CN102431254B - 光学面板组装体的连续制造方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有偏振膜的光学面板组装体的连续制造方法。公开了在矩形形状光学面板表面贴合偏振膜的方法。所述偏振膜通过下述方法形成：对在连续带状热塑性树脂基体材料上形成有PVA类树脂层的叠层体进行拉伸和吸附，在所述拉伸中，采用由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸，使PVA类树脂层的厚度为10μm以下；所述吸附使二色性物质吸附在PVA类树脂膜上。在具有所述偏振膜的光学膜叠层体上通过粘合剂层贴合载体膜，形成带有载体膜的光学膜叠层体，在该带有载体膜的光学膜叠层体上形成多个切口，从而在长度方向相邻的2个切口之间形成光学膜叠层体片，将该片分别送至贴合位置，通过粘合剂层贴合在光学面板上。

Description

光学面板组装体的连续制造方法及装置
技术领域
本发明涉及在矩形形状面板上依次贴合具有偏振膜的光学膜叠层体的方法及装置。特别是，本发明涉及将具有厚度10μm以下的非常薄的偏振膜的光学膜依次贴合在面板上的方法。
背景技术
通过对制成膜状的聚乙烯醇类树脂(以下称为“PVA类树脂”)的单层体实施染色处理及拉伸处理，来制造由PVA类树脂层构成的偏振膜的方法广为人知，所述PVA类树脂层中，PVA类树脂的分子沿拉伸方向取向，且该PVA类树脂内以取向状态吸附有二色性物质。通过使用该PVA类树脂单层膜的现有方法得到的偏振膜的厚度大致为15～35μm。根据该方法，可以得到具有单体透射率为42％以上、偏振度为99.95％以上的光学特性的偏振膜，利用该方法制造的偏振膜现在用于电视、手机、便携式信息终端、及其它光学显示装置中。
但由于PVA类树脂为亲水性，具有高吸湿性，因此，使用PVA类树脂制造的偏振膜对温度、湿度的变化敏感，容易因周围环境的变化而产生伸缩，因此具有易产生裂纹的倾向。因此，就现有的普通偏振膜而言，使用的是在其两面贴合有40～80μm的TAC(三乙酸纤维素类)膜作为保护膜的光学膜叠层体。
另外，作为使用由PVA类树脂层构成的现有偏振膜时的其它问题，可以列举，由于因使用时的环境变化而产生的伸缩，该偏振膜对与其接合的邻接构件产生应力作用，该邻接构件产生翘曲等变形。
即便是在偏振膜的两面贴合有TAC(三乙酸纤维素类)膜作为保护膜的光学膜叠层体，在使用单层体形成的偏振膜的情况下，由于偏振膜的薄膜化存在限度，无法忽略伸缩力，从而难以完全抑制伸缩的影响，包含偏振膜的光学膜叠层体无法避免会产生一定程度的伸缩。如果所述包含偏振膜的光学膜叠层体发生伸缩，则其伸缩产生的应力会使邻接的构件发生翘曲等变形。该变形即使很微小，也会成为使液晶显示装置产生显示不均的原因。因此，为了降低该显示不均的发生，则在设计时需要考虑谨慎选择在包含偏振膜的光学膜叠层体中使用的构件的材料。另外，这样的偏振膜的收缩应力会成为光学膜叠层体从液晶显示面板上剥离等的原因，因此，为了使该光学膜叠层体接合在液晶显示面板上，必须使用高粘接力的粘合剂。但如果使用该高粘接力的粘合剂，则在后序检查中发现贴合在液晶显示面板上的光学膜叠层体的偏振膜中存在光学缺陷时，存在很难进行重新加工的问题，即很难将该光学膜叠层体从液晶显示面板上剥离，并将其它光学膜叠层体贴合在该液晶显示面板上。这是使用制成膜状的PVA类树脂单层体并利用现有方法得到的偏振膜的一个技术问题。
由于存在上述问题，需寻求一种偏振膜的制造方法，来代替无法足够地进行薄膜化的现有的使用PVA类树脂单层体的偏振膜的制造方法。但使用制成膜状的PVA类树脂单层体的现有方法事实上不可能制造出厚度为10μm以下的偏振膜。其原因为：在制造由膜状PVA类树脂单层体形成的偏振膜的过程中，如果PVA类树脂单层体的厚度过薄，则在染色工序和/或拉伸工序中，PVA类树脂层可能会发生溶解和/或断裂，因此无法形成厚度均匀的偏振膜。
为了应对上述问题，提出了下述制造方法：在热塑性树脂基体材料上涂敷形成PVA类树脂层，将形成在该树脂基体材料上的PVA类树脂层与树脂基体材料一起进行拉伸，并实施染色处理，由此制造比通过现有方法得到的偏振膜薄很多的偏振膜。与采用PVA类树脂单层体的偏振膜的制造方法相比，使用该热塑性树脂基体材料的偏振膜的制造方法因能制造更均匀的偏振膜而备受关注。
例如，日本专利第4279944号公报(专利文献1)记载了下述偏振片的制造方法：在热塑性树脂膜的一面通过涂敷法形成厚度为6μm以上且30μm以下的聚乙烯醇类树脂层，然后拉伸至2倍以上且5倍以下，以该聚乙烯醇类树脂层为透明被膜元件层，由此形成由热塑性树脂膜层和透明被膜元件层二层构成的复合膜，接着，在所述由二层构成的复合膜的透明被膜元件层侧通过粘接剂贴合光学透明树脂膜层，然后剥离除去热塑性树脂膜层，再将透明被膜元件层染色、固定，制成偏光元件层。通过该方法得到的偏振片具有光学透明树脂膜层和偏光元件层这二层结构，根据专利文献1的记载，偏光元件的厚度为2～4μm。
就该专利文献1中记载的方法而言，拉伸是在加热下进行的单向拉伸，如上所述，其拉伸倍率被限制在2倍以上且5倍以下的范围。专利文献1对于该方法进行了如下说明：作为拉伸倍率限制为5倍以下的理由，是由于在拉伸倍率超过5倍的高倍拉伸时很难稳定地进行生产。关于拉伸时的周围温度，具体而言，在使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作为热塑性树脂膜的情况下，为55℃；使用未拉伸的聚丙烯的情况下，为60℃；使用未拉伸的尼龙的情况下，为70℃。该专利文献1中记载的方法采用的是高温气体氛围中的单向拉伸的方法，如专利文献1所述，由于拉伸倍率限制在5倍以下，通过该方法得到的2～4μm这样的极薄偏振膜无法满足例如液晶电视这样的光学显示装置、或使用有机EL显示元件的光学显示装置中使用的偏振膜所期望的光学特性。
日本特开2001-343521号公报(专利文献2)及日本特开2003-43257号公报(专利文献3)中也记载了通过涂敷在热塑性树脂基体材料上形成PVA类树脂层，再通过将该PVA类树脂层与基体材料一起进行拉伸来形成偏振膜的方法。在基体材料为非晶性聚酯树脂的情况下，这些专利文献中记载的方法是将由热塑性树脂基体材料和涂敷在该基体材料上的PVA类树脂层构成的叠层体于70℃～120℃的温度下进行单向拉伸。接着，通过对因拉伸而产生取向的PVA类树脂层进行染色，使其吸附二色性物质。专利文献2记载了所述单向拉伸可以是纵向单向拉伸或横向单向拉伸中的任意一种，而专利文献3记载的是进行横向单向拉伸，并在该横向单向拉伸中或拉伸后使与拉伸方向垂直方向的长度以特定量收缩的方法。而且，在专利文献2及3中，拉伸倍率通常均为4～8倍左右。作为所得到的偏振膜的厚度，记载了为1～1.6μm。
虽然这些专利文献2及3中记载了拉伸倍率通常为4～8倍，但所采用的拉伸方法为高温气体氛围中的拉伸法(高温空中延伸法)，例如专利文献1所记载，要想能利用这样的方法进行稳定的拉伸，则5倍是其极限。专利文献2及3中也未记载能够利用高温气体氛围中的拉伸法实现高于5倍的拉伸倍率的特别方法。事实上，如果阅读这些专利文献2及3中记载的实施例，会发现专利文献2中仅记载了5倍的拉伸倍率、专利文献3中仅记载了4.5倍。本发明人等对专利文献2及3中记载的方法进行了追加试验，确认了其中记载的方法无法进行拉伸倍率高于5倍的拉伸。因此，关于拉伸倍率，应理解为专利文献2及3中仅记载了5倍以下的情况。如专利文献1所述，该专利文献2及3所得到的偏振膜的光学特性仍然无法满足在例如液晶电视这样的光学显示装置中使用的偏振膜所期望的光学特性。
美国专利第4659523号说明书(专利文献4)公开了一种偏振膜的制造方法，该方法包括：将涂敷形成在聚酯膜上的PVA类树脂层与该聚酯膜一起进行单向拉伸。该专利文献4中记载的方法的目的在于，使作为PVA类树脂层的基体材料的聚酯膜能够具有可与偏振膜一起使用的光学特性，而并非制造薄型且具有优异光学特性的、包含PVA类树脂层的偏振膜。也就是说，专利文献4中记载的方法只不过是要改善与作为偏振膜的PVA类树脂层一起进行拉伸的聚酯树脂膜的光学特性。日本特公平8-12296号公报(专利文献5)也记载了具有相同目的的起偏器用材料的制造方法。
所述由在偏振膜的两面贴合有TAC膜的光学膜叠层体制成的光学膜叠层体通常被贴合在液晶显示面板这样的光学显示面板上使用。已经提出了通过下述方法构成的连续贴合装置：将所述光学膜叠层体通过粘合剂层贴合在载体膜上，形成带有载体膜的光学膜叠层体，边沿长度方向连续输送该带有载体膜的光学膜叠层体，边将光学膜叠层体切成与对应的光学显示面板的大小相应的长度，并依次贴合在所述光学显示面板上。例如，在日本专利第4361103号公报(专利文献6)、日本专利第4377961号公报(专利文献7)、日本专利第4377964号公报(专利文献8)、日本专利第4503689号公报(专利文献9)、日本专利第4503690号公报(专利文献10)、日本专利第4503691号公报(专利文献11)等中均有记载。
这些文献中记载的光学膜叠层体的连续贴合装置具有切口形成机构，用于在连续输送的带有载体膜的光学膜叠层体的与长度方向成直角的宽度方向上形成切口，所述切口在长度方向上的间隔与贴合光学膜叠层体的光学显示面板的长边方向尺寸及短边方向尺寸之一相对应。该切口形成机构能够在带有载体膜的光学膜叠层体的宽度方向上形成如下深度的切口，所述深度是从与载体膜相反一侧的面起直至该载体膜与粘合剂层之间的界面为止的深度。这样的切口形成被称为“半切(halfcut)”。通过该半切，在带有载体膜的光学膜叠层体的长度方向相邻的2个切口间，形成长度与光学显示面板的长边方向尺寸及短边方向尺寸之一相对应的光学膜叠层体片。在这种情况下，光学膜叠层体的宽度与光学显示面板的长边方向尺寸及短边方向尺寸中的另一个的尺寸相对应。
光学膜叠层体的连续贴合装置还具有依次将光学显示面板送至贴合位置的面板输送机构，各个光学膜片向着贴合位置被送入，并使其与被依次送至贴合位置的光学显示面板同步。在该贴合位置的前面设有载体膜剥离机构，对于各个光学膜片，该剥离机构以粘合剂层保留在光学膜片一侧的状态发挥将所述光学膜片从载体膜上剥离的作用。而且，载体膜被剥离之后的光学膜叠层体片被送入贴合位置，并使其与送至贴合位置的面板相叠合。在贴合位置设有贴合辊这样的贴合机构，将被送至贴合位置的光学显示面板和光学膜叠层体片通过粘合剂层贴合。
载体膜剥离机构具有剥离板(剥離プレ一ト)，该剥离板的边缘部具有能将从光学膜叠层体片上剥离的载体膜折叠成锐角的形状。不改变行进方向，直接将光学膜叠层体片从载体膜上剥离并送至贴合位置。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本专利4279944号公报
[专利文献2]日本特开2001-343521号公报
[专利文献3]日本特开2003-43257号公报
[专利文献4]美国专利第4659523号说明书
[专利文献5]日本特公平8-12296号公报
[专利文献6]日本专利第4361103号公报
[专利文献7]日本专利第4377961号公报
[专利文献8]日本专利第4377964号公报
[专利文献9]日本专利第4503689号公报
[专利文献10]日本专利第4503690号公报
[专利文献11]日本专利第4503691号公报
[专利文献12]日本特开2002-258269号公报
[专利文献13]日本特开2004-078143号公报
[专利文献14]日本特开2007-171892号公报
[专利文献15]日本特开2004-338379号公报
[非专利文献1]H.W.Siesler，Adv.Polym.Sci.，65，1(1984)
发明内容
发明要解决的问题
现在实际应用的偏振膜的厚度为15～35μm左右、通常为30μm左右。而且，在该偏振膜的两面各自贴合厚度为60～80μm的TAC膜。进一步，在像这样两面贴合有TAC膜的偏振膜叠层体上贴合相位差膜等光学功能膜，然后在其上叠层表面保护膜，从而形成光学膜叠层体。因此，即使在除去用于贴合载体膜的粘合剂层厚度的状态下，光学膜叠层体整体的厚度也达到200～270μm。但最近随着显示装置的薄型化，迫切要求极力降低该光学膜叠层体的厚度。
另一方面，本发明人等成功地制造了厚度为10μm以下、并具有与液晶显示面板或有机EL显示面板一起使用的偏振膜所要求的光学特性的偏振膜。具体而言，本发明人等通过下述偏振膜的制造方法，成功地得到了以往无法得到的薄型偏振膜，其厚度为10μm以下、用单体透射率T及偏振度P表征的光学特性能够满足光学显示装置中使用的偏振膜所要求的特性，所述偏振膜的制造方法包括：将酯类热塑性树脂基体材料与在其上涂敷形成的PVA类树脂层一体化，通过由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸工序进行拉伸；以及对该PVA类树脂层实施利用二色性色素的染色处理。基于这样的情况，形成整体上薄型化的光学膜叠层体的开发研究正继续进行着。而且，使用本发明人等开发的薄型的偏振膜时，可制造整体厚度为170μm以下的光学膜叠层体。进一步，期望利用专利文献6～11记载的连续贴合装置将这样的薄型的光学膜叠层体贴合在光学显示面板上。
在本发明中，所述“气体氛围中的拉伸”是指，未浸渍在水中或水溶液中，而是在气体氛围中进行的拉伸；所述“辅助拉伸”是指，在进行第2阶段的拉伸之前进行的“前阶段的拉伸”。
本发明的目的在于提供一种光学膜叠层体的依次贴合方法及装置，其用于将所述薄型的光学膜叠层体连续地贴合在矩形形状的光学面板上。
解决问题的方法
本发明的一个实施方式是通过在具有长边尺寸和短边尺寸的矩形形状光学面板的2个表面中的至少一个表面上贴合偏振膜来制造光学面板组装体的方法。该方法包括形成连续带状光学膜叠层体的步骤，所述连续带状光学膜叠层体至少包含偏振膜，所述偏振膜由聚乙烯醇类树脂层形成，其厚度为10μm以下，在长度方向具有吸收轴，且所述连续带状光学膜叠层体是对在连续带状热塑性树脂基体材料上形成有聚乙烯醇类树脂层的叠层体进行拉伸工序和吸附工序而形成的，其中，所述拉伸工序通过由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸，在长度方向进行单向拉伸，使得总拉伸倍率为5倍～8.5倍，且所述聚乙烯醇类树脂层的厚度为10μm以下；所述吸附工序使二色性物质吸附在所述聚乙烯醇类树脂膜上。在该光学膜叠层体上隔着粘合剂层贴合载体膜，且该载体膜能够剥离，形成带有载体膜的光学膜叠层体。所述载体膜与所述粘合剂层的粘接力比光学膜叠层体与粘合剂层之间的粘接力弱。进一步，在所述带有载体膜的光学膜叠层体的与长度方向成直角的宽度方向上形成多个切口，所述多个切口在长度方向上具有与所述光学面板的长边尺寸或短边尺寸之一相对应的规定间隔，且其具有从所述光学膜叠层体一侧起直至面向所述粘合层的载体膜一面为止的深度，在所述带有载体膜的光学膜叠层体的长度方向上相邻的2个切口间形成光学膜叠层体片，由此形成结构为在所述载体膜上连续支撑有多个所述片的连续长条片状叠层体。接着，将所述长条片状叠层体送至贴合位置，使得所述长条片状叠层体上的所述各个片与被依次送至贴合位置的所述光学面板同步，依次将所述片从所述长条片状叠层体上剥离，使所述粘合剂层残留在光学膜叠层体侧，从而使所述片隔着粘合剂层贴合在被送至贴合位置的所述光学面板上。
就本发明的方法而言，在形成连续长条片状叠层体的步骤之前，将带有载体膜的偏振膜叠层体以与所述光学面板的所述长边尺寸或所述短边尺寸中的另一个尺寸相对应的规定宽度沿所述带有载体膜的偏振膜叠层体的长度方向进行切断，形成具有规定宽度且在长度方向连续的连续带材，然后在所述连续带材上形成所述多个切口，由此可形成连续长条片状叠层体。另外，在形成连续长条片状叠层体的步骤之前，可对光学膜叠层体进行缺陷检查，检测到缺陷时，记录与该缺陷有关的信息。
而且，在形成连续长条片状叠层体的步骤中形成的光学膜叠层体片包含在缺陷检查步骤中检测到的缺陷的情况下，可以在所述贴合步骤之前，将包含该缺陷的所述光学膜叠层体片从所述载体膜上剥离，并将所述光学膜叠层体排出至输送路径外。另外，在形成连续长条片状叠层体的步骤中形成的光学膜叠层体片包含在缺陷检查步骤中检测到的缺陷的情况下，可通过分别在输送方向的位于该缺陷上游侧及下游侧的方向上距离该缺陷规定距离的位置形成切口，来形成包含缺陷的光学膜叠层体片。
在形成连续长条片状叠层体的步骤中，可等间隔地形成切口，而与是否具有缺陷无关，在这种情况下，可以根据识别信息，将在光学膜叠层体片中的基于所记录的与缺陷有关的信息被判定为包含缺陷的片识别为不良片。
光学面板可以为光学显示面板。另外，光学面板可以为液晶显示面板、有机E L显示面板中的任意面板。或者，光学面板可以为触摸面板。
另外，就本发明的方法而言，光学膜可以为在与载体膜相反一侧的面上粘接有光学功能膜的叠层体。另外，在光学膜的偏振膜与粘合剂层之间还可配置第2光学功能膜。
就本发明的方法而言，偏振膜具有如下光学特性：将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，满足下述条件，P＞-(100.929T-42.4-1)×100(其中，T＜42.3)、P≥99.9(其中，T≥42.3)。具有这样的光学特性的偏振膜适用于液晶显示装置。或者，偏振膜具有如下光学特性：将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，满足下述条件，T≥42.5、及P≥99.5。具有这样的光学特性的偏振膜适用于有机EL显示装置。
就进行所述2阶段拉伸的本发明的方法而言，优选气体氛围中的辅助拉伸时的拉伸倍率为3.5倍以下。另外，二色性物质的吸附优选通过下述方法进行：使聚乙烯醇类树脂层浸渍在水溶剂中含有碘浓度为0.12～0.30重量％范围的碘的染色液中。
本发明的其它实施方式涉及在具有长边及短边的矩形形状的面板上依次贴合光学膜叠层体的贴合装置。该装置使用的带有载体膜的光学膜叠层体通过下述方法形成：在至少包含偏振膜的连续带状光学膜叠层体上隔着粘合剂层贴合载体膜，该载体膜与所述粘合剂层的粘接力比所述光学膜叠层体与所述粘合剂层之间的粘接力弱，从而能够剥离所述载体膜，所述至少包含偏振膜的连续带状光学膜叠层体通过下述方法形成：对于在连续带状热塑性树脂基体材料上形成有聚乙烯醇类树脂层的叠层体进行下述工序，形成厚度为10μm以下、在长度方向具有吸收轴、且由聚乙烯醇类树脂层形成的偏振膜，
所述工序为：通过由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸，在长度方向进行单向拉伸使总拉伸倍数为5倍～8.5倍，从而使所述聚乙烯醇类树脂层的厚度为10μm以下的工序；和
使二色性物质吸附在所述聚乙烯醇类树脂膜上的工序。
而且，该装置具有：
光学膜叠层体输送机构，将所述带有载体膜的光学膜叠层体沿长度方向输送；
切口形成机构，对于由所述输送机构沿长度方向输送的带有载体膜的光学膜叠层体，在所述带有载体膜的光学膜叠层体的宽度方向上依次形成多个切口，所述多个切口在长度方向上具有与所述光学面板的长边尺寸或短边尺寸之一相对应的间隔，且其具有从与所述载体膜相反一侧的光学膜的面起直至载体膜的与所述光学膜相邻接的面为止的深度，从而在长度方向上相邻的2个切口间形成被载体膜支撑的光学膜片；
面板输送机构，将面板依次送至贴合位置；
载体膜剥离机构，对于与依次送至贴合位置的所述面板同期送至所述贴合位置的各光学膜片，在所述贴合位置的正前方，一边以所述粘合剂层残留在光学膜片一侧的状态将光学膜片从载体膜上剥离，一边将所述光学膜片与被送至贴合位置的面板叠合；以及
贴合机构，其设置在贴合位置，隔着粘合剂层将送至所述贴合位置的面板与光学膜片贴合。
所述贴合装置还可以具有对光学膜叠层体进行缺陷检查的缺陷检查机构。
在现有技术中，还无法实现使偏振膜的厚度为10μm以下、达到用于光学显示装置所期望的光学特性。
在此，在例如液晶电视这样的光学显示装置中使用的偏振膜的情况下，本发明人等将偏振膜所期望的光学特性设定为如下条件，即，将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，表示为下式：
P＞-(100.929T-42.4-1)×100(其中，T＜42.3)、
P≥99.9(其中，T≥42.3)。
另外，与液晶显示装置的情况不同，在有机EL显示装置的情况下，由于通常的结构为使用1片偏振膜，因此偏振膜所要求的光学特性不同于液晶显示装置中使用的偏振膜所要求的光学特性。因此，作为用于有机EL显示装置的偏振膜所要求的光学特性，本发明人等将其设定为：将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，满足T≥42.5及P≥99.5的条件。
由于使用PVA类树脂膜的现有偏振膜的制造方法中采用的是高温气体氛围中的拉伸，拉伸倍率存在限度，如果制成厚度为10μm以下的极薄的偏振膜，则无法得到在所述光学显示装置中使用的偏振膜所期望的光学特性。但采用本发明人等开发的利用所述拉伸和染色的制造方法，则能够制成厚度为10μm以下、且由单体透射率T及偏振度P表征的光学特性满足所述条件的偏振膜。本发明提供将包含具有所述光学特性的偏振膜的薄型的光学膜叠层体连续地贴合在光学显示面板上的连续贴合方法及装置。
发明的效果
由以上说明可知，按照本发明，能够得到一种光学膜叠层体的连续贴合方法及装置，其中，使用厚度为10μm以下的薄型的偏振膜，能够将光学膜叠层体连续地贴合在光学显示面板等光学面板上。
如上所述，记载有现有技术的文献中未见下述事例：使用热塑性树脂基体材料、对包含形成在该基体材料上的PVA类树脂层的叠层体进行单向拉伸时，使其拉伸倍率为5倍以上。
以下，参照附图对本发明所使用的偏振膜的制造方法的代表例及本发明的光学膜叠层体的连续贴合方法及装置的实施方式进行详细说明。
附图说明
[图1]为示出相对于PVA层厚度即偏振膜厚度的树脂基体材料的合适厚度的图表。
[图2]为厚度3μm、8μm、10μm的偏振膜的偏光性能的比较图。
[图3]为示出单体透射率P与偏振度T的关系的图表。
[图4]为表示具有光学显示面板的光学显示装置中使用的偏振膜所要求的光学性能的范围的图表。
[图5]为基于二色性比来表示偏振膜1～7的偏光性能的理论值的图。
[图6]为比较表，用以比较由染色浴的碘浓度不同而引起的PVA类树脂层的溶解的有无。
[图7]为示出染色浴的碘浓度与由PVA类树脂层形成的偏振膜的偏光性能的关系的图表。
[图8]为示出作为本发明实施例的偏振膜的偏光性能的图表。
[图9]为用来制造光学膜叠层体的不包括不溶化处理的制造工序的简图。
[图10]为用于制造光学膜叠层体的包括不溶化处理的制造工序的简图。
[图11a]为剖视图，其示出了使用本发明的光学膜叠层体的有机EL显示装置的一例。
[图11b]为剖视图，其示出了使用本发明的光学膜叠层体的有机EL显示装置的另一例。
[图12]为剖视图，其示出了使用本发明的光学膜叠层体的液晶显示装置的一例。
[图13]为对比示出本发明的若干实施例制造的偏振膜的偏光性能的图表。
[图14]为对比示出本发明的其它若干实施例制造的偏振膜的偏光性能的图表。
[图15]为示出本发明的实施例制造的偏振膜的偏光性能的图表。
[图16]为示出本发明的其它实施例制造的偏振膜的偏光性能的图表。
[图17]为示出本发明的其它实施例制造的偏振膜的偏光性能的图表。
[图18]为示出结晶性PET、非晶性PET、PVA类树脂各自的拉伸温度与可拉伸倍率的相对关系的图表。
[图19]为示出结晶性PET和非晶性PET伴随温度在Tg与融点Tm之间变化而产生的结晶化速度的变化的图表。
[图20]为示出非晶性PET和PVA在高温气体氛围中的拉伸倍率和总拉伸倍率的关系的图表。
[图21]为示出结晶性PET、非晶性PET、PVA类树脂在高温气体氛围中的拉伸温度与总的可拉伸倍率的相对关系的图表。
[图22]为示出作为热塑性树脂基体材料使用的PET的取向性和结晶度与总拉伸倍率的关系的图表。
[图23]为示出进行1.8倍的气体氛围中的辅助拉伸时的辅助拉伸温度与经辅助拉伸处理后的PET的取向函数的关系的图表。
[图24]为示出PVA的结晶度与PVA的取向函数的相对关系的图表。
[图25]为使用热塑性树脂基体材料制造的偏振膜的制造工序的简图。
[图26]为示出了未进行2阶段拉伸的现有例的偏振膜的偏光性能的图表。
[图27]为进行2阶段拉伸的实施例中制得的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层体的制造条件的一览表。
[图28]为进行2阶段拉伸的实施例中制得的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层体的制造条件的一览表。
[图29]为进行2阶段拉伸的实施例与参考例1～3的取向函数值的比较表。
[图30]为能够在本发明的方法中使用的光学膜叠层体的制造工序的简图。
[图31]为能够在本发明的方法中使用的光学膜叠层体的其它制造工序的简图。
[图32]为另一实施方式中的光学膜叠层体的制造工序的简图。
[图33]为另一实施方式中的光学膜叠层体的制造工序的简图。
[图34]为立体图，其示出了将宽幅光学膜叠层体沿长度方向切割而形成光学膜叠层体带材的工序。
[图35]为概略平面图，其示出了从光学膜叠层体带材上切割各个片并将其贴合在液晶显示面板上的工序。
[图36]为示出通过本发明将光学膜叠层体片贴合在显示面板上的工序的简图。
[图37]为示出通过本发明在光学膜叠层体带材上确定的切口形成位置的简图。
[图38]为示出在显示面板上贴合光学膜叠层体片的贴合单元的详细情况的侧视图。
符号说明
1  基体材料
2  PVA类树脂层
3  偏振膜
4  光学功能膜
5  第2光学功能膜
7  包含PVA类树脂层的叠层体
8  拉伸叠层体
8’拉伸叠层体卷
8”经过不溶化的拉伸叠层体
9  着色叠层体
9’  交联的着色叠层体
10  光学膜叠层体
10a  带有粘合剂层的光学膜叠层体
11  光学功能膜叠层体
20  叠层体制作装置
21  涂敷机构
22  干燥机构
23  表面改性处理装置
30  气体氛围中的辅助拉伸处理装置
31  拉伸机构
32  卷绕装置
33  烘箱
40  染色装置
41  染色液
42  染色浴
43  连续抽出装置
50  硼酸水溶液中处理装置
51  硼酸水溶液
52  硼酸浴
53  拉伸机构
60  不溶化处理装置
61  硼酸不溶化水溶液
70  交联处理装置
71  硼酸交联水溶液
80  洗涤装置
81  洗涤液
90  干燥装置
91  卷绕装置
100  贴合/转印装置
101  连续抽出/贴合装置
102  卷绕/转印装置
(A)  叠层体制作工序
(b)  气体氛围中的辅助拉伸工序
(C)  染色工序
(D)  硼酸水溶液中拉伸工序
(E)  第1不溶化工序
(F)  包含第2不溶化的交联工序
(G)  洗涤工序
(H)  干燥工序
(I)  贴合/转印工序
200  贴合装置
200B  上侧贴合辊
500  分离膜贴合单元
503  分离膜
680  光学膜叠层体卷
630、650  缺陷检测部
W  液晶显示面板
670  控制装置
具体实施方式
[与偏振膜相关的技术背景]
作为偏振膜的背景技术，针对由本发明使用的热塑性树脂基体材料的材料特性和偏振膜的偏光性能表征的光学特性进行说明。
首先，就适用于本发明的热塑性树脂的一般的材料特性进行概述。
热塑性树脂可大致分为：高分子处于有序排列的结晶状态、以及高分子不具有有序排列或仅极少部分具有有序排列的无定形或非晶状态的树脂。将前者称为结晶状态，将后者称为无定形或非晶状态。相应地，将具有不处于结晶状态但能根据条件变化而形成结晶状态的性质的热塑性树脂称为结晶性树脂，将不具有该性质的热塑性树脂称为非晶性树脂。另一方面，无论其是结晶性树脂还是非晶性树脂将不处于结晶状态的树脂或未达到结晶状态的树脂称为无定形或非晶质树脂。这里，将无定形或非晶质这样的用语与意味着不形成结晶状态的性质的所谓非晶性这样的用语区别使用。
作为结晶性树脂，有例如包括聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)在内的烯烃类树脂、包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在内的酯类树脂。结晶性树脂的特征之一是具有下述性质：通常高分子因加热和/或拉伸取向而发生排列，从而促进结晶化。树脂的物性根据结晶化的程度而发生各种变化。另一方面，例如，像聚丙烯(PP)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)这样的结晶性树脂也能够通过阻碍因加热处理、拉伸取向引起的高分子的排列来抑制结晶化。将结晶化受到抑制的这些聚丙烯(PP)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分别称为非晶性聚丙烯及非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯，分别将它们总称为非晶性烯烃类树脂及非晶性酯类树脂。
例如为聚丙烯(PP)的情况下，通过使其为不具有有规立构性的无规结构，可以制成结晶化受到抑制的非晶性聚丙烯(PP)。另外，例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的情况下，使间苯二甲酸、1，4-环己烷二甲醇这样的改性基团作为聚合单体发生共聚，也就是说，使阻碍聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的结晶化的分子发生共聚，由此可以制成结晶化受到抑制的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
接着，对能够在大型液晶显示元件中使用的偏振膜的光学特性进行概述。
所述偏振膜的光学特性，事实上是指用偏振度P和单体透射率T表征的偏光性能。通常偏振膜的偏振度P与单体透射率T成二律背反关系。这2个光学特性值可以用T-P曲线表示。在T-P曲线中，作图而得到的线越是位于单体透射率高的方向且偏振度也高的方向，偏振膜的偏光性能越优异。
在此，参考示出了T-P曲线的图3，理想的光学特性为T＝50％、P＝100％的情况。由图3可知，如果T值低，则容易提高P值，而T值越高，P值越难以提高。另外，如果参考示出了偏振膜的偏光性能中透射率T与偏振度P之间关系的图4，在图4中线1及线2之上的区域所确定的范围内的偏振膜的单体透射率T及偏振度P作为满足液晶显示装置所必需的“要求性能”，使用该偏振膜的显示装置的对比度为1000∶1以上、最大亮度为500cd/m2以上。该要求性能无论在现在还是将来都被认为是作为大型液晶显示元件等的偏振膜性能所要求的光学特性的性能。单体透射率T的理想值为T＝50％，但在光透过偏振膜时，发生在偏振膜与空气的界面处部分光发生反射的现象。考虑到该反射现象，由于单体透射率T仅减少与反射相当的量，实际能够实现的T值的最大值为45～46％左右。
另一方面，偏振度P可转换为偏振膜的对比度(CR)。例如99.95％的偏振度P相当于偏振膜的对比度为2000∶1。将该偏振膜用于液晶电视用液晶显示面板的两侧时，显示装置的对比度为1050∶1。这里，显示装置的对比度低于偏振膜的对比度是因为在显示面板内部发生了消偏振。消偏振是因为下述原因产生的：透过背光侧的偏振膜照射过来的光透过元件内部时，由于滤色器中的颜料、液晶分子层、TFT(薄膜晶体管)的作用，光发生散射和/或反射，部分光的偏振状态发生变化。偏振膜及显示面板的对比度越大，液晶电视的反差越优异、越容易观看。
需要说明的是，偏振膜的对比度被定义为平行透射率TP除以垂直透射率Tc而得到的值。与此相对，可以将显示装置的对比度定义为最大亮度除以最小亮度而得到的值。最小亮度是指全黑显示时的亮度。假定为常规视听环境的液晶电视的情况下，所要求标准为0.5cd/m2以下的最小亮度。在超过该值时，色彩再现性降低。最大亮度是指全白显示时的亮度。假定为常规视听环境的液晶电视的情况下，使用最大亮度为450～550cd/m2范围的显示装置。若低于该值，则由于显示变暗，液晶电视的视觉辨认性降低。
使用了大型显示元件的液晶电视用显示装置所要求的性能如下：对比度为1000∶1以上、最大亮度为500cd/m2以上。这被认为是显示装置的“要求性能”。图4的线1(T＜42.3％)及线2(T≥42.3％)示出了用于达到该显示装置的要求性能所必需的偏振膜的偏光性能的临界值。该线是基于图5所示的背光侧与观看侧的偏振膜的组合、通过下述模拟求出的。
液晶电视用显示装置的对比度和最大亮度可以基于光源(背光)的光量、配置在背光侧和观看侧的2个偏振膜的透射率、液晶显示面板的透射率、背光侧和观看侧的2个偏振膜的偏振度、液晶显示面板的消偏振率计算出。使用常规液晶电视的光源的光量(10,000cd/m2)、液晶显示面板的透射率(13％)、及消偏振率(0.085％)的基础数值，将若干个偏光性能不同的偏振膜组合，计算出每个组合中液晶电视用显示装置的对比度和最大亮度，由此可导出满足要求性能的图4的线1及线2。也就是说，使用未达到线1及线2的偏振膜时，发现显示装置的对比度为1000∶1以下、最大亮度为500cd/m2以下。用于计算的式子如下所示。
式(1)是用来求出显示装置的对比度的式子、式(2)是用来求出显示装置的最大亮度的式子。式(3)是用来求出偏振膜的二色性比的式子。
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)
其中，
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：显示装置的对比度
Lmax：显示装置的最大亮度
Lmin：显示装置的最小亮度
DR：偏振膜的二色性比
Ts：偏振膜的单体透射率
P：偏振膜的偏振度
k1：第1主透射率
k2：第2主透射率
k1F：观看侧偏振膜的k1
k2F：观看侧偏振膜的k2
k1B：背光侧偏振膜的k1
k2B：背光侧偏振膜的k2
Ak1：偏振膜的透过轴方向的吸光度
Ak2：偏振膜的吸收轴方向的吸光度
LB：光源的光量(10000cd/m2)
Tc：偏振膜的垂直透射率(观看侧偏振片与背光侧偏振片的组合)
Tp：偏振膜的平行透射率(观看侧偏振片与背光侧偏振片的组合)
Tcell：元件的透射率(13％)
DP：元件的消偏振率(0.085％)
TPVA：未吸附碘的PVA膜的透射率(0.92)。
图4的线1(T＜42.3％)可通过位于图5中偏振膜3所表示的直线上的偏振膜的偏光性能导出。在属于图5的偏振膜3的偏振膜中，将偏光性能为坐标(T、P)＝(42.1％、99.95％)表示的点D(空心圆)的偏振膜D用于液晶电视用显示装置的背光侧和观看侧两侧时，能够达到要求性能。
但即便是同属于偏振膜3的偏振膜，将位于单体透射率低的(更暗的)区域的3个偏振膜A(T＝40.6％、P＝99.998％)、B(T＝41.1％、P＝99.994％)、或C(T＝41.6％，P＝99.98％)用于背光侧和观看侧两侧时，并非均能达到要求性能。使用偏振膜A、B或C作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的情况下，为了达到要求性能，作为另一侧偏振膜，有必要使用例如属于偏振膜4的偏振膜E、属于偏振膜5的偏振膜F、或属于偏振膜7的偏振膜G这样的与偏振膜3相比单体透射率高、且偏振度至少为99.9％以上的偏光性能优异的偏振膜。
图5所示偏振膜1～7的偏光性能可基于式(3)算出。通过使用式(3)，可由作为偏振膜的偏光性能指标的二色性比(DR)计算出单体透射率T和偏振度P。二色性比是指偏振膜的吸收轴方向的吸光度除以透过轴方向的吸光度而得到的值。该数值越高，表示偏光性能越优异。例如，经计算，偏振膜3是具有二色性比约为94的偏光性能的偏振膜。低于该值的偏振膜无法达到要求性能。
另外，作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜，使用偏光性能低于偏振膜3的、例如属于偏振膜1的偏振膜H(41.0％、99.95％)或属于偏振膜2的偏振膜J(42.0％、99.9％)的情况下，由式(1)、(2)可知，为了达到要求性能，作为另一侧的偏振膜，必须使用例如属于偏振膜6的偏振膜I(43.2％、99.95％)或属于偏振膜7的偏振膜K(42.0％、99.998％)这样的偏光性能比偏振膜3更优异的偏振膜。
为了达到液晶电视用显示装置的要求性能，背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的偏光性能必须至少比偏振膜3优异。图4的线1(T＜42.3％)示出了其下限值。另一方面，图4的线2(T≥42.3％)示出了偏振度P的下限值。使用偏振度P为99.9％以下的偏振膜作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的情况下，作为另一侧的偏振膜，无论使用偏光性能多么优异的偏振膜，都无法达到要求性能。
作为结论，要达到使用大型显示元件的液晶电视用显示装置所要求的偏光性能时，作为所期望的条件，要求背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的偏光性能至少位于超过线1(T＜42.3％)及线2(T≥42.3％)所示界限的区域，更具体而言，要求具有比偏振膜3更优异的偏光性能、且偏振度为99.9％以上的偏振膜。
相对而言，多数情况下，用于有机EL显示装置的偏振膜主要是为了通过与1/4波长相位差膜组合形成圆偏振光来阻断内部反射光而使用的，在这样的情况下，使用的是1片偏振膜。因此，与使用2片偏振膜的透射型液晶显示装置的情况不同，对于用于有机EL显示装置的偏振膜而言，如上所述，其所要求的光学的要求特性不同，将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，满足T≥42.5及P≥99.5所表示的条件。在图4中，用点划线表示用于有机EL显示装置的偏振膜的要求特性。
[与偏振膜的制造相关的实施例]
作为用于本发明的光学膜叠层体的偏振膜的实施例，示出实施例1～18。在这些实施例中制造的偏振膜的制造条件如图27及图28所示。另外，作为进行对比的例子，示出了参考例及比较例。图29为针对第1阶段的气体氛围中的高温拉伸后的实施例1～18及参考例1～3制备的各拉伸叠层体，分别示出了PET树脂基体材料的取向函数值的表。
[实施例1]
作为非晶性酯类热塑性树脂基体材料，制作了共聚有6mol％间苯二甲酸的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下，称为“非晶性PET”)的连续带状基体材料。非晶性PET的玻璃转变温度为75℃。按照下述方法制作了由连续带状非晶性PET基体材料和聚乙烯醇(以下，称为“PVA”)层构成的叠层体。需要说明的是，PVA的玻璃转变温度为80℃。
准备了厚度200μm的非晶性PET基体材料、以及将聚合度1000以上、皂化度99％以上的PVA粉末溶解在水中制成的浓度为4～5重量％的PVA水溶液。接着，在所述厚度200μm的非晶性PET基体材料上涂敷PVA水溶液，在50～60℃温度下进行干燥，在非晶性PET基体材料上制作了厚度7μm的PVA层。以下，将其称为“在非晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体”、或“包含7μm厚的PVA层的叠层体”、或简称为“叠层体”。
使包含7μm厚的PVA层的叠层体经过包括气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的2阶段拉伸工序在内的以下工序，制造了3μm厚的偏振膜。通过第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸工序，将包含7μm厚的PVA层的叠层体与非晶性PET基体材料一体地进行拉伸，制成了包含5μm厚的PVA层的拉伸叠层体。以下，将其称为“拉伸叠层体”。具体而言，拉伸叠层体是通过下述方法制成的：将包含7μm厚的PVA层的叠层体装在配备在烘箱(拉伸温度环境设定为130℃)内的拉伸装置上，进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为1.8倍。通过该拉伸处理，拉伸叠层体内的PVA层转变为PVA分子发生了取向的5μm厚的PVA层。
接着，通过染色工序，制成PVA分子发生了取向的5μm厚的PVA层吸附有碘的着色叠层体。以下，将其称为“着色叠层体”。具体而言，着色叠层体是通过下述方法制成的：将拉伸叠层体在液温30℃且含碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间，使最终生成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率为40～44％，从而使碘吸附在拉伸叠层体所含有的PVA层中。在本工序中，染色液以水为溶剂，碘浓度在0.12～0.30重量％的范围内、碘化钾浓度在0.7～2.1重量％的范围内。碘和碘化钾的浓度之比为1比7。
另外，要将碘溶解在水中，需要碘化钾。更详细地，通过将拉伸叠层体在碘浓度0.30重量％、碘化钾浓度2.1重量％的染色液中浸渍60秒钟，制作了PVA分子发生了取向的5μm厚的PVA层中吸附有碘的着色叠层体。在实施例1中，通过改变拉伸叠层体在碘浓度0.30重量％、碘化钾浓度2.1重量％的染色液中的浸渍时间来调节碘吸附量，使最终生成的偏振膜的单体透射率为40～44％，从而制成了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。
另外，通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸工序，进一步将着色叠层体与非晶性PET基体材料一体地拉伸，制成了包含构成3μm厚的偏振膜的PVA层的光学膜叠层体。以下，将其称为“光学膜叠层体”。具体而言，光学膜叠层体是通过下述方法制作的：将着色叠层体装在配备在处理装置内的拉伸装置中，进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为3.3倍，所述处理装置被设定在含有硼酸和碘化钾的液温60～85℃范围的硼酸水溶液中。更详细地，硼酸水溶液的液温为65℃。另外，相对于100重量份的水，硼酸含量为4重量份，碘化钾含量为5重量份。
在本工序中，首先将碘吸附量经过调节的着色叠层体在硼酸水溶液中浸渍了5～10秒钟。然后，将该着色叠层体直接在设置于处理装置内的拉伸装置即转速不同的多组辊间通过，进行30～90秒自由端单向拉伸，使拉伸倍率为3.3倍。通过该拉伸处理，着色叠层体中含有的PVA层转变为吸附的碘以多碘离子络合物的形式发生了单向高级次取向的3μm厚的PVA层。该PVA层构成了光学膜叠层体的偏振膜。
如上所述，对于实施例1而言，首先对在非晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体进行拉伸温度130℃的气体氛围中的辅助拉伸，制成了拉伸叠层体，接着将拉伸叠层体染色，制作着色叠层体，再将着色叠层体在拉伸温度65度的硼酸水溶液中进行拉伸，制作了包含3μm厚的PVA层的光学膜叠层体，所述3μm厚的PVA层以总拉伸倍率5.94倍与非晶性PET基体材料一体地被拉伸。通过这样的2阶段拉伸，能够制作出包含构成偏振膜的3μm厚的PVA层的光学膜叠层体，在所述PVA层中，成膜在非晶性PET基体材料上的PVA层的PVA分子发生高级次取向、因染色而吸附的碘以多碘离子络合物的形式发生了单向高级次取向。
虽不是制造光学膜叠层体所必需的工序，但通过洗涤工序，将光学膜叠层体从硼酸水溶液中取出，用碘化钾水溶液洗去成膜在非晶性PET基体材料上的3μm厚的PVA层的表面所附着的硼酸。然后，通过利用60℃暖风的干燥工序对洗涤后的光学膜叠层体进行了干燥。需要说明的是，洗涤工序是用于消除硼酸析出等外观不良的工序。
接着，通过贴合和/或转印工序，边于成膜在非晶性PET基体材料上的3μm厚的PVA层的表面涂敷粘接剂，边贴合80μm厚的TAC(三乙酸纤维素类)膜，然后将非晶性PET基体材料剥离，使3μm厚的PVA层转印到80μm厚的TAC(三乙酸纤维素类)膜上。
[实施例2]
实施例2与实施例1的情况相同，首先，制作在非晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体，接着，通过对包含7μm厚的PVA层的叠层体进行气体氛围中的辅助拉伸，制作拉伸至1.8倍的拉伸叠层体，然后，通过将拉伸叠层体浸渍在液温30℃且含碘及碘化钾的染色液中，制作了包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。实施例2包含不同于实施例1的下述交联工序。该工序通过将着色叠层体在40℃的硼酸交联水溶液中浸渍60秒钟，对吸附有碘的PVA层的PVA分子之间进行交联处理。就本工序的硼酸交联水溶液而言，相对于100重量份的水，硼酸含量为3重量份，碘化钾含量为3重量份。
实施例2的交联工序谋求至少3个技术效果。第1，不溶化作用：使着色叠层体中含有的薄膜化的PVA层在作为后序工序的在硼酸水溶液中的拉伸过程中不发生溶解。第2，着色稳定化作用：不使在PVA层上发生着色的碘溶出。第3，结点生成作用：通过PVA层的分子之间发生交联，生成结点。
接着，实施例2通过将交联的着色叠层体浸渍在比实施例1的拉伸温度65℃更高的75℃的硼酸水溶液拉伸浴内，与实施例1同样地进行拉伸，使拉伸倍率为3.3倍，制成了光学膜叠层体。另外，实施例2的洗涤工序、干燥工序、贴合和/或转印工序均与实施例1的情况相同。
另外，为了使位于硼酸水溶液中拉伸工序之前的交联工序的技术效果更显著而将实施例1的未交联的着色叠层体浸渍在拉伸温度70～75℃的硼酸水溶液拉伸浴中时，着色叠层体中含有的PVA层溶解在硼酸水溶液拉伸浴中，无法进行拉伸。
[实施例3]
实施例3与实施例1的情况相同，首先，制作在非晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体，接着，通过对包含7μm厚的PVA层的叠层体进行气体氛围中的辅助拉伸，制作了拉伸倍率为1.8倍的拉伸叠层体。实施例3包含不同于实施例1的下述不溶化工序。该工序通过将拉伸叠层体在液温30℃的硼酸不溶化水溶液中浸渍30秒钟，使拉伸叠层体中含有的PVA分子发生了取向的PVA层不溶化。本工序的硼酸不溶化水溶液中，相对于100重量份的水，硼酸含量为3重量份。实施例3的不溶化工序所具有的技术效果至少包括使拉伸叠层体中含有的PVA层在作为后序工序的染色工序中不发生溶解的不溶化作用。
接着，实施例3通过像实施例1那样地，将经过不溶化的拉伸叠层体浸渍在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中，制作了包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。然后，通过将制作的着色叠层体浸渍在与实施例1的拉伸温度相同的65℃的硼酸水溶液拉伸浴中，与实施例1同样地进行拉伸，使拉伸倍率为3.3倍，制作了光学膜叠层体。另外，实施例3的洗涤工序、干燥工序、贴合和/或转印工序均与实施例1的相同。
另外，为了使染色工序之前的不溶化工序的技术条件及作用更显著，实施了下述方法：首先，通过将实施例1的未经不溶化的拉伸叠层体染色，制作着色叠层体，再将制作的着色叠层体浸渍在拉伸温度70～75℃的硼酸水溶液拉伸浴中。在这种情况下，如实施例2所述，着色叠层体中含有的PVA层溶解在硼酸水溶液拉伸浴中，无法进行拉伸。
接着，实施了下述方法：代替实施例1的碘浓度为0.30重量％的染色液，在以水为溶剂、碘浓度为0.12～0.25重量％、其它条件不变的染色液中，对实施例1的未经不溶化的拉伸叠层体进行浸渍。在这种情况下，拉伸叠层体中含有的PVA层溶解在染色浴中，无法进行染色。但是，在使用实施例3的经过不溶化的拉伸叠层体的情况下，即使染色液的碘浓度为0.12～0.25重量％，PVA层也不溶解，能够对PVA层进行染色。
在即使染色液的碘浓度为0.12～0.25重量％也能够对PVA层进行染色的实施例3中，通过使拉伸叠层体在染色液中的浸渍时间恒定、并在实施例1所示的一定范围内改变染色液的碘浓度及碘化钾浓度来调节碘吸附量，使最终生成的偏振膜的单体透射率为40～44％，从而制成单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。
[实施例4]
实施例4通过在实施例1的制造工序中增加实施例3的不溶化工序和实施例2的交联工序后得到的制造工序，来制作光学膜叠层体。首先，制作在非晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体，接着，通过气体氛围中的辅助拉伸，对包含7μm厚的PVA层的叠层体进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为1.8倍，制作了拉伸叠层体。实施例4像实施例3那样地，通过将制作的拉伸叠层体在液温30℃的硼酸不溶化水溶液中浸渍30秒钟的不溶化工序，使拉伸叠层体中含有的PVA分子发生了取向的PVA层不溶化。实施例4进一步像实施例3那样地，通过将包含经过不溶化的PVA层的拉伸叠层体浸渍在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中，制作了包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。
实施例4像实施例2那样地，通过将制作的着色叠层体在40℃的硼酸交联水溶液中浸渍60秒钟的交联工序，使吸附有碘的PVA层的PVA分子间发生了交联。实施例4进一步将交联的着色叠层体浸渍在比实施例1的拉伸温度65℃更高的75℃的硼酸水溶液拉伸浴中5～10秒钟，像实施例2那样地，进行自由端单向拉伸使拉伸倍率为3.3倍，制作了光学膜叠层体。另外，实施例4的洗涤工序、干燥工序、贴合和/或转印工序均与实施例1～3相同。
另外，实施例4像实施例3那样地，即使染色液的碘浓度为0.12～0.25重量％，PVA层也不发生溶解。在实施例4中，通过使拉伸叠层体在染色液中的浸渍时间恒定、并在实施例1所示的一定范围内改变染色液的碘浓度及碘化钾浓度，来调节碘吸附量，使最终生成的偏振膜的单体透射率为40～44％，从而制成了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。
如上所述，对于实施例4而言，首先制作在非晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体，接着通过气体氛围中的辅助拉伸，对包含7μm厚的PVA层的叠层体进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为1.8倍，制作了拉伸叠层体。通过将制作的拉伸叠层体在液温30℃的硼酸不溶化水溶液浸渍30秒钟，使拉伸叠层体中含有的PVA层不溶化。通过将包含经过不溶化的PVA层的拉伸叠层体浸渍在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中，制作了经过不溶化的PVA层吸附有碘的着色叠层体。通过将包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体在40℃的硼酸交联水溶液中浸渍60秒钟，使吸附有碘的PVA层的PVA分子之间发生交联。将包含交联的PVA层的着色叠层体在含有硼酸和碘化钾且液温75℃的硼酸水溶液拉伸溶中浸渍5～10秒钟，然后，通过硼酸水溶液中拉伸，进行自由端单向拉伸使拉伸倍率为3.3倍，制作了光学膜叠层体。
由此，实施例4通过2阶段拉伸和前处理，可稳定地制作包含构成偏振膜的3μm厚的PVA层的光学膜叠层体，所述2阶段拉伸由气体氛围中的高温拉伸及硼酸水溶液中拉伸构成，所述前处理由位于在染色浴中进行浸渍前的不溶化及位于硼酸水溶液中拉伸前的交联构成，所述光学膜叠层体中，成膜在非晶性PET基体材料上的PVA层的PVA分子发生高级次取向、通过染色切实地吸附在PVA分子上的碘以多碘离子络合物的形式发生了单向高级次取向。
[实施例5]
除以下区别外，实施例5按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。所述区别在于：成膜在非晶性PET基体材料上的PVA层的厚度。实施例4中利用了厚度为7μm的PVA层，最终光学膜叠层体中所含PVA层的厚度为3μm。相对而言，实施例5中利用了厚度为12μm的PVA层，最终光学膜叠层体中所含PVA层的厚度为5μm。
[实施例6]
除以下区别外，实施例6按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：用于非晶性PET基体材料的聚合单体。实施例4使用的是间苯二甲酸与PET共聚而成的非晶性PET基体材料。相对而言，实施例6使用的是PET与作为改性基团的1，4-环己烷二甲醇共聚而成的非晶性PET基体材料。
[实施例7]
除以下区别外，实施例7按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：分别改变气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率，使总拉伸倍率为6倍或为接近于6倍的值。实施例4中气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率分别为1.8倍及3.3倍。相对而言，实施例7中，气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率分别为1.2倍及4.9倍。另外，实施例4的总拉伸倍率为5.94倍。而实施例7的总拉伸倍率为5.88倍。这是因为在硼酸水溶液中拉伸时，无法进行拉伸倍率为4.9倍以上的拉伸。
[实施例8]
除以下区别外，实施例8按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：分别改变气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率，使总拉伸倍率为6倍。实施例8中气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率分别为1.5倍及4.0倍。
[实施例9]
除以下区别外，实施例9按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：分别改变气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率，使总拉伸倍率为6倍。实施例9中气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率分别为2.5倍及2.4倍。
[实施例10]
除以下区别外，实施例10按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：实施例4将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设为130℃，而实施例10将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设为95℃。
[实施例11]
除以下区别外，实施例11按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：实施例4将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设为130℃，而实施例11将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设为110℃。
[实施例12]
除以下区别外，实施例12按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：实施例4将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设为130℃，而实施例12将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设为150℃。
[实施例13]
除以下区别外，实施例13按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变为1.8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变为2.8倍。由此，相比于实施例4时的约6倍(准确地说为5.94倍)的总拉伸倍率，实施例13的总拉伸倍率为约5倍(准确地说为5.04倍)。
[实施例14]
除以下区别外，实施例14按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变为1.8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变为3.1倍。由此，相比于实施例4时的约6倍(准确地说为5.94倍)的总拉伸倍率，实施例14的总拉伸倍率为约5.5倍(准确地说为5.58倍)。
[实施例15]
除以下区别外，实施例15按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变为1.8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变为3.6倍。由此，相比于实施例4时的约6倍(准确地说为5.94倍)的总拉伸倍率，实施例15的总拉伸倍率为约6.5倍(准确地说为6.48倍)。
[实施例16]
除以下区别外，实施例16按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：气体氛围中的辅助拉伸的拉伸方法。在实施例4中，通过气体氛围中的辅助拉伸，进行自由端单向拉伸使拉伸倍率为1.8倍。相对而言，在实施例16中，通过固定端单向气体氛围中的辅助拉伸，使拉伸倍率为1.8倍。
[实施例17]
除以下区别外，实施例17按照与实施例16相同的条件制造了光学膜叠层体。此时，气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率为1.8倍，区别在于，将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变为3.9倍。由此，相比于实施例16时的约6倍(准确地说为5.94倍)的总拉伸倍率，实施例17的总拉伸倍率约为7倍(准确地说为7.02倍)。
[实施例18]
除以下区别外，实施例18按照与实施例16相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于：将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变为1.8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变为4.4倍。由此，相比于实施例16时的约6倍(准确地说为5.94倍)的总拉伸倍率，实施例18的总拉伸倍率约为8倍(准确地说为7.92倍)。
[比较例1]
比较例1按照与实施例4相同的条件，在200μm厚的非晶性PET基体材料上涂敷PVA水溶液，使之干燥，制作了在非晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体。接着，通过拉伸温度设为130℃的气体氛围中的高温拉伸，对包含7μm厚的PVA层的叠层体进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为4.0倍，制作了拉伸叠层体。通过该拉伸处理，拉伸叠层体中含有的PVA层转变为PVA分子发生了取向的3.5μm厚的PVA层。
接着，对拉伸叠层体进行染色处理，制作了PVA分子发生了取向的3.5μm厚的PVA层中吸附有碘的着色叠层体。具体而言，着色叠层体是通过下述方法制作的：通过将拉伸叠层体在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间，使最终生成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率为40～44％，从而使碘吸附在拉伸叠层体中含有的PVA层中。由此，调节碘在PVA分子发生了取向的PVA层中的吸附量，制成了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。
接着，对着色叠层体进行交联处理。具体而言，通过将着色叠层体在液温40℃的硼酸交联水溶液浸渍60秒钟，对着色叠层体实施交联处理，所述硼酸交联水溶液中，相对于水100重量份，含有硼酸3重量份、含有碘化钾3重量份。比较例1的经过交联处理的着色叠层体相当于实施例4的光学膜叠层体。因此，洗涤工序、干燥工序、贴合和/或转印工序均与实施例4的相同。
[比较例2]
比较例2将比较例1的拉伸叠层体按照与比较例1相同的条件进行了拉伸，使拉伸倍率为4.5倍、5.0倍、6.0倍，制作了拉伸叠层体。比较表中示出了包括比较例1和比较例2在内的、在200μm厚的非晶性PET基体材料以及成膜在该非晶性PET基体材料上的PVA层上发生的现象。由此，确认了采用拉伸温度为130℃的气体氛围中的高温拉伸的拉伸倍率存在4.0倍的限度。
[与拉伸相关的技术背景]
图18～图22均是以实验为基础绘制的。首先，就图18而言，图18是在对结晶性PET、非晶性PET和PVA类树脂各自的拉伸温度与可拉伸倍率的相对关系进行实验的基础上绘制的。
在图18中，粗线表示非晶性PET的可拉伸倍率随着拉伸温度的变化而发生的变化。非晶性PET的Tg约为75℃，在该温度以下无法进行拉伸。由图18可知，通过气体氛围中的高温自由端单向拉伸，可在高于约110℃的温度下拉伸至7.0倍以上。另一方面，图18的细线表示结晶性PET的可拉伸倍率随着拉伸温度的变化而发生的变化。结晶性PET的Tg约为80℃，在该温度以下无法进行拉伸。
接着，就图19而言，该图表示结晶性PET与非晶性PET各自的结晶化速度随着温度在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的Tg与熔点Tm之间的变化而发生的变化。由图19可知，处于80℃～110℃左右的无定形状态的结晶性PET在120℃左右急剧地发生结晶化。
另外，如图18所示，结晶性PET通过气体氛围中的高温自由端单向拉伸而获得的可拉伸倍率的上限为4.5～5.5倍。而且，能够适用的拉伸温度是极为有限的，为约90℃～约110℃的温度范围。
在图29中，作为使用结晶性PET进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸的例子，示出了参考例1～3。这些均为厚度3.3μm的偏振膜，该偏振膜是通过对在厚度200μm的结晶性PET基体材料上成膜有厚度7μm的PVA层叠层体进行气体氛围中的高温拉伸而制作的。其中的各拉伸温度不同，参考例1的拉伸温度为110℃、参考例2为100℃、参考例3为90℃。值得注意的是可拉伸倍率。参考例1的拉伸倍率的极限为4.0倍、参考例2及3为4.5倍。由于最终叠层体本身会发生断裂，因此无法进行高于这些拉伸倍率的拉伸处理。其结果，无法否认的是，有可能会对成膜在结晶性PET基体材料上的PVA类树脂层本身的可拉伸倍率造成影响。
另外，就图18而言，该图中的虚线表示属于PVA类树脂的PVA的可拉伸倍率。PVA类树脂的Tg为75～80℃，在该温度以下无法对由PVA类树脂构成的单层体进行拉伸。如图18所示，进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸时，由PVA类树脂构成的单层体的可拉伸倍率的限度为5.0倍。由此，本发明人等明确了以下事实：由结晶性PET及PVA类树脂各自的拉伸温度及可拉伸倍率的关系可知，包含成膜在结晶性PET基体材料上的PVA类树脂层的叠层体，在进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸时的可拉伸倍率的限度在90～110℃的拉伸温度范围内为4.0～5.0倍。
接着，在下述表1中示出了比较例1及2的将非晶性PET基体材料上涂敷形成有PVA类树脂层的叠层体在气体氛围中的高温下进行自由端单向拉伸的情况。非晶性PET基体材料不受拉伸温度的限制。比较例1的偏振膜是通过对包含成膜在200μm厚的非晶性PET基体材料上的7μm厚的PVA类树脂层的叠层体进行拉伸温度设为130℃的气体氛围中的高温自由端单向拉伸而制成的。此时的拉伸倍率为4.0倍。
参考表1，对于比较例2的偏振膜而言，其是与比较例1同样地，通过对成膜在200μm厚的非晶性PET基体材料上的7μm厚的PVA类树脂层进行拉伸，使拉伸倍率分别为4.5倍、5.0倍、6.0倍而制成的。在任一比较例中，如表1所示，或许因为在非晶性PET基体材料上膜的面内产生拉伸不均，发生了断裂，而另一方面，拉伸倍率为4.5倍时，PVA类树脂层即发生断裂。由此确认：进行拉伸温度130℃的气体氛围中的高温拉伸时，PVA类树脂层的拉伸倍率的极限为4.0倍。
[表1]
比较表
关于参考例1～3，虽然其拉伸温度不同，但均通过对在结晶性PET基体材料上成膜有PVA类树脂层的叠层体实施4.0～4.5倍的拉伸处理，使PVA分子发生取向，并使碘吸附在薄膜化的PVA类树脂层中，由此制成了着色叠层体。具体而言，通过将拉伸叠层体在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液浸渍任意时间，使最终生成的构成偏振膜的PVA类树脂层的单体透射率为40～44％，从而使碘吸附在拉伸叠层体所含有的PVA类树脂层中。另外，通过调节在薄膜化的PVA类树脂层中的碘吸附量，制作了单体透射率T和偏振度P不同的各种偏振膜。
参考图26，图26中的线1及线2是规定本发明的光学显示装置中使用的偏振膜所要求的光学特性的线，偏振度P和T的关系位于所述线1、2之上的偏振膜满足要求的光学特性。在图26中，相比于所述线1、2，示出了参考例1～3的偏振膜的光学特性。由图26可知，参考例1～3的偏振膜均不满足要求的光学特性。推测其原因为：通过对成膜在结晶性PET基体材料上的PVA类树脂层进行气体氛围中的高温拉伸，使PVA分子在一定程度上发生取向，但另一方面，气体氛围中的高温拉伸促进了PVA分子的结晶化，阻碍了非晶部分的取向。
因此，本发明人等在本发明之前，开发了PCT/JP2010/001460国际申请中公开的偏振膜及其制造方法。该方法是基于下述观点而完成的：着眼于在Tg以下的拉伸温度下也能够对包含在PET基体材料上成膜的PVA类树脂层的叠层体进行拉伸这样的水的增塑剂功能。本发明将通过该方法制造的偏振膜的一例作为比较例3。根据该方法，能够以达到5.0倍的拉伸倍率对包含成膜在PET基体材料上的PVA类树脂层的叠层体进行拉伸。
本发明人等随后继续进行研究，确认了拉伸倍率的极限为5.0倍的原因是由于PET基体材料是由结晶性PET形成的。由于包含成膜在PET基体材料上的PVA类树脂层的叠层体在Tg以下的硼酸水溶液中被拉伸，认为PET基体材料是结晶性的还是非晶性的对拉伸作用没有大的影响，但使用非晶性PET时，发现能够以达到5.5倍的拉伸倍率对叠层体进行拉伸。在这种情况下，使用非晶性PET作为基体材料，在同样使用比较例3所示偏振膜的制造方法的情况下，推测拉伸倍率的极限为5.5倍的原因是由于非结晶性PET基体材料对拉伸倍率的限制存在影响。
比较例1制成了单体透射率T和偏振度P不同的各种偏振膜。在图26中，与参考例1～3一起示出了它们的光学特性。
图20示出了本发明人等基于这样的研究结果而获得的构思、即2阶段拉伸中的气体氛围中的高温拉伸的拉伸倍率与综合拉伸倍率(以下，称为“总拉伸倍率”)的关系。横轴为利用自由端单向拉伸进行拉伸温度为130℃的气体氛围中的拉伸时的拉伸倍率。纵轴的总拉伸倍率表示：通过以下描述的包含自由端单向气体氛围中的高温拉伸的2阶段拉伸处理，以气体氛围中的高温拉伸前的长度即初始长度为1，最终拉伸为初始长度的多少倍。例如，采用拉伸温度为130℃的气体氛围中的高温拉伸时，拉伸倍率为2倍，如果接下来的拉伸倍率为3倍，则总拉伸倍率为6倍(2×3＝6)。气体氛围中的高温拉伸之后的第2阶段拉伸工序为在拉伸温度为65℃的硼酸水溶液中的自由端单向拉伸(以下，将边浸渍在硼酸水溶液中边进行拉伸的处理称为“硼酸水溶液中拉伸”)。通过将这两个拉伸方法组合，可以得到图20所示结果。
图20的实线表示非晶性PET的可拉伸倍率。在直接进行硼酸水溶液中拉伸而不进行气体氛围中的高温拉伸的情况下，即气体氛围中的高温拉伸的倍率为1倍时，非晶性PET的总拉伸倍率的极限为5.5倍。进行5.5倍以上的拉伸时，非晶性PET发生断裂。但该值相当于非晶性PET的最小拉伸倍率。气体氛围中的高温拉伸时的拉伸倍率越大，非晶性PET的总拉伸倍率越大，可拉伸倍率超过10倍。
相对而言，图20的虚线表示成膜在非晶性PET上的PVA类树脂层的可拉伸倍率。在直接进行硼酸水溶液中拉伸而不进行气体氛围中的高温拉伸的情况下，PVA类树脂层的总拉伸倍率为表示最大倍率的7倍。但气体氛围中的高温拉伸时的拉伸倍率越是增大，PVA类树脂层的总拉伸倍率越减小，气体氛围中的高温拉伸时的拉伸倍率为3倍时，PVA类树脂层的综合拉伸倍率低于6倍。要使PVA类树脂层的综合拉伸倍率为6倍，PVA类树脂层发生断裂。由图20可知，无法对包含成膜在非晶性PET基体材料上的PVA类树脂层的叠层体进行拉伸的原因在于，随着气体氛围中的高温拉伸倍率的增大，起因于非晶性PET基体材料的限制转变为起因于PVA类树脂层的限制。也就是说，PVA的气体氛围中的拉伸倍率到4倍为止，无法进行更高倍率的拉伸。推测该倍率相当于PVA的总拉伸倍率。
下面参考图21。图21示出了对结晶性PET与非晶性PET、及PVA类树脂进行气体氛围中的高温拉伸和硼酸水溶液中拉伸的2阶段拉伸时，总的可拉伸倍率与气体氛围中的高温拉伸的拉伸温度的关系，因此，图21是基于实验数据而作出的。图18是针对结晶性PET、非晶性PET及PVA类树脂的图，其中，以气体氛围中的高温拉伸的拉伸温度为横轴、以气体氛围中的高温拉伸的可拉伸倍率为纵轴。图21与图18的差别在于：横轴以进行2倍的气体氛围中的高温拉伸时的拉伸温度来表示、纵轴以气体氛围中的高温拉伸和硼酸水溶液中拉伸的总的可拉伸倍率来表示。
作为适用于本发明的偏振膜的制造方法，如下所述，包括气体氛围中的高温拉伸和硼酸水溶液中拉伸这2阶段拉伸工序的组合。2阶段拉伸工序的组合并不能简单地想到。本发明人等通过长时间反复地深入研究，结果发现正是通过该组合，能够同时解决下述2个技术问题，达到了这一令人惊讶的结果。在通过于热塑性树脂基体材料上形成PVA类树脂层并进行拉伸及染色来制造偏振膜这一尝试中，存在被认为是目前尚无法解决的2个技术问题。
第1个技术问题是：对提高PVA类树脂的取向性有影响的拉伸倍率及拉伸温度很大程度上受到在其上形成PVA类树脂的热塑性树脂基体材料的限制。
第2个技术问题是：即使能克服拉伸倍率及拉伸温度的限制问题，对于PVA类树脂及作为热塑性树脂基体材料使用的PET等，由于结晶性树脂的结晶化和可拉伸性是对立的物性，PVA类树脂的拉伸也受到PVA类树脂的结晶化的限制。
第1个问题如下所示。对于使用热塑性树脂基体材料制造偏振膜时的限制而言，如图18所示，是由拉伸温度为PVA类树脂的Tg(约75～80℃)以上、拉伸倍率为4.5～5.0倍这样的PVA类树脂的特性所产生的。使用结晶性PET作为热塑性树脂基体材料时，拉伸温度被进一步限定为90～110℃。通过叠层体的气体氛围中的高温拉伸，使在该叠层体中含有的热塑性树脂基体材料上形成的PVA类树脂层薄膜化，由此制作偏振膜，认为该偏振膜不可避免地受到上述限制。
因此，本发明人等着眼于水的增塑剂功能，提出了能够代替气体氛围中的高温拉伸的硼酸水溶液中拉伸方法。但即使通过拉伸温度为60～85℃的硼酸水溶液中拉伸，也无法避免由热塑性树脂基体材料引起的限制，即，使用结晶性PET时，拉伸倍率以5.0倍为限，使用非晶性PET时，拉伸倍率以5.5倍为限。这样，会导致PVA分子取向性的提高受限、经过薄膜化的偏振膜的光学特性也受到限制的结果。这是第1个技术问题。
第1个技术问题的解决方法可通过图22进行说明。图22由2个关联图构成。其中的一个是示出了作为热塑性树脂基体材料使用的PET的取向性的图，另一个是示出了PET的结晶度的图。2个图的横轴均表示气体氛围中的高温拉伸与硼酸水溶液中拉伸的总拉伸倍率。图22的虚线表示单独进行硼酸水溶液中拉伸的总拉伸倍率。无论是结晶性还是非晶性的PET，其结晶度均在拉伸倍率为4～5倍时急剧升高。因此，即使采用硼酸水溶液中拉伸，拉伸倍率的限度仍为5倍或5.5倍。此时，取向性达到上限，拉伸张力急剧上升。其结果，无法进行拉伸。
相对而言，图22的实线示出了经过下述操作后得到的结果：在拉伸温度110℃进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸，使拉伸倍率为2倍，接着进行拉伸温度65℃的硼酸水溶液中拉伸。无论是结晶性还是非晶性的PET，其结晶度均未发生急剧升高，这与仅进行硼酸水溶液中拉伸的情况不同。其结果，总的可拉伸倍率可高达7倍。此时，取向性达到上限，拉伸张力急剧上升。由图21可知，这是采用气体氛围中的高温自由端单向拉伸作为第1阶段的拉伸方法的结果。相对而言，如下所述，如果进行气体氛围中的高温拉伸时采用限制拉伸时与拉伸方向成直角方向的收缩的所谓固定端单向拉伸法，则总的可拉伸倍率可达到8.5倍。
在图22中，确认了作为热塑性树脂基体材料使用的PET的取向性与结晶度的关系是：无论是结晶性PET还是非晶性PET，通过利用气体氛围中的高温拉伸的辅助拉伸，均能够抑制PET的结晶化。参考示出了辅助拉伸温度与PET的取向性的关系的图23，使用结晶性PET作为热塑性树脂基体材料时，辅助拉伸后的结晶性PET的取向性在90℃为0.30以上、在100℃为0.20以上、在110℃为0.10以上。如果PET的取向性为0.10以上，则进行在硼酸水溶液中的第2阶段拉伸时，拉伸张力上升，对拉伸装置的负荷大，作为制造条件不优选。图23示出了作为热塑性树脂基体材料，优选使用非晶性PET，并进一步暗示了更优选取向函数为0.10以下的非晶性PET，进一步优选取向函数为0.05以下的非晶性PET。
图23是表示1.8倍的气体氛围中的高温拉伸的气体氛围中的拉伸温度与作为热塑性树脂基体材料使用的PET的取向函数的关系的实验数据。由图23可知，能够在硼酸水溶液中使拉伸叠层体以高倍率进行拉伸的取向函数为0.10以下PET为非晶性PET。尤其是，如果取向函数为0.05以下，进行硼酸水溶液中的第2阶段拉伸时，能够稳定地以高倍率进行拉伸，而不会对拉伸装置造成拉伸张力上升等大的负荷。这一点通过图29中以实施例1～18及参考例1～3示出的例子中的取向函数值也能够容易地理解。
通过解决第1个技术问题，可以消除起因于PET基体材料的拉伸倍率的限制，通过使总的拉伸高倍率化，可以提高PVA类树脂的取向性。由此，偏振膜的光学特性明显得到改善。但是，本发明人等实现的光学特性的改善并不止于此。这是通过解决第2个技术问题而实现的。
第2个技术问题如下所示。PVA类树脂及作为热塑性树脂基体材料的PET等结晶性树脂的特征之一是：通常具有通过加热、拉伸取向使高分子发生排列从而促进结晶化的性质。PVA类树脂的拉伸受到作为结晶性树脂的PVA类树脂的结晶化的限制。结晶化和可拉伸性是对立的物性，PVA类树脂的结晶化的提高会妨碍PVA类树脂的取向性，这是一般的常识。这就是第2个技术问题。解决该技术问题的方法可通过图24进行说明。图24用实线和虚线示出了基于2个实验结果计算出的PVA类树脂的结晶度和PVA类树脂的取向函数的关系。
图24中的实线示出了作为以下试样的PVA类树脂的结晶度和PVA类树脂的取向函数的关系。首先，在同一条件下制作了6个包含成膜在非晶性PET基体材料上的PVA类树脂层的叠层体作为试样。利用气体氛围中的高温拉伸，将准备好的6个包含PVA类树脂层的叠层体分别以不同的拉伸温度80℃、95℃、110℃、130℃、150℃及170℃进行拉伸，使其拉伸倍率同为1.8倍，制作了包含PVA类树脂层的拉伸叠层体。对制作的各拉伸叠层体中含有的PVA类树脂层的结晶度和PVA类树脂的取向函数进行了测定及解析。测定方法及解析方法具体如下所述。
图24中的虚线像实线那样示出了作为以下试样的PVA类树脂的结晶度和PVA类树脂的取向函数的关系。首先，在同一条件下制作6个包含成膜在非晶性PET基体材料上的PVA类树脂层的叠层体，由此准备了试样。在相同的拉伸温度130℃下，通过气体氛围中的高温拉伸将准备好的6个包含PVA类树脂层的叠层体进行拉伸，使其拉伸倍率分别不同地为1.2倍、1.5倍、1.8倍、2.2倍、2.5倍及3.0倍，制作了包含PVA类树脂层的拉伸叠层体。按照后述方法，对制作的各拉伸叠层体中含有的PVA类树脂层的结晶度和PVA类树脂的取向函数进行了测定及解析。
由图24中的实线可知，气体氛围中的高温拉伸的拉伸温度设定得越高，拉伸叠层体中含有的PVA类树脂层的取向性越是提高。另外，由图24中的虚线可知，气体氛围中的高温拉伸的拉伸倍率被设定成高倍率时，拉伸叠层体中含有的PVA类树脂层的取向性提高。通过在进行第2阶段的硼酸水溶液中拉伸前预先提高PVA类树脂的取向性，即预先提高PVA类树脂的结晶度，结果可提高在硼酸水溶液中拉伸后的PVA类树脂的取向性。另外，通过提高PVA类树脂的取向性，结果可提高多碘离子的取向性，这一点也可以由后述实施例的T-P曲线得到确认。
通过将第1阶段的气体氛围中的高温拉伸的拉伸温度设定为更高的温度或将拉伸倍率设定为更高的倍率，获得了下述无法预料的优异结果：可进一步提高通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸制作的PVA类树脂层的PVA分子的取向性，。
参考图24所示PVA类树脂的结晶度(横轴)。在将包含PVA类树脂层的拉伸叠层体浸渍于水溶液中来进行染色的着色工序中，为了在不发生PVA类树脂层的溶解等不希望的情况下制作着色叠层体，优选PVA类树脂层的结晶度至少为27％以上。由此，可将PVA类树脂层染色，而不使PVA类树脂层溶解。另外，通过将PVA类树脂层的结晶度设定为30％以上，可使硼酸水溶液中的拉伸温度为更高温度。由此，可实现着色叠层体的稳定拉伸，从而可稳定地制作偏振膜。
另一方面，如果PVA类树脂层的结晶度为37％以上，则染色性低，必须增大染色浓度，于是可能会导致使用材料增加、染色时间增加、生产性降低。另外，如果PVA类树脂层的结晶度为40％以上，则在硼酸水溶液中的拉伸处理过程中，会出现PVA类树脂层断裂等不良情况。因此，优选将PVA类树脂的结晶度设定为27％以上且40％以下。更优选设定为30％以上且37％以下。
接着，参考图24的PVA类树脂层的取向函数(纵轴)。为了使用非晶性PET的树脂基体材料制作高功能的偏振膜，优选PVA类树脂层的取向函数至少为0.05以上。另外，如果PVA类树脂层的取向性为0.15以上，则可以降低对于包含PVA类树脂层的着色叠层体在硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率。由此，可以制作宽幅的偏振膜。
另一方面，如果PVA类树脂层的取向函数为0.30以上，则染色性低，必须增大染色浓度，于是可能会导致使用材料增加、染色时间增加、生产性降低。另外，如果PVA类树脂层的取向函数为0.35以上，则在硼酸水溶液中的拉伸处理过程中，会出现PVA类树脂层断裂等不良情况。因此，优选将PVA类树脂层的取向函数设定为0.05以上且0.35以下。更优选设定为0.15以上且0.30以下。
第1个技术问题的解决方法在于：对于包含成膜在非晶性PET基体材料上的PVA类树脂层的叠层体，通过预先利用第1阶段的气体氛围中的高温拉伸来进行预备或辅助拉伸、以及第2阶段的硼酸水溶液中拉伸，可将PVA类树脂层拉伸成高倍率，而不受非晶性PET基体材料的拉伸倍率的限制，由此，可充分提高PVA的取向性。
另外，第2个技术问题的解决方法在于：预先预备或辅助性地将第1阶段的气体氛围中的高温拉伸的拉伸温度设定为更高温度、或预备或辅助性地将拉伸倍率设定为更高倍率，由此，可进一步提高通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸制作的PVA类树脂层中PVA分子的取向性，获得了这一无法预期的效果。在任一情况下，均可将第1阶段的气体氛围中的高温拉伸作为第2阶段的硼酸水溶液中拉伸的预备或辅助的气体氛围中的拉伸方法。以下，将“第1阶段的气体氛围中的高温拉伸”称为“气体氛围中的辅助拉伸”，以区别于第2阶段的硼酸水溶液中拉伸。
对于通过进行“气体氛围中的辅助拉伸”来解决特别是第2个技术问题的机理，可进行如下推理。以更高的温度或高倍率进行气体氛围中的辅助拉伸，如图24中确认的那样，气体氛围中的辅助拉伸后PVA类树脂的取向性提高。推定其重要的原因是：越是高温或高倍率，在PVA类树脂的结晶化得到促进的同时进行拉伸，因此在部分地形成交联点的同时进行拉伸。其结果，PVA类树脂的取向性提高。推定通过在进行硼酸水溶液中拉伸前预先进行气体氛围中的辅助拉伸，可提高PVA类树脂的取向性，并在浸渍于硼酸水溶液中时，硼酸与PVA类树脂易发生交联，在硼酸形成结点的情况下被拉伸。其结果，在硼酸水溶液中拉伸后，PVA类树脂的取向性也得到提高。
综上所述，通过采用由气体氛围中的辅助拉伸与硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸工序来进行拉伸，可以得到具有下述构成的偏振膜：其厚度为10μm以下，用单体透射率T及偏振度P表征的光学特性满足下式的条件；
P＞-(100.929T-42.4-1)×100(其中，T＜42.3)、
P≥99.9(其中，T≥42.3)，
或者，将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，满足T≥42.5及P≥99.5所表示的条件。二色性物质可以是碘或碘与有机染料的混合物中的任一种。
最重要的是，将单体透射率设为T、将偏振度设为P时的光学特性值处于上述条件所表示的范围内的偏振膜，要具有使用了大型显示元件的液晶电视用显示装置所要求的性能、或有机EL显示装置所要求的性能。具体而言，为液晶电视的情况下，可以制造对比度为1000∶1以上、且最大亮度为500cd/m2以上的光学显示装置。在此，将其称为“要求性能”。该偏振膜可以用于贴合在有机EL显示面板观看侧的光学功能膜叠层体。
用于液晶显示面板的情况下，配置在背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的偏光性能必须为至少满足该光学特性的偏振膜。另外，使用偏振度P为99.9％以下的偏振膜作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的情况下，作为另一侧的偏振膜，无论使用偏光性能多么优异的偏振膜，都难以达到要求性能。
接着，参考图1。图1示出了非晶性酯类热塑性树脂基体材料的厚度及PVA类树脂层的涂敷厚度(偏振膜厚度)是否会成为产生某种不良情况的原因的查证结果。在图1中，横轴以μm为单位表示热塑性树脂基体材料的厚度，纵轴表示涂敷在该基体材料上的PVA类树脂层的厚度。就纵轴而言，括弧内的数字表示将基体材料上的PVA类树脂层拉伸、染色而制成偏振膜时的厚度。如图1所示，基体材料的厚度为PVA类树脂层厚度的5倍以下时，在输送性方面有可能产生问题，有可能成为不良情况的原因。另一方面，如果拉伸、染色而制成偏振膜时的厚度为10μm以上，则偏振膜的断裂耐久性有可能产生问题。
作为热塑性树脂基体材料，优选非晶性酯类的材料，作为这种热塑性树脂基体材料，可以列举，包括共聚有间苯二甲酸的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、共聚有环己烷二甲醇的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯或其它的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯在内的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯。基体材料可以为透明树脂。作为热塑性树脂基体材料，针对使用非晶性材料的情况进行了说明，但通过适当设定拉伸条件，也可以使用结晶性树脂材料。
用来使聚乙烯醇类树脂染色的二色性物质优选为碘或碘与有机染料的混合物。
在本发明中，可在热塑性树脂基体材料上的由PVA类树脂层形成的偏振膜上粘接光学功能膜。另外，将树脂基体材料由偏振膜上剥离，可在偏振膜的剥离了树脂基体材料的面上隔着粘合剂层能够自由剥离地叠层分离膜。通过对分离膜进行处理，使其与粘合剂层的粘接力弱于偏振膜与粘合剂层的粘接力，由此在剥离分离膜时，可使粘合剂层保留在偏振膜侧。该分离膜可用作使用本发明制造的光学膜叠层体卷制造显示装置时的载体膜。或者，也可仅将分离膜作为用于在偏振膜上赋予粘合剂层的媒介物使用。
作为本发明的另一方式，可在热塑性树脂基体材料、例如非晶性酯类热塑性树脂基体材料的未形成PVA类树脂层的偏振膜的面上贴合光学功能膜，在该光学功能膜上隔着粘合剂层能够自由剥离地叠层分离膜，由此制作了光学功能膜叠层体。在这种情况下，光学功能膜可以是为了实现各种光学功能而设置在显示装置内的公知的光学功能膜。作为这样的光学功能膜，有前面叙述的1/4波长相位差膜。除此之外，还已知用于视场角补偿作用的各种光学功能膜。作为其它方式，可在与热塑性树脂基体材料相反侧的偏振膜的面上贴合光学功能膜，在该光学功能膜上通过粘合剂层贴合保护膜等膜。而且，随后可将热塑性基体材料剥离，在偏振膜的剥离后的面上通过粘合剂层粘接分离膜。将该分离膜剥离后进行缺陷检查，检查结束后，将剥离的分离膜或另外制备的分离膜通过粘合剂层粘接在偏振膜上。
由所述图1可知，优选热塑性树脂基体材料、例如非晶性酯类热塑性树脂基体材料的厚度为成膜的PVA类树脂层厚度的6倍以上、更优选为7倍以上。如果非晶性酯类热塑性树脂基体材料的厚度为PVA类树脂层的6倍以上，不会在下述方面产生不良情况：在制造工序的输送时因膜强度弱发生断裂这样的输送性、作为液晶显示器背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜使用时偏振膜的卷边性及转印性等。
非晶性酯类热塑性树脂基体材料优选为取向函数被设定为0.10以下的、经过气体氛围中的高温拉伸处理的包括共聚有间苯二甲酸的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、共聚有环己烷二甲醇的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯或其它共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯在内的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯，另外，可以为透明树脂。
另外，实施使用热塑性树脂基体材料制造由PVA类树脂构成的偏振膜的本发明的方法时，使PVA类树脂不溶化的不溶化方法是重要的技术问题之一，下面针对这一点进行说明。
对成膜在热塑性树脂基体材料上的PVA类树脂层进行拉伸时，使碘吸附在PVA类树脂层中且使拉伸中间产物或经拉伸的叠层体中含有的PVA类树脂层不溶解在染色液中，这绝非易事。在偏振膜的制造过程中，使碘吸附在薄膜化之后的PVA类树脂层中是必需的工序。在通常的染色工序中，通过使用碘浓度在0.12～0.25重量％范围内的碘浓度不同的多个染色液，并使浸渍时间恒定，由此来调节碘在PVA类树脂层中的吸附量。这样的通常的染色处理在制造偏振膜时，PVA类树脂层发生溶解，因此无法染色。其中，浓度是指相对于总溶液量的配合比例。另外，碘浓度是指碘相对于总溶液量的配合比例，例如，不包括作为碘化钾等碘化物加入的碘的量。在本说明书的下述内容中，浓度及碘浓度这样的用语采用同样的含义。
由图6所示实验结果可知，通过使作为二色性物质的碘的浓度为0.3重量％或其以上，能够解决上述技术问题。具体而言，对包含由PVA类树脂层构成的拉伸中间产物的叠层体使用碘浓度不同的染色液进行染色，并调节其浸渍时间，由此制作了包含着色中间产物的着色叠层体，通过硼酸水溶液中拉伸，可以制作具有各种偏光性能的各种偏振膜。
在此，参考图7。图7示出了碘浓度分别被调整为0.2重量％、0.5重量％、1.0重量％的偏振膜的偏光性能，其并没有显著差别。需要说明的是，在包含着色中间产物的着色叠层体的制作过程中，为了实现稳定、均匀性优异地着色，与增加碘浓度、以短暂的浸渍时间进行染色相比，优选降低碘浓度且能够确保稳定的浸渍时间来进行染色。
参考图8，实施本发明的方法时的2个不同的不溶化(以下，称为“第1不溶化及第2不溶化”)对最终制造的偏振膜的光学特性均表现出影响。图8可以看出第1不溶化及第2不溶化对薄膜化的PVA类树脂层的作用的分析结果。图8示出了基于满足使用了大型显示元件的液晶电视用显示装置所要求的要求性能的4个实施例1～4而制造的各偏振膜的光学特性。
实施例1是不经过第1不溶化及第2不溶化工序而制造的偏振膜的光学特性。相对而言，实施例2为不进行第1不溶化工序、而仅进行第2不溶化处理得到的偏振膜；实施例3为不进行第2不溶化工序、而仅进行第1不溶化处理得到的偏振膜；实施例4为进行第1不溶化及第2不溶化处理得到的偏振膜。
在本发明的实施实施方式中，可以制造满足要求性能的偏振膜，而不经过后述第1不溶化及第2不溶化工序。但是，由图8可知，实施例1的未经不溶化处理的偏振膜的光学特性低于实施例2～4中任一偏振膜的光学特性。对各自的光学特性值进行比较，其光学特性按照实施例1＜实施例3＜实施例2＜实施例4的顺序增高。在实施例1及实施例2中均使用了染色液的碘浓度被设为0.3重量％、碘化钾浓度被设为2.1重量％的染色液。相比之下，在实施例3及实施例4中，使用了碘浓度被设为0.12～0.25重量％、碘化钾浓度在0.84～1.75重量％范围内变化的多个染色液。实施例1及实施例3的组与实施例2及实施例4的组的明显差异在于：未对前者的着色中间产物进行不溶化处理，而对后者的着色中间产物进行了不溶化处理。在实施例4中，不仅是对着色中间产物，还对染色处理前的拉伸中间产物进行了不溶化处理。通过第1不溶化及第2不溶化处理，可进一步提高偏振膜的光学特性。
由图7可知，提高偏振膜的光学特性的机理并非在于染色液的碘浓度。而在于第1不溶化及第2不溶化处理所产生的效果。可将该发现作为本发明的制造方法中的第3个技术问题及其解决方法。
在本发明的实施方式中，对于第1不溶化处理而言，如下所述，使得拉伸中间产物(或拉伸叠层体)中含有的薄膜化的PVA类树脂层不发生溶解。相对而言，交联工序中含有的第2不溶化是包含着色稳定化和不溶化的处理，所述着色稳定化使得着色在着色中间产物(或着色叠层体)中含有的PVA类树脂层上的碘不会在后序工序的液温75℃的硼酸水溶液中拉伸的过程中溶出；所述不溶化使得薄膜化的PVA类树脂层不发生溶解。
但是，如果省去第2不溶化工序，则在液温75℃的硼酸水溶液中进行拉伸的过程中，吸附在PVA类树脂层中的碘的溶出增加，由此，PVA类树脂层的溶解也被促进。为了避免碘的溶出及PVA类树脂层的溶解，可通过降低硼酸水溶液的液温来实现。例如，有必要在液温降至65℃的硼酸水溶液中浸渍着色中间产物(或着色叠层体)并同时进行拉伸。但结果，由于无法充分地发挥水的增塑剂功能，无法使着色中间产物(或着色叠层体)中含有的PVA类树脂层充分地软化。也就是说，由于拉伸性能降低，在硼酸水溶液中拉伸的过程中，着色中间产物(或着色叠层体)发生断裂。显然，也无法得到PVA类树脂层规定的总拉伸倍率。
以下，参考附图对本发明中使用的偏振膜的制造方法的例子进行说明。
[制造工序的概要]
参考图9，图9为简图，其示出了不具有不溶化处理工序的包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造工序。在此，基于所述实施例1，对包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造方法进行概述。
作为热塑性树脂基体材料，制作了作为非晶性酯类的共聚有6mol％的间苯二甲酸的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下，称为“非晶性PET”)的连续带状基体材料。按照下述方法制作了包含玻璃转变温度为75℃的连续带状非晶性PET基体材料1、玻璃转变温度为80℃的PVA层2的叠层体7。
[叠层体制作工序(A)]
首先，准备了200μm厚的非晶性PET基体材料1、将聚合度1000以上且皂化度99％以上的PVA粉末溶解在水中制成的浓度为4～5重量％的PVA水溶液。接着，在装有涂敷装置21、干燥装置22及表面改性处理装置23的叠层体制作装置20中，在200μm厚的非晶性PET基体材料1上涂敷PVA水溶液，在50～60℃的温度下进行干燥，在非晶性PET基体材料1上成膜了7μm厚的PVA层2。如后面所叙述，可适当改变该PVA层的厚度。以下，将由此得到的叠层体称为“在非晶性PET基体材料上成膜有PVA层的叠层体7”、”包含PVA层的叠层体7”、或简称为“叠层体7”。
包含PVA层的叠层体7经过包括气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的2阶段拉伸工序在内的以下工序，最终制作了3μm厚的偏振膜3。本发明使用的是厚度为10μm以下的偏振膜，通过适当改变成膜在PET基体材料1上的PVA类树脂层的厚度，可以制作出厚度为10μm以下的任意厚度的偏振膜。
[气体氛围中的辅助拉伸工序(B)]
通过第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸工序(B)，包含7μm厚的PVA层2的叠层体7与非晶性PET基体材料1一体地进行拉伸，制成了包含5μm厚的PVA层2的”拉伸叠层体8”。具体而言，在烘箱33内设置有拉伸装置31的气体氛围中的辅助拉伸处理装置30中，使包含7μm厚的PVA层2的叠层体7在拉伸温度环境设定为130℃的烘箱33内通过拉伸装置31，进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为1.8倍，制作了拉伸叠层体8。在该阶段，用同时设置在烘箱30内的卷绕装置32进行卷绕，可以制造拉伸叠层体8的卷8’。
在此，就自由端拉伸和固定端拉伸进行概述。如果将长条膜沿输送方向进行拉伸，则在与拉伸方向垂直的方向即宽度方向上膜发生收缩。自由端拉伸是指进行拉伸而不抑制该收缩的方法。另外，纵向单向拉伸是指仅在纵向进行拉伸的拉伸方法。自由端单向拉伸区别于固定端单向拉伸，固定端单向拉伸通常在抑制与拉伸方向垂直的方向上产生的收缩的情况下进行拉伸。通过该自由端单向拉伸处理，叠层体7中含有的7μm厚的PVA层2转变为PVA分子在拉伸方向发生了取向的5μm厚的PVA层2。
[染色工序(C)]
接着，通过染色工序(C)，制作了使作为二色性物质的碘吸附在PVA分子发生了取向的5μm厚的PVA层2上而得到的着色叠层体9。具体而言，在具备染色液41的染色浴42的染色装置40中，将由同时设置在染色装置40上的安装有卷8’的连续抽出装置43连续抽出的拉伸叠层体8在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液41中浸渍任意时间，使构成最终生成的偏振膜3的PVA层的单体透射率为40～44％，制作了在拉伸叠层体8的发生了取向的PVA层2上吸附有碘的着色叠层体9。
在本工序中，为了不使拉伸叠层体8中含有的PVA层2发生溶解，染色液41采用碘浓度为0.30重量％的水溶液。另外，将染色液41中的碘化钾浓度调整为2.1重量％，用来使碘溶解在水中。碘和碘化钾的浓度之比为1比7。更详细地，通过将拉伸叠层体8在碘浓度0.30重量％、碘化钾浓度2.1重量％的染色液41中浸渍60秒钟，制作了在PVA分子发生了取向的5μm厚的PVA层2上吸附有碘的着色叠层体9。在实施例1中，通过改变拉伸叠层体8在碘浓度0.30重量％、碘化钾浓度2.1重量％的染色液41中的浸渍时间来调节碘吸附量，使最终生成的偏振膜3的单体透射率为40～44％，制作了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体9。
[硼酸水溶液中拉伸工序(D)]
通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸工序，将包含碘发生了取向的PVA层2的着色叠层体9进一步拉伸，制作了包含构成偏振膜3的、碘发生了取向的3μm厚的PVA层的光学膜叠层体10。具体而言，在具有硼酸水溶液51的硼酸浴52和拉伸装置53的硼酸水溶液中拉伸处理装置50中，将由染色装置40连续抽出的着色叠层体9浸渍在含有硼酸和碘化钾且液温被设为65℃的拉伸温度环境的硼酸水溶液51中，接着，使之通过设置在硼酸水溶液中处理装置50中的拉伸装置53，通过自由端单向拉伸使拉伸倍率为3.3倍，制作了光学膜叠层体10。
更详细地，调节硼酸水溶液51，使其相对于100重量份的水含有硼酸4重量份、相对于100重量份的水含有碘化钾5重量份。在本工序中，首先将碘吸附量经过调节的着色叠层体9在硼酸水溶液51中浸渍5～10秒钟。接着，直接使该着色叠层体9在作为硼酸水溶液中处理装置50的拉伸装置53的转速不同的多组辊间通过，进行了30～90秒钟的自由端单向拉伸，使拉伸倍率为3.3倍。通过该拉伸处理，着色叠层体9中含有的PVA层转变为吸附的碘以多碘离子络合物的形式发生了单向高级次取向的3μm厚的PVA层。该PVA层构成光学膜叠层体10的偏振膜3。
如上所述，在实施例1中，将在非晶性PET基体材料1上成膜有7μm厚的PVA层2的叠层体7在拉伸温度130℃下进行气体氛围中的辅助拉伸，制作拉伸叠层体8，接着，将拉伸叠层体8染色，制作着色叠层体9，进一步将着色叠层体9在拉伸温度65度下于硼酸水溶液中进行拉伸，使总拉伸倍率为5.94倍，制作了包含与非晶性PET基体材料一体地被拉伸了的3μm厚的PVA层的光学膜叠层体10。通过这样的2阶段拉伸，可以制成包含构成偏振膜3的3μm厚的PVA层的光学膜叠层体10，作为所述偏振膜3，在成膜在非晶性PET基体材料1上的PVA层2中，PVA分子发生高级次取向，且因染色而吸附的碘以多碘离子络合物的形式发生了单向高级次取向。优选通过之后的洗涤、干燥、转印工序，完成光学膜叠层体10的制作。关于洗涤工序(G)、干燥工序(H)、以及转印工序(I)的详细情况，基于组合了不溶化处理工序的实施例4，与制造工序一起进行说明。
[其它制造工序的概要]
参考图10，图10为具有不溶化处理工序的包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造工序的简图。在此，基于实施例4对包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造方法进行概述。由图10可知，可将基于实施例4的制造方法假想为在基于实施例1的制造工序中组合下述工序而得到的制造工序，所述工序为：染色工序前的第1不溶化工序、和硼酸水溶液中拉伸工序前的包括第2不溶化在内的交联工序。组合到本工序中的叠层体的制作工序(A)、气体氛围中的辅助拉伸工序(B)、染色工序(C)、及硼酸水溶液中拉伸工序(D)中，除了硼酸水溶液中拉伸工序所采用的硼酸水溶液的液温不同以外，其它与基于实施例1的制造工序相同。因此，省去该部分的说明，主要针对染色工序前的第1不溶化工序和硼酸水溶液中拉伸工序前的包括第2不溶化在内的交联工序进行说明。
[第1不溶化工序(E)]
第1不溶化工序为染色工序(C)前的不溶化工序(E)。与实施例1的制造工序相同，在叠层体的制作工序(A)中，制作在非晶性PET基体材料1上成膜有7μm厚的PVA层2的叠层体7，接着，在气体氛围中的辅助拉伸工序(B)中，对包含7μm厚的PVA层2的叠层体7进行气体氛围中的辅助拉伸，制作了包含5μm厚的PVA层2的拉伸叠层体8。接着，在第1不溶化工序(E)中，对由装有卷8’的连续抽出装置43抽出的拉伸叠层体8进行不溶化处理，制作了经过不溶化的拉伸叠层体8”。当然，在该工序中经过不溶化的拉伸叠层体8”包含经过不溶化的PVA层2。以下，将其称为“经过不溶化的拉伸叠层体8””。
具体而言，在装有硼酸不溶化水溶液61的不溶化处理装置60中，将拉伸叠层体8在液温30℃的硼酸不溶化水溶液61中浸渍30秒钟。该工序中使用的硼酸不溶化水溶液61相对于100重量份的水含有硼酸3重量份(以下，称为“硼酸不溶化水溶液”)。该工序的目的在于，进行使拉伸叠层体8中含有的5μm厚的PVA层至少在其后即将进行的染色工序(C)中不发生溶解的不溶化处理。
经过不溶化处理后，拉伸叠层体8被送至染色工序(C)。在该染色工序(C)中，不同于实施例1的情况，准备了碘浓度在0.12～0.25重量％范围内变化的多个染色液。使用这些染色液，并使得经过不溶化的拉伸叠层体8”在染色液中的浸渍时间恒定，来调节碘吸附量，使最终生成的偏振膜的单体透射率为40～44％，制作了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体9。即使浸渍在碘浓度0.12～0.25重量％的染色液中，经过不溶化的拉伸叠层体8”中含有的PVA层也不发生溶解。
[包括第2不溶化在内的交联工序(F)]
从以下目的来看，可以说以下说明的交联工序(F)包含第2不溶化工序。交联工序实现下述效果：第1，不溶化，使得着色叠层体9中含有的PVA层在作为后序工序的硼酸水溶液中拉伸工序(D)中不发生溶解；第2，着色稳定化，不会使在PVA层上发生着色的碘溶出；第3，结点的生成，即通过使PVA层的分子间发生交联来生成结点，第2不溶化能实现该第1和第2个的效果。
交联工序(F)作为硼酸水溶液中拉伸工序(D)之前的工序进行。通过对在前述染色工序(C)中制作的着色叠层体9进行交联处理，制作交联的着色叠层体9’。该交联的着色叠层体9’包含交联的PVA层2。具体而言，在收纳有包含硼酸和碘化钾的水溶液(以下，称为“硼酸交联水溶液”)71的交联处理装置70中，将着色叠层体9在40℃的硼酸交联水溶液71中浸渍60秒钟，吸附有碘的PVA层的PVA分子间发生交联，由此制作交联的着色叠层体9’。该工序中使用的硼酸交联水溶液中，相对于100重量份的水，含有硼酸3重量份、碘化钾3重量份。
在硼酸水溶液中拉伸工序(D)中，将交联的着色叠层体9’浸渍在75℃的硼酸水溶液中，通过自由端单向拉使拉伸倍率为3.3倍，制作光学膜叠层体10。通过该拉伸处理，着色叠层体9’中含有的吸附有碘的PVA层2转变为吸附的碘以多碘离子络合物的形式发生了单向高级次取向的3μm厚的PVA层2。该PVA层构成了光学膜叠层体10的偏振膜3。
在实施例4中，首先，制作在非晶性PET基体材料1上成膜有7μm厚的PVA层2的叠层体7，接着，通过拉伸温度130℃的气体氛围中的辅助拉伸，对叠层体7进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为1.8倍，制作了拉伸叠层体8。将制作的拉伸叠层体8在液温30℃的硼酸不溶化水溶液61中浸渍30秒钟，由此使拉伸叠层体中含有的PVA层不溶化。制成经过不溶化的拉伸叠层体8”。将经过不溶化的拉伸叠层体8”浸渍在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中，由此制作了在经过不溶化的PVA层中吸附有碘的着色叠层体9。将包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体9在40℃的硼酸交联水溶液71中浸渍60秒钟，使吸附有碘的PVA层的PVA分子间发生交联。制成交联的着色叠层体9’。将交联的着色叠层体9’在含有硼酸和碘化钾且液温75℃的硼酸水溶液拉伸浴51中浸渍5～10秒钟，接着，通过硼酸水溶液中拉伸，进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为3.3倍，制作了光学膜叠层体10。
像这样，实施例4通过由气体氛围中的高温拉伸及硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸、以及由在染色浴中进行浸渍前的不溶化及硼酸水溶液中拉伸前的交联构成的前处理，可稳定地制作出包含构成偏振膜的3μm厚的PVA层的光学膜叠层体10，在所述偏振膜中，成膜在非晶性PET基体材料1上的PVA层2中的PVA分子发生高级次取向，且通过染色而切实地吸附在PVA分子上的碘以多碘离子络合物的形式发生了单向高级次取向。
[洗涤工序(G)]
在硼酸水溶液中拉伸工序(D)中，对实施例1或4的着色叠层体9或交联的着色叠层体9’进行拉伸处理，再将其从硼酸水溶液51中取出。优选直接将取出的包含偏振膜3的光学膜叠层体10送至洗涤工序(G)。洗涤工序(G)的目的在于洗去偏振膜3表面附着的不需要的残留物。也可省去洗涤工序(G)，直接将取出的包含偏振膜3的光学膜叠层体10送至干燥工序(H)。但若该洗涤处理不充分，则在将光学膜叠层体10干燥后，硼酸有时会从偏振膜3中析出。具体而言，将光学膜叠层体10送入洗涤装置80，在液温30℃且含有碘化钾的洗涤液81中浸渍1～10秒钟，使偏振膜3的PVA不发生溶解。洗涤液81中的碘化钾浓度为0.5～10重量％左右。
[干燥工序(H)]
将洗涤后的光学膜叠层体10送至干燥工序(H)，在此进行干燥。接着，将干燥后的光学膜叠层体10通过同时设置在干燥装置90上的卷绕装置91卷成连续带状光学膜叠层体10，制作包含薄型化的高性能偏振膜3的光学膜叠层体10的卷。作为干燥工序(H)，可采用任意适当的的方法，例如，自然干燥、鼓风干燥、加热干燥。在实施例1及实施例4中，均采用在烘箱的干燥装置90中、以60℃的暖风干燥240秒钟的方法。
[贴合/转印工序(I)]
如上所述，本发明提供光学膜叠层体卷的制造方法，该方法使用由聚乙烯醇类树脂构成的偏振膜，且所述偏振膜通过用由气体氛围中的辅助拉伸与硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸工序进行拉伸而构成，其光学特性满足上述所期望的条件，并且所述聚乙烯醇类树脂中，二色性物质发生了取向。
为了形成该光学膜叠层体，对于例如成膜在非晶性PET基体材料这样的热塑性树脂基体材料上的、厚度10μm以下、例如所述实施例所制造的包含厚度3μm的偏振膜3的光学膜叠层体10，在经过缺陷检查后，将其卷成卷状，制成光学膜叠层体卷。利用所述本发明的方法形成的光学膜叠层体卷被用于例如图10所示的贴合/转印工序(I)。在该贴合/转印工序(I)中，可将光学膜叠层体10由卷上连续抽出，对由该卷连续抽出的光学膜叠层体10同时进行以下所述的贴合处理和转印处理。
通过拉伸而进行的薄膜化，所制造的偏振膜3的厚度处于10μm以下、通常仅为2～5μm左右的状态。这样薄的偏振膜3很难作为单层体进行处理。因此，偏振膜3以成膜有该偏振膜的热塑性基体材料、例如直接残留在非晶性PET基体材料上的状态，以光学膜叠层体10的形式进行处理，或者，通过贴合/转印在其它光学功能膜4上，以光学功能膜叠层体11的形式进行处理。
在图9及图10所示的贴合/转印工序(I)中，一边将连续带状光学膜叠层体10中含有的偏振膜3与另外准备的光学功能膜4贴合一边进行卷绕，在该卷绕工序中，一边将偏振膜3转印在光学功能膜4上，一边将非晶性PET基体材料剥离，由此制作光学功能膜叠层体11。具体而言，利用贴合/转印装置100中含有的连续抽出/贴合装置101，将光学膜叠层体10从卷上连续抽出，通过卷绕/转印装置102，使连续抽出的光学膜叠层体10的偏振膜3转印在光学功能膜4上，在该过程中，将偏振膜3从基体材料1上剥离，制作光学功能膜叠层体11。
在干燥工序(H)中，可将通过卷绕装置91被卷成卷状的光学膜叠层体10、或通过贴合/转印工序(I)制成的光学功能膜叠层体11制成各种不同的形态。
[各种制造条件下获得的偏振膜的光学特性]
(1)利用不溶化工序得到的偏振膜光学特性的提高(实施例1～4)
如已经使用图8说明的那样，基于实施例1～4制造的各偏振膜均克服了上述技术问题，这些光学特性均能满足使用了大型显示元件的液晶电视用光学显示装置所要求的要求性能。另外，如图8所示，实施例1的未进行不溶化处理的偏振膜的光学特性低于经过第1不溶化处理和/或第2不溶化处理的实施例2～4中任一偏振膜的光学特性。将各自的光学特性进行比较，光学特性按照(实施例1)＜(仅进行了第1不溶化处理的实施例3)＜(仅进行了第2不溶化处理的实施例2)＜(进行了第1不溶化处理及第2不溶化处理的实施例4)的顺序增高。在包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造工序的基础上，通过具有第1不溶化工序和/或第2不溶化工序的制造方法制造的偏振膜，可使其光学特性明显提高。
(2)因PVA类树脂层的厚度而产生的对偏振膜的光学特性的影响(实施例5)
在实施例4中，将厚度7μm的PVA层拉伸，形成了厚度3μm的偏振膜。相对而言，实施例5首先形成厚度12μm的PVA层，将该PVA层拉伸，形成厚度5μm的偏振膜。除此之外，在同一条件下制造了偏振膜。
(3)非晶性PET基体材料不同对偏振膜光学特性的影响(实施例6)
在实施例4中，使用间苯二甲酸与PET共聚而成的非晶性PET基体材料，而在实施例6中，使用PET与作为改性基团的1，4-环己烷二甲醇共聚而成的非晶性PET基体材料。在实施例6中，除该点外，在与实施例4相同的条件下制造了偏振膜。
参考图13，发现通过基于实施例4～6的方法制造的偏振膜的光学特性无显著差异。可认为这表明PVA类树脂层的厚度及非晶性酯类热塑性树脂的种类对所得偏振膜的光学特性没有明显的影响。
(4)因气体氛围中的辅助拉伸倍率产生的偏振膜光学特性的提高(实施例7～9)
在实施例4中，第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸及第2阶段的硼酸水溶液中拉伸各自的拉伸倍率为1.8倍及3.3倍，而在实施例7～9中，各自的拉伸倍率分别为1.2倍及4.9倍、1.5倍及4.0、2.5倍及2.4倍。在这些实施例中，除该点外，按照与实施例4相同的条件制造了偏振膜。例如，气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度为130℃、并使用液温75℃的硼酸水溶液进行硼酸水溶液中拉伸。实施例8、9的总拉伸倍率为6.0倍，相当于实施例4的气体氛围中的辅助拉伸倍率为1.8倍时的总拉伸倍率5.94倍。但相对而言，实施例7的总拉伸倍率的极限为5.88倍。这是在硼酸水溶液中进行拉伸时无法使拉伸倍率为4.9倍以上而导致的结果。推定这是用图20说明的、第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸倍率和总拉伸倍率的相互关系中提及的非晶性PET对可拉伸倍率的影响。
参考图14，与实施例4的情况相同，实施例7～9制作的偏振膜均克服了与制造厚度为10μm以下的偏振膜相关的技术问题，具有满足光学显示装置所必需的要求性能的光学特性。将各自的光学特性进行比较，光学特性以实施例7＜实施例8＜实施例4＜实施例9的顺序增高。这表明：在将第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率设定为1.2倍～2.5倍范围的情况下，在将通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸得到的最终的总拉伸倍率设定为同等程度时，光学特性也能提高至第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸的被设定成高拉伸倍率的偏振膜那样的程度。在包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造工序中，通过将第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸设定为高拉伸倍率，可明显提高所制造的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层体各自的光学特性。
(5)因气体氛围中的辅助拉伸温度产生的偏振膜光学特性的提高(实施例10～12)
在实施例4中，将气体氛围中的辅助拉伸温度设定为130℃，而在实施例10～12中，分别将气体氛围中的辅助拉伸温度设为95℃、110℃、150℃。均为比PVA的玻璃转变温度Tg高的温度。在这些实施例中，除该点外，按照与实施例4相同的条件制造了偏振膜，例如包括将气体氛围中的辅助拉伸倍率设为1.8倍这一点、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率设为3.3倍这一点。实施例4的气体氛围中的辅助拉伸温度为130℃。包括实施例4在内的这些实施例，除了拉伸温度为95℃、110℃、130℃、及150℃的差别外，制造条件完全相同。
参考图15，实施例4、10～12制作的偏振膜均克服了与制造厚度为10μm以下的偏振膜相关的技术问题，具有满足光学显示装置所必需的要求性能的光学特性。将各自的光学特性进行比较，光学特性以实施例10＜实施例11＜实施例4＜实施例12的顺序增高。这表明：在使第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸温度高于玻璃转变温度、由95℃依次增高至150℃地设定温度环境的情况下，在将通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸得到的最终的总拉伸倍率设定为同一值时，其光学特性能够提高至第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸的被设定成高拉伸倍率的偏振膜那样的程度。在包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造工序中，通过将第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸温度设定为更高温度，可明显提高所制造的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层体各自的光学特性。
(6)因总拉伸倍率产生的偏振膜光学特性的提高(实施例13～15)
在实施例4中，设定第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸倍率为1.8倍、第2阶段的硼酸水溶液中拉伸倍率为3.3倍。相对而言，在实施例13～15中，仅将第2阶段的硼酸水溶液中拉伸倍率分别设为2.1倍、3.1倍、3.6倍。这意味着实施例13～15中的总拉伸倍率设定为5.04倍(约5倍)、5.58倍(约5.5倍)、6.48倍(约6.5倍)。实施例4的总拉伸倍率为5.94倍(约6倍)。包括实施例4在内的这些实施例，除了总拉伸倍率为5倍、5.5倍、6.0倍、6.5倍的差异外，制造条件完全相同。
参考图16，实施例4、13～15的偏振膜均克服了与制造厚度为10μm以下的偏振膜相关的技术问题，具有满足液晶显示装置所必需的要求性能的光学特性。将各自的光学特性进行比较，光学特性以实施例13＜实施例14＜实施例4＜实施例15的顺序增高。这表明：在将第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸倍率均设定为1.8倍、并仅设定第2阶段的硼酸水溶液中拉伸倍率使得总拉伸倍率以5倍、5.5倍、6.0倍、6.5倍的顺序增高的情况下，光学特性提高到最终的总拉伸倍率被设定为更高的偏振膜那样的程度。在包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造工序中，通过将第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸和第2阶段的硼酸水溶液中拉伸的总拉伸倍率设定为更高，可明显提高所制造的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层体各自的光学特性。
(7)因固定端单向拉伸的总拉伸倍率产生的偏振膜光学特性的提高(实施例16～18)
除以下区别外，实施例16～18按照与实施例4相同的条件制造了光学膜叠层体。区别在于气体氛围中的辅助拉伸的拉伸方法。在实施例4中，采用自由端单向拉伸方法，而在实施例16～18中，均采用固定端单向拉伸方法。这些实施例均将第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸倍率设为1.8倍、并仅将第2阶段的硼酸水溶液中拉伸倍率分别设为3.3倍、3.9倍、4.4倍。由此，实施例16的总拉伸倍率为5.94倍(约6倍)、实施例17为7.02倍(约7倍)、而实施例18为7.92倍(约8倍)。除该点外，实施例16～18的制造条件完全相同。
参考图17，实施例16～18得到的偏振膜均克服了与制造厚度为10μm以下的偏振膜相关的技术问题，具有满足光学显示装置所必需的要求性能的光学特性。将各自的光学特性进行比较，光学特性以实施例16＜实施例17＜实施例18的顺序增高。这表明：在将第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸倍率均设为1.8倍、并设定第2阶段的硼酸水溶液中拉伸倍率使得总拉伸倍率按照6倍、7倍、8倍的顺序增高的情况下，光学特性提高到最终的总拉伸倍率被设定为更高的偏振膜那样的程度。在包含偏振膜3的光学膜叠层体10的制造工序中，通过将采用固定端单向拉伸方法的第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸和第2阶段的硼酸水溶液中拉伸的总拉伸倍率设定为更高，可明显提高所制造的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层体各自的光学特性。另外，还确认了：与第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸采用自由端单向拉伸方法的情况相比，第1阶段的气体氛围中的辅助拉伸采用固定端单向拉伸方法时，可进一步提高最终的总拉伸倍率。
[比较例3]
对于比较例3而言，在与比较例1相同的条件下，在200μm厚的PET基体材料上涂敷PVA水溶液，使之干燥，制作了在PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体。接着，通过将叠层体浸渍在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中，制作了包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。具体而言，着色叠层体是通过下述方法制作的：将叠层体在液温30℃且含有0.3重量％浓度的碘及2.1重量％浓度的碘化钾的染色液中浸渍任意时间，使最终生成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率为40～44％，由此使碘吸附在拉伸叠层体中含有的PVA层中。接着，通过将拉伸温度设为60℃的硼酸水溶液中拉伸，对包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为5.0倍，由此制作了各种包含与PET树脂基体材料一体地被拉伸的3μm厚的PVA层的光学膜叠层体。
[参考例1]
参考例1使用结晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下，称为“结晶性PET”)的连续带状基体材料作为树脂基体材料，在200μm厚的结晶性PET基体材料上涂敷PVA水溶液，使之干燥，制作了在结晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体。结晶性PET的玻璃转变温度为80℃。接着，通过设定为110℃的气体氛围中的高温拉伸，对制作的叠层体进行了自由端单向拉伸，使拉伸倍率为4.0倍，由此制作了拉伸叠层体。通过该拉伸处理，拉伸叠层体中含有的PVA层转变为PVA分子发生了取向的3.3μm厚的PVA层。参考例1的情况下，拉伸温度110℃的气体氛围中的高温拉伸无法将叠层体拉伸至4.0倍以上。
通过下述染色工序，拉伸叠层体被制成了在PVA分子发生了取向的3.3μm厚的PVA层中吸附有碘的着色叠层体。具体而言，着色叠层体是通过下述方法制作的：将拉伸叠层体在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间，使最终生成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率为40～44％，由此使碘吸附在拉伸叠层体所含有的PVA层中。由此，调节碘在PVA分子发生了取向的PVA层中的吸附量，制成了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。接着，对制作的着色叠层体进行交联处理。具体而言，通过在液温40℃、相对于100重量份的水含有硼酸3重量份、相对于100重量份的水含有碘化钾3重量份的硼酸交联水溶液中浸渍60秒钟，对着色叠层体进行了交联处理。参考例1的经过交联处理的着色叠层体相当于实施例4的光学膜叠层体。因此，洗涤工序、干燥工序、贴合和/或转印工序均与实施例4的相同。
[参考例2]
作为树脂基体材料，参考例2与参考例1的情况相同，使用结晶性PET基体材料，制作了在200μm厚的结晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体。接着，通过100℃的气体氛围中的高温拉伸，对制作的叠层体进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为4.5倍，制作了拉伸叠层体。通过该拉伸处理，拉伸叠层体中含有的PVA层转变为PVA分子发生了取向的3.3μm厚的PVA层。参考例2的情况下，拉伸温度100℃的气体氛围中的高温拉伸无法将叠层体拉伸至4.5倍以上。
接着，用拉伸叠层体制作了着色叠层体。着色叠层体是通过下述方法制作的：将拉伸叠层体在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间，使最终生成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率为40～44％，由此使碘吸附在拉伸叠层体所含有的PVA层中。参考例2与参考例1的情况相同，调节碘在PVA分子发生了取向的PVA层中的吸附量，制成了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。
[参考例3]
作为树脂基体材料，参考例3与参考例1或2的情况相同，使用结晶性PET基体材料，制作了在200μm厚的结晶性PET基体材料上成膜有7μm厚的PVA层的叠层体。接着，将制作的叠层体在液温30℃且含有碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间，最终生成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率为40～44％，由此制作了各种在叠层体所含有的PVA层中吸附有碘的着色叠层体。然后，通过90℃的气体氛围中的高温拉伸，对制作的着色叠层体进行自由端单向拉伸，使拉伸倍率为4.5倍，由着色叠层体制作了包含相当于偏振膜的吸附有碘的PVA层的拉伸叠层体。通过该拉伸处理，由着色叠层体制作的拉伸叠层体所含有的吸附有碘的PVA层转变为PVA分子发生了取向的3.3μm厚的PVA层。参考例3的情况下，拉伸温度90℃的气体氛围中的高温拉伸无法将叠层体拉伸至4.5倍以上。
[测定方法]
[厚度的测定]
用数字测微计(anritsu公司制造的KC-351C)测定了非晶性PET基体材料、结晶性PET基体材料、及PVA层的厚度。
[透射率及偏振度的测定]
用紫外可见分光光度计(日本分光公司制造的V7100)测定了偏振膜的单体透射率T、平行透射率Tp、垂直透射率Tc。这些T、Tp、Tc是通过JIS Z8701的二度视野(C光源)测定并经可见度补正得到的Y值。
偏振度P采用上述透射率，通过下式求得。
偏振度P(％)＝{(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
(PET的取向函数的评价方法)
测定装置采用傅立叶变换红外分光光度计(FT-IR)(Perkin Elmer公司制造，商品名：“SPECTRUM 2000”)。以偏振光为测定光，通过衰减全反射分光(ATR：attenuated total reflection)测定，对PET树脂层表面进行了评价。取向函数的计算按照以下顺序进行。在测定偏振光与拉伸方向成0°和90°的状态下进行了测定。使用所得光谱在1340cm-1的吸收强度根据下述(式4)(非专利文献1)进行了计算。需要说明的是，f＝1时为完全取向、f＝0时为无规。另外，可以说1340cm-1处的峰是因PET中乙二醇单元的亚甲基引起的吸收。
(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)
其中
c＝(3cos2β-1)/2
β＝90deg
θ：分子链与拉伸方向所成的角度
β：跃迁偶极矩与分子链轴所成的角度
R0＝2cot2β
1/R＝D＝(I⊥)/(I//)
(PET的取向程度越高则D值越大。)
I⊥：从垂直于拉伸方向的方向入射偏振光并进行测定时的吸收强度
I//：从平行于拉伸方向的方向入射偏振光并进行测定时的吸收强度
(PVA的取向函数的评价方法)
测定装置采用傅立叶变换红外分光光度计(FT-IR)(Perkin Elmer公司制造、商品名：“SPECTRUM 2000”)。以偏振光为测定光，通过衰减全反射分光(ATR：attenuated total reflection)测定，进行了PVA树脂层表面的评价。取向函数的计算按照以下顺序进行。在测定偏振光与拉伸方向成0°和90°的状态下进行了测定。使用所得光谱在2941cm-1处的吸收强度，按照所述(式4)进行了计算。另外，下述强度I以3330cm-1为参比峰，采用了2941cm-1/3330cm-1的值。需要说明的是，f＝1时为完全取向、f＝0时为无规。另外，可以说2941cm-1处的峰是因PVA的主链(-CH2-)的振动引起的吸收。
(PVA的结晶度的评价方法)
测定装置采用傅立叶变换红外分光光度计(FT-IR)(Perkin Elmer公司制造，商品名：“SPECTRUM 2000”)。以偏振光为测定光，通过衰减全反射分光(ATR：attenuated total reflection)测定，进行了PVA树脂层表面的评价。结晶度的计算按照下述顺序进行。在测定偏振光与拉伸方向成0°和90°的状态下进行了测定。使用所得光谱的1141cm-1及1440cm-1处的强度，按照下式进行了计算。事先确认1141cm-1处的强度大小与结晶部分的量具有相关性，以1440cm-1为参比峰，按照下述式算出结晶化指数(式6)。另外，事先用结晶度已知的PVA样品制作结晶化指数与结晶度的校正曲线，使用校正曲线由结晶化指数算出结晶度(式5)。
结晶度＝63.8×(结晶化指数)-44.8(式5)
结晶化指数＝((I(1141cm-1)0°2×I(1141cm-1)90°)/3)/((I(1440cm-1)0°+2×I(1440cm-1)90°)/3)    (式5)
其中，
I(1141cm-1)0°：从拉伸方向和平行方向的入射偏振光进行测定时的1141cm-1处的强度
I(1141cm-1)90°：从的拉伸方向和垂直方向入射偏振光进行测定时鄂1141cm-1处的强度
I(1440cm-1)0°：从拉伸方向和平行方向入射偏振光进行测定时的1440cm-1处的强度
I(1440cm-1)90°：从拉伸方向和垂直方向入射偏振光进行测定时的1440cm-1处的强度
[偏振膜的使用例]
图11及图12举例示出了使用所述偏振膜的光学显示装置的实施方式。
图11a为表示有机EL显示装置的最基本实施方式之一的剖视图，该显示装置200具有作为有机EL显示面板的光学显示面板201，在该显示面板201一侧的面上，隔着光学透明的粘合剂层202接合偏振膜203。在该偏振膜203外侧的面上粘接1/4波长相位差膜204。如虚线所示，可在1/4波长相位差膜204的外侧任意地设置透明的窗205。该结构对于使用偏光太阳镜的情况是有用的。
图11B为示出有机EL显示装置的其它实施方式的剖视图，该显示装置200a具有作为有机EL显示面板的光学显示面板201a，在该显示面板201a一侧的面上，通过光学透明的粘合剂层202a接合1/4波长相位差膜204a。在该1/4波长相位差膜204a外侧的面上粘接偏振膜203a。在偏振膜203a外侧的面上进一步粘接保护层206。如虚线所示，可在作为光学显示装置200a的观看侧的保护层206的外侧任意地设置透明的窗205a。在该实施方式中，通过偏振膜203a而成为直线偏振光的外部光通过1/4波长相位差膜204a转变为圆偏振光。该结构能够阻止外部光被光学显示面板201a的表面及背面电极、其它内部反射面等反射而返回至光学显示装置200a的观看侧，对于防止外部光的内部反射是有效的。
作为使层或膜等接合或粘接的材料，可适当选择使用以例如丙烯酸类聚合物、有机硅类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟类和橡胶类、异氰酸酯类、聚乙烯醇类、明胶类、乙烯系胶乳类、水性聚酯等聚合物为基础聚合物的材料。
如上所述，偏振膜203的厚度为10μm以下，且满足前述光学特性。由于该偏振膜203与以往的这种用于光学显示装置的偏振膜相比非常薄，因在温度或湿度条件下发生的伸缩而产生的应力极小。因此，因偏振膜的收缩而产生的应力使相邻的显示面板201发生翘曲等变形的可能性大幅降低，从而能够大幅抑制因变形导致的显示品质的降低。在该结构中，作为粘合剂层202，可使用具有扩散功能的材料、或者也可制成粘合剂层和扩散剂层的2层结构。
作为提高粘合剂层202的粘接力的材料，也可以设置例如日本特开2002-258269号公报(专利文献12)、日本特开2004-078143号公报(专利文献13)、日本特开2007-171892号公报(专利文献14)中记载的增粘涂层。作为粘合剂树脂，只要是能够提高粘合剂的锚固力(投錨力)的层即可，没有特别限制，具体而言，可以使用例如，环氧类树脂、异氰酸酯类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、分子中含有氨基的聚合物类、酯氨基甲酸酯(エステルウレタン)类树脂、含有唑啉基等的各种丙烯酸类树脂等具有有机反应性基团的树脂(聚合物)。
另外，为了赋予防静电性，可以像例如日本特开2004-338379号公报(专利文献15)记载的那样，在所述增粘涂层中添加防静电剂。作为用于赋予防静电性的防静电剂，可以列举：离子型表面活性剂类、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚喹喔啉等导电性聚合物类；氧化锡、氧化锑、氧化铟等金属氧化物类等，但从光学特性、外观、防静电效果、以及防静电效果在加热、加湿时的稳定性方面考虑，特别优选使用导电性聚合物类。其中，特别优选使用聚苯胺、聚噻吩等水溶性导电性聚合物、或水分散性导电性聚合物。作为防静电层的形成材料，使用水溶性导电性聚合物、水分散性导电性聚合物的情况下，可以抑制涂敷时因有机溶剂引起的光学膜基体材料的改性。
图12示出了具有透射型液晶显示面板301作为光学显示面板的光学显示装置300的实施方式。在该结构中，在液晶显示面板301的观看侧的面上隔着粘合剂层302接合第1偏振膜303，在该第1偏振膜303上隔着易粘接层307接合保护层304。在保护层304上接合1/4波长相位差层309。在1/4波长相位差层309上任意地形成防静电层308。在1/4波长相位差层309的外侧任意地设置窗305。在液晶显示面板301的另一侧的面上，通过第2粘合剂层302a设置第2偏振膜303a。在第2偏振膜303a的背面，像透射型液晶显示装置所公知的那样，设置背光310。
[发明的实施方式]
下面，针对示出了制造可用于本发明的光学膜叠层体的一个实施方式的图30进行说明。如图9或图10所示，例如由非晶性PET构成的热塑性树脂基体材料1经过下述操作被制成在基体材料1上形成有厚度10μm以下、具体来说厚度为3～4μm的偏振膜3的光学膜叠层体400，再送出至拉伸装置外，所述操作包括：利用叠层体制作装置20进行的成膜、在烘箱30内进行的气体氛围中的辅助拉伸、在染色装置40中进行的2色性色素的染色、及在硼酸水溶液槽50中进行的水中拉伸。其中，可将光学膜叠层体400卷成卷、也可将其直接连续地送至下一工序。作为下一工序，图30所示光学膜叠层体形成装置具备分离膜贴合单元500、缺陷检查单元600。
分离膜贴合单元500具有一对贴合辊501、502。在该分离膜贴合单元500，光学膜叠层体400以偏振膜3位于下侧的状态被送入贴合辊501、502间。分离膜503从分离膜503的卷芯503a上连续抽出，以与光学膜叠层体400的下侧相叠合的状态被送入贴合辊501、502间。在将光学膜叠层体400和分离膜503送入贴合辊501、502间之前，在叠合的光学膜叠层体400和分离膜503之间以层的形式赋予粘合剂504a。因此，光学膜叠层体400和分离膜503从贴合辊501、502中出来时，在光学膜叠层体400的偏振膜3的面上隔着粘合剂层504叠层有分离膜503，由此形成了带有分离膜的光学膜叠层体510。在该步骤中，可将带有分离膜的光学膜叠层体510暂时卷成卷。分离膜503的面向粘合剂层504侧的表面经过脱模处理，分离膜503与粘合剂层504的粘接力比偏振膜3与粘合剂层504之间的粘接力弱。因此，如后面所叙述，将分离膜503从光学膜叠层体400上剥离时，粘合剂层504残留在光学膜叠层体400侧。该粘合剂层504可作为将光学膜叠层体400贴合在显示面板等其它构件上时的粘合剂层使用。
缺陷检查单元600具有在带有分离膜的光学膜叠层体510的基体材料1的表面打印参考点标记M的参考点打印装置610。该参考点打印装置610在带有分离膜的光学膜叠层体510的输送方向的前导端(先導端)附近的适当位置赋予标记，该标记成为所述带有分离膜的光学膜叠层体510的长度方向的位置基准。
在图30所示例子中，将从一对贴合辊501、502送出的带有分离膜的光学膜叠层体510被直接送到并通过参考点打印装置610。在打印装置610的下游侧设置由长度测定辊611构成的输送量测定装置。该长度测定辊611通过其旋转量测定被送到并通过该长度测定辊611的带有分离膜的光学膜叠层体的输送量，将测定信号送至设置在光学膜叠层体形成装置上的存储运算部620的叠层体输送量运算装置620a。
缺陷检查单元600在长度测定辊611的输送方向下游侧具有分离膜剥离部601。该分离膜剥离部601具有：一对引导辊(602、603)、引导剥离的分离膜503的剥离膜引导辊604、及卷绕剥离的分离膜503的卷绕辊605。剥离了分离膜503的光学膜叠层体400具有在偏振膜3的表面残留有粘合剂层504的形态。将该具有粘合剂层504的光学膜叠层体400送至缺陷检查部630。缺陷检查部630包括：参考点读取机构631、由光源632及光检测构件633构成的透射光检测方式的光学缺陷检测机构。参考点读取机构631的读取信号被送至存储运算部620的参考点读取时间存储机构620b，存储检测出参考点的时刻。由光学缺陷检测机构送来的缺陷检测信号被送至存储运算部620的缺陷检测时间运算机构620c，该缺陷检测时间运算机构620c运算出检测到其缺陷的时刻并进行存储。来自叠层体输送量运算机构620a、参考点读取时间存储机构620B、及缺陷检测时间运算机构620c的信号被输入设置在光学膜叠层体形成装置上的控制装置670的缺陷位置运算部672，缺陷位置运算部672接收这些输入数据，运算出缺陷距参考点标记M的位置，将缺陷位置信号送至存储运算部620的缺陷标记打印指令生成部620d。
通过缺陷检查单元600的光学膜叠层体400接着通过分离膜贴合单元640。该分离膜贴合单元640具有贴合辊641、642，其用于将从分离膜503的卷芯503a连续抽出的分离膜503通过残留在光学膜叠层体400的偏振膜3上的粘合剂层504贴合在该光学膜叠层体400上。从贴合辊641、642送出的光学膜叠层体400为贴合有分离膜503的带有分离膜的光学膜叠层体510。在此，作为贴合的分离膜503，可以使用在分离膜剥离部620剥离的分离膜、也可使用另外准备的分离膜。
使从贴合辊641、642送出的带有分离膜的光学膜叠层体510通过任意设定的第2缺陷检查单元650。该第2缺陷检查单元650具有参考点检测机构651、光学缺陷检测机构652。光学缺陷检测机构652由光源652a和光接收部652b构成，所述光源652a向带有分离膜的光学膜叠层体510的分离膜503的表面照射光，所述光接收部652b接收来自分离膜503的表面的反射光。所述光学缺陷检测机构652对带有分离膜的光学膜叠层体510中粘合剂层504的缺陷、特别是其表面缺陷进行检测。参考点检测机构651的检测信号被送至参考点读取时间存储机构620b，光接收部652b的检测信号被送至缺陷检测时间运算机构620c。
通过第2缺陷检查单元650的带有分离膜的光学膜叠层体510被送至并通过具有长度测定辊660的输送量测定装置，测定叠层体510的输送量。表示该测定的输送量的信号被送至设置在光学膜叠层体形成装置上的控制装置670的参考点核对部671。在长度测定辊660的下游侧设置参考点读取机构661，该参考点读取机构661读取在光学膜叠层体400上形成的参考点的标记M，将与该标记M所经过时刻相关的信息的信号送至控制装置670的参考点核对部671。参考点核对部671接收来自长度测定辊660及参考点读取机构661的信号，将与自参考点标记M开始的叠层体的输送量相关的信号输入到存储运算机构620的缺陷打印指令生成部620d中。缺陷打印指令生成部620d基于来自缺陷位置运算部672的缺陷位置信号、来自参考点核对部671的输送量信号，生成在带有分离膜的光学膜叠层体510上的缺陷位置处打印缺陷标记D的打印指令。该打印指令被送至设置在参考点读取机构661下游侧的标记打印装置662，使该标记打印装置662运转，在带有分离膜的光学膜叠层体510的热塑性树脂基体材料上与缺陷相对应的位置打印缺陷标记D。经过打印的带有分离膜的光学膜叠层体510被卷绕成卷680。
在上述实施方式中，以在叠层体510上打印缺陷标记D对缺陷位置进行了说明，也可用下述方法代替，即在各叠层体510的卷680上赋予识别该卷的识别标记，另外使缺陷位置与识别叠层体510的卷680的识别标记关联，并将其存储在存储运算部620中。就这样的结构而言，在使用该叠层体510的卷680的后序工序中，基于该卷的识别标记，由存储运算部读出该卷的缺陷位置，从而可以认定光学膜叠层体的缺陷位置。在这样的情况下，被卷绕成卷680时叠层体510的后尾端变成由卷680上送出时的前导端，因此也可预先在该后尾端打印参考点，由在后尾端打印的参考点与在前导端打印的参考点之间的距离，来把握该后尾端的参考点与缺陷位置的关系。
图31为与示出本发明的其它实施方式的图30同样的光学叠层体卷的制造工序的示意图。在图31中，与图30的实施方式中的部分相对应的部分赋予与图30相同的符号，并省略其说明。图31的实施方式与图30的实施方式的不同点在于：在光学膜叠层体400的偏振膜3侧接合分离膜503之前，在该偏振膜3的面上通过粘接剂801粘接光学功能膜800。光学功能膜800可以是前面所述的1/4波长相位差膜、视场角补偿膜、以及在该技术领域中使用的光学补偿膜。该光学功能膜800由卷800a连续抽出并经引导辊802被送出，再通过一对贴合辊803、804粘接在光学膜叠层体400上，制作了光学膜中间叠层体510a。因此，在该实施方式中，分离膜503通过粘合剂层504被贴合在该光学功能膜800上，形成光学膜叠层体510b。该实施方式的其它方面均与图30所示实施方式相同。
图32所示实施方式不同于图31所示实施方式，光学膜叠层体400的偏振膜3侧未接合分离膜503，取而代之的是，光学功能膜800通过粘接剂801被粘接在该偏振膜3的面上。光学功能膜800被粘接之后，通过剥离辊810、811将拉伸中使用的热塑性树脂基体材料1从偏振膜3上剥离，形成光学膜中间叠层体510c。被剥离的基体材料1经引导辊812被卷绕成卷813。
对于剥离了基体材料1的光学膜中间叠层体510c而言，在光学功能膜800的面上通过参考点打印机构610打印表示参考点的标记M。接着，光学膜中间叠层体510c通过长度测定辊611被送至分离膜贴合单元500A。在该分离膜贴合单元500A处，由分离膜503的卷503a上连续抽出的分离膜503被送入，并使其与光学膜中间叠层体510c的剥离了基体材料1的面叠合，在分离膜503和偏振膜3之间供给粘合剂504a并使其形成粘合剂层504，利用贴合辊501、502将该分离膜503隔着所述粘合剂层504贴合在偏振膜3上，从而形成光学膜叠层体510d。
在该光学膜叠层体510d通过剥离辊602、603的位置将分离膜503剥离，制成在光学膜中间叠层体510c的偏振膜3上附着有粘合剂层504的层结构的叠层体。该叠层体经过缺陷检查单元630被送至分离膜贴合单元640，在该单元640，通过位于叠层体的偏振膜3面上的粘合剂层504，将分离膜503接合在叠层体上，从而形成光学膜叠层体510d。通过打印装置662a，将缺陷标记I打印在光学功能膜800上。其它方面，图32所示实施方式与图31所示相同。
图33为与示出本发明的另一实施方式的图32同样的图。该实施方式与图32所示实施方式的不同点在于：在剥离了基体材料1的叠层体面上贴合分离膜503之前，利用粘接剂851将第2光学功能膜850粘接在该剥离了基体材料1的叠层体的偏振膜的面上。第2光学功能膜850由卷850a上连续抽出并经引导辊852被送出，再通过一对贴合辊803a、804a贴合在叠层体510c上，从而形成光学膜中间叠层体510e。在该实施方式中，在该第2光学功能膜850上隔着由粘合剂504a形成的粘合剂层504接合分离膜503，形成光学膜叠层体510f。虽然参考点打印装置610和长度测定辊611被设置在用于贴合分离膜503的贴合辊501、502的下游侧，但其功能相同。
图34为立体图，其示出了可用于本发明的长度方向切割工序的一个实施方式。该工序中使用的带分离膜的叠层体可以为例如图30～图33的任意工序形成的叠层体，在此结合通过图32所示工序制造的带有分离膜的光学膜叠层体510d的卷680进行说明。
在图34中，将带有分离膜的光学膜叠层体510d的卷680设置在叠层体连续抽出装置700上。该装置700具备支撑卷680并使其能自由旋转的支撑轴701，在该装置700内，设有蛇行控制装置702，该蛇行控制装置702用来抑制由卷680连续抽出的叠层体510d在输送路径中产生蛇行。该蛇行控制装置702具有与叠层体510d的边缘部接触并检测该边缘部位置的边缘部传感器702a，根据由该传感器702a检测到的边缘部的位置，产生调节支撑轴701的轴向位置的信号。
在图34所示实施方式中，具备切割装置900，其是用于将偏振膜切割成适当的大小而设置的，其与制造结构为叠层体510d的偏振膜3贴合在具有长边和短边的矩形形状的液晶显示面板上的光学显示装置有关。该切割装置900将宽幅的带有分离膜的光学膜叠层体510d切割成宽度分别与液晶显示面板的长边和短边对应的光学膜叠层体带材。
在图34中，将由带有分离膜的光学膜叠层体510d的卷680上连续抽出的叠层体510d通过一对输送辊901、902沿长度方向输送，并由蛇行控制装置702来抑制蛇行。在输送辊901、902的下游侧，将3片圆盘状旋转切刀903a、903b、903c在宽度方向以规定间隔设置。切刀903a被设置在仅将叠层体510d的边缘部510h切下规定宽度的位置。切刀903a与切刀903b之间的间隔被设定为：与所述叠层体510d的偏振膜3所贴合的液晶显示面板的短边尺寸相对应的距离。同样地，切刀903b与切刀903c之间的间隔被设定为：与所述叠层体510d的偏振膜3所贴合的液晶显示面板的长边尺寸相对应的距离。另外，切刀903c具有切去与叠层体510d的边缘部510h相反侧的边缘部的作用。
通过切刀903a和切刀903b，形成宽度与液晶显示面板的短边相对应的叠层体带材910a，通过切刀903b和切刀903c，形成具有与长边相对应的宽度的叠层体带材910b。直接将宽度与长边相对应的叠层体带材910b通过输送辊911、912沿长度方向输送，被卷绕成卷920。将宽度与短边相对应的叠层体带材910a通过引导辊913引导至较宽度与长边相对应的叠层体带材910b更高的位置，通过输送辊914、915沿长度方向输送，被卷绕成卷921。
本发明如上述实施方式所能理解的那样，将连续带状光学膜叠层体(即带有分离膜的叠层体)按照与偏振膜3的拉伸方向即长度方向平行的方向，以规定宽度进行切割，形成规定宽度的连续带状叠层体带材，由此，使偏振膜3的吸收轴方向与叠层体带材的长度方向高精度地一致。以往，将宽幅的光学膜叠层体以被卷成卷状的状态切割成规定宽度，但该方法无法高精度地使偏振膜的吸收轴与带材的长度方向一致。参考上述实施方式，与以卷的状态进行切割的现有方法相比，前述本发明的方法具有非常高的精度。在上述的实施方式中，如果将切刀903a、903b、903c等间隔地设置，则可以得到同一宽度的2个叠层体带材。另外，如果使用2片切刀，则可以形成1个叠层体带材。
图35简略地示出了制造液晶显示单元1000的工序，在该工序中，使用参考图34通过所述工序制造的叠层体带材卷920、921，将偏振膜3贴合在液晶显示面板W的两面上，使偏振膜3的吸收轴互相垂直，由此制造了液晶显示单元1000。参考图35，将具有与面板W的长边相对应的宽度的叠层体带材910b由卷920上连续抽出，并沿长度方向输送。使由卷920上连续抽出的叠层体带材910b在识别信息读取装置920a的下方通过，从而读取识别信息。当根据读取的识别信息判断叠层体带材910b中不存在缺陷时，以与液晶显示面板W的短边相对应的长度方向间隔，沿与长度方向成直角的方向、即宽度方向在叠层体带材910b上形成切口921，该缺口具有从基体材料1的表面起通过偏振膜3及粘合剂层504直至到达分离膜503的面的深度。将由该切口形成的切痕称为“半切(half cut)”。在通过该半切在叠层体带材910b的长度方向上相邻的2个位置形成的切口921之间形成偏振膜叠层体片922，该偏振膜叠层体片922由光学功能膜800、粘接剂层801、偏振膜3及粘合剂层504构成。该偏振膜叠层体片922处于隔着粘合剂层504附着在分离膜503上的状态。分离膜503起到支撑多个偏振膜叠层体片922且使之能够剥离、并进行运送的作用，因此称为载体膜。
形成有切口921的叠层体带材910b被送至偏振膜贴合单元950。在该偏振膜贴合单元950，液晶显示面板W从与叠层体带材910b相反的一侧，与叠层体带材510B上的偏振膜叠层体片922同步，将偏振膜叠层体片922从分离膜即载体膜503上剥离，贴合在液晶显示面板W的上侧表面上。沿与该液晶显示面板W被送入贴合单元950的方向成直角的方向，将一侧表面贴合有偏振膜3的液晶显示面板W送至反转回旋部960。
另一方面，将宽度与短边相对应的叠层体带材910a从卷921上连续抽出，并沿长度方向输送。从卷921上连续抽出的叠层体带材910a在识别信息读取装置923的下方通过，从而读取识别信息。其中，在判断叠层体带材910a中不存在缺陷时，以与液晶显示面板W的长边相对应的长度方向间隔，在与长度方向成直角方向、即宽度方向上通过半切在该叠层体带材910a上形成切口924，该切口具有从光学功能膜800的表面开始通过粘接剂层801、偏振膜3及粘合剂层504直至到达分离膜503的面的深度。在通过该半切而在叠层体带材910a的长度方向上相邻的2个位置形成的切口924之间，形成由光学功能膜800、粘接剂层801、偏振膜3及粘合剂层504构成的偏振膜叠层体片925。该偏振膜叠层体片925处于通过粘合剂层504附着在分离膜503上的状态。
将形成有切口924的叠层体带材910a送至第2偏振膜贴合单元951。一侧表面贴合有偏振膜片922的液晶显示面板W，沿着与叠层体带材910a垂直的方向，以与叠层体带材910a上的偏振膜叠层体片925同步的关系，在反转回旋部660发生正反面反转，并以90°回旋的状态被送往偏振膜贴合单元951。偏振膜叠层体片925在第2偏振膜贴合单元951从分离膜503上剥离后，贴合在液晶显示面板W的经反转而成为上侧的面上。通过该工序，在液晶显示面板W两侧的面上贴合了吸收轴处于互相垂直关系的偏振膜3。
在叠层体带材910a上检测到缺陷标记时，在与缺陷标记的下游侧边缘部仅距规定距离的下游侧位置、以及在与该缺陷标记的上游侧边缘部仅距规定距离的上游侧位置这两个位置，通过半切在叠层体带材910a上形成切口924a、924b。在这些切口924a、924b之间形成的偏振膜叠层体片925a作为不良片未被送至偏振膜贴合单元，而是通过图中未示出的不良片排出机构由不良片排出路径排出。通常，在切口924a、924b之间形成的偏振膜叠层体片925a的长度短于在2个相邻的切口624之间形成的正常偏振膜叠层体片925的长度。因此，可以减少作为不良片而被废弃的材料。但在缺陷的长度沿叠层体带材910a的长度方向绵延很长的情况下，或者在多个缺陷在叠层体带材910a的长度方向连续存在的情况下，不良的偏振膜叠层体片925a比正常的偏振膜叠层体片925长。在这样的情况下，为了容易地排出不良片，可以在长的不良偏振膜叠层体片925a的中间部形成追加的切口，从而缩短不良偏振膜片的长度。
在叠层体带材910b上也检测到缺陷标记时，在与缺陷标记的下游侧边缘部仅距规定距离的下游侧位置、以及在与该缺陷标记的上游侧边缘部仅距规定距离的上游侧位置这两个位置，通过半切在叠层体带材910b上形成切口921a、921b。在这些切口921a、921b之间形成的偏振膜叠层体片922a作为不良片未被送至偏振膜贴合单元，而是通过图中未示出的不良片排出机构由不良片排出路径排出。
图36为示出使用叠层体带材910a的卷921在液晶显示面板上贴合叠层体的连续贴合装置的一例的简图。在该例中，分离膜503为由光学功能膜800、粘接剂层801、偏振膜3及粘合剂层504构成的偏振膜叠层体片925、925a的载体膜。因此，在以下说明中，将符号503所示膜称为载体膜，将叠层有该载体膜503的叠层体称为带有载体膜的叠层体。
该连续贴合装置具有下述构成：在制造卷921的工序中，基于检测到的缺陷信息，预先确定用于在光学膜叠层体带材910a上形成切口924的切割位置S，并将与该切割位置S有关的信息收纳在存储机构中。
如图37所示，确定切割位置S为：在其输送方向的上游侧及下游侧与缺陷D的位置分别仅距规定距离D1、D2的位置。夹着该缺陷D的2个切口切割位置之间的区域为包含缺陷的不良片925a的区域。另外，在不含缺陷的区域，以与贴合叠层体的液晶显示面板的长边相对应的间隔，确定切口切割位置S。在图37中，在不含缺陷的区域所确定的切口切割位置的输送方向上相邻的2个切口之间的部分，形成无缺陷的正常片925，叠层体输送方向的长度以Xα表示。与此相对，在夹着缺陷D的2个切口切割位置之间的所述不良片925a的区域，长度以Xβ表示。虽然长度Xβ因缺陷的大小及数量而异，但通常长度Xβ小于Xα。
该切口切割位置的运算可通过例如图32所示装置中表示的控制装置670进行。可将运算得到的切口切割位置信息与识别叠层体带材910a的卷921的识别信息一起收纳在图32所示信息媒介物690中。如图36所示，连续贴合装置所具有的控制装置750可由图32所示装置的信息媒介物690接收所述识别信息及切口切割位置信息。接收到的识别信息和切口切割位置信息被收纳在图36所示连续贴合装置1100的控制装置750内的存储装置770中。
连续贴合装置1100具有支撑叠层体带材910a的卷921并使其能够自由旋转的卷支撑装置1110，通过沿叠层体送出方向以规定速度驱动被该卷支撑装置1110支撑的叠层体带材910a的卷921，叠层体带材910a由该卷921上以规定的输送速度被送出。由卷921送出的所述带有分离膜的光学膜叠层体带材910a经过包含识别信息读取装置923(在图35中进行了说明)的识别信息读取装置1120，通过长度测定辊1130、1131。识别信息读取装置1120读取从卷921上连续抽出的叠层体带材910a的识别信息，并将读取的识别信息送至控制装置750的识别信息接收部760。通过长度测定辊1130、1131测定叠层体带材910a的输送量，将与该测定的输送量相关的信息作为连续抽出信息送至控制装置750。
通过长度测定辊1130、1131之后的叠层体带材910a经过Accu Roll轧机被送至切口切割单元A，所述Accu Roll轧机能够上下移动地被支撑着且以规定的力弹性地向下方施加作用力。在切口切割单元A的下游侧设置有送料辊(feed roll)1170，用来以规定速度输送叠层体带材910a，在切割单元A，在进行切割的短暂瞬间，停止该送料辊1170，由此使叠层体带材910a在切口切割单元A停止。在送料辊1170的下游侧，设置有第2Accu Roll轧机1180。该Accu Roll轧机1180的结构与Accu Roll轧机1140相同。
在切口切割单元A具有：切口切割装置1150、分别设置在该切口切割装置1150的上游侧及下游侧的切割位置确认装置1160。控制装置750接收到来自切割位置确认装置1160的确认信号，基于来自识别信息读取装置1120的卷识别信息，获得收纳在存储机构770中的切口切割位置信息，向切口切割装置1150发送切割的指令。切口切割装置1150工作而在光学膜叠层体带材910a上形成切口924时，送料辊1170工作，再次开始带有载体膜的光学膜叠层体带材910a的输送。如前面已经叙述的那样，带有载体膜的光学膜叠层体带材910a在Accu Roll轧机1140的上游侧不停地被输送驱动，而在切割单元A停止叠层体的输送以进行切口切割时，这些Accu Roll轧机1140、1180上下移动，吸收叠层体的输送量差。
由在切口切割单元A进行的切口切割而形成的切口924具有如下的深度：从带有分离膜的光学膜叠层体带材910a的与载体膜503相反的一侧开始、直至到达所述载体膜503与粘合剂层504之间的界面为止的深度，在输送方向上相邻的2个切口924之间形成光学膜片925、925a。该片925、925a以被载体膜503支撑的状态送至下一工序。这样形成的片包含缺陷D时，为不良片925a，不含缺陷时，为正常片925。
通过第2Accu Roll轧机1180之后的叠层体带材910a接着通过不良片排除单元C。在该排除单元C，由控制装置750送出与不良片925a相关的信息，接收该信息后，排除单元C所具有的排除装置1190工作，将不良片925a排出至输送路径外。该排除装置1190由接受膜辊(受取フイルムロ一ル)1190b和接取辊(引取りロ一ル)1190d构成，所述接受膜辊1190b用于送出不良片接受用膜1190a，所述接取辊1190d用于取回由所述接受膜辊1190b拉出的不良片接受用膜1190a。不良片接受用膜1190a由接受膜辊1190b经引导辊1190c被送至接取辊1190d。接取辊1190d为驱动辊，其在不良片925a到达排除装置1190附近时被驱动并进行工作，使不良片接受用膜1190a按照图36箭头所示方向输送。在叠层体带材910a的输送路径上设置有叠层体路径移动辊1190e，该叠层体路径移动辊1190e与引导辊1190c夹着叠层体带材910a且方向相对，在图36中，所述叠层体路径移动辊1190e能够向左侧方向移动。不良片925a到达排除装置1190附近而使接取辊1190d开始工作时，该路径移动辊1190e向左侧方向移动，改变所述叠层体的输送路径直至叠层体带材910a与引导辊1190c接触。通过该路径的移动，载体膜上的不良片925a转移到不良片接受用膜1190a上。由此，完成不良片的排除，接取辊1190d停止，路径移动辊1190e返回右侧方向的最初位置。
通过不良片排除单元C之后的带有载体膜的叠层体带材910a经过用于确认是否处于直行状态的直行状态确认装置1230，送至贴合单元B。在与正常片925被送入到所述贴合单元B的同一时刻，液晶显示面板W被送入至该贴合单元。液晶显示面板W从图35所示反转回旋装置960中1片1片地被送出，并通过液晶显示面板输送机构1300送至贴合单元B。
在贴合单元B，将光学膜叠层体的正常片925从载体膜503上剥离并进行输送，使其叠合在被送至贴合单元B的液晶显示面板W上。贴合单元B设置有贴合装置1200，该贴合装置1200由下侧贴合辊1200a和上侧贴合辊1200b构成，所述下侧贴合辊1200a设置在被送至贴合单元B的液晶显示面板W的下方位置，所述上侧贴合辊1200b位于被送至贴合单元B的光学膜叠层体正常片925的上方。上侧贴合辊1200b如图34中虚线所示，能够上下移动。
在贴合单元B设置有正常片前端检测装置1220，能检测出正常片925已到达贴合位置。检测到正常片925已到达贴合位置时，上侧贴合辊1200b降至图36中实线所示的位置，将该正常片贴合在液晶显示面板W上。在将正常片925从载体膜503上剥离时，使光学膜叠层体接合在载体膜上的粘合剂层504残留在该正常片925一侧，正常片925通过该粘合剂层504与液晶显示面板W粘接。
用于将正常片925从载体膜上剥离的剥离结构具有剥离构件1211，该剥离构件1211具有成锐角的前端边缘部。通过该剥离构件1211的作用，将剥离的载体膜503在前端边缘部折叠成锐角，将该折叠后的载体膜503如图36所示通过接取辊1212在右侧方向被取回，卷绕在辊1210上。将由载体膜503剥离的正常片925直接沿输送方向输送，到达贴合位置。在贴合位置，上侧贴合辊1200b降至图36中实线所示的位置，在其与下侧贴合辊1200a之间夹有正常片925，将该正常片925压在液晶显示面板W上，从而贴合在该液晶显示面板W上。该贴合单元B中各部的详细结构如图38所示。
通过上述方法及装置，可将本发明的具有薄型偏振膜的光学膜叠层体片连续地贴合在液晶显示面板上。显示面板为有机EL型面板的情况下，通常仅在面板的一侧贴合偏振膜。
以上，参考附图对本发明的特定实施方式进行了说明，但本发明除了图示以及说明的构成外，还可进行各种变更。因此，本发明并不限于图示以及说明的构成，其范围应根据附上的权利要求书及其相应的范围来确定。

Claims (20)

1.一种光学面板组装体的连续制造方法，该方法是通过将偏振膜贴合在具有长边尺寸和短边尺寸的矩形形状的光学面板的2个表面中的至少一个表面上来制造光学面板组装体的方法，该方法包括下述步骤：
形成连续带状光学膜叠层体的步骤，
所述连续带状光学膜叠层体至少包含偏振膜，所述偏振膜的厚度为10μm以下、且由在长度方向具有吸收轴的聚乙烯醇类树脂层构成，
所述连续带状光学膜叠层体是对在连续带状热塑性树脂基体材料上形成有聚乙烯醇类树脂层的叠层体进行拉伸工序和吸附工序而形成的，其中，所述拉伸工序通过由气体氛围中的辅助拉伸和以高于所述气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率进行的硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸，在长度方向进行单向拉伸，使得总拉伸倍率为5倍～8.5倍，且所述聚乙烯醇类树脂层的厚度为10μm以下，
所述吸附工序使二色性物质吸附在所述聚乙烯醇类树脂膜上；
形成带有载体膜的光学膜叠层体的步骤，
在所述光学膜叠层体上隔着粘合剂层贴合载体膜，所述载体膜与所述粘合剂层的粘接力比所述光学膜叠层体与所述粘合剂层之间的粘接力弱，且所述载体膜能够剥离；
形成连续长条片状叠层体的步骤，
在所述带有载体膜的光学膜叠层体的与长度方向成直角的宽度方向上形成多个切口，所述多个切口在长度方向上具有与所述光学面板的长边尺寸或短边尺寸之一相对应的规定间隔，且其具有从所述光学膜叠层体一侧起直至面向所述粘合层的载体膜一面为止的深度，在所述带有载体膜的光学膜叠层体的长度方向上相邻的2个切口间形成光学膜叠层体片，由此形成结构为在所述载体膜上连续支撑有多个所述片的连续长条片状叠层体；以及
贴合步骤，
将所述长条片状叠层体送至贴合位置，使得所述长条片状叠层体上的所述各个片与被依次送至贴合位置的所述光学面板同步，依次将所述片从所述长条片状叠层体上剥离，使所述粘合剂层残留在光学膜叠层体侧，从而使所述片隔着粘合剂层贴合在被送至贴合位置的所述光学面板上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
在所述形成连续长条片状叠层体的步骤之前，将所述带有载体膜的偏振膜叠层体以与所述光学面板的所述长边尺寸或所述短边尺寸中的另一个尺寸相对应的规定宽度沿所述带有载体膜的偏振膜叠层体的长度方向进行切断，形成具有所述规定宽度且在长度方向连续的连续带材，
在所述连续带材上形成所述多个切口，由此形成所述连续长条片状叠层体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述形成连续长条片状叠层体的步骤之前，具有对所述光学膜叠层体进行缺陷检查的步骤，并且还具有在检测到缺陷时记录与该缺陷有关的信息的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述贴合步骤之前具有如下步骤：在所述形成连续长条片状叠层体的步骤中形成的所述光学膜叠层体片包含所述缺陷检查步骤中检测到的缺陷时，将包含所述缺陷的所述光学膜叠层体片从所述载体膜上剥离，并将所述光学膜叠层体排出至输送路径之外。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在所述形成连续长条片状叠层体的步骤中形成的所述光学膜叠层体片包含所述缺陷检查步骤中检测到的缺陷时，通过分别在输送方向的位于所述缺陷上游侧及下游侧的方向上距离所述缺陷规定距离的位置形成切口，从而形成包含缺陷的光学膜叠层体片。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在所述形成连续长条片状叠层体的步骤中，等间隔地形成所述切口，而与是否具有缺陷无关，将所述光学膜叠层体片中的基于所记录的与缺陷有关的信息被判定为包含缺陷的片识别为不良片。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其中，所述光学面板为光学显示面板。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其中，所述光学面板为液晶显示面板。
9.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其中，所述光学面板为有机EL显示面板。
10.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其中，所述光学面板为触摸面板。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，所述偏振膜具有满足下述条件的光学特性：
P＞－(100.929T―42.4－1)×100，其中，T＜42.3，
P≥99.9，其中，T≥42.3。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，将单体透射率设为T、将偏振度设为P时，所述偏振膜具有满足下述条件的光学特性：
T≥42.5、及P≥99.5。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的方法，其中，所述气体氛围中的辅助拉伸时的拉伸倍数为3.5倍以下。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的方法，其中，所述二色性物质的吸附通过下述方法进行：使所述聚乙烯醇类树脂层浸渍在水溶剂中含有碘浓度为0.12～0.30重量％范围的碘的染色液中。
15.一种贴合装置，其是在具有长边及短边的矩形形状的面板上依次贴合光学膜叠层体的贴合装置，
该装置使用了带有载体膜的光学膜叠层体，所述带有载体膜的光学膜叠层体通过下述方法形成：在至少包含偏振膜的连续带状光学膜叠层体上隔着粘合剂层贴合载体膜，所述载体膜与所述粘合剂层的粘接力比所述光学膜叠层体与所述粘合剂层之间的粘接力弱，且所述载体膜能够剥离，
所述至少包含偏振膜的连续带状光学膜叠层体通过下述方法形成：对于在连续带状热塑性树脂基体材料上形成有聚乙烯醇类树脂层的叠层体进行下述工序，形成厚度为10μm以下、在所述长度方向具有吸收轴且由聚乙烯醇类树脂层形成的偏振膜，所述工序为：通过由气体氛围中的辅助拉伸和以高于所述气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率进行的硼酸水溶液中拉伸构成的2阶段拉伸，在长度方向进行单向拉伸使总拉伸倍数为5倍～8.5倍，从而使所述聚乙烯醇类树脂层的厚度为10μm以下的工序；以及使二色性物质吸附在所述聚乙烯醇类树脂膜上的工序，
所述贴合装置具有：
光学膜叠层体输送机构，将所述带有载体膜的光学膜叠层体沿长度方向输送；
切口形成机构，对于由所述输送机构沿长度方向输送的所述带有载体膜的光学膜叠层体，在所述带有载体膜的光学膜叠层体的宽度方向上依次形成多个切口，所述多个切口在长度方向上具有与所述光学面板的长边尺寸或短边尺寸之一相对应的间隔，且其具有从与所述载体膜相反一侧的所述光学膜的面起直至所述载体膜的与所述光学膜邻接的面为止的深度，从而在长度方向上相邻的2个切口间形成被所述载体膜支撑的光学膜片；
面板输送机构，将所述面板依次送至贴合位置；
载体膜剥离机构，对于与依次送至所述贴合位置的所述面板同步送至所述贴合位置的所述各光学膜片，在所述贴合位置的正前方，一边以所述粘合剂层残留在所述光学膜片一侧的状态将所述光学膜片从所述载体膜上剥离，一边将所述光学膜片与所述被送至贴合位置的所述面板叠合；
贴合装置，其配置在所述贴合位置，隔着所述粘合剂层将送至所述贴合位置的所述面板与所述光学膜片贴合。
16.根据权利要求15所述的贴合装置，其具有对光学膜叠层体进行缺陷检查的缺陷检查机构。
17.根据权利要求15或16所述的贴合装置，其中，所述光学面板为光学显示面板。
18.根据权利要求15或16所述的贴合装置，其中所述光学面板为液晶显示面板。
19.根据权利要求15或16所述的贴合装置，其中，所述光学面板为有机EＬ显示面板。
20.根据权利要求15或16所述的贴合装置，其中，所述光学面板为触摸面板。
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