プラスチックフイルム及びその製造方法
【目的】 光学特性に優れ、且つ酸素、窒素、水分等のバリヤー性に優れた液晶表示パネル電極基板等に有用なプラスチックフイルム及びその製造方法を提供する。
【構成】 フイルムの複屈折（Δｎ）が負の値を有し、リターデーション（Ｒ）が５０ｎｍ以下及び分子配向軸の角度（θ）が−３０°以上、＋３０°以下であることを特徴とするプラスチックフイルム。ただし、フイルムの複屈折（Δｎ）はｎＭＤからｎＴＤを引いて求まる値、リターデーション（Ｒ）はΔｎとｄの積により求まる値の絶対値、分子配向軸の角度（θ）はフイルムの屈折率主軸のフイルム幅方向に対する角度、ｎＭＤはフイルムの長手方向の屈折率、ｎＴＤはフイルムの長手方向に直交する幅方向の屈折率、ｄはフイルムの厚さ（ｎｍ）である。
【構成】 フイルムの複屈折（Δｎ）が負の値を有し、リターデーション（Ｒ）が５０ｎｍ以下及び分子配向軸の角度（θ）が−３０°以上、＋３０°以下であることを特徴とするプラスチックフイルム。ただし、フイルムの複屈折（Δｎ）はｎＭＤからｎＴＤを引いて求まる値、リターデーション（Ｒ）はΔｎとｄの積により求まる値の絶対値、分子配向軸の角度（θ）はフイルムの屈折率主軸のフイルム幅方向に対する角度、ｎＭＤはフイルムの長手方向の屈折率、ｎＴＤはフイルムの長手方向に直交する幅方向の屈折率、ｄはフイルムの厚さ（ｎｍ）である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラスチックフイルム及びその製造方法に関し、更に詳しくは光学特性に優れ、且つ酸素、窒素、水分等のバリヤー性に優れた液晶表示パネル電極基板等に有用なプラスチックフイルム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子を用いた液晶パネルには、従来からガラス基板が使用されているが近年プラスッチク基板が検討され、一部がガラス基板に替って実用化されている。プラスチック基板は一般に、ガラス基板に比較して軽量化・薄型化等の市場要望を満たすが、光学等方性の点ではガラス基板に劣る。ガラスは本質的に光学等方であるのに対し、プラスチックフィルムは分子配向に起因する複屈折性を有するため製膜条件により光学異方性が生じ易い欠点がある。液晶ディスプレィの表示機能は、偏光の光スイッチングにより可視化が発現するという原理を利用したものであり、液晶基板に複屈折性（光学異方性）があると表示が着色したり、コントラストが著しく低下する等の品質上の欠点が生じる。
【０００３】プラスチックフイルムのかかる欠点を改良するために、ポリマーの光学弾性係数を低減する方法、押出し製膜を特定の条件で行なう方法（特開平４−２７５１２９号）、特殊な条件で溶液製膜を行なう方法、或いは注型重合成形で枚葉シートとして１枚づつ製膜する方法（特開平５−３２３３０３号）等が提案されている。しかしながら、かかるプラスチックフイルムの製造方法は、非常に特殊な樹脂材料を用いる方法、特別な生産条件を設定した方法、或いは長時間をかけた生産性が極めて低い方法であるため、従来のガラス基板の製造方法に比較してコスト競争力が劣るものである。
【０００４】例えば、特開平４−２７５１２９号には、光学的歪み（複屈折率）を低減したポリカーボネート製シートの製造方法が提案されおり、具体的製造条件として、樹脂温度、エアーギャップおよび冷却ロール温度の３因子を適切な範囲とすることが開示されている。しかし、この方法によるプラスチックフイルムは、光ディスク基板用に用いることを主目的としており複屈折率の絶対値を小さくすることに主眼を置いていたものである。かかるフイルムを液晶表示パネル用電極に用いると、液晶表示パネル用電極をつくる際の加工工程で長手方向に張力を掛けながら熱処理を施すため、熱処理後にフイルムの複屈折率が増大してしまう不都合が生じる。
【０００５】更に、この従来技術の方法では、比較的幅の狭いフイルム（例えば幅が３００ｍｍ程度のフイルム）であれば複屈折率の小さいプラスチックフイルムが得られるが、コスト競争力に優れる製品幅のフイルム（例えば１ｍを越えるフイルム）を製造することは困難である。即ち、製品幅の広いフイルムを安定して巻き取るためにはフイルムの長手方向（以下『ＭＤ方向』と略記することがある）に大きな張力を掛ける必要があり、この結果ポリマー分子がＭＤ方向に配向してしまうので、開示された３因子の条件範囲のみでは、幅の広い液晶表示パネル電極用原反に適した品質のフイルムを安定的に得ることは困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は従来技術の欠点を解消し、液晶表示パネル用電極基板に用いた際にガラス基板を用いたものと同程度の表示品位を持ち、かつコスト競争力の高いプラスチックフイルムを得るべく鋭意検討を行った結果、プラスチックフイルムの分子配向を実質的にフイルムの幅方向（ＭＤ方向に直交する方向、以下『ＴＤ方向』と略記することがある）に配向させることによって、かかるフイルムが得られることを見出だし本発明に至ったものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を達成するため、次の構成からなる。フイルムの複屈折（Δｎ）が負の値を有し、リターデーション（Ｒ）が５０ｎｍ以下及び分子配向軸の角度（θ）が−３０°以上、＋３０°以下であることを特徴とするプラスチックフイルム。
【０００８】ただし、フイルムの複屈折（Δｎ）はｎＭＤからｎＴＤを引いて求まる値、リターデーション（Ｒ）はΔｎとｄの積により求まる値の絶対値、分子配向軸の角度（θ）はフイルムの屈折率主軸のフイルム幅方向に対する角度、ｎＭＤはフイルムの長手方向の屈折率、ｎＴＤはフイルムの長手方向に直交する幅方向の屈折率、ｄはフイルムの厚さ（ｎｍ）である。
【０００９】本発明のプラスチックフイルムを用いて液晶基板用電極を生産すると、その加工工程において加熱雰囲気下でＭＤ方向に張力を加えても、またＴＤ方向に熱収縮が生じても光学的等方性に優れた液晶基板用電極を効率良く生産することができる。
【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】［フイルムを構成するポリマー］本発明のプラスチックフイルムを構成するポリマーには、透明性の良好な熱可塑性樹脂を用いるが、透明性の良好なフイルムを得るにはアモルファス構造のポリマーを用いることが好ましい。更に、かかるポリマーには、ガラス転移温度（以下『Ｔｇ』と略記することがある）が１２０℃以上のポリマーを用いることが好ましい。Ｔｇが１２０℃以上であると耐熱寸法安定性が優れたプラスチックフイルム、例えば１２０℃で１時間の加熱処理を施した時の寸法変化率が、０．１％以下のプラスチックフイルムが得られるため好ましい。
【００１２】かかるポリマーとしては、例えばポリカーボネート、アモルファスポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォンおよびアモルファスポリオレフィン等を挙げることができ、これらのポリマーの群から選ばれた少なくとも１種の単一重合体或いは共重合体が好ましい。
【００１３】［フイルムの複屈折］本発明のプラスチックフイルムは複屈折（以下単に『Δｎ』と略記することがある）が負のもの（Δｎ＜０）である。このΔｎはフイルムのＭＤ方向の屈折率（以下『ｎＭＤ』と略記することがある）から、フイルムのＴＤ方向の屈折率（以下『ｎＴＤ』と略記することがある）を引いて得られる値（Δｎ＝ｎＭＤ−ｎＴＤ）である。Δｎが負の値であるプラスチックフイルムを用いることにより、光学特性に優れた液晶表示パネル電極基板（以下『液晶基板』と略記する）を得ることができる。
【００１４】通常、ポリマーを一般的な方法でフイルムに製膜した場合は、得られたフイルムのＭＤ方向の屈折率が最大となる特性を有している。即ち、ポリマーの分子配向がフイルムの流れ方向と一致した向きとなるため一般にｎＭＤがｎＴＤよりも大きな値となりΔｎが正（Δｎ＞０）となる。かかるΔｎが正の値をもつフイルムを液晶基板用のフイルムとして用いると、種々の後加工によりΔｎの値が更に増すため液晶基板の光学異方性が著しくなり、表示が着色したり、コントラストが低下する等の欠点が生じる。
【００１５】即ち、液晶基板を造るためにはプラスチックフイルムに種々の後加工、例えば酸素、窒素および水分に対するバリアー加工、ハードコート加工等の乾燥プロセスを含む湿式塗工加工、真空プロセスを含む透明電極膜加工等を施すが、乾燥プロセスや真空プロセスではＭＤ方向に張力を加えた状態で加熱するので、フイルムのＭＤ方向の分子配向がますます顕著になり、加工前のΔｎの値よりも加工後のΔｎの値が大きくなる影響を受ける。
【００１６】また、張力や加熱のバラつきにより分子配向に乱れが生じ、加工後のフイルムのΔｎがバラつくこともあり、その結果、Δｎを低減させたプラスチックフイルム原反を用いても、後加工工程でΔｎがバラついたものとなるため、液晶パネルの表示品位に著しい低下が生じる。
【００１７】更に、湿式塗工工程や透明電極膜加工工程等の生産性を向上させるには、一般に加熱温度を高めにし、フイルムの走行スピードを増す方法が採られるが、この結果、走行方向（ＭＤ方向）のフィルム張力が高くなってしまうため、生産された液晶基板のΔｎの値が増加し品質が低下してしまう問題が生じる。
【００１８】［フイルムのリターデーション］また、本発明のプラスチックフイルムはリターデーション（以下『Ｒ』と略記することがある）が５０ｎｍ以下のものである。ＲはΔｎとフイルム肉厚（ｄ［ｎｍ］）の積の絶対値である。Δｎとｄの積は一般にリターディションと呼ばれ、フイルムに入射した光がフイルム面内を互いに直交して進む場合、進行方向で屈折率の差による光の速度差に起因する位相差の大きさを表したものである。尚、本発明においては、Δｎ＝ｎＭＤ−ｎＴＤと定義し、Ｒ＝｜Δｎ×ｄ｜と定義した。
【００１９】Ｒが５０ｎｍ以下のプラスチックフイルムを液晶基板に用いた場合の表示に着色がなく良好なものとなる。特に、プラスチックフイルムをＳＴＮ（スーパーツイストネマティック）方式の液晶基板に用いる場合には、Ｒが２０ｎｍ以下である事が望ましい。
【００２０】［フイルムの分子配向軸の角度（θ）］更に、本発明のプラスチックフイルムは分子配向軸の角度（以下『θ』と略記することがある）が−３０度から＋３０度の範囲のものである。ここで、分子配向軸の角度（θ）とはフイルムの屈折率主軸（フイルム面内で屈折率が最大の値となる方向）のフイルムＴＤ方向に対する角度である。本発明のプラスチックフイルムは、分子配向軸がＴＤ方向に傾いているので、種々の後工程プロセスにおいて加熱雰囲気下でＭＤ方向に張力が作用した場合でも、Δｎが増加し難く、θが−３０度から＋３０度の範囲であれば、液晶基板の光学的等方性が優れたものとなる。
【００２１】また、種々の後工程プロセスではＴＤ方向の熱収縮が生じる場合があるが、θが上記の範囲であれば熱収縮によりΔｎが低減して光学的等方性が優れたものとなる。更に、後加工工程で張力調整が困難な場合、或いはＭＤ方向に比較的大きな張力で加工される場合には、液晶基板の光学的等方性を優れたものとするためθが±２０度の範囲内にあることが好ましい。
【００２２】［フイルムの肉厚］本発明のプラスチックフイルムの厚さは、液晶パネルの表示品位の要求と加工工程でのプロセス・ハンドリングからの要求から決められるべきであるが、連続式のロールプロセス加工処理を行うことの要求から３０μｍ〜５００μｍが好ましく、液晶パネルの表示品位の要求と加工工程でのプロセス・ハンドリングの要求の両方を満たすためには５０μｍ〜４００μｍが好ましい。
【００２３】［プラスチックフイルムの製造方法］本発明のプラスチックフイルムは、複屈折（Δｎ）が負の値を有し、リターデーション（Ｒ）が５０（ｎｍ）以下及び分子配向軸の角度（θ）が−３０度から＋３０度の範囲のものであるが、かかるプラスチックフイルムは例えば以下に説明する方法で製造することができる。
【００２４】押出し製膜法によりプラスチックフイルムを製造する場合、光学的歪みが発生する機構は完全に解明されているわけではないが、一般に、次の（ａ）〜（ｃ）の因子が複雑に絡み合い分子が配向した結果として発現するものと考えられている。すなわち；（ａ）製膜ダイ内で流動する溶融樹脂が流れ方向（本発明でいう長手方向と一致する。以下『ＭＤ方向』という。）の剪断応力をうけ、分子がＭＤ方向に配向する。（ｂ）ダイと冷却ドラムとの間で溶融フイルムがＭＤ方向のドラフトと張力の影響を受け、分子がＭＤ方向に配向する。（ｃ）冷却ドラムに接触した溶融フイルムが冷却ドラムにて冷却固化する際（以下『冷却過程』という）に熱収縮が生じるが、収縮が拘束されると拘束された方向に収縮応力が発生し、これに応じて分子が配向する。
【００２５】本発明のプラスチックフイルムは、主として上記（ｃ）に着眼した製造方法の改良で得ることができる。即ち、溶融フイルムの冷却過程で通常はＭＤ方向の巻取張力が支配的であるためフイルムにＭＤ方向の応力が加わるのに対し、冷却過程でフイルムのＴＤ方向に積極的に張力を発生させること及び／又はＴＤ方向にフイルムを拘束することにより発生するＴＤ方向の熱収縮応力をフィルムに作用させること等により本発明のフイルムを得ることができる。
【００２６】本発明のプラスチックフイルムを製造する設備には、通常の押出し法製膜設備、すなわち単軸または双軸押出し機、コートハンガー型ダイ、冷却ドラム（熱媒により温度調節が可能）、引取りロールを経て巻取機（巻取張力調整可能）よりなるフイルム製造設備を用いることができる。かかる製造設備を用いた実施態様を更に説明する。
【００２７】本発明のプラスチックフイルムを得るには、巻取機の張力を調整してＭＤ方向の張力を可能な限り低めに設定することが重要であるが、それに加えて例えば、フイルム状に押出された溶融ポリマー（以下『溶融フイルム』ということがある）が冷却ドラムに接触し固化する際に、このフイルム（以下『冷却過程のフイルム』ということがある）にＴＤ方向の張力を発生させること及び／又はＴＤ方向にフイルムを拘束して発生するＴＤ方向の熱収縮応力を十分フィルム面に作用させる。
【００２８】例えば、溶融フイルムが冷却ドラムに接触する際に、次の（ｉ）〜（ｖ）の方法を用いることができる、すなわち；（ｉ）静電ワイヤーにより冷却過程のフイルム両端部に静電気を荷電させることにより、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させＴＤ方向の収縮を抑制する。（ii）エアーナイフ（銅製等金属製のパイプの先端をスリット状に加工し、先端部から圧空を吹き付ける）にて冷却過程のフイルム両端部にエアーを吹き付けることにより、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させＴＤ方向の収縮を抑制する。（iii ）エアーナイフにてフイルムがＴＤ方向に伸長し、かつ冷却ドラムに密着するよう冷却過程のフイルム両端部にフイルム面に垂直よりやや外側に向けてエアーを吹き付けることにより、フイルムのＴＤ方向の張力を発生させつつＴＤ方向の収縮を抑制する。(iv)押えロール（内部に冷媒を循環出来る機構を有した金属製またはゴム製ロール等）にて冷却過程のフイルム両端部を冷却ドラムに圧着させＴＤ方向の収縮を抑制する。（ｖ）エアーナイフと静電ワイヤーを併用して冷却過程のフイルムのＴＤ方向の収縮を抑制し、かつフイルムをＴＤ方向に伸長させる。（ｉ）〜（ｖ）以外の方法であっても本発明の目的が達成できる方法であれば、これに限定されるものではない。
【００２９】上記（ｉ）〜（ｖ）の方法を実施するには、得られたフイルムのマクロな光学特性のみを対象とする場合、フイルム全面に亘ることも可能であるが、一般にはフイルム両端部分のみを（ｉ）〜（ｖ）の方法で密着あるいは圧着させることが好ましい。この理由は、得られたフイルムの密着あるいは圧着された部分の表面が、静電気放電、エアー吹付け或いはロール転写等により微妙に粗れたり変形したりして、液晶基板用として使用できる表面性が確保でき難いことによる。この様な不適部分はエッジトリムカッターで切り離して製品から除くことが好ましい。
【００３０】また本発明のプラスチックフイルムを製造するには、冷却ドラムの温度を適切に調整することも重要である。この理由は、冷却ドラムの温度が高すぎると、冷却ドラム上でのフイルムの熱収縮量が不足し、冷却過程のフイルムのＴＤ方向への十分な収縮応力が発現し難くなる。また冷却ドラムの温度が低すぎると、冷却過程のフイルムが急激に冷却され温度分布が不均一となること等により、フイルムが部分的にフクレ状となり表面欠陥を示すことがある。従って冷却ドラム温度は、用いたポリマーのＴｇ（℃）に対して、Ｔｇ℃〜（Ｔｇ−４０）℃の範囲、更に好ましくは（Ｔｇ−５）℃〜（Ｔｇ−３０）℃の範囲に設定することが好適である。
【００３１】本発明のプラスチックフイルムは、通常の巻取機で製品としてそのまま巻き取ることが可能であるが、フイルムの表面保護や巻取性向上等の目的でマスキングフイルム（プロテクトフイルムとも称する）を挿入して巻き取ったり、フイルム両端にエンボス加工（ナーリングとも称する）を施しながら巻き取ることが欠点のない製品が得られ易いので好ましい。
【００３２】かかる方法により、Δｎが負、Ｒが５０以下およびθが−３０から＋３０度の範囲のプラスチックフイルムを製造することができる。
【００３３】［液晶基板生産用加工工程］本発明のプラスチックフイルムを、液晶基板として使用するには、液晶表示素子の長期信頼性を確保するために、酸素、水分に対するバリアー加工、耐溶剤性、表面硬度を付与するハードコート加工、および表面に透明導電膜を形成するための透明電極加工を適宜実施する。かかる加工については、従来の公知材料と加工技術を用いて、その目的とする機能を付与することができる。
【００３４】バリアー加工としては、湿式コーティング法、或いはスッパタリングや蒸着等を用いる乾式コーティング法（ドライプロセス）があり、いずれも公知の材料・方法を用いることができる。また、耐溶剤性等を付与するハードコート加工も公知の材料・方法を用いることができ、さらにフイルム基板とバリアー層及び／又はハードコート層との各層間の接着性を向上させるのためにプライマー層を適宜設けたり、必要に応じて各層を２層以上設けることも可能である。液晶表示素子として、本発明のプラスチックフイルムを使用する場合には、更に透明導電膜を形成する必要があるが、このためには、例えばガラス基板にも用いられているインジウム−錫酸化物の薄膜形成法を活用することが好ましい。
【００３５】上記の加工を施す前に、本発明のプラスチックフイルムをＴｇ近傍の温度に連続的に加熱しながら走行させＴＤ方向に収縮させてＲの値が２０ｎｍ以下となるよう熱弛緩処理し、しかる後にバリアー加工、ハードコート加工および透明電極膜加工等を行って光学的等方性に優れた液晶基板を得ることもできる。
【００３６】液晶基板を経済的に生産するには、通常はロール状に巻かれた原反からプラスチックフイルムをバリアー層、ハードコート層或いは透明導電膜層を積層する工程に連続的に供給し、積層化後製品を連続的にロール状に巻き取る方法（ロール処理法）が採られる。このロール処理法では、フイルムを走行させるためにＭＤ方向に張力をかけることが必要であり、塗工層あるいはスッパタ層の特性を向上させるためには加熱処理が必要となる場合がしばしばある。特に、生産性を向上させるためには、より大きな張力及びより高温の加熱条件が必要になる。本発明のプラスチックフイルムを用いれば、かかる生産性を高めた加工プロセスにより液晶基板を生産しても品質要求を満たした優れた特性の液晶基板を生産することができる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を更に詳細に説明する。尚、各特性値は下記の方法で測定した。
【００３８】１．複屈折（Δｎ）
日本分光（株）製の透過型波長分散リターデーション測定装置・Ｍ−１５０を用いて測定波長５９０ｎｍにてフイルムサンプルのｎＭＤとｎＴＤを測定し、Δｎ＝ｎＭＤ−ｎＴＤの計算式からΔｎを求めた。尚、測定箇所はフイルムの全幅に亘りＴＤ方向に４０ｍｍ間隔とした。更に、それらの平均値をΔｎとした。
【００３９】２．リターデーション（Ｒ）
フイルムの全幅に亘りＴＤ方向に４０ｍｍ間隔でフイルムサンプルの肉厚（ｄ［ｎｍ］）を測定し、上記の方法で求めたΔｎと、Ｒ＝｜Δｎ×ｄ｜の計算式からＲを求めた。尚、それらの平均値をＲとした。
【００４０】３．分子配向軸の角度（θ）
フイルムサンプルの屈折率主軸（フイルム面内の最大屈折率方向）を日本分光（株）製の透過型波長分散リターデーション測定装置・Ｍ−１５０を用いて測定した。尚、フイルムの長手方向をＭＤ方向、これと直交する幅方向をＴＤ方向とし、フイルムの屈折率主軸とＴＤ方向とのなす角度を分子配向軸の角度（θ）とした。なお角度の符号（正負）は、反時計回りを正とした。フイルム全幅に亘りＴＤ方向に４０ｍｍ間隔でθを測定し、それらの値の最小値〜最大値の範囲を求めた。
【００４１】［実施例１〜９］帝人化成（株）製ポリカーボネート樹脂（パンライト（商標名）Ｋ−１２８５、分子量＝２８，０００、ＤＳＣ法によるＴｇ＝１４５℃）を、充填塔型乾燥機にて乾燥（乾燥温度１３０℃；乾燥時間６時間）したものを原料として製膜をおこなった。製膜設備として、スクリュー径が９０ｍｍの単軸押出機、１．５ｍ幅のコートハンガー型Ｔダイ、冷却ドラム（熱媒により温度調節可能）、引取りロール系および巻取機（張力調整可能）よりなるフイルム製造設備を用いた。そしてエアーギャップ（Ｔダイの樹脂吐出部から冷却ドラムの溶融フイルムが接触部までの距離）は１３５ｍｍとし、ＭＤ方向の張力は巻取機の張力により調整した。更に、フイルムのＴＤ方向に張力（以下『ＴＤ張力』という）を発生させ及び／又はフイルムのＴＤ方向の収縮を拘束してＴＤ方向の熱収縮応力（以下『熱収縮応力』という）を発生させるため、フイルム状に押出された溶融フイルムが冷却ドラムに接触し固化する過程のフイルムの両端部（フイルム端面から各々約５０ｍｍの範囲）について、■静電ワイヤー（印加電圧＝１０〜１４ｋＶ；印加有効長さ＝４５ｍｍ）にて印加し、フイルムの両端部を冷却ドラムに密着させる方法。■エアーナイフ（銅製パイプの先端をスリット状に加工したものの内部から圧空を吹き付ける装置：スリット長さ１５ｍｍ、スリット間隙１ｍｍ）にてフイルムをＴＤ方向に伸長させつつフイルムの両端部を冷却ドラムに密着させる方法。■押えロール（内部から水冷出来る機構を有したゴムロール（外径７６ｍｍ、幅５０ｍｍ）を用い、フイルム両端部を５０ｍｍ押さえる）でフイルムの両端部を冷却ドラムに圧着させる方法。■エアーナイフと静電ワイヤー（印加電圧＝１４ｋＶ；印加有効長さ＝４５ｍｍ）を併用してフイルムをＴＤ方向に伸長させつつフイルムの両端部を冷却ドラムに密着させる方法、のうち表１に示す方法を用いて、膜厚１２５μｍのポリカーボネートフイルムを製造した。尚、樹脂温度は２８０℃、樹脂押出し量は８６Kg/hr 、製膜速度は６．３m/min とし、引取りロール系の途中にエッジトリムカッターを設けて冷却ドラムに密着ないし圧着されて表面性が好適でない部分を除去し、全幅１１６０ｍｍの製品フイルムを得た。製膜の主な条件と得られたフイルムの特性を表１に示す。
【００４２】［比較例１〜４］ＴＤ張力と熱収縮応力の発生を積極的に施さない以外は実施例１と同様にしてポリカーボネートフイルムを得た。得られたフイルムの特性を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】表１から明らかなように、実施例１〜９のプラスチックフイルムは光学特性が良好であった。また、実施例１〜９の製造方法により光学特性が良好で、製品幅が１ｍ以上のポリカーボネートフイルムを安定的に製造することができた。なお、冷却ドラムの温度は、原料ポリカーボネート樹脂のＴｇ−０〜−４０℃の範囲、特にＴｇ−５〜−３０℃の範囲に設定すると、フイルムサンプルの屈折率主軸がより狭い範囲でＴＤ方向に揃ったプラスチックフイルムが得られる。
【００４５】これに対して、積極的にＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法を用いない、通常の方法で得られた比較例１〜２のフイルムは、分子配向軸の角度（θ）が大きすぎ、屈折率主軸が実質的にＭＤ方向を向いた不良なものであった。またＭＤ方向への分子配向を抑制するために巻取張力を低下させた比較例３のフイルムは、フイルム走行の蛇行・たるみ・シワ入り等が次第に顕著になり、光学特性のバラつきが大きく最終的にはフイルムの巻取りが不能に陥った。また比較例４ではフイルムの巻取りが不能であった。
【００４６】［実施例１０〜１３］帝人化成（株）製ポリカーボネート樹脂（パンライト（商標名）Ｋ−１２８５（分子量＝２８，０００）、Ｌ−１２２５（分子量＝２２，０００）およびＣ−１４００（分子量＝３８，０００）を、各々表２に示すとおり原料として用い、実施例３と同様の設備を用い、膜厚が８０〜１２５μのポリカーボネートフイルムを製造し、得られたフイルムの光学特性を測定した。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は■、樹脂押出し量は８５Kg／hr（一定）とし、所定の膜厚が得られるように製膜速度を調整した。その他の条件は表２に示す以外は実施例３と実質的に同等とした。表２に示す結果から明らかなように、分子量の異なるポリカーボネート原料を用いた場合でも光学特性に優れたプラスチックフイルムが得られた。
【００４７】
【表２】
【００４８】［実施例１４〜１９］ユニチカ（株）製ポリアリレート樹脂、Ｕポリマー（商標名）Ｐ−５００１（Ｔｇ＝１６５℃）、Ｐ−３００１（Ｔｇ＝１７６℃）およびＵ−１００（Ｔｇ＝１９０℃）を各々表３に示すとおり原料として用い、乾燥温度１３５℃；乾燥時間６時間で乾燥し、実施例３と同様の設備を用いて、膜厚が８０μｍのアモルファスポリアリレートフイルムを製造した。得られたフイルムの光学特性を表３に示す。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は■、製膜速度は１０．０m/min とし、その他表３に示し条件以外は実施例３と実質的に同等とした。
【００４９】表３より明らかなように、ポリカーボネート樹脂以外の原料を用いても、本発明のプラスチックフイルムが得られた。なお、冷却ドラムの温度は、原料樹脂のＴｇを基準として−０〜−４０℃の範囲、好ましくは−５〜−３０℃の範囲に設定するのが適切である。
【００５０】
【表３】
【００５１】［実施例２０〜２２］テイジン・アモコ・エンジニアリング・プラスチックス（株）販売のポリサルフォン樹脂、ユーデル（商標名）Ｐ−１７００（Ｔｇ＝１８６℃）を原料として用い、実施例３と同様の設備を用いて、膜厚が５０〜２００μｍのポリサルフォンフイルムを製造しその光学特性を測定した。結果を表４に示す。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は■、樹脂押出し量は８６Kg／hr（一定）とし、所定の膜厚が得られるように製膜速度を調整した。その他表４に示した以外の条件は実施例３と実質的に同等とした。
【００５２】
【表４】
【００５３】［実施例２３〜２４］テイジン・アモコ・エンジニアリング・プラスチックス（株）販売のポリエーテルサルフォン樹脂、レーデル（商標名）Ａ−２００（Ｔｇ＝２１８℃）、およびＡ−３００（Ｔｇ＝２１９℃）を各々表５に示すとおり原料として用い、乾燥温度１３５℃；乾燥時間６時間で乾燥し、実施例３と同様の設備を用いて、膜厚が１００μｍのポリエーテルサルフォンフイルムを製造しその光学特性を測定した。結果を表５に示す。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は■、樹脂押出し量は８０Kg／hr、製膜速度は６．４m/min とし、その他の表５に示す以外は実施例３と実質的に同等とした。
【００５４】
【表５】
【００５５】［実施例２５〜２７］日本ゼオン（株）製アモルファスポリオレフィン樹脂、ゼオネクッス−２５０（商標名）（Ｔｇ＝１４０℃）を、乾燥温度１１０℃；乾燥時間４時間で乾燥し、実施例−３と同様の設備を用いて、膜厚が８０〜４００μｍのアモルファスポリオレフィンフイルムを製造し、その光学特性を測定した。結果を表６に示す。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は■、樹脂押出し量は８０Kg／hr（一定）とし、所定の膜厚が得られるように製膜速度を調整した。その他の条件は表６に示す以外は実施例３と実質的に同等とした。
【００５６】アモルファスポリオレフィン樹脂を用いても光学特性の優れた本発明のプラスチックフイルムが得られる。なお、この樹脂の特徴として、膜厚が４００μｍという厚手のフイルムでも、リターデーションの比較的小さい製品が得られることが、実施例２７から明らかである。
【００５７】
【表６】
【００５８】［実施例２８／比較例５］実施例３で得られた、膜厚が１２５μｍ、光学特性；Ｒ＝３８ｎｍ，θ＝−５〜６度のポリカーボネートフイルムを懸垂型熱処理機にセットし、加熱温度を１３５℃、処理速度を０．５m/min 、張力を３０Ｎ（ニュートン）／全幅として連続的に加熱処理を施こし、その光学特性を測定した。結果を表７に示す。
【００５９】比較のために、比較例１で得られた膜厚が１２５μｍ、光学特性；Ｒ＝２５ｎｍ、θ＝７５〜１０８度のポリカーボネートフイルムを、実施例２８と同一の設備および条件にて処理した結果を、比較例５として表７に示した。
【００６０】表７より明らかなように本発明のポリカーボネートフイルムは、後処理によりＲが低減し光学特性が向上するのにたいし、分子配向が実質的にＭＤ方向を向いている比較例１のフイルムは、Ｒが増加し光学特性が更に悪くなった。
【００６１】
【表７】
【００６２】以上の実施例から明らかなように、従来技術、例えば特開平４−２７５１２９では、光学的歪み（複屈折率）の低減したポリカーボネートシートを製造する具体的条件として、樹脂温度（３００〜３３０℃）、エアーギャップ（８０〜１００mm）および冷却ロール温度（１００〜１４０℃）の３因子を適切な範囲（カッコ内に示した）とすることを開示しているが、このポリカーボネートシートを液晶表示パネル用電極に用いると光学特性が不十分なものとなる。
【００６３】これに対し本発明のプラスチックフイルムは、液晶表示パネル用電極を主要な用途とした用途に用いることができる。なお、本発明のプラスチックフイルムは独立に製膜条件を設定して製造することができ、得られるフイルムはコスト競争力に優れるものである。
【００６４】
【発明の効果】本発明のプラスチックフイルムは、液晶表示パネル電極基板用には勿論のこと、その他光導電性感光体電極、面状発熱体、有機ＥＬ用電極等のディスプレィ用電極材料として有用である。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラスチックフイルム及びその製造方法に関し、更に詳しくは光学特性に優れ、且つ酸素、窒素、水分等のバリヤー性に優れた液晶表示パネル電極基板等に有用なプラスチックフイルム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子を用いた液晶パネルには、従来からガラス基板が使用されているが近年プラスッチク基板が検討され、一部がガラス基板に替って実用化されている。プラスチック基板は一般に、ガラス基板に比較して軽量化・薄型化等の市場要望を満たすが、光学等方性の点ではガラス基板に劣る。ガラスは本質的に光学等方であるのに対し、プラスチックフィルムは分子配向に起因する複屈折性を有するため製膜条件により光学異方性が生じ易い欠点がある。液晶ディスプレィの表示機能は、偏光の光スイッチングにより可視化が発現するという原理を利用したものであり、液晶基板に複屈折性（光学異方性）があると表示が着色したり、コントラストが著しく低下する等の品質上の欠点が生じる。
【０００３】プラスチックフイルムのかかる欠点を改良するために、ポリマーの光学弾性係数を低減する方法、押出し製膜を特定の条件で行なう方法（特開平４−２７５１２９号）、特殊な条件で溶液製膜を行なう方法、或いは注型重合成形で枚葉シートとして１枚づつ製膜する方法（特開平５−３２３３０３号）等が提案されている。しかしながら、かかるプラスチックフイルムの製造方法は、非常に特殊な樹脂材料を用いる方法、特別な生産条件を設定した方法、或いは長時間をかけた生産性が極めて低い方法であるため、従来のガラス基板の製造方法に比較してコスト競争力が劣るものである。
【０００４】例えば、特開平４−２７５１２９号には、光学的歪み（複屈折率）を低減したポリカーボネート製シートの製造方法が提案されおり、具体的製造条件として、樹脂温度、エアーギャップおよび冷却ロール温度の３因子を適切な範囲とすることが開示されている。しかし、この方法によるプラスチックフイルムは、光ディスク基板用に用いることを主目的としており複屈折率の絶対値を小さくすることに主眼を置いていたものである。かかるフイルムを液晶表示パネル用電極に用いると、液晶表示パネル用電極をつくる際の加工工程で長手方向に張力を掛けながら熱処理を施すため、熱処理後にフイルムの複屈折率が増大してしまう不都合が生じる。
【０００５】更に、この従来技術の方法では、比較的幅の狭いフイルム（例えば幅が３００ｍｍ程度のフイルム）であれば複屈折率の小さいプラスチックフイルムが得られるが、コスト競争力に優れる製品幅のフイルム（例えば１ｍを越えるフイルム）を製造することは困難である。即ち、製品幅の広いフイルムを安定して巻き取るためにはフイルムの長手方向（以下『ＭＤ方向』と略記することがある）に大きな張力を掛ける必要があり、この結果ポリマー分子がＭＤ方向に配向してしまうので、開示された３因子の条件範囲のみでは、幅の広い液晶表示パネル電極用原反に適した品質のフイルムを安定的に得ることは困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は従来技術の欠点を解消し、液晶表示パネル用電極基板に用いた際にガラス基板を用いたものと同程度の表示品位を持ち、かつコスト競争力の高いプラスチックフイルムを得るべく鋭意検討を行った結果、プラスチックフイルムの分子配向を実質的にフイルムの幅方向（ＭＤ方向に直交する方向、以下『ＴＤ方向』と略記することがある）に配向させることによって、かかるフイルムが得られることを見出だし本発明に至ったものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を達成するため、次の構成からなる。フイルムの複屈折（Δｎ）が負の値を有し、リターデーション（Ｒ）が５０ｎｍ以下及び分子配向軸の角度（θ）が−３０°以上、＋３０°以下であることを特徴とするプラスチックフイルム。
【０００８】ただし、フイルムの複屈折（Δｎ）はｎＭＤからｎＴＤを引いて求まる値、リターデーション（Ｒ）はΔｎとｄの積により求まる値の絶対値、分子配向軸の角度（θ）はフイルムの屈折率主軸のフイルム幅方向に対する角度、ｎＭＤはフイルムの長手方向の屈折率、ｎＴＤはフイルムの長手方向に直交する幅方向の屈折率、ｄはフイルムの厚さ（ｎｍ）である。
【０００９】本発明のプラスチックフイルムを用いて液晶基板用電極を生産すると、その加工工程において加熱雰囲気下でＭＤ方向に張力を加えても、またＴＤ方向に熱収縮が生じても光学的等方性に優れた液晶基板用電極を効率良く生産することができる。
【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】［フイルムを構成するポリマー］本発明のプラスチックフイルムを構成するポリマーには、透明性の良好な熱可塑性樹脂を用いるが、透明性の良好なフイルムを得るにはアモルファス構造のポリマーを用いることが好ましい。更に、かかるポリマーには、ガラス転移温度（以下『Ｔｇ』と略記することがある）が１２０℃以上のポリマーを用いることが好ましい。Ｔｇが１２０℃以上であると耐熱寸法安定性が優れたプラスチックフイルム、例えば１２０℃で１時間の加熱処理を施した時の寸法変化率が、０．１％以下のプラスチックフイルムが得られるため好ましい。
【００１２】かかるポリマーとしては、例えばポリカーボネート、アモルファスポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォンおよびアモルファスポリオレフィン等を挙げることができ、これらのポリマーの群から選ばれた少なくとも１種の単一重合体或いは共重合体が好ましい。
【００１３】［フイルムの複屈折］本発明のプラスチックフイルムは複屈折（以下単に『Δｎ』と略記することがある）が負のもの（Δｎ＜０）である。このΔｎはフイルムのＭＤ方向の屈折率（以下『ｎＭＤ』と略記することがある）から、フイルムのＴＤ方向の屈折率（以下『ｎＴＤ』と略記することがある）を引いて得られる値（Δｎ＝ｎＭＤ−ｎＴＤ）である。Δｎが負の値であるプラスチックフイルムを用いることにより、光学特性に優れた液晶表示パネル電極基板（以下『液晶基板』と略記する）を得ることができる。
【００１４】通常、ポリマーを一般的な方法でフイルムに製膜した場合は、得られたフイルムのＭＤ方向の屈折率が最大となる特性を有している。即ち、ポリマーの分子配向がフイルムの流れ方向と一致した向きとなるため一般にｎＭＤがｎＴＤよりも大きな値となりΔｎが正（Δｎ＞０）となる。かかるΔｎが正の値をもつフイルムを液晶基板用のフイルムとして用いると、種々の後加工によりΔｎの値が更に増すため液晶基板の光学異方性が著しくなり、表示が着色したり、コントラストが低下する等の欠点が生じる。
【００１５】即ち、液晶基板を造るためにはプラスチックフイルムに種々の後加工、例えば酸素、窒素および水分に対するバリアー加工、ハードコート加工等の乾燥プロセスを含む湿式塗工加工、真空プロセスを含む透明電極膜加工等を施すが、乾燥プロセスや真空プロセスではＭＤ方向に張力を加えた状態で加熱するので、フイルムのＭＤ方向の分子配向がますます顕著になり、加工前のΔｎの値よりも加工後のΔｎの値が大きくなる影響を受ける。
【００１６】また、張力や加熱のバラつきにより分子配向に乱れが生じ、加工後のフイルムのΔｎがバラつくこともあり、その結果、Δｎを低減させたプラスチックフイルム原反を用いても、後加工工程でΔｎがバラついたものとなるため、液晶パネルの表示品位に著しい低下が生じる。
【００１７】更に、湿式塗工工程や透明電極膜加工工程等の生産性を向上させるには、一般に加熱温度を高めにし、フイルムの走行スピードを増す方法が採られるが、この結果、走行方向（ＭＤ方向）のフィルム張力が高くなってしまうため、生産された液晶基板のΔｎの値が増加し品質が低下してしまう問題が生じる。
【００１８】［フイルムのリターデーション］また、本発明のプラスチックフイルムはリターデーション（以下『Ｒ』と略記することがある）が５０ｎｍ以下のものである。ＲはΔｎとフイルム肉厚（ｄ［ｎｍ］）の積の絶対値である。Δｎとｄの積は一般にリターディションと呼ばれ、フイルムに入射した光がフイルム面内を互いに直交して進む場合、進行方向で屈折率の差による光の速度差に起因する位相差の大きさを表したものである。尚、本発明においては、Δｎ＝ｎＭＤ−ｎＴＤと定義し、Ｒ＝｜Δｎ×ｄ｜と定義した。
【００１９】Ｒが５０ｎｍ以下のプラスチックフイルムを液晶基板に用いた場合の表示に着色がなく良好なものとなる。特に、プラスチックフイルムをＳＴＮ（スーパーツイストネマティック）方式の液晶基板に用いる場合には、Ｒが２０ｎｍ以下である事が望ましい。
【００２０】［フイルムの分子配向軸の角度（θ）］更に、本発明のプラスチックフイルムは分子配向軸の角度（以下『θ』と略記することがある）が−３０度から＋３０度の範囲のものである。ここで、分子配向軸の角度（θ）とはフイルムの屈折率主軸（フイルム面内で屈折率が最大の値となる方向）のフイルムＴＤ方向に対する角度である。本発明のプラスチックフイルムは、分子配向軸がＴＤ方向に傾いているので、種々の後工程プロセスにおいて加熱雰囲気下でＭＤ方向に張力が作用した場合でも、Δｎが増加し難く、θが−３０度から＋３０度の範囲であれば、液晶基板の光学的等方性が優れたものとなる。
【００２１】また、種々の後工程プロセスではＴＤ方向の熱収縮が生じる場合があるが、θが上記の範囲であれば熱収縮によりΔｎが低減して光学的等方性が優れたものとなる。更に、後加工工程で張力調整が困難な場合、或いはＭＤ方向に比較的大きな張力で加工される場合には、液晶基板の光学的等方性を優れたものとするためθが±２０度の範囲内にあることが好ましい。
【００２２】［フイルムの肉厚］本発明のプラスチックフイルムの厚さは、液晶パネルの表示品位の要求と加工工程でのプロセス・ハンドリングからの要求から決められるべきであるが、連続式のロールプロセス加工処理を行うことの要求から３０μｍ〜５００μｍが好ましく、液晶パネルの表示品位の要求と加工工程でのプロセス・ハンドリングの要求の両方を満たすためには５０μｍ〜４００μｍが好ましい。
【００２３】［プラスチックフイルムの製造方法］本発明のプラスチックフイルムは、複屈折（Δｎ）が負の値を有し、リターデーション（Ｒ）が５０（ｎｍ）以下及び分子配向軸の角度（θ）が−３０度から＋３０度の範囲のものであるが、かかるプラスチックフイルムは例えば以下に説明する方法で製造することができる。
【００２４】押出し製膜法によりプラスチックフイルムを製造する場合、光学的歪みが発生する機構は完全に解明されているわけではないが、一般に、次の（ａ）〜（ｃ）の因子が複雑に絡み合い分子が配向した結果として発現するものと考えられている。すなわち；（ａ）製膜ダイ内で流動する溶融樹脂が流れ方向（本発明でいう長手方向と一致する。以下『ＭＤ方向』という。）の剪断応力をうけ、分子がＭＤ方向に配向する。（ｂ）ダイと冷却ドラムとの間で溶融フイルムがＭＤ方向のドラフトと張力の影響を受け、分子がＭＤ方向に配向する。（ｃ）冷却ドラムに接触した溶融フイルムが冷却ドラムにて冷却固化する際（以下『冷却過程』という）に熱収縮が生じるが、収縮が拘束されると拘束された方向に収縮応力が発生し、これに応じて分子が配向する。
【００２５】本発明のプラスチックフイルムは、主として上記（ｃ）に着眼した製造方法の改良で得ることができる。即ち、溶融フイルムの冷却過程で通常はＭＤ方向の巻取張力が支配的であるためフイルムにＭＤ方向の応力が加わるのに対し、冷却過程でフイルムのＴＤ方向に積極的に張力を発生させること及び／又はＴＤ方向にフイルムを拘束することにより発生するＴＤ方向の熱収縮応力をフィルムに作用させること等により本発明のフイルムを得ることができる。
【００２６】本発明のプラスチックフイルムを製造する設備には、通常の押出し法製膜設備、すなわち単軸または双軸押出し機、コートハンガー型ダイ、冷却ドラム（熱媒により温度調節が可能）、引取りロールを経て巻取機（巻取張力調整可能）よりなるフイルム製造設備を用いることができる。かかる製造設備を用いた実施態様を更に説明する。
【００２７】本発明のプラスチックフイルムを得るには、巻取機の張力を調整してＭＤ方向の張力を可能な限り低めに設定することが重要であるが、それに加えて例えば、フイルム状に押出された溶融ポリマー（以下『溶融フイルム』ということがある）が冷却ドラムに接触し固化する際に、このフイルム（以下『冷却過程のフイルム』ということがある）にＴＤ方向の張力を発生させること及び／又はＴＤ方向にフイルムを拘束して発生するＴＤ方向の熱収縮応力を十分フィルム面に作用させる。
【００２８】例えば、溶融フイルムが冷却ドラムに接触する際に、次の（ｉ）〜（ｖ）の方法を用いることができる、すなわち；（ｉ）静電ワイヤーにより冷却過程のフイルム両端部に静電気を荷電させることにより、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させＴＤ方向の収縮を抑制する。（ii）エアーナイフ（銅製等金属製のパイプの先端をスリット状に加工し、先端部から圧空を吹き付ける）にて冷却過程のフイルム両端部にエアーを吹き付けることにより、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させＴＤ方向の収縮を抑制する。（iii ）エアーナイフにてフイルムがＴＤ方向に伸長し、かつ冷却ドラムに密着するよう冷却過程のフイルム両端部にフイルム面に垂直よりやや外側に向けてエアーを吹き付けることにより、フイルムのＴＤ方向の張力を発生させつつＴＤ方向の収縮を抑制する。(iv)押えロール（内部に冷媒を循環出来る機構を有した金属製またはゴム製ロール等）にて冷却過程のフイルム両端部を冷却ドラムに圧着させＴＤ方向の収縮を抑制する。（ｖ）エアーナイフと静電ワイヤーを併用して冷却過程のフイルムのＴＤ方向の収縮を抑制し、かつフイルムをＴＤ方向に伸長させる。（ｉ）〜（ｖ）以外の方法であっても本発明の目的が達成できる方法であれば、これに限定されるものではない。
【００２９】上記（ｉ）〜（ｖ）の方法を実施するには、得られたフイルムのマクロな光学特性のみを対象とする場合、フイルム全面に亘ることも可能であるが、一般にはフイルム両端部分のみを（ｉ）〜（ｖ）の方法で密着あるいは圧着させることが好ましい。この理由は、得られたフイルムの密着あるいは圧着された部分の表面が、静電気放電、エアー吹付け或いはロール転写等により微妙に粗れたり変形したりして、液晶基板用として使用できる表面性が確保でき難いことによる。この様な不適部分はエッジトリムカッターで切り離して製品から除くことが好ましい。
【００３０】また本発明のプラスチックフイルムを製造するには、冷却ドラムの温度を適切に調整することも重要である。この理由は、冷却ドラムの温度が高すぎると、冷却ドラム上でのフイルムの熱収縮量が不足し、冷却過程のフイルムのＴＤ方向への十分な収縮応力が発現し難くなる。また冷却ドラムの温度が低すぎると、冷却過程のフイルムが急激に冷却され温度分布が不均一となること等により、フイルムが部分的にフクレ状となり表面欠陥を示すことがある。従って冷却ドラム温度は、用いたポリマーのＴｇ（℃）に対して、Ｔｇ℃〜（Ｔｇ−４０）℃の範囲、更に好ましくは（Ｔｇ−５）℃〜（Ｔｇ−３０）℃の範囲に設定することが好適である。
【００３１】本発明のプラスチックフイルムは、通常の巻取機で製品としてそのまま巻き取ることが可能であるが、フイルムの表面保護や巻取性向上等の目的でマスキングフイルム（プロテクトフイルムとも称する）を挿入して巻き取ったり、フイルム両端にエンボス加工（ナーリングとも称する）を施しながら巻き取ることが欠点のない製品が得られ易いので好ましい。
【００３２】かかる方法により、Δｎが負、Ｒが５０以下およびθが−３０から＋３０度の範囲のプラスチックフイルムを製造することができる。
【００３３】［液晶基板生産用加工工程］本発明のプラスチックフイルムを、液晶基板として使用するには、液晶表示素子の長期信頼性を確保するために、酸素、水分に対するバリアー加工、耐溶剤性、表面硬度を付与するハードコート加工、および表面に透明導電膜を形成するための透明電極加工を適宜実施する。かかる加工については、従来の公知材料と加工技術を用いて、その目的とする機能を付与することができる。
【００３４】バリアー加工としては、湿式コーティング法、或いはスッパタリングや蒸着等を用いる乾式コーティング法（ドライプロセス）があり、いずれも公知の材料・方法を用いることができる。また、耐溶剤性等を付与するハードコート加工も公知の材料・方法を用いることができ、さらにフイルム基板とバリアー層及び／又はハードコート層との各層間の接着性を向上させるのためにプライマー層を適宜設けたり、必要に応じて各層を２層以上設けることも可能である。液晶表示素子として、本発明のプラスチックフイルムを使用する場合には、更に透明導電膜を形成する必要があるが、このためには、例えばガラス基板にも用いられているインジウム−錫酸化物の薄膜形成法を活用することが好ましい。
【００３５】上記の加工を施す前に、本発明のプラスチックフイルムをＴｇ近傍の温度に連続的に加熱しながら走行させＴＤ方向に収縮させてＲの値が２０ｎｍ以下となるよう熱弛緩処理し、しかる後にバリアー加工、ハードコート加工および透明電極膜加工等を行って光学的等方性に優れた液晶基板を得ることもできる。
【００３６】液晶基板を経済的に生産するには、通常はロール状に巻かれた原反からプラスチックフイルムをバリアー層、ハードコート層或いは透明導電膜層を積層する工程に連続的に供給し、積層化後製品を連続的にロール状に巻き取る方法（ロール処理法）が採られる。このロール処理法では、フイルムを走行させるためにＭＤ方向に張力をかけることが必要であり、塗工層あるいはスッパタ層の特性を向上させるためには加熱処理が必要となる場合がしばしばある。特に、生産性を向上させるためには、より大きな張力及びより高温の加熱条件が必要になる。本発明のプラスチックフイルムを用いれば、かかる生産性を高めた加工プロセスにより液晶基板を生産しても品質要求を満たした優れた特性の液晶基板を生産することができる。
【００３７】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を更に詳細に説明する。尚、各特性値は下記の方法で測定した。
【００３８】１．複屈折（Δｎ）
日本分光（株）製の透過型波長分散リターデーション測定装置・Ｍ−１５０を用いて測定波長５９０ｎｍにてフイルムサンプルのｎＭＤとｎＴＤを測定し、Δｎ＝ｎＭＤ−ｎＴＤの計算式からΔｎを求めた。尚、測定箇所はフイルムの全幅に亘りＴＤ方向に４０ｍｍ間隔とした。更に、それらの平均値をΔｎとした。
【００３９】２．リターデーション（Ｒ）
フイルムの全幅に亘りＴＤ方向に４０ｍｍ間隔でフイルムサンプルの肉厚（ｄ［ｎｍ］）を測定し、上記の方法で求めたΔｎと、Ｒ＝｜Δｎ×ｄ｜の計算式からＲを求めた。尚、それらの平均値をＲとした。
【００４０】３．分子配向軸の角度（θ）
フイルムサンプルの屈折率主軸（フイルム面内の最大屈折率方向）を日本分光（株）製の透過型波長分散リターデーション測定装置・Ｍ−１５０を用いて測定した。尚、フイルムの長手方向をＭＤ方向、これと直交する幅方向をＴＤ方向とし、フイルムの屈折率主軸とＴＤ方向とのなす角度を分子配向軸の角度（θ）とした。なお角度の符号（正負）は、反時計回りを正とした。フイルム全幅に亘りＴＤ方向に４０ｍｍ間隔でθを測定し、それらの値の最小値〜最大値の範囲を求めた。
【００４１】［実施例１〜９］帝人化成（株）製ポリカーボネート樹脂（パンライト（商標名）Ｋ−１２８５、分子量＝２８，０００、ＤＳＣ法によるＴｇ＝１４５℃）を、充填塔型乾燥機にて乾燥（乾燥温度１３０℃；乾燥時間６時間）したものを原料として製膜をおこなった。製膜設備として、スクリュー径が９０ｍｍの単軸押出機、１．５ｍ幅のコートハンガー型Ｔダイ、冷却ドラム（熱媒により温度調節可能）、引取りロール系および巻取機（張力調整可能）よりなるフイルム製造設備を用いた。そしてエアーギャップ（Ｔダイの樹脂吐出部から冷却ドラムの溶融フイルムが接触部までの距離）は１３５ｍｍとし、ＭＤ方向の張力は巻取機の張力により調整した。更に、フイルムのＴＤ方向に張力（以下『ＴＤ張力』という）を発生させ及び／又はフイルムのＴＤ方向の収縮を拘束してＴＤ方向の熱収縮応力（以下『熱収縮応力』という）を発生させるため、フイルム状に押出された溶融フイルムが冷却ドラムに接触し固化する過程のフイルムの両端部（フイルム端面から各々約５０ｍｍの範囲）について、
【００４２】［比較例１〜４］ＴＤ張力と熱収縮応力の発生を積極的に施さない以外は実施例１と同様にしてポリカーボネートフイルムを得た。得られたフイルムの特性を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】表１から明らかなように、実施例１〜９のプラスチックフイルムは光学特性が良好であった。また、実施例１〜９の製造方法により光学特性が良好で、製品幅が１ｍ以上のポリカーボネートフイルムを安定的に製造することができた。なお、冷却ドラムの温度は、原料ポリカーボネート樹脂のＴｇ−０〜−４０℃の範囲、特にＴｇ−５〜−３０℃の範囲に設定すると、フイルムサンプルの屈折率主軸がより狭い範囲でＴＤ方向に揃ったプラスチックフイルムが得られる。
【００４５】これに対して、積極的にＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法を用いない、通常の方法で得られた比較例１〜２のフイルムは、分子配向軸の角度（θ）が大きすぎ、屈折率主軸が実質的にＭＤ方向を向いた不良なものであった。またＭＤ方向への分子配向を抑制するために巻取張力を低下させた比較例３のフイルムは、フイルム走行の蛇行・たるみ・シワ入り等が次第に顕著になり、光学特性のバラつきが大きく最終的にはフイルムの巻取りが不能に陥った。また比較例４ではフイルムの巻取りが不能であった。
【００４６】［実施例１０〜１３］帝人化成（株）製ポリカーボネート樹脂（パンライト（商標名）Ｋ−１２８５（分子量＝２８，０００）、Ｌ−１２２５（分子量＝２２，０００）およびＣ−１４００（分子量＝３８，０００）を、各々表２に示すとおり原料として用い、実施例３と同様の設備を用い、膜厚が８０〜１２５μのポリカーボネートフイルムを製造し、得られたフイルムの光学特性を測定した。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は
【００４７】
【表２】
【００４８】［実施例１４〜１９］ユニチカ（株）製ポリアリレート樹脂、Ｕポリマー（商標名）Ｐ−５００１（Ｔｇ＝１６５℃）、Ｐ−３００１（Ｔｇ＝１７６℃）およびＵ−１００（Ｔｇ＝１９０℃）を各々表３に示すとおり原料として用い、乾燥温度１３５℃；乾燥時間６時間で乾燥し、実施例３と同様の設備を用いて、膜厚が８０μｍのアモルファスポリアリレートフイルムを製造した。得られたフイルムの光学特性を表３に示す。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は
【００４９】表３より明らかなように、ポリカーボネート樹脂以外の原料を用いても、本発明のプラスチックフイルムが得られた。なお、冷却ドラムの温度は、原料樹脂のＴｇを基準として−０〜−４０℃の範囲、好ましくは−５〜−３０℃の範囲に設定するのが適切である。
【００５０】
【表３】
【００５１】［実施例２０〜２２］テイジン・アモコ・エンジニアリング・プラスチックス（株）販売のポリサルフォン樹脂、ユーデル（商標名）Ｐ−１７００（Ｔｇ＝１８６℃）を原料として用い、実施例３と同様の設備を用いて、膜厚が５０〜２００μｍのポリサルフォンフイルムを製造しその光学特性を測定した。結果を表４に示す。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は
【００５２】
【表４】
【００５３】［実施例２３〜２４］テイジン・アモコ・エンジニアリング・プラスチックス（株）販売のポリエーテルサルフォン樹脂、レーデル（商標名）Ａ−２００（Ｔｇ＝２１８℃）、およびＡ−３００（Ｔｇ＝２１９℃）を各々表５に示すとおり原料として用い、乾燥温度１３５℃；乾燥時間６時間で乾燥し、実施例３と同様の設備を用いて、膜厚が１００μｍのポリエーテルサルフォンフイルムを製造しその光学特性を測定した。結果を表５に示す。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は
【００５４】
【表５】
【００５５】［実施例２５〜２７］日本ゼオン（株）製アモルファスポリオレフィン樹脂、ゼオネクッス−２５０（商標名）（Ｔｇ＝１４０℃）を、乾燥温度１１０℃；乾燥時間４時間で乾燥し、実施例−３と同様の設備を用いて、膜厚が８０〜４００μｍのアモルファスポリオレフィンフイルムを製造し、その光学特性を測定した。結果を表６に示す。製膜条件としては、ＴＤ張力または熱収縮応力の発生方法は
【００５６】アモルファスポリオレフィン樹脂を用いても光学特性の優れた本発明のプラスチックフイルムが得られる。なお、この樹脂の特徴として、膜厚が４００μｍという厚手のフイルムでも、リターデーションの比較的小さい製品が得られることが、実施例２７から明らかである。
【００５７】
【表６】
【００５８】［実施例２８／比較例５］実施例３で得られた、膜厚が１２５μｍ、光学特性；Ｒ＝３８ｎｍ，θ＝−５〜６度のポリカーボネートフイルムを懸垂型熱処理機にセットし、加熱温度を１３５℃、処理速度を０．５m/min 、張力を３０Ｎ（ニュートン）／全幅として連続的に加熱処理を施こし、その光学特性を測定した。結果を表７に示す。
【００５９】比較のために、比較例１で得られた膜厚が１２５μｍ、光学特性；Ｒ＝２５ｎｍ、θ＝７５〜１０８度のポリカーボネートフイルムを、実施例２８と同一の設備および条件にて処理した結果を、比較例５として表７に示した。
【００６０】表７より明らかなように本発明のポリカーボネートフイルムは、後処理によりＲが低減し光学特性が向上するのにたいし、分子配向が実質的にＭＤ方向を向いている比較例１のフイルムは、Ｒが増加し光学特性が更に悪くなった。
【００６１】
【表７】
【００６２】以上の実施例から明らかなように、従来技術、例えば特開平４−２７５１２９では、光学的歪み（複屈折率）の低減したポリカーボネートシートを製造する具体的条件として、樹脂温度（３００〜３３０℃）、エアーギャップ（８０〜１００mm）および冷却ロール温度（１００〜１４０℃）の３因子を適切な範囲（カッコ内に示した）とすることを開示しているが、このポリカーボネートシートを液晶表示パネル用電極に用いると光学特性が不十分なものとなる。
【００６３】これに対し本発明のプラスチックフイルムは、液晶表示パネル用電極を主要な用途とした用途に用いることができる。なお、本発明のプラスチックフイルムは独立に製膜条件を設定して製造することができ、得られるフイルムはコスト競争力に優れるものである。
【００６４】
【発明の効果】本発明のプラスチックフイルムは、液晶表示パネル電極基板用には勿論のこと、その他光導電性感光体電極、面状発熱体、有機ＥＬ用電極等のディスプレィ用電極材料として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 フイルムの複屈折（Δｎ）が負の値を有し、リターデーション（Ｒ）が５０ｎｍ以下及び分子配向軸の角度（θ）が−３０°以上、＋３０°以下であることを特徴とするプラスチックフイルム。ただし、フイルムの複屈折（Δｎ）はｎＭＤからｎＴＤを引いて求まる値、リターデーション（Ｒ）はΔｎとｄの積により求まる値の絶対値、分子配向軸の角度（θ）はフイルムの屈折率主軸のフイルム幅方向に対する角度、ｎＭＤはフイルムの長手方向の屈折率、ｎＴＤはフイルムの長手方向に直交する幅方向の屈折率、ｄはフイルムの厚さ（ｎｍ）である。
【請求項２】 プラスチックフイルムを構成するポリマーがガラス転移温度１２０℃以上のポリマーである請求項１記載のプラスチックフイルム。
【請求項３】 プラスチックフイルムを構成するポリマーがポリカーボネート、アモルファスポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォンおよびアモルファスポリオレフィンの群から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載のプラスチックフイルム。
【請求項４】 １２０℃で１時間加熱処理したときの熱収縮率が０．１％以下である請求項１記載のプラスチックフイルム。
【請求項５】 溶融ポリマーをフイルム状に押出し、次いで冷却ドラムに接触させて冷却固化させる際に、フイルム両端部を冷却ドラムに密着及び／若しくは圧着させることによりフイルムを幅方向の収縮を拘束し、冷却により発生する熱収縮応力をフイルムの幅方向の張力として作用させること、並びに／又はフイルムを幅方向に伸長させフイルムの幅方向の張力として作用させることを特徴とする請求項１記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項６】 静電ワイヤーにてフイルム両端部に静電気を荷電させ、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項７】 押えロールにてフイルム両端部を冷却ドラムに圧着させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項８】 エアーナイフにてエアーをフイルム両端部に吹き付け、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項９】 エアーナイフにてエアーをフイルム両端部に吹き付け、フイルムを幅方向に伸長させ、かつフイルム両端部を冷却ドラムに密着させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項１０】 静電ワイヤーにてフイルム両端部に静電気を荷電させ、かつエアーナイフにてエアーをフイルム両端部に吹き付け、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させ、かつフイルムを幅方向に伸長させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項１１】 冷却ドラム温度をＴｇ℃〜（Ｔｇ−４０）℃とする請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。（ただし、Ｔｇはプラスチックフイルムを構成するポリマーのガラス転移温度（℃））
【請求項１】 フイルムの複屈折（Δｎ）が負の値を有し、リターデーション（Ｒ）が５０ｎｍ以下及び分子配向軸の角度（θ）が−３０°以上、＋３０°以下であることを特徴とするプラスチックフイルム。ただし、フイルムの複屈折（Δｎ）はｎＭＤからｎＴＤを引いて求まる値、リターデーション（Ｒ）はΔｎとｄの積により求まる値の絶対値、分子配向軸の角度（θ）はフイルムの屈折率主軸のフイルム幅方向に対する角度、ｎＭＤはフイルムの長手方向の屈折率、ｎＴＤはフイルムの長手方向に直交する幅方向の屈折率、ｄはフイルムの厚さ（ｎｍ）である。
【請求項２】 プラスチックフイルムを構成するポリマーがガラス転移温度１２０℃以上のポリマーである請求項１記載のプラスチックフイルム。
【請求項３】 プラスチックフイルムを構成するポリマーがポリカーボネート、アモルファスポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォンおよびアモルファスポリオレフィンの群から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載のプラスチックフイルム。
【請求項４】 １２０℃で１時間加熱処理したときの熱収縮率が０．１％以下である請求項１記載のプラスチックフイルム。
【請求項５】 溶融ポリマーをフイルム状に押出し、次いで冷却ドラムに接触させて冷却固化させる際に、フイルム両端部を冷却ドラムに密着及び／若しくは圧着させることによりフイルムを幅方向の収縮を拘束し、冷却により発生する熱収縮応力をフイルムの幅方向の張力として作用させること、並びに／又はフイルムを幅方向に伸長させフイルムの幅方向の張力として作用させることを特徴とする請求項１記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項６】 静電ワイヤーにてフイルム両端部に静電気を荷電させ、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項７】 押えロールにてフイルム両端部を冷却ドラムに圧着させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項８】 エアーナイフにてエアーをフイルム両端部に吹き付け、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項９】 エアーナイフにてエアーをフイルム両端部に吹き付け、フイルムを幅方向に伸長させ、かつフイルム両端部を冷却ドラムに密着させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項１０】 静電ワイヤーにてフイルム両端部に静電気を荷電させ、かつエアーナイフにてエアーをフイルム両端部に吹き付け、フイルム両端部を冷却ドラムに密着させ、かつフイルムを幅方向に伸長させる請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。
【請求項１１】 冷却ドラム温度をＴｇ℃〜（Ｔｇ−４０）℃とする請求項５記載のプラスチックフイルムの製造方法。（ただし、Ｔｇはプラスチックフイルムを構成するポリマーのガラス転移温度（℃））
【公開番号】特開平８−１７１００１
【公開日】平成８年（１９９６）７月２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−３１４６５７
【出願日】平成６年（１９９４）１２月１９日
【出願人】（０００００３００１）帝人株式会社 (1,209)
【公開日】平成８年（１９９６）７月２日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）１２月１９日
【出願人】（０００００３００１）帝人株式会社 (1,209)
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