JPWO2020091065A1 - 偏光性光学機能フィルム積層体のレーザー切断加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
インクジェットプリンティング又はディスペンサ方式のような、切断加工形状に沿った滴下コーティング方法も存在するが、この種の方法によっても、被膜の薄型化が困難であり、かつ被膜形成に伴う偏光フィルム表層への飛沫汚染などの問題が生じる為、技術的に適用困難である。
なお、光学フィルムは、片側もしくは両側に、デバイスへの実装に際して剥離される表面保護フィルム及び剥離ライナーを有する事が一般的であり、このような構成の光学フィルムの切断加工端部に特許文献2に教示される被膜を形成すると、表面保護フィルム及び剥離ライナーの切断端面にも被膜が同時に形成されることになるため、表面保護フィルム及び剥離ライナーの切断端面と、光学フィルムの切断端面とが、切断端部を被覆する被膜によって互いに固定された状態になり、表面保護フィルム及び剥離ライナーを剥離させることが困難になる。また、表面保護フィルム及び剥離ライナーを無理に剥がそうとすると、切断加工端部に形成した被膜が光学フィルムから脱落する問題を生じる。さらに、脱落した被膜の一部が製造工程における異物汚染の原因になるという問題が生じる。
このように、従来提案された上述の手法では、偏光子切断端面からの色抜けによる「偏光解消」に対する近年の厳しい品質要求を満足できる偏光フィルムを得ることはできなかった。
本発明の一態様による偏光フィルムのレーザー切断加工方法は、偏光子の少なくとも片側に保護フィルムが積層された偏光フィルムを少なくとも有する偏光性光学機能フィルム積層体をレーザー切断加工する切断加工方法であって、前記偏光性光学機能フィルム積層体とは別体であるシート材を、前記偏光性光学機能フィルム積層体の一方の面に重ねて配置し、前記偏光性光学機能フィルム積層体の前記シート材とは反対側に位置する他方の面から該偏光性光学機能フィルム積層体の厚み方向にレーザーを照射し、レーザーの照射位置を前記積層体の面内において所定形状に沿って移動させるレーザー切断処理を行うことにより、前記偏光性光学機能フィルム積層体を前記所定形状に切断し、前記シート材は、レーザー照射のもとで、厚み方向の一部に存在するシート材成分がレーザーエネルギーにより飛沫となって飛散させられて、該シート材成分の飛沫の少なくとも一部が前記偏光性光学機能フィルム積層体の前記偏光子に形成されるレーザー切断端面に堆積するようにして、前記シート材の成分を少なくとも含む被覆層を、前記偏光子の前記レーザー切断端面を覆うように形成することからなる。
図1に、本発明の一実施形態によるレーザー切断加工方法で使用できる偏光性光学機能フィルム積層体の一例を、概略断面図で示す。偏光性光学機能フィルム積層体1は、偏光フィルム12を少なくとも含み、更に、これらに限定されるわけではないが、表面処理層13、表面保護フィルム14、及び、汚染対策フィルム23を任意の要素として含むことができる。
偏光性光学機能フィルム積層体1には更に、粘着剤層15を介して剥離ライナー16を貼り合わせてもよい。以下、粘着剤層15と剥離ライナー16を設けた偏光性光学機能フィルム積層体1を、符号「1A」で示し、この偏光性光学機能フィルム積層体1Aを例として説明を行う。
保護フィルム11a、11bの厚みは、通常は10μm〜200μmの範囲内で任意の値に選定される。
尚、これら材料及び厚み等は、保護フィルム11aと保護フィルム11bとの間で、同じものとされていてもよいし、異なるものとされていてもよい。
保護フィルム11a、11bには、任意の適切な添加剤が1種以上含まれていても良い。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤などが挙げられる。
粘着剤層14aを構成する粘着剤は、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系及びポリエステル系のいずれかの高分子材料を主成分とする材料が用いられ、1〜100μmの範囲で厚みを適宜選択することができる。
樹脂フィルム14bとしては、アクリル系樹脂、ポリエチレン及び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等が挙げられ、厚みは5μm〜100μmの範囲とすることが好ましい。
図2に、図1の偏光性光学機能フィルム積層体1Aをレーザー照射により所望形状に切断加工する際の状態の一例を、図1と同様の方法で示す。レーザーを用いることにより、偏光性光学機能フィルム積層体1Aを所定の形状に容易に切断することができるだけでなく、更に、この切断加工に伴って、偏光性光学機能フィルム積層体1Aに含まれる偏光子10の切断端面に被覆層を形成することができる。切断加工に際しては、偏光フィルム12の、レーザー入射面とは反対側の主面に対向させて、例えば、本実施形態では、偏光性光学機能フィルム積層体1Aの剥離ライナー16の外側に位置する面16aに対向させてシート材17を配置する。以下、シート材17が配置された偏光性光学機能フィルム積層体1Aを、「シート材付き積層体」と呼び、全体を符号「2」で示す。
樹脂フィルム基材17aを構成する樹脂フィルムとしては、一般的な樹脂フィルムを使用でき、例えば、アクリル系樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、又は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等を使用することができる。樹脂フィルム基材17aは、5μm〜200μmの範囲の厚みを有することが好ましい。また、樹脂フィルム基材17aは、透湿度が低い材料から形成されることが望ましく、樹脂フィルム基材17aの材料の透湿度の好ましい値は、温度40℃、湿度90%RHの雰囲気のもとで、200g/m2・24h以下であり、150g/m2・24h以下がより好ましい。
偏光フィルム12の主要構成要素である偏光子10は、高温高湿環境のもとで長時間放置されると、熱負荷のかかった偏光フィルムの切断端面から水分が出入りし、このため、偏光子10に含まれるポリヨウ素イオン錯体が変質して流動性を帯び偏光子10から抜けていく脱色現象を生じる。その結果、偏光子10の端部において、偏光機能が消失するという、品質に関連する課題が生じる。この偏光機能が消失することを偏光解消と言い、切断端面から偏光解消した領域の幅を偏光解消幅と呼ぶ。図4A、図4Bに、偏光子の光吸収軸に対し直角方向の切断端面をクロスニコルの透過照明のもとで平面視した偏光解消幅を示す光学顕微鏡画像を示す。図4Aは、色抜けによる偏光解消を生じていない偏光フィルムの例を示し、一方、図4Bは、高温高湿環境で信頼性試験を実施したことによって偏光解消を生じた偏光フィルムの例を示す。図4Bにおいて、偏光フィルム12の切断端縁は、符号12aで示されており、該切断端縁12aから幅12bの領域において、色抜けを生じている。この領域の幅12bが偏光解消幅である。
偏光フィルム12を構成する保護フィルム11a、11b、その他、偏光子10と保護フィルム11a、11bとを接着する接着剤(図示せず)は、一般的に、閾値以上の赤外線レーザーエネルギーを投入することで軟化若しくは溶融する性質を示す樹脂材料から構成されている。このため、少なくとも切断溝2aに隣接する保護フィルム11a、11b等は、レーザー切断加工時にレーザーの熱エネルギーによって溶融して、溶融物を形成し得る。便宜上、図3には、保護フィルム11aとこれに付随する接着剤によって形成された溶融物のみを示している。この溶融物には、保護フィルム11a、11bの成分が多く含まれると考えられ、切断加工によって露出する偏光子10のレーザー切断端面に沿って流れて、切断端面の一部又は全部を被覆する被覆層18aを形成する。従って、本実施形態によれば、偏光性光学機能フィルム積層体1Aの形状加工において、レーザー切断加工と同時に、偏光フィルム12の切断端面、取り分け、偏光子10の切断端面に、被覆層18aを形成することができ、高温高湿環境における信頼性向上を図ることが可能となる。
レーザーが偏光性光学機能フィルム積層体1Aを厚み方向に貫通してシート材17に到達した場合、レーザーの熱エネルギーによって、偏光性光学機能フィルム積層体1、1Aには含まれないが、その厚み方向の一部に存在する少なくともシート材17の成分が、また、偏光性光学機能フィルム積層体1には含まれないが、その厚み方向の一部に存在し得る粘着剤層15及び剥離ライナー16の成分が、更に、偏光性光学機能フィルム積層体1に含まれ得るその他の成分が、飛沫となって飛散させられ、この飛沫の少なくとも一部は偏光子10に形成されるレーザー切断端面に堆積する。この結果、少なくともシート材17の成分を、場合によっては、粘着剤層15及び剥離ライナー16の成分を、更に、その他の成分を含む被覆層18bが形成され、形成される被覆層18bの水分遮断性(疎水性又は透湿度)によっては、所望の効果が期待できる。また、形成される被覆層の成分又は性状とは無関係に、更に詳細には、形成される被覆層の水分遮断性(疎水性又は透湿度)によって、同じ厚みであっても、高温高湿環境下における偏光フィルム12の切断加工端部の信頼性に及ぼす影響の度合は変わってくるにもかかわらず、切断端面にこのような被覆層18bが形成されることにより、少なくとも、物理的に水分の浸入を遮断する所定の効果が期待できる。従って、本実施形態によれば、偏光性光学機能フィルム積層体1Aの形状加工において、レーザー切断加工と同時に、偏光フィルム12の切断端面、取り分け、偏光子10の切断端面に、被覆層18aに加えて、被覆層18bを形成することができ、高温高湿環境における信頼性向上を図ることが可能となる。
更に、レーザーが、シート材17の粘着剤層17bを貫通して、樹脂フィルム基材17aにまで達する場合は、粘着剤層17bの成分とともに樹脂フィルム基材17aの成分も、偏光フィルム12の切断端面に形成される被覆層18bの成分の一部を構成することになるため、この観点から、また、取り扱い中の破損を防止する等観点から、樹脂フィルム基材17aの厚みは、10μm〜150μmの範囲が好ましい。
上の記載から明らかなように、被覆層18aには、保護フィルム11a、11bの溶融物が多く含まれると考えられる。
一方、被覆層18bには、偏光性光学機能フィルム積層体1、1A以外の成分である、少なくともシート材17の成分が、また、偏光性光学機能フィルム積層体1以外の成分である、粘着剤層15及び剥離ライナー16の成分が多く含まれると考えられる。
このように、被覆層18aと被覆層18bは、理論的には、図3の模式図に示すように比較的明確に区別することができるものの、実際上、それらを明確に区別することは困難である。なぜなら、例えば、用いるレーザーに対する粘着剤の反応性及び加熱時の流動性といった熱的特性等によって、被覆層の状態は容易に変化してしまうからである。後述する実施例等の記載からも明らかなように、実際のところ、被覆層18aと被覆層18bは双方ともに、それぞれ、少なくとも保護フィルム11a、11bの成分及びシート材17から溶融飛散した成分を、更に、剥離ライナー16、粘着剤層15等から溶融飛散した成分を含むものとなっている。言い換えれば、被覆層18aの成分と被覆層18bの成分は混合又は混和した状態にあり、従って、被覆層18aの成分と被覆層18bを明確に区別することはできないし、そのようにする必要もない。なぜなら、被覆層18aと被覆層18bは双方ともに、偏光性光学機能フィルム積層体等の形状加工において、レーザー切断加工と同時に、偏光フィルムの切断端面に形成されて、高温高湿環境における信頼性向上に寄与し得るからである。従って、図3は、説明を容易にするための単なる概念図を示すものである。尚、後の記載から明らかなように、実施例等では、被覆層18a、18bに含まれる成分を、TOF-SIMS(飛行時間型二次イオン質量分析法)、又は、エネルギー分散型X線分析によって分析している。
図5に示した画像からは必ずしも明らかではないが、実施例等に示したTOF-SIMSによる分析結果等を考慮すると、被覆層(18a)には、剥離ライナー16及びシート材17から溶融飛散した成分が含まれると考えられる。よって、図6A及び図6Bの比較結果からも明らかなように、この被覆層(18a)は、高温高湿環境における偏光子10の切断端面の品質信頼性の向上に貢献するものである。
尚、粘着剤層15を設けた例を示したが、粘着剤層15は必ずしも必要なものではなく、また、粘着剤層15が設けられている場合であっても、用いるレーザーに対する粘着剤の反応性及び加熱時の流動性といった熱的特性によっては、被覆層(18a)に、この粘着剤層15からの溶融物の成分が含まれない場合もある。しかしながら、被覆層18aの成分と被覆層18bの成分は混合又は混和した状態にあり、従って、そのような場合であっても、偏光子10の切断端面の品質信頼性の向上を図ることができる。
ヨウ素を含むPVA系樹脂で構成された偏光子10が、レーザー切断されると、該偏光子10の光吸収軸方向に対して垂直方向の切断端面においては、偏光子10の厚みが、図7〜図10に示すように、切断端面近傍以外の厚みと比べて膨れ(10a)を生じ、厚みが1.1倍〜2.5倍に増加する。これは、レーザーエネルギーによってヨウ素を含むPVA系樹脂が熱応力を受けることで、PVA系樹脂の延伸方向である光吸収軸方向に収縮し、その結果、PVA系樹脂が光吸収軸方向に圧縮されて、厚み方向に膨張するためと考えられる。この現象に伴って、圧縮によってできた空間に、軟化若しくは溶融した保護フィルム11及び粘着剤が流れ込むことで、被覆層(18a)が形成され易くなる。偏光子10の光吸収軸方向に平行な切断端面においては、このような現象は見られない。
レーザー光源としては、例えば、レーザー光の発振波長が赤外域の9〜11μmであるCO2レーザー光源を含む赤外線レーザーを用いることが高生産性の観点で好ましい。赤外線レーザーは、数10W級のパワーを容易に得ることができ、さらに偏光性光学機能フィルム積層体1Aを構成するフィルム及び粘着剤層を赤外線吸収に伴う分子振動によって効率的に発熱させることで、物質の相転移に伴うエッチングを起こすことが可能である。
偏光性機能光学フィルム積層体1Aに対するレーザー切断加工は、ロール状に巻き回された偏光性光学機能フィルム積層体1Aを連続的に繰り出しながら行ってもよいし、また、予め所定長さに切断することによって個片化された偏光性機能光学フィルム積層体1Aに対して行ってもよい。
加工中に発生する被覆層の形成に寄与しない飛散物の製品への付着を抑制する目的で、レーザー照射部近傍に集塵機構を設けることが好ましい。
本発明によれば、シート材の厚みを適宜設定することで、レーザー切断加工に際して受けるレーザーエネルギーにより該シート材から飛散させられて偏光フィルムの切断端面に付着するシート材起因材料の量を所望の値にすることが可能である。したがって、レーザー切断加工と同時に、高温高湿環境における信頼性向上に寄与する被覆層を、偏光フィルムの切断端面に形成して、偏光解消防止効果を得ることができる。
ロール31a及びロール37aから繰り出された積層体31及びシート材37は、互いに重ね合わされた状態で、一対の重ね合せローラ40のニップに送り込まれる。積層体31及びシート材37は、重ね合せローラ40により積層されて、シート材付き積層体41となり、次段の第二重ね合せローラ42のニップに送り込まれる。第二重ね合せローラ42には、シート材付き積層体41の表面保護フィルム34に重なる側に、汚染対策フィルム43が送り込まれる。汚染対策フィルム43は、ロールの形態で供給され、図示しないロール支持部に回転自在に支持される。第二重ね合せローラ42は、シート材付き積層体41の表面保護フィルム34の上に汚染対策フィルム43を貼り合わせ、該汚染対策フィルム43が貼り合わせられたシート材付き積層体41を、次段の案内ローラ44の下側に送り込むように作用する。
第二重ね合せローラ42と案内ローラ44との間に、X−Y2軸移動可能なレーザー照射装置45が配置される。レーザー照射装置45は、汚染対策フィルム43の上側からシート材付き積層体41にレーザー光を照射し、その間に、X−Y2軸移動して、汚染対策フィルム43及びシート材付き積層体41に、図11において下側の断面図に示すように切断溝46を形成する。この切断溝46により、所望パターンのレーザー切断加工が遂行される。図11の下側断面図に示すように、切断溝46は、汚染対策フィルム43とシート材付き積層体41を厚み方向に切断し、シート材37の厚さ方向に或る程度の深さまで達する。この切断溝46により、汚染対策フィルム43及びシート材付き積層体41には所定パターンの切断部47が形成される。
汚染対策フィルム43が貼り合わせられたシート材付き積層体41が、一対の汚染対策フィルム回収用ローラ48を通過する際、粘着テープにより構成される汚染対策フィルム回収用テープ49は、その粘着面を汚染対策フィルム43に押し付けられ、積層体41の上面から汚染対策フィルム43が回収される。その後、案内ローラ44を通過したシート材付き積層体41は、切断溝46で区画される製品部分をシート材37に残しつつその他の不要となる部分(不要材)が巻き取られ回収される。その後、製品部分が残ったシート材付き積層体41は、一対の案内ローラ50を経て、シート材剥離部51に送られる。シート材剥離部51には、楔状の剥離板51aが備えられており、この剥離板51aにおいて、レーザー切断加工後の用済シート材が製品部分となる積層体31から剥がされる。残った積層体31は、製品収集部52に送られて、製品として収集される。製品収集部52に到達した積層体31は、ここでロール状に巻回されて、製品ロールとされても良い。図11では、不要材と汚染対策フィルムを分けて回収した構成を示しているが、これに限定されることはなく、同時に回収する事も可能である。
本発明の偏光性光学機能フィルム積層体に含まれている偏光フィルム12は、自動車のメーター表示部、スマートウォッチ、ゴーグル、スマートフォン、ノートパソコン、及びノートパッドを含む液晶表示装置、さらには有機EL表示装置等の光学表示デバイスまたはプラズマディスプレイパネル(PDP)等の光学的表示パネルといった多くの装置に利用されるため、図12A乃至図14に例示されているように、矩形形状のみならず、曲線状縁部や穴をもった形状のように、様々な形状に切断加工される。ここで、図12A、図12Bは、大判の偏光フィルムからスマートフォン形状に切り出された製品を製造する場合の切断加工レイアウト例を示す図であって、図12Aは全体を示す平面図、図12Bはその一部を拡大して示す平面図、図13A、図13Bは、大判の偏光フィルムから自動車メーターパネル形状に切り出された製品を製造する場合の切断加工レイアウト例を示す図であって、図13Aは全体を示す平面図、図13Bはその一部を拡大して示す平面図、図14は、スマートフォン形状に切り出された偏光フィルムの例を、複数枚並べて示す写真である。したがって、本発明は、それらすべての形状の切断加工に適用可能である。切断にレーザーを用いることで、曲率半径(R)の小さい曲線部を有する加工も可能となり、曲率半径Rが2mm以下の切断にも対応可能である。
以下、実施例等を参照しつつ本発明を具体的に説明する。しかしながら、以下に説明する実施例は、あくまで本発明の理解を助け、本発明が実施可能であることを示すために提示されるものであって、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
(偏光性光学機能フィルム積層体)
PVA系樹脂を主成分とする厚み30μmの高分子フィルムを、下記[1]〜[5]の5浴に順次、フィルム長手方向に延伸可能な張力を付与しながら浸漬し、延伸倍率6倍(株式会社クラレ社製の高分子フィルム)で延伸した。この延伸フィルムを乾燥させて、厚み12μmの偏光子10を得た。
<条件>
[1]膨潤浴:30℃の純水
[2]染色浴:ヨウ素とヨウ化カリウムとを含む、30℃の水溶液
[3]第1の架橋浴:ヨウ化カリウムとホウ酸とを含む、40℃の水溶液
[4]第2の架橋浴:ヨウ化カリウムとホウ酸とを含む、60℃の水溶液
[5]洗浄浴:ヨウ化カリウムを含む、25℃の水溶液
以上により、偏光フィルム12を作製した。
レーザー発振器は、CO2レーザー(コヒレント社製J−3、波長9.4μm、ガウシアンビーム、パルス発振)を用い、対物レンズによって理論スポット径(ピーク値の1/e2の強度でスポット径を規定)が約90μmとなるように集光して、X―Yステージ及びガルバノスキャナを併用の上、所望の加工形状をレーザーパワー65W、繰り返し周波数30kHz、スキャン速度500mm/sで、1回スキャンして80mm×50mmの寸法の矩形形状に切断加工した。
シリコーン系粘着剤層17b(厚み75μm)及びポリエチレンテレフタレート基材17a(三菱ケミカル社製、T100−75S、厚み75μm)で構成されたシート材17を、上述のシリコーン系粘着剤層17bを介して、上述の偏光性光学機能フィルム積層体1Aの剥離ライナー16の主面16aに貼付した。
上記「レーザー」の項に記載したレーザー諸条件にて、シート材17及び汚染対策フィルム43が貼付された偏光性光学機能フィルム積層体1Aに対し、所望形状のレーザー切断加工を実施した。このレーザー切断加工により、偏光性光学機能フィルム積層体1Aは、シート材17のシリコーン系粘着剤層17bとともに厚み全体にわたりフルカットされ、一方、ポリエチレンテレフタレート基材17aは完全には切断されることなく、ハーフカット状態に切断加工がなされたことが確認された。
矩形形状にレーザー切断加工した偏光フィルムの試料から、シート材17及び汚染対策フィルム43を剥離し、切断面をエポキシ樹脂で包埋し、切断断面の状態をFE−SEM(走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製、JSM−7001F)で観察して、SEM画像を取得した(図7及び図9)。
また、偏光子10の切断端面の状態、言い換えれば、被覆層の状態を、同FE−SEMを用いて分子配向方向から観察してSEM画像を取得した(図15A)。この図15Aは、実施例1におけるSEM画像であって、図9の矢印「C」の方向から見たSEM画像に相当する。比較を容易にするため、図15Bに、実施例2における同様のSEM画像を、更に、図15C及び図15Dにそれぞれ、比較例1及び2における同様のSEM画像を示す。
これらの画像から分かるように、偏光子10の切断端面は、被覆層18a、18bによって確実に覆われている。
作製した矩形形状の偏光性光学機能フィルム積層体1Aの試料から表面保護フィルム14及び剥離ライナー16を剥離して、ガラス板に粘着剤層15の面が接触するように貼り合わせた。この状態で、試料を、温度65℃、湿度90%の環境に設定したオーブン内に入れて信頼性試験を行った。信頼性試験の条件は、上記環境のオーブン内に試料を240時間(10日間)保持し、高温高湿環境における加工端面における偏光フィルム12の色抜けによる偏光解消を観測するものであった。
前述の信頼性試験を経たサンプルを、光学顕微鏡(クロスニコル、透過照明)を用いて観測し、図4A、図4Bに関連して前述した定義に基づく、レーザー切断加工された切断端部からの偏光解消幅を測定した。
シート材17において、粘着剤層17bとしてアクリル系粘着剤層(厚み23μm)を使用し、樹脂フィルム基材17aとしてポリエチレンテレフタレート基材(厚み38μm)を使用したこと、及び、レーザーパワーを55Wに変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。
シート材17において、粘着剤層17bとしてゴム系粘着剤層(厚み10μm)を使用し、樹脂フィルム基材17aとしてポリエチレンテレフタレート基材(厚み38μm)を使用したこと、及び、レーザーパワーを55Wに変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。
偏光子10の厚みを5μmとし、保護フィルム11bを取り除いて、シリコーン系粘着剤層の厚みを20μmとした基材を用いること、レーザーパワーを35Wに変更したこと以外は、実施例2と同じ条件で、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。尚、図5は、実施例4の構成から汚染対策フィルムを取り除いたSEM画像に相当する。
シート材と汚染対策フィルム23を用いていない、実施例1記載の偏光性光学機能フィルム積層体1Aを、エンドミルを用いて、所定形状、即ち、80mm×50mmの寸法の矩形形状に切断加工した以外、実施例1と同じ条件で評価を行った。
シート材を用いないこと、及びレーザーパワーを55Wに変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。この場合、偏光性光学機能フィルム積層体1Aはフルカットされ、一方、剥離ライナー16は完全には切断されることなく、ハーフカット状態に切断加工がなされたことが確認された。
シート材と汚染対策フィルム23を用いていない、実施例4記載の偏光性光学機能フィルム積層体1Aを、比較例1と同じ条件でエンドミル加工し、得られた形状加工サンプルの評価を行った。
汚染対策フィルム23を用いないこと、及び、レーザーパワーを43Wに変更し、繰り返し周波数を15kHzとしたこと以外は、実施例1と同じ条件で、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。
その結果、偏光子の光吸収軸と平行な切断端面の偏光解消幅は122μmであり、光吸収軸と垂直な切断端面の偏光解消幅は195μmであった。後述の比較例と比べて、偏光解消幅を抑制することができた。
汚染対策フィルム23を用いないこと、及び、レーザーパワーを39Wに変更し、繰り返し周波数を15kHzとしたこと以外は、実施例2と同じ条件で、TOF-SIMSによる分析を行い、また、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。
図19は、TOF-SIMSによる分析結果を示す画像である。この図から、被覆層18bに限らず、被覆層18aにも、ポリエチレンテレフタレート(PET)の膜が形成されていることが確認された。
また、偏光子の光吸収軸と平行な切断端面の偏光解消幅は132μmであり、光吸収軸と垂直な切断端面の偏光解消幅は214μmであった。後述の比較例と比べて、偏光解消幅を抑制することができた。
汚染対策フィルム23を用いないこと、及び、レーザーパワーを20Wに変更し、繰り返し周波数を15kHzとし、スキャン回数を2回としたこと以外は、実施例2と同じ条件で、TOF-SIMSによる分析を行い、また、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。
図20は、TOF-SIMSによる分析結果を示す画像である。この図から、被覆層18bに限らず、被覆層18aにも、ポリエチレンテレフタレート(PET)の膜が形成されていることが確認された。
また、偏光子の光吸収軸と平行な切断端面の偏光解消幅は133μmであり、光吸収軸と垂直な切断端面の偏光解消幅は233μmであった。後述の比較例と比べて、偏光解消幅を抑制することができた。
また、レーザーパワーを弱くしてスキャンの回数を増やすことにより、レーザーパワーが強く、スキャンの回数が少ない場合と、遜色無い結果が得られることが明らかとなった。
シート材を用いないこと、及び、レーザーパワーを20Wに変更したこと以外は、実施例5と同じ条件で、TOF-SIMSによる分析を行い、また、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。この場合、偏光性光学機能フィルム積層体1Aの剥離ライナー16は完全には切断されることなく、ハーフカット状態に切断加工がなされたことが確認された。
図21は、TOF-SIMSによる分析結果を示す画像である。この図から、被覆層18a、18bには、ポリエチレンテレフタレート(PET)の膜が形成されていないことが確認された。
また、偏光子の光吸収軸と平行な切断端面の偏光解消幅は158μmであり、光吸収軸と垂直な切断端面の偏光解消幅は235μmであった。実施例5と比べて、偏光解消幅は大きくなった。
シート材を用いないこと、及び、レーザーパワーを27Wに変更したこと以外は、実施例6と同じ条件で、TOF-SIMSによる分析を行い、また、レーザー切断加工及び偏光子10の色抜けに起因する偏光解消の評価を実施した。
このレーザー切断加工では、偏光性光学機能フィルム積層体1Aは完全に切断され、フルカット状態に切断加工がなされたことが確認された。ここでは、シート材を設けていないことから、レーザーは、照射方向に完全に抜けた状態となった。
図22は、TOF-SIMSによる分析結果を示す画像である。この図から、被覆層18a、18bには、ポリエチレンテレフタレート(PET)の膜が形成されていないことが確認された。
また、偏光子の光吸収軸と平行な切断端面の偏光解消幅は163μmであり、光吸収軸と垂直な切断端面の偏光解消幅は268μmであった。実施例6と比べて、偏光解消幅は大きくなった。
汚染対策フィルム23及び表面保護フィルム14を用いないこと以外は、実施例1と同じ条件で、TOF-SIMSによる分析を行った。
図23は、TOF-SIMSによる分析結果を示す画像である。この図から、被覆層18bに限らず、被覆層18aにも、ポリエチレンテレフタレート(PET)の膜が形成されていることが確認された。
この結果、汚染対策フィルム23等が存在しない場合にも、被覆層18a、18bには、ポリエチレンテレフタレート(PET)の膜が形成されることが分かった。
剥離ライナー16とシート材17を用いないこと以外は、実施例1と同じ条件で、TOF-SIMSによる分析を行った。レーザー切断加工によって、偏光性光学機能フィルム積層体1及び粘着剤層15はフルカットした。
図24は、TOF-SIMSによる分析結果を示す画像である。この図から、被覆層18bに限らず、被覆層18aにも、ポリエチレンテレフタレート(PET)の膜が形成されていないことが確認された。
この結果、剥離ライナーとシート材を用いない場合には、汚染対策フィルム23等が存在しても、被覆層18a、18bには、ポリエチレンテレフタレート(PET)の膜が形成されないことが分かった。
被覆層18a、18bには、少なくとも、シート材17の成分、即ち、粘着剤層17bの成分、及び/又は、樹脂フィルム基材17aのPET成分が含まれる。従って、これらシート材の成分によって、特に粘着剤層17bについてはその成分を適当に選択することによって、切断端面を通じて外部から偏光子10へ水分が浸入してしまうことを効果的に防止して、色抜けの防止、言い換えれば、偏光解消幅の減少が期待できる。
また、偏光性光学機能フィルム積層体1が、粘着剤層15及び剥離ライナー16を含む偏光性光学機能フィルム積層体1Aを構成するものである場合には、粘着剤層15の成分によって、更には、剥離ライナー16由来のPET成分によって、被覆層18a、18bをより厚くして、水分の侵入を更に効果的に防止することができる。
Claims (10)
- 偏光子の少なくとも片側に保護フィルムが積層された偏光フィルムを少なくとも有する偏光性光学機能フィルム積層体をレーザー切断加工する切断加工方法であって、
前記偏光性光学機能フィルム積層体とは別体であるシート材を、前記偏光性光学機能フィルム積層体の一方の面に重ねて配置し、前記偏光性光学機能フィルム積層体の前記シート材とは反対側に位置する他方の面から該偏光性光学機能フィルム積層体の厚み方向にレーザーを照射し、レーザーの照射位置を前記積層体の面内において所定形状に沿って移動させるレーザー切断処理を行うことにより、前記偏光性光学機能フィルム積層体を前記所定形状に切断し、
前記シート材は、レーザー照射のもとで、厚み方向の一部に存在するシート材成分がレーザーエネルギーにより飛沫となって飛散させられて、該シート材成分の飛沫の少なくとも一部が前記偏光性光学機能フィルム積層体の前記偏光子に形成されるレーザー切断端面に堆積するようにして、前記シート材の成分を少なくとも含む被覆層を、前記偏光子の前記レーザー切断端面を覆うように形成する
ことを特徴とする、レーザー切断加工方法。 - 請求項1に記載のレーザー切断加工方法であって、前記偏光子の前記レーザー切断端面を覆うように形成される前記被覆層は、前記偏光性光学機能フィルム積層体のうち前記偏光フィルム以外のものの成分を含むことを特徴とするレーザー切断加工方法。
- 請求項1又は2に記載のレーザー切断加工方法であって、前記レーザーの照射側とは反対側に位置する前記偏光フィルムの面に粘着剤層を介して剥離ライナーを剥離可能に貼り合わせた状態で前記偏光性光学機能フィルム積層体にレーザーを照射することを特徴とするレーザー切断加工方法。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレーザー切断加工方法であって、前記レーザーの照射側に位置する前記偏光フィルムの面に表面保護フィルムを積層した状態で前記偏光性光学機能フィルム積層体にレーザーを照射することを特徴とするレーザー切断加工方法。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレーザー切断加工方法であって、前記シート材が粘着剤及び樹脂フィルム基材で構成され、前記樹脂フィルム基材が前記粘着剤により貼付されていることを特徴とするレーザー切断加工方法。
- 請求項5に記載のレーザー切断加工方法であって、前記シート材における粘着剤の主成分が、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系、またはポリエステル系の群から成るいずれかの高分子材料であることを特徴とするレーザー切断加工方法。
- 請求項5又は6に記載のレーザー切断加工方法であって、前記シート材は、温度が40℃、湿度が90%RHの雰囲気のもとにおける透湿度が200g/m2・24h以下である材料を構成材料の少なくとも一部として含むことを特徴とするレーザー切断加工方法。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のレーザー切断加工方法であって、前記被覆層の厚みが10μm以下であることを特徴とするレーザー切断加工方法。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法であって、前記シート材は前記レーザー照射によって完全には切断されないことを特徴とするレーザー切断加工方法。
- 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法であって、前記レーザーがCO2レーザーであることを特徴とするレーザー切断加工方法。
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