JP2002256039A - 液晶表示素子基板用ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents

液晶表示素子基板用ポリカーボネート樹脂組成物

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JP2002256039A
JP2002256039A JP2001055693A JP2001055693A JP2002256039A JP 2002256039 A JP2002256039 A JP 2002256039A JP 2001055693 A JP2001055693 A JP 2001055693A JP 2001055693 A JP2001055693 A JP 2001055693A JP 2002256039 A JP2002256039 A JP 2002256039A
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Hideki Kubo
英樹 窪
Masaaki Fukunishi
賢晃 福西
Hiromitsu Kuramoto
洋光 倉本
Sumio Shibahara
澄夫 柴原
Yutaka Matsuda
豊 松田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】透明性、耐熱性、耐溶剤性、耐液晶性、有機/
無機膜との密着性に優れ、液晶表示基板等に好適に用い
ることができるポリカーボネート樹脂組成物を提供す
る。 【解決手段】 下記一般式(1)で示される繰り返し単
位を含むポリカーボネート(a)99〜1重量部と下記
一般式(2)で示される、官能基を2つ以上有する多官
能(メタ)アクリレート(b)1〜99重量部からなる
液晶表示素子用基板材料。 【化6】 (R1、R2、R3、R4は水素又は炭素数1から7までの
アルキル基、アラルキル基を表し、それぞれ同じでも異
なっても良い。) 【化7】 (式(2)中、R5,R6は水素原子又はメチル基を示
し、それぞれ同じでも異なってもよい。mは1又は2を
示し、nは0又は1を示す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明性、耐熱性、
耐溶剤性、耐液晶性、有機/無機膜との密着性に優れた
ポリカーボネート重合体組成物に関するものであり、液
晶表示素子基板等に好適に利用できる。
【0002】
【従来の技術】従来、2,2’―ビス(ヒドロキシフェ
ニル)プロパンにカーボネート前駆体物質を反応させて
得られるポリカーボネートは透明性、耐熱性、寸法安定
性が比較的優れていることからエンジニアリングプラス
チックとして多くの分野に広く使用されている。特に透
明性に優れることから光学材料としての用途も多い。し
かしながら、使用される用途が拡大するにつれて、より
耐熱性の高い材料が望まれている。一方、9、9’−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンにカーボネー
ト前駆体を反応させて得られるポリカーボネートは公知
であり、高屈折率で耐熱性が良好なことも知られてい
る。しかしながら、これら樹脂をプラスチック液晶表示
素子基板等に用いるには、ジメチルスルホキシド(DM
SO)やN−メチルピロリドン(NMP)などの溶剤に
侵されないことが望ましく、優れた透明性や耐熱性を損
なうことなく耐溶剤性を改善することが望まれている。
さらに、これらの基板にはガス・水蒸気不透過性バリア
や透明電極等の有機/無機膜を設ける為、基板にはこれ
ら有機/無機膜との密着性を向上させることも望まれて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、液晶表示素子基板に好適に用いることがで
きる透明性、耐熱性、耐溶剤性、耐液晶性、有機/無機
膜との密着性に優れたポリカーボネート共重合体組成物
を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、 (a)下記一般式(1)で示される繰り返し単位を含む
ポリカーボネート(a)99〜1重量部と官能基を2つ
以上有する多官能(メタ)アクリレート(b)1〜99
重量部からなる液晶表示素子基板用ポリカーボネート樹
脂組成物。
【0005】
【化3】
【0006】(R1、R2、R3、R4は水素又は炭素数1
から7までのアルキル基、アラルキル基を表し、それぞ
れ同じでも異なっても良い。) (b)官能基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレ
ート(b)が下記一般式(2)で示される(メタ)アク
リレートを含んでなることを特徴とする請求項1記載の
液晶表示素子基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
【0007】
【化4】
【0008】(式(2)中、R5,R6は水素原子又はメ
チル基を示し、それぞれ同じでも異なってもよい。mは
1又は2を示し、nは0又は1を示す。) (c)官能基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレ
ート(b)がジシクロペンタジエニルジアクリレートを
含んでなることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素
子基板用ポリカーボネート樹脂組成物。 (d)紫外線で架橋処理された請求項1記載の液晶表示
素子基板用ポリカーボネート樹脂組成物に関する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のポリカーボネート樹脂
は、原料のビスフェノールとして、一般式(3)
【0010】
【化5】
【0011】(式中、 R1、R2、R3、R4は前記と同
じである。)で表されるビスフェノール(c)が用いら
れる。ここで一般式(2)で表されるビスフェノール
(c)としては、様々なものが適用できる。具体的な例
としては、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フ
ルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチル
フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ
−3、5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビ
ス(4−ヒドロキシ−3−エチルフェニル)フルオレ
ン、などが挙げられる。これらの中でも9,9−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンが特に好まし
い。これらのビスフェノールは、単独で用いてもよく、
また二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0012】本発明のポリカーボネート樹脂は、前記一
般式(2)で示されたビスフェノール(c)と他のビス
フェノールとの共重合体であってもよい。他のビスフェ
ノールとしては、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタ
ン[通称ビスフェノールF]、1,1−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン[通称ビスフェノールA]、1,
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、
4,4−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4−ジ
ヒドロキシジフェニルスルホン[通称ビスフェノール
S]、4,4−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、
4,4−ジヒドロキシビフェノールなどが挙げられる。
また、本発明のポリカーボネート樹脂は、架橋性を良く
するために、不飽和基を含有していても良い。不飽和基
を含有したポリカーボネート樹脂としては、末端に不飽
和基を付加したもの、不飽和基を含有するビスフェノー
ルと共重合したものなどが挙げられる。末端の不飽和基
としては、アリル基、アクリル基、メタクリル基、マレ
イミド基などが例示できる。不飽和基を含有するビスフ
ェノールとしては、ビス(3−アリル−4−ヒドロキシ
フェニル)メタン(通称ジアリルビスフェノールF)、
1,1−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)
エタン、2,2−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン(通称ジアリルビスフェノールA)、
ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)エーテ
ル、ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)スル
ホン(通称ジアリルビスフェノールS)、ビス(3−ア
リル−4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、3、3−
ジアリル−4、4−ヒドロキシビフェノールなどが例示
できる。
【0013】本発明のポリカーボネート樹脂は、通常の
ポリカーボネートの製造において慣用されている方法、
例えば、ホスゲンまたはホスゲン誘導体を使用する界面
重縮合法及びエステル交換法(エステル交換法)を用い
て合成することができる。これらの中では、界面重縮合
法が好ましい。ホスゲンまたはホスゲン誘導体を用いる
界面重縮合法としては、例えば、ビスフェノール(c)
を所定の割合で含有するアルカリ水溶液と不活性有機溶
剤との混合液に、ホスゲンまたはホスゲン誘導体を導入
して反応させる方法、あるいは予めビスフェノール
(c)のポリカーボネートオリゴマーをビスフェノール
(c)とホスゲンまたはホスゲン誘導体から合成してお
き、これらの不活性有機溶媒と、ビスフェノール(c)
を所定の割合で含有するアルカリ水溶液とを反応させる
方法などを挙げることができる。前記ホスゲン誘導体と
しては、ホスゲンをはじめトリホスゲン、ブロモホスゲ
ン、ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)カーボネ
ート、ギ酸トリクロロメチルなどが挙げられる。これら
中ではホスゲンまたはトリホスゲンが特に好ましい。
【0014】本発明のポリカーボネート樹脂の数平均分
子量は5千〜20万であることが好ましく、1万〜15
万であることがより好ましく、1万5千〜10万である
ことが最も好ましい。数平均分子量が5千以下では、重
合物が脆くなる傾向にあり、20万を越えると粘度が高
く成りすぎて成形性が悪くなる傾向にある。
【0015】本発明で用いる多官能(メタ)アクリレー
トの具体例としては、ビス(オキシメチル)トリシクロ
[5.2.1.02,6]デカン=ジアクリレート、ビス
(オキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デ
カン=ジメタクリレート、ビス(オキシメチル)トリシ
クロ[5.2.1.02,6]デカン=アクリレートメタ
クリレート及びこれらの混合物、ビス(オキシメチル)
ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペ
ンタデカン=ジアクリレート、ビス(オキシメチル)ペ
ンタシクロ[6.5.1.13,6 .02,7.09,13]ペ
ンタデカン=ジメタクリレート、ビス(オキシメチル)
ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02 ,7.09,13]ペ
ンタデカン=アクリレートメタクリレート及びこれらの
混合物がある。これらのトリシクロデカン化合物及びペ
ンタシクロペンタデカン化合物は、群内及び(又は)群
間で2種以上併用してもよい。
【0016】本発明で用いるポリカーボネート樹脂
(a)と多官能(メタ)アクリレート(b)との割合
は、(a)/(b)の重量%で、99/1〜1/99で
あることが好ましく、98/2〜10/90がより好ま
しく、40/60〜60/40が特に好ましい。(a)
の割合が1重量%以下では、ガス・水蒸気透過性を抑え
るために積層された無機膜にクラックが生じ、99重量
%を越えると(b)の添加効果が認められず、耐溶剤性
が不十分になる場合がある。
【0017】本発明のポリカーボネート共重合体及びそ
の組成物の架橋方法は、不飽和基の反応によって重合さ
せることができる方法であればいかなる方法でも適用で
きる。中でも、透明性の点から、有機過酸化物、電子
線、紫外線が好ましく、光開始剤を用いた紫外線による
架橋が特に好ましい。
【0018】本発明のポリカーボネート共重合体組成物
は、紫外線で架橋することにより優れた耐溶剤性を有す
る部材となる。部材の成形方法は、ポリカーボネート樹
脂(a)と多官能(メタ)アクリレート(b)からなる
組成物の粘度に合わせて加工方法を選択することができ
る。例えば、樹脂組成物を溶剤に溶かしたものをキャス
トし、溶媒を蒸発した後、紫外線照射によって架橋して
成形する、また、直接ロール又はベルトにキャストす
る、さらには研磨ガラス等よりなる紫外線が透過可能な
2枚の相対する平板を用い、スペーサー等によりキャビ
ティーを形成させ、周辺部をシールしてなる注入型に注
入して、紫外線照射によって架橋して成形することがで
きる。また、樹脂組成物を押出成形した後、紫外線によ
り架橋して成形してもよい。
【0019】(紫外線による架橋)本発明のポリカーボ
ネート樹脂組成物は、光重合開始剤を添加し紫外線で架
橋することができる。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
メチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、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サイド、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などが挙げられ
る。これらの光重合開始剤は2種以上を併用してもよ
い。
【0020】光重合開始剤の添加量は、(a)+(b)
の100重量部に対して、0.02〜5重量部が好まし
く、0.05〜1重量部がさらに好ましい。光重合開始
剤の添加量が0.02重量部より少ないと十分に架橋で
きない傾向にあり、5重量部を越えると色相が悪化する
傾向にある。紫外線の照射量は、光重合開始剤がラジカ
ルを発生する範囲であれば任意であるが、光重合開始剤
の種類や量に合わせて0.1〜200Jの範囲で照射す
るのが好ましい。
【0021】本発明において紫外線照射による架橋を行
った後、架橋物を加熱することにより重合反応の完結及
び重合時に発生する内部歪みを低減することも可能であ
る。加熱温度は、架橋物の組成やガラス転移温度に合わ
せて適宜選択するのが好ましい。本発明のポリカーボネ
ート共重合体組成物には、熱安定性、耐候性、耐久性、
耐水性、防蝕性等を改良するために、前述の成分以外
に、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、消泡剤、レ
ベリング剤、離型剤、イオン捕捉剤等の添加剤を加えて
一層の性能改善を図ることもできる。
【0022】
【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例によってさ
らに具体的に説明するが、本発明は、これらの例によっ
てなんら制限されるものではない。
【0023】合成例1 [ポリカーボネート樹脂の合成]1Lの4ツ口フラスコ
(撹拌装置、環流管、ガス導入管、滴下ロート付き)中
で、1Mの水酸化ナトリウム水溶液240mlに、ビス
フェノールフルオレン14.0g、テトラブチルアンモ
ニウムブロミド0.007gを溶解させ、この溶液に
1,2−ジクロロエタン200mlを加えた。次に1,
2−ジクロロエタン50mlにトリホスゲン4.158
gを溶解した液を1時間かけて滴下し、さらに30分撹
拌して反応を行った。反応終了後、有機相を分離し、水
で洗浄したのち、メチルエチルケトン中に投入した。析
出物を濾過し、アセトンで洗浄し、乾燥させた。その結
果、数平均分子量23,000、ガラス転移温度Tg=
281℃のポリカーボネート共重合体を得た。
【0024】実施例1 ポリカーボネート樹脂8gと水添ジシクロペンタジエニ
ルジアクリレート(東亞合成(株)製)2gをクロロホ
ルム10gに溶解し、その中に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「イルガキュア184」]0.0
5gを溶解させた後、この溶液をガラス板上にキャスト
し、750mJ/cm2の紫外線を両面から照射して硬化させ
た。さらに窒素雰囲気下のオーブン中で275℃*3時
間加熱乾燥して厚さ0.2mmのシートを得た。
【0025】実施例2 ポリカーボネート樹脂を6g、水添ジシクロペンタジエ
ニルジアクリレート(東亞合成(株)製)を4gに換え
た以外は実施例1と同様にしてシートを得た。 実施例3 ポリカーボネート樹脂5gと水添ジシクロペンタジエニ
ルジアクリレート(東亞合成(株)製)5gを用いて実
施例1と同様にしてシートを得た。 実施例4 ポリカーボネート樹脂4gと水添ジシクロペンタジエニ
ルジアクリレート(東亞合成(株)製)6gを用いて実
施例1と同様にしてシートを得た
【0026】比較例1 ポリカーボネート樹脂10gをクロロホルム10gに溶
解した溶液を離型処理したガラス板上にキャストし、窒
素雰囲気下のオーブン中で275℃*3時間加熱乾燥さ
せ厚さ0.2mmのシートを得た。 比較例2 水添ジシクロペンタジエニルジアクリレート(DCPD
A)10gに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「イルガキュア184」]0.05gを混合した
後、この混合物をガラス板上にキャストし、750mJ/c
m2の紫外線を両面から照射して硬化させた。さらに窒素
雰囲気下のオーブン中で275℃*3時間加熱乾燥して
厚さ0.2mmのシートを得た。以上のようにして作成
したシートについて、下記の方法により、色、耐溶剤性
(DMSO)、耐配向剤性、耐液晶性、耐熱性(T
g)、無機膜との密着性を評価した。
【0027】<評価方法> 色: 目視によって外観を観察した。 耐溶剤性: 40℃のジメチルスルホキシド(DMS
O)に試料を浸漬して60分放置。試料を取り出した
後、目視にて外観を観察した 耐配向剤性: スピンコーター上に試料を設置。その
表面にCDR−8201(住友ベークライト製)を滴下
した後、2500rpmでスピンコートを実施。180
℃60分乾燥処理後、目視にて外観を観察した。 耐液晶性: 基板の表面にメルク社製ZIL−479
2を1滴滴下する。120℃のオーブン内に投入して6
0分放置する。試料を取り出した後、目視にて外観を観
察した。 耐熱性: 粘弾性測定装置DMS―210(セイコーインスツ
ルメンツ製)の1Hzでのtanδの最大値をガラス転移点
(Tg)とした。 無機膜との密着性: スパッタにより、無機膜を付与
したシートを210℃で2時間、95℃温水で30分の
処理を2回繰り返した後、無機膜でのクラック発生につ
いて電子顕微鏡(SEM)で観察した。
【0028】評価結果を表−1及び2に示す。この結果
から明らかなように、実施例1〜5はいずれ も従来の
ビスフェノールフルオレンからなるポリカーボネートの
欠点であった耐DMS O性及び耐NMP性が改善さ
れ、かつTgが220℃以上の耐熱性、光線透過率が8
8 %以上の透明性及び耐液晶性を有する液晶表示基板
に適したシートを得ることができる 。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】本発明のポリカーボネート樹脂組成物
は、透明性、耐溶剤性、耐液晶性、耐熱性、無機膜との
密着性に優れ、ガラス基板に代えて液晶表示基板に好適
に用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴原 澄夫 東京都品川区東品川2丁目5番8号 住友 ベークライト株式会社内 (72)発明者 松田 豊 東京都品川区東品川2丁目5番8号 住友 ベークライト株式会社内 Fターム(参考) 2H090 JB03 JD08 JD17 4J011 AA05 AC04 PA89 PC02 QA12 SA01 SA21 SA31 SA61 SA84 4J026 AB17 BA27 BB01 DB06 DB36 GA07 GA08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(1)で示される繰り返し単位
    を含むポリカーボネート(a)99〜1重量部と官能基
    を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレート(b)1
    〜99重量部からなる液晶表示素子基板用ポリカーボネ
    ート樹脂組成物。 【化1】 (R1、R2、R3、R4は水素又は炭素数1から7までの
    アルキル基、アラルキル基を表し、それぞれ同じでも異
    なっても良い。)
  2. 【請求項2】 官能基を2つ以上有する多官能(メタ)
    アクリレート(b)が下記一般式(2)で示される(メ
    タ)アクリレートを含んでなることを特徴とする請求項
    1記載の液晶表示素子基板用ポリカーボネート樹脂組成
    物。 【化2】 (式(2)中、R5,R6は水素原子又はメチル基を示
    し、それぞれ同じでも異なってもよい。mは1又は2を
    示し、nは0又は1を示す。)
  3. 【請求項3】 官能基を2つ以上有する多官能(メタ)
    アクリレート(b)がジシクロペンタジエニルジアクリ
    レートを含んでなることを特徴とする請求項1記載の液
    晶表示素子基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 紫外線で架橋処理された請求項1記載の
    液晶表示素子基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
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