具有偏振膜的叠层体带材卷的制造方法

专利名称：具有偏振膜的叠层体带材卷的制造方法
技术领域：
本发明涉及具有偏振膜的叠层体带材卷的制造方法。特别是，本发明涉及由具有厚度10 μ m以下的偏振膜的光学膜叠层体形成的叠层体带材卷的制造方法，且所述偏振膜由使二色性物质发生了取向的聚乙烯醇类树脂形成。
背景技术：
已知有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，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。 利用所述使用PVA类树脂单层膜的传统方法得到的偏振膜的厚度约为15 35 μ m。根据该方法，可获得具有单体透射率42%以上、偏振度99. 95%以上的光学特性的偏振膜，并且利用该方法制造的偏振膜目前已被应用于电视、手机、便携信息终端及其它光学显示装置。
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于温度、湿度的变化敏感，其容易因周围的环境变化而产生伸缩，因而存在容易产生断裂的倾向。另外，因使用中的环境变化而引起的伸缩会导致应力作用于与该偏振膜相接合的邻接部件，进而导致该邻接部件发生翘曲等变形。
因此，为了抑制偏振膜的伸缩、减轻温度及湿度的影响，通常使用在偏振膜的两面贴合有作为保护膜的4(Γ80 μ m的TAC (三乙酸纤维素类)膜的光学膜叠层体作为电视用偏振膜。但即使采取这样的构成，在使用由单层体形成的偏振膜的情况下，由于偏振膜的薄膜化有限，因此不能忽略伸缩力，难以完全抑制伸缩的影响，包含偏振膜的光学膜叠层体将不可避免地发生一定程度的伸缩。包含这类偏振膜的光学膜叠层体产生伸缩时，由其伸缩引起的应力会导致邻接部件发生翘曲等变形。该变形即使微小，也会成为导致液晶显示装置发生显示不均的原因。因此，为了减少该显示不均的发生，必须从设计上加以考虑，慎重选择用于包含偏振膜的光学膜叠层体的部件的材料。另外，由于这样的偏振膜的收缩应力会成为导致光学膜叠层体从液晶显示面板上剥离等的原因，因此，为了将该光学膜叠层体接合在液晶显示面板上，要求使用具有高粘接力的粘合剂。但是，使用这类高粘接力的粘合剂时，存在的问题是如果在随后的检查中发现在贴合于液晶显示面板上的光学膜叠层体的偏振膜上存在光学缺陷，则很难进行重新加工，即，很难进行将该光学膜叠层体从液晶显示面板剥离、再在该液晶显示面板上贴合其它光学膜叠层体的操作。这是在使用制成膜状的 PVA类树脂的单层体、通过传统方法得到偏振膜时存在的技术问题。
因上述问题的存在，要求开发一种能够替代使用薄膜化未达到充分程度的传统 PVA类树脂单层体来制造偏振膜的方法的偏振膜的制造方法。而对于使用制成膜状的PVA 类树脂的单层体的传统方法而言，事实上是无法制造出厚度为IOym以下的偏振膜的。其`理由在于，在利用膜状PVA类树脂单层体制造偏振膜时，如果PVA类树脂单层体的厚度过薄，则由于在染色工序和/或拉伸工序中，PVA类树脂层存在发生溶解和/或断裂的隐患， 因此无法形成厚度均匀的偏振膜。
针对这一问题，已提出了下述制造方法通过在热塑性树脂基体材料上涂布形成 PVA类树脂层，并将形成于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，再进行染色处理，由此来制造与利用传统方法得到的偏振膜相比非常薄的偏振膜。与利用PVA类树脂的单层体制造偏振膜的方法相比，使用该热塑性树脂基体材料的偏振膜的制造方法可能会制造出更为均匀的偏振膜，在这方面受到关注。
例如，日本专利第4279944号公报(专利文献I)中公开了如下的偏振片制造方法通过涂敷法在热塑性树脂膜的一面形成厚度为6 μ πΓ30 μ m的聚乙烯醇类树脂层，然后，拉伸至2飞倍，使该聚乙烯醇类树脂层成为透明被膜元件层，由此形成由热塑性树脂膜层和透明被膜元件层这两层构成的复合膜，接着，通过粘接剂在该由两层构成的复合膜的透明被膜元件层侧贴合光学透明树脂膜层，然后将热塑性树脂膜层剥离除去，再对透明被膜元件层进行染色、固定，从而得到偏振光元件层。利用该方法得到的偏振片是光学透明树脂膜层与偏振光元件层的2层结构，根据专利文献I的记载，偏振光元件的厚度为2 4μπι。
在该专利文献I记载的方法中，通过在加热下进行单向拉伸来实施其拉伸，且其拉伸倍率如上所述，被限制在2倍以上且5倍以下的范围。根据专利文献I中的说明，该方法中将拉伸倍率限制在5倍以下的理由在于，进行拉伸倍率超过5倍的高倍率拉伸时，稳定生产将变得极端困难。作为拉伸时的周围温度，具体如下使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作为热塑性树脂膜的情况下，周围温度为55°C ;使用未拉伸的聚丙烯作为热塑性树脂膜的情况下，周围温度为60°C ;使用未拉伸的尼龙作为热塑性树脂膜的情况下，周围温度为70°C。 该专利文献I记载的方法中，采用了高温气体氛围中的单向拉伸的方法，如专利文献I中所述，其拉伸倍率被限制为5倍以下，因此，通过该方法得到的2 4 μ m的极薄偏振膜无法满足应用于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的偏振膜所要求的光学特性。
通过在热塑性树脂基体材料上涂敷形成PVA类树脂层、并对该PVA类树脂层连同基体材料一起进行拉伸来形成偏振膜的方法还记载于日本特开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。在这些专利文献记载的方法中，基体材料为非晶性聚酯树脂的情况下，在70°C 120°C的温度下对由热塑性树脂基体材料和涂布在该基体材料上的PVA类树脂层构成的叠层体进行单向拉伸。接着，通过对经拉伸而取向的PVA类树脂层进行染色，使二色性物质吸附于该PVA类树脂层。根据专利文献 2的记载，该单向拉伸既可以是纵向单向拉伸也可以是横向单向拉伸；而专利文献3中记载的方法是，进行横向单向拉伸，并在该横向单向拉伸过程中或拉伸后，使与拉伸方向垂直的方向上的长度收缩特定量。另外，就拉伸倍率而言，专利文献2及3中均通常为Γ8倍左右。 而作为所得偏振膜的厚度，则记载为广1. 6 μ m。
上述专利文献2及3中，均记载了拉伸倍率通常为Γ8倍，但所采用的拉伸方法是高温气体氛围中的拉伸法，而为了能够利用这样的方法进行稳定 的拉伸，如专利文献I中记载的那样，其拉伸倍率以5倍为限。专利文献2及3中均未记载用来通过高温气体氛围中的拉伸法达到超过5倍的拉伸倍率的特别的方法。事实上，参考上述专利文献2及3中记载的实施例后发现，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倍的拉伸倍率。本发明人等进行了专利文献2及3中记载的方法的追加试验，结果确认，利用其中记载的方法无法实现拉伸倍率超过5倍的拉伸。因此，应该做如下理解专利文献2及 3的有关拉伸倍率的记载中，仅公开了 5倍以下的拉伸倍率。对于该专利文献2及3而言， 也如专利文献I中记载的那样，所得偏振膜的光学特性无法满足应用于例如液晶电视这样的光学显示装置的偏振膜所要求的光学特性。
美国专利第4659523号说明书(专利文献4)中公开了一种偏振膜的制造方法，该方法包括对涂敷形成于聚酯膜上的PVA类树脂层连同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具有能够与偏振膜共同使用的光学特性，其意图并非在于制造包含薄型且具有优异光学特性的PVA类树脂层的偏振膜。即，专利文献4中记载的方法的目的不过是要改善与作为偏振膜的PVA 类树脂层共同被拉伸的聚酯树脂膜的光学特性。具有同样目的的起偏镜用材料的制造方法也记载于日本特公平8-12296号公报(专利文献5)中。
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 日本特开2002-258269号公报
专利文献7 :日本特开2004-078143号公报
专利文献8 :日本特开2007-171892号公报
专利文献9 日本特开2004-338379号公报
专利文献10 :日本特开2005-248173号公报
专利文献11 :日本特开2011-2759号公报
非专利文献I H. ff. Siesler, Adv. Polym. Sc1. , 65, I (1984)发明内容
发明要解决的问题
正如专利文献f 5中记载的那样，已知有在热塑性树脂基体材料上涂敷形成PVA 类树脂层、并同时对该PVA类树脂层和热塑性树脂基体材料进行拉伸来制造薄型偏振膜的方法。但至今为止，尚无法实现能够在满足主要是作为液晶电视用显示装置所要求的对比度1000:1以上、最大亮度500cd/m2以上的光学特性的显示装置中使用的高功能偏振膜、或具备能够在使用了有机EL显示元件的光学显示装置中使用的光学特性的偏振膜。
本发明人等经过深入研究，成功开发了一种光学显示装置，该光学显示装置具有与传统偏振膜相比非常薄、且具备必要的光学特性的偏振膜。本发明的目的在于提供一种具有偏振膜的叠层体带材卷的制造方法，其适于使用上述新开发的偏振膜来制造光学显示>J-U ρ α装直。
解决问题的方法
本发明人等通过利用由气体氛围中的辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸构成的两阶段拉伸工序对非晶性酯类热塑性树脂基体材料和涂布形成于该基体材料上的PVA类树脂层一体地实施拉伸，并利用二色性色素对该PVA类树脂层实施染色处理，成功获得了现有技术中不存在的偏振膜，该偏振膜的厚度为10 μ m以下、且利用单体透射率T及偏振度P表征的光学特性能够满足用于光学显示装置的偏振膜所要求的特性。
本发明涉及制造使用该偏振膜的光学叠层体卷的方法，该方法包括下述步骤通过对连续带状的在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，来形成具有偏振膜的连续带状光学膜叠层体，所述偏振膜由聚乙烯醇类树脂层形成，其厚度为IOym以下且在长度方向上具有吸收轴，其中，所述拉伸工序是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两阶段拉伸沿连续带状的在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的长度方向进行单向拉伸、并使总拉伸倍率达到5倍 8. 5倍，从而使上述聚乙烯醇类树脂层的厚度为10 μ m以下的工序；所述吸附工序是使该聚乙烯醇类树脂层吸附二色性物质的工序。然后，平行于长度方向、并以指定宽度切割该连续带状的光学膜叠层体，形成至少I个指定宽度的连续带状叠层体带材，并将该指定宽度的连续带状叠层体带材卷成卷状，来制造具有偏振膜的叠层体带材卷。
在本发明中，所述“气体氛围中的拉伸”是指，未浸溃在水中或水溶液中，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”。
本发明的方法中，可在形成连续带状的光学膜叠层体的上述步骤之后，将该光学膜叠层体卷成卷状而形成光学膜叠层体卷，并在之后的步骤中，由上述光学膜叠层体卷连续抽出该光学膜叠层体，进行上述切割。另外，在本发明中，可通过进行上述切割而形成多个指定宽度的连续带状叠层体带材。此时，多个指定宽度的连续带状叠层体带材可具有互不相同的指定宽度，或者，也可以具有彼此相同的指定宽度。
本发明中，优选在拉伸前的状态下，热塑性树脂基体材料的厚度为成膜的聚乙烯醇类树脂层的厚度的6倍以上。此外，优选热塑性树脂基体材料为透明的酯类树脂。
在本发明的优选实施方式中，单体透射率为T、偏振度为P时，偏振膜具有满足下述条件的光学特性
P>— (IOci 929m2.4 — I) XlOO (其中，Τ〈42· 3)、
P ≥ 99. 9 (其中，T≥ 42. 3)。
在本发明的其它优选实施方式中，单体透射率为Τ、偏振度为P时，偏振膜具有满足下述条件的光学特性
T ≥ 42. 5、及 P ≥ 99. 5。
气体氛围中的辅助拉伸时的拉伸倍率优选为3. 5倍以下。可通过将聚乙烯醇类树脂层浸溃于染色液中来进行二色性物质的吸附，所述染色液是水溶剂中含有碘浓度在 O. 12^0. 30重量％范围的碘的溶液。本发明的方法中还可以包括利用液温低于或等于40°C 的温度的包含碘 化物盐的洗涤液对光学膜叠层体进行洗涤的工序。另外，本发明的方法中还可以包括下述工序在偏振膜的与热塑性树脂基体材料相反一侧的面上，通过粘合剂叠层分离膜。另外，还可以包括下述工序在偏振膜的与热塑性树脂基体材料相反一侧的面上，通过粘接剂叠层光学功能膜。此外，还可以包括下述工序在光学功能膜的与偏振膜相反一侧的面上，通过粘合剂叠层分离膜。此时，光学功能膜可以是三轴方向的折射率具有 nx>ny>nz关系的三维折射率的双轴性相位差膜。通过对分离膜进行处理，使得其与粘合剂层的粘接力小于偏振膜或光学功能膜与该粘合剂层的粘接力，在剥离该分离膜时，可使粘合剂层残留在偏振膜或光学功能膜侧。
另外，本发明的方法中，在将连续带状叠层体带材卷成卷状的步骤之前，可包括下述步骤对光学膜叠层体进行缺陷检查，并在发现缺陷时，记录该缺陷的位置。该记录可通过在光学膜叠层体上赋予标记来进行。或者，该记录可通过将至少包含缺陷位置的相关信息的缺陷信息保存于记录媒介物中来进行。此时，记录可通过将至少包含缺陷位置的相关信息的缺陷信息和识别连续带状叠层体带材卷的卷识别信息保存在记录媒介物中来进行。
作为偏振膜所期望的特性，对于应用于例如液晶电视这样的光学显示装置的偏振膜的情况而言，本发明人等将要求的光学特性设定为下式表示的条件单体透射率为T、偏振度为 P 时，P〉一 (100.929T_42.4 — I)父100(其中，1'〈42· 3)、及 P 彡 99. 9 (其中，T 彡 42. 3)。
另外，与液晶显示装置的情况不同，用于有机EL显示装置的情况下，由于偏振膜通常呈使用I片的构成，因此，偏振膜所要求的光学特性与应用于液晶显示装置的偏振膜所要求的光学特性不同。作为应用于有机EL显示装置的偏振膜所要求的光学特性，本发明人等设定了以下式表示的条件单体透射率为Τ、偏振度为P时，T彡42. 5及P彡99. 5。
本发明中，通过进行上述拉伸和染色，可实现厚度为ΙΟμπι以下、并且以单体透射率T及偏振度P表征的光学特性满足上述条件的偏振膜。本发明的优选实施方式提供包含具备这样的光学特性的偏振膜的光学膜的叠层体带材卷的制造方法。
发明的效果
根据本发明，能够获得使用具有所需的光学特性的偏振膜的光学膜的叠层体带材卷，其中，所述偏振膜与传统偏振膜相比实现了显著薄膜化、并且具备必要的光学特性， 即，所述偏振膜由使二色性物质发生了取向的聚乙烯醇类树脂形成，且该偏振膜的厚度为 IOym以下。
如上所述，在记载了现有技术的文献中并未发现下述事例对使用热塑性树脂基体材料、且包含形成于该基体材料上的PVA类树脂层的叠层体进行单向拉伸，并使拉伸倍率达到5倍以上。
以下，结合附图对本发明中使用的偏振膜的制造方法的代表例以及本发明的光学膜的叠层体带材卷的制造方法的实施方式进行详细说明。


图1是示出相对于PVA层的厚度(或偏振膜厚)的树脂基体材料的适当厚度的图表。
图2为厚3 μ m、8 μ m、10 μ m的偏振膜的偏光性能的比较图。
图3是示出单体透射 率P与偏振度T之间关系的图表。
图4是示出用于具有液晶显示面板的光学显示装置的偏振膜所要求的光学性能的范围的图表。
图5是基于二色性比来表示偏振膜f 7的偏光性能的理论值的图。
图6是比较表，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是示出染色浴的碘浓度和由PVA类树脂层形成的偏振膜的偏光性能之间的关 系的图表。
图8是不出本发明的实施例的偏振膜的偏光性能的图表。
图9是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是用来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1la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1lb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是对比显示出由本发明的几个实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。
图14是对比显示出由本发明的几个实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。
图15是示出由本发明的实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。
图16是示出由本发明的其它实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。
图17是示出由本发明的另外一些实施例得到的偏振膜的偏光性能的图表。
图18是示出结晶性PET、非晶性PET及PVA类树脂的各自的拉伸温度与可拉伸倍 率之间的相对关系的图表。
图19是示出结晶性PET及非晶性PET伴随温度在Tg和熔点Tm之间变化而产生 的结晶化速度的变化的图表。
图20是示出非晶性PET及PVA在高温气体氛围中的拉伸倍率与总拉伸倍率之间 关系的图表。
图21是示出结晶性PET、非晶性PET及PVA类树脂在高温气体氛围中的拉伸温度 与总的可拉伸倍率之间的相对关系的图表。
图22是示出作为热塑性树脂基体材料使用的PET的取向性和结晶度相对于总拉 伸倍率的关系的图表。
图23是示出进行了1. 8倍的气体氛围中的辅助拉伸时的辅助拉伸温度与经过辅 助拉伸处理后的PET的取向函数之间的关系的图表。
图24是示出PVA的结晶度与PVA的取向函数之间的相对关系的图表。
图25是使用热塑性树脂基体材料制造偏振膜的制造工序的简图。
图26是示出未经过两阶段拉伸的现有例的偏振膜的偏光性能的图表。
图27是进行两阶段拉伸的实施例中制造的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层 体的制造条件的一览表。
图28是进行两阶段拉伸的实施例中制造的偏振膜、或包含偏振膜的光学膜叠层 体的制造条件的一览表。
图29是进行两阶段拉伸的实施例与参考例f 3的取向函数值的比较表。
图30为光学膜叠层体卷的制造工序的简图，其示出了对经过两阶段拉伸后的光 学膜叠层体进行缺陷检查的方法的一个实施方式。
图31为光学膜叠层体卷的制造工序的简图，其示出了进行缺陷检查的方法的其它实施方式。
图32是示出本发明的叠层体带材卷的制造方法的一个实施方式的简略立体图。
图33是示出使用本发明的叠层体带材卷来制造液晶显示装置的方法的一个实施方式的简图。
图34是示出本发明的光学膜叠层体卷的制造方法的另一实施方式的简图。
符号说明
1基体材料
2PVA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’拉伸叠层体的卷
8”经过不溶化的拉伸叠层体
9着色叠层体
9’经过交联的着色叠层体
10光学膜叠层体
IOa带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0118]70交联处理装置0119]71硼酸交联水溶液0120]80洗涤装置0121]81洗涤液0122]90干燥装置0123]91卷绕装置0124]100贴合/转印装置0125]101连续抽出/贴合装置0126]102卷绕/转印装置0127](A)叠层体制作工序0128](B)气体氛围中的辅助拉伸工序0129](C)染色工序0130](D)硼酸水溶液中拉伸工序0131](E)第I不溶化工序0132](F)包含第2不溶化的交联工序0133](G)洗涤工序0134](H)干燥工序0135](I)贴合/转印工序0136]230分离膜贴合单元0137]260.260A光学膜叠层体卷0138]310缺陷检测部0139]520、521叠层体带材卷0140]621切口 0141]770控制装置具体实施方式
[偏振膜的相关技术背景]
作为偏振膜的背景技术，针对由本发明中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，针对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的树脂，和高分子不具有有序排列、或仅有极少一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、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、但能够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，将不具有上述性质的热塑性树脂称为非晶性树脂。另一方面，无论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，将所谓无定形或非晶质的技术用语与代表不会形成结晶状态的性质的所谓非晶性的技术用语区别使用。
作为结晶性树脂 ，包括例如包括聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)在内的烯烃类树脂、 和包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及聚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，高分子会因加热和/或拉伸取向而发生排列， 从而促进结晶化。树脂的物性因结晶化程度不同而发生各种变化。另一方面，即使对于例 如聚丙烯(PP)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)这样的结晶性树脂，也可以通过阻碍由加热 处理、拉伸取向引起的高分子取向来抑制结晶化。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，并 将它们分别统称为非晶性烯烃类树脂及非晶性酯类树脂。
例如，对于聚丙烯(PP)的情况而言，通过使其成为不具有有规立构性的无规立体 结构，可制成结晶化受到抑制的非晶性聚丙烯(PP)。此外，对于例如聚对苯二甲酸乙二醇 酯(PET)的情况，通过使用间苯二甲酸、1，4-环己烷二甲醇这样的改性基团作为聚合单体 进行共聚，即，通过使用阻碍聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的结晶化的分子进行共聚，可制 成结晶化受到抑制的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
以下，针对可应用于大型液晶显示元件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。 偏振膜的偏振度P与单体透射率T之间通常处于折衷(trade off)关系。这两个光学特性 值可利用T-P曲线表示。在T-P曲线中，经作图而得到的线越位于单体透射率高的方向、且 偏振度也高的方向，则偏振膜的偏光性能越优异。
这里，参考示出T-P曲线的图3，其中的理想光学特性为T=50%、P=100%的情况。由 图3可知，存在T值越低则P值越易提高、T值越高则P值越难提高的倾向。此外，参考示 出偏振膜的偏光性能中透射率T与偏振度P的关系的图4，将图4中作为位于线I及线2上 部区域而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。该要求性能无论在目前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，在偏振膜 与空气的界面处会发生部分光反射的现象。考虑到该反射现象的情况下，由于单体透射率 T仅减少与反射相当的量，因此实际上能达到的T值的最大值为45 46%左右。
另外，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的原因在于，在显示面板内 部会发生消偏振。消偏振是由下述原因引起的透过背光侧的偏振膜而照射进来的光在透 过元件内部时，会因滤色器中的颜料、液晶分子层、TFT(薄膜晶体管)的存在而发生光的散 射和/或反射，导致部分光的偏振状态发生变化。偏振膜及显示面板的对比度中任一者越 大时，液晶电视的反差越优异，越容易观看。
另外，偏振膜的对比度定义为平行透射率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。所述最小亮 度，是呈全黑显示时的亮度。对于假定为通常的视听环境的液晶电视的情况，以O. 5cd/m2以 下的最小亮度为要求标准。超过该值，则色彩再现性降低。所述最大亮度，是呈全白显示时 的亮度。对于假定为通常的视听环境的液晶电视的情况，使用最大亮度在45(T550cd/m2范 围内的显示装置。低于该值，则由于显示变暗，液晶电视的视觉辨认性下降。
使用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I (Τ〈42. 3%) 及线2(T > 42. 3%)表示偏振膜偏振性能的临界值，其是为达到该显示装置的要求性能所必 须的值。该线是基于图5所示的背光侧与观看侧的偏振膜的组合、通过下述模拟而求出的。
液晶电视用显示装置的对比度和最大亮度可基于光源(背光)的光量、配置于背 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而计算出。通过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(O. 085%)的基础数值，将若干个 偏光性能不同的偏振膜组合，并针对每个组合算出液晶电视用显示装置的对比度和最大亮 度，可导出满足要求性能的图4的线I及线2。即，使用未达到线I及线2的偏振膜时，显 示装置显示出1000:1以下的对比度、500cd/m2以下的最大亮度。计算中使用的算式如下所/Jn ο
式(I)是用来求算显示装置的对比度的式子，式(2)是用来求算显示装置的最大亮度的式子。式(3)是用来求算偏振膜的二色性比的式子。
式(I) CRD=Lmax/Lmin
式(2) Lmax=(LBXTp-(LB/2XklBXDP/100)/2X (klF-k2F)) XTcell/100
式⑶
DR = Ak2/Akl = log (k2) / log (kl) = Iog (Ts/100 X (l-P/100) /TPVA) /log(Ts/100X (I+P/100)/Tpva)
其中，
Lmin= (LBXTc+(LB/2XklBXDP/100)/2X (klF_k2F)) XTcell/100
Tp= (klB X klF+k2B X k2F) /2 X Tpva
Tc= (klB X k2F+k2B X klF) /2 X Tpva
kl=Ts/100X (I+P/100)/Tpva
k2=Ts/100X (l-P/100)/Tpva
CRD :显示装置的对比度
Lmax :显不装直的最大売度
Lmin :显不装直的最小売度
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
kl :第I主透射率
k2 :第2主透射率
klF :观看侧偏振膜的kl
k2F :观看侧偏振膜的k2
klB :背光侧偏振膜的kl
k2B :背光侧偏振膜的k2
Akl 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(O. 085%)
Tpva :未吸附碘的PVA膜的透射率(O. 92)。
图4的线I (T〈42. 3%)可由位于图5中显不为偏振膜3的直线上的偏振膜的偏光性能导出。在图5的偏振膜3所属的偏振膜中，偏光性能以坐标(T、P) = (42. 1%、99.95%)表示的点D (空心圆)的偏振膜D在用于液晶电视用显示装置的背光侧和观看侧这两侧时，能够达到要求性能。
然而，即使是同属于偏振膜3的偏振膜，将位于单体透射率低(更暗)的区域的3 个偏振膜 Α(Τ=40· 6%、Ρ=99· 998%)、Β(Τ=41· 1%、Ρ=99· 994%)、或 C(T=41. 6%, Ρ=99· 98%)用于背光侧和观看侧这两侧时，也并非均能达到要求性能。使用偏振膜Α、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，例如，作为另一侧的偏振膜，须使用属于偏振膜4的偏振膜Ε、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、且偏振度至少在99. 9%以上的偏光性能优异的偏振膜。
图5所示的偏振膜广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的指标的二色性比(DR)求出单体透射率T和偏振度P。所述二色性比， 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，则代表偏光性能越优异。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。
此外，作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜，使用偏光性能比偏振膜3差的例如属于偏振膜I的偏振膜Η(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(I)、(2)可知，为了达到要求性能，例如，作为另一侧的偏振光膜，必须使用属于偏振膜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%)这样的与偏振膜3相比偏光性能更为优异的偏振膜。
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至少比偏振膜3优异。图4的线I (Τ〈42. 3%)示出其下限值。另一方面，图4的线 2 (T彡42. 3%)示出偏振度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，作为另一侧的偏振光膜，无论使用偏光性能多优异的偏振膜，也无法达到要求性能。
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的情况下，应满足下述期望的条件背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜是偏光性能至少在超过线I ( Χ42. 3%)及线2 (T彡42. 3%)所示界限的区域的偏振膜，具体而言，是具有优于偏振膜3的偏光性能、且偏振度为99. 9%以上的偏振膜。
相对而言，用于有机EL显示装置的偏振膜大多是为了通过主要与1/4波长相位差膜组合而形成圆偏振光来屏蔽内部反射光而使用的，此时，使用`的是I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，如上所述，用于有机EL显示装置的偏振膜在光学方面的要求特性不同，在单体透射率为T、偏振度为P时，其要满足T > 42. 5及 P ^ 99. 5所示的条件。图4中以点划线示出了用于有机EL显示装置的偏振膜的要求特性。
[偏振膜的制造的相关实施例]
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f 18。这些实施例中制造偏振膜的制造条件如图27及图28所示。另外，作为用于对比的实例，还作成了参考例及比较例。图29是针对在经过第I阶段的气体氛围中的高温拉伸后由实施例广18及参考例Γ3得到的各个拉伸叠层体，分别示出其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的玻璃化转变温度为75°C。通过下述方法制作了连续带状的由非晶性PET基体材料和聚乙烯醇(以下称为“PVA”)层构成的叠层体。另需说明的是，PVA的玻璃化转变温度为 80。。。
准备了厚200 μ m的非晶性PET基体材料、和将聚合度1000以上、皂化度99%以上的PVA粉末溶解于水中而得到的4飞重量％浓度的PVA水溶液。接着，在上述厚200 μ m的非晶性PET基体材料上涂布PVA水溶液，在5(T60°C的温度下干燥，在非晶性PET基体材料上成膜了厚7 μ m的PVA层。以下，将其称为“在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m厚的 PVA层的叠层体”或“包含7 μ m厚的PVA层的叠层体”、或简称为“叠层体”。
使包含7 μ m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两阶段拉伸工序的下述工序，制造了 3 μ m厚的偏振膜。经过第I阶段的气体氛围中的辅助拉伸工序，将包含7 μ m厚的PVA层的叠层体与非晶性PET基体材料一体地进行拉伸，形成了包含5μπι厚PVA层的拉伸叠层体。以下称其为“拉伸叠层体”。具体而言，拉伸叠层体通过下述方法得到将包含7 μ m厚的PVA层的叠层体设置于拉伸装置上，该拉伸装置配备在设定于130°C拉伸温度环境中的烘箱中，对该叠层体的自由端进行单向拉伸，使得拉伸倍率达到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5μπι厚的PVA层。
接着，通过染色工序，形成了在PVA分子发生了取向的5 μ m厚的PVA层吸附有碘的着色叠层体。以下称其为“着色叠层体”。具体而言，着色叠层体通过下述方法得到将拉伸叠层体在液温30°C的含碘及碘化钾的染色液中浸溃任意时间，使得最终生成的构成偏振膜的PVA层的单体透射率达到4(Γ44%，由此，使碘吸附于拉伸叠层体中含有的PVA层。 在本工序中，染色液以水为溶剂，并使碘浓度在O. 12^0. 30重量％的范围内、碘化钾浓度在 O. 2· I重量％的范围内。碘和碘化钾的浓度比为1:7。
另需说明的是，为了将 碘溶解于水中，须存在碘化钾。更具体而言，通过将拉伸叠层体在碘浓度O. 30重量％、碘化钾浓度2.1重量％的染色液中浸溃60秒钟，制成在PVA分子发生了取向的5 μ m厚的PVA层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O. 30重量％、碘化钾浓度2.1重量％的染色液中的浸溃时间来调整碘吸附量， 使得最终生成的偏振膜的单体透射率达到4(Γ44%，从而形成了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。
接着，通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸工序，进一步对着色叠层体连同非晶性 PET基体材料一起一体地进行拉伸,制成包含3 μ m厚的构成偏振膜的PVA层的光学膜叠层体。以下称其为“光学膜叠层体”。具体而言，光学膜叠层体通过下述方法得到将着色叠层体设置于拉伸装置上，该拉伸装置配备在设定于包含硼酸和碘化钾的液温范围为6(T85°C 的硼酸水溶液中的处理装置中，对该着色叠层体的自由端进行单向拉伸，使得拉伸倍率达到3. 3倍。更具体而言，硼酸水溶液的液温为65°C。此外，相对于水100重量份，使硼酸含量为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整的着色叠层体在硼酸水溶液中浸溃5 10 秒钟。然后，使该着色叠层体直接在设置于处理装置中的拉伸装置、即周速不同的多组辊间通过，对其自由端单向拉伸3(Γ90秒钟，使得拉伸倍率达到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形式发生了单向高级次(高次) 取向的3 μ m厚的PVA层。该PVA层构成光学膜叠层体的偏振膜。
如上所述，实施例1如下所述地制成光学膜叠层体首先，通过对在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m厚的PVA层的叠层体进行拉伸温度130°C的气体氛围中的辅助拉伸， 来形成拉伸叠层体，然后，通过对拉伸叠层体进行染色而制成着色叠层体，然后再通过对着色叠层体进行拉伸温度65度的硼酸水溶液中拉伸、并使总拉伸倍率达到5. 94倍，从而制成与非晶性PET基体材料一体地经过了拉伸的包含3 μ m厚PVA层的光学膜叠层体。通过上述的两阶段拉伸，可使在非晶性PET基体材料上成膜的PVA层的PVA分子发生高级次取向， 生成包含构成偏振膜的3 μ m厚PVA层的光学膜叠层体，且所述PVA层中通过染色而吸附的碘以多碘离子络合物形式发生了单向高级次取向。
虽不是光学膜叠层体制造中的必要工序，但也进行了下述洗涤工序将光学膜叠层体从硼酸水溶液中取出，利用碘化钾水溶液对在非晶性PET基体材料上成膜的3 μ m厚 PVA层的表面所附着的硼酸进行洗涤。然后，通过利用60°C暖风的干燥工序对经过洗涤后的光学膜叠层体进行了干燥。洗涤工序是用以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，一边将粘接剂涂布于在非晶性PET基体材料上成膜的3 μ m厚PVA层的表面，一边贴合80 μ m厚的TAC (三乙酸纤维素类)膜，然后再将非晶性PET基体材料剥离，从而将3 μ m厚的PVA层转印于80 μ m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，制成在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m 厚的PVA层的叠层体，然后，通过对包含7 μ m厚的PVA层的叠层体进行气体氛围中的辅助拉伸来制成拉伸倍率达到1. 8倍的拉伸叠层体，然后，通过将拉伸叠层体浸溃于液温30°C 的含碘及碘化钾 的染色液，以制成包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。实施例2包含与实施例1不同的下述交联工序。该交联工序为下述工序通过将着色叠层体在40°C的硼酸交联水溶液中浸溃60秒钟，对吸附有碘的PVA层的PVA分子之间实施交联处理。在本工序的硼酸交联水溶液中，相对于水100重量份，使硼酸含量为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I效果是使着色叠层体中所含的经过薄膜化的PVA层在后续工序的硼酸水溶液中拉伸中不发生溶解的不溶化效果。第2 效果是使对PVA层着色的碘不发生溶出的着色稳定化效果。第3效果是通过使PVA层的分子之间发生交联来生成结点的结点生成效果。
接着，实施例2中，通过将经过交联的着色叠层体浸溃于温度比实施例1的拉伸温度65°C高的75°C的硼酸水溶液拉伸浴中，进行与实施例1的情况相同的拉伸，并使拉伸倍率达到3. 3倍，从而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。
需要说明的是，为了使硼酸水溶液中拉伸工序之前的交联工序所谋求的技术效果变得更为显著，而将实施例1的未交联的着色叠层体浸溃于拉伸温度7(T75°C的硼酸水溶液拉伸浴时，着色叠层体中所含的PVA层在硼酸水溶液拉伸浴中发生了溶解，未能实施拉伸。
[实施例3]
实施例3与实施例1的情况相同，首先，制成在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m 厚的PVA层的叠层体，然后，通过对包含7 μ m厚的PVA层的叠层体进行气体氛围中的辅助拉伸来制成拉伸倍率达到1. 8倍的拉伸叠层体。实施例3包含与实施例1不同的下述不溶化工序。该不溶化工序为下述工序通过将拉伸叠层体在液温30°C的硼酸不溶化水溶液中浸溃30秒钟，对拉伸叠层体中所含的PVA分子发生了取向的PVA层进行不溶化。在本工序的硼酸不溶化水溶液中，相对于水100重量份，使硼酸含量为3重量份。实施例3的不溶化工序所谋求的技术效果是使拉伸叠层体中所含的PVA层至少在后续工序的染色工序中不发生溶解的不溶化效果。
接着，实施例3与实施例1的情况同样地，通过将经过不溶化的拉伸叠层体浸溃于液温30°C的含碘及碘化钾的染色液中，制成了包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。然后， 通过将制成的着色叠层体浸溃于与实施例1的拉伸温度相同的65°C的硼酸水溶液拉伸浴中，进行与实施例1的情况相同的拉伸，并使拉伸倍率达到3. 3倍，从而制成了光学膜叠层体。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的情况相同。
需要说明的是，为了使染色工序之前的不溶化工序所谋求的技术效果变得更为显著，首先，对实施例1的未经不溶化的拉伸叠层体进行染色而制成着色叠·层体，再将制成的着色叠层体浸溃于拉伸温度7(T75°C的硼酸水溶液拉伸浴中，此时，着色叠层体中所含的 PVA层如实施例2所示地，在硼酸水溶液拉伸浴中发生了溶解，未能实施拉伸。
接着，以水为溶剂，代替实施例1中碘浓度为O. 30重量％的染色液，将实施例1的未经不溶化的拉伸叠层体浸溃于碘浓度为O. 12^0. 25重量％、其它条件保持不变的染色液中，此时，拉伸叠层体中所含的PVA层在染色浴中发生了溶解，未能进行染色。但在使用实施例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O. 12^0. 25重量％，PVA 层也不溶解，能够进行对PVA层的染色。
在染色液的碘浓度为O. 12^0. 25重量％时也能够进行对PVA层的染色的实施例 3中，通过使拉伸叠层体在染色液中的浸溃时间恒定、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，来调整碘吸附量，使最终生成的偏振膜的单体透射率为 4(Γ44%，从而制作了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的制造工序中加入了实施例3的不溶化工序和实施例2 的交联工序的制造工序，来制作光学膜叠层体。首先，制成在非晶性PET基体材料上成膜有 7 μ m厚的PVA层的叠层体，然后，通过气体氛围中的辅助拉伸，对包含7 μ m厚的PVA层的叠层体的自由端进行单向拉伸、并使拉伸倍率达到1. 8倍，制作了拉伸叠层体。实施例4中，与实施例3的情况同样地，通过对制成的拉伸叠层体进行在液温30°C的硼酸不溶化水溶液中浸溃30秒钟的不溶化工序，对拉伸叠层体中所含的PVA分子发生了取向的PVA层进行不溶化。与实施例3的情况同样地，实施例4中还通过进一步将包含经过不溶化的PVA层的拉伸叠层体浸溃于液温30°C的含碘及碘化钾的染色液中，来制成包含吸附有碘的PVA层的着色叠层体。
实施例4中，通过与实施例2的情况同样地进行将制成的着色叠层体浸溃于40°C 的硼酸交联水溶液中的交联工序，来使吸附有碘的PVA层的PVA分子之间发生交联。接着， 在实施例4中，通过将经过交联的着色叠层体在拉伸温度比实施例1的拉伸温度65°C高的 75°C的硼酸水溶液拉伸浴中浸溃5 10秒钟，进行与实施例2的情况相同的自由端单向拉伸、并使拉伸倍率达到3. 3倍，从而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广3的情况相同。
另外，与实施例3的情况相同，实施例4的染色液的碘浓度即使为O. 12^0. 25重量％，PVA层也不发生溶解。实施例4中，通过使拉伸叠层体在染色液中的浸溃时间恒定、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，来调整碘吸附量，使得最终生成的偏振膜的单体透射率为4(Γ44%，从而制作了单体透射率和偏振度不同的各种着色叠层体。
如上所述，实施例4如下所述地制成光学膜叠层体首先，制成在非晶性PET基体材料上成膜有7 μ m厚的PVA层的叠层体，然后，通过气体氛围中的辅助拉伸，对包含7 μ m 厚的PVA层的叠层体的自由端进行单向拉伸、并使拉伸倍率达到1. 8倍，制成了拉伸叠层体。通过将制成的拉伸叠层体在液温30°C的硼酸不溶化水溶液中浸溃30秒钟，对拉伸叠层体中所含的PVA层进行了不溶化。通过将包含经过不溶化的PVA层的拉伸叠层体浸溃于液温30°C的含碘及碘化钾的染色液中，制成了在经过不溶化的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°C的硼酸交联水溶液中浸溃60秒钟， 使吸附有碘的PVA层的PVA分子之间发生交联。将包含经过交联的PVA层的着色叠层体在含有硼酸和碘化钾的液温75°C的硼酸水溶液拉伸浴中浸溃5 10秒钟，然后，通过硼酸水溶液中拉伸对其自由端进行单向拉伸、并使拉伸倍率达到3. 3倍，从而制作了光学膜叠层体。
由此，实施例4中，通过进行由气体氛围中的高温拉伸及硼酸水溶液中拉伸构成的两阶段拉伸、和由在浸溃于染色浴中之前进行的不溶化和在硼酸水溶液中拉伸之前进行的交联构成的前处理，可使在非晶性PET基体材料上成膜的PVA层的PVA分子发生高级次取向，稳定地制成包含构成偏振膜的3 μ m厚PVA层的光学膜叠层体，且所述PVA层中通过染色而切实地吸附于PVA分子的碘以多碘离子络合物形式发生了单向高级次取向。
[实施例5]
除了下述区别点之外，实施例5在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于在非晶性PET基体材料上成膜的PVA层的厚度。实施例4中，利用了 7 μ m 厚的PVA层，而在最终的光学膜叠层体中所含的PVA层为3 μ m厚。与此相对，实施例5中， 利用了 12 μ m厚的PVA层，而在最终的光学膜叠层体中所含的PVA层为5 μ m厚。
[实施例6]
除了下述区别点之 外，实施例6在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于用于非晶性PET基体材料的聚合单体。实施例4中，使用的是使间苯二甲酸与PET共聚而得到的非晶性PET基体材料。与此相对，实施例6中，使用的是使作为改性 基团的1，4-环己烷二甲醇与PET共聚而得到的非晶性PET基体材料。
[实施例7]
除了下述区别点之外，实施例7在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于，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，使得 总拉伸倍率达到6倍或接近6倍的值。实施例4中，使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。与此相对，实施例7中，使气体氛围中的辅助 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。需要说明的是，实施例4的 总拉伸倍率为5. 94倍。与此相对，实施例7的总拉伸倍率为5. 88倍。这是由于在硼酸水 溶液中拉伸中，无法使拉伸倍率达到4. 9倍以上。
[实施例8]
除了下述区别点之外，实施例8在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于，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，使得 总拉伸倍率达到6倍。实施例8中，使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. O倍。
[实施例9]
除了下述区别点之外，实施例9在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。 所述区别点在于，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，使得 总拉伸倍率达到6倍。实施例9中，使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]
除了下述区别点之外，实施例10在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层 体。所述区别点在于，实施例4中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为130°C，与此 相对，实施例10中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为95°C。
[实施例11]
除了下述区别点之外，实施例11在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层 体。所述区别点在于，实施例4中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为130°C，与此 相对，实施例11中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为110°C。
[实施例12]
除了下述区别点之外，实施例12在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层 体。所述区别点在于，实施例4中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为130°C，与此 相对，实施例12中将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸温度设定为150°C。
[实施例13]
除了下述区别点之外，实施例13在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层 体。所述区别点在于，将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变更为1. 8倍、将硼酸水溶液中 拉伸的拉伸倍率变更为2. 8倍。由此，相对于实施例4中约6倍(准确而言为5. 94倍)的 总拉伸倍率，实施例13中的总拉伸倍率约为5倍(准确而言为5. 04倍)。
[实施例14]
除了下述区别点之外，实施例14在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变更为1. 8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为3.1倍。由此，相对于实施例4中约6倍(准确而言为5. 94倍)的总拉伸倍率，实施例14中的总拉伸倍率约为5. 5倍(准确而言为5. 58倍)。
[实施例15]
除了下述区别点之外，实施例15在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变更为1. 8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为3. 6倍。由此，相对于实施例4中约6倍(准确而言为5. 94倍)的总拉伸倍率，实施例15中的总拉伸倍率约为6. 5倍(准确而言为6. 48倍)。
[实施例16]
除了下述区别点之外，实施例16在与实施例4相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于气体氛围中的辅助拉伸的拉伸方法。实施例4中，通过气体氛围中的辅助拉伸，对其自由端进行单向拉伸使得拉伸倍率达到1. 8倍。与此相对，实施例16中，通过进行固定端单向气体氛围中的辅助拉伸使得拉伸倍率达到1. 8倍。
[实施例17]
除了下述区别点之外，实施例17在与实施例16相同的条件下制造了光学膜叠层体。区别点在于，气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率为1. 8倍，而硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为3. 9倍。由此，相对于实施例16中约6倍(准确而言为5. 94倍)的总拉伸倍率，实施例17中的总拉伸倍率约为7倍(准确而言为7. 02倍)。
[实施例18]
除了下述区别点之外，实施例18在与实施例16相同的条件下制造了光学膜叠层体。所述区别点在于，将气体氛围中的辅助拉伸的拉伸倍率变更为1. 8倍、将硼酸水溶液中拉伸的拉伸倍率变更为4. 4倍。由此，相对于实施例16中约6倍(准确而言为5. 94倍) 的总拉伸倍率，实施例18中的总拉伸倍率约为8倍(准确而言为7. 92倍)。
[比较例I]
比较例I在与实施例4相同的条件下，在200μπι厚的非晶性PET基体材料上涂布 PVA水溶液并使其干燥，制作了在非晶性PET基体材料成膜有7 μ m厚PVA层的叠层体。接着，通过进行拉伸温度设定于130°C的气体氛围中的高温拉伸，对包含7 μ m厚的PVA层的叠层体的自由端进行单向拉伸、并使拉伸倍率达到4. O倍，制成了叠层体。通过该拉伸处理， 拉伸叠层体中所含的PVA层转变为PVA分子发生了取向的3. 5 μ m厚的PVA层。
接着，拉伸叠层体经过染色处理，制成了在PVA分子发生了取向的3.5 μ m厚的PVA 层吸附有碘的着色叠层体。具体而言，着色叠层体通过下述方法得到将拉伸叠层体在液温 30°C的含碘及碘化钾的染色液中浸溃任意时间，使得最终制成的构成偏振膜的PVA层的单体透 射率达到4(Γ44%，由此，使碘吸附于拉伸叠层体中含有的PVA层中。由此，对PVA分子发生了取向的PVA层的碘吸附量进行了调整，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°C的硼酸交联水溶液浸溃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I中的经过交联处理后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的情况相同。
[比较例2]
比较例2中，在与比较例I相同的条件下对比较例I的拉伸叠层体进行拉伸，并使拉伸倍率达到4. 5倍、5. O倍、6. O倍，从而制成了拉伸叠层体。比较表中示出了包括比较例 I和比较例2的、在200 μ m厚的非晶性PET基体材料和在该非晶性PET基体材料上成膜的 PVA层所发生的现象。由此确认，通过拉伸温度130°C的气体氛围中的高温拉伸而达到的拉伸倍率以4. O倍为限。
[拉伸的相关技术背景]
图18 图22均是基于实验而绘制的附图。首先，就图18而言，图18是基于实验而绘制的表示结晶性PET、非晶性PET及PVA类树脂各自的拉伸温度与可拉伸倍率的相对关系的图。
图18中，粗线代表非晶性PET的可拉伸倍率随拉伸温度的变化。非晶性PET的Tg 约为75°C，在该温度以下无法进行拉伸。由图18可知，通过进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸，可以在超过约110°C的温度下实现7. O倍以上的拉伸。另一方面，图18的细线代表结晶性PET的可拉伸倍率随拉伸温度的变化。结晶性PET的Tg约为80°C，在该温度以下无法进行拉伸。
另外，就图19而言，该图代表伴随在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的Tg和熔点Tm 之间发生的温度变化，结晶性PET和非晶性PET各自的结晶化速度的变化。由图19可知， 对于在80°C 110°C左右处于无定形状态的结晶性PET而言，其在120°C左右发生急剧结晶化。
另外，由图18可知，对于结晶性PET而言，通过进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸而达到的可拉伸倍率的上限为4. 5^5. 5倍。并且，其能够适用的拉伸温度是极为有限的，为约90°C 约110°C的温度范围。
图29中以参考例广3为例，示出了使用结晶性PET进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸的情况。这些例子均是通过对在厚200 μ m的结晶性PET基体材料上成膜有厚 7 μ m的PVA层的叠层体进行气体氛围中的高温拉伸而制作的厚3. 3 μ m的偏振膜。这些例子的拉伸温度各不相同，参考例I的拉伸温度为110°C、参考例2的拉伸温度为100°C、参考例3的拉伸温度为90°C。这里，值得注意的是可拉伸倍率。参考例I的拉伸倍率的极限为4.O倍，参考例2及3的拉伸倍率的极限为4. 5倍。由于最终会导致叠层体本身发生断裂， 因此不能进行超过上述拉伸倍率极限的拉伸处理。但就该结果而言，不能否定在结晶性PET 基体材料上成膜的PVA类树脂层本身的可拉伸倍率所带来的影响。
另外，参见图18，该图中的虚线代表属于PVA类树脂的PVA的可拉伸倍率。PVA类树脂的Tg为75 80°C，在该温度以下无法对由PVA类树脂形成的单层体进行拉伸。由图18 可知，进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸时，由PVA类树脂形成的单层体的可拉伸倍率以5. O倍为限。基于此，本发明人等发现了下述结论由结晶性PET及PVA类树脂各自的拉伸温度及可拉伸倍率的关系可知，包含在结晶性PET基体材料上成膜的PVA类树脂层的叠层体，在9(Tl 10°C的拉伸温度范围内进行气体氛围中的高温自由端单向拉伸时的可拉伸倍率以4. (Γ5.0倍为限。
进一步，在下述表I中，以比较例I及2为例，示出了通过气体氛围中的拉伸对在非晶性PET基体材料上涂布形成有PVA类树脂层的叠层体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I通过对包含在200 μ m厚的非晶性PET 基体材料上成膜的7 μ m厚的PVA类树脂层的叠层体进行拉伸温度设定于130°C的气体氛围中的高温自由端单向拉伸而制作了偏振膜。此时的拉伸倍率为4. O倍。
参见表I可知，比较例2与比较例I相同，通过对包含在200 μ m厚的非晶性PET 基体材料上成膜的7 μ m厚的PVA类树脂层的叠层体进行拉伸，并使拉伸倍率分别达到4. 5 倍、5. O倍、6. O倍，制作了偏振膜。在任一比较例中，均如表I所示地在非晶性PET基体材料的膜的面内产生了拉伸不均、或发生了断裂，另一方面，当拉伸倍率为4. 5倍时，PVA类树脂层发生断裂。由此可以确认，进行拉伸温度130°C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. O倍。
[表 I]
比较表
权利要求
1.一种叠层体带材卷，其由连续带状的光学膜叠层体带材形成，所述光学膜叠层体带材至少包含在长度方向连续的长形带状的聚乙烯醇类树脂层、 以及叠层在该聚乙烯醇类树脂层上的在长度方向连续的长形带状的树脂膜，该光学膜叠层体带材通过下述方法形成平行于长度方向、并以指定宽度对在长度方向连续的长形带状的光学膜叠层体进行切割，所述聚乙烯醇类树脂层通过在长度方向进行拉伸而成为10 μ m以下的厚度，所述聚乙烯醇类树脂层以在所述长度方向取向的状态含浸有二色性物质，且在该长度方向具有吸收轴，所述聚乙烯醇类树脂层以偏振膜的形式形成，在单体透射率为T、偏振度为P时，所述偏振膜具有满足下述条件的光学特性P〉一(10。929卜42.4 — I) X 100，其中，Τ〈42· 3、P ^ 99. 9，其中，T ^ 42. 3，所述连续带状的光学膜叠层体带材被卷成卷状。
2.根据权利要求1所述的叠层体带材卷，其中，所述二色性物质以在所述长度方向取向的多碘离子络合物的形态存在于所述聚乙烯醇类树脂层中。
全文摘要
本发明的目的在于提供具有厚度为10μm以下的由树脂层构成的偏振膜的连续带状光学膜叠层体带材卷的制造方法。该方法包括下述步骤形成连续带状光学膜叠层体的步骤，该步骤中，通过进行拉伸工序和吸附工序来形成具有偏振膜的连续带状光学膜叠层体，所述偏振膜由厚度为10μm以下的聚乙烯醇类树脂层形成；形成指定宽度的连续带状叠层体带材的步骤，在该步骤中，平行于长度方向、并以指定宽度对所述连续带状的光学膜叠层体进行切割；以及，将指定宽度的连续带状叠层体带材卷成卷状的步骤。
文档编号G02B5/30GK103064142SQ20131000765
公开日2013年4月24日 申请日期2011年9月5日 优先权日2010年9月3日
发明者喜多川丈治, 中园拓矢, 后藤周作, 宫武稔, 森智博, 上条卓史 申请人:日东电工株式会社