KR20050072950A - 배면 투사형 스크린용 광확산 시트 및 이를 이용한 배면 투사형 스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광투과성의 기재; 상기 기재의 적어도 한쪽 면에 바인더 수지, 경화제, 착색제를 유기 용매에 분산시켜 코팅된 바인더 수지층; 및 압력을 가하여 상기 바인더 수지층에 고정된 복수의 광투과성 비드를 포함하고, 상기 바인더 수지층의 표면으로부터 노출된 상기 비드의 돌출부를 가지는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트, 및 이를 이용한 배면 투사형 스크린에 관한 것으로, 시청자측의 정면에서 보았을 때 프로젝터의 광원이 보이지 않으며, 휘도가 높고 시야각을 크게 개선하는 효과를 가지고 있다.

Description

배면 투사형 스크린용 광확산 시트 및 이를 이용한 배면 투사형 스크린{Light diffusion sheet for transmission type screen and transmission type screen using the same}

본 발명은 배면 투사형 스크린용 광확산 시트 및 이를 이용한 배면 투사형 스크린에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배면 투사형 디스플레이 등에 사용되는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트와 이를 이용한 특히 대화면용의 배면 투사형 디스플레이에 적합한 배면 투사형 스크린에 관한 것이다.

프로젝션 텔레비젼이나 비디오 프로젝터 등과 같은 상품의 영상 프로젝션 시스템은, 도 1에 예시된 바와 같이, 특수 제작된 소형 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)이나 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 등의 영상 디스플레이 수단을 사용하여 프로젝터(13)에서 영상을 발생시키고, 그 영상을 거울(12)에 반사시켜 스크린(11)에 확대 투사하는 방식의 영상 디스플레이 시스템으로서, 최근 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 대형 화면을 얻을 수 있다는 장점에서 날로 그 수요가 증대되고 있는 실정이다.

이러한 영상 투사 시스템은 주지된 바와 같이 영상을 스크린에 확대투사하는 방식에 따라 소위 프런트타입(Front Type)이라 불리우는 전면 투사형 프로젝터와 리어타입(Rear Type)이라 불리우기도 하는 배면 투사형 프로젝터가 있으며, 영상원에서 스크린을 향한 투사축을 따라 광이 전향으로 투사되어 스크린에 표면에서 영상이 형성되어 스크린의 전방에 위치하는 관찰자에게 인지된다.

종래의 배면 투사형 스크린은 일본국 특허 공개 평 2-77736호에 나타난 바와 같이 투명한 판넬 위에 확산 판넬을 두고 그 위에 구상 렌즈를 접착용 수지에 의해 접착한다. 또한 일본국 특허 공개 평 7-5570호에는 광투과성을 갖는 물질로 구성된 기재의 어느 한쪽 면에 바인더, 투명 비드 또는 착색 비드로 구성된 비드층을 형성한 스크린용 시트재를 나타내고 있다. 한편 대한민국 특허 공개번호 특2001-0042275호에는 기판층과 이 기판층의 일측에 예정된 두께의 광투명층을 갖고 광투과성의 비드가 광 투명층 속으로 부분적으로 침투하도록 배열 된 발명이 기재되어 있다.

이러한 종래의 기술에 의한 스크린은 광투과의 과다로 인하여 스크린의 광원이 보이는 현상이 발생되어 시청자에게 눈부심을 느끼게 하는 문제점이 있다. 또한 시청자측에서 스크린을 보았을 때 광원이 보이고, 또한 광원을 보이지 않게 하기 위해서는 비드를 고정하기 위한 접착제 혹은 점착제에 흑색의 염료 혹은 안료를 혼합하여 코팅하거나, 별도의 프레즈넬 렌즈를 배치하여야 한다. 이때 염료를 과도하게 혼합하는 경우에는 휘도가 저하되는 요인이 된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술의 문제점을 개선하여 시청자측의 정면에서 보았을 때 프로젝터의 광원이 보이지 않으며, 휘도가 높고 시야각을 크게 개선한 배면 투사형 디스플레이 등에 사용되는 광확산 시트, 이를 이용한 배면 투사형 스크린 및 배면 투사형 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 광투과성의 기재; 상기 기재의 적어도 한쪽 면에 바인더 수지, 경화제, 착색제를 유기 용매에 분산시켜 코팅된 바인더 수지층; 및 압력을 가하여 상기 바인더 수지층에 고정된 복수의 광투과성 비드를 포함하고, 상기 바인더 수지층의 표면으로부터 노출된 상기 비드의 돌출부를 가지는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트를 제공한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, 상기 광확산 시트를 이용하는 배면 투사형 스크린을 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, 상기 배면 투사형 스크린에 음극선관 또는 액정 디스플레이를 영상 발생 장치로 사용하는 배면 투사형 시스템을 제공한다.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 광확산 시트는 도 2에서 예시된 바와 같이, 기재(24) 상에 바인더 수지, 경화제, 착색제를 유기 용매에 분산시켜 코팅하여 바인더 수지층(23)을 형성하고 복수의 광투과성 비드(21)를 상기 바인더 수지층 상에 롤러를 사용하여 가압하여 상기 바인더 수지층에 고정시키고, 상기 바인더 수지층(23)의 표면에 t의 높이를 가지는 상기 비드의 돌출부(22)를 가지도록 제조한다.

상기 복수의 광투과성 비드(21)로는 무기계 비드와 유기계 비드가 있으며, 무기계 비드의 예로는 실리카, 지르코니아, 유리 등이 있고, 유기계 비드의 예로는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 염화비닐계 수지 등이 있다. 이때 특히 굴절률이 1.92인 유리 비드를 사용하는 것이 광투과성면에서 보다 바람직하다. 비드(21)의 입자 직경은 대략 1 내지 200 ㎛, 바람직하게는 20 내지 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 20 내지 150㎛가 바람직하다. 이때 상기 비드의 입자 직경의 범위보다 초과하는 경우에는 시야각이 나빠지고, 상기 범위 보다 작은 경우에는 휘도가 저하되므로 바람직하지 못하다. 상기 비드의 함량은 바인더 수지 100중량부 기준으로 하여 100 내지 1000 중량부인 것이 바람직하다. 이때 100 중량부 미만의 경우 비드량이 충분치 않아 골고루 도포되지 않으며, 1000 중량부를 초과하는 경우 비드가 복층으로 형성되어 바람직하지 못하다.

또한 단일 입자 직경의 비드보다는 다양한 입자 직경의 비드가 혼합되어 있는 것이 광확산의 효과 및 시야각을 넓히고 광원이 보이지 않게 하는데 효과가 있다. 이는 입자 직경이 큰 비드 사이의 공극을 입자 직경이 작은 비드로 메꿈으로써 기재(24)의 단위 면적당 비드 수를 증가시킬 수 있기 때문이다.

서로 다른 입자 직경을 갖는 2종의 비드를 혼합 사용하는 경우, 큰 입자 직경을 갖는 비드(예를 들어 입자 직경 50 내지 60 ㎛인 비드)와 작은 입자 직경을 갖는 비드(예를 들어 입자 직경 10 내지 50 ㎛인 비드)를 1:0.002 내지 1:0.5 혼합 중량비로 사용할 수 있다. 또한 서로 다른 입자 직경을 갖는 3종의 비드를 혼합 사용하는 경우, 상기 비드는 비드의 총중량 100 중량부에 대하여 작은 입자 직경을 갖는 비드(예를 들어 입자 직경 10 내지 50 ㎛인 비드)를 1 내지 50 중량부, 중간 입자 직경을 갖는 비드(예를 들어 입자 직경 50 내지 60 ㎛인 비드)를 45 내지 98 중량부, 및 큰 입자 직경을 갖는 비드(예를 들어 입자 직경 75 내지 106 ㎛인 비드)를 1 내지 50 중량부가 되도록 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기의 비드의 돌출부(22)라 함은 상기 바인더 수지층(23) 상에 롤러를 사용하여 광투과성 비드(21)를 가압할 때 상기 바인더 수지층(23) 내부로 위치하지 않고 표면으로 노출되어 형성된 비드의 일부분을 의미한다. 바인더 수지층 표면에서부터 비드의 돌출부의 최상단점 까지의 길이를 돌출부 높이(t)라고 한다. 본 발명에서, 상기 비드의 돌출부 높이, t는 5 내지 100 ㎛가 바람직하다. 이때 상기 높이가 100 ㎛를 초과하면 충분한 접착이 이루어지지 않고, 5 ㎛ 보다 작으면 충분한 광확산을 못하는 이유로 바람직하지 않다. 또한 너무 롤러의 힘을 강하게 가압하여 비드가 코팅된 바인더 수지층을 뚫고 나와 비드가 직접 기재와 접촉하게 되면 본 발명자가 원하는 제품을 달성할 수가 없다. 상기 롤러의 압력 범위는 0.05 내지 6 kgf가 적절하다.

본 발명의 바인더 수지층(23)은 바인더 수지, 경화제, 착색제를 단독 또는 2종 이상의 유기 용매에 분산시켜 코팅하여 상기 기재의 적어도 한쪽 면에 형성한다. 이때 바인더 수지로는 투명한 플라스틱 수지, 예를 들면 아크릴계 수지 혹은 우레탄계 수지가 본 발명에 있어서 사용될 수 있다.

또한, 상기 착색제는 입사되는 외부광을 흡수하여 외부광의 반사량을 줄임으로써 투사 이미지의 콘트라스트를 향상시키는 역할을 하고, 염료 또는 안료가 사용된다. 특히 상기 착색제로서 검은색 염료 또는 안료가 사용되며, 그 예로서 카본블랙을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 착색제의 함량은 바인더 수지의 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1.5 내지 5.5 중량부이다. 상기 함량이 1 중량부 보다 작으면 첨가한 효과가 발현되지 않고, 10 중량부 보다 크면 광확산 시트의 휘도가 감소하여 바람직하지 않다.

상기 바인더 수지(23)층 형성시에 첨가되는 경화제로는 방향족 또는 지방족 이소시아네이트계 경화제가 있고, 그 함량은 바인더 수지의 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 40 중량부이다. 바인더 수지는 수지층 코팅, 비드 매설 과정을 거친후 경화제와 반응하여 경화된다. 이때 경화 반응은 빛 또는 열에 의하여 이루어질 수 있다.

상기 유기 용매의 예로는 MEK(Methylethylketone)가 있고, 그 함량은 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 60 중량부 이다.

상기 바인더 수지층(23)을 기재 위에 형성하는 방법은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있으며, 기재 필름의 재질 및 형상에 따라 예를 들면, 메이어 바 코팅 방식, 에어나이프(Air knife) 코팅 방식, 그라비아(Gravure) 코팅 방식, 리버스 롤 코팅 방식, 스프레이 코팅 방식 또는 브레이드 롤 코팅 방식 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 이때 코팅 두께는 10 내지 100 ㎛가 적당하다. 코팅 두께가 너무 얇게 되면 수지층 속으로 배치되는 비드를 고정하기가 어렵고 또한 광원이 보이기 쉬우며, 코팅 두께가 너무 두꺼우면 휘도가 작아지므로 바람직하지 않다.

본 발명의 기재(24)로는 아크릴, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 폴리스티렌 등과 같은 플라스틱 필름, 유리, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 섬유포, 합성지 등 광투과성을 갖는 재료가 사용되고, 특히 프로젝터의 렌즈로부터 방사되는 이미지의 빔 투과율 및 스크린의 휘도를 증가시키려면 유리로 형성될 수 있으며, 무게가 가볍고, 저렴하게 제작하기 위해서는 투명한 아크릴판으로 형성될 수 있다. 기재의 두께는 특히 한정하지는 않지만 상기한 투과율, 휘도, 무게 등을 고려하여 10 내지 1,000 ㎛가 바람직하다.

또한 이 기재(24)의 반대면에 아크릴계, 혹은 우레탄계 점착제를 코팅하거나 점착테이프를 사용하여 원하는 투명한 기판에 점착하여 배면 투사형 스크린으로 사용 할 수가 있다.

상기 배면 투사형 시스템은 상기 투사형 스크린, 고선명 음극선관 또는 액정 디스플레이의 영상 발생 장치, 및 거울을 채용하여 상기 음극선관 또는 액정 디스플레이에서 생성된 영상을 거울에 반사시키거나 액정 디스플레이 패널에 맺힌 영상을 확대하여 상기 스크린에 투사하는 방식으로 구성될 수 있다.

<실시예 1>

하기의 조성으로 용매에 바인더 수지, 염료 및 경화제를 용해시킨 후 기재의 표면에 코팅하고 복수의 광투과성 비드를 바인더 수지층상에 롤러를 사용하여 0.05 내지 6 kgf의 압력으로 가압하여 바인더 수지층 내부에 고정시키면서 동시에 수지층 표면 상부에 상기 비드의 돌출부의 높이가 40 ㎛가 되도록 광확산 시트를 제조하였으며. 이 광확산 시트를 이용하여 스크린을 제조하였다.

<바인더 수지층>

바인더 수지 : 아크리딕 AA-960-50, 애경화학사 제품, 100 중량부

경화제 : 브루녹 DN-950, 애경화학사 제품 35 중량부

염료 : 카본 블랙 3.5 중량부

<비드>

제 1 비드 : 유리 비드 50 내지 60 ㎛ 100 중량부

제 2 비드 : 유리 비드 10 내지 50 ㎛ 10 중량부

제 3 비드 : 유리 비드 75 내지 106 ㎛ 10 중량부

<실시예 2>

실시예 2는 수지층 제조시 염료를 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 1.5 중량부 첨가하고, 비드로써 제 1 비드만을 사용한다는 점을 제외하고는 실시예 1에 기재된 것과 동일한 장치와 방법에 따라 스크린을 제조하였다.

<실시예 3>

실시예 3은 수지층 제조시 염료를 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 5.5 중량부 첨가하고, 비드로써 제 1 비드만을 사용한다는 점을 제외하고는 실시예 1에 기재된 것과 동일한 장치와 방법에 따라 스크린을 제조하였다.

<실시예 4>

실시예 4는 수지층 제조시 염료를 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 1.5 중량부 첨가한다는 점을 제외하고는 실시예 1에 기재된 것과 동일한 장치와 방법에 따라 스크린을 제조하였다.

<비교예 1>

비교예 1은 비드를 바인더 수지층상에 롤러를 사용하여 7 내지 10 kgf의 압력으로 가압하여 비드가 바인더 수지층 내에 완전히 포함되어 돌출부가 생기지 않도록 한다는 점을 제외하고는 실시예 1에 기재된 것과 동일한 장치와 방법에 따라 스크린을 제조하였다.

<비교예 2>

비교예 2는 비드를 바인더 수지층상에 롤러를 사용하여 7 내지 10 kgf의 압력으로 가압하여 비드가 바인더 수지층 내에 완전히 포함되어 돌출부가 생기지 않도록 한다는 점을 제외하고는 실시예 3에 기재된 것과 동일한 장치와 방법에 따라 스크린을 제조하였다.

상기 실시예 1-4 및 비교예 1-2에 따라 제조된 스크린에 있어서, 휘도 및 시야각을 하기와 같은 방법에 따라 측정 하였다.

<휘도 및 시야각 측정방법>

* 휘도계 : BM-7 Luminance Colorimeter (TOPCON)

1. 암실의 조건에서 일정한 세기의 광원을 준비

2. 준비된 광원 전면에 시편을 배치

3. 시편의 전면에 휘도계를 위치시킴

4. 초점을 맞춤

5. 시편에서의 법선휘도 측정

6. 휘도계의 위치를 각도에 따라 이동하여 측정

[표 1]

스크린 투영시 광원유무

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2
광원유무	무	무	무	무	유	유

[표 2]

휘도

구분	휘도(cd/m2)		시야각 휘도(%)
	법선	법선+30도	(법선+30도 휘도)/(법선 휘도)
실시예 1	49.28	26.71	54.27
실시예 2	33.98	18.45	54.30
실시예 3	29.29	15.18	51.83
실시예 4	31.94	21.55	67.55
비교예 1	34.95	13.76	39.37
비교예 2	62.14	15.54	25.01

상기 표 1 및 2 의 결과를 보면, 비드의 돌출부 높이가 40 ㎛인 실시예 1 내지 4의 경우가, 비드를 기재까지 묻히도록 한 비교예 1 내지 2와 비교해 볼 때, 스크린 투영시 광원이 보이지 않았고, 시야각 휘도값에 있어서 큰 값을 나타내었다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 개선하여 시청자측의 정면에서 보았을 때 프로젝터의 광원이 보이지 않으며, 휘도가 높고 시야각을 크게 개선한 배면 투사형 디스플레이등에 사용되는 광확산 시트 및 이를 이용한 배면 투사형 스크린을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명은 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에 통상적인 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다.

도 1은 프로젝션 TV의 기본구성을 예시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 광확산 시트의 구조를 예시한 도면이다.

<도면에 사용된 부호의 간단한 설명>

11 : 스크린 12 : 거울 13 : 프로젝터

21 : 비드 22 : 비드의 돌출부 23 : 바인더 수지층

24 : 기재

Claims (11)

1. 광투과성의 기재; 상기 기재의 적어도 한쪽 면에 바인더 수지, 경화제, 착색제를 유기 용매에 분산시켜 제조한 조성물을 코팅하여 얻은 바인더 수지층; 및 압력을 가하여 상기 바인더 수지층에 고정된 복수의 광투과성 비드를 포함하고, 상기 바인더 수지층의 표면으로부터 노출된 상기 비드의 돌출부를 가지는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
2. 제 1 항에 있어서 상기 착색제의 함량이 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
3. 제 1 항에 있어서 상기 착색제가 카본 블랙인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
4. 제 1 항에 있어서 상기 바인더 수지층의 두께가 10 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 비드가 1 내지 200 ㎛의 입자 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 비드의 함량이 바인더 수지 100 중량부를 기준으로 하여 100 내지 1000 중량부인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 비드는 입자 직경이 서로 다른 두 종류 이상의 비드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 비드는 무기계 또는 유기계 비드인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출부의 높이는 5 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린용 광확산 시트.
10. 제 1 항 내지 9 항 중 어느 한 항의 광확산 시트를 이용하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 스크린.
11. 제 10 항의 배면 투사형 스크린에 음극선관 또는 액정 디스플레이를 영상 발생 장치로 사용하는 배면 투사형 시스템.