TWI583476B - 光學顯示設備之生產方法及光學顯示設備之生產系統 - Google Patents

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Description

光學顯示設備之生產方法及光學顯示設備之生產系統
本發明係關於一種對光學顯示面板貼合有光學薄膜的光學顯示設備之生產方法及光學顯示設備之生產系統。
本發明係根據2012年12月18日所提出之日本專利申請特願第2012-276171號而主張其優先權，並於此引用其內容。
例如，於液晶面板或有機電致發光(EL,Organic Electro-Luminescence)面板等光學顯示面板係貼合有偏光薄膜(偏光板)或相位差薄膜(相位差板)等光學薄膜。一般而言，係使用於該等光學薄膜處，從料捲滾筒捲出長條薄膜且將該捲出之薄膜切割出對應光學顯示面板的寬度或長度之技術。
光學薄膜之切斷加工向來係使用利刃。然而，以利刃進行切斷加工的情況中，易於切斷時產生薄膜廢料等異物。且，附著有此種異物之光學薄膜在貼附至光學顯示面板時，會於光學顯示面板處產生顯示缺陷等。
所以，近年來，係使用雷射光對光學薄膜進行切割(切斷加工)(例如，參考專利文獻1,2。)。使用該雷射光之切斷加工中，與習知之使用利刃進 行切割的情況相比，由於薄膜廢料等異物的產生較少，故可達到製品良率比提升之目的。
專利文獻1：日本專利特開第2009-22978號公報。
專利文獻2：日本專利特開第2008-302376號公報。
因此，於光學顯示面板貼合有光學薄膜的光學顯示設備之製造中，係在將較光學顯示面板更大之光學薄膜貼合至光學顯示面板後，使用上述之雷射光，沿著貼合至光學顯示面板之光學薄膜的貼合部分、與從該貼合部分朝外側突出之光學薄膜的剩餘部分之間的切斷線，將光學薄膜切斷。
此處，為確保光學顯示設備之性能，需沿著切斷線將貼合至光學顯示面板之光學薄膜以高精度進行切斷。特別是，由於近年來光學顯示設備之顯示區域的窄邊框化，故需要於光學顯示設備之端緣部處以良好精度切斷光學薄膜。
然而，於此種光學顯示設備中，使用上述之雷射光切斷光學薄膜時，於該光學薄膜被切斷之端部附近(切斷面)處會產生變形。
例如，偏光薄膜係具有，在上側保護層之三醋酸纖維素(TAC,TriAcetyl Cellulose)與下側保護層之環烯烴聚合物(COP,CycloOlefin Polymer)之間處，夾入有作為偏光層之聚乙烯醇(PVA,Poly Vinyl Alcohol)的層積構造。使用雷射光切斷此種偏光薄膜時，COP係較難切斷之層(雷射光之平均吸收率較低之層)，而且，設於其上之PVA係較易切斷之層(雷射光之平均吸收率較高之層)，故該PVA被切斷之端部附近(切斷面)處易產生變形。
又，欲在雷射光之一次掃描中切斷光學薄膜的情況，由於要提高照射至光學薄膜之雷射光單位面積能量，故必須提升雷射光之輸出，或減緩雷射光掃描速度。然而，當照射至光學薄膜之雷射光單位面積能量過高時，光學薄膜之切斷面處易產生缺陷等。另一方面，當照射至光學薄膜之雷射光單位面積能量過低時，光學薄膜處易產生未切斷部分。
此外，雷射光相距光學顯示面板過近，或接觸到時，可能會對光學顯示面板帶來該雷射光造成的破裂或破碎等損傷。
有鑑於此種習知問題而提出本發明之態樣，目的係提供一種可沿著切斷線以良好精度切斷貼合至光學顯示面板之光學薄膜的光學顯示設備之生產方法及光學顯示設備之生產系統。
為達成上述目的，本發明之一態樣係對光學顯示面板貼合有光學薄膜之光學顯示設備的生產方法，係包含：貼合步驟，將較該光學顯示面板更大之光學薄膜貼合至該光學顯示面板；以及切斷步驟，沿著貼合至該光學顯示面板之光學薄膜的貼合部分、與從該貼合部分朝外側突出之光學薄膜的剩餘部分之間的切斷線，將該光學薄膜切斷；其中，該切斷步驟中，切斷該光學薄膜時使用雷射光，以雷射光對該光學薄膜之切斷線進行複數次掃描，藉以將該光學薄膜切斷；至少於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，將照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為不會切斷該光學薄膜的第一能量；且於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，至少於切斷該光學薄膜時，將照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為較該第一能量更小的第二能量。
上述態樣中，於該切斷步驟中，藉由可變地調整該雷射光之輸出，來設定每次掃描時照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量。
上述態樣中，於該切斷步驟中，藉由可變地調整該雷射光之掃描速度，來設定每次掃描時照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量。
上述態樣中，於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，使該雷射光焦點位置位在該光學薄膜厚度方向之中間層，於該光學薄膜沿該切斷線形成切斷溝，且，於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，每次掃描便將該雷射光焦點位置沿該切斷溝深度方向偏移。
上述態樣中，該光學薄膜係至少於厚度方向之中間層具有包含偏光層的層積構造，且，於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，藉由將該雷射光焦點位置設定於較該偏光層更深位置處，形成至少將該偏光層分離的切斷溝。
上述態樣中，於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，該雷射光位於該切斷溝內側之狀態下，每次掃描便將該雷射光焦點位置從該切斷溝最深處朝外側偏移。
上述態樣中，其包含整形步驟，於該切斷步驟後，對該光學薄膜切斷面照射雷射光，以修整該切斷面形狀。
本發明之其它態樣係對光學顯示面板貼合有光學薄膜之光學顯示設備的生產系統，係具備：貼合裝置，將較該光學顯示面板更大之光學薄膜貼合至該光學顯示面板；以及切斷裝置，沿著貼合至該光學顯示面板之光學薄膜的貼合部分、與從該貼合部分朝外側突出之光學薄膜的剩餘部分之間的切斷線，將該光學薄膜切斷；其中，該切斷裝置具有：對該光學薄膜照射雷射光的照射部與以該雷射光沿該光學薄膜之切斷線進行掃描的掃描部；該掃描部係以雷射光對該光學薄膜之切斷線進行複數次掃描，以切斷該光學薄膜，且該照射部係至少於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，將照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為不會切斷該光學薄膜的第一能量；於對該切斷線之第二次 以後之雷射光掃描中，至少於切斷該光學薄膜時，將照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為較該第一能量更小的第二能量。
上述態樣中，該照射部係藉由可變地調整該雷射光之輸出，來設定每次掃描時照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量。
上述態樣中，該掃描部係藉由可變地調整該雷射光之掃描速度，來設定每次掃描時照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量。
上述態樣中，該照射部係於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，使該雷射光焦點位置位在該光學薄膜厚度方向之中間層，於該光學薄膜沿該切斷線形成切斷溝，且，該照射部係於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，每次掃描便將該雷射光焦點位置沿該切斷溝深度方向偏移。
上述態樣中，該光學薄膜係至少於厚度方向之中間層具有包含偏光層的層積構造，且，該照射部係於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，藉由將該雷射光焦點位置設定於較該偏光層更深位置處，形成至少將該偏光層分離的切斷溝。
上述態樣中，該掃描部係於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，該雷射光位於該切斷溝內側之狀態下，每次掃描便將該雷射光焦點位置從該切斷溝最深處朝外側偏移。
上述態樣中，該照射部係對該光學薄膜切斷面照射雷射光，以修整該切斷面的形狀。
如上所述，根據本發明之態樣，可提供一種能沿著切斷線以良好精度切斷貼合至光學顯示面板之光學薄膜的光學顯示設備之生產方法及光學顯示設備之生產系統。
1‧‧‧薄膜貼合系統
10‧‧‧滾筒輸送機
11‧‧‧第一校準裝置
12‧‧‧第一貼合裝置
12a‧‧‧第一搬送裝置
12b‧‧‧第一貼合滾筒
12c‧‧‧第一滾筒保持部
12d‧‧‧第一回收部
13‧‧‧第一切斷裝置
14‧‧‧第二校準裝置
15‧‧‧第二貼合裝置
15a‧‧‧第二搬送裝置
15b‧‧‧第二貼合滾筒
15c‧‧‧第二滾筒保持部
15d‧‧‧第二回收部
16‧‧‧第二切斷裝置
16a‧‧‧攝影機
17‧‧‧第三校準裝置
18‧‧‧第三貼合裝置
18a‧‧‧第三搬送裝置
18b‧‧‧第三貼合滾筒
18c‧‧‧第三滾筒保持部
18d‧‧‧第三回收部
19‧‧‧第三切斷裝置
19a‧‧‧攝影機
20‧‧‧控制裝置
30‧‧‧雷射加工裝置
31‧‧‧雷射照射裝置
32‧‧‧雷射掃描裝置
33‧‧‧驅動控制裝置
34‧‧‧雷射光源
35‧‧‧聚光透鏡
36A‧‧‧第一位置調整機構
36B‧‧‧第二位置調整機構
37a,37b‧‧‧鏡
38a,38b‧‧‧致動器
39a,39b‧‧‧迴轉軸
C‧‧‧切斷線
F1‧‧‧第一光學層
F2‧‧‧第二光學層
F3‧‧‧第三光學層
F11,F1S‧‧‧第一光學薄膜
F12‧‧‧第二光學薄膜
F13‧‧‧第三光學薄膜
F21‧‧‧第一貼合體
F22‧‧‧第二貼合體
F23‧‧‧第三貼合體
FX‧‧‧偏光薄膜
fx‧‧‧貼合部分
fy‧‧‧剩餘部分
G‧‧‧玻璃基板
L‧‧‧雷射光
P‧‧‧液晶面板
P1‧‧‧第一基板
P11‧‧‧第一貼合面板
P12‧‧‧第二貼合面板
P13‧‧‧雙面貼合面板
P2‧‧‧第二基板
P3‧‧‧液晶層
P4‧‧‧顯示區域
P5‧‧‧部件安裝部
pf‧‧‧保護薄膜
PX‧‧‧液晶面板
Qa,Qb,Qc‧‧‧焦點
R1‧‧‧第一料捲滾筒
R2‧‧‧第二料捲滾筒
R3‧‧‧第三料捲滾筒
S1‧‧‧黏著層
S2‧‧‧表面保護薄膜
S3‧‧‧第一保護層
S4‧‧‧第二保護層
S5‧‧‧偏光層
U‧‧‧焦點位置
V‧‧‧切斷溝
V1‧‧‧寬度方向
V2‧‧‧長度方向
V3‧‧‧厚度方向
Y,Y’,Y”‧‧‧剩餘部分
第1圖係顯示薄膜貼合系統之概略結構的示意圖。
第2圖係顯示光學顯示設備之剖面構造的示意圖。
第3圖係顯示第二切斷裝置將液晶面板一面貼合有第一光學薄膜及第二光學薄膜切斷之狀態的示意圖。
第4圖係顯示第三切斷裝置將液晶面板另一面貼合有第三光學薄膜切斷之狀態的示意圖。
第5圖係顯示於液晶面板一面貼合有偏光薄膜之層積構造的示意圖。
第6圖係顯示雷射加工裝置之一例的立體圖。
第7圖係顯示雷射照射裝置之具體結構的立體圖。
第8圖係顯示切斷步驟順序的示意圖。
以下，參考圖式並說明本發明之實施形態。
另外，以下說明中所使用之圖式，為了使技術特徵清楚明瞭，為方便起見技術特徵部分有擴大表示的情況，各構成要素之尺寸比例等不一定與實際相同。又，以下說明中所例示之材料、尺寸等僅為一例，本發明並非限定於此，可在不變更其要旨之範圍內進行適當變更並實施。
本實施形態中，係說明光學顯示設備之生產系統中，構成其一部分之薄膜貼合系統。另外，以下所顯示之圖式中，係設定XYZ正交座標系，X軸方向係顯示光學顯示面板(液晶面板)之寬度方向，Y軸方向係顯示光學顯示面板之搬送方向，Z軸方向係顯示X方向與Y方向之正交方向。
第1圖係顯示本實施形態之薄膜貼合系統1的概略結構之示意圖。
第1圖所示之薄膜貼合系統1係例如將偏光薄膜或相位差薄膜、輝度增加薄膜等光學薄膜貼合至液晶面板或有機電致發光面板等光學顯示面板。使用此種薄膜貼合系統1來製造於光學顯示面板貼合有光學薄膜的光學顯示設備。
具體而言，薄膜貼合系統1係從貼合步驟之起始位置到最終位置為止，於使用例如滾筒輸送機10(搬送機構、搬送部)搬送液晶面板P(光學顯示面板)的期間，針對液晶面板P之雙面，將長條形之第一光學層F1、第二光學層F2及第三光學層F3(第1圖中未顯示)所切割出的第一光學薄膜F11、第二光學薄膜F12及第三光學薄膜F3進行貼合。
第1圖左側係顯示液晶面板P的搬送方向上游側(以下，稱作面板搬送上游側)。第1圖右側係顯示液晶面板P的搬送方向下游側(以下，稱作面板搬送下游側)。
光學顯示設備之剖面構造如第2圖所示。
如第2圖所示，光學顯示設備具備液晶面板P，液晶面板P具有：第一基板P1，係由薄膜電晶體(TFT,Thin Film Transistor)基板所組成；第二基板P2，係對向第一基板P1配置的對向基板；以及液晶層P3，係封入於第一基板P1與第二基板P2之間。
液晶面板P之平面視圖呈長方形。液晶面板P外周緣處設置有邊框部。液晶面板P係從邊框部距特定寬度之內側處，具有顯示區域P4。顯示區域P4之平面視圖呈長方形。第一基板P1具有從第二基板P2之一邊延伸至外側的部件安裝部P5。換言之，第一基板P1外周緣之一邊係自第二基板P2外周緣之一邊朝外配置。部件安裝部P5係為安裝有電子部件等的區域。
液晶面板P之雙面係各自貼合有偏光薄膜。液晶面板P背光側之面貼合有作為偏光薄膜之第一光學薄膜F11。液晶面板P顯示面側之面貼合有作為偏光薄膜之第三光學薄膜F13。液晶面板P背光側之面貼合有重疊於第一光學薄膜F11之作為輝度增加薄膜的第二光學薄膜F12，以構成第2圖所示之光學顯示設備。
如第1圖所示，薄膜貼合系統1係在滾筒輸送機10上搬送液晶面板P之搬送路徑中，朝向該搬送方向，依序具備有第一校準裝置11、第一貼合裝置12、第一切斷裝置13、第二校準裝置14、第二貼合裝置15、第二切斷裝置16、第三校準裝置17、第三貼合裝置18、與第三切斷裝置19。又，薄膜貼合系統1具備有對各個裝置進行整體控制的控制裝置20(控制機構、控制部)。
液晶面板P係以其正/反面呈水平狀態下於滾筒輸送機10上進行搬送。
又，於第二校準裝置14之面板搬送上游側時，實質上係使顯示區域P4之短邊沿著搬送方向之方向來搬送液晶面板P。於第二校準裝置14之面板搬送下游側時，實質上係使顯示區域P4之長邊沿著搬送方向之方向來搬送液晶面板P。
第一校準裝置11在保持液晶面板P並自由地朝垂直方向及水平方向進行搬送期間，係例如使用攝影機(圖中未顯示)拍攝液晶面板P面板搬送上游側之端部及液晶面板P面板搬送下游側之端部。
且，攝影機之攝影資料係傳送至控制裝置20。控制裝置20係根據該攝影資料與預先儲存之光軸方向檢查資料，使第一校準裝置11進行作動。另外，後述第二校準裝置14及第三校準裝置17亦同樣地具有攝影機。第二校準裝置14及第三校準裝置17係將攝影機之攝影資料傳送至控制裝置20，以進行液晶面板P之校準。
第一校準裝置11係根據來自控制裝置20之控制信號，相對第一貼合裝置12進行液晶面板P之校準。此時，相對於液晶面板P，決定與搬送方向正交之水平方向(以下，稱作面板寬度方向)上的位置，及繞垂直軸之迴轉方向上的位置。接著，將已完成該校準之液晶面板P引導至第一貼合裝置12之貼合位置。
第一貼合裝置12係具備：第一搬送裝置12a，從捲繞有第一光學層F1之第一料捲滾筒R1將第一光學層F1捲出，並沿第一光學層F1之長邊方向搬送第一光學層F1；以及第一貼合滾筒12b，對第一搬送裝置12a所搬送之第一光學層F1下側面，將滾筒輸送機10所搬送之液晶面板P上側面進行貼合。
第一搬送裝置12a具備：第一滾筒保持部12c，係保持第一料捲滾筒R1；以及第一回收部12d，從第一料捲滾筒R1而重疊於第一光學層F1上側面的狀態下，將與該第一光學層F1一併捲出之保護薄膜pf，在第一貼合裝置12之面板搬送下游側進行回收。
第一貼合滾筒12b由沿軸線方向相互平行配置的一對滾筒所組成。該一對滾筒之間形成有指定間隙，該間隙即為第一貼合裝置12之貼合位置。即，藉由將液晶面板P及第一光學層F1以重合狀態下引導至該間隙內，使液晶面板P及第一光學層F1於一對滾筒之間受夾壓，而送往面板搬送下游側。
此時，針對被引導至貼合位置之長條狀第一光學層F1下側面，貼合有於其下方所搬送之液晶面板P上側面(背光側)。藉此，形成使複數個液晶面板P相距特定間隔，而連續貼合至長條狀第一光學層F1之下側面的第一貼合體F21。
如第1圖所示，第一切斷裝置13位於第一回收部12d之面板搬送下游側，而於第一貼合體F21之第一光學層F1的指定部位(沿搬送方向併列的液晶 面板P之間)處，將面板寬度方向之整個寬度切斷。另外，切斷第一光學層F1時，可使用切割刀片，或使用雷射切割。藉此，於液晶面板P背光側之面形成貼合有較液晶面板P更大之第一光學薄膜F1S(偏光薄膜)的第一貼合面板P11。
第二校準裝置14將實質上與顯示區域P4之短邊呈平行所搬送之第一貼合面板P11轉換為實質上與顯示區域P4之長邊呈平行進行搬送地方向。另外，該方向轉換係當貼合至液晶面板P的其它光學層之光軸方向相對第一光學層F1之光軸方向配置呈直角的情況所進行。
又，第二校準裝置14係進行與上述第一校準裝置11相同的校準。即，第二校準裝置14係根據儲存於上述控制裝置20之光軸方向檢查資料及攝影機之攝影資料，以決定相對第二貼合裝置15的第一貼合面板P11之面板寬度方向及迴轉方向上的位置。且，將已完成該校準之第一貼合面板P11引導至第二貼合裝置15之貼合位置。
第二貼合裝置15係具備：第二搬送裝置15a，從捲繞有第二光學層F2之第二料捲滾筒R2將第二光學層F2捲出，並沿其長邊方向搬送第二光學層F2；以及第二貼合滾筒15b，對第二搬送裝置15a所搬送之第二光學層F2下側面，將滾筒輸送機10所搬送之第一貼合面板P11上側面進行貼合。
第二搬送裝置15a具備：第二滾筒保持部15c，係保持第二料捲滾筒R2；以及第二回收部15d，位於第二貼合滾筒15b之面板搬送下游側，將以後述第二切斷裝置16切斷之第二光學層F2及第一光學薄膜F1S的剩餘部分Y,Y’回收。
第二貼合滾筒15b由沿軸線方向相互平行配置的一對(貼合)滾筒所組成。該一對滾筒之間形成有指定間隙，該間隙即為第二貼合裝置15之貼合位置。即，藉由將第一貼合面板P11及第二光學層F2以重合狀態下引導至該間 隙內，使第一貼合面板P11及第二光學層F2於一對滾筒之間受夾壓，而送往面板搬送下游側。
此時，針對被引導至貼合位置之長條狀第二光學層F2下側面，貼合有於其下方所搬送之第一貼合面板P11上側面(液晶面板P之背光側)。藉此，形成使複數個第一貼合面板P11相距特定間隔，而連續貼合至長條狀第二光學層F2之下側面的第二貼合體F22。
第二切斷裝置16例如為雷射加工裝置。如第3圖所示，第二切斷裝置16係以攝影機16a等檢測工具(檢測部)檢測出液晶面板P之外周緣，將雷射光L照射至第二光學層F2及第一光學薄膜F1S，藉以沿液晶面板P之外周緣不間斷地切斷第二光學層F2及第一光學薄膜F1S。換言之，第二切斷裝置16使得第二光學層F2之外周緣及第一光學薄膜F1S之外周緣實質上與液晶面板P之外周緣呈一致地，切斷第二光學層F2及第一光學薄膜F1S。藉此，如第1圖所示，形成於液晶面板P之上側面重疊貼合有第一光學薄膜F11及第二光學薄膜F12的第二貼合面板P12。
另一方面，於第二回收部15d中，係切斷來自第二光學層F2之第二貼合面板P12，藉以共同捲取回收第二光學層F2的剩餘部分Y’與第一光學薄膜F1S的剩餘部分Y。
第三校準裝置17將液晶面板P背光側朝向上側面的第二貼合面板P12進行正/反面反轉，使得液晶面板P顯示面側朝向上側面，進行與上述第一校準裝置11及第二校準裝置14相同的校準。即，第三校準裝置17係根據儲存於控制裝置20之光軸方向檢查資料及攝影機之攝影資料，決定相對第三貼合裝置18的第二貼合面板P12之面板寬度方向及迴轉方向上的位置。且，將已完成該校準之第二貼合面板P12引導至第三貼合裝置18之貼合位置。
第三貼合裝置18係具備：第三搬送裝置18a，從捲繞有第三光學層F3之第三料捲滾筒R3將第三光學層F3捲出，並沿第三光學層F3之長邊方向搬送第三光學層F3；以及第三貼合滾筒18b，對第三搬送裝置18a所搬送之第三光學層F3下側面，將滾筒輸送機10所搬送之第二貼合面板P12上側面進行貼合。
第三搬送裝置18a具備：第三滾筒保持部18c，係保持第三料捲滾筒R3；以及第三回收部18d，位於第三貼合滾筒18b之面板搬送下游側，將以後述第三切斷裝置19切斷之第三光學層F3的剩餘部分Y’’回收。
第三貼合滾筒18b由沿軸線方向相互平行配置的一對滾筒所組成。該一對滾筒之間形成有指定間隙，該間隙即為第三貼合裝置18之貼合位置。即，藉由將第二貼合面板P12及第三光學層F3以重合狀態下引導至該間隙內，使第二貼合面板P12及第三光學層F3於一對滾筒之間受夾壓，而送往面板搬送下游側。
此時，針對被引導至貼合位置之長條狀第三光學層F3下側面，貼合有於其下方所搬送之第二貼合面板P12上側面(液晶面板P之顯示面側)。
藉此，形成使複數個第二貼合面板P12相距特定間隔，而連續貼合至長條狀第三光學層F3之下側面的第三貼合體F23。
本實施形態中，第三切斷裝置19係為與上述第二切斷裝置16相同的雷射加工裝置。如第4圖所示，第三切斷裝置19係以攝影機19a等檢測工具檢測出液晶面板P之外周緣，將雷射光L照射至第三光學層F3，藉以沿液晶面板P之外周緣不間斷地切斷該第三光學層F3。換言之，第三切斷裝置19使得第三光學層F3之外周緣實質上與液晶面板P之外周緣呈一致地，切斷第三光學層F3。藉此，如第1圖所示，形成於第二貼合面板P12之上側面貼合有第三光學薄膜F13的雙面貼合面板P13。
另一方面，於第三回收部18d中，係切斷來自第三光學層F3之雙面貼合面板P13，藉以捲取回收該第三光學層F3的剩餘部分Y’’。
然後，雙面貼合面板P13通過圖示中省略之缺陷檢查裝置，以檢查是否有缺陷(貼合不良等)後，搬送至下游步驟施以其它處理，最後製造出第2圖所示之光學顯示設備。
因此，本發明所適用的光學顯示設備之生產方法，係於切斷光學薄膜時使用雷射光，以雷射光對光學薄膜之切斷線進行複數次掃描，藉以將光學薄膜切斷，且至少於對切斷線之第一次雷射光掃描中，將照射至光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為不會切斷光學薄膜的第一能量，於對切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，至少於切斷光學薄膜時，將照射至光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為較第一能量更小的第二能量。
具體而言，於上述第1圖所示之薄膜貼合系統1內，在使用上述第二切斷裝置16，以切斷貼合至液晶面板P背光側之面的第一光學薄膜F11及第二光學薄膜F12之切斷步驟中，與在使用上述第三切斷裝置19，以切斷貼合至液晶面板P顯示面側之面的第三光學薄膜F13之切斷步驟中，可適用本發明。
所以，本實施形態中，係以切斷例如貼合至第5圖所示之液晶面板PX(光學顯示面板)之一面的偏光薄膜FX(光學薄膜)情況為例進行說明，以作為本發明所適用的光學顯示設備之生產方法及光學顯示設備之生產系統的一具體範例。
如第5圖所示，該偏光薄膜FX係隔著黏著層S1而貼合至構成液晶面板PX之一者的玻璃基板G(相當於上述第一基板P1或第二基板P2)上。偏光薄膜FX之最上層係由表面保護薄膜S2(相當於上述保護薄膜pf)所保護。另外，該表面保護薄膜S2可在進行切斷步驟之前，從偏光薄膜FX剝離去除。
偏光薄膜FX係為於一對保護層之第一保護層S3及第二保護層S4之間處，夾入有偏光層S5之結構。例如，本實施形態之偏光薄膜FX中，係使用聚乙烯醇(PVA)薄膜作為偏光層S5、使用環烯烴聚合物(COP)薄膜作為下層側保護層之第一保護層S3、使用三醋酸纖維素(TAC)薄膜作為上層側保護層之第二保護層S4。另外，該第5圖所示之偏光薄膜FX的層積構造僅為例示，此種層積構造並非限定於此，可適當地變更並實施各層所使用之材料或厚度等。
本發明所適用的光學顯示設備之生產方法及光學顯示設備之生產系統中，在將較液晶面板PX更大之偏光薄膜FX貼合至液晶面板PX之貼合步驟後，沿著貼合至該液晶面板PX之偏光薄膜FX的貼合部分、與從該貼合部分朝外側突出之偏光薄膜FX的剩餘部分之間的切斷線，進行將該偏光薄膜FX切斷的切斷步驟。
第6圖係顯示該切斷步驟中所使用之雷射加工裝置30(相當於上述第二切斷裝置16及第三切斷裝置19)一例的立體圖。
如第6圖所示，該雷射加工裝置30主要具備：雷射照射裝置31(照射機構、照射部)，係針對滾筒輸送機10上所搬送的液晶面板PX之偏光薄膜FX照射雷射光L；雷射掃描裝置32(掃描機構、掃描部)，沿偏光薄膜FX之切斷線C以雷射光L進行掃描；以及驅動控制裝置33(驅動控制機構、驅動部)，係控制各部件之驅動。
第7圖係顯示雷射照射裝置31之具體結構的立體圖。
如第7圖所示，該雷射照射裝置31主要具備：雷射光源34(光源)，係放射雷射光L；聚光透鏡35(聚光光學系統)，使雷射光L朝向偏光薄膜FX聚光；以及第一位置調整機構36A(位置調整裝置、位置調整部)與第二位置調整機構 36B(位置調整裝置、位置調整部)，係配置於雷射光源34與聚光透鏡35之間的光線路徑中，調整照射至偏光薄膜FX的雷射光L之照射位置。
雷射光源34係放射脈衝振盪狀態之雷射光L。本實施形態中，可使用例如二氧化碳(CO2)雷射振盪機作為雷射光源34。又，除此之外可使用例如紫外線雷射振盪器、半導體雷射振盪器、釔鋁石榴石(YAG)雷射振盪器、準分子雷射振盪器等作為雷射光源34，但亦不特別限定於此。
聚光透鏡35例如由fθ透鏡所組成，該fθ透鏡具有將雷射光L之掃描速度修正為定值之功能。
第一位置調整機構36A及第二位置調整機構36B例如由檢流計鏡所組成，具有作為可在與偏光薄膜FX平行之平面內以雷射光L進行雙軸掃描的掃描器(掃描機構、掃描部)之功能。
具體而言，第一位置調整機構36A具有鏡37a，使雷射光源34所放射之雷射光L朝向第二位置調整機構36B反射；以及致動器38a，調整該鏡37a之角度；可將鏡37a安裝於會繞該致動器38a之Z軸迴轉的迴轉軸39a處。
另一方面，第二位置調整機構36B具有鏡37b，使第一位置調整機構36A之鏡37a所反射的雷射光L朝向聚光透鏡35反射；以及致動器38b，調整該鏡37b之角度；可將鏡37b安裝於會繞該致動器38b之Y軸迴轉的迴轉軸39b處。
且，第一位置調整機構36A及第二位置調整裝置36B中，由後述驅動控制裝置33來控制致動器38a及致動器38b之驅動，調整鏡37a及鏡37b之角度，能藉以調整雙軸掃描時照射至偏光薄膜FX的雷射光L之照射位置。
例如，第一位置調整機構36A及第二位置調整機構36B中，藉由調整照射至偏光薄膜FX的雷射光L之照射位置，可將第7圖中以實線所表示之雷 射光L聚光至偏光薄膜FX上之焦點Qa，或可將第7圖中以一點鏈線所表示之雷射光L聚光至偏光薄膜FX上之焦點Qb，或可將第7圖中以二點鏈線所表示之雷射光L聚光至偏光薄膜FX上之焦點Qc。
雷射掃描裝置32例如由使用線性馬達等的滑件機構(圖中未顯示)所組成，透過後述驅動控制裝置33的控制，可於偏光薄膜FX寬度方向V1(X軸方向)、偏光薄膜FX長度方向V2(Y軸方向)、與偏光薄膜FX厚度方向V3(Z軸方向)等各方向上，進行上述雷射照射裝置31之移動操作。
另外，雷射掃描裝置32不限於需能對上述雷射照射裝置31進行移動操作之結構，亦可對貼合有偏光薄膜FX的液晶面板PX進行移動操作。該情況亦可沿偏光薄膜FX之切斷線C以來自上述雷射照射裝置31之雷射光L進行掃描(追蹤)。又，雷射掃描裝置32亦可移動操作雷射照射裝置31及液晶面板PX兩者。
如第6圖所示，驅動控制裝置33係與上述雷射照射裝置31具備的雷射光源34電性連接，以控制自該雷射光源34所放射的雷射光L之輸出或脈衝振盪數。藉此，能可變地調整照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量。
又，驅動控制裝置33係與上述雷射掃描裝置32電性連接，以控制該雷射掃描裝置32之移動速度。藉此，能可變地調整雷射光L之掃描速度，且能可變地調整照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量。
又，驅動控制裝置33係與上述雷射照射裝置31具備之第一位置調整機構36A及第二位置調整機構36B電性連接，以控制第一位置調整機構36A及第二位置調整機構36B的驅動。藉此，便能調整雙軸掃描時照射至偏光薄膜FX的雷射光L之照射位置。
切斷步驟中，使用此種雷射加工裝置30，對偏光薄膜FX照射雷射光L，以雷射光L對偏光薄膜FX之切斷線C進行複數次掃描，藉以將偏光薄膜FX切斷。
具體而言，使用上述雷射加工裝置30來切斷偏光薄膜FX時，如第8圖所示，係對貼合至液晶面板PX之偏光薄膜FX的貼合部分fx、與從該貼合部分fx朝外側突出之偏光薄膜FX的剩餘部分fy之間的切斷線C，以雷射光L進行複數次掃描。
此時，至少於對切斷線C之第一次雷射光L掃描中，將照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量設定在不會切斷偏光薄膜FX的範圍內。
又，於對切斷線C之第一次雷射光L掃描中，使雷射光L焦點位置聚焦在偏光薄膜FX厚度方向之中間層。具體而言，如第8(a)圖所示，係將雷射光L之焦點位置U設定在偏光薄膜FX厚度方向之中間層處往偏光層S5更深的位置。藉此，於偏光薄膜FX形成沿切斷線C之切斷溝V。又，該切斷溝V係形成能使偏光層S5分離之深度。
構成上述偏光薄膜FX之各層中，下側保護層之第一保護層S3(COP薄膜)係較其它層更難以被切斷之層。例如，可將雷射光L之焦點位置U設定在該第一保護層S3。
又，係設定雷射光L之輸出及掃描速度，使照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量在不會切斷第一保護層S3之範圍內。
藉此，可藉由對切斷線C之第一次雷射光L掃描，以良好精度形成分離而深至第一保護層S3之中間層為止的切斷溝V。
然後，於對切斷線C之第二次以後之雷射光L掃描中，如第8(b)圖、第8(c)圖所示，於切斷偏光薄膜FX時，將照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量設定在較第一次雷射光L掃描時更小的範圍內。
另外，本實施形態中，雖例示有在切斷偏光薄膜FX為止，係以雷射光L對偏光薄膜FX之切斷線C進行三次掃描的情況，但亦可以雷射光L對切斷線C進行至少二次以上掃描。另一方面，可因偏光薄膜FX之材質或厚度、層積數等，而增加雷射光L之掃描次數。
且，於對切斷線C之第二次以後之雷射光L掃描中，每次掃描便將雷射光L之焦點位置U沿切斷溝V深度方向偏移。具體而言，例如，將第三次雷射光焦點位置設定在較第二次雷射光焦點位置更深的位置。藉此，可沿切斷線C將偏光薄膜FX切斷。
故，如習知技術，以雷射光L對偏光薄膜FX之切斷線C進行一次掃描即切斷的情況中，上述下側保護層之第一保護層S3(COP薄膜)係為較難切斷之層(雷射光之平均吸收率較低之層)，而且，設於其上之偏光層S5(PVA薄膜)係為較易切斷之層(雷射光之平均吸收率較高之層)，故該偏光層S5(PVA薄膜)被切斷之端部附近(切斷面)處易產生變形。因此，會使偏光薄膜FX切斷面之品質變差。
對此，如本發明之實施形態，以雷射光L對偏光薄膜FX之切斷線C進行複數次掃描的情況，係至少於對切斷線C之第一次雷射光L掃描中，將照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量設定為不會切斷偏光薄膜FX的第一能量。又，於對切斷線C之第二次以後之雷射光L掃描中，至少於切斷偏光薄膜FX時，將照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量設定為較第一能量更小的第二能量。
藉此，可沿著切斷線C以良好精度切斷偏光薄膜FX。又，藉由抑制上述於偏光層S5被切斷之端部附近處產生的變形，能於切斷後之偏光薄膜FX處，獲得品質良好的切斷面。
此外，越接近液晶面板PX之玻璃基板G，則雷射光L單位面積能量越小，因此可避免該雷射光L對液晶面板PX造成之損傷。
即，可至少於對切斷線C之最後一次雷射光L掃描中，使照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量不會造成液晶面板PX之玻璃基板G損傷的範圍內，設定能足以切斷第一保護層S3(COP薄膜)的雷射光L之輸出及掃描速度。藉此，可確實地避免雷射光L對液晶面板PX造成損傷。
又，可於對切斷線C之第二次以後之雷射光L掃描中，該雷射光L位於切斷溝V內側之狀態下，每次掃描便將雷射光L之焦點位置U從切斷溝V最深處朝外側偏移。具體而言，例如，將第四次雷射光焦點位置設定在較第三次雷射光L之焦點位置更外側的位置。
該情況中，因為於切斷溝V兩側而形成的偏光薄膜FX的貼合部分fx側之切斷面、與剩餘部分fy側之切斷面中，雷射光L不會集中至貼合部分fx側之切斷面，故可避免該貼合部分fx側切斷面處被施加過剩熱量所造成的溶融、變形等損傷。
另外，使用可在與偏光薄膜FX平行之平面內以上述雷射光L進行雙軸掃描的第一位置調整機構36A及第二位置調整機構36B，故能以良好精度實施前述雷射光L掃描。
又，第8(d)圖所示之整形步驟係於上述切斷步驟後，對偏光薄膜FX切斷面照射雷射光L，以修整該切斷面形狀。藉此，能於切斷後之偏光薄膜FX處，獲得品質更加良好的切斷面。
如上，本發明所適用的光學顯示設備之生產方法及生產裝置中，可沿著切斷線C以良好精度切斷貼合至液晶面板PX(光學顯示面板)之偏光薄膜FX(光學薄膜)。又，因為不造成液晶面板PX或偏光薄膜FX損傷，亦能有良好的偏光薄膜FX切斷面之品質，故亦可用於光學顯示設備之顯示區域的進一步窄邊框化。
另外，本發並不限定於上述實施形態，可於不背離本發明意旨之範圍內進行各種變更。
例如，應用本發明所製造之光學顯示設備並不限於上述將偏光薄膜FX(光學薄膜)貼合至液晶面板PX(光學顯示面板)者，除了偏光薄膜以外，可為將例如相位差薄膜或輝度增加薄膜等貼合至液晶面板的光學薄膜，亦可為層積並貼合有該等光學薄膜者。又，除了液晶面板以外，光學顯示面板可例如為有機電致發光面板等。
又，本發明中，設定照射至偏光薄膜FX之雷射光L單位面積能量時，可調整上述雷射光L之輸出，或調整雷射光L之掃描速度，或同時調整前述二者。
又，對切斷線C之雷射光L掃描方法例如可為：沿該切斷線C以雷射光L重覆朝單方向的方法，或在該切斷線C的起點與終點之間以雷射光L重覆來回的方法。此外，例如可為使用複數個雷射加工裝置30，沿切斷線C以複數個雷射光L同時進行掃描的方法等。
10．．．滾筒輸送機
30．．．雷射加工裝置
31．．．雷射照射裝置
32．．．雷射掃描裝置
33．．．驅動控制裝置
C．．．切斷線
FX．．．偏光薄膜
L．．．雷射光
PX．．．液晶面板
V1．．．寬度方向
V2．．．長度方向
V3．．．厚度方向

Claims (14)

  1. 一種光學顯示設備之生產方法，係對光學顯示面板貼合有光學薄膜之光學顯示設備的生產方法，係包含：貼合步驟，將較該光學顯示面板更大之光學薄膜貼合至該光學顯示面板；以及切斷步驟，沿著貼合至該光學顯示面板之光學薄膜的貼合部分、與從該貼合部分朝外側突出之光學薄膜的剩餘部分之間的切斷線，將該光學薄膜切斷；其中，該切斷步驟中，切斷該光學薄膜時使用雷射光，以雷射光對該光學薄膜之切斷線進行複數次掃描，藉以將該光學薄膜切斷；至少於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，將照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為不會切斷該光學薄膜的第一能量；且於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，至少於切斷該光學薄膜時，將照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為較該第一能量更小的第二能量。
  2. 如請求項1所述之光學顯示設備之生產方法，於該切斷步驟中，藉由可變地調整該雷射光之輸出，來設定每次掃描時照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量。
  3. 如請求項1或2所述之光學顯示設備之生產方法，於該切斷步驟中，藉由可變地調整該雷射光之掃描速度，來設定每次掃描時照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量。
  4. 如請求項1或2所述之光學顯示設備之生產方法，於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，使該雷射光焦點位置位在該光學薄膜厚度方向之中間層，於該光學薄膜沿該切斷線形成切斷溝，且，於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，每次掃描便將該雷射光焦點位置沿該切斷溝深度方向偏移。
  5. 如請求項4所述之光學顯示設備之生產方法，其中，該光學薄膜係至少於厚度方向之中間層具有包含偏光層的層積構造，且，於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，藉由將該雷射光焦點位置設定於較該偏光層更深位置處，形成至少將該偏光層分離的切斷溝。
  6. 如請求項4所述之光學顯示設備之生產方法，於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，該雷射光位於該切斷溝內側之狀態下，每次掃描便將該雷射光焦點位置從該切斷溝最深處朝外側偏移。
  7. 如請求項1或2所述之光學顯示設備之生產方法，其包含：整形步驟，於該切斷步驟後，對該光學薄膜切斷面照射雷射光，以修整該切斷面形狀。
  8. 一種光學顯示設備之生產系統，係對光學顯示面板貼合有光學薄膜之光學顯示設備的生產系統，係具備：貼合裝置，將較該光學顯示面板更大之光學薄膜貼合至該光學顯示面板；以及切斷裝置，沿著貼合至該光學顯示面板之光學薄膜的貼合部分、與從該貼合部分朝外側突出之光學薄膜的剩餘部分之間的切斷線，將該光學薄膜切斷； 其中，該切斷裝置具有：對該光學薄膜照射雷射光的照射部與以該雷射光沿該光學薄膜之切斷線進行掃描的掃描部；該掃描部係以雷射光對該光學薄膜之切斷線進行複數次掃描，以切斷該光學薄膜，且該照射部係至少於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，將照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為不會切斷該光學薄膜的第一能量；於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，至少於切斷該光學薄膜時，將照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量設定為較該第一能量更小的第二能量。
  9. 如請求項8所述之光學顯示設備之生產系統，其中，該照射部係藉由可變地調整該雷射光之輸出，來設定每次掃描時照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量。
  10. 如請求項8或9所述之光學顯示設備之生產系統，其中，該掃描部係藉由可變地調整該雷射光之掃描速度，來設定每次掃描時照射至該光學薄膜之雷射光單位面積能量。
  11. 如請求項8或9所述之光學顯示設備之生產系統，其中，該照射部係於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，使該雷射光焦點位置位在該光學薄膜厚度方向之中間層，於該光學薄膜沿該切斷線形成切斷溝，且，該照射部係於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，每次掃描便將該雷射光焦點位置沿該切斷溝深度方向偏移。
  12. 如請求項11所述之光學顯示設備之生產系統，其中，該光學薄膜係至少於厚度方向之中間層具有包含偏光層的層積構造， 且，該照射部係於對該切斷線之第一次雷射光掃描中，藉由將該雷射光焦點位置設定於較該偏光層更深位置處，形成至少將該偏光層分離的切斷溝。
  13. 如請求項11所述之光學顯示設備之生產系統，其中，該掃描部係於對該切斷線之第二次以後之雷射光掃描中，該雷射光位於該切斷溝內側之狀態下，每次掃描便將該雷射光焦點位置從該切斷溝最深處朝外側偏移。
  14. 如請求項8或9所述之光學顯示設備之生產系統，其中，該照射部係對該光學薄膜切斷面照射雷射光，以修整該切斷面的形狀。
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