JPWO2010021024A1 - 光学フィルムの切断方法およびこれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

偏光フィルムＦの切断作用位置に配備される吸着テーブル９のその表面に高さの異なる保持ブロック９ａ，９ｂを搬送方向に沿って近接配備し吸着溝１４を形成する。吸着テーブル９の前後に配備したニップローラ１１，１２で偏光フィルムＦの両端をニップするとともに、吸着溝１４を跨って偏光フィルムＦを傾斜した状態となるよう吸着保持する。その状態で吸着溝１４に沿ってレーザ装置１０を走査して偏光フィルムＦを幅方向に切断する。

Description

本発明は、液晶パネルなどの基板に貼り合せる偏光フィルム、輝度向上フィルム、および位相差フィルムなどの光学フィルムを精度よく切断するとともに、切断作業の効率の向上を図ることのできる光学フィルムの切断方法およびこれを用いた装置に関する。

従来の光学フィルムを所定の長さに切断する方法は、次のようにして行われている。原反ロールから所定ピッチで繰り出される帯状の光学フィルムをレーザ装置で光学フィルムの搬送方向と直交する幅方向に切断している（特許文献１参照）。

特開２００４−３６１７４１号公報

しかしながら、従来の装置では次のような問題がある。すなわち、切断される光学フィルムは、自由端となった先端が自重によって下方にカールする傾向にある。したがって、切断位置で先端が切り離されて下流側に残る帯状の光学フィルムのその後端を切断部位に繰り出すとき、下方に向けてカールした先端が、搬送経路上の間隙に入り込んだり、引っ掛かったりするといった問題がある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、光学フィルムの切断精度および切断作業の効率の向上を図ることのできる光学フィルムの切断方法およびこれを用いた装置を提供することを主たる目的としている。

そこで本発明者らは、光学フィルム切断時の問題の発生原因を究明および解消するために、光学フィルムの切断実験を繰り返し行い鋭意検討した結果、以下の新たな知見を得ることができた。

すなわち、レーザ照射方向である下方にカールした帯状の光学フィルムの先端が吸着溝に入り込まないように、吸着溝を挟んで下流側に吸着テーブルの表面高さを上流側の吸着テーブルの表面高さより低く設定する。つまり、搬送方向に段差を設けて光学フィルムを斜め下がり姿勢で配置し、その状態でレーザにより切断することにより光学フィルムの先端が吸着溝に入り込むなどの問題を解消することができた。

さらに、このとき、光学フィルムの切断端面の状態を確認すると、分離された両切断端面のうち、一方側のみに汚染物が付着していることが分かった。

具体的には、光学フィルムをレーザで切断するとき、熱の影響で光学フィルムの一部が溶融および揮発して煙となって発生する。この煙に含まれる成分が、表面高さの低い側に位置する所定長さに切り離された光学フィルムの後端に汚染物として付着する。しかしながら、上流側の高い位置に残る光学フィルムの切断後の先端には、汚染物が付着し難い。

逆に、上流側の吸着テーブルの表面高さを下流側の吸着テーブルの表面高さより低くした場合、下流側に残る光学フィルムの先端に汚染物が付着が抑制され、切り離された光学フィルムの後端には汚染物が付着することが確認できた。

そこで、この発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。

すなわち、この発明方法は、所定長さの枚葉の光学フィルムに切断する光学フィルムの切断方法であって、
前記光学フィルムの切断部位の幅方向に沿って形成された吸着溝を有する吸着台に当該光学フィルムを吸着保持させるとともに、吸着溝を挟んで光学フィルムを搬送方向の前後に傾斜させた状態で吸引しつつレーザで切断することを特徴とする。

この方法によれば、光学フィルムが傾斜した状態で幅方向に形成された吸着溝に沿って切断されるので、切断部位を挟んで位置する光学フィルムの表面高さを比較したとき、高い側に位置する光学フィルムの切断端面には、切断時の煙によって生じる汚染物が付着しない。したがって、所定長さに切断された光学フィルムは、切断端面の一方に付着した汚染物を除去すればよい。換言すれば、従来の切断方法であれば、切断後の両端を個別に拭き取り処理などを施して汚染物を除去しなければならなかったが、本発明は、１回の除去処理のみで済む。

なお、光学フィルムの傾斜は、吸着溝を挟んで光学フィルムの搬送方向の上流側と下流側の吸着台の表面高さに段差を設けることにより、上記発明方法を好適に実施できる。

なお、吸着台の段差は、下流側の表面高さが上流側の表面高さより低く設定することが好ましい。切断処理後の光学フィルムは、レーザの照射方向である吸着溝側に自重でカールする。したがって、先端のカールしている下流側の光学フィルムの後端となる部位を切断作用位置に繰り出すとき、吸着溝にその先端が入り込んだり、あるいは、引っ掛かったりするのを回避することができる。したがって、光学フィルムへの不要な曲げ応力の発生を抑えた状態で切断できるので、切断長さの精度を向上させることができる。

また、この発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。

すなわち、所定長さの枚葉の光学フィルムに切断する光学フィルムの切断装置であって、
帯状の前記光学フィルムを供給する供給手段と、
前記光学フィルムの切断部位の幅方向に沿って形成された吸着溝を有し、かつ、当該吸着溝を挟んで光学フィルムを搬送方向の前後に傾斜させた状態で吸着保持するよう段差を有する吸着台と、
前記吸着台に吸着保持された光学フィルムを吸着溝に沿って切断するレーザ装置と、
を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、吸着溝を挟んで光学フィルムを傾斜させた状態で切断することができるので、上記発明方法を好適に実施することができる。

なお、吸着台の段差は、吸着溝を挟んで光学フィルム搬送方向の下流側の表面高さを上流側の表面高さより低く構成することが好ましい。

この構成によれば、吸着溝を挟んで光学フィルム搬送方向の下流側の表面高さを上流側の表面高さより低く構成しているので、切断処理後の光学フィルムは、レーザの照射方向である吸着溝側に自重でカールする。したがって、先端のカールしている下流側の光学フィルムの後端となる部位を切断作用位置に繰り出すとき、吸着溝にその先端が入り込んだり、あるいは、引っ掛かったりするのを回避することができる。したがって、上記発明方法を好適に実現できる。

本発明に係る光学フィルムの切断方法およびこれを用いた装置によると、光学フィルムを傾斜した状態で下方から吸引しながら吸着溝に沿って切断するので、切断端面のうち低い位置にある切断端面のみしか汚染物が付着しない。したがって、所定長さに切断した光学フィルムの搬送方向の前後両端面のうち、一方の端面のみから汚染物を除去すればよい。換言すれば、両端面に対して合計２回の汚染物の除去処理を行っていたのに対し、本願発明は１回の除去処理で済む。

実施例に係る光学フィルム切断装置の全体構成を示す側面図である。 保持テーブル周辺の要部拡大図である。 偏光フィルム切断時の吸着溝の状態を示す図である。 変形例装置の保持テーブル周辺の要部拡大図である。

符号の説明

１ … フィルム供給部
３ … 切断機構
４ … 搬送機構
６ … 搬出機構
９ … 吸着テーブル
９ａ … 保持ブロック
９ｂ … 保持ブロック
１１ … ニップローラ
１２ … ニップローラ
１６ … 制御部
Ｆ … 偏光フィルム

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお、本発明において、光学部材は、偏光フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルムなどの可撓性を有する帯状の機能フィルムであれば特に限定されるものではなく、本実施の形態では、偏光フィルムを用いた場合を例に採って説明する。

図１は、本発明に係る光学フィルムの切断方法を行うとともに、切断後の光学フィルムを積層収納して搬出可能にする工程までを含む光学フィルム切断装置の概略構成が示されている。

この実施例装置は、図１示すように、偏光フィルムＦを繰り出し供給するフィルム供給部１、偏光フィルムＦを搬送方向に所定長さに切断する切断機構３、切断後の偏光フィルムＦを搬送する搬送機構４、搬送経路の終端で積層収納された偏光フィルムＦを次工程に搬出する搬出機構６などから構成されている。なお、フィルム供給部１は本発明の供給手段に、に相当する。

フィルム供給部１は、幅広の偏光フィルムＦを所定寸法幅にスリットした帯状のものをロール状態にした原反ロール７がボビン８に装填されている。ボビン８は、モータなどの駆動装置に連結されている。

フィルム供給部１と切断機構３の間には、ダンサローラＤが配備されている。ダンサローラＤは、切断機構３の吸着テーブル９で吸着保持されている偏光フィルムＦをレーザ装置１０で切断して吸着保持を解除する間にフィルム供給部１から供給される偏光フィルムＦの繰り出し量を吸収する。

切断機構３は、偏光フィルムＦを裏面から吸着保持する吸着テーブル９、レーザ装置１０、およびレーザ装置１０を挟んで上流側と下流側で偏光フィルムＦを把持する一対のニップローラ１１、１２とを備えている。

図２に示すように、吸引装置１３に連通接続された吸着テーブル９にはその表面に高さの異なる２個の保持ブロック９ａ，９ｂが、偏光フィルムＦの搬送方向に沿って近接してボルトなどにより連結固定されている。つまり、両保持ブロック９ａ，９ｂの対向する内側壁によって偏光フィルムＦの搬送方向に直交する吸着溝１４を形成している。すなわち、吸着溝１４は、レーザ装置１０から照射されるレーザの走査経路となる。なお、吸着テーブル９および保持ブロック９ａ，９ｂは、本発明の吸着台に相当する。

また、両保持ブロック９ａ，９ｂは、偏光フィルムＦの搬送方向の前後において面取りされているとともに、上流側の保持ブロック９ａの表面高さに対して下流側の保持ブロック９ｂの表面高さが低く設定されている。すなわち、偏光フィルムＦを吸着テーブル９で吸着保持したとき、吸着溝１４を閉塞する偏光フィルムＦが搬送方向に斜め下がりになるようになっている。なお、両保持ブロック９ａ，９ｂの表面高さにより形成される段差Ｇは、この実施例では０．３〜０．７ｍｍに設定されているが、この数値範囲に限定されるものでない。すなわち、使用する光学フィルムの種類や厚みに応じて適宜に設定変更される。

レーザ装置１０は、偏光フィルムＦを幅方向である吸着溝１４に沿って切断するよう水平移動可能に構成されている。

ニップローラ１１、１２は、固定配備され偏光フィルムＦを繰り出し可能に構成された下方の駆動ローラ１１ａ，１２ａと、上方の待機位置と偏光フィルムＦを駆動ローラとにより協働してニップする作用位置とにわたって昇降するローラ１１ｂ，１２ｂとから構成されている。なお、上流側に配備されるニップローラ１１の駆動ローラ１１ａの頂部は、保持ブロック９ａの表面高さと同じに設定されている。また、下流側に配備されるニップローラ１２の駆動ローラ１２ａの頂部は、保持ブロック９ｂの表面高さと同じに設定されている。

搬送機構４は、ニップローラ１２から繰り出される偏光フィルムＦを載置して搬送する搬送ベルトを備えた搬送コンベアとして連続配備して構成されている。

搬出機構６は、搬送機構４の終端下方に連続配備されたローラコンベヤにより構成されている。搬出機構６の始端部分には、搬送機構４から落下してくる偏光フィルムＦを回収するトレー１５が備えられている。

制御部１６は、上記各機構を統括的に制御している。なお、制御部１６については、上記装置の動作説明において後述する。

本発明に係る光学フィルム切断装置の主要部の構成および機能は以上であり、以下、この装置を用いて帯状の偏光フィルムＦを切断して搬出するまでの動作を説明する。

使用する偏光フィルムＦの原反ロール７をフィルム供給部１に装填する。この装填が完了すると、オペレータは、操作パネルなどを利用して、初期設定を行う。例えば、偏光フィルムＦの切断長さ、供給速度、レーザの出力および焦点などが設定される。

初期設定が完了すると、原反ロール７から偏光フィルムＦの供給が開始されるとともに、フィルム供給部１に備わったモータなどの駆動軸の回転数が図示しないロータリエンコータなどのセンサにより検出される。偏光フィルムＦが供給される。

偏光フィルムＦは、切断機構３に搬送される。偏光フィルムＦの先端がニップローラ１２を通過して所定の位置に到達すると、制御部１６は、両ニップローラ１１，１２を作動制御し、偏光フィルムＦを保持テーブルの両端でニップさせるとともに、吸着テーブル９を作動制御して偏光フィルムＦの吸着保持を開始させる。この動作に連動して、制御部１６は、フィルム供給部１から連続的に供給される偏光フィルムＦがダンサローラＤ以降に繰り出されないようにダンサローラＤを作動制御する。

吸着保持された偏光フィルムＦは、吸着溝１４を跨って搬送方向に斜め下がり姿勢で保持されている。この状態で、レーザ装置１０が、偏光フィルムＦの一側縁側から吸着溝１４に沿って他側縁に走査される。この動作に伴って偏光フィルムＦが切断される。

このとき、図３に示すように、保持ブロック９ａの内壁と偏光フィルムＦとが形成する吸着溝内での角度θ１が、保持ブロック９ｂの内壁と偏光フィルムＦとが形成する吸着溝内での角度θ２に比べて鋭角になっている。すなわち、レーザの光軸Ｒを挟んで上流側の空間は、下流側の空間に比べて狭く形成されるので、吸着テーブル９の吸引動作に伴って上流側の空間は、下流側の空間よりも吸引力が高く作用する。すなわち、レーザの光軸Ｒから上流側では、偏光フィルムＦの切断時に発生する煙が速やかに吸引除去される。なお、下流側の空間では、上流側に比べて吸引力が弱く作用するので、切断時に発生する煙の吸引速度が遅く、短時間その内部で停留する。したがって、切断後の偏光フィルムＦの両端面を比較すると、煙との接触のない上流側の切断端面には、その影響による汚染物がほとんど付着しない。

偏光フィルムＦが切断されると、吸着テーブル９の吸着およびニップローラ１１，１２によるニップとが解除される。この解除動作と連動して、切断済みの偏光フィルムＦは、搬送機構４によって搬出機構６に向けて搬送される。同時に、制御部１６は、ダンサローラＤを作動制御して偏光フィルムＦを切断機構３に繰り出させる。

搬出機構６の始端では、トレー１５が設置されており、当該トレー１５に偏光フィルムＦが積層収納されてゆく。

上記一連の動作を繰り返し、トレー１５に所定枚数の偏光フィルムＦが積層されると、制御部１６は、搬出機構６を作動して偏光フィルムＦを次工程に搬出させる。

上記実施例装置によれば、吸着テーブル９上に配備する両保持ブロック９ａ，９ｂのうち、下流側の保持ブロック９ｂの高さを上流側の保持ブロック９ａよりも低くして吸着溝１４を挟んで搬送方向の前後で段差を設けることにより、吸着溝１４の部分で偏光フィルムＦを搬送方向に斜め下がりで吸着保持することができる。すなわち、レーザ切断時に熱の影響でレーザの照射方向である下方に偏光フィルムＦがカールしている場合であっても、上流側の偏光フィルムＦを繰り出しても吸着溝１４にその先端が入り込んだり、あるいは、引っ掛かったりしない。したがって、上流側の偏光フィルムＦの後端を切断するとき、不要な曲げ応力を作用させることなく切断することができ、切断長さの精度の向上を図ることができる。

さらに、レーザの光軸Ｒを起点に分断される吸着溝１４の内部空間のうち、特に上流側の空間を狭く形成できるので、下流側に比べて吸引力を高められる。すなわち、偏光フィルムＦの切断時に発生する煙を速やかに吸引除去できるので、偏光フィルムＦの搬送方向先端側には、煙の影響による汚染物が付着しない。したがって、切断後の偏光フィルムＦは、後端側に付着した汚染物のみを除去すればよい。換言すれば、従来であれば、切断端面の両面について汚染物を除去する処理を行わなければならなかったところ、この実施例装置では、一端のみの処理で済むので、作業効率の向上を図ることができる。

＜具体例＞
上記実施例装置において、段差を０．３、０．５、０．７、１．０ｍｍに設定して偏光フィルムＦの切断実験を行った。なお、偏光フィルムの厚みは３１０μｍであり、吸着溝の幅は、２ｍｍである。その結果を以下の表１に示す。

なお、表１において、各項目の評価の表示は、次のように設定している。「引っ掛かり」についての記号○は、吸着溝１４への偏光フィルムＦの先端の引っ掛かりがながったことを示し、×は、引っ掛かりがあったことを示す。また、「異物の付着」についての○は、下流側の偏光フィルム後端のみに目視で異物の付着が確認できたことを示し、△は、下流側の偏光フィルム後端および上流側の偏光フィルム先端の両方に異物の付着が目視できる程度であることを示し、×は、下流側の偏光フィルム後端および上流側の偏光フィルム先端の両方にはっきりと異物の付着（濃度が濃い）が確認できたことを示す。「切断不良」についての○は、切断面が平坦で良好な切断状態を示し、△は、切断面が粗面になっていることを示し、×は、切断されていない箇所があることを示す。

したがって、上記切断結果から、段差は、０．３−０．７ｍｍの範囲が好ましいことが分かる。すなわち、段差が０．３ｍｍより小さい場合、偏光フィルムＦの切断端面の両端に異物が付着する。また、段差が０．７ｍｍより大きい場合、レーザの焦点がずれて切断不良が発生するとともに、煙が多量に発生して偏光フィルムＦの切断端面での汚染領域が拡大されてしまう。

本発明は、以下のように変形した形態で実施することもできる。

（１）上記実施例装置では、下流側の保持ブロック９ａを上流側の保持ブロック９ｂの表面高さより低く設定していたが、この組合せは偏光フィルムＦを切断したときのカール状態に応じて適宜に変更される。つまり、切断後の偏光フィルムＦが上向きになる場合は、下流側の保持ブロック９ｂの高さを上流側よりも高くするこのも可能である。

（２）上記実施例装置において、保持ブロック９ａ，９ｂを図４に示すように上流側から下流側にかけてその表面が斜め下がり傾斜になるよう構成してもよい。

（３）上記実施例装置は、セパレータ付きの偏光フィルムにも適用することができる。

（４）上記実施例装置は、保持テーブル９と保持ブロック９ａ，９ｂとが一体形成されたものであってもよい。

以上のように、本発明は、光学フィルムを精度よく切断するのに適している。

Claims (5)

1. 所定長さの枚葉の光学フィルムに切断する光学フィルムの切断方法であって、
   前記光学フィルムの切断部位の幅方向に沿って形成された吸着溝を有する吸着台に当該光学フィルムを吸着保持させるとともに、吸着溝を挟んで光学フィルムを搬送方向の前後に傾斜させた状態で吸引しつつレーザで切断する
   ことを特徴とする光学フィルムの切断方法。
2. 請求項１に記載の光学フィルムの切断方法において、
   前記吸着溝を挟んで光学フィルムの搬送方向の上流側と下流側の吸着台の表面高さに段差を設けた
   ことを特徴とする光学フィルムの切断方法。
3. 請求項２に記載の光学フィルムの切断方法において、
   前記吸着台の段差は、下流側の表面高さが上流側の表面高さより低く設定されている
   ことを特徴とする光学フィルムの切断方法。
4. 所定長さの枚葉の光学フィルムに切断する光学フィルムの切断装置であって、
   帯状の前記光学フィルムを供給する供給手段と、
   前記光学フィルムの切断部位の幅方向に沿って形成された吸着溝を有し、かつ、当該吸着溝を挟んで光学フィルムを搬送方向の前後に傾斜させた状態で吸着保持するよう段差を有する吸着台と、
   前記吸着台に吸着保持された光学フィルムを吸着溝に沿って切断するレーザ装置と、
   を備えたことを特徴とする光学フィルムの切断装置。
5. 請求項４に記載の光学フィルムの切断装置において、
   前記吸着台の段差は、吸着溝を挟んで光学フィルム搬送方向の下流側の表面高さを上流側の表面高さより低く構成した
   ことを特徴とする光学フィルムの切断装置。

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