CN221057086U - 透明屏幕 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种透明屏幕，涉及透明显示领域，包括基底、第一结构层、第二结构层、扩散层、反射层、贴合层和保护层，所述第一结构层设于基底上，包括多个第一斜面，所述第二结构层形成于第一结构层上，包括多个第二斜面，所述扩散层设于第二结构层上，所述反射层设于扩散层上，所述贴合层设于反射层上，所述保护层设于贴合层上。因此，通过设置呈斜面结构的第一结构层和第二结构层，能够调整光线在第二结构层上的反射方向，并将调整所需的较大斜面倾角拆分为了两个较小的斜面倾角之和，降低了斜面微结构的制造难度，扩散层设于第二结构层上使得扩散粒子在斜面上分布浓度更加均匀，提高了扩散层的均匀性，进一步提升了反射层的反射效果。
Description
技术领域
本申请涉及透明显示领域，更具体地，涉及一种透明屏幕。
背景技术
透明显示是一种具有高透明度的显示技术，能够在正常显示图像的同时保持屏幕的透明性，也就是说，既能通过屏幕看到投到屏幕上的图像画面，又能透过屏幕看到屏幕后的画面，这就需要透明屏幕同时具有良好的光线透过率和图像分辨率。
然而，现有的透明屏幕往往不能兼顾透过率、均匀性和分辨率。
实用新型内容
基于以上背景，本申请提出了一种透明屏幕，包括：基底、第一结构层、第二结构层、扩散层、反射层、贴合层和保护层；；所述第一结构层设于所述基底上，包括多个第一斜面，所述第一斜面具有第一倾角和第一间距，其中，所述第一倾角为所述第一斜面的光线入射面与所述第一结构层与基底连接的第一连接面之间具有的夹角，所述第一间距指每个所述第一斜面与所述基底的连接长度；所述第二结构层形成于所述第一结构层上，包括多个第二斜面，所述第二斜面具有第二倾角和第二间距，其中，所述第二倾角为所述第二斜面的光线入射面与所述第二结构层与第一结构层连接的第二连接面之间具有的夹角，所述第二间距指每个所述第二斜面与所述第一结构层的连接长度；所述扩散层设于所述第二结构层上，所述反射层设于所述扩散层上，所述贴合层设于所述反射层上，所述保护层设于所述贴合层上。
可选地，所述第一倾角大于所述第二倾角。
可选地，所述第一间距大于所述第二间距。
可选地，所述第一间距L1和第二间距L2满足：2L1≤L2。
可选地，所述第一倾角α满足：10°≤α≤30°，所述第一间距L1满足30um≤L1≤500um。
可选地，所述第二倾角β满足：1°≤β≤5°，所述第二间距L2满足10um≤L1≤50um。
可选地，所述扩散层为凹凸结构，沿着所述第二结构层的斜面斜边分布于所述第二结构层表面，所述反射层为形成于所述扩散层上的薄膜。
可选地，所述反射层包括高折射率介质膜和低折射率介质膜，所述高折射率介质膜和低折射率介质膜交替层叠组成所述反射层。
可选地，所述反射层满足对400-700nm光波段中的光线反射率在15％-50％范围内，光线透过率在30％-80％范围内。
可选地，所述贴合层、第一结构层和第二结构层中任意两者之间的折射率差值小于0.1。
因此，本申请提供的一种透明屏幕，包括：基底、第一结构层、第二结构层、扩散层、反射层、贴合层和保护层；所述第一结构层设于所述基底上，包括多个第一斜面，所述第一斜面具有第一倾角和第一间距，其中，所述第一倾角为所述第一斜面的光线入射面与所述第一结构层与基底连接的第一连接面之间具有的夹角，所述第一间距指每个所述第一斜面与所述基底的连接长度；所述第二结构层形成于所述第一结构层上，包括多个第二斜面，所述第二斜面具有第二倾角和第二间距，其中，所述第二倾角为所述第二斜面的光线入射面与所述第二结构层与第一结构层连接的第二连接面之间具有的夹角，所述第二间距指每个所述第二斜面与所述第一结构层的连接长度；所述扩散层设于所述第二结构层上，所述反射层设于所述扩散层上，所述贴合层设于所述反射层上，所述保护层设于所述贴合层上。本申请通过设置第二结构层，使得光线在入射第二结构层上发生反射时的反射方向被调整至均能射向观察位置的范围内，通过进一步设置第一结构层，将原本第二结构层调整反射方向需要设置的较大斜面倾角拆分为了两个较小的斜面倾角之和即第一倾角和第二倾角之和，降低了斜面微结构的制造难度，并且，将扩散层形成时扩散粒子涂布的表面进一步拆分为多个第二结构层的第二斜面的表面，使得扩散粒子在斜面上分布浓度更加均匀，提高了扩散层的均匀性，避免了镜面反射出现，进一步提升了其上反射层的反射效果。
本申请实施例的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
图1示出了现有技术的一种透明显示系统的结构示意图。
图2示出了现有技术的另一种透明显示系统的结构示意图。
图3示出了本申请实施例中示出的一种透明屏幕的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
具体地，请参阅图1，图1示出了现有技术的一种透明显示系统的结构示意图，包括投影机101和屏幕102，投影机101发出的光线在屏幕102上发生反射，且投影机101发出的光线在屏幕上不同位置上的入射角各不相同，由于屏幕102为平面，光线将被反射至各个方向，导致投影机发出的光线中只有部分才能达到观察位置所在的区域，而部分光线将被反射至观察位置以外的区域，例如在图1中若将屏幕101范围内的区域判定为观察位置所在的区域，可以看出的是，入射屏幕102的光线L1能够到达观察位置，而入射屏幕102的光线L2将被反射至观察位置范围以外的区域，造成了光线能量上的浪费。因此，现有技术又发展了一种具有凹凸光学微结构的屏幕以调控光线在屏幕上发生反射后的反射光线的方向，具体地，请参阅图2，图2示出了现有技术的另一种透明显示系统的结构示意图，在屏幕202上具有锯齿状的多个斜面微结构203，斜面微结构203与屏幕202所在平面形成一个夹角θ，在投影机101发出的光线射向屏幕202时在斜面微结构203的倾斜表面上发生反射，从而达到调控反射光线方向的效果，例如在图2中若将屏幕201范围内的区域判定为观察位置所在的区域，在投影机201向屏幕202发出的光线的入射角范围内，以最小入射角入射屏幕202的光线L1能够到达观察位置，而以最大入射角入射屏幕202的光线L2同样能够被反射至观察位置。
但是，这种结构需要斜面微结构与屏幕所在平面形成的夹角θ满足一定的大小关系，仍以图2为例，设投影机201到屏幕202所在平面的水平距离a＝500nm，垂直距离b＝300nm，屏幕201的屏幕高度c＝1245nm，根据投影光线入射角δ的计算公式tan-1(b/a)≤δ≤tan-1((b+c)/a)，可以计算得出投影光线入射角δ的范围约在30°～72°之间，此时若想斜面微结构203能够保证在投影光线入射角δ范围内入射屏幕202的光线经反射后的反射方向均指向观察位置，斜面微结构与屏幕所在平面形成的夹角θ需要满足5°≤θ≤45°，更优的，为10°≤θ≤30°。然而，制造该角度范围的斜面微结构较为困难，且在对屏幕表面涂布扩散粒子时，容易出现涂布不均匀的问题。
请参阅图3，图3示出了本申请实施例示出的一种透明屏幕的结构示意图，透明屏幕300包括基底301、第一结构层302、第二结构层303、扩散层304、反射层305、贴合层306和保护层307，其中，第一结构层302设于基底301上，且第一结构层302呈锯齿状的斜面微结构，包括多个第一斜面311，第二结构层303设于第一结构层302上，且第二结构层303也呈锯齿状的斜面微结构，包括多个第二斜面322，进一步地，第一斜面311具有第一倾角α和第一间距L1，第二斜面312具有第二倾角β和第二间距L2，并且，第一倾角α指第一斜面311的光线入射面与第一结构层302与基底301连接的第一连接面之间具有的夹角，第二倾角β指第二斜面312的光线入射面与第二结构层303与第一结构层302连接的第二连接面之间具有的夹角，以图2为例，假设在屏幕300的左侧设有投影光机，光线便会由左侧入射屏幕300，此时，第二斜面312的光线入射面和第一斜面311的光线入射面即为能够接受到光线的表面，结合第二连接面和第一连接面便可确定出第一倾角α和第二倾角β；第一间距L1指每个第一斜面311与基底301连接时的连接长度，第二间距L2指每个第二斜面312与第一结构层302连接时的连接长度，可以理解的是，第一间距和第二间距也可以指第一结构层302的第一斜面和第二结构层303的第二斜面的周期长度；扩散层304设于第二结构层303上，反射层305设于扩散层304上，贴合层306设于反射层305上，保护层307设于贴合层306上。
作为一种实施方式，第一结构层302和第二结构层303的制材相同均为树脂材料，示例性地，可以为热固性树脂、双组分树脂、或者光固化树脂中的任意一种，优选地，为光固化树脂，且折射率范围在1.4-1.6之间。作为一种实施方式，第一结构层和第二结构层的制备方法可以是：在基底上涂布足够厚度的树脂材料，利用卷对卷转印工艺使用模具在树脂上压印出微结构，半固化后形成第二结构层，此时用另一模具在未完全固化的第二结构层上继续热压，形成第一结构层，其中，为保证第二结构层上可以继续压印出第一结构层，基底上涂布树脂材料的厚度需要大于30um，优选地，涂布树脂材料的厚度范围在50um-200um之间。
作为一种实施方式，第一倾角α大于第二倾角β。示例性地，第一倾角α和第二倾角β的取值可以是：5°≤α≤45°，0°≤β≤15°，优选地，为：10°≤α≤30°，1°≤β≤5°，进一步地，第一斜面311中除第一倾角α外的其他两个倾角的取值范围均可在1度到90度之间，具体视第一倾角α的取值调整，第二斜面312中除第二倾角β外的其他两个倾角的取值范围均可在1度到90度之间，具体视第二倾角β的取值调整。可以理解的是，通过设置第二结构层，使得光线在入射第二结构层上发生反射时的反射方向被调整至均能射向观察位置的范围内，通过进一步设置第一结构层，将原本第二结构层调整反射方向需要设置的斜面倾角拆分为了α+β，降低了制造难度。
作为一种实施方式，扩散层304为凹凸结构，其沿着第二结构层303的第二斜面的斜面斜边随型分布于第二结构层303的表面上。作为一种实施方式，扩散层的制备方法可以是在第二结构层的斜面斜边表面上涂布含有扩散粒子的涂布液，也可以是通过刻蚀、喷砂的方式在第二结构层的斜面斜边表面上形成凹凸的表面。当使用在第二结构层的斜面斜边表面上涂布含有扩散粒子的涂布液的方法时，扩散粒子可以是无机粒子如二氧化硅微球，也可以是有机粒子如聚甲基丙烯酸甲酯微球，微球可以是球形、或者椭球形、或者其他立体结构，扩散粒子的平均粒径为0.1um-10um，更优的为1um-6um，进一步地，扩散粒子可以是单一粒径的粒子，也可以是两种或两种以上粒径或者形状的粒子按设定的比例混合，具体地，粒子涂布液的制备方法可以为取1-5质量份的聚甲基丙烯酸甲酯粒子，用1-10质量份乙酸乙酯搅开，再加入10-200质量份固体含量为20％的丙烯酸树脂，搅拌均匀后形成涂布液，再涂布在第二结构层303的表面固化后形成扩散层304，其中，聚甲基丙烯酸甲酯粒子的粒径为0.5um-20um，优选地，为2um-10um。如此，扩散层104的雾度范围在20％-90％范围内，优选的雾度范围为30％-80％，且透过率>90％。通过设置扩散层，使平行光线射入透明屏幕时在平行光方向上发生偏离，以达到消除炫光的作用。
作为一种实施方式，反射层305为形成于扩散层304上的薄膜，示例性地，可以为如金、银、铝、铜等的金属薄膜，也可以为如二氧化钛、五氧化二铌、二氧化硅、三氧化二铝等介质膜，其中，可以通过在扩散层上镀光学膜或涂布含有反射材料的涂布液干燥固化后形成反射层薄膜，在扩散层上镀光学膜的镀膜方式包括但不限于磁控溅射、蒸镀、溶胶凝胶、化学气相沉积等方法。进一步地，由于介质膜相对于金属膜光线吸收率较低不容易造成光线损失，一般选择使用介质膜作为反射层，介质膜可以为单层介质膜，也可以为多层介质膜，其中，若对反射层的要求较为单一，如只要求简单的平均透过率及反射率等等，单层介质膜便可满足，此时可选择将反射层设置为介质膜；若对反射层的要求较复杂，如需要同时满足反射率、透过率、色差、视角等要求，可以将两种或两种以上的不同介质膜层叠为反射层，通过调控不同介质层的不同折射率、层厚和层数等以设计出符合要求的反射层。
作为一种实施方式可以使高折射率介质膜和低折射率介质膜交替层叠组成反射层，高折射率介质包括二氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽等，低折射率介质包括氟化镁、二氧化硅、三氧化二铝等，进一步地，可以在扩散层上通过磁控溅射方式制备高低折射率交替层叠的介质膜以形成反射层。
作为一种实施方式，反射层的单层介质薄膜厚度范围在0.1um-2um之间，优选地，为0.1um-1um，反射层的介质膜总厚度范围在10um-1000nm之间。
作为一种实施方式，反射层被设定为在光线波长为380um-760nm的可见光波段中，对光线的反射率范围为5％-70％，透射率范围为30％—90％，优选地，在光线波长为400-700nm的可见光波段中，对光线的反射率范围为15％-40％，透射率范围为40％-80％，进一步地，在光线波长为400-700nm的可见光波段中，反射率范围的最高值与最低值的差距小于10％，透射率范围的最高值与最低值的差距小于10％，优选地，这种差距小于5％。
可以理解的是，在如图2所示的透明屏幕中，若想使斜面微结构能够保证在投影光线入射角范围内入射屏幕的光线经斜面微结构反射后的反射方向均指向观察位置，斜面微结构与屏幕基底所在平面形成的夹角需要制造的比较大，这样，在当斜面微结构上涂布扩散粒子时，由于斜面微结构的坡度较大，而扩散粒子又具有一定的流动性，会使得扩散粒子堆积到斜面微结构的底部，即结构的顶部没有或者有极少的扩散粒子，结构底部有明显多于顶部的扩散粒子，扩散粒子浓度从顶部到底部呈阶梯增加，这样将导致扩散层固化后雾度不均匀的问题，其次，在扩散层上镀反射层后，在斜面的顶部由于缺少扩散粒子，会产生镜面反射。
因此，通过在第一结构层上增设第二结构层，将原本基底上调整反射方向需要设置的斜面倾角拆分为了α+β，不仅降低了制造难度，同时，将原先扩散粒子涂布的表面进一步拆分为多个第二斜面的表面，斜面之间具有彼此阻隔的能力，使得扩散粒子在斜面上分布浓度更加均匀，提高了扩散层的均匀性，进一步提升了扩散层其上反射层的反射效果。作为一种实施方式，第一间距L1大于第二间距L2，示例性地，第一间距L1和第二间距L2满足：2L1≤L2，优选地，满足：3L1≤L2。第一间距L1满足1um≤L1≤1000um，优选地，满足30um≤L1≤500um；第二间距L2满足10um≤L1≤50um。结合上述分析可知，L2与L1的差距越大，越利于扩散层中扩散粒子在第二结构层上的分布均匀性，防止光线在反射层上发生镜面反射。
作为一种实施方式，基底301由透明基材制成，示例性地，透明基材可以为刚性基材，如亚克力、玻璃等；也可以为柔性基材，如热塑性聚酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate、PC)等，优选地，为柔性基材。进一步地，基底厚度范围为20-500um，优选地，基底厚度范围为50um-250um，从而保证基材在高透过率的情况下具有一定的支撑性。
作为一种实施方式，贴合层306的制材为树脂材料，示例性地，可以为光固化树脂、热固性树脂等，优选地，为紫外固化树脂，保护层307由透明基材制成，可以参考基层301，与基层301选择使用相同的基材，如刚性基材或柔性基材等，保护层基材厚度范围为20-500um，优选地，厚度范围为50um-250um。保护层307将贴合层306的树脂压实在反射层305上并填平其由于涂布在扩散层304上存在的凹凸结构，贴合层固化后连接保护层307和反射层305，进而，基层301、第一结构层302、第二结构层303、扩散层304、反射层305、贴合层306与保护层307共同形成透明屏幕的整体。
作为一种实施方式，基底301所用树脂、贴合层306所用树脂以及第一结构层302和第二结构层303所用树脂之间的折射率之间存在的误差小于某个阈值，示例性地，该阈值可以为0.1，进一步地，第一结构层302、第二结构层303、扩散层304、反射层305、贴合层306与保护层307之间的各层折射率差值同样小于0.1，以尽可能避免光线入射透明屏幕后在各层之间发生过多折射。
因此，本申请提供的一种透明屏幕，包括：基底、第一结构层、第二结构层、扩散层、反射层、贴合层和保护层；所述第一结构层设于所述基底上，包括多个第一斜面，所述第一斜面具有第一倾角和第一间距，其中，所述第一倾角为所述第一斜面的光线入射面与所述第一结构层与基底连接的第一连接面之间具有的夹角，所述第一间距指每个所述第一斜面与所述基底的连接长度；所述第二结构层形成于所述第一结构层上，包括多个第二斜面，所述第二斜面具有第二倾角和第二间距，其中，所述第二倾角为所述第二斜面的光线入射面与所述第二结构层与第一结构层连接的第二连接面之间具有的夹角，所述第二间距指每个所述第二斜面与所述第一结构层的连接长度；所述扩散层设于所述第二结构层上，所述反射层设于所述扩散层上，所述贴合层设于所述反射层上，所述保护层设于所述贴合层上。本申请通过设置第二结构层，使得光线在入射第二结构层上发生反射时的反射方向被调整至均能射向观察位置的范围内，通过进一步设置第一结构层，将原本第二结构层调整反射方向需要设置的较大斜面倾角拆分为了两个较小的斜面倾角之和即第一倾角和第二倾角之和，降低了斜面微结构的制造难度，并且，将扩散层形成时扩散粒子涂布的表面进一步拆分为多个第二结构层的第二斜面的表面，使得扩散粒子在斜面上分布浓度更加均匀，提高了扩散层的均匀性，避免了镜面反射出现，进一步提升了其上反射层的反射效果。
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 (10)
1.一种透明屏幕，其特征在于，包括：基底、第一结构层、第二结构层、扩散层、反射层、贴合层和保护层；
所述第一结构层设于所述基底上，包括多个第一斜面，所述第一斜面具有第一倾角和第一间距，其中，所述第一倾角为所述第一斜面的光线入射面与所述第一结构层与基底连接的第一连接面之间具有的夹角，所述第一间距指每个所述第一斜面与所述基底的连接长度；
所述第二结构层形成于所述第一结构层上，包括多个第二斜面，所述第二斜面具有第二倾角和第二间距，其中，所述第二倾角为所述第二斜面的光线入射面与所述第二结构层与第一结构层连接的第二连接面之间具有的夹角，所述第二间距指每个所述第二斜面与所述第一结构层的连接长度；
所述扩散层设于所述第二结构层上，所述反射层设于所述扩散层上，所述贴合层设于所述反射层上，所述保护层设于所述贴合层上。
2.根据权利要求1所述的透明屏幕，其特征在于，所述第一倾角大于所述第二倾角。
3.根据权利要求1所述的透明屏幕，其特征在于，所述第一间距大于所述第二间距。
4.根据权利要求3所述的透明屏幕，其特征在于，所述第一间距L1和第二间距L2满足：2L1≤L2。
5.根据权利要求1所述的透明屏幕，其特征在于，所述第一倾角α满足：10°≤α≤30°，所述第一间距L1满足30um≤L1≤500um。
6.根据权利要求1所述的透明屏幕，其特征在于，所述第二倾角β满足：1°≤β≤5°，所述第二间距L2满足10um≤L1≤50um。
7.根据权利要求1所述的透明屏幕，其特征在于，所述扩散层为凹凸结构，沿着所述第二结构层的斜面斜边分布于所述第二结构层表面，所述反射层为形成于所述扩散层上的薄膜。
8.根据权利要求7所述的透明屏幕，其特征在于，所述反射层包括高折射率介质膜和低折射率介质膜，所述高折射率介质膜和低折射率介质膜交替层叠组成所述反射层。
9.根据权利要求1所述的透明屏幕，其特征在于，所述反射层满足对400-700nm光波段中的光线反射率在15％-50％范围内，光线透过率在30％-80％范围内。
10.根据权利要求1所述的透明屏幕，其特征在于，所述贴合层、第一结构层和第二结构层中任意两者之间的折射率差值小于0.1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322555308.XU CN221057086U (zh) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | 透明屏幕 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322555308.XU CN221057086U (zh) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | 透明屏幕 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN221057086U true CN221057086U (zh) | 2024-05-31 |
Family
ID=91225844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202322555308.XU Active CN221057086U (zh) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | 透明屏幕 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN221057086U (zh) |
-
2023
- 2023-09-19 CN CN202322555308.XU patent/CN221057086U/zh active Active
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