KR20150079055A - 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패턴필름 롤의 폭방향 양쪽 가장자리부에 별도의 사이드필름을 배치하여 권취되게 하며, 베이스필름의 폭방향 양쪽 가장자리부에 미세요철을 형성하고 미코팅 영역 눌림으로 인한 불량발생을 제거하여 권취 시의 이탈문제를 해결하는 것을 특징으로 하는 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름에 관한 것이다.

Description

사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름 및 이의 제조방법{Optical film for display using sidefilm and method of producing the same}
본 발명은 베이스필름의 폭방향 양쪽 가장자리부에 미세요철을 형성하고, 사이드 필름을 미세요철과 권취하여 사이드필름의 권취효율을 증대시킨 디스플레이용 광학시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
IT시대에 맞물려 모니터, TV와 같은 디스플레이 제품들의 고사양화로 고품질에 대한 필요성이 증대하고 있다. 이에 따라 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 제품의 원가 경쟁력을 확보하면서 고품질을 위한 광학필름의 개발이 확대되고 있는 추세이다. 광학 필름은 광학용으로 사용되는 플라스틱 필름으로 대표적인 광학필름으로는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)에 사용되는 광 확산을 취한 확산필름과 확산된 빛을 집광하여 낭비되는 빛을 최소화하는 프리즘필름 등이 있다.
확산필름의 특징은 빛을 여러 방향으로 고르게 분산시키는 역할을 하며, 빛은 확산필름을 통과하면서 산란되기 때문에 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 화면 전체가 균일한 밝기를 유지할 수 있게 된다. 또한, 확산필름에 다양한 모양의 패턴을 인쇄하여 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)의 시야각과 휘도를 향상시킬 수 있다.
프리즘필름은 휘도 향상에 특화된 광학필름으로 확산필름에서는 빛을 산란 시켜 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display) 정면으로 향하는 빛의 양은 줄어들게 하지만 다른 방향으로 퍼져나가는 빛들도 프리즘시트를 통해 굴절되면서 화면 정면을 향하게 되며 이 과정에서 화면의 밝기도 향상된다.
또한, 광학필름은 반사필름, 확산필름, 프리즘필름, 보호필름, 및 편광필름 등으로 구성되어 있으며, 광학필름의 제조공정은 크게 믹싱공정과 코팅공정으로 나눌 수 있다. 믹싱공정은 사용 용제를 혼합하는 공정으로 3차례로 나뉘어 혼합하며, 이 용제는 유기물로 이루어져 있으며 수명을 연장시켜 연속 생산 및 원재료 수율을 향상시킨다.
이러한 광학시트는 그 본래 가지고 있던 성질 이외에 빛의 확산능력 및 휘도를 증가시키기 위해서 표면에 일정한 패터닝(patterning) 처리를 해주는 것이 일반적이다. 근래에는 롤투롤(Roll to Roll) 방식에 의해 대량으로 처리하고 있다. 상기 롤투롤 방식에는 패턴이 가공된 금속몰드를 사용하는 하드몰드 타입과 필름 형상의 성형 몰드를 이용하는 소프트몰드 타입이 있다.
도 1은 종래의 하드몰드 방식에 의해 제조된 필름으로 패턴필름은 일반적으로 원통형 금속몰드에 의해 연속 제조되므로 제조되는 패턴은 인위적인 구조적 단절이 나타나지 않는다.
디스플레이용 광학필름 제조방법에 있어서, 종래에는 얻고자 하는 패턴의 역형상이 가공된 원통형 금속몰드를 투명한 베이스필름상 공급된 광경화형 수지를 임프린팅하여 상기 베이스필름상에 패터닝을 하였다. 하지만, 원가절감 및 생산성 향상을 위하여 얻고자 하는 패턴의 형상이 가공원 원통형 금속몰드로써 역패턴 형상의 패턴필름을 생성하고, 이를 몰드로 활용하기 위해 2개 이상의 가이드롤을 루프를 구성하고 그 연결부를 박막의 테이프를 활용하여 연결함으로써 벨트형 몰드, 즉 소프트 몰드를 구현하였다.
도 2는 종래의 소프트 몰드 방식에 의해 제조된 필름이며, 상기 소프트 몰드를 사용하여 얻고자 하는 패턴필름 롤을 형성하는데, 상기 연결부의 박막의 테이프로 인하여 제품상에 TD방향으로 미코팅영역이 발생하고, 이를 권취 시 상기 미코팅 영역 단차로 인하여 안쪽에 권취된 제품상에 눌림으로 인한 불량이 발생된다.
또한, 권취 상태가 장기화 될수록 상기 눌림으로 인한 불량영역이 권취된 제품 내부로 전사되며 불량이 심화되고, 화면에 시인되는 불량을 야기하였다.
이를 보완하기 위하여 상기 연결부에 사용되는 테이프의 두께를 낮추거나 권취시 텐션을 낮추거나 제품 생산 후 일정 시간 내에 컷팅을 하는 등의 대안을 활용해 왔으나 큰 효과를 보지 못하거나 생산성이 저하되거나 별도의 공정이 추가되는 문제점들이 있다.
본 발명은 사이드필름을 배치하여 권취함으로써 생기는 불량발생의 제거 및 권취시 이탈문제를 해결하는 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름은 베이스필름과 상기 베이스필름의 폭방향 양쪽 가장자리부에 사이드필름을 적용하여 권취하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스필름은 롤의 폭방향 양쪽 가장자리부에 미세요철을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사이드필름은 무점착 또는 무접착의 사이드필름인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름의 제조방법은 베이스 필름(110)이 가이드롤(130a, 130b 및 130c)에 의해 이송되는 단계; 베이스 필름(110)이 가이드롤(130a, 130b 및 130c)과 마스터 롤(144)이 맞물린 지점으로 코팅액 주입수단에 의해 코팅액이 주입되어 성형몰드(142)의 패턴 사이로 밀려 들어가 충진되는 단계; 베이스 필름(110)이 패턴 몰딩부(140)의 성형몰드(142)를 통해 마스터 롤(144)과 패턴 가이드 롤(146a 및 146b)에 감긴채 이송/회전하는 단계; 가이드 롤(130d)과 마스터 롤(144) 사이의 압력에 의해 패턴이 성형되는 단계; 패턴 사이에 분포된 코팅액이 경화수단으로부터 방출되는 열 또는 UV에 의해 경화되는 단계; 패턴성형된 코팅액이 경화 및 도포된 상기 베이스필름(110)과 가이드 롤(130d)에 회전되어 나오면서 패턴이 형성된 광학시트(112)를 제조하는 단계; 상기 광학시트와 성형몰드(142)가 분리되는 단계 및 패턴이 형성된 상기 광학시트(112)가 가이드 롤(130e)에 의해 이송되어 제 2 롤(150)에 이송되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 소프트몰드 방식의 패턴필름 제조시 미코팅 영역으로 인한 전사불량을 최소화하고, 이를 해결하기 위한 사이드필름의 권취효율을 증대시켜 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 하드몰드 방식에 의한 제품을 모식화한 것이다.
도 2는 종래의 소프트몰드 방식에 의한 제품을 모식화한 것이다.
도 3은 하드몰드 타입의 철심 및 패턴가공형상을 모식화한 것이다.
도 4는 소프트몰드 타입의 철심 및 패턴가공형상을 모식화한 것이다.
도 5는 본 발명의 패턴필름을 형성하기 위한 소프트몰드 방식의 제조장치의 구성도이다.
이하 도면과 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 도면과 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 도면과 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명의 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름은 베이스필름과 상기 베이스필름의 폭방향 양쪽 가장자리부에 사이드필름을 적용하여 권취하는 것을 포함하며, 상기 베이스필름은 롤의 폭방향 양쪽 가장자리부에 미세요철을 형성하고, 상기 사이드필름은 무점착 또는 무접착의 사이드필름인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 사이드필름으로 인해, 미코팅 영역 눌림으로 인한 불량 발생을 제거할 수 있다.
상기 사이드필름은 점착 또는 접착성분을 가져 제품상에 부착된다면 제품과의 수축율 차이로 인하여 제품 형상의 변형을 야기시키기 때문에 점착 또는 접착 성분을 가지지 않는다.
따라서, 본 발명에서는 무점착 사이드필름을 적용하는데, 권취단계에 있어서 폭방향 유동으로 인하여 사이드필름이 패턴필름 롤 바깥쪽으로 이탈되는 문제를 방지하기 위하여 패턴필름의 기재가 되는 베이스필름의 폭방향 양쪽 가장자리부에 미세요철을 형성하고, 상기 사이드필름을 상기 미세요철과 적어도 일부가 오버랩되게 배취하여 권취하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 패턴필름을 제조하기 위한 소프트몰드 방식을 도 5를 이용하여 하기에 더욱 상세하게 설명한다.
베이스 필름(110)이 감겨져 있는 제 1 롤(120)과 패턴이 성형된 광학시트(112)가 감기는 제 2 롤(150)이 양측에 구비되고, 베이스 필름 및 패턴이 성형된 광학시트를 이송시키는 가이드 롤(130a 내지 130e)이 제 1 롤(120)과 제 2 롤(150) 사이에 구비된다. 또한, 가이드 롤 130c와 가이드 롤 130d 사이에는 베이스 필름(110)에 패턴성형된 코팅액을 도포하기 위한 패턴 몰딩부(140)가 근접 배치되는데, 패턴 몰딩부는 패턴 롤의 역할을 수행하게 된다.
패턴 몰딩부(140)는 패턴형상이 구현된 필름 형상의 성형몰드(142), 주입되는 코팅액을 성형몰드에 압착시킴으로써 성형몰드에 구현된 패턴대로 코팅액을 패턴성형하여 베이스 필름에 도포시키는 마스터 롤(144) 및 성형몰드를 이송시키는 패턴 가이드롤(146a, 146b)로 이루어진다.
상기의 성형몰드(142)는 필름 형상의 기재층 위에 패턴이 구현된 패턴층이 도포된 것으로서 길쭉한 밸트 타입으로 형성된다. 성형몰드는 종래의 패턴롤과 같이 코팅액을 패턴성형하는 역할을 한다. 도 5 에서는 성형몰드의 패턴층에 구현된 패턴을 일부만 도시한 것으로, 실제 실시상으로는 성형몰드 전체에 걸쳐 패턴이 구현된다.
성형몰드(142)를 장착함에 있어서, 마스터 롤(144)과 가이드 롤(146a, 146b)을 연결하는 연장선 상을 성형몰드를 감싼 후 성형몰드의 양 끝단을 연결하게 된다.
베이스 필름(110)이 패턴 몰딩부(140)에 인입되는 지점에는 코팅액을 주입하기 위한 코팅액 주입수단(160)이 구비되고, 베이스 필름과 성형몰드(142)가 밀착 이동되는 지점으로는 열 또는 UV를 조사하여 코팅액을 경화시키기 위한 경화수단(170)이 구비된다.
한편, 도 5 에서 가이드 롤(130a 내지 130e) 및 패턴 가이드롤(146a, 146b)의 갯수와 위치 등은 실시 상태에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
상기 소프트몰드 방식에 있어서, 스티치부로인한 미코팅 영역의 단차가 발생하는 것을 해소하기 위하여, 권취시 패턴필름의 폭방향 양쪽 가장자리부에 별도의 사이드필름을 배치하는 것이 바람직하다.
110 : 베이스 필름
112 : 광학시트
120 : 제1롤
130a, 103b, 130c, 130d, 130e : 가이드롤
140 : 패턴 몰딩부
142 : 성형몰드
144 : 마스터롤
146a, 146b : 패턴 가이드롤
150 : 제2롤
160 : 코팅액 주입수단
170 : 경화수단

Claims (4)

  1. 베이스필름과 상기 베이스필름의 폭방향 양쪽 가장자리부에 사이드필름을 적용하여 권취하는 것을 특징으로 하는 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스필름은 롤의 폭방향 양쪽 가장자리부에 미세요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 사이드필름은 무점착 또는 무접착의 사이드필름인 것을 특징으로 하는 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름.
  4. 베이스 필름(110)이 가이드롤(130a, 130b 및 130c)에 의해 이송되는 단계;
    베이스 필름(110)이 가이드롤(130a, 130b 및 130c)과 마스터 롤(144)이 맞물린 지점으로 코팅액 주입수단에 의해 코팅액이 주입되어 성형몰드(142)의 패턴 사이로 밀려 들어가 충진되는 단계;
    베이스 필름(110)이 패턴 몰딩부(140)의 성형몰드(142)를 통해 마스터 롤(144)과 패턴 가이드 롤(146a 및 146b)에 감긴채 이송/회전하는 단계;
    가이드 롤(130d)과 마스터 롤(144) 사이의 압력에 의해 패턴이 성형되는 단계;
    패턴 사이에 분포된 코팅액이 경화수단으로부터 방출되는 열 또는 UV에 의해 경화되는 단계;
    패턴성형된 코팅액이 경화 및 도포된 상기 베이스필름(110)과 가이드 롤(130d)에 회전되어 나오면서 패턴이 형성된 광학시트(112)를 제조하는 단계;
    상기 광학시트와 성형몰드(142)가 분리되는 단계 및
    패턴이 형성된 상기 광학시트(112)가 가이드 롤(130e)에 의해 이송되어 제 2 롤(150)에 이송되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드필름이 적용된 디스플레이용 광학필름 제조방법.
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