TWI428912B - 光學構件用積層薄膜、製造方法、使用其之薄膜卷物及光碟 - Google Patents

光學構件用積層薄膜、製造方法、使用其之薄膜卷物及光碟 Download PDF

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Takatsune Yanagida
Atsushi Kato
Shigeki Fujimaru
Junichi Shibata
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Teijin Chemicals Ltd
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Description

光學構件用積層薄膜、製造方法、使用其之薄膜卷物及光碟
本發明係有關於一種光學構件用積層薄膜，其係由使用作為高密度光碟、液晶顯示器、有機EL顯示器、電子紙等的光學構件的組件之基材薄膜及保護該基材薄膜之薄膜所構成。又，係有關於一種將該積層薄膜卷繞而成的薄膜卷物及一種使用該光學構件用積層薄膜而成之光碟。
為了大量地記錄、再生文字資訊、影像資訊、聲音資訊，光碟(Compact Disc；CD)、數位多功能光碟(Digital Versatile Disc；DVD)等光資訊記錄媒體(光碟)被要求更高的記錄密度。特別是藍紫色雷射被開發以來，為了因應播放數位高畫質TV的錄製影像，已開發一種使用該藍紫色雷射與高開口數(Numerical Aperture；NA)讀寫頭而成的光碟系統。例如在專利文獻1及非專利文獻1等發表，提案揭示一種從一面入射膜面用以讀取資訊的方式之光碟技術。
而且，目前市售的高密度光碟系統有藍光光碟(Blu－ray Disc)。該藍光光碟之特徵係在厚度1.1毫米的光碟基板上具有附帶有坑或槽等凹凸圖案的反射膜或記錄膜作為資訊記錄層，並在其上面設置有稱為覆蓋層之厚度為0.1毫米的光透射層。資訊的讀取、寫入係從光透射層側使用藍紫光雷射光來進行。
該光透射層係透過黏著劑等在資訊記錄層黏著由聚碳 酸酯等所構成的塑膠薄膜來形成。為了防止資訊的讀取或寫入錯誤，要求塑膠薄膜具有小的雙折射、良好的表面平滑動性等高光學等方向性。又，因為藍光光碟係高密度、大容量，由於光透射層稍微損傷、異物黏附，有造成資訊無法讀取、寫入之可能性。因此，使用作為未使用盒匣等保護的裸碟使用時，係設置有硬塗層用以保護光透射層。
在製造光碟，從生產性而言，以將光透射層之塑膠薄膜從卷繞後的薄膜卷物邊拉出塑膠薄膜邊貼合在光碟基板為佳。但是，通常被要求表面非常平坦之塑膠薄膜，其滑動性差，通常其單獨時無法卷物狀地卷取而成為均勻的薄膜卷物。
因此，為了得到光學用途的薄膜卷物，係在塑膠薄膜層積具有黏著性的保護薄膜而卷繞。亦即在光學用途之極平坦的塑膠薄膜(在本發明稱為基材薄膜)，貼合具有黏著性的保護薄膜而層積，且在保護其表面之同時，保護薄膜的相反側的面被適當地粗面化而成為易滑的結構，來使該積層薄膜能夠卷繞成卷物狀。
通常，係將積層薄膜從該薄膜卷物拉出，並將保護薄膜剝離後，將基材薄膜沖切成碟狀，並將其與成形後的光碟基板貼合，來製造藍光光碟。但是在該方法，在基材薄膜產生凹凸，該凹凸成為使光碟的電信號變動增加的原因之一。因為此種電信號變大的光碟在資訊的記錄再生有造成阻礙的可能性，在製造時的檢查被判定為不合格而廢棄。因此，使用表面凹凸多的光學構件用積層薄膜來生產 光碟時，會大量地產生被廢棄的光碟，不僅造成經濟損失，從資源的有效活用而言，亦產生負面的影響。因此，要求表面凹凸少、生產性高的光學構件用積層薄膜。
因此，為了改善該等的表面凹凸，有提案揭示一種方法，係將基材薄膜及保護薄膜，未在其間使用弱黏著性的黏著劑而層積，並卷繞來改善凹凸之方法(專利文獻2)。但是該方法時，例如製造寬度為1,000毫米的基材薄膜，並層積保護薄膜且卷繞得到卷物後，從該卷物通過切條機來退卷寬度140毫米的積層薄膜時，因為保護薄膜未具有黏著性，會產生因基材薄膜摩擦而造成傷痕等之問題。
又，有提案揭示一種方法，係將基材薄膜及保護薄膜，在其間使用弱黏著性的黏著劑而層積並卷繞之方法(專利文獻3)。但是該方法必須有均勻地塗布加工對保護薄膜為強黏著性且對基材薄膜具有弱黏著性之黏著劑而成的保護薄膜，係不經濟的。
又，亦有提案揭示一種方法，係藉由塗布可溶解形成基材薄膜的樹脂之溶劑並乾燥來縮小基材薄膜的凹凸之方法(專利文獻4)。但是，在薄膜的使用前必須有塗布、乾燥步驟，係不經濟的。
(專利文獻1)特開平08－235638號公報
(非專利文獻1)一面12Gbyte之大容量的光碟Oplus E、第20卷、第2期、第183頁(1998年2月)
(專利文獻2)特開2001－243659號公報(專利文獻3)國際公開第2003/004270號小冊子 (專利文獻4)特開2007－016076號公報
本發明之目的係提供一種積層薄膜，該積層薄膜含有具有小的雙折射、良好的表面平滑動性且顯示優良的光學等方向性之基材薄膜。又，本發明之目的係提供一種滑動性優良的積層薄膜。又，本發明之目的係提供一種積層薄膜，使用該積層薄膜作為光碟等的組件時，在生產光碟時不良品的產生率較少。
又，本發明之目的係提供一種將該積層薄膜卷物狀地卷繞而成的薄膜卷物。又，本發明之目的係提供一種晃動、錯誤率等電信號特性優良的光碟。而且，本發明之目的係提供一種積層薄膜之製造方法，在剝離保護薄膜後的情況，能夠成為具有極良好的表面平滑動性之薄膜。
本發明者專心研討製造能夠得到能夠使用作為光學用構件、無微細凹凸的基材薄膜之積層薄膜之方法。結果發現使用厚度不均小且具有良好的表面平滑動性之基材薄膜及厚度不均小的保護薄膜，並藉由在層積基材薄膜與保護薄膜時，使各薄膜所承受的張力在規定範圍，能夠防止保護薄膜的凹凸轉印至基材薄膜，而完成了本發明。
亦即本發明係一種薄膜，其係在基材薄膜層積保護薄膜而成之光學構件用積層薄膜，該基材薄膜係由聚碳酸酯樹脂所構成，且滿足 (i)厚度為10~150微米、(ii)厚度不均為±2微米以下、 (iii)面內的雙折射率(△n)的平均值為0.00001~0.00017、(iv)厚度方向的雙折射率(△nth )的平均值為0.00001~0.001，該保護薄膜係滿足(i)厚度為10~100微米、(ii)厚度不均為±1.5微米以下。
本發明包含將前述積層薄膜卷繞而成之光學構件用積層薄膜。
又，本發明包含從前述積層薄膜，將保護薄膜剝離後的基材薄膜貼合於基板上作為光透射層而得到之光碟。
而且，本發明係一種製造方法，係層積基材薄膜與保護薄膜所構成光學構件用積層薄膜之製造方法，該基材薄膜係由聚碳酸酯樹脂所構成，且滿足(i)厚度為10~150微米、(ii)厚度不均為±2微米以下、(iii)面內的雙折射率(△n)的平均值為0.00001~0.00017、(iv)厚度方向的雙折射率(△nth )的平均值為0.00001~0.001，該保護薄膜係滿足(i)厚度為10~100微米、(ii)厚度不均為±1.5微米以下，層積係使用滿足下述式(1)~(3)的條件來進行，10<TB <200 (1) 10<TP <150 (2) 1≦TB /TP ≦10 (3)
(其中，TB 係表示層積時在基材薄膜之每單位寬度的張力(N/m)，Tp 係表示層積時在保護薄膜之每單位寬度的張力(N/m))。
以下，詳細地說明本發明。
本發明係在基材薄膜層積保護薄膜而成之光學構件用積層薄膜。又，在本說明書所使用的下述用語係具有以下的意義。
「基材薄膜」係指一種薄膜，其特徵係光學性均勻，能夠使用於光學構件。
「保護薄膜」係指一種薄膜，其係層積在基材薄膜而使用，在抑制保護基材薄膜的表面傷痕之同時，在製造卷繞而成的薄膜卷物時能夠良好地保持所謂薄膜卷物的卷物形成
「光碟」係指主要是藉由使用聚碳酸酯樹脂所形成的碟狀記憶媒體來賦予資訊記錄層者。
「光透射層」係指使用透明材料覆蓋光碟的記錄資訊層來保護資訊記錄層，同時透過該透明的材料照射雷射光，而具有進行記錄再生之作用者。
(基材薄膜)
基材薄膜係指能夠使用作為高密度光碟、液晶顯示器、有機EL顯示器、電子紙等光學構件之薄膜。因為該等 製品係藉由使用偏光來顯現功能，為了製品的高性能化，要求以不會影響到透射的偏光之方式來使用光學性均勻的薄膜。特別是光碟時，因為雷射光係短波長的藍紫色雷射，記錄密度變高，要求使用作為光碟的光透射層之光學薄膜具有高的光學均勻性。
(聚碳酸酯樹脂)
本發明的基材薄膜係由聚碳酸酯樹脂所構成。光碟基板通常係使用聚碳酸酯樹脂，係考慮所得到光碟的特性時，光學構件用積層薄膜之品質上的要求以使其物理特性極力配合光碟基板為佳之緣故。
聚碳酸酯樹脂能夠使用界面聚合法或熔融聚合法使二羥基成分與碳酸酯先質反應而得到。
二羥基成分的代表性例子可舉出2,2－雙(4－羥苯基)丙烷(俗稱雙酚A)、2,2－雙{(4－羥基－3－甲基)苯基}丙烷、2,2－雙(4－羥苯基)丁烷、2,2－雙(4－羥苯基)－3－甲基丁烷、2,2－雙(4－羥苯基)－3,3－二甲基丁烷、2,2－雙(4－羥苯基)－4－甲基戊烷、1,1－雙(4－羥苯基)－環己烷、1,1－雙(4－羥苯基)－3,3,5－三甲基環己烷、9,9－雙{(4－羥基－3－甲基)苯基}茀及α,α’－雙(4－羥苯基)－間二異丙基苯等。該等二元酚可單獨或混合使用2種以上。其中，以由具有至少50莫耳%以上的雙酚A之二羥基成分所得到的聚碳酸酯樹脂為佳。二羥基成分中的雙酚A的含量以至少60莫耳%為佳，以至少75莫耳%為更佳，以至少90莫耳%為特佳。
碳酸酯先質可使用碳醯鹵、碳酸酯或鹵甲酸酯等，具 體上可舉出光氣、碳酸二苯酯或二元酚的二鹵甲酸酯等。
在使用界面聚合法或熔融聚合法使二元酚與碳酸酯先質反應來製造聚碳酸酯樹脂時，亦可按照必要使用末端停止劑、二元酚的抗氧化劑等。又，聚碳酸酯樹脂可以是共聚合三官能以上的多官能性芳香族化合物而成的分枝聚碳酸酯樹脂，亦可以是共聚合芳香族或脂肪族的二官能性羧酸而成的聚酯型碳酸酯樹脂，又，亦可以是混合2種以上所得到的聚碳酸酯樹脂而成的混合物。
聚碳酸酯樹脂的分子量黏度平均分子量表示時，以10,000~40,000為佳，以11,000~30,000為較佳，以12,000~19,000的範圍為更佳。
因為光碟基板係使用黏度平均分子量為15,000左右的聚碳酸酯樹脂，使用作為光透射層之聚碳酸酯薄膜若在上述範圍時，所得到的薄膜不容易變脆，在沖切成碟狀等時能夠減少在端面產生缺口。又，就熔融擠壓時不容易產生異物、且不容易產生厚度不均而言，乃是較佳。又，在卷物狀地卷繞後，在將卷物解開時，即便沖切成碟狀而機械性搬運時，平面性良好且在貼合於記錄層時不容易產生故障，乃是較佳。
聚碳酸酯樹脂的黏度平均分子量的範圍以14,500~17,500為最佳。又，聚碳酸酯樹脂以極力使用未含有高分子量的異物或熱劣化物等者為佳。
黏度平均分子量(M)係將從在100毫升二氯甲烷於20℃溶解0.7克聚碳酸酯樹脂而成的溶液所求得的比黏度(ηsp ) 套入下式來求取。
ηsp /c＝[η]＋0.45×[η]2 c
[η]＝1.23×10－4 M0.83
(其中c＝0.7、[η]係固有黏度)
又，光透射層係以使用與形成光碟基板者同一特性(亦即，同一原料且具有相似的黏度平均分子量)的聚碳酸酯樹脂所構成的薄膜為最佳。光學構件用積層薄膜之品質上的要求係以極力使光碟基板的物理特性及光透射層的物性特性一致為佳。物性特性可舉出熱膨脹率、吸濕膨脹率、熱收縮率、黏彈性舉動等。光碟基板與光透射層因熱或吸濕之膨脹特性、熱伸縮特性不同時，或是兩者的黏彈性舉動不同時，貼合具有資訊記錄層之光碟基板與光透射層後的光碟在耐久性的促進試驗或長期的經時變化，會有因變形不等而產生歪扭現象之情形。
(厚度)
基材薄膜的厚度為10~150微米。薄膜的厚度係因將薄膜使用作為光學構件之製品的設計而變化，不可一概而言，通常厚度太薄時因為處理性變差乃是不佳，厚度太高時因為透射率變差等，會有無法滿足作為光學構件的要求特性之情形，乃是不佳。特別是使用作為高密度光碟的光透射層時之厚度以50~100微米的範圍為佳。
(厚度不均)
基材薄膜的厚度不均為±2微米以下，以±1.5微米以下為較佳，以±1微米以下為更佳。因為厚度不均太大時光學 不均乃是不佳。特別是使用作為高密度光碟的光透射層時，因該厚度不均，光碟的信號位準變動變大，乃是不佳。
(總光線透射率)
基材薄膜的總光線透射率以85%以上為佳，以89%以上為較佳，以90%以上為更佳。特別是使用作為高密度光碟的光透射層時，為了防止光信號的變差，總光線透射率以較高為佳。
(面內的雙折射率(△n)的平均值)
基材薄膜之面內的雙折射率(△n)的平均值為0.00001~0.00017。△n的平均值之下限以0.00003為佳，以0.00005為更佳。又，△n的平均值之上限以0.00012為佳，以0.00009為更佳。△n係使在薄膜面內之光學遲相軸方向的折射率為nx，使與其正交方向之折射率為ny時，能夠從△n＝| nx－ny |求得的值，係表示薄膜面內的雙折射的大小。△n變大時使用作為光透射層時光碟的信號位準變動增大，乃是不佳。
又，面內的雙折射率的不均以±0.00005以下為佳，以±0.00003以下為更佳。
(厚度方向的雙折射率(△nth )的平均值)
基材薄膜的厚度方向的雙折射率(△nth )的平均值為0.00001~0.001。△nth 的平均值之下限為0.00003，以0.00005為更佳。又，△nth 的平均值之上限為0.0006，以0.0004為更佳。
△nth 係使在薄膜面內之光學遲相軸方向的折射率為nx，使與其正交方向之折射率為ny時，使薄膜厚度方向之 折射率為nz時，能夠從△nth ＝|(nx＋xy)/2－nz |求得的值，係表示薄膜厚度方向的雙折射的大小。如專利文獻1及非專利文獻1~2之記載，高密度光碟系統係使用讀寫頭用物鏡的開口數大者。因而，與CD、DVD等先前的光碟比較時，雷射光的傾斜入射角較大，光碟的厚度方向之影響增大。因此，△nth 大時，光碟的信號位準變動變大，乃是不佳。
又，厚度方向的雙折射率的不均以±0.00005以下為佳，以±0.00003以下為更佳。
該等薄膜的厚度、厚度不均、總光線透射率、△n的平均值、及△nth 的平均值等能夠藉由實施例所記載之方法來測定。又，試樣的大小未滿足實施例所記載之條件時，係比例分配實施例的試樣大小而測定。
(基材薄膜的製造)
基材薄膜的製膜係能夠使用溶液鑄塑法、熔融擠壓法、壓延法等眾所周知的成膜方法。基材薄膜以使用熔融擠壓法所形成的基材薄膜為佳。
從模頭擠出溶液之溶液鑄塑法所使用的溶劑，係例如使用二氯甲烷、氯仿、二氧雜戊環、甲苯、二甲基甲醯胺、N－甲基吡咯啶酮等有機溶劑為佳。溶液濃度為10重量%以上，以使用15重量%以上的溶液為佳。
相對地，因為熔融擠壓法未使用溶劑，生產性優良。適合使用於本發明的基材薄膜之聚碳酸酯樹脂，因為成形加工性優良，即便使用熔融擠壓法亦能夠得到具有充的光 學均勻性之薄膜，以熔融擠壓法為佳。
為了得到均勻的薄膜，熔融擠壓機能夠使用無排氣孔方式的熔融擠壓機。又，亦可使用具有排氣孔之熔融擠壓機，能夠將原料中的水分或從熔融混煉樹脂所產生的揮發氣體脫氣。為了將產生的水分或揮發氣體效率良好地往熔融擠壓機外部排出，以在排氣孔設置真空泵為佳。又，可在熔融混煉機模頭部前的區域設置網篩用以除去混入擠出原料中的異物等，亦能夠除去異物。此種網篩可舉出金屬網、網篩切換器、燒結金屬板(盤式過濾機等)等。
(模頭)
在熔融擠壓法所使用的模頭能夠使用從模頭寬度方向的中央部供給樹脂之T字型模頭(衣架型模頭)、從模頭的寬度方向的一端部使樹脂流入之I型模頭等。
冷卻輥可以是只使用一個輥來冷卻者、使用複數個輥來冷卻者之任一者，為了均勻地冷卻薄膜，以能夠均勻精確地控制輥的表面溫度者為佳。使用複數個輥進行冷卻時，有在熔融樹脂最初接觸的冷卻輥(稱為第1冷卻輥)與其次接觸的冷卻輥(稱為第2冷卻輥)之間使熔融樹脂流下之方法；及在第1冷卻輥之與第2冷卻輥的相反側流入之方法，以下例示後者的方法。
(樹脂溫度)
熔融擠出時的樹脂溫度，係在該溫度且100(1/s)的剪切速度時樹脂的熔融黏度為50~600Pa．s的範圍，以70~300 Pa．s的範圍之溫度為佳。藉由設定擠壓機的圓筒及 模頭溫度，使其在該溫度範圍，因為熔融樹脂顯示適當的流動性且能夠將在擠壓機、模頭內部及模唇的剪切應力抑制為較小，能夠減小雙折射率。同時在擠壓機的圓筒內、過濾器內不容易產生偏流、滯留且亦具有抑制產生凝膠等熱劣化異物之效果。
(模唇前端與冷卻輥之距離)
在熔融擠出時，從模頭擠出的熔融樹脂被冷卻而成為薄膜狀態時，在模唇前端與冷卻輥(特別是指熔融樹脂最初接觸之冷卻輥)之間收縮、或是受到環境空氣亂流等的影響，容易產生厚度不均或模頭條紋。因此，藉由使模唇前端與冷卻輥之間隔充分地狹窄化，來消除熔融樹脂在空間搖動，能夠得到抑制厚度不均而成的薄膜。亦即使模唇前端與冷卻輥之距離(第2圖中之L1)為5~70毫米的範圍為佳，以5~50毫米的範圍為較佳，以5~30毫米的範圍為更佳。
又，從模頭吐出的熔融樹脂在冷卻輥－模唇間流下時係受到流動方向的張力。另一方面，在接觸冷卻輥並被冷卻時會產生熱收縮，但是因為急速固化，收縮受到限制並在寬度方向產生張力。由於薄膜受到該正交的張力而產生雙折射，但是藉由調整熔融樹脂之冷卻輥的落下位置、冷卻輥溫度等，並採取張力平衡，能夠降低雙折射。從控制厚度不均的觀點，在模唇前端與冷卻輥之間隔係如前述以5~70毫米的範圍為佳。
(模唇前端與冷卻輥之水平方向的距離)
又，模唇前端與冷卻輥之水平方向的距離(第2圖中的L2)係從能夠看到冷卻輥旋轉為順時針旋轉的位置觀看，模唇前端係在從冷卻輥的中心至冷卻輥右端之位置為佳。該位置係取決於冷卻輥的大小、其他的製膜條件而異，不可一概而言，所得到薄膜的雙折射率在薄膜的寬度方向大時，能夠調整位置將模唇前端位置往右側變更，藉由增加在薄膜流動方向的張力，能夠降低所得到薄膜的雙折射率。
(冷卻輥的溫度)
從模頭擠出的熔融樹脂被冷卻而成為薄膜狀態時之接觸冷卻輥的溫度，係相對於所使用樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)為(Tg－45)~(Tg－1)℃的範圍，以在(Tg－35)~(Tg－1)℃的範圍為佳。從能夠抑制因冷卻所產生的應變，以使冷卻輥的溫度在上述範圍為佳。藉此，能夠降低因冷卻應變所產生的雙折射率。
(模唇的開度)
又，模唇的開度係相對於薄膜的厚度t(微米)，以5t~25t(微米)為佳。具體上，擠出100微米厚度的薄膜來製膜時，以使模唇為0.5~2.5毫米左右為佳。藉由將模唇調整為此範圍，能夠減輕吐出的樹脂在模唇所承受的剪切應力，且能夠將所得到薄膜的雙折射率抑制為較小，乃是較佳。又，在該範圍時，因為相對於薄膜厚度係充分寬，亦具有減輕因薄膜與模唇的傷痕或黏附物等接觸所產生的模頭條紋之效果。
(添加劑)
在不損害熔融製膜而成的薄膜之特性、例如薄膜的透明性等之範圍，在基材薄膜亦可含有安定劑、紫外線吸收劑、調色劑、防靜電劑等。
(保護薄膜)
本發明的基材薄膜之表面若太平滑時滑動性變差，單獨時係難以完美地卷取成為卷物狀。因此，係在基材薄膜進行層積已將一側的面粗面化的保護薄膜，來賦予滑動性而卷取成為卷物狀。
保護薄膜之厚度為10~100微米。厚度比其薄時因為處理性變差，乃是不佳。太厚時因為貼合在基材薄膜而成為積層薄膜時之厚度增加，處理性變差，乃是不佳。
保護薄膜的厚度不均為±1.5微米以下，以±1微米以下為佳。厚度不均比其大時，保護薄膜的凹凸會轉印至基材薄膜，在將保護薄膜從積層薄膜剝離並將基材薄膜作為光學用構件使用時會成為問題，乃是不佳。特別是使用作為高密度光碟的光透射層時，保護薄膜的厚度不均以較小為佳。
保護薄膜係以由50重量%以上的聚乙烯樹脂或聚丙烯樹脂所構成且其一面具有黏著性之保護薄膜為佳。聚乙烯樹脂或聚丙烯樹脂之楊格模數低，通常係使用作為保護薄膜的原料，在經濟上佳。保護薄膜係可以在製成基膜後，於一面進行黏著加工而成為保護薄膜，亦可以藉由將複數種樹脂共擠出來總括製成一面具有黏著性之保護薄膜。市售品有CI化成(股)製EXCELGUARD FS等適合使用。
保護薄膜的黏著性以較弱為佳。黏著性太強時將保護薄膜剝離後在基材薄膜會有殘留黏著成分之情況。又，將保護薄膜剝離時有使基材薄膜變形之可能性，且有損害基材薄膜的均勻性之可能性。
(積層薄膜的製造方法)
本發明之積層薄膜能夠藉由在滿足下述式(1)~(3)的條件下，層積前述的基材薄膜與前述的保護薄膜來製造。
(基材薄膜)
基材薄膜係由聚碳酸酯樹脂所構成，其厚度為10~150微米、厚度不均為±2微米以下、面內的雙折射率(△n)的平均值為0.00001~0.00017、厚度方向的雙折射率(△nth )的平均值為0.00001~0.001。
(保護薄膜)
保護薄膜之厚度為10~100微米，厚度不均為±1.5微米以下。
(層積條件)
層積能夠藉由對稱性及保護薄膜各自施加張力，並在無皺紋的狀態後使用橡膠輥等壓住來進行。
該層積係在滿足下述式(1)~(3)的條件下進行，10<TB <200 (1) 10<TP <150 (2) 1≦TB /TP ≦10 (3)
式中，TB 係表示層積時在基材薄膜之每單位寬度的張力(N/m)，Tp 係表示層積時在保護薄膜之每單位寬度的張力 (N/m)。
基材薄膜之表面若太平滑時滑動性變差，單獨時係難以卷取成為卷物狀，因此，係在基材薄膜進行層積已將一側的面粗面化的保護薄膜，來賦予滑動性而卷取成為卷物狀。但是，成為積層薄膜時雖然滑動性得到改良，但是因為保護薄膜之粗面的凹凸被轉印，在基材薄膜上產生微細的凹凸，該凹凸會使基材薄膜的光學性能降低。
依照本發明，為了不使基材薄膜產生微細凹凸，在使用特定厚度不均的保護薄膜之同時，藉由在層積時使基材薄膜及保護薄膜所承受的張力在規定範圍，能夠得到無微細凹凸的基材薄膜。TB 及TP 之較佳範圍如下。
30<TB <150 (1－1)
30<TP <100 (2－1)
1≦TB /TP ≦5 (3－1)
TB 及TP 太大時，保護薄膜的凹凸會轉印至基材薄膜並在基材薄膜產生微細凹凸。又，TB 及TP 太小時，在層積時會產生皺紋等而無法均勻地層積，乃是不佳。
(薄膜卷物)
本發明包含將前述積層薄膜卷繞而成之光學構件用積層薄膜。從生產性而言，在薄膜卷物之薄膜寬度以較寬廣為佳。薄膜寬度以600~2,000毫米為佳，以800~2,000毫米為更佳。在成為薄膜卷物之前進行邊緣修剪時，應理解該等較佳的薄膜寬度值係邊緣修剪後之值。又，適合作為光學構件之薄膜寬度的值係依照其使用目的而異，能夠 將上述薄膜卷物切條等，適當地變更薄膜寬度而使用。
將本發明的積層薄膜卷繞在薄膜卷物時，每單位寬度之卷取張力Tw (N/m)的較佳範圍如下。
20<Tw <200 (4)Tw以滿足下述式(4－1)為更佳。
20<Tw <120 (4－1)
Tw 小時，在薄膜卷物會產生卷繞偏移等而無法得到均勻的薄膜卷物，乃是不佳。Tw 太大時，因為在基材薄膜會產生微細的凹凸，乃是不佳。
薄膜卷物的卷取長度(薄膜的卷取長度)可依照處理方面、生產性方面來決定，沒有特別限定，以100~4,000公尺的範圍為佳。
(光學構件)
本發明的積層薄膜在剝離保護薄膜後，能夠使用作為光碟、觸控式面板等的組件。
光碟係將從前述的積層薄膜剝離保護薄膜後之基材薄膜，貼合在基板上而得到。基材薄膜能夠達成作為光碟的光透射層之任務。
將本發明的基材薄膜作為光透射層之光碟，可舉出Blu－ray Disc。其種類有資訊記錄層只能夠讀取之ROM型；能夠讀取及寫入一次之R型；及能夠讀取、寫入及消除之RE型。光碟的基板可舉出例如將聚碳酸酯樹脂、非晶性聚烯烴系樹脂及甲基丙烯酸樹脂等熔融擠壓而形成者；及由熱固性樹脂形成者，以聚碳酸酯樹脂為特佳。
實施例
以下，藉由實施例詳細地說明本發明，但是本發明未限定於此。又，在實施例之物性的測定及評價係依照如下的方法。
(1)黏度平均分子量
聚碳酸酯樹脂的黏度平均分子量(M)係從測定濃度0.7g/dl的二氯甲烷溶液在20℃的黏度來求取固有黏度[η]，並依照下述式算出。
ηsp /c＝[η]＋0.45×[η]2 c
[η]＝1.23×10－4 M0.83
(其中，c＝0.7，[η]係固有黏度)
(2)薄膜厚度
對層積保護薄膜前的基材薄膜(聚碳酸酯薄膜)及保護薄膜，以從薄膜寬度方向的中心往寬度方向兩側500毫米長且50毫米寬度的薄長方形試樣之方式，採取1,000毫米×50毫米尺寸的試樣。在薄膜的流動方向以500毫米的間隔採取該薄長方形試樣5根。對該薄長方形試樣之長尺寸方向(1,000毫米長)使用MITUTOYO(股)製的測微計以50毫米間隔測定短尺寸方向(50毫米長)的中心部分的厚度(從離開薄膜端部25毫米處以50毫米間隔測定，在1根薄長方形試樣測定20點)。並且求取測定點100點之厚度的平均值，將其作為薄膜厚度。又，該等薄長方形試樣亦能夠使用於測定後述之薄膜厚度不均、面內的雙折射率(△n)及厚度方向的雙折射率(△nth )。
(3)薄膜的厚度不均
使用上述(2)的測微計之測定方法時，因為有遺漏可能存在於測定點以外之厚度不均、例如寬幅度之帶狀或細條紋狀的厚度不均之可能性，因此，使用Anritsu(股)製薄膜厚度測定計THICKNESS TESTER KG601來連續地測定厚度不均。測定試樣係使用5片在(2)的測定所使用後的薄長方形試樣。對該各自試樣，使用上述薄膜厚度測定計連續地測定在長尺寸方向的厚度分布。對上述5片薄膜(1,000毫米×50毫米)求取所記錄厚度的最大值及最小值的差(厚度範圍)，並將其中最大厚度範圍作為該薄膜的厚度不均
(4)面內的雙折射率(△n)及厚度方向的雙折射率(△nth )
從5片在(2)的測定所使用後之基材薄膜(聚碳酸酯薄膜)的薄長方形試樣，以(2)的測定位置係在大致在中心的方式製作50毫米平方的測定試樣。在薄膜的寬度方向能夠得到20個試樣，因為薄長方形試樣有5片，所以全部得到100個測定用試樣。對該等試樣，使用王子計測機器(股)製的雙折射測定機之KOBRA－21ADH，藉由其遲相軸或進相軸使其旋轉而改變入射角度來測定遲滯值。從各入射角度的遲滯值及測定位之薄膜厚度d，求取折射率nx、ny及nz。而且，從該等值依照下述式，來求取面內的雙折射率△n及△nth 。從全部的測定數據的平均求取△n的平均值作為該薄膜的△n。又，將△n的最大值與最小值的差作為該△n的不均。同樣地進行對△nth 亦取平均值及不均。
△n＝| nx－ny |
△nth ＝|(nx＋xy)/2－nz |
(nx係表示薄膜面內的遲相軸方向之折射率，ny係進相軸方向之折射率，nz係厚度方向的折射率)
又，上述(2)~(4)的測定順序係依照(3)薄膜厚度不均的測定、(4)面內及厚度方向的雙折射率測定、(2)厚度測定之順序來實施。因為(2)的測定係使用測微計之接觸式評價，試樣有產生傷痕的可能性之緣故。
(5)基材薄膜的總光線透射率
薄膜的寬度方向3個位置採取50毫米×150毫米尺寸的試樣，並使用日本電色工業(股)製濁度測定器COH－300A測定。對各試樣測定5點，並將合計15點的平均值作為總光線透射率。
(6)使用光學構件用積層薄膜製造光碟時之收率評價
光碟媒體(藍光光碟；Blu－ray Disc)係如下製成。
(光碟基板的成形) 首先，光碟基板用樹脂係使用黏度平均分子量為15,000的聚碳酸酯樹脂(帝人化成(股)製PANLITE AD－5503)，並使用光碟用射出成形機(住友重機械工業(股)製SD－40E)，來形成外徑120毫米ψ、內徑15毫米ψ、厚度1.1毫米的光碟基板。又，在射出成形時，係在模具安裝Blu－ray Disc ROM用的衝壓模來進行成形，用以在一面表面形成記錄有數據資訊的坑(pit)。
(Blu－ray Disc的製造) 將該光碟基板供給至Blu－ray Disc貼合裝置(芝浦 MECHATRONICS(股)製MEBIUS F－1)，來製造Blu－ray Disc。對MEBIUS F－1，除了該光碟基板以外，亦供給反射膜形成用之KOBELCO科研製銀合金的磁控管濺鍍用標靶；作為光透射層形成用薄膜之後述的積層薄膜；作為該薄膜與光碟基板的黏著用樹脂之大日本油墨化學工業(股)公司製EX－8410；及作為Blu－ray Disc的硬塗用樹脂之Sony Chemical & Information Device(股)製SK－1110。MEBIUS F－1係藉由濺鍍在光碟基板形成銀合金的反射膜後，旋轉塗布黏著用樹脂。
在此，從另外供給的光透射層形成用的積層薄膜卷物只有引出基材薄膜後，沖切成碟狀，並將該沖切後薄膜貼合在上述的基板，且藉由照射紫外線來形成光透射層。接著，藉由旋轉塗布硬塗用樹脂並照射紫外線使其硬化，來得到Blu－ray Disc。
(Blu－ray Disc的檢查) 對如此進行所得到一片一片的光碟，使用dr.Schwab Inspection Technology GmbH製IQPC－Blu，檢測光透射層面中為缺點之異物、凹凸，並藉由設定具有其長度或寬度為300微米以上的凹凸之光碟為不合格來判定是否合格，並得到光碟製造的產率。產率係使用製造約300片光碟時之產率。
(7)使用光學構件用積層薄膜而成的光碟之電信號特性評價
對在上述(6)檢查合格的光碟，使用PULSTEC工業(股)製ODU－1000，評價晃動、錯誤率(SER)等電信號特性。在 評價時，係配合光透射層的平均厚度而調整偏差修正量來實施。
(8)聚碳酸酯樹脂的熔融黏度
製膜所使用的聚碳酸酯樹脂顆粒的熔融黏度係使用東洋精機(股)製的流動特性儀CAPIROGRAPHY1D來測定。毛細管係用直徑為1.0毫米、長度為10毫米者。調整旋轉速度來使剪切速度為100s－1 ，並測定任意溫度的熔融黏度。
(9)張力
基材薄膜及保護薄膜所承受的張力係從設置於各自步驟之張力測定機的測定值及此時的薄膜寬度來求取。
實施例1
(基材薄膜的製膜) 將帝人化成(股)製、雙酚A的同元聚合物之光學等級的聚碳酸酯(商品名AD－5503、Tg為145℃、黏度平均分子量為15,000)的顆粒，使用減壓乾燥式的板式乾燥機(tray dryer)，在120℃乾燥3小時。將其投入已加熱至110℃之熔融混煉機的加熱料斗，並在擠壓機圓筒溫度為260℃熔融擠出。使用平均孔眼開度為10微米的不鏽鋼不織布製的盤式過濾器，用以除去熔融聚合物的異物。
製膜係使用第1圖所示之製膜裝置來進行。在模頭(1)，係使用以熔融樹脂溫度為260℃的方式設定之模唇開度為1毫米的T字型模頭(聚碳酸酯樹脂的熔融黏度為260Pa．s)。冷卻輥(2、3、4)係使用3根直徑為350毫米者，熔融樹脂最初接觸之冷卻輥(第1冷卻輥(2))的溫度係設定 為140℃、第2冷卻輥(3))的溫度為135℃、其餘的輥(3)的溫度為130℃。模唇前端部與第1冷卻輥面之距離(第2圖中之L1)為15毫米、第1冷卻輥(2)與模唇的水平位置(第2圖中之L2)係從能夠看到第1冷卻輥旋轉為順時針旋轉的位置觀看，模唇前端係在從冷卻輥的中心70毫米右側之位置。調整聚碳酸酯樹脂的吐出量及薄膜的搬運速度，使薄膜厚度為92微米，且以搬運速度為10公尺/分鐘來實施。
(保護薄膜的層積) 基材薄膜與保護薄膜的層積係使用第1圖中之7所示之貼合裝置來實施。層積時之基材薄膜的張力係藉由調整如第1圖中的5及8所示之夾輥間的速度差，使成為90N/m的方式來實施。保護薄膜係從第1圖中之6所示位置，將厚度為30微米的保護薄膜(CI化成(股)製EXCELGUARD FS)，施加張力40N/m來供給至貼合裝置。保護薄膜的張力係藉由保護薄膜(6)與夾輥(8)間的速度差來調整。貼合前的基材薄膜及保護薄膜的特性係如表1所示。
(卷取) 切除積層薄膜的兩端部而成1,000毫米寬度的薄膜，使用第1圖中之9所示的卷取機而成為薄膜卷物(卷取長度為500公尺)。此時的卷取張力能夠使用如第1圖中之8所示之夾輥與卷取機(9)的速度差來調整，以80N/m來實施。
(切條) 使用片岡機械(股)製切條機KE－70，從所得到寬度為1,000毫米的薄膜卷物切條成140毫米寬×400公尺長。切 條時之卷取機張力為80N/m。
(Blu－ray Disc的製造) 使用MEBIUS F－1來製造Blu－ray Disc，結果得到高產率。對判定合格的光碟評價電信號特性時，確認能夠滿足記載在Blu－ray Disc協會發行的BD－ROM White Paper(白皮書)所記載之晃動、錯誤率等電信號特性。另一方面，判定為不良者之錯誤率等係在規格外。
從以上得知本發明的積層薄膜作為光學構件用係優良的，特別是適合用以形成高密度光碟的光透射層。
實施例2
除了調整拉取速度來使基材薄膜之聚碳酸酯薄膜的平均厚度為78微米以外，與實施例1同樣地進行而得到積層薄膜的卷物。貼合前的基材薄膜及保護薄膜的特性係如表1所示。
層積時施加於基材薄膜之張力為90N/m，且施加於保護薄膜之張力為40N/m。
與實施例1同樣地切條後，進行製造Blu－ray Disc。結果，以高產率得到光碟。判定合格的光碟係能夠滿足晃動、錯誤率等電信號特性。
實施例3
除了調整拉取速度來使基材薄膜之聚碳酸酯薄膜的平均厚度為67微米以外，與實施例1同樣地進行而得到積層薄膜的卷物。貼合前的基材薄膜及保護薄膜的特性係如表1所示。層積時施加於基材薄膜之張力為80N/m，且施加於 保護薄膜之張力為40N/m。
與實施例1同樣地切條後，進行製造Blu－ray Disc。結果，以高產率得到光碟。判定合格的光碟係能夠滿足晃動、錯誤率等電信號特性。
比較例1
除了保護薄膜係使用TORAY(股)製TORATEC 7332以外，與實施例1同樣地進行而得到積層薄膜的卷物。貼合前的基材薄膜及保護薄膜的特性係如表1所示。
與實施例1同樣地切條後，進行製造Blu－ray Disc。結果產率低。
比較例2
除了保護薄膜係使用SUN－A化研(股)製SANITECT PAC－2以外，與實施例1同樣地進行而得到積層薄膜的卷物。貼合前的基材薄膜及保護薄膜的特性係如表1所示。
與實施例1同樣地切條後，進行製造Blu－ray Disc。結果產率低。
從以上的實驗得知本發明的光學構件用積層薄膜具有適合形成高密度光碟的光透射層之光學特性，能夠高產率地製造光碟。
發明之效果
本發明的積層薄膜係剝離保護薄膜時，成為具有小的雙折射、良好的表面平滑性，且顯示優良的光學等方向性之薄膜。又，因為本發明的積層薄膜之滑動性優良，能夠容易地卷取成為卷物狀，且成為外觀優良的薄膜卷物。又， 本發明的積層薄膜使用作為光碟等的組件時，光碟之不良品的產生率小。又，從本發明的積層薄膜剝離保護薄膜後之薄膜，顯示優良的等方向性，能夠適合使用作為光碟的光透射層。又，將從本發明的積層薄膜剝離保護薄膜後之薄膜作為光透射層之光碟，其晃動、錯誤率等電信號特性優良。而且，依照本發明的積層薄膜之製造方法時能夠提供一種積層薄膜，在剝離保護薄膜後時能夠成為具有良好的表面平滑性之薄膜。
產業上之利用可能性
本發明的積層薄膜在製造光碟等的光學構件係有用的。
1‧‧‧模頭
2‧‧‧第1冷卻輥
3‧‧‧第2冷卻輥
4‧‧‧第3冷卻輥
5、8‧‧‧夾輥
6‧‧‧保護薄膜
7‧‧‧貼合裝置
9‧‧‧卷取機
第1圖在實施例所使用的製膜裝置之概略圖。
第2圖係表示實施例所使用的製膜裝置的第1冷卻輥及模唇前端的位置之概略圖。

Claims (9)

  1. 一種薄膜，其係在基材薄膜層積保護薄膜而成之光學構件用積層薄膜，該基材薄膜係由聚碳酸酯樹脂所構成，且滿足(i)厚度為10~150微米、(ii)厚度不均為±2微米以下、(iii)面內的雙折射率(△n)的平均值為0.00001~0.00017、(iv)厚度方向的雙折射率(△nth )的平均值為0.00001~0.001，該保護薄膜係滿足(i)厚度為10~100微米、(ii)厚度不均為±1.5微米以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜，其中該聚碳酸酯樹脂係由具有至少50莫耳%的雙酚A之二羥基成分所得到的樹脂。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜，其中該聚碳酸酯樹脂的黏度平均分子量為12,000~19,000。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜，其中該基材薄膜的總光線透射率為85%以上。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜，其中該基材薄膜係使用熔融擠壓法所形成的薄膜。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜，其中該保護薄膜係由50重量%以上的聚乙烯樹脂或聚丙烯樹脂所構成，且其一面係具有黏著性之薄膜。
  7. 一種光學構件用薄膜卷物，係將如申請專利範圍第1至6項中任一項之積層薄膜卷繞而成。
  8. 一種光碟，係從如申請專利範圍第1至6項中任一項之積層薄膜，將保護薄膜剝離後的基材薄膜貼合於基板上作為光透射層而得到。
  9. 一種製造方法，係層積基材薄膜與保護薄膜所構成之光學構件用積層薄膜之製造方法，該基材薄膜係由聚碳酸酯樹脂所構成，且滿足(i)厚度為10~150微米、(ii)厚度不均為±2微米以下、(iii)面內的雙折射率(△n)的平均值為0.00001~0.00017、(iv)厚度方向的雙折射率(△nth )的平均值為0.00001~0.001，該保護薄膜係滿足(i)厚度為10~100微米、(ii)厚度不均為±1.5微米以下，層積係使用滿足下述式(1)~(3)的條件來進行，10<TB <200 (1) 10<Tp <150 (2) 1≦TB /Tp ≦10 (3)(其中，TB 係表示層積時在基材薄膜之每單位寬度的張力(N/m)，Tp 係表示層積時在保護薄膜之每單位寬度的張力(N/m))。
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