TWI842838B - 偏光板 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為:提供一種不易伴隨著溫度變化而發生龜裂的偏光板。本發明的解決手段為一種偏光板100,該偏光板100係具備:偏光片層30;第一光學樹脂膜10,係設於前述偏光片層30之一側的表面;及第二光學樹脂膜50,係設於前述偏光片層30之另一側的表面。從厚度方向觀看前述偏光板100時,前述偏光板100之外周緣的形狀係具有凹部、凸部及曲線部之中的至少一者。偏光片層30之端面的算術平均高度Sa為0.3至0.7μm、或二次方均方根高度Sq為0.4至0.8μm。
Description
本發明係關於偏光板。
偏光板通常包含:含有色素的偏光子層、及設於偏光子層的兩側之一對光學樹脂膜,且係黏合於液晶單元(cell)或有機電致發光元件等顯示面板而使用。偏光板的外周通常構成為配合了顯示面板之顯示部的外周緣的形狀。
顯示面板之顯示部的外周緣在俯視觀看下並非矩形形狀,而是具有凹部、凸部及曲線部之中的至少一者的情形時,使用於該顯示部之偏光板之外周緣亦與其相對應,並非矩形形狀,而是具有凹部、凸部及曲線部之中的至少一者(例如,參照專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2018-92119號公報
本發明人等經檢討後,判斷出:外周緣並非矩形形狀,而是具有凹部、凸部及曲線部之中的至少一者的偏光板,相較於矩形的偏光板,外周緣在濕熱環境下易發生自偏光子層脫色,或是於端面中,光學樹脂膜易自偏光片剝離的情形。該樣的現象在凹部、凸部及曲線部或其附近都比直線部還易顯現。
本發明係鑑於上述問題而完成者,目的在於提供一種偏光板,係在外周緣是具有凹部、凸部及曲線部之中的至少一者的偏光板中,該偏光板在濕熱環境下不易發生脫色,且於端面中,光學樹脂膜不易自偏光片層剝離。
本發明的偏光板,係具備:偏光片層;第一光學樹脂膜,係設於前述偏光片層之一側的表面;及第二光學樹脂膜,係設於前述偏光片層之另一側的表面。再者,從厚度方向觀看前述偏光板時,前述偏光板之外周緣的形狀係具有凹部、凸部及曲線部之中的至少一者,且前述偏光片層之端面的算術平均高度Sa為0.3至0.7μm。
此外,本發明之另一種偏光板,係具備:偏光片層;第一光學樹脂膜,係設於前述偏光片層之一側的表面;及第二光學樹脂膜,係設於前述偏光片層之另一側的表面。再者,前述偏光片層之端面的二次方均方根高度Sq為0.4至0.8μm。前述端面的算術平均高度Sa可為0.3至0.7μm。
本發明的偏光板中,前述偏光片層之端面的最大高度Sz可為5.0μm以下。
依據本發明,提供一種偏光板,係在外周緣具有凹部、凸部及曲線部之中的至少一者的偏光板中,該偏光板在濕熱環境下不易發生脫色,且於端面中,光學樹脂膜不易自偏光片層剝離。
10:第一光學樹脂膜
20、40:接著劑層
30:偏光片層
31:吸收軸
30A:二維測定區域
50:第二光學樹脂膜
80:刀刃
80t:刀尖
80d:面
100:偏光板
AB:直線
AX:旋轉軸
C:旋轉方向
dX:距離
dZ:最大值
P:外周緣
PL:直線部
PP:凸部
PD:凹部
PR、PDR、PPR:倒角曲線部
Q:直線
T:切削物
第1圖為本發明之一實施型態之偏光板之示意性的剖面圖。
第2圖(a)至(c)為本發明之一實施型態之偏光板的俯視圖。
第3圖為端銑刀之與刀尖附近之軸垂直的剖面圖。
以下,一邊參照圖式一邊針對本發明之較佳實施型態進行說明。於圖面中,對於同等的構成要素賦予相同的符號。本發明係不限定於以下記載的實施型態者。
(偏光板)
第1圖顯示本實施型態之一例的偏光板100的端面圖。本實施型態之偏光板100依序具備:第一光學樹脂膜10、接著劑層20、偏光片層30、接著劑層40、及第二光學樹脂膜50。
偏光片層30的例子為藉由碘、雙色性染料等雙色性色素所染色後的樹脂層,並且可為經延伸者。構成該樹脂層的樹脂可為疏水性樹脂,惟通常為親水性樹脂。親水性樹脂的例子為聚乙烯醇系樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂及乙烯/乙酸乙烯酯共聚物樹脂(EVA樹脂)。疏水性樹脂的例子為聚醯胺樹脂、及聚酯樹
脂。偏光片層30可於染色後利用硼酸來處理。偏光片層30典型例為碘吸附定向在聚乙烯醇膜而得的樹脂層。作為偏光片層的樹脂層係以聚乙烯醇系樹脂等親水性樹脂來構成時,相較於疏水性樹脂,其與外部之間的水分的進出較多,咸信此情形為在濕熱環境下的脫色、光學樹脂膜從位於端面的偏光片層剝離的原因,而依據本發明的構成,能夠抑制此種脫色及剝離。
偏光片層30的厚度可為例如2至30μm、2至15μm、或2至10μm。
第一光學樹脂膜10及第二光學樹脂膜50通常為無色且透明的樹脂膜。此種樹脂膜的例子為保護膜、相位差膜、亮度增進(反射型偏光片)膜、防眩膜、表面反射防止膜、反射膜、半透過反射膜、視角補償膜、光學補償膜、觸感測器膜、抗靜電膜及防污膜。
構成各光學樹脂膜之樹脂的例子可為纖維素樹脂(三乙醯基纖維素等)、聚烯烴系樹脂(聚丙烯系樹脂等)、環烯烴系樹脂(降烯系樹脂等)、丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯系樹脂等)、或聚酯系樹脂(聚乙烯系樹脂等)。第一光學樹脂膜10及第二光學樹脂膜50可為多層膜。
第一光學樹脂膜10及第二光學樹脂膜50的厚度可為例如5至200μm。
第一光學樹脂膜10及第二光學樹脂膜50的材料及厚度可互為相同,也可相互不同。
接著劑層20、40若為能夠將偏光片層30與第一光學樹脂膜10或第二光學樹脂膜50予以接著的透明材料,則在材料上並無特別的限定。接著劑的一個例子為環氧樹脂。環氧樹脂可以是例如氫化環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、或脂族環氧樹脂。可以將聚合起始劑(光陽離子聚合起始劑、熱陽離子聚合起始劑、
光自由基聚合起始劑或熱自由基聚合起始劑等)、或其他的添加劑(敏化劑等)添加到環氧樹脂中。
接著劑的其他例子為丙烯醯胺、丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯及環氧丙烯酸酯等丙烯酸系樹脂。
接著劑的其他例子為聚乙烯醇系樹脂等水系接著劑。
接著劑的另一個例子是壓敏型接著劑。壓敏型接著劑的例子包含丙烯酸系樹脂、矽酮系樹脂、聚酯、聚氨酯或聚醚等的壓敏型接著劑。
偏光片層30與第一光學樹脂膜10也可僅隔著接著劑層20而積層,偏光片層30與接著劑層20之間、或接著劑層20與第一光學樹脂膜10之間也可設置易接著層(未圖示)。此外,偏光片層30與第二光學樹脂膜50之間也可僅隔著接著劑層40而積層,偏光片層30與接著劑層40之間、或接著劑層40與第二光學樹脂膜50之間也可設置易接著層(未圖示)。易接著層為可增進接著劑層20、40與偏光片層30、第一光學樹脂膜10或第二光學樹脂膜50之間的接著力者。
接著劑層20的厚度可為例如0.01μm至5μm、0.05μm至3μm、或0.1μm至1μm。使用壓敏型接著劑時,接著劑層20的厚度可為例如2至500μm、2至200μm、或2μm至50μm。
偏光板100之整體的厚度可為例如10至500μm、10至300μm、或10μm至200μm。
第一光學樹脂膜10之下、或第二光學樹脂膜50之上可更設置壓敏型接著劑層(黏著層)及隔離膜。此外,第一光學樹脂膜10之下、或第二光學樹脂膜50之上也可更設置保護膜。
隔離膜是可以從壓敏型接著劑層剝離的膜,且是防止異物附著到壓敏型接著劑層的膜。例如,當將偏光板100黏著到影像顯示元件時,隔離膜被剝離而露出壓敏型接著劑層。構成隔離膜的樹脂可以是例如聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、或聚酯系樹脂(聚對苯二甲酸乙二醇酯等)。
保護膜係防止第一光學樹脂膜10或第二光學樹脂膜50之損傷用的膜,例如可單獨為自黏性的樹脂膜,也可為以樹脂膜及積層在該樹脂膜的壓敏型接著劑所構成的多層膜。保護膜可從設有該保護膜之第一光學樹脂膜10或第二光學樹脂膜50剝離。保護膜為壓敏型接著劑積層在樹脂膜而成的多層膜時,保護膜依其壓敏型接著劑而從第一光學樹脂膜10或第二光學樹脂膜50剝離。也能夠將保護膜的樹脂設成與隔離膜同樣者。
隔離膜及保護膜的厚度,可為例如2至500μm、2至200μm、或2μm至100μm。
本實施型態的偏光板100,從其厚度方向觀看時,偏光板100的外周緣P並非僅由直線來形成(例如矩形),而是具有從凹部、凸部及曲線部構成之群所選擇的至少一者。
例如第2圖(a)所示的偏光板100,外周緣P可具有以相鄰彼此正交的四個直線部PL;及於兩個直線部PL之間分別設置的倒角曲線部PR。換言之,該偏光板100的外周緣P係於矩形的四個角部分別設有倒角曲線部PR。
再者,如第2圖(b)所示的偏光板100,也可對於第2圖(a)的偏光板100的外周緣P中的一個直線部PL更設置凹部PD。凹部PD的形狀雖然無限定,惟例如第2圖(b)所示,可為具有以相鄰彼此正交的三個直線部PDL的大致矩形形狀,於直線部PDL之間分別具有倒角曲線部PDR,直線部PDL與直線部PL之間分
別具有倒角曲線部PDR的形狀。兩個直線部PDL之間具有的上述曲線部PDR係朝向偏光板100之面內而呈凹形狀。直線部PDL與直線部PL之間具有的倒角曲線部PDR係朝向偏光板100之面外而呈凸形狀。
再者,如第2圖(c)所示的偏光板100,也可對於第2圖(a)的偏光板100的外周緣P的一個直線部PL更設置凸部PP。凸部PP的形狀雖然無限定,惟例如第2圖(c)所示,可為具有以相鄰彼此正交的三個直線部PPL的大致矩形形狀,於直線部PPL之間分別具有倒角曲線部PPR,直線部PPL與直線部PL之間分別具有倒角曲線部PPR的形狀。兩個直線部PPL之間具有的倒角曲線部PPR係朝向偏光板100之面內而呈凹形狀。直線部PPL與直線部PL之間具有的倒角曲線部PPR係朝向偏光板100之面外而呈凸形狀。
凹部PD之距離直線部PL的深度、及凸部PP之距離直線部PL的高度並無特別的限定,而典型上可為1.0mm以上。此外,凹部PD的寬度、及凸部PP的寬度並無特別的限定,而典型上可為3.0mm以上。
凹部PD及凸部PP的形狀不限定為第2圖(b)及(c)所示般,四個角藉由倒角曲線部所圓化後的矩形,亦可單純為矩形、半圓、多角形等。
各倒角曲線部的曲線可為圓弧、橢圓弧、樣條曲線(spline curve)。各倒角曲線部的曲率半徑可設為1.0至40mm。
再者,於第2圖(a)的外周緣P,四個倒角曲線部PR之中的一至三個可為非倒角曲線之單純的角部。於第2圖(b)及(c)的外周緣P,四個倒角曲線部PR之中的一至四個可為非倒角曲線之單純的角部。而且,外周緣P亦可為非第2圖(a)至(c)所示那般的以矩形為基礎的形態,也可為三角形、六角形等以多角形為基礎的形態。
再者,偏光片層30的吸收軸可對應所使用的影像顯示裝置等而朝向偏光板100之任意的方向。
(算術平均高度Sa)
回到第1圖,於本發明的實施型態之偏光板100中,偏光板100的偏光片層30之端面的算術平均高度Sa為0.3至0.7μm。Sa可為0.4μm以上,也可為0.6μm以下。
偏光片層30之端面的算術平均高度Sa係於端面上之任意的二維測定區域30A中如以下的方式定義者。定義XYZ座標系統,其中,與偏光片層30之端面平行的面係設為XY面,與端面垂直的高度方向係設為Z方向,於端面之二維測定區域30A之平均高度的位置係設為Z=0,而將二維測定區域30A之各x座標及y座標中的高度設為Z(x、y)時,算術平均高度Sa係以下列式表示。在此說明,A為二維測定區域30A的面積。
二維測定區域30A中的每個x、y的高度Z(x、y)可藉由掃描式干涉顯微鏡、原子力顯微鏡等來取得。二維測定區域30A的大小可設為例如一邊為5至1000μm的矩形區域。
(二次方均方根高度Sq)
再者,偏光片層30之端面的二次方均方根高度Sq可為0.4至0.8μm。Sq可為0.5μm以上,也可為0.7μm以下。
任意的二維測定區域30A中的二次方均方根高度Sq係藉由下列式所定義。
(最大高度Sz)
再者,偏光片層30之端面的最大高度Sz可為5.0μm以下。Sz也可為4.0μm以下。
最大高度Sz係於二維測定區域30A中的最大山高度與最大谷深度之絕對值的和。
於二維測定區域30A中的三維表面粗糙度的測定可以ISO25178為準據。
二維測定區域30A較佳為於外周緣P之其中任一直線部、亦即於端面中的平面部,亦可為凹部PD、及凸部PP內的平面部,也可為凹部PD及凸部PP以外的平面部,例如相鄰彼此正交的四個直線部PL上的平面部。
如將於後述的方式,與外周緣P僅由直線部所形成的偏光板不同,無法利用平面研削裝置將具有凹部、凸部或曲線部之偏光板的端面進行切削以進行尺寸調整。從而,此種偏光板的端面通常係由端銑刀以涵跨外周整體的方式進行切削處理。因此,於端面之其中任何部位都具有大致相同的表面粗糙度。
於外周緣P的直徑部、亦即於端面的平面部的平均高度為0的面成為平面,由於容易決定Z=0的面,所以適合作為二維測定區域30A。
二維測定區域30A位於偏光片層30之吸收軸(延伸方向)方向的端部亦佳。此外,當二維測定區域30A位於吸收軸方向的端部時,該區域30A係呈與偏光片層30之吸收軸相交的狀態。
當偏光片層30之端面的算術平均高度Sa較大時,端面的表面積就會變大,因此,會有於濕熱環境中的脫色變大的傾向。相對於此,當偏光片層30之端面的算術平均高度Sa較小時,第一光學樹脂膜10及/或第二光學樹脂膜50之自偏光片層30的剝離量會有容易變大的傾向。其中,Sa為較小的狀況係與利用湯姆森刀進行衝切後維持原樣而未進行端面的研磨的狀態對應,而可推斷其原因為起因於衝切的衝擊所造成的光學樹脂膜的剝雜。
當偏光片層30之端面中的二次方均方根高度Sq較大時,由於端面的表面積變大,因此,會有於濕熱環境中的脫色變大的傾向。相對於此,當偏光片層30之端面中的二次方均方根高度Sq較小時,第一光學樹脂膜10及/或第二光學樹脂膜50之自偏光片層30的剝離量會有容易變大的傾向。
當偏光片層30之端面中的最大高度Sz較大時,由於端面的表面積變大,因此,會有於濕熱環境中的脫色變大的傾向。
此種偏光板黏合於例如液晶單元或有機EL元件等顯示面板,能夠使用於液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置等影像顯示裝置。液晶顯示裝置可包含有液晶單元、及黏著於液晶單元之一側的表面或兩表面而成的上述的偏光板。有機EL顯示裝置可包含例如有機EL元件、及黏著於液晶單元之一側的表面或兩表面而成的上述的偏光板。液晶單元通常配置兩片偏光板。
(偏光板的製造方法)
接著,說明上述的偏光板100的製造方法。
首先,藉由公知的方法,製造具有上述的層構成之偏光板100的原片。接著,利用湯姆森刀等刀具來將原片膜衝切出,而獲得外周緣P具有凹部、凸部或曲線部的偏光板。在此說明,僅係利用湯姆森刀來進行的切斷,於外周緣P難以確保充分的尺寸精確度,因此,要進行端面的研削工序。
外周緣P具有凹部、凸部或曲線部時,無法使用矩形之偏光板的端面研削所使用的那種平面研削裝置,亦即無法使用將一側的主面以沿圓周方向排列設置複數個切削器而成的旋轉圓板,以使其主面與偏光板的端面平行的方式接觸偏光板的端面而進行切削的裝置,來研削整個端面,因此,使用端銑刀來對偏光板的端面進行切削加工。更具體而言,使端銑刀的軸向與偏光板的厚度方向平行,並沿著偏光板的端面使端銑刀與偏光板相對地移動,藉此,切削偏光板的端面,以符合所期望的尺寸。
在此說明,以使用具有螺旋形狀之刀的端銑刀為佳,特別是於刀的剖面形狀上,較佳為使用第3圖中的dZ及dZ/dX較小的端銑刀。
在此說明,第3圖為與端銑刀之軸垂直的剖面中的刀刃80的前端的剖面圖。端銑刀的旋轉方向為C。該刀刃80具有刀尖80t、比刀尖80t更靠後側的面80d。該面80d可於藉由刀尖80t進行切削後就立即接觸切削物T。本實施型態中,以將刀尖80t與端銑刀的旋轉軸AX連結的直線Q為基準,將刀尖80t設成開始點,一邊使其沿著與直線Q正交且通過刀尖80t的直線AB移動,一邊藉由掃描式干涉顯微鏡測定以直線AB為基準之面80d之高度的輪廓(profile)。然後,從該輪廓求出面80d之高度的最大值,亦即dZ[μm]、及賦予dZ之於AB方向上離刀尖80t的距離dX[μm]。
此時,以使用具有dZ≦1.0μm,且dZ/dX≦4之刀尖的端銑刀為佳。藉此,容易將偏光片層30之端面20e的表面粗糙度設成在上述的範圍。即使為具有螺旋狀之刀的端銑刀,若為dZ>1.0μm或dZ/d>4的端銑刀,亦會有表面粗糙度變得過大的傾向。
以上,已針對本發明之較佳的實施型態進行了說明,惟本發明完全不被限定於上述實施型態。
例如,即使無接著劑層20及40之其中一方或雙方亦可實施。
(實施例)
以下,舉出實施例及比較例來更具體地說明本發明的內容。此外,本發明並不被限定於以下記載的實施例。
[實施例1]
將厚度為20μm的聚乙烯醇系樹脂延伸,藉由以碘進行染色而製成碘吸附定向在聚乙烯醇膜而得的偏光片(厚度8μm)。經由水系接著劑將環狀烯烴樹脂(COP)膜(日本株式會社(Zeon Corporation)製造,厚度為13μm)黏合於該偏光片層之一側的面。再者,將形成在剝離膜上的丙烯酸系黏著劑層A(厚度20μm)積層在COP膜上。將形成在剝離膜上的丙烯酸系黏著劑層B(厚度5μm)積層在偏光片之另一側的面。將上表面具有保護膜之亮度增進膜(3M分司製作,APF-V3,厚度30μm,反射型偏光片)黏合於已將剝離膜剝離而露出的丙烯酸系黏著劑層B上。
以如此的方式,製作出由剝離膜/丙烯酸系黏著劑層A/COP膜/水系接著劑/偏光片/丙烯酸系黏著劑層B/亮度增進膜/保護膜構成的偏光片的原片。
藉由湯姆森刀從原片切出具有第2圖(b)之形狀之凹部PD的偏光板100。矩形的長邊的長度設為140mm,矩形的短邊的長度設為70mm,凹陷的深度設為5mm,凹陷的寬度設為30mm,倒角曲線部PR的曲率半徑為大約10至12mm,倒角曲線部PDR的曲率半徑為大約3mm。此外,偏光板100係具有一個凹部PD。該凹部PD為大致矩形。該凹部PD係具有相鄰彼此正交的三個直線部PDL。於直線部PDL之間各自具有倒角曲線部PDR。直線部PDL與直線部PL之間各自具有倒角曲線部PDR。該偏光板100的吸收軸31係與凹部PD的深度方向正交,且在第2圖(b)中為左右方向。
使用具有dZ平均為0.6μm,且dZ/dX平均為2.2之螺旋直徑形狀之刀的端銑刀,將端面全周予以研磨並調整尺寸,而獲得實施1的偏光板。
(比較例1)
除了使用具有dZ平均為1.4μm,且dZ/dX平均為14之螺旋直徑形狀之刀的端銑刀,並將端面全周予以研磨之外,乃以與實施例1同樣的方式進行而獲得比較例1的偏光板。
(比較例2)
除了不使用端銑刀研磨端面,而以湯姆森刀進行切出之外,乃以與比較例1同樣的方式進行而獲得比較例2的偏光板。
(三維表面之粗糙度Sa、Sq、Sz的測定)
藉由以下的顯微鏡來取得偏光片層之端面的高度函數Z(x、y)。
測定條件:物鏡:50×
二維測定區域:於偏光板之偏光片層30(PVA層)之端面的直線部(與吸收軸正交的面)中的縱深(厚度方向)為5至8μm×橫寬(與厚度方向垂直的方向)為150至300μm
依據所獲得的函數Z,並根據上述的式,分別求出Sa、Sq及Sz。已測定出Sa、Sq及Sz後的端面係位於第2圖(b)之左右的直線部PL上,且相對於吸收軸31正交。此外,各偏光板100中的Sa、Sq及Sz係表示遍及全周為同樣的值。
(去碘的評價)
將以實施例或比較例所獲得的偏光板放置於65℃及相對濕度90%的環境中500個小時。
然後,將兩片偏光板(一片為實施例或比較例的偏光板,另一片為市售之通常的偏光板)配置成正交偏光(crossed nicol)狀態,使用光學顯微鏡以遍及全周的方式觀看端部,測定了距離不會發生與正交偏光對應之減光的區域(消光)的端部的寬度。該消光係因具有顯現偏光性能之功能之碘的去除而產生。此外,消光係發生在第2圖中的凹部PD的附近,而求出其最大的寬度作為去碘。
(亮度增進膜的剝離量之評價)
藉由反射型顯微鏡進行了評價。
於表1顯示條件及結果。
實施例係能夠降低去碘量同時也降低亮度增進膜的剝離量。
(產業上利用性)
本發明的偏光板可適用例如作為黏合液晶單元或有機電致發光元件等,構成液晶電視、有機電致發光電視或智慧型手機等影像顯示裝置的光學構件。
10:第一光學樹脂膜
20、40:接著劑層
30:偏光片層
30A:測定區域
50:第二光學樹脂膜
100:偏光板
Claims (3)
- 一種偏光板,係具備:偏光片層;第一光學樹脂膜,係設於前述偏光片層之一側的表面;第二光學樹脂膜,係設於前述偏光片層之另一側的表面;及保護膜,係設於前述第二光學樹脂膜之上;前述偏光片層與前述第一光學樹脂膜係僅隔著接著劑層而積層,前述接著劑層為含環氧樹脂的接著劑、含丙烯酸系樹脂的接著劑、或水系接著劑;前述偏光片層與前述第二光學樹脂膜係僅隔著屬於壓敏型接著劑之接著劑層而積層;從厚度方向觀看前述偏光板時,前述偏光板之外周緣的形狀係具有凹部;前述偏光片層之端面的二次方均方根高度Sq為0.4至0.8μm;前述偏光片層之端面的算術平均高度Sa為0.3至0.7μm;前述保護膜係於樹脂膜積層壓敏型接著劑而成之多層膜;前述保護膜係可依隨前述壓敏型接著劑而從前述第二光學樹脂膜剝離。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板,其中,前述偏光片層之端面的最大高度Sz為5.0μm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之偏光板,其中,前述第二光學樹脂膜為亮度增進膜。
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