JP6342081B2 - フィルム製造方法及びフィルム - Google Patents

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Description

本発明は、フィルム製造方法及びフィルムに関する。
本出願は、2015年12月25日に日本に出願された特願2015−254899号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、フィルム製造方法として、例えば、特許文献1に開示されたものがある。これは、長尺帯状の光学フィルムから、枚葉状の光学フィルムチップを切り出す方法に関するものである。
例えば、光学フィルムチップは、液晶パネルの表示領域に合わせたサイズに切り出された後、液晶パネルに貼り合わされる。
特開2003−255132号公報
ところで、光学フィルムチップは、切り出し直後に液晶パネルに貼り合わされることは少なく、液晶パネルに貼り合わされるまでは放置されることが多い。光学フィルムチップは、上記の放置環境の湿度の大小によって伸縮する。そのため、光学フィルムチップを液晶パネルの表示領域に合わせたサイズに切り出したとしても、その後、液晶パネルに貼り合わせる際には、光学フィルムチップのサイズが変化していることがある。このため、光学フィルムチップを液晶パネルの表示領域に精度良く貼り合わせることが困難となる可能性があった。一方、最近では、表示装置の挟額縁化が進んでおり、光学フィルムチップに対して従来よりも厳しい寸法精度が求められるようになっている。例えば、従来の寸法公差は±100〜150μm程度であったが、最近では±30〜50μm程度の寸法公差が求められている。今後、更に要求精度が厳しくなり、従来の製法により得られた光学フィルムチップでは対応できなくなると予想される。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、フィルムの寸法精度を向上することができるフィルム製造方法及び寸法精度が向上したフィルムを提供する。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
(1)本発明の一つの態様に係るフィルム製造方法は、長尺帯状の樹脂フィルムから枚葉状の樹脂フィルムである枚葉フィルムを取得する枚葉フィルム取得工程と、前記枚葉フィルム取得工程の後に、前記枚葉フィルムの端面を加工して端面加工フィルムを得る端面加工工程と、を含むフィルム製造方法であって、前記枚葉フィルム取得工程と前記端面加工工程との間に、前記枚葉フィルムを放置する放置環境を、少なくとも湿度を調整した雰囲気下とする環境調整工程を更に含む。
(2)上記(1)のフィルム製造方法において、前記環境調整工程では、前記放置環境の湿度及び温度を、前記端面加工工程の後に前記端面加工フィルムが使用される湿度及び温度に対して±5%及び±5℃の範囲とする。
(3)上記(1)又は(2)のフィルム製造方法において、前記環境調整工程では、前記放置環境に前記枚葉フィルムを放置する時間を、前記枚葉フィルムの単位時間当たりの寸法変化が収束に近づく時間以上とする。
(4)上記(3)のフィルム製造方法において、前記環境調整工程では、前記放置環境に前記枚葉フィルムを放置する時間を、前記枚葉フィルムの単位時間当たりの寸法変化率が0.003%/時以下となる時間以上とする。
(5)上記(3)又は(4)のフィルム製造方法において、前記環境調整工程では、前記放置環境に前記枚葉フィルムを放置する時間を6時間以上とする。
(6)上記(1)から(5)までの何れかのフィルム製造方法において、前記環境調整工程では、前記枚葉フィルムの主面を鉛直方向に沿わせて前記枚葉フィルムを放置する。
(7)上記(1)から(6)までの何れかのフィルム製造方法において、前記枚葉フィルムは矩形状であり、前記環境調整工程では、前記枚葉フィルムの長辺の側に沿う端面を露出させて前記枚葉フィルムを放置する。
(8)上記(1)から(7)までの何れかのフィルム製造方法において、前記環境調整工程では、前記枚葉フィルムを複数枚重ねた積層体として前記積層体を放置する。
(9)上記(8)のフィルム製造方法において、前記環境調整工程では、前記積層体の主面の側にダミーフィルムを設けて前記積層体を放置する。
(10)上記(1)から(9)までの何れかのフィルム製造方法において、前記端面加工工程では、前記枚葉フィルムの端面を研磨する。
(11)上記(1)から(10)までの何れかのフィルム製造方法において、前記樹脂フィルムが光学フィルムである。
(12)本発明の一つの態様に係るフィルムは、長方形状を有し、湿度52%、かつ温度23℃の環境下で、24時間保持した際、二つの長辺の寸法変化率が、何れも0.0002%/時未満である。
本発明によれば、フィルムの寸法精度を向上することができるフィルム製造方法及び寸法精度が向上したフィルムを提供することができる。
液晶表示パネルの一例を示す平面図である。 図1のII−II断面図である。 光学フィルムの一例を示す断面図である。 実施形態に係るフィルム製造方法を示す斜視図である。 実施形態に係るフィルム製造方法のフローチャートである。 実施形態に係る枚葉フィルムの放置状態の例を示す斜視図である。 実施形態に係る枚葉フィルムの放置状態の他の例を示す斜視図である。 枚葉フィルムの放置状態の変形例を示す斜視図である。 枚葉フィルムの放置状態の他の変形例を示す斜視図である。 実施例におけるフィルムの長辺の寸法変化量を説明するためのグラフである。 実施例におけるフィルムの短辺の寸法変化量を説明するためのグラフである。 実施例におけるフィルムの放置状態を説明するための図である。 実施例におけるフィルムの第一長辺の寸法変化量を説明するためのグラフである。 実施例におけるフィルムの第二長辺の寸法変化量を説明するためのグラフである。 実施例におけるフィルムの第一短辺の寸法変化量を説明するためのグラフである。 実施例におけるフィルムの第二短辺の寸法変化量を説明するためのグラフである。 実施例及び比較例におけるフィルムの第一長辺の寸法変化量を示すグラフである。 実施例及び比較例におけるフィルムの第二長辺の寸法変化量を示すグラフである。 実施例及び比較例におけるフィルムの第一短辺の寸法変化量を示すグラフである。 実施例及び比較例におけるフィルムの第二短辺の寸法変化量を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、樹脂フィルムとして光学フィルムを用いたフィルム製造方法について説明する。
例えば、光学フィルムとしては、偏光フィルム、位相差フィルム及び輝度向上フィルム等が挙げられる。例えば、光学フィルムは、液晶表示パネルや有機EL表示パネル等のパネル状の光学表示部品(光学表示パネル)に貼合されて用いられる。
本実施形態では、光学表示デバイスとして透過型の液晶表示装置(不図示)を例示して説明する。透過型の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、バックライトとを備えている。この液晶表示装置では、バックライトから出射された照明光を液晶表示パネルの裏面側から入射し、液晶表示パネルにより変調された光を液晶表示パネルの表面側から出射することによって、画像を表示することが可能である。
(光学表示デバイス)
先ず、光学表示デバイスとして、図1及び図2に示す液晶表示パネルPの構成について説明する。図1は、液晶表示パネルPの一例を示す平面図である。図2は、図1のII−II断面図である。尚、図2では、断面を示すハッチングの図示を省略している。
液晶表示パネルPは、図1及び図2に示すように、第一の基板P1と、第一の基板P1に対向して配置された第二の基板P2と、第一の基板P1と第二の基板P2との間に配置された液晶層P3とを備えている。
第一の基板P1は、平面視で長方形状をなす透明基板からなる。第二の基板P2は、第一の基板P1よりも比較的小形の長方形状をなす透明基板からなる。液晶層P3は、第一の基板P1と第二の基板P2との間の周囲をシール材(不図示)で封止し、シール材によって囲まれた平面視で長方形状をなす領域の内側に配置されている。液晶表示パネルPでは、平面視で液晶層P3の外周の内側に収まる領域を表示領域P4とし、この表示領域P4の周囲を囲む外側の領域を額縁部Gとする。
液晶表示パネルPの裏面(バックライト側)には、偏光フィルムとしての第一の光学フィルムF11と、この第一の光学フィルムF11に重ねて輝度向上フィルムとして用いられる第三の光学フィルムF13とが順に積層されて貼合されている。液晶表示パネルPの表面(表示面側)には、偏光フィルムとしての第二の光学フィルムF12が貼合されている。以下、第一、第二及び第三の光学フィルムF11,F12,F13を光学フィルムF1Xと総称することがある。
(光学フィルム)
次に、図3に示す光学フィルムF1Xを構成する光学シートFXの一例について説明する。図3は、光学シートFXの構成を示す断面図である。尚、図3では、断面を示すハッチングの図示を省略している。
光学フィルムF1Xは、図3に示す長尺帯状の光学シートFXから所定の長さのシート片を切り出すことによって得られる。具体的には、この光学シートFXは、基材シートF4と、基材シートF4の一方の面(図3中の上面)に設けられた粘着層F5と、粘着層F5を介して基材シートF4の一方の面に設けられたセパレータシートF6と、基材シートF4の他方の面(図3中の下面)に設けられた表面保護シートF7とを有する。
基材シートF4は、例えば、偏光フィルムの場合、偏光子F4aを、一対の保護フィルムF4b,F4cが挟み込む構造を有している。
粘着層F5は、基材シートF4を液晶表示パネルPに貼着するものである。
セパレータシートF6は、粘着層F5を保護するものである。セパレータシートF6を、光学フィルムF1Xから剥離、除去することにより、粘着層F5を露出させる。その後、光学フィルムF1Xを液晶表示パネルPへ貼り合わせる。尚、光学フィルムF1XからセパレータシートF6を除いた部分(光学フィルムF1Xとなる部分)は、貼合シートF8とされる。
表面保護シートF7は、基材シートF4の表面を保護するものである。表面保護シートF7は、基材シートF4が液晶表示パネルPに貼着された後に、基材シートF4の表面から剥離される。
尚、基材シートF4については、一対の保護フィルムF4b,F4cのうちの何れか一方を省略してもよい。例えば、粘着層F5側の保護フィルムF4bを省略して、偏光子F4aの表面に粘着層F5が直接設けられていてもよい。又、表面保護シートF7側の保護フィルムF4cには、例えば、液晶表示パネルPの最外面を保護するハードコート処理や、防眩効果が得られるアンチグレア処理などの表面処理が施されていてもよい。又、基材シートF4については、上述した積層構造のものに限らず、単層構造のものであってもよい。又、本実施形態で説明する光学フィルムF1Xにおいては、表面保護シートF7を省略してもよい。
(フィルム製造方法)
次に、本実施形態に係るフィルム製造方法について説明する。図4は、本実施形態に係るフィルム製造方法を示す斜視図である。図5は、本実施形態に係るフィルム製造方法のフローチャートである。
例えば、本実施形態に係るフィルム製造方法は、偏光フィルムの両面に表面保護フィルムが貼合された光学フィルムF10Xを製造する方法である。このフィルム製造方法は、光学フィルムF10Xの製造工程を含んでもよい。また、例えば、本実施形態に係るフィルム製造方法は、長尺帯状の偏光フィルムの原反ロール(不図示)を製造する原反ロール製造工程と、長尺帯状の偏光フィルムに長尺帯状の表面保護フィルムを貼合して長尺帯状の光学フィルムF10Xの原反ロールR1を製造する貼合工程と、を含む。
例えば、上記の原反ロール製造工程では、PVA(Polyvinyl Alcohol)などの偏光子の基材となるフィルムに対して、染色処理、架橋処理及び延伸処理などを施した後、前記処理を施したフィルムの両面に、TAC(Triacetylcellulose)などの保護フィルムを貼合することによって長尺帯状の偏光フィルムを製造し、製造された偏光フィルムを芯材に巻き取ることによって原反ロール(不図示)を得る。
貼合工程では、長尺帯状の偏光フィルムの原反ロール及び長尺帯状の表面保護フィルムの原反ロール(何れも不図示)から、長尺帯状の偏光フィルム及び長尺帯状の表面保護フィルムをそれぞれ巻き出しつつ、これらをニップロール等で挟み込んで貼合し、引き出すことによって長尺帯状の光学フィルムF10Xを製造する。そして、製造された光学フィルムF10Xを芯材に巻き取ることにより、原反ロールR1を得る。上記の表面保護フィルムとしては、例えば、PET(Polyethylene terephthalate)などが用いられる。
図4及び図5に示すように、本実施形態のフィルム製造方法は、長尺帯状の光学フィルムF10Xから枚葉状の光学フィルムである枚葉フィルム11を取得する枚葉フィルム取得工程(図5に示すステップS1)と、枚葉フィルム取得工程の後に、枚葉フィルム11を放置する放置環境を、少なくとも湿度を調整した雰囲気下とする環境調整工程(図5に示すステップS2)と、環境調整工程の後に、枚葉フィルム11の端面を研磨(加工)して端面加工フィルム11Aを得る端面加工工程(図5に示すステップS3)と、を更に含む。
(枚葉フィルム取得工程)
図4に示すように、枚葉フィルム取得工程では、図4中では不図示の切断装置を用いて、長尺帯状の光学フィルムF10Xから複数の矩形状の枚葉フィルム11を切り出す。上記の切断装置としては、例えば、枚葉フィルム11の長辺の長さに対応した間隔で並ぶ複数のカッターと、枚葉フィルム11の短辺の長さに対応した間隔で並ぶ複数のカッターとが平面視格子状に配置されているものなどを用いることができる。この切断装置において、4つのカッターにより矩形状に切り出される領域は、1つの枚葉フィルム11の切り出し領域となっている。なお、切断装置としてレーザーカッターを用いてもよい。
なお、図4では、長尺帯状の光学フィルムF10Xから長方形状の枚葉フィルム11を切り出す例を示したが、これに限らない。切り出す枚葉フィルム11の形状は、種々の形状を採用することができる。例えば、枚葉フィルム11の形状は、正方形、菱形、六角形、又は八角形等の多角形形状であってもよいし、円形、又は楕円形等の曲線を持つ形状であってもよいし、曲線状の端辺と直線状の端辺とを持つ形状であってもよい。
(環境調整工程)
環境調整工程では、放置環境の湿度及び温度を、端面加工工程の後に端面加工フィルム11Aが使用される湿度及び温度(目標値)に近づけた環境に調整する。例えば、環境調整工程では、放置環境の湿度及び温度を、端面加工フィルム11Aを、光学フィルムF1X(図3参照)として液晶表示パネルP(図2参照)に貼り合わせるときの湿度及び温度と実質的に同一とする。例えば、放置環境の湿度及び温度は、目標値に対し±5%及び±5℃の範囲とすることが好ましく、目標値に対し±3%及び±3℃の範囲とすることがより好ましい。なお、本実施形態では、環境調整工程において枚葉フィルム11を湿潤(吸湿)させる例を説明する。ここで、本明細書において説明する「湿度」とは、相対湿度のことであり、室温における飽和水蒸気圧に対する実際の空気の水蒸気圧の比である。
例えば、環境調整工程における放置環境は、複数の枚葉フィルム11を収容可能な収容室15の内部において設定される。なお、環境調整工程における放置環境は、枚葉フィルム取得工程における切断装置の使用環境と同じであってもよい。すなわち、環境調整工程における枚葉フィルム11の放置は、枚葉フィルム取得工程と同じ環境で行ってもよい。
収容室15は、収容室15の内部の湿度及び温度が調整可能に構成されている。収容室15には、不図示の湿度調整装置及び温度調整装置が設けられている。例えば、収容室15としては、収容室15の内部を清浄に維持可能なクリーンルームを用いることができる。
一般に、クリーンルームは、枚葉フィルム11が偏光フィルム等の光学フィルムである場合に用いられる。本発明の効果をより有効に発揮させる上でも、収容室15の環境は、クリーンルームの環境に近づける(一致させる)ことがより好ましい。通常、クリーンルームの環境は、湿度47%〜57%、かつ温度18℃〜28℃である。
次に、本実施形態に係る枚葉フィルム11の放置状態について説明する。図6は、本実施形態に係る枚葉フィルム11の放置状態の例を示す斜視図である。図7は、本実施形態に係る枚葉フィルム11の放置状態の他の例を示す斜視図である。
図6及び図7に示すように、環境調整工程では、枚葉フィルム11の主面11aを鉛直方向V1に沿わせる。また、環境調整工程では、枚葉フィルム11の長辺の側に沿う端面11eを露出させて枚葉フィルム11を放置する。
なお、本明細書において説明する「枚葉フィルム11の主面11a」とは、枚葉フィルム11における両面のうちの何れか一方の面である。
図6においては、枚葉フィルム11を一枚ずつ立て掛け可能なフィルム立て掛け台20を例示している。
図6に示すように、フィルム立て掛け台20は、枚葉フィルム11の配列方向に長手方向を有する矩形板状の底板部21と、底板部21の一端部に接続されるとともに鉛直方向V1に沿う方向に起立し、かつ枚葉フィルム11の配列方向に長手方向を有する長方形板状の側壁部22と、底板部21の他端部(側壁部22とは反対側の端部)の下面に接続されるとともに枚葉フィルム11の配列方向に長手方向を有する角柱状の底支持部23と、底板部21及び側壁部22に接続されるとともに枚葉フィルム11よりも小さい矩形枠状をなし、かつ枚葉フィルム11の配列方向に間隔を開けて配置される仕切り枠24と、を備える。
フィルム立て掛け台20において、隣り合う2つの仕切り枠24の間には、仕切り枠24に立て掛かるように1枚の枚葉フィルム11が配置されている。隣り合う2つの仕切り枠24の間の間隔は、枚葉フィルム11の厚みよりも十分に大きくなっている。仕切り枠24の開口部24hからは、枚葉フィルム11の主面11aが露出するように構成されている。
また、フィルム立て掛け台20においては、枚葉フィルム11の底板部21とは反対側の長辺、及び、枚葉フィルム11の側壁部22とは反対側の短辺に沿う端面11eが露出するように構成されている。これにより、枚葉フィルム11を可及的に露出させることができるため、環境調整工程において枚葉フィルム11を十分に湿潤させることができる。
なお、環境調整工程において枚葉フィルム11を十分に湿潤させる観点からは、枚葉フィルム11の2つの長辺の側に沿う端面11eを露出させて放置することがより好ましい。
フィルム立て掛け台20おいて、枚葉フィルム11の底支持部23の側の端部は、底支持部23よりも側方にはみ出ている。また、フィルム立て掛け台20は、底支持部23の側ほど上方に位置するように傾斜している。これにより、枚葉フィルム11をフィルム立て掛け台20に立て掛けたり、あるいはフィルム立て掛け台20から取り出したりする作業がし易くなるため、作業性を向上することができる。
図7においては、枚葉フィルム11を複数重ねた積層体12を支持可能なフィルム支持台30を例示している。
図7に示すように、フィルム支持台30は、矩形板状の基台31と、基台31の上面に接続されるとともに、鉛直方向V1に沿う方向に起立し、かつ積層体12の厚み方向(枚葉フィルム11の配列方向)に間隔を開けて配置される角柱状の支持柱32とを備える。支持柱32は、積層体12を積層体12の厚み方向で挟むように一対で設けられている。一対の支持柱32は、積層体12の長手方向(枚葉フィルム11の長手方向)に間隔を開けて複数(例えば、本実施形態で参照する図7中においては2組)配置されている。
積層体12の主面の側(一対の支持柱32に近接する側)には、ダミーフィルム13が設けられている。ダミーフィルム13は、製品として使用されないフィルムである。本実施形態において、ダミーフィルム13としても枚葉フィルム11を用いる。例えば、100枚の枚葉フィルム11を重ねて積層体12とした場合、1枚目の枚葉フィルム11と100枚目の枚葉フィルム11とをダミーフィルム13とする。
フィルム支持台30において、一対の支持柱32(積層体12の厚み方向に隣り合う2つの支持柱32)の間の間隔は、積層体12の姿勢を維持可能な程度に、積層体12の厚みよりも若干大きくなっている。積層体12において、隣り合う2つの枚葉フィルム11の間からは、枚葉フィルム11の主面11aが露出するようになっている。また、フィルム支持台30において、一対の支持柱32の間からは、積層体12における枚葉フィルム11の基台31とは反対側の長辺及び枚葉フィルム11の短辺に沿う端面11eが露出するようになっている。これにより、枚葉フィルム11を可及的に露出させて放置することができるため、環境調整工程において枚葉フィルム11を十分に湿潤させることができる。
フィルム支持台30において、一対の支持柱32の間の間隔は、十分な厚みの積層体13(十分な枚数の枚葉フィルム11)を配置可能に大きくなっている。これにより、十分な枚数の枚葉フィルム11をまとめてフィルム支持台30に支持させたり、フィルム支持台30から取り出したりすることができるため、作業性を向上させることが可能になる。
なお、積層体12において、枚葉フィルム11の重ね枚数は、枚葉フィルム11の厚みなどを考慮して任意に設定することができる。例えば、枚葉フィルム11の重ね枚数は、後工程での取り扱いなどを考慮して、50枚以上かつ300枚以下とすることが好ましい。
環境調整工程では、枚葉フィルム11を複数枚重ねた積層体12として放置することで、以下のような効果を奏する。まず、環境調整工程の後に、枚葉フィルム11の端面加工を効率よく行うことができる。また、端面加工フィルム11Aの寸法変化及びカール変化を効果的に抑制することができる。
次に、環境調整工程において、放置環境に枚葉フィルム11を放置する時間について説明する。
環境調整工程では、放置環境に枚葉フィルム11を放置する時間(以下「放置時間」という。)を、枚葉フィルム11の単位時間当たりの寸法変化が収束に近づく時間以上とする。ここで、本実施形態で説明する「枚葉フィルムの単位時間当たりの寸法変化が収束に近づく時間」とは、具体的には、以下のような時間である。
例えば、環境調整工程では、放置時間を、枚葉フィルム11の単位時間当たりの寸法変化率が0.003%/時以下となる時間以上とすることができる。なお、環境調整工程では、放置時間を、枚葉フィルム11の単位時間当たりの寸法変化率が0.002%/時以下となる時間以上とすることがより好ましい。また、環境調整工程では、放置時間を、枚葉フィルム11の長辺および短辺の全ての辺の単位時間当たりの寸法変化率が上記の値以下となる時間以上とすることがさらに好ましい。
また、環境調整工程では、放置時間を6時間以上とすることがより好ましい。
なお、上記の寸法変化率は、枚葉フィルム11の単位時間当たりの寸法変化量から求められる。なお、単位時間当たりの寸法変化率(%/時)は、以下の式(I)により算出する。
W=(X/Y)×100(%)÷Z(時) ・・・(I)
ここで、上記式(I)中において、「W」は寸法変化率(%/時)、「X」はフィルムの長辺または短辺の長さをZ時間を置いて2回測定した際の、1回目の長さと2回目の長さの差である寸法変化量(mm)、「Y」は寸法変化前の長辺または短辺の長さ(mm)、1回目と2回目の測定の間の時間「Z」(時)とする。フィルムの長さをZ時間を置いて2回測定するとは、例えばフィルムを前記放置する前に1回目、放置した後に2回目に測定することができる。
(端面加工工程)
図4に示すように、端面加工工程では、不図示の研磨装置を用いて、枚葉フィルム11の4辺に沿う端面11e(図6及び図7参照)を研磨して端面加工フィルム11Aを得る。例えば、研磨装置としては、メガロテクニカ株式会社製の中小型研磨機(型式PLBP300)を用いることができる。また、研磨量は、例えば、各辺において、0.3〜2mm程度である。
以上説明したように、本実施形態に係るフィルム製造方法は、長尺帯状の光学フィルムF10Xから枚葉状の枚葉フィルム11を取得する枚葉フィルム取得工程と、枚葉フィルム取得工程の後に、枚葉フィルム11の端面11eを研磨して端面加工フィルム11Aを得る端面加工工程と、を含むフィルム製造方法であって、枚葉フィルム取得工程と端面加工工程との間に、枚葉フィルム11を放置する放置環境を、少なくとも湿度を調整した雰囲気下とする環境調整工程を更に含むものである。
本実施形態によれば、枚葉フィルム取得工程と端面加工工程との間において、枚葉フィルム11を放置する放置環境を少なくとも湿度を調整した雰囲気下とする環境調整工程を更に含むことで、以下のような効果を奏する。すなわち、環境調整工程を経ずに端面加工工程に至る場合と比較して、端面加工工程の前の環境調整工程において、予め枚葉フィルム11を湿潤によって伸張させることができるため、端面加工フィルム11Aの使用時に、この端面加工フィルム11Aが湿潤によって過度に伸張することを抑制することができる。これにより、端面加工フィルム11Aを液晶表示パネルPの表示領域P4に合わせたサイズに切り出した場合であって、その後、液晶表示パネルPに貼り合わせる際に、端面加工フィルム11Aのサイズが過度に変化することを抑制することができる。したがって、フィルム(端面加工フィルム11A)の寸法精度を向上させることができる。
また、環境調整工程では、放置環境の湿度及び温度を、端面加工工程の後に端面加工フィルム11Aが使用される湿度及び温度に近づけることで、以下のような効果を奏する。すなわち、環境調整工程において、端面加工フィルム11Aの使用環境に合わせて、予め枚葉フィルム11を湿潤によって伸張させることができるため、端面加工フィルム11Aの使用時において、端面加工フィルム11Aが湿潤によって過度に伸張することを効果的に抑制することができる。したがって、フィルムの寸法精度をより一層向上させることができる。
また、環境調整工程では、放置時間を、上記のように、枚葉フィルム11の単位時間当たりの寸法変化が収束に近づく時間以上とすることで、以下の効果を奏する。即ち、環境調整工程において、予め枚葉フィルム11を湿潤によって十分に伸張させきることができるため、端面加工フィルム11Aの使用時に、この端面加工フィルム11Aが湿潤によって過度に伸張することを効果的に抑制することができる。したがって、フィルムの寸法精度をより一層向上させることができる。
また、環境調整工程では、放置時間を、枚葉フィルム11の単位時間当たりの寸法変化率が0.003%/時以下となる時間以上とすることで、以下の効果を奏する。即ち、環境調整工程において、予め枚葉フィルム11を、これ以上寸法変化しない程度まで伸張させることができるため、端面加工フィルム11Aの使用時に、この端面加工フィルム11Aが湿潤によって過度に伸張することを効果的に抑制することができる。したがって、フィルムの寸法精度をより一層向上させることができる。
また、環境調整工程では、放置時間を6時間以上とすることで、以下のような効果を奏する。即ち、環境調整工程において、枚葉フィルム11の寸法変化に最大限寄与し得る時間で、枚葉フィルム11を、予め湿潤によって十分に伸張させきることができるため、端面加工フィルム11Aの使用時に、この端面加工フィルム11Aが湿潤によって過度に伸張することを時間管理で効果的に抑制することができる。したがって、フィルムの寸法精度がより一層向上するとともに、時間管理による作業性を向上させることができる。
また、環境調整工程では、枚葉フィルム11の主面11aを鉛直方向V1に沿わせることで、以下のような効果を奏する。即ち、枚葉フィルム11の主面11aを水平方向に沿わせる場合(例えば、枚葉フィルム11をそのまま平坦な載置台に置く場合)と比較して、枚葉フィルム11に自重がかからないようにしつつ、枚葉フィルム11を可及的に露出させることができる。これにより、環境調整工程において、予め枚葉フィルム11を湿潤によって十分に伸張させることができるため、端面加工フィルム11Aの使用時に、この端面加工フィルム11Aが湿潤によって過度に伸張することを効果的に抑制することができる。したがって、フィルムの寸法精度をより一層向上させることができる。
また、環境調整工程では、枚葉フィルム11の長辺の側に沿う端面11eを露出させることで、以下のような効果を奏する。即ち、環境調整工程において、枚葉フィルム11の短辺の側に沿う端面11eを露出させる場合と比較して、枚葉フィルム11を長い端面11eで可及的に露出させることができる。これにより、環境調整工程において、予め枚葉フィルム11を湿潤によって十分に伸張させることができるため、端面加工フィルム11Aの使用時に、この端面加工フィルム11Aが湿潤によって過度に伸張することを効果的に抑制することができる。したがって、フィルムの寸法精度をより一層向上させることができる。
また、環境調整工程では、枚葉フィルム11を複数枚重ねた積層体12とすることで、以下のような効果を奏する。即ち、環境調整工程において、枚葉フィルム11を積層体12単位で放置することができるため、枚葉フィルム11を1枚ずつ放置する場合と比較して、作業性が向上するとともに、作業時間を短縮することができる。
また、環境調整工程では、積層体12の主面の側にダミーフィルム13を設けることで、以下のような効果を奏する。即ち、環境調整工程において、積層体12の厚み方向でダミーフィルム13よりも内側の複数の枚葉フィルム11を保護することができるため、枚葉フィルム11を湿潤によって伸張させる際に外乱などが影響することを可及的に小さく抑えることができる。したがって、フィルムの寸法精度をより一層向上させることができる。
また、端面加工工程では、枚葉フィルム11の端面11eを研磨することで、以下のような効果を奏する。即ち、端面加工工程において、枚葉フィルム11の端面11eを切断する場合と比較して、枚葉フィルム11の端面11eをより一層滑らかに加工することができるため、端面加工フィルム11Aのサイズを製品サイズに適合させ易くなる。
以下、本発明に係るフィルム製造方法の実施形態の変形例について説明する。以下の変形例において、上記実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(枚葉フィルムの放置状態の変形例)
図8は、環境調整工程における枚葉フィルム11の放置状態の変形例を示す斜視図である。
上記実施形態では、積層体12が、基台31と支持柱32とを備えたフィルム支持台30で支持されている例(図7参照)を挙げた。これに対し、本変形例では、図8に示すように、積層体12が、断面L字状のフィルム載置台40に載置されている。
図8に示すように、フィルム載置台40は、矩形板状の第一支持板41と、第一支持板41の一端部に接続されるとともに鉛直方向V1に沿う方向に起立し、かつ積層体12の厚み方向に長手方向を有する長方形板状の第二支持板42とを備える。
フィルム載置台40において、第一支持板41及び第二支持板42の積層体12の厚み方向に沿った長さは、積層体12の厚みよりも十分に長く構成されている。積層体12は、一方の短辺を第二支持板42に沿わせるように、第二支持板42に寄りかかるように支持されている。第二支持板42の厚みは、積層体12の姿勢を維持可能な程度に、十分に大きく構成されている。フィルム載置台40においては、積層体12における枚葉フィルム11の第一支持板41とは反対側の長辺、及び枚葉フィルム11の第二支持板42とは反対側の短辺に沿う端面11eが露出するように構成されている。これにより、枚葉フィルム11を可及的に露出させることができるため、環境調整工程において枚葉フィルム11を十分に湿潤させることができる。
図9は、環境調整工程における枚葉フィルム11の放置状態の他の変形例を示す斜視図である。
上記変形例では、積層体12が、一方の短辺を第二支持板42に沿わせるように第二支持板42に寄りかかって支持されている例(図8参照)を挙げた。これに対し、本変形例では、図9に示すように、積層体12は、一方の長辺の一部(積層体12の下部)を第二支持板42に沿わせるように、第二支持板42に寄りかかって支持されている。言い換えると、積層体12は、長手方向を鉛直方法V1に沿わせるように起立している。
本変形例によれば、積層体12が、一方の長辺の一部を第二支持板42に沿わせるように第二支持板42に寄りかかって支持されていることで、以下のような効果を奏する。即ち、積層体12が、一方の短辺を第二支持板42に沿わせるように第二支持板42に寄りかかって支持されている場合と比較して、枚葉フィルム11を長い端面11eで可及的に露出させることができる。これにより、環境調整工程において、予め枚葉フィルム11を湿潤によって十分に伸張させることができるため、端面加工フィルム11Aの使用時において、端面加工フィルム11Aが湿潤によって過度に伸張することを効果的に抑制することができる。したがって、フィルムの寸法精度をより一層向上させることができる。
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、枚葉フィルム11の形状が長方形状以外である場合(例えば、菱形、六角形、八角形、円形、又は楕円形等)には、環境調整工程において、枚葉フィルム11の端面を可及的に露出させることが好ましい。具体的には、枚葉フィルム11の各端辺のうち、最も長い端辺を露出させることが好ましい。これにより、環境調整工程において枚葉フィルム11を湿潤によって十分に伸張させることができる。
また、本発明においては、枚葉フィルム11の形状が対称性を有する形状(例えば、正方形、菱形、正六角形、正八角形、又は円形等)である場合には、以下のような効果を奏する。即ち、枚葉フィルム11の寸法変化を端面から中心部にかけて均一に抑制することができるため、寸法変化による応力を緩和することができる。したがって、枚葉フィルム11のカール変化及び端部のひび割れの発生を抑制することができる。
本実施形態のフィルム製造方法によって得られた端面加工フィルム11Aは、環境調整工程において枚葉フィルム11を予め十分に寸法変化させた上で端面加工が行われている。そのため、端面加工フィルム11Aを環境調整工程と同じ環境(例えば同じ湿度かつ同じ温度)で放置しても、寸法変化はほとんど生じない。このような作用は、樹脂フィルムとして光学フィルム(特に偏光フィルム)を用いた場合において特に顕著である。
また、光学フィルムを表示装置に貼り合わせる際は、最も長い端辺の寸法変化を小さく抑えることが重要となる。例えば、湿度47%〜57%、かつ温度18℃〜28℃の環境下で、24時間保持した際、最も長い端辺の寸法変化率は、好ましくは0.0002%/時未満であり、より好ましくは0.0001%/時以下である。通常、樹脂フィルムの寸法変化率は、0.00001%/時以上である。
光学フィルムが長方形状を有する場合には、湿度52%、かつ温度23℃の環境下で、24時間保持した際、二つの長辺の寸法変化率が、何れも0.0002%/時未満であることが好ましい。これにより、寸法精度がより向上したフィルムを提供することができる。
なお、上記実施形態では、環境調整工程において枚葉フィルム11を湿潤させる例を挙げて説明したが、これには限らない。例えば、環境調整工程において、枚葉フィルム11を乾燥させてもよい。
また、上記実施形態では、端面加工工程において枚葉フィルムの端面を研磨する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、端面研磨工程において、枚葉フィルムの端面をレーザーカット等の切断することで加工してもよい。これにより、枚葉フィルムを複数重ねた積層体とした場合であっても、端面研磨工程において、積層体の端面をレーザーカットでまとめて切断することができるため、作業性を向上させることができる。
また、上記実施形態では、樹脂フィルムとして光学フィルムを用いた例を挙げて説明したが、これに限らない。使用するフィルムは、少なくとも湿度による伸張、収縮などの寸法変化が生じ得るものであれば本発明による効果が十分に得られる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において、設計要求等に基づき種々変更可能である。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
本発明者は、長方形状のフィルムを用いて放置環境を調整することによって、フィルムの短辺よりも長辺を露出させたほうが、フィルムをより長く伸ばすことができることを以下の評価により確認した。
評価対象としてのフィルムは、長方形状の光学フィルム(図4に示すような長尺帯状の光学フィルムF10Xから切り出した枚葉フィルム11)を用いた。フィルムの長辺の長さは、110mmとした。フィルムの短辺の長さは、60mmとした。フィルムの厚みは、200μmとした。
図10は、実施例におけるフィルムの長辺の寸法変化量を説明するための図である。図11は、実施例におけるフィルムの短辺の寸法変化量を説明するための図である。図10及び図11の各グラフにおいて、横軸は時間[hour]、縦軸は寸法変化量[μm]を示す。
本実施例における放置環境の温度は23℃とした。
放置環境の湿度は、45%、55%、65%の3つの条件とした。図10及び図11のグラフ中において、◇印は湿度45%、□印は湿度55%、△印は湿度65%を示す。
フィルムの水分率(初期水分率)は、0.284%、0.476%、0.594%の3つの条件とした。図10及び図11において、実線は水分率0.284%のグラフ、一点鎖線は水分率0.476%のグラフ、破線は水分率0.594%のグラフを示す。フィルムの水分率は、乾燥重量法で測定した。乾燥重量法による測定に使用したサンプルは、一辺の長さが100mmの正方形とした。この際の乾燥条件は、温度105℃、乾燥時間2hourとした。ここで、水分率を「α」、乾燥前のサンプル重量を「M1」、乾燥後のサンプル重量を「M2」とすると、以下の式(1)の関係が成り立つ。
α=(M1-M2)/M1 ・・・(1)
図10及び図11のグラフに示すように、長辺の寸法変化量は、各水分率、各湿度の条件の何れにおいても、短辺の寸法変化量よりも大きくなる結果を得た。また、長辺の寸法変化量は、各水分率、各湿度の条件の何れにおいても、短辺の寸法変化量に対して2倍程度となる結果を得た。
以上により、長方形状のフィルムを用いて放置環境を調整することによって、フィルムの短辺よりも長辺を露出させたほうが、フィルムをより長く伸張させることができることが確認できた。
(実施例2)
本発明者は、長方形状のフィルムを用いて放置環境を調整することによって、「フィルムを露出させないよりも露出させたほうが、フィルムをより長く伸張させることができること」、及び、「各辺の寸法変化は、時間が6hour経過した後は収束に近づいていくこと」について、以下の評価により確認した。
評価対象としてのフィルムは、長方形状の光学フィルム(図4に示すような長尺帯状の光学フィルムF10Xから切り出した枚葉フィルム11)を用いた。フィルムの長辺の長さは、110mmとした。フィルムの短辺の長さは、60mmとした。フィルムの厚みは、200μmとした。
フィルムの放置状態は、一枚ずつ立て掛けた状態(図6に示すようなフィルム立て掛け台20に立て掛けた状態)、積層体とした状態(図7に示すようなフィルム支持台30に支持させた状態)の2つの状態とした。フィルムを積層体とした状態では、積層体のうち、この積層体の厚み方向で中央部及び端部の2つの位置にあるフィルムを用いた。なお、積層体の厚み方向における中央部は、図7に示すT1の部分(例えば、100枚のフィルムを重ねて積層体とした場合には50枚目)に相当する。積層体の厚み方向における端部は、図7に示すT2の部分(例えば、100枚のフィルムを重ねて積層体とした場合には25枚目)に相当する。
図12は、本実施例におけるフィルムの放置状態を説明するための図である。図12中において、符号J1は第一壁W1で覆われている第一長辺、符号J2は第一長辺W1の反対側において外部に露出している第二長辺、符号K1は第二壁W2で覆われている第一短辺、符号K2は第一短辺K1の反対側において外部に露出している第二短辺を示す。
図13は、本実施例におけるフィルムの第一長辺の寸法変化量を説明するための図である。図14は、本実施例におけるフィルムの第二長辺の寸法変化量を説明するための図である。図15は、本実施例におけるフィルムの第一短辺の寸法変化量を説明するための図である。図16は、本実施例におけるフィルムの第二短辺の寸法変化量を説明するための図である。図13〜図16の各グラフにおいて、横軸は時間[hour]、縦軸は寸法変化量[μm]を示す。
本実施例における放置環境の温度は23℃、湿度は55%とした。
フィルムの放置状態は、上述の通り、一枚ずつ立て掛けた状態、積層体とした状態とした。フィルムを積層体とした状態では、積層体のうち、この積層体の厚み方向で中央部及び端部の2つの位置にあるフィルムを用いた。
図13〜図16の各グラフ中において、◇印は一枚ずつ立て掛けた状態、□印は積層体の厚み方向で中央部、△印は積層体の厚み方向で端部を示す。
フィルムの水分率(初期水分率)は0.289%、0.361%の2つの条件とした。
また、図13〜図16の各グラフ中において、実線は水分率0.289%のグラフ、一点鎖線は水分率0.361%のグラフを示す。なお、水分率は上記式(1)を用いて算出した。
図13及び図14に示すように、第二長辺の寸法変化量は、各放置状態、各水分率の何れにおいても、第一長辺の寸法変化量よりも大きくなる傾向があるとの結果を得た。
図15及び図16に示すように、第二短辺の寸法変化量は、長辺の寸法変化量の結果ほどの差はないが、各放置状態、各水分率の何れにおいても、第一短辺の寸法変化量よりも大きくなる傾向があるとの結果を得た。
また、図13〜図16の各グラフに示すように、各辺の寸法変化量は、時間が6hour経過するまでに最も大きくなるとの結果を得た。
以上により、長方形状のフィルムを用いて放置環境を調整することによって、フィルムを露出させないよりも露出させたほうが、フィルムをより長く伸張させることができることが確認できた。また、フィルムの各辺の寸法変化は、時間が6hour経過した後は収束に近づいていくことが確認できた。
(実施例3)
本発明者は、長方形状のフィルムを用いて放置環境を調整することによって、フィルムの寸法精度を向上することができることを以下の評価により確認した。
評価対象としてのフィルムは、長方形状の光学フィルム(図4に示すような長尺帯状の光学フィルムF10Xから切り出した枚葉フィルム11)を用いた。フィルムの長辺の長さは、110mmとした。フィルムの短辺の長さは、60mmとした。フィルムの厚みは、200μmとした。
フィルムの放置状態は、上述の通り、一枚ずつ立て掛けた状態、積層体とした状態とした。フィルムを積層体とした状態では、積層体のうち、この積層体の厚み方向で中央部及び端部の2つの位置にあるフィルムを用いた。
なお、比較例のフィルム製造方法は、環境調整工程を有していないものとした。比較例においては、環境調整工程を経ずに端面加工工程に至る。
一方、本実施例のフィルム製造方法は、環境調整工程を有するものとした。本実施例においては、枚葉フィルム取得工程と端面加工工程との間に、環境調整工程を有する。本実施例において、放置環境の温度は23℃、湿度は52%、放置時間は48hourとした。
また、本実施例及び比較例の端面加工工程では、研磨装置として、前述のメガロテクニカ株式会社製の中小型研磨機(型式PLBP300)を用いた。研磨条件は、平行アーバー、回転数4000rpm、送り速度500mm/min、クランプ圧力0.06MPa、切り込み量(片側0.5mm)とした。
図17は、本実施例及び比較例におけるフィルムの第一長辺の寸法変化量を示す図である。図18は、本実施例及び比較例におけるフィルムの第二長辺の寸法変化量を示す図である。図19は、本実施例及び比較例におけるフィルムの第一短辺の寸法変化量を示す図である。図20は、本実施例及び比較例におけるフィルムの第二短辺の寸法変化量を示す図である。図17〜図20の各グラフにおいて、横軸は時間[day]、縦軸は寸法変化量[μm]を示す。また、図17〜図20の各グラフ中において、実線は実施例のグラフ、破線は比較例のグラフを示す。
なお、図17〜図20は、端面加工工程後に再度放置環境下でフィルムを放置したときのグラフである。すなわち、図17〜図20は、端面加工工程を経て得られたフィルムについて、放置環境下(温度23℃、湿度52%)にて保持し、その寸法変化を確認した結果を示している。
フィルムの放置状態は、上述の通り、一枚ずつ立て掛けた状態、及び、積層体とした状態とした。積層体とした状態では、積層体のうち、この積層体の厚み方向で中央部及び端部の2つの位置にあるフィルムを用いた。
また、図17〜図20の各グラフ中において、◇印は一枚ずつ立て掛けた状態、□印は積層体の厚み方向で中央部、△印は積層体の厚み方向で端部を示す。
図17〜図20の各グラフに示すように、本実施例の寸法変化量は、各辺、各放置状態の何れにおいても、比較例の寸法変化量よりも小さくなるとの結果が得られた。
特に、寸法変化が生じ易い長辺側において、実施例の寸法変化量は、比較例の寸法変化量よりも顕著に小さくなるとの結果が得られた。
ここで、比較例では、図17に示すように、積層体の厚み方向で端部(図17に示す△印)の位置にあるフィルムの第一長辺において寸法変化量が最大となり、時間7dayで30μm程度となる結果を得た。
これに対し、本実施例では、積層体の厚み方向で中央部(図17に示す□印)の位置にあるフィルムの第一長辺において寸法変化量が最大となり、時間7dayで10μm程度となる結果が得られた。
本実施例及び比較例における寸法変化量の結果から求めた、本実施例及び比較例における長辺の寸法変化率を下記表1に示す。
なお、長辺の寸法変化率(%/時)は、以下の式(2)により算出した。
D=(E/H)×100(%)÷24(時) ・・・(2)
ここで、上記式(2)中において、「D」は長辺の寸法変化率(%/時)、「E」はフィルムを24時間保持した際の長辺の寸法変化量(mm)、「H」は寸法変化前の長辺の長さ(mm)とする。なお、本実施例においては、H=110mmである。また、下記表1において、4日後または7日後の長辺の寸法変化率は、上記式(2)中において、「E」をフィルムを4日間(96時間)または7日間(168時間)保持した際の長辺の寸法変化量(mm)とし、24(時)を96(時)または168(時)として、算出した値である。
Figure 0006342081
表1に示すように、比較例では、フィルムの放置状態を一枚ずつ立て掛けた状態とした場合に、第一長辺において寸法変化率が最大となり、0.0005%/時となる結果を得た。
これに対し、実施例では、フィルムの放置状態を、一枚ずつ立て掛けた状態、積層体とした状態(積層体の厚み方向で中央部及び端部の2つの位置にあるフィルムを用いた場合)とした場合の何れにおいても、フィルムの長辺の寸法変化率は何れも0.0001%/時以下となる結果が得られた。
以上により、長方形状のフィルムを用いて放置環境を調整することによって、フィルムの寸法精度を向上させることができることが確認できた。
11…枚葉フィルム 11A…端面加工フィルム 11a…枚葉フィルムの主面 11e…枚葉フィルムの端面 12…積層体 13…ダミーフィルム F10X…光学フィルム(樹脂フィルム)

Claims (11)

  1. 長尺帯状の樹脂フィルムから枚葉状の樹脂フィルムである枚葉フィルムを取得する枚葉フィルム取得工程と、
    前記枚葉フィルム取得工程の後に、前記枚葉フィルムの端面を加工して端面加工フィルムを得る端面加工工程と、を含むフィルム製造方法であって、
    前記枚葉フィルム取得工程と前記端面加工工程との間に、前記枚葉フィルムを放置する放置環境を、少なくとも湿度を調整した雰囲気下とする環境調整工程を更に含むフィルム製造方法。
  2. 前記環境調整工程では、前記放置環境の湿度及び温度を、前記端面加工工程の後に前記端面加工フィルムが使用される湿度及び温度に対して±5%及び±5℃の範囲とする、請求項1に記載のフィルム製造方法。
  3. 前記環境調整工程では、前記放置環境に前記枚葉フィルムを放置する時間を、前記枚葉フィルムの単位時間当たりの寸法変化が収束に近づく時間以上とする、請求項1又は2に記載のフィルム製造方法。
  4. 前記環境調整工程では、前記放置環境に前記枚葉フィルムを放置する時間を、前記枚葉フィルムの単位時間当たりの寸法変化率が0.003%/時以下となる時間以上とする、請求項3に記載のフィルム製造方法。
  5. 前記環境調整工程では、前記放置環境に前記枚葉フィルムを放置する時間を6時間以上とする、請求項3又は4に記載のフィルム製造方法。
  6. 前記環境調整工程では、前記枚葉フィルムの主面を鉛直方向に沿わせて前記枚葉フィルムを放置する、請求項1から5までの何れか一項に記載のフィルム製造方法。
  7. 前記枚葉フィルムは矩形状であり、
    前記環境調整工程では、前記枚葉フィルムの長辺の側に沿う端面を露出させて前記枚葉フィルムを放置する、請求項1から6までの何れか一項に記載のフィルム製造方法。
  8. 前記環境調整工程では、前記枚葉フィルムを複数枚重ねた積層体として前記積層体を放置する、請求項1から7までの何れか一項に記載のフィルム製造方法。
  9. 前記環境調整工程では、前記積層体の主面の側にダミーフィルムを設けて前記積層体を放置する、請求項8に記載のフィルム製造方法。
  10. 前記端面加工工程では、前記枚葉フィルムの端面を研磨する、請求項1から9までの何れか一項に記載のフィルム製造方法。
  11. 前記樹脂フィルムが光学フィルムである、請求項1から10までの何れか一項に記載のフィルム製造方法。
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