JP2023166827A - レンズ部、積層体、表示体、表示体の製造方法および表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＶＲゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得るレンズ部を提供すること。【解決手段】本発明の実施形態によるレンズ部は、ユーザに対して画像を表示する表示システムに用いられるレンズ部であって、画像を表す表示素子の表示面から前方に向けて出射され、偏光部材および第１のλ／４部材を通過した光を反射し、反射型偏光部材および前記反射型偏光部材の前方に配置される吸収型偏光部材を含む反射部と、前記表示素子と前記反射部との間の光路上に配置される第一レンズ部と、前記表示素子と前記第一レンズ部との間に配置され、前記表示素子から出射された光を透過させ、前記反射部で反射された光を前記反射部に向けて反射させるハーフミラーと、前記ハーフミラーと前記反射部との間の光路上に配置される第２のλ／４部材と、を備え、前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは８μｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ部、積層体、表示体、表示体の製造方法および表示方法に関する。

液晶表示装置およびエレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置（例えば、有機ＥＬ表示装置）に代表される画像表示装置が急速に普及している。画像表示装置においては、画像表示を実現し、画像表示の性能を高めるために、一般的に、偏光部材、位相差部材等の光学部材が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。

近年、画像表示装置の新たな用途が開発されている。例えば、Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＶＲ）を実現するためのディスプレイ付きゴーグル（ＶＲゴーグル）が製品化され始めている。ＶＲゴーグルは様々な場面での利用が検討されていることから、その軽量化、高精細化等が望まれている。軽量化は、例えば、ＶＲゴーグルに用いられるレンズを薄型化することで達成され得る。一方で、薄型レンズを用いた表示システムに適した光学部材の開発も望まれている。

特開２０２１－１０３２８６号公報

上記に鑑み、本発明はＶＲゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得るレンズ部の提供を主たる目的とする。

１．本発明の実施形態によるレンズ部は、ユーザに対して画像を表示する表示システムに用いられるレンズ部であって、画像を表す表示素子の表示面から前方に向けて出射され、偏光部材および第１のλ／４部材を通過した光を反射し、反射型偏光部材および前記反射型偏光部材の前方に配置される吸収型偏光部材を含む反射部と、前記表示素子と前記反射部との間の光路上に配置される第一レンズ部と、前記表示素子と前記第一レンズ部との間に配置され、前記表示素子から出射された光を透過させ、前記反射部で反射された光を前記反射部に向けて反射させるハーフミラーと、前記ハーフミラーと前記反射部との間の光路上に配置される第２のλ／４部材と、を備え、前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは８μｍ以下である。
２．上記１に記載のレンズ部において、上記反射型偏光部材の反射軸と上記吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに平行に配置されてもよい。
３．上記１または２に記載のレンズ部において、上記第一レンズ部と上記ハーフミラーとは一体であってもよい。
４．上記１から３のいずれかに記載のレンズ部において、上記レンズ部は、上記反射部の前方に配置される第二レンズ部を備えてもよい。
５．上記１から４のいずれかに記載のレンズ部において、上記表示素子に含まれる上記偏光部材の吸収軸と上記第１のλ／４部材の遅相軸とのなす角度は４０°～５０°であってもよく、上記表示素子に含まれる上記偏光部材の吸収軸と上記第２のλ／４部材の遅相軸とのなす角度は４０°～５０°であってもよい。
６．上記１から５のいずれかに記載のレンズ部において、上記反射型偏光部材の厚みに対する上記吸収型偏光膜の厚みの比は１５％以下であってもよい。

７．本発明の実施形態による積層体は、上記１から６のいずれかに記載のレンズ部の上記反射部に用いられ、上記反射型偏光部材と上記吸収型偏光部材とを有する。
８．上記７に記載の積層体において、上記反射型偏光部材と上記吸収型偏光部材とは接着層を介して積層されてもよい。

９．本発明の実施形態による表示体は、上記１から６のいずれかに記載のレンズ部を有する。
１０．本発明の実施形態による表示体の製造方法、上記１から６のいずれかに記載のレンズ部を有する表示体の製造方法である。

１１．本発明の実施形態による表示方法は、偏光部材および第１のλ／４部材を介して出射された画像を表す光を、ハーフミラーおよび第一レンズ部を通過させるステップと、前記ハーフミラーおよび前記第一レンズ部を通過した光を、第２のλ／４部材を通過させるステップと、前記第２のλ／４部材を通過した光を、反射型偏光部材を含む反射部で前記ハーフミラーに向けて反射させるステップと、前記反射部および前記ハーフミラーで反射させた光を、前記第２のλ／４部材により前記反射部の前記反射型偏光部材を透過可能にするステップと、前記反射型偏光部材を透過した光を、吸収型偏光部材を透過させるステップと、を有し、前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは８μｍ以下である。

１２．本発明の実施形態によるレンズ部の吸収型偏光膜の製造方法は、長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層体とすること、および、前記積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に２％以上収縮させる乾燥収縮処理と、をこの順に施すことを含む。
１３．上記１２に記載の製造方法において、上記ポリビニルアルコール系樹脂層における上記ハロゲン化物の含有量は、上記ポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して５重量部～２０重量部である。
１４．上記１２または１３に記載の製造方法において、上記空中補助延伸処理における延伸倍率は２．０倍以上である。
１５．上記１２から１４のいずれかに記載の製造方法において、上記乾燥収縮処理工程は、加熱ロールを用いて加熱する工程である。
１６．上記１５に記載の製造方法において、上記加熱ロールの温度は６０℃～１２０℃であり、上記乾燥収縮処理による上記積層体の幅方向の収縮率が２％以上である。

本発明の実施形態によるレンズ部によれば、ＶＲゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得る。

本発明の１つの実施形態に係る表示システムの概略の構成を示す模式図である。 図１に示す表示システムの反射部に用いられる積層体の一例を示す模式的な断面図である。 反射型偏光フィルムに含まれる多層構造の一例を示す模式的な斜視図である。 加熱ロールを用いた乾燥収縮処理の一例を示す概略図である。 光学ムラを示す観察写真である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

（用語および記号の定義）
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
（１）屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）
「ｎｘ」は面内の屈折率が最大になる方向（すなわち、遅相軸方向）の屈折率であり、「ｎｙ」は面内で遅相軸と直交する方向（すなわち、進相軸方向）の屈折率であり、「ｎｚ」は厚み方向の屈折率である。
（２）面内位相差（Ｒｅ）
「Ｒｅ（λ）」は、２３℃における波長λｎｍの光で測定した面内位相差である。例えば、「Ｒｅ（５５０）」は、２３℃における波長５５０ｎｍの光で測定した面内位相差である。Ｒｅ（λ）は、層（フィルム）の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、式：Ｒｅ（λ）＝（ｎｘ－ｎｙ）×ｄによって求められる。
（３）厚み方向の位相差（Ｒｔｈ）
「Ｒｔｈ（λ）」は、２３℃における波長λｎｍの光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Ｒｔｈ（５５０）」は、２３℃における波長５５０ｎｍの光で測定した厚み方向の位相差である。Ｒｔｈ（λ）は、層（フィルム）の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、式：Ｒｔｈ（λ）＝（ｎｘ－ｎｚ）×ｄによって求められる。
（４）Ｎｚ係数
Ｎｚ係数は、Ｎｚ＝Ｒｔｈ／Ｒｅによって求められる。
（５）角度
本明細書において角度に言及するときは、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば「４５°」は±４５°を意味する。

図１は本発明の１つの実施形態に係る表示システムの概略の構成を示す模式図である。図１では、表示システム２の各構成要素の配置および形状等を模式的に図示している。表示システム２は、表示素子１２と、反射部１４と、第一レンズ部１６と、ハーフミラー１８と、第一位相差部材２０と、第二位相差部材２２と、第二レンズ部２４とを備えている。反射部１４は、表示素子１２の表示面１２ａ側である前方に配置され、表示素子１２から出射された光を反射し得る。第一レンズ部１６は表示素子１２と反射部１４との間の光路上に配置され、ハーフミラー１８は表示素子１２と第一レンズ部１６との間に配置されている。第一位相差部材２０は表示素子１２とハーフミラー１８との間の光路上に配置され、第二位相差部材２２はハーフミラー１８と反射部１４との間の光路上に配置されている。

ハーフミラーから前方に配置される構成要素（図示例では、ハーフミラー１８、第一レンズ部１６、第二位相差部材２２、反射部１４および第二レンズ部２４）をまとめてレンズ部（レンズ部４）と称する場合がある。

表示素子１２は、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイであり、画像を表示するための表示面１２ａを有している。表示面１２ａから出射される光は、例えば、表示素子１２に含まれ得る偏光部材（代表的には、偏光フィルム）を通過して出射され、第１の直線偏光とされている。

第一位相差部材２０は、第一位相差部材２０に入射した第１の直線偏光を第１の円偏光に変換し得るλ／４部材である（以下、第一位相差部材を第１のλ／４部材と称する場合がある）。なお、第一位相差部材２０は、表示素子１２に一体に設けられてもよい。

ハーフミラー１８は、表示素子１２から出射された光を透過させ、反射部１４で反射された光を反射部１４に向けて反射させる。ハーフミラー１８は、第一レンズ部１６に一体に設けられている。

第二位相差部材２２は、反射部１４およびハーフミラー１８で反射させた光を、反射型偏光部材を含む反射部１４を透過させ得るλ／４部材である（以下、第二位相差部材を第２のλ／４部材と称する場合がある）。なお、第二位相差部材２２は、第一レンズ部１６に一体に設けられてもよいし、反射部１４に含まれる反射型偏光部材に一体に設けられてもよい。

第１のλ／４部材２０から出射された第１の円偏光は、ハーフミラー１８および第一レンズ部１６を通過し、第２のλ／４部材２２により第２の直線偏光に変換される。第２のλ／４部材２２から出射された第２の直線偏光は、反射部１４に含まれる反射型偏光部材を透過せずにハーフミラー１８に向けて反射される。このとき、反射部１４に含まれる反射型偏光部材に入射した第２の直線偏光の偏光方向は、反射型偏光部材の反射軸と同方向である。そのため、反射部に入射した第２の直線偏光は、反射型偏光部材で反射される。

反射部１４で反射された第２の直線偏光は第２のλ／４部材２２により第２の円偏光に変換され、第２のλ／４部材２２から出射された第２の円偏光は第一レンズ部１６を通過してハーフミラー１８で反射される。ハーフミラー１８で反射された第２の円偏光は、第一レンズ部１６を通過し、第２のλ／４部材２２により第３の直線偏光に変換される。第３の直線偏光は、反射部１４に含まれる反射型偏光部材を透過する。このとき、反射部１４に含まれる反射型偏光部材に入射した第３の直線偏光の偏光方向は、反射型偏光部材の透過軸と同方向である。そのため、反射部１４に入射した第３の直線偏光は、反射型偏光部材を透過する。

反射部１４を透過した光は、第二レンズ部２４を通過して、ユーザの目２６に入射する。

例えば、表示素子１２に含まれる偏光部材の吸収軸と反射部１４に含まれる反射型偏光部材の反射軸とは、互いに略平行に配置されてもよいし、略直交に配置されてもよい。表示素子１２に含まれる偏光部材の吸収軸と第一位相差部材２０の遅相軸とのなす角度は、例えば４０°～５０°であり、４２°～４８°であってもよく、約４５°であってもよい。表示素子１２に含まれる偏光部材の吸収軸と第二位相差部材２２の遅相軸とのなす角度は、例えば４０°～５０°であり、４２°～４８°であってもよく、約４５°であってもよい。

第一位相差部材２０の面内位相差Ｒｅ（５５０）は、例えば１００ｎｍ～１９０ｎｍであり、１１０ｎｍ～１８０ｎｍであってもよく、１３０ｎｍ～１６０ｎｍであってもよく、１３５ｎｍ～１５５ｎｍであってもよい。

第一位相差部材２０は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第一位相差部材２０のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は、例えば０．７５以上１未満であり、０．８以上０．９５以下であってもよい。

第二位相差部材２２の面内位相差Ｒｅ（５５０）は、例えば１００ｎｍ～１９０ｎｍであり、１１０ｎｍ～１８０ｎｍであってもよく、１３０ｎｍ～１６０ｎｍであってもよく、１３５ｎｍ～１５５ｎｍであってもよい。

第二位相差部材２２は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第二位相差部材２２のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は、例えば０．７５以上１未満であり、０．８以上０．９５以下であってもよい。

各位相差部材は、任意の適切な材料で形成される。例えば、樹脂フィルム（代表的には、延伸フィルム）であってもよく、液晶化合物から形成されてもよい。位相差部材が樹脂フィルムである場合、その厚みは、例えば１０μｍ～１００μｍである。

上記樹脂フィルムに含まれる樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、環状オレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、組み合わせて（例えば、ブレンド、共重合）用いてもよい。例えば、ポリカーボネート系樹脂またはポリエステルカーボネート系樹脂（以下、単にポリカーボネート系樹脂と称する場合がある）を含む樹脂フィルムが好適に用いられ得る。このような樹脂を用いることにより、例えば、上記逆分散波長特性を示し得る。

上記ポリカーボネート系樹脂としては、任意の適切なポリカーボネート系樹脂を用いることができる。例えば、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジオール、脂環式ジメタノール、ジ、トリまたはポリエチレングリコール、ならびに、アルキレングリコールまたはスピログリコールからなる群から選択される少なくとも１つのジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、を含む。好ましくは、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジメタノールに由来する構造単位ならびに／あるいはジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含み；さらに好ましくは、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、ジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含む。ポリカーボネート系樹脂は、必要に応じてその他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含んでいてもよい。なお、位相差部材に好適に用いられ得るポリカーボネート系樹脂および位相差部材の形成方法の詳細は、例えば、特開２０１４－１０２９１号公報、特開２０１４－２６２６６号公報、特開２０１５－２１２８１６号公報、特開２０１５－２１２８１７号公報、特開２０１５－２１２８１８号公報に記載されており、これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。

反射型偏光部材の前方に、吸収型偏光部材が設けられていてもよい。代表的には、吸収型偏光部材を反射型偏光部材と第二レンズ部２４との間に設けることができる。反射型偏光部材の反射軸と吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに略平行に配置され得、反射型偏光部材の透過軸と吸収型偏光部材の透過軸とは互いに略平行に配置され得る。吸収型偏光部材は反射部１４に含まれてもよい。反射部１４が吸収型偏光部材を含む場合、反射部１４は反射型偏光部材と吸収型偏光部材とを有する積層体を含んでいてもよい。

図２は、図１に示す表示システムの反射部に用いられる積層体の一例を示す模式的な断面図である。積層体３０は、反射型偏光部材３２と吸収型偏光部材３４とを有し、反射型偏光部材３２と吸収型偏光部材３４とは接着層３６を介して積層されている。接着層を用いることにより、反射型偏光部材３２と吸収型偏光部材３４とが固定され、反射軸と吸収軸（透過軸と透過軸）との軸配置のズレを防止することができる。また、反射型偏光部材３２と吸収型偏光部材３４との間に形成され得る空気層による悪影響を抑制することができる。接着層３６は、接着剤で形成されてもよいし、粘着剤で形成されてもよい。接着層３６の厚みは、例えば０．０５μｍ～３０μｍであり、好ましくは３μｍ～２０μｍであり、さらに好ましくは５μｍ～１５μｍである。図示しないが、第二位相差部材２２が反射型偏光部材３２に一体に設けられてもよいことから、積層体３０は第二位相差部材２２を有していてもよい。この場合、第二位相差部材２２は、接着層を介して反射型偏光部材３２に積層され得る。

上記反射型偏光部材は、その透過軸に平行な偏光（代表的には、直線偏光）をその偏光状態を維持したまま透過させ、それ以外の偏光状態の光を反射し得る。反射型偏光部材としては、代表的には、多層構造を有するフィルム（反射型偏光フィルムと称する場合がある）で構成される。この場合、反射型偏光部材の厚みは、例えば１０μｍ～１５０μｍであり、好ましくは２０μｍ～１００μｍであり、さらに好ましくは３０μｍ～６０μｍである。

図３は、反射型偏光フィルムに含まれる多層構造の一例を示す模式的な斜視図である。多層構造３２ａは、複屈折性を有する層Ａと複屈折性を実質的に有さない層Ｂとを交互に有する。多層構造を構成する層の総数は、５０～１０００であってもよい。例えば、Ａ層のｘ軸方向の屈折率ｎｘはｙ軸方向の屈折率ｎｙより大きく、Ｂ層のｘ軸方向の屈折率ｎｘとｙ軸方向の屈折率ｎｙとは実質的に同一であり、Ａ層とＢ層との屈折率差は、ｘ軸方向において大きく、ｙ軸方向においては実質的にゼロである。その結果、ｘ軸方向が反射軸となり、ｙ軸方向が透過軸となり得る。Ａ層とＢ層とのｘ軸方向における屈折率差は、好ましくは０．２～０．３である。

上記Ａ層は、代表的には、延伸により複屈折性を発現する材料で構成される。このような材料としては、例えば、ナフタレンジカルボン酸ポリエステル（例えば、ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネートおよびアクリル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート）が挙げられる。上記Ｂ層は、代表的には、延伸しても複屈折性を実質的に発現しない材料で構成される。このような材料としては、例えば、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステルが挙げられる。上記多層構造は、共押出と延伸とを組み合わせて形成され得る。例えば、Ａ層を構成する材料とＢ層を構成する材料とを押し出した後、多層化する（例えば、マルチプライヤーを用いて）。次いで、得られた多層積層体を延伸する。図示例のｘ軸方向は、延伸方向に対応し得る。

反射型偏光フィルムの市販品として、例えば、３Ｍ社製の商品名「ＤＢＥＦ」、「ＡＰＦ」、日東電工社製の商品名「ＡＰＣＦ」が挙げられる。

反射型偏光部材（反射型偏光フィルム）の直交透過率（Ｔｃ）は、例えば０．０１％～３％であり得る。反射型偏光部材（反射型偏光フィルム）の単体透過率（Ｔｓ）は、例えば４３％～４９％であり、好ましくは４５％～４７％である。反射型偏光部材（反射型偏光フィルム）の偏光度（Ｐ）は、例えば９２％～９９．９９％であり得る。

上記単体透過率（Ｔｓ）は、代表的には、紫外可視分光光度計により測定される。上記偏光度（Ｐ）は、代表的には、紫外可視分光光度計を用いて測定し、視感度補正を行なって得た平行透過率（Ｔｐ）および直交透過率（Ｔｃ）に基づいて、下記式により求められる。Ｔｓ、ＴｐおよびＴｃは、ＪＩＳ Ｚ８７０１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）＝｛（Ｔｐ－Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝^１／２×１００

上記吸収型偏光部材は、代表的には、二色性物質を含む樹脂フィルム（吸収型偏光膜もしくは単に偏光膜と称する場合がある）を含み得る。好ましくは、ヨウ素を含むポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルムを含む。吸収型偏光膜の厚みは、１μｍ以上８μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは７μｍ以下であり、さらに好ましくは５μｍ以下である。このような厚みの吸収型偏光膜を用いることにより、環境変化（例えば、温度変化）により生じ得る収縮を抑制して、優れた表示特性が維持され得る。具体的には、上記表示システムにおいては、部材のわずかな収縮が像のゆがみの原因となり得ることから、このような厚みの吸収型偏光膜を用いることにより、表示される像のゆがみを極めて良好に抑制し得る。

上記反射型偏光部材の厚みに対する吸収型偏光膜の厚みの比は、１５％以下であることが好ましく、より好ましくは１０％以下である。上記第二位相差部材の厚み、反射型偏光部材の厚みおよび吸収型偏光部材の厚みの合計に対する吸収型偏光膜の厚みの比は、１０％以下であることが好ましく、より好ましくは５％以下である。

吸収型偏光部材（吸収型偏光膜）の直交透過率（Ｔｃ）は、０．５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１％以下であり、さらに好ましくは０．０５％以下である。吸収型偏光部材（吸収型偏光膜）の単体透過率（Ｔｓ）は、例えば４１．０％～４５．０％であり、好ましくは４２．０％以上である。吸収型偏光部材（吸収型偏光膜）の偏光度（Ｐ）は、例えば９９．０％～９９．９９７％であり、好ましくは９９．９％以上である。反射型偏光部材に吸収型偏光部材を組み合わせることで、優れた表示特性が達成され得る。例えば、ユーザの残像（ゴースト）の視認を抑制し得る。

１つの実施形態による上記吸収型偏光膜の製造方法は、長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂（ＰＶＡ系樹脂）とを含むポリビニルアルコール系樹脂層（ＰＶＡ系樹脂層）を形成して積層体とすること、および、積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に２％以上収縮させる乾燥収縮処理と、をこの順に施すことを含む。ＰＶＡ系樹脂層におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して５重量部～２０重量部である。空中補助延伸処理における延伸倍率は、好ましくは、２．０倍以上である。乾燥収縮処理は、加熱ロールを用いて処理することが好ましく、加熱ロールの温度は、好ましくは、６０℃～１２０℃である。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は、好ましくは、２％以上である。ハロゲン化物を含むＰＶＡ系樹脂層を含む積層体を作製し、上記積層体の延伸を空中補助延伸及び水中延伸を含む多段階延伸とし、延伸後の積層体を加熱ロールで加熱することにより、優れた光学特性（代表的には、単体透過率および偏光度）を有するとともに、光学特性のバラつきが抑制された偏光膜を得ることができる。具体的には、乾燥収縮処理工程において加熱ロールを用いることにより、積層体を搬送しながら、積層体全体に亘って均一に収縮することができる。これにより、得られる偏光膜の光学特性を高めることができるだけでなく、光学特性に優れる偏光膜を安定して生産することができ、偏光膜の光学特性（特に、単体透過率）のバラつきを抑制することができる。

熱可塑性樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層との積層体を作製する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、熱可塑性樹脂基材の表面に、ハロゲン化物とＰＶＡ系樹脂とを含む塗布液を塗布し、乾燥することにより、熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を形成する。上記のとおり、ＰＶＡ系樹脂層におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して５重量部～２０重量部である。

塗布液の塗布方法としては、任意の適切な方法を採用することができる。例えば、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ナイフコート法（コンマコート法等）等が挙げられる。上記塗布液の塗布・乾燥温度は、好ましくは５０℃以上である。

ＰＶＡ系樹脂層の厚みは、好ましくは、３μｍ～４０μｍ、さらに好ましくは３μｍ～２０μｍである。

ＰＶＡ系樹脂層を形成する前に、熱可塑性樹脂基材に表面処理（例えば、コロナ処理等）を施してもよいし、熱可塑性樹脂基材上に易接着層を形成してもよい。このような処理を行うことにより、熱可塑性樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層との密着性を向上させることができる。

熱可塑性樹脂基材の厚みは、好ましくは２０μｍ～３００μｍ、より好ましくは５０μｍ～２００μｍである。２０μｍ未満であると、ＰＶＡ系樹脂層の形成が困難になるおそれがある。３００μｍを超えると、例えば、後述の水中延伸処理において、熱可塑性樹脂基材が水を吸収するのに長時間を要するとともに、延伸に過大な負荷を要するおそれがある。

熱可塑性樹脂基材は、好ましくは、その吸水率が０．２％以上であり、さらに好ましくは０．３％以上である。熱可塑性樹脂基材は、水を吸収し、水が可塑剤的な働きをして可塑化し得る。その結果、延伸応力を大幅に低下させることができ、高倍率に延伸することができる。一方、熱可塑性樹脂基材の吸水率は、好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下である。このような熱可塑性樹脂基材を用いることにより、製造時に熱可塑性樹脂基材の寸法安定性が著しく低下して、得られる偏光膜の外観が悪化するなどの不具合を防止することができる。また、水中延伸時に基材が破断したり、熱可塑性樹脂基材からＰＶＡ系樹脂層が剥離したりするのを防止することができる。なお、熱可塑性樹脂基材の吸水率は、例えば、構成材料に変性基を導入することにより調整することができる。吸水率は、ＪＩＳ Ｋ ７２０９に準じて求められる値である。

熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは１２０℃以下である。このような熱可塑性樹脂基材を用いることにより、ＰＶＡ系樹脂層の結晶化を抑制しながら、積層体の延伸性を十分に確保することができる。さらに、水による熱可塑性樹脂基材の可塑化と、水中延伸を良好に行うことを考慮すると、１００℃以下、さらには９０℃以下であることがより好ましい。一方、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度は、好ましくは６０℃以上である。このような熱可塑性樹脂基材を用いることにより、上記ＰＶＡ系樹脂を含む塗布液を塗布・乾燥する際に、熱可塑性樹脂基材が変形（例えば、凹凸やタルミ、シワ等の発生）するなどの不具合を防止して、良好に積層体を作製することができる。また、ＰＶＡ系樹脂層の延伸を、好適な温度（例えば、６０℃程度）にて良好に行うことができる。なお、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度は、例えば、構成材料に変性基を導入する、結晶化材料を用いて加熱することにより調整することができる。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＪＩＳ Ｋ ７１２１に準じて求められる値である。

熱可塑性樹脂基材の構成材料としては、任意の適切な熱可塑性樹脂が採用され得る。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ノルボルネン系樹脂、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂である。

１つの実施形態においては、非晶質の（結晶化していない）ポリエチレンテレフタレート系樹脂が好ましく用いられる。中でも、非晶性の（結晶化しにくい）ポリエチレンテレフタレート系樹脂が特に好ましく用いられる。非晶性のポリエチレンテレフタレート系樹脂の具体例としては、ジカルボン酸としてイソフタル酸および／またはシクロヘキサンジカルボン酸をさらに含む共重合体や、グリコールとしてシクロヘキサンジメタノールやジエチレングリコールをさらに含む共重合体が挙げられる。

好ましい実施形態においては、熱可塑性樹脂基材は、イソフタル酸ユニットを有するポリエチレンテレフタレート系樹脂で構成される。このような熱可塑性樹脂基材は延伸性に極めて優れるとともに、延伸時の結晶化が抑制され得るからである。これは、イソフタル酸ユニットを導入することで、主鎖に大きな屈曲を与えることによるものと考えられる。ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、テレフタル酸ユニットおよびエチレングリコールユニットを有する。イソフタル酸ユニットの含有割合は、全繰り返し単位の合計に対して、好ましくは０．１モル％以上、さらに好ましくは１．０モル％以上である。延伸性に極めて優れた熱可塑性樹脂基材が得られるからである。一方、イソフタル酸ユニットの含有割合は、全繰り返し単位の合計に対して、好ましくは２０モル％以下、より好ましくは１０モル％以下である。このような含有割合に設定することで、後述の乾燥収縮処理において結晶化度を良好に増加させることができる。

熱可塑性樹脂基材は、予め（ＰＶＡ系樹脂層を形成する前）、延伸されていてもよい。１つの実施形態においては、長尺状の熱可塑性樹脂基材の横方向に延伸されている。横方向は、好ましくは、後述の積層体の延伸方向に直交する方向である。なお、本明細書において、「直交」とは、実質的に直交する場合も包含する。ここで、「実質的に直交」とは、９０°±５．０°である場合を包含し、好ましくは９０°±３．０°、さらに好ましくは９０°±１．０°である。

熱可塑性樹脂基材の延伸温度は、ガラス転移温度（Ｔｇ）に対し、好ましくはＴｇ－１０℃～Ｔｇ＋５０℃である。熱可塑性樹脂基材の延伸倍率は、好ましくは１．５倍～３．０倍である。

熱可塑性樹脂基材の延伸方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体的には、固定端延伸でもよいし、自由端延伸でもよい。延伸方式は、乾式でもよいし、湿式でもよい。熱可塑性樹脂基材の延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、上述の延伸倍率は、各段階の延伸倍率の積である。

塗布液は、上記のとおり、ハロゲン化物とＰＶＡ系樹脂とを含む。上記塗布液は、代表的には、上記ハロゲン化物および上記ＰＶＡ系樹脂を溶媒に溶解させた溶液である。溶媒としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン、各種グリコール類、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類が挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、好ましくは、水である。溶液のＰＶＡ系樹脂濃度は、溶媒１００重量部に対して、好ましくは３重量部～２０重量部である。このような樹脂濃度であれば、熱可塑性樹脂基材に密着した均一な塗布膜を形成することができる。塗布液におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して５重量部～２０重量部である。

塗布液に、添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、界面活性剤等が挙げられる。可塑剤としては、例えば、エチレングリコールやグリセリン等の多価アルコールが挙げられる。界面活性剤としては、例えば、非イオン界面活性剤が挙げられる。これらは、得られるＰＶＡ系樹脂層の均一性や染色性、延伸性をより一層向上させる目的で使用され得る。

上記ＰＶＡ系樹脂としては、任意の適切な樹脂が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコールおよびエチレン－ビニルアルコール共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる。エチレン－ビニルアルコール共重合体は、エチレン－酢酸ビニル共重合体をケン化することにより得られる。ＰＶＡ系樹脂のケン化度は、通常８５モル％～１００モル％であり、好ましくは９５．０モル％～９９．９５モル％、さらに好ましくは９９．０モル％～９９．９３モル％である。ケン化度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６－１９９４に準じて求めることができる。このようなケン化度のＰＶＡ系樹脂を用いることによって、耐久性に優れた偏光膜が得られ得る。ケン化度が高すぎる場合には、ゲル化してしまうおそれがある。

ＰＶＡ系樹脂の平均重合度は、目的に応じて適切に選択し得る。平均重合度は、通常１０００～１００００であり、好ましくは１２００～４５００、さらに好ましくは１５００～４３００である。なお、平均重合度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６－１９９４に準じて求めることができる。

上記ハロゲン化物としては、任意の適切なハロゲン化物が採用され得る。例えば、ヨウ化物および塩化ナトリウムが挙げられる。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、およびヨウ化リチウムが挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ヨウ化カリウムである。

塗布液におけるハロゲン化物の量は、好ましくは、ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して５重量部～２０重量部であり、より好ましくは、ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して１０重量部～１５重量部である。ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対するハロゲン化物の量が２０重量部を超えると、ハロゲン化物がブリードアウトし、最終的に得られる偏光膜が白濁する場合がある。

一般に、ＰＶＡ系樹脂層が延伸されることによって、ＰＶＡ系樹脂中のポリビニルアルコール分子の配向性が高くなるが、延伸後のＰＶＡ系樹脂層を、水を含む液体に浸漬すると、ポリビニルアルコール分子の配向が乱れ、配向性が低下する場合がある。特に、熱可塑性樹脂とＰＶＡ系樹脂層との積層体をホウ酸水中延伸する場合において、熱可塑性樹脂の延伸を安定させるために比較的高い温度で上記積層体をホウ酸水中で延伸する場合、上記配向度低下の傾向が顕著である。例えば、ＰＶＡフィルム単体のホウ酸水中での延伸が６０℃で行われることが一般的であるのに対し、Ａ－ＰＥＴ（熱可塑性樹脂基材）とＰＶＡ系樹脂層との積層体の延伸は７０℃前後の温度という高い温度で行われ、この場合、延伸初期のＰＶＡの配向性が水中延伸により上がる前の段階で低下し得る。これに対して、ハロゲン化物を含むＰＶＡ系樹脂層と熱可塑性樹脂基材との積層体を作製し、積層体をホウ酸水中で延伸する前に空気中で高温延伸（補助延伸）することにより、補助延伸後の積層体のＰＶＡ系樹脂層中のＰＶＡ系樹脂の結晶化が促進され得る。その結果、ＰＶＡ系樹脂層を液体に浸漬した場合において、ＰＶＡ系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理など、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる偏光膜の光学特性を向上し得る。

特に、高い光学特性を得るためには、乾式延伸（補助延伸）とホウ酸水中延伸を組み合わせる、２段延伸の方法が選択される。２段延伸のように、補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂基材の結晶化を抑制しながら延伸することができ、後のホウ酸水中延伸において熱可塑性樹脂基材の過度の結晶化により延伸性が低下するという問題を解決し、積層体をより高倍率に延伸することができる。さらには、熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂を塗布する場合、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度の影響を抑制するために、通常の金属ドラム上にＰＶＡ系樹脂を塗布する場合と比べて塗布温度を低くする必要があり、その結果、ＰＶＡ系樹脂の結晶化が相対的に低くなり、十分な光学特性が得られない、という問題が生じ得る。これに対して、補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にＰＶＡ系樹脂を塗布する場合でも、ＰＶＡ系樹脂の結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成することが可能となる。また、同時にＰＶＡ系樹脂の配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、ＰＶＡ系樹脂の配向性の低下や溶解などの問題を防止することができ、高い光学特性を達成することが可能になる。

空中補助延伸の延伸方法は、固定端延伸（たとえば、テンター延伸機を用いて延伸する方法）でもよいし、自由端延伸（たとえば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法）でもよいが、高い光学特性を得るためには、自由端延伸が積極的に採用されうる。１つの実施形態においては、空中延伸処理は、上記積層体をその長手方向に搬送しながら、加熱ロール間の周速差により延伸する加熱ロール延伸工程を含む。空中延伸処理は、代表的には、ゾーン延伸工程と加熱ロール延伸工程とを含む。なお、ゾーン延伸工程と加熱ロール延伸工程の順序は限定されず、ゾーン延伸工程が先に行われてもよく、加熱ロール延伸工程が先に行われてもよい。ゾーン延伸工程は省略されてもよい。１つの実施形態においては、ゾーン延伸工程および加熱ロール延伸工程がこの順に行われる。また、別の実施形態では、テンター延伸機において、フィルム端部を把持し、テンター間の距離を流れ方向に広げることで延伸される（テンター間の距離の広がりが延伸倍率となる）。この時、幅方向（流れ方向に対して、垂直方向）のテンターの距離は、任意に近づくように設定される。好ましくは、流れ方向の延伸倍率に対して、自由端延伸により近くなるように設定されうる。自由端延伸の場合、幅方向の収縮率＝（１/延伸倍率）^１／２で計算される。

空中補助延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、延伸倍率は、各段階の延伸倍率の積である。空中補助延伸における延伸方向は、好ましくは、水中延伸の延伸方向と略同一である。

空中補助延伸における延伸倍率は、好ましくは２．０倍～３．５倍である。空中補助延伸と水中延伸とを組み合わせた場合の最大延伸倍率は、積層体の元長に対して、好ましくは５．０倍以上、より好ましくは５．５倍以上、さらに好ましくは６．０倍以上である。本明細書において「最大延伸倍率」とは、積層体が破断する直前の延伸倍率をいい、別途、積層体が破断する延伸倍率を確認し、その値よりも０．２低い値をいう。

空中補助延伸の延伸温度は、熱可塑性樹脂基材の形成材料、延伸方式等に応じて、任意の適切な値に設定することができる。延伸温度は、好ましくは熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）以上であり、さらに好ましくは熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）＋１０℃以上、特に好ましくはＴｇ＋１５℃以上である。一方、延伸温度の上限は、好ましくは１７０℃である。このような温度で延伸することで、ＰＶＡ系樹脂の結晶化が急速に進むのを抑制して、当該結晶化による不具合（例えば、延伸によるＰＶＡ系樹脂層の配向を妨げる）を抑制することができる。空中補助延伸後のＰＶＡ系樹脂の結晶化指数は、好ましくは１．３～１．８であり、より好ましくは１．４～１．７である。ＰＶＡ系樹脂の結晶化指数は、フーリエ変換赤外分光光度計を用い、ＡＴＲ法により測定することができる。具体的には、偏光を測定光として測定を実施し、得られたスペクトルの１１４１ｃｍ^－１および１４４０ｃｍ^－１の強度を用いて、下記式に従って結晶化指数を算出する。
結晶化指数＝（Ｉ_Ｃ／Ｉ_Ｒ）
ただし、
Ｉ_Ｃ：測定光を入射して測定したときの１１４１ｃｍ^－１の強度
Ｉ_Ｒ：測定光を入射して測定したときの１４４０ｃｍ^－１の強度
である。

必要に応じて、空中補助延伸処理の後、水中延伸処理や染色処理の前に、不溶化処理を施す。上記不溶化処理は、代表的には、ホウ酸水溶液にＰＶＡ系樹脂層を浸漬することにより行う。不溶化処理を施すことにより、ＰＶＡ系樹脂層に耐水性を付与し、水に浸漬した時のＰＶＡの配向低下を防止することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水１００重量部に対して、好ましくは１重量部～４重量部である。不溶化浴（ホウ酸水溶液）の液温は、好ましくは２０℃～５０℃である。

上記染色処理は、代表的には、ＰＶＡ系樹脂層をヨウ素で染色することにより行う。具体的には、ＰＶＡ系樹脂層にヨウ素を吸着させることにより行う。当該吸着方法としては、例えば、ヨウ素を含む染色液にＰＶＡ系樹脂層（積層体）を浸漬させる方法、ＰＶＡ系樹脂層に当該染色液を塗工する方法、当該染色液をＰＶＡ系樹脂層に噴霧する方法等が挙げられる。好ましくは、染色液（染色浴）に積層体を浸漬させる方法である。ヨウ素が良好に吸着し得るからである。

上記染色液は、好ましくは、ヨウ素水溶液である。ヨウ素の配合量は、水１００重量部に対して、好ましくは０．０５重量部～０．５重量部である。ヨウ素の水に対する溶解度を高めるため、ヨウ素水溶液にヨウ化物を配合することが好ましい。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ヨウ化カリウムである。ヨウ化物の配合量は、水１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部～１０重量部、より好ましくは０．３重量部～５重量部である。染色液の染色時の液温は、ＰＶＡ系樹脂の溶解を抑制するため、好ましくは２０℃～５０℃である。染色液にＰＶＡ系樹脂層を浸漬させる場合、浸漬時間は、ＰＶＡ系樹脂層の透過率を確保するため、好ましくは５秒～５分であり、より好ましくは３０秒～９０秒である。

染色条件（濃度、液温、浸漬時間）は、最終的に得られる偏光膜の単体透過率および偏光度が上述の範囲となるように設定することができる。このような染色条件としては、好ましくは、染色液としてヨウ素水溶液を用い、ヨウ素水溶液におけるヨウ素およびヨウ化カリウムの含有量の比を、１：５～１：２０とする。ヨウ素水溶液におけるヨウ素およびヨウ化カリウムの含有量の比は、好ましくは１：５～１：１０である。これにより、上記のような光学特性を有する偏光膜が得られ得る。

ホウ酸を含有する処理浴に積層体を浸漬する処理（代表的には、不溶化処理）の後に連続して染色処理を行う場合、当該処理浴に含まれるホウ酸が染色浴に混入することにより染色浴のホウ酸濃度が経時的に変化し、その結果、染色性が不安定になる場合がある。上記のような染色性の不安定化を抑制するために、染色浴のホウ酸濃度の上限は、水１００重量部に対して、好ましくは４重量部、より好ましくは２重量部となるように調整される。一方で、染色浴のホウ酸濃度の下限は、水１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部であり、より好ましくは０．２重量部であり、さらに好ましくは０．５重量部である。１つの実施形態においては、予めホウ酸が配合された染色浴を用いて染色処理を行う。これにより、上記処理浴のホウ酸が染色浴に混入した場合のホウ酸濃度の変化の割合を低減し得る。予め染色浴に配合されるホウ酸の配合量（すなわち、上記処理浴に由来しないホウ酸の含有量）は、水１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部～２重量部であり、より好ましくは０．５重量部～１．５重量部である。

必要に応じて、染色処理の後、水中延伸処理の前に、架橋処理を施す。上記架橋処理は、代表的には、ホウ酸水溶液にＰＶＡ系樹脂層を浸漬させることにより行う。架橋処理を施すことにより、ＰＶＡ系樹脂層に耐水性を付与し、後の水中延伸で、高温の水中へ浸漬した際のＰＶＡの配向低下を防止することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水１００重量部に対して、好ましくは１重量部～５重量部である。また、上記染色処理後に架橋処理を行う場合、さらに、ヨウ化物を配合することが好ましい。ヨウ化物を配合することにより、ＰＶＡ系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の配合量は、水１００重量部に対して、好ましくは１重量部～５重量部である。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。架橋浴（ホウ酸水溶液）の液温は、好ましくは２０℃～５０℃である。

水中延伸処理は、積層体を延伸浴に浸漬させて行う。水中延伸処理によれば、上記熱可塑性樹脂基材やＰＶＡ系樹脂層のガラス転移温度（代表的には、８０℃程度）よりも低い温度で延伸し得、ＰＶＡ系樹脂層を、その結晶化を抑えながら、高倍率に延伸することができる。その結果、優れた光学特性を有する偏光膜を製造することができる。

積層体の延伸方法は、任意の適切な方法を採用することができる。具体的には、固定端延伸でもよいし、自由端延伸（例えば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法）でもよい。好ましくは、自由端延伸が選択される。積層体の延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、後述の積層体の延伸倍率（最大延伸倍率）は、各段階の延伸倍率の積である。

水中延伸は、好ましくは、ホウ酸水溶液中に積層体を浸漬させて行う（ホウ酸水中延伸）。延伸浴としてホウ酸水溶液を用いることで、ＰＶＡ系樹脂層に、延伸時にかかる張力に耐える剛性と、水に溶解しない耐水性とを付与することができる。具体的には、ホウ酸は、水溶液中でテトラヒドロキシホウ酸アニオンを生成してＰＶＡ系樹脂と水素結合により架橋し得る。その結果、ＰＶＡ系樹脂層に剛性と耐水性とを付与して、良好に延伸することができ、優れた光学特性を有する偏光膜を製造することができる。

上記ホウ酸水溶液は、好ましくは、溶媒である水にホウ酸および／またはホウ酸塩を溶解させることにより得られる。ホウ酸濃度は、水１００重量部に対して、好ましくは１重量部～１０重量部であり、より好ましくは３．５重量部～７重量部であり、特に好ましくは４重量部～６重量部である。ホウ酸濃度を１重量部以上とすることにより、ＰＶＡ系樹脂層の溶解を効果的に抑制することができ、より高特性の偏光膜を製造することができる。なお、ホウ酸またはホウ酸塩以外に、ホウ砂等のホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒド等を溶媒に溶解して得られた水溶液も用いることができる。

好ましくは、上記延伸浴（ホウ酸水溶液）にヨウ化物を配合する。ヨウ化物を配合することにより、ＰＶＡ系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。ヨウ化物の濃度は、水１００重量部に対して、好ましくは０．０５重量部～１５重量部、より好ましくは０．５重量部～８重量部である。

延伸温度（延伸浴の液温）は、好ましくは４０℃～８５℃、より好ましくは６０℃～７５℃である。このような温度であれば、ＰＶＡ系樹脂層の溶解を抑制しながら高倍率に延伸することができる。具体的には、上述のように、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＰＶＡ系樹脂層の形成との関係で、好ましくは６０℃以上である。この場合、延伸温度が４０℃を下回ると、水による熱可塑性樹脂基材の可塑化を考慮しても、良好に延伸できないおそれがある。一方、延伸浴の温度が高温になるほど、ＰＶＡ系樹脂層の溶解性が高くなって、優れた光学特性が得られないおそれがある。積層体の延伸浴への浸漬時間は、好ましくは１５秒～５分である。

水中延伸による延伸倍率は、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは３．０倍以上である。積層体の総延伸倍率は、積層体の元長に対して、好ましくは５．０倍以上であり、さらに好ましくは５．５倍以上である。このような高い延伸倍率を達成することにより、光学特性に極めて優れた偏光膜を製造することができる。このような高い延伸倍率は、水中延伸方式（ホウ酸水中延伸）を採用することにより、達成し得る。

上記乾燥収縮処理は、ゾーン全体を加熱して行うゾーン加熱により行っても良いし、搬送ロールを加熱する（いわゆる加熱ロールを用いる）ことにより行う（加熱ロール乾燥方式）こともできる。好ましくは、その両方を用いる。加熱ロールを用いて乾燥させることにより、効率的に積層体の加熱カールを抑制して、外観に優れた偏光膜を製造することができる。具体的には、加熱ロールに積層体を沿わせた状態で乾燥することにより、上記熱可塑性樹脂基材の結晶化を効率的に促進させて結晶化度を増加させることができ、比較的低い乾燥温度であっても、熱可塑性樹脂基材の結晶化度を良好に増加させることができる。その結果、熱可塑性樹脂基材は、その剛性が増加して、乾燥によるＰＶＡ系樹脂層の収縮に耐え得る状態となり、カールが抑制される。また、加熱ロールを用いることにより、積層体を平らな状態に維持しながら乾燥できるので、カールだけでなくシワの発生も抑制することができる。この時、積層体は、乾燥収縮処理により幅方向に収縮させることにより、光学特性を向上させることができる。ＰＶＡおよびＰＶＡ／ヨウ素錯体の配向性を効果的に高めることができるからである。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は、好ましくは１％～１０％であり、より好ましくは２％～８％であり、特に好ましくは４％～６％である。加熱ロールを用いることにより、積層体を搬送しながら連続的に幅方向に収縮させることができ、高い生産性を実現することができる。

図４は、乾燥収縮処理の一例を示す概略図である。乾燥収縮処理では、所定の温度に加熱された搬送ロールＲ１～Ｒ６と、ガイドロールＧ１～Ｇ４とにより、積層体２００を搬送しながら乾燥させる。図示例では、ＰＶＡ樹脂層の面と熱可塑性樹脂基材の面を交互に連続加熱するように搬送ロールＲ１～Ｒ６が配置されているが、例えば、積層体２００の一方の面（たとえば熱可塑性樹脂基材面）のみを連続的に加熱するように搬送ロールＲ１～Ｒ６を配置してもよい。

搬送ロールの加熱温度（加熱ロールの温度）、加熱ロールの数、加熱ロールとの接触時間等を調整することにより、乾燥条件を制御することができる。加熱ロールの温度は、好ましくは６０℃～１２０℃であり、さらに好ましくは６５℃～１００℃であり、特に好ましくは７０℃～８０℃である。熱可塑性樹脂の結晶化度を良好に増加させて、カールを良好に抑制し得るとともに、積層体に極めて優れた耐久性を付与し得る。なお、加熱ロールの温度は、接触式温度計により測定することができる。図示例では、６個の搬送ロールが設けられているが、搬送ロールは複数個であれば特に制限はない。搬送ロールは、通常２個～４０個、好ましくは４個～３０個設けられる。積層体と加熱ロールとの接触時間（総接触時間）は、好ましくは１秒～３００秒であり、より好ましくは１～２０秒であり、さらに好ましくは１～１０秒である。

加熱ロールは、加熱炉（例えば、オーブン）内に設けてもよいし、通常の製造ライン（室温環境下）に設けてもよい。好ましくは、送風手段を備える加熱炉内に設けられる。加熱ロールによる乾燥と熱風乾燥とを併用することにより、加熱ロール間での急峻な温度変化を抑制することができ、幅方向の収縮を容易に制御することができる。熱風乾燥の温度は、好ましくは３０℃～１００℃である。また、熱風乾燥時間は、好ましくは１秒～３００秒である。熱風の風速は、好ましくは１０ｍ／ｓ～３０ｍ／ｓ程度である。なお、当該風速は加熱炉内における風速であり、ミニベーン型デジタル風速計により測定することができる。

好ましくは、水中延伸処理の後、乾燥収縮処理の前に、洗浄処理を施す。上記洗浄処理は、代表的には、ヨウ化カリウム水溶液にＰＶＡ系樹脂層を浸漬させることにより行う。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、厚みは下記の測定方法により測定した値である。
＜厚み＞
１０μｍ以下の厚みは、走査型電子顕微鏡（日本電子社製、製品名「ＪＳＭ－７１００Ｆ」）を用いて測定した。１０μｍを超える厚みは、デジタルマイクロメーター（アンリツ社製、製品名「ＫＣ－３５１Ｃ」）を用いて測定した。

［実施例１］
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率０．７５％、Ｔｇ約７５℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：１００μｍ）を用いた。樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール（重合度４２００、ケン化度９９．２モル％）およびアセトアセチル変性ＰＶＡ（三菱ケミカル社製、商品名「ゴーセネックスＺ４１０」）を９：１で混合したＰＶＡ系樹脂１００重量部に、ヨウ化カリウム１３重量部を添加したものを水に溶かし、ＰＶＡ水溶液（塗布液）を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記ＰＶＡ水溶液を塗布して６０℃で乾燥することにより、厚み１３μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、１３０℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向（長手方向）に２．４倍に自由端一軸延伸した（空中補助延伸処理）。
次いで、積層体を、液温４０℃の不溶化浴（水１００重量部に対して、ホウ酸を４重量部配合して得られたホウ酸水溶液）に３０秒間浸漬させた（不溶化処理）。
次いで、液温３０℃の染色浴（水１００重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを１：７の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液）に、最終的に得られる偏光膜の単体透過率（Ｔｓ）が４３．０％となるように濃度を調整しながら６０秒間浸漬させた（染色処理）。
次いで、液温４０℃の架橋浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウムを３重量部配合し、ホウ酸を５重量部配合して得られたホウ酸水溶液）に３０秒間浸漬させた（架橋処理）。
その後、積層体を、液温７０℃のホウ酸水溶液（ホウ酸濃度４重量％、ヨウ化カリウム濃度５重量％）に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向（長手方向）に総延伸倍率が５．５倍となるように一軸延伸を行った（水中延伸処理）。
その後、積層体を液温２０℃の洗浄浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウムを４重量部配合して得られた水溶液）に浸漬させた（洗浄処理）。
その後、９０℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が７５℃に保たれたＳＵＳ製の加熱ロールに約２秒接触させた（乾燥収縮処理）。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は５．２％であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み５μｍの偏光膜（吸収型偏光膜）を形成した。

得られた偏光膜の表面（積層体の偏光膜側の面）に、保護層として厚み２５μｍのシクロオレフィン系樹脂フィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合わせた。具体的には、硬化後の接着剤層の厚みが約１μｍになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、ＵＶ光線をシクロオレフィン系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、樹脂基材を剥離し、シクロオレフィン系樹脂フィルム／吸収型偏光膜の構成を有する偏光フィルム（吸収型偏光フィルム）を得た。

［実施例２］
樹脂基材に厚み１８μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、厚み７μｍの偏光膜を含む偏光フィルムを得た。

［比較例１］
厚み３０μｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂フィルム（クラレ製、商品名「ＰＥ３０００」）の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に５．９倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理をこの順で施した後、最後に乾燥処理を施すことにより、厚み１２μｍの偏光膜（吸収型偏光膜）を作製した。
上記膨潤処理は２０℃の純水で処理しながら２．２倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光膜の単体透過率が４５．０％となるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が１：７である３０℃の水溶液中において処理しながら１．４倍に延伸した。次いで、架橋処理は、２段階の架橋処理を採用し、１段階目の架橋処理は４０℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら１．２倍に延伸した。１段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は５．０重量％で、ヨウ化カリウム含有量は３．０重量％とした。２段階目の架橋処理は６５℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら１．６倍に延伸した。２段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は４．３重量％で、ヨウ化カリウム含有量は５．０重量％とした。次いで、洗浄処理は、２０℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は２．６重量％とした。最後に、７０℃で５分間乾燥処理して偏光膜を得た。

得られた偏光膜に、保護層として厚み２５μｍのシクロオレフィン系樹脂フィルムを、ＰＶＡ系接着剤（三菱ケミカル社製、商品名「ゴーセノールＺ２００」）の３％水溶液を用いて貼り合わせ、偏光フィルムを得た。

［比較例２］
厚み４５μｍのＰＶＡ系樹脂フィルムを用いたこと以外は比較例１と同様にして、厚み１７μｍの偏光膜を含む偏光フィルムを得た。

［比較例３］
厚み６０μｍのＰＶＡ系樹脂フィルムを用いたこと以外は比較例１と同様にして、厚み２３μｍの偏光膜を含む偏光フィルムを得た。

［比較例４］
厚み７５μｍのＰＶＡ系樹脂フィルムを用いたこと以外は比較例１と同様にして、厚み３０μｍの偏光膜を含む偏光フィルムを得た。

実施例および比較例について、下記の評価を行った。評価結果を表１にまとめる。
＜評価＞
１．寸法変化率（％）
得られた偏光フィルムから１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズの試験片を延伸方向およびそれに直交する方向に沿って切り出し、厚み２０μｍのアクリル系粘着剤層を介してガラス板に貼り合せた。これを、８０℃のオーブンに５００時間置いて加熱し、加熱前後のサイズを測定し、加熱前後の寸法変化率を算出した。
２．収縮応力（Ｎ／４ｍｍ）
得られた偏光膜（保護フィルムを貼り合せる前の）から２０ｍｍ×４ｍｍのサイズの試験片を延伸方向およびそれに直交する方向に沿って切り出し、ＴＭＡ分析装置（日立ハイテクサイエンス社製、「ＴＭＡ７１００Ｅ」）セットした。その状態を保持したまま、５０℃にて３０分加熱し、試験片から生じる収縮応力を測定した。
３．光学ムラ
得られた偏光フィルムを２００ｍｍ×１５０ｍｍのサイズに切り出し、２０μｍアクリル系粘着剤層を介してガラス板に貼り合わせて得たサンプルを、８０℃の加熱試験機に１２０時間投入した。その後、取り出したサンプルに別の標準用偏光板（日東電工社製、「ＣＲＴ１７９４」）を、互いの吸収軸が直交するように重ね合わせ、これをバックライト上に載置し、この状態で面内におけるムラを確認した。

比較例においては、図５に示すように光学ムラ（特に、角部において）が確認された。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

本発明の実施形態に係るレンズ部は、例えば、ＶＲゴーグル等の表示体に用いられ得る。

２ 表示システム
４ レンズ部
１２ 表示素子
１４ 反射部
１６ 第一レンズ部
１８ ハーフミラー
２０ 第一位相差部材
２２ 第二位相差部材
２４ 第二レンズ部
３０ 積層体
３２ 反射型偏光部材
３４ 吸収型偏光部材
３６ 接着層

Claims (16)

1. ユーザに対して画像を表示する表示システムに用いられるレンズ部であって、
   画像を表す表示素子の表示面から前方に向けて出射され、偏光部材および第１のλ／４部材を通過した光を反射し、反射型偏光部材および前記反射型偏光部材の前方に配置される吸収型偏光部材を含む反射部と、
   前記表示素子と前記反射部との間の光路上に配置される第一レンズ部と、
   前記表示素子と前記第一レンズ部との間に配置され、前記表示素子から出射された光を透過させ、前記反射部で反射された光を前記反射部に向けて反射させるハーフミラーと、
   前記ハーフミラーと前記反射部との間の光路上に配置される第２のλ／４部材と、を備え、
   前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは８μｍ以下である、
   レンズ部。
2. 前記反射型偏光部材の反射軸と前記吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに平行に配置される、請求項１に記載のレンズ部。
3. 前記第一レンズ部と前記ハーフミラーとは一体である、請求項１に記載のレンズ部。
4. 前記反射部の前方に配置される第二レンズ部を備える、請求項１に記載のレンズ部。
5. 前記表示素子に含まれる前記偏光部材の吸収軸と前記第１のλ／４部材の遅相軸とのなす角度は４０°～５０°であり、
   前記表示素子に含まれる前記偏光部材の吸収軸と前記第２のλ／４部材の遅相軸とのなす角度は４０°～５０°である、請求項１に記載のレンズ部。
6. 前記反射型偏光部材の厚みに対する前記吸収型偏光膜の厚みの比は１５％以下である、請求項１に記載のレンズ部。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ部の前記反射部に用いられ、
   前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材とを有する、
   積層体。
8. 前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材とは接着層を介して積層される、請求項７に記載の積層体。
9. 請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ部を有する表示体。
10. 請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ部を有する表示体の製造方法。
11. 偏光部材および第１のλ／４部材を介して出射された画像を表す光を、ハーフミラーおよび第一レンズ部を通過させるステップと、
    前記ハーフミラーおよび前記第一レンズ部を通過した光を、第２のλ／４部材を通過させるステップと、
    前記第２のλ／４部材を通過した光を、反射型偏光部材を含む反射部で前記ハーフミラーに向けて反射させるステップと、
    前記反射部および前記ハーフミラーで反射させた光を、前記第２のλ／４部材により前記反射部の前記反射型偏光部材を透過可能にするステップと、
    前記反射型偏光部材を透過した光を、吸収型偏光部材を透過させるステップと、を有し、
    前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは８μｍ以下である、
    表示方法。
12. 請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ部の吸収型偏光膜の製造方法であって、
    長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層体とすること、および、
    前記積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に２％以上収縮させる乾燥収縮処理と、をこの順に施すことを含む、製造方法。
13. 前記ポリビニルアルコール系樹脂層における前記ハロゲン化物の含有量が、前記ポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して５重量部～２０重量部である、請求項１２に記載の製造方法。
14. 前記空中補助延伸処理における延伸倍率が２．０倍以上である、請求項１２に記載の製造方法。
15. 前記乾燥収縮処理工程が、加熱ロールを用いて加熱する工程である、請求項１２に記載の製造方法。
16. 前記加熱ロールの温度が６０℃～１２０℃であり、前記乾燥収縮処理による前記積層体の幅方向の収縮率が２％以上である、請求項１５に記載の製造方法。

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