CN104375230A - 偏光膜、光学功能膜层叠体及制造方法、有机电致发光显示装置 - Google Patents

偏光膜、光学功能膜层叠体及制造方法、有机电致发光显示装置 Download PDF

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Abstract

现有的薄型且高透射率的偏光膜存在耐久性低的课题。本发明提供一种偏光膜，其由包含钾及进行了定向的碘的聚乙烯醇类树脂构成的连续带状的偏光膜，其特征在于，偏光膜的厚度为7μm以下，偏光膜的单体透射率为44.0％以上，偏光膜中含有的碘元素(I)相对钾元素(K)的摩尔比(I/K)为1.8以上。

Description

偏光膜、光学功能膜层叠体及制造方法、有机电致发光显示装置
技术领域
本发明涉及偏光膜、包含偏光膜的光学功能膜层叠体及包含偏光膜的光学膜层叠体的制造方法、以及具有偏光膜的有机EL显示装置。特别是，本发明涉及由包含进行了定向的碘的聚乙烯醇类树脂构成的、薄型且透射率高的偏光膜、包含上述偏光膜的光学功能膜层叠体及包含上述偏光膜的光学膜层叠体的制造方法、以及具有上述偏光膜的有机EL显示装置。
背景技术
通常，有机EL显示装置在透明基板上具有依次层叠有透明电极、有机发光层及金属电极而成的发光体(有机EL发光体)。有机发光层例如优选利用厚度10nm左右的极薄的膜形成。这是因为，有机发光层和透明电极一样，也使光完全透射。但是，其结果是，外界光从透明基板的表面入射，透过透明电极和有机发光层而被金属电极反射后，再一次从透明基板的表面侧向外部射出。因此，特别是在非发光时的黑状态下，从外部确认时，可看到有机EL显示装置的显示面像镜面一样。
于是，为了防止金属电极上的反射，例如已提出将偏光膜与1/4波长相位差薄膜等相位差板一起使用的技术。从外部射入的光的、与偏光膜的透射轴方向正交的直线偏光成分被偏光膜吸收。另一方面，与偏光膜的透射轴方向平行的直线偏光成分透过偏光膜。通过使偏光膜的透射轴方向和1/4波长相位差薄膜的滞后轴之间的角度为45度，1/4波长相位差薄膜使透过了偏光膜的光形成圆偏振光。成为圆偏振光的光被金属电极反射，经由1/4波长相位差薄膜再一次向偏光膜射入。调整金属电极和1/4波长相位差薄膜的距离或1/4波长相位差薄膜的厚度等，以使向偏光膜再次射入的光与偏光膜的透射轴方向垂直，由此，射入时与偏光膜的透射轴方向平行的直线偏光成分也被偏光膜吸收，因此能够大致完全消除有机EL显示装置的表面反射。
偏光膜通常使用如下的偏光膜，即，由通过对形成薄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延伸处理，从而在PVA类树脂内以定向状态吸附有二色性物质的PVA类树脂层构成。通过使用该PVA类树脂单层膜的现有方法得到的偏光膜的厚度基本上为15～35μm。根据该方法，能够得到具有单体透射率为42％以上、偏光度为99.95％以上的光学特性的偏光膜，利用该方法制造的偏光膜目前已被应用于电视、手机、便携式信息终端及其它光学显示装置。
但是，PVA类树脂为亲水性，具有高吸湿性，因此，使用PVA类树脂制造的偏光膜对温度、湿度的变化敏感，容易因周围的环境变化而产生伸缩，因此，具有容易产生裂缝的倾向。另外，因使用中的环境变化而引起的伸缩会导致在该偏光膜所接合的邻接部件产生应力，导致该邻接部件发生翘曲等变形。
因此，为了抑制偏光膜的伸缩、减轻温度及湿度的影响，通常使用在偏光膜的两面贴合有作为保护膜的40～80μm的TAC(三乙酸纤维素类)膜的层叠体作为电视、手机、便携式信息终端等光学显示装置用偏光膜。即使采用这样的构成，也不可忽视偏光膜的伸缩力，难以完全抑制伸缩的影响，包含偏光膜的光学功能膜层叠体将不可避免地发生一定程度的伸缩。包含这类偏光膜的光学功能膜层叠体产生伸缩时，其伸缩引起的应力会导致邻接的部件发生翘曲等变形。该变形即使微小，也会成为导致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，慎重选择包含偏光膜的光学功能膜层叠体所使用的部件的材料。另外，由于偏光膜的收缩应力会成为导致光学功能膜层叠体从显示面板上剥离等的原因，因此，为了将该光学功能膜层叠体接合在显示面板上，要求具有高粘接力的粘接剂。但是，使用这类高粘接力的粘接剂时，存在的问题是，如果在随后的检查中发现贴合于显示面板上的光学功能膜层叠体的偏光膜存在光学缺陷，则很难进行重新加工，即，很难进行将该光学功能膜层叠体从显示面板上剥下来、再在该显示面板上贴合其它光学功能膜层叠体的操作。在邻接的部件中发生翘曲等变形的问题，对于在液晶显示面板的两面配置包含偏光膜的光学功能膜层叠体的液晶显示装置而言，由于在两面的偏光膜的收缩应力相互抵消，虽然多少被缓和，但在使用了有机EL显示面板的有机EL显示装置中，由于仅在显示面板的一面配置包含偏光膜的光学功能膜层叠体，故而上述问题成为尤其严重的问题。进而，对于有机EL显示装置而言，除了上述的显示不均、难以重新加工以外，还会产生以下问题，即，由于显示面板的翘曲，显示面板的密封材料被破坏，因湿度而导致有机发光层劣化。这是在使用制成薄膜状的PVA类树脂的单层体的、通过现有的方法得到的偏光膜中存在的技术课题。
因上述课题的存在，要求开发一种薄膜化、伸缩力小的偏光膜，而在现有的使用PVA类树脂单层体的偏光膜的制造方法中，不能实现足够的薄膜化。即，对于使用制成薄膜状的PVA类树脂的单层体的现有的方法而言，无法制造出厚度为10μm以下的偏光膜。其理由在于，在利用薄膜状的PVA类树脂单层体制造偏光膜时，PVA类树脂单层体的厚度过薄时，由于在染色工序及/或延伸工序中，在PVA类树脂层易发生溶解及/或断裂，故而无法稳定地形成厚度均匀的偏光膜。
针对这一问题，已提出了下述制造方法，即，通过在热塑性树脂基材上涂敷形成PVA类树脂层，将形成于该树脂基材上的PVA类树脂层与树脂基材一起进行延伸，进行染色处理，由此来制造与由现有方法得到的偏光膜相比非常薄的偏光膜。与利用PVA类树脂的单层体制造偏光膜的方法相比，使用热塑性树脂基材的偏光膜的制造方法能够制造出更为均匀的偏光膜，在这方面受到关注。
例如，专利第4279944号公报(专利文献1)中公开了如下的偏光片的制造方法，即，通过涂敷法在热塑性树脂薄膜的一面形成厚度为6μm～30μm的PVA类树脂层后，使其延伸2～5倍，使该PVA类树脂层成为透明覆膜元件层，由此形成由热塑性树脂薄膜层和透明覆膜元件层这两层构成的复合膜，接着，经由粘接剂在所述由这两层构成的复合薄膜的透明覆膜元件层侧贴合光学透明树脂薄膜层，然后将热塑性树脂薄膜层剥离除去，再对透明覆膜元件层进行染色、固定，从而得到偏光元件层。通过该方法得到的偏光片是光学透明树脂薄膜层和偏光元件层的双层构成，根据专利文献1的记载，偏光元件的厚度为2～4μm。
该专利文献1中记载的方法中，通过在加热下进行单轴延伸而进行其延伸，且其延伸倍率如上所述被限制在2倍以上、5倍以下的范围。根据专利文献1记载的方法，延伸倍率被限制在5倍以下的理由在于，该专利文献1记载的方法在进行延伸倍率超过5倍的高倍率延伸时，极难进行稳定生产。因此，认为延伸倍率即使在5倍以下的4～5倍附近，也难以进行稳定的生产。另外，作为延伸时的周围温度，具体而言，使用乙烯－乙酸乙烯酯共聚物作为热塑性树脂薄膜的情况下，周围温度为55℃；使用无延伸的聚丙烯作为热塑性树脂薄膜的情况下，周围温度为60℃；使用无延伸的尼龙作为热塑性树脂薄膜的情况下，周围温度为70℃。该专利文献1记载的方法中，采用了高温气体氛围中(空中)单轴延伸的手法，如专利文献1所述，其延伸倍率被限制在5倍以下，因此，通过该方法难以稳定地生产满足为了用于有机EL显示装置而期望的光学特性的2～4μm这样极薄的偏光膜，或者，通过该方法得到的2～4μm这样极薄的偏光膜无法满足有机EL显示装置中使用的偏光膜所期望的光学特性。
通过在热塑性树脂基材上涂敷形成PVA类树脂层，该PVA类树脂层与基材一起进行延伸而偏光膜的方法，也记载在特开2001－343521号公报(专利文献2)及特开2003－43257号公报(专利文献3)中。这些专利文献所记载的方法中，基材为非晶性聚酯树脂的情况下，在70℃～120℃的温度下对由热塑性树脂基材和在该基材上涂敷的PVA类树脂层构成的层叠体进行单轴延伸。接着，在通过延伸而进行了定向的PVA类树脂层上通过染色而吸附二色性物质。在专利文献2中记载的是，单轴延伸是纵向单轴延伸或横向单轴延伸的哪一种都可以，而专利文献3中记载的方法是，进行横向单轴延伸，在该横向单轴延伸中或延伸后，使与延伸方向正交的方向的长度收缩特定量。而且，就延伸倍率而言，专利文献2及3中通常均为4～8倍左右。作为得到的偏光膜的厚度，记载为1～1.6μm。
在上述专利文献2及3中，延伸倍率通常为4～8倍，但所采用的延伸方法是高温气体氛围中延伸法，就这样的方法而言，例如专利文献1所述，延伸倍率超过5倍时，稳定生产将变得极其困难。在专利文献2及3中均未记载用于通过高温气体氛围中延伸法实现超过5倍的延伸倍率的特别的方法。事实上，参考专利文献2及3中记载的实施例后发现，在专利文献2中仅记载了5倍延伸，专利文献3中仅记载了4.5倍延伸。本发明者们进行了专利文献2及3中记载的方法的追加试验，结果确认，在此所记载的方法无法实现延伸倍率超过5倍的延伸，此外，延伸倍率为4～5倍时，难以进行稳定的延伸。因此，应作如下理解，即，专利文献2及3中仅记载了延伸倍率为5倍以下，即使延伸倍率为5倍以下的4～5倍，也难以稳定地生产。因此，对于专利文献1，如上所述，在该专利文献2及3中，延伸倍率也被限制在5倍以下，故而得到的极薄的偏光膜无法满足有机EL显示装置中使用的偏光膜所期望的光学特性，或者难以稳定地生产满足为了用于有机EL显示装置所期望的光学特性的极薄的偏光膜。
美国专利第4659523号说明书(专利文献4)中公开了通过将在聚酯薄膜上涂敷形成的PVA类树脂层与该聚酯薄膜一起进行单轴延伸而构成的偏光膜的制造方法。该专利文献4中记载的方法的目的在于，使成为PVA类树脂层的基材的聚酯薄膜具有能够与偏光膜一同使用的光学特性，其意图并非是制造薄型且具有优异的光学特性的、由PVA类树脂层构成的偏光膜。即，专利文献4中记载的方法的目的不过是要改善与成为偏光膜的PVA类树脂层一起延伸的聚酯树脂薄膜的光学特性。具有同样目的的偏光镜用材料的制造方法也记载于特公平8－12296号公报(专利文献5)中。
但是，如专利文献1～5中记载的、在热塑性树脂基材上涂敷形成PVA类树脂层，将该PVA类树脂层和热过疏性树脂基材一起进行延伸而制造偏光膜的方法中，不能稳定地生产厚度非常薄的10μm以下的偏光膜，即单体透射率高且偏光度高的偏光膜。
在专利第4691205号(专利文献6)中，根据上述课题，公开了一种厚度为10μm以下，提高了单体透射率及偏光度的偏光膜。专利文献6中公开的偏光膜的生产方法通过将非晶性的热塑性树脂基材和在其上涂敷的PVA类树脂层一体地进行第一级气体氛围中延伸及第二级硼酸水中延伸，能够稳定地生产10μm以下的薄型偏光膜。
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4691205号公报
非专利文献1：松广宪治、“Xpol及其在3D－TV中的应用”、EKISHO、Vol.14、No.4，2010，pp.219～232
近来，就有机EL显示装置而言，进一步降低用电量、省电化、装置的连续使用时间的长时间化的要求越来越强。要降低用电量，需要抑制有机EL的发光强度，但要以较少的发光强度保持充分的视认性，需要提高用于有机EL显示装置的显示面的偏光膜的透射率。但是，若提高利用现有技术制成的薄型偏光膜的单体透射率，耐久性就会降低。例如对利用现有技术制成的薄型且透射率高的偏光膜进行耐久性试验时，发生了色不均之类的外观不良。
耐久性降低的问题在制作薄型且单体透射率高的偏光膜之后才显现出来，以下对通过发明人的考察被澄清的问题的原因进行说明。
一般，偏光膜通过将利用染色工序吸附了二色性物质的PVA树脂进行延伸，使二色性物质定向来制成。近年来，通常使用碘作为二色性物质。在染色工序中，将PVA树脂浸渍在碘水溶液中，但由于仅用碘分子(I2)在水中不会溶解，因此将碘与碘化钾(KI)一起溶于水中，制成碘和碘化钾水溶液。在碘和碘化钾水溶液中，除了钾离子(K+)及碘离子(I－)以外，还存在碘离子和碘分子结合而成的聚碘离子(I3－及I5－)。在染色工序中，碘离子及聚碘离子向PVA树脂中吸附及浸透。而且，在其后的延伸工序中，PVA树脂延伸、定向，同时聚碘离子也在延伸方向定向。定向的聚碘离子的透射率因入射的光的偏光方向相对于定向方向的角度不同而不同，因此，被染色、延伸后的PVA树脂发挥偏光膜的作用。
在图1中表示利用碘水溶液进行染色，再通过延伸而被定向的PVA树脂的吸光光谱的例子。聚碘离子向PVA树脂吸附及浸透，形成PVA－碘络合物(PVA·I3－及PVA·I5－)。碘离子(I－)在230nm附近具有吸光峰。另外，PVA和处于络合物状态的三碘化物离子(PVA·I3－)在470nm附近具有吸光峰。PVA和成为络合物状态的五碘化物离子(PVA·I5－)的吸光峰值存在于600nm附近。由于吸收的光的波长根据PVA－碘络合物的形态而变化，故而聚碘离子的吸光峰成为宽幅的峰。由图1可理解，PVA－碘络合物吸收可见光。另一方面，碘离子在230nm附近存在峰，故而不吸收可见光。因此，PVA和成为络合物状态的聚碘离子的量影响有关偏光膜的有机EL显示装置等的显示装置的偏光膜的性能。
一般认为，碘按照以下的两个化学平衡式而存在于PVA树脂中。
〔式1〕
〔式2〕
如式1所示，通过热使五碘化物离子与碘离子反应，分解成两个三碘化物离子。另外，由式2可理解，通过热使三碘化物离子分解成碘离子及碘分子。另一方面，在高湿度环境等水的存在下，会引起与热分解反应逆向的反应。但是，认为除了在水溶液中或加湿状态的情况以外，例如在通常的有机EL显示装置中的使用状态下，PVA树脂中的水分较少，热分解反应占主导地位，因热分解反应，聚碘离子被分解，偏光膜劣化。
即使将偏光膜减薄(例如7μm以下的厚度)，为了获得充分的偏光性能，需要维持PVA内的碘的量，其结果是，需要提高PVA树脂内的碘密度。若碘密度提高，式1及式2所示的反应速度变快，即，聚碘的分解反应变快，耐久性聚会降低。因此认为，偏光膜的耐久性随着将偏光膜的减薄而降低。
另一方面，为了提高透射率，在相同厚度的偏光膜内需要减少聚碘离子和PVA的络合物(聚碘离子络合物)的量(交联点)。一般认为，若减少了交联点，则聚碘离子的稳定性会降低，其结果是，聚碘离子对于热分解的耐久性降低。
即，认为薄型化及高透射率化都成为耐久性降低的主要因素，现有薄型且透射率高的偏光膜的耐久性变低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄型的偏光膜、具有透射率高且耐久性高的偏光膜。另外，本发明的目的在于提供包含该偏光膜的光学功能膜层叠体及包含该偏光膜的光学膜层叠体的制造方法、以及具有上述偏光膜的有机EL显示装置。
本发明者们在认识上述课题并明确原因的基础上，发现了如下见解，即，通过提高偏光膜中包含的碘元素和钾元素的摩尔比(I/K)，耐久性得到了提高，从而完成了本发明。
以下，说明利用由发明人推测的碘(I)和钾(K)的元素含有比(I/K)而提高耐久性的理由。
从式1及式2可理解，热分解反应是以如下过程进行的，即，五碘化物离子通过与碘离子进行碰撞，五碘化物离子被分解成两个三碘化物离子，进而，三碘化物离子分解成碘离子和碘分子。因此，减少了碘离子，碘离子难以与五碘化物离子发生碰撞，由此，能够抑制五碘化物离子的因热引起的分解。另外，由于抑制了五碘化物离子的因热引起的分解，三碘化物离子的量减少，因此根据式2，三碘化物离子的分解也被抑制。因此，预测通过减少碘离子的浓度，抑制聚碘离子因热引起的分解，提高耐久性。
为了减少碘离子浓度，需要降低碘化钾浓度。因为钾离子的量越少，碘离子的量越减少。另外，可以说在一定的碘元素量下，碘化钾少的意思是碘离子少而碘分子多，碘分子与碘离子结合，存在更多的聚碘离子。换句话说，在碘元素量一定的情况下，为了使正电荷和负电荷平衡，钾离子的量越少，聚碘离子的量越增加，碘离子的量越减少。因此，PVA树脂中包含的碘元素的量相对钾元素的量增多，由此能够抑制因热引起的聚碘离子的分解。
发明者基于上述考察，提供一种解决了耐久性的问题的偏光膜，所述偏光膜是由包含钾及进行了定向的碘的聚乙烯醇类树脂构成的连续带状的偏光膜，其中，所述偏光膜的厚度为7μm以下，所述偏光膜的单体透射率为44.0％以上，所述偏光膜中包含的碘元素(I)相对钾元素(K)的摩尔比(I/K)为1.8以上。
另外，优选所述偏光膜的碘元素浓度为6重量％以下。
另外，所述偏光膜中包含的碘元素(I)相对钾元素(K)的摩尔比(I/K)为3.0以下。另外，所述偏光膜的单体透射率也可以为44.3％以上，另外，所述偏光膜的厚度也可以为5μm以下。
作为一实施方式，提供一种光学功能膜层叠体，其特征在于，包含上述偏光膜，在所述偏光膜的一面侧具有光学功能膜，在另一面侧经由所述粘接剂层以自如剥离的方式设有隔膜。该情况下，光学功能膜优选采用如TAC(三乙酸纤维素类)薄膜或丙烯类薄膜那样的透明的光学功能膜。作为使层或膜等接合或者粘接的材料，可适当选择使用将以下聚合物为基础聚合物的材料，例如：丙烯类聚合物、有机硅类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟类或橡胶类、异氰酸酯类、聚乙烯醇类、明胶类、乙烯类胶乳类、水性聚酯等聚合物。
作为另一实施方式，提供一种光学功能膜层叠体，其包含上述偏光膜，在所述偏光膜的一面侧具有第一光学功能膜、在另一面侧具有第二光学功能膜的层叠体的一面，经由粘接剂层以自如剥离的方式设有隔膜。
作为再一实施方式，提供一种光学功能膜层叠体，其包含上述偏光膜，在所述偏光膜的一面侧具有保护层、在另一面侧具有相位差层的层叠体的一面，经由粘接剂层以自如剥离的方式设有隔膜，其中，所述隔膜与所述偏光膜一起使用，用于生成圆偏振光。该情况下，优选将保护层设为TAC(三乙酸纤维素类)薄膜，将相位差膜设为nx＞nz＞ny的3次元折射率的双轴性相位差薄膜。
另外，作为又一实施方式，提供一种有机EL显示装置，其在所述第一相位差层侧，经由光学上透明的粘接剂层在有机EL显示面板的一面具有包含上述偏光膜、处于所述偏光膜的一面侧的第一相位差层和处于所述偏光膜的另一面侧的透明树脂材料的保护层的光学功能膜层叠体，所述光学功能膜层叠体用于生成圆偏振光，以防止从所述偏光膜的视认侧射入到内部的光进行内部反射后向视认侧射出。
本发明还提供一种光学膜层叠体的制造方法，制成偏光膜，该偏光膜由在连续带状的非晶性酯类热塑性树脂基材中使碘进行了定向的聚乙烯醇类树脂构成，所述偏光膜的厚度为7μm以下，所述偏光膜的单体透射率为44.0％以上，其中，包括：第一延伸工序，通过对包括所述非晶性酯类热塑性树脂基材和在所述非晶性酯类热塑性树脂基材上成膜的聚乙烯醇类树脂层的层叠体进行气体环境中的延伸，生成包含延伸中间产物的延伸层叠体，所述延伸中间产物由进行了定向的聚乙烯醇类树脂层形成；第一不溶化工序，对所述延伸层叠体中包含的所述延伸中间产物施行不溶化处理，生成不溶化延伸层叠体；染色工序，使所述不溶化延伸层叠体吸附碘而生成着色层叠体；第二不溶化工序，对所述着色层叠体中包含的所述延伸中间产物施行不溶化处理，生成不溶化着色层叠体；第二延伸工序，通过对所述不溶化着色层叠体在硼酸水溶液中进行延伸，生成包含由使碘进行了定向的聚乙烯醇类树脂构成的偏光膜的光学膜层叠体；清洗工序，利用碘化钾溶液对所述光学膜层叠体进行清洗，所述偏光膜中包含的碘元素(I)相对钾元素(K)的摩尔比(I/K)为1.8以上。
优选第一不溶化工序为将所述延伸渍层体浸渍在硼酸水溶液中的工序，另外，优选第二不溶化工序为将所述着色渍层体浸渍在硼酸水溶液中的工序。
在一实施方式中，第二延伸工序是在相对于100重量份的水，硼酸为6.5重量份以上、碘化钾为5重量份的硼酸水溶液中，通过对不溶化着色层叠体进行延伸，生成包含由使碘定向的聚乙烯醇类树脂构成的偏光膜的光学膜层叠体的工序。另外，清洗工序是利用相对于100重量份的水，碘化钾为0.5重量份以上其2重量份以下的碘化钾溶液，清洗所述光学膜层叠体的工序。
另外，非晶性热塑性树脂基材也可以是非晶性酯类热塑性树脂基材，非晶性酯类热塑性树脂基材优选将定向函数设为0.10以下的、使进行了气体氛围中高温延伸处理的异酞酸共聚而成的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、使环己烷二甲醇共聚而成的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯或包含其他共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯。另外，优选非晶性热塑性树脂基材由透明树脂形成。
作为一实施方式，也可以还包括通过在非晶性热塑性树脂基材上涂敷聚乙烯醇类树脂并进行干燥，在所述非晶性热塑性树脂基材上成膜聚乙烯醇类树脂层的工序。
作为一实施方式，第一延伸工序优选延伸倍率为3.5倍以下。另外，第一延伸工序更优选延伸温度为聚乙烯醇类树脂的玻璃转化温度以上。另外，优选基于第一延伸工序和所述第二延伸工序制成的延伸层叠体和着色层叠体的总延伸倍率为5.0倍以上、6.5倍以下。
本发明提供薄型、具有高透射率，并且具有改善了的耐久性的偏光膜。
附图说明
图1是表示被碘染色的PVA树脂的吸收光谱的例子的曲线图；
图2是表示制作标准检量线用的碘·碘化钾水溶液的碘及钾的浓度及碘元素相对钾元素的摩尔比的表；
图3是表示吸光度测定的碘元素及钾元素的检测结果及从强度比向摩尔比的换算值的表；
图4是表示由荧光X射线分析装置测定的碘元素的吸光光谱的一例的图；
图5是表示碘的标准检量线的曲线图；
图6是表示钾的标准检量线的曲线图；
图7是表示实施例、比较例及参考例的评价结果的图；
图8是表示耐久性试验得出的外观不良的例子的照片；
图9(A)～(I)是光学膜层叠体的制造工序的概略图；
图10a是表示本发明的各种实施方式的有机EL显示装置的剖面图；
图10b是表示本发明的各种实施方式的有机EL显示装置的剖面图；
图10c是表示本发明的各种实施方式的有机EL显示装置的剖面图；
图10d是表示本发明的各种实施方式的有机EL显示装置的剖面图；
图10e是表示本发明的各种实施方式的有机EL显示装置的剖面图；
图10f是表示本发明的各种实施方式的有机EL显示装置的剖面图；
图10g是表示本发明的各种实施方式的有机EL显示装置的剖面图；
图10h是表示本发明的各种实施方式的有机EL显示装置的剖面图；
图11是表示本发明的其他实施方式的光学显示装置的例子的剖面图；
图12a是表示本发明的其他实施方式的光学显示装置的例子的剖面图；
图12b是表示本发明的其他实施方式的光学显示装置的例子的剖面图。
标记说明
1：非晶性PET基材
2：PVA类树脂层
3：偏光膜
4：光学功能膜
7：包含PVA类树脂层的层叠体
8：延伸层叠体
8’：延伸层叠体的卷
9：不溶化延伸层叠体
10：着色层叠体
11：交联着色层叠体
12：光学膜层叠体
13：光学膜层叠体
20：层叠体制作装置
21：涂敷机构
22：干燥机构
23：表面改性处理装置
30：空气氛围中辅助延伸处理装置
31：延伸机构
32：卷绕装置
33：烘箱
40：第一不溶化处理装置
41：第一硼酸不溶化水溶液
43：抽出装置
50：染色装置
51：染色液
52：染色浴
60：第二不溶化处理装置
61：第二硼酸不溶化水溶液
70：硼酸水中处理装置
71：硼酸水溶液
72：硼酸浴
73：延伸机构
80：清洗装置
81：清洗液
90：干燥装置
91：卷绕装置
100：贴合/转印装置
101：抽出/贴合装置
102：卷绕/转印装置
200：有机EL显示装置
201：有机EL显示装置面板
202：粘接剂层
203：偏光膜
204：第一相位差层
205：层叠体
206：保护层
207：窗口
208：扩散层
209：易粘接层
210：防静电层
211：第二相位差层
300：有机EL显示装置
301：图案相位差层
400：有机EL显示装置
401：触摸面板层叠体
401a：图案电极
401b：图案电极
401c：电介质层
500：有机EL显示装置
501：触摸面板层叠体
(A)：层叠体制作工序
(B)：空中辅助延伸工序
(C)：第一不溶化工序
(D)：染色工序
(E)：第二不溶化工序
(F)：硼酸水中延伸工序
(G)：清洗工序
(H)：干燥工序
(I)：贴合/转印工序
具体实施方式
以下，记载关于本发明的实施例1～3的说明。另外，为了比较参考，也记载了关于比较例以及参考例1及2的说明。
[偏光膜的特性的测定方法]
以下，对各偏光膜的特性的确认方法进行记载。偏光膜的特性的测定项目是厚度、透射率、碘浓度及碘元素相对钾元素的含有比率。下述的特性的测定方法是一个例子，也可以通过其他方法进行测定。
[偏光膜的厚度的测定]
偏光膜的厚度使用数字千分尺(Anritsu社制造KC－351C)进行测定。
[偏光膜的透射率的测定]
为了容易地进行偏光膜的处置，在将保护层(丙烯类薄膜)贴合在偏光膜上的状态下进行偏光膜的光学特性的测定。对于贴合了保护层的偏光膜，将使用紫外可见分光光度计(日本分光社制造V7100)所测定的单体透射率作为偏光膜的透射率。在此采用的透射率是根据JIS Z8701的2度视野(C光源)而测定并进行了视感度补正的Y值。由于保护层的吸光与偏光膜的吸光相比小到可忽略的程度，故而将层叠体的透射率作为偏光膜的透射率。
[碘元素浓度、钾元素浓度及碘元素相对钾元素的比率的测定方法]
对于贴合了保护层的偏光膜，使用荧光X射线分析的标准检量线法定量碘元素浓度。装置使用株式会社日本理学的荧光X射线分析装置ZSX。另外，由于保护层中不含碘元素及钾元素，故而认为对保护层的测定结果没有影响。
利用荧光X射线分析装置直接获得的值不是各元素的浓度，而是与各元素对应的波长相对应的吸光强度。因此，求出偏光膜中包含的碘元素浓度、钾元素浓度时，需要使用标准检量线将吸光强度值转换成元素浓度。本说明书等中的偏光膜的碘元素浓度及钾元素浓度是指以偏光膜的重量为基准的碘元素浓度(重量％)及钾元素浓度(重量％)。
如下制作标准检量线。
1：使已知量的碘化钾及碘溶解于PVA水溶液，制备多种包含已知浓度的碘及碘化钾的PVA水溶液。将该PVA水溶液进行涂敷干燥，制备多种包含已知元素浓度的钾及碘的PVA薄膜的试样。将各试样的碘元素浓度、钾元素浓度及碘和钾的元素比示于图2。
2：对于所制作的PVA薄膜，使用荧光X射线分析装置得到与碘元素及钾元素对应的吸光强度。将检测结果示于图3。图4中表示利用荧光X射线分析装置测定的碘元素的吸光强度光谱的一例。横轴为处于荧光X射线分析装置内的衍射光栅中的测定用的光的衍射角度，衍射角度与光的波长相对应。另外，纵轴为吸光强度(kcps)。如图4所示，由于吸光强度光谱具有宽度，故而染色后的PVA薄膜的吸收强度根据峰的面积而决定。
3：用PVA薄膜的厚度(μm)除吸光强度，作为薄膜的单位厚度区域的吸光强度(kcps/μm)。
4：另外，基于图3所示的检测结果，以碘或钾的薄膜的单位厚度区域的检测强度(kcps/μm)为横轴、以测定中使用的PVA薄膜中包含的碘元素浓度或钾元素浓度(重量％)为纵轴，制作标准检量线。将对碘制作的标准检量线示于图5，将对钾制作的标准检量线示于图6。式3表示碘的标准检量线的数学式，式4表示钾的标准检量线的数学式。
〔式3〕
(碘元素浓度)[重量％]＝18.2×(单位膜厚检测量)[kcps/μm]
〔式4〕
(钾元素浓度)[重量％]＝2.99×(单位膜厚检测量)[kcps/μm]
5：求出碘的检测强度和钾的检测强度之比。由于所制作的PVA薄膜的碘元素浓度及钾元素浓度是已知的，故而通过计算能够求出PVA薄膜中包含的碘元素及钾元素的摩尔比。对多种试样求出已知的摩尔比和所测定的检测强度比的换算值并进行平均化，由此，由测定偏光膜而得到的碘的强度和钾的强度之比，能够求出换算成偏光膜中包含的碘元素相对于钾元素的摩尔比的式子。由图3所示的各试样的强度比向摩尔比的换算值的平均值为1.91，换算式为式5所示。
〔式5〕
I/K(摩尔比)＝I/K(强度比)×1.91
图7表示实施例1～3、比较例以及参考例1及2的特性。由图7可理解，实施例1～3的偏光膜均为薄型，厚度为5μm。另外，实施例1～3的偏光膜均为高透射率，透射率为45.0％。实施例1～3的偏光膜中包含的碘元素(I)相对钾元素(K)的摩尔比(I/K)均为1.8以上。另一方面，实施例1～3的偏光膜的摩尔比均为3.0以下。随着摩尔比的增高，五碘化物离子的浓度变高。因此，原因是当该摩尔比超过3.0时，吸收光谱的平衡被破坏，偏光膜会带有蓝色的色彩。另外，为了提高透射率，实施例1～3的偏光膜的碘元素浓度均为6重量％以下。
用于与实施例进行对比的比较例和实施例1～3同样，厚度也为5μm，透射率也为45.0％。但是，碘和钾的元素含有比为1.6。参考例1是薄至厚度为5μm，但透射率低至42.8％的偏光膜。另外，参考例2可以说是透射率为45.0％的高透射率，但厚度为23μm的厚型的偏光膜。
[耐久性的评价]
对于实施例1～3、比较例以及参考例1及2，用以下的方法进行了耐久性的评价。以评价对象的偏光膜和贴合了1/4波长相位差薄膜的圆偏振光薄膜的构成进行了耐久性的评价。如下所述，将材料合成并进行薄膜制膜及延伸处理，制作1/4波长相位差薄膜。
为了将材料进行合成，将397.3重量份的异山梨醇(Rocket Foil社制造，商品名：POLYSORB，记为“ISB”)、960.1重量份的9，9－二[4－(2－羟基乙氧基)苯基]芴(osaka-gas-chemical(株式会社)制造，以下记为“BHEPF”)、14.6重量份的聚乙烯乙二醇酯(数均分子量1000)(三洋化成工业(株式会社)制造，以下记为“PEG#1000”)、1065.1重量份的碳酸二苯酯(三菱化学(株式会社)制造，以下记为“DPC”)、8.45×10－3重量份的作为催化剂的乙酸镁四水合物分别投入反应器，在氮气环境下，作为反应的第一级工序，将反应容器的热介质温度加热到150℃，根据需要一边搅拌一边用约15分钟使原料溶解。接着，使反应器内温上升到220℃，在温度到达220℃的同时将压力用90分钟从常压减压到13.3kPa。该期间，将内温保持在220℃。将产生的苯酚抽出反应容器外。作为第二级工序，在压力达到13.3kPa后，用15分钟使内温上升到240℃。该期间，压力保持在13.3kPa。内温达到240℃后，用15分钟将压力从13.3kPa减压至200Pa以下。达到规定的搅拌力矩后，结束反应，将所生成的反应物挤压到水中后，进行颗粒化，得到BHEPF/ISB/PEG#1000＝44.5摩尔％/55.2摩尔％/0.3摩尔％的聚碳酸酯树脂。
接着，作为薄膜制膜及延伸处理，将所获得的聚碳酸酯树脂在80℃下进行5小时真空干燥后，使用具备单轴挤压机(五十铃化工机社制造、螺杆径25mm、气缸设定温度：220℃)、T模(宽200mm、设定温度：220℃)、冷硬轧辊(设定温度：120～130℃)及卷绕机的薄膜制膜装置，制作厚度95μm的聚碳酸酯薄膜。将所制成的聚碳酸酯薄膜在100℃下真空干燥3天，除掉薄膜中含有的苯酚等的挥发成分。将这样处理过的薄膜利用间歇式双轴延伸装置(Bruckner社制造)，一边将延伸温度调节到127～177℃一边以R1(550)成为130±20nm的方式，以360mm/分的延伸速度(变形速度300％/分)进行1×2.0倍的单轴延伸，获得1/4波长相位差薄膜。此时，在与延伸方向垂直的方向，不保持地进行延伸。
在作为评价对象的偏光膜的表面，经由粘接剂以偏光膜的吸收轴和1/4波长相位差薄膜的滞后轴成45°的角度的方式贴合1/4波长相位差薄膜，制作圆偏振光薄膜。关于参考例2，在与在偏光膜的两面贴合了被碱化处理过的三乙酸纤维素薄膜(40μm)的层叠体配对的偏光膜侧，贴合1/4波长相位差薄膜而制作圆偏振光薄膜。偏光膜和三乙酸纤维素薄膜的贴合使用PVA类的粘接剂。
接着，在各个圆偏振光薄膜的1/4波长相位差薄膜侧，经由丙烯类粘接剂(20μm)以A4尺寸贴合在厚度为0.7μm的玻璃板上。在耐久性试验前，确认贴合在玻璃上的圆偏振光薄膜没有外观不良。将确认了没有外观不良的圆偏振光薄膜在85℃的烘箱中保管100小时后，确认圆偏振光薄膜面的反射光的美观。具体地，确认将贴合在玻璃板上的圆偏振光薄膜以使玻璃板侧成为下的状态置于反射率80％以上的反射板上时的美观。
[评价结果]
将评价结果示于图7。
另外，从实用性的观点出发，以有机EL显示装置是否能够使用偏光膜为基准，不仅对耐久性进行评价，还对亮度及厚度进行了评价。
就耐久性而言，在上述耐久性试验后目视进行检查时，将没有色不均或条纹等外观不良的作为“良”。
就厚度的评价而言，只要是有机EL用显示装置可使用的7μm以下的厚度，则评价为“良”。
另外，就亮度而言，只要透射率为44.0％以上，则评价为“良”。
实施例1～3的偏光膜，其偏光膜的厚度均薄到5μm，且透射率也高达45％。另外，确认不存在外观不良的情况后，进行了耐久性试验，结果，即使经过了耐久性试验，实施例1～3也未产生外观不良。因此，可以说虽然实施例1～3为薄型且透射率高的偏光膜，但仍具有高耐久性，不限于此，适合用于有机EL显示装置的偏光膜。
如上所述，比较例的偏光膜的厚度薄至5μm，且透射率也高达45％。但是，虽然在耐久性试验前确认了比较例不存在外观不良，但在进行了耐久性试验后，如图8所示，在从比较例的偏光膜的左上向右下倾斜的方向确认条纹状的外观不良。比较例的偏光膜的碘元素相对钾元素的摩尔比为1.6，比实施例1～3低。另一方面，偏光膜的材料、厚度及透射率之类的其他特性，在比较例和实施例1～3之间没有实质上的差异。因此，可以说即使是薄型、透射率高的偏光膜，通过提高偏光膜中包含的碘元素和钾元素的比率(I/K)，也能够实现期望的耐久性。
另外，参考例1虽然具有高耐久性，但是偏光膜的透射率低至42.8％。因此，要使透射了偏光膜的光具有一定的强度，需要射入具有高强度的光。因此，若将参考例1的偏光膜例如用于有机EL显示装置时，需要产生具有高强度的入射光，使用大量的电力。另外，参考例2也具有高耐久性，但由于偏光膜的厚度厚达23μm，例如若使用参考例2的偏光膜作为有机EL显示装置用偏光膜，则因伸缩，邻接的部件有可能产生翘曲等变形。由本测定结果可以理解，实施例1～3的偏光膜与现有技术制作的偏光膜不同，虽然为薄型，但同时具有高透射率，且具有耐久性高的有利效果。
[偏光膜的制造方法]
以下，对实施例1～3、比较例以及参考例1及2的制造方法进行记载。首先，对制造本发明用的偏光膜时使用的热塑性树脂的一般的材料特性进行概述。
热塑性树脂大致可分为高分子有序排列的结晶状态的树脂，和高分子不具有有序排列、或只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，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。在此，称为无定形或非晶质的术语与表示不形成结晶状态的性质的所谓非晶性的术语区别使用。
作为结晶性树脂，例如具有包含聚乙烯(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，高分子会因加热及/或延伸定向而发生排列，从而促进结晶化。树脂的物理性因结晶化的程度而发生各种变化。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，也能够通过阻碍因加热处理、延伸定向而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，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。
例如在聚丙烯(PP)的情况下，通过构成不具有立体规则性的无规立体构造，能够制成抑制了结晶化的非晶性聚丙烯(PP)。另外，例如在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的情况下，作为聚合单体，通过使异酞酸、1，4－环己烷二甲醇这样的改性基团进行共聚，即，通过使阻碍聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的结晶化的分子进行共聚，能够制成抑制了结晶化的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[光学膜层叠体的制造工序]
图9是包含偏光膜的光学膜层叠体的制造工序的概要图。以下，参照图9对包含实施例1的偏光膜的光学膜层叠体的制造方法进行概述。
[层叠体制作工序(A)]
作为成为涂敷偏光膜的基材的热塑性树脂基材，使用使6mol％的厚度200μm的异酞酸共聚形成的异酞酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下记为“非晶性PET”)的连续带状的基材(三菱树脂(株式会社)制造商品名：NovaclearSH046200μm)。该热塑性树脂为非晶性，即使加热也不易结晶化，延伸倍率不易降低。另外，该聚对苯二甲酸乙二醇酯的连续带状的基材的玻璃转化温度为75℃。另外，PVA层的玻璃转化温度为80℃。
准备有将添加了1重量％的聚合度1200、碱化度99％、乙酰乙酰改性度4.6％的乙酰乙酰改性PVA(日本合成化学工业(株式会社)制造商品名：ゴーセファイマーZ200)的、聚合度4200、碱化度99.2％的PVA粉末溶解于水中而形成的4～5％浓度的PVA水溶液。接着，在具备涂敷机构21、干燥机构22及表面改性处理装置23的层叠体制作装置20中，在非晶性PET基材1上涂敷PVA水溶液，使干燥后的膜厚为12μm，在60℃的环境下通过热风干燥干燥10分钟，制作在基材上形成有PVA类树脂的层叠体。以下，将这样获得的层叠体记为“在非晶性PET基材上形成有PVA层的层叠体”、“包含PVA层的层叠体”或“层叠体7”。
包含PVA层2的层叠体7经过包括气体氛围中(空中)辅助延伸及硼酸水中延伸的两级延伸工序的以下的工序，最终制造成5μm厚的偏光膜3。本发明使用厚度为7μm以下的偏光膜，但通过适当变更形成于非晶性PET基材1上的PVA类树脂层的厚度及后述的延伸倍率，能够制作厚度7μm以下的任意厚度(例如、6μm、4μm或3μm)的偏光膜。
[气体氛围中辅助延伸工序(B)]
通过第一级气体氛围中的辅助延伸工序(B)，将包括12μm厚的PVA层2在内的层叠体7与非晶性PET基材1一体地延伸，生成包括PVA层2在内的“延伸层叠体8”。具体地，在烘箱33内配备有延伸机构31的气体氛围中辅助延伸处理装置30中，将包括PVA层2在内的层叠体7在设定为比PVA层及基材的玻璃转化温度高的130℃的延伸温度环境的烘箱33内通过延伸机构31，以使延伸倍率达到2.0倍的方式进行自由端单轴延伸，生成厚度8μm的延伸层叠体8。在该阶段，能够卷绕到与烘箱33并设的卷绕装置32上而制造延伸层叠体8的卷8’。在本实施方式中，将气体氛围中辅助延伸的延伸倍率设为2.0倍，但可以根据目标厚度或偏光度将延伸倍率提高到本工序的3.5倍。
在此，对自由端延伸和固定端延伸进行概述。将长条薄膜沿搬送方向进行延伸时，在与延伸的方向垂直的方向即宽度方向上，薄膜发生收缩。自由端延伸是指不抑制该收缩而进行延伸的方法。另外，所谓纵向单轴延伸是指仅在纵向进行延伸的延伸方法的延伸。自由端单轴延伸通常是与一边抑制在与延伸方向垂直的方向引起的收缩一边进行延伸的固定端单轴延伸相对比的延伸。通过该自由端单轴的延伸处理，层叠体7中包含的12μm厚的PVA层2成为PVA分子在延伸方向进行了定向的8μm厚的PVA层2。
[第一不溶化工序(C)]
接着，在第一不溶化工序(C)中，对从安装了卷8’的抽出装置43抽出的延伸层叠体8施行不溶化处理，生成不溶化的延伸层叠体9。显然，在该工序中被不溶化处理的延伸层叠体9包括被不溶化处理的PVA层2。以下，将延伸层叠体9称为“不溶化延伸层叠体9”。
具体地，在具备第一硼酸不溶化水溶液41的第一不溶化处理装置40中，将延伸层叠体8在液温30℃的第一硼酸不溶化水溶液41中浸渍30秒。该工序中使用的第一硼酸不溶化水溶液41是相对于100重量份的水，包含3重量份的硼酸(以下，称为“第一硼酸不溶化水溶液”)的水溶液。该工序的目的在于，至少在紧随其后的染色工序(D)中施行用于使延伸层叠体8中包含的PVA层不发生溶解的不溶化处理。
[染色工序(D)]
接着，通过染色工序(D)生成在PVA分子进行了定向的8μm厚的PVA层2上吸附有二色性物质的碘的着色层叠体10。具体地，在具备染色液51的染色浴52的染色装置50中，将从第一不溶化处理装置40抽出的不溶化延伸层叠体9在液温30℃的包含碘及碘化钾的染色液51中，生成在不溶化延伸层叠体9的进行了定向的PVA层2上吸附有碘的着色层叠体10。
在本工序中，染色液51为了不使延伸层叠体8中包含的PVA层2溶解，将碘浓度设定为0.08～0.25重量％的范围内，碘化钾浓度设定为0.56～1.75重量％的范围内，将碘和碘化钾的浓度之比设定为1∶7。一般认为，本工序中的碘浓度及碘化钾浓度、以及浸渍时间对PVA层中包含的碘元素的浓度有较大影响。因此，通过调节本工序的碘浓度及碘化钾浓度和浸渍时间，可以调节最终的偏光膜的单体透射率。例如在本实施方式中，通过在上述碘浓度及碘化钾浓度的范围调节碘和碘化钾的浓度，并且调节浸渍时间，能够使延伸层叠体8的进行了定向的PVA层2吸附碘，以使构成最终生成的偏光膜3的PVA层的单体透射率达到45.0％。在实施例1中，将单体透射率调整到45.0％，但也可以调整到44.0％、44.3％或者44.5％或45.5％。
[第二不溶化工序(E)]
以下说明的第二不溶化工序(E)根据以下的目的而实施。本工序的目的如下，第一：在后工序的硼酸水中延伸工序(F)中，不使着色层叠体10中包含的PVA层2发生溶解的不溶化；第二：不使着色在PVA层2上的碘发生溶析的着色稳定化；第三：通过将PVA层2的PVA分子彼此交联而生成结节点的结节点生成，第二不溶化工序特别是实现该第一和第二目的。
第二不溶化工序(E)作为硼酸水中延伸工序(F)的前工序来进行。通过对在染色工序(D)中生成的着色层叠体10施行不溶化处理，生成不溶化的着色层叠体11。以下将该着色层叠体11称为“不溶化着色层叠体11”。不溶化着色层叠体11包括不溶化的PVA层2。具体地，在容纳由硼酸和碘化钾构成的水溶液(以下，称为“第二硼酸不溶化水溶液”)61的第二不溶化处理装置60中，将着色层叠体10在40℃的第二硼酸不溶化水溶液61中浸渍60秒，使吸附有碘的PVA层的PVA分子彼此交联，由此生成不溶化着色层叠体11。该工序中使用的第二硼酸不溶化水溶液相对于100重量份的水，包含3重量份的硼酸，相对于100重量份的水，包含3重量份的碘化钾。
[硼酸水中延伸工序(F)]
通过第二级的硼酸水中延伸工序，对包含使碘进行了定向的PVA层2的不溶化着色层叠体11进一步延伸，生成包含构成5μm厚的偏光膜3的使碘进行了定向的PVA层的光学膜层叠体12。具体地，在具备硼酸水溶液71的硼酸浴72和延伸机构73的硼酸水中延伸处理装置70中，将从第二不溶化处理装置60连续地抽出的不溶化着色层叠体11浸渍在设定于包含硼酸和碘化钾的液温70℃的延伸温度环境的硼酸水溶液71中，接着通过硼酸水中处理装置70中配备的延伸机构73，以延伸倍率为2.7倍的方式进行自由端单轴延伸，由此生成光学膜层叠体12。本实施方式的总延伸倍率为5.4倍，也可以通过调整气体氛围中辅助延伸工序的延伸倍率及硼酸水中延伸工序的延伸倍率，使总延伸倍率为5.0倍以上、6.5倍以下。
更详细地，硼酸水溶液71调整为相对于100重量份的水，含有6.5重量份的硼酸，相对于100重量份的水，含有5重量份的碘化钾。本发明的偏光膜的透射率高，聚碘离子向PVA吸附的交联点的量少，因此在本工序及后的清洗工序中，聚碘离子及碘离子容易发生溶析。于是，相比现有技术，通过提高本工序的硼酸水溶液的硼酸浓度，减少吸附于PVA的聚碘离子(及碘离子或钾离子)的溶析量，实现了着色的稳定化。例如，用于后述的比较例的制作的硼酸水中延伸工序中使用的硼酸水溶液的浓度为4重量份，但在本实施例中，为6.5重量份。
在本工序中，首先将调整了碘吸附量的不溶化着色层叠体11在硼酸水溶液71中浸渍5～10秒。接着，使该不溶化着色层叠体11直接在硼酸水中处理装置70的作为延伸机构73的周速不同的多组卷间通过，用30～90秒以使延伸倍率为2.7倍的方式进行自由端单轴延伸。通过该延伸处理，交联的着色层叠体11中包含的PVA层作为聚碘离子(I3－及I5－)吸附于PVA上的PVA－碘络合物，变化成在一方向高次定向的5μm厚的PVA层。该PVA层构成光学膜层叠体12的偏光膜3。
[清洗工序(G)]
不溶化着色层叠体11在硼酸水中延伸工序(F)中被延伸处理，从硼酸水溶液71取出。包含取出的偏光膜3的光学膜层叠体12被送至清洗工序(G)。清洗工序(G)的目的在于洗掉附着在薄型高性能偏光膜3表面的无用残余物。具体地，将光学膜层叠体12送入清洗装置80，以不使薄型高性能偏光膜3的PVA溶解的方式在液温30℃的包含碘化钾的清洗液81中浸渍1～10秒。清洗液81中的碘化钾浓度相对于100重量份的水，为2.0重量份。
在本发明中，相对碘元素量，需要使偏光膜中包含的钾元素量较低，偏光膜中包含的钾离子量受清洗工序中的清洗液的钾离子浓度影响较大。即，通过降低清洗液的钾离子浓度，能够减少偏光膜中包含的钾离子量。实施例1的制作使用的清洗液的碘化钾浓度为2.0重量份，例如，比后述的现有技术的比较例的制作使用的清洗液的碘化钾浓度(4.0重量份)低。在本工序中，通过降低清洗液的碘化钾浓度、减少偏光膜中包含的钾元素量，能够提高偏光膜中包含的碘元素相对钾元素的摩尔比。
[干燥工序(H)]
洗净的光学膜层叠体12被送至干燥工序(H)，在此进行干燥。接着，干燥后的光学膜层叠体12通过与干燥装置90并设的卷绕装置91卷绕成连续带状的光学膜层叠体12，生成包含薄型高性能偏光膜3的光学膜层叠体12的卷。干燥工序(H)可以采用任意的适当的方法，例如，自然干燥、送风干燥、加热干燥。在本实施方式中，在烘箱的干燥装置90中用60℃的热风进行240秒的干燥。
[贴合/转印工序(I)]
所制造的偏光膜3的厚度通过基于延伸的薄膜化，在本实施方式中成为只不过5μm的状态。难以将如此薄的偏光膜3作为单层体来处理。因此，偏光膜3通常以原样残留在形成有该偏光膜的热塑性基材、例如非晶性PET基材1上的状态，作为光学膜层叠体12来处理，或者作为经由粘接剂贴合在其他光学功能膜4上，通过将非晶性PET基材1剥离，将偏光膜3从非晶性PET基材1转印到光学功能膜4上而制作的光学功能膜层叠体13来处理。在本实施例中，通过在与非晶性PET基材相接的面的相反侧的偏光膜的表面使用粘接剂贴合40μm厚的保护层(丙烯类薄膜)，将非晶性PET基材1剥离，从而制作光学功能膜层叠体13，作为实施例1测定光学特性。
另外，也可以在光学功能膜层叠体13的贴合有光学功能膜(保护层)的面的相反侧，经由粘接剂层以自如剥离的方式设有保护用的隔膜。另外，作为另一实施方式，也可以在光学功能膜层叠体13的贴合有光学功能膜(保护层)的面的相反侧具有相位差层这样的第二光学功能膜，该第二光学功能膜与偏光膜一起使用，用于生成圆偏振光，或在贴合了第二光学功能膜的面侧，经由粘接剂层以自如剥离的方式设有保护用的隔膜。在上述另一实施方式中，使用保护层作为光学功能膜，使用相位差层作为第二光学功能膜，根据需要也可以贴合具有其他功能的光学功能膜，经由粘接剂层粘贴的隔膜也可以根据实施方式贴在任一方或双方。
[实施例2及实施例3]
实施例2将清洗工序中的清洗液的碘化钾含量相对于100重量份的水设为1重量份，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作。另外，实施例3将清洗液的碘化钾含量相对于100重量份的水设为0.5重量份，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作。
[比较例]
使硼酸水中延伸工序的硼酸水溶液的硼酸浓度相对于100重量份的水设为4重量份(关于碘化钾的浓度，同样)及将清洗工序的清洗液的碘化钾浓度相对于100重量份的水设为4重量份，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作比较例。
[参考例1]
调整染色工序中的染色溶液的碘浓度及染色时间，以使完成的PVA层的单体透射率达到42.8％的方式在染色浴中浸渍，除此以外，通过与比较例同样的方法制作参考例1。
[参考例2]
将厚度60μm的聚乙烯醇薄膜(kuraray制造产品名“PE6000”)的长条卷通过卷延伸机以在长条方向达到6倍的方式沿长条方向一边进行单轴延伸一边同时施行溶胀、染色、交联、清洗处理，最后通过施行干燥处理而制作厚度23μm的参考例2的偏光膜。
[有机EL显示装置]
图10a～12b表示使用了上述偏光膜的本发明的有机EL显示装置的几个实施方式。
图10a是表示本发明的有机EL显示装置的最基本的实施方式的剖面图，该有机EL显示装置200具备有机EL显示面板201，在该有机EL显示面板201的一面，经由光学上透明的粘接剂层202接合有包括偏光膜203和第一相位差层204的层叠体205。偏光膜203和第一相位差层204用于生成圆偏振光，以防止从偏光膜203的视认侧射入内部的光产生内部反射而向视认侧射出的情况。在该偏光膜203的外侧的面上粘接有由光学上透明的树脂材料形成的保护层206。
虽然是随意的，但如图10b所示，偏光膜203和第一相位差层204也可以接合，第一相位差层204和粘接剂层202也可以接合。另外，以后为了简便，以包括偏光膜203和第一相位差层204的层叠体205仅由偏光膜203和第一相位差层204形成且接合有第一相位差层204和粘接剂层202的层叠体为例进行图示。
另外，虽然是随意的，但如图10c所示，在成为有机EL显示装置的视认侧的保护层206的外侧，可以如虚线所示地配置透明的窗口207。
偏光膜203的厚度为7μm以下，透射率为44.0％以上，耐久性高。该偏光膜203非常薄，故而在因温度或湿度条件发生的伸缩产生的应力极小。因此，能够大幅减轻因偏光膜203的收缩而产生的应力使邻接的有机EL显示面板201发生翘曲等的变形的可能性，大幅抑制变形引起的显示品质的降低或面板密封材料的破坏。与目前这种有机EL显示装置使用的偏光膜相比，薄型且透射率高，并且耐久性也优异，故而能够经得起上述耐久性试验。这种情况意味着在有机EL显示装置中，在实用上要求的使用期间能够维持必要的性能。
该构成中，粘接剂层202可以使用具备扩散作用的材料，或者采用粘接剂层和扩散层双层构成。
图10d所示的光学显示装置的构成与图10a～图10c所示的构成大致相同，但具有在偏光膜203和保护层206之间配置有扩散层208的构成。在图10e所示的构成中，扩散层208配置在偏光膜203和有机EL显示面板201之间。
图10f所示的光学显示装置基本上与图10a～图10c所示的构成相同，但偏光膜203经由容易进行粘接的易粘接层209通过粘接剂粘接在保护层206上。用作易粘接层的材料在本领域技术人员中是公知的。
图10g所示的光学显示装置和图10所示的光学显示装置的不同之处仅在于，在保护层206的外侧的面上设有防静电层210。
在图10h所示的光学的显示装置200中，在图10g所示的有机EL显示装置的构成中，在保护层206和防静电层210之间配置有例如1/4波长相位差膜这样的与偏光膜一起使用而生成圆偏振光用的第二相位差层211。根据该构成，由于在比偏光膜206更靠视认侧配置有与偏光膜一起使用而生成圆偏振光用的相位差层，故而从有机EL显示面板201经偏光膜206而射出的光，在从第二相位差层211出来时被变换成圆偏振光。该构成的有机EL显示装置带来的优点是，例如在视听者戴着偏光墨镜的情况下，也不会对视认造成障碍。
在图11所示的有机EL显示装置300中，在有机EL显示面板201的视认侧的面上经由粘接剂层202接合有第一相位差层204，在该第一相位差层204上通过粘接剂接合有偏光膜203。偏光膜203经由易粘接层209与保护层204接合，在该保护层204上接合有图案相位差层301。该图案相位差层301形成如非专利文献1中记载的那样的图案相位差膜。为了能够进行3D显示，图案相位差层具有使从显示面板输出的右眼用的图像和左眼用的图像分别向其他偏光状态变化的作用。在该图案相位差层301的外侧能够随意地配置窗口207。
图12a表示具有触摸输入传感器功能的有机EL显示装置400的实施方式。有机EL显示装置400的面板构成与图10h所示的构成大致相同，对对应的构成要素标注与图10h相同的标记并省略说明。在该实施方式中，在防静电层210和窗口207之间配置有触摸面板层叠体401。该触摸面板层叠体401可以是容量型触摸面板，也可以是阻力膜型触摸面板。在触摸面板层叠体401为容量型触摸面板的情况下，如图12(a)所示，可以采用上侧的图案电极401a和下侧的图案电极401b隔着电介质层401c相对配置的构成。作为容量型触摸面板层叠体，除了图示的构造之外还能够采用公知的任何构造。在将触摸面板层叠体401设定为阻力膜型的构成的情况下，在上侧电极和下侧电极之间配置垫片，成为在两电极之间形成有空气间隙的构成。这种触摸面板层叠体的构成已知有各种不同的配置，本实施方式中可以使用其任何配置。
图12b中表示具有触摸输入传感器功能的有机EL显示装置的其它实施方式的有机EL显示装置500。在该实施方式中，有机EL显示装置500的面板构成也与图10h所示的构成大致相同，对对应的构成要素标注与图10h相同的标记并省略说明。在该实施方式中，在有机EL显示面板201和第一相位差层204之间配置有触摸面板层叠体501。与图12a所示的实施方式同样地，在该实施方式中，触摸面板层叠体401可以是容量型触摸面板，也可以是阻力膜型触摸面板。
以上，就特定的实施方式对本发明进行了图示，并详细地进行了说明，但本发明的保护范围不限于图示的实施方式的细节，而是根据由权利要求书的记载所决定的范围而定。

Claims (21)

1.一种偏光膜，所述偏光膜是由包含钾及进行了定向的碘的聚乙烯醇类树脂构成的连续带状的偏光膜，其特征在于，
所述偏光膜的厚度为7μm以下，
所述偏光膜的单体透射率为44.0％以上，
所述偏光膜中包含的碘元素(I)相对钾元素(K)的摩尔比(I/K)为1.8以上。
2.如权利要求1所述的偏光膜，其特征在于，所述偏光膜的碘元素浓度为6重量％以下。
3.如权利要求1或2所述的偏光膜，其特征在于，所述摩尔比为3.0以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的偏光膜，其特征在于，所述偏光膜的单体透射率为44.3％以上。
5.如权利要求1～4中任一项所述的偏光膜，其特征在于，所述偏光膜的厚度为5μm以下。
6.一种光学功能膜层叠体，其特征在于，包含权利要求1～5中任一项所述的偏光膜，在所述偏光膜的一面侧具有光学功能膜，在另一面侧经由所述粘接剂层以自如剥离的方式设有隔膜。
7.一种光学功能膜层叠体，其特征在于，包含权利要求1～5中任一项所述的偏光膜，在所述偏光膜的一面侧具有第一光学功能膜、在另一面侧具有第二光学功能膜的层叠体的一面经由粘接剂层以自如剥离的方式设有隔膜。
8.一种光学功能膜层叠体，其特征在于，包含权利要求1～5中任一项所述的偏光膜，在所述偏光膜的一面侧具有保护层、在另一面侧具有相位差层的层叠体的一面侧经由粘接剂层以自如剥离的方式设有隔膜，所述相位差层与所述偏光膜一起使用，用于生成圆偏振光。
9.一种有机电致发光显示装置，其特征在于，将具有权利要求1～5中任一项所述的偏光膜、处于所述偏光膜的一面侧的第一相位差层以及处于所述偏光膜的另一面侧的透明树脂材料的保护层的光学功能膜层叠体在所述第一相位差层侧经由光学上透明的粘接剂层设于有机EL显示面板的一面，所述光学功能膜层叠体用于形成圆偏振光，以防止从所述偏光膜的视认侧入射到内部的光发生内部反射而向视认侧射出的情况。
10.一种光学膜层叠体的制造方法，制成偏光膜，该偏光膜由在连续带状的非晶性酯类热塑性树脂基材中使碘进行了定向的聚乙烯醇类树脂构成，所述偏光膜的厚度为7μm以下，所述偏光膜的单体透射率为44.0％以上，其特征在于，包括：
第一延伸工序，通过对包括所述非晶性酯类热塑性树脂基材和在所述非晶性酯类热塑性树脂基材上成膜的聚乙烯醇类树脂层的层叠体进行气体环境中的延伸，生成包含延伸中间产物的延伸层叠体，所述延伸中间产物由进行了定向的聚乙烯醇类树脂层形成；
第一不溶化工序，对所述延伸层叠体中包含的所述延伸中间产物施行不溶化处理，生成不溶化延伸层叠体；
染色工序，使所述不溶化延伸层叠体吸附碘而生成着色层叠体；
第二不溶化工序，对所述着色层叠体中包含的所述延伸中间产物施行不溶化处理，生成不溶化着色层叠体；
第二延伸工序，通过对所述不溶化着色层叠体在硼酸水溶液中进行延伸，生成包含由使碘进行了定向的聚乙烯醇类树脂构成的偏光膜的光学膜层叠体；
清洗工序，利用碘化钾溶液对所述光学膜层叠体进行清洗，所述偏光膜中包含的碘元素(I)相对钾元素(K)的摩尔比(I/K)为1.8以上。
11.如权利要求10所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述第一不溶化工序是将所述延伸渍层体浸渍在硼酸水溶液中的工序。
12.如权利要求10或11所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述第二不溶化工序是将所述着色渍层体浸渍在硼酸水溶液中的工序。
13.如权利要求10～12中任一项所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述第二延伸工序是在相对于100重量份的水、硼酸为6重量份以上的硼酸水溶液中，通过将所述不溶化着色层叠体延伸，生成包含由使碘进行了定向的聚乙烯醇类树脂构成的偏光膜光学膜层叠体的工序。
14.如权利要求10～13中任一项所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述清洗工序是利用相对于100重量份的水、碘化钾为0.5重量份以上且2重量份以下的碘化钾溶液清洗所述光学膜层叠体的工序。
15.如权利要求10～14中任一项所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述非晶性热塑性树脂基材为非晶性酯类热塑性树脂基材。
16.如权利要求15所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述非晶性酯类热塑性树脂基材为将定向函数设定为0.10以下的、使进行了气体氛围中的高温延伸处理的异酞酸共聚而成的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、使环己烷二甲醇共聚而成的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯或包含其它共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯。
17.如权利要求10～16中任一项所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述非晶性热塑性树脂基材由透明树脂形成。
18.如权利要求10～17中任一项所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，还包括以下工序：通过在所述非晶性热塑性树脂基材上涂敷聚乙烯醇类树脂并进行干燥，在所述非晶性热塑性树脂基材上成膜聚乙烯醇类树脂层。
19.如权利要求10～18中任一项所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述第一延伸工序的延伸倍率为3.5倍以下。
20.如权利要求10～19中任一项所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，所述第一延伸工序的延伸温度为聚乙烯醇类树脂的玻璃转化温度以上。
21.如权利要求10～20中任一项所述的光学膜层叠体的制造方法，其特征在于，基于所述第一延伸工序和所述第二延伸工序的所述延伸层叠体和所述着色层叠体的总延伸倍率为5.0倍以上且6.5倍以下。
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