用作為屏幕的包含可變光漫射體系的玻璃板的制作方法
【專利說明】用作為屏幕的包含可變光漫射體系的玻璃板
[0001] 本發(fā)明涉及允許圖像投影的玻璃板、遮擋玻璃板和可以在散射狀態(tài)和透明狀態(tài)之 間進行轉換的玻璃板的領域。
[0002] 本發(fā)明更特別地涉及包含可變光散射體系的玻璃板以及涉及投影法或者背投影 法，其中所述玻璃板用作為屏幕。
[0003] 已知的玻璃板包括標準的透明玻璃板，其引起入射輻射在該玻璃板上的鏡面透射 和反射，和半透明玻璃板，其引起入射輻射在玻璃板上的透射和漫反射。
[0004] 已經進行了很多嘗試以為透明或者半透明的標準玻璃板提供附加性質，其允許它 們用作為用于投影或者背投影的屏幕。
[0005] 投影屏幕包含兩個面或者表面。主面，在其上投影來自光源的圖像。相反面，在其 上任選地由于透明性而出現被投影在主面上的圖像。在直接投影的情況下，主面，用戶或者 觀眾和光源被設置在相同的空間區(qū)域中。
[0006] 背投影屏幕與投影屏幕不同在于以下事實：用戶和光源不是位于相同的空間區(qū)域 而是位于該屏幕的兩側上。背投影意味著必然將投影儀放置在玻璃板后面，并因此在那里 提供位置。這種構型因此可以由于它所要求的空間以對于它用于某些應用的使用是約束性 的。例如，這種構型在投影在商店的櫥窗上的情況下是有利的，和在在會議室中投影的情況 下是不利的。
[0007] 不能設想透明的標準玻璃板作為投影屏幕的用途。這是因為，由于這些玻璃板不 具有漫反射性質，它們因此不允許在它們任一面上形成圖像并且以反射鏡方式發(fā)回清楚的 映像。
[0008] 半透明的標準玻璃板作為投影或者背投影屏幕的用途還存在缺點。例如，通過沉 積瓷釉層獲得的包含散射層的半透明玻璃板是已知的。這種玻璃板不允許保持玻璃板的透 明性，即穿過該玻璃板的清楚視野。
[0009] 為了改善用作為投影屏幕的玻璃板的性能所提出的一種解決方案在于使用可以 在透明狀態(tài)和半透明狀態(tài)之間轉換的玻璃板。這些玻璃板基于使用包含設置在兩個攜帶電 極的載體之間的活性元件的可變光散射體系。當將電壓施用于該膜（On狀態(tài)或透明狀態(tài)） 時，使活性元件沿著優(yōu)先軸進行定向，這允許輻射透射并因此允許視野穿過該可變光散射 體系。無電壓時（Off狀態(tài)或者散射狀態(tài)），在活性元件沒有調準的情況下，所述體系變得散 射并且阻止視野。
[0010] 這種玻璃板目前主要地用作為用于以散射狀態(tài)背投影圖像的屏幕，這是因為它們 的性質不允許它們適合用因為投影屏幕。因為在可轉換的玻璃板（例如液晶玻璃板）上的 圖像直接投影具有普通品質，這是由于這些玻璃板的不適合的光學性質，如低漫反射。此 外，這種玻璃板作為投影屏幕的用途通常要求理想的照明條件，即幾乎完全黑暗。
[0011] 因此本發(fā)明的目的是通過提供可以用作為投影或者背投影屏幕的玻璃板來克服 在現有技術中已知的玻璃板的缺點，所述玻璃板特別地允許可以以寬視角可見的高質量圖 像的直接投影，不管該照明條件為怎樣，同時維持玻璃板在透明狀態(tài)和半透明狀態(tài)之間轉 換的可能性。
[0012] 本發(fā)明還允許： -在透明狀態(tài)中保持清楚的視野， -增強該投影圖像的亮度， -增強或者改善在直接投影中該投射的圖像的對比度， -獲得優(yōu)異的視角，這種顯示發(fā)生而無光學缺陷，即具有優(yōu)異的顯示圖像的銳利度， -以能克服"熱點"（"hot point"）現象和使由于投影圖像在投影室中的反射和透射 而形成寄生圖像可引起的不適最小化。
[0013] 該申請人已經發(fā)現使可變光散射體系和包含形成圖案的離散的散射元件組的基 材組合的玻璃板允許保持該玻璃板的可轉換功能，同時使得可以使用這種玻璃板作為投影 或者背投影屏幕。
[0014] 本發(fā)明涉及包含兩個主要外表面（Sl，S2)的玻璃板，特征在于它包含： -可變光散射體系，其包含基于活性元件的層，可以在透明狀態(tài)和半透明狀態(tài)之間轉 換， -至少兩個位于該可變光散射體系的每側的基材， -至少一個包含形成圖案M(其覆蓋區(qū)域Z)的離散的散射元件組的基材，該離散的散 射元件組覆蓋該由圖案M覆蓋的區(qū)域Z的面積的最多40%，優(yōu)選地最多30%，更優(yōu)選地最多 25%〇
[0015] 根據本發(fā)明，該術語"離散的散射元件"用來表示與另一個元件分隔至少該基材表 面的一部分（該部分不提供有元件）的元件。該元件具有該基材的包圍它的其它不同表面 部分的散射性質。
[0016] 離散的散射元件可以具有對稱或者不對稱的各種形狀，特別地選自點、圓盤狀點、 正方形、帶狀或者長方形的形狀。離散的散射元件在基材上的分布可以是周期性的或者非 周期性的。周期性分布表示離散的元件以有序方式位于基材上，而非周期性分布表示離散 的元件隨機設置在基材上。圖案可以包含點、圓盤狀點或者帶的陣列。該元件的非周期性 分布允許避免在某些應用中的波紋閃光效果。
[0017] 該離散的散射元件具有，以遞增優(yōu)選的次序，為1微米至5毫米，10微米至1毫米， 100微米至800微米，或者300微米至500微米的最大橫向尺寸。橫向尺寸對應于不同元件 的邊緣的弦長。最大橫向尺寸因此對應于不同元件的邊緣的最大弦長。在圓盤狀點的情況 下，最大橫向尺寸對應于圓盤狀點的直徑。
[0018] 根據本發(fā)明，該術語"圖案"用來表示在包含離散的散射元件組的該基材的表面一 部分上所定義的形狀，對應于由離散的散射元件組和該基材的分離所述離散的元件的部分 并置所產生的區(qū)域Z。區(qū)域Z對應于包括一組的所有離散的元件的最小表面。覆蓋區(qū)域Z 的圖案因此包含兩部分。該圖案的表面的一部分包含離散的元件，并因此具有特別的散射 性質。該圖案的表面的其它部分不包含所述離散的元件并且具有該基材的反射和透射性 質，該基材優(yōu)選地選擇為透明的。
[0019] 圖案可以具有任何形狀并且可以是或大或小的。圖案可以覆蓋基材表面的全部或 者部分。當圖案對應于該基材的表面一部分時，這部分可以占數cm 2至數m2。
[0020] 圖案允許透明性感覺，即使當可變光散射體系是透明狀態(tài)時它是可見的。這種透 明性感覺通過優(yōu)化該圖案的形狀和尺寸，或者離散的散射元件的形狀和尺寸，但是尤其通 過優(yōu)化該基材被所述散射元件覆蓋的表面相對于該圖案的表面的比例而獲得。這些比例必 須足以提供散射性質，但是足夠小的散射性質或者具有足夠低的密度以確保透明性感覺并 因此允許視野穿過該玻璃板。
[0021] 當玻璃板是透明狀態(tài)時，即當可變光散射體系是透明狀態(tài)時，本發(fā)明的玻璃板仍 然是透明的，因為清楚的穿過視野是可能的。當玻璃板是散射狀態(tài)時，即當可變光散射體系 是散射狀態(tài)時，該玻璃板是遮擋性的?？勺児馍⑸潴w系和包含形成圖案的離散的散射元件 組基材的組合允許有利地保存可以在透明狀態(tài)和半透明狀態(tài)之間轉換的性質。
[0022] 令人驚訝地，當可變光散射體系為散射狀態(tài)時本發(fā)明的玻璃板具有高漫反射。可 變光散射體系（在散射狀態(tài)中）的反射性質和包含形成圖案的離散的散射元件組的基材的 組合允許有效地使用玻璃板作為投影屏幕并且獲得具有優(yōu)異品質的投影圖像。這種協(xié)同合 作特別地使得可以獲得： -優(yōu)異的投影圖像的亮度和在半黑暗中和在明亮房間中的高對比度， -優(yōu)異的視角，并且因此圖像的優(yōu)良的視野和易讀性，甚至當以180°的角度觀察它時 也如此。
[0023] 事實上，位于約-90°或者+90°的角度的觀察者或者觀眾可以在本發(fā)明的玻璃 板上清楚地看見投影圖像或者閱讀投影文字。
[0024] 此外，包含由離散的散射元件形成的圖案的基材的存在促進漫反射，甚至當該可 變光散射體系為透明狀態(tài)時也如此，因此允許圖像直接投影在該玻璃板的任一側上。
[0025] 最后，圖像的背投影仍然是可能的，無論該玻璃板為半透明狀態(tài)時或者為透明狀 態(tài)時。這是因為，在透明狀態(tài)時，借助于存在包含形成圖案的離散的散射元件組的基材，背 投影是可能的。在半透明狀態(tài)時，借助于這種基材的存在（與可變光散射體系的存在結合） 背投影也是可能的。
[0026] 玻璃板的性質，特別地當它用作為投影或者背投影屏幕時非常寬的視角，允許不 對該投影儀的位置產生特別的限制。例如，該投影儀可以進行設置以使得該投影儀的燈的 鏡面反射和/或非漫射透射對于觀察者來說不是可見的，不會使該投影的質量降級。因此 克服熱點現象。
[0027] 這種相同的性質允許使可以由寄生圖像的形成所引起的不便最小化。該寄生圖像 是由于： -投射在玻璃板上的光的鏡面反射，圖像這時可以在投影室的另一個表面上形成， -投影的光穿過該玻璃板的非漫透射，圖像這時可以在投影室的另一個表面上形成。
[0028] 這種不便可通過以這樣的方式設置該投影儀而最小化，該方式使得這些寄生圖像 在不影響觀察者的地方，例如在地板上形成。
[0029] 本發(fā)明的解決方案從技術觀點以及經濟觀點來看構成對現有的玻璃板（對于作 為投影屏幕的用途）的改善，這是由于低的因為包含形成圖案的離散的散射元件組的基材 的存在所要求的額外費用。
[0030] 本發(fā)明的玻璃板保持它的在透明狀態(tài)和半透明狀態(tài)之間轉換同時在半黑暗中或 者在照明環(huán)境中允許高質量圖像的投影和背投影的性質，具有優(yōu)良的視角，無論可變光散 射體系為散射狀態(tài)或者透明狀態(tài)。當該可變光散射體系為透明狀態(tài)時，獲得這些性質而不 損害該玻璃板的透明性。本發(fā)明的玻璃板因此具有許多功能性。
[0031] 在一個有利的實施方案中，該包含離散的散射元件組的基材的包含該圖案的面被 設置在玻璃板內部，更好地盡可能靠近可變光散射體系。申請人已經發(fā)現，離散的散射元件 越接近于基于活性元件的層，該投影屏幕的性質越好。事實上，這使得可以： -保護該圖案，特別地當它包含不連續(xù)的散射層，如通過瓷釉的絲網印刷獲得的不連續(xù) 層時， -獲得包含光滑主要外表面的玻璃板，該光滑主要外表面由該包含離散的散射元件組 的基材的另一個光滑面組成， -使離散的散射元件和液晶層（即能夠散射光的材料）靠近，并因此使由于重影的形成 而引起的申吳糊減到最小。
[0032] 例如通過層壓或者通過組裝為雙重玻璃板來實施包含離散的散射元件組的基材 的固定。<