KR20180064602A - 편광판 절단 장치 및 편광판 절단 방법 - Google Patents

편광판 절단 장치 및 편광판 절단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 레이저 빔(laser beam)을 방출하는 레이저 발생부; 상기 레이저 발생부로부터 방출되는 레이저 빔을 반사하기 위한 회전 미러(mirror) 및 상기 회전 미러가 장착된 하우징을 포함하는 스캐너; 상기 회전 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈; 및 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 레이저 빔이 조사되며, 편광판이 장착되는 장착부;를 포함하며, 상기 장착부는 상기 편광판이 절단되는 동안 상기 스캐너에 대해서 위치가 고정되며, 상기 편광판은 베이스 기재 및 상기 베이스 기재보다 낮은 내열성을 갖는 편광층이 적층되고, 상기 편광판은 상기 베이스 기재가 상기 편광층 보다 상기 집광 렌즈와 더 인접하도록 상기 장착부에 장착되는, 편광판 절단 장치를 개시한다.

Description

편광판 절단 장치 및 편광판 절단 방법{Cutting Aapparatus for polarizer plate and Cutting Method for polarizer plate}
본 발명의 실시예는 편광판 절단 장치 및 편광판 절단 방법으로, 보다 상세하게는 레이저를 이용한 편광판 절단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
편광판은 통상 이색성 염료 또는 요오드를 함침시키고 연신한 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, 이하 “PVA”라 함)계 수지로 이루어진 편광소자를 포함하며, 상기 편광소자의 일면 또는 양면에 광학 필름이 접착제 등을 매개로 적층되고, 상기 광학 필름의 일면에는 점착제층 및 이형 필름이 적층되고, 타면에는 보호 필름이 적층되어 다층 구조를 가질 수 있다.
이러한 편광판을 표시장치 등에 적용하기 위해서는 편광판을 일정한 크기로 절단할 필요가 있다. 이러한 절단 방법으로 레이저를 이용한 편광판 절단이 활발하게 이루어지고 있다. 그러나, 편광판의 과잉의 열이 가해지는 경우 편광판의 색이 변하는 등의 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 편광판을 레이저로 절단함에 있어서, 절단된 편광판에 불량이 발생하지 않는 편광판 절단 장치 및 편광판 절단 방법을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예는,
레이저 빔(laser beam)을 방출하는 레이저 발생부;
상기 레이저 발생부로부터 방출되는 레이저 빔을 반사하기 위한 회전 미러(mirror) 및 상기 회전 미러가 장착된 하우징을 포함하는 스캐너;
상기 회전 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈; 및
상기 집광 렌즈에 의해 집광된 레이저 빔이 조사되며, 편광판이 장착되는 장착부;를 포함하며,
상기 장착부는 상기 편광판이 절단되는 동안 상기 스캐너에 대해서 위치가 고정되며,
상기 편광판은 베이스 기재 및 상기 베이스 기재보다 낮은 내열성을 갖는 편광층이 적층되고, 상기 편광판은 상기 베이스 기재가 상기 편광층 보다 상기 집광 렌즈와 더 인접하도록 상기 장착부에 장착되는, 편광판 절단 장치를 개시한다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저 발생부는 순차적으로 제1 출력(power)의 제1 레이저 빔 및 상기 제1 출력보다 출력이 낮은 제2 출력의 제2 레이저 빔을 방출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 레이저 빔에 의해서 상기 베이스 기재가 절단되며, 상기 제2 레이저 빔에 의해서 상기 편광층이 절단될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 PRF(pulse repetition frequency)는 수 MHz일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저 광이 방출되는 동안 상기 하우징은 고정되며, 상기 회전 미러의 회전에 의해서 3 내지 6 m/sec의 스캔 속도로 레이저 광이 상기 편광판을 조사할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 집광 렌즈는 초점거리가 150mm 내지 300mm인 F-theta lens일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는,
베이스 기재 및 편광층이 적층된 편광판을 절단하는 방법에 있어서,
상기 베이스 기재에서 편광층 방향으로 제1 출력을 갖는 제1 레이저 빔을 조사하여 상기 베이스 기재를 절단하는 단계; 및
상기 베이스 기재가 절단된 후, 상기 베이스 기재에서 편광층 방향으로 상기 제1 출력보다 낮은 출력인 제2 출력을 갖는 제2 레이저 빔을 조사하여 상기 편광층을 절단하는 단계;를 포함하며,
상기 베이스 기재의 내열성은 상기 편광층의 내열성보다 큰, 편광판 절단 방법을 개시한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 PRF(pulse repetition frequency)는 수 MHz일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기재의 절단 라인을 따라 상기 제1 레이저 빔이 조사되는 스캔 속도는 3 내지 6m/sec이며, 상기 편광층의 절단 라인을 따라 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 스캔 속도는 3 내지 6m/sec일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기재는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과 PI(polyimide) 필름이 적층될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 편광층은 폴리비닐알코올(PVA: Poly Vinyl Alcohol)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 편광판을 절단하는 편광판 절단 장치는, 레이저 빔(laser beam)을 방출하는 레이저 발생부; 상기 레이저 발생부로부터 방출되는 레이저 빔을 반사하기 위한 회전 미러(mirror) 및 상기 회전 미러가 장착된 하우징을 포함하는 스캐너; 상기 회전 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈; 및 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 레이저 빔이 조사되며, 편광판이 장착되는 장착부;를 포함하며, 상기 장착부는 상기 편광판이 절단되는 동안 상기 스캐너에 대해서 위치가 고정될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 및 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 편광판 절단 장치는 스캐너의 내부의 미러(mirror)의 회전으로만 광경로가 변경될 수 있어, 고속의 스캔 속도로 편광판을 절단할 수 있어 편광판에 미치는 열누적 손상을 방지할 수 있다. 또한, 레이저 빔의 출력을 복수의 단계로 변경하여 절단 하는 바, 열손상을 최소화하면서도 공정 시간을 단축시킬 수 이TEk.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 절단 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 편광판을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 절단 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바,특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 편광판 절단 장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 편광판 절단 장치(1)는 레이저 빔(laser beam)을 방출하는 레이저 발생부(10), 상기 레이저 발생부(10)로부터 방출되는 레이저 빔을 반사하기 위한 회전 미러(mirror, 21) 및 상기 회전 미러가 장착된 하우징(23)을 포함하는 스캐너(20), 상기 회전 미러(21)로부터 반사되는 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈(30) 및 상기 집광 렌즈(30)에 의해 집광된 레이저 빔이 조사되고 편광판(100)이 장착되는 장착부(40)를 포함하며, 상기 장착부(40)는 편광판(100)이 절단되는 동안 상기 스캐너(20)에 대해서 위치가 고정된다.
레이저 발생부(10)는 레이저 빔을 방출하는 것으로, 레이저 발생부(10)는 레이저 빔이 출사되는 광원을 포함하며, 광원으로부터 출사되는 레이저 빔의 크기를 확장하는 빔 확대기 및/또는 광 경로를 조정하는 반사 미러 등을 더 포함할 수 있다.
상기 레이저 발생부(10)로부터 방출되는 레이저 빔은 상기 스캐너(20)로 입사된다. 스캐너(20)는 레이저 빔을 반사하는 회전 미러(21) 및 회전 미러(21)가 장착되는 하우징(23)을 포함한다. 도면에는 도시되고 있지 않지만, 스캐너(20)는 회전 미러(21)를 회전시키기 위한 구동부 및 광 경로를 조정하는 광학계를 더 포함할 수 있다. 구동부는 액추에이터로 구성될 수 있으며, 엑추에이터는 용도에 따라 갈바노미터, 서보모터, 스테핑 모터 중 어느 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
집광 렌즈(30)는 상기 회전 미러(21)에 의해 반사된 레이저 빔을 집광하는 렌즈일 수 있다. 집광 렌즈(30)는 초점길이가 200mm 내지 300mm인 F-theta lens일 수 있다. F-theta lens는 포커싱 렌즈 중 하나로서, F-theta lens에 입사되는 레이저 빔의 입사 각도에 무관하게 동일 평면 상에 초점이 형성되는 특성을 갖는다. 따라서, 초점 길이가 200mm 내지 300mm로 긴 F-theta lens를 사용함에 따라, 편광판(100)의 절단 위치에 관계없이 일정한 파워로 편광판(100)을 절단할 수 있다.
장착부(40)는 절단되는 편광판(100)이 장착되어 고정되는 부분으로, 장착부(40)는 편광판(100)이 절단되는 동안에 스캐너(20)에 대해서 위치가 고정된다. 또한, 장착부(40)에는 베이스 기재(110) 및 편광층(120)으로 구성된 편광판(100)이 장착되게 되는데, 베이스 기재(110)가 집광 렌즈(30)를 마주보고 배치되도록 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 스캐너(20)는 편광판(100)이 절단되는 동안 레이저 발생부(10) 및 장착부(40)에 대해서 고정되어 있다. 즉, 스캐너(20)의 하우징(23)은 레이저 발생부(10) 및 장착부(40)에 대해서 편광판(100)이 절단되는 동안 위치가 고정되어 있으며, 스캐너(20)의 내부의 회전 미러(21)의 회전에 의해서 레이저 빔의 위치가 조절된다. 상기 회전 미러(21)에 의해 위치가 조절되는 레이저 빔은 편광판(100)의 절단 라인을 따라 편광판(100)을 스캔하면서 편광판(100)을 절단하게 된다.
만일, 편광판(100)의 절단 라인을 따라서 장착부(40)나 스캐너(20)가 움직인다면, 그 속도가 500mm/s 이하로 제한되어, 레이저 빔의 중첩율이 높아지게 된다. 이에 따라, 열변형에 의한 HAZ(heat affected zone)가 확대될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서는, 장착부(40) 및 스캐너(20)의 하우징(23)을 고정하고, 스캐너(20) 내부의 회전 미러(21)의 회전에 의해서 레이저 빔의 스캔 속도를 조절하는 바, 그 속도가 3 내지 6m/sec로 증가될 수 있다. 이에 따라, 레이저 빔의 중첩률이 낮아져서 편광판(100)을 절단할 때, 열변형이 적게 발생될 수 있다.여기서, 레이저 빔의 스캔 속도는 레이저 빔의 절단 라인(CL)을 따라 이동하는 속도를 의미할 수 있다.
레이저 발생부(10)에 의해서 발생된 레이저 빔의 PRF(pulse repetition frequency, 펄스 반복 주파수)는 수 MHz 일 수 있다. 레이저 빔의 스캔 속도가 향상됨에 따라, 레이저 빔의 PRF를 수 MHz로 높이더라도 레이저 빔의 중첩률이 낮아 열변형이 적게 발생하고, PRF가 높아짐에 따라 공정시간이 단축될 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저 빔의 PRF는 1 ~ 5 MHz 일 수 있다.
한편, 레이저 발생부(10)는 편광판(100)을 절단하기 위해서 서로 다른 출력을 갖는 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 순차적으로 발생시킬 수 있다. 본 발명에 있어서, 레이저 발생부(10)는 서로 다른 출력을 갖는 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 발생시킬 수 있어, 서로 다른 내열성을 갖는 물질이 적층된 편광판(100)을 두 단계에 거쳐서 절단할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 레이저 빔의 출력을 세 단계 이상의 복수로 변경하여 적용하는 것도 가능하다.
일 실시예에 있어서, 편광판(100)은 베이스 기재(110) 및 편광층(120)이 적층될 수 있고, 편광층(120)의 내열성은 상기 베이스 기재(110)의 내열성보다 낮을 수 있다. 이 경우, 레이저 발생부(10)는 먼저 제1 출력을 갖는 제1 레이저 빔을 발생시켜 베이스 기재(110)를 절단하고, 그 후, 제1 출력보다 낮은 제2 출력을 갖는 제2 레이저 빔을 발생시켜 편광층(120)을 절단할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 출력의 세기는 약 15 내지 20 J/cm2 일 수 있으며, 제2 출력의 세기는 약 3 내지 7 J/cm2 일 수 있다.
편광판(100)이 서로 다른 내열성을 갖는 물질로 적층된 경우, 내열성이 낮은 물질에 맞춰서 레이저 빔의 출력을 하나로 설정하여 편광판(100)을 절단하는 방법을 상정할 수 있다. 그러나, 내열성이 낮은 물질에 맞춰서 낮은 출력을 갖는 레이저 빔으로 편광판(100)을 절단하는 경우, 공정 시간이 길어진다는 문제가 있다. 한편, 공정 시간을 줄이기 위해서 레이저 빔의 출력을 높이게 된다면, 내열성이 낮은 물질은 열에 의한 손상을 받을 수 있다.
본 실시예에 있어서는, 서로 다른 내열성을 갖는 물질에 따라서, 레이저 빔의 출력을 조정하여 편광판(100)을 절단하는 바, 편광판(100)의 열에 의한 손상을 최소화하는 동시에 공정 시간을 단축할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의해서 절단될 수 있는 편광판(100)을 개략적으로 도시한 단면도이다.
편광판(100)는 베이스 기재(110) 및 편광층(120)이 적층된 구조를 갖는다. 베이스 기재(110)는 편광층(120)을 지지하는 것으로, 편광층(120) 보다 내열성이 높은 특성을 갖는다. 베이스 기재(110)는 단일층으로 구성될 수도 있으며, 내열성이 서로 유사한 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 베이스 기재(110)는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름인 제1층(111), 및 PI(polyimide) 필름인 제2층(113)으로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 베이스 기재(110)이 복수의 층으로 구성되는 경우, 편광층(120) 침투될 수 있는 외기를 보다 효율적으로 막을 수 있다.
편광층(120)은 광원(미도시)으로 부터 입사된 빛을 편광축과 동일한 방향의 빛으로 편광하는 역할을 한다. 일부 실시예에서, 편광층(120)은 폴리비닐알코올(PVA: Poly Vinyl Alcohol) 필름에 편광자 또는/및 이색성 색소(dichroic dye)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이색성 색소는 요오드 분자 또는/및 염료 분자가 될 수 있다.
일부 실시예에서, 편광층(120)은 폴리비닐알코올 필름을 일 방향으로 연신시키고, 요오드 또는/및 이색성 염료의 용액에 침지시켜 형성할 수 있다. 이 경우, 요오드 분자 또는/및 이색성 염료 분자는 연신 방향으로 나란하게 배열된다. 요오드 분자와 염료 분자는 이색성을 보이기 때문에 연신 방향으로 진동하는 광은 흡수하고, 그에 직각인 방향으로 진동하는 광은 투과시킬 수 있다.
편광층(120)의 상부 및/또는 하부에는 편광층(120) 내부로 수분 등 외기가 침투되는 것을 방지하거나 기계적인 강도를 보완하기 위한 다양한 기능층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 기능층은 PVA, PVDC(Poly vinylindene chloride), EVOH(Ethylene vinyl alcohol), 및 COP(Cyclo olefin polymer), 트리아세틸 셀룰로오스(TAC: Tri-acetyl cellulous) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 기능층은 복수의 층으로 구성될 수 있음은 물론이다. 한편, 기능층과 편광층(120)은 접착부재에 의해서 접착될 수 있다.
편광층(120)은 상기 베이스 기재(110)에 비해서 내열성이 낮은 특성이 있다. 이에 따라, 편광층(120)을 베이스 기재(110)를 절단하는 레이저 빔 출력으로 절단하게되면 열변색이 발생할 수 있다. 또한, 레이저 빔의 출력이 낮다고 하더라도, 편광판(100)을 편광층(120)의 상부에서 부터 절단하기 시작하여 베이스 기재(110)의 하부까지 절단하게 되면, 편광층(120)에 열이 누적되어 열변색이 발생할 수 있다.
도 3은 상기의 편광층(120)의 열변색 및 열변형을 최소화하기 위한 편광판 절단 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 상기 베이스 기재(110)에서 편광층(120) 방향인 제1 방향(도 2 참조)으로 제1 출력을 갖는 제1 레이저 빔을 조사하여 상기 베이스 기재(110)를 절단한다.(S1) 여기서, 제1 방향은 편광판(100)의 일면과 수직으로 도시되고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 방향은 편광판(100)의 일면과 45 내지 90도의 각을 형성하는 방향일 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
여기서, 베이스 기재(110)의 내열성은 상기 편광층(120)의 내열성보다 크다. 베이스 기재(110)의 내열성이 크다는 것은, 레이저 빔에 의해 열이 가해지더라도 베이스 기재(110)가 열에 의해서 변형되는 정도가 작음을 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서는 베이스 기재(110)를 편광층(120) 보다 먼저 절하는 바, 편광층(120)은 레이저 빔에 의한 열에 덜 노출되게 되고, 이에 따라 열이 편광층(120)에 누적되는 현상을 방지할 수 있다.
다음으로, 상기 베이스 기재(110)가 절단된 후, 상기 베이스 기재(110)에서 편광층(120) 방향인 제1 방향(도 2 참조)으로 상기 제1 출력보다 낮은 출력인 제2 출력을 갖는 제2 레이저 빔을 조사하여 상기 편광층을 절단한다.(S2)
제1 출력의 세기 및 제2 출력의 세기는 베이스 기재(110)의 내열성 및 편광층(120)의 내열성을 고려하여 설정될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 출력의 세기는 약 15 내지 20 J/cm2 일 수 있으며, 제2 출력의 세기는 약 3 내지 7 J/cm2 일 수 있다.
한편, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 PRF(pulse repetition frequency, 펄스 반복 주파수)는 수 MHz 일 수 있다. 레이저 빔의 스캔 속도가 향상됨에 따라, 레이저 빔의 PRF를 수 MHz로 높이더라도 레이저 빔의 중첩률이 낮아 열변형이 적게 발생하고, PRF가 높아짐에 따라 공정시간이 단축될 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저 빔의 PRF는 1 ~ 5 MHz 일 수 있다.
또한, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔이 편광판(100)의 절단 라인(CL, 도 1 참조)을 따라 스캔하는 속도는 약 3 내지 6m/sec일 수 있다. 이와 같은 고속의 스캔 속도는 도 1에 개시된 편광판 절단 장치(1)에 의해서 가능할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 고속의 스캔 속도가 도출될 수 있는 절단 장치라면 모두 적용이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 편광판(100)의 베이스 기재(110)부터 절단하며, 베이스 기재(110)와 편광층(120)을 절단하는 레이저 빔의 조건을 다르게 하고, 상기 편광판 절단 장치(1)와 같이 고속으로 레이저 빔의 스캔이 가능한 장치를 이용하여 절단하는 바, 편광층(120)의 열변색 및 열변형을 최소화하는 동시에 공정 시간을 단축할 수 있다.
다음은, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 공정 시간 및 HAZ(heat affected zone, 열변형 영역)을 나타낸 표이다. 여기에서, HAZ는 편광판(100)의 절단면을 기준으로 열에 의해 변형된 영역의 깊이를 나타낸 수치이다.
실시예 1의 경우, 제1 레이저 빔의 출력의 세기는 17.5 J/cm2, 제2 레이저 빔의 출력의 세기는 4.0 J/cm2, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 스캔 속도는 0.3m/s 였다.
실시예 2의 경우, 제1 레이저 빔의 출력의 세기는 17.5 J/cm2, 제2 레이저 빔의 출력의 세기는 6.4 J/cm2, 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔의 스캔 속도는 4m/s 였다.
비교예의 경우, 하나의 출력 세기를 갖는 레이저 빔으로 절단 하였으며, 그 때의 출력의 세기는 6.4 J/cm2 였다. 또한, 레이저 빔의 스캔 속도는 0.3m/s 였다.
공정시간(sec) HAZ(um)
실시예 1 7.4 66
실시예 2 6.8 28
비교예 16.6 78
상기 표 1과 같이, 레이저 빔의 출력을 두 단계로 실시한 실시예 1 및 실시예 2는 레이저 빔의 출력을 하나로 실시한 비교예에 비해서 공정시간이 1/2배 이하로 줄어드는 현저한 효과를 가지고 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 비교예에 비해서 HAZ 영역도 작음을 알 수 있다.
한편, 레이저 빔을 4m/s의 고속으로 스캔하여 절단한 실시예 1의 경우는 0.3m/s의 저속으로 스캔하여 절단한 실시예 2 및 비교예에 비해서 HAZ 영역이 1/2배 이하로 줄어드는 현저한 효과를 가지고 있음을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 편광판 절단 장치 및 편광판 절단 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
1: 편광판 절단 장치
10: 레이저 발생부
20: 스캐너
21: 회전 미러
23: 하우징
30: 집광 렌즈
40: 장착부
100: 편광판
110: 베이스 기재
120: 편광층

Claims (12)

  1. 레이저 빔(laser beam)을 방출하는 레이저 발생부;
    상기 레이저 발생부로부터 방출되는 레이저 빔을 반사하기 위한 회전 미러(mirror) 및 상기 회전 미러가 장착된 하우징을 포함하는 스캐너;
    상기 회전 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈; 및
    상기 집광 렌즈에 의해 집광된 레이저 빔이 조사되며, 편광판이 장착되는 장착부;를 포함하며,
    상기 장착부는 상기 편광판이 절단되는 동안 상기 스캐너에 대해서 위치가 고정되며,
    상기 편광판은 베이스 기재 및 상기 베이스 기재보다 낮은 내열성을 갖는 편광층이 적층되고, 상기 편광판은 상기 베이스 기재가 상기 편광층 보다 상기 집광 렌즈와 더 인접하도록 상기 장착부에 장착되는, 편광판 절단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 발생부는 순차적으로 제1 출력(power)의 제1 레이저 빔 및 상기 제1 출력보다 출력이 낮은 제2 출력의 제2 레이저 빔을 방출하는, 편광판 절단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 레이저 빔에 의해서 상기 베이스 기재가 절단되며,
    상기 제2 레이저 빔에 의해서 상기 편광층이 절단되는, 편광판 절단 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 PRF(pulse repetition frequency)는 수 MHz인, 편광판 절단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 광이 방출되는 동안 상기 하우징은 고정되며,
    상기 회전 미러의 회전에 의해서 3 내지 6 m/sec의 스캔 속도로 레이저 광이 상기 편광판을 조사하는, 편광판 절단 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 집광 렌즈는 초점거리가 150mm 내지 300mm인 F-theta lens인, 편광판 절단 장치.
  7. 베이스 기재 및 편광층이 적층된 편광판을 절단하는 방법에 있어서,
    상기 베이스 기재에서 편광층 방향으로 제1 출력을 갖는 제1 레이저 빔을 조사하여 상기 베이스 기재를 절단하는 단계; 및
    상기 베이스 기재가 절단된 후, 상기 베이스 기재에서 편광층 방향으로 상기 제1 출력보다 낮은 출력인 제2 출력을 갖는 제2 레이저 빔을 조사하여 상기 편광층을 절단하는 단계;를 포함하며,
    상기 베이스 기재의 내열성은 상기 편광층의 내열성보다 큰, 편광판 절단 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 레이저 빔 및 상기 제2 레이저 빔의 PRF(pulse repetition frequency)는 수 MHz인, 편광판 절단 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 기재의 절단 라인을 따라 상기 제1 레이저 빔이 조사되는 스캔 속도는 3 내지 6m/sec이며,
    상기 편광층의 절단 라인을 따라 상기 제2 레이저 빔이 조사되는 스캔 속도는 3 내지 6m/sec인, 편광판 절단 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 기재는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과 PI(polyimide) 필름이 적층된, 편광판 절단 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 편광층은 폴리비닐알코올(PVA: Poly Vinyl Alcohol)을 포함하는, 편광판 절단 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 편광판을 절단하는 편광판 절단 장치는,
    레이저 빔(laser beam)을 방출하는 레이저 발생부;
    상기 레이저 발생부로부터 방출되는 레이저 빔을 반사하기 위한 회전 미러(mirror) 및 상기 회전 미러가 장착된 하우징을 포함하는 스캐너;
    상기 회전 미러로부터 반사되는 레이저 빔을 집광하는 집광 렌즈; 및
    상기 집광 렌즈에 의해 집광된 레이저 빔이 조사되며, 편광판이 장착되는 장착부;를 포함하며, 상기 장착부는 상기 편광판이 절단되는 동안 상기 스캐너에 대해서 위치가 고정되는, 편광판 절단 방법.
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