CN109477932A - 光学叠层的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种方法，该方法使玻璃板和光学功能膜一体地经受机加工处理而不产生任何不便。本发明的光学叠层的制造方法包括：层压玻璃板和光学功能膜以形成光学叠层；重叠多个光学叠层以形成工件；以及相对地移动工件和机加工装置，机加工装置包括在工件的层压方向上延伸的旋转轴以及形成为主体最外直径的机加工刀片，其构造成在机加工装置旋转的同时绕旋转轴旋转，以使工件的外周表面经受机加工处理。在该方法中，机加工处理中的每刀片进给量为5μm/刀片至30μm/刀片。

Description

光学叠层的制造方法
技术领域
本发明涉及一种光学叠层的制造方法。
背景技术
用于保护图像显示设备的保护材料通常布置在图像显示设备的最外表面侧。玻璃板通常用作保护材料(例如专利文献1)。伴随着图像显示设备的小型化、薄型化及轻量化，对于兼具保护功能和光学功能的薄的保护材料(光学叠层)的需求变高。这种光学叠层是例如包括充当保护材料的玻璃板和充当光学功能膜的偏振板的光学叠层。
另一方面，被切割成预定尺寸和预定形状的光学功能膜的经切割处理的表面有时经受机加工处理，以去除毛刺等(例如专利文献2)。在此，当试图使如上所述的包括玻璃板和光学功能膜的这种光学叠层经受机加工处理时，适于玻璃板的机加工条件和适于光学功能膜(树脂膜)的机加工条件彼此大不相同。相应地，事实是，在板和膜分离地经受机加工处理之后，需要将玻璃板和光学功能膜层压在一起。因此，期望一种使包括玻璃板和光学功能膜的光学叠层经受机加工处理而不导致任何不便的技术。
引用列表
专利文献
文献1 JP2010-164938A
文献2 JP61-136746A
发明内容
技术问题
本发明解决了常规问题，本发明的主要目的是提供一种方法，通过该方法，玻璃板和光学功能膜可以一体地经受机加工处理，而不会发生任何不便。
技术方案
根据本发明的光学叠层的制造方法包括：层压玻璃板和光学功能膜以形成光学叠层；重叠多个光学叠层以形成工件；以及相对地移动工件和机加工装置，机加工装置包括在工件的层压方向上延伸的旋转轴以及形成为主体最外直径的机加工刀片，其构造成在机加工装置旋转的同时绕旋转轴旋转，以使工件的外周表面经受机加工处理。在该方法中，机加工处理中的每刀片进给量为5μm/刀片至30μm/刀片。
在本发明的一个实施例中，每刀片进给量为5μm/刀片至15μm/刀片。
在本发明的一个实施例中，机加工装置的刀片数量为2至10。
在本发明的一个实施例中，机加工装置在机加工处理中的进给速度为100mm/min或更大。
在本发明的一个实施例中，机加工装置的刀片角度为0°至20°。
在本发明的一个实施例中，光学功能膜包括偏振板。
有益效果
根据本发明的光学叠层的制造方法，在包括玻璃板和光学功能膜的光学叠层的机加工处理中采用端铣加工，端铣加工中的每刀片进给量被优化，因此，玻璃板和光学功能膜可以一体地经受机加工处理，而不会产生任何不便。更详细地，可以防止玻璃板中的裂纹，可以防止光学功能膜的黄带(由于热量引起的褪色)。通过玻璃板和光学功能膜的这种一体机加工处理的实现，同时实现了以下效果：(1)每刀片进给量可以远大于玻璃板单独经受机加工处理的情况，因此可以显着地提高生产率；(2)与玻璃板和光学功能膜分离地经受机加工处理的情况相比，可以减少步骤数量，从而可以提高生产率，并降低成本；以及(3)可以防止在层压时玻璃板和光学功能膜之间的失准，从而可以获得层压精度优良的光学叠层。因此，根据本发明的光学叠层的制造方法，解决了迄今已知但未解决的问题。
附图说明
图1是用于本发明的实施例的光学叠层的示意性剖视图；
图2是示出本发明的制造方法中的机加工处理的示意性透视图；
图3是示出机加工装置的结构的示例的示意图，该机加工装置用于本发明的制造方法中的机加工处理。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的具体实施例。然而，本发明不限于这些实施例。为了便于观看，附图是示意性的，在每幅图中，例如长度、宽度、厚度和角度等之间的比例与实际比例是不同的。
本发明的光学叠层的制造方法包括：层压玻璃板和光学功能膜以形成光学叠层；重叠多个光学叠层以形成工件；以及相对地移动工件和机加工装置，机加工装置包括在工件的层压方向上延伸的旋转轴以及形成为主体最外直径的机加工刀片，其构造成在机加工装置旋转的同时绕旋转轴旋转，以使工件的外周表面经受机加工处理。在本发明的实施例中，机加工处理中的每刀片进给量为5μm/刀片至30μm/刀片，优选地为5μm/刀片至15μm/刀片，更优选地为7μm/刀片至10μm/刀片。光学功能膜是例如任何合适的光学功能膜，充当保护材料的玻璃板可以层压在其上。光学功能膜的具体示例包括偏振板、延迟板、用于触摸屏的导电膜、表面处理膜以及根据目的而适当层压这种板或膜获得的叠层(例如用于抗反射的圆偏振板或者具有用于触摸屏的导电层的偏振板)。作为制造方法的示例，下面描述包括玻璃板和偏振板的光学叠层的制造方法的每个步骤。
A.形成光学叠层
首先，层压玻璃板和偏振板。层压可以通过任何合适的方法来执行。在一个实施例中，玻璃板和偏振板可以由所谓的卷对卷工艺来层压。如本文所使用的，术语“卷对卷工艺”指的是：细长玻璃板和细长偏振板彼此结合，使得它们的纵向方向可以彼此对准，同时两个板被传送。在另一实施例中，在两个板均已被切割成预定形状之后，可以层压玻璃板和偏振板。层压通过经由任何合适的粘附层(粘合剂层或压敏粘合剂层)执行。
图1是如上所述获得的光学叠层的示意性剖视图。光学叠层100包括玻璃板10和偏振板20。偏振板20通常包括偏振器21和布置在偏振器21的一个表面(在所示示例中，位于玻璃板10侧上的表面)上的偏振膜22。偏振板还可包括布置在偏振器的与玻璃板相对的表面上的保护膜(未示出)。玻璃板10和偏振板20通常经由粘附层30(例如，粘合剂层或压敏粘合剂层)层压。光学叠层100通常包括压敏粘附层(未示出)作为与玻璃板相对的最外层。特别地，分隔器暂时结合到压敏粘合剂层以保护压敏粘合剂层直到该层被使用，并使光学叠层形成为卷。
光学叠层的厚度优选地为1μm至300μm，更优选地为10μm至200μm，又优选地为20μm至150μm。
可以使用任何合适的玻璃板作为玻璃板。基于成分分类，形成玻璃板的玻璃的示例包括钠钙玻璃、硼酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃和石英玻璃。此外，基于碱组分分类，示例出无碱玻璃和低碱玻璃。玻璃的碱金属组分(例如Na2O,K2O,Li2O)的含量优选地为15wt％或更少，更优选地为10wt％或更少。
玻璃板的厚度优选地为200μm或更小，更优选地为150μm或更小，又优选地为120μm或更小，特别优选地为100μm或更小。同时，玻璃板的厚度优选地为5μm或更大，更优选地为20μm或更大。当厚度落入该范围内时，通过卷对卷工艺的层压变得可能。
玻璃板的在550nm波长下的透光率优选地为85％或更大。玻璃板在550nm波长下的折射率优选地为1.4至1.65。玻璃板的密度优选地为2.3g/cm3至3.0g/cm3，更优选地为2.3g/cm3至2.7g/cm3。
作为玻璃板，可以使用商用玻璃板，或者可以在对商用玻璃板抛光以具有期望厚度之后使用。商用玻璃板的示例包括康宁公司(Corning Incorporated)制造的“7059”、“1737”或“EAGLE 2000”、由旭硝子玻璃有限公司(Asahi Glass Co.,Ltd.)制造的“AN100”、由NH科技玻璃股份有限公司(NH Technoglass Corporation)制造的“NA-35”、由日本电气玻璃有限公司(Nippon Electric Glass Co.,Ltd.)制造的“OA-10”和由肖特股份有限公司(SCHOTT AG)制造的“D263”或“AF45”。
省略了偏振器21和偏振膜22的详细说明，因为可以采用本领域中熟知的构造。
B.形成工件
图2是示出本发明的制造方法中的机加工处理的示意性透视图，图中示出工件1。如图2所示，工件1通过重叠多个被切割成预定形状的光学叠层而形成。通过卷对卷工艺获得的(因此具有细长形状或卷形状的)光学叠层被切割成预定形状，然后重叠以形成工件。通过层压玻璃板和偏振板(每个被切割成预定形状)而形成的光学叠层可以重叠，以形成工件，或者可以在叠层进一步被切割成最终期望形状之后重叠以形成工件。
工件1具有彼此相对的外周表面(机加工表面)1a和1b以及与之垂直的外周表面(机加工表面)1c和1d。工件1优选地由夹紧装置(未示出)竖直地夹紧。工件的总厚度优选地为1mm或更大，更优选地为3mm或更大，又优选地为5mm或更大。工件的总厚度的上限为例如150mm。在这样的厚度的情况下，可以避免由于夹紧装置的压力引起的或者由于机加工处理时的碰撞引起的对工件的损坏。光学叠层重叠使得工件可具有这样总厚度。，形成工件的光学叠层的数量在一个实施例中为10个或更多，在一个实施例中为30至50个。夹紧装置(例如夹具)可以由软材料形成，或者可以由硬材料形成。当装置由软材料形成时，其硬度(JIS A)优选地为60°至80°。当硬度过高时，在一些情况下会残留夹紧装置的压痕。当硬度过低时，工件的位置偏移由夹具的变形而引起，因此，在一些情况下机加工精度变得不充分。
C.机加工处理
接着，利用机加工装置50机加工出工件1的外周表面的预定位置。如图2所示，机加工处理是所谓的端铣处理。可以通过使用笔直的端铣作为机加工装置(端铣)50。
具体地，如图3所示，机加工装置(端铣)50包括在工件1的层压方向(竖直方向)上延伸的旋转轴51和形成为主体的最外直径的机加工刀片52，其构造成绕旋转轴51旋转。在所示示例中，机加工刀片52每个形成为沿旋转轴51扭曲的最外直径。机加工刀片52每个包括刀片边缘52a、前刀面52b和后刀片52c。机加工刀片52的数量可以根据目的合适地设定。刀片数量优选地为2至10，更优选地为5至7。在所示示例中，为了便于观看，示出刀片数量为3个的构造。在本发明的实施例中，刀片数量设定成如上所述的大值，机加工装置的进给速度(稍后描述)增加，因此实现期望的每刀片进给量，结果，玻璃板和光学功能膜可以一体地经受机加工处理，而不产生任何不便。机加工装置的刀片角度(在所示示例中，每个机加工刀片的螺旋角θ)优选地为0°至75°，更优选地为0°至60°，又优选地为0°至20°。机加工装置的前角(未示出)优选地为-45°至+10°，更优选地为0°至+5°。当前角在该范围内时，可以防止刀片边缘在机加工处理中的崩刃。每个机加工刀片的后刀面优选地经受表面粗糙处理。任何合适的处理可以用作表面粗糙处理。其典型示例是喷砂处理。此外，刀片面(前刀面和后刀面)可均经受涂覆处理。涂覆处理的典型示例是DLC处理。当执行DLC处理时，刀片面的每个的表面硬度增加，因此，可以抑制刀片边缘的磨损和/或崩刃。
具体描述用于机加工处理的条件。在本发明的实施例中，如上所述，每刀片进给量为5μm/刀片至30μm/刀片，优选地为5μm/刀片至15μm/刀片，更优选地为7μm/刀片至10μm/刀片。根据本发明的实施例，当每刀片进给量被优化到该范围，可以防止玻璃板中的裂纹，可以防止偏振板的黄带(由于热量引起的褪色)。每刀片供给量由以下等式表示：
每刀片供给量f(μm/刀片)＝F/(N×n)
其中F表示机加工装置的进给速度(mm/min)，N表示其旋转数量(rpm)，n表示其刀片数量。
机加工装置(端铣)50的直径优选地为3mm至20mm。机加工装置的旋转数量优选地为1000rpm至60000rpm，更优选地为10000rpm至40000rpm。机加工装置的进给速度优选地为100mm/min或更大，更优选地为200mm/min或更大。同时，进给速度优选地为10000mm/min或更小，更优选地为7000mm/min或更小，又优选地为4000mm/min或更小。待机加工部位的机加工次数可以是一、二或三或更多。
在一个实施例中，机加工处理可以执行为湿处理。具体地，在机加工液体被供给到待机加工部位时执行机加工。根据这种构造，机加工液体可以充当润滑剂，因此，抑制刀片边缘的磨损，延长机加工装置的寿命。
因此，可以获得经受机加工处理的光学叠层。
示例
现在，举例详细地描述本发明。然而，本发明不限于这些示例。示例中的评估项如下。
(1)裂纹
在每个示例和比较示例的机加工处理之后，利用光学显微镜观察光学叠层的状态，并通过下列标准评估。
◎(优良)：裂纹的长度小于100μm。
○(良好)：裂纹的长度为100μm至200μm。
×(坏)：裂纹的长度大于200μm。
(2)黄带
在每个示例和比较示例的机加工处理之后，利用光学显微镜观察光学叠层的状态，并通过下列标准评估。
○(良好)：黄带的长度为400μm或更小。
×(坏)：黄带的长度多于400μm。
<参考示例1：光学叠层和工件的制造>
通过将碘并入细长聚乙烯醇(PVA)基树脂膜并在其长度方向(MD方向)上单向地伸展合成物得到的膜(厚度：28μm)用作偏振器。压敏粘合剂层(厚度：5μm)形成在偏振器的一侧，细长三乙酰基纤维素(TAC)膜(厚度：25μm)经由压敏粘合剂层结合到偏振器，使得它们的长度方向彼此对准。因此，获得具有构造“TAC膜(保护膜)/偏振器”的细长偏振板。
可UV固化粘合剂施加到在前述获得的偏振板的TAC膜侧，使得其厚度在固化后变为2μm。细长玻璃板(由肖特股份有限公司制造，产品名称：“D 263”，厚度：100μm)结合到所施加的表面，使得各板的长度方向彼此对准。然后，用UV光照射粘合剂以固化。因此，获得具有构造“玻璃板/TAC膜(保护膜/偏振器)”的细长光学叠层。压敏粘合剂层形成在得到的光学叠层的偏振器表面上，分隔器结合到压敏粘合剂层。
光学叠层被冲压为5.7英寸大小(约140mm长约65mm宽)，40个冲压的光学叠层重叠以提供工件。
<示例1>
在参考示例1中通过端铣机加工在工件夹在夹子(夹具)之间的状态下获得的工件的外周表面经受机加工处理(切割深度：0.15mm，单次机加工)。在此，端铣的刀片数量为6，刀片角度为10°，进给速度为1440mm/min，旋转数量为30000rpm。因此，每刀片进给量为8μm/刀片。经受机加工处理的光学叠层如(1)和(2)所述进行评估。结果在表1中示出。
<示例2>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了进给速度改变为1800mm/min(因此，每刀片进给量变为10μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例3>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了进给速度改变为900mm/min(因此，每刀片进给量变为5μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例4>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了进给速度改变为3600mm/min(因此，每刀片进给量变为20μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例1>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了进给速度改变为720mm/min(因此，每刀片进给量变为4μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例2>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了进给速度改变为7200mm/min(因此，每刀片进给量变为40μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例5>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了旋转数量改变为24000rpm(因此，每刀片进给量变为10μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例6>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了旋转数量改变为48000rpm(因此，每刀片进给量变为5μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例7>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了旋转数量改变为12000rpm(因此，每刀片进给量变为20μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例3>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了旋转数量改变为60000rpm(因此，每刀片进给量变为4μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例4>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了旋转数量改变为6000rpm(因此，每刀片进给量变为40μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例8>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了刀片数量改变为8(因此，每刀片进给量变为6μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例9>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了刀片数量改变为10、刀片角度改变为5°、旋转数量改变为14400rpm(因此，每刀片进给量变为10μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例10>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了刀片数量改变为10、刀片角度改变为5°、旋转数量改变为14400rpm、进给速度改变为2880mm/min(因此，每刀片进给量变为20μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例5>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了刀片数量改变为10、刀片角度改变为5°、旋转数量改变为60000rpm、进给速度改变为600mm/min(因此，每刀片进给量变为1μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例6>
经受机加工处理的光学叠层以与示例1中相同的方式获得，除了旋转数量改变为15000rpm、进给速度改变为7200mm/min(因此，每刀片进给量变为80μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例11>
在参考示例1中通过端铣机加工在工件夹在夹子(夹具)之间的状态下获得的工件的外周表面经受机加工处理(切割深度：1mm，单次机加工)。在此，端铣的刀片数量为2，刀片角度为45°，进给速度为400mm/min，旋转数量为20000rpm。因此，每刀片进给量为10μm/刀片。经受机加工处理的光学叠层如(1)和(2)所述进行评估。结果在表1中示出。
<示例12>
经受机加工处理的光学叠层以与示例11中相同的方式获得，除了进给速度改变为200mm/min、旋转数量改变为10000rpm(因此，每刀片进给量保持在10μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<示例13>
经受机加工处理的光学叠层以与示例11中相同的方式获得，除了进给速度改变为100mm/min、旋转数量改变为10000rpm(因此，每刀片进给量改变为5μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例7>
经受机加工处理的光学叠层以与示例11中相同的方式获得，除了进给速度改变为20mm/min、旋转数量改变为10000rpm(因此，每刀片进给量改变为1μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例8>
经受机加工处理的光学叠层以与示例11中相同的方式获得，除了进给速度改变为1000mm/min、旋转数量改变为10000rpm(因此，每刀片进给量改变为50μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
<比较示例9>
经受机加工处理的光学叠层以与示例11中相同的方式获得，除了进给速度改变为1400mm/min、旋转数量改变为10000rpm(因此，每刀片进给量改变为70μm/刀片)。经受机加工处理的光学叠层以与示例1相同的方式进行评估。结果在表1中示出。
表1
如从表1中可看出，玻璃板中的裂纹和偏振板的黄带两者均被抑制的机加工处理可以通过控制端铣处理中的每刀片进给量在预定范围内而实现。
工业实用性
本发明的制造方法可合适地用在包括玻璃板和光学功能膜并要求机加工处理的光学叠层的制造中。通过本发明的制造方法获得的光学叠层可合适地用在各种图像显示设备中。
附图标记列表
1 工件
10 玻璃板
20 偏振板
50 机加工装置
100 光学叠层

Claims (6)

1.一种光学叠层的制造方法，包括：
层压玻璃板和光学功能膜以形成光学叠层；
重叠多个光学叠层以形成工件；以及
相对地移动工件和机加工装置，机加工装置包括在工件的层压方向上延伸的旋转轴以及形成为主体最外直径的机加工刀片，其构造成在机加工装置旋转的同时绕旋转轴旋转，以使工件的外周表面经受机加工处理，其中，机加工处理中的每刀片进给量为5μm/刀片至30μm/刀片。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中，每刀片进给量为5μm/刀片至15μm/刀片。
3.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，机加工装置的刀片数量为2至10。
4.如权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，在机加工处理中，机加工装置的进给速度为100mm/min或更大。
5.如权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中，机加工装置的刀片角度为0°至20°。
6.如权利要求1至5中任一项所述的制造方法，其中，光学功能膜包括偏振板。
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