KR102566055B1 - 편광판의 가공 방법 - Google Patents

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KR102566055B1
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Abstract

본 발명은 레이저 조사 방향 및 레이저 스팟 크기를 조절하여, 표면 보호필름의 제거 시에 기능성 층과 편광자 보호필름이 박리되는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 편광판 가공 방법에 관한 것이다.

Description

편광판의 가공 방법{PROCESSING METHOD OF POLARIZING PLATE}
본 발명은 레이저를 이용한 편광판의 가공 방법에 관한 것이다.
편광판은 엘씨디(LCD, Liquid Crystal Display), 오엘이디(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 피디피(PDP, Plasma Display Panel), 이피디(EPD, Electrophoretic Display) 등의 디스플레이 유닛에 광범위하게 사용되는 광학 모듈이다. 이러한 디스플레이 유닛의 응용이 보편화되면서, 성능이 향상된 편광판의 수요가 증가되고 있다.
이러한 편광판은 일반적으로 편광자, 편광자를 보호하는 편광자 보호필름을 포함하고 있다. 또한, 편광자 보호필름에 기능성 층을 구비하여, 성능이 향상된 편광판을 제조하고 있다. 이러한 편광판을 유통하는 과정에서, 편광판이 오염되거나 편광판이 파손되는 것을 방지하기 위하여, 편광판의 제조 과정에서 표면 보호필름을 기능성 층에 부착시킬 수 있다. 이러한 편광판을 제품 크기에 맞게 재단하기 위하여, 나이프 재단 또는 레이저 재단을 이용하고 있다.
다만, 레이저 재단을 이용하여 편광판을 재단하는 경우, 편광판을 최종적으로 사용하기 위하여 표면 보호필름을 제거하는 과정에서, 기능성 층과 편광자 보호필름이 박리되는 문제가 있었다.
이에, 표면 보호필름을 제거하는 경우에도, 기능성 층과 편광자 보호필름이 서로 박리되지 않도록, 편광판을 재단할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명은 표면 보호필름을 제거하는 경우에도, 편광판의 기능성 층과 편광자 보호필름이 서로 박리되는 것을 억제할 수 있는 편광판의 가공 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 편광판의 가공 방법은,
편광자; 상기 편광자의 일면 상에 구비되는 편광자 보호필름; 상기 편광자 보호필름의 일면 상에 구비되는 기능성 층을 포함하는 편광판을 준비하는 단계;
상기 기능성 층의 일면 상에 표면 보호필름을 구비하는 단계; 및
상기 편광자로부터 상기 표면 보호필름 방향으로 레이저를 조사하여, 상기 편광판을 재단하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
레이저 조사에 의해 상기 편광판의 재단면은 테이퍼진 형상으로 형성되면서, 테이퍼지게 형성된 상기 편광판의 재단면은 상기 레이저의 조사방향으로 적층된 상기 편광자, 편광자 보호필름, 기능성 층, 표면 보호필름 순으로 그 길이가 점점 더 길게 형성되며,
상기 편광판의 재단면 중 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간에는, 레이저 조사에 의해 편광판 재단면이 테이퍼진 형상으로 형성됨에 따라 최소 거리(d)가 발생하게 되고,
상기 레이저의 초점은 상기 표면 보호필름이 구비되는 상기 기능성 층의 일면에 맞춰지고, 상기 레이저는 스팟 크기가 40 ㎛ 이하이며, 상기 레이저의 출력 밀도는 1 MW/cm2 이상 5 MW/cm2 미만으로 함에 따라 상기 최소 거리(d)는 3 ㎛ 미만으로 형성되며,
동일한 레이저 스팟 크기에서 레이저의 출력 밀도를 조절하여 상기 최소 거리(d)를 제어하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 편광판의 가공 방법은 표면 보호필름을 제거하는 경우에, 편광자 보호필름과 기능성 층이 박리되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시상태에 따른 편광판을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 레이저를 이용하여, 편광자를 가공하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 가공된 편광판의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4a는 실시예 1 및 실시예 2에서 재단한 편광판을 촬영한 사진이고, 도 4b는 비교예 1 내지 비교예 4에서 재단한 편광판을 촬영한 사진이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 레이저의 스캔 속도는 레이저가 조사되는 부재 표면의 일 지점에서, 타 지점까지 레이저의 광원이 이동하는 속도를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 레이저의 스팟 크기는 레이저가 조사된 영역의 일측 말단에서 타측 말단까지의 거리를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 레이저의 펄스 반복률은 레이저의 초당 발진수를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, MD 방향은 상기 편광판을 가공하는 과정에서 상기 편광판의 이동 방향, 즉 기계 방향(MD, Machine Direction)을 의미한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는, 편광자; 상기 편광자의 일면 상에 구비되는 편광자 보호필름; 상기 편광자 보호필름의 일면 상에 구비되는 기능성 층을 포함하는 편광판을 준비하는 단계; 상기 기능성 층의 일면 상에 표면 보호필름을 구비하는 단계; 및 상기 편광자로부터 상기 표면 보호필름 방향으로 스팟 크기가 40 ㎛ 이하인 레이저를 조사하여, 상기 편광판을 재단하는 단계;를 포함하고, 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리가 3 ㎛ 미만인 편광판의 가공 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 편광판의 가공 방법은 표면 보호필름을 제거하는 경우에, 편광자 보호필름과 기능성 층이 박리되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시상태에 따른 편광판을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1a 및 도 1b에서, 접착 부재는 생략하였다. 도 1a를 참고하면, 편광자(110)의 일면 상에 편광자 보호필름(120), 기능성 층(130)이 순차적으로 구비될 수 있고, 기능성 층(130) 상에 표면 보호필름(200)이 구비될 수 있다. 또한, 도 1b를 참고하면, 편광자(110)의 일면 상에 편광자 보호필름(120), 기능성 층(130) 및 표면 보호필름(200)이 순차적으로 구비될 수 있고, 편광자(110)의 타면 상에 추가의 편광자 보호필름(120'), 점착제층(140) 및 이형필름(300)이 순차적으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광자는 당업계에서 사용되는 편광자를 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 편광자는 흡착 배향되는 이색성 색소의 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA) 박막, 또는 액정 재료에 염료 분자를 도핑 및 흡수시켜 형성되는 것일 수 있다. 또한, 폴리 비닐 알코올은 비누화 폴리비닐 아세테이트(Saponification poly vinyl acetate)에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 폴리비닐 아세테이트는 비닐 아세테이트의 단일 중합체, 또는 비닐 아세테이트 및 기타 단량체의 공중합체일 수 있다. 상기 기타 단량체는 불포화 카르복실산계, 올레핀계, 불포화 설폰산계 또는 비닐 에테르계 등 일 수 있다.
또한, 상기 편광자는 당업계에서 일반적으로 편광자를 제조하는 방법을 통해 제조된 것일 수 있다. 예를 들면, 폴리비닐 알코올 필름을 염착, 가교, 연신, 세정, 보색, 건조하여, 편광자를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광자 보호필름은 상기 편광자를 보호하는 필름으로, 당업계에서 일반적으로 사용되는 편광자 보호필름을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 편광자 보호필름으로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌 메타프탈레이트(Polyethylene m-phthalate) 필름, 폴리 카보네이트계 필름, 폴리이미드계 필름, 아크릴계 필름, 또는 트리아세틸셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC)계 필름 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 편광자 보호필름으로, 레이저광에 대한 흡수율이 비교적 높은 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 편광자 보호필름으로, 9.4 ㎛ 파장의 레이저에 대하여 광흡수율이 2 %를 초과하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광자 보호필름은 접착제 또는 접착 필름 등의 접착 부재를 통하여, 상기 편광자의 일면 상에 구비될 수 있다. 상기 접착제 또는 접착 필름으로, 당업계에서 편광자를 제조할 때 사용하는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 접착제 또는 접착 필름으로서, 아크릴산계, 고무계, 아민 에스테르(amine ester)계, 폴리실록산(polysiloxane)계, 폴리 비닐 에텔르(polyvinyl ether)계 등의 중합체 등을 포함하는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광자 보호필름의 일면 상에 상기 기능성 층이 구비될 수 있다. 상기 기능성 층은 상기 편광자의 성능을 향상시키기 위하여 구비되는 것일 수 있다. 또한, 상기 기능성 층은 눈부심 방지층, 저반사 층 및 고경도 층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 눈부심 방지층은, 당업계에서 사용되는 AG(Anti-glare)층 또는 SG(Semi-glare)층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 저반사 층은, 당업계에서 사용되는 AR(Anti reflection)층 또는 LR(Low reflection)층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 편광자 보호필름의 일면 상에 기능성 층을 코팅하거나, 또는 기능성 층을 접착제 또는 접착 필름을 이용하여 부착할 수 있다. 접착제 또는 접착 필름으로 전술한 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광판의 기능성 층의 일면 상에 표면 보호필름을 구비할 수 있다. 상기 표면 보호필름은 상기 편광판의 제조, 유통, 보관 시에 상기 편광판을 보호하는 것일 수 있고, 상기 편광판의 사용 시에 제거되는 것일 수 있다.
또한, 상기 표면 보호필름은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate) 등의 폴리에스테르(polyester) 수지, 올레핀(olefin) 수지, 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 아크릴 수지, 시클로 올레핀(cycloolefin) 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 표면 보호필름의 종류를 한정하는 것은 아니다. 상기 표면 보호필름은 점착제 또는 점착 필름 등의 점착 부재를 통해, 상기 기능성 층의 일면 상에 구비될 수 있다.
상기 기능성 층의 일면에 상기 표면 보호필름을 구비시키기 위한 점착 필름은, 폴리에틸렌, 에틸렌아세트산 비닐 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 메타크릴 수지, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 셀룰로오스아세테이트, 디알릴프탈레이트 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 폴리비닐알코올, 아세트산 비닐수지, 이오노머, 폴리메틸펜텐, 염화비닐리덴, 폴리술폰, 폴리불화비닐리덴, 메타크릴-스티렌 공중합 수지, 폴리아릴레이트, 폴리알릴술폰, 폴리부타디엔, 폴리에테르술폰, 및 폴리에테르에테르케톤 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 접착제는 PSA(Presure Sensitive Adhesive), OCA(Optically Clear Adhesive), LOCA(Liquid Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin)을 포함할 수 있다. 다만, 점착 필름 및 점착제의 종류를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광판은 상기 편광자의 타면 상에 구비되는 추가의 편광자 보호필름, 및 상기 추가의 편광자 보호필름의 일면 상에 구비되는 점착제층을 더 포함할 수 있다. 상기 편광자의 타면 상에 구비되는 추가의 편광자 보호필름은 상기 편광자의 일면 상에 구비되는 편광자 보호필름과 동일한 종류이거나 또는 상이한 종류일 수 있다.
또한, 상기 추가의 편광자 보호필름의 일면 상에는 점착제층이 구비될 수 있으며, 상기 점착제층을 통해 상기 편광판은 최종 제품에 부착될 수 있다. 상기 점착제층은 당업계에서 사용되는 점착제 또는 점착 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 점착제 또는 점착 필름으로, 상기 기능성 층 상에 상기 표면 보호필름을 구비하기 위하여 사용되는 상기 점착제 또는 점착 필름을 사용할 수 있다.
또한, 상기 편광판은 상기 점착제층의 일면 상에 구비되는 이형필름을 더 포함할 수 있다. 상기 이형필름은 상기 편광판이 최종 제품에 부착되기 전까지, 상기 점착제층을 보호하는 것일 수 있고, 상기 편광판을 최종 제품에 부착하기 위하여 제거되는 것일 수 있다.
이하에서는, 도 1b와 같이, 편광자(110)의 일면 상에 편광자 보호필름(120), 기능성 층(130) 및 표면 보호필름(200)이 순차적으로 구비되고, 편광자(110)의 타면 상에 추가의 편광자 보호필름(120'), 점착제층(140) 및 이형필름(300)이 순차적으로 구비된 편광자를 중심으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 레이저를 이용하여, 편광자를 가공하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 2는 편광자(110)로부터 표면 보호필름(200) 방향으로 레이저를 조사하여, 편광판을 재단하는 것을 나타낸 도면이다.
레이저 조사에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 상기 편광판의 재단면은 테이퍼진 형상으로 형성되면서, 테이퍼지게 형성된 상기 편광판의 재단면은 상기 레이저의 조사방향으로 적층된 상기 편광자(110), 편광자 보호필름(120), 기능성 층(130), 표면 보호필름(200) 순으로 그 길이가 점점 더 길게 형성된다.
편광판에 레이저를 조사함에 의해 재단면이 수직에서 벗어나 일정한 기울기를 갖는 테이퍼 형상으로 형성되는 것은 출원전 이미 공지된 사실로서, 공개특허 제10-2017-0138241호 등에 나타나 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광자로부터 상기 표면 보호필름 방향으로 스팟 크기가 40 ㎛ 이하인 레이저를 조사하여, 상기 편광판을 재단할 수 있다. 편광판을 재단하기 위한 레이저의 조사 방향을 상기 편광자로부터 상기 표면 보호필름 방향으로 설정함으로써, 편광판을 효과적으로 재단할 수 있다.
또한, 레이저의 스팟 크기를 20 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이상 35 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하, 또는 30 ㎛ 이상 35 ㎛ 이하로 조절할 수 있다. 상기 레이저의 스팟 크기를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 편광판에서 표면 보호필름의 제거 시에 기능성 층과 편광자 보호필름이 박리되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
구체적으로, 상기 레이저의 스팟 크기가 전술한 범위 내인 경우, 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리가 3 ㎛ 미만으로 조절될 수 있다. 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리를 3 ㎛ 미만으로 조절함으로써, 상기 편광판에서 표면 보호필름의 제거 시에 기능성 층과 편광자 보호필름이 박리되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리가 3 ㎛ 미만인 경우, 상기 표면 보호필름의 제거 시에 인가되는 힘이 상기 기능성 층에 전달되는 것을 억제할 수 있다.
본원 명세서에서, 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점은, 상기 편광자의 일면에 평형한 방향을 기준으로 설정되는 것일 수 있다. 즉, 상기 편광자의 일면에 평행한 방향을 기준으로, 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점의 최소 거리는 3 ㎛ 미만으로 조절될 수 있다.
또한, 본원 명세서에서, 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점의 최소거리는, 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점을 지나며 상기 편광자의 일면에 수직한 방향으로 연장되는 가상의 선과, 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점을 지나며 상기 편광자의 일면에 수직한 방향으로 연장되는 가상의 선 사이의 최소 거리를 의미할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 가공된 편광판의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위하여, 표면 보호필름을 생략하였다. 구체적으로, 도 3은 편광자(110)의 일면에 평행한 방향(L)을 기준으로, 편광자 보호필름(120) 재단면의 최외곽 지점(P1)과 기능성 층(200) 재단면의 최외곽 지점(P2)를 나타낸 것이다. 또한, 도 3은 편광자 보호필름(120)의 재단면의 최외곽 지점(P1)을 지나며 편광자(110)의 일면 방향(L)에 수직한 방향으로 연장되는 가상의 선(L1)과, 기능성 층(130) 재단면의 최외곽 지점(P2)을 지나며 편광자(110)의 일면 방향(L)에 수직한 방향으로 연장되는 가상의 선(L2) 사이의 최소 거리(d)를 나타낸 것이다.
위와 같은 최소 거리(d)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 조사에 의해 편광판의 재단면이 테이퍼진 형상으로 형성됨에 의해 형성되게 된다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광자 보호필름과 상기 기능성 층의 계면 접착력은, ASTM D3359 규격으로 4B 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 편광자 보호필름과 상기 기능성 층의 계면 접착력은, ASTM D3359 규격으로 5B일 수 있다. 상기 편광자 보호필름과 상기 기능성 층의 계면 접착력은, ASTM D3359 규격에 의거하여 측정할 수 있으며, 구체적으로 편광자 보호필름의 일면 상에 기능성 층이 접착된 샘플을 준비하고, 샘플의 기능성 층을 1 mm 내지 3 mm의 간격으로 가로 10칸, 세로 10칸으로 칼금을 그어, 총 100 개의 영역을 형성한다. 이후, 니치방(Nichiban) 테이프로 기능성 층을 박리하고, 기능성 층의 총 100 개의 영역 중에서 박리된 영역의 수를 측정한다. 총 100 개의 영역 중에서, 박리된 영역이 1 개 이하인 경우에는 5B로 평가하고, 박리된 영역이 2 개 이상 5 개 이하인 경우에는 4B로 평가하고, 박리된 영역이 6 개 이상 15 개 이하인 경우에는 3B로 평가하고, 박리된 영역이 16 개 이상 35 개 이하인 경우에는 2B로 평가하고, 박리된 영역이 36 개 이상 50 개 이하인 경우에는 1B로 평가하고, 박리된 영역이 50 개를 초과하는 경우에는 0B로 평가한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광자 보호필름과 상기 기능성 층의 계면 접착력이 전술한 범위 내인 경우에도, 상기 편광판의 가공 방법에 따라 상기 편광판을 재단함으로써, 상기 편광판에서 표면 보호필름의 제거 시에 기능성 층과 편광자 보호필름이 박리되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 레이저의 초점을 기능성 층에 맞추어 상기 편광판을 재단할 수 있다. 구체적으로, 상기 레이저의 초점을 상기 표면 보호필름이 구비되는 상기 기능성 층의 일면으로 맞출 수 있다. 상기 레이저의 초점을 상기 기능성 층의 일면으로 맞추어 상기 편광판을 재단함으로써, 상기 편광판의 재단 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 레이저의 출력 밀도는 1 MW/cm2 이상 5 MW/cm2 미만일 수 있다. 구체적으로, 상기 레이저의 출력 밀도는 최대 출력 밀도를 의미할 수 있으며, 상기 레이저의 출력 밀도는 1.5 MW/cm2 이상 4.5 MW/cm2 이하, 2 MW/cm2 이상 3.5 MW/cm2 이하, 1 MW/cm2 이상 4 MW/cm2 이하, 2.5 MW/cm2 이상 4 MW/cm2 이하, 또는 2.9 MW/cm2 이상 4.1 MW/cm2 이하일 수 있다. 상기 레이저의 출력 밀도를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 편광판에 에너지를 안정적으로 전달하여, 상기 편광판의 재단 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 레이저의 펄스 반복률은 10 kHz 이상 100 kHz 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 레이저의 펄스 반복률을 20 kHz 이상 85 kHz 이하, 35 kHz 이상 65 kHz 이하, 40 kHz 이상 55 kHz 이하, 45 kHz 이상 70 kHz 이하, 15 kHz 이상 80 kHz 이하, 또는 20 kHz 이상 40 kHz 이하로 조절할 수 있다. 상기 레이저의 펄스 반복률을 전술한 범위로 조절함으로써, 집속된 레이저 빔의 중첩도가 저하되어 레이저 재단 공정 효율이 떨어지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 레이저의 펄스 반복률이 전술한 범위 내인 경우, 편광판이 과잉의 에너지 조사로 인하여 열화되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 레이저는 100 mm/sec 이상 1000 mm/sec 이하의 스캔 속도로 조사될 수 있다. 구체적으로, 상기 레이저의 스캔 속도를 200 mm/sec 이상 900 mm/sec 이하, 400 mm/sec 이상 600 mm/sec 이하, 300 mm/sec 이상 800 mm/sec 이하, 또는 500 mm/sec 이상 700 mm/sec 이하로 조절할 수 있다. 상기 레이저의 스캔 속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 편광판의 재단 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광판의 가공 방법은 상기 편광판의 MD 방향을 따라 상기 레이저를 조사할 수 있다. 상기 편광판의 MD 방향을 따라, 상기 레이저를 조사함으로써, 상기 편광판의 재단 품질을 향상시킬 수 있고, 레이저 재단 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 편광판의 MD 방향은 상기 편광자의 연신 방향일 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
AG 코팅액의 제조 - 기능성 층 형성용 조성물
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(PETA, SK Entis 社) 16g, 중량평균분자량이 약 200,000 g/mol인 광경화형 우레탄 아크릴레이트 폴리머(8BR-500, Taisei Fine Chemical 社) 6g, 톨루엔 디이소시아네이트와 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트의 반응물인 우레탄 아크릴레이트(UA-306T, Kyoeisha 社) 3g, 광개시제인 Irgacure 184 (Ciba 社) 0.75g, Irgacure 1173 (Ciba 社) 0.75g, 레벨링제인 T270(Tego 270) 0.1g, 에틸알코올 25g, 이소프로필알코올 25g, 2-부틸알코올 25 g, 폴리스티렌-폴리메틸메타크릴레이트의 공중합 입자인 XX-113BQ(굴절율 1.555, 평균 입경 2um, Sekisui Plastic 社) 1.25g, 평균 입경이 10nm 내지 15nm인 나노실리카 입자가 메틸알코올에 분산된 용액으로서 고형분 함량이 약 30%인 MA-ST(Nissan Chemical 社) 0.2g을 혼합하여, AG 코팅액을 제조하였다.
편광판의 준비
편광자로 두께가 25㎛인 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol; PVA) 필름을 준비하고, 편광자 보호필름 및 추가의 편광자 보호필름으로 두께 80㎛인 PET 필름(TA044, Totyobo)을 준비하였다. 편광자의 일면에 UV 경화형 접착제를 약 1.5 ㎛의 두께로 도포하고, 접착제 상에 편광자 보호필름을 라미네이션 공정을 통해 협착한 후, UV를 조사하여 편광자 보호필름을 부착하였다. 또한, 편광자 보호필름 상에 제조된 AG 코팅액을 도포하고, 60 ℃에서 2분간 건조하여 용매를 제거한 후, 산소 농도 500 ppm 이하에서 고압수은램프를 이용하여 약 200 mJ/cm2의 UV를 조사하여, 두께가 약 4 ㎛인 AG 기능성 층을 형성하였다.
편광자 보호필름과 AG 기능성 층의 계면 접착력은 ASTM D3359 규격에 의거하여 측정하였다. 구체적으로, 편광자 보호필름 상에 형성된 AG 기능성 층 표면에 약 2 mm의 간격으로 가로 10칸, 세로 10칸으로 칼금을 그어, 총 100 개의 영역을 형성하였다. 이후, 니치방(Nichiban) 테이프로 기능성 층을 박리하고, 기능성 층의 총 100 개의 영역 중에서 박리된 영역의 수를 측정하였고, 그 결과 1 개의 영역이 박리되었다. 즉, 편광자 보호필름과 AG 기능성 층의 계면 접착력은 ASTM D3359 규격으로 5B이었다.
이후, AG 기능성 층 상에 점착 필름을 이용하여 표면 보호필름으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 라미네이션 공정으로 부착하였다.
이후, 편광자 보호필름이 구비되지 않은 편광자의 타면에 상기 UV 경화형 접착제를 약 2 ㎛의 두께로 도포하고, 접착제 상에 추가의 편광자 보호필름을 적층하고, UV를 조사하여 편광자 보호필름을 부착하였다. 또한, 추가의 편광자 보호필름면에 점착층을 형성하기 위해, 이형필름 상에 약 20 ㎛ 두께의 PSA 점착층이 형성되어 있는 점착 필름을 라미네이션 공정으로 부착하여, 편광판을 준비하였다.
실시예 1
도 2와 같이, 편광자로부터 표면 보호필름 방향으로 레이저를 조사하여 편광판을 재단하였다. 이 때, 레이조 조사 장치로 E400i(Coherent 社)를 사용하였으며, 파장은 9.4 ㎛, 레이저 출력 밀도는 4 MW/cm2, 레이저 펄스 반복률은 20 kHZ, 레이저 스캔 속도는 500 mm/sec, 레이저 스팟 크기는 34 ㎛로 설정하였다. 이후, 편광판의 단면을 주사 전자 현미경(SU8020, HITACHI 社)으로 관찰하고, 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리를 측정하였다. 측정된 최소 거리는 2.5 ㎛이었다.
실시예 2
레이저의 출력 밀도 및 레이저의 스팟 크기를 하기 표 1과 같이 설정한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 재단하였다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로, 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리를 측정하였다. 측정된 최소 거리는 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1 내지 비교예 4
레이저의 출력 밀도 및 레이저의 스팟 크기를 하기 표 1과 같이 설정한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 재단하였다. 이후, 실시예 1과 동일한 방법으로, 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리를 측정하였다. 측정된 최소 거리는 하기 표 1에 나타내었다.
박리 테스트
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 4에서 재단한 편광판을 준비하고, 편광판에서 표면 보호필름을 제거하였다. 이후, 표면 보호필름이 제거되어 노출된 AG 기능성 층에 테이프(니치방 社)를 부착하고, AG 기능성 층의 표면에 대하여 180도 방향으로 힘을 가하여 테이프를 떼어 냈을 때, AG 기능성 층이 편광자 보호필름으로부터 박리되는지 여부를 확인하였다. 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
레이저
스팟 크기
(㎛)		 레이저
출력 밀도
(MW/cm2)		 최소 거리 d
(㎛)		 박리 여부
실시예 1 34 4 2.5 x
실시예 2 34 3 1.6 x
비교예 1 34 5 4.6 o
비교예 2 34 7.4 7.6 o
비교예 3 200 8 12.3 o
비교예 4 400 8 28.1 o
도 4a는 실시예 1 및 실시예 2에서 재단한 편광판을 촬영한 사진이고, 도 4b는 비교예 1 내지 비교예 4에서 재단한 편광판을 촬영한 사진이다. 구체적으로, 도 4a는 실시예 1 및 실시예 2에서 재단한 편광판에서 표면 보호필름을 제거한 후, AG 기능성 층의 상측에서 편광판을 촬영한 것이고, 도 4b는 비교예 1 내지 비교예 4에서 재단한 편광판에서 표면 보호필름을 제거한 후, AG 기능성 층의 상측에서 편광판을 촬영한 것이다. 또한, 도 4a 및 도 4b에는 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리인 d를 나타내었다.
상기 표 1, 도 4a 및 도 4b를 참고하면, 레이저의 스팟 크기를 40 ㎛ 이하로 조절한 실시예 1 및 실시예 2는 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리(d)가 3 ㎛ 미만으로, 박리 테스트 결과에 따르면 AG 기능성 층이 편광자 보호필름으로부터 박리되지 않는 것을 확인하였다. 즉, 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 편광판의 기능성 층으로부터 표면 보호필름을 박리할 때, 편광자 보호필름과 기능성 층간에 박리가 발생되지 않는 것을 알 수 있다.
반면, 레이저의 스팟 크기가 40 ㎛ 이하인 경우에도, 레이저의 출력 밀도가 5 MW/cm2이상으로 조절한 비교예 1 및 비교예 2는 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리(d)가 3 ㎛ 이상으로, 박리 테스트 결과에 따르면 AG 기능성 층이 편광자 보호필름으로부터 박리되는 것을 확인하였다. 즉, 비교예 1 및 비교예 2의 경우, 편광판의 기능성 층으로부터 표면 보호필름을 박리할 때, 편광자 보호필름과 기능성 층간에 박리가 발생되는 것을 알 수 있다.
또한, 레이저의 스팟 크기를 40 ㎛ 초과로 조절한 비교예 3 및 비교예 4는 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리(d)가 3 ㎛ 이상으로, 박리 테스트 결과에 따르면 AG 기능성 층이 편광자 보호필름으로부터 박리되는 것을 확인하였다. 즉, 비교예 3 및 비교예 4의 경우, 편광판의 기능성 층으로부터 표면 보호필름을 박리할 때, 편광자 보호필름과 기능성 층간에 박리가 발생되는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 및 실시예 2를 참고하면, 동일한 레이저 스팟 크기인 경우에도 레이저의 출력 밀도를 조절함으로써, 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간의 최소 거리(d)를 제어할 수 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 편광판의 가공 방법은 기능성 층 상에 구비된 표면 보호필름을 제거하는 경우에도, 편광판의 기능성 층과 편광자 보호필름이 서로 박리되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
100: 편광판
110: 편광자
120: 편광자 보호필름
120': 추가의 편광자 보호필름
130: 기능성 층
140: 점착제층
200: 표면 보호필름
300: 이형필름

Claims (7)

  1. 편광자; 상기 편광자의 일면 상에 구비되는 편광자 보호필름; 상기 편광자 보호필름의 일면 상에 구비되는 기능성 층을 포함하는 편광판을 준비하는 단계;
    상기 기능성 층의 일면 상에 표면 보호필름을 구비하는 단계; 및
    상기 편광자로부터 상기 표면 보호필름 방향으로 레이저를 조사하여, 상기 편광판을 재단하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
    레이저 조사에 의해 상기 편광판의 재단면은 테이퍼진 형상으로 형성되면서, 테이퍼지게 형성된 상기 편광판의 재단면은 상기 레이저의 조사방향으로 적층된 상기 편광자, 편광자 보호필름, 기능성 층, 표면 보호필름 순으로 그 길이가 점점 더 길게 형성되며,
    상기 편광판의 재단면 중 상기 편광자 보호필름 재단면의 최외곽 지점과 상기 기능성 층 재단면의 최외곽 지점 간에는, 레이저 조사에 의해 편광판의 재단면이 테이퍼진 형상으로 형성됨에 따라 최소 거리(d)가 발생하게 되고,
    상기 레이저의 초점은 상기 표면 보호필름이 구비되는 상기 기능성 층의 일면에 맞춰지고, 상기 레이저는 스팟 크기가 40 ㎛ 이하이며, 상기 레이저의 출력 밀도는 1 MW/cm2 이상 5 MW/cm2 미만으로 함에 따라 상기 최소 거리(d)는 3 ㎛ 미만으로 형성되며,
    동일한 레이저 스팟 크기에서 레이저의 출력 밀도를 조절하여 상기 최소 거리(d)를 제어하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 편광판의 가공 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저의 펄스 반복률은 10 kHz 이상 100 kHz 이하인 편광판의 가공 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 편광자 보호필름과 상기 기능성 층의 계면 접착력은, ASTM D3359 규격으로 4B 이상인 편광판의 가공 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 편광판의 MD 방향을 따라 상기 레이저를 조사하는 편광판의 가공 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능성 층은 눈부심 방지층, 저반사 층 및 고경도 층 중 적어도 하나를 포함하는 편광판의 가공 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 편광판은 상기 편광자의 타면 상에 구비되는 추가의 편광자 보호필름, 및 상기 추가의 편광자 보호필름의 일면 상에 구비되는 점착제층을 더 포함하는 편광판의 가공 방법.
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