JP2001105539A - 高分子シートの製造方法及び製造装置並びに光学用高分子シート - Google Patents

高分子シートの製造方法及び製造装置並びに光学用高分子シート

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敏正 江口
Junji Tanaka
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面平滑性に優れた高分子シートの連続製造
法、製造装置及びこれを用いた光学用高分子シートを提
供すること。 【解決手段】 分子シート原反上に紫外線硬化性樹脂組
成物を塗布またはラミネートし、該紫外線硬化性樹脂組
成物が軟化した状態で表面粗さの最大(Rmax)がR
max≦0.1μmの平滑面を有するロールに密着させ
て紫外線を照射し、ロール平滑面を転写、成形する高分
子シートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高分子シートの製
造方法において、平面平滑性に優れ、リタデーションの
小さい高分子シートを効率良く製造する方法と、これを
製造する装置、並びにこれを用いて製造した光学用シー
トに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示素子用透明電極基板には
ガラス基板が採用されてきたが、ガラス基板を用いた液
晶表示素子においては、ガラス基板自体が厚いため液晶
表示素子自体の薄型化が困難であると共に、軽量化しに
くいという欠点があり、更に耐衝撃性の点で問題があっ
た。このガラス基板液晶表示素子のもつ欠点を改善する
方法として、光学用高分子シートを用いて液晶表示素子
を作製することにより、軽量化、耐衝撃性の向上が検討
されている。例えば、特開昭53−68099号公報及
び特開昭54−126559号公報には、ガラス基板の
代わりに導電性酸化金属物質を蒸着した長尺のポリエス
テルフィルムを用いて液晶表示素子を連続して製造する
ことが示されているが、研磨により極めて良好な平滑性
が得られるガラス基板と異なり、高分子シートの場合に
は表面の平滑性に優れているとは言い難いものであっ
た。特に、高精細な表示を得るためにSTN(Super Tw
isted Nematic)型液晶表示素子とした場合には、間隔
を0.1μm単位で制御された基板間の液晶の複屈折性を利
用して表示を行うために前記の高分子シートの表面平滑
性が極めて重要になっている。
【0003】表面平滑性を解決する方法として、液状の
紫外線硬化性樹脂組成物または熱硬化性樹脂組成物を研
磨ガラス面上等に流し込み、これを硬化してシートを得
る方法が提案されている。しかし、該方法では、得られ
るシートが脆く取り扱い時に割れたり欠けるという問題
が起こっており、ガラス基板に対して高分子シートを用
いる優位性が十分発揮されていない。さらに、該方法は
生産性が低く、結果として基板が高価になってしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、高分子シートの表面平滑性が優れ、液晶表示素
子用基板等の光学用高分子シートとして優れた特性を持
つ高分子シートを効率よく連続生産可能である製造方
法、製造装置、および本方法に適した樹脂を用いること
により前記特性の良好な光学用高分子シートを提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)高分子
シート原反上に紫外線硬化性樹脂組成物を塗布またはラ
ミネートし、該紫外線硬化性樹脂組成物が軟化した状態
で表面粗さの最大(Rmax)がRmax≦0.1μm
の平滑面を有するロールに密着させて紫外線を照射し、
ロール平滑面を転写、成形することを特徴とする高分子
シートの製造方法、(2)平滑面を有するロールが紫外
線を透過する中空の透明ロールであり、ロール中に紫外
線光源を有するものである第(1)項記載の高分子シー
トの製造方法、(3)高分子シート原反が紫外線を透過
する透明なシート原反であり、ロールに密着させた状態
で高分子シート原反のロール接触面の反対側から紫外線
を照射する第(1)項記載の高分子シートの製造方法、
(4)表面粗さの最大(Rmax)がRmax≦0.1
μmの平滑面を有し紫外線を透過する中空である透明ロ
ールと、該透明ロール中空部に紫外線光源が設置されて
いる紫外線露光部を有する高分子シートの製造装置、
(5)第(1)〜(3)項記載の高分子シートの製造方
法を用いて製造した光学用高分子シート、を提供するも
のである。更に、本発明の好ましい実施形態として、
(6)高分子がポリエーテルサルホンである第(5)項
記載の光学用高分子シート、を挙げることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明中の高分子シート原反とし
て使用される高分子の例を挙げると、ポリエステル、ポ
リサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリア
ミドイミド、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、ノルボルネン系高分子及びこれをブレンドした
樹脂等をあげることができるがこれらに限定されるもの
ではない。中でも液晶表示素子製造上、透明性、耐熱
性、加工性、耐衝撃性のバランスの良いポリエーテルサ
ルホンが特に好ましい。高分子シート原反の厚みは、1
0μm以上500μm以下が好ましく、更に好ましくは
50μm以上400μm以下である。高分子シートの厚
みが10μm未満であると切れやすく取り扱いが困難で
あり、又、液晶表示素子の基板間隔の保持が難しく、5
00μmを越えるとロールへの密着が困難となる。
【0007】本発明で用いられる紫外線硬化性樹脂組成
物の例を挙げると、アクリレート化合物等を主成分とし
た液状の紫外線硬化性樹脂組成物やエポキシ樹脂や不飽
和ポリエステル樹脂を主成分としたシート状の紫外線硬
化性樹脂組成物等である。前者の場合は塗布装置により
高分子シート原反上に塗布し、溶剤を含む場合には乾燥
装置により溶剤を揮発させ、後者の場合には高分子シー
ト原反上にラミネートする。
【0008】本発明において表面に紫外線硬化性樹脂組
成物を有した高分子シートをRmax≦0.1μmの平
滑面を有するロールに密着させる際には、その平滑面が
十分に紫外線硬化性樹脂組成物表面に転写されるよう、
紫外線硬化性樹脂組成物は軟化または液化していなけれ
ばならない。紫外線硬化性樹脂組成物には、溶剤を含ま
なくても室温で軟化しているものや液状のものも有る
が、そうでない場合は密着する前にヒーター等により加
熱を行うか、平滑面を有するロールを加熱しておき密着
と同時に軟化させることが必要である。密着させる方法
としては、ニップロールや帯電固定等の方法が挙げられ
るがこれらに限定されるものではない。
【0009】本発明において表面に紫外線硬化性樹脂組
成物を有した高分子シートを密着させるロールは、表面
粗さの最大(Rmax)がRmax≦0.1μmである
ことが必要である。Rmaxが0.1μmを越えると、
表示性が良好な液晶表示素子を製造することができな
い。Rmax≦0.1μmであるロールは石英ガラス管
やクロムメッキロールの表面を研磨処理することで製造
できる。
【0010】本発明においてRmax≦0.1μmの平
滑面を有するロールとして石英ガラス管等のように紫外
線を透過する透明な中空ロールを用い、ロール内部に高
圧水銀灯等の紫外線光源を設置することにより紫外線硬
化性樹脂組成物を硬化させることができ、これによりロ
ール平滑面を転写した状態で高分子シート原反上に紫外
線硬化樹脂層を形成して表面が平滑な高分子シートを製
造することができる。
【0011】本発明においてRmax≦0.1μmの平
滑面を有するロールとしてクロムメッキロール、ステン
レスロール、セラミックロール等の不透明なものを用い
る場合、高分子シート原反として紫外線を透過するもの
を用い、紫外線硬化性樹脂組成物を有した面と反対の面
から紫外線を照射することにより、前記と同様に表面が
平滑な高分子シートを製造することができる。この場
合、高分子シート原反に使用できるものは透明性を有す
るものに限られるが、多くの高分子シートは透明性を有
するものであり、この方法についても産業上極めて有用
なものである。以上のようにして製造される光学用高分
子シートは、液晶表示素子用透明基板用や光学ミラー用
基板等として有用なものである。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例、比較例、図面によって
説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるもの
ではない。シートの光学的物性は次の方法により測定し
た。 (1)シート厚み 接触式ダイヤルゲージで高分子シートの幅方向に20m
m間隔で測定した平均値。 (2)高分子シートの表面粗さの最大(Rmax) 接触式の精密段差計(TENCOR INSTRUMENTS製、AlPHA-ST
EP200)により、高分子シートの幅方向に2mmのスキ
ャン幅にて全幅を測定した凹凸の最大値。 (3)ロール面の表面粗さの最大(Rmax) (株)ミツトヨ製接触式表面粗さ計により、ロールの幅
方向にカットオフ長さ0.8mmにて全幅を測定したと
きの凹凸の最大値。
【0013】《実施例1》厚さ200μm、表面粗さの
最大(Rmax)が0.3μmのポリエーテルサルホン
を高分子シート原反として用い、巻出装置、コーター
部、加熱乾燥ゾーン、内部に高圧水銀灯を有する中空石
英ガラスロール、巻取装置を有する製造装置を用いて次
の加工を行った。まず、紫外線硬化性樹脂組成物として
分子量1540融点70℃のエポキシアクリレートプレ
ポリマー(昭和高分子製、VR−60)100重量部、
酢酸ブチル300重量部,セロソルブアセテート100
重量部,ベンゾインエチルエーテル2重量部を50℃に
て撹拌、溶解して均一な溶液としたものをコーター部の
グラビヤロールコーターで乾燥前膜厚5μmで塗布し、
加熱乾燥ゾーン中100℃で5分間加熱して溶媒を除去
した。溶媒除去後の紫外線硬化性樹脂組成物はペースト
状の軟化状態であった。続いてゴム製ニップロールを用
いて、直径300mm、Rmax=0.04μmである
内部に80w/cmの高圧水銀灯を有する中空石英ガラ
スロールに密着させて紫外線を照射して紫外線硬化性樹
脂組成物を硬化させ、巻取装置で巻き取って高分子シー
トを連続的に得た。紫外線の照射時間は40秒間であっ
た。得られた高分子シートのロール面に接した面のRm
axを測定したところ0.04μmであった。次に、こ
の高分子シート上に、DCマグネトロン法により、初期
真空度3×10-4Paの状態から酸素/アルゴンガス9
%の混合ガスを導入して3×10-1Paの条件下におい
てスパッタリングを行い500Å厚のSiO2を得た。
続いて、透明導電膜として、同じくDCマグネトロン法
により初期真空度3×10-4Paの状態から酸素/アル
ゴンガス4%の混合ガスを導入して1×10-1Paの条
件下においてスパッタリングを行いIn/In+Snの
原子比が0.98である酸化インジウム錫(ITO)か
らなる透明導電膜を得た。測定の結果、膜厚は1600
Å、非抵抗は4×10-4Ω−cmであった。ITOを成
膜後、レジストを塗布して現像し、エッチング液として
10vol%HCL、液温40℃中でパターンエッチン
グし、対角長さ3インチ、L/S=150/50μmの
表示パターンを形成した。パターン形成後、STN用配
向膜を塗布し、150℃2hrの焼成処理を行った後、
240度ツイストの配向となるようラビング処理を行っ
た。ラビング処理後、スペーサーを散布し、シール剤を
塗布し、130℃でシール硬化させてセル化し、STN
用液晶組成物を注入した。偏光板をコントラストの最大
となる位置に貼り合わせて液晶表示素子を作製した。こ
の液晶表示素子を駆動電圧0Vから±5Vで点灯試験を
行ったところ、液晶のセルギャップ異常による表示ムラ
は見られず良好な表示を示した。
【0014】《実施例2》Rmaxが0.2μmのポリ
カーボネートを用い、巻出装置、コーター部、加熱乾燥
ゾーン、直径400mm、Rmax0.03μmのクロ
ムメッキロールとこのロール面に向けて照射を行う80
w/cmの出力の高圧水銀灯、巻取装置を有する製造装
置を用いて次の加工を行った。まず、実施例1と同様に
して紫外線硬化性樹脂組成物の塗布〜乾燥を行った。続
いてゴム製ニップロールを用いて温度を50℃に制御し
た直径400mm、Rmax0.03μmのクロムメッ
キロール面に密着させて80w/cmの出力の高圧水銀
灯で紫外線硬化性樹脂組成物の塗布面と逆の面から紫外
線を照射して紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させ、巻取
装置で巻き取って高分子シートを連続的に得た。紫外線
の照射時間は30秒間であった。得られた高分子シート
のロール面に接した面のRmaxを測定したところ0.
03μmであった。以下実施例と同様にして液晶表示素
子を作成した。この液晶表示素子を駆動電圧0Vから±
5Vで点灯試験を行ったところ、液晶のセルギャップ異
常による表示ムラは見られず良好な表示を示した。
【0015】《比較例1》実施例1において、巻出装
置、コーター部、加熱乾燥ゾーン、内部に高圧水銀灯を
有する中空石英ガラスロール、巻取装置を有する製造装
置の代わりに、巻出装置、コーター部、加熱乾燥ゾー
ン、塗布を行う側の面に紫外線を照射する高圧水銀灯、
巻取装置を有する製造装置を用い、内部に高圧水銀灯を
有する中空石英ガラスロールに密着させずに紫外線硬化
性樹脂組成物の塗布面側から80w/cmの高圧水銀灯
で40秒間紫外線を照射した以外は実施例1と同様に加
工を行い高分子シートを連続的に得た。得られた高分子
シートの紫外線硬化性樹脂組成物塗布面のRmaxを測
定したところ0.2μmであった。以下実施例と同様に
して液晶表示素子を作成した。この液晶表示素子を駆動
電圧0Vから±5Vで点灯試験を行ったところ、Rma
xの部分に対応した場所に液晶のセルギャップ異常によ
る表示ムラが見られた。
【0016】実施例1および2で製造した高分子シート
を用いて作製した液晶表示素子はいずれも良好な表示を
示した。即ち、実施例1および2では平滑性の良好な光
学用高分子シートを得ることができた。これに対して比
較例1ではRmax≦0.1μmの平滑面を有するロー
ルに密着させずに紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を
硬化したために良好な平滑性を持つ高分子シートが得ら
れず、液晶表示素子を作製した場合には表示ムラを発生
した。
【0017】
【発明の効果】本発明の製造方法及び製造装置を用いる
ことにより、表面平滑性が良好な高分子シートを安定し
て、効率よく連続製造することができる。また、本発明
により得られたシートは光学用高分子シートとして最適
で、液晶表示素子用透明電極基板として液晶表示素子を
作製した場合、ガラス基板に比べて軽く割れにくいだけ
でなく、表示ムラのない良好な表示を示した。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で用いた製造装置の内部に高圧水銀灯
を有する中空石英ガラスロールの部分の断面の概略図。
【符号の説明】
1:ゴム製ニップロール 2:中空石英ガラスロール 3:高圧水銀灯(ウォータージャケット付) 4:反射板 5:剥離用ロール 6:高分子シート
フロントページの続き Fターム(参考) 2H090 JB03 JC01 JD04 4F100 AK01A AK01B AK25J AK53J AK54A AL01 BA02 DD07B EH462 EJ392 EJ542 EK00 GB90 JB14B JK15 JK15B YY00B

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子シート原反上に紫外線硬化性樹脂
    組成物を塗布またはラミネートし、該紫外線硬化性樹脂
    組成物が軟化した状態で表面粗さの最大(Rmax)が
    Rmax≦0.1μmの平滑面を有するロールに密着さ
    せて紫外線を照射し、ロール平滑面を転写、成形するこ
    とを特徴とする高分子シートの製造方法。
  2. 【請求項2】 平滑面を有するロールが紫外線を透過す
    る中空の透明ロールであり、ロール中に紫外線光源を有
    するものである請求項1記載の高分子シートの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 高分子シート原反が紫外線を透過する透
    明なシート原反であり、ロールに密着させた状態で高分
    子シート原反のロール接触面の反対側から紫外線を照射
    する請求項1記載の高分子シートの製造方法。
  4. 【請求項4】 表面粗さの最大(Rmax)がRmax
    ≦0.1μmの平滑面を有し紫外線を透過する中空であ
    る透明ロールと、該透明ロール中空部に紫外線光源が設
    置されている紫外線露光部を有する高分子シートの製造
    装置。
  5. 【請求項5】請求項1〜3記載の高分子シートの製造方
    法を用いて製造した光学用高分子シート。
  6. 【請求項6】高分子がポリエーテルサルホンである請求
    項5記載の光学用高分子シート。
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JP2006015592A (ja) * 2004-07-01 2006-01-19 Konica Minolta Opto Inc ハードコートフィルム及びその製造方法、並びにそれを用いた反射防止フィルム

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