CN112433440A - 一种光学投影屏幕的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种光学投影屏幕的制作方法，所述制作方法包括：S1、使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，形成光学投影屏幕胚料；S2、使用真空镀膜设备在所述光学投影屏幕胚料上的所述光学微结构上镀制金属反射层；S3、在所述光学微结构上的反射投影光线的面上的金属反射层外侧制作一层扩散成像层；S4、使用化学溶液将所述光学微结构上除反射投影光线的面以外的其它面上的所述金属反射层溶解去除；S5、将经上述步骤处理后的所述光学投影屏幕胚料清洗干净，烘干后存储，即制作完成所述光学投影屏幕。本方法克服了现有光学投影屏幕制作难度高，精度低和良率低的问题，可有效降低光学投影屏幕的制作难度，提升精度和良率。

Description

一种光学投影屏幕的制作方法

技术领域

本发明属于光学投影技术领域，特别涉及一种光学投影屏幕的制作方法。

背景技术

随着投影技术的日益发展，投影机搭配光学膜片呈现的图像效果越来越精美，受到了越来越多追求超大画面效果的消费者的喜爱，然而要达到精美的画面呈现效果，除了需要优质的投影机之外，性能良好的光学投影屏幕必不可少。在投影机技术越来越同质化的今天，投影光学投影屏幕的好坏就直接决定了投影画面的完美程度，由投影机和光学投影屏幕的搭配，才构成一个完整的投影显示系统。

光学投影屏幕是由一系列光学微结构组成的可以使投影机光强和环境光强在光学投影屏幕结构中重新分布的屏幕，其特点是可以有效的遮蔽环境光和增强投影机投射的光强，提升画面对比度、亮度增益、色彩还原性、分别率等，满足人们对超高画质的需求。但是也由于光学投影屏幕上包含有许多的光学微结构，这些光学微结构的制作难度极高，所以导致光学投影屏幕的生产效率和良率很低，价格昂贵。在中国专利公开号为CN109752911A的专利申请文件中提到了一种抗光屏幕的制造方法，是通过在柔性基材上印刷平行间隔的反射层和吸光层，然后使用模具热压制作出棱镜结构的抗光屏幕，这种方法虽然看似简单，但是实际制作中由于模具上的光学微结构都是微米量级，非常的细，要使模具上的光学微结构的各面与柔性基材上印刷的反射层和吸光层一一对应，是非常困难的。在光学微结构的实际制作中，模具对位稍微偏斜，就会使反射层和吸光层印刷到光学微结构的同一面上，导致投影光线被吸收或者环境光线被增强的问题，影响光学投影屏幕的使用。

另外，在光学微结构的各个面上除了制作反射层、吸光层外，一般还需要制作扩散成像层、颜色层或者其它微结构层，比如中国专利申请公布号为CN109960102A的发明专利中就提出了在光学微结构的第一表面上依次层叠有偏振膜层、可饱和吸光材料层和光栅微结构层。此时采用前述印刷后压制的方法是会破坏光学微结构上其它各层的结构状态的，所以使用前述方法是很难实现光学投影屏幕的制作。因此，如何解决现有光学投影屏幕制作难，制作精度低和良率低的问题，成为了本领域技术人员急需解决的核心问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光学投影屏幕的制作方法，能够有效降低光学投影屏幕的制作难度，提升制作精度和制作良率。

本发明的一种光学投影屏幕的制作方法是通过如下技术方案实现：

一种光学投影屏幕的制作方法，包括以下步骤：

S1、制作光学投影屏幕胚料：使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，形成光学投影屏幕胚料；

S2、真空镀制金属反射层：使用真空镀膜设备在所述光学投影屏幕胚料上的所述光学微结构上镀制金属反射层；

S3、制作扩散成像层：在所述光学微结构上反射投影机光线的面上的所述金属反射层外侧制作一层扩散成像层；

S4、化学反应溶解反射层：使用化学溶液将所述光学微结构上除反射投影光线的面以外的其它面上的金属反射层溶解去除；

S5、清洗、烘干和存储光学投影屏幕：将经上述步骤处理后的所述光学投影屏幕胚料清洗干净，烘干后存储，即制作完成所述光学投影屏幕。

进一步地，制作所述光学投影屏幕胚料前还包括步骤S0、制作具有光学微结构的模具，包括以下子步骤：

S01、设定投影机、光学投影屏幕和观看者三者的相对位置关系；

S02、设定光学微结构阵列的外观形状，以及所述光学微结构的截面形状、节距、高度和脱模角；

S03、计算出所述光学微结构上的反射投影光线的面与所述光学投影屏幕幕平面的夹角，完成所述光学微结构的参数设计；

S04、将所述光学微结构的参数导入数控机床，通过所述数控机床加工出具有所述光学微结构的模具。

进一步地，所述步骤S04还包括以下步骤：

S041、对具有光学微结构的所述模具进行刻蚀或喷砂处理，使所述模具上的所述光学微结构的各面粗糙化；

S042、清洗干净所述模具，烘干，真空密封存储。

进一步地，所述步骤S1中使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色材料与树脂材料均匀混合，制备成液态的黑色吸光树脂材料；

S12、使用模辊涂布机在所述基材上涂布所述黑色吸光树脂材料；

S13、加热所述模具在所述黑色吸光树脂材料上压合，冷却后，所述基材上形成光学微结构。

进一步地，所述步骤S1中使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色材料与树脂材料均匀混合，制备成液态的黑色吸光树脂材料；

S12、使用流延设备将所述模具、所述黑色吸光树脂材料和基材流延复合，在所述基材上形成光学微结构。

进一步地，所述步骤S1中使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色材料与树脂材料均匀混合，制备成液态的黑色吸光树脂材料；

S12、使用模辊涂布设备在所述基材上涂布所述黑色吸光树脂材料，在所述基材上形成光学微结构。

进一步地，所述步骤S3包括以下子步骤：

S31、制备含有散射粒子的油墨或涂料；

S32、使用丝网印刷设备或网纹辊涂布设备或喷涂设备将所述油墨或所述涂料制作在所述光学微结构上的反射投影光线的面上的所述金属反射层外侧，形成扩散成像层。

进一步地，所述黑色材料为炭黑、铜铬黑、碳、石墨、黑色氧化铁、苯胺系黑色染料或苯胺黑系黑色染料；所述树脂材料为聚氨酯类树脂或聚酯类树脂。

进一步地，所述模具为平板模具或者辊筒模具。

进一步地，所述基材材质为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、流延聚丙烯、双向拉伸聚丙烯薄、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、玻璃、亚克力或陶瓷中至少一种。

本发明的有益效果是：

1、降低光学投影屏幕的制作难度，通过设置光学微结构参数和使用化学溶液将光学微结构上除反射投影光线的面以外的其它面上的金属反射层溶解去除，使得光学投影屏幕的整个制作加工过程有序进行，整个制作过程也非常简单；

2、通过设计光学微结构参数的设置，使得金属反射层、扩散成像层都能够精确定位到光学微结构对应面上，极大地提升了光学投影屏幕的制作精度；

3、随着光学投影屏幕制作精度的提升，进一步地降低了光学投影屏幕制作过程中残次品的比率，进而大大提升整个光学投影屏幕制作工序的良率。

附图说明

图1为本发明实施例中光学投影屏幕制作流程图；

图2为本发明实施例的光学微结构层上制作扩散成像层的示意图；

图3为本发明实施例的光学微结构层的结构示意图；

图4为本发明实施例光学微结构层上设置粗糙面的示意图；

图5为本发明实施例的光学投影屏幕的截面示意图；

图6为本发明实施例的另一种光学投影屏幕的截面示意图；

附图标记说明：10-光学投影屏幕；20-光学微结构层；201-三角形光学微结构；202-四边形光学微结构；203-反射投影光线的面；205-粗糙面；206-金属反射层；207-扩散成像层；208-填充层；209-保护层；30-基材层；40-网纹辊；L-扩散成像层宽度；p-节距；h-齿形高度；r-脱模角；θ-反射投影光线的面与光学投影屏幕幕平面的夹角。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本发明实施例中光学投影屏幕的制作流程图，具体包括以下步骤：

S1、制作光学投影屏幕胚料：使用具有光学微结构的模具在基材上制作出若干光学微结构，形成光学投影屏幕胚料，所述基材作为光学投影屏幕胚料的基材层，若干光学微结构构成光学投影屏幕胚料的光学微结构层；

S2、真空镀制金属反射层：使用真空镀膜设备在光学投影屏幕胚料上的若干光学微结构的除紧贴基材层的面外的其它面均镀制金属反射层；所述金属反射层用于增强光学投影屏幕反射投影光线的能力，减少投影光线透过光学投影屏幕，提升光学投影屏幕的亮度增益和对比度。金属反射层的材料可以是铝、铜、金或者能够被化学溶液反应去除的其它金属材料。针对不同材料的金属反射层，使用的化学溶液也是不相同的，如：当金属反射层的材料是铝时，化学溶液可以选用酸或碱性溶液即可实现金属反应层被化学溶液反应去除；当金属反射层的材料是金时，化学溶液可以选用王水来实现金属反应层被化学溶液反应去除等。

进一步地，一方面可以通过控制金属反射层的厚度，调节金属反射层的反射率，以平衡光学投影屏幕的亮度增益和对比度。因为当金属反射层的厚度较大时，反射率较高，光学投影屏幕的亮度增益也较高，但是因为进入光学投影屏幕内部的环境光线也会同时被反射到观看区域，使得光学投影屏幕的对比度也会降低；当金属反射层的厚度较小时，反射率较低，光学投影屏幕的亮度增益也较低，但是因为进入光学投影屏幕内部的环境光线透过金属反射层被吸收，不会被反射到观看区域，所以光学投影屏幕的对比度会较高。另一方面，还需要考虑化学溶液能够容易的溶解去除金属反射层，所以金属反射层也不能太厚，因此在制作光学投影屏幕的反射层时，需要综合平衡光学投影屏幕的亮度增益、对比度和溶解效率，确定出使光学投影屏幕显示效果最好和最容易去除的金属反射层的厚度。本发明的技术方案优选金属反射层的厚度范围为40nm~200nm，这样既能够起到足够的反光效果和获得较好的对比度效果，又能够容易的被化学溶液反应去除，节约光学投影屏幕制作工序的时间，提升生产效率。

S3、制作扩散成像层：在若干光学微结构上的反射投影光线的面上的金属反射层外侧制作一层扩散成像层；光学微结构上反射投影光线的面为朝向投影机的斜面，是根据投影机的相对位置和从光学投影屏幕上出射光线的方向设置的，该面与光学投影屏幕幕面的夹角从靠近投影机方向到远离投影机方向逐渐增大。

作为本发明实施例的一种可选方式，扩散成像层包含粘接剂和散射剂，能够对入射的光线和被金属反射层反射回的光线进行成像，并且可以通过调节散射剂的含量，还能够调节经该层出射的图像光线的出射角度，起到调节视角的作用。

作为进一步地解释说明，粘接剂可以是聚氨酯类树脂或聚酯类树脂材料，可以通过射线固化或热固化或反应型固化，也可以是油墨或涂料，还可以加入常用的硬化剂、抗静电剂以及紫外吸收剂等添加剂，以防止粘接剂在长时间使用后被降解。散射剂是包含有散射粒子和稀释剂的材料，其中散射粒子可以是二氧化硅、氧化钛、云母、硫酸钡、氯化钡等固态颗粒物材料，这些粒子可以是球形的，椭球形的，棱形的或多面体形的，通过粒子上的多个微小的表面散射光线，改变了光线的传播路径，实现调节光线出射角度和成像的目的。

作为进一步地补充说明，本发明实施例中的粘接剂和散射剂均不会与化学溶液如酸或碱反应，所以由粘结剂和散射剂形成的扩散成像层也是不会与化学溶液反应，因此，在反射投影光线的面上的金属反射层外侧制作的扩散成像层既起到了调节视角和成像的目的，又能够很好的保护该面的金属反射层不与化学溶液反应而完整的保留下来。

作为进一步地解释说明，由于光学微结构的各个面，都是使用精密模具制作，各面的尺寸精度可达到亚微米级，当限定了反射投影光线的面的规格后，该面上制作的扩散成像层的范围也被精确限定，进而精确地限定了光学微结构上能够成像的范围，所以该方法能够极大地提升光学投影屏幕的制作精度。

如图2所示为光学微结构层上制作扩散成像层的示意图。如图2a所示，光学结构层由若干截面形状为三角形光学微结构201构成，使用网纹辊40在三角形光学微结构201上的反射投影光线的面203上涂布扩散成像层207。如图2b所示，光学结构层由若干截面形状为四边形光学微结构202构成，使用网纹辊40在四边形光学微结构202上的反射投影光线的面203上涂布扩散成像层207。从图2a可以看出使用网纹辊40在三角形光学微结构201上的反射投影光线的面203上涂布的各扩散成像层207的宽度L是不一致的，各扩散成像层207的宽度L是网纹辊40能够接触到反射投影光线的面203的尺寸范围，它是会受到网纹辊40的压力、反射投影光线的面203的宽度和三角形光学微结构201的齿形高度、材料弹性等多重因素的影响，因此三角形光学微结构201在制作扩散成像层207时，很难保证制作出的各层参数与设计者设计的参数完全一致。从图2b可以看出，网纹辊40在涂布制作扩散成像层207时，只能接触到四边形光学微结构202上的反射投影光线的面203的，因此，只需要唯一确定四边形光学微结构202上反射投影光线的面203的尺寸范围，即确定后续制作扩散成像层207在各个四边形光学微结构202上的尺寸范围L。因此，将光学微结构的截面形状设计成四边形能够有效降低光学投影屏幕的制作难度，并能够精准定位扩散成像层207的范围，极大的提升各层的制作精度。

S4、化学反应溶解金属反射层：使用化学溶液将光学微结构上除反射投影光线的面以外的其它面上的金属反射层溶解去除；光学微结构上除反射投影光线的面外，其它的面都不能够起到调节观看视场和成像的作用，相反地，需要它们将环境光线透过，使环境光线被光学微结构内部吸收，减少环境光线对投影机光线的干扰，进而起到提升光学投影屏幕的对比度的作用。因此光学微结构上的其它面不需要金属反射层，所以需要将这些面上的金属反射层溶解去除。

因此由步骤S3和步骤S4的结合，既能够精确去除光学微结构上其它面的金属反射层，又能够使光学微结构上反射投影光线的面上的金属反射层不被溶解去除，所以使用该方法极大地降低了光学投影屏幕的制作难度。

进一步地，化学溶液可以是酸性溶液，比如硫酸、盐酸、硝酸、王水、磷酸、氢氟酸等，也可以是碱性溶液，比如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂等，当然还可以是其它化学溶解，可以根据扩散成像层、金属反射层本身材料性质的不同和人身安全的考虑，选择不同的化学溶液，用量以能够将金属反射层溶解为宜。另外，化学溶液应选择不与扩散成像层材料、基材和光学微结构使用的材料反应的化学材料，以避免在反应溶解金属反射层时对光学投影屏幕的其它部分造成破坏。

S5、清洗、烘干和存储光学投影屏幕：将经过步骤S4处理后的光学投影屏幕胚料清洗干净，烘干后存储，即制作完成光学投影屏幕。使用化学溶液去除金属反射层后，光学投影屏幕上还会残留这些化学物质，可以使用清洁剂或去离子水或清水将这些残留化学物质清洗干净后，再放入恒温室内烘干。可以根据需要的光学投影屏幕的显示尺寸，将光学投影屏幕裁切成各种规格，装箱存储。

在本发明实施例中，在步骤S1、制作光学投影屏幕胚料之前，还包括步骤S0、制作具有光学微结构的模具，步骤S0包括以下子步骤：

S01、确定位置关系：设定投影机、光学投影屏幕和观看者三者的相对位置关系；投影机与光学投影屏幕的位置分为投影机与光学投影屏幕的水平距离和垂直距离，水平距离可以用投射比来表征，垂直距离可以用偏轴度来表征，其水平距离和垂直距离唯一确定投影机的位置，也能确定投影光线的入射角度范围。观看者的位置分为观看者与光学投影屏幕的距离和观看者的水平视场范围，它们共同决定了通过光学微结构反射后出射的图像光线的方向。因此投影机、光学投影屏幕和观看者三者就共同决定了光学投影屏幕上的光学微结构的反射投影光线的面与光学投影屏幕幕面的夹角范围，以及反射投影光线的面的尺寸范围。

S02、设定光学投影屏幕上的光学微结构阵列的外观形状，以及光学微结构的截面形状、节距、高度和脱模角。光学微结构阵列的外形可以是直线形的光学微结构阵列，也可以是圆弧形的光学微结构阵列，还可以是椭圆形的光学微结构阵列等形状。

作为进一步地解释说明，当光学微结构阵列的外形是直线形时，设定经光学微结构反射的投影光线平行于水平方向出射；当光学微结构阵列的外形是圆弧形或椭圆形或抛物线形时，设定经光学微结构反射的投影光线平行于水平方向或者汇聚于水平方向上的一点出射。由于此时光学微结构阵列的外观形状不同，即使在出射光线方向相同的情况下，每一种光学微结构上的反射投影光线的面与光学投影屏幕平面的夹角都不相同。所以根据光学微结构阵列的外观形状和出射光线的位置的不同，可以延伸出各种功能参数不同的光学投影屏幕，但是都可以使用本发明的技术方案进行制作。

进一步地，完成光学微结构阵列外观形状的设定后，需要确定阵列中光学微结构的截面形状，比如三角形、梯形或其它多边形等，但是由于截面形状为三角形的微结构，在后续制作扩散成像层工序中，无法精确定位扩散成像层在反射投影机光线的面上的范围，会造成各光学微结构上制作的扩散成像层的尺寸范围不一致，影响图像质量，所以本发明优选光学微结构的截面形状为四边形。

如图3所示为本发明实施例的光学结构层的结构示意图，以光学结构层20由若干截面形状为四边形光学微结构构成为例进行说明。光学结构层20由若干截面形状为四边形光学微结构构成，则光学结构层20中相邻两个四边形光学微结构之间的节距为P，即每个四边形光学微结构的齿形宽度；四边形光学微结构的齿形高度为h；四边形光学微结构的脱模角为r；四边形光学微结构上反射投影光线的面与光学投影屏幕幕平面的夹角为θ。

作为进一步地补充说明，相邻两个四边形光学微结构之间的节距P，直接影响光学微结构层20的加工难度和光学投影屏幕的图像显示分辨效果，一般节距P越小，光学投影屏幕的分辨效果越好，但是光学微结构层的加工难度越高，所以设计中既要保证图像分辨效果又要减轻加工难度，因此，优选光学微结构的节距为50μm~200μm。四边形光学微结构的齿形高度h是指四边形光学微结构形的最高点与齿底面的距离，从另一方面来说，无论光学微结构的截面形状如何，都可以找到一个最高点，也就能够确定出光学微结构齿形高度，本实施例中四边形光学微结构齿形高度优选40μm～100μm。四边形光学微结构的脱模角r是四边形光学微结构上除反射投影机光线的面以外的其它面与投影屏幕幕平面的法线的夹角，脱模角r的设置是为了便于在制作光学微结构层过程中，模具与基材之间能够快速分离的在光学微结构齿形上设定的工艺加工角度，实际制作中优选大于等于5°。

作为进一步地解释说明，当光学微结构层20由若干截面形状为三角形光学微结构构成时，同样地，具有以下参数：光学结构层20中相邻两个三角形形光学微结构之间的节距P，即每个三角形光学微结构的齿形宽度；三角形光学微结构的齿形高度为h；三角形光学微结构的脱模角r；三角形光学微结构上反射投影光线的面与光学投影屏幕幕平面的夹角θ；以上参数的优选值参照光学微结构层20由若干截面形状为四边形光学微结构构成时的值。

S03、计算出光学微结构上的反射投影机光线的面与光学投影屏幕幕平面的夹角θ，完成光学微结构的参数设计；

S04、将光学微结构层的参数导入数控机床，通过机床加工出具有光学微结构的模具。

进一步地，有时为了使光学微结构层上的一面或多面变得粗糙，以增强光学微结构自身扩散光线的能力，可以对模具进行粗糙化处理或者对投影屏幕胚料进行粗糙化处理，本方案优选对模具进行粗糙化处理，所以只需要在步骤S04中增加如下步骤：

S041、对具有光学微结构的模具进行刻蚀或喷砂处理，使所述模具上的所述光学微结构的各面粗糙化；

S042、清洗干净粗糙化处理后的模具，烘干，真空密封存储。

通过对模具的粗糙化处理，可以进一步地使得光学微结构层20上的反射投影光线的面为粗糙面，如图4所示为本发明实施例的光学微结构层上设置粗糙面的结构示意图，以光学结构层20由若干截面形状为四边形光学微结构构成为例，在四边形光学微结构反射投影光线的面上设置粗糙面205，粗糙面205可以有效地扩散投影机入射的光线，起到增大观看视场的作用。进一步地，还可以对四边形光学微结构的其它面进行粗糙化处理，即可以设置四边形光学微结构的其它面为粗糙面，也可以对环境光线进行散射，减弱环境光线对投影机入射光线的影响，起到提升光学投影屏幕对比度的作用。

通过上述制作方法制作得到的本发明实施例的光学投影屏幕，如图5所示为本发明实施例的光学投影屏幕的截面结构示意图。从图5可以看出，光学投影屏幕10包括沿光学投影屏幕厚度方向的基材层30、光学微结构层20、光学微结构层20上的粗糙面205、金属反射层206和扩散成像层207，光学微结构层20由若干光学微结构构成。从图5a可知，光学微结构的各面是直线型的，粗糙面205位于反射投影光线的面上，金属反射层206位于粗糙面上，扩散成像层207位于金属反射层206的外侧，这种结构形式的各层突出光学微结构的反射投影光线的面的表面，光线可以直接在凸起的表面进行散射呈现，可以有效的扩散投影光线，增大光学投影屏幕的观看视场。从图5可知，光学微结构的反射投影光线的面203是弧形凹陷的，粗糙面205也是位于直线形的反射投影机光线的面上，金属反射层206位于粗糙面205的面上，扩散成像层207位于金属反射层的外侧，这种结构形式的各层刚好填平光学微结构的反射投影光线的面，因此可以提高光学微结构的平面度，又能够增加光学微结构对光线的汇聚能力，从而使光学投影屏幕可以显示具有高峰值增益的图像。

作为本实施例的进一步优化，如图6所示为本发明实施例的另一种光学投影屏幕的截面结构示意图。在图5a所示的光学投影屏幕的各层基础上，还包括填充层208和保护层209，填充层208用于粘接保护层209和光学微结构层20，保护层209的表面还可以设置成粗糙面，以进一步散射投影光线，增加投影光线入射到光学投影屏幕内部，同时粗糙面具有较强的硬度，能够防止光学投影屏幕内部的光学微结构层及各功能层被刮伤，可以在各种环境下使用。

在发明本实施例中，步骤S1中使用具有光学微结构的模具在基材上制作光学微结构的具体实现方法包括但不限于以下几种：

第一种实现方法为：通过加热的模具与基材压合，冷却后即在基材上形成所述光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色材料与树脂材料均匀混合，制备成液态的黑色吸光树脂材料；

S12、使用模辊涂布机在基材上涂布一层黑色吸光树脂材料；在该层黑色树脂材料固化后即作为形成光学微结构齿形的基底材料；

S13、使用加热的模具在黑色吸光树脂材料上压合，冷却后，使基材上形成光学微结构。加热的模具使黑色吸光树脂材料层溶解，并填充到模具表面的光学微结构齿形沟槽内，待冷却固化后，黑色吸光树脂材料与模具分离，模具表面的光学微结构齿形就被复制到基材表面的黑色吸光树脂材料上，即制作成光学微结构。

第二种实现方法为：通过模具、液态的黑色吸光树脂材料与基材流延压合，即在基材上形成光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色的材料与树脂材料均匀混合，制备黑色吸光树脂材料；

S12、使用流延设备将模具、黑色吸光树脂材料和基材流延复合，待黑色吸光树脂材料固化后，就在模具和基材之间形成一层黑色吸光树脂材料层，并且模具表面的光学微结构也复制在该黑色吸光树脂材料层上，即制作完成光学微结构。

第三种实现方法为：通过模具将液态的黑色吸光树脂材料涂布在基材上，即在基材上形成所述光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色的材料与树脂材料均匀混合，制备黑色吸光树脂材料；

S12、使用模辊涂布设备在基材上涂布制作光学微结构。通过将液态的黑色吸光树脂材料加入到辊筒模具表面，使基材部分包裹到辊筒模具，基材受牵引力移动，辊筒模具转动，辊筒模具上的光学微结构就被复制涂布到基材表面，该方法可以实现卷对卷的连续化生产，极大地提升光学微结构的生产效率。

作为进一步地补充说明，步骤S1中使用具有光学微结构的模具在基材上制作光学微结构的具体实现方法中涉及的黑色材料包括炭黑、铜铬黑、碳、石墨、黑色氧化铁、苯胺系黑色染料和苯胺黑系黑色染料等能够吸收光线的材料；树脂材料为聚氨酯类树脂或聚酯类树脂，可以通过射线固化或热固化或反应型固化。为了防止制作的光学微结构降解，还可以加入硬化剂、抗静电剂、脱模剂以及紫外光吸收剂等作为添加剂。

在发明本实施例中，步骤S3的具体实现方法为：使用丝网印刷或网纹辊涂布或喷涂的方法在光学微结构上的反射投影光线的面上的金属反射层外侧制作一层扩散成像层；包括以下子步骤：

S31、制备含有散射粒子的油墨或涂料；

S32、使用丝网印刷设备或网纹辊涂布设备或喷涂设备将油墨或涂料制作在反射投影机光线的面上的金属反射层外侧，形成扩散成像层。

作为进一步地补充说明，本发明实施例中的模具可以是平板模具，也可以是辊筒模具。其中平板模具可以是直接在硬质的平板上使用车床加工出光学微结构，也可以是将光学微结构粘贴在硬质的平板上形成模具。

作为进一步地补充说明，辊筒模具又包括圆柱形辊筒模具和圆锥形辊筒模具，也可以是直接使用车床在胚辊表面加工出光学微结构，形成模具；还可以是将光学微结构粘贴到坯辊上，形成模具。

作为进一步地解释说明，本发明实施中的基材材质可以是以下材料中至少一种，包括但不限于：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、流延聚丙烯、双向拉伸聚丙烯薄、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、玻璃、亚克力、陶瓷。基材可以是透光的，也可以是不透光的，可以是硬质的平板，也可以是柔性可卷曲的。还可以是多层板如碳纤维板、蜂窝板、铝塑复合板、铁塑复合板等；也可以是布料、皮革等。

综上所述，本发明通过在光学微结构上先镀制金属反射层，再制作扩散成像层，再将外露的金属反射层用酸或碱性溶剂反应去除的方法制作光学投影屏幕，简化了光学投影屏幕的制作难度，提升了光学投影屏幕的生产效率和制作精度，具有非常大的应用价值，值得应用推广。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制作光学投影屏幕胚料：使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，形成光学投影屏幕胚料；

S2、 真空镀制金属反射层：使用真空镀膜设备在所述光学投影屏幕胚料上的所述光学微结构上镀制金属反射层；

S3、制作扩散成像层：在所述光学微结构上的反射投影光线的面上的所述金属反射层外侧制作一层扩散成像层；

S4、化学反应溶解反射层：使用化学溶液将所述光学微结构上除反射投影光线的面以外的其它面上的所述金属反射层溶解去除；

S5、清洗、烘干和存储光学投影屏幕：将经上述步骤处理后的所述光学投影屏幕胚料清洗干净，烘干后存储，即制作完成所述光学投影屏幕。

2.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，制作所述光学投影屏幕胚料前还包括步骤S0、制作具有光学微结构的模具，包括以下子步骤：

S01、设定投影机、光学投影屏幕和观看者三者的相对位置关系；

S02、设定光学微结构阵列的外观形状，以及所述光学微结构的截面形状、节距、高度和脱模角；

S03、计算出所述光学微结构上的反射投影光线的面与所述光学投影屏幕幕平面的夹角，完成所述光学微结构的参数设计；

S04、将所述光学微结构的参数导入数控机床，通过所述数控机床加工出具有所述光学微结构的模具。

3.根据权利要求2所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，所述步骤S04还包括以下步骤：

S041、对具有光学微结构的所述模具进行刻蚀或喷砂处理，使所述模具上的所述光学微结构的各面粗糙化；

S042、清洗干净粗糙化后的所述模具，烘干，真空密封存储。

4.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色材料与树脂材料均匀混合，制备成液态的黑色吸光树脂材料；

S12、使用模辊涂布机在所述基材上涂布所述黑色吸光树脂材料；

S13、加热所述模具在所述黑色吸光树脂材料上压合，冷却后，所述基材上形成光学微结构。

5.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色材料与树脂材料均匀混合，制备成液态的黑色吸光树脂材料；

S12、使用流延设备将所述模具、所述黑色吸光树脂材料和基材流延复合，在所述基材上形成光学微结构。

6.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中使用具有光学微结构的模具在基材上制作出光学微结构，包括以下子步骤：

S11、将黑色材料与树脂材料均匀混合，制备成液态的黑色吸光树脂材料；

S12、使用模辊涂布设备在所述基材上涂布所述黑色吸光树脂材料，在所述基材上形成光学微结构。

7.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，步骤S3包括以下子步骤：

S31、制备含有散射粒子的油墨或涂料；

S32、使用丝网印刷设备或网纹辊涂布设备或喷涂设备将所述油墨或所述涂料制作在所述光学微结构上的反射投影机光线的面上的所述金属反射层外侧，形成扩散成像层。

8.根据权利要求4~6中任一所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，所述黑色材料为炭黑、铜铬黑、碳、石墨、黑色氧化铁、苯胺系黑色染料或苯胺黑系黑色染料；所述树脂材料为聚氨酯类树脂或聚酯类树脂。

9.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，所述模具为平板模具或者辊筒模具。

10.根据权利要求1所述的一种光学投影屏幕的制作方法，其特征在于，所述基材材质为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、流延聚丙烯、双向拉伸聚丙烯薄、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、玻璃、亚克力或陶瓷中至少一种。

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