JP4918530B2 - 光学フィルム積層体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主に、光学フィルム積層体の製造方法に関し、より詳しくは、偏光フィルムや光学補償フィルム等の光学フィルムが３層以上積層されてなる光学フィルム積層体の製造方法に関する。

近年、液晶表示装置においては、偏光フィルムのみならず、位相差フィルムや輝度向上フィルムなどの各種光学フィルムが３層以上積層されて用いられることが多く、液晶表示装置以外の画像表示装置においても、複数の光学フィルムが３層以上積層されて使用される場合がある。

このような光学フィルムが３層以上積層された光学フィルム積層体は、偏光フィルムや光学補償フィルムといった３以上の光学フィルムがそれぞれ別々に作成された後、これを貼り合わせ、所定寸法及び所定形状に切断されて製造されるものであるが、該光学フィルム積層体の特性として、各光学フィルムが光学的な指向軸を有するものであるとともに、該光学フィルム積層体を作成する際には、この各光学フィルムの光学的指向軸が所定の角度を成すように各層を積層しなければならないという特性がある。

従来、光学フィルムを３層以上積層して光学フィルム積層体を製造する方法としては、図５に示すように、長尺状に形成された第一乃至第三の光学フィルム１０１、１０２、１０３から、矩形状のフィルム片１１１、１１２、１１３をそれぞれ所定角度で切り抜き、これら矩形状のフィルム片１１１、１１２、１１３を貼り合わせ、得られた積層中間体１０４を所望の形状（例えば、矩形状）となるように細かく切断することによって製品チップ１０５を得る、という方法（以下、単板貼合せ方法ともいう）が検討されている。

このような単板貼合せ方法は、第一乃至第三の各光学フィルムから切断するフィルム片１０１、１０２、１０３の形状さえ同一形状としておけば、そのフィルム片が積層されてなる積層中間体１０４の略全域から製品チップ１０５が得られるものであるため、光学フィルムを３層以上積層する場合であっても、製造工程が極めて簡略であるという利点を有している。

しかしながら、上記のような単板貼合せ方法では、第一乃至第三の各光学フィルムからフィルム片１０１、１０２、１０３を切断した際に、各フィルム片１０１、１０２、１０３には、製品とならない切れ端１１４が非常に多く発生してしまい、各光学フィルムの歩留まりが悪いという問題がある。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光学的指向軸が所定角度を成すようにして３層以上の光学フィルムが積層されてなる光学フィルム積層体を製造する場合において、製造工程をできるだけ簡略化しつつ、光学フィルムの歩留まりを向上させることを目的とする。

本発明は、長尺状に形成され光学的な指向軸を有する第一光学フィルムを第一切断線で順次切断して第一切断片とする第一切断工程と、
該第一切断片を、長尺状に形成され光学的な指向軸を有する第二光学フィルムに積層する第一積層工程と、
得られた積層フィルムを第二切断線で切断して第二切断片とする第二切断工程と、
該第二切断片を、長尺状に形成され光学的な指向軸を有する第三光学フィルムに積層する第二積層工程とを備え、
少なくとも第一光学フィルムと第二光学フィルムと第三光学フィルムとが積層されてなる積層体を所望の形状に切断して製品となる光学フィルム積層体を製造する光学フィルム積層体の製造方法であって、
前記第一切断工程において第一光学フィルムの光学的な指向軸と所定角度で交差するように前記第一切断線の角度を定め、且つ、前記第一積層工程において第二光学フィルムの長手方向と第一切断線とが平行するように第一切断片を配置した際に、第二光学フィルムの幅と第一切断片の幅とが略同幅となるように第一切断線の間隔を定め、
前記第二切断工程において第二光学フィルムの光学的な指向軸と所定角度で交差するように前記第二切断線の角度を定め、且つ、前記第二積層工程において第三光学フィルムの長手方向と第二切断線とが平行するように第二切断片を配置した際に、第三光学フィルムの幅と第二切断片の幅とが略同幅となるように第二切断線の間隔を定めることを特徴とする光学フィルム積層体の製造方法を提供する。

斯かる構成による本発明の光学フィルム積層体の製造方法によれば、前記第一切断工程において切断される第一切断片が、第二光学フィルムへの積層の際に略同幅となるように第一切断線の間隔を定めることにより、該第一光学フィルム全体を積層体として用いることができ、しかも、前記第二切断工程において切断される第二切断片が、第三光学フィルムへの積層の際に略同幅となるように第二切断線の間隔を定めることによって第二光学フィルム、及び該第二光学フィルムに積層された第一光学フィルム（第一切断片）の全体を積層体の作成に用いることができる。そして、これら第一乃至第三光学フィルムが積層された状態の積層体は、その後、所望の製品形状に細かく切断されることとなるが、前記第一光学フィルムの継ぎ目、及び前記第二光学フィルムの継ぎ目を除き、略全域に亘って製品チップを切り取ることができる。

さらに、本発明は、前記積層体を所望の形状に切断する際、貼り合わされた第二切断片の継ぎ目（即ち、第二光学フィルムの境界）に沿った第三切断線で前記第三光学フィルムを切断して積層中間体を作成し、該積層中間体を製品形状に切断することを特徴とする前記光学フィルム積層体の製造方法を提供する。

このように、第二切断片の継ぎ目（即ち、第二光学フィルムの境界）に沿うような第三切断線で前記第三光学フィルムを切断して積層中間体とすることにより、該第三切断線と前記第二切断片の継ぎ目（即ち、第二光学フィルムの境界）とが一致するため、積層中間体を作成する場合において、第三切断線による切断での歩留まり低下を防止することができる。

尚、本発明において、第一、第二及び第三とは、単に、複数の物体を区別して言及するために使用する文言に過ぎず、それらの物体に関する配置の順序や数量等といった他の意義を何ら有するものではない。

以上のように、本発明に係る光学フィルム積層体の製造方法によれば、従来の単板貼り合せ方法と比較して、長尺の光学フィルムから直接切り取られるフィルム片の枚数が少なくなることから製造工程が簡略化されるとともに、各光学フィルムの歩留まりが向上し、全体として生産効率が大幅に改善されることとなる。

また、長尺の光学フィルムから直接切り取られるフィルム片の枚数が少なくなれば、一枚当たりのフィルム片の大きさが大きくなるため、該フィルム片を貼り合せる際の角度精度が向上し、高精度の光学フィルム積層体が得られるという効果が発揮される。

図１〜３は、本発明に係る光学フィルム積層体の製造方法の一実施形態をその手順毎に示した概念図である。該図１〜３に示すように、本実施形態に係る光学フィルム積層体の製造方法では、長尺状に形成され光学的な指向軸Ｘを有する第一光学フィルム１と、同じく長尺状に形成され光学的な指向軸Ｙを有する第二光学フィルム２と、同じく長尺状に形成され光学的な指向軸Ｚを有する第三光学フィルム３とを積層することによって製品である光学フィルム積層体４を製造する場合を示している。

これら第一乃至第三光学フィルムは、光学的な指向軸を有する光学フィルムであれば特に限定されるものではないが、例として、偏光フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルムを挙げることができ、これらの光学フィルムを選択することにより、液晶表示装置に対して有用な光学フィルム積層体を製造することができる。
該光学フィルムの組み合わせとしては、偏光フィルム／位相差フィルム／輝度向上フィルムや、偏光フィルム／位相差フィルム／位相差フィルム等を挙げることができる。

本実施形態では、先ず、図１に示すように、光学的な指向軸Ｘを有する第一光学フィルム１を第一切断線１０で順次切断して、平行四辺形状の第一切断片１ａを作成する第一切断工程を実施する。尚、本明細書においては、平行四辺形の一形態として長方形をも含むものとする。
第一光学フィルムの長手方向に対して第一切断線１０の成す角度は、製品となる光学フィルム積層体４において必要な指向軸Ｘと指向軸Ｙとの角度を考慮して決定される。
また、第一切断線１０と第一切断線１０との間隔ｄ１は、第一切断片１ａを貼り付ける第二光学フィルム２のフィルム幅Ｌ２を考慮して定められ、本実施形態では、ｄ１とＬ２とが一致するように設定されている。

そして、図１に示したように、該第一切断片１ａを、指向軸Ｘが指向軸Ｙと所定の角度で交差するように回転させ、第二光学フィルム２上に積層する工程、即ち、第一積層工程を実施する。該第一積層工程により、前記第一切断片１ａは、継ぎ目１５を介して互いに隣接するように第二光学フィルム２上に順次配置され、少なくとも後述する第二切断線２０によって切断する際に、未積層部分を切断することがないよう配置される。

また、前記第一切断片１ａと前記第二光学フィルム２とを積層する場合、通常、両者は粘着材層を介して積層される。本実施形態では、図４に示すように、第一光学フィルム１は、第一光学フィルム本体１１と、該第一光学フィルム本体１１の表裏両面にそれぞれ積層された粘着材層１４、１４及び剥離材層１２、１３を備えて構成されており、第二光学フィルム２も同様に、第二光学フィルム本体２１と、該第二光学フィルム本体２１の表裏両面にそれぞれ積層された粘着材層２４、２４及び剥離材層２２、２３を備えて構成されている。そして、切断後の第一切断片１ａの裏面側から剥離材層１３を剥離することによって裏面側の粘着材層１４を露出させ、一方、第二光学フィルム２の表面側から剥離材層２２を粘着材層２４とともに剥離することによって第二光学フィルム本体２１を露出させ、前記粘着材層１４を用いて該第一切断片１ａと第二光学フィルム本体２１とを積層するようにしている。

次に、図２に示すように、上記第一積層工程によって得られた、第一光学フィルム１（第一切断片１ａ）と第二光学フィルム２とからなる積層フィルム２’を第二切断線２０で切断し、平行四辺形状の第二切断片２ａを作成する第二切断工程を実施する。
第二光学フィルム２の長手方向に対して第二切断線２０の成す角度は、前記第一切断線１０と同様に、製品となる光学フィルム積層体４において必要となる、指向軸Ｘ及び指向軸Ｙと、指向軸Ｚとの角度を考慮して決定される。
また、第二切断線２０と第二切断線２０との間隔ｄ２は、第二切断片２ａを貼り付ける第三光学フィルム３のフィルム幅Ｌ３を考慮して定められ、本実施形態では、ｄ２とＬ３とが一致するように設定されている。

そして、図２に示したように、該第二切断片２ａを、指向軸Ｘ、Ｙが指向軸Ｚと所定の角度で交差するように回転させ、第三光学フィルム３上に積層する工程、即ち、第二積層工程を実施する。該第二積層工程により、前記第二切断片２ａは、継ぎ目２５を介して互いに隣接するようにして第三光学フィルム３上に順次配置され、少なくとも後述する第二切断線３０によって切断する際に、未積層部分を切断することがないよう配置される。

前記第二切断片２ａを前記第三光学フィルム３に積層する場合、本実施形態では、図４に示すように、第二光学フィルム２の裏面に積層された粘着材層２４を介して両者を積層する。具体的には、第二光学フィルム２は、上述のように、第二光学フィルム本体２１の表裏両面に、それぞれ粘着材層２４、２４及び、剥離材層２２、２３が積層された構成となっている。また、第三光学フィルム３も同様に、第三光学フィルム本体３１の表裏両面に、それぞれ粘着材層３４、３４及び、剥離材層３２、３３が積層された構成となっている。そこで、切断後の第二切断片２ａの裏面側から剥離材層２３を剥離することによって裏面側の粘着材層２４を露出させ、一方、第三光学フィルム３の表面側から剥離材層３３を粘着材層３４とともに剥離することによって第三光学フィルム本体３１を露出させ、この粘着材層２４を用いて該第二切断片２ａと第三光学フィルム３との積層を行うようにしている。

さらに、図３に示すように、上記第二積層工程によって得られた、第一光学フィルム１及び第二光学フィルム２との積層体（第二切断片２ａ）と第三光学フィルム３とからなる積層フィルム３’を第三切断線３０で切断し、平行四辺形状の第三切断片３ａを作成する第三切断工程を実施する。
第三光学フィルム３の長手方向に対して第三切断線３０の成す角度は、前記第一切断線１０や前記第二切断線２０のように、製品となる光学フィルム積層体４の光学特性との関係において定める必要は無い。よって、該第三切断線３０は、光学フィルム積層体４の光学特性とは無関係に定めることができる。
但し、該第三切断線３０で切断した後、得られた第三切断片３ａからは製品となる光学フィルム積層体（製品チップ）４をできるだけ無駄なく効率的に切り取るという観点から、製品となりうる領域、即ち、上記第一乃至第三光学フィルムが継ぎ目なく積層された領域を減らすことのないよう、該第三切断線３０の位置を定めることが好ましい。
本実施形態では、第三光学フィルム３上に配置された第二切断片２ａ同士の継ぎ目２５と一致するように、第三切断線３０を設定すること、即ち、第三切断片３ａを第二切断片２ａと同形状とすることにより、上述の如き効率化を図っている。

このようにして得られた第三切断片３ａは、その後、所望の製品チップ形状（例えば、長方形）に細かく裁断されるチップカット工程を経て、製品となる光学フィルム積層体（製品チップ）４となる。

本実施形態に係る光学フィルム積層体の製造方法によれば、図３及び図４に示すように、第三切断片３ａを構成する第一光学フィルム本体１１、第二光学フィルム本体２１、及び第三光学フィルム本体３１のうち、第一光学フィルム本体１１のみが継ぎ目を有するものとなり、第二光学フィルム本体２１や第三光学フィルム本体３１は継ぎ目の無い構成となる。
よって、チップカット工程においては、この第一光学フィルム１１の継ぎ目１５と、製品形状に満たない第三切断片３ａの四辺のみが歩留まり発生の要因となり、他の領域は全て製品チップの製造に使用されることとなる。

また、本実施形態に係る光学フィルム積層体の製造方法によれば、第一切断片１ａを第二光学フィルム２上へ貼り付ける際に、第一切断片１ａの裏面側の剥離材層１３を剥離するようにしているが、該剥離材層１３は、第一切断片１ａの全域を継ぎ目なく覆う一体形状となっている。さらに、第二切断片２ａを第三光学フィルム３上へ貼り付ける際にも、第二切断片２ａの裏面側の剥離材層２３を剥離するようにしているが、該剥離材層２３についても、第二切断片２ａの全域を継ぎ目なく覆う一体形状となっている。
従って、第一積層工程及び第二積層工程において、それぞれ、切断片の貼り付け作業が
極めて簡素化される、という利点がある。

これは、本発明以外に考えられる方法、例えば、第２切断工程において、切断線２０に代えて継ぎ目１５と一致するような別の切断線を採用し、即ち、第一切断片と同じ形状の第二切断片を切断し、この第二切断片を第三光学フィルム上へ積層するようにした方法（以下、比較方法という）と比べて、歩留まりと作業性の両立という観点から顕著な差を有するものである。
つまり、このような比較方法では、第二光学フィルム２上に配置された第一切断片１ａを切断しないように第二切断片２ａの切断線を定める為、効率的に製品チップを得ることができるような印象がある。しかしながら、そのような切断線によって切断した第二切断片２ａは、第三光学フィルム３上に配置する際に、該第三光学フィルム３と同じ帯状とならないため、未積層のフィルムが多量に発生して歩留まりが低下するという問題や、或いは歩留まりを向上させるために第二切断片２ａをさらに切断して未積層部分が生じないように貼り合せる場合には、作業性が悪いという問題が生じるのに対し、本実施形態では、上述のように歩留まりと作業性とが共に改善されるという効果を奏するのである。

さらに、本発明に係る光学フィルム積層体の製造方法によれば、光学軸のズレが少ない高精度の光学フィルム積層体が得られるという効果がある。具体例を挙げて説明すると、フィルム片を貼り合わせる際に、フィルム片の先端で２ｍｍのズレが生じると仮定した場合、辺長が１００ｍｍのフィルム片であれば軸ズレ角度が約１．１５°となり、辺長が２００ｍｍのフィルム片であれば軸ズレ角度が約０．５７°となり、辺長が１０００ｍｍのフィルム片であれば軸ズレ角度が０．１１°となる。つまり、取り扱うフィルム片の辺長が長いほど、軸ズレ角度が小さくなるのであるが、本発明では上記のように第一切断片１ａや第二切断片２ａが、原反として供給される光学フィルムの幅（通常、１ｍ以上）か又はそれ以上の辺長を有し、しかも、上記比較方法のように、未積層部分を切断して小さいフィルム片の貼り合わせを行うことないため、従来と比較して光学軸のズレが少ない高精度の光学フィルム積層体が得られることとなるのである。
従って、本発明においては、第一切断片や第二切断片を切断する際、これら切断片の辺長が、何れも８００ｍｍ以上となるような平行四辺形（長方形を含む）となるように切断することが好ましい。

尚、上記実施形態においては、第一乃至第三光学フィルムの光学的な指向軸Ｘ、Ｙ及びＺがフィルムの長手方向と平行するような光学フィルムを採用した場合について説明したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、これらのうち一以上が長手方向と垂直なものであってもよい。

また、上記実施形態では、第一切断線１０の間隔ｄ１と、第二光学フィルム２の幅Ｌ２とが一致し、また、第二切断線２０の間隔ｄ２と、第三光学フィルム３の幅Ｌ３とが一致するようにしたことにより、各光学フィルムの端部に生じる余剰部分が削減されてフィルムの歩留まりが大幅に向上するという利点があったが、本発明は、これらの寸法が完全に一致する場合に限定されず、フィルム幅に対して５〜１０％程度の誤差を有するように上記寸法を定めることも可能である。

また、上記実施形態では、光学フィルムとして偏光フィルムと位相差フィルムと輝度向上フィルムとを用いた場合について説明したが、本発明における光学フィルムとしては、これら偏光フィルムや位相差フィルムに限定されず、光学的指向軸を有する任意のフィルムを採用することができる。

また、本発明における光学フィルムとしては、光学的指向軸を有する上記フィルムと、光学的指向軸を有さない他のフィルムとが積層されてなる光学フィルムを用いてもよい。

また、前記第一切断線及び第二切断線の角度、即ち、第一乃至第三の光学フィルムの成す角度についても特に限定されるものではく、各光学フィルムの光学的指向軸の方向や、製品となる光学フィルム積層体において満たすべき光学的特性に応じて、適宜設定することができる。

また、上記実施形態では、長尺状の第三光学フィルムを切断して第三切断片とする場合について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、第三光学フィルムを切断することなく、直接、製品チップを裁断するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、３枚の光学フィルムが積層されてなる光学フィルム積層体を作成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、さらに、他の光学フィルムを積層する工程を更に備えることにより、４枚以上の光学フィルムが積層されてなる光学フィルム積層体を作成することも可能である。

また、上記実施形態では、第一切断片を第二光学フィルムに積層する第一積層工程において、第二光学フィルム本体を露出させて第一切断片に積層された粘着材層を介して両者を積層するようにしたが、これとは逆に、第一切断片の第一光学フィルム本体を露出させ、第二光学フィルムに積層された粘着材層を介して両者を積層するようにしてもよい。

また、本発明において、光学フィルムを積層させて一体化する手段については特に限定されるものではなく、例えば、接着剤や粘着剤等を使用する方法など、任意の方法を採用することができる。

上記実施形態に示した光学フィルム積層体の製造方法によって光学フィルム積層体（製品チップ）を作成した場合（実施例１）と、上述の如き比較方法により光学フィルム積層体（製品チップ）を作成した場合（比較例１）と、従来技術に記載した単板貼合せ方法（比較例２）により光学フィルム積層体（製品チップ）を作成した場合について、面積歩留まりを計算した。結果を下記表１に示す。
尚、使用する光学フィルムの原反幅や製品光学的指向軸の角度、及び、製造する光学フィルム積層体（製品チップ）の寸法は、以下に示す条件とした。
第一光学フィルム：幅１１８０ｍｍ、光学指向軸の角度１２０°
第二光学フィルム：幅１１５０ｍｍ、光学指向軸の角度４５°
第三光学フィルム：幅１１５０ｍｍ、光学指向軸の角度１０５°
製品チップ：幅２５．４ｍｍ、長さ３７．４ｍｍ

表１に示したように、本発明の実施例では、比較例１、２の方法と比べて面積歩留まりが顕著に改善されていることが認められる。
また、本発明の実施例では、光学フィルムを積層する際の、切断片の取り扱い枚数を他と比べて大幅に削減することができるため作業性にも優れるという効果も発揮される。

本発明の一実施形態に係る光学フィルム積層体の製造方法において、第一光学フィルム１を第一切断片に切断する第一切断工程と、第一切断片を第二光学フィルムに積層する第一積層工程とを示した概念図。 本発明の一実施形態に係る光学フィルム積層体の製造方法において、第一切断片が積層された第二光学フィルム２を第二切断片に切断する第二切断工程と、第二切断片を第三光学フィルムに積層する第二積層工程とを示した概念図。 本発明の一実施形態に係る光学フィルム積層体の製造方法において、第二切断片が積層された第三光学フィルム１を第三切断片に切断する第三切断工程を示した概念図。 本発明の一実施形態に係る光学フィルム積層体の製造方法において、各光学フィルム及び各切断片の積層構造を示した断面図。 従来技術である単板貼合せ方法を示した概念図。

符号の説明

１・・・第一の光学フィルム、１ａ・・・第一切断片、２・・・第二光学フィルム、２ａ・・・第二切断片、３・・・第三光学フィルム、３ａ・・・第三切断片（積層中間体）、４・・・光学フィルム積層体（製品チップ）、１０・・・第一切断線、１１・・・第一光学フィルム本体、１２、１３・・・剥離材層、１４・・・粘着材層、１５・・・第一光学フィルムの継ぎ目、２１・・・第二光学フィルム本体、２２、２３・・・剥離材層、２４・・・粘着材層、２５・・・第二光学フィルムの継ぎ目、３０・・・第三切断線、３１・・・第三光学フィルム本体、３２、３３・・・剥離材層、３４・・・粘着材層、１５・・・第一光学フィルムの継ぎ目

Claims (3)

1. 長尺状に形成され光学的な指向軸を有する第一光学フィルムを第一切断線で順次切断して第一切断片とする第一切断工程と、
   該第一切断片を、長尺状に形成され光学的な指向軸を有する第二光学フィルムに積層する第一積層工程と、
   得られた積層フィルムを第二切断線で切断して第二切断片とする第二切断工程と、
   該第二切断片を、長尺状に形成され光学的な指向軸を有する第三光学フィルムに積層する第二積層工程とを備え、
   少なくとも第一光学フィルムと第二光学フィルムと第三光学フィルムとが積層されてなる積層体を所望の形状に切断して製品となる光学フィルム積層体を製造する光学フィルム積層体の製造方法であって、
   前記第一切断工程において第一光学フィルムの光学的な指向軸と所定角度で交差するように前記第一切断線の角度を定め、且つ、前記第一積層工程において第二光学フィルムの長手方向と第一切断線とが平行するように第一切断片を配置した際に、第二光学フィルムの幅と第一切断片の幅とが略同幅となるように第一切断線の間隔を定め、
   前記第二切断工程において第二光学フィルムの光学的な指向軸と所定角度で交差するように前記第二切断線の角度を定め、且つ、前記第二積層工程において第三光学フィルムの長手方向と第二切断線とが平行するように第二切断片を配置した際に、第三光学フィルムの幅と第二切断片の幅とが略同幅となるように第二切断線の間隔を定めることを特徴とする光学フィルム積層体の製造方法。
2. 前記積層体を所望の製品形状に切断する際、貼り合わされた第二切断片の継ぎ目に沿った第三切断線で前記第三光学フィルムを切断して積層中間体を作成し、該積層中間体を製品形状に切断することを特徴とする請求項１記載の光学フィルム積層体の製造方法。
3. 前記光学フィルムが、偏光フィルム、及び位相差フィルム又は輝度向上フィルムであることを特徴とする請求項１又は２記載の光学フィルム積層体の製造方法。

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