TWI434763B - 具有偏光膜之積層體條帶捲體之製造方法 - Google Patents

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Description

具有偏光膜之積層體條帶捲體之製造方法
本發明係關於具有偏光膜之積層體條帶捲體之製造方法。特別是本發明關於事先進行缺陷檢查之具有偏光膜的光學薄膜積層體所形成之積層體條帶捲體之製造方法。更特定的說，本發明雖適用於具有厚度10μm以下的薄型偏光膜之積層體條帶捲體之製造，但不並限定於僅適用這種特定的偏光膜。
對於薄膜狀的聚乙烯醇系樹脂(以下稱「PVA系樹脂」)之單層體實施染色處理及延伸處理，藉此使PVA系樹脂的分子沿延伸方向進行配向，且在該PVA系樹脂內以配向狀態吸附雙色性物質，而獲得PVA系樹脂層所構成的偏光膜之製造方法是周知的。使用該PVA系樹脂單層膜之習知方法所獲得之偏光膜厚度大約15~35μm。依據該方法，可獲得具有單體透過率42%以上、偏光度99.95%以上的光學特性之偏光膜，該方法所製造的偏光膜，現在使用於電視、行動電話、可攜式終端機等其他的光學顯示裝置。
但由於PVA系樹脂為親水性而具有高吸濕性，使用PVA系樹脂製造出的偏光膜，對溫度、濕度的變化很敏感，隨著周圍環境變化容易產生伸縮，因此有容易發生龜裂的傾向。此外，因使用中的環境變化所產生的伸縮，會在與該偏光膜接合之鄰接構件產生應力，而讓該鄰接構件發生彎曲等的變形。
因此，為了抑制偏光膜的伸縮而減低溫度、濕度的影響，通常電視用的偏光薄膜，是使用：在偏光膜的兩面貼合作為保護薄膜之40~80μm的TAC(三醋酸纖維素系)薄膜而構成的光學薄膜積層體。即使是這樣的構造，在使用單層體所構成之偏光膜的情況，由於偏光膜的薄膜化有一定限度，無法忽視伸縮力，要完全抑制伸縮的影響有困難，因此含有偏光膜之光學薄膜積層體必定會發生某種程度的伸縮。若包含偏光膜之光學薄膜積層體發生伸縮，起因於該伸縮之應力會讓相鄰接之構件產生彎曲等的變形。該變形，即使很微小，仍會成為讓液晶顯示裝置產生顯示不均一的原因。因此，為了減少該顯示不均一的發生，必須在設計上特別注意包含偏光膜之光學薄膜積層體所使用的構件材料之選擇。此外，這種偏光膜的收縮應力，是讓光學薄膜積層體從液晶顯示面板剝離等的原因，因此為了將該光學薄膜積層體接合於液晶顯示面板，是要求高接合力的黏著劑。然而，若使用這種高接合力的黏著劑，當在之後的檢查發現貼合於液晶顯示面板之光學薄膜積層體的偏光膜存在光學缺陷時，要進行重做(rework)，亦即將該光學薄膜積層體從液晶顯示面板剝離後，再將該液晶顯示面板貼合於其他光學薄膜積層體的作業變得困難。這是使用薄膜狀的PVA系樹脂單層體之習知方法所製得的偏光膜之技術課題。
由於存在著上述課題，並無法達成充分程度的薄膜化，而要求能取代習知使用PVA系樹脂單層體的偏光膜製造方法之其他偏光膜製造方法。然而，使用薄膜狀的PVA系樹脂單層體之習知方法，事實上根本就無法製造出厚度10μm以下的偏光膜。其理由在於，在使用薄膜狀的PVA系樹脂單層體來製造偏光膜時，若PVA系樹脂單層體的厚度過薄，在染色步驟及/或延伸步驟中PVA系樹脂層可能發生溶解及/或斷裂，而無法形成均一厚度的偏光膜。
為了解決此問題，在熱塑性樹脂基材上塗布形成PVA系樹脂層，將該樹脂基材上所形成的PVA系樹脂層和樹脂基材一起延伸並實施染色處理，而製造出比習知方法所獲得的偏光膜變薄非常多的偏光膜之製造方法已被提出。這種使用熱塑性樹脂基材之偏光膜的製造方法，相較於使用PVA系樹脂單層體之偏光膜的製造方法，帶來可更均一地製造偏光膜之可能性而受到注目。
例如，日本特許第4279944號公報(專利文獻1)所記載之偏光板製造方法，是在熱塑性樹脂薄膜的一面藉由塗布法形成厚6μm以上30μm以下的聚乙烯醇系樹脂層後，進行2倍以上5倍以下的延伸而使該聚乙烯醇系樹脂層成為透明被膜元件層，藉此形成熱塑性樹脂薄膜層及透明被膜元件層這二層所組成的複合薄膜，接下來在該二層所組成之複合薄膜的透明被膜元件層側透過黏著劑貼合光學透明樹脂薄膜層後，將熱塑性樹脂薄膜層剝離除去，進一步將透明被膜元件層予以染色、固定而成為偏光元件層。該方法所製得的偏光板，是具有光學透明樹脂薄膜層及偏光元件層這二層的構造，依據專利文獻1的記載，偏光元件厚度為2~4μm。
依據專利文獻1所記載的方法，延伸是在加熱下藉由單軸延伸來進行，其延伸倍率如上述般限制為2倍以上5倍以下的範圍。
專利文獻1在該方法中，將延伸倍率限制在5倍以下的理由在於，在延伸倍率超過5倍之高倍率延伸時，穩定生產變得極端困難。延伸時的周圍溫度，具體而言，作為熱塑性樹脂薄膜是使用乙烯-醋酸乙烯共聚物的情況為55℃，使用無延伸的聚丙烯的情況為60℃，使用無延伸的尼龍的情況為70℃。該專利文獻1所記載的方法，是採用高溫空中單軸延伸的手法，如專利文獻1所記載般，由於延伸倍率限制在5倍以下，該方法所製得之厚度2~4μm之極薄偏光膜，並無法滿足例如液晶電視等的光學顯示裝置、或是使用有機EL顯示元件之光學顯示裝置所使用的偏光膜所期望的光學特性。
在熱塑性樹脂基材上塗布形成PVA系樹脂層，將該PVA系樹脂層和基材一起實施延伸而形成偏光膜的方法，在日本特開2001-343521號公報(專利文獻2)及日本特開2003-43257號公報(專利文獻3)也有記載。該等專利文獻所記載的方法，是將熱塑性樹脂基材及該基材上所塗布之PVA系樹脂層所構成的積層體，在基材為非晶性聚酯樹脂的情況以70℃~120℃的溫度進行單軸延伸。然後，將經由延伸而配向後之PVA系樹脂層藉由染色而吸附雙色性物質。在專利文獻2記載著，該單軸延伸可採用縱單軸延伸或橫單軸延伸之任一者，在專利文獻3記載著，進行橫單軸延伸，在該橫單軸延伸中或延伸後，讓與延伸方向正交的方向之長度以特定量進行收縮的方法。而且，關於延伸倍率，專利文獻2及3之任一者都是通常4~8倍左右。所製得的偏光膜厚度為1~1.6μm。
在該等專利文獻2及3，雖敘述延伸倍率為通常4~8倍，但所採用的延伸方法為高溫空中延伸法，在這種方法能穩定進行延伸的條件，例如專利文獻1所記載般以5倍為上限。在專利文獻2及3中，完全沒有記載為了利用高溫空中延伸法來達成超過5倍的延伸倍率之特殊手法。事實上，根據該等專利文獻2及3所記載的實施例，在專利文獻2僅記載5倍的延伸倍率，在專利文獻3僅記載4.5倍。本發明人等對於專利文獻2及3所記載的方法進行驗證實驗的結果確認出，在此所記載的方法無法進行延伸倍率超過5倍的延伸。因此，專利文獻2及3記載中關於延伸倍率，應理解為僅記載5倍以下。關於專利文獻1是如前述般，在該專利文獻2及3中也是，所獲得的偏光膜之光學特性無法滿足例如液晶電視等的光學顯示裝置所使用之偏光膜所期望之光學特性。
美國專利第4659523號說明書(專利文獻4)揭示出，將塗布形成於聚酯薄膜上之PVA系樹脂層和該聚酯薄膜一起實施單軸延伸而構成偏光膜之製造方法。該專利文獻4所記載的方法，其目的是為了讓作為PVA系樹脂層的基材之聚酯薄膜，具有能與偏光膜一起使用的光學特性，但並非企圖製造出薄型且具有優異光學特性之PVA系樹脂層所構成的偏光膜。亦即，專利文獻4所記載的方法，只不過是為了改善和作為偏光膜之PVA系樹脂層一起延伸之聚酯樹脂薄膜的光學特性。具有相同目的之偏光子用材料之製造方法也記載於日本特公平8-12296號公報(專利文獻5)。
[特許文獻]
[專利文獻1]日本特許4279944號公報
[專利文獻2]日本特開2001-343521號公報
[專利文獻3]日本特開2003-43257號公報
[專利文獻4]美國專利第4659523號說明書
[專利文獻5]日本特公平8-12296號公報
[專利文獻6]日本特開2002-258269號公報
[專利文獻7]日本特開2004-078143號公報
[專利文獻8]日本特開2007-171892號公報
[專利文獻9]日本特開2004-338379號公報
[專利文獻10]日本特開2005-248173號公報
[專利文獻11]日本特開2011-2759號公報
[非專利文獻1]H. W. Siesler,Adv. Polym. Sci.,65,1(1984)
上述習知偏光膜之製造方法的每一個，偏光膜都是由較寬的材料所形成，而配合使用目的切斷成既定寬度來使用。用來切斷的方法，通常是採用將捲體狀的偏光膜切斷成既定的捲體長度之手法，依據該方法，在形成捲體時會發生偏光膜之蛇行、扭曲，很難以令人滿足的精度進行切斷。
再者，偏光膜通常包含因各種原因所產生的缺陷，縱使在形成捲體前進行偏光膜的缺陷檢查而取得與缺陷有關的資訊，關於該缺陷是存在於切斷後之哪個偏光膜上，要進行資訊傳遞會有困難。
此外，在熱塑性樹脂基材上塗布形成PVA系樹脂層，將該PVA系樹脂層和熱塑性樹脂基材一起延伸而製造薄型偏光膜的方法，如專利文獻1~5所記載般是已知的。然而，能符合主要作為液晶電視用顯示裝置所要求之對比度1000:1以上、最大亮度500cd/m2 以上的光學特性之適用於顯示裝置之高性能偏光膜、或是具備適用於採用有機EL顯示元件之光學顯示裝置的光學特性之偏光膜，目前為止仍無法實現。
本發明的主要目的是為了解決上述問題而提供一種方法，可將形成寬度較寬的偏光膜高精度地切斷成既定寬度的條帶，並能確實地掌握在切斷前之缺陷檢查所取得之與缺陷有關的資訊和切斷後之條帶的關係。
再者，本發明人等經深入研究的結果，成功地開發出一種具備偏光膜之光學顯示裝置，其偏光膜比起習知偏光膜非常薄且具有必要的光學特性。本發明的另一目的是為了提供，適用於使用此新開發的偏光膜來製造光學顯示裝置之具有偏光膜之積層體條帶捲體之製造方法。
本發明係提供一種光學薄膜積層體條帶捲體之製造方法，該方法包含形成光學薄膜積層體的階段，該光學薄膜積層體，是由至少具有連續帶狀的偏光膜之光學薄膜、和接合於該光學薄膜之樹脂薄膜所構成。在本發明的一態樣，是將如此般所形成的光學薄膜積層體沿長度方向進給，並遍及該光學薄膜積層體之寬度方向全體賦予線狀或複數個點狀的基準標記。接著，在檢查階段，將該光學薄膜積層體沿長度方向進給，並進行用來檢測出該光學薄膜上所存在的缺陷之缺陷檢查，當檢測出缺陷時，將該缺陷的位置，以相對於基準標記之積層體長度方向位置及寬度方向位置的方式進行記錄。接著，將光學薄膜積層體沿著長度方向呈平行地以既定寬度切斷，而形成複數個既定寬度的連續帶狀積層體條帶。然後，被切斷之前述積層體條帶各個是否有在檢查階段被檢測出的缺陷，是根據該缺陷的寬度方向位置進行判斷，關於判斷出有缺陷之積層體條帶，將與該缺陷有關的資訊和用來識別該條帶之識別資訊一起記憶，將積層體條帶捲繞成捲體狀。
在本發明的其他態樣，基準標記不是以遍及寬度方向全體之線狀或複數個點狀的形態，而例如是以點狀等其他適當的形態在光學薄膜積層體之寬度方向適當位置進行賦予。接著，將光學薄膜積層體切斷成複數個既定寬度之連續帶狀積層體條帶後，藉由測量從該光學薄膜積層體切斷後之前述積層體條帶各個的長度方向進給量，判斷該積層體條帶各個之與上述基準標記對應的位置已到達個別基準標記賦予位置，而對積層體條帶各個賦予個別基準標記。
此外，作為偏光膜之製造方法，本發明人等，是將非晶性酯系熱塑性樹脂基材及塗布形成於其上方之PVA系樹脂層一體地經由空中輔助延伸及硼酸水中延伸所組成的2段延伸步驟進行延伸，並對該PVA系樹脂層使用雙色性物質實施染色處理，藉此成功地獲得厚度10μm以下、以單體透過率T及偏光度P表示之光學特性可滿足適用於光學顯示裝置之偏光膜所要求的特性之習知無法製得的偏光膜。
本發明的另一態樣，是用來製造使用該偏光膜之光學積層體捲體的方法，光學薄膜，是對於在連續帶狀的熱塑性樹脂基材上形成有聚乙烯醇系樹脂層之積層體，以總延伸倍率成為5倍~8.5倍的方式實施空中輔助延伸和硼酸水中延伸所組成的2段式之長度方向單軸延伸的階段，並使用雙色性物質實施染色的階段，藉由前述兩個階段而形成在該熱可塑性樹脂基材上之厚度10μm以下的偏光膜。該樹脂薄膜，是與該聚乙烯醇系樹脂層一起進行延伸之熱塑性樹脂基材。
本發明的其他態樣，光學薄膜至少包含偏光膜；該偏光膜，是對於在連續帶狀的熱塑性樹脂基材上形成有聚乙烯醇系樹脂層之積層體，藉由實施長度方向單軸延伸和使 用雙色性物質實施染色而形成於該樹脂基材上；該樹脂薄膜，是透過黏著劑層而接合於該偏光膜之樹脂材料的載體薄膜，該載體薄膜之與該黏著劑層接觸的表面對該黏著劑層的接合力，是比光學薄膜和該黏著劑層間的接合力更弱。
在本發明之一態樣，沿長度方向呈平行地進行之切斷，是以光學薄膜積層體條帶的寬度成為與具有長邊和短邊之矩形面板之該長邊及短邊當中一方的尺寸相對應的尺寸之方式來進行。再者，在捲繞成捲體之階段前包含以下階段，亦即，對於光學薄膜條帶，沿長度方向以與該面板之長邊及短邊尺寸當中的一方相對應之既定間隔，朝該光學薄膜條帶之寬度方向依序形成複數個縫隙，縫隙的深度，是從與樹脂薄膜的相反側之光學薄膜面到達樹脂薄膜之光學薄膜鄰接面，藉此在沿長度方向相鄰接的兩個縫隙間，形成藉由樹脂薄膜支承之光學薄膜的薄片。當光學薄膜條帶包含缺陷的情況，在隔著該缺陷之該光學薄膜條帶的進給方向上游側及下游側之離該缺陷端部既定距離的位置形成縫隙。在此情況，當隔著缺陷而形成於該光學薄膜條帶之進給方向上游側及下游側之縫隙的間隔比既定間隔更大的情況，在隔著該缺陷而形成於該光學薄膜條帶之進給方向上游側及下游側之縫隙之間，進一步形成至少一個追加的寬度方向縫隙，而避免形成於缺陷存在區域之複數個寬度方向縫隙的間隔比該既定間隔更大。
在本發明之一態樣，偏光膜具有滿足以下條件的光學特性，當單體透過率為T、偏光度為P時，P>-(100.929T-42.4 -1)×100(其中T<42.3)、及P≧99.9(其中T≧42.3)的條件。在本發明的其他態樣，偏光膜具有滿足以下條件的光學特性，當單體透過率為T、偏光度為P時，T≧42.5、及P≧99.5的條件。在上述2段式延伸中，空中輔助延伸時的延伸倍率較佳為3.5倍以下。此外，雙色性物質的吸附，較佳為讓聚乙烯醇系樹脂層浸漬於染色液中來進行，該染色液是在水溶媒中含有碘濃度0.12~0.30重量%範圍的碘。本發明的方法較佳為進一步含有：將光學薄膜積層體使用液溫不超過40℃的溫度之含有碘化物鹽的洗淨液進行洗淨的步驟。再者，本發明的方法較佳為進一步含有：在偏光膜之與熱塑性樹脂基材相反側的面透過黏著劑積層分離薄膜的步驟。此外，本發明的方法中可進一步含有：在偏光膜之與熱塑性樹脂基材相反側的面，透過接合劑積層光學機能薄膜的階段。或是，可進一步含有：在光學機能薄膜之與偏光膜相反側的面，透過黏著劑積層分離薄膜的階段。在此情況，光學機能薄膜可採用3軸方向的折射率具有nx>ny>nz的關係之3維折射率的2軸性相位差薄膜。
作為偏光膜之期望特性，本發明人等，在適用於例如液晶電視等的光學顯示裝置之偏光膜的情況，將所要求的光學特性設定成：當單體透過率為T、偏光度為P時，以下式P>-(100.929T-42.4 -1)×100(其中，T<42.3)、及P≧99.9(其中，T≧42.3)表示的條件。
此外，與液晶顯示裝置的情況不同，在有機EL顯示裝置的情況，由於偏光膜通常是使用一片，偏光膜所要求的光學特性與適用於液晶顯示裝置之偏光膜所要求的光學特性不同。本發明人等，作為適用於有機EL顯示裝置之偏光膜所要求的光學特性，當單體透過率為T、偏光度為P時，設定成以T≧42.5及P≧99.5表示的條件。
在本發明，藉由上述延伸及染色可實現出，厚度10μm以下，且單體透過率T及偏光度P所表示的光學特性滿足上述條件之偏光膜。本發明之較佳態樣，是提供包含具有這種光學特性的偏光膜之光學薄膜的積層體條帶捲體之製造方法。
依據本發明，藉由長度方向單軸延伸，而能獲得使偏光膜的吸收軸高精度地朝向長度方向之既定寬度的光學薄膜積層體條帶捲體。再者，依據本發明，對於切斷成既定寬度之光學薄膜積層體條帶捲體各個，可將經由事前檢查所檢測出的缺陷資訊予以確實地記錄。此外可獲得，比起習知偏光膜可大幅地薄膜化且具有必要的光學特性之偏光膜。亦即可獲得，讓雙色性物質配向後之聚乙烯醇系樹脂所構成之厚度10μm以下的偏光膜，以及使用具備所要的光學特性之偏光膜之光學薄膜的積層體條帶捲體。
如前述般，使用熱塑性樹脂基材，而將包含該基材上所形成的PVA系樹脂層之積層體以延伸倍率成為5倍以上的方式進行單軸延伸的事例，在記載習知技術之文獻中根本就找不到。
以下參照圖式詳細地說明，本發明所使用的偏光膜製造方法之代表例及本發明之光學薄膜的積層體條帶捲體之製造方法的實施方式。
 [與偏光膜有關之技術背景]
作為偏光膜的背景技術，針對本發明所使用的熱塑性樹脂基材之材料特性及以偏光膜的偏光性能所表示的光學特性進行說明。
首先，概略地說明適用於本發明之熱塑性樹脂的一般材料特性。
熱塑性樹脂可大致分成：高分子有規則地排列之結晶狀態者，高分子不是有規則地排列、或是僅一部分有規則地排列之無定形或非晶狀態者。前者稱為結晶狀態，後者稱為無定形或非晶狀態。對應於此，雖不屬於結晶狀態但依條件而能產生結晶狀態時，將具有這種性質的熱塑性樹脂稱為結晶性樹脂：不具備這種性質的熱塑性樹脂則稱為非晶性樹脂。另一方面，不管是結晶性樹脂或是非晶性樹脂，將不是結晶狀態的樹脂或未到達結晶狀態的樹脂稱為無定形(amorphous)或非晶質的樹脂。在此，無定形或非晶質的用語，是與表示未產生結晶狀態的性質之非晶性用語區別而使用。
作為結晶性樹脂，例如可列舉：包含聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)之烯烴系樹脂、包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)之酯系樹脂。結晶性樹脂之特徵之一，一般而言是具有藉由加熱及/或延伸配向能使高分子排列而讓結晶化進展的性質。樹脂的物性會按照結晶化的程度而改變。另一方面，例如，聚丙烯(PP)及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等的結晶性樹脂，可阻礙藉由加熱處理、延伸配向所產生之高分子的排列而抑制結晶化。將結晶化受到抑制之該等的聚丙烯(PP)及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)分別稱為非晶性聚丙烯及非晶性聚對苯二甲酸乙二酯，將其等分別統稱為非晶性烯烴系樹脂及非晶性酯系樹脂。
例如聚丙烯(PP)的情況，藉由形成不具備立體規則性之無規(atactic)構造，可作成抑制結晶化之非晶性聚丙烯(PP)。此外，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的情況，作為聚合單體，若讓異苯二甲酸、1,4-環己烷二甲醇等的變性基進行共聚，亦即讓阻礙聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的結晶化之分子進行共聚，可作成抑制結晶化之非晶性聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
接下來，概略地說明適用於大型液晶顯示元件之偏光膜的光學特性。
偏光膜的光學特性，簡單的說，是指以偏光度P及單體透過率T表示的偏光性能。一般而言，偏光膜的偏光度P與單體透過率T具有取捨(trade off)的關係。這兩個光學特性值能用T-P圖表示。在T-P圖中，當曲線越靠近高單體透過率的方向且高偏光度的方向，偏光膜的偏光性能越優異。
參照第3圖之T-P圖，理想的光學特性為T=50%、P=100%的情況。從圖中可知，存在T值低時P值容易上昇，T值高時P值不容易上昇的傾向。再者，參照第4圖所示之透過率T和偏光度P的關係(偏光膜的偏光性能)，在第4圖之線1及線2上方的區域所劃定的範圍，偏光膜的單體透過率T及偏光度P可滿足液晶顯示裝置的「要求性能」，使用該偏光膜之顯示裝置可達成對比度為1000:1以上、最大亮度500cd/m2 以上。該要求性能，不管在現在或將來，都是作為大型液晶顯示元件等的偏光膜性能所要求的光學特性。單體透過率T的理想值為T=50%，但光線透過偏光膜時，在偏光膜和空氣的界面會產生讓一部分的光反射的現象。若考慮此反射現象，由於單體透過率T會減少相當於反射的量，因此現實上可達成的T值之最大值為45~46%左右。
另一方面。，偏光度P可轉換成偏光膜的對比度(CR)。例如99.95%的偏光度P相當於偏光膜的對比度2000:1。將該偏光膜運用於液晶電視用液晶顯示面板兩側時，顯示裝置的對比度為1050:1。在此讓顯示裝置的對比度低於偏光膜的對比度，是為了在顯示面板內部進行消偏光。消偏光，是在透過背光側的偏光膜之光透過模組(cell)內部時，藉由濾色器中的顏料、液晶分子層、TFT(薄膜電晶體)而讓光散射及/或反射，使一部分的光之偏光狀態改變。偏光膜及顯示面板之對比度都越大，則液晶電視的對比度越優異，而更清晰。
而且，偏光膜的對比度，是以平行透過率Tp除以正交透過率Tc的數值來定義。相對於此，顯示裝置的對比度，能以最大亮度除以最小亮度的數值來定義。最小亮度是指全黑畫面時的亮度。假想為一般的視聽環境之液晶電視的情況，其要求基準為0.5cd/m2 以下的最小亮度。若超過此亮度值，色再現性降低。最大亮度是指全白畫面時的亮度。假想為一般視聽環境之液晶電視的情況，顯示裝置的最大亮度為450~550cd/m2 的範圍。若低於此範圍，畫面變暗而使液晶電視的觀看性降低。
使用大型顯示元件之液晶電視用的顯示裝置所要求的性能為對比度1000:1以上、最大亮度500cd/m2 以上。可將其視為顯示裝置的「要求性能」。第4圖的線1(T<42.3%)及線2(T≧42.3%)表示為了達成該顯示裝置的要求性能所需之偏光膜偏光性能的界限值。線1及線2是根據第5圖所示的背光側及觀看側之偏光膜組合而經由以下模擬所求出。
液晶電視用的顯示裝置之對比度和最大亮度，可根據光源(背光單元)的光量、配置於背光側和觀看側之兩個偏光膜的透過率、液晶顯示面板的透過率、背光側和觀看側之兩個偏光膜的偏光度、液晶顯示面板的消偏光率而算出。使用一般液晶電視的光源之光量(10,000cd/m2 )、液晶顯示面板的透過率(13%)、及消偏光率(0.085%)的基礎數值，將不同偏光性能的偏光膜加以組合，對於各組合算出液晶電視用的顯示裝置之對比度和最大亮度，藉此導出能滿足要求性能之第4圖的線1及線2。亦即，若使用未到達線1及線2之偏光膜，顯示裝置的對比度成為1000:1以下，最大亮度成為500cd/m2 以下。用來算出的公式如下所述。
式(1)是為了求出顯示裝置的對比度，式(2)是為了求出顯示裝置的最大亮度。式(3)是為了求出偏光膜的二色比。
式(1):CRD=Lmax/Lmin
式(2):Lmax=(LB×Tp-(LB/2×k1B×DP/100)/2×(k1F-k2F))×Tcell/100
式(3)：DR=Ak2 /Ak1 =log(k2)/log(k1)=log(Ts/100×(1-P/100)/TPVA )/log(Ts/100×(1+P/100)/TPVA )
在此，
Lmin=(LB×Tc+(LB/2×k1B×DP/100)/2×(k1F-k2F))×Tcell/100
Tp=(k1B×k1F+k2B×k2F)/2×TPVA
Tc=(k1B×k2F+k2B×k1F)/2×TPVA
k1=Ts/100×(1+P/100)/TPVA
k2=Ts/100×(1-P/100)/TPVA
CRD：顯示裝置的對比度
Lmax：顯示裝置的最大亮度
Lmin：顯示裝置的最小亮度
DR：偏光膜的二色比
Ts：偏光膜的單體透過率
P：偏光膜的偏光度
k1：第1主透過率
k2：第2主透過率
k1F：觀看側偏光膜的k1
k2F：觀看側偏光膜的k2
k1B：背光側偏光膜的k1
k2B：背光側偏光膜的k2
Ak1 ：偏光膜的透過軸方向之吸光度
Ak2 ：偏光膜的吸收軸方向之吸光度
LB：光源的光量(10000cd/m2 )
Tc：偏光膜之正交透過率(觀看側偏光板與背光側偏光板的組合)
Tp：偏光膜之平行透過率(觀看側偏光板與背光側偏光板的組合)
Tcell：模組的透過率(13%)
DP：模組的消偏光率(0.085%)
TPVA ：未吸附碘之PVA薄膜的透過率(0.92)。
第4圖的線1(T<42.3%)，是由第5圖之位於標示為偏光膜3的直線上之偏光膜的偏光性能所導出。屬於第5圖的偏光膜3之偏光膜當中，偏光性能以座標(T、P)=(42.1%、99.95%)表示的點D(白圈)的偏光膜D，當將其運用於液晶電視用的顯示裝置之背光側及觀看側這兩側的情況，可達成要求性能。
然而，即使同樣是屬於偏光膜3之偏光膜，將位於單體透過率低(更暗)區域之三個偏光膜A(T=40.6%、P=99.998%)、B(T=41.1%、P=99.994%)、或C(T=41.6%,P=99.98%)運用於背光側及觀看側這兩側的情況，都無法達成要求性能。當作為背光側及觀看側之任一方的偏光膜是採用偏光膜A、B、或C的情況，為了達成要求性能，例如作為另一方的偏光膜必須採用：屬於偏光膜4之偏光膜E、屬於偏光膜5之偏光膜F、或屬於偏光膜7之偏光膜G等之比偏光膜3的單體透過率更高而至少偏光度99.9%以上之偏光性能優異的偏光膜。
第5圖所示的偏光膜1~7之偏光性能，是根據式(3)而算出。使用式(3)可從作為偏光膜偏光性能的指標之二色比(DR)算出單體透過率T和偏光度P。二色比，是將偏光膜的吸收軸方向之吸光度除以透過軸方向的吸光度之數值。該數值越高表示偏光性能越優異。例如可算出，偏光膜3為具有二色比約94的偏光性能之偏光膜。低於此數值的偏光膜，無法達成要求性能。
此外，作為背光側及觀看側之任一方側的偏光膜，當使用比偏光膜3的偏光性能更差，例如屬於偏光膜1之偏光膜H(41.0%、99.95%)或屬於偏光膜2之偏光膜J(42.0%、99.9%)的情況，從式(1)(2)可知，為了達成要求性能，例如作為另一方側的偏光膜必須採用屬於偏光膜6之偏光膜I(43.2%、99.95%)或屬於偏光膜7之偏光膜K(42.0%、99.998%)等之比偏光膜3的偏光性能更優異的偏光膜。
為了達成液晶電視用的顯示裝置之要求性能，背光側及觀看側之任一方側的偏光膜之偏光性能，至少必須比偏光膜3更優異。第4圖的線1(T<42.3%)表示其下限值。另一方面，第4圖的線2(T≧42.3%)表示偏光度P的下限值。作為背光側及觀看側之任一方側的偏光膜是採用偏光度P99.9%以下的偏光膜的情況，作為另一方側的偏光膜不管是採用偏光性能多麼優異的偏光膜都無法達成要求性能。
結論是，要想達成作為使用大型顯示元件之液晶電視用的顯示裝置所要求的偏光性能的情況，其期望條件為：背光側及觀看側之任一方側的偏光膜之偏光性能位於至少超過線1(T<42.3%)及線2(T≧42.3%)所表示的界限的區域，更具體的說是具有比偏光膜3更優異的偏光性能，而為偏光度99.9%以上的偏光膜。
相對於此，適用於有機EL顯示裝置之偏光膜，其使用目的大多為，主要與114波長相位差薄膜組合而形成圓偏光以遮斷內部反射光，在此情況，是使用一片偏光膜。因此，與使用兩片偏光膜之透過型液晶顯示裝置的情況不同，適用於有機EL顯示裝置之偏光膜，如前述般所要求的光學要求特性不同，當單體透過率為T、偏光度為P時，成為T≧42.5及P≧99.5所表示的條件。在第4圖，適用於有機EL顯示裝置之偏光膜的要求特性以假想線表示。
[與偏光膜的製造有關的實施例]
本發明之光學薄膜積層體所使用之偏光膜的實施例包含實施例1~18。該等實施例所製造之偏光膜的製造條件顯示於第27圖及第28圖。再者，作為對比例而作成參考例及比較例。第29圖的表，係顯示第1段的空中高溫延伸後之實施例1~18及參考例1~3的延伸積層體各個之PET樹脂基材的配向函數值。
[實施例1]
作為非晶性酯系熱塑性樹脂基材，是製作出讓6mol%的異苯二甲酸進行共聚後之異苯二甲酸共聚合聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱「非晶性PET」)之連續帶體的基材。非晶性PET的玻璃轉移溫度為75℃。連續帶體的非晶性PET基材及聚乙烯醇(以下稱「PVA」)層所構成的積層體是如下述般製作出。附帶一提，PVA的玻璃轉移溫度為80℃。
準備好厚度200μm的非晶性PET基材，以及將聚合度1000以上、皂化度99%以上的PVA粉末溶解於水中而構成的4~5重量%濃度的PVA水溶液。接下來，在上述厚度200μm的非晶性PET基材上塗布PVA水溶液，以50~60℃的溫度進行乾燥，藉此在非晶性PET基材上形成厚度7μm的PVA層。以下，將其稱為「在非晶性PET基材形成有7μm厚的PVA層之積層體」或「含有7μm厚的PVA層之積層體」或是簡稱為「積層體」。
將含有7μm厚的PVA層之積層體，經由包含空中輔助延伸及硼酸水中延伸的2段延伸步驟之以下步驟，製造出3μm厚的偏光膜。藉由第1段的空中輔助延伸步驟，將含有7μm厚的PVA層之積層體與非晶性PET基材一體地延伸，而生成含有5μm厚的PVA層之延伸積層體。以下將其稱為「延伸積層體」。具體而言，延伸積層體，是將含有7μm厚的PVA層之積層體裝設在設定成130℃的延伸溫度環境之烘箱內所配置的延伸裝置上，以延伸倍率成為1.8倍的方式進行自由端單軸延伸。藉由該延伸處理，使延伸積層體內的PVA層改變成讓PVA分子配向後之5μm厚的PVA層。
接著，藉由染色步驟，生成在讓PVA分子配向後之5μm厚的PVA層吸附碘後之著色積層體。以下將其稱為「著色積層體」。具體而言，著色積層體，是在液溫30℃之含有碘及碘化鉀之染色液中，以最終生成之構成偏光膜的PVA層之單體透過率成為40~44%的方式將延伸積層體浸漬任意的時間，藉此讓延伸積層體所含的PVA層吸附碘。在本步驟，染色液以水為溶媒，碘濃度設定在0.12~0.30重量%的範圍內，碘化鉀濃度設定在0.7~2.1重量%的範圍內。碘和碘化鉀的濃度比為1對7。
附帶一提，為了讓碘溶解於水中必須使用碘化鉀。更詳細的說，藉由在碘濃度0.30重量%、碘化鉀濃度2.1重量%的染色液中將延伸積層體浸漬60秒鐘，而生成在讓PVA分子配向後之5μm厚的PVA層吸附碘而構成之著色積層體。在實施例1中，藉由改變在碘濃度0.30重量%、碘化鉀濃度2.1重量%的染色液中延伸積層體的浸漬時間，而以最終生成之偏光膜的單體透過率成為40~44%的方式調整碘吸附量，藉此生成不同單體透過率、偏光度之各種的著色積層體。
進一步，藉由第2段的硼酸水中延伸步驟，將著色積層體與非晶性PET基材一體地進一步延伸，而生成包含3μm厚的構成偏光膜之PVA層之光學薄膜積層體。以下將其稱為「光學薄膜積層體」。具體而言，光學薄膜積層體，是將著色積層體裝設在設定成液溫範圍60~85℃的硼酸水溶液(含有硼酸及碘化鉀)之處理裝置內所配置的延伸裝置上，以延伸倍率成為3.3倍的方式進行自由端單軸延伸而成。更詳細的說，硼酸水溶液的液溫為65℃。此外，相對於水100重量份，硼酸含量為4重量份，碘化鉀含量為5重量份。
在本步驟，是將調整碘吸附量後之著色積層體首先以5~10秒鐘浸漬於硼酸水溶液。然後，將該著色積層體通過配置於處理裝置之延伸裝置(不同周速之複數組的輥間)，在30~90秒鐘內以延伸倍率成為3.3倍的方式進行自由端單軸延伸。藉由該延伸處理，使著色積層體所含的PVA層改變成，所吸附的碘以聚碘離子錯合物的形態朝單方向高度配向之3μm厚的PVA層。該PVA層是構成光學薄膜積層體的偏光膜。
以上的實施例1，首先將在非晶性PET基材形成有7μm厚的PVA層而成之積層體，藉由延伸溫度130℃的空中輔助延伸而生成延伸積層體，接下來將延伸積層體經由染色而生成著色積層體，然後將著色積層體藉由延伸溫度65度的硼酸水中延伸而以總延伸倍率成為5.94倍的方式生成包含3μm厚的PVA層(與非晶性PET基材一體地延伸)之光學薄膜積層體。如此般藉由2段延伸而將形成於非晶性PET基材上之PVA層的PVA分子予以高度配向，使藉由染色所吸附的碘以聚碘離子錯合物的形態朝單方向高度配向，而生成包含構成偏光膜之3μm厚的PVA層之光學薄膜積層體。
雖不是光學薄膜積層體製造所必須的步驟，可藉由洗淨步驟，將光學薄膜積層體從硼酸水溶液取出，將形成於非晶性PET基材上之3μm厚的PVA層表面所附著之硼酸利用碘化鉀水溶液進行洗淨。然後，將洗淨後的光學薄膜積層體藉由使用60℃溫風之乾燥步驟而進行乾燥。又洗淨步驟，是為了去除硼酸析出等的外觀不良而進行的步驟。
接下來，藉由貼合及/或轉印步驟，在形成於非晶性PET基材上之3μm厚的PVA層表面塗布接合劑，並貼合80μm厚的TAC(三醋酸纖維素系)薄膜後，將非晶性PET基材剝離，藉此將3μm厚的PVA層轉印在80μm厚的TAC(三醋酸纖維素系)薄膜上。
[實施例2]
實施例2，是與實施例1的情況同樣的，首先生成在非晶性PET基材形成有7μm厚的PVA層之積層體，接著，將含有7μm厚的PVA層之積層體藉由空中輔助延伸以倍率成為1.8倍的方式進行延伸而生成延伸積層體，然後，將延伸積層體浸漬於液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液中，藉此生成含有吸附碘後的PVA層之著色積層體。實施例2，與實施例1的不同點在於包含以下的交聯步驟。該交聯步驟，是將著色積層體在40℃的硼酸交聯水溶液中浸漬60秒鐘，藉此對吸附碘後的PVA層的PVA分子彼此實施交聯處理。本步驟的硼酸交聯水溶液，相對於水100重量份，硼酸含量為3重量份，碘化鉀含量為3重量份。
實施例2的交聯步驟，至少可謀求3個技術作用。第1作用，是在後步驟之硼酸水中延伸時讓著色積層體所含之薄膜化PVA層不致溶解之不溶化作用。第2作用，是讓PVA層上所著色的碘不致溶出之著色安定化作用。第3作用，是藉由讓PVA層的分子彼此交聯而生成節點之節點生成作用。
實施例2，接著將交聯後的著色積層體浸漬在比實施例1的延伸溫度65℃更高溫之75℃硼酸水中延伸浴中，藉此與實施例1的情況同樣的，以延伸倍率成為3.3倍進行延伸而生成光學薄膜積層體。又實施例2的洗淨步驟、乾燥步驟、貼合及/或轉印步驟都是與實施例1的情況相同。
又為了使硼酸水中延伸步驟之前的交聯步驟所謀求的技術作用更為明確，當將實施例1之未交聯的著色積層體浸漬於延伸溫度70~75℃的硼酸水中延伸浴的情況，著色積層體所含的PVA層會在硼酸水中延伸浴溶解而無法進行延伸。
[實施例3]
實施例3，是與實施例1的情況同樣的，首先生成在非晶性PET基材形成有7μm厚的PVA層之積層體，接著將含有7μm厚的PVA層之積層體藉由空中輔助延伸以倍率成為1.8倍的方式進行延伸而生成延伸積層體。實施例3與實施例1的不同點在於包含以下的不溶化步驟。該不溶化步驟，是將延伸積層體在液溫30℃的硼酸不溶化水溶液中浸漬30秒鐘，藉此使延伸積層體所含之讓PVA分子配向後的PVA層變得不溶化。本步驟之硼酸不溶化水溶液，相對於水100重量份，硼酸含量為3重量份。實施例3之不溶化步驟所謀求的技術作用，是至少在後步驟的染色步驟時，為了避免延伸積層體所含之PVA層溶解而使其變得不溶化。
實施例3，接著將實施不溶化後的延伸積層體與實施例1的情況同樣的，浸漬於液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液中，以生成包含吸附碘之PVA層的著色積層體。然後，將所生成的著色積層體浸漬於與實施例1同樣的延伸溫度65℃之硼酸水中延伸浴，藉此與實施例1的情況同樣的以延伸倍率成為3.3倍的方式進行延伸，而生成光學薄膜積層體。又實施例3之洗淨步驟、乾燥步驟、貼合及/或轉印步驟都是與實施例1的情況相同。
又為了使染色步驟之前的不溶化步驟所謀求之技術作用更為明確，首先將實施例1之未實施不溶化的延伸積層體藉由染色而生成著色積層體，當將所生成的著色積層體浸漬於延伸溫度70~75℃之硼酸水中延伸浴的情況，著色積層體所含的PVA層如實施例2所示般，會在硼酸水中延伸浴溶解而無法進行延伸。
接著，以水為溶媒，取代碘濃度0.30重量%之實施例1的染色液，使用碘濃度0.12~0.25重量%而其他條件未改變的染色液，當在該染色液中浸漬實施例1之未實施不溶化的延伸積層體的情況，延伸積層體所含的PVA層會在染色浴中溶解而無法進行染色。然而，在使用實施例3之實施不溶化後的延伸積層體的情況，即使染色液的碘濃度為0.12~0.25重量%，PVA層仍不會溶解而能對PVA層進行染色。
即使染色液的碘濃度為0.12~0.25重量%仍能對PVA層進行染色之實施例3中，將延伸積層體在染色液中的浸漬時間設定成一定，讓染色液的碘濃度及碘化鉀濃度在實施例1所示之一定範圍內變化，以最終生成的偏光膜之單體透過率成為40~44%的方式調整碘吸附量，而生成不同單體透過率、偏光度之各種著色積層體。
[實施例4]
實施例4，是在實施例1的製造步驟追加實施例3的不溶化步驟及實施例2的交聯步驟，而藉由該製造步驟生成光學薄膜積層體。首先生成在非晶性PET基材形成有7μm厚的PVA層之積層體，接著將含有7μm厚的PVA層之積層體藉由空中輔助延伸以延伸倍率成為1.8倍的方式進行自由端單軸延伸而生成延伸積層體。實施例4，是與實施例3的情況同樣的，藉由將所生成的延伸積層體在液溫30℃的硼酸不溶化水溶液中浸漬30秒鐘之不溶化步驟，使延伸積層體所含之讓PVA分子配向後的PVA層變得不溶化。實施例4，進一步將包含實施不溶化後的PVA層之延伸積層體，與實施例3的情況同樣的浸漬在液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液中，藉此生成包含吸附碘的PVA層之著色積層體。
實施例4，是與實施例2的情況同樣的，藉由將所生成的著色積層體在40℃的硼酸交聯水溶液中浸漬60秒鐘之交聯步驟，讓吸附碘之PVA層的PVA分子彼此交聯。實施例4進一步將交聯後的著色積層體，在比實施例1的延伸溫度65℃更高溫之75℃硼酸水中延伸浴中浸漬5~10秒鐘，與實施例2的情況同樣的以延伸倍率成為3.3倍的方式進行自由端單軸延伸而生成光學薄膜積層體。又實施例4的洗淨步驟、乾燥步驟、貼合及/或轉印步驟都是與實施例1~3的情況相同。
此外，實施例4是與實施例3的情況同樣的，即使染色液的碘濃度為0.12~0.25重量%，PVA層仍不會溶解。在實施例4中，將延伸積層體在染色液中的浸漬時間設定成一定，讓染色液的碘濃度及碘化鉀濃度在實施例1所示之一定範圍內變化，以最終生成的偏光膜之單體透過率成為40~44%的方式調整碘吸附量，而生成不同單體透過率、偏光度之各種著色積層體。
以上的實施例4，首先生成在非晶性PET基材形成有7μm厚的PvA層之積層體，接著將含有7μm厚的PVA層之積層體藉由空中輔助延伸以延伸倍率成為1.8倍的方式進行自由端單軸延伸而生成延伸積層體。將所生成的延伸積層體在液溫30℃的硼酸不溶化水溶液浸漬30秒鐘而使延伸積層體所含的PVA層變得不溶化。將包含實施不溶化後的PVA層之延伸積層體浸漬於液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液中，藉此生成讓實施不溶化後的PVA層吸附碘之著色積層體。將包含吸附碘的PVA層之著色積層體在40℃的硼酸交聯水溶液浸漬60秒鐘，藉此讓吸附碘的PVA層之PVA分子彼此交聯。將包含交聯後的PVA層之著色積層體在含有硼酸及碘化鉀之液溫75℃的硼酸水中延伸溶浸漬5~10秒鐘，然後藉由硼酸水中延伸以倍率成為3.3倍的方式進行自由端單軸延伸而生成光學薄膜積層體。
實施例4，如此般藉由進行空中高溫延伸及硼酸水中延伸所組成的2段延伸、浸漬於染色浴之前的不溶化處理及硼酸水中延伸之前的交聯處理所構成的前處理，使形成於非晶性PET基材上PVA層的PVA分子高度配向，使藉由染色而確實地吸附於PVA分子上的碘以聚碘離子錯合物的形態朝單方向進行高度配向，而能穩定地生成包含構成偏光膜之3μm厚的PVA層之光學薄膜積層體。
[實施例5]
實施例5，除以下的不同點外，是與與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於非晶性PET基材上所形成之PVA層厚度。實施例4，是形成7μm厚的PVA層，且最終在光學薄膜積層體所含的PVA層為3μm厚。相對於此，實施例5是形成12μm厚的PVA層，且最終在光學薄膜積層體所含的PVA層為5μm厚。
[實施例6]
實施例6除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，非晶性PET基材所使用的聚合單體。實施例4是使用讓異苯二甲酸與PET進行共聚之非晶性PET基材。相對於此，實施例6則是使用讓作為變性基之1,4-環己烷二甲醇與PET進行共聚之非晶性PET基材。
[實施例7]
實施例7，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，以總延伸倍率成為6倍或接近6倍的方式讓空中輔助延伸及硼酸水中延伸的延伸倍率分別變化。實施例4之空中輔助延伸及硼酸水中延伸的延伸倍率分別為1.8倍及3.3倍。相對於此，實施例7之延伸倍率分別為1.2倍及4.9倍。實施例4之總延伸倍率為5.94倍。相對於此，實施例7的總延伸倍率為5.88倍。這是因為硼酸水中延伸時無法進行延伸倍率4.9倍以上的延伸。
[實施例8]
實施例8，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，以總延伸倍率成為6倍的方式讓空中輔助延伸及硼酸水中延伸的延伸倍率分別變化。實施例8之延伸倍率分別為1.5倍及4.0倍。
[實施例9]
實施例9，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，以總延伸倍率成為6倍的方式讓空中輔助延伸及硼酸水中延伸的延伸倍率分別變化。實施例9之延伸倍率分別為2.5倍及2.4倍。
[實施例10]
實施例10，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，在實施例4的情況將空中輔助延伸的延伸溫度設定成130℃，相對於此，在實施例10將空中輔助延伸的延伸溫度設定成95℃。
[實施例11]
實施例11，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，在實施例4的情況將空中輔助延伸的延伸溫度設定成130℃，相對於此，在實施例11將空中輔助延伸的延伸溫度設定成110℃。
[實施例12]
實施例12，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，在實施例4的情況將空中輔助延伸的延伸溫度設定成130℃，相對於此，在實施例12將空中輔助延伸的延伸溫度設定成150℃。
[實施例13]
實施例13，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，使空中輔助延伸的延伸倍率改變成1.8倍且硼酸水中延伸的延伸倍率改變成2.8倍。相對於實施例4的情況總延伸倍率為約6倍(正確為5.94倍)，在實施例13的情況，藉此使總延伸倍率成為約5倍(正確為5.04倍)。
[實施例14]
實施例14，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，使空中輔助延伸的延伸倍率改變成1.8倍且硼酸水中延伸的延伸倍率改變成3.1倍。相對於實施例4的情況總延伸倍率為約6倍(正確為5.94倍)，在實施例14的情況，藉此使總延伸倍率成為約5.5倍(正確為5.58倍)。
[實施例15]
實施例15，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，使空中輔助延伸的延伸倍率改變成1.8倍且硼酸水中延伸的延伸倍率改變成3.6倍。相對於實施例4的情況總延伸倍率為約6倍(正確為5.94倍)，在實施例15的情況，藉此使總延伸倍率成為約6.5倍(正確為6.48倍)。
[實施例16]
實施例16，除以下的不同點外，是以與實施例4同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於空中輔助延伸的延伸方法。實施例4是藉由空中輔助延伸而以延伸倍率成為1.8倍的方式進行自由端單軸延伸。相對於此，實施例16是藉由空中輔助延伸，以延伸倍率成為1.8倍的方式進行固定端單軸延伸。
[實施例17]
實施例17，除以下的不同點外，是以與實施例16同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，使空中輔助延伸的延伸倍率改變成1.8倍且硼酸水中延伸的延伸倍率改變成3.9倍。相對於實施例16的情況總延伸倍率為約6倍(正確為5.94倍)，在實施例17的情況，藉此使總延伸倍率成為約7倍(正確為7.02倍)。
[實施例18]
實施例18，除以下的不同點外，是以與實施例16同樣的條件製造光學薄膜積層體。不同點在於，使空中輔助延伸的延伸倍率改變成1.8倍且硼酸水中延伸的延伸倍率改變成4.4倍。相對於實施例16的情況總延伸倍率為約6倍(正確為5.94倍)，在實施例18的情況，藉此使總延伸倍率成為約8倍(正確為7.92倍)。
[比較例1]
比較例1，是以與實施例4同樣的條件，在200μm厚的非晶性PET基材上塗布PVA水溶液，讓其乾燥而生成在非晶性PET基材形成有7μm厚的PVA層之積層體。接著，藉由延伸溫度設定成130℃的空中高溫延伸，將含有7μm厚的PVA層之積層體以延伸倍率成為4.0倍的方式進行自由端單軸延伸而生成延伸積層體。藉由該延伸處理，使延伸積層體所含的PVA層改變成讓PVA分子配向後之3.5μm厚的PVA層。
接著，將延伸積層體實施染色處理，在讓PVA分子配向後之3.5μm厚的PVA層吸附碘而生成著色積層體。具體而言，著色積層體，是在液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液中，以最終生成的構成偏光膜之PVA層的單體透過率成為40~44%的方式將延伸積層體浸漬任意時間，藉此讓延伸積層體所含的PVA層吸附碘。如此般，調整讓PVA分子配向後之PVA層上的碘吸附量，以生成不同單體透過率及偏光度之各種著色積層體。
進一步對著色積層體實施交聯處理。具體而言，在液溫40℃，在相對於水100重量份含有硼酸3重量份及碘化鉀3重量份之硼酸交聯水溶液中，浸漬60秒鐘，藉此對著色積層體實施交聯處理。比較例1之實施交聯處理後的著色積層體是相當於實施例4之光學薄膜積層體。因此，洗淨步驟、乾燥步驟、貼合及/或轉印步驟都是與實施例4的情況相同。
[比較例2]
比較例2，是將比較例1的延伸積層體，以與比較例1同樣的條件以延伸倍率成為4.5倍、5.0倍、6.0倍的方式進行延伸而生成延伸積層體。比較表中顯示，包含比較例1及比較例2而在200μm厚的非晶性PET基材及該非晶性PET基材上所形成的PVA層發生的現象。如此可確認出，延伸溫度130℃的空中高溫延伸之延伸倍率以4.0倍為極限。
[與延伸有關之技術背景]
第18圖~第22圖都是根據實驗的結果。首先參照第18圖，第18圖是根據實驗而顯示：結晶性PET、非晶性PET、PVA系樹脂各個的延伸溫度與可延伸倍率之相對關係。
在第18圖中，粗線表示隨著延伸溫度變化而造成之非晶性PET的可延伸倍率變化。非晶性PET之Tg約75℃，在Tg以下的溫度無法進行延伸。從圖中可看出，藉由空中高溫的自由端單軸延伸，在超過約110℃的點可延伸至7.0倍以上。另一方面，第18圖的細線表示隨著延伸溫度變化而造成之結晶性PET的可延伸倍率變化。結晶性PET之Tg約80℃，在Tg以下的溫度無法進行延伸。
接著參照第19圖，在圖中表示，隨著聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的Tg和熔點Tm間的溫度變化而造成之結晶性PET、非晶性PET各個的結晶化速度變化。從第19圖可理解，在80℃~110℃左右呈無定形狀態之結晶性PET，在120℃左右會急速地結晶化。
此外，從第18圖可明白，在結晶性PET，空中高溫的自由端單軸延伸之可延伸倍率以4.5~5.5倍為上限。而且，適用的延伸溫度相當限定，約90℃~約110℃的溫度範圍。
第29圖係顯示，使用結晶性PET進行空中高溫的自由端單軸延伸的例子(參考例1~3)。其等都是，將在厚度200μm的結晶性PET基材上形成有厚度7μm的PVA層之積層體，藉由空中高溫延伸而生成之厚度3.3μm的偏光膜。但各個的延伸溫度不同，關於延伸溫度，參考例1為110℃，參考例2為100℃，參考例3為90℃。在此應注目的是可延伸倍率。參考例1的延伸倍率界限為4.0倍，參考例2及3為4.5倍。最終由於積層體本身斷裂，因此無法進行進一步的延伸處理。然而，該結果並無法否定，結晶性PET基材上所形成之PVA系樹脂層本身的可延伸倍率會造成影響。
於是參照第18圖，該圖中的虛線表示屬於PVA系樹脂之PVA的可延伸倍率。PVA系樹脂Tg為75~80℃，在Tg以下無法將PVA系樹脂構成的單層體進行延伸。從第18圖可明白，藉由空中高溫的自由端單軸延伸，PVA系樹脂構成的單層體之可延伸倍率以5.0倍為極限。根據這些數據，讓本發明人等明白以下的事情。亦即，根據結晶性PET及PVA系樹脂各個的延伸溫度及可延伸倍率的關係，包含結晶性PET基材上所形成的PVA系樹脂層之積層體藉由空中高溫的自由端單軸延伸之可延伸倍率，在90~110℃的延伸溫度範圍內以4.0~5.0倍為極限。
接著，將在非晶性PET基材上塗布形成PVA系樹脂層後之積層體藉由空中高溫進行自由端單軸延伸的事例，以比較例1及2的形態顯示於以下的表1中。非晶性PET基材之延伸溫度沒有界限。比較例1，是將包含在200μm厚的非晶性PET基材上所形成之7μm厚的PVA系樹脂層之積層體，藉由延伸溫度設定成130℃之空中高溫的自由端單軸延伸而生成偏光膜。這時的延伸倍率為4.0倍。
參照表1，比較例2是與比較例1同樣的，將在200μm厚的非晶性PET基材所形成之7μm厚的PVA系樹脂層，以延伸倍率成為4.5倍、5.0倍、6.0倍的方式分別進行延伸而生成的偏光膜。各比較例都是，如表1所示般，在非晶性PET基材的情況，會在薄膜的面內發生延伸不均一、或是發生斷裂，另一方面，當延伸倍率4.5倍時PVA系樹脂層會發生斷裂。如此可確認出，藉由延伸溫度130℃的空中高溫延伸，PVA系樹脂層的延伸倍率界限為4.0倍。
參考例1~3雖然延伸溫度不同，但都是對於在結晶性PET基材上形成有PVA系樹脂層之積層體，藉由實施4.0~4.5倍的延伸處理而讓PVA分子配向，讓薄膜化的PVA系樹脂層吸附碘而生成著色積層體。具體而言，以最終生成的構成偏光膜之PVA系樹脂層的單體透過率成為40~44%的方式，在液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液中將延伸積層體浸漬任意時間，藉此讓延伸積層體所含的PVA系樹脂層吸附碘。藉由調整薄膜化的PVA系樹脂層之碘吸附量，而生成不同單體透過率T及偏光度P之各種的偏光膜。
參照第26圖，26圖中之線1及線2，是用來規定適用於本發明的光學顯示裝置之偏光膜所要求的光學特性，關於偏光度P和透過率T的關係，在線1、2上方的偏光膜可滿足所要求的光學特性。第26圖中，為了與線1、2對比而顯示參考例1~3的偏光膜之光學特性。從圖中可知，參考例1~3的偏光膜都無法滿足所要求的光學特性。其原因據推定為，結晶性PET基材上所形成之PVA系樹脂層，藉由空中高溫延伸雖能以一定程度讓PVA分子配向，但另一方面，空中高溫延伸會促進PVA分子的結晶化而阻礙非晶質部分的配向。
於是，本發明人等在本發明之前，已開發出PCT/JP2010/001460國際專利申請案所揭示的偏光膜及其製造方法。該申請案是著眼於水的可塑劑功能，亦即即使在Tg以下的延伸溫度仍能將包含PET基材上所形成的PVA系樹脂層之積層體進行延伸。該方法所製造之偏光膜的一例為比較例3。依據該方法，包含PET基材上所形成的PVA系樹脂層之積層體，能進行延伸倍率到5.0倍的延伸。
本發明人等之後進一步研究而確認出，延伸倍率界限為5.0倍的原因在於，PET基材是使用結晶性PET。由於包含PET基材上所形成的PVA系樹脂層之積層體是在Tg以下的硼酸水溶液進行延伸，原以為PET基材是結晶性或非晶性應不會對延伸作用產生太大的影響，但發現到，當使用非晶性PET的情況，積層體能以延伸倍率5.5倍進行延伸。在此情況，使用非晶性PET作為基材，採用與比較例3所示之偏光膜製造方法相同的方法的情況，延伸倍率界限可到達5.5倍的原因據推定為，非晶性PET基材可影響延伸倍率的限制。
關於比較例1，生成不同單體透過率T及偏光度P之各種的偏光膜。第26圖，是和參考例1~3一起顯示其等的光學特性。
第20圖顯示，本發明人等根據上述研究結果而構想之2段延伸當中的空中高溫延伸的延伸倍率和總合延伸倍率(以下稱「總延伸倍率」)的關係。橫軸表示進行自由端單軸延伸之延伸溫度130℃的空中延伸之延伸倍率。藉由以下所述之包含自由端一軸空中高溫延伸之2段式延伸處理，設空中高溫延伸前的長度(原長)為1，縱軸的總延伸倍率是表示最終延伸成原長的幾倍。例如，延伸溫度130℃的空中高溫延伸之延伸倍率為2倍，若下個延伸倍率為3倍的話，總延伸倍率成為6倍(2×3=6)。接續於空中高溫延伸之第2段延伸步驟，是在延伸溫度65℃的硼酸水溶液中進行之自由端單軸延伸(以下，將浸漬於硼酸水溶液中進行延伸的處理稱為「硼酸水中延伸」)。藉由組合這兩個延伸方法可獲得第20圖所示的結果。
第20圖的實線表示非晶性PET的可延伸倍率。非晶性PET的總延伸倍率，當未實施空中高溫延伸而直接進行硼酸水中延伸的情況，亦即空中高溫延伸倍率為1倍時，以5.5倍為極限。若進行極限以上的延伸，非晶性PET會斷裂。然而，該數值相當於非晶性PET的最小延伸倍率。非晶性PET的總延伸倍率，隨著空中高溫延伸時的延伸倍率增大而變大，其可延伸倍率超過10倍。
相對於此，第20圖的虛線表示非晶性PET上所形成之PVA系樹脂層的可延伸倍率。當未實施空中高溫延伸而直接進行硼酸水中延伸的情況，PVA系樹脂層的總延伸倍率是表示最大倍率的7倍。然而，隨著空中高溫延伸時的延伸倍率增大，PVA系樹脂層的總延伸倍率變小，在空中高溫延伸時的延伸倍率為3倍的點，PVA系樹脂層之總合延伸倍率低於6倍。若想要讓PVA系樹脂層的總合延伸倍率成為6倍，PVA系樹脂層會斷裂。從第20圖可明白，包含非晶性PET基材上所形成的PVA系樹脂層之積層體無法延伸的原因，對應於空中高溫的延伸倍率大小，起因於非晶性PET基材的原因會轉移成起因於PVA系樹脂層的原因。附帶一提，PVA的空中延伸倍率為4倍為止，無法進行4倍以上的延伸。可推定該倍率是相當於PVA的總延伸倍率。
在此參照第21圖。第21圖，是關於結晶性PET、非晶性PET及PVA系樹脂，顯示進行空中高溫延伸及硼酸水中延伸之2段延伸的情況之總可延伸倍率與空中高溫延伸的延伸溫度之關係，是根據實驗數據而獲得。第18圖中，關於結晶性PET、非晶性PET及PVA系樹脂，以空中高溫延伸的延伸溫度為橫軸，以空中高溫延伸的可延伸倍率為縱軸。第21圖與第18圖的不同點在於，橫軸為2倍的空中高溫延伸時的延伸溫度，以空中高溫延伸及硼酸水中延伸的總可延伸倍率為縱軸。
本發明所使用之偏光膜製造方法，如後述般是由空中高溫延伸及硼酸水中延伸之2段式延伸步驟的組合所構成。2段式延伸步驟的組合並不是能夠輕易想到的。經本發明人等長期間深入研究的結果驚人的發現，藉由該組合可同時解決以下所述的兩個技術課題。藉由在熱塑性樹脂基材形成PVA系樹脂層而進行延伸及染色以製造偏光膜的嘗試中，存在目前被認為無法解決之兩個技術課題。
第1個技術課題在於，會影響PVA系樹脂配向性的提昇之延伸倍率及延伸溫度，起因於熱塑性樹脂基材(用來在其上方形成PVA系樹脂)而受到大幅度的限制。
第2個技術課題在於，即使能克服延伸倍率及延伸溫度限制上的問題，在PVA系樹脂及作為熱塑性樹脂基材所使用之PET等，由於結晶性樹脂的結晶化與可延伸性是互相對立的物性，PVA系樹脂的延伸會因PVA系樹脂的結晶化而受到限制。
以下說明第1個課題。使用熱塑性樹脂基材來製造偏光膜的情況之限制，如第18圖所示般，是起因於延伸溫度為PVA系樹脂的Tg(約75~80℃)以上、延伸倍率4.5~5.0倍之PVA系樹脂的特性。作為熱塑性樹脂基材，若使用結晶性PET會將延伸溫度進一步限定在90~110℃。藉由將積層體進行空中高溫延伸，使該積層體所含的熱塑性樹脂基材上所形成之PVA系樹脂層薄膜化而成的偏光膜，被認為很難擺脫這種限制。
因此，本發明人等著眼於水的可塑劑功能，提出可取代空中高溫延伸之硼酸水中延伸方法。然而，即使是藉由延伸溫度60~85℃之硼酸水中延伸，若使用結晶性PET，其延伸倍率的界限為5.0倍，即使是使用非晶性PET的情況，延伸倍率的界限為5.5倍，仍無法擺脫起因於熱塑性樹脂基材的限制。如此，PVA分子的配向性提昇受到限制，薄膜化之偏光膜的光學特性也受到限制。這就是第1個技術課題。
第1技術課題之解決手段能藉由第22圖說明。第22圖是由兩個關連圖組成。一個是表示作為熱塑性樹脂基材所使用之PET的配向性之圖，另一個是表示PET的結晶化度之圖。各圖的橫軸都是代表空中高溫延伸及硼酸水中延伸之總延伸倍率。第22圖的虛線，表示硼酸水中延伸單獨的總延伸倍率。PET的結晶化度，不管是結晶性或非晶性，在延伸倍率4~5倍時都會急劇上昇。因此，即使是採用硼酸水中延伸的情況，延伸倍率以5倍或5.5倍為極限。在此的配向性成為上限，延伸張力會急劇上昇。結果變得無法延伸。
相對於此，第22圖的實線表示，以延伸溫度110℃、延伸倍率成為2倍的方式進行空中高溫的自由端單軸延伸，接著進行延伸溫度65℃的硼酸水中延伸的結果。不管是結晶性或非晶性，PET的結晶化度都與硼酸水中延伸單獨的情況不同而不會急劇上昇。結果，總可延伸倍率可提高至7倍。在此的配向性成為上限，延伸張力會急劇上昇。從第21圖可明白，這是因為第1段延伸方法採用空中高溫的自由端單軸延伸的結果。相對於此，如後述般，若藉由所謂固定端單軸延伸法(在延伸時限制與延伸方向垂直的方向之收縮)進行空中高溫延伸，總可延伸倍率可成為8.5倍。
在第22圖可確認出，作為熱塑性樹脂基材所使用之PET的配向性與結晶化度的關係，藉由空中高溫延伸之輔助延伸，不管是結晶性或非晶性都能抑制PET的結晶化。然而，參照表示輔助延伸溫度與PET配向性的關係之第23圖，作為熱塑性樹脂基材是使用結晶性PET的情況，輔助延伸後之結晶性PET的配向性，在90℃為0.30以上，在100℃為0.20以上，在110℃仍為0.10以上。若PET的配向性成為0.10以上，在硼酸水溶液中進行第2段的延伸時，延伸張力會上昇而使施加於延伸裝置的負荷變大，就製造條件而言並不理想。第23圖顯示作為熱塑性樹脂基材較佳為使用非晶性PET，又暗示出更佳為配向函數0.10以下的非晶性PET，特佳為0.05以下的非晶性PET。
第23圖的實驗數據，是表示1.8倍的空中高溫延伸之空中延伸溫度與作為熱塑性樹脂基材所使用之PET配向函數的關係。從第23圖可明白，在硼酸水溶液中能將延伸積層體以高倍率延伸之配向函數0.10以下的PET，是非晶性PET。特別是配向函數成為0.05以下時，在硼酸水溶液中進行第2段延伸時，不致對延伸裝置施加讓延伸張力上昇等的較大負荷，而能穩定地進行高倍率延伸。關於這點，根據第29圖所示之實施例1~18及參考例1~3的配向函數值也能容易地理解。
藉由解決第1技術課題，可去除起因於PET基材之延伸倍率上的限制，藉由使總延伸倍率高倍率化而能提昇PVA系樹脂的配向性。如此，可大幅改善偏光膜的光學特性。然而，本發明人等所達成之光學特性的改善不僅是這樣，還藉由解決第2技術課題而予以達成。
以下說明第2技術課題。PVA系樹脂及作為熱塑性樹脂基材之PET等的結晶性樹脂之一大特徵，一般而言是具有藉由加熱、延伸配向會使高分子排列而讓結晶化進展的性質。PVA系樹脂的延伸，會由於屬於結晶性樹脂之PVA系樹脂的結晶化而受到限制。結晶化與可延伸性為互相對立的物性，PVA系樹脂之結晶化進展會阻礙PVA系樹脂的配向性，這是一般的認知。這就是第2技術課題。作為解決該技術課題的手段，能用第24圖做說明。在第24圖，是將兩個實驗結果所算出之PVA系樹脂的結晶化度與PVA系樹脂的配向函數之關係以實線及虛線表示。
第24圖的實線，是表示以下試樣的PVA系樹脂之結晶化度與PVA系樹脂之配向函數的關係。試樣，首先以相同條件生成6個包含在非晶性PET基材上所形成的PVA系樹脂層之積層體。將所準備之6個包含PVA系樹脂層的積層體，分別在不同的延伸溫度80℃、95℃、110℃、130℃、150℃、及170℃，以成為同一延伸倍率1.8倍的方式藉由空中高溫延伸進行延伸，而生成含有PVA系樹脂層之延伸積層體。測定並解析所生成之各個延伸積層體所含的PVA系樹脂層之結晶化度及PVA系樹脂之配向函數。測定方法及解析方法的詳細內容隨後說明。
第24圖的虛線，與實線的情況同樣的，是表示以下試樣之PVA系樹脂之結晶化度與PVA系樹脂之配向函數的關係。首先以相同條件生成6個包含在非晶性PET基材上所形成的PVA系樹脂層之積層體，完成試樣之準備。將所準備之6個包含PVA系樹脂層的積層體，分別以成為不同延伸倍率1.2倍、1.5倍、1.8倍、2.2倍、2.5倍、及3.0倍的方式，在同一延伸溫度130℃藉由空中高溫延伸進行延伸，而生成含有PVA系樹脂層之延伸積層體。藉由後述方法測定並解析所生成之各個延伸積層體所含的PVA系樹脂層之結晶化度及PVA系樹脂之配向函數。
從第24圖的實線可知，將空中高溫延伸的延伸溫度設定成較高時，可提昇延伸積層體所含的PVA系樹脂層之配向性。此外，從第24圖的虛線可知，將空中高溫延伸的延伸倍率設定成高倍率時，可提昇延伸積層體所含之PVA系樹脂層的配向性。在進行第2段的硼酸水中延伸前，藉由提高PVA系樹脂的配向性，亦即藉由提高PVA系樹脂的結晶化度，結果能使硼酸水中延伸後之PVA系樹脂的配向性也變高。藉由使PVA系樹脂的配向性變高，結果讓聚碘離子的配向性也變高(從後述實施例之T-P圖也能確認出)。
藉由將第1段的空中高溫延伸之延伸溫度設定成較高或將延伸倍率設定成更高倍率，能使藉由第2段的硼酸水中延伸所生成之PVA系樹脂層之PVA分子的配向性變得更高，而獲得這種無法預期的優異結果。
參照第24圖所示之PVA系樹脂的結晶化度(橫軸)。在將包含PVA系樹脂層之延伸積層體浸漬於染色用的水溶液之著色步驟，為了在避免發生PVA系樹脂層溶解等的異常下生成著色積層體，至少PVA系樹脂層的結晶化度宜為27%以上。如此可避免讓PVA系樹脂層溶解而將PVA系樹脂層染色。此外，藉由將PVA系樹脂層的結晶化度設定成30%以上，能使硼酸水溶液中的延伸溫度成為更高溫。如此能將著色積層體穩定地延伸，而能穩定地製作出偏光膜。
另一方面，若PVA系樹脂層的結晶化度成為37%以上，染色性降低而必須增加染色濃度，造成使用材料增加且染色時間費時，而可能導致生產性降低。此外，若PVA系樹脂層的結晶化度成為40%以上，在硼酸水溶液中進行延伸處理時，可能發生PVA系樹脂層斷裂等的異常。因此，PVA系樹脂的結晶化度較佳為設定成27%以上40%以下。更佳為設定成30%以上37%以下。
接著，參照第24圖的PVA系樹脂層之配向函數(縱軸)。為了使用非晶性PET的樹脂基材製作高性能的偏光膜，至少PVA系樹脂層的配向函數宜為0.05以上。此外，若PVA系樹脂層的配向性成為0.15以上，包含PVA系樹脂層之著色積層體在硼酸水溶液中的延伸倍率可降低。如此可製作出更寬的偏光膜。
另一方面，若PVA系樹脂層的配向函數成為0.30以上，染色性降低而必須增加染色濃度，造成使用材料增加且染色時間費時，而可能導致生產性降低。此外，若PVA系樹脂層的配向函數成為0.35以上，在硼酸水溶液中進行延伸處理時可能發生PVA系樹脂層斷裂等的異常。因此，PVA系樹脂層的配向函數較佳為設定成0.05以上0.35以下。更佳為設定成0.15以上0.30以下。
第1技術課題之解決手段，是將包含非晶性PET基材上所形成之PVA系樹脂層的積層體，事先藉由第1段的空中高溫延伸而進行預備或輔助延伸，藉此使第2段的硼酸水中延伸時之非晶性PET基材的延伸倍率不受限制，而能將PVA系樹脂層予以高倍率地延伸，如此能充分地提高PVA的配向性。
此外，第2技術課題的解決手段，是事先將第1段空中高溫延伸的延伸溫度預備或輔助地設定成更高溫度，或將延伸倍率預備或輔助地設定成更高倍率，藉此讓第2段硼酸水中延伸所生成之PVA系樹脂層的PVA分子的配向性變得更高極獲得無法預期的結果。不管是哪個情況，對於第2段的硼酸水中延伸，第1段的空中高溫延伸都是定位成預備或輔助的空中延伸手段。以下，為了與第2段的硼酸水中延伸對比而將「第1段的空中高溫延伸」稱為「空中輔助延伸」。
關於進行「空中輔助延伸」所產生之第2技術課題的解決機制，可推定如下。將空中輔助延伸設定成越高溫或越高倍率，從第24圖可確認出，空中輔助延伸後之PVA系樹脂的配向性越高。據推定其主要原因在於，越高溫或越高倍率時，會在PVA系樹脂的結晶化進展下進行延伸，而在局部形成交聯點的狀態下進行延伸。結果可提高PVA系樹脂的配向性。據推定，事先在硼酸水中延伸之前藉由空中輔助延伸而提昇PVA系樹脂的配向性，當浸漬於硼酸水溶液時，硼酸容易與PVA系樹脂交聯，能以硼酸成為節點的狀態進行延伸。結果在硼酸水中延伸後，PVA系樹脂的配向性也會變高。
綜合以上說明，藉由依據空中輔助延伸及硼酸水中延伸所組成的2段延伸步驟進行延伸所獲得的偏光膜，厚度為10μm以下，以單體透過率T及偏光度P表示的光學特性可滿足下式
P>-(100.929T-42.4 -1)×100(其中，T<42.3)、及P≧99.9(其中，T≧42.3)
的條件，或是當單體透過率為T、偏光度為P時，滿足T≧42.5及P≧99.5所表示的條件。雙色性物質可為碘、或碘和有機染料的混合物。
單體透過率為T、偏光度為P時之光學特性值符合上述條件所表示的範圍之偏光膜，基本上具有作為使用大型顯示元件之液晶電視用的顯示裝置所要求的性能，或是具有作為有機EL顯示裝置所要求的性能。具體而言，在液晶電視的情況，可製造出對比度1000:1以上、最大亮度500cd/m2 以上的光學顯示裝置。在此將其稱為「要求性能」。該偏光膜，也能適用於貼合在有機EL顯示面板的觀看側之光學機能薄膜積層體。
使用於液晶顯示面板的情況，配置於背光側及觀看側之任一側的偏光膜之偏光性能，至少必須滿足該光學特性。此外，作為背光側及觀看側之任一側的偏光膜是使用偏光度P為99.9%以下的偏光膜的情況，作為另一方的偏光膜，不管是使用偏光性能多麼優異的偏光膜都很難達成要求性能。
接著參照第1圖。第1圖，是為了驗證非晶性酯系熱塑性樹脂基材的厚度及PVA系樹脂層的塗布厚(偏光膜厚)是否為產生異常的原因，而顯示其結果。在第1圖中，橫軸表示熱塑性樹脂基材的厚度(μm)，縱軸表示該基材上所塗布之PVA系樹脂層的厚度。縱軸之括弧內的數字，表示基材上的PVA系樹脂層經延伸、染色而變成偏光膜時的厚度。如第1圖所示般，當基材厚度為PVA系樹脂層厚度的5倍以下時，搬運性可能發生問題，而可能成為異常的原因。另一方面，若經延伸、染色而變成偏光膜時的厚度為10μm以上，偏光膜的龜裂耐久性可能發生問題。
作為熱塑性樹脂基材宜為非晶性酯系；作為這種熱塑性樹脂基材，可列舉包含：讓異苯二甲酸進行共聚之共重合聚對苯二甲酸乙二酯、讓環己烷二甲醇進行共聚之共重合聚對苯二甲酸乙二酯、或其他的共聚合聚對苯二甲酸乙二酯等之非晶性聚對苯二甲酸乙二酯。基材可採用透明樹脂。作為熱塑性樹脂基材，雖是說明可使用非晶性材料，但藉由適當地設定延伸條件，也能使用結晶性樹脂材料。
讓聚乙烯醇系樹脂染色之雙色性物質，較佳為碘、或碘與有機染料的混合物。
在本發明，在由熱塑性樹脂基材上的PVA系樹脂層所構成的偏光膜，可接合光學機能薄膜。此外，從偏光膜將樹脂基材剝離後，在樹脂基材剝離後之偏光膜的面上，可透過黏著劑層剝離自如地積層分離薄膜。分離薄膜，被實施處理而使其對黏著劑層的接合力比偏光膜對黏著劑層的接合力更弱，當將分離薄膜剝離時，能讓黏著劑層保留在偏光膜側。該分離薄膜，當將本發明所製造的光學薄膜積層體捲體運用於顯示製造裝置的情況，可作為載體薄膜來使用。或是，分離薄膜也能僅作為在偏光膜賦予黏著劑層的媒介體來使用。
本發明之其他形態，在熱塑性樹脂基材，例如非晶性酯系熱塑性樹脂基材之未形成PVA系樹脂層的偏光膜之面上，可貼合光學機能薄膜，在該光學機能薄膜上透過黏著劑層可剝離自如地積層分離片，而生成光學機能薄膜積層體。在此情況的光學機能薄膜，可採用為了達成各種光學機能而配置於顯示裝置內之公知光學機能薄膜的任一者。作為這種光學機能薄膜，包含前述1/4波長相位差薄膜。此外，為了補償視野角而.使用之各種光學機能薄膜是已知的。作為其他形態，可在與熱塑性樹脂基材相反側之偏光膜的面上貼合光學機能薄膜，在該光學機能薄膜上，透過黏著劑層貼合保護薄膜等的薄膜。然後，將熱塑性基材剝離，在剝離後之偏光膜的面上，可透過黏著劑層接合分離薄膜。缺陷檢查是在將該分離薄膜剝離之後進行，在檢查結束後，將剝離後的分離薄膜或另外準備的分離薄膜透過黏著劑層接合於偏光膜。
從上述第1圖可知，熱塑性樹脂基材，例如非晶性酯系熱塑性樹脂基材的厚度，較佳為要形成之PVA系樹脂層厚度的6倍以上，更佳為7倍以上。相對於PVA系樹脂層，若非晶性酯系熱塑性樹脂基材的厚度為6倍以上的話，在製造步驟的搬運時就不會發生薄膜強度變弱而斷裂之搬運性異常，作為液晶顯示裝置之背光側及觀看側之任一方的偏光膜使用時，就不會發生偏光膜的捲曲性、轉印性等的異常。
作為非晶性酯系熱塑性樹脂基材，可列舉包含：配向函數設定成0.10以下之實施空中高溫延伸處理後的讓異苯二甲酸進行共聚之共重合聚對苯二甲酸乙二酯、讓環己烷二甲醇進行共聚之共重合聚對苯二甲酸乙二酯、或其他的共聚合聚對苯二甲酸乙二酯等之非晶性聚對苯二甲酸乙二酯，又可採用透明樹脂。
以下說明，在實施本發明的方法(使用熱塑性樹脂基材而製造出PVA系樹脂構成的偏光膜)的情況，定位成重要的技術課題之一之讓PVA系樹脂成為不溶化之不溶化方法。
要將熱塑性樹脂基材上所形成的PVA系樹脂層予以延伸的情況，要在避免延伸中間生成物、或延伸後的積層體所含之PVA系樹脂層溶解於染色液下，讓PVA系樹脂層吸附碘並不容易。在製造偏光膜時，讓薄膜化的PVA系樹脂層吸附碘是必須的步驟。在通常的染色步驟，是使用碘濃度0.12~0.25重量%的範圍之不同碘濃度的複數種染色液，且將浸漬時間設定成一定而調整PVA系樹脂層之碘吸附量。這種通常的染色處理，在製造偏光膜的情況，PVA系樹脂層會溶解而變成無法染色。在此的濃度，是指相對於全溶液量之配合比例。此外，碘濃度，是指相對於全溶液量之碘配合比例，例如，並不包含以碘化鉀等的碘化物形態加入的碘量。在本說明書的以下說明中，濃度及碘濃度的用語也具有相同的意義。
該技術課題，從第6圖所示的實驗結果可明白，藉由將雙色性物質之碘的濃度設定成0.3重量%或其以上可獲得解決。具體而言，將PVA系樹脂層所構成之包含延伸中間生成物的積層體，使用不同碘濃度的染色液進行染色，藉由調整其浸漬時間，生成包含著色中間生成物之著色積層體，藉由硼酸水中延伸可生成具有各種偏光性能之各個偏光膜。
在此參照第7圖。第7圖顯示，將碘濃度分別調整成0.2重量%、0.5重量%、1.0重量%之偏光膜的偏光性能沒有明顯差異。附帶一提的，在包含著色中間生成物之著色積層體生成時，為了穩定地實現均一性優異的著色，相較於將碘濃度增高而以較短浸漬時間進行染色的情況，將碘濃度降低而確保穩定的浸漬時間是更理想的。
參照第8圖，其顯示實施本發明方法的情況之兩個不同的不溶化(以下稱「第1及第2不溶化」)處理，都會對最終製造出之偏光膜的光學特性造成影響。第8圖可視為，對薄膜化的PVA系樹脂層之第1及第2不溶化作用的分析結果。第8圖係顯示，可滿足使用大型顯示元件之液晶電視用顯示裝置所要求的要求性能之實施例1~4所製造出之各個偏光膜的光學特性。
實施例1，是未經由第1及第2不溶化步驟而製造之偏光膜的光學特性。相對於此，實施例2，是未進行第1不溶化步驟，僅進行第2不溶化處理的偏光膜的光學特性；實施例3，是未進行第2不溶化步驟，僅進行第1不溶化處理的偏光膜的光學特性；實施例4，是進行第1及第2不溶化處理的偏光膜的光學特性。
在本發明的實施態樣，可不經由後述第1及第2不溶化步驟而製造出滿足要求性能的偏光膜。然而，從第8圖可明白，實施例1之未實施不溶化處理的偏光膜之光學特性，比實施例2~4之任一者的偏光膜之光學特性更差。若將各個光學特性值做比較，光學特性是依實施例1<實施例3<實施例2<實施例4的順序而變高。在實施例1及實施例2中所使用的染色液，碘濃度設定成0.3重量%，碘化鉀濃度設定成2.1重量%。相對於此，實施例3及實施例4則是使用，碘濃度設定成0.12~0.25重量%，碘化鉀濃度在0.84~1.75重量%的範圍內變化之複數種染色液。實施例1及實施例3的群組與實施例2及實施例4的群組之顯著差異在於，前者的著色中間生成物未實施不溶化處理，後者的著色中間生成物則實施不溶化處理。在實施例4，不僅是著色中間生成物，對染色處理前的延伸中間生成物也實施不溶化處理。藉由第1及第2不溶化處理，能讓偏光膜的光學特性更加提昇。
讓偏光膜的光學特性提昇的機制，從第7圖可看出，並非基於染色液的碘濃度，而是第1及第2不溶化處理所產生的效果。此認知可定位為本發明製造方法之第3技術課題及其解決手段。
在本發明的實施態樣，第1不溶化處理如後述般，是為了避免讓延伸中間生成物(或延伸積層體)所含的薄膜化之PVA系樹脂層溶解。相對於此，包含於交聯步驟之第2不溶化處理，是包含：在後步驟之液溫75℃硼酸水中延伸時，避免著色中間生成物(或著色積層體)所含之PVA系樹脂層上著色後的碘發生溶出(著色穩定化)；以及避免讓薄膜化之PVA系樹脂層發生溶解(不溶化)。
然而，若省略第2不溶化步驟，在進行液溫75℃的硼酸水中延伸時，PVA系樹脂層上所吸附的碘會溶出，如此造成PVA系樹脂層發生溶解。為了避免碘的溶出及PVA系樹脂層的溶解，可降低硼酸水溶液的液溫。例如，必須在液溫低於65℃的硼酸水溶液中浸漬著色中間生成物(或著色積層體)並進行延伸。然而，結果會導致水的可塑劑功能無法充分發揮，而造成著色中間生成物(或著色積層體)所含之PVA系樹脂層無法充分軟化。亦即，由於延伸性能降低，在硼酸水中延伸的過程著色中間生成物(或著色積層體)會斷裂。當然就無法獲得PVA系樹脂層之既定的總延伸倍率。
以下參照圖式說明本發明所使用的偏光膜之製造方法例。
[製造步驟的概要]
參照第9圖，第9圖是未實施不溶化處理步驟之包含偏光膜3的光學薄膜積層體10之製造步驟的概要圖。在此，根據上述實施例1來說明包含偏光膜3之光學薄膜積層體10的製造方法。
作為熱塑性樹脂基材，是製作出：非晶性酯系之讓6mol%異苯二甲酸進行共聚之異苯二甲酸共聚合聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱「非晶性PET」)之連續帶體的基材。如以下所述般製作出：包含玻璃轉移溫度75℃的連續帶體之非晶性PET基材1、以及玻璃轉移溫度80℃的PVA層2之積層體7。
[積層體製作步驟(A)]
首先準備好：200μm厚的非晶性PET基材1，將聚合度1000以上、皂化度99%以上的PVA粉末溶解於水中而構成的4~5重量%濃度的PVA水溶液。接著，使用具備塗布手段21、乾燥手段22及表面改質處理裝置23之積層體製作裝置20，在200μm厚的非晶性PET基材1上塗布PVA水溶液，以50~60℃的溫度進行乾燥，在非晶性PET基材1上形成7μm厚的PVA層2。如後述般，該PVA層的厚度可適當地改變。以下，將如此般製得的積層體稱為「在非晶性PET基材上形成PVA層之積層體7」、「包含PVA層之積層體7」或簡稱為「積層體7」。
包含PVA層之積層體7，是經由包含空中輔助延伸及硼酸水中延伸所組成的2段延伸步驟之以下步驟，最終製造出3μm厚的偏光膜3。本發明是使用厚度10μm以下的偏光膜，藉由將PET基材1上所形成的PVA系樹脂層厚度予以適當地改變，可作成厚度10μm以下的任意厚度之偏光膜。
[空中輔助延伸步驟(B)]
藉由第1段的空中輔助延伸步驟(B)，將包含7μm厚的PVA層2之積層體7與非晶性PET基材1一體地延伸，而生成包含5μm厚的PVA層2之「延伸積層體8」。具體而言，使用在烘箱33內配設有延伸手段31之空中輔助延伸處理裝置30，將包含7μm厚的PVA層2之積層體7在設定成130℃的延伸溫度環境之烘箱33內通過延伸手段31，以延伸倍率成為1.8倍的方式進行自由端單軸延伸而生成延伸積層體8。在此階段，能捲繞在附設於烘箱30之捲繞裝置32上而製造出延伸積層體8的捲體8’。
在此，概略地說明自由端延伸及固定端延伸。若將長帶狀薄膜朝搬運方向延伸，在與延伸方向垂直的方向，亦即在寬度方向薄膜會收縮。自由端延伸，是指未抑制該收縮而進行延伸的方法。此外，縱單軸延伸，是指僅朝縱方向延伸的延伸方法。自由端單軸延伸，一般是對比於固定端單軸延伸(抑制在與延伸方向垂直的方向產生的收縮之狀態下進行延伸)。藉由該自由端的單軸延伸處理，使積層體7所含之7μm厚的PVA層2，變成讓PVA分子朝延伸方向進行配向之5μm厚的PVA層2。
[染色步驟(C)]
接著，藉由染色步驟(C)，在讓PVA分子配向後之5μm厚的PVA層2上吸附雙色性物質之碘而生成著色積層體9。具體而言，使用具備染色液41的染色浴42之染色裝置40，將從附設於染色裝置40之送出裝置43(裝設有捲體8’)送出之延伸積層體8，以最終生成之構成偏光膜3的PVA層之單體透過率成為40~44%的方式浸漬於液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液41中任意時間，藉此在延伸積層體8之配向後的PVA層2上吸附碘而生成著色積層體9。
在本步驟，為了避免延伸積層體8所含的PVA層2發生溶解，染色液41是使用碘濃度0.30重量%之水溶液。此外，染色液41，為了讓碘溶解於水中是將碘化鉀濃度調整成2.1重量%。碘和碘化鉀的濃度比為1對7。更詳細的說，藉由在碘濃度0.30重量%、碘化鉀濃度2.1重量%的染色液41將延伸積層體8浸漬60秒鐘，在PVA分子配向後之5μm厚的PVA層2上吸附碘而生成著色積層體9。在實施例1，藉由改變在碘濃度0.30重量%、碘化鉀濃度2.1重量%的染色液41中之延伸積層體8的浸漬時間，以最終生成之偏光膜3的單體透過率成為40~44%的方式調整碘吸附量，而生成不同單體透過率及偏光度之各種的著色積層體9。
[硼酸水中延伸步驟(D)]
藉由第2段的硼酸水中延伸步驟，將包含讓碘配向後的PVA層2之著色積層體9進一步延伸，而生成包含構成3μm厚的偏光膜3之讓碘配向後的PVA層之光學薄膜積層體10。具體而言，是使用具備硼酸水溶液51的硼酸浴52及延伸手段53之硼酸水中延伸處理裝置50，將從染色裝置40連續送出之著色積層體9浸漬於含有硼酸和碘化鉀而設定成液溫65℃的延伸溫度環境之硼酸水溶液51中，接著通過配設於硼酸水中處理裝置50之延伸手段53，以延伸倍率成為3.3倍的方式進行自由端單軸延伸，藉此生成光學薄膜積層體10。
更詳細的說，硼酸水溶液51是調整成，相對於水100重量份含有4重量份的硼酸、5重量份的碘化鉀。在本步驟，將調整碘吸附量後的著色積層體9，首先浸漬於硼酸水溶液51中5~10秒鐘。接下來，將該著色積層體9通過硼酸水中處理裝置50的延伸手段53(周速不同之複數組的輥間)，在30~90秒鐘內以延伸倍率成為3.3倍的方式進行自由端單軸延伸。藉由該延伸處理，使著色積層體9所含的PVA層改變成，所吸附的碘以聚碘離子錯合物的形態朝單方向高度配向之3μm厚的PVA層。該PVA層是構成光學薄膜積層體10的偏光膜3。
在以上的實施例1，是將在非晶性PET基材1上形成有7μm厚的PVA層2之積層體7，藉由延伸溫度130℃之空中輔助延伸而生成延伸積層體8，接著將延伸積層體8染色而生成著色積層體9，進一步將著色積層體9藉由延伸溫度65℃之硼酸水中延伸，以總延伸倍率成為5.94倍的方式生成包含3μm厚的PVA層(與非晶性PET基材一體地延伸)之光學薄膜積層體10。藉由如此般的2段延伸，生成含有3μm厚的PVA層(構成偏光膜3)之光學薄膜積層體10；該偏光膜3，是在非晶性PET基材1上所形成的PVA層2，讓PVA分子高度配向，使藉由染色所吸附的碘以聚碘離子錯合物的形態朝單方向高度配向而形成。較佳為，藉由接下來的洗淨、乾燥、轉印步驟，而完成所生成的光學薄膜積層體10。關於洗淨步驟(G)、乾燥步驟(H)、以及轉印步驟(I)的詳細內容，是和追加不溶化處理步驟之實施例4的製造步驟一併說明。
[其他製造步驟的概要]
參照第10圖，第10圖係具有不溶化處理步驟之包含偏光膜3的光學薄膜積層體10之製造步驟的概要圖。在此，概略地說明實施例4之包含偏光膜3之光學薄膜積層體10的製造方法。從第10圖可明白，在實施例4之製造方法，只要想像成是將染色步驟前的第1不溶化步驟及包含硼酸水中延伸步驟前的第2不溶化處理之交聯步驟，併入實施例1的製造步驟即可。本步驟所含之積層體的作成步驟(A)、空中輔助延伸步驟(B)、染色步驟(C)、及硼酸水中延伸步驟(D)，除了硼酸水中延伸步驟用之硼酸水溶液的液溫不同以外，是與實施例1的製造步驟相同。因此將這部分的說明簡化，而針對染色步驟前的第1不溶化步驟及包含硼酸水中延伸步驟前的第2不溶化處理之交聯步驟進行說明。
[第1不溶化步驟(E)]
第1不溶化步驟，是染色步驟(C)前的不溶化步驟(E)。與實施例1的製造步驟同樣的，在積層體的作成步驟(A)，生成在非晶性PET基材1形成有7μm厚的PVA層2之積層體7；接著，在空中輔助延伸步驟(B)，將包含7μm厚的PVA層2之積層體7藉由空中輔助延伸而生成包含5μm厚的PVA層2之延伸積層體8。接著，在第1不溶化步驟(E)，對從送出裝置43(裝設有捲體8’)送出之延伸積層體8實施不溶化處理，而生成不溶化處理後的延伸積層體8”。當然，藉由該步驟實施不溶化處理後之延伸積層體8”是含有不溶化處理後的PVA層2。以下將其稱為「不溶化處理後的延伸積層體8”」。
具體而言，使用具備硼酸不溶化水溶液61之不溶化處理裝置60，將延伸積層體8在液溫30℃的硼酸不溶化水溶液61中浸漬30秒鐘。該步驟所使用的硼酸不溶化水溶液61，相對於水100重量份，硼酸含量為3重量份(以下稱「硼酸不溶化水溶液」)。該步驟的目的是為了實施不溶化處理，至少在接下來的染色步驟(C)避免讓延伸積層體8所含之5μm厚的PVA層溶解。
延伸積層體8，是在不溶化處理後送往染色步驟(C)。在該染色步驟(C)，與實施例1的情況不同，是準備在0.12~0.25重量%的範圍讓碘濃度改變之複數種染色液。使用該等的染色液，將不溶化處理後之延伸積層體8”在染色液中的浸漬時間設定為一定，以最終生成之偏光膜的單體透過率成為40~44%的方式調整碘吸附量，藉此生成不同單體透過率及偏光度之各種的著色積層體9。即使浸漬於碘濃度0.12~0.25重量%的染色液中，不溶化處理後的延伸積層體8”所含之PVA層仍不會溶解。
[包含第2不溶化處理之交聯步驟(F)]
以下說明的交聯步驟(F)，基於以下目的，可包含第2不溶化步驟。交聯步驟，是為了達成以下第1~第3的作用；第1作用，是在後步驟的硼酸水中延伸步驟(D)中，避免讓著色積層體9所含的PVA層溶解之不溶化作用；第2作用，是為了避免讓PVA層上所著色的碘溶出之著色穩定化作用；第3作用，是藉由讓PVA層的分子彼此交聯而生成節點之節點生成作用。第2不溶化處理，可實現該第1及第2作用的結果。
交聯步驟(F)，是在硼酸水中延伸步驟(D)之前進行的步驟。對於在前述染色步驟(C)所生成之著色積層體9實施交聯處理，而生成交聯後的著色積層體9’。該交聯後的著色積層體9’是含有交聯後的PVA層2。具體而言，使用可收容硼酸及碘化鉀所組成的水溶液(以下稱「硼酸交聯水溶液」)71之交聯處理裝置70，將著色積層體9在40℃的硼酸交聯水溶液71中浸漬60秒鐘，讓吸附碘後之PVA層的PVA分子彼此交聯，藉此生成交聯後的著色積層體9’。該步驟所使用的硼酸交聯水溶液，相對於水100重量份是含有3重量份硼酸、3重量份碘化鉀。
在硼酸水中延伸步驟(D)，是將交聯後的著色積層體9’浸漬於75℃的硼酸水溶液，以延伸倍率成為3.3倍的方式進行自由端單軸延伸，藉此生成光學薄膜積層體10。藉由該延伸處理，使著色積層體9’所含之吸附碘後的PVA層2改變成，所吸附的碘以聚碘離子錯合物的形態朝單方向高度配向之3μm厚的PVA層2。該PVA層是構成光學薄膜積層體10的偏光膜3。
在實施例4，首先生成在非晶性PET基材1形成有7μm厚的PVA層2之積層體7，接著，將積層體7藉由延伸溫度130℃的空中輔助延伸以延伸倍率成為1.8倍的方式進行自由端單軸延伸，而生成延伸積層體8。將所生成之延伸積層體8於液溫30℃的硼酸不溶化水溶液61中浸漬30秒鐘，藉此使延伸積層體所含之PVA層變得不溶化(不溶化處理後的延伸積層體8”)。將不溶化處理後的延伸積層體8”浸漬於液溫30℃之含有碘及碘化鉀之染色液中，讓不溶化處理後的PVA層吸附碘而生成著色積層體9。將包含吸附碘後的PVA層之著色積層體9於40℃的硼酸交聯水溶液71中浸漬60秒鐘，讓吸附碘後的PVA層的PVA分子彼此交聯(交聯後的著色積層體9’)。將交聯後的著色積層體9’於含有硼酸及碘化鉀之液溫75℃的硼酸水中延伸溶51中浸漬5~10秒鐘，接下來，藉由硼酸水中延伸以延伸倍率成為3.3倍的方式進行自由端單軸延伸而生成光學薄膜積層體10。
如此般，實施例4，是藉由空中高溫延伸及硼酸水中延伸所組成的2段延伸、浸漬於染色浴之前的不溶化處理及硼酸水中延伸之前的交聯處理所組成的前處理，使非晶性PET基材1上所形成之PVA層2的PVA分子高度配向，使藉由染色而確實地吸附於PVA分子上的碘以聚碘離子錯合物的形態朝單方向進行高度配向，而能穩定地生成包含構成偏光膜之3μm厚的PVA層之光學薄膜積層體10。
[洗淨步驟(G)]
實施例1或4之著色積層體9或交聯後的著色積層體9’，在硼酸水中延伸步驟(D)實施延伸處理後，從硼酸水溶液51取出。被取出之包含偏光膜3的光學薄膜積層體10，較佳為維持其狀態送往洗淨步驟(G)。洗淨步驟(G)的目的，是為了將偏光膜3表面所附著的不需要殘存物予以洗淨。省略洗淨步驟(G)，將被取出的包含偏光膜3之光學薄膜積層體10直接送往乾燥步驟(H)亦可。然而，若洗淨處理不完全，在光學薄膜積層體10乾燥後，可能會從偏光膜3析出硼酸。具體而言，是將光學薄膜積層體10送往洗淨裝置80，以避免偏光膜3的PVA溶解的方式，在液溫30℃之含有碘化鉀的洗淨液81中浸漬1~10秒鐘。洗淨液81中的碘化鉀濃度為0.5~10重量%左右。
[乾燥步驟(H)]
洗淨後的光學薄膜積層體10送往乾燥步驟(H)，在此進行乾燥處理。接著，將乾燥後的光學薄膜積層體10，藉由附設於乾燥裝置90之捲繞裝置91，以連續帶體的光學薄膜積層體10的形態進行捲繞，而生成包含薄型高性能偏光膜3之光學薄膜積層體10的捲體。作為乾燥步驟(H)，可採用任意的適當方法，例如可採用自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥。實施例1及實施例4都是，在烘箱之乾燥裝置90中，使用60℃溫風進行240秒鐘的乾燥。
[貼合/轉印步驟(I)]
本發明之較佳實施方式，如上述般是提供一種使用偏光膜之光學薄膜積層體捲體的製造方法，該偏光膜，是藉由空中輔助延伸及硼酸水中延伸所組成的2段式延伸步驟進行延伸，而由光學特性滿足上述期望條件之讓雙色性物質配向後的聚乙烯醇系樹脂所構成。
為了形成該光學薄膜積層體，包含例如在非晶性PET基材等的熱塑性樹脂基材上所形成之厚度10μm以下(例如上述實施例所製造之厚度3μm)的偏光膜3之光學薄膜積層體10，經缺陷檢查後，捲繞成捲體狀而獲得光學薄膜積層體的捲體。本發明的方法所形成之光學薄膜積層體捲體，例如使用於第10圖所示之貼合/轉印步驟(I)。在該貼合/轉印步驟(I)，是將光學薄膜積層體10從捲體送出，對於該從捲體送出之光學薄膜積層體10，同時進行以下的貼合處理及轉印處理。
所製造之偏光膜3的厚度，經由延伸進行薄膜化而成為10μm以下，通常成為僅2~5μm左右的狀態。這麼薄的偏光膜3很難以單層體的形態進行處理。因此，要處理偏光膜3時，該偏光膜是以保留在製膜用的熱塑性基材(例如非晶性PET基材上)的狀態，而以光學薄膜積層體10的形態進行處理；或是藉由貼合/轉印在其他光學機能薄膜4上，而以光學機能薄膜積層體11的形態進行處理。
在第9圖及第10圖所示的貼合/轉印步驟(I)，是將連續帶體的光學薄膜積層體10所含之偏光膜3、和另外準備之光學機能薄膜4一邊貼合一邊進行捲繞，在該捲繞步驟，是一邊將偏光膜3轉印於光學機能薄膜4一邊剝離非晶性PET基材，藉此生成光學機能薄膜積層體11。具體而言，藉由貼合/轉印裝置100所含之送出/貼合裝置101將光學薄膜積層體10從捲體送出，將送出後之光學薄膜積層體10的偏光膜3藉由捲繞/轉印裝置102轉印於光學機能薄膜4，在此過程，將偏光膜3從基材1剝離而生成光學機能薄膜積層體11。
在乾燥步驟(H)藉由捲繞裝置91捲繞成捲體狀之光學薄膜積層體10、或是藉由貼合/轉印步驟(I)所生成之光學機能薄膜積層體11，能成為各種不同的形態。
[各種製造條件所形成之偏光膜的光學特性] (1)不溶化步驟所造成之偏光膜的光學特性提昇(實施例1~4)
如使用第8圖所說明般，實施例1~4所製造出之各個偏光膜，都能克服上述技術課題，其等的光學特性可滿足使用大型顯示元件之液晶電視用光學顯示裝置所要求之要求性能。再者，從第8圖可明白，實施例1之未實施不溶化處理之偏光膜的光學特性，是比實施第1不溶化處理及/或第2不溶化處理之實施例2~4的偏光膜之光學特性差。若將各個的光學特性做比較時，光學特性是依(實施例1)<(僅實施第1不溶化處理之實施例3)<(僅實施第2不溶化處理之實施例2)<(實施第1及第2不溶化處理之實施例4)的順序而變高。在包含偏光膜3之光學薄膜積層體10的製造步驟，進一步具有第1及/或第2不溶化步驟之製造方法所製造之偏光膜，能使光學特性更加提昇。
(2)PVA系樹脂層的厚度對偏光膜光學特性的影響(實施例5)
在實施例4，是將厚度7μm的PVA層延伸而形成厚度3μm的偏光膜。相對於此，實施例5，是先形成厚度12μm的PVA層，將該PVA層延伸而形成厚度5μm的偏光膜。除此外是以同一條件製造偏光膜。
(3)不同的非晶性PET基材對偏光膜光學特性的影響(實施例6)
在實施例4，是使用讓異苯二甲酸與PET共聚合之非晶性PET基材，相對於此，在實施例6，則是使用讓作為變性基之1,4-環己烷二甲醇與PET進行共聚之非晶性PET基材。在實施例6，除了這點以外是以與實施例4同一條件製造偏光膜。
參照第13圖可知，實施例4~6的方法所製造之偏光膜的光學特性沒有明顯的差異。這表示出，PVA系樹脂層的厚度及非晶性酯系熱塑性樹脂的種類，對於所獲得的偏光膜之光學特性不致產生明顯影響。
(4)空中輔助延伸倍率所造成之偏光膜光學特性的提昇(實施例7~9)
在實施例4，第1段的空中輔助延伸及第2段的硼酸水中延伸之延伸倍率分別為1.8倍及3.3倍；在實施例7~9，延伸倍率分別為1.2倍及4.9倍、1.5倍及4.0、2.5倍及2.4倍。在該等實施例中，除了這點以外，是以與實施例4同樣的條件製造偏光膜。例如，空中輔助延伸的延伸溫度為130℃，使用液溫75℃的硼酸水溶液進行硼酸水中延伸。實施例8,9的總延伸倍率為6.0倍，是與實施例4之空中輔助延伸倍率1.8倍時之總延伸倍率5.94倍相當。然而，相對於此，實施例7的總延伸倍率以5.88倍為極限。這是因此在硼酸水中延伸時，延伸倍率無法成為4.9倍以上的結果。據推定，這個結果，是使用第20圖所說明之非晶性PET的可延伸倍率對第1段的空中輔助延伸倍率和總延伸倍率的相關關係之影響。
參照第14圖，實施例7~9的偏光膜都是與實施例4的情況同樣的，可克服製造厚度10μm以下的偏光膜時之關連技術課題，而具有能滿足光學顯示裝置所必須的要求性能之光學特性。若將各個的光學特性做比較，光學特性是依實施例7<實施例8<實施例4<實施例9的順序而變高。這表示出，當第1段空中輔助延伸的延伸倍率設定在1.2倍~2.5倍的範圍內的情況，即使將第2段硼酸水中延伸之最終的總延伸倍率設定在同程度，第1段空中輔助延伸的延伸倍率設定成越高的偏光膜，其光學特性越高。在包含偏光膜3之光學薄膜積層體10的製造步驟，藉由將第1段的空中輔助延伸設定成高延伸倍率，能讓所製造出之偏光膜、或包含偏光膜之光學薄膜積層體的光學特性更加提昇。
(5)空中輔助延伸溫度所造成之偏光膜光學特性的提昇(實施例10~12)
在實施例4將空中輔助延伸溫度設定成130℃，相對於此，在實施例10~12分別將空中輔助延伸溫度設定成95℃、110℃、150℃。都是比PVA的玻璃轉移溫度Tg更高的溫度。在這些實施例中，除這點以外，例如空中輔助延伸倍率為1.8倍、硼酸水中延伸之延伸倍率為3.3倍等，都是以與實施例4同樣的條件製造偏光膜。實施例4的空中輔助延伸溫度為130℃。包含實施例4之該等實施例，除了延伸溫度為95℃、110℃、130℃、及150℃而有不同以外，製造條件全都相同。
參照第15圖，實施例4、10~12之偏光膜都能克服製造厚度10μm以下的偏光膜時之關連技術課題，而具有能滿足光學顯示裝置所必須之要求性能的光學特性。若將各個的光學特性做比較，光學特性是依實施例10<實施例11<實施例4<實施例12而變高。這表示出，將第1段的空中輔助延伸溫度設定成比玻璃轉移溫度高，且將溫度環境設定成從95℃至150℃依序變高的情況，既使將第2段硼酸水中延伸所形成之最終總延伸倍率設定成相同，第1段的空中輔助延伸溫度設定成更高的偏光膜，其光學特性越高。在包含偏光膜3之光學薄膜積層體10的製造步驟，藉由將第1空中輔助延伸溫度設定成更高，能使製造出的偏光膜、或包含偏光膜之光學薄膜積層體的光學特性更加提昇。
(6)總延伸倍率所造成之偏光膜光學特性的提昇(實施例13~15)
在實施例4，第1段空中輔助延伸倍率設定成1.8倍，第2段硼酸水中延伸倍率設定成3.3倍。相對於此，在實施例13~15，將第2段硼酸水中延伸倍率分別設定為2.1倍、3.1倍、3.6倍。這是為了將實施例13~15之總延伸倍率設定成5.04倍(約5倍)、5.58倍(約5.5倍)、6.48倍(約6.5倍)。實施例4的總延伸倍率為5.94倍(約6倍)。包含實施例4，該等實施例除了總延伸倍率為5倍、5.5倍、6.0倍、6.5倍而有所不同以外，製造條件完全相同。
參照第16圖，實施例4、13~15的偏光膜都能克服製造厚度10μm以下的偏光膜時之關連技術課題，而具有能滿足液晶顯示裝置所必須之要求性能的光學特性。若將各個的光學特性做比較，光學特性是依實施例13<實施例14<實施例4<實施例15的順序而變高。這表示出，在將第1段空中輔助延伸倍率都設定成1.8倍，以總延伸倍率成為5倍、5.5倍、6.0倍、6.5倍而依序變高的方式設定第2段硼酸水中延伸倍率的情況，將最終的總延伸倍率設定成越高的偏光膜，其光學特性越高。在包含偏光膜3之光學薄膜積層體10的製造步驟，藉由將第1段空中輔助延伸及第2段硼酸水中延伸之總延伸倍率設定成更高，能使製造出的偏光膜、或包含偏光膜之光學薄膜積層體的光學特性更加提昇。
(7)固定端單軸延伸之總延伸倍率所造成之偏光膜光學特性的提昇(實施例16~18)
實施例16~18、除以下的不同點外，是以與實施例4同一條件製造之光學薄膜積層體。不同點在於空中輔助延伸的延伸方法。在實施例4，是使用自由端單軸之延伸方法，相對於此，在實施例16~18，都是採用固定端單軸之延伸方法。這些實施例，第1段的空中輔助延伸倍率都設定成1.8倍，第2段的硼酸水中延伸倍率分別設定成3.3倍、3.9倍、4.4倍。如此，在實施例16的情況總延伸倍率為5.94倍(約6倍)，在實施例17的情況為7.02倍(約7倍)，在實施例18的情況為7.92倍(約8倍)。實施例16~18除了這點以外，製造條件全部相同。
參照第17圖，實施例16~18之偏光膜都能克服製造厚度10μm以下的偏光膜時之關連技術課題，而具有能滿足光學顯示裝置所必須之要求性能的光學特性。若將各個的光學特性做比較，光學特性是依實施例16<實施例17<實施例18的順序而變高。這表示出，將第1段空中輔助延伸倍率都設定成1.8倍、以總延伸倍率成為6倍、7倍、8倍而依序變高的方式設定第2段硼酸水中延伸倍率的情況，最終的總延伸倍率設定成越高的偏光膜，其光學特性越高。在包含偏光膜3之光學薄膜積層體10的製造步驟，藉由將採用固定端單軸延伸方法之第1段空中輔助延伸及第2段硼酸水中延伸之總延伸倍率設定成越高，能使所製造之偏光膜、或包含偏光膜之光學薄膜積層體的光學特性更加提昇。再者也確認出，在第1段空中輔助延伸採用固定端單軸延伸方法的情況，相較於第1段空中輔助延伸是採用自由端單軸延伸方法的情況，能使最終的總延伸倍率變得更高。
[比較例3]
比較例3，是以與比較例1的情況同樣的條件，在200μm厚的PET基材上塗布PVA水溶液，經乾燥而生成在PET基材上形成有7μm厚的PVA層之積層體。接著，將積層體浸漬在液溫30℃之含有碘及碘化鉀之染色液中，藉此生成含有吸附碘後的PVA層之著色積層體。具體而言，著色積層體，是在液溫30℃之含有0.3重量%濃度的碘及2.1重量%濃度的碘化鉀之染色液中，以最終生成之構成偏光膜的PVA層之單體透過率成為40~44%的方式，將積層體浸漬任意時間，藉此讓延伸積層體所含之PVA層吸附碘。接著，藉由延伸溫度設定成60℃之硼酸水中延伸，將包含吸附碘後的PVA層之著色積層體以延伸倍率成為5.0倍的方式進行自由端單軸延伸，而生成各種的包含3μm厚的PVA層(與PET樹脂基材一體地延伸)之光學薄膜積層體。
[參考例1]
參考例1，作為樹脂基材是使用結晶性聚對苯二甲酸乙二酯(以下稱「結晶性PET」)之連續帶體的基材，在200μm厚的結晶性PET基材上塗布PVA水溶液，經乾燥而生成在結晶性PET基材上形成有7μm厚的PVA層之積層體。結晶性PET的玻璃轉移溫度為80℃。接著，將所生成的積層體藉由設定成110℃之空中高溫延伸，以延伸倍率成為4.0倍的方式進行自由端單軸延伸而生成延伸積層體。藉此該延伸處理，使延伸積層體所含之PVA層改變成讓PVA分子配向後之3.3μm厚的PVA層。在參考例1的情況，在延伸溫度110℃的空中高溫延伸時，積層體無法進行4.0倍以上的延伸。
延伸積層體，藉由染色步驟，在讓PVA分子配向後之3.3μm厚的PVA層上吸附碘而生成著色積層體。具體而言，在液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液中，以最終生成之構成偏光膜的PVA層之單體透過率成為40~44%的方式，將延伸積層體浸漬任意時間，藉此讓延伸積層體所含的PVA層吸附碘而生成著色積層體。如此般，調整讓PVA分子配向後之PVA層上的碘吸附量，生成不同單體透過率及偏光度之各種著色積層體。接著，將所生成的著色積層體實施交聯處理。具體而言，在液溫40℃之硼酸交聯水溶液中(相對於水100重量份，含有硼酸3重量份、碘化鉀3重量份)浸漬60秒鐘，藉此將著色積層體實施交聯處理。參考例1之實施交聯處理後的著色積層體是相當於實施例4的光學薄膜積層體。因此，洗淨步驟、乾燥步驟、貼合及/或轉印步驟都是與實施例4的情況相同。
[參考例2]
參考例2，作為樹脂基材，與參考例1的情況同樣的是使用結晶性PET基材，生成在200μm厚的結晶性PET基材上形成有7μm厚的PVA層之積層體。接著，將所生成的積層體，藉由100℃的空中高溫延伸以延伸倍率成為4.5倍的方式進行自由端單軸延伸而生成延伸積層體。藉由該延伸處理，使延伸積層體所含之PVA層改變成，讓PVA分子配向後之3.3μm厚的PVA層。在參考例2的情況，在延伸溫度100℃的空中高溫延伸時，積層體無法進行4.5倍以上的延伸。
接著，從延伸積層體生成著色積層體。在液溫30℃之含有碘及碘化鉀之染色液中，以最終生成之構成偏光膜的PVA層之單體透過率成為40~44%的方式，將延伸積層體浸漬任意時間，藉此讓延伸積層體所含之PVA層吸附碘而生成著色積層體。參考例2是與參考例1的情況同樣的，調整讓PVA分子配向後之PVA層上的碘吸附量，生成不同單體透過率及偏光度之各種著色積層體。
[參考例3]
參考例3，作為樹脂基材，與參考例1或2的情況同樣的是使用結晶性PET基材，而生成在200μm厚的結晶性PET基材上形成有7μm厚的PVA層之積層體。接著，將所生成的積層體，在液溫30℃之含有碘及碘化鉀的染色液中，以最終生成之構成偏光膜的PVA層之單體透過率成為40~44%的方式浸漬任意時間，藉此讓積層體所含之PVA層吸附碘而生成各種的著色積層體。然後，將所生成的著色積層體藉由90℃的空中高溫延伸，以延伸倍率成為4.5倍的方式進行自由端單軸延伸，而從著色積層體生成包含吸附碘後的PVA層(相當於偏光膜)之延伸積層體。藉由該延伸處理，使從著色積層體生成之延伸積層體所含的吸附碘後之PVA層改變成，讓PVA分子配向後之3.3μm厚的PVA層。在參考例3的情況，在延伸溫度90℃的空中高溫延伸時，積層體無法進行4.5倍以上的延伸。
[測定方法] [厚度的測定]
非晶性PET基材、結晶性PET基材、及PVA層的厚度，是使用數位測微計(digital micrometer，安立知製KC-351C)進行測定。
[透過率及偏光度的測定]
偏光膜的單體透過率T、平行透過率Tp、正交透過率Tc，是使用紫外可見分光光度計(日本分光製V7100)進行測定。該等的T、Tp、Tc，是依JIS Z 8701的2度視野(C光源)測定而進行視感度修正後的Y值。
偏光度P是使用上述透過率，由下式求出。
偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2 ×100
(PET配向函數的評價方法)
測定裝置是使用傅立葉轉換紅外分光光度計(FT-IR)(Perkin Elmer製，商品名：「SPECTRUM2000」)。以偏光作為測定光，藉由全反射衰減分光(ATR:attenuated total reflection)測定，進行PET樹脂層表面的評價。配向函數的算出是依以下順序來進行。以測定偏光相對於延伸方向為0°、90°的狀態實施測定。使用所獲得的光譜之1340cm-1 吸收強度，依以下的(式4)(出處：H. W. Siesler,Adv. Polym. Sci.,65,1(1984))算出。又f=1時為完全配向，f=0時為無規的。此外，1340cm-1 的峰，是起因於PET的乙二醇單元之亞甲基的吸收。
(式4)f=(3＜cos2 θ＞-1)/2=[(R-1)(R0 +2)]/[(R+2)(R0 -1)]=(1-D)/[c(2D+1)]=-2×(1-D)/(2D+1)
其中，
c=(3cos2 β-1)/2
β=90deg
θ：相對於延伸方向之分子鏈的角度
β：相對於分子鏈軸之躍遷偶極矩的角度
R0 =2cot2 β
1/R=D=(I⊥)/(I//)
(PET配向程度越高，D值越大)
I⊥：偏光朝與延伸方向垂直的方向射入而測定時的吸收強度
I//：偏光朝與延伸方向平行的方向射入而測定時的吸收強度
(PVA配向函數的評價方法)
測定裝置是使用傅立葉轉換紅外分光光度計(FT-IR)(Perkin Elmer製，商品名：「SPECTRUM2000」)。以偏光作為測定光，藉由全反射衰減分光(ATR:attenuated total reflection)測定，進行PVA樹脂層表面的評價。配向函數的算出是依以下順序來進行。以測定偏光相對於延伸方向為0°、90°的狀態實施測定。使用所獲得的光譜之2941cm-1 吸收強度，依上述(式4)算出。此外，下述強度I是以3330cm-1 作為參照峰，而使用2941cm-1 /3330cm-1 的值。又f=1時為完全配向，f=0時為無規的。此外，2941cm-1 的峰，是起因於PVA主鏈(-CH2 -)的振動之吸收。
(PVA結晶化度之評價方法)
測定裝置是使用傅立葉轉換紅外分光光度計(FT-IR)(Perkin Elmer製，商品名：「SPECTRUM2000」)。以偏光作為測定光，藉由全反射衰減分光(ATR:attenuated total reflection)測定，進行PVA樹脂層表面的評價。結晶化度是依以下順序來算出。是以測定偏光相對於延伸方向為0°、90°的狀態實施測定。使用所獲得的光譜之1141cm-1 及1440cm-1 的強度，根據下式算出。事先確認1141cm-1 的強度大小與結晶部分的量存在相關性，以1440cm-1 作為參照峰，由下式算出結晶化指數。(式6)
再者，結晶化度是使用已知的PVA試樣，事先作成結晶化指數與結晶化度的檢量線，使用檢量線而根據結晶化指數算出結晶化度。(式5)
(式5)　結晶化度=63.8×(結晶化指數)-44.8
(式6)　結晶化指數=((I(1141cm-1 )0°+2×I(1141cm-1 )90°)/3)/((I(1440cm-1 )0°+2×I(1440cm-1 )90°)/3)
其中，
I(1141cm-1 )0°：偏光朝與延伸方向平行的方向射入而測定時之1141cm-1 的強度
I(1141cm-1 )90°：偏光朝與延伸方向垂直的方向射入而測定時之1141cm-1 的強度
I(1440cm-1 )0°：偏光朝與延伸方向平行的方向射入而測定時之1440cm-1 的強度
I(1440cm-1 )90°：偏光朝與延伸方向垂直的方向射入而測定時之1440cm-1 的強度
[偏光膜的使用例]
第11圖及第12圖係顯示使用上述偏光膜之光學顯示裝置的實施方式。
第11a圖係顯示有機EL顯示裝置之最基本的實施方式之一例的截面圖，該顯示裝置200，係具備作為有機EL顯示面板之光學顯示面板201，在該顯示面板201之一面，透過光學透明的黏著劑層202接合偏光膜203。在該偏光膜203之外側面，接合1/4波長相位差薄膜204。雖沒有特別的限定，在成為光學顯示裝置的觀看側之1/4波長相位差薄膜204的外側，如虛線所示般，可配置透明的窗205。此構造適用於使用偏光太陽眼鏡的情況。
第11b圖係顯示有機EL顯示裝置的其他實施方式之截面圖，該顯示裝置200a係具備作為有機EL顯示面板之光學顯示面板201a，在該顯示面板201a之一面，透過光學透明的黏著劑層202a接合1/4波長相位差薄膜204a。在該1/4波長相位差薄膜204a之外側面接合偏光膜203a。在偏光膜203a的外側面，進一步接合保護層206。雖沒有特別的限定，在成為光學顯示裝置200a的觀看側之保護層206的外側，如虛線所示般可配置透明的窗205a。在本實施方式，通過偏光膜203a而變成直線偏光之外部的光，是經由114波長相位差薄膜204a轉變成圓偏光。該構造，可阻止外部的光經由光學顯示面板201a之表面及背面電極、其他的內部反射面等反射後返回光學顯示裝置200a的觀看側，而能有效地防止外部的光發生內部反射。
作為讓層、膜等進行接合或黏著的材料，例如可適當地選擇：丙烯酸系聚合物，矽酮系聚合物，聚酯，聚氨基甲酸酯，聚醯胺，聚醚，以氟系、橡膠系、異氰酸酯系、聚乙烯醇系、明膠系、乙烯系乳膠系、水系聚酯等的聚合物作為基底聚合物者。
偏光膜203如上述般，厚度10μm以下，且滿足前述光學特性。該偏光膜203，相較於習知這種光學顯示裝置所使用的偏光膜，由於非常薄，在因溫度或濕度條件發生伸縮所造成的應力極小。因此，偏光膜的收縮產生的應力導致鄰接的顯示面板201發生彎曲等變形的可能性大幅降低，可大幅抑制起因於變形之顯示品質降低。在本構造，作為黏著劑層202也能使用具備擴散功能的材料，或是做成包含黏著劑層及擴散劑層之2層構成。
作為讓黏著劑層202的接合力提高的材料，例如也能設置如日本特開2002-258269號公報(專利文獻6)、日本特開2004-078143號公報(專利文獻7)、日本特開2007-171892號公報(專利文獻8)所記載之錨固層。作為黏結劑樹脂，只要是能讓黏著劑的投錨力提高的層即可，沒有特別的限制，具體而言，例如可使用：環氧系樹脂、異氰酸酯系樹脂、聚氨基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、分子中含有胺基之聚合物類、酯氨基甲酸酯系樹脂、含有噁唑啉基等的各種丙烯酸系樹脂等之具有有機反應性基的樹脂(聚合物)。
此外，在上述錨固層，為了賦予抗靜電性，例如日本特開2004-338379號公報(專利文獻9)所記載般可添加抗靜電劑。用來賦予抗靜電性之抗靜電劑，可列舉：離子性界面活性劑系，聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚喹喔啉等的導電性聚合物系，氧化錫、氧化銻、氧化銦等的金屬氧化物系等；特別是基於光學特性、外觀、抗靜電效果、及抗靜電效果的加熱、加濕時的穩定性等觀點，較佳為使用導電性聚合物系。其中，更佳為使用聚苯胺、聚噻吩等的水溶性導電性聚合物，或是水分散性導電性聚合物。作為抗靜電層的形成材料是使用水溶性導電性聚合物或水分散性導電性聚合物的情況，在塗布時可抑制有機溶劑造成光學薄膜基材的變質。
第12圖係顯示，作為光學顯示面板是具備透過型液晶顯示面板301之光學顯示裝置300的實施方式。在該構造，是在液晶顯示面板301之觀看側的面，透過黏著劑層302接合第1偏光膜303，在該第1偏光膜303上，透過易接合層307接合保護層304。在保護層304上接合1/4波長相位差層309。在1/4波長相位差層309上雖沒有特別的限定，形成有抗靜電層308。在1/4波長相位差層309的外側也沒有特別的限定，配置有窗305。在液晶顯示面板301之另一面，透過第2黏著劑層302a配置第2偏光膜303a。在第2偏光膜303a的背側，如透過型液晶顯示裝置所周知般，配置有背光單元310。
[發明之實施方式]
接著，參照第30圖來說明本發明的一實施方式。如第9圖所說明般，例如在非晶性PET所構成的熱塑性樹脂基材1上，藉由進行PVA層的製膜步驟20、空中輔助延伸步驟30及硼酸水中延伸步驟50，獲得在該樹脂基材1上形成有單軸延伸PVA層所構成的偏光膜3之光學薄膜積層體10。該光學薄膜積層體10，維持其狀態，或是藉由第9圖及第10圖之步驟(I)所示的剝離/貼合步驟，將其他的光學機能薄膜4貼合在偏光膜3後剝去基材1而作成光學機能薄膜積層體11，再送往下個步驟。在此，是說明將基材1和偏光膜3所構成的光學薄膜積層體10送往下個步驟的例子。
光學薄膜積層體10，雖未圖示出，是從該光學薄膜積層體10的捲體91送出，以沿長度方向進給的狀態通過基準點印字部110，根據控制裝置200的控制部200a所給予的驅動信號讓基準點印字部110動作，而在基材1上印刷基準點。在基準點印字部110的下游側配置基準點讀取手段111及缺陷檢測手段112。缺陷檢測手段112係具備：光源112a、以及用來檢測出從光源112a照射而透過光學薄膜積層體10的光之受光手段112b。缺陷檢測手段112，當檢測出光學薄膜積層體10上所存在的缺陷時，將光學薄膜積層體10的進給量相關資訊送往控制裝置200的控制部200a；該進給量，是從基準點讀取手段111所讀取的基準點之通過時點至檢測出缺陷的時點為止之光學薄膜積層體10進給量。在此同時，缺陷檢測手段112，是將光學薄膜積層體10之寬度方向上與被檢測出的缺陷位置有關的資訊送往控制裝置200的控制部200a。
控制部200a根據光學薄膜積層體10的進給量相關資訊，運算出從基準點至檢測出的缺陷為止之光學薄膜積層體10長度，以該資訊作為缺陷之進給方向位置資訊，將該資訊和缺陷之積層體寬度方向位置相關資訊一起儲存於控制裝置200的記憶部200b。以下，將前述缺陷的進給方向位置資訊和積層體寬度方向位置資訊一併稱為第1次檢查缺陷位置資訊。
接下來，光學薄膜積層體10被送往分離薄膜貼附站230。在該分離薄膜貼附站230，將從捲體231a送出之分離薄膜231經由導輥232以重疊在光學薄膜積層體10下側的狀態，送進成對的貼附輥233、234間的輥隙。當分離薄膜231即將進入輥233、234間的輥隙之前，在該分離薄膜231和光學薄膜積層體10之間層狀地供應黏著劑235，分離薄膜231在貼附輥233、234間，藉由該黏著劑層235貼附於光學薄膜積層體10而形成具有分離薄膜之光學薄膜積層體240。該具有分離薄膜之光學薄膜積層體240，經由第2次缺陷檢測手段250而沿長度方向進給，捲繞成捲體260。第2次缺陷檢測手段250係具備基準點讀取手段251、光源252及受光手段253。受光手段253，是接收從光源252照射而被具有分離薄膜的光學薄膜積層體240之分離薄膜231反射後的光，並檢測出缺陷。缺陷檢測手段250，當檢測出具有分離薄膜的光學薄膜積層體240之分離薄膜231及黏著劑層235上所存在的缺陷時，將具有分離薄膜的光學薄膜積層體240之進給量相關資訊送往控制裝置300的控制部300a；該進給量相關資訊，是從基準點讀取手段251所讀取之基準點的通過時點至檢測出缺陷的時點為止之積層體240的進給量相關資訊。在此同時，缺陷檢測手段250，將具有分離薄膜的光學薄膜積層體240之寬度方向上與被檢測出的缺陷位置相關的資訊，作為寬度方向缺陷位置資訊而送往積層體裝置300的控制部300a。
控制部300a，根據具有分離薄膜的光學薄膜積層體240之進給量相關資訊，運算從基準點至所檢測出的缺陷為止之積層體240長度，將該資訊作為進給方向缺陷位置資訊，而和寬度方向缺陷位置資訊一起儲存於控制裝置300的記憶部300b。
控制部300a，讓用來印刷可識別捲體的捲體識別資訊之識別資訊印字手段270動作，而在積層體240上的適當位置印刷識別資訊。第1次檢查缺陷位置資訊及第2次檢查缺陷位置資訊，是與用來識別捲體260之識別資訊相關連，而分別儲存於控制裝置200之記憶部200b及控制裝置300之記憶部300b。
第31圖係顯示本發明的其他實施方式，光學薄膜積層體10未經由第1次的缺陷檢測，而直接送往分離薄膜貼附站230。接著，在具有剝離輥237、238的剝離站236，從具有分離薄膜的光學薄膜積層體240將分離薄膜231剝離。在貼附有分離薄膜231之具有分離薄膜的光學薄膜積層體240，分離薄膜231與黏著劑層235間的接合力，是比黏著劑層235與偏光膜3間的接合力更弱。因此，當將分離薄膜231從偏光膜3剝離時，黏著劑層235會保留在偏光膜3側，而成為具有黏著劑層的光學薄膜積層體10a。
該具有黏著劑層的光學薄膜積層體10a，接著通過基準點印字部311，根據控制裝置200的控制部200a所給予的驅動信號讓基準點印字部311動作，而在基材1上印刷基準點。然後，具有黏著劑層的光學薄膜積層體10a通過缺陷檢測部310。該缺陷檢測部310係具備：配置於基準點印字部311的下游側之基準點讀取手段312、光源313、及用來檢測出從該光源313照射而透過具有黏著劑層的光學薄膜積層體10a後的光之受光手段314。缺陷檢測部310，當檢測出具有黏著劑層的光學薄膜積層體10a上所存在的缺陷時，將具有黏著劑層的光學薄膜積層體10a之進給量相關資訊送往控制裝置200的控制部200a；該進給量相關資訊，是從基準點讀取手段311所讀取之基準點的通過時點至檢測出缺陷的時點為止之具有黏著劑層的光學薄膜積層體10a之進給量相關資訊。在此同時，缺陷檢出部310，將光學薄膜積層體10a之寬度方向上與被檢測出的缺陷位置相關的資訊，作為缺陷寬度方向位置資訊而送往積層體裝置200之控制部200a。控制部200a，是根據具有黏著劑層的光學薄膜積層體10a的進給量之相關資訊，運算從基準點至檢測出缺陷為止之積層體10a長度，將該進給方向缺陷位置資訊和缺陷寬度方向位置資訊一起儲存於資訊儲存於控制裝置200的記憶部200b。
與第30圖的相關說明同樣的，根據控制部200a的指示，讓用來印刷可識別捲體260的捲體識別資訊之識別資訊印字手段270動作，而在積層體240上的適當位置印刷識別資訊。在此情況，與前述同樣的，缺陷位置資訊是與捲體260的識別資訊相關連而儲存於控制裝置200之記憶部200b。
接著，在積層體10a上，再度貼附分離薄膜231。該分離薄膜231，可為先前從具有分離薄膜的光學薄膜積層體240剝離之分離薄膜，或是從另外設置的捲體送出的薄膜。在第31圖，該貼附站是用與分離薄膜貼附站230相同的符號表示，而省略詳細的說明。貼附分離薄膜231後之具有分離薄膜的光學薄膜積層體240，是被捲繞成捲體260。
第32圖係顯示用來在形成捲體260之光學薄膜積層體240的緣部印刷基準點M之一實施方式的立體圖。當被送來的光學薄膜積層體240之進給方向終端部附近到達基準點印字裝置311的下方位置時，例如根據第31圖所示的控制裝置200之控制部200a的指令信號而使該基準點印字裝置311動作，而在通過其下方之光學薄膜積層體240的緣部印刷基準點M。印刷基準點M後之光學薄膜積層體240的終端部，當從捲體260將光學薄膜積層體240送出時，是從積層體240的進給方向觀察是成為前端部。
第33圖係顯示本發明的切斷步驟之一實施方式的立體圖。在該切斷步驟，例如，將第30圖或第31圖的步驟所形成且藉由第32圖的步驟印刷基準點M後之具有分離薄膜的光學薄膜積層體240的捲體260設置於積層體送出裝置400。該裝置400，係具備可旋轉自如地支承捲體260之支承軸401，在該裝置400內設置：用來抑制從捲體260送出的積層體240在進給路徑發生蛇行之蛇行控制裝置402。該蛇行控制裝置402，係具備與積層體240的緣部接觸而檢測出該緣部的位置之緣部感測器402a，對應於該感測器402a所檢測出之緣部位置，而生成用來調節支承軸401的軸方向位置之信號。
在圖示的實施方式，與光學顯示裝置(將積層體240的偏光膜3貼附在具有長邊及短邊之矩形液晶顯示面板而構成)的製造相關連，設有用來將偏光膜切割成適當尺寸之切斷裝置500。該切斷裝置500，是將較寬之具有分離薄膜的光學薄膜積層體240切割成，具有對應於液晶顯示面板之長邊及短邊任一者的寬度之光學薄膜積層體條帶。在本實施方式，從具有分離薄膜的光學薄膜積層體240的捲體260送出之積層體240，藉由蛇行控制裝置402抑制蛇行，而藉由隔著適當間隔配置之兩對的進給輥501、502、501a、502a沿長度方向進給。在進給輥501a、502a的下游側，沿橫方向等間隔地配置四片的圓盤狀旋轉切刀503a、503b、503c、503d。切刀503a是配置在，將積層體240的緣部240a以既定寬度切除的位置。鄰接的兩個切刀503a~503d間的間隔距離設定成，對應於讓該積層體240的偏光膜3貼附之液晶顯示面板的短邊或長邊尺寸。再者，端部的切刀503d也能發揮，將積層體240之與緣部240a的相反側的緣部切除之作用。藉由切刀503a~503d當中相鄰接的兩個切刀，形成寬度與液晶顯示面板的短邊或長邊對應之3個積層體條帶510。
此外，進給輥501、502也能發揮作為積層體進給量計測手段的作用。在進給輥501、502和進給輥501a、502a之間配置基準點讀取裝置311a，該裝置311a是用來讀取藉此基準點印字裝置311印刷在積層體240上的基準點M，當檢測出被印刷的基準點M時，將表示該時刻的信號例如送往像第31圖所示的控制裝置200那樣的控制裝置。在進給輥501a、502a的下游側，在與3個積層體條帶510分別對應的位置配置條帶用基準點印字裝置311b。從基準點讀取裝置311a接收表示檢測出被印刷的基準點M時刻之信號後之例如像第31圖所示的控制裝置200那樣的控制裝置，也接收來自積層體進給量計測手段之進給輥501、502的進給量計測信號，藉此運算積層體240的進給量，當被切刀503a~503d切斷後之積層體條帶510分別以相當於距離A(基準點讀取裝置311a和條帶用基準點印字裝置311b間的距離)之距離進給的時點，讓該條帶用基準點印字裝置311b動作而在各積層體條帶510上印刷基準點標記Ma。
藉由切刀503a~503d切斷後之具有分離薄膜的光學薄膜積層體條帶510當中，中央的條帶510是維持其高度而藉由進給輥511沿進給方向進給並捲繞成捲體520。相對於中央的條帶510位於左側的條帶510，藉由導輥513a、513b往上方導引而捲撓成捲體521。同樣的，相對於中央的條帶510位於右側的條帶510，是藉由導輥513c、513d往下方導引而捲繞成捲體522。配置於捲繞位置前之識別資訊印字裝置270a，是將用來識別各個積層體條帶捲體520、521、522之捲體識別資訊分別印刷於相對應的積層體條帶510。例如像第31圖所示的控制裝置200那樣的控制裝置，如針對第31圖所說明般，儲存有在缺陷檢查步驟所檢測出的缺陷之積層體寬度方向位置相關資訊，根據該資訊判斷出是在積層體條帶捲體520、521、522當中哪個含有缺陷，將含有缺陷之各個積層體條帶捲體520、521、522之識別資訊與該缺陷資訊組合而儲存在像記憶部200b那樣的記憶部。
第34圖係顯示，遍及具有分離薄膜的光學薄膜積層體240之寬度方向全體賦予排列成直線狀之複數個點狀的基準標記之實施方式。在本實施方式，基準點印字裝置311、以沿寬度方向橫越具有分離薄膜的光學薄膜積層體240的方式排列成列狀之複數個印字手段311-1~311-6，藉此將複數個基準點標記M1~M6以沿寬度方向橫越該具有分離薄膜的光學薄膜積層體240的方式形成列狀。取代該列狀的複數個基準點標記M1~M6，而形成1條線狀的基準點標記亦可。在本實施方式，當將具有分離薄膜的光學薄膜積層體240如第33圖所示般切斷成複數個積層體條帶510時，能在各個積層體條帶510保留基準點標記。因此，像第33圖的實施方式那樣在各個積層體條帶510上事後印刷基準點的作業變得不需要。
第35圖係顯示本發明的切斷步驟之其他實施方式的立體圖。例如，藉由第30圖或第31圖的步驟所形成之具有分離薄膜的光學薄膜積層體240之捲體260，是設置於與第33圖所說明的情況同樣的積層體送出裝置400。
在圖示的實施方式，與光學顯示裝置(將積層體240的偏光膜3貼附在具有長邊及短邊之矩形液晶顯示面板而構成)的製造相關連，設有用來將偏光膜切割成適當尺寸之切斷裝置500。該切斷裝置500，是將較寬之具有分離薄膜的光學薄膜積層體240切割成，具有分別對應於液晶顯示面板之長邊及短邊的寬度之光學薄膜積層體條帶。
在第35圖，從具有分離薄膜的光學薄膜積層體240的捲體260送出之積層體240，藉由蛇行控制裝置402抑制蛇行，而藉由成對的進給輥501、502沿長度方向進給。在進給輥501、502的下游側，沿橫方向隔著間隔配置三片的圓盤狀旋轉切刀500a、500b、500c。切刀500a是配置在，將積層體240的緣部240a以既定寬度切除的位置。切刀500a和切刀500b間的間隔距離設定成，對應於讓該積層體240的偏光膜3貼附之液晶顯示面板的短邊尺寸。同樣的，切刀500b和切刀500c間的間隔距離設定成，對應於讓該積層體240的偏光膜3貼附之液晶顯示面板的長邊尺寸。此外，切刀500c也能發揮，將積層體240之與緣部240a的相反側的緣部切除之作用。
藉由切刀500a及切刀500b，形成寬度對應於液晶顯示面板的短邊之積層體條帶510a，藉由切刀500b及切刀500c，形成寬度對應於長邊之積層體條帶510b。具有長邊對應寬度的積層體條帶510b，直接藉由進給輥511、512沿長度方向進給，捲繞成捲體520。具有短邊對應寬度的積層體條帶510a，經由導輥513導引至比具有長邊對應寬度的積層體條帶510b更高的位置後，藉由進給輥514、515沿長度方向進給而捲繞成捲體521。
依據本發明，從上述各實施方式可理解，是將連續帶狀的光學薄膜積層體、亦即具有分離薄膜的積層體，沿偏光膜3的延伸方向(長度方向)呈平行地以既定寬度切斷，而形成既定寬度的連續帶狀積層體條帶，因此偏光膜3之吸收軸方向能高精度地與積層體條帶的長度方向一致。以往，是將較寬的光學薄膜積層體以捲繞成捲體狀的狀態切割成既定寬度，此方法無法高精度地讓偏光膜的吸收軸與條帶的長度方向一致。參照上述實施方式之前述本發明的方法，相較於以捲體狀態切割之習知方法，能獲得特別高的精度。在上述實施方式，如果使用2片切刀的話，可形成一個積層體條帶。雖未圖示出，在各積層體條帶510a、510b上，在與具有分離薄膜的光學薄膜積層體240所附設的基準點M相對應的位置印刷有基準點標記，用來識別各積層體條帶510a、510b之識別資訊也是，以與針對第33圖所說明的情況同樣的方法進行印刷。
第36圖是概略地顯示製造液晶顯示單元610的步驟；該液晶顯示單元610，是使用參照第35圖而藉由上述步驟製造出的積層體條帶捲體520、521，以偏光膜3的吸收軸正交的方式將偏光膜3貼附於液晶顯示面板600的兩面而構成。參照第36圖，將具有長邊對應寬度的積層體條帶510b從捲體520送出，而沿長度方向進給。從捲體520送出之積層體條帶510b，通過缺陷標記讀取手段620的下方，藉此讀取缺陷標記M。當未檢測出缺陷標記M的情況，判斷積層體條帶510b上沒有缺陷的存在，以對應於液晶顯示面板600的短邊之長度方向間隔，在積層體條帶510b上，沿著與長度方向垂直的方向(寬度方向)形成縫隙(slit)621，該縫隙621具有：從基材1表面通過偏光膜3及黏著劑層235而到達分離薄膜231面的深度。將該縫隙所形成的切口稱為「半切斷(half-cut)」。藉由該半切斷，在積層體條帶510b的長度方向上相鄰的兩個位置所形成之縫隙621間，形成基材1、偏光膜3及黏著劑層235所構成的偏光膜積層體薄片622。該偏光膜積層體薄片622，是藉由黏著劑層235附著於分離薄膜231。
形成有縫隙621之積層體條帶510b，被送往偏光膜貼合站650。在偏光膜貼合站650，從與積層體條帶510b的相反側，將液晶顯示面板600以與積層體條帶510b上的偏光膜積層體薄片622同步的關係進給，將偏光膜積層體薄片622從分離薄膜231剝離而貼附於液晶顯示面板600的上側面。將在一面上貼附有偏光膜3之液晶顯示面板600，相對於該液晶顯示面板600被送往貼合站650的方向朝向垂直方向，送往反轉迴旋部660。
另一方面，具有短邊對應寬度的積層體條帶510a，是從捲體521送出而沿長度方向進給。從捲體521送出之積層體條帶510a，通過缺陷標記讀取手段623的下方，藉此讀取缺陷標記。在此，當未檢測出缺陷標記的情況，判斷積層體條帶510a上沒有缺陷的存在，以對應於液晶顯示面板600的長邊之長度方向間隔，沿著與長度方向垂直的方向(寬度方向)，在積層體條帶510a上藉由半切斷而形成縫隙624，該縫隙624具有：從基材1表面通過偏光膜3及黏著劑層235而到達分離薄膜231的面的深度。在藉由該半切斷而在積層體條帶510a的長度方向上相鄰之兩個位置所形成的縫隙624間，形成基材1、偏光膜3及黏著劑層235所構成的偏光膜積層體薄片625。該偏光膜積層體薄片625是藉由黏著劑層235附著於分離薄膜231。
形成有縫隙624之積層體條帶510a，被送往第2偏光膜貼合站651。在偏光膜貼合站651，其一側的面貼合有偏光膜薄片622之液晶顯示面板600，朝與積層體條帶510a正交的方向，以與積層體條帶510a上的偏光膜積層體薄片625同步的關係，在反轉迴旋部660進行表裡反轉且以90。迴旋後的狀態進給。在第2偏光膜貼合站651，將偏光膜積層體薄片625從分離薄膜231剝離，貼附在液晶顯示面板600之反轉後成為上側的面上。經由此步驟，以吸收軸互相正交的狀態將偏光膜3貼附於液晶顯示面板600之兩側的面上。
在積層體條帶510a，若檢測出缺陷標記，判斷形成於該積層體條帶510a之進給方向前導側的縫隙621a、和缺陷標記之下游側(進給方向前導側)的緣部間的距離，當該距離比對應於液晶面板的長邊尺寸之尺寸更小的情況，進行不良薄片切斷。在該不良薄片切斷，在離該缺陷標記的上游側緣部(後緣部)既定距離之上游側位置，藉由半切斷而在積層體條帶510a上形成：跟在進給方向前導側的縫隙621a後方之後續的縫隙621b。形成於縫隙624a、624b間之偏光膜積層體薄片625a被當作不良薄片，不是送往偏光膜貼合站而是經由未圖示的不良薄片排出機構往不良薄片排出路徑排出。
通常，形成於縫隙624a、624b間之偏光膜積層體薄片625a的長度，是比形成於兩個相鄰的縫隙624間之正常的偏光膜積層體薄片625更短。因此，可減少被當作不良薄片而廢棄的材料。然而，當缺陷是沿著積層體條帶510a的長度方向相連之較長的情況，或是複數個缺陷是沿著積層體條帶510a的長度方向相連的情況，不良偏光膜積層體薄片625a會比正常的偏光膜積層體薄片625更長。在這種的情況，為了容易進行不良薄片的排出，可在較長的不良偏光膜積層體薄片625a的中間部形成追加縫隙，藉此縮短不良偏光膜薄片的長度。
在積層體條帶510b也是，若檢測出缺陷標記，在離缺陷標記的下游側緣部既定距離之下游側位置、及離該缺陷標記的上游側緣部既定距離之上游側位置這兩處，藉由半切斷而在積層體條帶510b形成縫隙621a、621b。形成於縫隙621a、621b間之偏光膜積層體薄片622a被當作不良薄片，不是送往偏光膜貼合站，而是藉由未圖示的不良薄片排出機構往不良薄片排出路徑排出。
第37圖係顯示，不同於第30圖、第31圖所示的實施方式而從光學薄膜積層體將基材1剝離的實施方式。在該實施方式，是在光學薄膜積層體10的偏光膜3的面上，透過接合劑801接合光學機能薄膜800。該光學機能薄膜800，也可以是1/4波長相位差薄膜、視野角補償薄膜、以及其他的光學顯示裝置領域所使用的光學機能薄膜之任一者。在光學機能薄膜800上，透過黏著劑235接合分離薄膜231。從捲體231a送出之分離薄膜231，經由導輥232進給，藉由成對的貼合輥233、234而貼合在光學機能薄膜800上，藉此形成具有分離薄膜之光學薄膜中間積層體240b。當光學機能薄膜800與分離薄膜231接合後，藉由剝離輥810、811將延伸用的熱塑性樹脂基材1從偏光膜3剝離，而形成具有分離薄膜的光學薄膜中間積層體240c。剝離後的基材1是經由導輥812而捲繞成捲體813。
將基材1剝離後之具有分離薄膜的光學薄膜中間積層體240c，是在分離薄膜231的面上，藉由基準點印字手段710印刷代表基準點之標記M。接著，具有分離薄膜的光學薄膜中間積層體240c是通過測長輥711而送往第2分離薄膜貼附站700。測長輥711，是測量積層體240c的進給量，並將計測信號送往記憶運算部720之積層體進給量運算手段720a。
在第2分離薄膜貼附站700，從捲體703a送出之第2分離薄膜703，是以與具有分離薄膜之光學薄膜中間積層體240c之基材1剝離後的面重疊的方式進給，透過朝該面供應之黏著劑704a所構成的黏著劑層704而藉由貼附輥701、702貼附於偏光膜3，藉此形成第2具有分離薄膜的光學薄膜積層體240d。
該光學薄膜積層體240d，在通過剝離輥910、911的位置將分離薄膜703剝離，而成為在具有分離薄膜的光學薄膜中間積層體240c之偏光膜3上附著有黏著劑層704之積層體240e。將剝離後的分離薄膜703捲繞成捲體703a。另一方面，積層體240e是經由缺陷檢查站730送往保護薄膜貼附站740，在該站740，透過黏著劑層704(設置於積層體240e之偏光膜3面)而藉由貼合輥742、743將保護薄膜741接合於積層體，藉此形成具有保護薄膜之光學薄膜積層體240f。將如此般形成之具有保護薄膜的光學薄膜積層體240f捲繞成捲體260A。
在本實施方式，缺陷檢查站730係具備：基準點讀取手段731、以及光源732和光檢測構件733所組成之透過光檢測方式的光學缺陷檢測手段。基準點讀取手段731之讀取信號，是送往記憶運算部720之基準點讀取時間記憶手段720b，藉此記憶檢測出基準點的時刻。來自光學缺陷檢測手段的缺陷檢測信號，送往記憶運算部720之缺陷檢測時間運算手段720c，該缺陷檢測時間運算手段720c，可算出並記憶檢測出該缺陷的時刻。來自積層體進給量運算手段720a、基準點讀取時間記憶手段720b、以及缺陷檢測時間運算手段720c的信號，是輸入設置於光學薄膜積層體形成裝置之控制裝置770的缺陷位置運算部772；缺陷位置運算部772接收到這些輸入而算出相對於基準點標記M的缺陷位置，將缺陷位置信號送往記憶運算部720的缺陷位置記憶部720d。缺陷位置記憶部720d所記憶之缺陷位置的資訊，是儲存在與控制裝置770不同的其他資訊記憶媒體790。
設置於控制裝置770之識別資訊轉換手段773a，是讓捲體識別資訊印字手段762a動作，而在積層體240f的分離薄膜231上，印刷用來識別該光學薄膜積層體240a之識別資訊I。資訊記憶媒體790，將該識別資訊以與缺陷位置資訊相關連的方式予以記憶。因此，在利用光學薄膜積層體捲體260A後的步驟，能從該資訊記憶媒體790讀取該捲體260A的缺陷位置。
第38圖係顯示偏光膜貼合的具體實施方式之截面圖。為了便於說明，在第36圖中，在偏光膜貼合站650，液晶表示面板600是從積層體條帶510b的進給方向之相反側，以與積層體條帶510b上的偏光膜積層體薄片622同步的關係進給，但為了讓偏光膜的貼合連續進行，液晶表示面板600較佳為以相對於積層體條帶510b成為上下關係，且以與積層體條帶510b上的偏光膜積層體薄片622同步的關係進給。
第38圖係顯示其一例，液晶表示面板600是在積層體條帶510b的下方，以與積層體條帶510b上的偏光膜積層體薄片622同步的關係送入偏光膜貼合站650。在偏光膜貼合站650配置上下一對的貼合輥650a、650b，在輥650a、650b之進給方向前側，配置用來剝離分離薄膜231之具有鋭角前端之剝離銳緣構件650c。以與送入貼合輥650a、650b的輥隙之液晶表示面板600同步的關係，將偏光膜積層體薄片622送入貼合輥650a、650b的輥隙，在即將送入之前，藉由剝離銳緣構件650c將分離薄膜231剝離，而僅讓偏光膜積層體薄片622到達貼合輥650a、650b的輥隙。接著，藉由貼合輥650a、650b將偏光膜積層體薄片622按壓於液晶表示面板600上而完成貼合。在偏光膜貼合站650的貼合作業，也是以同樣的方式進行。
以上是參照圖式說明本發明之特定實施方式，但本發明除了圖示所說明的構造以外也能進行許多變更。因此，本發明並不限定於圖示所說明的構造，其範圍應根據申請專利範圍及其均等範圍來界定。
1．．．基材
2．．．PVA系樹脂層
3．．．偏光膜
4．．．光學機能薄膜
5．．．第2光學機能薄膜
7．．．包含PVA系樹脂層之積層體
8．．．延伸積層體
8’．．．延伸積層體的捲體
8”．．．不溶化處理後的延伸積層體
9．．．著色積層體
9’．．．交聯後的著色積層體
10．．．光學薄膜積層體
10a．．．具有黏著劑層之光學薄膜積層體
11．．．光學機能薄膜積層體
20．．．積層體製作裝置
21．．．塗布手段
22．．．乾燥手段
23．．．表面改質處理裝置
30．．．空中輔助延伸處理裝置
31．．．延伸手段
32．．．捲繞裝置
33．．．烘箱
40．．．染色裝置
41．．．染色液
42．．．染色浴
43．．．送出裝置
50．．．硼酸水中處理裝置
51．．．硼酸水溶液
52．．．硼酸浴
53．．．延伸手段
60．．．不溶化處理裝置
61．．．硼酸不溶化水溶液
70．．．交聯處理裝置
71．．．硼酸交聯水溶液
80．．．洗淨裝置
81．．．洗淨液
90．．．乾燥裝置
91．．．捲繞裝置
100．．．貼合/轉印裝置
101．．．送出/貼合裝置
102．．．捲繞/轉印裝置
(A)．．．積層體製作步驟
(B)．．．空中輔助延伸步驟
(C)．．．染色步驟
(D)．．．硼酸水中延伸步驟
(E)．．．第1不溶化步驟
(F)．．．包含第2不溶化處理之交聯步驟
(G)．．．洗淨步驟
(H)．．．乾燥步驟
(I)．．．貼合/轉印步驟
230．．．分離薄膜貼附站
231．．．分離薄膜
260、260A．．．光學薄膜積層體捲體
310．．．缺陷檢測部
510a、510b．．．積層體條帶
520、521．．．積層體條帶捲體
600．．．液晶顯示面板
621．．．縫隙
770．．．控制裝置
第1圖係顯示相對於PVA層厚度(或偏光膜厚度)之樹脂基材的適當厚度的圖表。
第2圖係厚度3μm、8μm、10μm的偏光膜之偏光性能比較圖。
第3圖係顯示單體透過率P與偏光度T的關係之圖表。
第4圖係顯示，具有液晶顯示面板之光學顯示裝置所使用的偏光膜所要求之光學性能範圍的圖表。
第5圖是將偏光膜1~7之偏光性能理論值以二色比表示的圖。
第6圖是不同染色浴的碘濃度是否會發生PVA系樹脂層的溶解之比較表。
第7圖係顯示染色浴的碘濃度與PVA系樹脂層所生成的偏光膜之偏光性能的關係之圖表。
第8圖係顯示本發明的實施例之偏光膜的偏光性能之圖表。
第9圖係用來製造光學薄膜積層體之不包含不溶化處理的製造步驟之概略圖。
第10圖係用來製造光學薄膜積層體之包含不溶化處理的製造步驟之概略圖。
第11a圖係顯示使用本發明的光學薄膜積層體之有機EL顯示裝置一例的截面圖；第11b圖係顯示使用本發明的光學薄膜積層體之有機EL顯示裝置其他例的截面圖。
第12圖係顯示使用本發明的光學薄膜積層體之液晶顯示裝置一例的截面圖。
第13圖係本發明的幾個實施例之偏光膜的偏光性能之對比圖。
第14圖本發明的另外幾個實施例之偏光膜的偏光性能之對比圖。
第15圖係顯示本發明的實施例之偏光膜的偏光性能之圖表。
第16圖係顯示本發明的其他實施例之偏光膜的偏光性能之圖表。
第17圖係顯示本發明的再其他實施例之偏光膜的偏光性能之圖表。
第18圖係顯示結晶性PET、非晶性PET、PVA系樹脂各個的延伸溫度與可延伸倍率的相對關係之圖表。
第19圖係顯示結晶性PET、非晶性PET在Tg和熔點Tm間之溫度變化所造成的結晶化速度變化之圖表。
第20圖係顯示非晶性PET、PVA在空中高溫的延伸倍率與總延伸倍率的關係之圖表。
第21圖係顯示結晶性PET、非晶性PET、PVA系樹脂在空中高溫的延伸溫度與總可延伸倍率的相對關係之圖表。
第22圖係顯示，相對於總延伸倍率之作為熱塑性樹脂基材所使用的PET之配向性、結晶化度之圖表。
第23圖係顯示進行1.8倍的空中輔助延伸的情況之輔助延伸溫度與輔助延伸處理後之PET配向函數的關係之圖表。
第24圖係顯示PVA結晶化度與PVA配向函數的相對關係之圖表。
第25圖係使用熱塑性樹脂基材所製造的偏光膜之製造步驟概略圖。
第26圖係顯示未採用2段延伸之習知例的偏光膜之偏光性能的圖表。
第27圖係採用2段延伸之實施例所製造的偏光膜、或包含偏光膜之光學薄膜積層體之製造條件一覽表。
第28圖係採用2段延伸之實施例所製造的偏光膜、或包含偏光膜之光學薄膜積層體之製造條件一覽表。
第29圖係採用2段延伸的實施例及參考例1~3之配向函數值的比較表。
第30圖係顯示對採用2段延伸之光學薄膜積層體進行缺陷檢查的方法之一實施方式，是光學薄膜積層體捲體的製造步驟概略圖。
第31圖係顯示進行缺陷檢查的方法之其他實施方式，是光學薄膜積層體捲體的製造步驟概略圖。
第32圖係顯示基準點印字步驟之概略立體圖。
第33圖係顯示在切斷後的積層體條帶捲體上印刷基準點標記的步驟、及印刷用來識別積層體條帶捲體之識別資訊的步驟之概略圖。
第34圖係顯示基準點印字的其他方法之概略立體圖。
第35圖係顯示將具有分離薄膜的光學薄膜積層體切斷成條帶的方法之其他例的概略圖。
第36圖係顯示將偏光膜貼附於液晶表示面板的步驟之一例的概略圖。
第37圖係顯示進行缺陷檢查的方法之其他實施方式，是光學薄膜積層體捲體之製造步驟概略圖。
第38圖係顯示將偏光膜連續地貼附於液晶表示面板之機構一例的概略截面圖。
240．．．光學薄膜積層體
240a．．．緣部
260．．．光學薄膜積層體捲體
270a．．．識別資訊印字裝置
311a．．．基準點讀取裝置
311b．．．條帶用基準點印字裝置
400．．．積層體送出裝置
401．．．支承軸
402．．．蛇行控制裝置
402a．．．緣部感測器
500．．．切斷裝置
501、502、501a、502a．．．進給輥
503a、503b、503c、503d．．．圓盤狀旋轉切刀
510．．．積層體條帶
513a、513b、513c、513d．．．導輥
520、521、522．．．積層體條帶捲體
M．．．基準點
Ma．．．基準點標記

Claims (16)

  1. 一種光學薄膜積層體條帶捲體之製造方法，其特徵在於，係包含：形成光學薄膜積層體的階段，該光學薄膜積層體，是由至少具有連續帶狀的偏光膜之光學薄膜、和接合於該光學薄膜之樹脂薄膜所構成；將前述光學薄膜積層體沿長度方向進給，並遍及該光學薄膜積層體之寬度方向全體賦予線狀或複數個點狀的基準標記之階段；檢查階段，將前述光學薄膜積層體沿長度方向進給，並進行用來檢測出前述光學薄膜上所存在的缺陷之缺陷檢查，當檢測出缺陷時，將該缺陷的位置，以相對於前述基準標記之積層體長度方向位置及寬度方向位置的方式進行記錄；將前述光學薄膜積層體沿著長度方向呈平行地以既定寬度切斷，而形成複數個既定寬度的連續帶狀積層體條帶之階段；被切斷之前述積層體條帶各個是否有在前述檢查階段被檢測出的缺陷，根據該缺陷的寬度方向位置進行判斷，關於判斷出有缺陷之積層體條帶，將與該缺陷有關的資訊和用來識別該條帶之識別資訊一起記憶之階段；以及將前述積層體條帶捲繞成捲體狀的階段。
  2. 一種光學薄膜積層體條帶捲體之製造方法，其特徵在於，係包含： 形成光學薄膜積層體的階段，該光學薄膜積層體，是由至少具有連續帶狀的偏光膜之光學薄膜、和接合於該光學薄膜之樹脂薄膜所構成；將前述光學薄膜積層體沿長度方向進給，並在該光學薄膜積層體上賦予基準標記的階段；檢查階段，將前述光學薄膜積層體沿長度方向進給，並進行用來檢測出前述光學薄膜上所存在的缺陷之缺陷檢查，當檢測出缺陷時，將該缺陷的位置，以相對於前述基準標記之積層體長度方向位置及寬度方向位置的方式進行記錄；將前述光學薄膜積層體沿著長度方向呈平行地以既定寬度切斷，而形成複數個既定寬度的連續帶狀積層體條帶之階段；藉由測量從前述光學薄膜積層體切斷後之前述積層體條帶各個的長度方向進給量，判斷前述積層體條帶各個之與前述基準標記對應的位置已到達個別基準標記賦予位置，而對前述積層體條帶各個賦予個別基準標記之階段；前述積層體條帶各個是否有在前述檢查階段被檢測出的缺陷，根據該缺陷的寬度方向位置進行判斷，關於判斷出有缺陷之積層體條帶，和用來識別該條帶之識別資訊一起記憶之階段；以及將前述積層體條帶捲繞成捲體狀的階段。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中，前述光學薄膜，是對於在連續帶狀的熱塑性樹脂基材 上形成有聚乙烯醇系樹脂層之積層體，以總延伸倍率成為5倍~8.5倍的方式實施空中輔助延伸和硼酸水中延伸所組成的2段式之長度方向單軸延伸階段，並使用雙色性物質實施染色階段，藉由前述兩個階段而形成在該樹脂基材上之厚度10μm以下的偏光膜；前述樹脂薄膜，是與前述聚乙烯醇系樹脂層一起進行延伸之前述熱塑性樹脂基材。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中，前述光學薄膜至少包含偏光膜；該偏光膜，是對於在連續帶狀的熱塑性樹脂基材上形成有聚乙烯醇系樹脂層之積層體，藉由實施長度方向單軸延伸和使用雙色性物質實施染色而形成於該樹脂基材上；前述樹脂薄膜，是透過黏著劑層而接合於前述偏光膜之樹脂材料的載體薄膜，該載體薄膜之與該黏著劑層接觸的表面對該黏著劑層的接合力，是比前述光學薄膜和該黏著劑層間的接合力更弱。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中，沿長度方向呈平行地進行之切斷，是以前述光學薄膜積層體條帶的寬度成為與具有長邊和短邊之矩形面板之前述長邊及短邊當中一方的尺寸相對應的尺寸之方式來進行；前述方法，在捲繞成前述捲體之階段前進一步包含以下階段，亦即，對於前述光學薄膜條帶，沿長度方向以與前述面板之前述長邊及短邊尺寸當中的一方相對應之既定 間隔，朝前述光學薄膜條帶之寬度方向依序形成複數個縫隙，該縫隙的深度，是從與前述樹脂薄膜的相反側之前述光學薄膜面到達前述樹脂薄膜之前述光學薄膜鄰接面，藉此在沿長度方向相鄰接的兩個前述縫隙間，形成藉由前述樹脂薄膜支承之光學薄膜的薄片。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，當前述光學薄膜條帶包含缺陷的情況，在隔著該缺陷之該光學薄膜條帶的進給方向上游側及下游側之離該缺陷端部既定距離的位置形成前述縫隙。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，當隔著前述缺陷而形成於該光學薄膜條帶之進給方向上游側及下游側之前述縫隙的間隔比前述既定間隔更大的情況，在隔著前述缺陷而形成於該光學薄膜條帶之進給方向上游側及下游側之前述縫隙之間，進一步形成至少一個追加的寬度方向縫隙，而避免形成於前述缺陷存在區域之複數個寬度方向縫隙的間隔比前述既定間隔更大。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，前述偏光膜具有滿足以下條件的光學特性，當單體透過率為T、偏光度為P時，P>-(100.929T-42.4 -1)×100(其中T<42.3)、及P≧99.9(其中T≧42.3)的條件。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，前述偏光膜具有滿足以下條件的光學特性，當單體透過率為T、偏光度為P時， T≧42.5、及P≧99.5的條件。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，前述空中輔助延伸時的延伸倍率為3.5倍以下。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，前述雙色性物質的吸附，是讓前述聚乙烯醇系樹脂層浸漬於染色液中來進行，該染色液是在水溶媒中含有碘濃度0.12~0.30重量%範圍的碘。
  12. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中進一步含有：將前述光學薄膜積層體使用液溫不超過40℃的溫度之含有碘化物鹽的洗淨液進行洗淨的步驟。
  13. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中，進一步含有：在前述偏光膜之與前述熱塑性樹脂基材相反側的面，透過黏著劑積層分離薄膜的步驟。
  14. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中，進一步含有：在前述偏光膜之與前述熱塑性樹脂基材相反側的面，透過接合劑積層光學機能薄膜的步驟。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，進一步含有：在前述光學機能薄膜之與前述偏光膜相反側的面，透過黏著劑積層分離薄膜的步驟。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，前述光學機能薄膜是3軸方向的折射率具有nx>ny>nz的關係之3維折射率的2軸性相位差薄膜。
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