JP2012073569A - 薄型高機能偏光膜、薄型高機能偏光膜を含む光学フィルム積層体、及び、薄型高機能偏光膜を含む光学フィルム積層体の製造に用いるための延伸積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】光学特性の高い薄型偏光膜及びその製造方法を提供する。
【解決手段】連続ウェブの非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜された二色性物質を配向させたＰＶＡ系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の薄型高機能偏光膜であって、単体透過率Ｔと偏光度Ｐからなる光学特性値が、以下の不等式、Ｐ＞−（１０^{０．９２９Ｔ−４２．４}−１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）およびＰ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）によって表される範囲にある。
【選択図】図９

Description

本発明は、薄型高機能偏光膜、薄型高機能偏光膜を含む光学フィルム積層体、及び、薄型高機能偏光膜を含む光学フィルム積層体の製造に用いるための延伸積層体に関する。本発明の薄型高機能偏光膜は、二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の高機能偏光膜である。

ポリビニルアルコール系樹脂（以下、「ＰＶＡ系樹脂」という。）層に染色および延伸処理により二色性物質を吸着し配向した偏光膜いわゆる偏光子（以下、「偏光膜」という。）の製造方法はよく知られている。しかしながら、厚みが１０μｍ以下の偏光膜は、単層体による偏光膜の製造においては、通常、染色工程および／または延伸工程における溶解および／または破断させることなく、厚みを均一に製造することができない。そのため、熱可塑性樹脂基材を用いて、樹脂基材にＰＶＡ系樹脂層を形成し樹脂基材と一体の染色および延伸処理により薄型偏光膜を製造する製造方法が開発されており、図２５の概念図に示すように、すでに公知である。そうした製法による薄型偏光膜もまた公知であることはいうまでもない。

具体例として参考例１または３を示す。参考例１の場合、熱可塑性樹脂基材にＰＶＡ系樹脂の水溶液を塗布し、水分を乾燥することによって、熱可塑性樹脂基材に薄いＰＶＡ系樹脂層を形成した積層体が生成される。生成された積層体を、例えばオーブンに配備された延伸装置を用いて、延伸温度１１０℃で空中延伸する。次に、延伸によって配向されたＰＶＡ系樹脂層に染色によって二色性物質を吸着させる。あるいは、参考例３の場合、生成された積層体に染色によって二色性物質を吸着させる。次に、二色性物質を吸着させた積層体を、延伸温度９０℃で空中延伸する。このように製造された二色性物質を配向させたＰＶＡ系樹脂からなる薄型偏光膜は、例えば、特許文献２〜５に示されるように、すでに公知である。

熱可塑性樹脂基材を用いた薄型偏光膜の製造方法は、ＰＶＡ系樹脂の単層体による偏光膜の製造方法に比べ、薄型偏光膜をより均一に製造できるようにした点で注目される。液晶セルの表裏に貼合わされる液晶表示装置に用いられる偏光膜は、単層体による偏光膜の製造方法によると、特開２００５−２６６３２５号公報（特許文献１）に示されるように、５０〜８０μｍ厚のＰＶＡ系樹脂単層体を、例えば、周速の異なる複数セットのロールを有する搬送装置にかけ、染色液への浸漬によってＰＶＡ系樹脂単層体に二色性物質を吸着させ、６０℃前後の水溶液中において延伸することによって製造される。これが単層体による偏光膜であり、その厚みは１５〜３５μｍである。現在のところ、この方法によって製造された偏光膜は、単体透過率４２％以上で偏光度９９．９５％以上の光学特性を有するものとして、大型テレビ用に実用化されている。

ところが、ＰＶＡ系樹脂が親水性であるため、偏光膜は温度や湿度の変化に敏感であり周囲の環境変化により伸縮し易くまたそのためクラックが発生し易い。したがって、伸縮を抑制し、温度や湿度の影響を少なくするために、通常、テレビ用の偏光フィルムには、偏光膜の両面に保護フィルムとして４０〜８０μｍのＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムが貼り合された積層体が用いられる。それでも、単層体による偏光膜を用いる場合、偏光膜の薄膜化に限界があるので伸縮を完全に抑制することは困難であり、こうした偏光膜を含む光学フィルム積層体が、その他の光学フィルムや液晶セルなどの部材に接着層や粘着層を介して貼り合された場合に、偏光膜の伸縮に起因する応力が各部材に発生する。この応力は、液晶表示装置に表示ムラを発生させる原因となる。この表示ムラは偏光膜の収縮応力による前記部材への光弾性の発生や部材の変形に基づくため、この表示ムラの発生を低減させるためには、使用される部材が例えば低光弾性・低複屈折材料に制限されることになる。また、偏光膜の収縮応力は液晶セルからの光学フィルム積層体の剥離等を引き起こすために、高接着力の粘着剤が要求される。しかしながら、このような高接着力の粘着剤の場合、リワーク性等に問題があった。これが単層体による偏光膜の技術的課題である。

そのため、薄膜化しにくい単層体による偏光膜の製造に代わる薄型偏光膜の製造が求められている。しかしながら、例えば厚みが５０μｍ以下のＰＶＡ系樹脂層を、周速の異なる複数セットのロールを有する搬送装置にかけて、６０℃前後の水溶液において延伸し、１０μｍ以下の均一な厚みの薄型偏光膜を製造しようとすると、親水性高分子組成物からなるＰＶＡ系樹脂層は、延伸による薄膜化にともない溶解するかまたは延伸張力に耐えきれずに破断することになる。すなわち、単層体によるＰＶＡ系樹脂層から安定的に薄型偏光膜を生産することは難しい。そこで、新たな薄型偏光膜の製造方法として開発されたのが、特許文献２〜５に示される技術である。この技術においては、薄型偏光膜は、厚みのある熱可塑性樹脂基材にＰＶＡ系樹脂層を製膜し、製膜されたＰＶＡ系樹脂層を熱可塑性樹脂基材と一体に延伸することによって生成される。

これらは、熱可塑性樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層とからなる積層体を、例えばオーブンに配備された延伸装置を用いて、通常、６０℃から１１０℃の温度で空中延伸する。次に、延伸によって配向されたＰＶＡ系樹脂層に染色によって二色性物質を吸着させる。あるいは、熱可塑性樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層とからなる積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層に染色によって二色性物質を吸着させる。次に、二色性物質を吸着させたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、通常、６０℃から１１０℃の温度で空中延伸する。以上が特許文献２〜５に示された二色性物質を配向させた薄型偏光膜を製造する方法である。

より具体的には、まず、熱可塑性樹脂基材にＰＶＡ系樹脂を含む水溶液を塗布し、水分を乾燥させることによって、十数μｍ厚のＰＶＡ系樹脂層が形成される。次に、熱可塑性樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層とからなる積層体は、オーブンに配備された延伸装置を用いて加熱しながら空中延伸される。次に延伸された積層体を染色液への浸漬によってＰＶＡ系樹脂層に二色性物質を吸着させ、数μｍ厚の二色性物質を配向させた薄型偏光膜が生成される。これが熱可塑性樹脂基材を用いた薄型偏光膜の従来の製造方法である。

こうした製造方法による薄型偏光膜は、大型表示素子の薄膜化、表示ムラの解消、産廃量の低減などの観点から将来性が期待される。しかしながら、これまでのところ、こうした製造方法による薄型偏光膜は、参考例１から３の偏光膜の光学特性を表す図２６に示されるように、偏光性能によって表わされる光学特性が低位のまま推移しており、光学特性の高い高機能の薄型偏光膜を実現するという技術的課題が依然として未解決である。

特開２００５−２６６３２５号公報 特許４２７９９４４号公報 特開２００１−３４３５２１号公報 特公平８-１２２９６号公報 米国特許４，６５９，５２３号明細書

熱可塑性樹脂基材を用いて薄型偏光膜を安定的に製造することは、すでに特許文献２〜５で見てきた。ところが、主に液晶テレビ用のディスプレイとして求められるコントラスト比１０００：１以上、最大輝度５００ｃｄ／ｍ^２以上の光学特性を満たすような高機能の薄型偏光膜は、これまでのところ実現されてはいない。

この技術的課題は以下に示すように単純なことだけに解決のためのハードルは高い。これまでの製法は、いずれも、空中高温環境において、熱可塑性樹脂基材とその上に形成されたＰＶＡ系樹脂層とを含む積層体を、延伸するものであった。空中延伸を高温環境で行うのは、一義的には、熱可塑性樹脂基材およびＰＶＡ系樹脂は、それぞれのガラス転移温度Ｔｇを下回る温度では延伸できないためである。ＰＶＡ系樹脂のＴｇは７５〜８０℃である。エステル系熱可塑性樹脂のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のＴｇは８０℃である。因みに、イソフタル酸をＰＥＴに共重合させた非晶性ＰＥＴのＴｇは７５℃である。したがって、熱可塑性樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層とを含む積層体は、それらの温度を上回る高温で延伸されることになる。当然のことながら、延伸によってＰＶＡ系樹脂の配向性が高まる。ＰＶＡ系樹脂からなる偏光膜の偏光性能は、ヨウ素のような二色性物質が吸着されたＰＶＡ系樹脂の配向性に左右される。ＰＶＡ系樹脂の配向性が高いほど、ＰＶＡ系樹脂からなる偏光膜の偏光性能が高くなる。

しかしながら、オレフィン系であるかエステル系であるかを問わず、結晶性樹脂は、一般的に、加熱温度の高さや延伸配向によって高分子が配列し、結晶化が進む。結晶化によって樹脂の物性が様々に変化する。その典型は、結晶化によって事実上延伸不能になることである。結晶性ＰＥＴの場合、アモルファスＰＥＴであっても１２０℃周辺で結晶化速度が急上昇し１３０℃で延伸不能になる。熱可塑性樹脂の一般的材料特性の概説が後述されるように、加熱処理や延伸配向に起因する高分子の配列を阻害することよって結晶化を抑制する手段は周知である。これにより生成される非晶性オレフィン系樹脂や非晶性エステル系樹脂も周知であることはいうまでもない。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の結晶化を阻害するユニットを共重合させることによって、例えば、結晶化を抑制した非晶性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を作成することができる。非晶性ＰＥＴの場合、１２０℃周辺で結晶化速度が急上昇することはない。結晶化は徐々に進むが、１７０℃までは安定して延伸できる。それ以上の高温になると、ＰＥＴの軟化により延伸不能になる。

本発明は、光学特性の高い薄型偏光膜いわゆる薄型高機能偏光膜、薄型高機能偏光膜を含む光学フィルム積層体、及び、薄型高機能偏光膜を含む光学フィルム積層体の製造に用いるための延伸積層体を提供することを目的とする。

本発明者らは、偏光膜の薄膜化と薄膜化された偏光膜の光学特性とを改善すべく鋭意検討してきた。その結果、二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の薄型高機能偏光膜およびその製造方法を発明するに至った。偏光膜の薄膜化は、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材と、その上に形成されたＰＶＡ系樹脂層とを、一体に延伸することによって達成される。

本発明者らの研究および分析によると、熱可塑性樹脂基材として非晶性ＰＥＴを用い、非晶性ＰＥＴ基材に形成されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を延伸温度が１２０℃以上、延伸倍率が５倍以上になるように自由端一軸に延伸した事例を発見することはできない。本発明者らは、これに挑戦して本発明を実現するに至った。

図１８〜図２２のイメージ図は、いずれも実験に基づいて表したものである。まず、図１８のイメージ図を参照されたい。図１８は、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度と延伸可能倍率との相対関係を実験に基づいて表したイメージ図である。

図１８の太線は、延伸温度の変化にともなう非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の変化を表す。非晶性ＰＥＴは、Ｔｇが７５℃であり、これ以下で延伸することはできない。空中高温の自由端一軸延伸によると１１０℃を越える点で７．０倍以上にまで延伸できる。一方、図１８の細線は、延伸温度の変化にともなう結晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の変化を表す。結晶性ＰＥＴは、Ｔｇが８０℃であり、これ以下で延伸することはできない。

図１９のイメージ図を参照されたい。これは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のＴｇと融点Ｔｍ間での温度変化にともなう結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴのそれぞれの結晶化速度の変化を表す。図１９からは、８０℃から１１０℃前後のアモルファス状態にある結晶性ＰＥＴは１２０℃前後で急速に結晶化することが理解される。

また図１８から明らかなように、結晶性ＰＥＴの場合、空中高温の自由端一軸延伸による延伸可能倍率は４．５〜５．５倍が上限となる。しかも適用され得る延伸温度は極めて限定的な９０℃から１１０℃の温度範囲である。

参考例１〜３は空中高温の自由端一軸延伸による事例である。これらはいずれも、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を空中高温延伸によって生成された、３．３μｍ厚の薄型偏光膜である。それぞれの延伸温度には違いがあり、参考例１は１１０℃、参考例２は１００℃、参考例３は９０℃の場合である。注目すべきは延伸可能倍率である。参考例１の延伸倍率の限界は４．０倍であり、参考例２および３は４．５倍である。最終的には積層体自体が破断したことによって、これらを越える延伸処理が不可能であった。しかしながら、この結果においては、結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層自体の延伸可能倍率が影響を及ぼしている可能性を否定することができない。

そこで図１８の破線を参照されたい。これは、ＰＶＡ系樹脂に属するＰＶＡの延伸可能倍率を表す。ＰＶＡ系樹脂のＴｇは７５〜８０℃であり、これ以下でＰＶＡ系樹脂からなる単層体を延伸することはできない。図１８から明らかなように、空中高温の自由端一軸延伸によると、ＰＶＡ系樹脂からなる単層体の延伸可能倍率は５．０倍を限度とする。このことにより、本発明者らは、以下のことを明らかにすることができた。それは、結晶性ＰＥＴおよびＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度および延伸可能倍率の関係から、結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体の空中高温の自由端一軸延伸による延伸可能倍率は、９０〜１１０℃の延伸温度範囲において４．０〜５．０倍を限度であるということである。

次に、非晶性ＰＥＴ基材を用いたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体に対する空中高温の自由端一軸延伸による事例を比較例１および２に示す。非晶性ＰＥＴ基材に延伸温度による限界はない。比較例１は、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材に製膜された７μｍ厚のＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、延伸温度を１３０℃に設定した空中高温の自由端一軸延伸によって生成された薄型偏光膜である。このときの延伸倍率は４．０倍であった。

比較表を参照されたい。比較例２は、比較例１と同様に、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材に製膜された７μｍ厚のＰＶＡ系樹脂層を、延伸倍率が４．５倍、５．０倍、６．０倍になるようにそれぞれを延伸することによって生成された薄型偏光膜である。いずれの比較例においても、比較表に示した通り、非晶性ＰＥＴ基材にフィルムの面内で延伸の不均一が生じるか破断が生じ、一方で、延伸倍率４．５倍でＰＶＡ系樹脂層に破断が生じている。これにより、延伸温度１３０℃の空中高温延伸によるＰＶＡ系樹脂層の延伸倍率の限界が４．０倍であることを確認した。

参考例１〜３はいずれも、延伸温度に違いはあるが、結晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ系樹脂層を製膜した積層体を４．０〜４．５倍の延伸処理によってＰＶＡ分子を配向させた薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。具体的には、最終的に生成される薄型偏光膜を構成するＰＶＡ系樹脂層の単体透過率が４０〜４４％になるように、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層にヨウ素を吸着させた。また薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層へのヨウ素吸着量を調整することによって単体透過率Ｔと偏光度Ｐとを異にする種々の薄型偏光膜を生成した。

図２６のグラフを参照されたい。図２６は、参考例１〜３の光学特性を表したものである。結晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層は、空中高温延伸によって、ある程度ＰＶＡ分子が配向される。その一方で、空中高温延伸は、ＰＶＡ分子の結晶化を促進し、非晶部分の配向を阻害しているものと推定される。

そこで本発明者らは、本発明に先立って、比較例３に示す薄型高機能偏光膜およびその製造方法を開発した。これは、Ｔｇ以下の延伸温度であってもＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を延伸することができるという水の可塑剤機能に着目した驚くべき知見に基づいたものである。この方法によれば、ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を延伸倍率が５．０倍まで延伸できることを確認した。これは、本出願人の出願に係るＰＣＴ／ＪＰ２０１０／００１４６０において開示した実施例１に相当するものである。

本発明者らはさらに研究を進め、延伸倍率の限界が５．０倍であることは、ＰＥＴ基材が結晶性ＰＥＴによるものであることを確認した。ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体はＴｇ以下のホウ酸水溶液で延伸されるため、ＰＥＴ基材が結晶性であるか非晶性であるかは延伸作用に大きく影響しないとの認識であったが、非晶性ＰＥＴを用いた場合には、前記積層体を延伸倍率が５．５倍まで延伸できることを確認した。このように、比較例３に示す薄型高機能偏光膜の製造方法によると、延伸倍率の限界が５．５倍であることは、非結晶性のＰＥＴ基材による制限と推定される。

比較例１については、単体透過率Ｔと偏光度Ｐを異にする種々の薄型偏光膜を生成し、図２６に参考例１〜３とともに、それらの光学特性を表した。

図２０のグラフを参照されたい。これは、本発明者らがこうした研究結果を基礎に創意した本発明の空中高温の延伸倍率と総合延伸倍率（以下、「総延伸倍率」という。）との関係を端的に表したものである。横軸は自由端一軸による延伸温度１３０℃の空中延伸倍率である。縦軸の総延伸倍率は、以下に述べる自由端一軸による空中高温延伸を含む２段階の延伸処理によって、空中高温延伸前の長さである元長を１として、最終的に元長が何倍延伸されたかを表す総延伸倍率である。例えば、延伸温度１３０℃の空中高温延伸による延伸倍率が２倍であって、次の延伸倍率が３倍であれば、総延伸倍率は６倍（２×３＝６）になる。空中高温延伸に続く第２段の延伸方法は、延伸温度６５℃のホウ酸水溶液中における自由端一軸延伸（以下、ホウ酸水溶液に浸漬させながら延伸する処理を「ホウ酸水中延伸」という。）である。この二つの延伸方法を組み合わせることによって、図２０に示す以下のような知見を得ることができた。

図２０の実線は非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率を表している。非晶性ＰＥＴの総延伸倍率は、空中高温延伸されずに直接ホウ酸水中延伸された時点、すなわち空中高温延伸が１倍のとき、５．５倍が限度である。これ以上の延伸を行うと、非晶性ＰＥＴは破断する。しかしながら、この時点は非晶性ＰＥＴの最小延伸倍率を示している。非晶性ＰＥＴの総延伸倍率は、空中高温延伸時の延伸倍率が大きくなるほど大きくなり、延伸可能倍率は１０倍を越える。

これに対して、図２０の破線は非晶性ＰＥＴに製膜されたＰＶＡ系樹脂層の延伸可能倍率を表している。空中高温延伸されずに直接ホウ酸水中延伸された場合は、ＰＶＡ系樹脂層の総延伸倍率は最大倍率を示す７倍である。しかしながら、空中高温延伸時の延伸倍率が大きくなるほどＰＶＡ系樹脂層の総延伸倍率は小さくなり、空中高温延伸時の延伸倍率が３倍の時点で、ＰＶＡ系樹脂層の総合延伸倍率が６倍を下回る。ＰＶＡ系樹脂層の総合延伸倍率を６倍にしようとすると、ＰＶＡ系樹脂層が破断する。図２０から明らかなように、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を延伸できなくなる原因は、空中高温の延伸倍率の大きさによって、非晶性ＰＥＴ基材に起因するものからＰＶＡ系樹脂層に起因するものへと変化する。因みに、ＰＶＡの空中延伸倍率は４倍までであり、それ以上は延伸不能になる。この倍率がＰＶＡの総延伸倍率に相当するものと推定される。

ここで、図２１のイメージ図を参照されたい。図２１は、結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂に関する空中高温延伸の延伸温度と空中高温延伸とホウ酸水中延伸との総延伸可能倍率との関係を実験に基づいて表したイメージ図である。図１８のイメージ図は結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂に関する空中高温延伸の延伸温度を横軸に、空中高温延伸の延伸可能倍率を縦軸に表した。この図１８のイメージ図との違いは、横軸が２倍の空中高温延伸のときの延伸温度を横軸に、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との総延伸可能倍率を縦軸に表した点である。

本発明は、後述されるように、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との二つの延伸方法の組み合わせによって創意することができた。二つの延伸方法の組み合わせは、単なる組み合わせでない。本発明者らが長期間にわたり鋭意研究を重ねた結果、この組み合わせによって、以下に述べる２つの技術的課題を同時に解決する驚くべき知見を得て本発明に至ったのである。これまで解決不能と考えられてきた２つの技術的課題が存在する。

第１の技術的課題は、ＰＶＡ系樹脂の配向性の向上に関わる延伸倍率および延伸温度が、その上にＰＶＡ系樹脂を形成する熱可塑性樹脂基材によって大きく制約を受けることである。

第２の技術的課題は、延伸倍率および延伸温度の制約を解除できても、ＰＶＡ系樹脂や熱可塑性樹脂基材としてのＰＥＴなどの結晶性樹脂の結晶化と延伸可能性とは対立する物性であるため、ＰＶＡ系樹脂の延伸がＰＶＡ系樹脂の結晶化によって制限されることである。

第１の課題は以下の通りである。熱可塑性樹脂基材を用いて偏光膜を製造する際の制約は、図１８で見たように、延伸温度がＰＶＡ系樹脂のＴｇ（７５〜８０℃）以上であり、延伸倍率が４．５〜５．０倍であるというＰＶＡ系樹脂の特性に起因する。熱可塑性樹脂基材として結晶性ＰＥＴを用いると、延伸温度が９０〜１１０℃にさらに限定される。積層体の空中高温延伸によって、その積層体に含まれる熱可塑性樹脂基材に形成されたＰＶＡ系樹脂層を薄膜化した薄型偏光膜は、こうした制限を逃れ難いものと考えられてきた。

そのため、本発明者らは、水の可塑剤機能の発見に基づき空中高温延伸に代わることができるホウ酸水中延伸方法を提示した。しかしながら、延伸温度が６０〜８５℃のホウ酸水中延伸によっても結晶性ＰＥＴを用いると延伸倍率が５．０倍または非晶性ＰＥＴを用いても延伸倍率の上限が５．５倍という熱可塑性樹脂基材に起因する制約を逃れることができなかった。このことによりＰＶＡ分子の配向性向上が制限され、薄膜化された薄型偏光膜の光学特性も限定される結果となった。これが第１の技術的課題である。

第１の技術的課題の解決手段は、図２２に示すイメージ図によって説明することができる。図２２は２つの関連図からなる。一つは熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性を表す図であり、他の一つはＰＥＴの結晶化度を表す図である。いずれも横軸は、空中高温延伸とホウ酸水中延伸との総延伸倍率を表す。図２２の破線は、ホウ酸水中延伸単独による総延伸倍率を表す。ＰＥＴの結晶化度は、結晶性であるか非晶性であるかに関わりなく、延伸倍率が４〜５倍のところで急上昇する。そのため、ホウ酸水中延伸であっても延伸倍率５倍または５．５倍が限度であった。ここで配向性が上限となり、延伸張力が急上昇する。すなわち延伸不能となる。

これに対して、図２２の実線は、延伸温度１１０℃で延伸倍率が２倍になるように空中高温の自由端一軸延伸を行い、次に延伸温度６５℃のホウ酸水中延伸を行った結果を示す。結晶性であるか非晶性であるかに関わりなく、ＰＥＴの結晶化度は、ホウ酸水中延伸単独の場合と異なり急上昇することはなかった。その結果、総延伸可能倍率は７倍まで高めることができた。ここで配向性が上限となり延伸張力が急上昇する。これは、図２１から明らかなように、第１段の延伸方法として空中高温の自由端一軸延伸を採用した結果である。これに対して、後述される固定端一軸延伸による空中高温延伸を採用すると、総延伸可能倍率を８．５倍にすることができる。

図２２において、熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性と結晶化度との関係は、空中高温延伸による補助延伸によって、結晶性であるか非晶性であるかに関わりなくＰＥＴの結晶化を抑制することができることを確認した。しかしながら、図２３を参照されたい。熱可塑性樹脂基材として結晶性ＰＥＴを用いると、補助延伸後の結晶性ＰＥＴの配向性は、９０℃で０．３０以上、１００℃で０．２０以上、１１０℃でも０．１０以上である。ＰＥＴの配向性が０．１０以上になると、ホウ酸水溶液中における第２段目の延伸において、延伸張力が上昇し、延伸装置にかかる負荷が大きく、製造条件としては好ましくない。図２３は、熱可塑性樹脂基材としては非晶性ＰＥＴを用いるのが好ましいことを示しており、さらに、より好ましくは、配向関数が０．１０以下の非晶性ＰＥＴであり、さらに好ましくは０．０５以下の非晶性ＰＥＴであることを示唆するものである。

図２３は、１．８倍の空中高温延伸した空中延伸温度と熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向関数との関係を表した実験データである。図２３から明らかなように、ホウ酸水溶液中において延伸積層体を高倍率に延伸することができる配向関数が０．１０以下のＰＥＴは、非晶性ＰＥＴになる。特に配向関数が０．０５以下になると、ホウ酸水溶液中における第２段目の延伸の際に、延伸装置に延伸張力が上昇するなどの大きな負荷をかけることなく、安定して高倍率に延伸することができる。この点は、図２９の実施例１〜１８と参考例１〜３との配向関数値からも容易に理解できることである。

第１の技術的課題を解決することによって、ＰＥＴ基材に起因する延伸倍率についての制約を取り払い、総延伸の高倍率化によってＰＶＡ系樹脂の配向性を高めることができるようになった。そのことにより薄型偏光膜の光学特性は、格段と改善されることとなった。ところが光学特性の改善は、これに止まるものではなかった。これは、第２の技術的課題を解決することによって達成された。

第２の技術的課題は以下の通りである。ＰＶＡ系樹脂や熱可塑性樹脂基材としてのＰＥＴなどの結晶性樹脂の特徴の一つは、一般的に加熱や延伸配向によって高分子が配列して結晶化が進む性質を有することである。ＰＶＡ系樹脂の延伸は、結晶性樹脂であるＰＶＡ系樹脂の結晶化によって制限される。結晶化と延伸可能性とは対立する物性であり、ＰＶＡ系樹脂の結晶化の進展はＰＶＡ系樹脂の配向性を阻害するというのが一般的であった。これが第２の技術的課題である。この技術的課題を解決する手段は、図２４によって説明することができる。図２４は、２つの実験結果に基づき算出されたＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を実線と破線とで表したものである。

図２４の実線は、以下の試料のＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を表したものである。試料は、まず、同じ条件で生成された非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を６つの試料として準備した。準備した６つのＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、延伸温度のそれぞれが８０℃，９５℃，１１０℃、１３０℃，１５０℃、および１７０℃で、延伸倍率のそれぞれが同じ１．８倍の空中高温延伸によって、ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体を生成した。生成されたそれぞれの延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数を測定および解析した。測定方法および解析方法の詳細は後述される。

図２４の破線は、実線の場合と同様に、以下の試料のＰＶＡ系樹脂の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数との関係を表したものである。試料は、まず、同じ条件で生成された非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を６つの試料として準備した。準備した６つのＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を、延伸倍率のそれぞれが１．２倍、１．５倍、１．８倍、２．２倍、２．５倍、および３．０倍で、延伸温度のそれぞれが同じ１３０℃の空中高温延伸によって、ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体を生成した。生成されたそれぞれの延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層の結晶化度とＰＶＡ系樹脂の配向関数を後述の方法により測定および解析した。

図２４の実線によって、空中高温延伸の延伸温度を高く設定した延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層ほど、ＰＶＡ系樹脂の配向性が向上することを確認した。また図２４の破線によって、空中高温延伸の延伸倍率を高倍率に設定した延伸積層体に含まれるＰＶＡ系樹脂層ほど、ＰＶＡ系樹脂の配向性が向上することも確認した。第２段のホウ酸水中延伸前に、ＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させておくこと、すなわちＰＶＡ系樹脂の結晶化度を高めておくことは、結果としてホウ酸水中延伸後のＰＶＡ系樹脂の配向性も高くなる。さらにＰＶＡ系樹脂の配向性が高くなることで、結果としてポリヨウ素イオンの配向性も高くなることを後述される実施例のＴ−Ｐグラフからも確認することができる。

第１段の空中高温延伸の延伸温度を高く設定しておくかまたは延伸倍率をより高倍率に設定しておくことによって、第２段のホウ酸水中延伸によって生成されたＰＶＡ系樹脂層のＰＶＡ分子の配向性は、より高めることができるという予期せざる望外の結果を得た。

図２４のＰＶＡ系樹脂の結晶化度（横軸）に着目されたい。ＰＶＡ系樹脂層を含む延伸積層体の染色のための水溶液に浸漬する着色工程において、ＰＶＡ系樹脂層の溶解などの不具合を生じさせることなく着色積層体を生成するためには、少なくともＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が２７％以上であることが好ましい。そのことによりＰＶＡ系樹脂層を溶解させることなく、ＰＶＡ系樹脂層を染色することができる。またＰＶＡ系樹脂層の結晶化度を３０％以上に設定することにより、ホウ酸水溶液中における延伸温度をより高温にすることができる。そのことにより着色積層体の安定した延伸を可能とし、薄型高機能偏光膜を安定的に作製することができる。

一方、ＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が３７％以上になると、染色性が低く染色濃度を濃くしなければならず、使用材料も増加し、染色時間がかかり、生産性が低下するおそれがでてくる。またＰＶＡ系樹脂層の結晶化度が４０％以上になると、ホウ酸水溶液中における延伸処理においてＰＶＡ系樹脂層が破断するなどの不具合が生じるおそれもでてくる。したがって、ＰＶＡ系樹脂の結晶化度は、２７％以上で４０％以下となるように設定されることが好ましい。より好ましくは、３０％以上で３７％以下に設定することである。

次に、図２４のＰＶＡ系樹脂層の配向関数（縦軸）に着目されたい。非晶性ＰＥＴの樹脂基材を用いて高機能の薄型偏光膜を作製するためには、少なくともＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．０５以上であることが好ましい。また、ＰＶＡ系樹脂層の配向性が０．１５以上になると、ＰＶＡ系樹脂層を含む着色積層体に対するホウ酸水溶液中における延伸倍率を下げることができる。そのことにより広幅の薄型高機能偏光膜の作製が可能になる。

一方、ＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．３０以上になると、染色性が低く染色濃度を濃くしなければならず、使用材料も増加し、染色時間がかかり、生産性が低下するおそれがでてくる。またＰＶＡ系樹脂層の配向関数が０．３５以上になると、ホウ酸水溶液中における延伸処理においてＰＶＡ系樹脂層が破断するなどの不具合が生じるおそれがでてくる。したがって、ＰＶＡ系樹脂層の配向関数は、０．０５以上で０．３５以下となるように設定されることが好ましい。より好ましくは、０．１５以上で０．３０以下に設定することである。

第１の技術的課題の解決手段は、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を予め第１段の空中高温延伸によって予備的または補助的に延伸しておくことによって、第２段のホウ酸水中延伸によって非晶性ＰＥＴ基材の延伸倍率に制限されることなく、ＰＶＡ系樹脂層を高倍率に延伸することが可能となり、そのことによりＰＶＡの配向性が十分に向上することを確認した。

また第２の技術的課題の解決手段は、予め第１段の空中高温延伸の延伸温度を予備的または補助的により高い温度に設定しておくかまたは延伸倍率を予備的または補助的により高倍率に設定しておくことによって、第２段のホウ酸水中延伸によって生成されたＰＶＡ系樹脂層のＰＶＡ分子の配向性をより高めるという予期せざる結果をもたらした。いずれの場合も、第１段の空中高温延伸が第２段のホウ酸水中延伸に対する予備的または補助的な空中延伸手段として位置付けることができる。以下、「第１段の空中高温延伸」を第２段のホウ酸水中延伸に対する「空中補助延伸」という。

「空中補助延伸」を行うことによる、特に第２の技術的課題の解決メカニズムについて、以下のように推定することができる。空中補助延伸を高温にするかまたは高倍率にするほど、図２４で確認したように、空中補助延伸後のＰＶＡ系樹脂の配向性が向上する。これは、高温または高倍率であるほどＰＶＡ系樹脂の結晶化が進みながら延伸されるため、部分的に架橋点ができながら延伸されることが要因であると推定される。結果としてＰＶＡ系樹脂の配向性が向上していることになる。予めホウ酸水中延伸前に空中補助延伸によりＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させておくことで、ホウ酸水溶液に浸漬した時に、ホウ酸がＰＶＡ系樹脂と架橋し易くなり、ホウ酸が結節点となりながら延伸されるものと推定される。結果としてホウ酸水中延伸後もＰＶＡ系樹脂の配向性が高くなる。

本発明の実施態様は、以下のとおりである。
本発明の第１の態様は、二色性物質を配向させたＰＶＡ系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の薄型高機能偏光膜であって、単体透過率Ｔと偏光度Ｐからなる光学特性値が、以下の不等式
Ｐ＞−（１０^{０．９２９Ｔ−４２．４}−１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）およびＰ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
によって表される範囲にある薄型高機能偏光膜に関するものである。二色性物質は、ヨウ素またはヨウ素と有機染料の混合物のいずれでもよい。

薄型高機能偏光膜の単体透過率Ｔと偏光度Ｐからなる光学特性値がこの不等式によって表される範囲は、一義的には、大型表示素子を用いた液晶テレビ用のディスプレイとして求められる性能である。具体的にはコントラスト比１０００：１以上かつ最大輝度５００ｃｄ／ｍ^２以上である。以下、これを「要求性能」という。他の用途としては、後述されるように、有機ＥＬディスプレイパネルの視認側に貼り合される光学機能フィルム積層体に用いられる。

液晶セルに用いられる場合、バックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜の偏光性能が少なくともこの範囲になければならない。またバックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として偏光度Ｐが９９．９％以下の偏光膜を用いた場合、他方の片側偏光膜として、偏光性能がいかに優れた偏光膜を用いても、要求性能を達成することができない。

第１実施態様において、前記薄型高機能偏光膜の連続ウェブの一方の面に接着剤を介して光学機能フィルムを貼り合せ、他方の面には粘着剤層を形成し、前記粘着剤層を介して前記薄型高機能偏光膜にセパレータを剥離自在に積層するようにした光学機能フィルム積層体を生成することができる。この場合、光学機能フィルムはＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムとすることが好ましい。

第１実施態様において、前記薄型高機能偏光膜の連続ウェブの一方の面に接着剤を介して第１光学機能フィルムを貼り合せ、他方の面に接着剤を介して第２光学機能フィルムを貼り合せて生成された積層体に、粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにした光学機能フィルム積層体をさらに、生成することができる。この場合、第１光学機能フィルムをＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムとし、第２光学機能フィルムをｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの３次元屈折率の２軸性位相差フィルムとすることが好ましい。

また第１光学機能フィルムをアクリル系樹脂フィルムとし、第２光学機能フィルムをλ／４位相差フィルムであって、前記薄型高機能偏光膜の吸収軸とλ／４位相差フィルムの遅相軸との貼り合せ角度を４５±１°とすることもできる。

本発明の第２の態様は、連続ウェブの非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材と、該非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜された二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の薄型高機能偏光膜とを含む光学フィルム積層体であって、前記薄型高機能偏光膜は、単体透過率Ｔと偏光度Ｐからなる光学特性値が、以下の不等式、
Ｐ＞−（１０^{０．９２９Ｔ−４２．４}−１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）およびＰ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
によって表される範囲にあることを特徴とする光学フィルム積層体に関するものである。

第２実施態様において、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みは、製膜されるＰＶＡ系樹脂層の厚みの６倍以上であることが好ましく、７倍以上であることがより好ましい。ＰＶＡ系樹脂層に対する非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みが７倍以上であれば、製造工程の搬送時にフィルム強度が弱く破断するような搬送性、液晶ディスプレイのバックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として用いられる際の薄型高機能偏光膜のカール性や転写性などの不具合は生じない。

図１を参照されたい。図１は、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みとＰＶＡ系樹脂層の塗工厚(偏光膜厚）との間に不具合が生じるかどうかを確認したものである。図１に示したように、５倍程度の厚みでは、搬送性に問題が生じることが懸念される。また一方、厚みが１０μｍ以上の薄型高機能偏光膜は、クラック耐久性に問題が生じることが懸念される。

第２実施態様において、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、樹脂基材として、イソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレートまたは他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートであることが好ましく、また透明樹脂とすることができる。

ポリビニルアルコール系樹脂に染色させる二色性物質はヨウ素またはヨウ素と有機染料の混合物であることが好ましい。

第２実施態様において、前記光学フィルム積層体に含まれる薄型高機能偏光膜の非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されていない面に、粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにした光学フィルム積層体を生成することができる。この場合、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材が薄型高機能偏光膜の保護フィルムとなるので、樹脂基材が透明でなければならない。

第２実施態様において、前記光学フィルム積層体に含まれる薄型高機能偏光膜の非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されていない面に接着剤を介して光学機能フィルムを貼り合せ、該光学機能フィルムの上に粘着剤層を形成し、該粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにした光学機能フィルム積層体を生成することができる。この場合、第２光学機能フィルムをｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの３次元屈折率の２軸性位相差フィルムとすることが好ましい。

本発明の第３の態様は、連続ウェブの非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材と、該非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜された二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の薄型高機能偏光膜とを含む光学フィルム積層体であって、前記薄型高機能偏光膜は、単体透過率Ｔと偏光度Ｐからなる光学特性値が、以下の不等式、
Ｐ＞−（１０^{０．９２９Ｔ−４２．４}−１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）およびＰ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
によって表される範囲にあることを特徴とする光学フィルム積層体を製造するための、配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる延伸中間生成物を含む延伸積層体であり、前記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、配向関数が０．１０以下に設定された、空中高温延伸処理された非晶性ポリエチレンテレフタレートを用いた延伸積層体に関するものである。

第３実施態様において、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みは、製膜されるＰＶＡ系樹脂層の厚みの６倍以上であることが好ましく、７倍以上であることがより好ましい。ＰＶＡ系樹脂層に対する非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みが７倍以上であれば、製造工程の搬送時にフィルム強度が弱く破断するような搬送性、液晶ディスプレイのバックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として用いられる際の薄型高機能偏光膜のカール性や転写性などの不具合は生じない。

第３実施態様において、非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、配向関数を０．１０以下に設定した、空中高温延伸処理したイソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレートまたは他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートであることであることが好ましく、また透明樹脂とすることができる。

第３実施態様において、延伸積層体に用いられるＰＶＡ系樹脂は、結晶化度が２７％以上で４０％以下に設定され、配向関数が０．０５以上で０．３５以下に設定されたＰＶＡ系樹脂であることが好ましい。

ＰＶＡ層厚（または偏光膜厚）に対する樹脂基材の適正厚を示す図 ３μｍ、８μｍ、１０μｍの薄型偏光膜の偏光性能の比較図 単体透過率と偏光度とのＴ−Ｐグラフのイメージ図 薄型高機能偏光膜の要求性能の範囲を表す図 二色比に基づく薄型高機能偏光膜１〜７の偏光性能の理論値を表す図 染色浴のヨウ素濃度の違いによるＰＶＡ系樹脂層の溶解比較表 染色浴のヨウ素濃度の違いによるＰＶＡ系樹脂層により生成された薄型高機能偏光膜の偏光性能の比較図 実施例１〜４の薄型高機能偏光膜の偏光性能の比較図 光学フィルム積層体の不溶化処理を含まない製造工程の概略図 光学フィルム積層体の不溶化処理を含む製造工程の概略図 薄型高機能偏光膜の貼合せ転写工程による光学フィルム積層体のパターン図 薄型高機能偏光膜の貼合せ転写工程による光学機能フィルム積層体のパターン図 実施例４〜６の薄型高機能偏光膜の偏光性能(ＰＶＡ層厚、非晶性ＰＥＴ基材）の比較図 実施例４、７〜９の薄型高機能偏光膜の偏光性能（空中補助延伸倍率）の比較図 実施例４、１０〜１２の薄型高機能偏光膜の偏光性能（空中補助延伸温度）の比較図 実施例４、１３〜１５の薄型高機能偏光膜の偏光性能（総延伸倍率）の比較図 実施例１６〜１８の薄型高機能偏光膜の偏光性能(固定端一軸延伸）の比較図 結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂のそれぞれの延伸温度と延伸可能倍率との相対関係を表すイメージ図 結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴのＴｇと融点Ｔｍ間での温度変化にともなう結晶化速度の変化を表すイメージ図 非晶性ＰＥＴとＰＶＡとの空中高温の延伸倍率と総延伸倍率との関係を表すイメージ図 結晶性ＰＥＴと非晶性ＰＥＴとＰＶＡ系樹脂とに関する空中高温の延伸温度と総延伸可能倍率との相対関係を表すイメージ図 総延伸倍率に対する熱可塑性樹脂基材として用いられるＰＥＴの配向性と結晶化度とを表すイメージ図。 １．８倍の空中補助延伸した補助延伸温度と補助延伸処理されたＰＥＴの配向関数との関係を表す図。 ＰＶＡの結晶化度とＰＶＡの配向関数との相対関係を表す図 熱可塑性樹脂基材を用いて製造された偏光膜の製造工程の概略図 比較例１と参考例１〜３との偏光膜の偏光性能を表す図 実施例１〜１０について、製造される薄型高機能偏光膜、または薄型高機能偏光膜含む光学フィルム積層体の製造条件の一覧 実施例１１〜１８について、製造される薄型高機能偏光膜、または薄型高機能偏光膜含む光学フィルム積層体の製造条件の一覧 実施例１〜１８と参考例１〜３との配向関数値の比較表。

薄型高機能偏光膜の背景技術として、本発明に用いられる熱可塑性樹脂基材の材料特性と偏光膜の偏光性能によって表される光学特性について、技術的整理をしておく。

ここでは、本発明に用いられる熱可塑性樹脂の一般的材料特性を概説する。
熱可塑性樹脂は、高分子が規則正しく配列する結晶状態にあるものと、高分子が規則正しい配列を持たない、あるいは、ごく一部しか持たない無定形または非晶状態にあるものとに大別できる。前者を結晶状態といい、後者を無定形または非晶状態という。これに対応して、結晶状態をつくる性質の熱可塑性樹脂は結晶性樹脂と呼ばれ、そうした性質をもたない熱可塑性樹脂は非晶性樹脂と呼ばれる。一方、結晶性樹脂であるか非晶性樹脂であるかを問わず、結晶状態にない樹脂または結晶状態に至らない樹脂をアモルファスまたは非晶質の樹脂という。ここでは、アモルファスまたは非晶質の樹脂は、結晶状態をつくらない性質の非晶性樹脂と区別して用いられる。

結晶性樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）を含むオレフィン系樹脂や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を含むエステル系樹脂がある。結晶性樹脂の特徴の一つは、一般的に加熱や延伸配向によって高分子が配列して結晶化が進む性質を有することである。樹脂の物性は、結晶化の程度に応じて様々に変化する。一方で、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような結晶性樹脂でも、加熱処理や延伸配向によって起こる高分子の配列を阻害することによって、結晶化の抑制が可能である。結晶化が抑制されたこれらのポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を非晶性ポリプロピレン、非晶性ポリエチレンテレフタレートといい、これらをそれぞれ総称して非晶性オレフィン系樹脂、非晶性エステル系樹脂という。

例えばポリプロピレン（ＰＰ）の場合、立体規則性のないアタクチック構造にすることによって、結晶化を抑制した非晶性ポリプロピレン（ＰＰ）を作成できる。また例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合、重合モノマーとして、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジメタノールのような変性基を共重合すること、すなわち、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の結晶化を阻害する分子を共重合させることによって、結晶化を抑制した非晶性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を作成することができる。

次に、大型表示素子に用いることができる偏光膜の光学特性を概説する。
偏光膜の光学特性とは、端的には、偏光度Ｐと単体透過率Ｔとで表す偏光性能のことである。一般に、偏光膜の偏光度Ｐと単体透過率Ｔとはトレード・オフの関係にある。この２つの光学特性値を複数プロットして表したグラフがＴ−Ｐグラフである。Ｔ−Ｐグラフにおいて、プロットしたラインが単体透過率の高い右方向かつ偏光度の高い上方向にあるほど、偏光膜の偏光性能が優れていることになる。

図３の模式図を参照されたい。理想的光学特性は、Ｔ＝５０％で、Ｐ＝１００％の場合である。Ｔ値が低ければＰ値を上げやすく、Ｔ値が高いほどＰ値を上げにくい。また、図４のプロットしたラインによって画定された範囲に位置する単体透過率Ｔおよび偏光度Ｐは、具体的には、「要求性能」として、ディスプレイのコントラスト比１０００：１以上かつ最大輝度５００ｃｄ／ｍ^２以上である。これは、現在または将来、大型表示素子などの偏光膜性能として求められる光学特性である。単体透過率Ｔの理想値は、Ｔ＝５０％であるが、光が偏光膜を透過する際には、偏光膜と空気との界面で一部の光が反射する現象が起こる。この反射現象を考慮すると、反射の分は単体透過率Ｔが減少するので、現実的に達成可能なＴ値の最大値は４５〜４６％程度である。

一方、偏光度Ｐは、偏光膜のコントラスト比（ＣＲ）に変換することができる。例えば９９．９５％の偏光度Ｐは、偏光膜のコントラスト比の２０００：１に相当する。この偏光膜を液晶テレビ用セルの両側に用いたときのディスプレイのコントラスト比は、１０５０：１である。ここでディスプレイのコントラスト比が偏光膜のコントラスト比を下回るのは、セル内部において偏光解消が生じているためである。偏光解消は、バックライト側の偏光膜を透過してきた光がセル内部を透過する際に、カラーフィルタ中の顔料、液晶分子層、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によって光が散乱および／または反射し、一部の光の偏光状態が変化することにより生じる。偏光膜およびディスプレイのコントラスト比がいずれも大きいほど、液晶テレビはコントラストが優れ、見やすい。

ところで、偏光膜のコントラスト比は、平行透過率Ｔｐを直交透過率Ｔｃで除した値として定義される。これに対してディスプレイのコントラスト比は、最大輝度を最小輝度で除した値として定義することができる。最小輝度とは黒表示時の輝度である。一般的な視聴環境を想定した液晶テレビの場合、０．５ｃｄ／ｍ^２以下の最小輝度が要求基準になる。これを越える値では色再現性が低下する。また最大輝度とは白表示時の輝度である。一般的な視聴環境を想定した液晶テレビの場合、ディスプレイは、最大輝度が４５０〜５５０ｃｄ／ｍ^２の範囲のものが用いられる。これを下回ると、表示が暗くなるため液晶テレビの視認性が低下する。

大型表示素子を用いた液晶テレビ用のディスプレイとして求められる性能は、コントラスト比が１０００：１以上かつ最大輝度が５００ｃｄ／ｍ^２以上である。これを「要求性能」という。図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）およびライン２（Ｔ≧４２．３％）は、要求性能を達成するために必要とされる偏光膜の偏光性能の限界値を表している。これは、図５のバックライト側と視認側との偏光膜の組み合わせに基づく、次のようなシミュレーションによって求められたラインである。

液晶テレビ用のディスプレイのコントラスト比と最大輝度は、光源（バックライトユニット）の光量、バックライト側と視認側との２つの偏光膜の透過率、セルの透過率、バックライト側と視認側との２つの偏光膜の偏光度、セルの偏光解消率に基づいて算出される。一般的な液晶テレビの光源の光量（１０，０００ｃｄ／ｍ^２）、セルの透過率（１３％）、および偏光解消率（０．０８５％）の基礎数値を用い、種々の偏光性能の偏光膜を組み合わせ、それぞれの組み合わせ毎に液晶テレビ用のディスプレイのコントラスト比と最大輝度を算出することによって、要求性能を満足する図４のライン１およびライン２を導き出すことができる。すなわち、ライン１およびライン２に達しない偏光膜は、ディスプレイのコントラスト比が１０００：１以下で、最大輝度が５００ｃｄ／ｍ^２以下であることを示すということである。算出に用いた式は以下の通りである。

式（１）は、ディスプレイのコントラスト比を求める式である。式（２）は、ディスプレイの最大輝度を求める式である。式（３）は偏光膜の二色比を求める式である。

式（１）：CRD ＝Lmax／Lmin
式（２）：Lmax＝（LB×Tp−（LB／2 ×k1B×DP／100）／2×（k1F-k2F））×Tcell／100
式（３）：DR ＝A_k2／A_k1＝log(k2)／log(k1)＝log(Ts／100×（１-P/100）／T_PVA)／log(Ts／100×（１＋P／100）／ T_PVA)

ここで、
Lmin＝（LB×Tc＋（LB ／2 ×k1B×DP／100）／2×（k1F-k2F））×Tcell／100
Tp＝（k1B×k1F＋ k2B×k2F）／2×T_PVA
Tc＝（k1B×k2F＋ k2B×k1F）／2×T_PVA
k1＝Ts／100×（１＋P／100）／T_PVA
k2＝Ts／100×（１- P／100）／T_PVA

CRD ：ディスプレイのコントラスト比
Lmax ：ディスプレイの最大輝度
Lmin ：ディスプレイの最小輝度
DR ：偏光膜の二色比
Ts ：偏光膜の単体透過率
P ：偏光膜の偏光度
k1 ：第１主透過率
k2 ：第２主透過率
k1F ：視認側偏光膜のk1
k2F ：視認側偏光膜のk2
k1B ：バックライト側偏光膜のk1
k2B ：バックライト側偏光膜のk2
A_k1 ：偏光膜の透過軸方向の吸光度
A_k2 ：偏光膜の吸収軸方向の吸光度
LB ：光源の光量 （１００００cd/m2）
Tc ：偏光膜の直交透過率（視認側偏光板とバックライト側偏光板の組合せ）
Tp ：偏光膜の平行透過率（視認側偏光板とバックライト側偏光板の組合せ）
Tcell ：セルの透過率（１３％）
PC ：セルの偏光解消率（０．０８５％）
T_PVA ：沃素が吸着していないPVAフィルムの透過率 （０．９２）。

図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）は、図５の偏光膜３の偏光性能によって導き出される。図５の偏光膜３のうち、偏光性能が座標（Ｔ、Ｐ）＝（４２．１％、９９．９５％）で表されるプロットＤ（白点）の偏光膜Ｄを液晶テレビ用のディスプレイのバックライト側と視認側の両側に用いた場合、要求性能を達成することができる。

ところが、同じ偏光膜３であっても、単体透過率の低い（より暗い）偏光性能の異なる３つの偏光膜Ａ（４０．６％、９９．９９８％）、Ｂ（４１．１％、９９．９９４％）、またはＣ（４１．６％，９９．９８％）をバックライト側と視認側の両側に用いた場合、いずれも、要求性能を達成することができない。バックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として偏光膜Ａ、Ｂ、またはＣを用いた場合、要求性能を達成するためには、例えば、他方の片側偏光膜として偏光膜４に属する偏光膜Ｅ、偏光膜５に属する偏光膜Ｆ、または偏光膜７に属するＧのような偏光膜３に比べ、単体透過率が高く、少なくとも偏光度が９９．９％以上の偏光性能の優れた偏光膜を用いなければならない。

偏光膜１〜７の偏光性能は式（３）に基づき算出される。式（３）を用いることで偏光膜の偏光性能の指標となる二色比（ＤＲ）から単体透過率Ｔと偏光度Ｐとを算出することができる。二色比とは偏光膜の吸収軸方向の吸光度を透過軸方向の吸光度で除した値である。この数値が高いほど偏光性能が優れることを表している。例えば、偏光膜３は二色比が約９４となる偏光性能を持つ偏光膜として算出される。この値を下回る偏光膜は要求性能に達しないということになる。

またバックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として偏光膜３に比べ偏光性能の劣る、例えば、偏光膜１に属する偏光膜Ｈ（４１．０％、９９．９５％）または偏光膜２に属する偏光膜Ｊ（４２．０％、９９．９％）を用いた場合、式（１）（２）から明らかになるように、要求性能を達成するためには、例えば、他方の片側偏光膜として偏光膜６に属する偏光膜Ｉ（４３．２％、９９．９５％）または偏光膜７に属する偏光膜Ｋ（４２．０％、９９．９９８％）のような偏光膜３に比べ、偏光性能がより優れた偏光膜を用いなければならない。

液晶テレビ用のディスプレイの要求性能を達成するためには、バックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜の偏光性能が少なくとも偏光膜３よりも優れていなければならない。図４のライン１（Ｔ＜４２．３％）は、その下限値を示す。他方、図４のライン２（Ｔ≧４２．３％）は、偏光度Ｐの下限値を示す。バックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜として偏光度Ｐが９９．９％以下の偏光膜を用いた場合には、他方の片側偏光膜として偏光性能がいかに優れた偏光膜を用いても、要求性能を達成することができない。

結論としては、大型表示素子を用いた液晶テレビ用のディスプレイとして求められる偏光性能を達成しようとする場合、バックライト側と視認側のいずれか一方の片側偏光膜の偏光性能が少なくともライン１（Ｔ＜４２．３％）およびライン２（Ｔ≧４２．３％）で表される範囲にある偏光膜、より具体的には、偏光膜３より優れた偏光性能を有し、偏光度が９９．９％以上の偏光膜であることが最低条件となる。

ここでさらに、熱可塑性樹脂基材を用いて、ＰＶＡ系樹脂からなる薄型高機能偏光膜を製造する方法において、本発明の実施態様における第１および第２の不溶化方法が重要な技術的課題の一つに位置付けられることについて、以下に述べる。

延伸中間生成物（または延伸積層体）に含まれるＰＶＡ系樹脂層を染色液に溶解させることなく、ヨウ素をＰＶＡ系樹脂層に吸着させることは決して容易なことではない。薄型高機能偏光膜の製造において、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層にヨウ素を吸着させることは重要な技術的課題である。通常、染色工程に用いられる染色液のヨウ素濃度は、０．１２〜０．２５重量％の範囲にあるヨウ素濃度の異なる複数の染色液を用い、浸漬時間を一定にすることよってＰＶＡ系樹脂層へのヨウ素吸着量を調整している。こうした通常の染色処理は、薄型偏光膜を製造する場合には、ＰＶＡ系樹脂層が溶解されるため染色不能になる。ここでは、濃度とは、全容液量に対する配合割合のことをいう。また、ヨウ素濃度とは、全容液量に対するヨウ素の配合割合のことをいい、例えばヨウ化カリウムなどのヨウ化物として加えられたヨウ素の量は含まない。本明細書の以下においても、濃度及びヨウ素濃度という用語は同様の意味で用いる。

この技術的課題は、図６に示した実験結果から明らかなように、二色性物質のヨウ素濃度を０．３重量％またはそれ以上のヨウ素濃度にすることによって解決することができた。具体的には、ＰＶＡ系樹脂層からなる延伸中間生成物を含む延伸積層体をヨウ素濃度の異なる染色液を用い、その浸漬時間を調整することによって、着色中間生成物を含む着色積層体を生成し、ホウ酸水中延伸によって種々の偏光性能を有するそれぞれの薄型高機能偏光膜を生成することができる。

図７のグラフを参照されたい。図７は、ヨウ素濃度を０．２重量％、０．５重量％、１．０重量％として作製した薄型高機能偏光膜の偏光性能に有意差はないことを確認したものである。因みに、着色中間生成物を含む着色積層体の生成において、安定して、均一性に優れた着色を実現するためには、ヨウ素濃度を濃くして僅かな浸漬時間で染色するよりは、薄くして安定した浸漬時間を確保することができるようにするのが好ましい。

図８のグラフを参照されたい。本発明の実施態様における第１および第２の不溶化（以下、「第１および第２の不溶化」という）は、いずれも最終的に製造される薄型高機能偏光膜の光学特性にも影響を与える。図８は、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層に対する第１および第２の不溶化の作用の分析結果とみることができる。図８は、大型表示素子を用いた液晶テレビ用のディスプレイとして求められる要求性能を満たす４つの実施例１〜４に基づいて製造されたそれぞれの薄型高機能偏光膜の光学特性をプロットしたものである。

実施例１は、第１および第２の不溶化工程を経ることなく製造された薄型高機能偏光膜の光学特性である。これに対して、実施例２は、第１の不溶化工程を経ない、すなわち第２の不溶化処理のみが施された薄型高機能偏光膜、実施例３は、第２の不溶化工程を経ない、すなわち第１の不溶化処理のみが施された薄型高機能偏光膜、実施例４は、第１および第２の不溶化処理が施された薄型高機能偏光膜のそれぞれの光学特性である。

本発明の実施態様において、第１および第２の不溶化工程を経ることなく要求性能を満たす薄型高機能偏光膜を製造することができる。しかしながら、図８から明らかなように、実施例１の不溶化処理が施されていない薄型高機能偏光膜の光学特性は、実施例２〜４のいずれの薄型高機能偏光膜の光学特性よりも低い。それぞれの光学特性値を比較すると、実施例１＜実施例３＜実施例２＜実施例４の順に光学特性が高くなる。実施例１および実施例３においては、いずれも染色液のヨウ素濃度を０．３重量％およびヨウ化カリウム濃度２．１重量％に設定した染色液を用いた。これに対して、実施例２および実施例４においては、ヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％およびヨウ化カリウム濃度０．８４〜１．７５重量％の範囲内で変化させた複数の染色液を用いた。実施例１および実施例３のグループと実施例２および実施例４のグループとの決定的な違いは、前者の着色中間生成物には不溶化処理が施されていないが、後者の着色中間生成物には不溶化処理が施されていることである。実施例４は、染色処理前の延伸中間生成物のみならずホウ酸処理前の着色中間生成物に対しても不溶化処理が施されている。第１および第２の不溶化処理によって、薄型高機能偏光膜の光学特性を一段と向上させることができた。

薄型高機能偏光膜の光学特性を向上させるメカニズムは、図７から明らかなように、染色液のヨウ素濃度によるものでない。第１および第２の不溶化処理による効果である。この知見は、本発明の製造方法における第３の技術的課題とその解決手段として位置付けることができる。

本発明の実施態様において、第１の不溶化は、延伸中間生成物（または延伸積層体）に含まれる薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層を溶解させないようにする処理である。これに対して、架橋工程に含まれる第２の不溶化は、後工程の液温７５℃のホウ酸水中延伸において着色中間生成物（または着色積層体）に含まれるＰＶＡ系樹脂層に着色されたヨウ素を溶出させないようにする着色安定化と、薄膜化されたＰＶＡ系樹脂層を溶解させない不溶化とを含む処理である。

ところが、第２不溶化工程を省くと、液温７５℃のホウ酸水中延伸においては、ＰＶＡ系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出が進み、そのことによりＰＶＡ系樹脂層の溶解も進む。ヨウ素の溶出やＰＶＡ系樹脂層の溶解を回避しようとすると、ホウ酸水溶液の液温を下げることによって対応することができる。例えば、液温６５℃を下回るホウ酸水溶液に着色中間生成物（または着色積層体）を浸漬しながら延伸する必要がある。しかしながら、結果として水の可塑剤機能が十分に発揮されないため、着色中間生成物（または着色積層体）に含まれるＰＶＡ系樹脂層の軟化は十分に得られない。すなわち、延伸性能が低下するそのため、ホウ酸水中延伸によって着色中間生成物（または着色積層体）が破断することになる。当然のことであるが、ＰＶＡ系樹脂層の所定の総延伸倍率が得られないことにもなる。

［製造工程の概要］
図９を参照されたい。図９は、不溶化処理工程を有しない、薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程の概要図である。ここでは、実施例１に基づく薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造方法について概説する。

非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸を６ｍｏｌ％共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（以下、「非晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を作製した。ガラス転移温度が７５℃の連続ウェブの非晶性ＰＥＴ基材１と、ガラス転移温度が８０℃のＰＶＡ層２とを含む積層体７を以下のように作製した。

［積層体作製工程（Ａ）］
まず、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材１と、重合度１０００以上、ケン化度９９％以上のＰＶＡ粉末を水に溶解した４〜５％濃度のＰＶＡ水溶液とを準備した。次に、塗工手段２１と乾燥手段２２および表面改質処理装置２３を備えた積層体作製装置２０において、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材１にＰＶＡ水溶液を塗布し、５０〜６０℃の温度で乾燥し、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２を製膜した。以下、これを「非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体７」、「７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体７」、または単に「積層体７」という。

ＰＶＡ層を含む積層体７は、空中補助延伸およびホウ酸水中延伸の２段延伸工程を含む以下の工程を経て、最終的に３μｍ厚の薄型高機能偏光膜３として製造される。

［空中補助延伸工程（Ｂ）］
第１段の空中補助延伸工程（Ｂ）によって、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を非晶性ＰＥＴ基材１と一体に延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層２を含む「延伸積層体８」を生成した。具体的には、オーブン３３内に延伸手段３１が配備された空中補助延伸処理装置３０において、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を１３０℃の延伸温度環境に設定されたオーブン３３の延伸手段３１にかけ、延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸し、延伸積層体８を生成した。この段階でオーブン３０に併設させた巻取装置３２によって延伸積層体８のロール８’を製造することができる。

ここで、自由端延伸と固定端延伸について概説する。長尺フィルムを搬送方向に延伸すると、延伸する方向に対して垂直方向すなわち幅方向にフィルムが収縮する。自由端延伸は、この収縮を抑制することなく延伸する方法をいう。また縦一軸延伸とは、縦方向にのみに延伸する延伸方法のことである。自由端一軸延伸は、一般に延伸方向に対して垂直方向に起こる収縮を抑制しながら延伸する固定端一軸延伸と対比されるものである。この自由端一軸の延伸処理によって、積層体７に含まれる７μｍ厚のＰＶＡ層２は、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２へと変化した。

［染色工程（Ｃ）］
次に、染色工程(Ｃ）によって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２に二色性物質のヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。具体的には、染色液４１の染色浴４２を備えた染色装置４０において、染色装置４０に併設されたロール８’を装着した繰出装置４３から繰り出される延伸積層体８を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液４１に、最終的に生成される高機能偏光膜３を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体８の配向されたＰＶＡ層２にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。

本工程において、染色液４１は、延伸積層体８に含まれるＰＶＡ層２を溶解させないようにするため、水を溶媒として、ヨウ素濃度を０．３０重量％とした。また、染色液４１は、ヨウ素を水に溶解させるためのヨウ化カリウム濃度を２．１重量％とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は１対７である。より詳細には、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液４１に延伸積層体８を６０秒間浸漬することによって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層２にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。実施例１においては、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液４１への延伸積層体８の浸漬時間を変えることによって、最終的に生成される高機能偏光膜３の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体９を生成した。

［ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）］
第２段のホウ酸水中延伸工程によって、ヨウ素を配向させたＰＶＡ層２を含む着色積層体９をさらに延伸し、３μｍ厚の高機能偏光膜３を構成するヨウ素を配向させたＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成した。具体的には、ホウ酸水溶液５１のホウ酸浴５２と延伸手段５３を備えたホウ酸水中延伸処理装置５０において、染色装置４０から連続的に繰り出された着色積層体９をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温６５℃の延伸温度環境に設定されたホウ酸水溶液５１に浸漬し、次にホウ酸水中処理装置５０に配備された延伸手段５３にかけ、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸することによって、光学フィルム積層体１０を生成した。

より詳細には、ホウ酸水溶液５１は、水１００重量％に対してホウ酸を４重量％含み、水１００重量％に対してヨウ化カリウムを５重量％含むものとして生成した。本工程においては、ヨウ素吸着量を調整した着色積層体９をまず５〜１０秒間ホウ酸水溶液５１に浸漬した。次いで、その着色積層体９をそのままホウ酸水中処理装置５０の延伸手段５３である周速の異なる複数の組のロール間に通し、３０〜９０秒かけて延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した。この延伸処理によって、着色積層体９に含まれるＰＶＡ層は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。このＰＶＡ層が光学フィルム積層体１０の高機能偏光膜３を構成する。

以上のように実施例１においては、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を延伸温度１３０℃で空中補助延伸して延伸積層体８を生成し、次に、延伸積層体８を染色して着色積層体９を生成し、さらに着色積層体９を延伸温度６５度でホウ酸水中延伸して、総延伸倍率が５．９４倍になるように非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成した。このような２段延伸によって非晶性ＰＥＴ基材１に製膜されたＰＶＡ層２のＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜３を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を生成することができた。好ましくは、これに続く洗浄、乾燥、転写工程によって、生成された光学フィルム積層体１０は完成する。洗浄工程（Ｇ）、乾燥工程（Ｈ）、さらに転写工程（Ｉ）についての詳細は、不溶化処理工程を組み込んだ実施例４に基づく製造工程と併せて説明する。

［他の製造工程の概要］
図１０を参照されたい。図１０は、不溶化処理工程を有する、薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程の概要図である。ここでは、実施例４に基づく薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造方法について概説する。図１０から明らかなように、実施例４に基づく製造方法は、染色工程前の第１不溶化工程とホウ酸水中延伸工程前の第２不溶化を含む架橋工程とが実施例１に基づく製造工程に組み込まれた製造工程を想定すればよい。本工程に組み込まれた、積層体の作成工程（Ａ）、空中補助延伸工程（Ｂ）、染色工程（Ｃ）、およびホウ酸水中延伸工程（Ｄ）は、ホウ酸水中延伸工程用のホウ酸水溶液の液温の違いを除き、実施例１に基づく製造工程と同様である。この部分の説明は簡略化し、専ら、染色工程前の第１不溶化工程とホウ酸水中延伸工程前の第２不溶化を含む架橋工程とについて、説明する。

［第１不溶化工程（Ｅ）］
第１不溶化工程は、染色工程（Ｃ）前の不溶化工程（Ｅ）である。実施例１の製造工程と同様に、積層体の作成工程（Ａ）において、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を生成し、次に、空中補助延伸工程（Ｂ）において、７μｍ厚のＰＶＡ層２を含む積層体７を空中補助延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層２を含む延伸積層体８を生成した。次に、第１不溶化工程（Ｅ）において、ロール８’を装着した繰出装置４３から繰り出される延伸積層体８に不溶化処理を施し、不溶化された延伸積層体８’’を生成した。当然のことながら、不溶化された延伸積層体８’’は不溶化されたＰＶＡ層２を含む。以下、これを「不溶化された延伸積層体８’’」という。

具体的には、ホウ酸不溶化水溶液６１を備えた不溶化処理装置６０において、延伸積層体８を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液６１に３０秒間浸漬する。本工程のホウ酸不溶化水溶液６１は、水１００重量％に対してホウ酸を３重量％含む（以下、「ホウ酸不溶化水溶液」という。）。本工程は、少なくとも直後の染色工程（Ｃ）において、延伸積層体８に含まれる５μｍ厚のＰＶＡ層を溶解させないための不溶化処理を施すことを目的とする。

延伸積層体８は不溶化処理されたことによって、染色工程（Ｃ）において、実施例１の場合と異なる０．１２〜０．２５重量％の範囲でヨウ素濃度を変化させた種々の染色液を準備し、これらの染色液を用いて、不溶化された延伸積層体８’’の染色液への浸漬時間を一定にし、最終的に生成される高機能偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体９を生成した。ヨウ素濃度が０．１２〜０．２５重量％の染色液に浸漬しても、不溶化された延伸積層体８’’に含まれるＰＶＡ層が溶解することはなかった。

［第２不溶化を含む架橋工程（Ｆ）］
第２不溶化を含む架橋工程（Ｆ）は、以下の目的から第２不溶化工程を含むものといえよう。架橋工程は、第１に、後工程のホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において、着色積層体９に含まれるＰＶＡ層を溶解させないようにした不溶化と、第２に、ＰＶＡ層に着色されたヨウ素を溶出させないようにする着色安定化と、第３に、ＰＶＡ層の分子同士を架橋することによって結節点を生成する結節点の生成とを目的とする。第２不溶化は、この第１と第２の狙いを実現するものである。

架橋工程（Ｆ）は、ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）の前工程である。染色工程（Ｃ）において生成された着色積層体９を架橋することによって、架橋された着色積層体９’を生成した。架橋された着色積層体９’は架橋されたＰＶＡ層２を含む。具体的には、ホウ酸とヨウ素カリウムとからなる水溶液（以下、「ホウ酸架橋水溶液」という）７１を備えた架橋処理装置７０において、着色積層体９を４０℃のホウ酸架橋水溶液７１に６０秒間浸漬し、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋することによって、架橋された着色積層体９’を生成した。本工程のホウ酸架橋水溶液は、水１００重量％に対してホウ酸を３重量％含み、水１００重量％に対してヨウ化カリウムを３重量％含む。

ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において、架橋された着色積層体９’を７５℃のホウ酸水溶液に浸漬し、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸することによって、光学フィルム積層体１０を生成した。この延伸処理によって、着色積層体９’に含まれるヨウ素を吸着させたＰＶＡ層２は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層２へと変化した。このＰＶＡ層が光学フィルム積層体１０の薄型高機能偏光膜３を構成する。

実施例４は、まず、非晶性ＰＥＴ基材１に７μｍ厚のＰＶＡ層２が製膜された積層体７を生成し、次に、積層体７を延伸温度１３０℃の空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸し、延伸積層体８を生成した。生成された延伸積層体８を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液６１に３０秒間浸漬することによって延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を不溶化した。これが不溶化された延伸積層体８’’である。不溶化された延伸積層体８’’を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬し、不溶化されたＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体９を生成した。ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体９を４０℃のホウ酸架橋水溶液７１に６０秒間浸漬し、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。これが架橋された着色積層体９’である。架橋された着色積層体９’をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温７５℃のホウ酸水中延伸溶５１に５〜１０秒間浸漬し、次いで、ホウ酸水中延伸によって延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸し、光学フィルム積層体１０を生成した。

このように、実施例４は、空中高温延伸およびホウ酸水中延伸からなる２段延伸と、染色浴への浸漬に先立つ不溶化およびホウ酸水中延伸に先立つ架橋からなる前処理とによって、非晶性ＰＥＴ基材１に製膜されたＰＶＡ層２のＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によってＰＶＡ分子に確実に吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体１０を安定的に生成することができた。

［洗浄工程（Ｇ）］
実施例１または４の着色積層体９または架橋された着色積層体９’は、ホウ酸水中延伸工程（Ｄ）において延伸処理され、ホウ酸水溶液５１から取り出される。取り出された薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０は、好ましくは、そのまま、洗浄工程（Ｇ）に送られる。洗浄工程（Ｇ）は、薄型高性能偏光膜３の表面に付着した不要残存物を洗い流すことを目的とする。洗浄工程（Ｇ）を省き、取り出された薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０を直接乾燥工程（Ｈ）に送り込むこともできる。しかしながら、この洗浄処理が不十分であると、光学フィルム積層体１０の乾燥後に薄型高性能偏光膜３からホウ酸が析出することにもなる。具体的には、光学フィルム積層体１０を洗浄装置８０に送り込み、薄型高性能偏光膜３のＰＶＡが溶解しないように液温３０℃のヨウ化カリウムを含む洗浄液８１に１〜１０秒間浸漬する。洗浄液８１中のヨウ化カリウム濃度は、０．５〜１０重量％程度である。

［乾燥工程（Ｈ）］
洗浄された光学フィルム積層体１０は、乾燥工程（Ｈ）に送られ、ここで乾燥される。
次いで、乾燥された光学フィルム積層体１０は、乾燥装置９０に併設された巻取装置９１によって、連続ウェブの光学フィルム積層体１０として巻き取られ、薄型高性能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０のロールが生成される。乾燥工程（Ｈ）として、任意の適切な方法、例えば、自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥を採用することができる。実施例１および実施例４はいずれにおいても、オーブンの乾燥装置９０において、６０℃の温風で、２４０秒間、乾燥を行った。

［貼合せ／転写工程（Ｉ）］
非晶性ＰＥＴ基材に製膜された３μｍ厚の薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０は、光学フィルム積層体１０のロールに仕上げ、それを貼合せ／転写工程（Ｉ）において、以下のような貼合せ処理と転写処理とを同時に行うことができる。製造される薄型高機能偏光膜３の厚みは、延伸による薄膜化によって１０μｍ以下、通常は、僅か２〜５μｍ程度にすぎない。薄型高機能偏光膜３を単層体として扱いことは難しい。従って、薄型高機能偏光膜３は、非晶性ＰＥＴ基材に製膜することによって光学フィルム積層体１０として扱うか、または、他の光学機能フィルム４に接着剤を介して貼合せ／転写することによって光学機能フィルム積層体１１として扱うことになる。

図９または１０に示す貼合せ／転写工程（Ｉ）においては、連続ウェブの光学フィルム積層体１０に含まれる薄型高機能偏光膜３と光学機能フィルム４とを接着剤を介して貼合せながら巻き取り、その巻き取り工程において、薄型高機能偏光膜３を光学機能フィルム４に転写しながら非晶性ＰＥＴ基材を剥離することによって、光学機能フィルム積層体１１が生成される。具体的には、貼合せ／転写装置１００に含まれる繰出／貼合せ装置１０１によって光学フィルム積層体１０が繰り出され、繰り出された光学フィルム積層体１０が巻取／転写装置１０２によって薄型高機能偏光膜３が光学機能フィルムへと転写されながら、光学フィルム積層体１０から剥離されて、光学機能フィルム積層体１１が生成される。

乾燥工程（Ｈ）において巻取装置９１によって生成された光学フィルム積層体１０あるいは貼合せ／転写工程（Ｉ）によって生成される光学機能フィルム積層体１１には様々なバリエーションがある。

図１１及び図１２を参照されたい。これは、様々な光学フィルム積層体１０あるいは光学機能フィルム積層体１１のバリエーションを典型的パターン１から５として示した図である。

パターン１およびパターン２を表した図１１は、光学フィルム積層体１０とは異なるバリエーションを表す光学フィルム積層体１２および光学フィルム積層体１３の概略断面図である。光学フィルム積層体１２は、光学フィルム積層体１０の薄型高機能偏光膜３の上に粘着剤層１６を介してセパレータ１７を積層したものである。これは、非晶性ＰＥＴ基材１を保護フィルムとすると、図１１の具体例１に示したように、例えばＩＰＳ型液晶テレビ用ディスプレイパネル２００のバックライト側と視認側に用いられる光学フィルム積層体として用いることができる。この場合、ＩＰＳ液晶セル２０２の両側に光学フィルム積層体が粘着剤層１６を介して貼り合わされる。この構成においては、一般的に視認側の非晶性ＰＥＴ基材１の表面には表面処理層２０１が製膜される。

光学フィルム積層体１３は、光学フィルム積層体１０の薄型高機能偏光膜３の上に接着剤層１８を介して光学機能フィルム４を積層し、光学機能フィルム４の上に粘着剤層１６を介してセパレータ１７を積層したものである。光学フィルム積層体１３は、光学機能フィルム４を３次元屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの２軸性位相差フィルム３０１とすると、図１１の具体例２に示したように、例えばＶＡ型液晶テレビ用ディスプレイパネル３００のバックライト側と視認側に用いられる光学機能フィルム積層体として用いることができる。この場合、ＶＡ液晶セル３０２の両側に光学フィルム積層体が粘着剤層１６を介して貼り合わされる。この構成においては、一般的に視認側の非晶性ＰＥＴ基材１の表面には表面処理層２０１が製膜される。光学フィルム積層体１２および１３はいずれも、非晶性ＰＥＴ基材１を薄型高機能偏光膜３から剥離することなく、そのまま、例えば薄型高機能偏光膜３の保護フィルムとして機能するように用いたことを特徴とするものである。

パターン３およびパターン４を表した図１２は、光学機能フィルム積層体１１とは異なるバリエーションを表す光学機能フィルム積層体１４および光学機能フィルム積層体１５の概略断面図である。光学機能フィルム積層体１４は、接着剤１８を介して光学機能フィルム４に転写された薄型高機能偏光膜３の非晶性ＰＥＴ基材１が剥離された反対面に粘着剤層１６を介してセパレータ１７を積層したものである。光学機能フィルム積層体１４は、光学機能フィルム４をＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルム４０１の保護フィルムとすると、図１２の具体例３に示したように、例えばＩＰＳ型液晶テレビ用ディスプレイパネル４００のバックライト側と視認側に用いられる光学機能フィルム積層体として用いることができる。この場合、ＩＰＳ液晶セル４０２の両側に光学フィルム積層体が粘着剤層１６を介して貼り合わされる。この構成においては、一般的に視認側のＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルム４０１の表面には表面処理層２０１が製膜される。

光学機能フィルム積層体１５は、第１接着剤１８を介して光学機能フィルム４に転写された薄型高機能偏光膜３の非晶性ＰＥＴ基材１が剥離された反対面に第２接着剤１８を介して第２光学機能フィルム５を積層することによって積層体を生成し、生成された積層体の上に粘着剤１６を介してセパレータ１７を積層したものである。光学機能フィルム積層体１５は、光学機能フィルム４をＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルム４０１とし、第２光学機能フィルム５を３次元屈折率がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの２軸性位相差フィルム５０１とすると、図１２の具体例４に示したように、例えばＩＰＳ型液晶テレビ用ディスプレイパネル５００のバックライト側の光学機能フィルム積層体として用いることができる。この場合、ＩＰＳ液晶セル５０２のバックライト側に光学フィルム積層体が粘着剤層１６を介して貼り合わされる。

光学機能フィルム積層体１５はさらに、第２光学機能フィルムをλ／４位相差フィルム６０２とすると、表示装置の表面反射や表示装置内の部材界面で起こる反射を防止する反射防止用フィルム（円偏光板）としても用いることができる。具体的には、光学機能フィルム４をアクリル系樹脂フィルム６０１、第２光学機能フィルム５をλ／４位相差フィルム６０２とし、薄型高機能偏光膜３の吸収軸とλ／４位相差フィルム６０２の遅相軸の貼り合せ角度を４５±１°とすると、図１２の具体例５に示したように、例えば、有機ＥＬディスプレイ６００の反射防止用フィルムとして用いることができる。この場合、有機ＥＬパネル６０３の視認側に光学機能フィルム積層体が粘着剤層１６を介して貼り合わされる。この構成においては、一般的に視認側のアクリル系樹脂フィルム６０１の表面には表面処理層２０１が製膜される。光学機能フィルム積層体１４および１５はいずれも、薄型高機能偏光膜３を光学機能フィルム４に転写すると同時に非晶性ＰＥＴ基材１を剥離した積層体を用いたことを特徴とするものである。

これらの光学機能フィルム積層体１１、１４、１５、および、光学フィルム積層体１２、１３を構成する各層の光学機能フィルムは、これらに限定されるものではない。光学機能フィルムとしては、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムまたはアクリル系樹脂からなる偏光膜保護フィルム、２軸性位相差フィルム（例えば、３次元屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙなど）、λ／４位相差フィルム、λ／２位相差フィルム、正分散性位相差フィルム、フラット分散性位相差フィルム、逆分散性位相差フィルムなどの位相差フィルム、輝度向上フィルム、拡散フィルム等を挙げることができる。またこれらを複数枚貼り合わせて用いることもできる。さらに、用いられる粘着剤１６または接着剤１８は、任意の適切な粘着剤または接着剤を用いることができる。代表的には、粘着剤層はアクリル系粘着剤であり、接着剤層はビニルアルコール系接着剤である。

［様々な製造条件による薄型高機能偏光膜の光学特性］
（１）不溶化工程による薄型高機能偏光膜の光学特性の向上（実施例１〜４）
すでに図８のグラフを用いて説明した。実施例１〜４に基づいて製造されたそれぞれの薄型高機能偏光膜が、いずれも本発明の技術的課題を克服し、これらの光学特性が、本発明の目的である大型表示素子を用いた液晶テレビ用のディスプレイとして求められる要求性能を満たすことは、図８を用いた説明によってすでに確認した。さらに、図８のグラフから明らかなように、実施例１の不溶化処理が施されていない薄型高機能偏光膜の光学特性は、第１不溶化処理および／または第２不溶化処理が施された実施例２〜４の薄型高機能偏光膜の光学特性のいずれよりも低い。それぞれの光学特性を比較すると、（実施例１）＜（第１不溶化処理のみが施された実施例３）＜（第２不溶化処理のみが施された実施例２）＜（第１および第２不溶化処理が施された実施例４）の順に光学特性が高くなる。薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程に第１および／または第２不溶化工程を有する製造方法によって製造された薄型高機能偏光膜、または薄型高機能偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。

（２）ＰＶＡ系樹脂層の厚みによる薄型高機能偏光膜の光学特性への影響（実施例５）
実施例４においては７μｍ厚のＰＶＡ層を延伸して最終的に光学フィルム積層体に含まれるＰＶＡ層が３μｍ厚となったのに対して、実施例５においては１２μｍ厚のＰＶＡ層を延伸して最終的に光学フィルム積層体に含まれるＰＶＡ層が５μｍ厚となった。これは、この点を除き実施例４と同様の条件で製造された薄型高機能偏光膜である。

（３）非晶性ＰＥＴ基材を異にした薄型高機能偏光膜の光学特性への影響（実施例６）
実施例４においてはイソフタル酸をＰＥＴに共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いたのに対して、実施例６おいては、ＰＥＴに対して変性基として１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。これは、この点を除き実施例４と同様の条件で製造された薄型高機能偏光膜である。

図１３のグラフを参照されたい。実施例４〜６に基づく製造方法による薄型高機能偏光膜の光学特性の各々には有意差がない。このことは、ＰＶＡ系樹脂層の厚みや非晶性エステル系熱可塑性樹脂の種類による影響がないことを示すものと考えられる。

（４）空中補助延伸倍率による薄型高機能偏光膜の光学特性の向上（実施例７〜９）
実施例４においては第１段の空中補助延伸および第２段のホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率が１．８倍および３．３倍であるのに対して、実施例７〜９においては、それぞれの延伸倍率が１．２倍および４．９倍と、１．５倍および４．０と、２．５倍および２．４倍とした。これは、この点を除き、例えば延伸温度１３０℃で液温７５℃のホウ酸水溶液を含む実施例４と同様の条件で製造された薄型高機能偏光膜である。実施例８，９の総延伸倍率は６．０倍となり、実施例４の空中補助延伸倍率１．８倍による総延伸倍率５．９４倍に匹敵するものであった。しかしながら、これに対して実施例７の総延伸倍率は５．８８倍が限界であった。これは、ホウ酸水中延伸において、延伸倍率を４．９倍以上にすることができなかった結果である。このことは、図２０を用いて説明した、第１段の空中補助延伸倍率と総延伸倍率との相関関係に及ぼす非晶性ＰＥＴの延伸可能倍率の影響と推定される。

図１４のグラフを参照されたい。実施例７〜９の薄型高機能偏光膜はいずれも、実施例４の場合と同様に、本発明の技術的課題を克服し、本発明の目的である要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例７＜実施例８＜実施例４＜実施例９の順に光学特性が高くなる。このことは、第１段の空中補助延伸の延伸倍率が１．２倍から２．５倍の範囲内で設定された場合に、第２段のホウ酸水中延伸による最終的な総延伸倍率が同程度に設定されたとしても、第１段の空中補助延伸が高延伸倍率に設定された薄型高機能偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１の空中補助延伸を高延伸倍率に設定することによって、製造される薄型高機能偏光膜、または薄型高機能偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。

（５）空中補助延伸温度による薄型高機能偏光膜の光学特性の向上（実施例１０〜１２）
実施例４においては空中補助延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１０〜１２においては、それぞれの空中補助延伸温度を９５℃、１１０℃、１５０℃に設定した。いずれもＰＶＡのガラス転移温度Ｔｇより高い温度である。これは、この点を除き、例えば空中補助延伸倍率１．８倍、ホウ酸水中延伸倍率３．３倍を含む実施例４と同様の条件で製造された薄型高機能偏光膜である。実施例４の空中補助延伸温度は１３０℃である。実施例４を含め、これらの実施例は、９５，１１０、１３０、１５０℃の延伸温度の違いを除くと製造条件は全て同じである。

図１５のグラフを参照されたい。実施例４、１０〜１２の薄型高機能偏光膜はいずれも、本発明の技術的課題を克服し、本発明の目的である要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１０＜実施例１１＜実施例４＜実施例１２の順に光学特性が高くなる。このことは、第１段の空中補助延伸温度をガラス転移温度より高く、９５℃倍から１５０℃へと順次高くなるように温度環境を設定した場合には、第２段のホウ酸水中延伸による最終的な総延伸倍率が同じに設定されたとしても、第１段の空中補助延伸温度がより高く設定された薄型高機能偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１の空中補助延伸温度をより高く設定することによって、製造される薄型高機能偏光膜、または薄型高機能偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。

（６）総延伸倍率による薄型高機能偏光膜の光学特性の向上（実施例１３〜１５）
実施例４においては第１段の空中補助延伸倍率が１．８倍および第２段のホウ酸水中延伸倍率が３．３倍であるのに対して、実施例１３〜１５においては、それぞれの第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを２．１倍、３．１倍、３．６倍とした。これは、実施例１３〜１５の総延伸倍率が５．０４倍（約５倍）、５．５８倍（約５．５倍）、６．４８倍（約６．５倍）になるように設定したことを示すものである。実施例４の総延伸倍率は５．９４倍（約６倍）である。実施例４を含め、これらの実施例は、５倍、５．５倍、６．０倍、６．５倍の総延伸倍率の違いを除くと製造条件は全て同じである。

図１６のグラフを参照されたい。実施例４、１３〜１５の薄型高機能偏光膜はいずれも、本発明の技術的課題を克服し、本発明の目的である要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１３＜実施例１４＜実施例４＜実施例１５の順に光学特性が高くなる。このことは、いずれの第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、総延伸倍率を５倍、５．５倍、６．０倍、６．５倍へと順次高くなるように第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを設定した場合には、最終的な総延伸倍率がより高く設定された薄型高機能偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、第１段の空中補助延伸と第２段のホウ酸水中延伸との総延伸倍率をより高く設定することによって、製造される薄型高機能偏光膜、または薄型高機能偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。

（７）固定端一軸延伸の総延伸倍率による薄型高機能偏光膜の光学特性の向上（実施例１６〜１８）
実施例１６〜１８は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸方法にある。実施例４においては自由端一軸による延伸方法が用いられているのに対して、実施例１６〜１８においては、いずれも固定端一軸による延伸方法を採用している。これらの実施例は、いずれも第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、それぞれの第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを３．３倍、３．９倍、４．４倍とした。このことにより、実施例１６の場合、総延伸倍率が５．９４倍（約６倍）であり、実施例１７の場合には、７．０２倍（約７倍）、さらに実施例１８の場合には、７．９２倍（約８倍）となる。実施例１６〜１８は、この点を除くと製造条件は全て同じである。

図１７のグラフを参照されたい。実施例１６〜１８薄型高機能偏光膜はいずれも、本発明の技術的課題を克服し、本発明の目的である要求性能を満たす光学特性を有する。それぞれの光学特性を比較すると、実施例１６＜実施例１７＜実施例１８の順に光学特性が高くなる。このことは、いずれの第１段の空中補助延伸倍率を１．８倍に設定し、総延伸倍率を６倍、７倍、８倍へと順次高くなるように第２段のホウ酸水中延伸倍率のみを設定した場合には、最終的な総延伸倍率がより高く設定された薄型高機能偏光膜ほど、光学特性が高まることを示している。薄型高機能偏光膜３を含む光学フィルム積層体１０の製造工程において、固定端一軸延伸方法による第１段の空中補助延伸と第２段のホウ酸水中延伸との総延伸倍率をより高く設定することによって、製造される薄型高機能偏光膜、または薄型高機能偏光膜含む光学フィルム積層体は、それらの光学特性を一段と向上させることできる。さらに、第１段の空中補助延伸に固定端一軸延伸方法を用いる場合は、第１段の空中補助延伸に自由端一軸延伸方法を用いる場合に比べて、最終的な総延伸倍率をより高くすることができることも確認した。

実施例１〜１８について、製造される薄型高機能偏光膜、または薄型高機能偏光膜含む光学フィルム積層体の製造条件の一覧を図２７及び図２８に整理した。また、図２９は、第１段の空中高温延伸された実施例１〜１８および参考例１〜３の延伸積層体のそれぞれが有するＰＥＴ樹脂基材の配向関数値である。

［実施例１］
非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸を６ｍｏｌ％共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（以下、「非晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を作製した。非晶性ＰＥＴのガラス転移温度は７５℃である。連続ウェブの非晶性ＰＥＴ基材とポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」という）層からなる積層体を以下のように作製した。ちなみにＰＶＡのガラス転移温度は８０℃である。

２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材と、重合度１０００以上、ケン化度９９％以上のＰＶＡ粉末を水に溶解した４〜５％濃度のＰＶＡ水溶液とを準備した。次に、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、５０〜６０℃の温度で乾燥し、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した。以下、これを「非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体」または「７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体」または単に「積層体」という。

７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を、空中補助延伸およびホウ酸水中延伸の２段延伸工程を含む以下の工程を経て、３μｍ厚の薄型高機能偏光膜を製造した。第１段の空中補助延伸工程によって、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層を含む延伸積層体を生成した。以下、これを「延伸積層体」という。具体的には、延伸積層体は、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を１３０℃の延伸温度環境に設定されたオーブンに配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸したものである。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。

次に、染色工程によって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。以下、これを「着色積層体」という。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される高機能偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。本工程において、染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を０．１２〜０．３０重量％の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を０．７〜２．１重量％の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は１対７である。

因みに、ヨウ素を水に溶解するにはヨウ化カリウムを必要とする。より詳細には、ヨウ素濃度０．３０重量％、ヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液に延伸積層体を６０秒間浸漬することによって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。実施例１においては、ヨウ素濃度０．３０重量％でヨウ化カリウム濃度２．１重量％の染色液への延伸積層体の浸漬時間を変えることによって、最終的に生成される高機能偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体を生成した。

さらに、第２段のホウ酸水中延伸工程によって、着色積層体を非晶性ＰＥＴ基材と一体にさらに延伸し、３μｍ厚の高機能偏光膜を構成するＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成した。以下、これを「光学フィルム積層体」という。具体的には、光学フィルム積層体は、着色積層体をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温範囲６０〜８５℃のホウ酸水溶液に設定された処理装置に配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸したものである。より詳細には、ホウ酸水溶液の液温は６５℃である。それはまた、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して４重量％とし、ヨウ化カリウム含有量を水１００重量％に対して５重量％とした。

本工程においては、ヨウ素吸着量を調整した着色積層体をまず５〜１０秒間ホウ酸水溶液に浸漬した。しかる後に、その着色積層体をそのまま処理装置に配備された延伸装置である周速の異なる複数の組のロール間に通し、３０〜９０秒かけて延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した。この延伸処理によって、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。このＰＶＡ層が光学フィルム積層体の高機能偏光膜を構成する。

以上のように実施例１は、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を延伸温度１３０℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度６５度のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が５．９４倍になるように非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような２段延伸によって非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層のＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成することができた。

光学フィルム積層体の製造に必須の工程ではないが、洗浄工程によって、光学フィルム積層体をホウ酸水溶液から取り出し、非晶性ＰＥＴ基材に製膜された３μｍ厚のＰＶＡ層の表面に付着したホウ酸をヨウ化カリウム水溶液で洗浄した。しかる後に、洗浄された光学フィルム積層体を６０℃の温風による乾燥工程によって乾燥した。なお洗浄工程は、ホウ酸析出などの外観不良を解消するための工程である。

同じく光学フィルム積層体の製造に必須の工程というわけではないが、貼合せおよび／または転写工程によって、非晶性ＰＥＴ基材に製膜された３μｍ厚のＰＶＡ層の表面に接着剤を塗布しながら、８０μｍ厚のＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムを貼合せたのち、非晶性ＰＥＴ基材を剥離し、３μｍ厚のＰＶＡ層を８０μｍ厚のＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムに転写した。

［実施例２］
実施例２は、実施例１の場合と同様に、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって倍率が１．８倍になるように延伸した延伸積層体を生成し、しかる後に、延伸積層体を、液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。実施例２は、実施例１とは異なる以下の架橋工程を含む。それは、着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士に架橋処理を施す工程である。本工程のホウ酸架橋水溶液は、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して３重量％とし、ヨウ化カリウム含有量を水１００重量％に対して３重量％とした。

実施例２の架橋工程は、少なくとも３つの技術的作用を求めたものである。第１は、後工程のホウ酸水中延伸において着色積層体に含まれる薄膜化されたＰＶＡ層を溶解させないようにした不溶化作用である。第２は、ＰＶＡ層に着色されたヨウ素を溶出させないようにした着色安定化作用である。第３は、ＰＶＡ層の分子同士を架橋することによって結節点を生成するようにした結節点生成作用である。

実施例２は、次に、架橋された着色積層体を、実施例１の延伸温度６５℃より高い７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬することによって、実施例１の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例２の洗浄工程、乾燥工程、貼合せおよび／または転写工程は、いずれも実施例１の場合と同様である。

なお、ホウ酸水中延伸工程に先立つ架橋工程に求められる技術的作用をより明確にするために、実施例１の架橋されていない着色積層体を延伸温度７０〜７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬した場合、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、ホウ酸水中延伸浴において溶解し、延伸することができなかった。

［実施例３］
実施例３は、実施例１の場合と同様に、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって倍率が１．８倍になるように延伸した延伸積層体を生成した。実施例３は、実施例１とは異なる以下の不溶化工程を含む。それは、延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層を不溶化する工程である。本工程のホウ酸不溶化水溶液は、ホウ酸含有量を水１００重量％に対して３重量％とした。実施例３の不溶化工程に求められる技術的作用は、少なくとも後工程の染色工程において、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を溶解させないようにした不溶化である。

実施例３は、次に、不溶化された延伸積層体を、実施例１の場合と同様に、液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。しかる後に、生成された着色積層体を実施例１の延伸温度である６５℃より高い延伸温度である７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬することによって、実施例１の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例３の洗浄工程、乾燥工程、貼合せおよび／または転写工程は、いずれも実施例１の場合と同様である。

なお、染色工程に先立つ不溶化工程に求められる技術的作用をより明確にするために、まず、実施例１の不溶化されていない延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、生成された着色積層体を延伸温度７０〜７５℃のホウ酸水中延伸浴に浸漬した場合、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、実施例２に示したように、ホウ酸水中延伸浴において溶解し、延伸することができなかった。

次に、水を溶媒として、ヨウ素濃度を０．１２〜０．３０重量％の範囲内とした染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％とし、他の条件をそのままの染色液に、実施例１の不溶化されていない延伸積層体を浸漬した場合、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、染色浴において溶解し、染色不能であった。ところが、実施例３の不溶化された延伸積層体を用いた場合には、染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％であっても、ＰＶＡ層は溶解することなく、ＰＶＡ層への染色は可能であった。

染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５％であってもＰＶＡ層への染色が可能な実施例３においては、延伸積層体の染色液への浸漬時間を一定にし、染色液のヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度を実施例１に示した一定範囲内で変化させることによって、最終的に生成される高機能偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。

［実施例４］
実施例４は、実施例１の製造工程に実施例３の不溶化工程と実施例２の架橋工程を加えた製造工程によって生成した光学フィルム積層体である。まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。実施例４は、実施例３の場合と同様に、生成された延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬する不溶化工程によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層を不溶化した。実施例４はさらに、不溶化されたＰＶＡ層を含む延伸積層体を、実施例３の場合と同様に、液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによってヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。

実施例４は、実施例２の場合と同様に、生成された着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬する架橋工程によって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。実施例４はさらに、架橋された着色積層体を、実施例１の延伸温度６５℃より高い７５℃のホウ酸水中延伸浴に５〜１０秒間浸漬し、実施例２の場合と同様に、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸し、光学フィルム積層体を生成した。また実施例４の洗浄工程、乾燥工程、貼合せおよび／または転写工程は、いずれも実施例１から３の場合と同様である。

また実施例４は、実施例３の場合と同様に、染色液のヨウ素濃度を０．１２〜０．２５重量％であっても、ＰＶＡ層は溶解することはない。実施例４においては、延伸積層体の染色液への浸漬時間を一定にし、染色液のヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度を実施例１に示した一定範囲内で変化させることによって、最終的に生成される高機能偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。

以上のように実施例４は、まず、非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層が製膜された積層体を生成し、次に、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。生成された延伸積層体を液温３０℃のホウ酸不溶化水溶液に３０秒間浸漬することによって延伸積層体に含まれるＰＶＡ層を不溶化した。不溶化されたＰＶＡ層を含む延伸積層体を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって不溶化されたＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を４０℃のホウ酸架橋水溶液に６０秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層のＰＶＡ分子同士を架橋した。架橋されたＰＶＡ層を含む着色積層体をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温７５℃のホウ酸水中延伸溶に５〜１０秒間浸漬し、しかる後に、ホウ酸水中延伸によって倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した光学フィルム積層体を生成した。

実施例４は、このように空中高温延伸およびホウ酸水中延伸からなる２段延伸と染色浴への浸漬に先立つ不溶化およびホウ酸水中延伸に先立つ架橋からなる前処理とによって、非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層のＰＶＡ分子が高次に配向され、染色によってＰＶＡ分子に確実に吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜を構成する３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を安定的に生成することができた。

［実施例５］
実施例５は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層の厚みにある。実施例４は、７μｍ厚のＰＶＡ層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるＰＶＡ層が３μｍ厚であった。これに対して、実施例５は、１２μｍ厚のＰＶＡ層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるＰＶＡ層が５μｍ厚であった。

［実施例６］
実施例６は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は非晶性ＰＥＴ基材に用いた重合モノマーにある。実施例４は、イソフタル酸をＰＥＴに共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。これに対して、実施例６は、ＰＥＴに対して変性基として１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合させた非晶性ＰＥＴ基材を用いた。

［実施例７］
実施例７は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍または６倍に近い値になるように空中補助延伸およびホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例４は、空中補助延伸およびホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率が１．８倍および３．３倍とした。これに対して、実施例７は、それぞれの延伸倍率が１．２倍および４．９倍とした。ところで実施例４の総延伸倍率が５．９４倍であった。これに対して実施例７の総延伸倍率が５．８８倍であった。これは、ホウ酸水中延伸において、延伸倍率が４．９倍以上に延伸することができなかったことによる。

［実施例８］
実施例８は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍になるように空中補助延伸およびホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例８は、それぞれの延伸倍率が１．５倍および４．０倍とした。

［実施例９］
実施例９は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、総延伸倍率が６倍になるように空中補助延伸およびホウ酸水中延伸のそれぞれの延伸倍率を変化させたことにある。実施例９は、それぞれの延伸倍率が２．５倍および２．４倍とした。

［実施例１０］
実施例１０は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１０の場合、空中補助延伸の延伸温度を９５℃としたことにある。

［実施例１１］
実施例１１は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１１の場合、空中補助延伸の延伸温度を１１０℃としたことにある。

［実施例１２］
実施例１２は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、実施例４の場合、空中補助延伸の延伸温度を１３０℃に設定したのに対して、実施例１２の場合、空中補助延伸の延伸温度を１５０℃としたことにある。

［実施例１３］
実施例１３は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を２．８倍に変化させたことにある。実施例１３の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約５倍（正確には５．０４倍）となった。

［実施例１４］
実施例１４は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．１倍に変化させたことにある。実施例１４の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約５．５倍（正確には５．５８倍）となった。

［実施例１５］
実施例１５は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．６倍に変化させたことにある。実施例１５の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例４の場合の約６倍（正確には５．９４倍）のに対して、約６．５倍（正確には６．４８倍）となった。

［実施例１６］
実施例１６は、以下の相違点を除き、実施例４と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸方法にある。実施例４は、空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸した。これに対して、実施例１６は、空中補助延伸によって延伸倍率が１．８倍になるように固定端一軸に延伸した。

［実施例１７］
実施例１７は、以下の相違点を除き、実施例１６と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を３．９倍に変化させたことにある。実施例１７の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例１６の場合の約６倍（正確には５．９４倍）に対して、約７倍（正確には７．０２倍）となった。

［実施例１８］
実施例１８は、以下の相違点を除き、実施例１６と同様の条件で製造された光学フィルム積層体である。相違点は、空中補助延伸の延伸倍率が１．８倍でホウ酸水中延伸の延伸倍率を４．４倍に変化させたことにある。実施例１８の場合、そのことによって、総延伸倍率は、実施例１６の場合の約６倍（正確には５．９４倍）に対して、約８倍（正確には７．９２倍）となった。

［比較例１］
比較例１は、実施例４と同様の条件で、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させて非晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、延伸温度を１３０℃に設定した空中高温延伸によって、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を延伸倍率が４．０倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．５μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。

次に、延伸積層体は染色処理され、ＰＶＡ分子が配向された３．５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体が生成された。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。このように、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。

さらに、着色積層体は架橋処理される。具体的には、液温が４０℃で、ホウ酸３％、ヨウ化カリウム３％からなるホウ酸架橋水溶液に６０秒間、浸漬することによって着色積層体に架橋処理を施した。比較例１は、架橋処理が施された着色積層体が実施例４の光学フィルム積層体に相当する。したがって、洗浄工程、乾燥工程、貼合せおよび／または転写工程は、いずれも実施例４の場合と同様である。

［比較例２］
比較例２は、比較例１の延伸積層体を比較例１と同様の条件で、延伸倍率が４．５倍、５．０倍、６．０倍になるように延伸した延伸積層体を生成した。比較表は、比較例１と比較例２とを含めた、２００μｍ厚の非晶性ＰＥＴ基材と該非晶性ＰＥＴ基材に製膜されたＰＶＡ層とに発生した現象を示したものである。これにより、延伸温度１３０℃の空中高温延伸による延伸倍率が４．０倍を限度とすることを確認した。

［比較例３］
比較例３は、比較例１の場合と同様の条件で、２００μｍ厚のＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させてＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、積層体を、液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を生成した。具体的には、着色積層体は、積層体を液温３０℃の０．３重量％濃度のヨウ素および２．１重量％濃度のヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。次に、延伸温度を６０℃に設定したホウ酸水中延伸によって、ヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む着色積層体を延伸倍率が５．０倍になるように自由端一軸に延伸することで、ＰＥＴ樹脂基材と一体に延伸された３μｍ厚のＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を種々生成した。

［参考例１］
参考例１は、樹脂基材として、結晶性ポリエチレンテレフタレート（以下、「結晶性ＰＥＴ」という）の連続ウェブの基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、乾燥させて結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。結晶性ＰＥＴのガラス転移温度は８０℃である。次に、生成された積層体を１１０℃に設定した空中高温延伸によって延伸倍率が４．０倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例１の場合、延伸温度１１０℃の空中高温延伸において、積層体を４．０倍以上に延伸することができなかった。

延伸積層体は、次の染色工程によって、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体に生成された。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。このように、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。次に、生成された着色積層体を架橋処理する。具体的には、液温が４０℃で、ホウ酸３％、ヨウ化カリウム３％からなるホウ酸架橋水溶液に６０秒間、浸漬することによって着色積層体に架橋処理を施した。参考例１は、架橋処理が施された着色積層体が実施例４の光学フィルム積層体に相当する。したがって、洗浄工程、乾燥工程、貼合せおよび／または転写工程は、いずれも実施例４の場合と同様である。

［参考例２］
参考例２は、樹脂基材として、参考例１の場合と同様に、結晶性ＰＥＴ基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、生成された積層体を１００℃の空中高温延伸によって延伸倍率が４．５倍になるように自由端一軸に延伸した延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例２の場合、延伸温度１００℃の空中高温延伸において、積層体を４．５倍以上に延伸することができなかった。

次に、延伸積層体から着色積層体を生成した。着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。参考例２は、参考例１の場合と同様に、ＰＶＡ分子が配向されたＰＶＡ層へのヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする着色積層体を種々生成した。

［参考例３］
参考例３は、樹脂基材として、参考例１または２の場合と同様に、結晶性ＰＥＴ基材を用い、２００μｍ厚の結晶性ＰＥＴ基材に７μｍ厚のＰＶＡ層を製膜した積層体を生成した。次に、生成された積層体を液温３０℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を種々生成した。しかる後に、生成された着色積層体を９０℃の空中高温延伸によって、延伸倍率が４．５倍になるように自由端一軸に延伸し、着色積層体から偏光膜に相当するヨウ素を吸着させたＰＶＡ層を含む延伸積層体を生成した。この延伸処理によって、着色積層体から生成された延伸積層体に含まれるヨウ素を吸着させたＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された３．３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。参考例３の場合、延伸温度９０℃の空中高温延伸において、積層体を４．５倍以上に延伸することができなかった。

［測定方法］
［厚みの測定］
非晶性ＰＥＴ基材、結晶性ＰＥＴ基材、およびＰＶＡ層の厚みは、デジタルマイクロメーター（アンリツ社製ＫＣ−３５１Ｃ）を用いて測定した。

［透過率および偏光度の測定］
薄型偏光膜の単体透過率Ｔ、平行透過率Ｔｐ、直交透過率Ｔｃは、紫外可視分光光度計（日本分光社製Ｖ７１００）を用いて測定した。これらのＴ、Ｔｐ、Ｔｃは、ＪＩＳ Ｚ
８７０１の２度視野（Ｃ光源）により測定して視感度補正を行なったＹ値である。
偏光度Ｐを上記の透過率を用い、次式により求めた。
偏光度Ｐ（％）＝｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝^１／２×１００

（ＰＥＴの配向関数の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＥＴ樹脂層表面の評価を行った。配向関数の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの１３４０ｃｍ^−１の強度を用いて、以下に記した（式４）に従い算出した。なお、ｆ＝１のとき完全配向、ｆ＝０のときランダムとなる。また、１３４０ｃｍ^−１のピークは、ＰＥＴのエチレングリコールユニットのメチレン基起因の吸収といわれている。
（式４）ｆ＝（３＜ｃｏｓ^２θ＞−１）／２
＝（１−Ｄ）／［ｃ（２Ｄ＋１）］
但し
ｃ＝（３ｃｏｓ^２β−１）／２
β＝９０ｄｅｇ⇒ｆ＝−２×（１−Ｄ）／（２Ｄ＋１）
θ：分子鎖・延伸方向
β：分子鎖・遷移双極子モーメント
Ｄ＝（Ｉ⊥）／（Ｉ／／）
（ＰＥＴが配向するほどＤの値が大きくなる。）
Ｉ⊥：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの強度
Ｉ／／：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの強度

（ＰＶＡの配向関数の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＶＡ樹脂層表面の評価を行った。配向関数の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの２９４１ｃｍ^−１の強度を用いて、以下に記した（式４）に従い算出した。また、下記強度Ｉは３３３０ｃｍ^−１を参照ピークとして、２９４１ｃｍ^−１／３３３０ｃｍ^−１の値を用いた。なお、ｆ＝１のとき完全配向、ｆ＝０のときランダムとなる。また、２９４１ｃｍ^−１のピークは、ＰＶＡの主鎖（−ＣＨ_２−）の振動起因の吸収といわれている。
（式４）ｆ＝（３＜ｃｏｓ^２θ＞−１）／２
＝（１−Ｄ）／［ｃ（２Ｄ＋１）］
但し
ｃ＝（３ｃｏｓ^２β−１）／２
β＝９０ｄｅｇ⇒ｆ＝−２×（１−Ｄ）／（２Ｄ＋１）
θ：分子鎖・延伸方向
β：分子鎖・遷移双極子モーメント
Ｄ＝（Ｉ⊥）／（Ｉ／／）
（ＰＶＡが配向するほどＤの値が大きくなる。）
Ｉ⊥：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの強度
Ｉ／／：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの強度

（ＰＶＡの結晶化度の評価方法）
測定装置は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製、商品名：「ＳＰＥＣＴＲＵＭ２０００」）を用いた。偏光を測定光として、全反射減衰分光（ＡＴＲ：ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）測定により、ＰＶＡ樹脂層表面の評価を行った。結晶化度の算出は以下の手順で行った。測定偏光を延伸方向に対して０°と９０°にした状態で測定を実施した。得られたスペクトルの１１４１ｃｍ^−１および１４４０ｃｍ^−１の強度を用いて、下式に従い算出した。事前に、１１４１ｃｍ^−１の強度の大きさが結晶部分の量と相関性があることを確認しており、１４４０ｃｍ^−１を参照ピークとして下記式より結晶化指数を算出している。（式６）更に、結晶化度が既知のＰＶＡサンプルを用いて、事前に結晶化指数と結晶化度の検量線を作成し、検量線を用いて結晶化指数から結晶化度を算出している。（式５）
（式５） 結晶化度 ＝ ６３．８×（結晶化指数）−４４．８
（式６） 結晶化指数 ＝ （（Ｉ（１１４１ｃｍ^−１）0° ＋ ２×Ｉ（１１４１ｃｍ^−１）90° ）/ ３）/（（Ｉ（１４４０ｃｍ^−１）0° ＋ ２×Ｉ（１４４０ｃｍ^−１）90° ）/ ３）
但し
Ｉ（１１４１ｃｍ^−１）0°：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの１１４１ｃｍ^−１の強度
Ｉ（１１４１ｃｍ^−１）90°：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの１１４１ｃｍ^−１の強度
Ｉ（１４４０ｃｍ^−１）0°：偏光を延伸方向と平行方向に入射して測定したときの１４４０ｃｍ^−１の強度
Ｉ（１４４０ｃｍ^−１）90°：偏光を延伸方向と垂直方向に入射して測定したときの１４４０ｃｍ^−１の強度

１ 非晶性ＰＥＴ基材
２ ＰＶＡ系樹脂層
３ 薄型高機能偏光膜
４ 光学機能フィルム
５ 第２光学機能フィルム
７ ＰＶＡ系樹脂層を含む積層体
８ 延伸積層体
８’ 延伸積層体のロール
８’’ 不溶化された延伸積層体
９ 着色積層体
９’ 架橋された着色積層体
１０ 光学フィルム積層体
１１ 光学フィルム積層体
１２ 光学フィルム積層体（パターン１）
１３ 光学機能フィルム積層体（パターン２）
１４ 光学機能フィルム積層体（パターン３）
１５ 光学機能フィルム積層体（パターン４）
１６ 粘着剤
１７ セパレータ
１８ 接着剤
２０ 積層体作製装置
２１ 塗工手段
２２ 乾燥手段
２３ 表面改質処理装置
３０ 空中補助延伸処理装置
３１ 延伸手段
３２ 巻取装置
３３ オーブン
４０ 染色装置
４１ 染色液
４２ 染色浴
４３ 繰出装置
５０ ホウ酸水中処理装置
５１ ホウ酸水溶液
５２ ホウ酸浴
５３ 延伸手段
６０ 不溶化処理装置
６１ ホウ酸不溶化水溶液
７０ 架橋処理装置
７１ ホウ酸架橋水溶液
８０ 洗浄装置
８１ 洗浄液
９０ 乾燥装置
９１ 巻取装置
１００ 貼合せ／転写装置
１０１ 繰出／貼合せ装置
１０２ 巻取／転写装置
２００ ＩＰＳ型液晶テレビ用ディスプレイパネル
２０１ 表面処理層
２０２ ＩＰＳ液晶セル
３００ ＶＡ型液晶テレビ用ディスプレイパネル
３０１ ２軸性位相差フィルム（ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ）
３０２ ＶＡ液晶セル
４００ ＩＰＳ型液晶テレビ用ディスプレイパネル
４０１ ＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルム
４０２ ＩＰＳ液晶セル
５００ ＩＰＳ型液晶テレビ用ディスプレイパネル
５０１ ２軸性位相差フィルム（ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ）
５０２ ＩＰＳ液晶セル
６００ 有機ＥＬディスプレイパネル
６０１ アクリル系樹脂フィルム
６０２ λ／４位相差フィルム
６０３ 有機ＥＬパネル
（Ａ） 積層体作製工程
（Ｂ） 空中補助延伸工程
（Ｃ） 染色工程
（Ｄ） ホウ酸水中延伸工程
（Ｅ） 第１不溶化工程
（Ｆ） 第２不溶化を含む架橋工程
（Ｇ） 洗浄工程
（Ｈ） 乾燥工程
（Ｉ） 貼合せ／転写工程

Claims (21)

1. 二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の連続ウェブの薄型高機能偏光膜であって、
   単体透過率Ｔと偏光度Ｐからなる光学特性値が、
   Ｐ＞−（１０^{０．９２９Ｔ−４２．４}−１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）およびＰ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
   によって表される範囲にあることを特徴とする薄型高機能偏光膜。
2. 前記二色性物質が、ヨウ素またはヨウ素と有機染料の混合物であることを特徴とする請求項１に記載の薄型高機能偏光膜。
3. 請求項１または２にいずれかに記載の前記薄型高機能偏光膜の連続ウェブの一方の面に接着剤を介して光学機能フィルムを貼り合せ、他方の面には粘着剤層を形成し、前記粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにしたことを特徴とする光学機能フィルム積層体。
4. 前記光学機能フィルムがＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムであることを特徴とする請求項３に記載の光学機能フィルム積層体。
5. 請求項１または２にいずれかに記載の前記薄型高機能偏光膜の連続ウェブの一方の面に接着剤を介して第１光学機能フィルムを貼り合せ、他方の面に接着剤を介して第２光学機能フィルムを貼り合せて生成された積層体に、粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにしたことを特徴とする光学機能フィルム積層体。
6. 前記第１光学機能フィルムがＴＡＣ（トリアセチルセルロース系）フィルムであり、第２光学機能フィルムがｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの３次元屈折率の２軸性位相差フィルムであることを特徴とする請求項５に記載の光学機能フィルム積層体。
7. 前記第１光学機能フィルムがアクリル系樹脂フィルムであり、第２光学機能フィルムがλ／４位相差フィルムであって、前記薄型高機能偏光膜の吸収軸と前記λ／４位相差フィルムの遅相軸との貼り合せ角度を４５±１°にしたことを特徴とする請求項５に記載の光学機能フィルム積層体。
8. 連続ウェブの非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材と、
   該非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜された二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の薄型高機能偏光膜と
   を含む光学フィルム積層体であって、
   前記薄型高機能偏光膜は、
   単体透過率Ｔと偏光度Ｐからなる光学特性値が、以下の不等式、
   Ｐ＞−（１０^{０．９２９Ｔ−４２．４}−１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）およびＰ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
   によって表される範囲にあることを特徴とする光学フィルム積層体。
9. 前記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みは、製膜されるポリビニルアルコール系樹脂層の厚みの６倍以上であることを特徴とする請求項８に記載の光学フィルム積層体。
10. 前記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、イソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレートまたは他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載の光学フィルム積層体。
11. 前記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材が透明樹脂からなることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の光学フィルム積層体。
12. 前記二色性物質が、ヨウ素またはヨウ素と有機染料の混合物であることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の光学フィルム積層体。
13. 請求項８から１２のいずれかに記載の前記光学フィルム積層体に含まれる前記薄型高機能偏光膜の非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されていない面に、粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにしたことを特徴とする光学フィルム積層体。
14. 請求項８から１２のいずれかに記載の前記光学フィルム積層体に含まれる前記薄型高機能偏光膜の非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜されていない面に接着剤を介して光学機能フィルムを貼り合せ、前記光学機能フィルムの上に粘着剤層を形成し、前記粘着剤層を介してセパレータを剥離自在に積層するようにしたことを特徴とする光学機能フィルム積層体。
15. 前記光学機能フィルムがｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの３次元屈折率の２軸性位相差フィルムであることを特徴とする請求項１４に記載の光学機能フィルム積層体。
16. 連続ウェブの非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材と、
    該非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材に製膜された二色性物質を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる厚みが１０μｍ以下の、
    単体透過率Ｔと偏光度Ｐからなる光学特性値が、
    Ｐ＞−（１０^{０．９２９Ｔ−４２．４}−１）×１００（ただし、Ｔ＜４２．３）およびＰ≧９９．９（ただし、Ｔ≧４２．３）
    によって表される範囲にある薄型高機能偏光膜と
    を含む光学フィルム積層体を製造するための、配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる延伸中間生成物を含む延伸積層体であって、
    前記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、配向関数が０．１０以下に設定された、空中高温延伸処理された非晶性ポリエチレンテレフタレートを用いたことを特徴とする延伸積層体。
17. 前記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材の厚みは、製膜されるポリビニルアルコール系樹脂層の厚みの６倍以上であることを特徴とする請求項１６に記載の延伸積層体。
18. 前記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材は、配向関数を０．１０以下に設定した、空中高温延伸処理したイソフタル酸を共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノールを共重合させた共重合ポリエチレンテレフタレートまたは他の共重合ポリエチレンテレフタレートを含む非晶性ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１６または１７のいずれかに記載の延伸積層体。
19. 前記非晶性エステル系熱可塑性樹脂基材が透明樹脂からなることを特徴とする請求項１６から１８のいずれかに記載の延伸積層体。
20. 前記ポリビニルアルコール系樹脂は、結晶化度が２７％以上で４０％以下に設定されたポリビニルアルコール系樹脂を用いたことを特徴とする請求項１６から１９のいずれかに記載の延伸積層体。
21. 前記ポリビニルアルコール系樹脂は、配向関数が０．０５以上で０．３５以下に設定されたポリビニルアルコール系樹脂を用いたことを特徴とする請求項１６から２０のいずれかに記載の延伸積層体。
    

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