宽视角薄膜单元及包括该薄膜单元的投影屏幕和显示设备制造技术

投影屏幕和投影显示设备包括一种薄膜单元。所述投影屏幕包括：全反射棱镜，具有形成在后表面上的多个全反射单元棱镜，成像光入射到所述后表面上；微粒透镜，被安装为接近于全反射棱镜，该微粒透镜具有多个单元微粒透镜，用于扩展来自全反射棱镜的入射光。所述多个单元微粒透镜的每一个在水平截面和垂直截面上具有梯形形状。所述投影屏幕在水平方向和垂直方向上都具有宽视角，并且具有提高的对外部光的对比度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及一种宽视角薄膜单元及包括该薄膜单元的投影屏幕和显示设备。更具体地讲，本专利技术涉及一种在水平方向和垂直方向上具有宽视角的薄膜单元。本专利技术还涉及包括该宽视角薄膜单元的投影屏幕和投影显示器。
技术介绍
诸如投影电视的投影显示设备使用通常具有红色、绿色和蓝色光的成像光源，其中，从成像光源发出的成像光被投影到透射型投影屏幕的后表面上，以生成图像，然后从观看者一侧观看该图像。用于这样的投影显示器的投影屏幕通常包括菲涅耳透镜和微粒透镜(lenticular lens)。菲涅耳透镜使来自成像光源的成像光在投影屏幕上形成图像，而微粒透镜使成像光向着观看者出射作为方向性漫射光。在第2004-90957号韩国专利公开中公开了这样的投影显示设备的典型示例。图1示出这样的投影显示设备。参照图1，投影显示设备1包括：投影屏幕10；投影光学系统20，成像光L从投影光学系统20倾斜地投影到投影屏幕10上；反射器30，布置在投影屏幕10和投影光学系统20之间。投影光学系统20包括：成像光源21，包括LCD、DMD等；和光学系统22，用于扩展从成像光源21发出的成像光L。投影屏幕10用于使从布置在其后侧的投影光学系统20倾斜地投影并被反射器30反射的成像光L向着观看者一侧出射。图2、图3A和图3B示出显示设备1中使用的投影屏幕10的详细构造。如图2中所示，传统的投影屏幕10包括全反射棱镜(或菲涅耳透镜)12和布置在全反射棱镜12的观看者一侧的微粒透镜11。投影屏幕10的全反射棱镜12和微粒透镜11可被形成为单薄膜片。这里，全反射棱镜12折射并会聚从投影光学系统20投影的成像光L。全反射棱镜由多个单元棱镜12c，即棱镜阵列形成，所述单元棱镜的形状为围绕同心圆的圆心O(通常不在屏幕平面上)同心地延伸的圆弧。如图3A中所-->示，每一单元棱镜形成在全反射棱镜12的后表面上，成像光L入射到所述后表面上。每一单元棱镜12c具有：入射面12a，折射入射光L；和全反射面12b，全反射从入射面12a折射的光。每一单元棱镜12c具有与入射面12a和全反射面12b之间的角度对应的顶角λ，顶角λ在30°至45°的范围内连续变化，以使得在远离同心圆的圆心O的一侧(图中的上侧)的顶角大于在接近于同心圆的圆心O的一侧(图中的下侧)的顶角。微粒透镜11在成像光L入射的入射侧形成有多个柱形单元透镜11a。微粒透镜11水平地漫射通过全反射棱镜12的光。传统投影屏幕10中的微粒透镜11的水平截面为梯形。此外，在微粒透镜11的单元透镜11a之间形成有预定的V形沟槽阵列14。由于沟槽阵列14填充有低折射率的树脂，如黑墨(black ink)，因此其吸收从阳光或荧光产生的外部光，从而提高对比度。如图3B中所示，在具有上述构造的传统投影屏幕10中，光通过全反射棱镜被全反射，从具有高折射率的微粒透镜11向着具有低折射率的沟槽阵列14漫射，从而增加了水平视角。然而，由于投影屏幕10具有梯形形状的水平截面，而在垂直方向为柱形，因此仅在水平方向上增加了视角，而由于外部光而在垂直方向上出现热带(hot band)，或者垂直视角相对减小。图4示出投影屏幕10上形成的黑条。参照图4，传统投影屏幕10上除了发生内部全反射的部分之外，在垂直方向上以规则的间隔形成黑墨层。因此，垂直方向上的对比度由于外部光而减小。这解释了为什么在传统投影屏幕10的上部、中部和下部出现不均匀的亮度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决传统投影屏幕的上述问题和/或缺点。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种在水平方向和垂直方向上都具有宽视角的薄膜单元，该薄膜单元提高对外部光的对比度。本专利技术的另一目的在于提供一种包括本专利技术的薄膜单元的改善的投影屏幕。本专利技术的另一目的在于提供一种包括本专利技术的投影屏幕的投影显示设备。为了实现上述目的和优点，提供一种薄膜单元，该薄膜单元包括：基板；微粒透镜，形成在基板的一个表面上，其中，所述微粒透镜包括多个单元微-->粒透镜，所述每一单元微粒透镜在水平方向和垂直方向上具有梯形截面形状。优选地，所述多个单元微粒透镜是梯形单元透镜，其每一个具有位于所述基板上的基底，并具有所述基底的法线与斜面之间的倾角(ρ)。这里，所述梯形单元微粒透镜的临界角(critical angle)在38-42°范围内。所述微粒透镜还包括形成在所述多个单元微粒透镜之间的光吸收层。另外，所述微粒透镜的材料与所述基板的材料相同。优选地，所述薄膜单元还包括全反射棱镜片，位于与微粒透镜相对的一侧。优选地，所述全反射棱镜片包括多个单元棱镜，每一单元棱镜具有入射面和全反射面，成像光入射到所述入射面上，所述全反射面与所述入射面成预定的角度。所述单元棱镜具有三角形截面。此外，所述全反射棱镜片和微粒透镜形成为一体。本专利技术的另一方面提供一种薄膜单元，该薄膜单元包括：全反射棱镜片，由多个全反射单元棱镜形成；微粒透镜片，由多个单元微粒透镜形成，并且与所述全反射棱镜片接触，其中，所述多个单元微粒透镜的每一个在水平截面和垂直截面上具有梯形形状。本专利技术的另一方面提供一种投影屏幕，该投影屏幕包括：全反射棱镜，具有形成在接收入射的成像光的后表面上的多个全反射单元棱镜；微粒透镜，被安装为接近于全反射棱镜，该微粒透镜包括多个单元微粒透镜，用于扩展来自全反射棱镜的入射光，其中，所述多个单元微粒透镜的每一个在水平截面和垂直截面上具有梯形形状。本专利技术的另一方面提供一种投影显示设备，该投影显示设备包括：投影屏幕；和投影光学系统，成像光从该投影光学系统倾斜地投影到投影屏幕上；其中，所述投影屏幕包括：全反射棱镜，具有形成在后表面上的多个全反射单元棱镜，成像光入射到所述后表面上；微粒透镜，被安装为接近于全反射棱镜，该微粒透镜包括多个单元微粒透镜，用于扩展来自全反射棱镜的入射光，其中，所述多个单元微粒透镜的每一个在水平截面和垂直截面上具有梯形形状。从公开了本专利技术各种实施例的附图以及详细描述中，本专利技术的这些和其他方面将变得明显。-->附图说明将参照下面的附图详细描述本专利技术，附图中，相同的标号表示相同的部件，其中：图1是有关的现有技术的投影显示设备的示意图；图2示出用于图1的显示设备的投影屏幕的详细结构；图3A是图2的投影屏幕的放大的透视图；图3B是沿图3A中的线I-I截取的截面图；图4是示出形成在图2的投影屏幕上的黑条的示图；图5是使用本专利技术的投影屏幕的显示设备的示意图；图6A是图5中的投影屏幕的透视图，图6B是图6A的X-Z截面图，图6C是图6A的X-Y截面图；图7是示出形成在本专利技术的投影屏幕上的黑条的示图；图8是根据本专利技术的薄膜单元的透视图；图9A和图9B是示出本专利技术的投影屏幕的水平和垂直视角与亮度之间的关系的曲线图。具体实施方式下面，将参照附图描述本专利技术的薄膜单元、投影屏幕和显示设备。图5是本专利技术的包括投影屏幕100的显示设备的示意图。参照图5，投影显示设备101包括投影屏幕100和投影光学系统130，成像光L从投影光学系统130倾斜地投影到投影屏幕100上。投影光学系统130包括由胞状结构组成的成像光源131，如LCD、DMD等。投影光学系统130可包括光学系统132，用于扩展从成像光源发出的成像光L。投影光学系统130布置在投影屏幕100的后侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜单元，包括：基板；微粒透镜，形成在基板的一个表面上，所述微粒透镜包括多个单元微粒透镜，每一单元微粒透镜在水平方向和垂直方向上具有梯形截面形状。

【技术特征摘要】
KR 2006-1-25 10-2006-00079881、一种薄膜单元，包括：基板；微粒透镜，形成在基板的一个表面上，所述微粒透镜包括多个单元微粒透镜，每一单元微粒透镜在水平方向和垂直方向上具有梯形截面形状。2、如权利要求1所述的薄膜单元，其中，所述多个单元微粒透镜是梯形形状的单元透镜，其每一个具有布置在所述基板上的基底，并具有所述基底的法线与斜面之间的倾角ρ。3、如权利要求2所述的薄膜单元，其中，所述梯形单元微粒透镜具有38-42°范围内的临界角。4、如权利要求1所述的薄膜单元，其中，所述微粒透镜还包括形成在所述多个单元微粒透镜之间的至少一个光吸收层。5、如权利要求1所述的薄膜单元，其中，所述微粒透镜的材料与所述基板的材料相同。6、如权利要求1所述的薄膜单元，还包括：全反射棱镜片，位于与微粒透镜相对的一侧。7、如权利要求6所述的薄膜单元，其中，所述全反射棱镜片包括多个单元棱镜，每一单元棱镜具有入射面和全反射面，成像光入射到所述入射面上，所述全反射面与所述入射面成预定的角度。8、如权利要求7所述的薄膜单元，其中，所述单元棱镜具有三角形截面。9、如权利要求6所述的薄膜单元，其中，所述全反射棱镜片和微粒透镜形成为一体。10、如权利要求1所述的薄膜单元，其中，所述多个单元微粒透镜以阵列方式布置。11、如权利要求4所述的薄膜单元，其中，所述光吸收层完全填充单元微粒透镜之间的空隙，并且所述光吸收层具有与所述单元微粒透镜的每一个的顶面在同一平面内的顶面。12、如权利要求11所述的薄膜单元，其中，每一单元微粒透镜具有基底、与所述基底平行的顶面以及向着所述顶面会聚的侧面。13、一种薄膜单元，包括：全反射棱镜片，由多个全反射单元棱镜形成；微粒透镜片，由多个单元微粒透镜形成，并且与所述全反射棱镜片接触，其中，所述多个单元微粒透镜的每一个在水平截面和垂直截面上具有梯形形状。14、如...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹锡溢，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]