DE102008005597A1

DE102008005597A1 - Projektionsbildschirm

Info

Publication number: DE102008005597A1
Application number: DE200810005597
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Herfurtner
Original assignee: LUMIN VISUAL TECHNOLOGIES AG
Current assignee: EVOLUCE AG, 85399 HALLBERGMOOS, DE
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2009-07-30

Abstract

Bei einem Projektionsbildschirm (10) ist dessen Bildschirmfläche (16) mit einem gespannten Netz gebildet, welches zumindest an einer seiner flächigen Seiten mit einer Emulsion (18) beschichtet ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Projektionsbildschirm, insbesondere einen Projektionsbildschirm für Projektionen mit einer Bildschirmdiagonalen von 0,1 bis 12 m.
Derartige Projektionsbildschirme werden in Kombination mit einem zugehörigen Projektor verwendet, um an ihrer Bildschirmfläche ein von dem Projektor ausgestrahltes Bild optisch darzustellen. So ist beispielsweise aus JP 2002-207 252 A ein Projektionsbildschirm bekannt, bei dem die Bildschirmfläche aus einem mit Harz imprägnierten Papier gestaltet ist. Aus JP 10 2004-045 443 A ist ein Projektionsbildschirm bekannt, dessen Bildschirmfläche mittels eines monifilen Gewebes gebildet ist.
Aus WO 03/054624 A1 ist ein Projektionsbildschirm für eine Bildprojektion bekannt, bei dem ein die Schirmgeometrie festlegender, transparenter Träger mit einer lichtstreuenden Schicht überdeckt ist. Die lichtstreuende Schicht ist als Beschichtung einer sehr dünnen, transparenten Folie ausgeführt. Die Folie ist an einem separatem Träger befestigt und gegenüber dem Träger optisch, vorzugsweise durch einen Luftspalt, gekoppelt.
Aus WO 02/057850 A1 ist ein Projektionsschirm aus einem Verbundglas bekannt, bei dem die Bildschirmfläche mittels wenigstens zweier miteinander über eine Kunststoffschicht verbundener Glasscheiben gestaltet ist. Die dem zugehörigen Projektor zugewandte Glasscheibe ist an ihrer Außenseite mit einer sich zumindest über den Projektionsbereich erstreckenden, transluzenten keramischen Beschichtung versehen.
Ziel der genannten Beschichtungen an den genannten Bildschirmflächen ist es, den Koronaeffekt zu reduzieren und ferner für eine Oberflächenrauhigkeit zu sorgen, welche zum einen eine (hinsichtlich Bildkontrast und Bildauflösung) optisch sehr ansprechende Bildwiedergabe ermöglicht und zum anderen zugleich Spiegelungen an der Bildschirmfläche vermeidet.
Zugrundeliegende Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Projektionsbildschirm zu schaffen, der kostengünstig hergestellt werden kann und zugleich hervorragende Bildwiedergabequalität aufweist.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Projektionsbildschirm gelöst, dessen Bildschirmfläche mit einem gespannten Netz bzw. Gewebe gebildet ist, welches zumindest an einer seiner flächigen Seiten mit einer Emulsion beschichtet ist.
Die erfindungsgemäß auf einem gespannten Netz aufgebrachte Emulsion ist vorteilhaft auf der Vorderseite und/oder der Rückseite des gespannten Netzes aufgebracht. Ferner füllt die erfindungsgemäße Emulsion vorteilhaft auch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Fäden des erfindungsgemäß gespannten Netzes. Bei einer weiteren Alternative der Erfindung sind nur die Zwischenräume zwischen den einzelnen Fäden des gespannten Netzes mit der Emulsion gefüllt.
Mit der erfindungsgemäßen Kombination eines Netzes bzw. Gewebes und einer Emulsion wird vorteilhaft unter anderem der Umstand genutzt, dass diese beiden Materialien unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, welches zu einer insgesamt vorteilhaften Lichtbrechung in der erfindungsgemäß ausgebildeten Emulsionsschicht führt. So ist gemäß der Erfindung insbesondere eine Kombination eines Netzes mit einer Emulsion bevorzugt, bei der die Emulsion an der Gesamtlichtbrechung einen Anteil von 75 bis 95% und das Netz bzw. Gewebe einen Anteil von 5 bis 25% ausmacht.
Die erfindungsgemäße Kombination eines gespannten Netzes bzw. Gewebes mit einer daran angebrachten Emulsion ist überraschend einfach und kostengünstig herzustellen. Die derartige Bildschirmfläche weist hervorragende optische Eigenschaften auf und ist über die Lebensdauer des zugehörigen Projektionsbildschirms hinweg beständig und kratzfest.
Das gespannte Netz bzw. Gewebe ist vorteilhaft aus PET (Polyethylen-Gewebe) hergestellt. Alternativ ist das Netz aus PE (Polyester) oder PA (Polyamid) hergestellt. Vorteilhaft werden als erfindungsgemäßes Netz bzw. Gewebe Siebe verwendet, wie sie aus dem Siebdruckbereich bereits bekannt sind. Derartige Siebe sind als solche ausentwickelt und können kostengünstig bereitgestellt werden.
Das erfindungsgemäße gespannte Netz ist ferner vorteilhaft in einem Rahmen gehaltert, der die sich im Netz ergebenden Zugkräfte aufnimmt.
Besonders vorteilhaft ist das gespannte Netz mit einer einzelnen Fadenart als monofiles Gewebe gestalten. Es ergibt sich bei einem derartigen Gewebe eine besonders gleichmäßige und Richtungsunabhängige Gewebestruktur.
Der Fadendurchmesser des erfindungsgemäß verwendeten Gewebes beträgt vorteilhaft 20 μm bis 500 μm, insbesondere 20 μm bis 50 μm und am bevorzugtesten 40 μm.
Vorteilhaft befinden sich im Gewebe 5 bis 500 Fäden pro Zentimeter, insbesondere 100 bis 150 Fäden pro Zentimeter. Am bevorzugtesten ist das Gewebe mit 120 Fäden pro Zentimeter gewebt.
Die Emulsion ist vorteilhaft mit einer Schichtdicke von 5 bis 500 μm, insbesondere 100 bis 250 μm auf dem gespannten Netz aufgebracht. Vor einem Aufbringen der Emulsion, welches besonders bevorzugt im Sprühverfahren oder alternativ mittels Beschichtungsrinnen oder einem Siebdruckverfahren erfolgt, wird das erfindungsgemäße, gespannte Netz vorteilhaft entfettet und gereinigt. Bei einem Aufsprühen der erfindungsgemäß verwendeten Emulsion wird diese besonders bevorzugt im Rauteverfahren, d. h. mittels mehrerer Sprühvorgänge aufgetragen, deren Bewegungsrichtungen beim Aufbringen zueinander in einem Winkel zwischen 30 und 60°, insbesondere 45° versetzt sind.
Die erfindungsgemäß auf das gespannte Netz aufgebrachte Emulsion ist vorteilhaft aus einem Anteil an Transparentlack und einem Anteil an transparenten Kunststoff-Kügelchen gebildet.
Die Kunststoff-Kügelchen sind besonders bevorzugt aus PMMA (Polymethylmethacrylat, (C₅H₈O₂)_x) hergestellt. Darüber hinaus ist die Emulsion vorteilhaft zusätzlich mit Kontrastpartikeln versetzt, insbesondere Flammruß mit einem Gewichtsprozentanteil von bis zu 5% insbesondere 0,05% bis 0,50%. Die Emulsion wird vorteilhaft in mehreren Schichten, insbesondere 1 bis 20 Schichten, besonders bevorzugt drei Schichten, aufgebracht, so dass insgesamt eine sich ergebende, besonders gleichmäßige Schichtdicke erreicht werden kann.
Der erfindungsgemäße Transparentlack ist gemäß einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Emulsion bevorzugt mit einem Einkomponentenlack hergestellt. Der Einkomponentenlack weist dabei bevorzugt 2,5 bis 10% N-Methyl-2-pyrrolidon und/oder kleiner gleich 2,5% 2-(2-Butoxy-ethoxy)ethanol auf. Die Dich te des erfindungsgemäß verwendeten Einkomponentenlacks ist vorteilhaft bei 20°C zwischen 1,05 und 1,1 g/cm³, insbesondere 1,076 g/cm³ (nach DIN 53217). Die kinematische Viskosität ist vorteilhaft bei 20°C zwischen 70 und 75 s, insbesondere 72 s (nach DIN 53211/4). Der Lösemittelgehalt ist vorteilhaft zwischen 6,5 und 6,7% organische Löschungsmittel, insbesondere 6,6% organische Lösemittel und/oder zwischen 34,1 und 34,5% Wasser, insbesondere 34,3% Wasser.
Alternativ ist der erfindungsgemäß genutzte Transparentlack mit einem Zweikomponentenlack hergestellt. Der Zweikomponentenlack weist vorteilhaft eine Lackkomponente mit 2,5 bis 10% N-Methyl-2-pyrrolidon auf und 2,5 bis 10% 2-Buthoxy-ethylacetat. Die Dichte bei 20°C dieser Lackkomponente ist vorteilhaft zwischen 1,140 und 1,185 g/cm³, insbesondere 1,162 g/cm³ (nach DIN 53217). Die dynamische Viskosität dieser Lackkomponente ist vorteilhaft bei 20°C zwischen 3400 und 3600 mPas, insbesondere 3500 mPas. Der Lösemittelgehalt an organischen Lösemitteln ist vorteilhaft zwischen 7,2 und 7,6%, insbesondere 7,4%. Der Lösemittelgehalt an Wasser ist vorteilhaft zwischen 36,9 und 37,3%, insbesondere 37,1%. Die Härtekomponente des Zweikomponentenlacks weist als Inhaltsstoffe insbesondere zwischen 50 und 100% Aliphatic polyisocyanate homopolymer auf. Ferner können 2,5 bis 10% 2-Buthoxi-ethylacetat und/oder kleiner gleich 2,5% Hexamethylen-1,6-diisocyanat in der Härterkomponente enthalten sein. Die Dichte der Härterkomponente ist vorteilhaft bei 20°C zwischen 1,110 und 1,150 g/cm³, insbesondere 1,131 g/cm³ (nach DIN 53217). Die kinematische Viskosität der Härterkomponente ist vorteilhaft bei 20°C zwischen 220 und 230 s, insbesondere 210 s (nach DIN 53211/4). Der Lösemittelgehalt an organischen Lösemitteln ist vorteilhaft zwischen 9,0 und 9,2%, insbesondere 9,1%.
Mit den oben genannten Zusammensetzungen des erfindungsgemäß verwendeten Transparentlacks kann dieser besonders vorteilhaft mit den erfindungsgemäß verwendeten transparenten Kunststoff-Kügelchen vermischt und verarbeitet werden. Ferner kann mit den derartigen Transparentlacken ein besonders vorteilhaf tes Zusammenspiel der Brechungsindizes von Transparentlack und Kunststoff-Kügelchen erreicht werden.
Vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Transparentlack ferner auf Wasserbasis hergestellt. Dies ermöglicht insbesondere, dass vor der Verarbeitung des Transparentlacks diesem weiteres Wasser zugegeben werden kann, um insbesondere die Viskosität des Transparentlacks und der gesamten Mischung aus Transparentlack und transparenten Kunststoff-Kügelchen für die Verarbeitung besonders vorteilhaft einzustellen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Kunststoff-Kügelchen weisen besonders vorteilhaft eine mittlere Partikelgröße von 6 bis 15 Mikrometern auf. Ferner sind vorteilhaft maximal 0,2% der Kügelchen bzw. Partikel größer als 30 Mikrometer. Mit größeren Kunststoff-Kügelchen ergibt sich eine strukturiertere Oberfläche des erfindungsgemäßen Projektionsbildschirms, was insbesondere bei besonders großflächigen Projektionsbildschirmen gewünscht sein kann.
Die spezifische Dichte der erfindungsgemäß verwendeten Kunststoff-Kügelchen liegt vorteilhaft zwischen 1,00 und 1,20 g/cm³, insbesondere bei 1,11 g/cm³. Bei einer anderen Variante der erfindungsgemäßen Kunststoff-Kügelchen liegt derren Dichte vorteilhaft bei 20°C zwischen 1,15 und 1,19 g/cm³, insbesondere bei 1,17 g/cm³, mit einer Stampfdichte zwischen 550 und 700 kg m³, insbesondere 650 g/cm³ (nach DIN 53194).
Vorteilhaft sind die Kunststoff-Kügelchen ferner aus PMMA (Polymethylmetacrylat – chemische Formel: (C₅H₈O₂)_x) hergestellt. Die Kunststoff-Kügelchen sind dabei vorteilhaft nicht eingefärbt. Die Kunststoff-Kügelchen sind insbesondere bei 20°C in Wasser unlöslich.
Der Gewichtsprozentanteil der Kunststoff-Kügelchen beträgt in der Emulsion bevorzugt zwischen 15 und 55%, insbesondere zwischen 38 und 48%. Die kinema tische Viskosität bei 20°C der erfindungsgemäßen Emulsion ist vorteilhaft auf zwischen 30 und 100 s eingestellt. Zur Einstellung der Viskosität kann der erfindungsgemäßen Emulsion insbesondere vorteilhaft Wasser beigefügt werden, nämlich dann wenn auch der Transparentlack, wie oben erläutert auf Wasserbasis herstellt ist. Durch Beimischung einer großen Menge an Kunststoff-Kügelchen ergibt sich eine vergleichsweise zähe Emulsion, die in relativ großen Schichtdicken auf die zugehörige Projektionsbildschirmfläche aufgebracht werden kann. Auf diese Weise können die Herstellungszeiten und damit auch -kosten des erfindungsgemäßen Projektionsbildschirms gering gehalten werden. Alternativ können weniger Kunststoff-Kügelchen bzw. Partikeln der Emulsion beigesetzt werden, wobei dann vorteilhaft mehrere, vergleichsweise dünne Schichten an Emulsion auf die zugehörige Projektionsbildschirm-Fläche aufgebracht werden. Die derart übereinander gelagerten Schichten an Emulsion führen zu einer besonders gleichmäßig ausgestalteten Gesamtschicht an Emulsion und damit zu besonders guten optischen Eigenschaften.
Um diese optischen Eigenschaften weiter zu verbessern, sind bei der erfindungsgemäßen Emulsion ferner vorteilhaft Kontrastpartikel, insbesondere Flammruß, mit einem Gewichtsprozentanteil von bis zu 5%, insbesondere 0,05 bis 0,50% beigemengt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Projektionsbildschirms,
2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Projektionsbildschirms und
3 das Detail III in 1 und 2.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist ein Projektionsbildschirm 10 veranschaulicht, der auf seiner Vorderseite von einem Benutzer 12 betrachtet wird, während er rückseitig von einem Projektor 14 angestrahlt wird.
In 2 ist eine Ausführungsvariante eines Projektionsbildschirms 10 dargestellt, bei dem die zugehörige Bildschirmebene 12 nicht senkrecht bzw. vertikal sondern weitgehend geneigt in die Horizontale angeordnet ist. Ein derartiger Projektionsbildschirm 10 gemäß 2 wir auch als Tisch-Bildschirm bezeichnet. Im Übrigen ist der Projektionsbildschirm 10 gemäß 2 im Hinblick auf die Anordnung eines Projektors 16 wie die in 1 dargestellte Ausführungsvariante gestaltet.
Der Projektionsbildschirm 10 ist (siehe auch 3) mit einer Bildschirmfläche 16 gestaltet, auf die der Benutzer 12 sieht. Die Bildschirmfläche 16 ist mit einem gespannten Netz gestaltet. Dieses ist aus einem monofilen Polyethylen-Gewebe mit einzelnen miteinander verwobenen Fäden 20 gebildet, wie es auch auf Siebdruckapplikationen verwendet wird. Der Fadendurchmesser der Fäden 20 beträgt ca. 40 μm. Im Gewebe befinden sich ca. 120 Fäden pro Zentimeter. Das monofile Polyethylen-Gewebe ist in einem (nicht näher veranschaulichten) Rahmen eingespannt.
Auf der dem Benutzer 12 zugewandeten Seite der Bildschirmfläche 16, also auf der Vorderseite des Projektionsbildschirms 10, ist auf die Bildschirmfläche 16 eine Emulsion 18 schichtförmig aufgebracht.
Die Emulsion 18 ist mit einem Anteil eines Transparentlacks 22 und einem Anteil transparenter Kunststoff-Kügelchen 24 gebildet. Die Kunststoff-Kügelchen 24 weisen eine mittlere Partikelgröße von 6 bis 15 Mikrometern auf und sind aus transparentem Polymethylmethacrylat hergestellt. Der Gewichtsprozentanteil der Kunststoff-Kügelchen 24 beträgt innerhalb der Emulsion 18 ca. 44%. Ferner enthält die Emulsion 18 als Kontrastmittel 26 Flammruß mit einem Gewichtsprozentanteil von ca. 0,25%.
Wie in 3 ferner zu erkennen ist, wird die Emulsion 18 auf die Projektionsbildschirm-Fläche 16 beschichtet, nämlich mittels eines Sprühverfahrens in mehreren dünnen Schichten. Die Emulsion wird vorteilhaft in bis zu 20 Schichten aufgebracht, insbesondere in 1 bis 3 Schichten. Dabei werden die einzelnen Schichten nacheinander, einzeln im Rauteverfahren mittels einer (nicht dargestellten) Sprühpistole von einem Roboter aufgesprüht. Die Emulsion 18 weist derart aufgebracht bevorzugt eine Schichtdicke von 5 μm bis 500 μm, insbesondere 150 μm auf.
Vor dem Aufsprühen wird die Emulsion 18 durch Vermischen des Transparentlacks 20 in Gestalt eines Einkomponentenlacks auf Wasserbasis mit den als Schüttgut bereitgestellten Kunststoff-Kügelchen 22 vorbereitet. Zum Einstellen einer vorbestimmten Viskosität der Emulsion 18 wird dieser eine angemessene Menge Wasser beigefügt, so dass sich eine Gesamtviskosität der Emulsion 18 von ca. 55 s ergibt. Auf diese Weise wird die Gesamtschicht der Emulsion 18 mit einem Leuchtdichtefaktor von ca. 1,0 ausgebildet.
Abschließend sei angemerkt, dass sämtlichen Merkmalen, die in den Anmeldungsunterlagen und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen genannt sind, trotz dem vorgenommenen formalen Rückbezug auf einen oder mehrere bestimmte Ansprüche, auch einzeln oder in beliebiger Kombination eigenständiger Schutz zukommen soll.

10: Projektionsbildschirm
12: Benutzer
14: Projektor
16: Bildschirmfläche
18: Emulsion
20: Faden
22: Transparentlack
24: Kunststoff-Kügelchen
26: Kontrastmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2002-207252 A [0002]
- JP 102004-045443 A [0002]
- WO 03/054624 A1 [0003]
- WO 02/057850 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 53217 [0019]
- DIN 53211/4 [0019]
- DIN 53217 [0020]
- DIN 53217 [0020]
- DIN 53211/4 [0020]
- DIN 53194 [0024]

Claims

Projektionsbildschirm (10) dessen Bildschirmfläche (16) mit einem gespannten Netz gebildet ist, welches zumindest an einer seiner flächigen Seiten mit einer Emulsion (18) beschichtet ist.
Projektionsbildschirm nach Anspruch 1, bei dem das gespannte Netz aus einem PET-Gewebe gebildet ist.
Projektionsbildschirm nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das gespannte Netz in einem Rahmen gehaltert ist.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das gespannte Netz mittels eines Fadens (20) als monofiles Gewebe gestaltet ist.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das gespannte Netz mittels eines Fadens (20) mit einem Fadendurchmesser von 20 bis 500 μm, insbesondere 20 bis 50 μm gestaltet ist.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das gespannte Netz mittels 5 bis 500 Fäden (20) pro cm, insbesondere 100 bis 150 Fäden pro cm gestaltet ist.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Emulsion (18) in einer Schichtdicke von 5 bis 500 μm, insbesondere 100 bis 250 μm auf dem gespannten Netz aufgebracht ist.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Emulsion (18) mit einem Anteil an Transparentlack (22) und einem Anteil an transparenten Kunststoff-Kügelchen (24) gebildet ist.
Projektionsbildschirm nach Anspruch 8, bei der der Transparentlack (22) mit einem Einkomponentenlack hergestellt ist.
Projektionsbildschirm nach Anspruch 8, bei der der Transparentlack (22) mit einem Zweikomponentenlack hergestellt ist.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der der Transparentlack (22) auf Wasserbasis hergestellt ist.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der die Kunststoff-Kügelchen (24) eine mittlere Partikelgröße von 6 bis 15 Mikrometer aufweisen.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der die Kunststoff-Kügelchen (24) aus PMMA hergestellt sind.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der die Kunststoff-Kügelchen (24) einen Gewichtsprozentanteil von 15 bis 55%, insbesondere 38 bis 48% der Emulsion (18) ausmachen.
Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Emulsion (18) Kontrastpartikel (26), insbesondere Flammruß mit einem Gewichtsprozentanteil von bis zu 5%, insbesondere 0,05% bis 0,50% beigemengt sind.