KR101816580B1 - 영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린 및 그 제조 방법 - Google Patents

영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있는 영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 명세서의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린은, 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린에 있어서, 렌즈 층과; 상기 영상 광을 반사하기 위해 상기 렌즈 층 상에 형성되는 반사 층을 포함하며, 상기 렌즈 층 및/또는 상기 반사 층은 블랙 물질을 포함할 수 있다.

Description

영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린 및 그 제조 방법{DISPLAY SCREEN FOR IMAGE DISPLAY SYSTEM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 명세서는 영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 종래 기술에 따른 영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린은 프로젝터로부터 입사되는 영상 광을 화면상에 표시하였다.
본 명세서의 목적은, 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있는 영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린은, 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린에 있어서, 렌즈 층과; 상기 영상 광을 반사하기 위해 상기 렌즈 층 상에 형성되는 반사 층을 포함하며, 상기 렌즈 층 및/또는 상기 반사 층은 블랙 물질을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 렌즈 층은 리니어 타입의 프레넬 렌즈 층 또는 써큘라 타입의 프레넬 렌즈 층일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 블랙 물질은 카본 블랙일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 렌즈 층에 함유되는 상기 카본 블랙의 함량은 0.15% 내지 0.75%일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 렌즈 층은 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지와; 상기 블랙 물질을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 렌즈 층의 입사면 상에 형성되는 보호 층과; 상기 보호 층상에 형성되는 광 확산 층을 더 포함할 수 있으며, 상기 보호 층은 상기 렌즈 층의 입사면 상에 형성되고, 상기 반사 층은 상기 렌즈 층의 출사면 상에 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 반사 층은 블랙 펄(Black Pearl))을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 렌즈 층의 입사면 상에 형성되는 보호 층과; 상기 보호 층상에 형성되는 광 확산 층을 더 포함하며, 상기 반사 층은, 블랙 펄(Black Pearl))을 포함하고, 상기 렌즈 층의 출사면 상에 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 렌즈 층은 카본 블랙을 포함하며, 상기 반사 층은 블랙 펄을 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린은 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린에 있어서, 카본 블랙이 함유된 프레넬 렌즈 층과; 상기 영상 광을 반사하기 위해 상기 프레넬 렌즈 층 상에 형성되는 반사 층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린은, 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린에 있어서, 프레넬 렌즈 층과; 상기 영상 광을 반사하기 위해 상기 프레넬 렌즈 층 상에 형성되는 블랙 펄(Black Pearl)) 층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린은, 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린에 있어서, 카본 블랙이 함유된 프레넬 렌즈 층과; 상기 영상 광을 반사하기 위해 상기 프레넬 렌즈 층 상에 형성되는 블랙 펄(Black Pearl)) 층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린의 제조 방법은, 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린을 제조하는 방법에 있어서, 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지와 블랙 물질을 혼합하여 프레넬 렌즈 층을 형성하는 단계와; 상기 영상 광을 반사하기 위해 상기 프레넬 렌즈 층 상에 반사 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린의 제조 방법은, 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린을 제조하는 방법에 있어서, 입사면과 출사면을 갖는 프레넬 렌즈 층을 형성하는 단계와; 상기 영상 광을 반사하기 위해 상기 프레넬 렌즈 층의 출사면 상에 블랙 펄(Black Pearl)) 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린의 제조 방법은, 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린을 제조하는 방법에 있어서, 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지와 카본 블랙을 혼합하여 프레넬 렌즈 층을 형성하는 단계와; 상기 영상 광을 반사하기 위해 상기 프레넬 렌즈 층 상에 블랙 펄(Black Pearl)) 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 영상 표시 시스템은, 프로젝터와; 상기 프로젝터에 위치되고, 상기 프로젝터의 출사 광의 경로를 변경하는 반사부와; 상기 반사부에 의해 반사된 광을 표시하는 표시부와; 상기 표시부와 상기 프로젝터를 고정되게 지지하는 지지부를 포함하며, 여기서, 상기 표시부는 프레넬 렌즈 층과, 상기 프레넬 렌즈 층의 출사면에 형성되는 반사 층과, 상기 프레넬 렌즈 층의 입사면 상에 형성되는 보호 층과, 상기 보호 층상에 형성되는 광 확산 층을 갖는 디스플레이 스크린을 포함하며, 상기 프레넬 렌즈 층 및/또는 상기 반사 층은 블랙 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린은, 렌즈 층에 함유된 블랙 물질(예를 들면, 카본 블랙(Carbon black))에 의해 명실 명암비가 향상됨으로써 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 영상 표시 시스템의 디스플레이 스크린은, 렌즈 층상에 형성된 블랙 물질(예를 들면, 블랙 펄(Black Pearl) 층)에 의해 명실 명암비가 향상됨으로써 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 영상 표시 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 영상 표시 시스템의 하나의 예를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 예시적인 프로젝터를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 스크린의 구성을 나타낸 구성도 이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 스크린의 구성을 나타낸 구성도 이다.
이하에서는, 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있는 영상 표시 시스템(예를 들면, 프로젝터)의 디스플레이 스크린 및 그 제조 방법을 도1 내지 도5를 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 영상 표시 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 영상 표시 시스템은, 표시부(10)와; 영상 광을 상기 표시부(10)에 투사하는 프로젝터(20)와; 미리설정된 기준 촛점 거리 및 화면 크기를 유지하기 위해, 상기 프로젝터(20)와 상기 표시부(10)가 서로 미리설정된 거리를 유지하도록 상기 프로젝터(20)와 상기 표시부(10)를 고정되게 지지하는 지지부(30)로 구성된다.
상기 프로젝터(20)와 상기 표시부(10)는 상기 지지부(30)에 의해 일체화되며, 상기 지지부(30)는 상기 표시부(30)의 배면(또는 후면)과 상기 프로젝터(20)의 배면(또는 후면)에 나사 등으로 인해 고정될 수 있다.
상기 프로젝터(20)는 광학계와, 유선 및/또는 무선 통신망을 통해 서버부터 방송 신호를 수신하는 방송 수신부, 외부 입력 수신부, 스피커, 입력 수단(예를 들면, 키보드, 원격 제어기 등) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 상기 프로젝터(20)와 상기 표시부(10)는 상기 지지부(30)에 의해 일체화되었으나, 지지부(30)을 제거하고 표시부(10)를 별도의 부재로 실내의 벽등에 고정하여 사용하는 것도 가능하다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 영상 표시 시스템의 하나의 예를 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 영상 표시 시스템의 하나의 예를 나타낸 도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 영상 표시 시스템은, 상기 광학계, 상기 방송 수신부, 상기 외부 입력 수신부, 상기 스피커, 상기 입력 수단 등을 포함하는 프로젝터(20)와; 상기 프로젝터(20)에 위치되고, 상기 프로젝터(20)의 출사 광의 경로를 변경하는 반사부(20-1)와; 상기 반사부(20-1)에 의해 반사된 광을 표시하는 표시부(10)와; 상기 표시부(10)와 상기 프로젝터(20)를 고정되게 지지하는 지지부(30)를 포함하며, 여기서, 상기 표시부(10)는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린(300)의 측면 및 배면을 감싸는 후면 하우징(또는 후면 커버)(10-2)과; 상기 디스플레이 스크린(300)의 전면(앞면)을 보호하기 위해 상기 디스플레이 스크린(300)의 전면(앞면)을 덮는 투명 유리 부재(예를 들면, 투명 강화 유리)(10-1)를 포함한다.
상기 후면 하우징(또는 후면 커버)(10-2)은 불투명 재질로 형성될 수 있으며, 상기 유리 부재(예를 들면, 강화 유리)(10-1)는 상기 후면 하우징(10-2)에 고정되도록 접착될 수 있다.
상기 반사부(20-1)는 상기 프로젝터(20) 내부의 광학계에서 출사된 광이 반사 및 확대되어 상기 디스플레이 스크린에 투사되도록 상기 출사되는 광의 경로를 변경한다. 상기 반사부(20-1)는 상기 프로젝터(20)가 턴-온되면 모터(도시하지 않음)의 회전력에 의해 회전하여 펴지고(도출되고), 상기 프로젝터(20)가 턴-오프되면 상기 모터(도시하지 않음)의 회전력에 의해 회전하여 상기 프로젝터(20)의 방향으로 접힐 수도 있다.
상기 프로젝터(20)는 표시부(10)의 전면 하단측에 위치하여 출력되는 영상광은 표시부(10)의 하단 방향에서 경사지게 입사되어 표시부(10)의 디스플레이 스크린(300)에 반사되어 사용자가 위치한 전면으로 출력되는 전면 투사 방식의 영상 시스템이다.
상기 반사부(20-1)에 대한 설명은 미국 특허 공개 번호 US2009/0122274에도 개시되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 예시적인 프로젝터를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 예시적인 프로젝터는, 다수의 광원들을 포함하는 광원 어레이(Array)(200)와; 광학계(예를 들면, 결상 광학계(focusing optics))(120)와; 파장 변환 물질(예를 들면, 형광체 물질)을 갖는 컬러 휠(130)과; 광 집속기(light integrator)(102)와; 지연 광학계(delay optics) 또는 콜렉팅 광학계(collecting optics)(104)와; 프리즘(106)과; 마이크로디스플레이 이미져(108) 및 프로젝션 렌즈(110)를 포함한다. 상기 프로젝터는 한국공개특허 10-2010-0037646에도 개시되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린이 적용된 예시적인 프로젝터는, 상기 광원 어레이(200)와 결상 광학계(focusing optics)(120) 사이에 설치된 다이크로익 필터(dichroic filter)(140)를 더 포함할 수도 있다. 상기 다이크로익 필터(dichroic filter)(140)는 파장에 따라 상기 여기 광의 일부를 투과 또는 반사하는 물질로서, 짧은 파장의 광을 투과시키고 긴 파장의 광을 반사시키거나 짧은 파장의 광을 반사시키고 긴 파장의 광을 투과시킬 수도 있다. 상기 다이크로익 필터(140)는 상기 여기 광을 상기 광학계(120) 쪽으로 반사하고, 상기 컬러 휠(130)에 의해 발생한 다수의 색광을 투과시킨다.
상기 광원 어레이(200)로부터 출사(emitting)되는 광은 컬러 휠(130)을 통해 다수의 색광으로 변환되고, 그 변환된 다수의 색광은 고강도 균질성(intensity homogenization)(스크램블링; scrambling)을 위해 광 집속기(102)를 통과한다. 상기 광원 어레이(200)는 다수의 발광 다이오드(예를 들면, Blue LED)를 포함하거나, 다수의 딥블루(deep blue) LED를 포함하거나 다수의 자외선(UV) LED를 포함하거나, 다수의 레이저 다이오드를 포함할 수도 있다.
상기 지연 광학계(104)는 프리즘(106)를 통해 스크램블링된 광을 마이크로디스플레이 이미져(108)에 결상(집광)시킨다.
상기 마이크로디스플레이 이미져(108)에 의해 변조된 광은 프로젝션 렌즈(110)를 통해 상기 디스플레이 스크린(예를 들면, 반사형 스크린)(300)에 투영된다.
상기 마이크로디스플레이 이미져(108)와 컬러 휠(130) 사이의 동기화(컬러 휠(130)과 마이크로디스플레이 이미져(108)를 제어하는 신호 처리기는 도시하지 않음)를 통해 다색 이미지가 얻어진다.
상기 컬러 휠(130)은 조명을 구현하기 위해 광원 어레이(200)의 여기 광을 다른 종류의 파장으로 변환시켜주는 각각의 파장 변환 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 컬러 휠(130)은 모터에 의해 회전(회전 또는 선형 진동)함으로써 상기 여기 광으로부터 순차적으로 컬러를 분리하여 고휘도 다수의 색광을 발생한다. 상기 컬러 휠(130)은 상기 파장 변환 물질에 의해 발생한 광을 상기 광 집속기(102)에 인가할 수 있다.
이하에서는, 상기 프로젝터으로부터 입사되는 광(영상 광)을 표시하는 디스플레이 스크린(예를 들면, 반사형 스크린)(300)의 구성을 도4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 스크린의 구성을 나타낸 구성도 이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이 스크린(300)은, 블랙 물질(예를 들면, 카본 블랙(Carbon black))을 포함하는 렌즈(예를 들면, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)) 층(302)과; 상기 렌즈 층(302) 상에 형성되는 반사 층(301)을 포함한다. 상기 반사 층(301)은 상기 렌즈 층(302)의 출사면(light-exiting surface)(302B) 상에 형성된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 스크린(300)은, 상기 렌즈 층(302)상에 형성되는 보호 층(303)과; 상기 보호 층(303)상에 형성되는 광 확산 층(light diffusion layer)(304)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호 층(303)은, 상기 렌즈 층(302)을 보호하기 위해 상기 렌즈 층(302)의 입사면(light-incident surface)(302A) 상에 형성될 수 있고, PC(Polycarbonate) 또는 PET(polyethylene terephthalate) 층으로 이루어질 수도 있다. 상기 PC(Polycarbonate) 또는 PET(polyethylene terephthalate) 층은, 상기 렌즈 층(302)의 입사면(302A) 상에 증착되거나, 필름 형태로 상기 렌즈 층(302)의 입사면(302A) 상에 부착될 수도 있다.
상기 광 확산 층(304)은 신틀레이션(scintilation)을 개선하기 위해 상기 보호 층(303)상에 형성될 수 있다. 상기 광 확산 층(304)은 한쪽 표면이 조면화(粗面化, Roughening)된 표면광 확산 방식의 수지 시트일 수 있다. 상기 수지 시트는, 샌드 블라스트법(sand blast)에 의해 조면화된 금형을 사용하여, 캐스트법(casting)이나 압출 성형법으로 제조될 수 있다.
상기 광 확산 층(304)은 렌티큘라 렌즈로 형성할 수도 있다.
상기 렌즈(예를 들면, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)) 층(302)은 상기 입사면(302A)과, 상기 출사면(302B)을 포함하며, 상기 반사층(301)은 상기 렌즈 층(302)의 출사면(302B) 상에 형성된다.
상기 반사층(301)은 상기 프로젝터로부터 입사되는 광이 영상 광으로서 사용자(관찰자 측)에게 출사되도록, 상기 반사층(301)에 입사되는 광을 상기 렌즈(예를 들면, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)) 층(302)을 통해 미리설정된 방향(예를 들면, 관찰자 측 방향)으로 반사한다.
상기 반사층(301)은 금속 층(예를 들면, 알루미늄(Al) 층)이거나, 상기 프로젝터로부터 입사되는 광을 반사하는 미러층일 수도 있다.
상기 반사층(301)은 상기 렌즈(예를 들면, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)) 층(302)의 출사면(302B)에 증착되는 미러 증착층(coated mirror) 또는 상기 출사면(302B)에 부착되는 미러 필름(mirror film)일 수 있다.
상기 렌즈 층(302)은 리니어(Linear) 타입 또는 써큘라(circular) 타입의 프레넬 렌즈 구조일 수 있다. 상기 리니어(Linear) 타입의 프레넬 렌즈 구조 또는 써큘라(circular) 타입의 프레넬 렌즈 구조는 일본 특허 등록 번호 3,341,225 또는 미국 6,023,369에도 개시되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
반면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 렌즈 층(302)은 블랙 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 렌즈 층(302)은 자외선(Ultraviolet) 경화성 수지 또는 열경화성 수지에 블랙 휘도를 감소시킬 수 있는 블랙 물질인 카본 블랙을 혼합함으로써 형성될 수 있다. 또한, 상기 렌즈 층(302)은, 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지에 상기 카본 블랙을 혼합할 때, 그 혼합된 물질을 고르게 분산하여 혼합하기 위해 상기 혼합된 물질에 분산제를 추가로 혼합함으로써 형성될 수도 있다.
상기 렌즈 층(302)은, 상기 반사층(301)에 의해 반사되는 광의 휘도 감소를 최소화하면서 그 광의 콘트라스트(contrast)를 향상시키기 위해, 상기 블랙 물질인 카본 블랙에 의해 착색된다. 즉, 사용자(관찰자)는 상기 블랙 물질인 카본 블랙을 포함하는 렌즈 층(colored Fresnel lens)(302)에 의해 밝은 실내에서 명암비가 높은 영상을 볼 수 있다.
상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블록의 함량(%)에 따라 블랙 휘도, 명실 휘도, 명실 명암비(Bright Room Contrast Ratio)는 표1과 같은 실험 결과 값을 나타낸다. 상기 표1은 밝은 환경(예를 들면, 1000 ANSI Lumen 이상)에서 측정된 실험 결과 값을 나타낸다.
카본 블랙 함량 (%) 0 0.15 0.25 0.35 0.50 0.75
블랙 휘도 (cd/m2 ) 6.1 5.10 4.13 3.22 2.95 2.39
명실 휘도 (cd/m2 ) 435 387 415 418 283 281
명실 명암비 71 : 1 76 : 1 100 : 1 130 : 1 96 : 1 118 : 1
표1에 나타낸 바와 같이, 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블록의 함량(%)이 0%이면, 블랙 휘도는 6.1 cd/m2 , 명실 휘도는 435 cd/m2, 명실 명암비는 71:1을 나타낸다.
반면, 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블록의 함량(%)이 0.15%이면, 블랙 휘도는 5.10 cd/m2 , 명실 휘도는 387 cd/m2, 명실 명암비는 76:1을 나타낸다. 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블록의 함량(%)이 0.25%이면, 블랙 휘도는 4.13 cd/m2 , 명실 휘도는 415 cd/m2, 명실 명암비는 100:1을 나타낸다. 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블록의 함량(%)이 0.35%이면, 블랙 휘도는 3.22 cd/m2 , 명실 휘도는 418 cd/m2, 명실 명암비는 130:1을 나타낸다. 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블록의 함량(%)이 0.50%이면, 블랙 휘도는 2.95 cd/m2 , 명실 휘도는 283 cd/m2, 명실 명암비는 96:1을 나타낸다. 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블록의 함량(%)이 0.75%이면, 블랙 휘도는 2.39 cd/m2 , 명실 휘도는 281 cd/m2, 명실 명암비는 118:1을 나타낸다. 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블록의 함량(%)은 0.15% 내지 0.75% 내에서 선택될 수 있다.
따라서, 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블랙의 함량이 증가함에 따라 명실 휘도는 감소하지만, 블랙 휘도가 낮아짐으로 인해 명실 명암비가 향상됨으로써 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있다.
상기 렌즈 층(예를 들면, 프레넬 렌즈 층)(302)은 카본 블랙뿐만 아니라 무기 염료 및 무기 안료, 유기 염료 및 유기 안료 등을 더 포함할 수도 있다. 상기 무기 염료 및 무기 안료, 유기 염료 및 유기 안료 등이 카본 블랙과 함께 상기 렌즈 층에 함유될 때 상기 카본 블랙의 함량은 감소될 수도 있다.
상기 무기 안료로서 코발트 알루미네트계 안료(예를 들면, Co-AlO), 크롬 산화(Oxide) 계 안료(예를 들면, CrO), 적철광 안료(예를 들면,
Figure 112011032220443-pat00001
-Fe2O3) 등이 사용될 수 있다. 상기 유기 안료로서 안트라퀴논(Anthraquinone) 계열 물질(예들 들면, Red Fluorescent Dye-56)이 사용될 수 있으며, 이에 대한 착색 성분으로서 "C.I. 피그먼트 Violet 19, 23"이 사용될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스플레이 스크린은 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블랙에 의해 명실 명암비가 향상됨으로써 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있다.
이하에서는, 상기 반사층(301)을 구성하는 금속 층(예를 들면, 알루미늄(Al) 층) 대신에 블랙 펄(Black Pearl)을 상기 반사층으로서 형성함으로써 명실 명암비를 향상시킬 수 있는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 스크린을 도5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 스크린의 구성을 나타낸 구성도 이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이 스크린(300)은, 렌즈(예를 들면, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)) 층(402)과; 상기 렌즈 층(402) 상에 형성되고, 블랙 물질(예를 들면, 블랙 펄(Black Pearl))을 포함하는 반사 층(501)을 포함한다. 상기 반사 층(501)은 상기 렌즈 층(402)의 출사면(402B) 상에 형성된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 스크린(300)은, 상기 렌즈 층(402)상에 형성되는 보호 층(303)과; 상기 보호 층(303)상에 형성되는 광 확산 층(light diffusion layer)(304)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호 층(303)은, 상기 렌즈 층(402)을 보호하기 위해 상기 렌즈 층(402)의 입사면(402A) 상에 형성될 수 있고, PC(Polycarbonate) 또는 PET(polyethylene terephthalate) 층으로 이루어질 수도 있다. 상기 PC(Polycarbonate) 또는 PET(polyethylene terephthalate) 층은, 상기 렌즈 층(402)의 입사면(402A) 상에 증착되거나, 필름 형태로 상기 렌즈 층(402)의 입사면(402A) 상에 부착될 수도 있다.
상기 확산 층(304)은 신틀레이션(scintilation)을 개선하기 위해 상기 보호 층(303)상에 형성될 수 있다.
상기 렌즈(예를 들면, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)) 층(402)은 상기 입사면(402A)과, 상기 출사면(402B)을 포함하며, 상기 반사층(501)은 상기 렌즈 층(502)의 출사면(402B) 상에 형성된다.
상기 반사층(501)은 상기 프로젝터로부터 입사되는 광이 영상 광으로서 사용자(관찰자 측)에게 출사되도록, 상기 반사층(501)에 입사되는 광을 상기 렌즈(예를 들면, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)) 층(402)을 통해 미리설정된 방향(예를 들면, 관찰자 측 방향)으로 반사한다.
상기 렌즈 층(402)은 리니어(Linear) 타입 또는 써큘라(circular) 타입의 프레넬 렌즈 구조일 수 있다.
반면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 스크린(300)에 적용된 상기 반사층(501)은 블랙 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 반사층(501)은, 상기 반사층(501)에 의해 반사되는 광의 휘도 감소를 최소화하면서 그 광의 콘트라스트(contrast)를 향상시키기 위해, 상기 블랙 물질인 블랙 펄 층으로 이루어진다. 즉, 사용자(관찰자)는 상기 블랙 펄 층(반사 층(501))에 의해 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 볼 수 있다.
상기 반사층(501)으로서 형성된 블랙 펄 층에 의해 블랙 휘도, 명실 휘도, 명실 명암비(Bright Room Contrast Ratio)는 표2와 같은 실험 결과 값을 나타낸다. 상기 표2는 밝은 환경(예를 들면, 1000 ANSI Lumen 이상)에서 알루미늄으로 이루어진 반사 층과 블랙 펄로 이루어진 반사층의 비교 결과를 나타낸다.
알루미늄 층 블랙 펄 층
블랙 휘도 (cd/m2 ) 6.1 0.81
명실 휘도 (cd/m2 ) 435 194
명실 명암비 71:1 240:1
표 2에 나타낸 바와 같이, 일반적인 프레넬 렌즈 층(402)의 출사면(402B) 상에 알루미늄 층을 형성했을 때의 블랙 휘도는 6.1 cd/m2 , 명실 휘도는 435 cd/m2, 명실 명암비는 71:1을 나타낸다.
반면, 상기 렌즈 층(402)의 출사면(402B) 상에 상기 블랙 펄 층을 형성했을 때의 블랙 휘도는 0.81 cd/m2 , 명실 휘도는 194 cd/m2, 명실 명암비는 240:1을 나타낸다.
따라서, 상기 디스플레이 스크린은 상기 반사층(501)으로서 형성된 블랙 펄 층에 의해 명실 휘도는 감소하지만, 블랙 휘도가 낮아짐으로 인해 명실 명암비가 향상됨으로써 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있다.
상기 반사층(501)으로서 형성된 블랙 펄 층은 알루미늄 조각(flake)과 혼합되어 상기 일반적인 프레넬 렌즈 층(402)의 출사면(402B) 상에 형성될 수도 있다.
또한, 상기 반사층(501)으로서 형성된 블랙 펄 층은 안료가 혼합된 산화티탄(TiO2)과 혼합되어 상기 프레넬 렌즈 층(402)의 출사면(402B) 상에 형성될 수도 있다.
한편, 상기 카본 블랙이 함유된 렌즈 층(302)과 상기 블랙 펄 층(501) 중에서 어느 하나가 상기 디스플레이 스크린에 적용될 수도 있으나, 상기 카본 블랙을 함유하는 렌즈 층(302)과 상기 블랙 펄 층(501)이 모두 상기 디스플레이 스크린에 적용될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디스플레이 스크린은, 상기 프레넬 렌즈 층(402)의 출사면(402B) 상에 형성된 블랙 펄 층(501)에 의해 명실 명암비가 향상됨으로써 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린은, 상기 렌즈 층(302)에 함유된 카본 블랙에 의해 명실 명암비가 향상됨으로써 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 스크린은, 상기 프레넬 렌즈 층(402)의 출사면(402B) 상에 형성된 블랙 펄 층(501)에 의해 명실 명암비가 향상됨으로써 밝은 실내에서의 명암비가 높은 영상을 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
301: 반사 층 302: 렌즈 층
303: 보호 층 304: 광 확산 층

Claims (26)

  1. 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린에 있어서, 상기 디스플레이 스크린은,
    입사면과 출사면을 갖는 렌즈 층과;
    상기 입사면상에 형성되는 보호층과;
    상기 영상 광이 반사되도록 상기 렌즈 층의 출사면의 후면 상에 형성되는 반사 층을 포함하며, 상기 렌즈 층은 카본 블랙을 포함하며, 상기 반사 층은 블랙 펄(Black Pearl)을 포함하며, 상기 렌즈 층에 함유되는 상기 카본 블랙의 함량은 0.15% 내지 0.75%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 스크린.
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 층은,
    리니어 타입의 프레넬 렌즈 층 또는 써큘라 타입의 프레넬 렌즈 층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 스크린.
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  5. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 층은,
    자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지와;
    상기 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 스크린.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보호 층상에 형성되는 광 확산 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 스크린.
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  19. 프로젝터로부터 입사된 영상 광을 표시하는 디스플레이 스크린을 제조하는 방법에 있어서,
    자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지와 카본 블랙을 혼합하여 입사면과 출사면을 갖는 프레넬 렌즈 층을 형성하는 단계와;
    상기 입사면상에 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 영상 광이 반사되도록 상기 프레넬 렌즈층의 출사면의 후면 상에 반사 층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 렌즈 층은 카본 블랙을 포함하며, 상기 반사 층은 블랙 펄(Black Pearl)을 포함하며, 상기 렌즈 층에 함유되는 상기 카본 블랙의 함량은 0.15% 내지 0.75%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 스크린의 제조 방법.
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