CN116097927A - 偏振片、带相位差层的偏振片、以及包含该偏振片或该带相位差层的偏振片的图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供即便在热冲击试验等严酷环境下也抑制了裂纹产生的偏振片。本发明的偏振片具有起偏器和配置于起偏器的至少一侧上的保护层，起偏器端面的基于ISO 25178的表面粗糙度Sdr为12％以上。一个实施方式中，起偏器的厚度为20μm以下。一个实施方式中，偏振片具有除矩形以外的异形。本发明的带相位差层的偏振片包含上述偏振片和相位差层，相位差层配置于起偏器的与配置有保护层一侧相反的一侧上。

Description

偏振片、带相位差层的偏振片、以及包含该偏振片或该带相位差层的偏振片的图像显示装置
技术领域
本发明涉及偏振片、带相位差层的偏振片、以及包含该偏振片或该带相位差层的偏振片的图像显示装置。
背景技术
在液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置等图像显示装置中，由于其图像形成方式，很多情况下在图像显示单元的至少一侧上配置有偏振片。图像显示装置被用在以电视、智能手机、个人计算机监视器、数码相机为代表的广泛用途中，可见其用途进一步地扩大。作为这种用途，例如可举出车载用途。具体地说，图像显示装置可以被用在配设于汽车的仪表面板或中央控制台的各种测量仪表或者导航系统等的显示部中。在这种车载用途中，对偏振片要求在高温、高湿等严酷环境下的持久性。另外，随着图像显示装置的使用方式的多样化，在车载以外的用途中，也对偏振片要求提高在高温、高湿等严酷环境下的持久性。但是，偏振片(实质上是偏振片中包含的起偏器)具有在严酷环境下容易产生裂纹的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-102353号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明为了解决上述现有的技术问题而完成，其主要目的在于提供即便在热冲击试验等严酷环境下也抑制了裂纹产生的偏振片。
用于解决技术问题的手段
本发明实施方式的偏振片具有起偏器和配置于所述起偏器的至少一侧上的保护层，所述起偏器端面的基于ISO 25178的表面粗糙度Sdr为12％以上。
一个实施方式中，上述表面粗糙度Sdr为20％以上。
一个实施方式中，上述起偏器的厚度为20μm以下。
一个实施方式中，上述偏振片的长边的长度为200mm以上。
一个实施方式中，上述偏振片具有除矩形以外的异形。一个实施方式中，上述异形选自贯穿孔、V字缺口、U字缺口、俯视时为近似于船形的形状的凹部、俯视时为矩形的凹部、俯视时为近似于浴缸形状的R形状的凹部、以及它们的组合。
一个实施方式中，在从上述起偏器端面至面方向内侧的8μm～500μm的位置上形成有消偏振区域。
一个实施方式中，上述偏振片的在将于-40℃下保持30分钟后在85℃下保持30分钟的操作循环进行100次的热冲击试验中产生的裂纹的平均长度为400μm以下。
根据本发明的另一个方面，提供一种带相位差层的偏振片。所述带相位差层的偏振片包含上述偏振片和相位差层，上述相位差层配置于上述起偏器的与配置有上述保护层一侧相反的一侧上。
根据本发明的又一个方面，提供一种图像显示装置。上述图像显示装置包含上述偏振片或上述带相位差层的偏振片。
根据本发明的再一个方面，提供一种偏振片的制造方法。上述制造方法包含以下步骤：将偏振片多张重叠而形成工件；以及使用选自端铣刀、锉刀、及它们组合中的一者使所述工件的外周面变得粗糙，使所述偏振片的起偏器端面的基于ISO 25178的表面粗糙度Sdr为12％以上。
发明效果
根据本发明的实施方式，通过使起偏器端面的表面粗糙度Sdr为规定值以上(即，通过将起偏器端面粗糙化至规定的程度以上)，可以实现即便是在热冲击试验等严酷环境下也抑制了裂纹产生的偏振片。
附图说明
图1为本发明一个实施方式的偏振片的示意截面图。
图2为说明本发明实施方式的偏振片中的异形或异形加工部之一例的示意俯视图。
图3为说明本发明实施方式的偏振片中的异形或异形加工部的变形例的示意俯视图。
图4为说明本发明实施方式的偏振片中的异形或异形加工部的再一个变形例的示意俯视图。
图5为说明本发明实施方式的偏振片中的异形或异形加工部的又一个变形例的示意俯视图。
图6为本发明一个实施方式的带相位差层的偏振片的示意截面图。
图7为说明本发明实施方式的偏振片的制造方法中的端面加工的大致情况的示意立体图。
图8为用于说明本发明实施方式的偏振片的制造方法中的端面加工中可以使用的具有螺旋刃的端铣刀的结构的示意图。
图9为用于说明本发明实施方式的偏振片的制造方法中的端面加工中可以使用的锉刀的结构的示意图。
图10为用于说明图9的锉刀的锉身部的凹凸深度及间距的主要部分示意截面图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不受这些实施方式所限定。
A偏振片
A-1.偏振片的整体构成
图1为本发明一个实施方式的偏振片的示意截面图。图示例的偏振片100具有起偏器10和配置于起偏器10的一侧(图示例中为可视侧)上的保护层(可视侧保护层)20。还可以根据目的，在起偏器10的与保护层20相反的一侧上设置有另外的保护层(内侧保护层，未图示)。另外，还可以根据目的仅设置内侧保护层。偏振片可作为图像显示装置的可视侧偏振片使用，还可以作为背面侧偏振片使用。
本发明的实施方式中，起偏器10端面的表面粗糙度Sdr为12％以上，优选为14％以上，更优选为20％以上，进一步优选为25％以上，特别优选为30％以上。表面粗糙度Sdr例如可以为98％以下。若表面粗糙度Sdr为这种范围，则可获得即便是在热冲击试验等严酷环境下(代表性地为温度变化剧烈的环境下)也抑制了裂纹产生的偏振片。更详细地说，具有这种表面粗糙度Sdr的端面是指粗糙化至规定的程度以上。本发明人们发现，在规定尺寸以上的偏振片中，在热冲击试验时易产生裂纹，对所述裂纹的抑制反复试验的结果发现，通过使起偏器端面的表面粗糙度Sdr为规定值以上，可以解决裂纹的技术问题，进而完成本发明。根据本发明的实施方式，当然在规定尺寸以下的偏振片中也可抑制裂纹。通常，在将起偏器(偏振片)的端面按照表面变得平滑的方式进行精细加工(切削加工)时，根据本发明的实施方式，通过与本技术领域的技术常识为相反方向的技术思想，可以抑制起偏器在严酷环境下产生的裂纹。此外，表面粗糙度Sdr是基于ISO 25178的界面的展开面积比。表面粗糙度Sdr是使平坦面作为100％时的表面积的增加率，例如可以利用使用了激光显微镜的非接触式(光探针)方法进行测定。
偏振片在一个实施方式中在起偏器端面附近形成有消偏振区域。消偏振区域形成在从起偏器端面至面方向内侧的优选为8μm～500μm的位置上。消偏振区域更优选形成在从起偏器端面至面方向内侧为35μm以上、进一步优选为50μm以上、特别优选为70μm以上的位置上。另一方面，消偏振区域更优选形成在从起偏器端面至面方向内侧为400μm以下、进一步优选为250μm以下、再进一步优选为110μm以下的位置上。通过在从起偏器端面至面方向内侧的8μm以上(更优选为35μm以上)的位置上形成消偏振区域，可以进一步抑制起偏器在严酷环境下的裂纹。另一方面，若形成消偏振区域的位置从起偏器端面开始至面方向的内侧500μm为止，则在将偏振片应用于图像显示装置中时，不会对显示特性造成实质性的不良影响。形成这种消偏振区域所带来的效果是为了实现上述规定的表面粗糙度Sdr而将起偏器端面粗糙化的结果获得的发现，是无法预期的优异效果。
偏振片例如在将于-40℃下保持30分钟后在85℃下保持30分钟的操作循环进行100次的热冲击试验中产生的裂纹的平均长度优选为400μm以下，更优选为300μm以下，进一步优选为200μm以下，特别优选为150μm以下。所述裂纹的平均长度越小越优选，例如可以是零。当然不产生裂纹本身是优选的，但假使产生了裂纹时，相比较于会产生多个短裂纹，产生规定比例的规定长度以上的裂纹会更多地导致偏振片整体的破裂、缺口等。理论上虽不清楚，但根据本发明的实施方式，通过使起偏器端面的表面粗糙度Sdr为规定值以上，可以抑制裂纹本身的产生，即便是假设产生了裂纹时，也可以减小规定长度以上的裂纹的比例，使平均长度为上述范围。结果，可以抑制偏振片整体的破裂、缺口等。
具有上述表面粗糙度Sdr的端面可以利用任意适当的方法形成。作为形成方法的具体例子，可举出利用锉刀进行的摩擦或切削、利用端铣刀进行的切削。锉刀例如可以是旋转磨石。锉刀的粒度号例如可以为#60以上，优选为#100以上，更优选为#200以上。锉刀的粒度号例如可以为#2000以下，优选为#1200以下，更优选为#800以下。锉刀在粒度号小(目数大)时，可以容易地增大Sdr。另一方面，粒度号大(目数小)时，由于几乎可以自动地实现规定值以上的Sdr，因此控制其它条件(例如转速)的必要性减小。从能够容易地增大Sdr的观点和难以产生裂纹的观点出发，锉刀的粒度号优选为#200～#800的范围，更优选为#250～#550的范围。粒度号可以通过金刚石粒子的大小等进行调整。进而，通过使用锉刀进行切削，可以良好地形成消偏振区域。通过加粗锉刀或者加快转速(rpm)，可以良好地形成上述消偏振区域。端铣刀的直径越大越优选。端铣刀的直径例如为6mm以上，例如可以为10mm以上。端铣刀切削中的端铣刀的转速可以根据端铣刀的直径进行变化。端铣刀的转速例如可以为25000rpm以上，例如可以为30000rpm以上，例如可以为35000rpm以上。
偏振片的长边长度优选为200mm以上，更优选为250mm以上。长边长度的上限并无特别限定，例如为2000mm以下，例如为1500mm以下，例如为1000mm以下。本说明书中“偏振片的长边”是指偏振片为矩形时是指如文字所述的长边，例如为椭圆形时是指长径，为对应于后述图4或图5所示汽车的仪表盘的形状时，是指最长部分的长度。当偏振片为矩形时，短边的长度优选为50mm以上，更优选为100mm以上。短边长度的上限并无特别限定，例如为1500mm以下，例如为1000mm以下，例如为500mm以下。本发明人们如上所述发现在规定尺寸以上的偏振片中，在热冲击试验时易于产生裂纹，通过本发明实施方式的构成而解决了所述技术问题。
一个实施方式中，偏振片具有除矩形以外的异形。本说明书中“具有除矩形以外的异形”是指偏振片的俯视形状具有除矩形以外的形状。异形代表性地是进行了异形加工的异形加工部。因此，“具有除矩形以外的异形的偏振片”(以下有时称作“异形偏振片”)不仅限于异形偏振片整体(即规定偏振片的俯视形状的外缘)为矩形的情况，还包含在从矩形偏振片的外缘向内侧离开的部分上形成有异形加工部的情况。偏振片中，当在这种异形加工部容易产生裂纹时，根据本发明的实施方式，可以抑制这种裂纹。
作为异形(异形加工部)，例如可举出如图2及图3所示将角落部去角成R形状者、贯穿孔、俯视时变为凹部的切削加工部。作为凹部的代表例子，可举出近似于船形的形状、矩形、近似于浴缸形状的R形状、V字缺口、U字缺口。作为异形(异形加工部)的另外的例子，可举出如图4及图5所示对应于汽车仪表盘的形状。所述形状包含外缘形成为沿着仪表指针的旋转方向的圆弧状、且外缘在面方向内侧呈凸的V字形状(包含R形状)的部位。当然异形(异形加工部)的形状并不限于图示例。例如，贯穿孔的形状除了图示例的大致圆形以外，还可以根据目的采用任意适当的形状(例如椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、八边形)。另外，贯穿孔根据目的设置在任意适当的位置上。贯穿孔如图3所示，可以设置在矩形状偏振片的长度方向端部的大致中央部，还可以设置在长度方向端部的规定位置上，还可以设置在偏振片的角落部；虽未图示，也可以设置在矩形状偏振片的宽度方向端部；如图4或图5所示，还可以设置在异形偏振片的中央部。如图3所示，可以设置多个贯穿孔。进而，还可以根据目的适当组合图示例的形状。例如，可以在图2的异形偏振片的任意位置上形成贯穿孔；还可以在图4或图5的异形偏振片的外缘的任意适当的位置上形成V字缺口及/或U字缺口。具有上述表面粗糙度Sdr的端面可以是矩形部分的端面，也可以是异形(异形加工部)的端面。
异形(异形加工部)可以利用任意适当的方法形成。作为形成方法的具体例子，可举出利用端铣刀进行的切削、利用Thomson刀或Pinnacle(注册商标)刀等冲裁刀进行的冲裁、利用激光照射进行的切断。这些方法还可以组合。
偏振片如上所述，即便是在热冲击试验那样严酷的环境下(代表性地是温度变化剧烈的环境下)仍可抑制裂纹产生。因此，偏振片可优选用于易放置在严酷环境下的车载用途的图像显示装置中。进而，当偏振片具有异形时，这种异形偏振片代表性地可优选用在汽车的仪表盘、导航系统等的图像显示装置中。此外可知，上述记载并不妨碍将偏振片用于除车载用途以外的用途中。
A-2.起偏器
起偏器代表性地由包含二色性物质的PVA系树脂膜构成。例如，形成起偏器的树脂膜可以是单层的树脂膜，也可以是两层以上的层叠体。
作为由单层的树脂膜构成的起偏器的具体例子，可举出对聚乙烯醇(PVA)系膜、部分缩甲醛化PVA系膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜实施了利用碘或二色性染料等二色性物质进行的染色处理及拉伸处理的起偏器；PVA的脱水处理物或聚氯乙烯的脱氯化氢处理物等多烯系取向膜等。出于光学特性优异的原因，优选使用用碘将PVA系膜染色并进行单轴拉伸而获得的起偏器。
上述利用碘进行的染色例如通过将PVA系膜浸渍在碘水溶液中来进行。上述单轴拉伸的拉伸倍率优选为3～7倍。拉伸可以在染色处理后进行，还可以一边染色一边进行。另外，还可以在拉伸后进行染色。根据需要对PVA系膜实施溶胀处理、交联处理、洗涤处理、干燥处理等。例如，通过在染色前将PVA系膜浸渍于水中进行水洗，不仅可以洗涤PVA系膜表面的污垢或者抗粘连剂，还可以使PVA系膜溶胀而防止染色不均等。
作为使用层叠体所获得的起偏器的具体例子，可举出使用树脂基材与层叠于所述树脂基材上的PVA系树脂层(PVA系树脂膜)的层叠体或者树脂基材与涂布形成于所述树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体所获得的起偏器。使用树脂基材与涂布形成于所述树脂基材上的PVA系树脂层的层叠体所获得的起偏器例如可如下制作：将PVA系树脂溶液涂布在树脂基材上并将其干燥，在树脂基材上形成PVA系树脂层，获得树脂基材与PVA系树脂层的层叠体；对所述层叠体进行拉伸及染色，将PVA系树脂层制成起偏器。本实施方式中，优选在树脂基材的单侧上形成包含卤化物和聚乙烯醇系树脂的聚乙烯醇系树脂层。拉伸代表性地包含将层叠体浸渍于硼酸水溶液中并进行拉伸。进而，拉伸还可以根据需要在硼酸水溶液中的拉伸之前进一步包含在高温(例如95℃以上)下对层叠体进行空中拉伸。进而，本实施方式中，优选将层叠体供至通过一边在长度方向上搬运一边进行加热、使其在宽度方向上收缩2％以上的干燥收缩处理。代表性地，本实施方式的制造方法包含依次对层叠体实施空中辅助拉伸处理、染色处理、水中拉伸处理和干燥收缩处理。通过导入辅助拉伸，即便是在热塑性树脂上涂布PVA时，也可提高PVA的结晶性，可以实现高的光学特性。另外，通过同时事先提高PVA的取向性，在之后的染色工序或拉伸工序中浸渍于水中时，也可防止PVA取向性的降低或者溶解等问题，可以实现高的光学特性。进而，在将PVA系树脂层浸渍于液体中时，与PVA系树脂层不含卤化物时相比，可抑制聚乙烯醇分子的取向混乱以及取向性的下降。由此，可以提高经过染色处理及水中拉伸处理等将层叠体浸渍于液体中进行的处理工序所获得的起偏器的光学特性。进而，通过利用干燥收缩处理使层叠体在宽度方向上收缩，可以提高光学特性。所得树脂基材/起偏器的层叠体可以直接使用(即可以将树脂基材作为起偏器的保护层)，也可以将树脂基材从树脂基材/起偏器的层叠体上剥离，在所述剥离面上层叠根据目的的任意适当的保护层来使用。这种起偏器的制造方法的详细情况例如记载于日本特开2012-73580号公报、日本专利第6470455号中。将这些公报的全部记载作为参考引用在本说明书中。
起偏器的厚度优选为20μm以下，更优选为1μm～15μm，进一步优选为3μm～12μm，特别优选为3μm～10μm。起偏器的厚度为这种范围时，可以良好地抑制加热时的卷缩，并可获得良好的加热时的外观持久性。
起偏器优选在波长380nm～780nm中的任一个波长下显示吸收二色性。起偏器的单体透过率优选为41.5％～46.0％，更优选为43.0％～46.0％，进一步优选为44.5％～46.0％。起偏器的偏光度优选为97.0％以上，更优选为99.0％以上，进一步优选为99.9％以上。
A-3.保护层
可视侧保护层20及内侧保护层(存在时)分别由可作为起偏器的保护层使用的任意适当的膜形成。作为成为所述膜的主成分的材料的具体例子，可举出三醋酸纤维素(TAC)等纤维素系树脂，聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、醋酸酯系等透明树脂等。另外，还可以举出(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热固化型树脂或紫外线固化型树脂等。另外，例如还可举出硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。另外，还可以使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)所记载的聚合物膜。作为该膜的材料，例如可以使用含有侧链具有取代或未取代的酰亚胺基的热塑性树脂和侧链具有取代或未取代的苯基及腈基的热塑性树脂的树脂组合物，例如可举出具有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。所述聚合物膜例如可以是上述树脂组合物的挤出成形物。
对可视侧保护层还可以根据需要实施硬涂处理、防反射处理、防粘处理、防眩处理等表面处理。进而/或者，根据需要还可以对可视侧保护层实施改善介由偏光太阳镜视认时的可视性的处理(代表性地赋予(椭)圆偏振光功能、赋予超高相位差)。通过实施这种处理，即便是在介由偏光太阳镜等偏光透镜视认显示画面时，也可实现优异的可视性。因此，偏振片及带相位差层的偏振片也可优选应用于可以在室外使用的图像显示装置中。
可视侧保护层的厚度优选为10μm～50μm、更优选为15μm～35μm。此外，实施有表面处理时，可视侧保护层的厚度是包含表面处理层厚度在内的厚度。
内侧保护层(存在时)在一个实施方式中优选是光学各向同性的。本说明书中“光学各向同性”是指面内相位差Re(550)为0nm～10nm、厚度方向的相位差Rth(550)为-10nm～+10nm。另外的保护层的厚度优选为5μm～80μm、更优选为10μm～40μm、进一步优选为10μm～30μm。本发明的实施方式中，可以优选地将内侧保护层省略。
B.带相位差层的偏振片
B-1.带相位差层的偏振片的整体构成
将相位差层一体化在上述A项的偏振片上，可以构成带相位差层的偏振片。因此，本发明的实施方式也包含带相位差层的偏振片。带相位差层的偏振片中设置的相位差层的数量、光学特性(例如折射率特性、面内相位差、Nz系数、光弹性系数)、组合、配置位置等可以根据目的适当设定。
图6为本发明一个实施方式的带相位差层的偏振片的示意截面图。图示例的带相位差层的偏振片200包含上述A项记载的偏振片100和相位差层120。图示例中，相位差层120从偏振片100侧开始依次包含第一相位差层121和第二相位差层122。图示例中，第一相位差层121代表性地为折射率特性显示nx>ny>nz关系的所谓负B板；第二相位差层122代表性地为折射率特性显示nz>nx>ny关系的所谓正B板。
带相位差层的偏振片还可以进一步包含其它的光学功能层。可设置于带相位差层的偏振片中的光学功能层的种类、特性、数量、组合、配置位置等可以根据目的进行适当设定。例如，带相位差层的偏振片还可以进一步具有导电层或带导电层的各向同性基材(均未图示)。导电层或带导电层的各向同性基材代表性地设置在第二相位差层122的外侧(与偏振片100相反的一侧)。导电层或带导电层的各向同性基材代表性地为根据需要设置的任意的层，也可以省略。此外，设置导电层或带导电层的各向同性基材时，带相位差层的偏振片可以应用于在图像显示单元(例如有机EL单元)与偏振片之间组装有触控传感器的所谓内触控面板型输入显示装置中。
带相位差层的偏振片可以是单片状，也可以是长条状。本说明书中，“长条状”是指相对于宽度、长度足够长的细长形状，包含例如相对于宽度、长度为10倍以上、优选为20倍以上的细长形状。长条状的带相位差层的偏振片可以卷绕成卷状。
B-2.第一相位差层
第一相位差层121如上所述是折射率特性显示nx>ny>nz关系的所谓负B板。通过设置这种相位差层，可以提高图像显示装置(特别是IPS模式的液晶显示装置)中的斜方向的对比度。
第一相位差层的面内相位差Re(550)优选为80nm～135nm，更优选为90nm～130nm，进一步优选为95nm～110nm。若面内相位差为这种范围，除了斜方向的对比度提高之外，正面对比度也可以提高。
第一相位差层的厚度方向相位差Rth(550)优选为110nm～160nm，更优选为130nm～150nm，进一步优选为135nm～140nm。若厚度方向相位差为这种范围，如上所述可以提高液晶显示装置的斜方向的对比度。
第一相位差层的Nz系数优选为1.20～1.90，更优选为1.25～1.50，进一步优选为1.28～1.40。若Nz系数为这种范围，如上所述可以提高液晶显示装置的斜方向的对比度。
一个实施方式中，第一相位差层可以通过对树脂膜进行拉伸处理来形成。具体地说，通过适当地选择树脂的种类、拉伸条件(例如拉伸温度、拉伸倍率、拉伸方向)、拉伸方法等，可以获得具有上述所希望的光学特性(例如折射率特性、厚度方向的折射率)的第一相位差层。作为构成树脂膜的树脂，可以采用任意适当的树脂。作为具体例子，可举出环烯烃系树脂(例如降冰片烯系树脂)、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂。
作为拉伸方法，例如可举出横向单轴拉伸、固定端双轴拉伸、逐次双轴拉伸。拉伸温度优选为135℃～165℃、进一步优选为140℃～160℃。拉伸倍率优选为1.2倍～3.2倍，进一步优选为1.3倍～3.1倍。
第一相位差层通过对树脂膜进行拉伸来形成时，其厚度优选为10μm～50μm，更优选为15μm～40μm，进一步优选为15μm～30μm。
在另外的实施方式中，第一相位差层可以由非液晶性聚合物的涂饰膜形成。作为非液晶性聚合物的具体例子，可举出聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺。这些物质可单独使用也可组合使用。其中，由于高透明性、高取向性、高拉伸性，因此特别优选聚酰亚胺。在该实施方式中，第一相位差层代表性地可通过在基材膜涂饰上述非液晶聚合物的溶液、将溶剂除去来形成。在所述形成方法中，优选进行用于赋予光学双轴性(nx>ny>nz)的处理(例如拉伸处理)。通过进行这种处理，可以可靠地对面内赋予折射率之差(nx>ny)。形成于基材膜上的第一相位差层可以代表性地转印至偏振片。此外，作为上述聚酰亚胺的具体例子和相位差层的形成方法的具体例子，可举出日本特开2004-46065号公报记载的聚合物及光学补偿膜的制造方法。此时，第一相位差层的厚度优选为0.1μm～10μm，更优选为0.1μm～8μm，进一步优选为0.1μm～5μm。
B-3.第二相位差层
第二相位差层122如上所述是折射率特性显示nz>nx>ny关系的所谓正B板。通过设置这种相位差层，可以优选地对起偏器的吸收轴进行补偿，可以充分地减小图像显示装置(特别是IPS模式的液晶显示装置)的斜方向的黑亮度。结果，可以提高斜方向的对比度。另外，可以减少斜方向的色移。
第二相位差层的面内相位差Re(550)优选为25nm～55nm，更优选为30nm～50nm，进一步优选为35nm～45nm。若面内相位差为这种范围，则除了斜方向的对比度提高之外，正面对比度也可以提高。
第二相位差层的厚度方向相位差Rth(550)优选为-105nm～-65nm，更优选为-100nm～-75nm，进一步优选为-90nm～-85nm。若厚度方向相位差为这种范围，则如上所述可以提高液晶显示装置的斜方向的对比度。
第二相位差层的Nz系数优选为-4.2～-1.5，更优选为-3.0～-2.1，进一步优选为-2.8～-2.4。若Nz系数为这种范围，如上所述可以提高液晶显示装置的斜方向的对比度。
第二相位差层代表性地由树脂膜构成。作为树脂膜的材料，代表性地可举出具有负双折射的树脂材料。作为树脂材料的具体例子，可举出改性聚烯烃系树脂、富马酸酯系树脂、马来酰亚胺系树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯系树脂。
第二相位差层的厚度优选为1μm～50μm，更优选为5μm～15μm。
C.图像显示装置
上述偏振片或带相位差层的偏振片可以应用于图像显示装置。因此，本发明的实施方式包含含这种偏振片或带相位差层的偏振片的图像显示装置。作为图像显示装置的代表例子，可举出液晶显示装置、电致发光(EL)显示装置(例如有机EL显示装置、无机EL显示装置)。本发明实施方式的图像显示装置在其可视侧具备上述A项记载的偏振片或B项记载的带相位差层的偏振片。带相位差层的偏振片按照相位差层变为图像显示单元(例如液晶单元、有机EL单元、无机EL单元)侧的方式(起偏器变为可视侧的方式)进行层叠。图像显示装置例如可以是IPS模式的液晶显示装置。图像显示装置优选具有除矩形以外的异形。这种图像显示装置中，本发明实施方式的效果显著。作为具有异形的图像显示装置的具体例子，可举出汽车的仪表盘、导航系统。
D.偏振片的制造方法
以下说明偏振片的制造方法的代表例。当然所述制造方法也可应用于带相位差层的偏振片。
D-1.工件的形成
首先形成工件。图7为说明本发明实施方式的偏振片的制造方法的端面加工的概略情况的示意立体图，该图中示出工件W。如图7所示，形成重叠有多张偏振片的工件W。工件W在一个实施方式中具有彼此相向的外周面1a、1b及与它们正交的外周面1c、1d。工件W优选利用夹紧机构(未图示)从上下夹紧。工件的总厚度例如为10mm～60mm。偏振片按照工件成为这种总厚度的方式进行重叠。构成工件的偏振片的张数可以随偏振片的厚度变化。偏振片的张数例如为50张～300张。夹紧机构(例如夹具)可以由软质材料构成，也可以由硬质材料构成。由软质材料构成时，其硬度(JIS A)优选为60°～80°。硬度过高时，有时会残留因夹紧机构导致的压痕。硬度过低时，由于夹具的变形会发生位置偏移，有时切削精度变得不足。
D-2.端面加工
接着，按照获得上述规定的表面粗糙度Sdr的方式，对工件(实质上为偏振片)的外周面进行端面加工。端面加工代表性地使用端铣刀及/或锉刀进行。以下，首先对端面加工中可以使用的端铣刀及锉刀进行说明，接着说明端面加工的具体步骤。
D-2-1.端铣刀的构成
端铣刀60代表性地如图7及图8所示具有螺旋刃。通过使用具有螺旋刃的端铣刀，可以增大表面粗糙度Sdr。具有螺旋刃的端铣刀60如图8所示，具有在工件W的层叠方向(铅直方向)上延伸的旋转轴61和作为以旋转轴61为中心进行旋转的主体的最外径构成的切削刃62。图示例中，切削刃62作为沿着旋转轴61扭转的最外径构成，示出了右刃右螺旋。切削刃62包含刀尖62a、前刀面62b和后刀面62c。切削刃62的刃数可以根据目的适当地设定。图示例中的切削刃为3片的构成，但刃数也可以是连续的1片，还可以是2片，还可以是4片，还可以是5片以上。端铣刀的刀角(图示例中的切削刃的螺旋角θ)优选为10°～40°，更优选为20°～30°。前刀角优选为15°～25°，余隙角优选为25°～35°。切削刃的后刀面优选经过粗面化处理。作为粗面化处理，可以采用任意适当的处理。作为代表例，可举出喷砂处理。通过对后刀面实施粗面化处理，可以抑制粘合剂附着在切削刃上，结果可抑制粘连。端铣刀的直径(外径)如上所述例如为6mm以上。端铣刀的切削刃的有效长度例如为10mm～60mm。此外，本说明书中“端铣刀的直径”是指从旋转轴61至刀尖62a的距离的2倍。
D-2-2.锉刀的构成
锉刀可以是所谓的旋转磨石。锉刀70代表性地如图9所示，具有在工件W的层叠方向(铅直方向)上延伸的旋转轴71和设置在以旋转轴71为中心进行旋转的主体表面上的锉身部72。锉身部72代表性地包含金刚石粒子。锉刀的直径(外径)例如可以为2mm～12mm。锉刀的有效长度(图示例的锉身部72的长度L)例如可以为10mm～100mm。图10为用于说明锉身部72的凹凸形状的要部示意截面图。锉身部72的凹凸的深度D例如为5μm～120μm。深度D的下限优选为8μm以上，更优选为15μm以上。深度D的上限优选为50μm以下，更优选为35μm以下。锉身部72的凹凸的间距P例如为5μm～250μm。间距P的下限优选为10μm以上，更优选为25μm以上。间距P的上限优选为100μm以下，更优选为60μm以下。
D-2-3.端面加工的具体步骤
D-2-3-1.利用端铣刀进行的加工
端面加工在一个实施方式中通过使端铣刀的切削刃抵接于工件W的外周面来进行。通过抵接于工件外周面的端铣刀进行旋转，进行切削，结果将所述外周面粗糙化，可以形成具有规定表面粗糙度Sdr的端面。端铣刀的转速如上所述例如为25000rpm以上。通过以高转速旋转具有大直径的端铣刀进行切削，可以形成具有规定表面粗糙度Sdr的端面。端铣刀的传送速度可根据端铣刀的直径、转速、所希望的表面粗糙度Sdr进行变化。端铣刀的传送速度例如可以为300mm/分钟～1000mm/分钟。端面加工可以是在单面持有端铣刀的状态下进行，也可以是在双面持有端铣刀的状态下进行。
D-2-3-2.利用锉刀进行的加工
端面加工在另一实施方式中通过使锉刀的锉身部抵接于工件W的外周面来进行。通过抵接于工件外周面的锉身部进行旋转，进行摩擦，结果将所述外周面粗糙化，可以形成具有规定表面粗糙度Sdr的端面。锉刀的转速例如为800rpm～20000rpm，优选为1000rpm～15000rpm，更优选为4000rpm～12000rpm。锉刀的传送速度可根据锉刀的直径、转速、所希望的表面粗糙度Sdr进行变化。锉刀的传送速度例如可以为300mm/分钟～1000mm/分钟。端面加工可以是在单面持有锉刀的状态下进行，也可以是在双面持有锉刀的状态下进行。
D-2-3-3.利用端铣刀和锉刀的组合进行的加工
端面加工在又一实施方式中组合进行利用端铣刀进行的加工和利用锉刀进行的加工。本实施方式的端面加工例如包含利用端铣刀进行的粗刨加工和利用锉刀进行的精细加工。这种两阶段的端面加工特别对具有异形的偏振片是有用的。例如，当对偏振片的外缘的异形进行端面加工时，利用冲裁刀由坯料将偏振片冲裁成规定形状，利用端铣刀等的切削手段对所述冲裁的偏振片进行粗刨加工，利用锉刀进行精细加工。通过利用端铣刀等进行切削加工，可以除去在冲裁时产生的裂纹(特别是异形加工部的裂纹)。锉刀的加工代表性地以围外周旋转1圈的方式进行。由锉刀的加工产生的刨削量例如为10μm～30μm。另外，例如当对偏振片的贯穿孔进行端面加工时，利用端铣刀形成预留孔，接着利用端铣刀将预留孔扩大至所希望的大小，利用锉刀对扩大的孔进行精细加工。锉刀的加工与上述同样，代表性地以围外周旋转1圈的方式进行，其刨削量例如为10μm～30μm。
实施例
以下，通过实施例具体地说明本发明，但本发明并不受这些实施例所限定。各特性的测定方法如下所述。此外，只要无特别说明，则实施例及比较例中的“份”及“％”为重量基准。
(1)厚度
10μm以下的厚度使用干涉膜厚计(大塚电子公司制、产品名“MCPD-3000”)测定。超过10μm的厚度使用数字千分尺(Anritsu公司制、产品名“KC-351C”)测定。
(2)表面粗糙度Sdr
根据ISO 25178的“非接触式(光探针)”评价方法进行测定。具体地说，使用激光显微镜(Olympus公司制、产品名“LEXT OLS 4000”)测定实施例、比较例及参考例中获得的带相位差层的偏振片中的起偏器端面的表面粗糙度。作为以平坦面为100％时的表面积的增加率(％)，算出表面粗糙度Sdr。
(3)消偏振区域
将实施例1、4及8～12中获得的偏振片和标准偏振片配置成正交尼科耳棱镜的状态，利用显微镜研究脱色状态。具体地说，测定从起偏器端部的脱色的大小(脱色量：μm)。作为显微镜使用Olympus公司制MX61L，由以倍率10倍拍摄的图像测定脱色量。将所述脱色量作为消偏振区域的大小。
(4)裂纹
介由丙烯酸系粘合剂层将实施例、比较例及参考例中获得的带相位差层的偏振片粘贴在玻璃板(厚度为1.1mm)上，作为试验样品。将该试验样品供至将于-40℃下保持30分钟后在85℃下保持30分钟的操作循环进行100次的热冲击试验，利用光学显微镜(倍率5倍)观察试验后的裂纹的产生状态。具体地说，研究裂纹的产生个数和长度(μm)。
[实施例1]
1.起偏器的制作
将厚度为45μm的聚乙烯醇膜在速度比不同的轧辊之间、在30℃、0.3％浓度的碘溶液中染色1分钟，同时拉伸至3倍。之后，在60℃、包含4％浓度的硼酸和10％浓度的碘化钾的水溶液中浸渍0.5分钟，同时拉伸至总拉伸倍率达到6倍。接着，在30℃、包含1.5％浓度的碘化钾的水溶液中浸渍10秒钟以进行洗涤后，在50℃下干燥4分钟，获得厚度为18μm的起偏器。
2.带相位差层的偏振片的制作
利用聚乙烯醇系粘接剂将HC-TAC膜(厚度为49μm)粘贴在上述获得的起偏器的一个面上。此外，HC-TAC膜是在三醋酸纤维素(TAC)膜(厚度为40μm)上形成有硬涂(HC)层(厚度为9μm)的膜，按照TAC膜成为起偏器侧的方式进行粘贴。进而，在起偏器的另一个面上依次粘贴作为第一相位差层的环状烯烃系膜(折射率特性：nx>ny>nz、面内相位差：116nm)、和作为第二相位差层的改性聚乙烯膜(折射率特性：nz>nx>ny、面内相位差：35nm)。粘贴使用紫外线固化型粘接剂。此外，按照第一相位差层的慢轴相对于起偏器的吸收轴为0°的角度、第二相位差层的慢轴相对于起偏器的吸收轴为90°的角度的方式进行粘贴。如此，获得带相位差层的偏振片。
3.端面加工
将上述获得的带相位差层的偏振片剪切出300mm×100mm的尺寸。此时，按照起偏器的吸收轴方向变为短边方向的方式进行剪切。利用端铣刀对剪切出的带相位差层的偏振片的端面进行切削加工。端铣刀的直径为10mm、转速为25000rpm、传送速度为500mm/分钟。切削加工后的起偏器端面的Sdr为18％。将进行了端面加工的带相位差层的偏振片供至上述(3)的评价。将结果示于表1中。
[实施例2～5及比较例1]
除了将端铣刀的直径、转速及传送速度按照表1所示那样进行变更以外，与实施例1同样地利用端铣刀对带相位差层的偏振片的端面进行切削加工。切削加工后的起偏器的端面的Sdr如表1所示。将经端面加工的带相位差层的偏振片供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
[实施例6]
利用端铣刀对与实施例1同样的带相位差层的偏振片的端面进行切削加工后，利用锉刀(旋转磨石、#60)进行1圈切削加工。旋转磨石的转速为1000rpm、传送速度为500mm/分钟。切削加工后的起偏器的端面的Sdr为30％。将经端面加工的带相位差层的偏振片供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
[实施例7及比较例2]
除了将旋转磨石的转速及传送速度按照表1所示那样进行变更以外，与实施例6同样地利用端铣刀对带相位差层的偏振片的端面进行切削加工后，利用旋转磨石进行1圈切削加工。切削加工后的起偏器的端面的Sdr如表1所示。将经端面加工的带相位差层的偏振片供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
[实施例8]
利用端铣刀对与实施例1同样的带相位差层的偏振片的端面进行切削加工后，利用锉刀(旋转磨石、#400)进行1圈切削加工。旋转磨石的转速为1000rpm、传送速度为500mm/分钟。切削加工后的起偏器的端面的Sdr为15％。将经端面加工的带相位差层的偏振片供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
[实施例9～12]
除了将旋转磨石的转速按照表1所示那样进行变更以外，与实施例8同样地利用旋转磨石对带相位差层的偏振片的端面进行切削加工。切削加工后的起偏器的端面的Sdr如表1所示。将经端面加工的带相位差层的偏振片供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
[实施例13]
利用端铣刀对与实施例1同样的带相位差层的偏振片的端面进行切削加工后，利用锉刀(旋转磨石、#1000)进行1圈切削加工。旋转磨石的转速为8000rpm、传送速度为500mm/分钟。切削加工后的起偏器的端面的Sdr为14％。将经端面加工的带相位差层的偏振片供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1中。
表1中，最上段的栏(评价项目栏)中的例如“1”表示长度为1μm以下的裂纹；例如“500”表示长度大于400μm且为500μm以下的裂纹。另外，例如“100”项目中的实施例1的“10”表示可看到10个长度大于1μm且为100μm以下的裂纹。
Figure BDA0004123878540000191
如表1可知，根据本发明的实施例，抑制了热冲击试验后的裂纹。进而，由参考例可知，裂纹是规定尺寸以上的偏振片及带相位差层的偏振片所特有的课题，在所谓的智能手机尺寸的偏振片及带相位差层的偏振片中并不会发生这种课题。
产业上的可利用性
本发明的偏振片可优选用于图像显示装置中，特别可优选用于易放置在严酷环境中的车载用途的图像显示装置中。作为这种图像显示装置，可举出汽车的仪表盘、导航系统。
符号说明
10 起偏器
20 保护层
100 偏振片
120 相位差层
121 第一相位差层
122 第二相位差层
200 带相位差层的偏振片

Claims (11)

1.一种偏振片，其具有起偏器和配置于所述起偏器的至少一侧上的保护层，所述起偏器端面的基于ISO 25178的表面粗糙度Sdr为12％以上。
2.根据权利要求1所述的偏振片，其中，所述表面粗糙度Sdr为20％以上。
3.根据权利要求1或2所述的偏振片，其中，所述起偏器的厚度为20μm以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的偏振片，其长边的长度为200mm以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的偏振片，其具有除矩形以外的异形。
6.根据权利要求5所述的偏振片，其中，所述异形选自贯穿孔、V字缺口、U字缺口、俯视时为近似于船形的形状的凹部、俯视时为矩形的凹部、俯视时为近似于浴缸形状的R形状的凹部、以及它们的组合。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的偏振片，其中，在从所述起偏器端面至面方向内侧的8μm～500μm的位置上形成有消偏振区域。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的偏振片，其中，在将于-40℃下保持30分钟后在85℃下保持30分钟的操作循环进行100次的热冲击试验中产生的裂纹的平均长度为400μm以下。
9.一种带相位差层的偏振片，其包含权利要求1～8中任一项所述的偏振片和相位差层，所述相位差层配置于所述起偏器的与配置有所述保护层一侧相反的一侧上。
10.一种图像显示装置，其具备权利要求1～8中任一项所述的偏振片或权利要求9所述的带相位差层的偏振片。
11.一种偏振片的制造方法，其包含以下步骤：
将偏振片多张重叠而形成工件；以及
使用选自端铣刀、锉刀、及它们组合中的一者使所述工件的外周面变得粗糙，使所述偏振片的起偏器端面的基于ISO 25178的表面粗糙度Sdr为12％以上。
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