CN115373209B - 一种高对比度的投影屏幕 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高对比度的投影屏幕，属于投影显示领域。所述投影屏幕包括基材和形成在所述基材的一个面上的若干微透镜结构，所述微透镜结构呈阵列排列在所述基材的一个面上，所述微透镜结构都包括至少一个工作面，所述工作面用于接收投影机发出的光线，所述工作面的表面粗糙度小于等于300nm，所述工作面的表面粗糙度是指在一个工作面的尺寸范围内的轮廓的最大峰高与轮廓的最大谷深的和，本发明的投影屏幕通过设置微透镜结构工作面的粗糙度，极大地提升了投影屏幕对投影光线的利用率和降低了环境光线对投影屏幕的作用，有效的提高了投影屏幕的对比度。

Description

一种高对比度的投影屏幕

技术领域

本发明属于投影显示技术领域，具体地，涉及一种高对比度的投影屏幕。

背景技术

投影显示系统中需要有投影机和投影屏幕，投影屏幕的作用是将投影机发出的图像进行成像和对投影光强进行重新分布，而投影屏幕对投影光强的重新分布需要依靠屏幕上的各种微细结构对投影光扩散、汇聚或根据需要控制光的传输方向，以满足不同观看视场的需求。现在的投影屏幕广泛存在的问题之一是环境光也会在屏幕上成像对投影光线造成极大的干扰，造成投影屏幕对比度低，极大的影响了观看者的视觉体验。

如图1所示，一般用于提高投影屏幕对比度的方法是在微透镜结构的非工作面1022上设置黑色吸光材料，某一角度入射的环境光1入射到投影屏幕后被折射到非工作面上的黑色吸光材料上被吸收，这对于改善投影屏幕的对比度有一定的效果，但是由于环境光入射到屏幕上的角度范围很宽，只有部分角度入射的环境光能够被非工作面上的黑色吸光材料吸收，比如另一入射角度的环境光2入射到投影屏幕上后，被折射到微透镜结构的工作面1021上，再被工作面1021调整方向后，出射到观看者G的位置，而这种方案下，环境光线就会与投影机Y发出的经过微透镜结构工作面1021调整方向后出射到观看者G的位置的投影光线相互影响，造成观看者感受到的投影光线的对比度低，因此这种投影屏幕并不能使观看者感受到较好的对比度效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高对比度的投影屏幕方案，本方案能够解决现有技术方案的投影屏幕光能利用率低、对比度低的问题。

为实现上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种高对比度的投影屏幕，包括基材和形成在所述基材的一个面上的若干微透镜结构，所述微透镜结构呈阵列排列在所述基材的一个面上，所述微透镜结构都包括至少一个工作面，所述工作面用于接收投影机发出的光线，所述工作面的表面粗糙度小于等于300nm，所述工作面的表面粗糙度是指在一个工作面的尺寸范围内的轮廓的最大峰高与轮廓的最大谷深的和。

作为一种可选方式，在所述微透镜结构的所述工作面的表面设置有若干微结构，所述微结构的表面粗糙度小于等于300nm，所述微结构的表面粗糙度是指在一个微结构的尺寸范围内的轮廓的最大峰高与轮廓的最大谷深的和。

作为一种可选方式，所述微结构为随机设置的凹凸透镜结构阵列。

作为一种可选方式，所述投影屏幕还包括扩散层和调色层，所述扩散层和所述调色层融合为一层或分开为独立的两层，所述调色层和所述扩散层位于所述基材与所述微透镜结构之间；或所述调色层和所述扩散层设置在所述基材内部；或所述调色层和所述扩散层设置在所述基材上远离所述微透镜结构的一面。

作为一种可选方式，所述微透镜结构或所述微结构的表面上设置有反射层，所述反射层对波长为380nm~780nm的可见光中任一波长光的垂直入射的反射率在48%~60%范围内。

作为一种可选方式，所述反射层对波长为630nm~660nm的红光中任一波长光的垂直入射的反射率在50%~58%范围内；所述反射层对波长为515~555nm的绿光中任一波长光的垂直入射的反射率在51%~58%范围内；所述反射层对波长为450nm~480nm的蓝光中任一波长光的垂直入射的反射率在51%~58%范围内。

作为一种可选方式，所述投影屏幕朝向投影机的表面设置为粗糙面，所述粗糙面对入射光的水平扩散角度大于竖直扩散角度；或者所述投影屏幕朝向投影机的表面设置为镜面，所述镜面上设置有减反射材料。

作为一种可选方式，所述反射层的厚度为20nm~200nm；所述反射层的材料为镍或铬或铌或不锈钢或钴或铅；所述反射层的制作方式为蒸镀或溅射镀或离子镀或化学镀或喷涂或印刷。

作为一种可选方式，所述反射层对波长为380nm~780nm的可见光中任意一波长光的吸收率在34%~51%范围内，所述任意一波长光对应的吸收率的百分比数值与所述反射率的百分比数值之和小于99%。

作为一种可选方式，所述投影屏幕还包括扩散层和调色层，所述扩散层和所述调色层融合为一层或分开为独立的两层，所述调色层和所述扩散层位于所述基材与所述微透镜结构之间；或所述调色层和所述扩散层设置在所述基材内部；或所述调色层和所述扩散层设置在所述基材上远离所述微透镜结构的一面。

针对现有投影屏幕的技术方案对比度较低的问题，本发明的投影屏幕通过改善投影屏幕上的微透镜结构工作面的粗糙度和设置反射层的方案，使投影屏幕的光能利用率和对比度得到极大地提高，获得了良好的观看效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是现有技术中投影屏幕方案示意图；

图2是本发明的投影屏幕方案示意图；

图3是图2中A-A向的断面示意图；

图4是图2中C-C向的断面示意图；

图5是本发明的投影屏幕对光线作用与现有技术的投影屏幕对光线的作用对比示意图

图6是本发明的投影屏幕上微透镜结构存在多个工作面的截面示意图；

图7是本发明的实施例二的一种投影屏幕示意图；

图8是本发明的实施例二的另一种投影屏幕示意图；

图9是本发明的实施例三的投影屏幕截面示意图；

图10是本发明的实施例四的投影屏幕截面示意图；

图11是本发明的投影屏幕对光线的反射率和吸收率示意图；

图12是本发明的实施例五的投影屏幕截面示意图；

图13是本发明的实施例六的投影屏幕截面示意图。

图标：10-投影屏幕；20-投影系统；101-基材；102-微透镜结构；1021-工作面；1022-非工作面；10211-微结构；103-反光材料层；104-扩散层；105-调色层；106-粗糙面；107-镜面；T-投影光线；P-环境光线；1-环境光线1；2-环境光线2；G-观看者；Y-投影机。

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做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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“至少”、 “垂直距离”、应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

参考图2所示，本发明的一种高对比度方案实施例示意图，本发明一种高对比度的投影屏幕10，包括基材101和形成在基材的一个面上的若干微透镜结构102，这些微透镜结构102呈阵列排列在基材101的一个面上，每一个微透镜结构102都有一个工作面1021和一个非工作面1022，工作面1021用于接收投影机发出的光线，非工作面用于接收环境光线，工作面1021的表面粗糙度小于等于300nm，工作面1021表面粗糙度是指在一个工作面1021的尺寸范围内（面尺寸范围）的轮廓的最大峰高H_z与轮廓的最大谷深H_d的和。

作为进一步地解释说明，在工作面1021的尺寸范围内是指如图2中所示的弧形的长条形的一条工作面上的全部范围内，在这个范围内通过电镜扫描找出面上凹凸不平整的轮廓的最大高度值H_z和最大深度值H_d，将两值相加求和得出该条工作面1021的表面粗糙度值。

进一步地，投影屏幕上存在无数的的微透镜结构102，也就存在无数的工作面，这里的工作面的粗糙度小于等于300nm，是指投影屏幕上所有的微透镜上的每一个工作面的粗糙度全部都应该在小于等于300nm的范围下。

作为进一步地解释说明，如图3所示，图3是图2中投影屏幕在B-B向的截面图，如图3中a图所示，一种在工作面1021上只有凸起的轮廓的粗糙表面示意图，该表面上轮廓的最大高度值H_z，轮廓的最大深度值H_d，该表面的粗糙度值为H_z+H_d，但是由于该表面上的轮廓是凸出于工作面1021的，所以最大深度值H_d=0，因此该表面的粗糙度值为最大高度值H_z。同理，在工作面1021上只有凹陷的轮廓的粗糙度的表示方式与前述是相似的，其粗糙度值就等于轮廓的凹陷的最大深度。

进一步地，如图3中b图所示，一种在工作面上有凹凸不平的轮廓的粗糙表面示意图，图中虚线表示工作面1021，在该表面上的轮廓的最大高度值H_z，轮廓的最大深度值H_d，该表面的粗糙度值为H_z+H_d，这中情况就是具有明确的高度和深度的粗糙度表示。

进一步地，如图4所示，图4是图2中投影屏幕在C-C向的截面图，如图4中a图所示，一种在工作面1021上只有凸起的轮廓的粗糙表面示意图，该表面上轮廓的最大高度值H_z，轮廓的最大深度值H_d，该表面的粗糙度值为H_z+H_d，但是由于该表面上的轮廓是凸出于工作面1021的，所以最大深度值H_d=0，因此该表面的粗糙度值为最大高度值H_z。同理，在工作面1021上只有凹陷的轮廓的粗糙度的表示方式与前述是相似的，其粗糙度值就等于轮廓的凹陷的最大深度。

进一步地，如图4中b图所示，一种在工作面上有凹凸不平的轮廓的粗糙表面示意图，图中虚线表示工作面1021，在该表面上的轮廓的最大高度值H_z，轮廓的最大深度值H_d，该表面的粗糙度值为H_z+H_d，这中情况就是具有明确的高度和深度的粗糙度表示。

进一步地解释说明，从图3和图4可知，工作面1021上的凹或凸或凹凸的轮廓是一种三维立体形态的结构，其形状可以是规则的球体、椭球体、椎体等，也可以是具有不规则形状，但表现出如山峦般有高低起伏的形态，其形成在工作面上的粗糙的结构。

进一步地，本发明的微透镜结构的工作面1021的表面粗糙度还可以是小于等于100nm，其中还可以是优选小于等于50nm或者小于等于30nm；在此范围内发明人还研究了微透镜结构的表面粗糙度为25nm、17nm、12nm、7nm和3nm等数值下的微透镜结构对光线的作用，发现随着粗糙度值的减小，微透镜结构对光线的散射效果越弱，越能够精准的控制光线的传输方向，只是当粗糙度值达到30nm以下后，随着粗糙度数值减小，微透镜结构对光线定向作用的提升比例增加的越来越来少，在粗糙度值达到3nm后，其作用已趋于稳定，在其它条件不变的情况下，几乎不再变化。但是随着粗糙度值的减小，加工制作微透镜结构的难度却成倍的增加，所以在实际制作中，考虑各方面的影响因素，选择适中的粗糙度值即可，不一定最求最小。

进一步地，微透镜结构阵列的排列方式可以是圆弧形、椭圆形、抛物线形以及直线形，也或者是呈其它高阶曲线形状排列，由于排列方式很多，在此不一一举例。

作为进一步地解释说明，如图5投影系统20中，本发明的投影屏幕对光线作用与现有技术的投影屏幕对光线的作用对比示意图所示，现有技术的投影屏幕对光线的作用在图中3中用虚线表示，本发明的投影屏幕对光线的作用在图3中用实线表示。此处分别对环境光线和投影光线的作用进行解释，某一角度入射的环境光线P经过投影屏幕上的基材的折射后入射到微透镜结构的工作面1021上，在现有技术的投影屏幕上的微透镜结构的工作面上环境光线（如图3中虚线所示）被粗糙的面（现有技术中的投影屏幕的微透镜结构的工作面的粗糙度值在数百纳米量级）散射到各个方向，有些环境光线直接就被散射到观看者方向，有些环境光线经多次折反射后也出射到观看方向（如图3中光线P₁、P₂），而本发明的投影屏幕对于环境光线的作用则不同，如图3中实线所示，环境光线入射到本发明的投影屏幕上的微透镜结构的工作面1021上后，由于本发明的投影屏幕的微透镜结构的工作面的粗糙度值相对于现有技术的投影屏幕的微透镜结构的工作面的粗糙度值更低（本发明的投影屏幕的微透镜结构的工作面的粗糙度值小于300nm），所以环境光线不发生散射，而是直接被折反射到微透镜结构的非工作面1022上，被非工作面1022上的黑色材料吸收或者通过非工作面1022的折射往观看者相反的方向出射，总之经过本发明的投影屏幕的环境光线很大一部份都不能够出射到观看者方向，而现有技术的环境光线会有较大一部分出射到观看者方向。

进一步地，对于投影机Y发出的投影光线T也是如上文所述，在入射到现有技术的投影屏幕的微透镜结构的工作面上时，也发生各方向的散射，有一些投影光线散射角度较大，就会在基材内部被反射后无法出射到观看者方向，而是反射到其它微透镜结构的工作面上，由于入射角度大就被工作面折反射到非工作面上被吸收损失掉（如图3中光线T₁、T₂、T₃），因此现有技术的投影屏幕也会对投影光线造成损失；而投影光线入射到本发明的投影屏幕上的微透镜结构的工作面1021上后，由于粗糙度值更小，就会被工作面直接反射到观看者方向，不会造成投影光线的损失，所以本发明的投影屏幕能够获得更高的投影光线利用效果。

进一步地，投影系统中的对比度是投影光线与环境光线的相互作用的结果，环境光线越强，投影光线相对就越弱，而此时的投影屏幕显示的对比度就越低，所以要获得更好的对比度，就需要使环境光线更弱和使投影光线更强，而本发明的投影屏幕相对于现有技术的投影屏幕既能使环境光线更多的被吸收而减弱，又能使投影光线不被吸收而更强，所以本发明的投影屏幕能够获得更好的观看对比度效果。

进一步地，如图6所示，图6中a图示出的是一种两个工作面1021的微透镜结构组成的投影屏幕，该投影屏幕也包含有基材101和微透镜结构102；图6中b图示出的一种三个工作面1021的微透镜结构组成投影屏幕，该投影屏幕也包含有基材101和微透镜结构102；此处只是列举了两个和三个工作面的微透镜结构组成的投影屏幕，基于本发明还可以有更多个工作面的微透镜结构，在此不一一列举，对于本发明的核心在于微透镜结构工作面的粗糙度设置，因此不管工作面有多少，只要每个工作面的粗糙度符合本发明的要求，就都属于本发明的保护范围。

作为进一步地解释说明，基材层101可以由包括但不限于以下的材料构成，如聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，酪蛋白磷酸肽，双轴向聚丙烯，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等柔性塑料或橡胶材料，或者玻璃、亚克力、陶瓷等有一定刚性的透明基板。

实施例

如图7所示，实施例二与实施例一的区别在于微透镜结构的工作面1021的表面还设置有若干规则形状、数量均匀和规则排列的微结构10211，每一个微结构10211的表面粗糙度小于等于300nm，微结构的表面粗糙度是指在一个微结构10211的尺寸范围内的轮廓的最大峰高与轮廓的最大谷深的和。此处发明人表达的是两种技术方向，第一种是微透镜结构的工作面1021的表面粗糙度和微结构10211的表面粗糙度都要小于等于300nm；第二种是微透镜结构的工作面1021的表面粗糙度不做限制，只需要微结构10211的表面粗糙度小于等于300nm。很显然对于透射式投影屏幕来说，第一种技术方向更加的满足需要，而对于反射式投影屏幕来说第二种技术方向要更合适；因为对于反射式投影屏幕来说能够控制光线传输方向的更多在于微结构10211的表面（因为反射式投影屏幕上的反射层设置在微结构10211的表面，光线在微结构的表面发生反射），所以要想实现实施例一所述的优异效果，就需要将微结构10211的表面粗糙度值设置到很低。而对于透射式投影屏幕，光线在微透镜结构工作面1021和微结构10211表面都会发生折反射作用，所以需要将两个面的粗糙度值都设置到很低。

进一步地，如图8所示，与前述方案的区别是微透镜结构的工作面1021的表面设置有若干形状不规则、数量不均匀和不规则排列的微结构10211。该图所示的微结构10211为随机分布的凹凸透镜结构组成的阵列，这里的随机分布包含两种情况，第一种情况是凹凸微结构的数量、形状和大小排布可以有一定的规律，但规律不是很明显，只是在数控加工时满足程序识别的需要而认为设定的规律；第二种情况是完全没有规律的随意排布，比如光线强位置微结构被设置更多，光线弱的位置微结构被设置更少，而光线的强弱分布本身不具有规律性，所以微结构的设置也就不具有规律性，这种微结构的制作，对于机器加工来说会相对更困难，但好处是可以有效的调节光强的分布，使投影显示亮度更加均匀。另外还有就是微结构10211的形状是不规则的，在每个工作面1021上表现出随机性的分布特征。

进一步地，关于前述方案下，微结构的表面粗糙度是指在一个微结构10211的尺寸范围内的轮廓的最大峰高与轮廓的最大谷深的和的进一步地解释说明，如图8中的局部放大图所示，这里的一个微结构10211指的是工作面1021上的任意的一个凸起结构或任意的一个凹陷结构，从这些凸起和凹陷结构上找出粗糙轮廓的最大峰高值和粗糙轮廓的最大谷深值，从而计算出每一个微结构10211上的粗糙度值，而投影屏幕上的这些所有微结构10211的粗糙度值都应该满足小于等于300nm的要求，才能实现本发明的提高投影屏幕对比度的技术效果。

进一步地，与实施例一相同，本实施例的粗糙面也存在有凸起或凹陷或凹凸不平的情形，其示意图表示和粗糙度计算方法已经在实施例一种详细描述，在此就不在重复附图和叙述。

实施例

实施例三与实施例一和实施例二的区别在于，在实施例一或实施例二的投影屏幕结构上增加设置了扩散层和调色层。如图9所示，以实施例一或实施例二为基础的投影屏幕还包括扩散层104和调色层105；如图9中的a图所示，扩散层104和调色层105为独立的两层，如图9中b图所示，扩散层104和调色层105融合为一层，都位于基材101与微透镜结构102之间；如图9中c图所示，调色层105和扩散层104设置在基材101内部；如图9中d图所示，调色层105和扩散层104设置在基材101上远离微透镜结构102的一面。

作为进一步地解释说明，在实施例一或实施例二的投影屏幕上增加设置扩散层的作用是调整投影屏幕观看视角，因为本发明的投影屏幕上的微透镜结构或微结构的面粗糙度值很低，对光线的定向作用很强，但是会使出射光线的范围很窄，所以需要增加设置扩散层用以扩大光线的出射角度，便于在更大范围内观看到均匀的亮度显示。

进一步地，扩散层104内设置有扩散粒子和树脂材料，这些扩散粒子能够使经过扩散层104内部的光线发生均匀散射，使得光强分布更均匀。扩散粒子包括但不限于二氧化硅粒子、三氧化二铝粒子、氧化钛粒子、氧化铈粒子、氧化锆粒子、氧化钽粒子、氧化锌粒子、氟化镁粒子等，它们的粒径优选5nm~200nm。需要说明的是，当在扩散层104内设置扩散粒子时，扩散粒子可以均匀分布在扩散层104内，也可以非均匀分布在扩散层104内，为了达到最佳效果，优选，扩散粒子均匀分布在扩散层104内的方式。

进一步地，扩散层104还可以设置成单层或多层弧形柱状微透镜，通过弧形柱状微透镜的弧形面对光线进行扩散，以增大投影屏幕的观看视场和改善显示亮度均匀性。

作为进一步地解释说明，在实施例一或实施例二的投影屏幕上增加设置调色层的作用是调整投影光线在投影屏幕显示中红、绿、蓝光的强度不均衡，使投影屏幕的显示色彩更饱和真实。本发明设置的调色层是具有选择性吸收功能的材料，比如吡唑啉酮染料、二苯甲酮染料、苯基三嗪染料、苯并三唑染料、草酰苯胺染料、水杨酸脂染料、甲基染料、偶氮金属染料、蒽醌染料、莱醌染料、花菁染料、酞菁染料、偶氮染料等，能够针对投影光线中各颜色的光的强度不同，去选择性的吸收一些颜色光的一部分光强，使各颜色光的均衡融合，从而满足不同的人对颜色的观看需求，具有更加实用的效果。

实施例

实施例四与实施例一或实施例二或实施例三的区别在于在投影屏幕上设置了反射层，如图10中a图所示，投影屏幕包括基材101和微透镜结构102，在微透镜结构102的工作面1021和非工作面1022上设置有反射层103，反射层103对波长为380nm~780nm的可见光中任一波长光的垂直入射的反射率在48%~60%范围内。

作为进一步地解释说明，设置反射层对可见光的反射率在48%~60%范围内的作用是进一步提高投影屏幕显示的对比度，从实施例一中的解释可知，当环境光入射到微透镜结构上后，会在工作面和非工作面上被反射，对于入射到非工作面的环境光最佳的效果是不发生反射，直接就被透过去往与观看者相反的方向传输，这样就能尽可能的消除环境光线，但这种只在工作面制作反射层而不在非工作面上制作反射层的技术方案难度极大，所以投影屏幕上的微透镜结构的工作面和非工作面都会被制作上反射层，但因为环境光线更多的会入射到非工作面上，所以将反射层的反射率设置到48%~60%范围内，能够透过损失更多的环境光，获得最佳的对比度。

进一步地解释说明，另外投影光线入射到工作面上经过工作面的一次反射后，被传输到观看者方向，当然也会损失一定比例的投影光线，而入射到工作面上的环境光线，由于入射角度更大，在经过工作面的反射后没有直接出射，而是会在屏幕结构内部与微透镜结构面上发生多次折反射，这样每一次的反射都会消除掉一定比例的环境光线，经过多次在本发明的反射层上被透过，消除的环境光会比损失的投影光线的比例大很多倍（经发明人研究呈现级数倍的增加），因此相对来说也能够极大的提升投影屏幕的对比度。

进一步地，如图10中b图所示，投影屏幕包括扩散层104、调色层105、基材101和微透镜结构102，在微透镜结构102的工作面1021和非工作面1022上设置有反射层103，反射层103对波长为380nm~780nm的可见光中任一波长光的垂直入射的反射率在48%~60%范围内。

进一步地，如图10中c图所示，投影屏幕包括基材101、微透镜结构102和位于微透镜结构工作面上的微结构10211，在微结构10211和非工作面1022的表面设置有反射层，反射层103对波长为380nm~780nm的可见光中任一波长光的垂直入射的反射率在48%~60%范围内。

作为进一步地解释说明，反射层103对波长为630nm~660nm的红光中任一波长光的垂直入射的反射率在50%~58%范围内；反射层103对波长为515~555nm的绿光中任一波长光的垂直入射的反射率在51%~58%范围内；反射层103对波长为450nm~480nm的蓝光中任一波长光的垂直入射的反射率在51%~58%范围内。

进一步地，本发明的反射层设置成能够对不同波长的光具有不同的反射率，目的是解决投影光线中各颜色光强度不均衡的问题，实现更好的色彩显示效果。

作为进一步地解释说明，如图11所示，图中横坐标表示反射层的厚度值（单位nm），纵坐标表示百分比值，反射层对波长为380nm~780nm的可见光中任意一波长光的吸收率在34%~51%范围内，任意一波长光对应的吸收率的百分比数值与反射率的百分比数值之和小于99%。

进一步，地从图11中可知，随着反射层厚度的增加，反射层对可见光的反射率R是在逐渐的减小的，而反射层对可见光的吸收率是在逐渐的增加的，要实现前文所述的功能，这就需要选取出合适的反射层厚度和反射层材料。因为在一定范围内膜层薄反射率会太高，不利于消除环境光线；而膜层厚吸收率又太高，对投影光线损失较大，也不利于提升对比度；而不同的材料也是一样，每种材料的反射和吸收特性都是材料本身决定的，所以选择不同的材料也会取得不同反射效果，因此也需要选取合适的材料才能满足本发明的要求。

作为进一步地解释说明，如图12中a图所示，本发明的反射层的厚度h的最佳值为20nm~200nm。

进一步地，本发明的反射层的材料为优选为镍或铬或铌或不锈钢或钴或铅及其合金，或者其氧化物制作成的多层组合反射层。

进一步地，本发明的反射层的制作方式为蒸镀或溅射镀或离子镀或化学镀或喷涂或印刷。

进一步地，在投影屏幕的微透镜结构上也可以不设置反射层，这样可以将投影屏幕应用于背投影系统场景，使投影机和观看者分别位于投影屏幕的两侧。

实施例

实施例五与实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的不同在于在投影屏幕的表面设置成粗糙面或制作有减反射材料的镜面，如图12中a图所示，投影屏幕朝向投影机的表面设置为粗糙面106，粗糙面106对入射光的水平扩散角度大于竖直扩散角度。

进一步地，粗糙面106可以是制作有微细结构，该微细结构用于增大投影屏幕的水平扩散角度，能够使投影屏幕水平方向的扩散角度大于投影屏幕竖直方向的扩散角度。又或者仅仅使投影屏幕一些过亮的区域的扩散能力增加，以使这些过亮区域的亮度降低，使投影屏幕的亮度均匀性提高。

进一步地，还可以是设置有扩散角度各向异性的微结构，即微结构在各个方向上对光线的扩散能力不同，可根据投影屏幕上不同位置亮度的不同，在亮度高的位置微结构的扩散角度大降低亮度，亮度低的位置微结构的扩散角度小保证亮度不降低，使得投影屏幕的显示亮度更加的均匀还能获得较大的观看视场。

进一步地，如图12中b图所示，投影屏幕朝向投影机的表面还可以设置为镜面107，镜面107上设置有减反射材料，比如镀制的低折射率的材料如sio₂、mgf₂等，也或是镀制有高低折射率材料组成的减反射膜，也可以是印刷或喷涂的减反射材料，这些减反射材料的折射率小于屏幕其它各层材料的折射率，可用于减少屏幕表面的反射，使更多的光线进入到屏幕结构内，被微透镜结构调整到观看者方向。

进一步地，本发明的微透镜结构的材料包括但不限于是射线固化树脂，热固化树脂，反应型固化树脂，使用上述原材料制作微透镜结构的方法是用制作有微透镜结构的辊筒模具，将原材料转印涂布到基材上。

实施例

实施例六与实施例三的区别在于投影屏幕上设置有反射层，如图13所示，本发明的投影屏幕包括基材101、扩散层104、调色层105、微透镜结构102和反射层103。

进一步地，本发明的实施例一到实施例六的投影屏幕还可以包括黑色背板、装饰边框和挂件，黑色背板设置在反光材料层远离微结构层的一侧，装饰边框包裹在光学投影屏幕的四周，挂件设置在黑色背板远离微结构层的一侧。

进一步地，黑色背板可以通过双面胶或者EVA热熔胶与反光材料层紧密贴合在一起，可在黑色背板的面上设置黑色涂料，以吸收入射到黑色背板上不必要的光，能够适当提高投影屏幕的对比度。

进一步地，装饰边框安装在黑色背板的四周，在投影屏幕厚度方向上包围投影屏幕的各层结构，以固定、美化投影屏幕的外观，分割形成投影显示区域的作用。装饰边框与黑色背板之间的固定方式可以是通过双面胶粘贴，还可以是通过螺钉/螺栓方式固定。

进一步地，挂件通过双面胶粘贴或螺钉固定方式固定在黑色背板的相应位置，以方便后续将投影屏幕安装在墙面上。

作为进一步地补充说明，也可以将所述挂件更换成磁性材料，以便于通过磁性吸附的方式将投影屏幕安装到墙面上，保证墙面的美观性。

本发明的投影屏幕10包括基材101和形成在基材的一个面上的若干微透镜结构102，这些微透镜结构102呈阵列排列在基材101的一个面上，每一个微透镜结构102都有一个工作面1021和一个非工作面1022，工作面1021用于接收投影机发出的光线，非工作面用于接收环境光线。通过使用上述投影屏幕能极大地提升了投影屏幕对投影光线的利用率和降低环境光线对投影屏幕的作用，有效的提高了投影屏幕的对比度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高对比度的投影屏幕，包括基材和形成在所述基材的一个面上的若干微透镜结构，所述微透镜结构呈阵列排列在所述基材的一个面上，所述微透镜结构都包括至少一个工作面，所述工作面用于接收投影机发出的光线，其特征在于，所述工作面的表面粗糙度小于等于300nm，所述工作面的表面粗糙度是指在一个工作面的尺寸范围内的轮廓的最大峰高与轮廓的最大谷深的和；

在所述工作面的表面设置有若干微结构，所述微结构的表面粗糙度小于等于300nm，所述微结构的表面粗糙度是指在一个微结构的尺寸范围内的轮廓的最大峰高与轮廓的最大谷深的和；

所述微透镜结构或所述微结构的表面上设置有反射层，所述反射层对波长为380nm~780nm的可见光中任一波长光的垂直入射的反射率在48%~60%；

所述反射层对波长为515~555nm的绿光中任一波长光的垂直入射的反射率在51%~58%范围内。

2.根据权利要求1所述的一种高对比度的投影屏幕，其特征在于，所述微结构为随机设置的凹凸透镜结构阵列。

3.根据权利要求1所述的一种高对比度的投影屏幕，其特征在于，所述投影屏幕还包括扩散层和调色层，所述扩散层和所述调色层融合为一层或分开为独立的两层，所述调色层和所述扩散层位于所述基材与所述微透镜结构之间；或所述调色层和所述扩散层设置在所述基材内部；或所述调色层和所述扩散层设置在所述基材上远离所述微透镜结构的一面。

4.根据权利要求1所述的一种高对比度的投影屏幕，其特征在于，所述反射层对波长为630nm~660nm的红光中任一波长光的垂直入射的反射率在50%~58%范围内；所述反射层对波长为450nm~480nm的蓝光中任一波长光的垂直入射的反射率在51%~58%范围内。

5.根据权利要求1所述的一种高对比度的投影屏幕，其特征在于，所述投影屏幕朝向投影机的表面设置为粗糙面，所述粗糙面对入射光的水平扩散角度大于竖直扩散角度；或者所述投影屏幕朝向投影机的表面设置为镜面，所述镜面上设置有减反射材料。

6.根据权利要求1所述的一种高对比度的投影屏幕，其特征在于，所述反射层的厚度为20nm~200nm；所述反射层的材料为镍或铬或铌或不锈钢或钴或铅；所述反射层的制作方式为蒸镀或溅射镀或离子镀或化学镀或喷涂或印刷。

7.根据权利要求1所述的一种高对比度的投影屏幕，其特征在于，所述反射层对波长为380nm~780nm的可见光中任意一波长光的吸收率在34%~51%范围内，所述任意一波长光对应的吸收率的百分比数值与所述反射率的百分比数值之和小于99%。

8.根据权利要求1所述的一种高对比度的投影屏幕，其特征在于，所述投影屏幕还包括扩散层和调色层，所述扩散层和所述调色层融合为一层或分开为独立的两层，所述调色层和所述扩散层位于所述基材与所述微透镜结构之间；或所述调色层和所述扩散层设置在所述基材内部；或所述调色层和所述扩散层设置在所述基材上远离所述微透镜结构的一面。

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