KR20140049549A

KR20140049549A - 광학 시트의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140049549A
Application number: KR1020147003045A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 구마사와; 노리히사 데라니시; 히로시 사와자키
Original assignee: 수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-04-25
Also published as: WO2013005687A1; CN103649622A; JP2013016398A

Abstract

광학 시트의 배면에 도트 패턴을 인쇄할 때에 인쇄면에서의 줄 발생을 억제하는 것에 의해, 광학 시트의 품질 향상을 도모할 수 있는 광학 시트를 제조하는 방법 및 광학 시트의 제조 장치를 제공한다. 노즐(51)로부터 도광판의 원판(60)에 대하여 잉크(54)를 분사한다. 이 때, 원판(60)의 비인쇄면을 흡인 흡착하여 휨을 배제하고, 노즐(51)과 원판(60)의 거리인 갭 거리(D)를 2.8mm 이하로 조정하고, 잉크를 분사하여 도트 패턴을 인쇄한다.

Description

광학 시트의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL SHEET}

본 발명은 광학 시트와 그의 제조 방법 및 제조 장치, 및 이 광학 시트를 이용한 면광원 장치 및 투과형 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이(투과형 화상 표시 장치)의 면광원 장치로서 이용되는 백라이트에는, 이른바 직하형의 것이나 에지라이트형의 것이 알려져 있다. 이 중, 직하형의 면광원 장치는, 냉음극관이나 LED 등의 광원을 도광판의 배면측에 배열하여, 도광판의 배면으로부터 입사된 광을 정면측으로 출사하는 것이다.

한편, 에지라이트형 면광원 장치는, 냉음극관이나 LED 등의 광원을 투명한 판인 도광판의 측면에 배열하여, 도광판의 측면으로부터 입사된 광을 정면측으로 출사하는 것이다. 종래의 백라이트로서는, 휘도를 높게 할 수 있다는 관점에서 직하형의 면광원 장치가 많이 이용되고 있었다. 그러나, 최근에는 얇고 고휘도인 LED 광원의 사용이 증가하고 있는 것이나 액정 디스플레이의 박형화에 수반하여 에지라이트형 면광원 장치의 사용 비율이 증가하고 있다.

이러한 에지라이트형 면광원 장치에 있어서의 도광판에서는, 배면에 도트 인쇄를 실시하는 것에 의해, 측면으로부터 입사된 광을 배면에서 난반사시켜 정면으로부터 출사시키도록 하고 있다. 도광판의 배면에 도트 인쇄를 실시하는 방법으로서는, 스크린 인쇄에 의한 방법이 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1 참조). 그러나, 스크린 인쇄에 의해서 도트 인쇄를 실시할 때에는 패턴마다 개별 판을 준비할 필요가 있다. 이 때문에, 스크린 인쇄에서는 자유도가 낮다는 문제가 있었다.

한편, 스크린 인쇄 이외의 방법으로서는, 잉크젯을 이용한 도트 패턴 인쇄가 알려져 있다(예컨대 특허문헌 2 참조). 잉크젯을 이용하는 것에 의해, 다수의 판을 준비할 필요는 없어지기 때문에, 인쇄 패턴이 다양화되었다고 해도 대응할 수 있도록 자유도를 높일 수 있다.

일본 특허공개 평7-49421호 공보 일본 특허공개 2006-136867호 공보

그런데, 최근 이 종류의 도광판을 이용한 면광원 장치에는 고정밀도, 예컨대 150dpi 이상의 것이 요구되어 오고 있다.

또한, 최근 액정 표시 디스플레이가 텔레비전 등에 적용되어 도광판의 대형화 및 박형화가 요구되는 경향이 있다. 도광판을 제조함에 있어서, 도광판 원판은 휨이 없는 판상인 것이 이상적이지만, 실제로는 보관 중의 흡습이나 불균일한 가열 등에 의해 휨이나 굴곡이 발생한다. 도광판의 대형화 및 박형화에 수반하여 이러한 휨의 영향이 현저해질 것이 상정된다.

그러나, 상기 특허문헌 2에 개시된 도광판에 대해서는, 높은 정밀도에 대한 요구 및 도광판 원판의 휨 개선에 대한 요구는 높지 않았다. 이 때문에, 상기 특허문헌 2에 개시된 도트 패턴 인쇄를 이용한 도광판에서는, 도트 패턴 인쇄를 행했을 때에, 도트 간 거리의 불균일함이나 도트 형상의 흐트러짐이 원인이 되어 인쇄면에 줄(筋)이 보여 버리는 경우가 있었다. 이와 같이 인쇄면에 줄이 보여 버리면, 광학 시트를 이용한 액정 디스플레이 등의 품질 저하를 초래해 버린다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명의 과제는, 광학 시트의 배면에 도트 패턴 인쇄를 실시할 때에 인쇄면에서의 줄 발생을 억제하는 것에 의해, 광학 시트를 이용한 제품의 품질 향상을 도모할 수 있는 광학 시트의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 광 입사면으로부터 입사된 광을, 광 입사면과 교차하는 광 출사면으로부터 출사하는 광학 시트이며, 해당 광학 시트의 원판의 배면에 대하여, 노즐로부터 잉크를 분사하는 것에 의해서 도트 패턴이 인쇄된 광학 시트를 제조하는 방법으로서, 원판의 비인쇄면을 흡인 흡착하여 원판의 휨을 배제하고, 노즐과 원판의 거리를 2.8mm 이하로 조정하고, 잉크를 분사하여 도트 패턴을 인쇄한다.

일반적으로, 저정밀 도트 패턴을 형성하는 경우에는, 노즐과 원판의 거리가 먼 경우에도 인쇄 패턴에 줄(인쇄 도트가 직선상으로 형성되는 현상)이 생기는 일은 거의 없었기 때문에, 노즐과 원판의 접촉을 피하기 위해서 갭 거리를 크게 취하고 있었다. 그러나, 고정밀 도트 패턴을 형성하는 경우에는, 갭 거리가 크면 인쇄 패턴에 줄이 발생하는 일이 있고, 이 줄에 의해서 제품의 품질이 저하되는 문제가 생겼다. 이 점에서, 본 발명에 따른 광학 시트의 제조 방법에 있어서는, 도트 패턴 인쇄를 행할 때에 원판의 비인쇄면을 흡인 흡착하여 휨을 배제하고, 노즐과 원판의 거리가 2.8mm 이하로 조정되어 있다. 원판의 비인쇄면을 흡인 흡착하여 휨을 배제함으로써, 노즐과 원판의 거리가 2.8mm 이하로 조정되어 있으므로, 광학 시트에서의 도트 패턴 인쇄의 인쇄면에서 줄이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광학 시트를 이용한 제품의 품질 향상을 도모할 수 있다. 한편, 도트 패턴 인쇄를 행할 때의 노즐과 원판의 보다 바람직한 거리는 1.8mm 이하이며, 더 바람직한 범위는 1.0mm 이하이다.

여기서, 도트 패턴을 인쇄할 때의 노즐과 원판의 거리가 2.8mm 이하로 조정되어 있는 태양으로 할 수 있다.

도광판 등의 광학 시트에 이용되는 원판은, 완전히 평면상이 되는 경우는 적고, 약간의 휨이 생기는 경우가 많다. 이 휨의 영향에 의해서 잉크젯 노즐과 원판의 거리가 너무 길어지면, 인쇄면에서의 줄 발생이 우려된다. 이 점에서, 도트 패턴 인쇄를 행할 때 원판의 비인쇄면을 흡인 흡착하여 휨을 배제하고, 노즐과 원판의 거리가 2.8mm 이하로 조정되어 있는 것에 의해, 인쇄면에서의 줄 발생을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 그 결과, 광학 시트를 이용한 제품의 품질 향상을 더한층 도모할 수 있다.

게다가, 원판의 두께가 4.5mm 이하인 태양으로 할 수 있다.

이와 같이, 원판의 두께는 4.5mm 이하로 조정되어 있는 것이 적합하다. 또한, 원판의 두께는 2.0mm 이하로 조정되어 있는 것이 더욱 적합하다.

또한, 도트 패턴을 인쇄할 때에 원판은 테이블 상에 재치되어 있고, 노즐과 테이블의 거리가, 2.8mm에 원판의 두께를 가산한 거리 이하로 되어 있는 태양으로 할 수 있다.

이와 같이, 원판의 두께를 가미하는 것에 의해, 노즐과 원판의 거리를, 원판이 재치된 테이블과 노즐 간의 거리로 관리할 수 있다.

광학 시트의 제조 방법에 의해서 제조된 광학 시트로 할 수도 있고, 이 광학 시트의 광 입사면의 측방에 배치된 광원을 구비하는 면광원 장치로 할 수도 있다. 게다가, 이 면광원 장치를 구비하며, 광학 시트의 광 출사면에 대향하여 배치되고, 광원으로부터 출사된 광에 조사되어 화상을 표시하는 투과형 화상 표시부를 구비하는 투과형 화상 표시 장치로 할 수도 있다.

본 발명은, 광 입사면으로부터 입사된 광을, 광 입사면과 교차하는 광 출사면으로부터 출사하는 광학 시트이며, 해당 광학 시트의 원판의 배면에 대하여, 노즐로부터 잉크를 분사하는 것에 의해서 도트 패턴이 인쇄된 광학 시트를 제조하는 장치로서, 원판의 비인쇄면을 흡인 흡착하여 원판의 휨을 배제하고, 노즐과 원판이 재치되는 테이블의 거리가, 2.8mm에 원판의 두께를 가산한 거리 이하로 조정되고, 잉크를 분사하여 도트 패턴을 인쇄하는 광학 시트의 제조 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 광학 시트의 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 광학 시트의 배면에 도트 패턴 인쇄를 실시할 때에 인쇄면에서의 줄 발생을 억제하는 것에 의해, 광학 시트를 이용한 제품의 품질 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 실시형태에 따른 도광판을 이용한 투과형 화상 표시 장치를 모식적으로 나타내는 분해 측단면도이다.
도 2는 실시형태에 따른 도광판을 이용한 투과형 화상 표시 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 도광판 제조 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도트 패턴 인쇄를 행할 때의 잉크젯 노즐과 도광판의 원판의 관계를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 5는 도트 패턴 인쇄가 행해질 때에 도광판을 재치하는 반송 벨트를 나타내는 평면도이다.
도 6은 (a), (b) 모두 인쇄 도트의 다른 배치 패턴을 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 설명한다. 한편, 각 실시형태에 있어서, 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한, 도시의 편의상, 도면의 치수 비율은 설명하는 것과 반드시 일치하지는 않는다.

본 발명에 있어서는, 액정 표시 장치 등의 투과형 화상 표시 장치에 이용되는 면광원 장치에서 광학 시트인 도광판의 제조 방법에 있어서의 도트 패턴 인쇄가 주로 특징적이다. 본 실시형태에서는, 우선 도광판을 포함하는 액정 표시 장치의 구조에 대하여 설명하고, 이어서 도광판의 제조 방법에 있어서의 도트 패턴 인쇄에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도광판을 이용한 액정 표시를 모식적으로 나타내는 분해 측단면도, 도 2는 그의 배면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 투과형 화상 표시 장치인 액정 표시 장치(1)는 투과형 화상 표시부(10) 및 면광원 장치(20)를 구비하고 있다. 면광원 장치(20)는 투과형 화상 표시부(10)의 배면측에 배치되어 있고, 투과형 화상 표시부(10)의 배면측으로부터 광을 조사하고 있다. 이하의 설명에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 면광원 장치(20)와 투과형 화상 표시부(10)의 배열 방향을 Z방향(판 두께 방향)이라고 칭하고, Z방향에 직교하는 2방향이며 서로 직교하는 2방향을 X방향 및 Y방향이라고 칭한다.

투과형 화상 표시부(10)는 액정 셀(11) 및 직선 편광판(12)을 구비하고 있고, 액정 셀(11)의 양면측에 직선 편광판(12)이 배설(配設)되어 있다. 액정 셀(11), 직선 편광판(12)은 기지(旣知)의 액정 표시 장치에서 이용되는 것을 이용할 수 있다. 액정 셀(11)로서는 TFT형, STN형 등의 공지된 액정 셀을 예시할 수 있다.

면광원 장치(20)는 광학 시트인 도광판(30)과 LED 광원(22)을 구비하고 있다. 도광판(30)은 광을 투과시키는 투광성 수지로 형성되고 판상을 이루고 있다. 투광성 수지는 광을 투과시키는 수지이다. 한편, 도광판(30)은 시트상이어도 좋고, 필름상이어도 좋다. 또한, 도광판(30)의 두께(T)는 1.0mm 이상 4.5mm 이하인 것이 바람직하다.

도광판(30)은 투광성 수지로 이루어지는 판상의 부재를 구비하고 있다. 투광성 수지의 굴절률은 예컨대 1.49∼1.59의 범위 내이다. 도광판(30)에 사용되는 투광성 수지로서는, 메타크릴 수지가 주로 이용된다. 도광판(30)에 사용되는 수지로서 그 밖의 수지를 이용해도 좋고, 스타이렌계의 수지를 이용해도 좋다. 투광성 수지로서는, 아크릴 수지, 스타이렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 환상 올레핀 수지, MS 수지(아크릴과 스타이렌의 공중합체) 등을 이용할 수 있다. 나아가, 도광판(30)에는 광 확산제, 자외선 흡수제, 열 안정제, 광 중합 안정제 등의 첨가제를 첨가할 수도 있다.

또한, 도광판(30)은 직방체를 이루고 있고, 도 2에 나타내는 바와 같이, Z축 방향(두께 방향)에 대향하는 한 쌍의 주면(主面)인 표면(31) 및 배면(32)을 구비하고 있다. 또한, 도광판(30)은 X축 방향에 대향하는 한 쌍의 측면(33) 및 Y축 방향에 대향하는 한 쌍의 측면(34)을 구비하고 있다. 표면(31) 및 배면(32)은 측면(33, 34)과 교차하는 방향, 다시 말하자면 측면(33, 34)과 직교하는 방향으로 형성되어 있다. 이들 표면(31), 배면(32), 측면(33, 34)은 모두 장방형상을 이루고 있다.

이 중, 표면(31)은 평탄한 면이거나 요철이 부여된 면이거나 할 수 있다. 표면(31)에 요철을 부여하는 경우에는, 예컨대 Z축 방향으로 돌출되고, 그의 길이 방향이 X축 방향을 따르는 복수의 돌조부(突條部)를 Y축 방향으로 이간(離間)시키고 서로 평행하게 배열하여 배치할 수 있다. 돌조부의 형상으로는, 표면이 프리즘 형상이 되는 형상으로 할 수 있고, 돌조부를 길이 방향에 직교하는 방향으로 절단했을 때의 단면 형상이 반원 형상, 반타원 형상이 되는 형상으로 할 수 있다. 또한, 돌조부는 길이 방향에 직교하는 방향으로 절단했을 때의 단면 형상이 동일 형상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 돌조부가 연장되는 방향은, 광원으로부터 출사되는 광이 도광판의 측면으로부터 입사될 때의 입사 방향과 평행한 것이 바람직하다.

또한, 표면(31)은 면상의 광을 출사 가능한 면으로서 기능한다. 표면(31)은 투과형 화상 표시부(10)측에 배치되고, 배면(32)은 투과형 화상 표시부(10)와는 반대측에 배치된다. 도광판(30)의 정면측에 있어서는, 도광판(30)과 투과형 화상 표시부(10) 사이에 각종 필름(41)이 배치되어 있다. 나아가, 배면(32)과 대면하는 위치에는 도광판(30) 내의 광을 표면(31)측으로 반사시키는 반사 시트(42)가 배설되어 있다. 각종 필름(41)으로서는 확산 필름, 프리즘 필름, 휘도 향상 필름 등을 들 수 있다.

LED 광원(22)은, 도광판(30)의 측방이고, 도광판(30)의 Y축 방향으로 연장되는 측면(33)과 대향하여 배치되어 있다. 도광판(30)에서의 측면(33)은 LED 광원(22)으로부터 출사되는 광을 입사하는 입사면이 된다. 복수의 LED 광원(22)은 측면(33)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라서 이산적(離散的)으로 배치되어 있다. 도광판(30)에서의 측면(33)으로부터 입사된 광은 표면(31)으로부터 출사된다. 도광판(30)의 표면은 측면(33)으로부터 입사된 광을 출사하는 출사면이 된다.

LED 광원(22)의 배치 간격은 통상 5mm∼20mm로 되어 있다. LED 광원(22)은 Y축을 끼고 대향하는 측면(33)을 따라서 배치되어 있다. 이 태양을 대신하여, 도광판(30)의 4변의 각각을 따라서 배치되어 있어도 좋고, X축을 끼고 대향하는 측면(34)을 따라서 배치되어도 좋다. 또는, 측면(33, 34) 중 어느 1변을 따라서 배치되어 있어도 좋다. 또한, 광원은 LED 광원에 한하지 않고 그 밖의 광원이어도 좋다. 나아가, 광원으로서는 냉음극관 등의 선상 광원이 배치되어 있는 구성이어도 좋다.

LED 광원(22)은, 예컨대 백색 LED로 구성되어 있고, 하나의 개소에 복수의 LED를 배치하여 하나의 광원 단위를 구성하고 있다. 또한, 하나의 광원 단위로서는 적색, 녹색, 청색의 상이한 삼색의 LED가 근접하게 배열되어서 배치되어 있어도 좋다. 여기서, 복수의 LED를 갖는 광원 단위가 전술한 배치 방향을 따라서 이산적으로 배치되는 경우에는, 상이한 색의 LED끼리는 가능한 한 가까이 해서 배치되어 있는 것이 바람직하다.

LED 광원으로서는, 다양한 출광 분포를 갖는 것이 사용 가능하지만, LED 광원의 법선 방향(X축 방향)의 광도가 최대이고, 광도 분포의 반치폭이 40도 이상 80도 이하인 출광 분포를 갖는 것이 적합하다. 또한, LED 광원의 타입으로서는, 구체적으로 램버시안(Lambertian)형, 포탄형, 측면 발광(side emission)형 등을 들 수 있다.

도광판(30)을 평면시했을 때의 사이즈는, 목적으로 하는 투과형 화상 표시부(10)의 화면 사이즈에 적합하도록 설정된다. 구체적으로, 직교하는 2변의 길이가 통상 250mm×440mm 이상(대각선 길이(L)가 506mm 이상)인 것이 이용된다. 나아가서는, 500mm×800mm 이상(대각선 길이(L)가 943mm 이상)의 대형 사이즈의 것이 이용되는 경우도 있다. 또는, 도광판(30)의 평면시 형상은, 장방형으로 되어 있지만, 정방형 등의 다른 형상으로 할 수도 있다. 또한, 도광판(30)의 원판(투광성 수지 시트)의 두께(T)는 4.5mm 이하로 하고, 예컨대 2.0mm나 1.0mm로 할 수도 있다.

여기서, 250mm×440mm 이상의 장방형이란, 한 변이 250mm 이상이고 또한 다른 변이 440mm 이상인 장방형을 의미한다. 또한, 500mm×800mm 이상의 장방형이란, 한 변이 500mm 이상이고 또한 다른 변이 800mm 이상인 장방형을 의미한다.

또한, 도광판(30)의 원판(60)은 하기 수학식 1을 만족시키고 있어도 좋다.

단, L은 원판의 대각선 길이(mm), T는 원판의 두께(mm)이다. 한편, 대각선 길이(L)는 500mm 이상이다.

또한, 도광판(30)의 배면(32)에는 복수의 인쇄 도트(35)가 형성되어 있다. 인쇄 도트(35)는 잉크젯을 이용한 도트 패턴 인쇄에 의해서 형성된다. 인쇄 도트(35)는, 배면(32)에서의 LED 광원(22)에 가까운 쪽이 그의 직경이 작고, LED 광원(22)으로부터 멀어짐에 따라서 서서히 직경이 커지도록 형성되어 있다.

또한, 인쇄 도트(35)에 대해서는, 도 2에 나타내는 형태 외에, 예컨대 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 대략 동일한 크기의 복수의 인쇄 도트(35)가 도광판(30)의 배면측에 대략 동일한 간격으로 격자상으로 배치되어 있는 태양으로 할 수도 있다. 인쇄 도트(35)를 격자상으로 배치하는 경우에는 정방 격자, 삼각 격자, 입방 격자, 육방 격자, 대바구니 격자(kagome lattice) 등으로 할 수 있다. 또는, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 대략 동일한 크기의 복수의 인쇄 도트(35)를 랜덤으로 배치하는 태양으로 할 수도 있다. 기타, 이들 태양에서 인쇄 도트(35)의 크기가 적절히 변하는 태양으로 할 수도 있다.

계속해서, 도광판(30)의 제조 방법에 있어서의 도트 패턴 인쇄에 대하여 설명한다. 도트 패턴 인쇄는 잉크젯을 이용하여 행해지고 있다. 잉크젯을 이용한 도트 패턴 인쇄를 행할 때에는, 도광판(30)을 제조할 때의 원판에 대하여 잉크젯 노즐로부터 잉크를 분사하여 도트 패턴을 인쇄한다.

도 3은 실시형태에 따른 도광판 제조 장치를 나타내는 사시도이다. 도트 패턴 인쇄를 행할 때에는, 도 3에 나타내는 바와 같은 도광판 제조 장치(광학 시트의 제조 장치)(200)가 이용된다. 도 3에 나타내는 도광판 제조 장치(200)는 투광성 수지 시트(60)(도광판(30)의 원판)를 반송하는 반송 수단(70)과 잉크젯 헤드(50)를 구비하고 있다. 또한, 제조 장치(200)는 원판(60)의 이동 방향(A)에 있어서, 잉크젯 헤드(50)의 하류측에, 도시하지 않은 UV 램프 및 검사 장치를 구비하고 있다.

반송 수단(70)은 투광성 수지 시트(60)를 재치하여 반송하는 반송 벨트(71)와, 반송 벨트(71)를 이동시키는 한 쌍의 반송 롤러(72)(도 3에서는 한쪽만을 도시하고 있다)와, 반송 벨트(71)에 재치된 투광성 수지 시트(60)를 흡인하기 위한 흡인 박스(73)를 구비하고 있다.

반송 벨트(71)는 한 쌍의 반송 롤러(72)에 가설되어 수평 방향(도시 A 방향)으로 연장되어 있다. 구동측의 반송 롤러(72)는 도시하지 않은 모터에 의해서 회전 구동되어 반송 벨트(71)를 이동시킨다. 원판(60)의 인쇄면(60a)이 상측을 향하고, 인쇄면(60a)과는 반대측의 면인 비인쇄면(60b)(도 4 참조)이 반송 벨트(테이블)(71)에 맞대어져 배치된다.

흡인 박스(73)는 상자형을 이루고, 상하 방향으로 이간된 반송 벨트(71, 71)사이에 배치되어 있다. 흡인 박스(73)는 이동 방향(A)을 따라서 복수 배치되어 있다. 흡인 박스(73)는, 예컨대 진공 펌프 등의 배기 수단에 접속되고, 상자 내부가 감압 가능한 구성으로 되어 있다.

도 4는 도트 패턴 인쇄를 행할 때의 잉크젯 노즐과 도광판의 원판의 관계를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 잉크젯 헤드(50)에는 복수의 잉크젯 노즐(51)이 설치되어 있다. 도 5는 도트 패턴 인쇄가 행해질 때에 도광판을 재치하는 반송 벨트를 나타내는 도면이다. 흡인 박스(73)는 반송 벨트(71)를 재치하는 천장판(73a)을 갖고 있다. 이 천장판(73a)의 외표면은 평탄면을 이루어, 반송 벨트(71)를 접동(摺動)시키는 면을 구성한다. 그리고, 반송 벨트(71) 상에 투광성 수지 시트(60)가 재치된다. 즉, 반송 벨트(71)는 원판(60)이 재치되는 테이블로서 기능한다.

흡인 박스(73)의 천장판(73a) 및 반송 벨트(71)에는 복수의 개구부(73b, 71a)가 설치되어 있다. 개구부(73b, 71a)의 간격은 예컨대 5cm 정도로 되어 있다. 개구부(73b, 71a)의 형상은 원형 이외의 형상이어도 좋다. 반송 벨트(71)가 소정의 위치에 배치되면, 반송 벨트(71)의 개구부(71a)와 천장판(73a)의 개구부(73b)가 일치된다. 그리고, 진공 펌프부를 작동시켜, 흡인 박스(73) 내부가 감압되면, 반송된 원판(60)의 비인쇄면(60b)이 반송 벨트(71) 상에서 흡착되어 휨이 배제된다. 그리고, 원판(60)이 재치되어 있는 반송 벨트(71)(테이블)와 잉크젯 노즐(51)의 거리가, 2.8mm에 원판(60)의 두께(T)를 가산한 거리 이하로 조정되어 있다.

한편, 도광판 제조 장치(200)에서는 원판(60)을 연속적 또는 간헐적으로 반송 가능하다. 또한, 원판(60)이 재치되는 테이블은 반송 벨트(71)에 한정되지 않고, 그 밖의 반송 트레이 등이어도 좋다. 또한, 도광판 제조 장치(200)는 반송 수단을 구비하고 있지 않은 구성이어도 좋다. 테이블에 원판(60)을 재치하고, 원판(60)의 비인쇄면(60b)을 흡인 흡착하여 원판(60)의 휨을 배제하면 좋다.

도광판(30)을 제조하는 경우, 우선 원판(60)(도광판(30)이 갖는 투광성 수지 시트)의 배면(32)이 될 원판(60)의 표면에 발액(撥液) 처리를 실시해도 좋다.

발액 처리의 정도로서는, 발액 처리된 원판(60)의 표면에 물방울을 적하했을 때의 접촉각이 80도∼130도, 바람직하게는 85도∼120도, 보다 바람직하게는 90도∼110도이다. 접촉각을 80도 이상으로 함으로써, 반사 도트(인쇄 도트)(35, 35)끼리의 연결을 방지할 수 있고, 또한 보다 조밀하게 반사 도트(35)를 설치할 수 있다. 게다가, 접촉각을 130도 이하로 함으로써, 반사 도트(35)와 원판(60)의 밀착성을 높게 유지하는 것이 가능하다.

발액 처리의 예는, 발액 처리제로서의 표면 개질제를 이용하는 처리, 각종 에너지선에 의한 처리, 화학 흡착에 의한 처리, 재료 표면에서의 그래프트 중합에 의한 처리 등이다.

표면 개질제를 이용하는 처리는 원판(60)의 표면 상에 소량의 표면 개질제를 첨가한 발액층을 형성하는 처리이다. 발액 처리제로서의 표면 개질제의 예는, 퍼플루오로알킬기(Rf기)를 측쇄에 갖는 바이닐계 폴리머나 Rf기 함유 실리콘 등이다. 발액층은 표면 개질제를 종이 수건(waste) 등에 스며들게 해서 표면에 도포하거나, 표면 개질제를 스프레이나 잉크젯 인쇄에 의해 표면에 내뿜는 등의 방법으로 형성할 수 있다.

각종 에너지선에 의한 처리는 에너지선에 의해 표면에 발액성을 가지게 하는 처리이다. 에너지선의 예는 플라즈마, 전자선, 이온빔 등이다. 플라즈마 처리를 이용한 경우의 발액 처리의 예는, 플라즈마·에칭에 의해서 표면을 조면화한 후에, 조면화된 표면에 예를 들면 발액성의 단분자막을 형성하는 것, 불소계 가스 플라즈마에 의한 표면의 불소화, 발액 화합물로 구성되는 피막을 플라즈마 CVD에 의해서 표면에 형성하는 것, 플라즈마 중합에 의해서 표면 상에 발액성 박막을 형성하는 것 등이다.

표면 조면화에 의한 처리의 예는, 열프레스에 의한 원판(60)의 표면에의 요철 형상의 부여, 약품에 의한 에칭, 블라스트 처리 등이다.

화학 흡착에 의한 처리에서는 흡착 분자의 말단을 불소로 수식하는 것이 바람직하다. 특히, 말단의 치환기로서는 CF₃기가 발액성의 관점에서 바람직하다.

이러한 처리의 예 중, 불소계 가스 플라즈마에 의한 표면의 불소화가 간편하고 또한 균일하게 표면 처리를 행할 수 있다는 점에서 바람직하다.

반송 벨트(71)는 도시하지 않은 모터에 의해서 화살표(A)로 나타내는 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 잉크젯 노즐(51)로부터 분사된 잉크(54)는 자외선 경화 수지로 이루어지고, 원판(60)에 착탄(着彈)된 후, 원형상으로 서서히 넓어져 간다. 나아가, 도광판 제조 장치(200)는 도시하지 않은 자외선 조사 장치를 구비하고 있다. 잉크에는 안료를 첨가해도 좋고, 첨가하지 않아도 좋다.

안료는 바람직하게는 탄산칼슘 입자, 황산바륨 입자 및 이산화타이타늄 입자 중 적어도 어느 하나이다. 탄산칼슘 입자, 황산바륨 입자 및 이산화타이타늄 입자각각의 누적 50% 입자 직경(D50)은 50∼3000nm, 보다 바람직하게는 100∼1500nm, 더 바람직하게는 300∼600nm이다. 누적 50% 입자 직경(D50)이 50∼3000nm의 범위 내에 있는 탄산칼슘 입자, 황산바륨 입자, 이산화타이타늄 입자는, 시판품으로부터 입도 분포에 기초하여 적절히 선택하는 것에 의해 입수가 가능하다. 안료의 잉크에서의 함유 비율은, 통상 잉크의 전체 질량을 기준으로 0.5∼15.0질량% 정도이다. 탄산칼슘 입자, 황산바륨 입자 및 이산화타이타늄 입자 중 적어도 하나인 안료를 이용한 잉크는, 무기물을 이용한 잉크이다.

광 중합성 성분은, 바이닐기 등의 광 중합성 작용기를 갖고, 바람직하게는 하이드록실기를 갖지 않는 광 중합성 모노머 및/또는 광 중합성 올리고머로 구성된다. 하이드록실기를 갖지 않는 광 중합성 모노머의 함유 비율은, 바람직하게는 잉크의 전체 질량을 기준으로 65∼75질량%이다. 하이드록실기를 갖지 않는 광 중합성 올리고머의 함유 비율은, 바람직하게는 잉크의 전체 질량을 기준으로 10∼20질량%이다.

하이드록실기를 갖지 않는 광 중합성 모노머는, 예컨대 1,4-뷰테인다이올 다이아크릴레이트(예컨대 사토머재팬(주)제, SR213), 1,6-헥세인다이올 다이아크릴레이트(예컨대 사토머재팬(주)제, SR238F), 1,3-뷰틸렌 다이아크릴레이트(예컨대 사토머재팬(주)제, SR212), 1,9-노네인다이올 다이아크릴레이트(예컨대 신나카무라화학공업(주)제, A-NOD-N) 및 프로폭시화(2) 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트(예컨대 사토머재팬(주)제, SR9003)로부터 선택된다.

하이드록실기를 갖지 않는 광 중합성 올리고머는, 바람직하게는 지방족 우레탄 (메트)아크릴레이트(예컨대 사토머재팬(주)제, CN985B88, CN991)를 포함한다. 지방족 우레탄 (메트)아크릴레이트는, 지방족 폴리아이소사이아네이트와 지방족 폴리올로 형성되는 폴리우레탄 올리고머쇄와, 이것에 결합한 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기를 갖는 광 중합성 올리고머이다. 지방족 우레탄 (메트)아크릴레이트의 유리전이온도는 바람직하게는 40℃ 이상이다.

광 중합 개시제는 자외선 경화형 수지의 분야에서 통상 이용되고 있는 것으로부터 적절히 선택할 수 있다. 광 중합 개시제의 잉크에서의 함유 비율은 통상 0.5∼10.0질량% 정도이다.

잉크젯 잉크는 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 안료, 광 중합성 성분 및 광 중합 개시제 이외의 성분을 함유하고 있어도 좋다.

도트 패턴 인쇄를 행할 때에는, 우선 원판(60)의 비인쇄면(60b)을 흡인 흡착하여 휨을 배제하고, 잉크젯 노즐(51)로부터 원판(60)에 잉크(54)를 소정량 분사하여 도트 패턴 인쇄부(55)를 생성한다. 그 후, 자외선 조사 장치가 설치된 위치에 도트 패턴 인쇄부(55)가 올 때까지 모터에 의해서 테이블(52)을 이동시켜 원판(53)을 반송한다. 그 다음에, 자외선 조사 장치에 의해서 원판(53)에서의 도트 패턴 인쇄부(55)에 자외선을 조사하는 것에 의해, 잉크를 경화시켜 도 2에 나타내는 인쇄 도트(35)를 생성한다.

여기서, 본 실시형태에 있어서는, 잉크젯 노즐(51)로부터 잉크(54)를 분사할 때 원판(60)의 비인쇄면(60b)을 흡인 흡착하여 휨을 배제함으로써, 잉크젯 노즐(51)과 원판(53)의 거리를 2.8mm로 설정하고 있다. 저정밀 도트 패턴을 형성하는 경우에는, 잉크젯 노즐(51)과 원판(53)의 거리(이하 「갭 거리」라고 한다)(D)가 큰 경우에도 인쇄 패턴에 줄이 생기는 일은 거의 없었기 때문에, 잉크젯 노즐(51)과 원판(53)의 접촉을 피하기 위해서 갭 거리(D)를 크게 취하고 있었다.

그러나, 고정밀 도트 패턴을 형성하는 경우에는, 갭 거리(D)가 크면 인쇄 패턴에 줄이 발생하는 일이 있고, 이 줄에 의해서 제품의 품질이 저하된다. 이 점에서, 여기에서는, 도트 패턴 인쇄를 행할 때의 잉크젯 노즐(51)과 원판(60)의 거리가 2.8mm로 조정되어 있다. 잉크젯 노즐(51)과 원판(60)의 거리가 2.8mm로 조정되어 있는 것에 의해, 도광판(30)에 실시된 도트 패턴 인쇄의 인쇄면에서의 줄 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 도광판(30)을 이용한 면광원 장치(20)나 액정 표시 장치(1)의 품질 향상을 도모할 수 있다.

도광판(30)에 실시된 도트 패턴 인쇄의 인쇄면에서의 줄 발생을 억제하기 위한 갭 거리(D)는 2.8mm 이하가 된다. 나아가서는, 갭 거리(D)를 1.8mm 이하로 하는 것에 의해, 더욱 적합하게 줄 발생을 억제할 수 있다. 또한, 갭 거리(D)는 작은 편이 바람직하지만, 갭 거리(D)의 하한치에 대해서는 도트 패턴 인쇄를 실시할 때에 있어서의 잉크젯 노즐(51)과 원판(53)의 접촉을 피할 수 있는 정도의 크기로 할 수 있다. 구체적으로는, 갭 거리(D)를 0.4mm 이상 또는 0.5mm 이상으로 할 수 있다. 이들 관점에서는, 갭 거리는 0.4mm 이상 2.8mm 이하로 하는 것이 필요하고, 0.5mm 이상 1.8mm 이하로 하는 것이 적합하며, 0.5mm 이상 1.0mm 이하로 하는 것이 더욱 적합하다.

( 실시예 )

이하, 광학 시트 인쇄면에서의 줄 발생 상황에 대한 실험을 행했다. 이 실험에서는 갭 거리(D)를 적절히 변경하여 복수의 광학 시트를 제조하고, 이들 광학 시트에 대하여 각각 줄 발생 상황을 육안으로 평가했다. 설정한 갭 거리(D)는 0.5mm, 1.3mm, 2.3mm, 4.0mm 및 9.0mm로 했다.

또한, 공통 조건으로서 원판(광학 시트)은 40인치 패널의 것을 이용했다. 또한, 사용한 잉크의 잉크 점도는 18.6mPa·s, 잉크액의 양은 30pL로 했다. 나아가, 도트 패턴에 있어서의 도트 직경은 약 130㎛ 정도로 했다. 또, 원판을 반송할 때의 주사(반송) 속도는 400mm/s, 해상도는 150dpi로 했다. 또한, 잉크가 원판에 착탄되고 나서 1.5초 후에 자외선 조사를 행했다. 자외선 조사 시의 UV 적산 광량은 0.25J/cm²로 했다.

그 결과, 갭 거리(D)가 0.5mm, 1.3mm, 2.3mm인 경우에는 모두 줄 발생이 거의 보이지 않았다. 또한, 갭 거리(D)가 5.0mm인 경우에는 인접하는 도트에서의 잉크끼리 서로 달라붙어, 라인상으로 줄이 발생하는 결과가 되었다. 갭 거리(D)가 9.0mm인 경우에는, 비인쇄 영역에까지 잉크가 비산하여 줄이 크게 발생하는 결과가 되었다.

도광판의 인쇄면을 육안으로 본 경우, 갭 거리(D)가 2.3mm에서 줄이 거의 보이지 않고, 4.0mm에서 줄이 명확히 보였지만, 갭 거리(D)가 2.8mm 정도이면 거의 줄이 보이지 않을 것으로 생각된다. 또한, 갭 거리(D)가 1.3mm이면 줄은 거의 완전히 보이지 않았다. 이 결과로부터, 갭 거리(D)이면 줄은 거의 완전히 보이지 않게 될 것이라고 생각된다. 따라서, 본 발명의 갭 거리(D)를 2.8mm로 규정하고, 보다 바람직한 갭 거리(D)를 1.8mm로 규정했다.

본 발명의 광학 시트의 제조 방법, 광학 시트, 광학 시트의 제조 장치는, 광학 시트의 배면에 도트 패턴 인쇄를 실시할 때에 인쇄면에서의 줄 발생을 억제할 수 있다. 본 발명에 의하면, 광학 시트를 이용한 제품(면광원 장치 및 투과형 화상 표시 장치)의 품질 향상을 도모할 수 있다.

1: 액정 표시 장치 10: 투과형 화상 표시부
11: 액정 셀 12: 직선 편광판
20: 면광원 장치 22: LED 광원
30: 도광판 31: 표면
32: 배면 33, 34: 측면
35: 인쇄 도트 41: 각종 필름
42: 반사 시트 50: 잉크젯 헤드
51: 잉크젯 노즐 52: 테이블
53: 원판 54: 잉크
55: 도트 패턴 인쇄부 60: 원판(투광성 수지 시트)
60a: 인쇄면 60b: 비인쇄면
70: 반송 수단 71: 반송 벨트
71a: 개구부 72: 반송 롤러
73: 흡인 박스 73a: 천장판
73b: 개구부
200: 도광판 제조 장치(광학 시트의 제조 장치)
D: 갭 거리 L: 원판의 대각선 길이
T: 원판의 대각선 길이 A: 원판의 이동 방향

Claims

광 입사면으로부터 입사된 광을, 상기 광 입사면과 교차하는 광 출사면으로부터 출사하는 광학 시트이며, 해당 광학 시트의 원판의 배면에 대하여, 잉크젯 노즐로부터 잉크를 분사하는 것에 의해서 도트 패턴이 인쇄된 상기 광학 시트를 제조하는 방법으로서,
상기 원판의 비인쇄면을 흡인 흡착하여 상기 원판의 휨을 배제하고,
상기 노즐과 상기 원판의 거리를 2.8mm 이하로 조정하고,
상기 잉크를 분사하여 상기 도트 패턴을 인쇄하는 광학 시트의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 원판의 두께가 4.5mm 이하인 광학 시트의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 원판의 대각선 길이(L)가 500mm 이상인 광학 시트의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원판의 대각선 길이(L)와 두께(T)가 하기 수학식 1을 만족시키는 광학 시트의 제조 방법.
[수학식 1]
L/T≤0.01
단, L은 원판의 대각선 길이(mm), T는 원판의 두께(mm)이다.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도트 패턴을 인쇄할 때에 상기 원판은 테이블 상에 재치되어 있고,
상기 노즐과 상기 테이블의 거리가, 2.8mm에 상기 원판의 두께를 가산한 거리 이하인 광학 시트의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트의 제조 방법에 의해서 제조된 광학 시트.
제 6 항에 기재된 광학 시트와,
상기 광학 시트의 광 입사면에 대향하여 배치된 광원을 구비하는 면광원 장치.
제 7 항에 기재된 면광원 장치를 구비하며,
상기 광학 시트의 광 출사면에 대향하여 배치되고, 상기 광원으로부터 출사된 광에 조사되어 화상을 표시하는 투과형 화상 표시부를 구비하는 투과형 화상 표시 장치.
광 입사면으로부터 입사된 광을, 상기 광 입사면과 교차하는 광 출사면으로부터 출사하는 광학 시트이며, 해당 광학 시트의 원판의 배면에 대하여, 노즐로부터 잉크를 분사하는 것에 의해서 도트 패턴이 인쇄된 상기 광학 시트를 제조하는 장치로서,
상기 원판의 비인쇄면을 흡인 흡착하여 상기 원판의 휨을 배제하고, 상기 노즐과 상기 원판이 재치되는 테이블의 거리가, 2.8mm에 상기 원판의 두께를 가산한 거리 이하로 조정되고,
상기 잉크를 분사하여 상기 도트 패턴을 인쇄하는 광학 시트의 제조 장치.