TW200428131A - Backprojection and/or projection screen - Google Patents

Description

200428131 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種幕後投影和/或投影螢幕。更是 有關於可供將影像以一種在螢幕二側表面上均無瑕疵之方 式加以顯示的螢幕，而該影像可以是來自例如設置成面對 者該螢幕之一表面的影像投影機或者更廣義地來說是一種 光源。

C 【先前技術】

爲便於瞭解起見，本發明的投影螢幕具有二側表面， 亦即可供來自光源的光線投射在其上的螢幕主要表面，該 主要表面原則上是位在和該光源相同的空間區域內，以及 可在以穿透方式觀看時供投射在主要表面上的影像顯現出 來的螢幕對側表面。幕後投影螢幕具有主要表面及對側表 面’其等具有和前述投影螢幕相同的特性，而其間的差別 在於其使用者及光源並不是位在空間中的相同區域內，而 是位在螢幕的相反二側。 就本發明的目的而言，“螢幕”一詞係同時涵蓋投影 螢幕及幕後投影螢幕。 目前己知有數種型式用來顯示影像之用的幕後投影螢 幕家族。因此，塑膠螢幕及漫射器（Diffuser )係爲已知 的，這些硬質而透明的螢幕具有塑膠質的基體（Matrix ) ，構成螢幕的骨架，可供多個金屬氧化物（例如Si02 ) 顆粒結合至其內。這些螢幕僅可以在螢幕的一側表面上， -4 - (2) (2)200428131 讓影像在可能高至1 80°的視角內正確地觀看影像而不致 有光學上的瑕疵’然而在螢幕的另一側表面以穿透的方式 觀看時’所顯現的影像卻會有較差的光學品質（會有模糊 的情形）。此外，塑膠材質的幕後投影螢幕對於紫外線及 紅外線輻射及濕度等較爲敏感，因此會影響到他們的壽命 及其光學品質的持續性。 另外亦已知有些螢幕可自固定在支撐件上的捲軸上拉 展開來。他們也是由塑膠材料所製成，但並非透明的。他 們僅可以反射的方式來使用，而無法以穿透的方式來使用 〇 另一種的螢幕技術則是自利用液態晶體科技來作動之 漫射器所開發出來的。此種型式之螢幕的主要優點一方面 在於他們的薄的厚度（約爲20μπι)，而另一方面且更重 要的則在於他們在電場的作用下，會變成透明而不再具漫 射特性，但是他們在幕後投影的應用上卻僅爲次要者而已 〇 然而，除了螢幕的小厚度外，在缺點上，其視角是相 當的小（其視角約爲三十度左右而已），且呈現在對側表 面上的影像在光學品質上是非常的差（會有模糊的情形）。 專利文獻U S 5 8 7 0 2 2 4號中揭露一種投影螢幕的結 構，其在一方面在其主要表面上設有多個光學元件（圓柱 型微透鏡及夫瑞奈透鏡），而另一方面，在其對側表面上 則設有多個穿孔（透光而稍微漫射的區域）’其等係有意 義地相對於該等圓柱型微透鏡中各自相關的光學焦點而設 -5- (3) (3)200428131 置的，以供將所投影的影像顯現出來。 此種的螢幕結構是相當昂貴的，其視角仍是相當的小 (約3 5 ° )，且無助於直接投影（以反射方式觀看）。 最後，最後一種的幕後投影螢幕家族則係由全像漫射 器所構成的。 此技術的主要優點在於螢幕是透明的，且可調整視角 。但是同樣的，此種螢幕結構很昂貴，因之而使其僅限於 小格式螢幕的應用而已。在透明的螢幕之外，其螢幕對側 表面上也會看到模糊情形的發生。 【發明內容】 因此本發明的目的在於提供一種可以在二側表面上均 可高達1 80°之視角將影像顯示在螢幕之二側表面上的幕 後投影和/或投影螢幕，以供克服習知技藝之裝置中的缺 點，其顯示結果係可在二側表面上均無光學瑕疵的情形下 達成的，也就是說所顯示的影像具有極佳的均勻性。 就此而言，本發明的幕後投影和/或投影螢幕的特徵 在於其包含有至少一第一基片，結合至可產生次表面效應 (Subsurface Effect)的一層散射層上，該散射層係可在 其二側表面上提供小於或等於1 80°的視角。 爲能對本發明更淸楚的瞭解，下面將針對“次表面” 一詞加以定義。當某一個層的厚度的變化範圍是在0.5至 5 0 μ m之間，特別是在〇 . 5至1 0 μ m之間，最好是在0.5至 5 μηι之間時，該層即稱爲次表面。此定義係相對於用來造 (4) (4)200428131 成體積效應（Volume Effect)的散射層。 在本發明的較佳實施例中，其亦可以選擇性地採用以 下各點中的一點或多點： -散射層沉積在第一基片的表面之一者上，而在該第 一基片的對側表面上則沉積一層片狀夾層，該夾層接合至 一第二基片上； 一該第二基片係一種有色基片； -散射層沉積在第一基片之表面之一者上，而該第一 基片另接合至一第二基片上’而構成一種雙光面單元； -第一基片和散射層接合至一第三基片上而一周邊珠 狀物將第一基片上覆蓋著該散射層的表面與該第三基片分 隔開； -散射層係由含有顆粒及黏結劑的元件所構成，該黏 著劑可將該等顆粒互相黏結在一起； -該等顆粒係爲金屬或金屬氧化物顆粒； -該等顆粒係自矽、鋁、銷、鈦、铈等的氧化物中選 出，或是這些氧化物中之至少二者的混合物； —顆粒的尺寸是在5 0 n m和1 μ m之間； —散射層的厚度係在0 · 5和5 μηι之間； —該等第一、第二和第三基片中至少有—者是玻璃基 片； -該等第一、第二和第三基片中至少有一者是由聚合 物所構成的透明基片，例如聚碳酸酯；以及 -該等第一、第二和第三基片中至少有一者內包含有 (5) (5)200428131 一層具有其他功能的塗層，特別是具有低放射率功能或是 具有抗靜電、抗霧、抗污或抗反射功能的塗層。 本發明的其他優點及特性可自下面的詳細說明而得。 【實施方式】 因此，根據本發明之一實施例，可造成次表面效應的 散射層包含有由黏著劑結合在一起的顆粒，該等顆粒的平 均直徑是在〇·3和2微米之間，該黏著劑所占之比例爲體 積的1 0至40%之間，而顆粒所構成的集合體的尺寸是在 0.5和5微米之間，這可提供5χΙ03和lxlO5 dpi(每英吋 內的點數）之間的解析度，此散射層具有大於40%的對比 衰減度，最好是大於 50%。此散射層在專利申請案 WO 0 1 /907 8 7內已有所說明，而該案的內容係引述於本申請案 內，以供參考。 該等顆粒係自半透明顆粒中所選出的，最好是自礦石 顆粒中選出，例如氧化物、氮化物和碳化物顆粒。 這些顆粒最好是自矽、鋁、鉻、鈦和鈽等的氧化物中 選出，或是爲這些氧化物中至少二者的混合物。 該等顆粒可以熟知此技藝之人士所知曉的任何方式來 獲取，特別是以沉澱法或是裂解爲之。顆粒的尺寸是可使 得至少5 0%的顆粒與平均直徑的誤差小於5 0 %。 當該散射層是位在外側位置上時，該黏著劑亦可選擇 成具有足以用來處理幕後投影系統而不致造成損傷的磨擦 阻力者’例如特別是供用以組成此螢幕的其他基片結合至 -8 - (6) (6)200428131 其上。 依所需求者，該黏著劑可以選爲礦物黏著劑，以供例 如增進該散射層對於溫度的抗力’或是有機黏著劑，其特 別可以使該散射層的易於製做，其可以輕易地進行交連反 應’例如室溫下的交連反應。 此黏著劑具有與顆粒不同的指標，此二指標間的差値 最好至少是0.1。顆粒的指標要大於1 · 7，而黏著劑的指 標則最好小於1 . 6。 此黏著劑是選自矽酸鉀、矽酸鈉、矽酸鋰、磷酸鋁、 聚乙嫌醇式的聚合物、熱固性樹脂、壓克力等。 爲有助於形成所欲尺寸的集合體，其可以加入至少— 種添加劑’以使得顆粒在黏著劑內的任意式分散開。此分 故用添加劑或分散劑係選自下列的化學藥劑：酸、驗或低 分子量的離子聚合物’特別是低於5〇 〇〇〇 g/m〇i者。 其亦可以加添其它的化學劑’例如非離子型、陰離子 型或陽離子型界面活性劑之類的助濕劑，以便能形成在尺 度上呈均勻狀態的散射層。 其亦可加添流變改質劑，例如纖維素醚。 如此所構成的散射層可以沉積出厚度在】和2〇微米 之間。沉積出此層的方法可以熟知此技藝者所知曉的任何 方法’例如以網印法、^塗法、浸塗法、旋轉塗覆法、流 動塗覆法、噴灑法等加以沉積。但是要注意到在基片要進 仃熱處理（例如說韌化）的情形了’最好是採用網印沉積 技術’這是因爲法令基於安全考量所做的規定。 (7) (7)200428131 若沉積層所需的厚度大於2微米時’可以使用網印式 的沉積製程。 網印沉積製程中所用之黏著劑的另一種可能的變化一 係爲一較佳實施例-其可使用基本上包含有玻璃熔塊或助 熔劑的黏著劑。此玻璃熔塊或助熔劑可以是例如由氧化鋅 、氧化硼、矽石、氧化鈉等之混合物所製成。 此黏著劑在本發明中係用來供幕後投影和/或投影螢 幕中之散射層所使用的。 當散射層的厚度小於4微米時，其最好是以流動塗覆 法或噴灑法來進行沉積作業。 其亦可製做具有可隨著表面上之覆蓋面積而變之厚度 的散射層；此種實施例使其可以修正設置在螢幕旁邊之光 源內在的不均勻性。例如說，其可以此方式來依據觀看者 的視角而修正光源的強度，因之而可調整增益。此增益係 定義如下： 增益-自中心觀看螢幕所得到的輝度/以增益爲1之 朗伯螢幕自中心觀看所得到的輝度。 因此’該增益亦可以下列方式定義之： 增益=中心輝度X螢幕面積/投影機的通量。 根據這些定義’投影螢幕在具有】8〇。視角時（朗伯 螢幕）時，稱爲具有]之增益。 此外’如果螢幕可以讓光束重新調整角度至一個較狹 小的視角內’因之而能增加該等角度內的影像輝度的話， 則該螢幕將會具有大於1的增益。 -10- (8) (8)200428131 根據另外的實施例，其可以想像出，可以選擇性地沉 積出次表面層，在此種情形下，可以僅在基片的一部份上 進行沉積，而其餘部份則爲透明。 根據本發明，散射層是沉積在第一透明基片上，其可 依其應用而定而爲扁平形狀，或不爲扁平形狀。 此可造成次表面效應的散射層可使其能夠製做出解析 度至少是1〇5 dpi (每英吋內的點數）或1〇6 dpi的螢幕。 爲能改善塗覆有能產生次表面效應之散射層的第一基 片的機械完整性，如上所述，在第一基片的對側表面（未 被散射層覆蓋的表面）上接合一層片狀夾層，此夾層可以 由例如PVB (聚乙烯丁醛）或PU (聚胺甲酸酯）製成， 其後另外再接合至最好是有色的第二基片上。做爲一種非 限制性的範例，其可以例如是玻璃，以共改善其對比效果 ’例如具有4〇% TL的灰玻璃，或是透光率在30%和70% 之間的灰“珀索”玻璃。 第三基片係接合至此由第一基片、片狀夾層和第二基 片等所構成的疊層元件上。 由塑膠（例如PU或EDPM )製成的密封用珠狀物係 以已知的方法（例如擠製）加以沉積在第一基片上設有散 射層的表面的周邊上。此材料珠可有助此組合的機械完整 性’並在二基片間形成一個可塡充以氣態流體（特別是空 氣）的空穴，因之而可增進散射功能層內的散射現象。 根據本發明的一項特徵，所用的這些基片（第一、第 = '第三）不是玻璃基片，即爲聚合物（ρ μ μ A或聚碳酸 -11 - (9) (9)200428131 酯）基片。 無論爲何種實施例，本發明的幕後投影和/或投影螢 幕可以產生均勻度至少爲8 0 %，更好爲約8 5 %，的影像。 一個影像在以眼睛觀看顯現在尺寸爲6 0 0 X 4 5 0公釐之 螢幕上的影像時’不會因爲例如該散射層之品質而致影像 亮度有所變化，即稱爲均勻。當螢幕上某一點至另一點間 的亮度差異大於1 5 %時，眼睛即可“看出”亮度變化。 此顯示螢幕可以用來在視角小於或等於1 8 0。C的情形 下觀看投射至螢幕之二側表面上的影像。 在本發明中，視角是輝度等於中心處輝度之一半的角 度。在此例中’該顯示器係製做成在二側表面之任一者均 不具有光學瑕疵（模糊、扭曲 '邊緣效應、色像差、局部 輝度不均勻）。 另一種實施例則包含有一層功能性塗層，其係結合至 該組合內而設置在該等第一、第二或第三基片之一者的表 面之一者上。其或可是一層具有可阻斷紅外線範圍之波長 輻射功能的層（例如使用一層或多層由介電層包覆的銀層 ，或是由氮化物製成的層，例如TiN或ZrN，或者是多個 由金屬氧化物或鋼或Ni-Cr合金所製成的層），或者是具 有低放射率功能（例如摻雜的金屬氧化物，例如F : s n 〇 2 或摻錫的鋼氧化物IΤ 0或是一層或多層的銀層）、抗霧功 能（藉由親水層爲之）、抗污功能（光觸媒塗層，包含有 至少部份結晶呈銳鈦礦型式的Ti〇2 )，或抗反射的多層 結構，例如 Si3N4/Si02/Si3N4/Si〇2 型式者。 -12 - (10) 200428131 本發明可以想像得到的應用 顯示來自例如影像投影機之影像 之影像牆之用、用來做爲連結在 掛形式之W訊顯不板之用、或做 幕後投影或投影系統。當然此投 可做爲二個房間之間的分隔用隔 就本發明的目的而言，此隔 同空間之間的牆壁，而該每一空 上進行的資訊廣播而獲益，例如 內的另一個房間，或者更廣泛地 部空間.（此等空間之一者可能是 ’或者簡單地說即爲分隔用的隔 同樣的’就本發明的目的而 影螢幕也可用來構成一片用來顯 面板，以在銷貨區域傳播訊息， 點觀看之。 前述的本發明的螢幕具有許 一由於各種的構成元件基本 ，此螢幕對於濕氣及紫外線轄射 及 -使用會造成能使視角增jl 散射層，將可限制“熱點（Hot 點”係指觀看者可以在沿著投射 源）。 特別是在於用來做爲例如 之用 '用來做爲露天運動 一起而成爲牆壁形式或吊 爲都會使用或家庭用等的 影和/或幕後投影系統亦 間或牆壁。 間可構成一道位在二個不 間均可在該隔間之任一側 一起居室或作息室或房子 說是一道加內部空間與外 街道）加以區隔開的牆壁 間。 言，此投影和/或幕後投 示具有廣告本質之資訊的 而該訊息則可自所有的觀 多的優點： 上均是以礦物技術製成的 的敏感性是相當的低；以 ί至1 8 0 °之次表面效應的 Spot ) ”現象（所謂“熱 軸線及透過螢幕而看到光 -13-

Claims (1)

1. (1) (1)200428131 拾、申請專利範圍 1 · 一種幕後投影和/或投影螢幕，其特徵在於其包含 有至少一第一基片’結合至一層會產生次表面效應的散射 層上’該散射層係可在該層的二側表面上得到小於或等於 1 8 0 °之視角者。 2 _根據申請專利範圍第1項之幕後投影和/或投影螢 幕’其特徵在於該螢幕的解析度是在5xl03和1x105 dpi 之間。 3 .根據申請專利範圍第1項或第2項之幕後投影和/ 或投影螢幕’其特徵在於該散射層沉積在該第一基片之表 面之一者上’而在該第一基片的對側表面上則沉積一片狀 夾層’該夾層則又接合至一第二基片上。 4 ·根據申請專利範圍第3項之幕後投影和/或投影螢 幕，其特徵在於該第二基片係一有色基片。 5 ·根據申請專利範圍第丨項或第2項之幕後投影和/ 或投影螢幕’其特徵在於該散射層係沉積在該第一基片表 面之一者上’該第一基片則接合至一第二基片上而構成一 個雙光面單元。 6 .根據申請專利範圍第！項或第2項之幕後投影和/ 或投影螢幕’其特徵在於該第一基片和該散射層係接合至 一第三基片上’ 一周邊珠狀物將該第一基片上塗覆有該散 射層的表面與該第三基片加以分隔開。 7.根據申請專利範圍第！項或第2項之幕後投影和/ 或投影螢幕’其特徵在於該散射層係由包含有顆粒及黏著 -14 - (2) (2) 200428131 劑的元件所構成的，該黏著劑係可使該等顆粒能互相結合 在一起。 8. 根據申請專利範圍第7項之幕後投影和/或投影螢 幕，其特徵在於該等顆粒係金屬或金屬氧化物顆粒。 9. 根據申請專利範圍第7項之幕後投影和/或投影螢 幕，其特徵在於該等顆粒係選自矽、鋁 '鉻、鈦和铈等的 氧化物’或是該等氧化物中至少二者的混合物。 I 〇 ·根據申請專利範圍第7項之幕後投影和/或投影 螢幕’其特徵在於該等顆粒的尺寸是在5〇nm和〗μ]Ώ之間 〇 II _根據申請專利範圍第7項之幕後投影和/或投影 螢幕’其特徵在於該黏著劑基本上係由玻璃熔塊或助熔劑 所構成的。 1 2 _根據申請專利範圍第η項之幕後投影和/或投影 螢幕’其特徵在於該玻璃熔塊或助熔劑係由氧化鋅、氧化 硼、氧化鈉及矽石等所構成的。 13.根據申請專利範圍第1項或第2項之幕後投影和 /或ίχ影螢幕’其特徵在於該散射層的厚度是在〇.5和 5 μ m之間。 1 4 ·根據申請專利範圍第1項或第2項之幕後投影和 /或投影螢幕’其特徵在於該等第一 '第二、第三基片中 至少一者係玻璃基片^ 1 5 .根據申請專利範圍第I項或第2項之幕後投影和 /或投影登幕，其特徵在於該等第一、第二 '第三基片中 -15- (3) (3)200428131 至少一者係由聚合物製成的透明基片。 1 6 .根據申請專利範圍第1項或第2項之幕後投影和 /或投影螢幕，其特徵在於該等第一、第二、第三基片中 至少一者包含有一層具有其他功能的塗層，特別是具有低 放射率功能或抗靜電、抗霧、抗污或抗反射功能的塗層 1 7 .根據申請專利範圍第1項或第2項之幕後投影和 /或投影螢幕的應用作爲一分隔用隔間物，其構成一道位 在二個不同空間之間的牆壁，其可使每一空間均具有能自 該隔間物的任一側獲致資訊廣播的好處。 -16- 200428131 柒、（一）、本案指定代表圖為：無 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明：無 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無