屏幕表面的散射物质将光线向四周散射。正投屏幕亮度低，对比度小，且易受环境光线的影响，只适合在黑暗的室内观看，而且由于观众和投影机处于屏幕的同侧，如果有人在屏幕前面进行讲解的话，将妨碍投影效果。背投式显示屏幕(简称背投屏幕)是一种透射屏幕，观众和投影机处于屏幕的两侧，显示效果大为改善，所以，背投显示屏幕的需求日益增加。

背投屏幕通常被设计成把投射到屏幕背面的图像射入观察空间。投射系统的观察空间可能相当大(背投模拟训练器)或相当小(如背投数据监视器)。背投屏幕的性能可用各种屏幕特性来描述，一般包括增益、视角、分辨率、对比度、存在的色斑等不希望的人为现象等。一般希望背投屏幕具有高分辨率、高对比度和大增益，还希望屏幕能在大的观察空间内散布光。不幸的是，当一个屏幕特性改进后，一个或多个其它屏幕特性往往会变劣。例如，为了提高屏幕增益，就必须减小便于观看屏幕的视角。结果，为了制造特定背投显示装置总体上可以接受的性能的屏幕，要在屏幕特性与性能方面作一些折衷。因此，对屏幕提出了一个要求，即在满足使用该屏幕的背投显示装置所需的最低性能标准的同时，要求总体性能有提高。

现有技术中提供了各种类型的背投屏幕，例如毛玻璃式背投屏、菲涅耳透镜型背投屏幕、微珠型背投屏幕等。

毛玻璃式背投屏幕的亮度低、清晰度差。微殊型背投屏幕早在上个世纪40年代初期就见于文献记载，例如美国专利U52,378,252申记叙了一种透光屏幕或背投屏幕，这种屏幕包括透光支承体、支承体一个侧面上的单膜层吸光膜层、多个折光小球体。所用折光小球体为玻璃小球体、天然树脂小球体或合成树脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯)小球体作为透光材料，小球体的直径因屏幕本身的大小而异，一般在3um至几mm范围之间。这种屏幕不但可在黑暗环境下使用，而且也可在明亮环境下使用。不过，明亮条件下，投影光源强度须比黑暗条件下强20倍。数十年来，由于种种原因，例如微殊生产方法所处的技术状态所致的成本高昂，微珠型背投屏幕的结构和制造方法方面一些技术难点未能圆满解决等等，使之未能得到广泛应用。

美国专利US6,204.971中记载了一种背投式屏幕，这种屏幕为三膜层结构，即透明底板、不透明粘结膜层和镶嵌于不透明粘结膜层中的玻璃微珠单颗粒层，其中所用微珠为普通玻璃微珠，其折射率不大于1.70(1.5-1.7)。由于所用微珠的折射率小，致使制得的背投屏幕增益低，图象的亮度和清晰度均有待提高。中国专利CN1428649A中记载的三层膜结构的背投屏幕，虽然在微珠折射率等方面进行了改善，性能有所提高，但是生产工艺仍然非常复杂，微珠的颗粒尺寸仍然很大，使得膜层厚度也较大，影响屏幕的清晰度。

美国罗姆两合公司申请的CN 1592868中的背投屏幕也是通过球形塑料颗粒的折射原理制备的，因为球形塑料颗粒的粒径较大，因此涂层较厚，会影响增益和清晰度，因此也不能提供非常理想的图像。

中国专利申请公开号CN1641478A中披露了一种光成像功能膜，由重量比65-98％的主体材料、1-20％的纳米微粒和1-30％的助剂制成，所述主体材料包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺和聚氨酯，纳米微粒为TiO2、TiO2/SiO2、氧化铁、云母、TiO2/云母、铝银粉等。中国专利申请公开号CN1392163A中披露了一种纳米型投影显示屏材料。但是，这些屏幕皆不能做到对比度、亮度和清晰度的良好统一或者平衡，在显示效果上尚不及菲涅耳透镜型屏幕。而且这些现有技术中的背投屏幕通常需要基板，例如塑料基板或玻璃基板，通过涂覆的方法在基板上形成光透射膜。采用这种技术存在的缺陷是难以形成均匀的膜，而且膜的厚度较薄而容易损坏，并且受到基板的制约。