KR20200015504A - 어두운-색채 또는 검은색 투영 화면 - Google Patents

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Abstract

제1 및 제2 확산 요소로서 지칭되는, 평행한 평면 또는 판 형태의 2개의 분리된 확산-반사 확산 요소를 포함하는, 어두운-색채의 또는 검은색의 투영 화면으로서 이용되는 물품으로서, 제1 확산 요소가 반투명하거나 투명하고, 제2 확산 요소가 어두운 색채인 것을 특징으로 한다.

Description

어두운-색채 또는 검은색 투영 화면
본 발명은 반사로 동작되는 전방-투영 화면으로서 이용될 수 있는 검은색 또는 어두운-색채의 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전방-투영 시스템 및 그러한 물품을 이용한 전방-투영 방법에 관한 것이다.
전방-투영 화면은 화상이 화면의 면 상에서 관찰될 수 있게 한다. 화상은, 화면의 면에 대면되어 배치된, 투영기에 의해서 또는 더 일반적으로 광원에 의해서 출력된다. 전방 투영의 경우에, 후방 투영과 대조적으로, 광원으로부터 기원하는 화상이 투영되는 면이 광원과 동일한 공간 영역 내에 배치된다.
물품이 전방-투영 화면으로서 사용될 수 있게 하기 위해서, 물품이 광을 확산식으로 반사할 것이 필요하다. 일반적으로, 주어진 입사각으로 입사되는 복사선이 물품에 의해서 복수의 방향으로 반사될 때, 물품에 의한 반사가 확산되는 것으로 지칭된다. 대조적으로, 주어진 입사각으로 입사되는 복사선이 물품에 의해서 입사각과 동일한 반사각으로 반사될 때, 물품에 의한 반사가 거울형인 것으로 지칭된다. 유사하게, 주어진 입사각으로 입사되는 복사선이 물품에 의해서 입사각과 동일한 투과각으로 투과될 때, 물품에 의한 투과가 거울형인 것으로 지칭된다.
현재, 검은색 또는 어두운 색채의 전방-투영 화면에 대한 요구가 크다. 그러나, 검은색 또는 어두운 매체는 일반적으로 양호하지 못한 전방-투영 화면을 형성하는데, 이는 그러한 매체가 광을 적게 반사하기 때문이다. 전방-투영된 화상의 세기가 약하다. 검은색 매체 상으로 투영된 화상의 백색 휘도가 너무 낮아 만족스러운 콘트라스트를 획득할 수 없다.
검은색 및 백색 휘도의 측정은 전방-투영 화면으로서 이용되는 물품의 품질이 평가될 수 있게 한다. 휘도는 해당 방향에 수직인 평면 상으로 수직으로 투영되는 단위 면적 당 광 세기에 상응한다(cd/m2로 표현된다). 이러한 매개변수는, 표면에 의한 광의 반사 또는 방출에 의해서 유발되는, 밝기의 시각적 감각에 상응한다.
본 특허출원에서, 휘도 값은 Konica-Minolta® LS-110 휘도계로 측정된다. 투영 화상은 Canon® XEED SX80 비디오 투영기(밝기 3000 lm, 콘트라스트 900:1)로 생성된다. 요소들의 배열은 다음과 같다. 비디오 투영기가 화면으로서 사용되는 물품에 대면되고 그로부터 1.5 m에 위치된다. 투영 방향은 화면에 수직이다. 관찰자, 휘도계 및 선택적인 카메라가 물품으로부터 2 m에 위치된다.
화면으로서 이용되는 특정 물품은 투영기와 제1 산란 요소 사이에 위치된 제1 평면형 표면을 포함할 수 있다. 이러한 평면형 표면은 거울형 반사를 생성할 수 있다. 본 특허출원의 맥락에서, 휘도가 측정될 때, 목표로 하는 출원의 관심의 대상이 아닌, 거울형 반사는 체계적으로 배제된다. 그에 따라, 휘도가 거울형 반사의 방향과 일치되는 방향으로 측정되어야 할 때, 이러한 거울형 반사를 배제하기 위해서, 휘도 측정은 거울형 반사의 방향과 관련하여 3°의 각도 변동을 가지고 실행된다.
거울형 반사의 방향은 투영 방향 및 화면에 대한 법선에 의해서 규정된다. 전술한 구성에서, 투영 방향은 화면에 대한 법선과 정렬된다. 그에 따라, 거울형 반사의 방향은 또한 화면에 수직이다.
달리 표시되지 않는 한, 거울형 반사를 배제하기 위해서, 휘도 측정은 화면에 대한 법선에 상응하는 거울형 반사의 방향과 관련하여 3°의 각도로 350 LUX까지 조명되는 환경에서 취해진다.
예를 들어, 상표명 Planilaque®, Decolaque® 또는 Feeling®로 Saint-Gobain가 판매하는 장식용 라커 처리된 유리가 알려져 있다. 이러한 글레이징은, 라커에 상응하는 불투명한 코팅이 후방 면에 도포된, 유리 기재로 구성된다. 본 발명에 따라, "라커"라는 용어는 채색된, 검은색 또는 백색 불투명 코팅을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 유형의 검은색 라커 유리는 특히, 전방 면의 거울형 반사 방향에 대해서 3°의 각도를 가지고 측정된 350 LUX까지 조명되는 환경에서, 5 cd/m2 미만의 검은색 휘도 및 30 cd/m2 미만, 특히 약 20 cd/m2의 백색 휘도를 갖는다.
어두운 색채의 라커 처리된 유리는, 전방-투영 화면으로서 이용될 때, 만족스럽지 못하다. 전술한 이유로, 이러한 검은색 라커 처리된 유리의 광학적 특성은 화상의 투영과 양립될 수 없다.
또한, 이러한 어두운 색채의 라커 처리된 유리, 특히 검은색 라커 처리된 기재는 손자국 및 얼룩이 눈에 잘 띄게 하는 단점을 갖는다.
특허출원 WO 2012/104547 및 WO 2013/175129는 전방-투영 화면으로서 사용되는 거울형으로 투과하고 확산적으로 반사하는 층상형 요소를 포함하는 투명 글레이징을 개시한다. 거울형으로 투과하고 확산적 반사하는 층상형 요소는, 요소 상에 입사되는 복사선의 거울형 투과 및 확산 반사를 발생시키는 요소이다. 이러한 특허출원에서 목표로 하는 목적은 글레이징을 통한 선명한 시야를 보장하기 위해서 투명도를 보존하는 것이다. 이러한 유형의 글레이징은, 거울형 반사 방향에 대해서 3°의 각도를 가지고 측정된 350 LUX까지 조명되는 환경에서, 5 내지 17 cd/m2의 검은색 휘도 및 300 내지 2300 cd/m2의 백색 휘도를 갖는다.
양호한 품질의 화상이 양호한 밝기 및 양호한 콘트라스트로 투영될 수 있게 하는 검은색 또는 어두운-색채의 물품을 개발할 필요가 있다.
본 발명은, 적합한 제1 및 제2 산란 요소인, 평행한 시트 또는 평면의 형태를 취하는, 2개의 구분된 확산 반사 산란 요소를 포함하는 전방-투영 화면으로서 이용되는 물품에 관한 것으로서:
- 제1 산란 요소가 반투명 또는 투명하고, 그리고
- 제2 산란 요소가 어두운 색채인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라, 시트 또는 평면 형태의 산란 요소는 연부에 의해서 분리된 2개의 주 표면을 포함하는 요소이다. "산란 요소"라는 용어는 기재를 포함하나, 또한 필름 및 층, 심지어 자가-지지되지 않고 캐리어 기재를 필요로 하는 얇은 필름 및 층을 포함한다.
본 발명에 따라, 시트 또는 평면 형태의 산란 요소는 불투과적 또는 밀폐-밀봉적이고, 다시 말해서 산란 요소는 유체, 및 특히 공기의 침투를 방지한다.
하나의 바람직한 실시예에 따라, 제1 산란 요소는 텍스쳐링된 표면을 포함한다. 이러한 실시예에서, 표면 텍스쳐가 산란을 유발한다. 그에 따라 거친 표면은 산란 평면에 상응한다. 이러한 경우에, 산란 요소는 평면의 형태를 취한다.
본 발명에 따라, 반투명 요소는, 광을 확산식으로 투과시키는 요소이고 "투명" 요소는 광을 거울형으로 투과시키는 요소이다. 제1 산란 요소는 30% 초과 또는 심지어 50%의 광 투과를 가지고 4% 초과의 광 반사를 갖는다.
본 발명에 따라, "확산적으로 반사하는 산란 요소"라는 표현은, 모든 방향으로 광을 반사시키는 요소를 의미하기 위한 것으로 이해된다. 반사가 모든 방향으로 거의 균질할 때, 반사는 균일한 것으로 간주된다. 이상적인 경우에, 램버시안 반사로 지칭된다. 광이, 반사가 더 큰 우선 방향을 가지고 모든 방향으로 산란될 때, 반사는 비-램버시안 또는 불균일인 것으로 간주된다.
다양한 관찰 각도에서의 검은색 및 백색 휘도의 측정은 표면에 의한 산란이 균일한지 또는 불균일한지의 여부를 평가할 수 있게 한다.
본 발명에 따라, 화면에 대한 법선과 관련하여 0° 내지 60°에서 측정된, 절대 값의, 관찰 각도의 함수로서의 정규화된 이득의 최대 변동이, 0.15보다 작거나, 심지어 0.10보다 작고, 바람직하게 0.05보다 작은 경우에, 확산 반사 또는 산란은 균일한 것으로 간주된다.
본 발명에 따라, 화면에 대한 법선과 관련하여 0°내지 60°에서 측정된, 관찰 각도의 함수로서의 정규화된 이득의 최대 변동이 이하와 같은 경우에, 확산 반사 또는 산란이 불균일한 것으로 간주된다:
- 절대 값에서, 0.2 보다 크거나, 심지어 0.5보다 크거나, 심지어 1 보다 크거나, 심지어 5보다 큰 경우,
그리고
- 백분율로, 30%보다 크거나, 심지어 50%보다 크거나, 바람직하게 80%보다 크거나, 심지어 90%보다 큰 경우.
정규화된 이득은 이하의 방식으로 결정된다:
G = (Lbxo - Lnxo)/(Lbrefxo - Lnrefxo)이고
Lbxo: 백색 휘도,
Lnx:o 검은색 휘도,
Lbrefxo: 기준 램버시안 확산기의 백색 휘도,
Lnrefxo: 기준 램버시안 확산기의 검은색 휘도이다.
이러한 휘도 값은 모두 화면에 대한 법선과 관련하여 xo에 상응하는 동일한 관찰 각도에서 측정된다.
이상적인 또는 램버시안 확산기는 그 표면 상의 임의의 지점에서 완벽하게 반사적이고 어떠한 관찰 각도에서도 일정한 이득을 갖는다.
정규화된 이득의 최대 변동은 이하의 방식으로 결정된다:
- 절대 값으로: ΔG=|Gmax-Gmin|,
- 백분율로: ΔG=|Gmax-Gmin|/Gmax*100,
여기에서 Gmax: 화면에 대한 법선과 관련하여 0 내지 60°로 측정된 최대 정규화된 이득이고,
Gmin: 화면에 대한 법선과 관련하여 0 내지 60°의 최대 정규화된 이득이다.
바람직하게, 제1 산란 요소는 불균일한 확산 반사를 가지며, 다시 말해서 제1 산란 요소는 모든 방향으로 균일하게 복사선을 반사하지 않는다. 제2 산란 요소는 균일한 확산 반사를 가지며, 다시 말해서 제2 산란 요소는 모든 방향으로 균일하게 복사선을 반사한다.
물품이 전방-투영 화면으로서 사용될 때, 화상은 제1 산란 요소의 측면으로부터 투영된다. 그에 따라, 화상은 제1 산란 요소의 반사 "표면" 상에 형성된다.
제1 산란 요소가 불균일한 확산 반사를 가질 때, 제1 산란 요소를 포함하는 물품은 또한 이러한 제1 산란 요소의 측면 상에서 측정되는 불균일한 확산 반사를 갖는다.
유리하게, 물품은, 화면에 대한 법선과 관련하여 0° 내지 60°의, 제1 산란 요소의 측면 상에서 측정된, 관찰 각도의 함수로서 정규화된 이득의 최대 변동을 가지며, 그러한 최대 변동은:
- 절대 값으로, 0.2 보다 크거나, 심지어 0.5보다 크거나, 심지어 1 보다 크거나, 심지어 5보다 크고,
그리고
- 백분율로, 30%보다 크거나, 심지어 50%보다 크거나, 바람직하게 80%보다 크거나, 심지어 90%보다 크다.
이는, 휘도 값, 특히 백색 휘도가 관찰 각도에 따라 달라진다는 것을 의미한다. 이는 또한, 확산 반사가 최대화되는 방향이 있다는 것을 의미한다. 이러한 방향은 우선 산란 방향으로 적합하다.
특정 실시예에 따라, 물품은 투영기와 제1 산란 요소 사이에 위치된 제1 평면형 표면을 포함할 수 있다. 이러한 평면형 표면은 거울형 반사를 생성할 수 있다. 우선 산란 방향을 결정하기 위해서, 이러한 거울형 반사는 반드시 배제되어야 한다. 우선 산란 방향이 거울형 반사의 방향과 일치될 때, 이러한 거울형 반사를 배제하기 위해서, 휘도 측정은 3°의 각도 변동으로 실행된다.
우선 산란 방향은 거울형 반사를 배제하는 어느 하나의 휘도 측정에 의해서 결정될 수 있다.
우선 산란 방향은 또한 BRDF(양방향성 반사도 분포 함수)의 측정으로부터 초래되는 확산 반사 프로파일에 의해서 유리하게 결정될 수 있다. 이러한 측정은 거울형 반사 및 확산 반사가 격리되게 할 수 있다. BRDF는, 표면이 조명될 때 표면에 의해서 산란되는 광의 세기가 특성화될 수 있게 한다. BRDF는 관찰 방향, 광의 입사각, 파장 및 편광의 함수로서 산란되는 광의 양을 제공한다.
제1 산란 요소의 측면 상에서 측정되는 물품의 확산 반사는 거울형 반사의 방향으로 최대일 수 있다. 이러한 경우에, 물품은, 화면으로서 사용될 때, 큰 각도에서보다 작은 각도에서 광을 더 반사한다.
제1 산란 요소의 측면 상에서 측정된, 물품의 제1 산란 요소의 확산 광 반사는 또한 거울형 반사의 방향으로부터 구분된 방향으로 적어도 하나의 최대치를 가질 수 있다. 최대 산란 각도는 이러한 경우에 거울형 산란 각도와 상이하다.
거울형이 배제된, 우선 산란 방향의 휘도 값은 이하의 기준에 따라 측정된다:
- 우선 산란 방향 및 거울형 반사의 방향이 일치되지 않을 때, 우선 산란 방향으로 측정, 또는
- 우선 산란 방향 및 거울형 반사의 방향이 일치될 때, 3°만큼 보정된 우선 산란 방향으로 측정.
광 투과(TL), 광 반사(RL), 휘도 및 좌표(L*, a*, b*)와 같은 광학적 특성이 "제1 요소의 측면 상에서" 물품에 대해서 측정될 때, 이는, (달리 표시되지 않는 한) 제1 산란 요소와 먼저 만나고 이어서 제2 산란 요소와 만나도록 물품을 통과하는 수직 입사 복사선으로 이러한 측정이 실행된다는 것을 의미한다. 제1 산란 요소의 측면은 제1 산란 요소에 의해서 제2 산란 요소로부터 분리된 물품의 면에 상응한다.
검은색 또는 어두운-색채의 산란 요소와 반투명한 또는 투명한 산란 요소 사이의 상승적인 상호 작용은, 물품에서 검은색 또는 어두운-색채의 시각적 외관을 보전하면서, 우수한 밝기 및 우수한 콘트라스트를 갖는 전방-투영된 화상이 얻어질 수 있게 한다.
본 발명의 해결책은 특히, 특히 100 cd/m2 보다 큰, 또는 심지어 1000 cd/m2 보다 큰, 큰 백색-휘도 값, 그리고 30 cd/m2 보다 작은 검은색-휘도 값을 획득할 수 있게 하며, 이러한 값들은 우선 산란 방향으로 측정되고, 거울형은 배제된다. 백색-휘도 값은 특히 백색 라커 처리된 유리 기재에서 얻어지는 것만큼 크다. 검은색-휘도 값은 극히 낮게 유지된다. 그에 따라, 본 발명에 따른 물품은, 검은색 라커 처리된 유리의 낮은 백색 휘도의 단점이 없이, 낮은 검은색 휘도의 유리한 특성을 갖는다.
본 발명은, 전방-투영 화면으로서 이용될 수 있고 이하를 달성하는 물품을 제공한다:
- 투영된 화상의 양호한 관찰을 허용할 수 있을 정도로 충분히 높은 백색 휘도,
- 양호한 해상도의 투영된 화상,
- 색채의 매우 양호한 렌더링.
본 발명에 따른 물품의 다른 상당한 장점은 마크 및 얼룩의 가시성 감소와 관련된다. 놀랍게도, 물품이 검은색 또는 어두운 색채이지만, 손자국과 같은 마크 및 얼룩의 가시성은, 특히 조명될 때, 상당히 감소된다. 반투명 또는 투명 제1 산란 요소 및 검은색 또는 어두운-색채의 제2 산란 요소를 포함하는 본 발명에 따른 물품을 검은색 또는 어두운-색채의 산란 요소만을 포함하는 물품, 예를 들어 2개의 매끄러운 주 면을 포함하는 검은색 라커 처리된 기재와 비교하면, 손자국에서 측정된 콘트라스트는, 단독적인 검은색 라커 처리된 기재에 상응하는 다른 물품보다, 본 발명에 따른 물품에서 실질적으로 작다.
본 발명에 따른 물품은 또한, 블랙보드와 같은, 드라이-이레이즈 보드(dry-erase board)로서 사용되기 위해서 요구되는 모든 특징을 갖는다.
제1 산란 요소의 측면으로부터 관찰되는 물품의 어두운 색채는 제1 산란 요소를 통해서 보여지는 제2 산란 요소의 어두운 색채의 인지에 상응한다.
어두운 색채의 제2 산란 요소는, 선호되는 순서대로, 30 cd/m2 미만, 바람직하게 20 cd/m2 미만, 또는 10 cd/m2 미만의 검은색 휘도를 갖는다.
제2 산란 요소는 균일한 반사 표면을 갖는다. 정규화된 이득은 관찰 각도에 따라 달라지지 않는다.
대조적으로, 제1 산란 요소가 바람직하게 불균일한 반사를 가지는 한, 제1 산란 요소의 측면에서 측정된 물품의 휘도 값은 관찰 각도에 따라 동일하지 않다.
물품은, 제1 산란 요소의 측면 상에서, 거울형이 배제된, 우선 산란 방향으로 350 LUX까지 조명되는 환경에서 측정된, 선호되는 순서대로, 30 cd/m2 미만, 20 cd/m2 미만, 10 cd/m2 미만 또는 8 cd/m2 미만의 검은색 휘도를 갖는다.
물품은, 제1 산란 요소의 측면 상에서, 거울형이 배제된, 우선 산란 방향으로 350 LUX까지 조명되는 환경에서 측정된, 선호되는 순서대로, 50 cd/m2 초과, 60 cd/m2 초과, 80 cd/m2 초과, 100 cd/m2 초과, 200 cd/m2 초과, 500 cd/m2 초과, 또는 1000 cd/m2 초과의 백색 휘도를 갖는다.
콘트라스트는 백색 휘도 대 검은색 휘도의 비율에 상응한다. 휘도 값은, 잠재적으로 거울형 반사를 배제하기 위해서 우선 산란 방향으로 + 또는 - 3°로, 전술한 바와 같이 측정된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 물품은, 선호되는 순서대로, 30 초과, 50 초과, 60 초과, 80 초과, 100 초과, 또는 200 초과의 콘트라스트를 갖는다.
색채는 또한 발광체 D65 하에서 그리고 CIE-1931 기준 관찰자로 계산된 색채 좌표(L*, a* 및 b*)에 의해서 평가될 수 있다. 성분(L*)은 검은색에 대한 0의 값으로부터 백색에 대한 100의 값까지의 범위를 갖는 밝기를 규정한다. 본 발명에 따라, "어두운 색채" 또는 "어두운-색채의"는, 반사에서 측정된 값(L*)이 50 미만이 되도록 하는 밝기를 갖는 요소를 의미한다.
어두운-색채의 제2 산란 요소는, 선호되는 순서대로, 반사에서 측정된 값(L*)이 50 미만, 40 미만, 35 미만, 또는 30 미만이 되도록 하는 밝기를 갖는다.
물품은, 선호되는 순서대로, 제1 산란 요소의 측면 상에서 반사에서 측정된 값(L*)이 60 미만, 50 미만, 45 미만, 40 미만, 35 미만, 또는 30 미만이 되도록 하는 밝기를 갖는다.
제1 산란 요소의 확산 반사가 불균일한 실시예에 따라, 우선 산란 각도를 변조할 수 있다. 예를 들어, 산란 요소가 텍스쳐링된 표면을 갖는 요소일 때, 텍스쳐링된 표면의 특징부의 기울기의 분포를 수정함으로써, 우선 산란 각도가 규정될 수 있다. 이러한 실시예에 따라, 확산 반사는, 거울형 반사의 방향과 구분될 수 있는 적어도 하나의 우선 방향을 중심으로 하는 복수의 반사 방향에 의해서 규정된다. 따라서, 관찰자를 위한 그러한 또는 각각의 최적의 관찰 각도 즉, 관찰자가 최대 밝기로 투영된 화상을 관찰할 수 있게 하는 관찰 각도가 거울형 반사의 방향과 분리된다. 거울형 반사로 인한 눈부심의 위험이 그에 따라 감소되거나 심지어 방지된다. 유리하게, 관찰 각도가 작은 상황에서, 산란 요소의 텍스쳐링된 표면에 적합한 텍스쳐를 선택함으로써, 산란 요소에 의해서 확산 반사된 복사선을 우선 방향으로 집중시킬 수 있다.
그에 따라, 본 발명은 또한, 많은 수의 기존 전방-투영 상황과 양립 가능한, 조정 가능 관찰 각도를 갖는 전방-투영 화면으로서 이용될 수 있는 물품을 제공한다.
본 발명에 따른 물품은 20° 내지 180°범위의 관찰 각도를 가질 수 있다. 본 발명에 따라, 관찰 각도는, 콘트라스트가 4.5 미만인 관찰 각도의 2배에 상응한다.
바람직하게, 제2 산란 요소는 산란 코팅이다. 산란 코팅은 검은색 또는 어두운 색채이다. 산란 코팅은 부가적인 기재 상에 침착될 수 있다. 부가적인 기재 및 제1 산란 요소는 플라스틱 재료로 제조된 시트를 이용한 라미네이션에 의해서 확실하게 체결된다.
특정의 유리한 실시예에서, 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅이 흡수적 및/또는 불투명하다. 제1 산란 요소를 통해서 투과되는 광선은 검은색 또는 어두운-색채의 코팅에 의해서 주로 흡수될 수 있다. 따라서, 유령 상을 갖는 문제는, 이러한 유령 상의 형성을 방지하거나 완화시키는 것에 의해서 대부분 방지된다. 이러한 불투명한 코팅은 투영된 화상의 보다 양호한 형성의 획득에 참여한다.
제1 및 제2 산란 요소는 서로 접촉되게, 바람직하게 직접적으로 접촉되게 위치된다. 본 발명에 따라, "접촉되게"라는 용어는, 2개의 요소가 공기 또는 가스의 층에 의해서 서로 분리되지 않은 것을 의미한다. 대조적으로, "접촉되게"는, 2개의 요소들이 서로 직접적으로 접촉되는 것을 의미하지 않는다.
본 발명에 따른 물품은, 선호되는 순서대로, 25% 미만, 20% 미만, 15% 미만, 10% 미만, 5% 미만, 1% 미만, 또는 0%의 광 투과를 갖는다.
본 발명에 따른 물품은, 선호되는 순서대로, 제1 산란 요소의 측면에서 측정된, 1% 초과, 4% 초과, 5% 초과, 10% 초과, 20% 초과, 또는 30% 초과의 광 반사를 갖는다.
본 발명에 따른 물품은, 제1 산란 요소의 측면으로부터 관찰될 때, 검은색 또는 어두운 색채로 보인다. 반투명의 또는 투명한 제1 산란 요소의 존재는 검은색 또는 어두운-색채의 제2 산란 요소를 통해서 볼 수 있게 한다. 그러나, 물품의 시각적 양태는 검은색 또는 어두운-색채의 제2 산란 요소의 시각적 양태와 정확하게 상응하지 않는다. 제1 산란 요소의 존재는 검은색 또는 어두운-색채의 제2 산란 요소의 시각적 외관을 부분적으로 수정한다. 이는 특히, 관찰 각도에 따라서 많이 또는 적게 표시되는 금속 외관 또는 금속 효과를 제공한다. 그러한 금속 효과는 미적인 이유로 추구된다. 그에 따라, 본 발명에 따른 물품이 유리하게 금속 효과를 갖는다.
제1 산란 요소는 적어도 하나의 텍스쳐링된 표면을 포함한다. 이러한 제1 산란 요소는 텍스쳐링된 기재 또는 거울형 투과 및 확산 반사 투명 층상형 요소로부터 선택될 수 있다. 이러한 경우의 각각에서, 확산 반사의 기원은 텍스쳐링된 표면의 존재이다.
텍스쳐링된 기재는 텍스쳐링된 표면 상에 침착된 반사 층을 포함할 수 있다. 이러한 반사 층은, 텍스쳐링된 표면 상에 등각적으로(conformally) 또는 텍스쳐 프로파일, 특히 기울기 분포가 이하에서 규정된 바와 같이 유지되도록, 침착될 수 있다. 반사 층은 이하에서 규정된 중앙 층에 정확하게 상응할 수 있고, 특히 단일 층 또는 층들의 적층체를 포함한다.
거울형 투과 및 확산 반사 투명 층상형 요소는:
- 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 가지고 매끄러운 외부 주 표면(2A, 4A)을 각각 가지는 2개의 투명 외부 층(2, 4), 및
- 외부 층들(2, 4) 사이의 중간의 중앙 층(3)으로서, 외부 층 또는 금속 층의 굴절률과 상이한 굴절률(n3)의 적어도 하나의 투명 층을 포함하는, 중앙 층(3)을 포함하고,
층상형 요소(1)의 2개의 인접한 층 사이의 모든 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)으로서, 그 2개의 층 중 하나가 금속 층이거나, 2개의 층이 상이한 굴절률의 2개의 투명 층인, 모든 접촉 표면이 텍스쳐링되고 서로 평행하며,
층상형 요소의 외부 층은, 적어도 하나의 텍스쳐링된 표면을 포함하는 중합체, 유리 또는 세라믹으로부터 선택된 텍스쳐링된 기재에 의해서 형성될 수 있다.
층상형 요소의 중앙 층은 단일 층 또는 층들의 적층체를 침착하는 것, 음극 스퍼터링하는 것에 의해서 얻어질 수 있다.
이러한 설명의 나머지에서, 산란 요소의 텍스쳐링된 표면의 텍스쳐의 기울기에 대한 언급이 이루어진다. 이는 특히, 둘 중 하나가 투명한, 특히 유전체의 층이고, 다른 하나가 금속 층인 2개의 인접한 층들 사이에 또는 2개의 투명한, 특히 유전체의, 상이한 굴절률의 층들인 2개의 인접한 층들 사이에 위치되는 층상형 요소의 각각의 텍스쳐링된 접촉 표면의 또는 텍스쳐링된 기재의 텍스쳐링된 표면의 텍스쳐의 기울기의 문제일 수 있다. 층상형 요소의 모든 텍스쳐링된 접촉 표면이 서로 평행하기만 하다면, 하나의 텍스쳐링된 프로파일 및 하나의 기울기 분포가 이러한 모든 텍스쳐링된 접촉 표면에 대해서 유효하다.
산란 요소의 확산-반사 특성은 텍스쳐링된 표면의 텍스쳐 프로파일에 따라 달라진다. 반사에서의 물품의 확산 인디카트릭스(indicatrix of diffusion)의 양태는 텍스쳐의 성질 및 특히 기울기 분포에 따라 달라진다. 반사에서 이러한 확산 인디카트릭스의 형태를 수정함으로써:
- 광이 좁게 또는 넓게 분산될 수 있는, 거울형 반사와 완벽한 확산 또는 "이상적" 반사 사이의 중간 상태를 획득할 수 있고,
- 거울형 반사의 방향으로부터 구분될 수 있는 적어도 하나의 우선적인 방향에 중심이 맞춰진 확산 반사를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 2개의 층 중 하나가 투명한, 특히 유전체의 층이고 다른 하나는 금속 층인 2개의 인접한 층들, 또는 굴절률이 상이한 2개의 투명한, 특히 유전체 층들 사이의 각각의 접촉 표면의 또는 텍스쳐링된 기재의 텍스쳐링된 표면의 텍스쳐는, 접촉 표면의 전반적 평면에 대해서 함몰된 또는 돌출된 복수의 특징부들에 의해서 형성된다.
기울기 분포가 이하에서 설명된 특성을 갖는 텍스쳐링된 표면을 포함하는 산란 요소는, 직접적인 투영으로 화상이 형성되게 할 정도로 충분히 후방 산란시킨다. 이러한 산란 요소는:
- 거울형 반사의 방향으로 더 또는 덜 강한 최대 확산 반사를 생성할 수 있고,
- 거울형 반사의 방향으로부터 구분되는 방향으로 최대 확산 반사를 생성할 수 있다.
텍스쳐링된 표면의, 특히 텍스쳐링된 기재의 또는 각각의 접촉 표면의 프로파일의 평균 제곱근 기울기(Rdq)는 엄격하게 0.2° 보다 크다. 바람직하게, 텍스쳐링된 표면의 프로파일의 평균 제곱근 기울기(Rdq)는, 선호되는 순서대로, 0.5° 내지 40°, 1.0 내지 30°, 2° 내지 20°, 또는 2° 내지 10°를 포함한다. 바람직하게, 매끄러운 표면의 평균 제곱근 기울기(Rdq)는 0.2°보다 작다. 본 특허출원의 맥락에서, 표면의 평균 제곱근 기울기(Rdq)는, 예를 들어, 표준 ISO 4287에서 규정된, 그리고 샘플링 피치가 1　㎛　x　1　㎛인, 1 mm x 1 mm 면적에서의, STIL이라는 회사로부터의 MICROMESURE 2 조면계를 이용하여 측정된다.
STIL이라는 회사로부터의 MICROMESURE 2 조면계를 이용하여 조도 측정이 이하의 조건에서 실행될 수 있다. 측정 헤드는 이하의 특징: 0.42의 개구수; 25°의 최대 측정 각도; 0.04 미크론의 Z 해상도; 4.5 미크론의 측방향 해상도를 갖는 "확대렌즈"와 연관된 색수차 렌즈로 구성된다. 조도 매개변수, 즉 평균 제곱근 기울기(Rdq)는, (마이크로-조도를 필터링하는) 19 미크론의 컷-오프 길이를 갖는 저역 가우스 필터 및 (파동을 필터링하는) 1 mm의 컷-오프 길이를 갖는 고역 가우스 필터로 추출된다.
추가적으로, 텍스쳐의 선택은 또한, 물품의 시각적 외관 또는 시각적 인지, 특히 그 색채, 그 색채의 세기 및 금속 효과의 존재가 수정될 수 있게 한다. 텍스쳐의 선택은 또한 관찰 각도에 따라 달라지는 상이한 시각적 외관이 획득되게 할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 2개의 물품은 제1 산란 요소의 선택에서만 상이하다. 제1 물품은, 확산 반사가 거의 균일한 제1 산란 요소를 포함하고, 제2 물품은, 최대치가 0°에 중심 맞춰진 불균일한 확산 반사를 갖는 제1 산란 요소를 포함한다. 2개의 물품은 동일한 검은색 불투명 균일 산란 제2 산란 요소를 포함한다. 정면에서 볼 때, 제1 물품은 제2 물품보다 더 어둡게 보인다. 관찰 각도가 어떠하든 간에, 제1 물품의 색채는 균일하게 보인다. 대조적으로, 큰 관찰 각도에서의 제2 물품의 색채는 수직에서보다 더 어둡게 그리고 제1 물품보다 어둡게 보인다.
텍스쳐와 무관하게, 관찰된 화상의 밝기는 중앙 층의 또는 잠재적으로 반사 층의 성질에 따라 달라진다. 재료 및 두께의 선택을 수정함으로써, 광학적 특성, 특히 그 반사 특성을 변경할 수 있다.
제2 산란 요소는 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅, 특히 광물 또는 유기 페인트 및 에나멜로부터 선택된 불투명하고 흡수적인 코팅일 수 있다.
페인트는 주로 이하의 혼합물을 포함한다:
- 유기 수지 또는 광물 결합제, 및
- 유기 또는 무기 안료.
에나멜은 유리 프릿으로부터, 무기 안료로부터, 그리고 가열될 때 사라지는 수지로부터 얻어진다.
본 발명에 따른 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅은 그러한 코팅으로 코팅된 기재의 광 투과가 1% 미만이 되게 하는데 충분한 두께를 갖는다.
예로서, 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅은 10 ㎛ 초과 또는 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 또는 심지어 20 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따라, 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅은, 반사에서 측정된 값(L*)이, 선호되는 순서대로, 60 미만, 50 미만, 40 미만, 35 미만, 또는 30 미만이 되도록 하는 밝기를 갖는다.
TL, RL, L*, a* 및 b*와 같은 광학적 특성이 산란 코팅에서만 측정될 때, 이러한 측정은 관찰되도록 의도된 산란 코팅의 면의 측면 상으로 수직 입사하는 복사선을 이용하여 이루어진다. 그에 따라, 이러한 면은, 층상형 요소가 물품 내에 일단 배치되면, 층상형 요소를 통해서 볼 수 있게 되는 면에 상응한다.
제2 실시예에 따라, 제1 산란 요소가 층상형 요소이고 제2 산란 요소는 산란 코팅이다. 층상형 요소 및 산란 코팅이 임의의 알려진 수단에 의해서 조립될 수 있다.
산란 코팅은 층상형 요소의 매끄러운 외부 주 표면 중 하나 상에 직접적으로 침착될 수 있다.
산란 코팅은 또한 부가적인 기재 상에 침착될 수 있고; 부가적인 기재 및 제1 산란 요소는 플라스틱 재료로 제조된 시트를 이용한 라미네이션에 의해서 확실하게 체결된다. 이러한 경우에, 산란 코팅은:
- 투명 층상형 요소로부터 가장 먼, 또는
- 투명 층상형 요소에 가장 근접한,
부가적인 기재의 면 상에 침착된다.
유리하게, 플라스틱 재료로 제조된 시트가 층상형 요소의 외부 층일 수 있다.
검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅을 포함하는 기재가 산란 코팅의 측면 상에 라미네이트될 때, 산란 코팅에 의한 입사 광의 일부의 반사에 의해서 유령 상 외관을 볼 수 있는 위험이 감소되고, 특히 화면이 큰 각도(글레이징 각도)로 관찰될 때 감소된다.
그러나, 이러한 실시예에서, 층상형 요소와 산란 코팅 사이의 접착을 개선하는 것이 유리할 수 있다. 이를 위해서:
- EVA로 제조된 플라스틱 재료로 제조된 시트를 이용할 수 있고, 및/또는
- 무색 타이 층(접착 프라이머)을 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅에 도포할 수 있다.
본 발명에 따른 물품은 이하의 순서대로:
- 층상형 요소를 포함하는 제1 산란 요소로서:
- 바람직하게 거친 유리로 제조된, 투명 텍스쳐링된 기재로부터 선택된 외부 층,
- 음극 스퍼터링에 의해서 침착된 중앙 층,
- 열성형성 또는 감압성(pressure-sensitive) 플라스틱 재료로 제조된 시트로부터 선택된 외부 층을 포함하는, 제1 산란 요소,
- 부가적인 기재 상에 침착된 산란 코팅을 포함하는 제2 산란 요소를 포함한다.
층상형 요소는 또한 라미네이트된 텍스쳐링된 필름일 수 있다. 텍스쳐링된 필름은, 텍스쳐링된 표면 상에 침착된 마그네트론 스퍼터링에 의해서 침착된 층을 포함한다. 이러한 경우에, 본 발명에 따른 물품은 이하의 순서대로:
- 라미네이트된 텍스쳐링된 필름을 포함하는 제1 산란 요소,
- 선택적으로 부가적인 기재 상에 침착된, 산란 코팅을 포함하는 제2 산란 요소를 포함한다.
본 발명의 다른 대상은 반사에서 동작되는 전방-투영 화면으로서 이용되는 물품이다. 이러한 경우에, 물품은, 화상이 투영되는 전방 면 및 후방 면을 포함한다. 제2 산란 요소는 최소 제1 산란 요소만큼 전방 면으로부터 분리된다.
반사로 동작하는 전방-투영 화면은, 관찰자 및 투영기가 물품의 동일 측부에 위치된다는 것을 의미한다.
본 발명의 다른 대상은 전방-투영 화면으로서 이용되는 본 발명에 따른 물품 및 투영기를 포함하는 전방-투영 시스템이고, 물품은, 화상이 투영되는 전방 면 및 후방 면을 포함하고, 제2 산란 요소가 적어도 제1 산란 요소만큼 전방 면으로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 대상은, 반사에서 동작되는 전방-투영 화면 및 투영기가 제공되는 반사적인 전방-투영 방법에 관한 것으로서, 그러한 방법은 투영기를 통해서, 화상을 전방-투영 화면 상으로 투영하는 단계를 포함하고, 전방-투영 화면은 본 발명에 따른 물품을 포함한다.
달리 구체적으로 특정되지 않는 한, "~에 침착된"이라는 표현은, 2개의 요소, 층, 코팅 및/또는 시스템이 서로 접촉되어 배치된다는 것을 반드시 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 검은색 또는 어두운-색채의 물품은 회의실 또는 교실 내의 전방-투영 화면으로서 사용하기에 특히 가장 적합하다. 물품은 또한 부엌 조리대에서 사용될 수 있다.
어떠한 경우에도, 투영-화면 기능과 블랙보드 기능을 조합하는 것이 용이하다. 구체적으로, 적절한 마커, 특히 화이트보드 마커 또는 용이하게 제거 가능한 액체 분필을 기초로 하는 마커로, 임의의 유리 기재 상에서와 같이, 물품 상에 쓸 수 있다.
이하의 부분은 층상형 요소를 더 구체적으로 설명한다.
유전체 층 또는 재료는 100 S/m 미만의 낮은 전기 전도도의 층 또는 재료를 의미한다.
유전체 층 또는 재료는, 비-금속인 층 또는 재료이다. 유전체 재료는 광물적 또는 유기적 성질을 가질 수 있다. 광물 유전체 층 또는 재료는 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼라인-토류 금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택될 수 있다. 전이 금속, 비금속 또는 알칼라인-토류 금속은 바람직하게 규소, 티타늄, 주석, 아연, 인듐, 알루미늄, 몰리브덴, 니오븀, 지르코늄, 및 마그네슘으로부터 선택된다. 유기 유전체 층 또는 재료는 중합체로부터 선택된다.
외부 층의 여러 구성 층들 모두가 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 투명한, 특히 유전체 재료로 제조되기만 한다면, 층상형 요소의 각각의 외부 층이 층의 적층체(stack)에 의해서 형성될 수 있다.
층상형 요소의 중앙 층은, 외부 층 또는 금속 층의 굴절률과 상이한 굴절률의 투명한, 특히 유전체 층인 단일 층에 의해서 형성될 수 있다. 변형예로서, 층상형 요소의 중앙 층은, 외부 층 또는 금속 층의 굴절률과 상이한 굴절률의 적어도 하나의 투명한, 특히 유전체 층을 포함하는 층의 적층체에 의해서 형성될 수 있다.
층상형 요소와 관련하여:
- 한편으로, 굴절률의 값이 중요하지 않은 금속 층, 그리고
- 다른 한편으로, 외부 층의 굴절률과 관련하여 굴절률 차이가 고려될 필요가 있는, 투명한, 특히 유전체의 층
사이에 차이가 있다.
유리하게, 층상형 요소의 거울형 투과 및 확산 반사 특성을 획득하기 위해서, 층상형 요소의 2개의 인접한 층들 사이의 모든 접촉 표면이 텍스쳐링되고 서로 평행하며, 그러한 2개의 층 중 하나는 투명한, 특히 유전체 층이고 다른 하나는 금속 층이고, 또는 굴절률이 상이한 2개의 투명한, 특히 유전체 층이다.
층상형 요소의 각각의 측면으로부터의 확산 반사는, 층상형 요소의 2개의 인접한 층들 사이의 각각의 접촉 표면이 텍스쳐링되고, 그러한 2개의 층 중 하나는 투명한, 특히 유전체 층이고 다른 하나는 금속 층이고, 또는 굴절률이 상이한 2개의 투명한, 특히 유전체 층이라는 사실에 기인한다. 따라서, 양 측면으로부터 층상형 요소 상으로 입사되는 복사선이 그러한 접촉 표면에 도달할 때, 복사선은 금속 층에 의해서 반사되거나, 접촉 표면이 텍스쳐링됨에 따라, 2개의 투명 층 사이의 굴절률의 차이로 인해서, 반사가 확산된다.
층상형 요소를 통한 거울형 투과는, 그 부분에 대해서, 2개의 외부 층이 매끄러운 외부 주 표면을 가지고 굴절률이 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 재료로 만들어진다는 사실에 기인하고, 그리고 층상형 요소의 2개의 인접한 층들 사이의 모든 접촉 표면이 텍스쳐링되고 서로 평행하며, 그러한 2개의 층 중 하나는 투명한, 특히 유전체 층이고 다른 하나는 금속 층이고, 또는 굴절률이 상이한 2개의 투명한, 특히 유전체 층이라는 사실에 기인한다.
"지수"라는 용어는, 550 nm의 파장에서 측정된, 광학적 굴절률을 지칭한다.
본 발명의 맥락에서, 2개의 투명한, 특히 유전체 재료는 실질적으로 동일한 굴절률을 가지거나, 550 nm에서의 그 굴절률들 사이의 차이의 절대 값이 0.15 이하일 때, 실질적으로 동일한 굴절률들을 갖는다. 바람직하게, 층상형 요소의 2개의 외부 층을 제조하는 재료들 사이에서 550 nm에서의 굴절률 차이의 절대 값은 0.05 미만, 그리고 더 바람직하게 0.015 미만이다. 본 발명의 맥락에서, 550 nm에서의 그 굴절률들 사이의 차이의 절대 값이 엄격하게 0.15 초과일 때, 2개의 투명한, 특히 유전체 층들은 상이한 굴절률들을 갖는다.
본 발명의 맥락에서, 이하의 규정이 사용된다:
- 반투명 또는 투명 요소는, 적어도 요소의 목표 적용예를 위해서 유용한 파장 도메인(domain) 내에서, 복사선이 통과 투과되는 요소이다. 예로서, 요소가 자동차 또는 건축물 글레이징으로서 이용될 때, 이는 적어도 가시광선 파장 도메인 내에서 투명하다.
- 매끄러운 표면은, 복사선이 표면 불규칙부에 의해서 일탈되지 않도록, 표면 상에 입사되는 복사선의 파장보다 작은 치수의 표면 불규칙부를 갖는 표면이다. 이어서, 입사 복사선은 투과되고 표면에 의해서 거울형으로 반사된다.
- 텍스쳐링된 표면은, 표면 상으로 입사된 복사선의 파장보다 큰 스케일에서 변경되는 표면 특성을 갖는 표면이다. 이어서, 입사 복사선은 투과되고 표면에 의해서 확산적으로 반사된다.
투명 층상형 요소는, 그 외부 층 중 어느 하나의 측면 상에서, 층상형 요소 상으로 입사되는 복사선의 거울형 투과 및 확산 반사가 얻어질 수 있게 한다. 투명 층상형 요소의 중앙 층은 확산 반사를 촉진하고, 이는 투명 층상형 요소의 어느 한 측면으로부터 화상이 투영될 수 있게 하고, 화상은 중앙 층 상에 형성된다.
투명 층상형 요소의 텍스쳐링된 접촉 표면들의 평행 관계(parallelism)는, 그 또는 그 자체와 성질이 상이한 또는 그 또는 그 자체와 굴절률이 상이한, 금속 또는 비금속의, 층으로 측면이 처리된(flanked) 중앙 층에서 또는 그 각각의 층에서, 층의 두께가 인접한 층과의 접촉 표면에 대해서 수직으로 균일하다는 것을 암시한다. 이러한 두께 균일성은 텍스쳐의 전체 범위에 걸쳐 전반적일 수 있거나, 텍스쳐의 단편 내에서 국소적일 수 있다. 특히, 텍스쳐가 기울기 변동을 가질 때, 2개의 연속적인 텍스쳐링된 접촉 표면 사이의 두께가, 텍스쳐의 기울기에 따라, 단편들 사이에서 다를 수 있으나, 텍스쳐링된 접촉 표면들은 항상 서로 평행하게 유지된다. 이러한 경우는 특히 음극 스퍼터링에 의해서, 특히 자기장 보조형 음극 스퍼터링(마그네트론 음극 스퍼터링)에 의해서 침착된 층에서 발생되는데, 이는 텍스쳐의 기울기가 증가됨에 따라 층의 두께가 감소되기 때문이다. 따라서, 국소적으로, 주어진 기울기를 갖는 텍스쳐의 각각의 단편에서, 층의 두께는 일정하게 유지되나, 층의 두께는 제1 기울기를 갖는 텍스쳐의 제1 단편과 제1 기울기와 다른 제2 기울기를 갖는 텍스쳐의 제2 단편 사이에서 다르다.
유리하게, 투명 층상형 요소의 내부에서 텍스쳐링된 접촉 표면들의 평행 관계를 획득하기 위해서, 중앙 층의 그러한 또는 각각의 구성 층은 음극 스퍼터링에 의해서 침착된 층이다. 구체적으로, 음극 스퍼터링, 특히 자기장에 의해서 보조되는 음극 스퍼터링(마그네트론 음극 스퍼터링)은, 층을 경계짓는 표면들이 서로 평행하도록 보장하며, 증발 또는 화학기상증착(CVD), 또는 심지어 졸-겔 프로세스와 같은 다른 침착 기술의 경우에는 그렇지 않다. 층상형 요소의 내부 내의 텍스쳐링된 접촉 표면들의 평행 관계는 요소를 통한 거울형 투과의 획득에 있어서 필수적이다.
본 발명의 일 양태에 따라, 투명 층상형 요소의 중앙 층은 Si3N4, SnO2, ZnO, AlN, NbO, NbN, TiO2와 같은, 외부 층의 굴절률과 상이한, 큰 굴절률의 유전체 재료로 제조된, 또는 SiO2, Al2O3, MgF2, AlF3와 같은, 외부 층의 굴절률과 상이한 작은 굴절률을 갖는 유전체 재료로 제조된 적어도 하나의 얇은 층을 포함한다. 중앙 층은 또한 적어도 하나의 얇은 금속 층, 특히 은, 금, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크롬(NiCr) 합금, 스테인리스 강, 또는 그 합금의 얇은 층을 포함할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 얇은 층은 1 미크론 미만의 두께의 층이다.
본 발명의 일 실시예에서, 투명 층상형 요소의 2개의 외부 층 중 하나는, 주 표면이 텍스쳐링된, 특히 유리 또는 중합체 유기 재료로 제조된, 가요성 또는 강성 기재를 포함하는 텍스쳐링된 외부 층이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 산란 요소는, 특히 유리 또는 중합체 유기 재료로 제조된, 가요성 또는 강성 기재를 포함하는 텍스쳐링된 기재를 포함하고, 그 주 표면이 텍스쳐링된다.
기재의 주 표면의 하나는 임의의 알려진 텍스쳐링 프로세스에 의해서, 예를 들어 변형될 수 있는 온도까지 미리 가열된 기재의 표면을 엠보싱 가공하는 것에 의해서, 특히 기재 상에 형성하고자 하는 텍스쳐에 대해서 상보적인 텍스쳐를 표면 상에서 가지는 롤러에 의한 롤링에 의해서, 또는 심지어, 바람직하게 컴퓨터적으로 생성된 텍스쳐를 기초로 하는, 3D 인쇄에 의해서 텍스쳐링될 수 있다.
광물 유리로 제조된 텍스쳐링된 기재에 의해서 형성된 텍스쳐링된 외부 층 또는 텍스쳐링된 기재의 경우에, 유리는 바람직하게 소다-라임-실리카 유리이나, 변형예에 따라, 이는 보로실리케이트 유리, 알루미노-보로실리케이트 유리 등일 수 있다.
중합체 유기 재료로 제조된 텍스쳐링된 기재에 의해서 형성된 텍스쳐링된 외부 층 또는 텍스쳐링된 기재의 경우에, 적합한 재료의 예는, 특히 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN); 폴리 아크릴 레이트, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA); 폴리카보네이트; 폴리우레탄; 폴리아미드; 폴리이미드; 플루오로중합체, 예를 들어 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 및 플루오르화 에틸렌-프로필렌 공중합체(FEP); 광경화성 및/또는 광중합성 수지, 예를 들어 티올-엔, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트, 폴리에스테르-아크릴레이트 수지; 및 폴리티오우레탄을 포함한다. 이러하 중합체는 일반적으로 1.30 내지 1.70의 550 nm에서의 굴절률 범위를 갖는다. 그러나, 이러한 중합체 중 특정 중합체, 그리고 특히 폴리티오우레탄과 같은 황-함유 중합체가 큰 그리고 가능하게는 1.74 정도로 큰 550 nm에서의 굴절률을 가질 수 있다는 것에 주목할 가치가 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 텍스쳐링된 기재 또는 투명 층상형 요소의 2개의 외부 층 중 하나가 성형 가능 층에 의해서 형성된 텍스쳐링된 외부 층이고, 그러한 층의 주 표면이 텍스쳐링되고, 그러한 층은, 다른 주 표면을 통해서, 가요성 또는 강성 기재에 부가된다. 이는 특히, 열성형성 층 또는 광경화성 및/또는 광중합성 재료로 제조된 층의 문제일 수 있다. 이러한 경우에, 성형성 층의 주 표면 중 하나를 텍스쳐링하는데 매우 적합한 하나의 프로세스는 특히 엠보싱 가공이다. 바람직하게, 광경화성 및/또는 광중합성 재료는 상온에서 액체이고, 조사되고(irradiated) 광경화 및/또는 광중합되었을 때, 기포 또는 임의의 다른 불규칙부가 없는 투명 고체를 초래한다. 이는 특히, 접착제, 글루(glue) 또는 표면 코팅으로서 일반적으로 이용되는 것과 같은 수지의 문제일 수 있다. 이러한 수지는 일반적으로 에폭시, 에폭시실란, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산 또는 메타크릴산 유형의 단량체/공중합체/프리폴리머를 기초로 한다. 예를 들어, 티올-엔, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 및 폴리에스테르-아크릴레이트 수지를 언급할 수 있다. 수지 대신, 이는 광경화성 수성 겔, 예를 들어 폴리아크릴아미드 겔의 문제일 수 있다.
투명 층상형 요소의 2개의 외부 층 중 하나가 텍스쳐링된 외부 층일 때, 그 하나의 주 표면이 텍스쳐링되고 그 다른 주 표면은 매끄러우며, 중앙 층이 유리하게 이하에 의해서 형성된다:
- 금속 재료로 제조된 또는 텍스쳐링된 외부 층의 굴절률과 상이한 굴절률의 투명한, 특히 유전성의 재료로 제조된 단일 층으로서, 그러한 층은 텍스쳐링된 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에 등각적으로(conformally) 침착되는, 단일 층,
- 또는, 금속 재료로 제조된 또는 텍스쳐링된 외부 층의 굴절률과 상이한 굴절률의 투명한, 특히 유전성의 재료로 제조된 적어도 하나의 층을 포함하는, 층의 적층체로서, 그러한 층은 텍스쳐링된 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에 등각적으로 연속적으로 침착되는, 층의 적층체.
본 발명에 따라, 침착 이후에, 중앙 층의 그러한 또는 각각의 층의 표면이 텍스쳐링되고 텍스쳐링된 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면에 평행한 경우에, 텍스쳐링된 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상의, 중앙 층의 침착, 또는 중앙 층의 층들의 연속적인 침착이 등각적으로 실행되는 것으로 간주된다. 하나의 유리한 특징에 따라, 텍스쳐링된 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에서의, 중앙 층의 등각적 침착, 또는 중앙 층의 층들의 연속적인 등각적 침착이 음극 스퍼터링, 특히 자기장의 보조를 받는 음극 스퍼터링(마그네트론 음극 스퍼터링)에 의해서 달성된다. 특히 금속 층의 침착을 위해서, 증발 기술과 같은 다른 등각적 침착 기술이 또한 생각될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 투명 층상형 요소의 다른 외부 층, 즉 텍스쳐링된 외부 층과 관련하여 중앙 층의 다른 측면 상에 위치되는 외부 층은, 초기에 성형 동작에 적합한 점성의 액체 또는 페이스트 상태에 있는 동안, 텍스쳐링된 외부 층에 반대되는 중앙 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에 침착된, 텍스쳐링된 외부 층의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률의 응결성(settable) 재료의 층을 포함한다.
초기에 점성의, 액체 또는 페이스트 상태의 침착된 층은 특히 투명 층상형 요소의 표면을 평탄화하기 위한 층일 수 있다. 변형예로서, 초기에 점성의, 액체 또는 페이스트 상태의 침착된 층은, 한편으로, 중앙 층을 구비하는 텍스쳐링된 외부 층과, 다른 한편으로, 반대측-기재 사이의 결합을 보장하는 층일 수 있다.
초기에 점성의, 액체 또는 페이스트 상태의 침착된 층은 광경화성 및/또는 광중합성 재료의 층일 수 있다. 바람직하게, 광경화성 및/또는 광중합성 재료는 상온에서 액체이고, 조사되고 광경화 및/또는 광중합되었을 때, 기포 또는 임의의 다른 불규칙부가 없는 투명 고체를 초래하다. 이는 특히, 접착제, 글루 또는 표면 코팅으로서 일반적으로 이용되는 것과 같은 수지의 문제일 수 있다. 이러한 수지는 일반적으로 에폭시, 에폭시실란, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산 또는 메타크릴산 유형의 단량체/공중합체/프리폴리머를 기초로 한다. 예를 들어, 티올-엔, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 및 폴리에스테르-아크릴레이트 수지를 언급할 수 있다. 수지 대신, 이는 광경화성 수성 겔, 예를 들어 폴리아크릴아미드 겔의 문제일 수 있다.
변형예로서, 초기에 점성의, 액체 또는 페이스트 상태의 침착된 층은, 졸-겔 프로세스에 의해서 침착된 층, 특히 하이브리드 유기/무기 실리카-계 매트릭스를 포함하는 졸-겔 층일 수 있다. 그러한 졸-겔 층이 특히 유리한데, 이는 텍스쳐링된 외부 층의 굴절률에 가능한 한 합치시키기 위해서, 그 굴절률의 값을 정밀하게 조정할 수 있기 때문이다. 본 발명에 따라, 투명 층상형 요소의 2개의 외부 층들 사이의 굴절률 차이는, 제조에 사용된 유전체 재료의 550 nm에서의 굴절률들 사이의 차이의 절대 값에 상응한다. 굴절률 차이가 작을수록, 층상형 요소를 통한 시야가 더 깨끗해진다. 특히, 우수한 시야는 0.050 이하, 바람직하게 0.030 이하, 그리고 보다 더 양호하게 0.015 이하의 굴절률 차이에서 획득된다.
본 발명의 일 양태에 따라, 투명 층상형 요소의 2개의 외부 층 중 적어도 하나는 중합체, 특히 열성형성 또는 감압성 중합체를 기초로 하는 중간층 시트, 즉 라미네이트형 글레이징(laminated glazing) 내에서 중간층으로서 이용되는 유형의 시트이다. 이는, 특히, 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리비닐 클로라이드(PVC)를 기초로 하는 적어도 하나의 시트의 문제일 수 있다. 중합체를 기초로 하는 이러한 층은, 부가적인 층을 통해서, 기재 상으로, 예를 들어 깨끗하거나 매우-깨끗한 유리 기재 상으로 라미네이트되거나 캘린더-롤링될 수 있는 라미네이션 중간층의 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라, 투명 층상형 요소가 가요성 필름, 특히 라미네이트된 텍스쳐링된 필름일 수 있다. 그러한 가요성 필름은 유리하게, 그 외부 주 표면 중 하나 상에서, 필름의 접착 결합을 위해서 제거되도록 의도된 보호 스트립으로 덮인 접착 층을 구비한다. 이어서, 가요성 필름 형태의 층상형 요소는 기존 표면, 예를 들어 투명 물품의 표면에 접착 결합에 의해서 부가될 수 있고, 그에 따라, 글레이징을 통한 거울형 투과의 특성을 유지하면서, 이러한 표면에 확산 반사 특성을 제공할 수 있다. 가요성 필름 형태의 투명 층상형 요소가 부가되는 물품이 평면형 또는 곡선형 글레이징일 수 있다.
일 실시예에서, 물품은, 바람직하게 이하로부터 선택된, 투명 층상형 요소에 대항하여(against) 배치되는 적어도 하나의 부가적인 층을 더 포함한다:
- 2개의 매끄러운 주 표면을 포함하는 중합체, 유리, 또는 세라믹으로부터 선택된 투명 기재,
- 성형 동작에 적합한, 초기에 점성의, 액체 또는 페이스트 상태의 응결성 재료 특히 졸-겔 층,
- 중합체-계 중간층 시트, 특히 열성형성 또는 감압성 중간층 시트.
본 발명에 따른 층상형 요소는 예를 들어, 산-에칭된 새틴 유리(satin glass)와 같은 투명한 텍스쳐링된 기재를 기초로 하는 외부 층을 포함한다. 중앙 층은 제1 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에 등각적으로 침착된 단일 층에 의해서, 또는 제1 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에 등각적으로 연속으로 침착된 층들의 적층체에 의해서 형성된다. 이러한 실시예에서, 중앙 층은 이미 텍스쳐링된 또는 미리 텍스쳐링된 기재를 포함하는 외부 층 상에 침착된다. 바람직하게 중앙 층은 음극 스퍼터링, 특히 마그네트론 음극 스퍼터링에 의해서 침착된다. 외부 층은:
- 성형 작업에 적합한, 초기에 점성의, 액체 또는 페이스트 상태의 응결성 재료를 기초로 하는 층, 또는
- 열성형성 또는 감압성 플라스틱 재료로 제조된 시트를 포함한다.
투명 층상형 요소의 매끄러운 외부 주 표면이 평면형 또는 곡선형일 수 있다. 층상형 요소의 매끄러운 외부 주 표면들은 바람직하게 서로 평행하고, 이는 층상형 요소를 통과하는 복사선의 광 분산을 제한하는데 기여한다.
본 발명의 특징 및 장점은, 단지 예로서 주어지고 첨부된 도 1a 및 도 1b 을 참조한, 본 발명에 따른 복수의 물품 실시예에 관한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이고, 첨부된 도면은 투영기 및 본 발명에 따른 물품을 포함하는 전방-투영 시스템의 개략적 횡단면도들이다.
도면의 명료함을 위해서, 여러 층의 상대적인 두께를 엄격하게 도시하지 않았다. 또한, 제1 요소가 텍스쳐링된 기재 또는 층상형 요소일 때, 텍스쳐의 기울기에 따라 달라지는 중앙 층의 두께의 가능한 변동을 도면에 도시하지 않았으며, 이러한 두께의 가능한 변동이, 텍스쳐링된 접촉 표면의 평행 관계에 영향을 미치지 않는다는 것이 이해될 것이다. 구체적으로, 텍스쳐의 각각의 주어진 기울기에서, 텍스쳐링된 접촉 표면들은 서로 평행하다. 또한, 접촉 표면이 개략적으로만 도시되어 있다는 것이 주목될 것이고, 그 텍스쳐가 본 발명의 기울기-분포 기준을 만족시킨다는 것이 이해될 것이다.
도 1a 및 도 2a는 투영기(P) 및 물품(10)을 포함하는, 전방-투영 시스템의 개략적 횡단면으로서, 물품(10)은:
- 거친 유리 기재와 같은 텍스쳐링된 기재를 포함하는 제1 산란 요소(1),
- 선택적으로 텍스쳐링된 표면을 가지는 얇은 층(8),
- 산란 코팅(7)을 포함하는 제2 산란 요소를 포함한다.
도 1b 및 도 2b는 투영기(P) 및 물품(10)을 포함하는, 전방-투영 시스템의 개략적 횡단면으로서, 물품(10)은:
- 층상형 요소(1)를 포함하는 제1 산란 요소,
- 부가적인 기재(6) 상에 침착된 산란 코팅(7)을 포함하는 제2 산란 요소를 포함한다.
층상형 요소(1)는, 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 투명 유전체 재료로 제조된 2개의 외부 층(2 및 4)을 포함한다. 각각의 외부 층(2 또는 4)은, 층상형 요소의 외부를 향해서 각각 지향된, 매끄러운 주 표면(2A 또는 4A), 및 층상형 요소의 내부를 향해서 각각 지향된, 텍스쳐링된 주 표면(2B 또는 4B)을 갖는다.
내부 표면(2B 및 4B)의 텍스쳐들은 서로 상보적이다. 텍스쳐링된 표면들(2B 및 4B)은, 그 텍스쳐들이 서로 엄격하게 평행한 구성으로, 서로 대면되어 배치된다. 층상형 요소(1)는 또한, 텍스쳐링된 표면들(2B 및 4B) 사이에서 접촉되는, 중간의 중앙 층(3)을 포함한다.
중앙 층(3)이 얇은 층 또는 얇은 층의 적층체일 때, 중앙 층(3)의 각각의 층의 두께는, 층상형 요소의 각각의 텍스쳐링된 접촉 표면의 특징부의 평균 높이의 약 1/10이거나 그 미만이다.
도 1b에 도시된 예시적인 물품(10)에서, 제1 외부 층(2)은 매우-깨끗한 또는 깨끗한 유리로 제조된 텍스쳐링된 기재이고, 제2 외부 층(4)은, 기재(2)와 실질적으로 동일한 굴절률을 가지고 중앙 층(3)의 텍스쳐링된 표면의 텍스쳐에 일치되는, 예를 들어 PVB로 제조된, 중간층 시트에 의해서 형성된다. 중간층 시트(4)는, 그 외부 표면(4A)을 통해서, 부가적인 층을 형성하는, 매우-깨끗한 또는 깨끗한 유리로 제조된, 예를 들어 Saint-Gobain Glass가 판매하는 SGG Planilux와 같은 유리로 제조된 평면형 기재(6)로 캘린더-롤링된다.
다른 실시예에 따라, 제1 외부 층(2)은 텍스쳐링된 유리가 아니고, 중간층 시트(4)와 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는, 예를 들어 PVB로 제조된, 중간층 시트이다. 이러한 제2 예에서, 중앙 층(3)은 가요성 필름, 예를 들어 두께가 약 50 내지 250 ㎛인 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 필름을 포함하고, 그 위에는, 유전체 또는 금속으로 제조된 얇은 층, 예를 들어 두께가 약 50 내지 75 nm인 TiO2의 얇은 층이 침착되었다. 가요성 필름 및 얇은 층으로 구성된 조립체에 주름형 또는 아코디언 형상이 제공되고, 그에 따라 텍스쳐링된 중앙 층(3)을 생성하며, 이는 이어서 중간층 시트(2 및 4) 사이에 개재되고, 그에 따라 층들(2, 3 및 4) 사이의 접촉 표면이 서로 평행하게 유지된다. 중간층 시트(2, 4)의 각각은, 그 외부 표면(2A, 4A)을 통해서, 매우-깨끗한 또는 깨끗한 유리로, 예를 들어 Saint-Gobain Glass가 판매하는 SGG Planilux와 같은 유리로 제조된 평면형 기재(5(미도시) 또는 6)로 캘린더-롤링되고, 이는 부가적인 층을 형성한다.
각각의 텍스쳐링된 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)의 본 발명에 따른 텍스쳐는 유리하게, 2개의 외부 층(2 및 4) 중의 제1 외부 층의 주 표면을 텍스쳐링하는 것에 의해서, 바람직하게 컴퓨터 생성된 텍스쳐를 기초로, 특히 엠보싱 가공 또는 3D 인쇄하는 것에 의해서, 그리고 중앙 층(3)을 제1 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에 등각적으로 침착시키는 것에 의해서 획득된다. 침착 이후에, 중앙 층(3)의 상부 표면이 텍스쳐링되고 제1 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면에 평행한 경우에, 중앙 층(3)은 제1 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에 등각적으로 침착된 것으로 간주된다. 제1 외부 층의 텍스쳐링된 주 표면 상에서의, 중앙 층(3)의 등각적 침착, 또는 중앙 층(3)의 적층체의 구성 층의 등각적 침착이 바람직하게 음극 스퍼터링, 특히 마그네트론 음극 스퍼터링에 의해서 실행된다. 도 1a의 얇은 층(8)이 중앙 층(3)에 상응할 수 있다.
2개의 외부 층(2 및 4) 중 제2 외부 층은, 제1 외부 층에 대향되는 중앙 층(3)의 텍스쳐링된 주 표면 상에서, 제1 외부 층과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지며 초기에 성형 동작에 적합한 점성 상태인 층을 침착함으로써 형성된다. 따라서, 제2 외부 층은, 예를 들어, 초기에 유체 형태의 광경화성 및/또는 광중합성 재료의 층을 침착하는 것, 이어서 이러한 층을 조사하는 것을 포함하는 프로세스에 의해서, 또는 졸-겔 프로세스에 의해서 형성될 수 있다. 변형예로서, 제2 외부 층은, 제1 외부 층에 대향하는 중앙 층(3)의 텍스쳐링된 주 표면에 대항하여, 제1 외부 층과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 중합체 기초 층을 배치하는 것, 이어서, 중합체를 압축하는 것 및/또는 적어도 그 유리 전이 온도까지 가열하는 것에 의해서, 이러한 중합체 기초 층을 중앙 층(3)의 텍스쳐링된 주 표면에 대항하여 일치시키는 것에 의해서 형성될 수 있다.
예
가시광선 내의 %의 광 투과(TL) 및 광 반사(RL)가 수직 입사에서의 복사선을 이용한 표준 ISO 9050:2003(발광체 D65; 2° 관찰자)에 따라 측정된다.
I. 사용된 재료
1. 제1 산란 요소: 층상형 요소
이러한 시험은 표 1에서 규정된 바와 같은 층상형 요소로 실행되었다.
Figure pct00001
* 화면에 대한 법선과 관련된 최대 확산 반사의 방향
** 최대 확산 반사의 방향과 관련
새틴 유리는, 투명한 거친 유리의 새틴 기재에 또한 적합한 텍스쳐링된 유리 기재에 상응한다. 두께가 4 mm인 이러한 텍스쳐링된 기재는 산 에칭에 의해서 획득된 텍스쳐링된 주 표면을 포함한다.
중앙 층은, 텍스쳐링된 기재의 텍스쳐링된 표면에 일치되도록 마그네트론 음극 스퍼터링("마그네트론 침착")에 의해서 침착된 60 nm의 티타늄 산화물의 층이다.
이러한 예에서 사용된 제1 산란 요소는 모두, 확산 반사가 불균일한 그리고 거울형 방향으로 우선 산란 방향을 갖는 즉, 거울형 방향에 상응하는 최대 산란 각도를 갖는 산란 요소이다. 그에 따라, 최대 휘도는, 거울형을 배재하는 우선 산란 방향에 상응하는 거울형 반사의 방향과 관련하여 3°의 각도에서 각각 측정된다.
2. 제2 산란 요소: 검은색 산란 코팅
검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅은 검은색 라커로 구성된다. 이러한 검은색 코팅은 불투명하고 흡수적인 코팅이다. 이는 두께가 4 mm인 평면형 SGG PLANICLEAR® 유리 기재 상에 침착된다. 라커 및 기재는 함께 상표명 Planilaque®로 Saint-Gobain이 판매하는 검은색 라커 처리된 유리의 시트를 형성한다.
이러한 검은색 코팅은 이하의 특성을 갖는다:
- 5% 미만의 광 투과(TL),
- 약 5%의 광 반사(RL),
- L*은 대략적으로 27이고, a*, b*는 코팅이 침착된 측면에 대향되는 기재의 측면 상의 반사로 측정된, 0 내지 -1로 구성된다.
3. 물품
본 발명에 따른 물품은 층상형 요소를 검은색 라커 처리된 유리로 라미네이트하는 것에 의해서 얻어진다. 층상형 요소의 PVB 또는 EVA로 제조된 제2 외부 층은, 라커 처리된 유리 및 층상형 요소가 조립될 수 있게 하는 라미네이션 중간층으로서 이용된다.
예 Inv.1 및 예 Inv.2에서, 라커에 의해서 형성된 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅이 PVB로 제조된 플라스틱 시트와 접촉되지 않는 기재의 면 상에 위치된다.
라미네이션 산란-코팅 측면의 경우에, 타이 층과 연관된 EVA로 제조된 플라스틱 시트 또는 PVB로 제조된 플라스틱 시트가 기계적 강도를 이유로 바람직하게 이용된다. 예 Inv.3, Inv.4 및 예 Inv.5에서, 라커에 의해서 형성된 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅이 PVB 또는 EVA 시트와 접촉되는 기재의 면 상에 위치된다.
Figure pct00002
Figure pct00003
*: 다양한 요소가 전술한 표에서 표시된 순서로 물품 내에 배치된다. 예를 들어, 물품 Inv.1에서, 층상형 요소는, 검은색 코팅과 직접 자체적으로 접촉되는 유리 기재와 직접 접촉된다.
II. 시각적 평가 및 광학적 특성
도 3은 전방-투영 화면으로서 이용되는 비교 물품 1 및 본 발명에 따른 물품의 사진에 상응한다.
350 Lux의 측정이, 꺼진 비디오 투영기에 대면되는 화면의 전방에 배치된 광도계로 실행되었다. 화면의 주 평면(화상의 평면)은 수직이다. 천장 광만이 이용된다. 화면의 표면을 향해서 지향된 직접적인 광원은 없다.
본 발명에 따른 물품 상으로 투영되는 화상의 밝기 및 그 콘트라스트(Inv.1, 사진 3D)는 단독적인 검은색 라커 처리된 유리(Comp.1; 사진 3G) 상으로 투영된 화상과 관련하여 매우 개선되었다.
층상형 요소의 검은색 측면의 세기를 비교하기 위한 시각적 관찰이 실행되었다. 1 내지 3의 점수에서 "1"이 가장 최소 세기의 검은색이고 "3"은 최고 세기의 검은색에 해당된다.
Figure pct00004
투과 광선은 검은색 라커에 의해서 주로 흡수된다. 그러나, 투영에서, 매우 밝지는 않은 유령이 보일 수 있으나, 이는 75° 내지 글레이징 각도 사이의 큰 관찰 각도에서만 보일 수 있다. 따라서, 이러한 효과는 관찰자에게 불편하지 않다.
또한, 산란 텍스쳐에 근접하여 검은색 또는 어두운-색채의 산란 코팅을 배치함으로써, 이러한 효과의 심각성을 감소시킬 수 있다. 이를 위해서, 라커 처리된 유리가 유리 측면 상에 라미네이트되지 않고 라커 측면 상에 라미네이트된다는 점에서, 물품 Inv.3은 물품 Inv.1과 상이하다. 이러한 변형예에서, 그리고 변형예 Inv. 4 및 Inv. 5에서, 라커는 산란 텍스쳐 바로 다음의 물품의 내부 내에 위치된다. 그에 따라, 유령 상이 최소화되고 일반적인 화면의 관찰 조건 하에서 거의 보이지 않게 된다.
보호가 없는 미적인 관점으로부터, 물품의 시각적 외관은, 층상형 요소 상에 중첩되지 않은 검은색 또는 어두운-색채의 코팅의 시각적 외관과 관련하여, 부분적으로 변경된다.
물품의 직접적인 조명이 제한될 때 또는 사실상 텍스쳐에 의해서 산란된 광이 관찰자의 방향으로 산란되지 않는 경우에, 물품은 검은색 또는 어두운-색채의 코팅의 색채에 근접한 색채로, 특히 검은색 Planilaque® 시트의 경우에 짙은 검은색으로 보인다.
밝은 광이 화면의 표면을 조명할 때, 화면은 금속 외관 또는 금속 효과를 갖는 짙은 회색으로 보인다. 이러한 특성 모두는, 모터-차량 차체의 페인트를 위해서 개발된 효과와 비교될 수 있는 외관을 물품에 제공한다.
III. 화면의 특성
1. 콘트라스트의 분석
본 발명의 전방-투영 화면을 테스트하기 위해서, 콘트라스트 측정을 실행하였다. 이러한 측정은, 평균 휘도가 350 lux였던 인공 조명으로 실행되었다. 콘트라스트는, 투영기가 백색 화상를 디스플레이할 때 측정된 휘도(백색 휘도 w. l.) 대 투영기가 검은색 화상을 디스플레이할 때 측정된 휘도(검은색 휘도, b. l.)의 비율로서 규정된다.
이하의 표는, 단독적인 검은색 라커 처리된 유리(Comp. 1), 단독적인 확산 반사 투명 요소(Comp. 2), 및 물품 Inv.1에 대한 휘도 및 콘트라스트 측정을 제공한다.
Figure pct00005
밝기와 관련된 투영된 화상의 양호한 품질, 50 cd/m2 보다 큰, 우선 산란 방향을 따른 백색 휘도, 및 큰 콘트라스트를 위해서 2개의 특성이 존재하여야 한다.
본 발명은, 특히 조명되는 환경(일광 및/또는 인공적인 광)에서 이용될 때, 매우 양호한 콘트라스트의 투영된 화상이 얻어질 수 있게 한다. 백색 휘도는 매우 큰 반면, 검은색 휘도는 작게 유지된다. 비교하자면, 350 LUX의 조명 하의 백색 Planilaque® 시트는 0°에서 1300 cd/m2의 백색 휘도 및 약 55 cd/m2의 검은색 휘도를 갖는다. 본 발명에 따른 물품은, Planilaque® 유형의 백색 라커 처리된 유리로 얻어진 것과 유사한 백색 휘도, 및 7배 더 작은 검은색 휘도를 갖는다.
45도에서 관찰할 때, 콘트라스트는, 본 발명에 따른 물품 및 단독적인 검은색 라커 처리된 유리에서, 동일한 자릿수이고, 짙은 검은색 및 백색 휘도는 50 cd/m2에 근접한다. 그러한 콘트라스트는 정보를 용이하게 판독할 수 있게 하기에 충분하다.
2. 관찰 각도
관찰 각도는, 콘트라스트가, 정보를 편안하게 판독하는데 필요한 최소 콘트라스트인 4.5:1에 도달하는 각도에 상응한다. 구체적으로, 관찰 각도가 증가될 때, 화상의 밝기가 감소된다. 물품 Inv.1은 125°(±62.5°/화면에 수직)의 화면 관찰 각도를 갖는다.
3. 화면의 정규화된 이득
관찰 각도에 따라 달라지는 정규화된 이득의 변동은 이하의 방식으로 계산된다:
- 절대 값(AV): ΔG=|G3°-G45°|
- 백분율(P): ΔG=|G3°-G45°|/G3° *100
각각 3° 및 45°에서의 이득 G3°　및 G45°.
Figure pct00006
물품 Inv.1의 이득은 8.8이고 Inv.2의 이득은 1.4이다.
0°에서 1 보다 큰 이득은 작은 관찰 각도에서 증가된 밝기를 의미한다. 물품 Inv.1에 대해서 측정된 것과 같은 높은 이득 레벨은, 양호한 화상 품질을 보전하면서, 물품이 조명되는 환경 내의 화면으로서 이용될 수 있게 하며, 화상은 밝고 콘트라스트를 갖는 것으로 보인다.
IV. 마크의 가시성
재료 또는 물품의 표면 상의 손자국의 가시성이 이하의 프로토콜을 이용하여 측정되었다.
마크는 고무스탬프를 포함하는 장치로 측정 표면 상에 침착되었고, 전사되는 패턴은 지문이었다. 예를 들어 Essilor®에 의해서 공급되는 인공 피지 용액(신체 지방 + 수성 용액)이 스탬프 상에 침착되었다.
피지를 스탬프에 도포하는 것과 이어서 프린트를 전사하는 것은, 최대 반복 가능성 및 완전히 동일한 마크를 획득하기 위해서 엄격한 프로토콜을 이용하여 실행되었다.
프린트를 갖는 또는 가지지 않는 표면을 백색 LED(방향성 조명)의 스트립 광으로 조명하였다. 카메라가 측정 표면에 수직에서 장면을 촬영하였다. "측정되는 표면"/"광"/"카메라"의 상대적인 위치들은 동일하게 유지되었다.
가시성은 이하의 방식으로 정량화되었다:
- 프린트 없는 표면의 화상의 획득,
- 프린트의 전사,
- 프린트가 있는 동일 표면의 화상의 획득,
- 프린트의 윤곽선의 추출,
- 추출된 지역 내의 밝기(L1)의 측정,
- 마크가 없는 화상 내의 동일 구역의 추출 및 광도(L0)의 측정,
- 콘트라스트에 대한 표현 = 마크 가시성% = 100 x (L1 - L0)/(L1 + L0).
손자국이 평가 표면으로 전사된다. 이어서, 화상을 취하고 분석하여 손자국의 가시성을 평가한다. 콘트라스트 값이 이어서 결정된다. 큰 콘트라스트는 큰 가시성에 상응한다.
손자국에서 측정된 콘트라스트는 물품 Inv.1에서 9배 더 작고(콘트라스트 = 5), 물품 Comp. 1는 단독적인 검은색 라커 처리된 기재에 상응한다(45의 콘트라스트). 본 발명에 따른 물품은 손자국의 가시성이 사실상 상당히 감소될 수 있게 한다.
V. 다른 기능
도 4b, 도 4c 및 도 4d의 사진은, 투영-화면 기능과 조합될 수 있는 "블랙보드" 기능을 도시한다.
- 도 b: 부엌 조리대,
- 도 c: 학교 칠판,
- 도 d: 회의실.
물품은 매우 양호한 색채를 제공하고, 양호한 해상도를 갖는다. 해상도는 주로 사용된 텍스쳐의 특성 및 특히 이러한 텍스쳐에서의 "그레인(grain)"의 전형적인 기간과 관련된다(RSm = 132 ㎛ +　/- 50 ㎛).
VI. 결론
본 발명에 따른 물품이 사실상 이하의 장점을 갖는다:
- 투영된 화상의 백색 휘도가 충분히 높아서, 실내의 조명 레벨과 관계없이, 양호한 콘트라스트 그리고 그에 따른 양호한 관찰 품질이 얻어질 수 있게 하고,
- 화상의 밝기, 콘트라스트(180:1) 및 해상도가 투영된 정보의 우수한 판독성을 가능하게 하며,
- 큰 이득은, 조명되는 환경에서를 포함하여, 밝은 화상이 얻어질 수 있게 하며,
- 관찰 각도는 많은 수의 기존 투영 상황과 양립 가능하게 유지되고,
- 색채의 렌더링이 매우 양호하고,
- 얼룩의 가시성이 감소된다.
전방-투영 화면으로서 사용되는 본 발명에 따른 검은색 또는 어두운-색채의 물품은 화상 투영이 마커 보드로서의 사용과 조합될 수 있게 한다.

Claims (20)

  1. 적합한 제1 및 제2 산란 요소인, 평행한 시트 또는 평면의 형태를 취하는, 2개의 구분된 확산 반사 산란 요소를 포함하는 전방-투영 화면으로서 이용되는 물품에 있어서:
    - 제1 산란 요소는 반투명 또는 투명하고, 그리고
    - 제2 산란 요소는 어두운 색채인 것을 특징으로 하는 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 산란 요소의 측면 상에서, 거울형이 배제된, 우선 산란 방향으로 350 LUX까지 조명되는 환경에서 측정된, 30 cd/m2 미만, 바람직하게 20 cd/m2 미만, 또는 심지어 10 cd/m2 미만의 검은색 휘도를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 산란 요소의 측면 상에서, 거울형이 배제된, 우선 산란 방향으로 350 LUX까지 조명되는 환경에서 측정된, 100 cd/m2 초과, 바람직하게 200 cd/m2 초과, 또는 심지어 500 cd/m2 초과의 백색 휘도를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 산란 요소는 균일한 확산 반사를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 산란 요소는 불균일한 확산 반사를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    물품은 화면에 대한 법선과 관련하여 0° 내지 60°의, 제1 산란 요소의 측면 상에서 측정된, 관찰 각도의 함수로서 정규화된 이득의 최대 변동을 가지며, 그러한 최대 변동은:
    - 절대 값으로, 0.2 보다 크거나, 심지어 0.5보다 크거나, 심지어 1 보다 크거나, 심지어 5보다 크고, 그리고
    - 백분율로, 30%보다 크거나, 심지어 50%보다 크거나, 바람직하게 80%보다 크거나, 심지어 90%보다 큰 것을 특징으로 하는 물품.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    제1 산란 요소의 측면 상에서 측정되는 물품의 확산 발광 반사는 거울형 반사의 방향과 구분되는 방향에서 적어도 하나의 최대치를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 산란 요소는 적어도 하나의 텍스쳐링된 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품.
  9. 제8항에 있어서,
    텍스쳐링된 표면의 프로파일의 평균 제곱근 기울기(Rdq)가 엄격하게 0.2°보다 큰 것을 특징으로 하는 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 산란 요소는 텍스쳐링된 기재 또는 거울형 투과 및 확산 반사 투명 층상형 요소로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 산란 요소는 투명 층상형 요소이고, 투명 층상형 요소는:
    - 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 가지고 매끄러운 외부 주 표면(2A, 4A)을 각각 가지는 2개의 투명 외부 층(2, 4), 및
    - 외부 층(2, 4) 사이의 중간의 중앙 층(3)으로서, 중앙 층(3)은 외부 층 또는 금속 층의 굴절률과는 상이한 굴절률(n3)의 적어도 하나의 투명 층을 포함하는, 중앙 층(3)을 포함하고,
    층상형 요소(1)의 2개의 인접한 층 사이의 모든 접촉 표면(S0, S1, …, Sk)으로서, 그 2개의 층 중 하나가 금속 층이거나, 2개의 층이 상이한 굴절률의 2개의 투명 층이고, 모든 접촉 표면이 텍스쳐링되고 서로 평행한 것을 특징으로 하는 물품.
  12. 제11항에 있어서,
    층상형 요소의 외부 층은, 적어도 하나의 텍스쳐링된 표면을 포함하는 중합체, 유리 또는 세라믹으로부터 선택된 텍스쳐링된 기재에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 물품.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    층상형 요소의 중앙 층은 단일 층 또는 층들의 적층체를 침착하는 것, 음극 스퍼터링하는 것에 의해서 얻어지는 것을 특징으로 하는 물품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 산란 요소는 산란 코팅인 것을 특징으로 하는 물품.
  15. 제14항에 있어서, 산란 코팅이, 광물 또는 유기 페인트 및 에나멜로부터 선택된 불투명하고 흡수적인 코팅인 것을 특징으로 하는 물품.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    산란 코팅은 부가적인 기재 상에 침착되고, 부가적인 기재 및 제1 산란 요소는 플라스틱 재료로 제조된 시트를 이용한 라미네이션에 의해서 확실하게 체결되는 것을 특징으로 하는 물품.
  17. 제14항 또는 제16항에 있어서,
    산란 코팅은:
    - 투명 층상형 요소로부터 가장 먼, 또는
    - 투명 층상형 요소에 가장 근접한,
    부가적인 기재의 면 상에 침착되는 것을 특징으로 하는 물품.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    플라스틱 재료로 제조된 시트가 층상형 요소의 외부 층인 것을 특징으로 하는 물품.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은, 전방-투영 화면으로서 이용되는 물품 및 투영기를 포함하는 전방-투영 시스템으로서, 물품은, 화상이 투영되는 전방 면 및 후방 면을 포함하는, 전방-투영 시스템에 있어서, 제2 산란 요소는 적어도 제1 산란 요소만큼 전방 면으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는, 전방-투영 시스템.
  20. 반사에서 동작되는 전방-투영 화면 및 투영기가 제공되는 반사적인 전방-투영 방법이며, 상기 방법은 투영기를 통해서 화상을 전방-투영 화면 상으로 투영하는 단계를 포함하고, 상기 전방-투영 화면은 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에서 규정된 바와 같은 물품을 포함하는, 방법.
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