KR20090042022A - 광학필름의 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학필름의 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 광학적 특성을 구현하기 위한 광학패턴이 형성된 광학필름을 제조하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 광학필름 제조장치는, 기재필름을 공급하는 필름롤; 상기 필름롤에서 이송되는 기재필름의 표면을 세정하는 세정롤; 상기 세정롤에 의해 세정된 기재필름의 일면에 코팅액을 이용하여 광학패턴을 형성하는 패턴형성유닛; 및 상기 기재필름의 광학패턴을 경화시키는 건조유닛을 포함하고, 상기 패턴형성유닛은, 외주면에 상기 광학패턴을 형성하기 위한 패턴부가 형성된 마스터 롤, 상기 마스터 롤측에 코팅액을 공급하는 코팅액 호퍼, 및 상기 마스터 롤과 마주하는 하나 이상의 지지롤을 가진다.

광학필름, 필름롤, 세정롤, 패턴형성유닛, 마스터 롤, 지지롤

Description

광학필름의 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING THE OPTICAL FILM}

본 발명은 광학필름의 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 광학적 특성을 구현하기 위한 광학패턴이 형성된 광학필름을 제조하는 장치에 관한 것이다.

현재 액정디스플레이(LCD)는 브라운관(CRT)을 대신하여, 정보의 표시장치로서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 휴대폰은 물론 카 내비게이션 시스템 차량탑재용 기기, 특히 모니터에서부터 대화면 TV에 이르기까지 여러 용도로 사용되고 있다.

LCD는 백라이트에서 나오는 빛을 액정분자의 광 스위칭 기능을 이용하여 on-off를 제어하는 표시방식이지만, 고품위의 표시를 실현하기 위해서는 많은 종류와 많은 매수의 광학 필름의 사용이 요구되고 있다.

이러한 광학 필름은 반사필름, 확산필름, 편광필름, 휘도강화필름, 프리즘시트, 홀로그램, 회절광학소자 렌즈 등과 같이 다양한 종류가 있으며, 그 용도에 따라 필름의 표면에 미세한 광학패턴이 형성되고, 이 광학패턴은 프리즘구조, 반구형돌기, 사각뿔돌기 등과 같이 다양한 미세구조로 이루어질 수 있다.

이러한 미세한 광학패턴을 가진 광학필름을 제조하는 장치는 기재필름의 표면에 자외선 경화수지 등과 같은 코팅액을 도포한 후에 미세한 패턴이 형성된 마스터 롤이 압착되어 기재필름의 일면에 광학패턴을 형성하는 구조로 이루어진다.

하지만, 이러한 종래의 광학필름 제조장치는 기재필름의 표면에 도포되는 코팅액 또는 광학패턴의 두께가 균일하지 못하여 광학패턴의 정밀한 형성이 어려운 단점이 있었다.

또한, 종래의 광학필름 제조장치는 기재필름의 표면에 광학패턴이 형성되는 도중에 기재필름이 팽팽하게 긴장되지 못하거나 접힘으로써 기재필름과 마스터 롤 사이의 압착 내지 접촉하는 부분에 국부적인 이격이 발생할 수 있고, 이로 인해 광학패턴의 치수 정밀도가 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 광학패턴의 두께를 균일하게 유지함으로써 보다 정밀한 미세 광학패턴을 형성할 수 있는 광학필름 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 광학패턴 형성시 기재필름의 긴장도를 확보함으로써 보다 정밀한 광학패턴을 형성할 수 있는 광학필름 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

기재필름을 공급하는 필름롤;

상기 필름롤에서 이송되는 기재필름의 표면을 세정하는 세정롤;

상기 세정롤에 의해 세정된 기재필름의 일면에 코팅액을 이용하여 광학패턴을 형성하는 패턴형성유닛; 및

상기 기재필름의 광학패턴을 경화시키는 건조유닛을 포함하고,

상기 패턴형성유닛은, 외주면에 상기 광학패턴을 형성하기 위한 패턴부가 형성된 마스터 롤, 상기 마스터 롤측에 코팅액을 공급하는 코팅액 호퍼, 및 상기 마스터 롤과 마주하는 하나 이상의 지지롤을 가진다.

상기 패턴형성유닛은, 상기 마스터 롤의 일측 외주면에 근접하여 설치된 가이드부재를 구비하고, 상기 가이드부재는 상기 마스터 롤의 일측 외주면에 대응하 는 원호상의 가이드면을 가지며, 상기 가이드면과 마스터 롤의 패턴부는 일정 간격으로 이격되는 것을 특징으로 한다.

상기 지지롤은 상기 마스터 롤의 수직방향 하부측에 배치되고, 상기 지지롤의 전방 또는 후방에 보조지지롤이 더 설치될 수 있다.

상기 패턴형성유닛은, 상기 마스터 롤의 전방 및 후방측에 인접하여 설치된 제1 및 제2 지지롤을 구비하고, 상기 마스터 롤의 하부에는 자외선램프가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 건조유닛은 상기 이송되는 광학필름의 상하부측에 배치된 상하 한 쌍의 건조기를 포함한다.

상기 세정롤, 패턴형성유닛, 건조유닛는 제1클린룸 내에 배치되고, 상기 제1클린룸, 필름롤, 회수롤은 제2클린룸 내에 배치된다.

이상과 같은 본 발명은, 광학패턴의 두께를 균일하게 유지함으로써 보다 정밀한 미세 광학패턴을 형성할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 광학패턴 형성시 기재필름의 긴장도를 확보함으로써 보다 정밀한 광학패턴을 형성할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름 제조장치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 광학필름 제조장치는 기재필름(F)을 공급하는 필름롤(10), 상기 필름롤(10)에서 이송되는 기재필름(F)의 표면을 세정하는 세정 롤(21, 22), 상기 세정롤(21, 22)에 의해 세정된 기재필름(F)의 일면에 광학패턴(P)을 형성하는 패턴형성유닛(30), 기재필름(F) 위에 형성된 광학패턴(P)을 경화시키는 건조유닛(40), 광학패턴이 형성된 광학필름(OF)을 회수하는 회수롤(50)을 포함한다.

한편, 본 발명은 상기 세정롤(21, 22), 패턴형성유닛(30), 건조유닛(40) 등이 제1클린룸(100) 내에 배치되고, 상기 제1클린룸(100), 필름롤(10), 회수롤(50)등은 제2클린룸(200) 내에 배치된 2중의 클린룸 구조로 이루어짐으로써 광학필름(OF)의 제조시 그 청정성을 확보할 수 있고, 이에 의해 보다 정밀한 광학필름을 제조할 수 있다.

필름롤(10)은 회전가능하게 설치되고, 이 필름롤(10)의 외주면에는 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타클리렐이트, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등과 같이 투명 또는 반투명의 합성수지로 이루어진 기재필름(F)이 감겨져 있고, 이 기재필름(F)은 필름롤(10)로부터 풀려 세정롤(21, 22)측으로 이송된다.

상하 한 쌍의 세정롤(21, 22)은 상하로 마주보면서 회전가능하게 설치되고, 각 세정롤(21, 22)은 그 외주면에 다수의 극세 섬유체 또는 미세한 브러시 등과 같은 세정구조(21a, 22a)를 가지며, 이러한 한 쌍의 세정롤(21, 22)에 의해 이송되는 기재필름(F)의 상하부면이 세정된다.

패턴형성유닛(30)은 외주면에 패턴부(31a)를 가진 마스터 롤(31), 상기 마스터 롤(31)의 패턴부(31a)로 코팅액을 공급하는 코팅액 호퍼(32), 상기 마스터 롤(31)에 인접하여 설치된 지지롤(33)을 포함한다. 이에 의해, 마스터 롤(31)의 패턴부(31a)에 공급되는 코팅액은 마스터 롤(31)과 기재필름(F)의 압착에 의해 기재필름(F)의 일면에 직접적으로 인쇄된다.

마스터 롤(31)은 필름롤(10)를 회수롤(50)측으로 이송시키는 방향으로 회전되게 설치되고, 그 패턴부(31a)는 기재필름(F)의 일면에 요구되는 소정의 광학패턴을 형성하기 위한 음각 또는 양각 구조로 형성될 수 있다.

코팅액 호퍼(32)를 통해 공급되는 코팅액은 자외선경화성 투명잉크, 투명 실리콘 등과 같은 자외선경화성 수지로 이루어질 수 있고, 이 코팅액에는 다양한 광학적 특성을 부여하기 위한 각종 보조제가 더 첨가될 수도 있을 것이다.

지지롤(33)은 도 1에서 마스터 롤(31)의 수직방향 하부측에 기재필름(F)이 통과할 수 있는 미세한 간격으로 이격되어 설치되고, 상기 마스터 롤(31)과 대향하는 방향으로 회전되게 설치된다.

그리고, 본 제1실시예에서는 마스터 롤(31)의 일측 외주면에 근접하여 가이드부재(35)가 설치될 수 있고, 이 가이드부재(35)은 마스터 롤(31)의 일측 외주면에 대응하는 원호상의 가이드면(35a)을 가지며, 이 가이드면(35a)과 마스터 롤(31)의 패턴부(31a)는 일정한 미세간격으로 이격됨으로써 코팅액 호퍼(32)를 통해 공급되는 코팅액의 두께를 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 마스터 롤(31)과 기재필름(F)의 압착에 의해 형성되는 광학패턴(P)은 그 두께 등과 같은 치수 또는 형상 등이 보다 정밀해지는 장점이 있다.

또한, 본 제1실시예는 지지롤(33)의 전방 또는 후방측에 보조지지롤(36)을 더 구비할 수 있고, 이 보조지지롤(36)은 지지롤(33)의 전방 또는 후방측에서 기재필름(F)의 상면 또는 하면을 지지함으로써 마스터 롤(31)에 압착되는 기재필름(F)의 긴장도를 일정하게 확보할 수 있고, 이에 의해 마스터 롤(31)에 의해 형성되는 광학패턴(P)의 정밀도를 더욱 향상시킬 수도 있을 것이다.

건조유닛(40)은 기재필름(F)의 일면에 인쇄된 광학패턴을 완전히 경화시킴으로써 광학필름(OF)을 완성한다.

본 발명의 건조유닛(40)은 히터, 건풍기 등과 같이 상하 한 쌍의 건조기(41, 42)를 포함하고, 이 한 쌍의 건조기(41, 42)가 이송되는 광학필름(OF)의 상하부측에 배치됨으로써 광학패턴의 경화 시간을 감축시킬 뿐만 아니라 보다 안정적인 경화구조를 구현할 수 있으며, 또한 그 건조가열 작동이 상하 대칭적인 방향에서 진행됨에 따라 건조되는 광학필름(OF)의 평탄도를 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

회수롤(50)은 광학패턴이 완성된 광학필름(OF)은 회수롤(50)을 통해 권취되어 회수된다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름 제조장치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름 제조장치는 기재필름(F)을 이송하는 필름롤(10), 상기 필름롤(10)에서 이송되는 기재필름(F)의 표면을 세정하는 세정롤(21, 22), 상기 세정롤(21, 22)에 의해 세정된 기재필름(F)의 일면에 광학패턴을 형성하는 패턴형성유닛(300), 패턴형성유닛(30)에 의해 광학패턴이 형성된 기재필름(OF)을 건조시키는 건조유닛(40), 광학패턴이 형성된 광학필름(OF)을 회수하는 회수롤(50)을 포함한다.

본 제2실시예의 패턴형성유닛(300)은 외주면에 패턴부(311)를 가진 마스터 롤(310), 코팅액을 공급하는 코팅액 호퍼(320), 상기 마스터 롤(310)에 인접하여 설치된 제1 및 제2 지지롤(330, 340)을 포함한다.

마스터 롤(310)은 필름롤(10)를 회수롤(50)측으로 이송시키는 방향으로 회전되게 설치되고, 그 패턴부(311)는 기재필름(F)의 일면에 요구되는 소정의 광학패턴을 형성하기 위한 음각 또는 양각 구조로 형성될 수 있다.

코팅액 호퍼(320)를 통해 공급되는 코팅액은 자외선경화성 투명잉크, 투명 실리콘 등과 같은 자외선경화성 수지로 이루어질 수 있고, 이 코팅액에는 다양한 광학적 특성을 부여하기 위한 각종 보조제가 더 첨가될 수도 있을 것이다.

제1 및 제2 지지롤(330, 340)은 도 3에 도시된 바와 같이, 마스터 롤(310)의 전방 및 후방측에 배치되고, 기재필름(F)이 통과할 수 있는 간격으로 이격되어 설치되고, 상기 마스터 롤(310)과 대향하는 방향으로 회전되게 설치된다.

이에 의해, 코팅액 호퍼(320)로부터 코팅액이 제1지지롤(330) 및 마스터 롤(310) 사이의 간격으로 공급되고, 이와 더불어 제1지지롤(330) 및 마스터 롤(310) 사이의 간격으로 기재필름(F)이 통과함에 따라 기재필름(F)의 일면과 마스터 롤(310)이 원호상으로 압착되고, 이에 따라 기재필름(F)의 일면에 광학패턴(P)이 인쇄된다. 그리고, 광학패턴(P)이 인쇄된 기재필름(F)은 제1 및 제2 지지 롤(330, 340)와 마스터 롤(310)에 의해 팽팽하게 긴장된 상태에서 마스터 롤(310)에 압착됨으로써 그 인쇄되는 광학패턴(P)의 두께가 균일하게 유지되면서 건조유닛(40)측으로 이송된다.

이와 같이, 본 제2실시예는 제1 및 제2 지지롤(330, 340)이 마스터 롤(310)의 전방 및 후방에 각각 배치된 구조에 의해, 기재필름(F)과 마스터 롤(310) 사이의 압착면적을 넓힘으로써 기재필름(F) 위에 인쇄되는 광학패턴(P)의 두께를 균일하게 유지할 수 있고, 이에 의해 그 광학패턴의 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 및 제2 지지롤(330, 340) 및 마스터 롤(310)이 상호 마주보는 틈새를 통과하는 기재필름(F)은 적절한 인장력으로 긴장됨으로써 기재필름(F)과 마스터 롤(310)의 압착시 기재필름(F)의 긴장도를 확보할 수 있다.

그리고, 본 제2실시예는 마스터 롤(310)의 하부측에 자외선램프(360)를 더 구비할 수 있고, 이 자외선램프(360)에 의해 기재필름(F)에 인쇄된 광학패턴(P)을 1차적으로 경화시킴으로써 광학패턴의 경화시간을 대폭 감소시킴과 더불어 광학패턴의 정밀도가 향상될 수 있는 장점이 있다.

그외 나머지 구성 및 작동은 선행하는 제1실시예와 유사 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학필름 제조장치를 도시한 구성도,

도 2는 도 1의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 상세도,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 광학필름 제조장치를 도시한 구성도,

도 4는 도 3의 화살표 B부분을 확대하여 도시한 상세도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

10: 필름롤 21, 22: 세정롤

30: 패턴형성유닛 40: 건조유닛

50: 회수롤

Claims (6)

1. 기재필름을 공급하는 필름롤;

   상기 필름롤에서 이송되는 기재필름의 표면을 세정하는 세정롤;

   상기 세정롤에 의해 세정된 기재필름의 일면에 코팅액을 이용하여 광학패턴을 형성하는 패턴형성유닛; 및

   상기 기재필름의 광학패턴을 경화시키는 건조유닛을 포함하고,

   상기 패턴형성유닛은, 외주면에 상기 광학패턴을 형성하기 위한 패턴부가 형성된 마스터 롤, 상기 마스터 롤측에 코팅액을 공급하는 코팅액 호퍼, 및 상기 마스터 롤과 마주하는 하나 이상의 지지롤을 가진 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 패턴형성유닛은, 상기 마스터 롤의 일측 외주면에 근접하여 설치된 가이드부재를 구비하고, 상기 가이드부재는 상기 마스터 롤의 일측 외주면에 대응하는 원호상의 가이드면을 가지며, 상기 가이드면과 마스터 롤의 패턴부는 일정 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 지지롤은 상기 마스터 롤의 수직방향 하부측에 배치되고, 상기 지지롤 의 전방 또는 후방에 보조지지롤이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 패턴형성유닛은, 상기 마스터 롤의 전방 및 후방측에 인접하여 설치된 제1 및 제2 지지롤을 구비하고, 상기 마스터 롤의 하부에는 자외선램프가 설치된 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 건조유닛은 상기 이송되는 광학필름의 상하부측에 배치된 상하 한 쌍의 건조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 세정롤, 패턴형성유닛, 건조유닛는 제1클린룸 내에 배치되고, 상기 제1클린룸, 필름롤, 회수롤은 제2클린룸 내에 배치된 것을 특징으로 하는 광학필름 제조장치.

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