KR100689596B1 - 휘도개선광학시트 및 이를 사용하는 고휘도 반사형 스크린 - Google Patents

Abstract

한 지점 광원으로부터 투사되는 영상 이미지가 좌우로 넓은 반사형 스크린에서 중앙부와 좌우 측면부의 투사각이 달라 휘도 차이가 생겨나는 문제를 해결하기 위하여 스크린 표면에 가로 방향으로 절단면이 삼각형과 부채꼴인 3차원 패턴을 인접하게 결합하여 좌측과 우측 2개 1조로 반투명 또는 투명한 수지로 미세하게 가공한 광학시트 및 이것을 이용한 고휘도 반사형 스크린

광학시트, 반사형 스크린, 프론트 스크린

Description

휘도개선광학시트 및 이를 사용하는 고휘도 반사형 스크린 {AN OPTICAL SHEET AND A REFLECTION TYPE HIGH GAIN PROJECTION SCREEN USING THE SAME}

도 1은 일반적인 프로젝터와 반사형 스크린의 사용방법과 투사각 사시도 이다.

도 2는 바람직한 스크린 반사각의 예시도이다.

도 3은 일반적인 반원형 엠보시트와 삼각 프리즘 시트의 광 반사 예시도 이다.

도 4는 본 발명의 휘도개선광학시트의 가로 단면도와 입체 형상도이다.

도 5는 일반적인 단일 광원 투사장치에서 투사된 광원과 스크린 사이의 입사각 예시도이다.

도 6는 일반적인 반원 요철 형상 시트의 광반사 예시도 이다.

도 7은 본 발명의 휘도개선광학시트의 입사각 0도 일때 광 반사 예시도이다.

도 8은 본 발명의 휘도개선광학시트의 15도 일때 광 반사 예시도이다.

도 9는 본 발명의 고휘도 반사형 스크린의 단면도이다.

도 10은 본 발명 휘도개선광학시트의 입사각 0도 일때 광분석도이다.

도 11은 본 발명의 휘도개선광학시트의 입사각 0도 일때 광분포도이다.

도 12는 본 발명 휘도개선광학시트의 15도 일때 광분석도이다.

도 13은 본 발명의 휘도개선광학시트의 15도 일때 광분포이다.

본 발명은 빛의 굴절, 확산, 산란, 반사를 통하여 의도하는 광학적 특성을 지닐 수 있도록 하는 광학시트에 관한 것으로 영사기, 프로젝터 등의 투사형 디스플레이를 사용할 때 스크린 표면의 재질은 화질을 좌우하는 매우 중요한 요소이다.

투과형 스크린의 경우 영사기 또는 프로젝터에서 좌우로 넓게 투사된 광을 관람자 방향으로 직진시키기 위하여 일반적으로 프레넬 시트를 채용하고 있고, 스크린을 투과하면서 상이 맺힐 수 있도록 입자가 작은 광확산제(diffuse)를 첨가한 확산시트, 광의 집중과 산란을 목적으로 프리즘시트, 렌티큘러 시트, 렌즈 어레이 시트 등을 사용 시야각을 확보하여 관람자 방향으로 선명한 영상 관람이 가능하도록 하고 있다.

그러나, 스크린 전면에서 투사하는 반사형 스크린에서 프로젝터 또는 영사기는 한 지점에서 단일 광원을 이용하여 스크린에 투사하는 과정에서 스크린의 중앙부와 스크린 좌우 측면부에 이르는 투사각이 달라 높은 밝기의 프로젝터 또는 영사기를 사용할 경우 중앙부와 측면부 밝기가 심하게 차이가 나는 문제가 생겨나고, 표면에 유리구슬 또는 마이크로 렌즈, 마이크로 프리즘, 유리 반구면 등을 표면에 형성하여 재귀반사가 가능하도록 하여 고휘도 반사장치를 만들 경우 시야각이 좁아지거나 특정 지점에서만 선명한 화면을 얻을 수 있는 문제점이 생겨난다.

이러한 문제점들은 반사형 스크린에서 반사면의 반사율을 최대치로 높일 수 없고 높은 밝기의 영상 광원을 사용할 수 없게 만들어 주간에 사용할 수 있는 고휘도 반사형 스크린 제조에 어려움이 되고 있다.

기존의 반사형 스크린 가운데 영사기, 프로젝터의 투사각을 고려하여 스크린 전체 표면을 곡면으로 형성하고, 프로젝터 또는 영사기를 곡면의 초점 내에 두어 높은 밝기의 스크린 이미지를 제공하는 곡률 구면 스크린 등이 공지되어 있는데 이러한 스크린의 경우 각각 다른 크기의 스크린 제조시 마다 곡면 제작에 어려움이 있고, 스크린 이미지가 곡면으로 형성되어 프로젝터 또는 영사기 위치 선정에 어려움이 있고 스크린에 맺히는 이미지가 왜곡되는 현상도 생겨난다.

일반적으로 고휘도 반사형 스크린 사용에 있어서 영사기 또는 프로젝터가 사용되는 위치가 스크린 중앙부에서 뒤로 일정거리 물러나 천장에 고정하여 사용하거나 테이블 위에 올려두고 사용하고, 관람자가 스크린을 중심으로 앞뒤 좌우로 퍼지게 된다.
반사형 스크린 가운데 표면이 피라미드, 렌즈, 유리알, 마이크로 렌즈, 프리즘 등을 사용하는 고휘도 반사형 표시장치의 경우 재귀반사 성향이 강하기 때문에 설치된 영사기가 설치된 곳에서 가장 선명한 화면을 얻을 수 있고, 실제 관람자가 위치한 곳은 선명한 화면을 관람하지 못하는 문제가 있다. 이러한 문제는 반사율이 높을수록, 광원의 밝기가 밝을수록 , 화면의 좌우가 클수록, 광원과 스크린 거리가 짧을수록 더 심하게 생겨나고, 좌우 휘도 차이가 많이나 영상 표시장치로 사용할 수 없게 된다.

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본 발명의 기술적 과제는 단일 광원에서 투사되는 빛의 직진, 굴절, 반사, 확산, 산란 하는 성질을 이용하여 반사형 스크린 표면 중앙부와 측면부에서 입사, 굴절, 반사, 산란을 통하여 한장의 시트로 균일한 휘도 분포를 제공할 수 있는 휘도개선광학시트 및 이를 사용하는 고휘도 반사형 스크린을 제공하는 데 있다.

본 발명은 반사형 스크린 표면 등에 적용할 수 있는 광학시트 형상에 관한 것으로 도 4에서 한쪽 측면에 절단면이 삼각형과 부채꼴인 3차원 형상의 패턴을 인접하게 결합하여 좌측과 우측 각 2개를 1개 조로하여 미세하게 세로로 가공한 휘도개선광학시트와
도 9에서 알루미늄 등과 같은 높은 반사율을 가진 반사 표면(92)에 입자가 작은 확산제(91)를 미량 첨가한 휘도개선광학시트를 점착처리하여 완성하는 고휘도 반사형 스크린으로 구성된다.
일반적으로 하나의 광원을 통하여 투사하는 영사기 또는 프로젝터의 투사각과 관람자의 위치, 스크린의 위치 등은 도 1과 같다.
단일 초점을 갖는 영사기 또는 프로젝터(10)에서 영상을 투사하는 경우 일반적으로 사용하는 2~5m 거리에서 광원의 좌우 투사각(13a)은 중심으로부터 좌우 20도 이내이다.
또, 천장에 설치하여 투사할 경우 광원을 스크린 보다 높은 곳에 설치하여 일정한 상하 투사각(13b) 범위 내에서 투사하게 되고, 투사된 영상 이미지는 스크린에서 관람자 위치와 일정한 상하 각(13c)이 생겨나게 되는데 마찬가지로 일반적으로 스크린과 20도 이내가 된다. 상하 각(13c)은 영사기의 위치를 위 아래로 내리거나 스크린을 위로 기울이는 등의 방법으로 쉽게 교정할 수 있고, 한쪽 방향으로 기울임 각을 표면에 주어 해결할 수 있다.
그러나 좌우 투사각(13a)은 중심으로 부터 좌측과 우측 양방향으로 다른 각이 형성되어 일반적으로 반사 게인이 높은 반사형 스크린에서는 중심부가 매우 밝고 주변으로 갈수록 어두워 지는 현상이 생겨난다. 스크린 표면이 매끈하고, 반사율이 높지 않은 백색 매트 스크린의 경우 전반향으로 반사하여 중심부와 측면의 밝기 차이를 느끼지 못하지만 스크린 표면에 렌즈, 유리알 등의 반사물질을 도포하였을 경우 중심부와 좌우 측면에서 휘도 차이가 심각하게 생겨난다.
또, 높은 반사율을 가진 스크린 소재를 사용할 경우 관람자의 위치가 좌우로 넓게 있을 경우 관람자의 위치에 따라 휘도가 달라 다양한 장소에서 사용이 어렵게 되는 것이다. 따라서 이상적인 스크린의 광 반사형태는 도 2와 같이 모든 표면에서 중심으로 부터 20~45도 정도의 반사각(21a)을 가지는 것이 좋다.
도 3에서, 일반적으로 사용되는 삼각 프리즘 형상의 광학시트와 반원형 엠보 시트의 반사 패턴을 살펴보면 반원형 엠보 시트(30a)는 입사 광원(32a)이 중심으로 부터 0도, 정면으로 입사할 때 볼록 초점에 모였다 흩어지는 반사 광원(33a)이 된다. 입사 광원(32b)이 중심으로 부터 15도 입사할때 반원형 엠보 시트(30b)에서 초점이 이동하여 모였다 흩어지는 반사 광원(33b)가 된다.
볼록 렌즈 형상이 표면에 형성되어 있을 경우 볼록 렌즈 형상으로 광이 모여 집광 효율은 매우 높으나 좌우 산란이 되지 않아 시야각이 매우 좁아진다.
삼각 프리즘 형상 시트의 경우 정면에서 삼각 프리즘 시트(31a)에 중심에서 0도, 정면으로 투사된 광원(34a)은 인접한 경사면을 통하여 정면으로 나가는 반사 광원(35b)가 되고, 중심에서 15도, 기울여 투사된 광원(34b)은 입사각과 반대 방향으로 나가는 반사광원(35b)이 되어 정면에서 바라볼때 휘도가 급격히 떨어지게 된다.

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본 발명의 휘도개선광학시트는 도 4에서 투명 또는 반투명 수지(40a) 표면 전체에 동일한 미세 패턴을 형성하여 광원에서 투사되어 일정 각으로 직진하는 광을 관람자 방향으로 굴절, 반사시켜 중앙부와 측면부에서 동일한 휘도를 가질 수 있도록 가로 방향으로 절단면이 삼각형(42a, 42b)과 부채꼴인 (41a,41b) 3차원 패턴을 인접하게 결합하여 좌측(41a, 42a)과 우측(41b, 42b) 2개를 1개조로 형성한 것이다. 이러한 패턴을 좌우로 인접하게 배열할 경우 단면은 삼각형이 맞물려 생기는 V자형 홈과 반구가 맞물려 만드는 Y자형 홈이 생겨나고, 경사면(42a,42b)과 곡면(41a, 41b)이 일정하게 좌우로 배열되어 세로로 배열되는 입체형상(40b)이다. 경사면의 경사각 ta(43c)과 곡면의 반지름 cr(45), 중심각 ca(43a), 호의 길이 cl(41a)와 시트의 두께 t(44), 3차원 패턴의 피치 p(47), 플라스틱 수지의 굴절율 n, 반사면의 반사율 rn 등은 본 발명의 휘도개선광학시트의 휘도개선 효과와 화질 을 결정하는 중요한 요소가 될 수 있다.

플라스틱 수지 또는 기타 투명 소재의 굴절율 n은 입사될 때 1차 굴절, 반사되고 다시 본 발명의 휘도개선광학시트를 표출하면서 2차 굴절되기 때문에 매우 중요한 요소로 전체적으로 플라스틱 수지 또는 유리 등 가용할 수 있는 모든 소재를 적용할 수 있으나 3차원 패턴의 전체적인 크기와 피치, 시트의 두께 등을 고려하여 적용하는 것이 바람직하다.

굴절율(n)이 높고 경사각(ta)가 클수록 입사된 광원이 곡면과 경사면에서 전반사하여 반사효율이 떨어질 수 있고, 경사각이 너무 작을 경우 원하는 반사각을 얻을 수 없다. 3차원 패턴의 두께(t)에 따라 입사된 광선의 경로가 달라져 경사각 ta는 물질의 굴절율 n을 함께 고려하여 설계되어야 한다.

곡면의 중심각(ca)과 반지름(cr)이 클수록 렌즈형상에 가까워져 시야각이 좁아지는 문제가 생길 수 있다. 3차원 패턴의 전체적인 외형과 시트의 두께(t)와 패턴의 깊이(곡면의 반지름이 패턴의 깊이와 동일;cr)를 고려하면 전체적인 패턴의 피치(p)가 결정될 수 있다.

영상 스크린에 적용될 광학시트의 경우 영사 장치의 화소는 화소수가 1024×768개, 스크린 전체크기가 100인치 16:9 비율 기준으로 가로 2214mm, 세로 1245mm이므로 보여지는 최소 화소는 가로세로 2.16mm 이기 때문에 이보다 한 치수 낮은 200㎛ 이하로 패턴의 깊이를 설계하고, 시트의 두께(t)는 배수인 400㎛ 이하, 전체적인 3차원 패턴의 피치(p)는 600 ㎛이하로 설계하는 것이 바람직하다.

반사율(rn)은 광학시트 사용 목적에 따라 달라질 수 있지만 반사율이 1에 가 까울 수록 휘도를 올릴 수 있으나 광학시트의 광선 투과율, 산란 패턴 등을 고려하여야 하고 영상 스크린으로 사용시에는 지나친 눈부심 등을 고려하여 감소시켜야 한다.

일반적으로 제조가 용이한 플라스틱 수지가 투과성과 균일성으로 적용하기 쉽고, 특정한 굴절율의 소재가 결정되면 특정 굴절율을 근거로 광의 굴절, 반사, 산란을 광학 시트 내부에 가능하도록 3차원 패턴의 전체적인 크기와 두께, 경사각, 중심각, 호의 길이 등을 조정하여 균일한 휘도의 휘도개선광학시트를 설계할 수 있다. 광원에서 투사된 광은 굴절율이 1.3~1.7 이내의 투명 수지 시트에서 임계값 36~50도 이내에서 입사되면 굴절하게 되고, 높은 반사 물질 표면에 반사되면서 다시 곡면 또는 경사면 표면에 닿아 임계각 이내의 광은 2차 굴절과 산란을 하며 표출하게 되고 임계각 밖의 광은 수지 시트 내에서 전반사 하여 산란하다 소멸 되거나 특정 면에 닿아 표출되게 된다.

도 5에서 단일 광원(50)에서 투사되어 스크린 표면(51)에 닿을 경우 광은 좌우 측면으로 갈수록 중앙부와 달리 일정한 입사각이 스크린 표면 사이에서 생겨나는데, 스크린의 중앙부에서 투사되는 광과 스크린 표면에서 90도(입사각은 0도)가 형성되지만(52) 좌우측으로 갈수록 각을 넓혀 일반적인 영사기 또는 프로젝터 사용에서 스크린의 좌우측 가장자리(53c)가 최대각을 이루게 된다. 단일 광원에서 투사되는 모든 광은 광이 닿는 표면에서 일정 각을 가지게 되는데 넓은 영상 이미지를 형성하는 스크린에서는 중심부에서 좌우측 가장자리로 연속적인 입사각이 형성되는 것이다. 그러나 스크린 표면의 최대 입사각은 영사기 또는 프로젝터 기기의 일반적인 구조에 따라 10~20도 이내이고, 한쪽이 약 15도, 좌우 30도 정도가 일반적이다. 영사기 또는 프로젝터의 좌우 투사각이 어느 정도 범위내에서 조정가능하지만 연속적으로 모든 범위내에서 조정 가능한 것이 아니다. 따라서 스크린의 크기에 따라 영사기의 위치를 앞 뒤로 이동하여 조정하는 것이 일반적이고 좌우 투사각의 조정은 일정 범위 내에 머물기 때문에 스크린의 입사각 또한 일정 범위 내가 되는 것이다.

기존의 반사 스크린 표면에 형성하여 이용하는 세로 줄무늬 반원 요철 형상, 반구 렌즈 어레이 형상의 광산란 형태는 도 6과 같다. 미세하게 돌출된 반원 엠보의 경우 입사각이 0도 일때, 반원 내로 입사된 광원은 1차로 굴절하며 렌즈 형상의 반원에 의하여 촛점내로 집중하였다가 다시 반사되면서 투사된 광원 방향으로 돌려 보낸다. 투사된 광원 방향으로 반사 산란되는 광은 렌즈 형상과 두께에 따라 일정각 이내로 매우 좁은 시야각을 가지게 된다.

반구 렌즈 어레이 형상은 스크린 표면에 반원형의 유리 박편을 도포하여 형성하는 것으로 반사 형태는 반구 반사면과 동일하고, 휘도 분포는 스크린 전면에서 고르게 형성되나 반사각이 좁아 넓은 시야각을 형성하지 못하는 문제가 생겨나고 광원 방향으로 반사가 집중되기 때문에 영사기를 천정에 설치한 경우 관람자가 없는 천정 부근에서 최대 밝기를 만드는 문제가 있다.

도 7에서 본 발명의 휘도개선광학시트에서 입사되는 광원의 입사각이 0도 일때 좌측 곡면(72)에 입사하는 광(76a)은 곡면 초점으로 모이고, 다시 반사되어 곡면과 경사면 경계 표면에서 관람자 방향으로 20~30도 범위내에서 산란되며(77b), 좌측 경사면(73)에 입사하는 광(76b)은 좌측으로 굴절하면서 반사되어 좌측 곡면(72)에 닿아 다시 가상의 초점으로 모였다 흩어지면서 일정각 범위내에서 관람자 방향으로 직진(77a)하게 된다.

우측 경사면(74)에서도 동일하게 입사된 광(76c)은 우측으로 굴절되고, 반사되어 우측 곡면(75)에 닿아 가상의 초점으로 모였다 흩어지며 관람자 방향으로 일정각 범위 내에서 광의 집중과 산란(77d)을 하게 된다. 우측 곡면(75)에 입사한 광(76d)도 시트내 초점으로 모였다 반사되면서 우측 곡면과 경사면 경계에 닿아 일정각 범위 내에서 정면으로 산란(77c)하게 된다.

이러한 광 산란 분포는 정면으로 완전 반사하는 형태가 아니라 좌우 30도 이하의 범위 내에서 균등하게 반사하여 정면에서 지나친 눈부심을 방지할 수 있고, 지나치게 넓은 반사각으로 휘도를 떨어뜨리는 문제가 없고, 원하는 시야각을 확보할 수 있는 것이다.

도 8에서 본 발명의 휘도개선광학시트에서 입사되는 광원의 입사각이 15도 일때(일반적인 상황에서 스크린 가장자리 부분 입사각) 좌측 곡면(82)에 입사하는 광(86a)은 시트 내 초점이 우측으로 이동하여 반사하면서 좌측 경사면(83)에 닿게 되는데 경사면 하단부에서 일정각 범위 내에서 정면으로 산란(87b)하게 된다. 입사각에 따라 좌측 곡면에 입사한 광은 반사하여 좌측 경사면을 따라 하단부로 이동하게 되지만 좌측 경사면 범위 내에서는 유사한 광 산란 분포를 가지게 된다.

좌측 경사면(83)에 15도로 입사하는 광(86b)은 경사면의 각을 더하여 입사되면서 일부 반사되고, 좌측으로 굴절되어 반사되면서 좌측 곡면 상단부로 이동하여 정면으로 가상의 초점으로 모이면서 다시 산란(87a)하게 된다. 좌측 곡면 상단부에서 산란되는 광(87a)은 중심에서 일정각 좌측으로 산란하고, 우측 경사면(84)에 입사하는 광(86c)은 경사면의 각으로 인해 입사각이 감소하며 굴절되고, 반사면에서 반사된 광은 우측 곡면 하단부(85)에 닿아 우측 가상의 초점 공간으로 산란(87d)하게 되고, 일부 광은 임계값을 벗어나 내부에서 전반사를 하면서 일부 감소 소멸되고 일부 표출된다.

4개의 경사, 곡면 부분에서 산란되는 광의 분포는 일정 각 범위 내로 집중하고 있어 정면 반사 효율이 높고, 일정 범위내의 입사각 범위 내에서 상호 보완 작용을 하여 스크린 전체 면에서 고른 휘도 분포를 만들 수 있는 것이다.

본 발명의 휘도개선광학시트의 경우 중앙부에서 높은 휘도를 만드는 반원 요철형 세로 줄무늬 엠보시트가 가질 수 있는 정면 휘도의 80% 정도 수준으로 중앙부에서 측면에까지 고르게 형성하고 있다. 오히려 측면으로 갈 수 록 10% 범위 내에서 정면 휘도가 증가하여 중앙부가 밝은 현상을 줄여 고휘도 반사형 스크린에 적합한 것이다.

휘도개선시트를 포함하여 휘도를 개선할 수 있는 반사형 표시장치에는 시야각이 좁은 고휘도 스크린, 일방향으로 반사가 가능한 교통표지판, 좌우로 넓은 초대형 스크린 표면에 점착 처리하여 기능을 개선할 수 있고, 알루미늄, 거울과 같은 높은 반사율을 가진 표면 위에 반투명 휘도개선시트를 점착 처리하여 고휘도 반사형 표시장치로 활용할 수 있다.

본 발명의 휘도개선광학시트를 적용한 고휘도 반사형 스크린의 구조는 도9에서 휘도개선광학시트(90), 광확산제(91), 고효율 반사면(92), 지지면(93)으로 구성된다.

반사형 스크린은 높은 반사율을 가진 표면을 사용할 경우 지나친 반사로 눈부심이 생겨나 상이 맺히지 않는 단점이 있고, 반사로 인한 시야각 감소가 문제가 되고 있다. 그러나 휘도개선광학시트를 적용하여 스크린의 활용 범위 내의 시야각을 확보하고, 높은 반사효율을 이용하여 선명한 영상을 표출할 수 있다.

휘도개선광학시트에 공지된 미세한 비드 입자, 알루미늄 분말, 방해석 입자, 카본블랙, 흑연, 아닐린블랙, 시아닌블랙 등을 단독 또는 혼합한 광확산제(91)를 일정량 균등하게 포함하여 광입사와 반사, 산란시에 내부에서 광확산을 하여 1차로 상이 맺히고, 알루미늄 등의 반사면에서 2차로 상을 형성하고, 시트 표면에서 광산란하며 3차로 상을 형성하게되 선명하고 밝은 이미지를 만들 수 있다.

광확산제의 종류와 적용 밀도는 반사면의 종류와 광학시트의 투명도, 광학시트의 두께 등에 따라 달라질 수 있으나 휘도개선광학시트의 고른 휘도분포 기능이 저하되지 않도록 하여 높은 효율의 반사형 스크린을 만들 수 있다. 또, 본 발명의 고휘도 반사형 스크린에 적용되는 반사면(92)의 재질로는 알루미늄, 거울, 알루미늄 증착 필름 등 같이 균일한 반사면을 제공하는 것도 가능하고, 휘도개선광학시트의 3차원 형상 보다 입자의 크기가 작은 유리알 비드를 오목 렌즈 형태의 반사면으로 표면에 도포한 직물도 가능하다.

본 발명의 고휘도반사형 스크린은 딱딱한 금속면 위에 휘도개선광학시트를 점착하는것이 바람직하겠지만, 일정각 이내에서 고른 휘도 분포를 형성하기 때문에 직물의 표면에 고효율 반사면을 도포하고, 그 위에 휘도개선광학시트를 점착하여 직경 40mm 이내의 롤에 감고 풀어 사용할 수 있는 스크린에도 적용할 수 있다.

실시 예로 굴절율 1.49인 투명 아크릴 수지를 두께 0.2mm 시트로 가공하고, 3차원 패턴 하나의 길이 즉 피치가 375㎛ 이고 반지름이 125㎛, 중심각 90도인 부채꼴과 인접한 경사면은 경사각이 45도이고, 길이가 88.4 ㎛인 경사면을 V자 형태로 이어져 있고, 경사면이 차지하는 길이는 125㎛이다. 경사면에 이어서 다시 동일한 크기의 곡면을 인접하게 형성하여 하나의 3차원 패턴이 된다.

전체적으로 3차원 형상의 돌기 부분을 지지하고, 좌측 경면에 입사되는 광은 굴절과 반사면의 반사를 거치면서 인접한 좌측 경사면을 통하여 산란할 수 있도록 지지 수지층의 두께는 75㎛로 한다. 지지 수지층의 두께가 두꺼워 입사된 광이 인접한 경사면 밖으로 산란될 경우 산란 패턴이 급격히 달라져 고른 휘도 분포를 기대하기가 어렵게 된다.

광학시트의 뒷면에는 알루미늄, 거울 등과 같은 높은 반사율의 반사면을 부착하여 입사된 광원이 인접한 경사면 또는 곡면에서 산란할 수 있도록 반사를 한다. 광학시트에 정면으로 입사된 광(입사각 0도)은 굴절, 반사, 산란되면서 좌우 36도 이내에 집중되게 된다. 또, 똑같은 방법으로 스크린의 좌측과 우측 가장자리 면에서는 일반적으로 광원과 15도 각이 생겨나고, 15도 기울어져 입사된 광은 굴절율 1.49인 아크릴 수지 시트에서 42도 이내로 집중하게 된다. 실시예의 산란 형태 는 반사율 1일때 정면에서 도 10과 같고, 측면부에서는 도 12와 같다. 각각의 광분포는 각각 도 11, 도 13과 같다.

따라서 휘도개선시트 표면에서 표출되는 광의 형상은 중심부와 좌우 측면에서 동일하게 정면을 중심으로 약 30~45도 이내에 균등하게 분포하고, 중심부와 좌우 측면 가장자리에서 표출되는 광의 반사각의 차이가 좌우 5도 이내로 매우 좁은 범위 내에서 움직이게 된다. 따라서, 스크린 정면을 중심으로 관람자에게 좌우로 일정한 넓은 시야각을 제공하고, 균등한 휘도를 제공하게 된다.

본 발명의 효과는 한 장의 휘도개선광학시트를 이용하여 중앙부와 좌우측 측면부의 밝기 차이를 감소시켜 높은 반사율을 가지는 반사면을 이용하여 고휘도 평면 반사형 표시장치가 가능하게 되고, 기존의 시야각이 좁고 밝기가 균등하지 못하는 단점을 보완하여 좌우로 넓은 초대형 화면을 균등한 휘도로 제공할 수 있게 된다.

프레넬 렌즈와 같이 중심에서부터 동심원을 그리며 각기 다른 각을 가지는 프리즘 패턴이 필요하지 않아 제조 비용을 낮출 수 있고, 다양한 크기의 반사형 표시장치에 쉽게 적용할 수 있어 적용 범위도 넓다. 또, 높은 반사율의 거울 또는 알루미늄 반사면에 휘도개선광학시트를 점착 처리하여 고휘도 반사형 표시장치로 사용할 수 있어 대형 스크린, 교통표지판, 초대형TV, 옥내옥외 광고 구조물 등에 활용할 수 있다.

본 발명의 고휘도 반사형 스크린은 반사형 스크린의 단점을 극복하여 주간에도 사용할 수 있어 영사기와 프로젝터를 응용하여 영상표시장치로 광범위하게 사용할 수 있고, 투과형 스크린의 공간 문제와 반사형 스크린의 시야각 문제, 광원으로 회귀하는 문제 등을 해결하여 적은 광량의 프로젝터로 밝고 선명한 이미지를 표현할 수 있다.

Claims (4)

1. 유리, 플라스틱 수지 등의 투명, 반투명 소재로 의도하는 방향으로 광을 굴절, 확산, 산란하는 광학시트에 있어서, 한쪽 표면에 가로 절단면이 삼각형(42a, 42b)과 부채꼴(41a,41b)인 3차원 형상의 미세 패턴을 인접하게 결합하여 좌측과 우측 각 2개를 1개 조로하여 세로로 가공한 입체형상(40b)으로, 뒷면에 반사면을 부착할 경우 일정 입사각 범위 내에서 전체 면에서 높은 반사와 균일한 휘도분포, 넓은 시야각을 제공하는 것을 특징으로 하는 광학시트
2. 제 1항에 있어서, 휘도개선광학시트의 내부에 미세한 광확산 입자를 포함하고 , 반사면으로 알루미늄, 거울, 알루미늄 증착 필름 등과 같은 반사율이 높은 반사층 위에 점착하여 휘도가 높고, 전체면에서 밝기가 동일하고, 넓은 시야각을 가지는 것을 특징으로 하는 고휘도 반사형 스크린
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