KR0140051B1 - 투과형스크린 및그 제조방법 - Google Patents
투과형스크린 및그 제조방법Info
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Abstract
본 발명은, 투사형텔레비젼수상기 사용되는 투과형스크린 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 우수한 밝기, 높은 콘트라스트, 넓은 시야각, 외부광에 대해 우수한 콘트라스트, 우수한 선명감 및 외광의 영상의 낮은 반사를 가지는 투과형 스크린을 얻는 것을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 전면광확산패널(2)과 ; 이 앞면광확산패널(2)의 내측의 왕입사측에 배치되고, 복수의 렌즈면이 형성된 양면볼록렌즈시이트(3)와 ; 이 양면볼록렌즈시이트(3)의 광입사측에 배치되고, 복수의 렌즈면을 형성한 양면볼록렌즈시이트(4)로 구성되고, 이 전면광확산패널(2)은, 스크린기능과 기계적강도유지기능을 가진다. 또한, 전면광확산패널(2)은, 양면볼록렌즈시이트(3)와 프레넬렌즈시이트(7)를 장착고정하는 수단을 가진 것을 특징으로 한 것이다.
Description
제1도는 본 발명의 투과형스크린의 구성의 일예를 개략적으로 표시한 단면도
제2도는 본 발명의 투과형스크린에 구성의 다른 일예를 개략적으로 표시한 단면도
제3도는 본 발명의 투과형스크린의 구성의 또다른 일예를 개략적으로 표시한 단면도
제4도는 본 발명의 투과형스크린의 구성의 또다른 일예를 개략적으로 표시한 단면도
제5도는 본 발명에 구성되는 반사방지막에 관한 반사방지의 기본이론의 설명도
제6도는 본 발명에 의한 반사방지막코팅의 측정된 반사율을 도시한 그래프
제7도(A)는 본 발명의 투과형스크린캐비닛의 일실시예의 구조 및 조립구성을 표시한 입체도
제7도(B)는 제7도(A)의 A면을 따라서 취한 단면도
제8도(A)는 본 발명의 투과형스크린캐비닛의 다른 일실시예의 구조 및 조립 구성을 표시한 입체도
제8도(B)는 제8도(A)의 A면을 따라서 취한 단면도
제9도는 종래의 투과형스크린의 구성의 일예를 개략적으로 표시한 사시도
제10도는 종래의 투과형스크린의 구성의 일예를 개략적으로 표시한 단면도
제11도는 종래의 투과형스크린캐비닛의 구조와 조립구성을 표시한 다면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
(1) 투과형 스크린 (2) 전면광학산패널
(3) 양면볼록렌즈시이트(4) 입시광측양면볼록렌즈
(5) 출사광측양면볼록렌즈(6) 프레넬렌즈
(7) 프레넬렌즈시이트(8) 투명층
(9) 박형확산층(10) 광확산재
(11a) 입사광선a(11b) 입사광선b
(12) 캐비닛 본체(13) 장착홀더볼록부
(14) 장착홀더오목부(15) 스크린밀착고정부
(16) 외부 광흡수층 (17) 표면확산층
(18) 광확산층(19) 반사방지막
(20) 입사광 (21) 입사광측매질(공기)
(22) 박막 (23) 박막의 상면반사광
(24) 박막의 하면반사광 (25) 기판
(26) 반사광속의 강도 (27) 아크릴수지의 반사율
(28) 사이톱코팅후의 반사율(29) 스크린밀착고정부
(61) 프레넬렌즈시이트 (62) 양면볼록렌즈시이트
(63a) 입사광선a(63b) 입사광선b
(64) 프레넬렌즈 (65) 입사광측양면볼록렌즈
(66) 출사광측양면볼록렌즈(67) 외광흡수층
(68) 광학산재 (69) 투명패널
(71) 장착프레임(72) 장착보스
(73) 장착금속부재(74) 장착나사
(75) 홀더볼록부 (76) 홀더오목부
(77) 캐비닛본체
본 발명은 투사형 텔레비젼수상기에 사용되는 투과형스크린 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 투과형스크린의 일예를 제9도와 제10도에 표시한다. 제9도에 표시한 바와 같이, 종래의 투과형스크린은, 프레넬렌즈(64)를 구비한 프레넬렌즈시이트(61)와, 이 프레넬렌즈시이트 (61)의 앞면에 중첩된 양면볼록렌즈시이트(62)로 이루어진 시이트이다.
상기 양면볼록렌즈시이트(62)에는, 화상의 매칭을 향상시키고 또한 수직의 시야를 확대하기 위하여, 스크린기판중에 유리나 고분자부재 등의 광학산성미립자 즉, 광학산재(68)가 혼입되어 있다. 또, 상기 양면볼록렌즈시이트(62)의 양면에 원통형상의 양면볼록렌즈(65), (66)가 형성되어 있다. 또한, 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위하여, 입사광측의 양면볼록렌즈(65)의 비집광부에 돌기형상의 흑색줄무늬 즉, 외부광흡수층(67)이 소정피치의 줄무늬형상으로 형성되어 있다.
그러나, 제10도에 표시한 바와 같이, 상기와 같은 종래의 구성에서는, 양면 볼록렌즈시이트(62)내에 혼입되어 있는 광학산재(68) 때문에, 입사광의 일부가 제10도의 입사광선(63a)에 표시한 바와 같이 미광(stray light)이 된다. 그 결과, 해상력의 열화, 컬러시프트(color shift)나 컬러세이딩(color shading)에 의한 컬러성능의 악화 및 출사광의 광량손실에 의한 밝기의 저하가 발생하는 문제를 가지고 있다.
또, 광학산재의 일부는, 양면볼록렌즈시이트(62)의 원통형상의 양면볼록렌즈(65)의 표면이나 비집광부에서의 돌기형상의 흑색줄무늬(67)의 표면에 돌출하고, 양면볼록렌즈시이트(62)의 표면이 요철로 되어 있다.
따라서, 양면볼록렌즈시이트(62)의 출사광측의 표면에 외부광이 조사되었을 때에, 난반사가 발생하고, 스크린면이 약간 흰색으로 된다. 그 결과, 콘트라스트의 저하가 발생하는 문제가 있다.
이와 같은 밝기의 저하 및 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 개선하기 위하여, 제10도에 도시한 바와 같이 스크린의 전면에 광의 투과율을 낮추는 유리 또는 플라스틱제의 투명패널(69)을 배치하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 이 경우, 투명패널(69)에 형광등, 전등, 주위의 인물, 창문 또는 물건등의 바람직하지 않은 외부광의 영상이 자주 발생하기 때문에, 화면이 알아보기 어렵다고 하는 문제가 발생한다.
이와 같은 투과형스크린을 장착한 종래의 투과형스크린캐비닛의 구성을 제11도에 표시한다. 제11도에 표시한 바와 같이, 텔레비젼수상기캐비닛본체(77)에 상기 투과형스크린을 장착하기 위해서는, 장착금속부재(73)와 장착나사(74)를 사용해서, 투명패널(69), 양면볼록렌즈시이트(62) 및 프레넬렌즈시이트(61)를, 장측프레임(71)에 형성된 장착보스(72)에, 견고하게 조여서 고정할 필요가 있다. 따라서 스크린의 장착에 장착부품이 필요하게 되고 부품의 개수가 증가하고 장착작업이 복잡해져서 원가상승이 요인이 된다.
본 발명의 목적은, 우수한 해상력, 우수한 컬러성능, 양호한 밝기, 높은 콘트라스트, 넓은 시야각, 외부광에 대해 우수한 콘트라스트, 우수한 선명강 및 외부광의 영상이 낮은 반사를 가지는 투과형스크린을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 우수한 스크린기능과 캐비닛구조체의 기능의 양쪽의 기능을 가진 투과형스크린캐비닛을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 부품의 개수가 적고, 제조공정이 간단하며, 원가가 절감된 투과형스크린캐비닛의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 투과형스크린은, 스크린기능을 가진 전면광학산패널과, 이 전면광확산패널의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 양면볼록렌즈시이트와, 이 양면볼록렌즈시이트의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 프레넬렌즈시이트를 가진 구성이다.
본 발명의 다른 투과형스크린캐비닛은, 스크린기능을 가진 전면광학산패널과, 이 전면광확산패널의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 양면볼록렌즈시이트와, 이 양면볼록렌즈시이트의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 프레넬렌즈시이트를 가진 투과형스크린과, 투사형텔레비젼수상기 캐비닛으로 구성되고, 이 투과형스크린이 상기 캐비닛에 장착된 구성이다.
본 발명의 또 다른 투과형스크린의 제조방법은, 복합성형에 의해 광확산재의 기판으로 이루어진 전면광학산패널을 제조하는 공정과, 렌즈면을 가진 양면볼록렌즈시이트를 제조하는 공정과, 렌즈면을 가진 프레넬렌즈시이트를 제조하는 공정과, 상기 전면광확산패널의 후방에 순차적으로 상기 양면볼록렌즈시이트와 상기 프레넬렌즈시이트를 조합하는 공정을 가진다.
본 발명의 또 다른 투과형스크린캐비닛의 제조방법은, 스크린기능과 끼워맞춤수단을 가진 상자형형태의 전면광확산패널의 내측에, 양면볼록렌즈시이트와 프레넬렌즈시이트를 장착함으로써 투과형스크린을 조립하는 공정과, 끼워맞춤수단을 가진 투사형텔레비젼수상기캐비닛과 상기 투과형스크린을 끼워맞추어서 조립하는 공정을 가진다.
전면 광확산패널은, 기판과, 이 기판에 분산해서 함유된 광확산재로 구성된다.
또는, 전면광확산패널은, 투명층과, 기판에 광확산재를 함유한 광확산층이 적층됨으로써 2층으로 형성되어도 된다.
또는, 전면 광확산패널은, 기판과, 이 기판의 표면에 부착해서 함유된 광확산재로 형성되어도 된다.
광확산패널의 기판의 재질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 투명하거나 또는 반투명한 수지가 사용된다. 예를 들면, 아크릴수지, 폴리카보네이트수지, 스티렌·아크릴공중합수지등이 바람직하다.
광확산패널의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 1∼5㎜의 범위가 바람직하다. 이 광확산패널은 구조적 보강재로서 기능한다. 광확산재의 재질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 무기화합물, 유기화합물, 유리, 세라믹 및 플라스틱 등의 미립자가 사용가능하다. 예를 들면, 아크릴수지, 스티렌수지, 이들 각각의 가교체(crosslinked compounds) 및 유리등을 원료로한 비드(bead)가 바람직하다. 또, 분산재의 입자직경은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 50㎛이하가 바람직하고, 1-㎛이하가 가장 적합하다. 또, 광확산층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 0.2㎜이하가 바람직하다.
투명층의 재질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 투명하거나 또는 반투명한 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴수지, 폴리카보네이트수지가 바람직하다. 또, 투명층의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 1∼4㎜가 바람직하다.
양면볼록렌즈시이트는, 수펴잇야각, 컬러시프트 및 컬러셔이딩 등을 향상시키기 위하여, 소정형상의 복수의 렌즈면을 형성하고 있다. 양면볼록렌즈시이트의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기 양면볼록렌즈시이트에 형성된 렌즈의 피치의 1.2∼1.4배의 두께가 바람직하다. 또, 외부광선에 대한 콘트라스트를 개선하기 위하여, 양면볼록렌즈시이트의 광출사측의 소정부분에 외부광흡수층을 형성하여도 된다. 외부광흡수층으로서는, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 렌즈면을 형성하지 않는 부분에, 면적의 30∼50%를 점유해서 형성된 흑색줄무늬가 가능하다. 이 흑색줄무늬의 재질로서는 흑색염료나 안료가 바람직하다.
프레넬렌즈시이트는, 브라운관으로부터 입사하여 오는 광선을 평행광선으로서 양면볼록렌즈시이트에 입사시키기 위하여, 소정형상의 복수의 렌즈면을 형성하고 있다. 이들 시이트의 재질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 투명한 수지 또는 반투명한 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴수지, 폴리카보네이트수지, 폴리에스테르수지 등이 바람직하다.
투과형스크린의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니나, 용도에 따라서, 예를들면 가로폭이 600∼2000㎜이고 세로폭이 300∼1500㎜인 투과형스크린의 크기가 사용된다.
전면광확산패널은, 광확산성의 미립자의 작용에 의해, 화상을 선명하게 결상하고, 넓은 시야각을 유지하고, 양면볼록렌즈시이트의 표면에 형성된 외부광흡수층을 관출자로부터 보이지 않게 하기 때문에, 고해상도의 화상을 얻을 수 있는 효과 등이 있다.
또, 양면볼록렌즈시이트에 광확산재가 함유하지 않게 할 수 있기 때문에, 양면볼록렌즈시이트중에서 미광의 발생이 없어진다. 따라서, 컬러시프트나 컬러셰이딩이 개선된 우수한 컬러특성, 우수한 해상력 및 출사광의 광량손실이 저감된 밝은 화면을 얻을 수 있다.
그러나, 양면볼록렌즈시이트에 소량의 확산재가 혼입될 수 있고, 그 결과 수평시야각과 컬러시프트 및 컬러셰이딩등의 특정한 기능을 실현할 수 있다. 따라서, 1개의 금형으로 연속생산이 가능하게 된다. 그리고, 스크린명세에 있어서, 변화가 많은 게인, 수직시야각 및 콘트라스트등의 기능은 전면 광확산캐비닛의 기능으로 대응할 수 있기 때문에, 양면볼록렌즈의 제조원가를 저렴하게 할 수 있다.
게인 및 시야각의 조정은, 전면광확산패널에 함유되는 광확산재의 함유량의 제어에 의해서 가능하다. 게인을 높이고, 수직시야각을 낮게할려면 확산층의 확산재의 함유량을 적게하면 된다. 반대로, 확산층의 확산재의 첨가량을 많게하면, 게인이 낮고, 수직시야각이 높은 것을 얻을 수 있다.
전면광확산패널의 광출사측의 표면을 미세하고 거치른 면으로 한 구성도 가능하고, 이 구성에 의해, 전등, 창문, 물건 및 주위의 인물 등의 불필요한 외부광의 영상을 방지하는 효과가 있다. 이 미세면의 표면거칠기는 특별히 한정되는 것은 아니고, 화상에 악영향을 미치지 않을 정도의 거칠기가 사용된다.
가시파장영역에서 균일한 흡수스펙트럼을 가지는 흑색재료와 선택적인 흡수 파장을 가지는 가시광선흡수재료중에서 선택된 적어도 하나의 재료는, 상기 전면광확산패널, 양면볼록렌즈시이트 및 프레넬렌즈시이트중에서 선택된 적어도 하나에 함유한 구성도 가능하다.
상기 구성에 의해, 가시광선파장영역에서 광흡수율을 증가시키고 외부광을 흡수하기 위하여, 외부광에 대한 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
광흡수스펙스트럼이 가시파장영역에서 균일한 흑색재료로서는, 특별히 제한은 없으나, 흑색의 안료 및 염료를 사용할 수 있다. 선택적인 파장특성을 가진 가시 광선흡수재료로서는, 특별히 제한은 없으나, 염료, 안료, 카본분말, 금속분말, 유기금속염등을 사용할 수 있다.
또, 상기 가시광선흡수재료의 흡수스텍트럼은 반드시 평탄할 필요는 없고, 투사형텔레비젼수상기에서 사용되는 3색의 CRT의 강도비율이나 색순도를 향상시키기 위해, 파장특성이나 피크가 있어도 된다.
전면광확산패널의 표면, 양면볼록렌즈시이트의 표면 및 프레넬렌즈시이트의 표면으로부터 선택된 적어도 하나에 반사방지막을 가진 구성도 가능하다. 상기 구성에 의해, 외부광으로부터의 반사율을 낮아지고, 투사광의 투과율이 높아지기 때문에, 밝은 화면을 얻을 수 있으며, 고해상도이고, 외부광의 영상이 적고, 콘트라스트가 높고 선명도가 높은 화상을 얻을 수 있다.
반사방지막으로서는 각각의 기판의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 재료가 바람직하다.
그 이유로서는, 제5도에 표시한 바와 같이, 반사방지막의 기본이론은, 박막(22)의 상면반사광(23) 및 하면반사광(24)으로부터의 반사광이 상쇄되는 간섭효과에 의한 것이기 때문이다.
기판(25)의 굴절률을 n2로 정의하고, 박막(22)의 굴절률을 n1로 정의하고, 입사광측매질(21)(대부분의 경우 공기)의 굴절률을 n0로 정의한다. 박막(22)의 상면 반사광(23)과 하면반사광(24)으로부터 두 개의 반사광속(26)이 완전히 상쇄되기 위해서는, 상면반사광(23)과 하면반사광(24)의 강도가 서로 동등하여야 한다. 이를 위해서는 각 경계면에 있어서의 굴절률이 동등하여야 한다. n0/n1=n1/n2(n1=×n2)가 성립할 필요가 있다. 이 n0/n1=n1/n2(n1=×n2)에 의해, 반사방지막의 굴절률은, 일반적으로 굴절률 1로 간주되는 공기와 기판의 굴절류사이의 값 즉, 기판의 굴절률의 제곱근의 값이 된다.
입사광(20)의 일부는 반사방지막의 상면 및 하면에서 반사되나, 양쪽의 반사는 인접하는 매질보다 낮은 굴절률의 매질속에서 발생한다. 따라서, 반사되는 두 광속이 상쇄되는 간섭효과로 하기 위해서는, 상대적인 위상시프트가 180°로 되도록 하여야 한다. 2개의 광속사이의 전체위상차가 1/4파장의 2배, 즉 180°에 대응할 때, 광확박막이 1/4파장의 막두께(d)는, d=(λ×1)/(4×n1)로 설정되어야 한다. 여기서는, λ는 파장이다. 이에 의해, 가장 간단한 반사방지막은 기판의 굴절률의 제곱근에 동등한 굴절률을 가지고, 또한 광확박막이 사용할 때 광의 파장의 1/4에 동등한 값을 가진 단층막이 된다.
현존하는 박막재료로서, 투명불소수지가 가장 이론값에 가깝고 그 굴절률은, 일반적으로 1.32∼1.35이다. 안정된 반사방지막은, 불소수지를 함유한 용액을 사용해서, 코팅에 의해 용이하게 제조할 수 있다. 이와 같은 불소수지로서는, 예를들면, 일본국 아사히초자(주)제상품명「사이톱」이 있다. 사이톱의 농도 및 코팅 탱크로부터의 끌어올림속도를 제어함으로써, 막두께가 수 10㎛내지 수 10nm의 박막의 범위내에서 용이하게 얻을 수 있다.
스크린기판으로의 아크릴수지와 반사방지막의 두께가 0.1㎛인 경우, 반사율은 아크릴수지 단독의 약 4%에서부터, 박막형성후에는 약 1.2%까지 저감된다.
전면광확패널은, 이 전면광확산패널의 주위가 돌기해서 이루어진 상자형형태의 입체구조로 하는 것도 가능하다. 이 전면광확산패널의 내부평면에 프레넬렌즈시이트와 양면볼록렌즈시이트를 장착할 수 있는 동시에, 투사형텔레비젼수상기의 캐비닛본체에 전면광확산캐비닛을 직접 장착할 수 있는 구조체로서의 기능을 가진다.
전면광확산패널의 단면에 형성된 끼워맞춤부와, 투사형텔레비젼수상기의 캐비닛본체에 형성된 끼워맞춤부를 가지고, 이들의 끼워맞춤부에서 끼워맞추는 제조 방법이 가능하다. 이 제조방법에 의해, 장착고정하는 부품이 불필요하게 되고, 또 조립공정수가 감소되기 대문에, 대폭적인 원가절감이 가능하게 되는 효과가 있다.
본 발명에 의해, 전면광확산패널에 스크린장착기능과 스크린의 성능의 일부를 분담시킴으로써, 우수한 해상력, 우수한 컬러특성, 양호한 밝기, 높은 콘트라스트 및 넓은 시야각을 가지는 동시에, 또, 우수한 선명감 및 외부광의 영상이 적은 투과형 스크린을 얻을 수 있다.
또, 우수한 스크린기능과 캐비닛구조체의 기능의 양쪽의 기능을 가진 투과형 스크린캐비닛을 얻을 수 있다.
또, 부품의 개수가 적고, 제조공정이 간단하며, 원가가 절감된 투과형스크린 캐비닛의 제조방법을 얻을 수 있다.
또, 종래와 같이, 투사형텔레비젼수상기의 명세마다 여러 가지의 스크린을 만들 필요가 없기 때문에, 금형제조의 투자비가 절약되고, 생산성도 향상되고, 원가의 절감도 도모할 수 있다.
또, 스크린명세서도 용이하게 임의로 변경할 수 있기 때문에, 시장의 대응을 민첩하게 할 수 있는 효과 등이 있다.
본 발명의 실시예에 대하여 이하에 설명한다.
[실시예 1]
본 발명의 제1실시예에 대해서, 제1도, 제2도, 제3도, 제7도 및 제8도를 사용해서 설명한다.
제1도, 제2도, 제3도는 본 실시예의 투과형스크린의 주요부를 개략적으로 표시한 단면확대도이다. 제7도, 제8도는 본 실시예의 투과형스크린캐비닛의 주요부의 구성을 개략적으로 표시한 조립도 및 그 절단면도이다.
제1도에서, 본 발명의 투과형스크린(1)은, 관찰자에게 가장 가까운 출사광측에 상자형 형태를 가진 전면광확산패널(2)과, 이 전면광확산패널(2)의 내부평면에 양면볼렉렌즈(4), (5)를 형성한 양면볼록렌즈시이트(3)를 배치하고, 또 이 양면 볼록렌즈시이트(3)의 광입사측에, 프레넬렌즈(6)를 형성한 프레넬렌즈시이트(7)를 배치하고 있다.
제7도에서, 투과형스크린(1)의 관찰자에게 가장 가까운 전면광확산패널(2)은, 양면볼록렌즈시이트(3)와 프레넬렌즈시이트(7)를 내부면에 밀착삽입할 수 있는 상자형형태이며, 또, 그 단부에 캐비닛본체(12)에 장착고정하는 장착홀더볼록부(13)를 가지고 있다. 투사형텔레비젼수상기의 캐비닛본체(12)의 단면에 형성된 스크린밀착고정부(15)의 장착홀더오목부(14)를 끼워맞춤으로써, 양면볼록렌즈시이트(3)와 프레넬렌즈시이트(7)가 전면광확산패널(2)의 내부평면에 밀착고정된다.
또한, 전면광확산패널(2)은, 제8도에 표시한 바와 같이, 전면광확산패널(2)에 장착클릭(27)을 가지고, 캐비닛본체(12)에 형성된 장착구멍(28)에 장착함으로써, 양면볼록렌즈시이트(3)와 프레넬렌즈시이트(7)가 전면광확산패널(2)의 내부평면에 밀착고정되는 구성도 가능하다. 이와 같이, 전면광확산패널(2)에 형성된 끼워맞춤부와 캐비닛본체(12)에 형성된 끼워맞춤부가 직접 끼워맞추어진 구성이다.
상기한 구성이외에, 기타 각종의 장착구조부를 가진 입체구조물이어도 됨은 물론이다.
제1도에서, 전면광확산패널(2)은 입가광측에 광확산재(10)를 함유한 박형확산층(9)과, 관찰자에게 가장 가까운면에 투명층(8)을 가진 2층구조로 되어 있다.
따라서, 전면광확산패널(2)은 게인, 시야각등의 스크린에 필요한 성능의 일부의 기능을 가진 구조로 되어 있다. 또, 양면볼록렌즈시이트(3)의 광출사측의 표면의 소정부분에 외부광흡수층(16)인 흑색줄무늬가 형성되어 있다.
전면광확산패널(2)의 박형확산층(9)은, 양면볼록렌즈시이트(3)의 양면볼록렌즈(5)와 외부광흡수층(16)의 세로줄형상의 선을 관찰자에게 보이지 않게하는 효과를 부여한다. 또 투명층(8)은 선명하고 뚜렷한 화상을 부여하는 효과가 있다.
또한, 박형확산층(9)과 관찰자에게 가장 가까운면의 투명층(8)의 어느 한쪽 또는 확산재(10)에 틴트재를 함유시킨 구성으로 함으로써, 스크린에 필요한 성능으로서 외부광에 대한 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또 외부광의 영상을 방지하기 위하여 관찰자에게 가장 가까운 주평면을 미세하게 거치른면으로 한 구조로 해도 된다.
양면볼록렌즈시이트(3)는, 확산재를 함유하지 않고 투명한 수지재료 또는 극소량의 확산재를 함유한 재료로 구성된다. 그리고, 양면볼록렌즈시이트(3)는, 입사광측의 주평면에 형성된 양면볼록렌즈(4)와, 출사광측의 주평면에 형성된 양면볼록렌즈(5)와, 출사광측의 양면볼록렌즈(5)의 비집광부에 동일피치로 형성된 외부광 흡수층 즉, 흑색줄무의(16)가 구성되어 있다.
종래예의 제9도, 제10도에 표시한 바와 같이, 양면볼록렌즈시이트(62)의 전체영역에 확산재(68)가 분산하고 있을 경우, 입사광선(13b)과 같은 투과광뿐만아니라 입사광선(13a)과 같은 미광이 많이 발생해서, 70%의 광이요율로 되고, 따라서 대폭적인 광량손실이 발생한다.
본 실시예에서는 상기한 바와 같이 양면볼록렌즈시이트(2)에는 투명층(8)이 형성되어 있다. 따라서, 제1도와 같이 입사광선(11a) 및 (11b)는 100%의 투과광으로 되고, 광량의 손실이 발생하지 않는다. 입사광선(11a) 및 (11b)은 전면광확산패널(11a) 및 (11b)는 확산재(10)에 의해 환산되나, 박형확산층(9)을 0.6㎜이하의 두께로 함으로써, 입사광선은 복수의 확산재에 의해 반사되지 않고, 대부분이 투명광으로되어, 광량의 손실이 적게된다. 실험한 결과, 확산층(9)의 두께는 0.2㎜이하가 바람직한 것이 판명되었다.
본 실시예에서는, 제2도에 표시한 바와 같이, 전면광확산패널(2)은, 투명한 기판층(8)과, 이 기판층(8)의 표면에 광확산재가 부착된 표면확산층(17)으로 이루어지는 구성도 가능하다.
또 전면광확산캐비닛(2)은 2층구조가 아니고, 제3도에 도시한 바와 같이, 기판중에 광확산재가 분산해서 함유된 확산층(18)의 1층구조이어도 된다.
이와 같은 구성에 의해, 박형확산층(9), 표면확산층(17) 또는 확산층(18)의 작용에 의해, 양면볼록렌즈와 흑색줄무늬의 세로줄형상의 선이 관찰자로부터 보이지 않게 되고, 근거리에서도 해상력이 향상된 것처럼 관측자가 느끼는 효과가 있다.
전면광확산패널(2)의 두께는 2㎜이다. 그 이유는, 얇은 양면볼록렌즈시이트 및 프레넬렌즈시이트의 보강재로 기능하여야 하기 때문이다. 또한 본 실시예의 양면볼록렌즈시이트의 최대부분의 두께는 1.3㎜이다. 또, 프레넬렌즈시이트의 최대부분의 두께는 1.5㎜이다.
양면볼록렌즈시이트(3)는, 확산재를 혼입하는 일없이, 투명수지로 제조할 수 있다. 또는, 미광이 일어나지 않을 정도의 극소량의 확산재를 혼입해서 제조해도 된다.
또, 본 실시예에서는, 양면볼록렌즈시이트(3)에 미광의 발생과 광량의 손실이 발생하지 않을 정도의 극소량의 확산재를 함유시키고, 전면광확산캐비닛(2)과 조합해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
전면광확산패널(2)의 제조방법은, 투명층으로 되는 재료(예를 들면 아크릴수지, 폴리카보네이트수지, 스티렌아크릴공중합수지, 기타의 투명수지)와, 확산층으로 되는 재료를 사출성형법이나 사출압축성형법을 사용해서, 2종류의 재질로 성형하여 2층구조로 제조할 수 있다.
전면광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 금형중에 놓은 투명한 필름 또는 확산재를 함유한 필름에, 확산재를 함유한 수지원료 또는 투명한 수지원료를 주입하고, 그후 고체화하여 2층구조로 제조할 수 있다.
전면광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 확산재를 함유한 플라스틱필름과, 기판을 접착제에 의해 적층접착해서 제조할 수 있다.
전면광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 확산재를 함유한 플라스틱필름과 기판을 가열/가압에 의해 적층고착해서 제조할 수 있다.
전면광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 확산재를 함유한 플라스틱필름과 기판을 가열/가압에 의해 적층고착해서 제조할 수 있다.
전면광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 기판의 표면에, 확산제와 수지와 용제를 함유한 혼합액을 도포한 다음에, 용제를 제거함으로써 제조할 수 있다.
전면 광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 기판의 표면에 확산제와 용제를 함유한 혼합액을 도포한 다음에, 용제를 제거함으로써 제조할 수 있다.
전면광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 확산재를 함유한 수지원료를 사용하여, 사출성형, 압축성형, 사출압축성형 또는 열프레스성형등에 의해 제조할 수 있다.
전면광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 확산제를 함유한 수지원료를 금형중에 주입한 다음에, 고체화하여 2층구조로해서 제조할 수 있다.
전면광확산패널(2)의 다른 제조방법은, 투명 또는 반투명한 수지에 의해서 제조된 투명패널의 내부면에, 확산재를 인쇄, 가열스탬프, 롤코팅, 도장등의 표면 처리에 의해, 표면확산층을 도포해서 제조할 수도 있다.
또 전면광확산캐비닛의 내면과 양면볼록렌즈시이트의 사이에 확산재를 함유한 얇은 필름을 삽입하여도 된다.
[실시예 2]
다음에 본 발명의 제2실시예에 대해서 제1도를 사용하여 설명한다.
본 발명의 투과형스크린의 제2실시예는, 전면 광확산캐비닛(2)을 구성하는 투명층(8)에, 광흡수스펙트럼이 가시파장영역에서 거의 동일한 광흡수특성을 가진 흑색의 재료를 함유시킨 것이다. 이 가시광선흡수재료가 외부광을 흡수함으로써, 외부광에 대한 콘트라스트가 향상된다. 또한 가시광선흡수재료의 함유율을 변경함으로써, 외부광에 대한 콘트라스트를 조정할 수 있기 때문에, 밝기와 외부광콘트라스트를 임의로 조절할 수 있다. 예를 들면 가시광선흡수재료로서, 흑핵의 염료를 30% 함유했을 경우, 외부광에 대한 콘트라스트 30% 향상되고, 밝기는 30% 절감된다. 따라서 사용하는 환경을 고려해서 가시광선흡수재료의 함유율을 변경함으로써, 밝기와 외부광콘트라스트의 적절한 화상을 임의로 얻을 수 있다.
본 실시예에서는, 가시광선흡수재료는, 투명층(8)이외에, 확산재(10), 박형확산층(9), 양면볼록렌즈시이트(2), 프레넬렌즈시이트(1)중에서 적어도 어느 하나에 함유하는 것도 가능하며, 상기와 마찬가지로 개선을 할 수 있음은 물론이다.
[실시예 3]
다음에 본 발명의 제3실시예에 대해서, 제4도와 제6도를 사용하여 설명한다.
제4도는, 본 발명의 제3실시예의 투과형스크린의 단면도를 표시한다. 제4도에서, 본 발명은 박형확산층(9)과 투명층(8)을 가진 전면광확산패널(2), 양면볼록렌즈시이트(3) 및 프레넬렌즈시이트(7)의 모든 주평면에, 반사방지박막(19)이 형성되어 있다.
반사방지막(19)은, 불소수지를 주성분으로 하는 재료로 구성된다. 이 반사방지막(19)은, 투명불소수지용액 [일본국 아사히초지(주)제 사이톱]중에 기판을 디핑하고, 그후, 일정한 속도로 높이면서, 균일한 박막을 형성한 것이다.
이 반사방지막의 막두께는 가시광선의 중앙부분의 파장(λ=550㎜)에서 가장 낮은 반사가 되도록 하기 위해, 상기한 반사방지막의 기본공식(d)=(㎛×1)/(4×n1)에 따라서 산출한 두께 즉 0.55/(4×1.34)=0.103로 한다. 따라서, 반사방지막의 막두께는 0.1㎛로 코팅하였다. 그 결과, 제6도에 도시한 바와 같이, 사이톱 코팅후의 반사율(28)의 곡선은 코팅전의 아크릴수지의 반사율 (27)의 곡선과 비교하여 나타낸다.
반사방지막이 코팅된 스크린을 투사형텔레비젼수상기에 장착해서, 제7도에 표시된 바와 같은 스크린캐비닛을 제조하고, 게인과 외부광콘트라스트를 측정하였다. 그결과, 반사방지막을 코팅하기전과 비교해서, 외부광콘트라스트는, 스크린 면의 외부광조명도가 360Lux인때, 15%만큼 향상되고, 게인도 10%만큼 향상된다. 또한 외광의 영상이 적은 화상을 얻을 수 있었다.
본 발명에서는, 본 실시예이외에, 여러 가지의 변형예가 가능함은 물론이다. 예를 들면, 광확산성능을 가진 전면광확산패널에 부가하여, 양면볼록렌즈시이트 또는 프레넬렌즈시이트에 광확산재를 함유한 구성도 가능하다.
또, 광확산성능을 가진 전면광확산패널에, 대전방지기능 및 오염방지기능등의 다른 기능을 가진 재료를 혼입한 구성도 가능하다.
또, 양면볼록렌즈시이트에 형성된 외부광흡수층은, 흑색줄무늬이외에, 광을 흡수하는 다른 재료를 사용하고, 또, 반점형상 및 격자형상이어도 가능하다.
반사방지막을 가진 전면광확산패널에 부가하여, 양면볼록렌즈시이트 또는 프레넬렌즈시이트중 어느 한쪽의 주평면에 반사방지박막을 형성한 구조도 가능하다.
또, 전면광확산패널의 주평면에만, 반사방지박막을 형성한 구조도 가능하다.
또, 상자형형태의 전면광확산패널의 형태가, 양면볼록렌즈시이트와 프레넬렌즈시이트를 내부에 고정할 수 있도록 돌기부를 형성한 구성으로 하는 것도 가능하다.
또, 양면볼록렌즈시이트와 프레넬렌즈시이트를 내부에 장착한 상자형형태의 전면광확산패널를 텔레비젼수상기의 캐비닛에 조여서 고정하는 보조지그를 사용하여도 된다.
따라서, 본 발명의 기술사상 및 기술적 범위에 존재하는 변형예는, 모두 특허청구의 범위에 포함되는 것이다.
Claims (42)
- 기판과 광확산재를 가지는 전면광확산패널과 ; 이 전면광확산패널의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 양면볼록렌즈시이트와 ; 이 양면볼록렌즈시이트의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 프레넬렌즈시이트를 가진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
- 투과형스크린은, 기판과 광확산재를 가지는 전면광확산패널과 ; 이 전면광확산패널의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 양면볼록렌즈시이트와 ; 이 양면볼록렌즈시이트의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 프레넬렌즈시이트를 가지고, 상기 전면광확산패널은, 이 전면광확산패널의 주위가 돌기해서 이루어진 상자형형태이고, 상기 양면볼록렌즈시이트와 상기 프레넬렌즈시이트를 내측에 장착고 정하는 수단을 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제1항에 있어서, 상기 전면광확산패널은, 기판과, 이 기판에 분산해서 함유된 광확산재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형스크린,
- 제1항에 있어서, 상기 전면광확산패널은, 기판과, 이 기판의 표면에 부착해서 함유된 광확산재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제1항에 있어서, 가시파장영역에서 균일한 흡수스펙트럼을 가지는 흑색재료와 선택적인 파장 흡수특성을 가지는 가시광선흡수재료중에서 선택된 적어도 하나의 재료는, 상기 전면광확산패널, 양면볼록렌즈시이트 및 프레넬렌즈시이트중에서 선택된 적어도 하나에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제1항에 있어서, 전면광확산패널의 표면, 양면볼록렌즈시이트의 표면 및 프레넬렌즈시이트의 표면으로부터 선택되는 적어도 한 표면에 반사방지막을 부가하여 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제6항에 있어서, 상기 반사방지막은, 전면광확산패널, 양면볼록렌즈시이트 및 프레넬렌즈시이트의 굴절률보다도 작은 굴절률을 가진 불소수지인 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제1항에 있어서, 상기 전면광확산패널의 광출사측의 표면은 평탄한 면과 미세하게 거친 표면중에서 적어도 한 표면인 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제1항에 있어서, 양면볼록렌즈시이트의 표면과 내부중에서 적어도 한쪽에 광확산재를 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제1항에 있어서, 양면볼록렌즈시이트의 광출사측의 표면의 소정부분에 외부광흡수층을 부가하여 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 투명층과 광확산층의 적층되어서 이루어진 전면광확산패널과 ; 이 전면광확산패널의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 양면볼록렌즈시이트와 ; 이 양면볼록렌즈시이트의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 프레넬렌즈시이트를 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제11항에 있어서, 광확산층은, 기판과, 이 기판중에 분산해서 함유된 광확산재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제11항에 있어서, 투과층 및 확산층으로부터 선택되는 적어도 한쪽의 층에, 광흡수스텍트럼이 가시파장영역에서 균일한 흑색재료 및 선택파장특성을 지닌 가시광선흡수재료로부터 선택적 적어도 한쪽의 재료를 함유해서 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 투과형스크린캐비닛은, 기판과 광확산재를 가지는 전면광확산패널과 ; 이 전면광확산패널의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 양면볼록렌즈시이트와 ; 이 양면볼록렌즈시이트의 광입사측에 배치되고, 렌즈면을 형성한 프레넬렌즈시이트와 ; 투사형텔레비젼수상기의 캐비닛에 의해 구성되고, 상기 투과형스크린은, 상기 캐비닛에 장착된 것을 특징으로 하는 투과형스크린캐비닛.
- 제14항에 있어서, 기판과 광확산재를 가지는 상기 전면광확산패널은, 캐비닛에 장착고정할 수 있는 상자형상이고, 이 상자형상의 광확산패널의 내측에, 상기 양면볼록렌즈시이트와 상기 프레넬렌즈시이트가 장착된 투과형스크린인 것을 특징으로 하는 투과형스크린캐비닛.
- 제15항에 있어서, 상기 투과형스크린캐비닛은, 상기 양면볼록렌즈시이트와 상기 프레넬렌즈시이트를 장착한 상자형상형태의 전면광확산패널의 단면에 형성된 끼워맞춤수단과 ; 캐비닛의 단면에 형성된 끼워맞춤수단을 가지고, 상기 광확산패널과 상기 캐비닛은, 각각의 끼워맞춤수단부에서 끼워맞추어진 구성인 것을 특징으로 하는 투과형스크린캐비닛.
- 제16항에 있어서, 상기 끼워맞춤수단의 한쪽은 볼록형상이고, 상기 끼워맞춤수단의 다른쪽은 오목형상인 것을 특징으로 하는 투과형스크린캐비닛.
- 복합성형에 의해 광확산재와 기판으로 이루어진 전면광확산패널을 제조하는 공정과 ; 렌즈면을 가진 양면볼록렌즈시이트를 제조하는 공정과 ; 렌즈면을 가진 프레넬렌즈시이트를 제조하는 공정과 ; 상기 전면광확산패널의 후방에, 순차적으로, 상기 양면볼록렌즈시이트와 상기 프레넬렌즈시이트를 조합하는 공정을 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 전면광확산패널은, 이 전면광확산패널의 주위가 돌기한 상자형상의 형태이고, 상기 조합공정은 이 상자형상의 전면광확산패널의 돌기측의 내측에, 상기 양면볼록렌즈시시이트와 상기 프레넬렌즈시이트를 장착해서 조합하는 공정인 것을 특징으로 하는 투과형스크린의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 전면광확산패널을 제조하는 상기 공정은, 금형중에 배치되고 확산재를 함유한 플라스틱필름위에, 기판이 되는 수지를 유입해서 성형고체화하는 공정인 것을 특징으로 하는 투과형스크린의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 전면광확산패널을 제조하는 상기 공정은, 확산재를 함유한 플라스틱필름과 기판을 접착제에 의해 적층접착하는 공정인 것을 특징으로 하는 투과형스크린의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 전면광확산패널을 제조하는 상기 공정을, 확산재를 함유한 프라스틱필름과 기판으로 이루어진 수지를 가열/가압에 의해 적층고착하는 공정인 것을 특징으로 하는 투과형스키린의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 전면광확산부재를 제조하는 상기 공정은, 확산재, 수지 및 용제를 함유한 혼합액을 기판의 표면에 도포한 후에, 용제를 제거하는 공정인 것을 특징으로 하는 투과형스크린의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 전면광확산패널을 제조하는 상기 공정은, 확산재를 함유한 혼합액을 기판의 표면에 도포한 후에, 용제를 제거하는 공정인 것을 특징으로 하는 투과형스크린의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 전면광확산패널을 제조하는 상기 공정은, 기판중에 광확산재가 혼입된 재료를, 금형내에 주입한 다음에, 고체화하는 공정인 것을 특징으로 하는 투과형스크린의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 전면광확산패널을 제조하는 상기 공정은, 기판이 되는 원료와 확산층이 되는 원료를 사용해서, 동시에 2층으로 성형하는 공정인 것을 특징으로 하는 투과형스크린의 제조방법.
- 스크린으로 기능하고 끼워맞춤수단을 가진 상자형형상의 전면광확산패널의 내측에, 양면볼록렌즈시이트와 프레넬렌즈시이트를 장착함으로써 투과형스크린을 조립하는 공정과 ; 끼워맞춤수단을 가진 투사형텔레비젼수상기캐비닛과, 상기 투과형스크린을 끼워맞추어서 조립하는 공정을 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린캐비닛의 제조방법.
- 제27항에 있어서, 상기 끼워맞춤수단의 한쪽은 볼록형형상이며, 상기 끼워맞춤수단의 다른쪽은 오목형형상이고, 이들의 쌍방의 끼워맞춤수단을 직접 끼워맞추어서 조립하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린캐비닛의 제조방법.
- 투과형 스크린은, 광출사측이 평탄면인 상자형상형태의 전면광확산패널과 ; 이 전면광확산패널의 내측의 광입사측에 배치되고, 복수의 렌즈면 및 외광흡수층이 형성된 양면볼록렌즈시이트와 ; 이 양면볼록렌즈시이트의 광입사측에 배치되고, 복수의 렌즈면을 형성한 프레넬렌즈시이트를 가지고, 상기 전면광확산패널은, 기판과 광확산부재를 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제29항에 있어서, 상기 전면광확산패널은, 광입사측에 배치되고, 광확산재를 함유한 광확산층과, 광출사측에 배치된 투명층으로 구성된 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제30항에 있어서, 상기 전면광확산패널의 표면, 양면볼록렌즈시이트의 표면 및 프레넬렌즈시이트의 표면으로부터 선택되는 적어도 한 표면에, 반사방지막을 부가하여 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제29항에 있어서, 상기 전면광확산패널은, 이 전면광확산패널의 내측에 양면볼록렌즈시이트와 렌즈시이트를 설치고정하는 수단과 ; 텔레비젼수상기의 캐비닛본체에 장착고정 수단을 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제1항에 있어서, 상기 양면볼록렌즈시이트가 광확산재를 함유하지 않는 투명한 양면볼록렌즈시이트인 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제2항에 있어서, 상기 전면광확산패널은, 기판과, 이 기판에 분산해서 함유된 광확산재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린
- 제2항에 있어서, 상기 전면광확산패널은, 기판과 이 기판의 표면에 부착해서 함유된 광확산재로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
- 제2항에 있어서, 전면광확산패널, 양면볼록렌즈시트 및 프레넬렌즈시이트로부터 선택된 적어도 어느 하나에, 광흡수스펙트럼이 가시 파장영역에서 동일한 흑색재료 및 선택파장 특성을 가진 가시광선흡수재료로부터 선택되는 적어도 한쪽의 재료를 함유해서 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제2항에 있어서, 전면광확산패널의 표면, 양면볼록렌즈시이트의 표면 및 프레넬렌즈시이트의 표면으로부터 선택되는 적어도 한 표면에 반사방지막을 부가하여 가진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
- 제37항에 있어서, 상기 반사방지막은, 전면광확산패널, 양면볼록렌즈시이트 및 프레넬렌즈시이트의 굴절률보다 작은 굴절율을 가진 불소수지인 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제2항에 있어서, 상기 전면광확산패널의 광출사측의 표면은, 평탄한 면과 미세하게 거치른 면중에서 적어도 하나의 면인 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제2항에 있어서, 양면볼록렌즈시이트의 표면 및 내부중에서 적어도 한쪽에, 광확산재를 가진 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
- 제2항에 있어서, 양면볼록렌즈시이트의 광출사측의 표면의 소정부분에 외부광흡수층을 부가하여 가진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
- 제2항에 있어서, 상기 양면볼록렌즈시이트는 광확산재를 함유하지 않은 투명한 양면볼록렌즈 시이트인 것을 특징으로 하는 투과형스크린.
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