JP4356395B2 - Plastic composite transparent sheet and display element using the same - Google Patents
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Description
本発明は線膨張係数が小さく、高い表面平滑性を有し、透明性、耐熱性、耐溶剤性に優れたプラスチック複合透明シート及びそれを使用した表示素子に関するものである。 The present invention relates to a plastic composite transparent sheet having a small coefficient of linear expansion, high surface smoothness, excellent transparency, heat resistance and solvent resistance, and a display element using the same.
一般に、液晶表示素子用基板、カラーフィルター基板、有機ＥＬ表示素子用基板、太陽電池用基板等としては、ガラス板が多く用いられている。しかし、割れ易い、曲げられない、比重が大きく軽量化に不向き等の問題から、近年、ガラス板の代わりにプラスチック素材を用いる試みが数多く行われるようになってきた。例えば、特許文献１や特許文献２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や、熱可塑性樹脂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。
しかしながら、従来のガラス代替用プラスチック材料は、線膨張係数が大きいため、例えばアクティブマトリックス表示素子基板に用いるとその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、適用が困難であり、問題であった。
更に、表示装置に用いられるプラスチックシートには表面平滑性が求められている。特に表示装置に用いる場合は基板上に直接半導体素子を書き込むこともあり最大表面粗さで２００ｎｍレベルでの平滑性が求められているが、表面性状の平滑なものを作成することが非常に困難であり、問題であった。
また各種プラスチックシートは剛性が高く反りやうねりが少ないことが必要である。剛性が低く容易にしなる場合、特にそれによって反りやうねりが大きい場合、表示素子等にするための加工が困難であり、このプラスチックシートを表示素子に適用することは多くの困難を伴う。この問題を解決するために既存のプラスチックシートの厚みを厚くすることが有効な対策であると推測しているが、この手法は重量増加の問題があり、よりよい解決方法が望まれている。
In general, glass plates are often used as substrates for liquid crystal display elements, color filter substrates, organic EL display element substrates, solar cell substrates, and the like. However, in recent years, many attempts have been made to use a plastic material instead of a glass plate because of problems such as being easily broken, not being bent, having a large specific gravity, and not suitable for weight reduction. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a cured product obtained by curing an epoxy resin composition containing an epoxy resin, an acid anhydride curing agent, and a curing catalyst, and a transparent liquid crystal display element made of a thermoplastic resin. A resin substrate is described.
However, since conventional plastic materials for glass replacement have a large coefficient of linear expansion, for example, when used for an active matrix display element substrate, problems such as warping and disconnection of aluminum wiring occur in the manufacturing process, which makes it difficult to apply. Met.
Furthermore, surface smoothness is required for plastic sheets used in display devices. In particular, when used in a display device, a semiconductor element may be directly written on a substrate and smoothness at the maximum surface roughness of 200 nm level is required. However, it is very difficult to create a smooth surface property. It was a problem.
Various plastic sheets are required to have high rigidity and little warpage and undulation. When the rigidity is low and easy, particularly when warping and undulation are large, it is difficult to process the display element or the like, and applying this plastic sheet to the display element involves many difficulties. In order to solve this problem, it is speculated that increasing the thickness of an existing plastic sheet is an effective measure. However, this method has a problem of an increase in weight, and a better solution is desired.
本発明は、高い表面平滑性を有し、低線膨張係数で透明性に優れ、各種の光学用途、特に各種表示素子用途に好適に用いられるプラスチック透明複合シートを提供すると共に、それを使用した表示素子を提供することを目的とするものである。 The present invention provides a plastic transparent composite sheet having high surface smoothness, excellent in transparency with a low linear expansion coefficient, and suitably used for various optical applications, particularly various display element applications, and used the same. An object of the present invention is to provide a display element.
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、（ａ）熱硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂、（ｂ）粉体状の無機充填剤、（ｃ）繊維状の無機充填剤、を必須成分としたプラスチック複合透明シートであって、プラスチック複合透明シートの全重量１００重量％に対し粉体状と繊維状の無機充填材の合計量が５０〜９５重量％を占め、なおかつ粉体状と繊維状の無機充填剤の重量比率が２／９８〜９５／５であり、更に粉体状の無機充填剤の粒径が１〜１００ｎｍであることを特徴とするプラスチック複合透明シートを利用することにより、熱膨張係数や平滑性や透明性に優れたプラスチック複合透明シートを得られることを見出し、更にそれを用いて表示素子を作成することができることを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have (a) a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin, (b) a powdery inorganic filler, and (c) a fibrous inorganic filler. , Which is an essential component, and the total amount of powdery and fibrous inorganic fillers occupies 50 to 95% by weight with respect to the total weight of 100% by weight of the plastic composite transparent sheet, and powder A plastic composite transparent sheet characterized in that the weight ratio of the body-like and fibrous inorganic filler is 2/98 to 95/5, and the particle size of the powdery inorganic filler is 1 to 100 nm. It has been found that by using it, a plastic composite transparent sheet excellent in thermal expansion coefficient, smoothness and transparency can be obtained, and further, it has been found that a display element can be produced using the plastic composite transparent sheet.
すなわち本発明は
（１）（ａ）熱硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂、（ｂ）粉体状の無機充填剤、（ｃ）繊維状の無機充填剤、を必須成分としたプラスチック複合透明シートであって、プラスチック複合透明シートの全重量１００重量％に対し粉体状と繊維状の無機充填材の合計量が５０〜９５重量％を占め、なおかつ粉体状と繊維状の無機充填剤の重量比率が２／９８〜９５／５であり、更に粉体状の無機充填剤の平均粒子径が１〜１００ｎｍであることを特徴とするプラスチック複合透明シート。
（２） 前記（ａ）熱硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂と（ｂ）粉体状無機充填剤の混合物である樹脂組成物と、（ｃ）繊維状無機充填剤の屈折率の差が、０．０１以下である（１）記載のプラスチック複合透明シート。
（３） 波長５５０ｎｍにおける光線透過率が６０％以上である（１）または（２）記載の透明プラスチック複合透明シート。
（４） ３０〜１５０℃の平均線膨張係数が２５ｐｐｍ以下である（１）〜（３）記載のプラスチック複合透明シート。
（５） 前記樹脂組成物のアッベ数が、４５以上である（１）〜（４）記載のプラスチック複合透明シート。
（６） 基板表面の最大表面粗さが２００ｎｍ以下である（１）〜（５）記載のプラスチック複合透明シート。
（７） （ｂ）粉末状の無機充填剤が、金属酸化物である（１）〜（６）記載のプラスチック複合透明シート。
（８） （１）〜（７）記載のプラスチック複合透明シートを利用した表示素子。
である。
That is, the present invention provides a plastic composite transparent sheet comprising (1) (a) a thermosetting resin or ultraviolet curable resin, (b) a powdery inorganic filler, and (c) a fibrous inorganic filler as essential components. The total amount of the powdery and fibrous inorganic fillers accounts for 50 to 95% by weight with respect to 100% by weight of the total weight of the plastic composite transparent sheet, and the powdery and fibrous inorganic fillers A plastic composite transparent sheet having a weight ratio of 2/98 to 95/5 and an average particle diameter of the powdery inorganic filler of 1 to 100 nm.
(2) The difference in refractive index between the resin composition that is a mixture of the (a) thermosetting resin or ultraviolet curable resin and (b) the powdery inorganic filler; and (c) the fibrous inorganic filler. The plastic composite transparent sheet according to (1), which is 0.01 or less.
(3) The transparent plastic composite transparent sheet according to (1) or (2), wherein the light transmittance at a wavelength of 550 nm is 60% or more.
(4) The plastic composite transparent sheet according to (1) to (3), wherein an average linear expansion coefficient at 30 to 150 ° C. is 25 ppm or less.
(5) The plastic composite transparent sheet according to any one of (1) to (4), wherein the Abbe number of the resin composition is 45 or more.
(6) The plastic composite transparent sheet according to any one of (1) to (5), wherein the substrate surface has a maximum surface roughness of 200 nm or less.
(7) (b) The plastic composite transparent sheet according to any one of (1) to (6), wherein the powdery inorganic filler is a metal oxide.
(8) A display element using the plastic composite transparent sheet according to any one of (1) to (7).
It is.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明中の（ａ）における熱硬化性樹脂とは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂等、熱によって三次元架橋し硬化する樹脂一般を示す。これらは単独でも混合しても良い。熱硬化性樹脂として最も好適に使用されるものはエポキシ樹脂であり、例えば化学構造式（１）〜（３）に示されるエポキシ樹脂が特に好適である。また用いる樹脂が硬化剤及び硬化促進剤を必要とする場合はそれを併用することもできる。このとき硬化剤としてアミン系、特にジシアンジアミドと芳香族アミン、テトラメチレンヘキサミン及びフェノールノボラック系硬化剤や酸無水物系硬化剤が使用される。硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィン等の有機燐系や、イミダゾール系の窒素系の硬化促進剤、ジアルキル−４−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩等の光カチオン触媒もしくは熱カチオン触媒が好適に使用される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The thermosetting resin in (a) in the present invention refers to general resins that are three-dimensionally crosslinked and cured by heat, such as epoxy resins, phenol resins, melamine resins, and polyester resins. These may be used alone or in combination. An epoxy resin is most preferably used as the thermosetting resin, and for example, epoxy resins represented by chemical structural formulas (1) to (3) are particularly preferable. Moreover, when resin to use requires a hardening | curing agent and a hardening accelerator, it can also use it together. In this case, amine-based, particularly dicyandiamide and aromatic amine, tetramethylenehexamine, phenol novolac-based curing agent and acid anhydride-based curing agent are used as the curing agent. As the curing accelerator, an organic phosphorus-based organic accelerator such as triphenylphosphine, an imidazole-based nitrogen-based curing accelerator, or a photocationic catalyst or a thermal cation catalyst such as a dialkyl-4-hydroxyphenylsulfonium salt is preferably used.
本発明中の（ａ）における紫外線硬化性樹脂とは、アクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等の、紫外線により三次元架橋し硬化する樹脂一般を示す。これらは単独でも混合しても良い。このとき重合開始剤として紫外線照射によりラジカルを発生させうる物質、例えばアリールアルキルケトンや、紫外線照射によってカチオンを発生させうる物質、例えばアリールジアゾニウム塩などを配合することが望ましい。なおカチオン型重合開始剤を使用する場合はエポキシ樹脂を反応させることも可能であるので、そういった樹脂系も紫外線硬化性樹脂に分類することができる。なお紫外線硬化性樹脂は、一般に電子線の照射や単なる加熱によっても硬化することができるため、紫外線硬化性樹脂を硬化させる手段に関しては紫外線照射、電子線照射、加熱のいずれかあるいはこれらの併用としても問題はない。 The ultraviolet curable resin in (a) in the present invention refers to general resins that are three-dimensionally crosslinked and cured by ultraviolet rays, such as acrylate resins and epoxy acrylate resins. These may be used alone or in combination. At this time, it is desirable to blend a substance capable of generating radicals upon irradiation with ultraviolet rays, such as an aryl alkyl ketone, or a substance capable of generating cations upon irradiation with ultraviolet rays, such as an aryldiazonium salt, as a polymerization initiator. In addition, since an epoxy resin can also be reacted when using a cationic polymerization initiator, such a resin system can also be classified into an ultraviolet curable resin. In addition, since the ultraviolet curable resin can generally be cured by irradiation with an electron beam or simple heating, the means for curing the ultraviolet curable resin is either ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, heating or a combination thereof. There is no problem.
表示素子用のプラスチック複合透明シートは、当然ながら透明である事が望ましい。そのとき使用される透明の熱硬化性樹脂や透明の紫外線硬化性樹脂（以後透明樹脂と略す）とは、完全硬化したときでも可視光線の透過性を有する樹脂を示す。本発明の透明樹脂の透明性は、厚さ５０〜１００ミクロンのシートに成形した際の５５０ｎｍでの光線透過率が８０％以上のものが好ましく、より好ましくは８５％以上、最も好ましくは９０％以上であるものを指す。表示素子用基板として用いる場合には、８５％以上が好ましい。これら樹脂は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。 Naturally, the plastic composite transparent sheet for display elements is desirably transparent. The transparent thermosetting resin and transparent ultraviolet curable resin (hereinafter abbreviated as “transparent resin”) used at that time indicate a resin having visible light transmittance even when completely cured. The transparency of the transparent resin of the present invention is preferably such that the light transmittance at 550 nm when molded into a sheet having a thickness of 50 to 100 microns is 80% or more, more preferably 85% or more, and most preferably 90%. It refers to what is above. When used as a display element substrate, 85% or more is preferable. These resins may be used alone or in combination of two or more.
本発明で用いる（ｂ）粉体状の無機充填剤とは、粒子状の無機質の充填剤であり、その平均粒子径が１〜１００ｎｍであることが必要である。粒子径が可視光線の波長より大幅に短いことにより、無機充填剤の材質に関わらず、プラスチック複合透明シート中の無機充填剤は散乱現象、回折現象を生じにくく、その結果として目に見えなくなる。それゆえプラスチック複合透明シートにおける光線透過率が大幅に向上する。特に重要なことは、この（ｂ）粉体状の無機充填剤を、（ａ）熱硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂、に配合したものは（以後、これを樹脂組成物と称する）、この樹脂組成物の屈折率はほぼ加成性が成り立ち、屈折率やアッベ数を制御できることである。それゆえ、屈折率の高い粉体状の無機充填剤を、屈折率の低い樹脂に所定の量配合することで、希望の屈折率とアッベ数を持つ樹脂組成物を得ることを可能とする。（もちろん屈折率の低い粉体状の無機充填剤を、屈折率の高い樹脂に配合することで屈折率制御しても良い）。そしてそのため、その樹脂組成物と、（ｃ）繊維状の無機充填剤、との屈折率差をゼロに近づけ、プラスチック複合透明シートの透明性をより向上させることを可能とする。樹脂組成物と、（ｃ）繊維状無機充填剤の屈折率の差が、０．０１以下であることが、透明性向上の点で望ましい。屈折率差がそれ以上であると、プラスチック複合透明シートの透明性は低下する。
（ｂ）粉体状の無機充填剤に関する比表面積や形状については特に限定はしない。さらには形状に関しては、球状、破砕状、鱗片状、何れに関しても問題はない。
（ｂ）粉体状の無機充填剤の素材に関しても特に限定しない。例としては各種金属、金属酸化物、ガラス組成物、樹脂粉末などが挙げられる。しかし特に、化学的安定性の高く、更にゾルゲル法等でナノ粒子を容易に調整する事のできる各種の金属酸化物、例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化コバルトなどが好適に使用される。
The (b) powdery inorganic filler used in the present invention is a particulate inorganic filler, and it is necessary that the average particle diameter is 1 to 100 nm. When the particle diameter is significantly shorter than the wavelength of visible light, the inorganic filler in the plastic composite transparent sheet hardly causes scattering phenomenon and diffraction phenomenon regardless of the material of the inorganic filler, and as a result, it becomes invisible. Therefore, the light transmittance in the plastic composite transparent sheet is greatly improved. What is particularly important is that this (b) powdery inorganic filler is blended with (a) a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin (hereinafter referred to as a resin composition). The refractive index of the resin composition is almost additive, and the refractive index and Abbe number can be controlled. Therefore, it is possible to obtain a resin composition having a desired refractive index and Abbe number by blending a predetermined amount of a powdery inorganic filler having a high refractive index with a resin having a low refractive index. (Of course, the refractive index may be controlled by blending a powdery inorganic filler having a low refractive index with a resin having a high refractive index). Therefore, the refractive index difference between the resin composition and (c) the fibrous inorganic filler is brought close to zero, and the transparency of the plastic composite transparent sheet can be further improved. The difference in refractive index between the resin composition and (c) the fibrous inorganic filler is preferably 0.01 or less from the viewpoint of improving transparency. When the refractive index difference is more than that, the transparency of the plastic composite transparent sheet is lowered.
(B) There is no particular limitation on the specific surface area and shape of the powdery inorganic filler. Furthermore, regarding the shape, there is no problem with any of spherical, crushed, and scaly shapes.
(B) It does not specifically limit regarding the raw material of a powdery inorganic filler. Examples include various metals, metal oxides, glass compositions, resin powders, and the like. However, in particular, various metal oxides that have high chemical stability and can easily adjust nanoparticles by a sol-gel method, such as silica, alumina, titania, zirconia, cerium oxide, zinc oxide, cobalt oxide, etc. Preferably used.
本発明で用いる（ｃ）繊維状の無機充填剤とは、アスペクト比が２０以上の無機充填剤か、あるいはそれを編んで布にしたものや、不織布にしたものを含む。特に可視光線領域で透明な素材であることが、プラスチック複合透明シートへの適用という点で需要である。例えばガラス繊維、ガラスクロス、ガラス不織布、ガラスビーズ、ガラスパウダー、ミルドガラスなどがあげられ、中でも線膨張係数の低減効果や透明性が高いことから、ガラス繊維、ガラスクロス、ガラス不織布が好ましく、ガラスクロスが最も好ましい。繊維の厚みは特に限定されるものではないが、３０〜３００μｍであることが好ましい。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ガラスなどがあげられ、中でもアルカリ金属が少ないＥガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＮＥガラスが好ましい。 The fibrous inorganic filler (c) used in the present invention includes an inorganic filler having an aspect ratio of 20 or more, or a knitted fabric or a nonwoven fabric. In particular, a material transparent in the visible light region is in demand in terms of application to a plastic composite transparent sheet. Examples thereof include glass fiber, glass cloth, glass nonwoven fabric, glass beads, glass powder, milled glass, etc. Among them, glass fiber, glass cloth, and glass nonwoven fabric are preferred because of their high linear expansion coefficient reduction effect and transparency. Cross is most preferred. Although the thickness of a fiber is not specifically limited, It is preferable that it is 30-300 micrometers. Examples of the glass include E glass, C glass, A glass, S glass, D glass, NE glass, and T glass. Among them, E glass, S glass, T glass, and NE glass with few alkali metals are preferable.
本発明において、プラスチック複合透明シートの全重量１００重量％に対し粉体状と繊維状の無機充填材の合計量が５０〜９５重量％を占める必要がある。無機充填剤の合計の配合量が５０重量％未満である場合、剛直性が低下しシートに反りうねりが生じる。また難燃性も低下する。配合量が９５重量％より大きければ、粉体状もしくは繊維状の無機充填剤がマトリックス樹脂たる熱硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂に均一に分散することができず、基板の内部で無機充填剤配合比率が不均一になり、プラスチック複合透明シートが大幅に反ったりゆがんだりする上、極めて脆くなり実用に値しない。 In the present invention, the total amount of powdery and fibrous inorganic fillers should occupy 50 to 95% by weight with respect to 100% by weight of the total weight of the plastic composite transparent sheet. When the total amount of the inorganic filler is less than 50% by weight, the rigidity is lowered and the sheet is warped and undulated. In addition, flame retardancy is also reduced. If the blending amount is larger than 95% by weight, the powdery or fibrous inorganic filler cannot be uniformly dispersed in the thermosetting resin or ultraviolet curable resin as the matrix resin, and the inorganic filler is formed inside the substrate. The blending ratio becomes uneven, the plastic composite transparent sheet is warped or distorted greatly, and it becomes extremely brittle and is not practical.
本発明において、粉体状と繊維状の無機充填剤の重量比率が２／９８〜９５／５である事が必要である。重量比率が２／９８よりも小さい場合、プラスチック複合透明シートの剛性は不十分であり反りやうねりが生じやすい。一方、重量比率が９５／５よりも大きい場合、線膨張係数が大きくなり、好ましくない。 In the present invention, it is necessary that the weight ratio of the powdery and fibrous inorganic filler is 2/98 to 95/5. When the weight ratio is smaller than 2/98, the plastic composite transparent sheet has insufficient rigidity and tends to warp or swell. On the other hand, when the weight ratio is larger than 95/5, the linear expansion coefficient increases, which is not preferable.
本発明の樹脂組成物（（ａ）熱硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂と、（ｂ）粉体状の無機充填剤を混合したもの）のアッベ数が４５以上であることが、優れた透明性を維持するために望ましい。アッベ数とは屈折率の波長依存性を示すパラメータであり、この数値が大きければ大きいほど屈折率の波長依存性が小さい。ガラスのような無機材料に関してはアッベ数が比較的大きく、プラスチックのような有機材料に関しては比較的小さい。透明複合体基板においてどの波長域でも透明性を維持するには、樹脂組成物と繊維状の無機充填剤の屈折率の波長依存性をできるだけ合致させる必要がある。アッベ数が４５未満である透明樹脂を用いた場合、透明複合体樹脂の透明性が劣る可能性がある。 It is excellent that the Abbe number of the resin composition of the present invention ((a) a mixture of a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin and (b) a powdery inorganic filler) is 45 or more. Desirable to maintain sex. The Abbe number is a parameter indicating the wavelength dependence of the refractive index. The larger this value, the smaller the wavelength dependence of the refractive index. For inorganic materials such as glass, the Abbe number is relatively large, and for organic materials such as plastic, it is relatively small. In order to maintain transparency in any wavelength region in the transparent composite substrate, it is necessary to match the wavelength dependency of the refractive index of the resin composition and the fibrous inorganic filler as much as possible. When a transparent resin having an Abbe number of less than 45 is used, the transparency of the transparent composite resin may be inferior.
本発明においては、無機充填剤と樹脂とが密着しているほど、本発明の複合体組成物の透明性が良くなるため、無機充填剤表面をシランカップリング剤などの公知の表面処理剤で処理することが好ましい。シランカップリング剤としては、エポキシシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アミノシランカップリング剤及びシリコーンオイル型カップリング剤等が挙げられ、これらを単独で用いても数種複合して用いてもよい。 In the present invention, as the inorganic filler and the resin are in close contact with each other, the transparency of the composite composition of the present invention is improved. Therefore, the surface of the inorganic filler is replaced with a known surface treatment agent such as a silane coupling agent. It is preferable to process. Examples of the silane coupling agent include an epoxy silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aminosilane coupling agent, and a silicone oil type coupling agent. These may be used alone or in combination. Good.
本発明におけるプラスチック複合透明シートの成形方法には制限がなく、例えば、樹脂と粉体状の充填剤と繊維状の充填剤を直接混合し、必要な型に注型したのち架橋させる方法とか、樹脂を溶剤に溶解し、粉体状の充填剤を分散させ、それをガラスクロスとかガラス不織布の上にキャストした後、架橋させる方法や、粉体状の充填剤を分散させた樹脂を、ガラスクロスやガラス不織布に含浸させたのち架橋させる方法などが挙げられる。あるいは上記の方法で製造した後、表面に平滑化コーティングを施すことによって、表面の平滑性を向上させる処理を行っても問題ない。 There is no limitation on the molding method of the plastic composite transparent sheet in the present invention, for example, a method in which a resin, a powdery filler and a fibrous filler are directly mixed, cast into a required mold, and then crosslinked, Dissolve the resin in a solvent, disperse the powdery filler, cast it on a glass cloth or glass nonwoven fabric, and then crosslink or use a resin in which the powdery filler is dispersed. For example, a cloth or a glass nonwoven fabric may be impregnated and then crosslinked. Or after manufacturing by said method, even if it performs the process which improves the smoothness of a surface by giving a smoothing coating to the surface, it is satisfactory.
本発明におけるプラスチック複合透明シートの最大表面粗さ（ＰＶ値）は１０００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｎｍ以下、さらに好ましくは２００ｎｍ以下である。透明複合シートがこれより粗い場合は、シートに接触している液晶部分に厚みムラを生じ、表示不良の問題が起こりうる。 The maximum surface roughness (PV value) of the plastic composite transparent sheet in the present invention is preferably 1000 nm or less, more preferably 500 nm or less, still more preferably 200 nm or less. When the transparent composite sheet is coarser than this, thickness unevenness occurs in the liquid crystal portion in contact with the sheet, which may cause a problem of display failure.
本発明のプラスチック透明シートを、透明板、光学レンズ、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、光学素子、光導波路、ＬＥＤ封止材等の透明シートとして用いる場合は、５０〜１００μｍの厚みの基板に成形した場合に波長５５０ｎｍの光線透過率が６０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは、８５％以上である。波長５５０ｎｍの光線透過率が６０％以下の場合は、光を利用する効率が低下するので、光効率が重要な用途には好ましくない。 The transparent plastic sheet of the present invention is made of a transparent plate, an optical lens, a liquid crystal display element plastic substrate, a color filter substrate, an organic EL display element plastic substrate, a solar cell substrate, a touch panel, an optical element, an optical waveguide, and an LED sealing material. When used as a transparent sheet such as the above, the light transmittance at a wavelength of 550 nm is preferably 60% or more, more preferably 85% or more when formed on a substrate having a thickness of 50 to 100 μm. When the light transmittance at a wavelength of 550 nm is 60% or less, the efficiency of using light is lowered, which is not preferable for applications where light efficiency is important.
本発明のプラスチック複合透明シートを、透明板、光学レンズ、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、光学素子、光導波路、ＬＥＤ封止材等として用いる場合は、３０〜１５０℃の平均線膨張係数が２５ｐｐｍ以下であることが好ましい。例えば、この複合体組成物をアクティブマトリックス表示素子基板に用いた場合、この上限値を越えると、その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。 The plastic composite transparent sheet of the present invention is made of a transparent plate, an optical lens, a liquid crystal display element plastic substrate, a color filter substrate, an organic EL display element plastic substrate, a solar cell substrate, a touch panel, an optical element, an optical waveguide, and an LED sealing. When used as a material or the like, the average linear expansion coefficient at 30 to 150 ° C. is preferably 25 ppm or less. For example, when this composite composition is used for an active matrix display element substrate, if this upper limit is exceeded, problems such as warpage and disconnection of aluminum wiring may occur in the manufacturing process.
本発明の透明複合シートは、平滑性を向上させるために両面に樹脂のコート層を設けても良い。コートする樹脂としては、優れた透明性、耐熱性、耐薬品性を有していることが好ましく、具体的には多官能アクリレートやエポキシ樹脂などをあげることができる。コートする樹脂の厚みとしては、０．１〜５０μｍが好ましく、０．５〜３０μｍがより好ましい。 The transparent composite sheet of the present invention may be provided with a resin coating layer on both sides in order to improve smoothness. The resin to be coated preferably has excellent transparency, heat resistance and chemical resistance, and specific examples include polyfunctional acrylates and epoxy resins. As thickness of resin to coat, 0.1-50 micrometers is preferred and 0.5-30 micrometers is more preferred.
本発明の透明複合シートは、必要に応じて透明電極層を設けても良い。
また、本発明の透明複合シート中には、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含んでいても良い。
The transparent composite sheet of the present invention may be provided with a transparent electrode layer as necessary.
In the transparent composite sheet of the present invention, if necessary, a small amount of antioxidant, ultraviolet absorber, dye / pigment, and the like, as long as the properties such as transparency, solvent resistance and heat resistance are not impaired. It may contain a filler such as an inorganic filler.
以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
粉体状無機充填剤(1)：ナノシリカ試作品（平均粒子径１２ｎｍ、球状、メチルエチルケトンゾル、１０ｗｔ％配合）粉体状無機充填剤(2)：ナノジルコニア試作品（平均粒子径１５ｎｍ、球状、メチルエチルケトンゾル、１０ｗｔ％配合） 粉体状無機充填剤(3)：ナノアルミナ試作品（平均粒子径５０ｎｍ、球状、メチルエチルケトンゾル、１０ｗｔ％配合）粉体状無機充填剤(4)：シリカ（融点１２００℃、平均粒子径０．５μｍ、球状） Powdery inorganic filler (1): nanosilica prototype (average particle size 12 nm, spherical, methyl ethyl ketone sol, 10 wt% blended) powder-like inorganic filler (2): nanozirconia prototype (average particle size 15 n m, spherical, methyl ethyl ketone sol, 10 wt% blended) powder-like inorganic filler (3): nano alumina prototype (average particle size 50 n m, spherical, methyl ethyl ketone sol, 10 wt% blended) powder-like inorganic filler (4): Silica (melting point 1200 ° C., average particle size 0.5 μm, spherical)
（実施例及び比較例）
脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業製ＥＨＰＥ３１５０）８０重量部、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業製エピクロンＥＸＡ１５１４）２０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）７５重量部、テトラフェニルホスホニウムブロマイド（北興化学工業製ＴＰＰ−ＰＢ）０．５重量部の割合で配合した未架橋の樹脂１００重量部、１，３ジオキソラン３０重量部と混合してワニスとした。このワニスに粉体状無機充填剤(1)〜(3)のいずれかを表１に示す割合で添加、混合し、各々ワニスを得た。これを、厚さ８０μｍのＮＥガラス系ガラスクロスもしくは厚さ１２０μｍのＥガラスクロスに含侵し、１４０℃で３分間乾燥した後離型処理したガラス板に挟み込み、真空プレス機を用いて３０ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレスしながら２００℃で２時間硬化させ、透明プラスチック複合透明シートを得た。
(Examples and Comparative Examples)
80 parts by weight of an alicyclic epoxy resin (EHPE3150 manufactured by Daicel Chemical Industries), 20 parts by weight of a bisphenol S type epoxy resin (Epiclon EXA1514 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), methylhexahydrophthalic anhydride (Rikacid MH-700 manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.) ) 75 parts by weight, tetraphenylphosphonium bromide (TPP-PB manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.) at a ratio of 0.5 part by weight, 100 parts by weight of an uncrosslinked resin and 30 parts by weight of 1,3 dioxolane were mixed to obtain a varnish. . Any one of powdery inorganic fillers (1) to (3) was added to and mixed with the varnish in the ratio shown in Table 1 to obtain varnishes. This was impregnated with a NE glass-based glass cloth having a thickness of 80 μm or an E glass cloth having a thickness of 120 μm, dried at 140 ° C. for 3 minutes, and then sandwiched between glass plates, and 30 kg / cm using a vacuum press machine. While being pressed at a pressure of 2, the composition was cured at 200 ° C. for 2 hours to obtain a transparent plastic composite transparent sheet.
以上のようにして作製したプラスチック複合透明シートについて、下記に示す評価方法により、各種特性を測定した。
(1)表面粗さ（ＰＶ値） ＺＹＧＯ社製干渉計を用いて透明複合シートの最大表面粗さ（ＰＶ値）を測定した。
(2)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、窒素雰囲気下、１分間に５℃の割合で温度を３０℃から４００℃まで上昇させて２０分間保持し、３０℃〜１５０℃の時の値を測定して求めた。荷重を５ｇにし、引張モードで測定を行った。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くなったり、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。
(3)光線透過率 分光光度計Ｕ３２００（日立製作所製）で５５０ｎｍの光線透過率を測定した。
(4)反り厚さ１００μｍのプラスチック複合透明シートを切り出して長さ１０ｃｍ、幅２ｃｍの短冊にする。一端を押さえて多端がどれくらい上に持ち上がるかを定規で計測した。 以上の結果を表１に示す。
About the plastic composite transparent sheet produced as mentioned above, various characteristics were measured by the evaluation method shown below.
(1) Surface roughness (PV value) The maximum surface roughness (PV value) of the transparent composite sheet was measured using an interferometer manufactured by ZYGO.
(2) Coefficient of linear expansion Using a TMA / SS120C type thermal stress strain measuring device manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd., increasing the temperature from 30 ° C. to 400 ° C. at a rate of 5 ° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere for 20 minutes. It hold | maintained and measured and calculated | required the value at the time of 30 to 150 degreeC. The load was 5 g and the measurement was performed in the tensile mode. For the measurement, an independently designed quartz tension chuck (material: quartz, coefficient of linear expansion 0.5 ppm) was used. Commonly used Inconel chucks have high linear expansion per se and defects in the sample support form. When applied to thick sheets exceeding 100 μm, the linear expansion coefficient is larger than the result measured in the compression mode. There was a problem that the measurement variation became large. Therefore, we decided to design a quartz tensile chuck and use it to measure the linear expansion coefficient. By using this tension chuck, it has been confirmed that it can be measured with a value almost the same as that measured in the compression mode.
(3) Light transmittance The light transmittance at 550 nm was measured with a spectrophotometer U3200 (manufactured by Hitachi, Ltd.).
(4) A plastic composite transparent sheet having a warp thickness of 100 μm is cut out into a strip having a length of 10 cm and a width of 2 cm. A ruler was used to measure how much the multi-ends lifted while holding one end. The results are shown in Table 1.
本発明により得られるプラスチック複合透明シートは、例えば、液晶表示用基板、ＥＬ表示素子基板、カラーフィルター用基板、タッチパネル、太陽電池基板などの光学シート、透明板、光学レンズ、光学素子、光導波路、ＬＥＤ封止材等に好適に用いることができる。 The plastic composite transparent sheet obtained by the present invention is, for example, an optical sheet such as a liquid crystal display substrate, an EL display element substrate, a color filter substrate, a touch panel, a solar cell substrate, a transparent plate, an optical lens, an optical element, an optical waveguide, It can be suitably used for an LED sealing material or the like.
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