JP2006123109A - 偏光膜切断装置およびホイールカッタ - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光膜をホイールカッタで切断する偏光膜切断装置において、ほぼ設計どおりにまっすぐできれいな切断が行えるようにする。
【解決手段】 偏光膜を負圧により吸着固定するテーブルと、ホイールカッタを有する切断手段とを含み、上記テーブルと上記切断手段を相対的に移動させて、上記テーブル上に固定されている上記偏光膜を上記ホイールカッタにて切断する偏光膜切断装置において、上記ホイールカッタ２００として、円錐形状であって大径部２１１が片刃ＳＥとして作用する刃体２１０の一対を小径部２１２側同士を対向させて同軸的に一体的に結合してなる２つの刃を有するホイールカッタを用いる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、偏光膜をホイールカッタで切断する偏光膜切断装置に関し、さらに詳しく言えば、ホイールカッタの改良技術に関するものである。

ＴＮ液晶もしくはＳＴＮ液晶を含む液晶表示パネルには、一部の機種を除いて特定方向のみの光を透過させそれ以外の光を吸収もしくは散乱，反射させて遮蔽する機能をもつ偏光膜が貼着される。

通常、偏光膜はフィルムメーカから大判サイズの原反（マザーフィルム）としてパネルメーカに納入され、パネルメーカ側で各液晶表示パネルの画面サイズに合った大きさの偏光膜チップとして切り出される。

図３に示すように、偏光膜原反１０は四角形に裁断された状態で納入され、その偏光軸ｐは横辺１０ａ方向（Ｘ軸方向）もしくは縦辺１０ｂ方向（Ｙ軸方向）のいずれかの方向に配向されている（この例では偏光軸ｐは横辺１０ａ方向）。

液晶表示パネルに貼着される偏光膜チップの偏光軸（吸収軸）が偏光膜原反１０と同じく横辺１０ａ方向もしくは縦辺１０ｂ方向であれば、偏光膜原反１０をその横辺１０ａもしくは縦辺１０ｂに沿って短冊状に切断し、その短冊片から個々の偏光膜チップを切り出せばよい。

しかしながら、このようなことはきわめて希であり、通常、液晶表示パネルに貼着される偏光膜チップの偏光軸は液晶の配列方向との関係からパネル辺に対して所定角度傾けられるため、図３に示すように、その角度に対応して各短冊片１１が偏光膜原反１０から所定の幅をもって斜めに切り出され、その後、各短冊片１１から個々の偏光膜チップ１２が切り出される。

図４（ａ）に偏光膜切断装置の従来例を模式的な平面図として示す。この偏光膜切断装置２０は、基本的な構成として、偏光膜原反１０を負圧により吸着固定するテーブル２１と、切断手段としてのカッタユニット２２とを備えている。

カッタユニット２２には、特許文献１に記載されているように、帯刃が用いられる場合と、丸刃（ホイールカッタ）が用いられる場合とがあるが、この例ではカッタユニット２２に図４（ｂ）に示す帯刃２３が用いられている。

この偏光膜切断装置２０においては、偏光膜原反１０を帯刃２３に対して所定角度傾けた状態でテーブル２１に固定し、図示しない送り機構によってテーブル２１をカッタユニット２２側に向けて一定のピッチで間欠送りして帯刃２３により偏光膜原反１０から短冊片１１を切り出す。切り出された短冊片１１は、上記偏光膜切断装置２０と同様な構成の図示しない短冊片切断装置にかけられ、短冊片１１から個々の偏光膜チップ１２の切り出しが行われる。

この帯刃による切断装置では、偏光膜原反１０および短冊片１１の帯刃に対する送りが間欠送りであるため切断タクト時間が長くかかり、生産性の面で好ましくない。この点を改善するには、連続送り可能なホイールカッタを用いればよい。図５（ａ）にホイールカッタ２４にて例えば偏光膜原反１０から短冊片１１を切断する状態を示す。

特開平１１−２４８９３８号公報

しかしながら、従来のホイールカッタ２４は概ね算盤玉状で、その刃２４ａが山形状の両刃であるため、切断寸法の正確さが保証されない。すなわち、ホイールカッタ２４を偏光膜原反１０に押し付けて切断する際、両刃であることから、その応力が外側にかかり、それによって切断と同時に短冊片１１が外側に逃げる（ずれる）ため、図５（ｂ）に誇張して示すように、まっすぐできれいな切断が行えなず、切断不良が多く発生するという問題がある。この問題は、短冊片１１から偏光膜チップ１２を切り出す場合にも同様に生ずる。

このまっすぐできれいな切断が行えない原因は、テーブル（負圧吸着テーブル）２１にもある。すなわち、従来の負圧吸着テーブルは、そのテーブル面に負圧源と連通する多数の吸着孔が設けられているが、テーブルの設計上、孔数を増やすにしても自ずと制限が課せられる。したがって、短冊片１１や偏光膜チップ１２の大きさにもよるが、それら切り出し片を確実に吸着固定できない場合があり、これによって切断時のずれが増長されることになる。

したがって、本発明の課題は、偏光膜をホイールカッタで切断する偏光膜切断装置において、ほぼ設計どおりにまっすぐできれいな切断が行えるようにすることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、偏光膜を負圧により吸着固定するテーブルと、ホイールカッタを有する切断手段とを含み、上記テーブルと上記切断手段を相対的に移動させて、上記テーブル上に固定されている上記偏光膜を上記ホイールカッタにて切断する偏光膜切断装置において、上記ホイールカッタとして、円錐形状であって大径部が片刃として作用する刃体の一対を小径部側同士を対向させて同軸的に一体的に結合してなる２つの刃を有するホイールカッタを用いることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記テーブルが通気性を有する多孔質材からなることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、フィルムやシートなどの薄板材を切断するホイールカッタにおいて、円錐形状であって大径部が片刃として作用する刃体の一対を小径部側同士を対向させて同軸的に一体的に結合してなることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ホイールカッタが備える２つの刃はともに片刃であって、それら片刃の錐面側がホイールの内側向きとされているため、偏光膜の切断時に応力が外側にかからない。したがって、切り出し片が外側にずれることがなく、まっすぐできれいな切断を行うことができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、偏光膜を吸着固定するテーブルが通気性を有する多孔質材からなり、偏光膜が全面にわたってほぼ均一に吸着固定されるため、請求項１の効果と相俟って、まっすぐできれいな切断をより確実に行うことができる。

次に、図１および図２により本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、この実施形態の説明において、偏光膜については上記従来例で説明した図３の参照符号をそのまま用いる。

まず、図１（ａ）の模式的な平面図により、本発明の実施形態に係る偏光膜切断装置１００ついて説明する。この偏光膜切断装置１００は、基本的な構成として、矢印Ａで示す左右方向に移動する移動台１１０と、切断手段１３０とを備えている。

移動台１１０には、偏光膜原反１０を負圧吸着により固定する回転テーブル１１１が設けられている。回転テーブル１１１は、偏光膜原反１０の全面を吸着固定し得るようにするため、通気性を有する多孔質材から形成されることが好ましい。この種の多孔質材としては、例えば日東電工社製の超高分子量ポリエチレン樹脂の多孔質シート商品名「燦マップ（ＳＵＮＭＡＰ）」がある。

切断手段１３０は、第１カッタユニット１３１と第２カッタユニット１３３とを備えている。第１カッタユニット１３１は偏光膜原反１０から短冊片１１を切り出すためのユニットで、第２カッタユニット１３３は短冊片１１から偏光膜チップ１２を切り出すためのユニットである。

各カッタユニット１３１，１３３内には、それぞれ複数個のホイールカッタ（丸刃）２００がそれらの回転軸線を移動台１１０の移動方向Ａに対して直交するようにして互いに平行に一列状態で並べられている。

第１カッタユニット１３１における各ホイールカッタ２００は短冊片１１の幅の間隔をもって配置され、第２カッタユニット１３３における各ホイールカッタ２００は偏光膜チップ１２の幅の間隔をもって配置されている。

各カッタユニット１３１，１３３は、図示しない昇降手段により、回転テーブル１１１に対して上下方向に駆動される。この例において、第１カッタユニット１３１が回転テーブル１１１側寄りに配置されているが、これとは反対に、第２カッタユニット１３３を回転テーブル１１１側寄りに配置してもよい。また場合によっては、移動台１１０側の位置を固定とし、各カッタユニット１３１，１３３側を矢印Ａ方向に往復動させてもよい。

この偏光膜切断装置１００は回転テーブル１１１を備えていることから、この装置１台で、偏光膜原反１０→短冊片１１，短冊片１１→偏光膜チップ１２の各切り出し工程を実施することができる。

これについて説明すると、まず、偏光膜原反１０を回転テーブル１１１に吸着固定し、回転テーブル１１１を回して偏光膜原反１０を移動台１１０の移動方向Ａに対して所定角度傾ける。この傾き角は図示しない液晶パネル側で要求される偏光軸角度との関係で適宜設定される。

次に、第１カッタユニット１３１を下降させた状態で、移動台１１０を図１において右方向に移動させて、第１カッタユニット１３１に設けられている各ホイールカッタ２００にて偏光膜原反１０から複数の短冊片１１を切り出す。この場合、回転テーブル１１１は上記したように通気性を有する多孔質材からなるため、切り出された各短冊片１１はそのまま回転テーブル１１１に吸着保持される。

短冊片１１を切り出したのち、第１カッタユニット１３１を初期の高さ位置にまで上昇させて、移動台１１０を図１において左方向に移動させて図１の初期位置にまで戻してから、図１（ｂ）に示すように、回転テーブル１１１を反時計方向に９０゜回転させる。

そして、今度は第２カッタユニット１３３を下降させた状態とし、移動台１１０を図１において右方向に移動させて、第２カッタユニット１３３に設けられている各ホイールカッタ２００にて各短冊片１１から矩形状の偏光膜チップ１２を切り出す。

このようにして、偏光膜原反１０→短冊片１１，短冊片１１→偏光膜チップ１２への各切り出しが行われるのであるが、本発明においては、ホイールカッタ２００による切断時に切り出し片（短冊片１１および偏光膜チップ１２）に外側に向かう応力がかけられないようにするため、ホイールカッタ２００に図２に示す構成のホイールカッタを用いる。

これによると、本発明で用いられるホイールカッタ２００は、円錐形状であって大径部２１１が片刃ＳＥとして作用する刃体２１０の一対を、その小径部２１２側同士を対向させて同軸的に一体的に結合してなる２つの刃を有するホイールカッタである。

このホイールカッタは、金属の切削加工により作製できるが、例えば図５（ａ）に示す算盤玉状の両刃ホイールカッタを、その回転軸線と直交する方向から２等分割し、その各分割体を背中合わせに結合することによっても得ることができる。

このホイールカッタ２００が備える２つの刃はともに片刃ＳＥであって、それら片刃ＳＥの錐面側がホイールの内側向きとされているため、偏光膜の切断時に応力が外側にかからない。したがって、短冊片１１および偏光膜チップ１２をまっすぐにきれいに切断することができる。なお、このホイールカッタ２００の片刃ＳＥ間で切り取られる部分は廃材となるが、その幅はわずかであり従来の切断不良品の発生量と比べれば、むしろ廃材量が少なくなるといえる。

本発明のホイールカッタは偏光膜の切断のみでなく、従来の両刃もしくは片刃のホイールカッタで切断されていたフィルム状，シート状などの薄板材の切断にも適用することができる。

（ａ）本発明による偏光膜切断装置の一例を示す模式的な平面図，（ｂ）は回転テーブルを回転させた状態を示す模式的な平面図。 本発明によるホイールカッタを示す正面図。 偏光膜原反から短冊片を斜めに切り出す状態を示す説明図。 （ａ）従来の偏光膜切断装置を示す模式的な平面図，（ｂ）帯刃を示す正面図。 （ａ）両刃のホイールカッタで偏光膜を切断する状態を示す模式図，（ｂ）その切断状態を示す模式図。

符号の説明

１０ 偏光膜原反
１１ 短冊片
１２ 偏光膜チップ
１００ 偏光膜切断装置
１１０ 移動台
１１１ 回転テーブル
１３０ 切断手段
１３１ 第１カッタユニット
１３３ 第２カッタユニット
２００ ホイールカッタ
２１０ 刃体
２１１ 大径部
２１２ 小径部
ＳＥ 片刃

Claims (3)

1. 偏光膜を負圧により吸着固定するテーブルと、ホイールカッタを有する切断手段とを含み、上記テーブルと上記切断手段を相対的に移動させて、上記テーブル上に固定されている上記偏光膜を上記ホイールカッタにて切断する偏光膜切断装置において、
   上記ホイールカッタとして、円錐形状であって大径部が片刃として作用する刃体の一対を小径部側同士を対向させて同軸的に一体的に結合してなる２つの刃を有するホイールカッタを用いることを特徴とする偏光膜切断装置。
2. 上記テーブルが通気性を有する多孔質材からなることを特徴とする請求項１に記載の偏光膜切断装置。
3. フィルムやシートなどの薄板材を切断するホイールカッタにおいて、円錐形状であって大径部が片刃として作用する刃体の一対を小径部側同士を対向させて同軸的に一体的に結合してなることを特徴とするホイールカッタ。
   

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