KR102116387B1 - 확산 반사 특성을 갖는 투명 층상 요소를 포함하는 유리로의 투사 또는 배면 투사 방법 - Google Patents

확산 반사 특성을 갖는 투명 층상 요소를 포함하는 유리로의 투사 또는 배면 투사 방법 Download PDF

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패트리크 게아우트
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Abstract

본 발명은 투사 또는 배면 투사 스크린, 및 프로젝터로서 사용되는, 2 개의 주외부 표면을 갖는 유리의 사용을 포함하는 투사 또는 배면 투사 방법에 관한 것이다. 본 방법은 유리의 면들 중 하나 상에 스펙테이터가 볼 수 있는 이미지를 투사하기 위하여 프로젝터를 사용하는 것을 포함한다. 유리는 확산 반사 특성을 갖는 투명 층상 요소를 포함한다.

Description

확산 반사 특성을 갖는 투명 층상 요소를 포함하는 유리로의 투사 또는 배면 투사 방법{METHOD FOR PROJECTION OR BACK-PROJECTION ONTO GLASS COMPRISING A TRANSPARENT LAYERED ELEMENT HAVING DIFFUSE REFLECTION PROPERTIES}
본 발명은 확산 반사 특성을 갖는 투명 층상 요소(layered element)를 포함하는 글레이징이 투사 또는 배면 투사 스크린으로서 사용되는 투사 또는 배면 투사 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 본 발명의 투사 또는 배면 투사 방법에 더 특히 적합한 글레이징에 관한 것이다.
공지된 글레이징은, 글레이징에 대한 입사 방사선의 정투과(specular transmission) 및 정반사를 일으키는 표준 투명 글레이징, 및 글레이징에 대한 입사 방사선의 확산 투과 및 확산 반사를 일으키는 반투명 글레이징을 포함한다.
보통, 소정의 입사각을 갖는 글레이징에 대한 입사 방사선이 복수의 방향에서 글레이징에 의해 반사될 때, 글레이징에 의한 반사를 확산이라고 한다. 소정의 입사각을 갖는 글레이징에 대한 입사 방사선이 입사각과 동일한 반사각으로 글레이징에 의해 반사될 때, 글레이징에 의한 반사를 정반사라고 한다. 마찬가지로, 소정의 입사각을 갖는 글레이징에 대한 입사 방사선이 입사각과 동일한 투과각으로 글레이징에 의해 투과될 때, 글레이징을 통한 투과를 정투과라고 한다.
표준 투명 또는 반투명 글레이징에 대하여, 이들이 투사 또는 배면 투사 스크린으로서 사용되도록 할 수 있는 추가의 특성을 부여하려는 많은 시도가 있었다.
투사 스크린은 2 개의 면 또는 표면을 포함한다. 광원과 동일한 공간 영역에 위치하는, 광원으로부터 생긴 이미지가 투사되는 주면(main face)(직접 투사). 투명도에 의해, 주면에 대해 투사된 이미지가 임의로 나타나는 반대면.
배면 투사 스크린은 상기에서 언급한 투사 스크린과 동일한 특징을 갖는 이용가능한 주면 및 반대면을 갖는다. 한편, 배면 투사 스크린은 사용자와 광원이 동일한 공간의 영역에 위치하지 않지만, 스크린의 어느 한 면에서 나타난다는 점에서 투사 스크린과 다르다. 배면 투사는 반드시 글레이징 뒤에 프로젝터를 위치시키는 것, 및 그리하여 이 스팟에 이용가능한 챔버를 갖는 것을 포함한다. 따라서, 이러한 구성은 그의 사용을 위해 필요한 방에서 제한적이다.
투사 스크린으로서 투명 표준 글레이징의 사용은 상상할 수 없다. 이는 이러한 글레이징이 확산 반사 특성을 나타내지 않고; 따라서 그의 면들 중 어느 하나 상에 이미지를 형성하고 거울의 방식으로 선명한(sharp) 반사를 되돌려 보낼 수 있도록 하지 못하기 때문이다.
또한 투사 스크린으로서 반투명 표준 글레이징의 사용은 단점을 나타낸다. 이 반투명 글레이징은 글레이징을 통한 선명한 관찰을 유지하게 할 수 없다.
투사 스크린으로서 사용되는 표준 반투명 글레이징의 성능을 개선하기 위해 제안된 해결 수단 중 하나는 투명 상태와 산란 상태 사이에서 전환될 수 있는 글레이징을 사용하는 것을 포함한다. 이 글레이징은 2 개의 전극-운반 지지체들(electrode-carrying supports) 사이에 위치한 활성 요소를 포함하는 기능성 필름의 사용에 기반한다. 필름이 전압 하에 놓일 때 활성 요소는 우세한 축(favored axis)을 따라 배향하게 되고, 이는 기능성 필름을 통한 관찰을 가능하게 한다. 전압이 없으면, 활성 요소의 정렬 없이, 필름은 산란되고, 관찰을 막는다.
이러한 글레이징은, 그의 성질이 그가 투사 스크린으로서 적합하게 사용되지 못하게 하기 때문에, 산란 상태에서 이미지의 배면 투사를 위한 스크린으로서 현재 주로 사용된다. 이는 전환가능한 글레이징, 예를 들면 액정 글레이징에 대한 직접 이미지 투사가, 이러한 글레이징의 부적합한 광학 특성, 예컨대 낮은 확산 반사성에 의해 품질이 좋지 못하기 때문이다. 그러나, 특히, 이 글레이징에 대해 투사된 이미지의 광도는 일반적으로 관찰각이 증가하면 강하게 감소한다. 투사에서 화각은 산란 상태에서도 매우 감소하여, 이러한 글레이징이 투사 스크린으로 사용되는 것을 어렵게 한다.
특히 특허 출원 EP 0 823 653에서 제공된 다른 해결 수단은 가변 광 투과/흡수 시스템과 가변 광 산란 시스템을 조합한 글레이징으로 구성된다. 이 글레이징은 배면 투사 또는 투사 스크린으로서 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 시스템은 배면 투사에서는 비교적 만족스러우나 투사에서는 정확하게 기능하지 않는다는 것이 분명히 나타난다. 반사에서의 이미지 투사는, 여기서 다시, 낮은 광도 및 낮은 화각으로 인해 좋지 않은 품질이다. 결국, 이미지 투사는 산란 상태에서만 가능하다. 투명 상태에서, 직접 투사는 불가능하다.
또한, 투사 및 배면 투사 스크린으로 사용되는 스크린-인쇄된 글레이징이 알려져 있다. 그러나, 이러한 글레이징은 충분한 투명도를 나타내지 않는다. 이러한 글레이징의 스크린 인쇄 패턴은 항상 가시적이다.
결국, 글레이징의 투명도를 유지하면서 글레이징에 대해 특정 각도로부터의 이미지를 배면 투사로 투사할 수 있는 "홀로그램" 투사 글레이징이 알려져 있다. 그러나, 이러한 글레이징은 배면 투사에 제한되어, 프로젝터를 매우 정밀한 위치에 놓을 필요가 있게 된다. 또한, 이러한 제품은 매우 높은 제조 비용을 갖는다.
따라서 본 발명은 투사 또는 배면 투사 스크린으로서 사용할 수 있는 글레이징을 제공함으로써 선행 기술의 공지된 글레이징의 단점을 극복하는 것을 목표로 하며, 상기 글레이징은 특히 글레이징의 투명도를 유지하면서, 큰 화각으로 볼 수 있는, 이미지의 직접 투사를 가능하게 한다.
또한 본 발명은:
- 투사되는 이미지의 광도를 증강하는 것,
- 투사되는 이미지의 콘트라스트를 증강 또는 개선하는 것,
- 뛰어난 화각을 얻는 것(이 디스플레이는 광학적 결함 없이, 즉 표시되는 이미지의 뛰어난 선명도(sharpness)로 생성됨),
- 핫 스팟 현상을 피하고, 투사실에서 투사된 이미지의 반사 및 투과로 인한 이차 이미지의 형성에 의해 야기될 수 있는 피해를 최소화할 수 있는 것
을 가능하게 한다.
따라서 본 발명은 투사 또는 배면 투사 방법에 관한 것이며, 그에 따라 투사 또는 배면 투사 스크린으로 사용되는 2 개의 주외부 표면(main external surfaces)(10, 20)을 포함하는 글레이징(5) 및 프로젝터를 이용가능하고, 상기 방법은 프로젝터를 사용하여, 글레이징의 면들 중 하나에 대해 스펙테이터에 의해 관찰가능한 이미지를 투사하는 방법을 포함하고, 상기 글레이징은 2 개의 매끄러운 주외부 표면(2A, 4A)을 갖는 투명 층상 요소(1)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 투명 층상 요소(1)는:
- 2 개의 외부층들(2, 4)(각각은 층상 요소의 2 개의 주외부 표면(2A, 4A) 중 하나를 형성하고, 투명 재료, 바람직하게는, 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 유전체로 구성됨), 및
- 외부층들 사이에 삽입된 중심층(3)(이 중심층(3)은 투명층, 바람직하게는 외부층과 상이한 굴절률(n3)을 갖는 유전체층, 또는 금속층인 단일층에 의해, 또는 하나 이상의 투명층, 바람직하게는 외부층과 상이한 굴절률(n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 유전체층, 또는 금속층을 포함하는 층들의 스택(31, 32, …, 3k)에 의해 형성됨)
을 포함하는 것을 특징으로 하고,
여기서, 층상 요소의 2 개의 인접층들(인접층들 중 하나가 굴절률(n2, n4, n3, n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 투명성이고 다른 하나는 금속성이거나, 또는 인접층들 모두가 상이한 굴절률을 갖는 투명층임) 사이의 각 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)이 텍스처링되고, 2 개의 인접층들(인접층들 중 하나가 굴절률(n2, n4, n3, n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 투명성이고 다른 하나는 금속성이거나, 또는 인접층들 모두가 상이한 굴절률을 갖는 투명층임) 사이의 다른 텍스처링된 접촉 표면에 평행이다.
본 발명의 맥락에서, 한편으로 굴절률 값이 중요하지 않은 금속층과, 다른 한편으로는 투명층, 바람직하게는 외부층에 대한 굴절률 차이가 고려되는, 미리정해진 굴절률을 갖는 유전체층은 구별된다.
특히 유리한 실시양태에 따르면, 글레이징은 하나 이상의 반사방지 코팅을 추가로 포함한다.
특히 유리한 다른 실시양태에 따르면, 글레이징은 투명 상태와 산란 상태 사이에서 전환가능한 기능성 필름을 포함하는 가변 광 산란 시스템을 추가로 포함한다. 가변 광 산란 시스템은 바람직하게는 전기적으로 제어가능하다. 이 시스템은, 바람직하게는 투명인, 2 개의 전극-운반 지지체에 의해 프레이밍된(framed) 기능성 필름을 포함할 수 있다. 전극은 기능성 필름과 직접 접촉한다. 전극은 바람직하게는 각각 하나 이상의 전기전도층을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 유리한 실시양태들을 조합한다.
확산 반사성을 갖는 투명 요소는 투과시에 투명하고 확산 반사성을 나타내는 글레이징을 얻을 수 있게 한다. 이러한 특성은 얻은 투사된 이미지의 우수한 광도에 기여한다. 따라서 이러한 요소는 "거울"형의 정반사를 제한하면서, 요소를 통한 선명한 관찰 모두를 얻을 수 있게 한다. 중심층은 확산 반사를 촉진하여, 투명층상 요소를 포함하는 글레이징의 면들 중 임의의 하나에 대한 이미지의 직접 투사를 가능하게 하고, 이미지는 중심층에 형성된다.
반사방지 코팅의 추가는 층상 요소 내부의 다중 반사를 감소할 수 있게 하여, 투사된 이미지의 품질을 개선한다.
가변 광 산란 시스템과의 조합은, 이러한 시스템이 그의 투명 상태에 있을 때, 글레이징의 특성을 개질하지 않는다. 한편, 시스템이 그의 산란 상태에 있을 때, 층상 요소의 확산 반사가 가변 광 산란 시스템의 확산 반사에 추가되기 때문에, 직접 투사에서 얻은 이미지의 품질이 개선된다. 이러한 시너지 상호작용은 투사된 이미지의 더 나은 광도 및 더 나은 콘트라스트를 얻을 수 있게 한다. 가변 광 산란 시스템의 존재는, 바람직하게는 전기적으로 제어가능하여, 투명 상태와 산란 상태 사이에서 전환될 수 있지만, 투명 상태 및 산란 상태 모두에서 우수한 화각으로 직접 투사할 수 있는, 글레이징을 얻을 수 있게 한다.
따라서, 본 발명에 따른 글레이징은 이미지의 직접 투사를 생성할 수 있게 한다. 투사된 이미지는 180 ° 이하의 범위일 수 있는 뛰어난 화각에서 가능하다. 이는 약 -90 ° 또는 +90 °의 각도에 위치한 관찰자가 뚜렷하게 본 발명의 글레이징에 투사된 이미지를 보는 것 또는 투사된 텍스트를 읽는 것이 가능하기 때문이다.
글레이징의 특성, 특히 매우 큰 화각은 프로젝터의 위치에 특별한 제한을 두지 않게 할 수 있다. 예를 들어, 프로젝터는 투사의 품질에 악영향을 주지 않으면서, 프로젝터의 램프의 정반사 및/또는 비확산 투과가 관찰자에게 보이지 않도록 위치할 수 있다. 따라서 핫 스팟 현상이 방지된다.
이 동일한 특성은 이차 이미지의 형성에 의하여 야기될 수 있는 피해를 최소화할 수 있게 한다. 이차 이미지는
- 글레이징에 투사된 광의 정반사(따라서 이미지가 투사실의 다른 표면 상에 형성되는 것이 가능함),
- 글레이징을 통해 투사된 광의 비확산 투과(따라서 이미지가 투사실의 다른 표면 상에 형성되는 것이 가능함)
에 기인한다.
이러한 방해는 이 이차 이미지가 관찰자에게 곤란하지 않은 스팟에, 예를 들어, 지면 상에 형성되도록 프로젝터의 위치를 잡음으로써 최소화될 수 있다.
본 발명의 해결 수단은 기술적 관점에서뿐만 아니라, 확산 반사 특성을 갖는 투명 층상 요소의 존재에 의해 발생한 낮은 추가 비용에 의하여 경제적 관점에서도, 투사 스크린으로서 사용하기 위한 기존의 글레이징에 대한 개선을 구성한다.
설명 전반에 걸쳐, 본 발명에 따른 글레이징이 수평으로 위치하는 것으로 여겨지고, 그의 제1 면은 하향이며 하부 주외부 표면(10)을 형성하고, 제1 면에 반대측인 그의 제2 면은 상향이며 상부 주외부 표면(20)을 형성하고; 따라서 "위" 및 "아래"의 표현의 의미는 이러한 배향에 대하여 고려되어야 한다. 구체적으로 규정되지 않는 한, 표현 "위" 및 "아래"는 반드시 2 개의 요소, 층, 코팅, 및/또는 시스템이 서로 접촉하여 위치함을 의미하지는 않는다. 용어 "하부" 및 "상부"는 이러한 위치를 기준으로 본원에서 사용된다.
글레이징은 층상 요소 위 또는 아래에 위치한 하나 이상의 추가층 및/또는 임의로는 가변 광 산란 시스템을 더 포함할 수 있다. 글레이징의 상기 추가층 또는 층들은 투명 재료, 바람직하게는 층상 요소의 외부층의 투명 재료, 바람직하게는 유전체 재료와 아주 실질적으로 동일한 굴절률을 갖거나, 또는 상이한 굴절률을 갖는 유전체로 구성될 수 있다. 이러한 추가층은 바람직하게는
- 2 개의 매끈한 주표면을 포함하는 중합체, 유리 또는 세라믹으로부터 선택되는 투명 기판,
- 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료,
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트
로부터 선택된다.
글레이징은 2 개의 주상부 및 하부 외부 표면(10, 20)을 포함한다. 글레이징의 주외부 표면은 예를 들어 글레이징이 추가층을 포함하지 않는 경우에, 층상 요소의 주외부 표면과 일치할 수 있다. 한편, 글레이징이
- 하나 이상의 추가 상부층을 포함하는 경우, 글레이징의 상부 주외부 표면은 추가 상부층의 상부 주외부 표면과 일치할 것이고,
- 하나 이상의 추가 하부층을 포함하는 경우, 글레이징의 하부 주외부 표면은 추가 하부층의 하부 주외부 표면과 일치할 것이다.
본 발명의 의미 안에서, 용어 "굴절률"은 550 nm의 파장에서 측정된, 광학 굴절률을 나타낸다.
본 발명에 따르면, 박층은 1 ㎛ 미만의 두께를 갖는 층이다.
2 개의 투명 재료들, 바람직하게는 유전체 재료들이 550 nm에서의 굴절률 차이의 절대값이 0.15 이하인 굴절률을 갖는 경우, 2 개의 투명 재료 또는 투명층, 바람직하게는 유전체 재료 또는 층은 실질적으로 동일한 굴절률을 가지거나, 또는 실질적으로 같은 굴절률들을 갖는다. 본 발명에 따르면, 층상 요소의 2 개의 외부층의 구성 투명 재료, 바람직하게는 유전체 재료 간의 550 nm에서의 굴절률 차이의 절대값은 오름차순으로 바람직하게, 0.05 이하, 0.02 이하, 0.018 이하, 0.015 이하, 0.01 이하, 0.005 이하이다.
2 개의 투명 재료 또는 투명층, 바람직하게는 유전체 재료 또는 층은, 550 nm에서의 굴절률들 간의 차이의 절대값이 정확히 0.15 초과일 때, 상이한 굴절률을 갖는다. 유리한 특징에 따르면, 한편으로는 외부층과 다른 한편으로는 중심층의 굴절률(n3, n31, n32, …, n3k)을 갖는 하나 이상의 투명층 간의 550 nm에서의 굴절률 차이의 절대값은 0.3 이상, 바람직하게는 0.5 이상, 보다 바람직하게는 0.8 이상이다.
굴절률에서의 비교적 큰 이러한 차이는 층상 요소에 대해 내부인 하나 이상의 텍스처링된 접촉 표면에서 생긴다. 이는 이 텍스처링된 접촉 표면 상에서의 방사선의 반사, 즉 층상 요소에 의한 방사선의 확산 반사를 촉진할 수 있게 한다.
2 개의 인접층들 사이의 접촉 표면은 2 개의 인접층들 사이의 계면이다.
투명 요소는, 이를 통해 적어도 요소의 목적 용도를 위한 사용의 파장 범위에서 방사선이 투과되는 요소이다. 바람직하게, 요소는 적어도 가시 파장 범위에서 투명하다.
본 발명에 따라, 투명 재료 또는 투명층은 특히
- 굴절률(n2, n4)을 갖는 투명 재료로 구성된 외부층(2, 4),
- 굴절률(n3)을 갖는 투명층으로 형성된 중심층(3),
- 외부층과 상이한 굴절률(n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 하나 이상의 투명층을 포함하는 층들(31, 32, …, 3k)의 스택
을 나타낸다.
바람직하게, 투명 재료 또는 투명층은 유기 또는 무기 성질의 것이다. 바람직하게, 투명 재료 또는 투명층은 금속성이 아니다. 무기 투명 재료 또는 투명층은 하나 이상의 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물, 또는 할로겐화물로부터 선택될 수 있다. 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속은 바람직하게는 규소, 티타늄, 주석, 아연, 인듐, 알루미늄, 몰리브데넘, 니오븀, 지르코늄, 또는 마그네슘으로부터 선택된다. 유기 유전체 재료 또는 층은 중합체로부터 선택된다.
이러한 투명 재료 또는 투명층은 바람직하게는 유전체이다. 유전체 재료 또는 층은 비금속 재료 또는 층이다. 유전체 재료 또는 층은 낮은 전기 전도도, 바람직하게는 104 S/m 미만 및 임의로는 100 S/m 미만의 재료 또는 층인 것으로 여겨진다. 또한 유전체 또는 층은 금속보다 높은 저항률을 나타내는 재료 또는 층인 것으로 여겨질 수 있다. 본 발명의 유전체 재료 또는 층은 1 옴.센티미터(Ω.㎝) 초과, 바람직하게는 10 Ω.㎝ 초과 및 임의로는 104 Ω.㎝ 초과의 저항률을 나타낸다.
본 발명의 특정 실시양태에 따르면, 투명 층상 요소는 전극-운반 지지체로서 사용된다. 예를 들어, 투명 층상 요소는 가변 광 산란 시스템의 전극-운반 지지체 중 하나를 구성할 수 있다. 따라서 하부 외부층은 지지체의 역할을 수행하고, 중심층으로 및 상부 외부층으로 구성된 조립체는 전극의 역할을 수행한다.
본 실시양태에 따르면, 중심층은 바람직하게는 하나 이상의 금속층을 포함한다. 이 층 위에 위치한 층이 굴절률(n4, n31, n32, …, n3k)을 갖는 투명층인 경우, 이 층은 특정 정도까지 전도해야 한다. 따라서 투명 재료 또는 투명층은 전기 전도층일 수 있다. 이는 이러한 투명 재료 또는 투명층이 이 층 또는 이 층들 및 층상 요소의 중심층으로 구성된 전극을 절연하지 않도록 충분히 "낮은" 저항률을 나타내야 하기 때문이다. 이러한 층 또는 재료는 바람직하게 1 Ω.㎝ 미만, 바람직하게는 10-2 Ω.㎝ 미만의 저항률을 갖는다.
텍스처링되거나 거친 표면은, 표면 특성이 표면에 대한 입사 방사선의 파장보다 더 큰 스케일로 변하는 표면이다. 따라서 입사 방사선은 표면에 의한 확산 방식으로 투과되고 반사된다. 바람직하게, 본 발명에 따른 텍스처링되거나 거친 표면은 0.5 ㎛ 이상, 특히 1 내지 5 ㎛의 산술 평균 편차 Ra에 해당(평가 길이에 따른 프로파일의 중간선으로부터 측정된 조도 프로파일 R의 모든 절대 거리의 산술 평균에 해당)하는 조도 파라미터를 나타낸다.
매끈한 표면은 표면 불규칙성이 이러한 표면 불규칙성에 의해 방사선이 편향되지 않도록 하는 표면이다. 따라서 입사 방사선은 표면에 의해 정방식으로 투과되고 반사된다. 바람직하게는, 매끈한 표면은 표면 불규칙성이 표면으로의 입사 방사선의 파장보다 작거나, 또는 훨씬 큰 치수(큰 스케일 언듈레이션(undulations))를 갖는 표면이다.
그러나, 외부층 또는 추가층은 약간의 표면 불규칙성을 나타낼 수 있고, 단 이러한 층들은 실질적으로 동일한 굴절률을 가지는 유전체 재료로 구성되고 약간의 불규칙성을 나타내는 상기 층과 접촉하는 면과 반대측인 면에서 상기에서 정의한 바와 같은 매끈한 표면을 나타내는 하나 이상의 추가층과 접촉한다.
바람직하게는, 매끈한 표면은 0.1 ㎛ 미만, 바람직하게는 0.01 ㎛ 미만의 산술 평균 편차 Ra에 대응하는 조도 파라미터, 또는 10 ° 미만의 기울기를 나타내는 표면이다.
글레이징은 하나 이상의 투명 유기 또는 무기 기판을 포함한다.
층상 요소는 강성 또는 가요성일 수 있다. 특히 예를 들어 유리 또는 중합체에 기반하여 구성된 글레이징일 수 있다. 또한, 그의 투과 특성을 유지하면서 표면에 확산 반사 특성을 부여하기 위하여 표면에 특히 첨가될 수 있는 가요성 중합체-기반 필름일 수 있다.
출원인은 본 발명의 층상 요소의 특히 유리한 특성이 외부층들 간의 굴절률의 일치, 즉 이 2 개의 층들이 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 것을 원인으로 한다는 것을 발견했다. 본 발명에 따르면, 굴절률의 일치 또는 굴절률의 차이는 층상 요소의 2 개의 외부층의 구성 투명 재료, 바람직하게는 유전체 재료 간의 550 nm에서의 굴절률 차이의 절대값에 대응한다. 굴절률의 차이가 작을수록, 글레이징을 통한 관찰이 더 선명하다. 층상 요소를 통한 관찰의 극도로 뚜렷함은 가능한 한 가장 맞춤화된 굴절률의 일치 때문이다.
본 발명에 의하여, 층상 요소에 대한 입사 방사선의 정투과 및 확산 반사가 얻어진다. 정투과는 층상 요소를 통한 선명한 관찰을 보장한다. 확산 반사는 층상 요소에 대한 선명한 반사 및 눈부심의 위험을 방지하도록 할 수 있다.
층상 요소에 대한 확산 반사는, 하나가 투명성이고 다른 하나는 금속성이거나, 또는 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 투명층인 2 개의 인접층들 사이의 각 접촉 표면이 텍스처링된 것에서 생긴다. 따라서, 층상 요소에 대한 입사 방사선이 이러한 접촉 표면에 도달할 때, 이는 금속층에 의해, 또는 2 개의 투명층들 간의 굴절률 차이의 결과로 반사되고, 접촉 표면이 텍스처링되기 때문에, 반사가 확산된다.
층상 요소의 2 개의 외부층이 매끈한 주외부 표면을 가지고 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 재료로 구성되었기 때문에, 그리고 층상 요소의 2 개의 인접층들(그 중 하나가 굴절률(n2, n4, n3, n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 투명성이고 다른 하나가 금속성이거나, 또는 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 투명층임) 사이의 각 텍스처링된 접촉 표면이, 2 개의 인접층들(그 중 하나가 굴절률(n2, n4, n3, n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 투명성이고 다른 하나가 금속성이거나, 또는 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 투명층임) 사이의 다른 텍스처링된 접촉 표면에 평행하기 때문에 정투과가 생긴다.
층상 요소의 매끈한 외부 표면은 각 공기/외부층 계면에서 방사선의 정투과를 가능하게 하고, 즉 방사선의 방향을 변경하지 않으면서, 방사선이 공기로부터 외부층으로 진입하는 것 또는 방사선이 외부층으로부터 공기로 출발하는 것을 가능하게 한다.
텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계(parallelism)는, 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 투명성이거나 또는 금속성인 중심층의 구성 또는 각 구성층이 중심층과 외부층의 접촉 표면에 수직인 균일한 두께를 나타냄을 암시한다.
이러한 두께의 균일성은 텍스처의 전체 범위에 걸쳐 일반적이거나, 텍스처의 섹션에 국부적일 수 있다. 특히, 텍스처가 기울기의 변화를 나타내는 경우, 2 개의 연속한 텍스처링된 접촉 표면 사이의 두께는 섹션마다 텍스처의 기울기의 함수로서 변할 수 있지만, 텍스처링된 접촉 표면은 항상 서로 평행하게 유지된다. 이 경우는 특히 텍스처의 기울기가 증가함에 따라 층의 두께가 감소하는, 캐소드 스퍼터링으로 증착된 층에서 존재한다. 따라서, 국부적으로, 소정의 기울기를 갖는 각 텍스처 섹션에 대해, 층의 두께는 일정하게 유지되지만 제1 기울기를 갖는 제1 텍스처 섹션과 제1 기울기와는 다른 제2 기울기를 갖는 제2 텍스쳐 섹션 간에 층의 두께가 상이하다.
유리하게는, 층상 요소 내부의 텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계를 얻기 위하여, 중심층의 구성층 또는 각 구성층은 캐소드 스퍼터링에 의해 증착된 층이다. 그 이유는 캐소드 스퍼터링, 특히 자기장 보조(magnetic-field assisted) 캐소드 스퍼터링이 층을 경계 짓는 표면이 서로 평행하도록 보장하고, 이는 다른 증착 기술, 예컨대 증발법 또는 화학 기상 증착(CVD) 또는 또한 졸-겔 공정을 사용한 경우에는 그렇지 않기 때문이다. 사실, 층상 요소 내부의 텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계는 요소를 통한 정투과를 얻기 위해서 필수적이다.
층상 요소의 제1 외부층으로의 입사 방사선은 그의 방향을 변경하지 않고 이 제1 외부층을 가로지른다. 굴절률(n2, n4, n3, n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 투명성 또는 금속성인 성질의 차이, 또는 제1 외부층과 중심층 중 하나 이상의 층 사이의 굴절률 차이로 인해, 방사선은 이어서 중심층에서 굴절된다. 한편으로는, 층상 요소의 2 개의 인접층들(그 중 하나가 투명하고 다른 하나가 금속성이거나, 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 투명층임) 간의 텍스처링된 접촉 표면이 모두 서로 평행하고, 다른 한편으로는 제2 외부층이 제1 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지기 때문에, 굴절에 대한 스넬-데카르트의 법칙(Snell-Descartes law)에 따라, 중심층으로부터 나온 제2 외부층에서의 방사선의 굴절각이 제1 외부층으로부터 나온 중심층에 대한 방사선의 입사각과 동일하다.
따라서 방사선은 요소의 제1 외부층에 대한 그의 입사 방향과 동일한 방향을 따라 층상 요소의 제2 외부층으로부터 나온다. 따라서, 층상 요소에 의한 방사선 투과는 정투과이다. 층상 요소를 통한 투명한 관찰은, 즉 층상 요소가 반투명이 아닌 관찰은 층상 요소의 정투과 특성에 의해 얻어진다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 장점은 방사선의 입사 면에서 복수의 방향으로 방사선의 대부분을 반사하는, 층상 요소의 확산 반사 특성에서 온다. 이 강한 확산 반사는 층상 요소의 정투과 특성에 의해 층상 요소를 통해 투명한 관찰을 하면서, 즉 층상 요소가 반투명해지지 않고 얻어진다. 강한 확산 반사성을 갖는 이러한 투명 층상 요소는 용도, 예컨대 디스플레이 또는 투사 스크린에 대해 어느 정도 관심을 나타낸다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 층상 요소의 2 개의 외부층들 중 적어도 하나는 유전체 재료로 구성되고,
- 바람직하게는 중합체, 유리, 또는 세라믹으로부터 선택되는 투명 기판(그의 주표면들 중 하나는 텍스처링되고, 그 중 다른 주표면은 매끈함),
- 하나 이상의 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물, 또는 할로겐화물로부터 선택되는 투명 재료, 바람직하게는 유전체 재료의 층,
- - 광가교성 및/또는 광중합성 재료,
- 졸-겔 공정에 의해 증착된 층,
- 에나멜층
을 포함하는 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료에 기반한 층,
- 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리비닐 클로리드(PVC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA)로부터 선택되는 중합체에 기반할 수 있는 열성형성 또는 감압성 플라스틱의 인서트 또는 개재물
로부터 선택된다.
투명 기판의 주표면 중 하나의 텍스처링는 임의의 공지된 텍스처링 공정에 의해, 예를 들어 사전에 변형시킬 수 있는 온도로 가열된 기판의 표면을 엠보싱함으로써, 특히 기판 위에 형성되는 텍스처링에 상보적인 텍스처링을 표면에 갖는 롤러로 롤링함으로써; 연마 입자 또는 표면에 의해 연마함으로써, 특히 샌드블라스팅에 의해; 화학약품 처리, 특히 유리 기판의 경우에 산 처리에 의해; 성형, 특히 열가소성 중합체로 제조된 기판의 경우에는 사출 성형에 의해; 또는 조각에 의해 얻을 수 있다.
투명 기판이 중합체로 제조된 경우, 강성 또는 가요성일 수 있다. 본 발명에 따른 적합한 중합체의 예는 특히
- 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN);
- 폴리아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA);
- 폴리카르보네이트;
- 폴리우레탄;
- 폴리아미드;
- 폴리이미드;
- 플루오로중합체, 예컨대 플루오로에스테르, 예를 들어 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오리드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 또는 플루오린화 에틸렌-프로필렌 공중합체(FEP);
- 광가교성 및/또는 광중합성 수지, 예컨대 티올렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 또는 폴리에스테르-아크릴레이트 수지, 및
- 폴리티오우레탄
을 포함한다.
이 중합체는 일반적으로 1.3 내지 1.7로 변하는 굴절률 범위를 나타낸다.
층상 요소의 외부층으로 직접 사용될 수 있는 사전텍스처링된 유리 기판의 예는
- 사티노보(Satinovo)® 범주로 쌩-고벵 글래스(Saint-Gobain Glass)가 판매하는 유리 기판(이는 사전텍스처링되고, 샌드블라스팅 또는 산 침투에 의해 얻은 텍스처를 그의 주표면 중 하나 위에 나타냄);
- 알바리노(Albarino)® S, P 또는 G 범주 또는 마스터글래스(Masterglass)® 범주에서 쌩-고벵 글래스가 판매하는 유리 기판(이는 롤링에 의해 얻은 텍스처를 그의 주표면 중 하나 위에 나타냄);
- 샌드블라스팅에 의해 텍스처링된 고굴절률 유리 기판, 예를 들어, 레퍼런스 SF6(n=1.81), 7SF57(n=1.85), N-SF66(n=1.92) 및 P-SF68(n=2.00) 하에 쇼트(Schott)가 판매하는 플린트 유리
를 포함한다.
층상 요소의 2 개의 외부층 각각이 투명 기판에 의해 형성되는 경우, 2 개의 투명 기판은 서로 상보적인 텍스처를 갖는다.
층상 요소의 텍스처링된 외부층은 단순히 투명 재료, 바람직하게는 하나 이상의 전이 금속, 비금속, 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물, 또는 할로겐화물로부터 선택되는 유전체 재료의 층으로 구성될 수 있다. 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속은 바람직하게 규소, 티타늄, 주석, 아연, 알루미늄, 몰리브데넘, 니오븀, 지르코늄 또는 마그네슘으로부터 선택된다. 유전체 재료 중 이러한 박층은 고굴절률을 갖는 재료, 예컨대 Si3N4, AlN, NbN, SnO2, ZnO, SnZnO, Al2O3, MoO3, NbO, TiO2 또는 ZrO2, 및 저굴절률을 갖는 재료, 예컨대 SiO2, MgF2 또는 AlF3로부터 선택되는 재료로 구성될 수 있다. 이 층은 바람직하게는 층상 요소의 상부 외부층으로서 사용되고, 캐소드 스퍼터링 증착 기술, 특히 자기장 보조 캐소드 스퍼터링 증착 기술에 의해, 증발법에 의해, 화학 기상 증착(CVD)에 의해, 이미 하부 외부층 및 중심층을 포함하는 글레이징 상에 증착될 수 있다. 한편, 캐소드 스퍼터링에 의해 생성된 증착은 표면과 콘포밍한다(conform). 따라서, 이렇게 증착된 층은 이어서 평평한 주외부 표면을 얻도록 연마되어야 한다. 따라서, 이러한 유전체층은 중심층의 표면 조도에 매칭되는 텍스처링된 표면 및 이러한 평평한 표면에 반대측인 주외부 표면을 포함한다.
또한 층상 요소의 외부층은 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료에 기반할 수 있다. 바람직하게, 이 층은 층상 요소의 상부 외부층으로서 사용된다.
액체 또는 페이스트 점성 상태로 초기에 증착된 층은 광가교성 및/또는 광중합성 재료의 층일 수 있다. 바람직하게, 이 광가교성 및/또는 광중합성 재료는 상온에서 액체 형태로 제공되고, 조사되고 광가교되고/되거나 광중합되었을 경우, 버블 또는 임의의 다른 불균일성이 없는 투명 고체를 제공한다. 이는 특히, 수지, 예컨대 접착제 또는 표면 코팅으로 일반적으로 사용되는 것일 수 있다. 이 수지는 일반적으로 에폭시, 에폭시실란, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산 또는 메타크릴산 유형의 단량체/공단량체/예비중합체에 기반한다. 예를 들어, 티올렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 또는 폴리에스테르-아크릴레이트 수지를 언급할 수 있다. 수지 대신에, 광가교성 수성 겔, 예컨대 폴리아크릴아미드 겔일 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 광가교성 및/또는 광중합성 수지의 예는 노아(NOA)® 놀랜드 옵티칼 어드히시브(Norland Optical Adhesives) 브랜드 하에 놀랜드 옵틱스(Norland Optics)가 판매하는 제품, 예컨대 노아®65 및 노아®75 제품을 포함한다.
대안적인 형태에서, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태로 증착된 외부층은 졸-겔 공정에 따라 얻은 실리카계 매트릭스를 포함하는 졸-겔 공정에 의해 증착된 졸-겔층일 수 있다.
졸-겔 공정은, 제1 단계에서, 물이 존재할 때, 중합 반응을 일으키는 전구체를 포함하는 "졸-겔 용액"으로 칭하는 용액을 제조하는 것을 포함한다. 이 졸-겔 용액이 표면에 증착되는 경우, 졸-겔 용액 내의 물의 존재 또는 주변 수분과 접촉하는 물의 존재 때문에, 전구체는 가수분해하고 응축되어 용매가 트랩핑된 네트워크를 형성한다. 이 중합 반응은 더욱더 응축된 엔티티(entities)의 형성을 가져오고, 이는 졸 그리고 이어서 겔을 형성하는 콜로이드성 입자를 생성한다. 이 겔의 건조 및 치밀화는 대략 몇백 ℃의 온도에서, 실리카계 전구체의 존재 하에 유리에 대응하는 졸-겔층을 생성하고, 그의 특징은 종래의 유리와 유사하다.
바람직하게, 졸-겔층은 층상 요소의 상부 외부층으로서 사용된다. 그의 점도 때문에, 콜로이드 용액 또는 겔 형태의 졸-겔 용액은 제1 외부층의 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면 상에 쉽게 증착될 수 있어, 이 표면의 텍스처에 콘포밍한다. 졸-겔층은 중심층의 조도를 "채울(fill in)" 것이다. 이는 이러한 층이, 텍스처링된 중심층의 표면 조도와 매칭되는 표면, 및 이러한 평평한 표면의 반대측인 주외부 표면을 포함하기 때문이다. 따라서, 졸-겔 공정에 의해 증착된 층은 층상 요소의 표면의 평탄화를 제공한다.
졸-겔층은 실리카계 매트릭스를 포함할 수 있고, 전구체, 예컨대 규소 알콕시드 Si(OR)4로부터 얻을 수 있다. 따라서 졸-겔층은 실리카 유리에 대응한다.
증착은 다음의 기술 중 하나에 따라 수행될 수 있다:
- 딥 코팅(dip coating);
- 스핀 코팅;
- 층류 코팅 또는 메니스커스 코팅;
- 스프레이 코팅;
- 소크 코팅(soak coating);
- 롤-투-롤 공정;
- 페인트 코팅;
- 스크린 프린팅.
증착은 바람직하게 공기 분무화를 사용하여 분사함으로써 수행된다. 졸-겔층을 건조하기 위한 온도는 0 ℃ 내지 200 ℃, 바람직하게는 100 ℃ 내지 150 ℃, 및 보다 바람직하게는 120 ℃ 내지 170 ℃로 변할 수 있다.
졸-겔 공정에 의해 증착된 층은 층상 요소의 표면의 평탄화를 제공한다. 그러나, 이러한 평탄화층으로 사용하는 경우, 졸-겔층의 주외부 표면은 특정한 큰-스케일 표면 불규칙성을 나타낼 수 있다. 층상 요소의 외부층의 매끈한 성질을 복구하기 위하여, 상기 외부층, 예컨대 플라스틱 시트 및 판유리 기판과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 몇개의 추가층을, 특정 불규칙성을 나타내는 이 표면과 접촉하도록 위치시킬 수 있다.
외부층의 다른 예는 유리 기판, 예를 들어 소다-석회 유리 기판 상의 유리 프릿에 기반한 에나멜의 증착에 의해 얻을 수 있다. 에나멜을 얻기 위해서, 먼저 유리를 몇 ㎛(예를 들어, D50 = 2 ㎛)의 입자 크기로 분쇄하고, 이어서 유기 매트릭스를 사용하여 이 분쇄된 유리의 페이스트를 형성함으로써, 유리 프릿을 포함하는 제형을 제조한다. 이러한 조성물층은 이어서 액체-루트(liquid-route) 증착 기술, 예컨대 스크린 프린팅 또는 슬롯 코팅에 의해 유리 기판 상에 증착된다. 결국, 이 층은 조성물에서 사용된 유리 프릿의 유리 전이 온도에 비해 적어도 100 ℃ 만큼 더 높은 온도에서 소성된다. 에나멜층은 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 점성 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 재료에 기반한 층에 대응한다.
다음으로 에나멜층은 극도의 pH 값을 갖는 용액, 즉 강산(pH<2) 또는 강염기(pH>12)를 갖는 용액에서 침투에 의해 거칠어지거나 텍스처링될 수 있다. 이 경우, 유리 기판은 층상 요소의 추가층이고 에나멜층은 층상 요소의 외부층을 구성하는 것으로 여겨진다.
또한 에나멜층은 상부 외부층으로 사용될 수 있다. 이 경우, 층상 요소의 텍스처링된 상부 외부층은, 하부 외부층과 중심층으로 사전코팅된 지지체 상에 액체-루트 증착 기술(예컨대, 스크린 프린팅 또는 슬롯 코팅)에 의해 증착된 유리 프릿에 기반한 에나멜 조성물로 단순히 구성될 수 있다. 에나멜층은 중심층의 조도를 "채울" 것이다. 이 층은 텍스처링된, 중심층의 표면 조도에 매칭되는 표면 및 이러한 표면 반대측인 평평한 주외부 표면을 포함한다. 그러나, 이 경우에 유리 프릿을 포함하는 조성물을 용융하기 위한 높은 소성 온도의 관점에서, 반드시 층상 요소의 다른 층에 사용된 재료, 즉 중심층으로 코팅된 외부층의 재료가 이 소성 단계에 이어서 변형되지 않을 수 있도록 보장하는 것이 필요하다. 예를 들어, 텍스처링된 에나멜을 하부 외부층으로서 포함하는 유리 기판으로 구성된 지지체를 사용하는 경우, 상부 외부층을 형성하도록 의도된 유리 프릿을 포함하는 에나멜 조성물이, 하부 외부층의 에나멜을 형성하는 데 사용된 프릿 조성물의 유리 전이 온도보다 낮은 유리 전이 온도 Tg를 나타내는 것이 바람직하다. 따라서, 하부 외부층은 상부 외부층의 소성 단계 동안 변형되지 않는다.
외부층은 압축 및/또는 가열에 의해 텍스처링된 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트 또는 시트에 기반한 층을 포함할 수 있다. 중합체 재료에 기반한 이 층은 특히 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리비닐 클로리드(PVC)에 기반한 층일 수 있다. 중합체 재료에 기반한 이 층은 추가층, 예컨대 제1 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명 기판과의 연결을 제공하는 적층 인서트로서 기능할 수 있다.
외부층의 두께는 바람직하게 0.2 ㎛ 내지 6 mm, 보다 낫게는 1 ㎛ 내지 6 mm이고, 재료의 선택에 따라 변한다.
평평한 또는 텍스처링된 유리 기판은 바람직하게 0.4 내지 6 mm, 바람직하게는 0.7 내지 4 mm의 두께를 갖는다.
평평한 또는 텍스처링된 중합체 기판은 바람직하게 0.020 내지 2 mm, 바람직하게는 0.025 내지 0.25 mm의 두께를 갖는다.
투명 재료, 바람직하게는 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 유전체 재료의 층으로 구성된 외부층은 바람직하게 0.2 내지 20 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 2 ㎛의 두께를 갖는다.
쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료에 기반한 층은 바람직하게 0.5 내지 50 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛의 두께를 갖는다. 광가교성 및/또는 광중합성 재료에 기반한 층은 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛, 바람직하게는 0.7 내지 10 ㎛의 두께를 갖는다. 졸-겔 공정에 의해 증착된 층은 0.5 내지 50 ㎛, 바람직하게는 10 내지 15 ㎛의 두께를 갖는다. 유리 프릿에 기반한 에나멜층은 바람직하게는 3 내지 30 ㎛, 바람직하게는 5 내지 20 ㎛의 두께를 갖는다.
플라스틱 인서트 또는 시트에 기반한 층은 바람직하게는 10 ㎛ 내지 2 mm, 바람직하게는 0.3 내지 1 mm의 두께를 갖는다.
외부층으로 사용된 투명 재료 또는 투명층은 1.49 내지 1.7, 바람직하게는 1.49 내지 1.54, 또는 예를 들어 표준 유리를 사용하는 경우에 1.51 내지 1.53의 굴절률을 가질 수 있다.
글레이징으로 구성된 스크린의 품질은 글레이징의 투과 및 반사 특성에 의존한다. 일반적으로, 광 투과율이 낮을수록 광 반사가 높고 직접 투사에 사용된 스크린의 품질이 좋다. 그러나, 본 발명에 따르면, 투과에서의 우수한 투명도의 보유를 추구한다.
일 실시양태에 따르면, 중심층은 광의 반사를 촉진하는 하나 이상의 반사층, 즉 가시 방사선의 높은 반사를 나타내는 층을 포함한다. 층상 요소의 특정 구조와 결합된 이러한 특성은 광의 확산 반사를 가능하게 하여, 투사 스크린으로서 사용하기 위한 뛰어난 특성을 가져온다. 그러나, 반사층의 사용은 글레이징을 통한 광 투과를 손상하도록 수행된다. 따라서, 중심층의 반사 및 투과 특성의 선택은 글레이징의 우수한 투명도와 투사된 이미지의 우수한 광도의 획득 간의 기대의 함수로서 이루어져야 한다.
층상 요소의 중심층의 층 또는 층들의 스택은
- 투명 중합체로 제조된 하나 이상의 접착층,
- 투명 재료, 바람직하게는 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 유전체 재료로 구성된 하나 이상의 박층,
- 하나 이상의 박형 금속층, 특히 은, 금, 구리, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크로뮴 합금(NiCr), 스텐리스 강 또는 이들의 합금의 박층
을 포함할 수 있다.
투명 재료, 바람직하게는 유전체 재료로 구성된 박층은
- 투명 재료, 바람직하게는 외부층의 굴절률과 상이한 고굴절률을 갖는 유전체 재료, 예컨대 Si3N4, AlN, NbN, SnO2, ZnO, SnZnO, Al2O3, MoO3, NbO, TiO2 또는 ZrO2로 구성된 하나 이상의 박층,
- 투명 재료, 바람직하게는 외부층의 굴절률과 상이한 저굴절률을 갖는 유전체 재료, 예컨대 SiO2, MgF2 또는 AlF3로 구성된 하나 이상의 박층
으로부터 선택될 수 있다.
중심층이 투명 중합체로 제조된 접착층인 경우, 외부층들은 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 유전체 재료층으로 형성된 이 중심층에 의해 함께 조립된다.
중심층의 두께의 선택은 특정한 파라미터의 수에 의존한다. 일반적으로, 중심층의 총 두께는 1 ㎛ 미만, 바람직하게는 5 내지 200 nm이고, 중심층의 층 두께는 1 내지 200 nm인 것으로 여겨진다.
중심층이 금속층을 포함하는 경우, 층 두께는 바람직하게 5 내지 40 nm, 더 낫게는 6 내지 30 nm, 및 보다 더 낫게는 6 내지 20 nm이다. 바람직하게는, 중심층은 은, 금, 니켈, 크로뮴 또는 예를 들어 강, 바람직하게는 스텐리스 강으로 제조된 금속 합금에 기반한 금속층을 포함한다.
중심층이 유전체층, 예를 들어 TiO2를 포함하는 경우, 바람직하게 20 내지 100 nm 및 더 낫게는 55 내지 65 nm의 두께 및/또는 2.2 내지 2.4의 굴절률을 나타낸다.
유리하게는, 층상 요소의 중심층의 조성은 층상 요소에 추가의 특성, 예를 들어 태양광 조절 및/또는 저방사형의 열 특성을 부여하기 위하여 조정될 수 있다. 따라서, 일 실시양태에서, 층상 요소의 중심층은 "n" 개의 금속 기능성층, 특히 은 또는 은-포함 금속 합금에 기반한 기능성층, 및 n ≥ 1인 "(n+1)" 개의 반사방지 코팅을 교대로 포함하는 박층의 투명 스택이고, 각 금속 기능성층은 2 개의 반사방지 코팅들 사이에 위치한다.
공지된 방식에서, 금속 기능성층을 갖는 이러한 스택은 태양광 방사선의 범위 및/또는 장파장 적외 방사선의 범위에서 반사 특성을 나타낸다. 이러한 스택에서, 금속 기능성층은 본질적으로 열 성능을 결정하고, 이를 프레이밍하는 반사방지 코팅은 광학 측면에서 간섭적으로 작용한다. 이는 금속 기능성층이 각 금속 기능성층에 대해 대략 10 nm의 낮은 기하학적 두께에서도 원하는 열 성능을 얻을 수 있게 하지만, 이는 가시 파장의 범위의 방사선의 통과에 강력히 대항하기 때문이다. 따라서, 각 금속 기능성층의 어느 한쪽 면 상의 반사방지 코팅은 가시 범위에서 우수한 광 투과를 보장할 필요가 있다. 실제는, 광학적으로 최적화된, 박형 금속층 및 반사방지 코팅을 포함하는 중심층의 전체 스택이다. 유리하게는, 광 최적화는 층상 요소의 전체 스택(즉, 중심층의 어느 한 면 상에 위치한 외부층을 포함함)에 대해 수행될 수 있다.
따라서, 얻어진 층상 요소는 광 특성, 즉 층상 요소에 대한 입사 방사선의 정투과 및 확산 반사의 특성 및 열 특성, 즉 태양광 제어 및/또는 저방사의 특성을 겸비한다. 이러한 요소를 포함하는 글레이징은 그의 투사 또는 배면 투사 스크린 기능 이외에, 건물 또는 차량의 태양광 보호 및/또는 단열의 기능을 포함한다.
중심층이 투명 중합체로 제조된 접착층인 경우, 외부층은 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 유전체 재료의 층에 의해 형성된 이 중심층에 의해 함께 조립된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 층상 요소의 2 개의 인접층들(그 중 하나가 투명성, 바람직하게는 유전체이고 다른 하나는 금속성이거나, 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 투명층임) 사이의 각 접촉 표면의 텍스처는, 접촉 표면의 일반면에 대해 오목하거나 돌출된 복수의 패턴에 의해 형성된다. 바람직하게, 층상 요소의 2 개의 인접층들(그 중 하나가 투명성, 바람직하게는 유전체이고 다른 하나는 금속성이거나, 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 투명층임) 사이의 각 접촉 표면의 패턴의 평균 높이는 1 ㎛ 내지 1 mm이다. 본 발명의 의미 내에서, 접촉 표면의 패턴의 평균 높이는 접촉 표면의 각 패턴에 대한 접촉 표면의 피크와 일반면 사이에서 취한, 절대값 거리 yi의 산술 평균으로 정의되고,
Figure 112014111958699-pct00001
과 같다.
층상 요소의 2 개의 인접층들(그 중 하나가 투명성, 바람직하게는 유전체이고 다른 하나는 금속성이거나, 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 투명층임) 사이의 각 접촉 표면의 텍스처의 패턴은 접촉 표면에 걸쳐 무작위로 분포될 수 있다. 대안적인 형태에서, 층상 요소의 2 개의 인접층들(그 중 하나가 투명성, 바람직하게는 유전체이고 다른 하나는 금속성이거나, 상이한 굴절률을 갖는 2 개의 투명층임) 간의 각 접촉 표면의 텍스처의 패턴은 접촉 표면에 걸쳐 주기적으로 분포될 수 있다. 이러한 패턴은 특히 원추, 피라미드, 홈, 리브(ribs) 또는 잔물결일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중심층의 각 층(그와 상이한 유전체 또는 금속 성질을 갖거나, 그와 상이한 굴절률을 갖는 층에 의해 프레이밍됨)에 대해, 인접층들과의 그의 접촉 표면에 수직으로 취한, 이러한 층의 두께는 인접층들과의 그의 접촉 표면 각각의 패턴의 평균 높이에 비해 낮다. 이렇게 낮은 두께는 이 층으로의 방사선의 진입 계면과 이 층 외부로의 방사선의 출발 계면이 평행할 가능성을 증가시킬 수 있어, 층상 요소를 통한 방사선의 정투과의 백분율을 증가시킨다. 유리하게는, 중심층의 각 층(그와 상이한 유전체 또는 금속 성질을 갖거나, 그와 상이한 굴절률을 갖는 두 층 사이에 삽입됨)의 두께(여기서, 이 두께는 인접층과의 그의 접촉 표면에 수직으로 취함)는 인접층과의 그의 접촉 표면 각각의 패턴의 평균 높이의 1/4 미만이다.
중심층은 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 콘포멀하게(conformably) 증착된 단일층에 의해, 또는 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 콘포멀하게 연속적으로 증착된 층들의 스택에 의해 형성된다.
본 발명에 따르면, 증착 후 중심층의 상부 표면이 텍스처링되고 제1 외부층의 텍스처링된 외부 표면에 평행한 경우, 중심층은 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 콘포멀하게 증착되는 것으로 여겨진다. 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 콘포멀하게 중심층을 증착하는 것 또는 연속하여 콘포멀하게 중심층의 층들을 증착하는 것은 바람직하게는 캐소드 스퍼터링, 특히 자기장 보조 캐소드 스퍼터링에 의해 수행된다.
투명 층상 요소는 글레이징의 전체 표면에 걸쳐 또는 글레이징의 적어도 일부에 걸쳐 연장될 수 있고, 즉 층상 요소(1)는 주외부 표면(10 및 20)의 오직 일부 또는 전체를 고려하여 형성되거나 존재할 수 있다. 따라서 글레이징은 그의 표면의 단지 일부에만 걸쳐 층상 요소를 포함할 수 있다. 따라서, 층상 요소를 포함하는 글레이징의 단지 일부만이 실제로 투사 스크린으로서 사용될 수 있다. 실제로 투사 스크린으로서 사용될 수 있는 글레이징의 표면은 층상 요소를 포함하는 표면에 대응하고, 그를 따라 정렬된다. 용어 "표면의 일부"는 관찰자에 의해 관찰할 수 있는 이미지의 투사를 가능하게 하기에 충분한 표면적을 의미하는 것으로 이해된다. 예로서, 이러한 표면의 일부는 글레이징의 총 표면적의 10 % 내지 90 %로 나타낼 수 있다.
층상 요소의 부재에도 불구하고 두께가 균일한 글레이징을 얻기 위해서, 몇가지 해결 수단이 예상된다. 일 실시양태에 따르면, 외부층으로서 매끈한 주외부 표면 및 텍스처링된 그의 표면의 적어도 일부 및 매끈한 그의 표면의 적어도 일부를 포함하는 주내부 표면을 포함하는 투명 기판을 사용한다. 다음으로 중심층이 외부층 위에 예를 들어 캐소드 스퍼터링으로 증착된다. 이러한 증착 기술은 표면에 따른다. 따라서, 외부층의 텍스처링된 부분 위에서만 텍스처링된 중심층 및 외부층의 텍스처링되지 않은 부분 위의 매끈한 층이 얻어진다. 결국, 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료에 기반한 외부층, 바람직하게는 졸-겔층이 중심층 위에 증착된다. 이 층은 중심층이 텍스처링되는 경우 조도를 채울 것이고, 모든 경우에 이 조립체의 상부 주외부 표면을 평탄화할 것이다.
이러한 방식으로 진행함으로써, 특히 2 개의 텍스처링되고 평행한 인접층들 사이의 2 개 이상의 접촉 표면을 갖는 특징을 나타내는 본 발명의 층상 요소는 외부층의 텍스처링된 부분에 대응하는 글레이징의 표면의 부분에 걸쳐서만 위치한다. 외부층의 매끈한 부분에 대응하는 글레이징의 표면의 부분은 2 개의 텍스처링되고 평행한 인접층들 간의 접촉 표면을 나타내지 않고, 따라서 확산 반사 특성을 나타내지 않는다. 따라서 본 발명의 글레이징의 표면의 일부에 걸쳐서만 층상 요소를 포함하는 글레이징이 확실하게 얻어진다.
기판의 부분적인 텍스처링은 상술한 바와 같이 임의의 공지된 텍스처링 공정, 예를 들어 기판 표면의 엠보싱, 연마, 샌드블라스팅, 화학약품 처리 또는 조각에 의해, 예를 들어 기판의 표면의 적어도 일부를 텍스처링되지 않은 채로 유지하기 위한 마스크를 사용하여 얻을 수 있다.
본 실시양태는, 예를 들어 정보를 투사하기 위하여 글레이징의 상부의 배너에 걸쳐서만 층상 요소를 얻을 수 있는 것이 가능하기 때문에 유리하다. 층상 요소를 포함하는 글레이징의 일부만이 실제로 투사 스크린으로서 사용될 수 있다. 이는 특히 큰 각도로 프로젝터를 배향할 수 있게 하는, 본 발명에 의해 제공된 매우 높은 화각에 의해 가능하다.
일 실시양태에 따르면, 글레이징은 하나 이상의 반사방지 코팅(6)을 추가로 포함한다. 반사방지 코팅의 존재는 글레이징의 외부 표면에서보다 층상 요소의 각 텍스처링된 접촉 표면에서 입사 방사선을 바람직하게 반사하는 효과를 나타내며, 이는 정반사 모드보다 오히려 확산 반사 모드에 해당한다. 따라서, 층상 요소에 의한 방사선의 확산 반사는 정반사와 비교하여 바람직하다.
하나 이상의 반사방지 코팅의 존재는 투사된 이미지의 더 나은 해상도의 달성, 특히 이미지의 선명도의 개선, 및 다중 반사로부터 생긴 이차 이미지와 비교하여, 투사로부터 생긴 주이미지의 콘트라스트의 증가에 기여한다.
반사방지 코팅은 바람직하게, 스크린이 투사 스크린 또는 배면 투사 스크린으로 사용되는지에 상관없이, 프로젝터로부터 가장 먼 측에 위치한 글레이징의 주외부 표면 상에 위치한다. 이는 글레이징이 투명성을 유지하기 위하여 광의 대부분이 통과하지만, 이러한 이미지를 형성하기 위하여 확산 방식으로 다른 부분이 반사되기 때문이다. 따라서 이러한 투과된 광의 대부분은 프로젝터의 반대측에 위치한 글레이징의 주외부 표면에 의해 반사될 수 있고, 중심층 상에 이미지를 재형성할 수 있어, 이미지는 광에 의해 이동한 더 긴 거리의 결과로 상이한 크기를 가질 것이다. 이 이중 이미지는 이미지의 선명도에 손상을 준다.
동일한 현상은 프로젝터측에 위치한 글레이징의 다른 주외부 표면에서 발생하지만, 확산 방식으로, 따라서 더 약한 이미지로 반사된 광의 부분으로부터만 생긴다.
글레이징은 유리하게는 그의 각 주외부 표면 상에 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함한다.
바람직하게는 오름차순으로, 본 발명의 글레이징은
- 바람직하게는 글레이징의 프로젝터에 대한 반대측에 글레이징의 주외부 표면을 형성하는 층의 구성 재료와 공기 간의 계면에 있는 하나 이상의 반사방지 코팅,
- 글레이징의 각 주외부 표면 상의 하나 이상의 반사방지 코팅
을 더 포함한다.
글레이징이, 기판의 외부 표면이 글레이징의 주외부 표면에 대응하는 기판(또는 카운터-기판(counter-substrate))을 포함할 때, 반사방지 코팅은 기판의 외부 표면 및/또는 내부 표면 상에 생길 수 있다.
글레이징의 주외부 표면들 중 적어도 하나에 제공되는 반사방지 코팅은, 공기와 코팅이 증착된 지지체, 예컨대 유리 기판 또는 층상 요소의 외부층 간의 계면에서 방사선의 반사를 감소시킬 수 있는 임의의 유형일 수 있다. 특히 공기의 굴절률과 층이 증착된 지지체의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 층, 예컨대 진공 기술에 의해 증착된 층, 또는 졸-겔형의 다공성층, 또는 또한 외부층이 유리로 제조된 경우 식각 유형의 산 처리에 의해 얻은 외부 유리층의 중공화된(hollowed-out) 표면 부분일 수 있다. 대안적인 형태에서, 반사방지 코팅은 공기와 외부층 간의 계면에서 간섭 필터로서 기능하는 저굴절률 및 고굴절률을 교대로 갖는 박층의 스택에 의해, 또는 공기의 굴절률과 외부층의 굴절률 사이의 굴절률의 연속적이거나 엇갈리게 배치된 구배(staggered gradient)를 나타내는 박층의 스택에 의해 형성될 수 있다.
추가층은 바람직하게
- 상기에서 정의한 바와 같지만, 2 개의 매끈한 주표면을 포함하는, 중합체, 유리 또는 세라믹으로부터 선택된 투명 기판,
- 상술한 바와 같이 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료,
- 상술한 바와 같이 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트 또는 시트
로부터 선택된다.
유리하게는, 층상 요소의 매끈한 주외부 표면 및/또는 글레이징의 매끈한 주외부 표면은 평평하거나 만곡되고; 바람직하게는 이 매끈한 주외부 표면은 서로 평행하다. 이는 층상 요소를 가로지르는 방사선에 대한 광 분산을 제한하고, 따라서 층상 요소 또는 글레이징을 통한 관찰의 선명도를 개선하도록 기여한다.
본 발명의 다른 대상은 본 특허 출원에서 정의된 바와 같이 투사 스크린으로서 사용되는 글레이징 및 투사시에 글레이징을 조명하기 위하여 제공된 프로젝터를 포함하는 투사 시스템이다.
본 발명의 다른 대상은 글레이징과 관련하여 본 특허 출원에 설명된 특징을 나타내는 2 개의 주외부 표면(10, 20)을 포함하는, 본 발명에 따른 투사 또는 배면 투사 스크린으로서 사용되는 글레이징이다.
글레이징은 바람직하게는 반사시 작동하는 투사 스크린으로서 사용되며, 즉 스펙테이터 및 프로젝터는 투사 스크린으로서 사용되는 글레이징의 동일한 측에 위치한다. 그러나, 글레이징은 투과시 작동하는 배면 투사 스크린으로서 사용될 수 있으며, 즉 스펙테이터 및 프로젝터는 글레이징의 각 측면에 위치한다.
상기 글레이징은 바람직하게 상기에서 정의한 바와 같은 하나 이상의 투명 층상 요소(1) 및 하나 이상의 가변 산란 시스템을 포함한다.
본 발명의 유리한 실시양태에 따르면, 글레이징은 전기적으로 제어가능한 가변 광 산란 시스템을 추가로 포함한다. 기능성 필름은 활성 요소를 포함하고, 활성 요소의 배향은 전기 또는 자기장의 인가에 의해 변한다.
이러한 가변 광 산란 시스템은 예를 들어 액정 시스템을 포함한다.
본 발명에 따르면, 용어 "온 상태"는 글레이징이 전기를 공급받을 때의 기능성 필름의 투명한 상태를 의미하는 것으로 이해되고, 용어 "오프 상태"는 글레이징이 더 이상 전기를 공급받지 않을 때의 기능성 필름의 산란 상태를 의미하는 것으로 이해된다. 활성 요소는 필름이 전압 하에 있을 때, 우세한 축을 따라 배향되게 되며, 이는 방사선이 투과되는 것을 가능하게 하여, 기능성 필름을 통한 관찰이 가능해진다. 전압이 없으면, 활성 요소의 정렬이 없어, 필름은 산란하게 되고, 관찰을 막는다. 기능성 필름은 전기장의 인가에 의해서 투명 상태와 반투명 상태 사이를 가역적으로 교대한다.
확산 반사 특성을 갖는 투명 층상 요소 및 가변 광 산란 시스템의 조합은 투명 상태와 산란 상태 간의 전환을 가능하게 한다. 산란 상태에서 가변 광 산란 시스템의 반사 특성 및 확산 반사성을 갖는 투명 요소의 조합은, 단독으로 사용되는 가변 광 산란 시스템을 포함하는 글레이징과 비교하여, 뛰어난 광도, 높은 콘트라스트 및 더 큰 화각을 나타내는 투사 스크린을 얻도록 할 수 있다.
결국, 가변 광 산란 시스템이 투명 상태일 때, 확산 반사성을 갖는 투명 층상 요소의 존재 때문에, 글레이징은 직접 투사에서 투사 스크린과 완전히 동일하게 기능할 수 있다.
본 발명에 따르면, 조명된 환경에서 우수한 품질을 갖는 이미지를 투사하는 것이 가능하지만, 이는 가변 광 산란 시스템을 포함하는 선행기술의 글레이징에서는 어려웠다. 투사된 이미지의 품질, 특히 콘트라스트는 기능성 필름이 온 상태에 있을 때 글레이징의 투명도를 해치지 않으면서 매우 크게 개선된다.
따라서 유리한 본 실시양태는 오직 가변 광 산란 시스템만을 포함하는 글레이징과 비교하여, 반그늘 및 조명된 방 모두에서 광도 및 콘트라스트를 증가시키는 것, 및 뛰어난 화각을 얻고, 그 결과 180 °의 각도로 관찰할 때도 이미지의 우수한 관찰 및 가독성을 얻는 것을 가능하게 한다.
액정을 갖는 전기적으로 제어가능한 가변 광 산란 시스템은 액정을 포함하는 기능성 필름을 포함한다. 이 액정 시스템은 전기장의 인가, 바람직하게는 전기장을 교대시키는 것에 의해, 투명 상태와 불투명 상태 사이를 가역적으로 교대한다. 기능성 필름은 바람직하게 액정, 특히 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱(nematic) 액정의 액적이 분산된 중합체 재료를 포함한다.
글레이징 용도에 사용된 액정은 바람직하게 칼라미틱(calamitic) 액정의 군(family)의 범위 안에 있다. 이러한 액정의 군은 일반적으로 다음의 3 개의 그룹으로 나뉜다: 네마틱, 콜레스테릭(cholesteric) 및 스멕틱(smectic).
대면적 적용에 있어서, 사용된 용어는 일반적으로 분산된 액정(PDLC, Polymer-Dispersed Liquid Crystals) 및 캡슐화된 액정(NCAP, Nematic Curvilinear Aligned Phase), 특히 프리바-라이트(Priva-Lite)® 글레이징에서 사용된 것이다. 이 시스템은 미세공동에 둘러싸인 네마틱 액정으로부터 생긴다. NCAP 필름은 일반적으로 에멀젼으로부터 출발하여 제조되는 반면, PDLC 필름은 일반적으로 중합 또는 가교 동안 별도의 상을 형성하는 등방성 용액으로부터 생긴다.
또한, 본 발명에 따르면, CLC("콜레스테릭 액정") 또는 NPD-LCD("불균일 중합체 분산 액정 디스플레이") 유형의 액정을 사용할 수 있다.
또한, 예를 들어, 소량의 가교 중합체를 포함하는 콜레스테릭 액정, 예컨대 특허 WO-92/19695에 설명된 것, 또는 광 투과율 LT의 변화에 따라 전환되는 액정에 기반한 겔을 포함하는 층을 사용할 수 있다. 따라서, 보다 광범위하게, PSCT("중합체 안정화 콜레스테릭 텍스처") 제품을 선택할 수 있다.
또한 펄스형의 교대되는 전기장의 인가 하에서 전환되고 새로운 펄스가 인가될 때까지 전환된 상태로 유지되는, 예컨대 특허 EP 2 256 545에 설명된 쌍안정 액정을 사용할 수 있다.
액정을 포함하는 기능성 필름은 바람직하게 3 내지 100 ㎛, 바람직하게는 3 내지 50 ㎛, 및 더 낫게는 3 내지 30 ㎛의 두께를 갖는다.
기능성 필름은 액정이 활성 요소로서 분산된 중합체 필름, 또는 액정의 층을 포함할 수 있다. 중합체 필름은 가교 중합체 필름 또는 매질 내의 액정의 에멀전일 수 있다. 용어 NCAP, PDLC, CLC 및 NPD-LCD 하에 공지된 액정을 사용할 수 있다.
기능성 필름은 활성 요소로서, 적절한 매질 내에 액적의 형태로 분산된 액정을 포함하는 중합체 필름일 수 있다. 액정은 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정, 예컨대 NCAP 또는 PDLC형의 액정일 수 있다. 액정 기능성 필름의 예는 특히 유럽 특허 EP-88 126, EP-268 877, EP-238 164, EP-357 234, EP-409 442 및 EP-964 288 및 미국 특허 US 4 435 047, US 4 806 922 및 US 4 732 456에 설명되어 있다.
이러한 중합체 필름은 액정의 수성 에멀전에 존재하는 물의 증발 및 수용성 중합체를 포함하는 매질의 증발에 의해 얻을 수 있다.
매질은 바람직하게는 물에 대해 15 중량% 내지 50 중량%의 중합체 비율로 수성 상에서 일반적으로 제조된 폴리우레탄(PU) 유형의 라텍스 계통의 중합체 및/또는 폴리비닐 알코올(PVA) 유형의 중합체에 기반한다.
일반적으로 액정의 복굴절은 0.1 내지 0.2이고, 특히 사용된 매질의 함수로서 변한다. 그의 복굴절은 매질의 중합체가 폴리우레탄(PU) 유형일 경우 대략 0.1이고, 폴리비닐 알코올(PVA) 유형일 경우 대략 0.2이다.
광 산란에 대하여 활성인 요소는 유리하게는 매질 내에 분산된, 평균 직경이 0.5 내지 3 ㎛, 특히 1 내지 2.5 ㎛인 액적의 형태이다. 액적의 크기는 특히 고려되는 매질 내의 활성 요소의 유화성(emulsifiability)을 포함하여, 특정한 많은 파라미터에 의존한다. 바람직하게, 이 액적은, 일반적으로 수성인 용매를 제외하고, 매질의 120 중량% 내지 220 중량%, 특히 상기 매질의 150 중량% 내지 200 중량%를 나타낸다.
특히 바람직하게, 매질이 폴리우레탄 라텍스(약 0.1의 복굴절)에 기반할 때 약 2.5 ㎛의 직경을 가지며, 대신에 매질이 폴리비닐 알코올(약 0.2의 복굴절)에 기반할 때 약 1 ㎛의 직경을 가지는 액적의 형태인 액정을 선택한다.
네마틱 액정의 액체 에멀전을 포함하는 기능성 필름은 바람직하게는 약 10 내지 30 ㎛, 더 낫게는 20 내지 25 ㎛의 두께를 포함한다.
2 개의 기판들 사이에서 적층되고 혼입된 이러한 유형이 필름은 프리바-라이트®라는 상표명 하에 쌩-고벵 글래스에 의해 판매된다.
액정을 포함하는 중합체 필름은 액정, 단량체, 및 바람직하게는 중합 개시제를 포함하는 혼합물의 제조, 그에 이은 단량체의 가교에 의해 얻을 수 있다.
액정을 포함하는 중합체 필름은 화합물, 예를 들어 레퍼런스 MDA-00-3506으로 머크(Merck)가 판매하는, 예컨대 화합물 4-((4-에틸-2,6-디플루오로페닐)에티닐)-4'-프로필비페닐 및 2-플루오로-4,4'-비스(트랜스-4-프로필시클로헥실)비페닐을 포함할 수 있다.
중합체 필름은 문헌 US 5 691 795에 설명된 공지의 화합물을 포함할 수 있다. 본 발명에 적합한 액정으로서, 상표명 "E-31 LV"로 판매되는 머크 코. 엘티디(Merck Co. Ltd)의 제품을 언급할 수 있고, 이는 몇가지 액정 화합물의 혼합물에 해당한다. 바람직하게, 이 제품과 키랄 물질, 예를 들어, 4-시아노-4'-(2-메틸부틸)비페닐, 단량체, 예를 들어, 4,4'-비스아크릴로일비페닐, 및 UV 광개시제, 예를 들어 벤조인 메틸 에테르(CAS No. 3524-62-7)의 혼합물을 사용한다. 이 혼합물은 전극과 접촉하는 "층" 형태로 적용된다. UV 광으로 조사함으로써 액정을 포함하는 중합체 필름을 경화한 후, 액정이 혼입된 중합체 네트워크가 형성된다.
액정이 혼입된 중합체 네트워크를 포함하는 중합체 필름은 3 내지 100 ㎛, 바람직하게는 3 내지 60 ㎛, 및 더 낫게는 3 내지 20 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
다른 실시양태에 따르면, 액정의 층은 액정 및 스페이서를 포함한다. 스페이서는 유리, 예컨대 유리 비즈로 만들어질 수 있거나, 또는 경질 플라스틱으로 만들어질 수 있고, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)로 만들어질 수 있다. 이 스페이서는 바람직하게는 투명이고 바람직하게는 액정 층의 매트릭스의 광학 지수와 실질적으로 동일한 광학 지수를 나타낸다. 스페이서는 비전도성 재료로 제조된다.
액정의 층은 매질 또는 네트워크를 구성하는 중합체를 반드시 포함하지 않는다. 이 층은 오직 액정 및 스페이서로만 구성될 수 있다. 액정은 전극과 접촉하여 3 내지 60 ㎛, 바람직하게는 3 내지 20 ㎛의 두께로 적용된다(추가의 단량체 없이). 이 실시양태에 적합한 화합물은 예를 들어, 문헌 US 3 963 324에 설명되어 있다. 본 실시양태에 따르면, 액정의 층의 두께는 10 내지 30 ㎛, 바람직하게는 10 내지 20 ㎛일 수 있다.
기능성 필름을 포함하는 가변 광 산란 시스템은 글레이징의 전체 표면에 걸쳐 또는 글레이징의 적어도 일부에 걸쳐 연장될 수 있다. 가변 광 산란 시스템이 글레이징의 적어도 일부에 걸쳐 연장될 때, 이러한 표면의 부분은 층상 요소를 포함하는 글레이징의 표면의 부분에 대응하고, 그에 따라 정렬된다. 따라서, 가변 광 산란 시스템은 글레이징의 주외부 표면(10, 20)의 일부만을 또는 전체를 고려하여 형성되거나 존재할 수 있다.
기능성 필름은 바람직하게 2 개의 전극-운반 지지체에 의해 프레이밍되고, 전극은 기능성 필름과 직접 접촉한다.
전극 각각은 하나 이상의 전기전도층을 포함한다. 전기전도층은 투명 전도성 산화물(TCO), 즉 가시 영역에서 우수한 전도체이면서 투명한 재료, 예컨대 주석-도핑된 산화 인듐(ITO), 안티모니-도핑된 산화 주석, 플루오린-도핑된 산화 주석(SnO2: F), 또는 알루미늄-도핑된 산화 아연(ZnO: Al)을 포함할 수 있다. ITO에 기반한 전기전도층은 약 100 Ω/□의 저항을 나타낸다.
전기전도층은 또한 공액 이중 결합을 포함하는 유기 화합물인 투명 전도성 중합체를 포함할 수 있으며, 그의 전도도는 화학적 또는 전기화학적 도핑에 의해 개선될 수 있다.
전도성 산화물 또는 전도성 중합체에 기반한 이러한 전기전도층은 바람직하게 다수의 공지된 기술, 예컨대 자기장 보조 캐소드 스퍼터링, 증발법, 졸-겔 기술 및 기상 증착(CVD) 기술에 의하여, 기능성 필름 또는 중간층에 직접, 대략 50 내지 100 nm의 두께로 증착된다.
전기전도층은 또한 금속층, 바람직하게는 예를 들어, Ag, Al, Pd, Cu, Pd, Pt, In, Mo 또는 Au로 만들어지고, 통상적으로 2 내지 50 nm의 두께를 갖는, TCC(투명 전도성 코팅)으로 불리는 박층 또는 박층들의 스택일 수 있다.
전기전도층을 포함하는 전극은 에너지 공급원에 연결된다. 에너지 공급원은 0 내지 110 V의 전압을 사용하는 전기 공급원일 수 있다. 와이어 입력을 각각 포함하는 2 개의 전선은 별도의 전극 연결에 연결된다.
따라서 전극의 전기전도층은 지지체의 면에 직접 증착되어 전극-운반 지지체를 형성할 수 있다.
지지체는 유리 시트, 예를 들어 평평한 플로트 유리 시트 또는 플라스틱 인서트일 수 있다. 플라스틱 시트는 특히 PVB(폴리비닐 부티랄) 또는 EVA(에틸렌/비닐 아세테이트) 유형의 열가소성 중합체로 제조된 시트, 폴리우레탄(PU), 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된 시트일 수 있다.
PET 시트는 예를 들어 50 ㎛ 내지 1 mm, 바람직하게는 100 내지 500 ㎛, 더 낫게는 150 내지 200 ㎛, 특히 약 175 ㎛의 두께를 갖는다.
따라서 가변 광 산란 시스템은 기능성층을 프레이밍하는 전기전도성 ITO 층으로 덮여진 PET 시트로 각각 구성된 2 개의 전극-운반 지지체를 포함할 수 있다.
이러한 유형의 가변 광 산란 시스템은 쌩-고벵 글래스의 프리바-라이트® 글레이징에 사용된다.
바람직하게, 기능성 필름의 두께가 30 ㎛ 미만일 때 3 mm 이상의 두께를 나타내는 유리 시트를, 그리고 기능성 필름의 두께가 30 ㎛ 이상일 때 2 mm 이상의 두께를 나타내는 유리 시트를 사용한다.
따라서 가변 광 산란 시스템은 기능성 필름을 프레이밍하는 전기전도층을 포함하는 전극을 포함하는 평평한 플로트 유리 시트를 포함하는 2 개의 전극-운반 지지체를 포함할 수 있다.
층상 요소는 강성 글레이징 또는 가요성 필름일 수 있다. 이러한 가요성 필름은 유리하게, 필름의 접착성 결합을 위해 제거되도록 의도된 보호용 스트립으로 덮여진 접착층을, 필름의 주외부 표면들 중 하나 상에 구비한다. 따라서 가요성 필름의 형태인 층상 요소는 정투과 특성을 유지하면서 이 표면에 확산 반사 특성을 부여하기 위해, 접착성 결합에 의해 기존의 표면, 예를 들면 글레이징의 표면에 추가되기에 적합하다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 하부 외부층은 투명 기판이다. 중심층은 제1 외부층의 텍스처링된 주표면에 콘포멀하게 증착된 단일층에 의해, 또는 제1 외부층의 텍스처링된 주표면에 콘포멀하게 연속적으로 증착된 층들의 스택에 의해 형성된다. 바람직하게, 중심층은 캐소드 스퍼터링, 특히 자기장 보조 캐소드 스퍼터링에 의해 증착된다. 제2 외부층 또는 상부 외부층은 제1 외부층 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면에 증착된 졸-겔층을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 상부 추가층, 예컨대 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트 또는 시트, 및/또는 투명 기판 또는 카운터-기판을 사용할 수 있다. 따라서 플라스틱 인서트 또는 시트에 기반한 층은 졸-겔층을 바람직하게 포함하는 층상 요소의 상부 외부층과 카운터-기판을 바람직하게 포함하는 추가층 간의 연결 또는 일체성(integrality)을 제공하는 적층 인서트에 대응한다.
본 발명의 글레이징은 바람직하게 다음의 스택을 포함한다:
- 2 개의 주표면이 매끈한 투명 기판, 예컨대 중합체 및 유리, 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트로부터 선택된 임의의 하나 이상의 하부 추가층,
- 투명 기판, 예컨대 중합체 및 유리, 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트, 및 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료로부터 선택된 하부 외부층,
- 투명 재료, 바람직하게는 유전체 재료로 구성된 박층, 또는 박형 금속층을 포함하는 중심층,
- 졸-겔층으로부터 선택된 상부 외부층,
- 중합체 및 유리로부터 선택된, 2 개의 주표면이 매끈한 투명 기판, 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트로부터 선택된 임의의 하나 이상의 상부 추가층.
본 발명의 대안적인 형태에서, 본 발명의 글레이징은 다음의 스택을 포함한다:
- - 거친 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택된 하부 외부층,
- 바람직하게 박층을 포함하는 중심층,
- 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 액체 또는 페이스트 점성 상태인 경화성 재료로부터 선택된 상부 외부층, 바람직하게는 졸-겔층
을 포함하는 층상 요소,
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트,
- 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 판유리로 제조된 투명 기판.
본 실시양태에서, 글레이징은 열성형성 또는 감압성 재료의 인서트로부터 선택되는 상부 추가층을 포함하고, 추가층 위에는 투명 유리 기판으로부터 선택된 다른 상부 추가층이 바람직하게 중첩된다.
본 발명의 다른 대안적인 형태에서, 본 발명의 글레이징은 다음의 스택을 포함한다:
- 층상 요소,
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트,
- 2 개의 전극-운반 지지체에 의해 프레이밍된 기능성 필름을 포함하는 가변 광 산란 시스템(상기 전극은 기능성 필름에 직접 접촉됨),
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트,
- 하나 이상의 반사방지 코팅을 바람직하게 포함하는 판유리로 제조된 투명 기판.
본 발명의 다른 대상은 상술한 바와 같은 층상 요소 및 가변 광 산란 시스템을 포함하는 글레이징의 제조 방법이고, 이는 다음의 단계를 포함한다:
A)
- 주표면들 중 하나가 텍스처링되고 다른 주표면이 매끄러운 투명 기판이 제1 외부층 또는 하부 외부층으로서 제공되고;
- 중심층이 투명층, 바람직하게는 하부 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 유전체층, 또는 금속층인 단일층에 의해 형성될 때는 텍스처링된 주표면에 콘포멀하게 중심층을 증착함으로써, 또는, 중심층이 하나 이상의 투명층, 바람직하게는 하부 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 유전체층, 또는 금속층을 포함하는 층들의 스택에 의해 형성될 때는 상기 텍스처링된 주표면에 연속으로 콘포멀하게 중심층의 층들을 증착함으로써, 중심층이 하부 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 증착되고;
- 제2 외부층 또는 상부 외부층은 하부 외부층의 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면 상에 형성되고, 여기서 하부 및 상부 외부층은 투명 재료, 바람직하게는 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 유전체 재료로 구성되고;
- 임의로 하나 이상의 추가 상부 및/또는 하부층이 층상 요소의 매끈한 주 외부 표면 또는 표면들 상에 형성되는,
층상 요소가 제조되는 단계,
B) 임의로 추가층을 포함하는 층상 요소, 및 가변 광 산란 시스템이 조립되는 단계.
가변 광 산란 시스템 및 층상 요소는 임의의 공지된 수단, 예컨대 기계적 또는 화학적 수단에 의해 조립될 수 있다. 특히 이들을 적층 인서트의 사용에 의해 적층함으로써 조립할 수 있다.
바람직하게, 제1 외부층의 텍스처링된 주표면 상에 중심층을 컨포멀하게 증착하는 것 또는 연속적으로 컨포멀하게 중심층의 층들을 증착하는 것은 캐소드 스퍼터링, 특히 자기장 보조 캐소드 스퍼터링에 의해 수행된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제2 외부층은 제1 외부층과 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면 상에, 제1 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지고 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 점성 상태로 제공되는 층을 증착함으로써 형성된다. 따라서, 제2 외부층은 예를 들어, 초기에 유체 형태인 광가교성 및/또는 광중합성 재료의 층의 증착, 이어서 이러한 층의 조사를 포함하는 공정에 의해, 또는 졸-겔 공정에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 외부층에 반대측인 중심층의 텍스처링된 주표면에 대해, 제1 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 가진 중합체 재료에 기반한 층을 위치시키고, 이어서 압축 및/또는 적어도 중합체 재료의 유리 전이 온도까지 가열함으로써 이러한 중합체 재료에 기반한 층을 중심층의 텍스처링된 주표면에 대해 콘포밍함으로써 제2 외부층이 형성된다.
본 발명의 특징 및 장점은 오직 예로서만 제공되고 첨부한 도면을 참고로 하여 주어진, 층상 요소의 몇가지 실시양태에 따르는 설명에서 분명해질 것이며, 여기서:
- 도 1은 본 발명에 따른 실시양태에 따른 층상 요소를 포함하는 글레이징 및 프로젝터를 포함하는 본 발명에 따른 투사 시스템의 개략적 횡단면도이고;
- 도 2는 층상 요소의 제1 대안적 형태에 대한 도 1의 특징 I의 확대도이고;
- 도 3은 층상 요소의 제2 대안적 형태에 대한 도 1의 특징 I의 확대도이고;
- 도 4 및 5는 본 발명에 따른 바람직한 실시양태에 따른 가변 광 산란 시스템 및 층상 요소를 포함하는 글레이징 및 프로젝터를 포함하는 본 발명에 따른 투사 시스템의 2 개의 개략적 횡단면도이고;
- 도 6 및 7은 본 발명에 따른 글레이징의 제조 방법의 단계를 나타내는 도면이고;
- 도 8 및 9는 사진을 나타낸다.
도면의 명확화를 위하여, 도면의 상이한 층들의 상대적인 두께는 엄격하게 관찰되지 않는다. 또한, 텍스처의 기울기의 함수로서 중심층의 구성층 또는 각 구성층의 두께의 가능한 변화를 도면에서 나타내지 않았고, 이는 두께에서의 이 가능한 변화가 텍스처링된 접촉 표면의 평행 관계에 영향을 주지 않는 것으로 이해한다. 이는 텍스처의 각각의 소정의 기울기에 있어, 텍스처링된 접촉 표면이 서로 평행하기 때문이다.
도 1은 프로젝터(P), 및 층상 요소(1)를 포함하는 글레이징(5)을 포함하는 반사시 작동하도록 의도된 투사 시스템을 나타낸다. 글레이징은, 배면 투사 스크린(즉, 프로젝터는 글레이징의 뒤에 위치하고, 스펙테이터와 프로젝터는 글레이징에 의해 분리됨)보다는 오히려 투사 스크린(즉, 프로젝터(P) 측에 위치한 스펙테이터에 대해 사용됨)으로 사용된다.
글레이징은 2 개의 주외부 표면(10 및 20)을 포함한다. 주외부 표면(10)은 프로젝터에 의해, 스펙테이터가 관찰할 수 있는 이미지가 투사되는 글레이징의 면을 나타낸다. 주외부 표면(20)은 글레이징의 프로젝터에 대한 반대측을 나타낸다. 글레이징이 반사시 작동하는 투사 스크린으로서 사용되기 때문에, 스펙테이터 및 프로젝터는 글레이징의 동일한 면에 위치한다.
층상 요소(1)는 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 투명 재료로 구성된 2 개의 외부층들(2 및 4)을 포함한다. 각 외부층(2 또는 4)은 층상 요소의 외부 쪽을 향하는 매끈한 주표면(각각 2A 또는 4A), 및 층상 요소의 내부 쪽을 향하는 텍스처링된 주표면(각각 2B 또는 4B)을 나타낸다.
층상 요소(1)의 매끈한 외부 표면(2A 및 4A)은 각 표면(2A 및 4A)에서 방사선의 정투과, 즉 방사선의 방향을 변경하지 않고 외부층으로의 방사선의 진입 또는 외부층으로부터의 방사선의 출발을 가능하게 한다.
내부 표면(2B 및 4B)의 텍스처는 서로 상보적이다. 도 1에서 명확하게 볼 수 있듯이, 텍스처링된 표면(2B 및 4B)은 그들의 텍스처가 서로 정확히 평행하는 구성으로 서로 대향하여 위치한다. 또한 층상 요소(1)는 텍스처링된 표면들(2B 및 4B) 사이에서 접촉하여 삽입된 중심층(3)을 포함한다.
도 2에 나타낸 대안적인 형태에서, 중심층(3)은 단층이고, 외부층(2 및 4)과 상이한 굴절률(n3)을 갖는 금속성 또는 투명성인 투명 재료로 구성된다. 도 3에 나타낸 대안적인 형태에서, 중심층(3)은 몇 개의 층들(31, 32, …, 3k)의 투명 스택에 의해 형성되고, 여기서 층들(31 내지 3k) 중 적어도 하나는 금속층 또는 투명층, 바람직하게는 외부층(2 및 4)과 상이한 굴절률을 갖는 유전체층이다. 바람직하게, 스택의 단부에 위치한 2 개의 층(31 및 3k) 중 적어도 각각은 금속층 또는 외부층(2 및 4)과 상이한 굴절률(n31 또는 n3k)을 갖는 투명층이다.
도 1 내지 3에서, S0은 외부층(2)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면을 표시하고, S1은 중심층(3)과 외부층(4) 사이의 접촉 표면을 표시한다. 또한, 도 3에서, S2 내지 Sk는 표면(S0)과 최근접한 접촉 표면으로부터 시작하여 중심층(3)의 내부 접촉 표면을 차례로 표시한다.
도 2의 대안적인 형태에서, 서로 평행한 텍스처링된 표면(2B 및 4B) 사이에서 접촉한 중심층(3)의 배열로 인해, 외부층(2)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면(S0)은 텍스처링되고, 중심층(3)과 외부층(4) 사이의 접촉 표면(S1)에 평행하다. 다시 말해, 중심층(3)은 접촉 표면(S0 및 S1)에 수직하게 취했을 때, 균일한 두께(e3)를 그의 전체 범위에 걸쳐 나타내는 텍스처링된 층이다.
도 3의 대안적인 형태에서, 중심층(3)의 구성 스택의 2 개의 인접층들 간의 각 접촉 표면(S2, …, Sk)은 텍스처링되고, 외부층(2, 4)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면(S0 및 S1)에 정확히 평행하다. 따라서, 한편으로는 굴절률(n2, n4, n3, n31, n32, … 또는 n3k)을 갖는 투명성 또는 금속성이거나, 또는 다른 한편으로 상이한 굴절률을 갖는 투명성인 상이한 성질 중 하나인, 요소(1)의 인접층들 간의 모든 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)은 텍스처링되고, 서로 평행하다. 특히, 중심층(3)의 구성 스택의 각 층(31, 32, …, 3k)은 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)에 수직하게 취했을 때, 적어도 국부적으로 균일한 두께(e31, e32, …, e3k)를 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 층상 요소(1)의 각 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1, …, Sk)의 텍스처는 접촉 표면의 일반면(π)에 대하여 복수의 오목 또는 돌출인 패턴에 의해 형성된다. 바람직하게, 각 텍스처링된 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1, …, Sk)의 패턴의 평균 높이는 1 ㎛ 내지 1 mm이다. 각 텍스처링된 접촉 표면의 패턴의 평균 높이는 산술 평균
Figure 112014111958699-pct00002
으로 정의되고, yi는 도 1에서 도식적으로 나타낸 바와 같이, 표면의 각 패턴에 대해 피크와 평면(π) 간에 취한 거리이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중심층(3)의 구성층 또는 각 구성층의 두께(e3 또는 e31, e32, …, e3k)는 층상 요소(1)의 각 텍스처링된 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1, …, Sk)의 패턴의 평균 높이 미만이다. 이 조건은 중심층(3)의 층 내부로의 방사선의 진입 계면과 이 층의 외부로의 방사선의 출발 계면이 평행할 가능성을 증가시키고, 따라서 층상 요소(1)를 통한 방사선의 정투과의 백분율을 증가시키는 것에 있어 중요하다. 상이한 층들의 가시성 때문에, 이 조건은 도면에서 정확하게 관찰되지 않는다.
바람직하게, 중심층(3)의 구성층 또는 각 구성층의 두께(e3 또는 e31, e32, …, e3k)는 층상 요소의 각 텍스처링된 접촉 표면의 패턴의 평균 높이의 1/4 미만이다. 실제로, 중심층(3)이 박층 또는 박층들의 스택일 때, 중심층(3)의 각 층의 두께(e3 또는 e31, e32, …, e3k)는 층상 요소의 각 텍스처링된 접촉 표면의 패턴의 평균 높이의 대략 1/10 이하이다.
도 1은 층상 요소(1)에 대해 외부층(2) 면으로 입사하는 방사선의 경로를 도시한다. 입사 광선(Ri)은 소정의 입사각(θ)으로 외부층(2)에 도착한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 입사 광선(Ri)은, 외부층(2)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면(S0)에 도달할 때, 금속 표면에 의해, 또는 제각각 도 2의 대안적인 형태에서는 외부층(2)과 중심층(3) 사이의, 및 도 3의 대안적인 형태에서는 외부층(2)과 중심층(31) 사이의 이 접촉 표면에서의 굴절률 차이의 결과로 반사된다. 접촉 표면(S0)이 텍스처링되기 때문에, 반사는 복수의 방향(Rr)에서 일어난다. 따라서 층상 요소(1)에 의한 방사선의 반사는 확산이다.
또한 입사 방사선의 일부는 중심층(3)에서 굴절된다. 도 2의 대안적인 형태에서, 접촉 표면(S0 및 S1)은 서로 평행하며, 이는 스넬-데카르트의 법칙에 따르면, n2.sin(θ) = n4.sin(θ')을 의미하며, 여기서 θ는 외부층(2)으로부터 출발한, 중심층(3)에 대한 방사선의 입사각이고, θ'은 중심층(3)으로부터 출발한, 외부층(4)에서의 방사선의 굴절각이다. 도 3의 대안적인 형태에서, 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)이 서로에 대해 모두 평행하기 때문에, 스넬-데카르트의 법칙으로부터 나온 관계식 n2.sin(θ) = n4.sin(θ')이 계속 성립된다. 따라서, 대안적인 형태 모두에서, 2 개의 외부층들의 굴절률(n2 및 n4)이 실질적으로 서로 동일하기 때문에, 층상 요소에 의해 투과된 광선(Rt)은 층상 요소에 대한 그의 입사각(θ)과 동일한 투과각(θ')으로 투과된다. 따라서, 층상 요소(1)에 의한 방사선의 투과는 정투과이다.
마찬가지로, 대안적인 형태 모두에서, 상기와 동일한 이유로, 층상 요소(1)에 대한 외부층(4) 면으로의 입사 방사선은 확산 방식으로 반사되고 층상 요소에 의해 정투과 방식으로 투과된다.
유리하게는, 층상 요소(1)는 글레이징의 매끈한 주외부 표면(10 및 20) 중 적어도 하나 상에 반사방지 코팅(6)을 포함한다. 도 1의 글레이징은 추가층을 포함하지 않는다. 따라서 글레이징의 주외부 표면(10 및 20)은 층상 요소의 주외부 표면(2A 및 4A)과 일치한다. 바람직하게, 반사방지 코팅(6)은 방사선을 수용하도록 의도된 글레이징의 각 주외부 표면 상에 제공된다. 도 1의 예에서, 글레이징의 표면(20)만이, 프로젝터의 반대측을 향하는 글레이징의 표면과 관계있기 때문에 반사방지 코팅(6)을 구비한다.
상기에서 언급한 바와 같이, 반사방지 코팅(6)은 공기와 외부층 사이의 계면에서 방사선의 반사를 감소시킬 수 있게 하는 임의의 유형의 것일 수 있다. 이는 특히 공기의 굴절률과 외부층의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 층, 간섭 필터로서 기능하는 박층들의 스택, 또는 또한 굴절률의 구배를 나타내는 박층들의 스택일 수 있다.
본 실시예에서, 새틴 피니시(satin finish) 유리 상에 마그네트론으로 증착한 중심층은 이미지의 직접 투사를 가능하게 하는 확산 반사를 제공하는 반면, 졸-겔 평탄화층은 투과시 글레이징의 투명도를 유지할 수 있게 한다. 반사방지 처리를 한 배면 유리판의 추가는 글레이징 내부의 다중 반사를 감소시켜 투사된 이미지의 품질을 개선하는 것을 가능하게 한다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 2 개의 다른 투사 시스템을 도시하며, 시스템의 글레이징(5)은 투명 상태와 산란 상태 사이에서 전환될 수 있는 전기적으로 제어가능한 가변 광 산란 시스템(7)을 포함한다. "오프" 상태에서, 마그네트론층에 대한 확산 반사가 액정 필름에 대한 확산 반사에 추가되기 때문에, 개선된 직접 투사를 가능하게 하는 산란 주외부 표면을 포함하는 글레이징이 얻어진다. "온" 상태에서, 투명 주외부 표면을 포함하는 글레이징이 얻어지고, 투명 주외부 표면의 기능은 가변 광 산란 시스템 없이와 동일하다.
도 4에 도시된 글레이징은 다음의 스택을 포함한다:
- - 거친 유리로 제조된 기판을 포함하는 하부 외부층(2),
- 은 또는 스텐리스 강에 기반한 박층을 포함하는 중심층(3),
- 졸-겔층으로 구성된 상부 외부층(4)
을 포함하는 층상 요소,
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트로 구성된 추가층(12a),
- 2 개의 전극-운반 지지체로 프레이밍된 기능성 필름(16), 하부 전극-운반 지지체(9), 및 상부 전극-운반 지지체(11)를 포함하는 가변 광 산란 시스템(7)(상기 전극은 기능성 필름(16)과 직접 접촉함),
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트로 구성된 상부 추가층(12a),
- 반사방지 코팅(6)을 포함하는 판유리로 제조된 투명 기판으로 구성된 다른 상부 추가층(12b).
전극-운반 지지체는 시트 위에 전극이 증착된, 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성된 플라스틱으로 제조된 시트이다. 전극은 예를 들어 산화 인듐 주석(ITO)으로 제조된 약 20 내지 400 nm의 두께를 갖는 전기전도층일 수 있다. ITO층은 5 Ω/□ 내지 300 Ω/□의 표면 전기 저항을 갖는다. ITO로 만든 층 대신에, 동일한 목적으로, 전기전도성 산화물의 다른 층, 또는 비슷한 표면 저항을 갖는 은 층을 사용하는 것 또한 가능하다. 따라서, 기능성 필름(16)은 액정의 층으로 구성된다.
따라서, 도 5에 도시된 글레이징은 층상 요소가 전극-운반 지지체의 역할을 수행하는 실시양태를 나타낸다. 도 5에 도시된 글레이징은 다음의 스택을 포함한다:
- - 거친 유리로 제조된 기판을 포함하는 하부 외부층(2),
- 박층, 바람직하게는 금속층을 포함하는 중심층(3),
- 1 Ω.cm 미만의 저항률을 나타내는 산화 주석 아연으로 구성된 상부 외부층(4)
을 포함하는 층상 요소(1),
- 기능성 필름(16),
- 상부 전극-운반 지지체(11),
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트로 구성된 상부 추가층(12a),
- 반사방지 코팅(6)을 포함하는 판유리로 제조된 투명 기판으로 구성된 다른 상부 추가층(12b).
층상 요소의 하부 외부층(2)은 중심층과 상부 외부층으로 구성된 조립체에 대한 지지체의 역할을 수행하고, 이 조립체는 그의 부분에 대해 전극의 역할을 수행한다. 따라서 층상 요소(1)는 하부 전극-운반 지지체를 구성한다.
가변 광 산란 시스템(7)은 2 개의 전극-운반 지지체로 프레이밍된 기능성 필름(16), 층상 요소(1)로 구성된 하부 전극-운반 지지체(9), 및 상부 전극 운반-지지체(11)를 포함하고, 상기 전극은 기능성 필름에 직접 접촉한다.
본 발명의 글레이징의 제조 방법의 예는 도 6을 참조로 하여 하기에서 설명한다. 이 방법에 따르면, 중심층(3)은 층상 요소(1)의 외부층(2)을 형성하는 강성 또는 가요성 투명 기판의 텍스처링된 표면(2B)에 콘포멀하게 증착된다. 텍스처링된 표면(2B)의 반대측인 이 기판의 주표면(2A)은 매끈하다. 이 기판(2)은 특히 사티노보®, 알바리노®, 또는 마스터글래스® 유형의 텍스처링된 유리 기판일 수 있다. 대안적인 형태에서, 기판(2)은 강성 또는 가요성인 중합체 재료, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리카르보네이트 유형에 기반한 기판일 수 있다.
중심층(3)의 콘포밍 증착은, 단층이거나 몇개 층들의 스택으로 형성되거나에 상관없이, 특히 바람직하게는 진공 하에서 자기장 보조 캐소드 스퍼터링("마그네트론 캐소드" 스퍼터링)에 의해 수행된다. 이 기술은 기판(2)의 텍스처링된 표면(2B) 상에 단일층을 콘포멀하게 또는 스택의 상이한 층들을 연속적으로 콘포멀하게 증착하는 것이 가능하다. 이들은 특히 박형 투명층, 바람직하게는 유전체층, 특히 Si3N4, SnO2, ZnO, ZrO2, SnZnOx, AlN, NbO, NbN, TiO2, SiO2, Al2O3, MgF2 또는 AlF3의 층, 또는 박형 금속층, 특히 은, 금, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크로뮴 합금(NiCr) 또는 이 금속들의 합금의 층일 수 있다.
도 6의 방법에서, 층상 요소(1)의 제2 외부층(4)은 중심층(3)을, 쉐이핑 조작에 적합한, 초기에 점성 상태로 제공되며 경화성인, 기판(2)과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명 졸-겔층으로 덮음으로써 형성될 수 있다. 이 층은 액체 또는 페이스트 점성 상태에서 기판(2)에 반대측인 중심층(3)의 표면(3B)의 텍스처와 정합될 것이다. 따라서, 층(4)의 경화된 상태에서, 중심층(3)과 외부층(4) 간의 접촉 표면(S1)이 실제로 텍스처링되고, 중심층(3)과 외부층(2) 사이의 접촉 표면(S0)에 평행함이 보장된다.
도 6의 층상 요소(1)의 외부층(4)은 졸-겔 공정에 의해 중심층(3)의 텍스처링된 표면 상에 증착된 졸-겔층이다.
따라서, 하나 이상의 추가층(12)이 층상 요소 위에 형성될 수 있다. 이 경우, 추가층 또는 층들은 바람직하게 판유리 기판, 플라스틱 인서트 또는 인서트와 판유리 기판의 중첩이다.
층상 요소의 외부층이 졸-겔층으로부터 얻어졌을 때, 특정 불규칙성이 이 층의 매끈한 주외부 표면 상에 존재할 수 있다. 이 불규칙성을 보상하기 위하여, 층상 요소의 매끈한 주외부 표면에 대하여 적층 PVB 또는 EVA 인서트를 위치시킴으로써 이 졸-겔층 상에 추가층(12)을 형성하는 것이 유리할 수 있다. 추가층(12)은 이 경우에 졸-겔 공정으로부터 얻은 층상 요소의 외부층과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다.
또한 추가층은 투명 기판, 예를 들어 판유리일 수 있다. 이 경우, 추가층은 카운터-기판으로 사용된다. 따라서 졸-겔층은 중심층을 구비한 하부 외부층과 카운터-기판 사이의 일체성을 제공한다.
상부 추가층으로서 투명 기판의 사용은 특히 상기 상부 추가층 바로 아래의 추가층이 적층 중합체 인서트에 의해 형성되는 경우의 사용이다.
적층 PVB 또는 EVA 인서트에 의해 형성된 제1 추가층(12)은 층상 요소의 상부 외부 표면에 대하여 위치할 수 있고, 판유리 기판으로 구성된 제2 외부층(12)은 인서트 위에 위치할 수 있다.
이 구성에서, 추가층은 종래의 적층 공정에 의해 층상 요소와 결합한다. 이 공정에서, 적층 중합체 인서트 및 기판이, 층상 요소의 상부 주외부 표면으로부터 시작해서 연속하여 위치하고, 이어서 예를 들면 프레스 또는 오븐에서, 압축 및/또는 적어도 적층 중합체 인서트의 유리 전이 온도로의 가열이 형성된 적층 구조에 가해진다.
이 적층 공정 동안, 인서트가 상부층이 졸-겔층인, 층상 요소 바로 위에 위치한 상부 추가층을 형성할 때, 졸-겔층의 상부 표면 및 판유리 기판의 하부 표면 모두에 콘포밍된다.
도 7에 도시된 공정에서, 층상 요소(1)는 대략 200-300 ㎛의 총 두께를 갖는 가요성 필름이다. 층상 요소는
- 가요성 중합체 필름에 의해 형성된 하부 추가층(12),
- 가요성 필름의 매끈한 주표면들 중 하나에 대하여 가한 UV 조사의 작용 하에서 광가교 및/또는 광중합할 수 있는 재료로 제조된 외부층(2),
- 중심층(3),
- 층상 요소(1)의 제2 외부층(4)을 형성하도록, 약 15 ㎛의 두께를 갖는 졸-겔층
의 중첩에 의해 형성된다.
하부 추가층을 형성하는 가요성 필름은 100 ㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 필름일 수 있고, 외부층(2)은 약 10 ㎛의 두께를 갖는, JSR 코포레이션(JSR Corporation)이 판매하는 KZ6661 유형의, UV 조사하에 경화성인 수지의 층일 수 있다. 가요성 필름 및 층(2) 모두는 550 nm에서 대략 1.65의 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다. 경화된 상태에서, 수지층은 PET와의 우수한 접착성을 나타낸다.
수지(2)의 층은 필름(12)의 반대측인 그의 표면(2B)에 텍스처링을 도입할 수 있게 하는 점도를 갖는 가요성 필름에 적용된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 표면(2B)의 텍스처링은, 층(2) 상에 형성되는 것과 상보적인 텍스처링을 표면에 갖는 롤(13)을 사용하여 수행될 수 있다. 텍스처링이 형성되고 나면, 중첩된 가요성 필름 및 수지(2)의 층은 도 7에서 화살표로 나타낸 바와 같이 UV 방사선으로 조사되고, 이는 수지(2)의 층이 그의 텍스처링을 가지고 응고되고, 가요성 필름과 수지(2)의 층을 함께 조립할 수 있게 한다.
다음으로 외부층(2)과 상이한 굴절률을 갖는 중심층(3)이 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 텍스처링된 표면(2B) 상에 콘포멀하게 증착된다. 이 중심층은 상술한 바와 같이 단일층일 수 있거나, 또는 층들의 스택에 의해 형성될 수 있다. 이는 예를 들어 55 내지 65 nm, 즉 대략 60 nm의 두께 및 550 nm에서 2.45의 굴절률을 갖는 TiO2의 층일 수 있다.
다음으로 졸-겔층은 중심층(3) 상에 증착되어 층상 요소(1)의 제2 외부층(4)을 형성한다. 이 제2 외부층(4)은 외부층(2)에 반대측인 중심층(3)의 텍스처링된 표면(3B)에 콘포밍된다.
접착 결합을 위해 제거되도록 의도된 보호용 스트립(라이너)(15)으로 덮여진 접착층(14)이 층상 요소(1)의 층(4)의 외부 표면(4A)에 추가될 수 있다. 따라서 층상 요소(1)는 표면, 예컨대 글레이징의 표면에 접착 결합함으로써 추가되도록 준비된 가요성 필름의 형태로 제공되고, 이는 이 표면 상에 확산 반사성을 부여하기 위함이다. 도 7의 예에서, 접착층(14) 및 보호용 스트립(15)은 층(4)의 외부 표면(4A)에 추가된다. 입사 방사선을 수용하도록 의도된, 층(2)의 외부 표면(2A)은 그의 부분에 대하여 반사방지 코팅을 구비한다.
특히 유리하게, 도 7에 제시된 바와 같이, 공정의 상이한 단계는 하나의 동일한 제조 라인 상에서 연속적으로 수행될 수 있다.
층상 요소(1)의 반사방지 코팅 또는 코팅들의 도입은 도 6 및 7에 나타내지 않았다. 이 도면에서 도시된 각 공정에서, 반사방지 코팅 또는 코팅들은 구별 없이, 층상 요소의 결합 전 또는 후에 외부층의 매끈한 표면(2A 및/또는 4A) 상으로 도입될 수 있다는 것에 주의해야 한다.
본 발명은 설명하고 나타낸 실시예에 제한되지 않는다. 특히, 층상 요소가 도 7의 실시예에서와 같이 가요성 필름일 때, 중합체 필름에 기반하여, 예를 들어 PET 필름에 기반하여 형성된 각 외부층의 두께는 10 ㎛ 초과, 특히 대략 10 ㎛ 내지 1 mm일 수 있다.
또한, 도 7의 실시예에서 제1 외부층(2)의 텍스처링은 중합체 필름 상에 증착된 경화성 수지층에 의존하지 않지만, 직접 중합체 필름을 핫 엠보싱함으로써, 특히 텍스처링된 롤을 사용하여 롤링함으로써, 또는 펀치를 사용하여 프레싱함으로써 얻을 수 있다.
또한 유사한 구조가 유리 기판 대신에 플라스틱 기판에 대해 예상될 수 있다.
따라서, 반사시 작동하는 투사 스크린으로서 정의된 글레이징의 사용은 콘트라스트 및/또는 광도 및/또는 화각의 개선을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 글레이징은 특히 건물에서 내부 파티션(2 개의 방들 사이에 또는 공간 내에서)으로서 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 글레이징은 프리젠테이션을 투사하기 위한 회의실의 내부 파티션으로서의 특정 용도를 갖는다. 이는 투명 상태와 산란 상태 사이에서 전환될 수 있다.
본 발명에 따른 글레이징은 글레이징의 임의의 공지된 용도, 예컨대 차량, 건물, 도로 시설물, 내부 가구, 조명, 디스플레이 스크린 등에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 투명 글레이징은 파사드로서, 창으로서, 회의실용 투사 스크린으로서 사용될 수 있는 내부 파티션, 또는 진열장으로서 사용될 수 있다. 또한 글레이징은 뮤제오그래피(museography) 또는 광고 지지체로서 판매 할인점에 대한 광고에 사용될 수 있다.
또한 이는 투과 특성을 유지하면서 확산 반사 특성을 부여하기 위하여 특히 표면에 추가될 수 있는 가요성 중합체 기반 필름일 수 있다.
본 발명의 강한 확산 반사성을 갖는 글레이징은 헤드 업 디스플레이(Head Up Display; HUD) 시스템에 사용될 수 있다. 공지된 방식으로, 특히 항공기 조종실 및 기차에서 사용되지만, 오늘날에는 개인의 자동차(자동차, 트럭 등)에서도 사용되는 HUD 시스템은 글레이징, 일반적으로는 차량의 바람막이창에 운전자 또는 관찰자 쪽으로 반사되는, 투사된 정보를 표시할 수 있게 한다. 이러한 시스템은 차량의 운전자가 차량의 전방의 시야로부터 눈을 떼지 않으면서, 운전자에게 알리는 것을 가능하게 하고, 이는 안전성을 크게 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 층상 요소는, 정보가 투사되는 글레이징으로서 HUD 시스템에 포함된다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 층상 요소는 HUD 시스템의 글레이징, 특히 바람막이창의 주표면에 추가된 가요성 필름이며, 정보는 글레이징에 대하여 가요성 필름의 면에 투사된다. 이 경우 모두에서, 층상 요소에서 방사선에 의해 마주하는(encountered) 제1 텍스처링된 접촉 표면에서 강한 확산 반사가 일어나며, 이는 가상 이미지의 우수한 관찰을 가능하게 하면서, 글레이징을 통한 정투과가 유지되어 글레이징을 통한 선명한 관찰을 보장한다.
본 기술분야의 현행 기술의 HUD 시스템에서, 가상 이미지는 2 개의 유리 시트 및 플라스틱 인서트로 형성된 적층 구조를 갖는 글레이징(특히 바람막이창)에 정보를 투사함으로써 얻어진다는 것에 주의한다. 이 기존의 시스템의 하나의 단점은 운전자가 이중 이미지: 격실의 내부쪽을 향한 글레이징의 표면에 의해 반사된 제1 이미지, 및 글레이징의 외부 표면으로부터의 반사에 의한 제2 이미지를 관찰한다는 것이며, 이 2 개의 이미지는 서로에 대하여 약간 오프셋된다. 이 오프셋은 정보의 관찰을 방해할 수 있다.
본 발명은 이 문제를 극복할 수 있게 한다. 이는 층상 요소가 글레이징으로서 또는 투사원으로부터 방사선을 수용하는 글레이징의 주표면에 추가된 가요성 필름으로서 HUD 시스템에 포함될 때, 층상 요소에서 방사선에 의해 마주하는 제1 텍스처링된 접촉 표면에 대한 확산 반사가, 공기와 접촉하는 외부 표면에 대한 반사보다 눈에 띄게 클 수 있기 때문이다. 따라서, 층상 요소의 제1 텍스처링된 접촉 표면에 대한 반사를 촉진함에 의해 이중 반사가 제한된다.
실시예
I. 사용된 재료
1. 층상 요소
다음의 스택을 포함하는 층상 요소로 이 시험을 수행했다:
- 하부 외부층: 사티노보® 유리 기판,
- 중심층: 마그네트론에 의해 증착된 은 또는 스텐리스 강에 기반한 층,
- 상부 외부층: 졸-겔층.
층상 요소의 하부 외부층으로서 사용된 기판은 쌩-고벵이 판매하는 사티노보® 투명 거친 유리 사틴 피니시 기판이었다. 6 mm의 두께를 갖는 이 기판은 산 침투에 의해 얻은 텍스처링된 주표면을 포함한다. 따라서 이 기판은 층상 요소의 하부 외부층으로서 사용된다. 사티노보® 유리의 텍스처링된 표면의 조도 Ra에 대응하는, 이 하부 외부층의 텍스처링의 패턴의 평균 높이는 1 내지 5 ㎛였다. 그의 굴절률은 1.518이고, 그의 PV(고저간(peak to valley))는 12 내지 17 ㎛였다.
중심층은
- 6 mm의 두께를 갖는 판유리 기판 상에 증착될 때 69 %의 광 투과율 LT를 나타내는 쌩-고벵의 KN 169로 표시된(referenced) 은-기반층을 포함하는 스택,
- 6 mm의 두께를 갖는 판유리 기판 상에 증착될 때 32 %의 광 투과율 LT를 나타내는 쌩-고벵의 SS 132로 표시된 스텐리스 강에 기반한 층을 포함하는 스택
에 대응하는, 사티노보® 기판의 텍스처링된 표면에 마그네트론 증착으로 콘포멀하게 증착된 층 또는 층들의 스택이다.
졸-겔층은 금속 산화물 입자가 분산된 실리카계 매트릭스를 포함한다. 이는 1.51의 굴절률 및 약 15 ㎛의 두께를 나타낸다.
2. 가변 산란 시스템( VSS )
가변 산란 시스템(VSS1)은 전극-운반 지지체로서, ITO층으로 덮여지고 기능성 필름을 프레이밍하는 2 개의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트, 즉 액정의 액적을 포함하는 매질을 포함한다. 이 가변 산란 시스템은 현재 쌩-고벵 글래스의 프리바-라이트® 글레이징에서 사용된다. 네마틱 액정의 액체 에멀전을 포함하는 기능성 필름은 약 10 내지 30 ㎛(바람직하게는 20 내지 25 ㎛)의 두께를 갖는다. PET 시트는 약 175 ㎛의 두께를 갖는다. 2 개의 전극은 약 100 Ω/□의 저항을 갖는 ITO(주석-도핑된 산화 인듐)으로 구성된다.
3. 다른 기판
다른 기판(또는 배면 유리판)을 본 발명의 글레이징을 형성하는 데 사용할 수 있다. 이 기판은 예를 들어 PVB 또는 EVA로 제조된 인서트를 사용하여 적층될 수 있다. 기판으로서, 판유리, 예컨대 플라닐럭스(Planilux)® 또는 디아만트(Diamant)® 유리를 언급할 수 있다.
또한 금속 산화물의 층을 진공 캐소드 스퍼터링에 의해 증착함으로써 얻은 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 판유리를 사용하는 것이 가능하다. 반사방지 효과는 유리의 각 외부면 상에 층을 증착함으로써 얻는다. 이러한 유리는 예를 들어 쌩-고벵이 비전라이트(Visionlite)®라는 이름으로 판매한다.
II . 중심층의 성질의 영향
이 시험은 중심층의 성질만이 상이한, 본 발명에 따른 2 개의 글레이징을 비교한다. 본 발명의 투사 스크린으로서 사용된 글레이징을 비교하기 위하여, 이미지가 직접 투사로 투사될 때, 몇명의 사람들의 패널이 글레이징의 광도 및 투명도를 시각적으로 평가했다. 패널에 의해 평가된 투사된 이미지는 도 9의 사진 Z의 대상을 형성했다. 이미지는 반사방지 코팅을 포함하지 않는 글레이징 면에 투사되었다. 패널은 글레이징에 투사된 각 이미지에 대하여 "--" 불량, "-" 보통, "O" 정확, "+" 우수, "++" 월등 중에서 선택한 평가 지표를 부여했다.
Figure 112014111958699-pct00003
사진 Z 각각은 좌측에 KN169 층 및 우측에 SS132 층을 구비한 확산 반사 글레이징에 대한 투사를 도시한다. 실시예 1의 글레이징은 더 투명하지만, 투사된 이미지의 광도는 더 낮다. 그에 반해, 실시예 2의 글레이징은 덜 투명하지만 투사된 이미지의 광도는 더 크다. 이 2 개의 실시예의 경우, 콘트라스트 및 화각은 우수했다.
이 실시예는 중심층의 선택 및 보다 구체적으로는 그의 반사성의 선택이 원하는 용도 및 원하는 렌더링의 함수로서 조정되어야 함을 나타낸다. 투사실의 주변 광에 대해, 중심층의 특성을 변화시킴으로써 글레이징의 투명도와 투사된 이미지의 광도 간의 타협을 얻을 수 있다.
III . 확산 특성을 갖는 투명 요소를 포함하는 글레이징
본 발명의 실시예는 적층 인서트를 사용하여, 다음의 스택을 적층함으로써 수행되었다: 확산 반사 특성을 갖는 등급화된(rated) 투명 요소(졸-겔층)/가변 광 산란 시스템/비전-라이트® 유리.
비교용 실시예는 적층 인서트를 사용하여, 다음의 스택을 적층함으로써 수행되었다: 판유리 기판/가변 광 산란 시스템/비전-라이트® 유리.
본 발명의 투사 스크린으로서 사용된 글레이징의 우월한 품질을 나타내기 위하여, 몇명의 사람들의 패널이, 이미지가 직접 투사로 투사되었을 때, 즉 관찰자 및 프로젝터가 글레이징의 동일한 면에 위치할 때, 글레이징의 광도 및 콘트라스트를 시각적으로 평가했다. 패널에 의해 평가된 각각의 투사된 이미지는 사진의 대상을 형성했다. 이러한 사진은 도 8에서 결합되었다. 이미지는 반사방지 코팅을 포함하지 않는 글레이징의 면에 투사되었다.
Figure 112014111958699-pct00004
패널은 글레이징에 투사된 각 이미지에 대하여 "--" 불량, "-" 보통, "O" 정확, "+" 우수, "++" 월등 중에서 선택한 평가 지표를 부여했다. 글레이징, 평가 조건 및 패널의 평가 및 또한 해당 사진에 대한 참조를 하기의 표에 요약하였다.
Figure 112014111958699-pct00005
사진 A, B, C, D, E 및 F는 온 상태, 즉 투명 상태에서 가변 광 산란 시스템으로 촬영했다. 투명 상태에서, 오직 가변 광 산란 시스템만을 포함하는 글레이징은 45 °의 화각으로 사용할 수 없다는 것이 밝혀졌다(사진 D). 스크린의 광도는 관찰각이 증가할 때 강하게 감소한다. 이에 반해, 적어도 가변 광 산란 시스템, 및 실시예의 경우 반사방지층을 추가적으로 포함하는 글레이징은 대략 45 °의 화각에 대해 이미지 품질의 눈에 띄는 개선을 가능하게 한다(사진 E 및 F).
사진 G, H, I, J, K 및 L은 오프 상태, 즉 산란 상태에서 가변 광 산란 시스템으로 촬영되었다. 대면한(face on) 광도의 개선이 관찰되었다(사진 G, H 및 I). 한편, 산란 상태에서, 가변 광 산란 시스템만을 포함하는 글레이징은 45 °의 화각에 대해 보통의 품질이었다(사진 J). 투사시 이러한 스크린의 화각은, 산란 상태에서도 매우 감소하여, 이들을 사용불가하게 한다. 이에 반해, 적어도 가변 광 산란 시스템, 및 실시예의 경우 반사방지층을 추가적으로 포함하는 글레이징은 높은 화각에 대해 이미지 품질의 눈에 띄는 개선을 가능하게 한다(사진 K 및 L). 따라서, 본 발명의 글레이징에서 사티노보® 유리 상의 마그네트론층의 등방성 산란 반사에 의해 직접 투사를 위한 화각이 개선된다.
따라서, 실시예 3 및 4는 중심층의 선택에 있어 본질적으로 상이하다. 각각 동일한 중심층(KN 169 및 SS132)을 나타내는 실시예 1 및 2에서와 동일한, 광도 및 콘트라스트와 관련된 경향이 관찰되었다.
IV . 콘트라스트의 분석
콘트라스트의 측정은 본 발명의 투사 스크린을 시험하기 위하여 특정 조명 조건 하에서 수행되었다. 투사실에 조명되지 않을 때("오프" 환경), 평균 조도는 1 lux였고, 투사실이 밝혀질 때("온" 환경), 평균 조도는 195 lux였다.
휘도 측정은 코니카-미놀타(Konica-Minolta)® LS-110 휘도계로 글레이징의 표면에서 수행되었다. 이미지 투사는 캐논(Canon)®XEED SX80 비디오 프로젝터(광도, 3000 루멘, 콘트라스트 900:1)로 수행되었다.
요소의 배열은 다음과 같다. 비디오 프로젝터는 스크린으로부터 1.5 m에 위치했다. 관찰자 및 사진 장치는 스크린으로부터 2 m에 위치했다.
이 시험은 투사 스크린으로서 글레이징의 콘트라스트를 측정하는 것을 가능하게 한다. 콘트라스트는 프로젝터가 백색 이미지를 표시할 때 측정된 휘도(Lw) 대 프로젝터가 어두운 이미지를 표시할 때 측정된 휘도(Lb)의 비로 정의된다.
산란 상태(오프 글레이징) 또는 투명 상태(온 글레이징)에서 스크린에 대해 수행된 휘도 측정을 하기의 표에 제공했다.
완벽하게 투명한 글레이징에 대한 콘트라스트 측정은 1의 값을 갖는다.
Figure 112014111958699-pct00006
이 시험으로, 투명 상태에서 오직 가변 광 산란 시스템만을 포함하는 글레이징은 45 °의 화각으로 사용할 수 없다는 것을 확인했다. 층상 요소의 존재는 45 °의 화각에 대해 모든 경우에서 35 % 초과의 콘트라스트의 증가를 가능하게 한다.
산란 상태에서, 오직 가변 광 산란 시스템만을 포함하는 글레이징은 45 °의 화각에 대해 보통 품질이었다(1.7의 콘트라스트). 이에 반해, 본 발명의 글레이징은 높은 화각에 대해 이미지의 품질에서 눈에 띄는 개선을 가능하게 했다. 콘트라스트의 개선은 특히 방이 조명될 때 100 %였고, 방이 어두울 때 214 %였다.

Claims (15)

  1. 프로젝터를 사용하여 스펙테이터에 의해 관찰가능한 이미지를, 2개의 주외부 표면을 포함하고 투사 또는 배면 투사 스크린으로 사용되는 글레이징의 한 면 상으로 투사하는 단계를 포함하는 투사 또는 배면 투사 방법이며,
    상기 글레이징은
    - 2개의 매끈한 주외부 표면을 갖는 투명 층상 요소와,
    - 투명 상태와 산란 상태 사이에서 전환 가능한 기능성 필름을 포함하는 가변 광 산란 시스템을 포함하고,
    투명 층상 요소는, 2개의 외부층과, 2개의 외부층 사이에 삽입되는 중심층을 포함하고,
    2 개의 외부층의 각각은 투명 층상 요소의 2개의 주외부 표면 중 하나를 형성하고, 2 개의 외부층은 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명 재료로 구성되며,
    중심층은, (a) 2개의 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 투명층 또는 금속층인 단일층으로 형성되거나, 또는 (b) 2개의 외부층과 상이한 굴절률을 갖는 적어도 하나의 투명층 또는 금속층을 포함하는 층들의 스택으로 형성되며,
    투명 층상 요소의 2개의 인접층 중 하나는 굴절률을 갖는 투명층이고 다른 하나는 금속층이거나, 또는 2개의 인접층 모두가 상이한 굴절률을 갖는 투명층인 2개의 인접층 사이의 각 접촉면은, 텍스처링되며, 2개의 인접층 사이의 다른 텍스처링된 접촉면들과 평행하고,
    다른 텍스처링된 접촉면들의 2개의 인접층 중 하나는 굴절률을 갖는 투명층이고 다른 하나는 금속층이거나, 또는 2개의 인접층 모두가 상이한 굴절률을 갖는,
    투사 또는 배면 투사 방법.
  2. 제1항에 있어서, 글레이징이 하나 이상의 반사방지 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  3. 제2항에 있어서, 글레이징이 글레이징의 프로젝터에 대한 반대측 상의, 공기와 글레이징의 주외부 표면을 형성하는 층의 구성 재료 사이의 계면에, 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 가변 광 산란 시스템이 전기적으로 제어가능하고, 2 개의 전극-운반 지지체에 의해 프레이밍된 기능성 필름을 포함하고, 상기 전극은 기능성 필름과 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  6. 제5항에 있어서, 투명 층상 요소가 가변 광 산란 시스템의 전극-운반 지지체들 중 하나를 구성하고, 하부 외부층은 지지체의 역할을 수행하고, 중심층과 상부 외부층으로 구성된 조립체가 전극의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  7. 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 가변 광 산란 시스템이 글레이징의 일부만을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 층상 요소가 글레이징의 일부만을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 층상 요소가 가요성 필름인 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 글레이징이 층상 요소 위 또는 아래에 위치한 하나 이상의 추가층 또는 가변 광 산란 시스템을 더 포함하고, 추가층은
    - 2개의 매끈한 주표면을 포함하는, 중합체, 유리, 또는 세라믹으로부터 선택되는 투명 기판,
    - 초기에 쉐이핑 조작을 위한 액체 또는 페이스트 점성 상태에 있는 경화성 재료,
    - 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트
    로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    글레이징은 층상 요소와, 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트와, 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 판유리로 제조된 투명 기판의 적층체를 포함하고,
    층상 요소는,
    - 거친 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택된 하부 외부층,
    - 박층을 포함하는 중심층,
    - 초기에 쉐이핑 조작을 위한 액체 또는 페이스트 점성 상태에 있는 경화성 재료로부터 선택된 상부 외부층,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  12. 제11항에 있어서, 글레이징이
    - 층상 요소,
    - 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트,
    - 2개의 전극-운반 지지체에 의해 프레이밍된 기능성 필름을 포함하고, 상기 전극은 기능성 필름에 직접 접촉하는, 가변 광 산란 시스템,
    - 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트,
    - 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 판유리로 제조된 투명 기판
    을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투사 또는 배면 투사 방법.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 투사 또는 배면 투사 방법 중의 투사 방법이며, 스펙테이터 및 프로젝터가 반사 작동하는 투사 스크린으로서 사용되는 글레이징과 동일한 면에 위치하는, 투사 방법.
  14. 2개의 주외부 표면(10, 20)을 포함하는 글레이징이며,
    - 2개의 매끈한 주외부 표면(2A, 4A)을 갖는 하나 이상의 투명 층상 요소(1)와,
    - 전기적으로 제어가능한 하나 이상의 가변 산란 시스템을 포함하고,
    하나 이상의 투명한 층상 요소(1)는,
    - 각각 층상 요소의 2 개의 주외부 표면(2A, 4A) 중 하나를 형성하고, 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 투명 재료로 구성되는 2개의 외부층(2, 4)과,
    - 외부층들 사이에 삽입되고, 외부층과 상이한 굴절률(n3)을 갖는 투명층 또는 금속층인 단일층에 의해 형성되거나, 또는 외부층과 상이한 굴절률(n31, n32, ..., 또는 n3k)을 갖는 하나 이상의 투명층 또는 금속층을 포함하는 층들(31, 32, ..., 3k)의 스택에 의해 형성되는, 중심층(3)을 포함하고,
    층상 요소의 2개의 인접층 중 하나는 굴절률(n1, n2, n3, n31, n32, ... 또는 n3k)을 갖는 투명층이고 다른 하나는 금속층이거나, 또는 2개의 인접층 모두가 상이한 굴절률을 갖는 투명층인 2개의 인접층 사이의 각 접촉면(S0, S1, ..., Sk)은, 텍스처링되며, 2개의 인접층 사이의 다른 텍스처링된 접촉면들과 평행하고,
    다른 텍스처링된 접촉면들의 2개의 인접층 중 하나는 굴절률(n1, n2, n3, n31, n32, ... 또는 n3k)을 갖는 투명층이고 다른 하나는 금속층이거나, 또는 2개의 인접층 모두가 상이한 굴절률을 갖는 투명층인 것을 특징으로 하는, 2개의 주외부 표면(10, 20)을 포함하는 글레이징.
  15. 제14항에 있어서,
    - 층상 요소,
    - 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트,
    - 2개의 전극-운반 지지체에 의해 프레이밍된 기능성 필름을 포함하고, 상기 전극은 기능성 필름에 직접 접촉하는, 가변 광 산란 시스템,
    - 열성형성 또는 감압성 플라스틱으로 제조된 인서트,
    - 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 판유리로 제조된 투명 기판
    의 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 2개의 주외부 표면(10, 20)을 포함하는 글레이징.

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