表面反射型金屬屏幕及其製造方法

2023-05-26 10:37:06

專利名稱：表面反射型金屬屏幕及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種用於顯示從光源發射的圖像的投影屏幕及其製造方法。更具體地講，本發明涉及一種能夠在大量人活動和聚集的地方使用的大尺寸屏幕及其製造方法。
背景技術：
慣用投影屏幕由於屏幕的圖像區是由聚氯乙烯(PVC)、塑料之類的可燃材料製造的，所以在高溫下易於融化。此外，慣用屏幕不能在諸如地鐵和百貨商店之類的許多人使用的封閉空間中使用。這是由於在起火的情況下屏幕在封閉空間中融化，從而產生可以造成許多人死亡的有毒氣體。
在韓國專利No.100127中公開的利用鋁薄膜的球面屏幕中，鋁薄膜應當具有延展性，以便將屏幕形成球面形。結果，降低了屏幕表面的強度，並且在從屏幕上除去外來物質的過程中可能會損壞屏幕。可以通過在鋁薄膜的表面上塗覆高耐久性材料來補償鋁薄膜的耐用性。但是，塗層僅在有限的範圍內提高了鋁薄膜的耐久性。此外，由於塗覆的薄膜降低了光透射率，所以屏幕的圖像清晰度降低，並且該球面屏幕也不應當在具有大量灰塵的室外使用。此外，由於球面屏幕是由大約5％的鋁薄膜和大約95％的塑料構成的，所以在起火的情況下可以被引燃。在這裡，球面屏幕中使用的鋁薄膜具有小於50微米的厚度。
一種已知的慣用薄膜屏幕包括作為散射表面的一例，和作為反射表面的另一側。在這種情況下，在屏幕的散射表面上產生顯著的幹涉現象，從而使薄膜屏幕的圖像清晰度降低。此外，由於薄膜屏幕的主要材料是塑料，所以不容易清潔屏幕，並且在起火的情況下可能點燃薄膜屏幕。
大多數已知的慣用透射型屏幕，涉及包括由塑料構成的光漫射元件的透射和散射型屏幕。換句話說，由於使用和製造的特性，慣用屏幕的材料限於塑料。因此，在起火的情況下，透射屏幕可能被點燃。
如上所述，在起火的情況下，大多數慣用屏幕起到了可燃和有毒材料的作用。此外，不容易除去屏幕表面上的灰塵之類的外來物質，所以從安全和保養的觀點看，這種屏幕可能不適於在室內及室外使用。

發明內容
本發明的一個特徵是提供一種可以在地鐵或體育館之類的大量人使用的封閉空間中使用的、用不可燃材料形成的屏幕。
本發明的另一個特徵是提供一種具有優良表面強度、耐潮溼性和耐腐蝕性的屏幕，從而不用拆卸就能簡單地清除屏幕表面上的外來物質。
本發明的再一個特徵是提供一種能夠直接在其表面上顯示圖像而不用在其上塗覆額外材料或者在其上形成散射表面的表面反射型屏幕。
本發明的又一個特徵是提供一種由不可燃金屬形成的、沒有熱點和斑點的表面反射型屏幕，其中所投影的圖像以自然色再現在屏幕上。
本發明的屏幕是由具有優良光學和不可燃特性的金屬形成的。在這裡，該金屬應當具有高度的延展性，以便能夠容易地形成平面屏幕、曲面屏幕或球面屏幕，並且具有銀白的顏色，以自然地重現投影圖像的顏色。此外，該金屬應當能夠鈍化屏幕的表面，以保持其表面的硬度。
為了具有屏幕功能，本發明利用不可燃金屬形成的屏幕應當在其表面上適當地散射和反射從光源發射的光，並且在圖像投影其上時不應產生斑點。此外，屏幕的表面應當通過拋光或侵蝕之類的方法處理，以便保證左右視角。
然後，要根據其應用確定屏幕的亮度。此外，根據屏幕亮度的增加，屏幕的形狀應當是平面、曲面和球面形狀中的一種，以消除屏幕上產生的熱點現象。
為了在屏幕表面顯示高質量的圖像，圖像應當在其本身表面上反射，而不受外來物質的幹擾。此外，應當執行提高屏幕自身耐用性和抗蝕性的表面硬化處理，以便防止屏幕變形並利用水穩定地清潔屏幕的表面。
為了擴大製造的屏幕，應當把多個屏幕相互組合在一起，並且應當使屏幕連接部分的接縫線最小。
根據本發明一個實施例的利用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕，包括用銀白色的不可燃金屬片形成的屏幕基底，以便以自然色顯示從光源投影的圖像，其中該屏幕基底經過拋光，以使屏幕基底的表面具有預定的反射率，並且在屏幕基底的表面上進行表面硬化處理。根據本發明的屏幕表面具有大約1至40增益的反射率，並且根據屏幕表面的反射率從平面形、曲面形和球面形中選擇屏幕的形狀，以便消除熱點。該屏幕基底可以使用鐵(Fe)和鉻(Cr)的合金片，或Fe、Cr和鎳(Ni)的合金片形成；在這種情況下，通過酸洗處理在屏幕基底的表面上形成三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。此外，該屏幕基底可以由鋁(Al)、Al與鎂(Mg)的合金片和Al與鎳(Ni)的合金片中的一種金屬片形成；在這種情況下，通過陽極氧化處理在屏幕基底表面上形成氧化鋁(Al2O3)薄膜。在屏幕基底的表面上沿上下方向或左右方向中的一個方向形成反射表面，在其表面上沿另一方向形成散射表面，並且對其表面進行拋光，以在其表面上形成單向拋光波紋。可以通過多孔鍍鉻處理屏幕基底的表面，並且屏幕基底表面的多孔部分用彩色顏料進行填充。
需要形成能夠使空氣透過屏幕基底表面的孔，從而當把屏幕安裝在室外時，可以防風。
根據本發明另一個實施例的用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕，包括通過順序排列多個圓形金屬線形成的屏幕基底。在這裡，金屬線可以由鐵(Fe)與鉻(Cr)的合金或Fe、Cr與鎳(Ni)的合金片形成，並且通過酸洗處理在每個金屬線的表面形成三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。
根據本發明又一個實施例的用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕，包括通過順序排列多個圓形金屬線形成的屏幕基底。在這裡，金屬線是由鋁(Al)合金或Al與鎂(Mg)合金形成的，並且通過陽極氧化處理在屏幕基底的表面上形成氧化鋁(Al2O3)薄膜。
一種製造根據本發明一個實施例的用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕的方法，包括用銀白色的不可燃金屬形成金屬片，用於以自然色顯示從光源投影的圖像；通過拋光金屬片的表面在該金屬片上形成拋光表面，其中金屬片的表面具有預定的反光率；根據該金屬片表面的反射率，將金屬片形成平面形、曲面形或球面形中的一種，以便消除熱點；和在處理過的金屬片的表面上執行表面硬化處理。拋光的表面通過研磨、噴射、蝕刻、軋制或電解拋光形成。表面硬化處理是根據金屬片的材料，通過酸洗處理、陽極氧化處理和電鍍方法中的一種處理的。
一種製造根據本發明另一個實施例的用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕的方法，包括形成具有圓形形狀的金屬線；根據金屬線的材料，利用酸洗處理或陽極氧化處理處理金屬線的表面，以在金屬線上形成薄膜；並且順序排列處理過的金屬線和組合所排列的金屬線，然後把組合好的金屬線形成為平面屏幕、曲面屏幕或球面屏幕中的一種。
大的屏幕是通過組合多個具有預定尺寸的單元屏幕製造的。彎曲屏幕基底(1)的邊緣部分，以便垂直拋光彎曲的表面。需要通過將拋光表面相互接觸而組合單元屏幕。
如上所述，本發明的屏幕使用不可燃材料形成，並且在起火的情況下不會產生有毒氣體。因此，該屏幕適合於用作諸如地鐵、學校或政府和公共辦公室之類的公共場所的屏幕，並且可以在諸如大會堂、地下購物中心或百貨商店之類的大型空間中用作廣告屏幕。
此外，用作屏幕基底的金屬具有透明和銀白的顏色。因此，能夠將投影的圖像以原來的顏色顯示在屏幕上，並且可以在屏幕上顯示具有高對比度的圖像。
另外，通過在屏幕基底表面上形成單向拋光波紋，使得左右視角比上下視角大。在這裡，本發明屏幕的左右視角比慣用屏幕的左右視角放大兩倍以上，其中本發明屏幕的亮度實際上與慣用屏幕的亮度相同。此外，可以在明亮的空間中將圖像清楚地顯示在屏幕上。
此外，本發明屏幕的表面具有大的硬度，並且屏幕對於溫度變化或風的壓力具有大的抵抗強度。因此，可以把屏幕使用在室外，例如，在運動場或路邊之類的場所。
另外，對形成有拋光波紋的表面進行酸洗處理或陽極氧化處理，從而提高屏幕的硬度。


通過結合附圖參考以下的詳細說明，可以對本發明的上述和其它特徵及優點獲得更為清楚的理解，其中圖1是圖示根據本發明屏幕的主要元件及其製造方法的示意圖；圖2是圖示根據本發明屏幕的表面的平面圖；圖3a是圖示屏幕的左右視角的平面圖；圖3b是圖示屏幕的上下視角的平面圖；圖4是圖示根據本發明屏幕的拋光波紋的平面圖；圖5是圖示慣用屏幕的拋光表面的平面圖；圖6是圖示慣用平面屏幕的平面圖；圖7是圖示慣用曲面屏幕的平面圖；圖8是圖示慣用球面屏幕的平面圖；圖9是圖示屏幕的熱點的平面圖；圖10是圖示屏幕熱點的消除的平面圖；圖11是圖示形成根據本發明拋光波紋的過程的平面圖；圖12是圖示慣用金屬屏幕的平面圖；圖13是圖示具有形成了鈍態薄膜的表面的屏幕的平面圖；圖14是圖示製造根據本發明第一實施例的屏幕的過程的流程圖；圖15是圖示製造根據本發明第二實施例的屏幕的過程的流程圖；圖16是圖示根據本發明一個實施例的拋光方法的平面圖；
圖17是圖示根據本發明一個實施例的噴射方法的平面圖；圖18是圖示通過根據本發明一個實施例的噴射方法形成的屏幕表面的平面圖；圖19是圖示根據本發明一個實施例的蝕刻過程的流程圖；圖20a是圖示根據本發明第一實施例的屏幕表面的鉻薄膜的平面圖；圖20b是圖示根據本發明第二實施例的屏幕表面的鉻薄膜的平面圖；圖20c是圖示在根據本發明一個實施例的屏幕表面上形成鉻薄膜的過程的平面圖；圖21是圖示形成根據本發明第三實施例的屏幕的過程的平面圖；圖22是圖示根據本發明一個實施例的軋制過程的平面圖；圖23是圖示形成屏幕的球面形狀的慣用過程的平面圖；圖24是圖示根據本發明一個實施例的屏幕的連接方法的平面圖；和圖25是圖示根據本發明一個實施例的通過孔形成裝置在屏幕上形成的孔的平面圖。
具體實施例方式
以下參考附圖更詳細地說明本發明的優選實施例。
圖1是圖示根據本發明屏幕的元件和製造過程的方框圖。
如圖1中所示，本發明包括選擇一種不可燃金屬合金(A1)，散射和反射的協調(A2)，根據其應用選擇屏幕的形狀(A3)，加強屏幕表面的硬度(A4)和執行屏幕的按比例放大(A5)。
根據本發明一個實施例的用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕帶有銀白色的不可燃金屬片，其中該金屬片是由鐵(Fe)與鉻(Cr)合金，或鐵(Fe)與鉻(Cr)以及少量鎳(Ni)的合金形成的。
通過研磨(buffing)、噴射、蝕刻、軋輥拋光或電解拋光，使金屬片具有適當的散射表面和反射表面。此外，通過酸洗處理，使金屬片的表面上帶有三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。根據屏幕表面的反射率，將金屬片形成為平面形、曲面形或球面形，從而消除熱點。
銀白色的不可燃金屬包括Fe與Cr的合金，優選是大約16～25％的Fe，Cr和大約7～20％的Ni的合金。這種合金具有優良的耐腐蝕性和耐酸性。此外，當利用氧化劑對金屬進行酸洗處理時，圖2中所示金屬的表面被鈍化，從而形成保護金屬內部不受腐蝕的三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。此外，由於適量的Ni提高合金的延展性和可加工性，所以對於屏幕的成形加工也是有利的。在這裡，由於金屬具有銀白的透明顏色，所以可以將金屬用作屏幕的材料。將金屬形成為薄片。在這裡，薄片的厚度沒有特別的限制，但是優選是在大約1至5mm。
以下，屏幕的基底(1)代表上述具有不可燃材料的金屬片。
以下，說明圖1中所示的協調散射和反射以便將屏幕功能提供給屏幕基底(1)的表面處理方法(A2)。
屏幕的主要功能是散射光。散射功能改變投向屏幕的光的傳播方向，散射改變了的光，並且使光停留在屏幕上，從而能夠在屏幕的希望的位置和方向上看到圖像。
反射執行與散射相反的功能。入射角和反射角相對於垂直於反射表面的法線對稱。入射角的大小與反射角相同。當反射表面是曲面或者球面時，平行於反射軸線入射的光會聚在反射表面的幾何焦點上。相反，從焦點投射到曲面或球面的入射光平行於反射軸線反射。
本發明在屏幕表面上協調地形成反射表面和散射表面，並且有效地處理屏幕的形狀。結果，通過利用慣用屏幕極少使用的金屬，本發明的屏幕可以顯示高質量的圖像。
屏幕的視角與散射率成正比，並且與反射率成反比。觀眾一般在中央和左右兩側看屏幕。因此，希望屏幕具有圖3A中所示寬的左右視角(∠I)，並且具有低於圖3B中所示需要的角度的上下視角(∠H)。在這裡，需要的角度是指觀眾可以穩定地看到顯示在屏幕上的整個圖像的角度。也就是說，應當在有效的視聽範圍中漫射光，以便增大屏幕的亮度。
為了在屏幕上顯示高質量的圖像，屏幕上不應當產生圖9中所示的熱點現象(7)，其中熱點現象(7)是指整個屏幕的一部分上的亮度大於其它部分的亮度。當屏幕上產生熱點現象(7)時，僅能明亮地看到屏幕的一部分，從而降低了屏幕的圖像質量。通常，熱點現象(7)產生在大於1.5增益的高增益屏幕上。反射率與散射率成反比。熱點(7a，7b和7c)的產生範圍對應於依照反射率的反射角。也就是說，當諸如角(∠A)之類的反射角很寬時，在屏幕的很寬的範圍中產生熱點(7a)，而當角(∠C)之類的反射角很窄時，只在屏幕上的很窄的範圍中產生熱點(7c)。當在屏幕的一部分上產生熱點(7a，7b和7c)時，該部分的亮度大於屏幕其它部分的亮度。一般地講，當平面屏幕具有高於某種等級的反射率時，在平面屏幕上產生熱點(7a，7b和7c)。
圖4是圖示用顯微鏡放大了200倍的拋光波紋的平面圖，其中拋光波紋形成在屏幕的表面上。
在屏幕基底(1)的表面上形成單向拋光波紋，並且以左右方向或上下方向形成作為散射線(5a)的拋光波紋(5b)。當如圖4中所示以左右方向形成拋光波紋(5b)時，以上下方向在屏幕上形成反射表面(4)，並且以左右方向在屏幕上形成散射表面(5)。在這裡，拋光線(5c)的厚度小於1mm，優選是1至20μm。相反，當在屏幕基底的表面上形成散射表面(5)並且通過在上下方向的拋光波紋形成反射線(4a)時，入射光在左右方向上散射，並且在上下方向上反射。也就是說，當屏幕基底(1)本身的反射率高時，拋光屏幕基底(1)的表面，以形成具有比屏幕基底(1)的反射率低的反射率的拋光表面，其中拋光表面包括拋光波紋(5b)。而當屏幕基底(1)的反射率低時，拋光屏幕基底(1)的表面，以形成具有需要的反射率的拋光表面。
如圖4中所示，在屏幕基底(1)上形成反射表面(4)和散射表面(5)，從而從反射表面(4)的上下方向的反射效果可加強屏幕的亮度，並且散射表面(5)上的左右方向的散射效果增強。結果，使得左右視角(∠IB)增大到大於上下視角。但是，慣用屏幕的拋光表面均勻地在所有方向上散射入射光，因此上下視角與左右視角(∠IA)相同。結果，慣用屏幕上顯示的圖像的亮度低於本發明的屏幕上顯示的圖像的亮度。
根據本發明第一實施例的用不可燃合金形成的屏幕基底(1)可有效地在其表面上執行反射和散射功能，所以包括屏幕基底(1)的屏幕能夠在屏幕上顯示高質量的圖像。這種反射率和散射率與屏幕表面的粗糙度對應。表1示出了研磨材料的顆粒度(#)與其表面的粗糙度(μ)之間的關係。


需要對根據本發明屏幕的表面進行拋光，以具有大約20#(1200μ)至800#(18μ)的顆粒度(粗糙度)。但是，它可以根據屏幕的材料、尺寸和形狀改變。也就是說，研磨材料的顆粒度要在大約20#至800#的範圍中選擇，但是，應當根據諸如平面、曲面或球面之類屏幕的形狀適當地調節。
利用具有大約20#至120#顆粒度的研磨材料拋光平面屏幕(8)，並且利用具有低篩目顆粒度的研磨材料沿左右方向進行拋光。例如，利用具有大約180#顆粒度的研磨材料拋光平面屏幕(8)的基底，並進一步利用具有大約90#顆粒度的研磨材料沿左右方向進行拋光。在這種情況下，屏幕的亮度實際上等於利用具有大約90#顆粒度的研磨材料拋光的屏幕的亮度，但是，與其上下視角相比，屏幕的左右視角增大2倍。此外，當利用大約120#顆粒度的研磨材料在整個屏幕基底上形成反射表面，並且利用大約60#顆粒度的研磨材料沿左右方向形成拋光表面時，與其上下視角相比，屏幕的左右視角增大2倍。
需要用具有大約60至300#顆粒度的研磨材料拋光曲面屏幕(9)。優選地，反射表面形成大約120#的顆粒度，並且散射表面形成大約80#的顆粒度。在這種情況下，與其上下視角相比，曲面屏幕(9)的左右視角增大2倍。當屏幕的形狀是曲面屏幕時，屏幕的表面形成為最大到400#的顆粒度。
利用不同的顆粒度執行單向拋光和基底的拋光，以便容易地形成單一方向的拋光波紋。因此，在屏幕基底上容易地形成單向拋光波紋的情況下，可以僅執行形成拋光波紋的拋光過程，而不是拋光屏幕的整個基底。此外，這可以同樣地應用到以下利用壓縮空氣噴射的玻璃研磨材料拋光屏幕基底的表面的處理過程。
根據屏幕的表面亮度和用途，將其上形成有拋光波紋(5b)的屏幕基底(1)加工成圖6中所示的平面屏幕、圖7中所示的曲面屏幕、和圖8中所示的球面屏幕中的一個，其中曲面屏幕是沿橫向或縱向彎曲的。需要在確定屏幕的形狀之前，利用諸如圖25中所示的衝壓機之類的孔形成裝置，在屏幕上形成多個能夠透過空氣流的孔(25a)，從而在把屏幕設立在室外時能夠在風中使用屏幕。
在平面屏幕(8)的情況下，形成具有大約1至2增益的屏幕表面，但是形成具有大約3至4增益的上下反射線。在這種情況下，屏幕具有大約180°的左右視角，和大約60至90°的上下視角，以便加強屏幕的上下亮度。因此，也提高屏幕的平均亮度。
在曲面屏幕(9)中，將屏幕(9)左右表面的亮度設置到大約3至4的增益，並且處理其上下表面以形成曲面形狀。結果，屏幕(9)的亮度增大到大約15增益。但是，在把屏幕(9)的亮度增大到15增益的情況下，如圖9中所示，在屏幕(9)上產生熱點(7)。通過使屏幕(9)的曲率半徑(R)是投影距離的兩倍，可以防止熱點(7)的產生，如圖10中所示，其中投影距離是指屏幕(9)與定位在屏幕(9)焦點(F)上的光源之間的距離。在這種情況下，從位於焦點(F)的光源投射的入射光在屏幕(9)的彎曲表面上平行於反射軸反射，從而在作為倒角範圍的視聽範圍中消除熱點(7)。
在球面屏幕(10)中，將用於曲面屏幕(9)的上述理論應用到屏幕(10)的上下和左右。在這種情況下，從位於屏幕(10)焦點(F)的光源投射的光，平行於屏幕(10)的反射軸反射，從而消除熱點(7)。但是，屏幕(10)的視角變窄。因此，需要屏幕(10)具有大約最大40增益的亮度。如圖11中所示，在球面屏幕(10)的表面上以左右方向形成拋光波紋，其中拋光波紋是散射線(5a)。但是，也可以在屏幕(10)表面的上下方向上形成反射表面。
以下說明根據本發明第一實施例的表面硬化處理方法。
需要執行酸洗處理以便硬化用Fe和Cr的合金或Fe、Cr和Ni的合金形成的屏幕基底(1)的表面。通過酸洗處理使Fe和Cr(和Ni)的合金形成的屏幕基底(1)與氧化劑發生反應，從而在屏幕基底(1)的表面上形成防止內部金屬腐蝕的三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜，其中三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜形成鈍化表面。用於酸洗處理的液體是由混合大約55％的硝酸、大約12％的酸化合物、大約3％的不溶催化劑、大約9％的表面活化劑和5％的反應阻滯劑等構成的。當把Fe和Cr(和Ni)的合金形成的屏幕基底浸入上述液體時，從浸入開始的大約30分鐘內，在屏幕基底(1)的表面上形成作為鈍化表面的三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。在這種情況下，生成的屏幕基底(1)的表面具有優良的強度、耐腐蝕性和耐酸性。此外，由於屏幕基底(1)的表面在酸洗處理過程中受到化學拋光，所以可以消除斑點現象。
根據本發明第二實施例的用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕是用銀白色的不可燃鋁片形成的，其中片包含鋁金屬，優選進一步包括少量的鎂(Mg)或Ni。在這種情況下，通過研磨、噴射、蝕刻、軋制拋光或電解拋光形成反射表面和散射表面，以在屏幕上以自然顏色顯示投影的圖像。此外，通過陽極氧化處理在片的表面上形成氧化鋁(Al2O3)薄膜。將片根據屏幕表面的反射率形成為平面形、曲面形或球面形，以便消除熱點。
以下進一步詳細說明根據本發明第二實施例的屏幕。在以下第二實施例中，相同的參考標號用來表示與第一實施例中的部件相同的部件。此外，省略了對相同元件的詳細說明。第二實施例中的屏幕基底是由鋁或鋁合金形成的。鋁很輕，具有高的反射率，並且具有優良耐腐蝕性。此外，當用氧來氧化鋁的表面時，可以在屏幕基底上形成氧化鋁(Al2O3)薄膜。在這種情況下，薄膜具有優良的表面硬度和耐腐蝕性。此外，鋁是銀白色的並且具有良好的塑性。為了將鋁用作屏幕基底(1)的材料，在表面硬化處理(陽極氧化)之後，屏幕基底(1)應當是透明無色的，或不透明灰色的。
表2示出了通過陽極氧化形成在屏幕基底上的薄膜的種類和顏色。如表2中所示，屏幕基底使用了大約90至99.8％的Al，大約1.2％的Mn，或大約1％的Mg。


在第二實施例中，在鋁合金的屏幕基底的表面上形成拋光波紋(5b)。此外，根據屏幕表面的反射率處理本發明的屏幕，使得屏幕的形狀是平面形、曲面形或球面形的。第二實施例的細節與第一實施例中說明的細節相同。
在第二實施例中，利用已知的硬陽極氧化硬化屏幕基底(1)的表面。在這種情況下，在屏幕基底(1)的表面上形成氧化鋁(Al2O3)薄膜，使得鋁表面的硬度、耐腐蝕性和耐磨性最大。
上述方法利用已知的硫酸處理、混合酸處理和有機酸處理在屏幕基底(1)的表面上形成具有大約15至200μm厚度的氧化鋁(Al2O3)薄膜，所以如表3中所示，提高了表面的硬度。


如表3中所示，在陽極氧化處理之後，表面硬度提高了大約10倍。
屏幕的表面抗腐蝕能力強，從而可以利用來自壓力軟管的水清洗屏幕。此外，表面硬化處理過程化學拋光了屏幕基底(1)的表面，所以拋光波紋平滑地形成在屏幕基底(1)的表面上。結果，由於其表面粗糙度產生的斑點顯著減少，從而可以在屏幕上顯示高質量的圖像。
根據本發明第三實施例的表面反射型屏幕是用順序排列的多個圓形或半圓形金屬線形成的。在這裡，金屬線可以是Al，Al和Mg的合金，Al和Ni的合金，Fe和Cr的合金，或Fe、Cr與Ni的合金。此外，通過酸洗處理或陽極氧化處理在金屬線的表面上形成三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜或氧化鋁(Al2O3)薄膜。每個金屬線的表面起到反射表面的作用，並且金屬線之間的曲面起到散射表面的作用。
以下進一步詳細說明根據第三實施例的屏幕。在以下第三實施例中，相同的參考標號用來代表與第一或第二實施例中相同或類似的部件。此外，省略了相同元件的詳細說明。
根據本發明第三實施例的屏幕包括用取代第一或第二實施例中的金屬薄膜的、圖21中所示的、順序排列的多個金屬線(12a)形成的屏幕基底。在這裡，每個金屬線(12a)的表面起到反射表面的作用，並且金屬線之間的曲面起到散射表面的作用。金屬線(12a)的材料可以從第一或第二實施例中使用的不可燃金屬中選擇。要求金屬線(12a)具有大約0.1至2mm的直徑，更好是大約5mm。
根據所選擇的不可燃金屬，對金屬線(12a)的表面進行酸洗處理或陽極氧化處理，從而在金屬線(12a)的表面上形成氧化鉻(Cr2O3)薄膜或氧化鋁(Al2O3)薄膜。與第一和第二實施例相反，在第三實施例中，在通過組合金屬線(12a)形成屏幕的形狀之前進行表面硬化處理。
根據第三實施例用金屬線(12a)形成的屏幕(12)特別可以應用到曲面屏幕。形成在屏幕表面上的每個金屬線(12a)的彎曲表面(R1)可放大屏幕的左右視角，並且通過屏幕的上下曲面(R2)可消除熱點。此外，金屬線(12a)表面的氧化物薄膜可保護屏幕的表面，從而使屏幕具有優良的耐用性和耐腐蝕性。從光源投影的圖像在金屬線(12a)的表面上反射，所以屏幕具有表面反射的效果。
以下參考

製造用本發明的不可燃金屬形成的表面反射型屏幕的過程。
首先，參考圖14和15說明製造根據第一和第二實施例的屏幕的過程。
利用一種不可燃金屬合金製造用作屏幕基底(1)的薄膜片。
接下來，利用研磨、噴射、蝕刻和軋制在薄膜片的表面上形成反射表面和散射表面。在這種情況下，可以執行電解拋光作為輔助處理。
以下將更詳細地說明處理屏幕表面的方法。
如圖16中所示，研磨拋光(21)是指一種通過轉動多個表面上形成有研磨材料的研磨裝置(16a)處理屏幕基底(1)的表面，從而在屏幕基底(1)上沿左右方向形成拋光波紋(5b)的表面的方法，其中在研磨拋光(21)過程中前後移動屏幕基底(1)，並且用電機(16b)轉動研磨裝置(16a)。
如圖17中所示，噴射拋光(22)是一種利用壓縮空氣(17a)將填充了某種顆粒度的研磨材料(17b)噴射到屏幕基底(1)的表面上的方法。在這裡，通過調節屏幕基底(1)和噴嘴(17c)的移動速度，噴射拋光(22)在屏幕基底(1)上形成圖18中所示的拋光波紋(5b)，其中在噴射拋光(22)過程中，前後移動屏幕基底(1)，並且左右移動噴嘴(17c)。
蝕刻處理(23)是一種腐蝕屏幕基底(1)的上表面以形成散射表面和反射表面的方法。圖19中詳細示出了蝕刻處理的過程。
在步驟A，製造其上緊繃著絲網的框架。
在步驟B，在該絲網的表面上形成圖案。
在步驟C，將光敏材料塗覆在絲網上，然後將絲網和光敏材料暴露於紫外光，以形成薄膜。
在步驟D，將絲網薄膜固定在屏幕基底(1)上。
在步驟E，通過在蝕刻油墨將圖案印刷在屏幕基底(1)上，然後將屏幕基底(1)在乾燥爐中以大約100℃的溫度乾燥大約20至40分鐘。
在步驟G，通過噴射40℃的FeCl3溶液大約2至4分鐘，腐蝕屏幕基底(1)。
在步驟II，利用10至20％的NaOH溶液從屏幕基底(1)上除去蝕刻油墨。
在步驟I，漂洗並隨後乾燥屏幕。結果，在屏幕基底(1)的表面上形成與通過研磨或噴射形成的拋光表面一樣的表面。在這種情況下，當形成與拋光波紋(5b)相同形狀的光敏表面時，可以一次在屏幕基底上形成如圖4中所示的散射表面和反射表面。根據上述蝕刻過程，可以同時在屏幕上執行屏幕的表面拋光和表面硬化。
如圖22中所示，軋制過程(25)是一種在軋輥(22a)表面上雕刻水平拋光波紋(5b)，將屏幕基底(1)插入到所雕刻的軋輥(22a)之間，然後將拋光波紋(5b)轉制到屏幕基底(1)的表面上的過程，其中軋輥(22a)是利用具有高強度的金屬製造的。
當除了進行研磨、噴射拋光、蝕刻和軋制之外，進一步執行作為輔助過程(24)的電解拋光時，在屏幕基底(1)上形成更為優良的研磨表面。
例如，在用電解拋光處理由Fe和Cr的合金製造的屏幕基底(1)的過程中，當把少量的硫酸、鉻酸、重鉻酸鹽、乙酸和甘油添加到大約65至90％的磷酸中，並且在大約正常溫度到125℃的溫度下，以大約30至500A/dm3的電流密度，施加大約5至25V的電壓大約1至5分鐘的時候，在屏幕基底(1)的表面上形成更為優良的拋光表面。
另一個例子是，在用電解拋光處理由鋁合金製造的屏幕基底(1)的過程中，當把乙酸、鉻酸和乙二醇添加到大約40至80％的磷酸和大約50％的氫氰酸中，並且在大約50至90℃的溫度下施加大約5至30V的電壓大約1至10分鐘時，屏幕基底(1)的表面緩慢地熔化，從而有利於金屬離子的拋光效果。
如圖25中所示，要求在拋光過程與隨後形成屏幕的形狀過程之間的時間中，形成能夠使空氣通過屏幕的孔(25a)。孔(25a)幫助屏幕穩定地豎立在室外。如圖23中所示，形成曲面或球面屏幕的方法可使用利用壓印金屬圖像(23a)的已知壓力加工過程，和利用水壓形成球形表面的過程。
用於表面硬化的酸洗處理和陽極氧化處理與聯繫第一和第二實施例說明的那些處理一樣。
以下說明電鍍方法。
參考圖20A、20B和20C，加工屏幕基底(1)使得屏幕基底的形狀成為平面的、曲面的或球面形狀的，然後在經過酸洗處理或陽極氧化處理的屏幕基底(1)的表面上進行多孔鍍鉻。需要多孔鍍鉻是在大約250g/l的鉻酸和鉻酸∶硫酸＝100∶1以及大約50℃溫度的條件下進行，或是在250g/l的鉻酸和鉻酸∶硫酸＝115∶1以及大約60℃的溫度的條件下進行，並且屏幕基底(1)的表面的多孔率大約是25至40％。圖20A中示出電鍍後的屏幕基底(1)的表面。在這裡，這種多孔鉻表面具有優良的耐磨性。接下來，用尿烷之類的防火材料組成的白色顏料(11c)填充屏幕基底(1)表面的多孔部分(11)。在屏幕基底(1)中，由於具有黑灰顏色的鍍鉻表面起到反射表面(11a)的作用，並且填充彩色顏料的多孔部分(11)起到散射表面的作用，所以可產生具有優良對比度的金屬屏幕。
本發明可以使用無光鍍鎳方法來取代多孔鍍鉻法。通過鍍鎳處理的表面具有低的變色性，高的硬度和高的抗腐蝕能力。在本發明中，需要使用半光鍍鎳作為鎳鍍層，更好是無光鍍鎳。需要無光鍍鎳是在150至200g/l的硫酸鎳、大約5.6至6.2PH、大約15g/l的氯化鉻、大約11.1c/m2的陰極電流密度、15g/l的硼酸，以及大約20至35℃的溫度的條件下進行。
以下說明根據本發明第三實施例的用金屬絲(12a)製造屏幕(12)的方法。
除了如圖21中所示的屏幕(12)使用了圓形金屬線作為屏幕基底(1)的材料之外，第三實施例中的元件與第一和第二實施例中的元件相同。
利用已知技術製造圓形的金屬絲(12a)。在這裡，金屬絲(12a)的材料使用第一或第二實施例中的金屬。接下來，根據使用的金屬對金屬絲(12a)進行酸洗處理和陽極氧化處理，從而在金屬絲(12a)的表面上形成氧化薄膜。排列多個具有處理過的表面的金屬絲(12a)並根據屏幕的尺寸進行組合，然後加工以使屏幕的形狀是平面的或曲面的。第三實施例中的屏幕(12)用交疊金屬線(12a)形成的線紋理(12b)取代第一和第二實施例中的拋光波紋(5b)。因此，可以省略第一或第二實施例中的表面拋光過程。
金屬絲(12a)的表面起到反射表面(4)的作用，而左右方向交疊金屬線(12a)形成的線紋理(12b)起到散射表面(5)的作用。
本發明的屏幕應當具有大約150至400」的尺寸，以便能夠在許多人使用的空間中應用，例如在百貨商店和會議中心之類的場所中使用。也就是說，對於具有大約150至400」尺寸的大屏幕需要按比例放大屏幕。從材料特性上看，根據本發明的屏幕可以用於製造大的屏幕。但是，為了運輸方便，需要在現場組合根據本發明的單元屏幕，從而製造上述的大的屏幕。
以下說明通過組合單元屏幕製造大屏幕的方法。
為了通過在現場組合單元屏幕產生大的屏幕，每個單元屏幕應當如圖24中所示那樣相互組合，並且應當使屏幕的組合部分的接縫線最小。首先，如圖24中所示，彎曲每個單元屏幕的邊緣部分，以便垂直地拋光每個彎曲表面。接下來，在把拋光表面(100)相互接觸的同時，利用固定工具組合拋光表面(101)。在這種情況下，由於在使拋光表面(101)相互接觸的同時組合垂直拋光的表面(101)，所以拋光的組合部分的接縫線(103)比沒有拋光的組合部分的接縫線(101)大大減小。此外，可以將本發明的屏幕製造成具有預定尺寸的單元屏幕。結果，可以方便地將單元屏幕運輸到現場，並且通過相互組合單元屏幕製造大的屏幕。
根據多次試驗，發現根據本發明的利用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕，即使在大約1000℃的溫度下也不會產生有毒氣體。在試驗中，將慣用卷繞式屏幕、慣用塑料屏幕和本發明的屏幕設立在6m×6m×3m的空間中，然後，把燃燒的紙放在每個屏幕下方1m的位置。大約10秒鐘慣用卷繞式屏幕起火，並且在空間中產生有毒氣體。塑料屏幕在慣用卷繞式屏幕之後起火，但是產生比慣用卷繞式屏幕多的大量有毒氣體。而本發明的屏幕既沒有起火，也沒有產生有毒氣體。此外，也沒有發生變形。
在另一個試驗中，將具有大約200」尺寸的慣用卷繞式屏幕和本發明的屏幕豎立了大約6個月。在這種情況下，由於卷繞式屏幕不能承受其本身的重量，所以卷繞式屏幕發生變形。此外，慣用屏幕的表面上累積的塵土大約有1mm厚，並且嘗試用來自高壓水管的水來清洗其表面。結果，清洗損壞了屏幕的表面。而本發明的屏幕沒有變形，而且清洗也沒有損壞其表面。
在又一個試驗中，利用取自慣用卷繞式屏幕、慣用銀箔塑料屏幕和本發明的屏幕的樣本，而且每個樣本具有30cm×30cm的尺寸，在大約80℃的溫度和大約80％的溼度下，進行恆定的溫度和溼度試驗。在這種情況下，來自慣用屏幕的樣本產生很大的變形。特別是，在來自卷繞式屏幕的情況下，用於形成卷繞式屏幕的表面的玻璃珠從其表面分離。此外，在銀箔塑料屏幕的樣本的情況中，它發生扭曲，使其表面平整度嚴重改變。而在來自本發明的樣本的情況下，在試驗中其表面沒有受到腐蝕，並且其表面的平整度也沒有改變。因此，本發明的屏幕可以在存在大量塵土和大的溫度變化的室外使用。
以下說明視角。
PLC-XT15K投影機(日本Sanyo公司製造)用預定的照明度照亮來自本發明的屏幕的樣本，並且用BM-7亮度計(日本Topcon公司製造)測量亮度。根據樣本中心的反射率測量左右方向的視角。在這裡視角是指亮度達到屏幕中央的亮度的50％的範圍。
對於慣用發明的屏幕，測量屏幕的上下視角和左右視角，其中如同圖5中所示那樣，其中屏幕使用具有大約80至120#顆粒度的研磨材料均勻拋光的。在本試驗中，測量出上下視角和左右視角同樣都是30°左右。
對於本發明的屏幕，測量視角，其中利用大約80至120#顆粒度的研磨材料僅在左右方向上在表面上形成拋光波紋(5b)。在這種情況下，測量的屏幕的上下視角和左右視角分別是大30°和60°。也就是說，根據本發明的左右視角是慣用發明兩倍。
根據屏幕表面的亮度和亮度的增加選擇屏幕形狀的目的是要消除熱點現象。當利用具有大約60至80#顆粒度的研磨材料在圖6中的平面屏幕(8)上形成拋光波紋時，形成大約90°的上下視角和大約180°的左右視角，所以沒有產生熱點現象。屏幕在左右方向上具有大約1增益的亮度，並且在上下方向上具有大約2增益的亮度。也就是說，屏幕平均亮度是大約1.5增益。
在圖7中所示的曲面屏幕(9)中，通過單向拋光在屏幕基底(1)上形成拋光波紋(5b)。例如，利用具有大約60至80#顆粒度的研磨材料在左右方向上拋光屏幕基底，並且利用具有大約120#顆粒度的研磨材料拋光。在這種情況下，左右方向上屏幕的反射率是大約2至3增益，其上下方向的反射率是大約4至6增益，因此屏幕的平均反射率是大約3至5增益，其中屏幕在左右方向上是平面的。因此，在左右方向上沒有產生熱點(7)，但是上下方向中產生顯著的熱點。當上下方向彎曲屏幕時，熱點從屏幕上消除，從而屏幕在所有方向上具有均勻的亮度。另一方面，當熱點(7)在左右方向上十分顯著時，在左右方向彎曲屏幕。
在圖8中所示的球面屏幕(10)中，屏幕(10)本身具有球面形狀。因此，當曲率半徑(R)的焦點(F)的位置等於投影機的投影長度時，無論屏幕(10)的反射率如何，都不會產生特點(7)，從而屏幕(10)具有均勻的亮度。但是，當其亮度是大約40增益時，屏幕的視角變得很窄，因此，需要不使屏幕(10)的亮度增加到40增益以上。本發明的屏幕的形狀可以沒有任何特別限制地選擇。但是，希望平面屏幕具有大約1至3增益，曲面屏幕具有3至10增益，和球面屏幕具有大約10至40增益。
以下說明用於表面硬化的酸洗處理(41)的效果。
當把Fe和Cr的合金的表面浸沒在氧化氮溶液，或用氧化氮溶液漂洗時，在其表面上形成三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。也就是說，包含在Fe和Cr的合金中的Cr形成保護屏幕的內部金屬的氧化薄膜，和鈍化Fe的表面。此外，Cr的原始顏色是透明的銀色，因此，屏幕可以具有屏幕的功能。
當把合金浸沒在氧化氮溶液中大約30分鐘時，在其表面上形成具有大有20至30μm厚度的三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。如圖12中所示，慣用碳鋼的表面與外部的氧發生反應，從而易於腐蝕。而如圖13中所示，經過酸洗處理在Fe和Cr的合金的表面形成三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜，從而使其表面具有優良的耐腐蝕性。
以下說明用於表面硬化的陽極氧化處理(42)的效果。
當對Al(或Al和Mg)合金進行硬陽極氧化處理時，在合金的表面上形成厚度大約為60至65μm的氧化鋁(Al2O3)薄膜。但是，可以根據處理時間、溶液的濃度和反應溫度調節氧化物的厚度。
對酸洗處理和陽極氧化處理之後的樣本的表面硬度進行測量。在Fe和Cr合金的情況下，通過表面處理使得小於布氏硬度16.1的表面硬度提高到大約43至49Bhn。在Al合金(合金號2024)的情況下，表面硬度大約是47Bhn。也就是說，在屏幕上形成高硬度的表面。
與銀箔塑料形成的慣用屏幕的表面硬度相比，本發明的屏幕的表面硬度提高了大約20倍。結果，在屏幕的設定條件下，可以用高壓水清洗屏幕。此外，表面硬化過程精細地拋光了屏幕基底(1)的表面以減少斑點現象，從而在屏幕上顯示高質量的圖像。
從本發明的優選實施例，熟悉本領域的人員應當知道，根據上述教導可以對本發明的上述實施例進行修改和改變。因此，應當知道可以在附屬權利要求界定的本發明的範圍和精神內，對本發明的特定實施例進行修改。
工業實用性如上所述，本發明的屏幕是使用不可燃物質形成的，並且在起火的情況下不會產生有毒氣體。因此，屏幕適合於在諸如地鐵、學校、政府和公用辦公室之類的公共空間中使用，並且可以用作諸如大會堂、地下購物中心或百貨商店之類的大的空間中的廣告屏幕。
此外，用作屏幕基底的金屬具有透明性和銀白的顏色。因此，可以利用原始顏色在屏幕上顯示投影的圖像，並且可在屏幕上顯示高對比度的圖像。
再有，通過在屏幕基底的表面上形成單向拋光波紋，使得左右視角大於上下視角。因此，本發明的屏幕的左右視角是慣用屏幕的左右視角的2倍左右，其中本發明的屏幕的亮度實際上與慣用屏幕的相同。此外，即使在明亮的空間中，也可以在屏幕上清楚地顯示圖像。
另外，本發明的屏幕的表面具有大的硬度，並且屏幕具有強的抵抗溫度變化和風壓的性能。因此，屏幕可以使用在諸如體育場或路邊之類的室外。
此外，對形成了拋光波紋的表面執行酸洗處理和陽極氧化處理，從而提高的屏幕的硬度。
另外，本發明的屏幕是表面反射型屏幕，以便通過直接反射來自光源的圖像來再現清楚的圖像。
此外，可以通過組合多個根據本發明的具有預定尺寸的單元屏幕製造出大的屏幕。彎曲單元屏幕的邊緣部分，並且垂直地拋光，從而可以通過使拋光的邊緣部分相互接觸而組合單元屏幕。
權利要求
1.一種用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕，包括用銀白色的不可燃金屬片形成的、用於以自然色顯示從光源投影的圖像的屏幕基底；和通過拋光該屏幕基底使得屏幕基底的表面具有預定反射率而在該屏幕基底上形成的拋光表面，其中對該屏幕基底的表面進行表面硬化處理。
2.根據權利要求1所述的屏幕，其中該屏幕基底的表面具有大約1至40增益的反射率，並且根據屏幕基底表面的反射率，該屏幕基底有選擇地形成為平面形、曲面形或球面形，以從屏幕上消除熱點。
3.根據權利要求1所述的屏幕，其中該屏幕基底由鐵(Fe)與鉻(Cr)的合金片，或Fe、Cr與鎳(Ni)的合金片形成，並且通過酸洗處理在該屏幕基底的表面上形成三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。
4.根據權利要求1所述的屏幕，其中該屏幕基底由鋁(Al)、Al與鎂(Mg)的合金、和Al與鎳(Ni)的合金中的一種製造的金屬片形成，並且通過陽極氧化處理在該屏幕基底的表面上形成氧化鋁(Al2O3)薄膜。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的屏幕，其中在該屏幕基底的表面上沿上下方向或左右方向中的一個方向形成反射表面，在其表面上沿另一個方向形成散射表面，並且對該屏幕基底的表面進行拋光，以便在其表面上形成單向拋光波紋。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的屏幕，其中該屏幕基底的表面通過多孔鍍鉻進行處理，並且該屏幕基底表面的多孔部分用彩色顏料進行填充。
7.一種用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕，包括通過順序排列多個圓形金屬線形成的屏幕基底；其中所述金屬線由鐵(Fe)與鉻(Cr)的合金，或Fe、Cr與鎳(Ni)的合金形成，並且通過酸洗處理在每個金屬線的表面上形成三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜。
8.一種用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕，包括通過順序排列多個圓形金屬線形成的屏幕基底；其中所述金屬線由鋁(Al)的合金或Al與鎂(Mg)的合金形成，並且通過陽極氧化處理在該屏幕基底的表面上形成氧化鋁(Al2O3)薄膜。
9.一種製造用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕的方法，包括用銀白色的不可燃金屬形成金屬片，用於以自然色顯示從光源投影的圖像；通過拋光金屬片的表面在該金屬片上形成拋光表面，從而使金屬片的表面具有預定的反射率；根據金屬片表面的反射率，將金屬片形成為平面形、曲面形和球面形中的一種，以便消除熱點；和對金屬片的表面進行表面硬化處理。
10.根據權利要求9所述的方法，其中該拋光的表面是通過研磨、噴射、蝕刻、軋制或電解拋光形成的。
11.根據權利要求9所述的方法，其中所述表面硬化處理是根據金屬片的材料，從酸洗處理、陽極氧化處理和電鍍法中選擇的。
12.根據權利要求9所述的方法，進一步包括在金屬片上形成多個孔，以便氣流能夠通過屏幕。
13.根據權利要求10所述的方法，其中所述蝕刻利用薄膜的光敏作用腐蝕金屬片，以便在金屬片上同時形成反射表面和散射表面。
14.根據權利要求10所述的方法，其中所述噴射將壓縮空氣噴射到金屬片上，以拋光金屬片的表面。
15.一種製造用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕的方法，包括形成圓形的金屬線；根據金屬線的材料，利用酸洗處理或陽極氧化處理處理金屬線的表面，以便在金屬線上形成鈍化膜；和順序地排列處理過的金屬線，並組合所排列的金屬線，然後將所組合的金屬線形成為平面形、曲面形或球面形的屏幕。
全文摘要
本發明涉及一種用於顯示從光束投影器投影的圖像的屏幕。屏幕基底是用銀白色的不可燃金屬片形成的，以便以自然色顯示從光源投影的圖像。通過拋光該屏幕基底在屏幕基底上形成拋光表面，從而使該屏幕基底的表面具有預定的反射率。利用酸洗處理或陽極氧化處理，對屏幕基底的表面進行表面硬化處理。根據本發明用不可燃金屬形成的表面反射型屏幕具有優良的表面硬度、耐腐蝕性和抗酸性，從而使屏幕易於維修和保養。此外，在起火的情況下，屏幕不會產生有毒氣體，並且也能夠在屏幕上顯示高質量的圖像。
文檔編號G03B21/60GK1739062SQ200480002426
公開日2006年2月22日 申請日期2004年5月19日 優先權日2003年5月31日
發明者崔海龍 申請人:崔海龍