JP4911724B2 - フィルム部材切断方法及び偏光板製造方法、並びにフィルム部材切断装置及び偏光板製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、基材に積層した位相差フィルムを切断するフィルム部材切断方法及び切断した位相差フィルムを用いて偏光板を作製する偏光板製造方法、並びにフィルム部材切断装置及び偏光板製造装置に関する。

偏光フィルムに対して位相差フィルムを貼り合わせて積層した偏光板は、例えば液晶表示装置を構成する光学部品として用いられている。この偏光板は、ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄｎｅｍＡｔｉｃ：ツィスティッドネマチック）型液晶表示装置、或いは半透過反射型表示装置などでは、偏光フィルムと位相差フィルムとが貼合されて用いられることが多い。このような偏光板において、位相差フィルムの偏光フィルムに対する延伸方向の角度は、15度±10度、75度±10度であり、それらをロールとロールにて貼合しロール状に偏光板を製造することが知られている。

ここで、偏光フィルムに貼合する位相差フィルムを切り出す手段として、トムソン刃を利用したプレス方式や直線的に移動するカッターを備えるなどの切断装置が提案されている（例えば特許文献1，2参照）。
特開平１１−２３１１２９号公報 特開２００１−４７３９４号公報

しかし、偏光フィルムに対して位相差フィルムをシート状に切断して貼合するものであり、15度などの浅い角度では貼合するために切り出す位相差フィルムの形状が非常に細長く大きな平行四辺形になり、それを作製するための切断装置が非常に大きくなってしまい高コストになってしまう。

また、切り出した位相差フィルムの形状が薄く大きな細長い平行四辺形の形状になり、ハンドリングが困難であり、歩留まりが低下する可能性がある。

また、それを回避するためのハンドリング装置が複雑になり、結局高コストになってしまうなどの問題点がある。

この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、位相差フィルムを基材に積層した後、基材を残した状態で位相差フィルムを切断し、ロールフィルム状で搬送できるためハンドリングが良く歩留まり率向上が期待できるフィルム部材切断方法及び偏光板製造方法、並びにフィルム部材切断装置及び偏光板製造装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、搬送ユニットに、基材上に積層した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を巻き出す巻出部と、巻き出されたロール状フィルム部材を巻き取る巻取部とを備え、前記巻き出されたロール状フィルム部材が、前記搬送ユニットと一体で、当該ロール状フィルム部材と直線的に移動可能な刃を備えた切断ステージとが相対的に回転自在であり、前記巻き出されたロール状フィルム部材を吸着固定ステージにより吸着固定し、前記ロール状フィルム部材が前記吸着固定ステージに吸着固定された状態で、前記基材上に積層された前記位相差フィルムを前記刃により前記基材上に残した状態で任意の角度に切断し、前記切断された位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を前記巻取部により巻き取ることを特徴とするフィルム部材切断方法である。

請求項２に記載の発明は、前記巻き出されたロールフィルム部材が前記搬送ユニットと一体で、少なくとも１５度±１０度の範囲で回転自在であることを特徴とする請求項１に記載のフィルム部材切断方法である。

請求項３に記載の発明は、前記刃の位置が調整可能であり、前記位相差フィルムの表面からの前記刃の入り量を一定にして切断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルム部材切断方法である。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルム部材切断方法により切断した基材上に積層した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を用い、前記位相差フィルムとロール状偏光フィルムを貼合し、前記基材を剥離してロール状偏光板を製造することを特徴とする偏光板製造方法である。

請求項５に記載の発明は、基材上に積層した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を巻き出す巻出部と、巻き出されたロール状フィルム部材を巻き取る巻取部とを備える搬送ユニットと、前記巻き出されたロール状フィルム部材を吸着して固定する吸着固定ステージと、直線的に移動可能な刃を備えた切断ステージと、前記巻き出されたロール状フィルム部材が、前記搬送ユニットと一体で、当該ロール状フィルム部材と前記切断ステージとが相対的に回転させる回転手段と、前記ロール状フィルム部材が前記吸着固定ステージに吸着固定された状態で、前記基材上に積層された前記位相差フィルムを前記刃により前記基材上に残した状態で任意の角度に切断する駆動手段と、を備え、前記切断された位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を前記巻取部により巻き取ることを特徴とするフィルム部材切断装置である。

請求項６に記載の発明は、前記巻き出されたロールフィルム部材が前記搬送ユニットと一体で、少なくとも１５度±１０度の範囲で回転自在であることを特徴とする請求項５に記載のフィルム部材切断装置である。

請求項7に記載の発明は、前記切断ステージは、前記刃の位置を調整して刃の入り量を一定にする調整手段を有することを特徴とする請求項5または請求項6に記載のフィルム部材切断装置である。

請求項８に記載の発明は、請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のフィルム部材切断装置により切断した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を用い、
前記位相差フィルムとロール状偏光フィルムを貼合しロール状偏光板を製造することを特徴とする偏光板製造装置である。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１及び請求項５に記載の発明では、高価な装置を使わずに、基材を残した状態で位相差フィルムを切断し、ロール状で搬送できるため、ハンドリングが良く歩留まり良好であり、ロール状偏光フィルムへの貼合に適した位相差フィルムが製造でき、かつ装置サイズが小さくでき、設置面積も小さくできる。

請求項２及び請求項６に記載の発明では、ロール状フィルム部材が、少なくとも１５度±１０度の範囲で回転自在であり、浅い角度で貼合するための位相差フィルムにも対応できる。

請求項3及び請求項7に記載の発明では、位相差フィルムの表面からの刃の入り量を一定にして切断することで、位相差フィルムの切れ残りや基材が全部切れてしまうなどの切断不良をなくすことができる。

請求項４及び請求項８に記載の発明では、切断した基材上に積層した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を用い、位相差フィルムとロール状偏光フィルムを貼合し、基材を剥離して簡単にロール状偏光板を製造することができる。

以下、この発明のフィルム部材切断方法及び偏光板製造方法、並びにフィルム部材切断装置及び偏光板製造装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明は、これに限定されない。

まず、第１の実施の形態を図１乃至図3に基づいて説明する。図1はフィルム部材切断装置の平面図、図2はフィルム部材切断装置の側面図、図3はロール状フィルム部材の切断状態を示す断面図である。

この発明のフィルム部材切断装置1は、装置本体2を有し、この装置本体1には、切断ユニット3と、搬送ユニット4とが備えられている。さらに、フィルム部材切断装置1には切断ユニット駆動手段5、搬送ユニット回転手段6、制御手段7、入力手段8及び位置決めカメラ9が備えられている。制御手段7は、コンピュータなどで構成され、入力手段8からの情報に基づき搬送ユニット回転手段6を駆動し、位置決めカメラ9からの情報に基づき切断ユニット駆動手段5を駆動するが、手動で搬送ユニット回転手段６、切断ユニット駆動手段5を駆動するようにしてもよい。

装置本体2には、吸着固定ステージ25がロール状フィルム部材40と同じ幅に設けられ、このロール状フィルム部材40が位置する部分に対応して部屋20が設けられ、さらに部屋20に連通して吸引孔21が多数形成されている。この部屋20には、パイプ22を介して真空ポンプ23が接続され、切断時に真空ポンプ23の駆動によってロール状フィルム部材40を吸着固定ステージ25の表面25ａに吸着して動かないように固定する。

ロール状フィルム部材40は、基材40ａ上に、粘着層40ｂ、位相差フィルム40ｃ、粘着層40ｄ、保護フィルム40ｅが順に積層されている。例えば、基材40ａが10μｍ〜200μｍ、粘着層40ｂが3μｍ〜50μｍ、位相差フィルム40ｃが5μｍ〜100μｍ、粘着層40ｄが3μｍ〜50μｍ、保護フィルム40ｅが10μｍ〜100μｍの厚さに形成されているが、この層構成や厚さに限定されない。

切断ユニット3は、切断ステージ30、ガイドレール31、刃32を有する。切断ステージ30は、ガイドレール31に移動可能に設けられ、この切断ステージ30に刃32が下方に向けて設けられている。切断ステージ30は、ロール状フィルム部材40の上方位置を、矢印方向Ａ，Ｂにスライドして往復移動可能に設けられている。この切断ステージ30は、切断ユニット駆動手段5によって移動される。切断ユニット駆動手段5は、例えばモータ50、走行ローラ51などで構成され、モータ50により走行ローラ51が回転してガイドレール31を走行し、切断ステージ30がガイドレール31にガイドされて移動する。

切断ステージ30によって刃32が一体に直線的に移動し、図3に示すように、基材40ａ上に積層された位相差フィルム40ｃを刃32により基材40ａ上に残した状態で任意の角度に切断するが、刃32の入り量は保護フィルム40ｅから粘着層40ｄ、位相差フィルム40ｃ、粘着層40ｂ及び基材40ａの一部40ａ1まで切断された深さであり、基材40ａの一部40ａ2は切断されないで残っている。

搬送ユニット4は、ロール状フィルム部材40を搬送して巻き取り可能に構成され、装置本体2の一方側には、ロール状フィルム部材40を巻き出す巻出部41が配置され、一方側には、ロール状フィルム部材40を巻き取る巻取部42が配置されている。巻出部41からガイドローラ43を介して巻き出されるロール状フィルム部材40は、吸着固定ステージ25の表面25ａ上をスライドして搬送され、巻取部42にガイドローラ44を介して巻き取られる。この巻き取りは、巻取部42に設けられる巻取モータ45の駆動によって行うようになっている。

ロール状フィルム部材40と、切断ステージ30とは、図１に示すように、相対的に回転自在であり、この実施の形態では、搬送ユニット4が搬送ユニット回転手段6よってロール状フィルム部材40と一体に回転され、ロール状フィルム部材40は支点Ｏ１を中心して少なくとも15度±10度の範囲で回転自在である。

次に、このフィルム部材切断装置1の作動を図1に基づき説明する。入力手段8からロール状フィルム部材40の回転情報を入力する。この回転情報に基づき制御手段7は、搬送ユニット回転手段6よって搬送ユニット4が駆動し、これにより搬送ユニット4がロール状フィルム部材40と一体に回転され、ロール状フィルム部材40は支点Ｏ１を中心して少なくとも15度±10度の範囲で回転自在であり、浅い角度で貼合するための位相差フィルムにも対応できる。

制御手段7により真空ポンプ23を駆動してロール状フィルム部材40を吸着固定ステージ25の表面25ａに吸着して動かないように固定する。そして、制御手段7により切断ユニット駆動手段5が切断ステージ30を駆動し、刃32が直線的に矢印方向Ａに移動し、基材40ａ上に積層された位相差フィルム40ｃを刃32により基材40ａ上に残した状態で任意の角度に切断する。

この切断ステージ30が直線的に矢印方向Ａに移動して切断後に、切断ステージ30に上方へ移動して刃32をロール状フィルム部材40の上方へ待避させ、切断ステージ30を矢印方向Ｂに移動して元の位置に復帰する。この復帰をセンサＳ1が検知すると、制御手段7により真空ポンプ23の駆動を停止してロール状フィルム部材40の吸着を解除し、巻取モータ４５を駆動する。

この巻取モータ45の駆動により巻出部41からガイドローラ43を介して巻き出されるロール状フィルム部材40は、吸着固定ステージ25の表面25ａ上をスライドして搬送され、巻取部42にガイドローラ44を介して巻き取られる。

この巻き取りによって位置決めカメラ9が基材40ａ上に積層された位相差フィルム40ｃの切断位置を検出すると、この切断位置情報に基づき制御手段7が巻取モータ45の駆動を停止し、真空ポンプ23を駆動してロール状フィルム部材40を吸着固定ステージ25に吸着し、切断ユニット駆動手段5を駆動する。この切断ユニット駆動手段5が切断ステージ30を駆動することで、刃32を切断位置にして前記したように刃32が直線的に矢印方向Ａに移動し、基材40ａ上に積層された位相差フィルム40ｃを刃32により基材40ａ上に残した状態で任意の角度に切断し、前記した動作を繰り返して切断し、ロール状フィルム部材40が巻取部42に巻き取られる。

このように、基材40ａ上に積層した位相差フィルム40ｃを有するロール状フィルム部材40と、直線的に移動可能な刃32を備えた切断ステージ30とが、相対的に回転自在に動作することで、高価な装置を使わずに、ロール状フィルム部材40は基材40ａを残した状態で位相差フィルム40ｃを切断し、ロール状で搬送できるため、ハンドリングが良く歩留まり良好であり、ロール状偏光フィルムへの貼合に適した位相差フィルムが製造でき、かつ装置サイズが小さくでき、設置面積も小さくできる。

なお、この実施の形態では、ロール状フィルム部材40を搬送し、刃32が常に矢印方向Ａに移動するときに、基材40ａ上に積層された位相差フィルム40ｃを刃32により基材40ａ上に残した状態で任意の角度に切断するようにしているが、刃32が矢印方向Ａに移動するときに切断し、ロール状フィルム部材40を搬送し、矢印方向Ｂに移動するときにも切断するようにしてもよく、往復移動で切断することで生産性が向上する。

この実施の形態では、図4及び図5に示すように、吸着固定ステージ25の表面25ａからの刃32の距離Ｄ1を調整して刃32の入り量Ｄ2を一定にする調整手段7が備えられる。

図4の実施の形態の調整手段7は、刃32に固定された追従ローラ7ａで構成され、この刃32は切断ステージ30に上下動可能で位置を調整するように設けられている。追従ローラ7ａは、保護フィルム40ｅの表面上を回転して移動し、刃32の先端32ａと吸着固定ステージ25の表面25ａからの距離Ｄ1を調整し、刃32によって切断する箇所のステージ状況にかかわらず、常に保護フィルム40ｅの表面からの刃32の入り量Ｄ2が維持できる。

ロール状フィルム部材40を吸着固定する吸着固定ステージ25の表面25ａの平面度は、ロール状フィルム部材40が大きくなるほど精度を出すのは困難となり、かつ高価なものになってしまうが、刃32の入り量Ｄ2を一定にして切断することで、位相差フィルム40ｃの切れ残りや基材40ａが全部切れてしまうなどの切断不良をなくすことができる。

図5は実施の形態の調整手段7は、刃32に支持部材7ｂを介して固定された追従ローラ7ｃで構成され、この刃32は切断ステージ30に上下動可能に位置を調整するように設けられている。追従ローラ7ｃは、吸着固定ステージ25の表面25ａ上を回転して移動し、刃32の先端32ａと吸着固定ステージ25の表面25ａからの距離Ｄ1を調整し、刃32によって切断する箇所のステージ状況にかかわらず、常に保護フィルム40ｅの表面からの刃32の入り量Ｄ2が維持できる。

次に、第2の実施の形態を図6乃至図8に基づいて説明する。図6はフィルム部材切断装置の平面図、図7はロール状フィルム部材の切断状態を示す側面図、図8はロール状フィルム部材の切断状態を示す拡大図である。

この発明のフィルム部材切断装置1の装置本体2には、切断ユニット3と、搬送ユニット4とが備えられている。さらに、フィルム部材切断装置1には、切断ユニット駆動手段5、切断ユニット回転手段60、制御手段7、入力手段8及び位置決めカメラ9が備えられている。

この実施の形態の切断ユニット3と、搬送ユニット4は、前記した図1乃至図5に示す実施の形態と同様に構成され、同様に作動するが、切断ユニット3が回転レール35によって支点Ｏ2を中心して少なくとも15度±10度の範囲で回転自在である。

この実施の形態では、入力手段8からロール状フィルム部材40の回転情報を入力すると、この回転情報に基づき制御手段7は、切断ユニット回転手段60を駆動する。この切断ユニット回転手段60によって切断ユニット3が支点Ｏ１を中心して少なくとも15度±10度の範囲で回転する。この実施の形態でも、ボタンやダイヤルなどの入力手段8を備え、制御手段7により切断ユニット3を回転しているが、手動で切断ユニット3を回転するようにしてもよい。

また、切断ユニット3は、刃32が切断ステージ30に上下動可能に設けられ、追従ローラ7ｄが刃32に設けられている。この追従ローラ7ｄは、ロール状フィルム部材40の表面上を回転して移動し、刃32によって切断する箇所のステージ状況にかかわらず、常にロール状フィルム部材40の表面からの刃32の入り量Ｄ2が維持できる。

この実施の形態では、装置本体2の表面2ａと吸着固定ステージ25の表面25ａとの段差Ｄ3よりロール状フィルム部材40の表面からの刃32の入り量Ｄ2が小さく設定され、切断時に刃32が装置本体2の表面2ａと干渉しないようにすると共に、吸着固定ステージ25の表面25ａと干渉しないようになっている。

次に、位相差フィルムとロール状偏光フィルムを貼合しロール状偏光板を製造する偏光板製造装置を、図9乃至図12に基づいて説明する。図9は偏光板製造装置の平面図、図10は偏光板製造装置の側面図、図11は切断したロール状フィルム部材を示す図、図12はロール状偏光板を製造する工程を示す図である。

この実施の形態の偏光板製造装置100は、図1乃至図8に示す実施の形態でロール状フィルム部材40は、図11に示すように切断され、このロール状フィルム部材40とロール状偏光フィルム80は、図9に示すように、15度などの浅い角度では貼合するようになっており、位相差フィルムの形状が非常に細長く大きな平行四辺形になる。

巻出部201からガイドローラ202を介して巻き出されるロール状偏光フィルム80は、例えば、保護層を含み、20μｍ〜300μｍの厚さに構成される。

巻出部301からガイドローラ302を介して巻き出されるロール状フィルム部材40は、保護フィルム40ｅが剥離ローラ303を介して剥離されて巻取部304により巻き取られる。保護フィルム40ｅが剥離されたロール状フィルム部材40は、位相差フィルム40ｃが粘着層40ｄにより貼合ローラ305を介してロール状偏光フィルム80に貼合され、この位相差フィルム40ｃが貼合されたロール状偏光フィルム80は、巻取部203にガイドローラ204を介して巻き取られる。一方、位相差フィルム40ｃから剥離された粘着層40ｂ、基材40ａはガイドローラ307を介して巻取部306により巻き取られる。

このように、切断した基材40ａ上に積層した位相差フィルム40ｃを有するロール状フィルム部材40を用い、位相差フィルム40ｃとロール状偏光フィルム80を貼合し、基材40ａを剥離して簡単にロール状偏光板を製造することができる。

この発明は、基材に積層した位相差フィルムを切断するフィルム部材切断方法及び切断した位相差フィルムを用いて偏光板を作製する偏光板製造方法、並びにフィルム部材切断装置及び偏光板製造装置に適用でき、位相差フィルムを基材に積層した後、基材を残した状態で位相差フィルムを切断し、ロールフィルム状で搬送できるためハンドリングが良く歩留まり率向上が期待できる。

フィルム部材切断装置の平面図である。 フィルム部材切断装置の側面図である。 ロール状フィルム部材の切断状態を示す断面図である。 刃の入り量を一定にする調整手段の他の実施の形態を示す断面図である。 刃の入り量を一定にする調整手段の他の実施の形態を示す断面図である。 フィルム部材切断装置の平面図である。 ロール状フィルム部材の切断状態を示す側面図である。 ロール状フィルム部材の切断状態を示す拡大図である。 偏光板製造装置の平面図である。 偏光板製造装置の側面図である。 切断したロール状フィルム部材を示す図である。 ロール状偏光板を製造する工程を示す図である。

符号の説明

1 フィルム部材切断装置
2 装置本体
3 切断ユニット
4 搬送ユニット
5 切断ユニット駆動手段
6 搬送ユニット回転手段
7 制御手段
8 入力手段
9 位置決めカメラ
30 切断ステージ
32 刃
40 ロール状フィルム部材
40ａ 基材
40ｃ 位相差フィルム
60 切断ユニット回転手段
80 ロール状偏光フィルム

Claims (8)

1. 搬送ユニットに、基材上に積層した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を巻き出す巻出部と、巻き出されたロール状フィルム部材を巻き取る巻取部とを備え、
   前記巻き出されたロール状フィルム部材が、前記搬送ユニットと一体で、当該ロール状フィルム部材と直線的に移動可能な刃を備えた切断ステージとが相対的に回転自在であり、
   前記巻き出されたロール状フィルム部材を吸着固定ステージにより吸着固定し、
   前記ロール状フィルム部材が前記吸着固定ステージに吸着固定された状態で、前記基材上に積層された前記位相差フィルムを前記刃により前記基材上に残した状態で任意の角度に切断し、
   前記切断された位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を前記巻取部により巻き取ることを特徴とするフィルム部材切断方法。
2. 前記巻き出されたロールフィルム部材が前記搬送ユニットと一体で、少なくとも１５度±１０度の範囲で回転自在であることを特徴とする請求項１に記載のフィルム部材切断方法。
3. 前記刃の位置が調整可能であり、
   前記位相差フィルムの表面からの前記刃の入り量を一定にして切断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルム部材切断方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルム部材切断方法により切断した基材上に積層した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を用い、
   前記位相差フィルムとロール状偏光フィルムを貼合し、前記基材を剥離してロール状偏光板を製造することを特徴とする偏光板製造方法。
5. 基材上に積層した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を巻き出す巻出部と、巻き出されたロール状フィルム部材を巻き取る巻取部とを備える搬送ユニットと、
   前記巻き出されたロール状フィルム部材を吸着して固定する吸着固定ステージと、
   直線的に移動可能な刃を備えた切断ステージと、
   前記巻き出されたロール状フィルム部材が、前記搬送ユニットと一体で、当該ロール状フィルム部材と前記切断ステージとが相対的に回転させる回転手段と、
   前記ロール状フィルム部材が前記吸着固定ステージに吸着固定された状態で、前記基材上に積層された前記位相差フィルムを前記刃により前記基材上に残した状態で任意の角度に切断する駆動手段と、を備え、
   前記切断された位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を前記巻取部により巻き取ることを特徴とするフィルム部材切断装置。
6. 前記巻き出されたロールフィルム部材が前記搬送ユニットと一体で、少なくとも１５度±１０度の範囲で回転自在であることを特徴とする請求項５に記載のフィルム部材切断装置。
7. 前記切断ステージは、前記刃の位置を調整して刃の入り量を一定にする調整手段を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のフィルム部材切断装置。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のフィルム部材切断装置により切断した位相差フィルムを有するロール状フィルム部材を用い、
   前記位相差フィルムとロール状偏光フィルムを貼合しロール状偏光板を製造することを特徴とする偏光板製造装置。