JP6887759B2 - 光学積層体、ならびに該光学積層体を用いた光学フィルム片の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学積層体、ならびに該光学積層体を用いた光学フィルム片の製造方法に関する。

従来より、液晶表示装置等の画像表示装置には、偏光フィルムや位相差フィルムといった種々の光学フィルムが使用されており、これらの光学フィルムを備えることによって該画像表示装置は所望の画像表示特性を発揮している。光学フィルムは、一般に、大面積のマザーシートから、所定の製品形状を有する光学フィルム片として切り出すことにより製造される（例えば、特許文献１）。

光学フィルム片を切り出す手段の１つとして、レーザー光照射による切り出しが多用されている。しかしながら、レーザー光を用いて光学フィルムを切り出す場合、レーザー光の照射部分から煙、粉塵等が発生するという問題が生じる。発生した煙、粉塵等は、光学フィルム片の表面に付着し汚染の原因となる。汚染された光学フィルム片の使用は、光学フィルム片を得た後の工程において、製造装置が汚染される原因となり、製品歩留まり低下の原因となる。このような問題に対応すべく、従来、吸引下でレーザー光照射を行う、切り出し後にフィルム片を洗浄する等の作業が行われているが、これらの作業によっても、十分な清浄性を確保することは難しい。また、上記作業は、工程を煩雑にする要因となる。

特開平１１−２３１１２９号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、レーザー光照射による切り出し工程に供されても、製品となる光学フィルムの汚染が防止され得る光学積層体を提供すること、ならびに、レーザー光照射による切り出し工程を含む光学フィルム片の製造方法であって、製品となる光学フィルム片の表面汚染を防止し得る製造方法を提供することにある。

本発明の光学積層体は、光学フィルムと、該光学フィルムの少なくとも片側に剥離可能に配置された保護シートとを備え、該光学フィルムが、光学フィルムが、偏光板と、該偏光板の少なくとも片側に配置された表面保護フィルムまたはセパレーターを備える光学フィルムである。
本発明の別の局面によれば、光学フィルム片の製造方法が提供される。この製造方法は、上記光学積層体から、光学フィルム片を製造する方法であって、該光学積層体にレーザー光を照射して、光学積層体片を切り出す工程と、該光学積層体片から、該保護シートを剥離する工程とを含む。

本発明によれば、光学フィルム上に保護シートを配置することにより、レーザー光照射による切り出し工程に供されても、光学フィルム自体の汚染が防止され得る光学積層体を提供することができる。また、本発明の光学フィルム片の製造方法は、上記光学積層体片を用いる光学フィルム片の製造方法であり、該製造方法によれば、光学フィルム自体の汚染を防止することができる。

本発明の１つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。 本発明の１つの実施形態による光学フィルム片の製造方法の一例を説明する概略図である。

Ａ．光学積層体
図１は、本発明の１つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。この光学積層体１００は、光学フィルム１１０と、光学フィルム１１０上に配置された保護シート１２０ａ、１２０ｂとを備える。保護シート１２０ａ、１２０ｂは、剥離可能に配置されている。保護シートは、光学フィルムの片側に配置されていてもよく、両側に配置されていてもよい。好ましくは、図示例のように、保護シート１２０ａ、１２０ｂは、光学フィルム１１０の両側に配置される。

本発明の光学積層体においては、光学フィルム上に保護シートを配置することにより、光学フィルムの汚染が防止される。上記光学積層体は、保護シートを備えたまま、任意の適切な工程に供され得る。１つの実施形態においては、上記光学積層体は、レーザー光照射による切り出し工程に供される。代表的には、この工程は、光学積層体にレーザー光を照射して、光学フィルムを含む光学積層体を、所望の製品形状を有する光学積層体片に切り出す工程である。被加工物として保護シートを備えた光学積層体を用いれば、レーザー光照射により発生する煙、粉塵等（以下、単に煙等ともいう）の光学フィルム（光学フィルム片）への付着を防止することができる。上記保護シートは、剥離可能に配置されているため、任意の適切なタイミングで剥離され、廃棄され得る。保護シートを剥離した後の光学フィルム片は、清浄性が保たれ状態で、製品または半製品として使用され得る。

１つの実施形態においては、光学フィルムとして、偏光板と、該偏光板の少なくとも片側に配置された表面保護フィルムまたはセパレーターを備える光学フィルムが用いられる。図１においては、偏光板１１１と、偏光板の両側に配置された表面保護フィルム１１２とを備える光学フィルム１１０を備える光学フィルム１１０が用いられている。表面保護フィルム１１２は、偏光板を保護するためのフィルムであり、好ましくは剥離可能に配置される。すなわち、本実施形態の光学積層体は、偏光板を保護するための表面保護フィルムと、偏光板と表面保護フィルムとを含む光学フィルムを保護する保護シートとを併用することを特徴とする。このような光学積層体を用いれば、レーザー光照射による上記表面保護フィルムの汚染を防止することができる。偏光板は、表面保護フィルムで保護された状態で、画像表示装置を製造する工程に供されることがあり、その際、清浄性が維持された表面保護フィルムで保護された上記光学フィルム（偏光板／表面保護フィルム）を用いれば、製造装置の汚染、および該汚染による歩留まり低下を防止することができる。なお、図示していないが、代表的には、偏光板は偏光子と保護層とを備える。上記のとおり、本明細書において「表面保護フィルム」とは偏光板を一時的に保護するフィルムであり、偏光板が備える保護層（偏光子を保護する層）とは異なるものである。

１つの実施形態において、上記光学積層体は、長尺状である。

（保護シート）
上記保護シートの形成材料としては、例えば、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。また、保護シートとして、メタクリル酸エステル、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアリレート、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の樹脂からなるフィルムを用いてもよい。上記光学積層体が、光学フィルムの両側に保護シートを備える場合、２枚の保護シートは、それぞれ同じ材料から形成されていてもよく、異なる材料から形成されていてもよい。

上記保護シートの厚みは、好ましくは１０μｍ〜３５０μｍであり、より好ましくは１２μｍ〜５０μｍである。厚みがこのような範囲の保護シートは、支持体としても有効に機能し得、該保護シートを備える光学積層体は搬送性に優れる。上記光学積層体が、光学フィルムの両側に保護シートを備える場合、２枚の保護シートは、それぞれ同じ厚さであってもよく、異なる厚さであってもよい。

１つの実施形態においては、上記保護シートと上記光学フィルムとは、任意の適切な粘着剤を介して貼り合わされる。別の実施形態においては、上記保護シートは、摩擦力により上記光学フィルム上に保持される。上記保護シートの上記光学フィルムに対する剥離力は、好ましくは０Ｎ／２０ｍｍを超えて２Ｎ／２０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．００５Ｎ／２０ｍｍ〜２Ｎ／２０ｍｍである。このような範囲であれば、レーザー光照射による切り出し工程において、保護シートの剥離、ずれを防止することができる。１つの実施形態においては、光学フィルムの両側に保護シートが配置される場合、一方の保護シートの上記光学フィルムに対する剥離力と、他方の保護シートの上記光学フィルムに対する剥離力とは、異なるさらに、該切り出し工程後、保護シートを剥離する際の作業性に優れる。なお、剥離力は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７：２０００に準じた方法で測定される（引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、剥離角度１８０°、測定温度：２３℃）。

（光学フィルム）
上記光学フィルムとしては、任意の適切な光学フィルムが用いられ得る。１つの実施形態においては、上記のとおり、光学フィルムとして、偏光板と表面保護フィルムおよび／またはセパレーターとの積層体が用いられる。表面保護フィルムまたはセパレーターは、任意の適切な粘着剤を介して偏光板に剥離可能に積層される。

偏光板は、代表的には、偏光子と、該偏光子の少なくとも片側に配置された保護層とを備える。

偏光子は、代表的には、二色性物質を含む樹脂フィルムから構成される。二色性物質としては、例えば、ヨウ素、有機染料等が挙げられる。これらは、単独で、または二種以上組み合わせて用いられ得る。好ましくはヨウ素が用いられる。

上記樹脂フィルムを形成する樹脂としては、任意の適切な樹脂が用いられ得る。好ましくは、ポリビニルアルコール系樹脂用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる。エチレン−ビニルアルコール共重合体は、エチレン−酢酸ビニル共重合体をケン化することにより得られる。

偏光子は、好ましくは、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光子の単体透過率（Ｔｓ）は、好ましくは３９％以上、より好ましくは３９．５％以上、さらに好ましくは４０％以上、特に好ましくは４０．５％以上である。なお、単体透過率の理論上の上限は５０％であり、実用的な上限は４６％である。また、単体透過率（Ｔｓ）は、ＪＩＳ Ｚ８７０１の２度視野（Ｃ光源）により測定して視感度補正を行なったＹ値であり、例えば、顕微分光システム（ラムダビジョン製、ＬＶｍｉｃｒｏ）を用いて測定することができる。偏光子の偏光度は、好ましくは９９．９％以上、より好ましくは９９．９３％以上、さらに好ましくは９９．９５％以上である。

偏光子の厚みは、任意の適切な値に設定され得る。厚みは、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下である。一方で、厚みは、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。

偏光子は、代表的には、上記樹脂フィルムに膨潤処理、延伸処理、上記二色性物質による染色処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等の各種処理を施すことにより得られる。各種処理を施す際、樹脂フィルムは、基材上に形成された樹脂層であってもよい。

上記保護層の形成材料としては、例えば、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。保護層の厚みは、好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。

上記保護層の偏光子を積層させない面には、表面処理層として、ハードコート層や反射防止処理、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理が施されていてもよい。表面保護フィルムは、代表的には、接着剤層を介して偏光子に貼り合わされる。

上記偏光板を保護する表面保護フィルムの形成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重体樹脂等が挙げられる。好ましくは、エステル系樹脂（特に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂）である。

上記表面保護フィルムの厚みは、代表的には２０μｍ〜２５０μｍであり、好ましくは３０μｍ〜１５０μｍである。

上記表面保護フィルムの上記偏光板に対する剥離力は、好ましくは０Ｎ／２０ｍｍを超えて２Ｎ／２０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．００５Ｎ／２０ｍｍ〜２Ｎ／２０ｍｍである。表面保護フィルムの偏光板とは反対側に上記保護シートを配置する場合、当該保護シートの表面保護フィルムに対する剥離力は、表面保護フィルムの偏光板に対する剥離力よりも小さいことが好ましい。

上記セパレーターの形成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重体樹脂等が挙げられる。好ましくは、エステル系樹脂（特に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂）である。

上記セパレーターの厚みは、代表的には２０μｍ〜２５０μｍであり、好ましくは３０μｍ〜１５０μｍである。

上記セパレーターの上記偏光板に対する剥離力は、好ましくは０Ｎ／２０ｍｍを超えて２Ｎ／２０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．００５Ｎ／２０ｍｍ〜２Ｎ／２０ｍｍである。１つの実施形態においては、セパレーターの上記偏光板に対する剥離力は、表面保護フィルムの上記偏光板に対する剥離力よりも小さい。また、セパレーターの偏光板とは反対側に上記保護シートを配置する場合、当該保護シートのセパレーターに対する剥離力は、セパレーターの偏光板に対する剥離力よりも小さいことが好ましい。

Ｂ．光学フィルム片の製造方法
本発明の光学フィルム片の製造方法は、上記光学積層体にレーザー光照射して、光学積層体片を切り出す工程と、該光学積層体片から、該保護シートを剥離する工程とを含む。本発明の製造方法によれば、保護シートを備える光学積層体を、レーザー光照射による切り出し工程に供することにより、レーザー光照射により発生する煙等の光学フィルム（光学フィルム片）への付着を防止することができる。

上記光学積層体は、上記光学フィルムに上記保護シートを積層して、得られ得る。積層方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。上記のとおり、光学フィルムと保護シートとは、粘着剤を介して積層されていてもよく、摩擦力により保護シートが光学フィルム上に保持されていてもよい。

レーザー光照射による切り出し工程は、光学積層体から複数の光学積層体片を得る工程である。光学積層体片の形状は、光学フィルム片の用途に応じて、任意の適切な形状に設定され得る。１つの実施形態においては、光学積層体を切断して複数の光学積層体片が得られる。別の実施形態においては、光学積層体を切り抜くようにして複数の光学積層体片が得られる。なお、上記光学積層体が、光学フィルムの片側にのみ保護シートを備える場合、レーザーを照射する面は、該光学積層体の保護シート側の面とすることが好ましい。

上記レーザー光は、好ましくは、２００ｎｍ〜１１０００ｎｍの波長の光を含む。

レーザー光照射による切り出し工程に用いるレーザーとしては、任意の適切なレーザーが採用され得る。例えば、任意の適切なレーザーを採用し得る。具体例としては、ＣＯ_２レーザー、エキシマレーザー等の気体レーザー；ＹＡＧレーザー等の固体レーザー；半導体レーザー等が挙げられる。

レーザー光の照射条件（出力条件、移動速度、回数）は、切断対象、切断深さ等に応じて任意の適切な条件を採用し得る。

保護シートを剥離する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。例えば、レーザー光照射後の保護シートが長尺状の場合は、該保護シートを巻き取りつつ光学フィルムから剥離する方法が採用され得る。また、レーザー光照射後の保護シートが長尺状ではなく巻き取ることができない場合は、保護シートを剥離用テープに転写させる方法が採用され得る。

図２は、本発明の１つの実施形態による光学フィルム片の製造方法の一例を説明する概略図である。１つの実施形態においては、図２に示すように、長尺状の光学フィルム１１０を用い、該光学フィルム１１０を搬送しながら、連続的に上記の行程が行われる。以下、本実施形態について、光学フィルムの送り出し工程から順に、具体的に説明する。

まず、長尺状の光学フィルム１１０を送り出し、光学フィルム１１０を搬送しながら、光学フィルム１１０に長尺状の保護シート１２０ａ、１２０ｂを積層し、長尺状の光学積層体１００を形成する（工程ａ）。本実施形態においては、光学フィルム１１０の上側に上側保護シート１２０ａが積層され、光学フィルム１１０の下側に下側保護シート１２０ｂが積層されている。上側保護シート１２０ａと下側保護シート１２０ｂとは同じタイミングで積層されてもよく、異なるタイミングで積層されてもよい。このように異なるタイミングで保護シートを剥離する場合、先に剥離される保護シート（図示例では上側保護シート）の光学フィルムに対する剥離力は、後に剥離される保護シート（図示例では下側保護シート）の光学フィルムに対する剥離力よりも小さいことが好ましい。なお、下側保護シート１２０ｂは、後工程において切り出された光学積層体片１００’および光学フィルム片１１０’の搬送基材として機能し得る。

次いで、工程ａにおいて形成された光学積層体１００は、光学積層体片１００’を切り出す工程（工程ｂ）に供される。ここでは、上記レーザー光照射により、光学積層体１００から複数枚の光学積層体片１００’が切り出される。なお、図２においては、光学積層体を切り抜いて複数の光学積層体片を得る形態を示している。また、光学積層体片１００’とは、本発明の製造方法を実施した後に製品または半製品となる光学フィルム片を含む積層体片であり、後述のように次工程で廃棄される切り抜きカス１００’’と区別されることに留意されたい。

工程ｂにおいては、少なくとも上側保護シート１２０ａおよび光学フィルム１１０において、光学積層体片１００’部分と、それ以外の切り抜きカス１００’’とに分離されることが好ましい。また、下側保護シート１２０ｂは、完全には分離されず、長尺形状を維持していることが好ましい。したがって、切り抜きカス１００’’は、上側保護シート１２０ａと光学フィルム１１０との積層体であり、下側保護シート１２０ｂを含まない形態であることが好ましい。下側保護シート１２０ｂが長尺形状を維持していれば、該下側表面保護フィルム１２０ｂは、切り出された光学積層体片１００’および光学フィルム片１１０’の搬送基材として機能し得る。なお、下側保護シート１２０ｂが完全には分離されていない状態とは、下側保護シート１２０ｂがハーフカットされている状態も含む。

次いで、保護シート１２０ａ、１２０ｂが剥離される（工程ｃ）。好ましくは、上側保護シート１２０ａから先に剥離する。上側保護シート１２０ａを剥離する際、光学積層体片１００’が備える上側保護シート１２０ａと、光学積層体片１００’以外の部分（切り抜きカス１００’’）に位置する上側保護シート１２０ａとは、同じタイミングで剥離されてもよく、異なるタイミングで剥離されてもよい。好ましくは、図示例のように、異なるタイミングで剥離される。図示例においては、光学積層体片１００’が備える上側保護シート１２０ａの剥離（剥離ｃ１）と、光学積層体片１００’以外の部分（切り抜きカス１００’’）に位置する上側保護シート１２０ａの剥離（剥離ｃ２）とは、異なるタイミングで行われている。剥離ｃ１と剥離ｃ２とは、図示例のように剥離ｃ１、剥離ｃ２の順で行われてもよく、あるいは、剥離ｃ２、剥離ｃ１の順で行われもよい。好ましくは、図示例のように、剥離ｃ１、剥離ｃ２の順で行われる。

光学積層体片１００’が備える上側保護シート１２０ａの剥離（剥離ｃ１）は、例えば、剥離用テープ２００を用い、該剥離用テープ２００に上側保護シート１２０ａを転写するようにして行われる。剥離用テープとしては、所定の粘着力を有するテープが用いられ得る。剥離用テープは長尺状であることが好ましい。図２に示す実施形態においては、下側保護シート１２０ｂに載せられた状態で搬送される光学積層体片１００’に対して、連続的に送り出される長尺状剥離用テープ２００を接触させ、光学積層体片１００’から上側保護シート１２０ａを順次剥離している。

上記保護シートの光学フィルムに対する剥離力は、剥離用テープにより剥離される保護シート（図示例では上側保護シート）の該剥離用テープに対する剥離力以下であることが好ましい。保護シートの光学フィルムに対する剥離力と、剥離用テープにより剥離される保護シートの該剥離用テープに対する剥離力との差は、好ましくは０Ｎ／２０ｍｍを超えて３Ｎ／２０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．００５Ｎ／２０ｍｍ〜２Ｎ／２０ｍｍであり、さらに好ましくは０．００１Ｎ／２０ｍｍ〜０．４Ｎ／２０ｍｍである。このような範囲であれば、良好に保護シートを剥離することができる。剥離用テープにより剥離される保護シートの該剥離用テープに対する剥離力は、好ましくは０．００５Ｎ／２０ｍｍ〜４Ｎ／２０ｍｍであり、より好ましくは０．００５Ｎ／２０ｍｍ〜３Ｎ／２０ｍｍである。

光学積層体片１００’以外の部分に位置する上側保護シート１２０ａの剥離（剥離ｃ２）は、光学積層体片１００’以外の部分に位置する上側保護シート１２０ａを巻取りながら行われ得る。剥離ｃ２の際には、切り抜きカス１００’’に対応する上側保護シート１２０ａと光学フィルム１１０とを積層した状態で同時に剥離することが好ましい。剥離ｃ２の後、光学フィルム片１１０’は、下側保護シート１２０ｂに載せられた状態で搬送され得る。

上側保護シート１２０ａが剥離された後、下側保護シート１２０ｂが剥離される。下側保護シート１２０ｂの剥離は、例えば、下側保護シート１２０ｂを巻取りながら行われる。

上記のようにして、長尺状の光学フィルム１１０から、所定の形状に切り出された光学フィルム片１１０’が製造される。得られた光学フィルム片１１０’は、レーザー光照射を起因とする汚染が防止されて清浄性が保たれ状態で、製品または半製品として使用され得る。

本発明の製造方法は、偏光子板等の光学フィルムを製造する際に好適に用いられる。

１００ 光学積層体
１１０ 光学フィルム
１２０ 保護シート

Claims (1)

1. 光学フィルムと、該光学フィルムの少なくとも片側に剥離可能に配置された保護シートとを備え、
   該光学フィルムが、偏光板と、該偏光板と該保護シートとの間に配置された表面保護フィルムまたはセパレーターを備える光学フィルムであり、
   該保護シートの該表面保護フィルムまたは該セパレーターに対する剥離力が、該表面保護フィルムまたは該セパレーターの該偏光板に対する剥離力よりも小さく、かつ、該保護シートの該表面保護フィルムまたは該セパレーターに対する２３℃における剥離力が、０Ｎ／２０ｍｍを超えて２Ｎ／２０ｍｍ以下であり、
   該保護シートが、廃棄が予定されたシートである、
   光学積層体。
   

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