KR100500304B1 - 광학필름 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

광학필름 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100500304B1
KR100500304B1 KR10-2003-0044315A KR20030044315A KR100500304B1 KR 100500304 B1 KR100500304 B1 KR 100500304B1 KR 20030044315 A KR20030044315 A KR 20030044315A KR 100500304 B1 KR100500304 B1 KR 100500304B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin
film
optical film
roll
embossing
Prior art date
Application number
KR10-2003-0044315A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050005286A (ko
Inventor
심용식
조성민
김영일
배상석
Original Assignee
주식회사 엘지에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에스 filed Critical 주식회사 엘지에스
Priority to KR10-2003-0044315A priority Critical patent/KR100500304B1/ko
Publication of KR20050005286A publication Critical patent/KR20050005286A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100500304B1 publication Critical patent/KR100500304B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/20—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C43/203—Making multilayered articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/0074—Production of other optical elements not provided for in B29D11/00009- B29D11/0073
    • B29D11/00788—Producing optical films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

본 발명은 웨이브형 휘도 강화 광학필름을 제조하기 위한 광학필름 제조 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 광학필름으로 사용할 경우 영상으로 표현되는 모아레 무늬 감소에 적합한 웨이브형 광학필름을 제조하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 광학필름 제조 장치는, 필름의 레진 도포부위에 엠보싱 구조를 형성하기 위하여 한쪽이 엠보싱롤로 이루어지고 상대측은 가압롤로 이루어지는 한 쌍의 엠보싱처리부와, 상기 엠보싱롤과 가압롤 사이에 가변적인 갭을 형성하기 위해 레진의 점성에 따라 압력변화를 일으키고 이로부터 갭의 크기를 변화시켜 레진의 표면을 웨이브형으로 처리하기 위해 레진의 점성에 따른 압력변화에 반응하여 갭의 변화를 일으킬 수 있도록 하기 위해 엠보싱롤을 탄지하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광학필름 제조 방법은, 광학 필름모재를 연속적으로 공급하는 필름 공급단계와, 상기 단계를 통해 공급되는 필름의 한쪽 면에 일정두께로 UV레진을 도포하는 레진 도포단계와, 상기 필름상에 도포되어진 레진이 반고화 상태로 굳어지도록 적외선을 조사하거나 열을 가할 수 있는 건조로를 통과시키는 건조단계와, 상기 단계를 통해 건조가 이루어진 필름을 가열된 엠보싱롤과 가압롤 사이를 통과시키면서 엠보싱롤과 가압롤 사이에 가변적인 갭을 형성하여 UV레진의 점성으로 엠보싱롤과 가압롤 사이에 압력을 발생시키고, 이로부터 발생된 압력을 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발하여 갭의 변화를 발생시켜 레진의 엠보싱 구조를 웨이브형으로 형성하는 핫엠보싱단계와, 상기 핫엠보싱이 이루어진 필름의 레진부위에 UV광을 조사하여 완전 경화시키는 UV경화단계로 제조 된다.
또한, 필름 모재 표면에 UV레진을 도포하고 건조로를 경유하면서 건조가 이루어진 필름을 위한 가열된 엠보싱롤과 가압롤 사이를 통과시키는 제1단계와, 상기 엠보싱롤과 가압롤 사이에 일정한 갭을 형성하여 UV레진의 점성으로 엠보싱롤과 가압롤 사이에 압력을 발생시키는 제2단계와, 상기 단계로부터 발생된 압력을 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발하여 주기적인 갭의 변화를 발생시키는 것으로부터 레진의 엠보싱 구조를 웨이브형으로 형성하는 제3단계로 제조할 수 있다. 이에 따라 모아레를 제거할 수 있는 광학적 성능이 우수한 광학필름의 제조가 가능하다.

Description

광학필름 제조 장치 및 제조 방법{Apparatus of manufacturing optical film and method thereof}
본 발명은 웨이브형 휘도 강화 광학필름을 제조하기 위한 광학필름 제조 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 광학필름으로 사용할 경우 영상으로 표현되는 모아레 무늬 감소에 적합한 웨이브형 광학필름을 제조하기 위한 것이다.
일반적으로 광학필름을 사용하는 영상표시수단의 성능은 백라이트 유닛의 성능에 크게 영향을 받는다. 그것은 광학필름을 통해 빛을 반사하거나 투과시켜 빛의 양을 조절하는 방식이 기본이 되기 때문이다. 박막 광학필름을 영상표시수단에 효과적으로 적용하기 위해 광학적 성능이 우수한 다양한 광학필름이 제시되어 왔다.
도 1은 백라이트 유닛의 간단한 구조로서, 형광램프(1), 반사판(2), 도광판(3), 확산시트(4), 제1집광시트(5), 제2집광시트(6) 및 보호시트(7)로 이루어지며, 박막 디스플레이(8)가 최상부에 위치한다.
도 2는 백라이트 유닛의 집광시트로 적용되는 박막 유연성 광학필름으로서, 이 박막 유연성 필름은 한쪽면에 구조화 표면(12)을 갖고 다른 한쪽면에 그와 반대되는 매끄러운 면(14)을 갖는 투명한 중합체 물질로 이루어져 있다.
이 광학필름의 구조화 표면(12)은 평행으로 나란히 배열된 소형의 직각 이등변 프리즘(16)의 선형 배열을 포함하여 광학필름(10)의 길이에 걸치는 복수의 피크(17)와 홈(18)을 형성한다. 수직면(20)은 필름이 평면에 위치할 경우 인접한 매끄러운 면(14)에 대해 약 45도의 각을 이룬다.
이 유연성 박막 광학필름(10)은 매끄러운 면(14)에 대한 수선 N으로 형성된 각 매끄러운 면(14)에 입사된 광선 A는 굴절되고 구조화 표면(12)에서 전반사 된다. 광선 A와 수선 N은 모두 구조화 표면(12)의 프리즘(16)의 선형배열이 놓여지는 방향 P에 대해 수직인 평면에 위치한다. 광선 A는 전반사 되며 동일 평면에 위치하는 반사광선A'로 나온다. 마찬가지로 방향 P에 대하여 수직이 아닌 평면에서 매끄러운 면(14)에 입사되는 다른 광선 B가 예시되어 있는데, 입사광선 B는 내부에 반사되며 입사광선 B와 프리즘 방향 P에 의해 한정된 다른 평면에서 광선 B'로 나온다.
구조화 표면(12) 또는 매끄러운 면(14)에 일정각도 내로 부딪히는 입사광은 도 3과 같이 다른 표면에서 전반사 된다. 첫 번째 표면에 의해 굴절된 광이 수선에 대하여 임계각 보다 큰 각으로 두 번째 표면에 부딪힐 경우 광은 전반사 된다. 공기 중에서 이 임계각은 그 물질의 굴절율의 역수의 아크사인으로 정의 된다. 또한 도 4와 같이 그 각 범위 밖으로 구조화 표면(12) 또는 매끄러운(14)에 부딪히는 입사광의 상당한 부분이 투과되고 그 나머지는 반사된다.
그러나, 이러한 박막 유연성 광학필름을 백라이트유닛의 집광시트로 적용하는 경우, 집광시트의 피크 높이가 스프라이트 형태의 길이방향을 따라 항상 동일하게 유지되어 제1 및 제2집광시트로 겹쳐서 사용하는 경우 하부에 위치하는 제1집광시트의 피크부위와 상부에 위치하는 제2집광시트의 피크부위와의 광학적 결합이 발생하고 이로 인해 가시적으로 선무늬가 나타나는 모아레(MOIRE)현상이 발생하여 화면상에서 구현되는 이미지 특성이 저하되는 사용상의 문제점 드러냈다.
이러한 구조화 표면을 가지는 광학필름은, 홀로그램이나 회절광학소자로 볼 수 있으며, 이는 모재의 표면에 임의의 피치와 깊이(피트와 홈)를 갖는 요철면을 형성하여 빛의 회절을 이용하는 렌즈이다. 고휘도 반사시트는 모재의 표면에 배열구조를 갖는 요철을 형성하고, 도 2 내지 도 4와 같이 이 요철에 기인하는 빛의 굴절 및 전반사 현상을 이용하여 광부품으로서의 기능을 수행한다.
미세패턴이 있는 광학필름은 마스터와 필름모재를 가열하고 압착시켜 미세패턴을 형성하는 핫 엠보싱방법과, 마스터 상에 자외선경화도료(포토폴리머)를 코팅한 다음 필름모재의 표면을 압착시킨 후 자외선을 조사하여 미세패턴을 필름모재로 전사하는 자외선 경화형 엠보싱방법 등이 있다.
특히, 대량생산을 위해서는 롤-투-롤(Roll To Roll)타입의 엠보싱 방법이 많이 이용되고 있으며 평면과 마찬가지로 필름모재에 패턴을 형성하기 위한 방법으로는 자외선 경화형 엠보싱과 핫 엠보싱으로 구분되며, 롤타입 자외선 경화형 엠보싱은 필름모재의 표면에 자외선 경화도료인 포토폴리머를 코팅하고, 패턴이 형성된 마스터롤로서 필름모재의 표면을 압착시킴과 동시에 자외선 경화기로 경화시키는 방법이며, 핫 엠보싱은 롤-투-롤의 경우, 히터가 내장되어 자체 발열되며 표면에 미세패턴이 형성된 롤러 스탬퍼와 가압롤러를 대접되게 설치하고 두 롤러 사이로 필름모재를 통과시킴으로써 열 가압에 의해 필름모재의 표면에 패턴을 형성하는 방법이다.
또 다른 광학필름 제조장치로는, 코터에 의해 표면에 자외선 경화도료가 코팅되는 롤타입 필름모재와 패턴이 형성된 스템퍼를 진행방향으로 이송시키면서 이들을 가압롤러에 의해 중첩상태로 하여 접착하는 코팅 및 접착수단과, 상기 코팅 및 접착수단으로부터 이송된 접착상태의 스템퍼와 필름모재를 가이드 롤러에 의해 이송시키면서 자외선을 조사하여 스템퍼에 기록된 미세패턴이 자외선 경화도료를 매개로 필름모재에 전사되도록 하는 패턴복제수단과, 상기 패턴복제수단에 의해 패턴이 전사된 필름모재와 스템퍼를 분리하여 각각의 리와인딩 릴에 의해 필름모재와 스템퍼를 회수하는 회수수단으로 구성된다.
그러나, 이러한 제조장치를 통해 제조되는 광학필름을 백라이트유닛의 집광시트로 적용하는 경우, 전술한 바와 같이 집광시트의 피크 높이가 스프라이트 형태의 길이방향을 따라 항상 동일하게 유지되어 제1 및 제2집광시트로 겹쳐서 사용하는 경우 하부에 위치하는 제1집광시트의 피크부위와 상부에 위치하는 제2집광시트의 피크 부위의 광학적 결합이 발생하고 이로 인해 가시적으로 선무늬가 나타나는 모아레(MOIRE)현상이 발생하여 화면상에서 구현되는 이미지 특성이 저하되는 적용상의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 백라이트유닛의 집광시트로 적용할 경우 나타나는 모아레 무늬를 제거할 수 있는 광학필름을 제조하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 백라이트유닛의 집광시트로 적용되는 광학필름의 광학적 결합을 억제할 수 있는 광학필름을 제조하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 백라이트유닛의 집광시트로 적용할 경우 광학적 성능이 우수한 웨이브형 광학필름을 제조하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
광학필름 모재를 연속적으로 공급하는 필름공급롤과, 필름의 면에 UV레진을 소정의 두께로 도포하기 위한 코터와, 상기 코터로부터 레진이 도포되어지는 필름을 지지하기 위한 지지롤과, 상기 도포된 UV레진을 건조시키기 위한 건조로와, 레진 표면에 엠보싱을 형성하기 위한 엠보싱부 및 필름권취롤로 이루어지는 광학필름 제조장치에 있어서,
상기 필름의 레진 도포부위에 엠보싱 구조를 형성하기 위하여 한쪽이 엠보싱롤로 이루어지고 상대측은 가압롤로 이루어지는 한쌍의 엠보싱처리부와,
상기 엠보싱롤과 가압롤 사이에 가변적인 갭을 형성하기 위해 레진의 점성에 따라 압력변화를 일으키고 이로부터 갭의 크기를 변화시켜 레진의 표면을 웨이브형으로 처리하기 위해 레인의 점성에 따른 압력변화에 반응하여 주기적인 갭의 변화를 일으킬 수 있도록 하기 위해 엠보싱롤을 탄지하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은,
광학 필름모재를 연속적으로 공급하는 필름 공급단계와,
상기 단계를 통해 공급되어 지는 필름의 한쪽면에 일정두께로 UV레진을 도포하는 레진 도포단계와,
상기 필름상에 도포되어진 레진이 반고화상태로 굳어지도록 적외선을 조사하거나 열을 가해주는 건조로를 통과시키는 건조단계와,
상기 단계를 통해 건조가 이루어진 필름을 가열된 엠보싱롤과 가압롤 사이를 통과시키면서 엠보싱롤과 가압롤 사이에 일정한 갭을 형성하여 UV레진의 점성으로 엠보싱롤과 가압롤 사이에 압력을 발생시키고, 이로부터 발생된 압력을 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발하여 주기적인 갭의 변화를 발생시켜 레진의 엠보싱 구조를 웨이브형으로 형성하는 핫엠보싱단계와,
상기 핫엠보싱이 이루어진 필름의 레진부위에 UV광을 조사하는 UV경화단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은,
광학 필름 모재를 연속적으로 공급하면서 필름의 면에 UV레진을 도포하고 레진의 건조 및 경화를 거치면서 레진의 표면에 일정한 엠보싱을 형성하여 광학필름을 제조하는 광학필름 제조 방법에 있어서,
필름모재 표면에 UV레진을 도포하고 건조로를 경유하면서 건조가 이루어진 필름을 가열된 엠보싱롤과 가압롤 사이를 통과시키는 제1단계와,
상기 엠보싱롤과 가압롤 사이에 일정한 갭을 형성하여 UV레진의 점성으로 엠보싱롤과 가압롤 사이에 압력을 발생시키는 제2단계와,
상기 단계로부터 발생된 압력을 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발하여 주기적인 갭의 변화를 발생시키는 것으로부터 레진의 엠보싱 구조를 웨이브형으로 형성하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이렇게 백라이트유닛에 적용되는 광학필름의 엠보싱 구조화 형상을 웨이브형 요철면으로 제조하면 영상 디스플레이 구현에서 모아레 현상이 현저히 감소되어 고품질 화상구현 디스플레이의 광원장치로서 유용한 광학필름으로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 앞서 본 발명을 통해 제조하고자 하는 광학필름의 이론적 배경을 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서 제조하고자 하는 광학필름은 백라이트유닛의 집광시트로 적용될 경우 그 구조에서 모아레 간섭을 최소화 할 수 있는 구조화된 광학필름이다.
이 구조는 도 2 내지 도 4로 나타낸 피크와 홈으로 이루어지는 프리즘 시트의 형태이지만 피트의 형상이 높이가 일정한 스프라이트 형태가 아니고 웨이브형으로 이루어지는 형태이다. 일반적으로 모아레 간섭을 최소화할 수 있는 방법으로는 광학필름인 프리즘 시트의 주기성을 변칙적으로 사용하는 방법과 다층 광학필름 시트를 쌓아 올림으로서 광학필름 프리즘 시트에서의 모아레 현상을 최소화 할 수 있는 방법 등이 있다. 프리즘 시트의 주기를 변칙적으로 사용하는 방법은 프리즘 격자를 형성할 때 기술적 제약이 따른다. 이에 비해 다층 시트는 여러 층 형성에 따른 투과도 및 고비용화 등의 제약이 따른다. 그러나 본 발명을 통해 제조하고자 하는 광학필름은 프리즘의 주기를 변칙적으로 사용하지 않고 더불어 다층 구조를 형성하지도 않으면서 회절 효과를 최소화 할 수 있는 구조를 목표로 한다.
그 구조는 도 5와 같은 구조이다. 즉, 집광시트의 구조화 표면(14)이 길이방향을 따르는 피트(11)의 높이가 최고점과 최저점으로 구분되는 비평면형 피크로 이루어지며, 상기 피크(11)의 최고 높이와 최저 높이 차이로 형성되는 이등변 프리즘(13)의 형상을 일정한 사이즈로 유지하기 위해 상기 구조화 표면(14)과 매끄러운 면(15)이 접하는 경계면(16) 사이에 상기 피크의 높이 변화 사이클과 동일한 사이클의 굴곡부(17)를 형성하여 밸리(12)의 상호간 간격을 평형 간격으로 유지하도록 되어 있다. 이것은 백라이트유닛과 같은 광원장치용 집광시트로 적용될 경우 도 2 내지 도 4와 같은 광학필름과는 다른 성능을 나타낸다. 가장 중요한 광학적 성능은 두 장을 겹쳐서 백라이트유닛의 집광시트로 활용하는 경우로서, 이 경우 광학적 결합을 최소화시켜 모아레 무늬를 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.
광학필름이 가지는 모아레 간섭에 관한 분석은 회절격자 이론 및 회절격자방정식을 통해 증명되는데, 본 발명에 따라 제조되는 광학필름은 투과 진폭 및 위상 조건을 적절히 이용하여 회절효과를 최소화하는 형식이다.
이와 같이 목표로 하는 광학필름을 얻기 위한 본 발명에 따른 광학필름의 제조 방법 및 그 제조장치의 구체적 실시예를 도 6 및 도 7을 참고로 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 제조장치의 개략도 이고, 도 7은 본 발명에 따른 제조장치중 광학필름 형성과정에서 레진의 표면을 처리하는 핵심장치이다. 이 장치를 이용하면 웨이브 피크를 가지는 목표로 하는 광학필름을 제조할 수 있다.
목표로 하는 웨이브형 광학필름을 제조하기 위한 제조장치는, 광학필름 모재를 연속적으로 공급하는 필름공급롤(1)과, 필름(10)의 면에 UV레진을 소정의 두께로 도포하기 위한 코터(2)와, 상기 코터(2)로부터 레진이 도포되어지는 필름을 지지하기 위한 지지롤(3)과, 상기 도포된 UV레진을 건조시키기 위한 건조로(4)와, 레진 표면에 엠보싱을 형성하기 위한 엠보싱부 및 필름권취롤로 이루어지는 광학필름 제조장치에 필름의 레진 도포부위에 엠보싱 구조를 형성하기 위하여 한쪽이 엠보싱롤로 이루어지고 상대측은 가압롤로 이루어지는 한쌍의 엠보싱처리부(5)와, 상기 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이에 일정한 갭을 형성하기 위해 레진의 점성에 따라 압력변화를 일으키고 이로부터 갭의 크기를 변화시켜 레진(60)의 표면을 웨이브형으로 처리하기 위해 레인의 점성에 따른 압력변화에 반응하여 주기적인 갭의 변화를 일으킬 수 있도록 하기 위해 엠보싱롤을 탄지하는 탄성부재(50)를 설치하여 웨이브형 표면처리 광학필름을 제조할 수 있다.
상기 제조장치와 같거나 비슷한 제조장치를 활용하는 본 발명에 따른 제조 방법은 2가지 방법으로 제조될 수 있다.
제1방법은, 광학 필름모재를 연속적으로 공급하는 필름 공급단계와, 상기 단계를 통해 공급되어 지는 필름(10)의 한쪽 면에 일정두께로 UV레진(60)을 도포하는 레진 도포단계와, 상기 필름(10)상에 도포되어진 레진(60)이 반고화상태로 굳어지도록 적외선을 조사하는 건조로(4)를 통과시키는 건조단계와, 상기 단계를 통해 건조가 이루어진 필름(10)을 가열된 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이를 통과시키면서 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이에 일정한 갭을 형성하여 UV레진(60)의 점성으로 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이에 압력을 발생시키고, 이로부터 발생된 압력을 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발하여 주기적 또는 비주기적인 갭의 변화를 발생시켜 레진의 엠보싱 구조를 웨이브형으로 형성하는 핫엠보싱단계와, 상기 핫엠보싱이 이루어진 필름(10)의 레진 부위에 UV광을 조사하는 UV경화단계로 제조하는 것이다.
제2방법은, 대략 3단계로 원하는 광학필름을 제조하는 것이다. 필름모재 표면에 UV레진(60)을 도포하고 건조로를 경유하면서 건조가 이루어진 필름을 가열된 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이를 통과시키는 제1단계, 상기 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이에 일정한 갭을 형성하여 UV레진(60)의 점성으로 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이에 압력을 발생시키는 제2단계, 상기 단계로부터 발생된 압력을 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발하여 주기적인 갭의 변화를 발생시키는 것으로부터 레진의 엠보싱 구조를 웨이브형으로 형성하는 제3단계로 웨이브형 광학필름을 제조하는 것이다.
본 발명에 따른 광학 필름 제조에 있어서는, 광학 필름 모재로서, 바람직하게는 투명하고 유연성있으며 가공성이 우수한 열가소성 폴리머필름으로 이루어지고, 상기 폴리머로서는, 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리염화비닐로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 폴리머을 사용할 수 있다.
상기 폴리머필름은, 폴리카보네이트 위에 아크릴레이트가 적층된 다층의 필름을 사용하거나, 폴리에스테르 위에 아크릴레이트가 적층된 다층의 필름을 사용할 수도 있다.
또한, UV레진은 반고화 상태를 만들기 위한 휘발성 용제를 포함 할수 있다. 휘발성 용제는 수지에 용해하는 성능을 가진 것으로 저분자량의 200도 미만의 비점(끊는점)을 가진 것을 많이 사용된다. 본 발명에서는 건조시 모재의 변형을 방지하기 위해 150도 미만의 저비점 용제가 적당하고 아세톤, 초산에칠, 이소프로필 알코올 MEK(메틸에칠케톤), 톨루엔, 크실렌, 부틸알코올 등을 사용할 수 있다.
알려진 바와 같이, 롤 형태의 광학필름을 제조하는 경우 핫엠보싱이나 UV엠보싱 방법을 이용하여 제조한다. 그러나 모아레 간섭을 제거 감소시키기 위해 적합한 웨이브형 광학필름의 제조는 불가능하다.
도 6 또는 도 7은 이러한 웨이브형 광학필름을 제조하기 위해 만들어진 제조장치로서, 위쪽이 엠보싱롤(30)이고 아래쪽이 가압롤(40)이다. 엠보싱롤(30)은 질화강을 이용하여 기초 롤을 제작하고 제작된 롤 상에 무전해 니켈 도금을 하는 등의 방법으로 초정밀 가공된 롤이다. 초정밀가공을 통하여 미세 스트럭쳐로 구성한 후 크롬 도금하여 엠보싱롤(30) 표면 손상이나 내구성을 증대시킨다. 가압롤(40)은 크롬도금하여 초정밀 폴리싱 과정을 거쳐 경면상태로 유지될 수 있도록 가공하여 조립된다. 이렇게 구조화 된 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이에는 필름(10)이 통과하면서 그 필름(10) 상측에 도포된 UV레진(60)이 통과한다. 이 통과 과정에서 엠보싱롤(30)과 가압롤(40)의 갭을 조절하여 원하는 두께로 UV레진(60)을 형성하게 되는데, 엠보싱롤(30)이 부동적이라면 필름(10)상의 UV레진(60)의 형성면은 평면이 되지만, 엠보싱롤(30)은 탄성 유동성 거치상태로 위치하여 UV레진(60)의 점성으로 인하여 필름(10)의 진행성에 관련하여 주기적이고 반복적인 유동을 일으키고 그 유도는 갭의 변화를 가져옴으로서, UV레진(60)의 표면에 주기적이고 반복적인 웨이브(70)를 만들게 된다.
즉, 엠보싱롤(30)의 하측에 UV레진(60)이 접촉한 채로 필름(10)이 진행될 때, UV레진(60)의 점성으로 인해 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이에 압력이 발생하고, 이 발생된 압력은 엠보싱롤(30)과 가압롤(40)간 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발시킨다. 이에 따른 압력의 변화는 주기적인 갭의 변화를 발생시켜, UV레진의 코팅 두께를 주기적으로 변화시킴으로서, 웨이브 형태의 광학필름을 제조할 수 있는 것이다.
여기서, 엠보싱롤(30)을 유동 구조로 탄지하는 탄성부재(50)는 필름의 진행속도 및 두께, 그리고 UV레진(60)의 두께 및 점성, 또한 가압롤(40)과의 마찰계수 등을 고려하여 엠보싱롤(30)과 가압롤(40) 사이를 통과하는 필름의 진행성에 추종되어 갭의 변화를 일으킬 수 있도록 탄성계수가 조절되어 있다. 상기 탄성부재(50)는 예를들면, 일단은 핫엠보싱(5)에 고정되고, 타일단은 엠보싱롤(30)에 고정되는 스프링으로 구성될 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7에 표현된 본 발명에 따른 제조 장치는 웨이브형 광학필름을 제조할 수 있는 적합한 제조 환경을 제공한다. 즉, 광학필름 제조공정에서 필름표면을 구조화 표면으로 형성하는 엠보싱 표면처리 과정을 용이하게 할 수 있도록 하는 동시에 원하는 모아레 감소 효과를 포함하는 원하는 광학적 성능을 가지는 광학필름을 제조하는데 적합하다.
즉, 필름공급롤(1)에 감겨져 있던 필름(10)이 이송경로를 따라 연속적이면서 느린 속도로 공급이 이루어지는 가운데, 코터(2)의 설치위치에서 UV레진(60)이 필름(10) 상면에 도포됨으로서 일정한 두께로 코팅되어 진다. 이때 도포되는 UV레진(60)은 이후 건조가 이루어질 수 있는 휘발성 용제가 첨가되어 있으며 그 도포 두께는 지지롤(3)의 상하 높이 조절 또는 필름(10)의 이송속도를 제어함으로서 조절된다.
이렇게 레진의 코팅이 이루어진 필름(10)은 안내롤(8)에 의해 안내되는 가운데 건조로(4)를 통과하게 된다. 이때 건조로(4) 내에서는 적외선에 의한 광조사가 이루어짐으로서 레진에 포함되어진 휘발성 용제가 건조된다. 이러한 건조과정을 거친 필름(10)상의 UV레진(60)은 졸-겔 상태로 굳어지게 된다. 필름(10)은 다시 진행이 이루어져 핫엠보싱부(5) 내에서 엠보싱롤(30)과 쌍을 이루는 가압롤(40) 사이를 통과하면서 레진부위에 원하는 웨이브 (70)형상 또는 구조화 표면을 만들게 되며, 연속적으로 UV엠보싱부(6)를 지나면서 UV광 조사에 의해 최종 광학필름으로 제품화 되어 필름권취롤(7)에 감겨져 보관되거나 회수된다.
이러한 제조 장치 및 그 제조 방법은, 액상의 UV레진을 엠보싱해야 하는 어려움을 극복하는데 적합한 제조 조건을 제공하고, 또한 광학적으로 우수한 웨이브형 엠보싱과 같은 형태의 구조화 표면을 다양하게 얻을 수 있는데 적합한 제조 조건을 제공한다.
이와 같이 본 발명은 백라이트유닛의 집광시트로 적용할 경우 나타나는 모아레 무늬를 제거할 수 있는 광학필름을 쉽고 간단하게 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 광학필름 제조에서 UV레진을 엠보싱하여야 하는 어려움을 극복하는데 적합한 제조 조건을 제공할 수 있으며, 광학적으로 우수한 형태의 다양한 구조화 표면을 형성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛의 간단한 구조도
도 2의 (a)(b)는 백라이트 유닛의 집광시트로 적용되는 박막 유연성 광학필름의 구성을 보인 확대도
도 3은 백라이트 유닛에 적용 가능한 종래의 유연성 필름의 단면도
도 4는 도 3의 역단면도
도 5는 본 발명에 따라 제조되는 광학필름의 구조
도 6은 본 발명에 따른 광학필름 제조장치의 개략도
도 7은 본 발명에 따른 광학필름 제조장치의 요부 구성도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10:필름(모재) 30:엠보싱롤
40:가압롤 50:탄성부재
60:UV레진 70:웨이브

Claims (19)

  1. 광학필름 모재를 연속적으로 공급하는 필름공급롤과, 필름의 면에 UV레진을 소정의 두께로 도포하기 위한 코터와, 상기 코터로부터 레진이 도포되어지는 필름을 지지하기 위한 지지롤과, 상기 도포된 UV레진을 건조시키기 위한 건조로와, 레진 표면에 엠보싱을 형성하기 위한 엠보싱부 및 필름권취롤로 이루어지는 광학필름 제조장치에 있어서,
    상기 필름의 레진 도포부위에 엠보싱 구조를 형성하기 위하여 한쪽이 엠보싱롤로 이루어지고 상대측은 가압롤로 이루어지는 한 쌍의 엠보싱처리부와,
    상기 엠보싱롤과 가압롤 사이에 일정한 갭을 형성하기 위해 레진의 점성에 따라 압력변화를 일으키고 이로부터 갭의 크기를 변화시켜 레진의 표면을 웨이브형으로 처리하기 위해 레진의 점성에 따른 압력변화에 반응하여 주기적인 갭의 변화를 일으킬 수 있도록 하기 위해 엠보싱롤을 탄지하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재(50)는 일단은 핫엠보싱(5)에 고정되고, 타일단은 엠보싱롤(30)에 고정되는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 광학필름 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학필름 모재로서, 재질이 투명하고 유연성 있는 폴리머필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리염화비닐로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 폴리머를 재료로 사용하는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 폴리카보네이트 상에 아크릴레이트가 적층된 다층의 필름인 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 폴리에스테르 상에 아크릴레이트가 적층된 다층의 필름인 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제조장치에서 사용되는 UV레진은 반고화 상태를 만들기 위해 150도 미만의 저비점을 가진 아세톤, 초산에칠, 이소프로필 알코올 MEK(메틸에칠케톤), 톨루엔, 크실렌, 부틸알코올 등과 같이 광경화성 수지의 베이스가 되는 프리폴리머나 모노머를 용해 분산시켜 쉽게 필름화 시킬 수 있게 하고 열에 의해 쉽게 기화될 수 있는 휘발성 용제가 포함된 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
  8. 광학 필름모재를 연속적으로 공급하는 필름 공급단계와,
    상기 단계를 통해 공급되어 지는 필름의 한쪽 면에 일정두께로 UV레진을 도포하는 레진 도포단계와,
    상기 필름상에 도포되어진 레진이 반고화 상태로 굳어지도록 적외선을 조사하거나 열을 가할 수 있는 건조로를 통과시키는 건조단계와,
    상기 단계를 통해 건조가 이루어진 필름을 가열된 엠보싱롤과 가압롤 사이를 통과시키면서 엠보싱롤과 가압롤 사이에 가변적인 갭을 형성하여 UV레진의 점성으로 엠보싱롤과 가압롤 사이에 압력을 발생시키고, 이로부터 발생된 압력을 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발하여 주기적인 갭의 변화를 발생시켜 레진의 엠보싱 구조를 웨이브형으로 형성하는 핫엠보싱단계와,
    상기 핫엠보싱이 이루어진 필름의 레진부위에 UV광을 조사하는 UV경화단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광학필름 모재로서, 재질이 투명하고 유연성 있는 폴리머필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리염화비닐로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 폴리머를 재료로 하는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 폴리카보네이트 상에 아크릴레이트가 적층된 다층의 필름인 것을 특징으로 하는 광학필름 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 폴리에스테르 상에 아크릴레이트가 적층된 다층의 필름인 것을 특징으로 하는 광학필름 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 UV레진은 반고화 상태를 만들기 위해 150도 미만의 저비점을 가진 아세톤, 초산에칠, 이소프로필 알코올 MEK(메틸에칠케톤), 톨루엔, 크실렌, 부틸알코올 등과 같이 광경화성 수지의 베이스가 되는 프리폴리머나 모노머를 용해 분산시켜 쉽게 필름화 시킬 수 있게 하고 또한 열에 의해 쉽게 기화될 수 있는 휘발성 용제가 포함된 것을 특징으로 하는 광학필름 제조 방법.
  14. 광학 필름 모재를 연속적으로 공급하면서 필름의 면에 UV레진을 도포하고 레진의 건조 및 경화를 거치면서 레진의 표면에 일정한 엠보싱을 형성하여 광학필름을 제조하는 광학필름 제조 방법에 있어서,
    상기 필름 모재 표면에 UV레진을 도포하고 건조로를 경유하면서 건조가 이루어진 필름을 위한 가열된 엠보싱롤과 가압롤 사이를 통과시키는 제1단계와,
    상기 엠보싱롤과 가압롤 사이에 일정한 갭을 형성하여 UV레진의 점성으로 엠보싱롤과 가압롤 사이에 압력을 발생시키는 제2단계와,
    상기 단계로부터 발생된 압력을 갭의 크기에 따라 압력변화를 유발하여 주기적인 갭의 변화를 발생시키는 것으로부터 레진의 엠보싱 구조를 웨이브형으로 형성하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학필름 모재로서, 재질이 투명하고 유연성 있는 폴리머필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리염화비닐로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 폴리머를 재료로 하는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 폴리카보네이트 상에 아크릴레이트가 적층된 다층의 필름인 것을 특징으로 하는 광학필름 제조방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 폴리머필름은 폴리에스테르 상에 아크릴레이트가 적층된 다층의 필름인 것을 특징으로 하는 광학필름 제조방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 UV레진은 반고화 상태를 만들기 위해 150도 미만의 저비점을 가진 아세톤, 초산에칠, 이소프로필 알코올 MEK(메틸에칠케톤), 톨루엔, 크실렌, 부틸알코올 등과 같이 광경화성 수지의 베이스가 되는 프리폴리머나 모노머를 용해 분산시켜 쉽게 필름화 시킬 수 있게 하고 열에 의해 기화될 수 있는 휘발성 용제가 포함된 것을 특징으로 하는 광학필름 제조 방법.
KR10-2003-0044315A 2003-07-01 2003-07-01 광학필름 제조 장치 및 제조 방법 KR100500304B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0044315A KR100500304B1 (ko) 2003-07-01 2003-07-01 광학필름 제조 장치 및 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0044315A KR100500304B1 (ko) 2003-07-01 2003-07-01 광학필름 제조 장치 및 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050005286A KR20050005286A (ko) 2005-01-13
KR100500304B1 true KR100500304B1 (ko) 2005-07-11

Family

ID=37219696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0044315A KR100500304B1 (ko) 2003-07-01 2003-07-01 광학필름 제조 장치 및 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100500304B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100970361B1 (ko) * 2007-04-05 2010-07-15 고마쓰 산기 가부시끼가이샤 열프레스 성형 장치 및 동 장치를 위한 금형 시스템
WO2023195584A1 (ko) * 2022-04-05 2023-10-12 주식회사 더데이원랩 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752304B1 (ko) * 2006-06-21 2007-08-29 (주)피엔티 롤 코팅장치
WO2008066221A1 (en) * 2006-11-29 2008-06-05 Dinos Co., Ltd. Backlight unit and method of manufacturing an optical sheet included in the same
KR100849235B1 (ko) * 2006-11-29 2008-07-31 (주)디노스 백라이트 유닛
KR100730415B1 (ko) * 2006-12-20 2007-06-19 제일모직주식회사 광학필름 제조장치 및 이를 이용한 광학필름 제조방법
KR100887340B1 (ko) * 2007-07-31 2009-03-06 신화인터텍 주식회사 광학 시트 제조 장치, 광학 시트 제조 방법 및 이를이용하여 제조된 광학 시트
KR101242330B1 (ko) * 2009-12-30 2013-03-12 (주)엘지하우시스 이형필름 및 이의 제조방법
TW201208857A (en) * 2010-08-16 2012-03-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Film manufacturing device
KR101150959B1 (ko) * 2011-01-17 2012-05-29 (주)피엔티 도광판 패턴 형성 장치
KR101150960B1 (ko) * 2011-01-17 2012-05-29 (주)피엔티 도광판 패턴 형성 장치
KR102092508B1 (ko) * 2019-08-09 2020-05-29 김동선 플라스틱 필름 제조 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100970361B1 (ko) * 2007-04-05 2010-07-15 고마쓰 산기 가부시끼가이샤 열프레스 성형 장치 및 동 장치를 위한 금형 시스템
WO2023195584A1 (ko) * 2022-04-05 2023-10-12 주식회사 더데이원랩 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050005286A (ko) 2005-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100500304B1 (ko) 광학필름 제조 장치 및 제조 방법
US6998196B2 (en) Diffractive optical element and method of manufacture
KR100618602B1 (ko) 광학시트 제조방법 및 광학시트
CN109478014B (zh) 用于使用柔性压模压印不连续基板的设备
US5183597A (en) Method of molding microstructure bearing composite plastic articles
KR0170097B1 (ko) 미세 구조의 복합 플라스틱 제품 제조용 마스터
JP2019501416A (ja) 光学積層体
JP2008512726A (ja) 輝度向上フィルム、並びにその製造及び使用方法
US20060263530A1 (en) Process for making non-continuous articles with microstructures
JP2005516236A (ja) パターン化した光学素子の製造方法
JP2003090902A (ja) 反射防止賦形フィルム及びそれを用いた反射防止加工方法
JP7223008B2 (ja) 個別基材にテクスチャ付けするためのプロセスおよび装置
US6344245B1 (en) Security device manufacture
JP2004347828A (ja) 真偽判定体
JP5482401B2 (ja) ナノバックリング形状を有する表面微細凹凸体の製造方法、光学素子の製造方法、及び２次工程シートの製造方法。
JPH11156869A (ja) 表面凹凸部品の製造方法
WO2020004497A1 (ja) 光学素子及び光学素子の製造方法
KR100583225B1 (ko) 광확산 집광시트 및 그 제조 방법
JP5839017B2 (ja) 表面微細凹凸体およびその製造方法
JP2002267805A (ja) レンズフィルム
JP2012123046A (ja) ワイヤグリッド偏光板及びワイヤグリッド偏光板の製造方法
KR20080079839A (ko) 휘도 향상 시트의 제조 장치 및 방법
CN1908699A (zh) 具有微小图案的高分子光学元件的制造方法
JP5636907B2 (ja) 凹凸パターン形成シートおよびその製造方法、凹凸パターン形成シート複製用工程シート原版、光学素子、２次工程用成形物、複製シート
JP2011213051A (ja) 表面微細凹凸体およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130604

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140618

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150603

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170608

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180605

Year of fee payment: 14