KR101079772B1 - 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 프리프레그를 제조함에 있어서 종래의 함침 방식을 대체하여 스틸벨트를 이용한 용액 캐스팅(Solvent Casting) 방식을 적용함으로써, 유리클로스의 텐션 제어 실패 및 수지의 표면 레벨링 한계에 따른 표면조도 불량 및 두께편차 발생을 극복할 수 있는 디스플레이 패널용 프리프레그 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널용 프리프레그 제조 장치는 유리클로스를 연속 공급하는 유리클로스 롤과; 회전궤도의 장축이 지면에 수평한 방향으로 무한궤도 회전하고 스틸 소재로 구성된 이송벨트와; 수지와 용매를 함유하는 수지용액을 내부에 저장하고, 상기 이송벨트의 상부 영역에 위치하는 수지코터와; 유리클로스에 도포된 수지를 경화, 건조시키는 건조부와; 수지 코팅이 완료된 유리클로스를 회수하는 프리프레그 롤을 포함하고, 상기 유리클로스 롤에서 풀리며 공급되는 유리클로스는 상기 이송벨트의 상면에 안착되어 수평방향으로 반송되고, 상기 수지코터는 내부의 수지용액을 외부로 토출하여 상기 이송벨트와 함께 반송되는 유리클로스에 도포하며, 상기 건조부는 상기 이송벨트의 회전궤도 영역에 배치되어, 수지용액이 도포된 유리클로스가 상기 이송벨트 상에서 반송되는 중에 경화 및 건조를 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
프리프레그, 텐션, 이송벨트, 솔번트 캐스팅

Description

디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법 {METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING PREPREG FILM OF DISPLAY PANEL}
본 발명은 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스틸벨트를 이용한 용액 캐스팅(Solvent Casting) 방식을 적용함으로써 우수한 표면 특성을 갖는 프리프레그 필름을 수득할 수 있는 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
현재 널리 보급되고 있는 디스플레이 장치(예컨데, 액정표시장치)는 유리 소재로 이루어진 투명전극 기판을 사용하고 있다. 그러나 유리 기판은 두꺼운 두께와 무거운 중량으로 인해 액정표시장치의 박형화 및 경량화에 한계가 있고, 내충격에 취약하며, 특히 유리 소재의 취성으로 인해 플렉서블 디스플레이에 사용하기에 부적합하다.
이에 따라, 수지 필름 소재의 플렉서블(flexible) 기판이 종래 유리 기판을 대체할 소재로 각광받고 있는데, 수지 필름은 얇고 가벼우며 플렉서블한 연성을 지니고 있고 다양한 형태로 가공이 가능하기 때문에 액정디스플레이를 비롯하여 유기EL, 전자페이퍼(e-paper) 등과 같은 차세대 디스플레이 장치에 매우 적합한 특성을 갖고 있다.
전술한 바와 같이 플렉서블 기판의 많은 잇점으로 인해 플렉서블 기판의 소재 및 구조 등에 대한 다양한 연구 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
구체적으로 살펴보면, 개발 초기에는 단순히 플라스틱 고분자로 이루어진 투명 필름 소재를 채용하는 것을 시작으로 하여 에폭시 수지, 산무수물계 경화제, 알코올 경화촉매를 이용한 조성물 등을 플렉서블 기판의 소재로 적용한 예가 있다.
그러나, 단순히 수지 소재로만 구성된 플렉서블 기판은 유리 기판에 비하여 열팽창계수(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)가 높아 고온 공정시 기판의 수축 팽창에 따른 패턴 셀의 위상차 변화와 같은 문제점이 발생하였다.
따라서, 수지 소재를 디스플레이 패널용 기판 특히, 액정표시소자용 기판으로 사용하기 위해서는 내열성을 만족해야 하며, 무엇보다도 낮은 열팽창계수와 양호한 표면조도(Surface Roughness)를 확보하는 것이 필수적이다.
이러한 요구에 따라 최근에는 수지 내부에 유리클로스(Glass Cloth)를 함침시켜 제조한 프리프레그(Prepreg) 필름이 각광받고 있다. 이는 수지시트 내부에 함유된 유리클로스의 낮은 열팽창계수로 인해 수지 자체의 높은 열팽창계수를 상쇄시킬 수 있어 기판의 열적 특성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
도 1은 종래 함침 방식의 프리프레그 필름 제조 장치를 개략적으로 도시한 장치 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 프리프레그 필름 제조 장치는, 롤 형태로 감겨져 있는 유리클로스(11)를 공급하는 유리클로스 롤(10)과; 수지를 담고 있는 수지조(bath: 12)와; 유리클로스(11)에 도포된 수지의 두께/표면조도를 조절하기 위한 압박 롤(14)과; 수지가 함침된 유리클로스(15)를 건조하는 건조부 (17)와; 유리클로스의 이송을 안내하기 위한 다수의 가이드 롤(13a 내지 13e)과; 제조된 프리프레그를 회수하기 위한 프리프레그 롤(16)을 포함하도록 구성된다.
상기 장치 구성에 의한 종래 프리프레그 필름 제조 방법을 살펴보면, 유리클로스 롤(10)에서 공급되는 유리클로스는 수지조(12)에서 충분히 함침된 후 압박 롤 (14)에 의해 수지 두께 및 표면조도가 조절된다. 그리고, 가이드 롤의 안내를 받으며 수직 상승하여 건조된 후 프리프레그 롤(16)에 의해 회수됨으로써 프리프레그 필름의 제조가 완료된다.
이러한 종래의 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법은 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 종래 프리프레그 필름 제조 장치는 유리클로스가 수지조를 통과하며 함침되는 방식을 적용하고 있는 바, 유리클로스의 함침 및 건조 공정을 완료하기 까지 많은 수의 롤(압착롤, 가이드 롤)에 접촉하여 이송되어야 했다. 그러나, 이렇게 다수의 롤에 접촉하며 강제 이송되는 방식은 유리클로스에 과도한 텐션 (tension)을 발생시키게 되고, 이에 따라 유리클로스는 과도한 텐션이 작용한 상태에서 수지의 도포 및 건조 공정이 이루어지게 된다. 그러나, 유리클로스는 직물구조로 구성되어 면(面)의 성질이 아닌 선(線)의 성질을 갖고 있기 때문에 이처럼 유리클로스에 응력이 발생한 상태에서 수지를 도포하게 되면 불량한 표면조도를 야기하고, 프리프레그 필름 두께에 편차가 발생하여 양질의 프리프레그 필름을 수득할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 종래 함침 방식은 유리클로스를 수지조에 담구며 함침시키는 과정에서 기포가 발생되는데, 발생된 기포가 프리프레그 필름 내부에 함유된 상태로 필름을 제조하게 되면 필름 불량을 야기하는 문제점이 있었다.
또한, 디스플레이 패널용 프리프레그 기판에 사용되는 내열성 수지는 점도가 높고, 수지가 도포된 유리클로스는 다수의 롤에 의해 반송되는 바, 유리클로스에 도포된 액상수지가 표면 장력에 의해 자연스럽게 평탄화되는 표면 레벨링 (leveling)이 원활히 발생되지 못하는 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프리프레그를 제조함에 있어서 종래의 함침 방식을 대체하여 스틸벨트를 이용한 용액 캐스팅(Solvent Casting) 방식을 적용함으로써, 유리클로스의 텐션 제어 실패 및 수지의 표면 레벨링 한계에 따른 표면조도 불량 및 두께편차 발생을 극복할 수 있는 디스플레이 패널용 프리프레그 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 패널용 프리프레그 제조 장치는 유리클로스를 연속 공급하는 유리클로스 롤과; 회전궤도의 장축이 지면에 수평한 방향으로 무한궤도 회전하고 스틸 소재로 구성된 이송벨트와; 수지와 용매를 함유하는 수지용액을 내부에 저장하고, 상기 이송벨트의 상부 영역에 위치하는 수지코터와; 유리클로스에 도포된 수지를 경화, 건조시키는 건조부와; 수지 코팅이 완료된 유리클로스를 회수하는 프리프레그 롤을 포함하고, 상기 유리클로스 롤에서 풀리며 공급되는 유리클로스는 상기 이송벨트의 상면에 안착되어 수평방향으로 반송되고, 상기 수지코터는 내부의 수지용액을 외부로 토출하여 상기 이송벨트와 함께 반송되는 유리클로스에 도포하며, 상기 건조부는 상기 이송벨트의 회전궤도 영역에 배치되어, 수지용액이 도포된 유리클로스가 상기 이송벨트 상에서 반송되는 중에 경화 및 건조를 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법에 의하면, 유리클로스가 다수의 롤러에 접촉되며 공중을 가로지르며 반송되는 종래 함침 방식 장치와는 달리, 이송벨트가 반송기재가 되어 유리클로스와 함께 움직이며 모든 공정이 수행되도록 구성됨으로써 롤 접촉에 의해 유리클로스에 가해지던 텐션을 배제할 수 있고 이에 따라 우수한 표면 특성을 갖는 프리프레그 필름을 제조할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 프리프레그 필름 제조에 있어서 수지와 용매(Solvent)를 혼합한 수지용액을 적용할 수 있어, 점도가 높은 내열성 수지를 사용하더라도 표면 레벨링이 원활하게 발생하도록 유도할 수 있고 이에 따라 양호한 표면조도를 확보할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 스틸소재로 구성된 이송벨트 방식을 채용하여 유리클로스의 대전력에 의해 유리클로스가 스틸벨트의 면(面) 상에 달라붙게 되는 성질을 이용하고 있는 바, 텐션이 유리클로스의 전면에 고르게 분포된 상태에서 프리프레그의 모든 공정을 완료할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 지면에 수평한 방향으로 무한궤도 회전하는 스틸벨트 상에서 프리프레그의 최종 수득을 위한 모든 공정이 완료될 수 있어 연속공정에 유리한 장점이 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치 및 제조 방법은 스틸벨트를 활용한 용액 캐스팅 방식을 통해, 롤 비접촉 방식의 프리프레그 제조 공정을 구현하는 기술적 특징을 제시한다.
이에 따라, 유리클로스에 텐션(Tension)이 거의 작용하지 않는 상태에서 수지의 도포, 표면 레벨링은 물론 경화/건조 공정까지 달성할 수 있어, 우수한 표면조도(Roughness)와 균일한 두께를 갖는 디스플레이 패널용 프리프레그 필름을 수득할 수 있게 된다.
설명에 앞서, 본 발명은 디스플레이 패널에 적용하기 위한 프리프레그 필름 기판에 관한 것이나, 본 발명의 제조 장치를 통해 수득되는 프리프레그 필름의 적용 분야는 비단 디스플레이 패널용 기판에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 본 발명의 프리프레그 필름 제조 장치는 우수한 표면조도 (Roughness)와 균일한 두께의 프리프레그 필름 요구하는 다른 기술 분야에도 충분히 적용될 수 있음은 물론이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치를 개략적으로 도시한 장치 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치는 액상수지를 담고 있는 수지용기에 유리클로스(110)를 담궈 함침시킨 후 다 수의 이송 롤을 이용해 수직 상승시키며 건조하였던 종래 프리프레그 필름 제조 장치와는 달리, 종래의 함침 방식을 탈피하고 이송 롤 비접촉 방식으로 프리프레그 필름 제조를 완료할 수 있도록 함을 주요 목적으로 한다.
도 2를 참조하면, 상기 목적 달성을 위한 본 발명의 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치는 유리클로스 롤(100), 이송벨트(130), 수지코터(120), 건조부(160) 및 프리프레그 롤(180)을 포함하도록 구성된다.
상기 유리클로스 롤(100)은 바람직하게는 원기둥 형상으로서 중심축을 기준으로 회전 구동하는 이송 롤(Roll) 형태로 구성되고, 상기 롤의 외주면에 해당하는 표면층은 실리콘 고무와 같은 탄성 소재로 구성하는 것이 바람직하나 특별히 한정하지는 않으며 예컨데, 이소프렌 고무, 폴리아미드 열가소성 탄성체, 폴리에스테르 열가소성 탄성체 및 폴리올레핀 열가소성 탄성체 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 구성하여도 무방하다. 이는 유리클로스(110) 및 프리프레그(170)가 롤 표면층의 마찰력에 잘 접촉되도록 하여 유리클로스(110)의 공급 및 프리프레그(170)의 회수가 원활히 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
상기 유리클로스 롤(100)에 감겨져 있는 유리클로스(110)는 상기 유리클로스 롤(100)이 회전함에 따라 풀려지며 상기 이송벨트(130)의 상면 상에 진입하여 안착된 후, 이송벨트(130)의 이동 방향을 따라 반송되어 진다.
상기 이송벨트(130)는 프리프레그(170)를 제조하기 위한 유리클로스(110)를 연속적으로 반송하기 위한 수단에 해당하며, 유리클로스(110)는 상기 이송벨트 (130) 상에 올려져 반송되는 동안 수지 도포, 표면 레벨링(leveling), 경화/건조의 모든 공정이 수행된다. 또한, 상기 이송벨트(130)는 지면에 수평하게 무한궤도 회전하도록 구성되는데, 지면에 수평하게 무한궤도 회전한다는 것은 이송벨트(130)의 회전궤도의 장축(X)이 지면에 대해 수평한 것을 의미한다.
즉, 유리클로스가 다수의 롤러에 접촉되며 공중을 가로지르며 반송되는 종래 함침 방식의 장치와는 달리, 본 발명의 프리프레그 제조 장치는 상기 이송벨트 (130)가 반송기재가 되어 유리클로스(110)와 함께 움직이며 모든 공정이 수행되도록 구성됨으로써 롤 접촉에 의해 유리클로스에 가해지던 텐션을 배제할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
구체적으로 살펴보면, 상기 이송벨트(130)는 소정의 폭을 갖는 스틸을 무단 (endless)으로 만든 스틸 벨트로 구성되고, 상기 스틸 벨트는 이격 배치된 적어도 한 쌍의 구동 롤러에 지지되어 연속으로 무한궤도 회전한다. 즉, 일측에 배치된 구동 롤러는 전동모터(190)와 연결되어 있고, 상기 전동모터(190)가 상기 구동 롤러를 직접 구동함에 따라 타측에 구비된 구동 롤러가 연동하여 회전하여 상기 스틸 벨트의 무한궤도 회전을 발생시키게 된다.
또한, 상기 이송벨트(130)는 벨트 무게에 의해 상면이 쳐지는 현상을 방지할 수 있도록 바(bar) 형태의 다수 개의 롤러 부재(150)를 통해 받쳐지도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이송벨트(130)는 벨트의 전면이 지면에 수평한 상태를 유지하며 궤도회전하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이는, 이송벨트(130) 상에 올려져 반송되는 유리클로스(110)에 액상의 수지를 도포하여 경화/건조시키기까지 상기 액상 수지가 특정 영역으로 몰려 수지 두께에 편차가 생기는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 이송벨트(130)는 스테인레스 스틸(Stainless Steel) 소재로 구성하는 것이 바람직한데, 이는 수지용액(125)에 포함된 수분에 의해 스틸벨트(130)가 부식되는 것을 방지하고, 무엇보다 유리클로스(110)의 전면(全面)이 스틸벨트(130)의 상면 상에 달라붙어 자체 텐션이 부여됨에 따라 전면에 걸친 텐션 제어를 유도할 수 있기 때문이다.
즉, 유리클로스(110)가 유리클로스 롤(100)에서 스틸벨트(130) 상으로 미끄러져 안착되는 과정에서 마찰이 발생하게 되고, 상기 마찰 동작에 의해 유리소재로 이루어진 유리클로스(110)는 양전하로 대전되고, 금속소재의 스테인레스 스틸은 음전하로 대전되어 상호 간에 인력이 발생된다. 이로 인해 유리클로스(110)는 스틸벨트(130) 상에 평활하게 펼쳐진 상태로 안착되어 텐션이 고르게 분포된 상태를 유지한 채 반송될 수 있고, 이에 따라 수지 도포 공정시 발생할 수 있는 필름 우그러짐 현상 및 경화/건조 공정에서 발생할 수 있는 필름 수축 현상을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 스틸벨트(130)와 함께 반송되는 유리클로스(110)에 수지용액(125)이 도포되는 공정을 도시한 장치의 정면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 수지코터(120)는 상기 스틸벨트(130)에 안착되어 반송되는 유리클로스(110)에 수지용액(125)을 공급하여 전 표면에 도포하는 역할을 행한다. 따라서, 상기 수지코터(120)는 상기 스틸벨트(130)의 수직 상부 영역에 인접 배치되어 상기 스틸벨트(130)로 공급되는 유리클로스(110)의 전면 위에 일정 두께로 공급할 수지용액(125)을 배합하여 공급하게 된다.
구체적으로 살펴보면, 상기 수지코터(120)는 수지용액(125)을 내부에 저장하는 수지조(bath)와 상기 수지조에 저장된 수지용액(125)을 살포하기 위한 토출구(121)로 구성된다. 참고로, 상기 수지조에 저장되는 수지용액(125)이란 액상의 수지에 용매를 혼합한 용액은 물론, 별도의 용매가 혼합되지 않은 액상의 내열성 수지 모두를 포함하는 넓은 의미로 사용된다.
상술한 내열성 수지는 UV경화 또는 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하며 수지코터(120) 내부에서 액상으로 존재하게 된다. 구체적으로, 폴리술폰 (polysulfone), 폴리 에테르 (polyether), 폴리 에테르 이미드(Polyether lmide) 및 폴리아릴레이트 (PAR:polyarylate)와 같이 유리전이점이 200℃ 이상인 내열성 수지에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이는 본 발명에 따라 제조된 프리프레그 필름 기판을 180℃ 이상 온도의 액정표시장치 공정에 적용시, 수지 자체가 갖는 높은 열팽창계수로 인한 필름 기판의 변형을 최소화하여 치수안정성을 확보해야 하기 때문이다.
또한, 본 발명에 따라 제조되는 프리프레그 필름은 유리클로스 함유 구조를 통한 열팽창계수 감소 효과 외에 굴절율과 같은 광학적 특성도 고려해야 한다.
이는, 프리프레그 필름을 액정표시장치 패널에 적용할 경우, 액정으로부터 출사되는 빛은 상기 필름 기판을 투과하여 사용자에게 도달하게 되는데, 상기 프리 프레그 필름을 구성하는 수지시트 내부에 유리 클로스가 함침되어 있는 구조적 특성상, 상기 수지시트와 유리 클로스 상호 간의 굴절율 차이를 최소화시켜야 선명한 영상을 표시할 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명의 프리프레그 필름 제조 장치에 사용되는 유리 클로스는 수지유동탱크로부터 배출되는 내열성 수지와 굴절율이 매칭(Matching) 되어야 하며, 구체적으로 수지유동탱크로부터 배출되는 내열성 수지와 ±0.01 이내의 굴절율 차이를 갖는 유리섬유 소재로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 프리프레그 필름 제조 장치를 통해 수득되는 프리프레그 필름의 두께는 최선의 플렉서블 디스플레이 장치를 구현하기 위한 두께에 해당하는 30 ~200㎛ 가 적합하며, 바람직하게는 50 ~ 100㎛ 두께로 구성하는 것이 좋은데, 이러한 프리프레그 필름의 두께 조절은 수지코터 토출구(121)의 개폐 정도를 제어함으로써 달성가능 하다.
상기 액상 수지와 혼합되는 용매는 디클로로메탄 또는 메틸 아세테이트와 같은 휘발성 용매를 사용하여 수지용액(125)을 제조하는 것이 바람직하다. 이는, 수지용액(125)에 함유된 용매는 경화/건조 공정에서 용이하게 증발 제거되어 순수 수지로만 이루어진 프리프레그를 수득하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 따르면 이송되는 유리클로스는 넓은 면적에 비교적 얇게 수지용액(125)을 도포하여 수지층을 형성해야 하는 바, 상기 수지코터(120)는 다이 (die) 코터로 구성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 슬롯다이(slot-die) 코터로 구성하는 것이 좋다. 상기 슬롯다이 코터는 일방향으로 가늘고 길게 형성 된 토출 슬롯이 구비되어 상기 이송벨트(130)를 향하도록 설치되고, 슬롯다이 코터 내부에 저장된 수지용액(125)은 상시 토출 슬롯을 통해 외부로 흘러나와 반송되는 유리클로스(110)에 도포된다.
도 4는 수지용액(125)이 도포된 유리클로스(110)가 스틸벨트(130) 상에서 경화/건조되는 공정을 도시한 장치 정면도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 건조부(160)는 수지코터(120)에 의해 유리클로스(110)에 도포된 액상수지를 건조 및 경화시켜 고형화된 판체를 형성하기 위한 요소에 해당한다. 건조/경화 방법으로는 UV경화 또는 열경화 방법이 사용될 수 있으며, 열경화 방법으로는 원적외선 가열 등이 사용될 수 있다.
상기 건조부(160)는 이송벨트(130) 회전궤도 영역에 배치되어, 수지용액 (125)이 도포된 유리클로스(110)가 상기 이송벨트(130) 상에서 반송되는 중에 경화 및 건조를 수행할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다. 즉, 건조부(160)는 유리클로스(110)의 이송방향을 기준으로 상기 수지코터(120)의 후방에 위치하되, 상기 이송벨트(130)가 설치된 영역의 상부에 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 프리프레그 롤(180)은 수지도포 및 경화/건조 공정을 거치면서 수지 코팅이 완료된 유리클로스를 권취하는 요소에 해당한다. 프리프레그 롤(180)은 유리클로스 롤(100)과 마찬가지로 롤(Roll) 형태로 구성되고 상기 롤의 외주면에 해당하는 표면층은 실리콘 고무와 같은 탄성 소재로 구성하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 상술한 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치를 통해 진행되는 공정 흐름 및 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
유리클로스 롤(100)에서 풀리며 연속 공급되는 유리클로스(110)를 소정의 폭을 갖고 무한궤도 회전 구동하는 스틸벨트(130)의 상면에 진입 안착시킨다.
유리클로스(110)는 스틸벨트(130) 상면으로 미끄러져 진입하는 과정에서 마찰이 발생하게 되고, 이로 인한 대전력에 의해 스틸벨트(130)의 상면 상에 평활하게 펼쳐진 안착 상태를 유지하며 반송된다.
스틸벨트(130)에 올려져 지면에 수평하게 반송되는 유리클로스(110)에는 스틸벨트(130)의 수직 상부 영역에 배치된 수지코터(120)에 의해 수지용액(125)이 도포됨으로써 소망하는 두께의 수지층이 형성된다.
수지용액(125)이 도포된 유리클로스(110)는 건조부(160)에 진입하기 전에 수지용액(125)의 표면 레벨링 및 유리클로스(110)가 액상 수지에 충분히 함침될 수 있는 시간적 간격이 필요하다. 즉, 유리클로스(110)에 수지용액(125)이 낙하하며 도포된 직후에는 상기 수지용액(125)이 유리클로스(110) 상에서 평탄화되지 못하고 특정 부분으로 치우져 있는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 상태에서 경화/건조를 진행하면 프레프레그 두께 및 표면조도 불량을 야기하게 된다.
상기 표면 레벨링(leveling)은 수지용액(125)의 표면 장력을 이용하여 달성 가능하며, 유리클로스(110)에 도포된 수지용액(125)은 표면 장력에 의해 자연스럽게 높낮이의 편차가 없는 평활한 평면으로 재구성된다.
또한, 유리클로스가 프리프레그(170)의 중심부에 배치된 필름 구조를 달성하기 위해서는, 수지용액(125)이 도포된 유리클로스는 충분한 함침시간이 확보되어야 한다.
상술한 수지용액(125)의 표면 레벨링과 유리클로스의 함침시간 확보는 스틸벨트(130)의 회전속도 제어를 통해 달성 가능하며, 이러한 작용이 충분히 일어날 수 있도록 상기 스틸벨트(130)는 천천히 이동하도록 구성하것이 바람직하다.
유리클로스가 스틸벨트(130)와 함께 천천히 이송되며 수지도포, 수지함침 및 표면 레벨링이 모두 완료되면 건조부(160)로 진입하여 경화/건조 공정을 수행한다. 경화/건조 공정이 완료되면 수지용액(125)에 함유된 용매는 증발되어 제거되고, 액상수지는 고형화된 판체를 형성함으로써 도 5에 도시된 바와 같이 수지 시트(171) 내부에 유리클로스를 함유하고 있는 프리프레그 필름(170)의 제조가 최종 완료되며, 본 발명의 프리프레그 필름 제조 장치를 통해 수득된 프리프레그는 50nm 이하의 양호한 표면조도를 확보할 수 있었다. 상기 경화/건조 단계를 통해 수득된 프리프레그 필름은 프리프레그 롤(180)에 의해 권취된다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
도 1은 종래 함침 방식의 프리프레그 필름 제조 장치를 개략적으로 도시한 장치 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치를 개략적으로 도시한 장치 구성도.
도 3은 본 발명의 스틸벨트와 함께 반송되는 유리클로스에 수지용액이 도포되는 공정을 도시한 장치의 정면도.
도 4는 수지용액이 도포된 유리클로스가 스틸벨트 상에서 경화/건조되는 공정을 도시한 장치 정면도.
도 5는 본 발명의 프리프레그 필름 제조 장치를 통해 수득된 프리프레그 필름의 단면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 유리클로스 롤 110 : 유리클로스
120 : 수지코터 125 : 수지용액
130 : 스틸벨트 140,141 : 구동롤러
160 : 건조부 170 : 프리프레그
180 : 프리프레그 롤

Claims (5)

  1. 수지시트 내부에 유리클로스가 함유되어 있는 프리프레그 필름 제조 장치로서,
    유리클로스를 연속 공급하는 유리클로스 롤;
    회전궤도의 장축이 지면에 수평한 방향으로 무한궤도 회전하고 스틸 소재로 구성된 이송벨트;
    수지용액을 내부에 저장하고, 상기 이송벨트의 상부 영역에 위치하는 수지코터;
    유리클로스에 도포된 수지를 경화, 건조시키는 건조부; 및
    수지 코팅이 완료된 유리클로스를 회수하는 프리프레그 롤을 포함하고,
    상기 유리클로스 롤에서 풀리며 공급되는 유리클로스는 상기 이송벨트의 상면에 안착되어 수평방향으로 반송되고,
    상기 수지코터는 내부의 수지용액을 외부로 토출하여 상기 이송벨트와 함께 반송되는 유리클로스에 도포하며,
    상기 건조부는 상기 이송벨트의 회전궤도 영역에 배치되어, 수지용액이 도포된 유리클로스가 상기 이송벨트 상에서 반송되는 중에 경화 및 건조를 수행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수지코터는 슬롯다이(slot-die) 코터이고, 상기 슬롯다이 코터의 토출 슬롯은 상기 이송벨트의 상면을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이송벨트는 스테인레스 스틸 소재로 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이송벨트는 이격 배치된 한 쌍의 구동 롤러에 지지되어 연속으로 무한궤도 회전하고, 일측에 배치된 구동 롤러는 전동모터와 연결되어 회전구동하며,
    상기 이송벨트는 바(bar) 형태의 다수 개의 롤러 부재를 통해 받쳐지도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 장치.
  5. 지면과 수평하게 무한궤도 회전하는 스틸벨트와; 수지용액을 내부에 저장하고 상기 스틸벨트의 상부 영역에 위치하는 수지코터를 이용하여 프리프레그 필름을 제조 방법으로서,
    상기 스틸벨트의 상면 상에 유리클로스를 공급하여 안착시키는 유리클로스 공급 단계;
    상기 수지코터에 저장된 수지용액을 외부로 토출하여, 상기 스틸벨트와 함께 반송되는 유리클로스에 도포함으로써 수지층을 형성하는 수지 도포 단계;
    유리클로스에 도포된 수지용액의 표면층을 평탄화시키는 표면 레벨링 단계;
    수지용액이 도포된 유리클로스가 상기 스틸벨트 상에서 반송되는 중에 상기 수지용액을 경화 및 건조시켜 고형화시키는 경화/건조 단계; 및
    상기 경화/건조 단계를 통해 수득된 프리프레그 필름을 권취하는 프리프레그 필름 회수 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널용 프리프레그 필름 제조 방법.
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