KR20090013292A - 액정소자 백라이트용 도광필름 제조방법 및 이에 따른액정소자 백라이트용 도광필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정소자 백라이트용 도광필름 제조방법 및 이에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름에 대한 것으로, 특히 발광 특성을 가진 광학필름을 릴(reel)에 의해 롤(roll) 방식으로 제공하면서 하나의 공정으로 도광필름을 제조하는 것이다. 더욱 상세하게는 소정의 두께로 이루어진 광학필름에 가이드 홀을 천공하고, 이것을 이용하여 일정한 규격에 따라 열가압과 패턴을 형성하는 과정을 거친 후, 보호필름을 부착해서 일정한 제품 형태로 절단하는 과정을 거치는 것이다. 종래에 액상형 아크릴 수지 또는 폴리카보네이트(PC) 수지를 금형에 넣고 사출성형하는 방법에 의하는 경우 도광판의 두께를 400㎛이하로 성형하기가 어려웠지만, 본 발명에 따라 광학필름에 의한 롤 방식에 의하는 경우 종래보다 현저히 슬림한 형태의 도광필름을 하나의 자동화 공정에 의해 용이하게 제조할 수 있다.

도광필름, 액정소자, 써레이션

Description

액정소자 백라이트용 도광필름 제조방법 및 이에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름{Manufacturing Method Of Light Guide Film For LCD Backlight and LGF Using The Same}

본 발명은 액정소자 백라이트용 도광필름 제조방법 및 이에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름에 대한 것으로, 특히 종래의 사출성형 방법에 의해 제조되는 도광판에 대한 것이 아니라, 소정의 두께를 가지는 박막화된 도광필름을 제조하는 방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 발광 특성을 가진 광학필름을 릴(reel)에 의해 롤(roll) 방식으로 제공하면서 하나의 공정으로 도광필름을 제조하는 것이다.

액정소자(예를 들어, 비발광소자로 조명장치를 필요로 하는 LCD)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛에는 일반적으로 도광판이 포함되는데, 이는 측면 또는 하면 광원에서 출광된 빛을 전반사의 원리를 이용하여 전면으로 균일하게 빛을 공급하는 역할을 하는 것이다. 근래에는, 액정소자가 사용되는 정보단말기기의 경박단소화 추세로 백라이트 유닛과 이에 포함되는 도광판의 박막화 실현이 중요한 과제로 대 두되고 있다.

일반적으로, 도광판은 사각형의 판형체인 투명판 1개의 측면(광입사면)으로부터 빛을 입사해서 이렇게 입사한 빛을 상부 표면(광출사면)으로 출사하도록 한 것으로, 이러한 엣지 라이트 방식의 도광판은 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 및 박형 텔레비전 등에 설치되는 액정 표시 장치 등에 사용되는 배면 조명 장치로 이용되고 있다.

이러한 도광판의 적어도 1개의 측면에는 빛을 방출하는 광원이 배치되고, 빛을 출사하는 광출사면에 대향하는 면(광반사면)에는 도광판을 투과하는 빛의 각도 또는 도광판에서 반사되는 빛의 각도를 바꾸는 요소(이하,「편향 요소」라 함)가 설치되어 있다. 도광판의 광입사면으로부터 입사한 빛은, 광반사면 및 광출사면 등에 의해 그 방향을 바꾸게 되어 광출사면으로부터 출사하지만, 광반사면에서 전반사되어 도광판 내를 전파한다. 일반적으로, 광출사면으로부터 출사되는 빛의 휘도가 광출사면 전체면에서 균일해지도록, 편향 요소의 밀도 분포 및 편향 요소의 형상이 결정된다.

상기 편향 요소로서는, ① 도광판 표면에 빛을 산란 또는 반사하는 백색 잉크가 도포된 것, ② 도광판 표면에 빛이 산란 또는 반사되는 요철부가 설치된 것, ③ 도광판 중에 광확산제가 함유된 것을 들 수 있고, 그 중에서도 상기 ②의 표면에 빛을 산란하거나 또는 반사하는 편향 요소인 요철부가 설치된 도광판이 대부분의 배면 조명 장치로서 이용되고 있다.

종래에 상기 요철부가 형성된 도광판 제조방법으로는 고온고압의 액상형 아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지(PC)를 도광판 금형에 넣고 냉각과 이형의 과정을 거치는 사출성형 방법이 일반적이다. 그러나, 이러한 사출성형 방법에 의해 도광판을 제조하는 경우 사출성형에 따른 기술적 한계로 400㎛이하의 두께를 가진 도광판을 제조하기가 어렵고, 액상 수지를 금형 안으로 투입하는 과정에서 상기 액상 수지가 고르게 투입되지 못하기 때문에 불량률이 높으며, 상기 불량률은 슬림한 두께의 박막형 도광판을 제조하고자 하는 경우 더욱 현저히 높아진다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 소정의 두께로 이루어진 광학필름에 가이드 홀을 천공하고, 이것을 이용하여 일정한 규격에 따라 열가압과 패턴을 형성하는 과정을 거친 후, 보호필름을 부착해서 일정한 제품 형태로 절단하는 과정을 거치는 액정소자 백라이트용 도광필름의 새로운 제조방법을 제공하는 것이다. 즉, 발광 특성을 가진 광학필름을 릴(reel)에 의해 롤(roll) 방식으로 제공하면서 하나의 일련한 공정에 의해 도광필름을 제조함으로써, 종래보다 현저히 슬림한 형태의 도광필름을 하나의 자동화 공정에 의해 용이하게 제조하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법은, 광원으로부터 입사되는 광을 면광발시키는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법에 있어서, 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 광학필름의 폭방향(WD: Width Direction) 말단에 길이방향(LD: Length Direction)으로 가이드 홀(guide hole)을 천공(punching)하는 단계; 상기 가이드 홀이 천공된 광학필름을 상기 가이드 홀을 기준으로 일정한 길이에 따라 열가압하고, 상기 열가압된 광학필름의 적어도 일면에 패턴을 형성하는 단계; 상기 패턴이 형성된 광학필름을 냉각시키고, 상기 냉각된 광학필름의 양면에 보호필름을 부착하는 단계; 및 상기 보호필름이 부착된 광학필름을 일정한 형태로 절단 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 광학필름은 50~400㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하고, 상기 가이드 홀을 천공하는 단계에서 사용되는 광학필름은 판상의 시트(sheet)형이거나 또는 롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤에서부터 릴(reel)에 의해 제공되는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 본 발명은 상기 광을 입사하는 입사면이 형성될 위치에, 상기 가이드 홀을 기준으로 일정한 길이에 따라, 톱니형태의 써레이션(serration)을 천공하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이러한 써레이션을 천공하는 단계는, 상기 가이드 홀을 천공하는 단계에 포함되는 것이 가능하다.

또한, 상기 패턴을 형성하는 단계는 상기 광학필름을 폭방향(WD) 및 길이방향(LD) 중 어느 하나 이상의 방향으로 신장하거나 수축시키는 장력 조절 단계를 포함할 수 있으며, 상기 열가압된 가공필름은 열가압에 의해 히팅(heating)되고 평판화된 광학필름인 것이 바람직하다.

더불어, 상기 패턴이 형성된 광학필름을 냉각시키는 것은 10~40℃의 냉각수 또는 공기에 의해 수행되는 것이 더욱 바람직하고, 상기 광학필름을 일정한 형태로 절단하는 단계는 상기 광학필름과 상기 광학필름의 양면 또는 한면에 부착된 보호필름 을 일정한 제품 형상으로 절단하는 것이 가장 바람직하다.

나아가, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 상기 가이드 홀을 천공하는 단계, 패턴을 형성하는 단계, 보호필름을 부착하는 단계 및 절단하는 단계 중 하나 이상의 단계는, 롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤로부터 릴(reel)에 의해 제공되는 광학필름에 의해 수행되는 것일 수 있다.

이와 함께, 상기 가이드 홀을 천공하는 단계, 패턴을 형성하는 단계, 보호필름을 부착하는 단계 및 절단하는 단계는, 롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤로부터 릴(reel)에 의해 제공되는 광학필름에 의해 연속적으로 수행되는 것도 가능하다.

본 발명의 다른 실시형태는 상기한 제조방법에 의해 제조되어 보호필름이 부착된 광학필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름도 가능하다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 소정의 두께로 이루어진 광학필름에 가이드 홀을 천공하고, 이것을 이용하여 일정한 규격에 따라 열가압과 패턴을 형성하는 과정 을 거친 후, 보호필름을 부착해서 일정한 제품 형태로 절단하는 과정을 거치는 액정소자 백라이트용 도광필름의 새로운 제조방법을 제공할 수 있는 것이다. 이러한 본 발명에 의하는 경우, 발광 특성을 가진 광학필름을 릴(reel)에 의해 롤(roll) 방식으로 제공하면서 하나의 일련한 공정으로 도광필름을 제조할 수 있고, 이는 종래보다 현저히 슬림한 형태의 도광필름을 하나의 자동화 공정에 의해 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따라 광학필름 상에서, 광을 입사하는 도광필름의 입사면이 형성될 위치에, 가이드 홀을 기준으로 일정한 길이에 따라 톱니형태의 써레이션(serration)을 천공함으로써, 빛을 편향시키는 편향 요소를 광입사면에 용이하게 형성시킬 수 있는 효과가 있다.

나아가, 본 발명은 광학필름으로부터 도광필름 제품을 얻기 위한 절단 방법으로서, 광학필름과 상기 광학필름의 단면에 부착된 보호필름만을 절단함으로써, 일정한 형태로 절단된 각각의 도광필름 제품을 하나의 세트로 제작 출하할 수 있기 때문에, 다수의 도광필름 제품을 간편하고 용이하게 운반하거나 보관할 수 있는 것을 가능하게 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

(1) 본 발명에 따른 도광필름

본 발명에 따른 도광필름은 LCD와 같은 액정소자의 액정패널에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(Back Light Uit: BLU)에 대한 것이다. 액정패널은 스스로 빛을 내지 못하기 때문에, 뒤쪽에서 빛을 발생시키는 유닛이 필요한데, 이 기능을 담당하는 것이 바로 BLU이다. 즉, 광원으로 사용되는 일반적인 형광램프는 면광원이 아니기 때문에, 이로부터 발생된 빛을 액정패널 전체에 균일하면서도 밝게 공급하기 위하여, 상기 BLU는 실제 광원이 되는 형광 램프로부터 밝기가 균일한 면광원을 만드는 역할을 하는 것이다.

이에 따라, 본 발명은 광원으로부터 입사되는 광을 면발광 시키는 액정소자 백라이트(BLU)용 도광필름의 제조방법 및 이에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름에 대한 것으로, 종래에 액상형 아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지를 금형에 넣고 사출성형하는 방법에 의하여 제조되는 도광판 제조방법 및 이에 따른 도광판과는 상이한 것이다. 즉, 종래의 사출 성형 방법에 의해 제조되는 도광 특성을 가진 투명판은 두께 400㎛이상의 도광 "판"이었지만, 본 발명은 소정의 두께를 가진 광학 필름을 이용하여 400㎛이하의 투명판으로 제조될 수 있는 초박막형 도광 "필름"에 대한 것이다.

이러한 도광필름은 그 명칭에서 알 수 있듯이, 슬림한 필름인 것이 특징이며, 기존의 도광판과 다르게 50 ~ 400 ㎛ 범위내의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 기존의 도광판의 경우 두께가 두꺼워 발광 액정소자의 슬림화에 역행하고, 두께가 상기 범위보다 작은 경우 발광효율이 떨어지며, 상기 범위보다 큰 경우에는 슬림화를 실현하는 데 어려울 수 있기 때문이다.

이하에서는, 상기한 바와 같은 슬림형 도광필름을 제조하기 위한 본 발명의 구체적인 제조방법을 순서대로 설명한다.

(2) 가이드 홀을 천공하는 단계( S100 )

도 1은 본 발명에 따른 도광필름 제조과정의 일례를 나타내는 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 도광필름 제조과정의 일례를 나타내는 흐름도이다.

여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법은, 먼저 소정의 천공기(20)로 광학필름(1)의 폭방향(WD: Width Direction) 말단에 길이방향(LD: Length Direction)으로 가이드 홀(guide hole)을 천공(punching) 하는 것이다(S100). 이와 같이 광학필름(1) 상에 가이드 홀을 천공하는 것은 상기 광학필름(1)을 릴(reel)(10)에 의해 롤(roll) 방식으로 제공하면서 하나의 일련한 공정으로 도광필름을 제조하기 위한 것으로, 상기 광학필름(1)의 피치(pitch) 단위의 정확한 이송을 가능하게 한다.

도 3은 본 발명에 따른 광학필름 상에 가이드 홀(guide hole) 또는/및 써레이션(serration)을 형성하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고, 도 4는 본 발명에 따른 광학필름 상에 가이드 홀이 천공된 상태의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드 홀(3)은 광학필름(1)의 폭방향(WD) 말단에서 길이방향(LD)으로 다수개가 형성될 수 있고, 상기 길이방향(LD)이라 함은 도 3에 나타난 바와 같이 광학필름(1)이 릴(10)에 의해 천공기(20)로 제공되는 방향을 의미하고, 상기 폭방향(WD)이라 함은 도 4에 나타난 바와 같이 상기 길이방향(LD)에 수직한 방향을 의미한다.

이러한 가이드 홀(3)은 광학필름(1) 상에서 폭방향(WD) 말단부에 길이방향(LD)으로 다수개 형성되는 것이 바람직한데, 이는 광학필름(1)의 폭방향(WD) 중간 부분에는 본 발명에서 제조하고자 하는 도광필름이 형성되는 것이고, 길이방향(LD)으로 다수개 형성됨으로써 광학필름(1)을 릴(reel)(10)에 의해 롤(roll) 방식으로 정확한 이송을 가능하게 하기 때문이다. 상기 가이드 홀(3)은 여러가지 형태로 다수개가 형성될 수 있고, 필요에 따라 상기 말단부에 나란하게 형성된 가이드 홀(3)의 내측에 2중 이상의 다른 배열로 형성되는 것도 가능하다.

본 발명에서 사용되는 상기 광학필름(1)은 입사되는 빛을 면발광시키는 광학특성을 가지는 것이 바람직하고, 특히 도광성이 우수하면서 슬림하면서도 물성이 우수한 재료가 바람직하다. 이러한 광학필름(1)의 재료는 특별히 제한되지 않으나 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 중에서 선택된 하나 이상으로 이루어진 것이 적합하다.

그리고, 상기 광학필름(1)은 50~400㎛의 두께를 가지는 것이 바람직한데, 이는 본 발명을 통하여 제조되는 도광필름의 박막화를 실현하기 위한 것이며, 이를 위하여 상기 광학필름(1)은 50~250㎛의 두께를 가지는 것이 더욱 바람직하며, 일정한 수준의 도광 특성을 가지면서도 두께가 얇은 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 가이드 홀(3)을 천공하는 단계에서 사용되는 광학필름(1)은 판상의 시트(sheet)형이거나 또는 롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤에서부터 릴(reel)에 의해 제공되는 것이 가능하다(S110). 종래의 사출방식에 의해 제조되는 도광판 제조 원료는 액상의 수지 형태로 금형에 제공되었지만, 본 발명에 따라 롤(roll)방식으로 일련의 자동화 공정에 의해 도광필름을 제조하는 경우, 원자재가 되는 상기 광학필름(1)은 판상의 시트(sheet)형이나 롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤에서부터 릴(10)에 의해 제공될 수 있다. 이는 본 발명에 따라 도광필름을 롤(roll) 방식에 의한 하나의 일련한 자동화 공정으로 제조하는 것을 더욱 용이하게 한다. 이 경우, 상기 광학필름(1)의 상면 및 배면에는 광학필름(1)의 운송과 이동을 위하여 소정의 보호지(2a, 2b)가 부착되어 있을 수도 있다(도 3 참조).

나아가, 도 5는 본 발명에 따른 광학필름 상에 써레이션(4)이 천공된 상태의 일례를 나타내는 상세도이고, 본 발명은 광을 입사하는 도광필름의 입사면이 형성될 위치에, 톱니형태의 써레이션(serration)(4)을 천공하는 단계(S120)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 써레이션을 천공하는 단계는 상기 가이드 홀을 천공하는 단계(S100)에 포함되는 것이 가능하다. 상기 써레이션(serration)(4)이라 함은 톱니모양이 요철부를 말하는 것으로, 빛을 입사하는 입사면에서 도광필름 내부로 빛을 넓게 편향시키는 역할을 한다. 이러한 본 발명은 광학필름 상에서, 광을 입사하는 도광필름의 입사면이 형성될 위치에, 가이드 홀을 기준으로 일정한 길이에 따라 톱니형태의 써레이션(serration)을 미리 천공함으로써, 빛을 편향시키는 편향 요소를 광입사면에 용이하게 형성시킬 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 있어서, 상기 써레이션(4)을 천공하는 것은 본 발명이 수행되는 어느 단계에서든지 수행될 수 있지만, 가이드 홀(3)을 천공하는 것과 더불어 함께 천공하는 것이 중복 천공을 수행하지 않아 절차면에서 효율적이다. 또한, 이와 같이 써레이션(4)이 천공되는 경우, 본 발명은 상기 써레이션(4)의 위치를 가이드 하기 위하여 일정한 간격으로 형성되는 별도의 써레시션(4)용 가이드 홀(3)을 더 포함하는 것도 가능하다(도 5 참조).

도 6은 본 발명에 따른 광학필름 상에 써레이션을 천공하기 위한 천공장치의 일례를 나타내는 단면도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 상기 써레이션(4)은 소정의 천공장치(20)에 의해 형성될 수 있으며, 상기 천공장치(20)는 써레이션(4)을 형성하기 위한 써레이션 타발기(22)(일명, 스크랩 도피부)를 가지고, 가이드 홀(3)을 형성하거나 기 형성된 가이드 홀(3)을 지지하는 가이드 핀(21)을 포함할 수 있다. 그래서, 가이드 부시(bush)(23)와 가이드 포스트(24)에 의해 연동되는 상하 금형의 써레이션 타발기(22)에 의해 상술한 써레이션(4)이 형성될 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법은, 먼저 광학필름(1)의 폭방향(WD) 말단에 길이방향(LD)으로 가이드 홀(3)을 천공하는 단계(S100)를 거치는 것이고, 상기 가이드 홀(3)을 천공하는 단계(S100)는, 판상의 시트형 도광필름(1)을 제공하거나 또는 도광필름(1)을 롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤에서부터 릴(reel)에 의해 제공하는 단계(S110)와, 상기 가이드 홀(3) 또는 상기 가이드 홀(3)과 써레이션(4)을 천공하는 단계(S120)를 포함할 수 있고, 광학필름(1)에 소정의 보호지(2a, 2b)가 부착되어 있는 경우 상기 보호지(2a, 2b)를 제거하는 과정(S130)을 더 포함하는 것도 가능하다.

도 7은 본 발명에 따른 광학필름에서 보호지를 제거하고, 패턴을 성형하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고, 여기에 도시된 바와 같이 광학필름(1)에 부착되어 있는 상면 및 하면 보호지(2a, 2b)는 소정의 릴(10)에 의해 롤 방식으로 제거될 수 있으며, 이러한 과정은 광학필름(1)에 수행하는 후술하는 열가압 공정과 패턴형성 과정을 위한 것이다.

(3) 패턴을 형성하는 단계( S200 )

도 8은 본 발명에 따른 열가압 공정을 수행하기 위한 열가압 장치의 일례를 나타내는 모식도이고, 도 9는 본 발명에 따른 열가압 공정을 수행하기 위한 열가압 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법은, 상기와 같이 광학필름(1) 상에 가이드 홀(3)을 천공(S100)한 다음에, 상기 가이드 홀(3)이 천공된 광학필름(1)을 상기 가이드 홀(3)을 기준으로 일정한 길이에 따라 열가압하고, 상기 열가압된 광학필름(1)의 적어도 일면에 패턴을 형성하는 것이다(S200).

여기서, 상기 광학필름(1)을 열가압하는 것(S220)은 가이드 홀(3)이 천공되어 롤 방식으로 이송된 광학필름(1)에 존재하는 휨을 펴주는 역할을 하며, 상기 광학필름(1)을 충분한 가압과 열로 히팅(heating)함으로써 이어지는 패턴 형성 과정시 균일한 패턴 성형을 가능하게 하기 위함이다. 이어서, 상기 열가압된 광학필름(1)의 적어도 일면에 패턴을 형성하는 것(S230)은, 도광필름에 발광 효과를 증진시키기 위한 편향 요소를 부과하는 것이다.

더욱 구체적으로, 상기 광학필름(1)을 열가압하는 것(S220)은 상기 광학필름(1)이 소정의 열가압장치(50)로 이송되면, 상기 열가압장치(50)는 상기 광학필름(1)의 상면과 하단에서 일정한 압력으로 누르면서 상기 광학필름(1)에 열을 전달함으로써, 상기 광학필름(1)을 평탄화하는 것과 동시에 패턴 형성이 용이하게 이루어질 수 있도록 연성으로 만드는 것이다. 이를 위하여, 상기 열가압장치(50)에 의해 열가압하는 것은 4~12ton 의 압력 범위 내에서 상기 광학필름(1)의 상면 온도 및 하면 온도가 70~130℃±5℃ 범위 내로 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 상면 온도가 하면 온도보다 5~10℃ 높은 것이 광학필름(1)의 평탄화 및 이어지는 패턴 형성에 바람직하다. 이렇게 열가압된 가공필름은 상기 열가압에 의해 70~130℃±5℃ 범위 내의 온도로 가열되고 평판화되어, 후술하는 패턴 형성 과정(S230)을 위해 패턴 형성장치(60)로 롤 방식에 의해 이동될 수 있다.

상기 열가압된 광학필름(1)의 적어도 일면에 패턴을 형성하는 것(S230)은 소정의 패턴 형성장치(60)에 의해 수행될 수 있고, 상기 패턴 형성장치(60)는 광학필름(1)에 요철 모양의 패턴 구조를 형성하기에 적합한 핫 스태핑 장치이거나 초음파 가공기일 수 있다. 본 발명에 있어서 상기 패턴은 도광필름으로 유입된 측면 또는 하면 광의 반사, 전바산, 굴절, 투과 등에 의한 빛의 균일도 감소를 방지하기 위한 것으로, 상기 패턴의 요철 구조를 통하여 빛의 광분산을 균일한 면광으로 변환시키기 위한 것이다. 이러한 패턴을 형성하기에 적합한 일반적인 모든 방법이 사용될 수 있고, 예식적으로는 핫 스탬핑 방법에 의하거나 초음파 가공 방법에 의하는 것이 적합하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법은, 광학필름(1) 상에 가이드 홀(3)을 천공(S100)한 다음에, 상기 가이드 홀(3)이 천공된 광학필름(1)을 열가압하고(S220), 상기 열가압된 광학필름(1)의 적어도 일면에 패턴을 형성(S230)하는 것이며(S200), 상기 열가압(S220) 또는/및 패턴 형성(S230) 과정은 광학필름(1) 상에 구비된 가이드 홀(3)을 기준으로 상기 광학필름(1)을 일정한 규격에 따라 정확하게 이송하면서 진행시키는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명에 따른 상기 패턴을 형성하는 단계(S200)는 상기 광학필름(1)을 폭방향(WD) 및 길이방향(LD) 중 어느 하나 이상의 방향으로 신장하거나 수축시키는 장력 조절 단계(S210)를 포함할 수 있으며, 이는 롤 방식으로 이동된 광학필름(1)의 장력을 조절함으로써 상기 광학필름(1)의 모양과 두께를 조절할 수 있으며(두께를 줄이는 것이 가능함), 나아가 후술하는 다른 공정의 정확한 위치 가공을 위해 바람직하다. 상기 장력 조절 단계(S210)는 상기 열가압(S220) 또는/및 패턴 형성(S230) 과정의 어느 단계에서 수행되는 것도 가능하지만, 광학필름(1)을 평탄화하고 패턴을 형성하기 이전인 상기 열가압(S220) 과정 이전에 수행되는 것이 더욱 바람직하다.

(4) 보호필름을 부착하는 단계( S300 )

도 10은 본 발명에 따른 광학필름 상에 보호필름을 부착하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.

본 발명은 상기와 같이 광학필름(1)을 열가압하고, 상기 열가압된 광학필름(1)에 패턴을 형성(S200)한 다음에, 상기 패턴이 형성된 광학필름(1)을 냉각시키고(S310), 상기 냉각된 광학필름(1)의 양면에 보호필름(5)을 부착하는 단계(S320)를 거친다(S300).

상기 광학필름(1)을 냉각시키는 것(S310)은, 앞선 열가압과 패턴 형성 단계(S200)에서의 높은 열과 압력으로 인해 상기 광학필름(1)에 발생하는 변형이나 휨을 방지하기 위한 것으로, 상기 패턴 형성 과정(S230)에서 이송된 광학필름(1)을 서서히 냉각시키거나 급냉시킴으로써, 상기 광학필름(1) 상에 존재하는 열을 냉각시키고 평탄화를 도모하는 것과 함께 패턴 형상을 고정화시키는 것이다.

상기 패턴이 형성된 광학필름을 냉각시키는 것(S310)은 10~40℃의 냉각수 또는 공기에 의해 수행되는 것이 바람직하고, 이러한 과정은 소정의 냉각장치에 의해 수행될 수 있다. 상기 냉각수를 이용한 수냉식은 상기 냉각장치의 금형에 냉각수 순환 라인을 설치한 뒤, 여기에 온도센서를 구비시키고 상기 금형의 상하 온도를 40 ℃(10℃~40℃)이하로 유지한 다음, 앞선 패턴 형성 과정(S230)에서 이송된 광학필름(1)을 여기에 이송시켜서 냉각시키는 것이다. 상기 공기를 이용한 공냉식은 40℃(10℃~40℃)이하의 ion-blower가 나오는 냉풍기를 앞선 패턴 형성 과정(S230) 다음에 위치하도록 설치하여, 이송되는 광학필름(1)을 냉각시키는 방식이다.

어이서, 상기 냉각된 광학필름(1)의 양면에 보호필름(5)을 부착하는 것(S320)은, 상기 냉각과정(S310)을 통하여 평탄화되고 패턴 형상이 고정화된 광학필름(1)의 표면을 보호하기 위한 것이다. 이러한 보호필름(5)은 소정의 보호 필름 부착 장치(70)에 의해 도 10에 나타난 바와 같이 릴(10)에 의한 라미네이팅(6) 방식으로 부착될 수 있으며, 광학필름(1)의 상면 및 하면에 부착되는 것이 바람직하다.

(5) 일정한 형태로 절단하는 단계( S400 )

도 11은 본 발명에 따른 도광필름 제품 하나를 얻기 위하여, 광학필름과 상기 광학필름의 양면에 부착된 보호필름을 절단하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고, 도 12는 도 11에 따라 절단된 도광필름의 일례를 나타내는 모식도이며, 도 13은 본 발명에 따른 도광필름 제품 세트를 얻기 위하여, 광학필름과 상기 광학필름의 한면에 부착된 보호필름을 절단하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.

본 발명은 상기와 같이 광학필름(1)의 양면에 보호필름(5)을 부착하는 단계(S300)를 거친 후에, 상기 보호필름이 부착된 광학필름(1)을 일정한 형태로 절단하는 것이다(S400). 이와 같이 광학필름(1)을 일정한 형태로 절단하는 것은 실제 각 제품 크기나 모양 또는 형태에 적합하도록 컷팅(cutting)하는 것이다.

이러한 절단 과정(S400)은 상기와 같이 제조된 광학필름(1)으로부터 도광필름(7) 제품을 얻기 위한 것으로, 도 11에 나타난 바와 같이 광학필름(1)과 상기 광학필름(1)의 양면에 부착된 보호필름(5, 8)을 절단함으로써 일정한 형태로 절단된 각각의 도광필름(7) 제품을 완성할 수도 있고(도 12 참조), 도 13에 나타난 바와 같이 광학필름(1)과 상기 광학필름(1)의 단면에 부착된 보호필름(5)만을 절단함으로써 일정한 형태로 절단된 각각의 도광필름(7) 제품을 하나의 세트로 제작할 수도 있다. 상기 광학필름(1)의 단면에 부착된 보호필름만(5)을 절단한다고 하는 것은 도 13에 나타난 바와 같이 상면 보호필름(5)만을 컷팅하는 것이, 이 경우 컷팅되지 않은 넓은 하면 보호필름(8) 상에 각각의 상면 보호필름(5)을 가지는 도광필름(7) 제품 각각이 구비되는 하나의 세트로 출하할 수 있기 때문에, 다수의 도광필름(7) 제품을 간편하고 용이하게 운반하거나 보관할 수 있는 것을 가능하게 한다.

이후에는, 상기와 같이 절단된 도광필름(1)을 각각의 적정 수량(Cavity 또는 Lot별)에 맞게 하나의 시트(sheet) 형상으로 다시 컷팅 할 수 있고(S420), 이는 이어지는 제품 검사 과정 및 수량 판별을 용이하게 한다. 다음으로는 후공정으로써, 상기와 같이 제조된 도광필름(7)의 제품 불량 및 출하전 검사와, BLU(BackLight Uit) Assay 작업을 수행할 수 있다(S430).

본 발명의 다른 실시형태는 상술한 바와 같은 액정소자 백라이트용 도광필름 제조방법에 의해 제조된 액정소자 백라이트용 도광필름으로써, 상기 액정소자 백라이트용 도광필름(7)에는 보호필름(5, 8)이 부착되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 상기 액정소자 백라이트용 도광필름은, 원자재로 사용되는 광학필름(1)의 두께에 따라 그 두께가 다를 것이지만, 제조 완성되는 도광필름(7)의 두께는 150~400㎛ 범위 내인 것이 바람직하고, 도광필름의 박막화를 실현을 위하여 50~250㎛의 두께를 가지는 것이 더욱 바람직하다.

특별히 본 발명은 상기 광학필름(1)을 폭방향(WD) 및 길이방향(LD) 중 어느 하나 이상의 방향으로 신장하거나 수축시키는 장력 조절 단계(S210)를 거침으로써 광학필름(1)의 모양과 두께를 조절할 수 있고, 이 경우 원자재인 광학필름(1)의 두께를 소정의 범위 내에서 줄일 수 있어서, 원자재로 사용되는 광학필름(1)의 두께보다 더욱 얇은 두께를 가지는 도광필름(7)을 제조할 수 있는 것이다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진에게 명백한 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하는 경우, 발광 특성을 가진 광학필름을 릴(reel)에 의해 롤(roll) 방식으로 제공하면서 하나의 일련한 공정으로 도광필름을 제조하는 것이 가능하다. 이를 통하여, 종래의 사출 성형에 따른 제조과정에서의 한계점과 문제점을 극복하는 것이 가능하고, 종래보다 현저히 슬림한 형태의 도광필름을 하나의 자동화 공정에 의해 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 상기와 같은 방법에 따라 제조된 도광필름은 LCD 등의 디스플레이(display)창을 보호하는 윈도우(window) 부품으로 사용할 수 있고, 휴대폰과 같은 모바일(mobile) 제품 등의 액정소자 발광용 도파로로 사용 가능하며, 중대형 LCD TV, 모니터 등에서 shot 방지를 위한 인슐레이터로 적용할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도광필름 제조과정의 일례를 나타내는 공정도이고,

도 2는 본 발명에 따른 도광필름 제조과정의 일례를 나타내는 흐름도이고,

도 3은 본 발명에 따른 광학필름 상에 가이드 홀(guide hole) 또는/및 써레이션(serration)을 형성하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,

도 4는 본 발명에 따른 광학필름 상에 가이드 홀이 천공된 상태의 일례를 나타내는 평면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 광학필름 상에 써레이션이 천공된 상태의 일례를 나타내는 상세도이고,

도 6은 본 발명에 따른 광학필름 상에 써레이션을 천공하기 위한 천공기의 일례를 나타내는 단면도이고,

도 7은 본 발명에 따른 광학필름에서 보호지를 제거하고, 패턴을 성형하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,

도 8은 본 발명에 따른 열가압 공정을 수행하기 위한 열가압 장치의 일례를 나타내는 모식도이고,

도 9는 본 발명에 따른 열가압 공정을 수행하기 위한 열가압 장치의 일례를 나타내는 단면도이고,

도 10은 본 발명에 따른 광학필름 상에 보호필름을 부착하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,

도 11은 본 발명에 따른 도광필름 제품 하나를 얻기 위하여, 광학필름과 상 기 광학필름의 양면에 부착된 보호필름을 절단하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,

도 12는 도 11에 따라 절단된 도광필름의 일례를 나타내는 모식도이고,

도 13은 본 발명에 따른 도광필름 제품 세트를 얻기 위하여, 광학필름과 상기 광학필름의 한면에 부착된 보호필름을 절단하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.

**도면의 주요부분에 대한 간단한 기호의 설명**

1: 광학필름 2a: 상면 보호지

2b: 하면 보호지 3: 가이드 홀

4: 써레이션(serration) 5: 상면 보호필름

6: 라미네이팅 7: 도광필름

8: 하면 보호필름 10: 릴(reel)

Claims (13)

1. 광원으로부터 입사되는 광을 면광발시키는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법에 있어서,

   폴리카보네이트(PC) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 광학필름의 폭방향(WD: Width Direction) 말단에 길이방향(LD: Length Direction)으로 가이드 홀(guide hole)을 천공(punching)하는 단계;

   상기 가이드 홀이 천공된 광학필름을 상기 가이드 홀을 기준으로 일정한 길이에 따라 열가압하고, 상기 열가압된 광학필름의 적어도 일면에 패턴을 형성하는 단계;

   상기 패턴이 형성된 광학필름을 냉각시키고, 상기 냉각된 광학필름의 양면에 보호필름을 부착하는 단계; 및

   상기 보호필름이 부착된 광학필름을 일정한 형태로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 광학필름은 50~400㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 가이드 홀을 천공하는 단계에서 사용되는 광학필름은, 판상의 시트(sheet)형이거나 또는 롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤에서부터 릴(reel)에 의해 제공되는 것임을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 광을 입사하는 입사면이 형성될 위치에, 상기 가이드 홀을 기준으로 일정한 길이에 따라, 톱니형태의 써레이션(serration)을 천공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 써레이션을 천공하는 단계는,

   상기 가이드 홀을 천공하는 단계에 포함되는 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계는,

   상기 광학필름을 폭방향(WD) 및 길이방향(LD) 중 어느 하나 이상의 방향으로 신장하거나 수축시키는 장력 조절 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 열가압된 가공필름은, 열가압에 의해 히팅(heating)되고 평판화된 광학필름인 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 패턴이 형성된 광학필름을 냉각시키는 것은,

   10~40℃의 냉각수 또는 공기에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 광학필름을 일정한 형태로 절단하는 단계는,

   상기 광학필름과 상기 광학필름의 양면에 부착된 보호필름을 일정한 제품 형상으로 절단하는 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 광학필름을 일정한 형태로 절단하는 단계는,

    상기 광학필름과 상기 광학필름의 한면에 부착된 보호필름만을 일정한 제품 형상으로 절단하는 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 가이드 홀을 천공하는 단계, 패턴을 형성하는 단계, 보호필름을 부착하는 단계 및 절단하는 단계 중 하나 이상의 단계는,

    롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤로부터 릴(reel)에 의해 제공되는 광학필름에 의해 수행되는 것임을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 가이드 홀을 천공하는 단계, 패턴을 형성하는 단계, 보호필름을 부착하는 단계 및 절단하는 단계는,

    롤(roll) 형태로 말려진 광학필름롤로부터 릴(reel)에 의해 제공되는 광학필름에 의해 연속적으로 수행되는 것임을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름의 제조방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조되어, 보호필름이 부착된 광학필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정소자 백라이트용 도광필름.

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