KR200454862Y1

KR200454862Y1 - 백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조장치

Info

Publication number: KR200454862Y1
Application number: KR2020080012829U
Authority: KR
Inventors: 페이-룬 린; 어-메이 흐시에
Original assignee: 익스플로잇 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2011-08-01
Also published as: KR20100003532U

Abstract

본 고안에 따른 광학필름에는 기재가 형성되어 있고, 상기 기재표면에는 다수의 아크형 돌출부가 대략 90-99%의 분포비율로 랜덤방식으로 분포되어 있다. 상기 광학필름은 랜덤방식으로 분포된 상기 아크형 돌출부에 의해 광선이 고정된 각도로 난반사 되도록 하며, 단위면적당 분포비율을 증가함으로써 휘도 향상 효과를 이룬다. 또한, 상기 구성을 가진 필름을 제조하는 방법은 광집결 및 광확산의 복합기능을 가진 광학필름을 효과적으로 생산할 수 있다.

Description

백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조장치{OPTICAL FILM FOR BACK LIGHT UNIT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 고안은 백라이트유닛용 광학필름 및 그 제조장치에 관한 것으로, 특히 단위면적당 아크형 돌출부의 분포비율을 증가함으로써 휘도향상 효과를 이루는 광집결 및 광확산의 복합기능을 갖춘 광학필름과 그 제조장치에 관한 것이다.

멀티미디어 사회의 급속한 발전은 대부분 반도체 소자 또는 맨-머신(man-machine) 디스플레이장치의 비약적인 발전에 힘입고 있다. 디스플레이장치에 대해 말하면, 음극선관(이하 CRT)은 우수한 표시품질과 경제성으로 인해 최근 디스플레이 시장에서 독점적 지위를 차지하고 있다. 다만, 사용자가 데스크에서 다수의 단말기 또는 디스플레이장치를 사용하는 환경에 대해서는, 또는 환경보호 관점으로부터 에너지 절약 추세를 감안하여 예측하면, 공간 이용율과 에너지 소모 면에서 CRT는 여전히 허다한 문제점이 존재하므로 경량화 및 낮은 전력소모 요구에 대해 효과적인 해결책을 제공하지 못하고 있다. 따라서 고화질, 우수한 공간 이용율, 낮은 전력소모, 무복사 등 우수한 특성을 가진 액정디스플레이가 점차 시장의 주류로 되고 있다. 다만, 액정디스플레이의 액정패널은 자체 발광이 불가능하므로 백라이트모듈을 이용하여 필요한 면광원을 제공하여 액정 패널이 표시 효과와 충분한 휘도 및 콘트라스트를 가질 수 있도록 하여야 함에 유의하여야 한다.

아울러, 통상의 백라이트모듈은 주로 광원과 다수의 광학 필름을 포함하여 이루어지며, 광원은 각각의 광학 필름을 통하여 균일하고 휘도가 비교적 높은 광선을 형성한 후 액정 패널을 통해 방출한다. 여기서, 광학 필름을 적게 사용하고 백라이트모듈의 두께를 줄이기 위한 발명으로서 휘도증가 및 확산 기능을 갖춘 광학 필름이 제안되었는 바, 공개번호가 제200720711호이고 발명명칭이 "백라이트모듈용 광확산 시트와 그 제조"인 대만특허로 그 예를 들 수 있다. 상기 발명에 따르면, 도 1에서 보여준 바와 같이 상기 광확산 시트(1)에는 투명기판(11)이 형성되어 있고, 상기 투명기판(11) 위에는 랜덤방식으로 불규칙하게 분포된 다수의 반구체(12)가 형성되어 있으며, 고정된 범위 내에서 상기 반구체(12)가 분포된 비율은 약 50-90%이다. 다만, 상기 각 반구체 분포비율의 한계값은 90%로, 광학 휘도를 전체적, 그리고 효과적으로 향상시킬 수는 없다. 아울러 상기 반구체에 의한 아크형 돌출면은 아크형 곡면율이 지나치게 큰 관계로 광학 휘도가 증가할 수 없다.

또한, 상기 광확산 시트(1)의 제조방법은 도 2에서 보여준 바와 같이, 우선 패턴화된 성형롤러(21)를 제공한다. 상기 성형롤러(21) 위에는 다수의 아크형 그루브(미도시)가 랜덤방식으로 불규칙적으로 분포되어 있으며, 광경화수지(22)가 도포되어 있다. 이어서, 투명기판(11)을 상기 광경화수지(22) 위에 배치하고 가압롤러(23)를 이용하여 가압함과 아울러 UV램프(24)를 사용함으로써 상기 광경화수지(22)를 동시에 경화 및 성형시켜 상기 광경화수지(22)에 상기 성형롤러(21)상 의 아크형 그루브에 대응되는 반구체(미도시)가 형성되도록 한다. 다만, 상기 광형화수지를 도포할 때 기포가 발생하기 쉬우며, 상기 기포를 제거하지 않을 경우 성형된 광확산 시트의 광 휘도에 영향을 미치게 된다. 아울러, 상기 광경화수지의 유동성이 좋지 않을 경우 정밀하고 미세하게 구성된 아크형 그루브에 주입할 수 없어 고정범위 내에서 반구체가 분포되는 비율이 대략 50-90%선에 그칠 뿐 90%의 기술 병목을 돌파할 수 없게 된다.

본 고안의 주된 목적은 단위면적당 아크형 돌출부의 분포비율을 증가함으로써 휘도향상효과를 이룰 수 있는 광집결 및 광확산의 복합적 기능을 갖춘 광학필름 및 그 제조장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위해 안출된 본 고안에 따른 광학필름에는 기재가 형성되어 있고, 상기 기재표면에는 다수의 아크형 돌출부가 대략 90-99%의 분포비율로 랜덤방식으로 형성되어 있다. 상기 광학필름은 랜덤방식으로 분포된 상기 아크형 돌출부에 의해 광선이 고정된 각도로 난반사 되도록 하여 휘도향상 효과를 이루며 종래의 백라이트유닛용 광학필름의 사용량을 줄일 수 있다.

본 고안의 목적, 기능특징 및 장점에 대한 이해에 도움을 주고자 아래 바람직한 실시예를 도면과 결부하여 상세하게 설명한다.

본 고안에 따른 광학필름 제조장치(3)는 도 3에서 보여준 바와 같이 적어도 아래 부재를 포함한다.

제1 공급롤러(31). 상기 제1 공급롤러(31)에는 기재(41)가 감겨 있고 상기 기재를 공급한다. 상기 기재(41)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 셀루로오스 트리아세테이트(TAC), polyethylene napthalate(PEN), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르, 폴리카보네이트, 폴리아민, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리비닐알 코올(polyvinyl alcohol)로 이루어진 고분자 폴리머 소재로 형성될 수 있다.

제2 공급롤러(32). 상기 제2 공급롤러(32)에는 초미세구조를 가진 몰드(1)가 감겨져 있고 상기 몰드를 공급한다.

플라스틱 공급부(33). 상기 플라스틱 공급부(33)는 상기 제1 공급롤러(31) 뒤에 배치되어 기재(41) 표면에 플라스틱(42)을 공급한다. 상기 플라스틱(42)의 점도는 50-250cp이고, 광굴절율은 1.50-1.70이다. 상기 플라스틱 공급부(33) 뒤에는 기재(41) 표면으로부터 여분의 플라스틱(42)을 스크랩핑하여(scrape) 플라스틱(42)의 두께를 35-40μm로 제어하는 스크랩핑 휠(331, 도 4를 참고)이 배치되고, 상기 스크랩핑 휠(331) 뒤에는 상기 플라스틱(42)을 기재(41) 표면에 골고루 분포시키는 롤러(332)가 배치된다.

베이크부(34). 상기 베이크부(34)는 상기 플라스틱 공급부(33) 뒤에 배치되어 상기 기재(41)와 플라스틱(42)을 베이킹한다. 여기서 베이크 온도는 20-80℃인 것이 바람직하다.

롤오버부(35). 상기 롤오버부(35)는 상기 베이크부(34)와 제2 공급롤러(32) 뒤에 배치되어 기재(41)와 초미세구조를 가진 몰드(51)를 공급받아 트랜스퍼 롤오버를 행한다. 상기 초미세구조를 가진 몰드(51)의 일측면에는 다수의 아크형 그루브(52, 도 5를 참조)가 형성되어 있고, 상기 롤오버부(35)는 경면롤러(351)와 가압롤러(352)를 포함하여 이루어진다. 상기 경면롤러(351)의 가공조건으로, **±10μm, **±5μm이고, 롤러면의 표면거칠기는 0.1μm이하이다. 상기 초미세구조를 가진 몰드(51)는, 제2 공급롤러(32)를 통해 경면롤러(351)에 이송되며 각 아크형 그 루브(52)가 바깥방향을 향하도록 하여 설치된다. 상기 기재(41)는 각도 θ의 이송방향으로 상기 경면롤러(351)에 도입되는데, 도 5에서 보여준 바와 같이 상기 각도 θ는 기재(41)에 인접한 경면롤러(351)의 아크선(T)과 상기 기재(41) 사이에 형성된 사이각으로서, 10-60℃을 이루며 바람직하게는 30-60℃를 이룬다. 또한, 상기 경면롤러(351)와 상기 가압롤러(352) 사이에는 갭이 형성되며, 상기 갭을 통하여 상기 기재(41)와 초미세구조를 가진 몰드(51)가 통과함과 아울러 트랜스퍼 롤오버를 하여 상기 플라스틱(42) 표면에 상기 초미세구조를 가진 몰드(51)에 대응되는 아크형 돌출부(43)를 형성한다.

경화 성형부(36). 상기 경화 성형부(36)는 광열 경화부로 이루어질 수 있으며, 상기 롤오버부(35) 뒤에 배치되어 아크형 돌출부(43)가 형성된 플라스틱(42)을 대상으로 가열 및 경화 작업을 수행하여 광학필름 완성품을 형성한다.

권취부(37). 상기 권취부(37)는 상기 경화 성형부(36) 뒤에 배치되어 광학필름의 완성품과 초미세구조를 가진 몰드를 각각 권취한다. 상기 권취부(37)는 광학필름(4)의 완성품과 초미세구조를 가진 몰드(51)를 각각 권취하는 제1 및 제2 권취부(371, 372)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 및 제2 권취부(371, 372)의 권취 속도는 5-10m/min이다.

본 고안에 따른 제조장치를 이용하여 제조된 광학필름은 도 6에서 보여준 바와 같이 기재(41)가 형성되어 있고, 상기 기재(41) 표면에는 랜덤방식으로 분포된 다수의 아크형 돌출부(43)가 형성되고, 상기 각 아크형 돌출부(43)의 분포비율은 대략 90-99%, 바람직하게는 90-92%이다. 아울러, 상기 각 아크형 돌출부(43)는 크 기가 일치하지 않으며, 다수의 큰 아크형 돌출부(431)와 작은 아크형 돌출부(432)를 포함한다. 도 7에서 보여준 바와 같이 상기 큰 아크형 돌출부(431)의 높이(H1)는 20-35μm, 직경(R1)은 25-70μm이고, 상기 작은 아크형 돌출부(432)의 높이(H2)는 10-20μm, 직경(R2)은 10-20μm이다. 매 하나의 큰 아크형 돌출부(431)와 작은 아크형 돌출부(432)는 고정 범위 내의 단위면적 분포비율을 효과적으로 증가시킬 수 있다.

참고로, 본 고안은 종래의 기술에 비해 아래와 같은 장점을 가진다.

1. 상기 광학필름은 고정범위내의 분포비율을 효과적으로 증가시켜 광학 휘도를 증가시킬 수 있고 광집결 및 광확산의 복합기능을 동시에 가진다.

2. 본 고안에 따른 베이크부는 베이킹을 통해 플라스틱의 유동성을 향상시켜 초미세 구조를 가진 몰드의 아크형 그루브 내에 더욱 용이하게 주입될 수 있도록 하며, 제조공정에서 발생되거나 플라스틱 자체에 포함된 기포를 제거할 수 있다. 실험에 따르면, 광학필름에 포함된 기포는 광학 휘도에 영향을 미치며, 기포로 인한 광학 휘도값의 차이는 대략 12%에 달한다. 이로부터 기포 제거의 중요성을 알 수 있다.

상기와 같이, 본 고안은 휘도증가 및 광확산의 복합기능을 갖춘 바람직한 광학필름과 그 제조방법을 제공하였다. 다만, 상기 실시예와 도면에 도시된 바는 단지 본 고안의 바람직한 실시예일 뿐, 본 고안의 등록청구범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서 본 고안의 구성, 장치 및 특징과 균등 유사한 것은 모두 본 고안의 취지 및 실용신안등록청구범위에 속하여야 할 것이다.

도 1은 종래의 광학산 시트의 구성을 보여준 도면이다.

도 2는 종래의 광학산 시트 제조장치의 구성을 보여준 도면이다.

도 3은 본 고안에 따른 광학필름 제조장치의 구성을 보여준 도면이다.

도 4는 본 고안에서 기재 위에 플라스틱을 설치하는 것을 확대하여 보여준 도면이다.

도 5는 본 고안에서 기재와 초미세구조를 가진 몰드에 대해 롤오버 공정을 수행하는 것을 보여준 도면이다.

도 6은 본 고안에 따른 광학필름의 구성을 보여준 도면이다.

도 7은 본 고안에 따른 광학필름을 확대하여 보여준 도면이다.

[주요부품의 도면부호에 대한 설명]

1 광확산 시트 11 투명기판

12 반구체 21 성형롤러

22 광경화 수지 23 가압롤러

24 UV램프 3 제조장치

31 제1 공급롤러 32 제2 공급롤러

33 플라스틱 공급부 331 스크랩핑 휠

332 롤러 34 베이크부

35 롤오버부 351 경면롤러

352 가압롤러 36 경화 성형부

37 권취부 371 제1 권취롤러

372 제2 권취롤러 41 기재

42 플라스틱 43 아크형 돌출부

431 큰 아크형 돌출부 432 작은 아크형 돌출부

51 초미세구조를 가진 몰드 52 아크형 그루브

Claims

삭제
삭제
기재가 감겨 있고 상기 기재를 공급하는 제1 공급롤러,

초미세구조를 가진 몰드가 감겨 있고 상기 몰드를 공급하는 제2 공급롤러,

상기 제1 공급롤러 뒤에 설치되어 상기 기재 표면에 플라스틱을 공급하는 플라스틱 공급부,

상기 플라스틱 공급부 뒤에 설치되어 상기 기재와 플라스틱을 베이킹하는 베이크부,

상기 베이크부와 제2 공급롤러 뒤에 설치되어 상기 기재와 초미세구조를 가진 몰드를 공급받아 트랜스퍼 롤오버하여 상기 플라스틱 표면에 상기 초미세구조를 가진 몰드에 대응되는 아크형 돌출부를 형성하는 롤오버부, 및

상기 롤오버부 뒤에 설치되어 상기 기재를 경화시키는 경화 성형부를 포함하고,

상기 롤오버부는 경면롤러와 가압롤러를 포함하여 이루어지며,

상기 경면롤러와 가압롤러 사이에는 상기 기재와 초미세구조를 가진 몰드를 통과시켜 트랜스퍼 롤오버가 진행되도록 하는 갭이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학필름 제조장치.
청구항 3에 있어서,

상기 플라스틱 공급부 뒤에는,

상기 기재표면으로부터 여분의 플라스틱을 스크랩핑 제거하여 플라스틱의 두께를 제어하는 스크랩핑 휠과,

상기 두께가 제어된 플라스틱을 기재표면에 골고루 분포하는 롤러가 추가적으로 더 설치된 것을 특징으로 하는, 광학필름 제조장치.
청구항 3에 있어서,

상기 베이크부의 베이크 온도는 20-80℃인 것을 특징으로 하는, 광학필름 제조장치.
삭제
청구항 3에 있어서,

상기 초미세구조를 가진 몰드는 그 일측면에 다수의 아크형 그루브가 형성되어 있고,

상기 초미세구조를 가진 몰드는 상기 각각의 아크형 그루브가 바깥방향을 향하도록 하여 설치되어 상기 경면롤러에 공급되고,

상기 기재는 그와 인접한 경면롤러의 아크선과의 각도가 θ가 되는 이송방향으로 상기 경면롤러에 도입되며,

상기 각도 θ는 10~60도인 것을 특징으로 하는, 광학필름 제조장치.
청구항 3에 있어서,

상기 경화 성형부 뒤에는 광학필름 완성품과 초미세구조를 가진 몰드를 각각 권취하는 권취부가 추가적으로 설치되어 있고,

상기 권취부는 광학필름 완성품과 초미세구조를 가진 몰드를 각각 권취하는 제1 권취롤러와 제2 권취롤러를 포함하고,

상기 제1 권취롤러와 제2 권취롤러의 권취속도는 5-10m/min인 것을 특징으로 하는, 광학필름 제조장치.
삭제
청구항 7에 있어서,

상기 각도 θ는 30~60도인 것을 특징으로 하는, 광학필름 제조장치.