CN109856904A - 超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕 - Google Patents

Abstract

本发明公开了超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，包括预备膜和复合材料，所述预备膜和复合材料之间通过胶水固定，该等离子复合屏幕的制造步骤包括：绘制几何虚拟大直径滚筒实体、加工出非球面菲涅尔透镜或非球面自由曲线几何结构、加工形成纳米级保护层、在高分子薄膜材料上进行转印以及与复合材料搭配形成等离子复合屏幕，该方法操作简单，同时便于加工和实现，加工的精度高；本发明中复合材料是通过自主研发和自主生产，结合光学穿透、扩散、折射、反射与视角布局进行巧妙设计，符合不同客户及环境并达到影像能量聚集，从而创造出抗眩光干扰，视角可控，高清对比解析的新型复合等离子屏幕。

Description

超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕

技术领域

本发明涉及复合屏幕技术领域，尤其涉及超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕。

背景技术

菲涅尔透镜，又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的；菲涅尔透镜现阶段主要应用领域包括投影以及太阳能光伏领域。因为菲涅尔透镜射出的光线边缘较为柔和，故它常用在染色灯上。在透镜前方的支架上放置一块有颜色的塑料膜给光线染色，也可放置金属纱网或磨砂塑料使光线弥散。许多含有菲涅尔透镜的设备都允许灯在焦点前后移动，以放大或缩小光束的大小，其非常适合在透镜式投影仪、背投电视、幻灯机以及准直器上使用，不仅因为透过它的光线比透过普通透镜的亮度高，也由于透过它的整束光线在各个部位的亮度都相对一致，在太阳能光伏领域，菲涅尔主要作为聚光光伏系统中的聚光部件，将光线从相对较大的区域面积转换成相对小的面积上。廉价的菲涅尔透镜一般由透明塑料压铸或模塑而成，其尺寸可以在做得比玻璃大的同时更轻、更经济，因此，大型的菲涅尔透镜也被广泛用在太阳灶聚集阳光或是太阳能热水器上，除此之外，菲涅尔透镜是一种应用十分广泛的光学组件，其设计和制造设计到多个技术领域，包括光学工程，高分子材料工程，CNC机械加工，金刚石车削工艺，化学表面处理工艺；模压、注塑、浇铸等制造工艺。而菲涅尔透镜一般制作方式在制程上并无连续性生产效率，本发明专利能有效增加菲涅尔透镜或非球面自由曲线几何结构一种或多种以卷对卷方式实现超大型尺寸连续性生产，通过独家复合材料能提高视角与颜色对比分辨率，且能改善提高生产效率与产品稳良率稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，通过先绘制出几何虚拟大直径滚筒实体，然后将非球面菲涅尔透镜或非球面自由曲线几何结构一种或多种加工在大直径滚筒上，并在其表面镀上一层纳米级保护层，并将其以逆向工程的方式转印在高分子薄膜材料上，与复合材料搭配组成超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，该方法操作简单，同时便于加工和实现，加工的精度高；本发明中复合材料是通过自主研发和自主生产，结合光学穿透、扩散、折射、反射与视角布局进行巧妙设计，符合不同客户及环境并达到影像能量聚集，从而创造出抗眩光干扰，视角可控，高清对比解析的新型复合等离子屏幕。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，包括预备膜和复合材料，所述预备膜和复合材料之间通过胶水固定；

所述复合材料由硬化保护层、高分子扩散层、高增益亮度基材层、视角调整结构层、影像抓取层、抗眩光干扰层、光学布光结构层、等离子反射层、高钢性金属层构成且依次排列，且各层之间均通过胶水固定，所述预备膜与高钢性金属层紧密贴合。

进一步在于，该等离子复合屏幕的制造步骤如下：

步骤一：将平面菲涅尔透镜或非球面几何结构以精密光学设计仿真投影在超大直径的可加工金属模具上成为非球面自由曲线结构，并以3D数位绘图软件经由精密排列后绘制出几何虚拟大直径滚筒实体；

步骤二：设计完成的几何虚拟实体图面档案输出到超精密的大型纳米级加工中心，以纳米结构加工的方式与超精密纳米结构刀具将非球面菲涅尔透镜或非球面自由曲线几何结构一种或多种加工在大直径滚筒上；

步骤三：加工完成的几何结构、纳米结构滚筒一种或多种通过化学表面电镀一种或多种化学处理的方式处理上一层纳米级保护层；

步骤四：将纳米结构处理好的滚筒放置在UV卷对卷固化设备中，通过逆向工程的方式将非球面透镜或自由曲线结构一种或多种由卷对卷的方式并由光学级高分子混合材料以精密涂布的方式与微细转写的方式及精密张力控制的方式以逆向工程的方式转印在高分子薄膜材料上，得到预备膜；

步骤五：将预备膜与复合材料通过胶水固定组成超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕。

进一步在于，所述纳米级保护层为NiCl₂的化合物或磷铜、铬其中一种或多种。

进一步在于，所述步骤四中的薄膜材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚己二酰己二胺、聚酰亚胺、聚戊二酰辛二胺和聚酯中的一种或多种。

进一步在于，所述光学级高分子混合材料为聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和聚酯树脂中的一种或多种。

进一步在于，所述光学级高分子混合材料的玻璃化转变温度为50-100℃，其铅笔硬度为2H-6H，其折射率为1.42-1.60。

进一步在于，所述光学级高分子混合光固化树脂由预聚体、活性稀释剂、光引发剂、流平剂、稀释剂构成，比例为3:1:1:2:1。

进一步在于，所述预聚体为有机硅预聚体、聚氨酯预聚体、聚氧醋丙烯酸预聚体，有机硅改性聚氨酯预聚体中的一种。

进一步在于，所述稀释剂包括快挥发性溶剂、中挥发性溶剂和慢挥发行溶剂，所述快挥发性溶剂包括丁酮、乙酸乙酯和甲醇，所述中挥发性溶剂包括甲苯、二氯甲烷和三氯甲烷，所述慢挥发行溶剂包括环己酮、二甲苯和四氯甲烷。

进一步在于，所述活性稀释剂为苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸异辛酯、1，4-丁二醇二丙稀酸酯和二乙二醇类二丙烯酸酯中的一种或多种。

本发明的有益效果：

本发明通过先绘制出几何虚拟大直径滚筒实体，然后将非球面菲涅尔透镜或非球面自由曲线几何结构一种或多种加工在大直径滚筒上，并在其表面镀上一层纳米级保护层，并将其以逆向工程的方式转印在高分子薄膜材料上，与复合材料搭配组成超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，该方法操作简单，同时便于加工和实现，加工的精度高；本发明中复合材料是通过自主研发和自主生产，结合光学穿透、扩散、折射、反射与视角布局进行巧妙设计，符合不同客户及环境并达到影像能量聚集，从而创造出抗眩光干扰，视角可控，高清对比解析的新型复合等离子屏幕。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的制作流程图；

图3为本发明中步骤一的工作示意图；

图4为本发明中步骤二的工作示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，包括预备膜6和复合材料，所述预备膜6和复合材料之间通过胶水固定；

所述复合材料由硬化保护层7、高分子扩散层8、高增益亮度基材层9、视角调整结构层10、影像抓取层11、抗眩光干扰层12、光学布光结构层13、等离子反射层14、高钢性金属层15构成且依次排列，且各层之间均通过胶水固定，所述预备膜6与高钢性金属层15紧密贴合。

该等离子复合屏幕的制造步骤如下：

步骤一：将平面菲涅尔透镜或非球面几何结构1以精密光学设计仿真投影在超大直径的可加工金属模具上成为非球面自由曲线结构2，并以3D数位绘图软件经由精密设计排列后绘制出几何虚拟大直径滚筒实体3；

步骤二：将设计完成的几何虚拟实体图面档案输出到超精密的大型纳米级加工中心，设计出纳米加工程序一种或多种，以纳米结构加工的方式与超精密纳米结构刀具4将非球面菲涅尔透镜或非球面自由曲线几何结构5一种或多种加工在大直径滚筒上；

步骤三：将加工完成的几何结构、纳米结构滚筒一种或多种通过化学表面真空、蒸镀、电镀一种或多种化学处理的方式处理上一层纳米级保护层此保护层为NiCl₂的化合物或磷铜、铬其中一种或多种；

步骤四：纳米结构处理好滚筒放置在UV卷对卷固化设备以逆向工程的方式将非球面透镜或自由曲线结构一种或多种由卷对卷的方式并由光学级高分子混合材料以精密涂布的方式与微细转写的方式及精密张力控制的方式以逆向工程的方式转印在高分子薄膜材料上，得到预备膜；

步骤五：转印后之纳米微结构半成品视角预备膜与复合材料搭配组成超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕。

所述步骤四中的薄膜材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚己二酰己二胺、聚酰亚胺、聚戊二酰辛二胺和聚酯中的一种或多种。

所述光学级高分子混合材料为聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和聚酯树脂中的一种或多种。

所述光学级高分子混合材料的玻璃化转变温度为50-100℃，其铅笔硬度为2H-6H，其折射率为1.42-1.60。

所述光学级高分子混合光固化树脂由预聚体、活性稀释剂、光引发剂、流平剂、稀释剂构成，比例为3:1:1:2:1。

所述预聚体为有机硅预聚体、聚氨酯预聚体、聚氧醋丙烯酸预聚体、有机硅改性聚氨酯预聚体中的一种。

所述稀释剂包括快挥发性溶剂、中挥发性溶剂和慢挥发行溶剂，所述快挥发性溶剂包括丁酮、乙酸乙酯和甲醇，所述中挥发性溶剂包括甲苯、二氯甲烷和三氯甲烷，所述慢挥发行溶剂包括环己酮、二甲苯和四氯甲烷。

所述活性稀释剂为苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸异辛酯、1，4-丁二醇二丙稀酸酯和二乙二醇类二丙烯酸酯中的一种或多种。

本发明通过先绘制出几何虚拟大直径滚筒实体，然后将非球面菲涅尔透镜或非球面自由曲线几何结构一种或多种加工在大直径滚筒上，并在其表面镀上一层纳米级保护层，并将其以逆向工程的方式转印在高分子薄膜材料上，与复合材料搭配组成超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，该方法操作简单，同时便于加工和实现，加工的精度高；本发明中复合材料是通过自主研发和自主生产，结合光学穿透、扩散、折射、反射与视角布局进行巧妙设计，符合不同客户及环境并达到影像能量聚集，从而创造出抗眩光干扰，视角可控，高清对比解析的新型复合等离子屏幕。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，包括预备膜(6)和复合材料，所述预备膜(6)和复合材料之间通过胶水固定；

所述复合材料由硬化保护层(7)、高分子扩散层(8)、高增益亮度基材层(9)、视角调整结构层(10)、影像抓取层(11)、抗眩光干扰层(12)、光学布光结构层(13)、等离子反射层(14)、高钢性金属层(15)构成且依次排列，且各层之间均通过胶水固定，所述预备膜(6)与高钢性金属层(15)紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，该等离子复合屏幕的制造步骤如下：

步骤一：将平面菲涅尔透镜或非球面几何结构(1)以精密光学设计仿真投影在直径为5m的可加工金属模具上成为非球面自由曲线结构(2)，并以3D数位绘图软件经由精密排列后绘制出几何虚拟大直径滚筒实体(3)；

步骤二：设计完成的几何虚拟实体图面档案输出到超精密的大型纳米级加工中心，以纳米结构加工的方式与超精密纳米结构刀具(4)将非球面菲涅尔透镜或非球面自由曲线几何结构(5)一种或多种加工在大直径滚筒上；

步骤三：加工完成的几何结构、纳米结构滚筒一种或多种通过化学表面电镀处理上一层纳米级保护层；

步骤四：将纳米结构处理好的滚筒放置在UV卷对卷固化设备中，通过逆向工程的方式将非球面透镜或自由曲线结构一种或多种由卷对卷的方式并由光学级高分子混合材料以精密涂布的方式与微细转写的方式及精密张力控制的方式以逆向工程的方式转印在高分子薄膜材料上，得到预备膜；

步骤五：将预备膜与复合材料通过胶水固定组成超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕。

3.根据权利要求2所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，所述纳米级保护层为NiCl₂的化合物或磷铜、铬其中一种或多种。

4.根据权利要求2所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，所述步骤四中的薄膜材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚己二酰己二胺、聚酰亚胺、聚戊二酰辛二胺和聚酯中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，所述光学级高分子混合材料为聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和聚酯树脂中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，所述光学级高分子混合材料的玻璃化转变温度为50-100℃，其铅笔硬度为2H-6H，其折射率为1.42-1.60。

7.根据权利要求2所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，所述光学级高分子混合光固化树脂由预聚体、活性稀释剂、光引发剂、流平剂、稀释剂构成，比例为3:1:1:2:1。

8.根据权利要求7所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，所述预聚体为有机硅预聚体、聚氨酯预聚体、聚氧醋丙烯酸预聚体，有机硅改性聚氨酯预聚体中的一种。

9.根据权利要求7所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，所述稀释剂包括快挥发性溶剂、中挥发性溶剂和慢挥发行溶剂，所述快挥发性溶剂包括丁酮、乙酸乙酯和甲醇，所述中挥发性溶剂包括甲苯、二氯甲烷和三氯甲烷，所述慢挥发行溶剂包括环己酮、二甲苯和四氯甲烷。

10.根据权利要求7所述的超大型视角可控等离子菲涅尔复合屏幕，其特征在于，所述活性稀释剂为苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸异辛酯、1，4-丁二醇二丙稀酸酯和二乙二醇类二丙烯酸酯中的一种或多种。