JP6968284B2 - 偏光板の適正裁断条件の導出方法 - Google Patents

偏光板の適正裁断条件の導出方法 Download PDF

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Description

本発明は、偏光板の適正裁断条件の導出方法に関し、より詳細には、粘着剤の流出判別基準に基づく偏光板の適正裁断条件の導出方法に関する。
偏光板は、全方向に振動する光を特定方向にのみ振動するように偏光させて所望の映像を実現させる構成であって、液晶表示装置(LCD、Liquid Crystal Display)パネルの両側に貼り付けられる。
偏光板100は、図1に示されるように、PVA素材からなる偏光子層130と、偏光子層130の両面に貼り付けられた上下部支持体層120、140と、上部支持体層120の上部に形成され、温度または湿度のような外部環境から偏光子層130を保護するための保護フィルム層110と、下部支持体層140の下部に形成される粘着層150と、粘着層150の下部に形成され、粘着層150を保護する離型フィルム層160とを含む積層構造からなる。
偏光板100は、現場の生産ラインで量産されて適用製品の大きさに合わせて裁断された後にパネルに貼り付けられるが、偏光板100を裁断する過程、そして搬送設備1に沿って偏光板100を搬送させる過程で、図2のように、粘着層150から粘着剤151が流出することがある。特に、TVパネルに用いられる大型偏光板100の場合には、複数の偏光板100を積層して保管するか積層させた状態で搬送させる時、下部に位置した偏光板100に過度の荷重が加えられて、粘着剤151の流出がさらに問題化する。
偏光板100の粘着層150の厚さは約20μm水準で、裁断または搬送過程で偏光板100から一度に多量の粘着剤151が流出するわけではないが、搬送設備1は一度固定設置されると変更が困難になり、搬送設備1上に微量の粘着剤151が流出するだけでも、偏光板100が貼付工程やクリーニング工程のための意図した位置に正確に配置できず、製品の不良を引き起こすことがある。
従来は、このような粘着剤の流出程度を改善するために、粘着剤に含まれたセグメントの組成比率を変更してハードな形態の粘着剤を使用したりしていたが、この場合、バルクモジュラス(bulk modulus)の増加による粘着力の低下、耐久性悪化などの問題が発生した。
一方、粘着剤の流出程度は、粘着剤の成分を変更する以外にも、偏光板の裁断面の形状(例えば、テーパ(Taper)角度)または偏光板のたわみあるいは垂れ下がり現象によって発生するカールの大きさなどに応じて異なり得る。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、偏光板とガイド部との間の摩擦力データとして予め情報化された粘着剤の流出有無の判別基準に基づく偏光板の適正裁断条件の導出方法を提供することを目的とする。
本発明の実施例による偏光板の適正裁断条件の導出方法は、(a)粘着層を含み、任意の裁断条件によって裁断された裁断面が形成された偏光板を用意するステップと、(b)ガイド部に偏光板の一端部が接するように偏光板を提供するステップと、(c)ガイド部上で偏光板を移動させるステップと、(d)偏光板を移動させる間に偏光板とガイド部との間に作用する摩擦力を測定するステップと、(e)摩擦力データとして予め情報化された粘着剤の流出有無の判別基準と、測定された摩擦力の値とに基づいて偏光板の適正裁断条件を導出するステップとを含むことができる。
本実施例において、裁断条件は、偏光板の両面のいずれか一面と偏光板の裁断面とのなす裁断角度条件を含むことができる。
本実施例において、(b)ステップは、偏光板の一端部に形成されたカールの大きさを調節するステップを含むことができる。
本実施例において、偏光板は、両面のいずれか一面に保護フィルム層が位置し、他の一面に離型フィルム層が位置していてもよい。
本実施例において、(c)ステップは、偏光板の両面のいずれか一面が向く第1方向、または他の一面が向く第2方向に沿って偏光板を移動させることができる。
本実施例において、(e)ステップは、偏光板を第1方向に移動させる間に測定された摩擦力の値と、偏光板を第2方向に移動させる間に測定された摩擦力の値との差を算出して、判別基準と比較するステップを含むことができる。
本実施例において、(e)ステップは、算出された摩擦力の値の差が判別基準に基づいて偏光板から粘着剤が流出しないと判断される場合、任意の裁断条件を偏光板の適正裁断条件として導出することができる。
本発明の実施例による偏光板の適正裁断条件の導出方法は、偏光板とガイド部との間の摩擦力データとして予め情報化された粘着剤の流出有無の判別基準に基づいて偏光板の裁断方式および裁断面の形状を調節することにより、偏光板の搬送による粘着剤の流出を最小化できる効果がある。
一般的な偏光板の積層構造を示す断面図である。 搬送設備上に粘着剤が流出する形態を簡略に示す図である。 本発明による偏光板の適正裁断条件を導出する方法を示すフローチャートである。 本発明による偏光板の適正裁断条件を導出するために偏光板の移動状況を模式化した実験装置を示す図である。 本発明の実験例であって、カールの大きさ条件ごとに偏光板の移動方向による偏光板とガイド部との間に作用する摩擦力の測定結果を示すグラフである。 本発明の実験のために用意された偏光板の多様な裁断面の形状を示す図である。 本発明の実験例であって、偏光板のカールの大きさ条件および偏光板の裁断面の形状条件ごとに偏光板の移動方向による偏光板とガイド部との間に作用する摩擦力の測定結果を示すグラフである。 本発明の実験例であって、偏光板のカールの大きさ条件および偏光板の裁断面の形状条件ごとに偏光板の移動方向による偏光板とガイド部との間に作用する摩擦力の測定結果を示すグラフである。 本発明の実験例であって、偏光板のカールの大きさ条件および偏光板の裁断面の形状条件ごとに偏光板の移動方向による偏光板とガイド部との間に作用する摩擦力の測定結果を示すグラフである。 図7A〜7Cの測定結果を偏光板の移動方向による摩擦力の測定値の差として示すグラフである。 本発明の実験例であって、補助ガスおよび下端サクション圧力に応じて裁断面を介して露出する偏光板の粘着剤層の厚さを示す実験データである。 本発明の実験例であって、偏光板の裁断時、補助ガスおよび下端サクション圧力の変化に応じた摩擦力の測定値の変化を示すグラフである。
以下、添付した図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図3は、本発明による偏光板の適正裁断条件を導出する方法を示すフローチャートであり、図4は、本発明による偏光板の適正裁断条件を導出するために偏光板の移動状況を模式化した実験装置を示す図である。
本発明は、偏光板100とガイド部200との間の摩擦力データとして予め情報化された粘着剤151の流出有無の判別基準に基づく偏光板の適正裁断条件の導出方法に関し、図3を参照すれば、(a)粘着層150を含み、任意の裁断条件によって裁断された裁断面170が形成された偏光板100を用意するステップS100と、(b)ガイド部200に偏光板100の一端部が接するように偏光板100を提供するステップS200と、(c)ガイド部200上で偏光板100を移動させるステップS300と、(d)偏光板100を移動させる間に偏光板100とガイド部200との間に作用する摩擦力を測定するステップS400と、(e)摩擦力データとして予め情報化された粘着剤151の流出有無の判別基準と、測定された摩擦力の値とに基づいて偏光板100の適正裁断条件を導出するステップS500とを含んでなる。
本発明の実施例において、偏光板の適正裁断条件を導出するための実験は、図4による実験装置を用いて実施され、粘着剤の流出有無の判別基準を導出するための実験も図4の実験装置を用いた。
図4の実験装置は、実際の搬送設備1上での偏光板100の移動を模式化したものであって、偏光板100と、ガイド部200と、ガイド部200に偏光板100を提供する偏光板提供部300とを備えてなる。
図4を参照すれば、ガイド部200の一面にはガラス210が形成され、偏光板100の一端部は、ガイド部200のガラス210上に提供される。偏光板提供部300は、偏光板100の他端部を支持するクランプ310を含むことができ、ガイド部200と所定の間隔lだけ離隔して備えられ、図4を基準として垂直方向または水平方向に移動することができる。すなわち、以下、偏光板提供部300の垂直方向の移動は上下方向の移動を、水平方向の移動は左右方向の移動を意味する。
一方、ガイド部200と偏光板提供部300は、偏光板100の長さと等しいか、偏光板100の長さより長い間隔lだけ離隔して備えられる。
以下、本発明の一実施例による偏光板の適正裁断条件を導出するための方法についてより詳細に説明する。
(a)ステップ:粘着層を含み、任意の裁断条件によって裁断された裁断面が形成された偏光板を用意するステップS100
(a)ステップは、粘着層150を含み、任意の裁断条件によって裁断された裁断面170が形成された偏光板100を用意するステップである。
本ステップでは、図1のような構造の偏光板100を用意することができる。
偏光板100は、製造しようとするディスプレイの規格と実験規模を反映して、それに適した大きさで用意される。本実施例では、実験のために、65インチのディスプレイパネルの規格(横143.97cm×縦80.90cm)の比率を適用して、横1.8cm×縦1.0cm規格の偏光板100を用意した。
本発明で実施した実験で用いた偏光板100のスペックは表1の通りである。
Figure 0006968284
上記表中、上部支持体層(TAC)は、機能性コーティング層(ASG5)を含む厚さで、本実験では、上部支持体層(TAC)60μm、機能性コーティング層4μmの厚さである偏光板を用いた。上記用意された偏光板100は、任意の裁断条件によって裁断された裁断面170が形成されたものであって、例えば、図6に示されるように、多様な裁断面170の形状(以下、「テーパ角度θ」)のいずれか1つによる形状に形成されたものであってもよい。
テーパ角度θは、前述した偏光板100の裁断面170の形状を決定するものであって、偏光板100の両面のいずれか一面と偏光板100の裁断面170とのなす角度を意味する。ここで、偏光板100の両面のうちの一面は、保護フィルム層110であるか、離型フィルム層160であってもよいが、本明細書において、テーパ角度θは、偏光板100の裁断面170と偏光板100の両面のうちの離型フィルム層160とのなす角度を意味するものと定義する。
一方、本発明において、任意の裁断条件は、テーパ角度θを決定するレーザ照射方向および照射角を意味することができる。
偏光板100の裁断時、レーザ照射は、偏光板100の両面のいずれか一面側から他の一面側へと行われる。具体的には、本実施例において、偏光板100の保護フィルム層110から離型フィルム層160の方向にレーザ照射が行われる場合、テーパ角度θは90゜以下に形成され、図6(A)、(B)、(C)のような偏光板100が形成される。これに対し、偏光板100の離型フィルム層160から保護フィルム層110の方向にレーザ照射が行われる場合、テーパ角度θは90゜以上に形成され、図6(D)、(E)、(F)のような偏光板100が形成される。一方、テーパ角度θの調節は、レーザ照射角度を異ならせて行われる。
また、本発明において、任意の裁断条件は、粘着層150の厚さを調節する補助ガスまたは下端サクション圧力の強度を意味することができる。偏光板100の裁断時、補助ガスまたは下端サクション圧力の強度は、裁断面170に露出する偏光板100の粘着層150の厚さを調節することができる。
図9は、本発明の実験例であって、補助ガスおよび下端サクション圧力に応じて裁断面を介して露出する偏光板の粘着剤層の厚さを示す実験データであり、本実験において、補助ガスはNを用い、AからCへいくほど補助ガスおよび下端サクションの圧力を増加させた。図9から、偏光板100の裁断時、補助ガスまたは下端サクションの圧力を増加させる場合、裁断面170に露出する偏光板100の粘着層150の厚さは減少することを確認することができる。
(b)ステップ:ガイド部に偏光板の一端部が接するように偏光板を提供するステップS200
(b)ステップは、ガイド部200に用意された偏光板100の一端部が接するように偏光板100を提供するステップであって、偏光板提供部300をガイド部200側に移動させて、ガイド部200に偏光板100の一端部が接するように偏光板100を提供する。この時、ガイド部200に提供される偏光板100の一端部は、偏光板100の裁断面170であり、偏光板100の他端部は、クランプ310に固定された状態であってもよい。
実際に設備上で偏光板100がガイド部に提供される時、偏光板の他端部が固定されたクランプの位置に応じて偏光板とガイド部とのなす角度(以下、「カールの大きさc」)が異なり、カールの大きさcに応じて偏光板100の両面の押される程度が異なってきて、粘着剤の流出有無または流出程度に影響を及ぼす。ここで、カールの大きさcは、偏光板100の一端部を含めて一端部から直線区間と取り扱える所定の領域とガイド部200上の接触面とのなす角度で定義する。
そこで、本ステップは、偏光板搬送時の状況を模式化して粘着剤151の流出を起こしうる偏光板100の一端部に形成されたカールの大きさcを調節するステップを含むことができる。本発明の実施例では、偏光板100の一端部に形成されたカールの大きさcを15゜、30゜、および50゜に調節しながらガイド部200に偏光板100を提供した。粘着剤151の流出を最小化できる裁断条件は、カールの大きさcに応じて異なり得る。
(c)ステップ:ガイド部上で偏光板を移動させるステップS300
(c)ステップは、ガイド部上で偏光板を移動させるステップであって、偏光板100の一端部がガイド部200に接するように提供された後、偏光板提供部300を垂直方向に移動させることにより、ガイド部200上で偏光板100の両面のいずれか一面が向く第1方向、または他の一面が向く第2方向に沿って偏光板100を移動させる。本実験において、偏光板提供部300は、ガイド部200上で偏光板100を300mm/minの速度で移動させるように設定した。
本発明の実施例において、偏光板100の移動方向は、ガイド部200を向く偏光板100の一面の種類に応じて決定可能である。本発明の実施例では、第1方向は、偏光板100の離型フィルム層160がガイド部200を向く場合を、第2方向は、偏光板100の保護フィルム層110がガイド部200を向く場合を意味する。
実際に偏光板100は搬送設備1上で第1方向または第2方向に移動可能なため、本発明による実験装置も、偏光板提供部300を基準位置(P)から垂直方向に移動させながら、偏光板100がガイド部200上で第1方向または第2方向に移動できるように構成した。
(d)ステップ:偏光板を移動させる間に偏光板とガイド部との間に作用する摩擦力を測定するステップS400
(d)ステップは、偏光板100を移動させる間に偏光板100とガイド部200との間に作用する摩擦力を測定するステップであって、偏光板100がガイド部200に接した瞬間からガイド部200上で移動する間に偏光板100とガイド部200との間に作用する摩擦力を測定した。
摩擦力の測定は、偏光板100の移動方向に沿ってそれぞれ行われ、以下、偏光板100を第1方向に移動させる時に測定された摩擦力の値を「A」、第2方向に移動させる時に測定された摩擦力の値を「B」とする。
本実験では、摩擦力を測定するために、TA XT PLUS(Texture analyzer)を用い、具体的には、偏光板提供部300にTA XT PLUS(Texture analyzer)を設けて偏光板提供部300が300mm/minの移動速度で移動する時、TA XT PLUS(Texture analyzer)にかかる力を測定した。
本実験で測定された摩擦力の値の単位はgf/cmである。
(e)ステップ:摩擦力データとして予め情報化された粘着剤の流出有無の判別基準と、上記測定された摩擦力の値とに基づいて上記偏光板の適正裁断条件を導出するステップS500
(e)ステップは、摩擦力データとして予め情報化された粘着剤の流出有無の判別基準と、(d)ステップで測定された摩擦力の値とに基づいて偏光板の適正裁断条件を導出するステップである。
上記粘着剤の流出有無の判別基準は、互いに異なるTaper角度θおよびカールの大きさc条件で偏光板100の移動方向によって測定された摩擦力の値から導出されたものであって、判別基準によれば、偏光板100の移動方向によって測定された摩擦力の値の差(|A−B|)が下記<式1>を満足する場合、粘着剤151の流出がないと見なされる。
<式1>
0<|A−B|≦20
また、予め情報化された摩擦力データによれば、粘着剤151の流出程度は、摩擦力の差(|A−B|)に比例すると見なされることから、摩擦力の差(|A−B|)が大きいほど、当該条件で偏光板100の移動時に粘着剤151の流出が多く生じたと考えられる。
一方、上記判別基準は、偏光板100の移動方向によるガイド部200と偏光板100との間に作用する接触摩擦力の差を反映したものである。
本ステップは、偏光板100を上記第1方向に移動させる間に測定された摩擦力の値と、偏光板100を上記第2方向に移動させる間に測定された摩擦力の値との差を算出して、<式1>による判別基準と比較するステップを含むことができる。
また、本ステップは、算出された摩擦力の値の差が判別基準に基づいて偏光板100から粘着剤151が流出しないと判断される場合、当該裁断条件を偏光板100の適正裁断条件として導出することができる。
以下、摩擦力データとして予め情報化された粘着剤の流出有無の判別基準に基づいて偏光板100の適正裁断条件を導出する過程について説明する。
図5は、本発明の実験例であって、同一の偏光板に対してカールの大きさ条件ごとに偏光板の移動方向による偏光板とガイド部との間に作用する摩擦力の測定結果に関するグラフである。
具体的には、図5は、テーパ角度θが90゜の偏光板100に対してカールの大きさcをそれぞれ15゜、30゜、50゜に調節しながら摩擦力の値を測定した結果に関するグラフであり、実験結果は下記表2から確認することができる。
Figure 0006968284
表2によれば、同一の裁断条件で形成された偏光板100でも、カールの大きさcに応じて適正裁断条件の如何が異なり得る。テーパ角度θが90゜の偏光板100の場合、カールの大きさcが15゜および30゜の条件では、判別基準に基づいて粘着剤151が流出しないと判断することができ、カールの大きさcが50゜の条件では、粘着剤151が流出したと見なされる。この時、粘着剤151が流出しないと見なされる条件は、本実施例による適正裁断条件に相当すると考えられる。
すなわち、搬送設備1でガイド部200とクランプ310との間の距離によってカールの大きさcが15゜または30゜に形成される条件では、偏光板100の裁断面170が90゜のテーパ角度θを形成するように偏光板100を裁断させることができる。
図7A〜7Cは、本発明の実験例であって、偏光板のカールの大きさ条件および偏光板の裁断面の形状条件ごとに偏光板の移動方向による偏光板とガイド部との間に作用する摩擦力の測定結果を示すグラフであり、図8は、図7A〜7Cの測定結果を偏光板の移動方向による摩擦力の測定値の差として示すグラフであり、図10は、本発明の実験例であって、偏光板の裁断時、補助ガスおよび下端サクション圧力の変化に応じた摩擦力の測定値の変化を示すグラフである。
図7A〜7Cは、互いに異なるテーパ角度θを有する複数の偏光板100に対してカールの大きさcをそれぞれ15゜、30゜、50゜に調節しながら摩擦力の値を測定した結果に関するグラフであり、実験結果は、図8でのデータとともに、下記表3〜表5から確認することができる。
Figure 0006968284
表3によれば、搬送設備1でガイド部200とクランプ310との間の距離によってカールの大きさcが15゜に形成される条件では、判別基準に基づいてテーパ角度θが51゜、85゜、および108゜の場合、粘着剤151が流出しないことが確認された。したがって、カールの大きさcが15゜に形成される条件では、テーパ角度θを51゜、85゜、および108゜に形成する裁断条件が偏光板の適正裁断条件に相当することができる。テーパ角度θを51゜または85゜に裁断する場合、保護フィルム層110側から離型フィルム層160側にレーザを照射することができ、テーパ角度θを108゜に裁断する場合には、離型フィルム層160側から保護フィルム層110側にレーザを照射することができる。しかし、同一の方向からレーザを照射しても、形成されたテーパ角度θに応じて適正裁断条件に相当しないことがあるので、レーザ照射角度を適切に調節しなければならない。
Figure 0006968284
表4によれば、搬送設備1でガイド部200とクランプ310との間の距離によってカールの大きさcが30゜に形成される条件では、判別基準に基づいてテーパ角度θが51゜、76゜、および85゜の場合、粘着剤151が流出しないことが確認された。したがって、カールの大きさcが30゜に形成される条件では、テーパ角度θを51゜、76゜、および85゜に形成する裁断条件が偏光板の適正裁断条件に相当することができる。テーパ角度θを51゜、76゜または85゜に裁断する場合には、レーザ照射方向が保護フィルム層110側から離型フィルム層160側へと同一であり、それぞれのテーパ角度θを形成するためのレーザ照射角度に一部差があり得る。
Figure 0006968284
表5によれば、搬送設備1でガイド部200とクランプ310との間の距離によってカールの大きさcが50゜に形成される条件では、判別基準に基づいてテーパ角度θが76゜、85゜、および132゜の場合、粘着剤151が流出しないことが確認された。したがって、カールの大きさcが50゜に形成される条件では、テーパ角度θを76゜、85゜、および132゜に形成する裁断条件が偏光板の適正裁断条件に相当することができる。テーパ角度θを76゜または85゜に裁断する場合、保護フィルム層110側から離型フィルム層160側にレーザを照射するが、照射角度を異ならせて裁断することができ、テーパ角度θを132゜に裁断する場合には、離型フィルム層160側から保護フィルム層110側にレーザを照射することができる。
一方、レーザ照射方向を変更しにくい場合には、裁断時、補助ガスおよび下端サクションの圧力を増加させて、粘着剤151の流出防止に有利となるように裁断することができる。レーザ裁断時、補助ガスおよび下端サクションの圧力を増加させるほど、裁断面170に露出する粘着層150の厚さが薄くなって粘着剤151の流出程度を緩和させることができる。図10を参照すれば、テーパ角度θが95゜の偏光板を裁断するに際して、補助ガスを用いた場合、補助ガスを用いなかった場合より、粘着剤の流出程度が減少したことを確認することができる。
以上説明したように、本発明の実施例による偏光板の適正裁断条件の導出方法は、偏光板100とガイド部200との間の摩擦力データとして予め情報化された粘着剤151の流出有無の判別基準に基づいて偏光板100の裁断方式および裁断面170の形状を調節することにより、偏光板100の搬送による粘着剤151の流出を最小化できる効果がある。
たとえ、本発明が上記の言及された望ましい実施例に関連して説明されたが、発明の要旨と範囲を逸脱することなく多様な修正や変形をすることが可能である。したがって、添付した特許請求の範囲には、本発明の要旨に属する限り、かかる修正や変形を含むであろう。
100 偏光板
110 保護フィルム層
120 上部支持体層
130 偏光子層
140 下部支持体層
150 粘着層
151 粘着剤
160 離型フィルム層
170 裁断面
200 ガイド部
210 ガラス
300 偏光板提供部
310 クランプ

Claims (4)

  1. (a)粘着層を含み、任意の裁断条件によって裁断された裁断面が形成された偏光板を用意するステップと、
    (b)ガイド部に前記裁断面が接するように前記偏光板を提供するステップと、
    (c)前記ガイド部上で前記偏光板を移動させるステップと、
    (d)前記偏光板を移動させる間に前記偏光板と前記ガイド部との間に作用する摩擦力を測定するステップと、
    (e)摩擦力データとして予め情報化された粘着剤の流出有無の判別基準と、測定された摩擦力の値とに基づいて前記偏光板の適正裁断条件を導出するステップとを含む偏光板の適正裁断条件の導出方法であって、
    前記(c)ステップは、前記偏光板の一面が向く第1方向に前記偏光板を移動させるステップと、前記偏光板の他面が向く第2方向に前記偏光板を移動させるステップと、を含み、
    前記(e)ステップは、前記偏光板の一面が向く第1方向に前記偏光板を移動させる間に測定された摩擦力の値A(単位gf/cm)と、前記偏光板の他面が向く第2方向に前記偏光板を移動させる間に測定された摩擦力の値B(単位gf/cm)との差|A−B|が
    <式1>
    0<|A−B|≦20
    として表現される前記判別基準を満足する場合に、前記任意の裁断条件を前記偏光板の適正裁断条件として導出するステップを含む、偏光板の適正裁断条件の導出方法
  2. 前記裁断条件は、
    前記偏光板の両面のいずれか一面と前記偏光板の裁断面とのなす裁断角度条件を含む、請求項1に記載の偏光板の適正裁断条件の導出方法。
  3. 前記(b)ステップは、
    前記偏光板の一端部に形成されたカールの大きさを調節するステップを含む、請求項1または請求項2に記載の偏光板の適正裁断条件の導出方法。
  4. 前記偏光板は、両面のいずれか一面に保護フィルム層が位置し、他の一面に離型フィルム層が位置する、請求項1に記載の偏光板の適正裁断条件の導出方法。
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