一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布

1.本发明属于投影显示领域，涉及一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布。
技术背景
2.随着时代发展进步，具有可卷曲性质的幕布广泛应用于办公投影、车载投影显示、居家影院等诸多场景，由于出色的空间存储紧凑性得到消费者青睐。但是幕布结构在多次卷曲和展开使用后易产生边缘翘曲现象，导致显示图像失真甚至畸变。同时，幕布结构还易受到风载、震动、高温和高湿等环境激励，造成幕布平整度的降低，影响观感效果。因此，有必要开发一种既可柔性卷曲又可高平整度展开，还可抗外界干扰、适应温湿度变化的可卷曲幕布设计，以满足复杂工况和多场景要求。
3.专利文件cn116165835a公开了一种投影屏幕，“包括幕片、容置部和支撑件。容置部位于幕片的背面且与幕片的背面连接，容置部具有腔体，支撑件位于腔体内。支撑件的刚度大于幕片的刚度，通过多个支撑件可以对幕片进行有效的支撑，从而降低了幕片在多次展开和收起后，幕片发生边缘卷边或者内部不平整的不良现象的概率。另外支撑件可以在容置部的腔体内移动。在投影屏幕处于温度较高的环境中，即使幕片受热/湿膨胀的程度远大于支撑件受热/湿膨胀的程度，幕片也不会因受支撑件约束而产生畸变”。该投影屏幕结构能够在温湿度变化的环境中仍保持较高平整度，但需要在幕布背后粘接多个支撑件，工艺过程繁琐且精度要求较高，且整体幕布结构的平整度易受支撑件的不平整度影响。
4.专利文件cn219085269u公开了一种用于车窗玻璃的投影膜、车窗玻璃和车载投影系统，“其中投影膜由投影膜主体和附加层构成，所述投影膜主体包括基底层和附接于所述基底层的成像层，所述附加层附接于所述投影膜主体以增加所述投影膜的厚度，其中，所述附加层构造为所述投影膜的表面层。本公开的用于车窗玻璃的投影膜通过提供附加层增加厚度，提升了整体的结构强度，避免合片过程中产生褶皱，增加成品率，并且便于直接与玻璃附接从而省去贴膜时间，从而为投影膜的应用环境提供了更多的灵活性”。该投影膜在投影膜主体的非图像显示侧粘接附加层，提高了投影膜的整体刚度，有效保证了投影膜的展开高平整度。但简单增加投影膜厚度，增加了幕布卷曲的难度，无法实现在小直径卷筒上的卷曲存储。
5.专利文件cn115598912a公开了一种投影屏幕，“包括卷筒、幕片和多个支撑条。幕片的背面固定连接的多个支撑条沿幕片的卷曲方向排布，幕片的热膨胀系数与支撑条的热膨胀系数相接近。幕片受热膨胀后，对多个支撑条施加的压力较小，使支撑条产生屈曲变形的程度较小，进而使得多个支撑条可以对幕片进行有效的支撑，从而降低了幕片在多次展开和收起后，幕片发生边缘卷边或者内部不平整的不良现象的概率”。该投影幕布直接粘多个高模量支撑条的方案提高了幕布的展开平整度，而离散支撑条方案又使得幕布可以柔性卷曲。但在幕布上直接粘贴支撑条，易因幕布与支撑条材料属性不同，而引起高湿温激励下的膨胀失配变形，造成图像失真或畸变等问题。


技术实现要素：

6.针对上述问题提出了一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，该幕布既能柔性卷曲，又可以高平整度展开，有效抑制了边缘翘曲现象，防止图像失真和画面畸变。本发明可避免高温湿度激励引起的热/湿失配变形，并通过抑制裂纹扩展保证了幕布使用寿命。
7.本发明采用的技术方案如下：
8.一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，所述的可卷曲幕布在幕布的非图像显示一侧布置增强材料层，提高幕布面外刚度来抑制展平状态下的幕布边缘翘曲，保证高平整度；在增强材料层沿卷曲方向布置多个贯穿间断结构，降低幕布的卷曲难度，实现在狭窄空间和小直径卷筒上的柔性卷曲。
9.上述的一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，包括：幕布、增强材料层、增强材料层间断、幕布卷筒和升降组件等；幕布以卷曲状态存储在幕布卷筒上，增强材料层贴合在幕布的非图像显示侧；幕布向上展开，增强材料层对幕布进行支撑，使幕布的面外抗弯刚度变大，抑制了幕布边缘卷曲现象，保证了幕布的高平整度；幕布向下卷曲，增强材料层间断作为非连续结构，降低了幕布卷曲难度，使得幕布可以在小直径卷筒上卷曲。
10.所述幕布厚度范围是0.05～3毫米，可柔性卷曲到直径为15毫米的幕布卷筒上。
11.所述增强材料层的尺寸与所述幕布尺寸接近，所述增强材料层的厚度为0.05～3毫米，所述增强材料层可选用碳纤维等高模量材料，也可选用与所述幕布热/湿膨胀属性相近的聚合物材料。所述幕布和所述增强材料层可以通过膜层粘贴、蒸镀涂覆、喷涂印刷等方式实现连接。
12.所述增强材料层间断以等间距或非等间距的方式沿幕布卷曲方向布置在增强材料层上。所述增强材料层间断的长度等于所述增强材料层长度，即所述增强材料层间断以贯穿的方式分布在所述增强材料层；所述增强材料层间断的厚度小于或等于所述增强材料层厚度。
13.所述增强材料层间断可通过机械切割、机械冲铣或激光烧蚀实现，其中，激光烧蚀生成间断速度快、控制精度高，烧蚀形成的“u”形切口不易产生裂纹扩展，保证了所述幕布的使用寿命。
14.所述增强材料层采用与所述幕布热/湿膨胀属性相近的聚合物材料，有效避免湿/湿度激励引起的热/湿膨胀失配变形，保证了所述幕布在多工况和复杂环境的应用。
15.本发明的有益效果：
16.通过在幕布的非图像显示侧布置增强材料层，提高了幕布面外刚度来抑制展平状态下的幕布边缘翘曲，保证高平整度，防止图像失真等现象；沿卷曲方向在增强材料层布置多个贯穿间断结构，降低幕布的卷曲难度，实现在狭窄空间和小直径卷筒上的柔性卷曲，利于超薄幕布柔性显示和紧凑空间存储。本发明有效避免了高温湿激励引起的热/湿失配变形，保证了幕布的多工况和复杂环境应用。激光烧蚀等实现增强材料层间断的方法易生成“u”型切口，不易于裂纹扩展，有利于保证幕布使用寿命，且控制精度高和制备效率高，存在空间利用率高、控制精度高、制备效率高、工艺简单、成本低廉等优点。
附图说明
17.图1是本技术中可卷曲幕布结构示意图；
18.图2是本技术中可卷曲幕布结构截面示意图；
19.图3是本技术中卷曲幕布在卷曲状态的结构示意图；
20.图4是本技术中卷曲幕布在展开状态的结构示意图。
21.图中：1幕布；2增强材料层；21增强材料层间断；3幕布卷筒；4升降组件。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面将参照附图详细描述本发明的具体实施方式。
23.实施例：一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布
24.(1)制备可卷曲幕布结构。图1是可卷曲幕布结构非图像显示侧的示意图，图2是可卷曲幕布结构截面示意图。幕布1的非图像显示侧布置增强材料层2，并在增强材料层2中按一定间距沿卷曲方向存在多个间断21。幕布1和增强材料层2可以通过膜层粘贴、蒸镀涂覆、喷涂印刷等方式实现高精度无褶皱贴合。增强材料层2可采用碳纤维等轻质、高弹性模量材料，也可为与幕布1热/湿属性相近的聚合物材料。增强材料层2上的间断21可由机械切割、机械冲铣或激光烧蚀生成；增强材料层间断21的深度可小于或等于增强材料层2的厚度。
25.(2)初始状态下，幕布1卷曲在幕布卷筒3上，增强材料层2分布在幕布1的非图像显示侧。增强材料层间断21降低了幕布1的弯曲难度，使得幕布1在小直径的幕布卷筒3上柔性卷曲，参考图3。
26.(3)显示设备开机，升降组件4控制幕布1向上展开，参考图4。幕布1在展开状态时，通过增强材料层2对幕布1进行支撑，使幕布1的面外抗弯刚度变大，提高了幕布1展开状态的平整度。同时幕布1的边缘受到增强材料层2的约束，避免了幕布1在多次展开和收起后幕布1边缘极易发生卷边的不良现象。
27.(4)显示设备关机，升降组件4控制幕布1向下卷曲，参考图3。幕布1在卷曲状态时，通过增强材料层间断21降低对幕布1卷曲的难度，使得幕布1在小直径的幕布卷筒3上柔性卷曲并紧凑存储。
28.可选的，幕布1包括但不限于波珠、玻璃纤维等普通幕布或者光学微结构幕布。本实施例中幕布1指厚度为0.05～3毫米的由单一或者多种柔性材料制备的单层或者多层结构。柔性材料选用聚乙烯醇(pva)、聚酯(pet)、聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酯乙二醇酯(pen)、热塑性弹性体(tpe)、聚氨酯(pu)等轻薄、绝缘耐腐蚀的聚合物或者金属涂层。
29.可选的，增强材料层2可选用与幕布1热/湿属性相近的聚合物材料，如聚酯(pet)、聚酰亚胺(pi)、聚醚醚酮(peek)、聚氯乙烯(pvc)等，也可选用轻质的高弹性模量材料，如金属层、碳纤维等。增强材料层2可以通过膜层粘贴、蒸镀涂覆或者喷涂印刷等方式粘接在幕布1的非图像显示侧。优选地，增强材料层2的尺寸与幕布1一致，或与幕布1尺寸接近。增强材料层2的厚度可为0.05～3毫米。
30.可选的，增强材料层间断21按等间距或非等间距分布在增强材料层2，增强材料层间断21的厚度小于或等于增强材料层2的厚度。增强材料层间断21以贯穿的方式分布在增强材料层2，即增强材料层间断21的长度等于增强材料层2的长度。
31.优选的，增强材料层间断21通过激光烧蚀实现。激光烧蚀生成间断速度快、控制精度高，且烧蚀形成的“u”形切口不易产生裂纹扩展，有利于保证幕布1的使用寿命。激光烧蚀既可形成宽度极窄的裂缝，也可形成一定宽度的间隔。
32.可选的，增强材料层间断21通过机械切割或机械冲铣实现。
33.综上所述，本发明公开了一种基于间断增强材料层的可卷曲幕布，包括幕布、增强材料层、增强材料层间断、幕布卷筒和升降组件等。幕布的非图像显示侧布置增强材料层，并在增强材料层上沿卷曲方向布置间断。增强材料层提升了幕布刚度和抗外界干扰能力，约束了幕布自由边界变形，抑制了幕布边缘翘曲，保证了展开状态时的幕布高平整度，防止图像失真和画面畸变；增强材料层间断结构降低了幕布的卷曲难度，可实现小直径卷筒卷曲，利于超薄幕布柔性显示和紧凑存储/运输。增强材料层优选与幕布材料属性接近，可避免已有专利中支撑条与幕布因热/湿膨胀特性不同而引起的湿/温度激励下的热/湿失配变形。增强材料层间断优选使用激光烧蚀等实现，不但可高精度高效率控制间断的宽度和深度，还有效抑制了裂纹扩展现象，保证了幕布使用寿命。本技术方案不仅可以实现不同尺寸幕布狭窄空间内卷曲柔性收纳，而且满足超薄柔性幕布展开高平整度的要求，整体工艺简单，成本低廉，控制精度高，对空间的利用率高。
34.对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范实例，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。本发明的范围由所附权利要求，落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化、修改、替换和变型仍属本发明所涵盖的范围。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，其特征在于，所述的可卷曲幕布在幕布的非图像显示一侧布置增强材料层，提高幕布面外刚度来抑制展平状态下的幕布边缘翘曲，保证高平整度；在增强材料层沿卷曲方向布置多个贯穿间断结构，降低幕布的卷曲难度，实现在狭窄空间和小直径卷筒上的柔性卷曲。2.根据权利要求1所述的一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，其特征在于，包括：幕布、增强材料层、增强材料层间断、幕布卷筒和升降组件；所述幕布以卷曲状态存储在所述幕布卷筒上，所述幕布图像显示侧与所述幕布卷筒接触，所述增强材料层贴合所述幕布的非图像显示侧。3.根据权利要求2所述的一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，其特征在于，所述幕布厚度范围是0.05～3毫米，可柔性卷曲到直径为15毫米的幕布卷筒上。4.根据权利要求2或3所述的一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，其特征在于，所述增强材料层的尺寸与所述幕布尺寸接近或相同，所述增强材料层的厚度为0.05～3毫米，所述增强材料层可选用高模量材料或与所述幕布热/湿膨胀属性相近的聚合物材料；所述幕布和所述增强材料层可通过膜层粘贴、蒸镀涂覆、喷涂印刷等方式实现连接。5.根据权利要求1所述的一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，其特征在于，所述增强材料层间断以等间距或非等间距的方式沿幕布卷曲方向布置在增强材料层上；所述增强材料层间断的长度等于所述增强材料层长度，即所述增强材料层间断以贯穿的方式分布在所述增强材料层；所述增强材料层间断的厚度小于或等于所述增强材料层厚度。6.根据权利要求1或5所述的一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，其特征在于，所述增强材料层间断可通过机械切割或机械冲铣或激光烧蚀实现。

技术总结
一种基于增强材料层间断的可卷曲幕布，包括幕布、增强材料层、增强材料层间断、幕布卷筒和升降组件等。在幕布的非图像显示侧布置增强材料层，提高幕布抗弯刚度来抑制展平状态下的幕布边缘翘曲，保证高平整度；沿幕布卷曲方向在增强材料层布置多个贯穿间断结构，降低幕布卷曲难度，利于小直径卷筒卷曲和紧凑空间存储。激光烧蚀等生成增强材料层间断的控制精度和制备效率高，并有效抑制裂纹扩展，保证幕布使用寿命；增强材料层选择与幕布相近属性的材料，有效避免高温湿激励引起的热/湿膨胀失配变形，保证了幕布的多工况和复杂环境应用。本发明使幕布既能柔性卷曲又能高平整度展开，并具有空间利用率高、工艺简单、成本低廉、应用范围广等优点。围广等优点。围广等优点。


技术研发人员：李明 朱克喜
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/11