JP2001348446A - 高分子シートの製造方法及び光学用高分子シート - Google Patents

高分子シートの製造方法及び光学用高分子シート

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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】 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
組成物に紫外線を照射した後に、表面粗さの最大(Rm
ax)がRmax≦0.1μmの平滑面に密着させて紫
外線を照射し、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、及びこれ
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
性が極めて重大になっている。
【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、本方法では、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、この方法
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、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に紫外線を照射
した後に、表面粗さの最大(Rmax)がRmax≦
0.1μmの平滑面に密着させて紫外線を照射し、平滑
面を転写、成形する高分子シートの製造方法、(2)平
滑面に密着させる前に照射する1回目の紫外線照射量
が、平滑面に密着させた後に照射する2回目の照射量の
1〜70%の範囲である上記(1)記載の高分子シート
の製造方法、(3)上記(1)又は(2)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、(4)高分子がポリエーテルサルホンである上記
(3)記載の光学用高分子シートである。
【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は、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挙げ
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、10μm以上50
0μm以下が好ましく、更に好ましくは50μm以上4
00μm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、500μmを越え
ると、基板を屈曲したときに割れやすくなる。
【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に、一旦紫外線を照射し
て、硬化反応を進めておいてから、Rmax≦0.1μ
mの平滑面に密着させて平滑面を転写する。未硬化のま
ま平滑面に密着させると、密着させるときの温度が高い
場合や、紫外線硬化樹脂層と平滑面との密着力が強い場
合には、再度紫外線を照射しても平滑面からの離型性が
悪く、連続生産に適さない問題が生じる。平滑面に密着
させる前に硬化反応を有る程度進行させておくと、紫外
線硬化樹脂層の凝集力が向上し、平滑面に対する密着力
も低減するため離型性が良好になる。一方、硬化反応が
進行しすぎると充分に平滑面を転写させることが出来な
い。
【0009】平滑面を充分に転写させるために必要な紫
外線照射量は、使用する紫外線硬化装置、ランプ、紫外
線硬化樹脂や開始剤の種類によって異なるが、好ましく
は平滑面に密着させる前に照射する1回目の紫外線照射
量は、平滑面に密着させた後に照射する2回目の照射量
の1〜70%の範囲であることが好ましく、より好まし
くは5〜50%の範囲である。1%未満の照射量では離
型性の向上の効果が発現せず、70%を超える照射量で
は塗膜が硬化しすぎて平滑面を充分に転写できない問題
がある。
【0010】紫外線照射は、必要な波長の光を選択的に
照射してもよい。具体的には、照射部に選択透過フィル
ターをもうけるか、フィルムの塗膜が形成される側とは
反対面から照射する方法などが挙げられる。また大気中
の酸素によって紫外線効果樹脂の硬化反応が阻害させる
場合には、窒素など不活性ガス雰囲気化で照射を行って
も良い。紫外線照射量は、365nmまたは254nm
の波長か、ある波長を選択的に照射する場合は、紫外線
領域で最大照射量となる波長域での照射量を、紫外線照
度計によって測定する。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。
【0011】
【実施例】以下本発明を実施例及び図面によって説明す
るが、本発明は実施例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)高分子フィルムシートの表面粗さの最大(Rma
x) 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1mmのスキ
ャン幅にて全幅を測定した凹凸の最大値。
【0012】《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、表面平滑ロール、ニップロール、
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、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。続いて図1に示したように、フィ
ルムの紫外線硬化樹脂層の塗布面から高圧水銀灯(4)
を用いて80W/cmの紫外線を2.5秒間照射した
後、ニップロール(1)を用いて、Rmax=0.06
μmである表面平滑ロール(2)に50℃で密着させ
て、塗布面と反対の面から高圧水銀灯(41)を用いて
120w/cmの紫外線を10秒間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(6)を得た。この際、表面平滑ロールとフィル
ムとの離型性が良く、連続生産が可能であった。紫外線
硬化装置のランプは、高圧水銀ランプを使用した。得ら
れた高分子シートのラミネート原反面に接した面のRm
axを測定したところ0.06μm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+S
n)の原子比が0.98である酸化インジウム錫(IT
O)からなる透明導電膜を得た。測定の結果、膜厚は1
600Å、比抵抗は4×10-4Ω−cmであった。IT
O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=150/50
μmの表示パターンを形成した。パターン形成後、ST
N用配向膜を塗布し、150℃で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。
【0013】《実施例2》Rmaxが0.2μmのポリ
カーボネートを用い、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。続いてフィルムの
紫外線硬化樹脂層を塗布した面と反対の面から紫外線を
80W/cmの紫外線を5秒間照射した後、ニップロー
ルを用いて、Rmax=0.06μmである表面平滑ロ
ールに密着させて、塗布面の反対の面から120w/c
mの紫外線を10秒間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得
た。この際、表面平滑ロールとフィルムとの離型性が良
く、連続生産が可能であった。紫外線硬化装置のランプ
は高圧水銀ランプを使用した。得られた高分子シートの
ラミネート原反面に接した面のRmaxを測定したとこ
ろ0.06μmであった。以下実施例1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0
V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3》実施例1において、ニップロ
ールを用いて、Rmax=0.06μmである表面平滑
ロールに密着させる時の温度を100℃にして、高分子
シートを連続的に得た。得られた高分子シートのラミネ
ート原反面に接した面のRmaxを測定したところ0.
06μmであり、表面平滑ロールからの離型性も良く連
続生産が可能であった。以下実施例1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、平滑面へ
紫外線硬化樹脂層を密着させる前に、紫外線照射を行わ
ずに高分子シートを連続的に得た。生産中、部分的にフ
ィルムと表面平滑ロールの離型性が悪いところが発生
し、表面平滑ロール上に紫外線硬化樹脂層が転写したた
めに、その後の搬送部分で、平滑面が転写されずに不良
率が増大した。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0.8μm
であった。以下実施例1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、Rmax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1〜3の製造方法では連続生産性が
良好で、かつ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1〜3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では紫外線硬化樹脂
層を平滑面に密着させる前に紫外線照射を行わなかった
ために、平滑面に紫外線硬化樹脂層が転写してしまい、
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】本発明の製造方法による装置概略図
【符号の説明】
1 ニップロール 2 表面平滑ロール 3、31 反射板 4、41 高圧水銀灯 5 引き剥がしロール

Claims (4)

    【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
    成物に紫外線を照射した後に、表面粗さの最大(Rma
    x)がRmax≦0.1μmの平滑面に密着させて紫外
    線を照射し、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】平滑面に密着させる前に照射する1回目の
    紫外線照射量が、平滑面に密着させた後に照射する2回
    目の照射量の1〜70%の範囲である請求項1記載の高
    分子シートの製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1又は2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。
  4. 【請求項4】高分子がポリエーテルサルホンである請求
    項3記載の光学用高分子シート。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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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