CN109884855A - 抗光屏幕及其制造方法 - Google Patents

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张红秀
胡飞
李屹
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Abstract

一种抗光屏幕及其制造方法，所述方法包括：S1：形成具有吸光或反射功能的棱镜膜；S2：在所述具有吸光功能的棱镜膜上涂覆反射层，或者，在所述具有反射功能的棱镜膜上涂覆吸光层；S3：通过光刻工艺形成抗光屏幕，所述抗光屏幕具有间隔设置的反射部和吸光部；其中，反射层包括含有反射粒子的光刻负胶，吸光层包括含有吸光粒子的光刻正胶。本发明通过在具有吸光或反射功能的棱镜膜上涂覆反射层或者吸光层，之后利用光刻工艺形成具有间隔设置的反射部和吸光部的抗光屏幕，借助光束的直线传播、可控的优点，避开了涂料喷涂时发散的缺点，能够精确地在制造由微米尺寸的微凸条组成的抗光屏幕。

Description

抗光屏幕及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于投影的屏幕及其制造方法，尤其是一种抗光屏幕及其制造方法。
背景技术
目前市场上对于常规照明条件下投影屏幕的需求是比较巨大的，仅限于暗室使用的投影屏幕有着很大局限性。环境光对投影图像的质量会产生较大影响，为避免其降低投影图像的对比度，可以采用高亮度投影光源来降低环境光的影响，提高对比度。但是高亮度投影光源不节能，并且容易造成刺眼的现象。黑栅投影屏幕是专为在高亮环境下使用而设计的新一代光学屏幕，其将屏幕进行横向的分割，变成一条一条横向的棱镜，在棱镜的面向环境光的一侧涂黑，面向投影光的一侧涂上反射层，从而抑制环境光的干扰。例如，美国专利US674455882中提到一种背投黑栅幕，在透明基材上形成棱镜结构，同时在棱镜结构的微凸条一个侧面布置遮光涂层，吸收环境光；而另一篇美国专利US7262911B2中则提供了一种反射屏幕，包括具有锯齿外观的基底，基底由白色树脂组成，可以反射光。
现有制造抗光屏幕的方法通常是利用喷涂、蒸镀等传统制造薄膜的方法，其无法只在微米尺寸的微凸条精确形成反射层或者吸光层，另外，喷涂方法中从喷嘴喷出的涂料粒子发散严重，无法定向覆盖微凸条的一个面。因此，如何精确地在制造由微米尺寸的微凸条组成的抗光屏幕，成为本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种抗光屏幕及其制造方法，通过在具有吸光或反射功能的棱镜膜上涂覆反射层或者吸光层，之后利用光刻工艺形成具有间隔设置的反射部和吸光部的抗光屏幕，借助光束的直线传播、可控的优点，避开了涂料喷涂时发散的缺点，能够精确地在制造由微米尺寸的微凸条组成的抗光屏幕。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种抗光屏幕的制造方法，所述方法包括：S1：形成具有吸光或反射功能的棱镜膜；S2：在所述具有吸光功能的棱镜膜上涂覆反射层，或者，在所述具有反射功能的棱镜膜上涂覆吸光层；S3：通过光刻工艺形成抗光屏幕，所述抗光屏幕具有间隔设置的反射部和吸光部；其中，反射层包括含有反射粒子的光刻负胶，或吸光层包括含有吸光粒子的光刻正胶。
优选的，在S1中，形成具有吸光功能的棱镜膜的方法为：在具有吸光功能的高分子基材上制备棱镜膜，或者，在已经制备完成的棱镜膜上涂覆一层吸光材料。
为了使棱镜膜具有吸光功能，所述吸光材料包括粘接剂和吸光粒子。优选的，所述吸光粒子为炭黑、四氧化三铁或铜铬黑中的一种或几种。
优选的，在S1中，形成具有反射功能的棱镜膜的方法为：在具有反射功能的高分子基材上制备棱镜膜，或者，在已经制备完成的棱镜膜上涂覆一层反射材料。
为了使棱镜膜具有反射功能，所述反射材料包括粘接剂和反射粒子。优选的，所述反射粒子为硫酸钡、氧化铝、铝粒子或银粒子中的一种或几种。
为了优化光刻工艺，所述光刻负胶为在能量束照射下以交联反应为主的光刻胶；所述光刻正胶为在能量束照射下以分解反应为主的光刻胶。
具体的，所述光刻工艺包括烘干工序、曝光工序及显影工序。
优选的，所述烘干工序采用热板、红外烘烤或循环热风法进行烘烤。
为了使投影仪发出的光所能达到的位置与曝光工序中曝光光源发出的光所能达到的位置相同，所述曝光工序中曝光光源位于抗光屏幕正常使用时投影仪的位置。
本发明还提供一种抗光屏幕，在棱镜结构上间隔设置有反射部和吸光部，所述反射部的区域等于一光源所发出光束照射在所述抗光幕上的区域。
优选的，所述光源所发出的光束为发散光束或平行光束。可以理解，在实际应用中，投影机所产生的图像光为一发散的光束。
综上所述，本发明通过在具有吸光或反射功能的棱镜膜上涂覆反射层或者吸光层，之后利用光刻工艺形成具有间隔设置的反射部和吸光部的抗光屏幕，借助光束的直线传播、可控的优点，避开了涂料喷涂时发散的缺点，能够精确地在制造由微米尺寸的微凸条组成的抗光屏幕。抗光幕在棱镜结构上间隔设置有反射部和吸光部，反射部的区域等于一光源所发出光束照射在所述抗光幕上的区域。
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。
附图说明
图1为本发明实施例一抗光屏幕的制造方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二抗光屏幕的制造方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三抗光屏幕的制造方法的流程示意图；
图4为本发明实施例四抗光屏幕的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种抗光屏幕的制造方法，所述方法包括：
S1：形成具有吸光或反射功能的棱镜膜；
S2：在所述具有吸光功能的棱镜膜上涂覆反射层，或者，在所述具有反射功能的棱镜膜上涂覆吸光层；
S3：通过光刻工艺形成抗光屏幕，所述抗光屏幕具有间隔设置的反射部和吸光部。
其中，反射层包括含有反射粒子的光刻负胶，吸光层包括含有吸光粒子的光刻正胶。
具体来说，形成具有吸光或反射功能的棱镜膜有多种方式可以实现。例如，首先采用紫外线固化、辊对辊技术、热压成型技术等在高分子基材或金属基材上制备棱镜膜，之后在已经制备完成的棱镜膜上涂覆一层吸光材料，形成具有吸光功能的棱镜膜。吸光材料包括粘接剂和吸光粒子等。优选地，所述吸光粒子为炭黑、四氧化三铁或铜铬黑中的一种或几种。或者在已经制备完成的棱镜膜上涂覆一层反射材料，形成具有反射功能的棱镜膜。反射材料包括粘接剂和反射粒子。优选地，所述反射粒子为氧化铝、硫酸钡、氧化钛、氧化锌、氧化钇、氧化锆、铝粒子或银粒子中的一种或几种。
当然，也可以直接在具有吸光或反射功能的高分子基材上通过紫外线固化、辊对辊技术制备棱镜膜，使得棱镜膜在成型后直接具有吸光或反射功能。
所述光刻负胶为在能量束(光束、电子束、离子束等)照射下以交联反应为主的光刻胶，如聚肉桂酸系胶、环化橡胶、COP(丙烯酸乙酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的聚合物)胶等；所述光刻正胶为在能量束(光束、电子束、离子束等)照射下以分解反应为主的光刻胶，如重氮萘醌等。其中光刻正胶在显影时，感光部分溶解，未感光部分不溶解；而光刻负胶在显影时，感光部分不溶解，不感光部分溶解。
所述涂覆可以采用浸涂、旋涂、喷涂、蒸镀等均匀成膜的方法。
所述光刻工艺包括烘干、曝光及显影等工序。具体来说，烘干工序可以采用热板、红外烘烤、循环热风法中的任一种烘烤方式，烘烤反射层或吸光层15min—30min，烘干温度一般低于100℃，本发明并不以此为限，烘烤温度和时间等参数可根据所用光刻胶成分、膜厚等调整。
烘干后，光刻胶干燥，然后进行曝光工序，曝光光源可以为紫外线(436nm～365nm)、X射线、电子束等，曝光时间可根据所用光刻胶成分视情况而定。将曝光光源放在正常使用时投影仪的位置，棱镜膜自身的棱镜结构具有掩膜板作用，棱镜结构的凸起阻挡了光源到达凸起的背向光源的一面，此时投影仪发出的光所能达到的位置与曝光工序中曝光光源发出的光所能达到的位置相同。
曝光后进入显影工序，用与光刻胶匹配的显影液清洗进行显影，从而形成具有间隔设置的反射部和吸光部的抗光屏幕。具体来说，经曝光的光刻正胶或者未曝光的光刻负胶经过显影液的显影发生溶解，未曝光的光刻正胶或者经曝光的光刻负胶不与显影液发生反应，从而形成具有间隔设置的反射部和吸光部。当反射层为含有反射粒子的光刻负胶时，显影液可以采用有机溶剂，如丙酮、甲苯等，吸光层为含有吸光粒子的光刻正胶时，显影液可以为，如KOH(氢氧化钾水溶液)或TMAH(四甲基氢氧化胺水溶液)等。本发明将未曝光的光刻负胶或曝光的光刻负胶溶解去除，显现出所需的图形。
所述光刻工艺为现有技术，在此不再赘述。由于将曝光光源放在抗光屏幕正常使用时投影仪的位置，这样曝光的部分就相当于投影仪信号光可以到达的部分。本发明利用光束的直线传播、可控的优点，避开了涂料喷涂时发散的缺点，能够精确地在制造由微米尺寸的微凸条组成的抗光屏幕。
本发明还提供一种抗光屏幕，在棱镜结构上间隔设置有反射部和吸光部，反射部的区域等于一光源所发出光束照射在所述抗光幕上的区域。可以理解，抗光屏幕可由上述任一种方式制得。所称的光源可以为上述任一制备方式中的曝光光源。
优选的，光源所发出的光束为发散光束或平行光束。可以理解，在实际应用中，曝光光源通常发出发散的光束；同时，投影机所产生的图像光也为一发散的光束。
可以理解，反射部可以为具有反射功能的高分子基材、金属基材、反射材料或反射层。进一步的，反射材料包括粘接剂和吸光粒子等。反射层包括含有反射粒子的光刻负胶。反射粒子的种类可参见制备方式，这里不再赘述。具有反射功能的高分子基材也可以含有反射粒子。
吸光部可以为具有吸光功能的高分子基材、吸光材料或吸光层。进一步的，吸光材料包括粘接剂和吸光粒子等。吸光层包括含有吸光粒子的光刻正胶。吸光粒子的种类可参见制备方式，这里不再赘述。具有反射功能的高分子基材也可以含有吸光粒子。
实施例一
图1为本发明实施例一抗光屏幕的制造流程示意图。如图1所示，本实施例中，首先形成具有吸光功能的棱镜膜100(在具有吸光功能的高分子基材上制备棱镜膜)，之后在具有吸光功能的棱镜膜100上涂覆反射层120。所述反射层120为含有反射粒子的光刻负胶。
在本实施例中，采用红外烘烤的方式对反射层烘烤20min，烘干温度为80℃。
烘干后将曝光光源500放在正常使用时投影仪的位置进行曝光，曝光光源采用X射线，经曝光工序光刻胶自身的性质和结构发生变化，之后进行显影，此时，由于反射层120为含有反射粒子的光刻负胶，经曝光光源500曝光的部分不能被显影液清洗形成反射部101，未曝光的部分被显影液清洗掉，露出处于底层的具有吸光功能的棱镜膜100形成吸光部102。
由于曝光光源500位于正常使用时投影仪的位置，因此，在抗光屏幕正常使用时，投影仪发出的光线会照射在反射部101上，向用户反射，而其他方向传来的光线会照射在吸光部102上，被吸光部102吸收，不会向用户反射，从而使其能够在高亮度环境下使用，解决了传统投影屏幕会反射环境光的问题。
实施例二
图2为本发明实施例二抗光屏幕的制造方法的流程示意图。如图2所示，本实施例中，棱镜膜200自身不具有吸光功能，需要先涂覆一层吸光材料210，使之具有吸光功能。随后在吸光材料210上涂覆反射层220。所述反射层220为含有反射粒子的光刻负胶。
在本实施例中，采用红外烘烤的方式对反射层烘烤20min，烘干温度为80℃。
烘干后将曝光光源500放在正常使用时投影仪的位置进行曝光，曝光光源采用X射线，经曝光工序光刻胶自身的性质和结构发生变化，之后进行显影，此时，由于反射层220为含有反射粒子的光刻负胶，经曝光光源500曝光的部分不能被显影液清洗形成反射部201，未曝光的部分被显影液清洗掉，露出吸光材料210，形成吸光部202。
由于曝光光源500位于正常使用时投影仪的位置，因此，在抗光屏幕正常使用时，投影仪发出的光线会照射在反射部201上，向用户反射，而其他方向传来的光线会照射在吸光部202上，被吸光部202吸收，不会向用户反射，从而使其能够在高亮度环境下使用，解决了传统投影屏幕会反射环境光的问题。
实施例三
图3为本发明实施例三抗光屏幕的制造方法的流程示意图。如图3所示，本实施例中，首先形成具有反射功能的棱镜膜300(在具有反射功能的高分子基材上制备棱镜膜)，之后在具有反射功能的棱镜膜300上涂覆吸光层320。所述吸光层为含有吸光粒子的光刻正胶。
在本实施例中，采用热板的方式对反射层烘烤25min，烘干温度为90℃。
烘干后将曝光光源500放在正常使用时投影仪的位置进行曝光，曝光光源采用紫外线，经曝光工序光刻胶自身的性质和结构发生变化，之后进行显影，此时，由于吸光层为含有吸光粒子的光刻正胶，被曝光的部分被显影液清洗露出处于底层的具有反射功能的棱镜膜300形成反射部301，未曝光的部分不能被显影液清洗，形成吸光部302。
由于曝光光源500位于正常使用时投影仪的位置，因此，在抗光屏幕正常使用时，投影仪发出的光线会照射在反射部301上，向用户反射，而其他方向传来的光线会照射在吸光部302上，被吸光部302吸收，不会向用户反射，从而使其能够在高亮度环境下使用，解决了传统投影屏幕会反射环境光的问题。
实施例四
图4为本发明实施例四抗光屏幕的制造方法的流程示意图。如图4所示，本实施例中，棱镜膜400自身不具有反射功能，需要先涂覆一层反射材料410，使之具有反射功能。随后在反射材料410上涂覆吸光层420。所述吸光层为含有吸光粒子的光刻正胶。
烘干后将曝光光源500放在正常使用时投影仪的位置进行曝光，曝光光源采用紫外线，经曝光工序光刻胶自身的性质和结构发生变化，之后进行显影，此时，由于吸光层为含有吸光粒子的光刻正胶，被曝光的部分被显影液清洗露出反射材料410形成反射部401，未曝光的部分不能被显影液清洗，形成吸光部402。
需要补充的是，本专利不限于形成反射式抗光屏幕，本领域技术人员可以将上述实施例中的反射部替换为透光部，将曝光光源置于屏幕背向观众的一侧，即背投式投影机的位置，并根据实际需要选择光刻胶的种类，从而制备透射式抗光屏幕。
综上所述，本发明通过在具有吸光或反射功能的棱镜膜上涂覆反射层或者吸光层，之后利用光刻工艺形成具有间隔设置的反射部和吸光部的抗光屏幕，借助光束的直线传播、可控的优点，避开了涂料喷涂时发散的缺点，能够精确地在制造由微米尺寸的微凸条组成的抗光屏幕。

Claims (10)

1.一种抗光屏幕的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：形成具有吸光或反射功能的棱镜膜；
S2：在所述具有吸光功能的棱镜膜上涂覆反射层，或者，在所述具有反射功能的棱镜膜上涂覆吸光层；
S3：通过光刻工艺形成抗光屏幕，所述抗光屏幕具有间隔设置的反射部和吸光部；
其中，反射层包括含有反射粒子的光刻负胶，或吸光层包括含有吸光粒子的光刻正胶。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，形成具有吸光功能的棱镜膜的方法为：在具有吸光功能的高分子基材上制备棱镜膜，或者，在已经制备完成的棱镜膜上涂覆一层吸光材料。
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述吸光材料包括粘接剂和吸光粒子。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述吸光粒子为炭黑、四氧化三铁或铜铬黑中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在S1中，形成具有反射功能的棱镜膜的方法为：在具有反射功能的高分子基材上制备棱镜膜，或者，在已经制备完成的棱镜膜上涂覆一层反射材料。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述光刻负胶为在能量束照射下以交联反应为主的光刻胶；所述光刻正胶为在能量束照射下以分解反应为主的光刻胶。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述光刻工艺包括烘干工序、曝光工序及显影工序。
8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述曝光工序中曝光光源位于抗光屏幕正常使用时投影仪的位置。
9.一种抗光屏幕，其特征在于，在棱镜结构上间隔设置有反射部和吸光部，所述反射部的区域等于一光源所发出光束照射在所述抗光幕上的区域。
10.如权利要求9所述的抗光幕，其特征在于，所述光源所发出的光束为发散光束或平行光束。
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