KR200392336Y1 - 투사형 스크린 - Google Patents

Abstract

본 고안은 투사형 스크린에 관한 것으로서, 광 투과성의 기재 및 상기 기재의 한쪽면 또는 양쪽면에 착색제 및 평균 입경과 굴절률이 서로 다른 2종 이상의 비드를 함유하는 착색 바인더 수지층을 포함하는 본 고안의 투사형 스크린은 시청자측의 정면에서 보았을 때 프로젝터의 광원이 보이지 않으며, 휘도가 높고 시야각을 크게 개선하는 효과를 갖는다.

Description

투사형 스크린{Projection type screen}

본 고안은 투사형 스크린에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대화면의 전면 및 배면 투사형 디스플레이에 적합한 투사형 스크린에 관한 것이다.

일반적으로 프로젝션 텔레비젼이나 비디오 프로젝터 등과 같은 상품의 영상 투사(프로젝션) 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이, 특수 제작된 소형 음극선관(Cathode Ray Tube;CRT), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display;LCD), 디지털 라이트 프로세싱(Digital Light Processing;DLP) 방식 디스플레이 등의 영상 디스플레이 수단을 사용하여 영상을 발생시키고, 그 영상을 직접적으로 또는 거울(12)에 반사시켜 스크린(11)에 확대 투사하는 방식의 영상 디스플레이 시스템으로서, 최근 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 대형 화면을 얻을 수 있는 장점에서 날로 그 수요가 증대되고 있는 추세이다.

이러한 영상 투사 시스템은 주지된 바와 같이 영상을 스크린에 확대 투사하는 방식에 따라 소위 프런트 타입(Front type)이라 불리는 전면 투사형 시스템과 리어 타입(Rear type)이라 불리는 배면 투사형 시스템이 있으며, 영상원에서 스크린을 향한 투사축을 따라 광이 전향으로 투사되면 스크린 표면에 영상이 형성되어 스크린 전방에 위치하는 관찰자에게 인지된다.

종래의 투사형 스크린으로서, 일본 특허공개 평2-77736호에 나타난 바와 같이 투명한 패널 위에 확산 패널을 두고 그 위에 구상 렌즈를 접착용 수지에 의해 접착한 것이 알려져 있다.

또한, 일본 특허공개 평7-5570호에는 광 투과성을 갖는 물질로 구성된 기재의 어느 한쪽에 바인더와 투명 비드 또는 착색 비드를 포함하는 비드층을 형성한 스크린용 시트재가 기재되어 있다.

한편, 대한민국 특허공개번호 제2001-0042275호에는 기판의 일측에 소정 두께의 광 투명층을 가지며, 광 투과성의 비드가 광 투명층 속에 부분적으로 함입되어 있는 스크린이 기재되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 스크린은 원하는 충분한 휘도나 시야각을 확보하지 못하는 문제가 있으며, 시청자측에서 스크린을 보았을 때 광원이 보인다는 단점을 갖는다.

광원이 보이지 않게 하기 위해서는 비드를 고정하기 위한 접착제 혹은 점착제에 흑색의 염료 혹은 안료를 혼합하여 코팅하거나, 별도의 프레즈넬(Fresnel) 렌즈를 배치해야 하는데, 상기 염료를 과도하게 혼합하는 경우 휘도가 저하되고, 렌즈의 배치로 인하여 공정이 복잡해지고 비용이 상승한다는 문제가 있다.

따라서, 본 고안은 종래 기술의 문제점을 개선하여 시청자측의 정면에서 보았을 때 프로젝터의 광원이 보이지 않으며, 휘도가 높고 시야각을 크게 개선한 투사형 스크린 및 이것을 이용한 투사형 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은 광 투과성의 기재 및 상기 기재의 한쪽면 또는 양쪽면에 착색제 및 평균 입경과 굴절률이 서로 다른 2종 이상의 비드를 함유하는 착색 바인더 수지층을 포함하는 투사형 스크린을 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은 투사형 스크린에 영상발생장치에서 생성된 영상을 확대 투사하는 것을 포함하는 전면 또는 배면 투사형 시스템을 제공한다.

이하에서 본 고안을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 고안의 하나의 실시예에 따른 투사형 스크린은, 도 2에 도시한 바와 같이, 기재(24)의 한쪽면 또는 양쪽면에 바인더 수지, 경화제, 착색제 및 평균 입경과 굴절률이 서로 다른 2종 이상의 비드(21,22)를 용매에 분산시켜 제조된 조성물을 도포하고, 광 또는 열을 가하여 착색 바인더 수지층(23,25)을 형성함으로써 제조한다.

상기 바인더 수지 함유 조성물을 도포한 후 광 또는 열을 가하면, 자체 경화 또는 바인더 수지와 경화제의 경화반응이 일어나 최종적인 착색 바인더 수지층 내에는 바인더 수지와 경화제의 경화반응 결과물, 착색제 및 2종 이상의 비드가 존재하게 된다.

본 고안에 사용되는 2종 이상의 비드는 0.1 내지 200㎛, 바람직하게는 0.1 내지 100㎛ 범위 내에서 서로 다른 평균 입경을 갖는다.

비드의 평균 입경이 200㎛를 초과하는 경우에는 시야각이 나빠지는 문제가 있고, 0.1㎛ 보다 작은 경우에는 휘도 저하의 문제가 있어 바람직하지 못하다.

본 고안에 따라 서로 다른 평균 입경의 비드가 혼합되어 있는 것이 단일 입경의 비드만이 존재하는 것에 비해 광확산의 효과 및 시야각을 넓히고 광원이 보이지 않게 하는데 효과가 있다.

이는 입경이 큰 비드 사이의 공극을 입경이 작은 비드로 메움으로써 기재의 단위 면적당 비드 수를 증가시킬 수 있기 때문이다.

이들 2종 이상 비드는 서로 간의 평균 입경의 차가 0.01 내지 100㎛ 범위인 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 사용되는 2종 이상의 비드는 1.30 내지 2.50, 바람직하게는 1.4 내지 1.9 범위 내에서 서로 다른 굴절률을 갖는다.

비드의 굴절률이 1.30 미만인 경우에는 시야각이 나빠지고, 2.50을 초과할 경우에는 휘도가 저하되는 이유로 바람직하지 못하다.

즉, 광의 굴절률이 서로 다른 비드를 적절히 혼합하여 사용함으로써 원하는 휘도 및 충분한 시야각을 얻을 수 있다.

이들 2종 이상의 비드는 서로 간의 굴절률의 차가 0.01 내지 1.0 범위인 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 비드로서 유기 비드, 무기 비드 및 유-무기 혼합비드가 모두 사용될 수 있으며, 이의 재료로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계, 메틸실리콘이나 폴리유기실록산과 같은 실리콘계, 멜라민 포름알데히드와 같은 멜라민계, 폴리스티렌이나 메틸스티렌과 같은 스티렌계, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)-폴리스티렌(PS)과 같은 아크릴-폴리스티렌계, 디비닐벤젠과 같은 비닐계, 탄산칼슘(CaCO₃), 실리카(SiO₂), SiO₂-함유 폴리메틸메타크릴레이트가 사용될 수 있다.

상기 비드는 바인더 수지 100 중량부 기준으로 5 내지 400 중량부, 바람직하게는 5 내지 150 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

비드의 함량이 5 중량부 미만인 경우 비드가 충분히 골고루 도포되지 않으며, 400 중량부를 초과하는 경우 시야각이 감소하거나 휘도가 감소되는 문제가 있어 바람직하지 못하다.

본 고안에서 바인더 수지로는 1핵형 이상의 투명한 수지, 예를 들면 아크릴계 수지 혹은 우레탄계 수지가 사용될 수 있다.

또한, 상기 착색제는 입사되는 외부광을 흡수하여 외부광의 반사량을 줄임으로써 투사 이미지의 콘트라스트를 향상시키는 역할을 한다.

상기 착색제로는 검은색 염료 또는 안료가 사용되며, 이의 예로는 카본블랙을 들 수 있다.

상기 착색제는 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 200 중량부, 바람직하게는 1 내지 100 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

착색제의 함량이 1 중량부 보다 적으면 첨가한 효과가 미미하고, 200 중량부 보다 많으면 투사형 스크린의 휘도가 감소하여 바람직하지 않다.

본 고안에 따른 경화제로는 이소시아네이트계 경화제를 사용할 수 있으며(특히, 바인더 수지가 2핵형 이상의 수지인 경우에 적합), 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 40 중량부의 양으로 사용할 수 있다.

본 고안에서는 통상적으로 사용되는 용매를 필요에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있으며, 이의 예로는 물, 알코올계, 페놀계, 에테르계, 알데히드계, 케톤계, 카복시산계 및 아미노기로 치환된 아민계 유기 용매를 들 수 있다.

상기 착색 바인더 수지층을 기재 위에 형성하는 방법은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있으며, 기재의 재질 및 형상에 따라 예를 들면, 메이어 바 코팅방식, 에어나이프(Air knife) 코팅방식, 그라비아(Gravure) 코팅방식, 리버스 롤(Reverse roll) 코팅방식, 스프레이 코팅방식 및 브레이드 롤(Blade roll) 코팅방식 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다.

이때, 착색 바인더 수지층의 두께는 2 내지 100㎛가 적당하다.

두께가 2㎛ 보다 얇게 되면 수지층 속으로 배치되는 비드를 고정하기가 어렵고 광원이 보이기 쉬우며, 두께가 100 ㎛ 보다 두꺼우면 휘도가 작아지므로 바람직하지 않다.

본 고안의 기재로는 아크릴, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 등과 같은 플라스틱 필름, 유리, 유리섬유, 세라믹섬유, 섬유포, 합성지 등 광 투과성을 갖는 재료가 사용되고, 특히 프로젝터의 렌즈로부터 방사되는 이미지의 빔 투과율 및 스크린의 휘도를 증가시키려면 유리로 형성될 수 있으며, 무게가 가볍고 저렴하게 제작하기 위해서는 투명한 아크릴판으로 형성될 수 있다.

기재의 두께는 특히 한정되지는 않지만 상기한 투과율, 휘도, 무게 등으로 고려하여 5 내지 10,000㎛가 바람직하다.

통상적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 기재(24)의 한쪽면 또는 양쪽면에 본 고안에 따른 착색 바인더 수지층(23,25)을 형성한 후, 아크릴계 또는 우레탄계 점착제나 접착제와 같은 점착층(27)을 도포하거나 점착 또는 접착테이프를 사용하여 기재(24) 또는 착색 바인더 수지층(23)에 이형필름(투명기판)(28)을 결합시켜 투사형 스크린을 완성할 수 있다.

이때, 투명기판(28)이 결합되지 않는 착색 바인더 수지층(25) 면 위에는 보호필름(26)을 위치시킬 수 있다.

본 고안에 따르면 영상발생장치에서 생성된 영상을 직접적으로 또는 거울에 반사시켜 본 고안의 투사형 스크린에 확대 투사하는 것을 포함하는 전면 또는 배면 투사형 시스템이 제공된다.

영상발생장치로는 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD) 및 DLP 방식 디스플레이 등의 수단을 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 고안의 투사형 스크린은 시청자측의 정면에서 보았을 때 프로젝터의 광원이 보이지 않으며, 휘도가 높고 시야각을 크게 개선하는 효과를 가지므로, 다양한 전면 또는 배면 투사형 시스템에 효율적으로 이용될 수 있다.

또한, 비드 조성에 따라 원하는 휘도 및 시야각으로의 조절이 가능하여 다양한 종류의 투사형 스크린 제품을 제조할 수 있다.

이하, 본 고안을 하기 실시예 및 비교예에 의거하여 좀더 상세히 설명하고자 한다.

단, 하기 실시예는 본 고안을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하지는 않는다.

〈실시예 1〉

메틸에틸케톤/톨루엔/옥시톨 혼합용매에 하기의 바인더 수지 100 중량부, 착색제 3 중량부 및 경화제 20 중량부를 용해시킨 후 교반하면서 하기의 3종의 비드 80 중량부를 투입하여 분산시켰다.

이와 같이 제조한 조성물을 기재의 한쪽면에 도포하고 100∼150℃의 열을 가해 12㎛ 두께의 착색 바인더 수지층을 기재 한쪽면에 형성하였다.

바인더 수지 : 아크리딕 AA-960-50(애경화학사 제품)

경화제 : 브루녹 DN-950(애경화학사 제품)

비드(3종) : 폴리메틸메타크릴레이트 비드(평균 입경 5㎛, 굴절률 1.49)

메틸실리콘 비드(평균 입경 2㎛, 굴절률 1.42)

멜라민 포름알데히드 비드(평균 입경 2㎛, 굴절률 1.57)

(중량비 = 100:74:30)

착색제 : 카본블랙

〈실시예 2〉

메틸에틸케톤/톨루엔/옥시톨 혼합용매에 하기의 바인더 수지 100 중량부, 착색제 1.5 중량부 및 경화제 20 중량부를 용해시킨 후 교반하면서 하기의 3종의 비드 73.5 중량부를 투입하여 분산시켰다.

이와 같이 제조한 조성물을 기재의 양쪽면에 도포하고 100∼150℃의 열을 가해 12㎛ 두께의 착색 바인더 수지층을 기재 양쪽면에 형성하였다.

바인더 수지 : 아크리딕 AA-960-50(애경화학사 제품)

경화제 : 브루녹 DN-950(애경화학사 제품)

비드(3종) : 폴리메틸메타크릴레이트 비드(평균 입경 5㎛, 굴절률 1.49)

메틸실리콘 비드(평균 입경 2㎛, 굴절률 1.42)

멜라민 포름알데히드 비드(평균 입경 2㎛, 굴절률 1.57)

(중량비 = 100:74:30)

착색제 : 카본블랙

〈실시예 3〉

3종 비드를 62 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈실시예 4〉

3종 비드를 86 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈실시예 5〉

폴리메틸메타크릴레이트 비드 및 멜라민 포름알데히드 비드(2종)을 100:30의 중량비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈실시예 6〉

메틸실리콘 비드 및 멜라민 포름알데히드 비드(2종)을 100:30의 중량비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈실시예 7〉

탄산칼슘(CaCO₃) 비드(평균 입경 0.6㎛, 굴절률 1.6) 및 실리카(SiO₂) 비드 (평균 입경 2㎛, 굴절률 1.46)(2종)를 100:6의 중량비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈실시예 8〉

폴리메틸메타크릴레이트 비드, 메틸실리콘 비드 및 실리카(SiO₂) 비드(평균 입경 2.7㎛, 굴절률 1.47)(3종)를 100:70:20의 중량비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈실시예 9〉

폴리메틸메타크릴레이트 비드, 메틸실리콘 비드, 멜라민 포름알데히드 비드 및 실리카(SiO₂) 비드(평균 입경 2.7㎛, 굴절률 1.47)(4종)를 100:70:30:20의 중량비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈실시예 10〉

폴리메틸메타크릴레이트 비드, 메틸실리콘 비드(2종)를 100:15의 중량비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈비교예 1〉

폴리메틸메타크릴레이트 비드(1종)만을 73.5 중량부의 양으로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈비교예 2〉

멜라민 포름알데히드 비드(1종)만을 73.5 중량부의 양으로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈비교예 3〉

메틸실리콘 비드(1종)만을 73.5 중량부의 양으로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 기재 양쪽면에 착색 바인더 수지층을 형성하였다.

〈시험예〉

상기 실시예 1-10 및 비교예 1-3에서 제조된 투사형 스크린에 대해서 휘도 및 시야각을 하기와 같은 방법으로 측정하여 측정된 결과를 광원 은폐력 유무와 함께 하기 표 1에 나타내었다.

〈휘도 및 시야각 측정방법〉

＊휘도계 : BM-7 Luminance Colorimeter (TOPCON)

1. 암실의 조건에서 일정한 세기의 광원을 준비

2. 준비된 광원 전면에 시편을 배치

3. 시편의 전면에 휘도계를 위치시킴

4. 초점을 맞춤

5. 시편에서의 법선휘도 측정

6. 휘도계의 위치를 각도에 따라 이동하여 측정

(실시예 1의 측정 휘도를 100으로 기준하여 평가)

상기 표 1로부터 단일 비드를 사용한 비교예의 경우 비교예 1 및 3은 광원이 보여 제품으로 사용하기에 부적합할 뿐 아니라 시야각이 크게 떨어지며, 비교예 2는 휘도가 매우 낮은 반면, 평균 입경 및 굴절률이 서로 다른 2종, 3종 및 4종의 비드를 혼합하여 사용한 실시예 1 내지 10은 휘도 및 시야각이 모두 우수하고 광원 또한 보이지 않음을 알 수 있다.

본 고안의 투사형 스크린은 시청자측의 정면에서 보았을 때 프로젝터의 광원이 보이지 않으며, 휘도가 높고 시야각을 크게 개선하는 효과를 가지므로, 다양한 전면 또는 배면 투사형 시스템에 효율적으로 이용될 수 있다.

또한, 비드 조성에 따라 원하는 휘도 및 시야각으로의 조절이 가능하여 다양한 종류의 투사형 스크린 제품을 제조할 수 있다.

도 1은 배면 투사 시스템의 기본구성을 예시한 개략도

도 2는 본 고안의 일 실시예를 나타내는 투사형 스크린의 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 스크린 12 : 거울

13 : 프로젝터 21 : 제1비드

22 : 제2비드 23,25 : 착색 바인더 수지층

24 : 기재 26 : 보호필름

27 : 점착층 28 : 이형필름(투명기판)

Claims (16)

1. 광 투과성의 기재와, 상기 기재의 한쪽면 또는 양쪽면에 착색제 및 평균 입경과 굴절률이 서로 다른 2종 이상의 비드를 함유하는 착색 바인더 수지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 각각의 비드가 0.1∼200㎛ 범위의 평균 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 각 비드 간의 평균 입경의 차이가 0.1∼100㎛ 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 각각의 비드가 1.30∼2.50 범위의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 각 비드 간의 굴절률의 차이가 0.01∼1.0 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
6. 청구항 1에 있어서, 비드가 폴리메틸메타크릴레이트, 메틸실리콘, 폴리유기실록산, 멜라민 포름알데히드, 폴리스티렌, 메틸스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트-폴리스티렌, 디비닐벤젠, 탄산칼슘(CaCO₃), 실리카(SiO₂) 및 SiO₂-함유 폴리메틸메타크릴레이트 중에서 선택된 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
7. 청구항 1에 있어서, 비드가 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 40 중량부의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
8. 청구항 1에 있어서, 바인더 수지가 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지임을 특징으로 하는 투사형 스크린.
9. 청구항 1에 있어서, 착색제가 카본블랙임을 특징으로 하는 투사형 스크린.
10. 청구항 1에 있어서, 착색제가 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 200 중량부의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
11. 청구항 1에 있어서, 착색 바인더 수지층이 이소시아네이트계 경화제를 함유하는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
12. 청구항 11에 있어서, 경화제가 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 40 중량부의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
13. 청구항 1에 있어서, 착색 바인더 수지층이 2 내지 100㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
14. 청구항 1에 있어서, 광 투과성의 기재가 아크릴, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 유리, 유리섬유, 세라믹섬유, 섬유포 및 합성지 중에서 선택된 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사형 스크린.
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