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Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (4)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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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JP2000168020A JP3638246B2 (ja) | 2000-06-05 | 2000-06-05 | 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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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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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- 2000-06-05 JP JP2000168020A patent/JP3638246B2/ja not_active Expired - Fee Related
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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 |
JP4649892B2 (ja) * | 2004-07-01 | 2011-03-16 | コニカミノルタオプト株式会社 | ハードコートフィルムの製造方法 |
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