KR20150096691A - 광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 광학 표시 디바이스의 생산 시스템 - Google Patents

광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 광학 표시 디바이스의 생산 시스템 Download PDF

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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

광학 표시 디바이스의 생산 방법은, 적어도 절단 라인(C)에 대한 1회째의 레이저광(L) 주사에 있어서, 광학 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 광학 필름(FX)이 미절단으로 되는 제1 에너지량으로 설정하고, 절단 라인(C)에 대한 2회째 이후의 레이저광(L) 주사에 있어서, 적어도 광학 필름(FX)이 절단될 때에 광학 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 제1 에너지량보다도 작은 제2 에너지량으로 설정한다.

Description

광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 광학 표시 디바이스의 생산 시스템 {MANUFACTURING METHOD FOR OPTICAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING SYSTEM FOR OPTICAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 표시 패널에 광학 필름이 접합된 광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 광학 표시 디바이스의 생산 시스템에 관한 것이다.
본원은 2012년 12월 18일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-276171호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
예를 들어, 액정 패널이나 유기 EL 패널 등의 광학 표시 패널에는 편광 필름(편광판)이나 위상차 필름(위상차판) 등의 광학 필름이 부착되어 있다. 일반적으로, 이들 광학 필름에는, 원반(原反) 롤로부터 긴 필름을 권출하고 이 권출한 필름을 광학 표시 패널에 대응하는 폭이나 길이로 커트한 것이 사용되고 있다.
광학 필름의 절단 가공에는 종래부터 칼날이 사용되고 있다. 그러나, 칼날에 의한 절단 가공의 경우, 절단 시에 필름 칩 등의 이물이 생기기 쉽다. 그리고, 이와 같은 이물이 부착된 광학 필름은 광학 표시 패널에 부착되었을 때에, 광학 표시 패널에 표시 결함 등을 발생시키는 경우가 있다.
따라서, 최근에는, 레이저광을 사용하여 광학 필름을 커트(절단 가공)하는 것이 행해지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2를 참조). 이 레이저광을 사용한 절단 가공에서는, 종래의 칼날을 사용하여 커트하는 경우에 비해 필름 칩 등의 이물의 발생이 적으므로, 제품 수율의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
일본 특허 출원 공개 2009-22978호 공보 일본 특허 출원 공개 2008-302376호 공보
그런데, 광학 표시 패널에 광학 필름이 접합된 광학 표시 디바이스의 제조에서는, 광학 표시 패널보다도 큰 광학 필름을 광학 표시 패널에 접합한 후에, 상술한 레이저광을 사용하여, 광학 표시 패널에 접합된 광학 필름의 접합 부분과 이 접합 부분으로부터 외측으로 비어져 나온 광학 필름의 잉여 부분 사이의 절단 라인을 따라 광학 필름을 절단하는 것이 행해지고 있다.
여기서, 광학 표시 디바이스의 성능을 확보하기 위해서는, 광학 표시 패널에 접합된 광학 필름을 절단 라인을 따라 고정밀도로 절단할 필요가 있다. 특히, 최근에는 광학 표시 디바이스에 있어서의 표시 영역의 프레임 협소화에 의해, 광학 표시 디바이스의 단부 테두리부에 있어서 광학 필름을 고정밀도로 절단하는 것이 요구되고 있다.
그러나, 이와 같은 광학 표시 디바이스에 있어서, 상술한 레이저광을 사용하여 광학 필름을 절단하면, 이 광학 필름의 절단된 단부 부근(절단면)에 변형이 발생하는 경우가 있었다.
예를 들어, 편광 필름은 상측의 보호층이 되는 트리아세틸셀룰로오스(TAC: TriAcetyl Cellulose)와 하측의 보호층이 되는 시클로올레핀 중합체(COP: CycloOlefin Polymer) 사이에 편광자층이 되는 폴리비닐알코올(PVA: Poly Vinyl Alcohol)이 끼워 넣어진 적층 구조를 갖고 있다. 이와 같은 편광 필름을 레이저광을 사용하여 절단하면, COP가 비교적 절단하기 어려운 층(레이저광의 평균 흡수율이 낮은 층)이고, 또한 그 위에 설치된 PVA가 비교적 절단하기 쉬운 층(레이저광의 평균 흡수율이 높은 층)이므로, 이 PVA의 절단된 단부 부근(절단면)에 변형이 발생하기 쉽다.
또한, 레이저광의 1회 주사로 광학 필름을 절단하려고 한 경우, 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 높이기 위해, 레이저광의 출력을 올리거나 레이저광의 주사 속도를 느리게 할 필요가 있다. 그러나, 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량이 지나치게 높아지면, 광학 필름의 절단면에 결함 등이 발생하기 쉬워진다. 한편, 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량이 지나치게 낮아지면, 광학 필름에 미절단 부분이 발생하기 쉬워진다.
또한, 광학 표시 패널에 레이저광이 지나치게 가까워지거나 접촉하면, 이 레이저광에 기인한 깨짐이나 절결 등의 대미지를 광학 표시 패널에 부여할 가능성이 있다.
본 발명의 형태는 이와 같은 종래의 사정을 감안하여 제안된 것으로, 광학 표시 패널에 접합된 광학 필름을 절단 라인을 따라 고정밀도로 절단하는 것을 가능하게 한, 광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 광학 표시 디바이스의 생산 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태는 광학 표시 패널에 광학 필름이 접합된 광학 표시 디바이스의 생산 방법으로서, 상기 광학 표시 패널보다도 큰 광학 필름을 상기 광학 표시 패널에 접합하는 접합 공정과, 상기 광학 표시 패널에 접합된 상기 광학 필름의 접합 부분과 상기 접합 부분으로부터 외측으로 비어져 나온 상기 광학 필름의 잉여 부분 사이의 절단 라인을 따라 상기 광학 필름을 절단하는 절단 공정을 포함하고, 상기 절단 공정에 있어서, 상기 광학 필름을 절단할 때에 레이저광을 사용하고, 상기 광학 필름의 절단 라인을 복수 회에 걸쳐서 레이저광으로 주사함으로써 상기 광학 필름을 절단함과 함께, 적어도 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 상기 광학 필름이 미절단으로 되는 제1 에너지량으로 설정하고, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 적어도 상기 광학 필름이 절단될 때에 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 상기 제1 에너지량보다도 작은 제2 에너지량으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 형태에서는, 상기 절단 공정에 있어서, 상기 레이저광의 출력을 가변으로 조정함으로써, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 주사 회마다 설정해도 된다.
상기 형태에서는, 상기 절단 공정에 있어서, 상기 레이저광의 주사 속도를 가변으로 조정함으로써, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 주사 회마다 설정해도 된다.
상기 형태에서는, 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 광학 필름의 두께 방향의 중도부에 위치시킴으로써 상기 광학 필름에 상기 절단 라인을 따른 절단 홈을 형성하고, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 주사 회마다 상기 절단 홈의 깊이 방향으로 이동하게 해도 된다.
상기 형태에서는, 상기 광학 필름이 적어도 두께 방향의 중도부에 편광자층을 포함하는 적층 구조를 갖는 경우는, 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 편광자층보다도 깊은 위치로 설정함으로써, 적어도 상기 편광자층을 분단하는 절단 홈을 형성해도 된다.
상기 형태에서는, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광을 상기 절단 홈의 내측에 위치시킨 상태 그대로, 주사 회마다 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 절단 홈의 최심부보다도 외측으로 이동하게 해도 된다.
상기 형태에서는, 상기 절단 공정 후에, 상기 광학 필름의 절단면에 대해 레이저광을 조사함으로써 상기 절단면의 형상을 정렬하는 정형 공정을 포함해도 된다.
본 발명의 다른 형태는 광학 표시 패널에 광학 필름이 접합된 광학 표시 디바이스의 생산 시스템으로서, 상기 광학 표시 패널보다도 큰 광학 필름을 상기 광학 표시 패널에 접합하는 접합 장치와, 상기 광학 표시 패널에 접합된 상기 광학 필름의 접합 부분과 상기 접합 부분으로부터 외측으로 비어져 나온 상기 광학 필름의 잉여 부분 사이의 절단 라인을 따라 상기 광학 필름을 절단하는 절단 장치를 구비하고, 상기 절단 장치는, 상기 광학 필름에 레이저광을 조사하는 조사부와, 상기 광학 필름의 절단 라인을 따라 상기 레이저광을 주사하는 주사부를 갖고, 상기 주사부가, 상기 광학 필름의 절단 라인을 복수 회에 걸쳐서 레이저광으로 주사함으로써 상기 광학 필름이 절단됨과 함께, 상기 조사부가, 적어도 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 상기 광학 필름이 미절단으로 되는 제1 에너지량으로 설정하고, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 적어도 상기 광학 필름이 절단될 때에 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 상기 제1 에너지량보다도 작은 제2 에너지량으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 형태에서는, 상기 조사부가, 상기 레이저광의 출력을 가변으로 조정함으로써, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량이 주사 회마다 설정되어도 된다.
상기 형태에서는, 상기 주사부가, 상기 레이저광의 주사 속도를 가변으로 조정함으로써, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량이 주사 회마다 설정되어도 된다.
상기 형태에서는, 상기 조사부가, 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 광학 필름의 두께 방향의 중도부에 위치시킴으로써 상기 광학 필름에 상기 절단 라인을 따른 절단 홈이 형성되고, 상기 조사부가, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 주사 회마다 상기 절단 홈의 깊이 방향으로 이동하게 해도 된다.
상기 형태에서는, 상기 광학 필름이 적어도 두께 방향의 중도부에 편광자층을 포함하는 적층 구조를 갖는 경우는, 상기 조사부가, 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 편광자층보다도 깊은 위치로 설정함으로써, 적어도 상기 편광자층을 분단하는 절단 홈이 형성되어도 된다.
상기 형태에서는, 상기 주사부가, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광을 상기 절단 홈의 내측에 위치시킨 상태 그대로, 주사 회마다 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 절단 홈의 최심부보다도 외측으로 이동하게 해도 된다.
상기 형태에서는, 상기 조사부가, 상기 광학 필름의 절단면에 대해 레이저광을 조사함으로써 상기 절단면의 형상이 정렬되어도 된다.
이상과 같이, 본 발명의 형태에 의하면, 광학 표시 패널에 접합된 광학 필름을 절단 라인을 따라 고정밀도로 절단하는 것을 가능하게 한, 광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 광학 표시 디바이스의 생산 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 필름 접합 시스템의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는 광학 표시 디바이스의 단면 구조를 도시하는 모식도이다.
도 3은 제2 절단 장치가 액정 패널의 한 면에 접합된 제1 및 제2 광학 필름을 절단하는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 4는 제3 절단 장치가 액정 패널의 다른 면에 접합된 제3 광학 필름을 절단하는 상태를 도시하는 모식도이다.
도 5는 액정 패널의 한 면에 접합된 편광 필름의 적층 구조를 도시하는 모식도이다.
도 6은 레이저 가공 장치의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 7은 레이저 조사 장치의 구체적인 구성을 도시하는 사시도이다.
도 8은 절단 공정을 순서대로 도시하는 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 이하의 설명에서 사용하는 도면은 특징을 이해하기 쉽게 하기 위해 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 도시하고 있는 경우가 있고, 각 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 동일하다고는 할 수 없다. 또한, 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례이며, 본 발명은 그들로 반드시 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
본 실시 형태에서는 광학 표시 디바이스의 생산 시스템으로서 그 일부를 구성하는 필름 접합 시스템에 대해 설명한다. 또한, 이하에 도시하는 도면에서는 XYZ 직교 좌표계를 설정하여, X축 방향을 광학 표시 패널(액정 패널)의 폭 방향, Y축 방향을 광학 표시 패널의 반송 방향, Z축 방향을 X방향 및 Y방향과 직교하는 방향으로 하여 각각 나타낸다.
도 1은 본 실시 형태의 필름 접합 시스템(1)의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 1에 도시하는 필름 접합 시스템(1)은, 예를 들어 액정 패널이나 유기 EL 패널 등의 광학 표시 패널에 편광 필름이나 위상차 필름, 휘도 상승 필름 등의 광학 필름을 접합한다. 이와 같은 필름 접합 시스템(1)을 사용하여, 광학 표시 패널에 광학 필름이 접합된 광학 표시 디바이스를 제조한다.
구체적으로, 필름 접합 시스템(1)은, 예를 들어 롤러 컨베이어(반송 수단, 반송부)(10)를 사용하여 액정 패널(광학 표시 패널)(P)을 접합 공정의 시발 위치로부터 종착 위치까지 반송하는 동안에, 액정 패널(P)의 양면에 대해 긴 띠 형상의 제1 광학 시트(F1), 제2 광학 시트(F2) 및 제3 광학 시트(F3)(도 1에 있어서 도시하지 않음)로부터 잘라진 제1 광학 필름(F11), 제2 광학 필름(F12) 및 제3 광학 필름(F13)을 접합한다.
도 1의 좌측은 액정 패널(P)의 반송 방향에 있어서의 상류측(이하, 패널 반송 상류측이라고 함)을 나타낸다. 도 1의 우측은 액정 패널(P)의 반송 방향에 있어서의 하류측(이하, 패널 반송 하류측이라고 함)을 나타낸다.
광학 표시 디바이스의 단면 구조를 도 2에 도시한다.
광학 표시 디바이스는, 도 2에 도시한 바와 같이 TFT 기판을 포함하는 제1 기판(P1)과, 제1 기판(P1)에 대향하여 배치된 대향 기판을 포함하는 제2 기판(P2)과, 제1 기판(P1)과 제2 기판(P2) 사이에 봉입되는 액정층(P3)을 갖는 액정 패널(P)을 구비하고 있다.
액정 패널(P)은 평면에서 볼 때 직사각형상을 갖는다. 액정 패널(P)의 외주연에는 프레임부가 설치된다. 액정 패널(P)은 프레임부보다도 소정 폭만큼 내측에 표시 영역(P4)을 갖고 있다. 표시 영역(P4)은 평면에서 볼 때 직사각형상을 갖는다. 제1 기판(P1)은 제2 기판(P2)의 한 변보다도 외측으로 돌출된 부품 설치부(P5)를 갖고 있다. 바꾸어 말하면, 제1 기판(P1)의 외주연의 한 변은 제2 기판(P2)의 외주연의 한 변보다 외측에 배치된다. 부품 설치부(P5)는 전자 부품 등이 설치되는 영역이다.
액정 패널(P)의 양면에 편광 필름이 각각 접합된다. 액정 패널(P)의 백라이트측 면에는 편광 필름으로서 제1 광학 필름(F11)이 접합된다. 액정 패널(P)의 표시면측 면에는 편광 필름으로서 제3 광학 필름(F13)이 접합된다. 액정 패널(P)의 백라이트측 면에는 제1 광학 필름(F11)에 겹쳐져 휘도 향상 필름으로서의 제2 광학 필름(F12)이 접합됨으로써, 도 2에 도시하는 광학 표시 디바이스가 구성된다.
필름 접합 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이 롤러 컨베이어(10) 위에서 액정 패널(P)이 반송되는 반송로 중에, 그 반송 방향을 향해, 제1 얼라인먼트 장치(11)와 제1 접합 장치(12)와 제1 절단 장치(13)와 제2 얼라인먼트 장치(14)와 제2 접합 장치(15)와 제2 절단 장치(16)와 제3 얼라인먼트 장치(17)와 제3 접합 장치(18)와 제3 절단 장치(19)를 순서대로 구비하고 있다. 또한, 필름 접합 시스템(1)은 각 부의 장치를 통괄 제어하는 제어 장치(제어 수단, 제어부)(20)를 구비하고 있다.
액정 패널(P)은 그 표리면을 수평으로 한 상태에서 롤러 컨베이어(10) 위에서 반송된다.
또한, 액정 패널(P)은, 제2 얼라인먼트 장치(14)보다도 패널 반송 상류측에서는 표시 영역(P4)의 짧은 변을 실질적으로 반송 방향을 따르게 한 방향으로 반송된다. 액정 패널(P)은, 제2 얼라인먼트 장치(14)보다도 패널 반송 하류측에서는 표시 영역(P4)의 긴 변을 실질적으로 반송 방향을 따르게 한 방향으로 반송된다.
제1 얼라인먼트 장치(11)는 액정 패널(P)을 유지하여 수직 방향 및 수평 방향으로 자유롭게 반송하는 동안에, 예를 들어 카메라(도시하지 않음)를 사용하여 액정 패널(P)의 패널 반송 상류측의 단부 및 액정 패널(P)의 패널 반송 하류측의 단부를 촬상한다.
그리고, 카메라의 촬상 데이터는 제어 장치(20)로 보내진다. 제어 장치(20)는 이 촬상 데이터와 미리 기억한 광학축 방향의 검사 데이터에 기초하여, 제1 얼라인먼트 장치(11)를 작동시킨다. 또한, 후술하는 제2 얼라인먼트 장치(14) 및 제3 얼라인먼트 장치(17)도 마찬가지로 카메라를 갖고 있다. 제2 얼라인먼트 장치(14) 및 제3 얼라인먼트 장치(17)는 카메라의 촬상 데이터를 제어 장치(20)로 보냄으로써, 액정 패널(P)의 얼라인먼트를 행한다.
제1 얼라인먼트 장치(11)는 제어 장치(20)로부터의 제어 신호에 기초하여, 제1 접합 장치(12)에 대한 액정 패널(P)의 얼라인먼트를 행한다. 이때, 액정 패널(P)에 대해 반송 방향과 직교하는 수평 방향(이하, 패널 폭 방향이라고 함)에서의 위치 결정과, 수직축 주위의 회전 방향에서의 위치 결정이 행해진다. 그리고, 이 얼라인먼트가 행해진 액정 패널(P)은 제1 접합 장치(12)의 접합 위치에 도입된다.
제1 접합 장치(12)는, 제1 광학 시트(F1)를 권회한 제1 원반 롤(R1)로부터 제1 광학 시트(F1)를 권출하면서 제1 광학 시트(F1)의 길이 방향을 따라 제1 광학 시트(F1)를 송급하는 제1 송급 장치(12a)와, 제1 송급 장치(12a)가 송급하는 제1 광학 시트(F1)의 하면에 롤러 컨베이어(10)가 반송하는 액정 패널(P)의 상면을 접합하는 제1 접합 롤(12b)을 구비하고 있다.
제1 송급 장치(12a)는 제1 원반 롤(R1)을 유지하는 제1 롤 유지부(12c)와, 제1 원반 롤(R1)로부터 제1 광학 시트(F1)의 상면에 겹쳐진 상태에서 이 제1 광학 시트(F1)와 함께 조출된 프로텍션 필름(pf)을 제1 접합 장치(12)의 패널 반송 하류측에서 회수하는 제1 회수부(12d)를 갖고 있다.
제1 접합 롤(12b)은 서로 축방향을 평행하게 하여 배치된 한 쌍의 롤러를 포함한다. 그 한 쌍의 롤러 사이에는 소정의 간극이 형성되어 있고, 이 간극이 제1 접합 장치(12)의 접합 위치로 되어 있다. 즉, 이 간극에 액정 패널(P) 및 제1 광학 시트(F1)가 겹쳐진 상태에서 도입됨으로써, 액정 패널(P) 및 제1 광학 시트(F1)가 한 쌍의 롤러 사이에서 압착되면서 패널 반송 하류측으로 송출된다.
이때, 접합 위치에 도입된 긴 제1 광학 시트(F1)의 하면에 대해, 그 하방에서 반송되는 액정 패널(P)의 상면(백라이트측)이 접합된다. 이에 의해, 복수의 액정 패널(P)이 소정의 간격을 두면서 긴 제1 광학 시트(F1)의 하면에 연속적으로 접합된 제1 접합체(F21)가 형성된다.
제1 절단 장치(13)는, 도 1에 도시한 바와 같이 제1 회수부(12d)보다도 패널 반송 하류측에 위치하여, 제1 접합체(F21)의 제1 광학 시트(F1)를 소정 개소(반송 방향으로 배열하는 액정 패널(P) 사이)에서 패널 폭 방향의 전체 폭에 걸쳐서 절단한다. 또한, 제1 광학 시트(F1)를 절단할 때에는, 절단날을 사용하거나 레이저 커터를 사용하는 것이 가능하다. 이에 의해, 액정 패널(P)의 백라이트측 면에 액정 패널(P)보다도 큰 제1 광학 필름(F1S)(편광 필름)이 접합된 제1 접합 패널(P11)이 형성된다.
제2 얼라인먼트 장치(14)는 표시 영역(P4)의 짧은 변과 실질적으로 평행하게 반송되고 있던 제1 접합 패널(P11)을, 표시 영역(P4)의 긴 변과 실질적으로 평행하게 반송되도록 방향 전환한다. 또한, 이 방향 전환은 제1 광학 시트(F1)의 광축 방향에 대해, 액정 패널(P)에 접합하는 다른 광학 시트의 광학축 방향이 직각으로 배치되는 경우에 행해진다.
또한, 제2 얼라인먼트 장치(14)는 상기 제1 얼라인먼트 장치(11)와 동일한 얼라인먼트를 행한다. 즉, 제2 얼라인먼트 장치(14)는 상기 제어 장치(20)에 기억된 광학축 방향의 검사 데이터 및 카메라의 촬상 데이터에 기초하여, 제2 접합 장치(15)에 대한 제1 접합 패널(P11)의 패널 폭 방향에서의 위치 결정 및 회전 방향에서의 위치 결정을 행한다. 그리고, 이 얼라인먼트가 행해진 제1 접합 패널(P11)은 제2 접합 장치(15)의 접합 위치에 도입된다.
제2 접합 장치(15)는, 제2 광학 시트(F2)를 권회한 제2 원반 롤(R2)로부터 제2 광학 시트(F2)를 권출하면서 제2 광학 시트(F2)를 그 길이 방향을 따라 송급하는 제2 송급 장치(15a)와, 제2 송급 장치(15a)가 송급하는 제2 광학 시트(F2)의 하면에 롤러 컨베이어(10)가 반송하는 제1 접합 패널(P11)의 상면을 접합하는 제2 접합 롤(15b)을 구비하고 있다.
제2 송급 장치(15a)는 제2 원반 롤(R2)을 유지하는 제2 롤 유지부(15c)와, 제2 접합 롤(15b)보다도 패널 반송 하류측에 위치하고, 후술하는 제2 절단 장치(16)로 분리된 제2 광학 시트(F2) 및 제1 광학 필름(F1S)의 잉여 부분(Y, Y')을 회수하는 제2 회수부(15d)를 갖고 있다.
제2 접합 롤(15b)은 서로 축방향을 평행하게 하여 배치된 한 쌍의 롤러를 포함한다. 그 한 쌍의 롤러 사이에는 소정의 간극이 형성되어 있고, 이 간극이 제2 접합 장치(15)의 접합 위치로 되어 있다. 즉, 이 간극에 제1 접합 패널(P11) 및 제2 광학 시트(F2)가 겹쳐진 상태에서 도입됨으로써, 제1 접합 패널(P11) 및 제2 광학 시트(F2)가 한 쌍의 롤러 사이에서 압착되면서 패널 반송 하류측으로 송출된다.
이때, 접합 위치에 도입된 긴 제2 광학 시트(F2)의 하면에 대해, 그 하방에서 반송되는 제1 접합 패널(P11)의 상면(액정 패널(P)의 백라이트측)이 접합된다. 이에 의해, 복수의 제1 접합 패널(P11)이 소정의 간격을 두면서 긴 제2 광학 시트(F2)의 하면에 연속적으로 접합된 제2 접합체(F22)가 형성된다.
제2 절단 장치(16)는, 예를 들어 레이저 가공 장치이다. 제2 절단 장치(16)는 도 3에 도시한 바와 같이, 액정 패널(P)의 외주연을 카메라(16a) 등의 검출 수단(검출부)으로 검출하면서 제2 광학 시트(F2) 및 제1 광학 필름(F1S)에 레이저광(L)을 조사함으로써, 제2 광학 시트(F2) 및 제1 광학 필름(F1S)을 액정 패널(P)의 외주연을 따라 무단 형상으로 절단한다. 바꾸어 말하면, 제2 절단 장치(16)는 제2 광학 시트(F2)의 외주연 및 제1 광학 필름(F1S)의 외주연이 액정 패널(P)의 외주연에 실질적으로 일치하도록 제2 광학 시트(F2) 및 제1 광학 필름(F1S)을 절단한다. 이에 의해, 도 1에 도시한 바와 같이, 액정 패널(P)의 상면에 제1 광학 필름(F11) 및 제2 광학 필름(F12)이 겹쳐져 접합된 제2 접합 패널(P12)이 형성된다.
한편, 제2 회수부(15d)에서는 제2 광학 시트(F2)로부터 제2 접합 패널(P12)이 분리됨으로써, 제2 광학 시트(F2)의 잉여 부분(Y')이 제1 광학 필름(F1S)의 잉여 부분(Y)과 함께 권취되어 회수된다.
제3 얼라인먼트 장치(17)는 액정 패널(P)의 백라이트측을 상면으로 한 제2 접합 패널(P12)을 표리 반전시켜 액정 패널(P)의 표시면측을 상면으로 함과 함께, 상기 제1 얼라인먼트 장치(11) 및 제2 얼라인먼트 장치(14)와 동일한 얼라인먼트를 행한다. 즉, 제3 얼라인먼트 장치(17)는 제어 장치(20)에 기억된 광학축 방향의 검사 데이터 및 카메라의 촬상 데이터에 기초하여, 제3 접합 장치(18)에 대한 제2 접합 패널(P12)의 패널 폭 방향에서의 위치 결정 및 회전 방향에서의 위치 결정을 행한다. 그리고, 이 얼라인먼트가 행해진 제2 접합 패널(P12)은 제3 접합 장치(18)의 접합 위치에 도입된다.
제3 접합 장치(18)는, 제3 광학 시트(F3)를 권회한 제3 원반 롤(R3)로부터 제3 광학 시트(F3)를 권출하면서 제3 광학 시트(F3)의 길이 방향을 따라 제3 광학 시트(F3)를 반송하는 제3 반송 장치(18a)와, 제3 반송 장치(18a)가 반송하는 제3 광학 시트(F3)의 하면에 롤러 컨베이어(10)가 반송하는 제2 접합 패널(P12)의 상면을 접합하는 제2 접합 롤(18b)을 구비한다.
제3 반송 장치(18a)는 제3 원반 롤(R3)을 유지하는 제3 롤 유지부(18c)와, 제3 접합 롤(18b)보다도 패널 반송 하류측에 위치하고, 후술하는 제3 절단 장치(19)로 분리된 제3 광학 시트(F3)의 잉여 부분(Y")을 회수하는 제3 회수부(18d)를 갖는다.
제3 접합 롤(18b)은 서로 축방향을 평행하게 하여 배치된 한 쌍의 롤러를 포함한다. 그 한 쌍의 롤러 사이에는 소정의 간극이 형성되어 있고, 이 간극이 제3 접합 장치(18)의 접합 위치로 되어 있다. 즉, 이 간극에 제2 접합 패널(P12) 및 제3 광학 시트(F3)가 겹쳐진 상태에서 도입됨으로써, 제2 접합 패널(P12) 및 제3 광학 시트(F3)가 한 쌍의 롤러 사이에서 압착되면서 패널 반송 하류측으로 송출된다.
이때, 접합 위치에 도입된 긴 제3 광학 시트(F3)의 하면에 대해, 그 하방에서 반송되는 제2 접합 패널(P12)의 상면(액정 패널(P)의 표시면측)이 접합된다.
이에 의해, 복수의 제2 접합 패널(P12)이 소정의 간격을 두면서 긴 제3 광학 시트(F3)의 하면에 연속적으로 접합된 제3 접합체(F23)가 형성된다.
본 실시 형태에서는, 제3 절단 장치(19)는 상기 제2 절단 장치(16)와 동일한 레이저 가공 장치이다. 제3 절단 장치(19)는 도 4에 도시한 바와 같이, 액정 패널(P)의 외주연을 카메라(19a) 등의 검출 수단으로 검출하면서 제3 광학 시트(F3)에 레이저광(L)을 조사함으로써, 이 제3 광학 시트(F3)를 액정 패널(P)의 외주연을 따라 무단 형상으로 절단한다. 바꾸어 말하면, 제3 절단 장치(19)는 제3 광학 시트(F3)의 외주연이 액정 패널(P)의 외주연에 실질적으로 일치하도록 제3 광학 시트(F3)를 절단한다. 이에 의해, 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 접합 패널(P12)의 상면에 제3 광학 필름(F13)이 접합된 양면 접합 패널(P13)이 형성된다.
한편, 제3 회수부(18d)에서는 제3 광학 시트(F3)로부터 양면 접합 패널(P13)이 분리됨으로써, 이 제3 광학 시트(F3)의 잉여 부분(Y")이 권취되어 회수된다.
그 후, 양면 접합 패널(P13)은 도시를 생략하는 결함 검사 장치를 거쳐서 결함(접합 불량 등)의 유무가 검사된 후, 하류 공정으로 반송되어 다른 처리가 실시되고, 최종적으로 도 2에 도시하는 광학 표시 디바이스가 제조된다.
그런데, 본 발명을 적용한 광학 표시 디바이스의 생산 방법은, 광학 필름을 절단할 때에 레이저광을 사용하고, 광학 필름의 절단 라인을 복수 회에 걸쳐서 레이저광으로 주사함으로써 광학 필름을 절단함과 함께, 적어도 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 광학 필름이 미절단으로 되는 제1 에너지량으로 설정하고, 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 적어도 광학 필름이 절단될 때에 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 제1 에너지량보다도 작은 제2 에너지량으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 도 1에 도시하는 필름 접합 시스템(1)에서는 상기 제2 절단 장치(16)를 사용하여, 액정 패널(P)의 백라이트측 면에 접합된 제1 광학 필름(F11) 및 제2 광학 필름(F12)을 절단하는 절단 공정과, 상기 제3 절단 장치(19)를 사용하여, 액정 패널(P)의 표시면측 면에 접합된 제3 광학 필름(F13)을 절단하는 절단 공정에 있어서 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
따라서, 본 실시 형태에서는 본 발명을 적용한 광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 광학 표시 디바이스의 생산 시스템의 한 구체예로서, 예를 들어 도 5에 도시하는 액정 패널(광학 표시 패널)(PX)의 한 면에 접합된 편광 필름(광학 필름)(FX)을 절단하는 경우를 예로 들어 설명한다.
이 편광 필름(FX)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 액정 패널(PX)을 구성하는 한쪽의 유리 기판(G)(상기 제1 기판(P1) 또는 제2 기판(P2)에 상당함) 위에, 접착층(S1)을 통해 접합되어 있다. 편광 필름(FX)의 최상층은 표면 보호 필름(S2)(상기 프로텍션 필름(pf)에 상당함)에 의해 보호되어 있다. 또한, 이 표면 보호 필름(S2)은 절단 공정 전에 편광 필름(FX)으로부터 박리 제거된다.
편광 필름(FX)은 한 쌍의 보호층인 제1 보호층(S3) 및 제2 보호층(S4) 사이에 편광자층(S5)이 끼워 넣어진 적층 구조를 갖고 있다. 예를 들어, 본 실시 형태의 편광 필름(FX)에서는 편광자층(S5)으로서 폴리비닐알코올(PVA) 필름, 하층측의 보호층인 제1 보호층(S3)으로서 시클로올레핀 중합체(COP) 필름, 상층측의 보호층인 제2 보호층(S4)으로서 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 사용되어 있다. 또한, 이 도 5에 도시하는 편광 필름(FX)의 적층 구조는 단지 일례이고, 이와 같은 적층 구조로 반드시 한정되는 것은 아니고, 각 층에 사용하는 재료나 두께 등을 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
본 발명을 적용한 광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 광학 표시 디바이스의 생산 시스템에서는 액정 패널(PX)보다도 큰 편광 필름(FX)을 액정 패널(PX)에 접합하는 접합 공정 후에, 이 액정 패널(PX)에 접합된 편광 필름(FX)의 접합 부분과 이 접합 부분으로부터 외측으로 비어져 나온 편광 필름(FX)의 잉여 부분 사이의 절단 라인을 따라 편광 필름(FX)을 절단하는 절단 공정을 행한다.
도 6은 이 절단 공정에서 사용되는 레이저 가공 장치(30)(상기 제2 절단 장치(16) 및 제3 절단 장치(19)에 상당함)의 일례를 도시하는 사시도이다.
이 레이저 가공 장치(30)는, 도 6에 도시한 바와 같이 롤러 컨베이어(10) 위에서 반송되는 액정 패널(PX)의 편광 필름(FX)에 대해 레이저광(L)을 조사하는 레이저 조사 장치(조사 수단, 조사부)(31)와, 편광 필름(FX)의 절단 라인(C)을 따라 레이저광(L)을 주사하는 레이저 주사 장치(주사 수단, 주사부)(32)와, 각 부의 구동을 제어하는 구동 제어 장치(구동 제어 수단, 구동부)(33)를 개략 구비하고 있다.
도 7은 레이저 조사 장치(31)의 구체적인 구성을 도시하는 사시도이다.
이 레이저 조사 장치(31)는, 도 7에 도시한 바와 같이 레이저광(L)을 출사하는 레이저 광원(광원)(34)과, 레이저광(L)을 편광 필름(FX)을 향해 집광시키는 집광 렌즈(집광 광학계)(35)와, 레이저 광원(34)과 집광 렌즈(35) 사이의 광로 중에 배치되어, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치를 조정하는 제1 위치 조정 기구(36A)(위치 조정 수단, 위치 조정부) 및 제2 위치 조정 기구(36B)(위치 조정 수단, 위치 조정부)를 개략 구비하고 있다.
레이저 광원(34)은 펄스 발진 상태의 레이저광(L)을 출사한다. 본 실시 형태에서는, 레이저 광원(34)으로서, 예를 들어 탄산 가스(CO2) 레이저 발진기를 사용할 수 있다. 또한, 레이저 광원(34)으로서는, 그 이외에도 UV 레이저 발진기, 반도체 레이저 발진기, YAG 레이저 발진기, 엑시머 레이저광 발진기 등을 들 수 있지만, 이들로 특별히 한정되는 것은 아니다.
집광 렌즈(35)는, 예를 들어 fθ 렌즈를 포함하고, 이 fθ 렌즈는 레이저광(L)의 주사 속도를 일정하게 보정하는 기능을 갖는다.
제1 위치 조정 기구(36A) 및 제2 위치 조정 기구(36B)는, 예를 들어 갈바노 미러를 포함하고, 레이저광(L)을 편광 필름(FX)과 평행한 평면 내에서 2축 주사하는 것이 가능한 스캐너(주사 수단, 주사부)로서의 기능을 갖고 있다.
구체적으로, 제1 위치 조정 기구(36A)는 레이저 광원(34)으로부터 출사된 레이저광(L)을 제2 위치 조정 기구(36B)를 향해 반사하는 미러(37a)와, 이 미러(37a)의 각도를 조정하는 액추에이터(38a)를 갖고, 이 액추에이터(38a)의 Z축 주위로 회전 가능한 회전축(39a)에 미러(37a)가 설치된 구조를 갖고 있다.
한편, 제2 위치 조정 기구(36B)는 제1 위치 조정 기구(36A)의 미러(37a)에서 반사된 레이저광(L)을 집광 렌즈(35)를 향해 반사하는 미러(37b)와, 이 미러(37b)의 각도를 조정하는 액추에이터(38b)를 갖고, 이 액추에이터(38b)의 Y축 주위로 회전 가능한 회전축(39b)에 미러(37b)가 설치된 구조를 갖고 있다.
그리고, 제1 위치 조정 기구(36A) 및 제2 위치 조정 장치(36B)에서는, 후술하는 구동 제어 장치(33)에 의해 액추에이터(38a) 및 액추에이터(38b)의 구동을 제어하면서 미러(37a) 및 미러(37b)의 각도를 조정하여, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치를 2축 주사로 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.
예를 들어, 제1 위치 조정 기구(36A) 및 제2 위치 조정 기구(36B)에서는 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치를 조정함으로써, 도 7 중의 실선으로 나타내는 레이저광(L)을 편광 필름(FX) 위의 집광점 Qa에 집광시키거나, 도 7중의 일점 쇄선으로 나타내는 레이저광(L)을 편광 필름(FX) 위의 집광점 Qb에 집광시키거나, 도 7의 이점 쇄선으로 나타내는 레이저광(L)을 편광 필름(FX) 위의 집광점 Qc에 집광시키는 것이 가능하다.
레이저 주사 장치(32)는, 예를 들어 리니어 모터 등을 사용한 슬라이더 기구(도시하지 않음)를 포함하고, 후술하는 구동 제어 장치(33)의 제어에 의해, 상기 레이저 조사 장치(31)를 편광 필름(FX)의 폭 방향(X축 방향)(V1)과, 편광 필름(FX)의 길이 방향(Y축 방향)(V2)과, 편광 필름(FX)의 두께 방향(Z축 방향)(V3)의 각 방향으로 이동 조작하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 레이저 주사 장치(32)는 상기 레이저 조사 장치(31)를 이동 조작하는 것으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 편광 필름(FX)이 접합된 액정 패널(PX)을 이동 조작하는 것이어도 된다. 이 경우도, 상기 레이저 조사 장치(31)로부터의 레이저광(L)을 편광 필름(FX)의 절단 라인(C)을 따라 주사(트레이스)하는 것이 가능하다. 또한, 레이저 주사 장치(32)는 레이저 조사 장치(31) 및 액정 패널(PX)의 양쪽을 이동 조작하는 것이어도 된다.
구동 제어 장치(33)는, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 레이저 조사 장치(31)가 구비하는 레이저 광원(34)과 전기적으로 접속되어, 이 레이저 광원(34)으로부터 출사되는 레이저광(L)의 출력이나 펄스 발진수를 제어한다. 이에 의해, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 가변으로 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 구동 제어 장치(33)는 상기 레이저 주사 장치(32)와 전기적으로 접속되어, 이 레이저 주사 장치(32)의 이동 속도를 제어한다. 이에 의해, 레이저광(L)의 주사 속도를 가변으로 조정하면서, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 가변으로 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 구동 제어 장치(33)는 상기 레이저 조사 장치(31)가 구비하는 제1 위치 조정 기구(36A) 및 제2 위치 조정 기구(36B)와 전기적으로 접속되어, 제1 위치 조정 기구(36A) 및 제2 위치 조정 기구(36B)의 구동을 제어한다. 이에 의해, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 조사 위치를 2축 주사로 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.
절단 공정에서는 이와 같은 레이저 가공 장치(30)를 사용하여, 편광 필름(FX)에 대해 레이저광(L)을 조사하면서, 편광 필름(FX)의 절단 라인(C)을 복수 회에 걸쳐서 레이저광(L)으로 주사함으로써 편광 필름(FX)을 절단한다.
구체적으로, 상기 레이저 가공 장치(30)를 사용하여 편광 필름(FX)을 절단할 때에는, 도 8에 도시한 바와 같이 액정 패널(PX)에 접합된 편광 필름(FX)의 접합 부분(fx)과, 이 접합 부분(fx)으로부터 외측으로 비어져 나온 편광 필름(FX)의 잉여 부분(fy) 사이의 절단 라인(C)을 복수 회에 걸쳐서 레이저광(L)으로 주사한다.
이때, 적어도 절단 라인(C)에 대한 1회째의 레이저광(L) 주사에 있어서는, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 편광 필름(FX)이 미절단으로 되는 범위로 설정한다.
또한, 절단 라인(C)에 대한 1회째의 레이저광(L) 주사에 있어서는, 레이저광(L)의 초점 위치를 편광 필름(FX)의 두께 방향의 중도부에 위치시킨다. 구체적으로는, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 편광 필름(FX)의 두께 방향의 중도부에 위치하는 편광자층(S5)보다도 깊은 위치에 레이저광(L)의 초점 위치(U)를 설정한다. 이에 의해, 편광 필름(FX)에는 절단 라인(C)을 따른 절단 홈(V)이 형성된다. 또한, 이 절단 홈(V)은 편광자층(S5)을 분단하는 깊이에서 형성된다.
상기 편광 필름(FX)을 구성하는 각 층 중, 하측의 보호층인 제1 보호층(COP 필름)(S3)은 다른 층보다도 절단하기 어려운 층이다. 예를 들어, 이 제1 보호층(S3)에 레이저광(L)의 초점 위치(U)를 설정할 수 있다.
또한, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량에 대해서는, 제1 보호층(S3)이 미절단으로 되는 범위에서 레이저광(L)의 출력 및 주사 속도가 설정되어 있다.
이에 의해, 절단 라인(C)에 대한 1회째의 레이저광(L) 주사로 제1 보호층(S3)의 중도부까지 분단된 절단 홈(V)을 고정밀도로 형성하는 것이 가능하다.
그 후, 절단 라인(C)에 대한 2회째 이후의 레이저광(L) 주사에 있어서는, 도 8의 (b), 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 편광 필름(FX)이 절단될 때의 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 1회째의 레이저광(L)의 주사 시보다도 작은 범위로 설정한다.
또한, 본 실시 형태에서는 편광 필름(FX)을 절단할 때까지, 편광 필름(FX)의 절단 라인(C)을 3회에 걸쳐서 레이저광(L)으로 주사하는 경우를 예시하고 있지만, 절단 라인(C)에 대한 레이저광(L)의 주사는 적어도 2회 이상이라면 된다. 한편, 편광 필름(FX)의 재질이나 두께, 적층수 등에 따라서는, 레이저광(L)의 주사 횟수를 늘리는 것도 가능하다.
그리고, 절단 라인(C)에 대한 2회째 이후의 레이저광(L) 주사에 있어서는, 레이저광(L)의 초점 위치(U)를 주사 회마다 절단 홈(V)의 깊이 방향으로 이동하게 한다. 구체적으로는, 예를 들어 2회째의 레이저광 초점 위치보다도 깊은 위치에 3회째의 레이저광 초점 위치를 설정한다. 이에 의해, 편광 필름(FX)을 절단 라인(C)을 따라 절단할 수 있다.
여기서, 종래와 같이, 편광 필름(FX)의 절단 라인(C)을 레이저광(L)의 1회 주사로 절단한 경우는, 상술한 하측의 보호층인 제1 보호층(COP 필름)(S3)이 비교적 절단하기 어려운 층(레이저광의 평균 흡수율이 낮은 층)이고, 또한 그 위에 설치된 편광자층(PVA 필름)(S5)이 비교적 절단하기 쉬운 층(레이저광의 평균 흡수율이 높은 층)이므로, 이 편광자층(PVA 필름)(S5)의 절단된 단부 부근(절단면)에 변형이 발생하기 쉽다. 이로 인해, 편광 필름(FX)의 절단면의 마무리가 나빠진다.
이에 비해, 본 발명의 실시 형태와 같이 편광 필름(FX)의 절단 라인(C)을 복수 회에 걸쳐서 레이저광(L)으로 주사하는 경우는, 적어도 절단 라인(C)에 대한 1회째의 레이저광(L) 주사에 있어서, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 편광 필름(FX)이 미절단으로 되는 제1 에너지량으로 설정한다. 또한, 절단 라인(C)에 대한 2회째 이후의 레이저광 C의 주사에 있어서는, 적어도 편광 필름(FX)이 절단될 때에 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 제1 에너지량보다도 작은 제2 에너지량으로 설정한다.
이에 의해, 편광 필름(FX)을 절단 라인(C)을 따라 고정밀도로 절단하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 편광자층(S5)의 절단된 단부 부근에 발생하는 변형을 억제함으로써, 절단 후의 편광 필름(FX)에 있어서 마무리가 양호한 절단면을 얻는 것이 가능하다.
또한, 액정 패널(PX)의 유리 기판(G)에 가깝게 할수록 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량이 작아지므로, 이 레이저광(L)에 의한 액정 패널(PX)로의 대미지를 회피하는 것이 가능하다.
즉, 적어도 절단 라인(C)에 대한 최종회의 레이저광(L) 주사에 있어서는, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을, 액정 패널(PX)의 유리 기판(G)에 대미지를 끼치지 않는 범위에서 제1 보호층(COP 필름)(S3)을 절단하는 데 충분한 레이저광(L)의 출력 및 주사 속도로 설정하면 된다. 이에 의해, 레이저광(L)에 의한 액정 패널(PX)로의 대미지를 확실히 회피하는 것이 가능하다.
또한, 절단 라인(C)에 대한 2회째 이후의 레이저광(L) 주사에 있어서는, 레이저광(L)을 절단 홈(V)의 내측에 위치시킨 상태 그대로, 주사 회마다 레이저광(L)의 초점 위치(U)를 절단 홈(V)의 최심부보다도 외측으로 이동하게 할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 3회째의 레이저광(L)의 초점 위치보다도 외측의 위치에 4회째의 레이저광의 초점 위치를 설정한다.
이 경우, 절단 홈(V)을 사이에 두고 형성되는 편광 필름(FX)의 접합 부분(fx)측의 절단면과 잉여 부분(fy)측의 절단면 중, 접합 부분(fx)측의 절단면에 레이저광(L)이 집중되는 경우가 없으므로, 이 접합 부분(fx)측의 절단면에 과잉의 열이 가해지는 것에 의한 용융, 변형 등의 대미지를 회피하는 것이 가능하다.
또한, 이와 같은 레이저광(L)의 주사는, 상술한 레이저광(L)을 편광 필름(FX)과 평행한 평면 내에서 2축 주사하는 것이 가능한 제1 위치 조정 기구(36A) 및 제2 위치 조정 기구(36B)를 사용함으로써 고정밀도로 행하게 하는 것이 가능하다.
또한, 상기 절단 공정 후에는, 도 8의 (d)에 도시하는 정형 공정으로서, 편광 필름(FX)의 절단면에 대해 레이저광(L)을 조사함으로써, 이 절단면의 형상을 정렬하는 것도 가능하다. 이에 의해, 절단 후의 편광 필름(FX)에 있어서 마무리가 더욱 양호한 절단면을 얻는 것이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명을 적용한 광학 표시 디바이스의 생산 방법 및 생산 장치에서는, 액정 패널(PX)(광학 표시 패널)에 접합된 편광 필름(FX)(광학 필름)을 절단 라인(C)을 따라 고정밀도로 절단하는 것이 가능하다. 또한, 액정 패널(PX)이나 편광 필름(FX)에 대미지를 끼치는 일 없이, 편광 필름(FX)의 절단면의 마무리도 양호하므로, 광학 표시 디바이스에 있어서의 표시 영역의 가일층의 프레임 협소화에도 대응 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태의 것으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.
예를 들어, 본 발명을 적용하여 제조되는 광학 표시 디바이스에 대해서는, 상술한 액정 패널(PX)(광학 표시 패널)에 편광 필름(FX)(광학 필름)을 접합한 것으로 한정되지 않고, 액정 패널에 접합되는 광학 필름으로서는 편광 필름 이외에도, 예를 들어 위상차 필름이나 휘도 향상 필름 등이어도 되고, 이들 광학 필름을 적층하여 접합한 것이어도 된다. 또한, 광학 표시 패널은 액정 패널 이외에도, 예를 들어 유기 EL 패널 등이어도 된다.
또한, 본 발명에서는, 편광 필름(FX)에 조사되는 레이저광(L)의 단위 면적당 에너지량을 설정할 때에는, 상술한 레이저광(L)의 출력을 조정하거나, 레이저광(L)의 주사 속도를 조정하거나, 이들 조정을 조합하는 것이 가능하다.
또한, 절단 라인(C)에 대한 레이저광(L)의 주사 방법으로서는, 이 절단 라인(C)을 따라 레이저광(L)을 반복해서 일방향으로 주회시키는 방법이나, 이 절단 라인(C)의 시점과 종점 사이에서 레이저광(L)을 반복해서 왕복 주회시키는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 복수의 레이저 가공 장치(30)를 사용하여 복수의 레이저광(L)을 동시에 절단 라인(C)을 따라 주사시키는 방법 등을 들 수 있다.
10 : 롤러 컨베이어(반송 수단)
11 : 제1 얼라인먼트 장치
12 : 제1 접합 장치
13 : 제1 절단 장치
14 : 제2 얼라인먼트 장치
15 : 제2 접합 장치
16 : 제2 절단 장치
17 : 제3 얼라인먼트 장치
18 : 제3 접합 장치
19 : 제3 절단 장치
20 : 제어 장치(제어 수단)
30 : 레이저 가공 장치
31 : 레이저 조사 장치(조사 수단, 조사부)
32 : 레이저 주사 장치(주사 수단, 주사부)
33 : 구동 제어 장치(구동 제어 수단, 구동부)
34 : 레이저 광원(광원)
35 : 집광 렌즈(집광 광학계)
36A : 제1 위치 조정 기구
36B : 제2 위치 조정 기구
FX : 편광 필름
fx : 접합 부분
fy : 잉여 부분
S1 : 접착층
S2 : 표면 보호 필름
S3 : 제1 보호층
S4 : 제2 보호층
S5 : 편광자층
L : 레이저광
G : 유리 기판
C : 절단 라인
U : 초점 위치
V : 절단 홈
F1 : 제1 광학 시트
F2 : 제2 광학 시트
F3 : 제3 광학 시트
F11, F1S : 제1 광학 필름(편광 필름)
F12 : 제2 광학 필름(휘도 향상 필름)
F13 : 제3 광학 필름(편광 필름)
F21 : 제1 접합체
F22 : 제2 접합체
F23 : 제3 접합체
R1 : 제1 원반 롤
R2 : 제2 원반 롤
R3 : 제3 원반 롤
pf : 프로텍션 필름
Y, Y', Y" : 잉여 부분
P, PX : 액정 패널
P1 : 제1 기판
P2 : 제2 기판
P3 : 액정층
P4 : 표시 영역
P5 : 부품 설치부
P11 : 제1 접합 패널
P12 : 제2 접합 패널
P13 : 양면 접합 패널

Claims (14)

  1. 광학 표시 패널에 광학 필름이 접합된 광학 표시 디바이스의 생산 방법으로서,
    상기 광학 표시 패널보다도 큰 광학 필름을 상기 광학 표시 패널에 접합하는 접합 공정과,
    상기 광학 표시 패널에 접합된 상기 광학 필름의 접합 부분과 상기 접합 부분으로부터 외측으로 비어져 나온 상기 광학 필름의 잉여 부분 사이의 절단 라인을 따라 상기 광학 필름을 절단하는 절단 공정을 포함하고,
    상기 절단 공정에 있어서, 상기 광학 필름을 절단할 때에 레이저광을 사용하고, 상기 광학 필름의 절단 라인을 복수 회에 걸쳐서 레이저광으로 주사함으로써 상기 광학 필름을 절단함과 함께,
    적어도 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 상기 광학 필름이 미절단으로 되는 제1 에너지량으로 설정하고,
    상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 적어도 상기 광학 필름이 절단될 때에 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 상기 제1 에너지량보다도 작은 제2 에너지량으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절단 공정에 있어서, 상기 레이저광의 출력을 가변으로 조정함으로써, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 주사 회마다 설정하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절단 공정에 있어서, 상기 레이저광의 주사 속도를 가변으로 조정함으로써, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 주사 회마다 설정하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 광학 필름의 두께 방향의 중도부에 위치시킴으로써 상기 광학 필름에 상기 절단 라인을 따른 절단 홈을 형성하고,
    상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 주사 회마다 상기 절단 홈의 깊이 방향으로 이동하게 하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광학 필름은 적어도 두께 방향의 중도부에 편광자층을 포함하는 적층 구조를 갖고,
    상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 편광자층보다도 깊은 위치로 설정함으로써, 적어도 상기 편광자층을 분단하는 절단 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광을 상기 절단 홈의 내측에 위치시킨 상태 그대로, 주사 회마다 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 절단 홈의 최심부보다도 외측으로 이동하게 하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 공정 후에, 상기 광학 필름의 절단면에 대해 레이저광을 조사함으로써 상기 절단면의 형상을 정렬하는 정형 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 방법.
  8. 광학 표시 패널에 광학 필름이 접합된 광학 표시 디바이스의 생산 시스템으로서,
    상기 광학 표시 패널보다도 큰 광학 필름을 상기 광학 표시 패널에 접합하는 접합 장치와,
    상기 광학 표시 패널에 접합된 상기 광학 필름의 접합 부분과 상기 접합 부분으로부터 외측으로 비어져 나온 상기 광학 필름의 잉여 부분 사이의 절단 라인을 따라 상기 광학 필름을 절단하는 절단 장치를 구비하고,
    상기 절단 장치는, 상기 광학 필름에 레이저광을 조사하는 조사부와,
    상기 광학 필름의 절단 라인을 따라 상기 레이저광을 주사하는 주사부를 갖고,
    상기 주사부가, 상기 광학 필름의 절단 라인을 복수 회에 걸쳐서 레이저광으로 주사함으로써 상기 광학 필름이 절단됨과 함께,
    상기 조사부가, 적어도 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 상기 광학 필름이 미절단으로 되는 제1 에너지량으로 설정하고, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 적어도 상기 광학 필름이 절단될 때에 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량을 상기 제1 에너지량보다도 작은 제2 에너지량으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조사부가, 상기 레이저광의 출력을 가변으로 조정함으로써, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량이 주사 회마다 설정되는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 시스템.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 주사부가, 상기 레이저광의 주사 속도를 가변으로 조정함으로써, 상기 광학 필름에 조사되는 레이저광의 단위 면적당 에너지량이 주사 회마다 설정되는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 시스템.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조사부가, 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 광학 필름의 두께 방향의 중도부에 위치시킴으로써 상기 광학 필름에 상기 절단 라인을 따른 절단 홈이 형성되고,
    상기 조사부가, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 주사 회마다 상기 절단 홈의 깊이 방향으로 이동하게 하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광학 필름은 적어도 두께 방향의 중도부에 편광자층을 포함하는 적층 구조를 갖고,
    상기 조사부가, 상기 절단 라인에 대한 1회째의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 편광자층보다도 깊은 위치로 설정함으로써, 적어도 상기 편광자층을 분단하는 절단 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 시스템.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주사부가, 상기 절단 라인에 대한 2회째 이후의 레이저광 주사에 있어서, 상기 레이저광을 상기 절단 홈의 내측에 위치시킨 상태 그대로, 주사 회마다 상기 레이저광의 초점 위치를 상기 절단 홈의 최심부보다도 외측으로 이동하게 하는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 시스템.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조사부가, 상기 광학 필름의 절단면에 대해 레이저광을 조사함으로써 상기 절단면의 형상이 정렬되는 것을 특징으로 하는, 광학 표시 디바이스의 생산 시스템.
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