WO2004031852A1 - Contrast-increasing projection screen - Google Patents

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WO2004031852A1
WO2004031852A1 PCT/EP2003/010855 EP0310855W WO2004031852A1 WO 2004031852 A1 WO2004031852 A1 WO 2004031852A1 EP 0310855 W EP0310855 W EP 0310855W WO 2004031852 A1 WO2004031852 A1 WO 2004031852A1
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WO
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layer
contrast
screen according
coating
substrate
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Application number
PCT/EP2003/010855
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Rickers
Michael Vergöhl
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Filing date
Publication date
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Priority to EP03770955A priority patent/EP1546802A1/en
Priority to AU2003280347A priority patent/AU2003280347A1/en
Publication of WO2004031852A1 publication Critical patent/WO2004031852A1/en

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/60Projection screens characterised by the nature of the surface

Definitions

  • the present invention relates to a contrast-increasing screen for the display of static or moving images by means of projection through a narrow-band light source, such as one or more monochromatic light sources.
  • the reflectivity of the screen should be low for the entire wavelength range of visible light, except for the wavelengths that correspond to the radiation from the light source or light sources.
  • projection screens are therefore desirable which have a strongly wavelength-selective reflection behavior have: That is, the reflectivity of the screen for the wavelengths that correspond to the primary valences used for the projection should be as high as possible and as low as possible for the other wavelengths, for example from ambient light.
  • reflection is understood to mean the total light intensity scattered or reflected back from the screen, based on the incident intensity.
  • the reflection of the screen should have a selectable spatial angle characteristic, the reflection taking place in a defined radiation angle range, so that little or no light is emitted into / from those spatial angle regions where there is no observer.
  • the reflection should take place in an angular range of +/- 40 °, measuring from the normal to the screen horizontally to the left or to the right. Due to the spatial angle characteristic, a specular reflection is avoided and instead a diffuse reflection is caused.
  • the contrast is further increased compared to a Lambert radiator.
  • the screen should have spectrally and spatially selective reflectivity.
  • DE 197 47 597 describes a projection screen in which the spectral selectivity for monochromatic light such as laser light is brought about by a multilayer system which is composed of layers of dielectric materials which are alternately high and low refractive index.
  • This multilayer system which acts as an interference filter, increases the reflectivity for the wavelengths of the monochromatic laser light and reduces it outside the wavelength range of the projection light.
  • pigments are provided on the screen in a separate lacquer layer.
  • DE 199 01 970 describes a spectrally selectively reflecting screen for the projection with narrow-band, in particular monochromatic, light, such as is generated by lasers, for example, in which the spectral selectivity is brought about by a coating of cholesteric polymers.
  • the surface of the substrate to which the coating is applied is structured here.
  • the spectrally selectively reflecting coating can in principle be applied to the structured surface itself, the structure being transferred to the coating.
  • the spectrally selectively reflective coating can first be applied to the smooth substrate, and then the structured layer can be applied.
  • interference filters e.g.
  • a scattering surface must be applied to the layer system. This is usually done by mechanical processing of the filter layer, whereby it is exposed to stresses and can be destroyed.
  • the object according to the invention is achieved by a contrast-increasing screen which contains a substrate and a spectrally selectively reflecting coating, the screen having at least one spatially reflecting layer, the spatially reflecting layer being selected from a layer which is formed from a curable lacquer, and a holographically structured film.
  • the invention further relates to the use of curable lacquers and holographically structured foils for the formation of such spatially reflecting layers.
  • any known spectrally selectively reflecting coating can be used for the screen according to the invention, as described, for example, in the aforementioned German patent application DE 197 47 597 A1, in the international application WO 98/36320 and in the German patent DE 199 01 970 C2 which are expressly referred to in this context and which are fully incorporated into the present application.
  • the spatially selective reflection is brought about by a layer with a structured surface, which consists of a curable lacquer, or is a holographically structured film in which the surface and / or its volume has been structured and / or modified using known holographic methods is.
  • Holographically structured foils are known per se and are e.g. already used by POC in combination with a spectrally unselective filter as a contrast-increasing screen (LORS).
  • LORS contrast-increasing screen
  • the structuring results in the course of the hardening of such lacquer layers by polymerization and crosslinking of the starting materials used, which leads to shrinkage processes which lead to the microfolding of the surface. This micro-folding results in the desired structuring on the surface of the lacquer layer.
  • Suitable methods and materials for structured lacquer layers that can be used according to the invention are described in principle in German patent application DE 198 42 510 A1. In general, there is a manufacturing process here of decorative and functional surfaces on rigid or flexible substrates, but without referring to specific applications. The methods and materials described there can in principle also be used for the production of the structured lacquer layer used according to the invention.
  • the lacquers that can be used for the present invention are preferably electron-beam or UV-curing coloring and lacquer layers.
  • these coloring or lacquer layers are obtained by starting mixtures of polymerizable and crosslinkable mono- and oligomers with or without The photoinitiator is applied in a conventional manner to a suitable base and hardened by means of suitable radiation, the extent of the microfolding and thus the appearance of the structuring vary depending on the monomer / oligomer system used, layer thickness, UV wavelength, Art of the substrate and coating technology, so that the structuring can be specifically adjusted as required by simply varying the parameters mentioned.
  • Suitable starting materials are acrylates, epoxies, vinyl ethers, unsubstituted and substituted styrenes and mixtures thereof. These can be in suitable solvents.
  • the acrylates preferably have a functionality of 2 or more.
  • Monochromatic UV light of a wavelength is preferably used for the curing, which is still able to directly form polymer radicals for the polymerization and crosslinking, is in the UV absorption range of the coating component and enables curing with an acceptable photon dose.
  • all wavelengths that are able to effect curing in the irradiated zone of the lacquer layer can be used to generate the micro-folding are used, provided they correspond to the absorption spectra of the paint components.
  • Examples of commercially available emitters which are suitable for the present invention are an excimer UV laser which emits monochromatic UV light at 172 nm and 222 nm, as is available, for example, from Heraeus Noblelight.
  • An argon excimer laser with a wavelength of 126 nm is also suitable.
  • the radiation for curing and folding the lacquer layer should preferably take place in an inert atmosphere.
  • urethane diacrylate is chosen as the lacquer component, preferably together with a flexible reactive thinner. With such flexible systems, fine matt gloss structures can be obtained.
  • a radiator as mentioned above can be used for curing.
  • the starting components can be present in pure form, diluted with organic solvents or as an aqueous dispersion.
  • the starting components can be mixtures of radiation-polymerizable mono- / oligomers and liquid or dissolved, non-radiation-polymerizable polymers.
  • the viscosity of the starting components at the time of exposure is less than 10,000 mPas.
  • higher-viscosity starting materials can also be processed, although supporting measures are generally required.
  • higher-viscosity acrylates can be structured with thermal support.
  • the thickness of the lacquer layer is chosen in a range that is customary for picture walls.
  • the lacquer layer used according to the invention preferably has a thickness which is in a range from 5 to 15 ⁇ m.
  • lacquer layers can also be used for the present invention, in which the hardening takes place by mechanisms other than by irradiation with electron beams or UV light, as long as there is a corresponding structuring of the surface, for example by radiation of different wavelengths or Heat etc.
  • the function results from a surface relief that is reproduced by a holographically fabricated master.
  • the completely random, non-periodic structures that can be obtained can be understood as randomly arranged microlenses.
  • the function of the foils is not dependent on the wavelength and is equally given with white, monochromatic, as well as with coherent and incoherent light.
  • the random structure of the holographically structured foils to be used according to the invention destroy undesired moiré effects and color diffraction.
  • the incident light can be precisely controlled in very defined areas.
  • the remi- Tiert light can thus be limited to a solid angle range, whereby the light yield can be optimized.
  • FIG. 1 shows two embodiments of the screen according to the invention with different arrangements of the spatially selectively reflecting layer
  • FIG. 2 shows a comparison of the optical performance of an image wall according to the invention with a planar substrate with an image wall with a conventionally structured substrate
  • FIG. 3 shows an illustration of the angle dependence of the reflection of an image wall according to the invention with a varnish layer of different fineness.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of the development of a spectrally selectively reflecting coating using a genetic algorithm
  • FIG. 5 shows a diagram of the spectral profile of an image wall obtained by a method according to FIG. 4.
  • the spatially selectively reflecting layer 1 used according to the invention can be arranged in any way, it being possible for it to be located above (FIG. 1a) or below (FIG. 1b) the spectrally selective coating 2. In the illustration shown, it is located directly above or below the spectrally selective coating 2, the individual layers being arranged on a substrate 3.
  • the structured lacquer layer / film which acts as a spatially selectively reflecting layer 1, ensures the scattering of the light projected onto the screen, illustrated here by the arrows 4, 5, 6 and 7, the spectral selectivity is achieved by the coating 2.
  • the holographically structured film can be used as a substrate. In this case, the spectrally selectively reflecting coating 2 is applied to the smooth back of the film.
  • a multilayer system is used as the spectrally selectively reflecting coating 2, such as an RGB filter, the structure must be adapted accordingly by producing the layer sequence during coating inversely to the coating sequence on a separate substrate, such as in FIG. 1a shown, carried out, and the changed incidence medium is taken into account that is now no longer air but the holographically structured film.
  • An advantage of the screen according to the invention is that spatial selectivity is obtained by means of a thin, flexible, structured film or foil, the scattering properties of which can be adjusted very finely in the course of production.
  • a further advantage which occurs in particular in the case of an arrangement according to FIG. 1a, in which the structured lacquer layer / film is applied to the spectrally selective coating 2, lies in the fact that the structuring of the surface as provided according to the invention means that the spectrally selective initially applied Coating 2 is not exposed to any mechanical influences that could damage or even destroy it.
  • the structure per se was created before the coating - this avoids the possible destruction of the filter by subsequent embossing and also has the advantage of coating on a smooth surface (back of the film or the substrate) to be able to.
  • any material can be used as the substrate 3, as is known per se for the production of such picture walls.
  • material alien are glass or plastic.
  • the substrate 3 can be transparent or non-transparent.
  • the screen can be used, for example, for a projection on transparent glass or plastic surfaces, such as on window panes, as a head-up display or the like.
  • the substrate can be highly absorbent, for example by being colored black, so that it shows minimal remission for all wavelengths of visible light.
  • the substrate can be made of a flexible or rigid material.
  • An example of a flexible substrate is a plastic film. If the holographically structured film is used for the spatially selectively reflecting layer 1, it can also be used directly as a substrate. In this case, the holographically structured film should be chosen to be transparent.
  • the spatially reflective layer 1 is applied to the spectrally selective coating 2 as shown in FIG. 1a, a clear lacquer or a transparent film is selected.
  • the spatially reflective layer 1 is applied between the substrate 3 and the spectrally selective coating 2
  • an arbitrarily transparent or non-transparent material that is more or less transparent to light
  • the lacquer layer can be colored with suitable dyes and / or pigments.
  • a correspondingly absorbent lacquer layer can be applied to a substrate which is transparent per se.
  • any spectrally selectively reflecting coating known per se can be used for the screen according to the invention.
  • the spectrally selective coating 2 can thus be formed from one or more cholesteric polymer layers, as described in DE 199 01 970 C2. Spectral selectivity is achieved on the basis of the properties of cholesteric polymers which, as a single layer, have the ability to circularly polarized light of a certain handedness (ie either right or left circular) and thus 50% of the unpolarized light in a certain wavelength band To reflect ⁇ .
  • the screen should have at least 2 mutually enantiomeric cholesteric polymer layers with corresponding selectivity for this wavelength for each selected wavelength. In this case, since cholesteric enantiomers reflect oppositely circularly polarized light, both the right-hand and the left-hand circularly rotating portion of the unpolarized light in the relevant wavelength band is reflected.
  • a screen that is particularly suitable for RGB radiation should therefore have at least six layers of cholesteric polymers, two adjacent layers being enantiomeric to each other and reflecting the blue, red or green light, so that a total reflection of approximately 100% for all RGB Wavelengths can be achieved.
  • the spectrally selective coating 2 can be constructed from a multi-layer system of at least two dielectric materials with different refractive index.
  • the at least two layer materials are applied alternately on the substrate, so that a low-index layer and a high-index layer are arranged alternately on the substrate.
  • the respective layer thicknesses of the high or low refractive index layers of a system can be the same or different. For example, one or more periods of a high-index layer with a first layer thickness and a low-index layer with a second layer thickness can be provided. In this case one speaks of a periodic arrangement.
  • the thicknesses of the high-index and low-index layers can also vary; in this case one speaks of a non-periodic arrangement.
  • suitable dielectric materials for the above coating 2 of layers with low and high refractive index materials are the oxides or nitrides of silicon, aluminum, titanium, bismuth, zircon, cerium, hafnium, niobium, scandium, magnesium, tin, zinc, yttrium and indium.
  • Preferred examples for low refractive index materials are SiO 2 and MgS 2 and in particular Al 2 O 3 .
  • high-index materials are tantalum oxide, titanium oxide and niobium oxide and Si 3 N 4 .
  • Examples of preferred combinations of high-index and low-index materials are silicon dioxide as the low-index material and titanium dioxide in the rutile phase or in the anatase phase as the high-index material, and the combinations SiO 2 / Si 3 N 4 and in particular Al 2 O 3 / Si 3 N 4 .
  • Another example of a suitable material is the mixing system
  • Coatings of this type made of a multi-layer system consisting of a sequence of alternately high and low refractive index dielectric materials act as an interference filter with which the wavelengths of the projection light are selectively reflected.
  • a filter system with a refractive index that is continuously and periodically modulated over the filter thickness can be used as a spectrally selective coating 2 - a so-called rugate filter.
  • the above-mentioned mixing system Si 1 can be used, for example. x . y O x N y are used, the refractive index being set here by varying the nitride concentration.
  • mixing systems consisting of a low refractive index and a high refractive index component such as mixing systems selected from SiO 2 / TiO 2 , SiO 2 / Ta 2 O 5 and SiO 2 / Nb 2 0 5 can be used.
  • the refractive index is set here via the mass ratio of the components.
  • spectrally selective coatings 2 on the basis of mixing systems, for example, cosputter processes or CVD processes, as are generally known, can be used.
  • Methods for producing the multilayered layer systems from dielectric materials are known per se and are described, for example, in DE 197 47 597 A1 and WO 98/36320.
  • suitable coating processes are vacuum coating processes such as magnetron sputtering and electron beam evaporation.
  • the angle dependency of such a layer system of low and high refractive index layers can be reduced.
  • the angle dependency can be reduced.
  • the angle dependency, and thus the shift of the peaks of the primary valences in the spectrum, is less for a layer system Al 2 O 3 / Si 3 N 4 than for a system SiO 2 / Si 3 N 4 .
  • the low-index material SiO 2 was replaced by Al 2 O 3 , which has a higher refractive index.
  • the scattering behavior of a given screen can be adjusted by simply modifying the structuring of the lacquer layer or the holographically structured film which form the spatially selectively reflecting layer 1, so that the angular characteristic of the screen can be varied as required.
  • FIG. 3 shows the angle dependence of the reflection from picture walls according to the invention with a lacquer layer as a spatially reflecting layer 1, which differ in the angle characteristic.
  • the differences in the angular characteristics result from the use of varnishes with different finishes.
  • planar substrates can be used, but also the angular characteristic of a screen can be set individually, depending on the requirements, by simply modifying the structuring of the lacquer layer or the film.
  • the spectrally selectively reflecting coating 2 can in principle be located above or below the substrate 3.
  • the geometric distance between the selectively reflecting coating 2 and the scattering surface that is to say the structure of the lacquer layer or the film, should be as possible be small, which can be achieved, for example, by minimizing the thickness of the lacquer layer or film.
  • the structured lacquer layer 1 is applied to the spectrally selectively reflecting coating 2.
  • the optical properties of the lacquer can be taken into account when designing the coating 2 in order to obtain an optimization of the optical properties of the screen.
  • the refractive index of the lacquer can be adapted to the properties of the coating and a so-called index adaptation can be obtained.
  • an anti-reflective coating 8 for anti-reflective treatment can additionally be provided on the spatially reflective layer 1 for an embodiment as shown in FIG. 1a, for example, in which the spectrally selectively reflective coating 2 is arranged below the spatially reflective layer 1.
  • an anti-reflective coating 8 any intrinsic reflections that may occur on the surface of layer 1, which can be approximately 4%, can be reduced to less than 1%.
  • anti-reflective coatings can be used for this.
  • An example of a suitable anti-reflective coating is a layer system consisting of TiO 2 (11 nm) -SiO 2 (40 nm) -TiO 2 (110 nm) -SiO 2 (85 nm).
  • Anti-reflective coatings can be deposited on the surface of the screen, for example, by a vacuum coating process (vapor deposition or sputtering) or by a wet chemical coating process (sol-gel process). Magnetron sputtering or electron beam evaporation can be mentioned as suitable methods.
  • the spatially selectively reflecting image wall according to the invention contains a spectrally selectively reflecting coating 2, which is optimized with regard to the fact that, in addition to the highest possible contrast, it offers the best compromise between a small layer thickness, a small number of layer materials to be used and a small number Has individual layers.
  • the screen should enable suppression or at least suppression as far as possible of the so-called color flop effect.
  • a color flop is understood to mean a change in the viewer's color impression, which is caused by a change in the viewing angle. The reason for this is the angle-dependent reflection transmission behavior of interference filters.
  • color neutrality means that e.g. B. projected white actually appears as white and not e.g. B. has a red cast.
  • a corresponding color neutrality can be achieved by comparing the intensities of the primary valences of the respective projector with the relevant screen.
  • the white balance is carried out here Adjust the color neutrality directly on the projector itself and not on the screen. In this case, significantly higher contrast values can be achieved with the same layer thicknesses than with a screen with the same peak heights for the primary valences. The reason for this is the possibility of reducing the green reflection, for which the human eye is very sensitive.
  • the spectral sensitivity of the human eye can also be taken into account in order to produce an optimal image impression on the viewer.
  • the layer system should have an optimal profile with regard to the properties mentioned above, in particular with a predetermined number of layers.
  • a spectrally selectively reflecting coating is preferably used for the screen according to the invention, which coating is obtained by using an evaluation method based on the colorimetry instead of the conventional optimization for a predetermined reflection spectrum based.
  • the colorimetric evaluation is combined with an optimization algorithm that does not require a predetermined initial design as input for the optimization, which essentially already reproduces the target spectrum.
  • the mode of operation of the genetic algorithm for optimizing spectrally selectively reflecting coatings for picture walls is explained in more detail below with reference to the flow chart in FIG.
  • the functioning of the genetic algorithm is based on the evolution and recombination strategies of nature. The basic idea is that out of a number of individuals that together form a generation, only those individuals are selected to generate a new generation who have the best characteristics in terms of their environment. In the present case, an individual is understood to mean a layer system with its layer thicknesses and material properties. The parameters of the layer system such as layer thicknesses and materials are called genes.
  • the algorithm first generates a population of individuals by randomly assigning materials and layer thicknesses (referred to as "static population" in FIG. 4). These individuals are then evaluated and sorted by quality.
  • a loop consisting of the steps recombination, mutation, Evaluation and selection (selection of the better individuals, ie strata), whereby bad strata are largely discarded.Repeatedly performing the loop improves the quality of the population on average and that of the best individual absolutely until an optimum is reached.
  • the advantage of the genetic algorithm compared to standard hill-climbing algorithms lies in its parallelism and the fact that currently worse individuals are involved, who can discover new search areas in the fitness function through further recombination in later generations. This is essential for a global search H.
  • the evaluation and thus optimization takes place on the basis of colorimetric considerations. Since the evaluation is based on the color metric, a specification of a discrete target spectrum can be dispensed with. The contrast results from this
  • k indicates the contrast that the screen achieves for primary valences of the corresponding wavelengths with respect to ambient light.
  • a modified formula (1) can be used for evaluating the contrast, the major change being that the sum is replaced by a product:
  • ⁇ R is the standard deviation of reflectivity and C is an empirical factor.
  • N is usually set to 3 for three primary valences. Using this exponent, a weighting between the reflected brightness and the resulting contrast is also possible by selecting other values.
  • the layer system must be designed so that the change in the reflected intensities caused by changing the viewing angle is the same for all wavelengths of the projection light.
  • the spectra of an individual (layer system) are calculated for different viewing angles and the change in the reflected intensities for the wavelengths of the primary valences is compared, using standard deviations of these values.
  • the color neutrality of the image can also be adjusted by means of white balance, the intensity of that reflected by the screen
  • the genetic algorithm is used to evaluate a layer system which does not require a fixed specification for a discrete reflection spectrum and which increases the contrast, at the same time suppressing the color flop.
  • coatings with a contrast of at least 2.5 and a thickness of the entire layer of less than 4.5 ⁇ m can be achieved with this.
  • FIG. 5 schematically shows the spectral profile of a spectrally selectively reflecting coating which has been obtained using the genetic algorithm described above.
  • the layer structure starting from the glass substrate is as follows:

Abstract

The invention relates to a projection screen for representing static or animated images with the aid of one or several monochromatic laser light sources. Said projection screen is provided with a coating that reflects in a spectrally selective manner and a structured lacquer layer made of a hardened lacquer or a structured film made from a holographic master as a layer reflecting in a spatially selective manner in order to increase spatial selectivity.

Description

Kontrasterhöhende Bildwand Contrast-increasing screen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kontrasterhöhende Bildwand für die Darstellung statischer oder bewegter Bilder mittels Aufprojektion durch eine schmal- bandige Lichtquelle, wie zum Beispiel einer oder mehrerer monochromatischer Lichtquellen.The present invention relates to a contrast-increasing screen for the display of static or moving images by means of projection through a narrow-band light source, such as one or more monochromatic light sources.
Um projektierte Bilder möglichst unbeeinflusst von Störlicht, wie Tageslicht oder künstlicher Raumbeleuchtung, betrachten zu können, sollte das Reflexionsver- mögen der Bildwand für den gesamten Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts gering sein, ausgenommen für die Wellenlängen, die der Strahlung der Lichtquelle beziehungsweise der Lichtquellen entsprechen. Für die großflächige Auflichtprojektion insbesondere farbiger Bilder mittels Laserlichtquellen oder anderer mehr oder weniger schmalbandiger Lichtquellen für mehrere Primärvalen- zen (etwa rot, grün, blau [RGB] wie LCD-Projektion oder CRT-Projektion) sind daher Bildwände wünschenswert, die ein stark wellenlängenselektives Reflexionsverhalten aufweisen: Das heißt, das Reflexionsvermögen der Bildwand für die Wellenlängen, die den zur Projektion verwendeten Primärvalenzen entsprechen, sollte möglichst hoch sein und für die anderen Wellenlängen zum Beispiel aus dem Umgebungslicht möglichst gering.In order to be able to view projected images as unaffected by stray light as daylight or artificial room lighting, the reflectivity of the screen should be low for the entire wavelength range of visible light, except for the wavelengths that correspond to the radiation from the light source or light sources. For large-scale incident light projection, in particular of colored images using laser light sources or other more or less narrow-band light sources for several primary variances (such as red, green, blue [RGB] such as LCD projection or CRT projection), projection screens are therefore desirable which have a strongly wavelength-selective reflection behavior have: That is, the reflectivity of the screen for the wavelengths that correspond to the primary valences used for the projection should be as high as possible and as low as possible for the other wavelengths, for example from ambient light.
Im Sinne der Erfindung wird unter Reflexion die gesamte von der Bildwand zurückgestreute oder reflektierte Lichtintensität, bezogen auf die einfallende Intensität, verstanden.In the sense of the invention, reflection is understood to mean the total light intensity scattered or reflected back from the screen, based on the incident intensity.
Darüber hinaus sollte die Reflexion der Bildwand eine wählbare räumliche Winkelcharakteristik aufweisen, wobei die Reflexion in einem definierten Abstrahlwinkelbereich erfolgt, damit kein oder nur wenig Licht in/aus solche/n Raumwin- kelbereiche(n) remittiert wird, in denen sich kein Betrachter aufhält. Idealerweise sollte die Reflexion in einem Winkelbereich von +/- 40° erfolgen, wobei von der Normalen auf die Bildwand horizontal nach links beziehungsweise nach rechts gemessen wird. Durch die räumliche Winkelcharakteristik wird eine spiegelnde Reflexion vermieden und statt dessen eine diffuse Reflexion bewirkt. Zudem wird der Kontrast gegenüber einem Lambertstrahler weiter erhöht. Um die statischen oder bewegten Bilder auf einer Bildwand auch bei Tageslicht deutlich und ungestört vom Tages- oder sonstigem Umgebungslicht beziehungsweise Störlicht wahrnehmen zu können, sollte die Bildwand spektral und räumlich selektives Reflexionsvermögen aufweisen.In addition, the reflection of the screen should have a selectable spatial angle characteristic, the reflection taking place in a defined radiation angle range, so that little or no light is emitted into / from those spatial angle regions where there is no observer. Ideally, the reflection should take place in an angular range of +/- 40 °, measuring from the normal to the screen horizontally to the left or to the right. Due to the spatial angle characteristic, a specular reflection is avoided and instead a diffuse reflection is caused. In addition, the contrast is further increased compared to a Lambert radiator. In order to be able to perceive the static or moving images on a screen clearly and undisturbed by daylight or other ambient light or interference light, the screen should have spectrally and spatially selective reflectivity.
Es wurden bereits verschiedene Vorschläge zur Verbesserung nicht nur der spektralen Selektivität, sondern zugleich auch der räumlichen Selektivität der Reflexion von Bildwänden gemacht.Various proposals have already been made to improve not only the spectral selectivity but also the spatial selectivity of the reflection from picture walls.
So wird in DE 197 47 597 eine Bildwand beschrieben, bei der die spektrale Selektivität für monochromatisches Licht wie Laserlicht durch ein Mehrschichtsystem bewirkt wird, das aus Schichten aus dielektrischen Materialien aufgebaut ist, die abwechselnd hoch- und niedrigbrechend sind. Durch dieses Mehrschicht- system, das als Interferenzfilter wirkt, wird die Reflektivität für die Wellenlängen des monochromatischen Laserlichts erhöht und außerhalb der Wellenlängenbereiche des Projektionslichtes abgesenkt.DE 197 47 597 describes a projection screen in which the spectral selectivity for monochromatic light such as laser light is brought about by a multilayer system which is composed of layers of dielectric materials which are alternately high and low refractive index. This multilayer system, which acts as an interference filter, increases the reflectivity for the wavelengths of the monochromatic laser light and reduces it outside the wavelength range of the projection light.
Zur Einstellung der Winkelcharakteristik werden auf der Bildwand Pigmente in einer separaten Lackschicht vorgesehen.To adjust the angular characteristics, pigments are provided on the screen in a separate lacquer layer.
DE 199 01 970 beschreibt eine spektral selektiv reflektierende Bildwand für die Aufprojektion mit schmalbandigem, insbesondere monochromatischem, Licht, wie es zum Beispiel von Lasern erzeugt wird, bei der die spektrale Selektivität durch eine Beschichtung aus cholesterischen Polymeren bewirkt wird. Zur Einstellung der räumlichen Winkelcharakteristik wird hier die Oberfläche des Substrats, auf das die Beschichtung aufgebracht ist, strukturiert.DE 199 01 970 describes a spectrally selectively reflecting screen for the projection with narrow-band, in particular monochromatic, light, such as is generated by lasers, for example, in which the spectral selectivity is brought about by a coating of cholesteric polymers. To set the spatial angle characteristic, the surface of the substrate to which the coating is applied is structured here.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Verwendung von Pigmenten zur Einstellung der Winkelcharakteristik zwar die gewünschte diffuse Reflektivität erhalten wird, jedoch andererseits durch die Partikel eine hohe Streuung verursacht wird. Diese hohe Streuung bewirkt, dass Licht, welches zuerst diese streuende Schicht durchlaufen muss, ehe es zur spektralselektiven Beschichtung vordringen kann, bereits in der Streuschicht selbst spektral unselektiv zurückemittiert wird, so dass im Ergebnis die spektrale Selektivität der Bildwand verringert oder sogar zerstört wird.However, it has been shown that when using pigments to adjust the angular characteristic, the desired diffuse reflectivity is obtained, but on the other hand, the particles cause high scatter. This high scattering means that light, which must first pass through this scattering layer before it can advance to the spectrally selective coating, is already spectrally unselectively emitted back in the scattering layer, so that as a result, the spectral selectivity of the screen is reduced or even destroyed.
Erfolgt die Einstellung der Winkelcharakteristik durch Strukturierung der Oberflä- ehe des Substrats, kann hierbei grundsätzlich die spektral selektiv reflektierende Beschichtung auf die strukturierte Fläche selbst aufgetragen werden, wobei sich die Struktur auf die Beschichtung überträgt. Alternativ kann zuerst die spektral selektiv reflektierende Beschichtung auf das glatte Substrat erfolgen, und dann die strukturierte Schicht aufgetragen werden. In Kombination mit Interferenzfil- tern z. B. ergibt sich das Problem, dass im Fall einer Beschichtung auf ein strukturiertes Substrat die spektrale Selektivität leidet, da sich die Peakpositio- nen der Wellenlängen im Spektrum ändern und der Untergrund stärker reflektiert, wie nachstehend ausführlicher im Zusammenhang mit Figur 2 diskutiert. Bei umgekehrter Reihenfolge, das heißt für den Fall, dass zuerst die spektral selektiv reflektierende die Beschichtung auf das glatte Substrat aufgetragen wird, muss auf das Schichtsystem eine streuende Fläche aufgebracht werden. Dies geschieht üblicherweise durch mechanische Bearbeitung der Filterschicht, wodurch diese Beanspruchungen ausgesetzt ist und zerstört werden kann.If the angle characteristic is set by structuring the surface of the substrate, the spectrally selectively reflecting coating can in principle be applied to the structured surface itself, the structure being transferred to the coating. Alternatively, the spectrally selectively reflective coating can first be applied to the smooth substrate, and then the structured layer can be applied. In combination with interference filters e.g. The problem arises, for example, that in the case of a coating on a structured substrate, the spectral selectivity suffers, since the peak positions of the wavelengths in the spectrum change and the background reflects more, as discussed in more detail below in connection with FIG. 2. In the reverse order, that is to say in the event that the spectrally selectively reflecting coating is first applied to the smooth substrate, a scattering surface must be applied to the layer system. This is usually done by mechanical processing of the filter layer, whereby it is exposed to stresses and can be destroyed.
Es bestand daher Bedarf an einer Möglichkeit, die räumliche Winkelcharakteristik von spektral selektiv reflektierenden Bildwänden einstellen zu können, ohne dass die vorstehend genannten Probleme auftreten. Zudem sollte die Einstellung auf einfache Art und Weise durchführbar sein und insgesamt eine Verbesserung der räumlich selektiven Reflektivität von Bildwänden ermöglichen.There was therefore a need for a possibility of being able to adjust the spatial angle characteristic of spectrally selectively reflecting picture walls without the problems mentioned above occurring. In addition, it should be possible to carry out the adjustment in a simple manner and, overall, enable the spatially selective reflectivity of picture walls to be improved.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch eine kontrasterhöhende Bildwand, die ein Substrat und eine spektral selektiv reflektierende Beschichtung enthält, wobei die Bildwand mindestens eine räumlich reflektierende Schicht aufweist, wobei die räumlich reflektierende Schicht ausgewählt ist unter einer Schicht, die aus einem härtbaren Lack gebildet ist, und einer holographisch strukturierten Folie. Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung von härtbaren Lacken und holographisch strukturierten Folien zur Ausbildung von derartigen räumlich reflektierenden Schichten.The object according to the invention is achieved by a contrast-increasing screen which contains a substrate and a spectrally selectively reflecting coating, the screen having at least one spatially reflecting layer, the spatially reflecting layer being selected from a layer which is formed from a curable lacquer, and a holographically structured film. The invention further relates to the use of curable lacquers and holographically structured foils for the formation of such spatially reflecting layers.
Für die erfindungsgemäße Bildwand kann eine beliebige bekannte spektral selektiv reflektierende Beschichtung eingesetzt werden, wie sie zum Beispiel in der vorstehend genannten Deutschen Patentanmeldung DE 197 47 597 A1 , in der internationalen Anmeldung WO 98/36320 und in dem Deutschen Patent DE 199 01 970 C2 beschrieben sind, auf die hier in diesem Zusammenhang ausdrücklich verwiesen wird und die voll inhaltlich in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen werden.Any known spectrally selectively reflecting coating can be used for the screen according to the invention, as described, for example, in the aforementioned German patent application DE 197 47 597 A1, in the international application WO 98/36320 and in the German patent DE 199 01 970 C2 which are expressly referred to in this context and which are fully incorporated into the present application.
Erfindungsgemäß wird die räumlich selektive Reflexion durch eine Schicht mit strukturierter Oberfläche bewirkt, die aus einem härtbaren Lack besteht, oder eine holographisch strukturierte Folie ist, bei der die Oberfläche und/oder deren Volumen unter Einsatz an sich bekannter holographischer Verfahren strukturiert und/oder modifiziert worden ist.According to the invention, the spatially selective reflection is brought about by a layer with a structured surface, which consists of a curable lacquer, or is a holographically structured film in which the surface and / or its volume has been structured and / or modified using known holographic methods is.
Holographisch strukturierte Folien sind an sich bekannt und werden z.B. von der Firma POC in Kombination mit einem spektral unselektiven Filter bereits als kontrasterhöhende Bildwand (LORS) eingesetzt. Die hierbei erzielte Kontrasterhöhung ist jedoch nur ungenügend, da sie lediglich aus der ausschließlichen Remission von Licht aus einem definierten Raumwinkelbereich resultiert.Holographically structured foils are known per se and are e.g. already used by POC in combination with a spectrally unselective filter as a contrast-increasing screen (LORS). However, the contrast increase achieved here is insufficient because it only results from the exclusive remission of light from a defined solid angle range.
Im Falle der Verwendung des Lackes ergibt sich die Strukturierung im Verlauf der Härtung derartiger Lackschichten durch Polymerisation und Vernetzung der eingesetzten Ausgangsmaterialien, wobei es zu Schrumpfungsprozessen kommt, die zur Mikrofaltung der Oberfläche führen. Durch diese Mikrofaltung ergibt sich auf der Oberfläche der Lackschicht die gewünschte Strukturierung.If the lacquer is used, the structuring results in the course of the hardening of such lacquer layers by polymerization and crosslinking of the starting materials used, which leads to shrinkage processes which lead to the microfolding of the surface. This micro-folding results in the desired structuring on the surface of the lacquer layer.
Geeignete Verfahren und Materialien für erfindungsgemäß einsetzbare strukturierte Lackschichten sind in der Deutschen Patentanmeldung DE 198 42 510 A1 prinzipiell beschrieben. Es wird hier ganz allgemein ein Verfahren zur Herstellung von dekorativen und funktionellen Oberflächen auf starren oder flexiblen Substraten offenbart, ohne jedoch auf konkrete Anwendungen Bezug zu nehmen. Die dort beschriebenen Verfahren und Materialien können prinzipiell auch für die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten strukturierten Lackschicht ver- wendet werden.Suitable methods and materials for structured lacquer layers that can be used according to the invention are described in principle in German patent application DE 198 42 510 A1. In general, there is a manufacturing process here of decorative and functional surfaces on rigid or flexible substrates, but without referring to specific applications. The methods and materials described there can in principle also be used for the production of the structured lacquer layer used according to the invention.
"Bei den für die vorliegende Erfindung einsetzbaren Lacken handelt es sich vorzugsweise um Elektronenstrahl- oder UV-härtende Färb- und Lackschichten. Prinzipiell werden diese Färb- oder Lackschichten erhalten, indem Ausgangs- mischungen aus polymerisier- und vernetzbaren Mono- und Oligomeren mit oder ohne Photoinitiator auf an sich übliche Art und Weise auf eine geeignete Unterlage aufgebracht und mittels geeigneter Strahlung gehärtet werden. Das Ausmaß der Mikrofaltung und damit das Erscheinungsbild der Strukturierung variiert dabei in Abhängigkeit des eingesetzten Monomer-/Oligomersystems, Schichtdi- cke, UV-Wellenlänge, Art des Substrats und Beschichtungstechnik. Somit lässt sich durch einfache Variation der genannten Parameter je nach Bedarf die Strukturierung gezielt einstellen. "The lacquers that can be used for the present invention are preferably electron-beam or UV-curing coloring and lacquer layers. In principle, these coloring or lacquer layers are obtained by starting mixtures of polymerizable and crosslinkable mono- and oligomers with or without The photoinitiator is applied in a conventional manner to a suitable base and hardened by means of suitable radiation, the extent of the microfolding and thus the appearance of the structuring vary depending on the monomer / oligomer system used, layer thickness, UV wavelength, Art of the substrate and coating technology, so that the structuring can be specifically adjusted as required by simply varying the parameters mentioned.
Geeignete Lacke beziehungsweise Lacksysteme sind ausführlich in DE 198 42 510 A1 beschrieben.Suitable paints or paint systems are described in detail in DE 198 42 510 A1.
Beispiele für geeignete Ausgangsmaterialien sind Acrylate, Epoxide, Vinylether, unsubstituierte und substituierte Styrole und Mischungen davon. Diese können in geeigneten Lösungsmitteln vorliegen. Die Acrylate weisen hierbei vorzugsweise eine Funktionalität von 2 oder mehr auf.Examples of suitable starting materials are acrylates, epoxies, vinyl ethers, unsubstituted and substituted styrenes and mixtures thereof. These can be in suitable solvents. The acrylates preferably have a functionality of 2 or more.
Die Härtung dieser Materialien erfolgt üblicherweise durch Bestrahlung mit monochromatischem UV-Licht mit einer für das jeweilige System geeigneten Wellenlänge. Für die Härtung wird vorzugsweise monochromatisches UV-Licht einer Wellenlänge eingesetzt, das noch in der Lage ist, direkt Polymerradikale für die Polymerisation und Vernetzung zu bilden, im UV-Absorptionsbereich der Lackkomponente liegt und eine Härtung mit vertretbarer Photonendosis ermöglicht. Prinzipiell können alle Wellenlängen, die in der Lage sind, in der durchstrahlten Zone der Lackschicht die Härtung zu bewirken, zur Erzeugung der Mikrofaltung eingesetzt werden, sofern sie den Absorptionsspektren der Lackkomponenten entsprechen.These materials are usually cured by irradiation with monochromatic UV light with a wavelength suitable for the respective system. Monochromatic UV light of a wavelength is preferably used for the curing, which is still able to directly form polymer radicals for the polymerization and crosslinking, is in the UV absorption range of the coating component and enables curing with an acceptable photon dose. In principle, all wavelengths that are able to effect curing in the irradiated zone of the lacquer layer can be used to generate the micro-folding are used, provided they correspond to the absorption spectra of the paint components.
Beispiele für kommerziell erhältliche Strahler, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, ist ein Excimer-UV-Laser, der monochromatisches UV-Licht bei 172 nm und 222 nm emittert, wie er zum Beispiel von Heraeus Noblelight erhältlich ist. Geeignet ist zudem ein Argon-Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von 126 nm.Examples of commercially available emitters which are suitable for the present invention are an excimer UV laser which emits monochromatic UV light at 172 nm and 222 nm, as is available, for example, from Heraeus Noblelight. An argon excimer laser with a wavelength of 126 nm is also suitable.
Da Luft kurzwellige UV-Strahlung unter Ozonbildung absorbiert, sollte die Be- Strahlung zur Aushärtung und Faltung der Lackschicht vorzugsweise in inerter Atmosphäre erfolgen.Since air absorbs short-wave UV radiation with ozone formation, the radiation for curing and folding the lacquer layer should preferably take place in an inert atmosphere.
Es hat sich gezeigt, dass mit abnehmender Wellenlänge die Eindringtiefe der Photonen in die Lackschicht geringer ist und damit eine feinere Strukturierung erhalten wird. So wird mit Wellenlängen von kleiner 200 nm im Allgemeinen eine feine, nicht sichtbare Mikrofaltung ausgebildet und mit größeren Wellenlängen von 200 nm und mehr größere Strukturen, die sichtbar sind. Zudem hat sich gezeigt, dass bei längerwelliger Strahlung (222 nm) das Peak-Valley-Verhältnis der Oberflächenrauhigkeit und -welligkeit mit zunehmender Dicke der Lackschicht stärker wächst als bei kurzwelliger Bestrahlung (172 nm).It has been shown that as the wavelength decreases, the depth of penetration of the photons into the lacquer layer is smaller and a finer structuring is obtained. Thus, a fine, invisible microfolding is generally formed with wavelengths of less than 200 nm and larger structures that are visible with longer wavelengths of 200 nm and more. It has also been shown that with longer-wave radiation (222 nm) the peak-valley ratio of surface roughness and ripple increases more with increasing thickness of the lacquer layer than with short-wave radiation (172 nm).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird als Lackkomponente Urethan- diacrylat gewählt, vorzugsweise zusammen mit einem flexiblen Reaktivverdünner. Mit solchen flexiblen Systemen lassen sich feine Mattglanzstrukturen erhalten. Für die Härtung kann ein Strahler, wie er vorstehend genannt ist, eingesetzt werden.According to a preferred embodiment, urethane diacrylate is chosen as the lacquer component, preferably together with a flexible reactive thinner. With such flexible systems, fine matt gloss structures can be obtained. A radiator as mentioned above can be used for curing.
Für die Herstellung der strukturierten Lackschicht können die Ausgangskompo- nenten in reiner Form, mit organischen Lösungsmitteln verdünnt oder als wäss- rige Dispersion vorliegen. Die Ausgangskomponenten können Mischungen aus strahlenpolymerisierbaren Mono-/Oligomeren und flüssigen oder gelösten, nicht strahlenchemisch polymerisierbaren Polymeren sein. Für die Verarbeitung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Viskosität der Ausgangskomponenten im Belichtungszeitpunkt weniger als 10.000 mPas beträgt.For the production of the structured lacquer layer, the starting components can be present in pure form, diluted with organic solvents or as an aqueous dispersion. The starting components can be mixtures of radiation-polymerizable mono- / oligomers and liquid or dissolved, non-radiation-polymerizable polymers. For processing it has have proven to be advantageous if the viscosity of the starting components at the time of exposure is less than 10,000 mPas.
Grundsätzlich können auch höherviskose Ausgangsmaterialien verarbeitet wer- den, wobei jedoch im Allgemeinen unterstützende Maßnahmen erforderlich sind. So lassen sich höherviskose Acrylate mit thermischer Unterstützung strukturieren.Basically, higher-viscosity starting materials can also be processed, although supporting measures are generally required. In this way, higher-viscosity acrylates can be structured with thermal support.
Systeme mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung weisen eine für die Mikrofaltung vorteilhafte Schrumpfung auf und verfügen über die erforderliche UV-Reaktivität.Systems with the composition described above have a shrinkage which is advantageous for microfolding and have the required UV reactivity.
Die Dicke der Lackschicht wird in einem für Bildwände üblichen Bereich gewählt. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäß verwendete Lackschicht eine Dicke auf, die in einem Bereich von 5 bis 15 μm liegt.The thickness of the lacquer layer is chosen in a range that is customary for picture walls. The lacquer layer used according to the invention preferably has a thickness which is in a range from 5 to 15 μm.
Es versteht sich jedoch, dass für die vorliegende Erfindung prinzipiell auch Lackschichten verwendet werden können, bei denen die Härtung durch andere Mechanismen als durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen oder UV-Licht erfolgt, so lange eine entsprechende Strukturierung der Oberfläche auftritt, beispielsweise durch Strahlung anderer Wellenlängen oder Wärme etc.However, it goes without saying that, in principle, lacquer layers can also be used for the present invention, in which the hardening takes place by mechanisms other than by irradiation with electron beams or UV light, as long as there is a corresponding structuring of the surface, for example by radiation of different wavelengths or Heat etc.
Im Falle von holographisch strukturierten Folien resultiert die Funktion aus einem Oberflächenrelief, das von einem holographisch fabrizierten Master reproduziert wird. Von besonderem Vorteil ist hier die bei dieser Art der Herstellung mögliche vollständige Kontrolle über die Strukturierung der lichtstreuenden Oberfläche. Die dabei erhältlichen komplett zufälligen, nicht-periodischen Strukturen können als zufällig angeordnete Microlinsen verstanden werden. Die Funktion der Folien ist nicht wellenlängenabhängig und ist mit weissem, monochromatischem, sowie mit kohärentem und inkohärentem Licht gleichermaßen gegeben. Die zufällige Struktur der erfindungsgemäß einzusetzenden holographisch strukturierten Folien zerstören unerwünschte Moire-Effekte und Farbbeugung. Das einfallende Licht kann präzise in sehr definierten Bereichen kontrolliert werden. Das remi- tierte Licht kann somit auf einen Raumwinkelbereich eingeschränkt werden, wodurch die Lichtausbeute optimiert werden kann.In the case of holographically structured foils, the function results from a surface relief that is reproduced by a holographically fabricated master. Of particular advantage here is the full control over the structuring of the light-scattering surface that is possible with this type of production. The completely random, non-periodic structures that can be obtained can be understood as randomly arranged microlenses. The function of the foils is not dependent on the wavelength and is equally given with white, monochromatic, as well as with coherent and incoherent light. The random structure of the holographically structured foils to be used according to the invention destroy undesired moiré effects and color diffraction. The incident light can be precisely controlled in very defined areas. The remi- Tiert light can thus be limited to a solid angle range, whereby the light yield can be optimized.
Mit der holographisch strukturierten Folie können vertikal und horizontal unterschiedliche Raumwinkelbereiche ausgewählt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil für Bildwände, da Bereiche, in denen sich keine Betrachter befinden wie der Deckenbereich, ausgeblendet werden können, und zudem die Räume, in denen Bildwände zum Einsatz kommen, häufig eine größere Breite als Höhe aufweisen. With the holographically structured film, different solid angle ranges can be selected vertically and horizontally. This is particularly advantageous for screens, since areas where there are no viewers, such as the ceiling area, can be hidden and, moreover, the rooms in which screens are used often have a greater width than height.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben.To explain the invention in more detail, exemplary embodiments are described below with reference to the figures.
Diese zeigen in:These show in:
Figur 1 zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bildwand mit unterschiedlicher Anordnung der räumlich selektiv reflektierenden Schicht,FIG. 1 shows two embodiments of the screen according to the invention with different arrangements of the spatially selectively reflecting layer,
Figur 2 einen Vergleich der optischen Leistung einer erfindungsgemäßen Bild- wand mit planarem Substrat mit einer Bildwand mit herkömmlich strukturiertem Substrat,FIG. 2 shows a comparison of the optical performance of an image wall according to the invention with a planar substrate with an image wall with a conventionally structured substrate,
Figur 3 eine Darstellung der Winkelabhängigkeit der Reflexion einer erfindungsgemäßen Bildwand mit unterschiedlich fein strukturierter Lackschicht,FIG. 3 shows an illustration of the angle dependence of the reflection of an image wall according to the invention with a varnish layer of different fineness.
Figur 4 eine schematische Darstellung der Entwicklung einer spektral selektiv reflektierenden Beschichtung mit einem genetischen Algorithmus, undFIG. 4 shows a schematic illustration of the development of a spectrally selectively reflecting coating using a genetic algorithm, and
Figur 5 ein Diagramm des spektralen Verlaufs einer nach einem Verfahren gemäß Figur 4 erhaltenen Bildwand.FIG. 5 shows a diagram of the spectral profile of an image wall obtained by a method according to FIG. 4.
Wie in den beiden Ausführungsformen a und b in Figur 1 gezeigt, kann die erfindungsgemäß eingesetzte räumlich selektiv reflektierende Schicht 1 beliebig angeordnet sein, wobei sie sich oberhalb (Figur 1a) oder unterhalb (Figur 1b) der spektral selektiven Beschichtung 2 befinden kann. In der gezeigten Darstellung befindet sie sich unmittelbar über beziehungsweise unter der spektral selektiven Beschichtung 2, wobei die einzelnen Schichten auf einem Substrat 3 angeordnet sind.As shown in the two embodiments a and b in FIG. 1, the spatially selectively reflecting layer 1 used according to the invention can be arranged in any way, it being possible for it to be located above (FIG. 1a) or below (FIG. 1b) the spectrally selective coating 2. In the illustration shown, it is located directly above or below the spectrally selective coating 2, the individual layers being arranged on a substrate 3.
Während die strukturierte Lackschicht/Folie, die als räumlich selektiv reflektierende Schicht 1 wirkt, für die Streuung des auf die Bildwand projektierten Lichtes sorgt, hier durch die Pfeile 4, 5, 6 und 7 veranschaulicht, wird durch die Beschichtung 2 die spektrale Selektivität erreicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die holographisch strukturierte Folie als Substrat benutzt werden. In diesem Fall wird die spektral selektiv reflektierende Beschichtung 2 auf die glatte Rückseite der Folie aufgebracht.While the structured lacquer layer / film, which acts as a spatially selectively reflecting layer 1, ensures the scattering of the light projected onto the screen, illustrated here by the arrows 4, 5, 6 and 7, the spectral selectivity is achieved by the coating 2. According to a further embodiment of the present invention, the holographically structured film can be used as a substrate. In this case, the spectrally selectively reflecting coating 2 is applied to the smooth back of the film.
Bezogen auf die Abbildung 1a bedeutet dies, dass das dort gezeigte Substrat 3 wegfällt. Wird zudem ein Mehrschichtsystem als Spektral selektiv reflektierende Beschichtung 2 eingesetzt, wie zum Beispiel ein RGB-Filter, ist der Aufbau entsprechend anzupassen, indem bei der Herstellung die Schichtabfolge bei der Beschichtung invers zu der Beschichtungsabfolge auf ein separates Substrat, wie zum Beispiel in Figur 1a gezeigt, durchgeführt wird, und das veränderte Einfallsmedium berücksichtigt wird, dass nun nicht mehr Luft sondern die holographisch strukturierte Folie ist.Based on Figure 1a, this means that the substrate 3 shown there is omitted. If, in addition, a multilayer system is used as the spectrally selectively reflecting coating 2, such as an RGB filter, the structure must be adapted accordingly by producing the layer sequence during coating inversely to the coating sequence on a separate substrate, such as in FIG. 1a shown, carried out, and the changed incidence medium is taken into account that is now no longer air but the holographically structured film.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Bildwand ist, dass räumliche Selektivität mittels eines dünnen, flexiblen, strukturierten Films oder Folie erhalten wird, dessen/deren streuende Eigenschaften sich im Verlauf der Herstellung sehr fein justieren lassen.An advantage of the screen according to the invention is that spatial selectivity is obtained by means of a thin, flexible, structured film or foil, the scattering properties of which can be adjusted very finely in the course of production.
Ein weiterer Vorteil, der insbesondere bei einer Anordnung gemäß Figur 1a auftritt, bei der die strukturierte Lackschicht/Folie auf die spektral selektive Beschichtung 2 aufgebracht ist, liegt darin, dass durch die Strukturierung der Oberfläche wie sie erfindungsgemäß vorgesehen ist, die zunächst aufgebrachte spektral selektive Beschichtung 2 keinerlei mechanischen Einwirkungen ausge- setzt ist, die diese beschädigen oder gar zerstören könnte.A further advantage, which occurs in particular in the case of an arrangement according to FIG. 1a, in which the structured lacquer layer / film is applied to the spectrally selective coating 2, lies in the fact that the structuring of the surface as provided according to the invention means that the spectrally selective initially applied Coating 2 is not exposed to any mechanical influences that could damage or even destroy it.
Im Falle der Verwendung der holographisch strukturierten Folie ist die Struktur per se bereits vor der Beschichtung erzeugt worden - man vermeidet so die mögliche Zerstörung des Filters durch anschließende Prägung und hat zudem den Vorteil auf eine glatte Fläche (Rückseite der Folie bzw. des Substrats) beschichten zu können.If the holographically structured film is used, the structure per se was created before the coating - this avoids the possible destruction of the filter by subsequent embossing and also has the advantage of coating on a smooth surface (back of the film or the substrate) to be able to.
Prinzipiell kann als Substrat 3 ein beliebiges Material verwendet werden, wie es für die Herstellung derartiger Bildwände an sich bekannt ist. Beispiele für Materi- alien sind Glas oder Kunststoff. Das Substrat 3 kann transparent oder nicht transparent sein. Im Falle eines transparenten Substrates 3 kann die Bildwand zum Beispiel für eine Projektion auf durchsichtigen Glas- oder Kunststoffflächen verwendet werden, wie auf Fensterscheiben, als Head-Up-Display oder ähnli- ches. Im Falle eines nicht transparenten Substrates 3 kann das Substrat stark absorbierend sein, indem es zum Beispiel schwarz eingefärbt ist, so dass es für alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts minimale Remission zeigt. Das Substrat kann aus einem flexiblen oder starren Material bestehen. Ein Beispiel für ein flexibles Substrat ist eine Kunststofffolie. Im Falle der Verwendung der ho- lographisch strukturierten Folie für die räumlich selektiv reflektierende Schicht 1 kann diese zudem direkt selbst als Substrat verwendet werden. In diesem Fall ist die holographisch strukturierte Folie transparent zu wählen.In principle, any material can be used as the substrate 3, as is known per se for the production of such picture walls. Examples of material alien are glass or plastic. The substrate 3 can be transparent or non-transparent. In the case of a transparent substrate 3, the screen can be used, for example, for a projection on transparent glass or plastic surfaces, such as on window panes, as a head-up display or the like. In the case of a non-transparent substrate 3, the substrate can be highly absorbent, for example by being colored black, so that it shows minimal remission for all wavelengths of visible light. The substrate can be made of a flexible or rigid material. An example of a flexible substrate is a plastic film. If the holographically structured film is used for the spatially selectively reflecting layer 1, it can also be used directly as a substrate. In this case, the holographically structured film should be chosen to be transparent.
Wird die räumlich reflektierende Schicht 1 wie in Figur 1a gezeigt, auf der spekt- ral selektiven Beschichtung 2 aufgebracht, wird ein klarer Lack beziehungsweise eine transparente Folie gewählt.If the spatially reflective layer 1 is applied to the spectrally selective coating 2 as shown in FIG. 1a, a clear lacquer or a transparent film is selected.
Wird dagegen die räumlich reflektierende Schicht 1 zwischen dem Substrat 3 und der spektral selektiven Beschichtung 2 aufgebracht, kann ein beliebig transparentes oder nicht transparentes Material, das für Licht mehr oder weniger durchlässig ist, verwendet werden. Beispielsweise kann in diesem Fall die Lackschicht mit geeigneten Farbstoffen und/oder Pigmenten eingefärbt sein. So kann zum Beispiel anstelle des vorstehend genannten nicht transparenten Substrats eine entsprechend absorbierende Lackschicht auf einem an sich transparenten Substrat aufgebracht sein.If, on the other hand, the spatially reflective layer 1 is applied between the substrate 3 and the spectrally selective coating 2, an arbitrarily transparent or non-transparent material that is more or less transparent to light can be used. In this case, for example, the lacquer layer can be colored with suitable dyes and / or pigments. For example, instead of the non-transparent substrate mentioned above, a correspondingly absorbent lacquer layer can be applied to a substrate which is transparent per se.
Im Falle der Verwendung einer strukturierten Lackschicht wurde zudem beobachtet, dass der Zusatz von Pigmenten für die Ausbildung der Mikrofaltung förderlich ist. Zur Förderung der Mikrofaltung können daher in der Lackschicht entsprechende als Keime für die Mikrofaltung wirkende Materialien vorliegen.When using a structured lacquer layer, it was also observed that the addition of pigments is beneficial for the formation of the microfolding. To promote microfolding, corresponding materials which act as nuclei for the microfolding can therefore be present in the lacquer layer.
Wie bereits zuvor ausgeführt, kann für die erfindungsgemäße Bildwand eine beliebige an sich bekannte, spektral selektiv reflektierende Beschichtung verwendet werden. So kann die spektral selektive Beschichtung 2 aus einer oder mehreren choleste- rischen Polymerschichten gebildet sein, wie sie in DE 199 01 970 C2 beschrieben sind. Hierbei wird spektrale Selektivität auf Basis der Eigenschaften von cholesterischen Polymeren erzielt, die als einzelne Schicht die Fähigkeit besit- zen, zirkulär polarisiertes Licht einer bestimmten Händigkeit (das heißt entweder rechts- oder linkszirkular) und damit jeweils 50 % des unpolarisierten Lichtes in einem bestimmten Wellenlängenband ΔΛ zu reflektieren. Für eine optimale Reflektivität sollte die Bildwand für jede ausgewählte Wellenlänge mindestens 2 zueinander enantiomere cholesterische Polymerschichten mit entsprechender Selektivität für diese Wellenlänge aufweisen. Da cholesterische Enantiomere entgegengesetzt zirkulär polarisiertes Licht reflektieren, wird in diesem Fall sowohl der rechts- als auch der linkszirkular drehende Anteil des unpolarisierten Lichtes in dem betreffenden Wellenlängenband reflektiert.As already stated above, any spectrally selectively reflecting coating known per se can be used for the screen according to the invention. The spectrally selective coating 2 can thus be formed from one or more cholesteric polymer layers, as described in DE 199 01 970 C2. Spectral selectivity is achieved on the basis of the properties of cholesteric polymers which, as a single layer, have the ability to circularly polarized light of a certain handedness (ie either right or left circular) and thus 50% of the unpolarized light in a certain wavelength band To reflect ΔΛ. For optimal reflectivity, the screen should have at least 2 mutually enantiomeric cholesteric polymer layers with corresponding selectivity for this wavelength for each selected wavelength. In this case, since cholesteric enantiomers reflect oppositely circularly polarized light, both the right-hand and the left-hand circularly rotating portion of the unpolarized light in the relevant wavelength band is reflected.
Eine für RGB-Strahlung besonders geeignete Bildwand sollte daher mindestens sechs Schichten aus cholesterischen Polymeren aufweisen, wobei jeweils zwei einander benachbarte Schichten zueinander enantiomer sind und das blaue, rote beziehungsweise grüne Licht reflektieren, so dass insgesamt eine Reflexion von annähernd 100 % für alle RGB-Wellenlängen erzielt werden kann.A screen that is particularly suitable for RGB radiation should therefore have at least six layers of cholesteric polymers, two adjacent layers being enantiomeric to each other and reflecting the blue, red or green light, so that a total reflection of approximately 100% for all RGB Wavelengths can be achieved.
Die spektral selektive Beschichtung 2 kann aus einem mehrlagigen Schichtsystem aus mindestens zwei dielektrischen Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex aufgebaut sein. Die mindestens zwei Schichtmaterialien sind abwechselnd auf dem Substrat aufgebracht, so das jeweils eine niedrigbrechende Schicht und eine hochbrechende Schicht abwechselnd auf dem Substrat angeordnet sind. Die jeweiligen Schichtdicken der hoch- beziehungsweise niedrigbrechenden Schichten eines Systems können gleich oder verschieden sein. Beispielsweise können eine oder mehrere Perioden von jeweils einer hochbrechenden Schicht mit einer ersten Schichtdicke und einer niedrigbrechenden Schicht mit einer zweiten Schichtdicke vorgesehen sein. In diesem Fall spricht man von periodischer Anordnung.The spectrally selective coating 2 can be constructed from a multi-layer system of at least two dielectric materials with different refractive index. The at least two layer materials are applied alternately on the substrate, so that a low-index layer and a high-index layer are arranged alternately on the substrate. The respective layer thicknesses of the high or low refractive index layers of a system can be the same or different. For example, one or more periods of a high-index layer with a first layer thickness and a low-index layer with a second layer thickness can be provided. In this case one speaks of a periodic arrangement.
Die Dicken der hochbrechenden und der niedrigbrechenden Schicht können aber auch variieren; in diesem Fall spricht man von nichtperiodischer Anordnung. Beispiele für geeignete dielektrische Materialien für die vorstehende Beschichtung 2 aus Schichten mit niedrig- und hochbrechenden Materialien sind die Oxide oder Nitride von Silizium, Aluminium, Titan, Wismut, Zirkon, Cer, Hafnium, Niob, Scandium, Magnesium, Zinn, Zink, Yttrium und Indium. Bevorzugte Bei- spiele für niedrigbrechende Materialien sind SiO2 und MgS2 sowie insbesondere AI2O3.The thicknesses of the high-index and low-index layers can also vary; in this case one speaks of a non-periodic arrangement. Examples of suitable dielectric materials for the above coating 2 of layers with low and high refractive index materials are the oxides or nitrides of silicon, aluminum, titanium, bismuth, zircon, cerium, hafnium, niobium, scandium, magnesium, tin, zinc, yttrium and indium. Preferred examples for low refractive index materials are SiO 2 and MgS 2 and in particular Al 2 O 3 .
Bevorzugte Beispiele für hochbrechende Materialien sind Tantaloxid, Titanoxid und Nioboxid sowie Si3N4.Preferred examples of high-index materials are tantalum oxide, titanium oxide and niobium oxide and Si 3 N 4 .
Beispiele für bevorzugte Kombinationen von hochbrechenden und niedrigbrechenden Materialien sind Siliziumdioxid als niedrigbrechendes Material und Titandioxid in der Rutilphase beziehungsweise in der Anatasphase als hochbrechendes Material sowie die Kombinationen SiO2/Si3N4 und insbesondere AI2O3/ Si3N4. Ein weiteres Beispiel für ein geeignetes Material ist das Mischsystem
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Examples of preferred combinations of high-index and low-index materials are silicon dioxide as the low-index material and titanium dioxide in the rutile phase or in the anatase phase as the high-index material, and the combinations SiO 2 / Si 3 N 4 and in particular Al 2 O 3 / Si 3 N 4 . Another example of a suitable material is the mixing system
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Derartige Beschichtungen aus einem mehrlagigen Schichtsystem aus einer Abfolge abwechselnd hoch- und niedrigbrechender dielektrischer Materialien wirken als Interferenzfilter, mit dem selektiv die Wellenlängen des Projektionslichtes reflektiert werden.Coatings of this type made of a multi-layer system consisting of a sequence of alternately high and low refractive index dielectric materials act as an interference filter with which the wavelengths of the projection light are selectively reflected.
Alternativ zur Realisierung des Interferenzfilters mittels eines mehrlagigen Schichtsystems aus hoch- und niedrigbrechenden Schichten kann auch ein Filtersystem mit kontinuierlich und periodisch über die Filterdicke moduliertem Brechungsindex als spektral selektive Beschichtung 2 eingesetzt werden - ein sogenannter Rugate-Filter.As an alternative to realizing the interference filter by means of a multi-layer system consisting of high and low refractive index layers, a filter system with a refractive index that is continuously and periodically modulated over the filter thickness can be used as a spectrally selective coating 2 - a so-called rugate filter.
Zur Herstellung eines solchen Filters mit über der Schichtdicke modulierter Brechzahl kann beispielsweise das vorstehend angeführte Mischsystem Siι.x. yOxNy eingesetzt werden, wobei hier der Brechungsindex durch Variation der Nitridkonzentration eingestellt wird.To produce such a filter with a refractive index modulated over the layer thickness, the above-mentioned mixing system Si 1 can be used, for example. x . y O x N y are used, the refractive index being set here by varying the nitride concentration.
Es können auch andere Mischsysteme aus einer niedrigbrechenden und einer hochbrechenden Komponente wie Mischsysteme ausgewählt unter SiO2/TiO2, SiO2/Ta2O5 und SiO2/Nb205 verwendet werden. Hier wird der Brechungsindex über das Massenverhältnis der Komponenten eingestellt.Other mixing systems consisting of a low refractive index and a high refractive index component such as mixing systems selected from SiO 2 / TiO 2 , SiO 2 / Ta 2 O 5 and SiO 2 / Nb 2 0 5 can be used. The refractive index is set here via the mass ratio of the components.
Für die Herstellung derartiger spektral selektiver Beschichtungen 2 auf Basis von Mischsystemen können zum Beispiel Kosputterprozesse oder CVD-Prozesse eingesetzt werden, wie sie allgemein bekannt sind.For the production of such spectrally selective coatings 2 on the basis of mixing systems, for example, cosputter processes or CVD processes, as are generally known, can be used.
Verfahren zur Herstellung der mehrlagigen Schichtsysteme aus dielektrischen Materialien sind an sich bekannt und zum Beispiel in DE 197 47 597 A1 und WO 98/36320 beschrieben. Beispiele für geeignete Beschichtungsverfahren sind Vakuum-Beschichtungsverfahren wie Magnetronsputtern und Elektronenstrahl- verdampfung.Methods for producing the multilayered layer systems from dielectric materials are known per se and are described, for example, in DE 197 47 597 A1 and WO 98/36320. Examples of suitable coating processes are vacuum coating processes such as magnetron sputtering and electron beam evaporation.
Es wurde gefunden, dass durch Verringerung der Differenz der Brechungsindi- ces die Winkelabhängigkeit eines derartigen Schichtsystems aus niedrig- und hochbrechenden Schichten verringert werden kann. Beispielsweise wird durch Ersatz des niedrigbrechenden Materials durch ein Material, mit einem höheren Brechungsindex die Winkelabhängigkeit reduziert werden kann. So ist die Winkelabhängigkeit, und damit die Verschiebung der Peaks der Primärvalenzen im Spektrum für ein Schichtsystem AI2O3/Si3N4 geringer als für ein System SiO2/Si3N4. Hierbei wurde das niedrigbrechende Material SiO2 durch AI2O3, das einen höheren Brechungsindex aufweist, ersetzt.It was found that by reducing the difference in the refractive indices, the angle dependency of such a layer system of low and high refractive index layers can be reduced. For example, by replacing the low-index material with a material with a higher refractive index, the angle dependency can be reduced. The angle dependency, and thus the shift of the peaks of the primary valences in the spectrum, is less for a layer system Al 2 O 3 / Si 3 N 4 than for a system SiO 2 / Si 3 N 4 . Here, the low-index material SiO 2 was replaced by Al 2 O 3 , which has a higher refractive index.
In Figur 2 sind die optischen Leistungen von spektral selektiven Beschichtungen auf einem planaren Substrat und auf einem strukturierten Substrat einander gegenübergestellt. Hierbei wurde als spektral selektiv reflektierende Beschichtung ein dielektrisches Multischichtsystem verwendet, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Die Gegenüberstellung macht deutlich, dass die spektral gemessene Reflexion einer erfindungsgemäßen Bildwand gemäß Figur 1b bei der die spektral selektiv reflektierende Beschichtung 2 auf einem planaren Substrat 3 abgeschieden ist, signifikant höher ist als die spektral gemessene Reflexion einer Bildwand, bei der die Beschichtung 2 auf einem strukturierten Substrat aufgebracht ist. Dieses Ergebnis verdeutlicht den Vorteil einer Beschichtung auf planaren Substraten mit anschließender Strukturierung bzw. wie mit der holographisch strukturierten Folie möglich, Strukturierung auf der der Beschichtung 2 abgewandten Substratseite, wie es erfindungsgemäß vorgesehen ist.In Figure 2, the optical performance of spectrally selective coatings on a planar substrate and on a structured substrate are compared. A dielectric multi-layer system was used as the spectrally selectively reflecting coating, as described above. The comparison makes it clear that the spectrally measured reflection of an image wall according to the invention according to FIG. 1b, in which the spectrally selectively reflecting coating 2 is deposited on a planar substrate 3, is significantly higher than the spectrally measured reflection of an image wall, in which the coating 2 on a structured substrate is applied. This result illustrates the advantage of a coating on planar substrates with subsequent structuring or, as is possible with the holographically structured film, structuring on the substrate side facing away from coating 2, as is provided according to the invention.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Streuverhalten einer gegebenen Bildwand durch einfache Modifikation der Strukturierung der Lackschicht oder der holographisch strukturierten Folie, die die räumlich selektiv reflektierende Schicht 1 bilden, eingestellt werden, so dass die Winkelcharakteristik der Bildwand nach Bedarf variierbar ist.With the method according to the invention, the scattering behavior of a given screen can be adjusted by simply modifying the structuring of the lacquer layer or the holographically structured film which form the spatially selectively reflecting layer 1, so that the angular characteristic of the screen can be varied as required.
In Figur 3 ist die Winkelabhängigkeit der Reflexion von erfindungsgemäßen Bildwänden mit einer Lackschicht als räumlich reflektierender Schicht 1 dargestellt, die sich in der Winkelcharakteristik unterscheiden. Die Unterschiede in der Winkelcharakteristik ergeben sich hier aus der Verwendung unterschiedlich fein strukturierter Lacke.FIG. 3 shows the angle dependence of the reflection from picture walls according to the invention with a lacquer layer as a spatially reflecting layer 1, which differ in the angle characteristic. The differences in the angular characteristics result from the use of varnishes with different finishes.
Erfindungsgemäß können damit nicht nur höhere Reflexionen erzielt werden, da planare Substrate eingesetzt werden können, sondern zudem kann die Winkel- Charakteristik einer Bildwand individuell je nach Anforderung durch einfache Modifikation der Strukturierung der Lackschicht beziehungsweise der Folie eingestellt werden.According to the invention, not only can higher reflections be achieved since planar substrates can be used, but also the angular characteristic of a screen can be set individually, depending on the requirements, by simply modifying the structuring of the lacquer layer or the film.
Wie bereits in Zusammenhang mit Figur 1 ausgeführt, kann sich die spektral selektiv reflektierende Beschichtung 2 grundsätzlich oberhalb oder auch unterhalb des Substrates 3 befinden. Vorzugsweise sollte jedoch der geometrische Abstand zwischen selektiv reflektierender Beschichtung 2 und streuender Oberfläche, das heißt Struktur der Lackschicht beziehungsweise der Folie, möglichst gering sein, was zum Beispiel über eine möglichst geringe Dicke der Lackschicht beziehungsweise Folie realisiert werden kann.As already explained in connection with FIG. 1, the spectrally selectively reflecting coating 2 can in principle be located above or below the substrate 3. Preferably, however, the geometric distance between the selectively reflecting coating 2 and the scattering surface, that is to say the structure of the lacquer layer or the film, should be as possible be small, which can be achieved, for example, by minimizing the thickness of the lacquer layer or film.
Liegen streuende Oberfläche und spektral selektiv reflektierende Beschichtung 2 zu weit auseinander, leidet die Schärfe der Abbildung und es kann zur Ausbil- düng von "Doppel- oder Geisterbildern" kommen.If the scattering surface and the spectrally selectively reflecting coating 2 are too far apart, the sharpness of the image suffers and "double or ghost images" can develop.
In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform wie sie zum Beispiel in Figur 1a gezeigt ist, ist die strukturierte Lackschicht 1 auf die spektral selektiv reflektierende Beschichtung 2 aufgebracht. In diesem Fall können die optischen Eigenschaften des Lackes bei der Ausgestaltung der Beschichtung 2 mit berücksichtigt werden, um so eine Optimierung der optischen Eigenschaften der Bildwand zu erhalten. Beispielsweise kann durch Einstellung der chemischen Zusammensetzung des Lackes der Brechungsindex des Lackes an die Eigenschaften der Beschichtung angepasst und eine sogenannte Indexanpassung erhalten werden.In an embodiment preferred according to the invention, as shown for example in FIG. 1a, the structured lacquer layer 1 is applied to the spectrally selectively reflecting coating 2. In this case, the optical properties of the lacquer can be taken into account when designing the coating 2 in order to obtain an optimization of the optical properties of the screen. For example, by adjusting the chemical composition of the lacquer, the refractive index of the lacquer can be adapted to the properties of the coating and a so-called index adaptation can be obtained.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann für eine Ausführungsform wie zum Beispiel in Figur 1a gezeigt, bei der die spektral selektiv reflektierende Beschichtung 2 unterhalb der räumlich reflektierenden Schicht 1 angeordnet ist, auf der räumlich reflektierenden Schicht 1 zusätzlich eine Antireflexbeschichtung 8 zur Entspiegelung vorgesehen sein. Durch das Vorsehen einer Antireflexbeschichtung 8 lassen sich möglicherweise auftretende intrinsische Reflexionen an der Oberfläche der Schicht 1 , die ca. 4% betragen können, auf weniger als 1 % reduzieren.According to a further embodiment, an anti-reflective coating 8 for anti-reflective treatment can additionally be provided on the spatially reflective layer 1 for an embodiment as shown in FIG. 1a, for example, in which the spectrally selectively reflective coating 2 is arranged below the spatially reflective layer 1. By providing an anti-reflective coating 8, any intrinsic reflections that may occur on the surface of layer 1, which can be approximately 4%, can be reduced to less than 1%.
Prinzipiell können hierfür übliche Antireflexbeschichtungen verwendet werden. Ein Beispiel für eine geeignete Antireflexbeschichtung ist ein Schichtsystem bestehend aus TiO2(11nm)-SiO2(40nm)-Tiθ2(110nm)-SiO2(85nm). Antireflexbeschichtungen können beispielsweise durch einen Vakuumbeschichtungsprozess (Aufdampfen oder Sputtern) oder durch einen nasschemischen Beschichtungs- prozess (Sol-Gel-Verfahren) auf der Oberfläche der Bildwand abgeschieden werden. Als geeignete Verfahren können das Magnetronsputtern oder die Elekt- ronenstrahlverdampfung genannt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße räumlich selektiv reflektierende Bildwand eine spektral selektiv reflektierende Beschichtung 2, die im Hinblick darauf optimiert ist, dass sie neben möglichst hohem Kontrast den besten Kompromiss aus geringer Schichtdicke, gerin- ger Anzahl der zu verwendenden Schichtmaterialien und geringer Anzahl Einzelschichten aufweist.In principle, customary anti-reflective coatings can be used for this. An example of a suitable anti-reflective coating is a layer system consisting of TiO 2 (11 nm) -SiO 2 (40 nm) -TiO 2 (110 nm) -SiO 2 (85 nm). Anti-reflective coatings can be deposited on the surface of the screen, for example, by a vacuum coating process (vapor deposition or sputtering) or by a wet chemical coating process (sol-gel process). Magnetron sputtering or electron beam evaporation can be mentioned as suitable methods. According to a further preferred embodiment, the spatially selectively reflecting image wall according to the invention contains a spectrally selectively reflecting coating 2, which is optimized with regard to the fact that, in addition to the highest possible contrast, it offers the best compromise between a small layer thickness, a small number of layer materials to be used and a small number Has individual layers.
Herkömmliche Schichtsysteme für Beschichtungen wie sie vorstehend beschrieben worden sind werden hergestellt, indem die Auswahl der Materialien für die einzelnen Schichten, die jeweilige Schichtdicke und Anzahl der Schichtdicken unter Vorgabe eines definierten diskreten Zielspektrums erfolgt. Die hierbei erhaltenen Schichtsysteme zeigen zwar einen für den praktischen Gebrauch geeigneten Kontrast, sind jedoch nicht im Hinblick auf weitere wünschenswerte Eigenschaften für eine Bildwand zur Erzielung eines möglichst op- timalen Bildeindrucks optimiert.Conventional layer systems for coatings as have been described above are produced by selecting the materials for the individual layers, the respective layer thickness and the number of layer thicknesses while specifying a defined discrete target spectrum. The layer systems obtained in this way show a contrast that is suitable for practical use, but are not optimized with regard to further desirable properties for a screen in order to achieve the best possible image impression.
Wünschenswert sind jedoch Schichtsysteme, die nicht nur verbesserten Kontrast aufweisen, sondern diesen verbesserten Kontrast bei möglichst geringer Dicke des Gesamtschichtsystems und der einzelnen Schichten bei möglichst geringer Schichtanzahl aufweisen. Weiter sollte die Bildwand eine Unterdrückung oder zumindest möglichst weitgehende Unterdrückung des sogenannten Farb-Flop-Effekts ermöglichen. Unter Farb-Flop wird eine Veränderung des Farbeindrucks beim Betrachter verstanden, die durch eine Änderung des Blickwinkels verursacht wird. Der Grund hierfür ist das winkelabhängige Reflexions-Transmissionsverhalten von Interferenz- filtern.However, it is desirable to have layer systems which not only have improved contrast, but also have this improved contrast with the smallest possible thickness of the overall layer system and of the individual layers with the smallest possible number of layers. Furthermore, the screen should enable suppression or at least suppression as far as possible of the so-called color flop effect. A color flop is understood to mean a change in the viewer's color impression, which is caused by a change in the viewing angle. The reason for this is the angle-dependent reflection transmission behavior of interference filters.
Je nach Bedarf können für die Bildwand weitere Grenzbedingungen vorgegeben werden. So besteht eine Möglichkeit zur Verbesserung der Farbneutralität darin, dass die Bildwand für die Primärvalenzen möglichst gleiche Peakhöhen aufweist. Farbneutralität bedeutet, dass z. B. projiziertes Weiß auch tatsächlich als ein Weiß erscheint und nicht z. B. einen Rotstich hat. Umgekehrt wurde erfindungsgemäß gefunden, dass eine entsprechende Farbneutralität erzielt werden kann, indem die Intensitäten der Primärvalenzen des jeweiligen Projektors mit der betreffenden Bildwand abgeglichen werden. Hierbei erfolgt der Weißabgleich zur Einstellung der Farbneutralität direkt am Projektor selbst und nicht an der Bildwand. In diesem Fall lassen sich bei gleichen Schichtdicken wesentlich höhere Kontrastwerte erzielen, als mit einer Bildwand mit gleichen Peakhöhen für die Primärvalenzen. Ursache hierfür ist die Möglichkeit der Reduzierung der Grünre- flexion für die das menschliche Auge sehr empfindlich ist.Depending on requirements, further limit conditions can be specified for the screen. One possibility for improving the color neutrality is that the screen wall has the same peak heights for the primary valences. Color neutrality means that e.g. B. projected white actually appears as white and not e.g. B. has a red cast. Conversely, it was found according to the invention that a corresponding color neutrality can be achieved by comparing the intensities of the primary valences of the respective projector with the relevant screen. The white balance is carried out here Adjust the color neutrality directly on the projector itself and not on the screen. In this case, significantly higher contrast values can be achieved with the same layer thicknesses than with a screen with the same peak heights for the primary valences. The reason for this is the possibility of reducing the green reflection, for which the human eye is very sensitive.
Weiter lässt sich die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges berücksichtigen, um einen optimalen Bildeindruck beim Betrachter hervorzurufen.The spectral sensitivity of the human eye can also be taken into account in order to produce an optimal image impression on the viewer.
Das Schichtsystem sollte insbesondere bei einer vorgegebenen Anzahl an Schichten ein optimales Profil im Hinblick auf die vorstehend genannten Eigenschaften aufweisen.The layer system should have an optimal profile with regard to the properties mentioned above, in particular with a predetermined number of layers.
Um eine räumlich selektiv reflektierende Bildwand mit den vorstehend genannten Eigenschaften zu erhalten, wird für die erfindungsgemäße Bildwand vorzugsweise eine spektral selektiv reflektierende Beschichtung verwendet, die erhalten wird, indem anstelle der herkömmlichen Optimierung auf ein fest vorgegebenes Reflexionsspektrum ein Bewertungsverfahren eingesetzt wird, das auf der Farbmetrik basiert. Hierfür wird die farbmetrische Bewertung mit einem Optimierungsalgorithmus kombiniert, der für die Optimierung kein vorgegebenes Anfangsdesign als Input benötigt, das das Zielspektrum bereits im Wesentlichen wiedergibt. Als besonders geeignet hat sich hierfür ein sogenannter genetischer Algorithmus erwiesen, der an sich bekannt ist und zum Beispiel in Heistermann J., "Genetische Algo- rithmen - Theorie und Praxis evolutionärer Optimierung", B. G. Teubner, 1994, bzw. bei Goldberg, D.E., „Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning", Addison-Wesley, Reading, 1989 beschrieben ist. Durch Kombination mit farbmetrischen Bewertungsverfahren kann dieser Algorithmus, der robust und einfach zu implementieren ist, für die Optimierung von optischen Be- Schichtungen eingesetzt werden.In order to obtain a spatially selectively reflecting screen with the above-mentioned properties, a spectrally selectively reflecting coating is preferably used for the screen according to the invention, which coating is obtained by using an evaluation method based on the colorimetry instead of the conventional optimization for a predetermined reflection spectrum based. For this purpose, the colorimetric evaluation is combined with an optimization algorithm that does not require a predetermined initial design as input for the optimization, which essentially already reproduces the target spectrum. A so-called genetic algorithm has proven to be particularly suitable for this purpose, which is known per se and is described, for example, in Heistermann J., "Genetic Algorithms - Theory and Practice of Evolutionary Optimization", BG Teubner, 1994, or at Goldberg, DE, "Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning", Addison-Wesley, Reading, 1989. When combined with colorimetric evaluation methods, this algorithm, which is robust and easy to implement, can be used for the optimization of optical coatings ,
Nachstehend wird die Funktionsweise des. genetischen Algorithmus zur Optimierung von spektral selektiv reflektierenden Beschichtungen für Bildwände unter Verweis auf das Flussdiagramm in Figur 4 näher erläutert. Die Funktionsweise des genetischen Algorithmus lehnt sich an die Evolution und Rekombinationsstrategien der Natur an. Grundgedanke ist dabei, dass aus einer Anzahl von Individuen, die zusammen eine Generation bilden, im wesentlichen nur die Individuen zur Generierung einer neuen Generation ausgesucht werden, die im Hinblick auf ihre Umgebung die besten Eigenschaften haben. Für den vorliegenden Fall wird unter einem Individuum ein Schichtsystem mit seinen Schichtdicken und Materialeigenschaften verstanden. Die Parameter des Schichtsystems wie Schichtdicken und Materialien werden als Gene bezeichnet. Der Algorithmus generiert zunächst eine Population an Individuen, indem er zufällig Materialien und Schichtdicken zuordnet (in Figur 4 als "statische Population bezeichnet). Diese Individuen werden dann bewertet und nach Qualität sortiert. Anschließend erfolgt eine Schleife, bestehend aus den Schritten Rekombination, Mutation, Bewertung und Selektion (Auswahl der besseren Individuen, das heißt Schichten), wobei schlechte Schichten großteils verworfen werden. Durch wiederholte Durchführung der Schleife wird eine Verbesserung der Qualität der Population im Durchschnitt und der des besten Individuums absolut erzielt, bis ein Optimum erreicht ist. Der Vorteil des genetischen Algorithmus gegenüber Standard Hill-Climbing Algorithmen liegt in dessen Parallelität und der Mitführung aktuell schlechterer Individuen begründet, die durch weitere Rekombination in späteren Generationen neue Suchgebiete in der Fitness-Funktion aufdecken können. Dies ist für eine globale Suche wesentlich.The mode of operation of the genetic algorithm for optimizing spectrally selectively reflecting coatings for picture walls is explained in more detail below with reference to the flow chart in FIG. The functioning of the genetic algorithm is based on the evolution and recombination strategies of nature. The basic idea is that out of a number of individuals that together form a generation, only those individuals are selected to generate a new generation who have the best characteristics in terms of their environment. In the present case, an individual is understood to mean a layer system with its layer thicknesses and material properties. The parameters of the layer system such as layer thicknesses and materials are called genes. The algorithm first generates a population of individuals by randomly assigning materials and layer thicknesses (referred to as "static population" in FIG. 4). These individuals are then evaluated and sorted by quality. A loop consisting of the steps recombination, mutation, Evaluation and selection (selection of the better individuals, ie strata), whereby bad strata are largely discarded.Repeatedly performing the loop improves the quality of the population on average and that of the best individual absolutely until an optimum is reached The advantage of the genetic algorithm compared to standard hill-climbing algorithms lies in its parallelism and the fact that currently worse individuals are involved, who can discover new search areas in the fitness function through further recombination in later generations. This is essential for a global search H.
Genetische Algorithmen gibt es in einer Vielzahl von Abwandlungen, die prinzi- piell für die vorstehende Vorgehensweise eingesetzt werden können.There are a variety of genetic algorithms that can be used in principle for the above procedure.
Für die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Bildwände erfolgt die Bewertung und damit Optimierung auf Grundlage von farbmetrischen Gesichtspunkten. Indem die Bewertung auf Grundlage der Farbmetrik erfolgt, kann auf eine Vorgabe eines diskreten Zielspektrums verzichtet werden. Der Kontrast ergibt sich hierbei ausFor the production of the picture walls used according to the invention, the evaluation and thus optimization takes place on the basis of colorimetric considerations. Since the evaluation is based on the color metric, a specification of a discrete target spectrum can be dispensed with. The contrast results from this
^Blau + RGrün + R Rot k = (D^ Blue + RGreen + R Red k = (D
3 Y3 Y
wobei Y der Normfarbwert ist und damit ein Maß für die Helligkeit des Reflexionsspektrums, k gibt den Kontrast an, den die Bildwand für Primärvalenzen der entsprechenden Wellenlängen gegenüber Umgebungslicht erzielt.where Y is the standard color value and thus a measure of the brightness of the reflection spectrum, k indicates the contrast that the screen achieves for primary valences of the corresponding wavelengths with respect to ambient light.
Für die Durchführung des Algorithmus kann eine modifizierte Formel (1 ) für die Bewertung des Kontrasts eingesetzt werden, wobei als wesentliche Änderung die Summe durch ein Produkt ersetzt wird:To carry out the algorithm, a modified formula (1) can be used for evaluating the contrast, the major change being that the sum is replaced by a product:
k = -ir ( π R, ) + - (2)k = -i r (π R,) + - (2)
Y ι = B, G, R RσY ι = B, G, R Rσ
und σ R die Standardabweichung des Reflexionsvermögens und C ein empirischer Faktor ist. N wird in der Regel für drei Primärvalenzen gleich 3 gesetzt. Über diesen Exponent ist zusätzlich durch Wahl anderer Werte eine Gewichtung zwischen reflektierter Helligkeit und entstehendem Kontrast möglich.and σ R is the standard deviation of reflectivity and C is an empirical factor. N is usually set to 3 for three primary valences. Using this exponent, a weighting between the reflected brightness and the resulting contrast is also possible by selecting other values.
Für die Minimierung beziehungsweise Eliminierung des Farb-Flops-Effekts ist das Schichtsystem so auszulegen, dass die durch Änderung des Betrachterwinkels verursachte Änderung der reflektierten Intensitäten für ale Wellenlängen des Projektionslichts gleich ist. Als Grundlage für die Bewertung durch den Algorithmus werden hierfür die Spektren eines Individuums (Schichtsystems) für ver- schiedene Betrachtungswinkel berechnet und die Änderung der reflektierten Intensitäten für die Wellenlängen der Primärvalenzen verglichen, wobei Standardabweichungen dieser Werte verwendet werden.To minimize or eliminate the color flops effect, the layer system must be designed so that the change in the reflected intensities caused by changing the viewing angle is the same for all wavelengths of the projection light. As a basis for the evaluation by the algorithm, the spectra of an individual (layer system) are calculated for different viewing angles and the change in the reflected intensities for the wavelengths of the primary valences is compared, using standard deviations of these values.
Weiter kann bei Bedarf die Einstellung der Farbneutralität der Abbildung mittels Weißabgleich erfolgen, wobei die Intensität des von der Bildwand reflektiertenIf necessary, the color neutrality of the image can also be adjusted by means of white balance, the intensity of that reflected by the screen
Lichtes einer der Wellenlängen der Primärvalenzen (Rot, Grün, Blau) mit der Intensität des monochromatischen Lichtes der entsprechenden Wellenlänge wie sie vom Projektor abgestrahlt wird, abgestimmt wird.Light one of the wavelengths of the primary valences (red, green, blue) with the Intensity of the monochromatic light of the corresponding wavelength as it is emitted by the projector is adjusted.
Anhand der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise erfolgt mit Hilfe des genetischen Algorithmus eine Bewertung eines Schichtsystems, das ohne eine feste Vorgabe für ein diskretes Reflexionsspektrum auskommt und den Kontrast erhöht, wobei gleichzeitig der Farb-Flop unterdrückt wird.On the basis of the procedure described above, the genetic algorithm is used to evaluate a layer system which does not require a fixed specification for a discrete reflection spectrum and which increases the contrast, at the same time suppressing the color flop.
Durch die beschriebene Kombination eines genetischen Algorithmus' mit einer auf der Farbmetrik beruhenden Bewertung werden spektral selektiv reflektierende Beschichtungen erhalten, die einen deutlich verbesserten Kontrast bei gleichzeitig optimal geringer Gesamtschichtdicke und Anzahl an Einzelschichten enthalten.The combination of a genetic algorithm described and an evaluation based on the colorimetry results in spectrally selectively reflecting coatings which contain a significantly improved contrast with an optimally low overall layer thickness and number of individual layers.
Beispielsweise können hiermit Beschichtungen mit einem Kontrast von mindes- tens 2,5 bei einer Dicke der Gesamtschicht von weniger als 4,5 μm erreicht werden.For example, coatings with a contrast of at least 2.5 and a thickness of the entire layer of less than 4.5 μm can be achieved with this.
In Figur 5 ist schematisch der spektrale Verlauf einer spektral selektiv reflektierenden Beschichtung gezeigt, die nach dem vorstehend beschriebenen geneti- sehen Algorithmus erhalten worden ist.FIG. 5 schematically shows the spectral profile of a spectrally selectively reflecting coating which has been obtained using the genetic algorithm described above.
Es handelt sich hierbei um eine Beschichtung aus einem Schichtsystem aus niedrig- und hochbrechenden dielektrischen Materialien. Die Beschichtung besteht aus zwölf Einzelschichten, mit SiO2 als niedrigbrechendem Material (n = 1 ,46) und Si3N4 als hochbrechendem Material (n = 2,05), die auf ein Glas- substrat abgeschieden worden sindIt is a coating of a layer system made of low and high refractive index dielectric materials. The coating consists of twelve individual layers, with SiO 2 as the low-index material (n = 1.46) and Si 3 N 4 as the high-index material (n = 2.05), which have been deposited on a glass substrate
Der Schichtaufbau ist ausgehend von dem Glassubstrat nach oben wie folgt:The layer structure starting from the glass substrate is as follows:
GlasGlass
Si3N4 239 nm, SiO2 210 nm,Si 3 N 4 239 nm, SiO 2 210 nm,
Si3N4 324 nm; SiO2 319 nm, Si3N4 435 nm, SiO2 197 nm, Si3N4 22 nm, SiO2 241 nm, Si3N4 72 nm, SiO2 372 nm, Si3N4 249 nm, SiO2 35 nm. Diese Beschichtung zeigt eine Kontrastverbesserung k von 3,55. Eine detaillierte Beschreibung der Entwicklung von spektral selektiven Beschichtungen mittels genetischem Algorithmus, insbesondere von Schichtsystemen aus niedrig- und hochbrechenden dielektrischen Materialien findet sich in Ch. Rickers, M. Vergöhl, C.-P. Klages in: "Design and manufacture of spectrally selective reflecting coatings for the use with laser display projection screens", Applied Optics, Band 41, Nr. 16, Juni 2002, auf die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung vollinhaltlich bezug genommen wird.Si 3 N 4 324 nm; SiO 2 319 nm, Si 3 N 4 435 nm, SiO 2 197 nm, Si 3 N 4 22 nm, SiO 2 241 nm, Si 3 N 4 72 nm, SiO 2 372 nm, Si 3 N 4 249 nm, SiO 2 35 nm. This coating shows a contrast improvement k of 3.55. A detailed description of the development of spectrally selective coatings using a genetic algorithm, in particular of layer systems made of low and high refractive index dielectric materials, can be found in Ch. Rickers, M. Vergöhl, C.-P. Klages in: "Design and manufacture of spectrally selective reflecting coatings for use with laser display projection screens", Applied Optics, Volume 41, No. 16, June 2002, to which reference is made in full for the purposes of the present invention.
Es verbleibt anzumerken, dass für die Erhöhung des Kontrasts weniger eine besonders hohe Reflexion im Bereich der Laserwellenlängen ausschlaggebend ist, sondern vielmehr eine möglichst niedrige Reflexion im Spektralbereich außerhalb davon. Im genetischen Algorithmus kann dieser Effekt durch Beeinflussung der Ge- wiehtung berücksichtigt werden, mit der der Untergrund unterdrückt wird. Dies geschieht, indem in Gleichung (2) der Exponent von Y entsprechend variiert wird.It remains to be noted that for the increase in the contrast, it is less a particularly high reflection in the range of the laser wavelengths that is decisive, but rather the lowest possible reflection in the spectral range outside of it. In the genetic algorithm, this effect can be taken into account by influencing the weighting with which the background is suppressed. This is done by varying the exponent of Y in equation (2) accordingly.
Ferner wurde gefunden, dass eine Reduzierung der Peakbreite der Wellenlängen des Laserlichts im Spektrum nur bedingt sinnvoll für die Erhöhung des Kon- trasts ist, da damit eine starke Abnahme der reflektierten Intensität bei Betrachtung unter einem anderen Winkel in Kauf genommen werden muss, das heißt eine Erhöhung der Winkelabhängigkeit. It was also found that reducing the peak width of the wavelengths of the laser light in the spectrum is only of limited use for increasing the contrast, since this means that a sharp decrease in the reflected intensity when viewed at a different angle has to be accepted Increasing the angle dependency.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Kontrasterhöhende Bildwand, die ein Substrat (3) und eine spektral selektiv reflektierende Beschichtung (2) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildwand mindestens eine räumlich reflektierende Schicht (1 ) aufweist, wobei die räumlich reflektierende Schicht (1) ausgewählt ist unter einer Schicht, die aus einem härtbaren Lack gebildet ist, und einer holographisch strukturierten Folie.1. Contrast-increasing screen, which contains a substrate (3) and a spectrally selectively reflecting coating (2), characterized in that the screen has at least one spatially reflecting layer (1), the spatially reflecting layer (1) being selected from one Layer formed from a hardenable lacquer and a holographically structured film.
2. Kontrasterhöhende Bildwand nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die räumlich reflektierende Schicht (1 ) eine gehärtete Schicht aus mindestens einem Material ausgewählt unter Acrylaten, Epoxiden, Vinylether, unsubstituierten oder substituierten Styrolen ist.2. Contrast-increasing screen according to claim 1, characterized in that the spatially reflective layer (1) is a hardened layer made of at least one material selected from acrylates, epoxides, vinyl ethers, unsubstituted or substituted styrenes.
3. Kontrasterhöhende Bildwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlich reflektierende Schicht (1) eine gehärtete Schicht auf Basis von Acrylaten ist.3. Contrast-increasing screen according to claim 2, characterized in that the spatially reflective layer (1) is a hardened layer based on acrylates.
4. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlich reflektierende Schicht (1) aus einem UV-härtbaren Mate- rial besteht.4. Contrast-increasing screen according to one of the preceding claims, characterized in that the spatially reflecting layer (1) consists of a UV-curable material.
5. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spektral selektiv reflektierende Beschichtung (2) ein Schichtsystem aus zwei oder mehreren Schichten ist, wobei als Schichtmaterial mindestens eine Kombination aus einem niedrig- und hochbrechenden Material eingesetzt ist. 5. Contrast-increasing screen according to one of the preceding claims, characterized in that the spectrally selectively reflecting coating (2) is a layer system of two or more layers, at least one combination of a low and high refractive index material being used as the layer material.
6. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spektral selektive Beschichtung (2) ein Schichtsystem aus mindestens zwei Schichten aus einem cholesterischen Polymer ist.6. Contrast-increasing screen according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spectrally selective coating (2) is a layer system of at least two layers made of a cholesteric polymer.
7. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spektralselektive Beschichtung (2) ein Filtersystem mit kontinuierlich und periodisch über &er Filterdicke moduliertem7. Contrast-increasing screen according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the spectrally selective coating (2) is a filter system with continuously and periodically modulated over the filter thickness
Brechungsindex ist. (JL L Is refractive index. (JL L
8. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spektral selektiv reflektierende Beschichtung (2) eine Kombination aus cholesterischen Polymerschichten und dielektrischen Schichten ist.8. Contrast-increasing screen according to one of the preceding claims, characterized in that the spectrally selectively reflecting coating (2) is a combination of cholesteric polymer layers and dielectric layers.
9. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spektral selektiv reflektierende Beschichtung (2) einen Kontrast k von mindestens 2,5 und eine Gesamtschichtdicke von weniger als 4,5 μm aufweist.9. Contrast-increasing projection screen according to one of the preceding claims, characterized in that the spectrally selectively reflecting coating (2) has a contrast k of at least 2.5 and a total layer thickness of less than 4.5 μm.
10. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spektral selektiv reflektierende Beschichtung (2) ein Schichtsystem ausgewählt unter SiO2/Si3N4 und AI2O3/Si3N ist.10. Contrast-increasing screen according to one of the preceding claims, characterized in that the spectrally selectively reflecting coating (2) is a layer system selected from SiO 2 / Si 3 N 4 and Al 2 O 3 / Si 3 N.
11. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für das Substrat (3) ausgewählt ist unter einem transparenten und nicht transparenten Material. 11. Contrast-increasing screen according to one of claims 1 to 10, characterized in that the material for the substrate (3) is selected from a transparent and non-transparent material.
12. Kontrasterhöhende Bildwand nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Material für das Substrat (3) ausgewählt ist unter einem flexiblen und starren Material.12. Contrast-increasing screen according to claim 11, characterized in that the material for the substrate (3) is selected from a flexible and rigid material.
13. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (3) planar ist.13. Contrast-increasing screen according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate (3) is planar.
14. Kontrasterhöhende Bildwand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die holographisch strukturierte Folie als Substrat wirkt.14. Contrast-increasing screen according to one of the preceding claims, characterized in that the holographically structured film acts as a substrate.
15. Verwendung einer härtbaren Lackschicht als räumlich selektiv reflektierende Schicht (1 ) für eine Bildwand.15. Use of a hardenable lacquer layer as a spatially selectively reflecting layer (1) for a screen.
16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Lacksicht aus einem Elektronenstrahl- oder UV-härtbaren Lack besteht.16. Use according to claim 15, characterized in that the curable paint view consists of an electron beam or UV curable paint.
17. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht aus einem härtbaren Lack auf Basis eines Materials ausgewählt unter Acrylaten, Epoxiden, Vinylether, unsubstituierten und substituierten Styrolen besteht.17. Use according to one of claims 15 to 16, characterized in that the lacquer layer consists of a hardenable lacquer based on a material selected from acrylates, epoxides, vinyl ethers, unsubstituted and substituted styrenes.
18. Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die härtbare Lackschicht aus einem Material auf Acrylat-Basis besteht.18. Use according to claim 17, characterized in that the curable lacquer layer consists of an acrylate-based material.
19. Verwendung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht aus einem mit UV-Licht härtbaren Lack besteht. 19. Use according to one of claims 16 to 18, characterized in that the lacquer layer consists of a UV-curable lacquer.
20. Verwendung einer holographisch strukturierten Folie als räumlich reflektierende Schicht (1) für eine Bildwand mit spektral selektiv reflektierender Beschichtung (2).20. Use of a holographically structured film as a spatially reflecting layer (1) for an image wall with a spectrally selectively reflecting coating (2).
21. Verwendung einer holographisch strukturierten Folie als Substrat für eine Bildwand mit spektral selektiv reflektierender Beschichtung (2). 21. Use of a holographically structured film as a substrate for an image wall with a spectrally selectively reflecting coating (2).
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