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1、(10)申请公布号 CN 102284791 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102284791 A *CN102284791A* (21)申请号 201110166037.8 (22)申请日 2011.06.15 10-2010-0056611 2010.06.15 KR 10-2011-0045795 2011.05.16 KR B23K 26/36(2006.01) B23K 26/04(2006.01) (71)申请人 株式会社 LG 化学 地址 韩国首尔 申请人 株式会社 NS (72)发明人 黄晋燮 张应镇 李裕潣 李世镕 (74)专利代理机构 北京北翔知识产权。
2、代理有限 公司 11285 代理人 郑建晖 杨勇 (54) 发明名称 利用激光的膜片卷切割设备 (57) 摘要 一种利用激光的膜片卷切割设备， 包括 ： 激光 束源， 其被固定至框架 ； 头部模块， 其被安装至所 述框架， 以能够独立于所述激光束源移动， 并具有 用于接收从激光束源供应的激光束的激光接收单 元以及用于将激光束发射至膜片卷的激光喷嘴 ； 以及光束准直构件， 其被安装至所述框架， 以被设 置在所述激光束源和所述头部模块的激光接收单 元之间。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附。
3、图 4 页 CN 102284800 A1/1 页 2 1. 一种利用激光的膜片卷切割设备， 包括 ： 激光束源， 其被固定至框架 ； 头部模块， 其被安装至所述框架， 以能够独立于所述激光束源移动， 并具有用于接收从 激光束源供应的激光束的激光接收单元以及用于将激光束发射至膜片卷的激光喷嘴 ； 以及 光束准直构件， 其被安装至所述框架， 以被设置在所述激光束源和所述头部模块的激 光接收单元之间。 2. 权利要求 1 的利用激光的膜片卷切割设备， 还包括一个或多个设置在所述激光束源 和所述激光接收单元之间的光学反射单元， 其中所述光束准直构件被设置在所述光学反射单元之间。 3. 权利要求 2 。
4、的利用激光的膜片卷切割设备， 其中所述光学反射单元包括偏光激光控制单元， 用于改变由所述激光束源输出的激光 束的线性偏光成分的角度， 以及 其中所述光束准直构件被设置在所述激光束源和所述偏光激光控制单元之间。 4. 权利要求 1 的利用激光的膜片卷切割设备， 其中所述光束准直构件包括 ： 凸透镜单元， 由所述激光束源输出的激光束通过该凸透镜单元会聚 ； 以及 凹透镜单元， 用于将穿过凸透镜单元的激光束转换为平行光束。 5. 权利要求 4 的利用激光的膜片卷切割设备， 其中所述凸透镜单元被容纳在第一壳体中， 所述凹透镜单元被容纳在第二壳体内， 以 及 其中所述第一壳体通过旋拧与所述第二壳体联结。。
5、 6. 权利要求 4 的利用激光的膜片卷切割设备， 其中所述凸透镜单元具有一对凸透镜 片， 该对凸透镜片分别具有彼此间隔且彼此面对的平坦表面。 7. 权利要求 4 的利用激光的膜片卷切割设备， 其中所述凹透镜单元具有一对凹透镜 片， 该对凹透镜片分别具有彼此间隔且彼此面对的平坦表面。 8. 权利要求 1 的利用激光的膜片卷切割设备， 其中所述胶皮卷是偏光膜片卷。 9. 权利要求 1 的利用激光的膜片卷切割设备， 其中所述膜片卷是用于三维图像显示装 置的图案相位差膜片卷。 权 利 要 求 书 CN 102284791 A CN 102284800 A1/6 页 3 利用激光的膜片卷切割设备 00。
6、01 相关申请的互相参引 0002 本申请要求分别于 2010 年 6 月 15 日和 2011 年 5 月 16 日向韩国知识产权局提交 的韩国专利申请No.10-2010-0056611和10-2011-0045795的优先权， 所述韩国专利申请的 全文在此以引用的方式纳入本文。 技术领域 0003 示例性实施方案涉及一种利用激光的膜片卷 (filmroll) 切割设备， 并且更具体 地， 涉及一种利用激光切割偏光膜片卷的膜片卷切割设备。 背景技术 0004 通常， 液晶显示器包括作为主要部件的液晶面板， 该液晶面板由一对透明绝缘基 底组成， 每个基底都具有液晶层和电场， 该电场产生被插在。
7、彼此相向的液晶层之间的电极。 液晶分子的取向通过改变产生电极的电场之间的电场来人工地调整。在这一过程中， 使用 变化的光透射可以显示各种图像。 0005 允许液晶显示器的液晶取向的改变可视的偏光胶卷被分别设置在液晶面板的上 下表面处。 该液晶显示器根据设置在液晶面板的上下表面处的偏光膜片的透射轴线的布置 以及根据液晶的布置特征， 确定光透射的程度。 0006 通过本领域中公知方法生产的卷型偏光膜片应根据对应的液晶显示器的尺寸由 机械切割机器 ( 例如， 冲切机或超音波切割机 ) 来切割。 0007 然而， 在使用机械切割机器(诸如， 冲切机或超音波切割机)来切割偏光膜片卷的 情况下， 切割表面。
8、是被斜切的， 产生大量的导致额外的工序和环境成本的灰尘。 这使得生产 成本上升且生产率下降。为了解决这一问题， 目前已研发了一种利用激光切割偏光膜片卷 的装置。 0008 通常， 利用激光切割膜片卷 ( 诸如， 偏光膜片卷 ) 的膜片卷切割 设备被配置为使 得膜片卷切割设备的整个激光相关的系统切割膜片卷， 同时在膜片卷的长度和 / 或宽度方 向上移动。 0009 常规膜片卷切割设备存在的问题是 ： 在激光相关系统整体地移动时， 切割的精确 性和高速工作性能降低。 为了解决这一问题， 可切割膜片卷的激光切割装置， 仅头部模块是 移动的， 而激光束源固定， 如韩国公开的专利申请 No.2010-0。
9、035448 和 2010-0035449 中所 公开的。 0010 然而， 在切割膜片卷的同时激光束源被固定且头部模块移动的常规激光切割装置 中， 由于激光束源和头部模块之间的间隙 L 增加， 发射光束到达膜片卷表面的角度变化， 这 使得光束的强度变化。 因此， 如果使用常规激光切割装置， 膜片卷的切割表面会具有不同的 状态， 这降低了切割过程的可靠性。另外， 使用常规激光切割装置切割的膜片 ( 片材 ) 很容 易弯曲。 说 明 书 CN 102284791 A CN 102284800 A2/6 页 4 发明内容 0011 示例性实施方案旨在解决现有技术的问题， 因此示例性实施方案旨在提供。
10、一种具 有改进结构的利用激光的膜片卷切割设备， 在该改进的结构中， 激光束源被固定并且头部 模块可移动， 并且该设备可保持发射激光束角度的一致， 即使头部模块和激光束源之间的 间隙发生变化。 0012 在一方面， 示例性实施方案提供一种利用激光的膜片卷切割设备， 其包括 ： 激光束 源， 其被固定至框架 ； 头部模块， 其被安装至所述框架， 以能够独立于所述激光束源移动， 并 具有用于接收从激光束源供应的激光束的激光接收单元以及用于将激光束发射至膜片卷 的激光喷嘴 ； 以及光束准直构件， 其被安装至所述框架， 以被设置在所述激光束源和所述头 部模块的激光接收单元之间。 0013 优选地， 根据。
11、示例性实施方案的利用激光的膜片卷切割设备还包括一个或多个设 置在所述激光束源和所述激光接收单元之间的光学反射单元， 其中所述光束准直构件被设 置在所述光学反射单元之间。 0014 优选地， 所述光学反射单元包括偏光激光控制单元， 用于改变由所述激光束源输 出的激光束的线性偏光成分的角度， 以及其中所述光束准直构件被设置在所述激光束源和 所述偏光激光控制单元之间。 0015 优选地， 所述光束准直构件可包括 ： 凸透镜单元， 由所述激光束源输出的激光束通 过该凸透镜单元会聚 ； 以及凹透镜单元， 用于将穿过凸透镜单元的激光束转换为平行光束。 0016 优选地， 所述凸透镜单元被容纳在第一壳体中，。
12、 所述凹透镜单元被容纳在第二壳 体内， 以及其中所述第一壳体通过旋拧与所述第二壳体联结。 0017 优选地， 所述凸透镜单元具有一对凸透镜片， 该对凸透镜片分别具有彼此间隔且 彼此面对的平坦表面。 0018 优选地， 所述凹透镜单元具有一对凹透镜片， 该对凹透镜片分别具有彼此间隔且 彼此面对的平坦表面。 0019 优选地， 所述胶皮卷是偏光膜片卷或用于三维图像显示装置的图案相位差膜片 卷。 0020 根据示例性实施方案的利用激光的膜片卷切割设备可均匀地处理膜片卷 ( 或偏 光膜片卷 )， 以具有均匀的切割表面， 由此提高切割过程的可靠性和切割膜片 ( 或切割偏光 膜片 ) 的质量。 附图说明 。
13、0021 从参照附图对实施方案进行的以下描述中会明白本发明的其他目的和方面。 这些 附图示出了根据示例性实施方案利用激光的膜片卷切割设备。 然而， 应理解， 本发明并不限 于在附图中描绘的部件或器件。在附图中 ： 0022 图 1 是示出常规激光切割单元的光学反射单元和激光接收单元之间的激光束变 化的示意图 ； 0023 图 2 是示出根据一个示例性实施方案的利用激光的膜片卷切割系统的示意图 ； 0024 图 3 是示出根据一个示例性实施方案的利用激光的膜片卷切割设备的示意性立 体图 ； 说 明 书 CN 102284791 A CN 102284800 A3/6 页 5 0025 图 4 是。
14、示出图 3 中光束准直构件的实例的示意图 ； 0026 图 5 是示意性示出图 4 中光束准直构件的整体配置的截面图 ； 0027 图 6 是示意性示出图 4 中光束准直构件的另一实例的截面图 ； 0028 图 7 是根据示例性实施方案的激光系统的布置的示意图 ； 以及 0029 图8是图7中第三光学反射单元和激光接收单元之间产生的平行光束的示意图。 具体实施方案 0030 在下文详细描述中使用的术语是为了方便， 并不旨在限制本发明。诸如 “右” 、 “左” 、“上表面” 和 “下表面” 的术语表示在附图中所指的相应方向。诸如 “向内” 、“向外” 的术 语分别表示指向或远离各指定设备、 系统。
15、或构件的几何中心的方向。诸如 “前” 、“后” 、“上” 、 “下” 的术语及其相关词语或短语表示术语所指的附图中的位置和取向， 并不旨在限制本发 明。这些术语包括上述的词语及它们的派生词和同义词。 0031 示例性实施方案将参照附图来描述。 0032 图 2 是示出根据示例性实施方案的膜片卷切割系统的示意图。 0033 参考图 2， 膜片卷切割系统 1 包括 ： 展开装置 10， 用于旋转地支撑和供应偏光膜片 卷， 该偏光膜片卷被绕成卷状态 ； 跳动 (dancer) 装置 20， 用于使由展开装置 10 供应的偏光 膜片卷 F 展开变平， 并在偏光膜片卷 F 停止或移动时将偏光膜片卷 F 。
16、的张力控制至一预定 水平 ； 横进给 (infeed) 装置 30， 用于以给定速度始终如一地传送被跳动装置 20 展开的偏 光膜片卷并确定偏光膜片卷在行进方向上的精确尺寸 ； 标记检查装置 40， 用于标记并检查 由横进给装置30传送的偏光膜片卷上的切割部分(例如， 宽度方向上的切割线或标记线) ； 激光切割机器 50， 用于通过激光束沿标记检查装置 40 标记的标记线来切割偏光膜片卷 F ； 输出装置 60， 用于输出由激光切割机器 50 切割偏光膜片卷 F 获得的偏光膜片 ； 以及， 包装 装置 70， 用于在偏光膜片已被传送并放入包装容器后来包装由输出装置 60 输出的偏光膜 片。 0。
17、034 展开装置 10、 跳动装置 20、 横进给装置 30、 标记检查装置 40、 输出装置 60 以及包 装装置 70 可采用偏光膜片卷切割系统 1 的通常配置， 且在此不对它们进行详细描述。 0035 在该实施方案中描述的膜片卷 F 是用于显示装置的偏光膜片卷或者是用于三维 图像显示装置的图案相位差膜片(patterned retarder)卷。 然而， 膜片卷F可以包括包装、 工业材料、 含有乙烯基的化合物 和其他片材型膜片， 如本领域内技术人员所公知的。 0036 图 3 是示出根据示例性实施方案的利用激光的膜片卷切割设备的示意图。图 3 还 可以是图 2 中激光切割机器 50 的概。
18、念图。 0037 参考图3， 膜片卷切割设备100包括 ： 被安装至框架110的激光束源122 ； 光学反射 组件 124， 被安装至框架 110 以改变从激光束源 122 发射的光束的方向 ； 以及， 被安装至移 动块118的头部模块125， 该移动块被安装为能够通过安装至框架110的线性电机111在膜 片卷的宽度和 / 或长度方向上进行往复运动， 并且该头部模块具有朝向膜片卷 F 照射激光 束的激光喷嘴 129 和可从光学反射组件 124 的端部接收激光束的激光接收单元 127。 0038 激光束源 122 使用公认的可用于膜片卷 F 的厚度范围的 CO2激光， 使得不会出现 切口或不完美。
19、的标记。 然而， 应充分理解， 可以使用在本领域内已知的或将研发的任何类型 的光束产生装置来作为激光束源 122。 说 明 书 CN 102284791 A CN 102284800 A4/6 页 6 0039 光学反射组件 124 由多个反射器组成， 且包括 ： 第一光学反射单元 126， 其被安 装在激光束源 122 的端部， 以改变由激光束源 122 发射的光束的方向 ； 第二光学反射单元 128， 其被设置为与第一光学反射单元 126 正交 ； 以及， 第三光学反射单元 121， 其被安装为 与头部模块 125 的激光接收单元 127 相对应。因此， 头部模块 125 的激光接收单元 。
20、127 被 设置在与第三光学反射单元121相同的线上。 为此， 即使头部单元125在沿着线性电机111 的膜片卷 F 的宽度方向上移动， 通过第三光学反射单眼 121 输出的激光束可以稳定地被传 送到头部模块 125 的激光接收单元 127。 0040 第一光学反射单元 126 用作偏光激光控制单元， 其改变由激光束源 122 输出的光 束的线性偏光成分的角度。为此， 第一光学反射单元 126 具有一个反射器， 通过该反射器， 从激光束源122输出的光束B的线性偏光成分从竖直状态相对于竖直线倾斜一个预定的偏 光角度。 0041 第二光学反射单元 128 用作光束传送单元， 其将由第一光学反射单。
21、元 126 输出的 激光束传送至激光喷嘴129。 第二反射单元128具有一个反射器， 该反射器将从第一光学反 射单元 126 输出的光束 B 传送至第三光学反射单元 121。 0042 第三光学反射单元 121 具有水平反射器， 该水平反射器将由激光束源 122 输出的 激光束反射至水平方向。 0043 被安装至头部模块 125 的激光接收单元 127 具有一个竖直反射器， 其将由第三光 学反射单元 121 反射的激光束反射至朝向激光喷嘴 129 的竖直方向。 0044 根据这一实施方案的利用激光的膜片卷切割设备 100 包括光束准直构件 180， 其 设置在激光束源 122 和第三光学反射单。
22、元 121 之间， 以将由激光束源 122 输出的光束校准 为平行光束。 0045 头部模块 125 被设置为与联结至线性电机 111 的移动块 118 垂直， 使得激光喷嘴 129 朝向膜片卷 F 定向。如有必要， 头部模块 125 可被配置为不仅在膜片卷 F 的宽度方向上 移动， 还在其长度方向上移动， 如本领域内技术人员所易见的。 0046 框架 110 包括基底框架 112、 被联结至基底框架 112 的多个支撑框架 114， 以及一 个被安装至支撑框架 114 的主框架 116. 一个用于传送与膜片卷 F 分离的偏光膜片的传送 器 ( 未示出 ) 被设置在主框架 116 的内部空间中。
23、。另外， 前述激光切割机器的主要部件被 安装至主框架 116 的上表面处。 0047 一个用于传送膜片卷的传送装置(未示出)和一个用于吸收待被固定的切割膜片 卷的真空吸收装置被安装至所述框架。另外， 一个用于移除在切割膜片卷时产生的副产品 的副产品移除装置 ( 未示出 ) 被安装至框架 110。 0048 图 4 是图 3 中光束准直构件的实例的示意图。 0049 参考图 4， 光束准直构件 180 包括凸透镜单元 182 和凹透镜单元 184， 由激光束源 122输出的激光束通过凸透镜单元182会聚， 所述凹透镜单元184被设置为远离凸透镜单元 182 一预定距离， 并将穿过凸透镜单元 18。
24、2 的激光束的路径改变为发散方向， 使得会聚的光 束变成平行光束。 0050 图 5 是示意性示出图 4 中光束准直构件的整体配置的截面图。 0051 参考图 5， 光束准直构件 180 包括第一壳体 181 和第二壳体 183， 这两个壳体具有 通过旋拧彼此联结的中空管道形状。 说 明 书 CN 102284791 A CN 102284800 A5/6 页 7 0052 第一壳体 181 具有设置在其任一端的外周表面处的第一联结单元 185， 以便通过 旋拧与第二壳体 183 的第二联结单元 187 联结。第一壳体 181 容纳具有两个凸表面的凸透 镜单元182的凸透镜。 为此， 第一壳体。
25、181具有接收在内孔上突出的凸透镜的第一插入部分 81。凸透镜的两面分别通过一对第一固定螺母 186 被调整， 该对第一固定螺母 186 分别被 成形为在其外侧上具有一螺纹， 使得在第一壳体181的内孔上形成的螺纹83与之相联结。 0053 第二壳体 183 具有在其一端的内周表面处形成的第二联结单元 187， 使得第二联 结单元 187 通过旋拧与第一壳体 181 的第一联结单元 185 联结。第二壳体 183 容纳具有两 个凹表面的凹透镜单元184的凹透镜。 为此， 第二壳体183具有接收在第二壳体183的内孔 上突出的凹透镜的第二插入部分 85。凹透镜的两面分别通过一对第二固定螺母 18。
26、8 调整， 所述第二固定螺母外侧上形成有一螺纹， 使得在第二壳体 183 的内孔上形成的第二螺纹与 之相联结。 0054 尽管已阐释了第一壳体 181 的第一联结单元 185 具有凸形螺纹， 第二壳体 183 的 第二联结单元 187 具有凹形螺纹， 但是它们可以以相反的方式来配置， 如本领域内技术人 员所公知的。 0055 图 6 是示意性示出图 4 中光束准直构件的另一实例的截面图。图 6 中以与图 5 中 相同的参考标记来表示的部件表示具有相同功能的相同构件。 0056 参考图6， 根据改进实施方案的光束准直构件280包括 ： 凸透镜单元285， 其具有一 对凸透镜片 282 和 284。
27、， 该对凸透镜片分别具有相互间隔且相互面对的平坦表面 ； 以及， 凹 透镜单元 287， 其具有一对凹透镜片 286 和 288， 该对凹透镜片分别具有相互间隔且相互面 对的平坦表面。 0057 换句话说， 根据这一实施方案的光束准直构件 280 包括设置在第一壳体 281 的第 一插入部分202和第二壳体283的第二插入部分204中的间隙保持突出物206和208， 以保 持凸透镜片 282、 284 之间和凹透镜片 286、 288 之间的间隙。 0058 由激光束源 122 输出的具有预定发散角度的光束 B 在穿过凸透镜单元 182 时将 它们的路径改变至会聚方向， 并随后在穿过凹透镜单元。
28、 184 时将它们的路径朝发散方向改 变， 以变成平行光束。 0059 图 7 是示出根据示例性实施方案的激光系统布置的示意图， 图 8 是示出在图 7 中 的第三光学反射单元和激光接收单元之间产生的平行光束的示意图。 0060 如图 7 和 8 所示， 由激光束源 122 输出的激光束在穿过光束准直构件 180 时改变 为平行光束， 并且平行光束在第三光学反射单元 121 和激光接收单元 127 处以相同强度传 送。因此， 激光束可以保持相同的强度， 而不管第三光学反射单元 121 和被安装至远离第三 光学反射单元 121 移动的头部模块 125 的激光接收单元 127 之间的距离 L 有多。
29、大。因此， 膜片卷 F 的切割表面可以被一致地处理， 这可以提高切割质量和切割过程的可靠性。 0061 换句话说， 如图1所示， 不具有光束准直构件的常规激光系统根据距离L以不同程 度来处理膜片卷， 因为光束 B1 的强度根据水平反射器和竖直反射器之间的距离 L 变化。然 而， 如果激光系统采用光束准直构件， 如本公开内容所述的， 光束 B 的强度并不会根据第三 光学反射单元 121 和激光接收单元 127 之间的距离 L 变化， 因此， 膜片卷的切割表面可以被 均匀地处理。另外， 根据示例性实施方案的利用激光的膜片卷切割设备 100 处理膜片卷， 以 具有被均匀处理的切割表面， 这防止了切割。
30、膜片或膜片卷的边缘弯曲， 由此提高了切割膜 说 明 书 CN 102284791 A CN 102284800 A6/6 页 8 片的质量。 0062 以上描述和附图阐释了本发明的优选实施方案， 应理解， 在不偏离权利要求书限 定的本发明的精神和范围的情况下， 可以做出各种变型、 组合和 / 或替代。具体地， 本领域 内技术人员应理解， 本发明可以通过使用在本发明范围内的其他元件、 材料和部件来实施， 以具有不同的特定形状、 结构、 布置或比例。本领域内技术人员还应理解， 本发明可被用于 特别适于本发明原理内的特定环境或操作条件的结构、 布置、 比例、 材料和部件的多种变 型。同时， 在本申请。
31、中描述的特征可以单独使用或与其他特征组合使用。例如， 任何关于一 个实施方案描述的特征可一起使用和 / 或作为在另一实施方案中描述的其他特征的替代。 因此， 公开的技术方案并不限制本发明， 而是为了全方面地阐释本发明 ； 本发明的范围由所 附权利要求书来限定而并不限于在此的详细描述。 0063 本领域内普通技术人员应理解， 在本发明的范围内可以对本发明 做出各种变化 和变型。这些变化和变型中的一部分已经在此讨论， 但其他变化对于本领域内普通技术人 员来说是明显的。 0064 参考标记 0065 1 ： 膜片卷切割系统 10 ： 展开装置 0066 20 ： 跳动装置 30 ： 横进给装置 00。
32、67 40 ： 标记检查装置 50 ： 激光切割机器 0068 60 ： 输出装置 70 ： 包装装置 0069 110 ： 框架 111 ： 线性电机 0070 112 ： 基底框架 114 ： 支撑框架 0071 116 ： 主框架 118 ： 移动块 0072 122 ： 激光束源 0073 124 ： 光学反射组件 125 ： 头部模块 0074 127 ： 激光接收单元 129 ： 激光喷嘴 0075 180 ： 光束准直构件 。 说 明 书 CN 102284791 A CN 102284800 A1/4 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102284791 A CN 102284800 A2/4 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102284791 A CN 102284800 A3/4 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102284791 A CN 102284800 A4/4 页 12 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102284791 A 。