专利名称：层叠片及其加工方法及装置、光学元件、图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种层叠片的切削加工方法以及切削加工装置、通过该方法切削成的层叠片、具备该层叠片的光学元件、搭载了该层叠片或该光学元件的图像显示装置，特别是在作为层叠片使用偏振片时尤其有用。
背景技术：
偏振片作为液晶显示装置(下面，有时简称为LCD)的构成部件而被广泛使用，近年来，对它的需要正在急剧增加。另外，具备了光学补偿功能或亮度改善功能等的高附加值的偏振片的使用也在增加，对显示品质的要求也有进一步升高的趋势。作为偏振片，一般使用的是，在由吸附了碘或二色性染料的具有取向性的聚乙烯醇类薄膜所构成的偏振薄膜的两个面上，层叠三乙酸纤维素等保护薄膜而成的材料。另外，根据目的，也可以使用借助粘合剂或胶粘剂层叠具有光学补偿功能或亮度改善功能的薄膜而成的材料。
若要将这种偏振片安装在LCD的面板上，有必要加工成规定的形状以及尺寸。一般，对于长条状的层叠片(如，由光学薄膜层和粘合层形成，有时也称为层叠薄膜)的原材料，使用冲切用刀切割成矩形。该层叠片沿单向或双向被施以拉伸加工，而切割操作是根据规定的目的进行的，与该拉伸方向无关。但是，在经切割的层叠片的切割面上有时会出现纤维状(胡须状)断裂片。另外，在具有粘合层的情况下，因切割时的压力，粘合剂有可能溢出来。这种断裂片的出现和粘合剂的溢出是后工序中质量下降的原因，所以有必要除去。
因此，以往提出了下述专利文献1中所公开的各向异性薄膜的切割加工方法。在该加工方法中，沿着具有各向异性的薄膜的拉伸轴实施切割加工之后，使用刨刀状的平刀或旋转刀对切割加工口进行切削加工。
但问题是，在下述专利文献1所公开的现有技术中，在切削加工时，沿着拉伸方向的破裂较大，会出现外观上的问题。另外，近年来，LCD面板有变成窄框边型的趋势，对有关安装在面板上的偏振片的尺寸精度以及端部外观的要求越来越严格，在这种情况下，下述专利文献1中所公开的现有技术在将切割面加工成精度优良的良好状态的方面仍有不足。
专利文献1特开昭61-136746号公报发明内容本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供在能够以优良的精度切削层叠片的切割面的同时该切割面的状态良好而且沿着拉伸方向不易裂开的切削加工方法、切削加工装置、以及通过该方法切削的层叠片、光学部件、具备该光学部件的光学元件、搭载了该光学部件或该光学元件的图像显示装置。
为了达到上述目的，本发明的层叠片的切削加工方法是对被切割为矩形的层叠片的切割面进行切削加工的切削加工方法，其中具备叠放多片上述层叠片而形成被切削体的工序；使具有垂直于上述被切削体的切割面的旋转轴、和突出设置于上述被切削体的切割面一侧的切削刀的切削部件，以上述旋转轴为中心进行旋转的工序；使上述被切削体相对于上述切削部件进行相对移动，以使上述切削刀接触于上述被切削体的切割面的工序。
根据上述切削加工方法，切削刀在旋转的同时接触于被切削体的切割面，所以能够除去在该切割面上出现的断裂片和粘合剂的漏出。此时，切削部件具有与被切削体的切割面垂直的旋转轴，且把切削刀设置成突出于被切削体的切割面侧，所以切削刀从厚度方向上与层叠片抵接。由此，切削时难以出现沿着层叠片的拉伸方向的破裂，可抑制材料的变形和缺损等，所以能够避免在外观上出现不良情况，从而可得到具有良好状态的切割面。另外，因为切割面具有良好的状态，所以可以抑制凹凸不平和高低差异的出现，能够得到优良的尺寸精度。进而，因为是叠放多片层叠片进行加工，所以能够提高加工效率。还有，在本发明中，使被切削体相对切削部件进行相对移动，并不限于固定切削部件而使被切削体移动，也可以固定被切削体而使切削部件移动，或者使被切削体和切削部件都移动。
在上述中，优选上述切削刀被配置成与上述切割面垂直。
根据上述构成，切削刀从厚度方向有效地抵接在层叠片上，所以能很好取得上述作用效果。即，可抑制切削时的破裂和变形，得到具有良好状态的切割面，同时能够有效获得优良的尺寸精度。
在上述中，优选相隔规定间隔配置分别对应于上述被切削体的对向切割面的至少一对上述切削部件，同时使上述被切削体相对上述切削部件进行相对移动，使上述切削刀分别接触于上述被切削体的对向切割面。
由此，能够同时对层叠片的相互对向的切割面进行切削加工，能够进一步提高加工效率。另外，通过适当设置切削部件之间的距离，能够容易地调节层叠片的切削余量，能够以优良精度得到所需尺寸的层叠片。
在上述中，在对上述被切削体的对向切割面进行切削加工之后，优选具备使上述切削部件向上述旋转轴的轴方向移动而相隔规定间隔配置的工序；使上述被切削体或上述切削部件转动的工序；使上述被切削体进行相对上述切削部件进行相对移动，以使上述切削刀与实施了上述切削加工的切割面垂直的切割面接触的工序。
根据上述构成，在对层叠片的对向切割面进行切削加工之后，能够使被切削体或切削部件转动，以直接对未切削的切割面(与实施了切削加工的切割面垂直的切割面)进行连续的切削加工。因此，没有必要进行工序更换等，能够更有效地对层叠片的整个切割面进行切削加工。另外，因为具备使切削部件向旋转轴的轴方向移动而相隔规定间隔进行配置的工序，因此即使是由将被切削体切割成长方形的层叠片构成，适当调整切削刀之间的间隔，能够对未切削的切割面进行切削加工。
在上述中，上述切削部件的旋转速度优选为每分钟800～11000转。
根据上述构成，能够以高精度对层叠片的切割面进行切削，同时能使其切割面的状态保持良好。即，当切削部件的旋转速度不到每分钟800转时，切削能力降低，且切割面有变粗糙的趋势。另一方面，当超过每分钟11000转时，层叠片的切割面变为高热状态，有可能发生熔接、变形。
在上述中，上述被切削体的相对移动速度优选为每分钟10～15000mm。
根据上述构成，能够以高精度对层叠片的切割面进行切削，同时能使其切割面的状态保持良好。即，当被切削体的相对移动速度不到每分钟10mm时，切削时间过长，层叠片变成为高热状态而有可能发生熔接、变形。另一方面，当超过每分钟15000mm时，切削时间过短，切削面有变粗糙的趋势。
另外，为了达到上述目的，本发明的层叠片切削加工装置是对被切割为矩形的层叠片的切割面进行切削加工的切削加工装置，其中具备夹紧机构，其对叠放多片上述层叠片而形成的被切削体进行固定；切削部件，其具有垂直于上述被切削体的切割面的旋转轴、和突出设置于上述被切削体的切割面侧的切削刀；第1驱动机构，其使上述切削部件以上述旋转轴为中心进行旋转；第2驱动机构，其使上述被切削体相对上述切削部件进行相对移动；控制装置，其对上述第1驱动机构和上述第2驱动机构的驱动进行控制。
由此，能够很好地发挥上述作用效果。即，层叠片的切割面在切削后的状态良好，能够确实可靠且高效率地进行切削加工，该切削加工中也不易出现沿着拉伸方向的破裂，同时，能够很好地提高得到的层叠片的尺寸精度。
图1是用于概括说明本发明的切削加工方法的一个例子的立体图。
图2是用于概括说明本发明的切削加工方法的一个例子的主视图和俯视图。
图3是表示本发明的切削加工装置的一个例子的示意图。
图4是用于说明本发明的切削加工方法的图。
图5是表示对比较例5的切削加工方式进行说明的俯视图。
图中1-被切削体，1a-切割面，1b-切割面，2-切削部件，3-旋转板，4-切削刀，5-底座，6a-夹紧板，6b-夹具板，7-第1驱动机构，8-第2驱动机构，9-控制装置，10-转动驱动机构，11-全开宽度驱动机构，D-切削部件的间隔，S-旋转轴，h-被切削体的厚度，t-切削余量
具体实施例方式
用附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1是用于概括说明本发明的切削加工方法的一个例子的立体图，图2是其(a)主视图和(b)俯视图。图3是表示本发明的切削加工装置的一个例子的示意图。图4是对本发明的切削加工方法进行说明的俯视图。
<切削加工方法以及切削加工装置>
图1所示的被切削体1是以在厚度方向上将多片切割成矩形的层叠片叠放的状态固定的部件，呈立方体或长方体。其中，在后面对层叠片的具体情况进行描述。被切削体1是对长条状的层叠片的原材料进行冲切并切割而得到的部件，具有相互对向的切割面1a、1b以及与它们垂直的切割面1c、1d。
切削部件2具有与切割面1a、1b垂直的旋转轴S，其构成为通过后述的第1驱动机构7，能以旋转轴S作为中心沿着R方向旋转。旋转板3是以平行于被切削体1的切割面1a、1b的方式被配置的，且从侧面看呈圆形，其直径被设计成大于被切削体1的厚度h。切削刀4突出设置于旋转轴S的轴方向，并相隔规定间隔分别配置在旋转板3的平面部分。在图1中，一对切削部件2之间相隔规定间隔D，且使具有切削刀4的平面部分对向配置，由此使各切削刀4对应于切割面1a、1b。切削部件2之间的距离D设定为可以搬进被切削体1的量，同时，如图2(b)所示，切削刀4可切削规定的切削余量t。
还有，切削部件2不只限于侧面呈圆形的形状，也可以是其他形状。另外，对应于1个切割面的切削刀4的个数也没有特别限制，可以根据自旋转轴S至切削刀4的距离等各种条件而适当确定。例如，优选自旋转轴S至切削刀4的距离越远，切削刀4的个数越多。此时，对切削刀4的配置也没有特别限制，从加工效率等观点来看，优选在离旋转轴S相同距离的位置上相隔规定间隔设置多个切削刀4。具体地说，以旋转轴S为中心，在距此50～400mm的范围内相隔规定间隔配置切削刀4，形成圆形的切削区域，此时，优选自旋转轴S等距离的切削刀4在圆周方向上以15～1000mm的间隔进行配置，更优选以25～500mm的间隔进行配置。作为此时的切削刀4的个数，优选3～20个，更优选4～10个。而且，在从动于切削部件2的旋转的切削刀4的圆周运动中，优选将该圆的直径设计成大于被切削体1的厚度h。由此，在进行后述的切削加工时，切削刀4在层叠片的厚度方向上与整个切割面抵接，所以能够得到具有良好状态的切割面。
对切削刀4的形状没有特别限制，不仅限于图1和图2所示的圆柱形，也可以是如棱柱形或截面呈梯形的柱形、半球形等。能够根据被切削体1的尺寸或需要的加工效率等对切削刀4的形状或大小而进行适当设置。另外，优选将切削刀4设置在与旋转轴S平行的方向上，即设成与切割面1a、1b垂直，但并不限于此，只要设置成突出于被切削加工了的被切削体1的切割面侧，可以倾斜成适当的角度。还有，作为切削刀4，可以举例为由金属或金刚石等构成的刀，但只要是适于对被切削体1进行切削的材质，就不限于这些。
图3所示的切削加工装置具备上述的切削部件2、使切削部件2旋转的第1驱动机构7，进而具备载置被切削体1的底座5、可使底座5在切削部件方向A上往复移动的第2驱动机构8。被切削体1从上下方向上被由丙烯酸板等构成的夹具板6b所夹持，且在此状态下被载置于底座6上，并从上方与夹紧板6a(相当于上述的夹紧机构。)抵接。由此。被切削体1在被固定的状态下被搬入到切削部件2之间，从而可以进行稳定的切削加工。由控制机构9控制第1驱动机构7和第2驱动机构8，能够确实可靠且有效地进行切削加工。
进而，切削加工装置具备使切削部件2向旋转轴S的轴方向移动的全开宽度驱动机构11、使底座5转动的转动驱动机构10，由控制机构9控制全开宽度驱动机构11和转动驱动机构10。因此，能够通过全开宽度驱动机构11来调节切削部件2之间的间隔D，而且，能够通过转动驱动机构10使载置于底座5上的被切削体1转动。
在夹具板6b与被切削体1抵接的区域，优选配置软质材料。当夹紧被切削体1时，这些区域抵接在被切削体1最上面的层叠片的上面以及最下面的层叠片的下面，并在该状态下施加夹紧力，所以通过使其由软质材料构成，能够防止层叠片受损。或者，也可以在被切削体1的上下面配置用于防止夹紧力损坏层叠片的薄片。作为该薄片，可以举例为聚苯乙烯制薄片。进而，为了抑制夹紧力损坏层叠片，优选通过将层叠片叠放成总厚度至少为1mm以上、优选为2mm以上而构成被切削体1。当仅通过层叠片的层叠不能使其具有足够的厚度时，优选通过叠放聚苯乙烯制薄片等而确保其厚度。另外，被切削体1的厚度h(mm)和切削余量t(mm)优选设为使它们的积(h×t)为1000以下。由此，能够降低切削部件2的负荷，并进一步提高尺寸精度。
当进行切削加工时，首先叠放多片层叠片而作为被切削体1，并以用夹具板6b从上下方向上进行夹持的状态载置在底座5上。然后，从上方与夹紧板6a抵接以固定被切削体1。接着，如图4(a)所示，通过第1驱动机构7使一对切削部件2旋转，并通过第2驱动机构8使底座5在切削部件方向A上移动，由此将被切削体1搬入到切削部件2之间。切削部件2的切削刀4从层叠片的厚度方向与被搬入的被切削体1的切割面1a、1b抵接。图4(b)表示通过了切削部件2之间的被切削体1，表示对切割面1a、1b实施了切削加工的状态。
接着，通过全开宽度驱动机构11向旋转轴S的轴方向移动切削部件2，以调节切削部件2之间的距离D，同时，通过转动驱动机构10使底座5转动90度，从而使被切削体1转动。此时，如图4(c)所示，设置调节后的切削部件2之间的距离D’，以使各切削部件2的切削刀4与转动后的被切削体1的切割面1c、1d相对应。其中，当被切削体1在俯视下为正方形时，可以不调节切削部件2之间的距离D。另外，被切削体1的转动是为了变换与切削部件2相对应的切割面而进行的，并不限于水平方向。如图4(c)所示，与实施了切削加工的切割面1a、1b垂直的未切削的切割面1c、1d，被配置成与切削部件2的旋转板3平行。由此，与上述的切削加工相同，通过在使切削部件2旋转的同时用第2驱动机构8在切削部件方向B上使底座5移动，能够对切割面1c、1d实施切削加工。图4(d)表示再次通过了切削部件2之间的被切削体1，表示所有的切割面1a～1d都被实施了切削加工的状态。
作为切削部件2的旋转速度，优选为每分钟800～11000转，更优选每分钟1000～10000转，特别优选每分钟2000～7000转。当不到每分钟800转时，切削能力降低且切割面变得粗糙，例如，当将通过该方法切削而成的偏振片安装在LCD的面板上时，有可能在显示上出现不良情况。另外，当超过每分钟11000转时，层叠片的切割面变成为高热状态而有时会发生熔接、变形。
作为底座5在切削加工时的移动速度，优选每分钟10～15000mm。更优选每分钟10～10000mm。即，当不到每分钟10mm时，切削时间过长，层叠片的切割面变成为高热状态而有可能发生熔接、变形。另外，当超过每分钟15000mm时，切削时间过短，会出现切削面变粗糙的不良情况。
<层叠片的具体例>
作为层叠片，能够没有限制地使用利用粘合剂或胶粘剂层叠各种部件而成的层叠片，优选将本发明用于光学部件。作为上述光学部件，可以举例为借助粘合剂或胶粘剂在偏振薄膜的单面或双面上层叠透明保护层而成的偏振片。
对上述偏振薄膜没有特别限制，能够使用采用以往公知的方法使各种薄膜吸附碘或二色性物质进行染色后经交联、拉伸、干燥而调制成的薄膜等。作为吸附上述二色性物质的各种薄膜，可以举例为聚乙烯醇(下面，有时简称为PVA)类薄膜，部分缩甲醛化的聚乙烯醇类薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物类部分皂化薄膜、纤维素类薄膜等亲水性高分子薄膜等，除了这些薄膜之外，还能够使用聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯类取向薄膜等。其中，优选PVA类薄膜。上述偏振薄膜的厚度通常在5～80μm的范围内，不过并不限于此。
用碘对聚乙烯醇类薄膜进行染色并经单向拉伸所得的偏振薄膜，例如可以通过将聚乙烯醇浸渍在碘的水溶液中进行染色后拉伸至原长的3～7倍而制成。也可以根据需要浸渍在硼酸或碘化钾等的水溶液中。另外，也可以根据需要在染色前将聚乙烯醇类薄膜浸渍在水中进行水洗。通过对聚乙烯醇类薄膜进行水洗，除了可以清洗聚乙烯醇类薄膜表面的污物或防粘连剂之外，还可以使聚乙烯醇类薄膜溶胀而防止染色斑等不均匀现象。拉伸可以在用碘染色后进行，也可以边染色边拉伸，另外也可以在拉伸后用碘染色。也可以在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。
对上述透明保护层，没有特别限制，能够使用以往公知的透明保护薄膜，不过优选具有优良的透明性、机械强度、热稳定性、水分屏蔽性能、各向同性等的材料。作为这种透明保护层的材质的具体例子，可以列举出二乙酸纤维素或三乙酸纤维素等纤维素类树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类，聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类，聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类，聚碳酸酯类，聚乙烯、聚丙烯、环状或者降冰片烯类、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃类、氯乙烯类、偏氯乙烯类、尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺类、聚酰亚胺类、聚醚砜类、聚砜类、聚醚醚酮类、聚苯硫醚类、乙烯醇类、聚乙烯醇缩丁醛类、聚芳酯类、聚甲醛类、环氧类、醋酸酯类或者上述聚合物的混合物等透明树脂等。另外，还可以举例为上述丙烯酸类、氨基甲酸酯类、丙烯酸氨基甲酸酯类、环氧类、硅酮类等热固化性树脂或紫外线固化性树脂等。
另外，上述透明保护层进而也可以是具有光学补偿功能的层。作为如上所述的具有光学补偿功能的透明保护层，例如能够使用以防止由基于液晶单元的相位差的辨识角变化所造成的着色、扩大良好辨识视角等为目的的公知的层。具体地说，可以举例为将上述透明树脂单向拉伸或双向拉伸而成的各种拉伸薄膜、液晶聚合物等取向膜、在透明基材上配置液晶聚合物等取向膜的层叠体等。其中，因为能够得到辨识性较好的宽视角，所以优选上述液晶聚合物的取向膜，特别优选使用将由圆盘类或向列相类液晶聚合物的倾斜取向层构成的光学补偿层用上述的三乙酸纤维素薄膜支撑的光学补偿相位差板。作为这种光学补偿相位差板，可以举例为由富士胶片公司制“WV薄膜”等市售品。还有，上述光学补偿相位差板，也可以是通过层叠2层以上上述相位差薄膜或薄膜支撑体，控制了相位差等光学特性的材料等。
对上述透明保护层的厚度没有特别限制，例如，可以根据相位差或保护强度等适当确定，不过通常为5mm以下，优选1mm以下，更优选1～500μm的范围。上述透明保护层，能够采用在偏振薄膜上涂敷上述各种透明树脂的方法、在上述偏振薄膜上层叠上述透明树脂制薄膜或上述光学补偿相位差板等的方法等以往公知的方法而适当形成，另外，也能够使用市售品。
还有，当在偏振薄膜的两个面上设置上述透明保护层时，其内外可以使用由相同材料构成的透明保护层，也可以使用由不同材料构成的透明保护层。
另外，可以对上述透明保护层进一步实施如硬涂层处理、防反射处理、以扩散或防眩等为目的的处理等。实施上述硬涂层处理的目的是防止偏振片的表面损坏等，例如可以通过在透明保护层的表面上形成由固化性树脂构成的硬度、滑动特性等良好的固化被膜而进行处理。作为上述固化性树脂，能够使用如硅酮类、氨基甲酸酯类、丙烯酸类、环氧类等紫外线固化性树脂等，上述处理可以根据以往公知的方法进行。实施上述防反射处理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射，可以通过形成以往公知的防反射薄膜等来完成。
实施上述防眩处理的目的是通过在偏振片表面反射外光而防止偏振片透射光的辨识干扰，例如，能够采用以往公知的方法在上述透明保护层的表面上形成微细的凹凸结构而进行。作为这种凹凸结构的形成方法，可以举例为通过采用喷砂方式和压纹加工等的粗表面化方式以及在如前所述的透明树脂中配合透明微粒的方式而形成上述透明保护层的方式等。
作为上述的透明微粒，可以举例为二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等，除此之外，还能够使用具有导电性的无机微粒、由交联或者未交联的聚合物粒状物等组成的有机微粒等。对上述微粒的平均粒径没有特别限制，例如，为0.5～50μm的范围。另外，对上述透明微粒的配合比例没有特别限制，但一般优选相对于如前所述的透明树脂100重量份为2～70重量份范围，更优选5～50重量份的范围。
配合了上述透明微粒的防眩层如能够作为透明保护层本身使用，另外，也可以作为涂敷层等而形成在透明保护层表面上。进而，上述防眩层也可以兼当用于将偏振片透射光扩散而扩大视角等的扩散层。
还有，上述防反射膜、扩散层和防眩光层等也能够与透明保护薄膜分开配置在偏振片上，如可作为由层叠了上述层的薄片等构成的光学层设置。
这种上述透明保护层可以只层叠在上述偏振薄膜的一个面上，也可以层叠在两个面上，当层叠在两个面上时，例如，可以使用相同种类的透明保护层，也可以使用不同种类的透明保护层。
关于上述偏振薄膜和上述透明保护层、特别是光学补偿相位差板的粘接方法，没有特别限制，能够采用以往公知的方法进行。一般可以使用粘合剂或胶粘剂，其种类能够根据偏振薄膜或透明保护层的种类等而适当确定。具体地说，当上述偏振薄膜是聚乙烯醇类薄膜时，例如，从粘接处理的稳定性等观点来看，优选水系胶粘剂。作为水系胶粘剂，可举出聚乙烯醇类胶粘剂、明胶类胶粘剂、乙烯类乳胶类、水系聚氨酯、水系聚酯等。上述水系胶粘剂通常作为由水溶液构成的胶粘剂使用。
通过使上述胶粘剂含有交联剂，能够增加凝胶强度、改善粘接性。聚乙烯醇类胶粘剂中能够含有硼酸、硼砂、戊二醛、三聚氰胺、草酸等水溶性交联剂。对水溶性交联剂的添加量没有特别限制，相对于聚乙烯醇等主成分的固态成分100重量份，通常为40重量份以下，优选0.5～30重量份。另外，为了进行交联，能够改变上述胶粘剂的pH。进而，在进行其水溶性调节时，必要时能够在上述胶粘剂中配合甲酸、苯酚、水杨酸、苯甲醛等防腐剂等添加剂。
这些胶粘剂如可以直接涂敷在偏振薄膜或透明保护层的表面上，也可以在上述表面上配置由上述胶粘剂构成的带或薄片之类的胶粘剂层。
偏振薄膜和透明保护层的贴合能够通过辊层压机等而进行。对粘接层的厚度没有特别限制，通常为0.05～5μm。
另外，如前所述，偏振片中因在液晶单元等上的层叠变得容易，所以进一步优选具有粘合剂层，能够配置在上述偏振片的一个面上或两个面上。关于上述粘合剂层在上述偏振片表面的形成，能够通过下述方式进行，如将粘合剂的溶液或熔化液通过流延或涂敷等铺展方式直接添加到上述偏振片的规定面上而形成层的方法、或者同样地在后述的隔离片上形成粘合层后将其移送至上述偏振片的规定面上的方式等。还有，这种粘合剂层可以形成在偏振片的任何一个表面上，例如可以形成在偏振片上的上述光学补偿相位差板的露出面上。
当如上所述地将设置在偏振片上的粘合剂层的表面露出时，在上述粘合剂层供于使用前，为了防止其污染等，优选使用隔离件覆盖上述表面。该隔离件可在必要时通过在上述透明保护薄膜等的适当的薄膜上使用硅酮类、长链烷基类、氟类、硫化钼等剥离剂设置剥离涂层而形成。
上述粘合剂层如可以是单层体，也可以是层叠体。作为上述层叠体，例如能够使用组合了不同组成或不同种类的单层的层叠体。另外，当在上述偏振片的两个面上进行配置时，例如可以是分别相同的粘合剂层，也可以是不同组成或不同种类的粘合剂层。上述粘合剂层的厚度可以根据偏振片的构成而适当确定，一般为1～500μm，优选5～200μm，进一步优选10～100μm。
作为形成上述粘合剂层的粘合剂，例如优选光学透明性优良且显示出适度的润湿性、凝聚性以及粘接性等粘合特性的粘合剂。作为具体的例子，可以举例为将丙烯酸类聚合物或硅酮类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟类或橡胶类等的聚合物作为适当的基体聚合物而调制的粘合剂等。
关于对上述粘合剂层的粘合特性的控制，例如能够通过根据形成上述粘合剂层的基体聚合物的组成、分子量、交联方式、交联性官能团的含有比例、交联剂的配合比例等而对其交联度和分子量进行调节的以往公知的方法，适当进行控制。
偏振片在实际应用时，如也可进一步与其他光学层层叠而作为偏振片使用。对上述光学层没有特别限制，可以举例为如下面所示的光学层，即反射板、半透过反射板、含有1/2波长板和1/4波长板等λ板等的相位差板、视角补偿薄膜、亮度改善薄膜等在液晶显示装置(相当于上述的图像显示装置)等的形成中可以使用的光学层。然后，可以使用这些光学层中的一种，也可以合用两种以上。作为这种光学部件，特别优选反射型偏振片、半透过反射型偏振片、椭圆偏振片、圆偏振片、层叠了视角补偿薄膜的偏振片等。下面对这些各种偏振片进行说明。
首先，对本发明的反射型偏振片或半透过反射型偏振片的一个例子进行说明。上述反射型偏振片是在如前所述的加热处理后的偏振片上进一步层叠反射板而成，而上述半透过反射型偏振片是在如前所述的加热处理后的偏振片上进一步层叠半透过反射板而成。
上述反射型偏振片通常配置在液晶单元的背面侧，能够用于反射从辨识侧(显示侧)入射的入射光来进行显示的类型的液晶显示装置(反射型液晶显示装置)等。这种反射型偏振片如能够省略内置的背光灯等光源，从而具有易于使液晶显示装置薄型化等优点。
上述反射型偏振片可通过在上述偏振片的一个面上形成由金属等构成的反射板的方式等以往公知的方法而制成。具体地说，可以举例为，根据需要对上述偏振片的透明保护层的一个面(露出面)进行消光处理并将由铝等反射性金属构成的金属箔或蒸镀膜作为反射板而形成在上述面上的反射型偏振片等。
另外，也可以举例为在如上所述地使各种透明树脂含有微粒而形成表面微细凹凸结构的透明保护层上形成了反映该微细凹凸结构的反射板的反射型偏振片等。其表面为微细凹凸结构的反射板，可通过漫反射使入射光扩散，由此具有可防止定向性和外观发亮，可以抑制明暗不均的优点等。这种反射板，例如能够通过用真空蒸镀方式、离子镀方式及溅射方式等蒸镀方式或镀覆方式等以往公知的方法在上述透明保护层的凹凸表面上直接作为上述金属箔或金属蒸镀膜而形成。
另外，代替如上所述地将上述反射板直接形成在偏振片的透明保护层上的方式，作为反射板，可以使用在类似上述透明保护薄膜的适当薄膜上设置反射层的反射片等。上述反射板的上述反射层通常是由金属构成，所以从防止由于氧化而造成的反射率下降，进而长期保持初始反射率和避免另设透明保护层的观点等来看，优选其使用形态为用上述薄膜或偏振片等覆盖上述反射层的反射面的状态。
另一方面，上述半透过反射型偏振片是在上述反射型偏振片中代替反射板而具有半透过型反射板的偏振片。作为上述半透过反射型偏振片，可以举例为用反射层对光进行反射且使光透过的半透半反镜等。
上述半透过型偏振片通常设置在液晶单元的背面侧，能够用于以下类型的液晶显示装置等，当在比较明亮的环境中使用液晶显示装置等时，反射来自于辨识侧(显示侧)的入射光而显示图像，在比较黑暗的环境中，使用内置于半透过型偏振片的背面的背照灯等内置光源来显示图像的类型。即，上述半透过型偏振片在如下类型的液晶显示装置等的形成中十分有用，即，在明亮的环境下可以节约使用背光灯等光源的能量，而在比较黑暗的环境下也可以用上述内置光源使用的类型的液晶显示装置的形成中非常有用。
下面对椭圆偏振片或圆偏振片的一个例子进行说明。这些偏振片是在如上所述的加热处理后的偏振片上进一步层叠相位差板或λ板而成的。
上述椭圆偏振片如可以有效地用于以下情形，即补偿(防止)超扭曲向列相(STN)型液晶显示装置因液晶层的双折射而产生的着色(蓝或黄)，从而进行上述没有着色的白黑显示的情形等。另外，控制三维折射率的椭圆偏振片还能够补偿(防止)从斜向观察液晶显示装置的画面时产生的着色，所以优选。另一方面，上述圆偏振片可以有效地用于对彩色图像显示的反射型液晶显示装置的图像的色调进行调整的情形等，而且还具有防止反射的功能。
上述相位差板可以用于将直线偏振光变换为椭圆偏振光或圆偏振光，或者将椭圆偏振光或圆偏振光变换为直线偏振光，或者变换直线偏振光的偏振方向的情况。特别是作为分别将直线偏振光变换为椭圆偏振光或圆偏振光、将椭圆偏振光或圆偏振光变换为直线偏振光的相位差板，可以使用1/4波长板(也称为λ/4板。)等，1/2波长板(也称为λ/2板)通常在变换直线偏振光的偏振方向时使用。
作为上述相位差板的材料，可以举例为对聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其他聚烯烃、聚芳酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚降冰片烯等聚合物薄膜进行拉伸处理而成的双折射性薄膜、液晶聚合物的取向膜、或在薄膜上支撑液晶聚合物的取向层的层叠体等。
就上述相位差板的种类而言，可以是上述λ/2板或λ/4板等各种波长板、以补偿因液晶层的双折射引起的着色或扩大视角等补偿视角为目的的相位差板等具有与使用目的相对应的相位差的相位差板，也可以是控制了厚度方向上的折射率的倾斜取向薄膜。另外，也可以是层叠2种以上的相位差板而控制了相位差等光学特性的层叠体。
作为上述倾斜取向膜，可通过在聚合物薄膜上粘接热收缩膜后在因加热形成的收缩力的作用下对上述聚合物薄膜进行了拉伸处理或收缩处理的方式、或使液晶聚合物倾斜取向的方法等获得。
下面，对层叠了视角补偿薄膜的偏振片的一个例子进行说明。上述视角补偿薄膜例如是从不垂直于液晶显示装置的画面的稍微倾斜的方向观察上述画面的情况下也使图像看起来比较清晰的、用于扩大视角的薄膜。作为此种视角补偿薄膜，例如可以使用在三乙酸纤维素薄膜等上涂敷圆盘状液晶或向列相状液晶而成的薄膜、或相位差板。作为通常使用的相位差板，可举出如沿其面方向被实施了单向拉伸的、具有双折射的聚合物薄膜，与此相对，作为上述视角补偿薄膜，可以使用沿其面方向被实施了双向拉伸的具有双折射的聚合物薄膜、沿其面方向被单向拉伸并且沿其厚度方向也被拉伸了的可控制厚度方向的折射率的倾斜取向聚合物薄膜等双向拉伸薄膜等相位差板。作为上述倾斜取向膜，例如可以举出在上述聚合物薄膜上粘接热收缩膜后在因加热形成的收缩力的作用下对上述聚合物薄膜进行了拉伸处理或/和收缩处理的薄膜、使液晶聚合物倾斜取向而成的薄膜等。其中，作为上述聚合物薄膜的原材料，能够使用与如前所述的上述相位差板的聚合物相同的材料。
接着，对在上述偏振片上进一步层叠亮度改善薄膜而成的偏振片的一个例子进行说明。该偏振片通常被设于液晶单元的背面侧。上述亮度改善薄膜是显示如下特性的薄膜，即，当因液晶显示装置等的背光灯或来自背面侧的反射等，有自然光入射时，反射规定偏光轴的直线偏振光或规定方向的圆偏振光，而使其他光透过。因此在使来自背光灯等光源的光入射而获得规定偏振光状态的透过光的同时，上述规定偏振光状态以外的光不能透过，被予以反射。借助设于其后侧的反射板等再次反转在该亮度改善薄膜面上反射的光，使之再次入射到亮度改善薄膜上，使其一部分或全部作为规定偏振光状态的光透过，从而增加透过亮度改善薄膜的光，同时向偏振薄膜(偏振镜)提供难以吸收的偏振光，从而增大能够在液晶图像显示等中可以利用的光量，并由此可以提高亮度。在不使用上述亮度改善薄膜而用背光灯等从液晶单元的背面侧穿过偏振镜而使光入射的情况下，具有与上述偏振镜的偏光轴不一致的偏光方向的光基本上被上述偏振镜所吸收，因而无法透过上述偏振镜。即，虽然会因所使用的偏振镜的特性而不同，但是大约50％的光会被上述偏振镜吸收掉，因此，液晶图像显示等中能够利用的光量将减少，导致图像变暗。由于上述亮度改善薄膜反复进行如下操作，即，使具有能够被偏振镜吸收的偏光方向的光不是入射到偏振镜上，而是使该类光在亮度改善薄膜上发生反射，进而借助设于其后侧的反射板等完成反转，使光再次入射到上述亮度改善薄膜上。这样，只有在这两者间反射并反转的光中的、其偏光方向变为能够通过偏振镜的偏光方向的偏振光可以透过，同时将其提供给偏光镜，因此能够在液晶显示装置的图像显示中有效地使用背光灯等的光，从而能够使画面明亮。
对上述亮度改善薄膜没有特别限制，例如能够使用电介质的多层薄膜或折射率各向异性不同的薄膜多层层叠体之类的显示出使规定偏光轴的直线偏振光透过而反射其他光的特性的薄膜等。另外。也可以是胆甾醇型液晶层、特别是胆甾醇型液晶聚合物的取向膜或在薄膜基材上支撑了该取向液晶层的薄膜之类的显示出将左旋或右旋的一对圆偏振光反射而使其他光透过的特性的薄膜。
因此，如果是透过规定偏光轴的直线偏振光的类型的亮度改善薄膜，则通过使该透过光直接沿着与偏光轴一致的方向入射到偏振片上，能够在抑制由上述偏振片造成的吸收损失的同时，使光有效地透过。另一方面，如果是类似胆甾醇型液晶层的使圆偏振光透过的类型的亮度改善薄膜，虽然也能够使光直接入射到偏振镜上，但是，从抑制吸收损失这一点考虑，优选借助相位差板对该透射圆偏振光进行直线偏振光化，之后再入射到上述偏振片上。而且，通过作为上述相位差板使用1/4波长板而能够将圆偏振光变换为直线偏振光。
上述亮度改善薄膜多数情况下存在于背照灯一侧的最表面上，为此，在操作时或面板安装时容易受损伤或出现凹凸不平，为了防止这些，也可以在上述亮度改善薄膜的最表面上进行硬涂层处理等处理。上述硬涂层处理是指在上述亮度改善薄膜上形成由固化性树脂构成的且硬度和滑动性良好的固化被膜的处理。作为上述固化性树脂，能够使用如硅酮类、氨基甲酸酯类、丙烯酸类、环氧类等紫外线固化性树脂等，上述处理可使用以往公知的方法进行。
还有，上述亮度改善薄膜大体上易带静电，由此，液晶显示装置的液晶取向会被扰乱，从而有可能对显示造成不良影响。为了防止这些，上述亮度改善薄膜也可以是赋予了防静电功能的薄膜。作为能体现上述防静电功能的物质，只要是阳离子类、阴离子类、非离子类等防静电剂，聚噻吩类、聚苯胺等导电性聚合物，氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化锑等具有导电性的微粒等，就没有特别限制。
在可见光区域等较宽波长范围内能起到1/4波长板作用的相位差板，例如可以利用以下方式获得，即，将相对于波长550nm的光等单色光能起到1/4波长板作用的相位差层和显示其他相位差特性的相位差层(例如能起到1/2波长板作用的相位差层)层叠的方式等。因此，配置于偏振片和亮度改善薄膜之间的相位差板可以是由1层或2层以上的相位差层构成的层叠体。还有，就胆甾醇型液晶层而言，也能够组合不同反射波长的薄膜而成为层叠了2层或3层以上的层叠构造。由此能够获得在可见光区域等较宽的波长范围内反射圆偏振光的偏振片，从而可以基于此而获得较宽波长范围的透过圆偏振光。
如上所述的各种偏振片可以是在偏振片上层叠了2层或3层以上的光学层而成的结构。具体地说，可以举例为组合上述反射型偏振片或半透过型偏振片和相位差板而成的反射型椭圆偏振片或半透过型椭圆偏振片等。
如上所述，层叠了2层以上的光学层的偏振片，例如能够通过在液晶显示装置等的制造过程中依次独立层叠的方式来形成，但是，如果是预先层叠层叠体而成的偏振片，则在质量的稳定性或组装操作性等方面优良，因此具有可改善液晶显示装置等的制造效率的优点。还有，在层叠中可以与上述相同地使用粘合层等各种粘接机构。
此外，形成上述偏振片或层叠了光学层的各种偏振片的偏振薄膜、透明保护层、光学层、粘合剂层成等各层，可以是通过利用水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、镍络合盐类化合物等紫外线吸收剂进行适当处理而使之具有紫外线吸收能力的层等。
如前所述，偏振片优选用于液晶显示装置等的各种装置的形成，例如能够将偏振片用于将偏振片设置在液晶单元的一侧或两侧的、反射型或半透过型、或透过·反射两用型等液晶显示装置。形成液晶显示装置的上述液晶单元的种类可以任意选择，例如，可以使用以薄膜晶体管型或超扭曲向列相型为代表的单纯阵列驱动型的装置等各种类型的液晶单元。
当在液晶单元画面上设置层叠了偏振片或光学层的各种偏振片时，它们可以是相同种类，也可以是不同种类。进而，在形成液晶显示装置时，例如能够在适当的位置上配置1层或2层以上的棱镜阵列薄片、透镜阵列薄片、光扩散板、背照灯等适宜的器件。
在液晶单元的至少一个面上配置有实施了如前所述的切削加工的偏振片的液晶显示装置，例如当安装在窄框边型的面板上时，可成为具有良好显示品质的装置。
(1)在上述的实施方式中，说明了使被切削体1向切削部件一侧移动而进行切削加工的例子，但本发明并不限于此，也可以使切削部件2向被切削体1的方向移动而进行切削加工。另外，不限于如上述实施方式所示将被切削体1搬入到一对切削部件2之间的例子，也可以使用1个切削部件2进行加工、或者对1个切割面使用多个切削部件2而进行加工。进而，可以从大致垂直于切割面的方向使切削部件2相对移动。
(2)本发明的切削加工装置中，第2驱动机构8可以兼具转动驱动机构10的功能，也可以分别独立设置。第1驱动机构7和全开宽度驱动机构11也是如此。另外，转动驱动机构10可以代替底座5而使切削部件2转动。
(3)在上述实施方式中，说明了作为夹紧机构夹紧板6a从被切削体1的上方抵接的例子，但本发明的夹紧机构并不限于此。
下面，对具体地表示本发明地构成和效果的实施例等进行说明。在下述各项目的评价中，使用了搭载在要求加工精度或精加工精度的液晶显示装置上的偏振片。该偏振片是在偏振薄膜的两侧设置透明保护层后，借助粘合剂层在一侧的透明保护层的表面上设置利用了多层界面反射的直线偏振光分离亮度改善薄膜，进而在该亮度改善薄膜的表面上设置用于防止损伤或污染的保护薄膜而成的。另一方面，在另一侧的透明保护层的表面上形成粘合剂层以将偏振片贴合到液晶显示装置上，并在其表面上设置用于保护粘合剂层的剥离用衬垫。下面，对实施例、比较例以及各评价项目进行说明。
实施例1～5在厚度方向上层叠30片被切割成310mm×235mm的上述偏振片，按照上述的实施方式切削加工成305mm×230mm。在进行切削加工时，将切削部件的旋转速度以及底座的移动速度设为表1所示的条件，并分别作为实施例1～5。
比较例1～4层叠被切割为310mm×235mm的上述偏振片30片，按照上述的实施方式切削加工成305mm×230mm。在进行切削加工时，将切削部件的旋转速度以及底座的移动速度设为表2所示的条件，并分别作为比较例1～4。
比较例5层叠被切割为310mm×235mm的上述偏振片30片，如图5所示，使用与一直被按压在仿形模型13上的仿形辊14同轴的旋转刀12，通过仿照方式将被切削体1的切割面切削加工成305×230mm。其中，旋转刀的旋转速度为每分钟5000转，移动速度为每分钟3000mm。
比较例6通过使用刀具的冲切加工，切割成305×230mm，作为不实施本发明或者如图4所示的切削加工的试样。
尺寸加工精度分别测定加工偏振片后的尺寸而计算出标准偏差。数值越小表示尺寸加工精度越好。
外观评价在显微镜下分别对加工偏振片后的切割面进行观察，评价切割面的状态以及有无粘合剂溢出。评价分为3级，依次用◎、△、×表示状态的良好程度。
表3表示实施例和比较例中上述项目的评价结果。
由表3可知，根据实施例1～5中的切削加工，尺寸加工精度比较优良。进而，加工后的切割面的状态良好且无粘合剂的溢出，在外观评价中也得到了良好的结果。另一方面，在比较例1中，因为底座的移动速度过慢，所以切削时间过长而导致层叠片成为高热状态，切割面出现熔接、变形。在比较例2中，因为底座的移动速度过快，所以切削时间过短，切割面变粗糙，尺寸加工精度降低，同时确认出切割面上有凹凸不平和粘合剂的溢出。在比较例3中，因为切削部件的旋转速度过慢，所以切削能力降低，切割面变粗糙，尺寸加工精度降低，同时确认出切割面上有凹凸不平和粘合剂的溢出。在比较例4中，因为切削部件的旋转速度过快，所以层叠片成为高热状态，切割面出现熔接、变形。在比较例5中，在亮度改善薄膜的切割面上确认出有缺损。根据比较例5中采用的切削加工方式，因为旋转刀在垂直于层叠片的厚度方向的方向上抵接，所以出现了沿着拉伸方向的破裂。在比较例6中，因为仅实施了利用刀具的冲切加工而没有实施切削加工，所以尺寸加工精度低，并确认出在切割面上有高低差异和粘合剂的溢出。
表1
表2
表3
权利要求
1.一种层叠片的切削加工方法，是对被切割为矩形形状的层叠片的切割面进行切削加工的切削加工方法，其特征在于，具有叠放多片所述层叠片而形成被切削体的工序；使具有垂直于所述被切削体的切割面的旋转轴、和突出设置于所述被切削体的切割面侧的切削刀的切削部件，以所述旋转轴为中心进行旋转的工序；和使所述被切削体相对所述切削部件进行相对移动，使所述切削刀接触于所述被切削体的切割面的工序。
2.根据权利要求1所述的切削加工方法，其特征在于，所述切削刀被配置成垂直于所述切割面。
3.根据权利要求1或者2所述的切削加工方法，其特征在于，相隔规定间隔配置与所述被切削体的对向切割面分别对应的至少一对所述切削部件，同时使所述被切削体相对所述切削部件进行相对移动，使所述切削刀分别接触于所述被切削体的对向切割面。
4.根据权利要求3所述的切削加工方法，其特征在于，在对所述被切削体的对向切割面进行切削加工后，具有使所述切削部件向所述旋转轴的轴方向移动，相隔规定间隔进行配置的工序，使所述被切削体或所述切削部件转动的工序，和使所述被切削体相对所述切削部件进行相对移动，使所述切削刀接触于与所述实施了切削加工的切割面相垂直的切割面的工序。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的切削加工方法，其特征在于，所述切削部件的旋转速度为每分钟800～11000转。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的切削加工方法，其特征在于，所述被切削体的相对移动速度为每分钟10～15000mm。
7.一种层叠片的切削加工装置，是对被切割为矩形形状的层叠片的切割面进行切削加工的切削加工装置，其特征在于，具有对叠放多片所述层叠片而形成的被切削体进行固定的夹紧机构，具有垂直于所述被切削体的切割面的旋转轴、和突出设置于所述被切削体的切割面侧的切削刀的切削部件，使所述切削部件以所述旋转轴为中心进行旋转的第1驱动机构，使所述被切削体相对所述切削部件进行相对移动的第2驱动机构，和对所述第1驱动机构和所述第2驱动机构进行控制的控制装置。
8.一种层叠片，其特征在于，是通过权利要求1～6中任意一项所述的方法进行切削加工而成。
9.根据权利要求8所述的层叠片，其特征在于，所述层叠片是光学部件。
10.一种光学元件，其特征在于，在一面或两面上设置有权利要求9所述的光学部件。
11.一种图像显示装置，其特征在于，搭载有权利要求9所述的光学部件或权利要求10所述的光学元件。
全文摘要
本发明提供能够对层叠片的切割面进行高精度切削、其切割面状态良好、且沿着拉伸方向不易出现破裂的切削加工方法、切削加工装置、以及通过该方法被切削的层叠片、光学部件、具备该光学部件的光学元件、搭载有该光学部件或该光学元件的图像显示装置。本发明的层叠片的切削加工方法是对被切割为矩形的层叠片的切割面进行切削加工的方法，其中具有叠放多片所述层叠片而形成被切削体(1)的工序；使具有垂直于所述被切削体(1)的切割面(1a)、(1b)的旋转轴(S)、和突出设置于所述被切削体(1)的切割面一侧的切削刀(4)的切削部件(2)，以旋转轴(S)为中心进行旋转的工序；使所述被切削体(1)相对所述切削部件(2)进行相对移动，使切削刀(4)接触于所述被切削体(1)的切割面(1a)、(1b)的工序。
文档编号B26D1/01GK1640597SQ20051000397
公开日2005年7月20日 申请日期2005年1月14日 优先权日2004年1月15日
发明者东尾和广, 本村弘则, 金谷实 申请人:日东电工株式会社