一种多用途节能全息膜及全息玻璃及全息投影装置的制作方法

1.本实用新型涉及全息膜领域，特别涉及一种多用途节能全息膜及全息玻璃及全息投影装置。


背景技术：

2.目前，基于投影模式的全息显示技术已经被广泛用于商业橱窗广告显示、车载广告、舞台表演等领域，其核心部件是全息膜。该薄膜主要是通过对入射光线进行增强散射来实现图像显示。例如在中国发明专利cn 10527184 a中，采用对波长具有选择性散射的纳米粒子作为图像的显示点。在该技术方案中，使用的特殊纳米粒子仅对红光(波长在580～760纳米之间的中心波长单色光束)、绿光(波长在490～580纳米之间的中心波长单色光束)、蓝光(波长在390～490 纳米之间的中心波长单色光束)有选择性的进行散射，而让其他可见光通过，从而实现既能显示图像，又能实现高透明特性的目的。
3.基于投影模式的全息技术，在面向户外的窗户玻璃以及白天户外强光照射下，其显示效果还不能达到令人满意的效果。同时，对于面向强光照射的玻璃窗户，节能的需求也非常迫切。因为，基于散射机制的全息膜需要在图像显示效果和透明度之间取得平衡，并且散射粒子对光线的散射作用已经预先被固定下来，所以当室外环境光照变得强烈时，全息显示膜上的图像就变得模糊起来，无法起到良好的显示效果，同时限制了该技术在白天街边门店广告投放、宣传的使用效果。虽然可以通过添加一些黑色颜料(例如中国发明专利cn 108285679 a)，对环境光进行吸收，减少室内外强光照的干扰，但是黑色颜料也会吸收投影仪来的有用光线，使得其对于投影的显示效果不佳。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种多用途节能全息膜，包括基材层、自适应调光层和全息显示层，所述基材层相对于所述全息显示层和自适应调光层设置在外侧，所述全息显示层和所述自适应调光层层叠设置，所述全息显示层或所述自适应调光层紧贴所述基材层，所述全息显示层的可见光透过率大于80％，所述自适应调光层的透明度可改变。
5.优选地，所述节能全息膜还包括相互连接的粘接层和离型膜层，所述离型膜层设置于远离基材层的一侧。
6.优选地，所述节能全息膜还包括离型膜层，所述基材层、自适应调光层、全息显示层和离型膜层依次层叠设置，所述全息显示层具有粘接性。
7.优选地，所述节能全息膜还包括防刮层，所述防刮层设置于所述基材层的外侧。
8.优选地，所述全息显示层的厚度为5～50μm。
9.优选地，所述自适应调光层的厚度为25～100μm。
10.优选地，所述基材层的厚度为10～50μm。
11.本实用新型还提供一种全息玻璃，包括玻璃基体和所述的节能全息膜，所述全息膜远离基材层的一侧贴合于所述玻璃基体上。
12.本实用新型还提供一种全息投影装置，包括投影仪和所述的节能全息膜，所述投影仪设置于所述节能全息膜观察侧的另一侧。
13.本实用新型实施例提供的多用途节能全息膜及全息玻璃及全息投影装置具有较好的户外投影效果。
附图说明
14.通过附图中所示的本实用新型优选实施例更具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
15.图1为本实用新型提供全息膜结构示意图。
16.图2为本实用新型提供的全息玻璃结构示意图。
17.图3为本实用新型提供的全息投影装置结构示意图。
18.图4为本实用新型提供全息膜投影显示效果展示图片。
19.图中：1
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防刮层；2
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基材层；3
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自适应调光层；4
‑
全息显示层；5
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离型膜层；6
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玻璃基体；7
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观察者；8
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投影仪。
具体实施方式
20.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。
21.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.如图1
‑
4所示，本实用新型提供一种多用途节能全息膜，包括基材层2、自适应调光层3和全息显示层4，基材层2相对于全息显示层4和自适应调光层3 设置在外侧，全息显示层4和自适应调光层3层叠设置，全息显示层4或自适应调光层3紧贴基材层2，全息显示层4的可见光透过率大于80％，自适应调光层3的透明度可改变。
24.本实用新型提供的多用途节能全息膜具有全息显示层4，全息显示层4透明度较高，并且对可见光具有增强显示的功能，可实现全息显示的效果。
25.本实施例提供的多用途节能全息膜具有自适应调光层3，可实现透明度改变，当夏天户外温度较高时，其透明度会发生改变，使得自适应调光层3由透明态变为雾白态，使得全息膜的整体显示效果较好，可较好的应用于户外全息显示。
26.本实施例提供的全息膜具有基材层2，基材层2的设置，一方面能够起到一定的保护作用，相当于一个保护层，另一方面其作为基材可实现自适应调光层3 和全息显示层4通过涂布的方式得到，减少各层之间较多的胶水层而影响全息膜的透明度和性能。
27.本实施例提供的全息膜在室内室外都能够实现较好的全息投影效果。当室外环境光照强度较低时，全息膜保持高透明性和清晰的图像显示效果；而当室外环境光照强度较
高时，全息膜中的自适应调光层3开始发挥作用，即光线的散射强度会随着光强或环境温度的增加而变强，从而提高图像显示的亮度，实现本发明功能膜自适应调光的特色。
28.本实施例提供的全息膜可应用于户外玻璃，例如建筑玻璃或者车窗玻璃，一方面能够实现光线较强的中午和光线弱一些的早晚都能具有较好的全息投影效果；另一方面因为自适应调光层3的透明度可改变，当光线较强时，本实施例的全息膜变为雾白态，对光线也具有一定的阻隔作用，具有较好的调光效果。
29.在优选实施例中，节能全息膜还包括相互连接的粘接层和离型膜层5，离型膜层设置于远离基材层2的一侧。当需要粘贴到玻璃上时，将离型膜撕掉，即可实现粘接。
30.在优选实施例中，全息显示层包括树脂基材和分散于树脂基材中的无机功能纳米粒子，无机功能纳米粒子包括图像增强显示粒子和红外隔热纳米粒子。树脂基材可以是丙烯酸压敏胶等其他透明树脂材料。红外隔热纳米粒子为常用的阻隔红外光线的隔热介质材，使得本实用新型提供的全息膜还能具有一定节能效果。
31.参考图1，在优选实施例中，节能全息膜还包括离型膜层5，基材层2、自适应调光层3、全息显示层4和离型膜层5依次层叠设置，全息显示层4具有粘接性。本实施例中因为全息显示层4具有粘性，因此制备过程中，在基材层2 上首先涂布自适应调光层3，待自适应调光层3固化后，再涂布全息显示层4，一方面能够实现较好的涂布效果，另一方面全息显示层4具有粘接性还能实现全息显示层4直接利用其粘接性从而实现与玻璃的粘接，可减少全息膜的整体厚度。本实施例中，全息显示层4由丙烯酸压敏胶、图像增强显示粒子、稀释剂和固化剂等其他助剂组成。该丙烯酸压敏胶包括常用的水性丙烯酸压敏胶和/ 或油性丙烯酸压敏胶。一方面起到分散图像增强显示粒子的作用，另一方面能够为全息显示层4提供较强的粘接性。
32.本实用新型提供的节能全息膜的全息显示层4由图像增强显示粒子来实现较好的透明显示效果。图像增强显示粒子为常用的纳米银粒子、纳米金粒子、氧化铝粒子、氧化锌粒子、氧化锆粒子等。图像显示粒子是对光线能够进行增强显示(散射或者共振散射)的纳米粒子，并且其显示效率不随环境光照强度的变化而变化。通过调整图像增强显示粒子的添加量，改变全息显示层4的初始的透明度。图像增强显示粒子添加量为压敏胶质量的0.1％
‑
5％，一方面保证较好的透明性另一方面保证一定的可见光散射率，实现较好的透明显示效果。
33.本实施例中，全息显示层4制备时使用的稀释剂为乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯、甲苯、乙二醇单甲醚等常见有机溶剂。
34.进一步优选实施例中，离型膜层5为涂氟离型膜、涂硅离型膜中任意一种，厚度为5
‑
50μm。
35.在优选实施例中，节能全息膜还包括防刮层1，刮层设置于基材层2的外侧。进一步优选实施例中，防刮层1为紫外固化的聚氨酯丙烯酸酯层，厚度为1
‑
5μm。
36.在优选实施例中，全息显示层4的厚度为5
‑
50μm。
37.在优选实施例中，自适应调光层3的厚度为25
‑
100μm。
38.在优选实施例中，基材层2的厚度为10
‑
50μm；基材层2为透明pet薄膜、透明tpu薄膜材料中任意一种。
39.在优选实施例中，自适应调光层3包括树脂基材和分散于树脂基材中的有机相变
粒子，有机相变粒子在温度为30℃
‑
80℃可发生相转变。该有机相变粒子低温温度状态下为可见光透过率最高，自适应调光层3显示出透明度较高的状态；当中午时随着环境温度不断升高，有机相变粒子达到相转变温度开始发生相转变，状态发生变化，有机相变粒子配合树脂基材，使得热致型调光材料在有机相变粒子相转变后的某个温度值开始到达临界温度，可见光透过率下降，自适应调光层3变成雾白态，当不需要投影时，该全息膜具有一定的调光效果，可较好的遮挡光线，节能环保；当需投影显示时，其能够实现非常好的成像效果。并且，当温度下降后自适应调光层3又可从雾白态转变为透明态，具有较好的自适应效果。
40.本实施例提供的自适应调光层3，包括光固化树脂材料、有机相变粒子、引发剂组成。还可以添加稀释剂、分散剂、固化剂、热稳定剂、紫外阻隔剂等其他助剂以提高其性能和增加功能。
41.本实施例中，光固化树脂材料包括丙烯酸类树脂预聚物、聚酯丙烯酸酯预聚物、聚氨酯丙烯酸酯预聚物和环氧丙烯酸酯预聚物中的一种或多种。
42.本实施例中，有机相变粒子为一种核壳结构粒子，包括聚合物壳层和包裹于聚合物壳层中的相变材料，相变材料为芯材。
43.所述芯材为脂肪烃，芳香烃，脂肪酸，脂肪醇，石蜡中的一种或者多种的混合物。
44.所述聚合物壳层为聚乙烯基类聚合物或共聚物，壳层聚合物由常见反应单体甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等中的至少一种单体聚合而成。
45.所述引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮、1
‑
羟基环己基苯基甲酮、2,4,6
‑ꢀ
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化磷等常用光引发剂的一种或多种。
46.所述有机相变粒子通过一般乳液聚合制备得到。有机相变粒子添加量为树脂材料质量的0.1％
‑
2％。有机相变粒子是随着环境温度变化而发生状态变化，随着环境温度的升高，其折射率也在逐渐变化，则会对光线进行不同程度的散射。通过调整有机相变粒子的添加量，改变自适应调光层3的对光线的散射效率，即实现自适应调光层3初始状态下散射强度固定且较小，随温度升高而调整光线的散射比例，降温后又转变回初始状态，且转变过程可逆。
47.本实用新型提供的全息膜主要出发点是将自适应调光、隔热以及全息显示功能进行集成。当处于白天，特别是户外强光照射下时候，全息显示层4中的红外阻隔介质材料吸收红外光线，产生热量；自适应调光层3受环境温度影响，同时吸收红外光产生的热量，有机相变粒子产生相转变，并且随着光照强烈散射强度变得更强，最终可达到更高的散射强度，从而实现在环境强光影响下也能提供较好的显示效果的功能；与此同时，全息显示层4添加红外隔热粒子，拥有隔热效果，其近红外阻隔率高达90％以上。
48.本实施例提供的全息膜通过光谱测试，在室温(25℃)下，散射强度在20％
‑
35％左右，能提供较好的投影影像显示效果。而在45℃下可达到35％
‑
75％的散射强度，从而实现在环境强光影响下也能提供较好的显示效果的功能。与此同时，该膜拥有非常出色的隔热效果，近红外阻隔率高达90％以上。
49.参考图4，在普通投影仪8的投影下，本实用新型的全息膜展示的运动鞋显示案例。可见，其显示清晰度非常好，适合商店橱窗广告的应用。
50.本实用新型提供的全息膜的制备方法如下：
51.(1)自适应调光层3材料制备
52.有机相变粒子准备：将石蜡和甲基丙烯酸酯在乳化剂的配合下进行剧烈搅拌乳化，并加入引发剂进行乳液聚合反应，得到甲基丙烯酸酯包覆石蜡的核壳结构的热致粒子，筛选粒径为0.1～10μm的粒子，备用。
53.自适应调光涂布液准备：将准备好的有机相变粒子、光固化树脂材料、引发剂和其他助剂混合分散，可加入一定比例的稀释剂，调节涂布液粘度室温下为300
‑
30000cps，再通过300目尼龙网过滤和消泡，并室温避光静置备用。
54.(2)全息显示涂层材料制备
55.将图像增强显示粒子粉末、压敏胶、稀释剂、红外隔热粒子和固化剂等其他助剂搅拌分散，调节体系粘度室温下为200
‑
20000cps，再通过300目尼龙网过滤和消泡，并室温密封静置备用。
56.(3)本实用新型全息膜的制备
57.使用卷对卷涂布工艺，在透明pet底膜的一面涂布防刮层1，厚度为1
‑
5μm。在另一面采用涂布刀将配制好的自适应调光涂布液进行涂布，通过uv光照射固化涂层，涂层的厚度为25
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100μm。接着在自适应调光层3表面进行全息显示涂层制备，即将混合好的压敏胶涂布液刮涂上并经加热固化，涂层的厚度为 5
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50μm。最后，使用离型膜复合得到多功能调光节能全息膜卷材，生产工艺简单实用、容易放大生产及应用推广。
58.参考图2，本实用新型还提供一种全息玻璃，包括玻璃基体6和全息膜，全息膜远离基材层2的一侧贴合于玻璃基体6上。
59.参考图3，本实用新型还提供一种全息投影装置，包括投影仪8和全息膜，投影仪8设置于节能全息膜观察侧的另一侧。本实施例提供的全息膜适用于背投影的方式进行投影显示。观察者7和投影仪8分别位于全息膜的两侧，实现较好的全息投影效果。
60.以上所述实施例仅表达了实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。