光学的パネル組立体の連続的製造方法及び装置
【課題】偏光膜を有する光学的パネル組立体の連続的製造方法を提供する。
【解決手段】偏光膜は、連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を形成した積層体に対し、空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、ＰＶＡ系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする延伸と、ＰＶＡ系樹脂膜に二色性物質を吸着させる吸着とを行うことによって形成される。該偏光膜を有する光学フィルム積層体に、粘着剤層を介してキャリアフィルムを剥離可能に貼り付けて形成したキャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、光学パネルの長辺寸法又は短辺寸法の一方に対応する所定の長さ方向間隔で、幅方向に、光学フィルム積層体の側からキャリアフィルムの面に達する深さの複数のスリットを形成し、長さ方向に隣接する２つのスリット間に、光学フィルム積層体のシートを形成する。
【解決手段】偏光膜は、連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を形成した積層体に対し、空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、ＰＶＡ系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする延伸と、ＰＶＡ系樹脂膜に二色性物質を吸着させる吸着とを行うことによって形成される。該偏光膜を有する光学フィルム積層体に、粘着剤層を介してキャリアフィルムを剥離可能に貼り付けて形成したキャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、光学パネルの長辺寸法又は短辺寸法の一方に対応する所定の長さ方向間隔で、幅方向に、光学フィルム積層体の側からキャリアフィルムの面に達する深さの複数のスリットを形成し、長さ方向に隣接する２つのスリット間に、光学フィルム積層体のシートを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形形状のパネルに偏光膜を有する光学フィルム積層体を順次的に貼り付ける方法及び装置に関する。特に、本発明は、厚さが１０μｍ以下という非常に薄い偏光膜を有する光学フィルムをパネルに順次的に貼り付ける方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム状に製膜されたポリビニルアルコール系樹脂（以下、「ＰＶＡ系樹脂」という。）の単層体に染色処理及び延伸処理を施すことにより、ＰＶＡ系樹脂の分子が延伸方向に配向され、該ＰＶＡ系樹脂内に二色性物質が配向状態で吸着された、ＰＶＡ系樹脂層からなる偏光膜の製造方法はよく知られている。このＰＶＡ系樹脂単層膜を使用する従来の方法により得られる偏光膜の厚みは、ほぼ１５〜３５μｍである。この方法によれば、単体透過率が４２％以上で、偏光度が９９．９５％以上の光学特性を有する偏光膜を得ることができ、この方法で製造された偏光膜は、現在では、テレビ、携帯電話機、携帯情報端末その他の光学的表示装置に使用されている。
【０００３】
しかし、ＰＶＡ系樹脂は親水性であり、高い吸湿性を有するため、ＰＶＡ系樹脂を用いて製造された偏光膜は、温度や湿度の変化に敏感であり、周囲の環境変化により伸縮を生じ易く、そのためクラックが発生し易い、という傾向がある。このため、従来の一般的な偏光膜では、その両面に、保護フィルムとして４０〜８０μｍのＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムを貼り付けて構成した光学フィルム積層体を使用している。
【０００４】
さらに、ＰＶＡ系樹脂層からなる従来の偏光膜を使用する場合における他の問題として、使用中の環境変化によって生じる伸縮のために、この偏光膜が、これと接合される隣接部材に対して応力を作用させ、該隣接部材に反り等の変形を生じることが挙げられる。
【０００５】
しかしながら、偏光膜の両面に、保護フィルムとしてのＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムが貼り合された光学フィルム積層体においても、単層体による偏光膜を用いる場合には、偏光膜の薄膜化に限界があるので、伸縮力は無視できず、伸縮の影響を完全に抑制することは困難であり、偏光膜を含む光学フィルム積層体にある程度の伸縮を生じるのは避けられない。こうした偏光膜を含む光学フィルム積層体に伸縮が生じると、その伸縮に起因する応力が、隣接する部材に反り等の変形を生じさせることになる。この変形は、たとえ微小であっても、液晶表示装置に表示ムラを発生させる原因となる。したがって、この表示ムラの発生を低減させるために、偏光膜を含む光学フィルム積層体に使用される部材の材料を注意深く選択する、といった設計上の配慮が必要になる。また、こうした偏光膜の収縮応力が、液晶表示パネルからの光学フィルム積層体の剥離等の原因となるために、該光学フィルム積層体を液晶表示パネルに接合するには、高接着力の粘着剤が要求されることになる。しかしながら、このような高接着力の粘着剤を使用すると、液晶表示パネルに貼り合せた光学フィルム積層体の偏光膜に光学的な欠陥があることが後の検査で発見されたときに、この光学フィルム積層体を液晶表示パネルから剥がして、該液晶表示パネルに別の光学的フィルム積層体を貼り合せる作業である、リワークが困難になる、という問題があった。これがフィルム状に製膜したＰＶＡ系樹脂の単層体を使用する、従来の方法により得られる偏光膜の１つの技術的課題である。
【０００６】
上述した課題が存在するために、十分な程度までの薄膜化を達成できない、従来のＰＶＡ系樹脂単層体を使用する偏光膜の製造方法に代わる、偏光膜の製造方法が求められている。しかしながら、フィルム状に製膜したＰＶＡ系樹脂の単層体を使用する従来の方法では、厚みが１０μｍ以下の偏光膜を製造することは事実上不可能である。その理由は、フィルム状のＰＶＡ系樹脂単層体による偏光膜の製造においては、ＰＶＡ系樹脂単層体の厚みが薄くなり過ぎると、染色工程及び／又は延伸工程において、ＰＶＡ系樹脂層に溶解及び／又は破断を生じる恐れがあるため、均一な厚みの偏光膜を形成することができなくなるからである。
【０００７】
この問題に対処するため、熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を塗布形成し、この樹脂基材上に形成されたＰＶＡ系樹脂層を樹脂基材とともに延伸し、染色処理を施すことにより、従来の方法で得られる偏光膜に比べて非常に薄い偏光膜を製造する製造方法が提案されている。この熱可塑性樹脂基材を用いた偏光膜の製造方法は、ＰＶＡ系樹脂の単層体による偏光膜の製造方法に比べて、偏光膜をより均一に製造できる可能性をもたらす点で注目される。
【０００８】
例えば、特許第４２７９９４４号公報（特許文献１）には、熱可塑性樹脂フィルムの片面に、厚さが６μｍ以上３０μｍ以下のポリビニルアルコール系樹脂層を塗工法により形成した後、２倍以上５倍以下に延伸して該ポリビニルアルコール系樹脂層を透明皮膜素子層とすることにより、熱可塑性樹脂フィルム層と透明皮膜素子層との二層からなる複合フィルムを形成し、次いで、該二層からなる複合フィルムの透明皮膜素子層側に光学透明樹脂フィルム層を、接着剤を介して貼り合せた後、熱可塑性樹脂フィルム層を剥離除去し、さらに透明皮膜素子層を染色、固定して偏光素子層とする偏光板の製造方法が記載されている。この方法によって得られる偏光板は、光学透明樹脂フィルム層と偏光素子層との二層構成であり、特許文献１の記載によれば、偏光素子の厚みは２〜４μｍである。
【０００９】
この特許文献１に記載された方法は、延伸を、加熱下で、一軸延伸により行うものであり、その延伸倍率は、上述したように２倍以上５倍以下の範囲となるように制限される。特許文献１は、この方法において、延伸倍率が５倍以下に制限される理由として、延伸倍率が５倍を越す高率延伸では安定生産が極端に困難になる、と説明している。延伸の際の周囲温度は、具体的には、熱可塑性樹脂フィルムとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体を使用する場合には５５℃、無延伸のポリプロピレンを使用する場合には６０℃、無延伸のナイロンを使用する場合には７０℃としている。この特許文献１に記載された方法は、高温空中一軸延伸の手法を採用するものであり、特許文献１に記載されているように、延伸倍率は５倍以下に制限されるので、この方法により得られる２〜４μｍといった極めて薄い偏光膜は、例えば液晶テレビのような光学的表示装置、或いは有機ＥＬ表示素子を用いる光学的表示装置に使用される偏光膜に望まれる光学特性を満足させるものとはならない。
【００１０】
熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を塗工により形成して、該ＰＶＡ系樹脂層を基材とともに延伸することにより偏光膜を形成する方法は、特開２００１−３４３５２１号公報（特許文献２）及び特開２００３−４３２５７号公報（特許文献３）にも記載されている。これらの特許文献に記載された方法は、熱可塑性樹脂基材と該基材上に塗布されたＰＶＡ系樹脂層とからなる積層体を、基材が非晶性ポリエステル樹脂の場合には７０℃〜１２０℃の温度で、一軸延伸するものである。次に、延伸によって配向されたＰＶＡ系樹脂層に染色によって二色性物質を吸着させる。特許文献２では、この一軸延伸は、縦一軸延伸又は横一軸延伸のいずれでもよい、と記載されているが、特許文献３では、横一軸延伸を行い、その横一軸延伸中又は延伸後に、延伸方向と直交する方向の長さを特定量収縮させる方法が記載されている。そして、延伸倍率は、特許文献２及び３のいずれにおいても、通常４〜８倍程度としている。得られる偏光膜の厚みとして、１〜１．６μｍが記載されている。
【００１１】
これら特許文献２及び３では、延伸倍率が通常４〜８倍と述べられているが、採用されている延伸方法は、高温空中延伸法であり、このような方法で安定した延伸を行うことができるのは、例えば特許文献１に記載されているように、５倍が限度である。特許文献２及び３においても、５倍を超える延伸倍率を高温空中延伸法により達成するための特段の手法は記載されていない。事実、これら特許文献２及び３に記載された実施例をみると、特許文献２では５倍の延伸倍率が記載され、特許文献３では４．５倍が記載されているだけである。本発明者らは、特許文献２及び３に記載された方法の追試を行い、ここに記載された方法では、延伸倍率が５倍を超える延伸はできないことを確認した。したがって、特許文献２及び３の記載は、延伸倍率に関しては、５倍以下のものしか記載していない、と理解すべきである。特許文献１に関して述べた通り、この特許文献２及び３においても、得られる偏光膜の光学特性は、例えば液晶テレビのような光学的表示装置に使用される偏光膜に望まれる光学特性を満足させるものとはならない。
【００１２】
米国特許第４６５９５２３号明細書（特許文献４）は、ポリエステルフィルム上に塗工形成したＰＶＡ系樹脂層を、該ポリエステルフィルムとともに一軸延伸することからなる偏光膜の製造方法を開示する。この特許文献４に記載された方法は、ＰＶＡ系樹脂層の基材となるポリエステルフィルムを、偏光膜とともに使用できる光学的特性を有するものとすることができるようにすることを目的とするもので、薄型で優れた光学特性をもつＰＶＡ系樹脂層からなる偏光膜を製造することを意図するものではない。すなわち、特許文献４に記載された方法は、偏光膜となるＰＶＡ系樹脂層とともに延伸されるポリエステル樹脂フィルムの光学的特性を改善しようとするものに過ぎない。同様の目的をもった偏光子用材料の製造方法は、特公平８−１２２９６号公報（特許文献５）にも記載されている。
【００１３】
上述した、偏光膜の両面にＴＡＣフィルムが貼り合された光学フィルム積層体からなる光学フィルム積層体は、一般的に、液晶表示パネルのような光学的表示パネルに貼り付けて、使用される。この光学フィルム積層体を、粘着剤層を介してキャリアフィルムに貼り付けることにより形成したキャリアフィルム付光学フィルム積層体を、長さ方向に連続的に送りながら、光学フィルム積層体を、対応する光学的表示パネルの寸法に適応した長さに切断して該光学的表示パネルに順次的に貼り付けるように構成された、連続貼り装置が、既に提案されている。例えば、特許第４３６１１０３号公報（特許文献６）、同第４３７７９６１号公報（特許文献７）同第４３７７９６４号公報（特許文献８）、同第４５０３６８９号公報（特許文献９）、同第４５０３６９０号公報（特許文献１０）、同第４５０３６９１号公報（特許文献１１）等に記載されている。
【００１４】
これらの文献に記載された光学フィルム積層体の連続貼り付け装置は、連続的に送られるキャリアフィルム付光学フィルム積層体に、長さ方向に対して直角な幅方向に、光学フィルム積層体が貼り付けられる光学的表示パネルの長辺方向寸法及び短辺方向寸法の一方に対応する長さ方向間隔でスリットを形成するスリット形成機構を備える。このスリット形成機構は、キャリアフィルム付光学フィルム積層体の幅方向に、キャリアフィルムとは反対側の面から、該キャリアフィルムと粘着剤層との間の界面に達する深さまで達するスリットを形成するように構成されている。このようなスリット形成を、「ハーフカット」と呼ぶ。このハーフカットにより、キャリアフィルム付光学フィルム積層体の長さ方向に隣接する２つのスリット間に、光学的表示パネルの長辺方向寸法及び短辺方向寸法のいずれか一方に対応する長さの光学フィルム積層体のシートが形成される。この場合、光学フィルム積層体の幅は、光学的表示パネルの長辺方向寸法及び短辺方向寸法の他方に対応する寸法にされる。
【００１５】
光学フィルム積層体の連続貼り付け装置は、さらに、光学的表示パネルを貼り合せ位置に順次的に送るパネル送り機構を備えており、光学フィルムのシートの各々は、貼り合せ位置に順次的に送られてくる光学的表示パネルと同期するように、貼り合せ位置に向けて送り込まれる。貼り合わせ位置の手前には、キャリアフィルム剥離機構が設けられており、この剥離機構が、光学フィルムのシートの各々に対し、粘着剤層が光学フィルムのシートの側に残される状態で、該光学フィルムのシートをキャリアフィルムから剥がすように作用する。そして、キャリアフィルムが剥がされた光学フィルム積層体のシートは、貼り合せ位置に送られてきたパネルに重ねるように送り込む。貼り合わせ位置には、貼り合わせローラのような貼り合わせ機構が設けられ、該貼り合わせ位置に送られてきた光学的表示パネルと光学フィルム積層体のシートとを粘着剤層を介して貼り合せる。
【００１６】
キャリアフィルム剥離機構は、光学フィルム積層体のシートから剥がされたキャリアフィルムを鋭角的に折り返す形状に構成された縁部を有する剥離プレートを備える。光学フィルム積層体のシートは、そのまま進行方向を変えずに、キャリアフィルムから離れて貼り合わせ位置に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許４２７９９４４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３５２１号公報
【特許文献３】特開２００３−４３２５７号公報
【特許文献４】米国特許第４６５９５２３号明細書
【特許文献５】特公平８-１２２９６号公報
【特許文献６】特許第４３６１１０３号公報
【特許文献７】特許第４３７７９６１号公報
【特許文献８】特許第４３７７９６４号公報
【特許文献９】特許第４５０３６８９号公報
【特許文献１０】特許第４５０３６９０号公報
【特許文献１１】特許第４５０３６９１号公報
【特許文献１２】特開２００２−２５８２６９号公報
【特許文献１３】特開２００４−０７８１４３号公報
【特許文献１４】特開２００７−１７１８９２号公報
【特許文献１５】特開２００４−３３８３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
現在実用化されている偏光膜は、厚みが１５〜３５μｍ程度、通常は、３０μｍ程度である。そして、この偏光膜の両面のそれぞれに、厚みが６０〜８０μｍのＴＡＣフィルムが貼り付けられる。さらに、このようにＴＡＣフィルムが両面に貼られた偏光膜積層体に、位相差フィルム等の光学機能フィルムが貼り合わされ、その上に表面保護フィルムが積層されて光学フィルム積層体が形成される。したがって、光学フィルム積層体全体の厚みは、キャリアフィルム貼り付けのための粘着剤層の厚みを除いた状態でも、２００〜２７０μｍになる。しかし、最近の表示装置の薄型化に伴い、この光学フィルム積層体の厚みを極力減少させることの要求が高まっている。
【００１９】
一方、本発明者らは、厚みが１０μｍ以下であり、液晶表示パネル又は有機ＥＬ表示パネルとともに使用する偏光膜に要求される光学特性を持った偏光膜の製造に成功した。具体的には、本発明者らは、偏光膜の製造方法として、エステル系熱可塑性樹脂基材と、その上に塗布形成されたＰＶＡ系樹脂層とを一体に、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる２段延伸工程で延伸することと、該ＰＶＡ系樹脂層に二色性色素による染色処理を施すこととによって、厚みが１０μｍ以下であり、単体透過率Ｔ及び偏光度Ｐによって表される光学特性が、光学的表示装置に使用される偏光膜に要求される特性を満足させることができる、従来にない薄型の偏光膜を得ることに成功した。このような事情のもとで、光学フィルム積層体を全体として薄型に形成するための開発努力が続けられている。そして、本発明者らが開発した薄型の偏光膜を使用すれば、全体の厚みが１７０μｍ以下の光学フィルム積層体を製造することが可能になる。さらに、このような薄型の光学フィルム積層体を、特許文献６〜１１に記載されているような連続貼り付け装置を用いて光学的表示パネルに貼り合わせることが望ましい。
【００２０】
本発明は、このような薄型の光学フィルム積層体を矩形形状の光学パネルに連続貼り付けする、光学フィルム積層体の順次的貼り付方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一態様は、長辺寸法と短辺寸法とを有する矩形形状の光学パネルの２つの表面の少なくとも一方に、偏光膜を貼り付けることにより光学的パネル組立体を製造する方法である。この方法は、連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成した積層体に対し、空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、総延伸倍率が５倍〜８.５倍となるように長さ方向に１軸延伸して、該ポリビニルアルコール系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする延伸工程と、該ポリビニルアルコール系樹脂膜に二色性物質を吸着させる吸着工程と、を行って、厚みが１０μｍ以下で長さ方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系樹脂層からなる偏光膜を形成することにより、少なくとも偏光膜を含む連続ウェブ状の光学フィルム積層体を形成する段階を含む。この光学フィルム積層体には、粘着剤層を介してキャリアフィルムが剥離可能に貼り付けられて、キャリアフィルム付光学フィルム積層体が形成される。該キャリアフィルムは、該粘着剤層に対する接着力が光学フィルム積層体と粘着剤層との間の接着力より弱い。さらに、該キャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、光学パネルの長辺寸法又は短辺寸法の一方に対応する所定の長さ方向間隔で、該長さ方向に対し直角方向である幅方向に、光学フィルム積層体の側から粘着層に面したキャリアフィルムの面に達する深さの複数のスリットを形成して、該キャリアフィルム付光学フィルム積層体の長さ方向に隣接する２つのスリット間に、光学フィルム積層体のシートを形成することにより、キャリアフィルム上に複数のシートが連続的に支持された構成の連続状長尺シート積層体を形成する。次いで、該長尺シート積層体上のシートの各々が、貼り合せ位置に順次に送られてくる光学パネルに同期する関係になるように、該長尺シート積層体を貼り合せ位置に送り、光学フィルム積層体の側に粘着剤層を残してシートを順次、該長尺シート積層体から剥がし、該シートを貼り合せ位置に送られてきた光学パネルに粘着剤層を介して貼り合せる。
【００２２】
本発明の方法においては、連続状長尺シート積層体を形成する段階の前に、キャリアフィルム付偏光膜積層体を、前記光学パネルの前記長辺寸法又は前記短辺寸法の他方に対応する所定幅で、該キャリアフィルム付偏光膜積層体の長さ方向に切断して、所定幅で長さ方向に連続する連続ストリップを形成し、該連続ストリップに対し、上述の複数のスリットを形成して連続状長尺シート積層体を形成することができる。さらに、連続状長尺シート積層体を形成する段階の前に、光学フィルム積層体に対して欠点検査を行い、欠点が検出されたときには、その欠点についての情報を記録することができる。
【００２３】
そして、連続状長尺シート積層体を形成する段階において形成された光学フィルム積層体シートが、欠点検査段階において検出された欠点を含むものである場合には、貼り合せ段階の前に、該欠点を含む前記光学フィルム積層体シートをキャリアフィルムから剥がして、光学フィルム積層体の送り経路外に排出することができる。また、連続状長尺シート積層体を形成する段階において形成された光学フィルム積層体シートが、欠点検査段階において検出された欠点を含むものである場合には、該欠点を挟んで送り方向上流側及び下流側のそれぞれの方向に該欠点から所定の距離だけ離れた位置でスリットを形成することにより、欠点を含む光学フィルム積層体シートを形成することができる。
【００２４】
連続状長尺シート積層体を形成する段階において、スリットの形成は、欠点の有無に関係なく等間隔で行うことができ、この場合において、光学フィルム積層体シートのうち、記録された欠点についての情報に基づいて欠点を含むものと判定されたシートは、識別情報により、不良シートとして識別できるようにする。
【００２５】
光学パネルは、光学的表示パネルとすることができる。また、光学パネルは、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルのいずれかとすることができる。或いは、光学パネルは、タッチセンサパネルとすることができる。
【００２６】
さらに、本発明の方法においては、光学フィルムは、キャリアフィルムとは反対側の面に光学機能フィルムが接着された積層体とすることができる。また、光学フィルムには、偏光膜と粘着剤層との間に第２の光学機能フィルムを配置することもできる。
【００２７】
本発明の方法においては、偏光膜は、単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたとき、
Ｐ＞―（１０0.929T―42.4―１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）、および
Ｐ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
の条件を満足する光学特性を有するようにされたものとすることができる。このような光学特性を有する偏光膜は、液晶表示装置に使用するのに適したものである。或いは、偏光膜は、単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたとき、Ｔ≧４２．５、及びＰ≧９９．５の条件を満足する光学特性を有するようにされたものとすることができる。このような光学特性を有する偏光膜は、有機ＥＬ表示装置に使用するのに適したものである。
【００２８】
上述した２段延伸を行う場合の本発明の方法においては、空中補助延伸時の延伸倍率は、３．５倍以下にすることが好ましい。また、二色性物質の吸着は、水溶媒に、ヨウ素濃度０．１２〜０．３０重量％の範囲のヨウ素を含む染色液にポリビニルアルコール系樹脂層を浸漬させることによって行うことが好ましい。
【００２９】
本発明の他の態様は、長辺及び短辺を有する矩形形状のパネルに光学フィルム積層体を順次的に貼り付ける貼り付け装置である。この装置は、連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成した積層体に対し、空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、総延伸倍率が５倍〜８.５倍となるように長さ方向に１軸延伸して、該ポリビニルアルコール系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする工程と、該ポリビニルアルコール系樹脂膜に二色性物質を吸着させる工程とを行って、厚みが１０μｍ以下で長さ方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系樹脂層からなる偏光膜を形成することにより形成された、少なくとも偏光膜を含む連続ウェブ状の光学フィルム積層体に、粘着剤層を介して、該粘着剤層に対する接着力が光学フィルム積層体と粘着剤層との間の接着力より弱いキャリアフィルムを剥離可能に貼り付けて形成された、キャリアフィルム付光学フィルム積層体を使用する。
【００３０】
そして、該装置は、
キャリアフィルム付光学フィルム積層体を長さ方向に送る光学フィルム積層体送り機構と、
該送り機構により長さ方向に送られるキャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、長さ方向に、パネルの長辺及び短辺の寸法の一方に対応する間隔をもって、該キャリアフィルムとは反対側の光学フィルムの面から、キャリアフィルムの記光学フィルムに隣接する面に達する深さのスリットを、該キャリアフィルム付光学フィルム積層体の幅方向に、複数個、順次に形成して、長さ方向に隣接する２つのスリット間に、キャリアフィルムに支持された光学フィルムのシートを形成するスリット形成機構と、
パネルを貼り合せ位置に順次的に送るパネル送り機構と、貼り合せ位置に順次的に送られてくる該パネルと同期するように、該貼り合せ位置に向けて送り込まれる光学フィルムのシートの各々に対し、該貼り合わせ位置の手前において、粘着剤層が光学フィルムのシートの側に残される状態で、光学フィルムのシートをキャリアフィルムから剥がしながら、該光学フィルムのシートを貼り合せ位置に送られてきたパネルに重ねるように送り込む、キャリアフィルム剥離機構と、
貼り合わせ位置に配置され、該貼り合わせ位置に送られてきたパネルと光学フィルムのシートとを粘着剤層を介して貼り合せる、貼り合わせ機構と、
を備える。この装置は、光学フィルム積層体に対して欠点検査を行う欠点検査機構を備えることができる。
【００３１】
従来の技術では、偏光膜の厚みを１０μｍ以下にして、光学的表示装置に使用するのに望ましい光学特性を達成することはできなかった。
【００３２】
ここで、本発明者らは、例えば液晶テレビのような光学的表示装置に使用される偏光膜の場合には、偏光膜に望まれる光学的特性を、単体透過率をＴとし、偏光度をＰとしたとき、次式
Ｐ＞―（１０0.929T―42.4―１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）、及び
Ｐ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
で表される条件に設定した。
【００３３】
また、液晶表示装置の場合とは異なり、有機ＥＬ表示装置の場合には、偏光膜は、通常は１枚使用される構成となるため、偏光膜に要求される光学的特性は、液晶表示装置に使用される偏光膜に要求される光学特性とは異なるものとなる。したがって、本発明者らは、有機ＥＬ表示装置に使用される偏光膜に要求される光学的特性として、単体透過率をＴとし、偏光度をＰとしたとき、Ｔ≧４２．５及びＰ≧９９．５で表される条件を設定した。
【００３４】
ＰＶＡ系樹脂フィルムを用いる従来の偏光膜の製造方法は、高温空中延伸によるものであったため、延伸倍率に限界があり、偏光膜の厚みを１０μｍ以下という非常に薄いものとすると、上述した光学的表示装置に使用する偏光膜に望まれる光学特性を得ることはできなかった。しかし、本発明者らが開発した、上述の延伸と染色とによる製造方法を用いれば、厚みが１０μｍ以下であり、単体透過率Ｔ及び偏光度Ｐによって表される光学特性が、上記の条件を満足する偏光膜を実現することができる。本発明は、このような光学特性の偏光膜を含む薄型の光学的フィルム積層体を、光学的表示パネルに連続的に貼り付ける、連続貼り付け方法及び装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００３５】
以上の説明から分かるように、本発明によれば、厚みが１０μｍ以下という薄型の偏光膜を使用し、光学フィルム積層体を光学表示パネル等の光学パネルに連続的に貼り付けることができる、光学フィルム積層体の連続的貼り付方法及び装置が得られる。
【００３６】
前述したように、熱可塑性樹脂基材を用い、該基材上に形成されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、延伸倍率が５倍以上になるように一軸に延伸した事例は、従来技術を記載した文献に見出すことはできない。
【００３７】
以下、本発明に使用される偏光膜の製造方法の代表例及び本発明による光学フィルム積層体の連続的貼り付方法及び装置の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ＰＶＡ層の厚みすなわち偏光膜の厚みに対する樹脂基材の適正な厚みを示す図表である。
【図２】厚みが３μｍ、８μｍ、１０μｍの偏光膜の偏光性能の比較図である。
【図３】単体透過率Ｐと偏光度Ｔとの関係を示す図表である。
【図４】光学的表示パネルを有する光学的表示装置に使用する偏光膜に要求される光学的性能の範囲を表す図表である。
【図５】偏光膜１〜７の偏光性能の理論値を二色比に基づいて表す図である。
【図６】染色浴のヨウ素濃度の違いによるＰＶＡ系樹脂層の溶解の有無を比較した比較表である。
【図７】染色浴のヨウ素濃度とＰＶＡ系樹脂層により生成された偏光膜の偏光性能との関係を示す図表である。
【図８】本発明の実施例となる偏光膜の偏光性能を示す図表である。
【図９】光学フィルム積層体を製造するための不溶化処理を含まない製造工程の概略図である。
【図１０】光学フィルム積層体を製造するための不溶化処理を含む製造工程の概略図である。
【図１１】本発明の光学的フィルム積層体が使用される有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の光学的フィルム積層体が使用される液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の幾つかの実施例による偏光膜の偏光性能を対比して示す図表である。
【図１４】本発明の別の幾つかの実施例による偏光膜の偏光性能を対比して示す図表である。
【図１５】本発明の実施例による偏光膜の偏光性能を示す図表である。
【図１６】本発明の他の実施例による偏光膜の偏光性能を示す図表である。
【図１７】本発明のさらに他の実施例による偏光膜の偏光性能を示す図表である。
【図１８】結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度と延伸可能倍率との相対関係を表す図表である。
【図１９】結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴのＴｇと融点Ｔｍ間での温度変化にともなう結晶化速度の変化を表す図表である。
【図２０】非晶性ＰＥＴとＰＶＡの空中高温での延伸倍率と総延伸倍率との関係を表す図表である。
【図２１】結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂に関する空中高温での延伸温度と総延伸可能倍率との相対関係を表す図表である。
【図２２】総延伸倍率に対する熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性と結晶化度とを表す図表である。
【図２３】１．８倍の空中補助延伸を行った場合の補助延伸温度と補助延伸処理されたＰＥＴの配向関数との関係を表す図表である。
【図２４】ＰＶＡの結晶化度とＰＶＡの配向関数との相対関係を表す図表である。
【図２５】熱可塑性樹脂基材を用いて製造される偏光膜の製造工程の概略図である。
【図２６】２段延伸によらない従来の例示的な偏光膜の偏光性能を表す図表である。
【図２７】２段延伸された実施例における、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体の製造条件の一覧表である。
【図２８】２段延伸された実施例における、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体の製造条件の一覧表である。
【図２９】２段延伸された実施例と参考例１〜３との配向関数値の比較表である。
【図３０】本発明による方法に使用することができる光学的積層体ロールの製造工程の概略図である。
【図３１】本発明による方法に使用することができる光学的積層体ロールの他の製造工程の概略図である。
【図３２】さらに他の実施形態における光学的積層体ロールの製造工程の概略図である。
【図３３】さらに他の実施形態における光学的積層体ロールの製造工程の概略図である。
【図３４】広幅の光学フィルム積層体を長さ方向に切断して光学フィルム積層体ストリップを形成する工程を示す斜視図である。
【図３５】光学フィルム積層体ストリップから個々のシートを切断して液晶表示パネルに貼り付ける工程を示す概略平面図である。
【図３６】本発明により光学フィルム積層体シートを表示パネルに貼り付ける工程を示す概略図である。
【図３７】本発明により光学フィルム積層体ストリップに定められるスリット形成位置を示す概略図である。
【図３８】表示パネルに光学フィルム積層体シートを貼り付ける貼合せステーションの詳細を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
［偏光膜に関連する技術的背景］
偏光膜の背景技術として、本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材の材料特性と偏光膜の偏光性能によって表される光学特性について説明する。
【００４０】
先ず、本発明に用いるのに適した熱可塑性樹脂の一般的材料特性を概説する。
熱可塑性樹脂は、高分子が規則正しく配列する結晶状態にあるものと、高分子が規則正しい配列を持たない、あるいは、ごく一部しか規則正しい配列を持たない無定形又は非晶状態にあるものとに大別できる。前者を結晶状態といい、後者を無定形又は非晶状態という。これに対応して、結晶状態にはないが、条件次第では結晶状態をつくることができる性質をもった熱可塑性樹脂は、結晶性樹脂と呼ばれ、そうした性質をもたない熱可塑性樹脂は非晶性樹脂と呼ばれる。一方、結晶性樹脂であるか非晶性樹脂であるかを問わず、結晶状態にない樹脂又は結晶状態に至らない樹脂をアモルファス又は非晶質の樹脂という。ここでは、アモルファス又は非晶質という用語は、結晶状態をつくらない性質を意味する非晶性という用語とは区別して用いられる。
【００４１】
結晶性樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）を含むオレフィン系樹脂と、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を含むエステル系樹脂がある。結晶性樹脂の特徴の一つは、一般的に加熱及び／又は延伸配向によって高分子が配列して結晶化が進む性質を有することである。樹脂の物性は、結晶化の程度に応じて様々に変化する。一方で、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような結晶性樹脂でも、加熱処理や延伸配向によって起こる高分子の配列を阻害することによって、結晶化の抑制が可能である。結晶化が抑制されたこれらのポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を、それぞれ非晶性ポリプロピレン及び非晶性ポリエチレンテレフタレートといい、これらを、それぞれ総称して非晶性オレフィン系樹脂及び非晶性エステル系樹脂という。
【００４２】
例えばポリプロピレン（ＰＰ）の場合、立体規則性のないアタクチック構造にすることによって、結晶化を抑制した非晶性ポリプロピレン（ＰＰ）を作成することができる。また、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合、重合モノマーとして、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジメタノールのような変性基を共重合すること、すなわち、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の結晶化を阻害する分子を共重合させることによって、結晶化を抑制した非晶性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を作成することができる。
【００４３】
次に、大型液晶表示素子に用いることができる偏光膜の光学特性を概説する。
偏光膜の光学特性とは、端的には、偏光度Ｐと単体透過率Ｔとで表す偏光性能のことである。一般に、偏光膜の偏光度Ｐと単体透過率Ｔとは二律背反的な関係にある。この２つの光学特性値は、Ｔ−Ｐグラフにより表すことができる。Ｔ−Ｐグラフにおいて、プロットしたラインが単体透過率の高い方向にあり、かつ偏光度の高い方向にあるほど、偏光膜の偏光性能が優れていることになる。
【００４４】
ここでＴ−Ｐグラフを示す図３を参照すると、理想的光学特性は、Ｔ＝５０％で、Ｐ＝１００％の場合である。図から分かるように、Ｔ値が低ければＰ値を上げやすく、Ｔ値が高いほどＰ値を上げにくい、という傾向にある。さらに、偏光膜の偏光性能を透過率Ｔと偏光度Ｐの関係を示す図４を参照すると、図４にライン１及びライン２より上の領域として定められた範囲では、偏光膜の単体透過率Ｔ及び偏光度Ｐは、液晶表示装置に必要と考えられる「要求性能」を満足するものとなり、この偏光膜を使用した表示装置は、コントラスト比が１０００：１以上で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2以上になる。この要求性能は、現在において、或いは将来においても、大型液晶表示素子などの偏光膜性能として求められる光学特性と考えられる性能である。単体透過率Ｔの理想値は、Ｔ＝５０％であるが、光が偏光膜を透過する際に、偏光膜と空気との界面で一部の光が反射する現象が起こる。この反射現象を考慮すると、反射に相当する量だけ単体透過率Ｔが減少するので、現実的に達成可能なＴ値の最大値は４５〜４６％程度である。
【００４５】
一方、偏光度Ｐは、偏光膜のコントラスト比（ＣＲ）に変換することができる。例えば９９．９５％の偏光度Ｐは、偏光膜のコントラスト比の２０００：１に相当する。この偏光膜を液晶テレビ用液晶表示パネルの両側に用いたときの表示装置のコントラスト比は、１０５０：１である。ここで表示装置のコントラスト比が偏光膜のコントラスト比を下回るのは、表示パネル内部において偏光解消が生じるためである。偏光解消は、バックライト側の偏光膜を透過してきた光がセル内部を透過する際に、カラーフィルタ中の顔料、液晶分子層、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によって光が散乱及び／又は反射し、一部の光の偏光状態が変化することにより生じる。偏光膜及び表示パネルのコントラスト比がいずれも大きいほど、液晶テレビはコントラストが優れ、見やすいものとなる。
【００４６】
ところで、偏光膜のコントラスト比は、平行透過率Ｔｐを直交透過率Ｔｃで除した値として定義される。これに対して表示装置のコントラスト比は、最大輝度を最小輝度で除した値として定義することができる。最小輝度とは黒表示時の輝度である。一般的な視聴環境を想定した液晶テレビの場合、０．５ｃｄ／ｍ2以下の最小輝度が要求基準になる。これを越える値では色再現性が低下する。最大輝度とは白表示時の輝度である。一般的な視聴環境を想定した液晶テレビの場合、表示装置は、最大輝度が４５０〜５５０ｃｄ／ｍ2の範囲のものが用いられる。これを下回ると、表示が暗くなるため液晶テレビの視認性が低下する。
【００４７】
大型表示素子を用いた液晶テレビ用の表示装置として求められる性能は、コントラスト比が１０００：１以上で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2以上である。これが表示装置の「要求性能」と考えられる。図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）及びライン２（Ｔ≧４２．３％）は、この表示装置の要求性能を達成するために必要とされる偏光膜の偏光性能の限界値を表している。これは、図５に示すバックライト側と視認側との偏光膜の組み合わせに基づく、次のようなシミュレーションによって求められたラインである。
【００４８】
液晶テレビ用の表示装置のコントラスト比と最大輝度は、光源（バックライト）の光量と、バックライト側と視認側に配置される２つの偏光膜の透過率、液晶表示パネルの透過率、バックライト側と視認側の２つの偏光膜の偏光度、液晶表示パネルの偏光解消率に基づいて算出できる。一般的な液晶テレビの光源の光量（１０，０００ｃｄ／ｍ2）、液晶表示パネルの透過率（１３％）、及び偏光解消率（０．０８５％）の基礎数値を用い、異なる幾つかの偏光性能の偏光膜を組み合わせ、それぞれの組み合わせ毎に液晶テレビ用の表示装置のコントラスト比と最大輝度を算出することによって、要求性能を満足する図４のライン１及びライン２を導き出すことができる。すなわち、ライン１及びライン２に達しない偏光膜を使用すると、表示装置のコントラスト比が１０００：１以下で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2以下になることが示される。算出に用いた式は以下の通りである。
【００４９】
式（１）は、表示装置のコントラスト比を求める式であり、式（２）は、表示装置の最大輝度を求める式である。式（３）は偏光膜の二色比を求める式である。
式（１）：CRD ＝Lmax／Lmin
式（２）：Lmax＝（LB×Tp−（LB／2 ×k1B×DP／100）／2×（k1F-k2F））×Tcell／100
式（３）：DR ＝Ak2／Ak1＝log(k2)／log(k1)＝log(Ts／100×（１-P/100）／TPVA)／log(Ts／100×（１＋P／100）／ TPVA)
ここで、
Lmin＝（LB×Tc＋（LB ／2 ×k1B×DP／100）／2×（k1F-k2F））×Tcell／100
Tp＝（k1B×k1F＋ k2B×k2F）／2×TPVA
Tc＝（k1B×k2F＋ k2B×k1F）／2×TPVA
k1＝Ts／100×（１＋P／100）／TPVA
k2＝Ts／100×（１- P／100）／TPVA
CRD ：表示装置のコントラスト比
Lmax ：表示装置の最大輝度
Lmin ：表示装置の最小輝度
DR ：偏光膜の二色比
Ts ：偏光膜の単体透過率
P ：偏光膜の偏光度
k1 ：第１主透過率
k2 ：第２主透過率
k1F ：視認側偏光膜のk1
k2F ：視認側偏光膜のk2
k1B ：バックライト側偏光膜のk1
k2B ：バックライト側偏光膜のk2
Ak1 ：偏光膜の透過軸方向の吸光度
Ak2 ：偏光膜の吸収軸方向の吸光度
LB ：光源の光量 （１００００cd/m2）
Tc ：偏光膜の直交透過率（視認側偏光板とバックライト側偏光板の組合せ）
Tp ：偏光膜の平行透過率（視認側偏光板とバックライト側偏光板の組合せ）
Tcell ：セルの透過率（１３％）
DP ：セルの偏光解消率（０．０８５％）
TPVA ：ヨウ素が吸着していないPVAフィルムの透過率 （０．９２）。
【００５０】
図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）は、図５において偏光膜３と表示される直線上に位置する偏光膜の偏光性能によって導き出される。図５の偏光膜３に属する偏光膜のうち、偏光性能が座標（Ｔ、Ｐ）＝（４２．１％、９９．９５％）で表される点Ｄ（白丸）の偏光膜Ｄは、これを液晶テレビ用の表示装置のバックライト側と視認側の両側に用いた場合に、要求性能を達成することができる。
【００５１】
ところが、同じ偏光膜３に属する偏光膜であっても、単体透過率の低い（より暗い）領域にある、３つの偏光膜Ａ（Ｔ＝４０．６％、Ｐ＝９９．９９８％）、Ｂ（Ｔ＝４１．１％、Ｐ＝９９．９９４％）、又はＣ（Ｔ＝４１．６％，Ｐ＝９９．９８％）をバックライト側と視認側の両側に用いた場合、いずれも、要求性能を達成することができない。バックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として偏光膜Ａ、Ｂ、又はＣを用いた場合、要求性能を達成するためには、例えば、他方の片側偏光膜として、偏光膜４に属する偏光膜Ｅ、偏光膜５に属する偏光膜Ｆ、又は偏光膜７に属するＧのような偏光膜３に比べて、単体透過率が高く、少なくとも偏光度が９９．９％以上の偏光性能の優れた偏光膜を用いることが必要になる。
【００５２】
図５に示す偏光膜１〜７の偏光性能は、式（３）に基づき算出される。式（３）を用いることで偏光膜の偏光性能の指標となる二色比（ＤＲ）から単体透過率Ｔと偏光度Ｐとを算出することができる。二色比とは偏光膜の吸収軸方向の吸光度を透過軸方向の吸光度で除した値である。この数値が高いほど偏光性能が優れていることを表している。例えば、偏光膜３は、二色比が約９４となる偏光性能を持つ偏光膜として算出される。この値を下回る偏光膜は要求性能に達しないということになる。
【００５３】
また、バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜として偏光膜３に比べ偏光性能の劣る、例えば、偏光膜１に属する偏光膜Ｈ（４１．０％、９９．９５％）又は偏光膜２に属する偏光膜Ｊ（４２．０％、９９．９％）を用いた場合、式（１）（２）から明らかになるように、要求性能を達成するためには、例えば、他方の側の偏光膜として偏光膜６に属する偏光膜Ｉ（４３．２％、９９．９５％）又は偏光膜７に属する偏光膜Ｋ（４２．０％、９９．９９８％）のような、偏光膜３に比べ、偏光性能がより優れた偏光膜を用いなければならない。
【００５４】
液晶テレビ用の表示装置の要求性能を達成するためには、バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜の偏光性能が、少なくとも偏光膜３よりも優れていなければならない。図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）は、その下限値を示す。他方、図４のライン２（Ｔ≧４２．３％）は、偏光度Ｐの下限値を示す。バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜として偏光度Ｐが９９．９％以下の偏光膜を用いた場合には、他方の側の偏光膜として偏光性能がいかに優れた偏光膜を用いても、要求性能を達成することができない。
【００５５】
結論としては、大型表示素子を用いた液晶テレビ用の表示装置として求められる偏光性能を達成しようとする場合には、バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜の偏光性能が少なくともライン１（Ｔ＜４２．３％）及びライン２（Ｔ≧４２．３％）で表される限界を越える領域にある偏光膜、より具体的には、偏光膜３より優れた偏光性能を有し、偏光度が９９．９％以上の偏光膜であることが望まれる条件となる。
【００５６】
これに対して、有機ＥＬ表示装置に使用される偏光膜は、主として１／４波長位相差フィルムと組み合わされて円偏光を形成することにより、内部反射光を遮断する目的に使用されることが多く、この場合には、１枚の偏光膜が使用されることになる。したがって、２枚の偏光膜を使用する透過型液晶表示装置の場合と異なり、有機ＥＬ表示装置に使用される偏光膜は、先に述べたように、求められる光学的要求特性が異なったものとなり、単体透過率をＴとし、偏光度をＰとしたとき、Ｔ≧４２．５及びＰ≧９９．５で表される条件となる。図４に有機ＥＬ表示装置に使用される偏光膜の要求特性を想像線で示す。
【００５７】
［偏光膜の製造に関する実施例］
本発明の光学的フィルム積層体に使用される偏光膜の実施例として、実施例１〜１８を示す。これらの実施例において製造される偏光膜の製造条件を、図２７及び図２８に示す。さらに、対比される例として、参考例及び比較例も作成した。図２９は、第１段の空中高温延伸後における実施例１〜１８及び参考例１〜３による延伸積層体のそれぞれについて、ＰＥＴ樹脂基材の配向関数値を示す表である。
【００５８】
［実施例１］
非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸を６ｍｏｌ％共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（以下、「非晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を作製した。非晶性ＰＥＴのガラス転移温度は７５℃である。連続ウェブの非晶性ＰＥＴ基材とポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」という）層からなる積層体を以下のように作製した。ちなみにＰＶＡのガラス転移温度は８０℃である。
【００５９】
厚み２００μｍの非晶性ＰＥＴ基材と、重合度１０００以上、ケン化度９９％以上のＰＶＡ粉末を水に溶解した４〜５％濃度のＰＶＡ水溶液とを準備した。次に、上記した厚み２００μｍの非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、５０〜６０℃の温度で乾燥し、非晶性ＰＥＴ基材上に厚み７μｍのＰＶＡ層を製膜した。以下、これを「非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体」又は「７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体」又は単に「積層体」という。
【００６０】
７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を、空中補助延伸及びホウ酸水中延伸の２段延伸工程を含む以下の工程を経て、３μｍ厚の偏光膜を製造した。第１段の空中補助延伸工程によって、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層を含む延伸積層体を生成した。以下、これを「延伸積層体」という。具体的には、延伸積層体は、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を１３０℃の延伸温度環境に設定されたオーブンに配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸したものである。この延伸処理によって、延伸積層体内のＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。
【００６１】
次に、染色工程によって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。以下、これを「着色積層体」という。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。本工程において、染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を０．１２〜０．３０重量％の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を０．７〜２．１重量％の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は１対７である。
【００６２】
ちなみに、ヨウ素を水に溶解するにはヨウ化カリウムを必要とする。より詳細には、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液に延伸積層体を６０秒間浸漬することによって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。実施例１においては、ヨウ素濃度０．３０重量％でヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液への延伸積層体の浸漬時間を変えることによって、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体を生成した。
【００６３】
さらに、第２段のホウ酸水中延伸工程によって、着色積層体を非晶性ＰＥＴ基材と一体にさらに延伸し、３μｍ厚の偏光膜を構成するＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成した。以下、これを「光学フィルム積層体」という。具体的には、光学フィルム積層体は、着色積層体をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温範囲６０〜８５℃のホウ酸水溶液に設定された処理装置に配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸したものである。より詳細には、ホウ酸水溶液の液温は６５℃である。それはまた、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して４重量％とし、ヨウ化カリウム含有量を水１００重量％に対して５重量％とした。
【００６４】
本工程においては、ヨウ素吸着量を調整した着色積層体をまず５〜１０秒間ホウ酸水溶液に浸漬した。しかる後に、その着色積層体をそのまま処理装置に配備された延伸装置である周速の異なる複数の組のロール間に通し、３０〜９０秒かけて延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した。この延伸処理によって、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。このＰＶＡ層が光学フィルム積層体の偏光膜を構成する。
【００６５】
以上のように実施例１は、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を延伸温度１３０℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度６５度のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が５．９４倍になるように非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような２段延伸によって非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層のＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成することができた。
【００６６】
光学フィルム積層体の製造に必須の工程ではないが、洗浄工程によって、光学フィルム積層体をホウ酸水溶液から取り出し、非晶性ＰＥＴ基材に製膜された３μｍ厚のＰＶＡ層の表面に付着したホウ酸をヨウ化カリウム水溶液で洗浄した。しかる後に、洗浄された光学フィルム積層体を６０℃の温風による乾燥工程によって乾燥した。なお洗浄工程は、ホウ酸析出などの外観不良を解消するための工程である。
【００６７】
次に、貼合せ及び／又は転写工程によって、非晶性ＰＥＴ基材に製膜された３μｍ厚のＰＶＡ層の表面に接着剤を塗布しながら、８０μｍ厚のＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムを貼合せた後、非晶性ＰＥＴ基材を剥離し、３μｍ厚のＰＶＡ層を８０μｍ厚のＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムに転写した。
【００６８】
［実施例２］
実施例２は、実施例１の場合と同様に、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって倍率が１．８倍になるように延伸した延伸積層体を生成し、しかる後に、延伸積層体を、液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。実施例２は、実施例１とは異なる以下の架橋工程を含む。それは、着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士に架橋処理を施す工程である。本工程のホウ酸架橋水溶液は、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して３重量％とし、ヨウ化カリウム含有量を水１００重量％に対して３重量％とした。
【００６９】
実施例２の架橋工程は、少なくとも３つの技術的作用を求めたものである。第１は、後工程のホウ酸水中延伸において着色積層体に含まれる薄膜化されたＰＶＡ層を溶解させないようにした不溶化作用である。第２は、ＰＶＡ層に着色されたヨウ素を溶出させないようにした着色安定化作用である。第３は、ＰＶＡ層の分子同士を架橋することによって結節点を生成するようにした結節点生成作用である。
【００７０】
実施例２は、次に、架橋された着色積層体を、実施例１の延伸温度６５℃より高い７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬することによって、実施例１の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例２の洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例１の場合と同様である。
【００７１】
なお、ホウ酸水中延伸工程に先立つ架橋工程に求められる技術的作用をより明確にするために、実施例１の架橋されていない着色積層体を延伸温度７０〜７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬した場合、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、ホウ酸水中延伸浴において溶解し、延伸することができなかった。
【００７２】
［実施例３］
実施例３は、実施例１の場合と同様に、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって倍率が１．８倍になるように延伸した延伸積層体を生成した。実施例３は、実施例１とは異なる以下の不溶化工程を含む。それは、延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層を不溶化する工程である。本工程のホウ酸不溶化水溶液は、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して３重量％とした。実施例３の不溶化工程に求められる技術的作用は、少なくとも後工程の染色工程において、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を溶解させないようにした不溶化である。
【００７３】
実施例３は、次に、不溶化された延伸積層体を、実施例１の場合と同様に、液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。しかる後に、生成された着色積層体を実施例１の延伸温度である６５℃より高い延伸温度である７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬することによって、実施例１の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例３の洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例１の場合と同様である。
【００７４】
なお、染色工程に先立つ不溶化工程に求められる技術的条件及び作用をより明確にするために、まず、実施例１の不溶化されていない延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、生成された着色積層体を延伸温度７０〜７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬した方法を遂行した。この場合、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、実施例２に示したように、ホウ酸水中延伸浴において溶解し、延伸することができなかった。
【００７５】
次に、水を溶媒として、ヨウ素濃度を０．１２〜０．３０重量％の範囲内とした染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％とし、他の条件をそのままの染色液に、実施例１の不溶化されていない延伸積層体を浸漬した方法を遂行した。この場合、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、染色浴において溶解し、染色不能であった。ところが、実施例３の不溶化された延伸積層体を用いた場合には、染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％であっても、ＰＶＡ層は溶解することなく、ＰＶＡ層への染色は可能であった。
【００７６】
染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５％であってもＰＶＡ層への染色が可能な実施例３においては、延伸積層体の染色液への浸漬時間を一定にし、染色液のヨウ素濃度及びヨウ化カリウム濃度を実施例１に示した一定範囲内で変化させることによって、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。
【００７７】
［実施例４］
実施例４は、実施例１の製造工程に実施例３の不溶化工程と実施例２の架橋工程を加えた製造工程によって生成した光学フィルム積層体である。まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸し、延伸積層体を生成した。実施例４は、実施例３の場合と同様に、生成された延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬する不溶化工程によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層を不溶化した。実施例４はさらに、不溶化されたＰＶＡ層を含む延伸積層体を、実施例３の場合と同様に、液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによってヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。
【００７８】
実施例４は、実施例２の場合と同様に、生成された着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬する架橋工程によって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。実施例４はさらに、架橋された着色積層体を、実施例１の延伸温度６５℃より高い７５℃のホウ酸水中延伸浴に５〜１０秒間浸漬し、実施例２の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例４の洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例１から３の場合と同様である。
【００７９】
また、実施例４は、実施例３の場合におけると同様に、染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％であっても、ＰＶＡ層は溶解することはない。実施例４においては、延伸積層体の染色液への浸漬時間を一定にし、染色液のヨウ素濃度及びヨウ化カリウム濃度を実施例１に示した一定範囲内で変化させることによって、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。
【００８０】
以上のように、実施例４は、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。生成された延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬することによって延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を不溶化した。不溶化されたＰＶＡ層を含む延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって不溶化されたＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。架橋されたＰＶＡ層を含む着色積層体をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温７５℃のホウ酸水中延伸溶に５〜１０秒間浸漬し、しかる後に、ホウ酸水中延伸によって倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した光学フィルム積層体を生成した。
【００８１】
実施例４は、このように空中高温延伸及びホウ酸水中延伸からなる２段延伸と染色浴への浸漬に先立つ不溶化及びホウ酸水中延伸に先立つ架橋からなる前処理とによって、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層のＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によってＰＶＡ分子に確実に吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を安定的に生成することができた。
【００８２】
［実施例５］
実施例５は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層の厚みにある。実施例４は、７μｍ厚のＰＶＡ層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるＰＶＡ層が３μｍ厚であった。これに対して、実施例５は、１２μｍ厚のＰＶＡ層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるＰＶＡ層が５μｍ厚であった。
【００８３】
［実施例６］
実施例６は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は非晶性ＰＥＴ基材に用いた重合モノマーにある。実施例４は、イソフタル酸をＰＥＴに共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。これに対して、実施例６は、ＰＥＴに対して変性基として１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。
【００８４】
［実施例７］
実施例７は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍又は６倍に近い値になるように空中補助延伸及びホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例４は、空中補助延伸及びホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率が１．８倍及び３．３倍とした。これに対して、実施例７は、それぞれの延伸倍率が１．２倍及び４．９倍とした。ところで実施例４の総延伸倍率が５．９４倍であった。これに対して実施例７の総延伸倍率が５．８８倍であった。これは、ホウ酸水中延伸において、延伸倍率が４．９倍以上に延伸することができなかったことによる。
【００８５】
［実施例８］
実施例８は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍になるように空中補助延伸及びホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例８は、それぞれの延伸倍率が１．５倍及び４．０倍とした。
【００８６】
［実施例９］
実施例９は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍になるように空中補助延伸及びホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例９は、それぞれの延伸倍率が２．５倍及び２．４倍とした。
【００８７】
［実施例１０］
実施例１０は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１０では、空中補助延伸の延伸温度を９５℃としたことにある。
【００８８】
［実施例１１］
実施例１１は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１１では、空中補助延伸の延伸温度を１１０℃としたことにある。
【００８９】
［実施例１２］
実施例１２は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１２では、空中補助延伸の延伸温度を１５０℃としたことにある。
【００９０】
［実施例１３］
実施例１３は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を２．８倍に変化させたことにある。実施例１３の場合には、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約５倍（正確には５．０４倍）となった。
【００９１】
［実施例１４］
実施例１４は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．１倍に変化させたことにある。実施例１４の場合には、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約５．５倍（正確には５．５８倍）となった。
【００９２】
［実施例１５］
実施例１５は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．６倍に変化させたことにある。実施例１５の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約６．５倍（正確には６．４８倍）となった。
【００９３】
［実施例１６］
実施例１６は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸方法にある。実施例４においては、空中補助延伸によって、延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸した。これに対して、実施例１６においては、固定端一軸の空中補助延伸によって、延伸倍率が１．８倍になるようにした。
【００９４】
［実施例１７］
実施例１７は、以下の相違点を除き、実施例１６と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。この場合の空中補助延伸は、延伸倍率が１．８倍であるが、相違点は、ホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．９倍に変化させたことにある。実施例１７の場合には、そのことによって、総延伸倍率は、実施例１６の場合における約６倍（正確には５．９４倍）に対して、約７倍（正確には７．０２倍）となった。
【００９５】
［実施例１８］
実施例１８は、以下の相違点を除き、実施例１６と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を４．４倍に変化させたことにある。実施例１８の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例１６の場合の約６倍（正確には５．９４倍）に対して、約８倍（正確には７．９２倍）となった。
【００９６】
［比較例１］
比較例１は、実施例４と同様の条件で、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させて非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、延伸温度を１３０℃に設定した空中高温延伸によって、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を延伸倍率が４．０倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．５μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。
【００９７】
次に、延伸積層体は染色処理され、ＰＶＡ分子が配向された３．５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体が生成された。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。このように、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。
【００９８】
さらに、着色積層体は架橋処理される。具体的には、液温が４０℃で、ホウ酸３％、ヨウ化カリウム３％からなるホウ酸架橋水溶液に６０秒間、浸漬することによって着色積層体に架橋処理を施した。比較例１は、架橋処理が施された着色積層体が実施例４の光学フィルム積層体に相当する。したがって、洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例４の場合と同様である。
【００９９】
［比較例２］
比較例２は、比較例１の延伸積層体を比較例１と同様の条件で、延伸倍率が４．５倍、５．０倍、６．０倍になるように延伸した延伸積層体を生成した。比較表は、比較例１と比較例２とを含めた、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材と該非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層とに発生した現象を示したものである。これにより、延伸温度１３０℃の空中高温延伸による延伸倍率が４．０倍を限度とすることを確認した。
【０１００】
［延伸に関連する技術的背景］
図１８〜図２２は、いずれも実験に基づいて表したものである。まず、図１８を参照すると、図１８は、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度と延伸可能倍率との相対関係を実験に基づいて表した図である。
【０１０１】
図１８において、太線は、延伸温度の変化にともなう非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の変化を表す。非晶性ＰＥＴは、Ｔｇが約７５℃であり、これ以下の温度で延伸することはできない。図から分かるように、空中高温の自由端一軸延伸によると約１１０℃を越える点で７．０倍以上にまで延伸できる。一方、図１８の細線は、延伸温度の変化にともなう結晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の変化を表す。結晶性ＰＥＴは、Ｔｇが約８０℃であり、これ以下の温度では延伸することができない。
【０１０２】
次に、図１９を参照すると、図は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のＴｇと融点Ｔｍとの間での温度変化にともなう結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴのそれぞれの結晶化速度の変化を表す。図１９において、８０℃から１１０℃前後のアモルファス状態にある結晶性ＰＥＴは１２０℃前後で急速に結晶化することが理解される。
【０１０３】
また、図１８から明らかなように、結晶性ＰＥＴにおいては、空中高温の自由端一軸延伸による延伸可能倍率は、４．５〜５．５倍が上限となる。しかも、適用され得る延伸温度は、極めて限定的で、約９０℃から約１１０℃までの温度範囲である。
【０１０４】
図２９に、結晶性ＰＥＴを用いて空中高温の自由端一軸延伸を行った例を、参考例１〜３として示す。これらは、いずれも、厚み２００μｍの結晶性ＰＥＴ基材に、厚み７μｍのＰＶＡ層を製膜した積層体を、空中高温延伸することによって生成された、厚み３．３μｍの偏光膜である。それぞれの延伸温度には違いがあり、延伸温度は、参考例１が１１０℃、参考例２が１００℃、参考例３が９０℃である。ここで注目すべきは、延伸可能倍率である。参考例１の延伸倍率の限界は４．０倍であり、参考例２及び３は４．５倍である。最終的には積層体自体が破断したことによって、これらを越える延伸処理が不可能であった。しかしながら、この結果には、結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層自体の延伸可能倍率が影響を及ぼしている可能性を否定することができない。
【０１０５】
そこで図１８を参照すると、この図における破線は、ＰＶＡ系樹脂に属するＰＶＡの延伸可能倍率を表す。ＰＶＡ系樹脂のＴｇは７５〜８０℃であり、これ以下でＰＶＡ系樹脂からなる単層体を延伸することはできない。図１８から明らかなように、空中高温の自由端一軸延伸によると、ＰＶＡ系樹脂からなる単層体の延伸可能倍率は５．０倍を限度とする。このことにより、本発明者らは、以下のことを明らかにすることができた。それは、結晶性ＰＥＴ及びＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度及び延伸可能倍率の関係から、結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体の空中高温の自由端一軸延伸による延伸可能倍率は、９０〜１１０℃の延伸温度範囲において４．０〜５．０倍が限度であるということである。
【０１０６】
次に、非晶性ＰＥＴ基材上にＰＶＡ系樹脂層を塗布形成した積層体を、空中高温のもとで、自由端一軸延伸した事例を、以下の表１に比較例１及び２として示す。非晶性ＰＥＴ基材に延伸温度による限界はない。比較例１は、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材に製膜された７μｍ厚のＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、延伸温度を１３０℃に設定した空中高温の自由端一軸延伸によって生成された偏光膜である。このときの延伸倍率は４．０倍であった。
【０１０７】
表１を参照すると、比較例２は、比較例１と同様に、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材に製膜された７μｍ厚のＰＶＡ系樹脂層を、延伸倍率が４．５倍、５．０倍、６．０倍になるようにそれぞれを延伸することによって生成された偏光膜である。いずれの比較例においても、表１に示した通り、非晶性ＰＥＴ基材にフィルムの面内で延伸の不均一が生じるか、破断が生じ、一方で、延伸倍率４．５倍でＰＶＡ系樹脂層に破断が生じている。これにより、延伸温度１３０℃の空中高温延伸によるＰＶＡ系樹脂層の延伸倍率の限界が４．０倍であることを確認した。
【表１】
【０１０８】
参考例１〜３はいずれも、延伸温度に違いはあるが、結晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ系樹脂層を製膜した積層体に対し、４．０〜４．５倍の延伸処理を施すことによってＰＶＡ分子を配向させ、薄膜化したＰＶＡ系樹脂層に、ヨウ素を吸着させて着色積層体を生成したものである。具体的には、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ系樹脂層の単体透過率が４０〜４４％になるように、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層にヨウ素を吸着させた。また薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層へのヨウ素吸着量を調整することによって単体透過率Ｔと偏光度Ｐとを異にする種々の偏光膜を生成した。
【０１０９】
図２６を参照すると、図２６におけるライン１及びライン２は、本発明の光学的表示装置に使用される偏光膜に要求される光学特性を規定する線であり、偏光度Ｐと透過率Ｔの関係が、これらライン１、２より上にある偏光膜は、要求される光学特性を満足する。図２６では、これらライン１、２と対比して、参考例１〜３の偏光膜の光学特性を表している。図から分かるように、参考例１〜３の偏光膜は、いずれも、要求される光学特性を満足しない。その原因は、結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層は、空中高温延伸によって、ある程度ＰＶＡ分子が配向されるが、その一方で、空中高温延伸は、ＰＶＡ分子の結晶化を促進し、非晶部分の配向を阻害しているものと推定される。
【０１１０】
そこで、本発明者らは、本発明に先立って、ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／００１４６０に係る国際出願に開示される偏光膜及びその製造方法を開発した。これは、Ｔｇ以下の延伸温度であってもＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を延伸することができる、という水の可塑剤機能に着目した知見に基づいたものである。この方法により製造される偏光膜の一例を、ここでは比較例３とする。この方法によれば、ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体は、延伸倍率５．０倍まで延伸できる。
【０１１１】
本発明者らは、その後さらに研究を進め、延伸倍率の限界が５．０倍となる原因は、ＰＥＴ基材が結晶性ＰＥＴによるものであることを確認した。ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体はＴｇ以下のホウ酸水溶液で延伸されるため、ＰＥＴ基材が結晶性であるか非晶性であるかは延伸作用に大きく影響しないとの認識であったが、非晶性ＰＥＴを用いた場合には、積層体を延伸倍率５．５倍まで延伸できることを見出した。この場合、非晶性ＰＥＴを基材として使用し、比較例３に示す偏光膜の製造方法と同様の方法を適用する場合において、延伸倍率の限界が５．５倍であることの原因は、非結晶性のＰＥＴ基材による延伸倍率の制限が影響しているものと推定される。
【０１１２】
比較例１については、単体透過率Ｔと偏光度Ｐを異にする種々の偏光膜を生成した。図２６に、参考例１〜３とともに、それらの光学特性を示す。
【０１１３】
図２０は、本発明者らが、こうした研究結果を基に着想を得た、２段延伸における、空中高温延伸の延伸倍率と総合延伸倍率（以下、「総延伸倍率」という。）との関係を表したものである。横軸は、自由端一軸延伸による延伸温度１３０℃の空中延伸における延伸倍率である。縦軸の総延伸倍率は、以下に述べる自由端一軸空中高温延伸を含む２段階の延伸処理によって、空中高温延伸前の長さである元長を１として、最終的に元長が何倍延伸されたかを表す総延伸倍率である。例えば、延伸温度１３０℃の空中高温延伸による延伸倍率が２倍であって、次の延伸倍率が３倍であれば、総延伸倍率は６倍（２×３＝６）になる。空中高温延伸に続く第２段の延伸工程は、延伸温度６５℃のホウ酸水溶液中における自由端一軸延伸（以下、ホウ酸水溶液に浸漬させながら延伸する処理を「ホウ酸水中延伸」という。）である。この二つの延伸方法を組み合わせることによって、図２０に示す結果を得ることができた。
【０１１４】
図２０の実線は、非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率を表している。非晶性ＰＥＴの総延伸倍率は、空中高温延伸せずに、直接ホウ酸水中延伸をした場合、すなわち空中高温延伸の倍率が１倍のときには、５．５倍が限度である。これ以上の延伸を行うと、非晶性ＰＥＴは破断する。しかしながら、この値は、非晶性ＰＥＴの最小延伸倍率に相当する。非晶性ＰＥＴの総延伸倍率は、空中高温延伸時の延伸倍率が大きくなるほど大きくなり、延伸可能倍率は、１０倍を越える。
【０１１５】
これに対して、図２０の破線は、非晶性ＰＥＴに製膜されたＰＶＡ系樹脂層の延伸可能倍率を表している。空中高温延伸せずに、直接ホウ酸水中延伸した場合には、ＰＶＡ系樹脂層の総延伸倍率は最大倍率を示す７倍である。しかしながら、空中高温延伸時の延伸倍率が大きくなるほどＰＶＡ系樹脂層の総延伸倍率は小さくなり、空中高温延伸時の延伸倍率が３倍の点では、ＰＶＡ系樹脂層の総合延伸倍率が６倍を下回る。ＰＶＡ系樹脂層の総合延伸倍率を６倍にしようとすると、ＰＶＡ系樹脂層が破断する。図２０から明らかなように、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を延伸できなくなる原因は、空中高温の延伸倍率の大きさに応じて、非晶性ＰＥＴ基材に起因するものからＰＶＡ系樹脂層に起因するものに移ることにある。因みに、ＰＶＡの空中延伸倍率は４倍までであり、それ以上は延伸不能である。この倍率が、ＰＶＡの総延伸倍率に相当するものと推定される。
【０１１６】
ここで、図２１を参照する。図２１は、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴ、及びＰＶＡ系樹脂について、空中高温延伸とホウ酸水中延伸の２段延伸を行った場合における総延伸可能倍率を、空中高温延伸の延伸温度との関係で示すもので、実験に基づくデータに従って描かれたものである。図１８は、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴ及びＰＶＡ系樹脂について、空中高温延伸の延伸温度を横軸にとり、空中高温延伸の延伸可能倍率を縦軸とって表すものである。図２１の図１８との違いは、横軸が２倍の空中高温延伸のときの延伸温度を横軸にとり、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との総延伸可能倍率を縦軸とって表したことにある。
【０１１７】
本発明において使用するのに適した偏光膜の製造方法は、後述されるように、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との２段階の延伸工程の組み合わせからなる。２段階延伸工程の組み合わせは、単純に想到できるものではない。本発明者らが長期間にわたって鋭意研究を重ねた結果、この組み合わせによって初めて、以下に述べる２つの技術的課題を同時に解決することができる、という驚くべき結果に到達するに至ったのである。熱可塑性樹脂基材にＰＶＡ系樹脂層を形成して延伸及び染色を行うことにより偏光膜を製造しようとする試みにおいては、これまで解決不能と考えられてきた２つの技術的課題が存在する。
【０１１８】
第１の技術的課題は、ＰＶＡ系樹脂の配向性の向上に影響をもつ延伸倍率及び延伸温度が、その上にＰＶＡ系樹脂を形成する熱可塑性樹脂基材によって大きく制約を受けることである。
【０１１９】
第２の技術的課題は、延伸倍率及び延伸温度の制約という問題を克服できても、ＰＶＡ系樹脂及び熱可塑性樹脂基材として使用されるＰＥＴなどでは、結晶性樹脂の結晶化と延伸可能性とが対立する物性であるため、ＰＶＡ系樹脂の延伸がＰＶＡ系樹脂の結晶化によって制限されることである。
【０１２０】
第１の課題は以下の通りである。熱可塑性樹脂基材を用いて偏光膜を製造する場合における制約は、図１８に示すように、延伸温度がＰＶＡ系樹脂のＴｇ（約７５〜８０℃）以上であり、延伸倍率が４．５〜５．０倍であるというＰＶＡ系樹脂の特性に起因する。熱可塑性樹脂基材として結晶性ＰＥＴを用いると、延伸温度が９０〜１１０℃にさらに限定される。積層体の空中高温延伸によって、その積層体に含まれる熱可塑性樹脂基材に形成されたＰＶＡ系樹脂層を薄膜化した偏光膜は、こうした制限を逃れ難いものと考えられてきた。
【０１２１】
そのため、本発明者らは、水の可塑剤機能に着目して、空中高温延伸に代わることができるホウ酸水中延伸方法を提示した。しかしながら、延伸温度が６０〜８５℃のホウ酸水中延伸によっても、結晶性ＰＥＴを用いると、延伸倍率の限界が５．０倍となり、非晶性ＰＥＴを用いた場合でも、延伸倍率の限界が５．５倍という、熱可塑性樹脂基材に起因する制約を逃れることができなかった。このことにより、ＰＶＡ分子の配向性向上が制限され、薄膜化された偏光膜の光学特性も限定される結果となった。これが第１の技術的課題である。
【０１２２】
第１の技術的課題の解決手段は、図２２によって説明することができる。図２２は、２つの関連図からなる。一つは、熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性を表す図であり、他の一つはＰＥＴの結晶化度を表す図である。いずれも横軸は、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との総延伸倍率を表す。図２２の破線は、ホウ酸水中延伸単独による総延伸倍率を表す。ＰＥＴの結晶化度は、結晶性であるか非晶性であるかに関わりなく、延伸倍率が４〜５倍のところで急上昇する。そのため、ホウ酸水中延伸を適用した場合であっても、延伸倍率は、５倍又は５．５倍が限度であった。ここで配向性が上限となり、延伸張力が急上昇する。その結果、延伸不能となる。
【０１２３】
これに対して、図２２の実線は、延伸温度１１０℃で延伸倍率が２倍になるように空中高温の自由端一軸延伸を行い、次に延伸温度６５℃のホウ酸水中延伸を行った結果を示す。結晶性であるか非晶性であるかに関わりなく、ＰＥＴの結晶化度は、ホウ酸水中延伸単独の場合と異なり急上昇することはなかった。その結果、総延伸可能倍率は、７倍まで高めることができた。ここで配向性が上限となり延伸張力が急上昇する。これは、図２１から明らかなように、第１段の延伸方法として空中高温の自由端一軸延伸を採用した結果である。これに対して、後述されるように、延伸に際して延伸方向に直角な方向の収縮を拘束する、いわゆる固定端一軸延伸法による空中高温延伸を行うと、総延伸可能倍率を８．５倍にすることができる。
【０１２４】
図２２において、熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性と結晶化度との関係は、空中高温延伸による補助延伸によって、結晶性であるか非晶性であるかに関わりなくＰＥＴの結晶化を抑制できることを確認した。しかしながら、補助延伸温度とＰＥＴの配向性との関係を示す図２３を参照すると、熱可塑性樹脂基材として結晶性ＰＥＴを用いた場合、補助延伸後の結晶性ＰＥＴの配向性は、９０℃では０．３０以上、１００℃では０．２０以上、１１０℃でも０．１０以上である。ＰＥＴの配向性が０．１０以上になると、ホウ酸水溶液中における第２段目の延伸において、延伸張力が上昇し、延伸装置にかかる負荷が大きく、製造条件としては好ましくない。図２３は、熱可塑性樹脂基材としては非晶性ＰＥＴを用いるのが好ましいことを示しており、さらに、より好ましくは、配向関数が０．１０以下の非晶性ＰＥＴであり、さらに好ましくは０．０５以下の非晶性ＰＥＴであることを示唆するものである。
【０１２５】
図２３は、１．８倍の空中高温延伸における空中延伸温度と熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向関数との関係を表した実験データである。図２３から明らかなように、ホウ酸水溶液中において延伸積層体を高倍率に延伸することが可能になる、配向関数が０．１０以下のＰＥＴは、非晶性ＰＥＴになる。特に、配向関数が０．０５以下になると、ホウ酸水溶液中における第２段目の延伸の際に、延伸装置に延伸張力が上昇するなどの大きな負荷をかけることなく、安定して高倍率に延伸することができる。この点は、図２９に実施例１〜１８及び参考例１〜３として示す例における配向関数値からも容易に理解できることである。
【０１２６】
第１の技術的課題を解決することによって、ＰＥＴ基材に起因する延伸倍率についての制約を取り払い、総延伸を高倍率化することによってＰＶＡ系樹脂の配向性を高めることができる。そのことにより、偏光膜の光学特性は、格段と改善される。ところが、本発明者らが達成した光学特性の改善は、これに止まるものではない。これは、第２の技術的課題を解決することによって達成される。
【０１２７】
第２の技術的課題は以下の通りである。ＰＶＡ系樹脂や熱可塑性樹脂基材としてのＰＥＴなどの結晶性樹脂の特徴の一つは、一般的に加熱や延伸配向によって高分子が配列して結晶化が進む性質を有することである。ＰＶＡ系樹脂の延伸は、結晶性樹脂であるＰＶＡ系樹脂の結晶化によって制限される。結晶化と延伸可能性とは対立する物性であり、ＰＶＡ系樹脂の結晶化の進展はＰＶＡ系樹脂の配向性を阻害する、というのが一般的な認識であった。これが第２の技術的課題である。この技術的課題を解決する手段は、図２４によって説明することができる。図２４は、２つの実験結果に基づき算出されたＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を実線と破線とで表したものである。
【０１２８】
図２４の実線は、以下の試料のＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を表したものである。試料は、まず、非晶性ＰＥＴ基材上に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を６個、同一の条件で生成した。準備した６個のＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、それぞれ異なる延伸温度８０℃，９５℃，１１０℃、１３０℃，１５０℃、及び１７０℃で、同一の延伸倍率１．８倍となるように、空中高温延伸によって延伸し、ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体を生成した。生成されたそれぞれの延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数を測定及び解析した。測定方法及び解析方法の詳細は、後述する。
【０１２９】
図２４の破線は、実線の場合と同様に、以下の試料におけるＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を表したものである。まず、非晶性ＰＥＴ基材上に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を６個、同一の条件で生成することにより、試料を準備した。準備した６つのＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、それぞれ異なる延伸倍率１．２倍、１．５倍、１．８倍、２．２倍、２．５倍、及び３．０倍となるように、同一の延伸温度１３０℃で、空中高温延伸によって延伸し、ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体を生成した。生成されたそれぞれの延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数を後述の方法により測定及び解析した。
【０１３０】
図２４の実線によって、空中高温延伸の延伸温度を高く設定する方が、延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の配向性が向上することが分かる。また、図２４の破線によって、空中高温延伸の延伸倍率を高倍率に設定する方が、延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の配向性が向上することが分かる。第２段のホウ酸水中延伸前に、ＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させておくこと、すなわちＰＶＡ系樹脂の結晶化度を高めておくことにより、結果としてホウ酸水中延伸後のＰＶＡ系樹脂の配向性も高くなる。さらにＰＶＡ系樹脂の配向性が高くなることで、結果としてポリヨウ素イオンの配向性も高くなることを、後述される実施例のＴ−Ｐグラフからも確認することができる。
【０１３１】
第１段の空中高温延伸の延伸温度を高く設定しておくか又は延伸倍率をより高倍率に設定しておくことによって、第２段のホウ酸水中延伸によって生成されたＰＶＡ系樹脂層のＰＶＡ分子の配向性を、より高めることができる、という予期しない優れた結果を得た。
【０１３２】
図２４に示すＰＶＡ系樹脂の結晶化度（横軸）を参照する。ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体の染色のための水溶液に浸漬する着色工程において、ＰＶＡ系樹脂層の溶解などの不具合を生じさせることなく着色積層体を生成するためには、少なくともＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が２７％以上であることが好ましい。そのことによりＰＶＡ系樹脂層を溶解させることなく、ＰＶＡ系樹脂層を染色することができる。またＰＶＡ系樹脂層の結晶化度を３０％以上に設定することにより、ホウ酸水溶液中における延伸温度をより高温にすることができる。そのことにより着色積層体の安定した延伸を可能とし、偏光膜を安定的に作製することができる。
【０１３３】
一方、ＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が３７％以上になると、染色性が低く染色濃度を濃くしなければならず、使用材料も増加し、染色時間がかかり、生産性が低下するおそれがでてくる。またＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が４０％以上になると、ホウ酸水溶液中での延伸処理においてＰＶＡ系樹脂層が破断するなどの不具合が生じるおそれもでてくる。したがって、ＰＶＡ系樹脂の結晶化度は、２７％以上で４０％以下となるように設定されることが好ましい。より好ましくは、３０％以上で３７％以下に設定することである。
【０１３４】
次に、図２４のＰＶＡ系樹脂層の配向関数（縦軸）を参照する。非晶性ＰＥＴの樹脂基材を用いて高機能の偏光膜を作製するためには、少なくともＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．０５以上であることが好ましい。また、ＰＶＡ系樹脂層の配向性が０．１５以上になると、ＰＶＡ系樹脂層を含む着色積層体に対するホウ酸水溶液中における延伸倍率を下げることができる。そのことにより広幅の偏光膜の作製が可能になる。
【０１３５】
一方、ＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．３０以上になると、染色性が低く染色濃度を濃くしなければならず、使用材料も増加し、染色時間がかかり、生産性が低下するおそれがでてくる。またＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．３５以上になると、ホウ酸水溶液中における延伸処理においてＰＶＡ系樹脂層が破断するなどの不具合が生じるおそれがでてくる。したがって、ＰＶＡ系樹脂層の配向関数は、０．０５以上で０．３５以下となるように設定されることが好ましい。より好ましくは、０．１５以上で０．３０以下に設定することである。
【０１３６】
第１の技術的課題の解決手段は、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、予め第１段の空中高温延伸によって予備的又は補助的に延伸しておくことによって、第２段のホウ酸水中延伸によって非晶性ＰＥＴ基材の延伸倍率に制限されることなく、ＰＶＡ系樹脂層を高倍率に延伸することが可能となり、そのことによりＰＶＡの配向性が十分に向上する、というものである。
【０１３７】
また、第２の技術的課題の解決手段は、予め第１段の空中高温延伸の延伸温度を予備的又は補助的により高い温度に設定しておくか又は延伸倍率を予備的又は補助的により高倍率に設定しておくことであり、これによって、第２段のホウ酸水中延伸によって生成されたＰＶＡ系樹脂層のＰＶＡ分子の配向性をより高めるという予期せざる結果がもたらされた。いずれの場合においても、第１段の空中高温延伸が第２段のホウ酸水中延伸に対する予備的又は補助的な空中延伸手段として位置付けることができる。以下、「第１段の空中高温延伸」を第２段のホウ酸水中延伸と対比して「空中補助延伸」という。
【０１３８】
「空中補助延伸」を行うことによる、特に第２の技術的課題の解決メカニズムについては、以下のように推定することができる。空中補助延伸を高温にするか又は高倍率にするほど、図２４で確認したように、空中補助延伸後のＰＶＡ系樹脂の配向性が向上する。これは、高温又は高倍率であるほどＰＶＡ系樹脂の結晶化が進みながら延伸されるため、部分的に架橋点ができながら延伸されることが要因であると推定される。結果としてＰＶＡ系樹脂の配向性が向上していることになる。予めホウ酸水中延伸前に空中補助延伸によりＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させておくことで、ホウ酸水溶液に浸漬した時に、ホウ酸がＰＶＡ系樹脂と架橋し易くなり、ホウ酸が結節点となりながら延伸されるものと推定される。結果としてホウ酸水中延伸後もＰＶＡ系樹脂の配向性が高くなる。
【０１３９】
以上を総合すると、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる２段延伸工程で延伸を行うことによって、厚みが１０μｍ以下であり、単体透過率Ｔ及び偏光度Ｐで表される光学特性が、次式
Ｐ＞―（１０0.929T―42.4―１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）、及び
Ｐ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
の条件、或いは、単体透過率をＴとし、偏光度をＰとしたとき、Ｔ≧４２．５及びＰ≧９９．５で表される条件を満足するように構成された偏光膜を得ることができる。二色性物質は、ヨウ素又はヨウ素と有機染料の混合物のいずれでもよい。
【０１４０】
単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたときの光学特性値がこの条件によって表される範囲にある偏光膜は、一義的には、大型表示素子を用いた液晶テレビ用の表示装置として求められる性能、或いは有機ＥＬ表示装置として求められる性能を有する。具体的に述べると、液晶テレビの場合には、コントラスト比が１０００：１以上で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2以上の光学的表示装置を製造することができる。ここでは、これを「要求性能」という。この偏光膜は、有機ＥＬ表示パネルの視認側に貼り合される光学機能フィルム積層体に用いることもできる。
【０１４１】
液晶表示パネルに用いられる場合には、バックライト側と視認側のいずれか一方の側に配置される偏光膜の偏光性能が、少なくともこの光学的特性を満足する偏光膜でなければならない。また、バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜として偏光度Ｐが９９．９％以下の偏光膜を用いた場合には、他方の偏光膜として、偏光性能がいかに優れた偏光膜を用いても、要求性能を達成することが困難になる。
【０１４２】
次に、図１を参照する。図１は、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚み及びＰＶＡ系樹脂層の塗工厚(偏光膜厚）が何らかの不具合を生じる原因になるかどうかを検証した結果を示すものである。図１において、横軸は、熱可塑性樹脂基材の厚みをμｍで表し、縦軸は、該基材上に塗工されたＰＶＡ系樹脂層の厚みを表す。縦軸において、括弧内の数字は、基材上のＰＶＡ系樹脂層が延伸され、染色されて偏光膜となった時の厚みを表す。図１に示したように、基材の厚みがＰＶＡ系樹脂層の厚みの５倍以下では、搬送性に問題が生じることが懸念され、不具合の原因となる可能性がある。また一方、延伸され、染色されて偏光膜となった時の厚みが１０μｍ以上になると、偏光膜のクラック耐久性に問題が生じることが懸念される。
【０１４３】
熱可塑性樹脂基材としては、非晶性エステル系のものが好ましく、この種の熱可塑性樹脂基材としては、イソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート又は他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートを挙げることができる。基材は、透明樹脂とすることができる。熱可塑性樹脂基材として非晶性材料を使用することについて説明してきたが、延伸の条件を適当に設定することにより、結晶性樹脂材料を使用することも可能である。
【０１４４】
ポリビニルアルコール系樹脂に染色させる二色性物質は、ヨウ素又はヨウ素と有機染料の混合物であることが好ましい。
【０１４５】
本発明においては、熱可塑性樹脂基材上のＰＶＡ系樹脂層により形成される偏光膜に、光学機能フィルムを接着することができる。また、偏光膜から樹脂基材を剥がし、樹脂基材を剥がした偏光膜の面に、粘着剤層を介してセパレータフィルムを剥離自在に積層することができる。セパレータフィルムは、粘着剤層に対する接着力が、偏光膜の粘着剤層に対する接着力よりも弱くなるように処理することにより、セパレータフィルムを剥がしたとき、粘着剤層が偏光膜側に残るようにする。このセパレータフィルムは、本発明により製造される光学フィルム積層体ロールを、表示装置製造に使用する場合のキャリアフィルムとして使用することができる。或いは、セパレータフィルムを、偏光膜に粘着剤層を付与するための媒体としてのみ、使用することもできる。
【０１４６】
本発明の別の形態として、熱可塑性樹脂基材、例えば非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材のＰＶＡ系樹脂層の偏光膜が形成されていない面に、光学機能フィルムを貼り合せ、該光学機能フィルムの上に粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにした光学機能フィルム積層体を生成することができる。この場合において、光学機能フィルムは、種々の光学的機能を達成するために表示装置内に配置される公知の光学機能フィルムのいずれかとすることができる。このような光学機能フィルムとしては、前述した１／４波長位相差フィルムがある。その他にも、視野角補償の目的で使用される種々の光学機能フィルムが知られている。他の形態として、熱可塑性樹脂基材とは反対側の偏光膜の面に、光学機能フィルムを貼り合せ、該光学機能フィルムの上に、保護フィルム等のフィルムを、粘着剤層を介して貼り付けることができる。そして、その後で、熱可塑性基材を剥がし、剥がした後の偏光膜の面に、粘着剤層を介してセパレータフィルムを接着することができる。欠点検査は、このセパレータフィルムを剥がした後に行い、検査終了後に、剥がしたセパレータフィルム又は別に用意したセパレータフィルムを粘着剤層を介して偏光膜に接着する。
【０１４７】
上述した図１から分かるように、熱可塑性樹脂基材、例えば非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みは、製膜されるＰＶＡ系樹脂層の厚みの６倍以上であることが好ましく、７倍以上であることがより好ましい。ＰＶＡ系樹脂層に対する非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みが７倍以上であれば、製造工程の搬送時にフィルム強度が弱く破断するような搬送性、液晶ディスプレイのバックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として用いられる際の偏光膜のカール性や転写性などの不具合は生じない。
【０１４８】
非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、配向関数を０．１０以下に設定した、空中高温延伸処理したイソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート又は他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートであることであることが好ましく、また透明樹脂とすることができる。
【０１４９】
ここでさらに、熱可塑性樹脂基材を用いて、ＰＶＡ系樹脂からなる偏光膜を製造する本発明の方法を実施する場合において、ＰＶＡ系樹脂を不溶化する不溶化方法が、重要な技術的課題の一つに位置付けられることについて、以下に述べる。
【０１５０】
熱可塑性樹脂基材上に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を延伸する場合において、延伸中間生成物又は延伸された積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層を染色液に溶解させることなく、ヨウ素をＰＶＡ系樹脂層に吸着させることは決して容易なことではない。偏光膜の製造において、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層にヨウ素を吸着させることは、必須の工程である。通常の染色工程においては、ヨウ素濃度が０．１２〜０．２５重量％の範囲にあるヨウ素濃度の異なる複数の染色液を用い、浸漬時間を一定にすることよってＰＶＡ系樹脂層へのヨウ素吸着量を調整している。こうした通常の染色処理は、偏光膜を製造する場合には、ＰＶＡ系樹脂層が溶解されるため染色不能になる。ここでは、濃度とは、全溶液量に対する配合割合のことをいう。また、ヨウ素濃度とは、全溶液量に対するヨウ素の配合割合のことをいい、例えば、ヨウ化カリウムなどのヨウ化物として加えられたヨウ素の量は含まない。本明細書の以下においても、濃度及びヨウ素濃度という用語は同様の意味で用いる。
【０１５１】
この技術的課題は、図６に示した実験結果から明らかなように、二色性物質であるヨウ素の濃度を、０．３重量％又はそれ以上にすることによって解決できる。具体的には、ＰＶＡ系樹脂層からなる延伸中間生成物を含む積層体を、ヨウ素濃度の異なる染色液を用いて染色し、その浸漬時間を調整することによって、着色中間生成物を含む着色積層体を生成し、ホウ酸水中延伸によって種々の偏光性能を有するそれぞれの偏光膜を生成することができる。
【０１５２】
ここで、図７を参照する。図７は、ヨウ素濃度を、それぞれ０．２重量％、０．５重量％、１．０重量％に調整した偏光膜の偏光性能に有意差はないことを示すものである。ちなみに、着色中間生成物を含む着色積層体の生成において、安定して、均一性に優れた着色を実現するためには、ヨウ素濃度を濃くして僅かな浸漬時間で染色するよりは、薄くして安定した浸漬時間を確保することができるようにするのが好ましい。
【０１５３】
図８を参照すると、本発明の方法を実施する場合における２つの異なる不溶化（以下において、「第１及び第２の不溶化」という）が、いずれも最終的に製造される偏光膜の光学特性にも影響を与えることが示される。図８は、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層に対する第１及び第２の不溶化の作用の分析結果とみることができる。図８は、大型表示素子を用いた液晶テレビ用の表示装置として求められる要求性能を満たす４つの実施例１〜４に基づいて製造されたそれぞれの偏光膜の光学特性を示すものである。
【０１５４】
実施例１は、第１及び第２の不溶化工程を経ることなく製造された偏光膜の光学特性である。これに対して、実施例２は、第１の不溶化工程を行わず、第２の不溶化処理のみを行った偏光膜、実施例３は、第２の不溶化工程を行わず、第１の不溶化処理のみを行った偏光膜、実施例４は、第１及び第２の不溶化処理が行われた偏光膜の、それぞれの光学特性を示すものである。
【０１５５】
本発明の実施態様において、後述する第１及び第２の不溶化工程を経ることなく要求性能を満たす偏光膜を製造することができる。しかしながら、図８から明らかなように、実施例１の不溶化処理が施されていない偏光膜の光学特性は、実施例２〜４のいずれの偏光膜の光学特性よりも低い。それぞれの光学特性値を比較すると、実施例１＜実施例３＜実施例２＜実施例４の順に光学特性が高くなる。実施例１及び実施例３においては、いずれも、染色液のヨウ素濃度を０．３重量％に設定し、ヨウ化カリウム濃度を２．１重量％に設定した染色液を用いた。これに対して、実施例２及び実施例４においては、ヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％に設定し、ヨウ化カリウム濃度０．８４〜１．７５重量％の範囲内で変化させた複数の染色液を用いた。実施例１及び実施例３のグループと実施例２及び実施例４のグループとの顕著な違いは、前者の着色中間生成物には不溶化処理が施されていないが、後者の着色中間生成物には不溶化処理が施されていることである。実施例４においては、染色処理前の延伸中間生成物のみならず、ホウ酸処理前の着色中間生成物に対しても不溶化処理が施されている。第１及び第２の不溶化処理によって、偏光膜の光学特性を一段と向上させることができた。
【０１５６】
偏光膜の光学特性を向上させるメカニズムは、図７から分かるように、染色液のヨウ素濃度によるものでない。第１及び第２の不溶化処理による効果である。この知見は、本発明の製造方法における第３の技術的課題とその解決手段として位置付けることができる。
【０１５７】
本発明の実施態様において、第１の不溶化は、後述するように、延伸中間生成物（又は延伸積層体）に含まれる薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層を溶解させないようにする処理である。これに対して、架橋工程に含まれる第２の不溶化は、後工程の液温７５℃のホウ酸水中延伸において着色中間生成物（又は着色積層体）に含まれるＰＶＡ系樹脂層に着色されたヨウ素を溶出させないようにする着色安定化と、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層を溶解させない不溶化とを含む処理である。
【０１５８】
ところが、第２不溶化工程を省くと、液温７５℃のホウ酸水中延伸においては、ＰＶＡ系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出が進み、そのことにより、ＰＶＡ系樹脂層の溶解も進む。ヨウ素の溶出及びＰＶＡ系樹脂層の溶解を回避することは、ホウ酸水溶液の液温を下げることによって対応することができる。例えば、液温６５℃を下回るホウ酸水溶液に着色中間生成物（又は着色積層体）を浸漬しながら延伸する必要がある。しかしながら、結果として水の可塑剤機能が十分に発揮されないため、着色中間生成物（又は着色積層体）に含まれるＰＶＡ系樹脂層の軟化は十分には得られない。すなわち、延伸性能が低下するため、ホウ酸水中延伸の過程で着色中間生成物（又は着色積層体）が破断することになる。当然のことであるが、ＰＶＡ系樹脂層の所定の総延伸倍率が得られないことにもなる。
【０１５９】
以下に、図を参照して本発明に使用される偏光膜の製造方法の例を説明する。
［製造工程の概要］
図９を参照すると、図９は、不溶化処理工程を有しない、偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程の概要図である。ここでは、上述した実施例１に基づく偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造方法について概説する。
【０１６０】
熱可塑性樹脂基材として、非晶性エステル系のイソフタル酸を６ｍｏｌ％共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（以下、「非晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を作製した。ガラス転移温度が７５℃の連続ウェブの非晶性ＰＥＴ基材１と、ガラス転移温度が８０℃のＰＶＡ層２とを含む積層体７を以下のように作製した。
【０１６１】
［積層体作製工程（Ａ）］
まず、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材１と、重合度１０００以上、ケン化度９９％以上のＰＶＡ粉末を水に溶解した４〜５％濃度のＰＶＡ水溶液とを準備した。次に、塗工手段２１と乾燥手段２２及び表面改質処理装置２３を備えた積層体作製装置２０において、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材１にＰＶＡ水溶液を塗布し、５０〜６０℃の温度で乾燥し、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２を製膜した。後述するように、このＰＶＡ層の厚みは、適宜変更することができる。以下、このようにして得られた積層体を「非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ層が製膜された積層体７」、「ＰＶＡ層を含む積層体７」、又は単に「積層体７」という。
【０１６２】
ＰＶＡ層を含む積層体７は、空中補助延伸及びホウ酸水中延伸の２段延伸工程を含む以下の工程を経て、最終的に３μｍ厚の偏光膜３として製造される。本発明は、厚みが１０μｍ以下の偏光膜を使用するものであるが、ＰＥＴ基材１上に製膜されるＰＶＡ系樹脂層の厚みを適宜変更することによって、厚み１０μｍ以下の任意の厚みの偏光膜を作成することができる。
【０１６３】
［空中補助延伸工程（Ｂ）］
第１段の空中補助延伸工程（Ｂ）によって、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を非晶性ＰＥＴ基材１と一体に延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層２を含む「延伸積層体８」を生成した。具体的には、オーブン３３内に延伸手段３１が配備された空中補助延伸処理装置３０において、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を１３０℃の延伸温度環境に設定されたオーブン３３内で延伸手段３１に通し、延伸倍率が１．８倍になるように、自由端一軸延伸し、延伸積層体８を生成した。この段階で、オーブン３０に併設させた巻取装置３２に巻き取って延伸積層体８のロール８’を製造することができる。
【０１６４】
ここで、自由端延伸と固定端延伸について概説する。長尺フィルムを搬送方向に延伸すると、延伸する方向に対して垂直方向すなわち幅方向にフィルムが収縮する。自由端延伸は、この収縮を抑制することなく延伸する方法をいう。また、縦一軸延伸とは、縦方向にのみに延伸する延伸方法のことである。自由端一軸延伸は、一般に延伸方向に対して垂直方向に起こる収縮を抑制しながら延伸する固定端一軸延伸と対比されるものである。この自由端一軸の延伸処理によって、積層体７に含まれる７μｍ厚のＰＶＡ層２は、ＰＶＡ分子が延伸方向に配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２になる。
【０１６５】
［染色工程（Ｃ）］
次に、染色工程(Ｃ）によって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２に二色性物質のヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。具体的には、染色液４１の染色浴４２を備えた染色装置４０において、染色装置４０に併設されたロール８’を装着した繰出装置４３から繰り出される延伸積層体８を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液４１に、最終的に生成される偏光膜３を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体８の配向されたＰＶＡ層２にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。
【０１６６】
本工程において、染色液４１は、延伸積層体８に含まれるＰＶＡ層２を溶解させないようにするため、ヨウ素濃度が０．３０重量％である水溶液とした。また、染色液４１は、ヨウ素を水に溶解させるためのヨウ化カリウム濃度が２．１重量％になるように調整した。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は１対７である。より詳細には、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液４１に延伸積層体８を６０秒間浸漬することによって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。実施例１においては、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液４１への延伸積層体８の浸漬時間を変えることによって、最終的に生成される偏光膜３の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体９を生成した。
【０１６７】
［ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）］
第２段のホウ酸水中延伸工程によって、ヨウ素を配向させたＰＶＡ層２を含む着色積層体９をさらに延伸し、３μｍ厚の偏光膜３を構成するヨウ素を配向させたＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成した。具体的には、ホウ酸水溶液５１のホウ酸浴５２と延伸手段５３を備えたホウ酸水中延伸処理装置５０において、染色装置４０から連続的に繰り出された着色積層体９をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温６５℃の延伸温度環境に設定されたホウ酸水溶液５１に浸漬し、次にホウ酸水中処理装置５０に配備された延伸手段５３に通し、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸することによって、光学フィルム積層体１０を生成した。
【０１６８】
より詳細には、ホウ酸水溶液５１は、水１００重量％に対してホウ酸を４重量％含み、水１００重量％に対してヨウ化カリウムを５重量％含むように調整した。本工程においては、ヨウ素吸着量を調整した着色積層体９を、まず５〜１０秒間ホウ酸水溶液５１に浸漬した。次いで、その着色積層体９を、そのままホウ酸水中処理装置５０の延伸手段５３である周速の異なる複数の組のロール間に通し、３０〜９０秒かけて延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した。この延伸処理によって、着色積層体９に含まれるＰＶＡ層は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。このＰＶＡ層が光学フィルム積層体１０の偏光膜３を構成する。
【０１６９】
以上のように実施例１においては、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を延伸温度１３０℃で空中補助延伸して延伸積層体８を生成し、次に、延伸積層体８を染色して着色積層体９を生成し、さらに着色積層体９を延伸温度６５度でホウ酸水中延伸して、総延伸倍率が５．９４倍になるように非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成した。このような２段延伸によって、非晶性ＰＥＴ基材１に製膜されたＰＶＡ層２においてＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された偏光膜３を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成することができた。好ましくは、これに続く洗浄、乾燥、転写工程によって、生成された光学フィルム積層体１０は完成する。洗浄工程（Ｇ）、乾燥工程（Ｈ）、さらに転写工程（Ｉ）についての詳細は、不溶化処理工程を組み込んだ実施例４に基づく製造工程と併せて説明する。
【０１７０】
［他の製造工程の概要］
図１０を参照すると、図１０は、不溶化処理工程を有する、偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程の概要図である。ここでは、実施例４に基づく偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造方法について概説する。図１０から明らかなように、実施例４に基づく製造方法は、染色工程前の第１不溶化工程とホウ酸水中延伸工程前の第２不溶化を含む架橋工程とが、実施例１に基づく製造工程に組み込まれた製造工程を想定すればよい。本工程に組み込まれた、積層体の作成工程（Ａ）、空中補助延伸工程（Ｂ）、染色工程（Ｃ）、及びホウ酸水中延伸工程（Ｄ）は、ホウ酸水中延伸工程用のホウ酸水溶液の液温の違いを除き、実施例１に基づく製造工程と同様である。この部分の説明は、簡略化し、専ら、染色工程前の第１不溶化工程とホウ酸水中延伸工程前の第２不溶化を含む架橋工程とについて、説明する。
【０１７１】
［第１不溶化工程（Ｅ）］
第１不溶化工程は、染色工程（Ｃ）前の不溶化工程（Ｅ）である。実施例１の製造工程と同様に、積層体の作成工程（Ａ）において、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を生成し、次に、空中補助延伸工程（Ｂ）において、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を空中補助延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層２を含む延伸積層体８を生成した。次に、第１不溶化工程（Ｅ）において、ロール８’を装着した繰出装置４３から繰り出される延伸積層体８に不溶化処理を施し、不溶化された延伸積層体８’’を生成した。当然のことながら、この工程で不溶化された延伸積層体８’’は、不溶化されたＰＶＡ層２を含む。以下、これを「不溶化された延伸積層体８’’」という。
【０１７２】
具体的には、ホウ酸不溶化水溶液６１を備えた不溶化処理装置６０において、延伸積層体８を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液６１に３０秒間浸漬する。この工程に用いられるホウ酸不溶化水溶液６１は、水１００重量％に対してホウ酸を３重量％含む（以下、「ホウ酸不溶化水溶液」という。）ものである。この工程は、少なくとも直後の染色工程（Ｃ）において、延伸積層体８に含まれる５μｍ厚のＰＶＡ層を溶解させないための不溶化処理を施すことを目的とする。
【０１７３】
延伸積層体８は、不溶化処理された後に、染色工程（Ｃ）に送られる。この染色工程（Ｃ）においては、実施例１の場合と異なり、０．１２〜０．２５重量％の範囲でヨウ素濃度を変化させた複数の染色液を準備した。これらの染色液を用いて、不溶化された延伸積層体８’’の染色液への浸漬時間を一定にし、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体９を生成した。ヨウ素濃度が０．１２〜０．２５重量％の染色液に浸漬しても、不溶化された延伸積層体８’’に含まれるＰＶＡ層が溶解することはなかった。
【０１７４】
［第２不溶化を含む架橋工程（Ｆ）］
以下に説明する架橋工程（Ｆ）は、以下の目的からみて、第２不溶化工程を含むものということができる。架橋工程は、第１に、後工程のホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において、着色積層体９に含まれるＰＶＡ層を溶解させないようにする不溶化と、第２に、ＰＶＡ層に着色されたヨウ素を溶出させないようにする着色安定化と、第３に、ＰＶＡ層の分子同士を架橋することによって結節点を生成する結節点の生成とを達成するもので、第２不溶化は、この第１と第２の結果を実現するものである。
【０１７５】
架橋工程（Ｆ）は、ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）の前工程として行われる。前述の染色工程（Ｃ）において生成された着色積層体９に架橋処理を施すことによって、架橋された着色積層体９’が生成される。この架橋された着色積層体９’は、架橋されたＰＶＡ層２を含む。具体的には、ホウ酸とヨウ化カリウムとからなる水溶液（以下、「ホウ酸架橋水溶液」という）７１を収容する架橋処理装置７０において、着色積層体９を４０℃のホウ酸架橋水溶液７１に６０秒間浸漬し、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋することによって、架橋された着色積層体９’が生成される。この工程で使用されるホウ酸架橋水溶液は、水１００重量％に対してホウ酸を３重量％含み、水１００重量％に対してヨウ化カリウムを３重量％含む。
【０１７６】
ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において、架橋された着色積層体９’を７５℃のホウ酸水溶液に浸漬し、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸することによって、光学フィルム積層体１０が生成される。この延伸処理によって、着色積層体９’に含まれるヨウ素を吸着させたＰＶＡ層２は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層２へと変化する。このＰＶＡ層が、光学フィルム積層体１０の偏光膜３を構成する。
【０１７７】
実施例４においては、まず、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を生成し、次に、積層体７を延伸温度１３０℃の空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸延伸し、延伸積層体８を生成した。生成された延伸積層体８を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液６１に３０秒間浸漬することによって延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を不溶化した。これが不溶化された延伸積層体８’’である。不溶化された延伸積層体８’’を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、不溶化されたＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体９を４０℃のホウ酸架橋水溶液７１に６０秒間浸漬し、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。これが架橋された着色積層体９’である。架橋された着色積層体９’をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温７５℃のホウ酸水中延伸溶５１に５〜１０秒間浸漬し、次いで、ホウ酸水中延伸によって延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸し、光学フィルム積層体１０を生成した。
【０１７８】
このように、実施例４は、空中高温延伸及びホウ酸水中延伸からなる２段延伸と、染色浴への浸漬に先立つ不溶化及びホウ酸水中延伸に先立つ架橋からなる前処理によって、非晶性ＰＥＴ基材１上に製膜されたＰＶＡ層２におけるＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によってＰＶＡ分子に確実に吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を安定的に生成することができた。
【０１７９】
［洗浄工程（Ｇ）］
実施例１又は４の着色積層体９又は架橋された着色積層体９’は、ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において延伸処理され、ホウ酸水溶液５１から取り出される。取り出された偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０は、好ましくは、そのままの状態で、洗浄工程（Ｇ）に送られる。洗浄工程（Ｇ）は、薄型高性能偏光膜３の表面に付着した不要残存物を洗い流すことを目的とする。洗浄工程（Ｇ）を省き、取り出された偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０を直接乾燥工程（Ｈ）に送り込むこともできる。しかしながら、この洗浄処理が不十分であると、光学フィルム積層体１０の乾燥後に薄型高性能偏光膜３からホウ酸が析出することもある。具体的には、光学フィルム積層体１０を洗浄装置８０に送り込み、薄型高性能偏光膜３のＰＶＡが溶解しないように、液温３０℃のヨウ化カリウムを含む洗浄液８１に１〜１０秒間浸漬する。洗浄液８１中のヨウ化カリウム濃度は、０．５〜１０重量％程度である。
【０１８０】
［乾燥工程（Ｈ）］
洗浄された光学フィルム積層体１０は、乾燥工程（Ｈ）に送られ、ここで乾燥される。次いで、乾燥された光学フィルム積層体１０は、乾燥装置９０に併設された巻取装置９１によって、連続ウェブの光学フィルム積層体１０として巻き取られ、薄型高性能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０のロールが生成される。乾燥工程（Ｈ）として、任意の適切な方法、例えば、自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥を採用することができる。実施例１及び実施例４はいずれにおいても、オーブンの乾燥装置９０において、６０℃の温風で、２４０秒間、乾燥を行った。
【０１８１】
［貼合せ／転写工程（Ｉ）］
本発明は、上述したように、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる２段階延伸工程で延伸されることにより、光学特性が上述の所望の条件を満足するように構成された、二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜を使用する光学フィルム積層体ロールの製造方法を提供するものである。
【０１８２】
この光学フィルム積層体を形成するために、例えば非晶性ＰＥＴ基材のような熱可塑性樹脂基材上に製膜された、厚み１０μｍ以下の、例えば上述した実施例により製造された厚み３μｍの偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０が、欠点検査を経た後、ロール状に巻かれて、光学フィルム積層体のロールとなる。この本発明の方法により形成される光学フィルム積層体ロールは、例えば図１０に示す貼合せ／転写工程（Ｉ）において使用される。この貼合せ／転写工程（Ｉ）においては、光学フィルム積層体１０は、ロールから繰り出され、このロールから繰り出された光学フィルム積層体１０に対し、以下のような貼合せ処理と転写処理とを同時に行うことができる。
【０１８３】
製造される偏光膜３の厚みは、延伸による薄膜化によって１０μｍ以下、通常は、僅か２〜５μｍ程度にすぎない状態にされる。このような薄い偏光膜３を単層体として扱うことは難しい。従って、偏光膜３は、該偏光膜が製膜された熱可塑性基材、例えば非晶性ＰＥＴ基材上にそのまま残された状態で、光学フィルム積層体１０として扱うか、又は、他の光学機能フィルム４に貼合せ／転写することによって光学機能フィルム積層体１１として扱うことになる。
【０１８４】
図９及び図１０に示す貼合せ／転写工程（Ｉ）においては、連続ウェブの光学フィルム積層体１０に含まれる偏光膜３と、別に準備される光学機能フィルム４とを貼合せながら巻き取り、その巻き取り工程において、偏光膜３を光学機能フィルム４に転写しながら非晶性ＰＥＴ基材を剥離することによって、光学機能フィルム積層体１１が生成される。具体的には、貼合せ／転写装置１００に含まれる繰出／貼合せ装置１０１によって光学フィルム積層体１０がロールから繰り出され、繰り出された光学フィルム積層体１０の偏光膜３が、巻取／転写装置１０２によって光学機能フィルム４に転写され、その過程で、偏光膜３が基材１から剥離されて、光学機能フィルム積層体１１が生成される。
【０１８５】
乾燥工程（Ｈ）において巻取装置９１によってロール状に巻き取られたた光学フィルム積層体１０、或いは貼合せ／転写工程（Ｉ）によって生成される光学機能フィルム積層体１１は、種々異なる形態とすることができる。
【０１８６】
［様々な製造条件による偏光膜の光学特性］
（１）不溶化工程による偏光膜の光学特性の向上（実施例１〜４）
すでに図８を用いて説明した通り、実施例１〜４に基づいて製造されたそれぞれの偏光膜は、いずれも上述した技術的課題を克服するものであり、これらの光学特性は、大型表示素子を用いた液晶テレビ用の光学的表示装置として求められる要求性能を満たすものである。さらに、図８から明らかなように、実施例１の不溶化処理が施されていない偏光膜の光学特性は、第１不溶化処理及び／又は第２不溶化処理が施された実施例２〜４の偏光膜の光学特性のいずれよりも低い。それぞれの光学特性を比較すると、（実施例１）＜（第１不溶化処理のみが施された実施例３）＜（第２不溶化処理のみが施された実施例２）＜（第１及び第２不溶化処理が施された実施例４）の順に光学特性が高くなる。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程に加えて、第１及び／又は第２不溶化工程を有する製造方法によって製造された偏光膜は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。
【０１８７】
（２）ＰＶＡ系樹脂層の厚みによる偏光膜の光学特性への影響（実施例５）
実施例４においては、厚み７μｍのＰＶＡ層を延伸して厚み３μｍの偏光膜が形成された。これに対して、実施例５は、先ず厚み１２μｍのＰＶＡ層を形成し、このＰＶＡ層を延伸して厚み５μｍの偏光膜を形成した。その他は、同一の条件で偏光膜を製造した。
【０１８８】
（３）非晶性ＰＥＴ基材を異にした偏光膜の光学特性への影響（実施例６）
実施例４においてはイソフタル酸をＰＥＴに共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いたのに対して、実施例６おいては、ＰＥＴに対して変性基として１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。実施例６においては、この点を除き実施例４と同一の条件で偏光膜を製造した。
【０１８９】
図１３を参照すると、実施例４〜６に基づく方法により製造された偏光膜の光学特性に有意差がないことが分かる。このことは、ＰＶＡ系樹脂層の厚み及び非晶性エステル系熱可塑性樹脂の種類が得られた偏光膜の光学特性に、認識できるほどの影響を与えないことを示すものと考えられる。
【０１９０】
（４）空中補助延伸倍率による偏光膜の光学特性の向上（実施例７〜９）
実施例４においては、第１段の空中補助延伸及び第２段のホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率が１．８倍及び３．３倍であったが、実施例７〜９においては、それぞれの延伸倍率を１．２倍及び４．９倍と、１．５倍及び４．０と、２．５倍及び２．４倍とした。これらの実施例においては、この点を除き、実施例４と同様の条件で偏光膜を製造した。例えば、空中補助延伸の延伸温度は１３０℃であり、液温７５℃のホウ酸水溶液を用いてホウ酸水中延伸を行った。実施例８，９の総延伸倍率は、６．０倍となり、実施例４において空中補助延伸倍率１．８倍としたときの総延伸倍率５．９４倍に匹敵するものであった。しかしながら、これに対して、実施例７の総延伸倍率は、５．８８倍が限界であった。これは、ホウ酸水中延伸において、延伸倍率を４．９倍以上にすることができなかった結果である。このことは、図２０を用いて説明した、第１段の空中補助延伸倍率と総延伸倍率との相関関係に及ぼす非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の影響と推定される。
【０１９１】
図１４を参照すると、実施例７〜９による偏光膜は、いずれも、実施例４の場合と同様に、薄型偏光膜の製造に関連する技術的課題を克服し、光学的表示装置に必要な要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例７＜実施例８＜実施例４＜実施例９の順に光学特性が高くなる。このことは、第１段の空中補助延伸の延伸倍率が１．２倍から２．５倍の範囲内で設定された場合に、第２段のホウ酸水中延伸による最終的な総延伸倍率が同程度に設定されたとしても、第１段の空中補助延伸が高延伸倍率に設定された偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１の空中補助延伸を高延伸倍率に設定することによって、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。
【０１９２】
（５）空中補助延伸温度による偏光膜の光学特性の向上（実施例１０〜１２）
実施例４においては空中補助延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１０〜１２においては、それぞれの空中補助延伸温度を９５℃、１１０℃、１５０℃に設定した。いずれもＰＶＡのガラス転移温度Ｔｇより高い温度である。これらの実施例においては、この点を除き、例えば空中補助延伸倍率を１．８倍とする点、ホウ酸水中延伸における延伸倍率を３．３倍とする点を含み、実施例４と同様の条件で偏光膜を製造した。実施例４の空中補助延伸温度は１３０℃である。実施例４を含め、これらの実施例は、延伸温度を９５℃、１１０℃、１３０℃、及び１５０℃とすることの違いを除くと、製造条件は全て同じである。
【０１９３】
図１５を参照すると、実施例４、１０〜１２による偏光膜は、いずれも、薄型偏光膜の製造に関連する技術的課題を克服し、光学的表示装置に必要とされる要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１０＜実施例１１＜実施例４＜実施例１２の順に光学特性が高くなる。このことは、第１段の空中補助延伸温度をガラス転移温度より高く、９５℃倍から１５０℃へと順次高くなるように温度環境を設定した場合には、第２段のホウ酸水中延伸による最終的な総延伸倍率が同じに設定されたとしても、第１段の空中補助延伸温度がより高く設定された偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１の空中補助延伸温度をより高く設定することによって、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。
【０１９４】
（６）総延伸倍率による偏光膜の光学特性の向上（実施例１３〜１５）
実施例４においては、第１段の空中補助延伸倍率が１．８倍及び第２段のホウ酸水中延伸倍率が３．３倍と設定された。これに対して、実施例１３〜１５においては、それぞれの第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを、２．１倍、３．１倍、３．６倍とした。これは、実施例１３〜１５における総延伸倍率が、５．０４倍（約５倍）、５．５８倍（約５．５倍）、６．４８倍（約６．５倍）になるように設定したことを意味するものである。実施例４の総延伸倍率は５．９４倍（約６倍）である。実施例４を含め、これらの実施例は、５倍、５．５倍、６．０倍、６．５倍の総延伸倍率の違いを除くと製造条件は全て同じである。
【０１９５】
図１６を参照すると、実施例４、１３〜１５の偏光膜は、いずれも、薄型偏光膜の製造に関連する技術的課題を克服し、液晶表示装置に必要とされる要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１３＜実施例１４＜実施例４＜実施例１５の順に光学特性が高くなる。このことは、いずれの第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、総延伸倍率を５倍、５．５倍、６．０倍、６．５倍へと順次高くなるように第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを設定した場合には、最終的な総延伸倍率がより高く設定された偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１段の空中補助延伸と第２段のホウ酸水中延伸との総延伸倍率をより高く設定することによって、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。
【０１９６】
（７）固定端一軸延伸における総延伸倍率による偏光膜の光学特性の向上（実施例１６〜１８）
実施例１６〜１８は、以下の相違点を除き、実施例４と同一の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸方法にある。実施例４においては自由端一軸による延伸方法が用いられているのに対して、実施例１６〜１８においては、いずれも固定端一軸による延伸方法を採用している。これらの実施例は、いずれも第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、それぞれの第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを３．３倍、３．９倍、４．４倍とした。このことにより、実施例１６の場合、総延伸倍率が５．９４倍（約６倍）であり、実施例１７の場合には、７．０２倍（約７倍）、さらに実施例１８の場合には、７．９２倍（約８倍）となる。実施例１６〜１８は、この点を除くと製造条件は全て同じである。
【０１９７】
図１７を参照すると、実施例１６〜１８による偏光膜は、いずれも、薄型偏光膜の製造に関連する技術的課題を克服し、光学的表示装置に必要とされる要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１６＜実施例１７＜実施例１８の順に光学特性が高くなる。このことは、いずれの第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、総延伸倍率を６倍、７倍、８倍へと順次高くなるように第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを設定した場合には、最終的な総延伸倍率がより高く設定された偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、固定端一軸延伸方法による第１段の空中補助延伸と第２段のホウ酸水中延伸との総延伸倍率をより高く設定することによって、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。さらに、第１段の空中補助延伸に固定端一軸延伸方法を用いる場合には、第１段の空中補助延伸に自由端一軸延伸方法を用いる場合に比べて、最終的な総延伸倍率をより高くすることができることも確認した。
【表２】
【０１９８】
［比較例３］
比較例３は、比較例１の場合と同様の条件で、２００μｍ厚のＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させてＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、積層体を、液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。具体的には、着色積層体は、積層体を液温３０℃の０．３重量％濃度のヨウ素及び２．１重量％濃度のヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。次に、延伸温度を６０℃に設定したホウ酸水中延伸によって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を延伸倍率が５．０倍になるように自由端一軸に延伸することで、ＰＥＴ樹脂基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を種々生成した。
【０１９９】
［参考例１］
参考例１は、樹脂基材として、結晶性ポリエチレンテレフタレート（以下、「結晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させて結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。結晶性ＰＥＴのガラス転移温度は８０℃である。次に、生成された積層体を１１０℃に設定した空中高温延伸によって延伸倍率が４．０倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例１の場合、延伸温度１１０℃の空中高温延伸において、積層体を４．０倍以上に延伸することができなかった。
【０２００】
延伸積層体は、次の染色工程によって、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体に生成された。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。このように、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。次に、生成された着色積層体を架橋処理する。具体的には、液温が４０℃で、ホウ酸３％、ヨウ化カリウム３％からなるホウ酸架橋水溶液に６０秒間、浸漬することによって着色積層体に架橋処理を施した。参考例１は、架橋処理が施された着色積層体が実施例４の光学フィルム積層体に相当する。したがって、洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例４の場合と同様である。
【０２０１】
［参考例２］
参考例２は、樹脂基材として、参考例１の場合と同様に、結晶性ＰＥＴ基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、生成された積層体を１００℃の空中高温延伸によって延伸倍率が４．５倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例２の場合、延伸温度１００℃の空中高温延伸において、積層体を４．５倍以上に延伸することができなかった。
【０２０２】
次に、延伸積層体から着色積層体を生成した。着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。参考例２は、参考例１の場合と同様に、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。
【０２０３】
［参考例３］
参考例３は、樹脂基材として、参考例１又は２の場合と同様に、結晶性ＰＥＴ基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、生成された積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を種々生成した。しかる後に、生成された着色積層体を９０℃の空中高温延伸によって、延伸倍率が４．５倍になるように自由端一軸に延伸し、着色積層体から偏光膜に相当するヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、着色積層体から生成された延伸積層体に含まれるヨウ素を吸着させたＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例３の場合、延伸温度９０℃の空中高温延伸において、積層体を４．５倍以上に延伸することができなかった。
【０２０４】
［測定方法］
［厚みの測定］
非晶性ＰＥＴ基材、結晶性ＰＥＴ基材、及びＰＶＡ層の厚みは、デジタルマイクロメーター（アンリツ社製ＫＣ−３５１Ｃ）を用いて測定した。
【０２０５】
［透過率及び偏光度の測定］
偏光膜の単体透過率Ｔ、平行透過率Ｔｐ、直交透過率Ｔｃは、紫外可視分光光度計（日本分光社製Ｖ７１００）を用いて測定した。これらのＴ、Ｔｐ、Ｔｃは、ＪＩＳ Ｚ
８７０１の２度視野（Ｃ光源）により測定して視感度補正を行なったＹ値である。
偏光度Ｐを上記の透過率を用い、次式により求めた。
偏光度Ｐ（％）＝｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝1/2×１００
【０２０６】
（ＰＥＴの配向関数の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＥＴ樹脂層表面の評価を行った。配向関数の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの１３４０ｃｍ-1の吸収強度を用いて、以下に記した（式４）（出典：Ｈ. Ｗ. Ｓｉｅｓｌｅｒ,Ａｄｖ. Ｐｏｌｙｍ. Ｓｃｉ. , ６５, １（１９８４））に従い算出した。なお、ｆ＝１のとき完全配向、ｆ＝０のときランダムとなる。また、１３４０ｃｍ-1のピークは、ＰＥＴのエチレングリコールユニットのメチレン基起因の吸収といわれている。
（式４）ｆ＝（３＜ｃｏｓ2θ＞−１）／２
＝［（Ｒ−１）（Ｒ0＋２）］／［（Ｒ＋２）（Ｒ0−１）］
＝（１−Ｄ）／［ｃ（２Ｄ＋１）］
＝−２×（１−Ｄ）／（２Ｄ＋１）
但し
ｃ＝（３ｃｏｓ2β−１）／２
β＝９０ｄｅｇ
θ：延伸方向に対する分子鎖の角度
β：分子鎖軸に対する遷移双極子モーメントの角度
Ｒ0＝２ｃｏｔ2β
１／Ｒ＝Ｄ＝（Ｉ⊥）／（Ｉ／／）
（ＰＥＴが配向するほどＤの値が大きくなる。）
Ｉ⊥：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの吸収強度
Ｉ／／：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの吸収強度
【０２０７】
（ＰＶＡの配向関数の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＶＡ樹脂層表面の評価を行った。配向関数の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの２９４１ｃｍ-1の吸収強度を用いて、以下に記した（式４）（出典：Ｈ. Ｗ. Ｓｉｅｓｌｅｒ,Ａｄｖ. Ｐｏｌｙｍ. Ｓｃｉ. , ６５, １（１９８４））に従い算出した。また、下記強度Ｉは３３３０ｃｍ-1を参照ピークとして、２９４１ｃｍ-1／３３３０ｃｍ-1の値を用いた。なお、ｆ＝１のとき完全配向、ｆ＝０のときランダムとなる。また、２９４１ｃｍ-1のピークは、ＰＶＡの主鎖（−ＣＨ２−）の振動起因の吸収といわれている。
（式４）ｆ＝（３＜ｃｏｓ2θ＞−１）／２
＝［（Ｒ−１）（Ｒ0＋２）］／［（Ｒ＋２）（Ｒ0−１）］
＝（１−Ｄ）／［ｃ（２Ｄ＋１）］
＝−２×（１−Ｄ）／（２Ｄ＋１）
但し
ｃ＝（３ｃｏｓ2β−１）／２
β＝９０ｄｅｇ
θ：延伸方向に対する分子鎖の角度
β：分子鎖軸に対する遷移双極子モーメントの角度
Ｒ0＝２ｃｏｔ2β
１／Ｒ＝Ｄ＝（Ｉ⊥）／（Ｉ／／）
（ＰＶＡが配向するほどＤの値が大きくなる。）
Ｉ⊥：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの吸収強度
Ｉ／／：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの吸収強度
【０２０８】
（ＰＶＡの結晶化度の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＶＡ樹脂層表面の評価を行った。結晶化度の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの１１４１ｃｍ-1及び１４４０ｃｍ-1の強度を用いて、下式に従い算出した。事前に、１１４１ｃｍ-1の強度の大きさが結晶部分の量と相関性があることを確認しており、１４４０ｃｍ-1を参照ピークとして下記式より結晶化指数を算出している（式６）。更に、結晶化度が既知のＰＶＡサンプルを用いて、事前に結晶化指数と結晶化度の検量線を作成し、検量線を用いて結晶化指数から結晶化度を算出している（式５）。
結晶化度 ＝ ６３．８×（結晶化指数）−４４．８ （式５）
結晶化指数 ＝ （（Ｉ（１１４１ｃｍ-1）0° ＋ ２×Ｉ（１１４１ｃｍ-1）90° ）/ ３）/（（Ｉ（１４４０ｃｍ-1）0° ＋ ２×Ｉ（１４４０ｃｍ-1）90° ）/ ３）
（式５）
但し
Ｉ（１１４１ｃｍ-1）0°：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの１１４１ｃｍ-1の強度
Ｉ（１１４１ｃｍ-1）90°：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの１１４１ｃｍ-1の強度
Ｉ（１４４０ｃｍ-1）0°：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの１４４０ｃｍ-1の強度
Ｉ（１４４０ｃｍ-1）90°：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの１４４０ｃｍ-1の強度
【０２０９】
［偏光膜の使用例］
図１１及び図１２に、上述の偏光膜を使用した光学的表示装置の実施形態を例示的に示す。
【０２１０】
図１１は、有機ＥＬ表示装置の最も基本的な実施形態を示す断面図であり、この表示装置２００は、有機ＥＬ表示パネルである光学的表示パネル２０１を備え、該表示パネル２０１の一方の面に、光学的に透明な粘着剤層２０２を介して偏光膜２０３が接合される。該偏光膜２０３の外側の面には、１／４波長位相差フィルム２０４が接着される。任意ではあるが、光学的表示装置の視認側となる保護層２０４の外側には、破線で示すように、透明なウインドウ２０５を配置することができる。
【０２１１】
層や膜などを接合又は接着させる材料としては、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系、イソシアネート系、ポリビニルアルコール系、ゼラチン系、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステルなどのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。
【０２１２】
偏光膜２０３は、上述したように、厚み１０μｍ以下で、前述した光学特性を満足させるものである。この偏光膜２０３は、従来この種の光学的表示装置に使用されている偏光膜に比べて非常に薄いので、温度又は湿度条件で発生する伸縮による応力が極めて小さくなる。したがって、偏光膜の収縮によって生じる応力が隣接する表示パネル２０１に反り等の変形を生じさせる可能性が大幅に軽減され、変形に起因する表示品質の低下を大幅に抑制することが可能になる。この構成において、粘着剤層２０２として、拡散機能を備えた材料を使用するか、或いは、粘着剤層と拡散剤層の２層構成とすることもできる。
【０２１３】
粘着剤層２０２の接着力を向上させる材料として、例えば特開２００２−２５８２６９号公報（特許文献１２）、特開２００４−０７８１４３号公報（特許文献１３）、特開２００７−１７１８９２号公報（特許文献１４）に記載のあるようなアンカー層を設けることもできる。バインダー樹脂としては粘着剤の投錨力を向上出来る層であれは特に制限はなく、具体的には、例えば、エポキシ系樹脂、イソシアネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、分子中にアミノ基を含むポリマー類、エステルウレタン系樹脂、オキサゾリン基などを含有する各種アクリル系樹脂などの有機反応性基を有する樹脂（ポリマー）を用いることができる。
【０２１４】
また、上記アンカー層には、帯電防止性を付与するために、例えば特開２００４−３３８３７９号公報（特許文献１５）に記載のあるように帯電防止剤を添加することもできる。帯電防止性付与のための帯電防止剤としては、イオン性界面活性剤系、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリキノキサリン等の導電性ポリマー系、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム等の金属酸化物系などがあげられるが、特に光学特性、外観、帯電防止効果、および帯電防止効果の加熱、加湿時での安定性という観点から、導電性ポリマー系が好ましく使用される。この中でも、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの水溶性導電性ポリマー、もしくは水分散性導電性ポリマーが特に好ましく使用される。帯電防止層の形成材料として水溶性導電性ポリマーや水分散性導電性ポリマーを用いた場合、塗工に際して有機溶剤による光学フィルム基材への変質を抑えることができる。
【０２１５】
図１２は、光学的表示パネルとして透過型液晶表示パネル３０１を備える光学的表示装置３００の実施形態を示す。この構成においては、液晶表示パネル３０１の視認側の面に、粘着剤層３０２を介して第１の偏光膜３０３が接合され、該第１の偏光膜３０３に易接着層３０７を介して保護層３０４が接合される。保護層３０４には１／４波長位相差層３０９が接合される。１／４波長位相差層３０９には、任意ではあるが、帯電防止層３０８が形成される。１／４波長位相差層３０９の外側には、これも任意であるが、ウインドウ３０５が配置される。液晶表示パネル３０１の他方の面には、第２の粘着剤層３０２ａを介して第２の偏光膜３０３ａが配置される。第２の偏光膜３０３ａの裏側には、透過型液晶表示装置において周知のように、バックライト３１０が配置される。
【０２１６】
[発明の実施の形態]
次に、本発明に使用することができる光学フィルム積層体の製造の一実施形態を示す図３０について説明する。図９又は図１０に示すように、例えば非晶性ＰＥＴからなる熱可塑性樹脂基材１は、積層体作成装置２０による製膜と、オーブン３０内での空中補助延伸、染色装置４０における２色性色素による染色、及びホウ酸水溶液槽５０における水中延伸を経て、基材１上に厚み１０μｍ以下の、具体的には、厚み３〜４μｍの偏光膜３が形成された光学フィルム積層体４００となって、延伸装置外に送り出される。ここで、光学フィルム積層体４００は、一旦ロール状に巻かれても良いし、そのまま連続的に次工程に送られるようにしても良い。図３０に示される光学フィルム積層体形成装置は、次工程として、セパレータフィルム貼り合せステーション５００と、欠点検査ステーション６００とを備える。
【０２１７】
セパレータフィルム貼り合せステーション５００は、一対の貼り合せローラ５０１、５０２を備える。このセパレータフィルム貼り合せステーション５００においては、光学フィルム積層体４００は、偏光膜３を下側にして貼り合せローラ５０１、５０２間に送り込まれる。セパレータフィルム５０３は、セパレータフィルム５０３のロール５０３ａから繰り出され、光学フィルム積層体４００の下側に重なる状態で貼り合せローラ５０１、５０２間に送り込まれる。重ねられる光学フィルム積層体４００とセパレータフィルム５０３の間には、これらが貼り合せローラ５０１、５０２間に入る直前に、粘着剤５０４ａが層状に付与される。したがって、光学フィルム積層体４００とセパレータフィルム５０３とが貼り合せローラ５０１、５０２を出るときには、光学フィルム積層体４００の偏光膜３の面に粘着剤層５０４を介してセパレータフィルム５０３が積層されたセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０が形成される。この段階で、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０は、一旦ロールに巻いても良い。セパレータフィルム５０３は、粘着剤層５０４に面する側の表面が離型処理されており、その粘着剤層５０４に対する接着力は、偏光膜３と粘着剤層５０４との間の接着力よりも弱くされている。したがって、後述するように、セパレータフィルム５０３が光学フィルム積層体４００から剥がされるとき、粘着剤層５０４は、光学フィルム積層体４００の側に残されるようになる。この粘着剤層５０４は、光学フィルム積層体４００が表示パネル等の他の部材に貼り付けられるときの、粘着剤層として使用される。
【０２１８】
欠点検査ステーション６００は、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０の基材１の表面に基準点マークＭを印字する基準点印字手段６１０を備える。この基準点印字手段６１０は、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０の送り方向先導端付近の適切な個所に、該セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０の長さ方向位置の基準となる標識を付与するものである。
【０２１９】
図３０に示す例では、貼り合せローラ５０１、５０２の対を出たセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０は、そのまま基準点印字手段６１０を通って送られる。印字手段６１０の下流側には側長ローラ６１１からなる送り量計測手段が配置されている。この測長ローラ６１１は、その回転量により、該測長ローラ６１１を通って送られたセパレータフィルム付光学フィルム積層体の送り量を計測し、計測信号を、光学フィルム積層体形成装置に設けられた記憶演算部６２０の積層体送り量演算手段６２０ａに送信する。
【０２２０】
欠点検査ステーション６００は、測長ローラ６１１より送り方向下流側にセパレータフィルム剥離部６０１を備える。このセパレータフィルム剥離部６０１は、一対の案内ローラ６０２、６０３と、剥離されたセパレータフィルム５０３を案内する剥離フィルム案内ローラ６０４、及び剥離されたセパレータフィルム５０３を巻き取る巻き取りローラ６０５を有する。セパレータフィルム５０３が剥離された光学フィルム積層体４００は、偏光膜３の表面に粘着剤層５０４が残された形態である。この粘着剤層５０４を有する光学フィルム積層体４００は、欠点検査部６３０に送られる。欠点検査部６３０は、基準点読取り手段６３１と、光源６３２及び光検知部材６３３からなる透過光検出方式の光学的欠点検出手段とにより構成される。基準点読取り手段６３１の読取り信号は、記憶演算部６２０の基準点読取り時間記憶手段６２０ｂに送られて、基準点が検出された時刻が記憶される。光学的欠点検出手段からの欠点検出信号は、記憶演算部６２０の欠点検出時間演算手段６２０ｃに送られ、該欠点検出時間演算手段６２０ｃは、その欠点が検出された時刻を演算して記憶する。積層体送り量演算手段６２０ａと、基準点読取り時間記憶手段６２０ｂ、及び欠点検出時間演算手段６２０ｃからの信号は、光学フィルム積層体形成装置に設けられた制御装置６７０の欠点位置演算部６７２に入力され、欠点位置演算部６７２は、これらの入力を受けて、基準点マークＭからの欠点の位置を演算し、欠点位置信号を、記憶演算部６２０の欠点マーク印字指令生成部６２０ｄに送る。
【０２２１】
欠点検査ステーション６００を通った光学フィルム積層体４００は、次に、セパレータフィルム貼り付けステーション６４０に通される。このセパレータフィルム貼り付けステーション６４０は、セパレータフィルム５０３のロール５０３ａから繰り出されるセパレータフィルム５０３を、光学フィルム積層体４００の偏光膜３上に残された粘着剤層５０４により該光学フィルム積層体４００に貼り合せるための貼り合せローラ６４１、６４２を備える。貼り合せローラ６４１、６４２を出た光学フィルム積層体４００は、セパレータフィルム５０３が貼り付けられたセパレータ付光学フィルム積層体５１０である。ここで貼り付けられるセパレータフィルム５０３としては、セパレータフィルム剥離部６２０において剥離されたセパレータフィルムを使用してもよいし、別に準備したセパレータフィルムを使用してもよい。
【０２２２】
貼り合せローラ６４１、６４２を出たセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０は、任意に設けられる第２の欠点検査ステーション６５０に通される。この第２の欠点検査ステーション６５０は、基準点検出手段６５１と、光学的欠点検出手段６５２とを備える。光学的欠点検出手段６５２は、セパレータ付光学フィルム積層体５１０のセパレータフィルム５０３の表面に光を照射する光源６５２ａと、セパレータフィルム５０３の表面からの反射光を受ける受光部６５２ｂとからなる。この光学的欠点検出手段６５２は、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０における粘着剤層５０４の欠陥、特にその表面欠陥を検出する。基準点検出手段６５１の検出信号は、基準点読取り時間記憶手段６２０ｂに送られ、受光部６５２ｂの検出信号は、欠点検出時間演算手段６２０ｃに送られる。
【０２２３】
第２の欠点検査ステーション６５０を通過したセパレータ付光学フィルム積層体５１０は、測長ローラ６６０を備える送り量計測手段を通って送られ、積層体５１０の送り量が計測される。この計測された送り量を表す信号は、光学フィルム積層体形成装置に設けられた制御装置６７０の基準点照合部６７１に送られる。測長ローラ６６０の下流側には基準点読取手段６６１が設けられ、該基準点読取手段６６１は、光学フィルム積層体４００上に形成された基準点のマークＭを読み取って、該マークＭが通過した時刻に関する情報の信号を制御装置６７０の基準点照合部６７１に送る。基準点照合部６７１は、測長ローラ６６０及び基準点読取手段６６１からの信号を受けて、基準点マークＭからの積層体の送り量に関する信号を、記憶演算手段６２０の欠点印字指令生成部６２０ｄに入力する。欠点印字指令生成部６２０ｄは、欠点位置演算部６７２からの欠点位置信号と、基準点照合部６７１からの送り量信号とに基づいて、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０上の欠点の位置に欠点マークＤを印字する印字指令を生成する。この印字指令は、基準点読取手段６６１の下流側に配置されたマーク印字装置６６２に与えられ、該マーク印字装置６６２を作動させて、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０の熱可塑性樹脂機材上の、欠点に対応する位置に欠点マークＤを印字する。印字されたセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０は、ロール６８０として巻き取られる。
【０２２４】
上記実施形態では、欠点位置は欠点マークＤとして積層体５１０上に印字されるものとして説明したが、代替的には、個々の積層体５１０のロール６８０に該ロールを識別する識別記号を付し、他方では、欠点位置を積層体５１０のロール６８０を識別する識別記号に関連させて、記憶演算部６２０に記憶されておくようにすることもできる。このような構成においては、該積層体５１０のロール６８０を使用する後工程において、該ロールの識別記号に基づいて、記憶演算部から該ロールの欠点位置を読み出し、光学フィルム積層体の欠点位置を認定することができる。この場合には、ロール６８０に巻かれる際の積層体５１０の後尾端が、ロール６８０から送り出される際の先導端となるため、該後尾端にも基準点を印字しておき、後尾端に印字された基準点と先導端に印字された基準点との間の距離から、該後尾端の基準点と欠点位置との関係を把握することができる。
【０２２５】
図３１は、本発明の他の実施形態を示す図３０と同様の、光学的積層体ロールの製造工程の概略図である。図３１において、図３０の実施形態におけるものと対応する部分は、図３０と同一の符号を付して、説明は省略する。図３１の実施形態が図３０の実施形態と異なる点は、光学フィルム積層体４００の偏光膜３の側にセパレータフィルム５０３が接合される前に、該偏光膜３の面に光学機能フィルム８００が接着剤８０１により接着されることである。光学機能フィルム８００は、先に述べた１／４波長位相差フィルム、視野角補償用フィルム、その他、この種の技術分野において使用されている光学的補償用フィルムのいずれであってもよい。この光学機能フィルム８００は、ロール８００ａから繰り出され、案内ロール８０２を介して送られて、対をなす貼り付けロール８０３、８０４により光学フィルム積層体４００に接着され、光学フィルム中間積層体５１０ａとなる。したがって、この実施形態では、セパレータフィルム５０３は、該光学機能フィルム８００の上に粘着剤層５０４を介して貼り付けられて、光学フィルム積層体５１０ｂが形成される。その他の点では、この実施形態は、図３０に示す実施形態と同一である。
【０２２６】
図３２に示す実施形態は、図３１に示す実施形態とは異なり、光学フィルム積層体４００の偏光膜３の側にセパレータフィルム５０３は接合されず、代わりに、該偏光膜３の面に光学機能フィルム８００が接着剤８０１により接着される。光学機能フィルム８００が接着された後で、延伸に使用した熱可塑性樹脂基材１が、剥離ローラ８１０、８１１において偏光膜３から剥がされ、光学フィルム中間積層体５１０ｃが形成される。剥がされた基材１は、案内ローラ８１２を経てロール８１３に巻き取られる。
【０２２７】
基材１が剥がされた光学フィルム中間積層体５１０ｃは、光学機能フィルム８００の面上に、基準点印字手段６１０により基準点を表すマークＭが印字される。次いで、光学フィルム中間積層体５１０ｃは、測長ローラ６１１を通ってセパレータフィルム貼り付けステーション５００Ａに送られる。このセパレータフィルム貼り付けステーション５００Ａでは、セパレータフィルム５０３のロール５０３ａから繰り出されたセパレータフィルム５０３が、光学フィルム中間積層体５１０ｃの基材１が剥がされた面に重なるように送り込まれ、セパレータフィルム５０３と偏光膜３との間に粘着剤５０４ａが粘着剤層５０４を形成するように供給され、該セパレータフィルム５０３は、この粘着剤層５０４を介して、貼り付けローラ５０１、５０２により偏光膜３に貼り付けられ、光学フィルム積層体５１０ｄが形成される。
【０２２８】
この光学フィルム積層体５１０ｄは、剥離ローラ６０２、６０３を通る位置でセパレータフィルム５０３が剥がされて、光学フィルム中間積層体５１０ｃの偏光膜３に粘着剤層５０４が付着した層構成の積層体となる。この積層体は、欠点検査ステーション６３０を経てセパレータフィルム貼り付けステーション６４０に送られ、該ステーション６４０において、積層体の偏光膜３の面にある粘着剤層５０４により、セパレータフィルム５０３が積層体に接合されて、光学フィルム積層体５１０ｄが形成される。欠点マークIは、印字装置６６２ａにより、光学機能フィルム８００上に印字される。その他の点では、図３２に示す実施形態は、図３１に示すものと同一である。
【０２２９】
図３３は、本発明のさらに他の実施形態を示す図３２と同様な図である。この実施形態が図３２に示す実施形態と異なる点は、基材１が剥がされた積層体の面にセパレータフィルム５０３を貼り付ける前に、第２の光学機能フィルム８５０が、接着剤８５１により、基材１が剥がされた積層体の偏光膜の面に接着されることである。第２の光学機能フィルム８５０は、ロール８５０ａから繰り出され、案内ローラ８５２を介して送られ、対をなす貼り付けローラ８０３ａ、８０４ａにより、積層体５１０ｃに貼り付けられて、光学フィルム中間積層体５１０ｅが形成される。この実施形態においては、該第２の光学機能フィルム８５０の上に、粘着剤層５０４ａにより形成される粘着剤層５０４を介して、セパレータフィルム５０３が接合されて、光学フィルム積層体５１０ｆが形成される。基準点印字手段６１０と測長ローラ６１１は、セパレータフィルム５０３のための貼り付けローラ５０１、５０２より下流側に配置されているが、その機能は同じである。
【０２３０】
図３４は、本発明において採用することができる長さ方向切断工程の一実施形態を示す斜視図である。この工程において使用されるセパレータフィルム付積層体は、例えば、図３０〜図３３の工程のいずれにより形成されたものでも良いが、ここでは、図３２に示す工程により製造されたセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０ｄのロール６８０に関連して説明する。
【０２３１】
図３４において、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０ｄのロール６８０が積層体繰り出し装置７００に設置される。この装置７００は、ロール６８０を回転自在に支持する支持軸７０１を備えており、該装置７００内には、ロール６８０から繰り出される積層体５１０ｄが送り経路で蛇行するのを抑制するための蛇行制御装置７０２が設けられる。この蛇行制御装置７０２は、積層体５１０ｄの縁部に接触して該縁部の位置を検出する縁部センサー７０２ａを備え、このセンサー７０２ａにより検出された縁部の位置に応じて支持軸７０１の軸方向位置を調節する信号を生成する。
【０２３２】
図示実施形態では、積層体５１０ｄの偏光膜３が長辺と短辺を有する矩形形状の液晶表示パネルに貼り付けられるように構成された光学的表示装置の製造に関連して、偏光膜を適切な寸法に切断するために設けられた切断装置９００が備えられる。この切断装置９００は、広幅のセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０ｄを、液晶表示パネルの長辺と短辺とにそれぞれ対応する幅の光学フィルム積層体ストリップに切断するように構成されている。
【０２３３】
図３４において、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０ｄのロール６８０から繰り出された積層体５１０ｄは、蛇行制御装置７０２により蛇行を抑制されて、対の送りローラ９０１、９０２により、長さ方向に送られる。送りローラ９０１、９０２の下流側には、３枚の円盤状回転切断刃９０３ａ、９０３ｂ、９０３ｃが横方向に間隔をもって配置されている。切断刃９０３ａは、積層体５１０ｄの縁部５１０ｈを所定幅だけ切り落とす位置に配置される。切断刃９０３ａと切断刃９０３ｂとの間の間隔は、該積層体５１０ｄの偏光膜３が貼り付けられる液晶表示パネルの短辺の寸法に対応する距離になるように設定される。同様に、切断刃９０３ｂと切断刃９０３ｃとの間の間隔は、該積層体５１０ｄの偏光膜３が貼り付けられる液晶表示パネルの長辺の寸法に対応する距離になるように設定される。また、切断刃９０３ｃは、積層体５１０ｄの縁部５１０ｈとは反対側の縁部を切り落とす作用も果たす。
【０２３４】
切断刃９０３ａと切断刃９０３ｂとにより、液晶表示パネルの短辺に対応する幅の積層体ストリップ９１０ａが形成され、切断刃９０３ｂと切断刃９０３ｃとにより長辺対応の幅を有する積層体ストリップ９１０ｂが形成される。長辺対応幅の積層体ストリップ９１０ｂは、そのまま送りローラ９１１、９１２により長さ方向に送られて、ロール９２０に巻き取られる。短辺対応幅の積層体ストリップ９１０ａは、案内ローラ９１３により、長辺対応幅の積層体ストリップ９１０ｂよりも高い位置に案内され、送りローラ９１４、９１５により長さ方向に送られて、ロール９２１に巻き取られる。
【０２３５】
本発明によれば、上述の実施形態からも理解される通り、連続ウェブ状の光学フィルム積層体、すなわちセパレータフィルム付積層体を、偏光膜３の延伸方向である長さ方向に平行に、所定の幅で切断して、所定幅の連続ウェブ状積層体ストリップを形成するので、偏光膜３の吸収軸の方向は、高い精度で積層体ストリップの長さ方向に一致するようになる。従来は、幅広の光学フィルム積層体をロール状に巻いた状態で所定幅に切断していたが、この方法では、高い精度で偏光膜の吸収軸をストリップの長さ方向に一致させることができなかった。上記実施形態を参照して前述した本発明の方法は、ロール状態で切断する従来の方法に比べて、格段に高い精度をもたらす。上述の実施形態において、切断刃９０３ａ、９０３ｂ、９０３ｃを等間隔に配置すれば、同一幅の２つの積層体ストリップが得られる。また、切断刃を２枚使用すれば、１つの積層体ストリップが形成される。
【０２３６】
図３５は、図３４を参照して上述した工程により製造された積層体ストリップロール９２０、９２１を使用して、偏光膜３を液晶表示パネルＷの両面に、偏光膜３の吸収軸を直交させて貼り付けることにより、液晶表示ユニット１０００を製造する工程を概略的に示すものである。図３５を参照すると、パネルＷの長辺対応幅の積層体ストリップ９１０ｂは、ロール９２０から繰り出され、長さ方向に送られる。ロール９２０から繰り出された積層体ストリップ９１０ｂは、識別情報読取り手段９２０ａの下に通され、識別情報が読み取られる。読み取られた識別情報により積層体ストリップ９１０ｂには欠点が存在しないものと判断された場合には、液晶表示パネルＷの短辺に対応する長さ方向間隔で、積層体ストリップ９１０ｂに対し、長さ方向に対して直角の方向である幅方向に、基材１の表面から偏光膜３及び粘着剤層５０４を通り、セパレータフィルム５０３の面に達する深さまでスリット９２１が形成される。このスリットにより形成される切り込みを「ハーフカット」と呼ぶ。このハーフカットにより積層体ストリップ９１０ｂの長さ方向に隣接する２つの位置に形成されるスリット９２１の間には、光学機能フィルム８００と接着剤層８０１と偏光膜３及び粘着剤層５０４からなる偏光膜積層体シート９２２が形成される。この偏光膜積層体シート９２２は、粘着剤層５０４によりセパレータフィルム５０３に付着した状態にある。セパレータフィルム５０３は、多数の偏光膜積層体シート９２２を剥離可能に支持し、搬送するように作用するので、キャリアフィルムと呼ばれる。
【０２３７】
スリット９２１が形成された積層体ストリップ９１０ｂは、偏光膜貼り合せステーション９５０に送られる。この偏光膜貼り合せステーション９５０には、液晶表示パネルＷが、積層体ストリップ９１０ｂとは反対側から、積層体ストリップ５１０ｂ上の偏光膜積層体シート９２２と同期した関係で送られ、偏光膜積層体シート９２２は、セパレータフィルムすなわちキャリアフィルム５０３から剥がされて、液晶表示パネルＷの上側の面に貼り付けられる。偏光膜３が一方の面に貼り付けられた液晶表示パネルＷは、該液晶表示パネルＷが貼り合せステーション９５０に送り込まれた方向に対して直角方向に、反転旋回部９６０に送られる。
【０２３８】
一方、短辺対応幅の積層体ストリップ９１０ａは、ロール９２１から繰り出され、長さ方向に送られる。ロール９２１から繰り出された積層体ストリップ９１０ａは、識別情報読取り手段９２３の下に通され、識別情報が読み取られる。ここで、積層体ストリップ９１０ａには欠点が存在しないものと判断された場合には、液晶表示パネルＷの長辺に対応する長さ方向間隔で、該積層体ストリップ９１０ａに、長さ方向に対して直角の方向である幅方向に、光学機能フィルム８００の表面から接着剤層８０１と偏光膜３及び粘着剤層５０４を通り、セパレータフィルム５０３の面に達する深さまで、スリット９２４がハーフカットにより形成される。このハーフカットにより、積層体ストリップ９１０ａの長さ方向に隣接する２つの位置に形成されるスリット９２４の間には、光学機能フィルム８００と接着剤層８０１と偏光膜３及び粘着剤層５０４からなる偏光膜積層体シート９２５が形成される。この偏光膜積層体シート９２５は、粘着剤層５０４によりセパレータフィルム５０３に付着した状態にある。
【０２３９】
スリット９２４が形成された積層体ストリップ９１０ａは、第２の偏光膜貼り合せステーション９５１に送られる。偏光膜貼り合せステーション９５１には、片側の面に偏光膜シート９２２が貼り合された液晶表示パネルＷが、積層体ストリップ９１０ａに対して直交する方向に、積層体ストリップ９１０ａ上の偏光膜積層体シート９２５と同期した関係で、反転旋回部６６０において、裏返しに反転され、かつ、９０°旋回された状態で送られる。第２の偏光膜貼り合せステーション９５１において、偏光膜積層体シート９２５は、セパレータフィルム５０３から剥がされて、液晶表示パネルＷの、反転により上側となった面に貼り付けられる。この工程により、液晶表示パネルＷの両側の面には、偏光膜３が、互いの吸収軸を直交させた関係で貼り付けられることになる。
【０２４０】
積層体ストリップ９１０ａにおいて、欠点マークが検出されると、欠点マークの下流側縁部から所定距離だけ下流側に離れた位置と、該欠点マークの上流側縁部から所定距離だけ上流側に離れた位置の２ヶ所において、ハーフカットにより、積層体ストリップ９１０ａに、スリット９２４ａ、９２４ｂが形成される。これらのスリット９２４ａ、９２４ｂ間に形成される偏光膜積層体シート９２５ａは、不良シートとして、偏光膜貼り合せステーションに送られることなく、図示しない不良シート排出機構により、不良シート排出経路に排出される。通常は、スリット９２４ａ、９２４ｂ間に形成される偏光膜積層体シート９２５ａは、２つの隣接するスリット６２４間に形成される正常な偏光膜積層体シート９２５より長さが短い。したがって、不良シートとして廃棄される材料を減少させることができる。しかし、欠点が積層体ストリップ９１０ａの長さ方向に続く長い大きさのものである場合、又は、複数の欠点が積層体ストリップ９１０ａの長さ方向に連なって存在する場合には、不良の偏光膜積層体シート９２５ａは、正常な偏光膜積層体シート９２５より長くなる。このような場合には、不良シートの排出を容易にするために、長い不良の偏光膜積層体シート９２５ａの中間部に追加のスリットを形成して、不良偏光膜シートの長さを短くすることができる。
【０２４１】
積層体ストリップ９１０ｂにおいても、欠点マークが検出されると、欠点マークの下流側縁部から所定距離だけ下流側に離れた位置と、該欠点マークの上流側縁部から所定距離だけ上流側に離れた位置の２ヶ所において、ハーフカットにより、積層体ストリップ９１０ｂに、スリット９２１ａ、９２１ｂが形成される。これらのスリット９２１ａ、９２１ｂ間に形成される偏光膜積層体シート９２２ａは、不良シートとして、偏光膜貼り合せステーションに送られることなく、図示しない不良シート排出機構により、不良シート排出経路に排出される。
【０２４２】
図３６は、積層体ストリップ９１０ａのロール９２１を使用して、液晶表示パネルへの積層体の貼り付けを行う連続貼り付け装置の一例を示す概略図である。この例では、セパレータフィルム５０３が、光学機能フィルム８００と接着剤層８０１と偏光膜３及び粘着剤層５０４からなる偏光膜積層体シート９２５、９２５ａのキャリアフィルムとなる。したがって、以下の説明においては、符号５０３で示されるフィルムをキャリアフィルムと呼び、このキャリアフィルム５０３が積層された積層体を、キャリアフィルム付積層体と呼ぶことがある。
【０２４３】
この連続貼り付け装置は、ロール９２１が製造される工程において、検出された欠点の情報に基づいて、光学フィルム積層体ストリップ９１０ａにスリット９２４を形成するための切断位置Sを定めておき、その切断位置Sについての情報を、記憶装置に格納しておくように構成される。
【０２４４】
切断位置Ｓは、図３７に示されるように、欠点Ｄの位置に対し、その送り方向にみて上流側及び下流側のそれぞれに、所定の距離Ｄ１、Ｄ２だけ離れた位置として定める。この欠点Ｄを挟む２つのスリット切断位置に挟まれる領域は、欠点を含む不良シート９２５ａとなる領域である。さらに、欠点を含まない領域では、積層体が貼り合わせられる液晶表示パネルの長辺に対応する間隔をおいて、スリット切断位置Sが定められる。図３７では、欠点を含まない領域に定められるスリット切断位置の、送り方向に隣接する２つの間の部分が欠点のない正常シート９２５を形成し、積層体送り方向の長さがＸαで示されている。これに対して、欠点Ｄを挟む２つのスリット切断位置の間の上述の不良シート９２５ａの領域は、長さがＸβで示されている。欠点の大きさ及び数によるが、通常は、長さＸβの方がＸαより小さい。
【０２４５】
このスリット切断位置の演算は、例えば図３２に示す装置に示された制御装置６７０において行うようにすることができる。演算されたスリット切断位置情報は、図３２に示される情報媒体６９０に積層体ストリップ９１０ａのロール９２１を識別する識別情報とともに格納することができる。図３６には、連続貼り付け装置に備えられる制御装置７５０が、図３２に示す装置の情報媒体６９０から、上述した識別情報とともに、スリット切断位置情報を受け取るように示されている。受け取られた識別情報とスリット切断位置情報は、図３６に示す連続貼り付け装置１１００の制御装置７５０内の記憶装置７７０に格納される。
【０２４６】
連続貼り付け装置１１００は、積層体ストリップ９１０ａのロール９２１を回転自在に支持するロール支持装置１１１０を備え、該ロール支持装置１１１０に支持された積層体ストリップ９１０ａのロール９２１を積層体送り出し方向に所定の速度で駆動することにより、該ロール９２１から、積層体ストリップ９１０ａが所定の送り速度で送り出される。ロール９２１から送り出された該セパレータ付光学フィルム積層体ストリップ９１０ａは、図３５に関連して説明した識別情報読取り手段９２３を含む識別情報読取装置１１２０を経て、測長ローラ１１３０、１１３１に通される。識別情報読取装置１１２０は、ロール９２１から繰り出された積層体ストリップ９１０ａの識別情報を読み取り、読み取った識別情報を、制御装置７５０の識別情報受信部７６０に送る。測長ローラ１１３０、１１３１は、積層体ストリップ９１０ａの送り量を計測し、その計測した送り量に関する情報を繰出し情報として制御装置７５０に送る。
【０２４７】
測長ローラ１１３０、１１３１を通過した積層体ストリップ９１０ａは、上下動可能に支持され所定の力で下方に弾性的に付勢されたアキュームローラ１１４０を経て、スリット切断ステーションＡに送られる。スリット切断ステーションＡの下流側には、積層体ストリップ９１０ａを所定の速度で送るためのフィードローラ１１７０が配置されており、切断ステーションＡにおいて、切断が行われる僅かな時間の間、該フィードローラ１１７０が停止することにより、積層体ストリップ９１０ａがスリット切断ステーションＡで停止される。フィードローラ１１７０の下流側には、第２のアキュームローラ１１８０が配置されている。このアキュームローラ１１８０は、アキュームローラ１１４０と同じ構成である。
【０２４８】
スリット切断ステーションＡには、スリット切断装置１１５０と、該スリット切断装置１１５０の上流側及び下流側のそれぞれに配置された切断位置確認装置１１６０とを備える。制御装置７５０は、切断位置確認装置１１６０からの確認信号を受けて、識別情報読取装置１１２０からのロール識別情報に基づき記憶装置７７０に格納されているスリット切断位置情報を取得し、切断の指令をスリット切断装置１１５０に送る。スリット切断装置１１５０が作動して、光学フィルム積層体ストリップ９１０ａにスリット９２４が形成されると、フィードローラ１１７０が作動して、キャリアフィルム付光学フィルム積層体ストリップ９１０ａの送りを再び開始する。既に述べたように、キャリアフィルム付光学フィルム積層体ストリップ９１０ａは、アキュームローラ１１４０の上流側では、常時送り駆動されており、スリット切断のため、切断ステーションＡにおいて積層体の送りが停止されたときには、これらアキュームローラ１１４０、１１８０が上下動して、積層体の送り量の差を吸収する。
【０２４９】
スリット切断ステーションＡにおけるスリット切断により形成されるスリット９２４は、セパレータ付光学フィルム積層体ストリップ９１０ａのキャリアフィルム５０３とは反対側から、該キャリアフィルム５０３と粘着剤層５０４との間の界面まで達する深さであり、送り方向に隣接する２つのスリット９２４の間には、光学フィルムのシート９２５、９２５ａが形成される。このシート９２５、９２５ａは、キャリアフィルム５０３に支持された状態で、次工程に送られる。このようにして形成されるシートは、欠点Ｄを含む場合には不良シート９２５ａであり、欠点を含まない場合には正常シート９２５である。
【０２５０】
第２のアキュームローラ１１８０を通過した積層体ストリップ９１０ａは、次に、不良シート排除ステーションＣを通過する。この排除ステーションＣには、制御装置７５０から不良シート９２５ａについての情報が送られ、この情報を受けて、排除ステーションＣに備えられた排除装置１１９０が作動し、不良シート９２５ａを送り経路外に排出する。この排除装置１１９０は、不良シート受取り用フィルム１１９０ａを送り出す受取フィルムロール１１９０ｂと、該受取フィルムロール１１９０ｂから引き出された不良シート受取り用フィルム１１９０ａを引き取るための引取りロール１１９０ｄとからなる。不良シート受取り用フィルム１１９０ａは、受取フィルムロール１１９０ｂから、案内ローラ１１９０ｃを介して引取りロール１１９０ｄに送られる。引取りロール１１９０ｄは、駆動ロールであり、不良シート９２５ａが排除装置１１９０の近くに達したとき駆動されて、不良シート受取り用フィルム１１９０ａを図３６に矢印で示す方向に送るように作動する。積層体ストリップ９１０ａの送り経路には、該積層体ストリップ９１０ａを挟んで案内ローラ１１９０ｃと対向する位置に、積層体経路移動ローラ１１９０ｅが、図３６において左方向に移動可能に配置されている。不良シート９２５ａが排除装置１１９０の近くに達して、引取りロール１１９０ｄが作動を始めると、該経路移動ローラ１１９０ｅが左方向に移動し、積層体ストリップ９１０ａが案内ローラ１１９０ｃに接触するようになるまで該積層体の送り経路を移動させる。この経路の移動により、キャリアフィルム上の不良シート９２５ａは、不良シート受取り用フィルム１１９０ａに移される。これによって、不良シートの排除が完了し、引取りロール１１９０ｄは停止され、経路移動ローラ１１９０ｅは、右方向の元の位置に戻される。
【０２５１】
不良シート排除ステーションＣを通過したキャリアフィルム付積層体ストリップ９１０ａは、直進状態を確認するための直進状態確認装置１２３０を経て、貼合せステーションＢに送られる。この貼合せステーションＢには、該ステーションに送り込まれる正常シート９２５と同期したタイミングで、液晶表示パネルＷが送り込まれる。液晶表示パネルＷは、図３５に示す反転旋回装置９６０から１枚ずつ送り出され、液晶表示パネル搬送装置１３００により、貼合せステーションＢに送られる。
【０２５２】
貼合せステーションＢにおいて、光学フィルム積層体の正常シート９２５は、キャリアフィルム５０３から剥がされて、貼合せステーションＢに送られてきた液晶表示パネルＷの上に重なるように送られる。貼合せステーションＢには貼合せ装置１２００が配置されており、この貼合せ装置１２００は、貼合せステーションＢに送られてきた液晶表示パネルＷの下に位置するように配置された下側貼合せローラ１２００ａと、貼合せステーションＢに送られてきた光学フィルム積層体の正常シート９２５の上に位置する上側貼合せローラ１２００ｂとから構成される。上側貼合せローラ１２００ｂは、図３４に破線で示すように、上下方向に移動可能である。
【０２５３】
貼合せステーションＢには、正常シート先端検出装置１２２０が配置されて、正常シート９２５が貼合せ位置に達したことを検出する。正常シート９２５が貼合せ位置に到達したことが検出されると、上側貼合せローラ１２００ｂが図３６に実線で示す位置に降下し、該正常シートを液晶表示パネルＷに貼り付ける。光学フィルム積層体をキャリアフィルムに接合する粘着剤層５０４は、正常シート９２５がキャリアフィルム５０３から剥がされるときに、該正常シート９２５の側に残り、この粘着剤層５０４によって、正常シート９２５が液晶表示パネルＷに接着される。
【０２５４】
正常シート９２５をキャリアフィルムから剥がすための剥離機構は、鋭角の先端縁部を有する剥離部材１２１１を備える。該剥離部材１２１１は、剥がされたキャリアフィルム５０３を先端縁部において鋭角的に折り返すように作用し、この折り返されたキャリアフィルム５０３は、引取りローラ１２１２により図３６において右方向に引き取られ、ロール１２１０に巻き取られる。キャリアフィルム５０３から剥がされた正常シート９２５は、そのまま送り方向に進んで、貼合せ位置に達する。貼合せ位置では、上側貼合せローラ１２００ｂが図３６に実線で示す位置に降下し、下側貼合せローラ１２００ａとの間に正常シート９２５を挟んで該正常シート９２５を液晶表示パネルＷに圧着し、該液晶表示パネルＷに貼り付ける。この貼り付けステーションＢにおける各部の構成の詳細を図３８に示す。
【０２５５】
以上述べた方法及び装置により、本発明の薄型偏光膜を有する光学フィルム積層体のシートを、連続的に、液晶表示パネルに貼り付けることができる。表示パネルが有機ＥＬ型のパネルである場合には、通常は、偏光膜の貼り付けは、パネルの片側のみへの貼り付けが行われる。
【０２５６】
以上、本発明を特定の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明は、図示し説明した構成以外にも、幾多の変更が可能である。したがって、本発明は、図示し説明した構成に限定されるものではなく、その範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ定められるべきである。
【符号の説明】
【０２５７】
１ 基材
２ ＰＶＡ系樹脂層
３ 偏光膜
４ 光学機能フィルム
５ 第２光学機能フィルム
７ ＰＶＡ系樹脂層を含む積層体
８ 延伸積層体
８’ 延伸積層体のロール
８’’ 不溶化された延伸積層体
９ 着色積層体
９’ 架橋された着色積層体
１０ 光学フィルム積層体
１０ａ 粘着剤層付光学フィルム積層体
１１ 光学機能フィルム積層体
２０ 積層体作製装置
２１ 塗工手段
２２ 乾燥手段
２３ 表面改質処理装置
３０ 空中補助延伸処理装置
３１ 延伸手段
３２ 巻取装置
３３ オーブン
４０ 染色装置
４１ 染色液
４２ 染色浴
４３ 繰出装置
５０ ホウ酸水中処理装置
５１ ホウ酸水溶液
５２ ホウ酸浴
５３ 延伸手段
６０ 不溶化処理装置
６１ ホウ酸不溶化水溶液
７０ 架橋処理装置
７１ ホウ酸架橋水溶液
８０ 洗浄装置
８１ 洗浄液
９０ 乾燥装置
９１ 巻取装置
１００ 貼合せ／転写装置
１０１ 繰出／貼合せ装置
１０２ 巻取／転写装置
（Ａ） 積層体作製工程
（Ｂ） 空中補助延伸工程
（Ｃ） 染色工程
（Ｄ） ホウ酸水中延伸工程
（Ｅ） 第１不溶化工程
（Ｆ） 第２不溶化を含む架橋工程
（Ｇ） 洗浄工程
（Ｈ） 乾燥工程
（Ｉ） 貼合せ／転写工程
２００ 貼合せ装置
２００ｂ 上側貼合せローラ
５００ セパレータフィルム貼り付けステーション
５０３ セパレータフィルム
６８０ 光学フィルム積層体ロール
６３０、６５０ 欠点検出部
Ｗ 液晶表示パネル
６７０ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形形状のパネルに偏光膜を有する光学フィルム積層体を順次的に貼り付ける方法及び装置に関する。特に、本発明は、厚さが１０μｍ以下という非常に薄い偏光膜を有する光学フィルムをパネルに順次的に貼り付ける方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム状に製膜されたポリビニルアルコール系樹脂（以下、「ＰＶＡ系樹脂」という。）の単層体に染色処理及び延伸処理を施すことにより、ＰＶＡ系樹脂の分子が延伸方向に配向され、該ＰＶＡ系樹脂内に二色性物質が配向状態で吸着された、ＰＶＡ系樹脂層からなる偏光膜の製造方法はよく知られている。このＰＶＡ系樹脂単層膜を使用する従来の方法により得られる偏光膜の厚みは、ほぼ１５〜３５μｍである。この方法によれば、単体透過率が４２％以上で、偏光度が９９．９５％以上の光学特性を有する偏光膜を得ることができ、この方法で製造された偏光膜は、現在では、テレビ、携帯電話機、携帯情報端末その他の光学的表示装置に使用されている。
【０００３】
しかし、ＰＶＡ系樹脂は親水性であり、高い吸湿性を有するため、ＰＶＡ系樹脂を用いて製造された偏光膜は、温度や湿度の変化に敏感であり、周囲の環境変化により伸縮を生じ易く、そのためクラックが発生し易い、という傾向がある。このため、従来の一般的な偏光膜では、その両面に、保護フィルムとして４０〜８０μｍのＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムを貼り付けて構成した光学フィルム積層体を使用している。
【０００４】
さらに、ＰＶＡ系樹脂層からなる従来の偏光膜を使用する場合における他の問題として、使用中の環境変化によって生じる伸縮のために、この偏光膜が、これと接合される隣接部材に対して応力を作用させ、該隣接部材に反り等の変形を生じることが挙げられる。
【０００５】
しかしながら、偏光膜の両面に、保護フィルムとしてのＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムが貼り合された光学フィルム積層体においても、単層体による偏光膜を用いる場合には、偏光膜の薄膜化に限界があるので、伸縮力は無視できず、伸縮の影響を完全に抑制することは困難であり、偏光膜を含む光学フィルム積層体にある程度の伸縮を生じるのは避けられない。こうした偏光膜を含む光学フィルム積層体に伸縮が生じると、その伸縮に起因する応力が、隣接する部材に反り等の変形を生じさせることになる。この変形は、たとえ微小であっても、液晶表示装置に表示ムラを発生させる原因となる。したがって、この表示ムラの発生を低減させるために、偏光膜を含む光学フィルム積層体に使用される部材の材料を注意深く選択する、といった設計上の配慮が必要になる。また、こうした偏光膜の収縮応力が、液晶表示パネルからの光学フィルム積層体の剥離等の原因となるために、該光学フィルム積層体を液晶表示パネルに接合するには、高接着力の粘着剤が要求されることになる。しかしながら、このような高接着力の粘着剤を使用すると、液晶表示パネルに貼り合せた光学フィルム積層体の偏光膜に光学的な欠陥があることが後の検査で発見されたときに、この光学フィルム積層体を液晶表示パネルから剥がして、該液晶表示パネルに別の光学的フィルム積層体を貼り合せる作業である、リワークが困難になる、という問題があった。これがフィルム状に製膜したＰＶＡ系樹脂の単層体を使用する、従来の方法により得られる偏光膜の１つの技術的課題である。
【０００６】
上述した課題が存在するために、十分な程度までの薄膜化を達成できない、従来のＰＶＡ系樹脂単層体を使用する偏光膜の製造方法に代わる、偏光膜の製造方法が求められている。しかしながら、フィルム状に製膜したＰＶＡ系樹脂の単層体を使用する従来の方法では、厚みが１０μｍ以下の偏光膜を製造することは事実上不可能である。その理由は、フィルム状のＰＶＡ系樹脂単層体による偏光膜の製造においては、ＰＶＡ系樹脂単層体の厚みが薄くなり過ぎると、染色工程及び／又は延伸工程において、ＰＶＡ系樹脂層に溶解及び／又は破断を生じる恐れがあるため、均一な厚みの偏光膜を形成することができなくなるからである。
【０００７】
この問題に対処するため、熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を塗布形成し、この樹脂基材上に形成されたＰＶＡ系樹脂層を樹脂基材とともに延伸し、染色処理を施すことにより、従来の方法で得られる偏光膜に比べて非常に薄い偏光膜を製造する製造方法が提案されている。この熱可塑性樹脂基材を用いた偏光膜の製造方法は、ＰＶＡ系樹脂の単層体による偏光膜の製造方法に比べて、偏光膜をより均一に製造できる可能性をもたらす点で注目される。
【０００８】
例えば、特許第４２７９９４４号公報（特許文献１）には、熱可塑性樹脂フィルムの片面に、厚さが６μｍ以上３０μｍ以下のポリビニルアルコール系樹脂層を塗工法により形成した後、２倍以上５倍以下に延伸して該ポリビニルアルコール系樹脂層を透明皮膜素子層とすることにより、熱可塑性樹脂フィルム層と透明皮膜素子層との二層からなる複合フィルムを形成し、次いで、該二層からなる複合フィルムの透明皮膜素子層側に光学透明樹脂フィルム層を、接着剤を介して貼り合せた後、熱可塑性樹脂フィルム層を剥離除去し、さらに透明皮膜素子層を染色、固定して偏光素子層とする偏光板の製造方法が記載されている。この方法によって得られる偏光板は、光学透明樹脂フィルム層と偏光素子層との二層構成であり、特許文献１の記載によれば、偏光素子の厚みは２〜４μｍである。
【０００９】
この特許文献１に記載された方法は、延伸を、加熱下で、一軸延伸により行うものであり、その延伸倍率は、上述したように２倍以上５倍以下の範囲となるように制限される。特許文献１は、この方法において、延伸倍率が５倍以下に制限される理由として、延伸倍率が５倍を越す高率延伸では安定生産が極端に困難になる、と説明している。延伸の際の周囲温度は、具体的には、熱可塑性樹脂フィルムとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体を使用する場合には５５℃、無延伸のポリプロピレンを使用する場合には６０℃、無延伸のナイロンを使用する場合には７０℃としている。この特許文献１に記載された方法は、高温空中一軸延伸の手法を採用するものであり、特許文献１に記載されているように、延伸倍率は５倍以下に制限されるので、この方法により得られる２〜４μｍといった極めて薄い偏光膜は、例えば液晶テレビのような光学的表示装置、或いは有機ＥＬ表示素子を用いる光学的表示装置に使用される偏光膜に望まれる光学特性を満足させるものとはならない。
【００１０】
熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を塗工により形成して、該ＰＶＡ系樹脂層を基材とともに延伸することにより偏光膜を形成する方法は、特開２００１−３４３５２１号公報（特許文献２）及び特開２００３−４３２５７号公報（特許文献３）にも記載されている。これらの特許文献に記載された方法は、熱可塑性樹脂基材と該基材上に塗布されたＰＶＡ系樹脂層とからなる積層体を、基材が非晶性ポリエステル樹脂の場合には７０℃〜１２０℃の温度で、一軸延伸するものである。次に、延伸によって配向されたＰＶＡ系樹脂層に染色によって二色性物質を吸着させる。特許文献２では、この一軸延伸は、縦一軸延伸又は横一軸延伸のいずれでもよい、と記載されているが、特許文献３では、横一軸延伸を行い、その横一軸延伸中又は延伸後に、延伸方向と直交する方向の長さを特定量収縮させる方法が記載されている。そして、延伸倍率は、特許文献２及び３のいずれにおいても、通常４〜８倍程度としている。得られる偏光膜の厚みとして、１〜１．６μｍが記載されている。
【００１１】
これら特許文献２及び３では、延伸倍率が通常４〜８倍と述べられているが、採用されている延伸方法は、高温空中延伸法であり、このような方法で安定した延伸を行うことができるのは、例えば特許文献１に記載されているように、５倍が限度である。特許文献２及び３においても、５倍を超える延伸倍率を高温空中延伸法により達成するための特段の手法は記載されていない。事実、これら特許文献２及び３に記載された実施例をみると、特許文献２では５倍の延伸倍率が記載され、特許文献３では４．５倍が記載されているだけである。本発明者らは、特許文献２及び３に記載された方法の追試を行い、ここに記載された方法では、延伸倍率が５倍を超える延伸はできないことを確認した。したがって、特許文献２及び３の記載は、延伸倍率に関しては、５倍以下のものしか記載していない、と理解すべきである。特許文献１に関して述べた通り、この特許文献２及び３においても、得られる偏光膜の光学特性は、例えば液晶テレビのような光学的表示装置に使用される偏光膜に望まれる光学特性を満足させるものとはならない。
【００１２】
米国特許第４６５９５２３号明細書（特許文献４）は、ポリエステルフィルム上に塗工形成したＰＶＡ系樹脂層を、該ポリエステルフィルムとともに一軸延伸することからなる偏光膜の製造方法を開示する。この特許文献４に記載された方法は、ＰＶＡ系樹脂層の基材となるポリエステルフィルムを、偏光膜とともに使用できる光学的特性を有するものとすることができるようにすることを目的とするもので、薄型で優れた光学特性をもつＰＶＡ系樹脂層からなる偏光膜を製造することを意図するものではない。すなわち、特許文献４に記載された方法は、偏光膜となるＰＶＡ系樹脂層とともに延伸されるポリエステル樹脂フィルムの光学的特性を改善しようとするものに過ぎない。同様の目的をもった偏光子用材料の製造方法は、特公平８−１２２９６号公報（特許文献５）にも記載されている。
【００１３】
上述した、偏光膜の両面にＴＡＣフィルムが貼り合された光学フィルム積層体からなる光学フィルム積層体は、一般的に、液晶表示パネルのような光学的表示パネルに貼り付けて、使用される。この光学フィルム積層体を、粘着剤層を介してキャリアフィルムに貼り付けることにより形成したキャリアフィルム付光学フィルム積層体を、長さ方向に連続的に送りながら、光学フィルム積層体を、対応する光学的表示パネルの寸法に適応した長さに切断して該光学的表示パネルに順次的に貼り付けるように構成された、連続貼り装置が、既に提案されている。例えば、特許第４３６１１０３号公報（特許文献６）、同第４３７７９６１号公報（特許文献７）同第４３７７９６４号公報（特許文献８）、同第４５０３６８９号公報（特許文献９）、同第４５０３６９０号公報（特許文献１０）、同第４５０３６９１号公報（特許文献１１）等に記載されている。
【００１４】
これらの文献に記載された光学フィルム積層体の連続貼り付け装置は、連続的に送られるキャリアフィルム付光学フィルム積層体に、長さ方向に対して直角な幅方向に、光学フィルム積層体が貼り付けられる光学的表示パネルの長辺方向寸法及び短辺方向寸法の一方に対応する長さ方向間隔でスリットを形成するスリット形成機構を備える。このスリット形成機構は、キャリアフィルム付光学フィルム積層体の幅方向に、キャリアフィルムとは反対側の面から、該キャリアフィルムと粘着剤層との間の界面に達する深さまで達するスリットを形成するように構成されている。このようなスリット形成を、「ハーフカット」と呼ぶ。このハーフカットにより、キャリアフィルム付光学フィルム積層体の長さ方向に隣接する２つのスリット間に、光学的表示パネルの長辺方向寸法及び短辺方向寸法のいずれか一方に対応する長さの光学フィルム積層体のシートが形成される。この場合、光学フィルム積層体の幅は、光学的表示パネルの長辺方向寸法及び短辺方向寸法の他方に対応する寸法にされる。
【００１５】
光学フィルム積層体の連続貼り付け装置は、さらに、光学的表示パネルを貼り合せ位置に順次的に送るパネル送り機構を備えており、光学フィルムのシートの各々は、貼り合せ位置に順次的に送られてくる光学的表示パネルと同期するように、貼り合せ位置に向けて送り込まれる。貼り合わせ位置の手前には、キャリアフィルム剥離機構が設けられており、この剥離機構が、光学フィルムのシートの各々に対し、粘着剤層が光学フィルムのシートの側に残される状態で、該光学フィルムのシートをキャリアフィルムから剥がすように作用する。そして、キャリアフィルムが剥がされた光学フィルム積層体のシートは、貼り合せ位置に送られてきたパネルに重ねるように送り込む。貼り合わせ位置には、貼り合わせローラのような貼り合わせ機構が設けられ、該貼り合わせ位置に送られてきた光学的表示パネルと光学フィルム積層体のシートとを粘着剤層を介して貼り合せる。
【００１６】
キャリアフィルム剥離機構は、光学フィルム積層体のシートから剥がされたキャリアフィルムを鋭角的に折り返す形状に構成された縁部を有する剥離プレートを備える。光学フィルム積層体のシートは、そのまま進行方向を変えずに、キャリアフィルムから離れて貼り合わせ位置に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許４２７９９４４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３５２１号公報
【特許文献３】特開２００３−４３２５７号公報
【特許文献４】米国特許第４６５９５２３号明細書
【特許文献５】特公平８-１２２９６号公報
【特許文献６】特許第４３６１１０３号公報
【特許文献７】特許第４３７７９６１号公報
【特許文献８】特許第４３７７９６４号公報
【特許文献９】特許第４５０３６８９号公報
【特許文献１０】特許第４５０３６９０号公報
【特許文献１１】特許第４５０３６９１号公報
【特許文献１２】特開２００２−２５８２６９号公報
【特許文献１３】特開２００４−０７８１４３号公報
【特許文献１４】特開２００７−１７１８９２号公報
【特許文献１５】特開２００４−３３８３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
現在実用化されている偏光膜は、厚みが１５〜３５μｍ程度、通常は、３０μｍ程度である。そして、この偏光膜の両面のそれぞれに、厚みが６０〜８０μｍのＴＡＣフィルムが貼り付けられる。さらに、このようにＴＡＣフィルムが両面に貼られた偏光膜積層体に、位相差フィルム等の光学機能フィルムが貼り合わされ、その上に表面保護フィルムが積層されて光学フィルム積層体が形成される。したがって、光学フィルム積層体全体の厚みは、キャリアフィルム貼り付けのための粘着剤層の厚みを除いた状態でも、２００〜２７０μｍになる。しかし、最近の表示装置の薄型化に伴い、この光学フィルム積層体の厚みを極力減少させることの要求が高まっている。
【００１９】
一方、本発明者らは、厚みが１０μｍ以下であり、液晶表示パネル又は有機ＥＬ表示パネルとともに使用する偏光膜に要求される光学特性を持った偏光膜の製造に成功した。具体的には、本発明者らは、偏光膜の製造方法として、エステル系熱可塑性樹脂基材と、その上に塗布形成されたＰＶＡ系樹脂層とを一体に、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる２段延伸工程で延伸することと、該ＰＶＡ系樹脂層に二色性色素による染色処理を施すこととによって、厚みが１０μｍ以下であり、単体透過率Ｔ及び偏光度Ｐによって表される光学特性が、光学的表示装置に使用される偏光膜に要求される特性を満足させることができる、従来にない薄型の偏光膜を得ることに成功した。このような事情のもとで、光学フィルム積層体を全体として薄型に形成するための開発努力が続けられている。そして、本発明者らが開発した薄型の偏光膜を使用すれば、全体の厚みが１７０μｍ以下の光学フィルム積層体を製造することが可能になる。さらに、このような薄型の光学フィルム積層体を、特許文献６〜１１に記載されているような連続貼り付け装置を用いて光学的表示パネルに貼り合わせることが望ましい。
【００２０】
本発明は、このような薄型の光学フィルム積層体を矩形形状の光学パネルに連続貼り付けする、光学フィルム積層体の順次的貼り付方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一態様は、長辺寸法と短辺寸法とを有する矩形形状の光学パネルの２つの表面の少なくとも一方に、偏光膜を貼り付けることにより光学的パネル組立体を製造する方法である。この方法は、連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成した積層体に対し、空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、総延伸倍率が５倍〜８.５倍となるように長さ方向に１軸延伸して、該ポリビニルアルコール系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする延伸工程と、該ポリビニルアルコール系樹脂膜に二色性物質を吸着させる吸着工程と、を行って、厚みが１０μｍ以下で長さ方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系樹脂層からなる偏光膜を形成することにより、少なくとも偏光膜を含む連続ウェブ状の光学フィルム積層体を形成する段階を含む。この光学フィルム積層体には、粘着剤層を介してキャリアフィルムが剥離可能に貼り付けられて、キャリアフィルム付光学フィルム積層体が形成される。該キャリアフィルムは、該粘着剤層に対する接着力が光学フィルム積層体と粘着剤層との間の接着力より弱い。さらに、該キャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、光学パネルの長辺寸法又は短辺寸法の一方に対応する所定の長さ方向間隔で、該長さ方向に対し直角方向である幅方向に、光学フィルム積層体の側から粘着層に面したキャリアフィルムの面に達する深さの複数のスリットを形成して、該キャリアフィルム付光学フィルム積層体の長さ方向に隣接する２つのスリット間に、光学フィルム積層体のシートを形成することにより、キャリアフィルム上に複数のシートが連続的に支持された構成の連続状長尺シート積層体を形成する。次いで、該長尺シート積層体上のシートの各々が、貼り合せ位置に順次に送られてくる光学パネルに同期する関係になるように、該長尺シート積層体を貼り合せ位置に送り、光学フィルム積層体の側に粘着剤層を残してシートを順次、該長尺シート積層体から剥がし、該シートを貼り合せ位置に送られてきた光学パネルに粘着剤層を介して貼り合せる。
【００２２】
本発明の方法においては、連続状長尺シート積層体を形成する段階の前に、キャリアフィルム付偏光膜積層体を、前記光学パネルの前記長辺寸法又は前記短辺寸法の他方に対応する所定幅で、該キャリアフィルム付偏光膜積層体の長さ方向に切断して、所定幅で長さ方向に連続する連続ストリップを形成し、該連続ストリップに対し、上述の複数のスリットを形成して連続状長尺シート積層体を形成することができる。さらに、連続状長尺シート積層体を形成する段階の前に、光学フィルム積層体に対して欠点検査を行い、欠点が検出されたときには、その欠点についての情報を記録することができる。
【００２３】
そして、連続状長尺シート積層体を形成する段階において形成された光学フィルム積層体シートが、欠点検査段階において検出された欠点を含むものである場合には、貼り合せ段階の前に、該欠点を含む前記光学フィルム積層体シートをキャリアフィルムから剥がして、光学フィルム積層体の送り経路外に排出することができる。また、連続状長尺シート積層体を形成する段階において形成された光学フィルム積層体シートが、欠点検査段階において検出された欠点を含むものである場合には、該欠点を挟んで送り方向上流側及び下流側のそれぞれの方向に該欠点から所定の距離だけ離れた位置でスリットを形成することにより、欠点を含む光学フィルム積層体シートを形成することができる。
【００２４】
連続状長尺シート積層体を形成する段階において、スリットの形成は、欠点の有無に関係なく等間隔で行うことができ、この場合において、光学フィルム積層体シートのうち、記録された欠点についての情報に基づいて欠点を含むものと判定されたシートは、識別情報により、不良シートとして識別できるようにする。
【００２５】
光学パネルは、光学的表示パネルとすることができる。また、光学パネルは、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルのいずれかとすることができる。或いは、光学パネルは、タッチセンサパネルとすることができる。
【００２６】
さらに、本発明の方法においては、光学フィルムは、キャリアフィルムとは反対側の面に光学機能フィルムが接着された積層体とすることができる。また、光学フィルムには、偏光膜と粘着剤層との間に第２の光学機能フィルムを配置することもできる。
【００２７】
本発明の方法においては、偏光膜は、単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたとき、
Ｐ＞―（１０0.929T―42.4―１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）、および
Ｐ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
の条件を満足する光学特性を有するようにされたものとすることができる。このような光学特性を有する偏光膜は、液晶表示装置に使用するのに適したものである。或いは、偏光膜は、単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたとき、Ｔ≧４２．５、及びＰ≧９９．５の条件を満足する光学特性を有するようにされたものとすることができる。このような光学特性を有する偏光膜は、有機ＥＬ表示装置に使用するのに適したものである。
【００２８】
上述した２段延伸を行う場合の本発明の方法においては、空中補助延伸時の延伸倍率は、３．５倍以下にすることが好ましい。また、二色性物質の吸着は、水溶媒に、ヨウ素濃度０．１２〜０．３０重量％の範囲のヨウ素を含む染色液にポリビニルアルコール系樹脂層を浸漬させることによって行うことが好ましい。
【００２９】
本発明の他の態様は、長辺及び短辺を有する矩形形状のパネルに光学フィルム積層体を順次的に貼り付ける貼り付け装置である。この装置は、連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成した積層体に対し、空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、総延伸倍率が５倍〜８.５倍となるように長さ方向に１軸延伸して、該ポリビニルアルコール系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする工程と、該ポリビニルアルコール系樹脂膜に二色性物質を吸着させる工程とを行って、厚みが１０μｍ以下で長さ方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系樹脂層からなる偏光膜を形成することにより形成された、少なくとも偏光膜を含む連続ウェブ状の光学フィルム積層体に、粘着剤層を介して、該粘着剤層に対する接着力が光学フィルム積層体と粘着剤層との間の接着力より弱いキャリアフィルムを剥離可能に貼り付けて形成された、キャリアフィルム付光学フィルム積層体を使用する。
【００３０】
そして、該装置は、
キャリアフィルム付光学フィルム積層体を長さ方向に送る光学フィルム積層体送り機構と、
該送り機構により長さ方向に送られるキャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、長さ方向に、パネルの長辺及び短辺の寸法の一方に対応する間隔をもって、該キャリアフィルムとは反対側の光学フィルムの面から、キャリアフィルムの記光学フィルムに隣接する面に達する深さのスリットを、該キャリアフィルム付光学フィルム積層体の幅方向に、複数個、順次に形成して、長さ方向に隣接する２つのスリット間に、キャリアフィルムに支持された光学フィルムのシートを形成するスリット形成機構と、
パネルを貼り合せ位置に順次的に送るパネル送り機構と、貼り合せ位置に順次的に送られてくる該パネルと同期するように、該貼り合せ位置に向けて送り込まれる光学フィルムのシートの各々に対し、該貼り合わせ位置の手前において、粘着剤層が光学フィルムのシートの側に残される状態で、光学フィルムのシートをキャリアフィルムから剥がしながら、該光学フィルムのシートを貼り合せ位置に送られてきたパネルに重ねるように送り込む、キャリアフィルム剥離機構と、
貼り合わせ位置に配置され、該貼り合わせ位置に送られてきたパネルと光学フィルムのシートとを粘着剤層を介して貼り合せる、貼り合わせ機構と、
を備える。この装置は、光学フィルム積層体に対して欠点検査を行う欠点検査機構を備えることができる。
【００３１】
従来の技術では、偏光膜の厚みを１０μｍ以下にして、光学的表示装置に使用するのに望ましい光学特性を達成することはできなかった。
【００３２】
ここで、本発明者らは、例えば液晶テレビのような光学的表示装置に使用される偏光膜の場合には、偏光膜に望まれる光学的特性を、単体透過率をＴとし、偏光度をＰとしたとき、次式
Ｐ＞―（１０0.929T―42.4―１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）、及び
Ｐ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
で表される条件に設定した。
【００３３】
また、液晶表示装置の場合とは異なり、有機ＥＬ表示装置の場合には、偏光膜は、通常は１枚使用される構成となるため、偏光膜に要求される光学的特性は、液晶表示装置に使用される偏光膜に要求される光学特性とは異なるものとなる。したがって、本発明者らは、有機ＥＬ表示装置に使用される偏光膜に要求される光学的特性として、単体透過率をＴとし、偏光度をＰとしたとき、Ｔ≧４２．５及びＰ≧９９．５で表される条件を設定した。
【００３４】
ＰＶＡ系樹脂フィルムを用いる従来の偏光膜の製造方法は、高温空中延伸によるものであったため、延伸倍率に限界があり、偏光膜の厚みを１０μｍ以下という非常に薄いものとすると、上述した光学的表示装置に使用する偏光膜に望まれる光学特性を得ることはできなかった。しかし、本発明者らが開発した、上述の延伸と染色とによる製造方法を用いれば、厚みが１０μｍ以下であり、単体透過率Ｔ及び偏光度Ｐによって表される光学特性が、上記の条件を満足する偏光膜を実現することができる。本発明は、このような光学特性の偏光膜を含む薄型の光学的フィルム積層体を、光学的表示パネルに連続的に貼り付ける、連続貼り付け方法及び装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００３５】
以上の説明から分かるように、本発明によれば、厚みが１０μｍ以下という薄型の偏光膜を使用し、光学フィルム積層体を光学表示パネル等の光学パネルに連続的に貼り付けることができる、光学フィルム積層体の連続的貼り付方法及び装置が得られる。
【００３６】
前述したように、熱可塑性樹脂基材を用い、該基材上に形成されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、延伸倍率が５倍以上になるように一軸に延伸した事例は、従来技術を記載した文献に見出すことはできない。
【００３７】
以下、本発明に使用される偏光膜の製造方法の代表例及び本発明による光学フィルム積層体の連続的貼り付方法及び装置の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ＰＶＡ層の厚みすなわち偏光膜の厚みに対する樹脂基材の適正な厚みを示す図表である。
【図２】厚みが３μｍ、８μｍ、１０μｍの偏光膜の偏光性能の比較図である。
【図３】単体透過率Ｐと偏光度Ｔとの関係を示す図表である。
【図４】光学的表示パネルを有する光学的表示装置に使用する偏光膜に要求される光学的性能の範囲を表す図表である。
【図５】偏光膜１〜７の偏光性能の理論値を二色比に基づいて表す図である。
【図６】染色浴のヨウ素濃度の違いによるＰＶＡ系樹脂層の溶解の有無を比較した比較表である。
【図７】染色浴のヨウ素濃度とＰＶＡ系樹脂層により生成された偏光膜の偏光性能との関係を示す図表である。
【図８】本発明の実施例となる偏光膜の偏光性能を示す図表である。
【図９】光学フィルム積層体を製造するための不溶化処理を含まない製造工程の概略図である。
【図１０】光学フィルム積層体を製造するための不溶化処理を含む製造工程の概略図である。
【図１１】本発明の光学的フィルム積層体が使用される有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の光学的フィルム積層体が使用される液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の幾つかの実施例による偏光膜の偏光性能を対比して示す図表である。
【図１４】本発明の別の幾つかの実施例による偏光膜の偏光性能を対比して示す図表である。
【図１５】本発明の実施例による偏光膜の偏光性能を示す図表である。
【図１６】本発明の他の実施例による偏光膜の偏光性能を示す図表である。
【図１７】本発明のさらに他の実施例による偏光膜の偏光性能を示す図表である。
【図１８】結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度と延伸可能倍率との相対関係を表す図表である。
【図１９】結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴのＴｇと融点Ｔｍ間での温度変化にともなう結晶化速度の変化を表す図表である。
【図２０】非晶性ＰＥＴとＰＶＡの空中高温での延伸倍率と総延伸倍率との関係を表す図表である。
【図２１】結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂に関する空中高温での延伸温度と総延伸可能倍率との相対関係を表す図表である。
【図２２】総延伸倍率に対する熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性と結晶化度とを表す図表である。
【図２３】１．８倍の空中補助延伸を行った場合の補助延伸温度と補助延伸処理されたＰＥＴの配向関数との関係を表す図表である。
【図２４】ＰＶＡの結晶化度とＰＶＡの配向関数との相対関係を表す図表である。
【図２５】熱可塑性樹脂基材を用いて製造される偏光膜の製造工程の概略図である。
【図２６】２段延伸によらない従来の例示的な偏光膜の偏光性能を表す図表である。
【図２７】２段延伸された実施例における、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体の製造条件の一覧表である。
【図２８】２段延伸された実施例における、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体の製造条件の一覧表である。
【図２９】２段延伸された実施例と参考例１〜３との配向関数値の比較表である。
【図３０】本発明による方法に使用することができる光学的積層体ロールの製造工程の概略図である。
【図３１】本発明による方法に使用することができる光学的積層体ロールの他の製造工程の概略図である。
【図３２】さらに他の実施形態における光学的積層体ロールの製造工程の概略図である。
【図３３】さらに他の実施形態における光学的積層体ロールの製造工程の概略図である。
【図３４】広幅の光学フィルム積層体を長さ方向に切断して光学フィルム積層体ストリップを形成する工程を示す斜視図である。
【図３５】光学フィルム積層体ストリップから個々のシートを切断して液晶表示パネルに貼り付ける工程を示す概略平面図である。
【図３６】本発明により光学フィルム積層体シートを表示パネルに貼り付ける工程を示す概略図である。
【図３７】本発明により光学フィルム積層体ストリップに定められるスリット形成位置を示す概略図である。
【図３８】表示パネルに光学フィルム積層体シートを貼り付ける貼合せステーションの詳細を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
［偏光膜に関連する技術的背景］
偏光膜の背景技術として、本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材の材料特性と偏光膜の偏光性能によって表される光学特性について説明する。
【００４０】
先ず、本発明に用いるのに適した熱可塑性樹脂の一般的材料特性を概説する。
熱可塑性樹脂は、高分子が規則正しく配列する結晶状態にあるものと、高分子が規則正しい配列を持たない、あるいは、ごく一部しか規則正しい配列を持たない無定形又は非晶状態にあるものとに大別できる。前者を結晶状態といい、後者を無定形又は非晶状態という。これに対応して、結晶状態にはないが、条件次第では結晶状態をつくることができる性質をもった熱可塑性樹脂は、結晶性樹脂と呼ばれ、そうした性質をもたない熱可塑性樹脂は非晶性樹脂と呼ばれる。一方、結晶性樹脂であるか非晶性樹脂であるかを問わず、結晶状態にない樹脂又は結晶状態に至らない樹脂をアモルファス又は非晶質の樹脂という。ここでは、アモルファス又は非晶質という用語は、結晶状態をつくらない性質を意味する非晶性という用語とは区別して用いられる。
【００４１】
結晶性樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）を含むオレフィン系樹脂と、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を含むエステル系樹脂がある。結晶性樹脂の特徴の一つは、一般的に加熱及び／又は延伸配向によって高分子が配列して結晶化が進む性質を有することである。樹脂の物性は、結晶化の程度に応じて様々に変化する。一方で、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような結晶性樹脂でも、加熱処理や延伸配向によって起こる高分子の配列を阻害することによって、結晶化の抑制が可能である。結晶化が抑制されたこれらのポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を、それぞれ非晶性ポリプロピレン及び非晶性ポリエチレンテレフタレートといい、これらを、それぞれ総称して非晶性オレフィン系樹脂及び非晶性エステル系樹脂という。
【００４２】
例えばポリプロピレン（ＰＰ）の場合、立体規則性のないアタクチック構造にすることによって、結晶化を抑制した非晶性ポリプロピレン（ＰＰ）を作成することができる。また、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合、重合モノマーとして、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジメタノールのような変性基を共重合すること、すなわち、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の結晶化を阻害する分子を共重合させることによって、結晶化を抑制した非晶性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を作成することができる。
【００４３】
次に、大型液晶表示素子に用いることができる偏光膜の光学特性を概説する。
偏光膜の光学特性とは、端的には、偏光度Ｐと単体透過率Ｔとで表す偏光性能のことである。一般に、偏光膜の偏光度Ｐと単体透過率Ｔとは二律背反的な関係にある。この２つの光学特性値は、Ｔ−Ｐグラフにより表すことができる。Ｔ−Ｐグラフにおいて、プロットしたラインが単体透過率の高い方向にあり、かつ偏光度の高い方向にあるほど、偏光膜の偏光性能が優れていることになる。
【００４４】
ここでＴ−Ｐグラフを示す図３を参照すると、理想的光学特性は、Ｔ＝５０％で、Ｐ＝１００％の場合である。図から分かるように、Ｔ値が低ければＰ値を上げやすく、Ｔ値が高いほどＰ値を上げにくい、という傾向にある。さらに、偏光膜の偏光性能を透過率Ｔと偏光度Ｐの関係を示す図４を参照すると、図４にライン１及びライン２より上の領域として定められた範囲では、偏光膜の単体透過率Ｔ及び偏光度Ｐは、液晶表示装置に必要と考えられる「要求性能」を満足するものとなり、この偏光膜を使用した表示装置は、コントラスト比が１０００：１以上で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2以上になる。この要求性能は、現在において、或いは将来においても、大型液晶表示素子などの偏光膜性能として求められる光学特性と考えられる性能である。単体透過率Ｔの理想値は、Ｔ＝５０％であるが、光が偏光膜を透過する際に、偏光膜と空気との界面で一部の光が反射する現象が起こる。この反射現象を考慮すると、反射に相当する量だけ単体透過率Ｔが減少するので、現実的に達成可能なＴ値の最大値は４５〜４６％程度である。
【００４５】
一方、偏光度Ｐは、偏光膜のコントラスト比（ＣＲ）に変換することができる。例えば９９．９５％の偏光度Ｐは、偏光膜のコントラスト比の２０００：１に相当する。この偏光膜を液晶テレビ用液晶表示パネルの両側に用いたときの表示装置のコントラスト比は、１０５０：１である。ここで表示装置のコントラスト比が偏光膜のコントラスト比を下回るのは、表示パネル内部において偏光解消が生じるためである。偏光解消は、バックライト側の偏光膜を透過してきた光がセル内部を透過する際に、カラーフィルタ中の顔料、液晶分子層、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によって光が散乱及び／又は反射し、一部の光の偏光状態が変化することにより生じる。偏光膜及び表示パネルのコントラスト比がいずれも大きいほど、液晶テレビはコントラストが優れ、見やすいものとなる。
【００４６】
ところで、偏光膜のコントラスト比は、平行透過率Ｔｐを直交透過率Ｔｃで除した値として定義される。これに対して表示装置のコントラスト比は、最大輝度を最小輝度で除した値として定義することができる。最小輝度とは黒表示時の輝度である。一般的な視聴環境を想定した液晶テレビの場合、０．５ｃｄ／ｍ2以下の最小輝度が要求基準になる。これを越える値では色再現性が低下する。最大輝度とは白表示時の輝度である。一般的な視聴環境を想定した液晶テレビの場合、表示装置は、最大輝度が４５０〜５５０ｃｄ／ｍ2の範囲のものが用いられる。これを下回ると、表示が暗くなるため液晶テレビの視認性が低下する。
【００４７】
大型表示素子を用いた液晶テレビ用の表示装置として求められる性能は、コントラスト比が１０００：１以上で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2以上である。これが表示装置の「要求性能」と考えられる。図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）及びライン２（Ｔ≧４２．３％）は、この表示装置の要求性能を達成するために必要とされる偏光膜の偏光性能の限界値を表している。これは、図５に示すバックライト側と視認側との偏光膜の組み合わせに基づく、次のようなシミュレーションによって求められたラインである。
【００４８】
液晶テレビ用の表示装置のコントラスト比と最大輝度は、光源（バックライト）の光量と、バックライト側と視認側に配置される２つの偏光膜の透過率、液晶表示パネルの透過率、バックライト側と視認側の２つの偏光膜の偏光度、液晶表示パネルの偏光解消率に基づいて算出できる。一般的な液晶テレビの光源の光量（１０，０００ｃｄ／ｍ2）、液晶表示パネルの透過率（１３％）、及び偏光解消率（０．０８５％）の基礎数値を用い、異なる幾つかの偏光性能の偏光膜を組み合わせ、それぞれの組み合わせ毎に液晶テレビ用の表示装置のコントラスト比と最大輝度を算出することによって、要求性能を満足する図４のライン１及びライン２を導き出すことができる。すなわち、ライン１及びライン２に達しない偏光膜を使用すると、表示装置のコントラスト比が１０００：１以下で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2以下になることが示される。算出に用いた式は以下の通りである。
【００４９】
式（１）は、表示装置のコントラスト比を求める式であり、式（２）は、表示装置の最大輝度を求める式である。式（３）は偏光膜の二色比を求める式である。
式（１）：CRD ＝Lmax／Lmin
式（２）：Lmax＝（LB×Tp−（LB／2 ×k1B×DP／100）／2×（k1F-k2F））×Tcell／100
式（３）：DR ＝Ak2／Ak1＝log(k2)／log(k1)＝log(Ts／100×（１-P/100）／TPVA)／log(Ts／100×（１＋P／100）／ TPVA)
ここで、
Lmin＝（LB×Tc＋（LB ／2 ×k1B×DP／100）／2×（k1F-k2F））×Tcell／100
Tp＝（k1B×k1F＋ k2B×k2F）／2×TPVA
Tc＝（k1B×k2F＋ k2B×k1F）／2×TPVA
k1＝Ts／100×（１＋P／100）／TPVA
k2＝Ts／100×（１- P／100）／TPVA
CRD ：表示装置のコントラスト比
Lmax ：表示装置の最大輝度
Lmin ：表示装置の最小輝度
DR ：偏光膜の二色比
Ts ：偏光膜の単体透過率
P ：偏光膜の偏光度
k1 ：第１主透過率
k2 ：第２主透過率
k1F ：視認側偏光膜のk1
k2F ：視認側偏光膜のk2
k1B ：バックライト側偏光膜のk1
k2B ：バックライト側偏光膜のk2
Ak1 ：偏光膜の透過軸方向の吸光度
Ak2 ：偏光膜の吸収軸方向の吸光度
LB ：光源の光量 （１００００cd/m2）
Tc ：偏光膜の直交透過率（視認側偏光板とバックライト側偏光板の組合せ）
Tp ：偏光膜の平行透過率（視認側偏光板とバックライト側偏光板の組合せ）
Tcell ：セルの透過率（１３％）
DP ：セルの偏光解消率（０．０８５％）
TPVA ：ヨウ素が吸着していないPVAフィルムの透過率 （０．９２）。
【００５０】
図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）は、図５において偏光膜３と表示される直線上に位置する偏光膜の偏光性能によって導き出される。図５の偏光膜３に属する偏光膜のうち、偏光性能が座標（Ｔ、Ｐ）＝（４２．１％、９９．９５％）で表される点Ｄ（白丸）の偏光膜Ｄは、これを液晶テレビ用の表示装置のバックライト側と視認側の両側に用いた場合に、要求性能を達成することができる。
【００５１】
ところが、同じ偏光膜３に属する偏光膜であっても、単体透過率の低い（より暗い）領域にある、３つの偏光膜Ａ（Ｔ＝４０．６％、Ｐ＝９９．９９８％）、Ｂ（Ｔ＝４１．１％、Ｐ＝９９．９９４％）、又はＣ（Ｔ＝４１．６％，Ｐ＝９９．９８％）をバックライト側と視認側の両側に用いた場合、いずれも、要求性能を達成することができない。バックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として偏光膜Ａ、Ｂ、又はＣを用いた場合、要求性能を達成するためには、例えば、他方の片側偏光膜として、偏光膜４に属する偏光膜Ｅ、偏光膜５に属する偏光膜Ｆ、又は偏光膜７に属するＧのような偏光膜３に比べて、単体透過率が高く、少なくとも偏光度が９９．９％以上の偏光性能の優れた偏光膜を用いることが必要になる。
【００５２】
図５に示す偏光膜１〜７の偏光性能は、式（３）に基づき算出される。式（３）を用いることで偏光膜の偏光性能の指標となる二色比（ＤＲ）から単体透過率Ｔと偏光度Ｐとを算出することができる。二色比とは偏光膜の吸収軸方向の吸光度を透過軸方向の吸光度で除した値である。この数値が高いほど偏光性能が優れていることを表している。例えば、偏光膜３は、二色比が約９４となる偏光性能を持つ偏光膜として算出される。この値を下回る偏光膜は要求性能に達しないということになる。
【００５３】
また、バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜として偏光膜３に比べ偏光性能の劣る、例えば、偏光膜１に属する偏光膜Ｈ（４１．０％、９９．９５％）又は偏光膜２に属する偏光膜Ｊ（４２．０％、９９．９％）を用いた場合、式（１）（２）から明らかになるように、要求性能を達成するためには、例えば、他方の側の偏光膜として偏光膜６に属する偏光膜Ｉ（４３．２％、９９．９５％）又は偏光膜７に属する偏光膜Ｋ（４２．０％、９９．９９８％）のような、偏光膜３に比べ、偏光性能がより優れた偏光膜を用いなければならない。
【００５４】
液晶テレビ用の表示装置の要求性能を達成するためには、バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜の偏光性能が、少なくとも偏光膜３よりも優れていなければならない。図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）は、その下限値を示す。他方、図４のライン２（Ｔ≧４２．３％）は、偏光度Ｐの下限値を示す。バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜として偏光度Ｐが９９．９％以下の偏光膜を用いた場合には、他方の側の偏光膜として偏光性能がいかに優れた偏光膜を用いても、要求性能を達成することができない。
【００５５】
結論としては、大型表示素子を用いた液晶テレビ用の表示装置として求められる偏光性能を達成しようとする場合には、バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜の偏光性能が少なくともライン１（Ｔ＜４２．３％）及びライン２（Ｔ≧４２．３％）で表される限界を越える領域にある偏光膜、より具体的には、偏光膜３より優れた偏光性能を有し、偏光度が９９．９％以上の偏光膜であることが望まれる条件となる。
【００５６】
これに対して、有機ＥＬ表示装置に使用される偏光膜は、主として１／４波長位相差フィルムと組み合わされて円偏光を形成することにより、内部反射光を遮断する目的に使用されることが多く、この場合には、１枚の偏光膜が使用されることになる。したがって、２枚の偏光膜を使用する透過型液晶表示装置の場合と異なり、有機ＥＬ表示装置に使用される偏光膜は、先に述べたように、求められる光学的要求特性が異なったものとなり、単体透過率をＴとし、偏光度をＰとしたとき、Ｔ≧４２．５及びＰ≧９９．５で表される条件となる。図４に有機ＥＬ表示装置に使用される偏光膜の要求特性を想像線で示す。
【００５７】
［偏光膜の製造に関する実施例］
本発明の光学的フィルム積層体に使用される偏光膜の実施例として、実施例１〜１８を示す。これらの実施例において製造される偏光膜の製造条件を、図２７及び図２８に示す。さらに、対比される例として、参考例及び比較例も作成した。図２９は、第１段の空中高温延伸後における実施例１〜１８及び参考例１〜３による延伸積層体のそれぞれについて、ＰＥＴ樹脂基材の配向関数値を示す表である。
【００５８】
［実施例１］
非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸を６ｍｏｌ％共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（以下、「非晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を作製した。非晶性ＰＥＴのガラス転移温度は７５℃である。連続ウェブの非晶性ＰＥＴ基材とポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」という）層からなる積層体を以下のように作製した。ちなみにＰＶＡのガラス転移温度は８０℃である。
【００５９】
厚み２００μｍの非晶性ＰＥＴ基材と、重合度１０００以上、ケン化度９９％以上のＰＶＡ粉末を水に溶解した４〜５％濃度のＰＶＡ水溶液とを準備した。次に、上記した厚み２００μｍの非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、５０〜６０℃の温度で乾燥し、非晶性ＰＥＴ基材上に厚み７μｍのＰＶＡ層を製膜した。以下、これを「非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体」又は「７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体」又は単に「積層体」という。
【００６０】
７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を、空中補助延伸及びホウ酸水中延伸の２段延伸工程を含む以下の工程を経て、３μｍ厚の偏光膜を製造した。第１段の空中補助延伸工程によって、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層を含む延伸積層体を生成した。以下、これを「延伸積層体」という。具体的には、延伸積層体は、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を１３０℃の延伸温度環境に設定されたオーブンに配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸したものである。この延伸処理によって、延伸積層体内のＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。
【００６１】
次に、染色工程によって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。以下、これを「着色積層体」という。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。本工程において、染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を０．１２〜０．３０重量％の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を０．７〜２．１重量％の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は１対７である。
【００６２】
ちなみに、ヨウ素を水に溶解するにはヨウ化カリウムを必要とする。より詳細には、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液に延伸積層体を６０秒間浸漬することによって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。実施例１においては、ヨウ素濃度０．３０重量％でヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液への延伸積層体の浸漬時間を変えることによって、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体を生成した。
【００６３】
さらに、第２段のホウ酸水中延伸工程によって、着色積層体を非晶性ＰＥＴ基材と一体にさらに延伸し、３μｍ厚の偏光膜を構成するＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成した。以下、これを「光学フィルム積層体」という。具体的には、光学フィルム積層体は、着色積層体をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温範囲６０〜８５℃のホウ酸水溶液に設定された処理装置に配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸したものである。より詳細には、ホウ酸水溶液の液温は６５℃である。それはまた、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して４重量％とし、ヨウ化カリウム含有量を水１００重量％に対して５重量％とした。
【００６４】
本工程においては、ヨウ素吸着量を調整した着色積層体をまず５〜１０秒間ホウ酸水溶液に浸漬した。しかる後に、その着色積層体をそのまま処理装置に配備された延伸装置である周速の異なる複数の組のロール間に通し、３０〜９０秒かけて延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した。この延伸処理によって、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。このＰＶＡ層が光学フィルム積層体の偏光膜を構成する。
【００６５】
以上のように実施例１は、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を延伸温度１３０℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度６５度のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が５．９４倍になるように非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような２段延伸によって非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層のＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成することができた。
【００６６】
光学フィルム積層体の製造に必須の工程ではないが、洗浄工程によって、光学フィルム積層体をホウ酸水溶液から取り出し、非晶性ＰＥＴ基材に製膜された３μｍ厚のＰＶＡ層の表面に付着したホウ酸をヨウ化カリウム水溶液で洗浄した。しかる後に、洗浄された光学フィルム積層体を６０℃の温風による乾燥工程によって乾燥した。なお洗浄工程は、ホウ酸析出などの外観不良を解消するための工程である。
【００６７】
次に、貼合せ及び／又は転写工程によって、非晶性ＰＥＴ基材に製膜された３μｍ厚のＰＶＡ層の表面に接着剤を塗布しながら、８０μｍ厚のＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムを貼合せた後、非晶性ＰＥＴ基材を剥離し、３μｍ厚のＰＶＡ層を８０μｍ厚のＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムに転写した。
【００６８】
［実施例２］
実施例２は、実施例１の場合と同様に、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって倍率が１．８倍になるように延伸した延伸積層体を生成し、しかる後に、延伸積層体を、液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。実施例２は、実施例１とは異なる以下の架橋工程を含む。それは、着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士に架橋処理を施す工程である。本工程のホウ酸架橋水溶液は、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して３重量％とし、ヨウ化カリウム含有量を水１００重量％に対して３重量％とした。
【００６９】
実施例２の架橋工程は、少なくとも３つの技術的作用を求めたものである。第１は、後工程のホウ酸水中延伸において着色積層体に含まれる薄膜化されたＰＶＡ層を溶解させないようにした不溶化作用である。第２は、ＰＶＡ層に着色されたヨウ素を溶出させないようにした着色安定化作用である。第３は、ＰＶＡ層の分子同士を架橋することによって結節点を生成するようにした結節点生成作用である。
【００７０】
実施例２は、次に、架橋された着色積層体を、実施例１の延伸温度６５℃より高い７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬することによって、実施例１の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例２の洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例１の場合と同様である。
【００７１】
なお、ホウ酸水中延伸工程に先立つ架橋工程に求められる技術的作用をより明確にするために、実施例１の架橋されていない着色積層体を延伸温度７０〜７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬した場合、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、ホウ酸水中延伸浴において溶解し、延伸することができなかった。
【００７２】
［実施例３］
実施例３は、実施例１の場合と同様に、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって倍率が１．８倍になるように延伸した延伸積層体を生成した。実施例３は、実施例１とは異なる以下の不溶化工程を含む。それは、延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層を不溶化する工程である。本工程のホウ酸不溶化水溶液は、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して３重量％とした。実施例３の不溶化工程に求められる技術的作用は、少なくとも後工程の染色工程において、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を溶解させないようにした不溶化である。
【００７３】
実施例３は、次に、不溶化された延伸積層体を、実施例１の場合と同様に、液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。しかる後に、生成された着色積層体を実施例１の延伸温度である６５℃より高い延伸温度である７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬することによって、実施例１の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例３の洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例１の場合と同様である。
【００７４】
なお、染色工程に先立つ不溶化工程に求められる技術的条件及び作用をより明確にするために、まず、実施例１の不溶化されていない延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、生成された着色積層体を延伸温度７０〜７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬した方法を遂行した。この場合、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、実施例２に示したように、ホウ酸水中延伸浴において溶解し、延伸することができなかった。
【００７５】
次に、水を溶媒として、ヨウ素濃度を０．１２〜０．３０重量％の範囲内とした染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％とし、他の条件をそのままの染色液に、実施例１の不溶化されていない延伸積層体を浸漬した方法を遂行した。この場合、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、染色浴において溶解し、染色不能であった。ところが、実施例３の不溶化された延伸積層体を用いた場合には、染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％であっても、ＰＶＡ層は溶解することなく、ＰＶＡ層への染色は可能であった。
【００７６】
染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５％であってもＰＶＡ層への染色が可能な実施例３においては、延伸積層体の染色液への浸漬時間を一定にし、染色液のヨウ素濃度及びヨウ化カリウム濃度を実施例１に示した一定範囲内で変化させることによって、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。
【００７７】
［実施例４］
実施例４は、実施例１の製造工程に実施例３の不溶化工程と実施例２の架橋工程を加えた製造工程によって生成した光学フィルム積層体である。まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸し、延伸積層体を生成した。実施例４は、実施例３の場合と同様に、生成された延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬する不溶化工程によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層を不溶化した。実施例４はさらに、不溶化されたＰＶＡ層を含む延伸積層体を、実施例３の場合と同様に、液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによってヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。
【００７８】
実施例４は、実施例２の場合と同様に、生成された着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬する架橋工程によって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。実施例４はさらに、架橋された着色積層体を、実施例１の延伸温度６５℃より高い７５℃のホウ酸水中延伸浴に５〜１０秒間浸漬し、実施例２の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例４の洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例１から３の場合と同様である。
【００７９】
また、実施例４は、実施例３の場合におけると同様に、染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％であっても、ＰＶＡ層は溶解することはない。実施例４においては、延伸積層体の染色液への浸漬時間を一定にし、染色液のヨウ素濃度及びヨウ化カリウム濃度を実施例１に示した一定範囲内で変化させることによって、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。
【００８０】
以上のように、実施例４は、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。生成された延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬することによって延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を不溶化した。不溶化されたＰＶＡ層を含む延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって不溶化されたＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。架橋されたＰＶＡ層を含む着色積層体をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温７５℃のホウ酸水中延伸溶に５〜１０秒間浸漬し、しかる後に、ホウ酸水中延伸によって倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した光学フィルム積層体を生成した。
【００８１】
実施例４は、このように空中高温延伸及びホウ酸水中延伸からなる２段延伸と染色浴への浸漬に先立つ不溶化及びホウ酸水中延伸に先立つ架橋からなる前処理とによって、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層のＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によってＰＶＡ分子に確実に吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を安定的に生成することができた。
【００８２】
［実施例５］
実施例５は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層の厚みにある。実施例４は、７μｍ厚のＰＶＡ層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるＰＶＡ層が３μｍ厚であった。これに対して、実施例５は、１２μｍ厚のＰＶＡ層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるＰＶＡ層が５μｍ厚であった。
【００８３】
［実施例６］
実施例６は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は非晶性ＰＥＴ基材に用いた重合モノマーにある。実施例４は、イソフタル酸をＰＥＴに共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。これに対して、実施例６は、ＰＥＴに対して変性基として１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。
【００８４】
［実施例７］
実施例７は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍又は６倍に近い値になるように空中補助延伸及びホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例４は、空中補助延伸及びホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率が１．８倍及び３．３倍とした。これに対して、実施例７は、それぞれの延伸倍率が１．２倍及び４．９倍とした。ところで実施例４の総延伸倍率が５．９４倍であった。これに対して実施例７の総延伸倍率が５．８８倍であった。これは、ホウ酸水中延伸において、延伸倍率が４．９倍以上に延伸することができなかったことによる。
【００８５】
［実施例８］
実施例８は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍になるように空中補助延伸及びホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例８は、それぞれの延伸倍率が１．５倍及び４．０倍とした。
【００８６】
［実施例９］
実施例９は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍になるように空中補助延伸及びホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例９は、それぞれの延伸倍率が２．５倍及び２．４倍とした。
【００８７】
［実施例１０］
実施例１０は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１０では、空中補助延伸の延伸温度を９５℃としたことにある。
【００８８】
［実施例１１］
実施例１１は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１１では、空中補助延伸の延伸温度を１１０℃としたことにある。
【００８９】
［実施例１２］
実施例１２は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１２では、空中補助延伸の延伸温度を１５０℃としたことにある。
【００９０】
［実施例１３］
実施例１３は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を２．８倍に変化させたことにある。実施例１３の場合には、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約５倍（正確には５．０４倍）となった。
【００９１】
［実施例１４］
実施例１４は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．１倍に変化させたことにある。実施例１４の場合には、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約５．５倍（正確には５．５８倍）となった。
【００９２】
［実施例１５］
実施例１５は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．６倍に変化させたことにある。実施例１５の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約６．５倍（正確には６．４８倍）となった。
【００９３】
［実施例１６］
実施例１６は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸方法にある。実施例４においては、空中補助延伸によって、延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸した。これに対して、実施例１６においては、固定端一軸の空中補助延伸によって、延伸倍率が１．８倍になるようにした。
【００９４】
［実施例１７］
実施例１７は、以下の相違点を除き、実施例１６と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。この場合の空中補助延伸は、延伸倍率が１．８倍であるが、相違点は、ホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．９倍に変化させたことにある。実施例１７の場合には、そのことによって、総延伸倍率は、実施例１６の場合における約６倍（正確には５．９４倍）に対して、約７倍（正確には７．０２倍）となった。
【００９５】
［実施例１８］
実施例１８は、以下の相違点を除き、実施例１６と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を４．４倍に変化させたことにある。実施例１８の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例１６の場合の約６倍（正確には５．９４倍）に対して、約８倍（正確には７．９２倍）となった。
【００９６】
［比較例１］
比較例１は、実施例４と同様の条件で、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させて非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、延伸温度を１３０℃に設定した空中高温延伸によって、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を延伸倍率が４．０倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．５μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。
【００９７】
次に、延伸積層体は染色処理され、ＰＶＡ分子が配向された３．５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体が生成された。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。このように、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。
【００９８】
さらに、着色積層体は架橋処理される。具体的には、液温が４０℃で、ホウ酸３％、ヨウ化カリウム３％からなるホウ酸架橋水溶液に６０秒間、浸漬することによって着色積層体に架橋処理を施した。比較例１は、架橋処理が施された着色積層体が実施例４の光学フィルム積層体に相当する。したがって、洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例４の場合と同様である。
【００９９】
［比較例２］
比較例２は、比較例１の延伸積層体を比較例１と同様の条件で、延伸倍率が４．５倍、５．０倍、６．０倍になるように延伸した延伸積層体を生成した。比較表は、比較例１と比較例２とを含めた、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材と該非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層とに発生した現象を示したものである。これにより、延伸温度１３０℃の空中高温延伸による延伸倍率が４．０倍を限度とすることを確認した。
【０１００】
［延伸に関連する技術的背景］
図１８〜図２２は、いずれも実験に基づいて表したものである。まず、図１８を参照すると、図１８は、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度と延伸可能倍率との相対関係を実験に基づいて表した図である。
【０１０１】
図１８において、太線は、延伸温度の変化にともなう非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の変化を表す。非晶性ＰＥＴは、Ｔｇが約７５℃であり、これ以下の温度で延伸することはできない。図から分かるように、空中高温の自由端一軸延伸によると約１１０℃を越える点で７．０倍以上にまで延伸できる。一方、図１８の細線は、延伸温度の変化にともなう結晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の変化を表す。結晶性ＰＥＴは、Ｔｇが約８０℃であり、これ以下の温度では延伸することができない。
【０１０２】
次に、図１９を参照すると、図は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のＴｇと融点Ｔｍとの間での温度変化にともなう結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴのそれぞれの結晶化速度の変化を表す。図１９において、８０℃から１１０℃前後のアモルファス状態にある結晶性ＰＥＴは１２０℃前後で急速に結晶化することが理解される。
【０１０３】
また、図１８から明らかなように、結晶性ＰＥＴにおいては、空中高温の自由端一軸延伸による延伸可能倍率は、４．５〜５．５倍が上限となる。しかも、適用され得る延伸温度は、極めて限定的で、約９０℃から約１１０℃までの温度範囲である。
【０１０４】
図２９に、結晶性ＰＥＴを用いて空中高温の自由端一軸延伸を行った例を、参考例１〜３として示す。これらは、いずれも、厚み２００μｍの結晶性ＰＥＴ基材に、厚み７μｍのＰＶＡ層を製膜した積層体を、空中高温延伸することによって生成された、厚み３．３μｍの偏光膜である。それぞれの延伸温度には違いがあり、延伸温度は、参考例１が１１０℃、参考例２が１００℃、参考例３が９０℃である。ここで注目すべきは、延伸可能倍率である。参考例１の延伸倍率の限界は４．０倍であり、参考例２及び３は４．５倍である。最終的には積層体自体が破断したことによって、これらを越える延伸処理が不可能であった。しかしながら、この結果には、結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層自体の延伸可能倍率が影響を及ぼしている可能性を否定することができない。
【０１０５】
そこで図１８を参照すると、この図における破線は、ＰＶＡ系樹脂に属するＰＶＡの延伸可能倍率を表す。ＰＶＡ系樹脂のＴｇは７５〜８０℃であり、これ以下でＰＶＡ系樹脂からなる単層体を延伸することはできない。図１８から明らかなように、空中高温の自由端一軸延伸によると、ＰＶＡ系樹脂からなる単層体の延伸可能倍率は５．０倍を限度とする。このことにより、本発明者らは、以下のことを明らかにすることができた。それは、結晶性ＰＥＴ及びＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度及び延伸可能倍率の関係から、結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体の空中高温の自由端一軸延伸による延伸可能倍率は、９０〜１１０℃の延伸温度範囲において４．０〜５．０倍が限度であるということである。
【０１０６】
次に、非晶性ＰＥＴ基材上にＰＶＡ系樹脂層を塗布形成した積層体を、空中高温のもとで、自由端一軸延伸した事例を、以下の表１に比較例１及び２として示す。非晶性ＰＥＴ基材に延伸温度による限界はない。比較例１は、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材に製膜された７μｍ厚のＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、延伸温度を１３０℃に設定した空中高温の自由端一軸延伸によって生成された偏光膜である。このときの延伸倍率は４．０倍であった。
【０１０７】
表１を参照すると、比較例２は、比較例１と同様に、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材に製膜された７μｍ厚のＰＶＡ系樹脂層を、延伸倍率が４．５倍、５．０倍、６．０倍になるようにそれぞれを延伸することによって生成された偏光膜である。いずれの比較例においても、表１に示した通り、非晶性ＰＥＴ基材にフィルムの面内で延伸の不均一が生じるか、破断が生じ、一方で、延伸倍率４．５倍でＰＶＡ系樹脂層に破断が生じている。これにより、延伸温度１３０℃の空中高温延伸によるＰＶＡ系樹脂層の延伸倍率の限界が４．０倍であることを確認した。
【表１】
【０１０８】
参考例１〜３はいずれも、延伸温度に違いはあるが、結晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ系樹脂層を製膜した積層体に対し、４．０〜４．５倍の延伸処理を施すことによってＰＶＡ分子を配向させ、薄膜化したＰＶＡ系樹脂層に、ヨウ素を吸着させて着色積層体を生成したものである。具体的には、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ系樹脂層の単体透過率が４０〜４４％になるように、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層にヨウ素を吸着させた。また薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層へのヨウ素吸着量を調整することによって単体透過率Ｔと偏光度Ｐとを異にする種々の偏光膜を生成した。
【０１０９】
図２６を参照すると、図２６におけるライン１及びライン２は、本発明の光学的表示装置に使用される偏光膜に要求される光学特性を規定する線であり、偏光度Ｐと透過率Ｔの関係が、これらライン１、２より上にある偏光膜は、要求される光学特性を満足する。図２６では、これらライン１、２と対比して、参考例１〜３の偏光膜の光学特性を表している。図から分かるように、参考例１〜３の偏光膜は、いずれも、要求される光学特性を満足しない。その原因は、結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層は、空中高温延伸によって、ある程度ＰＶＡ分子が配向されるが、その一方で、空中高温延伸は、ＰＶＡ分子の結晶化を促進し、非晶部分の配向を阻害しているものと推定される。
【０１１０】
そこで、本発明者らは、本発明に先立って、ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／００１４６０に係る国際出願に開示される偏光膜及びその製造方法を開発した。これは、Ｔｇ以下の延伸温度であってもＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を延伸することができる、という水の可塑剤機能に着目した知見に基づいたものである。この方法により製造される偏光膜の一例を、ここでは比較例３とする。この方法によれば、ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体は、延伸倍率５．０倍まで延伸できる。
【０１１１】
本発明者らは、その後さらに研究を進め、延伸倍率の限界が５．０倍となる原因は、ＰＥＴ基材が結晶性ＰＥＴによるものであることを確認した。ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体はＴｇ以下のホウ酸水溶液で延伸されるため、ＰＥＴ基材が結晶性であるか非晶性であるかは延伸作用に大きく影響しないとの認識であったが、非晶性ＰＥＴを用いた場合には、積層体を延伸倍率５．５倍まで延伸できることを見出した。この場合、非晶性ＰＥＴを基材として使用し、比較例３に示す偏光膜の製造方法と同様の方法を適用する場合において、延伸倍率の限界が５．５倍であることの原因は、非結晶性のＰＥＴ基材による延伸倍率の制限が影響しているものと推定される。
【０１１２】
比較例１については、単体透過率Ｔと偏光度Ｐを異にする種々の偏光膜を生成した。図２６に、参考例１〜３とともに、それらの光学特性を示す。
【０１１３】
図２０は、本発明者らが、こうした研究結果を基に着想を得た、２段延伸における、空中高温延伸の延伸倍率と総合延伸倍率（以下、「総延伸倍率」という。）との関係を表したものである。横軸は、自由端一軸延伸による延伸温度１３０℃の空中延伸における延伸倍率である。縦軸の総延伸倍率は、以下に述べる自由端一軸空中高温延伸を含む２段階の延伸処理によって、空中高温延伸前の長さである元長を１として、最終的に元長が何倍延伸されたかを表す総延伸倍率である。例えば、延伸温度１３０℃の空中高温延伸による延伸倍率が２倍であって、次の延伸倍率が３倍であれば、総延伸倍率は６倍（２×３＝６）になる。空中高温延伸に続く第２段の延伸工程は、延伸温度６５℃のホウ酸水溶液中における自由端一軸延伸（以下、ホウ酸水溶液に浸漬させながら延伸する処理を「ホウ酸水中延伸」という。）である。この二つの延伸方法を組み合わせることによって、図２０に示す結果を得ることができた。
【０１１４】
図２０の実線は、非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率を表している。非晶性ＰＥＴの総延伸倍率は、空中高温延伸せずに、直接ホウ酸水中延伸をした場合、すなわち空中高温延伸の倍率が１倍のときには、５．５倍が限度である。これ以上の延伸を行うと、非晶性ＰＥＴは破断する。しかしながら、この値は、非晶性ＰＥＴの最小延伸倍率に相当する。非晶性ＰＥＴの総延伸倍率は、空中高温延伸時の延伸倍率が大きくなるほど大きくなり、延伸可能倍率は、１０倍を越える。
【０１１５】
これに対して、図２０の破線は、非晶性ＰＥＴに製膜されたＰＶＡ系樹脂層の延伸可能倍率を表している。空中高温延伸せずに、直接ホウ酸水中延伸した場合には、ＰＶＡ系樹脂層の総延伸倍率は最大倍率を示す７倍である。しかしながら、空中高温延伸時の延伸倍率が大きくなるほどＰＶＡ系樹脂層の総延伸倍率は小さくなり、空中高温延伸時の延伸倍率が３倍の点では、ＰＶＡ系樹脂層の総合延伸倍率が６倍を下回る。ＰＶＡ系樹脂層の総合延伸倍率を６倍にしようとすると、ＰＶＡ系樹脂層が破断する。図２０から明らかなように、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を延伸できなくなる原因は、空中高温の延伸倍率の大きさに応じて、非晶性ＰＥＴ基材に起因するものからＰＶＡ系樹脂層に起因するものに移ることにある。因みに、ＰＶＡの空中延伸倍率は４倍までであり、それ以上は延伸不能である。この倍率が、ＰＶＡの総延伸倍率に相当するものと推定される。
【０１１６】
ここで、図２１を参照する。図２１は、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴ、及びＰＶＡ系樹脂について、空中高温延伸とホウ酸水中延伸の２段延伸を行った場合における総延伸可能倍率を、空中高温延伸の延伸温度との関係で示すもので、実験に基づくデータに従って描かれたものである。図１８は、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴ及びＰＶＡ系樹脂について、空中高温延伸の延伸温度を横軸にとり、空中高温延伸の延伸可能倍率を縦軸とって表すものである。図２１の図１８との違いは、横軸が２倍の空中高温延伸のときの延伸温度を横軸にとり、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との総延伸可能倍率を縦軸とって表したことにある。
【０１１７】
本発明において使用するのに適した偏光膜の製造方法は、後述されるように、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との２段階の延伸工程の組み合わせからなる。２段階延伸工程の組み合わせは、単純に想到できるものではない。本発明者らが長期間にわたって鋭意研究を重ねた結果、この組み合わせによって初めて、以下に述べる２つの技術的課題を同時に解決することができる、という驚くべき結果に到達するに至ったのである。熱可塑性樹脂基材にＰＶＡ系樹脂層を形成して延伸及び染色を行うことにより偏光膜を製造しようとする試みにおいては、これまで解決不能と考えられてきた２つの技術的課題が存在する。
【０１１８】
第１の技術的課題は、ＰＶＡ系樹脂の配向性の向上に影響をもつ延伸倍率及び延伸温度が、その上にＰＶＡ系樹脂を形成する熱可塑性樹脂基材によって大きく制約を受けることである。
【０１１９】
第２の技術的課題は、延伸倍率及び延伸温度の制約という問題を克服できても、ＰＶＡ系樹脂及び熱可塑性樹脂基材として使用されるＰＥＴなどでは、結晶性樹脂の結晶化と延伸可能性とが対立する物性であるため、ＰＶＡ系樹脂の延伸がＰＶＡ系樹脂の結晶化によって制限されることである。
【０１２０】
第１の課題は以下の通りである。熱可塑性樹脂基材を用いて偏光膜を製造する場合における制約は、図１８に示すように、延伸温度がＰＶＡ系樹脂のＴｇ（約７５〜８０℃）以上であり、延伸倍率が４．５〜５．０倍であるというＰＶＡ系樹脂の特性に起因する。熱可塑性樹脂基材として結晶性ＰＥＴを用いると、延伸温度が９０〜１１０℃にさらに限定される。積層体の空中高温延伸によって、その積層体に含まれる熱可塑性樹脂基材に形成されたＰＶＡ系樹脂層を薄膜化した偏光膜は、こうした制限を逃れ難いものと考えられてきた。
【０１２１】
そのため、本発明者らは、水の可塑剤機能に着目して、空中高温延伸に代わることができるホウ酸水中延伸方法を提示した。しかしながら、延伸温度が６０〜８５℃のホウ酸水中延伸によっても、結晶性ＰＥＴを用いると、延伸倍率の限界が５．０倍となり、非晶性ＰＥＴを用いた場合でも、延伸倍率の限界が５．５倍という、熱可塑性樹脂基材に起因する制約を逃れることができなかった。このことにより、ＰＶＡ分子の配向性向上が制限され、薄膜化された偏光膜の光学特性も限定される結果となった。これが第１の技術的課題である。
【０１２２】
第１の技術的課題の解決手段は、図２２によって説明することができる。図２２は、２つの関連図からなる。一つは、熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性を表す図であり、他の一つはＰＥＴの結晶化度を表す図である。いずれも横軸は、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との総延伸倍率を表す。図２２の破線は、ホウ酸水中延伸単独による総延伸倍率を表す。ＰＥＴの結晶化度は、結晶性であるか非晶性であるかに関わりなく、延伸倍率が４〜５倍のところで急上昇する。そのため、ホウ酸水中延伸を適用した場合であっても、延伸倍率は、５倍又は５．５倍が限度であった。ここで配向性が上限となり、延伸張力が急上昇する。その結果、延伸不能となる。
【０１２３】
これに対して、図２２の実線は、延伸温度１１０℃で延伸倍率が２倍になるように空中高温の自由端一軸延伸を行い、次に延伸温度６５℃のホウ酸水中延伸を行った結果を示す。結晶性であるか非晶性であるかに関わりなく、ＰＥＴの結晶化度は、ホウ酸水中延伸単独の場合と異なり急上昇することはなかった。その結果、総延伸可能倍率は、７倍まで高めることができた。ここで配向性が上限となり延伸張力が急上昇する。これは、図２１から明らかなように、第１段の延伸方法として空中高温の自由端一軸延伸を採用した結果である。これに対して、後述されるように、延伸に際して延伸方向に直角な方向の収縮を拘束する、いわゆる固定端一軸延伸法による空中高温延伸を行うと、総延伸可能倍率を８．５倍にすることができる。
【０１２４】
図２２において、熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性と結晶化度との関係は、空中高温延伸による補助延伸によって、結晶性であるか非晶性であるかに関わりなくＰＥＴの結晶化を抑制できることを確認した。しかしながら、補助延伸温度とＰＥＴの配向性との関係を示す図２３を参照すると、熱可塑性樹脂基材として結晶性ＰＥＴを用いた場合、補助延伸後の結晶性ＰＥＴの配向性は、９０℃では０．３０以上、１００℃では０．２０以上、１１０℃でも０．１０以上である。ＰＥＴの配向性が０．１０以上になると、ホウ酸水溶液中における第２段目の延伸において、延伸張力が上昇し、延伸装置にかかる負荷が大きく、製造条件としては好ましくない。図２３は、熱可塑性樹脂基材としては非晶性ＰＥＴを用いるのが好ましいことを示しており、さらに、より好ましくは、配向関数が０．１０以下の非晶性ＰＥＴであり、さらに好ましくは０．０５以下の非晶性ＰＥＴであることを示唆するものである。
【０１２５】
図２３は、１．８倍の空中高温延伸における空中延伸温度と熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向関数との関係を表した実験データである。図２３から明らかなように、ホウ酸水溶液中において延伸積層体を高倍率に延伸することが可能になる、配向関数が０．１０以下のＰＥＴは、非晶性ＰＥＴになる。特に、配向関数が０．０５以下になると、ホウ酸水溶液中における第２段目の延伸の際に、延伸装置に延伸張力が上昇するなどの大きな負荷をかけることなく、安定して高倍率に延伸することができる。この点は、図２９に実施例１〜１８及び参考例１〜３として示す例における配向関数値からも容易に理解できることである。
【０１２６】
第１の技術的課題を解決することによって、ＰＥＴ基材に起因する延伸倍率についての制約を取り払い、総延伸を高倍率化することによってＰＶＡ系樹脂の配向性を高めることができる。そのことにより、偏光膜の光学特性は、格段と改善される。ところが、本発明者らが達成した光学特性の改善は、これに止まるものではない。これは、第２の技術的課題を解決することによって達成される。
【０１２７】
第２の技術的課題は以下の通りである。ＰＶＡ系樹脂や熱可塑性樹脂基材としてのＰＥＴなどの結晶性樹脂の特徴の一つは、一般的に加熱や延伸配向によって高分子が配列して結晶化が進む性質を有することである。ＰＶＡ系樹脂の延伸は、結晶性樹脂であるＰＶＡ系樹脂の結晶化によって制限される。結晶化と延伸可能性とは対立する物性であり、ＰＶＡ系樹脂の結晶化の進展はＰＶＡ系樹脂の配向性を阻害する、というのが一般的な認識であった。これが第２の技術的課題である。この技術的課題を解決する手段は、図２４によって説明することができる。図２４は、２つの実験結果に基づき算出されたＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を実線と破線とで表したものである。
【０１２８】
図２４の実線は、以下の試料のＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を表したものである。試料は、まず、非晶性ＰＥＴ基材上に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を６個、同一の条件で生成した。準備した６個のＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、それぞれ異なる延伸温度８０℃，９５℃，１１０℃、１３０℃，１５０℃、及び１７０℃で、同一の延伸倍率１．８倍となるように、空中高温延伸によって延伸し、ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体を生成した。生成されたそれぞれの延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数を測定及び解析した。測定方法及び解析方法の詳細は、後述する。
【０１２９】
図２４の破線は、実線の場合と同様に、以下の試料におけるＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を表したものである。まず、非晶性ＰＥＴ基材上に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を６個、同一の条件で生成することにより、試料を準備した。準備した６つのＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、それぞれ異なる延伸倍率１．２倍、１．５倍、１．８倍、２．２倍、２．５倍、及び３．０倍となるように、同一の延伸温度１３０℃で、空中高温延伸によって延伸し、ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体を生成した。生成されたそれぞれの延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数を後述の方法により測定及び解析した。
【０１３０】
図２４の実線によって、空中高温延伸の延伸温度を高く設定する方が、延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の配向性が向上することが分かる。また、図２４の破線によって、空中高温延伸の延伸倍率を高倍率に設定する方が、延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の配向性が向上することが分かる。第２段のホウ酸水中延伸前に、ＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させておくこと、すなわちＰＶＡ系樹脂の結晶化度を高めておくことにより、結果としてホウ酸水中延伸後のＰＶＡ系樹脂の配向性も高くなる。さらにＰＶＡ系樹脂の配向性が高くなることで、結果としてポリヨウ素イオンの配向性も高くなることを、後述される実施例のＴ−Ｐグラフからも確認することができる。
【０１３１】
第１段の空中高温延伸の延伸温度を高く設定しておくか又は延伸倍率をより高倍率に設定しておくことによって、第２段のホウ酸水中延伸によって生成されたＰＶＡ系樹脂層のＰＶＡ分子の配向性を、より高めることができる、という予期しない優れた結果を得た。
【０１３２】
図２４に示すＰＶＡ系樹脂の結晶化度（横軸）を参照する。ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体の染色のための水溶液に浸漬する着色工程において、ＰＶＡ系樹脂層の溶解などの不具合を生じさせることなく着色積層体を生成するためには、少なくともＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が２７％以上であることが好ましい。そのことによりＰＶＡ系樹脂層を溶解させることなく、ＰＶＡ系樹脂層を染色することができる。またＰＶＡ系樹脂層の結晶化度を３０％以上に設定することにより、ホウ酸水溶液中における延伸温度をより高温にすることができる。そのことにより着色積層体の安定した延伸を可能とし、偏光膜を安定的に作製することができる。
【０１３３】
一方、ＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が３７％以上になると、染色性が低く染色濃度を濃くしなければならず、使用材料も増加し、染色時間がかかり、生産性が低下するおそれがでてくる。またＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が４０％以上になると、ホウ酸水溶液中での延伸処理においてＰＶＡ系樹脂層が破断するなどの不具合が生じるおそれもでてくる。したがって、ＰＶＡ系樹脂の結晶化度は、２７％以上で４０％以下となるように設定されることが好ましい。より好ましくは、３０％以上で３７％以下に設定することである。
【０１３４】
次に、図２４のＰＶＡ系樹脂層の配向関数（縦軸）を参照する。非晶性ＰＥＴの樹脂基材を用いて高機能の偏光膜を作製するためには、少なくともＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．０５以上であることが好ましい。また、ＰＶＡ系樹脂層の配向性が０．１５以上になると、ＰＶＡ系樹脂層を含む着色積層体に対するホウ酸水溶液中における延伸倍率を下げることができる。そのことにより広幅の偏光膜の作製が可能になる。
【０１３５】
一方、ＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．３０以上になると、染色性が低く染色濃度を濃くしなければならず、使用材料も増加し、染色時間がかかり、生産性が低下するおそれがでてくる。またＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．３５以上になると、ホウ酸水溶液中における延伸処理においてＰＶＡ系樹脂層が破断するなどの不具合が生じるおそれがでてくる。したがって、ＰＶＡ系樹脂層の配向関数は、０．０５以上で０．３５以下となるように設定されることが好ましい。より好ましくは、０．１５以上で０．３０以下に設定することである。
【０１３６】
第１の技術的課題の解決手段は、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、予め第１段の空中高温延伸によって予備的又は補助的に延伸しておくことによって、第２段のホウ酸水中延伸によって非晶性ＰＥＴ基材の延伸倍率に制限されることなく、ＰＶＡ系樹脂層を高倍率に延伸することが可能となり、そのことによりＰＶＡの配向性が十分に向上する、というものである。
【０１３７】
また、第２の技術的課題の解決手段は、予め第１段の空中高温延伸の延伸温度を予備的又は補助的により高い温度に設定しておくか又は延伸倍率を予備的又は補助的により高倍率に設定しておくことであり、これによって、第２段のホウ酸水中延伸によって生成されたＰＶＡ系樹脂層のＰＶＡ分子の配向性をより高めるという予期せざる結果がもたらされた。いずれの場合においても、第１段の空中高温延伸が第２段のホウ酸水中延伸に対する予備的又は補助的な空中延伸手段として位置付けることができる。以下、「第１段の空中高温延伸」を第２段のホウ酸水中延伸と対比して「空中補助延伸」という。
【０１３８】
「空中補助延伸」を行うことによる、特に第２の技術的課題の解決メカニズムについては、以下のように推定することができる。空中補助延伸を高温にするか又は高倍率にするほど、図２４で確認したように、空中補助延伸後のＰＶＡ系樹脂の配向性が向上する。これは、高温又は高倍率であるほどＰＶＡ系樹脂の結晶化が進みながら延伸されるため、部分的に架橋点ができながら延伸されることが要因であると推定される。結果としてＰＶＡ系樹脂の配向性が向上していることになる。予めホウ酸水中延伸前に空中補助延伸によりＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させておくことで、ホウ酸水溶液に浸漬した時に、ホウ酸がＰＶＡ系樹脂と架橋し易くなり、ホウ酸が結節点となりながら延伸されるものと推定される。結果としてホウ酸水中延伸後もＰＶＡ系樹脂の配向性が高くなる。
【０１３９】
以上を総合すると、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる２段延伸工程で延伸を行うことによって、厚みが１０μｍ以下であり、単体透過率Ｔ及び偏光度Ｐで表される光学特性が、次式
Ｐ＞―（１０0.929T―42.4―１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）、及び
Ｐ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
の条件、或いは、単体透過率をＴとし、偏光度をＰとしたとき、Ｔ≧４２．５及びＰ≧９９．５で表される条件を満足するように構成された偏光膜を得ることができる。二色性物質は、ヨウ素又はヨウ素と有機染料の混合物のいずれでもよい。
【０１４０】
単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたときの光学特性値がこの条件によって表される範囲にある偏光膜は、一義的には、大型表示素子を用いた液晶テレビ用の表示装置として求められる性能、或いは有機ＥＬ表示装置として求められる性能を有する。具体的に述べると、液晶テレビの場合には、コントラスト比が１０００：１以上で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ2以上の光学的表示装置を製造することができる。ここでは、これを「要求性能」という。この偏光膜は、有機ＥＬ表示パネルの視認側に貼り合される光学機能フィルム積層体に用いることもできる。
【０１４１】
液晶表示パネルに用いられる場合には、バックライト側と視認側のいずれか一方の側に配置される偏光膜の偏光性能が、少なくともこの光学的特性を満足する偏光膜でなければならない。また、バックライト側と視認側のいずれか一方の側の偏光膜として偏光度Ｐが９９．９％以下の偏光膜を用いた場合には、他方の偏光膜として、偏光性能がいかに優れた偏光膜を用いても、要求性能を達成することが困難になる。
【０１４２】
次に、図１を参照する。図１は、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚み及びＰＶＡ系樹脂層の塗工厚(偏光膜厚）が何らかの不具合を生じる原因になるかどうかを検証した結果を示すものである。図１において、横軸は、熱可塑性樹脂基材の厚みをμｍで表し、縦軸は、該基材上に塗工されたＰＶＡ系樹脂層の厚みを表す。縦軸において、括弧内の数字は、基材上のＰＶＡ系樹脂層が延伸され、染色されて偏光膜となった時の厚みを表す。図１に示したように、基材の厚みがＰＶＡ系樹脂層の厚みの５倍以下では、搬送性に問題が生じることが懸念され、不具合の原因となる可能性がある。また一方、延伸され、染色されて偏光膜となった時の厚みが１０μｍ以上になると、偏光膜のクラック耐久性に問題が生じることが懸念される。
【０１４３】
熱可塑性樹脂基材としては、非晶性エステル系のものが好ましく、この種の熱可塑性樹脂基材としては、イソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート又は他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートを挙げることができる。基材は、透明樹脂とすることができる。熱可塑性樹脂基材として非晶性材料を使用することについて説明してきたが、延伸の条件を適当に設定することにより、結晶性樹脂材料を使用することも可能である。
【０１４４】
ポリビニルアルコール系樹脂に染色させる二色性物質は、ヨウ素又はヨウ素と有機染料の混合物であることが好ましい。
【０１４５】
本発明においては、熱可塑性樹脂基材上のＰＶＡ系樹脂層により形成される偏光膜に、光学機能フィルムを接着することができる。また、偏光膜から樹脂基材を剥がし、樹脂基材を剥がした偏光膜の面に、粘着剤層を介してセパレータフィルムを剥離自在に積層することができる。セパレータフィルムは、粘着剤層に対する接着力が、偏光膜の粘着剤層に対する接着力よりも弱くなるように処理することにより、セパレータフィルムを剥がしたとき、粘着剤層が偏光膜側に残るようにする。このセパレータフィルムは、本発明により製造される光学フィルム積層体ロールを、表示装置製造に使用する場合のキャリアフィルムとして使用することができる。或いは、セパレータフィルムを、偏光膜に粘着剤層を付与するための媒体としてのみ、使用することもできる。
【０１４６】
本発明の別の形態として、熱可塑性樹脂基材、例えば非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材のＰＶＡ系樹脂層の偏光膜が形成されていない面に、光学機能フィルムを貼り合せ、該光学機能フィルムの上に粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにした光学機能フィルム積層体を生成することができる。この場合において、光学機能フィルムは、種々の光学的機能を達成するために表示装置内に配置される公知の光学機能フィルムのいずれかとすることができる。このような光学機能フィルムとしては、前述した１／４波長位相差フィルムがある。その他にも、視野角補償の目的で使用される種々の光学機能フィルムが知られている。他の形態として、熱可塑性樹脂基材とは反対側の偏光膜の面に、光学機能フィルムを貼り合せ、該光学機能フィルムの上に、保護フィルム等のフィルムを、粘着剤層を介して貼り付けることができる。そして、その後で、熱可塑性基材を剥がし、剥がした後の偏光膜の面に、粘着剤層を介してセパレータフィルムを接着することができる。欠点検査は、このセパレータフィルムを剥がした後に行い、検査終了後に、剥がしたセパレータフィルム又は別に用意したセパレータフィルムを粘着剤層を介して偏光膜に接着する。
【０１４７】
上述した図１から分かるように、熱可塑性樹脂基材、例えば非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みは、製膜されるＰＶＡ系樹脂層の厚みの６倍以上であることが好ましく、７倍以上であることがより好ましい。ＰＶＡ系樹脂層に対する非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みが７倍以上であれば、製造工程の搬送時にフィルム強度が弱く破断するような搬送性、液晶ディスプレイのバックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として用いられる際の偏光膜のカール性や転写性などの不具合は生じない。
【０１４８】
非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、配向関数を０．１０以下に設定した、空中高温延伸処理したイソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート又は他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートであることであることが好ましく、また透明樹脂とすることができる。
【０１４９】
ここでさらに、熱可塑性樹脂基材を用いて、ＰＶＡ系樹脂からなる偏光膜を製造する本発明の方法を実施する場合において、ＰＶＡ系樹脂を不溶化する不溶化方法が、重要な技術的課題の一つに位置付けられることについて、以下に述べる。
【０１５０】
熱可塑性樹脂基材上に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を延伸する場合において、延伸中間生成物又は延伸された積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層を染色液に溶解させることなく、ヨウ素をＰＶＡ系樹脂層に吸着させることは決して容易なことではない。偏光膜の製造において、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層にヨウ素を吸着させることは、必須の工程である。通常の染色工程においては、ヨウ素濃度が０．１２〜０．２５重量％の範囲にあるヨウ素濃度の異なる複数の染色液を用い、浸漬時間を一定にすることよってＰＶＡ系樹脂層へのヨウ素吸着量を調整している。こうした通常の染色処理は、偏光膜を製造する場合には、ＰＶＡ系樹脂層が溶解されるため染色不能になる。ここでは、濃度とは、全溶液量に対する配合割合のことをいう。また、ヨウ素濃度とは、全溶液量に対するヨウ素の配合割合のことをいい、例えば、ヨウ化カリウムなどのヨウ化物として加えられたヨウ素の量は含まない。本明細書の以下においても、濃度及びヨウ素濃度という用語は同様の意味で用いる。
【０１５１】
この技術的課題は、図６に示した実験結果から明らかなように、二色性物質であるヨウ素の濃度を、０．３重量％又はそれ以上にすることによって解決できる。具体的には、ＰＶＡ系樹脂層からなる延伸中間生成物を含む積層体を、ヨウ素濃度の異なる染色液を用いて染色し、その浸漬時間を調整することによって、着色中間生成物を含む着色積層体を生成し、ホウ酸水中延伸によって種々の偏光性能を有するそれぞれの偏光膜を生成することができる。
【０１５２】
ここで、図７を参照する。図７は、ヨウ素濃度を、それぞれ０．２重量％、０．５重量％、１．０重量％に調整した偏光膜の偏光性能に有意差はないことを示すものである。ちなみに、着色中間生成物を含む着色積層体の生成において、安定して、均一性に優れた着色を実現するためには、ヨウ素濃度を濃くして僅かな浸漬時間で染色するよりは、薄くして安定した浸漬時間を確保することができるようにするのが好ましい。
【０１５３】
図８を参照すると、本発明の方法を実施する場合における２つの異なる不溶化（以下において、「第１及び第２の不溶化」という）が、いずれも最終的に製造される偏光膜の光学特性にも影響を与えることが示される。図８は、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層に対する第１及び第２の不溶化の作用の分析結果とみることができる。図８は、大型表示素子を用いた液晶テレビ用の表示装置として求められる要求性能を満たす４つの実施例１〜４に基づいて製造されたそれぞれの偏光膜の光学特性を示すものである。
【０１５４】
実施例１は、第１及び第２の不溶化工程を経ることなく製造された偏光膜の光学特性である。これに対して、実施例２は、第１の不溶化工程を行わず、第２の不溶化処理のみを行った偏光膜、実施例３は、第２の不溶化工程を行わず、第１の不溶化処理のみを行った偏光膜、実施例４は、第１及び第２の不溶化処理が行われた偏光膜の、それぞれの光学特性を示すものである。
【０１５５】
本発明の実施態様において、後述する第１及び第２の不溶化工程を経ることなく要求性能を満たす偏光膜を製造することができる。しかしながら、図８から明らかなように、実施例１の不溶化処理が施されていない偏光膜の光学特性は、実施例２〜４のいずれの偏光膜の光学特性よりも低い。それぞれの光学特性値を比較すると、実施例１＜実施例３＜実施例２＜実施例４の順に光学特性が高くなる。実施例１及び実施例３においては、いずれも、染色液のヨウ素濃度を０．３重量％に設定し、ヨウ化カリウム濃度を２．１重量％に設定した染色液を用いた。これに対して、実施例２及び実施例４においては、ヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％に設定し、ヨウ化カリウム濃度０．８４〜１．７５重量％の範囲内で変化させた複数の染色液を用いた。実施例１及び実施例３のグループと実施例２及び実施例４のグループとの顕著な違いは、前者の着色中間生成物には不溶化処理が施されていないが、後者の着色中間生成物には不溶化処理が施されていることである。実施例４においては、染色処理前の延伸中間生成物のみならず、ホウ酸処理前の着色中間生成物に対しても不溶化処理が施されている。第１及び第２の不溶化処理によって、偏光膜の光学特性を一段と向上させることができた。
【０１５６】
偏光膜の光学特性を向上させるメカニズムは、図７から分かるように、染色液のヨウ素濃度によるものでない。第１及び第２の不溶化処理による効果である。この知見は、本発明の製造方法における第３の技術的課題とその解決手段として位置付けることができる。
【０１５７】
本発明の実施態様において、第１の不溶化は、後述するように、延伸中間生成物（又は延伸積層体）に含まれる薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層を溶解させないようにする処理である。これに対して、架橋工程に含まれる第２の不溶化は、後工程の液温７５℃のホウ酸水中延伸において着色中間生成物（又は着色積層体）に含まれるＰＶＡ系樹脂層に着色されたヨウ素を溶出させないようにする着色安定化と、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層を溶解させない不溶化とを含む処理である。
【０１５８】
ところが、第２不溶化工程を省くと、液温７５℃のホウ酸水中延伸においては、ＰＶＡ系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出が進み、そのことにより、ＰＶＡ系樹脂層の溶解も進む。ヨウ素の溶出及びＰＶＡ系樹脂層の溶解を回避することは、ホウ酸水溶液の液温を下げることによって対応することができる。例えば、液温６５℃を下回るホウ酸水溶液に着色中間生成物（又は着色積層体）を浸漬しながら延伸する必要がある。しかしながら、結果として水の可塑剤機能が十分に発揮されないため、着色中間生成物（又は着色積層体）に含まれるＰＶＡ系樹脂層の軟化は十分には得られない。すなわち、延伸性能が低下するため、ホウ酸水中延伸の過程で着色中間生成物（又は着色積層体）が破断することになる。当然のことであるが、ＰＶＡ系樹脂層の所定の総延伸倍率が得られないことにもなる。
【０１５９】
以下に、図を参照して本発明に使用される偏光膜の製造方法の例を説明する。
［製造工程の概要］
図９を参照すると、図９は、不溶化処理工程を有しない、偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程の概要図である。ここでは、上述した実施例１に基づく偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造方法について概説する。
【０１６０】
熱可塑性樹脂基材として、非晶性エステル系のイソフタル酸を６ｍｏｌ％共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（以下、「非晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を作製した。ガラス転移温度が７５℃の連続ウェブの非晶性ＰＥＴ基材１と、ガラス転移温度が８０℃のＰＶＡ層２とを含む積層体７を以下のように作製した。
【０１６１】
［積層体作製工程（Ａ）］
まず、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材１と、重合度１０００以上、ケン化度９９％以上のＰＶＡ粉末を水に溶解した４〜５％濃度のＰＶＡ水溶液とを準備した。次に、塗工手段２１と乾燥手段２２及び表面改質処理装置２３を備えた積層体作製装置２０において、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材１にＰＶＡ水溶液を塗布し、５０〜６０℃の温度で乾燥し、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２を製膜した。後述するように、このＰＶＡ層の厚みは、適宜変更することができる。以下、このようにして得られた積層体を「非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ層が製膜された積層体７」、「ＰＶＡ層を含む積層体７」、又は単に「積層体７」という。
【０１６２】
ＰＶＡ層を含む積層体７は、空中補助延伸及びホウ酸水中延伸の２段延伸工程を含む以下の工程を経て、最終的に３μｍ厚の偏光膜３として製造される。本発明は、厚みが１０μｍ以下の偏光膜を使用するものであるが、ＰＥＴ基材１上に製膜されるＰＶＡ系樹脂層の厚みを適宜変更することによって、厚み１０μｍ以下の任意の厚みの偏光膜を作成することができる。
【０１６３】
［空中補助延伸工程（Ｂ）］
第１段の空中補助延伸工程（Ｂ）によって、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を非晶性ＰＥＴ基材１と一体に延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層２を含む「延伸積層体８」を生成した。具体的には、オーブン３３内に延伸手段３１が配備された空中補助延伸処理装置３０において、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を１３０℃の延伸温度環境に設定されたオーブン３３内で延伸手段３１に通し、延伸倍率が１．８倍になるように、自由端一軸延伸し、延伸積層体８を生成した。この段階で、オーブン３０に併設させた巻取装置３２に巻き取って延伸積層体８のロール８’を製造することができる。
【０１６４】
ここで、自由端延伸と固定端延伸について概説する。長尺フィルムを搬送方向に延伸すると、延伸する方向に対して垂直方向すなわち幅方向にフィルムが収縮する。自由端延伸は、この収縮を抑制することなく延伸する方法をいう。また、縦一軸延伸とは、縦方向にのみに延伸する延伸方法のことである。自由端一軸延伸は、一般に延伸方向に対して垂直方向に起こる収縮を抑制しながら延伸する固定端一軸延伸と対比されるものである。この自由端一軸の延伸処理によって、積層体７に含まれる７μｍ厚のＰＶＡ層２は、ＰＶＡ分子が延伸方向に配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２になる。
【０１６５】
［染色工程（Ｃ）］
次に、染色工程(Ｃ）によって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２に二色性物質のヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。具体的には、染色液４１の染色浴４２を備えた染色装置４０において、染色装置４０に併設されたロール８’を装着した繰出装置４３から繰り出される延伸積層体８を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液４１に、最終的に生成される偏光膜３を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体８の配向されたＰＶＡ層２にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。
【０１６６】
本工程において、染色液４１は、延伸積層体８に含まれるＰＶＡ層２を溶解させないようにするため、ヨウ素濃度が０．３０重量％である水溶液とした。また、染色液４１は、ヨウ素を水に溶解させるためのヨウ化カリウム濃度が２．１重量％になるように調整した。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は１対７である。より詳細には、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液４１に延伸積層体８を６０秒間浸漬することによって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。実施例１においては、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液４１への延伸積層体８の浸漬時間を変えることによって、最終的に生成される偏光膜３の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体９を生成した。
【０１６７】
［ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）］
第２段のホウ酸水中延伸工程によって、ヨウ素を配向させたＰＶＡ層２を含む着色積層体９をさらに延伸し、３μｍ厚の偏光膜３を構成するヨウ素を配向させたＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成した。具体的には、ホウ酸水溶液５１のホウ酸浴５２と延伸手段５３を備えたホウ酸水中延伸処理装置５０において、染色装置４０から連続的に繰り出された着色積層体９をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温６５℃の延伸温度環境に設定されたホウ酸水溶液５１に浸漬し、次にホウ酸水中処理装置５０に配備された延伸手段５３に通し、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸することによって、光学フィルム積層体１０を生成した。
【０１６８】
より詳細には、ホウ酸水溶液５１は、水１００重量％に対してホウ酸を４重量％含み、水１００重量％に対してヨウ化カリウムを５重量％含むように調整した。本工程においては、ヨウ素吸着量を調整した着色積層体９を、まず５〜１０秒間ホウ酸水溶液５１に浸漬した。次いで、その着色積層体９を、そのままホウ酸水中処理装置５０の延伸手段５３である周速の異なる複数の組のロール間に通し、３０〜９０秒かけて延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した。この延伸処理によって、着色積層体９に含まれるＰＶＡ層は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。このＰＶＡ層が光学フィルム積層体１０の偏光膜３を構成する。
【０１６９】
以上のように実施例１においては、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を延伸温度１３０℃で空中補助延伸して延伸積層体８を生成し、次に、延伸積層体８を染色して着色積層体９を生成し、さらに着色積層体９を延伸温度６５度でホウ酸水中延伸して、総延伸倍率が５．９４倍になるように非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成した。このような２段延伸によって、非晶性ＰＥＴ基材１に製膜されたＰＶＡ層２においてＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された偏光膜３を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成することができた。好ましくは、これに続く洗浄、乾燥、転写工程によって、生成された光学フィルム積層体１０は完成する。洗浄工程（Ｇ）、乾燥工程（Ｈ）、さらに転写工程（Ｉ）についての詳細は、不溶化処理工程を組み込んだ実施例４に基づく製造工程と併せて説明する。
【０１７０】
［他の製造工程の概要］
図１０を参照すると、図１０は、不溶化処理工程を有する、偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程の概要図である。ここでは、実施例４に基づく偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造方法について概説する。図１０から明らかなように、実施例４に基づく製造方法は、染色工程前の第１不溶化工程とホウ酸水中延伸工程前の第２不溶化を含む架橋工程とが、実施例１に基づく製造工程に組み込まれた製造工程を想定すればよい。本工程に組み込まれた、積層体の作成工程（Ａ）、空中補助延伸工程（Ｂ）、染色工程（Ｃ）、及びホウ酸水中延伸工程（Ｄ）は、ホウ酸水中延伸工程用のホウ酸水溶液の液温の違いを除き、実施例１に基づく製造工程と同様である。この部分の説明は、簡略化し、専ら、染色工程前の第１不溶化工程とホウ酸水中延伸工程前の第２不溶化を含む架橋工程とについて、説明する。
【０１７１】
［第１不溶化工程（Ｅ）］
第１不溶化工程は、染色工程（Ｃ）前の不溶化工程（Ｅ）である。実施例１の製造工程と同様に、積層体の作成工程（Ａ）において、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を生成し、次に、空中補助延伸工程（Ｂ）において、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を空中補助延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層２を含む延伸積層体８を生成した。次に、第１不溶化工程（Ｅ）において、ロール８’を装着した繰出装置４３から繰り出される延伸積層体８に不溶化処理を施し、不溶化された延伸積層体８’’を生成した。当然のことながら、この工程で不溶化された延伸積層体８’’は、不溶化されたＰＶＡ層２を含む。以下、これを「不溶化された延伸積層体８’’」という。
【０１７２】
具体的には、ホウ酸不溶化水溶液６１を備えた不溶化処理装置６０において、延伸積層体８を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液６１に３０秒間浸漬する。この工程に用いられるホウ酸不溶化水溶液６１は、水１００重量％に対してホウ酸を３重量％含む（以下、「ホウ酸不溶化水溶液」という。）ものである。この工程は、少なくとも直後の染色工程（Ｃ）において、延伸積層体８に含まれる５μｍ厚のＰＶＡ層を溶解させないための不溶化処理を施すことを目的とする。
【０１７３】
延伸積層体８は、不溶化処理された後に、染色工程（Ｃ）に送られる。この染色工程（Ｃ）においては、実施例１の場合と異なり、０．１２〜０．２５重量％の範囲でヨウ素濃度を変化させた複数の染色液を準備した。これらの染色液を用いて、不溶化された延伸積層体８’’の染色液への浸漬時間を一定にし、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体９を生成した。ヨウ素濃度が０．１２〜０．２５重量％の染色液に浸漬しても、不溶化された延伸積層体８’’に含まれるＰＶＡ層が溶解することはなかった。
【０１７４】
［第２不溶化を含む架橋工程（Ｆ）］
以下に説明する架橋工程（Ｆ）は、以下の目的からみて、第２不溶化工程を含むものということができる。架橋工程は、第１に、後工程のホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において、着色積層体９に含まれるＰＶＡ層を溶解させないようにする不溶化と、第２に、ＰＶＡ層に着色されたヨウ素を溶出させないようにする着色安定化と、第３に、ＰＶＡ層の分子同士を架橋することによって結節点を生成する結節点の生成とを達成するもので、第２不溶化は、この第１と第２の結果を実現するものである。
【０１７５】
架橋工程（Ｆ）は、ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）の前工程として行われる。前述の染色工程（Ｃ）において生成された着色積層体９に架橋処理を施すことによって、架橋された着色積層体９’が生成される。この架橋された着色積層体９’は、架橋されたＰＶＡ層２を含む。具体的には、ホウ酸とヨウ化カリウムとからなる水溶液（以下、「ホウ酸架橋水溶液」という）７１を収容する架橋処理装置７０において、着色積層体９を４０℃のホウ酸架橋水溶液７１に６０秒間浸漬し、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋することによって、架橋された着色積層体９’が生成される。この工程で使用されるホウ酸架橋水溶液は、水１００重量％に対してホウ酸を３重量％含み、水１００重量％に対してヨウ化カリウムを３重量％含む。
【０１７６】
ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において、架橋された着色積層体９’を７５℃のホウ酸水溶液に浸漬し、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸することによって、光学フィルム積層体１０が生成される。この延伸処理によって、着色積層体９’に含まれるヨウ素を吸着させたＰＶＡ層２は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層２へと変化する。このＰＶＡ層が、光学フィルム積層体１０の偏光膜３を構成する。
【０１７７】
実施例４においては、まず、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を生成し、次に、積層体７を延伸温度１３０℃の空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸延伸し、延伸積層体８を生成した。生成された延伸積層体８を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液６１に３０秒間浸漬することによって延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を不溶化した。これが不溶化された延伸積層体８’’である。不溶化された延伸積層体８’’を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、不溶化されたＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体９を４０℃のホウ酸架橋水溶液７１に６０秒間浸漬し、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。これが架橋された着色積層体９’である。架橋された着色積層体９’をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温７５℃のホウ酸水中延伸溶５１に５〜１０秒間浸漬し、次いで、ホウ酸水中延伸によって延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸し、光学フィルム積層体１０を生成した。
【０１７８】
このように、実施例４は、空中高温延伸及びホウ酸水中延伸からなる２段延伸と、染色浴への浸漬に先立つ不溶化及びホウ酸水中延伸に先立つ架橋からなる前処理によって、非晶性ＰＥＴ基材１上に製膜されたＰＶＡ層２におけるＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によってＰＶＡ分子に確実に吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を安定的に生成することができた。
【０１７９】
［洗浄工程（Ｇ）］
実施例１又は４の着色積層体９又は架橋された着色積層体９’は、ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において延伸処理され、ホウ酸水溶液５１から取り出される。取り出された偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０は、好ましくは、そのままの状態で、洗浄工程（Ｇ）に送られる。洗浄工程（Ｇ）は、薄型高性能偏光膜３の表面に付着した不要残存物を洗い流すことを目的とする。洗浄工程（Ｇ）を省き、取り出された偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０を直接乾燥工程（Ｈ）に送り込むこともできる。しかしながら、この洗浄処理が不十分であると、光学フィルム積層体１０の乾燥後に薄型高性能偏光膜３からホウ酸が析出することもある。具体的には、光学フィルム積層体１０を洗浄装置８０に送り込み、薄型高性能偏光膜３のＰＶＡが溶解しないように、液温３０℃のヨウ化カリウムを含む洗浄液８１に１〜１０秒間浸漬する。洗浄液８１中のヨウ化カリウム濃度は、０．５〜１０重量％程度である。
【０１８０】
［乾燥工程（Ｈ）］
洗浄された光学フィルム積層体１０は、乾燥工程（Ｈ）に送られ、ここで乾燥される。次いで、乾燥された光学フィルム積層体１０は、乾燥装置９０に併設された巻取装置９１によって、連続ウェブの光学フィルム積層体１０として巻き取られ、薄型高性能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０のロールが生成される。乾燥工程（Ｈ）として、任意の適切な方法、例えば、自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥を採用することができる。実施例１及び実施例４はいずれにおいても、オーブンの乾燥装置９０において、６０℃の温風で、２４０秒間、乾燥を行った。
【０１８１】
［貼合せ／転写工程（Ｉ）］
本発明は、上述したように、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる２段階延伸工程で延伸されることにより、光学特性が上述の所望の条件を満足するように構成された、二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜を使用する光学フィルム積層体ロールの製造方法を提供するものである。
【０１８２】
この光学フィルム積層体を形成するために、例えば非晶性ＰＥＴ基材のような熱可塑性樹脂基材上に製膜された、厚み１０μｍ以下の、例えば上述した実施例により製造された厚み３μｍの偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０が、欠点検査を経た後、ロール状に巻かれて、光学フィルム積層体のロールとなる。この本発明の方法により形成される光学フィルム積層体ロールは、例えば図１０に示す貼合せ／転写工程（Ｉ）において使用される。この貼合せ／転写工程（Ｉ）においては、光学フィルム積層体１０は、ロールから繰り出され、このロールから繰り出された光学フィルム積層体１０に対し、以下のような貼合せ処理と転写処理とを同時に行うことができる。
【０１８３】
製造される偏光膜３の厚みは、延伸による薄膜化によって１０μｍ以下、通常は、僅か２〜５μｍ程度にすぎない状態にされる。このような薄い偏光膜３を単層体として扱うことは難しい。従って、偏光膜３は、該偏光膜が製膜された熱可塑性基材、例えば非晶性ＰＥＴ基材上にそのまま残された状態で、光学フィルム積層体１０として扱うか、又は、他の光学機能フィルム４に貼合せ／転写することによって光学機能フィルム積層体１１として扱うことになる。
【０１８４】
図９及び図１０に示す貼合せ／転写工程（Ｉ）においては、連続ウェブの光学フィルム積層体１０に含まれる偏光膜３と、別に準備される光学機能フィルム４とを貼合せながら巻き取り、その巻き取り工程において、偏光膜３を光学機能フィルム４に転写しながら非晶性ＰＥＴ基材を剥離することによって、光学機能フィルム積層体１１が生成される。具体的には、貼合せ／転写装置１００に含まれる繰出／貼合せ装置１０１によって光学フィルム積層体１０がロールから繰り出され、繰り出された光学フィルム積層体１０の偏光膜３が、巻取／転写装置１０２によって光学機能フィルム４に転写され、その過程で、偏光膜３が基材１から剥離されて、光学機能フィルム積層体１１が生成される。
【０１８５】
乾燥工程（Ｈ）において巻取装置９１によってロール状に巻き取られたた光学フィルム積層体１０、或いは貼合せ／転写工程（Ｉ）によって生成される光学機能フィルム積層体１１は、種々異なる形態とすることができる。
【０１８６】
［様々な製造条件による偏光膜の光学特性］
（１）不溶化工程による偏光膜の光学特性の向上（実施例１〜４）
すでに図８を用いて説明した通り、実施例１〜４に基づいて製造されたそれぞれの偏光膜は、いずれも上述した技術的課題を克服するものであり、これらの光学特性は、大型表示素子を用いた液晶テレビ用の光学的表示装置として求められる要求性能を満たすものである。さらに、図８から明らかなように、実施例１の不溶化処理が施されていない偏光膜の光学特性は、第１不溶化処理及び／又は第２不溶化処理が施された実施例２〜４の偏光膜の光学特性のいずれよりも低い。それぞれの光学特性を比較すると、（実施例１）＜（第１不溶化処理のみが施された実施例３）＜（第２不溶化処理のみが施された実施例２）＜（第１及び第２不溶化処理が施された実施例４）の順に光学特性が高くなる。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程に加えて、第１及び／又は第２不溶化工程を有する製造方法によって製造された偏光膜は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。
【０１８７】
（２）ＰＶＡ系樹脂層の厚みによる偏光膜の光学特性への影響（実施例５）
実施例４においては、厚み７μｍのＰＶＡ層を延伸して厚み３μｍの偏光膜が形成された。これに対して、実施例５は、先ず厚み１２μｍのＰＶＡ層を形成し、このＰＶＡ層を延伸して厚み５μｍの偏光膜を形成した。その他は、同一の条件で偏光膜を製造した。
【０１８８】
（３）非晶性ＰＥＴ基材を異にした偏光膜の光学特性への影響（実施例６）
実施例４においてはイソフタル酸をＰＥＴに共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いたのに対して、実施例６おいては、ＰＥＴに対して変性基として１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。実施例６においては、この点を除き実施例４と同一の条件で偏光膜を製造した。
【０１８９】
図１３を参照すると、実施例４〜６に基づく方法により製造された偏光膜の光学特性に有意差がないことが分かる。このことは、ＰＶＡ系樹脂層の厚み及び非晶性エステル系熱可塑性樹脂の種類が得られた偏光膜の光学特性に、認識できるほどの影響を与えないことを示すものと考えられる。
【０１９０】
（４）空中補助延伸倍率による偏光膜の光学特性の向上（実施例７〜９）
実施例４においては、第１段の空中補助延伸及び第２段のホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率が１．８倍及び３．３倍であったが、実施例７〜９においては、それぞれの延伸倍率を１．２倍及び４．９倍と、１．５倍及び４．０と、２．５倍及び２．４倍とした。これらの実施例においては、この点を除き、実施例４と同様の条件で偏光膜を製造した。例えば、空中補助延伸の延伸温度は１３０℃であり、液温７５℃のホウ酸水溶液を用いてホウ酸水中延伸を行った。実施例８，９の総延伸倍率は、６．０倍となり、実施例４において空中補助延伸倍率１．８倍としたときの総延伸倍率５．９４倍に匹敵するものであった。しかしながら、これに対して、実施例７の総延伸倍率は、５．８８倍が限界であった。これは、ホウ酸水中延伸において、延伸倍率を４．９倍以上にすることができなかった結果である。このことは、図２０を用いて説明した、第１段の空中補助延伸倍率と総延伸倍率との相関関係に及ぼす非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の影響と推定される。
【０１９１】
図１４を参照すると、実施例７〜９による偏光膜は、いずれも、実施例４の場合と同様に、薄型偏光膜の製造に関連する技術的課題を克服し、光学的表示装置に必要な要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例７＜実施例８＜実施例４＜実施例９の順に光学特性が高くなる。このことは、第１段の空中補助延伸の延伸倍率が１．２倍から２．５倍の範囲内で設定された場合に、第２段のホウ酸水中延伸による最終的な総延伸倍率が同程度に設定されたとしても、第１段の空中補助延伸が高延伸倍率に設定された偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１の空中補助延伸を高延伸倍率に設定することによって、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。
【０１９２】
（５）空中補助延伸温度による偏光膜の光学特性の向上（実施例１０〜１２）
実施例４においては空中補助延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１０〜１２においては、それぞれの空中補助延伸温度を９５℃、１１０℃、１５０℃に設定した。いずれもＰＶＡのガラス転移温度Ｔｇより高い温度である。これらの実施例においては、この点を除き、例えば空中補助延伸倍率を１．８倍とする点、ホウ酸水中延伸における延伸倍率を３．３倍とする点を含み、実施例４と同様の条件で偏光膜を製造した。実施例４の空中補助延伸温度は１３０℃である。実施例４を含め、これらの実施例は、延伸温度を９５℃、１１０℃、１３０℃、及び１５０℃とすることの違いを除くと、製造条件は全て同じである。
【０１９３】
図１５を参照すると、実施例４、１０〜１２による偏光膜は、いずれも、薄型偏光膜の製造に関連する技術的課題を克服し、光学的表示装置に必要とされる要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１０＜実施例１１＜実施例４＜実施例１２の順に光学特性が高くなる。このことは、第１段の空中補助延伸温度をガラス転移温度より高く、９５℃倍から１５０℃へと順次高くなるように温度環境を設定した場合には、第２段のホウ酸水中延伸による最終的な総延伸倍率が同じに設定されたとしても、第１段の空中補助延伸温度がより高く設定された偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１の空中補助延伸温度をより高く設定することによって、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。
【０１９４】
（６）総延伸倍率による偏光膜の光学特性の向上（実施例１３〜１５）
実施例４においては、第１段の空中補助延伸倍率が１．８倍及び第２段のホウ酸水中延伸倍率が３．３倍と設定された。これに対して、実施例１３〜１５においては、それぞれの第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを、２．１倍、３．１倍、３．６倍とした。これは、実施例１３〜１５における総延伸倍率が、５．０４倍（約５倍）、５．５８倍（約５．５倍）、６．４８倍（約６．５倍）になるように設定したことを意味するものである。実施例４の総延伸倍率は５．９４倍（約６倍）である。実施例４を含め、これらの実施例は、５倍、５．５倍、６．０倍、６．５倍の総延伸倍率の違いを除くと製造条件は全て同じである。
【０１９５】
図１６を参照すると、実施例４、１３〜１５の偏光膜は、いずれも、薄型偏光膜の製造に関連する技術的課題を克服し、液晶表示装置に必要とされる要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１３＜実施例１４＜実施例４＜実施例１５の順に光学特性が高くなる。このことは、いずれの第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、総延伸倍率を５倍、５．５倍、６．０倍、６．５倍へと順次高くなるように第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを設定した場合には、最終的な総延伸倍率がより高く設定された偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１段の空中補助延伸と第２段のホウ酸水中延伸との総延伸倍率をより高く設定することによって、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。
【０１９６】
（７）固定端一軸延伸における総延伸倍率による偏光膜の光学特性の向上（実施例１６〜１８）
実施例１６〜１８は、以下の相違点を除き、実施例４と同一の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸方法にある。実施例４においては自由端一軸による延伸方法が用いられているのに対して、実施例１６〜１８においては、いずれも固定端一軸による延伸方法を採用している。これらの実施例は、いずれも第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、それぞれの第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを３．３倍、３．９倍、４．４倍とした。このことにより、実施例１６の場合、総延伸倍率が５．９４倍（約６倍）であり、実施例１７の場合には、７．０２倍（約７倍）、さらに実施例１８の場合には、７．９２倍（約８倍）となる。実施例１６〜１８は、この点を除くと製造条件は全て同じである。
【０１９７】
図１７を参照すると、実施例１６〜１８による偏光膜は、いずれも、薄型偏光膜の製造に関連する技術的課題を克服し、光学的表示装置に必要とされる要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１６＜実施例１７＜実施例１８の順に光学特性が高くなる。このことは、いずれの第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、総延伸倍率を６倍、７倍、８倍へと順次高くなるように第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを設定した場合には、最終的な総延伸倍率がより高く設定された偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、固定端一軸延伸方法による第１段の空中補助延伸と第２段のホウ酸水中延伸との総延伸倍率をより高く設定することによって、製造される偏光膜、又は偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。さらに、第１段の空中補助延伸に固定端一軸延伸方法を用いる場合には、第１段の空中補助延伸に自由端一軸延伸方法を用いる場合に比べて、最終的な総延伸倍率をより高くすることができることも確認した。
【表２】
【０１９８】
［比較例３］
比較例３は、比較例１の場合と同様の条件で、２００μｍ厚のＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させてＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、積層体を、液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。具体的には、着色積層体は、積層体を液温３０℃の０．３重量％濃度のヨウ素及び２．１重量％濃度のヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。次に、延伸温度を６０℃に設定したホウ酸水中延伸によって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を延伸倍率が５．０倍になるように自由端一軸に延伸することで、ＰＥＴ樹脂基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を種々生成した。
【０１９９】
［参考例１］
参考例１は、樹脂基材として、結晶性ポリエチレンテレフタレート（以下、「結晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させて結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。結晶性ＰＥＴのガラス転移温度は８０℃である。次に、生成された積層体を１１０℃に設定した空中高温延伸によって延伸倍率が４．０倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例１の場合、延伸温度１１０℃の空中高温延伸において、積層体を４．０倍以上に延伸することができなかった。
【０２００】
延伸積層体は、次の染色工程によって、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体に生成された。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。このように、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。次に、生成された着色積層体を架橋処理する。具体的には、液温が４０℃で、ホウ酸３％、ヨウ化カリウム３％からなるホウ酸架橋水溶液に６０秒間、浸漬することによって着色積層体に架橋処理を施した。参考例１は、架橋処理が施された着色積層体が実施例４の光学フィルム積層体に相当する。したがって、洗浄工程、乾燥工程、貼合せ及び／又は転写工程は、いずれも実施例４の場合と同様である。
【０２０１】
［参考例２］
参考例２は、樹脂基材として、参考例１の場合と同様に、結晶性ＰＥＴ基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、生成された積層体を１００℃の空中高温延伸によって延伸倍率が４．５倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例２の場合、延伸温度１００℃の空中高温延伸において、積層体を４．５倍以上に延伸することができなかった。
【０２０２】
次に、延伸積層体から着色積層体を生成した。着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。参考例２は、参考例１の場合と同様に、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。
【０２０３】
［参考例３］
参考例３は、樹脂基材として、参考例１又は２の場合と同様に、結晶性ＰＥＴ基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、生成された積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を種々生成した。しかる後に、生成された着色積層体を９０℃の空中高温延伸によって、延伸倍率が４．５倍になるように自由端一軸に延伸し、着色積層体から偏光膜に相当するヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、着色積層体から生成された延伸積層体に含まれるヨウ素を吸着させたＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例３の場合、延伸温度９０℃の空中高温延伸において、積層体を４．５倍以上に延伸することができなかった。
【０２０４】
［測定方法］
［厚みの測定］
非晶性ＰＥＴ基材、結晶性ＰＥＴ基材、及びＰＶＡ層の厚みは、デジタルマイクロメーター（アンリツ社製ＫＣ−３５１Ｃ）を用いて測定した。
【０２０５】
［透過率及び偏光度の測定］
偏光膜の単体透過率Ｔ、平行透過率Ｔｐ、直交透過率Ｔｃは、紫外可視分光光度計（日本分光社製Ｖ７１００）を用いて測定した。これらのＴ、Ｔｐ、Ｔｃは、ＪＩＳ Ｚ
８７０１の２度視野（Ｃ光源）により測定して視感度補正を行なったＹ値である。
偏光度Ｐを上記の透過率を用い、次式により求めた。
偏光度Ｐ（％）＝｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝1/2×１００
【０２０６】
（ＰＥＴの配向関数の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＥＴ樹脂層表面の評価を行った。配向関数の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの１３４０ｃｍ-1の吸収強度を用いて、以下に記した（式４）（出典：Ｈ. Ｗ. Ｓｉｅｓｌｅｒ,Ａｄｖ. Ｐｏｌｙｍ. Ｓｃｉ. , ６５, １（１９８４））に従い算出した。なお、ｆ＝１のとき完全配向、ｆ＝０のときランダムとなる。また、１３４０ｃｍ-1のピークは、ＰＥＴのエチレングリコールユニットのメチレン基起因の吸収といわれている。
（式４）ｆ＝（３＜ｃｏｓ2θ＞−１）／２
＝［（Ｒ−１）（Ｒ0＋２）］／［（Ｒ＋２）（Ｒ0−１）］
＝（１−Ｄ）／［ｃ（２Ｄ＋１）］
＝−２×（１−Ｄ）／（２Ｄ＋１）
但し
ｃ＝（３ｃｏｓ2β−１）／２
β＝９０ｄｅｇ
θ：延伸方向に対する分子鎖の角度
β：分子鎖軸に対する遷移双極子モーメントの角度
Ｒ0＝２ｃｏｔ2β
１／Ｒ＝Ｄ＝（Ｉ⊥）／（Ｉ／／）
（ＰＥＴが配向するほどＤの値が大きくなる。）
Ｉ⊥：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの吸収強度
Ｉ／／：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの吸収強度
【０２０７】
（ＰＶＡの配向関数の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＶＡ樹脂層表面の評価を行った。配向関数の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの２９４１ｃｍ-1の吸収強度を用いて、以下に記した（式４）（出典：Ｈ. Ｗ. Ｓｉｅｓｌｅｒ,Ａｄｖ. Ｐｏｌｙｍ. Ｓｃｉ. , ６５, １（１９８４））に従い算出した。また、下記強度Ｉは３３３０ｃｍ-1を参照ピークとして、２９４１ｃｍ-1／３３３０ｃｍ-1の値を用いた。なお、ｆ＝１のとき完全配向、ｆ＝０のときランダムとなる。また、２９４１ｃｍ-1のピークは、ＰＶＡの主鎖（−ＣＨ２−）の振動起因の吸収といわれている。
（式４）ｆ＝（３＜ｃｏｓ2θ＞−１）／２
＝［（Ｒ−１）（Ｒ0＋２）］／［（Ｒ＋２）（Ｒ0−１）］
＝（１−Ｄ）／［ｃ（２Ｄ＋１）］
＝−２×（１−Ｄ）／（２Ｄ＋１）
但し
ｃ＝（３ｃｏｓ2β−１）／２
β＝９０ｄｅｇ
θ：延伸方向に対する分子鎖の角度
β：分子鎖軸に対する遷移双極子モーメントの角度
Ｒ0＝２ｃｏｔ2β
１／Ｒ＝Ｄ＝（Ｉ⊥）／（Ｉ／／）
（ＰＶＡが配向するほどＤの値が大きくなる。）
Ｉ⊥：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの吸収強度
Ｉ／／：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの吸収強度
【０２０８】
（ＰＶＡの結晶化度の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＶＡ樹脂層表面の評価を行った。結晶化度の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの１１４１ｃｍ-1及び１４４０ｃｍ-1の強度を用いて、下式に従い算出した。事前に、１１４１ｃｍ-1の強度の大きさが結晶部分の量と相関性があることを確認しており、１４４０ｃｍ-1を参照ピークとして下記式より結晶化指数を算出している（式６）。更に、結晶化度が既知のＰＶＡサンプルを用いて、事前に結晶化指数と結晶化度の検量線を作成し、検量線を用いて結晶化指数から結晶化度を算出している（式５）。
結晶化度 ＝ ６３．８×（結晶化指数）−４４．８ （式５）
結晶化指数 ＝ （（Ｉ（１１４１ｃｍ-1）0° ＋ ２×Ｉ（１１４１ｃｍ-1）90° ）/ ３）/（（Ｉ（１４４０ｃｍ-1）0° ＋ ２×Ｉ（１４４０ｃｍ-1）90° ）/ ３）
（式５）
但し
Ｉ（１１４１ｃｍ-1）0°：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの１１４１ｃｍ-1の強度
Ｉ（１１４１ｃｍ-1）90°：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの１１４１ｃｍ-1の強度
Ｉ（１４４０ｃｍ-1）0°：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの１４４０ｃｍ-1の強度
Ｉ（１４４０ｃｍ-1）90°：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの１４４０ｃｍ-1の強度
【０２０９】
［偏光膜の使用例］
図１１及び図１２に、上述の偏光膜を使用した光学的表示装置の実施形態を例示的に示す。
【０２１０】
図１１は、有機ＥＬ表示装置の最も基本的な実施形態を示す断面図であり、この表示装置２００は、有機ＥＬ表示パネルである光学的表示パネル２０１を備え、該表示パネル２０１の一方の面に、光学的に透明な粘着剤層２０２を介して偏光膜２０３が接合される。該偏光膜２０３の外側の面には、１／４波長位相差フィルム２０４が接着される。任意ではあるが、光学的表示装置の視認側となる保護層２０４の外側には、破線で示すように、透明なウインドウ２０５を配置することができる。
【０２１１】
層や膜などを接合又は接着させる材料としては、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系、イソシアネート系、ポリビニルアルコール系、ゼラチン系、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステルなどのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。
【０２１２】
偏光膜２０３は、上述したように、厚み１０μｍ以下で、前述した光学特性を満足させるものである。この偏光膜２０３は、従来この種の光学的表示装置に使用されている偏光膜に比べて非常に薄いので、温度又は湿度条件で発生する伸縮による応力が極めて小さくなる。したがって、偏光膜の収縮によって生じる応力が隣接する表示パネル２０１に反り等の変形を生じさせる可能性が大幅に軽減され、変形に起因する表示品質の低下を大幅に抑制することが可能になる。この構成において、粘着剤層２０２として、拡散機能を備えた材料を使用するか、或いは、粘着剤層と拡散剤層の２層構成とすることもできる。
【０２１３】
粘着剤層２０２の接着力を向上させる材料として、例えば特開２００２−２５８２６９号公報（特許文献１２）、特開２００４−０７８１４３号公報（特許文献１３）、特開２００７−１７１８９２号公報（特許文献１４）に記載のあるようなアンカー層を設けることもできる。バインダー樹脂としては粘着剤の投錨力を向上出来る層であれは特に制限はなく、具体的には、例えば、エポキシ系樹脂、イソシアネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、分子中にアミノ基を含むポリマー類、エステルウレタン系樹脂、オキサゾリン基などを含有する各種アクリル系樹脂などの有機反応性基を有する樹脂（ポリマー）を用いることができる。
【０２１４】
また、上記アンカー層には、帯電防止性を付与するために、例えば特開２００４−３３８３７９号公報（特許文献１５）に記載のあるように帯電防止剤を添加することもできる。帯電防止性付与のための帯電防止剤としては、イオン性界面活性剤系、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリキノキサリン等の導電性ポリマー系、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム等の金属酸化物系などがあげられるが、特に光学特性、外観、帯電防止効果、および帯電防止効果の加熱、加湿時での安定性という観点から、導電性ポリマー系が好ましく使用される。この中でも、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの水溶性導電性ポリマー、もしくは水分散性導電性ポリマーが特に好ましく使用される。帯電防止層の形成材料として水溶性導電性ポリマーや水分散性導電性ポリマーを用いた場合、塗工に際して有機溶剤による光学フィルム基材への変質を抑えることができる。
【０２１５】
図１２は、光学的表示パネルとして透過型液晶表示パネル３０１を備える光学的表示装置３００の実施形態を示す。この構成においては、液晶表示パネル３０１の視認側の面に、粘着剤層３０２を介して第１の偏光膜３０３が接合され、該第１の偏光膜３０３に易接着層３０７を介して保護層３０４が接合される。保護層３０４には１／４波長位相差層３０９が接合される。１／４波長位相差層３０９には、任意ではあるが、帯電防止層３０８が形成される。１／４波長位相差層３０９の外側には、これも任意であるが、ウインドウ３０５が配置される。液晶表示パネル３０１の他方の面には、第２の粘着剤層３０２ａを介して第２の偏光膜３０３ａが配置される。第２の偏光膜３０３ａの裏側には、透過型液晶表示装置において周知のように、バックライト３１０が配置される。
【０２１６】
[発明の実施の形態]
次に、本発明に使用することができる光学フィルム積層体の製造の一実施形態を示す図３０について説明する。図９又は図１０に示すように、例えば非晶性ＰＥＴからなる熱可塑性樹脂基材１は、積層体作成装置２０による製膜と、オーブン３０内での空中補助延伸、染色装置４０における２色性色素による染色、及びホウ酸水溶液槽５０における水中延伸を経て、基材１上に厚み１０μｍ以下の、具体的には、厚み３〜４μｍの偏光膜３が形成された光学フィルム積層体４００となって、延伸装置外に送り出される。ここで、光学フィルム積層体４００は、一旦ロール状に巻かれても良いし、そのまま連続的に次工程に送られるようにしても良い。図３０に示される光学フィルム積層体形成装置は、次工程として、セパレータフィルム貼り合せステーション５００と、欠点検査ステーション６００とを備える。
【０２１７】
セパレータフィルム貼り合せステーション５００は、一対の貼り合せローラ５０１、５０２を備える。このセパレータフィルム貼り合せステーション５００においては、光学フィルム積層体４００は、偏光膜３を下側にして貼り合せローラ５０１、５０２間に送り込まれる。セパレータフィルム５０３は、セパレータフィルム５０３のロール５０３ａから繰り出され、光学フィルム積層体４００の下側に重なる状態で貼り合せローラ５０１、５０２間に送り込まれる。重ねられる光学フィルム積層体４００とセパレータフィルム５０３の間には、これらが貼り合せローラ５０１、５０２間に入る直前に、粘着剤５０４ａが層状に付与される。したがって、光学フィルム積層体４００とセパレータフィルム５０３とが貼り合せローラ５０１、５０２を出るときには、光学フィルム積層体４００の偏光膜３の面に粘着剤層５０４を介してセパレータフィルム５０３が積層されたセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０が形成される。この段階で、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０は、一旦ロールに巻いても良い。セパレータフィルム５０３は、粘着剤層５０４に面する側の表面が離型処理されており、その粘着剤層５０４に対する接着力は、偏光膜３と粘着剤層５０４との間の接着力よりも弱くされている。したがって、後述するように、セパレータフィルム５０３が光学フィルム積層体４００から剥がされるとき、粘着剤層５０４は、光学フィルム積層体４００の側に残されるようになる。この粘着剤層５０４は、光学フィルム積層体４００が表示パネル等の他の部材に貼り付けられるときの、粘着剤層として使用される。
【０２１８】
欠点検査ステーション６００は、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０の基材１の表面に基準点マークＭを印字する基準点印字手段６１０を備える。この基準点印字手段６１０は、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０の送り方向先導端付近の適切な個所に、該セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０の長さ方向位置の基準となる標識を付与するものである。
【０２１９】
図３０に示す例では、貼り合せローラ５０１、５０２の対を出たセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０は、そのまま基準点印字手段６１０を通って送られる。印字手段６１０の下流側には側長ローラ６１１からなる送り量計測手段が配置されている。この測長ローラ６１１は、その回転量により、該測長ローラ６１１を通って送られたセパレータフィルム付光学フィルム積層体の送り量を計測し、計測信号を、光学フィルム積層体形成装置に設けられた記憶演算部６２０の積層体送り量演算手段６２０ａに送信する。
【０２２０】
欠点検査ステーション６００は、測長ローラ６１１より送り方向下流側にセパレータフィルム剥離部６０１を備える。このセパレータフィルム剥離部６０１は、一対の案内ローラ６０２、６０３と、剥離されたセパレータフィルム５０３を案内する剥離フィルム案内ローラ６０４、及び剥離されたセパレータフィルム５０３を巻き取る巻き取りローラ６０５を有する。セパレータフィルム５０３が剥離された光学フィルム積層体４００は、偏光膜３の表面に粘着剤層５０４が残された形態である。この粘着剤層５０４を有する光学フィルム積層体４００は、欠点検査部６３０に送られる。欠点検査部６３０は、基準点読取り手段６３１と、光源６３２及び光検知部材６３３からなる透過光検出方式の光学的欠点検出手段とにより構成される。基準点読取り手段６３１の読取り信号は、記憶演算部６２０の基準点読取り時間記憶手段６２０ｂに送られて、基準点が検出された時刻が記憶される。光学的欠点検出手段からの欠点検出信号は、記憶演算部６２０の欠点検出時間演算手段６２０ｃに送られ、該欠点検出時間演算手段６２０ｃは、その欠点が検出された時刻を演算して記憶する。積層体送り量演算手段６２０ａと、基準点読取り時間記憶手段６２０ｂ、及び欠点検出時間演算手段６２０ｃからの信号は、光学フィルム積層体形成装置に設けられた制御装置６７０の欠点位置演算部６７２に入力され、欠点位置演算部６７２は、これらの入力を受けて、基準点マークＭからの欠点の位置を演算し、欠点位置信号を、記憶演算部６２０の欠点マーク印字指令生成部６２０ｄに送る。
【０２２１】
欠点検査ステーション６００を通った光学フィルム積層体４００は、次に、セパレータフィルム貼り付けステーション６４０に通される。このセパレータフィルム貼り付けステーション６４０は、セパレータフィルム５０３のロール５０３ａから繰り出されるセパレータフィルム５０３を、光学フィルム積層体４００の偏光膜３上に残された粘着剤層５０４により該光学フィルム積層体４００に貼り合せるための貼り合せローラ６４１、６４２を備える。貼り合せローラ６４１、６４２を出た光学フィルム積層体４００は、セパレータフィルム５０３が貼り付けられたセパレータ付光学フィルム積層体５１０である。ここで貼り付けられるセパレータフィルム５０３としては、セパレータフィルム剥離部６２０において剥離されたセパレータフィルムを使用してもよいし、別に準備したセパレータフィルムを使用してもよい。
【０２２２】
貼り合せローラ６４１、６４２を出たセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０は、任意に設けられる第２の欠点検査ステーション６５０に通される。この第２の欠点検査ステーション６５０は、基準点検出手段６５１と、光学的欠点検出手段６５２とを備える。光学的欠点検出手段６５２は、セパレータ付光学フィルム積層体５１０のセパレータフィルム５０３の表面に光を照射する光源６５２ａと、セパレータフィルム５０３の表面からの反射光を受ける受光部６５２ｂとからなる。この光学的欠点検出手段６５２は、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０における粘着剤層５０４の欠陥、特にその表面欠陥を検出する。基準点検出手段６５１の検出信号は、基準点読取り時間記憶手段６２０ｂに送られ、受光部６５２ｂの検出信号は、欠点検出時間演算手段６２０ｃに送られる。
【０２２３】
第２の欠点検査ステーション６５０を通過したセパレータ付光学フィルム積層体５１０は、測長ローラ６６０を備える送り量計測手段を通って送られ、積層体５１０の送り量が計測される。この計測された送り量を表す信号は、光学フィルム積層体形成装置に設けられた制御装置６７０の基準点照合部６７１に送られる。測長ローラ６６０の下流側には基準点読取手段６６１が設けられ、該基準点読取手段６６１は、光学フィルム積層体４００上に形成された基準点のマークＭを読み取って、該マークＭが通過した時刻に関する情報の信号を制御装置６７０の基準点照合部６７１に送る。基準点照合部６７１は、測長ローラ６６０及び基準点読取手段６６１からの信号を受けて、基準点マークＭからの積層体の送り量に関する信号を、記憶演算手段６２０の欠点印字指令生成部６２０ｄに入力する。欠点印字指令生成部６２０ｄは、欠点位置演算部６７２からの欠点位置信号と、基準点照合部６７１からの送り量信号とに基づいて、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０上の欠点の位置に欠点マークＤを印字する印字指令を生成する。この印字指令は、基準点読取手段６６１の下流側に配置されたマーク印字装置６６２に与えられ、該マーク印字装置６６２を作動させて、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０の熱可塑性樹脂機材上の、欠点に対応する位置に欠点マークＤを印字する。印字されたセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０は、ロール６８０として巻き取られる。
【０２２４】
上記実施形態では、欠点位置は欠点マークＤとして積層体５１０上に印字されるものとして説明したが、代替的には、個々の積層体５１０のロール６８０に該ロールを識別する識別記号を付し、他方では、欠点位置を積層体５１０のロール６８０を識別する識別記号に関連させて、記憶演算部６２０に記憶されておくようにすることもできる。このような構成においては、該積層体５１０のロール６８０を使用する後工程において、該ロールの識別記号に基づいて、記憶演算部から該ロールの欠点位置を読み出し、光学フィルム積層体の欠点位置を認定することができる。この場合には、ロール６８０に巻かれる際の積層体５１０の後尾端が、ロール６８０から送り出される際の先導端となるため、該後尾端にも基準点を印字しておき、後尾端に印字された基準点と先導端に印字された基準点との間の距離から、該後尾端の基準点と欠点位置との関係を把握することができる。
【０２２５】
図３１は、本発明の他の実施形態を示す図３０と同様の、光学的積層体ロールの製造工程の概略図である。図３１において、図３０の実施形態におけるものと対応する部分は、図３０と同一の符号を付して、説明は省略する。図３１の実施形態が図３０の実施形態と異なる点は、光学フィルム積層体４００の偏光膜３の側にセパレータフィルム５０３が接合される前に、該偏光膜３の面に光学機能フィルム８００が接着剤８０１により接着されることである。光学機能フィルム８００は、先に述べた１／４波長位相差フィルム、視野角補償用フィルム、その他、この種の技術分野において使用されている光学的補償用フィルムのいずれであってもよい。この光学機能フィルム８００は、ロール８００ａから繰り出され、案内ロール８０２を介して送られて、対をなす貼り付けロール８０３、８０４により光学フィルム積層体４００に接着され、光学フィルム中間積層体５１０ａとなる。したがって、この実施形態では、セパレータフィルム５０３は、該光学機能フィルム８００の上に粘着剤層５０４を介して貼り付けられて、光学フィルム積層体５１０ｂが形成される。その他の点では、この実施形態は、図３０に示す実施形態と同一である。
【０２２６】
図３２に示す実施形態は、図３１に示す実施形態とは異なり、光学フィルム積層体４００の偏光膜３の側にセパレータフィルム５０３は接合されず、代わりに、該偏光膜３の面に光学機能フィルム８００が接着剤８０１により接着される。光学機能フィルム８００が接着された後で、延伸に使用した熱可塑性樹脂基材１が、剥離ローラ８１０、８１１において偏光膜３から剥がされ、光学フィルム中間積層体５１０ｃが形成される。剥がされた基材１は、案内ローラ８１２を経てロール８１３に巻き取られる。
【０２２７】
基材１が剥がされた光学フィルム中間積層体５１０ｃは、光学機能フィルム８００の面上に、基準点印字手段６１０により基準点を表すマークＭが印字される。次いで、光学フィルム中間積層体５１０ｃは、測長ローラ６１１を通ってセパレータフィルム貼り付けステーション５００Ａに送られる。このセパレータフィルム貼り付けステーション５００Ａでは、セパレータフィルム５０３のロール５０３ａから繰り出されたセパレータフィルム５０３が、光学フィルム中間積層体５１０ｃの基材１が剥がされた面に重なるように送り込まれ、セパレータフィルム５０３と偏光膜３との間に粘着剤５０４ａが粘着剤層５０４を形成するように供給され、該セパレータフィルム５０３は、この粘着剤層５０４を介して、貼り付けローラ５０１、５０２により偏光膜３に貼り付けられ、光学フィルム積層体５１０ｄが形成される。
【０２２８】
この光学フィルム積層体５１０ｄは、剥離ローラ６０２、６０３を通る位置でセパレータフィルム５０３が剥がされて、光学フィルム中間積層体５１０ｃの偏光膜３に粘着剤層５０４が付着した層構成の積層体となる。この積層体は、欠点検査ステーション６３０を経てセパレータフィルム貼り付けステーション６４０に送られ、該ステーション６４０において、積層体の偏光膜３の面にある粘着剤層５０４により、セパレータフィルム５０３が積層体に接合されて、光学フィルム積層体５１０ｄが形成される。欠点マークIは、印字装置６６２ａにより、光学機能フィルム８００上に印字される。その他の点では、図３２に示す実施形態は、図３１に示すものと同一である。
【０２２９】
図３３は、本発明のさらに他の実施形態を示す図３２と同様な図である。この実施形態が図３２に示す実施形態と異なる点は、基材１が剥がされた積層体の面にセパレータフィルム５０３を貼り付ける前に、第２の光学機能フィルム８５０が、接着剤８５１により、基材１が剥がされた積層体の偏光膜の面に接着されることである。第２の光学機能フィルム８５０は、ロール８５０ａから繰り出され、案内ローラ８５２を介して送られ、対をなす貼り付けローラ８０３ａ、８０４ａにより、積層体５１０ｃに貼り付けられて、光学フィルム中間積層体５１０ｅが形成される。この実施形態においては、該第２の光学機能フィルム８５０の上に、粘着剤層５０４ａにより形成される粘着剤層５０４を介して、セパレータフィルム５０３が接合されて、光学フィルム積層体５１０ｆが形成される。基準点印字手段６１０と測長ローラ６１１は、セパレータフィルム５０３のための貼り付けローラ５０１、５０２より下流側に配置されているが、その機能は同じである。
【０２３０】
図３４は、本発明において採用することができる長さ方向切断工程の一実施形態を示す斜視図である。この工程において使用されるセパレータフィルム付積層体は、例えば、図３０〜図３３の工程のいずれにより形成されたものでも良いが、ここでは、図３２に示す工程により製造されたセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０ｄのロール６８０に関連して説明する。
【０２３１】
図３４において、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０ｄのロール６８０が積層体繰り出し装置７００に設置される。この装置７００は、ロール６８０を回転自在に支持する支持軸７０１を備えており、該装置７００内には、ロール６８０から繰り出される積層体５１０ｄが送り経路で蛇行するのを抑制するための蛇行制御装置７０２が設けられる。この蛇行制御装置７０２は、積層体５１０ｄの縁部に接触して該縁部の位置を検出する縁部センサー７０２ａを備え、このセンサー７０２ａにより検出された縁部の位置に応じて支持軸７０１の軸方向位置を調節する信号を生成する。
【０２３２】
図示実施形態では、積層体５１０ｄの偏光膜３が長辺と短辺を有する矩形形状の液晶表示パネルに貼り付けられるように構成された光学的表示装置の製造に関連して、偏光膜を適切な寸法に切断するために設けられた切断装置９００が備えられる。この切断装置９００は、広幅のセパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０ｄを、液晶表示パネルの長辺と短辺とにそれぞれ対応する幅の光学フィルム積層体ストリップに切断するように構成されている。
【０２３３】
図３４において、セパレータフィルム付光学フィルム積層体５１０ｄのロール６８０から繰り出された積層体５１０ｄは、蛇行制御装置７０２により蛇行を抑制されて、対の送りローラ９０１、９０２により、長さ方向に送られる。送りローラ９０１、９０２の下流側には、３枚の円盤状回転切断刃９０３ａ、９０３ｂ、９０３ｃが横方向に間隔をもって配置されている。切断刃９０３ａは、積層体５１０ｄの縁部５１０ｈを所定幅だけ切り落とす位置に配置される。切断刃９０３ａと切断刃９０３ｂとの間の間隔は、該積層体５１０ｄの偏光膜３が貼り付けられる液晶表示パネルの短辺の寸法に対応する距離になるように設定される。同様に、切断刃９０３ｂと切断刃９０３ｃとの間の間隔は、該積層体５１０ｄの偏光膜３が貼り付けられる液晶表示パネルの長辺の寸法に対応する距離になるように設定される。また、切断刃９０３ｃは、積層体５１０ｄの縁部５１０ｈとは反対側の縁部を切り落とす作用も果たす。
【０２３４】
切断刃９０３ａと切断刃９０３ｂとにより、液晶表示パネルの短辺に対応する幅の積層体ストリップ９１０ａが形成され、切断刃９０３ｂと切断刃９０３ｃとにより長辺対応の幅を有する積層体ストリップ９１０ｂが形成される。長辺対応幅の積層体ストリップ９１０ｂは、そのまま送りローラ９１１、９１２により長さ方向に送られて、ロール９２０に巻き取られる。短辺対応幅の積層体ストリップ９１０ａは、案内ローラ９１３により、長辺対応幅の積層体ストリップ９１０ｂよりも高い位置に案内され、送りローラ９１４、９１５により長さ方向に送られて、ロール９２１に巻き取られる。
【０２３５】
本発明によれば、上述の実施形態からも理解される通り、連続ウェブ状の光学フィルム積層体、すなわちセパレータフィルム付積層体を、偏光膜３の延伸方向である長さ方向に平行に、所定の幅で切断して、所定幅の連続ウェブ状積層体ストリップを形成するので、偏光膜３の吸収軸の方向は、高い精度で積層体ストリップの長さ方向に一致するようになる。従来は、幅広の光学フィルム積層体をロール状に巻いた状態で所定幅に切断していたが、この方法では、高い精度で偏光膜の吸収軸をストリップの長さ方向に一致させることができなかった。上記実施形態を参照して前述した本発明の方法は、ロール状態で切断する従来の方法に比べて、格段に高い精度をもたらす。上述の実施形態において、切断刃９０３ａ、９０３ｂ、９０３ｃを等間隔に配置すれば、同一幅の２つの積層体ストリップが得られる。また、切断刃を２枚使用すれば、１つの積層体ストリップが形成される。
【０２３６】
図３５は、図３４を参照して上述した工程により製造された積層体ストリップロール９２０、９２１を使用して、偏光膜３を液晶表示パネルＷの両面に、偏光膜３の吸収軸を直交させて貼り付けることにより、液晶表示ユニット１０００を製造する工程を概略的に示すものである。図３５を参照すると、パネルＷの長辺対応幅の積層体ストリップ９１０ｂは、ロール９２０から繰り出され、長さ方向に送られる。ロール９２０から繰り出された積層体ストリップ９１０ｂは、識別情報読取り手段９２０ａの下に通され、識別情報が読み取られる。読み取られた識別情報により積層体ストリップ９１０ｂには欠点が存在しないものと判断された場合には、液晶表示パネルＷの短辺に対応する長さ方向間隔で、積層体ストリップ９１０ｂに対し、長さ方向に対して直角の方向である幅方向に、基材１の表面から偏光膜３及び粘着剤層５０４を通り、セパレータフィルム５０３の面に達する深さまでスリット９２１が形成される。このスリットにより形成される切り込みを「ハーフカット」と呼ぶ。このハーフカットにより積層体ストリップ９１０ｂの長さ方向に隣接する２つの位置に形成されるスリット９２１の間には、光学機能フィルム８００と接着剤層８０１と偏光膜３及び粘着剤層５０４からなる偏光膜積層体シート９２２が形成される。この偏光膜積層体シート９２２は、粘着剤層５０４によりセパレータフィルム５０３に付着した状態にある。セパレータフィルム５０３は、多数の偏光膜積層体シート９２２を剥離可能に支持し、搬送するように作用するので、キャリアフィルムと呼ばれる。
【０２３７】
スリット９２１が形成された積層体ストリップ９１０ｂは、偏光膜貼り合せステーション９５０に送られる。この偏光膜貼り合せステーション９５０には、液晶表示パネルＷが、積層体ストリップ９１０ｂとは反対側から、積層体ストリップ５１０ｂ上の偏光膜積層体シート９２２と同期した関係で送られ、偏光膜積層体シート９２２は、セパレータフィルムすなわちキャリアフィルム５０３から剥がされて、液晶表示パネルＷの上側の面に貼り付けられる。偏光膜３が一方の面に貼り付けられた液晶表示パネルＷは、該液晶表示パネルＷが貼り合せステーション９５０に送り込まれた方向に対して直角方向に、反転旋回部９６０に送られる。
【０２３８】
一方、短辺対応幅の積層体ストリップ９１０ａは、ロール９２１から繰り出され、長さ方向に送られる。ロール９２１から繰り出された積層体ストリップ９１０ａは、識別情報読取り手段９２３の下に通され、識別情報が読み取られる。ここで、積層体ストリップ９１０ａには欠点が存在しないものと判断された場合には、液晶表示パネルＷの長辺に対応する長さ方向間隔で、該積層体ストリップ９１０ａに、長さ方向に対して直角の方向である幅方向に、光学機能フィルム８００の表面から接着剤層８０１と偏光膜３及び粘着剤層５０４を通り、セパレータフィルム５０３の面に達する深さまで、スリット９２４がハーフカットにより形成される。このハーフカットにより、積層体ストリップ９１０ａの長さ方向に隣接する２つの位置に形成されるスリット９２４の間には、光学機能フィルム８００と接着剤層８０１と偏光膜３及び粘着剤層５０４からなる偏光膜積層体シート９２５が形成される。この偏光膜積層体シート９２５は、粘着剤層５０４によりセパレータフィルム５０３に付着した状態にある。
【０２３９】
スリット９２４が形成された積層体ストリップ９１０ａは、第２の偏光膜貼り合せステーション９５１に送られる。偏光膜貼り合せステーション９５１には、片側の面に偏光膜シート９２２が貼り合された液晶表示パネルＷが、積層体ストリップ９１０ａに対して直交する方向に、積層体ストリップ９１０ａ上の偏光膜積層体シート９２５と同期した関係で、反転旋回部６６０において、裏返しに反転され、かつ、９０°旋回された状態で送られる。第２の偏光膜貼り合せステーション９５１において、偏光膜積層体シート９２５は、セパレータフィルム５０３から剥がされて、液晶表示パネルＷの、反転により上側となった面に貼り付けられる。この工程により、液晶表示パネルＷの両側の面には、偏光膜３が、互いの吸収軸を直交させた関係で貼り付けられることになる。
【０２４０】
積層体ストリップ９１０ａにおいて、欠点マークが検出されると、欠点マークの下流側縁部から所定距離だけ下流側に離れた位置と、該欠点マークの上流側縁部から所定距離だけ上流側に離れた位置の２ヶ所において、ハーフカットにより、積層体ストリップ９１０ａに、スリット９２４ａ、９２４ｂが形成される。これらのスリット９２４ａ、９２４ｂ間に形成される偏光膜積層体シート９２５ａは、不良シートとして、偏光膜貼り合せステーションに送られることなく、図示しない不良シート排出機構により、不良シート排出経路に排出される。通常は、スリット９２４ａ、９２４ｂ間に形成される偏光膜積層体シート９２５ａは、２つの隣接するスリット６２４間に形成される正常な偏光膜積層体シート９２５より長さが短い。したがって、不良シートとして廃棄される材料を減少させることができる。しかし、欠点が積層体ストリップ９１０ａの長さ方向に続く長い大きさのものである場合、又は、複数の欠点が積層体ストリップ９１０ａの長さ方向に連なって存在する場合には、不良の偏光膜積層体シート９２５ａは、正常な偏光膜積層体シート９２５より長くなる。このような場合には、不良シートの排出を容易にするために、長い不良の偏光膜積層体シート９２５ａの中間部に追加のスリットを形成して、不良偏光膜シートの長さを短くすることができる。
【０２４１】
積層体ストリップ９１０ｂにおいても、欠点マークが検出されると、欠点マークの下流側縁部から所定距離だけ下流側に離れた位置と、該欠点マークの上流側縁部から所定距離だけ上流側に離れた位置の２ヶ所において、ハーフカットにより、積層体ストリップ９１０ｂに、スリット９２１ａ、９２１ｂが形成される。これらのスリット９２１ａ、９２１ｂ間に形成される偏光膜積層体シート９２２ａは、不良シートとして、偏光膜貼り合せステーションに送られることなく、図示しない不良シート排出機構により、不良シート排出経路に排出される。
【０２４２】
図３６は、積層体ストリップ９１０ａのロール９２１を使用して、液晶表示パネルへの積層体の貼り付けを行う連続貼り付け装置の一例を示す概略図である。この例では、セパレータフィルム５０３が、光学機能フィルム８００と接着剤層８０１と偏光膜３及び粘着剤層５０４からなる偏光膜積層体シート９２５、９２５ａのキャリアフィルムとなる。したがって、以下の説明においては、符号５０３で示されるフィルムをキャリアフィルムと呼び、このキャリアフィルム５０３が積層された積層体を、キャリアフィルム付積層体と呼ぶことがある。
【０２４３】
この連続貼り付け装置は、ロール９２１が製造される工程において、検出された欠点の情報に基づいて、光学フィルム積層体ストリップ９１０ａにスリット９２４を形成するための切断位置Sを定めておき、その切断位置Sについての情報を、記憶装置に格納しておくように構成される。
【０２４４】
切断位置Ｓは、図３７に示されるように、欠点Ｄの位置に対し、その送り方向にみて上流側及び下流側のそれぞれに、所定の距離Ｄ１、Ｄ２だけ離れた位置として定める。この欠点Ｄを挟む２つのスリット切断位置に挟まれる領域は、欠点を含む不良シート９２５ａとなる領域である。さらに、欠点を含まない領域では、積層体が貼り合わせられる液晶表示パネルの長辺に対応する間隔をおいて、スリット切断位置Sが定められる。図３７では、欠点を含まない領域に定められるスリット切断位置の、送り方向に隣接する２つの間の部分が欠点のない正常シート９２５を形成し、積層体送り方向の長さがＸαで示されている。これに対して、欠点Ｄを挟む２つのスリット切断位置の間の上述の不良シート９２５ａの領域は、長さがＸβで示されている。欠点の大きさ及び数によるが、通常は、長さＸβの方がＸαより小さい。
【０２４５】
このスリット切断位置の演算は、例えば図３２に示す装置に示された制御装置６７０において行うようにすることができる。演算されたスリット切断位置情報は、図３２に示される情報媒体６９０に積層体ストリップ９１０ａのロール９２１を識別する識別情報とともに格納することができる。図３６には、連続貼り付け装置に備えられる制御装置７５０が、図３２に示す装置の情報媒体６９０から、上述した識別情報とともに、スリット切断位置情報を受け取るように示されている。受け取られた識別情報とスリット切断位置情報は、図３６に示す連続貼り付け装置１１００の制御装置７５０内の記憶装置７７０に格納される。
【０２４６】
連続貼り付け装置１１００は、積層体ストリップ９１０ａのロール９２１を回転自在に支持するロール支持装置１１１０を備え、該ロール支持装置１１１０に支持された積層体ストリップ９１０ａのロール９２１を積層体送り出し方向に所定の速度で駆動することにより、該ロール９２１から、積層体ストリップ９１０ａが所定の送り速度で送り出される。ロール９２１から送り出された該セパレータ付光学フィルム積層体ストリップ９１０ａは、図３５に関連して説明した識別情報読取り手段９２３を含む識別情報読取装置１１２０を経て、測長ローラ１１３０、１１３１に通される。識別情報読取装置１１２０は、ロール９２１から繰り出された積層体ストリップ９１０ａの識別情報を読み取り、読み取った識別情報を、制御装置７５０の識別情報受信部７６０に送る。測長ローラ１１３０、１１３１は、積層体ストリップ９１０ａの送り量を計測し、その計測した送り量に関する情報を繰出し情報として制御装置７５０に送る。
【０２４７】
測長ローラ１１３０、１１３１を通過した積層体ストリップ９１０ａは、上下動可能に支持され所定の力で下方に弾性的に付勢されたアキュームローラ１１４０を経て、スリット切断ステーションＡに送られる。スリット切断ステーションＡの下流側には、積層体ストリップ９１０ａを所定の速度で送るためのフィードローラ１１７０が配置されており、切断ステーションＡにおいて、切断が行われる僅かな時間の間、該フィードローラ１１７０が停止することにより、積層体ストリップ９１０ａがスリット切断ステーションＡで停止される。フィードローラ１１７０の下流側には、第２のアキュームローラ１１８０が配置されている。このアキュームローラ１１８０は、アキュームローラ１１４０と同じ構成である。
【０２４８】
スリット切断ステーションＡには、スリット切断装置１１５０と、該スリット切断装置１１５０の上流側及び下流側のそれぞれに配置された切断位置確認装置１１６０とを備える。制御装置７５０は、切断位置確認装置１１６０からの確認信号を受けて、識別情報読取装置１１２０からのロール識別情報に基づき記憶装置７７０に格納されているスリット切断位置情報を取得し、切断の指令をスリット切断装置１１５０に送る。スリット切断装置１１５０が作動して、光学フィルム積層体ストリップ９１０ａにスリット９２４が形成されると、フィードローラ１１７０が作動して、キャリアフィルム付光学フィルム積層体ストリップ９１０ａの送りを再び開始する。既に述べたように、キャリアフィルム付光学フィルム積層体ストリップ９１０ａは、アキュームローラ１１４０の上流側では、常時送り駆動されており、スリット切断のため、切断ステーションＡにおいて積層体の送りが停止されたときには、これらアキュームローラ１１４０、１１８０が上下動して、積層体の送り量の差を吸収する。
【０２４９】
スリット切断ステーションＡにおけるスリット切断により形成されるスリット９２４は、セパレータ付光学フィルム積層体ストリップ９１０ａのキャリアフィルム５０３とは反対側から、該キャリアフィルム５０３と粘着剤層５０４との間の界面まで達する深さであり、送り方向に隣接する２つのスリット９２４の間には、光学フィルムのシート９２５、９２５ａが形成される。このシート９２５、９２５ａは、キャリアフィルム５０３に支持された状態で、次工程に送られる。このようにして形成されるシートは、欠点Ｄを含む場合には不良シート９２５ａであり、欠点を含まない場合には正常シート９２５である。
【０２５０】
第２のアキュームローラ１１８０を通過した積層体ストリップ９１０ａは、次に、不良シート排除ステーションＣを通過する。この排除ステーションＣには、制御装置７５０から不良シート９２５ａについての情報が送られ、この情報を受けて、排除ステーションＣに備えられた排除装置１１９０が作動し、不良シート９２５ａを送り経路外に排出する。この排除装置１１９０は、不良シート受取り用フィルム１１９０ａを送り出す受取フィルムロール１１９０ｂと、該受取フィルムロール１１９０ｂから引き出された不良シート受取り用フィルム１１９０ａを引き取るための引取りロール１１９０ｄとからなる。不良シート受取り用フィルム１１９０ａは、受取フィルムロール１１９０ｂから、案内ローラ１１９０ｃを介して引取りロール１１９０ｄに送られる。引取りロール１１９０ｄは、駆動ロールであり、不良シート９２５ａが排除装置１１９０の近くに達したとき駆動されて、不良シート受取り用フィルム１１９０ａを図３６に矢印で示す方向に送るように作動する。積層体ストリップ９１０ａの送り経路には、該積層体ストリップ９１０ａを挟んで案内ローラ１１９０ｃと対向する位置に、積層体経路移動ローラ１１９０ｅが、図３６において左方向に移動可能に配置されている。不良シート９２５ａが排除装置１１９０の近くに達して、引取りロール１１９０ｄが作動を始めると、該経路移動ローラ１１９０ｅが左方向に移動し、積層体ストリップ９１０ａが案内ローラ１１９０ｃに接触するようになるまで該積層体の送り経路を移動させる。この経路の移動により、キャリアフィルム上の不良シート９２５ａは、不良シート受取り用フィルム１１９０ａに移される。これによって、不良シートの排除が完了し、引取りロール１１９０ｄは停止され、経路移動ローラ１１９０ｅは、右方向の元の位置に戻される。
【０２５１】
不良シート排除ステーションＣを通過したキャリアフィルム付積層体ストリップ９１０ａは、直進状態を確認するための直進状態確認装置１２３０を経て、貼合せステーションＢに送られる。この貼合せステーションＢには、該ステーションに送り込まれる正常シート９２５と同期したタイミングで、液晶表示パネルＷが送り込まれる。液晶表示パネルＷは、図３５に示す反転旋回装置９６０から１枚ずつ送り出され、液晶表示パネル搬送装置１３００により、貼合せステーションＢに送られる。
【０２５２】
貼合せステーションＢにおいて、光学フィルム積層体の正常シート９２５は、キャリアフィルム５０３から剥がされて、貼合せステーションＢに送られてきた液晶表示パネルＷの上に重なるように送られる。貼合せステーションＢには貼合せ装置１２００が配置されており、この貼合せ装置１２００は、貼合せステーションＢに送られてきた液晶表示パネルＷの下に位置するように配置された下側貼合せローラ１２００ａと、貼合せステーションＢに送られてきた光学フィルム積層体の正常シート９２５の上に位置する上側貼合せローラ１２００ｂとから構成される。上側貼合せローラ１２００ｂは、図３４に破線で示すように、上下方向に移動可能である。
【０２５３】
貼合せステーションＢには、正常シート先端検出装置１２２０が配置されて、正常シート９２５が貼合せ位置に達したことを検出する。正常シート９２５が貼合せ位置に到達したことが検出されると、上側貼合せローラ１２００ｂが図３６に実線で示す位置に降下し、該正常シートを液晶表示パネルＷに貼り付ける。光学フィルム積層体をキャリアフィルムに接合する粘着剤層５０４は、正常シート９２５がキャリアフィルム５０３から剥がされるときに、該正常シート９２５の側に残り、この粘着剤層５０４によって、正常シート９２５が液晶表示パネルＷに接着される。
【０２５４】
正常シート９２５をキャリアフィルムから剥がすための剥離機構は、鋭角の先端縁部を有する剥離部材１２１１を備える。該剥離部材１２１１は、剥がされたキャリアフィルム５０３を先端縁部において鋭角的に折り返すように作用し、この折り返されたキャリアフィルム５０３は、引取りローラ１２１２により図３６において右方向に引き取られ、ロール１２１０に巻き取られる。キャリアフィルム５０３から剥がされた正常シート９２５は、そのまま送り方向に進んで、貼合せ位置に達する。貼合せ位置では、上側貼合せローラ１２００ｂが図３６に実線で示す位置に降下し、下側貼合せローラ１２００ａとの間に正常シート９２５を挟んで該正常シート９２５を液晶表示パネルＷに圧着し、該液晶表示パネルＷに貼り付ける。この貼り付けステーションＢにおける各部の構成の詳細を図３８に示す。
【０２５５】
以上述べた方法及び装置により、本発明の薄型偏光膜を有する光学フィルム積層体のシートを、連続的に、液晶表示パネルに貼り付けることができる。表示パネルが有機ＥＬ型のパネルである場合には、通常は、偏光膜の貼り付けは、パネルの片側のみへの貼り付けが行われる。
【０２５６】
以上、本発明を特定の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明は、図示し説明した構成以外にも、幾多の変更が可能である。したがって、本発明は、図示し説明した構成に限定されるものではなく、その範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ定められるべきである。
【符号の説明】
【０２５７】
１ 基材
２ ＰＶＡ系樹脂層
３ 偏光膜
４ 光学機能フィルム
５ 第２光学機能フィルム
７ ＰＶＡ系樹脂層を含む積層体
８ 延伸積層体
８’ 延伸積層体のロール
８’’ 不溶化された延伸積層体
９ 着色積層体
９’ 架橋された着色積層体
１０ 光学フィルム積層体
１０ａ 粘着剤層付光学フィルム積層体
１１ 光学機能フィルム積層体
２０ 積層体作製装置
２１ 塗工手段
２２ 乾燥手段
２３ 表面改質処理装置
３０ 空中補助延伸処理装置
３１ 延伸手段
３２ 巻取装置
３３ オーブン
４０ 染色装置
４１ 染色液
４２ 染色浴
４３ 繰出装置
５０ ホウ酸水中処理装置
５１ ホウ酸水溶液
５２ ホウ酸浴
５３ 延伸手段
６０ 不溶化処理装置
６１ ホウ酸不溶化水溶液
７０ 架橋処理装置
７１ ホウ酸架橋水溶液
８０ 洗浄装置
８１ 洗浄液
９０ 乾燥装置
９１ 巻取装置
１００ 貼合せ／転写装置
１０１ 繰出／貼合せ装置
１０２ 巻取／転写装置
（Ａ） 積層体作製工程
（Ｂ） 空中補助延伸工程
（Ｃ） 染色工程
（Ｄ） ホウ酸水中延伸工程
（Ｅ） 第１不溶化工程
（Ｆ） 第２不溶化を含む架橋工程
（Ｇ） 洗浄工程
（Ｈ） 乾燥工程
（Ｉ） 貼合せ／転写工程
２００ 貼合せ装置
２００ｂ 上側貼合せローラ
５００ セパレータフィルム貼り付けステーション
５０３ セパレータフィルム
６８０ 光学フィルム積層体ロール
６３０、６５０ 欠点検出部
Ｗ 液晶表示パネル
６７０ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長辺寸法と短辺寸法とを有する矩形形状の光学パネルの２つの表面の少なくとも一方に、偏光膜を貼り付けることにより光学的パネル組立体を製造する方法であって、
連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成した積層体に対し、
空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、総延伸倍率が５倍〜８.５倍となるように長さ方向に１軸延伸して、前記ポリビニルアルコール系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする延伸工程と、
前記ポリビニルアルコール系樹脂膜に二色性物質を吸着させる吸着工程と、
を行って、厚みが１０μｍ以下で前記長さ方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系樹脂層からなる偏光膜を形成することにより、少なくとも前記偏光膜を含む連続ウェブ状の光学フィルム積層体を形成する段階と、
前記光学フィルム積層体に、粘着剤層を介して、該粘着剤層に対する接着力が前記光学フィルム積層体と前記粘着剤層との間の接着力より弱いキャリアフィルムを剥離可能に貼り付けて、キャリアフィルム付光学フィルム積層体を形成する段階と、
前記キャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、前記光学パネルの前記長辺寸法又は前記短辺寸法の一方に対応する所定の長さ方向間隔で、該長さ方向に対し直角方向である幅方向に、前記光学フィルム積層体の側から前記粘着層に面した前記キャリアフィルムの面に達する深さの複数のスリットを形成して、該キャリアフィルム付光学フィルム積層体の長さ方向に隣接する２つのスリット間に、前記光学フィルム積層体のシートを形成し、前記キャリアフィルム上に複数の前記シートが連続的に支持された構成の連続状長尺シート積層体を形成する段階と、
前記長尺シート積層体上の前記シートの各々が、貼り合せ位置に順次に送られてくる前記光学パネルに同期する関係になるように、前記長尺シート積層体を貼り合せ位置に送り、前記光学フィルム積層体の側に前記粘着剤層を残して前記シートを順次、前記長尺シート積層体から剥がし、該シートを貼り合せ位置に送られてきた前記光学パネルに前記粘着剤層を介して貼り合せる段階と、
を含むことを特徴とする光学的パネル組立体の連続的製造方法。
【請求項２】
前記連続状長尺シート積層体を形成する段階の前に、前記キャリアフィルム付偏光膜積層体を、前記光学パネルの前記長辺寸法又は前記短辺寸法の他方に対応する所定幅で、該キャリアフィルム付偏光膜積層体の長さ方向に切断して、前記所定幅で長さ方向に連続する連続ストリップを形成し、
前記連続ストリップに対し、前記複数のスリットを形成して前記連続状長尺シート積層体を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記連続状長尺シート積層体を形成する段階の前に、前記光学フィルム積層体に対して欠点検査を行う段階を含み、欠点が検出されたときには、その欠点についての情報を記録する段階を含むことを特徴とする請求項１又は積層体２に記載の方法。
【請求項４】
前記連続状長尺シート積層体を形成する段階において形成された前記光学フィルム積層体シートが前記欠点検査段階において検出された欠点を含むものである場合には、前記貼り合せ段階の前に、該欠点を含む前記光学フィルム積層体シートを前記キャリアフィルムから剥がして、前記光学フィルム積層体の送り経路外に排出する段階を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
連続状長尺シート積層体を形成する前記段階において形成された前記光学フィルム積層体シートが前記欠点検査段階において検出された欠点を含むものである場合には、該欠点を挟んで送り方向上流側及び下流側のそれぞれの方向に該欠点から所定の距離だけ離れた位置で前記スリットを形成することにより、欠点を含む光学フィルム積層体シートを形成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記連続状長尺シート積層体を形成する段階において、前記スリットの形成は、欠点の有無に関係なく等間隔で行われ、前記光学フィルム積層体シートのうち、記録された欠点についての情報に基づいて欠点を含むものと判定されたシートは、不良シートとして識別されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記光学パネルは、光学的表示パネルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記光学パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記光学パネルは、有機ＥＬ表示パネルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記光学パネルは、タッチセンサパネルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項８に記載した方法であって、
前記偏光膜は、
単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたとき、
Ｐ＞―（１０0.929T―42.4―１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）、および
Ｐ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
の条件を満足する光学特性を有するようにされたものである
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９に記載した方法であって、
前記偏光膜は、
単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたとき、
Ｔ≧４２．５、及びＰ≧９９．５
の条件を満足する光学特性を有するようにされたものである
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載した方法であって、前記空中補助延伸時の延伸倍率が３．５倍以下であることを特徴する方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載した方法であって、前記二色性物質の吸着は、水溶媒に、ヨウ素濃度０．１２〜０．３０重量％の範囲のヨウ素を含む染色液に前記ポリビニルアルコール系樹脂層を浸漬させることによって行われることを特徴とする方法。
【請求項１５】
連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成した積層体に対し、空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、総延伸倍率が５倍〜８.５倍となるように長さ方向に１軸延伸して、前記ポリビニルアルコール系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする工程と、前記ポリビニルアルコール系樹脂膜に二色性物質を吸着させる工程と、を行って、厚みが１０μｍ以下で前記長さ方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系樹脂層からなる偏光膜を形成することにより形成された、少なくとも前記偏光膜を含む連続ウェブ状の光学フィルム積層体に、粘着剤層を介して、該粘着剤層に対する接着力が前記光学フィルム積層体と前記粘着剤層との間の接着力より弱いキャリアフィルムを剥離可能に貼り付けることによって形成された、キャリアフィルム付光学フィルム積層体を使用して、長辺及び短辺を有する矩形形状のパネルに前記光学フィルム積層体を順次的に貼り付ける貼り付け装置であって、
前記キャリアフィルム付光学フィルム積層体を長さ方向に送る光学フィルム積層体送り機構と、
前記送り機構により長さ方向に送られる前記キャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、長さ方向に、前記パネルの前記長辺及び短辺の寸法の一方に対応する間隔をもって、前記キャリアフィルムとは反対側の前記光学フィルムの面から、前記キャリアフィルムの前記光学フィルムに隣接する面に達する深さのスリットを、前記キャリアフィルム付光学フィルム積層体の幅方向に、複数個、順次に形成して、長さ方向に隣接する２つの前記スリット間に、前記キャリアフィルムに支持された光学フィルムのシートを形成するスリット形成機構と、
前記パネルを貼り合せ位置に順次的に送るパネル送り機構と、
前記貼り合せ位置に順次的に送られてくる前記パネルと同期するように、該貼り合せ位置に向けて送り込まれる前記光学フィルムのシートの各々に対し、前記貼り合わせ位置の手前において、前記粘着剤層が前記光学フィルムのシートの側に残される状態で、前記光学フィルムのシートを前記キャリアフィルムから剥がしながら、該光学フィルムのシートを前記貼り合せ位置に送られてきた前記パネルに重ねるように送り込む、キャリアフィルム剥離機構と、
前記貼り合わせ位置に配置され、該貼り合わせ位置に送られてきた前記パネルと前記光学フィルムのシートとを前記粘着剤層を介して貼り合せる、貼り合わせ機構と、
を備えることを特徴とする貼り付け装置。
【請求項１６】
光学フィルム積層体に対して欠点検査を行う欠点検査機構を備えることを特徴とする積層体１５に記載の貼り付け装置。
【請求項１７】
前記光学パネルは、光学的表示パネルであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の貼り付け装置。
【請求項１８】
前記光学パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の貼り付け装置。
【請求項１９】
前記光学パネルは、有機ＥＬ表示パネルであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の貼り付け装置。
【請求項２０】
前記光学パネルは、タッチセンサパネルであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の貼り付け装置。
【請求項１】
長辺寸法と短辺寸法とを有する矩形形状の光学パネルの２つの表面の少なくとも一方に、偏光膜を貼り付けることにより光学的パネル組立体を製造する方法であって、
連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成した積層体に対し、
空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、総延伸倍率が５倍〜８.５倍となるように長さ方向に１軸延伸して、前記ポリビニルアルコール系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする延伸工程と、
前記ポリビニルアルコール系樹脂膜に二色性物質を吸着させる吸着工程と、
を行って、厚みが１０μｍ以下で前記長さ方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系樹脂層からなる偏光膜を形成することにより、少なくとも前記偏光膜を含む連続ウェブ状の光学フィルム積層体を形成する段階と、
前記光学フィルム積層体に、粘着剤層を介して、該粘着剤層に対する接着力が前記光学フィルム積層体と前記粘着剤層との間の接着力より弱いキャリアフィルムを剥離可能に貼り付けて、キャリアフィルム付光学フィルム積層体を形成する段階と、
前記キャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、前記光学パネルの前記長辺寸法又は前記短辺寸法の一方に対応する所定の長さ方向間隔で、該長さ方向に対し直角方向である幅方向に、前記光学フィルム積層体の側から前記粘着層に面した前記キャリアフィルムの面に達する深さの複数のスリットを形成して、該キャリアフィルム付光学フィルム積層体の長さ方向に隣接する２つのスリット間に、前記光学フィルム積層体のシートを形成し、前記キャリアフィルム上に複数の前記シートが連続的に支持された構成の連続状長尺シート積層体を形成する段階と、
前記長尺シート積層体上の前記シートの各々が、貼り合せ位置に順次に送られてくる前記光学パネルに同期する関係になるように、前記長尺シート積層体を貼り合せ位置に送り、前記光学フィルム積層体の側に前記粘着剤層を残して前記シートを順次、前記長尺シート積層体から剥がし、該シートを貼り合せ位置に送られてきた前記光学パネルに前記粘着剤層を介して貼り合せる段階と、
を含むことを特徴とする光学的パネル組立体の連続的製造方法。
【請求項２】
前記連続状長尺シート積層体を形成する段階の前に、前記キャリアフィルム付偏光膜積層体を、前記光学パネルの前記長辺寸法又は前記短辺寸法の他方に対応する所定幅で、該キャリアフィルム付偏光膜積層体の長さ方向に切断して、前記所定幅で長さ方向に連続する連続ストリップを形成し、
前記連続ストリップに対し、前記複数のスリットを形成して前記連続状長尺シート積層体を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記連続状長尺シート積層体を形成する段階の前に、前記光学フィルム積層体に対して欠点検査を行う段階を含み、欠点が検出されたときには、その欠点についての情報を記録する段階を含むことを特徴とする請求項１又は積層体２に記載の方法。
【請求項４】
前記連続状長尺シート積層体を形成する段階において形成された前記光学フィルム積層体シートが前記欠点検査段階において検出された欠点を含むものである場合には、前記貼り合せ段階の前に、該欠点を含む前記光学フィルム積層体シートを前記キャリアフィルムから剥がして、前記光学フィルム積層体の送り経路外に排出する段階を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
連続状長尺シート積層体を形成する前記段階において形成された前記光学フィルム積層体シートが前記欠点検査段階において検出された欠点を含むものである場合には、該欠点を挟んで送り方向上流側及び下流側のそれぞれの方向に該欠点から所定の距離だけ離れた位置で前記スリットを形成することにより、欠点を含む光学フィルム積層体シートを形成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記連続状長尺シート積層体を形成する段階において、前記スリットの形成は、欠点の有無に関係なく等間隔で行われ、前記光学フィルム積層体シートのうち、記録された欠点についての情報に基づいて欠点を含むものと判定されたシートは、不良シートとして識別されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記光学パネルは、光学的表示パネルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記光学パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記光学パネルは、有機ＥＬ表示パネルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記光学パネルは、タッチセンサパネルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項８に記載した方法であって、
前記偏光膜は、
単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたとき、
Ｐ＞―（１０0.929T―42.4―１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）、および
Ｐ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
の条件を満足する光学特性を有するようにされたものである
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９に記載した方法であって、
前記偏光膜は、
単体透過率をＴ、偏光度をＰとしたとき、
Ｔ≧４２．５、及びＰ≧９９．５
の条件を満足する光学特性を有するようにされたものである
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載した方法であって、前記空中補助延伸時の延伸倍率が３．５倍以下であることを特徴する方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載した方法であって、前記二色性物質の吸着は、水溶媒に、ヨウ素濃度０．１２〜０．３０重量％の範囲のヨウ素を含む染色液に前記ポリビニルアルコール系樹脂層を浸漬させることによって行われることを特徴とする方法。
【請求項１５】
連続ウェブ状の熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成した積層体に対し、空中補助延伸とホウ酸水中延伸からなる２段階延伸により、総延伸倍率が５倍〜８.５倍となるように長さ方向に１軸延伸して、前記ポリビニルアルコール系樹脂層を１０μｍ以下の厚みにする工程と、前記ポリビニルアルコール系樹脂膜に二色性物質を吸着させる工程と、を行って、厚みが１０μｍ以下で前記長さ方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系樹脂層からなる偏光膜を形成することにより形成された、少なくとも前記偏光膜を含む連続ウェブ状の光学フィルム積層体に、粘着剤層を介して、該粘着剤層に対する接着力が前記光学フィルム積層体と前記粘着剤層との間の接着力より弱いキャリアフィルムを剥離可能に貼り付けることによって形成された、キャリアフィルム付光学フィルム積層体を使用して、長辺及び短辺を有する矩形形状のパネルに前記光学フィルム積層体を順次的に貼り付ける貼り付け装置であって、
前記キャリアフィルム付光学フィルム積層体を長さ方向に送る光学フィルム積層体送り機構と、
前記送り機構により長さ方向に送られる前記キャリアフィルム付光学フィルム積層体に対し、長さ方向に、前記パネルの前記長辺及び短辺の寸法の一方に対応する間隔をもって、前記キャリアフィルムとは反対側の前記光学フィルムの面から、前記キャリアフィルムの前記光学フィルムに隣接する面に達する深さのスリットを、前記キャリアフィルム付光学フィルム積層体の幅方向に、複数個、順次に形成して、長さ方向に隣接する２つの前記スリット間に、前記キャリアフィルムに支持された光学フィルムのシートを形成するスリット形成機構と、
前記パネルを貼り合せ位置に順次的に送るパネル送り機構と、
前記貼り合せ位置に順次的に送られてくる前記パネルと同期するように、該貼り合せ位置に向けて送り込まれる前記光学フィルムのシートの各々に対し、前記貼り合わせ位置の手前において、前記粘着剤層が前記光学フィルムのシートの側に残される状態で、前記光学フィルムのシートを前記キャリアフィルムから剥がしながら、該光学フィルムのシートを前記貼り合せ位置に送られてきた前記パネルに重ねるように送り込む、キャリアフィルム剥離機構と、
前記貼り合わせ位置に配置され、該貼り合わせ位置に送られてきた前記パネルと前記光学フィルムのシートとを前記粘着剤層を介して貼り合せる、貼り合わせ機構と、
を備えることを特徴とする貼り付け装置。
【請求項１６】
光学フィルム積層体に対して欠点検査を行う欠点検査機構を備えることを特徴とする積層体１５に記載の貼り付け装置。
【請求項１７】
前記光学パネルは、光学的表示パネルであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の貼り付け装置。
【請求項１８】
前記光学パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の貼り付け装置。
【請求項１９】
前記光学パネルは、有機ＥＬ表示パネルであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の貼り付け装置。
【請求項２０】
前記光学パネルは、タッチセンサパネルであることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の貼り付け装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２０１２−７３５７８（Ｐ２０１２−７３５７８Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８６３２（Ｐ２０１１−１０８６３２）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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