CN114660883A - 一种抗环境光激光电视屏幕及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光电视领域，具体涉及一种激光电视屏幕，特别涉及一种抗环境光激光电视屏幕及其制备方法。为了解决现有激光电视屏幕环境光遮蔽率低的问题，本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕及其制备方法。所述屏幕从上到下依次包括扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层，所述滤光层包括纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域；所述纳米矩形方块化透光区域为滤光层的下层，所述纳米球体吸光区域在矩形方块化透光区域内，在纳米矩形方块化透光区域之上。本发明提供的激光电视屏幕的环境光遮蔽率达到93％以上。

Description

一种抗环境光激光电视屏幕及其制备方法
技术领域
本发明涉及激光电视领域，具体涉及一种激光电视屏幕，特别涉及一种抗环境光激光电视屏幕及其制备方法。
背景技术
激光电视是采用激光作为显示光源，配备专用光学屏幕和音响设备，可接收广播电视节目或互联网电视节目的投影显示设备。
激光具有很高的强度，能够满足高亮度显示系统的需求，激光具有及其良好的方向性，在扫描式显示系统中可以实现很高的分辨率，激光光谱为线谱线，色彩分辨率高，色彩饱和度高。激光光源具有亮度高、方向性好、单色性好三大特点，用于显示是实现高保真图像再现的基础。
激光电视的显示原理是光的反射，利用菲涅尔微结构的光学屏幕将入射激光源区域性定向反射到观看者的视觉区域。然而，正是由于采用的光的反射原理，不可避免的会对环境光产生相同效用的反射，比如吊顶的日光灯、窗户外的环境光、室内其它方向的杂散光都会投射激光电视屏幕，经过屏幕中菲涅尔棱镜的定向整合后，反射到观看者的视觉区域，最终导致本应该显示的激光源讯息收到环境光的影响，使得显示白色场景的画面变得黄白或煞白失真、黑色场景的画面显得灰黑或灰白失真，画面对比度降低，影响消费者的画质观看体验。
目前市场上的抗光激光电视屏幕，采用的技术手段是在屏幕中间设置一定厚度的颜色层，颜色为黑灰色，使得入射到激光电视屏幕中的环境光在颜色层时被黑灰色不反光特性进行吸收和散射，减弱环境光对入射激光源的影响，但是此种方式存在的主要问题有两点，一种是当环境光照射到屏幕表面时，不可避免的有一部分光会在屏幕表面发生散射反射到达观看者区域，从而与反射回的激光源混合影响观看体验。另一点是当环境光入射到屏幕的颜色层后，颜色层对于环境光的吸收效率不够(如果颜色层的黑灰色太暗，则会对激光源进行吸收，导致整体显示亮度降低，影响观看体验)，有很大一部分环境光透过颜色层到达菲涅棱镜层，再经定向反射后最终跟激光源一起反射出屏幕到达观看者的视觉区域，导致显示画质模糊，对比度低，画面失真等问题。
发明内容
为了解决现有激光电视屏幕环境光遮蔽率低的问题，本法明提供一种抗环境光激光电视屏幕及其制备方法。本发明提供的激光电视屏幕的环境光遮蔽率达到93％以上。
为了解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括诱光层、粘合层、扩散层、普通滤光层、棱镜层、和反射层。前述技术方案包括实施例1-9。
进一步的，所述诱光层从上到下依次包括诱光结构和高分子薄膜。
进一步的，所述的诱光结构包括若干诱光三棱柱棱镜和若干捕光凹透镜阵列。
进一步的，所述捕光凹透镜阵列为诱光结构中的下层结构，一个捕光凹透镜是一个俯视平面形状为顶点有三角形缺口的正六边形、正六边形六个顶点被诱光结构中的诱光三棱柱棱镜占据；所述诱光三棱柱棱镜结构平行于屏幕法线方向。
进一步的，所述扩散层由光散射层和基材层组成；所述光散射层中含有微米级粒子，所述光散射层的表面具有凹凸表面区域。
进一步的，所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子；所述滤光层包括油墨体系光固化胶和纳米炭黑。所述滤光层中，纳米炭黑的含量为0.03-3wt％。
进一步的，所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构；所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成。
进一步的，本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括诱光层、粘合层、扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。所述诱光层从上到下依次包括诱光结构和高分子薄膜。所述的诱光结构包含两组光学单元，一组是沿平行屏幕法线方向分布的诱光三棱柱棱镜阵列，一组是和屏幕法线方向垂直与诱光柱相连接的捕光凹透镜阵列。所述诱光结构的厚度范围为50-800nm。所述高分子薄膜的厚度范围为25-250μm。所述诱光层中捕光凹透镜阵列为诱光结构中的下层结构，一个捕光凹透镜是一个俯视平面形状为顶点有三角形缺口的正六边形、正六边形六个顶点被诱光结构中的诱光三棱柱棱镜占据。所述诱光层中的捕光凹透镜的外缘基本为正六边形。所述诱光层中的捕光凹透镜的边长指正六边形的一个边的边长，所述诱光层中的捕光凹透镜的边长范围是100-600nm，所述诱光层中的捕光凹透镜的深度范围是10-100nm。所述诱光层中的诱光三棱柱棱镜结构阵列是平行于屏幕法线方向，坐落于捕光凹透镜正六边形六个顶点缺口处的诱光三棱柱棱镜阵列。所述诱光三棱镜透镜的上下面为三边形。所述诱光三棱柱棱镜上下底面为三边形，所述每个诱光三棱柱棱镜上下底面的三边形相同，所述三边形中最长边的长度范围为20-100nm，最短边的长度范围为10-60nm。所述诱光三棱柱棱镜的高度范围为10-250nm。所述扩散层由光散射层和基材层组成。所述光散射层中对射入光线充分散射的光学功能区域分为两种，一种是微米级粒子区域，另一种凹凸表面区域。所述微米级粒子的粒径范围是1-50μm。所述扩散层的厚度范围为75-300μm。所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。所述普通滤光层包括油墨体系光固化胶和纳米炭黑。所述普通滤光层的厚度范围为5-80μm。所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构，所述的棱镜层的厚度范围为30-100μm。所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成，所述的反射层的厚度范围为0.5-50μm。
第二方面，本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。前述技术方案包括实施例11-19。
进一步的，所述扩散层自上到下依次包括光散射层和基材层；所述光散射层包含微米级粒子，所述光散射层的表面具有凹凸结构表面；所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。
进一步的，所述滤光层包括纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域；所述纳米矩形方块化透光区域为滤光层的下层，所述纳米球体吸光区域在矩形方块化透光区域内，在纳米矩形方块化透光区域之上。
进一步的，所述纳米矩形方块透光区域的长度范围为60-200nm，宽度范围为40-100nm，高度范围为10-25nm；所述纳米球体吸光区域的直径范围为1-10nm。
进一步的，所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构，所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成。
进一步的，本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。所述扩散层自上到下依次包括光散射层和基材层。所述光散射层中对射入光线充分散射的光学功能区域分为两种，一种是微米级粒子区域，另一种是光散射层的凹凸表面。所述微米级粒子的粒径范围是1-50μm。所述扩散层的厚度范围为75-300μm。所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。所述滤光层包括纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域。所述纳米矩形方块化透光区域为滤光层的下层，所述纳米球体吸光区域在矩形方块化透光区域内，在纳米矩形方块化透光区域之上。所述滤光层的厚度范围为80-350nm。纳米矩形方块透光区域的长度范围为60-200nm，宽度范围为40-100nm，高度范围为10-25nm。所述纳米球体吸光区域的直径范围为1-10nm。所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构，所述的棱镜层的厚度范围为30-100μm。所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成，所述的反射层的厚度范围为0.5-50μm。
第三方面，本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括诱光层、粘合层、扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。前述技术方案包括实施例21-29。
进一步的，本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括诱光层、粘合层、扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。所述诱光层包括诱光结构和高分子薄膜。所述的诱光结构包含两组光学单元，一组是沿平行屏幕法线方向分布的诱光三棱柱棱镜阵列，一组是和屏幕法线方向垂直与诱光三棱柱棱镜(简称诱光柱)相连接的捕光凹透镜阵列。所述诱光结构的厚度范围为50-800nm。所述高分子薄膜的厚度范围为25-250μm。所述诱光层中捕光凹透镜阵列为诱光结构中的下层结构，一个捕光凹透镜是一个俯视平面形状为顶点有三角形缺口的正六边形、正六边形六个顶点被诱光结构中的诱光三棱柱棱镜占据。所述诱光层中的捕光凹透镜的外缘基本为正六边形。所述诱光层中的捕光凹透镜的边长指正六边形的一个边的边长，所述诱光层中的捕光凹透镜的边长范围是100-600nm，所述诱光层中的捕光凹透镜的深度范围是10-100nm。所述诱光层中的诱光三棱柱棱镜结构阵列是平行与屏幕法线方向，坐落于捕光凹透镜正六边形六个顶点缺口处的诱光三棱柱棱镜阵列。所述诱光三棱镜透镜的上下面为三边形。所述诱光三棱柱棱镜上下底面为三边形，所述每个诱光三棱柱棱镜上下底面的三边形相同，所述三边形中最长边的长度范围为20-100nm，最短边的长度范围为10-60nm。所述诱光三棱柱棱镜的高度范围为10-250nm。所述扩散层由光散射层和基材层组成。所述光散射层中对射入光线充分散射的光学功能区域分为两种，一种是微米级粒子区域，另一种是光散射层的凹凸表面。所述微米级粒子的粒径范围是1-50μm。所述扩散层的厚度范围为75-300μm。所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。所述滤光层由纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域组成。所述纳米矩形方块化透光区域为滤光层的下层，所述纳米球体吸光区域在矩形方块化透光区域内，在纳米矩形方块化透光区域之上。所述滤光层的厚度范围为80-350nm。纳米矩形方块透光区域的长度范围为60-200nm，宽度范围为40-100nm，高度范围为10-25nm。所述纳米球体吸光区域的直径范围为1-10nm。所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构，所述的棱镜层的厚度范围为30-100μm。所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成，所述的反射层的厚度范围为0.5-50μm。
进一步的，本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述的屏幕从上到下依次由诱光层、粘合层、扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层组成。
进一步的，所述屏幕包括六层，从上到下依次为将不同方向照射到屏幕表面的环境光进行诱捕的诱光层，将诱光层和扩散层粘合起来的粘合层，将经诱光层过粘合层导入的激光源和环境光进行匀光的扩散层，过滤大部分环境光的滤光层，使入射激光源定向传输的棱镜层，使从棱镜层折射出的激光源发生反射的反射层。
进一步的，所述诱光层由诱光结构和高分子薄膜复合而成。所述诱光层分为上、下表面，上表面为诱光结构面向观看者，下表面为高分子薄膜。所述诱光层中的诱光结构是特定光学结构设计的光学微结构功能层，微结构直接面向观看者，所述诱光结构的材质为丙烯酸类光固化树脂，所述诱光结构成型在高分子薄膜的一个表面上，而高分子薄膜的另一个表面与本发明所述激光屏幕的粘合层的上表面相连接。
进一步的，诱光层的主要作用有两部分，一部分是将主要在光源激光源扫描照射到屏幕表面时，使激光源由于表面的不必要散射或折射损失的光源绝大多数都能顺利的诱导进入激光屏幕的后面功能层。另一部分是诱光层的诱光结构可以将四面八方照射到屏幕表面的大部分环境光进行诱导，使四面八方照射到屏幕表面的光投射进入到屏幕后端功能层，从而降低环境光在激光屏幕表面的直接反射对画质的影响。
进一步的，诱光层中的诱光结构由丙烯酸体系的UV光固化树脂原料成型，是结构化光学功能层，所述的诱光结构包含两组光学单元，一组是沿平行屏幕法线方向分布的诱光三棱柱棱镜阵列，一组是和屏幕法线方向垂直与诱光柱相连接的捕光凹透镜阵列。
进一步的，所述诱光层中的诱光结构的树脂成型原料，由主树脂、粘度稀释树脂、光引发剂、流平助剂组成。
进一步的，所述诱光结构的厚度范围为50-800nm。
进一步的，所述诱光结构的厚度范围为100-600nm。
更进一步的，所述诱光结构的厚度范围为200-450nm。
所述诱光结构的厚度为捕光凹透镜的深度与诱光三棱柱棱镜的高度的和。
进一步的，所述诱光层中的高分子薄膜选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS)、苯乙烯(PS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚偏氟乙烯(PVDF)当中的一种。
进一步的，所述诱光层中的高分子薄膜选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物当中的一种。
更进一步的，所述诱光层中的高分子薄膜选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯当中的一种。
进一步的，所述高分子薄膜的厚度范围为25-250μm。
进一步的，所述高分子薄膜的厚度范围为50-200μm。
进一步的，所述高分子薄膜的厚度范围为75-150μm。
进一步的，所述诱光层中捕光凹透镜阵列为诱光结构中的下层结构，一个捕光凹透镜是一个俯视平面形状为顶点有三角形缺口的正六边形、正六边形六个顶点被诱光结构中的诱光三棱柱棱镜占据，且捕光凹透镜阵列是垂直俯视平面方向的立体形状为凹弧面的凹形透镜阵列。
进一步的，所述诱光层中的捕光凹透镜的主要作用是利用弧形凹面结构对来自诱光三棱柱棱镜的环境光及扫射到其表面的激光光源进行折射捕捉，并传输到激光屏幕的后面功能层(扩散层)。
进一步的，所述诱光层中的捕光凹透镜的外缘基本为正六边形。所述诱光层中的捕光凹透镜的边长指正六边形的一个边的边长。
进一步的，所述诱光层中的捕光凹透镜的边长范围是100-600nm。
进一步的，所述诱光层中的捕光凹透镜的边长范围是150-500nm。
更进一步的，所述诱光层中的捕光凹透镜的边长范围是250-450nm。
所述诱光层中的捕光凹透镜的深度指凹透镜的中心点的垂直深度。
进一步的，所述诱光层中的捕光凹透镜的深度范围是10-100nm。
进一步的，所述诱光层中的捕光凹透镜的深度范围是20-80nm。
更进一步的，所述诱光层中的捕光凹透镜的深度范围是40-60nm。
进一步的，所述诱光层中的诱光三棱柱棱镜结构阵列是平行与屏幕法线方向，坐落于捕光凹透镜正六边形六个顶点缺口处的诱光三棱柱棱镜阵列。所述诱光三棱镜透镜的上下面为三边形(即三角形)，一般为正三边形(即正三角形)时诱光三棱柱棱镜的光效更好。
进一步的，所述诱光三棱柱棱镜阵列结构的主要作用是将大部分各方向来的环境光诱导经诱光三棱柱棱镜内部直接进入屏幕后面光学功能层或者诱导到捕光凹透镜后进入屏幕后面光学功能层，减少光线的表面反射导致的环境光混杂反射到观察者可视区域。
进一步的，所述诱光三棱柱棱镜上下底面为三边形，所述每个诱光三棱柱棱镜上下底面的三边形相同，所述三边形中最长边的长度范围为20-100nm，最短边的长度范围为10-60nm。
进一步的，所述三边形中最长边的长度范围为25-80nm，最短边的长度范围为15-50nm。
更进一步，所述三边形中最长边的长度范围30-60nm，最短边的长度范围为20-40nm。
进一步的，所述诱光三棱柱棱镜的高度范围为10-250nm。
进一步的，所述诱光三棱柱棱镜的高度范围为55-200nm。
更进一步的，所述诱光三棱柱棱镜的高度范围为70-150nm。
进一步的，所述粘合层的材质为一层透明OCA双面胶，一般成分为丙烯酸树脂体系，市场上一般光学级的透明OCA双面胶就可满足本发明所涉及屏幕的光学要求。
进一步的，粘合层的主要作用是在不影响诱光层和扩散层光学性能的前提下，将诱光层和扩散层粘结起来。
进一步的，所述粘合层的厚度范围为5-100μm。
进一步的，所述粘合层的厚度范围为25-80μm。
更进一步的，所述粘合层的厚度范围为30-50μm。
进一步的，所述扩散层由光散射层和基材层组成。上表面为光散射层(也为光散射层的上表面)，在激光屏幕中与粘合层连接。下表面为基材层(也为基材层的下表面)，与滤光层连接。所述光散射层下表面成型在基材层的上表面上。
进一步的，所述扩散层的光散射层的主要作用是将经由诱光层和粘合层射入的光线进行充分散射。
进一步的，所述扩散层的厚度范围为75-300μm。
进一步的，所述扩散层的厚度范围为100-250μm。
更进一步的，所述扩散层的厚度范围为150-200μm。
进一步的，所述扩散层的光散射层由双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子混合液制备形成，所述光散射层中对射入光线充分散射的光学功能区域分为两种，一种是微米级粒子区域，另一种是扩散层的凹凸表面。
进一步的，所述微米级粒子区域对于射入光的散射作用主要是利用球状透镜原理，射入光线在粒子表面进行散射、折射，从而以一定角度发散，达到匀光的目的。
聚氨酯胶水固化后形成的扩散层的表面凹凸不平，该凹凸不平表面相当于不规则的结构性散射结构，对于射入光的散射匀光具有非常好的帮助。
聚氨酯胶水本身由于固化过程中体系中组分收缩速率的差异形成周期性凹凸连接表面，这种周期性凹凸连接表面相当于不规则的结构性散射，由于周期性在一定范围波动，胶水体系中各组分收缩速率的差异，这种规则不定的结构散射对于射入光的散射匀光具有非常好的帮助。
进一步的，所述微米级粒子选自二氧化硅、聚硅氧烷、聚苯乙烯、或聚碳酸酯中的一种。
进一步的，所述微米级粒子的粒径范围是1-50μm。
进一步的，所述微米级粒子的粒径范围是10-40μm。
更进一步的，所述微米级粒子的粒径范围是20-35μm。
进一步的，所述双组分聚氨酯胶水体系(也称为双组分聚氨酯体系胶水)由单体1、单体2、固化剂、和催化剂组成。
进一步的，所述单体1选自聚丁烯二醇、聚丁二烯-丙烯腈共聚二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、或聚氧化丙烯-蓖麻油多元醇中的一种。
进一步的，单体2选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇-1，或6-己二醇酯二醇中的一种。
进一步的，所述固化剂选自1，6-己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、或甲苯二异氰酸酯中的一种。
进一步的，所述催化剂选自辛酸亚锡、三亚乙基二胺、或二月桂酸二丁基锡中的一种。
进一步的，所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子。按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。
进一步的，所述光散射层的原料包含30-70份的单体1、20-50份的单体2、5-15份的固化剂、0.5-3份的催化剂、和15-40份的微米级粒子。
更进一步的，所述光散射层的原料包含40-60份的单体1、25-45份的单体2、8-13份的固化剂、1-2.5份的催化剂、20-35份的微米级粒子
进一步的，所述基材层的原料与诱光层中的高分子薄膜原料相同，所述基材层与诱光层中的高分子薄膜在原料上具有相互替代性。
进一步的，所述滤光层由纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域组成。所述纳米矩形方块化透光区域为滤光层的下层，所述纳米球体吸光区域在矩形方块化透光区域内，在纳米矩形方块化透光区域之上。矩形方块即是指矩形块。
进一步的，所述滤光层的作用主要是将吸光材料纳米化，同时将吸光材料放置到纳米化的矩形方块阵列中，所述的纳米球体状吸光区域相较传统的均质涂层式吸光层在吸光有效面积上更大，对无用的弱光强的环境光具有更好的吸收效率。所述的纳米球体状吸光区域在纳米矩形方块化透光区域之内，在纳米矩形方块透光区域之上，相对于传统的均质涂层式吸光层，纳米矩形方块透光区域则存在更多的有效透光区域，所述滤光层对有效光能的透过效能则更加优异。
进一步的，所述滤光层的厚度范围为80-350nm。
进一步的，所述滤光层的厚度范围为125-300nm。
更进一步的，所述滤光层的厚度范围为180-250nm。
进一步的，所述滤光层的纳米矩形方块透光区域由双组分聚丙烯酸酯PSA胶粘剂形成。
进一步的，所述双组分聚丙烯酸酯PSA胶粘剂的原料由聚丙烯酸酯组分1、聚丙烯酸酯组分2、增粘树脂、防老剂、和交联剂组成。
进一步的，按重量份数计，双组分聚丙烯酸酯PSA胶粘剂由10-50份的聚丙烯酸酯组分1、20-60份的聚丙烯酸酯组分2、1-20份的增粘树脂、0.1-5份的防老剂、和1-25份的交联剂组成。
进一步的，双组分聚丙烯酸酯PSA胶粘剂由15-40份的聚丙烯酸酯组分1、25-50份的聚丙烯酸酯组分2、3-18份的增粘树脂、0.5-4份的防老剂、和5-20份的交联剂组成。
更进一步的，双组分聚丙烯酸酯PSA胶粘剂由20-35份的聚丙烯酸酯单体1、30-45份的聚丙烯酸酯单体2、5-12份的增粘树脂、1-3份的防老剂、8-15份的交联剂组成。
进一步的，所述聚丙烯酸酯组分1选自聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸-2-乙基己酯、聚丙烯酸甲酯、或聚丙烯酸羟乙酯中的一种。
进一步的，所述聚丙烯酸酯组分2选自聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸羟丙酯、聚甲基丙烯酸异辛酯、或聚甲基丙烯酸正丁酯中的一种。
进一步的，所述增粘树脂选自氢化松香辛酯、松香甲酯、全氢化松香季戊四醇酯、或二聚松香甘油酯中的一种。
进一步的，所述防老剂选自2，5-二叔丁基对苯二酚、苯乙烯化苯酚、或2，6-二叔丁基对乙苯酚中的一种。
进一步的，所述交联剂选自六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、或甲苯二异氰酸酯中的一种。
进一步的，纳米矩形方块透光区域的长度范围为60-200nm，宽度范围为40-100nm，高度范围为10-25nm。
进一步的，纳米矩形方块透光区域的长度范围为80-180nm，宽度范围为50-90nm，高度范围为12-22nm。
更进一步的，纳米矩形方块透光区域的长度范围为80-150nm，宽度范围为60-70nm，高度范围为15-18nm。
进一步的，所述纳米球体吸光区域由油墨体系光固化胶和纳米炭黑混合后固化成球体后制成。所述纳米球体为吸光区域。
所述纳米炭黑为填料成分高清纳米炭黑。
进一步的，所述单个纳米球体吸光区域的直径范围为1-10nm。
进一步的，所述纳米球体吸光区域的直径范围为2-8nm。
更进一步的，所述纳米球体吸光区域的直径范围为4-6nm。
进一步的，所述的油墨体系光固化胶通常由预聚体、稀释单体、光引发剂、和助剂组成。
进一步的，所述预聚体为含有碳碳不饱和双键的低分子量的丙烯酸预聚体。
进一步的，所述预聚体选自聚酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、或聚醚丙烯酸树脂，或其它含有碳碳不饱和双键的低分子量的丙烯酸预聚体。
进一步的，所述稀释单体为多官能团丙烯酸酯类单体。
进一步的，所述稀释单体选自烷氧基丙烯酸酯单体、咪唑基单丙烯酸单体、丙烯酸酯单体，或其它粘度低的多官能团丙烯酸酯类单体。
进一步的，所述光引发剂一般含有长波段类型引发剂如819和短波段类型引发剂如907或者复合波段类型引发剂如184，或其它光引发剂。
进一步的，所述助剂一般包括稳定剂、流平剂、消泡剂、分散剂、或其它用来改善配方体系性能的助剂中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述填料成分高清纳米炭黑选自赢创德固赛420B、巴斯夫0066K、德蓝化工DL-286901、或天一世纪化工TYT-5A中的一种。
进一步的，所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构，所述菲涅尔结构的角度设计依赖所需菲涅尔的口径以及设计节距决定，一般可根据公知的一些资料进行计算得出，本发明的棱镜层的菲涅尔结构的角度也是采用公知的方法进行棱镜的角度设计。
进一步的，所述的棱镜层的厚度范围为30-100μm。
进一步的，所述的棱镜层的厚度范围为35-80μm。
更进一步的，所述的棱镜层的厚度范围为40-60μm。
进一步的，所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成，所述的反射单元一般可选自金属铝、镍、铬薄片、有机玻璃、荧光粉，所述的涂料一般可选自紫外光固化型丙烯酸树脂、单组份聚酯树脂、或双组分聚氨酯树脂体系。
所述的反射单元分散在涂料中。
进一步的，所述的反射层的厚度范围为0.5-50μm。
进一步的，所述的反射层的厚度范围为1-30μm。
更进一步的，所述的反射层的厚度范围为5-20μm。
本发明还提供所述抗环境光激光电视屏幕的制备方法，所述方法包括下述步骤：
(1)、制备诱光层；
(2)、制备扩散层；
(3)、制备粘合层；
(4)、制备滤光层；
(5)、制备棱镜层；
(6)、制备反射层。
进一步的，所述制备诱光层时采用的方式是在高分子薄膜的上表面进行自下而上的成型方式成型捕光结构、诱光结构。
进一步的，所述诱光层的成型方式选自数码打印、3D打印、UV光固化微复制、或凸版印刷中的一种或两种。
进一步的，所述制备扩散层的方式是将双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子的混合液进行充分搅拌混合，搅拌混合可以选用电动搅拌或者磁力搅拌的方式进行。
进一步的，所述光散射层利用刮刀涂布、狭缝涂布、喷涂方式中的一种对混合液在基材层上施工成型。
进一步的，所述粘合层的制备采用面贴合的方式将诱光层的下表面和扩散层的上表面进行复合连接。
进一步的，所述滤光层的制备采用自下而上的先后成型方式进行。
进一步的，所述纳米矩形方块透光区域是在纳米矩形方阵离型纸上采用刮刀涂布、狭缝涂布、或微凹涂布方式中的一种进行成型、固化、分离而成。
进一步的，所述纳米球体吸光区域采用数码打印、3D打印、凹版印刷方式中的一种在纳米矩形方块透光区域上成型。
具体的，在矩形方阵离型纸上先成型矩形透光区域，后剥离矩形透光区域，之后在矩形透光区域上成型纳米球，最后把带有纳米球的上表面贴到扩散层的基材的下表面。之后在矩形透光区域的下表面(即滤光层的下表面)成型棱镜层。之后在棱镜层的棱镜峰的一侧成型反射层。
进一步的，制作棱镜层采用UV光固化微复制的方法成型。
进一步的，制作反射层采用喷涂成型、凹版印刷成型中的一种。
本发明提供的抗环境光激光电视屏幕，通过诱光层中的诱光结构可以将四面八方照射到屏幕表面的大部分环境光进行诱导，使四面八方照射到屏幕表面的光投射进入到屏幕后端功能层(功能层指扩散层和反射层)，从而降低环境光在激光屏幕表面的直接表面反射使过多的环境光在照射到屏幕上时就反射到观看者的视觉区域，对观看画质的影响。
在激光源和环境光经过粘合层和扩散层时，本发明的扩散层的光散射层中对射入光线充分散射的微米级粒子区域、凹凸表面可以将入射的激光源和环境光在粒子散射和结构散射双重作用下进行充分的散射，而环境光源相较于激光源本身属于光强较弱的光源，在经扩散层的光散射层散射后会更均匀的散射分布开来，从而单位环境光源强度被均匀降低分散传输到后面的滤光层。
当环境光经扩散层到达滤光层时，本发明提供的滤光层由纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域组成，所述的纳米球体状吸光区域相较传统的均质涂层式吸光层在吸光有效面积上更大，对无用的经扩散层均匀散射的单位弱光强的环境光在光波长尺度级别进行大部分的吸收，当少量环境光穿透滤光层到达棱镜层、反射层而反射后，又再次会在滤光层被纳米球体状吸光区域进行吸收，从而使最终反射出的到达观看者视觉区域的有用画质光线信息中照射到屏幕区域的无用环境光极少，大大提高观看画面品质。
与现有技术相比本发明提供的抗环境光激光电视屏幕，环境光遮蔽率可达到93％以上，较传统激光电视屏幕的抗环境光能力具有较大提升。
附图说明
图1为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的垂直剖面结构示意图；
图2为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的诱光层的俯视放大示意图；
图3为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的诱光层中诱光三棱镜和捕光凹透镜单元的截面示意图；
图4为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的诱光层的俯视放大示意图；
图5为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的诱光层的诱光三棱镜对不同方向入射光线的传输示意图；
图6为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的扩散层的平面示意图
图7为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的扩散层局部放大示意图
图8为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的滤光层平面放大示意图；
图9为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的滤光层中纳米矩形方块透光区域和纳米球体吸光区域局部放大示意图；
图10为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的棱镜层平面放大示意图。
具体实施方式
为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下：
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，有必要指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
(1)、使用BM-7亮度计进行亮度参数测量，
(2)、使用DT-1301照度计进行照度参数测量，
(3)、采用如下公式进行环境光遮蔽率计算：
β＝(1-L×π/E)×100％
式中：
β——环境光遮蔽率，以％表示；
L——亮度，单位为cd/m2；
E——照度，单位为lx。
环境光遮蔽率越高，激光电视屏幕的环境光遮蔽率能力越好。
如图1所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的垂直剖面示意图，抗环境光激光电视屏幕依次包括诱光层9，诱光层9包括诱光结构1和高分子薄膜2，粘合层3，扩散层10，扩散层10包括散射层4和基材层5，滤光层6，棱镜层7，和反射层8。
如图2所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的诱光层的俯视放大示意图，分别为捕光凹透镜阵列11、诱光三棱镜阵列12。
如图3所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的诱光层中诱光三棱镜和捕光凹透镜单元的截面示意图；分别为诱光三棱镜截面13、捕光凹透镜截面14。
如图4所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的诱光层的俯视放大示意图；分别为诱光三棱镜俯视平面15、捕光凹透镜俯视平面16。
如图5所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的诱光层的诱光三棱镜对不同方向入射光线的传输示意图；分别为沿诱光三棱镜阵列上部两边大角度射入的环境光17和19、沿诱光三棱镜阵列上部中央区域小角度射入的环境光18，沿诱光三棱镜阵列侧面大角度入射的环境光20和22，沿诱光三棱镜阵列侧边小角度入射的环境光21、诱光三棱镜立体单元23。
如图6所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的扩散层的平面示意图；分别为微米级粒子区域25、扩散层的凹凸表面结构24。
如图7所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的扩散层局部放大示意图；分别为微米级粒子区域25、凹凸表面结构24。凹凸表面结构也称为凹凸结构表面，简称为凹凸表面。
如图8所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的滤光层平面放大示意图。分别为纳米矩形方块透光区域26、纳米球体吸光区域27。
如图9所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的滤光层中纳米矩形方块透光区域和纳米球体吸光区域局部放大示意图，分别为纳米矩形方块透光区域26、纳米球体吸光区域27。
如图10所示为本发明提供的抗环境光激光电视屏幕的棱镜层平面放大示意图，棱镜结构28。
实施例1-9
本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括诱光层、粘合层、扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。所述诱光层从上到下依次包括诱光结构和高分子薄膜。所述的诱光结构包含两组光学单元，一组是沿平行屏幕法线方向分布的诱光三棱柱棱镜阵列，一组是和屏幕法线方向垂直与诱光柱相连接的捕光凹透镜阵列。所述诱光结构的厚度范围为50-800nm。所述高分子薄膜的厚度范围为25-250μm。所述诱光层中捕光凹透镜阵列为诱光结构中的下层结构，一个捕光凹透镜是一个俯视平面形状为顶点有三角形缺口的正六边形、正六边形六个顶点被诱光结构中的诱光三棱柱棱镜占据。所述诱光层中的捕光凹透镜的外缘基本为正六边形。所述诱光层中的捕光凹透镜的边长指正六边形的一个边的边长，所述诱光层中的捕光凹透镜的边长范围是100-600nm，所述诱光层中的捕光凹透镜的深度范围是10-100nm。所述诱光层中的诱光三棱柱棱镜结构阵列是平行于屏幕法线方向，坐落于捕光凹透镜正六边形六个顶点缺口处的诱光三棱柱棱镜阵列。所述诱光三棱镜透镜的上下面为三边形。所述诱光三棱柱棱镜上下底面为三边形，所述每个诱光三棱柱棱镜上下底面的三边形相同，所述三边形中最长边的长度范围为20-100nm，最短边的长度范围为10-60nm。所述诱光三棱柱棱镜的高度范围为10-250nm。所述扩散层由光散射层和基材层组成。所述光散射层中对射入光线充分散射的光学功能区域分为两种，一种是微米级粒子区域，另一种是凹凸表面区域。所述微米级粒子的粒径范围是1-50μm。所述扩散层的厚度范围为75-300μm。所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。所述滤光层包括油墨体系光固化胶和纳米炭黑。所述滤光层的厚度范围为80-350nm。所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构，所述的棱镜层的厚度范围为30-100μm。所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成，所述的反射层的厚度范围为0.5-50μm。
实施例1-9中各个结构的技术特征如表1-1，表1-2，表1-3所示。
实施例11-19
本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。所述扩散层由光散射层和基材层组成。所述光散射层中对射入光线充分散射的光学功能区域分为两种，一种是微米级粒子区域，另一种是光散射层的凹凸表面。所述微米级粒子的粒径范围是1-50μm。所述扩散层的厚度范围为75-300μm。所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。所述滤光层包括纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域。所述纳米矩形方块化透光区域为滤光层的下层，所述纳米球体吸光区域在矩形方块化透光区域内，在纳米矩形方块化透光区域之上。所述滤光层的厚度范围为80-350nm。纳米矩形方块透光区域的长度范围为60-200nm，宽度范围为40-100nm，高度范围为10-25nm。所述纳米球体吸光区域的直径范围为1-10nm。所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构，所述的棱镜层的厚度范围为30-100μm。所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成，所述的反射层的厚度范围为0.5-50μm。
实施例11-19中各个结构的技术特征如表2-1，表2-2，表2-3所示。
实施例21-29
本发明提供一种抗环境光激光电视屏幕，所述屏幕从上到下依次包括诱光层、粘合层、扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。所述诱光层包括诱光结构和高分子薄膜。所述的诱光结构包含两组光学单元，一组是沿平行屏幕法线方向分布的诱光三棱柱棱镜阵列，一组是和屏幕法线方向垂直与诱光三棱柱棱镜(简称诱光柱)相连接的捕光凹透镜阵列。所述诱光结构的厚度范围为50-800nm。所述高分子薄膜的厚度范围为25-250μm。所述诱光层中捕光凹透镜阵列为诱光结构中的下层结构，一个捕光凹透镜是一个俯视平面形状为顶点有三角形缺口的正六边形、正六边形六个顶点被诱光结构中的诱光三棱柱棱镜占据。所述诱光层中的捕光凹透镜的外缘基本为正六边形。所述诱光层中的捕光凹透镜的边长指正六边形的一个边的边长，所述诱光层中的捕光凹透镜的边长范围是100-600nm，所述诱光层中的捕光凹透镜的深度范围是10-100nm。所述诱光层中的诱光三棱柱棱镜结构阵列是平行与屏幕法线方向，坐落于捕光凹透镜正六边形六个顶点缺口处的诱光三棱柱棱镜阵列。所述诱光三棱镜透镜的上下面为三边形。所述诱光三棱柱棱镜上下底面为三边形，所述每个诱光三棱柱棱镜上下底面的三边形相同，所述三边形中最长边的长度范围为20-100nm，最短边的长度范围为10-60nm。所述诱光三棱柱棱镜的高度范围为10-250nm。所述扩散层由光散射层和基材层组成。所述光散射层中对射入光线充分散射的光学功能区域分为两种，一种是微米级粒子区域，另一种是光散射层的凹凸表面。所述微米级粒子的粒径范围是1-50μm。所述扩散层的厚度范围为75-300μm。所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。所述滤光层由纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域组成。所述纳米矩形方块化透光区域为滤光层的下层，所述纳米球体吸光区域在矩形方块化透光区域内，在纳米矩形方块化透光区域之上。所述滤光层的厚度范围为80-350nm。纳米矩形方块透光区域的长度范围为60-200nm，宽度范围为40-100nm，高度范围为10-25nm。所述纳米球体吸光区域的直径范围为1-10nm。所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构，所述的棱镜层的厚度范围为30-100μm。所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成，所述的反射层的厚度范围为0.5-50μm。
实施例21-29中各个结构的技术特征如表3-1，表3-2，表3-3，表3-4所示。
对比例：产品型号DNP100"LaserPanel，生产厂家为产品型号日本印刷株式会社。
实施例1-9、11-19，21-29提供的抗环境光激光电视屏幕及对比例提供的激光电视屏幕的环境光遮蔽率如表4-1，表4-2和表4-3所示。
Figure BDA0002850924360000221
Figure BDA0002850924360000231
Figure BDA0002850924360000241
Figure BDA0002850924360000251
Figure BDA0002850924360000261
Figure BDA0002850924360000271
Figure BDA0002850924360000281
Figure BDA0002850924360000291
Figure BDA0002850924360000301
Figure BDA0002850924360000311
Figure BDA0002850924360000321
Figure BDA0002850924360000331
Figure BDA0002850924360000341
Figure BDA0002850924360000351
Figure BDA0002850924360000361
Figure BDA0002850924360000371
表4-1
实施例 环境光遮蔽率(％) 中心点峰值增益
1 93.2 1.35
2 93.3 1.35
3 93.1 1.36
4 93.4 1.34
5 93.6 1.33
6 93.8 1.31
7 93.9 1.30
8 94.0 1.30
9 94.2 1.29
对比例DNP100"LaserPanel 87 0.98
表4-2
实施例 环境光遮蔽率(％) 中心点峰值增益
11 94.3 1.28
12 94.5 1.27
13 94.7 1.25
14 94.9 1.24
15 95.0 1.23
16 95.3 1.21
17 95.5 1.19
18 95.7 1.17
19 95.9 1.15
对比例DNP100"LaserPanel 86 1.00
表4-3
实施例 环境光遮蔽率(％) 中心点峰值增益
21 96.0 1.14
22 96.3 1.12
23 96.5 1.10
24 96.7 1.09
25 96.9 1.07
26 97.0 1.06
27 97.2 1.05
28 97.4 1.04
29 97.7 1.02
对比例DNP100"LaserPanel 89 1.02
由上面表4-1、4-2、和表4-3提供的环境光遮蔽率可以得出，本发明提供的激光电视屏幕具有高的环境光遮蔽率能力，特别的，实施例7-9提供的激光电视屏幕具有更高的环境光遮蔽率能力。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述屏幕从上到下依次包括扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。
2.根据权利要求1所述的抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述扩散层自上到下依次包括光散射层和基材层；所述光散射层包含微米级粒子，所述光散射层的表面具有凹凸结构表面；所述光散射层包括双组分聚氨酯体系胶水和微米级粒子，按重量份数计，所述光散射层的原料包含20-80份的单体1、10-60份的单体2、1-20份的固化剂、0.1-5份的催化剂、和10-50份的微米级粒子。
3.根据权利要求1所述的抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述滤光层包括纳米矩形方块化透光区域和纳米球体状吸光区域；所述纳米矩形方块化透光区域为滤光层的下层，所述纳米球体吸光区域在矩形方块化透光区域内，在纳米矩形方块化透光区域之上。
4.根据权利要求3所述的抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述纳米矩形方块透光区域的长度范围为60-200nm，宽度范围为40-100nm，高度范围为10-25nm。
5.根据权利要求3所述的抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述纳米球体吸光区域的直径范围为1-10nm。
6.根据权利要求1所述的抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述屏幕从上到下依次包括诱光层、粘合层、扩散层、滤光层、棱镜层、和反射层。
7.根据权利要求6所述的抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述诱光层包括诱光结构和高分子薄膜；所述的诱光结构包括若干诱光三棱柱棱镜和若干捕光凹透镜；所述捕光凹透镜为诱光结构中的下层结构，一个捕光凹透镜是一个俯视平面形状为顶点有三角形缺口的正六边形、正六边形六个顶点被诱光结构中的诱光三棱柱棱镜占据。
8.根据权利要求1所述的抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述棱镜层的结构为圆弧型菲涅尔结构。
9.根据权利要求1所述的抗环境光激光电视屏幕，其特征在于，所述的反射层由反射单元和涂料树脂组成。
10.一种根据权利要求6所述的抗环境光激光电视屏幕的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(1)、制备诱光层；
(2)、制备扩散层；
(3)、制备粘合层；
(4)、制备滤光层；
(5)、制备棱镜层；
(6)、制备反射层。
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