KR20110083880A - 편광판 절단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광판의 절단 방법에 관한 것으로서, 레이저를 이용한 편광판의 절단방법에 있어서, 상기 인접 레이저 빔 스팟이 중첩되도록 상기 레이저를 조사하도록 하여, 편광판의 절단면 단부의 부풀어 오름을 최소화한다.

Description

편광판 절단 방법{The cutting method of the polarizing plate}

본 발명은 편광판의 절단 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 레이저를 이용한 편광판의 절단 방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)와 같은 광학소자에는 편광판이 적용된다.

편광판은 폴리비닐알콜계 수지로 된 편광자(또는 ‘편광필름’이라고도 함)의 한 면 또는 양면에 트리아세틸셀룰로오스 필름(triacetyl cellulose, TAC)으로 대표되는 편광자 보호필름이 적층되어 있으며, 편광자 보호필름 상에 점착제층, 이형필름, 표면보호필름 또는 기능성 코팅층이 적층되어 있는 다층구조를 가진다.

이러한 다층구조의 편광판은 롤에 감겨진 시트형상 제품으로서 제조되며, 용도에 따라 낱장의 편광판으로 절단되어 사용된다.

도 1을 참조하여 종래 레이저를 이용한 편광판 절단 방법에 대해서 설명한다. 레이저(1)를 이용하여 편광판(2)을 절단하는 경우에 있어서는, 편광판(2)의 레이저(1) 조사면이 고온의 레이저 에너지에 의해 기화되어 편광판(2)이 절단된다. 그러나, 편광판(2)의 절단면 단부에는 용융된 편광판(2)이 열에 의해 수평면을 기준으로 상측으로 부풀어 오름(E)이 발생한다. 이와 같이 절단면 단부의 부풀어 오름(E)은 제품 간 찍힘을 유발하여 제품에 손상을 입히게 되고, 부풀어 오름이 떨어져 나감으로 불량을 야기시킨다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 특허공개공보 제2009-0103991호는 단위 길이당의 에너지가 0.12 내지 0.167 J/mm이고, 연속 조사 시간이 0.1msec 이하의 조건으로 레이저빔을 편광판에 조사하여 부풀어 오름을 30μm이하로 제어하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기 특허공개공보는 단위 길이당 에너지와 연속 조사 시간 조건에 따라 부풀어 오름의 정도가 달라지는 것이며, 상기 두 조건에 의존하여 부풀어 오름을 제어하는 방법이기 때문에 부풀어 오름을 더욱 최소화함에 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 편광판의 절단면 단부의 부풀어 오름을 최소화하고자 함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 편광판 절단 방법은 레이저를 이용한 편광판의 절단방법에 있어서, 상기 인접 레이저 빔 스팟이 중첩되도록 상기 레이저를 조사하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이저 빔 스팟의 중첩률이 0~20%인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 편광판의 절단면 단부의 부풀어 오름이 15μm미만인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중첩률 조건에서 레이저 펄스 주기가 70~90μsec인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이저 빔 스팟의 직경은 150μm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이저의 절단 방향 이송 속도는 100m/min인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이저는 CO₂ 펄스 레이저인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 편광판은 제1 편광자 보호필름, 편광자, 제 2 편광자 보호필름, 점착제층이 순차적으로 적층되며, 상기 레이저의 조사면은 제 1 편광자 보호필름 측인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 달성된다.

첫째, 편광판 절단면 단부의 부풀어 오름이 15μm이하로 최소화 된다.

둘째, 부풀어 오름이 최소화 되어 제품간 찍힘이 방지되고, 부풀어 오름이 떨어져 나감으로 인한 제품 불량이 최소화 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 편광판의 절단 단면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광판의 절단 방법

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

편광판은 편광자를 포함하며, 상기 편광자의 한 면에는 편광자를 보호하기 위한 편광자 보호필름, 액정셀과 점합하게 되는 점착제층 및 박리필름이 순서대로 적층되어 있고, 상기 편광자의 다른 한 면에는 편광자 보호필름이 구비되는 다층구조를 갖는다.

편광자로는 PVA 수지로 된 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다. 편광자를 구성하는 PVA 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐과, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 사용할 수 있다. 이때, 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.

편광자 보호필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하며, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름 등을 사용할 수 있다.

점착제층은 아크릴계 공중합체, 천연 고무, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리이소부티렌, 부틸 고무, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무 등의 통상의 중합체를 사용하여 형성될 수 있다.

박리필름으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 구체적인 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 나일론6, 부분 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 필름; 폴리염화비닐 필름; 폴리염화비닐리덴 필름; 또는 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있다. 이들은 실리콘계, 불소계, 실리카 분말 등에 의해 적절히 이형처리될 수 있다.

또한, 편광판은 필요에 따라 표면보호필름, 반사판, 반투과판, 위상차판, 시야각보상필름 등의 광학필름이 더 적층될 수 있으며, 편광판을 구성하는 각각의 필름에는 필요에 따라 하드코팅층, 오염방지층, 대전방지층, 반사방지층, 방현층 또는 확산층 등의 기능층이 더 형성될 수 있다.

상기와 같은 다층구조의 편광판은 시트형상으로 롤에 감겨진 후 용도에 따라 낱장의 편광판으로 절단되어 액정표시패널의 제조에 사용된다.

본 발명에서는 시트형상 제품으로서 통상의 구조를 갖는 편광판에 대하여 설명하고 있으나, 안티글레어층, 반사방지층, 확산층 등의 기능성 코팅층이 형성되어 있는 편광판, 또는 반사판, 반투과판, 위상차판, 시야각 보상필름 등의 각종 광학층이 적층된 편광판에도 적용 가능함은 당연한 것이며, 편광판 이외에도 시트형상의 제품에는 모두 적용 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 공지된 구성 또는 이의 기능에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략한다.

도 2을 참조하면, 레이저 빔 스팟(10)은 레이저가 편광판에 조사되는 면적(B)으로서, 원형의 모양이다. 여기서, 레이저는 레이저 빔 스팟(10)이 중첩되도록 조사된다. 레이저 빔 스팟(10)은 레이저 펄스 주기(20)에 따라 개수가 달라진다. 예로서, 레이저 펄스 주기(20)가 100μsec인 경우에는 1초에 10개의 레이저 빔 스팟이 편광판(2)에 조사된다. 이 경우 레이저 빔 스팟(10)의 중첩률은 상기 10개의 레이저 빔 스팟에서 서로 인접하는 레이저 빔 스팟(10)의 중첩면적(A)을 레이저 빔 스팟(10)의 면적(B)으로 나눈 값이 된다.

실험예 1

레이저의 절단 방향 이송 속도는 100m/min이고, 레이저의 종류는 CO₂ 펄스 레이저이며, 파워는 200W이고, 파장은 10.6μm이다.

레이저의 펄스 주기는 40μsec이고, 레이저 빔 스팟의 중첩률은 50%이다. 이경우 편광판 절단면의 단부에서의 부풀어 오름은 표1과 같이 16μm이다.

실험예 2

레이저의 절단 방향 이송 속도는 100m/min이고, 레이저의 종류는 CO₂ 펄스 레이저이며, 파워는 200W이고, 파장은 10.6μm이다.

레이저의 펄스 주기는 50μsec이고, 레이저 빔 스팟의 중첩률은 40%이다. 이경우 편광판 절단면의 단부에서의 부풀어 오름은 표1과 같이 16μm이다.

실험예 3

레이저의 절단 방향 이송 속도는 100m/min이고, 레이저의 종류는 CO₂ 펄스 레이저이며, 파워는 200W이고, 파장은 10.6μm이다.

레이저의 펄스 주기는 70μsec이고, 레이저 빔 스팟의 중첩률은 20%이다. 이경우 편광판 절단면의 단부에서의 부풀어 오름은 표1과 같이 13.5μm이다.

실험예 4

레이저의 절단 방향 이송 속도는 100m/min이고, 레이저의 종류는 CO₂ 펄스 레이저이며, 파워는 200W이고, 파장은 10.6μm이다.

레이저의 펄스 주기는 80μsec이고, 레이저 빔 스팟의 중첩률은 1.5%이다. 이경우 편광판 절단면의 단부에서의 부풀어 오름은 표1과 같이 12.5μm이다.

실험예 5

레이저의 절단 방향 이송 속도는 100m/min이고, 레이저의 종류는 CO₂ 펄스 레이저이며, 파워는 200W이고, 파장은 10.6μm이다.

레이저의 펄스 주기는 100μsec이고, 레이저 빔 스팟의 중첩률은 -20%이다. 이경우 편광판 절단면의 단부에서의 부풀어 오름은 표1과 같이 15μm이다.

레이저 펄스 주기(μsec)	중첩률	부풀어 오름(μm)
40	50%	16
50	40%	16
70	20%	13.5
80	1.5%	12.5
100	-20%	15

위와 같은 실험에서, 레이저 빔 스팟(10)이 중첩되지 않는 경우에는 부풀어 오름이 15μm이며, 중첩률이 40%이상인 경우에는 중첩되지 않는 경우에 비해 부풀어 오름이 증가하였다. 레이저 절단시 부풀어 오름을 최소화하기 위한 중첩률의 조건은 0~20%이며, 그와 같은 중첩률 조건에서 부풀어 오름이 15μm미만으로 최소화되었다.

한편, 편광판은 제1 편광자 보호필름, 편광자, 제 2 편광자 보호필름, 점착제층이 순차적으로 적층되며, 레이저의 조사면은, 보다 바람직하게는, 제 1 편광자 보호필름 측이다. 이로써, 편광판을 LCD패널등에 접착할 경우에, 점착제층이 LCD패널측을 향하기 때문에 부풀어 오름(E)에 따른 LCD 패널과의 접착 불량을 줄일 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다.

본 발명은 시트 형상의 편광판을 낱장의 편광판으로 절단하는 장치에 이용될 수 있다.

1 : 레이저 2 : 편광판
10 : 레이저 빔 스팟 20 : 레이저 펄스 주기

Claims (8)

1. 레이저를 이용한 편광판의 절단방법에 있어서,
   상기 인접 레이저 빔 스팟이 중첩되도록 상기 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 편광판의 절단 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 레이저 빔 스팟의 중첩률이 0~20%인 것을 특징으로 하는 편광판의 절단 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 편광판의 절단면 단부의 부풀어 오름이 15μm미만인 것을 특징으로 하는 편광판의 절단 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 중첩률 조건에서 레이저 펄스 주기가 70~90μsec인 것을 특징으로 하는 편광판의 절단 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 레이저 빔 스팟의 직경은 150μm인 것을 특징으로 하는 편광판의 절단 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 레이저의 절단 방향 이송 속도는 100m/min인 것을 특징으로 하는 편광판의 절단 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 레이저는 CO₂ 펄스 레이저인 것을 특징으로 하는 편광판의 절단 방법.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 편광판은 제1 편광자 보호필름, 편광자, 제 2 편광자 보호필름, 점착제층이 순차적으로 적층되며,
   상기 레이저의 조사면은 제 1 편광자 보호필름 측인 것을 특징으로 하는 편광판의 절단 방법.

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