KR101708503B1 - Laser Cutting Apparatus for Cutting Film and Method for Cutting the Film - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편광 필름과 같은 적층 필름을 절단하는데 사용되는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치 및 이를 이용한 필름 절단 방법에 관한 것이다.
본 발명은 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진부와, 상기 레이저 빔을 집광하여 편광 필름에 조사하는 딥 포커스 렌즈를 포함하며, 상기 딥 포커스 렌즈는 중앙 영역에 형성되는 제 1 곡률 영역과 상기 제 1 곡률 영역의 주변 영역에 형성되며 상기 제 1 곡률 영역의 곡률보다 작은 곡률을 갖는 제 2 곡률 영역을 포함하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치 및 이를 이용한 필름 절단 방법을 개시한다.The present invention relates to a laser cutting apparatus for cutting a film used for cutting a laminated film such as a polarizing film and a film cutting method using the same.
The deep focus lens includes a first curvature region formed in a central region and a second curvature region formed in a central region of the first curvature region, And a second curvature region formed in a peripheral region of the first curvature region and having a curvature smaller than the curvature of the first curvature region, and a film cutting method using the same.

Description

필름 절단을 위한 레이저 절단 장치 및 이를 이용한 필름 절단 방법{Laser Cutting Apparatus for Cutting Film and Method for Cutting the Film}Technical Field [0001] The present invention relates to a laser cutting apparatus for cutting a film,

본 발명은 편광 필름과 같은 적층 필름을 절단하는데 사용되는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치 및 이를 이용한 필름 절단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser cutting apparatus for cutting a film used for cutting a laminated film such as a polarizing film and a film cutting method using the same.

액정디스플레이장치(LCD)에 사용되는 편광 필름은 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alchol)필름(이하 'PVA 필름'이라함)과 PVA 필름의 한 면 또는 양 면에 형성되는 트리 아세틸 셀룰로오스(Tri Acetyl Cellulose)필름(이하 'PAC 필름'이라 함)으로 형성된다. 또한, 상기 편광 필름은 TAC 필름의 표면에 접착제층, 이형필름, 표면보호 필름 또는 기능성 코팅층이 추가로 형성될 수 있다.The polarizing film used for the liquid crystal display device (LCD) is composed of a polyvinyl alcohol film (hereinafter referred to as "PVA film") and a triacetyl cellulose film formed on one or both sides of the PVA film (Hereinafter referred to as " PAC film "). The polarizing film may further include an adhesive layer, a release film, a surface protective film, or a functional coating layer on the surface of the TAC film.

상기 편광 필름은 롤에 감겨진 시트 형상의 제품으로 제조되며, 용도에 따라 일정 크기로 절단되어 사용된다. 상기 편광 필름은 일반적으로 레이저에 의하여 절단된다. 상기 편광 필름은 편광 필름 내에서의 레이저의 초점 영역 형성 위치와 같은 레이저 조사 조건과 필름의 절단 속도에 따라 절단면의 상태가 영향을 받게 된다. 상기 편광 필름은 절단면의 상태에 따라 유리 기판에의 접착 상태가 영향을 받게 된다. 특히, 상기 편광 필름은 PVA필름의 일면에 형성되어 유리기판에 직접 접촉되는 TAC 필름의 절단면 상태에 주로 영향을 받게 된다. 상기 편광 필름의 절단 과정에서 레이저의 초점 영역이 TAC 필름의 영역 내에 위치하지 않는 경우에, TAC 필름이 충분한 에너지를 받아 절단되지 못하게 되며 TAC 필름의 절단면에 부풀음 같은 현상이 발생될 수 있다. 상기 편광 필름은 TAC 필름의 부풀음으로 인하여 유리 기판에 완전히 밀착되지 못하여 유리기판으로부터 들뜨는 현상이 발생된다. 한편, 상기 편광 필름을 고속으로 절단하고자 하는 경우에, 초점 영역이 50㎛ 정도인 레이저의 초점 영역을 정확하게 TAC 필름의 높이로 위치시키는 것이 매우 어렵게 된다. 또한, 상기 편광 필름의 절단 과정에서 레이저의 초점 영역이 TAC 필름의 높이로 정확하게 위치시키기 위해서는 절단 속도를 감소시켜야 한다.The polarizing film is made of a sheet-like product wound on a roll, and is cut to a predetermined size according to the application. The polarizing film is generally cut by a laser. The state of the cut surface of the polarizing film is affected by the laser irradiation conditions such as the focus region forming position of the laser in the polarizing film and the cutting speed of the film. The state of the polarizing film adhered to the glass substrate is affected by the state of the cut surface. In particular, the polarizing film is formed on one side of the PVA film and is mainly influenced by the state of the cut surface of the TAC film which is in direct contact with the glass substrate. When the focus region of the laser is not positioned within the region of the TAC film during the cutting process of the polarizing film, the TAC film may not be cut due to sufficient energy, and a phenomenon such as blistering may occur on the cut surface of the TAC film. The polarizing film is not completely adhered to the glass substrate due to swelling of the TAC film, so that the polarizing film is lifted from the glass substrate. On the other hand, when cutting the polarizing film at a high speed, it is very difficult to accurately position the focus region of the laser having the focus region of about 50 탆 at the height of the TAC film. Further, in order to accurately position the focus region of the laser at the height of the TAC film in the cutting process of the polarizing film, the cutting speed must be reduced.

본 발명은 레이저의 초점 영역을 증가시켜 절단면의 상태가 양호하게 편광 필름을 고속으로 절단할 수 있는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치 및 이를 이용한 필름 절단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a laser cutting apparatus and a film cutting method using the laser cutting apparatus, which can cut a polarizing film at a high speed at a high speed by increasing the focus area of the laser.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치는 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진부와, 상기 레이저 빔을 집광하여 편광 필름에 조사하는 딥 포커스 렌즈를 포함하며, 상기 딥 포커스 렌즈는 중앙 영역에 형성되는 제 1 곡률 영역과 상기 제 1 곡률 영역의 주변 영역에 형성되며 상기 제 1 곡률 영역의 곡률보다 작은 곡률을 갖는 제 2 곡률 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a laser cutting apparatus for cutting a film, comprising: a laser oscillating unit that oscillates a laser beam; and a deep focus lens that condenses the laser beam to irradiate the laser beam onto the polarizing film, And a second curvature region formed in a peripheral region of the first curvature region and having a curvature smaller than a curvature of the first curvature region.

또한, 본 발명의 레이저 절단 장치는 상기 레이저 발진부와 상기 딥 포커스 렌즈 사이에 위치하며, 적어도 하나의 반사 거울을 포함하여 상기 레이저 빔의 경로를 변경하여 상기 레이저 빔이 상기 딥 포커스 렌즈로 조사되도록 하는 보조 광학부를 더 포함하여 형성될 수 있다. Further, the laser cutting apparatus of the present invention includes at least one reflection mirror positioned between the laser oscillating unit and the deep focus lens, and changes the path of the laser beam so that the laser beam is irradiated to the deep focus lens And may further include a secondary optical portion.

또한, 상기 딥 포커스 렌즈는 상기 제 1 곡률 영역의 곡률 반경이 상기 제 2 곡률 영역의 곡률 반경보다 0.5 내지 3인치 크게 되도록 형성될 수 있다.The deep focus lens may be formed such that the radius of curvature of the first curvature region is 0.5 to 3 inches larger than the radius of curvature of the second curvature region.

또한, 상기 딥 포커스 렌즈는 상기 제 1 곡률 영역이 상기 딥 포커스 렌즈의 전체 면적의 20 ~ 40%가 되는 면적 비율을 갖도록 형성될 수 있다. The deep focus lens may be formed such that the first curvature region has an area ratio of 20 to 40% of the total area of the deep focus lens.

또한, 상기 딥 포커스 렌즈는 상기 제 1 곡률 영역에 의한 초점 영역과 상기 제 2 곡률 영역에 의한 초점 영역에 의하여 전체 초점 영역이 되도록 형성될 수 있다.The deep focus lens may be formed to have a full focus area by the focus area formed by the first curvature area and the focus area formed by the second curvature area.

또한, 상기 딥 포커스 렌즈는 전체 초점 영역이 상기 제 1 곡률 영역에 의한 초점 영역 또는 상기 제 2 곡률 영역에 의한 초점 영역보다 크게 되도록 형성될 수 있다. The deep focus lens may be formed such that the entire focus region is larger than the focus region by the first curvature region or the focus region by the second curvature region.

또한, 상기 딥 포커스 렌즈는 제 1 곡률 영역에 의한 초점 영역과 상기 제 2 곡률 영역에 의한 초점 영역이 동일 축 상에 형성될 수 있다.In the deep focus lens, the focus region formed by the first curvature region and the focus region formed by the second curvature region may be formed on the same axis.

또한, 본 발명의 레이저 절단 장치는 상기 편광 필름이 상부 안착되는 고정판을 더 포함하며, 상기 레이저 발진부와 딥 포커스 렌즈가 이송되면서 상기 고정판의 상부에 안착된 편광 필름을 절단하도록 형성될 수 있다.Further, the laser cutting apparatus of the present invention may further include a fixing plate on which the polarizing film is seated, and may be formed to cut the polarizing film seated on the fixing plate while the laser oscillating unit and the deep focus lens are being transferred.

또한, 상기 편광 필름은 PVA필름과 상기 PVA필름의 상면과 하면에 각각 형성되는 상부 편광층 보호필름과 하부 편광층 보호필름을 포함하며, 상기 상부 편광층 보호필름과 하부 편광층 보호필름은 각각 TAC필름, COP필름 또는 아크릴 필름으로 형성되며, 상기 전체 초점 영역은 상기 하부 편광층 보호필름을 포함하는 영역에 형성될 수 있다. The polarizing film includes a PVA film and an upper polarizing layer protective film and a lower polarizing layer protecting film respectively formed on the upper and lower surfaces of the PVA film, wherein the upper polarizing layer protective film and the lower polarizing layer protective film are formed of TAC Film, a COP film, or an acrylic film, and the entire focus area may be formed in a region including the lower polarizing layer protective film.

또한, 본 발명의 레이저 절단 장치는 상기 편광 필름과 상기 딥 포커스 렌즈 사이의 거리를 측정하여 상기 딥 포커스 렌즈의 전체 초점 영역이 상기 하부 편광층 보호필름층을 포함하는 영역에 위치하도록 하는 포커스 측정부를 더 포함하여 형성될 수 있다. The laser cutting apparatus of the present invention further includes a focus measuring unit for measuring a distance between the polarizing film and the deep focus lens so that the entire focus region of the deep focus lens is located in a region including the lower polarizing layer protective film layer As shown in FIG.

또한, 본 발명의 필름 절단 방법은 상기에 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치를 이용하여 필름을 절단하는 것을 특징으로 한다. Further, the film cutting method of the present invention is characterized in that the film is cut using the laser cutting apparatus for cutting the film.

본 발명의 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치는 레이저의 초점 영역을 증가시켜 편광 필름과 같은 광학 필름의 절단면의 상태를 양호하게 유지하면서도 고속으로 절단할 수 있도록 하는 효과가 있다.The laser cutting apparatus for cutting a film according to the present invention has an effect of increasing a focus area of a laser so as to be able to cut at high speed while maintaining a state of a cut surface of an optical film such as a polarizing film well.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치에 의하여 절단되는 편광 필름의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치를 구성하는 딥 포커스 렌즈의 곡면 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 딥 포커스 렌즈의 초점 형성 위치를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치에 의하여 절단된 편광 필름의 접착 상태를 나타내는 평면도이다.
도 6은 종래의 레이저 절단 장치에 의하여 절단된 편광 필름의 접착 상태를 나타내는 평면도이다.1 is a cross-sectional view of a polarizing film cut by a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4A is a cross-sectional view showing a curved surface configuration of a deep focus lens constituting a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4B is a schematic view showing a focus forming position of the deep focus lens of FIG. 4A. FIG.
5 is a plan view showing a state of adhesion of a polarizing film cut by a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing an adhered state of a polarizing film cut by a conventional laser cutting apparatus.

본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치에 의하여 절단되는 편광 필름의 구조에 대하여 설명한다.First, the structure of the polarizing film cut by the laser cutting apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치에 의하여 절단되는 편광 필름의 단면도를 나타낸다.
1 is a cross-sectional view of a polarizing film cut by a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기 편광 필름(1)은, 도 1을 참조하면, 광학 필름(2)과 광학 필름의 적어도 일면에 점착되는 보호 필름(3)을 포함하여 형성된다. 한편, 상기 편광 필름(1)은 도 1의 구조를 갖는 필름에 한정되지 않으며, 광학 필름과, 광학 필름의 일면 또는 양면에 보호 필름이 점착되는 구조를 갖는 다양한 필름을 포함한다.1, the polarizing film 1 is formed by including an optical film 2 and a protective film 3 adhered to at least one surface of the optical film. On the other hand, the polarizing film (1) is not limited to the film having the structure of Fig. 1, but includes an optical film and various films having a structure in which a protective film is adhered to one or both surfaces of the optical film.

또한, 상기 광학 필름(2)은 POL 필름과 같이 편광 기능을 갖는 필름층을 의미한다. 상기 광학 필름(2)은 편광 소자 층으로 베이스 필름을 구성하는 PVA 필름(2a)과, PVA 필름(2a)의 상면과 하면에 각각 형성되는 상부 편광층 보호필름(2b)과 하부 편광층 보호필름(2c)을 포함하여 형성된다. 상기 편광층 보호필름(2b, 2c)은 TAC 필름, COP(Cyclo Olefin Polymer)필름 또는 아크릴 필름으로 형성된다. 이하에서는 상기 편광층 보호 필름이 TAC 필름으로 형성되는 경우를 중심으로 설명한다. 따라서, 상기 편광층 보호필름(2b, 2c)는 상부 TAC 층(2b)과 하부 TAC 층(2c)을 포함하여 형성된다. 한편, 상기 광학 필름(2)은 POL 필름 외에도 평판 디스플레이 장치 또는 광학 장치에서 사용되는 특정 기능을 갖는 다양한 필름을 의미할 수 있다.
In addition, the optical film (2) means a film layer having a polarization function like the POL film. The optical film 2 includes a PVA film 2a constituting a base film as a polarizing element layer, an upper polarizing layer protective film 2b formed on the upper and lower surfaces of the PVA film 2a, (2c). The polarizing layer protective films 2b and 2c are formed of a TAC film, a COP (Cyclo Olefin Polymer) film, or an acrylic film. Hereinafter, the case where the polarizing layer protective film is formed of a TAC film will be mainly described. Therefore, the polarizing layer protective films 2b and 2c are formed including the upper TAC layer 2b and the lower TAC layer 2c. On the other hand, the optical film 2 may mean various films having specific functions used in flat panel display devices or optical devices, in addition to POL films.

또한, 상기 보호 필름(3)은 광학 필름(2)의 일면 또는 양면에 광학 필름(2)의 보호를 위하여 부착되는 필름을 의미한다. 또한, 상기 보호 필름(3)은 광학 필름(2)의 상면에 점착되는 상부 보호 필름(PF 필름)(3a)과 광학 필름(2)의 하면에 점착되는 하부 보호 필름(SP 필름)(3b)으로 이루어진다. 상기 보호 필름(3)은 별도의 점착제(4a, 4b)에 의하여 광학 필름(2)의 상면과 하면에 각각 점착된다. 이하에서는 상기 보호 필름은 별도의 언급이 없는 경우에 PF 필름 또는 SP 필름을 모두 의미한다. 한편, 상기 보호 필름은 PF 필름과 SP 필름 외에도 광학 필름의 표면을 보호하기 위하여 사용되는 다양한 보호 필름을 포함한다. The protective film 3 refers to a film adhered to one side or both sides of the optical film 2 for protection of the optical film 2. The protective film 3 is composed of an upper protective film (PF film) 3a adhered to the upper surface of the optical film 2 and a lower protective film (SP film) 3b adhered to the lower surface of the optical film 2, Lt; / RTI > The protective film 3 is adhered to the upper surface and the lower surface of the optical film 2 by the separate adhesive 4a and 4b, respectively. Hereinafter, the protective film means both the PF film and the SP film unless otherwise noted. On the other hand, the protective film includes various protective films used for protecting the surface of the optical film in addition to the PF film and the SP film.

상기 편광 필름(1)은 일정 크기로 절단된 후에 하부의 보호 필름(3b)이 제거되고 하부 TAC 층(2c)이 유리 기판에 부착된다. 따라서, 상기 편광 필름(1)은 하부 TAC 층(2c)의 절단 상태가 깨끗하지 않으면, 절단면 부근에서의 유리기판과 접착 상태가 나쁘게 되며, 접착면 사이에 기포 등이 발생하게 된다.
After the polarizing film 1 is cut to a predetermined size, the lower protective film 3b is removed and the lower TAC layer 2c is attached to the glass substrate. Therefore, if the cut state of the lower TAC layer 2c is not clear, the polarizing film 1 becomes badly adhered to the glass substrate in the vicinity of the cut surface, and bubbles or the like are generated between the adhesive surfaces.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치에 대하여 설명한다. Next, a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치의 블럭도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치의 개략적인 구성도이다. 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치를 구성하는 딥 포커스 렌즈의 곡면 구성을 나타내는 단면도이다. 도 4b는 도 4a의 딥 포커스 렌즈의 초점 형성 위치를 나타내는 개략도이다.
2 is a block diagram of a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic diagram of a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. 4A is a cross-sectional view showing a curved surface configuration of a deep focus lens constituting a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4B is a schematic view showing a focus forming position of the deep focus lens of FIG. 4A. FIG.

상기 레이저 절단 장치(100)는, 도 2 내지 4b를 참조하면, 레이저 발진부(110)와 보조 광학부(120) 및 딥 포커스 렌즈(130)를 포함하여 형성된다. 상기 레이저 발진 장치(100)는 레이저 발진부와 딥 포커스 렌즈가 일직선 상으로 형성되는 경우에 보조 광학부(120)를 포함하지 않을 수 있다. 또한, 상기 레이저 절단 장치(100)는 고정판(140)과 포커스 측정부(150)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 레이저 절단 장치(100)는, 도시하지는 않았지만, 편광 필름의 절단시 발생되는 이물을 흡착하여 제거하는 이물 흡착부를 더 포함할 수 있다.The laser cutting apparatus 100 includes a laser oscillating unit 110, an auxiliary optical unit 120, and a deep focus lens 130, as shown in FIGS. 2 to 4B. The laser oscillation apparatus 100 may not include the auxiliary optical unit 120 when the laser oscillation unit and the deep focus lens are formed in a straight line. In addition, the laser cutting apparatus 100 may further include a fixing plate 140 and a focus measuring unit 150. In addition, the laser cutting apparatus 100 may further include a foreign matter adsorbing unit (not shown) that adsorbs and removes foreign matter generated upon cutting the polarizing film.

상기 레이저 절단 장치(100)는 딥 포커스 렌즈(130)를 구비하여 초점 영역을 증가시킴으로써, 레이저 절단 장치의 정밀한 제어없이도 초점 영역이 편광 필름을 구성하는 하부 TAC 층(2c)의 높이에 위치하게 된다. 따라서, 상기 레이저 절단 장치는 보다 고속으로 편광 필름을 절단할 수 있게 된다.The laser cutting apparatus 100 includes a deep focus lens 130 to increase the focus region so that the focus region is positioned at the height of the lower TAC layer 2c constituting the polarizing film without precise control of the laser cutting apparatus . Therefore, the laser cutting apparatus can cut the polarizing film at a higher speed.

한편, 상기 레이저 발진부(110)와 보조 광학부(120) 및 딥 포커스 렌즈(130)는 별도의 이송 수단에 장착되어 이동하면서 고정판에 안착된 편광 필름을 절단하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 레이저 발진부(110)와 보조 광학부(120) 및 딥 포커스 렌즈(130)는 고정되고 편광 필름이 안착된 고정판이 이송되면서 편광 필름이 절단되도록 형성될 수 있다. 상기 이송 수단은 볼 스크류와 서보 모터 및 리니어 가이드로 형성되는 이송 수단과 같이 일반적인 이송수단이 사용될 수 있다.
Meanwhile, the laser oscillating unit 110, the auxiliary optical unit 120, and the deep focus lens 130 may be mounted on separate transporting means and may be formed to cut the polarizing film placed on the fixing plate while moving. Also, the polarizing film may be cut while the fixed oscillation unit 110, the auxiliary optical unit 120, and the deep focus lens 130 are fixed and the fixed plate on which the polarizing film is placed is transported. The conveying means may be a general conveying means such as a conveying means formed of a ball screw, a servo motor and a linear guide.

상기 레이저 발진부(110)는 편광 필름의 절단에 필요한 레이저 빔을 발진시키게 된다. 상기 레이저 발진부(110)는 편광 필름을 절단하는 일반적인 절단 장치에 사용되는 레이저 발진 수단과 동일 유사하게 형성될 수 있으며 여기서 상세한 설명은 생략한다. 상기 레이저 발진부(110)는 레이저를 보조 광학부(120)로 조사하게 된다. 상기 레이저 발진부(110)는 편광 필름의 절단용으로 적합한 10.6㎛ 파장을 갖는 CO2레이저 빔을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 레이저 발진부(110)는 다양한 종류와 파장을 갖는 레이저 빔 중 어느 하나를 발생시키도록 형성될 수 있다.
The laser oscillating unit 110 oscillates a laser beam necessary for cutting the polarizing film. The laser oscillating unit 110 may be formed in the same manner as the laser oscillating unit used in a general cutting apparatus for cutting a polarizing film, and a detailed description thereof will be omitted. The laser oscillating unit 110 irradiates the laser to the auxiliary optical unit 120. The laser oscillating unit 110 can generate a CO 2 laser beam having a wavelength of 10.6 μm suitable for cutting a polarizing film. In addition, the laser oscillating unit 110 may be formed to generate any one of laser beams having various types and wavelengths.

상기 보조 광학부(120)는 적어도 하나의 반사 거울을 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 보조 광학부(120)는 적어도 하나의 집광 렌즈를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 보조 광학부(120)는 레이저 발진부(110)로부터 조사되는 레이저 빔의 경로 또는 크기(spot size)를 변경시켜 딥 포커스 렌즈(130)로 전달하게 되다. 상기 보조 광학부는 레이저 발진부(110)와 딥 포커스 렌즈(130)의 위치 관계에 따라 다수의 반사 거울 또는 렌즈를 구비하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 보조 광학부(120)는 레이저 절단 장치에 사용되는 일반적인 반사 거울과 렌즈로 형성될 수 있으며, 여기서 상세한 설명은 생략한다.
The auxiliary optical unit 120 includes at least one reflecting mirror. Also, the auxiliary optical unit 120 may include at least one condenser lens. The auxiliary optical unit 120 changes the path or size of the laser beam irradiated from the laser oscillating unit 110 and transmits the laser beam to the deep focus lens 130. The auxiliary optical unit may include a plurality of reflection mirrors or lenses depending on the positional relationship between the laser oscillating unit 110 and the deep focus lens 130. Further, the auxiliary optical unit 120 may be formed of a general reflection mirror and a lens used in a laser cutting apparatus, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 딥 포커스 렌즈(130)는 레이저 발진부(110)에서 발진된 레이저 빔을 집광하여 편광 필름에 조사하게 된다. 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 적어도 2 개의 서로 다른 곡률을 가지는 볼록 렌즈로 형성된다. 보다 구체적으로는, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 중앙 영역에 형성되는 제 1 곡률 영역(132)과, 제 1 곡률 영역(132)의 주위에 형성되는 제 2 곡률 영역(134)을 포함하여 형성된다. 이때, 상기 제 1 곡률 영역(132)은 제 2 곡률 영역(134)보다 상대적으로 큰 곡률을 갖도록 형성된다. 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 도 4a에서 실선으로 도시된 단면을 가지도록 형성된다. 또한, 도 4b를 참조하면, 상기 제 1 곡률 영역(132)은 상대적으로 긴 초점 거리의 레이저 빔을 형성하게 되며, 제 2 곡률 영역(134)는 상대적으로 짧은 초점 거리의 레이저 빔을 형성하게 된다. 이때, 상기 제 1 곡률 영역(132)과 제 2 곡률 영역(134)은 동일 축 상에 초점 영역을 형성하게 된다. 따라서, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 제 1 곡률 영역(132)에 의하여 형성되는 레이저 빔의 초점 영역과 제 2 곡률 영역(134)에 의하여 형성되는 레이저 빔의 초점 영역에 의하여 전체 초점 영역을 길게 형성하게 된다. 또한, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 전체 초점 영역이 제 1 곡률 영역(132)에 의하여 형성되는 초점 영역 또는 제 2 곡률 영역(134)에 의하여 형성되는 초점 영역보다 크게 된다. The deep focus lens 130 condenses the laser beam emitted from the laser oscillating unit 110 and irradiates the polarizing film. The deep focus lens 130 is formed of a convex lens having at least two different curvatures. More specifically, the deep focus lens 130 includes a first curvature region 132 formed in a central region and a second curvature region 134 formed around the first curvature region 132 do. At this time, the first curvature region 132 is formed to have a relatively larger curvature than the second curvature region 134. The deep focus lens 130 is formed to have a cross section shown by a solid line in FIG. 4A. Referring to FIG. 4B, the first curvature region 132 forms a laser beam having a relatively long focal length, and the second curvature region 134 forms a laser beam having a relatively short focal distance . At this time, the first curvature region 132 and the second curvature region 134 form a focus region on the same axis. Therefore, the deep focus lens 130 is formed by lengthening the entire focus region by the focus region of the laser beam formed by the first curvature region 132 and the focus region of the laser beam formed by the second curvature region 134 Respectively. Also, the deep focus lens 130 has a larger focus area than the focus area formed by the first curvature area 132 or the focus area formed by the second curvature area 134.

또한, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 바람직하게는 제 1 곡률 영역(132)와 제 2 곡률 영역(134)의 곡률 반경의 차이가 0.5 내지 3인치가 되도록 형성된다. 예를 들면 제 1 곡률 영역(132)은 곡률 반경이 2인치로 형성되며, 제 2 곡률 영역(134)는 곡률 반경이 1.5인치로 형성될 수 있다. 또는, 제 1 곡률 영역(132)은 곡률 반경이 5인치로 형성되며, 제 2 곡률 영역(134)는 곡률 반경이 2인치로 형성될 수 있다. 상기 곡률 반경의 차이가 0.5인치 보다 작게 되면, 전체 초점 영역의 증가 정도가 작게 된다. 또한, 상기 곡률 반경의 차이가 3인치 보다 크게 되면 전체 초점 영역에서 제 1 곡률 영역(132)에 의하여 형성되는 레이저 빔의 초점 영역과 제 2 곡률 영역(134)에 의하여 형성되는 레이저 빔의 초점 영역 사이에 에너지 밀도가 작은 영역이 형성되어 편광 필름의 절단면에 불균일한 면을 초래하게 된다.The deep focus lens 130 is preferably formed such that the difference between the curvature radii of the first curvature region 132 and the second curvature region 134 is 0.5 to 3 inches. For example, the first curvature region 132 may be formed with a radius of curvature of 2 inches, and the second curvature region 134 may be formed with a radius of curvature of 1.5 inches. Alternatively, the first curvature region 132 may be formed with a radius of curvature of 5 inches, and the second curvature region 134 may be formed with a radius of curvature of 2 inches. When the difference in the radius of curvature is smaller than 0.5 inches, the degree of increase of the entire focus area becomes small. When the difference in the radius of curvature is greater than 3 inches, the focus region of the laser beam formed by the first curvature region 132 and the focus region of the laser beam formed by the second curvature region 134 in the entire focus region, A region having a small energy density is formed between the polarizing film and the polarizing film, resulting in a nonuniform plane on the cut surface of the polarizing film.

다만, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 레이저의 파장과 에너지 집중도를 고려하여 곡률의 크기를 변경할 수 있다. 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 초점 영역이 클수록 에너지 집중도가 떨어지게 되므로 에너지를 증가시키는 것이 필요하게 된다.
However, the deep focus lens 130 can change the magnitude of the curvature in consideration of the wavelength and energy concentration of the laser. As the focus area of the deep focus lens 130 becomes larger, energy concentration becomes lower, so that it is necessary to increase the energy.

또한, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 바람직하게는 제 1 곡률 영역(132)이 딥 포커스 렌즈의 전체 면적의 20 ~ 40%가 되는 면적 비율을 갖도록 형성된다. 상기 제 1 곡률 영역(132)의 면적 비율이 낮은 경우에 전체 초점 영역에서 하부의 에너지가 낮게 되므로 절단면에 굴곡이 생기는 등 절단면의 상태가 나빠지게 된다. 또한, 상기 제 1 곡률 영역(132)의 면적 비율이 높은 경우에는 절단 영역이 상대적으로 적게되어 생산 공정 적용시에 절단이 불균일하게 진행될 수 있다.The deep focus lens 130 is preferably formed so that the first curvature region 132 has an area ratio of 20 to 40% of the total area of the deep focus lens. When the area ratio of the first curvature region 132 is low, the lower energy is lowered in the entire focus region, so that the state of the cut surface is deteriorated such that the cut surface is bent. In addition, when the area ratio of the first curvature region 132 is high, the cutting region is relatively small, and cutting can be performed nonuniformly in the application of the production process.

다만, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 레이저의 파장과 에너지 집중도, 편광 필름의 두께, 편광 필름의 층별 에너지 흡수 정도를 고려하여 제 1 곡률 영역과 제 2 곡률 영역의 면적 비율을 변경할 수 있다.
However, the deep focus lens 130 may change the area ratio of the first curvature region and the second curvature region in consideration of the wavelength and energy concentration of the laser, the thickness of the polarizing film, and the degree of energy absorption of the polarizing film.

상기 고정판(140)은 편광 필름이 상부에 안착되어 고정되도록 형성된다. 상기 고정판(140)은 일반적인 편광 필름 절단 장치에 사용되는 고정판과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으며, 여기서 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 고정판(140)은 상기에서 설명한 바와 같이 고정되도록 형성되거나, 이송되도록 형성될 수 있다.
The fixing plate 140 is formed so that the polarizing film is seated on the upper portion and fixed. The fixing plate 140 may be the same as or similar to the fixing plate used in a general polarizing film cutting apparatus, and a detailed description thereof will be omitted. However, the fixing plate 140 may be fixed or transported as described above.

상기 포커스 측정부(150)는 편광 필름(1)과 딥 포커스 렌즈(130) 사이의 거리를 측정하여 딥 포커스 렌즈(130)의 초점 영역이 편광 필름(1)의 하부 TAC 층(2c)을 포함하는 영역에 위치하도록 한다. The focus measuring unit 150 measures the distance between the polarizing film 1 and the deep focus lens 130 so that the focus region of the deep focus lens 130 includes the lower TAC layer 2c of the polarizing film 1 To be located in a region where

추가적으로 상기 포커스 측정부(150)는 광학식 센서 또는 전자식 센서를 포함하는 측정 수단으로 형성될 수 있다. 상기 포커스 측정부(150)는 편광 필름의 절단 장치에 사용되는 일반적인 포커스 측정수단이 사용될 수 있다.In addition, the focus measuring unit 150 may be formed of a measuring unit including an optical sensor or an electronic sensor. The focus measuring unit 150 may be a general focus measuring unit used in a polarizing film cutting apparatus.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 절단 장치에 대한 구체적인 실시예에 대하여 설명한다. 이하에서는 딥 포커스 렌즈를 중심으로 설명한다. Next, a specific embodiment of a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The following description will focus on the deep focus lens.

상기 딥 포커스 렌즈(130)는 제 1 곡률 영역(132)의 곡률이 5인치이며, 제 2 곡률 영역(134)의 곡률이 3인치인 렌즈로 형성된다. 즉, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 도 4a에서 실선으로 표시된 형상의 렌즈로 형성된다. 또한, 상기 딥 포커스 렌즈(130)은 전체 초점 영역이 400㎛로 형성된다. 따라서, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 초점 영역이 증가함에 따라, 편광 필름의 절단 과정에서 진동 등에 의하여 일시적으로 높이가 변동되더라도 절단면의 상태가 양호하게 되도록 편광 필름을 절단하게 된다. 즉, 상기 딥 포커스 렌즈(130)는 편광 필름(1)의 하부 TAC 층(2c)이 초점 영역에 위치하는 상태에서 편광 필름을 절단하게 되므로, 하부 TAC 층(2c)은 레이저 빔의 균일한 에너지를 받게 되어 절단 과정에서 절단면이 균일하게 형성된다. 또한, 상기 편광 필름(1)의 하부 TAC 층(2c)은 절단면에 기포, 변형 또는 돌기와 같은 불량이 발생하지 않게 된다.The deep focus lens 130 is formed of a lens having a curvature of the first curvature region 132 of 5 inches and a curvature of the second curvature region 134 of 3 inches. That is, the deep focus lens 130 is formed of a lens having a shape shown by a solid line in FIG. 4A. Also, the deep focus lens 130 has a total focus area of 400 mu m. Accordingly, as the focus area increases, the deep focus lens 130 cuts the polarizing film so that the state of the cut surface becomes good even if the height is temporarily changed by vibration or the like during the polarizing film cutting process. That is, since the deep focus lens 130 cuts the polarizing film in a state in which the lower TAC layer 2c of the polarizing film 1 is located in the focus area, the lower TAC layer 2c is irradiated with uniform energy of the laser beam And the cut surface is uniformly formed in the cutting process. In addition, the lower TAC layer 2c of the polarizing film 1 is free from defects such as bubbles, deformation, or projections on the cut surface.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 딥 포커스 렌즈를 사용하여 절단한 편광 필름이 부착된 상태를 나타낸다. 또한, 도 6은 종래의 렌즈를 사용하여 절단한 편광 필름이 부착된 상태를 나타낸다. 5 shows a state in which a polarizing film cut using a deep focus lens according to an embodiment of the present invention is attached. 6 shows a state in which a polarizing film cut using a conventional lens is attached.

본 발명의 실시예에 따른 딥 포커스 렌즈를 사용하여 절단한 편광 필름은, 도 5를 참조하면, 절단면 부근의 영역에 기포 등이 형성되지 않은 것을 알 수 있다. 그러나, 종래의 렌즈를 사용하여 절단한 편광 필름은, 도 6을 참조하면, 절단면 부근의 영역에 기포 등이 형성되고 있음을 알 수 있다.
Referring to Fig. 5, the polarizing film cut using the deep focus lens according to the embodiment of the present invention can be seen that no bubble or the like is formed in the region near the cut surface. However, in the polarizing film cut using the conventional lens, it can be seen that bubbles or the like are formed in the region near the cut surface with reference to FIG.

상기 고정판(140)은 편광 필름이 안착되어 고정되도록 형성된다. 상기 고정판(140)은 일반적인 편광 필름 절단 장치에 사용되는 고정판과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으며, 여기서 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 고정판(140)은 상기에서 설명한 바와 같이 고정되도록 형성되거나, 이송되도록 형성될 수 있다.
The fixing plate 140 is formed so that the polarizing film is seated and fixed. The fixing plate 140 may be the same as or similar to the fixing plate used in a general polarizing film cutting apparatus, and a detailed description thereof will be omitted. However, the fixing plate 140 may be fixed or transported as described above.

상기 포커스 측정부(150)는 편광 필름(1)과 딥 포커스 렌즈(130) 사이의 거리를 측정하여 딥 포커스 렌즈(130)의 초점 영역이 편광 필름(1)의 하부 TAC 층(2c)을 포함하는 영역에 위치하도록 딥 포커스 렌즈의 초점을 조정하게 된다. 상기 포커스 측정부(150)는 광학식 센서 또는 전자식 센서를 포함하는 측정 수단으로 형성될 수 있다. 상기 포커스 측정부(150)는 편광 필름의 절단 장치에 사용되는 일반적인 포커스 측정수단이 사용될 수 있다.
The focus measuring unit 150 measures the distance between the polarizing film 1 and the deep focus lens 130 so that the focus region of the deep focus lens 130 includes the lower TAC layer 2c of the polarizing film 1 The focal point of the deep focus lens is adjusted so as to be located in the region where the deep focus lens is located. The focus measuring unit 150 may be formed of a measuring unit including an optical sensor or an electronic sensor. The focus measuring unit 150 may be a general focus measuring unit used in a polarizing film cutting apparatus.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is.

100; 레이저 절단 장치 110: 레이저 발진부
120: 보조 광학부 130: 딥 포커스 렌즈
140: 고정판 150: 포커스 측정부100; Laser cutting device 110: Laser oscillation part
120: auxiliary optical part 130: deep focus lens
140: Fixing plate 150: Focus measuring unit

Claims (11)

레이저 빔을 발진하는 레이저 발진부와
상기 레이저 빔을 집광하여 편광 필름에 조사하는 딥 포커스 렌즈를 포함하며,
상기 딥 포커스 렌즈는 중앙 영역에 형성되는 제 1 곡률 영역과 상기 제 1 곡률 영역의 주변 영역에 형성되며 상기 제 1 곡률 영역의 곡률보다 작은 곡률을 갖는 제 2 곡률 영역을 포함하고,
상기 편광 필름은 PVA필름과 상기 PVA필름의 상면과 하면에 각각 형성되는 상부 편광층 보호필름과 하부 편광층 보호필름을 포함하며,
상기 딥 포커스 렌즈는 상기 제 1 곡률 영역의 곡률 반경이 상기 제 2 곡률 영역의 곡률 반경보다 0.5 내지 3인치가 크게 되도록 형성하여, 상기 딥 포커스 렌즈의 전체 초점 영역이 상기 하부 편광층 보호필름을 포함하는 영역에 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치. A laser oscillating section for oscillating the laser beam
And a deep focus lens for condensing the laser beam and irradiating the laser beam onto the polarizing film,
Wherein the deep focus lens includes a first curvature region formed in a central region and a second curvature region formed in a peripheral region of the first curvature region and having a curvature smaller than a curvature of the first curvature region,
Wherein the polarizing film comprises a PVA film and an upper polarizing layer protective film and a lower polarizing layer protective film respectively formed on upper and lower surfaces of the PVA film,
Wherein the deep focus lens is formed such that a radius of curvature of the first curvature region is larger than a radius of curvature of the second curvature region by 0.5 to 3 inches so that the entire focus region of the deep focus lens includes the lower polarizing layer protective film And the laser beam is irradiated to the laser beam. 제 1항에 있어서,
상기 레이저 발진부와 상기 딥 포커스 렌즈 사이에 위치하며, 적어도 하나의 반사 거울을 포함하여 상기 레이저 빔의 경로를 변경하여 상기 레이저 빔이 상기 딥 포커스 렌즈로 조사되도록 하는 보조 광학부를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치. The method according to claim 1,
And an auxiliary optical unit positioned between the laser oscillating unit and the deep focus lens and including at least one reflecting mirror to change a path of the laser beam so that the laser beam is irradiated to the deep focus lens Characterized by a laser cutting device for film cutting. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 딥 포커스 렌즈는 상기 제 1 곡률 영역이 상기 딥 포커스 렌즈의 전체 면적의 20 ~ 40%가 되는 면적 비율을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the deep focus lens is formed such that the first curvature region has an area ratio of 20 to 40% of the total area of the deep focus lens. 제 1항에 있어서
상기 딥 포커스 렌즈의 전체 초점 영역은 상기 제 1 곡률 영역에 의한 초점 영역과 상기 제 2 곡률 영역에 의한 초점 영역에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치.The method of claim 1, wherein
Wherein the entire focus region of the deep focus lens is formed by a focus region by the first curvature region and a focus region by the second curvature region. 제 5항에 있어서
상기 딥 포커스 렌즈는 전체 초점 영역이 상기 제 1 곡률 영역에 의한 초점 영역 또는 상기 제 2 곡률 영역에 의한 초점 영역보다 큰 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치.The method of claim 5, wherein
Wherein the deep focus lens has an entire focus area larger than a focus area by the first curvature area or a focus area by the second curvature area. 제 1항에 있어서
상기 딥 포커스 렌즈는 제 1 곡률 영역에 의한 초점 영역과 상기 제 2 곡률 영역에 의한 초점 영역이 동일 축 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치.The method of claim 1, wherein
Wherein the deep focus lens has a focus region formed by the first curvature region and a focus region formed by the second curvature region on the same axis. 제 1항에 있어서
상기 편광 필름이 상부 안착되는 고정판을 더 포함하며,
상기 레이저 발진부와 딥 포커스 렌즈가 이송되면서 상기 고정판의 상부에 안착된 편광 필름을 절단하는 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치.The method of claim 1, wherein
And a fixing plate on which the polarizing film is seated,
Wherein the polarizing film placed on the fixing plate is cut while the laser oscillating unit and the deep focus lens are being transported. 제 1 항에 있어서,
상기 상부 편광층 보호필름과 하부 편광층 보호필름은 각각 TAC필름, COP필름 또는 아크릴 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치.The method according to claim 1,
Wherein the upper polarizing layer protective film and the lower polarizing layer protective film are formed of a TAC film, a COP film, or an acrylic film, respectively. 제 1 항에 있어서,
상기 편광 필름과 상기 딥 포커스 렌즈 사이의 거리를 측정하여 상기 딥 포커스 렌즈의 전체 초점 영역이 상기 하부 편광층 보호필름을 포함하는 영역에 위치하도록 하는 포커스 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a focus measuring unit for measuring a distance between the polarizing film and the deep focus lens so that the entire focus region of the deep focus lens is located in a region including the lower polarizing layer protective film. For laser cutting. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 항에 따른 필름 절단을 위한 레이저 절단 장치를 사용하여 편광 필름을 절단하는 편광 필름 절단 방법.A polarizing film cutting method for cutting a polarizing film using a laser cutting apparatus for cutting a film according to any one of claims 1, 2, and 4 to 10.
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