KR101952583B1 - 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법, 이에 의해 제조된 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

기판을 준비하는 제1단계와, 중심부에 수용부가 형성된 지그에 상기 기판을 안착수용하는 제2단계와, 상기 기판 전면 및 상기 수용부 외곽의 상기 지그의 테두리부에 마스킹 필름을 형성하는 제3단계와, 상기 기판 상의 임프린팅 영역을 따라 상기 마스킹 필름을 절단한 후, 상기 임프린팅 영역 상의 마스킹 필름을 제거하여 상기 기판 상의 임프린팅 영역은 노출시키면서, 상기 임프린팅 영역 외곽의 남은 마스킹 필름에 의해 상기 기판의 입광부는 보호되도록 형성하는 제4단계와, 상기 임프린팅 영역 내부 일측에 수지를 공급하고 임프린팅 몰드에 의한 임프린팅 공정을 수행하여, 상기 임프린팅 영역에 도광패턴을 형성하는 제5단계와, 상기 임프린팅 몰더를 제거하고, 상기 임프린팅 영역 외곽의 남은 마스킹 필름을 제거하는 제6단계 및 상기 지그로부터 상기 기판을 제거하는 제7단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 도광판 및 백라이트 유닛을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 지그에 기판을 안착하고, 지그 및 기판 전면에 마스킹 필름을 형성하여 임프린팅 영역 내에 정밀 도광패턴을 형성하며, 생산 재현성이 우수하며, 입광부의 오염을 방지함으로써, 광학적 특성이 향상된 도광판을 제공하여 대면적, 박판 디스플레이 시스템의 고휘도, 균일한 휘도 특성 개선에 기여하게 된다.

Description

마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법, 이에 의해 제조된 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛{Manufacturing method of light guide plate using masking film, the light guide plate and back light unit thereby}

본 발명은 임프린팅 공정에 의한 디스플레이 시스템의 백라이트 유닛에 사용되는 도광판에 관한 것으로서, 고안된 지그에 기판을 안착하고, 지그 및 기판 전면에 마스킹 필름을 형성하여 임프린팅 영역 내에 도광패턴을 형성하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법, 이에 의해 제조된 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.

최근 들어 디스플레이 광고용 패널, 디스플레이용 패널 등과 같은 디스플레이 시스템의 시장 증가와 함께 보다 저렴하면서도 대면적의 고휘도 및 균일한 휘도에 대한 품질 개선에 대한 요구가 지속적으로 제기되고 있다.

이러한 디스플레이 시스템은 일반적으로 액정표시장치에 의해 구현되며, 액정표시장치는 기판 사이에 액정표시 패널을 구비하여, 전기장 인가에 의해 액정 분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 화상으로 구현시키는 장치이다.

그러나, 액정패널은 자체발광을 위한 요소가 없으므로, 상기의 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서는 별도의 광원이 필요하게 되며, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원이 내장된 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 배치되게 된다.

이와 같은 백라이트 유닛을 이용한 디스플레이는 대형이나 소형일지라도 균일도를 유지하기 어려운 단점이 있으며, 디스플레이의 박형화의 요구에 따라 백라이트 유닛 패키지의 소형화 및 이에 따른 소비 전력의 증가 및 균일도를 유지하기 위한 도광판의 박형화, 효율적인 출광 패턴의 설계 및 제조가 관련 분야에서는 중요하게 다루는 기술이다.

본 발명에서는 이러한 백라이트 유닛을 사용하는 디스플레이 중에 엘이디 광원이 패널의 측면에 존재하는 측광형(edge light type) 백라이트 유닛에 대해 살펴보고자 한다.

일반적으로 측광형 백라이트 유닛은 광원의 빛을 광도파시키는 도광판과, 그 도광판의 일측 또는 양측에 형성된 광원(예컨대 엘이디 또는 CCFL), 도광판의 배면에 위치되어 광원의 빛을 도광판 쪽으로 반사시키는 반사판, 상기 도광판의 전면에 위치되어 도광판에서 입사된 광원의 빛을 확산시키는 확산판, 상기 확산판의 전면에 위치되어 확산판에서 확산된 빛을 액정 패널 방향으로 굴절시키고 출광 패턴의 효율적인 제어를 위한 프리즘 시트, 그리고 프리즘 시트 전면에 위치한 액정 패널로 구성되어 있다.

종래의 이러한 측광형 백라이트 유닛은 도광판, 반사판, 확산판 및 프리즘 시트와 같은 구성요소를 모두 포함하고 있고, 필요에 따라 다수의 광학시트를 사용하므로 디스플레이의 두께를 줄이는 데 한계가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도광판에 특별한 도광패턴을 형성하여, 집광 및 확산기능이 동시에 구현되도록 하고 있다.

상기 도광패턴이 형성된 도광판은, 일반적으로 기판 상에 수지코팅층을 형성하고, 이 수지코팅층의 표면에 광의 집광 및 확산 기능을 위해 렌즈형, 도트형, 프리즘형, 반구형, 원기둥형, 사각기둥형, 원뿔형, 벌집형, 이러한 패턴의 병합형 등 다양한 형상으로 구현되고 있다.

이러한 도광패턴의 형성은 잉크젯(Ink jet), 스탬핑(Stamping), V-컷팅(V-cutting), 레이져 (Laser), 임프린팅 (Imprinting), 사출 (Injection) 공정 등에 의해 구현되고 있다.

잉크젯 공정은 확산잉크로 도트(dot) 패턴을 PMMA 아크릴 판 표면 또는 PET 반사시트지에 인쇄하여 도광판 배면에 부착하는 공정이며, 스탬핑 공정은 특정 패턴을 특정 사이즈의 기판(예컨대 글라스 또는 PMMA 아크릴 판) 표면에 인쇄하는 공정이며, V-컷팅 공정은 V자 형태의 다이아몬드 Pin을 전용 가공머신에 장착하여 PM기판 표면에 V 모양의 3D 홈으로 여러 가지 패턴을 구성하는 공정이며, 레이져 공정은 레이져로 기판의 표면에 홈을 내어 만들며, 임프린팅 공정은 특정 패턴이 형성된 몰드를 이용하여 특정 사이즈의 기판 표면에 패턴을 임프린팅하는 공정이며, 사출 공정은 PMMA 도광판 원판을 사출함과 동시에 패턴을 표면에 형성하는 것이다.

이러한 도광판 형성공정은 크게 기판 자체의 식각을 통해 도광패턴을 형성하는 공정과, 기판 상에 수지층을 형성하여 이의 패터닝에 의해 도광패턴을 형성하는 공정으로 크게 나뉘어질 수 있다.

최근 적용분야의 다양화 등에 맞춰 도광판은 글라스나 PMMA 아크릴 판뿐만 아니라, 고분자 시트와 같은 플렉시블 타입의 기판 등이 적용되고 있으며, 이러한 다양한 기판에 적용하면서도 디스플레이 시스템의 박형화, 도광패턴의 미세화, 공정 장비의 간단화 및 가격 경쟁성을 위해서는 기판 자체의 식각에 의한 도광패턴 형성 공정보다 수지층을 형성하고 이의 패터닝에 의해 도광패턴을 형성하는 공정이 더욱 바람직한 면이 있다.

이러한 디스플레의 시스템의 적용성, 디스플레이 시스템의 박형화, 도광패턴의 미세화, 공정 장비의 간단화 및 가격 경쟁성에 부합하는 도광판 형성공정은 상기의 여러 공정 중에서도 임프린팅 형성 공정이 바람직하다.

한편, 최근에는 고분자 기판에 비해 고온 환경이 조성되더라도 변형이 발생하지 않고, 제조 공정 중 휘발성 유기화합물이 발생하지 않으며, 면광원 형성과정에서 빛 손실을 최소화할 수 있는 장점으로 인해 글라스 도광판에 대한 연구가 활발한 실정이다.

특히, 디스플레이 제품이 지속적으로 대형화, 슬림화되고 있으며, 그에 따라 다양한 기능과 고성능을 가지는 도광판이 필요한 실정이며, 특히 65인치 이상, 1.5T 이하의 대형, 박판 제품에 적용하기 위해서는 박판 글래스(Thin Glass)의 양면에 미세패턴을 형성하여야 하는데, 이를 위해 현재 가장 효과적인 방법이 상술한 바와 같이 임프린팅 공정이라고 할 수 있다.

즉, 대형, 박판, 균일한 미세패턴이 형성된 도광판의 제조를 위해서는 상술한 종래의 도광판 형성공정으로는 구현하기 어려우며, 임프린팅 형성 공정이 가장 적절하다고 할 수 있다.

그러나, 기존의 임프린팅 공정은 수지층의 코팅시에 수지의 넘침 현상(over flow)을 차단할 수 없었으며, 이에 의해 임프린팅 몰드의 수명을 저하시키거나, 주변 장치들의 오염을 유발시키는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 수지의 오버 플로우 문제는 임프린팅 공정시 잔류층의 문제를 야기할 가능성이 있어, 정밀한 도광패턴의 형성에 지장을 초래할 수 있으며, 도광판의 입광부의 오염을 초래하게 되어 심각한 불량품의 생산을 야기할 가능성이 있다.

또한, 종래의 임프린팅 공정은 필요에 의해 기판 상의 특정 영역에 임프린팅 영역 형성을 위한 마스킹 테이핑 공정을 수행하여 임프린팅 영역과 주변 영역을 구분하였으나, 정확한 영역 설정을 위한 오차 발생의 가능성이 높으며, 마스킹 테이핑 작업이 다소 번거로울 뿐만 아니라, 기판의 모서리 등에는 마스킹 테이프가 겹쳐지는 부분이 있거나 마스킹 테이프가 불균일한 부분이 발생될 여지가 높으므로, 이러한 상태에서 임프린팅 공정을 수행하게 되면 도광패턴 내에 기포가 발생하거나, 마스킹 테이프에 의한 임프린팅 압력의 불균일에 의해 도광패턴이 불균일하게 형성되는 문제가 있다.

이러한 문제점은 도광판의 생산 재현성을 떨어뜨리면서, 심각한 품질 저하를 초래하게 되며, 총체적으로 도광판의 광학적 특성을 저하시켜 디스플레이 시스템의 고휘도, 균일한 휘도 특성에 지장을 초래하게 된다.

대한민국특허청 등록특허공보 10-0708461호.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지그에 기판을 안착하고, 지그 및 기판 전면에 마스킹 필름을 형성하여 임프린팅 영역 내에 도광패턴을 형성하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법, 이에 의해 제조된 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기판을 준비하는 제1단계와, 중심부에 수용부가 형성된 지그에 상기 기판을 안착수용하는 제2단계와, 상기 기판 전면 및 상기 수용부 외곽의 상기 지그의 테두리부에 마스킹 필름을 형성하는 제3단계와, 상기 기판 상의 임프린팅 영역을 따라 상기 마스킹 필름을 절단한 후, 상기 임프린팅 영역 상의 마스킹 필름을 제거하여 상기 기판 상의 임프린팅 영역은 노출시키면서, 상기 임프린팅 영역 외곽의 남은 마스킹 필름에 의해 상기 기판의 입광부는 보호되도록 형성하는 제4단계와, 상기 임프린팅 영역 내부 일측에 수지를 공급하고 임프린팅 몰드에 의한 임프린팅 공정을 수행하여, 상기 임프린팅 영역에 도광패턴을 형성하는 제5단계와, 상기 임프린팅 몰더를 제거하고, 상기 임프린팅 영역 외곽의 남은 마스킹 필름을 제거하는 제6단계 및 상기 지그로부터 상기 기판을 제거하는 제7단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 도광판 및 백라이트 유닛을 기술적 요지로 한다.

또한, 상기 제5단계의 임프린팅 공정은, 상기 수지가 공급된 영역 상에 상기 임프린팅 몰드를 위치시키고, 롤프레싱(Roll Pressing) 후 경화공정을 거쳐 상기 임프린팅 영역에 도광패턴을 형성하는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 경화공정은 상기 수지가 경화되어 도광패턴을 형성하고, 상기 임프린팅 몰드가 이형될 정도로 상기 수지를 경화시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제6단계의 남은 마스킹 필름 제거 후에 상기 도광패턴을 하드(hard) 경화시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 임프린팅 몰드는, 베이스기재에 레진패턴으로 이루어진 소프트(soft) 몰드로 구현된 것이 바람직하며, 상기 임프린팅 몰드의 레진패턴이 형성된 일면에는, 상기 도광패턴을 이루는 수지와의 이형성을 위한 이형증진 표면 처리 공정이 구현된 것이 바람직하다.

또한, 상기 제4단계의 마스킹 필름의 절단은, 상기 기판 상의 임프린팅 영역을 따라 이동하는 텐션조절나이프(Tension Knife)에 의해 구현되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제4단계 및 제6단계의 마스킹 필름의 제거는, 접착롤러에 의해 구현되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기판은, 글라스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1단계의 기판의 배면에는 배면 도광패턴이 형성될 수 있으며, 상기 배면 도광패턴의 상측에는 보호필름이 형성된 것이 바람직하다

한편, 상기 제6단계에서의 도광패턴 상측에는 보호필름이 형성된 것이 바람직하다.

본 발명은 특별히 고안된 지그에 기판을 안착하고, 지그 및 기판 전면에 마스킹 필름을 형성하여 임프린팅 영역 내에 정밀 도광패턴이 형성된 도광판을 제공하는 효과가 있다.

특히, 지그 및 기판 전면에 마스킹 필름을 형성하고, 상기 마스킹 필름의 제거를 통해 임프린팅 영역을 노출시킴과 동시에, 임프린팅 영역 외곽의 기판 상의 오프셋 영역과 지그 상부에 마스킹 필름을 잔존시킴으로써 임프린팅 공정에서 필연적으로 발생하게 되는 수지의 오버플로우 현상을 차단하여 도광판의 입광부를 보호하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 정확한 오프셋 영역의 마스킹이 가능하며, 외곽부에 오버플로우된 수지를 남은 마스킹 필름의 제거에 의해 함께 제거시킴으로써 오염부위를 잘라내는 등의 별도의 가공 공정이 필요없어 공정의 단순화를 도모하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 지그 및 기판 전면에 마스킹 필름을 형성하여 오프셋 영역을 제외하고 임프린팅 영역을 형성하여 임프린팅 공정을 진행하게 됨으로써, 기존의 마스킹 테이프 이용에 따른 문제점을 해소할 수 있으며, 이에 따라 균일한 임프린팅 공정의 진행이 가능하여 도광패턴의 균일성 및 재현성을 향상시키는 효과가 있다.

이에 의해 본 발명은 미세 도광패턴이 형성된 도광판의 생산 재현성이 우수하며, 입광부의 오염을 방지함으로써, 도광판의 광학적 특성을 향상시켜 대면적, 박판 디스플레이 시스템의 고휘도, 균일한 휘도 특성 개선에 기여하게 된다.

도 1a, 도 1b - 본 발명에 따른 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법의 주요부에 대한 모식도.
도 2 - 본 발명에 따른 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법에 대한 블럭도.
도 3 - 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 글라스 기판 상에 임프린팅 영역과 오프셋 영역을 촬영한 사진을 나타낸 도,
도 4 - 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 글라스 기판 상에 도광패턴이 형성된 사진을 나타낸 도.
도 5 및 도 6 - 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 글라스 기판 상에 도광패턴이 형성된 사진을 나타낸 도.

본 발명은 임프린팅 공정에 의한 디스플레이 시스템의 백라이트 유닛에 사용되는 도광판에 관한 것으로서, 특별히 고안된 지그에 기판을 안착하고, 지그 및 기판 전면에 마스킹 필름을 형성하여 임프린팅 영역 내에 도광패턴을 형성하고자 하는 것이다.

이에 의해 본 발명은 미세 도광패턴이 형성된 도광판의 생산 재현성이 우수하며, 입광부의 오염을 방지함으로써, 도광판의 광학적 특성을 향상시켜 대면적, 박판 디스플레이 시스템의 고휘도, 균일한 휘도 특성 개선에 기여하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1a, 도 1b는 본 발명에 따른 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법의 주요부에 대한 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법에 대한 블럭도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법은, 기판(10)을 준비하는 제1단계와, 중심부에 수용부(110)가 형성된 지그(100)에 상기 기판(10)을 안착수용하는 제2단계와, 상기 수용부(110) 외곽의 지그(100) 상부 및 상기 기판(10) 전면에 마스킹 필름(200)을 형성하는 제3단계와, 상기 기판(10) 상의 임프린팅 영역(20)을 따라 상기 마스킹 필름(200)을 절단한 후, 상기 임프린팅 영역(20) 상의 마스킹 필름(200)을 제거하여 상기 기판(10) 상의 임프린팅 영역(20)은 노출시키면서, 상기 임프린팅 영역(20) 외곽의 남은 마스킹 필름(200)에 의해 상기 기판(10)의 입광부는 보호되도록 형성하는 제4단계와, 상기 임프린팅 영역(20) 내부 일측에 수지(20)를 공급하고 임프린팅 몰드(300)에 의한 임프린팅 공정을 수행하여, 상기 임프린팅 영역(20)에 도광패턴(400)을 형성하는 제5단계와, 상기 임프린팅 몰더를 제거하고, 상기 임프린팅 영역(20) 외곽의 남은 마스킹 필름(200)을 제거하는 제6단계 및 기 지그(100)로부터 상기 기판(10)을 제거하는 제7단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 도광판은 디스플레이 시스템에 적용되는 것으로서, 특히 액정표시장치에 사용되는 액정패널의 발광을 위한 백라이트 유닛에 적용되는 것으로서, 대형의 디스플레이 광고용 패널, 디스플레이용 패널, TV 뿐만 아니라, 소형의 휴대폰, 노트북, 컴퓨터, 모니터, 네비게이션 등 다양한 디스플레이 시스템에 적용되는 것이다.

본 발명에 따른 도광판의 베이스로 사용되는 기판(10)은 디스플레이 시스템의 종류나 용도에 따라 무기 기판, 유기 기판 등 도광판의 베이스 기판으로 사용할 수 있는 어떠한 재료도 다양하게 적용될 수 있으며, 스크래치나 이물질이 포함되어 있는지를 검사하여 사용한다. 무기 기판의 경우 양쪽면을 연마처리할 수도 있으며, 이를 세정하여 준비한다.(제1단계)

또한, 상기 기판(10)은 필요에 따라 일면(배면)에 배면 도광패턴(400)이 먼저 형성된 것을 사용할 수 있으며, 먼저 형성된 배면 도광패턴(400)은 기존의 도광패턴(400) 형성공정(잉크젯(Ink jet), 스탬핑(Stamping), V-컷팅(V-cutting), 레이져 (Laser), 임프린팅 (Imprinting), 사출 (Injection) 공정)에 의해 제조된 상태로 제공될 수 있다.

상기 기판(10)의 배면 또는 상기 배면 도광패턴(400)의 상측에는 점착가능한 배면 보호필름(11)이 라미네이팅되어 후술할 지그(100)의 수용부(110)에 안착되게 된다.

여기에서 상기 기판(10)은 글라스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

특히, 글라스 기판의 경우 고분자 기판에 비해 고온 환경이 조성되더라도 변형이 발생하지 않고, 제조 공정 중 휘발성 유기화합물이 발생하지 않으며, 면광원 형성과정에서 빛 손실을 최소화할 수 있는 장점이 보다 크다.

또한, 글라스 기판은 디스플레이 시스템의 대형화, 슬림화, 예컨대 65인치 이상, 1.5T 이하의 대형, 박판 제품에 더욱 적절하게 사용될 수 있다.

그리고, 중심부에 수용부(110)가 형성된 지그(100)에 상기 기판(10)을 안착수용한다.(제2단계)

상기 지그(100)는 가공성, 적용 편의성 등을 고려하여 알루미늄으로 제조되는 것이 바람직하며, 알루미늄 지그(100) 중심부에는 내부에 상기 기판(10)이 안착수용될 수 있도록 수용부(110)가 형성된다.

상기 수용부(110)의 크기는 상기 기판(10)의 넓이, 폭 및 높이와 동일하거나 약간 크게 형성되도록 함으로서, 상기 수용부(110) 내부에 기판(10)이 안정적으로 장착되도록 하여 임프린팅 공정시 정밀 도광패턴(400)의 성형이 가능하도록 한다.

또한, 상기 수용부(110)는 상기 지그(100)의 중심부에 형성되되, 상기 수용부(110)의 외곽 측으로 적어도 3~5mm 정도의 지그(100)의 테두리 부분이 남아 있도록 형성된다. 즉, 상기 지그(100)의 표면으로부터 외곽 테두리 3~5mm 정도는 남기고 음각형태로 상기 수용부(110)가 형성된 것이다.

상기 3~5mm 정도의 지그(100)의 테두리부(120)는 후술할 남은 마스킹 테이프가 형성되어 있는 부분으로, 임프린팅 공정 시 수지(20)의 오버플로우로 인한 도광판의 입광부를 보호하고, 지그(100)에 수지(20)가 묻지 않도록 보호하는 역할을 하게 된다. 또한 임프린팅 몰드(300)가 안정적으로 안착되도록 하여 임프린팅 영역(20) 전체에 균일한 힘이 가해지도록 하는 역할을 하게 된다.

또한 상기 기판(10)을 상기 지그(100)의 수용부(110) 내부에 안착시킴으로서, 상기 배면 도광패턴(400)을 보호하면서, 임프린팅 공정 중에 기판(10)이 움직이거나 하는 문제점을 최소화시키면서, 기판(10)에 가해지는 스트레스가 수용부(110)에 의해 안정적으로 전달, 분산되도록 하여 대형, 박판 글라스 기판의 적용에 유리하게 된다.

이러한 지그(100)의 이동 및 기판(10)의 수용부(110) 내부의 안착은 자동화로 구현되며 자동정렬되도록 한다.

그리고, 상기 기판(10) 전면 및 상기 수용부(110) 외곽의 상기 지그(100)의 테두리부(120)에 마스킹 필름(200)을 형성한다.(제3단계)

즉, 상기 마스킹 필름(200)은 상부로 노출된 기판(10) 및 지그(100) 전면에 단일 필름의 형태로 부착되게 된다. 상기 마스킹 필름(200)은 임프린팅 공정에 의한 도광패턴(400)의 두께를 고려하여 형성되며, 경화공정에 의해 개질되지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 마스킹 필름(200)은 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC), 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PolyethyleneTelephthalate; PET), 폴리프로필렌(Polypropylene; PP) 및 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 등이 사용될 수 있으며, 기판(10) 및 지그(100)의 테두리부(120)에 접하는 면에 점착제 처리가 형성되어 임프린팅 공정에 의해서는 움직이지 않고, 기판(10) 및 지그(100)로부터는 쉽게 분리가 가능하도록 한다.

상기 점착제는 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제 등과 같은 유기계 점착제뿐만 아니라, 박리가 가능한 무기계 점착제도 사용될 수 있다

상기 마스킹 필름(200)은 10 내지 50 마이크론의 두께가 적당하며, 이보다 얇은 두께의 경우 마스킹 필름(200)의 관리 및 처치가 불편하거나 쉽게 파손될 수 있으며, 이보다 더 두꺼운 경우에는 상기 지그(100)의 테두리부(120) 및 기판(10) 상의 오프셋 영역에 남은 마스킹 필름(200)에 의해 임프린팅 공정시 도광패턴(400)이 제대로 형성되지 않게 된다.

상기 마스킹 필름(200)은 상기 기판(10) 전면 및 상기 수용부(110) 외곽의 상기 지그(100)의 테두리부(120)에 단일 필름의 형태로 형성되어, 오프셋 영역을 정확하게 잘라내어 마스킹할 수 있도록 하며, 기존의 마스킹 테이핑의 경우 발생하게 되는 단차 발생을 방지하여, 임프린팅 공정 시 임프린팅 몰드(300)의 들뜸 현상을 최소화할 수 있다.

또한, 지그(100) 및 기판(10) 전면에 마스킹 필름(200)을 형성하여 오프셋 영역을 제외하고 임프린팅 영역(20)을 형성하여 임프린팅 공정을 진행하게 됨으로써, 기존의 마스킹 테이프 이용에 따른 문제점을 해소할 수 있으며, 이에 따라 균일한 임프린팅 공정의 진행이 가능하여 도광패턴(400)의 균일성 및 재현성을 향상시키게 된다.

그리고, 상기 기판(10) 상의 임프린팅 영역(20)을 따라 상기 마스킹 필름(200)을 절단한 후, 상기 임프린팅 영역(20) 상의 마스킹 필름(200)을 제거하여 상기 기판(10) 상의 임프린팅 영역(20)은 노출시키면서, 상기 임프린팅 영역(20) 외곽의 남은 마스킹 필름(200)에 의해 상기 기판(10)의 입광부는 보호되도록 한다.(제4단계)

기판(10) 전면 및 지그(100)의 테두리부(120)에 형성된 마스킹 필름(200)을 임프린팅 영역(20)을 따라 절단하고 상기 임프린팅 영역(20) 상의 마스킹 필름(200)을 제거하여 기판(10) 상의 임프린팅 영역(20)을 노출시키게 된다. 상기 임프린팅 영역(20)을 노출시키게 되면, 기판(10) 상의 임프린팅 영역(20)을 제외하고 오프셋 영역과 지그(100)의 테두리부(120)에 마스킹 필름(200)이 남아있게 되어 임프린팅 공정에서 필연적으로 발생하게 되는 수지(20)의 오버플로우 현상을 차단하여 도광판의 입광부 즉, 글라스의 측면부가 상기 남은 마스킹 필름(200)에 의해 보호되게 된다.

미리 설계된 임프린팅 영역(20)을 노출시키기 위해 상기 마스킹 필름(200)을 절단하게 되는데, 상기 마스킹 필름(200)의 절단은 상기 기판(10) 상의 임프린팅 영역(20)을 따라 이동하는 텐션조절나이프(Tension Knife)에 의해 구현되도록 한다.

상기 텐션조절나이프는 마이크로 단위로 나이프의 높이가 조절가능하도록 형성되며, 나이프의 미세 텐션의 조절이 가능하도록 하여, 기판(10)의 손상이 없이 마스킹 필름(200)만 정밀 절단하도록 특수하게 고안된 것이다.

한편, 상기 임프린팅 영역(20) 상의 마스킹 필름(200)을 제거하기 위해서는 점착성 고무로 구현된 접착롤러를 상기 마스킹 필름(200) 일측에 두고 접착시켜, 상기 접착롤러를 회전시키면 이에 의해 기판(10)의 임프린팅 영역(20) 상의 마스킹 필름(200)이 필링(peeling)되어 제거되게 된다.

그리고, 상기 임프린팅 영역(20) 내부 일측에 수지(20)를 공급하고 임프린팅 몰드(300)에 의한 임프린팅 공정을 수행하여, 상기 임프린팅 영역(20)에 도광패턴(400)을 형성한다.(제5단계)

상기 임프린팅 공정은 정량의 수지(20)가 공급된 영역 상에 임프린팅 몰드(300)를 위치시키고, 롤프레싱(Roll Pressing) 후 경화공정을 거쳐 상기 임프린팅 영역(20)에 도광패턴(400)을 형성하는 것으로, 임프린팅 몰드(300)의 롤프레싱에 의해 상기 기판(10)의 임프린팅 영역(20) 상에 균일한 두께의 수지층의 형성과 동시에 수지(20)로 이루어진 패턴을 임프린팅 하는 것이다.

상기 수지(20)는 광경화성 수지 조성물로 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트 등이 사용될 수 있으며, 광확산 성능을 향상시켜 고휘도의 도광판을 제공하기 위해 필요에 따라 상기 수지(20)에 광확산 비드(폴리스트렌 비드, 폴리메타아크릴레이트 비드)나 특정한 파장대역의 광을 흡수할 수 있는 광흡수 비드를 각각 1~20중량% 정도 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 임프린팅 몰드(300)는 베이스기재에 레진 패턴으로 이루어진 소프트(soft) 몰드를 사용한다. 이는 마스터 몰드로부터 롤투롤 임프린팅 공정을 거쳐 제작되며, 베이스기재 상에 레진만으로 이루어진 패턴이 형성되고, 베이스기재는 소프트한 PET와 같은 투명하고 소프트한 재질로 형성된 것이다.

상기 임프린팅 몰드(300)로 소프트 몰드를 사용하지 않고 일반적인 하드한 몰드를 사용하게 되면 롤프레싱에 의한 임프린팅 공정 시 수지가 골고루 퍼지지 않고, 양쪽으로 퍼져 버리는 경향이 있으며, 쉬트 타입의소프트 몰드를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 경화공정은 상기 수지(20)로 이루어진 도광패턴(400)을 형성하고, 상기 도광패턴(400)으로부터 상기 임프린팅 몰드(300)가 이형될 정도로 상기 수지(20)를 경화시키는 것으로서, 수지에 따라 적절한 정도로 경화시킨다.

즉, 경화공정은 임프린팅 공정에 의해 도광패턴(400)의 형태는 유지하면서, 임프린팅 몰드(300)의 이형은 용이한 정도로 수지가 경화되도록 하며, 수지의 종류에 따라 소프트(soft) 경화(저압경화, 불완전 경화) 또는 하드(hard) 경화(고압경화, 완전 경화)를 수행하여 상기 도광패턴(400)을 형성시킨다.

여기에서 상기 소프트 경화는 5~20mW에서 1~30초 동안 UV 광경화에 의해 이루어지며, 상기 하드 경화는 150~500mW에서 1~5초 동안 UV 광경화에 의해 이루어진다.

이렇게 형성된 도광패턴(400)은 광의 집광 및 확산 기능을 위해 마이크로 렌즈 어레이 패턴이 바람직하며, 이러한 렌즈 어레이 패턴은 다양한 형태로 형성되어 배열되게 된다. 예컨대 도트형, 프리즘형, 반구형, 원기둥형, 사각기둥형, 원뿔형, 벌집형, 이러한 패턴의 병합형 등 다양한 형상으로 구현되고 있다.

그리고, 필요에 의해 한번 또는 여러 번의 소프트 경화를 수행한 후, 상기 임프린팅 몰드(300)를 제거한 후 상기 임프린팅 영역(20) 외곽의 남은 마스킹 필름(200)을 제거하거나, 단 한 번의 하드 경화 후 상기 임프린팅 몰드(300)를 제거한 후 상기 임프린팅 영역(20) 외곽의 남은 마스킹 필름(200)을 제거할 수도 있다.(제6단계)

상기 임프린팅 공정에 의해 상기 남은 마스킹 필름(200) 영역 상으로 수지가 오버플로우된 상태가 되며, 상기 남은 마스킹 필름(200)을 제거함에 따라 오버플로우된 수지가 제거됨과 동시에 임프린팅 영역(20) 상에 도광패턴(400)이 형성된 도광판을 완성하게 된다.

여기에서, 상기 남은 마스킹 필름(200)은 기판(10)의 오프셋 영역과 지그(100)의 테두리부(120)에 형성되어 도광판의 입광부 즉, 기판(10)의 측면부를 보호하고, 장치에 수지가 묻지 않도록 보호하며, 오염부위를 잘라내는 등의 후 가공 공정이 필요없이 오버플로우된 수지를 용이하게 제거할 수 있도록 한다.

이와 같이, 정확한 오프셋 영역의 마스킹이 가능하며, 외곽부에 오버플로우된 수지를 함께 제거함으로써 오염부위를 잘라내는 등의 별도의 가공 공정이 필요없게 되어, 공정의 단순화를 도모할 수 있다.

소프트 경화된 상태에서 상기 임프린팅 몰드(300)를 제거하고, 상기 남은 마스킹 필름(200)을 제거한 경우에는, 그 이후에 상기 도광패턴(400)을 하드 경화시키는 공정을 더 수행할 수도 있다.

한편 상기 임프린팅 몰드(300)의 이형성을 향상시키기 위해서는 상기 임프린팅 몰드(300)의 레진패턴이 형성된 일면에 이형증진 표면처리공정이 구현될 수 있다. 상기 이형증진 표면처리공정은 점착방지 재료를 상기 레진패턴 상층에 형성하거나, 별도의 소수성처리를 수행하거나 플라즈마 표면 처리 등을 수행하여 상기 임프린팅 몰드(300)와 도광패턴(400) 간의 이형성이 좋도록 한다.

이렇게 임프린팅 공정에 의해 도광패턴(400)을 형성하고, 남은 마스킹 필름(200)까지 제거한 후에는 상기 도광패턴(400)의 상측에 보호필름(500)을 라미네이팅한 후, 상기 지그(100)로부터 상기 기판(10)을 제거하게 된다.(제7단계)

이에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로, 기판(10) 양측에 도광패턴(400)이 형성되고 각 도광패턴(400)의 상측에는 보호필름(500)을 형성하여, 본 발명에 따른 도광판을 완성하게 된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 글라스 기판(10) 상에 임프린팅 영역(20)과 오프셋 영역을 도시한 것으로서, 오프셋 영역과 임프린팅 영역(20)이 남은 마스킹 필름(200)에 의해 구분되어진 모습을 나타낸 것이다. 마스킹 필름(200)의 절단면이 매우 깨끗하고 정밀하게 형성됨을 확인할 수 있었다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 글라스 기판(10) 상에 도광패턴(400)이 형성된 사진을 나타낸 것으로서, 왼쪽이 글라스 영역이고, 오른쪽이 임프린팅 영역(20)으로 도광패턴(400)이 형성된 것을 나타낸 것이다. 상기 도광패턴(400)은 고휘도, 균일한 휘도 특성을 나타내었다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 글라스 기판(10) 상에 도광패턴(400)이 형성된 사진을 나타낸 것이다. 도 5 및 도 6은 마스킹 필름(200)과 글라스 기판(10)과의 경계면에 대한 각각 100배 및 500배 현미경 사진을 나타낸 것으로서, 도광패턴(400) 영역과 글라스 영역과 그에 대한 경계면을 확인할 수 있었다.

이는 마스킹 필름(200)의 절단 및 제거 공정과 임프린팅 공정이 매우 정밀하게 진행되었음을 확인할 수 있으며, 이에 의해 도광패턴(400)의 균일도가 매우 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따라 완성된 도광판은 보호필름을 제거한 후 디스플레이 시스템에 적용하는 것으로서, 특히 액정표시장치에 사용되는 액정패널의 발광을 위한 백라이트 유닛에 적용되게 된다.

이에 의해 대형의 디스플레이 광고용 패널, 디스플레이용 패널, TV 뿐만 아니라, 소형의 휴대폰, 노트북, 컴퓨터, 모니터, 네비게이션 등 다양한 디스플레이 시스템에 적용하여, 디스플레이 시스템의 고휘도, 균일한 휘도 특성 개선에 기여하게 된다.

10 : 기판 11 : 배면 보호필름
20 : 임프린팅 영역 30 : 수지
100 : 지그 110 : 수용부
120 : 테두리부 200 : 마스킹 필름
300 : 임프린팅 몰드 400 : 도광패턴
500 : 보호필름

Claims (14)

1. 기판을 준비하는 제1단계;
   중심부에 수용부가 형성된 지그에 상기 기판을 안착수용하는 제2단계;
   상기 기판 전면 및 상기 수용부 외곽의 상기 지그의 테두리부 상에 마스킹 필름을 형성하는 제3단계;
   상기 기판 상의 임프린팅 영역을 따라 상기 마스킹 필름을 절단한 후, 상기 임프린팅 영역 상의 마스킹 필름을 제거하여 상기 기판 상의 임프린팅 영역은 노출시키면서, 상기 임프린팅 영역 외곽의 남은 마스킹 필름에 의해 상기 기판의 측면부는 보호되도록 형성하는 제4단계;
   상기 임프린팅 영역 내부 일측에 수지를 공급하고 임프린팅 몰드에 의한 임프린팅 공정을 수행하여, 상기 임프린팅 영역에 도광패턴을 형성하는 제5단계;
   상기 임프린팅 몰더를 제거하고, 상기 임프린팅 영역 외곽의 남은 마스킹 필름을 제거하는 제6단계; 및
   상기 지그로부터 상기 기판을 제거하는 제7단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제5단계의 임프린팅 공정은,
   상기 수지가 공급된 영역 상에 상기 임프린팅 몰드를 위치시키고, 롤프레싱(Roll Pressing) 후 경화공정을 거쳐 상기 임프린팅 영역에 도광패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 경화공정은 상기 수지가 경화되어 도광패턴을 형성하고, 상기 임프린팅 몰드가 이형될 정도로 상기 수지를 경화시키는 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제6단계의 남은 마스킹 필름 제거 후에 상기 도광패턴을 하드(hard) 경화시키는 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 임프린팅 몰드는,
   베이스기재에 레진패턴으로 이루어진 소프트(soft) 몰드로 구현된 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 임프린팅 몰드의 레진패턴이 형성된 일면에는,
   상기 도광패턴을 이루는 수지와의 이형성을 위한 이형증진 표면 처리 공정이 구현된 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 제4단계의 마스킹 필름의 절단은,
   상기 기판 상의 임프린팅 영역을 따라 이동하는 텐션조절나이프(Tension Knife)에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 제4단계 및 제6단계의 마스킹 필름의 제거는,
   접착롤러에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 기판은,
   글라스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 제1단계의 기판의 배면에는 배면 도광패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 배면 도광패턴의 상측에는 보호필름이 형성된 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
12. 제 1항 내지 제 11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제6단계에서의 도광패턴 상측에는 보호필름이 형성된 것을 특징으로 하는 마스킹 필름을 이용한 임프린팅 도광판의 제조방법.
13. 제 12항에 따른 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 도광판.
14. 제 13항의 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

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