CN102413991A - 层叠膜的切割方法、层叠膜的切割装置及光学显示装置的制造方法 - Google Patents

层叠膜的切割方法、层叠膜的切割装置及光学显示装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种层叠膜的切割方法、层叠膜的切割装置及光学显示装置的制造方法，层叠膜的切割方法利用在周缘部具有刀刃的圆形刀具来切割层叠膜，其特征在于，一边利用旋转部件使上述圆形刀具以刀尖圆周速度(Vr)沿相对于切割方向为正向旋转的方向旋转一边以行进速度(Vc)沿切割方向行进来切割上述层叠膜，并且将从上述行进速度(Vc)减去刀尖圆周速度(Vr)后的相对切割速度(V)设为-50m/min～30m/min。

Description

层叠膜的切割方法、层叠膜的切割装置及光学显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及层叠膜、例如像偏振膜等光学膜那样的借助粘合层层叠多层而成的层叠膜的切割方法、层叠膜的切割装置及光学显示装置的制造方法。
背景技术
偏振膜、相位差膜等所代表的光学膜作为液晶显示装置等的光学元件是有用的。
作为该光学膜，例如能够列举出在将PVA(聚乙烯醇)膜进行碘染色并延伸后的PVA偏振片的两个面上、借助粘合层层叠表面保护膜、进一步在一面侧借助粘合层设置了离型膜的层叠构造的偏振膜等。
这种偏振膜一般是将纵长状膜从卷成卷的状态被抽出，并将该偏振膜切割为与将要粘贴偏振膜的液晶单元的尺寸相对应的尺寸而被使用。
作为该偏振膜的切割方法，采用所谓的全切割的切割，即，将偏振膜连同离型膜切割为单片体的方法，或者采用所谓的半切割进行切割的方法，即，通过仅残留所层叠的离型膜来进行切割，从而在PVA偏振片成为单片体后也借助离型膜进行连接，成为能够进行辊输送状态。
为了切割这种偏振膜，公知有下述专利文献1、专利文献2所述那样的使用旋转式的圆形刀具的方法。
专利文献1：日本特开2007-260865号公报
专利文献2：日本特开2008-63059号公报
在专利文献1及专利文献2中，记载有以使圆形刀具不旋转的方式固定该圆形刀具并将其安装在切割装置上而使切割装置一边沿层叠膜的切割方向行进一边进行切割的方法。
另外，在专利文献1中也记载有以圆形刀具能够自由旋转的自由状态将该圆形刀具安装在切割装置上、使该圆形刀具一边沿切割方向行进一边切割层叠膜的方法。
在各个专利文献中，任意一个方法中均记载有能够抑制切割时的切削产生。
但是，上述偏振膜等光学膜是极其薄的多个膜层借助粘合层层叠而成的，当切割这种层叠膜时，有时在切割面上产生了毛边、产生了表面保护膜的浮起、或者因在偏振膜中加热或冷却而在偏振片上出现了裂缝的所谓的裂纹等不良。
关于切割这种光学膜时的不良的产生，在专利文献1或专利文献2所述的任意一种切割方法中均不能得到充分地抑制。
发明内容
本发明的课题在于提供能够抑制层叠膜切割时的不良产生、能够成品率高地对层叠膜进行切割加工的切割方法、切割装置及光学显示装置的制造方法。
本发明的层叠膜的切割方法，其利用在周缘部具有刀刃的圆形刀具来切割层叠膜，其特征在于，
一边利用旋转部件使上述圆形刀具以刀尖圆圆周速度度Vr沿相对于切割方向为正向旋转的方向旋转一边以行进速度Vc沿切割方向行进来切割上述层叠膜，并且将从上述行进速度Vc减去刀尖圆周速度Vr后的相对切割速度V设为-50m/min～30m/min。
另外，此处所说的使圆形刀具沿相对于切割方向为正向旋转的方向旋转的方向是指，圆形刀具的前端部在行进方向上从层叠膜的表面向深度方向进入那样的旋转方向。
另外，在本发明的层叠膜的切割方法中，优选上述层叠膜是偏振膜，该偏振膜具有偏振片层且该偏振膜在该偏振片层的至少一面侧借助粘合层设置有离型膜层。
另外，本发明的层叠膜的切割装置具有切割部件，该切割部件包括在周缘部具有刀刃的圆形刀具，其特征在于，该层叠膜的切割装置具有：旋转部件，其用于使上述圆形刀具以刀尖圆圆周速度度Vr沿相对于切割方向为正向旋转的方向旋转；行进部件，其用于使上述圆形刀具以行进速度Vc沿切割方向行进；控制部件，其进行控制，使得从上述圆形刀具的行进速度Vc减去刀尖圆圆周速度度Vr后的切割部件的相对切割速度V成为-50m/min～30m/min。
另外，本发明的光学显示装置的制造方法的特征在于，其切割层叠膜，将该切割后的层叠膜粘合在光学显示元件上来制造光学显示装置，该光学显示装置的制造方法具有使用上述切割方法来切割层叠膜的工序。
采用本发明，能够提供在切割层叠膜时抑制毛边或浮起等不良的产生、并且也能够以简单的方法实施的层叠膜的切割方法、切割装置及光学显示装置的制造方法。
另外，作为采用本发明而被切割的层叠膜，采用了具有偏振片层和在该偏振片层的至少一面侧借助粘合层具有离型膜层的偏振膜，当利用本发明的方法进行切割时，能够抑制在偏振片上因裂开导致的裂纹的产生。
附图说明
图1的(a)、图1的(b)是表示一实施方式的层叠膜的切割装置的整体结构的概略图。
图2是表示切割装置的切割部件的俯视图。
图3是表示所切割的层叠膜的层叠结构的放大剖面图。
图4是表示圆形刀具的旋转方向及行进方向的放大概略图。
图5是表示圆形刀具的切割状态的放大概略图。
图6是表示圆形刀具的切割状态的放大概略图。
具体实施方式
以下，参照图1～图6来具体说明本实施方式的层叠膜的切割方法及制造装置。
图1的(a)、图1的(b)是表示本实施方式的层叠膜切割装置1的整体结构的概略图。
该膜切割装置1具有用于切割层叠膜的切割部件10。而且，本实施方式的切割装置1具有从层叠膜的材料卷2g抽出层叠膜并向上述切割部件10输送该层叠膜的膜输送部件20、如图1的(a)所示的用于回收被上述切割部件10切割后的层叠膜的膜回收部件30、或者如图1的(b)所示的用于卷取切割后的层叠膜的膜卷取部件40。
如图2所示，在上述切割部件10上具有圆形刀具11、使该圆形刀具11旋转的旋转部件13以及使该圆形刀具11沿层叠膜的切割方向行进的行进部件14。而且，在本实施方式的切割部件10上，如图1所示那样具有配置于上述圆形刀具11的下表面的基座15。
如图4及图5所示，在圆形刀具11上设有刀刃11a，该刀刃11a的周缘部的前端部被研磨。
作为上述圆形刀具11，只要是一般的光学膜的切割所使用的刀具即可，并不特别地限定，例如能够列举出铁、铁合金、钢、不锈钢那样的金属制刀具、氮化钛、碳化钛、碳化钨、陶瓷制刀具等，以及能够列举出类金刚石等的实施了表面处理的刀具等。
另外，上述圆形刀具11的直径、刀尖的厚度、刀尖前端的角度等也能够根据切割的层叠膜的宽度等而适当地选择，例如优选该圆形刀具11的厚度形成为0.1mm～1.0mm，优选形成为0.1mm～0.5mm。
另外，此处所说的圆形刀具11的厚度是指圆形刀具11的最厚部分的厚度。优选作为圆形刀具11的刀刃11a的前端部的角度形成为10°～40°，优选形成为15°～30°。当刀刃11a的前端部的角度为小于40°的锐角时，具有更难以产生层叠膜的切割不良这样的优点。
当为大于10°的锐角时，具有刀刃的耐久性高、能够减少因磨损导致的刀刃的更换次数这样的优点。
而且，优选圆形刀具11的直径形成为40mm～120mm。
上述旋转部件13具有电动机13a、卷设在2个皮带轮13d、13e上的皮带轮带13b、安装有上述圆形刀具11的旋转轴13c。
上述电动机13a与上述2个皮带轮中的一个皮带轮13d相连接，另一个皮带轮13e与上述旋转轴13c相连接。
圆形刀具11以其中心轴线固定在旋转轴13c上的状态下被安装于该旋转轴13c，当上述电动机13a旋转时，在皮带轮带13b的作用下向旋转轴13c传递旋转驱动，圆形刀具11旋转。
上述行进部件14上具有在上表面的长度方向的中央部形成有槽14b的轨道构件14a、设置在该轨道构件14a的长度方向的两端侧的两个皮带轮14d、14e、卷设在该皮带轮14d、14e上的皮带轮带14f、与上述一个皮带轮14d相连接的电动机14g。
上述轨道构件14a以层叠膜的宽度方向与轨道构件14a的长度方向平行的方式配置在输送来的该层叠膜的上方。
在上述导轨构件14a的槽14b内嵌合有能够沿该槽14b滑动的可动构件，在该可动构件的上部固定有支承臂14c。
在该支承臂14c的上表面安装有上述旋转部件13，而且，在该支承臂14c的一端部侧固定有上述皮带轮带14f。
当上述电动机14g旋转时，皮带轮带14f在与该电动机14g相连接的皮带轮14d的作用下旋转。此时，由于上述支承臂14c被固定在皮带轮带14f上，因此沿皮带轮带14f旋转的方向对支承臂14c施力。
另一方面，支承臂14c的下侧借助上述可动构件能够移动地安装在轨道构件14a上，因此上述支承臂14c在皮带轮带14f的旋转的作用下沿着槽14b向层叠膜的宽度方向行进。
而且，由于在该支承臂14c的上侧安装有切割部件13，因此旋转轴13c及安装在该旋转轴13c上的上述圆形刀具11与支承臂14c一起沿层叠膜的宽度方向行进。
即，通过同时驱动上述各个电动机13a、14g，能够使上述圆形刀具11一边旋转一边沿层叠膜的切割方向行进。
另外，上述各个电动机13a、14g分别与控制部件(未图示)相连接，分别构成为能够适当地控制转速及旋转方向。
即，通过控制上述各个电动机13a、14g的转速、旋转方向，能够控制上述圆形刀具11的旋转速度、旋转方向及圆形刀具11的行进方向、行进速度。
上述膜回收部件30具有用于吸附切割后的层叠膜的吸附部件30a、用于使该吸附部件30a沿层叠膜的宽度方向及上下方向移动的滑动构件(未图示)、用于容纳被吸附部件30a吸附的层叠膜的容纳部30b。
膜回收部件30用于如后所述的、以全切割方式切割层叠膜的情况。
上述膜卷取部件40用于以如后所述的半切割方式切割层叠膜的情况，其具有用于卷取切割后的层叠膜的辊。
接着，说明使用本实施方式的切割装置来切割层叠膜的方法。
作为利用本实施方式的切割装置1切割的层叠膜，使用图3所示的结构的偏振膜2。
偏振膜2在用碘对PVA膜进行染色之后延伸而形成，在两面侧设有保护层2d1、2d2的偏振片层2a的一面侧隔着保护层2d1设有粘合层2b，而且借助该粘合层2b设有离型膜层2c。在偏振片层2a的另一面侧隔着保护层2d2设有粘合层2e，而且借助该粘合层2e设有表面保护层2f。
上述结构的偏振膜2在层叠上述各层之后，通过卷绕形成为材料卷2g。
如图1所示，卷绕有上述偏振膜2的材料卷2g设置在上述切割装置1上，利用膜输送部件20向上述切割部件10供给。
此时，偏振膜2以表面保护层2f位于圆形刀具11一侧的方式被供给到上述切割部件10的基座15上。
偏振膜2被切割部件10的圆形刀具11切割为规定的尺寸，圆形刀具11如上所述那样一边借助电动机13a以规定的旋转速度旋转的同时借助上述行进部件14的电动机14g沿偏振膜2的切割方向行进，一边切割偏振膜2。
在此，圆形刀具11的旋转方向如图1所示，设定为该圆形刀具11的前端部在圆形刀具11的行进方向上从偏振膜2表面向偏振膜2的深度方向进入那样的旋转方向。
另外，在本发明中，将这种旋转方向称作正向旋转。
当圆形刀具的旋转方向与该方向相反、即逆向旋转时，易于产生裂纹或表面保护膜的浮起。
另外，此时的圆形刀具的旋转速度与行进速度被控制为从上述圆形刀具11的行进速度Vc减去刀尖圆周速度Vr后的相对切割速度V成为-50m/min～30m/min的范围。
以上述相对切割速度V为-50m/min～30m/min的范围内、优选为-30m/min～20m/min的范围内、进一步优选为-20m/min～10m/min的范围内的条件切割偏振膜，从而不产生切割面上的毛边、偏振膜各层之间的浮起或者偏振片层的裂纹就能够切割偏振膜。
另外，圆形刀具11的刀尖圆周速度Vr是圆形刀具的角速度乘以圆形刀具11的半径而算出的。
然后，偏振膜2在被上述圆形刀具11切割为规定的尺寸之后，被输送至粘贴于液晶单元的后续工序。
作为切割偏振膜2的方法，当采用以未切割离型膜层2c而将其残留的状态向后续工序输送偏振膜2的半切割方式时，如图1的(b)所示，在切割后偏振膜2i也成为借助离型膜层2c而连续的带状，因此被上述膜卷取部件40卷取，卷成卷并输送到后续工序。
另一方面，作为切割偏振膜2的方法，当采用连同离型膜层2c进行切割、以单片状态向后续工序输送的全切割方式时，如图1的(a)所示，被上述膜回收部件30回收。
即，利用吸附部件30a吸附被单片切割的偏振膜2h，该吸附部件30a借助滑动构件以保持吸附偏振膜2h的状态向上方移动，进一步向膜输送部件20的侧方移动。
在膜输送部件20的侧方设置有上述容纳部30b，在切割后的偏振膜2h被输送至该容纳部30b内之后，其自吸附部件30a被卸下。
另外，作为用于吸附切割后的偏振膜2h的具体方法，能够采用静电吸附、真空吸附等公知的吸附方法。
另外，作为切割偏振膜2的方法，当采用半切割方式时，为了防止切断离型膜层，优选上述圆形刀具的圆度为±30μm以内，优选为±10μm以内的程度。
此处所说的圆度是指利用日本工业标准JIS B 0182机械精度及工作精度编号：356所示的测量方法确定的圆度。
利用本发明的切割方法切割的层叠膜并不特别限定于如上所述的结构的偏振膜，只要是层叠有多层的膜状的片，就可以是任何膜。
特别是像隔着粘合层而具有离型膜层的偏振膜那样的光学膜，产生有切割时的毛边、浮起或者裂纹，从而光学特性、生产成品率降低，因此通过利用本发明的切割方法进行切割，特别能够降低不良率。
层叠膜的厚度也并不特别地限定，但是例如只要是80μm～400μm左右的厚度的层叠膜，就能够特别适当地切割。
通过将利用本发明的切割方法切割的层叠膜作为光学构件层叠在光学显示单元上，能够制造出光学显示装置。
作为光学显示装置，例如能够列举出液晶显示装置、有机EL显示装置。
这些光学显示装置通过在作为光学显示单元的、液晶单元或有机EL单元上粘贴利用本发明的切割方法切割的层叠膜来制造。
在制造该光学显示装置的方法中，除了本发明的切割方法以外，关于用于制造光学显示装置的方法能够采用公知的方法。
例如，能够列举出如下方法：用如上所述的半切割方式以借助离型膜层2c而连续的状态将上述层叠膜卷成卷并输送至将其粘贴在光学显示单元上的工序，在该粘贴工序中，一边剥下上述纵长状的离型膜层2c一边借助上述粘合层2b将在依次输送来的光学显示单元之上切割后的层叠膜粘贴在该光学显示单元上。
或者，也可以是如下方法：将以如上所述的全切割方式切割并容纳于容纳部30b中的层叠膜向粘贴在光学显示单元上的工序输送，在该粘贴工序中，将所切割的层叠膜借助粘合层2b一片一片地粘贴在光学显示单元的上表面上。
如上所述，由于利用本发明的切割方法切割的层叠膜难以产生毛边或浮起等不良，因此通过将该层叠膜粘贴在光学显示单元上，能够获得高品质的光学显示装置。
另外，在上述实施方式中，作为圆形刀具的旋转方法，说明了经由皮带轮带向圆形刀具的旋转轴传递电动机的旋转来使圆形刀具旋转的方法，但是圆形刀具的旋转方法并不特别地限定，例如能够采用经由齿轮向圆形刀具的旋转轴传递来自旋转驱动电动机的驱动的方法等任意的方法。
另外，在上述实施方式中，作为圆形刀具的行进方法，说明了将圆形刀具安装在能够滑动的可动构件上、经由皮带轮带传递电动机的驱动来使可动构件行进的方法，但是作为圆形刀具的行进方法并不限定于此，能够采用利用线性的致动器等驱动部件来使刀具行进的方法等任意的方法。
实施例
接着，列举实施例来进一步详细说明本发明，但是本发明并不限定于此。
层叠膜
在实施例及比较例中，使用了以下样品A(产品名、NPF-VEG1724DU、日东电工株式会社制造)、B(产品名、NTB-EFCVEQ-K1、日东电工株式会社制造)及C(产品名、NZB-CVEQ-ST19、日东电工株式会社制造)这3种偏振膜。
这些偏振膜，准备为宽400mm长50m的材料卷。
装置
切割装置使用了由如上所述的结构构成的辊输送式自转圆刀切割实验机。
作为圆形刀具，使用京瓷株式会社制造的超硬圆刀FW05，准备了以下5种尺寸。
刀径＝60mm、刀厚＝0.5mm、前端部的角度＝20°
刀径＝80mm、刀厚＝0.2mm、前端部的角度＝20°
刀径＝80mm、刀厚＝0.5mm、前端部的角度＝20°
刀径＝80mm、刀厚＝1.0mm、前端部的角度＝20°
刀径＝100mm、刀厚＝0.5mm、前端部的角度＝20°
另外，此时的刀厚是指圆形刀具的最厚部分的厚度。
使用上述装置以表1～表3所示的各条件分别将样品A～样品C切割为50mm×400mm的大小，对切割后的各个样品进行评价。
旋转方式是将把各个圆形刀具安装在旋转轴上、借助该旋转轴的旋转以规定的旋转速度进行控制的情况表示为“自转”，将以固定在不旋转的轴上的状态安装各个圆形刀具并使其不旋转的情况表示为“固定”，将不相对于轴固定地安装各个圆形刀具、使其能够自由旋转的情况表示为“自由”。
切割方式是将残留离型膜地切割各个样品的偏振膜的情况表示为半切割，将也包含离型膜在内地进行切割的情况表示为全切割。
旋转方向是将自圆形刀具的的前端部(前侧)在行进方向上向偏振膜的深度方向进入的方向表示为“正向旋转”，将与该方向相反的旋转方向、即圆形刀具11的后端部(后侧)在行进方向上自偏振膜2的表面向偏振膜2的深度方向进入那样的旋转方向表示为“逆向旋转”。
另外，切割时的相对切割速度V根据切割条件由下式求出。
相对切割速度V＝行进速度Vc-刀尖圆周速度Vr
刀尖圆周速度Vr(m/min)＝圆形刀具的角速度(rad/min)×圆形刀具半径(m)
评价方法是对切割后的样品(样品书＝各10个)进行下述3种评价。
裂纹
用粘贴实验机将切割样品粘贴在无碱玻璃板(产品名、EAGLEXG、CORNING公司制造)上，使用冷热冲击试验机(装置名、TSA-101S、ESPEC公司制造)进行20个循环的-40°～70°的热冲击试验。
之后，用显微镜目视观察样品端部，确认有无0.5mm以上的裂纹，将产生有裂纹的样品计数为1个。
毛边
用显微镜目视观察切割样品，确认有无1.0mm以上的毛边，将产生有毛边的样品计数为1个。
表面保护膜的浮起
用显微镜目视观察切割样品，确认有无0.5mm以上的表面保护膜层的浮起，将产生有浮起的样品计数为1个。
表1～表3示出了结果。
表1
Figure BDA0000102213090000131
表2
Figure BDA0000102213090000141
表3
Figure BDA0000102213090000151
根据以上结果，在各个实施例中，未出现产生了裂纹及毛边的样品。另外，也没有产生表面保护膜的浮起，或者即使是产生了浮起的实施例，产生数也在3个以下。
与此相对，在各个比较例中，3种样品均产生了裂纹、毛边、浮起中的任意不良，可知其不良产生率与各个实施例相比是非常高的。
根据这些结果可知，本发明的切割方法能够抑制裂纹、浮起、毛边等不良而良好地切割层叠膜。
附图标记说明
1、切割装置；10、切割部件；11、圆形刀具；11a、刀刃；13、旋转部件；14、行进部件；2、偏振膜(层叠膜)。

Claims (4)

1.一种层叠膜的切割方法，其利用在周缘部具有刀刃的圆形刀具来切割层叠膜，其特征在于，
一边利用旋转部件使上述圆形刀具以刀尖圆周速度(Vr)沿相对于切割方向为正向旋转的方向旋转一边以行进速度(Vc)沿切割方向行进来切割上述层叠膜，并且
将从上述行进速度(Vc)减去刀尖圆周速度(Vr)后的相对切割速度(V)设为-50m/min～30m/min。
2.根据权利要求1所述的层叠膜的切割方法，其特征在于，
上述层叠膜是偏振膜，该偏振膜具有偏振片层且该偏振膜在该偏振片层的至少一面侧借助粘合层设置有离型膜层。
3.一种层叠膜的切割装置，其具有切割部件，该切割部件包括在周缘部具有刀刃的圆形刀具，其特征在于，该层叠膜的切割装置具有：
旋转部件，其用于使上述圆形刀具以刀尖圆周速度(Vr)沿相对于切割方向为正向旋转的方向旋转；
行进部件，其用于使上述圆形刀具以行进速度(Vc)沿切割方向行进；
控制部件，其进行控制，使得从上述圆形刀具的行进速度(Vc)减去刀尖圆周速度(Vr)后的切割部件的相对切割速度V成为-50m/min～30m/min。
4.一种光学显示装置的制造方法，其切割层叠膜，将该切割后的层叠膜粘合在光学显示单元上来制造光学显示装置，其特征在于，
该光学显示装置的制造方法包括使用上述权利要求1所述的层叠膜的切割方法来切割层叠膜的工序。
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