CN113574426B

CN113574426B - 偏振板

Info

Publication number: CN113574426B
Application number: CN202080020361.6A
Authority: CN
Inventors: 稻田清孝
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2020-02-10
Publication date: 2024-03-15
Anticipated expiration: 2040-02-10
Also published as: JP2021047453A; KR20210138567A; JP7284141B2; WO2020184030A1; TW202041897A; JP2020181184A; CN113574426A

Abstract

本发明提供一种不易产生伴随着温度变化的裂纹的偏振片。偏振板(100)具备：偏振片层(30)、设于所述偏振片层(30)的一个表面的第一光学树脂膜(10)、和设于所述偏振片层(30)的另一个表面的第二光学树脂膜(50)。从厚度方向观察所述偏振板(100)，所述偏振板(100)的外周缘的形状具有凹部、凸部、以及曲线部中的至少一个。偏振片层(30)的端面的算术平均高度(Sa)为0.3～0.7μm，或者均方根高度(Sq)为0.4～0.8μm。

Description

偏振板

技术领域

本发明涉及一种偏振板。

背景技术

偏振板通常包括包含色素的偏振片层、和设于偏振片层的两侧的一对光学树脂膜，且贴合于液晶单元或有机EL元件等显示面板后使用。偏振板的外周通常为与显示面板的显示部的外周缘相符的形状。

在显示面板的显示部的外周缘在俯视下不是矩形形状、而是具有凹部、凸部、以及曲线部中的至少一个的情况下，该显示部中使用的偏振板的外周缘也与之对应，不是矩形形状，而是具有凹部、凸部、以及曲线部中的至少一个(例如参照专利文献1。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-92119号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明人等进行了研究，结果判明，在外周缘并非矩形形状、而是具有凹部、凸部、以及曲线部中的至少一个的偏振板中，与外周缘为矩形的偏振板相比，在湿热环境下容易从偏振片层发生脱色、或在端面处光学树脂膜容易从偏振片剥离。与直线部相比，更容易在凹部、凸部及曲线部、或其附近出现此种现象。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种偏振板，是外周缘具有凹部、凸部、以及曲线部中的至少一个偏振板，不易发生湿热环境下的脱色，并且在端面处不易发生光学树脂膜从偏振片层的剥离。

用于解决问题的手段

本发明的偏振板具备偏振片层、设于所述偏振片层的一个表面的第一光学树脂膜、和设于所述偏振片层的另一个表面的第二光学树脂膜。此外，从厚度方向观察所述偏振板，所述偏振板的外周缘的形状具有凹部、凸部、以及曲线部中的至少一个，所述偏振片层的端面的算术平均高度Sa为0.3～0.7μm。

另外，本发明的另外的偏振板具备偏振片层、设于所述偏振片层的一个表面的第一光学树脂膜、和设于所述偏振片层的另一个面的第二光学树脂膜。此外，所述偏振片层的端面的均方根高度Sq为0.4～0.8μm。所述端面的算术平均高度Sa可以为0.3～0.7μm。

本发明的偏振板的所述偏振片层的端面的最大高度Sz可以为5.0μm以下。

发明效果

根据本发明，可以提供一种偏振板，是外周缘具有凹部、凸部、以及曲线部中的至少一个的偏振板，并且不易发生湿热环境下的脱色，并且在端面处不易发生光学树脂膜从偏振片层的剥离。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的偏振板的示意性剖视图。

图2的(a)～(c)是本发明的一个实施方式的偏振板的俯视图。

图3是立铣刀的刀尖附近的垂直于轴的剖视图。

具体实施方式

以下，在参照附图的同时，对本发明的合适的实施方式进行说明。图中，对于同等的构成要素使用同等的符号。本发明并不限定于下述实施方式。

(偏振板)

将本发明的实施方式的一例的偏振板100的端面图表示于图1中。本实施方式的偏振板100依次具备第一光学树脂膜10、粘接剂层20、偏振片层30、粘接剂层40、第二光学树脂膜50。

偏振片层30的例子是由碘、二色性染料等二色性色素染色了的树脂层，也可以被拉伸。构成该树脂层的树脂可以是疏水性树脂，然而通常为亲水性树脂。亲水性树脂的例子为聚乙烯醇系树脂、聚乙酸乙烯酯树脂及乙烯/乙酸乙烯酯共聚树脂(EVA)树脂。疏水性树脂的例子为聚酰胺树脂、以及聚酯系树脂。偏振片层30在染色后可以由硼酸进行处理。偏振片层30的典型例为在聚乙烯醇膜吸附有碘并进行了取向的树脂层。在作为偏振片层的树脂层由聚乙烯醇系树脂等亲水性树脂构成的情况下，水分相对于外部的进出与疏水性树脂相比较多，认为这成为湿热环境下的脱色、端面处的光学树脂膜从偏振片层的剥离的原因，根据本发明的构成，可以抑制此种脱色、剥离。

偏振片层30的厚度例如可以为2～30μm、2～15μm、或2～10μm。

第一光学树脂膜10及第二光学树脂膜50通常为无色且透明的树脂膜。此种树脂膜的例子为保护膜、相位差膜、增亮(反射型偏振片)膜、防眩膜、防表面反射膜、反射膜、半透射反射膜、视角补偿膜、光学补偿膜、触摸传感器膜、防静电膜及防污膜。

构成各光学树脂膜的树脂的例子可以为纤维素系树脂(三乙酰纤维素等)、聚烯烃系树脂(聚丙烯系树脂等)、环状烯烃系树脂(降冰片烯系树脂等)、丙烯酸系树脂(聚甲基丙烯酸甲酯系树脂等)、或聚酯系树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂等)。第一光学树脂膜10及第二光学树脂膜50也可以为多层膜。

第一光学树脂膜10及第二光学树脂膜50的厚度例如可以为5～200μm。

第一光学树脂膜10及第二光学树脂膜50的材料及厚度可以彼此相同，也可以彼此不同。

粘接剂层20、40只要是能够将偏振片层30与第一光学树脂膜10或第二光学树脂膜50粘接的透明材料，则对于材料就没有特别的限定。粘接剂的一例为环氧树脂。环氧树脂例如可以是氢化环氧树脂、脂环式环氧树脂、或脂肪族环氧树脂。也可以将聚合引发剂(光阳离子聚合引发剂、热阳离子聚合引发剂、光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂等)、或其他添加剂(敏化剂等)添加到环氧树脂中。

粘接剂的另一例是丙烯酰胺、丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、以及环氧丙烯酸酯等丙烯酸系树脂。

粘接剂的另一例是聚乙烯醇系树脂等水系粘接剂。

粘接剂的另一例是压敏性粘接剂。压敏性粘接剂的例子为包含丙烯酸系树脂、硅酮系树脂、聚酯、聚氨酯、或聚醚等的压敏型粘接剂。

偏振片层30与第一光学树脂膜10可以仅经由粘接剂层20层叠，也可以在偏振片层30与粘接剂层20之间、粘接剂层20与第一光学树脂膜10之间设置易粘接层(未图示)。另外，偏振片层30与第二光学树脂膜50之间可以仅经由粘接剂层40层叠，也可以在偏振片层30与粘接剂层40之间、粘接剂层40与第二光学树脂膜50之间设置易粘接层(未图示)。易粘接层是能够提高粘接剂层20、40与偏振片层30、第一光学树脂膜10或第二光学树脂膜50之间的粘接力的层。

粘接剂层20的厚度例如可以为0.01μm～5μm、0.05～3μm、或0.1～1μm。在使用压敏性粘接剂的情况下，粘接剂层20的厚度例如可以为2～500μm、2～200μm、或2～50μm。

偏振板100的整体的厚度例如可以为10～500μm、10～300μm、或10～200μm。

可以在第一光学树脂膜10之下、或第二光学树脂膜50之上还设置压敏性粘接剂层(粘合层)及隔片膜。另外，可以在第一光学树脂膜10之下、或第二光学树脂膜50之上还设置防护膜。

隔片膜是能够从压敏性粘接剂层剥离的膜，且防止异物向压敏性粘接剂层的附着。例如，在将偏振板100贴合于图像显示元件的情况下，隔片膜被剥离而露出压敏式粘接剂层。构成隔片膜的树脂例如可以为聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、或聚酯系树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯等)。

防护膜是用于防止第一光学树脂膜10或第二光学树脂膜50的划伤的膜，例如可以是单独的自粘合性的树脂膜，也可以是由树脂膜和层叠于该树脂膜的压敏性粘接剂形成的多层膜。防护膜能够从设置它的第一光学树脂膜10、第二光学树脂膜50剥离。在防护膜为在树脂膜层叠有压敏性粘接剂的多层膜的情况下，防护膜被与该压敏性粘接剂一起从第一光学树脂膜10或第二光学树脂膜50剥离。防护膜的树脂也可以设为与隔片膜相同。

隔片膜及防护膜的厚度例如可以为2～500μm、2～200μm、或2～100μm。

本实施方式的偏振板100从其厚度方向观察，偏振板100的外周缘P并非仅由直线形成(例如矩形)，而是具有选自凹部、凸部、以及曲线部中的至少一个。

例如，可以像图2的(a)所示的偏振板100那样，外周缘P具有在相邻者之间正交的4个直线部PL、和分别设于2个直线部PL间的倒角曲线部PR。换言之，该偏振板100的外周缘P在矩形的4个角部分别设有倒角曲线部PR。

另外，也可以像图2的(b)中所示的偏振板100那样，相对于图2的(a)的偏振板100的外周缘P的一个直线部PL，进一步设置凹部PD。凹部PD的形状没有限定，例如可以像图2的(b)所示那样，是具有在相邻者之间正交的3个直线部PDL的近似矩形形状，并且是在直线部PDL间分别具有倒角曲线部PDR、在直线部PDL与直线部PL之间分别具有倒角曲线部PDR的形状。在2个直线部PDL间具有的上述曲线部PDR是朝向偏振板100的面内凹入的形状。在直线部PDL与直线部PL之间具有的倒角曲线部PDR是朝向偏振板100的面外凸出的形状。

另外，也可以像图2的(c)中所示的偏振板100那样，相对于图2的(a)的偏振板100的外周缘P的一个直线部PL，设置凸部PP。凸部PP的形状没有限定，例如可以像图2的(c)所示那样，是具有在相邻者之间正交的3个直线部PPL的近似矩形形状，并且是在直线部PPL间分别具有倒角曲线部PPR、在直线部PPL与直线部PL之间分别具有倒角曲线部PPR的形状。在2个直线部PPL间具有的倒角曲线部PPR是朝向偏振板100的面内凹入的形状。在直线部PPL与直线部PL之间具有的倒角曲线部PPR是朝向偏振板100的面外凸出的形状。

凹部PD的相对于直线部PL的深度、以及凸部PP的相对于直线部PL的高度没有特别的限定，然而在典型的情况下可以为1.0mm以上。另外，凹部PD的宽度、以及凸部PP的宽度也没有特别的限定，然而在典型的情况下可以为3.0mm以上。

凹部PD及凸部PP的形状并不限定为像图2的(b)及(c)那样4个角由倒角曲线部圆化了的矩形，也可以是单纯的矩形、半圆、多边形等。

各倒角曲线部的曲线可以是圆弧、椭圆弧、样条曲线。各倒角曲线部的曲率半径可以设为1.0～40mm。

另外，在图2的(a)的外周缘P，4个倒角曲线部PR中的1～3个也可以是并非倒角曲线的单纯的角部。在图2的(b)及(c)的外周缘P，4个倒角曲线部PR中的1～4个也可以是并非倒角曲线的单纯的角部。此外，外周缘P可以并非如图2的(a)～(c)所示的以矩形为基础的形态，也可以是以三角形、六边形等多边形为基础的形态。

另外，偏振片层30的吸收轴可以根据所使用的图像显示装置等，朝向偏振板100的任意的方向。

(算术平均高度Sa)

回到图1，在本发明的实施方式的偏振板100中，偏振板100的偏振片层30的端面的算术平均高度Sa为0.3～0.7μm。Sa也可以为0.4μm以上，也可以为0.6μm以下。

偏振片层30的端面的算术平均高度Sa在端面上的任意的二维测定区域30A中如下所示地定义。定义将与偏振片层30的端面平行的面设为XY面、将相对于端面垂直的高度方向设为Z方向、将端面的二维测定区域30A中的平均高度的位置设为Z＝0的XYZ坐标系，在将二维测定区域30A的各x坐标及各y坐标处的高度设为Z(x，y)时，算术平均高度Sa以下式表示。此处，A是二维测定区域30A的面积。

二维测定区域30A中的每个x、y的高度Z(x，y)可以利用扫描型干涉显微镜、原子间力显微镜等取得。二维测定区域30A的大小例如可以设为一边5～1000μm的矩形区域。

(均方根高度Sq)

另外，偏振片层30的端面的均方根高度Sq可以为0.4～0.8μm。Sq也可以为0.5μm以上，也可以为0.7μm以下。

任意的二维测定区域30A中的均方根高度Sq可以利用下式定义。

(最大高度Sz)

另外，偏振片层30的端面的最大高度Sz可以为5.0μm以下。Sz也可以为4.0μm以下。

最大高度Sz是二维测定区域30A中的最大山高度与最大谷深度的绝对值的和。

二维测定区域30A中的三维表面粗糙度的测定可以依照ISO25178。

此处，二维测定区域30A优选为外周缘P的任一直线部、即端面处的平面部，可以是凹部PD、以及凸部PP内的平面部，也可以是凹部PD及凸部PP以外的平面部、例如在相邻者之间正交的4个直线部PL上的平面部。

如后所述，与外周缘P仅由直线部形成的偏振板不同，无法对具有凹部、凸部、或曲线部的偏振板的端面利用平面研削装置进行切削而调整尺寸。因而，此种偏振板的端面通常在整个外周由立铣刀进行切削处理。因此，在端面的任意场所都具有大致同样的表面粗糙度。

外周缘P中的直线部、即端面处的平面部由于平均高度为0的面是平面，容易确定Z＝0的面，因此优选作为二维测定区域30A。

还优选二维测定区域30A处于偏振片层30的吸收轴(拉伸方向)方向的端部。需要说明的是，若二维测定区域30A处于吸收轴方向的端部，则该区域30A与偏振片层30的吸收轴相交。

若偏振片层30的端面处的算术平均高度Sa大，则端面的表面积变大，因此有湿热环境中的脱色变大的趋势。另一方面，若偏振片层30的端面处的算术平均高度Sa小，则有第一光学树脂膜10和/或第二光学树脂膜50从偏振片层30的剥离量容易变大的趋势。需要说明的是，Sa小的状况对应于保持用汤姆逊刀冲裁后的样子不变、没有进行端面的研磨的状态，推测起因于由冲裁的冲击引起的光学树脂膜的剥离。

若偏振片层30的端面处的均方根高度Sq大，则端面的表面积变大，因此有湿热环境中的脱色变大的趋势。另一方面，若偏振片层30的端面处的均方根高度Sq小，则有第一光学树脂膜10和/或第二光学树脂膜50从偏振片层30的剥离量容易变大的趋势。

若偏振片层30的端面处的最大高度Sz大，则端面的表面积变大，因此有湿热环境中的脱色变大的趋势。

此种偏振板例如可以贴合于液晶单元、有机EL元件等显示面板后用于液晶显示装置或有机EL显示装置等图像显示装置。液晶显示装置例如可以包含液晶单元、和贴合于液晶单元的一个表面或两个表面的上述的偏振板。有机EL显示装置例如可以包含有机EL元件、和贴合于有机EL元件的表面的上述的偏振板。在液晶单元中，通常配置2片偏振板。

(偏振板的制造方法)

接下来，对上述的偏振板100的制造方法进行说明。

首先，利用公知的方法，制造具有上述的层构成的偏振板100的原材。接下来，对原材膜用汤姆逊刀等刀具进行冲裁，得到外周缘P具有凹部、凸部、或曲线部的偏振板。此处，由于仅靠汤姆逊刀的切割难以在外周缘P确保足够的尺寸精度，因此进行端面的研削工序。

在外周缘P具有凹部、凸部、或曲线部的情况下，无法使用矩形的偏振板的端面研削中使用的平面研削装置来研削整个端面，因此使用立铣刀对偏振板的整个端面进行切削加工，所述平面研削装置是如下的装置，即，使在一个主面沿圆周方向排列设置多个车刀(日文：バイト)的旋转圆板以使其主面与偏振板的端面平行的方式接触偏振板的端面而进行切削。更具体而言，使立铣刀的轴方向与偏振板的厚度方向平行，沿着偏振板的端面使立铣刀与偏振板相对移动，由此来切削偏振板的端面，符合所期望的尺寸。

此处，适合使用具有螺旋形状的刀刃的立铣刀，特别优选使用在刀刃的剖面形状中图3中的dZ及dZ/dX小的立铣刀。

此处，图3是与立铣刀的轴垂直的剖面中的刀刃80的前端的剖视图，立铣刀的旋转方向为C。该刀刃80具有刀尖80t、和相对于刀尖80t位于后侧的面80d。该面80d能够在利用刀尖80t的切削后立即与切削物T接触。本实施方式中，以连接刀尖80t与立铣刀的旋转轴AX的直线Q为基准，以刀尖80t为开始点，一边沿着与直线Q正交并且穿过刀尖80t的直线AB移动，一边利用扫描型干涉显微镜，测定以直线AB为基准的面80d的高度的轮廓。此后，根据该轮廓求出作为面80d的高度的最大值的dZ[μm]、和造成dZ的AB方向的相对于刀尖80t的距离dX[μm]。

此时，适合使用具有dZ≤1.0μm、dZ/dX≤4的刀尖的立铣刀。由此，容易将偏振片层30的端面20e处的表面粗糙度设为上述的范围。即使是具有螺旋状的刀刃的立铣刀，若为dZ＞1.0μm或dZ/dX＞4的立铣刀，则也有表面粗糙度变得过大的趋势。

以上，对本发明的合适的实施方式进行了说明，然而本发明不受上述实施方式的任何限定。

例如，即使没有粘接剂层20及40的一方或双方也能够实施。

实施例

以下，举出实施例及比较例而对本发明的内容进行更具体的说明。需要说明的是，本发明并不限定于下述实施例。

[实施例1]

拉伸厚度20μm的聚乙烯醇系树脂膜，并用碘进行染色，由此制作出在聚乙烯醇系树脂吸附有碘并进行了取向的偏振片(厚度8μm)。在该偏振片的一个面，经由水系粘接剂，贴合环状烯烃系树脂(COP)膜(日本ZEON株式会社制、厚度13μm)。继而，在COP膜上，层叠形成于剥离膜上的丙烯酸系粘合剂层A(厚度20μm)。在偏振片的另一个面，层叠形成于剥离膜上的丙烯酸系粘合剂层B(厚度5μm)。在剥离剥离膜而露出的丙烯酸系粘合剂层B上，贴合在上表面具有防护膜的增亮膜(3M公司制、APF-V3、厚度30μm、反射型偏振片)。

如此所述地操作，制作出由剥离膜/丙烯酸系粘合剂层A/COP膜/水系粘接剂/偏振片/丙烯酸系粘合剂层B/增亮膜/防护膜形成的偏振板的原材。

利用汤姆逊刀，从原材中切出具有图2的(b)的形状的凹部PD的偏振板100。矩形的长边的长度设为140mm，矩形的短边的长度设为70mm，凹陷的深度设为5mm，凹陷的宽度设为30mm，倒角曲线部PR的曲率半径设为大约10～12mm，倒角曲线部PDR的曲率半径设为大约3mm。需要说明的是，该偏振板100具有1个凹部PD。该凹部PD为近似矩形。该凹部PD具有在相邻者之间正交的3个直线部PDL。在直线部PDL间分别具有倒角曲线部PDR。

在直线部PDL与直线部PL之间分别具有倒角曲线部PDR。该偏振板100的吸收轴31与凹部PD的深度方向正交，在图2的(b)中为左右方向。

使用具有dZ平均为0.6μm、dZ/dX平均为2.2的螺旋形形状的刀刃的立铣刀，研磨整个端面而调整尺寸，得到实施例1的偏振板。

(比较例1)

除了使用具有dZ平均为1.4μm、dZ/dX平均为14的螺旋形形状的刀刃的立铣刀研磨端面以外，与实施例1同样地得到比较例1的偏振板。

(比较例2)

除了不用立铣刀研磨端面、而是保持用汤姆逊刀切出不变以外，与比较例1同样地得到比较例2的偏振板。

(三维表面的粗糙度Sa、Sq、Sz的测定)

利用以下的显微镜取得偏振片层的端面的高度函数Z(x，y)。

扫描型白光干涉显微镜VS1000系列Hitachi High-Tech Science Corporation

测定条件：物镜：50×

二维测定区域：偏振板的偏振片层(PVA层)的端面的直线部(与吸收轴正交的面)的纵(厚度方向)5～8μm×横(与厚度方向垂直的方向)150～300μm

基于所得的函数Z，基于上述的式子，分别求出Sa、Sq及Sz。测定出Sa、Sq及Sz的端面位于图2的(b)的左右的直线部PL上，与吸收轴31正交。需要说明的是，各偏振板100的Sa、Sq及Sz在被测物全周显示出同样的值。

(脱碘的评价)

将实施例或比较例中得到的偏振板在65℃及相对湿度90％的环境中放置500小时。

其后，将2片偏振板(一方为实施例或比较例的偏振板，另一方为市售的通常的偏振板)配置为正交尼科耳棱镜，使用光学显微镜观察全周的端部，测定出不发生与正交尼科耳棱镜对应的减光的区域(漏光)的相对于端部的宽度。该漏光是因担负体现出偏振性能的作用的碘脱除而引起的。需要说明的是，漏光在图2的凹部PD的附近发生，将其最大的宽度作为脱碘求出。

(增亮膜的剥离量的评价)

利用反射型显微镜进行评价。

将条件及结果表示于表1中。

[表1]

实施例中，可以在减少脱碘量的同时还减少增亮膜的剥离量。

产业上的可利用性

本发明的偏振板例如可以贴合于液晶单元或有机EL元件等，作为构成液晶电视、有机EL电视或智能手机等的图像显示装置的光学部件应用。

附图标记说明

10第一光学树脂膜，30偏振片层，50第二光学树脂膜，P外周缘，PP凸部，PD凹部，PR、PDR、PPR倒角曲线部，100偏振板。

Claims

1.一种偏振板，是具备偏振片层、设于所述偏振片层的一个表面的第一光学树脂膜、和设于所述偏振片层的另一个表面的第二光学树脂膜的偏振板，

从厚度方向观察所述偏振板，所述偏振板的外周缘的形状具有凹部，

所述偏振片层的端面的均方根高度Sq为0.4μm～0.8μm，

所述偏振片层的端面的算术平均高度Sa为0.3μm～0.7μm，

在所述第二光学树脂膜之上还设置有防护膜，

所述防护膜是在树脂膜层叠有压敏性粘接剂的多层膜，

所述防护膜能够与所述压敏性粘接剂一起从所述第二光学树脂膜剥离，

所述偏振片层与所述第一光学树脂膜仅经由作为包含环氧树脂的粘接剂、包含丙烯酸系树脂的粘接剂或水系粘接剂的粘接剂层层叠，

所述偏振片层与所述第二光学树脂膜仅经由作为压敏性粘接剂的粘接剂层层叠，

所述偏振片层的端面被研磨。

2.根据权利要求1所述的偏振板，其中，

所述偏振片层的端面的最大高度Sz为5.0μm以下。