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KR102033697B1 - 광학 필름 마킹 시스템 및 광학 필름 마킹 방법 - Google Patents

광학 필름 마킹 시스템 및 광학 필름 마킹 방법 Download PDF

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KR102033697B1
KR102033697B1 KR1020160040290A KR20160040290A KR102033697B1 KR 102033697 B1 KR102033697 B1 KR 102033697B1 KR 1020160040290 A KR1020160040290 A KR 1020160040290A KR 20160040290 A KR20160040290 A KR 20160040290A KR 102033697 B1 KR102033697 B1 KR 102033697B1
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film fabric
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황규성
장응진
최항석
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Abstract

본 발명은 광학 필름 원단을 마킹하는 시스템 및 광학 필름 원단을 마킹하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름 마킹 시스템은 상기 광학 필름 원단을 제1방향으로 공급하는 공급롤과 상기 제1방향으로 공급되는 상기 광학 필름 원단 중 디스플레이 패널에 부착되는 유효 영역 이외의 마킹 영역에 널링 마크 또는 원단 정보를 마킹하는 마킹 유닛과 상기 마킹 유닛에 마킹용 레이저 광을 공급하는 광원 부재를 포함하는 광원 유닛과 그리고 상기 광학 필름 원단을 수취하는 수취롤을 포함하는 광학 필름 마킹 시스템을 포함한다.

Description

광학 필름 마킹 시스템 및 광학 필름 마킹 방법{System and method for marking at optical film}
본 발명은 광학 필름 원단 중 일부 영역에 마킹을 수행하는 광학 필름 마킹 시스템 및 광학 필름 마킹 방법에 관한 것이다.
종래 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보단말기기 등의 모니터에 주로 이용되어 오고 있으나, CRT 자체의 큰 무게나 크기로 인하여 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.
이러한 CRT를 대체하기 위해 소형, 경량화의 장점을 갖고 있는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 그 수요가 점차 증가하고 있다.
액정 표시 장치의 화상 구현 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 이방성과 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자배열의 방향이 변화되는 분극 성질을 띤다. 액정 표시 장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계 생성전극이 형성된 한 쌍의 투명절연기판으로 이루어진 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 각 전계생성 전극 사이의 전기장 변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러가지 화상을 표시한다.
액정패널의 상부 및 하부에 각각 액정 표시 장치의 액정 배향변화를 가시화하는 광학 필름의 하나인 편광 필름이 위치된다. 편광 필름은 빛의 투과되는 투과측과 일치하는 편광 성분의 빛을 투과시키는데, 두 개의 편광 필름의 투과축의 배치와 액정의 배열 특성에 의해 빛의 투과 정도를 결정하게 된다.
편광 필름은 빛의 편광특성을 변화시키는 편광축이 형성되며 편광자인 요오드를 흡수한 PVA(poly vinylalcohol)를 강한 장력으로 연신하여 제작되는 편광층과, 편광층의 양측면에 형성되어 편광층을 보호 및 지지하는 제1, 제2 TAC 필름(tri-acetatecellulose film), 제1 TAC 필름의 일측에 형성되어 편광판의 표면손상을 방지하는 보호필름과, 제2 TAC 필름의 일측에 점착제를 매개로 형성된 이형필름으로 이루어져 있다.
이러한 편광 필름은 필름 제조 장치를 이용하여 PVA 필름과 TAC 필름(제1 TAC필름 제2 TAC 필름)과 보호필름과 이형필름이 각각 감긴 원료 롤을 준비한 후, 원료 롤을 세정조에서 세정하고 건조 오븐에서 건조하는 전처리 과정을 거친 다음, PVA 필름의 양측에 제1 TAC 필름과 제2 TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하여 중간 롤을 형성한 후, 상기 제1 TAC 필름의 표면에 보호필름을 적층하는 한편 제2 TAC 필름의 표면에 점착제를 개재하여 이형필름을 적층하여 편광 필름 롤을 형성한다.
도 1은 일반적인 광학 필름 원단의 권취 과정을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 광학 필름 원단이 한쪽으로 치우쳐 권취되어 있는 모습을 보여주는 도면이며, 도 3은 도 2의 A1 영역을 확대하여 보여주는 단면도이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 리와인더(2)에서 공급되는 편광 필름(f)의 중간 공정을 거친 후 와인더(3)에 감긴다. 이 때, 와인더(3)는 편광 필름(f)이 감기는 과정에서 한쪽으로 치우치는 쏠림 현상 또는 느슨해져 편광 필름(f)이 구겨지는 현상을 방지하고자 높은 권취 장력으로 감긴다.
다만. 높은 권취 장력에도 불구하고 편광 필름(f)은 외부의 환경이나 작업자의 영향으로 도 2와 같이 편광 필름(f)이 한쪽으로 쏠리는 문제가 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이 외부의 이물질(O)이 편광 필름(f) 사이에 놓여져 와인더(3)에 감겨지는 경우 높은 권취 장력으로 인해 감겨진 편광 필름(f)들 중 위쪽에 위치한 편광 필름의 압력으로 이물질(O) 주변의 상하부에 위치한 편광 필름(f)들이 눌리는 현상이 발생되어, 편광 필름(f)이 손상되는 문제가 있다.
본 발명은 광학 필름 원단에 눌림 현상을 최소화하며, 광학 필름 원단에 원단 정보를 기입할 수 있는 광학 필름 마킹 시스템 및 광학 필름 마킹 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 광학 필름 원단을 마킹하는 마킹 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광학 필름 마킹 시스템은 상기 광학 필름 원단을 제1방향으로 공급하는 공급롤과 상기 제1방향으로 공급되는 상기 광학 필름 원단 중 디스플레이 패널에 부착되는 유효 영역 이외의 마킹 영역에 널링 마크 또는 원단 정보를 마킹하는 마킹 유닛과 상기 마킹 유닛에 마킹용 레이저 광을 공급하는 광원 부재를 포함하는 광원 유닛과 그리고 상기 광학 필름 원단을 수취하는 수취롤을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 마킹 영역은 상기 광학 필름 원단의 영역 중 그 길이방향이 상기 제1방향을 따라 형성되며, 상기 광학 필름 원단의 폭 중앙에 위치하는 상기 유효 영역을 제외한 양쪽 가장자리 영역을 포함하고, 상기 마킹 유닛은 상기 광학 필름 원단에 상기 널링 마크 또는 상기 원단 정보를 마킹하면서 상기 광학 필름 원단의 상부방향으로 돌출된 돌기를 형성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 널링 마크는 상기 마킹 영역 중 상기 제1방향을 따라 형성된 일정한 무늬 패턴을 포함하고 상기 원단 정보는 상기 광학 필름 원단의 상부면 또는 하부면 정보, 상기 광학 필름 원단의 생산 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 널링 마크는 상기 유효 영역을 기준으로 대칭되도록 상기 마킹 영역에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 마킹 유닛은 상기 광원 부재에서 조사된 상기 레이저 광을 반사시키는 반사 부재와 상기 반사 부재를 통해 전달된 상기 레이저 광의 크기를 증폭시키는 빔 익스팬더와 상기 빔 익스팬더에서 전달된 상기 레이저 광의 특성을 변화시키는 빔 셰이퍼와 그리고 상기 빔 셰이퍼에서 전달된 상기 레이저 광으로 상기 광학 필름 원단에 기설정된 상기 널링 마크 또는 상기 원단 정보가 마킹되도록 상기 광학 필름 원단에 상기 레이저 광을 조사하여 상기 광학 필름에 마킹을 수행하는 마킹 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 마킹 유닛은 상기 광학 필름 원단의 상부에 복수개 위치하며, 복수개의 상기 마킹 유닛은 상기 제1방향과 상부에서 바라 볼 때 수직한 방향인 제2방향을 따라 일정 거리 이격되어 위치할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광원 유닛은 상기 마킹 유닛과 대응되는 개수로 제공되며, 상기 반사 부재는 반사 미러로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 마킹 유닛의 개수는 상기 광원 유닛의 개수의 두 배로 제공되며, 하나의 광원 부재는 두 개의 상기 마킹 유닛에 상기 레이저 광을 제공하며, 상기 반사 부재는 복수개 제공되며, 복수개의 상기 반사 부재 중 어느 하나는 빔 스플리터로 제공되며, 다른 하나는 반사 미러로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광원 유닛은 상기 광원 부재에서 공급되는 상기 레이저 광의 출력을 조절하는 제어 부재를 더 포함하되, 상기 제어 부재는 상기 광학 필름 원단이 상기 제1방향으로 이송되는 동안 상기 돌기의 높이가 상기 제1방향의 진행 방향과 반대 방향으로 갈수록 점차 낮게 형성되도록 상기 레이저 광의 출력을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광학 필름 마킹 시스템은 상기 수취롤의 권취 장력을 조절하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 광학 필름 원단을 마킹하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광학 필름 마킹 방법은 제1방향으로 공급되는 상기 광학 필름 원단 중 디스플레이 패널에 부착되는 유효 영역 이외의 마킹 영역에 널링 마크 또는 원단 정보를 레이저 광으로 마킹하면서, 상기 광학 필름 원단의 상부방향으로 돌출된 돌기를 형성하며, 상기 마킹 영역은 상기 광학 필름 원단의 영역 중 그 길이방향이 상기 제1방향을 따라 형성되며, 상기 광학 필름 원단의 폭 중앙에 위치하는 상기 유효 영역을 제외한 양쪽 가장자리 영역을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 널링 마크는 상기 마킹 영역 중 상기 제1방향을 따라 형성된 일정한 무늬 패턴을 포함하고, 상기 원단 정보는 상기 광학 필름 원단의 상부면 또는 하부면 정보, 상기 광학 필름 원단의 생산 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 널링 마크는 상기 유효 영역을 기준으로 대칭되도록 상기 마킹 영역에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 광학 필름 원단이 상기 제1방향으로 이송되는 동안 상기 돌기의 높이가 상기 제1방향의 진행 방향과 반대 방향으로 갈수록 점차 낮게 형성되도록 상기 레이저 광의 출력을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 광학 필름 원단 중 일부 영역에 레이저 광을 이용한 마킹을 수행하여 광학 필름 원단의 권취 중 한쪽으로 치우치는 현상을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 광학 필름 원단 중 일부 영역에 레이저 광을 이용한 마킹을 수행하여 광학 필름 원단의 상부로 돌출되는 돌기를 형성하여 광학 필름 원단의 권취 중 눌림 현상을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 광학 필름 원단 중 일부 영역에 원단 정보를 마킹하여 광학 필름 원단의 정보를 쉽게 알아 볼 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 광학 필름 원단의 권취 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 광학 필름 원단이 한쪽으로 치우쳐 권취되어 있는 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 A1 영역을 확대하여 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름 마킹 시스템을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 광학 필름 마킹 시스템의 정면도이다.
도 6은 도 3의 광원 유닛 및 마킹 유닛의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 4의 광학 필름 마킹 시스템의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 7의 광학 필름 마킹 시스템의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 4의 마킹 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 광학 필름 원단에 형성된 돌기를 보여주는 단면도이다.
도 11은 광학 필름 원단에 널링 마크 및 원단 정보를 마킹하는 공정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 마킹된 광학 필름 원단이 수취롤에 권취되어 있는 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12에 A2 영역을 확대하여 그 일부를 보여주는 단면도이다.
도 14는 광학 필름에 마킹된 널링 마크의 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 15는 레이저의 출력에 따른 돌기의 높이를 개략적으로 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되게 도시된 부분도 있다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 광학 필름(f)은 디스플레이 패널에 부착되는 편광 필름을 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 필름 마킹 시스템을 개략적으로 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 광학 필름 마킹 시스템의 정면도이다. 이하, 도 4 및 도 5를 참고하면, 광학 필름 마킹 시스템(10)은 광학 필름(f) 원단 중 일부 영역에 마킹하는 시스템이다. 광학 필름 마킹 시스템(10)은 공급롤(100), 수취롤(200), 마킹 유닛(300), 광원 유닛(400) 그리고 제어기(500)를 포함한다.
공급롤(100)은 광학 필름(f) 원단의 제조 공정을 위해서 광학 필름(f) 원단을 공급한다. 공급롤(100)은 대체로 원통 형상으로 제공된다. 공급롤(100)은 일방향으로 회전가능하게 제공된다. 일 예로 공급롤(100)은 시계방향으로 회전하여 광학 필름(f) 원단을 공급한다. 이와는 달리, 공급롤(100) 반시계방향으로 회전하여 광학 필름(f) 원단을 공급할 수 있다. 선택적으로, 공급롤(100)은 광학 필름(f) 원단이 공급되는 방향에 따라서 그 회전 방향이 결정될 수 있다.
광학 필름(f) 원단은 그 길이방향을 따라 공급된다. 여기서, 공급롤(100)이 광학 필름(f) 원단을 공급하여 이송되는 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라 볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12) 및 제2방항에 모두 수직한 방향을 제3방향(16)이라 한다.
최초 공급롤(100)에는 광학 필름(f) 원단이 감져진 상태로 제공된다. 이후, 공급롤(100)은 시계방향으로 회전하면서 제1방향(12)으로 광학 필름(f) 원단을 공급한다.
본 발명의 명세서에는 자세히 도시 하지 않았으나, 공급롤(100)에서 공급된 광학 필름(f) 원단은 다양한 공정을 수행된 이 후 수취롤(200)에 감겨진다.
수취롤(200)에는 후술하는 광학 필름(f) 원단의 마킹 영역(A)에 널링 마크(NM) 또는 원단 정보(PM)가 마킹된 공정 이후에 광학 필름(f) 원단이 감겨진다. 수취롤(200)은 대체로 원통형상으로 제공된다. 수취롤(200)은 공급롤(100)과 제1방향(12)을 따라 일정거리 이격되어 위치한다. 수취롤(200)은 일방향으로 회전가능하게 제공된다. 일 예로 수취롤(200)은 시계방향으로 회전되어 광학 필름(f) 원단을 수취한다. 이와는 달리, 수취롤(200)은 반시계방향으로 회전되어 광학 필름(f) 원단을 수취할 수 있다. 선택적으로, 수취롤(200)은 광학 필름(f) 원단이 수취되는 방향에 따라서 그 회전 방향이 결정될 수 있다.
도 6은 도 3의 광원 유닛 및 마킹 유닛의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 7은 도 4의 광학 필름 마킹 시스템의 일부를 보여주는 평면도이다. 이하, 도 6 및 도 7을 참고하면, 마킹 유닛(300)은 광학 필름(f) 원단의 영역 중 유효 영역(V)을 제외한 마킹 영역(A)에 널링 마크(NM) 또는 원단 정보(PM)를 마킹한다. 여기서 유효 영역(V)이란, 광학 필름(f) 원단 중 디스플레이 패널에 부착되는 영역을 말한다. 유효 영역(V)은 그 길이 방향이 제1방향(12)을 따라 형성된다. 유효 영역(V)은 제2방향(14)인 폭 방향의 중앙에 위치하는 영역이다. 마킹 영역(A)은 광학 필름(f) 원단의 영역 중 그 길이방향이 제1방향(12)을 따라 형성된다. 마킹 영역(A)은 광학 필름(f) 원단의 유효 영역(V)을 제외한 양쪽 가장자리 영역을 포함한다.
도 10은 광학 필름 원단에 형성된 돌기를 보여주는 단면도이다. 도 10을 참고하면, 마킹 유닛(300)은 레이저 광을 이용하여 광학 필름(f) 원단을 마킹할 수 있다. 마킹 유닛(300)은 광학 필름(f) 원단의 상부방향으로 돌출된 돌기(t)를 형성한다. 마킹 유닛(300)은 광학 필름(f) 원단에 널링 마크(NM) 또는 원단 정보(PM)를 생성하는 과정에서 돌기(t)를 형성할 수 있다. 돌기(t)는 광학 필름(f) 원단의 상부면을 기준으로 제3방향(16)을 향해 돌출된다. 돌기(t)는 상부면을 기준으로 일정한 높이(h1)를 가진다.
돌기(t)는 광학 필름(f) 원단의 수취롤(200)에 수취되는 과정에서 광학 필름(f) 원단의 한쪽으로 쏠리지 않도록 가이드 역할을 수행한다. 또한, 돌기(t)는 수취롤(200)에 적층될 때, 각 층에 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 돌기(t)는 이물질이 투입되는 경우 상부의 광학 필름(f) 원단의 눌림 압력에 의해 광학 필름(f) 원단이 손상되는 것을 최소화 할 수 있다.
돌기(t)는 후술하는 제어 부재(430)를 통해서 광학 필름(f) 원단의 이송되는 방향의 반대 방향으로 갈수록 돌기(t)의 높이(h1)가 낮게 형성된다. 이는, 수취롤(200)에 광학 필름(f) 원단이 감겨져 적층되는 경우, 제3방향(16)의 하부에 위치하는 광학 필름(f) 원단 층은 상부에 광학 필름(f) 원단 층들이 누르는 힘의 영향을 받으므로 제3방향(16)의 상부로 갈수록 돌기(t)의 높이(h1)를 낮게하여 수취롤(200)에 적층 시 각 층의 돌기(t)의 높이(h1)를 일정하게 유지시키기 위해서이다.
마킹 유닛(300)은 광학 필름(f) 원단이 이송되는 영역의 상부에 위치한다. 마킹 유닛(300)은 복수개 제공될 수 있다. 일 예로 마킹 유닛(300)은 두 개로 제공될 수 있다. 두 개의 마킹 유닛(300)이 제공되는 경우, 광학 필름(f) 원단의 상부 영역에 제2방향(14)을 따라 일정거리 이격되어 위치된다. 두 개의 마킹 유닛(300)은 광학 필름(f) 원단의 유효 영역(V)이 아닌 마킹 영역(A)에 널링 마크(NM) 또는 원단 정보(PM)를 마킹한다. 이와는 달리, 마킹 유닛(300)의 개수는 3개 이상으로 제공될 수 있다.
광학 필름(f) 원단 중 마킹 유닛(300)은 프레임(310), 반사 부재(320), 빔 익스팬더(330), 빔 셰이퍼(340) 그리고 마킹 부재(350)를 포함한다.
프레임(310)의 내부에는 반사 부재(320), 빔 익스팬더(330), 빔 셰이퍼(340), 마킹 부재(350)가 위치될 수 있다. 프레임(310)은 광학 필름(f) 원단의 상부에 위치한다. 프레임(310)은 내부에 공간을 가진다.
반사 부재(320)는 후술하는 광원 유닛(400)에서 공급된 레이저 광을 반사시켜 빔 익스팬더(330)로 공급한다. 반사 부재(320)는 복수개 제공된다. 일 예로 반사 부재(320)는 두 개의 반사 미러(321)로 제공될 수 있다. 반사 부재(320)는 레이저 광을 100% 반사 시킬 수 있다. 일 예로 각각의 반사 부재(320)는 동일한 반사각을 이루도록 위치될 수 있다. 일 예로 반사각은 45도 일 수 있다.
빔 익스팬더(330, Beam expeder)는 광원 유닛(400)에서 공급된 레이저 광의 크기를 변화시킬 수 있다. 빔 익스팬더(330)는 반사 부재(320)와 인접하여 위치된다. 일 예로 빔 익스팬더(330)는 반사 부재(320)에서 공급되는 레이저 광을 크거나 작은 광선으로 변환시킬 수 있다. 빔 익스팬더(330)는 초점 위치를 일치시키는 두 조의 렌즈로 구성된 장치 일 수 있다.
빔 셰이퍼(340, Beam shaper)는 광원 유닛(400)에서 공급된 레이저 광의 특성을 변환시킨다. 빔 셰이퍼(340)는 빔 익스팬더(330)와 인접하여 위치된다. 일 예로 레이저 광을 이용해 광학 필름(f)의 마킹 시 마킹의 단면이 라운드 진 형상에서 대체로 직사각형 형상에 가깝게 형성되도록 빛의 특성을 변환시킨다. 빔 셰이퍼(340)는 빔 익스팬더(330)를 통과한 레이저 광의 특성을 마킹 품질에 맞게 변환 시킬 수 있다.
마킹 부재(350)는 빔 셰이퍼(340)에서 공급되는 레이저 광을 이용하여 광학 필름(f) 원단에 마킹을 수행한다. 마킹 부재(350)는 스캐너(351)와 렌즈부(353)를 포함한다. 스캐너(351)는 광학 필름(f) 원단에 마킹되는 널링 마크(NM) 또는 원단 정보(PM)를 제공하여 마킹되도록 한다.
여기서 널링 마크(NM)는 마킹 영역(A) 중 제1방향(12)을 따라 형성된 일정한 무늬패턴을 의미한다. 일 예로 널링 마크(NM)는 도 13과 같이 지그재그모양일 수 있다. 이와는 달리 도 14와 같이 직사각형의 형상의 무늬를 복수개 일정 거리 이격되어 제공되는 형태 일 수 있다. 널링 마크(NM)는 이에 한정되지 않으며, 물결 무늬, 화살표 모양, 직선 형상, 복수개의 직선 형상 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
널링 마크(NM)는 유효 영역(V)을 기준으로 대칭되도록 마킹 영역(A)에 형성된다. 이 경우 두 개의 마킹 유닛(300)에서 동일한 널링 마크(NM)를 각각 마킹 영역(A)에 마킹할 수 있다.
원단 정보(PM)는 광학 필름(f) 원단의 정보를 포함한다. 일 예로 원단 정보(PM)는 광학 필름(f) 원단의 상부면 또는 하부면의 정보, 광학 필름(f) 원단의 오른쪽 및 왼쪽의 표시, 광학 필름(f) 원단의 생산 정보, 광학 필름(f) 원단의 제품명 등을 포함한다. 생산 정보는 광학 필름(f) 원단의 생산일, 생산 장소, 생산 시간 등을 표시할 수 있다. 여기서, 광학 필름(f) 원단의 상부면 또는 하부면의 정보란 광학 필름 원단의 양측면에 상부면과 하부면을 나타내는 표시를 의미한다. 일 예로 광학 필름 원단 중 상부면은 '상'이라는 표시를 마킹 할 수 있다. 또한 광학 필름 원단 중 하부면은 '하'라는 표시를 마킹 할 수 있다. 이와는 달리, 광학 필름 원단의 상부면 또는 하부면을 나타내는 표시는 그 중 어느 한면을 나타낼 수 있는 표시로 마킹 될 수 있다.
렌즈부(353)는 스캐너(351)에서 전달받은 레이저 광을 일정한 면적에서 집광시켜 광학 필름(f) 원단에 정밀가공을 할 수 있도록 한다. 일 예로 렌즈부(353)는 에프 세타 렌즈(f-theta)로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 렌즈부(353)는 Telecentric F-theta lens로 제공될 수 있다. 렌즈부(353)가 Telecentric F-theta lens로 제공되는 경우 보다 마킹 면적 전체에서 우수한 품질의 마킹이 가능하다.
광원 유닛(400)은 레이저 광을 마킹 유닛(300)에 공급한다. 광원 유닛(400)은 마킹 유닛(300)과 대응되는 개수로 제공될 수 있다. 광원 유닛(400)은 광원 부재(410)와 제어 부재(430)를 포함한다.
광원 부재(410)는 마킹 유닛(300)으로 레이저 광을 공급한다. 광원 부재(410)는 마킹 유닛(300)과 인접하게 위치한다. 광원 부재(410)는 광학 필름(f) 원단의 상부에 위치한다. 일 예로 광원 부재(410)의 레이저 광은 CO2 레이저 일 수 있다. 레이저 광이 CO2 레이저를 사용하는 경우, CO2 레이저의 파장은 9.0 ㎛ ~ 11 ㎛ 범위의 파장이 사용될 수 있다. 바람직하게는 CO2 레이저의 파장은 9.2 ㎛ ~ 9.7 ㎛ 또는 10.4 ㎛ ~ 10. 7 ㎛ 범위의 파장이 사용될 수 있다. 이와는 달리, 레이저 광은 CO 레이저 일 수 있다. 레이저 광이 CO 레이저를 사용하는 경우, CO 레이저의 파장은 5 ㎛ ~ 7 ㎛ 일 수 있다. 바람직하게는 CO 레이저의 파장은 5.7 ㎛ ~ 6.1 ㎛ 범위의 파장이 사용될 수 있다. 선택적으로 레이저 광은 UV 레이저 일 수 있다. 레이저 광이 UV 레이저를 사용하는 경우, UV 레이저 파장은 200 ㎚ ~ 400 ㎚ 일 수 있다. 바람직하게는 UV 레이저 파장은 250 ㎚ ~ 270 ㎚ 또는 340 ㎚ ~ 370 ㎚ 범위의 파장이 사용될 수 있다. 상술한 예와는 달리, 레이저 광은 광학 필름(f)에 광 흡수가 있는 파장의 레이저는 모두 사용 가능하다.
제어 부재(430)는 광원 부재(410)에서 공급되는 레이저 광의 출력을 조절한다. 제어 부재(430)는 광원 필름 원단이 제1방향(12)으로 이송되는 동안 돌기(t)의 높이(h1)가 제1방향(12)의 진행 방향과 반대 방향으로 갈수록 점차 낮게 형성되도록 레이저 광의 출력을 제어한다. 일 예로 레이저 광의 출력이 높게 제공하는 경우 도 15와 같이 광학 필름(f) 원단에 형성되는 돌기(t)의 높이(h1)는 점차 높아진다. 따라서, 제어 부재(430)는 광학 필름(f) 원단이 제1방향(12)으로 이송되는 동안 진행 방향과 반대 방향을 갈수록 레이저 광의 출력을 낮게 제공하도록 광원 부재(410)를 제어 할 수 있다.
도 8은 도 7의 광학 필름 마킹 시스템의 다른 실시 예를 보여주는 도면이고, 도 9는 도 4의 마킹 유닛의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다. 이하, 도 8 및 도 9을 참고하면, 도 9의 마킹 유닛(300a)은 도 6의 마킹 유닛(300)과 대체로 동일하게 제공된다. 도 8의 반사 부재(320a)는 빔 스플리터(323a)와 반사 미러(321)를 가진다. 빔 스플리터(323a, Beam splitter)는 광원 부재(410a)에서 공급된 레이저 광 중 50%는 통과시키며, 50%의 레이저 광만 반사 미러(321a)로 반사시킬 수 있다.
반사 미러(321)는 빔 스플리터(323a)에서 반사된 레이저 광의 99% 내지 99.9% 반사시켜 빔 익스팬더(330)로 공급한다.
도 8의 광원 유닛(400a)은 도 7의 광원 유닛(400)과 대체로 동일하게 제공된다. 다만, 하나의 광원 부재(410a)는 두 개의 마킹 유닛(300a)에 레이저 광을 제공한다.
이하, 도 5를 참고하면, 제어기(500)는 수취롤(200)의 권취 장력을 조절한다. 제어기(500)는 수취롤(200)에 권취 장력을 조절하여 수취롤(200)에 수취되는 광학 필름(f) 원단을 팽팽한 상태로 유지한 상태에서 감기도록 한다. 제어기(500)는 수취롤(200)에 권취 장력을 조절하여 수취롤(200)에 수취되는 광학 필름(f) 원단의 한쪽으로 치우치는 현상을 최소화할 수 있다.
이하에서는 광학 필름(f) 원단에 형성된 돌기(t)에 대해서 자세히 설명한다. 도 10은 광학 필름 원단에 형성된 돌기(t)를 보여주는 단면도이고, 도 12는 마킹된 광학 필름 원단이 수취롤에 권취되어 있는 모습을 보여주는 도면이고, 도 13은 도 12에 A2 영역을 확대하여 그 일부를 보여주는 단면도이다. 도 10, 도 12 그리고 도 13을 참고하면, 광학 필름(f) 원단 중 일부 영역에 널링 마크(NM) 또는 원단 정보(PM)를 마킹하는 과정에서 광학 필름(f) 원단에 돌기(t)가 형성된다. 여기서, 돌기(t)란 광학 필름(f) 원단의 상부면으로 돌출되는 부분으로 정의한다. 돌기(t)는 광학 필름(f) 원단의 상부면을 기준으로 제3방향(16)을 향해 돌출되어 형성된다. 돌기(t)는 일정한 높이(h1)를 가진다.
널링 마크(NM)는 전술한 바와 같이 제1방향(12)을 따라 형성된 일정한 무늬를 말한다. 광학 필름(f) 원단의 마킹 영역(A)에 널링 마크(NM)를 제1방향(12)을 따라 형성하는 과정에서 돌기(t)도 마킹 영역(A)의 제1방향(12)을 따라 형성된다. 광학 필름(f) 원단의 가장 자리 영역에 대칭적으로 형성된 돌기(t)가 형성된 상태에서 수취롤(200)에 감겨진다.
수취롤(200)에 감겨진 광학 필름(f) 원단의 서로 적층되어 층을 형성한다. 이 과정에서 일정하게 형성된 돌기(t)는 각각의 층 사이에서 일정한 공간을 마련해준다. 이러한 돌기(t)는 수취롤(200)에 광학 필름(f) 원단을 감겨질 때, 적층되는 광학 필름(f) 원단의 한쪽으로 치우치는 현상 없이 수취되도록 가이드 역할을 한다. 따라서, 바람직한 실시 예로 돌기(t)는 유효 영역(V)과 마킹 영역(A)의 경계 영역에 형성된다.
또한, 수취롤(200)에 감져진 광학 필름(f) 원단 중 서로 적층되는 면들 사이에 일정한 공간을 형성하여 이물질이 광학 필름(f) 원단에 유입되어도, 광학 필름(f) 원단이 눌리는 현상을 최소화 할 수 있다.
또한, 제어 부재(430)를 통하여 레이저 광의 출력을 조절하여, 광학 필름(f) 원단이 진행되는 방향과 반대 방향으로 갈수록 돌기(t)의 높이(h1)를 낮게 형성한다. 이는, 수취롤(200)에 광학 필름(f) 원단이 감겨져 적층되는 경우 제3방향(16)의 하부에 위치하는 광학 필름(f) 원단 층은 상부에 광학 필름(f)이 누르는 힘의 영향을 받으므로 제3방향(16)의 상부로 갈수록 돌기(t)의 높이(h1)를 낮게하여 수취롤(200)에 적층 시 도 13과 같이 각 층의 돌기(t)의 높이(h1)를 일정하게 유지시키기 위해서이다. 만약 돌기(t)의 높이(h1)를 일정하게 형성되는 경우, 광학 필름(f) 원단이 수취롤(200)에 감겨진 상태에서 상부에 위치한 광학 필름(f) 원단 층이 하부로 누르는 힘이 생긴다. 이 때문에 돌기(t)의 높이(h1)를 모두 동일한 경우 제3방향(16)의 상부에서 누르는 힘의 영향으로 하부에 위치한 광학 필름(f) 원단 층의 돌기(t)의 높이(h1)는 시간이 지날수록 더 낮아진다.
이에 반해, 하부에 위치하는 광학 필름(f) 원단에 형성된 돌기(t)의 높이(h1)를 더 높게 형성되는 경우 광학 필름(f) 원단의 적층 시 광학 필름(f) 원단의 각각의 층에 형성된 돌기(t)의 높이(h1)를 일정하게 형성할 수 있다.
서로 적층된 광학 필름(f) 원단 층이 동일한 높이(h1)로 적층되어, 공정 중 이물질이 유입되어도 이물질 주위에 눌림 현상을 최소화 할 수 있다.
이하에서는 광학 필름(f) 원단의 마킹하는 방법을 설명한다. 도 11은 광학 필름(f) 원단에 널링 마크(NM) 및 원단 정보(PM)를 마킹하는 공정을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하, 도 11을 참고하면, 공급롤(100)에서 공급되는 광학 필름(f) 원단은 제1방향(12)으로 이송된다. 광학 필름(f) 원단이 제1방향(12)으로 이송되는 중 마킹 유닛(300)으로 널링 마크(NM) 또는 원단 정보(PM)를 마킹한다. 마킹 유닛(300)은 광원 유닛(400)에서 공급된 레이저 광을 이용하여 광학 필름(f) 원단의 마킹 영역(A)에 레이저 광을 조사하여 마킹 공정을 수행한다. 복수개의 마킹 유닛(300)은 제1방향(12)으로 이송되는 광학 필름(f) 원단의 제1방향(12)을 따라 연속적으로 마킹 공정을 수행한다. 일 예로 복수개의 마킹 유닛(300)으로 널링 마크(NM)와 원단 정보(PM)를 동시에 마킹 할 수 있다. 도면에 도시 하지는 않았으나, 마킹 유닛(300)은 광학 필름(f) 원단의 상부에 여러 개 위치하여 널링 마크(NM)와 원단 정보(PM)를 마킹하도록 제공될 수 있다.
마킹 공정이 끝난 후 광학 필름(f) 원단은 수취롤(200)에 감겨진다. 광학 필름(f) 원단이 수취롤(200)에 감겨지는 과정에서 제어기(500)를 통하여 수취 장력을 조절하여 광학 필름(f) 원단이 한쪽으로 쏠리는 현상을 최소화할 수 있다. 또한, 광학 필름(f) 원단에 형성된 돌기(t)를 통하여 광학 필름(f) 원단이 한쪽으로 쏠리는 현상으로 최소화할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 광학 필름 마킹 시스템 100: 공급롤
200: 수취롤 300: 마킹 유닛
400: 광원 유닛 500: 제어기

Claims (14)

  1. 광학 필름 원단을 마킹하는 마킹 시스템에 있어서,
    상기 광학 필름 원단을 제1방향으로 공급하는 공급롤과;
    상기 제1방향으로 공급되는 상기 광학 필름 원단 중 디스플레이 패널에 부착되는 유효 영역 이외의 마킹 영역에 널링 마크 또는 원단 정보를 마킹하는 마킹 유닛과;
    상기 마킹 유닛에 마킹용 레이저 광을 공급하는 광원 부재를 포함하는 광원 유닛과; 그리고
    상기 광학 필름 원단을 수취하는 수취롤을 포함하며,
    상기 마킹 영역은 상기 광학 필름 원단의 영역 중 그 길이방향이 상기 제1방향을 따라 형성되며, 상기 광학 필름 원단의 폭 중앙에 위치하는 상기 유효 영역을 제외한 양쪽 가장자리 영역을 포함하고,
    상기 마킹 유닛은 상기 광학 필름 원단에 상기 널링 마크 또는 상기 원단 정보를 마킹하면서 상기 광학 필름 원단의 상부방향으로 돌출된 돌기를 형성하며,
    상기 마킹 유닛은,
    상기 광원 부재에서 조사된 상기 레이저 광을 반사시키는 반사 부재와;
    상기 반사 부재를 통해 전달된 상기 레이저 광의 크기를 증폭시키는 빔 익스팬더와;
    상기 빔 익스팬더에서 전달된 상기 레이저 광의 특성을 변화시키는 빔 셰이퍼와; 그리고
    상기 빔 셰이퍼에서 전달된 상기 레이저 광으로 상기 광학 필름 원단에 기설정된 상기 널링 마크 또는 상기 원단 정보가 마킹되도록 상기 광학 필름 원단에 상기 레이저 광을 조사하여 상기 광학 필름 원단에 마킹을 수행하는 마킹 부재를 포함하며,
    상기 광원 유닛은 상기 광원 부재에서 공급되는 상기 레이저 광의 출력을 조절하는 제어 부재를 더 포함하되,
    상기 제어 부재는 상기 광학 필름 원단이 상기 제1방향으로 이송되는 동안 상기 돌기의 높이가 상기 제1방향의 진행 방향과 반대 방향으로 갈수록 점차 낮게 형성되도록 상기 레이저 광의 출력을 제어하는 광학 필름 마킹 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 널링 마크는 상기 마킹 영역 중 상기 제1방향을 따라 형성된 일정한 무늬 패턴을 포함하고,
    상기 원단 정보는 상기 광학 필름 원단의 상부면 또는 하부면 정보, 상기 광학 필름 원단의 생산 정보를 포함하는 광학 필름 마킹 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 널링 마크는 상기 유효 영역을 기준으로 대칭되도록 상기 마킹 영역에 형성되는 광학 필름 마킹 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마킹 유닛은 상기 광학 필름 원단의 상부에 복수개 위치하며, 복수개의 상기 마킹 유닛은 상기 제1방향과 상부에서 바라 볼 때 수직한 방향인 제2방향을 따라 일정 거리 이격되어 위치하는 광학 필름 마킹 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광원 유닛은 상기 마킹 유닛과 대응되는 개수로 제공되며, 상기 반사 부재는 반사 미러로 제공되는 광학 필름 마킹 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 마킹 유닛의 개수는 상기 광원 유닛의 개수의 두 배로 제공되며,
    하나의 광원 부재는 두 개의 상기 마킹 유닛에 상기 레이저 광을 제공하며,
    상기 반사 부재는 복수개 제공되며,
    복수개의 상기 반사 부재 중 어느 하나는 빔 스플리터로 제공되며, 다른 하나는 반사 미러로 제공되는 광학 필름 마킹 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광학 필름 마킹 시스템은 상기 수취롤의 권취 장력을 조절하는 제어기를 더 포함하는 광학 필름 마킹 시스템.
  11. 광학 필름 원단을 마킹하는 방법에 있어서,
    제1방향으로 공급되는 상기 광학 필름 원단 중 디스플레이 패널에 부착되는 유효 영역 이외의 마킹 영역에 널링 마크 또는 원단 정보를 레이저 광으로 마킹하면서, 상기 광학 필름 원단의 상부방향으로 돌출된 돌기를 형성하며,
    상기 마킹 영역은 상기 광학 필름 원단의 영역 중 그 길이방향이 상기 제1방향을 따라 형성되며, 상기 광학 필름 원단의 폭 중앙에 위치하는 상기 유효 영역을 제외한 양쪽 가장자리 영역을 포함하고,
    상기 광학 필름 원단이 상기 제1방향으로 이송되는 동안 상기 돌기의 높이가 상기 제1방향의 진행 방향과 반대 방향으로 갈수록 점차 낮게 형성되도록 상기 레이저 광의 출력을 제어하는 광학 필름 마킹 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 널링 마크는 상기 마킹 영역 중 상기 제1방향을 따라 형성된 일정한 무늬 패턴을 포함하고,
    상기 원단 정보는 상기 광학 필름 원단의 상부면 또는 하부면 정보, 상기 광학 필름 원단의 생산 정보를 포함하는 광학 필름 마킹 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 널링 마크는 상기 유효 영역을 기준으로 대칭되도록 상기 마킹 영역에 형성되는 광학 필름 마킹 방법.
  14. 삭제
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