KR100824303B1 - 고휘도 영상스크린 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고 휘도 영상스크린 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 스크린 시트의 전면 상에 제1광산란층과 표면확산층을 형성하고, 스크린 시트의 이면에 상기 제1광산란층 및 표면확산층과 거의 동일한 두께의 제2광산란층 및 암막층을 형성시킴에 따라 스크린의 전후면 두께차이에 따른 시트의 말림현상을 방지하고,

상기 표면확산층 중 금속증착제를 판상으로 형성되는 페이스트 형태와 침상으로 형성되는 분말형태를 혼합 적용하여 스크린 상에 디스플레이 되는 빛의 반사 및 굴절율이 향상되도록 함으로써, 기존에 비해 선명한 화질과 넓은 관시각(viewing cone)을 얻을 수 있는 고휘도 영상스크린 및 그 제조방법에 관한 것이다.

고휘도, 스크린, 광산란층, 표면확산층, 알루미늄

Description

고휘도 영상스크린 및 그 제조방법{High-bright screen method for manufacturing thereof}

도 1은 본 발명의 전체 공정을 나타낸 흐름도

도 2a 는 본 발명의 공정 중 제1광산란층 도포공정과정을 나타낸 개략도

도 2b 는 스크린 시트 전면 상에 제1광산란층이 형성된 상태를 나타낸 단면도

도 3 은 제1광산란층 두께조절공정을 나타낸 개략도

도 4 는 제1광산란층 건조공정 중 공냉각 과정을 나타낸 개략도

도 5 는 제1광산란층 건조공정 중 수냉각 과정을 나타낸 개략도

도 6 은 제2광산란층 도포공정을 나타낸 개략도

도 7 은 스크린 시트 이면 상에 제2광산란층이 형성된 상태를 나타낸 단면도

도 8 은 표면확산층 도포공정을 나타낸 개략도

도 9 는 상기 제1광산란층 상에 표면확산층이 형성된 상태를 나타낸 단면도

도 10 은 암막층 도포공정을 나타낸 개략도

도 11 은 제2광산란층 상에 암막층이 형성되어 있는 상태를 나타낸 단면도

도 12 는 표면확산층 상에 보조 표면확산층이 형성되고 암막층 상에 보조 암막층이 더 형성된 상태를 나타낸 단면도

<도면의 주요부분에대한 부호의 설명>

S100 : 제1광산란층 도포공정 S200 : 제1광산란층 두께조절공정

S300 : 제1광산란층 건조공정 S400 : 제2광산란층 도포공정

S500 : 제2광산란층 두께조절공정 S600 : 제2광산란층 건조공정

S700 : 표면확산층 도포공정 S800 : 표면확산층 두께조절공정

S900 : 표면확산층 건조공정 S1000 : 암막층 도포공정

S1100 : 암막층 두께조절공정 S1200 : 암막층 건조공정

100 : 제1광산란층 200 : 제2광산란층

300 : 표면확산층 400 : 암막층

본 발명은 고휘도 영상스크린에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 프로젝터(projector), 프로젝션TV(projection television)와 같은 대화면용의 전면 투사형 디스플레이에 적합한 반사스크린에 관한 것이다.

프로젝션 텔레비젼이나 비디오 프로젝터(video projector)등과 같은 상품으로 이루어진 영상 프로젝션 시스템은 프로젝터에서 영상을 발생시키고, 그 영상을 자체 반사체에 반사시켜 영상스크린에 확대 투사함으로써 사용자가 대형화면을 볼 수 있도록 하는 방식의 영상 디스플레이 시스템이다.

이러한 시스템은 최근 화면이 대형화되는 추세에 따라 그 수요가 날로 증대 되고 있다.

이와 더불어 근래에는 영상의 대형화뿐만 아니라 좀 더 선명한 화질이 요구되고 있기 때문에 영상의 화질이 좌우되는 영상스크린에 대한 연구와 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.

상기 영상스크린은 투사방식에 따라 프런트타입(front type)이라 불리는 전면 반사스크린과 리어타입(rear type)이라 불리는 배면 투사 스크린으로 나누어진다.

그리고 이러한 영상스크린은 다시 설치방식에 따라 매립형과, 벽면노출형, 벽걸이형, 스탠드형등으로 나누어지고 재질이나 자체구조에 따라 필름형스크린과, 화이트매트스크린, 케미컬 에칭층 스크린, 글래스비드 스크린, 고휘도스크린 등으로 구분된다.

이 중 고휘도 스크린을 제외한 나머지 스크린들은 영상을 보기 위해서 별도의 암막(暗幕)등을 통해 주변을 어둡게 한 상태에서만 영상이 뚜렷하게 나타나는 단점이 있다.

그 중에서 특히 화이트매트스크린은 가격이 저렴하고 측면부와 정면부의 화면 밝기 차이가 크지 않은 장점은 있으나 영상의 기본 밝기(gain)가 낮고 표면이 거칠어 화질이 떨어지는 단점이 있다.

또한 글래스비드 스크린은 매트표면에 분말유리가 도포된 형태로 화이트매트 스크린에 비해 기본 밝기가 높기는 하지만 정면부와 측면부의 화면밝기 차이가 커 관시각이 좌우 약 30ㅀ 이내로 한정되는 문제점이 있다.

이러한 일반적인 스크린의 문제점들을 개선하기 위해 제안된 것이 고휘도 스크린이다.

고휘도 스크린은 스크린 표면에 알루미늄이나 은분말 등을 이용해 특수피막처리 한 것으로 앞의 스크린들에 비해 영상의 기본 밝기가 약 20배정도 높아 선명한 화질을 얻을 수 있어 약 300m의 거리에서도 밝기의 감소 없이 영상을 볼 수 있을 뿐만 아니라, 관시각이 넓은 장점으로 인해 근래에 들어 사용량이 급속도록 증가하고 있다.

이러한 고휘도 스크린은 표면피막처리형태 등이 다양하게 변형된 형태로 제안되어 있는데, 그 중 대한민국등록실용신안 제0431567호 『고휘도 프론트 스크린』과 일본공개특허 평09-218464호 『반사형 스크린』등이 있다.

상기 두 종래기술과 일반적인 고휘도 스크린들은 앞의 공통적인 장점 외에 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

먼저 일반적인 스크린보다 관시각과 영상의 입체감을 높이기 위해 오목(concave)형태로 설치되기 때문에 고정형으로만 설치가 한정되는 문제점이 있다.

또한 스크린시트 중 영상이 표현되는 면에만 표면피막처리층이 형성되기 때문에 장기간 사용 시 스크린시트를 중심으로 전면과 후면의 두께 차이에 의해 스크린이 전면으로 말리는 현상(curling)이 쉽게 발생된다.

더불어 휘도 및 관시각의 향상을 위해 피막처리층에 최종 형성되는 알루미늄증착층 또는 코팅층 또한 어느정도 점도가 있는 형태로만 도포되기 때문에 증착층 또는 코팅층 내의 알루미늄 분말 입자의 노출 정도가 제한될 수밖에 없어 알루미늄 분말 입자에 의한 빔의 굴절도 한정되어 화질의 선명도가 기존수준에서 더욱 개선될 여지가 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,

첫째, 스크린을 편편한 상태에서도 기존에 비해 영상의 휘도 및 입체감을 높일 수 있는 고휘도 영상스크린 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

둘째, 표면 피막 처리 층에 의한 두께 불균형을 해소하여 스크린이 한쪽으로 말려들어가는 현상을 방지할 수 있는 고휘도 영상스크린 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

셋째, 표면피막처리층 중 알루미늄증착층의 구조를 개선하여 기존에 비해 더욱 향상된 휘도 및 선명도를 얻을 수 있는 고휘도 영상스크린 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 제안된 본 발명 고휘도 영상스크린의 제조방법은,

스크린 시트의 전면과 이면에 각각 제1광산란층과 제2광산란층을 형성시키는 공정과,

상기 제1광산란층 상에 표면확산층을 형성시키는 공정 및 제2광산란층 상에 암막층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고 이러한 제조방법으로 제조된 고휘도 영상스크린은,

스크린 시트의 전면에는 제1광산란층과 표면확산층이 순차적으로 형성되고,

스크린 시트 이면에는 제2광산란층과 암막층이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 표면확산층은 액상의 알루미늄페이스트외에 요철부재가 더 포함되어 있는 금속 증착제가 포함된 것을 또 다른 특징으로 한다.

이하 도면에 예시된 구성을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대한 실시예를 설명하도록 한다.

본 발명 고휘도 영상스크린의 제조과정은 [도 1]에 도시된 바와 같이 크게 제1광산란층 도포공정(S100), 제1광산란층 두께조절공정(S200), 제1광산란층 건조공정(S300), 제2광산란층 도포공정(S400), 제2광산란층 두께조절공정(S500), 제2광산란층 건조공정(S600), 표면확산층 도포공정(S700), 표면확산층 두께조절공정(S800), 표면확산층 건조공정(S900), 암막층 도포공정(S1000), 암막층 두께조절공정(S1100), 암막층 건조공정(S1200),으로 이루어진다.

상기 제1광산란층 도포공정(S100)은 스크린 시트의 전면, 즉 영상이 디스플레이되는 면 상에서 프로젝터로부터 나온 빛의 흡수율을 높임과 동시에 흡수된 빛 이 스크린 시트 상에서 최대한 넓게 확산될 수 있도록 하기 위한 제1광산란층(100)을 형성시키는 공정이다.

이러한 제1광산란층 도포공정(S100)은 [도 2]에 도시된 것처럼 먼저 한쪽이 회전롤(R)에 감겨 있는 스크린 시트(S)를 컨베이어 형태의 직물코팅 텐터(1000) 상에 펼쳐놓은 상태에서 점착제와 방염제, 안료가 혼합된 수지형태의 제1도포액(100A)을 스크린시트(S) 상에 도포시킨다.

이때 상기 제1도포액(100A)에 함유된 안료는 프로젝터(미도시)로부터 발산된 빛을 원활히 흡수하기 위해 백색안료를 사용하되, 그 중 높은 빛의 굴절율과 빛의 확산기능을 갖는 산화티타늄계인 R-지당(rutile)type을 사용한다.

상기 안료의 함유율은 후술하는 점착제의 함유중량을 기준으로 하여 10~15중량%범위로 한다.

이러한 산화티타늄계 안료는 상기 기능 외에도 후술하는 점착제와 난연제에 포함된 유독성분을 완화 및 제거 할 수 있는 광촉매 기능도 갖고 있다.

따라서 이러한 광촉매 기능을 더욱 높이기 위해서 상기 rutile type외에 아나타제(anatase)type 을 더 포함한 상태로도 적용이 가능하다.

그리고 제1도포액(100A)에는 스크린 시트(S) 상에 안료가 원활히 고착되도록 하기 위한 접착제가 포함되는데, 이때 사용되는 접착제로는 아크릴계 점착제(acrylic adhesive)를 사용하되, 아크릴계 점착제 중에서도 유기용제와 열중합을 통해 자체적으로 가교결합(Cross Linking)이 되는 아크릴계 접착제(water base type acrylic adhesive)를 사용한다.

이렇게 수용성 아크릴계 접착제를 사용하는 이유는 타 접착제에 비해 자외선의 투과율이 높아 자외선에 변색우려가 적고, 유연성과 내약품성, 전기 절연성 및 내수성이 뛰어날 뿐만 아니라, 무색 투명하므로 빛의 흡수율을 높이기 위한 안료의 색(백색) 노출이 저하되는 것을 방지 할 수 있기 때문이다.

이때 점착제뿐만 아니라 폴리에스터(polyester)로 이루어진 스크린시트()는 열에 약해 화재 시 쉽게 연소되고 연소 시 환경호르몬과 유독가스의 배출우려가 있기 때문에 이를 방지하기 위해 제1도포액에는 방염제가 더 포함된다.

상기 방염제로는 할로겐계(halogen) 중 난연성이 가장 높은 데카브로모디페닐옥사이드(decabromodiphenyloxide)를 사용할 수도 있고, 상대적으로 환경호르몬과 연소 시 유독가스의 발생율이 낮은 인(Phophate)계나 멜라민(melamine)성분으로 이루어진 물질을 사용할 수도 있다.

만일 방염제로 할로겐계 물질을 사용하였을 경우에는 할로겐계 난연제와 병용 시 난연효과가 극대화 되는 안티모니 트리옥사이드(antimony trioxide)를 선택적으로 함께 혼합하여 사용 할 수도 있다.

이때 데카브로모디페닐옥사이드는 점착제의 함유비중을 기준으로 50~60중량비로 하고 안티모니 트리옥사이드는 10~15중량비로 한다.

더불어 상기 안료와 방염제 점착제의 함유율을 높여 원가를 절감시킬 수 있는 충진제를 더 포함시킬 수도 있는데, 충진제로는 탈크(talc)와 같은 일반적인 충진제를 사용한다. 그리고 충진제의 함유범위는 점착제를 기준으로 20~30중량비로 한다.

이러한 제1도포액(100A)이 스크린 시트(S) 상에 도포된 상태에서는 안료가 전체적으로 고르게 분포되어야지만 스크린 전체적으로 빛의 흡수와 굴절 및 분산이 제대로 이루어지게 된다.

이렇게 안료의 고른 분포를 위해 제1도포액에는 분산제(分散劑)를 더 첨가할 수도 있는데, 이렇게 함유된 분산제는 안료응집체를 분산시켜 탈응집 상태가 되도록 함으로써 안료입자의 분포도를 ??히도록 한 후, 정전기적 반발력(electrostatic repulsion) 등의 현상을 통해 안료가 다시 재차 응집되는 것을 방지하게 된다.

이러한 분산제는 함유비율은 점착제를 기준으로 1.0~2.0중량비로 한다.

더불어 상기 제1도포액의 각 함유성분 간에는 계면작용으로 인해 기포가 발생되어 성분간의 혼합율이 저하될 뿐만 아니라, 이로 인해 제1광산화층의 표면질이 저하될 우려가 있다.

따라서 이러한 기포발생현상을 방지하기 위해 제1도포액(100A)에 소포제(消泡劑)를 추가적으로 포함시킬 수도 있는데, 상기 소포제는 함유성분 간의 계면에서 기포가 발생되는 것을 방지함은 물론, 이미 발생된 기포의 제거도 가능하다.

상기 소포제는 점착제를 기준으로 0.1~0.5중량비의 함유비율을 갖도록 한다.

이상 설명한 형태의 제1도포액을 스크린 시트에 도포하는 제1광산란층 도포공정이 완료되면, [도 2b]처럼 스크린 시트(S)상에 수지형태의 제1광산란층(100)이 형성된다.

그 후 이렇게 수지형태로 형성된 제1광산란층(100)을 건조하는 건조공정을 실시하는데, 그 이전에 제1광산란층(100)의 두께를 적정 수준으로 조절하는 제1광 산란층 두께조절공정(S200)을 먼저 실시한다.

상기 제1광산란층 두께조절공정(S200)은 [도 3]처럼 스크린시트(S)를 이송시키는 과정에서 이송장치(1000) 상에 설치된 나이프형태의 두께조절부재(2000)의 높낮이를 조절하여 제1광산란층(100) 상면을 긁어내는 형태인 다이렉트 나이프코팅(direct knife coating)방식을 통해 이루어진다.(도 2참조)

상기 방식 외에 스퀴즈롤러(squeeze roller)를 이용해 제1광산란층(100)을 가압하여 두께를 조절하는 스퀴즈방식을 적용할 수도 있다.

이렇게 제1광산란층 두께조절공정(S200)이 완료되면 제1광산란층(100)을 건조시키는 제1광산란층 건조공정(S300)을 실시한다.

상기 제1광산란층 건조공정(S300)은 제1광산란층 두께조절공정(S200)을 거친 스크린 시트(S)가 이송장치를 따라 이송되다가 터널형태의 가열로(2000)내로 들어가고 상기 가열로(3000) 내에서 적절온의 가열을 통해 이루어진다.

이때 상기 가열로(3000)는 8구간으로 나누어지고 각 구간마다 가열온도가 다르게 셋팅된다.

이러한 가열로(3000)내로 스크린 시트(S)가 들어오면 최초 구간에서는 145℃의 온도로 가열이 이루어지고 다음 구간부터 4번째 구간까지 150℃→ 180℃→ 200℃로 가열온도가 단계별로 상승하는 다단승온방식으로 이루어지며, 5번째 구간부터 마지막구간까지 180℃→150℃→145℃→140℃의 순서로 다단저온방식으로 이루어진 다.

이렇게 가열온도를 단계별로 서서히 상승시키고 서서히 저하시키는 형태로 실시하는 이유는 가열과정에서 점착제에 자체적으로 함유되어 있는 용제가 증발하면서 접착제가 고착되는데,

이때 갑자기 높은 온도로 가열을 실시하게 되면 용제의 증발이 급격하게 이루어지게 되고, 그 과정에서 용제의 증발과동시에 빠른 건조가 이루어져 표면에 분화구와 같은 현상을 발생시킬 우려가 있을 뿐만 아니라 제1광산란층(100) 표면에도 균열이 발생될 우려가 있기 때문이다.

상기 가열로 중 각 가열구간의 개수와 해당 구간의 가열온도는 앞의 설명에 한정되지 않고 상기 제1광산란층(100)의 두께 등에 따라 다양하게 변형적용이 가능하다.

이렇게 가열과정을 거친 스크린 시트는 냉각과정을 거치고 나야지만 제1광산란층 건조공정(S300)이 완료된다.

상기 냉각과정은 다시 공(空)냉각과정과 수(水)냉각과정으로 나누어서 실시되는데,

상기 공냉과정은 [도 4]처럼 공냉각로(3100) 내에 스크린 시트가 들어오면 공냉각로(3100) 내로 공기가 분사되고 분사된 공기와 제1광산란층(100)의 온도차에 의해 제1광산란층(100)이 1차적으로 냉각된다. 그 후 곧바로 수냉각 과정을 위한 수냉각로(3200) 내로 들어간다.

수냉각 과정은 제1광산란층에 직접 냉각수를 분사하는 것이 아니라, [도 5] 처럼 수냉각로(3200) 내에 형성된 냉각관(3200A)을 따라 냉매역활을 하는 냉각수가 흐르도록 하고 제1광산란층(100)이 냉각관(3200A)과 근접 위치되도록 하여 관 내의 냉각수와 제1광산란층(100) 간에 열교환을 통해 냉각이 이루어진다. 즉 일반적인 열교환기와 같은 원리로 냉각이 이루어지는 것이다.

이렇게 제1광산란층 건조공정(S300)이 완료되면 스크린 시트(S) 상에는 고형 상태의 제1광산란층(100)이 형성된다.

그리고 이러한 스크린 시트(S)는 별도의 롤러(R1)에 롤 형태로 감긴 상태가 된다.

이상 설명한 여러 공정들을 통해 스크린 시트 전면에 제1광산란층(100)의 형성이 완료되면, 제1광산란층(100) 상에 후술하는 표면확산층(300)을 곧바로 형성시키지 않고, 스크린 시트(S) 이면 상에 제2광산란층(200)을 형성시키는 공정들을 실시하게 된다.

상기 제2광산란층(200)을 형성시키는 공정은 기본적으로 앞의 제1광산란층(100)의 형성공정과 동일하다.

즉 [도 6]과 같이 시트지의 이면 상에 제2도포액(200A)을 도포시키는 제2광산란층 도포공정(S400)을 실시하여 수지형태의 제2광산란층(200)을 형성시키고, 이어서 제2광산란층(200)의 두께를 조절하는 제2광산란층 두께조절공정(S500)을 실시 한 후 제2광산란층(200)을 건조하여 고형상태로 만드는 제2광산란층 건조공정(S600)을 순차적으로 실시한다.

이때 제2도포액(200A)을 구성하는 성분은 기본적으로 앞의 제1도포액(100A) 성분, 즉 접착제와 안료, 방염제, 충진제, 분산제, 소포제와 동일한 구성물질 및 함유비율을 갖되, 암막(暗幕) 기능을 위한 블랙토너(black toner)가 더 부가된 차이점이 있다.

이렇게 제1도포액(100A)과 달리 제2도포액(200A)에 블랙토너를 부가하는 이유는,

스크린의 이면에 분포된 블랙토너를 통해 암막이 형성되도록 함으로써 스크린의 전면에 비춰진 빛이 스크린의 이면으로 투과되는 것을 방지함과 동시에 스크린 이면으로부터 조사되는 자연빛이 스크린 전면으로 투과되는 것을 방지하기 위한 것이다.

물론 제1광산란층(100) 자체적으로 빛을 반사하는 기능을 갖고 있기는 하지만 이렇게 스크린 이면에 암막을 형성시킴으로써 소량이나마 빛의 투과로 인한 영상의 선명도 저하를 방지할 수 있게 된다.

이러한 블랙토너의 함유비율은 접착제(100중량비)를 기준으로 5~10중량비를 갖도록 한다.

이렇게 제2광산란층 건조공정(S600)까지 거쳐 제2광산란층(200)의 형성이 완료되면, [도 7]처럼 스크린 시트(S)의 전면과 이면 상에 제1광산란층(100)과 제2광산란층(200)이 형성된 상태가 된다.

이후 다시 스크린 시트(S)의 전면, 즉 제1광산란층(100) 상에 표면확산층(300)을 형성시키는 공정들을 실시한다.

상기 표면확산층(300)은 본 발명의 영상스크린 중 영상이 실제적으로 디스플레이 되는 층으로서, 자체 금속성분에 의해 프로젝터로부터 발산된 빔의 굴절이 활발하게 이루어져 영상의 선명도와 관시각을 넓힐 수 있을 뿐만 아니라, 일반 영상스크린과 달리 별도의 암막장치가 없이도 또렷한 영상이 표현되도록 하는 고휘도 영상스크린 특유의 기능을 갖고 있다.

이러한 표면확산층(300)을 형성하는 공정들은 표면확산층 도포공정(S700)과, 표면확산층 두께조절공정(S800), 표면확산층 건조공정(S900) 순으로 이루어진다.

먼저 표면확산층 도포공정(S700)은 [도 8]처럼 스크린 시트(S) 전면에 형성된 제1광산란층(100) 상에 표면확산액(300A)을 도포하는 공정으로써, 표면확산액(300A)은 점착제와 금속증착제가 혼합된 수지형태로 이루어진다.

이러한 표면확산액(300A)에 함유된 접착제는 제1광산란층(100) 상에 후술하는 금속증착제가 원활하게 고착되도록 하기 위한 것으로, 제1광산란층(100)에 사용되는 점착제와는 달리 우레탄계 접착제를 사용한다.

상기 접착제는 우레탄계 중 폴리에스테르(polyester)계와 폴리에테르(polyether)계 중 선택하여 적용할 수 있고 방향족성 아민(aromatic amine)이나 산화방지제(Antioxidant)가 함유된 형태로 적용하여 폴리우레탄계 특유의 변색을 방지할 수도 있다.

이러한 우레탄계 접착제는 자체적으로 용제가 함유된 아크릴계접착제와는 달리 용제가 함유되어 있지 않기 때문에 자연경화를 위해서는 별도의 용제가 필요하다.

따라서 표면확산액(300A)에는 접착제의 자연경화를 돕기 위한 용제가 더 함유되는데, 이때 사용되는 용제로는 고속증발형 용제와, 저속증발형 용제가 함께 혼합된 형태로 사용된다.

상기 고속증발형 용제는 케톤 계열 유기용제로서 메틸에틸케론(methyl-ethyl-ketone)을 사용한다. 상기 메틸에틸케톤 용제는 다른 용제에 비해 휘발성이 상하고 기름이나 지방의 용해율이 높은 특징이 있다.

이러한 고속증발형 용제외에 저속증발형 용제로는 방향족(aromatic)용제인 톨루엔(toluene)이 사용된다.

이 외에 상기 메틸에틸케론에 디메틸-포름아마이드(dimethyl-formamide)를 혼합한 형태의 고속증발형 용제를 사용할 수도 있다.

이렇게 표면확산층(300)을 구현함에 있어 용제를 고속증발형과 저속증발형으로 나누어 사용하는 이유는, 용제로 상기 메틸에틸케론이나 디메틸-포름아마이드 만을 사용할 경우에는 표면확산액(300A)을 도포하는 과정에서 표면확산액(300A)이 스크린시트에 도포되기 이전에 경화 되어 도포액의 두께를 조절하지 못할 우려가 있고, 빠른 경화에 의해 표면확산층(300) 표면이 균열될 우려가 있다.

반면에 톨루엔만을 사용하였을 경우에는 용제의 증발이 너무 지연되어 건조공정을 거치더라도 점도가 지나치게 높은 상태가 유지되어 미건조를 유발시켜 끈적거림(tacky)현상 우려가 있기 때문이다.

따라서 이와 같이 고속증발형 용제와 저속증발형 용제를 적절히 혼합함에 따라 이 후 실시하는 두께조절공정과 건조공정 이전에 적정 점도를 갖는 표면확산 층()이 형성될 수 있게 된다.

이때 상기 메틸에틸케론의 함유비율은 상기 우레탄계 점착제의 함유비(100중량비)를 기준으로 20~30중량비로 하고 메틸-포르마이드는 10~15중량비를 갖도록 한다. 그리고 톨루엔의 함유비는 30~40중량비를 갖도록 한다.

표면확산액(300A)은 이러한 점착제에 금속증착제가 혼합되는데,

상기 금속증착제는 고휘도 영상스크린의 가장 중요한 요소로서, 프로젝터로부터 발산된 빛의 반사율(gain)과 반사각이 결정되는 요소이다.

이러한 금속증착제는 일반적으로 알루미늄(aluminum)이나 은(Ag)로 이루어진 시트형태나 분말형태로 사용되는데,

본 발명에서는 어느정도 점도가 있는 액상의 페이스트(paste)형태로 적용한다. 그 중에서도 알루미늄 페이스트(aluminum paste)형태로 이루어진 것을 사용한다.

이러한 알루미늄 페이스트 형태의 금속증착제는 함유된 알루미늄입자가 10μm 이내의 미세입자로 이루어져 있다.

이렇게 액상형태로 금속증착제가 표면확산액(300A)에 혼합됨에 따라 표면확산액(300A)이 도포된 상태에서는 금속증착제가 판상(板狀)형태로 분포된다.

본 발명에는 상기 판상의 금속증착제에 침상(針狀)형태의 요철부재가 더 포함되는데,

상기 요철부재는 분말형태의 알루미늄이나 서로 다른 크기나 형태로 이루어진 것을 사용한다. 이러한 요철부재는 40μm정도의 입자크기를 갖도록 하여 표면확 산층(300) 상에서 요철부재에 의해 빛의 굴절이 활발하게 이루어 질 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 가격이 높은 알루미늄재의 함유율을 보완하는 충진재 기능도 할 수 있어 스크린의 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

이렇게 금속증착제와 점착제, 용제가 혼합된 표면확산액(300A)이 제1광산란층(100) 상에 골고루 도포되면 표면확산액(300A)의 도포두께를 조절하기 위한 표면확산층 두께조절공정(S800)을 거친다.

상기 표면확산층 두께조절공정(S800)은 앞의 제1광산란층(100)과 제2광산란층(200)의 두께조절공정(S200)(S500)과 동일한 방식으로 이루어진다.

상기 표면확산층 두께조절공정(S800)이 완료되면 액상의 표면확산층(300)을 건조하는 표면확산층 건조공정(S900)을 실시한다.

상기 표면확산층 건조공정(S900) 또한 앞의 제1광산란층 건조공정(S300) 및 제2광산란층 건조공정(S600)과 동일한 방식으로 이루어진다.

이렇게 표면확산층 건조공정(S900)이 완료되면 [도 9]처럼 제1광산란층 상에 고형의 표면확산층(300)이 형성된 상태가 된다.

이렇게 표면확산층 건조공정(S900)이 완료되면 스크린시트(S)의 이면에 형성된 제2광산란층(200) 상에 암막층(400)을 형성하는 공정을 실시하는데,

암막층(400)의 형성공정은 암막액 도포공정(S1000)과, 암막층 두께조절공정(S1100), 암막층 건조공정(S1200)으로 이루어진다.

상기 암막액 도포공정(S1000)은 스크린상에 비춰진 빛의 투과를 방지하기 위한 것으로, 앞의 제2광산란층(200)의 기능과 비슷한 기능을 갖도록 [도 10]처럼 암 막액(400A)을 제2광산란층(200) 상에 도포시키는 공정이다.

이때 사용되는 암막액(400A)은 기본적으로 접착제와 용제, 블랙토너가 혼합된 상태로 이루어진다.

암막액(400A)에 사용되는 접착제는 앞의 표면확산액(300A)에 사용되는 우레탄계 접착제와 동일한 것을 사용하고, 접착제의 경화를 위한 용제는 앞의 표면확산층(300)과 마찬가지로 용제의 적절한 증발속도를 구현할 수 있도록 고속증발형인 디메틸-포름아마이드와 저속증발형인 톨루엔을 함께 사용한다.

이때 상기 디메틸-포름아마이드 용제는 접착제의 중량비(100중량비)를 기준으로 10~20중량비를 갖도록 하고 톨루엔은 50~60중량비를 갖도록 한다.

이러한 접착제와 용제 외에 첨가되는 블랙토너는 암막기능의 핵심 성분으로 써, 앞의 제2광산란층(200)과 마찬가지로 스크린의 전면에 비춰진 빛이 스크린의 이면으로 투과되는 것을 방지하여 빛의 반사율이 저하되는 것을 방지하기 위해 첨가되어 제2광산란층(200)의 암막기능을 보완할 수 있는 요소이다.

이렇게 암막액(400A)에 첨가되는 블랙토너의 중량비는 점착제를 기준으로 20~40중량비를 갖도록 한다.

이 외에 이러한 블랙토너 외에도 상기 제1,2광산란층(100)(200)과 마찬가지로 방염제를 첨가하여 방염효과가 더욱 증가되도록 할 수도 있다.

이때 사용되는 방염제는 앞에서 사용한 데카브로모디페닐옥사이드(decabromodiphenyloxide)만을 사용하거나 안티모니 트리옥사이드(antimony trioxide)와 혼합하여 함께 사용할 수도 있다.

만일 데카브로모디페닐옥사이드만을 방염제로 사용할 경우 함유비율은 접착제를 기준으로 30~40중량비가 되도록 한다.

더불어 암막액(400A)에는 암막층(400)의 표면을 보호함과 동시에 각 첨가물간의 윤활성을 높이기 위한 표면보호제가 더 포함된다.

상기 표면보호제로는 실리콘계 오일(silicone oil: PAW-7)과 왁스계 슬립제(wax slip: N-1000)를 사용하며 접착제를 기준으로 각각 0.5~1.0중량비를 갖도록 한다.

이러한 성분으로 이루어진 암막액 도포공정(S1000)이 완료되면 도포된 암막액의 도포두께를 조절하는 암막액 두께조절공정(S1100)과 암막액을 건조하는 암막액 건조공정(S1200)을 실시한다.

상기 암막액 두께조절공정(S1100)과 암막액 건조공정(S1200)도 앞에서 실시한 두께조절 및 건조공정들과 동일한 방식으로 이루어진다.

암막액 건조공정(S1200)이 완료되면 [도 11]처럼 제2광산란층(200) 상에 고형의 암막층(400)이 형성된 상태가 된다.

이 상태에서 [도 12]와 같이 앞의 공정과 동일한 공정과 혼합비율을 통해 표면확산층(300) 상에 보조표면확산층(500)을 더 형성시키고, 암막층(400) 상에 보조 암막층(600)을 더 형성시켜, 표면확산층(300)과 암막층(400)의 기능이 더욱 보완 될 수 있도록 할 수도 있다.

이상 설명한 것처럼 제1광산란층 도포공정(100)과 제2광산란층 도포공 정(S400), 표면확산층 도포공정(S700), 암막층 도포공정(S1000)을 순차적으로 실시함에 따라,

스크린 시트(S) 전면 상에 제1광산란층(100)과 표면확산층(300)이 순차적으로 형성되어 있고, 스크린 시트(S) 이면 상에 제2광산란층(200)과 암막층(400)이 순차적으로 형성되어 있는 형태의 고휘도 영상스크린이 완성된다.

이와 같이 스크린 시트의 전면과 이면에 번갈아가면서 해당층을 형성하는 이유는, 만일 스크린시트(S) 전면 상에만 제1광산란층(100)과 표면확산층(300), 보조 표면확산층(500)을 연속적으로 형성한 상태에서 이면에 제2광산란층(200), 암막층(400), 보조 암막층(600)을 형성시키는 순서로 진행하게 되면,

제2광산란층(200)을 형성하는 과정에서 스크린 시트(S)를 중심으로 전면과 이면의 두께차이에 의해 스크린이 한쪽으로 말리는 현상이 발생될 우려가 있기 때문에 전면과 이면의 두께가 동일한 상태로 작업이 이루어지도록 하는 것이다.

이하에서는 상기 구성에 의한 본 발명의 작용 및 그에 따른 효과를 설명하도록 한다.

먼저 프로젝터를 통해 영상 빔을 스크린에 비추면 스크린에 조사된 빛은 기본적으로 제1광산란층(100)에 함유된 백색안료에 의해 빛의 흡수율이 높고, 흡수된 빛은 이면에 형성된 제2광산란층(200)의 블랙토너와 암막층(400)에 의해 이면으로 투과되어 손실되는 것이 방지된다.

이렇게 스크린 시트 이면으로 투과되지 못한 빛은 표면확산층(300)을 구성하 는 금속증착제에 의해 반사가 활발하게 이루어지게 된다.

더불어 이 과정에서 알루미늄페이스트 상에 함유된 요철부재에 의해 빛의 굴절이 활발하게 이루어져, 기존 고휘도 영상스크린에 비해 높은 광택도와 휘도를 얻을 수 있어 스크린 전체면적에 걸쳐 선명한 화질을 얻을 수 있을 뿐만 아니라,

스크린을 곡면형태로 설치하지 않더라도 빛의 활발한 굴절에 의해 관시각이 좌우 각각 약 60ㅀ까지 확보되는 효과가 발생된다.

또한 이면의 암막층(400)과 제2광산란층(200)에 함유된 블랙토너에 의해 암막층이 이중으로 형성되도록 함에 따라, 스크린으로 조사된 빛과 스크린 이면으로 조사된 빛의 차단율을 높일 수 있기 때문에, 투과로 인해 손실되는 빛의 양을 최대한 줄임에 따라 상대적으로 빛의 반사효율이 더욱 높아지는 효과가 발생된다.

이러한 영상의 디스플레이에 관한 효과 외에도 스크린시트의 전면과 후면에 형성된 각층의 개수 및 두께를 동일하게 처리함에 따라 시간이 지나도 두께불균형에 따른 말림현상이 방지되는 효과도 얻을 수 있다.

이상 도면을 참조하여 설명한 본 발명의 특징은 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있으나, 고휘도 영상스크린을 제작함에 있어 스크린시트의 전면과 후면에 각각 동일한 두께의 표면처리층을 형성시켜 스크린시트 전후면 두께차이에 의한 시트의 말림현상을 방지하고 표면확산층을 편상과 침상이 혼합된 형태로 구현하여 빛의 반사율과 굴절율을 높임과 동시에 단가를 낮출 수 있는 구성 및 목적과 관련이 있을 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 판단하여야 한다.

이상 앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고휘도 영상스크린은,

먼저, 판상과 침상이 복합적용된 금속증착층에 의해 표면확산층으로 조사된 빛의 확산율과 반사율, 굴절율이 기존에 비해 향상될 뿐만 아니라 스크린을 편편한 상태로 설치하여도 넓은 관시각을 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한 스크린시트 전면과 이면에 동일한 표면처리층을 형성시킴으로써 장기간 사용하더라도 두께불균형에 의한 시트의 말림현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 스크린시트의 전면과 후면 중 어느 한 면에 제1광산란층을 도포시키는 제1광산란층 도포공정과,

   제1광산란층을 건조하는 제1광산란층 건조공정과,

   상기 스크린시트 중 제1광산란층이 형성된 면과 대응되는 면 상에 제2광산란층을 형성시키는 제2광산란층 도포공정과,

   상기 제2광산란층을 건조하는 제2광산란층 건조공정과,

   상기 제1광산란층 상에 표면확산층을 형성시키는 표면확산층 도포공정과,

   상기 표면확산층을 건조하는 표면확산층 건조공정과,

   상기 제2광산란층 상에 암막층을 형성시키는 암막층 도포공정과,

   상기 암막층을 건조하는 암막층 건조공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스크린시트의 전면 상에 해당층을 형성시키는 공정과 스크린시트의 이면 상에 해당층 을 형성시키는 공정들은 상호 번갈아가면서 교호로 이루어지도록 실시되는 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 각 광산란층 도포공정, 표면확산층 도포공정 및 암막층 도포공정과, 해당 도포공정 후 실시되는 각 건조공정 사이에는 도포된 각 층의 두께를 조절하기 위한 두께조절공정이 실시되는 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 건조공정은 복수의 건조단계로 나누어지 실시되되, 최초 단계부터 어느 한 단계까지는 각 단계마다 순차적으로 가열온도를 높이는 다단 승온형태로 이루어지고 이후 단계부터 최종단계 까지는 각 단계마다 순차적으로 가열온도를 낮추는 다단 저온방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린 제조방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 표면확산층 상에 보조 표면확산층을 형성하는 공정과,

   암막층 상에 보조 암막층을 형성하는 공정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린의 제조방법.
6. 스크린 시트와,

   상기 스크린 시트의 전면 상에 형성된 제1광산란층과,

   상기 제1광산란층 상에 형성된 표면확산층과,

   상기 스크린 시트의 이면 상에 형성된 제2광산란층과,

   상기 제2광산란층 상에 형성된 암막층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제1광산란층과 제2광산란층은 빛의 흡수율을 높이기 위한 산화티타늄계 안료와,

   스크린시트 상에 상기 안료의 점착성을 높이기 위한 접착제를 포함하여 이루어지되, 제2광산란층은 암막기능을 위한 블랙토너가 더 포함된 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 제1광산란층과 제2광산란층은 스크린시트에 난연기능을 부여하기 위한 방염제와,

   상기 안료의 응집현상을 저하시켜 안료의 분포가 넓게 이루어지도록 하기 위한 분산제와,

   각 첨가제간에 발생되는 계면작용에 의한 기포발생을 막기위한 소포제와,

   각 첨가제의 함유비중을 증대시키기 위한 충진제가 더 포함된 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 표면확산층은 빛의 반사 및 굴절율을 높이기 위한 금속증착제와,

   상기 금속증착제를 제1광산란층상에 고착시키기 위한 점착제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 금속증착제는 제1광산란층 상에 판상으로 형성되는 알루미늄페이스트(aluminum paste)와,

    상기 알루미늄페이스트상에 침상형으로 분포되어 있는 분말형태의 요철부재가 더 포함되어 있는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 알루미늄페이스트(aluminum paste)에 함유된 알류미늄의 입자는 10μm이고, 요철부재의 입자는 40μm으로 이루어진 것을 특징으로 고휘도 영상스크린.
12. 제 6항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 암막층은 제2광산란층 상에 암막기능을 부여하기 위한 블랙토너와,

    상기 블랙토너를 제2광산란층상에 고착시키기 위한 접착제와,

    상기 암막층의 표면을 보호하기 위한 표면보호제가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 고휘도 영상스크린.

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