KR20170022514A - 투과 반사형 이중 스크린 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 투과 반사형 이중 스크린은 제1 투과층과, 제2 투과층과, 제1 투과층 및 제2 투과층 사이에 도포되는 반투명 도료층을 포함한다.

Description

투과 반사형 이중 스크린 및 그 제조 방법{Trans-Reflective Double Screen and Method of Manufacturing Therefor}

본 발명은 투과 반사형 이중 스크린 및 그 제조 방법에 대한 것으로서 좀 더 구체적으로는 빔프로젝터를 조사할 수 있는 이중 스크린 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

빔프로젝터가 스크린에 빔을 조사하여 영화나 광고 영상을 대형 스크린에 표시하는 기술이 널리 사용되고 있다.

빔프로젝터의 빔이 조사되는 스크린의 일례가 한국등록실용신안 제20-0273709호에 개시되어 있는데, 이 기술은 다수의 미립자로 형성된 미립자 시트지를 접착제로 투명 유리에 부착하는 스크린판에 관한 것이다. 그러나 이 스크린판은 불투명해서 반사형 빔프로젝터만 사용할 수 있으며 투과형 빔프로젝터를 사용하여 외부에서 영상을 볼 수 있게 할 수는 없다.

외부에서 영상을 볼 수 있는 투사 스크린의 일례가 한국특허 제10-0988415호에 개시되어 있는데, 이 투사 스크린은 두루마리처럼 말 수 있는 것으로서 접착제가 도포되어 있다. 그러나 두루마리처럼 마는 경우 접착제가 의도하지 않은 부분에 묻는 단점이 있다.

이러한 종래 기술의 단점을 해소하기 위해 본 출원 발명의 발명자는 2015년 4월 17일에 한국특허출원 제10-2015-0054592호로서 반투명 도료를 이용한 스크린에 대한 발명을 출원한 바 있다. 이 출원 명세서의 내용 전체는 본 명세서의 일부로서 합체된다.

그런데 상기 출원 명세서에 개시되어 있는 도료를 투과층에 도포하는 경우에 단점이 존재한다.

도 4 및 도 5에 그러한 경우를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

투과층(110)에 도료층(310)을 도포하면 투과층(110)에 접하는 도료층(310)의 제1 면(a')의 표면은 균일하게 되지만 그 반대쪽인 제2 면(b')의 표면은 균일하지 않게 된다. 예를 들어 평탄하지 않은 볼록부(350) 및/또는 오목부(370) 등이 생긴다. 이러한 스크린에 투과형 빔프로젝터(100)가 빔을 조사하면 도 3에 도시된 바와 같이 반대쪽에서는 선명하게 화면을 볼 수 있지만, 반사형 빔프로젝터(200)가 빔을 조사하면 도 5에 도시된 바와 같이 균일하지 않은 제2 면(b')의 표면에서 빛이 반사되면서 난반사가 일어나게 되고 결국 표시되는 화면이 선명하지 않게 되는 문제가 발생한다.

본 발명은 전술한 문제를 해결함으로써 본 발명자의 종래 출원 발명을 보다 개량하여 투과형 빔프로젝터와 반사형 빔프로젝터 모두에 대해서 선명한 화면을 얻을 수 있는 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 그러한 스크린을 제작하는 방법도 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 투과 반사형 이중 스크린은 제1 투과층과, 제2 투과층과, 제1 투과층 및 제2 투과층 사이에 도포되는 반투명 도료층을 포함한다.

상기 제1 투과층 및 제2 투과층은 유리 또는 투과성 합성수지일 수 있다.

본 발명에 의한 투과 반사형 이중 스크린의 제작 방법은, 제1 투과층의 어느 한 면의 적어도 일부분에 반투명 도료를 도포하는 제1 단계와, 제2 투과층의 어느 한 면의 적어도 일부분에 반투명 도료를 도포하는 제2 단계와, 상기 제1 단계에서 도료가 도포된 제1 투과층의 면과 제2 단계에서 도료가 도포된 제2 투과층의 면을 서로 맞닿게 하는 제3 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 투과 반사형 이중 스크린의 제작 방법은, 제1 투과층 또는 제2 투과층 중 어느 하나의 한쪽 면의 적어도 일부분에 반투명 도료를 도포하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 반투명 도료가 도포된 투과층의 면과 반투명 도료가 도포되지 않은 투과층의 어느 한쪽 면을 서로 맞닿게 하는 제2 단계를 포함한다.

상기 제작 방법은 제1 투과층과 제2 투과층을 고정 부재에 의해서 서로 고정시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제작 방법은 제1 투과층과 제2 투과층을 열융착에 의해서 서로 고정시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 투과형 빔프로젝터와 반사형 빔프로젝터 모두에 대해서 선명한 영상을 표시할 수 있는 이중 스크린이 제공되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이중 스크린에 투과형 빔프로젝터로 조사하는 경우의 개념도.
도 2는 본 발명에 의한 이중 스크린에 반사형 빔프로젝터로 조사하는 경우의 개념도.
도 3은 열융착에 의해 투과층이 접합되는 실시예에서의 스크린 및 사시도.
도 4는 단일 스크린에 투과형 빔프로젝터로 조사하는 경우의 개념도.
도 5는 단일 스크린에 투과형 빔프로젝터로 조사하는 경우의 개념도.
도 6 내지 도 9은 단일 스크린에 투과형 빔프로젝터로 조사한 영상을 표시한 도면.
도 10는 단일 스크린에 반사형 빔프로젝터로 조사한 영상과 본 발명에 의한 이중 스크린에 반사형 빔프로젝터로 조사한 영상을 비교한 도면.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하기로 한다.

본 명세서에서 "투과 반사형"이라 함은 빛이 투과될 수도 있고, 빛이 반사될 수도 있는 "반투명 상태"를 의미한다. 또한, 본 명세서에서 "투과"는 반대쪽에서 투과되는 빛에 의해 표시되는 영상을 시각적으로 인식가능한 정도의 투과이면 충분하며 반드시 100%의 투과율을 의미하는 것은 아니다. 빛의 "반사" 역시 빛의 반사에 의해서 빛이 조사된 쪽의 사람이 시각적으로 인식 가능한 정도의 반사이면 충분하며 반드시 100% 반사율을 의미하는 것은 아니다. 본 명세서에서 "반투명"이라 함은 이러한 의미의 "투과 반사형"과 같은 의미를 가진다.

본 발명에 의한 이중 스크린의 도료층에는 반투명 도료가 사용된다. 위에서 정의된 "투과 반사형"의 정의에 부합하는 반투명 성질을 가지는 도료로서 빔프로젝터가 조사하는 빛을 투과하거나 반사시켜서 영상을 표시할 수 있는 반투명 도료라면 어느 것이든 사용할 수 있으며 그 반투명 도료의 구체적인 조성에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.

다만, 예시적이고 비제한적인 의미에서 본 발명에 적용 가능한 반투명 도료의 일례를 아래에 설명하기로 한다.

본 발명의 이중 스크린에 사용되는 반투명 도료는 실리카 미립자 100 중량부와, 상기 실리카 미립자 100 중량부 대비 150 내지 1200 중량부로 이루어져 있는 바인더로 구성될 수 있다.

실리카 미립자는 스크린(1)에 광확산층을 형성하여 영상을 고르게 확산시켜주는 역할을 한다.

실리카 미립자는 공지의 실리카 미립자를 사용할 수도 있으나, 나노 실리카 미립자를 사용하는 편이 바람직하다.

나로 실리카 미립자의 제조를 위해서는, 먼저 규산에 산을 첨가하여 실리카 졸을 형성하고, 실리카졸에 산을 지속적으로 첨가하여 실리카 졸 표면에 존재하는 실란올기(Si-OH)가 산에 의한 급격한 탈수 축합 반응을 촉진시켜, Si-O-Si의 네트워크를 형성함으로써 3차원적인 망상구조를 갖는 실리카겔을 형성한다.

이후 수세 및 건조과정에 이해 물성을 제어하고 최종적으로 미분화시킴으로서 나노 실리카 미립자를 획득할 수 있다.

이렇게 제조된 나노 실리카 미립자는 파우더 타입이 되어 바인더와 혼합하면 도료 내에서 안정성이 유지된다.

또한, 나노 실리카 미립자는 광확산에 따라 빔프로젝터의 빛을 투과시켜 선명한 영상을 제공함은 물론 태양광 중의 가시광선 영역의 빛을 산란하여 반투명으로 전환된 상태에서 실내가 덜 어두워지게 하고, 태양광을 차단하는 효과도 있다.

그리고 빔프로젝터에 의해 도료층(30)을 통과하여 외부에서 도료층(30)을 통해 영상을 볼 때 뒷배경이 어두워지는 것을 방지하여 보다 선명한 영상을 제공할 수 있게 해준다.

본 발명의 도료에는 바인더가 도료의 원료로 포함되는데, 이러한 바인더의 예로는 아크릴에멀젼, 비닐아세테이트 에멀젼, 폴리비닐 부티랄, 초산 비닐, 폴리우레탄, 유무기 하이브리드 바인더 중 어느 하나를 포함하여 구성되거나, 이들의 1 종 내지 다종의 혼합물로 구성될 수 있다.

본 발명에 의한 이중 스크린의 도료층(30)으로 도포되는 도료는 실리카 미립자, 바인더 외에 도장면의 균일화를 위한 레벨링제 및 도장 작업 중 기포 발생을 억제하는 소포제가 추가로 포함할 수 있다.

레벨링제 및 소포제가 포함되었을 때의 도료의 전체 조성은 실리카 미립자 5 ~ 20 중량%, 바인더 30 ~ 60 중량%, 레벨링제1 ~ 2 중량%, 소포제 1 ~ 2 중량% 및 잔량의 용매를 포함하여 이루어질 수 있다.

반투명 도료의 용매는 물이나 알콜로 구성될 수 있다.

그리고 전술한 구성에서 도료의 원료로 금속 미립자를 더 첨가할 수 있다.

금속 미립자는 자외선 또는 적외선의 투과량을 저감시켜 실내에 위치한 사람을 자외선으로부터 보호하는 것은 물론 금속 특유의 반사 성능을 통해 스크린화된 도료층(2)에 빔프로젝터(3)의 영상이 투과될 때 보다 우수한 화질을 제공하게 된다.

또한, 금속 미립자는 단열 효과를 갖게 하기 때문에 건축물과 외부를 경계짓는 유리 등에 금속 미립자가 첨가된 상기 도료를 도포하는 경우 에너지 효율을 높일 수 있다.

금속 미립자의 예로는 10∼500nm 크기의 산화티탄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 안티몬 주석 산화물 및 인듐 주석 산화물 등의 산화물과, 약 10∼500nm 크기의 몰리브덴옥사이드(MoO3), 산화탄탈(Ta2O5), 텅스텐옥사이드(WO3), 오산화바나듐(V205) 및 산화니오브(Nb2O5) 등을 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이러한 금속 미립자는 실리카 미립자 100 중량부 대비 50 ~ 150 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.

만약 상기 사용량을 넘을 경우 눈부심 현상이 심해지게 되고, 반대로 사용량이 적을 경우 충분한 자외선 보호 효과를 얻지 못하게 된다.

<실시예 1> 반투명 도료의 제조 1

하기 표 1에 기재된 바와 같이 반투명 도료를 제조하였다.

종류	함량(중량%)	원료명
실리카 미립자	15
바인더	50	아크릴 에멀젼
레벨링제	1.5	다우408
소포제	1.5	비와이케이
물	32

<실시예 2> 반투명 도료의 제조 2

하기 표 2에 기재된 바와 같이 반투명 도료를 제조하였다.

종류	함량(중량%)	원료명
실리카 미립자	13.04
바인더	43.40	아크릴 에멀젼
레벨링제	1.30	다우408
소포제	1.30	비와이케이
물	27.92
금속 미립자	13.04	산화티탄

<실험예 1> 박리 실험

실시예 1 및 실시예 2의 반투명 도료를 투명 유리판에 롤러를 이용하여 도포하여 경화시켜 도료층을 형성하였다.

완전히 경화되어 도료층이 형성된 후 물을 뿌린 후 10분 경과시킨 다음 인장시험기를 이용하여 300mm/min의 속도 90°의 각도로 박리강도를 측정하였다.

그 결과 (gf/15mm폭)이 실시예 1의 도료층이 32.3, 실시예 2의 도료층이 27.3으로 측정되어 박리가 매우 용이하게 이루어짐이 확인되었다.

<실험예 2> 빔프로젝터 영상 조사

투명한 유리창을 보유한 상점의 유리창에 실시예 1 실시예 2의 도료를 도포하여 도료층을 형성한 후, 실내측에 도료층을 향해 조사할 수 있도록 빔프로젝터를 배치하고, 빔프로젝터는 투과형으로 세팅한 후 영상을 조사하여 외부에서 영상을 관찰 및 촬영하였다.

촬영된 사진은 도 6 및 도 7에 도시되어 있다. 도 6 및 도 7의 영상은 후술하는 이중 스크린이 아니라 단일 투과층에 반투명 도료를 도포한 스크린에 표시된 영상이다.

도 6 및 도 7 모두 도료층에 선명한 영상이 표시되는 것을 알 수 있다.

특히, 도 7의 실시예 2의 경우가 미세하게 더 선명한 화면을 갖는 것으로 나타났는데, 이는 금속미립자가 포함되어 있기 때문이다.

더불어, 도 8 및 도 9은 건물 유리창에 실시예 2의 페인트를 도포하여 도막층을 형성하고 실내측에서 투과형 빔프로젝터를 설치하여 영상을 조사한 사진이다.

도면에 나타나 있는 바와 같이 외부에서 충분히 시각적으로 인지할 수 있을 정도의 시인성을 갖게 된 것을 알 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 이중 스크린 및 그 제작 방법에 대해서 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 이중 스크린(1)은 제1 투과층(10)과, 제2 투과층(20)과, 제1 투과층(10) 및 제2 투과층(20) 사이에 도포되는 반투명 도료의 도료층(30)을 포함한다. 제1 투과층(10) 및/또는 제2 투과층(20)에는 투과성 유리가 사용될 수도, 투과성 합성수지(예를 들어 아크릴 등)가 사용될 수도 있다. 도료층(30)은 각각의 투과층 전체에 걸쳐서 도포될 수도 있고, 일부에만 도포될 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 이중 스크린(1)을 구성하면 도료층(30)의 제1 표면(a)과 제2 표면(b)이 각각 제1 투과층(10) 및 제2 투과층(20)에 접하게 되므로 제1 표면(a)과 제2 표면(b)이 모두 균일하게 된다. 즉 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 볼록부(350) 또는 오목부(370)와 같은 비균일한 표면이 발생하지 아니한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 반사형 빔프로젝터(200)가 이중 스크린(1)에 조사할 때, 빛이 반사되는 제2 표면(b)에서 난반사가 일어나지 않고 선명한 영상을 획득할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 이중 스크린 제작 방법에 대해서 설명한다.

먼저 제1 투과층(10)의 어느 한면의 적어도 일부분에 반투명 도료를 도포한다. 그리고 제2 투과층(20)의 어느 한면의 적어도 일부분에 반투명 도료를 도포한다. 제1 투과층(10)과 제2 투과층(20)에 반투명 도료를 도포하는 순서는 서로 바뀌어도 무방하다. 또한, 제1 투과층(10)에 도포된 도료의 영역과 제2 투과층(20)에 도포된 도료의 영역이 반드시 서로 겹치는 부분이 일치하도록 동일할 필요는 없으며, 제1 투과층(10)과 제2 투과층(20) 중 어느 한 쪽에만 도료가 도포되어도 무방하다.

다음으로, 반투명 도료가 도포된 제1 투과층(10)의 면과 반투명 도료가 도포된 제2 투과층(20)의 면을 서로 맞닿게 한다. 반투명 도료가 건조되면서 제1 투과층(10)과 제2 투과층(20)이 서로 접합된다. 또는, 별도의 고정 장치(40)로 제1 투과층(10)과 제2 투과층(20)을 좀 더 견고하게 결합시킬 수도 있다. 또는, 열융착 방식으로 제1 투과층(10)과 제2 투과층(20)을 접합시킬 수도 있다. 열융착으로 유리를 접합시킬 때에는 도 3과 같이 도료가 투과층의 일부에 도포되고(도료층(30)) 열융착으로 접합되는 접합부(40)가 제1 투과층(10)과 제2 투과층(20)에 제공된다. 도 3에서 접합부(40)는 도료층(30)의 둘레에 제공되는 것으로 도시되어 있지만, 필요에 따라서 도료층(30)의 중앙을 세로나 가로로 가로지르도록 제공될 수도, 또는 다른 모양의 접합부(40) 형상으로도 제공될 수 있다.

제1 투과층(10)과 제2 투과층(20) 모두에 반투명 도료를 도포하지 않고 어느 한쪽 투과층에만 반투명 도료를 도포한 후에 반투명 도료가 도포되지 않은 투과층을 반투명 도료층에 맞닿게 하여 건조시킴으로써 접합하여 이중 스크린을 제작할 수도 있다. 이 경우 역시 고정 부재(40) 또는 열융착 방식으로 제1 투과층(10)과 제2 투과층(20)을 고정할 수 있다.

도 10에는 종래의 단일 스크린에 반사형으로 세팅된 빔프로젝터를 조사한 경우(좌측)와, 본 발명에 의한 이중 스크린에 반사형으로 세팅된 빔프로젝터를 조사한 경우(우측)의 영상이 비교되어 있다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 이중 스크린에서 난반사가 현저하게 저감되어 선명한 영상이 얻어진다.

이상 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되며 전술한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그리고 특허청구범위에 기재된 발명의, 당업자에게 자명한 개량, 변경 및 수정도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.

10: 제1 투과층
20: 제2 투과층
30: 반투명 도료층
40: 고정 부재

Claims (6)

1. 제1 투과층과,
   제2 투과층과,
   제1 투과층 및 제2 투과층 사이에 도포되는 반투명 도료층을 포함하는,
   투과 반사형 이중 스크린.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 투과층 및 제2 투과층은 유리 또는 투과성 합성수지인,
   투과 반사형 이중 스크린.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2의 투과 반사형 이중 스크린의 제작 방법에 있어서,
   제1 투과층의 어느 한 면의 적어도 일부분에 반투명 도료를 도포하는 제1 단계와,
   제2 투과층의 어느 한 면의 적어도 일부분에 반투명 도료를 도포하는 제2 단계와,
   상기 제1 단계에서 도료가 도포된 제1 투과층의 면과 제2 단계에서 도료가 도포된 제2 투과층의 면을 서로 맞닿게 하는 제3 단계를 포함하는,
   투과 반사형 이중 스크린의 제작 방법.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2의 투과 반사형 이중 스크린의 제작 방법에 있어서,
   제1 투과층 또는 제2 투과층 중 어느 하나의 한쪽 면의 적어도 일부분에 반투명 도료를 도포하는 제1 단계와,
   상기 제1 단계에서 반투명 도료가 도포된 투과층의 면과 반투명 도료가 도포되지 않은 투과층의 어느 한쪽 면을 서로 맞닿게 하는 제2 단계를 포함하는,
   투과 반사형 이중 스크린의 제작 방법.
   
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   제1 투과층과 제2 투과층을 고정 부재에 의해서 서로 고정시키는 단계를 더 포함하는,
   투과 반사형 이중 스크린의 제작 방법.
   
6. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   제1 투과층과 제2 투과층을 열융착에 의해서 서로 고정시키는 단계를 더 포함하는,
   투과 반사형 이중 스크린의 제작 방법.
   

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