柱面镜自动连续化生产工艺制造技术

本发明专利技术是一种柱面镜自动连续化生产工艺，步骤为：在支撑膜上涂上液态光固化树脂形成透明树脂膜；采用滚压光固化成型使透明树脂膜赋予柱面镜的表面形状；将感光负片辗压在透明树脂膜平面的一侧；对感光负片曝光，曝光后进行底片的显影、定影、清洗、烘烤等程序，形成一定厚度的黑条纹；黑条纹的一侧辗压光散射薄膜和防静电防反射功能的保护膜；进入后续步骤，本发明专利技术的工艺可实现柱面镜自动连续化大规模生产，且工艺简单、操作方便。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于背投影屏幕的制备工艺领域，具体是背投影屏幕所用组元之一的柱面镜自动连续化生产工艺。现有技术中，柱面镜和菲涅尔透镜配合使用适用于背投影屏幕。传统柱面镜的结构组成参见图3，在柱面镜的两侧皆有柱面，只是两者的曲率半径存在差别，这样处理的原因是由其采用的投影方式决定的采用三枪(CRT)投影机，由于红、绿、蓝三种入射光的入射角不同，为了纠正色差，所以作成双侧柱面，而随着近年投影技术的发展，液晶投影电视变得越来越普遍，这就要求背投影屏幕能适应投影电视得观看。图4所示的是投影电视的示意图，投影光线经过反射镜的几次反射，最终在投影屏幕上形成图象。随着投影图象清晰的提高，液晶投影机的象素数从常规的数万数量提高到百万数量级，这就要求柱面镜的单一柱面能达到适宜的宽度来消除液晶投影机像素周期引起的摩尔条纹现象。在具体实施中需要减少目前柱面镜宽度(0、7mm左右)到0、3mm或更小。目前生产柱面镜是采用热塑树脂模压成型或挤出成型。而热塑成型的方法获得上述适宜宽度的柱面镜将极为困难，原因是在热成型工艺的冷却过程中温度分布不均匀，因此树脂会发生热收缩，产品会变弯，或树脂热收缩不一等现象。柱面镜上的黑条纹常用来提高投影图像的对比度。用来加工黑条纹的现有技术方法有很多，诸如胶印、凸板印刷等。不论何种方法，黑条纹都应有准确的位置，因此，如果单一柱面宽度减少，则在印刷板的准备上和印刷过程中印刷板的排列对位都会变得更加困难。另一种加工黑条纹的新方式是用感光粘结剂(当曝光后粘结剂失去粘结特性)贴覆于背投影屏幕的观侧面上，投影光由非光侧面入射，使其曝光，在柱面镜的各自单一柱面的焦点区域将失去粘结特性，未曝光的区域依然保持粘结性，从光侧面覆着一层黑色剂，粘在未曝光区域上，用此方法的缺点是形成的黑条纹厚度不均匀，在边界部分尤为明显。本专利技术的目的是为了吸收现有技术的优点并克服现有技术的缺陷，为公众提供一种新型的柱面镜自动连续化生产工艺，本专利技术工艺所生产的柱面镜仅在一侧形成排列整齐的众多的有适宜宽度的单一柱面，在另一侧形成与单一柱面非焦点区域相对应的有一定位置精度的黑条纹，柱面镜其与菲涅尔透镜配合使用适用于高清晰度、高图像质量的液晶投影电视的背投影屏幕上。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的。本专利技术柱面镜自动连续化生产工艺是(1)在透明支撑膜上均匀涂上一层厚度均匀的液态光固化树脂；(2)采用滚压方法使上述透明树脂膜赋予柱面镜的表面形状，紫外线照射使光固化树脂固化形成柱面微结构；(3)将感光负片(阴涂底片)辗压在上述的透明树脂膜平面的一侧，即与柱面结构对应的一侧；(4)对上述感光负片曝光，曝光后进行底片的显影、定影、清洗、烘烤等程序，形成一定厚度的黑条纹；(5)将一层光散射薄膜辗压到透明树脂膜具有黑条纹的一侧；(6)在光散射薄膜上再碾压一层具有防静电防反射功能的保护膜；(7)进入后续步骤。上述技术方案中，透明支撑膜一般采用紫外线透射薄膜，其与光固化树脂有较好的粘结性能，材料可选用聚苯二甲酸乙烯、聚碳酸脂、聚氯乙烯、PET薄膜、聚苯乙烯薄膜等。上述技术方案中，在透明支撑膜上所涂的光固化树脂的厚度是根据柱面镜的特性而定的，一般为0、2mm～0、3mm，涂层厚度可以通过调整光固化树脂的粘度和透明支撑膜的进给量以及涂层装置的刀口与透明支撑膜的间隙来控制液态光固化树脂的流量来得到有效的控制。上述技术方案中，所述曝光光源必须是平行光，平行光的获得可以参见图6的方法，利用散射光源与两个遮光板之间形成的细缝来获得平行光，通过光源与柱面镜的相对运动使感光负片逐一曝光。本专利技术是根据感光负片的感光特性来制造黑条纹的，即感光片感光的部位经显影、定影后为透明的，而未感光的部位则是黑色的。其形成机理参见图9。感光负片经平行光照射曝光，由于柱面镜的单一柱面的形状特性，将对照射其上的平行光产生聚光作用，据图知，相邻两个单一柱面交界处所对应的局部感光负片没有光线通过，即该部分未曝光，相反的单一柱面将光线聚光到局部感光负片上，这部分就曝光了，再经过显影、定影等程序，则曝光的部位变透明了，未曝光的部位变黑了，这样黑条纹就形成了，这样处理的好处在于黑条纹形成的位置精度较高且厚度均匀，成本较低，工艺简单。需要注意的是入射光必须是平行光束，而不能采用散射光源，见图5所示，因为单一柱面的光线入射角不同，在各自单一柱面所对应的部位形成的黑条纹的位置在柱面镜的中间位置和边沿位置存在着显著差异，当与菲涅尔透镜配合使用时，由于菲涅尔透镜可将入射的投影光线折射为平行光，则在柱面镜边沿位置投影图象将部分被由散射光曝光形成的黑条纹所遮挡，屏幕就不能再现所有图象信息。黑条纹的宽度可以通过曝光强度和曝光时间来控制，参见图7，柱面镜的孔径率由下列方程获得P代表单一柱面的宽度；D代表柱面镜的厚度；P代表黑条纹的宽度；D代表黑条纹的厚度。θ＝tg-1{(P-P’)/2D}θ’＝tg-1{P-P’/2(D+D’)}孔径率＝(θ-θ’)/θ孔径率越大，则黑条纹的宽度越小，投影光线经过柱面镜后的出射光受黑条纹的障碍就越小，这样不仅在屏幕的前面或是左、右大视角来观看屏幕，屏幕上就可获得亮度更高的图像。上述的孔径率是100％减去因黑条纹引起的投影光线的损失率，是以黑条纹与柱面镜厚度之比作为参数的D/D与孔径率的相互关系参见图8。从上所述，本专利技术的工艺可实现柱面镜自动连续化大规模生产，且工艺简单、操作方便。本专利技术工艺所生产的柱面镜仅在一侧形成排列整齐的众多的有适宜宽度的单一柱面，在另一侧形成与单一柱面非焦点区域相对应的有一定位置精度的黑条纹，柱面镜其与菲涅尔透镜配合使用适用于高清晰度、高图象质量的液晶投影电视的背投影屏幕上。由此方法制成的柱面镜不仅自身的模具磨损较小，而且生产的柱面镜不仅可以获得稳定、精确的柱面形状，且单一柱面的宽度可达到0、3mm或更低。下面通过实施例进一步详述本专利技术，本专利技术不仅限于所述实施例。附附图说明图1为本专利技术实施例的自动连续化生产工艺流程设备示意图。附图2为本专利技术所生产的柱面镜产品结构示意图；附图3为常规柱面镜的外形结构示意图；附图4为液晶投影电视结构示意图；附图5为在散射光曝光下，黑条纹形成的位置差异示意图；附图6为在柱面镜平面一侧形成黑条纹的设备；附图7为本专利技术柱面镜的光学设计示意图；附图8为孔径率和黑条纹与柱面镜厚度之比的相互关系图；附图9为黑条纹的曝光形成过程示意图；附图10为在柱面镜上形成的黑条纹结构示意图；图中1、支撑膜；2、涂层装置；3、输送辊；4、导向辊；5、主辊；6、副辊；7、紫外线照射装置；8、辗压辊；9、感光负片；10、曝光区域；11显影段；12、定影段；13、清洗段；14、烘烤段；15、光散射薄膜；16、保护膜；17、黑条纹；18、小柱面；19、柱面；20、背投影屏幕；21大反射镜；22、小反射镜；23、投影机；24、箱体；25、单一柱面；26、光源；27、中心部分；28、边界部分；29、焦点区域(负片曝光区域)；30、非焦点区域(负片未曝光区域)；实施例一本实施例通过附图1详述本专利技术的工艺流程，如图所示(1)支撑膜1由输送辊3输送到涂层装置2处，由涂层装置2中的刀片(如刮胶片或涂片)将液态光固化树脂均匀涂在支撑膜1整个表面上，形成一层厚度为0、2m本文档来自技高网...

【技术保护点】
柱面镜自动连续化生产工艺，其特征在于其工艺步骤为： （１）在透明支撑膜上均匀涂上一层厚度均匀的液态光固化树脂，形成透明树脂膜； （２）采用滚压方法使透明树脂膜赋予柱面镜的表面形状，紫外线照射使光固化树脂固化形成柱面微结构； （３）将感光负片（阴涂底片）辗压在上述的透明树脂膜平面的一侧，即与柱面结构对应的一侧； （４）对上述感光负片曝光，曝光后进行底片的显影、定影、清洗、烘烤等程序，形成一定厚度的黑条纹； （５）将一层光散射薄膜辗压到透明树脂膜具有黑条纹的一侧； （６）在光散射薄膜上再碾压一层具有防静电防反射功能的保护膜； （７）进入后续步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：霍永峰，张益民，龚成，
申请(专利权)人：张益民，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]