KR101431873B1 - 광학 필름의 절단 방법 및 이를 이용한 장치 - Google Patents

광학 필름의 절단 방법 및 이를 이용한 장치 Download PDF

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닛토덴코 가부시키가이샤
아께보노 기까이 고오교오 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 광학 필름(F)의 절단 부위를 사이에 두고 상류측과 하류측에 배치한 상하 한 쌍의 파지 롤러(11, 12) 중, 파지 롤러(12)에 대해 상부의 롤러(12b)의 중심축(C)을 구동 롤러(12a)의 중심축(L)에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 어긋나게 하여 구성한다. 편광 필름(F)의 절단시에 양 파지 롤러(11b, 12a)를 동시에 하강시킴으로써, 하류측의 파지 롤러(12b)에 의한 편광 필름(F)의 파지 타이밍이 지연되면서, 이 파지 롤러(12)에 의해 편광 필름(F)이 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 끌어당겨져서, 텐션이 부여된다. 이 상태에서 레이저 장치(10)에 의해 편광 필름(F)이 절단된다.

Description

광학 필름의 절단 방법 및 이를 이용한 장치{METHOD FOR CUTTING OPTICAL FILM AND DEVICE EMPLOYING THE METHOD}
본 발명은, 액정 패널 등의 기판에 접합하는 편광 필름, 휘도 향상 필름 및 위상차 필름 등의 광학 필름을 고정밀도로 절단할 수 있는 광학 필름의 절단 방법 및 이것을 사용한 장치에 관한 것이다.
종래의 필름을 소정의 길이로 절단하는 방법은, 다음과 같이 하여 행해지고 있다. 상류측에 제1 닙 롤러(nip roller), 하류측에 제2 닙 롤러를 배치하고, 양 닙 롤러 사이에 긴 형상의 라미네이트 필름이 피복된 피절단 매체가 연속적으로 공급된다. 당해 라미네이트 필름을 양 닙 롤러로 파지(把持)하고, 당해 간격 내에 배치한 커터에 의해 라미네이트 필름을 절단하고 있다(특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-296623호 공보
그러나, 종래의 장치에서는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 닙 롤러에서 필름을 파지한 경우라도, 양 파지 롤 사이에서 필름에 충분히 텐션(tension)이 부여되지 않는 일이 빈번하게 있다.
텐션이 충분히 부여되어 있지 않은 필름은, 표면에 주름이나 물결주름에 의한 이완이 발생하고 있으므로, 절단 길이가 변화되는 등의 문제가 발생하고 있다.
또한, 필름을 커터 대신에 레이저로 절단하는 경우, 절단 부위에 대한 레이저의 초점 심도도 어긋나므로, 빔 직경이 확대되어 필름을 불필요하게 연소 절단하거나, 혹은 절단시의 열로 용융하는 편광 필름이 연기로 되어 다량으로 발생하여, 연기에 포함되는 성분이 오염물로 되어 필름에 부착되는 등의 문제도 있다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 광학 필름의 절단을 고정밀도로 행할 수 있는 광학 필름의 절단 방법 및 이를 이용한 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 본 발명의 방법은, 광학 필름을 낱장체로 절단하는 광학 필름의 절단 방법이며,
반송되어 오는 띠 형상의 상기 광학 필름의 절단 부위를 사이에 두고 그 반송 방향의 상류측과 하류측에 배치한 상하 한 쌍의 파지 롤러 중, 적어도 한쪽의 파지 롤러에 대해 상부 롤러의 축심이 하부 롤러의 축심에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 어긋나게 하여 배치된 상태에서 파지하고,
양단부가 파지된 상태의 상기 광학 필름을 폭 방향으로 절단하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 따르면, 파지 롤러를 구성하는 상부 롤러의 축심이, 하부 롤러의 축심에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향이 되도록 배치되어 있으므로, 이 파지 롤러로 편광 필름을 파지할 때, 편광 필름은 절단 부위로부터 외측을 향해 끌어당겨진다. 즉, 양 파지 롤러 사이에 있는 편광 필름에 텐션이 부여된다. 따라서, 이완이 없는 상태에서 편광 필름이 절단되므로, 절단 길이의 정밀도를 유지할 수 있다.
또한, 편광 필름을, 예를 들어 레이저로 절단하는 경우, 레이저의 초점 심도가 어긋나지 않으므로, 불필요한 연소 절단이나 연기의 발생의 영향에 의한 편광 필름으로의 오염물의 부착 등도 억제할 수 있다.
또한, 상기 발명의 방법에 있어서, 광학 필름을 사이에 두고 상하 롤러가 수직 대향인 파지 롤러에 의해 광학 필름의 일단부를 파지한 후에, 축심이 어긋난 파지 롤러에 의해 광학 필름의 타단부를 파지하는 것이 바람직하다.
이 방법에 따르면, 양 파지 롤러 중 축심이 어긋난 파지 롤러가 편광 필름의 타단부측을 나중에 파지하므로, 일단부를 고정한 상태에서 편광 필름을 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 텐션을 부여할 수 있다. 즉, 상기 발명의 방법을 적절하게 실시할 수 있다.
또한, 상기 발명의 방법에 있어서, 광학 필름의 절단은 레이저에 의해 행하는 것이 바람직하다.
이 방법에 따르면, 커터날 등으로 편광 필름을 절단한 경우에 절단 단부면에 나타나는 보풀 생성이나 크랙 발생을 피할 수 있다.
또한, 레이저로 편광 필름을 절단하는 경우, 광학 필름의 절단 부위를 흡착 유지한 후, 당해 절단 부위를 사이에 두고 양단부를 파지하여, 절단 부위를 흡착하면서 레이저로 절단하는 것이 바람직하다.
이 방법에 따르면, 편광 필름을 레이저로 절단할 때에 발생하는 연기가 흡인 제거되므로, 연기의 영향에 의한 편광 필름으로의 오염물 부착을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 띠 형상의 상기 광학 필름을 공급하는 공급 수단과,
상기 공급 수단으로부터 반송되는 광학 필름을 상류측과 하류측에 배치한 상하 한 쌍의 파지 롤러 중, 적어도 한쪽의 파지 롤러에 대해 상부 롤러의 축심이 하부 롤러의 축심에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 어긋나게 하여 구성된 텐션 부여 기구와,
상기 텐션 부여 기구에 의해 반송 방향으로 텐션이 부여된 광학 필름을 절단하는 절단 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 구성에 따르면, 파지 롤러 사이에 있는 편광 필름에 텐션을 부여한 상태에서 절단 수단에 의해 고정밀도로 절단할 수 있다. 따라서, 상기 발명의 방법을 적절하게 실현할 수 있다.
또한, 절단 수단은 레이저 장치인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 광학 필름을 사이에 두고 레이저 장치에 대향 배치되고, 당해 광학 필름을 흡착 유지하는 흡착 테이블을 구비한다.
본 구성에 따르면, 상기 발명의 방법을 적절하게 실현할 수 있다.
본 발명에 관한 광학 필름의 절단 방법 및 이것을 사용한 장치에 따르면, 편광 필름의 절단 부위를 사이에 두고 배치되는 파지 롤러 중, 적어도 한쪽의 파지 롤러를 구성하는 상부 롤러의 축심을 하부 롤러의 축심에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 어긋나게 함으로써, 양 파지 롤러 사이에 있는 편광 필름에 적당한 텐션을 부여할 수 있다. 따라서, 이완이 없는 상태에서 편광 필름이 절단되므로, 절단 길이의 정밀도를 유지할 수 있다.
도 1은 광학 필름 절단 장치의 일 실시예의 전체 구성을 도시하는 정면도.
도 2는 절단 기구의 주요부를 도시하는 부분 단면도.
도 3은 파지 롤러의 동작을 도시하는 정면도.
도 4는 파지 롤러의 동작을 도시하는 정면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명에 있어서, 광학 부재는, 편광 필름, 위상차 필름, 휘도 향상 필름 등의 가요성을 갖는 띠 형상의 기능 필름이라면 특별히 한정되지 않고, 본 실시 형태에서는, 편광 필름을 사용한 경우를 예로서 설명한다.
도 1에는, 본 발명에 관한 광학 필름의 절단 방법을 행하면서, 절단 후의 광학 필름을 적층 수납하여 반출 가능하게 하는 공정까지를 포함하는 광학 필름 절단 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다.
본 실시예의 장치는, 편광 필름(F)을 조출(繰出)하여 공급하는 필름 공급부(1), 편광 필름(F)을 반송 방향으로 소정 길이로 절단하는 절단 기구(3), 절단 후의 편광 필름(F)을 반송하는 반송 기구(4), 반송 경로의 종단부에 적층 수납된 편광 필름(F)을 다음 공정으로 반출하는 반출 기구(6) 등으로 구성되어 있다. 필름 공급부(1)는 본 발명의 공급 수단에 상당한다.
필름 공급부(1)에는, 폭이 넓은 편광 필름(F)을 소정 치수 폭으로 슬릿(slit)한 띠 형상의 것을 롤 상태로 한 원반 롤(7)이 보빈(bobbin)(8)에 장전되어 있다. 보빈(8)은 모터 등의 구동 장치에 연결되어 있다.
필름 공급부(1)와 절단 기구(3) 사이에는, 댄서 롤러(dancer roller)(D)가 배치되어 있다. 댄서 롤러(D)는, 절단 기구(3)의 흡착 테이블(9)에 흡착 유지되어 있는 편광 필름(F)을 레이저 장치(10)로 절단하여 흡착 유지를 해제하는 동안에, 필름 공급부(1)로부터 공급되는 편광 필름(F)의 조출량을 흡수한다.
절단 기구(3)는, 편광 필름(F)을 이면으로부터 흡착 유지하는 흡착 테이블(9), 레이저 장치(10) 및 레이저 장치(10)를 사이에 두고 상류측과 하류측에서 편광 필름(F)을 파지하는 한 쌍의 파지 롤러(11, 12)를 구비하고 있다. 레이저 장치(10)는 본 발명의 절단 수단에 상당한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 흡인 장치(13)에 연통 접속된 흡착 테이블(9)에는 그 표면에 높이가 동일한 2개의 유지 블록(9a, 9b)이, 편광 필름(F)의 반송 방향을 따라 근접하여 볼트 등에 의해 연결 고정되어 있다. 즉, 양쪽 유지 블록(9a, 9b)이 대향하는 내측벽에 의해 편광 필름(F)의 반송 방향에 직교하는 흡착 홈(14)을 형성하고 있다. 즉, 흡착 홈(14)은 레이저 장치(10)로부터 조사되는 레이저의 주사 경로로 된다.
파지 롤러(11, 12)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 모터 등의 구동 기구와 연결 고정되어 편광 필름(F)을 조출 가능하게 구성된 하방의 구동 롤러(11a, 12a)와, 상방의 대기 위치와 편광 필름(F)을 구동 롤러에 의해 협동하여 파지하는 작용 위치에 걸쳐 승강하는 롤러(11b, 12b)로 구성되어 있다. 롤러(11b, 12b)의 승강은, 롤러의 중심축에 나사 고정된 브래킷(18)에 로드(19)를 개재하여 연결된 에어 실린더(20)에 의해 행해진다.
하류측에 배치되는 파지 롤러(12)는, 그 중심축(C)이 구동 롤러(12a)의 중심축(L)에 대해 하류측으로 어긋난 상태로 배치되어 있다. 본 실시예의 장치의 경우, 파지 롤러(11, 12)는, 금속의 표면에 경도가 30 내지 90 정도의 우레탄 등의 탄성 재로 피복한 직경 30㎜의 것이고, 하류측의 구동 롤러(12a)의 중심축(L)에 대한 롤러(12b)의 중심축(C)의 어긋남량 G를 3㎜로 설정하고 있다. 이 편차량 G는, 사용하는 파지 롤러(11, 12)의 직경이나 재료 및 사용하는 편광 필름(F)의 재질이나 두께에 따라서 적절하게 설정 변경된다. 예를 들어, 1 내지 5㎜의 범위로 설정된다.
반송 기구(4)는, 파지 롤러(12)로부터 조출되는 편광 필름(F)을 적재하여 반송하는 반송 벨트를 구비한 반송 컨베이어로서 연속 배치하여 구성되어 있다.
반출 기구(6)는, 반송 기구(4)의 종단부 하방에 연속 배치된 롤러 컨베이어에 의해 구성되어 있다. 반출 기구(6)의 시작 단부 부분에는, 반송 기구(4)로부터 낙하해 오는 편광 필름(F)을 회수하는 트레이(15)가 구비되어 있다.
제어부(16)는, 상기 각 기구를 통괄적으로 제어하고 있다. 제어부(16)에 대해서는, 상기 장치의 동작 설명과 함께 후술한다.
본 발명에 관한 광학 필름 절단 장치의 주요부의 구성 및 기능은 이상과 같고, 이하, 이 장치를 사용하여 띠 형상의 편광 필름(F)을 절단하여 반출할 때까지의 동작을 설명한다.
사용되는 편광 필름(F)의 원반 롤(7)을 필름 공급부(1)에 장전한다. 이 장전이 완료되면, 오퍼레이터는 조작 패널 등을 이용하여 초기 설정을 행한다. 예를 들어, 편광 필름(F)의 절단 길이, 두께, 공급 속도, 레이저의 출력 및 초점 심도 등이 설정된다. 본 실시예에서는, 광학 필름(F)의 두께가 310㎛이고, 초점 심도를 ±0.5㎜로 설정되어 있다.
초기 설정이 완료되면, 원반 롤(7)로부터 편광 필름(F)의 공급이 개시된다.
편광 필름(F)은 절단 기구(3)로 반송된다. 편광 필름(F)의 선단부가 파지 롤러(12)를 통과하여 소정의 위치에 도달하면, 제어부(16)는 양 파지 롤러(11, 12)를 작동 제어하여 편광 필름(F)을 유지 테이블의 양단부에서 파지시킨다. 이때, 양 롤러(11b, 12b)와 연결된 에어 실린더(20)가 동조하고, 도 3에 도시한 바와 같이, 동시에 양 롤러(11b, 12b)를 하강시킨다.
하류측의 롤러(12b)는, 그 중심축(C)이 구동 롤러(12a)의 중심축(L)에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향(하류측)으로 어긋나 있으므로, 편광 필름(F)의 파지 포인트가 상류측의 파지 롤러(11)의 파지 포인트에 비해 하방에 위치하게 된다. 이 상태에서 편광 필름(F)을 파지할 때, 상류측의 파지 롤러(11)가 편광 필름(F)을 파지하는 타이밍과 하류측의 파지 롤러(12)가 편광 필름(F)을 파지하는 타이밍을 비교하면, 파지 롤러(12)의 타이밍이 지연된다.
따라서, 절단 부위를 사이에 두고 상류측에서 파지 롤러(11)에 의해 고정된 상태에서 하류측에 있어서 자유로운 상태에 있는 편광 필름(F)의 선단부측이, 도 4의 화살표로 나타낸 바와 같이, 파지 롤러(12)에 의해 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 끌어당겨진다. 그 결과, 양 파지 롤러(11, 12) 사이에 있는 편광 필름(F)에 텐션이 부여되어 이완이 제거된다.
또한, 제어부(16)는 이 상태에서 흡인 장치(13)를 작동시켜 유지 테이블(9)에 편광 필름(F)을 흡착 유지시킨다.
또한, 이들 동작에 연동하여, 제어부(16)는, 필름 공급부(1)로부터 연속적으로 공급되는 편광 필름(F)을 댄서 롤러(D) 이후로 조출시키지 않도록 댄서 롤러(D)를 작동 제어한다.
유지 테이블(9)에 흡착 유지된 편광 필름(F)은, 흡착 홈(14)을 따라 레이저 장치(10)에 의해 폭 방향으로 절단된다.
편광 필름(F)이 절단되면, 흡착 테이블(9)의 흡착 및 파지 롤러(11, 12)에 의한 파지가 해제된다. 이 해제 동작과 연동하여, 절단 완료된 편광 필름(F)은 반송 기구(4)에 의해 반출 기구(6)를 향해 반송된다. 동시에, 제어부(16)는 댄서 롤러(D)를 작동 제어하여 편광 필름(F)을 절단 기구(3)로 조출시킨다.
반출 기구(6)의 시작 단부에서는, 트레이(15)가 설치되어 있고, 당해 트레이(15)에 편광 필름(F)이 적층 수납되어 간다.
상기 일련의 동작을 반복하여, 트레이(15)에 소정 매수의 편광 필름(F)이 적층되면, 제어부(16)는, 반출 기구(6)를 작동하여 편광 필름(F)을 다음 공정으로 반출시킨다.
상기 실시예의 장치에 따르면, 파지 롤러(12)를 구성하는 롤러(12b)의 중심축(C)이, 구동 롤러(12a)의 중심축(L)보다도 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 어긋나 배치되어 있으므로, 상류측의 롤러(11b)와 하류측의 롤러(12b)를 동시에 하강시키면 하류측의 파지 롤러(12)에 의한 편광 필름(F)의 파지 타이밍이 지연된다.
이 동작에 수반하여, 하류측의 파지 롤러(12)에 의한 편광 필름의 파지 포인트가, 구동 롤러(12a)의 정상점 및 롤러(12b)의 최하점으로부터 어긋난 양 롤러(12a, 12b)의 대향하는 곡면 부분으로 된다.
따라서, 상류측의 파지 롤러(11)에 의한 편광 필름(F)의 파지가 완료된 후에, 하류측의 파지 롤러(12)에 의해 편광 필름(F)이 절단 부위로부터 멀어지는 방향(하류측)으로 끌어당겨지며 파지된다. 그 결과, 양 파지 롤러(11, 12) 사이에 있는 편광 필름(F)에 이완이 없는 정도로 텐션이 부여되고, 그 상태에서 레이저에 의해 절단된다. 바꾸어 말하면, 편광 필름(F)이 이완이 없는 상태에서 절단되므로, 절단 길이의 정밀도를 유지할 수 있다. 또한, 레이저의 초점 심도의 어긋남도 발생하지 않으므로, 편광 필름(F)을 불필요하게 연소 절단하는 일이 없으며, 초점 심도 어긋남에 의한 연기의 발생도 억제된다.
본 발명은, 이하와 같이 변형된 형태로도 실시될 수 있다.
(1) 상기 실시예의 장치는, 상류측의 파지 롤러(11)에 대해서도 상부의 롤러(11b)의 중심축을 구동 롤러(11a)의 중심축에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향(상류측)으로 어긋나게 하여 배치해도 좋다. 이 경우, 양 롤러(11b, 12b)의 하강은 동시라도 되고, 어느 한쪽을 먼저 하강시키도록 구성해도 좋다.
(2) 상기 실시예의 장치는, 편광 필름(F)의 절단에 레이저 장치를 이용하고 있었지만, 커터날 등에 의해 절단하는 구성도 이용할 수 있다.
(3) 상기 실시예의 장치에 있어서, 파지 롤러(11, 12)를 구성하는 상하 한 쌍의 롤러의 조합은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 다른 조합이라도 좋다. 예를 들어, 구동 롤러(11a, 12a)를 금속제로 하고, 상부 롤러(11b, 12b)를 탄성이 있는 롤러로 하여 조합해도 좋다.
(4) 상기 실시예의 장치는, 세퍼레이터가 부착된 편광 필름에도 적용할 수 있다.
[산업상 이용가능성]
이상과 같이, 본 발명은 광학 필름을 고정밀도로 절단하는데 적합하다.
1 : 필름 공급부
3 : 절단 기구
4 : 반송 기구
6 : 반출 기구
9 : 흡착 테이블
11, 12 : 파지 롤러
16 : 제어부
F : 편광 필름

Claims (7)

  1. 광학 필름을 낱장체로 절단하는 광학 필름의 절단 방법이며,
    반송되어 오는 띠 형상의 상기 광학 필름의 절단 부위를 사이에 두고 그 반송 방향의 상류측과 하류측에 배치한 상하 한 쌍의 파지 롤러 중, 적어도 한쪽의 파지 롤러에 대해 상부 롤러의 축심이 하부 롤러의 축심에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 어긋나게 하여 배치된 상태에서 양 파지 롤러를 상대적으로 근접하도록 수직 승강시켜 광학 필름을 파지하고,
    양단부가 파지된 상태의 상기 광학 필름을 폭 방향으로 절단하고,
    상기 광학 필름의 절단 후에 양 파지 롤러를 상대적으로 멀어지도록 수직 승강시켜 광학 필름의 파지를 해제하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 절단 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 필름의 절단 부위를 사이에 두고 상하 롤러가 수직 대향인 파지 롤러에 의해 광학 필름의 상류측 또는 하류측을 파지한 후에, 축심이 어긋난 파지 롤러에 의해 광학 필름의 타방측을 파지하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 절단 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 필름의 절단은 레이저에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 절단 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광학 필름의 절단 부위를 사이에 두고 양단부를 파지한 후, 상기 절단 부위를 흡착하면서 레이저로 절단하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 절단 방법.
  5. 광학 필름을 낱장체로 절단하는 광학 필름의 절단 장치이며,
    띠 형상의 상기 광학 필름을 공급하는 공급 수단과,
    상기 공급 수단으로부터 반송되는 광학 필름을 상류측과 하류측에 배치된 상하 한 쌍의 파지 롤러 중, 적어도 한쪽의 파지 롤러에 대해 상부 롤러의 축심이 하부 롤러의 축심에 대해 절단 부위로부터 멀어지는 방향으로 어긋나게 하여 구성된 텐션 부여 기구와,
    상기 텐션 부여 기구에 의해 반송 방향으로 텐션이 부여된 광학 필름을 절단하는 절단 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 필름의 절단 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 절단 수단은 레이저 장치인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 절단 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광학 필름을 사이에 두고 상기 레이저 장치에 대향 배치되며, 상기 광학 필름을 흡착 유지하는 흡착 테이블을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 필름의 절단 장치.
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