TWI816831B - 反射型螢幕 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種反射型螢幕，具備：平板狀基底部；及，複數個稜鏡部，其設置在基底部的一表面上，往一方向延伸，並排列在與一方向相交之方向上；其中，複數個稜鏡部分別具有：一對表面，其至少一方的表面相對於前述基底部的一表面的法線方向傾斜而與另一方的表面相交；反射層，其形成在一方的表面上並反射光；及，頂部塗層，其針對一方的表面，覆蓋反射層及覆蓋比反射層更靠近相鄰之稜鏡部之間的凹谷之側為止。
Description
本發明關於一種反射型螢幕。
有一種反射型螢幕，其使用反射層來反射成像光，該反射層形成在剖面為三角形之稜鏡部的一方的傾斜面上（例如，參照專利文獻1及專利文獻2）。
[先前技術文獻]
(專利文獻)
專利文獻1：美國專利公開第2018/0299760號公報
專利文獻2：美國專利公開第2018/0299761號公報
然而，在上述反射型螢幕中，由於反射層並未存在至凹谷部附近，所以依據投影機或照明光的入射角度，由於稜鏡部分的鏡面反射的影響，會造成可見的亮線等。
為了解決上述問題，在本發明的第一態樣中，提供一種反射型螢幕，具備：平板狀基底部；及，複數個稜鏡部，其設置在基底部的一表面上，往一方向延伸，並排列在與一方向相交之方向上；其中，複數個稜鏡部分別具有：一對表面，其至少一方的表面相對於基底部的一表面的法線方向傾斜而與另一方的表面相交；反射層，其形成在一方的表面上並反射光；及，頂部塗層，其針對一方的表面，覆蓋前述反射層及覆蓋比反射層更靠近相鄰之稜鏡部之間的凹谷之側為止。
並且，上述發明內容並未列舉本發明全部的必要特徵。另外，這些特徵群組的子群集也能夠成為發明。
以下，通過發明的實施型態來說明本發明，但以下實施型態並非用於限定申請專利範圍的發明。另外，並非實施型態中說明的特徵的組合全部皆對於發明的解決手段為必須。
第1圖是投影機系統30的整體構成圖。在以下的各圖中，對應於各個構成的朝向，將「上」、「下」、「左」、「右」、「前」或「後」之用語與箭頭一併表示，並使用這些用語來說明各個構成。
如第1圖所示，投影機系統30具備投影機20與反射型螢幕100。投影機20配置在反射型螢幕100的前側下方，並將用於形成影像之成像光投影至反射型螢幕100。反射型螢幕100將藉由投影機20而被投影出來的成像光朝向前方反射。藉此，對於位在反射型螢幕100前方之使用者10，使其能夠觀看到映照在反射型螢幕100上之影像。
第2圖是反射型螢幕100的整體斜視圖，第3圖是反射型螢幕100的放大剖面圖。反射型螢幕100具備平板狀基底部101與設置在基底部的一表面上之複數個稜鏡部103。
基底部101形成為由正面觀看為正方形或長方形，例如橫寬的長方形。在構成基底部101的材料之中，黏結劑樹脂是例如聚丙烯樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯酸－苯乙烯共聚物樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、UV(紫外線)固化性樹脂（例如，胺甲酸乙酯丙烯酸酯樹脂）。基底部101的構成可為板狀，亦可為可捲取之柔性片材。基底部101可為透明，亦可為使黏結劑樹脂含有例如碳黑等黑色顏料及/或偶氮系染料等黑色染料等這樣的用於吸收光之著色劑所造成之黑色。或者，亦可為使黏結劑樹脂含有例如光擴散性高之氧化鈦等白色粒子所造成之白色。
複數個稜鏡部103設置在基底部101的一表面也就是前表面上。各個稜鏡部103具有三角形的剖面，並往一方向也就是水平方向延伸。各個稜鏡部103的水平方向的長度，等於基底部101的水平方向的長度。複數個稜鏡部103在垂直於水平方向之方向也就是上下方向上彼此平行排列。此處所謂的「垂直」為「相交」的一個示例。各個稜鏡部103的上下方向的長度，是例如約100微米（μm）至300μm程度。各個稜鏡部103的前後方向的高度，是例如約70μm至200μm程度。並且，各個稜鏡部103的水平方向的長度可以比基底部101的水平方向的長度更短。
構成各個稜鏡部103的材料之中，與基底部101同樣地，黏結劑樹脂，例如是聚丙烯樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯酸－苯乙烯共聚物樹脂、胺甲酸乙酯樹脂。該黏結劑樹脂可為熱固性樹脂，亦可為UV固化性樹脂（例如，胺甲酸乙酯丙烯酸酯樹脂）。
與基底部101同樣地，各個稜鏡部103可為透明，亦可為使黏結劑樹脂含有例如碳黑等黑色顏料及/或偶氮系染料等黑色染料等這樣的黑色粒子等用於吸收光之填料所造成之黑色。或者，亦可為使黏結劑樹脂含有例如光擴散性高之氧化鈦等白色粒子所造成之白色。在複數個稜鏡部103及基底部101為透明時，可於基底部101的後表面上形成黑色膜，並利用黑色膜吸收照明光等外部光。在複數個稜鏡部103及基底部101為黑色時，相較於透明的情況，光的吸收率更高。因此，在複數個稜鏡部103及基底部101的預定處，能夠更大量地吸收從與成像光不同的方向也就是例如在使用狀態時的反射型螢幕100的前側上方入射之照明光等外部光，於是藉由反射型螢幕100反射之成像光的對比會提升。並且，複數個稜鏡部103可由與基底部101不同的材料形成，亦可由與基底部101相同的材料而與基底部101整體地或個別地形成。在複數個稜鏡部103及基底部101為白色時，相較於透明的情況，光的反射率更高，所以能夠提升下述反射層110的反射性能。
複數個稜鏡部103分別具有不面對基底部101的前表面而朝向外側之一對表面也就是上表面105及下表面107。在下表面107處，用於反射光之反射層110形成在表面上。下表面107相對於將基底部101的一個表面也就是前表面的微細凹凸忽略之假想平面的法線方向而傾斜，在使用狀態時，朝向反射型螢幕100的前側下方。藉此，下表面107藉由形成在表面上之反射層110而將藉由配置於反射型螢幕100的前側下方之投影機20所投影之成像光反射至反射型螢幕100的前方。
各個稜鏡部103的下表面107與基底部101的假想平面之間的角度θ例如是約40°。各個稜鏡部103的角度θ，其由簡化製造步驟的觀點來看，較佳是全部相等。另一方面，各個稜鏡部103的角度θ，其由提升畫質的觀點來看，較佳是使其與另一稜鏡部103之間不同。當使角度θ在複數個稜鏡部103之間不同時，較佳是：對應於入射角α而在上下方向相鄰之複數個稜鏡部103之間漸漸改變角度θ，該入射角α是在從配置於反射型螢幕100的前側下方之投影機20入射至各個稜鏡部103之成像光的上下方向的入射角。例如，較佳設為「2θ=α」。
另一方面，上表面105相對於基底部101的假想平面的法線方向可平行亦可傾斜。上表面105在傾斜時，例如，在使用狀態時，朝向反射型螢幕100的前側上方。下表面107與上表面105彼此相交而形成交線106。並且，一個稜鏡部103的上表面105與相鄰之另一稜鏡部103的下表面107相交的部分成為凹谷109。
反射層110跨越各個稜鏡部103的下表面107的水平方向的全長而形成。相較於反射型螢幕100的其他構成要素，例如下表面107、基底部101等，反射層110的反射率更高。反射層110，其在第3圖中放大表示，是從上表面105與下表面107之間的交線106、或從下表面107上的交線106附近的區域，設置至下表面107的中途為止。亦即，反射層110是從下表面107上的交線106附近的區域設置至凹谷部109的近前處為止，且在凹谷部109不設置。在複數個稜鏡部103的各個中，反射層110以從下表面107與上表面105相交之交線106朝向凹谷部109而覆蓋下表面107的大略一半的方式設置。
由於反射層110沒有配置在凹谷部109，所以能夠使在下表面107中的凹谷部109附近處產生的雜散光(stray light)穿透至稜鏡部103的內部。在各個稜鏡部103及基底部101的至少一者為黑色時，能夠使該雜散光被各個稜鏡部103及基底部101的至少一者吸收。另外，當各個稜鏡部103及基底部101的至少一者為透明而在基底部101的背面形成黑色膜時，能夠使該雜散光被該黑色膜吸收。藉此，能夠進一步提升由反射型螢幕100反射之成像光的對比。在各個稜鏡部103及基底部101的至少一者為白色時，如上所述，相較於透明的情況，光的反射率更高，所以能夠提升下述反射層110的反射性能。
反射層110，其在下表面107上，從交線106側逐漸變厚，然後逐漸變薄。若將反射層110的厚度W1以最大值或平均值來表示，則例如是約10μm至約20μm。
反射層110藉由黏結劑樹脂及填料形成。黏結劑樹脂是例如胺甲酸乙酯樹脂、氯乙烯樹脂、聚烯烴樹脂、聚酯樹脂、UV固化性樹脂(例如，胺甲酸乙酯丙烯酸酯樹脂)、丙烯酸樹脂。填料是例如氧化鈦、雲母、硫酸鋇、氯化鋇、鋁。
稜鏡部103進一步具有覆蓋反射層110之頂部塗層112。頂部塗層112具有控制光的擴散性之功能。亦即，相較於反射型螢幕100的其他構成要素，例如反射層110、下表面107等，頂部塗層112更具有方向性也就是在預定方向上的亮度更高。
在第3圖的示例中，頂部塗層112完全覆蓋反射層110，從交線106或其附近的區域設置至下表面107的中途為止。亦即，頂部塗層112從下表面107上的交線106或其附近的區域覆蓋至比反射層110更往凹谷部109之側為止，但不覆蓋凹谷部109。
若將頂部塗層112的反射層110上方的厚度W2
以最大值或平均值來表示，則例如是數微米。進一步，在比反射層110更往凹谷109之側的至少一部分上，頂部塗層112越靠近凹谷部109越薄。在第3圖的示例中，在區域P1
處，比起遠離凹谷部109之側的厚度W3
，靠近凹谷部109之側的厚度W4
更小。
頂部塗層112是使基底樹脂含有光澤性顏料及擴散劑而形成。基底樹脂是例如胺甲酸乙酯樹脂、丙烯酸樹脂、UV固化性樹脂（例如，胺甲酸乙酯丙烯酸酯樹脂）等。光澤性顏料是鋁、珠光顏料（pearl pigment）等。擴散劑是二氧化矽、塑料珠粒（例如，丙烯酸珠粒、胺甲酸乙酯珠粒、苯乙烯珠粒）、玻璃珠粒等。光澤性顏料會成為提高反射方向性的一個主因，另一方面，擴散劑則成為降低方向性的一個主因。因此，能夠利用光澤性顏料與擴散劑的份量比來控制反射的方向性也就是擴散的程度。
如上所述，藉由頂部塗層112覆蓋反射層110，能夠兼具擴散性與高增益（gain）二種特性。亦即，由於反射層110的擴散性高，頂部塗層具有方向性，所以會成為可高亮度化。藉此，能夠獲得寬廣的視野範圍。進一步，藉由頂部塗層112從下表面107上的交線106或其附近的區域覆蓋至比反射層110更往凹谷部109之側為止，能夠防止對於低角度入射之投影機的光的亮線之產生。
第4圖是其他的反射型螢幕200的放大剖面圖。在反射型螢幕200中，關於與反射型螢幕100相同的構成及功能，省略其說明。
反射型螢幕200的頂部塗層112還覆蓋凹谷部109。進一步，頂部塗層112還覆蓋上表面105。因此，複數個稜鏡部103的前表面側被頂部塗層無縫地覆蓋。
與反射型螢幕100同樣地，在反射型螢幕200中，在比反射層110更往凹谷部109之側的至少一部分，頂部塗層112越靠近凹谷部109越薄。在第4圖的示例中，於區域P2
處，比起遠離凹谷部109之側的厚度W5
，靠近凹谷部109之側的厚度W6
更小。並且，替代性地，在區域P2
處，頂部塗層112的厚度可為相同程度，亦可為W6
大於W5
。
進一步，相較於上述區域中的區域P2
的最薄的部分，頂部塗層112更厚地覆蓋凹谷部109（在圖中為W6
>W7
）。亦即，將最薄部分的厚度設為W6
，從W6
朝向凹谷部109會漸漸變厚，在凹谷部107處會成為極大值W7
，其後，在上表面105上會漸漸變薄。在此情況下，較佳是W7
為W6
的2倍至3倍程度。
如第4圖中的由虛線圓圈所圍繞的放大圖所示，頂部塗層112中的覆蓋凹谷部109之部分形成光滑曲面。在此情況下，較佳是面向凹谷部109的谷底部分之區域的曲率半徑R小，例如，在θ=40°且稜鏡部103的間距為300μm時，曲率半徑R較佳是約100μm至約60μm。
在反射型螢幕100獲得的效果之外，反射型螢幕200還發揮了下述效果。由於頂部塗層112覆蓋凹谷部109，所以能夠提高稜鏡部103之間的強度。這在反射型螢幕200作為捲簾來使用時，由於會對垂直方向及水平方向施加張力，所以會特別有效。進一步，由於頂部塗層112在凹谷部109中的表面為光滑曲面，所以在凹谷部109不易累積灰塵，且容易清潔。
第5圖是另一其他的反射型螢幕210的放大剖面圖。在反射型螢幕210中，關於與反射型螢幕200相同的構成及功能，省略其說明。
反射型螢幕210，作為與反射型螢幕200不同的構成，如第5圖所示，反射層110的部分P3
跨過交線106而延伸至上表面105為止。在反射型螢幕210中，能夠獲得與反射型螢幕200同樣的效果，進一步，能夠獲得防止亮線和提高凹谷部109強度之效果。
第6圖是另一其他的反射型螢幕220的放大剖面圖。在反射型螢幕220中，關於與反射型螢幕210相同的構成及功能，省略其說明。
反射型螢幕220，在額外具備光吸收層150這點與反射型螢幕210不同，該光吸收層150形成在上表面105上並吸收光。光吸收層150跨過交線106而延伸至下表面107為止，僅覆蓋反射層110的一部分。並且，當反射層110在下表面107上且從交線106離開而形成時，光吸收層150可覆蓋反射層110，亦可不覆蓋反射層110。
光吸收層150的厚度是例如約5μm至10μm程度。光吸收層150在各個稜鏡部103的延伸方向也就是水平方向上，跨越上表面105及下表面107的全長而形成。如第6圖所示，光吸收層150，其在上表面105上，可從交線106形成至上表面105的中途部分為止，亦可形成至上表面105的凹谷部109為止。並且，當反射層110在下表面107上且從交線106離開而形成時，光吸收層150可覆蓋反射層110，亦可不覆蓋反射層110。
光吸收層150由黏結劑樹脂及填料形成。與反射層110的黏結劑樹脂同樣地，作為光吸收部之黏結劑樹脂，例如是胺甲酸乙酯樹脂、氯乙烯樹脂、聚烯烴樹脂、聚酯樹脂、UV固化性樹脂（例如，胺甲酸乙酯丙烯酸酯樹脂）、丙烯酸樹脂。作為光吸收部之填料，例如是碳黑等黑色顏料及/或偶氮系染料等黑色染料。
如上所述，依據反射型螢幕220，藉由光吸收層150來吸收入射至各個稜鏡部103的交線106附近的區域之外部光，藉此，能夠提升對比。並且，在反射型螢幕220中，替代性地，可設為下述構成：反射層110不跨過交線106，且光吸收層150在下表面107上僅覆蓋反射層110的一部分。
另外，在如同反射型螢幕220般地在各個稜鏡部103的交線106附近設置光吸收層150時，反射層110較佳是在黏結劑樹脂及填料也就是例如上述胺甲酸乙酯樹脂及氧化鈦之外，還包含利用胺甲酸乙酯樹脂塗覆氧化鈦的表面而成之白色珠粒。由於前述之白色珠粒，其相較於氧化鈦，對於黏結劑樹脂之分散性更良好，所以能夠增加反射層110中的氧化鈦含量。藉此，反射層110的反射率變高，於是反射層110的增益會提升。另一方面，若反射層110額外包含白色珠粒，則反射層110的穿透率會變低，而變得使入射至反射層110的交線106附近的區域之外部光難以穿透，但由於在交線106附近設置光吸收層150，所以能夠利用光吸收層150來吸收該外部光，而能夠實現高對比。並且，作為白色珠粒使用之樹脂，除了胺甲酸乙酯樹脂之外，也能夠使用丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、苯乙烯樹脂或各樹脂的共聚物。
第7圖是另一其他的反射型螢幕230的放大剖面圖。在反射型螢幕230中，關於與反射型螢幕220相同的構成及功能，省略其說明。
反射型螢幕230，在反射層110跨過交線106而延伸至上表面105為止這點與反射型螢幕220不同。進一步，反射型螢幕230，在光吸收層150並非直接形成在上表面105上而是以覆蓋上下方向的反射層110的上表面105側的端部之方式來形成這點，與反射型螢幕220不同。另外，光吸收層150在上下方向比反射層110更短。並且，當反射層110不跨過交線106且不延伸至上表面105為止時，光吸收層150可不覆蓋反射層110而形成在下表面107上的上表面105側。
第8圖是另一其他的反射型螢幕240的放大剖面圖。在反射型螢幕240中，關於與反射型螢幕230相同的構成及功能，省略其說明。反射型螢幕240，在反射層110及光吸收層150的厚度大略均勻這點，與反射型螢幕200不同。
第9圖是另一其他的反射型螢幕250的放大剖面圖。在反射型螢幕250中，關於與反射型螢幕240相同的構成及功能，省略其說明。
反射型螢幕250，在反射層110不跨過交線106且不延伸至上表面105為止，並且在下表面107從交線106離開這點，與反射型螢幕240不同。進一步，光吸收層150不形成在上表面105上，而是在下表面107上，以覆蓋上下方向的反射層110的上表面105側的端部之方式來形成。另外，光吸收層150在上下方向比反射層110更短。較佳是，光吸收層150以包含交線106而覆蓋各個稜鏡部103的頂部的方式，從交線106延伸至下表面107側。在此情況下，能夠防止成像光在各個稜鏡部103的頂部作鏡面反射所導致之使用者10處的視覺清晰度（visibility）的降低。並且，在反射型螢幕250中，替代性地，反射層110可從交線106延伸至下表面107的凹谷部109側為止。並且，光吸收層150可不覆蓋反射層110而形成在下表面107上的上表面105側。
並且，在第5圖至第9圖的反射型螢幕210至250中，可以如第3圖所示地設置頂部塗層112。亦即，在反射型螢幕210至250中，頂部塗層112可以不覆蓋凹谷部109。
另外，在第4圖至第9圖的反射型螢幕200至250中，頂部塗層112可以不覆蓋上表面105的一部分而露出上表面105的該部分。進一步，在第3圖至第9圖的反射型螢幕100、200至250中，反射層110可以延伸至凹谷部109為止。
並且，在任一實施型態中，頂部塗層112能夠藉由輥塗機（roll coater）、凹版塗佈機（gravure coater）、模具塗佈機（die coater）、噴塗機等來形成。
以上，使用實施型態說明了本發明，但本發明的技術範圍並非限定於上述實施形態所記載的範圍。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可知，可對上述實施型態加以多樣化的改變或改良。該加以各種改變或改良之型態亦可包含於本發明的技術範圍內，由申請專利範圍的記載即可知。
應注意，在申請專利範圍、說明書、以及圖式中表示的裝置、系統、計畫及方法中的動作、順序、步驟、以及階段等各個處理的實行順序，只要沒有特別明示「在…之前」、「先…」等或者沒有將前處理的輸出用於後處理，則能夠以任意順序來實現。關於申請專利範圍、說明書、以及圖式中的操作流程，即使為了方便起見，使用「首先」、「隨後」等來說明，也並非意謂必須按此順序來實施。
10:使用者
20:投影機
30:投影機系統
100、200、210、220、230、240、250:反射型螢幕
101:基底部
103:稜鏡部
105:上表面
106:交線
107:下表面
109:凹谷（或凹谷部）
110:反射層
112:頂部塗層
150:光吸收層
W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7:厚度
P1、P2、P3:區域
R:曲率半徑
θ:角度
α:入射角
第1圖是投影機系統30的整體構成圖。
第2圖是反射型螢幕100的整體斜視圖。
第3圖是反射型螢幕100的放大剖面圖。
第4圖是其他的反射型螢幕200的放大剖面圖。
第5圖是另一其他的反射型螢幕210的放大剖面圖。
第6圖是另一其他的反射型螢幕220的放大剖面圖。
第7圖是另一其他的反射型螢幕230的放大剖面圖。
第8圖是另一其他的反射型螢幕240的放大剖面圖。
第9圖是另一其他的反射型螢幕250的放大剖面圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
10:使用者
20:投影機
30:投影機系統
100:反射型螢幕
Claims (4)
- 一種反射型螢幕，具備：平板狀基底部；及，複數個稜鏡部，其設置在前述基底部的一表面上，往一方向延伸，並排列在與前述一方向相交之方向上；其中，前述複數個稜鏡部分別具有：一對表面，其至少一方的表面相對於前述基底部的一表面的法線方向傾斜而與另一方的表面相交；反射層，其形成在前述一方的表面上並反射光；及，頂部塗層，其針對前述一方的表面，覆蓋前述反射層及覆蓋比前述反射層更靠近相鄰之前述稜鏡部之間的凹谷之側為止；其中，前述頂部塗層具有擴散光的功能，其中，在比前述反射層更靠近前述凹谷之側的至少一部分上，前述頂部塗層越靠近前述凹谷越薄。
- 如請求項1所述之反射型螢幕，其中，相較於前述至少一部分上的最薄的部分，前述頂部塗層更厚地覆蓋前述凹谷。
- 如請求項1所述之反射型螢幕，其中，在前述複數個稜鏡部的各個中，前述頂部塗層從前述反射層覆蓋至前述另一方的表面的至少一部分為止。
- 如請求項1所述之反射型螢幕，其中，在前 述複數個稜鏡部的各個中，前述反射層以從前述一方的表面與前述另一方的表面相交之交線朝向前述凹谷而覆蓋前述一方的表面的大略一半的方式設置。
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