KR20070020509A - Belt over compliant roller with molding roller - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고형 필름을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 점성 물질(163)이 패턴 롤러(165)와 벨트(167) 사이의 닙 내에 투입된다. 패턴 롤러(165)와 벨트(167) 사이의 닙은 가요성 롤러(169)에 의해 용이하게 된다. 따라서, 개개의 광학 소자와 평탄한 이면을 갖는 필름을 제조할 수 있다.
The present invention relates to an apparatus and method for producing a solid film. Viscous material 163 is introduced into the nip between pattern roller 165 and belt 167. The nip between the pattern roller 165 and the belt 167 is facilitated by the flexible roller 169. Therefore, the film which has individual optical elements and the flat back surface can be manufactured.
Description
본 발명의 예시적 실시예는 필름의 일 측면에 광학 소자를 가지며 필름의 다른 측면에 평탄한 면을 갖는 열가소성 필름의 제조 방법에 관한 것이다.Exemplary embodiments of the invention relate to a method of making a thermoplastic film having an optical element on one side of the film and a flat surface on the other side of the film.
패턴 면(patterned surface)을 갖는 필름은 다양한 용도로 제조되고 있다. 예컨대, 인화지는 매트(matte) 또는 광택 마무리(glossy finish)를 실시한 필름을 포함할 수도 있다. 이러한 매트 마무리 또는 광택 마무리는 일상적인 관찰자가 볼 때 사진에 바람직한 효과를 제공할 수도 있다. 광택 또는 매트 마무리는 어느 정도의 허용오차(즉, 어느 정도의 정밀도)를 갖는 인화지 제조 공정을 요구한다. 제조 공정의 허용오차가 높아짐에 따라, 제조 공정은 일반적으로 더욱 복잡하고 가격이 비싸진다. 다시 말해서, 인화지용 패턴 필름을 생성하는데 필요한 허용오차는 액정 디스플레이용 광 취급 필름(light management film)을 제조하는데 필요한 허용오차보다 상당히 낮을 수도 있다.Films with a patterned surface have been produced for a variety of applications. For example, the photo paper may include a film having a matte or glossy finish. Such a matte finish or gloss finish may provide a desirable effect on the photograph as seen by the everyday viewer. Gloss or matte finish requires a photo paper manufacturing process with some tolerance (ie, some degree of precision). As the tolerances of the manufacturing process become higher, the manufacturing process is generally more complex and expensive. In other words, the tolerance required to produce a pattern film for photo paper may be significantly lower than the tolerance required to produce a light management film for liquid crystal displays.
광 취급 필름은 다양한 용도에 사용될 수도 있다. 예컨대, 광 지향 필름(light direct film)이 액정 디스플레이(LCD)의 일부로 사용될 수도 있다. LCD(또는 다른 유사한 디스플레이)의 전력 효율을 증가시키는 것이 중요할 수도 있다. 액정 디스플레이는 배터리로 작동하는 이동 장치(예컨대, 휴대 전화기, 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라 등)에 종종 포함된다. 이러한 이동 장치에 대해 그의 배터리의 작동 시간을 최대화하는 것이 바람직하다. 배터리 기술은 진보하고 있지만, 이동 장치의 배터리 수명을 증가시키는 한가지 방법은 품질의 저하 없이 장치의 전력 소비를 줄이는 것이다. 액정 디스플레이 장치를 보다 효율적으로 함으로써, 이동 장치의 배터리 수명이 연장될 수 있어, 사용자에게 큰 이익이 된다.Light handling films may be used for a variety of applications. For example, a light direct film may be used as part of a liquid crystal display (LCD). It may be important to increase the power efficiency of LCDs (or other similar displays). Liquid crystal displays are often included in battery operated mobile devices (eg, cell phones, laptop computers, digital cameras, etc.). It is desirable for this mobile device to maximize the operating time of its battery. While battery technology is advancing, one way to increase the battery life of a mobile device is to reduce the device's power consumption without compromising quality. By making the liquid crystal display device more efficient, the battery life of the mobile device can be extended, which is a great benefit to the user.
광 취급 필름의 광학은 사진의 광택 또는 매트의 광학에 비해서 매우 특수하고 상세하다.The optics of the light handling film are very special and detailed compared to the gloss of the photograph or the optics of the mat.
따라서, 인화지에 광택 또는 매트 마무리를 생성하기 위한 제조 공정의 정밀도는 광 취급 필름의 제조 목적에는 부적절할 수도 있다. 예컨대, 다른 패턴 필름을 제조하는데 사용되는 제조 공정은, 광 취급 필름의 광학 소자를 적절하게 재생하지 않을 수도 있거나 또는 광 취급 필름을 쓰기에 알맞게 하는데 필요할 수도 있는 필름의 균일한 두께를 제공하지 않을 수도 있다. 이러한 기존의 제조 공정의 부적합은 광 취급 필름의 제조에 있어 중요한 고려사항이다. Thus, the precision of the manufacturing process for producing a gloss or matte finish on photo paper may be inadequate for the purpose of manufacturing the light handling film. For example, the manufacturing process used to make other pattern films may not properly reproduce the optical elements of the light handling film or may not provide a uniform thickness of the film that may be necessary to make the light handling film suitable for use. have. The inadequacies of these existing manufacturing processes are important considerations in the manufacture of light handling films.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명의 예시적 실시예는, 단단한 면과 가요성 면(compliant surface)을 포함하는 장치에 관한 것이다. 단단한 면은 광학 소자 성형 패턴을 포함한다. 가요성 면과 단단한 면은 닙(nip)을 형성하고 닙은 그 닙에 삽입되는 점성 물질로부 터 고형 필름(solid film)을 형성하도록 구성된다.Exemplary embodiments of the present invention relate to a device comprising a hard surface and a compliant surface. The hard side includes the optical element shaping pattern. The flexible and rigid sides form a nip and the nip is configured to form a solid film from the viscous material inserted into the nip.
다른 예시적 실시예는 무한 벨트를 포함하는 가요성 압축 벨트에 관한 것이다. 무한 벨트는 적어도 하나의 엘라스토머 층 및 적어도 하나의 금속 층을 포함한다. 벨트의 외측면은 50 나노미터 미만의 평균 조도(roughness)와 70 내지 100 A 타입의 쇼어(Shore) 경도를 갖는다.Another exemplary embodiment relates to a flexible compression belt that includes an endless belt. The endless belt includes at least one elastomer layer and at least one metal layer. The outer side of the belt has an average roughness of less than 50 nanometers and a Shore hardness of type 70 to 100 A.
다른 예시적인 실시예는 패턴 시트를 형성하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 열가소성 중합체의 용융 커튼(melt curtain)을 공급하고 이 커튼을 성형 롤러와 가요성 압축 벨트 사이의 성형 닙내로 유도하는 것을 포함한다. 가요성 압축 벨트는 무한 벨트를 포함한다. 무한 벨트는 적어도 하나의 엘라스토머 층을 포함한다. 벨트의 외측면은 50 나노미터 미만의 평균 조도와 70 내지 100 A 타입의 쇼어(Shore) 경도를 갖는다.Another exemplary embodiment relates to a method of forming a pattern sheet. The method includes supplying a melt curtain of thermoplastic polymer and leading the curtain into a forming nip between the forming roller and the flexible compression belt. Flexible compression belts include endless belts. The endless belt includes at least one elastomer layer. The outer side of the belt has an average roughness of less than 50 nanometers and a Shore hardness of type 70 to 100 A.
다른 예시적인 실시예는 패턴 시트를 형성하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 열가소성 중합체의 용융 커튼을 공급하고 이 커튼을 성형 롤러와 압축 벨트 사이의 성형 닙 내로 유도하는 것을 포함한다. 압축 벨트는 용융 커튼과 접촉하는 접촉 벨트 및 용융 커튼으로부터 반대측의 금속 벨트와 접촉하는 완충 벨트를 포함한다. 완충 벨트는 70 내지 100 A 타입의 쇼어(Shore) 경도를 갖는다.Another exemplary embodiment relates to a method of forming a pattern sheet. The method includes feeding a molten curtain of thermoplastic polymer and directing the curtain into a forming nip between the forming roller and the compression belt. The compression belt includes a contact belt in contact with the molten curtain and a cushioning belt in contact with the metal belt on the opposite side from the melt curtain. The cushioning belt has a Shore hardness of 70 to 100 A type.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 제조 방법은 다양한 용도에 사용될 수 있는 열 처리 필름을 제조하는 것이 가능하다. 예컨대, 본 발명에 따른 제조 방법을 사용하는 것에 의해서, 열 처리 필름은 특수한 광학 소자의 정밀한 복제품으로 제조될 수 있다. 이러한 특수한 광학 소자의 복제는 액정 디스플레이의 효율을 상 당히 증가시킬 수 있는 필름을 고려한 것이다. 따라서, 이러한 효율의 증가는 이동 장치(예컨대, 휴대 전화기, 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라 등)의 배터리 수명을 연장시킬 수 있다. 예시적인 실시예의 제조 방법은 박막을 균일한 두께를 갖는 개별 광학 소자로 제조하는 것을 가능하게 할 것이다. 개별 광학 소자 및 균일한 두께를 갖지 않는 광 취급 필름은, 디스플레이 장치의 효율을 증가시키는데 효과적이지 않을 것이다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the production method makes it possible to produce heat treated films that can be used for various applications. For example, by using the manufacturing method according to the invention, the heat treatment film can be made into a precise replica of a special optical element. The duplication of this particular optical element takes into account a film that can significantly increase the efficiency of a liquid crystal display. Thus, this increase in efficiency can extend the battery life of mobile devices (eg, mobile phones, laptop computers, digital cameras, etc.). The manufacturing method of an exemplary embodiment will make it possible to manufacture thin films into individual optical elements having a uniform thickness. Light handling films that do not have individual optical elements and uniform thicknesses will not be effective in increasing the efficiency of the display device.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광 취급 필름 시스템의 개략적 측면 도,1 is a schematic side view of a light handling film system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 및 광 처리 필림 시스템의 일부의 부분 확대 측면도,2 is a partially enlarged side view of a portion of a backlight and light treatment film system according to an embodiment of the present invention;
도 3 및 4는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광 취급 필름 시스템의 개략적 측면도,3 and 4 are schematic side views of a light handling film system according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광 취급 필름상의 광학 소자를 도시하는 개략도,5 is a schematic diagram showing an optical element on a light handling film according to an exemplary embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 가요성 벨트 시스템을 갖는 압출 롤 성형 시스템의 개략도,6 is a schematic view of an extrusion roll forming system having a flexible belt system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 타이밍 돌기를 갖는 벨트 시스템의 개략도,7 is a schematic diagram of a belt system having timing protrusions in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 외부 금속층상의 3차원 패턴을 갖는 벨트 시스템의 개략도,8 is a schematic diagram of a belt system having a three-dimensional pattern on an outer metal layer in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 가요성 벨트 시스템 및 유연한 왕복 린트 없는(lint-free) 직물 클리너를 갖는 압출 롤 성형 시스템의 개략도,9 is a schematic diagram of an extrusion roll forming system having a flexible belt system and a flexible reciprocating lint-free fabric cleaner in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 가요성 벨트 시스템 및 연마 롤을 갖는 압출 롤 성형 시스템의 개략도,10 is a schematic diagram of an extrusion roll forming system having a flexible belt system and an abrasive roll in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 가요성 벨트 시스템 및 정전기 방전 시스템을 갖는 압출 롤 성형 시스템의 개략도,11 is a schematic diagram of an extrusion roll forming system having a flexible belt system and an electrostatic discharge system in accordance with an exemplary embodiment of the present invention;
도 12는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 금속 벨트 및 엘라스토머 벨트를 포함하는 가요성 벨트 시스템을 갖는 압출 롤 성형 시스템의 개략도로서, 금속 벨트 및 엘라스토머 벨트가 상이한 벨트 롤러를 둘러싸고 있는 도면,12 is a schematic diagram of an extrusion roll forming system having a flexible belt system including a metal belt and an elastomeric belt in accordance with an exemplary embodiment of the present invention, wherein the metal belt and the elastomeric belt surround different belt rollers;
도 13은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 랜드부 및 융기부를 도시하는 열 처리 필름의 일부의 도면.13 is a view of a portion of a heat treated film showing land and ridges in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
도 1 및 2의 예는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광 취급 필름 시스템의 하나의 형태를 개략적으로 도시한 것이다. 광 취급 필름 시스템(1)은 백라이트(BL)(또는 다른 광원)에 의해 방출되는 광을 필름의 표면에 보다 수직인 방향 쪽으로 많이 재분배하는 광 취급 필름(2)을 포함할 수도 있다. 필름(2)은 조명 용도를 위한 대부분의 임의의 광원으로부터 소망의 시야각(viewing angle) 내에서 광을 재분배하기 위해 사용될 수도 있다. 예컨대, 필름(2)은 디스플레이를 더 밝게 하기 위해 디스플레이(D)(예컨대, 랩탑 컴퓨터, 워드 프로세서, 항공 전자 디스플레이, 휴대 전화 및 PDA에 사용되는 액정 디스플레이에서)와 함께 사용될 수도 있다. 액정 디스플레이는 실시예 도 1 및 2에 개략적으로 도시된 바와 같은 전달 액정 디스플레이와, 도 3의 실시예에 개략적으로 도시된 바와 같은 반사 액정 디스플레이, 또는 도 4의 실시예에 개략적으로 도시된 바와 같은 트랜스반사(transflective) 액정 디스플레이를 포함하는 어떠한 유형일 수도 있다.1 and 2 schematically illustrate one form of a light handling film system according to an exemplary embodiment of the present invention. The light
도 3의 실시예에 도시된 반사 액정 디스플레이(D)는 디스플레이의 후방에 입사하는 주변 광을 디스플레이의 외부로 반사하여 디스플레이의 휘도를 증가시키기 위해 후면측에 인접한 후면 리플렉터(back reflector)(40)를 포함할 수도 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따른 광 취급 필름(2)은, 주변 광(또는 전방 광으로부터의 광)을 소망의 가시각 내에서 후면 리플렉터에 의해 다시 반사하기 위해 필름의 평면에 보다 수직인 방향으로 디스플레이 내로 향하게 하도록 액정 디스플레이의 상부에 인접 배치되어, 디스플레이의 휘도를 증가시킨다. 광 취급 필름(2)은 액정 디스플레이의 상부에 대해서 정위치에 부착되거나, 적층되거나 다른 방식으로 유지될 수도 있다.The reflective liquid crystal display D shown in the embodiment of FIG. 3 has a
도 4의 예에 도시된 반투과 액정 디스플레이(D)는, 디스플레이의 전방에 입사하는 주변 광을 디스플레이의 후방으로 반사하여 조명 환경에서 디스플레이의 휘도를 증가시키고, 또 백라이트로부터의 광을 트랜스 반사기를 통해 디스플레이의 외부로 전달하여 어두운 환경에서 디스플레이를 조명하기 위해 디스플레이와 백라이트(BL)의 사이에 배치된 트랜스 반사기(transreflector)(T)를 포함한다. 본 예시적 실시예에서, 광 반사 필름(2)은, 디스플레이의 휘도를 증가시키기 위해 광선 출력 분포를 디스플레이를 통한 이동을 허용 가능하게 하도록 주변 광 및/또는 필름의 평면에 보다 수직인 백라이트로부터의 광을 처리 또는 재분배하기 위해서, 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이 디스플레이의 상부에 근접 배치되거나 또는 디스플레이의 바닥에 근접 배치되거나 또는 그 양자에 근접 배치될 수도 있다. The transflective liquid crystal display D shown in the example of FIG. 4 reflects the ambient light incident on the front of the display to the rear of the display to increase the brightness of the display in the lighting environment, and also transmits the light from the backlight to the trans reflector. And a transreflector T disposed between the display and the backlight BL for transmitting to the outside of the display to illuminate the display in a dark environment. In this exemplary embodiment, the
광 취급 필름(2)은, 필름에 입사하는 광의 분포가 필름의 표면에 보다 수직인 방향으로 이루어지도록 입사광 분포를 굴절시키기 위해 필름의 광 출구면(6)에 뚜렷한 형상의 개별 광학 소자(5)의 패턴을 갖는 얇은 투명 막 또는 기판(8)을 포함할 수도 있다. 도 5는 광 취급 필름(2)의 예를 도시한 것이다.The
개개의 광학 소자(5)의 각각은 필름의 폭 및 길이보다 몇 배 작은 폭 및 길이를 가질 수도 있고, 그리고 필름의 출구 면에 오목부 또는 돌출부에 의해서 형성될 수도 있다. 이들 개개의 광학 소자(5)는 광 출구 면에 수직인 방향으로 입사광을 굴절시키기 위한 적어도 하나의 경사면을 포함할 수도 있다. 광학 소자(5)는 0.5 보다 큰 종횡비(높이 대 폭)를 가질 수도 있다. 광학 소자(5)는 15 마이크로미터 이상의 깊이를 가질 수도 있다. 도 5의 예는 필름(2)상의 개개의 광학 소자(5)의 하나의 패턴을 도시하고 있다. 이들 광학 소자는 여러 상이한 형상을 취할 수도 있다. 발명의 명칭이 "광 취급 필름 및 필름 시스템"인 미국 특허 출원 공개 제 US 2001/0053075 A1 호의 전체가 본원에 참고로 인용된다. 이 출원은 광학 소자의 다수의 변형을 도시하고 있다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 실시예에 의해서 포함되는 광 처리 시스템의 광학 소자의 다른 변형을 인지할 것이다.Each of the individual
도 2의 예에 도시된 바와 같이, 필름(2)의 광 입구 면(7)은 광학 코팅(25)(예컨대, 완전반사 코팅, 반사 편광자, 지연 코팅 또는 편광자)을 가질 수도 있다. 또한, 본 예에서, 소망하는 시각적 외관에 따라 광 입구 면(7)에 매트 또는 확산 직물이 제공될 수도 있다. 매트 마무리는 높은 축 이득을 갖지 않는 보다 평탄한 화상을 생성한다. 본 발명의 실시예의 개개의 광학 소자(5)의 평탄 면과 만곡 면의 조합은 상이한 방향으로 충돌하는 광선의 일부를 방향 전환시켜 필름의 입구 면에 추가의 확산기 또는 매트 마무리를 필요로 하지 않고 보다 평탄한 화상을 생성하도록 구성될 수도 있다. 또한, 광 취급 필름(2)의 개개의 광학 소자(5)는 엇갈린 형태, 맞물린 형태 및/또는 교차하는 형태로 서로 중첩되어, 적절한 표면적 범위를 갖는 광학 구조체를 형성할 수도 있다.As shown in the example of FIG. 2, the
백라이트(BL)는 실질적으로 평탄하거나 만곡될 수도 있다. 백라이트(BL)는 단층 또는 다층일 수도 있으며, 상이한 두께 및 형상을 가질 수도 있다. 백라이트(BL)는 가요성이거나 강성일 수도 있으며 다양한 합성물로 제조될 수도 있다. 또한, 백라이트는 중공형이거나, 액체나 공기로 충전되거나, 중실형일 수도 있고, 구멍 또는 융기부를 가질 수도 있다.The backlight BL may be substantially flat or curved. The backlight BL may be a single layer or a multilayer, and may have different thicknesses and shapes. The backlight BL may be flexible or rigid, and may be made of various composites. In addition, the backlight may be hollow, filled with liquid or air, may be solid, or may have holes or ridges.
광원(26)은 어떠한 적절한 형상[예컨대, 아크등, 채색되거나 여과되거나 도료를 칠한 백열 전구, 렌즈 말단 전구, 선 광(line light), 할로겐 램프, 발광 다이오드(LED), LED로부터의 칩, 네온 전구, 냉 음극 형광 램프, 원격 전원으로부터 전달하는 광섬유 광 파이프, 레이저 또는 레이저 다이오드, 또는 임의의 다른 적절한 광원]일 수도 있다. 또한, 광원(26)은 소망의 컬러 또는 백색 광 출력 분포를 제공하기 위해 복수의 컬러 LED, 또는 복수의 컬러 방사원의 조합일 수도 있다. 예컨대, 상이한 컬러(예컨대, 적, 청, 녹)의 LED 또는 복수의 컬리 칩을 갖는 단일 LED 등의 복수의 컬러 광을 이용하여, 각각의 개별 컬러 광의 강도를 변화시키는 것에 의해서 백색광 또는 임의의 다른 컬러 광 출력 분포를 형성시킬 수도 있다.The
후면 리플렉터(40)는, 측면으로부터 방출되는 광을 다시 백라이트를 통해 반사하여 반대측을 통해 방출하는 것에 의해서 백라이트의 광 출력 효율을 개선시키기 위해서 도 1 및 2의 예에 개략적으로 도시된 바와 같이 백라이트(BL)의 일측면에 대해 부착되거나 위치될 수도 있다. 또한, 내부 임계 각이 초과하고 광의 일부가 백라이트의 한쪽 또는 양쪽으로부터 방출되도록 광의 경로를 변화시키기 위해서, 광 기형(optical deformities)의 패턴(50)이 도 1 및 2의 예에 개략적으로 도시된 바와 같이 백라이트의 한쪽 또는 양쪽에 제공될 수도 있다.The
직조된 면을 갖는 열가소성 필름은 포장에서 광학 필름에 이르는 용도에 사용된다. 직물은 압축 롤러와 패턴 롤러로 이루어지는 주조 닙(casting nip)에서 생성될 수도 있다. 열가소성 필름에 전달되는 패턴에 따라, 필름의 폭을 횡단하여 균일한 정도의 복제를 달성하기가 어려울 수도 있다. 또한, 이러한 균일한 정도의 복제를 달성하고 필름에 평탄한 배면을 갖는 것이 어려울 수도 있다.Thermoplastic films with woven sides are used for applications ranging from packaging to optical films. The fabric may be produced in a casting nip consisting of a compression roller and a pattern roller. Depending on the pattern transferred to the thermoplastic film, it may be difficult to achieve a uniform degree of replication across the width of the film. It may also be difficult to achieve this uniform degree of replication and to have a flat backside in the film.
고무 압축 롤러를 사용하여 주조 닙을 횡단하여 비교적 균일한 압력을 제공할 수도 있다. 왜냐하면, 그들의 외피가 용융 커튼의 임의의 두께 불균일성을 수용하도록 변형될 수 있기 때문이다. 이러한 두께 불균일성은 협소부(neck-in)로부터 또는 압출 다이로부터의 불균일한 유동의 다른 원인으로부터 두꺼운 가장자리의 존재에 기인할 수도 있다. 그러나, 고무 외피는 광택(즉, 평탄한) 뒷면을 생성하기에 충분히 낮은 조도를 갖는 표면을 갖지 않을 수도 있다.Rubber compression rollers may be used to provide a relatively uniform pressure across the casting nip. Because their shell can be modified to accommodate any thickness non-uniformity of the molten curtain. This thickness non-uniformity may be due to the presence of thick edges from neck-in or from other sources of non-uniform flow from the extrusion die. However, the rubber sheath may not have a surface with a roughness low enough to produce a glossy (ie flat) back side.
도 6의 예는, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 요구에 응하는 벨트 시스템을 갖는 압출 롤 성형 시스템의 개략도이다. T 다이 또는 코트 행거 다이(coat hanger die)를 사용하여 슬릿 다이로부터 용융 압출할 수도 있다. 압출 다이(161)는 물질(예컨대, 중합체, 폴리카보네이트 등)을 점성 상태로 유지하고 및/또는 전환시킨다. 정성 물질(162)(예컨대 용융 중합체)가 패턴 로러(165)와 벨트(167) 사이의 닙 안에 주입된다. 점성 물질은 열가소성 중합체일 수도 있다. 점성 물질은 닙에 진입하기 직전에 10Pa.S 내지 100Pa.S의 점도를 가질 수도 있다. 점성 물질의 체류 시간(고상으로 전환할 때)은 20 내지 40 밀리초이다. 닙 압력은 1.4x108 dyne/cm 내지 2.63x108dyne/cm일 수도 있다. 물질은 200℃ 미만의 유리 전이 온도를 가질 수도 있다. 그러나, 물질이 닙에 진입하면 그것은 고상으로 될 필요가 있다. 예시적 실시예에서, 닙 직전의 지점과 벨트가 닙에서 빠져나간 직후의 지점 사이의 온도 구배는 적어도 148℃이다. 벨트(167)는 벨트 롤러(169)로 보강된다. 또한, 벨트 롤러(171)는 벨트(167)에 충분한 장력을 유지하기 위해 사용된다.The example of FIG. 6 is a schematic diagram of an extrusion roll forming system having a belt system that meets requirements in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. Melt extrusion from a slit die may also be performed using a T die or a coat hanger die. Extrusion die 161 maintains and / or converts the material (eg, polymer, polycarbonate, etc.) in a viscous state. Qualitative material 162 (eg, molten polymer) is injected into the nip between
예시적 실시예에서, 패턴 롤러(165)는 닙으로부터의 출력인 광학 필름상에 특수 광학 소자를 복제하기 위한 패턴을 포함한다. 예시적 실시예에서, 패턴 롤러(165)는 강성이고, 패턴 롤러(165)상의 패턴은 정밀하다. 벨트(167)는 패턴 롤러(165)에 비해서 비교적 가요성이다. 그러나, 벨트(167)가 닙에 압력을 가할 때 가요성이기는 하지만, 그것은 닙으로부터의 고형 필름 출력의 한 쪽에 평탄한 면을 생성하도록 충분한 경도 및 가요성을 갖는다. 예시적 실시예에서, 벨트(167)는 90 쇼어 A 내지 50 쇼어 D 듀로미터 경도를 갖는다. 닙으로부터의 필름 출력은, 고형 상태(또는 준 고형 상태)로 이동한 후 잠시 동안 벨트(167)를 따라 진행할 수도 있다. 예시적 실시예에서, 벨트(167)는 금속 및 엘라스토머 물질을 포함하며, 롤러(169)는 금속 또는 엘라스토머 물질일 수 있다. 변형예로, 당업자라면, 벨트의 가요성 부분이 한 쪽에 균일한 두께 및 적절하게 매끈한 표면을 갖는 필름을 생성하는 한편, 필름의 다른 측면이 패턴 롤러(165)로부터 적절하게 복제된 패턴을 갖도록 벨트(167) 및 벨트 롤러(169)에 사용될 수 있는 다른 물질이 존재한다는 것을 이해할 것이다.In an exemplary embodiment,
벨트(167)는 닙으로부터의 필름 출력의 한쪽으로부터 매끈한 마무리를 형성하도록 설계된 연속 금속 벨트일 수도 있다. 예시적 실시예에서, 벨트(167)의 외측면은 50 나노미터 미만의 평균 조도를 갖는다. 다른 예시적 실시예에서, 벨트(167)는 15 내지 30 나노미터의 조도를 갖는다. 벨트(167)는 70 내지 100 타입 A 쇼어 경도를 가질 있다. 어떤 예시적 실시예에서, 벨트(167)는 완전히 금속으로 제조되는 한편, 다른 예시적 실시예에서는, 벨트(167)가 금속과 엘라스토머 물질의 화합물로 제조된다. 벨트(167)는 0.75 내지 10 미터의 원주일 수도 있고, 0.5 내지 2 미터의 폭을 가질 수도 있다. 예시적 실시예에서, 엘라스토머 물질은 벨트의 외부에 있을 수도 있다. 엘라스토머 물질은 압출된 중합체의 해제를 용이하게 하도록 도시된 1 평방 센티미터당 22 내지 35 dyne(dyne/㎠)의 표면 에너지를 1 내지 10 중량 %의 중합체를 포함할 수도 있다.
본 발명의 예시적 실시예에서, 벨트(167)는 닙에 진입하기 전에 열이 가해질 수도 있다. 열을 이용하여, 벨트가 광 취급 필름에 형성된 광학 소자의 랜드 영역(하기에 상세히 설명함)을 감소시키는 것을 도울 수도 있다. 또한, 필름이 닙에 진입함에 따라, 벨트(167)가 가열되기 때문에, 열처리 필름은 벨트에 부착된 채로 일시적으로 유지될 수도 있다. 당업자라면, 벨트(167)에 제공되는 열이 다수의 상이한 방법에 의해 달성될 수도 있다는 것을 인지할 것이다. 예컨대, 전도 또는 유도에 의해서 벨트에 열이 제공될 수도 있다. 예시적 실시예에서, 벨트는 닙에서 재료와만 접촉한다. 예시적 실시예에서, 닙에서 빠져나간 후에 출력 필림을 벨트로부터 용이하게 분리시키는 이형제(relase agent)가 벨트에 제공된다. 예시적 실시예에서, 벨트(167)는 패턴 롤러(169)보다는 닙에서 더 고온이다.In an exemplary embodiment of the present invention, the
예시적 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 벨트 시스템(141)은 벨트(143)상의 타이밍 돌기(145)를 포함할 수도 있다. 이 타이밍 돌기(145)는 닙에서 벨트(143) 내에서의 롤러의 이동을 조정하는 데 있어서 제작 기계장치를 지원할 수도 있다. 당업자라면, 타이밍 돌기(145)가 벨트(143)의 내측 또는 외측에 배치될 수도 있다는 것을 인지할 것이다.In an exemplary embodiment, as shown in FIG. 7, the
도 8에 도시된 예시적 실시예에서, 벨트(151)는 3차원 패턴(153)을 포함할 수도 있다. 이 3차원 패턴은 출력 광 필름용의 광 확산층일 수도 있다. 디스플레이용 광 취급 필름과 같은 용도에서, 광 확산 층은 LCD의 가시각을 증가시키는 역할을 할 수도 있다. 가시각 층의 증가는 LCD TV 등의 많은 제품에서의 바람직한 특징이다.In the example embodiment shown in FIG. 8, the
도 9의 예는 도 6의 예와 유사하다. 그러나, 도 9에서, 왕복형의 매끈한 린트 없는 직조 클리너(181)가 표면 벨트(167)에 배치된다. 이 클리너는 닙에 진입하는 벨트 앞에서 벨트를 세정하기 위한 기구를 제공할 수도 있다. 도 10의 예에 도시된 예시적 실시예에, 연마 롤러(191)가 포함되어 있다. 이 연마 롤러(191)는 벨트(167)와의 사이에 닙을 형성한다. 연마 롤러(191)는 패턴 롤러(165)와 벨트(167) 사이의 닙으로부터의 필름 출력에 충분히 평탄한 표면이 형성될 수 있도록 벨트(167)의 연마를 용이하게 할 수도 있다. The example of FIG. 9 is similar to the example of FIG. 6. However, in FIG. 9, a reciprocating, smooth, lint-
도 11의 예시적 실시예에 도시된 바와 같이, 정전 방전 시스템이 벨트(167) 부근에 배치될 수 있다. 이 정전 방전 시스템(201)은 벨트가 닙에 진입하기 전에 벨트의 전하를 제거한다. 정전기의 방전은 시스템으로부터의 필름 출력의 품질을 향상시킬 것이며, 이에 의해 바람직한 효과를 얻을 수도 있다.As shown in the exemplary embodiment of FIG. 11, an electrostatic discharge system may be disposed near the
도 12에 도시된 예시적 실시예에서, 금속 벨트(211)가 벨트 롤러(169)와 패턴 롤러(165) 사이의 닙에서 엘리사토머 벨트(213)와 함께 사용될 수도 있다. 엘라스토머 벨트(213)와 금속 벨트(211)의 조합은, 닙의 가요성 측면에서 적당한 가요성 및 평탄함을 제공하는데 이상적일 수도 있다. In the example embodiment shown in FIG. 12, a
도 13은 광 취급 필름의 일부의 도면으로서, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 랜드부 및 융기부를 도시한 것이다. 각 광학 소자(219)는 랜드부(215) 및 융기부(217)를 포함한다. 융기부(217) 및 그것을 형성하는 표면은 광출력(optical power)을 제공하고 광의 방향을 전환하는 역할을 한다. 반대로, 랜드부(215)는 시스템에 광출력을 추가하지 않으며 광의 방향을 전환하지 않는다. 따라서, 광의 상당한 방향 전환이 필요한 광 취급 필름은 랜드부(215)를 갖지 않고 융기부(217)만을 가질 것이다. 그러나, 제조 허용오차 때문에, 매우 작은 랜드부를 생성하는 제조 공정 및 재료를 이용하는 것은 비실용적(예컨대, 고가임)일 수도 있다. 따라서, 광 취급 필름에 대해서, 융기부(217)대 대한 랜드부(215)의 비는 소정 레벨보다 높을 필요가 있다.FIG. 13 is a view of a portion of a light handling film, illustrating land and ridges in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. FIG. Each
예시적 실시예에서, 랜드부(215)의 폭은 5 마이크로미터 미만이다. 예시적 실시예에서, 랜드부(215)의 폭은 3 마이크로미터 미만이다. 예시적 실시예에서, 랜드부의 폭은 1 마이크로미터 미만이다. 예시적 실시예에서, 고형 필름의 랜드부의 전체 표면적은 광 취급 필름의 표면적의 약 20% 미만인 한편, 고형 필름의 융기부의 전체 표면적은 광 취급 필름의 표면적의 80% 이상이다. 예시적 실시예에서, 고형 필름의 랜드부의 전체 표면적은 고형 필름의 표면적의 약 6% 미만인 한편, 고형 필름의 융기부의 전체 표면적은 고형 필름의 표면적의 약 93% 이상이다. 예시적 실시예에서, 고형 필름의 랜드부의 전체 표면적은 고형 필름의 표면적의 약 3% 미만인 한편, 고형 필름의 융기부의 전체 표면적은 고형 필름의 표면적의 약 96% 이상이다. 당업자라면, 융기부의 표면적이 고형 필름에 평행한 광 활동 영역의 양이라는 것을 인지할 것이다.In an exemplary embodiment, the
당업자라면, 광 취급 필름의 랜드 영역을 감소시키기 위해서, 재료 및 제조 공정의 신중한 선택이 필요하다는 것을 인지할 것이다. 또한, 랜드부(215)의 면적을 감소시키면서, 필름의 반대측에 평탄한 표면(221)이 유지된다. 또한, 필름의 균일한 두께를 유지하도록 고려해야만 한다.Those skilled in the art will appreciate that careful selection of materials and manufacturing processes is required to reduce the land area of the light handling film. In addition, the flat surface 221 is maintained on the opposite side of the film while reducing the area of the
벨트 시스템의 벨트의 금속 층은 금속 커튼의 임의의 두께 불균일성을 수용하도록 충분한 유연성을 제공하기에 충분한 정도로 얇아야 한다. 바람직하게는, 금속 층의 두께는 50 내지 2,000 마이크로미터이다. 두께가 35 마이크로미터 이하아면, 금속 층은 약화될 수도 있어, 제품의 수명을 단축시키게 된다. 금속 층의 두께가 2,500 마이크로미터 이상이면, 유연성이 적어지고 닙을 횡단하여 균일한 압력을 유지하기가 어렵게될 수도 있다. 금속 층에 바람직한 재료는, 스텐레스 강, 니켈, 고 인광성 니켈, 크롬, 합금 또는 임의의 다른 적절한 금속을 포함한다. 필름으로 재생되는 필름의 뒷면에 대한 임의의 결함을 방지하기 위해서 슬리브는 솔기(seam)가 없는 것이 바람직하다.The metal layer of the belt of the belt system should be thin enough to provide sufficient flexibility to accommodate any thickness non-uniformity of the metal curtain. Preferably, the metal layer has a thickness of 50 to 2,000 micrometers. If the thickness is 35 micrometers or less, the metal layer may be weakened, shortening the life of the product. If the thickness of the metal layer is at least 2,500 micrometers, the flexibility may be less and it may be difficult to maintain a uniform pressure across the nip. Preferred materials for the metal layer include stainless steel, nickel, high phosphorescent nickel, chromium, alloys or any other suitable metal. The sleeve is preferably free of seams in order to prevent any defects on the back side of the film being regenerated into the film.
벨트의 엘라스토머 층은 중합 재료를 포함할 수도 있다. 엘라스토머 층은 가요성 면을 제공하며, 이것에 의해 벨트 커튼의 폭을 횡단하는 두께 변화에도 불구하고 비교적 균일한 닙 압력을 유지하는 것이 가능하다. 엘라스토머 층은, 열 전달 특성을 희생함이 없이 적절한 탄성을 제공하기 위해 3 밀리미터 내지 20 밀리미터이어야 한다. 실리콘 고무, 네오프렌 고무, EPDM, 바이톤(Viton), 하이파론(Hypalon), 폴리우레탄 또는 적절한 경도 및 내구성을 갖는 임의의 다른 재료로 커버가 제조될 수도 있다. 그러나, 당업자라면 다른 재료로 인지할 것이다.The elastomer layer of the belt may comprise a polymeric material. The elastomer layer provides a flexible face, thereby making it possible to maintain a relatively uniform nip pressure despite the thickness variation across the width of the belt curtain. The elastomer layer should be between 3 millimeters and 20 millimeters to provide adequate elasticity without sacrificing heat transfer properties. The cover may be made of silicone rubber, neoprene rubber, EPDM, Viton, Hypalon, polyurethane or any other material having suitable hardness and durability. However, one skilled in the art will recognize other materials.
벨트 시스템은 압출 주조 닙에서 형성되는 고온 및 높은 닙 압력에 견디기 위해 내구성을 가질 수도 있다. 슬리브는 광학 마무리로 연마되는 것이 가능할 수도 있고, 그리고 압출되는 재료에 대해 충분한 해제 특성을 갖는다. 슬리브는 고온에서 플라스틱의 압출과 관련된 잔류물의 축적에 저항할 수도 있고 또한 허용 불가능한 수준의 잔류물이 그 표면에 부착될 때 용이하게 세정될 수도 있다. 제작하는 동안 이 롤러의 표면을 세정하는 장치를 구비하는 것이 바람직할 수도 있다.The belt system may be durable to withstand the high temperatures and high nip pressures formed in the extrusion cast nip. The sleeve may be capable of being polished with an optical finish and has sufficient release properties for the material being extruded. The sleeve may resist accumulation of residues associated with extrusion of the plastic at high temperatures and may be easily cleaned when an unacceptable level of residue adheres to its surface. It may be desirable to have an apparatus for cleaning the surface of this roller during fabrication.
부품 목록Parts list
1: 광 취급 필름 시스템 2: 광 취급 필름 5: 광학 소자 1: light handling film system 2: light handling film 5: optical element
6: 광 출구면 7: 광 입구면 25: 광학 코팅6: light exit surface 7: light entrance surface 25: optical coating
26: 광원 30: 광 확산기 층 40: 후면 리플렉터26
141: 타이밍 돌기를 갖는 벨트 시스템141: belt system having timing protrusion
143: 벨트 145: 타이밍 돌기 151: 3차원 패턴을 갖는 벨트143: belt 145: timing protrusion 151: belt having a three-dimensional pattern
153: 3차원 패턴 161: 압출 다이 163: 용융 중합체153: three-dimensional pattern 161: extrusion die 163: molten polymer
165: 패턴 롤러 167: 벨트 169: 벨트 롤러165: pattern roller 167: belt 169: belt roller
171: 벨트 롤러 181: 왕복형의 평탄한 린트 없는 직조 클리너171: belt roller 181: reciprocating flat lint-free weave cleaner
191: 연마 롤 201: 정전 방전 시스템 211: 용융 벨트191: polishing roll 201: electrostatic discharge system 211: melt belt
213: 엘라스토머 벨트 215: 랜드부 217: 융기부213: elastomer belt 215: land portion 217: ridge
219: 광학 소자 BL: 백라이트 D: 디스플레이 R: 광선219: Optical element BL: Backlight D: Display R: Light ray
Claims (28)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014017725A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | 제일모직 주식회사 | Film-forming roll and method for manufacturing optical film using same |
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2005
- 2005-06-09 KR KR1020067026389A patent/KR20070020509A/en not_active Application Discontinuation
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WO2014017725A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | 제일모직 주식회사 | Film-forming roll and method for manufacturing optical film using same |
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