本發明涉及一種柔性超短焦投影光學膜及其屏幕，特別是一種應用于超短焦投影畫面的顯現技術領域的柔性超短焦投影光學膜及其屏幕。

背景技術：

人眼所感知的精美畫面直觀顯示在投影屏幕上，優質屏幕不僅需實現對投影畫面的完整再現，還要對色彩還原、對比度有促進作用，屏幕的好壞直接決定投影畫面的完美程度，屏幕作為一個完整的投影顯示系統是必不可少的組件。

現有在售的普通投影屏幕由于結構特性缺陷導致定向增益性不足及無環境光遮蔽能力，且色彩還原性差，無法實現超短焦投影的完美顯現；在售的超短焦投影專用大尺寸屏幕大日本印刷株式會社(DNP)全球獨家供貨，以某品牌產品為例，其屏幕模式為菲涅爾光學膜片依靠厚重的剛性背板實現結構支撐，再輔以邊框、掛架等配件制成的硬屏，產品外包裝尺寸為L*W*H2430mm*1460mm*210mm，無法通過常規客用電梯入戶，重量為68.0kg，需要至少4個人通過樓梯搬運，嚴重限制了超短焦投影行業的發展。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種可解決現有投影領域屏幕尺寸受限、運輸安裝不方便的難題并且可以將投影入射光線定向反射到觀眾方向，可顯著提高亮度、對比度、提高投影顯示品質的柔性超短焦投影光學膜。

為解決上述技術問題本發明所采用的柔性超短焦投影光學膜，包括柔性可卷曲基底和功能層，所述功能層附著在柔性可卷曲基底上，所述功能層包括遮蔽功能層、反射功能層、散射功能層、色彩修飾功能層、防眩目防刮傷功能層，所述屏蔽功能層位于光學膜的底部，所述反射功能層位于屏蔽功能層的上方，所述散射功能層、色彩修飾功能層和防眩目防刮傷功能層位于散射功能層的上方，所述反射功能層上設置有反射微結構。

進一步的是，所述散射功能層、色彩修飾功能層和防眩目防刮傷功能層復合在同一物理體中，且附著在同一個柔性可卷曲基底上。

進一步的是，所述散射功能層、色彩修飾功能層和防眩目防刮傷功能層位于相互獨立的三個物理體中，每個功能層附著在不同的柔性可卷曲基底上。

進一步的是，所述反射微結構的剖面為三角型。

進一步的是，所述反射微結構的剖面為拋物面型。

進一步的是，所述反射微結構的剖面為橢圓型。

進一步的是，所述柔性超短焦投影光學膜的泊松比γ在0.25至0.35之間。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種可解決現有投影領域屏幕尺寸受限、運輸安裝不方便的難題的柔性超短焦投影光學膜屏幕。

為解決上述技術問題本發明所采用的柔性超短焦投影光學膜屏幕，包括柔性超短焦投影光學膜、長邊結構邊框、短邊結構邊框、邊角連接件和裝飾邊框，所述長邊結構邊框和短邊結構邊框拼接成長方形框架，所述邊角連接件由兩段相互垂直的連接段組成，兩段連接段分別與長邊結構邊框和短邊結構邊框連接，所裝飾邊框安裝在長方形框架的正面，所述柔性超短焦投影光學膜固定在長方形框架上。

進一步的是，還包括拼接件，所述長邊結構邊框有第一段和第二段通過拼接件拼接而成。

進一步的是，所述長方形框架上還還設置有張緊孔。

本發明的有益效果是：本申請的屏幕產品，通過光學膜中精密結構層的定向反射，投影入射的光線經屏幕作用，從上到下、從左到右的光均可以定向匯集于用戶觀賞區，避免了傳統漫反射屏幕的無效損耗，同時可有效對環境雜散光如燈光、太陽光進行吸收遮蔽；同時實現免除剛性背板，合理彎曲后的光學膜片包裝，產品體積重量大幅縮減，搬送便捷，安裝簡單高效。

附圖說明

圖1是本申請多個功能層位于多個獨立物理體的柔性光學膜結構示意圖；

圖2是本申請若干功能層單元共存于同一物理復合體的柔性光學膜結構示意圖；

圖3是拋物面型散射功能層示意圖；

圖4是三角型反射功能層示意圖；

圖5是現有技術的柔性光學膜包裝結構示意圖；

圖6是本申請的柔性光學膜包裝結構示意圖；

圖7是待裝配的拼接組合式支撐邊框各部件及柔性光學膜背面圖；

圖8是將柔性光學膜固定在邊框上后的屏幕產品背面示意圖；

圖9是將柔性光學膜固定在邊框上后的屏幕產品正面示意圖；

圖中零部件、部位及編號：遮蔽功能層1、反射功能層2、散射功能層3、色彩修飾功能層4、防眩目防刮傷功能層5、柔性超短焦投影光學膜6、包裝主體7、剛性背板8、拼接件9、長邊結構邊框10、第一段101、第二段102、邊角連接件11、短邊結構邊框12、裝飾邊框13。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1及圖2所示，本發明所采用的柔性超短焦投影光學膜6，包括柔性可卷曲基底和功能層，所述功能層附著在柔性可卷曲基底上，所述功能層包括遮蔽功能層1、反射功能層2、散射功能層3、色彩修飾功能層4、防眩目防刮傷功能層5，所述屏蔽功能層位于光學膜的底部，所述反射功能層2位于屏蔽功能層的上方，所述散射功能層3、色彩修飾功能層4和防眩目防刮傷功能層5位于散射功能層3的上方，所述反射功能層2上設置有反射微結構。其中柔性可卷曲基底可以選用聚氨酯PU、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚丙烯PP、聚碳酸酯PC等高聚物作為基底材料，制成的除反射功能層2之外的其他各功能層具有折射率不低于1.60，霧度趨近于0，直線透過率不低于93％。以上材料可以為外購經評估可用的光學薄膜基底層各部件成品，也可以為有機體的粉末、溶液或漿料，根據產品需要進行其他填充物的添加及調配，依照現有制作方法自行完成成型。反射功能層2具備定向反射投影入射光線的作用，具有精細的光學微結構。本案涉及的光學微結構適用于投射比不大于0.5、最小入射角不小于20度、最大入射角不大于80度的超短焦投影。光學微結構為同心立體型圓弧，向外漸變高度但間距保持不變，根據設計需要可光學微結構的剖面設計為三角型、拋物面型、橢圓型等，兼具定向反射特性及環境雜散光遮蔽性能。實際實施時在透明柔性光學基底層上涂布設計厚度的高透過率、高折射率紫外光硬化樹脂，在其半固化狀態時用錐形偏心輥筒或圓形輥筒制作三角型反射功能層2，用壓印或者轉印法制作拋物面型、橢圓型反射功能層2，再徹底固化成型，再在其正表面或背表面用化學鍍或蒸鍍或者印刷金屬Cu或Al或Cr等反射膜，最終制成需求的反射功能層2，要求其趨近鏡面反射，反射率不低于98％，水平或豎直單方向環境光遮蔽率不小于50％。防眩目防刮傷功能層5，表面硬度不小于3H，表面粗糙度Ra不小于3.2μm，不大于25μm。

所述散射功能層3、色彩修飾功能層4和防眩目防刮傷功能層5復合在同一物理體中，且附著在同一個柔性可卷曲基底上。

所述散射功能層3、色彩修飾功能層4和防眩目防刮傷功能層5位于相互獨立的三個物理體中，每個功能層附著在不同的柔性可卷曲基底上。

本案的各功能層可以為外購經評估可用的光學薄膜基底層各部件成品，經過熱壓、膠黏等復合工藝制成柔性超短焦投影光學膜6最終產品，也可以為使用調配好的適當材料，經涂敷、噴涂、輥軋、固化等工藝制成各功能層乃至柔性超短焦投影光學膜6最終產品。從部件角度來講，可以為諸多功能層單元的多層物理復合體，也可以為其中若干功能層單元共存于某一物理復合體中。

如圖3和圖4所示，作為其中的一種優選方案，所述反射微結構的剖面為三角型。

作為其中的一種優選方案，所述反射微結構的剖面為拋物面型。

作為其中的一種優選方案，所述反射微結構的剖面為橢圓型。

本申請還可以采用同心立體型圓弧狀的反射微結構，其成的投影顯示屏按常用顯示比如4：3、16：9或其他尺寸裁切后，投影主機需放置于屏幕反射功能層2同心立體型圓弧狀結構的物理圓心處可最佳再現顯示效果。

所述柔性超短焦投影光學膜6的泊松比γ在0.25至0.35之間。作為屏幕產品，除了光學膜外，應具備恰當的柔性光學膜彎曲方式以達成削減產品包裝體積的目的，應具備有一定機械強度的支撐邊框，及使用合理的張緊方式以固定光學膜最終形成屏幕產品。

柔性光學膜之各功能層及復合體在制作過程中和制成后需進行一系列材料自身特性評測，如彈性模量、泊松比、蠕變、溫變等以確定彎曲方式、彎曲幅度等核心指標。

根據材料所受應力σ不同，其形變情況分為彈性應變區及塑性應變區。伴隨著應力σ的不斷增加，彈性應變區應變量ε1與應力σ1呈線性變化關系，即σ1＝E1ε1，其中E1為常數；塑性應變區應變量ε2與應力σ2呈動態變化關系，即σ2＝E2ε2，其中E2為非常數，隨著應力σ的變化而動態非線性變化；當σ繼續增加時，應變量ε3急速增加，材料發生物理結構性破壞。同理，在承受應力σ情況下，光學膜在垂直于拉伸方向上的收縮量ν與拉伸方向上的長度變化量υ的比值即泊松比γ同樣表現為該趨勢，即彈性形變區泊松比γ1＝ν1/υ1且為常數，塑性形變區泊松比γ2＝ν2/υ2為非常數且呈動態變化關系；當應力σ繼續增加時，材料發生物理結構性破壞。

然而，當柔性光學膜承受應力σ恒定時，材料應變量ε也隨應力作用時間t延長而不斷增加，初期為非定常蠕變階段，應變量ε1與應力作用時間t1呈動態變化關系，即ε1＝K1t1，其中K1為非常數，隨著應力作用時間t1的變化而動態非線性變化；然后為定常蠕變階段，應變量ε2與應力作用時間t2呈線性變化關系，即ε2＝K2t2，其中K2為常數；最后階段，應變量ε3與應力作用時間t3呈動態變化關系，即ε3＝K3t3，其中K3為非常數且數值遠大于K1、K2，材料發生物理結構性破壞；即在非定常蠕變階段與定常蠕變階段的應變會隨著應力作用時間的變化而變化，同理，在施加恰當的反向應力及特定的作用時間后，應變量可恢復為零。同理，光學膜所處的環境溫度也將對應變量產生影響，雖然隨材料自身熱特性而發生改變，整體趨勢為隨著溫度的升高與降低，應變量都將產生較大變化。

綜上本案涉及的柔性光學膜之諸多材料特性，經過測算及相關實施例驗證，本案實施的柔性光學膜的柔性大幅度彎曲應嚴格控制在包含但不僅限于以下條件內：首先確保彎曲應變量處于彈性應變區域，膜的彎曲方式包含但不僅限于“—型”、“～型”、“о型”、“с型”、“υ型”、“ω型”、“s型”等；其次適合彎曲的光學膜泊松比γ應在0.25至0.35之間；再次彎曲的持續時間需控制在通常應不大于6個月；

如圖7、圖8和圖9所示，本發明所采用的柔性超短焦投影光學膜屏幕，包括柔性超短焦投影光學膜6、長邊結構邊框10、短邊結構邊框12、邊角連接件11和裝飾邊框13，所述長邊結構邊框10和短邊結構邊框12拼接成長方形框架，所述邊角連接件11由兩段相互垂直的連接段組成，兩段連接段分別與長邊結構邊框10和短邊結構邊框12連接，所裝飾邊框13安裝在長方形框架的正面，所述柔性超短焦投影光學膜6固定在長方形框架上。柔性超短焦投影光學膜6屏幕通過包含但不僅限于彈簧、鉚釘、螺釘、螺柱等部件固定在屏幕邊框上，裝飾邊框13用膠帶、螺釘或鉚釘固定在屏幕邊框正表面。

還包括拼接件9，所述長邊結構邊框10有第一段101和第二段102通過拼接件9拼接而成。

所述長方形框架上還還設置有張緊孔，可以利用張緊孔，合理張緊柔性光學膜片。

本申請采用的拼接組合式支撐結構應具有一定的機械強度且能有效、合理張緊柔性光學膜片，各部件的裝配安裝應簡單、高效、可靠。包含以下部件：其中長邊采用兩段拼接模式以縮短產品整體包裝尺寸，其中長邊采用兩段拼接模式，根據屏幕產品的不同造型金星表面顏色、紋路等處理，用膠帶、螺釘或鉚釘方式固定于結構邊框上。

本發明所采用的柔性超短焦投影光學膜6的包裝結構，包括包裝主體7和柔性超短焦投影光學膜6，所述柔性超短焦投影光學膜6呈彎曲狀包裹于包裝主體7中。合理彎曲后的光學膜片包裝，免除剛性背板8，產品體積重量大幅縮減，搬送便捷，安裝簡單高效。以16：9顯示模式100″為例，屏幕產品外包裝最長邊小于1500mm，重量小于25kg，可輕松滿足現有住宅單人搬送需求。

發明所采用的柔性超短焦投影光學膜6包裝方法將投影光學膜呈彎曲狀放置在包裝主體7中，將光學膜所處的環境溫度控制在-25℃至60℃之間。

采用對柔性超短焦投影光學膜6施加外力，或者熱處理的方法消除包裝時處于彎曲狀態的柔性超短焦投影光學膜6的內部應力以免光學膜因彎曲受到破壞。

按照GB/T13982-2011《反射和透射放映銀幕》、JB/T6162-2013《反射和透射放映銀幕通用技術條件》、JB/T6839-2002《放映銀幕分類》及JB/T7809-2005《放映銀幕特性參數和測定方法》等標準，在同一環境下、測試儀器及測試人員條件下將本申請的產品與菲涅爾硬屏、傳統投影白塑幕進行性能評測，本案申請關鍵顯示特性數據如亮度系數、對比度、色彩還原性等與菲涅爾硬屏相當，而視角遠大于菲涅爾硬屏，效果遠好于傳統投影白塑幕。