説明

光学シート

【課題】十分な平滑性を有し、線膨張係数が小さく、透明性、耐熱性、耐溶剤性に優れ、液晶表示素子や有機EL表示素子用の光学シートなどとしてガラスに代替可能な透明複合体組成物を提供する。
【解決手段】透明樹脂(a)及びガラス繊維布(b)からなるシート(A)上の少なくとも片面に、1層以上の有機コート層(c)を積層し、少なくとも片面の表面凹凸が150nm以下である光学シート。シート(A)の少なくとも片面に、1層以上の厚み1〜30μm有機コート層(c)を積層するのが望ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は線膨張係数が小さく、表面平滑性、透明性、耐熱性、耐溶剤性に優れ、ガラスに代替可能な光学シートに関する。この光学シートは、例えば、液晶表示用基板、有機EL表示素子基板、カラーフィルター用基板、タッチパネル用基板、太陽電池基板などに好ましい。
【背景技術】
【0002】
一般に、アクティブマトリックスタイプなどの液晶表示素子や有機EL表示素子用の表示素子基板、カラーフィルター基板、太陽電池用基板等には、ガラス板が広く用いられている。しかしながら、ガラス板は割れ易い、曲げられない、比重が大きく軽量化に不向きであるなどの理由から、近年、その代替えとして種々のプラスチック素材が検討されている。
【0003】
例えば、特許文献1には、非晶質の熱可塑性樹脂及び活性エネルギー線硬化の可能なビス(メタ)アクリレートからなる樹脂組成物に対し、活性エネルギー線を用いて硬化を行った部材が液晶基板などとして、ガラス基板に代えて用い得ると記載されている。また、特許文献2には、脂環式構造、芳香族等の特定のビス(メタ)アクリレートを含む組成物を活性エネルギー線等により硬化成形した透明基板を用いた液晶表示素子が記載されている。
また、特許文献3や特許文献4には、エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤及び硬化触媒を含むエポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化体からなる液晶表示素子用透明樹脂基板が記載されている。
【0004】
しかしながら、これら従来のガラス代替用のプラスチック材料は、いずれもガラス板に比べ線膨張係数が大きく、表示素子用基板、特にアクティブマトリックス表示素子基板に用いると、製造工程において反りやアルミ配線の断線などの不具合を生じる可能性があり、これらの用途への使用は困難である。このように、表示素子基板、特にアクティブマトリックス表示素子用基板に要求される、透明性、耐溶剤性、耐熱性等を満足しつつ、線膨張係数の小さなプラスチック素材が求められている。
【0005】
線膨張係数を低減するためには、樹脂にガラスパウダーやガラスクロスなどの無機フィラーを配合する材料の複合化も種々行われている。例えば、特許文献5には、エポキシ樹脂及びガラス繊維製布状体を含む樹脂シートが示されている。しかしながら、特にガラスクロスを用いた場合、線膨張係数の低減効果は大きいが、樹脂とガラスとの線膨張係数の差、樹脂の硬化収縮等により、成形後のシート表面にはガラスクロス由来の凹凸が生じ、表面平滑性が求められる光学シートにおいては改善が必要とされていた。
【0006】
【特許文献1】特開平10−77321号公報
【特許文献2】特開平10−90667号公報
【特許文献3】特開平6−337408号公報
【特許文献4】特開平7−210740号公報
【特許文献5】特開2004−51960号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は十分な平滑性を有し、線膨張係数が小さく、透明性、耐熱性、耐溶剤性に優れ、ガラスに代替可能な光学シートを提供することにある。本発明の光学シートは、アクティブマトリックスタイプを含む液晶表示素子用基板、有機EL表示素子基板、カラーフィルター用基板、タッチパネル用基板、太陽電池基板などの用途に適する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討した。その結果、透明樹脂(a)とガラス繊維(b)からなるシート(A)に有機コート層(c)を積層し、ガラス繊維由来の凹凸を低減し、少なくとも片面の表面凹凸が150nm以下である光学シートは、低線膨張係数であって、表面平滑性にも優れ、アクティブマトリックスタイプを含む液晶表示素子用基板、有機EL表示素子基板、カラーフィルター用基板、タッチパネル用基板、太陽電池基板などの用途に好適に用いられることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【0009】
本発明の透明複合体組成物は、十分な平滑性を有し、低線膨張係数で透明性、耐熱性、耐溶剤性等に優れるため、例えば、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、有機EL表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル等に好適に利用でき、特にアクティブマトリックスタイプの液晶表示素子基板や有機EL素子基板用の光学シートとして好ましい。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明の光学シートの少なくとも片面は、表面凹凸が150nm以下、好ましくは100nm以下、最も好ましくは30nm以下である。特に液晶用途に用いる場合は、セル内面の平滑性は100nm以下、更にSTN液晶に用いる場合は30nm以下であることが好ましい。表面凹凸が150nm以上である場合、セルギャップが不均一になり、表示ムラの原因となる恐れがある。
有機コート層(c)の厚みはシート片面につき、1μm〜30μm、好ましくは2μm〜15μmである。厚みが1μm以下の場合、シートの凹凸以下となり、有機コート層(c)による埋め込みが十分に行なわれない。30μm以上の場合、硬化後の反り、クラックが生じるため好ましくない。
【0011】
前記のように、透明樹脂(a)とガラスクロス(b)より作成されたシート(A)は、ガラスクロスと樹脂の硬化収縮率や線膨張係数の差により表面に凹凸が発生しやすい。多くの場合、表面凹凸が150nmを超えるため、有機コート層(c)を積層することにより表面凹凸を埋めることが好ましい。
有機コート層(c)の厚みはシート片面につき、1μm〜30μm、好ましくは2μm〜15μmである。厚みが1μm以下の場合、有機コート層(c)による埋め込みが十分に行なわれない。30μm以上の場合、硬化後の反り、クラックが生じるため好ましくない
【0012】
有機コート層(c)に用いる樹脂のガラス転移温度は、好ましくは150℃以上、さらに好ましくは200℃以上である。樹脂のガラス転移温度がこれより低いと、特に、アクティブマトリックス型の表示素子基板に用いた場合、TFT素子形成工程で有機コート層(c)が変形し、表面凹凸が増大する場合がある。
【0013】
このような有機コート層(c)に用いる樹脂の例としては、アクリレート、エポキシなどの反応性モノマーを活性エネルギー線および/または熱で架橋させた樹脂などが挙げられる。これらのうち、耐熱性、透明性、耐溶剤性、耐擦傷性に優れていることから2官能以上のアクリレートを構成成分として含む架橋樹脂、または2官能以上のエポキシ樹脂を構成成分として含む硬化樹脂が好ましい。
2官能以上のアクリレートとしては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、イソシアヌレート構造を有するアクリレート、環状エーテル構造を有するアクリレート、脂環式構造を有するアクリレートなどが挙げられるが、イソシアヌルレートを有するアクリレート、環状エーテルを有する構造アクリレート、脂環式構造を有するアクリレートは耐熱性、透明性に優れるためより好ましい。さらにイソシアヌレート構造を有するアクリレートとしては、下式(1)のアクリレート、環状エーテル構造を有するアクリレートとしては下式(2)のアクリレートがより耐熱性に優れるため、更に好ましい。
【0014】
【化6】



【0015】
【化7】

【0016】
2官能以上のエポキシ樹脂としては、トリグリシジルイソシアヌレートや脂
環式構造を有するエポキシから選ばれた1種以上を構成成分として含む硬化樹
脂がより好ましい。中でも下記化学式(3)〜(5)で示される脂環式エポキ
シ樹脂から選ばれた1種以上が更に好ましい。
【化8】




【化9】




【化10】


(式中、Xは酸素原子、硫黄原子、−SO−、−SO−、−CH−、−CH(CH)−、−C(CH−の2価の基である。)
【0017】
一般に、優れた耐熱性を得るためには、芳香族等の共役二重結合を有する環を持つアクリレート樹脂、エポキシ樹脂が用いられるが、可視光のうち短波長側(400nm前後)の光線透過率が落ち、黄色味がかった色目になりやすく、光学フィルムとしては好ましくない。上記アクリレート樹脂、エポキシ樹脂は共役二重結合を持たない環状構造を有するため耐熱性に優れ、かつ可視光全範囲での光線透過率の変化が少なく、着色が殆ど見られないため、好適に使用出来る。
【0018】
本発明の有機コート層(c)には、必要に応じ、透明性、耐溶剤性、耐熱性等の特性を損なわない範囲で、熱可塑性又は熱硬化性のオリゴマーやポリマーを併用してよい。この場合、吸水率を低減させるなどの目的で、脂環式構造やカルド骨格を有するオリゴマーやポリマーを使用することが好ましい。
【0019】
有機コート層(c)に用いるアクリレート樹脂またはエポキシ樹脂を架橋させるには、活性エネルギー線により硬化させる方法、熱をかけて熱重合させる方法等があり、これらを併用してもよい。アクリレート樹脂を用いる場合には、活性エネルギー線により硬化させる方法が好ましい。また、反応の完結、シートに対する密着性を向上させる等の目的で、活性エネルギー線による硬化及び/又は熱をかけて熱重合させる工程の後に、さらに高温での熱処理を併用することが好ましい。特に反応が完結していない場合、表示素子製造工程におけるの加熱工程中に反応が進み、表面凹凸が増大する場合がある。使用する活性エネルギー線としては、紫外線が好ましい。紫外線の光源としては、例えば、メタルハライドタイプ、高圧水銀灯ランプ等が挙げられる。活性エネルギー線による硬化及び/又は熱重合による架橋後に高温で熱処理する場合は、加熱による着色を抑えるため、窒素雰囲気下又は真空状態で行なうのが好ましく、加熱温度150〜300℃、1〜24時間の熱処理工程を加えるのが好ましい。
【0020】
有機コート層(c)に用いるアクリレート樹脂を紫外線等の活性エネルギー線により架橋、硬化させるには、樹脂組成物中にラジカルを発生する光重合開始剤を加えるのが好ましい。かかる光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドが挙げられる。これらの光重合開始剤は2種以上を併用しても良い。
【0021】
光重合開始剤の複合体組成物中における含有量は、適度に硬化させる量であればよく、2官能以上のアクリレートの合計100重量部に対し、0.01〜5重量部が好ましく、さらに好ましくは、0.02〜1重量部であり、最も好ましくは、0.1〜0.5重量部である。光重合開始剤の添加量が多すぎると、重合が急激に進行し、着色、硬化時の割れ等の問題が発生する。また、少なすぎると組成物を充分に硬化させることができない恐れがある。
【0022】
有機コート層(c)に用いるエポキシ樹脂は、硬化剤もしくは重合開始剤存在下、加熱もしくは活性エネルギー線を照射し、硬化して用いる。用いる硬化剤は、優れた透明性の硬化物が得られやすいことから、酸無水物系硬化剤やカチオン系触媒が好ましい。酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、無水グルタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチル水添無水ナジック酸、水添無水ナジック酸などがあげられ、なかでも透明性が優れることからメチルヘキサヒドロ無水フタル酸やメチル水添無水ナジック酸が好ましい。
【0023】
酸無水物系硬化剤を使用する場合は、硬化促進剤を併用することが好ましい。この硬化促進剤としては、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリエチレンジアミン等の三級アミン類、2−エチル−4−メチルイミダゾールや1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のリン化合物、四級アンモニウム塩、有機金属塩類、およびこれらの誘導体等があげられ、これらのなかでも透明性が優れることからリン化合物や1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類が好ましい。これら硬化促進剤は、単独で用いても2種以上を併用して用いても良い。
【0024】
エポキシ樹脂と酸無水物系硬化剤との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、酸無水物系硬化剤における酸無水物基が0.5〜1.5当量に設定することが好ましく、0.7〜1.2当量がより好ましい。
カチオン系触媒としては、酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸、三フッ化ホウ素アミン錯体、三フッ化ホウ素のアンモニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨウドニウム塩、アルミニウム錯体を含有するカチオン系触媒等をあげることができ、これらのなかでもアルミニウム錯体を含有するカチオン系触媒、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨウドニウム塩が好ましい。
用途によっては、光学シートの両面が平滑であることは必ずしも必要ではない。しかし、有機コート層(c)をシート(A)の片面のみ積層した場合、耐薬品性や耐殺傷性の不足といった問題が発生することがあり、その場合は有機コート層(c)をシート(A)の両面に積層する必要がある。
【0025】
有機コート層(c)をシート(A)上に塗付する方式としては、グラビアコート、キスコート、スピンコート、バーコート、ディップコートなどがあるが、特に方式は限定しない。また、生産性、塗付外観の向上のため、溶剤や界面活性剤を使用しても構わない。
【0026】
有機コート層(c)とシート(A)との密着性を向上させるため、シランカップリング剤などの公知の表面処理剤で処理しても構わない。処理方法としては、コート塗布面にカップリング剤を処理する方法(直接処理法)、有機コート樹脂中に混合する方法(インテグラルブレンド法)などがあるが、いずれの処理法でも構わない。具体的には、反応性モノマーとして2つ以上の官能基を持つアクリレート樹脂を用いた場合にはアクリルシラン、メルカプトシラン、アミノシランで処理することが好ましい。
【0027】
また、本発明の有機コート層(c)に用いる樹脂には、必要に応じて、透明性、耐溶剤性、耐熱性等の特性を損なわない範囲で、少量の酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔料、他の無機フィラー等の充填剤等を配合してもよい。
【0028】
本発明の光学シートを、光学用途、すなわち液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、有機EL表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル、等として用いる場合は、30〜150℃の平均線膨張係数が40ppm以下であることが好ましい。特にアクティブマトリックス表示素子基板に用いる場合は、前記平均線膨張係数が30ppm以下であることが好ましく、より好ましくは20ppm以下である。前記値を越えると、製造工程において反りやアルミ配線の断線などの問題が生じる恐れがあるが、線膨張係数が前記の値以下であると従来のガラス基板を用いた場合の設備を大きく変更せずにTFT形成工程を実施できる。
【0029】
本発明のシートを、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、有機EL表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル等として用いる場合、基板の厚さは50〜2000μmであることが好ましく、50〜1000μmであるのがより好ましい。基板の厚さがこの範囲内にあれば、平坦性に優れ、ガラス基板と比較して、基板の軽量化を図ることができる。
【0030】
本発明に用いる透明樹脂(a)の例としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、シクロオレフィンポリマーなどの熱可塑性樹脂、アクリレート、エポキシなどの反応性モノマーを熱及び/または活性エネルギー線で架橋させた樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂の場合は成形時のリタデーションや、耐薬品性の不足といった問題があるが、アクリレート、エポキシなどの反応性モノマーを熱及び/または活性エネルギー線で架橋させた樹脂はリタデーションが小さく、耐薬品性にも優れる為好ましい。特に脂環式構造を有する反応性モノマーを含む場合は、耐熱性や光線透過率に優れるため、アクティブマトリックスタイプなどの液晶表示素子や有機EL表示素子用の表示素子基板、カラーフィルター基板、太陽電池用基板等により好適に使用される。
【0031】
また、本発明の光学シートを表示基板用プラスチック基板として用いる場合、波長550nmにおける平行光線透過率80%以上であることが好ましく、さらに好ましくは85%以上であり、最も好ましくは88%以上である。波長550nmにおける平行光線透過率が80%より低いと表示性能が充分でない。
【0032】
かかる光学シートにおいて、波長550nmにおける平行光線透過率を80%以上にするには、透明樹脂(a)とガラス繊維(b)の屈折率を一致させる方法が好ましい。透明樹脂(a)とガラス繊維(b)との屈折率差は、優れた透明性を得るため0.01以下である必要があり、0.005以下であるのがより好ましい。かかる屈折率差が0.01より大きいと得られる複合体組成物の透明性が劣る傾向にある。
【0033】
本発明の透明複合体組成物に配合するガラス繊維(b)の屈折率は特に限定されるものではないが、組み合わせる樹脂の屈折率の調整が容易なように1.50〜1.57の範囲にあるのが好ましい。特にガラス繊維(b)の屈折率が1.50〜1.54である場合は、ガラスのアッベ数に近い樹脂が選択でき好ましい。樹脂とガラスとのアッベ数が近いと広い波長領域において両者の屈折率が一致し、広い波長領域で高い光線透過率が得られる。
【0034】
ガラスの種類としては、Eガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、Dガラス、NEガラス、Tガラス、クォーツ、低誘導率ガラス、高誘導率ガラスなどがあげられ、中でもアルカリ金属などのイオン性不純物が少なく、入手が容易なEガラス、Sガラス、Tガラス、NEガラスが好ましい。
【0035】
シート(A)におけるガラス繊維の配合量は、1〜90重量%が好ましく、より好ましくは10〜80重量%、さらに好ましくは30〜70重量%である。ガラス繊維の配合量がこれより少ないと、複合化による低線膨張化の効果が認められず、一方、これより多いと成形外観が低下する傾向にある。
【0036】
シート(A)の成形方法には制限がなく、例えば、透明樹脂として反応性モノマーを用いる場合には、(1)反応性モノマーとガラスクロスとを直接混合し、必要な型に注型したのち架橋させる方法、(2)反応性モノマーを溶剤に溶解しガラスクロスを分散させキャストした後、架橋させる方法、さらに(3)反応性モノマーをガラス繊維布に含浸させたのち架橋させ、必要に応じてシート化する方法などが挙げられる。
【0037】
本発明の光学シートを液晶表示用基板、有機EL表示素子基板、カラーフィルター用基板などに用いる場合は、ガスバリア層(e)として無機酸化物を積層したものが、好ましく使用される。中でも、透明性、水蒸気および酸素に対するバリア性に優れていることから珪素酸化物、SiOx (x=1.5〜1.8)がより好ましい。xが1.8より大きいと、得られる無機層の透明性は高くなるが、バリア性は低下する。反対にSiOx のxが1.5以下であると、バリア性は高くなるものの、珪素酸化物はやや褐色を呈し、透明性が悪くなる。無機層は、慣用の方法、例えば、物理的方法(真空蒸着法、反応性蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法など)、化学的方法(CVD法、プラズマCVD法、レーザーCVD法など)により、有機コート層(c)の表面を、前記無機酸化物で被覆することにより形成できる。
ガスバリア層(e)にキズ、クラックの欠陥が生じた場合、ガスバリア性の低下が起こり、性能が十分に発揮されない。よってガスバリア層を保護するために、その外側に耐殺傷性に優れる前記有機コート層(c)を積層するのが好ましい。
【0038】
ガスバリア層(e)の成膜方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学蒸着法、ゾルゲル法などが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0039】
本発明の光学シートを液晶表示用基板、有機EL表示用基板、タッチパネル基板、太陽電池用基板などに用いる場合は、最外層に導電層(d)を積層したものがより好ましく使用される。本発明の光学シートに設けられる導電層(d)は、従来公知のものであってよい。導電層の素材としては、酸化インジウム、インジウム−スズの合金酸化物(ITO)、酸化スズ、フッ素を添加した酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化セレン等の少なくとも一種からなる酸化物の単層体または積層体が例示される。これらのうち特に酸化インジウム、ITO、フッ素を添加した酸化スズ、酸化亜鉛が好ましい。導電層の厚さは通常100〜3000Åが好ましい。導電層の厚さがこれより薄いと導電性が十分ではなく、一方、厚すぎると透明性が損なわれる。透明性と導電性のバランスから、酸化インジウムを主成分とした導電層がより好ましく、最も好ましいのはITO(酸化インジウムと酸化スズの混合物)である。また、表示素子用として使用する場合は、導電層(d)を成膜する面の凹凸が150nm以下であることが必要である。150nmを超える場合は、セルギャップが不均一になる等の理由で、表示欠陥が生じる恐れがある。
【0040】
導電層(d)の成膜方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学蒸着法などが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0041】
本発明の光学シートの層構成は特に限定しないが、例としては、
(1)有機コート層(c)/ガスバリア層(e)/有機コート層(c)/シート(A)/有機コート層(c)/ガスバリア層(e)/有機コート層(c)/導電層(d)、
(2)有機コート層(c)/ガスバリア層(e)/有機コート層(c)/シート(A)/有機コート層(c)/導電層(d)、
(3)有機コート層(c)/ガスバリア層(e)/有機コート層(c)/シート(A)/有機コート層(c)/ガスバリア層(e)/有機コート層(c)、
(4)有機コート層(c)/ガスバリア層(e)/有機コート層(c)/シート(A)/有機コート層(c)、
(5)有機コート層(c)/ガスバリア層(e)/有機コート層(c)/シート(A)、
(6)有機コート層(c)/シート(A)/有機コート層(c)、(7)有機コート層(c)/シート(A)などである。ガスバリア層(e)の保護、密着性向上のためガスバリア層(e)に隣接する層には、有機コート層(c)を設けることが好ましい。必要なガスバリア性が低度である場合はガスバリア層(e)を省略してもよく、また、高度なバリア性が必要な場合はガスバリア層(e)を多層成膜してもよく、また有機コート層(c)とガスバリア層(e)を交互に成膜してもよい。
【実施例】
【0042】
以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【0043】
(実施例1)
NEガラス系ガラスクロス(厚さ100μm、屈折率1.510、日東紡製)を焼きだしして有機物を除去した後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(エポキシシラン)で処理した。このガラスクロスにトリグリシジルイソシアヌレート(日産化学工業製TEPIC)40重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(新日本理化製リカシッドMH−700) 59重量部、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール(1B2PZ)1重量部を100℃で溶融混合した樹脂を含浸し、脱泡した。樹脂を含浸したこのガラスクロスを離型処理したガラス板に挟み込んで、オーブン中、100℃にて2時間加熱後、さらに120℃にて2時間、150℃にて2時間、175℃にて2時間、順次加熱し、厚さ0.1mmの透明シートを得た。
【0044】
このシートにイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成(株)製M−315)100重量部、及び光重合開始剤イルガキュア907(チバスペシャリティケミカル製)1重量部、イルガキュア651(チバスペシャリティケミカル製)0.5重量部とからなる有機コート用樹脂組成物を80℃に加熱溶解した後、バーコーターで厚み約5μmに塗布し、約300mJ/cmのUV光を照射して硬化させた。シート反対面にも同様に塗布、UV光を照射し、さらに真空オーブン中、約200℃にて1時間加熱し、有機コート層を形成した。
【0045】
(実施例2)
実施例1と同様にして作成したプラスチックシート(厚さ約0.1mm)にイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成(株)製M−315)100重量部、及び光重合開始剤イルガキュア907(チバスペシャリティケミカル製)1重量部、イルガキュア651(チバスペシャリティケミカル製)0.5重量部とからなる有機コート用樹脂組成物を80℃で加熱溶解した後、バーコーターで厚み約5μmに塗布し、約300mJ/cmのUV光を照射して硬化させた。さらに真空オーブン中、約200℃にて1時間加熱し、有機コート層を形成した。
続いて、この光学シートの一方の面に、スパッタ装置を用いて厚さ50nmの酸化珪素膜を成膜した。酸化珪素膜は、原料ターゲットに珪素を用い、スパッタ装置内を10−3Pa以下まで減圧した上で放電ガスとしてアルゴンを分圧で0.04Pa導入、反応ガスとして酸素を分圧で0.04Pa導入して反応性スパッタリングを行い成膜した。さらに酸化珪素膜上に、保護層として有機コート層を同様な方法で厚み約5μmに塗布した。続いて、透明導電層として、酸化珪素膜を成膜したのとは反対面に、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。
【0046】
(実施例3)
100μmのNEガラス系ガラスクロス(日東紡製#2116タイプ、屈折率1.510)を焼きだしして有機物を除去した後、アクリロイロキシプロピルトリエトキシシラン(アクリルシラン)で処理した。このガラスクロスに、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート(日本化薬(株)製KAYARAD HX−220、架橋後の屈折率1.493)80重量部、ジシクロペンタジエニルジアクリレート(東亞合成(株)製 M−203、架橋後の屈折率1.527)3重量部、ビス[4−(アクリロイロキシエトキシ)フェニル]フルオレン(東亞合成(株)試作品
TO−2065)17重量部、光重合開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(チバスペシャリティケミカル製のイルガキュア184)0.5重量部とからなる樹脂(架橋後の屈折率1.510)を含浸し、脱泡した。この樹脂を含浸したクロスを離型処理したガラス板に挟み込んで、両面からトータルで約2000mJ/cm2のUV光を照射して架橋させた。さらに真空オーブン中、100℃で2時間、さらに2
50℃で3時間熱処理し、0.1mmの透明シートを得た。
このシートに実施例2と同様に有機コート層、酸化珪素膜、透明導電層を成膜した。
【0047】
(実施例4)
実施例1と同様にして作成したプラスチックシート(厚さ約0.1mm)に化学式(3)で示される脂環式エポキシ樹脂(商品名セロキサイド2021、ダイセル化学(株)製)100重量部、及びカチオン系光重合開始剤CP170(旭電化工業製)3重量部とからなる有機コート用樹脂組成物をバーコーターで厚み約5μmに塗布し、約300mJ/cmのUV光を照射して硬化させた。さらに真空オーブン中、約200℃にて1時間加熱し、有機コート層を形成した。更に実施例2と同様に酸化珪素膜、透明導電層を製膜した。
【0048】
(実施例5)
実施例1と同様にして作成したプラスチックシート(厚さ約0.1mm)の片方の面に化
学式(4)で示される脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学(株)製E−BP)100重量部、及びカチオン系光重合開始剤CP170(旭電化工業製)3重量部とからなる有機コート用樹脂組成物をバーコーターで厚み約5μmに塗布し、約300mJ/cmのUV光を照射して硬化させた。さらに真空オーブン中、約200℃にて1時間加熱し、有機コート層を形成した。更に実施例2と同様に酸化珪素膜、透明導電層を製膜した。
【0049】
(実施例6)
実施例1と同様にして作成したプラスチックシート(厚さ約0.1mm)に化学式(5)のXが−C(CH3)2−で示される脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学(株)製E−DOA)100重量部、及びカチオン系光重合開始剤CP170(旭電化工業製)3重量部とからなる有機コート用樹脂組成物をバーコーターで厚み約5μmに塗布し、約300mJ/cmのUV光を照射して硬化させた。さらに真空オーブン中、約200℃にて1時間加熱し、有機コート層を形成した。更に実施例2と同様に酸化珪素膜、透明導電層を製膜した。
【0050】
(比較例1)
実施例1と同様にして厚さ0.1mmのプラスチックシートを作成し、有機コート層(c)の形成は行なわなかった。
【0051】
(評価方法)
前記の実施例にて作製したシート状のプラスチック基板(光学シート)について、下記の評価方法により各種の特性を測定した。
【0052】
a)平均線膨張係数
セイコー電子(株)製TMA/SS120C型熱応力歪測定装置を用いて、窒素の雰囲気下、1分間に5℃の割合で温度を30℃から250℃まで上昇させた後、一旦0℃まで冷却し、再び1分間に5℃の割合で温度を上昇させて30℃〜150℃の時の値を測定して求めた。
【0053】
測定は、独自に設計した石英引張チャック(材質:石英,線膨張係数0.5ppm)を用いた。一般に使われているインコネル製のチャックは、それ自体の線膨張が高いことやサンプルの支持形態に不具合があり、100μmを超える厚いシートに適用すると線膨張係数が圧縮モードで測定した結果よりも大きめに出たり、測定ばらつきが大きくなる問題があった。したがって、石英引張チャックを独自に設計し、それを用いて線膨張係数を測定することにした。この引張チャックを用いることにより、圧縮モードで測定した場合とほぼ同様の値で測定できることを確認している。
b)表面凹凸表面構造解析顕微鏡New View 5032(Zygo Corporation製)により視野:1.44mm×1.08mmで観察を行い、隣り合った繊維布目の最高点と最低点との高さを測定した。測定結果は、実施例2〜6は酸化インジウム錫を成膜した方の面の数値とし、実施例1、比較例1は、両面の測定を行い、小さい方の数値とした。
【0054】
c)平行光線透過率
分光光度計U3200(日立製作所製)で550nmの平行光線透過率を測定した。
これら評価方法により、前記実施例、比較例にて得られた試料を評価した結果を次の表1に示す。
【0055】
【表1】

【0056】
【表2】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明樹脂(a)及びガラス繊維(b)からなるシート(A)の少なくとも片面の表面凹凸が150nm以下である光学シート。
【請求項2】
前記シート(A)の少なくとも片面に、1層以上の厚み1〜30μm有機コート層(c)を積層した請求項1の光学シート。
【請求項3】
有機コート層(c)に用いる樹脂のガラス転移温度が150℃以上である請求項2の光学シート。
【請求項4】
有機コート層(c)が、2官能以上のアクリレート樹脂を構成成分として含む架橋樹脂である請求項3の光学シート。
【請求項5】
2官能以上のアクリレート樹脂がイソシアヌレート構造を有するアクリレート、環状エーテル構造を有するアクリレート、脂環式構造を有するアクリレートから選ばれた1種以上である請求項4の光学シート。
【請求項6】
イソシアヌレート構造を有するアクリレートが下式(1)を含む請求項5の光学シート
【化1】

【請求項7】
環状エーテル構造を有するアクリレートが下式(2)を含む請求項5の光学シート
【化2】

【請求項8】
有機コート層(c)が、2官能以上のエポキシ樹脂を構成成分として含む硬化樹脂である請求項3の光学シート。
【請求項9】
2官能以上のエポキシ樹脂がトリグリシジルイソシアヌレートまたは脂環式構造を有するエポキシから選ばれた1種以上である請求項8の光学シート。
【請求項10】
2官能以上のエポキシ樹脂が下記化学式(3)〜(5)で示される脂環式エポキシ樹脂から選ばれた1種以上である請求項8記載の光学シート。
【化3】




【化4】


【化5】


(式中、Xは酸素原子、硫黄原子、−SO−、−SO−、−CH−、−CH(CH)−、−C(CH−の2価の基である。)
【請求項11】
30〜150℃における平均線膨張係数が40ppm以下である請求項1〜10いずれかの光学シート。
【請求項12】
厚みが50〜2000μmである請求項1〜11いずれかの光学シート。
【請求項13】
波長550nmの平行光線透過率が80%以上である請求項1〜12いずれかの光学シート。
【請求項14】
ガスバリア層(e)として、無機酸化物を積層した請求項1〜13いずれかの光学シート。
【請求項15】
最外層に酸化インジウムを主成分とした導電層(d)を設けた請求項1〜14いずれかの光学シート。
【請求項16】
光学シートが、表示素子用プラスチック基板、またはアクティブマトリックス表示基板である請求項1〜15いずれかの光学シート。

【公開番号】特開2010−275552(P2010−275552A)
【公開日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−120558(P2010−120558)
【出願日】平成22年5月26日(2010.5.26)
【分割の表示】特願2004−88229(P2004−88229)の分割
【原出願日】平成16年3月25日(2004.3.25)
【出願人】(000002141)住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Fターム(参考)】