CN109922962B - 大面积液晶装置的图案的形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用Q开关IR激光形成大面积液晶装置的图案的方法，其中激光束的直径为从1mm至16mm，每脉冲能量为从0.05J至2.5J。

Description

大面积液晶装置的图案的形成方法
技术领域
本说明书要求于2016年11月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0150575的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及一种大面积液晶装置的图案的形成方法。
背景技术
对适用于诸如显示器、智能窗或天窗的柔性电子装置产品的液晶装置的研究在持续地进行。
具体地，液晶装置包括上液晶装置和下液晶装置，上液晶装置和下液晶装置中的每一者具有这样一种配置：其中，在基板和介电膜上方引入导电层，在导电层的上方设置具有电或电光功能的液晶取向膜、间隙间隔物等。此外，设置在液晶上方和下方的液晶装置通过现有技术的基于卷对卷(R2R)的连续工艺制造。
包括在液晶装置中的导电层设置有金属氧化物层，该金属氧化物层是透明的并且在基板上方具有导电性，以形成用于控制液晶的取向的电场。液晶取向膜可以赋予液晶取向功能。
在根据产品用途的加工液晶装置的步骤中，虽然诸如电短路和切割的工序也很重要，但赋予设置在液晶上方/下方的液晶装置的粘合性和耐久性的工序特别重要。
此外，为了密封液晶上方和下方的上液晶装置和下液晶装置，液晶取向膜与布置在上液晶装置和下液晶装置之间的密封剂之间具有优异的粘合性。然而，当液晶取向膜与密封剂之间不具有优异的粘合性时，需要另外地通过选择性地去除液晶取向膜和导电层而暴露基板的工序。
现有技术的诸如光刻、喷墨和狭缝挤压式涂布(包括蚀刻膏)方法的去除工序存在需要确保基板上方的导电层和液晶取向膜的叠加(overlay)精度的不方便的工艺。此外，存在用于增加尺寸的设施成本增加的问题。
因此，已经尝试了使用蚀刻工艺(利用Galvano扫描仪和聚焦直径为几十微米的激光束)分离液晶取向膜和导电层的工艺。然而，在这种情况下，存在去除的横截面不光滑、残留物增加以及生产速度慢的问题。
因此，需要研究以高质量去除液晶取向膜和导电层的一个区域同时通过相对简单的工艺确保工艺经济效率的液晶显示器的制造方法。
[现有技术文献]
[专利文献]
韩国专利申请No.10-2007-0030147
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种形成大面积液晶装置的图案的方法。
然而，本发明的技术问题不限于上述技术问题，并且以上未提到的其它技术问题能够由本领域技术人员根据以下说明清楚地理解。
技术方案
本发明的示例性实施例提供一种形成大面积液晶装置的图案的方法，包括：制备包括基板、设置在基板上的导电层以及设置在导电层上的液晶取向膜的大面积液晶装置；以及通过将激光照射到大面积液晶装置使导电层和液晶取向膜的一个区域剥离从而暴露基板的一个区域；其中，激光从液晶取向膜朝向导电层照射，并且激光的光束直径为1mm以上且16mm以下并且每脉冲能量为0.05J以上且2.5J以下。
有益效果
根据本发明的一个示例性实施例，通过照射具有高能量的激光，提高了分离液晶装置的液晶取向膜和导电层的工艺的速度，同时使基板的损坏最小化，从而提高生产率。
附图说明
图1是示出应用了根据本发明的示例性实施例的液晶装置的显示装置的示意图；
图2示意性地示出了现有技术的形成液晶装置的图案的方法；
图3示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法；
图4示出了现有技术的形成液晶装置的图案的方法中的激光照射方法；
图5示出了根据本发明的示例性实施例的形成液晶装置的图案的方法的激光照射方法；
图6示出了现有技术的形成图案的方法与本发明的示例性实施例的形成图案的方法中的根据液晶装置的各种表面形状的激光照射方法的差异；
图7示出了根据本发明的示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法的示意图；
图8示出了实例1和比较例1的激光照射方法；
图9更详细地示出了比较例1的激光照射方法；
图10示出了实例1和比较例1的在预定线宽下的处理时间；
图11更详细地示出了实例1的激光照射方法；
图12示出了根据实例1的在预定线宽下的光束大小的最小重叠和最高扫描速度的曲线图；
图13是通过使用光学显微镜拍摄根据实例2、实例4至实例6的大面积液晶装置的表面获得的图像；
图14是通过使用光学显微镜拍摄根据实例2至实例6的大面积液晶装置的表面获得的图像的放大图；
图15是通过使用光学显微镜拍摄根据实例7和实例8的大面积液晶装置的表面获得的图像；
图16是通过使用光学显微镜拍摄实例3、3-1、7和7-1的大面积液晶装置的表面获得的图像；
图17是实例7-1的大面积液晶装置的表面的数码相机图像和通过使用光学显微镜拍摄的该表面获得的图像。
<附图标记说明>
10：基板
20：导电层
30：液晶取向膜
40：液晶
50：间隔物
60：密封剂
70：偏振器
80：线性工作台
90：蚀刻掩模
100：大面积液晶装置
200：显示装置
300：现有技术的制造方法使用的激光器
400：Q开关激光器
具体实施方式
在说明书中，除非有明确相反的描述，词语“包括或包含”将被理解为暗示包括所说明的元件但不排除任何其它元件。
在本说明书中，当图中的特定数字字符用“A/B”表示时，其意味着顺序地提供A和B，具体地，B设置在A上。
在下文中，将更详细地描述本说明书。
本发明的示例性实施例提供一种形成大面积液晶装置的图案的方法，包括：制备包括基板、设置在基板上的导电层以及设置在导电层上的液晶取向膜的大面积液晶装置；以及通过向大面积液晶装置照射激光使导电层和液晶取向膜的一个区域剥离从而暴露基板的一个区域；其中，激光从液晶取向膜朝向导电层照射，并且激光的光束直径为1mm以上且16mm以下并且每脉冲能量为0.05J以上且2.5J以下。
图1中示出了应用了根据本发明示例性实施例的其上形成有图案的大面积液晶装置的显示装置200的示意图。
参照图1，制备大面积液晶装置，大面积液晶装置包括上大面积液晶装置和下大面积液晶装置100。上大面积液晶装置和下大面积液晶装置100可以具有相似的结构。例如，下大面积液晶装置100可以包括基板10，导电层20和液晶取向膜30的一个区域被剥离使得基板10的一个区域被暴露，并且密封剂60插设在上大面积液晶装置的基板和下大面积液晶装置的基板之间的、被暴露的一个区域处以密封上大面积液晶装置和下大面积液晶装置。
此外，液晶40和间隔物50可以插设在上大面积液晶装置和下大面积液晶装置之间的除了基板被暴露的一个区域以外的、导电层和液晶取向膜未被去除的另一个区域处，。此外，偏振器70可以设置在粘合的上大面积液晶装置和下大面积液晶装置中的一者的一个表面上。
根据本发明示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法包括制备包括基板、设置在基板上的导电层和设置在导电层上的液晶取向膜的大面积液晶装置的步骤。
根据本发明的示例性实施例，大面积液晶装置可以包括基板。
根据本发明的示例性实施例，基板可以是聚碳酸酯(PC)膜、无色聚酰亚胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或环烯烃聚合物膜。然而，基板不限于此，而是可以从本领域已知的具有弯曲性能和与密封剂之间的高粘合性的聚合物中自由选择。
根据本发明的示例性实施例，大面积液晶装置包括基板，使得可以确保大面积液晶装置的机械耐久性和结构柔性。具体地，大面积液晶装置包括基板，从而实现弯曲性能。
根据本发明的示例性实施例，基板的厚度可以是40μm以上且200μm以下，具体地，可以是70μm以上且200μm以下、40μm以上且150μm以下，或70μm以上且150μm以下。更具体地，基板的厚度可以是90μm以上且150μm以下、70μm以上且130μm以下，或90μm以上且130μm以下。然而，厚度不限于此，并且可以根据大面积液晶装置所应用的产品的性能自由调节。
根据本发明的示例性实施例，大面积液晶装置可以包括设置在基板上的导电层。导电层可以形成用于控制液晶的取向的电场，液晶可以涂布在液晶取向膜上，并且导电层可以具有可以传输从外部供应的电荷的导电性，并且具有高表面能。
根据本发明的示例性实施例，导电层可以是氧化铟锡(ITO)膜。然而，导电层不限于此，而是可以从能够形成电场以控制液晶的取向，供应电荷，并且是本领域已知的导电层中不受限制的选择。此外，导电层可以设置为具有透明性，并且可以通过应用本领域已知的各种材料和形成方法来确保透明性。
根据本发明的示例性实施例，导电层的厚度可以是20nm以上且100nm以下，具体地，可以是30nm以上且100nm以下、20nm以上且80nm以下，或30nm以上且80nm以下。更具体地，导电层的厚度可以是40nm以上且80nm以下、30nm以上且70nm以下，或40nm以上且70nm以下。然而，厚度不限于此，并且可以根据大面积液晶装置所应用的产品的性能自由调节。
导电层的厚度远小于基板的厚度，从而通过适当地调节在分离液晶取向膜和导电层的过程中照射的激光的条件，可以最小化对基板的损坏。
根据本发明的示例性实施例，大面积液晶装置可以包括设置在导电层上的液晶取向膜。大面积液晶装置包括在导电层上的液晶取向膜，使得可以控制设置在液晶取向膜上的液晶的取向。
根据本发明的示例性实施例，液晶取向膜可以包括光取向膜和摩擦取向膜中的至少一种。此外，液晶取向膜可以设置为具有其中光取向膜和摩擦取向膜层叠的结构。
具体地，光取向膜可以通过照射光来控制涂布在液晶取向膜上的液晶的取向。此外，摩擦取向膜可以通过使液晶取向膜上的辊旋转的摩擦过程来控制涂布在液晶取向膜上的液晶的取向。
根据本发明的示例性实施例，光取向膜可以包括光取向化合物。光取向化合物可以排列成具有方向性。此外，可以不受限制地选择通过照射光在预定方向上而定向排列，并使相邻的液晶化合物在预定方向上以对齐状态排列并且是本领域已知的化合物作为光取向化合物。
根据本发明的示例性实施例，摩擦取向膜可以排列成具有方向性。此外，摩擦取向膜可以不受限制地包括通过摩擦处理在预定方向上排列，使相邻的液晶化合物在预定方向上以对齐状态排列，并且在本领域中是已知的材料。
根据本发明的示例性实施例，液晶取向膜可以包括单分子化合物、单体化合物、低聚物和聚合物中的至少一种。然而，液晶取向膜不限于此，并且可以从能够控制液晶的取向并且是本领域已知的化合物中自由选择。
根据本发明的示例性实施例，液晶取向膜的厚度可以是0.1mm以上且1mm以下、0.1mm以上且0.5mm以下、0.3mm以上且1mm以下，或0.3mm以上且0.5mm以下。然而，厚度不限于此，并且可以根据大面积液晶装置所应用的产品的性能自由调节。
由于液晶取向膜的厚度范围相对大于上述导电层的厚度，因此仅在适当地调整通过照射激光使液晶取向膜和导电层剥离的过程中照射的激光的条件时，可以使液晶取向膜和导电层剥离，并且可以使基板的损坏最小化。
根据本发明的示例性实施例，形成大面积液晶装置的图案的方法包括通过将激光照射到大面积液晶装置上使导电层和液晶取向膜的一个区域剥离而暴露基板的一个区域的步骤。
根据本发明的示例性实施例，可以从液晶取向膜朝向导电层照射激光。
根据本发明的示例性实施例，激光的光束直径可以是1mm以上且16mm以下、1mm以上且9mm以下、1mm以上且8mm以下、4mm以上且16mm以下、4mm以上且9mm以下、4mm以上且8mm以下、5mm以上且16mm以下、5mm以上且9mm以下，或5mm以上且8mm以下。
在上述范围内，可以在最小化基板的损坏并且提高剥离工序速度的同时提高大面积液晶装置的图案形成工艺的效率。具体地，当光束直径未达到上述范围时，照射的激光过度重叠，这导致基板的损坏和剥离区域的减小，从而难以高速执行剥离。此外，当光束直径超出该范围时，照射的激光的脉冲能量密度降低，使得液晶取向膜和导电层不能充分地剥离。
此外，可以通过在大面积液晶装置和激光器之间设置透镜来调节激光的光束直径。当使用透镜调节激光束的直径时，需要根据光束的直径考虑能量密度。此外，由于照射的激光的能量密度可以根据要分离的材料和基板之间的粘合性而变化，因此可以要求根据剥离过程的速度和能量密度来优化剥离性质的工序。
根据本发明的示例性实施例，激光的每脉冲能量可以是0.05J以上且2.5J以下、0.05J以上且1.5J以下、0.3J以上且2.5J以下，或0.3J以上且1.5J以下。
在上述范围内，液晶取向膜和导电层可以剥离，同时使基板的损坏最小化。具体地，当激光的每脉冲能量低于上述范围时，液晶取向膜和导电层不能充分地剥离，并且当激光的每脉冲能量超过上述范围时，基板可能由于过多的能量而损坏。
根据本发明的示例性实施例，激光器可以是Q开关IR激光器。
在本说明书中，Q开关是指用于产生激光脉冲输出光束的技术之一。根据Q开关方法，当激光谐振器的Q值降低以在激光介质中积累足够的能量时，激光谐振器被激发到一种状态，然后当Q值快速增加时，开始振荡，使得累积的能量以快速而剧烈的光脉冲的形式释放。此外，Q开关方法可用于获得具有高峰值输出和窄宽度的光脉冲。
此外，当Q开关用于玻璃激光器或二氧化碳(CO2)激光器时，可以获得高能量输出。
根据本发明的示例性实施例，激光器可以是通过将Q开关应用于Nd：YAG(钕掺杂的钇铝石榴石)激光器而获得的激光器。
根据本发明的示例性实施例，激光可以是IR激光。具体地，激光的波长可以是1064nm。
在本说明书中，IR激光可以指照射的激光的波长在红外(IR)范围内的激光。
根据本发明的示例性实施例，可以使用普通物镜照射激光，使得照射到每单位面积的大面积液晶装置的激光的能量密度可以是1.0J/cm2以上且3.0J/cm2以下。当满足上述每单位面积的能量密度时，导电层和液晶取向膜可以充分地剥离。
然而，每单位面积的激光的能量密度可以根据其上设置有导电层的基板的类型而变化。例如，当包括ITO的导电层形成在COP膜基板上时，激光的能量密度可以是1.1J/cm2以上。当包括ITO的导电层形成在PET膜基板上时，激光的能量密度可以是2.1J/cm2以上。
根据本发明的示例性实施例，激光的重复频率可以是1Hz以上且10Hz以下。
在上述范围内，可以实现大面积液晶装置的图案形成工艺的高处理速度。也就是说，根据重复频率的范围，每小时照射的激光的振荡频率相对较低。然而，间歇地照射具有高能量的激光，以使分离导电层和液晶取向膜所花费的时间最小化。
在本说明书中，术语“激光的重复频率”可以指随时间振荡或停止的激光的脉冲频率。
根据本发明的示例性实施例，激光的脉冲宽度可以是1.0ns以上且10.0ns以下、1.0ns以上且8.0ns以下、5.0ns以上且10.0ns以下，或6.0ns以上且8.0ns以下。
在上述范围内，液晶取向膜和导电层可以剥离，同时使基板的损坏最小化。具体地，在上述范围内，激光照射的热能被顺利地传输，使得液晶取向膜和导电层可以快速地剥离。
在本说明书中，术语“激光的脉冲宽度”可以指在随时间振荡和停止的脉冲激光的上升时间和下降时间中一半振幅处的时间间隔。
图2示意性地示出了现有技术的形成液晶装置的图案的方法。参照图2，根据现有技术方法，将具有几十瓦功率的激光聚焦到其中依次设置有基板10、导电层20和液晶取向膜30的大面积液晶装置100，以使用具有几十微米的光束直径、高重复频率的激光300快速扫描，以通过局部区域之间的重叠反复地扫描(hatch)。
图3示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法。具体地，参照图3，与现有技术方法不同，根据本发明示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法使具有相对大的毫米单位的光束直径和更高的每脉冲能量的激光400照射到其中依次设置有基板10、导电层20和液晶取向膜30的大面积液晶装置100，以使大面积一次剥离，从而有利于快速剥离。
图4示出了现有技术的形成液晶装置的图案的方法中的激光照射方法。具体地，图4作为一个示例示出了相关领域中已知的方法之一。
参照图4，为了使形成在直径为6mm的圆形基板上的导电层和液晶取向膜剥离，以40kHz的高重复频率、2000mm/s的高扫描速度以及40μm的小激光束进行剥离工序。在这种情况下，在大面积液晶装置中进行形成图案的工序所花费的时间(节拍时间，tact time)的计算值为0.37s。此外，在实验上，当沿平行方向照射激光时，节拍时间为1.06s，当沿双向交叉方向照射激光时，节拍时间为0.52s。
此外，当在相同条件下，在形成在一侧的长度为4mm的方形基板上的导电层和液晶取向膜上进行剥离工序时，节拍时间的计算值为0.21s。此外，在实验上，当沿平行方向照射激光时，节拍时间为0.63s，当沿双向交叉方向照射激光时，节拍时间为0.32s。
同时，实验值和计算值之间的差异是由惯性、加速/减速间隔、扫描间隔(hatchinginterval)和根据驱动激光照射装置的Galvano镜的操作的方向设定引起的。
图5示出了本发明示例性实施例中的激光照射方法。图5示出了根据本发明的示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法的一个示例。
参照图5，根据本发明示例性实施例的形成图案的方法，为了使形成在基板上的导电层和液晶取向膜剥离，使用具有10Hz的低重复频率和6mm的大激光束直径的激光执行剥离工序。
在这种情况下，直径为6mm的圆形基板的节拍时间和一侧的长度为4mm的方形基板的节拍时间均为0.1s。
因此，根据本发明示例性实施例的形成液晶装置的图案的方法可以有利地确保显著快于现有技术的处理速度。
此外，即使在制造具有各种表面形状的液晶装置时，根据本发明示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法也可以有利地确保处理速度。
图6示出了现有技术的形成图案的方法与本发明的示例性实施例的形成图案的方法中的根据液晶装置的各种表面形状的激光照射方法的差异。
参照图6(a)，可以确定根据现有技术的形成图案的方法，需要将激光照射到具有大角度的曲线和交叉线的液晶装置数次以上并且剥离方向需要多次改变，使得剥离工序需要很长时间。
相反，参照图6(b)，可以确定根据本发明示例性实施例的形成图案的方法，通过多次照射激光，可以相对容易地执行剥离工序。
根据本发明的示例性实施例，可以通过体积膨胀来执行使基板的一个区域暴露的步骤。
根据本发明的示例性实施例，通过体积膨胀驱动导电层与基板的剥离来执行暴露基板的一个区域的步骤。
具体地，在暴露基板的一个区域的步骤中，由于体积膨胀，导电层从基板剥离，使得导电层和设置在导电层上的液晶取向膜与基板分离。
当激光照射到大面积液晶装置时，基板透射激光，导电层可以吸收激光。
由于导电层吸收激光，由于瞬时热能供应而发生体积膨胀，并且导电层可以通过体积膨胀从基板剥离。
当激光照射到设置在基板上的导电层时，照射的激光的能量被导电层吸收，因此导电层的温度瞬间升高，从而导致导电层的快速热膨胀。
由于热膨胀而产生导电层的热弹性力，并且热弹性力用作将导电层从基板分离的力。导电层主要通过范德瓦尔斯力耦接到基板。一旦热电力超过范德瓦尔斯力，导电层就可以从基板剥离。
由热弹性力引起的剥离力与照射的激光的能量强度成比例，并且与照射的激光的脉冲宽度的平方成反比，如下面的等式1所示。也就是说，剥离力变化取决于照射具有高能量的激光的速度，而不是热膨胀的绝对值，因此激光的脉冲宽度越短，剥离力越强。
[等式1]
F∝I/tp 2
在上面的等式1中，F指的是导电层与基板的剥离力，I指的是照射的激光的强度，tp指的是照射的激光的脉冲宽度。
根据温度变化的体积变化可以通过热膨胀系数(CTE)来量化，并且可以根据各个部件的厚度、制造公司、产品质量、照射的激光的脉冲宽度和根据激光照射的能量大小而变化。此外，当基板的热膨胀系数高于导电层的热膨胀系数时，通过照射激光可以顺利地剥离导电层和液晶取向膜。
根据本发明的示例性实施例，通过在大面积液晶装置上进一步设置蚀刻掩模，然后通过照射激光将蚀刻掩模与蚀刻液晶取向膜和导电层的残留物一起去除，来执行暴露基板的一个区域的步骤。
也就是说，在将液晶取向膜设置在大面积液晶装置上之后，当照射激光以将导电层和液晶取向膜从基板上剥离时，可以平滑地形成分离的横截面的形状而没有弯曲。
此外，蚀刻掩模可以从本领域已知的蚀刻掩模中自由选择，并且其类型不受限制。
图7示出了根据本发明示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法的示意图。
具体地，参照图7，根据本发明示例性实施例的形成图案的方法，制备其中基板10、导电层20和液晶取向膜30依次设置在线性工作台80上的层压体，在大面积液晶装置上设置蚀刻掩模90，然后Q开关IR激光器400从液晶取向膜朝向导电层照射激光以分离导电层和液晶取向膜的一个区域从而暴露基板的一个区域。在这种情况下，在Q开关IR激光器和大面积液晶装置之间设置透镜401，以调节照射激光的光束直径。
根据本发明的示例性实施例，大面积液晶装置可用于汽车天窗、智能窗、隐私窗(privacy window)或透射率可变膜。也就是说，根据本发明示例性实施例的形成大面积液晶装置的图案的方法可以应用于具有各种尺寸的大面积液晶装置。
在下文中，将通过实例详细描述本发明。然而，根据本发明的实例可以以各种形式进行修改，并且本发明的范围不应解释为限于下述实例。提供本说明书的实例是为了向本领域技术人员更完整地解释本发明。
计算剥离工序的节拍时间
[比较例1]
制备一种大面积液晶装置，其中，厚度为125μm的PET膜作为基板，厚度为40nm的ITO膜作为导电层，厚度为0.3mm至0.5mm的包含肉桂酸(cinnamate)官能团的基于丙烯酸酯聚合物的光取向膜作为液晶取向膜依次设置。
通过将蚀刻间隔为38μm、重复频率为40kHz、扫描速度为2000mm/s、光束直径为40μm的Yb光纤激光器(70W，由IPG Photonics公司生产)照射到大面积液晶装置，去除液晶取向膜和导电层的一个区域，以在大面积液晶装置中形成图案。
[实例1]
通过使用Q开关IR激光器(波长为1064nm，产品名称为Q-smart 850)照射装置向与比较例1中制备的相同的大面积液晶装置照射重复频率为10Hz、脉冲宽度为6ns、每脉冲能量为0.85J、光束直径为6mm的Q开关IR激光，去除液晶取向膜和导电层的一个区域，以在大面积液晶装置中形成图案。
在这种情况下，在照射激光之前，使用透镜调节光束直径，并且将厚度为3.0mm的铝蚀刻掩模设置到大面积液晶装置上，其中用通用双面胶带将厚度为15μm的铝箔附接到该铝蚀刻掩模。
图8示出了实例1和比较例1的激光照射方法。
图8(a)示出了根据比较例1的具有预定长度L和线宽W的矩形分离区域，图8(b)示出了根据实例1的具有预定长度L和线宽W的矩形分离区域被铝蚀刻掩模分割。
此外，图9更详细地示出了比较例1的激光照射方法。沿着线宽W的移动方向改变激光的照射方向，同时沿长度(L)方向移动比较例1中使用的Yb光纤激光器30以执行剥离工序。
计算根据实例1和比较例1的剥离工序的线宽(W＝2mm、3mm、4mm和5mm)的节拍时间。
具体地，在比较例1中，考虑Yb光纤激光器的传输时间(大约2.5秒)，并且通过“重复次数×一次扫描的时间”计算比较例1的剥离工序的节拍时间，如下面的等式2所示。
“重复次数”由等式2中的“长度/蚀刻间隔(L/Whatching)”表示，“一次扫描的时间”由等式2中的“线宽/扫描速度(w/vscan)”表示。
[等式2]
节拍时间＝(L/Whatching)×(w/vscan)
此外，等式1的剥离工序的节拍时间是“考虑到剥离宽度/重复速度的单个发射光束之间的距离”，并且如等式3所示计算。
“考虑到剥离宽度的单个发射光束之间的距离”在等式3中由“L”表示，“重复速度”在等式3中由“f·(D2-W2)0.5”表示。
[等式3]
节拍时间＝L/{f·(D2-W2)0.5}
在等式3中，f表示激光的重复频率，D表示激光的光束直径。
图10中示出了根据实例1和比较例1的在预定线宽w下的剥离区域的长度L的工序的节拍时间，表1中具体示出了当剥离区域的长度为1000mm时的工序的节拍时间。
[表1]
L＝1000mm W＝2mm W＝3mm W＝4mm W＝5mm
比较例1 84.3s 97.94s 114.10s 120.72s
实例1 17.68s 19.25s 22.36s 30.15s
参照图10，可以确定在实例1中，即使剥离区域的长度增加，用于获得具有预定线宽的剥离区域的工序的节拍时间也没有显著增加，但是在比较例1中，随着剥离区域的长度增加，工序的节拍时间显著增加。
另外在表1中，当剥离区域的长度为1000mm时，可以确定实例1中根据相同线宽的节拍时间远短于比较例的节拍时间(减少约4倍至5.1倍)。
通过这种方式，可以确定当用根据本发明示例性实施例的条件照射激光时，大面积液晶装置的图案形成工艺的时间显著缩短，因此可以确保液晶装置的制造工艺中的经济效率。
此外，可以确定在实例1中，照射具有相对大的光束直径的激光，使得需要优化激光扫描速度和光束之间的重叠。具体地，可以确定根据线宽W和光束直径D的激光的重叠需要被最小化并且激光扫描速度需要被最大化。
具体地，图11示出了与实例1类似地在照射激光时激光束的重叠的示意图。
参照图11，线宽W由2r·sinθ表示，激光重复间隔d由2r·cosθ表示。通过这种方式，激光重复间隔d可以由“(D2-W2)0.5”表示。
通过这种方式，照射的激光束之间的重叠面积的比率(重叠，单位是％)可以由“1-(d/D)×100”表示，并且当应用激光重复间隔d的上述等式时，重叠可以由“[1-{(D2-W2)0.5/D}]×100”表示。
此外，激光的扫描速度v可以通过“激光重复间隔×激光重复频率”获得，使得激光的扫描速度可以通过由“f·(D2-W2)0.5”表示的等式获得。
因此，当确定要剥离的线宽时，可以获得用于实现线宽的激光束之间的最小重叠和此时的最高扫描速度作为激光的重叠和扫描速度。
根据上述方法的根据光束大小和扫描速度的最小重叠的曲线图示于图12中。
参照图12，当确定剥离区域的线宽时，可以根据照射光束的直径获得最小重叠和最高扫描速度。
例如，在图12中，当线宽确定为5mm时，如果照射光束的直径是8mm，则确认最小重叠约为25％，最大扫描速度约为60mm/s。
根据光束直径的变化进行分离实验
[实例2至实例6]
制备一种大面积液晶装置，其中，厚度为125μm的PET膜作为基板，厚度为40nm的ITO膜作为导电层，厚度为0.3mm至0.5mm的包含肉桂酸官能团的基于丙烯酸酯聚合物的光取向膜作为液晶取向膜依次设置。
通过使用Q开关IR激光器(波长为1064nm，产品名称为Q-smart 850)照射装置向大面积液晶装置照射重复频率为10Hz、脉冲宽度为6ns、每脉冲能量为0.75J、光束直径为4.0mm(实例2)、5.0mm(实例3)、6.0mm(实例4)、7.0mm(实例5)和9.0mm(实例6)的Q开关IR激光，去除液晶取向膜和导电层的一个区域，以在大面积液晶装置中形成图案。
通过使用光学显微镜(Nikon的Eclipse L300ND)拍摄根据实例2、4至6的大面积液晶装置的表面而获得的图像示于图13中。
参照图13，可以确定通过照射Q开关IR激光而使液晶取向膜和导电层剥离的区域与液晶取向膜和导电层未剥离的区域明显不同(由图13的虚线圆圈区分)。因此，可以确定仅当照射根据本发明示例性实施例的具有光束直径范围的激光时，液晶取向膜和导电层被充分地剥离，同时减少了基板的损坏。可以进一步确定在照射光束直径为9mm的实例6中，与相对于光束大小较小的实例2至5相比，导电层不能令人满意地剥离。
此外，可以确定当基板是PET膜并且导电层包括ITO时，作为导电层从基板剥离所需的每单位面积的能量密度的计算结果，能量密度为2.13J/cm2以上。
通过这种方式，可以确定仅当照射具有2.13J/cm2的最小能量密度的Q开关IR激光时，导电层可以与基板(PET膜)分离。
此外，通过使用光学显微镜(Nikon的Eclipse L300ND)拍摄根据实例2、4至6的大面积液晶装置的表面而获得的图像的放大视图在图14中示出。
参照图14，可以确定在光束大小为9mm的实例6中，与光束大小相对较小的实例2至5相比，剥离区域的界面不明显。
总之，当基板是PET膜时，可以确定为了使ITO导电层与基板剥离，每单位面积(cm2)需要照射2.13J以上的激光能量。可以进一步确定，为了实现这种激光能量密度，需要照射光束直径小于9mm的激光。
[实例7和实例8]
制备一种大面积液晶装置，其中，厚度为40μm的COP膜作为基板，厚度为40nm的ITO膜作为导电层，厚度为0.3mm至0.5mm的包含肉桂酸官能团的基于丙烯酸酯聚合物的光取向膜作为液晶取向膜依次设置。
通过使用Q开关IR激光器(波长为1064nm，产品名称为Q-smart 850)照射装置向大面积液晶装置照射重复频率为10Hz、脉冲宽度为6ns、每脉冲能量为0.75J、光束直径为7.0mm(实例7)和9.0mm(实例8)的Q开关IR激光，去除液晶取向膜和导电层的一个区域，以在大面积液晶装置中形成图案。
通过使用光学显微镜(Nikon的Eclipse L300ND)拍摄根据实例7和8的大面积液晶装置的表面而获得的图像示于图15中。
参照图15，可以确定通过照射Q开关IR激光而使液晶取向膜和导电层剥离的区域与液晶取向膜和导电层未剥离的区域明显不同(由图15的虚线圆圈区分)。因此，可以确定仅当照射根据本发明示例性实施例的具有光束直径范围的激光时，液晶取向膜和导电层被充分地剥离，同时减少了基板的损坏。
此外，在这种情况下，可以确定当基板是COP膜并且导电层包括ITO时，作为导电层从基板剥离所需的每单位面积的能量密度的计算结果，能量密度为1.1J/cm2以上。通过这种方式，可以确定仅当照射具有1.1J/cm2的最小能量密度的Q开关IR激光时，导电层可以从基板(COP膜)分离以在大面积液晶装置上形成图案。
使用蚀刻掩模的实验
[实例3-1]
通过与实例3相同的方法在大面积液晶装置上形成图案，不同之处在于在照射激光之前在大面积液晶装置中设置厚度为3.0mm的铝蚀刻掩模，其中用通用双面胶带将厚度为15μm的铝箔附接到该铝蚀刻掩模。
[实例7-1]
通过与实例7相同的方法在大面积液晶装置上形成图案，不同之处在于在照射激光之前在大面积液晶装置中设置厚度为3.0mm的铝蚀刻掩模，其中用通用双面胶带将厚度为15μm的铝箔附接到该铝蚀刻掩模。
通过使用光学显微镜(Nikon的Eclipse L300ND)拍摄根据实例3、3-1、7和7-1的大面积液晶装置的表面而获得的图像示于图16中。
具体地，图16(a)、16(b)、16(c)和16(d)分别是根据实例3、3-1、7和7-1的大面积液晶装置的表面的光学显微镜图像。
参照图16(a)和16(b)，在图16(a)和16(b)中，上部表示未剥离的部分，下部表示其中基板(PET膜)被暴露的部分，参照图16(c)和16(d)，在图16(c)和16(d)中，上部表示未剥离的部分，下部表示基板(COP膜)被暴露的部分。
参照图16(a)和16(b)，可以确定根据实例3-1的包括蚀刻掩模的大面积液晶装置的表面的蚀刻区域比根据实例3的不包括蚀刻掩模的大面积液晶装置的表面的蚀刻区域更平滑。
此外，参照图16(c)和16(d)，可以确定根据实例7-1的包括蚀刻掩模的大面积液晶装置的表面的蚀刻区域比根据实例7的不包括蚀刻掩模的大面积液晶装置的表面的蚀刻区域更平滑。
根据实例7-1的大面积液晶装置的表面的数码相机图像和由光学显微镜(Nikon的Eclipse L300ND)拍摄的图像在图17中示出。
参照图17，可以在视觉上确认，根据实例7-1的包括蚀刻掩模的大面积液晶装置的表面的蚀刻区域平滑地形成，这在通过光学显微镜放大大面积液晶装置的表面拍摄的图像中更加明显。
总之，应当理解，当导电层和液晶取向膜在根据本发明示例性实施例的激光照射条件下剥离时，可以平滑地区分剥离区域和非剥离区域，并且当在照射激光之前设置蚀刻掩模时，可以更清楚地区分剥离区域和非剥离区域。

Claims (11)

1.一种形成大面积液晶装置的图案的方法，包括：
制备大面积液晶装置，所述大面积液晶装置包括基板、设置在所述基板上的导电层以及设置在所述导电层上的液晶取向膜；以及
通过将激光照射到所述大面积液晶装置使所述导电层和所述液晶取向膜的一个区域剥离，从而暴露所述基板的一个区域，
其中，所述激光从所述液晶取向膜朝向所述导电层照射，并且所述激光的光束直径为1mm以上且16mm以下并且每脉冲能量为0.05J以上且2.5J以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板是聚碳酸酯膜、无色聚酰亚胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或环烯烃聚合物膜。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导电层是氧化铟锡膜。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液晶取向膜包括单体化合物和聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光的所述每脉冲能量为0.3J以上且1.5J以下。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光的所述光束直径为4mm以上且9mm以下。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光的重复频率为1Hz以上且10Hz以下。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光的脉冲宽度为1.0ns以上且10.0ns以下。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，通过体积膨胀驱动所述导电层从所述基板的剥离来执行暴露所述基板的所述一个区域。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，通过进一步在所述大面积液晶装置上设置蚀刻掩模，然后通过照射所述激光将所述蚀刻掩模与蚀刻的所述液晶取向膜和所述导电层的残留物一起去除，来执行暴露所述基板的所述一个区域。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述大面积液晶装置用于汽车天窗、智能窗、隐私窗或透射率可变膜。
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