CN115368781A - 光学涂料和光学屏幕 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种光学涂料和光学屏幕，涉及投影技术领域。该光学涂料包括热固性树脂溶液、混合在热固性树脂溶液中的浮型铝粉以及吸光材料。其中，热固性树脂溶液包含热固性树脂，热固性树脂包含至少两种具有不同结晶度的聚合物。光学屏幕包括光学复合膜，从投影机侧到屏幕侧光学复合膜依次包括表面扩散膜、透明光学基材、棱镜微结构以及光学膜层。光学膜层由上述光学涂料热固化后形成，并设置于棱镜微结构背离透明光学基材的一侧。由上述光学涂料热固化后形成的光学膜层具有低反射高扩散的性能，反射率在10％～40％的范围内，扩散角度在20度～40度的范围内，使用这种光学膜层可以提高光学屏幕的反射视场角度。
Description
技术领域
本申请属于投影技术领域，更具体地，涉及一种光学涂料和光学屏幕。
背景技术
激光电视是反射成像的被动发光，具有健康护眼效应，极高的光谱纯度、色彩准确，节能环保，以及在同等屏幕尺寸及性能指标下更经济的优势。
激光电视屏幕可以采用抗环境光屏幕，由于抗环境光屏幕包含有光反射层，目前，为了增强光反射层中涂料的扩散性能，可以在透明树脂中添加扩散粒子、珍珠微粒等固体颗粒。
然而，混合了固体颗粒的涂料因为跟树脂比重不一样很难分散均匀，当静置一段时间后，涂料容易产生漂浮或者沉淀的现象，使得涂料分散均匀性较差，导致屏幕的扩散性能不高。
发明内容
本申请提供了一种光学涂料和光学屏幕，以改善上述的问题。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，提供一种光学涂料，包括热固性树脂溶液、混合在热固性树脂溶液中的浮型铝粉以及吸光材料。其中，热固性树脂溶液包含热固性树脂，热固性树脂包含至少两种具有不同结晶度的聚合物。
第二方面，提供一种光学屏幕，包括光学复合膜，从投影机侧到屏幕侧，光学复合膜依次包括表面扩散膜、透明光学基材、棱镜微结构以及光学膜层。透明光学基材包括相背的第一表面和第二表面，表面扩散膜贴设于第一表面；棱镜微结构设置于第二表面，光学膜层设置于棱镜微结构背离透明光学基材的一侧，光学膜层由光学涂料热固化后形成。
第三方面，提供一种光学屏幕，包括光学复合膜，从投影机侧到屏幕侧，光学复合膜依次包括表面扩散膜、透明光学基材以及光学膜层。透明光学基材包括相背离的第一表面和第二表面，表面扩散膜贴设于第一表面，光学膜层设置于透明光学基材的第二表面，光学膜层由光学涂料热固化后形成。
本申请实施例提供的光学涂料，通过将包括至少两种具有不同结晶度的聚合物的热固性树脂溶液，浮型铝粉及吸光材料进行混合，使得其热固化后形成的光学膜层具有低反射高扩散的性能，可以将扩散角度控制在20度到40度的范围内，反射率在10％～40％的范围内，有利于增加具有该光学膜层的光学屏幕的反射视场角度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为浮型铝粉在光学膜层中分布的示意图；
图2为非浮型铝粉在光学膜层中分布的示意图；
图3为本申请另一实施例提供的光学屏幕的结构示意图；
图4为本申请又一实施例提供的光学屏幕的结构示意图；
图5为涂覆有本申请实施例提供的光学涂料的菲涅尔屏幕的漆膜的平面图；
图6为图5的截面图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
随着激光投影技术的发展，大尺寸的激光电视应运而生。激光电视可以由激光投影设备和可以增加环境光吸收的抗环境光屏幕组成。激光电视的抗环境光屏幕可以有效地屏蔽环境光的干扰，并且可以在中心观看位置处实现增益高于1.0的反射亮度，但是随着观看角度的增大，反射增益快速降低，存在视场角度过小的缺陷。
抗环境光屏幕包括有光反射层，光反射层可以通过涂覆光学涂料的方式实现。为了增加光学涂料的扩散性能，在包括铝粉和透明树脂的光学涂料中，可以在透明树脂中添加扩散粒子、珍珠微粒等固体颗粒。通过添加固体颗粒一方面可以影响光学涂料中的铝粉排列，从而增加扩散角度；另一方面，也可以利用固体颗粒和透明树脂的折射率差进行光扩散。
然而，由于添加了固体颗粒的光学涂料与透明树脂的比重不同，使得固体颗粒很难分散均匀，尤其是在静置一段时间后，容易产生无序漂浮或者沉淀的现象。进而影响固体颗粒的分散均匀性，以使光学涂料的扩散性能较差。
为了改善光学涂料的扩散性能，又为了避免因为添加固体颗粒而影响分散均匀性，本申请实施例提供了一种光学涂料。该光学涂料可以采用悬浮型铝粉和热固化后结晶度总比重大于20％的热固性树脂溶液混合的方式，增大光学涂料的扩散角度。其中，热固性树脂溶液是指由一定比例的热固性树脂和稀释溶剂所配制而成的溶液。
作为本发明的一个方面，本申请实施例提供一种光学涂料。
光学涂料可以包括热固性树脂溶液、浮型铝粉及吸光材料。其中，热固性树脂溶液包含热固性树脂，热固性树脂可以包含至少两种具有不同结晶度的聚合物，且在热固化后形成晶界。
浮型铝粉和吸光材料混合在热固性树脂溶液中。
在本申请的一些实施方式中，浮型铝粉漂浮在热固性树脂溶液中，吸光材料悬浮于热固性树脂溶液中。
其中，浮型铝粉是指表面经过疏水处理和亲油性处理的一类铝粉。浮型铝粉是在对铝粉进行球磨加工时，添加硬酯酸一类的饱和脂肪酸作为润滑剂，该润滑剂附着在铝粉颗粒的表面，对铝粉颗粒进行改性。
吸光材料可以为黑色吸收材料，例如，具有吸光特性的有机或者无机材料，主要是用于吸收环境光。
可选地，吸光材料可以采用炭黑、氧化铁、苯胺黑、灯黑、铁黑中的至少一种。当吸光材料采用炭黑时，可以采用乙炔炭黑。
该光学涂料热固化后可以形成光学膜层，光学膜层为能够实现光传输、光转换、光调制、光谱与能量的分隔和合成等光学性能的介质材料，可以改变光在介质中或表面的传播特性。
如图1所示，在本申请实施例中，通过将热固性树脂溶液、浮型铝粉110及吸光材料混合形成的光学涂料，在热固化后可以形成光学膜层240。浮型铝粉110在光学膜层240中会漂浮于膜层的表面，形成近似但不严格平行于底材的定向排列结构，如图1中所示，当光线L1从透明光学基材220侧入射到漂浮于膜层表面的浮型铝粉表面时，能以较大的反射角θ反射回入射侧，使光学膜层240有较好的光扩散效果，且该热固性树脂可以被有机溶剂完全溶解。当浮型铝粉与热固性树脂溶液混合制成光学涂料时，不会出现固体颗粒漂浮或者沉淀不均匀的现象。
在本申请的一些实施方式中，热固性树脂可以包含第一聚合物和第二聚合物，第一聚合物的结晶度大于第二聚合物的结晶度。其中，第一聚合物在固化后结晶成核，第二聚合物在固化后总体形成非晶态树脂形态。当具有结晶度不一样的聚合物的热固性树脂在固化后，结晶成核的树脂与非晶态树脂会形成晶界，即第一聚合物固化后结晶成核与第二聚合物固化后呈现非晶态树脂之间会形成晶界。由于晶界的两侧具有不同的折射率，光线入射后会在该晶界界面发生偏折和扩散。
需要说明的是，至少两种不同结晶度的聚合物是指，其中至少有一种聚合物具有较高的结晶度，或者可以通过添加一定比例的晶核促进剂来提高这种聚合物固化的结晶度。
换句话说，在一些实施方式中，光学涂料中还可以包括晶核促进剂，晶核促进剂添加到热固性树脂溶液中，通过晶核促进剂可以提高热固性树脂的结晶度。或者可以通过添加结晶度高的有机树脂材料来提高固化结晶度。
可选地，热固性树脂可以选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚等有机化合物中的至少两种。
由于聚乙烯(polyethylene，简称PE)、高密度聚乙烯(High DensityPolyethylene，简称HDPE)属于结晶度较高的第一聚合物。在本申请的一些实施方式中，当热固性树脂包括聚乙烯，例如PE、HDPE等有机树脂材料中的至少一种时，则另外的聚合物可以选自聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚中的至少一种。通过将至少两种不同结晶度的聚合物进行混合的方式，可以使得热固性树脂固化后，晶态树脂结晶成核与非晶态树脂形成晶界，晶界的两侧具有不同的折射率，使得光线在该界面发生偏折和扩散。
需要说明的是，该热固性树脂可以被有机溶剂完全溶解，溶解的时候呈无色透明或者偏黄的均匀液体，但是经过烘烤、溶剂挥发后，树脂颜色会变成白色。另外，通过将一定重量份的浮型铝粉、热固性树脂溶液混合的方式可以增强固化后树脂本身的扩散性，以及通过混合一定重量份的吸光材料，使混合后的涂料具有低反射性，进而有利于改善涂料的性能。
在本申请的一些实施方式中，在光学涂料中，热固性树脂的质量百分比为50％～70％。
进一步地，在本申请的一些实施方式中，热固性树脂可以为55～65重量份，优选为58～63重量份。例如，55重量份、60重量份、65重量份等。当热固性树脂在55～65重量份时，热固性树脂溶液热固化后的结晶度总比重大于20％。
在本申请的一些实施方式中，在光学涂料中，浮型铝粉的质量百分比为3％～10％，吸光材料的质量百分比为3％～10％。
进一步地，在本申请的一些实施方式中，浮型铝粉可以为4～8重量份，优选为5～7重量份。例如4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份等。当浮型铝粉在4～8重量份时，可以充分利用热固性树脂本身的扩散性，来增加扩散的距离。
在本申请的一些实施方式中，吸光材料可以为4～8重量份，优选为5～7重量份。例如4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份等。当吸光材料在3～10重量份时，可以与浮型铝粉，热固性树脂形成低反射涂料，且使得整体涂料的反射率在10％～40％左右，形成一定的抗环境光特性。
在本申请的一些实施方式中，吸光材料与浮型铝粉的重量比范围可以为0.8～1.8。通过调节吸光材料与浮型铝粉的比例，可以将光学涂料的反射率控制在10％～40％的范围内，具有抗环境光特性。
在其他的一些实施方式中，本申请实施例提供的光学涂料还可以包括非浮型铝粉，非浮型铝粉悬浮于热固性树脂溶液中，非浮型铝粉可以占光学涂料重量百分比的3％～10％。
请参照图2，非浮型铝粉116是指没有经过表面改性处理的铝粉。由于非浮型铝粉116的比重大于热固性树脂溶液的比重，大部分的非浮型铝粉116会悬浮或者沉到热固性树脂溶液的底部。如图2中所示，当光线L1从透明光学基材220侧入射到沉淀于膜层底部的浮型铝粉表面时，所形成的反射角θ较小，导致光学膜层240的光扩散效果较差。
在本申请的一些实施方式中，可以将浮型铝粉110和非浮型铝粉116按配比进行混合，制成悬浮性铝浆，能够提高光在涂料固化后光学膜层中的折射和反射，可以达到一定的扩散效果。
在其他的一些实施方式中，本申请实施例提供的光学涂料还可以包括流平剂、分散剂、固化剂及稀释剂中的至少一种。
例如，可以添加0.5～1重量份的流平剂；0.5～2重量份的分散剂；0.5～4重量份的固化剂；20～60重量份的稀释剂。
在本申请的一些实施方式中，流平剂可以为醋酸丁酸纤维素，通过添加流平剂能够流平及定向排列浮型铝粉，有利于提升浮型铝粉定向排列的效果。分散剂可以为多元醇、硬脂酸、磷酸盐中的一种或多种。其中，分散剂主要起到分散作用，当稀释剂(丙烯酸酯低聚物)为水性丙烯酸酯低聚物时，分散剂可以为润湿分散剂。稀释剂可以为丙烯酸酯类稀释性单体，其可以与丙烯酸酯低聚物交联，共同构成成膜物质。
另外，本领域技术人员可以根据丙烯酸酯低聚物的类型进行选择稀释剂，例如，可以为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)、三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDMA)、丙烯酸十二酯(LA)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种或多种。
需要说明的是，为了使得加入分散剂能够提高浮型铝粉的定向排列性能，分散剂可选用低酸值体系。当反应体系为水性体系时，稀释剂可选用去离子水。
第二方面，本申请实施例还提供了一种光学屏幕，该光学屏幕可以包括光学复合膜。
请参照图3，沿从投影机侧到屏幕侧的方向，该光学复合膜200可以依次包括：表面扩散膜210、透明光学基材220、棱镜微结构230以及光学膜层240。其中，光学膜层240由上述的光学涂料热固化后形成。另外，具有该光学复合膜200的屏幕为超短焦光学屏幕。
具体地，透明光学基材220包括相背的第一表面和第二表面，表面扩散膜210贴设于或形成于第一表面，棱镜微结构230设置于第二表面，光学膜层240设置于棱镜微结构230背离透明光学基材220的一侧，其中，光学涂料可以通过喷涂或辊涂的方式形成光学膜层240。
其中，表面扩散膜可以包括圆高斯扩散膜或者椭圆高斯扩散膜。椭圆高斯扩散膜的水平扩散角度大于垂直扩散角度，采用椭圆高斯扩散膜的优势在于可以将垂直方向的光线角度进行压缩，把反射光更多的分配到水平方向上。例如，圆高斯15度的扩散膜，和椭圆水平20度、垂直10度的扩散膜具有相同的屏幕增益；但是，圆高斯15度的扩散膜，比椭圆水平20度、垂直10度的扩散膜的水平视场角度小5～10度。
在本申请的一些实施方式中，光学屏幕可以采用椭圆高斯扩散膜，且椭圆高斯扩散膜的水平扩散角度为20～30度，垂直扩散角度为5～10度。透明光学基材可以采用PET、PC、PP、PI等低光线吸收率的透光薄膜材料中的至少一种。
由该光学涂料热固化后形成的光学膜层240，具有较低的反射性能和较大的扩散性能，可以增加光学屏幕的抗环境光性能和反射视场角度。故该光学膜层可以替代采用扩散颗粒的体扩散光学层和黑色吸收层，有利于降低光学复合膜层的层数。
本申请实施例提供的光学复合膜在组装时，可以包括以下两种组装方式：
第一种，可以将表面扩散膜210和棱镜微结构230分别形成在两个透明光学基材220的表面上；然后将透明光学基材220背离表面扩散膜210的一侧，和另一个透明光学基材220背离棱镜微结构230的一侧进行贴合；最后，在棱镜微结构230的背离透明光学基材220的表面以喷涂或者辊涂的方式涂覆光学涂料，当光学涂料热固化后可以形成光学膜层240。
第二种，可以在单张的透明光学基材220的两个相背离的表面分别制作表面扩散膜210和棱镜微结构230；然后，在棱镜微结构230的背离透明光学基材220的表面以喷涂或者辊涂方式涂覆低反射的光学涂料，当光学涂料热固化后可以形成光学膜层240。
通过上述两种方法均可以得到具有大视场角度且抗环境光的光学复合膜。由于光学涂料在热固化后形成的光学膜层，反射率在10％～40％的范围内，反射光扩散角度在20度～40度的范围内，采用该光学膜层的光学屏幕中的光学复合膜的视场角度可以高于50度。
第三方面，本申请实施例还提供了一种光学屏幕，该光学屏幕包括光学复合膜。
请参照图4，沿从投影机侧到屏幕侧的方向，该光学复合膜300可以依次包括：表面扩散膜310、透明光学基材320以及光学膜层330。其中，光学膜层330由上述的光学涂料热固化后形成。另外，具有该光学复合膜300的屏幕为长焦光学屏幕。
具体地，透明光学基材320包括相背离的第一表面和第二表面，表面扩散膜310贴设于或形成于第一表面，光学膜层330设置于透明光学基材320的第二表面。其中，光学膜层330可以由光学涂料以喷涂或辊涂的方式涂覆且热固化后形成。
其中，表面扩散膜310可以包括圆高斯扩散膜或者椭圆高斯扩散膜。椭圆高斯扩散膜的水平扩散角度大于垂直扩散角度，采用椭圆高斯扩散膜的优势在于可以将垂直方向的光线角度进行压缩，把反射光更多的分配到水平方向上。例如，圆高斯15度的扩散膜，和椭圆水平20度、垂直10度的扩散膜具有相同的屏幕增益；但是，圆高斯15度的扩散膜，比椭圆水平20度、垂直10度的扩散膜的水平视场角度小5～10度。
在本申请的一些实施方式中，本申请实施例提供的光学屏幕300可以采用椭圆高斯扩散膜，且椭圆高斯扩散膜的水平扩散角度为20～30度，垂直扩散角度为5～10度。透明光学基材320可以采用PET、PC、PP、PI等低光线吸收率的透光薄膜材料中的至少一种。
由该光学涂料热固化后形成的光学膜层330，具有较低的反射性能和较大的扩散性能，可以增加光学屏幕300的抗环境光性能和反射视场角度。故光学涂料可以替代采用扩散颗粒的体扩散光学层和黑色吸收层，有利于降低光学复合膜的层数。
本申请实施例提供的光学屏幕，可以具有高视场角度且抗环境光的性能。由于光学涂料在热固化后形成的光学膜层，反射率在10％～40％的范围内，反射光扩散角度在20度～40度的范围内，采用该光学膜层330的光学屏幕300的视场角度可以高于50度。
综上，本申请提供的光学涂料及光学屏幕具有如下有益效果：
(1)本发明提供的光学涂料，通过采用漂浮于膜层表面的浮型铝粉和热固化后结晶度总比重大于20％的热固性树脂溶液混合配制，可以增大光学涂料热固化后所形成光学膜层的扩散角度。
(2)本发明提供的光学涂料热固化后所形成的光学膜层，可以使扩散角度在20°到40°的范围内，反射率在10％～40％的范围内。
(3)本发明提供的光学屏幕，通过采用具有更大扩散性能的低反射高扩散光学涂料制成光学屏幕的光学复合膜，可以简化屏幕的光学复合膜层数到3层或者4层，有利于降低生产成本和工艺复杂度。
(4)本发明提供的光学屏幕，可以使抗光屏幕的视场角度可以增加到50度以上，光学复合膜视场角度的增大，可以让边缘位置的人在较大的角度观看屏幕画面时，不会感觉屏幕亮度偏低，有利于改善激光电视的观看体验。
以下结合具体实施例对本发明提供的光学涂料的成分和特性做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种光学涂料，其包括：
上述的光学涂料的制备方法包含如下步骤：
S110：将浮型铝浆、炭黑浆料、热固性树脂以及稀释剂添加到高速分散机中；
S120：设定高速分散机的搅拌速度为300～400r/min，搅拌分散时间2～3h，混合均匀后形成主体涂料；
S130：该光学涂料在喷涂使用之前，加入固化剂和流平剂，然后搅拌混合均匀。
需要说明的是，其中的浮型铝浆采用全浮型铝浆。制备形成的光学涂料可以以喷涂或辊涂的方式进行涂覆，且在涂覆热固化后形成光学膜层，光学复合膜是指在光学基板或光学元件上设置一层或多层具有光学性质的光学膜层，以改变光在膜层表面的传播特性。该光学复合膜可以进一步生产成为光学屏幕，应用于激光电视。
实施例2
本实施例提供一种光学涂料，其包括：
上述的光学涂料的制备方法包含如下步骤：
S210：将浮型铝浆、非浮型铝浆、炭黑浆料、热固性树脂以及稀释剂添加到高速分散机中；
S220：设定高速分散机的搅拌速度为300～400r/min，搅拌分散时间2～3h，混合均匀后形成主体涂料；
S230：该光学涂料在喷涂使用之前，加入固化剂和流平剂，然后搅拌混合均匀。
需要说明的是，其中的浮型铝浆采用浮型铝粉和非浮型铝粉相搭配的铝浆，以形成悬浮性铝浆，提高光在涂料中的折射和反射。制备形成的光学涂料可以以喷涂或辊涂的方式进行涂覆，且在涂覆热固化后形成光学膜层，进而制成光学复合膜。该光学复合膜可以进一步生产成为光学屏幕，应用于激光电视。
实施例3
本实施例提供一种光学涂料，其包括：
需要说明的是，其中的浮型铝浆采用全浮型铝浆。
该光学涂料的制备方法步骤和上述实施例一的步骤相同，请具体参考实施例一，本实施例不作赘述。
实施例4
本实施例提供一种光学涂料，其包括：
需要说明的是，其中的浮型铝浆采用全浮型铝浆。
该光学涂料的制备方法步骤和上述实施例一的步骤相同，请具体参考实施例一，本实施例不作赘述。
实施例5
本实施例提供一种光学涂料，其包括：
需要说明的是，其中的浮型铝浆采用全浮型铝浆。
该光学涂料的制备方法步骤和上述实施例一的步骤相同，请具体参考实施例一，本实施例不作赘述。
实施例6
本实施例提供一种光学涂料，其包括：
需要说明的是，其中的浮型铝浆采用全浮型铝浆。
该光学涂料的制备方法步骤和上述实施例一的步骤相同，请具体参考实施例一，本实施例不作赘述。
实施例7
本实施例提供一种光学涂料，其包括：
需要说明的是，其中的浮型铝浆采用全浮型铝浆。
该光学涂料的制备方法步骤和上述实施例一的步骤相同，请具体参考实施例一，本实施例不作赘述。
实施例8
本实施例提供一种光学涂料，其包括：
其中，浮型铝浆采用全浮型铝浆，该光学涂料的制备方法步骤和上述实施例一的步骤相同，请具体参考实施例一，本实施例不作赘述。
需要说明的是，本申请实施例1-8提供的光学涂料中采用的所有材料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的均可。
实施例9
本申请提供一种菲涅尔屏幕，该屏幕包括光学复合膜，光学复合膜可以包括光学膜层，光学膜层由上述提供的光学涂料热固化后形成。
请参照图5和图6所示，图5所示为光学复合膜的平面图，图6所示为光学复合膜的截面图。
从图5可以看出：片状的铝银粉为近似平行排列结构；从图6可以看出：光学膜层240均匀地覆盖在光学复合膜200的棱镜微结构230上，且大部分铝粉分布在光学膜层240的上方。
试验例1
采用上述实施例3提供的光学涂料，根据《GJB 5023.1-2003》关于材料和涂层反射率和发射率测试方法，可以计算该光学涂料的平均反射率。
换句话说，当吸光材料(炭黑浆料)与浮型铝浆之间的重量比为1.8(9重量份的炭黑浆料与5重量份的浮型铝浆的比值)时，计算获得该光学涂料的平均反射率为13％。
试验例2
采用上述实施例4提供的光学涂料，根据《GJB 5023.1-2003》关于材料和涂层反射率和发射率测试方法，可以计算该光学涂料的平均反射率。
换句话说，当吸光材料(炭黑浆料)与浮型铝浆之间的重量比为1.6(8重量份的炭黑浆料与5重量份的浮型铝浆的比值)时，计算获得该光学涂料的平均反射率为15％。
试验例3
采用上述实施例5提供的光学涂料，根据《GJB 5023.1-2003》关于材料和涂层反射率和发射率测试方法，可以计算该光学涂料的平均反射率。
换句话说，当吸光材料(炭黑浆料)与浮型铝浆之间的重量比为1.4(7重量份的炭黑浆料与5重量份的浮型铝浆的比值)时，计算获得该光学涂料的平均反射率为17.5％。
试验例4
采用上述实施例6提供的光学涂料，根据《GJB 5023.1-2003》关于材料和涂层反射率和发射率测试方法，可以计算该光学涂料的平均反射率。
换句话说，当吸光材料(炭黑浆料)与浮型铝浆之间的重量比为1.2(6重量份的炭黑浆料与5重量份的浮型铝浆的比值)时，计算获得该光学涂料的平均反射率为19.7％。
试验例5
采用上述实施例7提供的光学涂料，根据《GJB 5023.1-2003》关于材料和涂层反射率和发射率测试方法，可以计算该光学涂料的平均反射率。
换句话说，当吸光材料(炭黑浆料)与浮型铝浆之间的重量比为1.0(5重量份的炭黑浆料与5重量份的浮型铝浆的比值)时，计算获得该光学涂料的平均反射率为23.5％。
试验例6
采用上述实施例8提供的光学涂料，根据《GJB 5023.1-2003》关于材料和涂层反射率和发射率测试方法，可以计算该光学涂料的平均反射率。
换句话说，当吸光材料(炭黑浆料)与浮型铝浆之间的重量比为0.8(4重量份的炭黑浆料与5重量份的浮型铝浆的比值)时，计算获得该光学涂料的平均反射率为27.8％。
试验例7
采用上述实施例1提供的光学涂料作为原料制成光学屏幕的光学复合膜。其中，光学复合膜为上述第二方面提供的光学屏幕中的光学复合膜结构，即如图3，光学复合膜依次包括：表面扩散膜210、透明光学基材220、棱镜微结构230以及光学膜层240。
其中，光学复合膜采用25×5度的椭圆扩散角度，光学复合膜包括例如，视场角和屏幕增益等光学性能。
具体地，光学屏幕的视场角在光学工程中又称视场，视场角的大小决定了光学屏幕的视野范围。视场角又可用FOV表示，视场角与焦距的关系如下：
h＝f×tan\[Theta]；
像高＝EFL×tan(半FOV)；
其中，EFL为焦距；FOV为视场角。根据上述公式可以对光学屏幕的视场角进行计算。
屏幕增益是指屏幕反射入射光的能力。在入射光角度一定、入射光通量不变的情况下，屏幕某一方向上亮度与理想状态下的亮度之比，叫做该方向上的亮度系数，把其中最大值称为屏幕的增益。
通常把无光泽白墙的增益定为1，如果屏幕增益小于1，将削弱入射光；如果屏幕增益大于1，将反射或折射更多的入射光，屏幕增益通过测试获得。
该试验例7通过对该光学屏幕进行相关光学性能计算或测试，以获得其视场角为60度，屏幕增益为1.0。该光学屏幕可以应用于激光电视，能够有效地屏蔽环境光的干扰，增大视场角。
试验例8
采用上述实施例2提供的光学涂料作为原料制成光学屏幕的光学复合膜。其中，光学复合膜为上述第二方面提供的光学屏幕中的光学复合膜结构，即如图3所示结构，此处不做赘述。
其中，光学复合膜采用25×5度的椭圆扩散角度，光学复合膜包括例如，视场角和屏幕增益等光学性能，光学屏幕的视场角和屏幕增益如上述试验例7的详细解释，此处不做赘述。
该试验例8通过对该光学屏幕进行相关光学性能计算或测试，以获得其视场角为55度，屏幕增益为1.1。该光学屏幕也可以应用于激光电视，能够有效的屏蔽环境光的干扰，增大视场角。
综上，对上述试验例1-6进行汇总，获得下述表1，列举了吸光材料(炭黑浆料)与浮型铝浆的重量比值分别对应的光学涂料平均反射率的数值如表1所示：
表1吸光材料与浮型铝粉的重量比对光学涂料平均反射率的影响
由表1可知，本申请提供的光学涂料，可以通过调节吸光材料(炭黑浆料)和浮型铝浆的重量比为0.8-1.8，来获得光学涂料不同的反射率。该光学涂料具有更大的扩散性能，可以将光学涂料的平均反射率控制在10％～40％的区间内，有利于形成一定的抗环境光特性。
对上述试验例7-8进行汇总，获得下述表2，表2列举了采用不同配比制成的光学涂料分别涂覆于光学复合薄膜表面上后进行测试，所获得的光学性能的实验数据如表2所示：
表2两种试验例分别获得的视场角和屏幕增益的数值
| 视场角度 | 屏幕增益 | |
| 试验例7 | 60度 | 1.0 |
| 试验例8 | 55度 | 1.1 |
由表2可知，通过调节光学涂料的组成配比及重量成分，可以控制采用该光学涂料的光学屏幕的光学性能。相比于现有技术，在具有良好增益的情况下，增大了光学屏幕的反射视场角度。
综上，本申请实施例提供的光学涂料，通过采用漂浮于热固性树脂溶液中的浮型铝粉进行混合，以增大热固化后结晶度总比重大于20％的热固性树脂的扩散角度，具有更大扩散性能，可以将扩散角度控制在20度到40度的范围内，可以增加使用这种涂料的屏幕的视场角；另外，通过调节吸光材料与浮型铝粉之间的重量比，可以将光学涂料的反射率控制在10％～40％的区间内，有利于形成低反射高扩散的光学涂料，可以简化屏幕的光学复合膜层数到3层或者4层，有利于降低生产成本和工艺复杂度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (14)
1.一种光学涂料，其特征在于，包括：
热固性树脂溶液；
混合在所述热固性树脂溶液中的浮型铝粉以及吸光材料；
其中，所述热固性树脂溶液包含热固性树脂，所述热固性树脂包含至少两种具有不同结晶度的聚合物。
2.根据权利要求1所述的光学涂料，其特征在于，所述浮型铝粉漂浮在所述热固性树脂溶液中，所述吸光材料悬浮于所述热固性树脂溶液中。
3.根据权利要求1或2所述的光学涂料，其特征在于，所述热固性树脂包括第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物的结晶度大于所述第二聚合物的结晶度，热固化后的所述第一聚合物与热固化后的所述第二聚合物之间形成晶界。
4.根据权利要求1或2所述的光学涂料，其特征在于，在所述光学涂料中，所述热固性树脂的质量百分比为50％～70％。
5.根据权利要求1或2所述的光学涂料，其特征在于，在所述光学涂料中，所述浮型铝粉的质量百分比为3％～10％，所述吸光材料的质量百分比为3％～10％。
6.根据权利要求1所述的光学涂料，其特征在于，所述热固性树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚中的至少两种。
7.根据权利要求1所述的光学涂料，其特征在于，所述光学涂料还包括晶核促进剂。
8.根据权利要求1所述的光学涂料，其特征在于，所述热固性树脂溶液热固化后结晶度大于20％。
9.根据权利要求1所述的光学涂料，其特征在于，所述光学涂料还包括悬浮于所述热固性树脂溶液中的非浮型铝粉，所述非浮型铝粉占所述光学涂料重量百分比的3％～10％。
10.根据权利要求1所述的光学涂料，其特征在于，所述吸光材料包括炭黑、氧化铁、苯胺黑、灯黑、铁黑中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的光学涂料，其特征在于，所述光学涂料还包括流平剂、分散剂、固化剂及稀释剂中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的光学涂料，其特征在于，所述吸光材料与所述浮型铝粉的重量比范围为0.8～1.8。
13.一种光学屏幕，其特征在于，包括光学复合膜，从投影机侧到屏幕侧，所述光学复合膜依次包括：
表面扩散膜；
透明光学基材，所述透明光学基材包括相背的第一表面和第二表面，所述表面扩散膜贴设于所述第一表面；
棱镜微结构，所述棱镜微结构设置于所述第二表面；以及
光学膜层，其设置于所述棱镜微结构背离所述透明光学基材的一侧，所述光学膜层由如权利要求1-12任意一项所述的光学涂料热固化后形成。
14.一种光学屏幕，其特征在于，包括光学复合膜，从投影机侧到屏幕侧，所述光学复合膜依次包括：
表面扩散膜；
透明光学基材，所述透明光学基材包括相背离的第一表面和第二表面，所述表面扩散膜贴设于所述第一表面；以及
光学膜层，其设置于所述透明光学基材的第二表面，所述光学膜层由如权利要求1-12任意一项所述的光学涂料热固化后形成。
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| CN202110554050.4A CN115368781A (zh) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | 光学涂料和光学屏幕 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115466545A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-12-13 | 张磊 | 一种智能镜片用涂料组合物及其制备方法 |
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2021
- 2021-05-20 CN CN202110554050.4A patent/CN115368781A/zh active Pending
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