CN116766276A - 一种偏光片加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种偏光片加工工艺，属于偏光片生产技术领域，包括以下步骤：S1.放卷；S2.调整偏光片，以便进行裁切；S3.裁切，通过具有圆刀片的刀具结构，对通过驱动圆刀片旋转对偏光片进行裁切；所述偏光片的线速度与圆刀片的转速的比值为1:1.1‑1.2；S4.收卷，裁切后的成品偏光片通过收卷辊收卷；本发明从电机的转速、圆刀片的厚度、刀刃角度等方面，解决了刀裁偏光片边缘的切面品质低下的问题，刀裁的偏光片不会出现偏光片边缘增厚的问题，从而降低了成品液晶显示屏边缘漏光或起泡的概率。

Description

一种偏光片加工工艺

技术领域

本发明涉及偏光片生产设备技术领域，具体涉及一种偏光片加工工艺。

背景技术

偏光片的全称是偏振光片，液晶显示器的成像必须依靠偏振光，所有的液晶都有前后两片偏振光片紧贴在液晶玻璃，组成总厚度1mm左右的液晶片。偏光片的基本结构包括：最中间的PVA（聚乙烯醇）、两层TAC（三醋酸纤维素）、PSA film（压敏胶）、Release film（离型膜）和Protective film（保护膜）。其中，起到偏振作用的是PVA层，是由PVA（聚乙烯醇）薄膜经染色拉伸后制成，该层是偏光片的主要部分，也称偏光原膜。偏光片初步加工完毕后，后续还需要对偏光片按照需求进行裁切。

LCD液晶显示由大边框到无边框的转变，偏光片边缘裁切品质也随着增加。有客户反馈，部分LCD液晶显示屏的边缘存在漏光、起泡的问题。

根据客户反馈的问题，我们对目前的偏光片进行了分析研究。显示屏边缘出现漏光、起泡的问题，说明问题在于偏光片的裁切步骤。

我们目前采用激光裁切偏光片，激光切割具有精度高、切口宽度深度可调等优点，现有的偏光片裁切大多都采用激光裁切，例如，公开号为CN116140826A的发明专利公开了一种偏光片裁切加工方法，该公开文件变更了切割方式，取消了传统的裁-磨-检-包流程中的磨边环节，将后段生产流程直接简化为裁-检-包；同时，将检测分拣功能和内包集成到本工艺流程内。该工艺方法减少了磨边流程，避免了切刀磨损引起的品质波动变化的问题，避免了切割碎屑的产生，减少了边缘品质问题。

但是，我们发现问题出在激光裁切上，激光切割是热加工，使用后材料表面会有热变形，导致偏光片边缘增厚，进而导致显示屏边缘出现起泡、漏光等质量问题。

公开号为CN116061247A的发明专利公开了一种偏光片加工用裁切机构，该公开文件通过裁切组件对偏光片进行裁切，该裁切组件包括裁切架、第六驱动件和切刀，所述裁切架沿竖直方向滑动设置在机架上，所述第六驱动件用于驱使裁切架滑动，所述裁切架上设置有多个所述切刀，且相邻两所述切刀之间的间距相等，且各所述切刀与裁切台顶壁之间的间距相等。

采用上述切刀片裁切方式的相对较多，如公开号为CN219213337U的实用新型专利公开的偏光片裁切装置；公开号为CN219027621U的实用新型专利公开的一种偏光片加工用裁切装置等。

传统的切刀片裁切虽然能解决偏光片边缘增厚的问题，但是，偏光片多层结构的特性，采用刀片裁切的物理切割方式会对边缘多层结构产生不同程度的破坏，造成偏光片边缘出现裁切不良的情况。此外，偏光片中还具有压敏胶，压敏胶具有一定的粘性，加上长时间摩擦，切刀温度也会提高，容易出现压敏胶粘连在刀片上的情况，导致偏光片边缘位置的压敏胶出现分布不均的问题。

发明内容

本发明提供一种偏光片加工工艺，以解决现有技术中刀裁边缘品质低下的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的偏光片加工工艺采用如下技术方案，包括以下步骤：

S1.放卷，将偏光片卷材安装在放卷辊上，通过放卷辊进行放卷；

S2.调整偏光片，通过导向辊、张力辊调节偏光片的移动方向及张力，以便进行裁切；

S3.裁切，通过具有圆刀片的刀具结构，对通过驱动圆刀片旋转对偏光片进行裁切；

所述刀具结构包括上固定支架和安装在上固定支架上的刀具安装架，刀具安装架用于安装裁切刀具；所述裁切刀具为圆刀片，圆刀片的厚度为0.4mm至0.8mm，圆刀片的刀刃角度为30°，刀刃表面设有镀层以防止刀刃与偏光片粘连；上固定支架上还安装有用于驱动刀具安装架旋转的驱动机构，使得圆刀片旋转裁切偏光片；刀具安装架的下方设有用于支撑偏光片的下支撑辊；

所述偏光片的线速度与圆刀片的转速的比值为1:1.1-1.2；

S4.收卷，裁切后的成品偏光片通过收卷辊收卷。

现有技术中偏光片的裁切方式主要包括两种：

一种是采用切刀对偏光片裁切，即在机架上固定切刀，当偏光片经过切刀时，被切刀裁切开，这种裁切方式类似于金刚石刀片在玻璃滑划过，对玻璃裁切。首先，偏光片为多层结构，直接通过切刀片对偏光片裁切，由于偏光片各层物理性质不同，容易导致偏光片各层的边缘出现不同程度的受损（如毛边、破损等问题）；其次，偏光片中还具有压敏胶，压敏胶具有一定的粘性，切刀长时间工作时，温度也会有所上升，当切刀划过时，更容易出现部分压敏胶与切刀粘连的情况，由于切刀是固定不动的，在偏光片移动时，部分与切刀粘连的压敏胶受偏光片牵引，导致偏光片边缘的压敏胶分布不均（有的位置压敏胶偏多，有的位置压敏胶偏少）。

另一种则是激光切割，但是激光切割属于热加工，裁切后会产生一定的形变，导致偏光片边缘增厚。

若追求高品质的偏光片，以上两种方式都需要对其边缘进行二次加工，不仅加工成本增加，而且工序增大，生产效率降低。

本发明的刀具结构，改变了现有的偏光片裁切方式，通过快速旋转的圆刀片对偏光片进行裁切，圆刀片裁切的偏光片切面较为平整，且快速旋转的圆刀片还具有磨削的效果，切面在放大观察时，切面光滑。圆刀片的刀刃表面设有防粘连的镀层，降低了压敏胶粘连的情况；圆刀片的刀刃为30°，偏光片的切面角度为15°，切面角度小，裁切后可直接使用，偏光片的切面角度一般是越小越好，偏光片的切面角度为0°时（即偏光片的表面与切面垂直），效果最好。综合加工难度、使用寿命、刀片厚度等因素，最终选择将圆刀片的刀刃设为30°，圆刀片的厚度为0.4mm至0.8mm，该参数下，减少了对偏光片水平方向的挤压，同时保留的部分向下的压力，会对偏光片有一定挤压，防止因刀刃的摩擦导致偏光片分层，减少偏光片裁切时造成的挤压破损。

通过采用上述加工方法，能够提高裁切面的品质，解决液晶显示器边缘起泡或漏光的问题。

之所以目前大多都采用激光裁切或切刀裁切，是因为尝试了采用圆刀片进行旋转切割的效果不佳，因此现有的刀裁基本都采用切刀片裁切，背景技术中提到的公开号为CN116140826A的发明专利，该公开文件中记载“通过冲压或滚刀的方式进行裁切，此加工方式得到的产品的尺寸精度及边缘切割效果比较粗糙，需要进一步通过磨边的方式才能达到品质要求”，提到了现有刀裁的一些缺点。

经实验，我们获得了与上述相同的试验结果。但随后我们进行了更进一步的实验，通过调整参数多次实验后，我们发现，偏光片的线速度与圆刀片的转速的比值会影响裁切面的品质。一般来讲，刀具的转速越高（安全范围内），工件进给速度越低，工件的表面质量越好。经反复试验后，我们得出，当圆刀片走刀过快时（即圆刀片的转速过快），容易造成偏光片的层结构损伤；当圆刀片走刀过慢时，其裁切效果更接近切刀片裁切。而在试验时，大多厂家一般会将偏光片行进的线速度控制在常规裁切速度，很少在意圆刀片的转速，这就导致圆刀片裁切后的切面出现锯齿，切面粗糙。

经反复测试后，我们确定当圆刀片的转速（可换算为圆刀片的线速度）大于偏光片线速度（即偏光片的进给速度）110%至120%时，裁切效果明显优于切刀片裁切，圆刀片裁切的偏光片切面较为平整，且快速旋转的圆刀片还具有磨削的效果，切面平整光滑，无需再对偏光片的边缘进行二次处理。

作为进一步地改进，所述偏光片的线速度为20m/min。

作为进一步地改进，所述圆刀片的厚度为0.5mm。

作为进一步地改进，所述圆刀片为钨钢圆刀片。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

1、本发明提供的刀具结构，能够有效提高裁切面的品质，镀层的设置能够降低粘连的情况，圆刀片的厚度调整至0.5mm，圆刀片的刀刃角度调整至30°，减少了对偏光片边缘水平方向上的挤压，同时保留的部分向下的压力，对偏光片有一定挤压，防止因刀刃的摩擦导致偏光片分层，减少偏光片裁切时造成的挤压破损。

2、本发明提供的裁切工艺从电机的转速、圆刀片的厚度、刀刃角度等方面，解决了刀裁偏光片边缘的切面品质低下的问题；本工艺不仅能够将偏光片平整的切开，而且快速旋转的圆刀片还具有磨削效果，使偏光片的裁切面无锯齿、毛边等质量问题，也不会出现偏光片边缘增厚的问题，从而降低了成品液晶显示屏边缘漏光或起泡的概率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为本发明刀具结构的结构示意图；

图2为本发明刀具结构的侧视结构示意图；

图3为本发明刀具结构裁切偏光片的参考示意图；

图4为本发明偏光片加工设备的结构示意图；

图5为本发明偏光片加工工艺在不同参数下的数据统计表；

图6为本发明实施例1中1号刀裁切偏光片的切面图；

图7为本发明实施例1中2号刀裁切偏光片的切面图；

图8为本发明对比例1中1号刀裁切偏光片的切面图；

图9为本发明对比例1中2号刀裁切偏光片的切面图；

图10为本发明对比例2中1号刀裁切偏光片的切面图；

图11为本发明对比例2中2号刀裁切偏光片的切面图；

图12为本发明对比例3中1号刀裁切偏光片的切面图；

图13为本发明对比例3中2号刀裁切偏光片的切面图；

图14为本发明对比例4中1号刀裁切偏光片的切面图；

图15为本发明对比例4中2号刀裁切偏光片的切面图；

图16为本发明对比例5中1号刀裁切偏光片的切面图；

图17为本发明对比例5中2号刀裁切偏光片的切面图；

图18为本发明对比例6中1号刀裁切偏光片的切面图；

图19为本发明对比例6中2号刀裁切偏光片的切面图；

图20为本发明对比例7中1号刀裁切偏光片的切面图；

图21为本发明对比例7中2号刀裁切偏光片的切面图；

附图标记说明：

1、驱动机构；2、上固定支架；3、刀具安装架；4、圆刀片；5、下支撑辊；6、偏光片；7、放卷辊；8、导向辊；9、张力辊；10、收卷辊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，偏光片的裁切主要为激光裁切和切刀片裁切，激光裁切虽然无需对偏光片边缘（即裁切面）进行二次处理，但激光裁切属于热加工，高温会导致偏光片的边缘出现融化形变，进而导致偏光片边缘增厚，制成的液晶显示屏边缘就容易出现起泡或漏光的问题，随着电子设备的边框逐渐变小，偏光片的裁切品质要求提高，激光裁切的偏光片难以满足目前的需求。切刀片裁切虽然不会出现偏光片边缘增厚的问题，但裁切后的裁切面相对粗糙，需要二次处理，导致加工成本、加工工序增加。

就上述问题，本发明提出了采用圆刀片裁切偏光片的加工工艺。我们发现，当圆刀片走刀过快时（即圆刀片的转速过快），容易造成偏光片的层结构损伤，其原因在于，圆刀片转速过快，偏光片进给速度较低时，偏光片已经被切断了，但由于偏光片进给速度低，偏光片仍被持续磨损，磨损量大，摩擦产生的热量也增大，圆刀片温度过高，容易出现碎屑附着在圆刀片上的情况，碎屑在旋转时，容易划伤偏光片切面，导致TAC层破损；当圆刀片走刀过慢时，其裁切效果更接近切刀片裁切，其原因在于圆刀片转速过慢的话，偏光片则是靠圆刀片的刀刃划开，而不是通过圆刀片高速旋转裁切开。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

本发明所提供的偏光片加工工艺的实施例1：

本发明工艺所采用的加工设备如图1-图4所示，包括：

放卷辊7；

导向辊8，其用于调整的偏光片6的移动方向，导向辊8的数量可根据实际情况（如设备间的距离、分切段数）调整；

刀具结构，其用于裁切偏光片6，刀具结构包括上固定支架2，上固定支架2固定连接在外部机架上，上固定支架2上转动装配有用于安装裁切刀具的刀具安装架3，本实施例中，刀具安装架3包括两个通过螺栓连接的辊筒（图中未标注），方便更换圆刀片4，圆刀片4固定在两辊筒之间，辊筒与下支撑辊5配合，能够对偏光片6起到一定的固定作用；在其他实施例中，圆刀片4的数量可根据具体情况调整，若圆刀片4为两个，则设置三个辊筒。

裁切刀具为圆刀片4，圆刀片4为钨钢圆刀片，圆刀片4的厚度为0.5mm（即H=0.5mm），圆刀片4的刀刃角度为30°（即角B=30°），刀刃表面设有镀层以防止刀刃与偏光片6粘连该镀层可以为渗氮处理铬涂层或氮化钛涂层，刀刃镀层的种类相对较多，镀层材料可根据实际情况自行调整；

驱动机构1，其安装在上固定支架2上，用于驱动刀具安装架3旋转，使得圆刀片4旋转裁切偏光片6，本实施例中，驱动机构1为伺服电机，可精准控制圆刀片4的转速；刀具安装架3的下方设有用于支撑偏光片6的下支撑辊5；

若干收卷辊10，收卷辊10用于对裁切后的刀具进行收卷。

本实施例中，还包括张力辊9，张力辊9设有两个，通过控制两张力辊9之间的间距，调整偏光片6的张力，防止偏光片6松弛进而影响裁切质量。

偏光片加工工艺包括以下步骤：

S1.放卷，将偏光片6卷材安装在放卷辊7上，通过放卷辊7进行放卷；

S2.调整偏光片6，通过导向辊8、张力辊9调节偏光片6的移动方向及张力，以便进行裁切；

S3.裁切，通过具有圆刀片4的刀具结构，对通过驱动圆刀片4旋转对偏光片6进行裁切；

所述刀具结构包括上固定支架2和安装在上固定支架2上的刀具安装架3，刀具安装架3用于安装裁切刀具；所述裁切刀具为圆刀片4，圆刀片4的厚度为0.5mm，圆刀片4的刀刃角度为30°，刀刃表面设有镀层以防止刀刃与偏光片6粘连；上固定支架2上还安装有用于驱动刀具安装架3旋转的驱动机构1，使得圆刀片4旋转裁切偏光片6；刀具安装架3的下方设有用于支撑偏光片6的下支撑辊5；

本实施例中，偏光片6的线速度（进给速度）为20m/min，所述偏光片6的线速度与圆刀片4的转速的比值为1:1.2；

S4.收卷，裁切后的成品偏光片6通过收卷辊10收卷。

通过采用上述加工方法，能够提高裁切面的品质，解决液晶显示器边缘起泡或漏光的问题。

之所以目前大多都采用激光裁切或切刀裁切，是因为尝试了采用圆刀片4进行旋转切割的效果不佳，因此现有的刀裁基本都采用切刀片裁切，背景技术中提到的公开号为CN116140826A的发明专利，该公开文件中记载“通过冲压或滚刀的方式进行裁切，此加工方式得到的产品的尺寸精度及边缘切割效果比较粗糙，需要进一步通过磨边的方式才能达到品质要求”，提到了现有刀裁的一些缺点。

经实验，我们获得了与上述相同的试验结果。但随后我们进行了更进一步的实验，通过调整参数多次实验后，我们发现，偏光片6的线速度与圆刀片4的转速的比值会影响裁切面的品质。当圆刀片4走刀过快时（即圆刀片4的转速过快），容易造成偏光片6的层结构损伤；当圆刀片4走刀过慢时，其裁切效果更接近切刀片裁切。而在试验时，大多厂家一般会将偏光片6行进的线速度控制在常规裁切速度，很少在意圆刀片4的转速，这就导致圆刀片4裁切后的切面出现锯齿，切面粗糙。

经反复测试后，我们确定当圆刀片4的转速大于偏光片6线速度（即偏光片6的进给速度）110%至120%时，裁切效果明显优于切刀片裁切。

本实施例中，用三个圆刀片4将半成品偏光片分切成两卷成品偏光片，定义位于中间位置的圆刀片为2号刀，2号刀负责将分切成两半，2号刀需要确保偏光片的两个切面均无异常点；位于两侧的圆刀片分别为1号刀和3号刀，1号刀和3号刀用于对偏光片的两侧进行裁切、修整处理，由于切除掉的边角料废弃后回收利用，因此1号刀和3号刀只需要确保偏光片的一个切面无异常点即可。

如图6和图7所示，由于1号刀和3号刀作用一样，因此本实施例中，采用两组圆刀片4进行测试，分别为1号刀和2号刀，1号刀和2号刀的各参数均一致（如直径、厚度、刀刃角度等）。偏光片6的进给速度为20m/min，圆刀转速为偏光片6进给速度的120%，例如，当偏光片6的进给速度为20m/min时，圆刀转速设定120%，刀刃的线速度为20m/min*120%=24m/min。在该参数下,1号刀裁切的偏光片6的切面的Taper值（切面宽度）为35，偏光片6的切面无异常点；2号刀裁切的偏光片6的切面的Taper值为38，偏光片6的切面无异常点，裁切后的两组偏光片6质量均合格。

对比例1：

如图8和图9所示，本实施例中，采用两组圆刀片进行测试，分别为1号刀和2号刀，偏光片的进给速度为20m/min，圆刀转速为偏光片进给速度的100%，在该参数下,1号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为40，偏光片的切面无异常点；2号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为60，偏光片的切面出现锯齿TAC破损，裁切后的其中一组偏光片质量不合格。由实施例1中的记载可知，2号刀需要确保偏光片的两个切面均无异常点，难度相对较大，因此出现异常点的概率更大。

对比例2：

如图10和图11所示，本实施例中，采用两组圆刀片进行测试，分别为1号刀和2号刀，偏光片的进给速度为20m/min，圆刀转速为偏光片进给速度的105%，在该参数下,1号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为40，偏光片的切面无异常点；2号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为55，偏光片的切面出现锯齿TAC破损，裁切后的其中一组偏光片质量不合格。

对比例3：

如图12和图13所示，本实施例中，采用两组圆刀片进行测试，分别为1号刀和2号刀，偏光片的进给速度为20m/min，圆刀转速为偏光片进给速度的110%，在该参数下,1号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为38，偏光片的切面无异常点；2号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为50，偏光片的切面出现锯齿TAC破损，裁切后的其中一组偏光片质量不合格。

对比例4：

如图14和图15所示，本实施例中，采用两组圆刀片进行测试，分别为1号刀和2号刀，偏光片的进给速度为20m/min，圆刀转速为偏光片进给速度的115%，在该参数下,1号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为40，偏光片的切面无异常点；2号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为35，偏光片的切面出现轻微锯齿，裁切后的其中一组偏光片质量不合格。

对比例5：

如图16和图17所示，本实施例中，采用两组圆刀片进行测试，分别为1号刀和2号刀，偏光片的进给速度为20m/min，圆刀转速为偏光片进给速度的125%，在该参数下,1号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为35，偏光片的切面无异常点；2号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为40，偏光片的切面无异常，裁切后的两组偏光片质量均合格，但2号刀的Taper值略高于实施例1中2号刀的Taper值。

对比例6：

如图18和图19所示，本实施例中，采用两组圆刀片进行测试，分别为1号刀和2号刀，偏光片的进给速度为20m/min，圆刀转速为偏光片进给速度的130%，在该参数下,1号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为40，偏光片的PSA（压敏胶）脱落；2号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为50，偏光片的PSA脱落，裁切后的两组偏光片质量均不合格。

对比例7：

如图20和图21所示，本实施例中，采用两组圆刀片进行测试，分别为1号刀和2号刀，偏光片的进给速度为20m/min，圆刀转速为偏光片进给速度的135%，在该参数下,1号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为45，偏光片的PSA脱落；2号刀裁切的偏光片的切面的Taper值为60，偏光片的PSA脱落，裁切后的两组偏光片质量均不合格。

虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (4)

1.一种偏光片加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.放卷，将偏光片（6）卷材安装在放卷辊（7）上，通过放卷辊（7）进行放卷；

S2.调整偏光片（6），通过导向辊（8）、张力辊（9）调节偏光片（6）的移动方向及张力，以便进行裁切；

S3.裁切，通过具有圆刀片（4）的刀具结构，对通过驱动圆刀片（4）旋转对偏光片（6）进行裁切；

所述刀具结构包括上固定支架（2）和安装在上固定支架（2）上的刀具安装架（3），刀具安装架（3）用于安装裁切刀具；所述裁切刀具为圆刀片（4），圆刀片（4）的厚度为0.4mm至0.8mm，圆刀片（4）的刀刃角度为30°，刀刃表面设有镀层以防止刀刃与偏光片（6）粘连；上固定支架（2）上还安装有用于驱动刀具安装架（3）旋转的驱动机构（1），使得圆刀片（4）旋转裁切偏光片（6）；刀具安装架（3）的下方设有用于支撑偏光片（6）的下支撑辊（5）；

所述偏光片（6）的线速度与圆刀片（4）的转速的比值为1:1.1-1.2；

S4.收卷，裁切后的成品偏光片（6）通过收卷辊（10）收卷。

2.根据权利要求1所述的偏光片加工工艺，其特征在于：所述偏光片（6）的线速度为20m/min。

3.根据权利要求1所述的偏光片加工工艺，其特征在于：所述圆刀片（4）的厚度为0.5mm。

4.根据权利要求3所述的偏光片加工工艺，其特征在于：所述圆刀片（4）为钨钢圆刀片。