CN111406231A - 一种反射型屏幕及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在真空条件下的真空腔内在基板的一面上形成光反射膜和吸光膜的反射型屏幕的制造方法，其特征为包括：准备基板，其一面平行形成多个突起的步骤；形成金属种子以使所述各突起的第1面具有不均匀凹凸结构的步骤；在所述各突起的第1和第2面上形成金属层的步骤；使所述各突起的第2面上形成的金属层离子化的步骤；以及在所述各突起的第1面的金属层和第2面的离子化的金属层上同时形成防氧化层的步骤。

Description

一种反射型屏幕及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种反射型屏幕及其制备方法，具体来说是具有可约束照射屏幕的外部光线或人造光的吸光层以及反射从投影仪入射的影像的光反射层，因此即使是裸露在光亮的环境里也能呈现清晰画质的反射型屏幕及其制备方法。
背景技术
从投影仪入射的影像通过反射型屏幕向使用者一侧反射，从而可凭肉眼认知影像。
在外部光线较多的亮室里使用反射型屏幕时，屏幕下方的亮度相对较高，同时由于外部光线或照明等人造光，屏幕上方的亮度反而显得比屏幕下方的亮度要低。
这种反射型屏幕为了防止因外部光线或人造光使屏幕亮度降低并且能够清晰地看到整个影像，要求其结构为影像射出的一面形成阶梯状的突起，且各突起的上侧面形成吸光膜，下侧面形成光反射膜。
但问题是，为了制备具备此类结构的反射型屏幕必须经过复杂的工序，不仅制作时间加长，而且制作费用也会增加。
发明内容
【要解决的课题】
本发明的目的是提供一种可在单一装置内同时形成光反射膜和吸光膜的反射型屏幕的制备方法。
本发明的另一目的是通过所述提供反射型屏幕的方法，提供一种反射型屏幕，具有在基板上形成的突起形状上分别多层叠加而形成的光反射膜和吸光膜。
【课题的解决手段】
为达成以上目的，本发明提供一种反射型屏幕的制备方法，作为在真空条件下的真空腔内用于在基板的一面上形成光反射膜和吸光膜的反射型屏幕的制造方法，其特征为包括：准备基板，其一面平行形成多个突起的步骤；形成金属种子以使所述各突起的第1面具有不均匀凹凸结构的步骤；在所述各突起的第1和第2面上形成金属层的步骤；使所述各突起的第2面上形成的金属层离子化的步骤；以及在所述各突起的第1面的金属层和第2面的离子化的金属层上同时形成防氧化层的步骤。
形成所述金属种子的步骤通过离子轰击(ion bombardment)处理完成，所使用的第1靶材可由SUS或Ti材质构成。
形成所述金属层的步骤通过溅射处理完成，所使用的第2靶材可由纯铝(纯Al)材质构成。
所述溅射可在所述第2靶材和所述突起的第1面保持100mm～200mm间距的状态下形成。
所述溅射入射角度可以相对垂直线倾斜30°～60°，从而向所述突起的第1面放射离子。
在所述各突起的第2面上形成的金属层可与氮离子发生反应形成AlNx层。
形成所述防氧化层的步骤通过溅射处理完成，所使用的第3靶材可由SiO2材质构成。
另外，为了达到所述目的，本发明提供一种反射型屏幕，其特征为包括：
基板；在所述基板的一面上平行形成并具有三角形状断面的多个突起；由所述各突起的第1面上溅镀的第1金属层和在所述第1金属层的上面溅镀的防氧化层形成的光反射膜；以及由所述各突起的第2面上溅镀的第2金属层和在所述第2金属层的上面溅镀的防氧化层形成的吸光膜。
所述第1金属层可由纯铝(纯Al)形成，所述第2金属层可由AlNx形成，所述防氧化层可由SiO2形成。
所述第1金属层的厚度可为25-35nm。
【发明的效果】
如上所述，本发明的好处是在单一装置的同一真空腔内在基板上可同时形成光反射膜和吸光膜，与传统技术相比，可大大缩减作业时间。
另外，本发明所涉及的基板的一面上形成的多个突起的第2面上AlNx-层和SiO2层层叠而形成吸光膜，与仅由AlNx或Al2O3形成的吸光膜相比，反射率减少，反射型屏幕上映射的画面就显得更为清晰。
附图说明
图1是本发明一实施例的反射型屏幕的简要示意图。
图2是用于在本发明一实施例的反射型屏幕上形成光反射膜和吸光膜的真空溅镀装置的简要示意图。
图3是显示在基板上形成纯Al层的溅射入射角度的示意图。
图4是显示基板和靶材间距的示意图。
图5是显示在基板的突起形状上分别层叠形成的光反射膜和吸光膜的示意图。
图6是本发明的一实施例中反射型屏幕的制备工序的流程示意图。
图7是根据吸收膜上是否使用防氧化层来比较不同吸收膜的反射率的图表。
具体实施方式
参考附图对本发明的实施例进行详细说明。以下将要说明的实施例只是为了帮助理解发明，可以进行与本发明所说明的实施例有所不同的各种改变。
同时，在本发明的说明中，若判断对有关的公开功能或构成要素的具体说明会毫无必要地使本发明的要旨变得模糊不清时，相关详细说明和具体的图示将被省略。另外，为了帮助对发明的理解，附图并未按照实际比例进行图示，部分构成要素的图示尺寸可能有所夸大。
参照图1，本发明的一实施例的反射型屏幕10的基板11的一面上，具有多个突起13大致按水平方向连续形成的突起形状。
构成突起形状的各突起13的断面大致由三角形状构成，各突起13的第1面15和各突起13的第2面17上的分别通过涂覆形成各光反射膜30和吸光膜50。举例来说，如图1所示，为了用投影仪(未图示)进行映射，安装的反射型屏幕10的第1面15朝下倾斜设置，第2面17则朝上。
由此，第1面15上形成的光反射膜30将投影仪上发射的光束反射至
使用者一侧，第2面17上形成的吸光膜50吸收自然光(阳光)或人造光(荧光灯等照明工具所发射的光)。光反射膜30和吸光膜50分别具有是金属层和防氧化层依次层叠而成的构造。
光反射膜30由于在制备时在第1面15上构成的不均匀的凹凸结构而形成漫射，由此可确保宽视角。形成凹凸结构的工序将在之后进行陈述。
吸光膜50对自然光或人造光不是反射而是吸收，因此反射型屏幕10上映射的画面可整体清晰呈现。
另外，虽然在图2中未进行图示，但为了同时顺利完成离子轰击处理、溅射处理以及离子束处理，在第2真空腔120内的各靶材和离子束发射机之间可形成指定的分区。
以下将参照图2至图5说明用于在本发明的一实施例所涉及的反射型屏幕10上形成光反射膜30和吸光膜50的真空溅镀装置100。
图2是用于在本发明的一实施例所涉及的反射型屏幕上形成光反射膜和吸光膜的真空溅镀装置的示意图，图3是显示在基板上形成纯Al层的溅射入射角度的示意图，图4是显示基板和靶材间距的示意图，图5是显示在基板的突起形状上分别层叠形成的光反射膜和吸光膜的示意图。在图2中，为了方便说明，夸大显示了在基板11上形成的多个突起13。
对用于在本发明的一实施例涉及的反射型屏幕10上形成光反射膜30和吸光膜50的真空溅镀装置100进行说明。
真空溅镀装置100可具备第1至第3真空腔110、120、130。第1至第3真空腔110、120、130依次排列，由第1和第2隔板111、131相互隔开。第1和第2隔板111、131上可分别形成能够使各基板11通过的指定形状的孔(未图示)。
第1真空腔110中设有展卷绕辊(un-winding roller)113，缠绕着未形成光反射膜30和吸光膜50的状态下的基板11。
在第2真空腔120中，设置有用于离子轰击(ion bombardment)的第1靶材141、用于形成光反射膜30和吸光膜50的第2和第3靶材143、147以及离子束发射机145。
第1靶材141可由SUS(Steel Use Stainless)或Ti材质形成，用指定的喷枪(gun)(未图示)射出金属离子，从而在突起13的第1面15上形成金属种子(metal seed)。这时，随着第1靶材141上射出的金属离子在第1面15上发生强烈冲撞，可使第1面15的平均粗糙度(Ra)增加(例如，Ra＝0.84nm)。形成光反射膜30的第1面15的平均粗糙度越大，越促进漫射，反射型屏幕10的视角就可能越宽。
第2靶材143可由纯铝(纯Al)形成，用于通过溅射在第1面15上形成金属层31。形成金属层31的纯铝(纯Al)的厚度约为25nm～35nm。此时，对各突起13的第1面15的溅射入射角度如图3所示,设置第2靶材143，使其与各突起13的第1面15垂直时的位置保持约30°～60°。
另一方面，如溅射的入射角度(θ1≤θ≤θ2)设定为不到30°或超过60°时，形成光反射膜30的区域就会扩展至超出第1面15的区域。此时，不能按理想的形态或理想的厚度形成光反射膜30，由此引起各突起13的整体形状的变化，这可能会使反射率降低。但当溅射的入射角度设定在30°～60°范围时，如图1所示，可在倾斜区域内进行涂覆，并有望有效地改善亮度。
另外，第2靶材143设置为按照指定间距与支承辊125相邻。此时，第2靶材143如图4所示，在突起的第1面15平行的状态下，设置为与其相隔100mm～200mm左右的间距。这一间距是考虑到易于调整断面为三角形状的突起的第1和第2面15、17上涂覆的纯Al层31的厚度。
同时，突起的第1面15上形成纯Al层31时，突起的第2面17上也以指定的厚度形成另外的纯Al层55。突起的第2面17上形成的另外的纯Al层55依靠向一个方向转动的支承辊125向邻近离子束发射机145的位置移动后，与通过离子束发射机145提供的氮离子(N2-)发生反应形成AlNx层51。
第3靶材147分别在涂覆到突起的第1面15上的纯Al层31和涂覆到突起的第2面17上的AlNx层51上同时形成第1和第2防氧化层33、53。第3靶材147可由SiO2材质形成。
由此，如图5所示，在突起的第1面15上由纯Al层31和第1防氧化层33层叠层形成光反射膜30，在突起的第2面17上由AlNx层51和第2防氧化层53层叠层形成吸光膜(或无反射膜)50。
此时，基板11的折射率n1约为1.5，纯Al层31的折射率n2约为1.37，AlNx层51的折射率n3约为1.8，第1和第2防氧化层33、53的折射率n4约为1.46。
本实施例中为了从第1至第3靶材141、143、147释放离子，利用常规的溅射工艺，用于在第2真空腔120中设置溅射装置的具体构成被省略。
在第2真空腔120中，为了使基板11移动并依次靠近第1靶材141、第2靶材143、离子束发射机145以及第3靶材147，设置有在支撑基板11的状态下转动的支承辊125，以及在支承辊125的前方(与第1真空腔110邻近的方向)设置有第1和第2导辊121、122，以及在支承辊123的后方(与第3真空腔130邻近的方向)设置有第3和第4导辊123、124。
第1和第2导辊121、122配置在第1隔板111和支承辊125之间，将基板11从第1真空腔110导向支承辊125。
第3和第4导辊123、124配置在支承辊125和第2隔板131之间，将在多个突起13的第1和第2面15、17上分别形成了光反射膜30和吸光膜50的基板11从支承辊125导向第3真空腔130内设置的再卷绕辊(re-winding roller)133。
第3真空腔130中设有再卷绕辊133，利用驱动马达(未图示)接收传输动力朝一个方向转动，从而可卷起形成有光反射膜30和吸光膜50的基板11。
以下将对利用如上结构的真空溅镀装置100在反射型屏幕10上形成光反射膜30和吸光膜50的工序进行说明。图6是本发明的一实施例中反射型屏幕的制备工序的流程示意图。
首先，从展卷绕辊113引出基板的前端，与第2真空腔120的各辊和第3真空腔130的再卷绕辊133连接S1。之后，使再卷绕辊133朝一个方向转动，使卷绕在展卷绕辊113上的基板11经过第2真空腔120在第3真空腔130的再卷绕辊133上卷起。
接着，通过离子轰击处理使从第1靶材141放射出的离子与各突起13的第1面15发生冲撞形成金属种子，由此各突起13的第1面15上可形成不规则的凹凸S2。
使再卷绕辊133朝一个方向旋转一定的角度，从而使形成有凹凸的突起的第1面15移动至邻近第2靶材143的位置。在此状态下，通过溅射在突起的第1面15上形成纯Al层31。此时，突起的第2面17上同时形成的另外的纯Al层55，可以比突起的第1面15上形成的纯Al层31更薄S3。
各纯Al层31、53可形成不同厚度的原因是因为设置了第2靶材的位置以使依靠支承辊125朝一个方向旋转的突起的第1面15朝向第2靶材143。即，如图2所示，第2靶材143设置在支承辊125的左侧，同时又如图3所示，将溅射入射角度设为倾斜30°～60°，从而使突起的第1面15能够朝向第2靶材143。相比之下，突起的第2面17靠支承辊125朝一个方向旋转的过程中几乎不能朝向第2靶材143。
突起的第1和第2面15、17上分别形成纯Al层31、55后，使再卷绕辊133朝一个方向旋转指定的角度，使突起的第2面17上形成的纯Al层55移动到朝向离子束发射机145的位置。
接着，驱动离子束发射机145，向突起的第2面17的纯Al层55喷射氮离子(N2-)。纯Al层55与氮离子(N2-)发生反应形成AlNx层51(S4)。
接着将再卷绕辊133朝一个方向旋转指定的角度，使突起的第2面17和下一个突起的第1面15朝向第3靶材147。
在此状态下进行溅射，在突起的第1和第2面15、17上同时形成SiO2层(防氧化层)33、53(S5)。
通过以上工序，突起的第1面15上形成由纯Al层31和与其叠层的SiO2层33组成的光反射膜30，突起的第2面17上形成由AlNx层51和与其叠层的SiO2层53组成的吸光膜(或无反射膜)50。
参考图7所示的图表，在突起的第2面上形成的吸光膜50与仅由AlN或Al2O3形成的情况相比，反射率可最大再减少6％的程度，反射型屏幕上映射的画面显得更加清晰。
如上所述，本发明的好处是在单一装置的同一真空腔内可同时在基板上形成光反射膜和吸光膜，与传统技术相比可以缩减作业时间。
如上所述，尽管通过有限的实施例和参照附图对本发明进行了说明，但本发明并不局限于此，具有本发明所述技术领域普遍知识的人员可在本发明的技术思想和以下将要记载的专利请求范围的同等范围内做各种修改和变动。
【产业利用性】
本发明涉及一种反射型屏幕及其制备方法，所述反射型屏幕具有约束照射屏幕的外部光线或人造光的吸光层以及反射从投影仪入射的影像的光反射层。

Claims (10)

1.一种反射型屏幕的制备方法，其特征为，
作为在真空条件下的真空腔内用于在基板的一面上形成光反射膜和吸光膜的反射型屏幕的制造方法，包括：
准备基板，其一面平行形成多个突起的步骤；
形成金属种子以使所述各突起的第1面具有不均匀凹凸结构的步骤；
在所述各突起的第1和第2面上形成金属层的步骤；
使所述各突起的第2面上形成的金属层离子化的步骤；以及
在所述各突起的第1面的金属层和第2面的离子化的金属层上同时形成防氧化层的步骤。
2.根据权利要求1的反射型屏幕的制备方法，其特征为，
形成所述金属种子的步骤通过离子轰击处理完成，所使用的第1靶材由SUS或Ti材质构成。
3.根据权利要求1的反射型屏幕的制备方法，其特征为，
形成所述金属层的步骤通过溅射处理完成，所使用的第2靶材是由纯铝材质构成。
4.根据权利要求3的反射型屏幕的制备方法，其特征为，
所述溅射是在所述第2靶材和所述突起的第1面保持100mm～200mm间距的状态下形成的。
5.根据权利要求4的反射型屏幕的制备方法，其特征为，
所述溅射入射角度是相对垂直线倾斜30°～60°，从而向所述突起的第1面放射离子。
6.根据权利要求1的反射型屏幕的制备方法，其特征为，
在所述各突起的第2面上形成的金属层与氮离子发生反应形成AlNx层。
7.根据权利要求2的反射型屏幕的制备方法，其特征为，
形成所述防氧化层的步骤通过溅射处理完成，所使用的第3靶材由SiO2材质构成。
8.一种反射型屏幕，其特征为包括：
基板；
在所述基板的一面上平行形成并具有三角形状断面的多个突起；
由所述各突起的第1面上溅镀的第1金属层和在所述第1金属层的上面溅镀的防氧化层形成的光反射膜；以及
由所述各突起的第2面上溅镀的第2金属层和在所述第2金属层的上面溅镀的防氧化层形成的吸光膜。
9.根据权利要求8的反射型屏幕，其特征为，
所述第1金属层由纯铝形成，
所述第2金属层由AlNx形成，
所述防氧化层由SiO2形成。
10.根据权利要求9的反射型屏幕，其特征为，
所述第1金属层的厚度为25nm～35nm。
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