JP2006323327A - 光拡散シートとその製造方法及びその製造装置 - Google Patents

光拡散シートとその製造方法及びその製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光拡散率を向上させた光拡散シートとその製造方法を提供すること。
【解決手段】透明器材フィルムと、前記透明器材フィルムの表面に電気放射方式によって形成された光拡散ナノ繊維糸が直接放射された光拡散層とを含んでなる光拡散シート。 溶液供給手段を利用して、噴射手段にて光拡散物質の溶解された溶液を連続的に供給する段階と、フィルム位相手段を駆動して、繊維糸収集機の上側に透明器材フィルムが置かれるように移送する段階と、前記噴射手段に高電圧を印加して前記溶液を荷電させる段階と、前記荷電された溶液を前記噴射手段から吐出して、前記透明器材フィルムの表面に光拡散ナノ繊維糸を直接放射する段階を含む製造方法。
【選択図】 図４

Description

本発明は光拡散シートに関するもので、より詳細には、電気放射方式で形成された光拡散ナノ繊維糸と光拡散ビーズが直接放射された光拡散層を具備して、光拡散剤の大きさの均一性を確保することによって、光拡散率を向上させることができるようにする、光拡散シートとその製造方法及び製造装置に関するものである。
一般的に、液晶表示装置（Liquid crystal display device）は、液晶（liquid crystal）を利用して映像をディスプレイし、液晶自体が非発光素材なので、映像をディスプレイし、画面の明るさを向上させるために、液晶制御（liquid crystal controlling）装置及び光供給（light supplying）装置を必要とする。
前記液晶制御装置は、液晶を制御して映像をディスプレイし、前記光供給装置は、液晶制御装置によって映像をディスプレイするのに必要な光を供給する。
前記光供給装置は、映像の輝度に大きく影響を及ぼし、光供給装置から発生された光の輝度または光の輝度均一性によって映像の品質に影響を与え、前記光供給装置には、光供給方式によってフロントライト（Front light）方式、バックライト（Back light）方式などがある。
前記バックライト方式では、図１に示したように、ディスプレイの裏面に付着されたバックライトユニット１が利用され、前記バックライトユニット１は、ランプ（lamp）１０、反射板（light reflection place）２０、導光板（light guide panel）３０、拡散シート（diffusion sheet）４０、プリズムシート（prism sheet）５０とを具備する。
前記ランプ１０は、液晶制御パートに供給される光を発生する光源として、通常的に線光源である冷陰極線管ランプ（Cold Cathode Fluorescent lamp）などが利用されており、前記導光板３０は、ランプ１０から発生された光の点、または線形態の光学分布を面形態の光学分布に変更して出射する。
前記反射板２０は、前記導光板３０から漏れた光を導光板３０内に再入射する。
前記拡散シート４０は、前記導光板３０から出射された光を拡散、散乱させて全体画面の明るさを均一にするだけでなく、裏面に位置する導光板３０のパターンが見えないようにすることによって、より鮮明な画面を提供する。
前記プリズムシート５０は、前記拡散シートから出射された光を概略法線方向にピークを示す分布に出射して、前面の液晶層を照明する。
前記拡散シート４０は、透明器材層、例えばポリエチレンテレフタレート（polyethyleneterephthalate, ＰＥＴ）フィルムの表面に拡散ビーズ４２ｂをコーティングし、拡散ビーズの拡散によって得られる効果を利用するもので、一般的に、図２に示されているように、ポリエチレンテレフタレートフィルム４１と、その表面にコーティングされた光拡散層４２とから形成される。
前記光拡散層４２は、ポリメチルメタアクリレート（polymethylmethacrylate, ＰＭＭＡ）物質からなるバインダー４２ａにビーズ４２ｂが混合されて分散含有されるか、バインダー４２ａの表面にビーズ４２ｂがコーティングされて形成される。
ところが、前記拡散ビーズは価格が高価なので、既存の拡散ビーズを利用した拡散シートの製造方法によると、製造費用が高価になるだけでなく、拡散ビーズの大きさが均一でないので、拡散率が低下するという問題点があった。
前記従来の技術による問題点を解決するための本発明は、電気放射方式を利用して透明器材層上に光拡散ナノ繊維糸を直接放射し、光拡散ナノ繊維糸の条に光拡散ビーズを更に形成して、光拡散物質の大きさの均一性を確保することによって、光拡散率を向上させることができるようにする、光拡散シートとその製造方法及び製造装置を提供する。
本発明のまた他の目的は、既存の高価なビーズを利用せずに、電気放射方式を利用して光拡散ナノ繊維糸と光拡散ビーズを形成することによって、製造費用を減らすことができるようにする、光拡散シートとその製造方法及びその製造装置を提供する。
前記技術的課題を解決するための本発明は、光を発生するランプと、ランプから発生された光の光学特性を変化させて面形態に光を出射する導光板と、導光板から出射された光を拡散、散乱させる光拡散シート及びプリズムシートとを具備するバックライトユニットにおいて、前記光拡散シートは、透明器材フィルムと；前記透明器材フィルムの表面に電気放射方式によって形成された光拡散ナノ繊維糸が直接放射された光拡散層とを含んでなる。
このように構成された前記光拡散シートは、光拡散層を構成する前記光拡散ナノ繊維糸の条に光拡散ビーズを形成することによって、拡散効率を更に向上させることができる。
また、前記技術的課題を解決するための本発明の光拡散シートの製造方法は、溶液供給手段を利用して、噴射手段にて光拡散物質の溶解された溶液を連続的に供給する段階と；フィルム移送手段を駆動して、繊維糸収集機の上側に透明器材フィルムが置かれるように移送する段階と；前記噴射手段に高電圧を印加して、前記溶液を荷電させる段階と；前記荷電された溶液を噴射手段から吐出して、前記透明器材フィルムの表面に光拡散ナノ繊維糸を直接放射する段階とを含んでなる。
前記光拡散シート製造方法の付加的な実施例によると、前記溶液の濃度、印加電圧などを調節して、前記光拡散ナノ繊維糸の条の細さを調節するだけでなく、光拡散ビーズが更に形成されるようにすることができる。
上述したように、本発明によると、電気放射方式を利用して透明器材層上に光拡散ナノ繊維糸を直接放射し、光拡散ナノ繊維糸の条に光拡散ビーズを更に形成して光拡散物質の大きさの均一性を確保して、光拡散率を向上させることができる。
また、上述したように、本発明によると、既存の高価なビーズを利用せずに、電気放射方式を利用して光拡散ナノ繊維糸と光拡散ビーズとを直接放射することによって、製造費用を減らすことができるというメリットがある。
以下、図面を参照して本発明に関して詳細に説明する。
図３は、本発明による光拡散シートの製造装置を概略的に図示した構成図である。
本発明は、溶液を供給するための溶液供給手段１００と、前記溶液を噴射させて繊維糸を噴射するための噴射手段２００と、前記噴射手段の下部に具備され、繊維糸が巻き取られる繊維糸収集機３００と、前記噴射手段と繊維糸収集機に電圧を印加するための電圧印加手段４００及び繊維糸収集機上にフィルムを移送するためのフィルム移送手段５００とを含んでなる。
前記溶液供給手段１００は、光拡散ナノ繊維糸の原料となる高分子物質の溶解された溶液を供給するためのもので、溶液の貯蔵された溶液貯蔵槽１１０と、前記溶液を溶液噴射手段に定量供給するための定量ポンプ１２０とを含むことができる。前記高分子物質は、光拡散特性を有する物質、例えばポリメチルメタアクリレート（polymethylmethacrylate, ＰＭＭＡ）が利用される。
前記噴射手段２００は、前記溶液貯蔵槽１１０から供給される溶液を、電気放射によってその下部に噴射するように、少なくとも一つ以上の放射ノズル２１０を含んで具備される。
このために、前記放射ノズル２１０には外部印加電圧によって水溶溶液を荷電するための導電体２２０が具備される。
前記繊維糸収集機３００は、前記噴射手段２００の下側に前記噴射手段２００と所定の離隔距離を隔てて具備され、前記噴射手段から放射される溶液が繊維糸の形態でその上部面に集積されるように具備される。
前記繊維糸収集機３００は、印加電圧によって帯電され得るように導電板からなるのが好ましく、導電板は接地される。
前記電圧印加手段４００は、前記放射ノズル２０１と前記繊維糸収集機３００との間にお互い反対の極性が連結されるように具備され、前記放射ノズルまたは繊維糸収集機に高電圧を印加する。
前記フィルム移送手段５００は、駆動手段によって回転され、前記繊維糸収集機３００の上側に透明器材フィルム７００を移送するための巻取りローラ５１０と、引取りローラ５２０とを具備する。
前記巻取りローラ５１０は、前記繊維糸収集機３００の後方に具備され、透明器材フィルム７００を提供する。
前記引取りローラ５２０は、前記繊維糸収集機の前方に具備され、前記繊維糸収集機を通過した透明器材フィルム７００を引取るように具備される。
これに加え、前記繊維糸収集機３００と前記引取りローラ５２０との間には、前記繊維糸収集機３００を通過した透明器材フィルムを乾燥させるための乾燥手段６００が具備されることができる。
以下、本発明の光拡散シートの製造装置を利用した光拡散シートの製造方法を詳細に説明する。
まず、放射ノズル２１０に＋電圧を連結し、繊維糸収集機３００に前記放射ノズル２１０と反対の極性である−極性を連結した後、電圧印加手段４００を駆動して前記放射ノズル２１０に高電圧を印加する。
これと同時に前記フィルム移送手段５００を駆動して、透明器材フィルム７００を前記繊維糸収集機３００の上側に置かれるように移送する。この時、前記透明器材フィルム７００は通常的に利用されるＰＥＴフィルムを利用することができる。
これによって、前記溶液貯蔵槽１１０から定量ポンプ１２０を介して連続的に供給された水溶液が、前記電圧印加手段から印加された高電圧によって荷電され、荷電された溶液が噴射ノズル２１０を介して下部に連続的に噴射される。
前記噴射された溶液のソルベントは、前記繊維糸収集機３００の上側に移送された透明器材フィルム７００上に触れるまで蒸発または揮発されることによって、前記ソルベントに溶けている高分子やポリマーが前記透明器材フィルム７００の表面に光拡散ナノ繊維糸として集積される。この時、前記光拡散ナノ繊維糸は、光拡散特性を有する高分子物質であるＰＭＭＡ物質からなる。
前記電気放射方式で光拡散ナノ繊維糸を形成する時、前記溶液の濃度、印加電圧、放射中待機状態、噴射手段と繊維糸収集機との間の距離などを適切に調節することによって、前記光拡散ナノ繊維糸の繊維の条に光拡散ビーズが更に形成されるようにすることができる。
これに加え、前記光拡散ナノ繊維糸が集積された透明器材フィルムは、前記引取りローラ５２０と繊維糸収集機３００との間に具備された乾燥手段６００によって乾燥されることができる。
以後、前記光拡散ナノ繊維糸の集積された透明器材フィルムは、フィルム移送手段によって引取りローラに引取られる。
図４は、本発明による光拡散シートの概略的な断面図である。
本発明の光拡散シート７０は、透明器材フィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルム７１上に光拡散層７２のコーティングされた構造からなる。
前記光拡散層７２は、電気放射方式によって集積された光拡散ナノ繊維糸７２ａを具備し、前記光拡散ナノ繊維糸７２ａの条の一部分には光拡散ビーズ７２ｂが形成されることができる。前記光拡散ナノ繊維糸７２ａ及び光拡散ビーズ７２ｂは、光拡散物質、例えばＰＭＭＡからなり得る。
このようになった本発明の光拡散シートは、高価な光拡散ビーズのかわりに電気放射方式で形成した光拡散ナノ繊維糸を光拡散剤として利用することによって、製造費用を低減させることができ、光拡散剤の均一性を確保して、光拡散率を向上させることができる。
本発明は添付の図面を参照して好ましい実施例を中心に記述されたが、当業者なら、このような記載から本発明の範疇を脱することなく、多くの多様で自明な変形が可能であることは明白である。従って、本発明の範疇は、このような変形例を含むように記述された特許請求の範囲によって解釈されるべきである。
一般的なバックライトユニットに関する概略的な断面構成図である。 従来の技術による光拡散シートの概略的な断面図である。 本発明による光拡散シートの製造装置を概略的に図示した構成図である。 本発明による光拡散シートの概略的な断面図である。
符号の説明
７０：光拡散シート
７１：透明器材フィルム
７２：光拡散層
７２ａ：光拡散ナノ繊維糸
７２ｂ：光拡散ビーズ
１００：溶液供給手段
１１０：溶液貯蔵槽
１２０：定量ポンプ
２００：噴射手段
２１０：噴射ノズル
３００：繊維糸収集機
４００：電圧印加手段
５００：フィルム移送手段
５１０：巻取りローラ
５２０：引取りローラ
６００：乾燥手段
７００：透明器材フィルム

Claims (7)

  1. 光を発生するランプと、ランプから発生された光の光学特性を変化させて面形態に光を出射する導光板と、導光板から出射された光を拡散、散乱させる光拡散シート及びプリズムシートとを具備するバックライトユニットにおいて、
    前記光拡散シート７０は、
    透明器材フィルム７１と、
    前記透明器材フィルム７１の表面に電気放射方式によって形成された光拡散ナノ繊維糸７２ａが直接放射された光拡散層７２とを含んでなることを特徴とする光拡散シート。
  2. 前記光拡散ナノ繊維糸７２ａに光拡散ビーズ７２ｂが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光拡散シート。
  3. 溶液供給手段を利用して、噴射手段にて光拡散物質の溶解された溶液を連続的に供給する段階と；
    フィルム移送手段を駆動して、繊維糸収集機の上側に透明器材フィルムが置かれるように移送する段階と；
    前記噴射手段に高電圧を印加して、前記溶液を荷電させる段階と；
    前記荷電された溶液を噴射手段から吐出して、前記透明器材フィルムの表面に光拡散ナノ繊維糸を直接放射する段階と；
    を含む光拡散シートの製造方法。
  4. 前記光拡散ナノ繊維糸放射時、光拡散ナノ繊維糸に光拡散ビーズが形成されるようにすることを特徴とする請求項３に記載の光拡散シートの製造方法。
  5. 前記光拡散ナノ繊維糸の放射された透明器材フィルムを乾燥させる段階を更に含むことを特徴とする請求項３または４に記載の光拡散シートの製造方法。
  6. 光拡散特性を有する高分子物質の溶解された溶液を供給するための溶液供給手段１００と；
    前記溶液供給手段１００から溶液の供給を受け、電気放射方式によって前記溶液をその下部に噴射するように具備される噴射手段２００と；
    前記噴射手段２００の下側に前記噴射手段２００と所定の離隔距離を隔てて設置され、かつ前記噴射手段から噴射された溶液が繊維糸の形態でその上面に集積されるように具備される繊維糸収集機３００と；
    前記噴射手段２００に一極が連結され、前記繊維糸収集機にその他極が連結されるように具備されて、前記噴射手段２００に高電圧を印加する電圧印加手段４００と；
    前記繊維糸収集機３００の上側に透明器材フィルムを移送させるために、前記繊維糸収集機３００の一側と他側に各々具備され、駆動手段によって回転する巻取りローラ５１０及び引取りローラ５２０を含むフィルム移送手段５００と；
    を含んでなることを特徴とする光拡散シートの製造装置。
  7. 前記繊維糸収集機３００と引取りローラ５２０との間には、前記繊維糸収集機を通過した前記透明器材フィルムを乾燥させるための乾燥手段６００が具備されていることを特徴とする請求項６に記載の光拡散シートの製造装置。
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