JP4614175B2 - フィルム貼り合わせ装置 - Google Patents

Description

この発明は、二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムとを任意の角度で貼り合わせる場合に用いる装置に関するものであり、例えば表示装置に用いられる偏光フィルムと位相差フィルムの貼り合わせなど、光学用フィルムの貼り合わせに有用なものである。

例えば、液晶表示装置用などに、偏光フィルムと位相差フィルムの貼り合わせなど、二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムとを任意の角度で貼り合わせることが行われている。従来のフィルム貼り合わせ装置は、フィルムのエッジを目視で確認するか、ＣＣＤカメラなどで検出し、これを基準にしたり、前記の両フィルムの端面を装置に突き当てたりすることにより貼り合わせ角度を制御している（例えば特許文献１，特許文献２参照）。
特開２００１−３１８３７５号公報（第２頁） 特開２００４−１４８７２１号公報（第４頁）

近年、表示装置の表示品位の向上に伴い、偏光フィルムと位相差フィルムの貼り合わせの角度精度を高くすることが求められているが、従来の装置では精度を十分に高くできないという問題が発生している。

上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、二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムとを任意の角度で貼り合わせるフィルム貼り合わせ装置であり、
二色性を有するフィルムの面内における吸収が最大である軸または吸収が最小である軸の角度を検出する二色性を有するフィルム用の検出装置と、
複屈折性を有するフィルムの面内における遅相軸を検出する複屈折性を有するフィルム用の検出装置とを有し、
前記二色性を有するフィルム用の検出装置と前記複屈折性を有するフィルム用の検出装置とを用いて、前記二色性を有するフィルムと前記複屈折性を有するフィルムとのなす角度を制御することを特徴とするフィルム貼り合わせ装置である。

この発明で用いることができる二色性を有するフィルムは特に限定されるものではないが、ヨウ素を含有させた延伸ポリビニルアルコールをトリアセチルセルロール等の保護フィルムで挟持した偏光フィルムや、ヨウ素に換えて二色性色素を用いたものなどが製造されており、これらを用いることができる。

また、この発明で用いることができる複屈折性を有するフィルムは特に限定されるものではないが、ポリカーボネート、ポリスルホン、シクロオレフィンコポリマー等のプラスチックフィルムを延伸した位相差フィルムなどが製造されており、これらを用いることができる。複屈折性を有するフィルムは２枚以上を異なる角度で重ねて用いることもでき、それらのフィルムの種類は互いに同じであっても異なってもかまわない。

請求項２に記載の発明は、前記二色性を有するフィルム用の検出装置が、光源、偏光素
子、光検出器からなることを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り合わせ装置である。

請求項３に記載の発明は、前記複屈折性を有するフィルム用の検出装置が、光源、直交する配置となる２つの偏光素子、光検出器からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルム貼り合わせ装置である。

請求項４に記載の発明は、二色性を有するフィルム用の巻き出し装置と、
複屈折性を有するフィルム用の巻き出し装置と、
二色性を有するフィルム用の巻き取り装置および／または複屈折性を有するフィルム用の巻き取り装置と、
二色性を有するフィルムまたは複屈折性を有するフィルムの一方を打ち抜く装置とを有し、
貼り合わせを連続的に行いロール状の貼り合わせ品を製造することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルム貼り合わせ装置である。

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に記載の発明によれば、二色性を有するフィルムの面内における吸収が最大である軸または吸収が最小である軸の角度の検出および複屈折性を有するフィルムの面内における遅相軸の検出は、二色性を有するフィルム用の検出装置と、複屈折性を有するフィルム用の検出装置とにより光学的に行うことができる。表示品位は光学特性に基づくものであり、検出装置を用いて角度を制御して二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムとの貼り合わせを行うことにより、光学特性上十分な高い精度で貼り合わせを行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、二色性を有するフィルム用の検出装置が、光源、偏光素子、光検出器からなり、二色性を有するフィルムの面内における吸収が最大である軸または吸収が最小である軸の角度を検出する装置としては、光源、偏光素子、光検出器からなる装置を用いることが、光学的に検出する装置としては容易な構成で製造できることから好ましい。例えば、白熱灯、蛍光灯、キセノンランプ、発光ダイオードなどの無偏光の光源から出射された無偏光の光を変更素子により直線偏光とし、この直線偏光を該フィルム面に照射し、直線偏光の偏光面またはフィルムの角度を変化させて、該フィルムを透過した光の強度が最小となる角度または最大となる角度を検出することにより、二色性を有するフィルムの面内における吸収が最大である軸または吸収が最小である軸の角度を検出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、複屈折性を有するフィルム用の検出装置が、光源、直交する配置となる２つの偏光素子、光検出器からなり、複屈折性を有するフィルムの面内における遅相軸を検出する装置としては、光源、直交する配置となる２つの偏光素子、光検出器からなる装置を用いることが、前記と同様に、光学的に検出する装置としては容易な構成で製造できることから好ましい。例えば、白熱灯、蛍光灯、キセノンランプ、発光ダイオードなどの無偏光の光源と、これを直線偏光とするための第一の偏光素子と、複屈折性を有するフィルムを介して第一の偏光素子と吸収軸が直交するように配置した第二の偏光素子と、光源から出射して第一の偏光素子、複屈折性を有するフィルム，第二の偏光素子を透過した光の強度を検出する光検出器とからなる装置を用い、偏光素子と複屈折性を有するフィルムのなす角度を変化させて、該フィルムを透過した光の強度が最大となる角度を検出することにより、複屈折性を有するフィルムの面内における遅相軸を検出することができる。

請求項４に記載の発明によれば、二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムのいずれかに粘着剤または接着剤をあらかじめ付与しておき、前記のような方法で角度を制御して、真空チャックや静電チャック等を有するステージでフィルムを吸着して保持するか、ロールで張力をかけてフィルムを保持し、圧着板を用いて貼り合わせるか、圧着用ロールを用いてラミネートする等の方法で貼り合わせを行うことができる。

貼り合わせを行う二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムは、それぞれロール状で供給して用いることや、枚葉で供給して用いること、いずれか一方をロール状で供給して他方を枚葉で供給して用いることができる。また、貼り合わせ後においては、両方のフィルムを切断して枚葉で貼り合わせ品を得ることや、一方のみを切断してロール状で貼り合わせ品を得ることができる。連続的に供給が可能であることから、二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムはロール状で供給することが好ましい。また、貼り合わせ品についても輸送や保管のしやすさ等からロール状で得られることが好ましい。前記のようにロール状でフィルムを供給する場合には、巻き出し装置を備えることで対応することができ、ロール状で貼り合わせ品を得る場合には巻き取り装置を備えることで対応することができる。粘着剤または接着剤をあらかじめ付与したフィルムをロール状で供給して用いる場合には、粘着剤または接着剤上に離型フィルムを貼り合わせたロールを巻き出し装置に供給し、離型フィルムを剥離しつつ貼り合わせ部に供給することで行うことができる。

以下、この発明のフィルム貼り合わせ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。

図１は、この実施の形態における二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムをそれぞれロール状で供給して用い、貼り合わせ品をロール状で得る場合のフィルム貼り合わせ装置の側面図である。図２は、該フィルム貼り合わせ装置の上面図である。

二色性を有するフィルム用の巻き出し装置１０から、二色性を有するフィルムとしてヨウ素を含有させた延伸ポリビニルアルコールをトリアセチルセルロール等の保護フィルムで挟持した偏光フィルム１２ｂに粘着剤が付与され離型フィルム１２ａが貼り合わされているフィルム１２をニップロール１４により巻き出す。ニップロール１４に沿って離型フィルム巻き取り用ロール１６でフィルム１２から離型フィルム１２ａを剥離し、粘着剤が付与された偏光フィルム１２ｂをフリーロール２０およびフリーロール２２を経て貼り合わせ・打ち抜き部２４上に供給する。

フリーロール２０とフリーロール２２の間には、白熱灯からなる光源２６、偏光素子２８、フォトダイオードからなる光検出器３０が配置され、偏光フィルム１２ｂの角度を検出して制御する。より詳しくは、偏光素子２８の吸収軸は、巻き出し装置１０、ニップロール１４、フリーロール２０、フリーロール２２のロール軸と平行に設置されており、光検出器３０で検出される光の強度が最小になるように、軸方向に可動であるゴム製のグリップロール３２により偏光フィルム１２ｂの角度が制御され、二色性を有するフィルム用の巻き取り装置３４に巻き取られる。これらのロールおよび装置はフレーム３６に取り付けられ支持される。

一方、複屈折性を有するフィルム用の巻き出し装置４０から、複屈折性を有するフィルムとしてほぼフィルム長手方向に遅相軸を有するシクロオレフィンコポリマーを一軸延伸した位相差フィルム４２をニップロール４４により巻き出す。位相差フィルム４２はフリ
ーロール４６とフリーロール４８を経て貼り合せ・打ち抜き部２４上の粘着剤が付与された偏光フィルム１２ｂ上の所定の空隙をもった位置に供給される。

フリーロール４６とフリーロール４８の間には、白熱灯からなる光源５０、偏光素子５２、偏光素子５２と吸収軸が直行する配置となる偏光子５４、フォトダイオードからなる光検出器５６が配置され、位相差フィルム４２の角度を検出して制御する。より詳しくは、偏光素子５２の吸収軸は、巻き出し装置４０、ニップロール４４、フリーロール４６、フリーロール４８のロール軸と平行に設置されており、光検出器５６で検出される光の強度が最小になるように、軸方向に可動である一対のニップロール５８により位相差フィルム４２の角度が制御され、複屈折性を有するフィルム用の巻き取り装置６０に巻き取られる。これらのロールおよび装置はフレーム６２に取り付けられ支持される。

位相差フィルム４２が搬送される方向と、偏光フィルム１２ｂが搬送される方向は、製造する光学フィルムの目的に応じて、フレーム３６とフレーム６２の角度を変えることにより任意の角度に設定することができる。このようにして目的の角度を設定した上で、前記のように実際のフィルムの角度を光学的に検出して微調整を行うことにより高精度な角度制御をなしうる。

貼り合わせ・打ち抜き部２４において両フィルムは貼り合わせられ、位相差フィルム４２のみが打ち抜きにより切断される。

図３は、貼り合わせ・打ち抜き部２４の拡大図であり、偏光フィルム１２ｂが搬送される方向から見た断面図である。図４は、同じく貼り合わせ・打ち抜き部２４の拡大図であり、位相差フィルム４２が搬送される方向から見た断面図である。

貼り合わせは圧着板７０が上昇して所定の圧力により偏光フィルム１２ｂと位相差フィルム４２を貼り合わせる。続いて、切断刃７２が上昇して偏光フィルム１２ｂの幅で位相差フィルム４２のみを切断する。次に、切断刃７２が下降して初期位置に戻り、切断刃７８が位相差フィルム４２の厚み分だけ下降して位相差フィルム４２のみを切断する。このとき、位相差フィルム４２は、前記ニップロール５８により角度制御が可能であるように、連続した耳部分を残して打ち抜かれる。貼り合わせ・打ち抜き動作の再は、偏光フィルム１２ｂおよび位相差フィルム４２の搬送は一時停止する。

図５は、偏光フィルム１２ｂの角度を検出するための検出装置の拡大図である。白熱灯である光源２６から出射した無偏光の光を偏光素子２８により直線偏光とする。その後、偏光フィルム１２ｂを通してフォトダイオードからなる光検出器３０で検出する。

図６は、位相差フィルム４２の角度を検出するための検出装置の拡大図である。白熱灯である光源５０から出射した無偏光の光を偏光素子５２により直線偏光とする。その後位相差フィルム４２を透過した光を、偏光子５４を通してフォトダイオードからなる光検出器５６で検出する。

前記の偏光フィルム１２ｂ上に位相差フィルム４２が貼り合わされた製品は、巻き取り装置３４によりロール状に巻き取られる。一方、位相差フィルム４２が切り出された残りの耳は巻き取り装置６０により巻き取られる。このようにして、ロール状の貼り合わせ品を得ることができる。

図７は、以上のようにして偏光フィルム上に位相差フィルムが貼り合わされた製品を示し、図７（ａ)は平面図、図７（ｂ)は側面図である。連続した偏光フィルム１２ｂ上に打ち抜かれた位相差フィルム４２が貼り合わされている。

この発明は、二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムとの任意の角度での貼り合わせに利用可能であり、特に、表示装置に用いられる偏光フィルムと位相差フィルムの貼り合わせなど、光学用フィルムの貼り合わせを高精度で行う際に有用なものである。

この発明の、二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムをそれぞれロール状で供給して用い、貼り合わせ品をロール状で得る場合のフィルム貼り合わせ装置の側面図である。 この発明の、二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムをそれぞれロール状で供給して用い、貼り合わせ品をロール状で得る場合のフィルム貼り合わせ装置の上面図である。 この発明の上記貼り合わせ装置の、貼り合わせ・打ち抜き部の拡大図であり、偏光フィルムが搬送される方向から見た断面図である。 この発明の上記貼り合わせ装置の、貼り合わせ・打ち抜き部の拡大図であり、位相差フィルムが搬送される方向から見た断面図である。 この発明の偏光フィルムの角度を検出するための装置の側面図である。 この発明の位相差フィルムの角度を検出するための装置の側面図である。 この発明の上記貼り合わせ装置により製造された製品を示す図である。

符号の説明

１０ 巻き出し装置
１２ フィルム
１２ａ 保護フィルム
１２ｂ 偏光フィルム
２４ 貼り合わせ・打ち抜き部
２６ 光源
２８ 偏光素子
３０ 光検出器
３４ 巻き取り装置
４０ 巻き出し装置
４２ 位相差フィルム
５０ 光源
５２ 偏光素子
５４ 偏光子
５６ 光検出器
６０ 巻き取り装置

Claims (4)

1. 二色性を有するフィルムと複屈折性を有するフィルムとを任意の角度で貼り合わせるフィルム貼り合わせ装置であり、
   二色性を有するフィルムの面内における吸収が最大である軸または吸収が最小である軸の角度を検出する二色性を有するフィルム用の検出装置と、
   複屈折性を有するフィルムの面内における遅相軸を検出する複屈折性を有するフィルム用の検出装置とを有し、
   前記二色性を有するフィルム用の検出装置と前記複屈折性を有するフィルム用の検出装置とを用いて、前記二色性を有するフィルムと前記複屈折性を有するフィルムとのなす角度を制御することを特徴とするフィルム貼り合わせ装置。
2. 前記二色性を有するフィルム用の検出装置が、光源、偏光素子、光検出器からなることを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り合わせ装置。
3. 前記複屈折性を有するフィルム用の検出装置が、光源、直交する配置となる２つの偏光素子、光検出器からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルム貼り合わせ装置。
4. 二色性を有するフィルム用の巻き出し装置と、
   複屈折性を有するフィルム用の巻き出し装置と、
   二色性を有するフィルム用の巻き取り装置および／または複屈折性を有するフィルム用の巻き取り装置と、
   二色性を有するフィルムまたは複屈折性を有するフィルムの一方を打ち抜く装置とを有し、
   貼り合わせを連続的に行いロール状の貼り合わせ品を製造することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルム貼り合わせ装置。