一种高对比度透明投影显示屏幕制造技术

本实用新型专利技术提供了一种高对比度透明投影显示屏幕，所述投影显示屏幕包括成像层、吸光层和抗反射层；所述吸光层位于所述成像层与所述抗反射层之间。本实用新型专利技术提供的投影显示屏幕具有高对比度，且柔软可折叠，经弯曲、折叠后，可以完全复原，并且不会影响其显示效果。本实用新型专利技术提供的投影显示屏幕既可以用于正面投影，又能用于背面投影；并且本实用新型专利技术得到的投影显示屏幕可以进行无缝拼接，构成超大尺寸的显示屏。

A High Contrast Transparent Projection Display Screen

【技术实现步骤摘要】
一种高对比度透明投影显示屏幕
本技术属于投影设备领域，涉及一种高对比度透明投影显示屏幕。
技术介绍
透明显示屏幕既能清晰地显示图像，又不会影响对屏幕后方事物的观察。透明显示屏幕技术是一项快速发展的技术，并且已经被应用于诸多领域。通过透明显示屏幕技术，可以在汽车、战斗机的前挡玻璃上显示导航信息、仪表盘信息等，驾驶员获得相关信息的同时，不会影响其对前方的观察，可以提高驾驶安全性。结合透明显示技术，还能将普通的玻璃墙，甚至是眼镜变成工作或者娱乐的显示屏幕。目前常见的透明显示屏幕可以分为抬头显示屏幕、漫反射屏幕、频率转化屏幕和有机发光二极管(OLED,organiclight-emittingdiodes)屏幕。其中，抬头显示屏幕是利用特殊材料的透明玻璃，结合特定角度的入射投影光，投影光照射到玻璃上，发生全反射，从而将投影光全部反射到观察者眼中；由于是利用光反射的原理，并且反射屏幕只占前挡玻璃的很小的一块区域，导致此透明投影屏幕的观看角度很小，驾驶人正坐在驾驶座上可以看到显示图像，但稍微偏离位置，则看不到显示图像。同时反射屏与前挡是一个整体，导致新安装或者更换价格昂贵。漫反射屏幕则是对入射光进行漫反射，漫反射光方向是随机的，从而大大提高了漫反射屏的观察角度，但是漫反射屏对光没有选择性，为了提高漫反射屏幕的图像显示效果，需要更多的漫反射微粒，提供更强的漫反射，但是这会导致漫反射屏幕的透明性变差。频率转化屏幕则是将紫外或红外光转化为可见光，提高显示亮度，但存在着转化效率低的问题。OLED显示屏幕则存在着很难实现大规模生产大尺寸屏幕的问题，同时成本较高。正是由于存在这些问题，导致透明显示屏幕的应用被限制。显示屏幕的对比度是指，投影屏上同一点，其显示白色画面即最亮时的亮度与其显示黑色画面即最暗时的亮度的比值。对比度对视觉效果的影响非常关键，一般来说，对比度越大，图像越清晰醒目，色彩也越鲜明艳丽，而对比度越小，则会导致图像灰蒙蒙，不清晰。高对比度对图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大的帮助。从对比度的定义可知，为了提高显示屏幕的对比度，一种方法是提高屏幕显示白色即最亮的亮度，另一种方法则是降低屏幕显示黑色即最暗的亮度。屏幕显示最亮的亮度受到投影机投影光亮度的限制，现行方法多是降低屏幕显示黑色即最暗的亮度。对于在强光条件下使用的投影显示屏，可以通过吸收环境光，降低显示屏幕显示黑色即最暗的亮度，从而提高屏幕的对比度。如CN103605258A公开了一种抗环境光投影屏幕，由投影成像层、光栅层和防眩光层组成，其中光栅层中设有多个平行间隔的油墨层，用于吸收环境光，降低环境光对成像的干扰。但是其提供的抗环境光显示屏幕，多是需要在显示屏幕上构建精密的微结构，并在微结构两侧涂覆吸光剂或反光剂，极大地提高了显示屏幕的成本，不利于抗环境光显示屏幕的普及。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种高对比度透明投影显示屏幕。为达到此技术目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供了一种投影显示屏幕，所述投影显示屏幕包括成像层、吸光层和抗反射层；所述吸光层位于所述成像层与所述抗反射层之间。本技术提供的高对比度透明投影显示屏幕的成像层可以提高透明投影显示屏幕的对比度，而投影到成像层之后散射的光进过吸光层进一步降低其中环境光的亮度，再经过抗反射层，减少散射光的反射，从而可以大大提高进入观察者眼中的散射光的亮度。优选地，所述成像层和所述吸光层由相同的基材构成的结构层，所述基材为聚乙烯醇。在本专利技术中，选用聚乙烯醇作为聚合物薄膜使用，其光透过率高达95％以上，即使在聚合物中加入成像纳米粒子后，光透过率仍然可以达到80％以上，并且聚乙烯醇为柔性聚合物，得到的聚合物薄膜经过弯曲、折叠后，可以完全复原，并且不会影响其显示效果。且聚乙烯醇可降解，不会对环境造成污染，同时本专利技术得到的投影显示屏幕可以进行无缝拼接，构成超大尺寸的显示屏幕。优选地，所述成像层为含有等离激元共振波长是450nm的成像纳米粒子、等离激元共振波长是560nm的成像纳米粒子和等离激元共振波长是660nm的成像纳米粒子的聚合物薄膜层。入射光照射到成像纳米粒子表面，引起成像纳米粒子表面自由电子集体振荡，当电子集体振荡频率与入射光频率一致时，就会产生共振，即等离激元共振，此时入射光能量被有效地转移为电子集体振荡的动能，而电子集体振荡的动能一部分会转化为内能，即部分光被成像纳米粒子吸收；另一部分会以电磁波的方式辐射，即部分光被成像纳米粒子散射。而未转化为成像纳米粒子电子集体振荡的动能的入射光部分，以光的形式穿透成像纳米粒子，即透过的光。成像纳米粒子对入射光的吸收和散射都会导致入射光强度的减弱，其中只有散射光可以被观察到，为了提高显示屏幕的亮度和对比度，需要其中的成像纳米粒子对入射光具有强散射，而吸收相对于散射可以忽略。在共振波长处，成像纳米粒子对入射光有最强的吸收和散射，故而成像纳米粒子的等离激元共振波长应与对应的入射光波长一致。而目前投影机一般为激光投影机，其发出的投影光由三种单色激光(红、绿、蓝)组成。激光投影仪的投影光光谱示意图如图1所示，三种颜色具有很好的单色性，且蓝、绿、红三种激光的波长分别为450nm、560nm和660nm，成像纳米粒子的等离激元共振波长与之相对应，故而选择三种具有不同等离激元共振波长的成像纳米粒子，使其与450nm、560nm、660nm一一对应，以达到提高显示屏幕对比度的目的。而成像纳米粒子对入射光强度的影响，可以通过紫外可见分光光度计来检测。紫外-可见分光光度计检测的是对应波长入射光强度的减弱，即吸收和散射的叠加，检测到光强度最弱的波长即成像纳米粒子的等离激元共振波长。通过理论计算(DDA算法，软件：ddscat7.3)，可以得到对应波长处，成像纳米粒子的吸收和散射强度。优选地，所述成像纳米粒子为银纳米粒子、二氧化硅包覆银纳米粒子或银包覆二氧化硅纳米粒子中的任意一种。优选地，所述成像纳米粒子为球体形状的纳米粒子、椭球体形状的纳米粒子、三角棱镜形状的纳米粒子或长方体形状的纳米粒子。成像纳米粒子能选择性散射特定波长的入射光，散射后的散射光方向是随机分布的，使得本技术提供的投影显示屏幕具有大的观察角度，观察角度可达到180°，同时由于成像纳米粒子光选择性很好，只散射对应波长的光，即散射光中投影光的比例远高于环境光，因此可以提高投影显示屏幕的对比度，获得更好的显示效果。并且朝向观察者一侧的散射光，会经过吸光层，进一步降低其中环境光的亮度，然后再次经过抗反射层，减少散射光的反射，提高进入观察者眼中的散射光的亮度，从而在保证屏幕光透过率的基础上，提高屏幕的对比度。聚合物薄膜可以在室温下降解，不会造成环境污染。本技术提供的投影显示屏幕既可以用于正面投影，又能用于背面投影。在本技术中，所述吸光层为含有吸收光波长在400-445nm区间的吸光颗粒、吸收光波长在455-550nm区间的吸光颗粒和吸收光波长在570-650nm区间的吸光颗粒的聚合物薄膜层，所述400-445nm可以是400nm、410nm、420nm、430nm、440nm、445nm等，所述455-550nm可以是460nm、470nm、490nm、500n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影显示屏幕，其特征在于，所述投影显示屏幕包括成像层、吸光层和抗反射层；所述吸光层位于所述成像层与所述抗反射层之间。

【技术特征摘要】
1.一种投影显示屏幕，其特征在于，所述投影显示屏幕包括成像层、吸光层和抗反射层；所述吸光层位于所述成像层与所述抗反射层之间。2.根据权利要求1所述的投影显示屏幕，其特征在于，所述成像层和所述吸光层由相同的基材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇明，
申请(专利权)人：江苏坦能纳米材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32