CN105269608A - 层积型光学膜切割装置及层积型光学膜切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种层积型光学膜切割装置及层积型光学膜切割方法，该切割装置的特征在于，具备：切割单元，其在层积型光学膜上切入切口；切割单元移动机构，其使所述切割单元沿规定的切割方向移动；刀尖位置检测机构，其检测所述切割单元所具备的刀具的刀尖位置；所述刀尖位置检测机构具备隔着所述刀具分别设置在其两侧的激光照射部和受光部，向所述受光部照射从所述激光照射部发射的激光而使激光触碰到所述刀具，通过利用所述受光部检测所述刀具的刀尖的轮廓线，确定所述刀尖的位置。通过该切割装置，能够确定刀尖的位置，并能够设定刀尖的切入深度允许范围。

Description

层积型光学膜切割装置及层积型光学膜切割方法

技术领域

本发明涉及一种在层积型光学膜上切入切口并进行半切割的层积型光学膜切割装置。而且涉及一种利用该切割装置对层积型光学膜进行半切割的层积型光学膜切割方法。

背景技术

近年来，作为显示器，在玻璃基板上贴合有光学膜的液晶显示装置或有机EL显示装置等图像显示装置正在流通。

其中，液晶显示面板成了这种显示装置的主流。为了实现液晶单元的显示功能，需要在其两个表面上贴合偏光膜。贴合到液晶单元之前的偏光膜是在其一个表面上贴合有保护膜，另一个表面上贴合有分离膜的层积结构。为了贴合到液晶单元上，需要从偏光膜上剥离分离膜后再将该偏光膜贴合到液晶单元上。

具体而言，将卷绕成卷筒状的上述层积结构的偏光膜放出并切割成具有规定尺寸的片状，从片状的偏光膜上剥离分离膜后将偏光膜贴合到液晶单元上。

在该制造方法中，切割成片状的偏光膜的储存和运输耗费时间，生产效率降低，生产成本增高。而且，包装产生的生产废料较多，对环境造成恶劣影响。

为了解决该问题，近年来开发了被称为“卷筒到面板”(Rolltopanel，RTP)的崭新的生产方法。在这样的RTP贴合装置中，需要利用对偏光膜和粘结剂层进行切割而残留载体膜(分离膜)的方法(即，半切割方法)。根据该半切割方法，将卷绕成卷筒状的、在载体膜上层积偏光膜而形成的层积型光学膜放出并进行输送，在规定的切割位置残留该载体膜而切割偏光膜和粘结剂层。然后，一边利用剥离机构剥离载体膜一边向贴合机构输送被剥离了载体膜的偏光膜，并在贴合机构将偏光膜贴合到输送来的液晶单元上(专利文献1)。

作为切割方法，近年来利用圆形刀或激光进行切割，但是，在两种方法中都需要对大约100～300μm厚的光学膜、残留大约40μm的载体膜而进行切割，若刀具切入载体膜的深度较深，载体膜会破裂，若刀具切入粘结剂层的深度较浅时，会发生偏光膜不能有效剥离，从而导致与液晶单元的贴合不良。特别是载体膜的破裂会造成RTP设备长时间停止，对生产效率造成很大的影响。因此，切入深度的控制很重要。

利用圆形刀进行半切割时，切入深度的控制是通过刀尖位置的控制而实现的。专利文献2公开了一种控制方法，如图1所示，根据切割台20的长度方向上的刻度表12与切割台20的距离信息，控制刀具调整部，使切割刀7的相对于层积体膜的切割方向与切割台20平行。在该方法中，一边使圆形刀自由旋转或使其自转一边进行切割时，由于圆形刀的正圆度的偏差，很可能引起光学膜的切入深度的偏差，由此造成上述载体膜的破裂以及与液晶单元的贴合不良。而且，由于根据位移传感器与切割台的距离信息调整切割刀的位置，容易发生位移传感器和切割刀的组装误差导致的刀尖位置的偏差。

而且，在该专利文献2中，仅仅考虑了切割台的起伏对半切割精度的影响，并没有考虑由于长时间的切割，刀具发生磨损等，从而不能高精度地进行半切割的情况。

现有技术文献

专利文献1日本特开2009-061498

专利文献2日本特开2011-245607

发明的内容

本发明为了解决由于磨损和圆形刀的正圆度的影响，刀尖与层积型光学膜之间的距离发生变化，不能进行高精度的半切割的现有技术中的问题，提供一种层积型光学膜切割装置，其利用圆形刀的刀尖检测机构检测刀尖位置，能够高精度地对层积型光学膜进行半切割。

而且本发明提供一种层积型光学膜切割方法，其利用该层积型光学膜切割装置，高精度地对层积型光学膜进行半切割。

本发明的第一方面提供一种层积型光学膜切割装置，其特征在于，具备：切割台，其载置层积型光学膜；切割单元，其在层积型光学膜上切入切口；切割单元移动机构，其使所述切割单元沿规定的切割方向移动；刀尖位置检测机构，其检测所述切割单元具备的圆形刀的刀尖位置；所述刀尖位置检测机构具备隔着所述圆形刀相对设置的激光照射部和受光部，向所述受光部照射从所述激光照射部发射的激光而使激光触碰到所述圆形刀，通过利用所述受光部检测所述圆形刀的刀尖的轮廓线，确定所述刀尖的位置。

根据该层积型光学膜切割装置，通过向刀尖照射激光并利用受光部检测刀尖的轮廓线，能够确定刀尖的位置。由于能够利用受光部确认刀尖的位置，因此也能够根据层积型光学膜的厚度设定例如最佳切入深度。

所述切割单元具备：圆形刀，其对层积型光学膜进行切割；高度位置调整机构，其调整在高度方向上该圆形刀相对于层积型光学膜的位置。

根据该结构，通过高度位置调整机构，能够调整切割单元相对于层积型光学膜在高度方向上的距离，并能够将刀尖调整到最佳的切入位置。

所述切割单元移动机构具备：导轨，其引导所述切割单元在切割方向上的移动；滚珠丝杠机构，其驱动所述切割单元进行移动。

由此，能够使切割单元稳定地在规定的切割方向上移动，并能够在层积型光学膜上均匀地切入切口。

还具备：控制部，其控制刀尖的切入状态；警报部，其在刀尖位置超出切入深度允许范围时发出警报。

而且，本发明的第二方面提供一种层积型光学膜切割方法，其特征在于，其利用本发明的层积型光学膜切割装置，在包含载体膜的层积型光学膜上切入切口，该方法具备：测定圆形刀的正圆度的步骤，向所述受光部照射从所述激光照射部发射的激光而使激光触碰到所述圆形刀，通过一边旋转圆形刀一边利用所述受光部检测所述圆形刀的刀尖的轮廓线，测定圆形刀的正圆度；进行切入测试的步骤，切入切口，直至切入到载体膜的表面为止；设定最深切入深度位置的步骤，将通过切入测试确定的切割单元的位置设定为基准位置，根据该基准位置和先前测定的正圆度设定最深切入深度位置；确定切入深度允许范围的步骤，根据所述最深切入深度位置确定切入深度允许范围。

根据本发明的切割方法，能够根据设定好的最深切入深度位置确定切入深度允许范围。因此，在切割层积型光学膜之前，能够确认刀尖位置，并能够把握磨损导致的圆形刀的直径变化和刀尖的缺损，确保所期望的半切割精度。

而且，本发明的切割方法的特征在于，还具备报警步骤，通过刀尖位置检测机构检测出的圆形刀的刀尖超出所述切入深度允许范围时，发出警报并使所述切割装置停止。

根据该切割方法，刀尖的位置超出切入深度允许范围时，发出警报并使切割装置停止。因此，由于磨损等而圆形刀的直径发生变化时，如果该变化超出切入深度允许范围，则使切割装置停止，能够提高半切割的成功率。

附图说明

图1是现有技术的示意图。

图2是显示层积型光学膜的切入状态的示意图。

图3是显示本发明的层积型光学膜切割装置的结构的侧面图。

图4是显示本发明的层积型光学膜切割装置的结构的平面图。

图5是显示本发明的刀尖位置检测机构的动作的示意图。

图6是显示利用受光部确定的切入深度允许范围的示意图。

图7是利用本发明的层积型光学膜切割装置进行切入深度管理的流程图。

附图标记说明

F1层积型光学膜

101层积型光学膜切割装置

1切割台

2切割单元

21圆形刀

22圆形刀高度调整装置

3切割单元移动机构

31导轨

32滚珠丝杠机构

4刀尖位置检测机构

41激光照射部

42受光部

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不限于这些实施方式。需要说明的是，在各附图中，为了方便说明，根据需要可能对部件进行了省略、透视或形状上的夸张显示。

在本发明中，作为切割对象的层积型光学膜F1处于将偏光膜F11经由粘结剂层F12层压在载体膜F13上的层积状态。为了利用RTP方法将偏光膜贴合到液晶单元上，需要在该处于层积状态的层积型光学膜F1上切入切口，从而将偏光膜F11和粘结剂层F12在该光学膜的输送方向上切割成与液晶单元对应的尺寸，同时不切割载体膜F13。这种切割方法称为半切割。

本发明的层积型光学膜切割装置101适用于利用RTP方法制造例如液晶面板的生产线，其目的在于在成为切割对象的层积型光学膜F1上切入切口从而进行半切割。

进行半切割时，需要精密地控制切入深度。图2是对层积型光学膜进行切割形成的各种切入状态的示意图。如图2所示，切口过深时，会切割至载体膜F13，切口过浅时，不能切断粘结剂层F12。这两种情况都不能适用于RTP方法，被视为失败的半切割。另一方面，如图2所示，最理想的切入状态是切入点正好终止在载体膜的表面。事实上，只要在载体膜的表面切入了肉眼可见的较浅的切入痕迹，即被视为理想的切入状态。

而且，考虑到成本和效率，在实际的RTP生产线中，并不需要时刻以理想的状态进行半切割。只要以切断了粘结剂层F12的同时不贯通载体膜F13的方式进行切割即可。也就是说，即使切入点进入了载体膜F13内的规定范围也是被允许的。

图3是显示本发明的层积型光学膜切割装置101的结构的侧面图。图4是显示该切割装置101的结构的平面图。该切割装置101具备：切割台1，其载置层积型光学膜F1；切割单元2，其在该层积型光学膜F1上切入切口；切割单元移动机构3，其使该切割单元2沿切割台1的宽度方向(切割方向)往复移动；刀尖位置检测机构4，其检测该切割单元上的刀具的刀尖位置。

切割单元2包括：作为刀具的一个例子的圆形刀21；高度位置调整机构22，其调整该圆形刀21相对于层积型光学膜F1在高度方向的位置。圆形刀21能够自由旋转地安装在刀具安装部23上，其设置为通过高度位置调整机构22，能够相对于层积型光学膜即切割台1的表面上下移动。

而且，通过切割单元移动机构3，切割单元2能够在规定的切割方向上移动。该切割单元移动机构3安装在立设于切割台1的宽度方向两侧的两根支撑部件5,5之间。切割单元移动机构3包括导轨31和滚珠丝杠机构32。切割单元2安装在该移动机构3上，通过滚珠丝杠机构32的动作，沿导轨31以横跨切割台1的方式在其宽度方向上往复移动。

而且，在切割台1的宽度方向的一端,设置有刀尖位置检测机构4，其检测切割单元2上的圆形刀的刀尖位置。如图4所示，刀尖位置检测机构4具备隔着圆形刀21相对设置的激光照射部41和受光部42。

通过该刀尖位置检测机构4，能够确定切割单元2的刀尖位置，并能够确定切入深度允许范围。

以下参照附图对该层积型光学膜切割装置101的动作进行说明。首先，对测定圆形刀21的正圆度的过程进行说明。

(正圆度的测定)

对于圆形刀21而言，理想的形状是其轮廓上的各点至圆心的距离，即半径均相同，然而，实际上，具有这样理想圆形的圆形刀难以制造，圆形刀的半径上存在一定程度的偏差。该半径上的偏差用圆形刀的正圆度表示。本说明书中，正圆度定义为圆形刀的相对于同一圆心的最大半径和最小半径的差。

在利用新的刀具对层积型光学膜F1进行半切割之前，需要测定该新刀具的正圆度。为了测定正圆度，在切割单元2的待机位置将的新圆形刀21设置在切割单元2上。待机位置位于切割台1的宽度方向的一端侧，是光学膜切割装置101开始切割之前切割单元2所在的位置。

另外，调整切割单元相对于刀尖位置检测机构4的位置，并从分别设置在切割单元的两侧的激光照射机构41向受光部42照射激光。一边缓慢旋转圆形刀21一边使其下降，使圆形刀21的刀尖进入激光的照射范围并触碰到激光。如图6所示，在接收激光的受光部42检测到被刀尖遮挡的部分的轮廓线，测定圆形刀的中心点至刀尖的距离，即半径。

由于一边缓慢旋转圆形刀21一边测定其半径，能够测定其半径的变化，并能够测定最大半径和最小半径的差，即正圆度。具体而言，正圆度是20μm意味着圆形刀的直径是100mm时，最大半径为50.01mm，最小半径为4999mm。

(切割单元基准位置的设定)

接下来，对利用刀尖位置检测机构4设定切割单元2的基准位置的过程进行说明。首先，切割单元2被调整到如下高度，即在安装有圆形刀21的状态下，圆形刀21的刀尖从切割台1的上表面上升与层积型光学膜F1的厚度相等的高度。

其次，对层积型光学膜F1进行切入测试，一边观测载体膜的切入状态，一边确定切割单元2的基准位置。

具体而言，如图2所示，如果在载体膜的整个表面上较浅地切入切割线，即被视为理想的切入状态。为了实现该理想的切入状态，切入较深或贯通载体膜时，抬升切割单元2并再一次切入切口；没有在载体膜上形成切口时，降低切割单元2并再一次切入切口；如此反复，直至形成理想的切口。

切入了理想的切口时，将此时的切割单元2的位置作为切割单元的基准位置进行记录。

(最深切入深度位置的设定)

对于处在基准位置上的切割单元2，通过刀尖位置检测机构4设定其最深切入深度位置。

如上文所述，圆形刀21的正圆度不是理想状态且圆形刀能够在层积型光学膜F1的整个表面上较浅地切入切痕时，刀尖的最深切入位置是从层积型光学膜F1的表面深入相当于正圆度大小的深度。因此，根据先前测定的正圆度能够设定最深切入深度位置B。

调整受光部42处的图像，使该最深切入深度位置B位于受光部图像的中心。

(切入深度允许范围的设定)

然后，根据设定好的最深切入深度位置，考虑层积型光学膜F1的厚度和圆形刀的规格等，如图6所示，分别设置位于最深切入深度位置上方的上方允许切入位置、以及位于最深切入深度位置下方的下方允许切入位置，将两者之间设定成切入深度允许范围。

作为一个例子，例如，载体膜F13的厚度为40μm，圆形刀的正圆度为20μm时，最深切入深度位置B设定为位于载体膜F13的表面下方20μm处，为了进行半切割，切入深度的允许范围设定为从该最深切入深度位置B上方10μm处至该最深切入深度位置B下方10μm处。

通过刀尖检测机构检测出的圆形刀的刀尖处于该切入深度允许范围内时，被视为虽然在载体膜上切入切口但未切断，即能够进行半切割。另外，只要将检测出的刀尖位置和切入深度允许范围进行比较，即使由于正圆度的影响而圆形刀的直径存在偏差、或由于磨损而使刀具直径变小时，也能够直接判断是否能够准确地进行半切割。

(切入深度的管理)

将切割单元2的最深切入深度位置B设定为切割单元2的原点位置。对层积型光学膜F1进行半切割时，利用本发明的切割装置101，按照如图7所示的流程，进行切入深度的管理。

在步骤S1中，切割单元2每次进行了层积型光学膜F1的切割后，都返回至原点位置。

然后，在步骤S2中，切割单元2返回切割单元原点位置时，激光照射部41向受光部42照射激光，如图6所示，受光部42检测激光通过部分和被刀尖遮挡的部分的轮廓线。

然后，在步骤S3中，控制装置判定所述轮廓线的位置是否位于预先设定的切入深度的允许范围内。如果在切入深度允许范围内(YES的情况下)，进入步骤S4，进行下一次切割，如果超出了切入深度允许范围(NO的情况下)，进入步骤S5，发出警报并使切割装置101停止。

圆形刀21的直径由于磨损等发生变化并超出了切入深度允许范围时，如上文所述再一次通过刀尖位置检测机构4检测刀尖的位置，调整刀尖位置使其处于切入深度允许范围内。

而且，更换圆形刀21时，如上文所述检测新圆形刀21的基准位置，设定最深切入深度位置，并设定切入深度允许范围。

根据该切割装置101，即使切割单元2由于长期使用发生了刀尖磨损和缺损而导致刀尖的位置发生了变化，也一直能够确定其刀尖是否处于规定的允许范围内，从而实现高精度的半切割。

为了便于参照附图，对各个结构标注了标记，但是，本发明并不由于这些标记而局限于附图所示的结构。能够在不脱离本发明主旨的范围内通过各种方式进行实施。在上述说明中，以适用于制造液晶显示装置的情况进行了说明，但本发明也能够适用于制造例如作为显示器的有机EL显示装置等图像显示装置。

Claims (6)

1.一种层积型光学膜切割装置，其特征在于，具备：

切割台，其载置层积型光学膜；

切割单元，其在层积型光学膜上切入切口；

切割单元移动机构，其使所述切割单元沿规定的切割方向移动；

刀尖位置检测机构，其检测所述切割单元具备的圆形刀的刀尖位置；

所述刀尖位置检测机构具备隔着所述圆形刀相对设置的激光照射部和受光部，向所述受光部照射从所述激光照射部发射的激光而使激光触碰到所述圆形刀，通过利用所述受光部检测所述圆形刀的刀尖的轮廓线，确定所述刀尖的位置。

2.如权利要求1所述的层积型光学膜切割装置，其特征在于，所述切割单元具备：圆形刀，其对层积型光学膜进行切割；高度位置调整机构，其调整在高度方向上该圆形刀相对于层积型光学膜的位置。

3.如权利要求1所述的层积型光学膜切割装置，其特征在于，所述切割单元移动机构具备：导轨，其引导所述切割单元在切割方向上的移动；滚珠丝杠机构，其驱动所述切割单元进行移动。

4.如权利要求1所述的层积型光学膜切割装置，其特征在于，具备：控制部，其控制刀尖的切入状态；警报部，其在刀尖位置超出切入深度允许范围时发出警报。

5.一种层积型光学膜切割方法，其特征在于，其利用权利要求1～4中任一项所述的层积型光学膜切割装置，在包含载体膜的层积型光学膜上切入切口，该方法具备：

测定圆形刀的正圆度的步骤，向所述受光部照射从所述激光照射部发射的激光而使激光触碰到所述圆形刀，通过一边旋转圆形刀一边利用所述受光部检测所述圆形刀的刀尖的轮廓线，测定圆形刀的正圆度；

进行切入测试的步骤，切入切口，直至切入到载体膜的表面为止；

设定最深切入深度位置的步骤，将通过切入测试确定的切割单元的位置设定为基准位置，根据该基准位置和先前测定的正圆度设定最深切入深度位置；

确定切入深度允许范围的步骤，根据所述最深切入深度位置确定切入深度允许范围。

6.如权利要求5所述的层积型光学膜切割方法，其特征在于，还具备报警步骤，通过刀尖位置检测机构检测出的圆形刀的刀尖超出所述切入深度允许范围时，发出警报并使所述切割装置停止。