KR20070107095A

KR20070107095A - 콘트라스트를 향상시키는 후면 투사 스크린

Info

Publication number: KR20070107095A
Application number: KR1020077019977A
Authority: KR
Inventors: 미하엘 페르괼; 프랑크 노이만; 크리스토프 리커스
Original assignee: 프라운호퍼-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 안게반텐 포르슝에.파우.
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-11-06
Also published as: WO2006092319A1; JP2008532079A; DE102005010523A1; WO2006092319A8; EP1853969B1; US20110164317A1; EP1853969A1; DE502006007885D1

Abstract

본 발명은 특히 주변광에서의 디스플레이 상태를 개선하기 위한, 정지 영상 또는 동영상을 재생하기 위한 후면 투사 장치, 후면 투사 스크린 및 해당 방법에 관한 것이다. 상기 후면 투사 장치는 적어도 하나의 투사 스크린(107) 및 적어도 하나의 광원(101)을 포함하며, 상기 광원은 적어도 분광학적으로 대역폭이 좁은 하나 이상의 스펙트럼 투과 영역 밖에서는 주변광을 분광학적으로 선별 흡수하도록 설정된 투사 스크린(107)상에 후면 투사할 목적으로 제공되고, 상기 스펙트럼 투과 영역은 육안으로 볼 수 있는 하나 이상의 광 스펙트럼 영역 안에서 흡수 작용하는 금속 나노 입자(106)를 포함한다. 상기 투사 스크린(107)은 상기 스펙트럼 투과 영역 안에서 유효 광의 투과를 허용한다.

Description

콘트라스트를 향상시키는 후면 투사 스크린{CONTRAST-INCREASING REAR PROJECTION SCREEN}

본 발명은 정지 영상 및/또는 동영상을 재생하기 위한 후면 투사 장치, 후면 투사 스크린 및 관련 방법에 관한 것이다.

정지 영상 및/또는 동영상을 재생하기 위한, 특히 표면이 넓은 정면 또는 후면 투사 장치들과 정면 또는 후면 투사 방법들은 다양하게 공지되어 있다. 미국 특허 명세서 US 6,769,744 B2호는 분광학적으로 선별하여 흡수 또는 반사하는 투사 스크린을 사용하여 정면 또는/및 후면 투사하기 위한 투사 방법 및 그에 상응하는 투사 장치를 기술하고 있다. 상기 특허 명세서에서 흡수 및 반사는 폴리머 재료 혹은 착색제 및 유전체 층에 의해서 조절된다.

본 발명의 목적은, 예를 들어 일광 또는 인공적인 공간 조명과 같은 특히 주변광에서 투영면에 재생되는 정지 영상 또는 동영상의 재생 상태를 향상시키는데 있다.

상기 목적은 청구항 1에 따른 후면 투사 장치, 청구항 20에 따른 투사 스크린, 청구항 21에 따른 후면 투사 방법, 청구항 24에 따른 투사 스크린 제조 방법 및 청구항 31에 따른 후면 투사 장치의 사용에 의해서 달성된다. 바람직한 실시예들 및 개선예들은 개별 종속 청구항들에 기술되어 있다.

적어도 정지 영상을 재생하기 위한 본 발명에 따른 후면 투사 장치는 적어도 하나의 투사 스크린과 스펙트럼 방출 영역을 갖는 적어도 하나의 광원을 포함하며, 상기 광원은 적어도 분광학적으로 대역폭이 좁은 하나 이상의 스펙트럼 투과 영역 밖에서는 주변광(ambient light)을 분광학적으로 선별 흡수하도록 설정된 투사 스크린상에 후면 투사할 목적으로 제공되고, 상기 스펙트럼 투과 영역은 육안으로 볼 수 있는 하나 이상의 광 스펙트럼 영역 안에서 흡수 작용하는 금속 나노 입자를 포함하며, 이 경우 상기 투사 스크린은 상기 스펙트럼 투과 영역 안에서 유효 광(useful light)의 투과를 허용한다.

적어도 스펙트럼 투과 영역 밖에서, 육안으로 볼 수 있는 하나 이상의 광 스펙트럼 영역 안에서 흡수 작용하는 금속 나노 입자를 위한 금속으로서는 금 또는 은이 선호되지만, 다른 금속들도 사용될 수 있다.

본 발명에서 투사 스크린은 예를 들어 표면 형성체(surface form body)로 형성되었다. 바람직한 투사 스크린은 평탄한 표면 형성체이다. 하지만 상기 투사 스크린은 특히 레이저 투사 장치와 관련해서는 적어도 한 번 휘어진 표면을 가질 수도 있다. 대체로 평탄한 투사 스크린의 수평 단면은 예를 들어 직사각형, 다각형, 타원형, 원형으로 형성되거나 또는 일반적으로는 불규칙하게 형성된다. 특히 하나의 투사 장치는 예를 들어 나란히 배치된 다수의 투사 스크린을 포함할 수 있다. 투사 스크린은 바람직하게 특히 투명한 기판 재료를 포함한다. 상기 기판 재료는 특히 바람직하게 유리 또는 플라스틱을 갖는다. 기판으로서는 예를 들어 플라스틱 박막이 사용된다.

광원은 특히 투사 스크린이 장소에 따라 선별적으로 그리고 바람직하게는 시간에 따라 가변적으로 조명될 수 있도록 형성된다. 예를 들어 제1 변형예에서는 영상이 투사 장치에 의해서 투사 스크린상에 투영된다. 이 목적을 위하여, 특히 예를 들어 비디오 투사 등을 위해 공지된 바와 같은 투사 장치들은 특별히 광 밸브 공학 기술 또는 마이크로 미러 공학 기술을 적용한 가운데 사용될 수 있다. 다른 변형예에서는 예를 들어 적어도 하나의 레이저 광에 의해서 투사 스크린상에 영상이 형성된다. 이와 같은 방식은 바람직하게 평탄하지 않은 표면에서 왜곡 없는 재생을 가능케 한다. 특히 상기 투사 장치는 적어도 50 Hz 그리고 바람직하게는 적어도 100 Hz의 영상 주파수로 동영상의 재생을 가능케 한다.

주변광으로서는 예를 들어 자연적인 일광 또는/및 특히 공간을 조명하기 위하여 제공된 인공적인 광이 다루어진다. 따라서, 상기 주변광의 스펙트럼 영역은 육안으로 볼 수 있는 모든 광 스펙트럼 영역을 포괄할 수 있다.

유효 광 스펙트럼 영역은 바람직하게 육안으로 볼 수 있는 광 스펙트럼의 하나 이상의 대역폭이 좁은 부분 영역이다. 그와 마찬가지로 스펙트럼 투과 영역도 또한 육안으로 볼 수 있는 광 스펙트럼의 하나 이상의 대역폭이 좁은 부분 영역을 포함한다. 한 실시예에 따르면, 대역폭이 좁은 부분 영역은 100 nm 내지 50 nm, 바람직하게는 50 nm 내지 20 nm, 특히 바람직하게는 20 nm 내지 5 nm 그리고 아주 특히 바람직하게는 5 nm 미만의 대역폭을 갖는다. 상기 대역폭은 예를 들어 상응하는 반치전폭(Full Width at Half Maximum; FWHM)을 참조하여 정해진다. 스펙트럼 투사 영역은 특히 이미지 형성을 위해서 이용할 수 있는 광 스펙트럼 영역을 지시한다. 이 경우 실제로 이미지 형성을 위해 사용되는 유효 광 스펙트럼 영역은 상기 스펙트럼 영역의 단 하나의 진정한 부분 집합일 수도 있다. 이와 같은 상황은 예를 들어 광원의 스펙트럼 방출 영역을 선택함으로써 야기된다.

투사 스크린상에 수직 입사 방식으로 입사되는 주변광의 세기를 기준으로 할 때, 적어도 유효 광 스펙트럼 영역 밖에서 투사 스크린에 의한 주변광의 흡수율은 바람직하게는 60 % 이상, 더 바람직하게는 80 % 이상, 특히 바람직하게는 90 % 이상 그리고 아주 특히 바람직하게는 95 % 이상이다. 바람직하게 상기 흡수율은 평균치 산정을 토대로 하더라도 입사각 범위를 초과하여 유지된다. 제1 변형예에서 흡수율의 수치는, 주변광의 세기가 분광학적으로 합산된 경우에 상기 지시된 값들이 충족되도록 설계되었다. 특히 육안으로 감지하기 어려운 스펙트럼 영역에서의 흡수율은 육안으로 감지하기 쉬운 스펙트럼 영역에서의 흡수율보다 더 낮다. 유효 광의 투과와 주변광의 흡수 간에 가급적 우수한 타협점을 찾기 위하여, 스펙트럼 투과 영역 밖에서의 흡수율이 분광학적으로 변동될 수 있도록 하는 방안도 또한 바람직할 수 있다. 추가의 한 변형예에서, 주변광 스펙트럼 영역의 각 파장에 대하여 지시된 흡수 값들은 적어도 스펙트럼 투과 영역 밖에서는 충족된다. 특히 바람직하게는 주변광의 확산 반사(remission)가 억제되거나 또는 적어도 최소화된다. 더욱 바람직하게는, 후면 투사가 없는 경우 스크린은 관찰자에게 실제로 어둡게 보인다. 이 경우 스크린은 예를 들어 진보라색과 같은 어두운 컬러 인상을 줄 수 있다. 하지만 특히 바람직하게 흡수율은 스크린이 회색 또는 흑색이어서 색조가 없는 것처럼 보이도록 설정되었다.

금속 나노 입자의 크기는 바람직하게, 상기 나노 입자가 관찰된 광 스펙트럼 영역에서 표면 플라즈몬(surface plasmon)을 형성하도록 설계되었다. 더욱 바람직하게 상기 금속 나노 입자는 각각 관찰된 스펙트럼 영역에서 분광학적으로 대역폭이 좁은 흡수를 보인다. 상기 흡수 기능하는 스펙트럼 영역의 대역폭은 바람직하게 100 nm 내지 50 nm이며, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 20 nm 그리고 특히 바람직하게는 20 nm 미만이다. 상기 스펙트럼적인 대역폭은 특히 상응하는 반치전폭에 의해서 정해진다. 특히 바람직하게는 금속 나노 입자들의 좁은 평균 크기 분포에 의해서 흡수 스펙트럼 영역이 선택될 수 있다. 좁은 평균 크기 분포는 예를 들어 10 % 내지 3 %, 특히 3 % 미만의 크기 표준 편차를 갖는다. 예를 들어 두 가지 상이한 좁은 평균 크기 분포에 의해서는, 그 내부에서 흡수 작용이 이루어지는 두 개 이상의 상이한 협대역 스펙트럼 영역이 제공될 수 있다.

금속 나노 입자가 100 nm 내지 200 nm, 바람직하게는 60 nm 내지 100 nm 그리고 특히 바람직하게는 5 nm 내지 60 nm의 평균 직경을 갖는 경우가 바람직하다. 이 평균 직경은 특별히 평균적인 가로 팽창 크기로서 이해될 수 있으며, 이 경우 금속 나노 입자는 바람직하게 대략 볼 형태로, 대략 타원형으로 또는/및 대략 소형 플레이트 형태로 형성된다. 금속 나노 입자의 상응하는 크기 분포에 의해서는 바람직하게 분광학적으로 대역폭이 좁은 흡수 영역들의 중첩(superposition)이 성취될 수 있다. 그럼으로써, 특히 바람직하게는 적어도 하나의 흡수 기능하는 스펙트럼 영역이 유효 광의 두 가지 기본 컬러들 사이에 각각 제공된다.

특히 분극된 유효 광을 사용하는 경우에는, 금속 나노 입자들이 각각 이방성의 형태를 갖고, 한 가지 선호하는 방향으로 투사 스크린에 대하여 상대적으로 정렬되는 경우가 바람직하다. 이 목적을 위하여 예를 들어 금속 나노 입자들은 바늘 형태 및/또는 소형 플레이트 형태를 갖는다. 바람직하게 상기 나노 입자들은 유효 광의 그리고 주변광의 상이한 분극 방향들을 상이한 강도로 흡수한다. 유효 광의 한 가지 분극 방향이 덜 강하게 영향을 받는 반면 일반적으로 이방성으로 분극된 또는 분극되지 않은 주변광이 거의 균일하게 흡수되도록, 상기 이방성 나노 입자들을 정렬하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어 투사 스크린의 한 평면에 종축을 갖는 타원형 나노 입자들은 각각 상기 투사 스크린에 입사되는 선형으로 분극된 유효 광선의 전기장 벡터(electric field vector)의 분극 방향을 따라서 정렬되어 있다. 이 경우 표면 플라즈몬으로 인한 흡수는 예를 들어 제1 파장 영역에서 이루어진다. 그러나 종축에 대하여 가로로 분극 되도록 설정된 광선은 바람직하게 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장 영역에서 흡수된다. 특히 바람직하게는 투과된 유효 광과 투사 스크린의 표면으로부터 방출되는 주변광 간의 콘트라스트가 향상된다. 또한 특별히 주변광의 특히 각도에 따른 흡수도 설정된다. 따라서, 예를 들어 유효 광이 그 내부로 투과될 필요가 없는 방향으로부터 유래하는 주변광은 나머지 방향들로부터 유래하는 광보다 더 강하게 흡수될 수 있다.

한 바람직한 실시예에서 광원의 스펙트럼 방출 영역은 적어도 부분적으로는 스펙트럼 투과 영역 안에 있다. 상기 스펙트럼 투과 영역은 특히 육안으로 볼 수 있는 광 스펙트럼의 분광학적으로 대역폭이 좁은 적어도 하나의 부분 영역에 의해서 형성된다. 이와 같은 이미지 형성을 위해서 사용되는 유효 광 스펙트럼 영역은 스펙트럼 방출 영역과 스펙트럼 투과 영역의 공통부분(intersection)으로서 이해될 수 있다. 제1 변형예에서 예를 들어 스펙트럼 투과 영역 위로는 광원의 스펙트럼 방출 영역이 분광학적으로 가로지른다. 따라서, 투사 스크린 중에서 상기 스펙트럼 방출 영역의 단 하나의 부분만 투과된다. 추가의 한 변형예에서 광원의 스펙트럼 방출 영역은 예를 들어 대역폭이 좁은 유효 광 스펙트럼 영역보다 더 좁은 대역폭을 갖는다. 이와 같은 변형예는 예를 들어 적어도 하나의 단색 레이저의 사용에 의해서 성취되며, 상기 단색 레이저는 바람직하게 1 nm 미만의 대역폭을 갖는다. 예를 들어 약 30 nm의 스펙트럼 대역폭을 갖는 LED를 사용하는 경우에도 상기와 같은 변형예가 동일하게 적용될 수 있다. 스펙트럼 투과 영역 및 스펙트럼 방출 영역은 바람직하게 유효 광 스펙트럼 영역이 상기 스펙트럼 투과 영역과 적어도 거의 일치하도록 상호 매칭된다. 유효 광의 대역폭이 좁은 부분 영역의 대역폭은 바람직하게 100 nm 내지 50 nm, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 20 nm 그리고 특히 바람직하게는 20 nm 미만이다. 이 경우 상기 스펙트럼 영역들의 대역폭은 각각 반치전폭과 관련이 있다.

제1 변형예에서는, 유효 광의 분광학적으로 대역폭이 좁은 단 하나의 부분 영역을 사용함으로써 단색의 이미지가 형성될 수 있다.

특히 컬러 이미지를 형성하기 위하여, 유효 광 스펙트럼 영역이 육안으로 볼 수 있는 광 스펙트럼의 대역폭이 좁은, 특히 선별된 세 개 이상의 부분 영역들에 의해서 형성되는 것이 제안된다. 이 경우 상기 세 개의 대역폭이 좁은 부분 영역들은 특히 각각 하나의 기본 컬러 영역에 있다. 이때 하나의 기본 컬러는 특히 투영될 컬러 공간의, 실시예와 관련된 세 가지 기본 컬러들 중 한 가지 컬러이다. 예를 들어 상기 기본 컬러들은 특히 백색 또는 색조가 없는 색상과 부가적으로 혼합될 수 있는 적색, 녹색 및 청색이다. 하지만 다른 기본 컬러들도 사용될 수 있다. 부가적인 컬러 혼합 및 컬러 미터법(metric)을 위해서 기본 컬러를 정하는 것과 관련하여, 본 출원서에서는 공개의 틀 안에서 인용되는 논문 "만프레트 리히터, 컬러 미터법으로의 도입, 1981년, 베를린, 데 그루이터 출판사"가 참조된다. 분광학적으로 순수한 기본 컬러들의 한 가지 예로 든 삼원색은 447 nm(청색), 532 nm(녹색) 및 627 nm(적색)이다. 기본 컬러들의 예로 든 다른 삼원색은 445 nm(청색), 546 nm(녹색) 및 632 nm(적색)이다. 그밖에 다른 값들도 사용될 수 있으며, 이 경우 기본 컬러들은 바람직하게 각각 약 420 nm 내지 460 nm, 520 nm 내지 560 nm 그리고 600 nm 내지 640 nm 범위에 있다. 그와 마찬가지로, 제한된 반치전폭을 갖는 스펙트럼 영역들이 사용됨으로써 분광학적으로 순수하지 않은 기본 컬러들도 사용될 수 있다. 상기 반치전폭은 바람직하게 100 nm 내지 50 nm의 범위에 있으며, 이와 같은 범위는 예를 들어 분광학적으로 대역폭이 넓은 광원과 연결된 컬러 필터에 의해서 성취될 수 있다. 더욱 바람직하게 상기 반치전폭은 50 nm 내지 20 nm 그리고 특히 바람직하게는 20 nm 내지 5 nm 범위에 있으며, 이와 같은 범위는 LED 또는 레이저 조명에 의해서 성취될 수 있다. 아주 특히 바람직하게는 상기 반치전폭이 5 nm 미만이며, 이와 같은 수치는 레이저에 의해서 성취될 수 있다. 또한 세 가지 이상의 기본 컬러들도 사용될 수 있다. 특별히 예를 들어 각각 하나의 레이저에 의해서 제공될 수 있는 단색의 기본 컬러들을 사용하는 경우에는, 큰 컬러 공간이 순수한 색상의 기본 컬러들에 의해서 커버될 수 있다.

특히 바람직하게 광원으로서는 적어도 하나의 레이저 또는/및 발광 다이오드(LED)가 특히 한 가지 기본 컬러의 스펙트럼 영역에 제공되었다. 추가의 한 실시예에서는, 특히 한 가지 기본 컬러의 하나 이상의 스펙트럼 영역을 제공하기 위하여, 스펙트럼 영역이 분해되었고 대역폭이 넓은 광원이 광원으로서 제공된다. 대역폭이 넓은 광원으로서는 예를 들어 할로겐 램프, 가스 방전 램프 등이 사용될 수 있다. 스펙트럼 영역을 분해하기 위하여 특히 적어도 하나의 컬러 필터링 소자가 사용된다. 스펙트럼 영역의 분해는 바람직하게 적어도 하나의 컬러 휠에 의해서 가능해진다. DE 197 08 949 A1호에는 컬러 휠의 구조 및 기능이 예로서 기술되어 있으며, 상기 기술 내용은 공개의 틀 안에서 본 명세서에서 참조된다.

특히 바람직하게, 광원의 스펙트럼 방출 영역은 적어도 세 가지 기본 컬러들의 스펙트럼 영역들을 포함한다.

바람직하게 투사 스크린은 육안으로 볼 수 있는 적어도 하나의 광 스펙트럼 영역의 적어도 스펙트럼 투과 영역 밖에서 흡수 기능하는 적어도 하나의 착색제 및/또는 컬러 안료 및/또는 무기 재료를 포함한다. 특별히 착색제 혼합물 및/또는 컬러 안료 혼합물이 제공되었다. 또한 무기 재료로서는 예를 들어 금속 산화물, 금속 질화물 또는 금속 탄화물이 사용된다. 특히 전술된 다양한 흡수 물질들의 사용에 의해서는 바람직하게, 전체 주변광 스펙트럼 영역이 스펙트럼 투과 영역 및 특히 유효 광 스펙트럼 밖에서 흡수될 수 있다.

특별히 447 nm, 532 nm 및 629 nm의 세 가지 기본 컬러들을 사용하는 경우, 투사 스크린은 적어도 447 nm 내지 532 nm의 제1 스펙트럼 영역에서 및 532 nm 내지 629 nm의 제2 스펙트럼 영역에서 그리고 특히 자외선 스펙트럼 영역에서 및/또는 적외선 스펙트럼 영역에서 흡수 작용한다. 447 nm 내지 532 nm의 제1 스펙트럼 영역에서 이루어지는 흡수 작용은 예를 들어 피로메텐(Pyrromethen) 546에 의해서 성취된다. 대안적으로, 상기 스펙트럼 영역 내에서의 차단(blocking)은 착색제 DOCI(3,3'-디에틸옥사카르보시아닌 요오드화물)에 의해서 성취된다. 532 nm 내지 629 nm의 제2 스펙트럼 영역에서 이루어지는 흡수 작용은 예를 들어 착색제 DODCI(1,3'-디에틸-4,2'-퀴놀일옥사카르보시아닌 요오드화물)에 의해서 성취된다. 자외선 스펙트럼 영역에서 이루어지는 흡수 작용은 특히 쿠마린(Coumarin) 102에 의해서 성취된다. 적외선 스펙트럼 영역에서는 예를 들어 착색제 크립토시아닌이 흡수 작용을 위해서 사용된다. 전술한 착색제들은 레이저 착색제로서 예를 들어 독일 데-37079, 한스-뵈클러-슈트라쎄 12에 소재하는 람다 피직 악치엔게젤샤프트(Lambda Physik AG)로부터 얻을 수 있다. 전술한 착색제들 이외에 추가의 레이저 착색제들이 특히 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어 다른 레이저 착색제에 의해서는 흡수 작용하는 다른 스펙트럼 영역들이 설정된다. 전술한 및 추가의 레이저 착색제와 관련해서는, 공개의 틀 안에서 카탈로그 『"Lambdachrome® Laser Dyes". 제3판 (2000년), 울리히 브라크만, 람다 피직 악치엔게젤샤프트, 한스-뵈클러-슈트라쎄 12, 데-37079 괴팅엔, 독일』이 참조된다. 바람직하게 착색제들은 얇은 층 또는 층 스택의 형태로, 투사 스크린의 투사면의 관찰자를 향하고 있는 또는 관찰자로부터 떨어져서 마주한 면에 도포되어 있다. 착색제들은 또한 양면에 제공될 수도 있다. 이 경우 농도 및/또는 층 두께는 바람직하게 서문에 언급된 흡수율에 도달하도록 치수 설정되었다. 스펙트럼 영역들의 개별 한계들을 위해서는 바람직하게 10 %-폭, 즉 해당 흡수율이 상응하는 흡수 특성의 최대값의 10 %로 떨어진 파장값들이 이용된다. 특히 착색제에 추가하여 금속 나노 입자들이 사용된다.

제1 변형예에서 금속 나노 입자들은 투사 스크린의 표면에 도포되어 있다. 제2 변형예에서 투사 스크린은 육안으로 볼 수 있는 적어도 하나의 광 스펙트럼 영역 중에 특히 유효 광 스펙트럼 영역 밖에서 흡수 기능하는 하나 이상의 물질 및/또는 착색제 및/또는 금속 나노 입자를 끼워넣기 위한 매트릭스를 포함한다. 본 경우에는 예를 들어 폴리머 또는 무기 매트릭스가 이용된다. 무기 매트릭스로서는 예를 들어 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산화질화물 또는 금속 탄화물이 사용된다. 특히 반사를 피하기 위하여 상기 매트릭스의 굴절 지수가 투사 스크린의 기판 재료의 굴절 지수에 매칭 됨으로써, 상기 굴절 지수들은 적어도 대략 동일하게 된다. 이 경우 상기 매트릭스는 하나 또는 다수의 층의 형태로 투사 스크린의 기판상에 제공될 수 있다. 다른 실시예에서 매트릭스는 투사 스크린의 기판 재료도 형성할 수 있다. 금속 나노 입자들을 매트릭스 내부에 끼워넣는 경우에는, 상기 입자들의 치수가 사용된 매트릭스 재료에 상응하게 적응되는 것이 제안된다.

추가의 한 변형예에서는 바람직하게 투사 스크린이 적어도 하나의 층을 포함하는, 스펙트럼 투과 영역에 영향을 미치기 위한 간섭 층 시스템을 포함하는 것이 제시되었다. 상기 간섭 층 시스템은 바람직하게 하나 또는 다수의 유전체 층을 포함한다. 더욱 바람직하게 상기 코팅에 의해서는, 예를 들어 백색 보상을 개선하기 위하여 광원의 스펙트럼 방출 특성이 보정된다. 또한, 특히 각각 적어도 하나의 기본 컬러 영역에서는 투과 작용하고, 나머지 영역에서는 광원의 방출 스펙트럼 영역을 위하여 적어도 거의 완전하게 반사 작용하는 간섭 층 시스템이 광원을 향하고 있는 상기 투사 스크린의 한 면에 제공될 수도 있다.

투사 스크린의 방사 특성을 개선하기 위하여, 투사 스크린은 적어도 하나의 분산 소자를 포함한다. 상기 분산 소자는 예를 들어 투사 스크린의 거친 표면에 의해서 형성된다. 이 경우 거친 표면은 특히 육안으로 볼 수 있는 광 스펙트럼 영역의 파장보다 넓은 범위에 놓인 거칠기 구조물을 갖는다. 표면 토포그래피는 바람직하게 예를 들어 DE 102 45 881 A1호에 기술된 바와 같이 입체적인 이방성 분산 특성이 나타나도록 형성되었으며, 상기 간행물은 공개의 틀 안에서 본 출원서에 인용된다. 추가로 또는 대안적으로는, 후면 투사 장치의 빔 경로에 삽입되는 별도의 분산 소자가 제공될 수도 있다. 상기 분산 소자는 투사 스크린의 광원을 향하고 있는 면뿐만 아니라 상기 광원으로부터 떨어져 마주한 면에도 제공될 수 있다.

투사 스크린이 정면에 비반사 장치를 포함하는 경우가 특히 바람직하다. 상기 비반사 장치로서는 예를 들어 하나 또는 다수의 유전체 층으로 이루어진 유전체 안티 반사 코팅이 사용된다. 또한 예를 들어 주변광의 광 파장보다 작은 표면 구조물에 의해서도 반사는 훨씬 더 감소될 수 있다. 이 경우 상기와 같은 표면 구조물에 의해서는 특히 표면 쪽으로 가면서 굴절 지수가 점차 감소하게 된다. 이와 같은 유형의 비반사 장치는 예를 들어 소위 "나방 눈(eyes of the moth)-구조물"로서 공지되어 있다. 상기와 같은 유형의 나방 눈-구조물은 기판 자체의 표면에 또는/및 기판상에 있는 코팅부에 제공될 수 있다.

투사 스크린이 정전기 방지 코팅부를 포함하는 것도 또한 바람직하다. 이 목적을 위해서는 예를 들어 도전성을 갖는 특히 투명한 층이 사용된다. 예를 들면 하나 또는 다수의 투명한 전도성 산화물층이 사용된다. 대안적으로 또는 추가로는 하나 또는 다수의 얇은 금속층이 특히 적어도 하나의 유전체 층과 함께 사용된다. 바람직하게는 전기 충전으로 인하여 먼지 입자들이 달라붙는 현상도 피해진다. 그럼으로써 특히 바람직하게는 상기와 같은 유형의 먼지 입자에서 발생하는 바람직하지 않은 광 분산 효과가 줄어든다. 정전기 방지 코팅은 바람직하게 광원으로부터 떨어져서 마주한 투사 스크린의 면에 제공된다. 하지만 특히 추가적으로는 정전기 방지 코팅이 광원을 향하고 있는 투사 스크린의 면에 제공될 수도 있다.

예를 들어 일광과 같은 주변광의 조사로 인한 투사 스크린의 가열을 방지하기 위하여, 투사 스크린이 적외선 반사 코팅을 갖는 것이 제안된다. 상기 적외선 반사 코팅은 바람직하게 광원으로부터 떨어져 마주한 상기 투사 스크린의 한 면에 제공된다. 상기 적외선 반사 코팅으로서는 바람직하게 투명한 전도성 층이 취급된다. 본 경우에는 예를 들어 하나 또는 다수의 투명한 전도성 산화물층이 사용된다. 대안적으로 또는 추가적으로는 하나 또는 다수의 얇은 금속 층이 특히 적어도 하나의 유전체 층과 함께 사용된다. 특히 추가적으로는 예컨대 송풍기(fan)와 같은 냉각 장치가 투사 스크린의 냉각을 목적으로 제공된다.

투사 스크린은 바람직하게 작은 반점(speckle)을 줄이는 표면 토포그래피를 포함한다. 상기 표면 토포그래피에 의해서는 특히 레이저 광선을 조명할 때 작은 반점들이 피해지거나 또는 적어도 감소된다. 예를 들어 표면 토포그래피는, 각각 하나의 레이저 광선의 하나의 광점(light spot) 안에 있는 표면의 부분들이 후면 투사를 목적으로 사용되는 레이저 광선을 투과시에 상이한 방향들로 편향시킴으로써, 결과적으로 방해 작용할 수 있는 파열(wave train)의 형성이 점들 - 이 점들 간의 간격은 눈의 분해 능력 아래에 있음 - 에 의해서 감소하도록 형성되었다. 이 경우 하나의 표면 토포그래피는 예를 들어 파형 또는 구결(球缺) 형태의 구조를 갖는다. 이와 관련하여 10 2004 042 648 A1호가 공개의 틀 안에서 참조된다. 상기 공개문에서 표면 토포그래피는, 각각 하나의 레이저 광선의 하나의 광점(light spot) 안에 있는 표면의 부분들이 레이저 광선을 상이한 방향들로 반사시킴으로써, 결과적으로 확산 반사를 방해할 수 있는 파열이 점들 - 이 점들 간의 간격은 눈의 분해 능력 아래에 있음 - 에 의해서 감소하도록 형성되었다. 그에 상응하게 상기 기본 원리는 투과에 적용되며, 이 경우 바람직하게 방사선 편향을 위해서는 표면에서의 반사 대신에 표면에서의 광 굴절이 이용된다.

본 발명은 또한 특히 전술한 실시예에 따라 적어도 하나의 광원을 구비하는 후면 투사 장치용 후면 투사 스크린에 관한 것으로서, 상기 광원은 적어도 분광학적으로 대역폭이 좁은 하나 이상의 스펙트럼 투과 영역 밖에서는 주변광을 분광학적으로 선별 흡수하도록 설정된 투사 스크린상에 후면 투사할 목적으로 제공되었고, 상기 스펙트럼 투과 영역은 육안으로 볼 수 있는 하나 이상의 광 스펙트럼 영역 안에서 흡수 작용하는 금속 나노 입자를 포함하며, 이 경우 상기 투사 스크린은 상기 스펙트럼 투과 영역 안에서 유효 광의 투과를 허용한다.

본 발명의 또 다른 대상은 적어도 정지 이미지들을 재생하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법에서 후면 투사용 투사 스크린은 광원에 의하여 육안으로 볼 수 있는 스펙트럼 투과 영역에 조명되며, 이 경우 유효 광은 상기 가시적인 광 스펙트럼의 대역폭이 좁은 하나 이상의 부분 영역에 의해 형성되는 스펙트럼 투과 영역 안에서 투사 스크린을 통해 분광학적으로 선별적으로 투과되고, 가시적인 주변광은 적어도 스펙트럼 투사 영역 밖에서는 투사 스크린에 의하여 적어도 거의 완전히 흡수되며, 이때 금속 나노 입자들은 상기 주변광을 육안으로 볼 수 있는 하나 이상의 광 스펙트럼 영역 안으로 흡수한다. 수직 입사각으로 투사 스크린에 입사되는 주변광의 세기를 기준으로 하여 측정된, 적어도 유효 광 스펙트럼 영역 밖에서 투사 스크린을 통과하는 주변광의 흡수율은 바람직하게 65 % 이상이고, 더욱 바람직하게는 80 % 이상이며, 특히 바람직하게는 90 % 이상이고, 아주 특히 바람직하게는 95 % 이상이다. 상기 흡수율은 바람직하게 평균치를 기초로 하더라도 입사각 범위 이상 도달하게 된다. 제1 변형예에서의 흡수율은, 주변광의 세기가 분광학적으로 누적된 경우에 상기 지시된 값들이 충족되도록 설계되었다. 추가의 한 변형예에서 상기 지시된 값들은 주변광 스펙트럼의 각각의 파장에 대하여 충족된다.

상기 변형예들에서는 바람직하게 적어도 하나의 컬러 정지 화상 및/또는 컬러 동영상이 세 가지 이상의 기본 컬러로, 특히 각각 적어도 하나의 레이저 및/또는 LED에 의해서 투사 스크린상에 후면 투사된다.

특히 동영상을 후면 투사하는 경우에는, 이전에 보여준 그리고 앞으로 보여줄 영상들을 토대로 하여 기본 컬러에 대한 다이내믹한 증폭 곡선을 산출하고, 채도 개선 인상 및/또는 콘트라스트 개선 인상을 얻기 위하여 상기 증폭 곡선을 변형시킨다. 또한 예를 들어 신호 잡음으로 인한 이미지 잡음 때문에 발생하는 에러를 최소화하기 위하여 최적화된 전자 인터페이스가 사용된다.

더욱 바람직하게, 이방성의 형태를 갖고 투사 스크린에 대하여 상대적으로 한 가지 선호 방향으로 정렬된 금속 나노 입자에 의해서는, 특히 적어도 하나의 기본 컬러 영역에서 편광에 따른 투과 및/또는 흡수가 성취된다. 이 경우에는 특히 바람직하게 투과된 유효 광과 확산적으로 반사된 주변광 간의 콘트라스트가 개선된다.

본 발명은 또한 전술한 실시예들 중 한 가지 실시예에 따른 후면 투사 장치의 투사 스크린을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 스펙트럼 투과 영역 및 특히 유효 광 스펙트럼 영역 밖에 있는 육안으로 볼 수 있는 적어도 하나의 광 스펙트럼 영역 안에서 흡수 작용하는 하나 이상의 물질 또는/및 적어도 하나의 착색제 또는/및 금속 나노 입자는 투사 스크린의 예비 제품상에 제공된다. 상기 예비 제품으로서는 예를 들어 투사 스크린의 기판이 이용된다. 또한 예를 들어 적어도 하나의 층으로 코팅된 투사 스크린 기판도 이용된다. 상기 흡수 작용하는 물질 및/또는 착색제는 예를 들어 대략 각각 500 nm 내지 100 nm의 층 두께로, 바람직하게는 10 내지 100 nm의 층 두께 범위로 각각의 층 내부에서 투사 스크린의 기판 재료상에 도포된다. 특히 무기 흡수 물질의 경우에는 예컨대 진공 증착, 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링 등과 같은 물리적인 진공 증착 방법(PVD)에 의해서 코팅이 이루어질 수 있다. 또한 코팅으로서는 예를 들어 특히 물리적으로 지원된 화학적 진공 증착 방법(CVD, PECVD)이 제공되었다.

금속 나노 입자들도 마찬가지로 기판 표면에 제공될 수 있다. 특히 바람직하게 착색제 및/또는 나노 입자는 매트릭스 내부에, 특히 투사 스크린의 기판 재료 내부에 매립된다.

금속 나노 입자를 제조하기 위한 제1 변형예에서는 금속 나노 입자를 전자 광선-리소그래피를 이용하여 제조하는 방식이 제시되었다. 상기 전자 광선-리소그래피에 의해서는 바람직하게 금속 입자들이 규정된 구조로 제조된다. 특히 바람직하게 나노 입자들은 상호 2차원적인 배치 상태로 형성된다. 특히 나노 입자들이 규칙적인 상태로 배열된 또는 확률론적으로 분포 배열된 면들이 만들어진다.

나노 입자를 제조하기 위한 추가의 한 변형예에서, 나노 입자들은 적어도 한 가지 물리적 진공 증착 방법에 의해서 제조된다. 이 경우에는 바람직하게 플라즈마-이온 지원된 방법이 사용된다. 더욱 바람직하게는 마그네트론-스퍼터링, 이온 광선-스퍼터링 그리고 아아크(Arc)-코팅 방법 중에서 적어도 한 가지 방법이 사용된다. 특히 바람직하게 나노 입자는 예를 들어 간행물 "The optical response of silver island films embedded in fluoride and oxide optical materials", [슈텐첼 등, Physics, Chemistry and application of nanostructures (2003), 158 페이지 이하]에 기술되어 있는 바와 같은 전자 광선-증발 방법에 의해서 제조된다. 상기 간행물의 내용은 공개 범위 안에서 참조된다.

또한 금속 나노 입자를 제조하기 위하여 프린트 방법도 제시될 수 있다. 이 경우 프린트 방법은 특히 표면의 국부적인 기능화를 포함할 수 있다. 이 목적을 위하여 예를 들어 배리어 방전이 사용된다. 예컨대 배리어 방전에 의해서는, 특히 층 접착에 영향을 미치기 위하여 국부적인 표면 활성화가 후속하는 한 프린트 공정에서 이루어질 수 있다. 이와 같은 방식은 바람직하게 국부적으로 선별적인 코팅을 위해 이용된다.

투사 스크린 그리고 금속 나노 입자를 제조하기 위하여 특히 전술한 다수의 방법들이 조합된 방법도 이용될 수 있다.

더욱 바람직하게 매트릭스는 스프레잉, 닥터 블레이딩(doctor blading), 브러싱(brushing), 졸-겔-방법 및/또는 진공 증착에 의해서 투사 스크린의 예비 제품상에 제공된다.

한 바람직한 실시예에서 적어도 하나의 착색제는 착색제와 매트릭스의 공동(Co)-증발에 의해서 매트릭스 내부에 매립된다. 특히 매트릭스와 착색제는 동시에 투사 스크린의 예비 제품상에 진공 증착된다. 이 경우 특히 바람직하게는 열적 진공 증착 방법이 적용된다. 이 목적을 위하여 바람직하게는 무기 매트릭스가 사용된다. 하지만 다른 한 변형예에서는 유기 매트릭스도 사용될 수 있다.

마지막으로 본 발명은 특히 전술한 실시예들 중 한 실시예에 따라 일광 또는/및 인공 광으로 조명되는 환경에서 디스플레이 소자로서 기능하는, 청구항 1에 따른 후면 투사 장치의 용도에 관한 것이다. 예를 들어 투사 장치는 외부 적용의 목적으로 사용되는데, 예컨대 스타디움 등에서 디스플레이 소자로서 제공된다. 후면 투사된 영상은 바람직하게 밝은 일광에서도 분명하게 인식할 수 있다. 또한 후면 투사 장치를 위해서는 예를 들어 건물 내부에서의 사용이 제안되었다. 후면 투사 장치는 바람직하게 주변광의 축소가 불가능하거나 또는 바람직하지 않은 장소에서 사용된다. 예를 들어 후면 투사 장치는 예를 들어 역의 홀 등과 같이 공공적으로 접근이 가능한 홀 안에 디스플레이 소자로서 제공된다.

본 발명은 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다. 하지만 도면의 특징들은 개별 실시예들에만 한정되지 않는다. 오히려 도면에서 또는/및 도면 설명을 포함한 상세한 설명부에서 개별적으로 언급된 특징들은 각각 조합되어 개선예들을 형성할 수 있다.

도 1은 제1 후면 투사 장치의 개략도고,

도 2는 제2 후면 투사 장치의 개략도며,

도 3은 투사 스크린의 스펙트럼적인 흡수 파형이고,

도 4는 투사 스크린의 분광학적인 투과 파형이며,

도 5는 다양한 금속 나노 입자의 흡수 특성을 보여주는 파형이고,

도 6은 쿠마린 120의 흡수 특성을 보여주는 파형이며,

도 7은 피로메텐 546의 흡수 특성을 보여주는 파형이고,

도 8은 DODCI의 흡수 특성을 보여주는 파형이며,

도 9는 크립토시아닌의 흡수 특성을 보여주는 파형이고,

도 10은 DOCI의 흡수 특성을 보여주는 파형이며,

도 11은 DQOCI의 흡수 특성을 보여주는 파형이다.

도 1은 제1 후면 투사 장치를 개략적으로 보여준다. 별도로 도시되지 않은 이미지 형성 장치를 그 내부에 포함하고 있는 제1 광원(101)은 제1 투사 스크린(104) 상에 입사하는 예로 도시된 제1 유효 광선(102) 그리고 제2 유효 광선(103)을 방출한다. 상기 제1 투사 스크린은 제1 광원(101)을 향한 면에, 기판 재료 매트릭스 내부에 매립된 금속 나노 입자(106)를 갖는 기판(105)을 포함하며, 상기 나노 입자는 분광학적으로 선별적으로 흡수 작용한다. 상기 제1 투사 스크린(104)은 또한 분광학적으로 선별적으로 흡수 작용하는 제1 층(107)을 포함한다. 유효 광선이 상기 제1 투사 스크린(104)을 통해 투과됨으로써, 제1 관찰자(108)를 향한 면에서는 예를 들어 제1의 투과된 유효 광선(109) 그리고 제2의 투과된 유효 광선(110)이 방출된다. 또한 제1 주변광선(111), 제2 주변광선(112) 그리고 제3 주변광선(113)이 도시되어 있는데, 상기 주변광선들은 제1 관찰자(108)를 향하고 있는 면으로부터 제1 투사 스크린(104) 상에 입사된다. 분광학적으로 선별적으로 흡수 작용하는 상기 제1 층(107) 그리고 분광학적으로 선별적으로 흡수 작용하는 금속 나노 입자들로 인하여 상기 입사되는 주변광선들의 확산 반사가 무시될 수 있음으로써, 제1 관찰자(108)는 제1 투사 스크린에 의하여 단지 예로 도시된 투과된 유효 광선(109 및 110)만을 인지하게 된다.

이미지 형성 장치가 통합된 제1 광원으로서는 예를 들어 상세하게 도시되지 않은, 비디오 프로젝터와 유사한 투사 장치가 이용된다. 바람직하게는 예를 들어 레이저 이미지 형성 장치도 이용된다.

도 2는 제2의 후면 투사 장치를 보여준다. 제2 광원(201)은 마이크로 미러 어레이(203)를 조명하는 제1 광선 다발(202)을 방출한다. 상기 마이크로 미러 어레이는 도면에 도시되지 않은, 각각 세 가지 기본 컬러인 적색, 녹색 및 청색을 위한 다수의 마이크로 미러들을 구비한다. 상기 마이크로 미러들은 제2 광선 다발(204) 내부에 수집된 광을 제2 투사 스크린(205) 상에 반사한다. 이 경우 상기 마이크로 미러들은, 각각 하나의 마이크로 미러가 한 가지 컬러 그리고 마찬가지로 도면에 도시되지 않은 제2 투사 스크린(205) 상의 각각 하나의 상점(image point)을 위하여 스위치-온 및 스위치-오프 될 수 있도록 배치되어 있다. 제2 광원(201)은 적색, 녹색 및 청색의 기본 컬러를 갖는다. 상기 기본 컬러들은 예를 들어 - 도시되지 않은 - 대역폭이 넓은 광원의 분광학적인 분해에 의해서 형성될 수 있다. 상기 분해는 예를 들어 컬러 휠에 의해서 이루어진다. 마찬가지로 도면에 도시되지 않은 제2 광원(201)의 다른 한 변형예에서는 또한 레이저를 기초로 하는 기본 컬러들이 이용된다. 제2 투사 스크린(205)은 재차 육안으로 볼 수 있는 주변광에 대하여 분광학적으로 선별적으로 흡수 작용한다. 그와 달리 유효 광은 스펙트럼 투과 영역에서 투과된다. 스펙트럼 투과 영역은 대역폭이 좁은 각각 하나의 적색, 청색 및 녹색 스펙트럼 영역에 의해서 형성된다. 따라서, 각각 예로 도시되어 있는 적색 광선(206), 녹색 광선(207) 그리고 청색 광선(208)은 실제로 아무런 방해 없이 제2 투사 스크린(205)을 통해 투과된다. 사용된 확산체(209)로 인하여 상기 확산체(209) 내에서 상기 투과된 광선이 산란 됨으로써, 결과적으로는 청색 광 선(208)의 예에서 나타난 바와 같이 제1 산란광(210) 및 제2 산란광(211)이 나타난다. 그밖에 도면에 도시되지 않은 추가의 일련의 산란광들이 형성된다. 상기 제2 투사 스크린(205)의 분광학적으로 선별적인 흡수 작용으로 인하여 제4 주변광선(212) 및 제5 주변광선(213)이 상기 제2 투사 스크린(205)에 의하여 흡수됨으로써, 상기 주변광선들의 확산 반사는 무시될 수 있다. 그렇기 때문에 제2 관찰자(214)는 본 실시예에서는 단지 유효 광선들만을 보게 되는데, 상기 유효 광선들은 본 경우에는 예로 도시된 적색 광선(206), 녹색 광선(207) 및 청색 광선(208) 그리고 그에 상응하는 산란 광선들이다.

제2 후면 투사 장치는 또한 제2 광원에 의해서 방사된 광의 직접적인 방출을 억제하는 하우징(215)을 포함한다. 특히 상기 하우징은, 레이저 광선을 제2 광원(201)으로서 사용하는 경우에 제2 관찰자(214)가 직접적인 레이저 광선에 의하여 손상을 입지 않도록 해준다.

도 3은 투사 스크린의 개략적인 스펙트럼 흡수 파형을 보여준다. 상기 다이아그램은 본 경우에 10 %-폭에 의해서 규정된 제1 흡수 스펙트럼 영역(302)을 규정하는 제1 흡수 곡선(301)을 보여준다. 또한 상기 다이아그램은 제2 흡수 스펙트럼 영역(304)을 규정하는 제2 흡수 곡선(303)을 보여주며, 이 경우 상기 제2 흡수 스펙트럼 영역은 재차 상응하는 10 %-폭에 의해서 정해졌다. 그밖에 상기 다이아그램에는 제1 기본 컬러(305), 제2 기본 컬러(306) 그리고 제3 기본 컬러(307)의 분광학적인 위치들이 기입되어 있으며, 이 경우에는 각각 분광학적으로 순수한 기본 컬러들이 이용된다. 상기 기본 컬러들은 본 실시예에서 447 nm, 532 nm 그리고 627 nm에 놓여 있고, 그에 따라 청색, 녹색 및 적색의 기본 컬러를 형성한다. 본 실시예에 도시된 제1 흡수 스펙트럼 영역(302) 및 제2 스펙트럼 영역(304)에 추가하여, 본 실시예에 도시되지 않은 거의 적외선 스펙트럼 영역(308)에서의 흡수 및/또는 자외선 스펙트럼 영역(309)에서의 흡수도 제시될 수 있다. 도시된 실시예에서 제1 흡수 영역은 피로메텐(546)에 의해서 형성되고, 제2 흡수 영역은 DODCI에 의해서 형성된다. 상기 447 nm, 532 nm 및 627 nm에 있는 기본 컬러들은 예를 들어 주파수 증배기(frequency doubler)를 구비한 고체 레이저의 사용에 의해서 구현된다.

도 4는 투사 스크린의 개략적인 스펙트럼적 투과 파형을 보여준다. 상기 다이아그램은 제1 투과 스펙트럼 곡선(401), 제2 투과 스펙트럼 곡선(420) 그리고 제3 투과 스펙트럼 곡선(403)을 보여준다. 상기 투과 스펙트럼 곡선들은 도 3에 도시된 파형과 유사하게, 투사 스크린의 상응하게 분광학적으로 선별적인 흡수 작용에 의해서 규정된다. 상기 투과 스펙트럼 곡선들에는 제1 스펙트럼 투과 영역(404), 제2 스펙트럼 투과 영역(405) 그리고 제3 스펙트럼 투과 영역(406)이 할당되어 있으며, 이 경우 상기 스펙트럼 투과 영역들은 각각 하나의 10 %-폭에 의해서 규정되어 있다. 상기 다이아그램은 또한 제1 방출 스펙트럼 곡선(407), 제2 방출 스펙트럼 곡선(408) 그리고 제3 방출 스펙트럼 곡선(409)을 보여주며, 이 경우 상기 방출 스펙트럼 곡선들은 각각 값 "1"로 정규화되어 있다. 상기 방출 스펙트럼 곡선들에는 재차 예를 들어 반치전폭을 참조하여 제1 방출 스펙트럼 영역(410), 제2 방출 스펙트럼 영역(411) 그리고 제3 방출 스펙트럼 영역(412)이 할당될 수 있 다. 본 경우에 상기 방출 스펙트럼 영역들(410, 411, 412)은 해당 스펙트럼 투과 영역들(404, 405, 406)을 초과한다. 그에 따라, 광원에 의해서 방출된 광선의 단 일부분만이 유효 광으로서 투과되는 반면에 나머지 부분들은 흡수된다. 상기 방출 스펙트럼 곡선들은 예를 들어 대역폭이 넓은 광원을 예컨대 컬러 필터를 사용하여 분광학적으로 분해함으로써 형성된다. 또한 본 다이아그램에는 제1 레이저 파장(413), 제2 레이저 파장(414) 그리고 제3 레이저 파장(415)이 기입되어 있다. 이 경우 파장으로서는 447 nm(청색), 532 nm(녹색) 및 627 nm(적색)이 사용된다. 본 경우에는 단지 개별 스펙트럼 투과 영역들의 크기가 작은 한 부분 영역만이 유효 광의 투과를 목적으로 사용된다.

도 5는 다양한 금속 나노 입자들의 개략적인 흡수 특성을 보여준다. 상기 다이아그램은 제1의 특징적인 흡수 파형(501), 제2의 특징적인 흡수 파형(502), 제3의 특징적인 흡수 파형(503) 그리고 제4의 특징적인 흡수 파형(504)을 보여준다. 상기 분광학적인 흡수 파형들은 각각 금속 나노 입자들의 하나의 평균적인 값에 할당되어 있다. 이 경우 다이아그램에 기입되어 있는 금속 나노 입자들의 크기는 좌측으로부터 우측으로 가면서 그리고 작은 파장으로부터 큰 파장으로 가면서 증가한다.

도 6 내지 11은 예를 들어 레이저 착색제로서 독일 데-37079 한스-뵈클러-슈트라쎄 12에 소재하는 람다 피직 악치엔게젤샤프트와 관련될 수 있는 다양한 착색제들의 흡수 특성들을 보여준다.

도시된 다이아그램들에서 황좌표 상에는 각각 하나의 광 파장이 nm로 기재되 어 있다. 종좌표 상에는 각각 하나의 질량 소광 계수(molar extinction coefficient)가 10^-4l/(mol cm)로 기재되어 있다. 착색제를 위한 용매로서는 각각 에탄올이 사용되었다. 상기 착색제와 관련된 세부 사항들은 카탈로그 "Lambdachrome®Laser Dyes", [3rd Edition (2000), Ulrich Brackmann, Lambda Physik AG, Hans-Boeckler-Strasse 12, D-37079 Goettingen, Deutschland]가 공개의 범위 안에서 참조된다.

도 6은 쿠마린 120의 흡수 특성을 보여준다. 상기 착색제는 바람직하게 거의 자외선 스펙트럼 영역에서의 흡수를 성취하기 위하여 사용된다.

도 7은 피로메텐 546의 흡수 특성을 보여준다. 상기 착색제는 예를 들어 청색 기본 컬러와 녹색 기본 컬러 사이에 있는 스펙트럼 영역에서의 흡수를 위하여 사용된다.

도 8은 DODCI의 흡수 특성을 보여준다. 상기 착색제에 의해서는 바람직하게 녹색 기본 컬러와 적색 기본 컬러 사이에 있는 스펙트럼 영역에서의 흡수가 제공될 수 있다.

도 9는 크립토시아닌의 흡수 특성을 보여준다. 상기 착색제는 바람직하게 거의 적외선 스펙트럼 영역에서의 흡수를 제공한다.

도 10은 DOCI의 흡수 특성을 보여준다. 상기 착색제는 피로메텐 546에 대안적으로 또는 추가적으로 바람직하게는 청색 기본 컬러와 녹색 기본 컬러 사이에 있는 스펙트럼 영역에서의 흡수를 제공하기 위하여 사용된다.

도 11은 DQOCI의 흡수 특성을 보여준다. 상기 착색제는 DODCI에 추가적으로 또는 대안적으로 특히 녹색 기본 컬러와 적색 기본 컬러 사이에 있는 스펙트럼 영역에서의 흡수를 제공한다.

Claims

적어도 정지 영상을 재생하기 위한 후면 투사 장치로서,

적어도 하나의 투사 스크린(104; 205) 및 방출 스펙트럼 영역(410; 411; 412)을 갖는 적어도 하나의 광원(101; 201)을 포함하며,

상기 광원은 적어도 분광학적으로 대역폭이 좁은 하나 이상의 스펙트럼 투과 영역(404; 405; 406) 밖에서는 주변광을 분광학적으로 선별 흡수하도록 설정된 투사 스크린(104; 205)상에 후면 투사할 목적으로 제공되고, 상기 스펙트럼 투과 영역은 육안으로 볼 수 있는 하나 이상의 광 스펙트럼 영역 안에서 흡수 작용하는 금속 나노 입자(106)를 포함하며, 상기 투사 스크린(104; 205)이 상기 스펙트럼 투과 영역(404; 405; 406) 안에서 유효 광의 투과를 허용하도록 구성된, 후면 투사 장치.
제1항에 있어서,

상기 금속 나노 입자의 크기는, 육안으로 볼 수 있는 광 스펙트럼 영역 안에 있는 금속 나노 입자들에서 표면 플라즈몬이 여기 될 수 있도록 설계된, 후면 투사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 금속 나노 입자들에 의하여 적어도 하나의 흡수 스펙트럼 영역이 유효 광의 두 가지 기본 컬러들 사이에 제공된, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 금속 나노 입자들이 100 nm 내지 200 nm, 바람직하게는 60 nm 내지 100 nm 그리고 특히 바람직하게는 5 nm 내지 60 nm의 평균 직경을 갖는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 금속 나노 입자들(106)이 각각 이방성의 형태를 갖고, 한 가지 선호 방향으로 상기 투사 스크린(104; 205)에 대하여 상대적으로 정렬된, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방출 스펙트럼 영역(410; 411; 412)이 적어도 부분적으로는 상기 스펙트럼 투과 영역(404; 405; 406) 안에 배치되는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스펙트럼 투과 영역(404; 405; 406)은 육안으로 볼 수 있는 광 스펙트럼의 대역폭이 좁은 적어도 세 개의 부분 영역들에 의하여, 특히 각각 한 가지 기본 컬러(305; 306; 307) 영역 안에 형성되어 있는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

광원(101; 201)으로서는, 적어도 하나의 레이저 또는/및 LED가 특히 한 가지 기본 컬러(305; 306; 307)의 스펙트럼 영역 안에 제공된, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

광원(101; 201)으로서는, 분광학적으로 대역폭이 넓은 광원이 스펙트럼 영역 분해 작용에 의해 특히 한 가지 기본 컬러(305; 306; 307)의 적어도 하나의 스펙트럼 영역을 이용하기 위하여 제공된, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광원(101; 201)의 방출 스펙트럼 영역(410; 411; 412)이 적어도 세 가지 기본 컬러(305; 306; 307)의 스펙트럼 영역들을 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 육안으로 볼 수 있는 적어도 하나의 광 스펙트럼 영역에서 흡수 작용하는 적어도 하나의 착색제 및/또는 컬러 안료 및/또는 적어도 하나의 무기 재료를 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 적어도 447 nm 내지 532 nm의 제1 스펙트럼 영역(302)에서 및 532 nm 내지 629 nm의 제2 스펙트럼 영역(304)에서 그리고 특히 자외선 스펙트럼 영역(309)에서 및/또는 적외선 스펙트럼 영역(308)에서 흡수 작용하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 육안으로 볼 수 있는 적어도 하나의 광 스펙트럼 영역에서 흡수 작용하는 적어도 하나의 물질 및/또는 착색제 및/또는 금속 나노 입자(106)를 매립하기 위한 매트릭스를 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 적어도 하나의 층을 포함하는, 스펙트럼 투과 영역에 영향을 미치기 위한 간섭 층 시스템을 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 적어도 하나의 분산 소자(209)를 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 한 정면에 비반사 장치를 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 정전기 방지 코팅을 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 자외 광선을 반사하는 코팅을 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투사 스크린(104; 205)이 작은 반점(speckle)을 줄이는 표면 토포그래피를 포함하는, 후면 투사 장치.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 후면 투사 장치를 위한 투사 스크린.
적어도 하나의 정지 영상을 재생하기 위한 방법으로서,

광원(101; 201)으로 후면 투사하기 위하여 투사 스크린(104; 205)의 육안으로 볼 수 있는 방출 스펙트럼 영역(410; 411; 412)이 조명되며,

유효 광은 상기 가시 광 스펙트럼의 대역폭이 좁은 적어도 하나의 부분 영역 에 의해서 형성된 스펙트럼 투과 영역(404; 405; 406) 안에서 투사 스크린(104; 205)에 의해 분광학적으로 선별적으로 투과되고, 가시적인 주변광은 적어도 상기 스펙트럼 투과 영역(404; 405; 406) 밖에서는 투사 스크린(104; 205)에 의하여 적어도 거의 완전하게 흡수되며,

금속 입자들(106)이 상기 주변광을 육안으로 볼 수 있는 적어도 하나의 광 스펙트럼 영역 안에서 흡수 작용하는,

정지 영상의 재생 방법.
제21항에 있어서,

적어도 하나의 정지 컬러 영상 및/또는 동영상이 적어도 세 가지 기본 컬러(305; 306; 307)로, 특히 각각 하나 이상의 레이저 및/또는 LED에 의하여 투사 스크린(104; 205) 상에 후면 투사되는, 정지 영상의 재생 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서,

이방성 형태를 갖고 한 가지 선호 방향으로 투사 스크린(104; 205)에 대하여 상대적으로 정렬된 금속 나노 입자들에 의하여, 특히 적어도 한 가지 기본 컬러(305; 306; 307) 영역에서 편광에 따른 흡수 및/또는 투과가 실현되는, 정지 영상의 재생 방법.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 후면 투사 장치의 투사 스크 린(104; 205)을 제조하기 위한 방법으로서,

육안으로 볼 수 있는 하나 이상의 광 스펙트럼 영역의 스펙트럼 투과 영역(404; 405; 406) 밖에서 흡수 작용하는 적어도 하나의 물질 또는/및 적어도 하나의 착색제 또는/및 금속 나노 입자들이 상기 투사 스크린(104; 205)의 예비 제품상에 제공되는, 투사 스크린의 제조 방법.
제24항에 있어서,

상기 나노 입자들(106)이 적어도 한 가지 물리적인 진공 증착 방법에 의해서 제조되는, 투사 스크린의 제조 방법.
제24항 또는 제25항에 있어서,

상기 나노 입자들이 프린트-방법에 의해서 제조되는, 투사 스크린의 제조 방법.
제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 나노 입자들이 전자 광선-리소그래피에 의해서 제조되는, 투사 스크린의 제조 방법.
제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 착색제 또는/및 나노 입자들(106)이 매트릭스, 특히 상기 투사 스크 린(104; 205)의 기판 재료 내부에 매립되는, 투사 스크린의 제조 방법.
제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 매트릭스가 스프레잉, 닥터 블레이딩(doctor blading), 브러싱(brushing), 졸-겔-방법 또는/및 진공 증착에 의해서 상기 투사 스크린(104; 205)의 예비 제품상에 제공되는, 투사 스크린의 제조 방법.
제24항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,

적어도 한 가지 착색제가 착색제와 매트릭스의 공동(Co)-증발에 의해서 매트릭스 내부에 매립되는, 투사 스크린의 제조 방법.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 후면 투사 장치를 일광 또는/및 인공 광으로 조명되는 환경에서 디스플레이 소자로서 사용하기 위한 후면 투사 장치의 용도.