CN104339404A - 切割装置以及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学构件的切割装置以及切割方法，使用刀尖部的表面粗糙度为3μm以上且10μm以下的切割刃，在与光学构件的光轴平行的方向或者正交的方向切割光学构件。

Description

切割装置以及切割方法

技术领域

本发明涉及切割装置以及切割方法。

背景技术

以往，作为切割偏振片等光学构件的方法，已知有日本特开2011-20224号的切割方法。在日本特开2011-20224号的切割方法中，使用刀尖部被抛光了的切割刃(以下，有时称为抛光刃。)。

发明内容

根据日本特开2011-20224号的切割方法，记载了通过使抛光刃在光学构件的厚度方向进刀，能够得到良好的切割面的品质。然而，通过本案发明人的研讨，尽管使用抛光刃，根据光学构件的结构，也有沿着切割面产生毛刺(切割面的毛边)的情况发生。尤其是在与光学构件的光轴平行的方向或与光轴正交的方向切割光学构件的情况下，容易产生毛刺是显而易见的。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供能够抑制毛刺产生的切割装置和切割方法。

为了达成上述的目的，本发明采用了以下的手段。

(1)本发明所涉及的一个方式的切割装置是光学构件的切割装置，使用刀尖部的表面粗糙度为3μm以上且10μm以下的切割刃，在与所述光学构件的光轴平行的方向或者与所述光轴正交的方向切割所述光学构件。

另外，在本发明中，“与光轴平行的方向”是指相对于光学构件的面内的平均光轴的方向呈-10°以上且10°以下的角度的方向。例如，在光轴被配置在与光学构件的一边平行的方向上的情况下，“与光轴平行的方向”是指相对于光学构件的所述一边呈-10°以上且10°以下的角度的方向。

又，“与光轴正交的方向”是指相对于光学构件的面内的平均光轴的方向呈80°以上且100°以下的角度的方向。例如，在光轴被配置在与光学构件的一边平行的方向上的情况下，“与光轴正交的方向”是指相对于光学构件的所述一边呈80°以上且100°以下的角度的方向。

(2)在上述(1)的方式中，所述切割刃的所述刀尖部也可以被进行树脂涂层处理。

(3)在上述(1)的方式中，也可以采用如下构成：在所述切割刃的所述刀尖部的上表面，第一面和第二面以向上侧突起的方式被连续设置，在所述切割刃的所述刀尖部的下表面，第三面和第四面以向下侧突起的方式被连续设置，所述第一面和所述第三面的连接部分构成刀尖顶端。

(4)在上述(1)至(3)中任意一个方式中，也可以通过使用所述切割刃在所述光学构件的厚度方向对所述光学构件进行冲裁，从所述光学构件切割出片状的光学构件。

(5)本发明所涉及的一个方式的切割方法是光学构件的切割方法，使用刀尖部的表面粗糙度为3μm以上且10μm以下的切割刃，在与所述光学构件的光轴平行的方向或者与所述光轴正交的方向切割所述光学构件。

(6)在上述(5)的方式中，也可以使用所述刀尖部被进行树脂涂层处理过的构件作为所述切割刃。

(7)在上述(5)的方式中，也可以使用如下构成的构件作为所述切割刃：在所述刀尖部的上表面，第一面和第二面以向上侧突起的方式被连续设置，在所述刀尖部的下表面，第三面和第四面以向下侧突起的方式被连续设置，所述第一面和所述第三面的连接部分构成刀尖顶端。

(8)在上述(5)至(7)中任意一个方式中，也可以通过使用所述切割刃在所述光学构件的厚度方向对所述光学构件进行冲裁，从所述光学构件切割出片状的光学构件。

根据本发明，可以提供能够抑制毛刺的产生的切割装置以及切割方法。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的切割装置的概略构成图。

图2是示出本发明的一个实施方式所涉及的切割装置的要部的俯视图。

图3是从光学膜切割出光学膜中间体时的说明图。

图4是从光学膜中间体切割出光学膜片时的说明图。

图5是本发明的一个实施方式所涉及的切割刃的刀尖部的截面图。

图6是比较例1所涉及的切割刃的刀尖部的截面图。

图7是使用比较例1所涉及的切割刃切割了样品时，对样品的切割面进行俯视摄像的显微镜照片。

图8是使用比较例1所涉及的切割刃切割了样品时，对样品的切割面进行主视摄像的显微镜照片。

图9是使用比较例1所涉及的切割刃切割了的样品的层压体的端面的照片。

图10是使用比较例1所涉及的切割刃切割了的样品的层压体的端面所产生的毛刺的照片。

图11是使用比较例2所涉及的切割刃切割了的样品的层压体的端面的照片。

图12是使用比较例2所涉及的切割刃切割了的样品的层压体的端面所产生的毛刺的照片。

图13是使用实施例1所涉及的切割刃切割了样品时，对光学构件的切割面进行俯视摄像的显微镜照片。

图14是使用实施例1所涉及的切割刃切割了样品时，对光学构件的切割面进行主视摄像的显微镜照片。

图15是使用实施例1所涉及的切割刃切割了的样品的层压体的端面的照片。

图16是使用实施例1所涉及的切割刃切割了的样品的层压体的端面所产生的毛刺的照片。

图17是使用实施例1和实施例2分别涉及的切割刃切割了样品时，对样品的切割面进行俯视摄像的显微镜照片。

图18是使用实施例1和实施例2分别涉及的切割刃切割了的样品的层压体的端面的照片。

具体实施方式

下面，参照附图的同时,对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限定于下面的实施方式。

并且，下面全部的附图中，为使看图变得容易，使各个构件要素的尺寸、比例等有适当的不同。又，下面的说明以及附图中，相同或者相当的要素使用同一符号，省略重复的说明。

下面说明中，根据需要设定XYZ正交坐标系，参照此XYZ正交坐标系，对各个构件的位置关系进行说明。本实施方式中，将长条状的光学膜的宽度方向设为X方向，将在光学膜的面内与X方向正交的方向(长条状的光学膜的输送方向)设为Y方向，将与X方向以及Y方向正交的方向设为Z方向。

图1是本发明的一个实施方式所涉及的切割装置1的概略构成图。本实施方式所涉及的切割装置1从光学膜F(光学构件)切割出多个光学膜片(片状的光学构件)。

以下，对切割出偏振片作为光学膜片的实例进行说明，但除了偏振片之外，光学膜片也可以是相位差薄膜或增亮膜等，也可以是层压了相位差膜、偏振片等多个光学元件的器件。

如图1所示，切割装置1包括：从卷材R拉出光学膜F(光学构件)并进行输送的输送装置2；从被输送装置2输送的光学膜F切割出中间尺寸的光学膜中间体(光学构件)的第一切割装置3；从被第一切割装置3切割出的光学膜中间体切割出多个光学膜片(片状的光学构件)的第二切割装置4；以及，统一控制输送装置2、第一切割装置3以及第二切割装置4的控制装置5。

输送装置2包括装填卷材R的装填部21。在装填部21中装填有光学膜F的卷材R。装填于装填部21的光学膜F被输送辊22、23输送至下游侧，被第一切割装置3和第二切割装置4切割，形成光学膜片。

图2是示出本发明的一个实施方式所涉及的切割装置1的要部的俯视图。在图2中图示切割装置1的构成部件中的第一切割装置3、第二切割装置4以及控制装置5，省略了其他的图示。

第一切割装置3包括：载置光学膜F的基台30；以及，切割光学膜F的切割部31。

切割部31被配置在基台30的上方的固定位置。例如，切割部31包括圆形的刀具(切割刃)。而且，刀具构成为能够通过未图示的驱动机构沿着在光学膜F的宽度方向上延伸的引导部的长度方向移动。引导部的长度比光学膜F的宽度方向的长度要长。又，切割光学膜F的切割部31并不限于刀具，也可以具有激光器。

本实施方式中，从光学膜F切割出多个中间尺寸的光学膜中间体Fa(参照图3)，然后，从各光学膜中间体Fa切割出多个光学膜片Fc(参照图4)。而且，也并不限于此，也可以从光学膜F直接切割出多个光学膜片Fc。

只是，根据下述的理由，优选不是从光学膜F直接切割出多个光学膜片Fc，而是暂时从光学膜F切割出多个中间尺寸的光学膜中间体Fa，然后，从各光学膜中间体Fa切割出多个光学膜片Fc。这个理由是因为：多数情况下，光学膜片Fc的大小远小于长条的光学膜F，从长条的光学膜F直接切割出光学膜片Fc的话，切出的操作可能变得比较困难。

光学膜中间体Fa的大小、形状能够根据光学膜片Fc的形状、光学膜片Fc中的光轴的设定方向等进行任意设定。

光学膜F的光轴的面内分布中存在各种分布，但光学膜F的光轴大致沿着光学膜F的长度方向配置。这个理由是因为：一般长条的光学膜是将例如由二色性色素染色了的树脂膜进行单轴延伸而制造的，光学膜的光轴的方向大致与树脂膜的延伸方向一致。

以下，作为一个实例，列举光学膜F的光轴沿着光学膜F的长度方向配置的实例进行说明。

图3是从光学膜F切割出光学膜中间体Fa时的说明图。

本实施方式中，被输送装置2输送的光学膜F被第一切割装置3(参照图2)切割。由此切割出1片光学膜中间体Fa。

如图3所示，本实施方式中，通过在与光学膜F的长度方向正交的方向对其进行切割，切割出矩形的膜体，从而得到光学膜中间体Fa。

返回图2，第二切割装置4被配置在与第一切割装置3相邻的位置。第二切割装置4包括：载置光学膜中间体Fa的基台40；以及，用于从光学膜中间体Fa切割出多个光学膜片Fc的刀具4a、4b(切割刃)。例如，可以使用将带状的汤姆逊刀形成为落料形状后的刀具作为刀具4a、4b。

在基台40的上表面设置了用于对光学膜中间体Fa进行定位的标识41。在将光学膜中间体Fa置于基台40时，将光学膜中间体Fa的切割边(被第一切割装置3切割的边)作为基准在标识41处定位。

刀具4a、4b具有以下结构：从Z方向来看，在X方向以一定间隔排列的多个第一刀具4a和在Y方向以一定间隔排列的多个第二刀具4b被配置为格子状。

通过这样的构成，光学膜中间体Fa在与光学膜中间体Fa的切割边平行的方向(第一方向，即与光学构件的光轴正交的方向)，和与该第一方向正交的方向(第二方向，即与光学构件的光轴平行的方向)被切割。

图4是从光学膜中间体Fa切割出光学膜片Fc时的说明图。

又，在图4中，符号Lc1是与从光学膜中间体Fa切割出多个光学膜片Fc时的切割线(沿着X轴方向的切割线、沿着Y轴方向的切割线)中的与沿着Y轴方向的切割线重叠的轴。轴Lc1是与第一切割装置3(参照图2)的光学膜F的切割方向平行的轴，与第一方向对应。

第二切割装置4根据控制装置5的控制信号，基于轴Lc1，从光学膜中间体Fa切割出多个光学膜片Fc。在本实施方式中，与光轴平行方向的轴Lc2成为从光学膜中间体Fa切割出多个光学膜片Fc时的基准。轴Lc2与第二方向对应。

这样，通过在第一方向和第二方向对光学膜中间体Fa进行切割，从光学膜中间体Fa切割出多个光学膜片Fc。通过第一刀具4a和第二刀具4b切割出的矩形区域成为一个光学膜片Fc。

根据本案发明人的研讨，尽管使用刀尖部被抛光了的切割刃(以下，有时称为抛光刃。)，但根据光学构件的构成，也存在沿着切割面产生毛刺(切割面的毛边)的情况。尤其是在与光学构件的光轴平行的方向或者与光轴正交的方向切割光学构件的情况下，容易发生毛刺是显而易见的。这里，使用抛光刃在厚度方向对光学构件进行冲裁的话，光学构件的切割面形成为直线状，但认为毛刺产生的机制源于该光学构件的切割面的形状。本案发明人发现：光学构件的切割面的形状与毛刺的易于产生之间存在较高相关性，通过在使用切割刃在厚度方向对光学构件进行冲裁时的光学构件的切割面形成凹凸，能够抑制毛刺的产生。

以下，采用图5对本发明的一个实施方式所涉及的切割刃的结构进行说明。

图5是本发明的一个实施方式所涉及的切割刃(图2所示的刀具4a、4b)的刀尖部45的截面图。

如图5所示，在图5的上下方向，刀尖部45的截面形状是不对称的。

具体来说，在图5的上侧，在刀尖部45设有从刀尖顶端45p开始的第一段的第一面45s1，和从刀尖顶端45p开始的第二段的第二面45s2。第一面45s1被设在距离刀尖顶端45p有160μm的部分。

另一方面，在图5的下侧，在刀尖部45设有从刀尖顶端45p开始的第一段的第三面45s3，和从刀尖顶端45p开始的第二段的第四面45s4。第三面45s3被设在距离刀尖顶端45p有91μm的部分。

刀尖部45的第一段的刀尖角度(第一面45s1与第三面45s3所成的角度)为26°。刀尖部45的第二段的刀尖角度(第二面45s2与第四面45s4所成的角度)为9°。

即，在刀尖部45的上表面，第一面45s1和第二面45s2以向上侧突起的方式被连续设置，在刀尖部45的下表面，第三面45s3和第四面45s4以向下侧突起的方式被连续设置，第一面45s1和第三面45s3的连接部分构成刀尖顶端45p。

本实施方式中，刀尖部45使用没有被抛光的切割刃(以下，有时称为非抛光刃。)。非抛光刃中的刀尖部45的表面粗糙度为3μm以上且10μm以下。例如，刀尖部45的表面粗糙度可以约为3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、或者10μm。

刀尖部45的表面粗糙度的测定装置使用ACCRETEC公司制的型号为“ハンディサーフE-35A”的测定装置。刀尖部45的表面粗糙度的测定方法是使测定机针与刀尖部45的表面接触并前后往复运动。表面粗糙度是测定高度方向的参数Rt(粗糙度曲线的最大截面高度)。

例如，刀尖部45的第一面45s1的研磨加工使用粒度为#1500的研磨细粉进行，刀尖部45的第二面45s2的研磨加工使用粒度为#1000的研磨细粉进行。由此，在刀尖部45的第一面45s1以及第二面45s2分别得到上述范围的表面粗糙度。

另外，刀尖部45的第三面45s3的表面粗糙度与第一面45s1的表面粗糙度相同，刀尖部45的第三面45s3的研磨加工采用与第一面45s1的研磨加工同样的方法进行。又，刀尖部45的第四面45s4的表面粗糙度与第二面45s2的表面粗糙度相同，刀尖部45的第四面45s4的研磨加工采用与第二面45s2的研磨加工同样的方法进行。

以下，对本实施方式所涉及的切割方法进行说明。

本实施方式所涉及的切割方法是以下的切割方法：使用刀尖部45的表面粗糙度为3μm以上且10μm以下的刀具4a、4b(非抛光刃)，在与光轴平行的方向(第二方向)和与光轴正交的方向(第一方向)切割光学膜中间体Fa(光学构件)。

本发明中，“与光轴平行的方向”是指相对于光学构件的面内的平均光轴的方向呈-10°以上且10°以下的角度的方向。本实施方式中，由于光轴被配置在与光学构件的一边平行的方向，因此，“与光轴平行的方向”是指相对于光学构件的所述一边呈-10°以上且10°以下的角度的方向。

另外，“与光轴正交的方向”是指相对于光学构件的面内的平均光轴的方向呈80°以上且100°以下的角度的方向。本实施方式中，由于光轴被配置在与光学构件的一边平行的方向，因此，“与光轴正交的方向”是指相对于光学构件的所述一边呈80°以上且100°以下的角度的方向。

又，本实施方式所涉及的切割方法是以下的切割方法：使用刀具4a、4b(非抛光刃)，在厚度方向对一片光学膜中间体Fa(光学构件)进行冲裁，由此从一片光学膜中间体Fa切割出多个光学膜片Fc(片状的光学构件)(参照图4)。

如以上所述，根据本实施方式，通过使用非抛光刃来切割光学膜中间体Fa，能够在光学膜中间体Fa的切割面上形成凹凸。因此，能够抑制毛刺的发生。

另外，本实施方式中，作为一个实例，列举光学膜F的光轴被沿着光学膜F的长度方向(图3所示的Y方向)配置的实例进行了说明，但并不限定于此。例如，在光学膜F的光轴被沿着光学膜F的宽度方向(图3所示的X方向)配置的情况下也能够适用本发明。

另外，作为刀具，可以使用刀具4a、4b的刀尖部45被进行树脂涂层处理过的刀具。例如，作为树脂涂层，列举有硅涂层、DLC(类金刚石薄膜)处理、氟树脂涂层。

硅涂层的厚度为5μm以上且10μm以下。例如，硅涂层处理的方法列举有在刀尖部45的表面喷涂硅之后，进行烤漆的方法。

这样，作为刀具，通过使用刀尖部45被进行树脂涂层处理了的刀具，能够减小切割光学膜中间体Fa时的阻力。因此，能够抑制毛刺的产生，且能够抑制批锋的产生。

以上，参照附图对本实施方式的优选实施方式例进行了说明，当然本发明所涉及的实例并不限定于此。上述的实例中所示的各构成构件的各个形状或组合等仅是一个实例，在不脱离本发明的主旨的范围内，基于设计要求等能够进行各种变更。

【实施例】

以下，基于实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限定于以下的实施例。

(样品)

作为比较例以及实施例的切割对象的样品，采用在由PVA(聚乙烯醇)构成的偏振膜的一个表面层压了隔膜，在偏振膜的另一个表面层压了由TAC(三醋酸纤维素)膜构成的保护膜的样品。样品使用俯视为矩形的样品，样品的尺寸为100mm×50mm，样品的厚度为300μm。

(比较例1)

作为比较例1的切割刃使用抛光刃。抛光刃是萩野公司制的型号为“PN112N”的抛光刃。

图6是比较例1的切割刃的刀尖部145的截面图。

如图6所示，在刀尖部145设置有从刀尖顶端145p开始的第一段的第一面145s1，和从刀尖顶端145p开始的第二段的第二面145s2。第一面145s1被设置在距离刀尖顶端145p有167μm的部分。刀尖部145的第一段的刀尖角度为22°，刀尖部145的第二段的刀尖角度为16°。

刀尖部145的表面粗糙度为0.01μm以上且1μm以下。

(比较例2)

作为比较例2的切割刃，使用抛光刃的刀尖部被硅涂层处理过的切割刃(以下，有时称为硅涂层抛光刃。)。

硅涂层的厚度为5μm以上且10μm以下。

又，硅涂层抛光刃的刀尖部的刀尖角度为30°。比较例2的切割刃的刀尖部没有分段。

(实施例1)

作为实施例1的切割刃使用非抛光刃。实施例1的切割刃与图5所示的切割刃一样。

(实施例2)

作为实施例2的切割刃，使用非抛光刃的刀尖部被硅涂层处理过的切割刃(以下，有时称为硅涂层非抛光刃。)。硅涂层的厚度为5μm以上且10μm以下。又，实施例2的切割刃是实施例1的切割刃的刀尖部被硅涂层处理过的切割刃。

(切割面的外观的评价)

分别针对比较例以及实施例，对使用切割刃在厚度方向冲裁样品时的切割面的外观进行评价。

以下，对评价结果进行说明。

图7是使用比较例1的切割刃切割了样品时，对样品的切割面进行俯视摄像的显微镜照片。图8是使用比较例1的切割刃切割了样品时，对样品的切割面进行主视摄像的显微镜照片。

如图7以及图8所示，可以确认在比较例1中样品的切割面形成为直线状。

图9是使用比较例1的切割刃切割了的样品的层压体的端面的照片。又，在图9中，在所述层压体的端面看起来发白的部分就是产生毛刺的部分。

如图9所示，可以确认在比较例1中层压体的端面产生了毛刺。

图10是使用比较例1的切割刃切割了的样品的层压体的端面所产生的毛刺的照片。又，在图10中，通过胶带去除在所述层压体的端面产生的毛刺，并示出附着在该胶带上的毛刺。

如图10所示，可以确认在比较例1中，胶带上附着有多根细线状的毛刺。

图11是使用比较例2的切割刃切割了的样品的层压体的端面的照片。又，在图11中，在所述层压体的端面看起来发白的部分就是产生毛刺的部分。

如图11所示，可以确认在比较例2中，层压体的端面上也产生毛刺。

图12是使用比较例2的切割刃切割了的样品的层压体的端面所产生的毛刺的照片。又，在图12中，通过胶带去除在所述层压体的端面产生的毛刺，并示出附着在该胶带上的毛刺。

如图12所示，与比较例1相比，在比较例2中附着在胶带上的毛刺的量有所减少，有改善的趋势。然而，可以确认在胶带上仍然附着有多根长毛刺。

图13是使用实施例1的切割刃切割了样品时，对光学构件的切割面进行俯视摄像的显微镜照片。图14是使用实施例1的切割刃切割了样品时，对光学构件的切割面进行主视摄像的显微镜照片。

如图13以及图14所示，可以确认在实施例1中，在样品的切割面形成有大小为12μm左右的凹凸。

图15是使用实施例1的切割刃切割了的样品的层压体的端面的照片。又，在图15中，在所述层压体的端面看起来发白的部分就是产生毛刺的部分。

如图15所示，可以确认与比较例1(参照图9)相比，实施例1中光泽较少，毛刺的量较少。

图16是使用实施例1的切割刃切割了的样品的层压体的端面所产生的毛刺的照片。又，在图16中，通过胶带去除在所述层压体的端面产生的毛刺，并示出附着在该胶带上的毛刺。

如图16所示，可以确认与比较例1(参照图9)相比，实施例1中长毛刺的量减少，且能够抑制毛刺的产生。

图17是使用实施例1和实施例2的各自的切割刃切割了样品时，对样品的切割面进行俯视摄像的显微镜照片。

如图17所示，可以确认在实施例1中，在样品的切割面形成有大小为25μm～30μm左右的凹凸。另一方面，可以确认在实施例2中，在样品的切割面形成有大小为17μm左右的凹凸。

图18是使用实施例1和实施例2的各自的切割刃切割了的样品的层压体的端面的照片。又，在图18中，在所述层压体的端面看起来发白的部分就是产生毛刺的部分。

如图18所示，可以确认与实施例1相比，实施例2能够抑制毛刺的产生，还能够抑制批锋的产生。

评价的结果可以确认，与使用比较例的切割刃的情况相比，使用实施例的切割刃的话，能够抑制毛刺的产生。而且，与使用实施例1的切割刃的情况相比，使用实施例2的切割刃的话，能够抑制毛刺的产生，且能够抑制批锋的产生。

Claims (8)

1.一种切割装置，其是光学构件的切割装置，所述切割装置的特征在于，

使用刀尖部的表面粗糙度为3μm以上且10μm以下的切割刃，在与所述光学构件的光轴平行的方向或者与所述光轴正交的方向切割所述光学构件。

2.如权利要求1所述的切割装置，其特征在于，

所述切割刃的所述刀尖部被进行树脂涂层处理。

3.如权利要求1所述的切割装置，其特征在于，

在所述切割刃的所述刀尖部的上表面，第一面和第二面以向上侧突起的方式被连续设置，

在所述切割刃的所述刀尖部的下表面，第三面和第四面以向下侧突起的方式被连续设置，

所述第一面和所述第三面的连接部分构成刀尖顶端。

4.如权利要求1至3的任意一项所述的切割装置，其特征在于，

通过使用所述切割刃在所述光学构件的厚度方向对所述光学构件进行冲裁，从所述光学构件切割出片状的光学构件。

5.一种切割方法，其是光学构件的切割方法，所述切割方法的特征在于，

使用刀尖部的表面粗糙度为3μm以上且10μm以下的切割刃，在与所述光学构件的光轴平行的方向或者与所述光轴正交的方向切割所述光学构件。

6.如权利要求5所述的切割方法，其特征在于，

使用所述刀尖部被进行树脂涂层处理过的构件作为所述切割刃。

7.如权利要求5所述的切割方法，其特征在于，

使用如下构成的构件作为所述切割刃：

在所述刀尖部的上表面，第一面和第二面以向上侧突起的方式被连续设置，

在所述刀尖部的下表面，第三面和第四面以向下侧突起的方式被连续设置，

所述第一面和所述第三面的连接部分构成刀尖顶端。

8.如权利要求5至7的任意一项所述的切割方法，其特征在于，

通过使用所述切割刃在所述光学构件的厚度方向对所述光学构件进行冲裁，从所述光学构件切割出片状的光学构件。