KR101173839B1 - Apparatus and method for manufacturing an optical sheet - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치는 베이스 필름이 감기는 제 1 롤; 코팅액이 도포된 베이스 필름이 감기는 제 2 롤; 상기 제 1 롤 및 제 2 롤 사이에 구비되고, 상기 베이스 필름을 이송하는 2 이상의 가이드 롤; 상기 베이스 필름에 코팅액을 주입하기 위한 코팅액 주입 수단; 및 상기 가이드 롤중 어느 하나와 맞물리도록 배치되고, 상기 코팅액 주입 수단으로부터 주입되는 코팅액이 기설정된 패턴 형상으로 상기 베이스 필름 위에 도포되도록 하는 패턴 몰딩부;가 포함되고, 상기 패턴 몰딩부에는 기설정된 패턴형상이 구현된 성형 몰드와, 주입되는 코팅액을 상기 성형 몰드에 압착시키는 마스터 롤과, 상기 성형 몰드를 이송시키는 복수의 패턴 가이드롤과, 상기 성형 몰드의 패턴내에 코팅액을 충진하기 위한 프리 코팅 장치가 포함되는 것을 특징으로 한다.An apparatus for manufacturing an optical sheet according to an embodiment of the present invention includes a first roll to which the base film is wound; A second roll to which the base film coated with the coating liquid is wound; Two or more guide rolls provided between the first roll and the second roll to convey the base film; Coating liquid injection means for injecting a coating liquid into the base film; And a pattern molding part disposed to be engaged with any one of the guide rolls, and allowing the coating liquid injected from the coating liquid injection means to be applied onto the base film in a predetermined pattern shape. The pattern molding part includes a predetermined pattern shape. The molded mold, a master roll for compressing the injected coating liquid to the molding mold, a plurality of pattern guide rolls for transferring the molding mold, and a pre-coating device for filling the coating liquid into a pattern of the molding mold. It is characterized by.
광학 시트, 프리 코팅 장치 Optical sheet, pre-coating unit
Description
본 발명은 광학 시트를 제조하기 위한 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이며, 상세하게는, 디스플레이나 광학소자등에 사용되며 마이크로 또는 나노 스케일의 패턴을 갖는 광학 시트를 연속적으로 대량 생산할 수 있으며, 광학 시트의 생산수율을 향상시킬 수 있는 광학 시트의 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing an optical sheet and a method of manufacturing the same, and more particularly, to be used in a display or an optical element, and to continuously mass-produce an optical sheet having a pattern of micro or nano scale, The manufacturing apparatus of the optical sheet which can improve a production yield, and its manufacturing method are related.
최근들어, 평판표시장치 중 액정표시장치(LCD)의 사용이 증가되고 있는 추세이며, 상기 액정표시장치는 액정표시패널의 내부에 주입된 액정의 전기/광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하며, 램프등의 광원을 이용하여 화상을 표현하는 비발광형 표시장치이다.Recently, the use of liquid crystal displays (LCDs) among flat panel displays is increasing, and the liquid crystal displays display information by using the electrical / optical properties of liquid crystals injected into the liquid crystal display panels, and lamps A non-light emitting display device that displays an image by using a light source such as a light source.
즉, 액정표시장치는 음극선과는 달리 TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정물질이 자체 발광하는 발광성 물질이 아니라 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화면에 표시하는 수광성 물질이기 때문에 액정표시패널에 광을 조사하기 위한 별도의 장치 즉, 백라이트 어셈블리가 반드시 필요하게 된다.That is, the liquid crystal display panel, unlike the cathode ray, is a liquid crystal material injected between the TFT substrate and the color filter substrate because it is not a light emitting material that emits light, but a light receiving material that controls the amount of light from the outside and displays it on the screen. A separate device, i.e., a backlight assembly, for irradiating the light is necessarily required.
백라이트 어셈블리는 수납 공간이 형성된 몰드 프레임과, 수납 공간의 기저 면에 설치되어 액정표시패널쪽으로 빛을 반사하는 반사 시트, 반사 시트의 상측에 설치되어 빛을 안내하는 도광판과, 도광판과 수납 공간의 측벽 사이에 설치되어 빛을 발산하는 램프 유닛과, 도광판의 상부면에 적층되어 빛을 확산 및 집광하는 광학 시트들, 몰드 프레임의 상부에 설치되어 액정표시패널 가장자리의 소정 위치에서 몰드 프레임의 측면에 이르는 영역을 덮는 탑샤시로 구성된다.The backlight assembly includes a mold frame in which a storage space is formed, a reflective sheet disposed on a base surface of the storage space to reflect light toward the liquid crystal display panel, a light guide plate installed on the upper side of the reflective sheet, and guiding light, and sidewalls of the light guide plate and the storage space. A lamp unit disposed between and emitting light, optical sheets stacked on an upper surface of the LGP and diffusing and condensing light, and installed on an upper part of the mold frame to reach a side of the mold frame at a predetermined position of the edge of the LCD panel. It consists of a top chassis covering the area.
여기서, 광학 시트들은 빛을 확산시키는 확산 시트와, 상기 확산 시트의 상부면에 적층되어 확산된 빛을 집광시켜 액정표시패널로 전달하는 프리즘 시트 및 상기 확산 시트와 프리즘 시트를 보호하기 위한 보호 시트로 구성된다.Here, the optical sheets include a diffusion sheet for diffusing light, a prism sheet for condensing the light diffused and stacked on an upper surface of the diffusion sheet, and transferring the light to a liquid crystal display panel, and a protective sheet for protecting the diffusion sheet and the prism sheet. It is composed.
도 1과 도 2는 일반적인 프리즘 시트의 단면도 및 사시도이다.1 and 2 are a cross-sectional view and a perspective view of a general prism sheet.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 프리즘 시트(10)는 도광판 및 확산 시트에 의해 확산된 광이 최초 유입되는 몸체부(11)와, 상기 확산된 광이 일정하게 진행되도록 하는 이등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(12)로 구성되며, 상기 돌출부(12)는 상기 몸체부(11) 상에서 스트라이프 형태로 선형 배열된다.1 and 2, the
그리고, 상기 이등변 삼각 기둥 모양의 돌출부(12)는 수십㎛ 에서 수백㎛의 피치(pitch)를 가지고, 삼각기둥의 꼭지각(α)은 60도 내지 130도의 범위로 이루어진다. 그리고, 상기 꼭지각(α)의 각도가 예각일수록 휘도가 높아지는 대신 시야각은 좁아지는 특성을 갖는다.The isosceles triangular pillar-
따라서, 종래의 프리즘 시트에 의해서는 향상된 휘도 특성과 넓은 시야각을 갖도록 하는 것을 함께 기대하기는 어려운 문제가 있다.Therefore, the conventional prism sheet has a problem that it is difficult to expect both to have improved luminance characteristics and a wide viewing angle.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인은 출원번호 10-2005- 33262 KR(공개번호 : 10-2006-011090A)를 통해서 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 광학 시트에 대하여 제안한 바 있으며, 이는 도 3에 도시되어 있다.In order to solve this problem, the applicant of the present invention has proposed an optical sheet in which a microlens pattern is formed through an application number 10-2005-33262 KR (published number: 10-2006-011090A), which is illustrated in FIG. have.
도 3은 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 광학 시트의 사시도이다.3 is a perspective view of an optical sheet on which a micro lens pattern is formed.
도 3에는 휘도 및 시야각의 특성을 동시에 개선할 수 있는 광학 시트(20)가 도시되어 있고, 상기 광학 시트(20)는 몸체부(21)와 볼록부(22, 또는 마이크로 렌즈 패턴)로 이루어진다.3 shows an
상기 광학 시트(20)에 형성된 볼록부(22)들에 의하여 빛의 집광 및 확산이 보다 효율적으로 수행될 수 있다.The
한편, 전술한 바와 같은 형상들을 갖는 광학 시트를 제조하는 장치 및 그 제조 방법을 대하여, 본 출원인은 등록번호 KR 10-605386호(발명의 명칭 : 미세형상을 갖는 광학부재의 제조장치와 제조방법 및 이를 위한 성형몰드)에 개시한 바 있으며, 상기 KR 10-605386호 기재된 발명을 이용하여 도 3에 도시된 것과 같은 형상의 광학 시트를 제조하는 경우를 중심으로 발생될 수 있는 현상과 이를 극복하기 위하여 제안되는 실시예를 항을 나누어 상세하게 살펴보도록 한다. On the other hand, with respect to an apparatus for manufacturing an optical sheet having the shapes as described above and a method for manufacturing the same, the applicant of the present application No. KR 10-605386 (name of the invention: a manufacturing apparatus and manufacturing method of an optical member having a fine shape and Molding mold for this), and to overcome the phenomenon that can occur mainly in the case of manufacturing an optical sheet having a shape as shown in Figure 3 using the invention described in KR 10-605386 The proposed embodiment will be described in detail by dividing the terms.
본 발명은 기 설정된 패턴을 갖는 광학 시트를 제조하기 하는데 있어서 그 생산 수율을 향상시킬 수 있는 광학 시트의 제조 장치 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다. This invention discloses the manufacturing apparatus of the optical sheet which can improve the production yield in manufacturing the optical sheet which has a predetermined pattern, and its manufacturing method.
본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치는 베이스 필름이 감기는 제 1 롤; 코팅액이 도포된 베이스 필름이 감기는 제 2 롤; 상기 제 1 롤 및 제 2 롤 사이에 구비되고, 상기 베이스 필름을 이송하는 2 이상의 가이드 롤; 상기 베이스 필름에 코팅액을 주입하기 위한 코팅액 주입 수단; 및 상기 가이드 롤중 어느 하나와 맞물리도록 배치되고, 상기 코팅액 주입 수단으로부터 주입되는 코팅액이 기설정된 패턴 형상으로 상기 베이스 필름 위에 도포되도록 하는 패턴 몰딩부;가 포함되고, 상기 패턴 몰딩부에는 기설정된 패턴형상이 구현된 성형 몰드와, 주입되는 코팅액을 상기 성형 몰드에 압착시키는 마스터 롤과, 상기 성형 몰드를 이송시키는 복수의 패턴 가이드롤과, 상기 성형 몰드의 패턴내에 코팅액을 충진하기 위한 프리 코팅 장치가 포함되는 것을 특징으로 한다.An apparatus for manufacturing an optical sheet according to an embodiment of the present invention includes a first roll to which the base film is wound; A second roll to which the base film coated with the coating liquid is wound; Two or more guide rolls provided between the first roll and the second roll to convey the base film; Coating liquid injection means for injecting a coating liquid into the base film; And a pattern molding part disposed to be engaged with any one of the guide rolls, and allowing the coating liquid injected from the coating liquid injection means to be applied onto the base film in a predetermined pattern shape. The pattern molding part includes a predetermined pattern shape. The molded mold, a master roll for compressing the injected coating liquid to the molding mold, a plurality of pattern guide rolls for transferring the molding mold, and a pre-coating device for filling the coating liquid into a pattern of the molding mold. It is characterized by.
또한, 본 발명에 따른 광학 시트의 제조 장치는 제 1 패턴을 갖는 광학 시트를 제조하는 제조 장치로서, 베이스 필름이 감기는 제 1 롤; 상기 광학 시트가 감기는 제 2 롤; 상기 제 1 롤 및 제 2 롤 사이에 배치되고, 상기 베이스 필름 또는 광학 시트를 이송하는 2 이상의 가이드 롤; 상기 가이드 롤 중에서 어느 하나와 맞 물리도록 배치되는 마스터 롤과, 상기 제 1 패턴과 역상이 되는 제 2 패턴이 성형된 성형 몰드를 이송하는 복수의 패턴 가이드 롤이 구비되는 패턴 몰딩부; 상기 패턴 가이드 롤 사이에 형성되고, 상기 성형 몰드의 패턴내에 코팅액을 충진시키기 위한 프리 코팅 장치; 및 상기 프리 코팅 장치에 의하여 코팅액이 충진된 성형 몰드의 패턴내에 코팅액을 추가로 충진시키기 위한 코팅액 주입수단;이 포함된다.Moreover, the manufacturing apparatus of the optical sheet which concerns on this invention is a manufacturing apparatus which manufactures the optical sheet which has a 1st pattern, Comprising: The 1st roll by which a base film is wound; A second roll to which the optical sheet is wound; Two or more guide rolls disposed between the first roll and the second roll to convey the base film or the optical sheet; A pattern molding part including a master roll disposed to be in engagement with any one of the guide rolls, and a plurality of pattern guide rolls for transferring a molding mold in which a second pattern which is reversed from the first pattern is formed; A pre-coating device formed between the pattern guide rolls and filling the coating liquid in the pattern of the molding mold; And coating liquid injection means for further filling the coating liquid into the pattern of the molding mold in which the coating liquid is filled by the pre-coating device.
다른 측면에 따른 본 발명의 광학 시트의 제조 방법은 제 1 패턴이 형성된 광학 시트를 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 광학 시트의 기재(material)가 되는 베이스 필름이 이송되는 단계; 상기 제 1 패턴과 역상이 되는 제 2 패턴이 성형된 성형 몰드에 코팅액이 1차 충진되는 단계; 상기 베이스 필름과 성형 몰드가 맞물리는 영역에 코팅액이 주입되는 것에 의하여, 상기 성형 몰드에 코팅액이 2차 충진되는 단계; 상기 코팅액을 경화시킴으로써, 상기 코팅액이 베이스 필름위에 도포되는 단계; 및 상기 성형 몰드와 코팅액이 도포된 베이스 필름이 분리되는 단계;가 포함된다. According to another aspect, a method of manufacturing an optical sheet of the present invention includes a method for manufacturing an optical sheet having a first pattern, the method comprising: transferring a base film serving as a material of the optical sheet; Firstly filling a coating liquid into a molding mold in which a second pattern that is reversed from the first pattern is molded; Filling the coating mold with the coating liquid by injecting the coating liquid into a region where the base film and the molding mold are engaged; By curing the coating solution, the coating solution is applied onto a base film; And separating the molding mold and the base film to which the coating liquid is applied.
제안되는 바와 같은 광학 시트의 제조 장치 및 제조 방법에 의해서, 미세한 패턴을 갖는 광학 시트의 생산시 취급성과 수율을 향상시켜 제조 단가를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 다양하고 대형화된 패턴을 용이하게 성형할 수 있는 장점이 있다.By the manufacturing apparatus and manufacturing method of the optical sheet as proposed, it is possible not only to reduce the manufacturing cost by improving the handling and yield in production of the optical sheet having a fine pattern, but also to easily mold various and enlarged patterns. There is an advantage.
또한, 패턴 성형을 위하여 필름 형상의 성형 몰드에 의하여 마스터 패턴의 가공비용이 절감되는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the processing cost of the master pattern is reduced by the film-shaped molding mold for pattern molding.
먼저, 본원 발명이 가지는 기술적 특징과 관련하여서, 대한민국등록번호 10-605386호(이하, '관련발명'이라 함) 에 개시된 사항을 참조할 필요가 있다.First, with regard to the technical features of the present invention, it is necessary to refer to the matter disclosed in the Republic of Korea Registration No. 10-605386 (hereinafter referred to as 'related invention').
그리고, 이하에서는 도 3에 도시된 형상을 갖는 광학 시트를 제조함에 있어서 발생될 수 있는 문제점을 다시 짚어보고, 이를 해결하기 위하여 제안되는 실시예를 구체적으로 개시한다. 다만, 본 발명의 실시예는 도 3에 도시된 바와 같은 마이크로 렌즈패턴을 갖는 광학 시트 뿐만 아니라 빛을 확산시키거나 집광시키기 위한 광학 시트 모두에 적용될 수 있음은 당연하다.In addition, below, the problems that may occur in manufacturing the optical sheet having the shape shown in FIG. 3 will be described again, and the embodiments proposed in order to solve them will be described in detail. However, the embodiment of the present invention can be applied not only to the optical sheet having a micro lens pattern as shown in FIG. 3 but also to the optical sheet for diffusing or condensing light.
상기의 관련발명에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같은 형상의 광학 시트를 제조하고자 하는 경우에, 도 4에 도시된 바와 같은 성형 몰드가 필요하다.According to the above related invention, in the case of manufacturing an optical sheet having a shape as shown in FIG. 3, a molding mold as shown in FIG. 4 is required.
본 발명의 구체적인 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명하며, 보다 명확한 구성의 개시를 위하여 일부 구성요소들은 확대되어 도시됨을 고려하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION Specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and it is to be considered that some of the elements are enlarged for the purpose of more clearly disclosed.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 몰드의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a molding mold according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 성형몰드(40)는 제조하고자 하는 광학 시트의 패턴과는 역상을 갖는 패턴층(42)과 몸체를 형성하는 기저층(41)으로 이루어진다.Referring to FIG. 4, the
상기의 관련발명에 의하면, 상기 패턴층(42)에 코팅액을 주입시킨다음 이를 경화시킨 후 떼어내는 것에 의하여 상기 패턴층(42)을 구성하는 패턴과 역상이 되는 패턴을 갖는 광학 시트를 제조할 수 있다.According to the related invention, by injecting a coating liquid into the
상기 성형 몰드(40)의 제조 방법을 설명을 설명하면 아래와 같다.The manufacturing method of the
먼저, 금속 또는 박막형태를 갖는 마스터를 고정시키고, 상기 마스터 위에 몰드용 고분자 레진(resin)을 도포한다. 그리고, 고분자 수지가 도포된 마스터 위에 성형몰드용 기재필름(41)을 도포한 후 그 위로 원통형의 롤러를 이동시킴으로써, 소정의 압력을 골고루 가한다.First, a master having a metal or thin film form is fixed, and a polymer resin for a mold is coated on the master. Then, after applying the molding
이때, 도포된 고분자 수지가 마스터의 패턴 사이로 밀려 들어가 충진되고, 롤러의 압력에 의하여 소정 두께로 균일하게 분포된다. 이후에 수지의 특성에 따라 마스터와 기재필름 사이에 수지가 충진된 접촉 상태에서 열 또는 UV를 조사하여 경화시킨 후 기재필름을 마스터로부터 분리하면 된다. At this time, the applied polymer resin is pushed and filled between the patterns of the master, and uniformly distributed to a predetermined thickness by the pressure of the roller. Thereafter, according to the properties of the resin, the base film is separated from the master after curing by irradiating heat or UV in the contact state filled with the resin between the master and the base film.
여기서, 기재필름으로는 필요에 따라 몰드용 고분자 수지 또는 부착을 갖도록 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. Here, as the base film, a surface-treated one may be used to have a polymer resin for adhesion or adhesion, if necessary.
한편, 광학 시트를 생산수율을 향상시키기 위하여, 상기 성형몰드(40)의 이동속도를 보다 빠르게 할 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 코팅액(50)이 상기 성형몰드(40)의 패턴층(42)에 완전히 채워지지 못하는 현상이 발생될 수 있다.On the other hand, in order to improve the production yield of the optical sheet, when the moving speed of the
즉, 상기 성형몰드(40)의 패턴층(42)을 구성하는 음각 패턴들이 수 마이크로미터 단위로 이루어지는 경우에는, 상기 패턴층(42)의 음각 패턴들 내에 공기층(51)이 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 성형몰드(40)를 향해 주입되는 코팅액(50)이 음각 패턴내에 완전히 주입되지 못하는 현상이 발생될 수 있다.That is, when the intaglio patterns constituting the
이러한 경우에, 제조되는 양극 패턴의 광학 시트는 그 볼록부들의 형상이 일그러지거나 제조하고자 하였던 형상이 되지 않게 된다.In such a case, the optical sheet of the anode pattern to be produced will not be distorted in the shape of the convex portions or become the shape which was to be manufactured.
본 발명의 실시예는 이러한 현상을 방지하여 광학 시트의 생산 수율을 높일 수 있도록 한다.Embodiments of the present invention can prevent this phenomenon to increase the production yield of the optical sheet.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치를 설명하기 위한 구성도이다.6 is a configuration diagram illustrating an apparatus for manufacturing an optical sheet according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치에는 베이스 필름(110)이 감겨 있는 제 1 롤(120)과, 패턴이 성형된 광학 시트(112)가 감기는 제 2 롤(150)과, 상기 베이스 필름(110) 및 패턴이 성형된 광학 시트(112)를 이송시키는 가이드 롤(130a 내지 130e)이 포함된다.Referring to FIG. 6, in the apparatus for manufacturing an optical sheet according to an embodiment of the present invention, the
그리고, 상기 가이드 롤(130a 내지 130e)은 형성되는 위치에 따라 제 1 가이드 롤(130a), 제 2 가이드 롤(130b), 제 3 가이드 롤(130c), 제 4 가이드 롤(130d) 및 제 5 가이드 롤(130e)로 구분될 수 있으며, 상기 가이드 롤(130a 내지 130e)은 본 발명의 실시변경에 따라 그 개수 및 그 위치가 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.In addition, the guide rolls 130a to 130e may have a
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치에는 상기 제 3 가이드 롤(130c)과 제 4 가이드 롤(130d) 사이에 구비되어, 상기 베이스 필름(110)에 패턴성형된 코팅액을 도포하기 위한 패턴 몰딩부(140)가 더 구비되고, 상기 패턴 몰딩부(140)는 패턴 롤의 역할을 수행한다. 이는, 상기의 관련발명에도 개시되어 있는 사항이다.In addition, the optical sheet manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention is provided between the
다만, 상기 패턴 몰딩부(140)는 메인 코팅 영역과 프리 코팅(pre-coating) 영역을 갖고 있으며, 특히 패턴 몰딩부(140)에서는 성형몰드의 패턴층에 코팅액을 적어도 2회 이상 구분하여 주입된다. 이러한 기술적 구성에 대해서는, 도면을 참조 하여 좀더 상세하게 살펴보기로 한다.However, the
상기 패턴 몰딩부(140)는 패턴 형상이 구비되는 성형몰드(142)와, 주입되는 코팅액이 상기 성형몰드(142)에 밀착되도록 함으로써 상기 성형몰드(142)에 구비된 패턴대로 코팅액을 패턴성형하여 베이스 필름(110)에 도포시키기 위한 마스터 롤(144)과, 상기 성형몰드(142)를 이송시키기 위한 패턴 가이드 롤(146a,146b)이 포함된다.The
그리고, 상기 성형몰드(142)는 필름 형상의 기재층 위에 패턴이 구현된 패턴층이 형성된 것으로서, 벨트 타입으로 형성되고, 앞서 설명한 패턴롤과 같이 코팅액을 패턴성형하는 역할을 수행한다.In addition, the
참고로, 도 6에 도시된 성형몰드(142)의 패턴층에 구현된 패턴은 일부만 도시된 도시된 것으로서, 실시상에 있어서는 성형몰드 전체에 패턴이 구현될 수 있다.For reference, only a part of the pattern implemented in the pattern layer of the
그리고, 상기 성형몰드(142)의 설치는 상기 마스터 롤(144)과 패턴 가이드롤(146a,146b)을 연결하는 연장선상을 상기 성형몰드(142)로 감싼 후 상기 성형몰드(142)의 양단을 연결함으로써 수행될 수 있다.In addition, the installation of the
특히, 상기 패턴 몰딩부(140)내에서 상기 성형몰드(142)가 도시된 화살표의 방향으로 이동함에 있어서, 상기 성형몰드(142)가 갖는 음각 패턴의 패턴층에 코팅액을 부분적으로 주입시키기 위한 프리 코팅 영역들(200,201,202)이 형성된다.In particular, when the
즉, 상기 프리 코팅 영역들(200,201,202)은 상기 패턴 몰딩부(140)에서 상기 성형몰드(142)에 코팅액이 1차 충진(또는 '도포')되고, 상기 프리 코팅 영역에서 1 차 충진된 성형몰드가 상기 마스터 롤(144)로 이송된다. 그리고, 이송된 성형몰드(142)는 상기 마스터 롤(144) 일측에 구비된 코팅액 주입수단(160)을 통해 나오는 코팅액에 의해 2차 충진된다.That is, the
따라서, 상기 성형몰드(142)에 코팅액을 주입하는 구성은 상기 프리 코팅 영역에서 이루어지는 1차 충진과, 상기 마스터 롤(144) 주변에서 이루어지는 2차 충진으로 이루어진다고 할 수 있다.Therefore, the composition for injecting the coating liquid into the
다만, 상기 프리 코팅 영역들(200,201,202)은 세 개의 영역으로 도시되어 있으나, 그 이상이 될 수도 있고, 단일의 프리 코팅 영역만을 설정하여 둘 수도 있다. 참고로, 도 7에 도시된 프리 코팅 영역은 상기 제 1 패턴 가이드 롤(146a)과 제 2 패턴 가이드 롤(146b) 사이에 형성되는 프리 코팅 영역(200)을 예로 들어 설명한다.However, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치에는 상기 베이스 필름(110)이 패턴 몰딩부(140)에 인입되는 영역에 코팅액을 주입하기 위한 코팅액 주입수단(160)과, 열 또는 UV(UltraViolet)를 조사하여 코팅액을 경화시키는 경화수단(170)이 포함된다.In addition, the apparatus for manufacturing an optical sheet according to an embodiment of the present invention, the coating liquid injection means 160 for injecting the coating liquid into the area where the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치의 동작에 대하여 설명하면 아래와 같다.On the other hand, the operation of the optical sheet manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described below.
먼저, 상기 제 1 롤(120)에 감겨있는 베이스 필름(110)이 상기 가이드 롤(130a 내지 130e)에 의하여 이송된다. 이때, 상기 패턴 몰딩부(140)에 구비되는 성형 몰드(142) 역시 상기 마스터 롤(144)과 패턴 가이드 롤(146a,146b)이 감긴채 이송/회전된다.First, the
그리고, 상기 마스터 롤(144)은 상기 제 3 가이드 롤(130c) 및 제 4 가이드 롤(130d)에 맞물려 있으므로, 상기 베이스 필름(110)은 상기 제 3 가이드 롤(130c)에 의하여 상기 성형몰드(142)와 접하게 된다.In addition, since the
특히, 상기 제 3 가이드 롤(130c)은 상기 베이스 필름(110)에 도포되는 코팅액의 두께를 조절하여 완성된 광학 시트(112)의 패턴층의 두께를 조절할 수 있는 갭 조절 역할을 수행한다.In particular, the
상세히, 상기 제 3 가이드 롤(130c)이 마스터 롤(144)에 말착될수록 광학 시트의 패턴층의 두께가 얇게 형성되고, 반대로 상기 제 3 가이드 롤(130c)이 상기 마스터 롤(144)로부터 이격될수록 광학 시트의 패턴층의 두께가 두껍게 형성된다. 이러한 광학 시트의 패턴층의 두께는 상기 제 3 가이드 롤(130c)과 마스터 롤(144) 사이의 간격이외에도 코팅액의 점도, 패터닝 속도 및 베이스 필름의 장력등에 의하여 조절가능하다.In detail, as the
한편, 상기 베이스 필름(110)이 상기 제 3 가이드 롤(130c)과 마스터 롤(144)이 맞물리는 소정의 영역에는 상기 코팅액 주입수단(160)에 의하여 코팅액이 주입되고, 상기 성형몰드(142)의 패턴 사이로 밀려 들어가 충진된다. 여기서, 상기 코팅액 주입수단(160)에 의해 코팅액이 성형몰드의 패턴사이에 충진되기에 앞서, 상기 프리 코팅 영역(200,201,202)에서 코팅액 용기(후술함)에 저장된 코팅액이 상기 성형몰드의 패턴에 먼저 충진된다.On the other hand, the coating liquid is injected by the coating liquid injection means 160 in the predetermined region where the
상기 코팅액 주입수단(160)에서 공급되는 코팅액이 상기 제 3 가이드 롤(130c)과 마스터 롤(144) 사이의 압력에 의하여 상기 베이스 필름(110)위에 균일하게 분포됨으로써 패턴성형이 이루어진다. 그리고, 패턴 사이에 분포되는 코팅액은 상기 경화수단(170)으로부터 방출되는 열 또는 UV에 의하여 경화된다.The coating liquid supplied from the coating liquid injection means 160 is uniformly distributed on the
패턴성형된 코팅액이 경화 및 도포된 베이스 필름(110)은 상기 제 4 가이드 롤(130d)에 의하여 이끌려 나오면서, 상기 성형 몰드(142)와 분리되고, 완성된 광학 시트(112)는 상기 제 5 가이드 롤(130e)에 의하여 이송되어 상기 제 2 롤(150)에 감기게 된다. The
여기서, 상기 제 4 가이드 롤(130d)은 코팅액이 도포된 광학 시트(112)를 상기 성형 몰드(142)와 분리시키는 역할을 수행한다. 다시 말하면, 상기 제 4 가이드 롤(130d)은 패턴층이 형성된 광학 시트(112)를 상기 성형 몰드(142)와 분리시킨다.Here, the
전술한 본 발명의 실시예에서는, 상기 베이스 필름(110)과 완성된 광학 시트(112)는 서로 연결된 상태로 본 발명의 실시예에 따라 코팅액이 도포되었는지 여부에 따라 명칭이 분류된 것이다.In the above-described embodiment of the present invention, the
즉, 상기 베이스 필름(110)은 패턴이 형성되기 이전의 상태를 의미하고, 광학 시트(112)는 패턴 몰딩부(140)를 통과하면서 패턴 성형된 코팅액이 베이스 필름에 도포되어 완성된 상태를 의미한다. 그리고, 도 6에서는 광학 시트(112)에 형성된 패턴층의 일부만이 도시된 것으로, 실제로는 제 2 롤(150)에 감긴 광학 시트 역시 패턴층이 형성된 상태가 된다. That is, the
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치의 프리 코팅 장치 및 프리 코팅 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the precoat apparatus and the precoat method of the manufacturing apparatus of the optical sheet which concerns on the Example of this invention are demonstrated in detail.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치의 일부 구성을 확대한 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치의 일부 구성을 확대한 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프리 코팅 롤의 구성을 보여주는 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 성형 몰드에 코팅액이 1차 코팅된 모습을 보여주는 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 성형 몰드에 코팅액이 2차 코팅된 모습을 보여주는 도면이다.7 is an enlarged view of a part of an apparatus for manufacturing an optical sheet according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an enlarged view of a part of an apparatus for manufacturing an optical sheet according to another embodiment of the present invention. 9 is a view showing a configuration of a pre-coating roll according to an embodiment of the present invention, Figure 10 is a view showing a state in which a coating liquid is first coated on a molding mold according to an embodiment of the present invention, Figure 11 is a view of the present invention According to the embodiment is a view showing a state in which the coating liquid is secondary coating on the molding mold.
먼저, 도 7에는 광학 시트의 제조 장치에 있어서 프리 코팅 영역의 구성이 확대되어 도시된다. 그리고, 도 6에서의 제 1 패턴 가이드 롤(146a)과 제 2 패턴 가이드 롤(146b)사이에 프리 코팅 영역이 설치되는 경우의 실시예에 대하여 설명하도록 한다.First, in FIG. 7, the structure of a precoat area | region is enlarged in the manufacturing apparatus of an optical sheet. Next, an embodiment in the case where a pre-coating region is provided between the first
도 7을 참조하면, 제조하고자 하는 광학 시트의 패턴 형상과 역상되는 성형 몰드는 제 1 패턴 가이드 롤(146a)을 따라 이동된 뒤, 상기 프리 코팅 영역(200)에서 1차 코팅된 후 상기 제 2 패턴 가이드 롤(146b)을 따라 이송된다.Referring to FIG. 7, the molding mold inverted to the pattern shape of the optical sheet to be manufactured is moved along the first
여기서, 성형 몰드는 기재층과 패턴층으로 이루어짐은 앞서 설명한 바와 같고, 상기 패턴층은 마이크로 렌즈 패턴의 역상이 되는 음각 패턴이 형성된다.Here, the molding mold is made of a base layer and a pattern layer, as described above, and the pattern layer is formed with an intaglio pattern which is a reverse phase of the micro lens pattern.
그리고, 상기 프리 코팅 영역(200)에는 성형 몰드를 이송하기 위한 제 1 프리 코팅 롤(201)과 제 2 프리 코팅 롤(202)이 구비된다. 그리고, 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)에 의하여 성형 몰드에 코팅액이 주입될 수 있도록 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)의 일부는 코팅액 용기(210)에 담겨있다.In addition, the
따라서, 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)이 회전됨에 따라, 상기 코팅액 용 기(210)에 저장된 코팅액은 상기 제 1 프리 코팅 롤(201)과 제 2 프리 코팅 롤(202) 사이로 이송되는 성형 몰드의 패턴층에 주입된다. Accordingly, as the second
즉, 성형 몰드에 형성된 음각 패턴을 채우기 위한 코팅액(광학 시트의 원료)은 소정의 점성을 갖는 물질이므로, 상기 코팅액 용기(210)에 저장되어 있던 코팅액은 상기 제 2 프리 코팅 롤(202) 표면을 따라 상기 성형 몰드에 닿을 수 있다.That is, since the coating liquid (the raw material of the optical sheet) for filling the intaglio pattern formed in the molding mold is a material having a predetermined viscosity, the coating liquid stored in the coating
상기 제 1 프리 코팅 롤(201)과 제 2 프리 코팅 롤(202)이 도 7에서 정면도가 도시되어 있다면, 상기 제 1 프리 코팅 롤(201)과 제 2 프리 코팅 롤(202)의 측면도가 도 9에 도시된다.If the first
한편, 상기 코팅액 용기(210)는 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제 2 프리 코팅 롤(202) 및 그의 일측에 위치한 다른 프리 코팅 롤들을 수용할 수 있는 크기로 제작될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 8, the coating
도 9를 참조하면, 상기 프리 코팅 롤(201,202)의 측부에는 베어링(201a,202a)이 설치되어 있어 적은 힘으로도 회전될 수 있으며, 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)은 성형 몰드의 음각 패턴에 코팅액이 채워질 수 있도록 하며, 상기 제 1 프리 코팅 롤(201)은 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)과의 간격을 적당하게 유지시켜 성형 몰드가 팽팽하게 이송될 수 있도록 한다. Referring to FIG. 9,
*한편, 성형 몰드의 음각 패턴내에 코팅액을 주입한 후에는, 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)의 표면에 코팅액이 찌꺼기로 남게되는 것을 방지하기 위하여, 상기 제 2 프리 코팅 롤(202)의 표면에 마찰을 일으켜 남아있는 코팅액을 제거하기 위한 클리닝 수단(220)이 더 형성된다.On the other hand, after injecting the coating liquid into the intaglio pattern of the molding mold, in order to prevent the coating liquid from remaining on the surface of the second
여기서, 상기 제 1 프리 코팅 롤(201)과 제 2 프리 코팅 롤(202) 및 코팅액 용기(210)를 프리 코팅 장치라 할 수 있으며, 이러한 프리 코팅 장치는 상기 프리 코팅 영역(200)에 도시된 바와 같이 복수개 형성될 수 있다. 상기 프리 코팅 장치가 복수개 형성될수록 성형 몰드의 음각 패턴내에 기포가 발생되는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있고, 광학 시트를 빠른 속도로 제조하는 경우에도 생산 수율이 떨어지지 않는 효과가 있다. Here, the first
*그리고, 상기 프리 코팅 장치는 도 6에 도시된 패턴 몰딩부(140) 내에 다양한 위치도 설치되는 것 역시 가능하다.In addition, the pre-coating device may also be installed in various positions in the
상기 프리 코팅 장치에 의하여 성형 몰드가 코팅되는 모습은 도 10에 도시되어 있으며, 성형 몰드(142)의 음각 패턴을 갖는 패턴층(142b)에는 상기 코팅액 용기(210)에 담겨있던 코팅액이 1차 코팅되어 있다.The shape of the molding mold coated by the pre-coating device is shown in FIG. 10. The
여기서, 상기 프리 코팅 장치에 의한 상기 패턴층(142b)의 코팅은 패턴층(142b)의 음각 패턴 소정 부위에 대하여 수행된다. Here, the coating of the
한편, 전술한 프리 코팅 영역에서 1차 코팅된 성형 몰드는 도 6에서의 마스터 롤(144)로 이송된 후, 상기 코팅액 주입수단(160)으로부터 주입되는 코팅액이 2차로 코팅된다.On the other hand, in the above-described pre-coating region, the first molding mold is transferred to the
상기 코팅액 주입수단(160)으로부터 공급되는 코팅액(161)에 의해 성형 몰드의 음각 패턴내에 코팅액(161)이 채워진 모습은 도 11에 도시되어 있다.11 illustrates a state in which the
그리고, 도 6의 마스터 롤(144)에 의해 2차 코팅된 성형 몰드는 베이스 필름(110)에 도포됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 마이크로 렌즈 패턴을 갖는 광학 시트가 제조된다.Then, the molding mold secondary coated by the
도 1과 일반적인 프리즘 시트의 단면도.1 and a cross-sectional view of a general prism sheet.
도 2는 일반적인 프리즘 시트의 사시도.2 is a perspective view of a general prism sheet.
도 3은 마이크로 렌즈 패턴이 형성된 광학 시트의 사시도.3 is a perspective view of an optical sheet on which a micro lens pattern is formed.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 몰드의 단면도.4 is a cross-sectional view of a molding mold according to an embodiment of the present invention.
도 5는 성형 몰드의 패턴층에 코팅액이 불충분하게 충진된 모습을 설명하기 위한 도면. 5 is a view for explaining the appearance that the coating liquid is insufficiently filled in the pattern layer of the molding mold.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치를 설명하기 위한 구성도.6 is a configuration diagram for explaining an optical sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치의 일부 구성을 확대한 도면.7 is an enlarged view of a part of a configuration of an apparatus for manufacturing an optical sheet according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 시트의 제조 장치의 일부 구성을 확대한 도면.8 is an enlarged view of a part of a configuration of an apparatus for manufacturing an optical sheet according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프리 코팅 롤의 구성을 보여주는 도면.9 is a view showing the configuration of a pre-coated roll according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 성형 몰드에 코팅액이 1차 코팅된 모습을 보여주는 도면.10 is a view showing a state in which a coating liquid is first coated on a molding mold according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 성형 몰드에 코팅액이 2차 코팅된 모습을 보여주는 도면.11 is a view showing a state in which the coating liquid is a secondary coating on the molding mold according to an embodiment of the present invention.
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