KR102471993B1 - 필름 코팅 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 필름 코팅 방법에 있어서, 리드 필름과 이음부로 연결된 기재 필름을 롤러를 통해 공급한다. 리드 필름 또는 기재 필름 표면으로부터 슬롯 다이의 코팅 갭을 이음부에 의한 단차 높이보다 높게 배치한다. 리드 필름부터 기재 필름으로 연속적으로 슬롯 다이를 통해 조성물을 코팅하여 코팅층을 형성한다.

Description

필름 코팅 방법 {FILM COATING METHOD}
본 발명은 필름 코팅 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 롤(roll) 방식을 사용한 필름 코팅 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 액정 표시(liquid crystal display: LCD) 장치 또는 유기 발광 표시 (organic light emitting display: OLED) 장치 등과 같은 화상 표시 장치에 있어서, 터치 센서, 편광 필름 등과 같은 각종 기능성 부재가 삽입될 수 있다.
상기 화상 표시 장치가 박형화됨에 따라, 상기 기능성 부재 역시 박형화된 필름 타입으로 제조되고 있다. 예를 들면, 롤-투-롤 방식에 의한 필름 코팅 공정을 통해 기재 필름 상에 점착층, 보호층과 같은 기능성 층들이 형성될 수 있다.
공정 수율 향상을 위해 복수의 상기 기재 필름들이 서로 연결되어 연속적으로 코팅 공정이 수행될 필요가 있다. 이에 따라, 상기 기재 필름들을 연결시키기 위한 이음부가 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 이음부에 의한 단차(높낮이차)가 생성될 수 있다.
상기 단차에 의해 코팅 공정이 중단되는 손실 영역이 발생될 수 있으며, 이에 따라 공정 비용 및 효율성이 감소될 수 있으며 연속적 코팅 공정 구현이 곤란할 수 있다.
예를 들면, 한국등록특허 제10-1803468는 점착제 코팅을 위한 롤-라미네이션 장치를 개시하고 있다. 그러나, 상술한 필름 단차에 따른 코팅 공정 중단에 대해서는 인식하지 못하고 있다.
한국등록특허 제10-1803468호
본 발명의 일 과제는 향상된 신뢰성 및 효율성을 갖는 필름 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 신뢰성 및 효율성을 갖는 광학 필름 제조 장치를 제공하는 것이다.
1. 리드 필름과 이음부로 연결된 기재 필름을 롤러를 통해 공급하는 단계; 상기 리드 필름 또는 상기 기재 필름 표면으로부터 슬롯 다이의 코팅 갭(gap)을 상기 이음부에 의한 단차 높이보다 높게 배치하는 단계; 및 상기 리드 필름(lead film)부터 상기 기재 필름으로 연속적으로 상기 슬롯 다이를 통해 조성물을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
2. 위 1에 있어서, 상기 리드 필름은 코팅 진행 방향의 전단부의 기재 필름과 연결되는 제1 리드 필름 및 상기 코팅 진행 방향의 말단부의 기재 필름과 연결되는 제2 리드 필름을 포함하는, 필름 코팅 방법.
3. 위 2에 있어서, 상기 이음부는 상기 제1 리드 필름 및 상기 전단부의 기재 필름을 연결하는 제1 이음부, 및 상기 제2 리드 필름 및 상기 말단부의 기재 필름을 연결하는 제3 이음부를 포함하는, 필름 코팅 방법.
4. 위 1에 있어서, 상기 코팅층을 형성하는 단계는,
상기 제1 리드 필름, 상기 제1 이음부 및 상기 전단부의 기재 필름에 걸쳐 연속적으로 상기 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 말단부의 기재 필름, 상기 제3 이음부 및 상기 제2 리드 필름에 걸쳐 연속적으로 상기 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
5. 위 1에 있어서, 복수의 상기 기재 필름들이 제2 이음부를 통해 연결되어 제공되는, 필름 코팅 방법.
6. 위 5에 있어서, 상기 코팅층을 형성하는 단계는 상기 기재 필름들 및 상기 제2 이음부에 걸쳐 연속적으로 상기 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
7. 위 1에 있어서, 파장이 300nm 이하인 빛을 차단하는 필터를 사용하여 상기 코팅층을 노광하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
8. 위 1에 있어서, 상기 기재필름 또는 상기 코팅층으로부터 수직 방향으로 소정의 높이로 이격된 차단 롤러를 이용하여 상기 기재필름의 이탈을 방지하는 단계를 더 포함하는, 필름 코팅 방법.
9. 기재 필름상에 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 코팅층을 파장이 300nm 이하인 빛을 차단하는 필터를 사용하여 노광하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
10. 위 9에 있어서, 상기 코팅층은 액정 조성물을 포함하는, 필름 코팅 방법.
11. 필름을 공급하는 공급 롤러; 상기 필름의 하면 측에 위치하며 상기 필름을 이동시키는 이송 롤러; 및 상기 필름의 상면으로부터 수직 방향으로 소정의 높이로 이격되어 배치되는 차단 롤러를 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
12. 위 11에 있어서, 상기 차단 롤러의 표면은 나일론 또는 스테인리스-스틸을 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
13. 위 11에 있어서, 상기 차단 롤러를 회전시키는 모터부를 더 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
14. 위 11에 있어서, 상기 차단 롤러는 상기 필름의 상면에 수직하는 방향으로 상기 이송 롤러와 마주보는, 광학 필름 제조 장치.
15. 위 11에 있어서, 상기 이송 롤러와 결합되는 이송 롤러 지지부; 상기 차단 롤러와 결합되는 차단 롤러 지지부; 및 상기 이송 롤러 지지부와 상기 차단 롤러 지지부를 연결하는 결합부를 더 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
16. 위 15에 있어서, 상기 차단 롤러와 결합되며, 상기 차단 롤러 지지부에 형성된 홀에 상기 필름의 폭 방향으로 이동 가능하도록 삽입되어 상기 차단 롤러와 상기 차단 롤러 지지부를 연결하는 샤프트를 더 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
17. 위 15에 있어서, 상기 차단 롤러 지지부는 수직 장공을 포함하며, 상기 결합부는 상기 수직 장공 내에 이동 가능하도록 삽입되어 상기 차단 롤러 지지부와 상기 이송 롤러 지지부를 연결하는, 광학 필름 제조 장치.
18. 위 17에 있어서, 상기 결합부의 상기 수직 장공 내의 이동에 의해 상기 차단 롤러의 상기 높이가 조절되는, 광학 필름 제조 장치.
19. 위 11에 있어서, 상기 필름 표면에 광학층을 코팅하는 슬롯 다이를 더 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
20. 위 19에 있어서, 상기 광학층은 점접착층, 보호 필름층, 하드 코팅 층 및 액정 층으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 기재필름들을 연결시키는 이음부를 박형 테이프로 형성하여, 상기 이음부의 단차 높이보다 슬롯 다이의 코팅 갭을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 단차에 의해 코팅 공정을 중단시킬 필요 없이 복수의 기재필름들에 대해 연속적으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 슬롯 다이를 이용한 코팅 공정은 전단부의 기재 필름에 연결된 리드 필름부터 시작하여 기재 필름의 전체 영역에 대해 손실 영역 없이 코팅 공정이 수행될 수 있다. 따라서, 코팅 공정의 비용 효율성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 광학 필름 제조 장치는 필름의 컬(Curl) 발생을 방지하는 차단 롤러를 필름 상면에 위치시킴으로서, 필름이 열에 의해 변형되더라도 필름 상에 컬(Curl) 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 2는 예시적인 실시예들에 따른 필름 코팅 방법을 설명하기 위한 개략적인 모식도들이다.
도 3 내지 도 5는 예시적인 실시예들에 따라 형성된 코팅층을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 6는 예시적인 실시예들에 따라 형성된 코팅층의 노광 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 7은 코팅층 상에 노광되는 빛의 파장에 따른 열화 발생 여부를 평가하기 위한 방법을 설명하는 개략적인 모식도이다.
도 8은 및 도 9는 각각 예시적인 실시예들에 따라 형성된 액정 편광층을 도 7의 방법에 따라 평가한 결과를 나타내는 사진들이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따라 필터를 사용하여 형성된 액정 편광자와 필터를 사용하지 않고 형성된 액정 편광자의 광학 성능을 비교한 그래프이다.
도 11 및 도 12은 각각 비교예에 따른 필름 코팅 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 13은 비교예의 필름 코팅 장비에서의 실제 공정 실행을 설명하기 위한 이미지이다.
도 14 및 도 15는 예시적인 실시예들에 따른 광학 필름 제조 장치를 나타내는 개략적인 모식도이다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 광학 필름 제조 장치의 모습을 나타내는 이미지이다.
도 17는 예시적인 실시예들에 따른 필름과 차단 롤러 사이의 높이를 조절하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 이음부들에 의해 연결된 기재 필름들 상에 점접착층, 보호 필름 등을 형성하기 위한 슬롯 다이를 활용한 필름 코팅 방법이 제공된다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1 및 2는 예시적인 실시예들에 따른 필름 코팅 방법을 설명하기 위한 개략적인 모식도들이다.
도 1을 참조하면, 롤러를 이용해 기재 필름(100)이 이동하며 슬롯 다이(180)를 통해 기재 필름(100) 표면 상에 코팅층 형성을 위한 코팅 공정이 수행될 수 있다.
예를 들면, 기재 필름(100)은 공급 롤러(50)에 권취된 상태로 슬롯 다이(180)쪽으로 화살표로 표시된 진행 방향을 따라 공급될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 이송 롤러(60)를 통해 기재 필름(100)에 인장력이 가해지며, 공급 롤러(50)로부터 기재 필름(100)이 이동될 수 있다.
슬롯 다이(180)는 공급 롤러(50) 및 이송 롤러(60) 사이에 배치되어 상기 코팅 공정을 수행될 수 있다. 슬롯 다이(180) 내부에는 코팅층 형성을 위한 액체 형태의 조성물이 저장되며, 상기 조성물은 슬롯 다이(180)의 토출구를 통해 기재 필름(100) 표면을 향해 분사되어 상기 코팅층이 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 표시된 필름 진행 방향의 반대 방향으로 상기 코팅 공정이 진행될 수 있다.
기재 필름(100)은 예를 들면, 터치 센서와 같은 센서 필름, 편광판, 위상차 필름 등과 같은 광학 필름 형성을 위한 베이스 층으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 기재 필름(100)은 환형올레핀중합체(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 폴리에테르술폰(PES), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC), 환형올레핀공중합체(COC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등과 같은 수지 물질을 포함할 수 있다.
슬롯 다이(180)로부터 토출되는 상기 조성물은 예를 들면, 감압성 점착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA), 광학 투명 점착체(Optically Clearance Adhesive: OCA) 등과 같은 점접착제 조성물, 또는 보호 필름 형성을 위한 수지 조성물, 하드 코트(Hard Coat) 조성물, 액정 위상차 또는 액정 광학층 형성을 위한 액정 조성물 등을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 연속적인 필름 코팅 공정을 구현하기 위해 복수의 기재 필름들(100)이 이음부(130)를 통해 연결되어 상기 코팅 공정이 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 기재 필름들(100) 중 일 기재 필름(100)(예를 들면, 코팅 공정이 개시되는 최초 기재 필름)의 전단부에는 제1 리드 필름(110)이 제1 이음부(132)를 통해 연결될 수 있다. 제1 리드 필름(110)은 기재 필름(100)의 이동을 위한 최초 인장력을 인가하고 공정 허용 오차를 고려하여 삽입되는 더미 필름으로 포함될 수 있다.
예를 들면, 제1 리드 필름(110)은 코팅 공정 완료 후 절단되어 폐기되는 필름으로서 PET와 같은 상대적으로 저가의 필름이 사용될 수 있다.
제1 이음부(132)를 포함하는 이음부(130)는 후술하는 바와 같이, 슬롯 다이(180)의 코팅 갭을 고려하여 얇은 두께로 형성하기 위해 박형 테이프를 사용하여 형성될 수 있다.
제1 이음부(132)에 의해 기재 필름(100)의 표면(또는 제1 리드 필름(110)의 상면) 및 제1 이음부(132)의 상면 사이에 단차가 생성되며, 이에 따라 단차 높이(H2)가 야기될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 슬롯 다이(180)는 단차 높이(H1)보다 큰 코팅 갭(H1)을 갖도록 배치될 수 있다. 코팅 갭(H1)은 기재 필름(100) 또는 제1 리드 필름(110)의 상면과 슬롯 다이(180)의 상기 토출구(예를 들면, Slot Die Lip) 사이의 수직 높이일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 슬롯 다이(180)를 통한 상기 조성물의 코팅은 도 2에 화살표로 표시된 코팅 진행 방향을 따라 제1 리드 필름(110)에서부터 시작되어 기재 필름(100)으로 진행될 수 있다. 예를 들면, 리드 필름(110) 상면의 중간 지점부터 상기 코팅이 시작되어 기재 필름(100) 쪽으로 연속적으로 코팅이 진행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 슬롯 다이(180)의 코팅 갭(180)이 제1 이음부(132)에 의한 단차 높이(H2)보다 크므로, 이음부(132)의 단차에 의한 코팅 중단 없이 연속적으로 코팅이 진행될 수 있다.
예를 들면, 단차 높이(H2)는 약 5 내지 40 ㎛일 수 있으며, 코팅 갭(H1)의 높이는 조성물 분사 효율성을 고려하여 약 50 내지 150㎛ 범위일 수 있다.
도 3 내지 도 5는 예시적인 실시예들에 따라 형성된 코팅층을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 같이, 슬롯 다이(180)를 통해 제1 리드 필름(110)에서부터 조성물 코팅이 개시되어 제1 이음부(132) 및 기재 필름(100)에 걸쳐 연속적으로 코팅이 진행될 수 있다.
이에 따라, 예를 들면 제1 리드 필름(110)의 중간 지점부터 제1 이음부(132)를 넘어 기재 필름(100)으로 연속적으로 연장하는 코팅층(140)이 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 복수의 기재 필름들(100)이 제2 이음부(134)를 통해 연결되어 상술한 롤러를 통해 공급될 수 있다. 상술한 바와 같이, 슬롯 코팅 다이(180)의 코팅 갭(H1)이 제2 이음부(134)에 의한 단차 높이보다 높게 유지될 수 있으므로, 제2 이음부(134)에 의한 코팅 중단 없이 연속적으로 연장되는 코팅층(140)이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 이음부(134)에 의한 기재 필름들(100) 부착을 위해 코팅 공정이 중단될 수도 있다. 이 경우에도, 코팅 갭(H1)이 상기 단차 높이보다 높게 유지되므로 후속 코팅 공정의 개시 위치를 자유롭게 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 코팅 공정 중단에 의한 손실 영역(예를 들면, 기재 필름(100)의 표면 중 코팅 층(140)이 형성되지 않은 영역)의 크기를 현저히 감소시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 코팅 진행 방향의 말단부에 배치되는 기재 필름(100)은 제2 리드 필름(115)과 제3 이음부(136)를 통해 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 슬롯 다이(180)를 통한 코팅 공정이 상기 말단부의 기재 필름(100) 및 제3 이음부(136)를 넘어 제2 리드 필름(115)의 상면까지 수행될 수 있다.
따라서, 상기 말단부의 기재 필름(100) 표면의 실질적으로 전체 영역을 활용하여 코팅층(140)이 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 5에서는 설명의 편의를 위해 기재 필름(100)의 일면에 코팅층을 형성하는 단면 코팅 공정이 도시되었으나, 기재 필름(100) 상면 및 하면에 코팅층이 도포되는 양면 코팅 공정에도 상술한 실시예들에 따른 필름 코팅 방법이 적용될 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예에 따라 형성된 코팅층(140)의 노광 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
일부 실시예들에 있어서 상기 필름 코팅 공정은 파장이 300nm 이하인 빛을 차단하는 필터(300)를 사용하여 코팅층(140)을 노광시키는 공정을 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 노광 공정에 의해 코팅층(140)을 경화시켜 액정 광학층을 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 액정 광학층은 액정 편광층일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 필터(300)는 광원(400)과 코팅층(140) 사이에 설치되어 광원(400)으로부터 방출되는 빛 중 파장이 300nm 이하인 빛을 차단할 수 있다.
이에 따라, 고에너지의 빛이 코팅층(140) 상에 도달하는 것을 방지하여, 코팅층(140)이 경화되어 형성된 액정 광학층의 광학 성능이 열화 되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 상기 노광 공정에 의해 액정 광학층이 형성되는 경우 광원(400)은 고압 수은 램프 또는 제논(Xenon) 램프일 수 있다.
예를 들면, 상기 노광 공정에 의해 액정 광학층이 형성되는 경우 코팅층(140)이 형성된 기재 필름(100)은 파장 380nm 내지 780nm에 대한 투과율이 80% 이상인 투명 기재 필름일 수 있다.
예를 들면, 상기 투명 기재 필름은 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 또는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들면, 상기 노광 공정에 의해 액정 광학층이 형성되는 경우 코팅층(140)은 액정 조성물을 포함할 수 있다.
상기 액정 조성물은 예를 들면, 중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광중합 개시제 및 용제를 포함할 수 있다.
상기 중합성 액정 화합물은 액정성을 발현할 수 있는 메조겐(mesogen)과 중합이 가능한 말단기를 포함하여 액정상을 갖게 되는 화합물을 의미한다. 예를 들면 상기 중합성 액정 화합물은 일정한 방향으로 배향된 액정상을 유지한 체로 중합되어 편광층을 형성할 수 있다.
상기 중합성 액정 화합물은 예를 들면 스메틱상을 나타내는 중합성 액정 화합물일 수 있다. 상기 스메틱상으로는 스메틱 A상, 스메틱 B상, 스메틱 D상, 스메틱 E상, 스메틱 F상, 스메틱 G상, 스메틱 H상, 스메틱 I상, 스메틱 J상 또는 스메틱 K상일 수 있다.
상기 중합성 액정 화합물은 액정성을 발현할 수 있는 메조겐(mesogen)과 중합이 가능한 말단기를 포함하는 화합물이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 상기 중합성 액정 화합물은 2 이상의 중합성 액정 화합물의 혼합물 일 수도 있다.
상기 이색성 색소는 편광 특성을 갖도록 하는 것으로, 분자의 장축 방향에서의 흡광도와 단축 방향에서의 흡광도가 다른 성질을 갖는 색소를 의미한다.
예를 들면 상기 이색성 색소는 300 내지 700nm에서 극대 흡수 파장을 갖는 공지된 이색성 색소라면 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 광중합 개시제는 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 개시시키는 화합물로서, 빛에 의해 활성 라디칼이나 산을 발생시키는 화합물을 의미한다.
예를 들면, 상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 티오크산톤계 또는 안트라센계 화합물일 수 있다.
상기 용제는 상술한 액정 조성물의 각 성분을 용해하기 위한 것으로 중합성 액정 화합물의 중합 반응에 불황성인 용제라면, 제한없이 사용될 수 있다.
예를 들면 상기 용제는 알코올계 용제, 에스테르계 용제, 케톤계 용제, 지방족 탄화수소계 용제, 방향족 탄화수소계 용제, 니트릴계 용제, 에테르계 용제 또는 염소 함유 용제일 수 있다.
코팅층(140)이 상술한 액정 조성물을 포함하는 경우, 상기 노광 공정에 의해 액정 편광층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 노광 공정은 파장이 300nm 이하인 빛을 차단하는 필터(300)를 사용하여, 코팅층(140)을 경화시킴으로써, 고에너지 빛에 의한 열화가 방지된 액정 편광층을 형성할 수 있다.
도 7은 코팅층 상에 노광되는 빛의 파장에 따른 열화 발생 여부를 평가하기 위한 방법을 설명하는 개략적인 모식도이다. 도 8은 및 도 9는 각각 예시적인 실시예들에 따라 형성된 액정 편광층을 도 7의 방법에 따라 평가한 결과를 나타내는 사진들이다.
도 7을 참조하면, 상술한 코팅 방법에 따라 기재 필름(100) 상에 코팅층(140)을 형성할 수 있다. 광원(400)으로부터 방출된 빛을 분산 그래이팅(500)으로 분산시켜, 코팅층(140) 상에 조사할 수 있다. 코팅층(140) 상에 조사되는 빛의 파장 범위는 약 220nm 내지 520nm일 수 있다.
도 8은 도 7의 평가 방법에 따라 이색성 색소로서 Magenta(D128)을 포함하는 코팅층(140)의 파장에 따른 열화 발생 여부를 나타내는 사진이다. 원으로 표시된 부분을 참조하면, 파장이 300nm 이하인 빛에 의해 코팅층(140)이 경화되는 경우 형성된 액정 편광층에 열화가 발생할 수 있다.
도 9는 도 7의 평가 방법에 따라 이색성 색소로서 Orange(OK287)을 포함하는 코팅층(140)의 파장에 따른 열화 발생 여부를 나타내는 사진이다. 원으로 표시된 부분을 참조하면, 파장이 300nm 이하인 빛에 의해 코팅층(140)이 경화되는 경우 형성된 액정 편광층에 열화가 발생할 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따라 상기 필터를 사용하여 형성된 액정 편광자와 상기 필터를 사용하지 않고 형성된 액정 편광자의 투과율(Py, Ty)을 비교한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 상기 필터를 사용하여 형성된 액정 편광자(정사각형으로 표시)는 필터를 사용하지 않고 형성된 액정 편광자(다이아몬드 모양으로 표시)보다 투과율이 보다 우수할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 기재필름 또는 상기 코팅층으로부터 수직 방향으로 소정의 높이로 이격되어 배치된 차단 롤러를 이용하여 상기 기재필름의 수직 방향 이탈을 방지할 수 있다.
이에 따라 상기 차단 롤러는 상기 필름이 열에 의해 변형되어, 이송 라인으로부터 상기 필름이 수직 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 필름의 수직 방향 이탈을 방지하여, 필름 상에 컬(Curl)이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 차단 롤러는 상기 필름의 상면과 직접 접촉되지 않아, 상기 필름의 상면에 롤러에 의한 압력이 동일하게 전달되지 않음에 따른 수평 방향 이탈(예를 들면 사행)을 효과적으로 방지할 수 있다.
예를 들면, 상기 필름의 상면과 상기 차단 롤러가 이격된 높이(H)는 특별히 제한되지 않으며, 상기 필름의 종류 및 컬(Curl)의 발생 정도에 따라 조절될 수 있다. 예를 들면 상기 높이는 0.1cm 내지 2cm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 11 및 도 12은 각각 비교예에 따른 필름 코팅 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도 및 평면도이다. 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 구성과 대응되는 구성에 대해서는 유사한 참조부호가 사용된다.
도 11을 참조하면, 제1 이음부(232)를 통해 제1 리드 필름(210) 및 기재 필름(200)이 연결되며, 슬롯 다이(280)의 코팅 갭(H3)은 제1 이음부(232)에 의한 단차 높이(H4) 보다 낮게 배치될 수 있다.
비교예의 경우, 단차 높이(H4)에 의해 코팅 공정이 중단되므로, 상기 코팅 공정이 기재 필름(200)의 중간 영역부터 개시된다.
도 12을 참조하면, 기재 필름들을 연결하는 제2 이음부(234)가 형성되며, 말단부의 기재 필름(200) 및 제2 리드 필름(215)을 연결하는 제3 이음부(236)가 형성될 수 있다.
비교예의 경우, 슬롯 다이(280)가 이음부들(232, 234, 236)에 근접할 때마다 단차 높이(H4)에 의해 코팅 공정이 중단되므로, 코팅 층(240) 형성이 중단되는 손실 영역(L1, L2, L3)이 발생된다(예를 들면, 갭(gap) 영역 도달/전진 구간에서 손실 발생) 또한, 코팅 공정이 중단될 때마다 슬롯 다이(280) 내에 저장된 조성물의 유량 안정화 시간이 필요하므로, 손실 영역(L1, L2, L3)의 너비가 더욱 증가될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 이음부(232)와 접하는 전단부의 기재 필름(200)에 제1 손실 영역(L1)이 발생하며, 제2 이음부(234)의 양 측면에 걸쳐 제2 손실 영역(L2) 영역이 발생할 수 있다. 또한, 제3 이음부(236)에 접하는 말단부의 기재 필름(200)에 제3 손실 영역(L3)이 발생할 수 있다.
도 13은 비교예의 필름 코팅 장비에서의 실제 공정 실행을 설명하기 위한 이미지이다. 도 13을 참조하면, 도 11 및 도 12을 참조로 설명한 손실 영역이 화살표로 표시한 바와 같이 나타날 수 있다.
그러나, 상술한 예시적인 실시예들에 따르면 이음부(130)를 박막 테이프로 형성하여 슬롯 다이(180)의 코팅 갭을 단차 높이보다 높게 배치할 수 있다. 따라서, 코팅 공정을 제1 리드 필름(110)부터 개시하여 제2 리드 필름(115)까지 연속적으로 수행할 수 있으므로, 비교예에서의 손실 영역을 실질적으로 제거하거나 현저히 감소시킬 수 있다.
그러므로, 기재 필름(100)의 활용가능한 영역을 증가시키고 공정 연속성 및 효율성을 현저히 향상시킬 수 있다.
도 14 및 도 15는 예시적인 실시예들에 따른 광학 필름 제조 장치를 나타내는 개략적인 모식도이다. 도 16은 예시적인 실시예에 따른 광학 필름 제조 장치의 모습을 나타내는 이미지이다.
본 발명의 예시적 실시예들에 따른 광학 필름 제조 장치는 필름(10)을 공급하는 공급 롤러(50), 필름(10)의 하면 측에 위치하며 필름(10)을 이동시키는 이송 롤러(60) 및 필름(10)의 상면으로부터 수직 방향으로 소정의 높이로 이격되어 배치되는 차단 롤러(70)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 광학 필름 제조 장치는 필름(10)을 고온 건조시키는 공정에 의해, 필름(10)이 변형되더라도, 필름(10)이 수직 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있어, 필름(10) 상에 컬(Curl)이 형성되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 차단 롤러(70)는 필름(10)으로부터 이격되어 배치되므로, 종래 핀치 롤과 달리, 필름(10)의 상면과 차단 롤러(70)가 직접 접촉하지 않을 수 있다. 이에 따라, 필름(10) 상에 압력이 고르게 가해 지지 않아, 필름(10)이 수평 방향으로 이탈되는 사행을 효과적으로 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 차단 롤러(70)의 표면은 나일론 또는 스테인리스-스틸을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 나일론은 MC 나일론, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 11, 나일론 12 또는 나일론 46일 수 있다.
예를 들면 상기 스테인리스-스틸은 오스테나이트계(SUS 304), 페라이트계(SUS 430), 마르텐사이트계(SUS410), 이상계(SUS329) 또는 석출경화계(SUS630)일 수 있다.
이에 따라, 차단 롤러(70)의 내구성, 내화학성이 우수할 수 있으며, 필름(10) 상에 이물이 발생하는 것을 방지하여, 광학 필름 제조 효율 및 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 광학 필름 제조 장치는 차단 롤러(70)를 회전시키는 모터부를 더 포함할 수 있다.
상기 모터부는 예를 들면, 차단 롤러(70)를 이송 롤러(60)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전 시킬 수 있다. 이에 따라, 필름(10) 수직 방향 이탈을 보다 효과적으로 방지하여, 열에 의해 변형된 필름(10) 상에 컬(Curl)이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 차단 롤러(70)는 필름(10)의 상면에 수직하는 방향으로 이송 롤러(60)와 마주볼 수 있다.
이에 따라, 이송 롤러(60)가 필름(10)을 이송시키는 과정에서 필름(10)이 수직 방향으로 이탈되는 것을 방지하여, 필름(10)상에 컬(Curl)이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 광학 필름 제조 장치는 이송 롤러(60)와 결합되는 이송 롤러 지지부(84), 차단 롤러(70)와 결합되는 차단 롤러 지지부(82) 및 이송 롤러 지지부(84)와 차단 롤러 지지부(82)를 연결하는 결합부(86)을 더 포함할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 상기 광학 필름 제조 장치는 차단 롤러(70)와 차단 롤러 지지부(82)를 연결하는 샤프트(80)를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 도 15에 도시된 바와 같이 샤프트(80)를 차단 롤러(70)에 삽입하여, 샤프트(80)와 차단 롤러(70)를 결합시킬 수 있다. 예를 들면, 샤프트(80)의 끝단에 볼트(85)를 추가로 결합시킴으로써, 차단 롤러(70)를 샤프트(80)에 고정시킬 수 있다. 예를 들면, 차단 롤러(70)가 결합된 샤프트(80)는 차단 롤러 지지부(82)의 샤프트 결합 홀에 삽입되어, 차단 롤러(70)와 차단 롤러 지지부(82)를 연결시킬 수 있다.
예를 들면, 샤프트(80)의 전체 길이를 조절하여, 차단 롤러(70)가 필름(10)의 폭 방향으로 배치되는 위치를 적절하게 조절할 수 있다.
예를 들면, 샤프트(80)는 차단 롤러 지지부(82)의 상기 샤프트 결합 홀에 삽입되어 필름(10)의 폭 방향으로 이동 가능 하도록 설치될 수 있다.
이에 따라, 샤프트(80)를 필름(10)의 폭 방향으로 이동 시켜, 필름(10)의 폭 방향으로 차단 롤러(70)가 배치되는 위치를 조절할 수 있다. 따라서, 필름(10)의 종류 및 폭에 관계 없이, 상기 광학 필름 제조 장치는 컬(Curl)의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
예를 들면, 차단 롤러 지지부(82), 이송 롤러 지지부(84) 및 결합부(86) 사이의 위치 관계를 조절하여, 필름(10)과 차단 롤러(70) 사이의 높이(H)를 조절할 수 있다.
도 17는 예시적인 실시예들에 따른 필름과 차단 롤러 사이의 높이를 조절하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 차단 롤러 지지부(82)는 높이(H) 방향과 평행한 방향으로 길게 형성된 수직 장공(88)을 포함할 수 있다. 또한, 결합부(86)는 수직 장공(88) 내에 이동 가능하도록 삽입되어 차단 롤러 지지부(82)와 이송 롤러 지지부(84)를 연결시킬 수 있다.
도 17을 참조하면, 결합부(86)는 수직 장공(88) 내에서 높이 방향(H)으로 이동될 수 있다. 이에 따라 필름(10)과 차단 롤러(70) 사이의 높이(H)가 조절될 수 있다.
예를 들면, 결합부(86)가 수직 장공(88)의 하부로 이동하는 경우, 차단 롤러 지지부(82)와 이송 롤러 지지부(84)가 이루는 높이 방향으로의 길이가 증가되어, 필름(10)과 차단 롤러(70) 사이의 높이(H)가 증가될 수 있다.
예를 들면 결합부(86)가 수직 장공(88)의 상단으로 이동하는 경우, 차단 롤러 지지부(82)와 이송 롤러 지지부(84)가 이루는 높이 방향으로의 길이가 감소되어, 필름(10)과 차단 롤러(70) 사이의 높이(H)가 감소될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 광학 필름 제조 장치는 차단 롤러(70)를 차단 롤러 지지부(82)로부터 분리할 수 있다.
예를 들면, 도 15에 도시된 바와 같이 차단 롤러 지지부(82)의 상기 샤프트 결합 홀과 결합된 샤프트(80)를 차단 롤러 지지부(82)로부터 분리함으로써, 차단 롤러(70)를 차단 롤러 지지부(82)로부터 분리 시킬 수 있다. 예를 들면, 차단 롤러(70)를 샤프트(80)로부터 분리하여, 차단 롤러(70)를 차단 롤러 지지부(82)로부터 분리할 수 있다.
예를 들면, 차단 롤러(70)가 볼트(85)에 의해 샤프트(80)에 고정되는 경우, 볼트(85)를 샤프트(80)로부터 제거한 후, 차단 롤러(70)를 샤프트(80)로부터 분리시킴으로써, 차단 롤러(70)를 차단 롤러 지지부(82)로부터 분리할 수 있다. 예를 들면, 분리된 차단 롤러(70)는 차단 롤러 지지부(82)와 다시 결합될 수도 있다.
예를 들면, 차단 롤러(70)는 광학 필름 제조 장치의 어느 일 위치로부터 제거된 후, 컬(Curl)의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 다른 위치에 다시 배치될 수 있다. 이에 따라 필름(10) 상에 컬(Curl)이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 예시적 실시예들에 따른 광학 필름 제조 장치는 필름(10)의 상면으로부터 소정 높이로 이격되어 배치되는 차단 롤러(70)를 포함하여, 필름(10)의 수평 방향 및 수직 방향 이탈을 모두 효과적으로 방지할 수 있다.
비교예에 있어서, 종래 광학 필름 제조 장치는 필름의 상하면을 함께 고정하는 핀치 롤러를 포함하여, 필름의 수직 방향 이탈은 방지할 수 있다. 그러나 상기 비교예의 핀치 롤러는 필름(10)상에 가하는 압력이 일정하자 않을 경우, 수평 방향 이탈이 발생하여, 필름(10)의 사행이 발생할 수 있다.
도 14를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 광학 필름 제조 장치는 필름(10)의 표면에 광학층을 코팅하는 슬롯 다이(180)를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 슬롯 다이(180)는 상술바와 같이, 내부에 코팅층 형성 조성물을 포함하며, 슬롯 코팅 다이(180)의 코팅 갭이(H1)이 이음부에 의한 단차 높이보다 높게 유지되어, 코팅 중단 없이 연속적으로 연장되는 코팅층이 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 광학층은 특별히 제한되지 않으며, 점접착층, 보호 필름층, 하드 코팅층 및 액정층으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 광학 필름 제조 장치는, 차단 롤러(70)를 포함하여, 필름의 이송 중 발생할 수 있는 컬(Curl) 또는 사행을 방지할 수 있다. 또한 슬롯 다이(180)를 더 포함하여, 코팅 중단 없이 연속적으로 연장되는 코팅층을 형성할 수도 있다.
10: 필름 50: 공급 롤러
60: 이송 롤러 70: 차단 롤러
80: 샤프트 82: 차단 롤러 지부
84: 이송 롤러 지지부 86: 결합부
88: 수직 장공 100, 200: 기재필름
110, 210: 제1 리드 필름 115, 215: 제2 리드 필름
130: 이음부 132: 232: 제1 이음부
134: 234: 제2 이음부 136, 236: 제3 이음부
180, 280: 슬롯 다이 140, 240: 코팅층
300: 필터 400: 광원
500: 분산 그래이팅 L1, L2, L3: 손실영역
H: 높이 L: 수평 거리

Claims (20)

  1. 리드(lead) 필름과 이음부로 연결된 기재 필름을 롤러를 통해 공급하는 단계;
    상기 리드 필름 또는 상기 기재 필름 표면으로부터 슬롯 다이의 코팅 갭(gap)을 상기 이음부에 의한 단차 높이보다 높게 배치하는 단계;
    상기 리드 필름부터 상기 기재 필름으로 연속적으로 상기 슬롯 다이를 통해 조성물을 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 기재필름 또는 상기 코팅층, 및 상기 롤러와 수직 방향으로 소정의 높이로 이격된 차단 롤러를 이용하여 상기 기재필름의 이탈을 방지하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 리드 필름은 코팅 진행 방향의 전단부의 기재 필름과 연결되는 제1 리드 필름 및 상기 코팅 진행 방향의 말단부의 기재 필름과 연결되는 제2 리드 필름을 포함하는, 필름 코팅 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 이음부는 상기 제1 리드 필름 및 상기 전단부의 기재 필름을 연결하는 제1 이음부, 및 상기 제2 리드 필름 및 상기 말단부의 기재 필름을 연결하는 제3 이음부를 포함하는, 필름 코팅 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 코팅층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 리드 필름, 상기 제1 이음부 및 상기 전단부의 기재 필름에 걸쳐 연속적으로 상기 조성물을 코팅하는 단계; 및
    상기 말단부의 기재 필름, 상기 제3 이음부 및 상기 제2 리드 필름에 걸쳐 연속적으로 상기 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 복수의 상기 기재 필름들이 제2 이음부를 통해 연결되어 제공되는, 필름 코팅 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 코팅층을 형성하는 단계는 상기 기재 필름들 및 상기 제2 이음부에 걸쳐 연속적으로 상기 조성물을 코팅하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 파장이 300nm 이하인 빛을 차단하는 필터를 사용하여 상기 코팅층을 노광하는 단계를 포함하는, 필름 코팅 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 코팅층은 액정 조성물을 포함하는, 필름 코팅 방법.
  11. 필름을 공급하는 공급 롤러;
    상기 필름의 하면 측에 위치하며 상기 필름을 이동시키는 이송 롤러; 및
    상기 필름의 상면 및 상기 공급 롤러와 수직 방향으로 소정의 높이로 이격되어 상기 필름의 이탈을 방지하는 차단 롤러를 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 차단 롤러의 표면은 나일론 또는 스테인리스-스틸을 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 차단 롤러를 회전시키는 모터부를 더 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 차단 롤러는 상기 필름의 상면에 수직하는 방향으로 상기 이송 롤러와 마주보는, 광학 필름 제조 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 이송 롤러와 결합되는 이송 롤러 지지부;
    상기 차단 롤러와 결합되는 차단 롤러 지지부; 및
    상기 이송 롤러 지지부와 상기 차단 롤러 지지부를 연결하는 결합부를 더 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 차단 롤러와 결합되며, 상기 차단 롤러 지지부에 형성된 홀에 상기 필름의 폭 방향으로 이동 가능하도록 삽입되어 상기 차단 롤러와 상기 차단 롤러 지지부를 연결하는 샤프트를 더 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 차단 롤러 지지부는 수직 장공을 포함하며,
    상기 결합부는 상기 수직 장공 내에 이동 가능하도록 삽입되어 상기 차단 롤러 지지부와 상기 이송 롤러 지지부를 연결하는, 광학 필름 제조 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 결합부의 상기 수직 장공 내의 이동에 의해 상기 차단 롤러의 높이가 조절되는, 광학 필름 제조 장치.
  19. 청구항 11에 있어서, 상기 필름 표면에 광학층을 코팅하는 슬롯 다이를 더 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 광학층은 점접착층, 보호 필름층, 하드 코팅층 및 액정층으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는, 광학 필름 제조 장치.
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