KR20080061393A - 제１ 광원과 인 층으로 코팅된 광­투명성 캐리어 스크린을포함하는 구역 광원 - Google Patents

Abstract

제1 파장 범위의 빛 L2을 방출하는 제1 광원(2)과, 인 층(5)으로 코팅된 광-투명성 캐리어 스크린(4)을 포함하는 구역 광원(1)을 개시한다. 이 구역 광원은, 제1 파장 범위와는 다른 제2 파장 범위의 빛 L3을 캐리어 스크린(4) 상으로 투사하는 적어도 하나의 추가의 광원(3)을 포함하고, 투사된 빛 L3은 인 층(5)을 여기시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

구역 광원, 캐리어 스크린, 인 층

Description

제１ 광원과 인 층으로 코팅된 광­투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원{ＵＶ ACTIVATED ELECTRONIC WINDOW}

본 발명은 제1 파장 범위의 빛을 방출하는 제1 광원과, 인 층으로 코팅된 광-투명성 캐리어 스크린(light-transparent carrier screen)을 포함하는, 구역 광원(area light source)에 관한 것이다.

광 투사(light projection)는 많은 응용 분야로부터 공지되어 있다. 또한 가시 광으로의 변환을 위해 인이 결합된 UV 광을 사용하는 것 또한 잘 공지되어 있고, 형광성 튜브에서 널리 사용된다. 이것은 또한 본 기술 분야에 공지된, 평평한 넓은 영역의 광원(large area flat light source)의 형태로 존재한다. JP-A-08 045 321에서는, 동일한 자외선 파장 범위에서 방사하는 복수의 가스 방전 램프가 배치되어 형광성 작용제(agent)로 코팅된 광 투과 시트 상을 비추고, 그 결과, 이 작용제는 UV 방사선에 의해 여기되어 형광을 낼 때 시트를 통해 가시 광이 방출된다.

여기서, 시각적 의미에서 균등하게 하여 고르게 조명하기 위한 조치가 취해진다. 복수의 광원에 의해 방사되는 넓은 스크린 영역을 사용하는 것은 쉐도잉 효과를 제거하고 시각적인 불균일함을 피하게 해 준다. 쉐도잉 효과를 피하기 위해, 형광성 작용제 코팅이 스크린 전체에 걸쳐 고르게 도포되어야만(apply) 한다.

그러나 이러한 구성은 스크린의 국부적인 조명을 허용하지 않는다. 조명 시스템은 복수의 비가시 광원들을 포함한다. 이 구성은 가시 파장 외의 방사선만을 발생시키는 광원들로 제한된다. 게다가, 발생된 가시 광의 픽셀레이션(pixellation)이 수행될 수 없다. 또한, 멀티컬러 램프는 이러한 방식으로 구성될 수 없다. 이 해결책은 조명 시스템의 기능을 제한한다.

기계적 구성은, 형광성 작용제 코팅 층이 내부 면에 형성되어 있는, 사각형의 평행육면체 박스로 제한되며, 이것은 이러한 램프의 제조의 자유 및 램프의 용도를 제한한다.

본 발명은 평평한 넓은 영역의 광원에 관한 이전에 존재하는 결점들을 극복하는 것을 목표로 하며, 또한, 제1 파장 범위의 빛을 방출하는 제1 광원과, 인 층으로 코팅된 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하고, 제1 파장 범위와는 다른 제2 파장 범위의 빛을 캐리어 스크린상으로 투사하는 적어도 하나의 추가의 광원을 더 포함하고, 투사된 빛은 인 층을 여기시킬 수 있는, 구역 광원을 제공함으로써 융통성(flexibility)을 증대시키는 것을 목표로 한다. 인광체는 가시 파장 범위의 빛을 방출하는 것이 바람직할 것이다.

인 코팅은, 추가의 광원에 의해 여기될 수 있는 한, 적절한 이점을 제공하기 위해, 특정 경우에서의 조건에 따라, 캐리어 스크린의 면들 중 한 면에 배치될 수 있다.

제1 광원과 결합하여 인 층을 여기시킬 수 있는 추가의 광원을 사용함으로써, 컬러, 강도, 공간 변형 등에 있어서 변형의 범위에서의 자유로움의 정도가 추가될 수 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 캐리어 스크린, 따라서 인 코팅은 조명될 대상과 추가의 광원 사이에 배치된다. 이는, 이 캐리어 스크린이 또한, 추가의 광원으로부터 UV 성분을 필터링하여 대상(예를 들면, 뷰어)에게 적합하지 않은 방사선이 닿는 것을 방지하는 특성을 갖는, 필터로서 또는 필터용 캐리어로서 사용될 수 있기 때문에 이롭다. 캐리어 스크린은 또한 또 다른 문맥에서, 태닝(tanning) 장치 또는 햇빛의 적합한 대체물로서 효과적으로 작용할 수 있도록 하기 위해 그와 비슷한 양의 자외선의 통과를 허용하도록 배치될 수 있다.

반대로, 캐리어 스크린과 조명될 대상 사이에 추가의 광원이 배치되는 것이 하나의 대안이다. 이는, 캐리어 스크린이 제1 광원의 일부를 구성하는 경우에 특별히 이로운데, 예를 들면, 조명 박스의 디퓨저의 한 면에 코팅재를 도포하는 경우 조명 박스가 편리한 해결책이 될 수 있다.

이러한 경우, 예를 들면, 본 설명에 따라, 해로운 방사선으로부터 뷰어를 보호하기 위해, 뷰어와 추가의 광원 사이에 추가의 캐리어 또는 필터링 소자가 배치될 수 있다.

추가의 광원은 독립적으로 제어가능한 여러 개의 광원을 포함할 수 있다. 이는, 본 발명의 장치에서의 변형의 가능성과 다이내믹스(dynamics)를 더 증가시킨다. 광원의 공간적 분산은, 동적이며 공간적으로 분산되는 효과를 부여할 수 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 독립적으로 제어가능한 여러 개의 광원 중 적어도 하나는 나머지들과는 다른 파장의 스펙트럼을 갖는 빛을 방출하고, 이것은 다이내믹스를 더 증가시킨다. 인 코팅이, 동일하거나 또는 서로 다른 인 재료의 여러 층 및/또는 구조를 포함한다는 특징과 결합하여, 이는, 각종 효과가 가능하게 한다. 이것은 또한 인 재료가 구조적인 면과 스펙트럼적인(spectral) 면 둘 모두에서 다양한 패턴을 디스플레이할 수 있도록, 캐리어 스크린 상의 인 재료의 각종 부분들을 선택적으로 활성화시키는 것을 가능하게 한다. 즉, 인 층의 적절한 패터닝으로 또는 인 층의 국부적인 여기/활성화 또는 이들의 조합으로 공간적 변형이 가능하다. 마지막으로, 상이한 파장 또는 상이한 전력(power)의 각종 UV 광원을 사용할 수 있어, 가시 출력 광의 기하학적 및 공간적 변형의 효과를 향상시킬 수 있다.

추가의 광원은 또한 예를 들면 DMD 기술 또는 "UV 포인터"와 같은 스캐닝 UV 스팟 또는 제어가능한 UV 광원과 같은 IC-패터닝에 사용되는 방법들에 기초하는 이미지 투사 장치를 포함하여, 텍스트 또는 상세 이미지와 같은 정보를 캐리어 스크린 상에 디스플레이하는 것을 가능하게 한다. 이 장치는 UV 광학적으로 어드레스되는 디스플레이(UV optically addressed display)를 구성할 것이다. 이 추가의 광원은 또한 스캐닝 UV-레이저를 포함할 수 있다. 단순하게 하기 위해, 이러한 종류의 장치들은 본 명세서에서는 UV-비머(beamer)라 지칭된다.

본 발명의 장치에서, 캐리어 스크린에 적합한 재료로는, UV 광이 억제되어야 한다면 유리가 될 것이고, 그렇지 않은 경우에는 석영 유리가 될 것이다. 이것은 또한 구부려질 수 있거나 또는 유연성 있는 플라스틱 시트, 짜여진 직물 구조물(woven textile structure) 또는 특정 상황에 적합하다고 생각되는 임의의 재료로 구성될 수 있다.

추가의 광원은 LED, 가스 방전 장치 등을 포함할 수 있다.

전기적으로 어드레스되는 인광체 층(Durell의 전자 발광과 같은)과 UV 활성화의 조합 또한 가능하다. 잘 공지된 구성은, 유리 기판 또는 유연한 포일(foil) 기판과 같은 기판상에 도포된 층 스택(layer stack)으로 구성되어 있다. 한 실시예에서, 인광체 층과 유전체 층은 도전 층들 사이에 샌드위치되어 있다. 도전 층들에 인가된 전압은 전자를 가속하는 인광체 층 내에 전계를 강제시킨다(force). 이들 전자는 인광체 입자를 활성화시켜 가시 광선이 방사된다. 유전체 층에 의해 형성된 캐패시턴스는 전자에 의해 충전되고, 인 층 양단의 전계는 감소되어 발광이 중단되는 반면, 유전체 층 양단의 전계는 증가한다. AC 구동의 경우, 외부 전압이 역으로 되어(reverse) 저장된 전자를 인광체 층 내로 다시 가속시키고, 인광체 입자는 다시 활성화시킨다. 이러한 방식으로, AC 전압을 역으로 할 때마다 광 플래시가 발생된다. 충분히 높은 AC 전압의 주파수의 경우, 사람 눈에는 각각의 플래시가 관찰되지 않는다. 이러한 인 층의 전기적 활성화는 별문제로 하고, 광학적 활성화를 위해 개별적으로 제어가능한 UV 원이 사용될 수 있다. 더 높은 에너지의 UV 광이 에너지를 흡수하는 인광체를 활성화시켜, 가시 광을 방사시킨다. 여기서, 인 층은 두 개의 독립적인 에너지원인, 전력과 광 파워(optical power) 둘 모두에 의해 활성화된다. 그 결과, 넓은 영역 전체에 걸쳐, 예를 들면, 전기적 활성화에 의해 고른 발광이 야기되며, UV에 의한 추가의 광 활성화는 여분의 가시 광을 국부적으로 야기시킨다. 이러한 방식으로, 스크린 영역 전체에 걸쳐 가시 광의 강도가 변형될 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 본 발명의 장치의 개략도.

도 2는 제2 실시예에 따른 본 발명의 장치의 개략도.

본 발명의 장치는, 이하에서, 단지 예로서 주어진 특정 실시예를 참조하여 그리고 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1에서, 본 발명의 장치의 기본적 사상이 도시된다. 이 장치는 백열전구로 개략적으로 도시되어 있는 가시광원(2)과 UV원(3)을 지니는, 평평한 넓은 영역의 광원(1)이다. 일반적으로 직선 화살표로 표시되는 광원(2와 3)으로부터의 빛(L2 및 L3)은, 유리 또는 임의의 다른 투명한 재료로 만들어지고 패터닝될 수 있는 인 층(5)을 지닌 투명한 캐리어 스크린(4)을 각각 향한다. 반사기(6)는 뒤쪽으로 산란되는 방사선을 배향시키는 것을 돕는다. 가시광원으로부터의 빛은 인 층(5)과 스크린(4)을 통과하는데 비해, UV 광은 스크린을 통과하기 전에 인광체(5)에 의해 가시광으로 변환될 것이다. 나머지 UV 광 모두는 유리 스크린(4)에 의해 효과적으로 억제될 것이다. 뷰어(7)는 변환된 UV 광, Lres와 결합된 가시광원으로부터의 스펙트럼을 경험할 것이며, 변환된 UV 광의 파장과 공간적 강도 분산은, 다 른 것들 중에서도, 패터닝된 인 층(5)과 광원(L2, L3)에 의해 방사되는 영역에 의해 좌우될 것이다.

인 층은, 패터닝되지 않은 또는 패터닝된 층 구조를 허용하는, 침지-코팅(dip-coating), 흘림-코팅(flow-coating), 엠보싱(embossing), 스크린-프린팅에 의해서와 같은 각종 기술에 의해 도포될 수 있다. 층의 선택적인 에칭과 국부적인 기계적 제거는 패터닝에 대한 대안이다. 또한, CRT 디스플레이 스크린의 제조시에 사용되는 기술이 사용될 수 있다.

패턴을 생성하는 한 가지 대안의 방법은 UV 광이 인 층(5)에 도달하는 것을 국부적으로 차단하는 것이다. 이것은, 광원(3 및/또는 2)과 인 층(5) 사이에 모양이 잡혀 있는(shaped) 유리 기판을 추가함으로써 달성될 수 있다. 이 모양이 잡혀 있는 이 유리 기판은 UV 광이 인 층을 치는(hit) 것을 국부적으로 방지하여, (고정된) 광 패턴을 형성되게 한다.

제1 실시예에 따른 또 다른 평평한 넓은 영역의 광원에서, 가시광원(2)은 청색 광 L2를 방출하고, 인(4)은 UV 광 L3을 황색 방사선으로 변환한다. 이 경우, 뷰어는 구름이 있는 푸른 하늘을 닮은, 빛 패턴을 경험할 것이다.

도 2는 가시광원(2)으로 구성된, 평평한 넓은 영역의 광 박스(1)의 실시예를 도시한다. 이 광 박스는 광원에 의해 방출되는 빛을 완화시키는 디퓨저(diffuser)(8)를 포함할 수 있다. 이 제2 실시예에서, 인 층(5)이 디퓨저(8) 위에 도포되어 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 추가의 투명한 캐리어 스크린이 추가되고, 그 위에 인 층이 도포되어 있을 수 있다. 뷰어 측의 윈도우 유 리(10)를 지지하는 외부 프레임(9)은 또한, 독립적으로 구동될 수 있는 LED(3)와 같은 후면 배향(back-directed) UV 원을 포함할 수 있다. 이러한 LED(3)가 활성화될 때, 그 UV 광은 인 층(5)에 의해 가시광으로 변환된다. 그 결과, 뷰어는 혼합된 가시 광 Lres을 관측하게 된다. 도시된 구성에서, 윈도우 유리(10)는 뷰어를 나머지 UV 광으로부터 보호한다. 인 층은 보호 층에 의해 커버되어 기계적으로 그리고 화학적으로 더 강건하게 될 수 있다.

주어진 예가 평평한 넓은 영역의 광원에만 초점을 두었지만, 본 발명의 개념은 또한 작은 크기의 램프에도 적용될 수 있으며, 반드시 평평할 필요는 없다. 또한, 제1 광원이 가시 영역의 광을 방출할 필요는 없으며, 동등하게 UV 영역에서도 잘 동작할 수 있음을 강조해야만 한다. 또한, 설명된 바와 같이, 여러 상이한 인광체가 사용될 수 있다. 인광체는 형광성 튜브에서와 LED내와 같은 조명 응용 분야에서 널리 사용되어, 가시광을 발생시키거나, 또는 특정 응용 분야를 위해 가시광 컬러를 최적화한다. 또한, TV용 CRT와 같은 디스플레이 및 모니터 응용 분야는, 가시광을 발생시키기 위해 인광체를 포함하며, 적, 녹, 청 인광체 서브-픽셀을 전자 빔에 의해 개별적으로 활성화시킴으로써 광 패턴이 넓은 컬러 범위에서 발생되는 것을 가능하게 한다.

잘 공지된 형광성 재료는 YOX, BAM, BAM-그린(green), LAP, YAG, CBT, MGM 및 기타가 있다. 많은 인 재료 또는 조합이 본 발명에 사용될 수 있다는 것이 당업자들에게는 명백하다.

Claims (13)

1. 제1 파장 범위의 빛(L2)을 방출하는 제1 광원(2)과, 인 층(5)으로 코팅된 광-투명성 캐리어 스크린(4)을 포함하는 구역 광원(area light source)(1)으로서,

   상기 제1 파장 범위와는 다른 제2 파장 범위의 빛(L3)을 상기 캐리어 스크린(4) 상으로 투사하는 적어도 하나의 추가의 광원(3)을 더 포함하고,

   상기 투사된 빛(L3)은 상기 인 층(5)을 여기시킬 수 있는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
2. 제1항에 있어서, 상기 인 층(5)은 조명될 대상(7)에 면하는 상기 캐리어 스크린(4)의 한 면상에 배치되는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
3. 제1항에 있어서, 상기 인 층(5)은 상기 제1 광원(2)에 면하는 상기 캐리어 스크린(4)의 상기 한 면상에 배치되는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어 스크린(4)은 상기 추가의 광원(3)과 상기 대상(7) 사이에 배치되는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
5. 제2항에 있어서, 상기 추가의 광원(3)은 상기 캐리어 스크린(4)과 상기 대상(7) 사이에 배치되는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가의 광원(3)은 독립적으로 제어가능한 여러 개의 광원을 포함하는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
7. 제6항에 있어서, 상기 독립적으로 제어가능한 여러 개의 광원 중 적어도 하나는, 나머지 광원들과는 다른 파장 범위의 빛을 방출하는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인 코팅(5)은, 동일하거나 또는 상이한 인 재료들의 여러 층 및/또는 구조물을 포함하는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광원(2)은 가시 파장 범위의 방사선을 방출하고, 상기 추가의 광원(3)은, 상기 인 코팅(5)에 의해 가시 광으로 변환될 수 있는 파장 범위의 방사선을 방출하는, 제1 광원과 광-투명성 캐 리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가의 광원(3)은 제어가능한 UV 비머(beamer), 스캐닝 UV 스팟(scanning UV spot) 또는 스캐닝 UV-레이저(scanning UV-laser)를 포함하는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어 스크린(4)의 재료는, 유리, 석영, 플라스틱 또는 짜여진 직물 구조물(woven textile structure) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
12. 제1항 내지 제6항, 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가의 광원(3)은, 서로 다른 기하학적 영역을 활성화시키거나 또는 서로 다른 인광체 층들을 활성화시켜 서로 다른 가시 패턴/컬러가 보이게 하기 위한, 동일하거나 또는 서로 다른 비가시(invisible) 파장을 지니는 다수의 광원들로 구성된, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스크린을 포함하는 구역 광원.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인 층(5)에 대한 상기 캐리어 스크린(4)은 디퓨저(diffuser)를 포함하는, 제1 광원과 광-투명성 캐리어 스 크린을 포함하는 구역 광원.

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