一种基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏的制备方法，包括步骤

【技术实现步骤摘要】
一种基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏的制备方法


[0001]本专利技术涉及多功能光学投影屏
，尤其涉及一种基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏的制备方法
。

技术介绍

[0002]目前，在我们的日常生活及各种商业场景中，投影屏被广泛应用
。
但传统投影屏具有亮度不高
、
易受环境光干扰
、
易受灰尘水雾污染等缺点，因此在一些室外环境中使用效果较差，长期的使用会影响其使用寿命
。
[0003]因此希望制备出能够高清成像且自清洁不易受环境污染的投影屏
。
本专利技术意在巧妙地通过将微结构纹理阵列结合于投影屏上的方法，能够有效且低成本地提高投影屏的性能
。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有技术的缺陷，提出了一种基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏的制备方法
。
[0005]本专利技术的一种基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤
a
：利用
matlab
算法软件转化得到所述多功能光学投影屏的子结构的
256
灰阶的初步灰度图；所述子结构包括凹形非球面反射镜以及位于所述凹形非球面反射镜周围的周期性排列的多个半尖锥状凸起，所述半尖锥状凸起的顶部为曲面圆弧状；
[0007]步骤
b
：利用插值算法使所述初步灰度图的灰阶变为
4096
灰阶的高精度灰度图；
[0008]步骤
c
：通过
3D
激光直写光刻技术采集所述高精度灰度图的灰度信息进行一次性成型
4096
阶灰度曝光，得到基于微结构阵列的多功能光学投影屏的子结构的光刻胶模型；
[0009]步骤
d
：将多个所述子结构的光刻胶模型进行周期性紧密排列，并将周期性紧密排列的多个所述子结构的光刻胶模型通过
ICP
刻蚀工艺制备金属模具；以及
[0010]步骤
e
：通过板对板
UV
模压
、
磁控溅射镀膜由所述金属模具制备得到基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏
。
[0011]优选地，步骤
a
进一步包括：
[0012]步骤
a1
：通过计算得到所述多功能光学投影屏的子结构的参数；
[0013]步骤
a2
：通过所述参数建立所述多功能光学投影屏子结构的几何模型；以及
[0014]步骤
a3
：利用
matlab
算法软件对几何模型参数进行运算求解，得到所述子结构的
256
阶初步灰度图
。
[0015]优选地，步骤
a1
中，所述参数包括：单个所述凹形非球面反射镜的非球面度以及尺寸参数，所述尺寸参数包括口径和矢高；所述周期性排列的多个半尖锥状凸起的周期长度，以及每个半尖锥状凸起的底面圆半径和高度；所述子结构的总宽度
W
和总高度
H。
[0016]优选地，步骤
b
进一步包括：
[0017]步骤
b1
：将所述初步灰度图的灰度值进行归一化，即灰度值
255
归一化为1，灰度值0归一化为0，对于0‑
255
灰阶中的
X
灰阶等级归一化为
X/256
，0＜
X
＜
255
；
[0018]步骤
b2
：将归一化后的灰度值乘以
4096
，得到所述初步灰度图中每一处优化后的灰度值，从而得到所述子结构的
4096
阶高精度灰度图
。
[0019]优选地，步骤
c
进一步包括：
[0020]步骤
c1
：在离心机中将光刻胶充分离心；
[0021]步骤
c2
：在八英寸的硅片上均匀旋涂光刻胶；
[0022]步骤
c3
：将旋涂好光刻胶的硅片放置在加热板上烘干；
[0023]步骤
c4
：将所述灰度图的
4096
灰阶信息导入
3D
激光直写光刻机进行读取并对所述光刻胶进行曝光；
[0024]步骤
c5
：将曝光后的光刻胶放置在加热板上进行烘烤后处理；以及
[0025]步骤
c6
：将曝光后的光刻胶放进显影液中显影得到所述多功能光学投影屏的子结构的光刻胶模型
。
[0026]优选地，步骤
c
中，所述周期性紧密排列是指多个子结构的光刻胶模型在横向和纵向上无间隔紧密排列
。
[0027]优选地，步骤
d
进一步包括：
[0028]步骤
d1
：利用真空泵将设备腔体内部抽真空；
[0029]步骤
d2
：打开相关气源；以及
[0030]步骤
d3
：进行
ICP
刻蚀得到所述金属模具
。
[0031]优选地，步骤
e
进一步包括：
[0032]步骤
e1
：配比
UV
紫外固化胶水，准备紫外光照灯；
[0033]步骤
e2
：将配比好的
UV
胶水采取板对板的工艺使其附着在所述金属模具上，板对板的温度控制在
25
～
29℃
，压力为
60
～
80bar
；
[0034]步骤
e3
：采取紫外灯照射的方式固化
UV
胶水；
[0035]步骤
e4
：将
UV
结构从所述金属模具揭下，获得基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏基底；
[0036]步骤
e5
：将所述多功能光学投影屏基底放入磁控溅射仪进行电镀增反射膜；
[0037]步骤
e6
：取出所述多功能光学投影屏基底静置，从而制备获得基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏
。
[0038]优选地，步骤
e5
中，所述增反射膜为铝膜
。
[0039]本专利技术的有益效果是：本专利技术方法的制备过程简单高效，可用于大规模生产
。
并且通过本专利技术方法制备的多功能光学投影屏亮度增益更大，视场角更宽，能够抵抗的环境光更强
。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤
a
：利用
matlab
算法软件转化得到所述多功能光学投影屏的子结构的
256
灰阶的初步灰度图；所述子结构包括凹形非球面反射镜以及位于所述凹形非球面反射镜周围的周期性排列的多个半尖锥状凸起，所述半尖锥状凸起的顶部为曲面圆弧状；步骤
b
：利用插值算法使所述初步灰度图的灰阶变为
4096
灰阶的高精度灰度图；步骤
c
：通过
3D
激光直写光刻技术采集所述高精度灰度图的灰度信息进行一次性成型
4096
阶灰度曝光，得到基于微结构阵列的多功能光学投影屏的子结构的光刻胶模型；步骤
d
：将多个所述子结构的光刻胶模型进行周期性紧密排列，并将周期性紧密排列的多个所述子结构的光刻胶模型通过
ICP
刻蚀工艺制备金属模具；以及步骤
e
：通过板对板
UV
模压
、
磁控溅射镀膜由所述金属模具制备得到基于微结构纹理阵列的多功能光学投影屏
。2.
根据权利要求1所述的基于微结构阵列的多功能光学投影屏的制备方法，其特征在于，步骤
a
进一步包括：步骤
a1
：通过计算得到所述多功能光学投影屏的子结构的参数；步骤
a2
：通过所述参数建立所述多功能光学投影屏子结构的几何模型；以及步骤
a3
：利用
matlab
算法软件对几何模型参数进行运算求解，得到所述子结构的
256
阶初步灰度图
。3.
根据权利要求2所述的基于微结构阵列的多功能光学投影屏的制备方法，其特征在于，步骤
a1
中，所述参数包括：单个所述凹形非球面反射镜的非球面度以及尺寸参数，所述尺寸参数包括口径和矢高；所述周期性排列的多个半尖锥状凸起的周期长度，以及每个半尖锥状凸起的底面圆半径和高度；所述子结构的总宽度
W
和总高度
H。4.
根据权利要求1所述的基于微结构阵列的多功能光学投影屏的制备方法，其特征在于，步骤
b
进一步包括：步骤
b1
：将所述初步灰度图的灰度值进行归一化，即灰度值
255
归一化为1，灰度值0归一化为0，对于0‑
255
灰阶中的
X
灰阶等级归一化为
X/256
，0＜
X
＜
255
；步骤
b2
：将归一化后的灰度值乘以
4096
，得到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹皓，万辉，桂成群，
申请(专利权)人：矽万上海半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：