KR101273170B1

KR101273170B1 - 편광판의 제조방법

Info

Publication number: KR101273170B1
Application number: KR1020100050582A
Authority: KR
Inventors: 장응진; 이세용; 박종석; 고연호; 황진섭
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2013-06-14
Also published as: KR20100130153A

Abstract

본 발명은 편광판의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로는 PVA 필름과 제1, 제2TAC 필름과 보호필름과 이형필름을 준비하여 세정하고 건조하는 전처리공정(S10)과, 상기 PVA 필름의 일측에 제1TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름의 타측에 제2TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하는 연신공정(S20)과, 상기 제1TAC 필름의 표면에 보호필름을 라미네이팅하는 한편 상기 제2TAC 필름의 표면에 점착제를 코팅하고 이형필름을 적층하는 코팅 및 라미공정(S30)과, 코팅 및 라미네이팅이 완료된 편광판을 검사하는 검사공정(S40)과, 검사가 끝난 편광판에 레이저로 절단하여 개별부품으로 재단하는 레이저 재단공정(S50)과, 레이저로 절단한 부품을 포장하는 포장공정(S70)으로 이루어지며, 상기 레이저 재단공정(S50)에서 레이저빔은 레이저 공급원에서 출력될 때 상기 편광판의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열되는 선형 편광성분이 편광조절부에 의해 상기 편광판의 결정격자 배열방향에 대해 편광회전각(α)만큼 기울어지도록하여 편광판을 재단한다. 이러한 편광판의 제조방법에 의하면, 편광판의 재단 및 검사를 간단히 하여 제조원가를 줄이고, 편광판의 절단면 품질을 향상시키고 편광판의 균일도를 높이는 효과가 있다.

Description

편광판의 제조방법{method for fabricating polarizer}

본 발명은 액정표시장치에 사용되는 광학필름인 편광판을 제조하는 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.

이러한 액정표시장치의 화상구현원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로서, 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 이방성과 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자배열의 방향이 변화되는 분극성질을 띤다. 이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명절연기판으로 이루어진 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 각 전계생성전극 사이의 전기장 변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러가지 화상을 표시한다.

이때, 상기 액정패널의 상부 및 하부에 각각 액정표시장치의 액정 배향변화를 가시화하는 편광판이 위치되는데, 상기 편광판은 투과측과 일치하는 편광성분의 빛을 투과시키게 되는데, 두개의 편광판의 투과축의 배치와 액정의 배열 특성에 의해 빛의 투과정도를 결정하게 된다.

도1은 일반적인 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시한 바와 같이, 편광판(1)은, 빛의 편광특성을 변화시키는 편광축이 형성되며 편광자인 요오드를 흡수한 PVA(poly vinyl alcohol)를 강한 장력으로 연신하여 제작되는 편광층(2)과, 상기 편광층(2)의 양측면에 형성되어 상기 편광층(2)을 보호 및 지지하는 제1, 제2TAC 필름(tri-acetatecellulose film : 3, 4), 상기 제1TAC 필름(3)의 일측에 형성되어 편광판(1)의 표면손상을 방지하는 보호필름(5)과, 상기 제2TAC 필름(4)의 일측에 점착제(6)를 매개로 형성된 이형필름(7)으로 이루어져 있다.

이러한 편광판(1)은 도2에 도시한 바와 같이, PVA 필름과 TAC 필름(제1 TAC필름과 제2TAC 필름)과 보호필름과 이형필름이 각각 감긴 원료 롤을 준비한 후(도2의 a), 상기 원료 롤을 세정조에서 세정하고 건조 오븐에서 건조하는 전처리 과정을 거친 다음(도2의 b), PVA 필름의 양측에 제1TAC 필름과 제2TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하여 중간 롤을 형성한 후(도2의 c), 상기 제1TAC 필름의 표면에 보호필름을 적층하는 한편 상기 제2TAC 필름의 표면에 점착제를 개재하여 이형필름을 적층하여 편광판 롤을 형성한 다음(도2의 d), 재단 프레스에서 사이즈별로 펀치로 커팅한 후(도2의 e), 검사 및 포장하는 공정(도2의 f)으로 제조 완료한다.

종래 편광판의 제조공정을 블록도에 따라 설명하면, 도3에 도시한 바와 같이 PVA 필름과 제1, 제2TAC 필름과 보호필름과 이형필름 등의 원료를 준비하여 세정하고 건조하는 전처리 공정(S1)을 거친 후, 상기 PVA 필름의 일측에 제1TAC 필름을 적층하고 PVA 필름의 타측에 제2TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하는 연신공정(S2)을 거친 다음, 상기 제1TAC 필름의 표면에 보호필름을 라미네이팅하는 한편 상기 제2TAC 필름의 표면에 점착제를 코팅하고 이형필름을 적층하는 코팅 및 라미공정(S3)을 거친 후, 재단 프레스에서 편광판 사이즈별로 펀치로 재단하는 펀치재단공정(S4)을 거친 다음, 재단된 각 편광판의 가장자리부를 가공(밀링)하는 면취공정(S5)을 거친 후, 각 편광판을 육안으로 검사하는 검사공정(S6)을 거친 후, 각 제품을 팩(pack)으로 포장하는 포장공정(S7)을 거쳐서 제품을 출하하게 된다.

상기 펀치재단공정(S4)에서는 면취공정의 가장자리부 면취를 위해 재단 사이즈를 최종부품보다 크게 재단한다.

그런데, 종래 편광판을 제조하는 공정에서는 펀치로 편광판을 재단하므로 재단한 면을 가공하는 면취공정을 거쳐야 하며, 면취공정후 각 제품에 대해 육안으로 검사를 하여야 하므로, 제조시간 및 비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 편광판의 재단 및 검사를 간단히 하여 제조원가를 줄이는 편광판의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 편광판의 결정격자 배열방향과 소정각도로 기울어지도록 편광성분의 각도를 변경함으로써 편광판의 절단면 품질을 향상시키고 편광판의 균일도를 높이는 편광판의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 편광판의 제조방법은, PVA 필름과 제1, 제2TAC 필름과 보호필름과 이형필름을 준비하여 세정하고 건조하는 전처리공정과, 상기 PVA 필름의 일측에 제1TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름의 타측에 제2TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하는 연신공정과, 상기 제1TAC 필름의 표면에 보호필름을 라미네이팅하는 한편 상기 제2TAC 필름의 표면에 점착제를 코팅하고 이형필름을 적층하는 코팅 및 라미공정과, 코팅 및 라미네이팅이 완료된 편광판을 검사하는 검사공정과, 검사가 끝난 편광판에 레이저로 절단하여 개별부품으로 재단하는 레이저 재단공정과, 레이저로 절단한 부품을 포장하는 포장공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 레이저 재단공정은, 편광판을 결정격자 배열방향과 평행한 방향으로 재단하는 레이저 슬리팅공정과, 상기 레이저 슬리팅공정에서 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 커팅하여 재단하는 레이저 커팅공정으로 이루어진다.

상기 레이저 재단공정은, 편광판을 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 커팅하여 재단하는 레이저 커팅공정과, 상기 레이저 커팅공정에서 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 평행한 방향으로 재단하는 레이저 슬리팅공정으로 이루어질 수도 있다.

상기 검사공정에서는 편광판을 자동으로 검사하는 한편 상기 레이저 재단공정에서 재단할 부분을 마킹하여 불량마킹 검사를 한다.

상기 불량마킹 검사는 상기 레이저 재단공정의 레이저 커팅공정 전에 행할 수도 있다.

상기 레이저 재단공정에서 레이저빔은 레이저 공급원에서 출력될 때 상기 편광판의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열되는 선형 편광성분이 편광조절부에 의해 상기 편광판의 결정격자 배열방향에 대해 편광회전각만큼 기울어지도록하여 편광판을 재단한다.

상기 레이저 재단공정은, 편광판을 결정격자 배열방향과 평행한 방향(이송 진행방향)으로 재단하는 레이저 슬리팅공정과, 상기 레이저 슬리팅공정에서 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 재단하는 레이저 커팅공정으로 이루어지되, 상기 편광조절부에 의해 변경되는 상기 편광회전각(α)은 ± 30°~60° 범위 내에 있게 하여 재단하는 것이 바람직하다.

상기 레이저 재단공정은, 편광판을 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 재단하는 레이저 커팅공정과, 상기 레이저 커팅공정에서 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 평행한 방향으로 재단하는 레이저 슬리팅공정으로 이루어지되, 상기 편광조절부에 의해 변경되는 상기 편광회전각(α)은 ± 30°~60° 범위 내에 있게 하여 재단할 수도 있다.

본 발명에 의한 편광판의 제조방법에 의하면, 편광판을 자동으로 검사하고 마킹하여 레이저로 재단하므로써, 면취공정을 생략하고 레이저 커팅후 바로 포장함으로써 제조시간과 비용을 줄여 제조원가를 줄이는 효과가 있다.

그리고, 편광판의 결정격자 배열방향과 소정각도로 기울도록 편광성분의 각도를 변경함으로써 편광판의 절단면 품질을 향상시키고 편광판의 균일도를 높이는 효과가 있다.

도1은 일반적인 편광판을 개략적으로 나타낸 도면,
도2는 일반적인 편광판을 제조하는 공정을 나타내는 도면,
도3은 종래 편광판을 제조하는 방법을 나타내는 공정도,
도4는 본 발명이 적용된 편광판의 제조방법을 나타내는 공정도,
도5는 본 발명에 의한 편광판의 제조방법에 사용되는 RTS 레이저 재단기의 일 실시예를 나타내는 개략도,
도6은 본 발명에 의한 편광판의 제조방법에 사용되는 RTS레이저 재단기의 다른 실시예를 나타내는 개략도,
도7은 도5 또는 도6의 RTS 레이저 재단기의 레이저 커터부의 실시예를 나타내는 개략 사시도.
도8는 도7에 도시된 편광조절부를 상세 도시한 부분 상세 사시도,
도9는 도8에 도시된 편광조절부와 레이저빔의 상관관계를 상세 도시한 사시도,
도10 및 도11은 집광헤드와 편광판 및 레이저빔의 선형 편광성분을 확대 도시한 사시도,
도12는 레이저 재단공정에서 조사되는 레이저빔에 의해 결정격자의 배열방향이 레이저빔의 편광성분과 직각을 이루는 상태로 편광판이 절단되는 상태를 도시한 비교예의 도면,
도13은 도12의 상태로 절단된 편광판의 절단면을 나타낸 평면사진,
도14는 도13에 나타낸 편광판의 절단면을 확대하여 보인 단면사진,
도15는 본 발명의 실시예에 의한 레이저 재단공정에서 조사되는 편광성분이 45°기울어진 레이저빔에 의해 절단한 편광판의 절단면을 나타낸 평면사진,
도16은 도15에 나타낸 편광판의 절단면을 확대하여 보인 단면사진,
도17은 본 발명의 실시예에 의한 레이저 재단공정에서 조사되는 편광성분이 60°기울어진 레이저빔에 의해 절단한 편광판의 절단면을 나타낸 평면사진,
도18은 본 발명의 실시예에 의한 레이저 재단공정에서 조사되는 편광성분이 70°기울어진 레이저빔에 의해 절단한 필름의 절단면을 나타낸 평면사진이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도4는 본 발명에 의한 편광판의 제조방법의 공정 블록도이다. 도시한 바와 같이, 편광판의 제조공정은, PVA 필름과 제1, 제2TAC 필름과 보호필름과 이형필름을 준비하여 세정하고 건조하는 전처리공정(S10)과, 상기 PVA 필름의 일측에 제1TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름의 타측에 제2TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하는 연신공정(S20)과, 상기 제1TAC 필름의 표면에 보호필름을 라미네이팅하는 한편 상기 제2TAC 필름의 표면에 점착제를 코팅하고 이형필름을 적층하는 코팅 및 라미공정(S30)과, 코팅 및 라미네이팅이 완료된 편광판을 검사하는 검사공정(S40)과, 검사가 끝난 편광판에 레이저로 절단하여 개별부품으로 재단하는 레이저 재단공정(S50)과, 레이저로 절단한 부품을 포장하는 포장공정(S70)으로 이루어진다.

본 실시예에서 제조 중의 편광판은 종래와 마찬가지로 롤에 감겨 풀리고 감기면서 콘베이어 및 지지롤에 의해 이송되어 각 공정의 작업이 이루어지는데, 두 세 공정씩 연속적으로 행해지거나 전체공정이 연속적으로 이루어질 수도 있다.

상기 전처리공정(S10)과 연신공정(S20)과 코팅 및 라미공정(S30)은 종래의 편광판의 제조방법과 동일하다. 상기 코팅 및 라미공정(S30)은 코팅공정과 라미공정이 별도로 이루어질 수도 있다.

상기 검사공정(S40)은 자동검사기로 편광판을 자동으로 검사하는 공정으로서, 상기 레이저 재단공정(S50)에서 재단할 부분을 마킹하여 후술하는 레이저 재단기에서 불량 양품의 구분재단이 되도록 한다.

상기 레이저 재단공정(S50)은 편광판을 결정격자 배열방향과 평행한 방향(이송 진행방향)으로 재단하는 레이저 슬리팅공정(S52)과, 상기 레이저 슬리팅공정(S52)에서 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 재단하는 레이저 커팅공정(S54)으로 이루어진다.

상기 레이저 슬리팅공정(S52)과 상기 레이저 커팅공정(S54)은 별도의 레이저 절단기 및 재단기로 행하거나, 하나의 레이저 재단기로 행할 수 있다.

본 실시예에서는 레이저 커팅공정(S54)과 포장공정(S70)은 하나의 RTS(Roll To Sheet) 레이저 재단기를 사용하여 실시한다. 그리고, 레이저 슬리팅공정(S52)은 별도의 레이저 절단기로 슬리팅 작업을 실시한다. 상기 검사공정(S40)의 불량마킹 검사는 상기 RTS 재단기에서 상기 레이저 커팅공정(S54) 전에 행한다.

도5은 본 발명에 적용된 RTS 레이저 재단기의 일 실시예를 나타내는 개략도이다. 도시한 바와 같이 RTS 레이저 재단기(60)는, 레이저 슬리팅공정(S52 : 도4에 표시)을 거친 편광판이 감긴 롤을 거는 언와인딩부(61 : unwinding unit)와, 편광판의 정지 및 이동시 일정한 텐션을 제어하는 역할을 하는 댄서부(62 : dancer unit)와, 편광판을 정해진 속도로 일정하게 공급하는 역할을 하며 진행방향의 사이즈 정확도를 결정하는 인피드부(63 : infeed unit)와, 검사공정(S40 : 도4에 표시)에서 마킹된 부분의 불량마킹 여부를 인식하여 검사하도록 카메라 센서가 부착된 마킹 검사부(64)와, 마킹라인에 따라 편광판을 폭방향으로 커팅하는 레이저 커터부(65)와, 컷팅된 편광판을 이송하는 콘베이어(66)와, 상기 콘베이어(66)를 통해 이송된 편광판을 포장용기에 담아 포장하는 포장용 콘베이어(67)로 이루어진다.

상기 레이저 커터부(65)는 이산화탄소 레이저 헤드에서 발생하는 레이저 빔을 이용하여 컷팅하는 부분으로서, 레이저 컷팅된 편광판은 콘베이어(66) 및 포장용 콘베이어(67)를 통해 이송되어 바로 포장된다. 따라서 종래와 같은 별도의 면취 공정이나 면취 공정후에 검사공정이 불필요하다.

도6은 본 발명에 적용된 RTS 레이저 재단기의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다. 도시한 바와 같이 RTS 레이저 재단기(160)은, 레이저 슬리팅공정(S52 : 도4에 표시)을 거친 편광판이 감긴 롤을 거는 언와인딩부(161 : unwinding unit)와, 편광판의 정지 및 이동시 일정한 텐션을 제어하는 역할을 하는 댄서부(162 : dancer unit)와, 편광판을 정해진 속도로 일정하게 공급하는 역할을 하며 진행방향의 사이즈 정확도를 결정하는 피드부(163 : feed unit)와, 검사공정(S40 : 도4에 표시)에서 마킹된 부분의 불량마킹 여부를 인식하여 검사하는 마킹 검사부(164)와, 마킹라인에 따라 편광판을 폭방향으로 커팅하는 레이저 커터부(165)와, 카메라를 이용하여 컷팅 직전에 직각도 및 사이즈에 대해 실시간을 측정하는 측정부(166)와, 레이저 커팅시 편광판을 흡착하여 고정하며 이송하는 레이저 콘베이어(167)와, 레이저 컷팅후 불량 마킹부의 컷팅 스크랩(Scrap)을 배출시키는 틸팅 콘베이어(168)와, 컷팅된 편광판을 이송하는 콘베이어(169-1)와, 컷팅된 편광판을 낱장으로 자동이송하는 편광판 이재기부(169-2)와, 상기 콘베이어(169-1)의 뒷부분에 박스타입의 포장용기를 위치시켜 컷팅된 편광판을 바로 포장하는 편광판 적재부(169-3)로 이루어진다.

즉, 본 실시예의 RTS 레이저 재단기(도6)를 이용하여, 레이저 커팅공정(S54)에서는 카메라를 이용하여 컷팅 직전에 편광판의 직각도 및 사이즈에 대해 실시간으로 측정하여 커팅하고, 상기 레이저 커팅공정(S54) 후에는 편광판의 불량 마킹부의 컷팅 스크랩(Scrap)을 틸팅 콘베이어(168)을 통해 배출시키며, 상기 포장공정(S70)에서는 컷팅된 편광판을 이송하는 콘베이어(169-1)의 뒷부분에 대차(또는 박스타입의 포장용기)를 위치시켜서, 바로 포장하거나 컷팅된 편광판을 대차(또는 박스타입의 포장용기)에 담아 편광판 부착라인으로 이송하면 편광판 부착라인에서는 대차에서 부착기 메가진으로 제품을 옮겨 담아 사용한다.

본 발명의 편광판 제조방법에 사용되는 RTS 레이저 재단기(60)(160)의 레이저 커터부(65)(165)는, 도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 지지프레임(103), 레이저빔 공급원(105), 집광헤드(107), 편광조절부(109), 및 레이저빔 전송부(111)로 이루어진다.

여기에서, 상기 지지프레임(103)은 레이저 커터부(65)(165)의 외체를 이루고 있으며, 레이저 커터부(65)(165)에 의해 절단되는 편광판(110)을 가공하는 전체 공정의 일부분으로서 공정 라인 상에 배치된다.

이를 위해, 도7에 도시된 실시 형태에 있어서는 전체 공정라인을 따라 설치된 컨베이어벨트와 같은 이송수단(113)을 통해 지지프레임(103) 안으로 편광판(110)을 투입함으로써 지지프레임(103) 상단측에 설치된 집광헤드(107)에서 조사되는 레이저빔(B)에 의해 편광판(110)을 절단하도록 되어 있다.

상기 레이저빔 공급원(105)은 편광판(110)의 절단에 사용되는 레이저빔(B)을 발생시켜 집광헤드(107)로 공급하는 부분으로, 상기 지지프레임(103)의 상단 일측에 장착되는 데, 지지프레임(103)의 상판(112) 일측에 움직이지 않게 장착되거나 상판(112)과 함께 이동 가능하게 장착될 수 있으며, 그 내부 구성은 일반적인 레이저 발생기와 동일하므로 내부구성과 관련된 상세한 설명은 생략한다.

상기 집광헤드(107)는 상기 레이저빔 공급원(105)에서 전달된 레이저빔(B)을 편광판(110)에 조사하여 이를 절단하는 수단으로, 상기 상판(112)의 전방측면에 고정되거나 상판(112)과 함께 이동하거나 상기 상판(112)에 대해 이동가능케 설치되어 편광판(110)을 절단하도록 되어 있다.

상기 편광조절부(109)는 상기 레이저빔 공급원(105)에서 출력되는 레이저빔(B)의 선형 편광성분의 각도를 변경하는 부분으로, 도7 내지 도9에 도시된 바와 같이, 상기 레이저빔 공급원(105)과 상기 집광헤드(107) 사이에 위치하도록 바람직하게는, 상기 레이저빔 공급원(105)의 출력측에 인접하여 장착되는 바, 상기 레이저빔 공급원(105)에서 출력된 레이저빔(B) 선형 편광성분(P)의 각도를 예컨대 도8 및 도9에 도시된 바와 같이 수직한 상태에서 수선에 대해 소정의 편광회전각(α)만큼 기울게 한다.

이때, 편광회전각(α)은 집광헤드(107)와 상대 이동하면서 절단되는 편광판(110)의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열된 레이저빔(B)의 선형 편광성분(P)이 편광판(110)의 결정격자(L) 배열방향에 대해 회전하여 기울어지는 각도로서, ± 30°~60° 범위 내에 있는 것이 바람직한 바, 도7 내지 도9에 도시된 바와 같이, ± 45°만큼 기울이는 것이 더욱 바람직하다.

도12의 비교예에 도시된 바와 같이, 선형 편광성분(P)이 절단 대상물인 편광판(110)의 결정격자(L) 배열방향과 직각을 이루는 상태로 상대 이동하는 집광헤드(107)에서 조사되는 레이저빔(B)에 의해 편광판(110)을 절단하는 경우, 도13 및 도14에 나타난 바와 같이, 절단면의 품질이 불량하게 되는 문제점이 있으며, 이에 따라 레이저 재단공정 이후 편광판 최외곽층에 붙어 있는 필름 보호층(보호필름)을 제거하기 위해 필름 보호층에 제거용 테입을 부착할 때, 도14에 나타난 것처럼 편광판(110)의 표면이 불균일하여 제거용 테입이 편광판(110)에 확실하게 부착되지 않고, 따라서 필름 보호층의 제거가 정확하게 이루어지지 않는다.

그러나, 레이저빔의 선형 편광성분을 편광판의 결정격자 배열방향에 대해 45°로 기울이므로써 도15 및 도16(본 발명의 실시예)에 나타난 바와 같이 편광판의 절단면 품질을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 바, 특히 편광회전각이 45°인 경우 편광판의 결정격자 배열방향이 레이저빔에 의한 절단방향과 직각인지 또는 평행한지를 확인하지 않고도 절단면의 품질을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 절단면 뿐만 아니라 절단면과 인접한 편광판 표면층도 도16에 도시된 바와 같이 균일하게 유지되므로, 특히 적층구조인 편광판인 경우 표면층을 이루는 보호막을 떼어내기 위해 보호막 위에 제거용 테입을 부착할 때 보호막과 테입이 밀착되도록 함으로써 재단 이후 테입에 의한 보호층 제거가 에러 없이 원활하게 이루어져 공정 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 선형 편광성분을 기울이는 각도에 따라 절단면의 품질이 좌우되는데, 절단면의 품질은 편광회전각(α)이 45°인 경우에 도16에 도시된 바와 같이 최상의 상태가 되고, 30° 또는 60°인 경우에는 도17에 도시된 바와 같이 허용범위 내에 있게 되나, 30° 이하이거나 60° 이상인 경우에는 도18에 도시된 70°의 경우와 같이 크게 악화되고, 90°인 때는 도14에 도시된 바와 같이 최악의 상태가 된다.

한편, 상기 편광조절부(109)는 도7에 도시된 바와 같이, 모듈 형태로 판매되는 기존의 편광조절장치를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 하나의 광학계로서 제작하여 사용할 수도 있는데, 이때 상기 편광조절부(109)는 주반사경(109a)과 보조 반사경(109b) 및 이들을 지지하는 지지봉(109c)으로 구성된다.

상기 주반사경(109a)은 상기 레이저빔 공급원(105)의 레이저빔(B) 출구측에 인접 설치되어 상기 레이저빔 공급원(105)에서 출력되는 레이저빔(B)을 편광회전각(α)만큼 회전시켜 반사하는데, 이때, 레이저빔(B)의 회전은 레이저빔(B)과 선형 편광성분(P)이 이루는 좌표평면(C)에서 벗어나지 않도록 좌표평면(C)과 동일한 평면 상에서 이루어져야 한다.

상기 보조 반사경(109b)은 상기 주반사경(109a) 주위에 인접 설치되어 주반사경(109a)에 의해 소정의 편광회전각(α)으로 반사된 레이저빔(B)을 좌표평면(C)에 대해 직각방향으로 반사시키도록 좌표평면(C) 상에 배치된다.

상기 레이저빔 전송부(111)는 도7 내지 도9에 도시된 바와 같이, 상기 편광조절부(109)에서 출력되는 즉, 상기 보조 반사경(109b)에 반사되어 나오는 편광성분이 기울어진 레이저빔(B)을 상기 집광헤드(107)까지 전달하도록 되어 있는 바, 이를 위해 상기 레이저빔 공급원(105)과 상기 집광헤드(107) 사이에 즉, 상기 편광조절부(109)와 상기 집광헤드(107) 사이에 복수개가 설치된다.

상기 레이저 재단공정(S50)은 절단위치로 투입되는 편광판(110)을 레이저빔(B)에 의해 절단하는 공정으로서, 도7에 도시된 것처럼 편광판(110)을 결정격자(L) 배열방향과 평행 또는 직각인 방향으로 절단하는 데, 상기 레이저 공급원(105)에서 출력될 때 편광판(110)의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열되는 레이저빔(B)의 선형 편광성분(P)은 상기 편광조절부(109)에 의해 편광판(110)의 결정격자(L) 배열방향에 대해 편광회전각(α)만큼 회전하여 기울어져 있으므로, 도8 및 도9에 도시된 것처럼 상기 레이저 공급원(105)에서 출력된 레이저빔(B)은 레이저빔(B)과 선형 편광성분(P)이 이루는 좌표평면(C) 상에서 주반사경(109a)에 의해 예컨대 45°의 편광회전각(α)만큼 회전하여 반사되며, 이렇게 반사된 레이저빔(B)의 선형 편광성분(P)은 수직선에 대해 편광회전각(α)만큼 기울어지는데, 이를 위해 주반사경(109a)은 수평선과 편광회전각(α)만큼 경사지게 배치된다.

계속해서, 상기 주반사경(109a)에 의해 반사된 레이저빔(B)은 다시 상기 보조 반사경(109b)에 의해 반사되어 좌표평면(C)에 대해 직각방향으로 꺾이게 되는데, 이에 따라 선형 편광성분(P)은 도9에 도시된 바와 같이 수직선에 대해 편광회전각(α)만큼 기울어지게 된다.

이렇게 해서 편광성분(P)이 편광회전각(α)으로 기울어진 레이저빔(B)은 도7 내지 도9에 도시된 것처럼 하나 이상의 반사경으로 구성된 레이저빔 전송부(111)를 통해 반사되어 집광헤드(107)에 이르게 되며, 상기 집광헤드(107)로부터 편광판(110)으로 조사될 때 편광성분(P)이 편광판(110)의 절단방향에 대해 편광회전각(α)만큼 기울게 되고, 따라서 편광판(110)의 결정격자(L) 배열방향과 ±α만큼 즉, 결정격자(L)가 도10에 도시된 것처럼 절단방향과 직각으로 배열된 경우에는 +α만큼, 도11에 도시된 것처럼 절단방향과 평행하게 배열된 경우에는 -α만큼 기울어지게 된다.

상기 레이저 재단공정(S50)이 레이저 슬리팅공정(S52)와 레이저 커팅공정(S54)로 이루어진 경우, 상기 레이저 슬리팅공정(S52)에서는 연신된 편광판(110)을 연신으로 인해 길어진 결정격자(L)의 길이방향 즉, 결정격자(L) 배열방향과 나란한 방향으로 절단하는 반면, 상기 레이저 커팅공정(S54)에서는 앞서 레이저 슬리팅공정(S52)에서 결정격자(L) 배열방향과 평행하게 절단된 편광판(110)을 결정격자(L) 배열방향과 직각인 방향으로 절단하게 된다.

한편, 레이저 재단공정(S50)에서 편광판(110)은 별도로 도시되어 있지 않지만, 레이저 커팅공정(S54)가 레이저 슬리팅공정(S52)보다 앞서 수행될 수 있는 바, 이 경우에는 레이저 커팅공정(S54)에서 편광판(110)을 결정격자(L) 배열방향과 직각 방향으로 먼저 절단하고, 레이저 커팅공정(S54)에서 절단된 편광판(110)을 뒤이은 레이저 슬리팅공정(S52)에서 결정격자(L) 배열방향과 평행한 방향으로 절단하면 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능함은 물론이고, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

S10 : 전처리공정 S20 : 연신공정
S30 : 코팅 및 라미공정 S40 : 검사공정
S50 : 레이저 재단공정 S52 : 레이저 슬리팅공정
S54 : 레이저 커팅공정 S70 : 포장공정
60,160 : RTS 레이저 재단기 64,164 : 마킹 검사부
65,165 : 레이저 커터부 103 : 지지프레임
105 : 레이저빔 공급원 107 : 집광헤드
109 : 편광조절부 109a : 주반사경
109b : 보조 반사경 110 : 편광판
111 : 레이저빔 전송부 B : 레이저빔
C : 좌표평면 L : 결정격자
P : 선형 편광성분 α : 편광회전각

Claims

삭제
PVA 필름과 제1, 제2TAC 필름과 보호필름과 이형필름을 준비하여 세정하고 건조하는 전처리공정과,
상기 PVA 필름의 일측에 제1TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름의 타측에 제2TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하는 연신공정과,
상기 제1TAC 필름의 표면에 보호필름을 라미네이팅하는 한편 상기 제2TAC 필름의 표면에 점착제를 코팅하고 이형필름을 적층하는 코팅 및 라미공정과,
코팅 및 라미네이팅이 완료된 편광판을 검사하는 검사공정과,
검사가 끝난 편광판에 레이저로 절단하여 재단하는 레이저 재단공정과,
레이저로 절단한 부품을 포장하는 포장공정을 포함하고,
상기 레이저 재단공정은,
편광판을 결정격자 배열방향과 평행한 방향으로 재단하는 레이저 슬리팅공정과,
상기 레이저 슬리팅공정에서 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 커팅하여 재단하는 레이저 커팅공정으로 이루어지며,
상기 레이저 커팅공정에서는 컷팅 직전에 편광판의 직각도 및 사이즈에 대해 실시간으로 측정하고,
상기 포장공정에서는 컷팅된 편광판을 이송하는 콘베이어의 뒷부분에 위치시켜 바로 포장하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
PVA 필름과 제1, 제2TAC 필름과 보호필름과 이형필름을 준비하여 세정하고 건조하는 전처리공정과,
상기 PVA 필름의 일측에 제1TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름의 타측에 제2TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하는 연신공정과,
상기 제1TAC 필름의 표면에 보호필름을 라미네이팅하는 한편 상기 제2TAC 필름의 표면에 점착제를 코팅하고 이형필름을 적층하는 코팅 및 라미공정과,
코팅 및 라미네이팅이 완료된 편광판을 검사하는 검사공정과,
검사가 끝난 편광판에 레이저로 절단하여 재단하는 레이저 재단공정과,
레이저로 절단한 부품을 포장하는 포장공정을 포함하고,
상기 레이저 재단공정은,
편광판을 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 커팅하여 재단하는 레이저 커팅공정과,
상기 레이저 커팅공정으로 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 평행한 방향으로 재단하는 레이저 슬리팅공정으로 이루어지며,
상기 레이저 커팅공정에서는 컷팅 직전에 편광판의 직각도 및 사이즈에 대해 실시간으로 측정하고,
상기 포장공정에서는 컷팅된 편광판을 이송하는 콘베이어의 뒷부분에 위치시켜 바로 포장하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 검사공정에서는 편광판을 자동으로 검사하는 한편 상기 레이저 재단공정에서 재단할 부분을 마킹하여 불량마킹 검사를 하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
청구항 4에 있어서,
상기 불량마킹 검사는 상기 레이저 재단공정의 레이저 커팅공정 전에 행하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
삭제
청구항 5에 있어서,
상기 레이저 커팅공정 후에는 불량 마킹부의 컷팅 스크랩을 배출시키는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
삭제
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 레이저 재단공정에서 레이저빔은 레이저 공급원에서 출력될 때 상기 편광판의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열되는 선형 편광성분이 편광조절부에 의해 상기 편광판의 결정격자 배열방향에 대해 편광회전각만큼 기울어지도록 하여 편광판을 재단하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
청구항 9에 있어서,
상기 레이저 재단공정은, 편광판을 결정격자 배열방향과 평행한 방향(이송 진행방향)으로 재단하는 레이저 슬리팅공정과, 상기 레이저 슬리팅공정에서 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 재단하는 레이저 커팅공정으로 이루어지되,
상기 편광조절부에 의해 변경되는 상기 편광회전각(α)은 ± 30°~60° 범위 내에 있게 하여 재단하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
청구항 9에 있어서,
상기 레이저 재단공정은, 편광판을 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 재단하는 레이저 커팅공정과, 상기 레이저 커팅공정에서 절단된 편광판을 상기 결정격자 배열방향과 평행한 방향으로 재단하는 레이저 슬리팅공정으로 이루어지되,
상기 편광조절부에 의해 변경되는 상기 편광회전각(α)은 ± 30°~60° 범위 내에 있게 하여 재단하는 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.