TWI524099B - 光學薄膜的製造方法、光學薄膜及光學薄膜的製造裝置 - Google Patents

Description

光學薄膜的製造方法、光學薄膜及光學薄膜的製造裝置 發明領域

本發明主要係有關於一種光學薄膜的製造方法、光學薄膜及光學薄膜的製造裝置，更詳而言之，係有關於一種至少具有偏光子作為構成要素之光學薄膜的製造方法、該光學薄膜及該光學薄膜的製造裝置。

發明背景

具有偏光子之光學薄膜係例如使用在液晶顯示裝置，該光學薄膜一般係作成大尺寸之光學薄膜，並經由將其按照使用對象之液晶顯示裝置等之尺寸而切斷成所期望形狀之步驟來製造。切斷方法係例如於專利文獻1中揭示有以下方法，即：將切斷刀抵壓於光學薄膜而使其移動，並將該光學薄膜切斷成所期望之形狀者。

然而，包含於此種光學薄膜之偏光子係拉伸而作成，因此，具有容易沿著其拉伸方向產生破裂之特性。又，在已構成為藉由黏著劑等將複數片像是偏光子之薄膜積層的光學薄膜中，會有層彼此容易因切斷而剝離(脫層)之問題。

即，在藉由如前述專利文獻1之一般切斷方法切斷光學薄膜時，於其切斷端面中容易產生破裂(以下，於本說明書中稱作「裂紋」)或起毛(以下，於本說明書中稱作「細毛」)，又，會有積層體容易剝離之問題。

以往，作為對起因於光學薄膜之切斷而產生的裂紋之對策，已知的是專利文獻2或專利文獻3中所揭示之方法。於專利文獻2中所揭示之方法係將距離切斷端面有預定距離之部分加熱處理，藉此，解除薄膜之異向性，並使切斷時所產生的裂紋不會因之後的經久變化而成長。

另一方面，於專利文獻3中所揭示之方法係於將切斷工具(有刃工具)加熱成構成比保護薄膜之熱變形溫度高溫之狀態下切斷光學薄膜，藉此，藉由利用該保護薄膜來覆蓋切斷端部，防止偏光子之露出，並防止因經久變化而產生裂紋。

先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開昭61-8297號公報

專利文獻2：日本特開昭62-46620號公報

專利文獻3：日本特開平10-206633號公報

然而，於專利文獻2所揭示之方法中，即便可防止因經久變化所造成的裂紋之成長，亦無法防止切斷時裂紋之產生本身，並有無法根本地防止於切斷端面中的裂紋或細毛等之產生之問題。又，於專利文獻3所揭示之方法中，由於使保護薄膜熱變形以覆蓋切斷端部，因此，藉由該切斷方法而得之光學薄膜會有切斷精度不佳之問題。

本發明係有鑑於此種習知技術之問題點而完成，目的在製造一種光學薄膜，該光學薄膜係於藉由有刃工具切斷具有偏光子之光學薄膜(於本發明中，將切斷前之光學薄膜稱作「光學薄膜原物料」)而製造光學薄膜時，可抑制裂紋或細毛之產生，且於已構成為積層薄膜之光學薄膜中能防止積層體之剝離，同時切斷精度良好。

本發明係提供一種光學薄膜的製造方法，係藉由有刃工具切斷具有偏光子之光學薄膜原物料而製造光學薄膜者；其特徵在於：在切斷前述光學薄膜原物料時，係於已將該偏光子加熱成該偏光子之溫度高於環境氣體溫度之狀態下進行切斷。

若藉由有關本發明之光學薄膜的製造方法，則於已將偏光子加熱成該偏光子之溫度高於環境氣體溫度之狀態下藉由有刃工具來切斷，藉此，可抑制在切斷該偏光子時於切斷端面產生裂紋或細毛，又，當光學薄膜係含有該偏光子之積層體時，可防止層彼此之剝離。再者，由於藉由有刃工具所切斷的切斷端面係直接構成光學薄膜之端面，因此，如專利文獻3中所揭示之方法，相較於使保護薄膜熔融者，具有切斷精度良好之效果。

又，有關本發明之光學薄膜的製造方法宜將前述偏光子加熱至構成該偏光子之樹脂之玻璃轉移溫度以上。又，較為理想的是前述偏光子係藉由聚乙烯醇系薄膜所構成，且將該偏光子加熱至55℃以上。

若藉由前述構造之光學薄膜的製造方法，則可更加確實地防止裂紋或細毛之產生，或是積層體之剝離。

又，本發明係提供一種藉由如前述光學薄膜的製造方法來製造之光學薄膜。該光學薄膜幾乎不會在切斷端面產生裂紋或細毛，且切斷精度良好，又，當光學薄膜為積層體時，亦幾乎不會產生層彼此之剝離，且具有可適當地使用在各種用途之效果。

再者，本發明係提供一種光學薄膜的製造裝置，係切斷具有偏光子之光學薄膜原物料而製造光學薄膜者；其特徵在於：包含有：切斷機構，係藉由有刃工具切斷前述光學薄膜原物料者；及加熱機構，係於切斷前述光學薄膜原物料時，可將前述偏光子加熱成前述偏光子之溫度高於環境氣體溫度者。

若藉由前述構造之光學薄膜的製造裝置，則可藉由加熱機構，於切斷光學薄膜原物料時將偏光子之溫度加熱成高於環境氣體溫度，且於該狀態下，藉由切斷機構而利用有刃工具切斷前述光學薄膜原物料，藉此，可抑制在切斷該偏光子時於切斷端面產生裂紋或細毛，又，當光學薄膜係含有該偏光子之積層體時，可防止層彼此之剝離，並製造光學薄膜。再者，由於藉由有刃工具所切斷的切斷端面係直接構成光學薄膜之端面，因此，如專利文獻3中所揭示之方法，相較於使保護薄膜熔融者，可製造切斷精度良好之光學薄膜。

又，有關本發明之光學薄膜的製造裝置宜為前述加熱機構係構成為可將該偏光子加熱至構成該偏光子之樹脂之玻璃轉移溫度以上。又，較為理想的是前述偏光子係藉由聚乙烯醇系薄膜所構成，且前述加熱機構係構成為可將該偏光子加熱至55℃以上。

若藉由前述構造之光學薄膜的製造裝置，則可更加確實地防止裂紋或細毛之產生，或是積層體之剝離，並製造光學薄膜。

又，於本發明中，所謂光學薄膜原物料係用以與切斷後之光學薄膜區別而使用之用語，光學薄膜之結構或形狀等並無任何限制。

如前所述，若藉由有關本發明之光學薄膜的製造方法及製造裝置，則可製造一種光學薄膜，該光學薄膜係於切斷具有偏光子之光學薄膜原物料而製造光學薄膜時，可抑制裂紋或細毛之產生，又，在切斷已構成為積層薄膜之光學薄膜時，可防止層彼此之剝離，同時切斷精度良好。又，有關本發明之光學薄膜係切斷精度良好，且於端面無裂紋或細毛，又，即使為積層體，亦無層彼此之剝離且優異。

圖式簡單說明

第1圖係顯示藉由本發明之一實施形態之光學薄膜製造裝置切斷光學薄膜原物料之步驟圖。

第2圖係顯示於本發明中的光學薄膜(原物料)之一實施形態之概略截面圖。

第3圖係於切斷面中觀察到裂紋之顯微鏡照片之一例。

第4圖係於切斷面中未觀察到裂紋之顯微鏡照片之一例。

第5圖係於切斷面中觀察到剝離之顯微鏡照片之一例。

第6圖係轉印有細毛之黏著膠帶之顯微鏡照片之一例。

第7圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與裂紋條數之關係圖表。

第8圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與裂紋長度之關係圖表。

第9圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與剝離深度之關係圖表。

第10圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與細毛根數之關係圖表。

第11圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與細毛長度之關係圖表。

用以實施發明之形態

以下，具體地說明有關本發明之光學薄膜的製造方法之一實施形態，然而，本發明並不限於該實施形態。

作為一實施形態之光學薄膜的製造方法係以下方法，即：於藉由有刃工具切斷至少具有偏光子之光學薄膜原物料而製造光學薄膜之光學薄膜的製造方法中，在切斷前述光學薄膜原物料時，係於業已將該偏光子加熱成該偏光子之溫度高於環境氣體溫度之狀態下切斷者。

於本發明中構成切斷對象之光學薄膜原物料只要是至少具有偏光子者即可，舉例言之，可列舉如：僅由偏光子所構成的光學薄膜原物料；或積層偏光子與其他薄膜所構成的積層結構之光學薄膜原物料等。

可積層於偏光子之其他薄膜可使用單獨1層具有光學機能之薄膜或不具光學機能之薄膜，或者可於積層2層以上之狀態下使用。具有光學機能之薄膜之一例可列舉如：偏光子保護薄膜、相位差薄膜(包含1/2波長板或1/4波長板等之波長板)、視覺補償薄膜、亮度提升薄膜、反射板、反透射板等被使用在液晶顯示裝置等之形成的薄膜。又，該等薄膜可使用作為具有用以於黏著狀態下相互積層之黏著劑層者。

再者，不具光學機能之薄膜可列舉如：表面保護薄膜；或使用時黏貼成預定要剝離之剝離薄膜等。

切斷光學薄膜原物料之方法只要是藉由有刃工具切斷之方法即可，有刃工具之形狀或切斷方向、切斷速度等並無特殊之限制。又，舉例言之，具體之切斷方法可列舉如以下方法等，即：使用於周緣部具有刀刃之圓形狀之旋轉刀，並使該旋轉刀於與光學薄膜原物料之上面平行之方向移動，藉此，切斷該光學薄膜原物料者；或使用於下端具有刀刃之壓切刀，並相對於光學薄膜原物料，使該壓切刀垂直地上下動作，藉此，切斷該光學薄膜原物料者。

舉例言之，偏光子可使用以下偏光子，即：使親水性聚合物薄膜吸附二色性物質，並藉由將該親水性聚合物薄膜單軸拉伸而得者。更具體而言，舉例言之，可列舉如：藉由將親水性聚合物薄膜供給至膨潤、染色、交聯、拉伸、水洗及乾燥之各步驟而製造之偏光子。親水性聚合物薄膜一般宜使用聚乙烯醇系薄膜，二色性物質宜使用碘。

舉例言之，前述聚乙烯醇系薄膜可適當地使用迄今使用在偏光子之聚乙烯醇系薄膜。聚乙烯醇系薄膜之材料可列舉如：聚乙烯醇或其衍生物。除了可列舉如聚乙烯甲醛、聚乙烯縮醛等外，聚乙烯醇之衍生物可列舉如：藉由乙烯、丙烯等之烯烴、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等之不飽和羧酸及其烷基酯、丙烯醯胺等變性者。聚乙烯醇之聚合度宜為100至10000左右，且更宜為1000至10000。皂化度一般係使用80至100莫耳%左右者。

除了前述之外，聚乙烯醇系薄膜可列舉如：乙烯‧醋酸乙烯共聚物系局部皂化薄膜等之親水性高分子薄膜；聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等聚乙烯系定向薄膜等。

依此，偏光子係經由將親水性聚合物薄膜拉伸之拉伸步驟而作成，因此，具有以下性質，即：切斷時容易產生沿著拉伸方向之裂紋或細毛，特別是當其切斷方向並非與拉伸方向平行(切斷角度相對於偏光子之拉伸方向(吸收軸)呈0°)或垂直(切斷角度相對於偏光子之拉伸方向(吸收軸)呈90°)時，更加容易產生此種裂紋或細毛。

於本發明中，藉由於已加熱此種構造之偏光子之狀態下切斷，可抑制裂紋或細毛之產生，且可將該光學薄膜切斷成構成俐落之切斷端面。

在切斷光學薄膜原物料時，構成光學薄膜之偏光子係加熱成構成比環境氣體溫度高溫。

偏光子之加熱溫度宜作成構成該偏光子之樹脂之玻璃轉移溫度以上。藉由將偏光子加熱成構成玻璃轉移溫度以上，具有可明顯地減低切斷時裂紋或細毛之產生之效果。

另，玻璃轉移溫度係根據JIS K 7121(1987)，並使用示差掃描熱量計(精工儀器股份有限公司製造，DSC6220)，於30℃至200℃之溫度範圍以10℃/min來升溫，藉此，求取DSC曲線，並自該曲線求取外推玻璃轉移開始溫度，藉此，將該溫度作成本發明中的玻璃轉移溫度。

當構成偏光子之薄膜係如前述之聚乙烯醇系薄膜時，由於玻璃轉移溫度大致為50℃左右，因此，宜將前述偏光子之加熱溫度作成50℃以上，且更宜作成55℃以上。藉由將偏光子之加熱溫度作成50℃以上，具有可抑制切斷時裂紋或細毛之產生、積層體之剝離之效果，且藉由作成55℃以上，具有可更確實地防止該等之效果。

使用在偏光子之加熱的加熱方法只要是可將該偏光子加熱成預定溫度者，則無特殊之限制，舉例言之，可採用以下方法，即：使光學薄膜原物料與業經加熱之台座(熱板)或滾筒接觸而加熱者；於該光學薄膜原物料噴霧熱風或蒸氣而加熱者；或使用紅外線加熱、雷射加熱、電漿加熱、近紅外線加熱、高頻加熱等公知之加熱機構而加熱該光學薄膜原物料者。

偏光子之溫度可使用以往公知之接觸式或非接觸式之溫度計來測定，然而，若由不會污染或刮傷光學薄膜之觀點來看，則宜使用非接觸式之溫度計來測定。另，當偏光子積層於光學薄膜原物料之內部時，可採用以下方法等，即：預先測定表面溫度與偏光子溫度之相關關係，並根據其相關關係，自表面溫度計算偏光子溫度者；或在持續加熱至表面溫度與偏光子溫度大致一致(構成穩定狀態)後，測定表面溫度者。

實施例

以下，藉由實施例，更具體地說明本發明，然而，本發明並不限於該等實施例。

第1圖係有關本發明之光學薄膜製造裝置之一實施形態，且為實施例中所使用的光學薄膜製造裝置之概略立體圖。如該第1圖所示，該光學薄膜製造裝置1係構成為包含有：溫度調節台座11，係具有溫度調節機能者；保護片12，係敷設於該溫度調節台座11上者；及壓切刀13，係相對於該溫度調節台座11之上面朝垂直方向上下動作，藉此，切斷光學薄膜原物料者。如第1圖所示，構成切斷對象之光學薄膜原物料2係載置於保護薄膜12上，並配置成可透過該保護薄膜12，藉由來自溫度調節台座11之傳熱來加熱。偏光子之溫度係構成為可使用熱電偶14來測定，藉由使熱電偶14與作為偏光薄膜原物料之光學薄膜原物料2之表面接觸，測定該光學薄膜原物料2之表面溫度，並藉由使利用與該熱電偶14連接之資料記錄器15來記錄的表面溫度構成大致固定，模擬偏光子之溫度業已到達與該表面溫度相同之溫度。

第2圖係本發明中的光學薄膜原物料及光學薄膜之一實施形態，並顯示於實施例中所使用的光學薄膜原物料及光學薄膜之概略截面圖。如該第1圖所示，有關本實施形態之光學薄膜原物料2係透過黏著劑層(未圖示)等，使表面保護薄膜21(聚乙烯系薄膜(日東電工公司製造「SPV」，厚度61μm))、偏光子保護薄膜22(TAC薄膜，厚度45μm)、偏光子23(PVA薄膜，玻璃轉移溫度55℃，厚度23μm)、偏光子保護薄膜24(降莰烯系薄膜(日本瑞翁(ZEON)股份有限公司製造「ZEONOR薄膜」)，厚度53μm)及分隔件25(聚乙烯系薄膜(東麗(TORAY)股份有限公司製造「CERAPEEL」，厚度38μm))依該順序積層。

切斷試驗1

如第1圖所示，使用光學薄膜製造裝置1而切斷前述光學薄膜原物料2，並評價於切斷端面所產生的裂紋及細毛，以及層彼此之剝離狀態。具體而言，將光學薄膜原物料2載置於光學薄膜製造裝置1之保護片12上，並藉由溫度調節台座11加熱，且於光學薄膜原物料2以預定溫度構成大致固定之狀態下，使壓切刀13朝上下往復動作，並切斷光學薄膜原物料2。

(試驗條件)

將加熱溫度作成35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、70℃及80℃，並將光學薄膜原物料之切斷角度作成相對於偏光子之拉伸方向(吸收軸)呈0°、10°及90°，且於各條件中，將光學薄膜原物料(4cm×4cm之正方形狀)之試樣3片分別切斷成一半。

(裂紋之評價方法)

於前述3片試樣中，對切斷2片試樣而得之每片切斷片之其中一者，沿著切斷線，使用顯微鏡(放大倍率500倍)而目視觀察切斷後之端部，並計算裂紋之合計條數，同時測定相對於切斷線朝直角方向裂入最深的裂紋之裂入深度(mm)。第3圖係顯示於切斷面中觀察到裂紋之顯微鏡照片之一例，第4圖係顯示於切斷面中未觀察到裂紋之顯微鏡照片之一例。又，第7及8圖係顯示藉由該評價方法所測定的裂紋之測定結果。

(剝離狀態之評價方法)

在進行前述裂紋之評價時，一併評價於切斷端面是否產生剝離，當認定為產生剝離時，測定起自切斷端面之剝離深度(mm)。第5圖係顯示觀察到剝離之顯微鏡照片之一例。又，第9圖係顯示藉由該評價方法所測定的剝離狀態之測定結果。

(細毛之評價方法)

於切斷3片試樣而得之切斷片中，將除了使用在前述裂紋之評價試驗中的2片切斷片以外之其他切斷片(合計4片)，重疊成切斷端面一致，並以夾子固定，且使黏著膠帶之黏著面與該切斷端面接觸而使因細毛所造成的凹部轉印於該黏著膠帶之黏著面，並藉由將其使用顯微鏡(放大倍率500倍)來目視觀察，計算於切斷端面所產生的細毛根數。第6圖係顯示業已轉印於黏著膠帶的凹部之顯微鏡照片之一例。又，第10及11圖係顯示藉由該評價方法所測定的細毛之測定結果。

若概觀藉由前述評價方法而得之第7至11圖之評價結果全體，則可認定藉由於業已加熱偏光子之狀態下切斷光學薄膜原物料，而有可抑制裂紋、細毛或剝離之產生之傾向。

另一方面，若查看各個評價結果，則依據裂紋條數之評價結果(第7圖)，可認定藉由將加熱溫度作成50℃以上，而可明顯地抑制裂紋之產生，特別是可認定藉由將加熱溫度作成55℃以上，而可完全地抑制裂紋之產生。

又，於裂紋長度之評價結果(第8圖)中，亦可認定藉由將加熱溫度作成50℃以上，而可明顯地抑制裂紋長度，特別是可認定藉由將加熱溫度作成55℃以上，而可完全地抑制裂紋之產生。

依據剝離狀態之評價結果(第9圖)，可認定藉由將加熱溫度作成50℃以上，而可明顯地抑制剝離之產生，特別是可認定藉由將加熱溫度作成55℃以上，而可完全地抑制剝離。

依據細毛之評價結果(第10及11圖)，可認定藉由將加熱溫度作成50℃以上，而可明顯地抑制細毛之產生，特別是可認定藉由將加熱溫度作成60℃以上，而可完全地抑制細毛。

切斷試驗2

在將壓切刀13加熱至120℃後，於前述裝置1中同樣地配置，並將與切斷試驗1相同構造之光學薄膜原物料2，無需加熱而於常溫(25℃)下直接以相對於吸收軸呈10°之切斷角度來切斷。另，切斷時之刀刃溫度係70℃。

針對所得之薄膜片，作成與切斷試驗1相同而進行評價。以下係顯示結果。

(測定結果)

裂紋條數　180(條)

裂紋長度　0.117(mm)

剝離深度　0.065(mm)

細毛根數　2(根)

細毛長度　0.152(mm)

依據利用切斷試驗2之測定結果，可得知在使用業經加熱之切斷刀(壓切刀)時，無法充分地防止裂紋、細毛或剝離。

切斷試驗3

在將與切斷試驗1相同構造之光學薄膜原物料2加熱至100℃後，放置5分鐘而於構成常溫(25℃)之狀態下，於前述裝置1中同樣地配置，並使用壓切刀13，以相對於吸收軸呈10。之切斷角度來切斷。

針對所得之薄膜片，作成與切斷試驗1相同而進行評價。以下係顯示結果。

(測定結果)

裂紋條數　178(條)

裂紋長度　0.120(mm)

剝離深度　0.064(mm)

細毛根數　2(根)

細毛長度　0.141(mm)

依據利用切斷試驗3之測定結果，可得知即使是在一度加熱過光學薄膜後，若於冷卻至常溫之狀態下進行切斷，則亦無法充分地防止裂紋、細毛或剝離。

如前所述，依據前述試驗結果，可得知在切斷具有偏光子之光學薄膜原物料時，藉由於業已加熱該偏光子之狀態下切斷，可抑制裂紋、細毛或剝離之產生，特別是藉由於業已將偏光子加熱至50℃以上之狀態下切斷，可明顯地抑制該等，且藉由於業已將偏光子加熱至55℃以上之狀態下切斷，可大致完全地抑制該等。

1．．．光學薄膜製造裝置

2．．．光學薄膜原物料

11．．．溫度調節台座

12．．．保護片，保護薄膜

13．．．壓切刀

14．．．熱電偶

15．．．資料記錄器

21．．．表面保護薄膜

22，24．．．偏光子保護薄膜

23．．．偏光子

25．．．分隔件

第1圖係顯示藉由本發明之一實施形態之光學薄膜製造裝置切斷光學薄膜原物料之步驟圖。

第2圖係顯示於本發明中的光學薄膜(原物料)之一實施形態之概略截面圖。

第3圖係於切斷面中觀察到裂紋之顯微鏡照片之一例。

第4圖係於切斷面中未觀察到裂紋之顯微鏡照片之一例。

第5圖係於切斷面中觀察到剝離之顯微鏡照片之一例。

第6圖係轉印有細毛之黏著膠帶之顯微鏡照片之一例。

第7圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與裂紋條數之關係圖表。

第8圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與裂紋長度之關係圖表。

第9圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與剝離深度之關係圖表。

第10圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與細毛根數之關係圖表。

第11圖係顯示切斷方向相對於偏光子之拉伸方向呈0°、10°、90°時的加熱溫度與細毛長度之關係圖表。

1．．．光學薄膜的製造裝置

2．．．光學薄膜原物料

11．．．溫度調節台座

12．．．保護片(保護薄膜)

13．．．壓切刀

14．．．熱電偶

15．．．資料記錄器

Claims (3)

1. 一種光學薄膜的製造方法，係藉由有刃工具切斷具有偏光子之光學薄膜原物料而製造光學薄膜者；其特徵在於：前述光學薄膜原物料具有由積層前述偏光子與其他薄膜而成的積層結構；在切斷前述光學薄膜原物料時，係於已將前述偏光子加熱至構成該偏光子之樹脂之玻璃轉移溫度以上之狀態下進行切斷。
2. 如申請專利範圍第1項之光學薄膜的製造方法，其中前述偏光子係藉由聚乙烯醇系薄膜所構成，且將該偏光子加熱至55℃以上。
3. 一種光學薄膜，其係藉由如申請專利範圍第1或2項之光學薄膜的製造方法所製得者。