CN101755226A - 偏振光板 - Google Patents

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CN101755226A CN200880023659A CN200880023659A CN101755226A CN 101755226 A CN101755226 A CN 101755226A CN 200880023659 A CN200880023659 A CN 200880023659A CN 200880023659 A CN200880023659 A CN 200880023659A CN 101755226 A CN101755226 A CN 101755226A
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Abstract

本发明提供一种偏振光板。在利用以往的铣床进行了强力切削加工后的偏振光板(40)中,存在许多个刀尖切削端面而成的痕迹的、由尖锐的峰和谷构成的平行的槽(46)。利用温度变化,以槽(46)为起点产生微小裂纹(47)。由于本发明的进行了激光切断后的偏振光板(10)的端面在熔融一次之后凝固,因此,仅是平缓的微小凹凸(16)会成为大致平坦的面。由于在该面中几乎不存在成为微小裂纹的诱因的应力集中部位,因此难以产生微小裂纹。

Description

偏振光板
技术领域
本发明涉及一种液晶面板所采用的偏振光板,特别是涉及一种外周端面的表面构造具有特征的偏振光板。
背景技术
图14是液晶面板所采用的以往偏振光板50的一个例子的示意图。偏振光板50是借助粘接剂层53a、53b层叠偏振元件51和透明的一对偏振元件保护膜52a、52b而成的多层板。作为偏振元件51,广泛采用在使聚乙烯醇(PVA)类膜中含有碘络合物等二色性色素之后沿一个方向将其拉伸而成的膜。通过一个方向的拉伸,二色性色素与聚乙烯醇分子沿拉伸方向取向,具有偏振光功能。但是,聚乙烯醇类膜的膜自身的机械强度较弱,而且,拉伸后的聚乙烯醇类膜易于收缩,并且,易于吸收空气中的水分而变形。因此,很难将偏振元件51单独地用作偏振光板。
因此,在偏振元件51的两侧借助粘接剂层53a、53b粘合偏振元件保护膜52a、52b,强化机械强度、耐湿性之后,用作偏振光板50。作为偏振元件保护膜52a、52b,广泛采用由透明的三乙酰纤维素(TAC)类树脂构成的偏振元件保护膜52a、52b。另外,作为粘接剂层53a、53b,广泛采用在聚乙烯醇水溶液中混合交联剂而成的粘接剂层53a、53b。偏振元件51的厚度为60μm左右,偏振元件保护膜52a、52b的厚度为80μm左右,粘接剂层53a、53b的厚度为100nm左右。
因而,以往代表性的偏振光板50的构造利用由透明的三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜52a(厚度80μm)、由聚乙烯醇类树脂构成的粘接剂层53a(厚度100nm)、偏振元件51(厚度60μm)、由聚乙烯醇类树脂构成的粘接剂层53b(厚度100nm)、由透明的三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜52b(厚度80μm)构成。
通常,偏振光板的原料卷被制作得比液晶面板更长。从这样的纵长的偏振光板原料卷切出液晶面板尺寸的矩形的偏振光板。例如在以往的偏振光板50的情况下,使用冲切用刀具从偏振光板的原料卷切出液晶面板尺寸的偏振光板50。
但是,在利用冲切用刀具切出时,有时会在偏振光板50的切断的端面产生须状的膜断裂片。这样的须状断裂片会导致液晶面板的品质降低,因此需要去除。
以往,通过由旋转刀具进行切削来去除偏振光板50端面的须状断裂片(参照专利文献1)。由旋转刀具去除切削须状的断裂片适合利用铣床进行的强力切削加工。实际上,在利用强力切削加工切削偏振光板50的端面的情况下,重叠多张液晶面板尺寸的偏振光板50而使总厚度为10mm~100mm、使切削量为0.5mm~10mm而总体加工多个偏振光板50的端面时,效率较高。强力切削加工的适当条件的一个例子是,主轴转速为4500rpm,工件输送速度为800mm/分。在该条件下,切削精度和切削效率均良好。另外,由于将切削负荷控制在适当的范围,因此,在切削量较大时减薄总厚度、切削量较小时增厚总厚度较佳。
利用上述强力切削加工去除偏振光板50端面的须状断裂片,能防止由须状断裂片导致液晶面板的品质降低。
专利文献1:日本特开2004-167673号公报
以往的偏振光板50的品质、可靠性虽已确立,但在设计上仍存在应改进的方面。例如由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜52a、52b的透湿度较高,因此,水分有可能从外部进入而导致偏振元件51劣化。由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜52a、52b的透湿度例如为800g/m2·24h左右(透湿度的测定采用JIS Z 0208“防湿包装材料的透湿度试验方法”)。另外,由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜52a、52b自身含有水分,也有可能产生例如透射光的相位差与设计值不同这样的光学特性的变化。
将透湿度低于由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜的、例如由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜或者由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜用于一对偏振元件保护膜中的至少一方来防止水分进入,能够提高偏振元件及偏振光板的耐湿性。由降冰片烯树脂构成的偏振元件保护膜的透湿度例如为10g/m2·24h~100g/m2·24h左右,由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜的透湿度例如为88g/m2·24h~98g/m2·24h左右,因此,其透湿度比由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜小十倍。因此,在采用由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜或者由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜时,能够防止水分从外部进入而偏振元件劣化、或者偏振元件保护膜自身含有水分而光学特性发生变化这样的不良状况。
但是,采用透湿度较低的、由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜或者由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜的偏振光板有可能将偏振元件所含有的水分困在偏振光板内部。因此,在偏振光板暴露于车内、烈日下等高温气氛时,偏振光板内部的水分膨胀而对偏振元件施加应力,有时会以强力切削加工痕迹为起点地在偏振元件中产生微小裂纹。另外,例如像一侧是由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜、另一侧是由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜那样,偏振元件保护膜的种类正反不同时,偏振元件保护膜的热膨胀系数在偏振光板正反不同(例如,由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜的线膨胀系数为6.8×10-5/K左右,由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜的线膨胀系数为3.8×10-5/K左右)。在这种情况下,因周围温度的变化而反复地在偏振光板中产生翘曲或者不产生翘曲,对偏振元件施加弯曲应力,有时会以强力切削加工痕迹为起点地在偏振元件中产生微小裂纹。
发明内容
本发明即是为了解决上述问题以往问题而做成的,其目的在于提供一种即使暴露在周围温度存在变化的环境中、劣化也较少的优良的偏振光板。
本发明的偏振光板的特征在于,具有偏振元件和透明的一对偏振元件保护膜,一对偏振元件保护膜借助粘接剂层分别粘合层叠于偏振元件的两个主面,该偏振光板的外周端面的表面是在熔融之后凝固而形成的面。
本发明的偏振光板的特征在于,在使测定范围为20μm×20μm时,端面的算术平均表面粗糙度Ra为250nm以下。
本发明的偏振光板的特征在于,在使测定范围为20μm×20μm、并校正了凹凸时,端面的算术平均表面粗糙度Ra为70nm以下。
本发明的偏振光板的特征在于,一对偏振元件保护膜中的至少一方的透湿度为5g/m2·24h~200g/m2·24h。
本发明的偏振光板的特征在于,一对偏振元件保护膜中的至少一方是由透明的降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜。
本发明的偏振光板的特征在于,一对偏振元件保护膜中的至少一方是由透明的丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜。
本发明的偏振光板的特征在于,粘接剂层的厚度为50nm~500nm。
本发明的偏振光板的特征在于,粘接剂层是在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质(colloid)而成的粘接剂层。
本发明的偏振光板的特征在于,粘接剂层包含聚乙烯醇类树脂、交联剂及金属化合物胶质,金属化合物胶质是平均粒子直径为1nm~50nm的氧化铝胶质,粘接剂层中的氧化铝的重量比是,相对于聚乙烯醇类树脂100重量份而氧化铝为30重量份~150重量份。
本发明的偏振光板的特征在于,外周端面是利用激光被切断加工而成的。
本发明的偏振光板的端面是在熔融之后凝固而形成的面,因此,在端面虽然存在平缓的凹凸却无法看到尖锐的峰、谷。在这样的平缓形状的端面,应力集中部分非常少,因此,几乎不存在成为微小裂纹的诱因的部位。因此,即使因温度变化而偏振光板翘曲、或者偏振光板内部的水分膨胀,也难以产生微小裂纹,偏振光板的耐久性升高。
附图说明
图1是激光切断后的偏振光板的示意图。
图2是激光切断后的偏振光板的端面的剖视图。
图3是激光切断后的偏振光板的端面的立体图像。
图4是激光切断后的偏振光板的端面的截面轮廓(凹凸校正之前)。
图5是激光切断后的偏振光板的端面的截面轮廓(凹凸校正之后)。
图6是激光切断后的偏振光板的加热循环试验结果。
图7是激光切断装置的概略图。
图8是强力(full back)加工后的偏振光板的示意图。
图9是强力加工后的偏振光板的端面的示意图。
图10是强力加工后的偏振光板的端面的立体图像。
图11是强力加工后的偏振光板的端面的截面轮廓(凹凸校正之前)。
图12是强力加工后的偏振光板的端面的截面轮廓(凹凸校正之后)。
图13是强力加工后的偏振光板的加热循环试验结果。
图14是通常的偏振光板的示意图。
附图标记说明
10、偏振光板;11、由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜;12、由聚乙烯醇类树脂构成的粘接剂层;13、偏振元件;14、在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂层;15、由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜;16、微小凹凸;20、激光切断装置;21、偏振光板的原料卷;22、激光光源装置;23、光纤;24、聚光透镜;25、激光;26、激光照射位置;27、液晶面板尺寸的矩形;28、辅助气体管;29、辅助气体;30、辅助气体喷嘴;40、偏振光板;41、由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜;42、由聚乙烯醇类树脂构成的粘接剂层;43、偏振元件;44、在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂层;45、由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜;46、槽;47、微小裂纹;50、偏振光板;51、偏振元件;52a、52b、由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜;53a、53b、由聚乙烯醇类树脂构成的粘接剂层。
具体实施方式
本发明的偏振光板由借助粘接剂层层叠偏振元件和透明的一对偏振元件保护膜而成的多层板构成。
作为本发明的偏振光板的偏振元件,在使聚乙烯醇类膜中含有碘络合物等二色性色素之后沿一个方向将其拉伸而成的膜较佳。偏振元件的厚度为60μm左右较佳。
作为本发明的偏振光板的偏振元件保护膜,能够使用由透明的三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜、由透明的降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜、以及由透明的丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜等。但是,一对偏振元件保护膜中的至少一方采用由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜或者由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜这样的透湿度较低的膜。在此,“透湿度较低的膜”的意思是指透湿度为5g/m2·24h~200g/m2·24h的膜。由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜及由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜这样的透湿度较低的膜能够防止外部水分进入而提高偏振光板的耐湿性。并且,也能够防止偏振元件保护膜自身含有水分而光学特性发生变化。
各偏振元件保护膜的适当的厚度是,由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜为80μm左右,由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜为40μm左右,由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜为40μm左右。
作为本发明的偏振光板的偏振元件与偏振元件保护膜的粘合所采用的粘接剂,对于由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜,在聚乙烯醇水溶液中混合交联剂而成的聚乙烯醇类粘接剂较佳。另外,对于由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜及由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜,在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂较佳。采用分散有金属化合物胶质的聚乙烯醇类粘接剂的理由是为了防止产生后述的裂纹这样的缺陷。另外,由于在由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜一侧未产生裂纹,因此,不必采用分散有金属化合物胶质的聚乙烯醇类粘接剂。
作为本发明的分散于偏振光板的粘接剂中的金属化合物胶质,能够使用氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛等金属化合物胶质。其中,平均粒径为1nm~50nm的氧化铝胶质较佳。另外,粘接剂中的氧化铝的重量比较佳是,相对于聚乙烯醇类树脂100重量份而氧化铝为30重量份~150重量份。
本发明的偏振光板的粘接剂层的厚度为50nm~500nm较佳。
本发明的偏振光板在从偏振光板原料卷切出偏振光板时,利用激光切断加工外周端面。由激光切断加工后的端面是在熔融一次之后凝固的面,因此,与切削加工面不同,端面平缓,无法看到尖锐的峰、谷。在这样的平缓的端面中几乎不存在成为微小裂纹的诱因的部位,因此,即使偏振光板翘曲或者内部的水分膨胀,与切削加工面相比也难以产生微小裂纹。因此,本发明的偏振光板对于温度变化的耐久性较高。
下面,作为本发明的偏振光板的代表性的实施例,对在一对偏振元件保护膜中的一方中采用由透明的降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜、在其另一方中采用由透明的降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜的偏振光板进行说明。
实施例
图1是本发明一个实施例的偏振光板10的示意图。另外,图2是本发明的偏振光板10的端面的、从图1中的箭头方向看到的截面的示意图。偏振光板10是利用激光切断从偏振光板的原料卷被切出的。偏振光板10的构造利用由透明的三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜11(厚度80μm)、由聚乙烯醇类树脂构成的粘接剂层12(厚度130nm)、偏振元件13(厚度60μm)、在聚乙烯醇类粘接剂中分散有金属化合物胶质而成的粘接剂层14(厚度130nm)、由透明的三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜15(厚度40μm)构成。由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜11的透湿度为750g/m2·24h,由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜15的透湿度为10g/m2·24h(透湿度的测定采用JIS Z 0208“防湿包装材料的透湿度试验方法”)。另外,粘接剂层12、粘接剂层14的厚度为50nm~500nm较佳。
粘接剂层14含有聚乙烯醇类树脂、交联剂及金属化合物胶质。作为金属化合物胶质,能够使用氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛等金属化合物胶质。特别是其中,将氧化铝(alumina)粒子胶态分散于水中较佳。氧化铝粒子的适当的平均粒径为1nm~50nm。另外,胶质中的氧化铝粒子的平均粒径利用粒径分布计(日机装公司制,ナイトラツク(Nanotrac)UPA150)、以动态光散射法测定。另外,粘接剂层14中的氧化铝的较佳的重量比是,相对于聚乙烯醇类树脂100重量份而氧化铝为30重量份~150重量份。
采用在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂层14的目的是为了防止产生被称作凹凸的缺陷。如果以不含有金属化合物胶质的、由聚乙烯醇类树脂构成的粘接剂层12将偏振元件13和由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜15粘接,则有时会在偏振元件13与偏振元件保护膜15的边界产生被称作凹凸的局部缺陷。产生有凹凸的部分在安装于液晶面板时有可能看起来像折痕那样非常显眼造成外观不良。因此,需要防止产生凹凸,但根据本案申请人的研究,通过借助在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂层14将偏振元件保护膜15粘合于偏振元件13,能够抑制在偏振光板10中产生凹凸。
在偏振光板10中,将降冰片烯类树脂用作偏振元件保护膜15,但例如在将丙烯酸类树脂材料用作偏振元件保护膜的材料的情况下,有时也会产生凹凸。因此,相对于由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜,采用在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂层14较佳。但是,在采用由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜11的情况下不会产生凹凸,因此,不必在由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜11一侧采用在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂层14。
本发明的偏振光板10在从原料卷被切出时,其外周端面被激光切断。从上方照射于偏振光板10的原料卷的激光依次被偏振元件保护膜11、粘接剂层12、偏振元件13、粘接剂层14、偏振元件保护膜15吸收。利用吸收的激光能量将各膜熔融,切断偏振光板的原料卷。另外,在切断时,也可以相反地从偏振元件保护膜15一侧照射激光。
激光切断外周后的偏振光板10的切断面(外周端面)在图2所示的平缓的平坦面中,虽然在表面能看到出现平缓的微小凹凸16,但无法看到尖锐的峰、谷。在激光切断的情况下,端面(切断面)吸收激光而熔融,之后凝固,因此难以形成带有尖锐的尖的构造。但是,一般认为,由于根据部位而凝固的时机有微妙的不同,因此形成有平缓的微小凹凸16。偏振光板10的样品端面的、由光学式轮廓仪(表面粗糙度测定装置)获得的测定范围为20μm×20μm时的算术平均表面粗糙度Ra的测定值为222nm。
图3是偏振光板10的端面的、利用光学式轮廓仪获得的立体图像。立体图像的范围为横向120μm,纵向92μm,在画面中央部能看到微小凹凸16的谷的部分,在画面两端能看到峰的斜面部分。微小凹凸16的周期为150μm左右。无法看到表面非常平滑的、几μm周期的微细构造。一般认为其原因在于,表面层利用激光的热量熔融一次之后凝固。
图4是实施例中采用的偏振光板10的端面一部分的X方向(横向)和Y方向(纵向)的截面轮廓。在图4中,表面的凹凸与粗糙度是相关的,因此,测定范围为20μm×20μm时的算术平均表面粗糙度Ra为220nm。但是,由轮廓可明确,该算术平均表面粗糙度Ra被认为也是造成凹凸的原因之一。
图5是为了去除凹凸的影响而依据JIS B 0601 2001将去除量作为4μm地校正了凹凸后的轮廓。由图5可知,端面的算术平均表面粗糙度Ra极小,为10nm。在偏振光板10的端面,测定对另外3点校正了凹凸后的算术平均表面粗糙度Ra,结果为19nm、32nm、54nm。
此时使用的表面粗糙度测定装置是日本Veeco公司制光学式轮廓仪:Wyko NT3300(深度方向分辨率1nm、面内分辨率0.5μm),测定范围为20μm×20μm,测定模式是垂直扫描型干涉模式。另外,算术平均表面粗糙度Ra的定义依据JIS B 06012001“产品的几何特性规格(GPS)-表面性状:轮廓曲线方式-用语、定义及表面性状参数”。
通常,偏振光板在组装入液晶面板之后承受加热冷却的热过程。为了确认由此导致偏振光板产生不良的程度,以偏振光板单体进行加热冷却的加热循环试验,确认偏振光板单体的耐热循环性。
在因加热循环试验而偏振光板10劣化的情况下,有时会在偏振元件13中产生微小裂纹。典型的微小裂纹的宽度为1μm左右,长度最大为3mm左右。
图6表示本发明的偏振光板10的加热循环试验中的微小裂纹的产生率。加热循环的条件以[-35℃(1小时)·温度变化(5分钟)·+70℃(1小时)·温度变化(5分钟)]为1个循环,横轴是加热循环次数(0次循环、100次循环、200次循环、300次循环、400次循环),纵轴是微小裂纹的产生率(任意单位)。激光切断外周端面后的偏振光板10直到300次循环为止未产生微小裂纹,在400次循环第一次产生微小裂纹。
图7是用于激光切断偏振光板10的原料卷的激光切断装置20的概略图。使用激光切断装置20,利用激光切断从原料卷21切出液晶面板尺寸的矩形偏振光板。将由激光光源装置22振荡出的激光通过光纤23引导到聚光透镜24。在使焦点对准原料卷21而从聚光透镜24照射激光25时,照射位置26熔融,原料卷21被切断。在使激光25沿着与液晶面板相同尺寸的双点划线的矩形27移动时,切出液晶面板尺寸的偏振光板。
在利用激光25使原料卷21熔融时,在照射位置26的周围熔融的膜屑有时会飞散。在飞散的膜屑残存于偏振光板的表面时,有可能无法使用偏振光板。为了防止该状况,从围绕激光25的辅助气体喷嘴30吹出通过辅助气体管28供给的高压的辅助气体29而使其碰撞于照射位置26的周围。熔融的膜屑被辅助气体29吹飞,不会残存在偏振光板上。
从原料卷21切出偏振光板时的适当的激光切断条件的一个例子如下。激光的种类是二氧化碳激光器,波长为10.6μm,功率为约70W,振荡模式是脉冲振荡,振荡脉冲宽度为0.003秒,振荡脉冲间隔为0.02秒,因而占空比(duty rate)为15%,照射位置26的移动速度为20m/分钟~25m/分钟,激光束的直径为约170μm~约200μm,辅助气体29是干燥空气,辅助气体29的气压为约0.2MPa,辅助气体喷嘴30的直径为约2.6mm。
激光熔融屑利用辅助气体29被去除,不会残存在偏振光板的表面。另外,不会因冲切用刀具的切出而产生须状断裂片这样的异物。因此,不必在激光切断之后进一步精加工偏振光板的端面,从最初就能够以最终的外形尺寸进行激光切断。
激光切断装置20也能够用于采用由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜、由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜、及由丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜等各种偏振元件保护膜的任一偏振光板及其原料卷的切断。对于任一偏振光板,激光切断面均是图2所示的平缓的平坦面,无法在表面看到带有尖锐的尖的构造。因此,对于任一偏振光板,即使偏振光板弯曲或者内部水分膨胀,也均难以产生微小裂纹,相对于温度变化的耐久性较高。
比较例
图8是利用以往铣床的强力切削加工进行端面精加工后的偏振光板40的示意图。另外,图9是偏振光板40的端面的、从图8中的箭头方向看到的截面的示意图。该偏振光板40的构造与本发明的实施例的偏振光板10相同,其利用由三乙酰纤维素类树脂构成的偏振元件保护膜41(厚度80μm)、由聚乙烯醇类树脂构成的粘接剂42(厚度130nm)、偏振元件43(厚度60μm)、在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂层44(厚度130nm)、由降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜45(厚度40μm)构成。
如图8、图9所示,在利用强力切削加工进行端面精加工后的偏振光板40的端面存在许多个被认为是在强力切削加工时刀尖切削端面而成的痕迹的平行的槽46。槽46的周期为30μm左右,其截面形状由尖锐的峰和谷构成。偏振光板40端面的槽46部分的、利用光学式轮廓仪(表面粗糙度测定装置)获得的算术平均表面粗糙度Ra的测定值为272nm。此时使用的表面粗糙度测定装置与本发明的偏振光板10时相同,是日本Veeco公司制光学式轮廓仪:Wyko NT3300(深度方向分辨率1nm、面内分辨率0.5μm),测定范围为20μm×20μm,测定模式是垂直扫描型干涉模式。另外,算术平均表面粗糙度Ra的定义也同样依据JIS B 0601 2001“产品的几何特性规格(GPS)-表面性状:轮廓曲线方式-用语、定义及表面性状参数”。
图10是进行强力切削加工后的偏振光板40的端面的、利用光学式轮廓仪获得的立体图像。该立体图像的范围为横向120μm,纵向92μm,其中能倾斜地看到3条~4条周期为30μm左右的槽46。除这样的较大的槽46之外,也能在整个表面中看到尺寸为几μm的粗糙的微细构造。一般认为,这是由于偏振光板40端面的表面层在强力切削加工时被机械剥离而产生的。在进行激光切断后的本发明的偏振光板10中无法看到这些槽46、微细构造。
图11是比较例中采用的偏振光板端面的一部分的X方向(横向)和Y方向(纵向)的截面轮廓。在图11中,表面的凹凸与粗糙度相关,因此,测定范围为20μm×20μm的算术平均表面粗糙度Ra为280nm。根据该截面轮廓,在算术平均表面粗糙度Ra中凹凸和粗糙度中哪一个为主并不明确。
图12是为了去除凹凸的影响而依据JIS B 0601 2001将去除量作为4μm地校正膨胀后的轮廓。由图12可知,端面的算术平均表面粗糙度Ra为130nm。在比较例中也测定另外3点,结果,算术平均表面粗糙度Ra为157nm、179nm、230nm。
图13表示强力切削加工端面后的以往偏振光板40的加热循环试验中的微小裂纹的产生率。加热循环的条件与本发明的偏振光板10相同,以[-35℃(1小时)·温度变化(5分钟)·+70℃(1小时)·温度变化(5分钟)]为1个循环,横轴是加热循环次数(0次循环、100次循环、200次循环、300次循环、400次循环),纵轴是微小裂纹47的产生率(任意单位)。
如图13所示,即使是强力切削加工端面后的以往偏振光板40,直到100次循环为止也未产生微小裂纹,但在200次循环产生微小裂纹。而且,微小裂纹产生率从300次循环到400次循环大致直线性地增加。根据本案发明人的研究,如图8、图9所示,微小裂纹47倾向于从槽46的谷部分开始产生。一般认为其原因在于,在槽46的谷部分集中残存由切削产生的变形应力,因热应变(stress)以槽46的谷为起点生长微小裂纹47。微小裂纹47的典型尺寸是,宽度为1μm左右,长度最大为3mm左右。
实施例与比较例的比较研究
对偏振光板的端面的算术平均表面粗糙度Ra进行比较。在未校正凹凸的情况下,以往的强力切削加工的偏振光板40的算术平均表面粗糙度Ra为272μm。另一方面,本发明的激光切断的偏振光板10的算术平均表面粗糙度Ra为222μm。因而,一般认为在Ra=250nm附近存在微小裂纹的产生率的阈值。即,一般认为,在算术平均表面粗糙度Ra为250nm以下时,微小裂纹的产生率降低,在算术平均表面粗糙度Ra大于250nm时,微小裂纹的产生率升高。
在校正了凹凸的情况下,以往的强力切削加工的偏振光板40的算术平均表面粗糙度Ra为130nm、157nm、179nm、230nm,另一方面,本发明的激光切断的偏振光板10的算术平均表面粗糙度Ra为10nm、19nm、32nm、54nm。因而,一般认为在Ra=70nm附近存在微小裂纹的产生率的阈值。即,一般认为,在校正了凹凸的情况下,在算术平均表面粗糙度Ra为70nm以下时,微小裂纹的产生率降低,在算术平均表面粗糙度Ra大于70nm时,微小裂纹的产生率升高。
在认为偏振光板的厚度、即测定范围的全长为约100μm时,偏振光板端面的算术平均表面粗糙度Ra的测定范围不会窄到20μm×20μm,是较佳的。
但是,若考虑到微小裂纹产生的机理,则不仅是表面粗糙度Ra的值、是否存在槽46也会对微小裂纹的产生给予重要的影响。在以往的强力切削加工的偏振光板40中,由尖锐的峰和谷构成的槽46中残存的变形应力较大,一般认为其会成为诱因而产生微小裂纹47。另一方面,在本发明的激光切断的偏振光板10中,在端面无法看到由尖锐的峰和谷构成的槽,仅存在平缓的微小凹凸16,因此,一般认为几乎不存在残存的变形应力。因此,推测为难以产生微小裂纹。因而,通过假定以往的强力切削加工的偏振光板40的表面粗糙度Ra稍稍大于阈值250nm,本发明的激光切断的偏振光板10端面的表面粗糙度Ra只要稍稍小于阈值250nm,则即使两者的表面粗糙度Ra的值之差很小,也能预测本发明的激光切断的偏振光板10几乎难以产生微小裂纹。
如图6所示,本发明的进行了激光切断后的偏振光板10直到300次循环为止未产生微小裂纹,在400次循环第一次产生微小裂纹。另一方面,如图13所示,在以往的强力切削加工后的偏振光板40中,从200次循环开始产生微小裂纹。因而,虽是相同的材料构成,但通过激光切断端面,能够将加热循环寿命延长约2倍。另外,由于该效果是因端面的表面在熔融一次之后凝固而获得的,因此,并不限定于激光切断。
在本发明的激光切断端面后的偏振光板10中,在直到400次循环为止才产生微小裂纹,但无法看到产生部位集中在与表面形状相关联的特定位置的情形。一般认为,由于在激光切断面中表面在熔融一次之后凝固,因此,表面形状平缓,不存在应力集中部位。激光切断是形成熔融之后凝固的表面的一个方法,由于只要形成在熔融之后凝固的表面就能获得本发明的效果,因此,形成方法并不限定于激光切断。

Claims (10)

1.一种偏振光板,其特征在于,
具有偏振元件和透明的一对偏振元件保护膜,上述一对偏振元件保护膜借助粘接剂层分别粘合层叠于上述偏振元件的两个主面,该偏振光板的外周端面的表面是在熔融之后凝固而形成的面。
2.根据权利要求1所述的偏振光板,其特征在于,
在使测定范围为20μm×20μm时,上述端面的算术平均表面粗糙度Ra为250nm以下。
3.根据权利要求1所述的偏振光板,其特征在于,
在使测定范围为20μm×20μm、并校正了凹凸时,上述端面的算术平均表面粗糙度Ra为70nm以下。
4.根据权利要求1所述的偏振光板,其特征在于,
上述一对偏振元件保护膜中的至少一方的透湿度为5g/m2·24h~200g/m2·24h。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振光板,其特征在于,
上述一对偏振元件保护膜中的至少一方是由透明的降冰片烯类树脂构成的偏振元件保护膜。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振光板,其特征在于,
上述一对偏振元件保护膜中的至少一方是由透明的丙烯酸类树脂构成的偏振元件保护膜。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的偏振光板,其特征在于,
上述粘接剂层的厚度为50nm~500nm。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的偏振光板,其特征在于,
上述粘接剂层是在聚乙烯醇类粘接剂中分散金属化合物胶质而成的粘接剂层。
9.根据权利要求7所述的偏振光板,其特征在于,
上述粘接剂层包含聚乙烯醇类树脂、交联剂及金属化合物胶质,上述金属化合物胶质是平均粒径为1nm~50nm的氧化铝胶质,上述粘接剂层中的上述氧化铝的重量比是,相对于上述聚乙烯醇类树脂100重量份而氧化铝为30重量份~150重量份。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的偏振光板,其特征在于,
上述外周端面是利用激光被切断加工而成的。
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