(57)【特許請求の範囲】
【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（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。
【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 Twisted 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、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≦０．１μｍ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２０ｍｍ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-STEP200）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（Ｒｍａｘ）
接触式の精密段差計（TENCOR INSTRUMENTS製、ALPHA-STEP200）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＝０．０６μｍ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Ｒｍａｘ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＋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１６００Å、比抵抗は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℃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／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
【図１】
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