JP2005048058A - Plastic substrate and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配向膜を形成しても導電性が低下せず、かつ層構成の少ない製造に適したプラスチック基板及びその製造方法を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a plastic substrate suitable for manufacturing with a reduced layer structure and a method for manufacturing the same, in which conductivity is not lowered even when an alignment film is formed.
近年、液晶表示素子等のフラットパネルディスプレイ分野において、耐破損性の向上、軽量化、薄型化の要望から、基板をガラスからプラスチック基板に変えることが検討されている。この基板には導電性を必要とするため、プラスチックフィルム上に、酸化インジウム、酸化錫、あるいは錫−インジウム合金の酸化物等の半導体膜、金、銀、パラジウム合金の酸化膜等の金属膜、該半導体膜と該金属膜とを組み合わせて形成された膜を透明導電層として設けた透明導電性基板を液晶表示素子の電極基板として用いることが検討されている。 In recent years, in the field of flat panel displays such as liquid crystal display elements, it has been studied to change the substrate from glass to a plastic substrate in order to improve breakage resistance, reduce the weight, and reduce the thickness. Since this substrate requires electrical conductivity, a metal film such as a semiconductor film such as indium oxide, tin oxide, or an oxide of tin-indium alloy, an oxide film of gold, silver, or palladium alloy on a plastic film, It has been studied to use a transparent conductive substrate provided with a film formed by combining the semiconductor film and the metal film as a transparent conductive layer as an electrode substrate of a liquid crystal display element.
上記透明導電性基板としては、これまでに耐熱性の非晶ポリマー、例えば変性ポリカーボネート(変性PC)(例えば、特許文献1:特開2000−227603号公報)、ポリエーテルスルホン(PES)(例えば、特許文献2:特開2000−284717号公報)、シクロオレフィンコポリマー(例えば、特許文献3:特開2001−150584号公報)などの耐熱性フィルムに透明導電層及びガスバリア層を積層したものが知られていた。これらの導電性基板では、透明導電膜を形成した後、液晶層を配向させるためのポリイミド膜を高温に曝して製膜する必要があるため、前記の耐熱性フィルムが用いられる。 As the transparent conductive substrate, heat-resistant amorphous polymers such as modified polycarbonate (modified PC) (for example, Patent Document 1: JP 2000-227603 A), polyethersulfone (PES) (for example, Patent Document 2: JP 2000-284717 A), cycloolefin copolymer (for example, Patent Document 3: JP 2001-150584 A) and the like, in which a transparent conductive layer and a gas barrier layer are laminated, are known. It was. In these conductive substrates, after forming a transparent conductive film, it is necessary to form a polyimide film for aligning a liquid crystal layer by exposing it to a high temperature, and thus the above heat-resistant film is used.
しかし、上記の耐熱性フィルムや耐熱性ポリマーを用いた基板は、プラスチック基板として十分な耐熱性が得られなかった。すなわち、これらの耐熱性フィルムのガラス転移温度(以下「Tg」という)は200℃を超えるが、これらの基材フィルムに導電層を形成させた後、配向膜形成のため150℃以上の温度で処理すると、導電性及びガスバリア性がいずれも著しく低下するという問題があった。 However, a substrate using the above heat-resistant film or heat-resistant polymer has not obtained sufficient heat resistance as a plastic substrate. That is, the glass transition temperature (hereinafter referred to as “Tg”) of these heat-resistant films exceeds 200 ° C., but after forming a conductive layer on these substrate films, at a temperature of 150 ° C. or more for forming an alignment film. When treated, there is a problem that both the conductivity and the gas barrier property are remarkably lowered.
一方、上記問題を解決する手法として、これまでにプラスチックフィルム中に耐熱性を有する無機化合物を添加する手法が試みられている(例えば、特許文献4:特開2001−14950号公報)。しかしながら、この手法では液晶、有機EL等の表示素子に組み込んだ場合、白点故障が発生してしまうため、更なる改善が必要とされた。 On the other hand, as a technique for solving the above problem, a technique of adding an inorganic compound having heat resistance to a plastic film has been attempted (for example, Patent Document 4: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-14950). However, when this method is incorporated in a display element such as a liquid crystal or an organic EL, a white spot failure occurs, and thus further improvement is required.
本発明の目的は、配向膜を形成しても導電性が低下せず、かつ画像表示素子に組み入れても白点故障の発生が少ないプラスチック基板及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a plastic substrate that does not deteriorate in conductivity even when an alignment film is formed, and that causes few white spot failures even when incorporated in an image display element, and a method for manufacturing the same.
本発明者は、上記課題を解決するために、破断伸度と耐熱性を両立させる手法につき鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の目的は以下のプラスチック基板により達成される。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied a technique for achieving both elongation at break and heat resistance. As a result, the present inventor has completed the present invention. That is, the object of the present invention is achieved by the following plastic substrate.
(1)熱膨張係数が1〜50ppm/℃以下であり、破断伸度が3〜50%であり、かつ熱変形温度が200〜400℃であることを特徴とする、ポリマー中に金属酸化物を含有するプラスチック基板。
(2)前記金属酸化物が、粒径1〜1000nmの金属酸化物粒子及びゾルゲル反応により得られた金属酸化物の少なくとも1種からなる(1)に記載のプラスチック基板。
(3)前記金属酸化物粒子のアスペクト比が1〜10である(2)に記載のプラスチック基板。
(4)前記ポリマーが熱硬化型ポリマーである(1)〜(3)のいずれかに記載のプラスチック基板。
(5)表面平均粗さ(Ra)が0.1〜2nmである(1)〜(4)のいずれかに記載のプラスチック基板。
(6)光線透過率が75%以上、及び/又はリターデーション(Re)が50nm以下である(1)〜(5)のいずれかに記載のプラスチック基板。
(7)厚みが50〜250μmである(1)〜(5)のいずれかに記載のプラスチック基板。
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載のプラスチック基板の少なくとも一方の面上に、表面の電気抵抗が1〜100Ω/sqである導電層を有することを特徴とする導電性プラスチック基板。
(9)真空成膜した30〜300nmの金属酸化物層を少なくとも1層有する(8)に記載の導電性プラスチック基板。
(10)ガスバリア層を少なくとも1層有する(8)又は(9)に記載の導電性プラスチック基板。
(11)40℃90%RHで測定した水蒸気透過率が0.01〜5g/m2・dayである(10)に記載の導電性プラスチック基板。
(12)40℃90%RHで測定した酸素透過率が0.01〜1ml/m2・dayである(10)又は(11)に記載の導電性プラスチック基板。
(13)長手方向に対し20〜70°傾斜した吸収軸を有する偏光膜を(8)〜(12)のいずれかに記載の導電性プラスチック基板上に積層したことを特徴とする導電性偏光板。
(14)(8)〜(12)のいずれかに記載の導電性プラスチック基板又は(13)に記載の導電性偏光板上に、液晶性化合物を含む光学異方性層からなるλ/4板を積層したことを特徴とする導電性λ/4板。
(15)前記光学異方性層が少なくとも2層積層され、このうちの1層の550nmにおけるリターデーション(Re)値が240〜300nmであり、他の1層の550nmにおけるリターデーション(Re)値が80〜170nmである(14)に記載の導電性λ/4板。
(16)長手方向に対し20〜70°傾斜した吸収軸を有する偏光膜と、液晶性化合物で形成される光学異方性層からなるλ/4板を(1)〜(7)のいずれかに記載のプラスチック基板又は(8)〜(12)のいずれかに記載の導電性プラスチック基板上に積層したことを特徴とする円偏光板。
(17)(1)〜(7)のいずれかに記載のプラスチック基板、(8)〜(12)のいずれかに導電性プラスチック基板、(13)に記載の導電性偏光板、(14)又は(15)に記載の導電性λ/4板、及び(16)に記載の円偏光板を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
(18)(1)〜(7)のいずれかに記載のプラスチック基板、(8)〜(12)のいずれかに記載の導電性プラスチック基板、(13)に記載の導電性偏光板、(14)又は(15)に記載の導電性λ/4板、及び(16)に記載の円偏光板を用いたことを特徴とするタッチパネル。
(19)(1)〜(7)のいずれかに記載のプラスチック基板、(8)〜(12)のいずれかに記載の導電性プラスチック基板、(13)に記載の導電性偏光板、(14)又は(15)に記載の導電性λ/4板、及び(16)に記載の円偏光板を用いたことを特徴とする有機EL素子。
(1) The coefficient of thermal expansion is 1 to 50 ppm / ° C. or less, the elongation at break is 3 to 50%, and the heat distortion temperature is 200 to 400 ° C. Containing plastic substrate.
(2) The plastic substrate according to (1), wherein the metal oxide includes at least one of metal oxide particles having a particle diameter of 1 to 1000 nm and a metal oxide obtained by a sol-gel reaction.
(3) The plastic substrate according to (2), wherein the aspect ratio of the metal oxide particles is 1 to 10.
(4) The plastic substrate according to any one of (1) to (3), wherein the polymer is a thermosetting polymer.
(5) The plastic substrate according to any one of (1) to (4), wherein the surface average roughness (Ra) is 0.1 to 2 nm.
(6) The plastic substrate according to any one of (1) to (5), wherein the light transmittance is 75% or more and / or the retardation (Re) is 50 nm or less.
(7) The plastic substrate according to any one of (1) to (5), which has a thickness of 50 to 250 μm.
(8) A conductive plastic having a conductive layer having an electrical resistance of 1 to 100 Ω / sq on at least one surface of the plastic substrate according to any one of (1) to (7) substrate.
(9) The conductive plastic substrate according to (8), which has at least one 30-300 nm metal oxide layer formed in a vacuum.
(10) The conductive plastic substrate according to (8) or (9), which has at least one gas barrier layer.
(11) The conductive plastic substrate according to (10), wherein the water vapor transmission rate measured at 40 ° C. and 90% RH is 0.01 to 5 g / m 2 · day.
(12) The conductive plastic substrate according to (10) or (11), wherein the oxygen permeability measured at 40 ° C. and 90% RH is 0.01 to 1 ml / m 2 · day.
(13) A conductive polarizing plate characterized in that a polarizing film having an absorption axis inclined by 20 to 70 ° with respect to the longitudinal direction is laminated on the conductive plastic substrate according to any one of (8) to (12). .
(14) A λ / 4 plate comprising an optically anisotropic layer containing a liquid crystalline compound on the conductive plastic substrate according to any one of (8) to (12) or the conductive polarizing plate according to (13) A conductive λ / 4 plate, characterized by being laminated.
(15) At least two optically anisotropic layers are laminated, one of which has a retardation (Re) value at 550 nm of 240 to 300 nm, and the other one layer has a retardation (Re) value at 550 nm. The conductive λ / 4 plate according to (14), having a thickness of 80 to 170 nm.
(16) Any one of (1) to (7) is a λ / 4 plate comprising a polarizing film having an absorption axis inclined by 20 to 70 ° with respect to the longitudinal direction and an optically anisotropic layer formed of a liquid crystalline compound A circularly polarizing plate characterized by being laminated on the plastic substrate according to (8) or the conductive plastic substrate according to any one of (8) to (12).
(17) The plastic substrate according to any one of (1) to (7), the conductive plastic substrate according to any one of (8) to (12), the conductive polarizing plate according to (13), (14) or A liquid crystal display element using the conductive λ / 4 plate according to (15) and the circularly polarizing plate according to (16).
(18) The plastic substrate according to any one of (1) to (7), the conductive plastic substrate according to any one of (8) to (12), the conductive polarizing plate according to (13), (14 ) Or the conductive λ / 4 plate according to (15) and the circularly polarizing plate according to (16).
(19) The plastic substrate according to any one of (1) to (7), the conductive plastic substrate according to any one of (8) to (12), the conductive polarizing plate according to (13), (14 ) Or the conductive λ / 4 plate according to (15) and the circularly polarizing plate according to (16) are used.
本発明のプラスチック基板は、以下の製造方法により得ることができる。
(1)ポリマー中に金属酸化物を含有するプラスチック基板の製造方法であって、基板を製膜した後、該基板に1〜20kgの張力を加えながら前記基板を前記ポリマーのTg以上の温度で熱処理することを特徴とするプラスチック基板の製造方法。
(2)ポリマー中に金属酸化物を含有するプラスチック基板の製造方法であって、基板を製膜した後、該基板を50℃以上かつ前記ポリマーのTg未満の温度で3〜200時間熱処理することを特徴とするプラスチック基板の製造方法。
(3)前記Tg以上の温度で熱処理して得られた基板を50℃以上かつ前記ポリマーのTg未満の温度で3〜200時間熱処理する(1)に記載の製造方法。
(4)前記加熱処理を前記基板をロールに巻き取った後に行う(2)又は(3)に記載の製造方法。
(5)前記基板の製膜に際し、可塑剤を前記ポリマーの質量に対して0.1〜30質量%含有させる(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法。
(6)前記基板の製膜に際し、シランカップリング剤を前記ポリマーの質量に対して0.1〜10質量%含有させる(1)〜(5)に記載の製造方法。
The plastic substrate of the present invention can be obtained by the following production method.
(1) A method for producing a plastic substrate containing a metal oxide in a polymer, wherein after the substrate is formed, the substrate is heated at a temperature equal to or higher than Tg of the polymer while applying a tension of 1 to 20 kg to the substrate. A method of manufacturing a plastic substrate, characterized by performing a heat treatment.
(2) A method for producing a plastic substrate containing a metal oxide in a polymer, wherein after the substrate is formed, the substrate is heat-treated at a temperature of 50 ° C. or more and less than Tg of the polymer for 3 to 200 hours. A method for producing a plastic substrate characterized by the above.
(3) The manufacturing method according to (1), wherein a substrate obtained by heat treatment at a temperature of Tg or higher is heat-treated at a temperature of 50 ° C. or higher and lower than Tg of the polymer for 3 to 200 hours.
(4) The manufacturing method according to (2) or (3), wherein the heat treatment is performed after winding the substrate on a roll.
(5) The production method according to any one of (1) to (4), wherein a plasticizer is contained in an amount of 0.1 to 30% by mass with respect to the mass of the polymer when forming the substrate.
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein a silane coupling agent is contained in an amount of 0.1 to 10% by mass based on the mass of the polymer when forming the substrate.
本発明のプラスチック基板は、熱膨張係数が1〜50ppm/℃以下であり、破断伸度が3〜50%であり、かつ熱変形温度が200〜400℃である。そして、本発明のプラスチック基板は、基板を製膜した後、前記基板に1〜20kg/mの張力を加えながら前記基板を前記ポリマーのTg以上の温度で熱処理し、さらに50℃以上かつ前記ポリマーのTg未満の温度で3〜200時間熱処理することにより得られる。このため、本発明のプラスチック基板であれば、該基板上に導電層を形成し、かつ配向膜を付与しても導電性は低下せず、かつ良好な耐熱性を有する。さらに、ガスバリア層を形成した場合、配向膜を付与しても優れたガスバリア性を維持することができ、液晶表示素子及び有機EL素子等に用いるのに好適なプラスチック基板を提供することができる。 The plastic substrate of the present invention has a coefficient of thermal expansion of 1 to 50 ppm / ° C. or less, a breaking elongation of 3 to 50%, and a heat distortion temperature of 200 to 400 ° C. In the plastic substrate of the present invention, after the substrate is formed, the substrate is heat-treated at a temperature equal to or higher than Tg of the polymer while applying a tension of 1 to 20 kg / m to the substrate. It is obtained by heat-treating at a temperature of less than Tg for 3 to 200 hours. For this reason, if it is a plastic substrate of this invention, even if it forms a conductive layer on this board | substrate and provides alignment film, electroconductivity does not fall, and it has favorable heat resistance. Furthermore, when a gas barrier layer is formed, excellent gas barrier properties can be maintained even when an alignment film is provided, and a plastic substrate suitable for use in liquid crystal display elements, organic EL elements, and the like can be provided.
以下に本発明のプラスチック基板及びその製造方法、導電性プラスチック基板、導電性偏光板、導電性位相差板、円偏光板についてさらに詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。 Hereinafter, the plastic substrate and the manufacturing method thereof, the conductive plastic substrate, the conductive polarizing plate, the conductive retardation plate, and the circular polarizing plate of the present invention will be described in more detail. In the present specification, “to” is used as a meaning including numerical values described before and after the lower limit value and the upper limit value.
[本発明のプラスチック基板]
<ポリマー>
本発明のプラスチック基板で用いられるポリマーは、熱可塑性ポリマー及び熱硬化性ポリマーのいずれであってもかまわない。より高い耐熱性の実現のしやすさという観点からは、好ましくは熱硬化性ポリマーが用いられる。
[Plastic substrate of the present invention]
<Polymer>
The polymer used in the plastic substrate of the present invention may be either a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer. From the viewpoint of easy realization of higher heat resistance, a thermosetting polymer is preferably used.
(1)熱可塑性ポリマー
熱可塑性ポリマーは、金属酸化物を含有させていないポリマー単体のTgが135〜400℃であるものが好ましく、150〜360℃であるものがより好ましく、160〜330℃であるものがさらに好ましい。熱可塑性ポリマーは、光学的均一性を達成する観点から非晶性ポリマーであることが好ましい。このような熱可塑性ポリマーとして、以下のようなものが挙げられる(括弧内はTgを示す)。
(1) Thermoplastic polymer The thermoplastic polymer preferably has a Tg of 135 to 400 ° C, more preferably 150 to 360 ° C, more preferably 160 to 330 ° C. Some are more preferred. The thermoplastic polymer is preferably an amorphous polymer from the viewpoint of achieving optical uniformity. Examples of such thermoplastic polymers include the following (in parentheses indicate Tg).
ポリカーボネート(PC:140℃)、脂環式ポリオレフィン(例えば日本ゼオン(株)製 ゼオノア1600:160℃)、ポリアリレート(PAr:210℃)、ポリエーテルスルホン(PES:220℃)、ポリスルホン(PSF:190℃)、シクロオレフィンコポリマー(COC:特開2001−150584号公報の実施例1の化合物:162℃)、フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC:特開2000−227603号公報の実施例−4の化合物:225℃)、脂環変性ポリカーボネート(IP−PC:特開2000−227603号公報の実施例−5の化合物:205℃)、アクリロイル化合物(特開2002−80616号公報の実施例−1の化合物:300℃以上)。 Polycarbonate (PC: 140 ° C.), alicyclic polyolefin (for example, ZEONOR 1600: 160 ° C. manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), polyarylate (PAr: 210 ° C.), polyethersulfone (PES: 220 ° C.), polysulfone (PSF: 190 ° C.), cycloolefin copolymer (COC: compound of Example 1 of JP 2001-150584 A: 162 ° C.), fluorene ring-modified polycarbonate (BCF-PC: Example 4 of JP 2000-227603 A) Compound: 225 ° C.), alicyclic modified polycarbonate (IP-PC: compound of Example 5 of JP 2000-227603 A: 205 ° C.), acryloyl compound (Example 1 of JP 2002-80616 A) Compound: 300 ° C. or higher).
これらの中で好ましいポリマーは、ポリアリレート(PAr)、ポリエーテルスルホン(PES)、f−ポリカーボネート(f−PC)、c−ポリカーボネート(c−PC)であり、特に好ましいポリマーは、フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC)、脂環変性ポリカーボネート(IP−PC)である。フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC)は、例えば2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、下記式[I]で表わされるビスフェノールをビスフェノール成分とするポリカーボネート樹脂が挙げられる。 Among these, preferred polymers are polyarylate (PAr), polyethersulfone (PES), f-polycarbonate (f-PC), c-polycarbonate (c-PC), and particularly preferred polymers are fluorene ring-modified polycarbonate. (BCF-PC), an alicyclic modified polycarbonate (IP-PC). Examples of the fluorene ring-modified polycarbonate (BCF-PC) include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A) and a polycarbonate resin containing bisphenol represented by the following formula [I] as a bisphenol component.
式[I]中、R1、R2、R3及びR4は、同一又は異なる水素原子若しくはメチル基であり、Xは炭素数5〜10のシクロアルキレン基、炭素数7〜15のアラアルキレン基、炭素数1〜5のハロアルキレン基である。Xの具体例は、シクロアルキレン基として1,1−シクロペンチレン、1,1−シクロヘキシレン、1,1−(3,3,5−トリメチル)シクロヘキシレン、ノルボルナン−2,2−ジイル、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8、8’−ジイル、特に1,1−シクロヘキシレン、1,1−(3,3,5−トリメチル)シクロヘキシレンが好適に用いられる。また、アラアルキレン基としては、フェニルメチレン、ジフェニルメチレン、1,1−(1−フェニル)エチレン、9,9−フルオレニレンが挙げられる。またハロアルキレン基としては、2,2−ヘキサフルオロプロピレン、2,2−(1,1,3,3−テトラフルオロ−1,3−ジシクロ)プロピレン等が好適に用いられる。 In the formula [I], R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different hydrogen atoms or methyl groups, and X is a cycloalkylene group having 5 to 10 carbon atoms and an araalkylene having 7 to 15 carbon atoms. A haloalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. Specific examples of X include 1,1-cyclopentylene, 1,1-cyclohexylene, 1,1- (3,3,5-trimethyl) cyclohexylene, norbornane-2,2-diyl, and tricyclohexane as cycloalkylene groups. [5.2.1.0 2,6 ] decane-8,8′-diyl, particularly 1,1-cyclohexylene and 1,1- (3,3,5-trimethyl) cyclohexylene are preferably used. Examples of the aralkylene group include phenylmethylene, diphenylmethylene, 1,1- (1-phenyl) ethylene, and 9,9-fluorenylene. As the haloalkylene group, 2,2-hexafluoropropylene, 2,2- (1,1,3,3-tetrafluoro-1,3-dicyclo) propylene and the like are preferably used.
上記ポリカーボネート樹脂は、一種でもよいし二種以上でもよい。中でも、耐熱性と液晶表示素子に要求される光学特性の観点から、1,1−(3,3,5−トリメチル)シクロヘキシレン又は9,9−フルオレニレンであることが好ましい。これらのビスフェノール成分は、2種類以上を組み合わせて用いることができる。 The polycarbonate resin may be one kind or two or more kinds. Of these, 1,1- (3,3,5-trimethyl) cyclohexylene or 9,9-fluorenylene is preferable from the viewpoint of heat resistance and optical properties required for the liquid crystal display element. These bisphenol components can be used in combination of two or more.
上記ポリカーボネート系樹脂は、共重合体であってもよく、2種類以上併用して用いてもよい。このようなポリカーボネート系樹脂としては、ビスフェノール成分が(i)ビスフェノールAであるホモポリマー、(ii)ビスフェノールAと、上記式[I]においてXが1,1−(3,3,5−トリメチル)シクロヘキシレン又は9,9−フルオレニレンであるビスフェノールとからなる共重合体であることがさらに好ましい。この共重合体の組成は、好ましくはビスフェノールAが10〜90モル%である。 The polycarbonate resin may be a copolymer or may be used in combination of two or more. Examples of such a polycarbonate-based resin include a homopolymer in which the bisphenol component is (i) bisphenol A, (ii) bisphenol A, and X in the above formula [I] is 1,1- (3,3,5-trimethyl) More preferably, it is a copolymer comprising cyclohexylene or bisphenol which is 9,9-fluorenylene. The composition of this copolymer is preferably 10 to 90 mol% of bisphenol A.
(2)熱硬化性ポリマー
熱硬化性ポリマーとしては、エポキシ系樹脂及び放射線硬化性樹脂が挙げられる。エポキシ系樹脂は、ポリフェノ−ル型、ビスフェノール型、ハロゲン化ビスフェノール型、ノボラック型のものが挙げられる。エポキシ系樹脂を硬化させるための硬化剤は、公知の硬化剤を用いることができる。例えば、アミン系、ポリアミノアミド系、酸及び酸無水物、イミダゾール、メルカプタン、フェノール樹脂等の硬化剤が挙げられる。中でも、耐溶剤性、光学特性、熱特性等の観点から、酸無水物及び酸無水物構造を含むポリマー又は脂肪族アミン類が好ましく用いられ、特に好ましいのは、酸無水物及び酸無水物構造を含むポリマーである。さらに、公知の第三アミン類やイミダゾール類等の硬化触媒を適量加えることが好ましい。
(2) Thermosetting polymer Examples of the thermosetting polymer include epoxy resins and radiation curable resins. Examples of the epoxy resin include polyphenol type, bisphenol type, halogenated bisphenol type, and novolac type. A known curing agent can be used as the curing agent for curing the epoxy resin. Examples thereof include curing agents such as amines, polyaminoamides, acids and acid anhydrides, imidazoles, mercaptans, and phenol resins. Among them, from the viewpoints of solvent resistance, optical properties, thermal properties, etc., polymers or aliphatic amines containing acid anhydrides and acid anhydride structures are preferably used, and particularly preferred are acid anhydrides and acid anhydride structures. It is a polymer containing. Furthermore, it is preferable to add an appropriate amount of a known curing catalyst such as tertiary amines and imidazoles.
放射線硬化性樹脂は、紫外線や電子線等の放射線を照射することにより硬化が進行する樹脂であり、具体的には分子又は単体構造内にアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合を含む樹脂である。これらの中でも特に、アクリロイル基を含むアクリル系樹脂が好ましい。放射線硬化性樹脂は、一種類の樹脂を用いても、数種の樹脂を混合して用いてもかまわないが、分子又は単位構造内に2個以上のアクリロイル基を有するアクリル系樹脂を用いることが好ましい。こうした多官能アクリレート樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート、エステルアクリレート、エポキシアクリレート等が挙げられるが、これらに限定されるのではない。特に、下記式[II]及び/又は[III]の単位を含み、少なくとも2個以上のアクリロイル基を有するアクリル樹脂であることが好ましい。 A radiation curable resin is a resin that cures when irradiated with radiation such as ultraviolet rays and electron beams. Specifically, it is an unsaturated double molecule such as an acryloyl group, a methacryloyl group, or a vinyl group in a molecule or a single structure. A resin containing a bond. Among these, an acrylic resin containing an acryloyl group is particularly preferable. The radiation curable resin may be one kind of resin or a mixture of several kinds of resins, but an acrylic resin having two or more acryloyl groups in the molecule or unit structure should be used. Is preferred. Examples of such polyfunctional acrylate resins include, but are not limited to, urethane acrylates, ester acrylates, epoxy acrylates, and the like. In particular, an acrylic resin containing units of the following formula [II] and / or [III] and having at least two acryloyl groups is preferable.
これらの放射線硬化性樹脂には、紫外線硬化法を用いる場合には、前述の放射線硬化性樹脂に公知の光反応開始剤を適量添加することができる。 In the case of using an ultraviolet curing method, an appropriate amount of a known photoreaction initiator can be added to these radiation curable resins.
<金属酸化物>
本発明のプラスチック基板では、用いられる金属酸化物の種類は特に制限はなく、各種の金属酸化物を用いることができる。例えば、前記ポリマー中に金属酸化物を微粒子の状態で分散させる場合(微粒子法)、金属酸化物は、珪素、アルミニウム、亜鉛、ジルコニウム、インジウム、スズ、チタン、鉛などの無色の酸化物を用いることができ、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタンの酸化物を用いることが好ましい。中でも金属酸化物は、酸化ケイ素、酸化アルミが好ましく、酸化ケイ素が特に好ましい。
<Metal oxide>
In the plastic substrate of the present invention, the type of metal oxide used is not particularly limited, and various metal oxides can be used. For example, when a metal oxide is dispersed in the polymer in the form of fine particles (fine particle method), the metal oxide is a colorless oxide such as silicon, aluminum, zinc, zirconium, indium, tin, titanium, or lead. It is preferable to use oxides of silicon, aluminum, zirconium and titanium. Among them, the metal oxide is preferably silicon oxide or aluminum oxide, and silicon oxide is particularly preferable.
金属酸化物粒子の大きさは、粒径1〜1000nmであることが好ましく、3〜300nmであることがより好ましく、5〜100nmであることがさらに好ましい。粒径は球相当径で表され、粒径が1000nm以下であれば、良好な透明性が得られ、かつ十分な耐熱性効果を得ることができる。なお、ここにいう「球相当径」とは、金属酸化物粒子の大きさをそれと体積が等しい球に換算したときの該球の直径を意味する。 The size of the metal oxide particles is preferably 1 to 1000 nm, more preferably 3 to 300 nm, and even more preferably 5 to 100 nm. The particle diameter is represented by a sphere equivalent diameter. If the particle diameter is 1000 nm or less, good transparency can be obtained and a sufficient heat resistance effect can be obtained. Here, the “equivalent sphere diameter” means the diameter of the sphere when the size of the metal oxide particle is converted to a sphere having the same volume as the metal oxide particle.
金属酸化物粒子は、アスペクト比(平均粒径/厚み)が小さいもの(平板状ではないもの)が好ましい。アスペクト比は1〜10であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜5であることがさらに好ましい。アスペクト比は、電子顕微鏡で金属酸化物の粒子を撮影し、100点の厚み、平均粒径を計測し、その平均値から求めることができる。 The metal oxide particles preferably have a small aspect ratio (average particle diameter / thickness) (not a flat plate). The aspect ratio is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, and further preferably 1 to 5. The aspect ratio can be obtained from the average value obtained by photographing metal oxide particles with an electron microscope, measuring the thickness of 100 points, and the average particle diameter.
金属酸化物は、表面に水を吸着し、分散性が低下し易いため、ポリマー中へ添加する前に100〜200℃で1〜50時間乾燥したものを用いることが好ましい。 Since the metal oxide adsorbs water on the surface and the dispersibility tends to decrease, it is preferable to use a metal oxide dried at 100 to 200 ° C. for 1 to 50 hours before adding it to the polymer.
金属酸化物は、ゾルゲル法により得られる金属酸化物であることができる。この場合、金属酸化物は、ゾルゲル反応、すなわち金属アルコキシドを酸触媒により加水分解及び/又は加水分解、重縮合させることにより得られるものである。 The metal oxide can be a metal oxide obtained by a sol-gel method. In this case, the metal oxide is obtained by a sol-gel reaction, that is, a metal alkoxide is hydrolyzed and / or hydrolyzed and polycondensed with an acid catalyst.
(A)金属アルコキシド
ゾルゲル反応では、アルコキシシラン及び/又はアルコキシシラン以外の金属アルコキシドを使用する。アルコキシシラン以外の金属アルコキシドは、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、アルミニウムアルコキシドなどを使用することが好ましい。これらは組み合わせて使用することもでき、好ましい組合せとしては、例えば、(a)アルコキシシラン単独の場合、(b)アルコキシシランとアルコキシジルコニウムの場合、及び(c)それらにアルミニウムアルコキシド及び/又はチタンアルコキシドを配合した場合等が挙げられる。前記アルコキシシラン、ジルコニウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシドとしては、具体的には以下のものが使用できる。
(A) Metal alkoxide In the sol-gel reaction, a metal alkoxide other than alkoxysilane and / or alkoxysilane is used. As the metal alkoxide other than alkoxysilane, it is preferable to use zirconium alkoxide, titanium alkoxide, aluminum alkoxide or the like. These can also be used in combination. Preferred combinations include, for example, (a) alkoxysilane alone, (b) alkoxysilane and alkoxyzirconium, and (c) aluminum alkoxide and / or titanium alkoxide. And the like. Specific examples of the alkoxysilane, zirconium alkoxide, aluminum alkoxide, and titanium alkoxide include the following.
(a)アルコキシシラン
アルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシランなどのシリカアルコキシド、メチルプロピルアクリルトリエトシシランなどの重合性金属アルコキシド、グリシジルプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ベンジルトリメトキシシランなどの官能基を有する金属アルコキシドなどを挙げることができる。中でも、一般式Si(OR1)4(但し、R1は炭素数1〜6の低級アルキル基である。)で表されるアルコキシシランであることが好ましく、例えば、Si(OCH3)4、Si(OC2H5)4などが好ましい。
(A) Alkoxysilane Examples of the alkoxysilane include silica alkoxides such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, and ethyltriethoxysilane, polymerizable metal alkoxides such as methylpropylacryltriethoxysilane, and glycidylpropyltri Examples thereof include metal alkoxides having functional groups such as ethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, and benzyltrimethoxysilane. Above all, the general formula Si (OR 1) 4 (where, R 1 is a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) Is preferably an alkoxysilane represented by, for example, Si (OCH 3) 4, Si (OC 2 H 5 ) 4 or the like is preferable.
(b)ジルコニウムアルコキシド
ジルコニウムアルコキシドは、一般式Zr(OR2)4(但し、R2は炭素数1〜6の低級アルキル基である。)で示されるものが好ましい。具体的には、Zr(OCH3)4、Zr(OC2H5)4、Zr(O-iso-C3H7)4、Zr(OC4H9)4などが挙げられる。これらのジルコニウムアルコキシドは、2種以上を混合して用いてもよい。ジルコニウムアルコキシドを上記アルコキシシランと併用する場合、ジルコニウムアルコキシドの含有量は、アルコキシシラン100質量部に対して25質量部以下であることが好ましい。
(B) Zirconium alkoxide The zirconium alkoxide is preferably one represented by the general formula Zr (OR 2 ) 4 (wherein R 2 is a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). Specifically, Zr (OCH 3 ) 4 , Zr (OC 2 H 5 ) 4 , Zr (O-iso-C 3 H 7 ) 4 , Zr (OC 4 H 9 ) 4 and the like can be mentioned. These zirconium alkoxides may be used in combination of two or more. When zirconium alkoxide is used in combination with the above alkoxysilane, the content of zirconium alkoxide is preferably 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of alkoxysilane.
(c)アルミニウムアルコキシド
アルミニウムアルコキシドは、トリエトキシアルミニウムや一般式Al2(OR3)3(但し、R3は炭素数1〜6の低級アルキル基である。)で示されるものが好ましい。具体的には、Al2(OCH3)3、Al2(OC2H5)3、Al2(OC3H7)3、Al2(OC4H9)3などが挙げられる。これらのアルミニウムアルコキシドは、2種以上を混合して用いてもよい。アルミニウムアルコキシドをアルコキシシランと併用する場合、アルミニウムアルコキシドの含有量は、アルコキシシラン100質量部に対して25質量部以下であることが好ましい。
(C) Aluminum alkoxide The aluminum alkoxide is preferably represented by triethoxyaluminum or the general formula Al 2 (OR 3 ) 3 (wherein R 3 is a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). Specific examples include Al 2 (OCH 3 ) 3 , Al 2 (OC 2 H 5 ) 3 , Al 2 (OC 3 H 7 ) 3 , Al 2 (OC 4 H 9 ) 3 and the like. These aluminum alkoxides may be used in combination of two or more. When aluminum alkoxide is used in combination with alkoxysilane, the content of aluminum alkoxide is preferably 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of alkoxysilane.
(d)チタンアルコキシド
チタンアルコキシドは、トリメトキシチタニウムや一般式Ti(OR4)4(但し、R4は炭素数1〜6の低級アルキル基である。)で示されるものが好ましい。具体的には、Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(OC3H7)4、Ti(OC4H9)4などが挙げられる。これらのチタンアルコキシドは、2種以上を混合して用いてもよい。チタンアルコキシドをアルコキシシランと併用する場合、チタンアルコキシドの含有量は、アルコキシシラン100質量部に対して5質量部以下であることが好ましい。
(D) Titanium alkoxide The titanium alkoxide is preferably trimethoxytitanium or a general formula Ti (OR 4 ) 4 (wherein R 4 is a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). Specific examples include Ti (OCH 3 ) 4 , Ti (OC 2 H 5 ) 4 , Ti (OC 3 H 7 ) 4 , Ti (OC 4 H 9 ) 4 and the like. These titanium alkoxides may be used in combination of two or more. When titanium alkoxide is used in combination with alkoxysilane, the content of titanium alkoxide is preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of alkoxysilane.
(B)酸触媒
ゾルゲル反応で用いられる酸触媒は、硫酸、塩酸、硝酸等の鉱酸、及び酢酸、酒石酸等の有機酸であることが好ましい。これらの中でも、後述のようにポリマー中で反応させる必要があるため、酸触媒は有機酸であることが好ましく、酢酸であることがさらに好ましい。酸触媒の使用量は、金属アルコキシド(アルコキシシラン及び他の金属アルコキシドを含有する場合には、アルコキシシラン+他の金属アルコキシド)1モル当たり、0.001〜0.005モルであり、好ましくは約0.01モルである。
(B) Acid catalyst The acid catalyst used in the sol-gel reaction is preferably a mineral acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid, and an organic acid such as acetic acid or tartaric acid. Among these, the acid catalyst is preferably an organic acid, and more preferably acetic acid, because it is necessary to react in the polymer as described later. The amount of the acid catalyst used is 0.001 to 0.005 mol per 1 mol of metal alkoxide (alkoxysilane and other metal alkoxide, when alkoxysilane and other metal alkoxide are contained), preferably about 0.01 mole.
上記のゾルゲル反応は、加熱下で行われるが、本発明では後述するように加熱処理をTg以上の熱処理とTg未満の熱処理とに分けて行うことが好ましい。 The sol-gel reaction is carried out under heating. In the present invention, as described later, it is preferable to carry out the heat treatment separately into a heat treatment of Tg or more and a heat treatment of less than Tg.
前記金属酸化物を前記ポリマー中に含有させる場合、ポリマー中で金属酸化物を均一に分散させるため、シランカップリング剤を用いることが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、不飽和結合を有するビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シランなど、アミノ系シランのN−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなど、エポキシ系シランのβ(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなど、メタクリレート系シランのγ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなど、更にはγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどを例示することができる。これらの中で、エポキシ系シランカップリング剤は取り扱いが容易である観点から好ましい。 When the metal oxide is contained in the polymer, it is preferable to use a silane coupling agent in order to uniformly disperse the metal oxide in the polymer. Examples of the silane coupling agent include N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxy of an amino silane such as vinyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane having an unsaturated bond. Of epoxy-based silanes such as silane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, etc. β (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, etc. γ- Tacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, etc., and γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyl A trimethoxysilane etc. can be illustrated. Among these, an epoxy-based silane coupling agent is preferable from the viewpoint of easy handling.
シランカップリング剤の添加量は、ポリマーの質量に対し0.1〜10質量%であることが好ましく、1〜5質量%であることがさらに好ましい。 The addition amount of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 1 to 5% by mass with respect to the mass of the polymer.
上記金属酸化物のポリマーの質量に対する含有率は、10〜70質量%であることが適当であり、より好ましくは20〜60質量%であり、さらに好ましくは30〜55質量%である。10〜70質量%の範囲であれば、後述するようにプラスチック基板の熱膨張係数を50ppm/℃以下とすることができるとともに、良好な透明性が得られるため好ましい。 The content of the metal oxide with respect to the mass of the polymer is suitably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, and still more preferably 30 to 55% by mass. If it is the range of 10-70 mass%, while being able to make the thermal expansion coefficient of a plastic substrate 50 ppm / degrees C or less as mentioned later, favorable transparency is obtained, it is preferable.
<熱膨張係数>
本発明のプラスチック基板は、前記金属酸化物を前記ポリマー中に含有させるため、熱膨張係数は1〜50ppm/℃、好ましくは 1〜40ppm/℃、さらに好ましくは1〜30ppm/℃とすることができる。
<Coefficient of thermal expansion>
Since the plastic substrate of the present invention contains the metal oxide in the polymer, the coefficient of thermal expansion is 1 to 50 ppm / ° C., preferably 1 to 40 ppm / ° C., more preferably 1 to 30 ppm / ° C. it can.
熱膨張は、昇温によりポリマーの熱運動が活発化し、そのためポリマー分子周辺の自由体積が増加するため、体積が膨張する現象である。導電性プラスチック基板における導電性の低下は、プラスチック基板とその上に形成された導電層の熱膨張係数の差が主な原因となっている。すなわち、導電層として酸化インジウム、酸化錫、又はスズ−インジウム合金の酸化物等の半導体膜、金、銀、パラジウム合金の酸化膜等の金属膜、該半導体膜と該金属膜とを組み合わせて形成された膜が用いられるが、これらの熱膨張係数は3〜10ppm/℃である。これに対し、プラスチック基板の熱膨張係数は40〜100ppm/℃であり、導電層の熱膨張係数と比べて約1/10である。導電層上に液晶素子を配向させるためポリイミドからなる配向膜を形成する場合、加熱する必要があるが、加熱温度が150〜170℃の範囲を超えると、プラスチック基板と導電層の線膨張係数に起因する寸法歪により、導電膜が破断し、導電性は低下する。すなわち、プラスチック基材は熱膨張で伸びようとするのに対し、導電層の伸びは小さいため、プラスチック基板によりに引っ張られ破断し、導電性が低下する。そこで、本発明のプラスチック基板では、ポリマー中に小さい熱膨張係数を有する金属酸化物を含有させる。金属酸化物を含有させプラスチック基板は、金属酸化物表面とポリマー分子との相互作用により、該基板内でのポリマーの熱運動を抑制できるため、該基板の熱膨張係数を小さくすることができる。 Thermal expansion is a phenomenon in which the thermal expansion of the polymer is activated by the temperature rise, so that the free volume around the polymer molecule is increased, so that the volume expands. The decrease in conductivity in the conductive plastic substrate is mainly caused by the difference in thermal expansion coefficient between the plastic substrate and the conductive layer formed thereon. That is, the conductive layer is formed of a semiconductor film such as an oxide of indium oxide, tin oxide or tin-indium alloy, a metal film such as an oxide film of gold, silver or palladium alloy, or a combination of the semiconductor film and the metal film. These films have a coefficient of thermal expansion of 3-10 ppm / ° C. On the other hand, the coefficient of thermal expansion of the plastic substrate is 40 to 100 ppm / ° C., which is about 1/10 of the coefficient of thermal expansion of the conductive layer. When an alignment film made of polyimide is formed on the conductive layer to align the liquid crystal element, it is necessary to heat, but when the heating temperature exceeds the range of 150 to 170 ° C., the linear expansion coefficient of the plastic substrate and the conductive layer is increased. Due to the dimensional distortion caused, the conductive film is broken and the conductivity is lowered. In other words, the plastic base material tends to expand due to thermal expansion, whereas the conductive layer has a small elongation, so that the plastic base material is pulled and broken by the plastic substrate, resulting in a decrease in conductivity. Therefore, in the plastic substrate of the present invention, a metal oxide having a small thermal expansion coefficient is contained in the polymer. Since the plastic substrate containing a metal oxide can suppress the thermal motion of the polymer in the substrate due to the interaction between the metal oxide surface and the polymer molecule, the thermal expansion coefficient of the substrate can be reduced.
<破断伸度>
本発明のプラスチック基板では、破断伸度を3〜50%、より好ましくは4〜45%、さらに好ましくは5〜40%とする。
本発明者は、液晶表示素子の組み立て時に発生する白点故障が、プラスチック基板の裁断加工時に発生する切り屑が原因であることを見出した。すなわち、本発明者は、脆いプラスチック基板ほど切り屑が多く発生し、この切り屑は破断伸度の低下を抑えることにより少なくすることができることを見出した。3〜50%の範囲の破断伸度は、単に金属酸化物とポリマーを混合しただけでは得られず、後述する方法により調製することにより得られる。この点については後述する。
<Elongation at break>
In the plastic substrate of the present invention, the elongation at break is 3 to 50%, more preferably 4 to 45%, and still more preferably 5 to 40%.
The present inventor has found that a white spot failure that occurs during assembly of a liquid crystal display element is caused by chips generated during cutting of a plastic substrate. In other words, the present inventor has found that a fragile plastic substrate generates more chips, and the chips can be reduced by suppressing a decrease in elongation at break. The elongation at break in the range of 3 to 50% cannot be obtained simply by mixing the metal oxide and the polymer, but can be obtained by preparing by the method described later. This point will be described later.
破断伸度は、例えば、サンプルを所定の間隔(M)でチャックした後、所定の引っ張り速度で引っ張り、破断した時の引っ張り長(L)から、破断伸度(%)=(L/M)×100で算出することができる。 The elongation at break is, for example, after the sample is chucked at a predetermined interval (M), then pulled at a predetermined pulling speed, and from the tensile length (L) when the sample breaks, the breaking elongation (%) = (L / M) It can be calculated by x100.
<熱変形温度>
本発明のプラスチック基板は、熱変形温度が200〜400℃であることが適当であり、好ましくは250〜360℃であり、さらに好ましくは300〜330℃である。ここでいう「熱変形温度」とは、プラスチック基板に一定の荷重を加えて昇温させたときに、荷重により急激にプラスチック基板が伸び始める温度を意味する。
<Heat deformation temperature>
The plastic substrate of the present invention suitably has a heat distortion temperature of 200 to 400 ° C, preferably 250 to 360 ° C, more preferably 300 to 330 ° C. The term “thermal deformation temperature” as used herein means a temperature at which the plastic substrate starts to grow suddenly due to the load when a certain load is applied to the plastic substrate and the temperature is raised.
金属酸化物を含有しないプラスチック基板、特に非晶性ポリマーからなるプラスチック基板は、ポリマーのTgを越えると分子の運動性の増加により急激に伸びが発生する。これに対して、金属酸化物を含有するプラスチック基板は、加熱処理される数百℃の温度域において、上記のような伸びは全く発生しない。これは、上記の金属酸化物がポリマー中に含有されないと、プラスチック基板内におけるポリマー分子間の相互作用が弱く、分子間のスリップが発生し、熱と荷重により伸び(変形)が発生しやすいためである。これに対し、金属酸化物がポリマー中に含有されていると、金属酸化物の表面とポリマー分子とが相互作用しており、この相互作用力はポリマー分子同士のそれより大きいため、このような伸び(変形)を抑制することができ、熱変形温度を大きくすることができる。 A plastic substrate containing no metal oxide, particularly a plastic substrate made of an amorphous polymer, undergoes a rapid elongation due to an increase in molecular mobility when the Tg of the polymer is exceeded. On the other hand, the plastic substrate containing a metal oxide does not generate any elongation as described above in the temperature range of several hundred degrees Celsius that is heat-treated. This is because if the metal oxide is not contained in the polymer, the interaction between polymer molecules in the plastic substrate is weak, slip between molecules occurs, and elongation (deformation) is likely to occur due to heat and load. It is. On the other hand, when the metal oxide is contained in the polymer, the surface of the metal oxide interacts with the polymer molecule, and this interaction force is greater than that between the polymer molecules. Elongation (deformation) can be suppressed, and the heat deformation temperature can be increased.
熱変形温度は、例えば、所定の条件下で、TMA(Thermal Mechanical Analysis)を用いて昇温に伴うサンプルの寸法変化を測定し、Tg以下の伸びの外挿線とTg以上の伸びの外挿線との交点から熱変形温度を求めることができる。 The thermal deformation temperature is measured, for example, by measuring the dimensional change of the sample as the temperature rises using TMA (Thermal Mechanical Analysis) under a predetermined condition, and extrapolation lines of elongation below Tg and extrapolation of elongation above Tg The heat distortion temperature can be obtained from the intersection with the line.
本発明のプラスチック基板の厚みは、50〜250μmであることが好ましく、70〜200μmであることがより好ましく、90〜150μmであることがさらに好ましい。基板の厚みが50μm〜250μmであれば、薄すぎて取り扱い中にクニックや折れが発生することもなく、また本発明のプラスチック基板を組み込んだ表示素子の厚みを薄くすることができる。 The thickness of the plastic substrate of the present invention is preferably 50 to 250 μm, more preferably 70 to 200 μm, and still more preferably 90 to 150 μm. If the thickness of the substrate is 50 μm to 250 μm, it is too thin to cause nicks and breaks during handling, and the thickness of the display element incorporating the plastic substrate of the present invention can be reduced.
本発明のプラスチック基板の光線透過率は、本発明のプラスチック基板がディスプレイ等の画像表示素子として利用されることから、透明なフィルム、すなわち75%以上であることが好ましく、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。また、本発明のプラスチック基板のヘーズ(曇価)は、ディスプレイ等の画像表示素子として利用されることから、3%以下であることが好ましく、2%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。 The light transmittance of the plastic substrate of the present invention is preferably a transparent film, that is, 75% or more, preferably 80% or more since the plastic substrate of the present invention is used as an image display element such as a display. Is preferable, and more preferably 90% or more. The haze (cloudiness value) of the plastic substrate of the present invention is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, and more preferably 1% or less because it is used as an image display element such as a display. More preferably.
本発明のプラスチック基板は、内面のリターデーション(Re)が0〜50nmであることが好ましく、0〜40nmであることがより好ましく、0〜30nmであることがさらに好ましい。リターデーション(Re)が50nm以下であれば、画像表示素子とした場合の視野むらを軽減することができる。 The plastic substrate of the present invention preferably has an inner surface retardation (Re) of 0 to 50 nm, more preferably 0 to 40 nm, and even more preferably 0 to 30 nm. If the retardation (Re) is 50 nm or less, it is possible to reduce the unevenness of the visual field when the image display element is used.
本発明のプラスチック基板は、表面平均粗さ(Ra)は0〜2nm、好ましくは0〜1.5nm、さらに好ましくは0〜1nmである。表面平均粗さ(Ra)が2nm以下であれば、この上にスパッタ法等で導電層を設けた場合、表面の凸凹による電極間の異常放電を減少させることができるため好ましい。 The plastic substrate of the present invention has a surface average roughness (Ra) of 0 to 2 nm, preferably 0 to 1.5 nm, and more preferably 0 to 1 nm. If the surface average roughness (Ra) is 2 nm or less, it is preferable to provide a conductive layer thereon by sputtering or the like because abnormal discharge between the electrodes due to surface irregularities can be reduced.
本発明のプラスチック基板における光線透過率及びヘーズは、シランカップリング剤を用い、ポリマーと金属酸化物との界面におけるボイドの発生を極力抑えることにより達成することができる。さらに、表面平均粗さ(Ra)は、金属酸化物がプラスチック基板の製膜時に表面から頭を出すことによる表面の荒れが原因であり、これは金属酸化物がポリマー中に十分取り込まれるよう親和性を上げること、すなわちこの表面をシランカップリング剤で被覆することにより達成される。また、リターデーション(Re)は、後述するプラスチック基板の製膜後のTg以上の熱処理により、配向したセグメントを緩和させることにより達成することができる。 The light transmittance and haze in the plastic substrate of the present invention can be achieved by using a silane coupling agent and minimizing the generation of voids at the interface between the polymer and the metal oxide. Furthermore, the average surface roughness (Ra) is caused by surface roughness caused by the metal oxide protruding from the surface when the plastic substrate is formed, and this is an affinity for the metal oxide to be sufficiently incorporated into the polymer. This is achieved by increasing the properties, i.e. coating the surface with a silane coupling agent. Retardation (Re) can be achieved by relaxing the oriented segments by a heat treatment of Tg or higher after the plastic substrate is formed, which will be described later.
[本発明のプラスチック基板の製造方法]
次に、本発明のプラスチック基板の製造方法について説明する。なお、本明細書において、プラスチック基板を作製する工程を「製膜」と呼び、真空法で無機薄膜を形成する工程を「成膜」と呼び、両者は区別される。
[Plastic substrate manufacturing method of the present invention]
Next, the manufacturing method of the plastic substrate of this invention is demonstrated. Note that in this specification, a process for manufacturing a plastic substrate is referred to as “film formation”, and a process for forming an inorganic thin film by a vacuum method is referred to as “film formation”.
本発明のプラスチック基板は、ポリマー中に金属酸化物を含有させてプラスチック基板を製膜する。本発明の製造方法において、金属酸化物のポリマー中へ含有させる方法は、金属酸化物を微粒子にしてポリマー中に分散させる微粒子法、ゾルゲル反応を利用してポリマー中に分散させるゾルゲル法のいずれの方法であってもよい。 The plastic substrate of the present invention forms a plastic substrate by containing a metal oxide in the polymer. In the production method of the present invention, the method of incorporating the metal oxide into the polymer may be any one of a fine particle method in which the metal oxide is finely dispersed in the polymer, and a sol-gel method in which the metal oxide is dispersed in the polymer using a sol-gel reaction. It may be a method.
微粒子法では、金属酸化物及びシランカップリング剤が熱可塑性ポリマーを用いた溶融製膜の場合、ポリマーを溶融混練している時に添加混合することが好ましい。すなわち、金属酸化物及びシランカップリング剤は混練押し出し機中でスクリューにより混練される。一方、熱可塑性ポリマーを用いた溶液製膜の場合、ポリマーを溶剤に溶解している時に金属酸化物及びシランカップリング剤を添加混合することが好ましい。また、熱硬化性ポリマーの場合、硬化前に金属酸化物及びシランカップリング剤を添加混合するのが好ましい。これらの混合は通常のミキサーを用いることで達成される。 In the fine particle method, when the metal oxide and the silane coupling agent are melt film forming using a thermoplastic polymer, it is preferable to add and mix the polymer when the polymer is melt kneaded. That is, the metal oxide and the silane coupling agent are kneaded with a screw in a kneading extruder. On the other hand, in the case of solution film formation using a thermoplastic polymer, it is preferable to add and mix a metal oxide and a silane coupling agent when the polymer is dissolved in a solvent. In the case of a thermosetting polymer, it is preferable to add and mix a metal oxide and a silane coupling agent before curing. These mixings are achieved by using an ordinary mixer.
ゾルゲル法では、金属酸化物をポリマー中に分散させるには、熱可塑性ポリマーの場合、あらかじめポリマーを溶剤に溶解した溶液中に、原料の金属アルコキシドと酸触媒とを溶解し、反応させることができる。すなわち、ポリマー濃度が10〜40質量%となるよう、室温において十分混合溶解した後、これにゾルゲル反応液を加える。ポリマーとゾルゲル反応液の混合比は、ゾルゲル反応終了後、得られた金属酸化物のポリマーの質量に対する含有率が10〜70質量%、より好ましくは20〜60質量%、さらに好ましくは30〜55質量%となるように調整することが好ましい。 In the sol-gel method, in order to disperse a metal oxide in a polymer, in the case of a thermoplastic polymer, a raw metal alkoxide and an acid catalyst can be dissolved and reacted in a solution in which the polymer is previously dissolved in a solvent. . That is, after sufficiently mixing and dissolving at room temperature so that the polymer concentration becomes 10 to 40% by mass, the sol-gel reaction solution is added thereto. The mixing ratio of the polymer to the sol-gel reaction liquid is such that the content of the obtained metal oxide with respect to the mass of the polymer after the sol-gel reaction is 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, and still more preferably 30 to 55%. It is preferable to adjust so that it may become mass%.
熱可塑性ポリマーを溶解させる溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール等が挙げられる。溶剤の使用量は、全固形分100質量部当たり、30〜100質量部であることが好ましい。また、上記混合溶液は、50〜200℃、好ましくは55〜190℃、さらに好ましくは60〜180℃の温度で加熱することが好ましい。 Examples of the solvent for dissolving the thermoplastic polymer include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butanol and the like. It is preferable that the usage-amount of a solvent is 30-100 mass parts per 100 mass parts of total solid. Moreover, it is preferable to heat the said mixed solution at the temperature of 50-200 degreeC, Preferably it is 55-190 degreeC, More preferably, it is 60-180 degreeC.
一方、ポリマーが熱硬化性ポリマーの場合、これらのモノマー中にゾルゲル反応液を加える。重合して得たポリマー成分に対し、ゾルゲル反応により得られた金属酸化物の含有率が10〜70質量%、好ましくは20〜60質量%、さらに好ましくは30〜55質量%になるようにする。 On the other hand, when the polymer is a thermosetting polymer, a sol-gel reaction liquid is added to these monomers. The content of the metal oxide obtained by the sol-gel reaction is 10 to 70% by mass, preferably 20 to 60% by mass, and more preferably 30 to 55% by mass with respect to the polymer component obtained by polymerization. .
本発明のプラスチック基板は、プラスチック基板を製膜した後、前記基板に1〜20kgの張力を加えながら前記基板を前記ポリマーのTg以上の温度で熱処理すること(以下「Tg以上熱処理」という)により製造することができる。 The plastic substrate of the present invention is formed by forming a plastic substrate and then heat-treating the substrate at a temperature of Tg or higher of the polymer while applying a tension of 1 to 20 kg (hereinafter referred to as “Tg or higher heat treatment”). Can be manufactured.
一定の張力を加えた状態において、ポリマー単体のTg以上の温度で加熱処理することにより、プラスチック基板を形成するポリマーを緩和させ、破断しにくくさせることができる。通常の方法で製膜した場合、製膜中の残留歪みでポリマーが緊張した状態で存在する。このようなポリマーは、引っ張り応力により容易に破断するため、破断伸度が小さくなり易い。そこで、本発明のプラスチック基板の製造方法では、ポリマー単体のTg以上の高温でプラスチック基板を熱処理することにより、ポリマーの緊張を解くことができる。 By applying heat treatment at a temperature equal to or higher than the Tg of the polymer alone in a state where a certain tension is applied, the polymer forming the plastic substrate can be relaxed and made difficult to break. When the film is formed by a normal method, the polymer exists in a tensioned state due to residual strain during film formation. Since such a polymer is easily broken by a tensile stress, the elongation at break tends to be small. Therefore, in the method for producing a plastic substrate of the present invention, the tension of the polymer can be released by heat-treating the plastic substrate at a temperature higher than the Tg of the polymer alone.
すなわち、緊張状態のポリマーはエントロピーが小さく不安定であるため、ポリマー単体のTg以上、より好ましくはポリマー単体のTg+5℃以上、さらに好ましくはポリマー単体のTg+10℃以上に加熱してポリマーの運動性を高め、ポリマーをエントロピーの小さな丸まった分子構造にする。但し、このとき、強い張力が加えられているとポリマーの緊張が緩和ができないため、1〜20kg/m、より好ましくは1〜10kg/m、さらに好ましくは1〜5kg/mの張力を加えながら熱処理することが好ましい。 That is, since the polymer in tension is unstable with small entropy, it is heated to Tg of the polymer alone, more preferably Tg + 5 ° C. or more of the polymer alone, more preferably Tg + 10 ° C. or more of the polymer alone to increase the polymer mobility. To make the polymer a rounded molecular structure with low entropy. However, when a strong tension is applied at this time, the tension of the polymer cannot be relaxed, so that a tension of 1 to 20 kg / m, more preferably 1 to 10 kg / m, and further preferably 1 to 5 kg / m is applied. It is preferable to heat-treat.
Tg以上熱処理時間は、1〜60分であり、好ましくは2〜40分であり、さらに好ましくは3〜20分である。熱処理時間が60分を超えると着色が発生する場合がある。 The heat treatment time for Tg or more is 1 to 60 minutes, preferably 2 to 40 minutes, and more preferably 3 to 20 minutes. If the heat treatment time exceeds 60 minutes, coloring may occur.
上記Tg以上熱処理は、プラスチック基板を熱処理ゾーンに搬送させる工程において実施してもよく、さらにプラスチック基板の製膜後に引き続き実施してもよく、さらに一度ロールに巻き取った後、別途実施してもよい。 The heat treatment above Tg may be carried out in the process of transporting the plastic substrate to the heat treatment zone, may be continued after the plastic substrate is formed, or may be carried out separately after being wound on a roll once. Good.
本発明のプラスチック基板は、上記Tg以上熱処理して得られた基板をロールに巻き取った後、50℃以上かつ前記ポリマーのTg未満の温度で3〜200時間熱処理すること(以下「Tg未満熱処理」という)により製造することができる。 The plastic substrate of the present invention is subjected to a heat treatment for 3 to 200 hours at a temperature of 50 ° C. or more and less than Tg of the polymer after the substrate obtained by heat treatment of Tg or more is wound on a roll (hereinafter referred to as “less than Tg heat treatment”). ").
破断伸度が小さく脆い原因の一つは、応力集中点が存在することに起因する。すなわち、脆性を改善するためには、プラスチック基板中に存在する空隙を小さくすることが有効であり、特にポリマーと金属酸化物との間の隙間(自由体積)を小さくすることにより脆性を改良することができる。このような自由体積の減少のために有効な手法がTg未満熱処理であり、50℃以上かつポリマー単体のTg未満、好ましくは100℃以上かつポリマー単体のTg未満、さらに好ましくは140℃以上かつポリマー単体のTg未満の温度で、3〜200時間、好ましくは5〜100時間、さらに好ましくは10〜50時間の熱処理を施すことにより達成することができる。 One of the reasons why the elongation at break is small and brittle is due to the presence of stress concentration points. That is, in order to improve brittleness, it is effective to reduce the voids existing in the plastic substrate, and in particular, to improve brittleness by reducing the gap (free volume) between the polymer and the metal oxide. be able to. An effective technique for reducing the free volume is a heat treatment less than Tg, which is 50 ° C. or more and less than the Tg of the polymer alone, preferably 100 ° C. or more and less than the Tg of the polymer alone, more preferably 140 ° C. or more. This can be achieved by performing a heat treatment for 3 to 200 hours, preferably 5 to 100 hours, more preferably 10 to 50 hours at a temperature lower than the single Tg.
上記の熱処理は、搬送しながら長時間熱処理することは困難であるため、ロール状に巻いた後、熱処理庫の中で実施することが好ましい。金属酸化物を含まないプラスチック基板の場合、このような熱処理で脆くなりやすい。プラスチック基板中の自由体積が減少することで、分子が流動変形する隙間が少なくなり、塑性変形できずに破断しやすくなるためである。これに対し、本発明は、このTg未満熱処理により破断伸度が増大するという新たな知見に基づいている。すなわち、本発明のような金属酸化物とポリマーとの混合系では、流動変形を阻害するマイナスの効果よりも金属酸化物とポリマーとの界面の隙間をなくし応力集中点をなくすというプラスの効果の方が勝っていると思われる。 Since it is difficult to perform the heat treatment for a long time while being conveyed, the heat treatment is preferably performed in a heat treatment chamber after being wound into a roll. In the case of a plastic substrate that does not contain a metal oxide, such a heat treatment tends to make it brittle. This is because when the free volume in the plastic substrate is reduced, the gap in which molecules flow and deform is reduced, and the plastic substrate cannot be plastically deformed and is easily broken. On the other hand, the present invention is based on a new finding that the elongation at break increases by this heat treatment less than Tg. That is, in the mixed system of metal oxide and polymer as in the present invention, the positive effect of eliminating the stress concentration point by eliminating the gap at the interface between the metal oxide and the polymer rather than the negative effect of inhibiting flow deformation. Seems to be winning.
本発明の製造方法では、プラスチックの製膜工程において、プラスチック基板の質量に対して可塑剤を0.1〜30質量%含有させることが好ましい。破断の際、プラスチック基板に加わった応力を、塑性変形に消費させることによっても脆性を改良することができる。このためには、プラスチック基板の分子を流動させるための可塑剤を添加することが有効である。 In the manufacturing method of this invention, it is preferable to contain 0.1-30 mass% of plasticizers with respect to the mass of a plastic substrate in the plastic film forming process. The brittleness can also be improved by consuming the stress applied to the plastic substrate at the time of fracture to plastic deformation. For this purpose, it is effective to add a plasticizer for causing the molecules of the plastic substrate to flow.
上記可塑剤としては、例えば、a)アルキルベンジルフタレート(オクチルベンジルフタレートやミリスチルベンジルフタレートなど)、b)ジアルキルフタレート(ジブチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ジオクチルフタレートなど)、c)リン酸エステル(トリクレジルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、ジフェニル-ビフェニルホスフェートなど)、d)脂肪酸エステル(ジブチルセバケート、アセチルトリブチルシトレートなど)、e)ポリエステル系(アジピン酸系ポリエステル、セバシン酸系ポリエステル、フタル酸系ポリエステルなど)、f)グリコール誘導体(ジエチレングリコールジベンゾエート、ジプロピレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ(2−エチルヘキソエート)など)、グリセリン誘導体(グリセロールトリアセテート、グリセロールトリブチレートなど)、g)エポキシ誘導体(エポキシ化大豆油など)が挙げられる。 Examples of the plasticizer include: a) alkyl benzyl phthalate (octyl benzyl phthalate, myristyl benzyl phthalate, etc.), b) dialkyl phthalate (dibutyl phthalate, dihexyl phthalate, dioctyl phthalate, etc.), c) phosphate ester (tricresyl phosphate) ), Trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, diphenyl-biphenyl phosphate, etc.) d) fatty acid ester (dibutyl sebacate, acetyl tributyl citrate, etc.), e) polyester series (adipic acid series polyester, sebacic acid series polyester, phthalic acid series) Polyester), f) glycol derivatives (diethylene glycol dibenzoate, dipropylene glycol dibenzoate, triethylene glycol di (2-ethyl) Luhexoate)), glycerin derivatives (glycerol triacetate, glycerol tributyrate, etc.), and g) epoxy derivatives (epoxidized soybean oil, etc.).
上記可塑剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。可塑剤の含有量は、プラスチック基材の質量に対して0.1〜30質量%、好ましくは1〜25質量%、さらに好ましくは3〜20質量%である。 The said plasticizer may be used independently and may be used in combination of 2 or more type. Content of a plasticizer is 0.1-30 mass% with respect to the mass of a plastic base material, Preferably it is 1-25 mass%, More preferably, it is 3-20 mass%.
次に本発明のプラスチック基板の製膜について説明する。微粒子法を用いた場合、下記のいずれの製膜法でもよいが、ゾルゲル法を用いた場合、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の溶液製膜法が好ましい。 Next, film formation of the plastic substrate of the present invention will be described. When the fine particle method is used, any of the following film forming methods may be used, but when the sol-gel method is used, a solution film forming method of a thermoplastic resin or a thermosetting resin is preferable.
(1)熱可塑性ポリマー
(a)溶液製膜
上述のように調液した金属酸化物粒子の分散ポリマー溶液を定法に従い、濾過、脱泡を行う。これを所定の厚みになるよう調整したスリットの間から、鏡面研磨した支持体(バンド又はドラム)上に流延する。これを上述の複数の温度域で昇温しながらゾルゲル反応を進行させる。このような多段の昇温は、全て支持体上で行ってもよく、初期の低温反応を支持体上で行い、次いで膜を剥ぎ取り後期の高温反応を行ってもよい。より好ましくは後者である。
(1) Thermoplastic polymer (a) Solution film formation The dispersion polymer solution of metal oxide particles prepared as described above is filtered and defoamed according to a conventional method. This is cast on a mirror-polished support (band or drum) from between slits adjusted to have a predetermined thickness. The sol-gel reaction is advanced while raising the temperature in the above-described plurality of temperature ranges. Such multi-stage temperature increase may be performed all on the support, the initial low-temperature reaction may be performed on the support, and then the film may be peeled off to perform the high-temperature reaction at the later stage. The latter is more preferable.
(b)溶融製膜
金属酸化物微粒子と熱可塑性樹脂を十分乾燥した後、混練押し出し機に入れ、溶融する。これをT−ダイから押し出し、冷却ドラム上で固化する。この時、膜面の平面性を良好にするために静電気を用いて冷却ドラムに貼りつける方法(静電印加法)を用いることができる。この後、両端部をトリミングし巻き取る。また、このようにして得たフィルムを縦又は横の少なくとも一方に延伸してもよい。延伸温度はガラス転移温度(Tg)以上で行うのが好ましい。
(B) Melt film formation After the metal oxide fine particles and the thermoplastic resin are sufficiently dried, they are put in a kneading extruder and melted. This is extruded from a T-die and solidified on a cooling drum. At this time, in order to improve the flatness of the film surface, a method of attaching to the cooling drum using static electricity (electrostatic application method) can be used. Thereafter, both ends are trimmed and wound. Further, the film thus obtained may be stretched in at least one of longitudinal and lateral directions. The stretching temperature is preferably higher than the glass transition temperature (Tg).
(2)熱硬化性ポリマー
上記の調液した溶液を定法に従い、濾過、脱泡を行う。これを所定の厚みになるよう調整したスリットの間から、鏡面研磨した支持体(バンドあるいはドラム)上に流延する。これを前述の複数の温度域で昇温しながらゾルゲル反応を進行させる。このような多段の昇温は、全て支持体上で行ってもよく、初期の低温反応を支持体上、これを剥ぎ取り後期の高温反応を行ってもよい。より好ましくは後者である。この初期反応中に表裏に温度差を付与することがより好ましい。
(2) Thermosetting polymer The prepared solution is filtered and defoamed according to a conventional method. This is cast onto a mirror-polished support (band or drum) from between slits adjusted to have a predetermined thickness. The sol-gel reaction is advanced while raising the temperature in the above-described plurality of temperature ranges. Such multi-stage temperature increase may be performed all on the support, or the initial low-temperature reaction may be peeled off on the support, and the high-temperature reaction in the later stage may be performed. The latter is more preferable. It is more preferable to give a temperature difference between the front and back during this initial reaction.
熱硬化性ポリマーの硬化反応は、上記の過程のいずれの段階で行ってもよいが、好ましくは、初期の低温反応後から後期の高温反応の間に行うことが好ましい。光硬化型の場合はこれらのゾーン中に紫外線ランプを持ち込むことで達成される。熱硬化反応は、これらの後期乾燥ゾーンの熱を利用して硬化させるのが好ましい。 The curing reaction of the thermosetting polymer may be carried out at any stage of the above process, but it is preferably carried out after the initial low temperature reaction and later in the high temperature reaction. In the case of the photo-curing type, it is achieved by bringing an ultraviolet lamp into these zones. The thermosetting reaction is preferably cured using the heat of these late drying zones.
本発明のプラスチック基板の製造方法は、a)Tg以上熱処理、b)Tg未満熱処理、及びc)可塑剤の添加を行うことにより、金属酸化物の添加による破断伸度の低下を克服することができる。上記a)〜c)は、単独で実施してもよいが、これらを組み合わせて実施することにより予想されなかった相乗効果を奏し、より効果的である。さらにこの効果は、ポリマーとして熱硬化性ポリマーを用いた場合に顕著である。熱硬化性ポリマーは、熱可塑性ポリマーに比べて耐熱性が高くなりやすい特徴を有する反面、破断伸度が小さく脆い特性を有する。このため、金属酸化物との混合により一層脆くなりやすいが、本発明を実施することでこれを防止でき、耐熱性と脆性の両方に優れたプラスチック基板を提供できる。 The method for producing a plastic substrate of the present invention can overcome the decrease in elongation at break due to the addition of a metal oxide by performing a) heat treatment at Tg or higher, b) heat treatment at less than Tg, and c) addition of a plasticizer. it can. The above-mentioned a) to c) may be carried out alone, but exhibiting a synergistic effect that was not expected by carrying out them in combination, is more effective. Further, this effect is remarkable when a thermosetting polymer is used as the polymer. A thermosetting polymer has a characteristic that heat resistance is likely to be higher than that of a thermoplastic polymer, but has a small elongation at break and brittleness. For this reason, although it becomes easy to become more brittle by mixing with a metal oxide, this can be prevented by implementing this invention, and the plastic substrate excellent in both heat resistance and brittleness can be provided.
[本発明の導電性プラスチック基板]
<導電層>
本発明の導電性プラスチック基板は、前記プラスチック基板の少なくとも片面に導電層を有する。導電層は、公知の金属膜、金属酸化物膜等を用いることができ、中でも透明性、導電性及び機械的特性の観点から、真空成膜した金属酸化物膜(金属酸化物層)を導電層として用いることが好ましい。金属酸化物膜は、例えば、不純物としてスズ、テルル、カドミウム、モリブテン、タングステン、フッ素、亜鉛、ゲルマニウム等を添加した酸化インジウム、酸化カドミウム及び酸化スズ、不純物としてアルミニウムを添加した酸化亜鉛、酸化チタン等を含有する膜が挙げられる。中でも酸化スズから主としてなり、酸化亜鉛を2〜15質量%含有した酸化インジウムの薄膜は、透明性及び導電性に優れ、好ましく用いられる。
[Conductive plastic substrate of the present invention]
<Conductive layer>
The conductive plastic substrate of the present invention has a conductive layer on at least one surface of the plastic substrate. As the conductive layer, a known metal film, metal oxide film, or the like can be used. In particular, from the viewpoint of transparency, conductivity, and mechanical properties, a metal oxide film (metal oxide layer) formed in a vacuum is conductive. It is preferable to use it as a layer. Metal oxide films are, for example, indium oxide, cadmium oxide and tin oxide to which tin, tellurium, cadmium, molybdenum, tungsten, fluorine, zinc, germanium and the like are added as impurities, zinc oxide and titanium oxide to which aluminum is added as impurities The film | membrane containing is mentioned. Among them, an indium oxide thin film mainly composed of tin oxide and containing 2 to 15% by mass of zinc oxide is excellent in transparency and conductivity, and is preferably used.
上記導電層の厚みは20〜500nmであることが好ましく、30〜300nmであることがさらに好ましい。20nm以上であれば、十分な導電性を得ることができ、上限値は特に制限されないが、500nm以下であることが好ましい。 The thickness of the conductive layer is preferably 20 to 500 nm, and more preferably 30 to 300 nm. If it is 20 nm or more, sufficient conductivity can be obtained, and the upper limit is not particularly limited, but is preferably 500 nm or less.
上記導電層の25℃60%RHで測定される表面の電気抵抗は、1〜500Ω/sqであり、好ましくは1〜200Ω/sqであり、さらに好ましくは1〜100Ω/sqであり、最も好ましくは3〜60Ω/sqである。表面抵抗が1〜500Ω/sqの範囲であれば、例えば液晶表示素子の場合、長期間に亘り液晶表示素子の表示欠陥が発生せず、高信頼性の液晶表示素子を提供できる。 The electrical resistance of the surface of the conductive layer measured at 25 ° C. and 60% RH is 1 to 500 Ω / sq, preferably 1 to 200 Ω / sq, more preferably 1 to 100 Ω / sq, and most preferably. Is 3-60 Ω / sq. When the surface resistance is in the range of 1 to 500 Ω / sq, for example, in the case of a liquid crystal display element, a display defect of the liquid crystal display element does not occur for a long time, and a highly reliable liquid crystal display element can be provided.
表面抵抗は、例えば、25℃60%RHの環境下で調湿した後、所定の装置(例えば、KEITHLEY製の8009 RESISTIVITY TEST FIXTUREとKEITHLEY製の6517A型など)を用いて表面電気抵抗値として求めることができる。 The surface resistance is obtained as the surface electrical resistance value using a predetermined device (for example, KEITHLEY's 8009 RESISTIVITY TEST FIXTURE and KEITHLEY's 6517A type) after conditioning in an environment of 25 ° C. and 60% RH, for example. be able to.
上記導電層の光線透過率は、透明導電性基板に適用することを考慮すれば、80%以上、より好ましくは83%以上、さらに好ましくは85%以上である。光線透過率が80%以上であれば、視認性の低下という問題も生じないため好ましい。 In consideration of application to a transparent conductive substrate, the light transmittance of the conductive layer is 80% or more, more preferably 83% or more, and still more preferably 85% or more. A light transmittance of 80% or more is preferable because the problem of reduced visibility does not occur.
上記導電層の作製方法は特に制限されず、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等の気相中より材料を堆積させて膜形成する気相堆積法により作製することができる。中でも、優れた導電性及び透明性が得られるという観点から、スパッタリング法により作製することが好ましい。 The method for forming the conductive layer is not particularly limited. For example, the conductive layer is formed by a vapor deposition method in which a material is deposited from a gas phase such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion plating method, or a plasma CVD method. be able to. Especially, it is preferable to produce by sputtering method from a viewpoint that the outstanding electroconductivity and transparency are obtained.
スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法の好ましい真空度は、1.33mPa〜6.65Pa(0.01〜50mTorr)、より好ましくは6.65mPa〜1.33Pa(0.05〜10mTorr)である。また、導電層を設ける前にプラズマ処理(逆スパッタ)、コロナ処理のようなプラスチック基板に表面処理を加えておくことが好ましい。また導電層を設けている間に50〜200℃に昇温してもよい。 A preferable degree of vacuum of the sputtering method, vacuum deposition method, ion plating method, and plasma CVD method is 1.33 mPa to 6.65 Pa (0.01 to 50 mTorr), more preferably 6.65 mPa to 1.33 Pa (0.05). -10 mTorr). In addition, it is preferable to apply a surface treatment to a plastic substrate such as plasma treatment (reverse sputtering) or corona treatment before providing the conductive layer. Further, the temperature may be raised to 50 to 200 ° C. while the conductive layer is provided.
<ガスバリア層>
プラスチック基板のガス透過性を抑制するために、本発明の導電性プラスチック基板ではガスバリア層を設けることが好ましい。ガスバリア層としては、例えば、珪素、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、イットリウム、タンタルからなる群から選ばれる1種または2種以上の金属を主成分とする金属酸化物、珪素、アルミニウム、ホウ素の金属窒化物又はこれらの混合物が挙げられる。中でも、ガスバリア性、透明性、表面平滑性、屈曲性、膜応力、コスト等の観点から珪素原子数に対する酸素原子数の割合が1.5〜2.0の珪素酸化物を主成分とする金属酸化物を用いることが好ましい。
<Gas barrier layer>
In order to suppress the gas permeability of the plastic substrate, it is preferable to provide a gas barrier layer in the conductive plastic substrate of the present invention. Examples of the gas barrier layer include metal oxides mainly composed of one or more metals selected from the group consisting of silicon, aluminum, magnesium, zinc, zirconium, titanium, yttrium, and tantalum, silicon, aluminum, and boron. Or a mixture thereof. Among them, a metal mainly composed of silicon oxide having a ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms of 1.5 to 2.0 from the viewpoint of gas barrier properties, transparency, surface smoothness, flexibility, film stress, cost, etc. It is preferable to use an oxide.
ガスバリア層の厚みは、10〜300nmであることが好ましく、30〜200nmであることがさらに好ましい。ガスバリア層の厚みが10nm以上あれば、充分なガスバリア性能が得られ、300nm以下であれば、透明性も得られるため好ましい。ガスバリア層は、導電層と同じ側及び反対側いずれに有していてもよいが、導電層と反対側に有することが好ましい。 The thickness of the gas barrier layer is preferably 10 to 300 nm, and more preferably 30 to 200 nm. If the thickness of the gas barrier layer is 10 nm or more, sufficient gas barrier performance is obtained, and if it is 300 nm or less, transparency is also obtained, which is preferable. The gas barrier layer may be provided on either the same side or the opposite side of the conductive layer, but is preferably provided on the opposite side of the conductive layer.
上記ガスバリア層の作成方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等の気相中より材料を堆積させて膜形成する気相堆積法により作製することができる。中でも、優れたガスバリア性が得られる観点から、スパッタリング法でガスバリア層を作製することが好ましい。 The method for creating the gas barrier layer is not particularly limited. For example, vapor deposition that forms a film by depositing a material in a gas phase such as sputtering, vacuum deposition, ion plating, and plasma CVD. It can be produced by the method. Among these, from the viewpoint of obtaining excellent gas barrier properties, it is preferable to produce a gas barrier layer by a sputtering method.
上記のスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法の好ましい真空度は1.33mPa〜6.65Pa(0.01〜50mTorr)であり、より好ましくは6.65mPa〜1.33Pa(0.05〜10mTorr)である。また、上記ガスバリア層を設ける前に、プラズマ処理(逆スパッタ)、コロナ処理のように基材フィルムに表面処理を加えることが好ましい。また透明導電層を設けている間に50〜200℃に昇温してもよい。 The preferable vacuum degree of said sputtering method, vacuum evaporation method, ion plating method, and plasma CVD method is 1.33 mPa-6.65 Pa (0.01-50 mTorr), More preferably, 6.65 mPa-1.33 Pa ( 0.05 to 10 mTorr). Moreover, it is preferable to add a surface treatment to the base film like plasma treatment (reverse sputtering) or corona treatment before providing the gas barrier layer. Moreover, you may heat up to 50-200 degreeC during providing the transparent conductive layer.
ガスバリア層を有する導電性プラスチック基板のガスバリア性は、40℃90%RHで測定した水蒸気透過率が0.01〜5g/m2・dayであり、0.03〜3g/m2・dayであることが好ましく、0.05〜2g/m2・dayであることがさらに好ましい。また、40℃90%RHで測定した酸素透過率は、0.01〜1ml/m2・dayであり、0.01〜0.7ml/m2・dayであることが好ましく、0.01〜0.5ml/m2・dayであることがさらに好ましい。 The gas barrier properties of the conductive plastic substrate having a gas barrier layer, the water vapor transmission rate measured at 40 ° C. 90% RH is 0.01~5g / m 2 · day, is 0.03~3g / m 2 · day It is preferably 0.05 to 2 g / m 2 · day. Further, the oxygen permeability was measured at 40 ° C. 90% RH, a 0.01~1ml / m 2 · day, is preferably 0.01~0.7ml / m 2 · day, 0.01~ More preferably, it is 0.5 ml / m 2 · day.
[導電性偏光板、導電性λ/4板及び円偏光板]
<導電性偏光板>
本発明の導電性偏光板は、上記導電性プラスチック基板上に、長手方向に対し20〜70°傾斜した吸収軸を有する偏光膜を積層させることが好ましい。偏光膜における吸収軸は、長手方向に対し20〜70°、好ましくは30〜60°、より好ましくは40〜50°傾斜させる。通常、位相差板は長手方向に沿った方向(0°)に吸収軸を有するものが用いられるが、本発明の導電性偏光板では、これより上記のような吸収軸の傾いたものを用いる方が視野角を広く取りやすくなるため好ましい。このような偏光膜としては、例えば、特開2002−865554号公報に記載されたものを好ましく用いることができる。
[Conductive polarizing plate, conductive λ / 4 plate and circular polarizing plate]
<Conductive polarizing plate>
In the conductive polarizing plate of the present invention, a polarizing film having an absorption axis inclined by 20 to 70 ° with respect to the longitudinal direction is preferably laminated on the conductive plastic substrate. The absorption axis in the polarizing film is inclined 20 to 70 °, preferably 30 to 60 °, more preferably 40 to 50 ° with respect to the longitudinal direction. Usually, a retardation plate having an absorption axis in a direction (0 °) along the longitudinal direction is used. However, in the conductive polarizing plate of the present invention, one having an inclined absorption axis as described above is used. This is preferable because a wide viewing angle can be easily obtained. As such a polarizing film, for example, those described in JP-A-2002-865554 can be preferably used.
<導電性λ/4板>
本発明の導電性λ/4板は、前記導電性プラスチック基板又は前記導電性偏光板上に、液晶性化合物を含む光学異方性層からなるλ/4板を積層することが好ましい。本発明の導電性λ/4板で用いられるλ/4板は、液晶性化合物で形成される光学異方性層からなる。光学異方性層は、少なくとも2層以上積層されることが好ましい。このうちの1層の550nmにおけるリターデーション(Re)値が240〜300nmであり、他の1層の550nmにおけるリターデーション(Re)値が80〜170nmであることが好ましい。
<Conductive λ / 4 plate>
The conductive λ / 4 plate of the present invention is preferably formed by laminating a λ / 4 plate made of an optically anisotropic layer containing a liquid crystalline compound on the conductive plastic substrate or the conductive polarizing plate. The λ / 4 plate used in the conductive λ / 4 plate of the present invention is composed of an optically anisotropic layer formed of a liquid crystalline compound. It is preferable that at least two optically anisotropic layers are laminated. Of these layers, the retardation (Re) value at 550 nm of one layer is preferably 240 to 300 nm, and the retardation (Re) value at 550 nm of the other layer is preferably 80 to 170 nm.
上記λ/4板は、上記以外にフィルムを延伸させることで異方性を出し、λ/4特性を達成しているものも知られている(例えば、特開2002−48919号公報、特開平10−90521号公報)。しかし、本発明のように上記光学異方性層で形成されたλ/4板と組み合わせて用いる方が、従来のλ/4板を組み合わせて用いるよりも、より広い視野角が得られるため好ましい。 In addition to the above, the λ / 4 plate is known to exhibit anisotropy by stretching a film and to achieve λ / 4 characteristics (for example, JP 2002-48919 A, JP H 10-90521). However, it is preferable to use in combination with the λ / 4 plate formed of the optically anisotropic layer as in the present invention, because a wider viewing angle can be obtained than to use in combination with the conventional λ / 4 plate. .
上記の光学異方性層からなるλ/4板は、以下のように調製される。 The λ / 4 plate composed of the optically anisotropic layer is prepared as follows.
(配向膜)
λ/4板の液晶性化合物を配向させるために配向膜を用いる。配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)層のラビング処理により配向機能が生じる配向膜が用いられる。ラビング処理とは、有機化合物(ポリマー)層の表面を紙や布で一定方向に数回擦ることにより、膜平面に対する液晶性化合物のチルト角を変え得る処理である。ラビング処理時に好ましく用いられるポリマーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド誘導体、ナイロンなどが挙げられる。上記の配向膜の厚みは0.01〜5μmであることが好ましい。
(Alignment film)
An alignment film is used to align the liquid crystalline compound of the λ / 4 plate. As the alignment film, an alignment film that generates an alignment function by rubbing treatment of an organic compound (preferably polymer) layer is used. The rubbing treatment is a treatment that can change the tilt angle of the liquid crystalline compound with respect to the film plane by rubbing the surface of the organic compound (polymer) layer several times in a certain direction with paper or cloth. Examples of the polymer that is preferably used during the rubbing treatment include polyvinyl alcohol, polyimide derivatives, and nylon. The thickness of the alignment film is preferably 0.01 to 5 μm.
さらに、液晶性化合物層と透明支持体の密着性を改善する目的で、配向膜中に重合性基を有することが好ましい。このような配向膜としては、例えば、特開平9−152509号公報に記載されている配向膜を用いることができる。 Furthermore, it is preferable to have a polymerizable group in the alignment film for the purpose of improving the adhesion between the liquid crystalline compound layer and the transparent support. As such an alignment film, for example, an alignment film described in JP-A-9-152509 can be used.
配向膜で用いられるポリマーとしては、炭素原子数1〜9の炭化水素基を有する変性ポリビニルアルコールが挙げられる。好ましい変性ポリビニルアルコールとしては、下記式[PX]で表されるものである。 Examples of the polymer used in the alignment film include modified polyvinyl alcohol having a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms. A preferred modified polyvinyl alcohol is represented by the following formula [PX].
式中、VAlは、ビニルアルコール繰り返し単位であり、HyDは、炭素原子数1〜9の炭化水素基を有する繰り返し単位であり、VAcは酢酸ビニル繰り返し単位である。式[PX]中、xは20〜95質量%、好ましくは25〜90質量%であり、yは、2〜98質量%、好ましくは10〜80質量%であり、zは0〜30質量%、好ましくは2〜20質量%である。 In the formula, VAl is a vinyl alcohol repeating unit, HyD is a repeating unit having a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms, and VAc is a vinyl acetate repeating unit. In the formula [PX], x is 20 to 95% by mass, preferably 25 to 90% by mass, y is 2 to 98% by mass, preferably 10 to 80% by mass, and z is 0 to 30% by mass. The amount is preferably 2 to 20% by mass.
炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基又はそれらの組み合わせである。脂肪族基は、環状、分岐状及び直鎖状のいずれであってもよい。脂肪族基は、アルキル基(シクロアルキル基であってもよい)又はアルケニル基(シクロアルケニル基であってもよい)であることが好ましい。炭化水素基は置換基を有していてもよい。炭化水素基の炭素原子数は1〜9であり、1〜8であることが好ましい。炭化水素基を有する繰り返し単位(HyD)の好ましい態様を下記式(HyD−I)及び(HyD−II)に表す。 The hydrocarbon group is an aliphatic group, an aromatic group or a combination thereof. The aliphatic group may be cyclic, branched or linear. The aliphatic group is preferably an alkyl group (may be a cycloalkyl group) or an alkenyl group (may be a cycloalkenyl group). The hydrocarbon group may have a substituent. The hydrocarbon group has 1 to 9 carbon atoms, and preferably 1 to 8 carbon atoms. Preferred embodiments of the repeating unit (HyD) having a hydrocarbon group are represented by the following formulas (HyD-I) and (HyD-II).
L1:−O−CO−
L2:−O−CO−アルキレン基−O−
L3:−O−CO−アルキレン基−CO−NH−
L4:−O−CO−アルキレン基−NH−SO2−アリーレン基−O−
L5:−アリーレン基−NH−CO−
L6:−アリーレン基−CO−O−
L7:−アリーレン基−CO−NH−
L8:−アリーレン基−O−
L9:−O−CO−NH−アリーレン基−NH−CO−
L1: -O-CO-
L2: -O-CO-alkylene group -O-
L3: -O-CO-alkylene group -CO-NH-
L4: -O-CO- alkylene group -NH-SO 2 - arylene group -O-
L5: -Arylene group -NH-CO-
L6: -Arylene group -CO-O-
L7: -Arylene group -CO-NH-
L8: -Arylene group -O-
L9: -O-CO-NH-arylene group -NH-CO-
炭素原子数1〜9の炭化水素基を有する繰り返し単位(HyD)の具体例を以下に示す。 Specific examples of the repeating unit (HyD) having a hydrocarbon group having 1 to 9 carbon atoms are shown below.
本発明で好ましく用いられる変性ポリビニルアルコールの重合度は、200〜5,000であることが好ましく、300〜3,000であることが好ましい。ポリマーの分子量は、9,000〜200,000であることが好ましく、13,000〜130,000であることがさらに好ましい。二種類以上のポリマーを併用してもよい。以下に好ましい変性ポリビニルアルコールの具体例を示す。 The degree of polymerization of the modified polyvinyl alcohol preferably used in the present invention is preferably 200 to 5,000, more preferably 300 to 3,000. The molecular weight of the polymer is preferably 9,000 to 200,000, and more preferably 13,000 to 130,000. Two or more kinds of polymers may be used in combination. Specific examples of preferable modified polyvinyl alcohol are shown below.
PX−1:−(VAl)21−(HyD-13)77−(VAc)2−
PX−2:−(VAl)14−(HyD-13)84−(VAc)2−
PX−3:−(VAl)21−(HyD-16)77−(VAc)2−
PX−4:−(VAl)34−(HyD-15)64−(VAc)2−
PX−5:−(VAl)29−(HyD-12)69−(VAc)2−
PX−6:−(VAl)46−(HyD-14)52−(VAc)2−
PX−7:−(VAl)21−(HyD-2)77−(VAc)2−
PX−8:−(VAl)17−(HyD-8)81−(VAc)2−
PX−9:−(VAl)21−(HyD-13)77−(VAc)2−
PX−10:−(VAl)46−(HyD-9)52−(VAc)2−
PX-1 :-( VAl) 21 - (HyD-13) 77 - (VAc) 2 -
PX-2 :-( VAl) 14 - (HyD-13) 84 - (VAc) 2 -
PX-3 :-( VAl) 21 - (HyD-16) 77 - (VAc) 2 -
PX-4 :-( VAl) 34 - (HyD-15) 64 - (VAc) 2 -
PX-5 :-( VAl) 29 - (HyD-12) 69 - (VAc) 2 -
PX-6 :-( VAl) 46 - (HyD-14) 52 - (VAc) 2 -
PX-7 :-( VAl) 21 - (HyD-2) 77 - (VAc) 2 -
PX-8 :-( VAl) 17 - (HyD-8) 81 - (VAc) 2 -
PX-9 :-( VAl) 21 - (HyD-13) 77 - (VAc) 2 -
PX-10 :-( VAl) 46 - (HyD-9) 52 - (VAc) 2 -
上記変性ポリビニルアルコールの添加量は、該変性ポリビニルアルコールを添加する液晶性化合物の質量に対し0.05〜10質量%であることが好ましく、0.1〜5質量%であることがさらに好ましい。 The addition amount of the modified polyvinyl alcohol is preferably 0.05 to 10% by mass, and more preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the mass of the liquid crystalline compound to which the modified polyvinyl alcohol is added.
上記変性ポリビニルアルコールは、縮合剤と併用してもよい。縮合剤としてはイソシアネート基又はホルミル基を末端に有する化合物が好ましい。具体的には、以下の結合剤を用いることができる。 The modified polyvinyl alcohol may be used in combination with a condensing agent. As the condensing agent, a compound having an isocyanate group or a formyl group at the terminal is preferable. Specifically, the following binders can be used.
ポリ(1,4−ブタンジオール)イソホロンジイソシアネートターミネーテッド;ポリ(1,4−ブタンジオール)トリレン 2,4−ジイソシアネートターミネーテッド;ポリ(エチレンアジペート)トリレン 2,4−ジイソシアネートターミネーテッド;ポリ(プロピレングリコール)トリレン 2,4−ジイソシアネートターミネーテッド;1,6−ジイソシアナートヘキサン;1,8−ジイソシアナートオクタン;1,12−ジイソシアナートドデカン;イソホロン ジイソシアナート;グリオキザール Poly (1,4-butanediol) isophorone diisocyanate terminated; poly (1,4-butanediol) tolylene 2,4-diisocyanate terminated; poly (ethylene adipate) tolylene 2,4-diisocyanate terminated; poly (propylene glycol) ) Tolylene 2,4-diisocyanate terminated; 1,6-diisocyanate hexane; 1,8-diisocyanate octane; 1,12-diisocyanate dodecane; isophorone diisocyanate; glyoxal
次にラビング処理について説明する。ラビング処理は、支持体となる導電性プラスチック基板のMD方向(遅相軸方向)に対して所定の任意の角度で行うことができる。MD方向に対するラビング方向の角度は、MD方向に対して同一乃至斜め方向にラビングされるのが好ましい。斜め方向の角度としては、−45°〜+45°の範囲であることが好ましい。 Next, the rubbing process will be described. The rubbing treatment can be performed at a predetermined arbitrary angle with respect to the MD direction (slow axis direction) of the conductive plastic substrate serving as the support. The angle of the rubbing direction with respect to the MD direction is preferably rubbed in the same or oblique direction with respect to the MD direction. The angle in the oblique direction is preferably in the range of −45 ° to + 45 °.
ラビング処理は、任意の方法で行うことができるが、例えば、長尺の導電性プラスチック基板をMD方向に搬送するステージ上に、該基板のMD方向に対して任意の角度でラビングロールを配置し、該基板をMD方向に搬送しながらラビングロールを回転させ、該基板表面をラビング処理する。ラビングロールとステージの移動方向が成す角度は自在に調整し得る機構であり、ラビングロールの表面には、適宜のラビング布材が貼付してある。 The rubbing treatment can be performed by any method. For example, a rubbing roll is disposed at an arbitrary angle with respect to the MD direction of the substrate on a stage that conveys a long conductive plastic substrate in the MD direction. The substrate surface is rubbed by rotating the rubbing roll while transporting the substrate in the MD direction. The angle formed by the rubbing roll and the moving direction of the stage is a mechanism that can be freely adjusted, and an appropriate rubbing cloth material is stuck on the surface of the rubbing roll.
(液晶性化合物で形成される光学異方性層)
2層以上の液晶性化合物からなる光学異方性層は、液晶性化合物として、棒状液晶性化合物又は円盤状液晶性化合物を用いることが好ましく、重合性基を有する棒状液晶性化合物又は円盤状液晶性化合物を用いることがより好ましい。液晶性化合物は、実質的に均一に配向していることが好ましく、実質的に均一に配向している状態で重合反応により液晶性分子が固定されていることが最も好ましい。
(Optically anisotropic layer formed of liquid crystalline compound)
The optically anisotropic layer composed of two or more liquid crystalline compounds preferably uses a rod-like liquid crystalline compound or a discotic liquid crystalline compound as the liquid crystalline compound, and a rod-like liquid crystalline compound or discotic liquid crystal having a polymerizable group. It is more preferable to use a functional compound. The liquid crystalline compound is preferably substantially uniformly aligned, and most preferably the liquid crystalline molecules are fixed by a polymerization reaction in a substantially uniformly aligned state.
棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。特に好ましく用いられる、低分子の重合性基を有する棒状液晶性化合物としては、下記式[IV]の棒状液晶性化合物である。 Examples of rod-like liquid crystalline compounds include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines. , Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. In addition to the above low-molecular liquid crystalline molecules, high-molecular liquid crystalline molecules can also be used. The rod-like liquid crystalline compound having a low molecular polymerizable group that is particularly preferably used is a rod-like liquid crystalline compound of the following formula [IV].
式[IV]中、Q1及びQ2は、それぞれ独立した重合性基であり、M1及びM4はそれぞれ独立した二価の連結基であり、M2及びM3はそれぞれ独立した単結合又は二価の連結基であり、Cy1、Cy2及びCy3は二価の環状基であり、nは0、1又は2である。 In the formula [IV], Q1 and Q2 are independent polymerizable groups, M1 and M4 are independent divalent linking groups, and M2 and M3 are independent single bonds or divalent linking groups, respectively. Cy1, Cy2 and Cy3 are divalent cyclic groups, and n is 0, 1 or 2.
式[IV]中、Q1及びQ2の重合性基は付加重合(開環重合を含む)反応又は縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。また、式[IV]中、M1及びM4はそれぞれ独立に−O−、−S−、−CO−、−NR3−(但し、R3は炭素原子数1〜7のアルキル基又は水素原子である。)、二価の鎖状基、二価の環状基及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。 In the formula [IV], the polymerizable groups of Q1 and Q2 are preferably functional groups capable of addition polymerization (including ring-opening polymerization) reaction or condensation polymerization reaction. In Formula [IV], M1 and M4 are each independently —O—, —S—, —CO—, —NR 3 — (wherein R 3 is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom. And a divalent linking group selected from the group consisting of a divalent chain group, a divalent cyclic group, and combinations thereof.
上記の組み合わせからなる二価の連結基の例を以下に示す。ここで、左側がQ(Q1又はQ2)に、右側がCy(Cy1又はCy3)に結合する。 Examples of the divalent linking group comprising the above combination are shown below. Here, the left side is coupled to Q (Q1 or Q2), and the right side is coupled to Cy (Cy1 or Cy3).
M−1: −CO−O−二価の鎖状基−O−
M−2: −CO−O−二価の鎖状基−O−CO−
M−3: −CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−
M−4: −CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−
M−5: −CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−CO−O−
M−6: −CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−O−CO−
M−7: −CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−
M−8: −CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
M−9: −CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
M−10:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−
M−11:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−CO−O−
M−12:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−O−CO−
M−13:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−
M−14:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
M−15:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
M−16:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−
M−17:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−CO−O−
M−18:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−O−CO−
M−19:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−
M−20:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
M−21:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
M-1: —CO—O—divalent chain group —O—
M-2: -CO-O-divalent chain group -O-CO-
M-3: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-
M-4: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group-
M-5: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -CO-O-
M-6: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -O-CO-
M-7: -CO-O-divalent chain group-O-divalent cyclic group-divalent chain group-
M-8: -CO-O-divalent chain group-O-divalent cyclic group-divalent chain group-CO-O-
M-9: -CO-O-divalent chain group-O-divalent cyclic group-divalent chain group-O-CO-
M-10: —CO—O—divalent chain group—O—CO—divalent cyclic group—
M-11: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -CO-O-
M-12: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -O-CO-
M-13: —CO—O—Divalent chain group—O—CO—Divalent cyclic group—Divalent chain group—
M-14: -CO-O-divalent chain group-O-CO-divalent cyclic group-divalent chain group-CO-O-
M-15: -CO-O-divalent chain group-O-CO-divalent cyclic group-divalent chain group-O-CO-
M-16: —CO—O—divalent chain group—O—CO—O—divalent cyclic group—
M-17: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -CO-O-
M-18: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -O-CO-
M-19: —CO—O—Divalent chain group—O—CO—O—Divalent cyclic group—Divalent chain group—
M-20: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -divalent chain group -CO-O-
M-21: -CO-O-divalent chain group-O-CO-O-divalent cyclic group-divalent chain group-O-CO-
上記の二価の鎖状基は、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基,置換アルキニレン基から選ばれ、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基から選ばれる一種であることが好ましく、アルキレン基又はアルケニレン基であることがさらに好ましい。 The divalent chain group is selected from an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkynylene group, and a substituted alkynylene group, and selected from an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, and a substituted alkenylene group. One type is preferable, and an alkylene group or an alkenylene group is more preferable.
アルキレン基は、分岐を有していてもよい。アルキレン基の炭素数は1〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることが最も好ましい。置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記のアルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が挙げられる。 The alkylene group may have a branch. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms. The alkylene part of the substituted alkylene group is the same as the above alkylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
アルケニレン基は、分岐を有していてもよい。アルケニレン基の炭素数は2〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることが最も好ましい。また、置換アルキレン基のアルキレン部分は、前記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が挙げられる。 The alkenylene group may have a branch. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms. The alkylene part of the substituted alkylene group is the same as the alkylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
アルキニレン基は、分岐を有していてもよい。アルキニレン基の炭素数は2〜12であることが好ましく、2〜10であることがさらに好ましく、2〜8であることが最も好ましい。また、置換アルキニレン基のアルキニレン部分は、上記アルキニレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が挙げられる。 The alkynylene group may have a branch. The alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms. The alkynylene part of the substituted alkynylene group is the same as the above alkynylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
二価の鎖状基の具体例としては、エチレン、トリメチレン、プロピレン、ブタメチレン、1−メチル−ブタメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、2−ブテニレン、2−ブチニレンなどが挙げられる。 Specific examples of the divalent chain group include ethylene, trimethylene, propylene, butamethylene, 1-methyl-butamethylene, pentamethylene, hexamethylene, octamethylene, 2-butenylene, 2-butynylene and the like.
二価の環状基の定義及び具体例は、後述するCy1、Cy2及びCy3の定義および具体例と同様である。 The definitions and specific examples of the divalent cyclic group are the same as the definitions and specific examples of Cy1, Cy2 and Cy3 described later.
式[IV]中、R3は、炭素原子数1〜4のアルキル基又は水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが最も好ましい。 In the formula [IV], R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, more preferably a methyl group, an ethyl group or a hydrogen atom, and most preferably a hydrogen atom. preferable.
式[IV]中、M2又はM3は、それぞれ独立に単結合又は二価の連結基である。M2及びM3は、それぞれ独立に、−O−、−S−、−CO−、−NR4−、二価の鎖状基、二価の環状基及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基又は単結合であることが好ましい。 In formula [IV], M2 or M3 each independently represents a single bond or a divalent linking group. M 2 and M 3 are each independently a divalent group selected from the group consisting of —O—, —S—, —CO—, —NR 4 —, a divalent chain group, a divalent cyclic group, and combinations thereof. Are preferably a linking group or a single bond.
上記R4は、炭素原子数1〜7のアルキル基又は水素原子であり、炭素原子数1〜4のアルキル基又は水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基又は水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが最も好ましい。二価の鎖状基及び二価の環状基についてはM1およびM4の定義と同義である。 R 4 is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, and preferably a methyl group, an ethyl group, or a hydrogen atom. More preferably, it is a hydrogen atom. The divalent chain group and the divalent cyclic group have the same definitions as M1 and M4.
式[IV]において、nは0、1又は2である。nが2の場合、2つのM3は同一であっても異なっていてもよく、二つのCy2も同一であっても異なっていてもよい。nは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。 In the formula [IV], n is 0, 1 or 2. When n is 2, two M3s may be the same or different, and two Cy2s may be the same or different. n is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
式[IV]において、Cy1、Cy2及びCy3は、それぞれ独立に、二価の環状基である。環状基に含まれる環は、5員環、6員環又は7員環であることが好ましく、5員環又は6員環であることがさらに好ましく、6員環であることが最も好ましい。環状基に含まれる環は、縮合環であってもよい。但し、縮合環よりも単環であることが好ましい。 In the formula [IV], Cy1, Cy2 and Cy3 are each independently a divalent cyclic group. The ring contained in the cyclic group is preferably a 5-membered ring, a 6-membered ring or a 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and most preferably a 6-membered ring. The ring contained in the cyclic group may be a condensed ring. However, it is preferably a monocycle rather than a condensed ring.
環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環及び複素環のいずれであってもよい。芳香族環には、ベンゼン環及びナフタレン環が含まれる。また脂肪族環には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環には、ピリジン環及びピリミジン環が含まれる。
ベンゼン環を有する環状基は、1,4−フェニレン基であることが好ましい。またナフタレン環を有する環状基は、ナフタレン−1,5−ジイル基又はナフタレン−2,6−ジイル基であることが好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基は、1,4−シクロへキシレン基であることが好ましい。また、ピリジン環を有する環状基は、ピリジン−2,5−ジイル基であることが好ましい。また、ピリミジン環を有する環状基は、ピリミジン−2,5−ジイル基であることが好ましい。
The ring included in the cyclic group may be an aromatic ring, an aliphatic ring, or a heterocyclic ring. The aromatic ring includes a benzene ring and a naphthalene ring. The aliphatic ring includes a cyclohexane ring. The heterocycle includes a pyridine ring and a pyrimidine ring.
The cyclic group having a benzene ring is preferably a 1,4-phenylene group. The cyclic group having a naphthalene ring is preferably a naphthalene-1,5-diyl group or a naphthalene-2,6-diyl group. The cyclic group having a cyclohexane ring is preferably a 1,4-cyclohexylene group. The cyclic group having a pyridine ring is preferably a pyridine-2,5-diyl group. The cyclic group having a pyrimidine ring is preferably a pyrimidine-2,5-diyl group.
上記環状基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数1〜5のアルキルチオ基、炭素原子数2〜6のアシルオキシ基、炭素原子数2〜6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数2〜6のアルキル置換カルバモイル基及び炭素原子数2〜6のアシルアミノ基が含まれる。 The cyclic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and 1 carbon atom. -5 alkylthio group, acyloxy group having 2 to 6 carbon atoms, alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, carbamoyl group, alkyl-substituted carbamoyl group having 2 to 6 carbon atoms, and acylamino having 2 to 6 carbon atoms A group is included.
以下に、式[IV]で表される重合性液晶性化合物の例を示す。但し、本発明で用いられる液晶性化合物はこれらに限定されるものではない。 Examples of the polymerizable liquid crystal compound represented by the formula [IV] are shown below. However, the liquid crystalline compound used in the present invention is not limited to these.
本発明において、上記λ/4板では、円盤状液晶性化合物も好適に用いることができる。円盤状液晶性化合物は、プラスチック基板面に対して実質的に垂直(50〜90°の範囲の平均傾斜角)に配向させることが好ましい。円盤状液晶性化合物は、様々な文献(C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981) ;日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., page 1794 (1985);J. Zhang et al., J. Am.Chem. Soc., vol. 116, page 2655 (1994))に記載されている。円盤状液晶性化合物の重合については、特開平8−27284号公報に記載がある。円盤状液晶性化合物を重合により固定するためには、円盤状液晶性化合物の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。但し、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。このため、重合性基を有する円盤状液晶性化合物は、下記式[V]で表わされる化合物であることが好ましい。 In the present invention, a discotic liquid crystalline compound can also be suitably used for the λ / 4 plate. The discotic liquid crystalline compound is preferably aligned substantially perpendicularly to the plastic substrate surface (average inclination angle in the range of 50 to 90 °). The discotic liquid crystalline compounds are described in various literatures (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, page 111 (1981); edited by the Chemical Society of Japan, Quarterly Chemical Review, No. 22, Liquid Crystal Chemistry, Chapter 5, Chapter 10, Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., Page 1794 (1985); J. Zhang et al., J Am. Chem. Soc., Vol. 116, page 2655 (1994)). The polymerization of the discotic liquid crystalline compound is described in JP-A-8-27284. In order to fix the discotic liquid crystalline compound by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline compound. However, when the polymerizable group is directly connected to the disc-shaped core, it becomes difficult to maintain the orientation state in the polymerization reaction. Therefore, a linking group is introduced between the discotic core and the polymerizable group. For this reason, the discotic liquid crystalline compound having a polymerizable group is preferably a compound represented by the following formula [V].
式[V]中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは4〜12の整数である。式[V]の円盤状コア(D)の例を以下に示す。なお、以下の各例において、LP(又はPL)は、二価の連結基(L)と重合性基(P)との組み合わせを意味する。 In formula [V], D is a discotic core, L is a divalent linking group, P is a polymerizable group, and n is an integer of 4 to 12. An example of the disk-shaped core (D) of the formula [V] is shown below. In each of the following examples, LP (or PL) means a combination of a divalent linking group (L) and a polymerizable group (P).
円盤状コア(D)を形成する化合物としては、例えば、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、ナフタセン環、ピレン環、インドール環、イソインドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、インドリジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、プリン環、インダゾール環、クロメン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリジン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェナントリジン環、キサンテン環、フェナジン環、フェノチアジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環及びチアントレン環などが挙げられる。中でもナフタレン環、アズレン環、インドール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環及びキノリン環であることが好ましい。 Examples of the compound forming the discotic core (D) include indene ring, naphthalene ring, azulene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, acenaphthylene ring, biphenylene ring, naphthacene ring, pyrene ring, indole ring, isoindole Ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, indolizine ring, benzoxazole ring, benzothiazole ring, benzimidazole ring, benzotriazole ring, purine ring, indazole ring, chromene ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinolidine ring, quinazoline ring, Cinnoline ring, quinoxaline ring, phthalazine ring, pteridine ring, carbazole ring, acridine ring, phenanthridine ring, xanthene ring, phenazine ring, phenothiazine ring, phenoxathiin ring, phenoxazine ring and thianthrene ring Etc., and the like. Among these, naphthalene ring, azulene ring, indole ring, benzoxazole ring, benzothiazole ring, benzimidazole ring, benzotriazole ring and quinoline ring are preferable.
円盤状コア(D)、二価の連結基(L)及び重合性基(P)の好ましい具体例は、それぞれ特開2001−4837号公報に記載の(D1)〜(D15)、L1〜L25、(P1)〜(P18)であり、同公報に記載の内容を好ましく用いることができる。 Preferred specific examples of the discotic core (D), the divalent linking group (L) and the polymerizable group (P) are (D1) to (D15) and L1 to L25 described in JP-A No. 2001-4837, respectively. (P1) to (P18), and the contents described in the publication can be preferably used.
これらの液晶性化合物は、実質的に均一に配向していることが好ましく、実質的に均一に配向している状態で固定されていることがさらに好ましく、重合反応により液晶性化合物が固定されていることが最も好ましい。液晶性化合物の中で、重合性基を有する棒状液晶性化合物の場合は、実質的に水平(ホモジニアス)配向に固定化することが好ましい。 These liquid crystalline compounds are preferably substantially uniformly aligned, more preferably fixed in a substantially uniformly aligned state, and the liquid crystalline compound is fixed by a polymerization reaction. Most preferably. Among the liquid crystal compounds, in the case of a rod-like liquid crystal compound having a polymerizable group, it is preferably fixed in a substantially horizontal (homogeneous) orientation.
ここで、実質的に水平とは、棒状液晶性化合物の長軸方向と光学異方性層の面との平均角度(平均傾斜角)が0〜40°の範囲内であることを意味する。棒状液晶性化合物を斜め配向させてもよいし、傾斜角が徐々に変化するように(ハイブリッド配向)させてもよい。斜め配向又はハイブリッド配向の場合でも、平均傾斜角は0〜40°の範囲であることが好ましい。 Here, “substantially horizontal” means that the average angle (average inclination angle) between the major axis direction of the rod-like liquid crystal compound and the surface of the optically anisotropic layer is in the range of 0 to 40 °. The rod-like liquid crystalline compound may be oriented obliquely or may be changed so that the inclination angle gradually changes (hybrid orientation). Even in the case of oblique orientation or hybrid orientation, the average inclination angle is preferably in the range of 0 to 40 °.
重合性基を有する円盤状液晶性化合物の場合、実質的に垂直配向させることが好ましい。ここで、実質的に垂直とは、円盤状液晶性化合物の円盤面と光学異方性層の面との平均角度(平均傾斜角)が50〜90°の範囲内であることを意味する。円盤状液晶性化合物を斜め配向させてもよいし、傾斜角が徐々に変化するように(ハイビリッド配向)させてもよい。斜め配向又はハイブリッド配向の場合でも、平均傾斜角は50〜90°の範囲であることが好ましい。 In the case of a discotic liquid crystalline compound having a polymerizable group, it is preferable to substantially align it vertically. Here, “substantially perpendicular” means that the average angle (average inclination angle) between the disc surface of the discotic liquid crystalline compound and the surface of the optically anisotropic layer is in the range of 50 to 90 °. The discotic liquid crystalline compound may be obliquely aligned or may be gradually changed (hybrid alignment). Even in the case of oblique alignment or hybrid alignment, the average inclination angle is preferably in the range of 50 to 90 °.
光学異方性層は、液晶性化合物及び下記の重合開始剤や他の添加剤を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成することが好ましい。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒としては、アミド(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例えば、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジン)、炭化水素(例えば、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例えば、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例えば、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が挙げられる。有機溶媒は、アルキルハライド又はケトンを用いることが好ましい。また、有機溶媒は、二種類以上を併用してもよい。 The optically anisotropic layer is preferably formed by applying a coating liquid containing a liquid crystalline compound and the following polymerization initiator and other additives on the alignment film. As a solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of the organic solvent include amide (for example, N, N-dimethylformamide), sulfoxide (for example, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compound (for example, pyridine), hydrocarbon (for example, benzene, hexane), alkyl halide (for example, chloroform). , Dichloromethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). As the organic solvent, an alkyl halide or a ketone is preferably used. Two or more organic solvents may be used in combination.
塗布液の塗布は、公知の方法(例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。 The coating liquid can be applied by a known method (eg, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).
(液晶性化合物の配向状態の固定化)
配向させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定することが好ましい。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、光重合反応であることが好ましい。光重合開始剤としては、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)並びにオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)などが挙げられる。
(Fixation of alignment state of liquid crystalline compounds)
The aligned liquid crystalline compound is preferably fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably carried out by a polymerization reaction of a polymerizable group introduced into the liquid crystal compound. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator, and is preferably a photopolymerization reaction. As photopolymerization initiators, α-carbonyl compounds (described in the specifications of US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ethers (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin compounds ( US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (described in US Pat. No. 3,549,367) And acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, described in US Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (described in US Pat. No. 4,212,970).
光重合開始剤の添加量は、塗布液の固形分の質量に対して0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがさらに好ましい。液晶性化合物の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、20〜50J/cm2であることが好ましく、100〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。光学異方性層の厚みは、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることがさらに好ましい。 The addition amount of the photopolymerization initiator is preferably 0.01 to 20% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the mass of the solid content of the coating solution. Light irradiation for the polymerization of the liquid crystalline compound is preferably performed using ultraviolet rays. Irradiation energy is preferably 20~50J / cm 2, further preferably 100 to 800 mJ / cm 2. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions. The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.5 to 5 μm.
(導電性λ/4板の光学的性質)
本発明の導電性λ/板において、λ/4板の光学異方性層(第1光学異方性層)は、波長550nmで測定したリターデーション(Re)値が240〜290nmであることが好ましく、250〜280nmであることがより好ましい。もう一方の光学異方性層(第2光学異方性層)は、波長550nmで測定したリターデーション(Re)値が110〜145nmであることが好ましく、120〜140nmであることがより好ましい。
(Optical properties of conductive λ / 4 plate)
In the conductive λ / plate of the present invention, the optically anisotropic layer (first optically anisotropic layer) of the λ / 4 plate has a retardation (Re) value measured at a wavelength of 550 nm of 240 to 290 nm. Preferably, it is 250-280 nm. The other optically anisotropic layer (second optically anisotropic layer) preferably has a retardation (Re) value measured at a wavelength of 550 nm of 110 to 145 nm, and more preferably 120 to 140 nm.
このような光学特性を得るために、上述の第1及び第2の光学異方性層の厚みは、各々の層が所望のリターデーションを示す範囲で任意に決定することができる。例えば、同一の棒状液晶性化合物を水平配向させて、前記第1及び第2の光学異方性層を各々形成する場合は、位相差がπである光学異方性層の厚みを、位相差がπ/2の光学異方性の厚みの倍にすることが好ましい。それぞれの光学異方性層の厚みの好ましい範囲は、用いる液晶性化合物の種類によって異なるが、一般的には、0.1〜10μmであり、0.2〜0.8μmがより好ましく、0.5〜5μmであることがさらに好ましい。 In order to obtain such optical characteristics, the thicknesses of the first and second optically anisotropic layers described above can be arbitrarily determined within a range in which each layer exhibits a desired retardation. For example, when the first and second optically anisotropic layers are formed by horizontally aligning the same rod-like liquid crystalline compound, the thickness of the optically anisotropic layer having a retardation of π is set to the retardation. Is preferably double the thickness of the optical anisotropy of π / 2. Although the preferable range of the thickness of each optically anisotropic layer varies depending on the type of liquid crystal compound used, it is generally 0.1 to 10 μm, more preferably 0.2 to 0.8 μm, More preferably, it is 5-5 micrometers.
[円偏光板]
本発明の円偏光板は、上記のプラスチック基板又は導電性プラスチック基板上に、偏光膜とλ/4板とを積層することにより作製することができる。この場合、λ/4板の遅相軸と偏光膜の吸収軸とを45°になるように積層する。この時、前述のように、長手方向に対し20〜70°、好ましくは30〜60°、さらに好ましくは40〜50°傾斜させた吸収軸を有する偏光膜、及び前述の液晶性化合物で形成される光学異方性層からなるλ/4板を積層させることが好ましい。
[Circularly polarizing plate]
The circularly polarizing plate of the present invention can be produced by laminating a polarizing film and a λ / 4 plate on the plastic substrate or the conductive plastic substrate. In this case, lamination is performed so that the slow axis of the λ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing film are 45 °. At this time, as described above, it is formed of a polarizing film having an absorption axis inclined by 20 to 70 °, preferably 30 to 60 °, more preferably 40 to 50 ° with respect to the longitudinal direction, and the liquid crystal compound described above. It is preferable to laminate a λ / 4 plate made of an optically anisotropic layer.
[液晶表示素子]
反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板、反射電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、透明電極、上基板、λ/4板及び偏光膜で構成される。このうち本発明のプラスチック基板は、透明電極及び上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を反射電極と下配向膜との間、又は上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。一方、透過型液晶表示装置は、下から順に、バックライト、偏光板、λ/4板、下透明電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、上透明電極、上基板、λ/4板及び偏光膜で構成される。このうち本発明のプラスチック基板は、上透明電極及び上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を下透明電極と下配向膜との間、又は上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。
[Liquid crystal display element]
The reflective liquid crystal display device includes, in order from the bottom, a lower substrate, a reflective electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, a transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarizing film. Among these, the plastic substrate of the present invention can be used as a transparent electrode and an upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the reflective electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode. On the other hand, the transmissive liquid crystal display device includes a backlight, a polarizing plate, a λ / 4 plate, a lower transparent electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, an upper transparent electrode, an upper substrate, and a λ / 4 plate in order from the bottom. And a polarizing film. Among these, the plastic substrate of the present invention can be used as an upper transparent electrode and an upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the lower transparent electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode.
液晶セルは特に限定されないが、より好ましくはTN(twisted Nematic )型、STN(Supper Twisted Nematic)型又はHAN(Hybrid Aligned Nematic)型、VA(Verticaly Allignment)型、ECB(Electricaly Controlled Birefrigence)型、OCB(Optically Compensatory Bend)型、CPA(Continious Pinwheel Alignment)型のいずれかであることが好ましい。 The liquid crystal cell is not particularly limited, but more preferably a TN (twisted nematic) type, STN (supplier twisted nematic) type or HAN (hybrid aligned nematic) type, VA (verticaly allignment) type, ECB (electrically controlled birefrigence) type, OCB (Optically Compensatory Bend) type or CPA (Continious Pinwheel Alignment) type is preferable.
[タッチパネル]
タッチパネルとしては、例えば、特開平5−127822号公報、特開2002−48913号公報等に記載されたものを用いることができる。
[Touch panel]
As a touch panel, what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 5-127822, 2002-48913, etc. can be used, for example.
[有機EL素子]
有機EL素子としては、例えば、特開平11−233258号公報、特開2000−150172号公報、特開2000−267097号公報、特開2001−135477号公報、特開2001−351781号公報、特開2002−75657号公報、特開2002−110345号公報、特開2002−169277号公報に記載されたものを用いることができる。
[Organic EL device]
Examples of the organic EL element include, for example, JP-A-11-233258, JP-A-2000-150172, JP-A-2000-267097, JP-A-2001-135477, JP-A-2001-351781, and JP-A-2001-351781. What was described in 2002-75657 gazette, Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-110345, and Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-169277 can be used.
本発明のプラスチック基板は、破断伸度が比較的大きく、かつ熱膨張係数が比較的小さいため、低いため、配向膜を形成した場合であっても、画像表示素子に組み入れても白点故障が少ない。このため、本発明のプラスチック基板は、タッチパネル、有機EL素子など各種の画像表示素子などに用いることができる。 Since the plastic substrate of the present invention has a relatively high elongation at break and a relatively small coefficient of thermal expansion, it is low. Therefore, even when an alignment film is formed or incorporated in an image display element, white point failure occurs. Few. For this reason, the plastic substrate of this invention can be used for various image display elements, such as a touch panel and an organic EL element.
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、部及び%は、特に断らない限り質量基準である。また、実施例中における各種の測定は、下記のとおり行った。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to a following example. In the examples, parts and% are based on mass unless otherwise specified. Various measurements in the examples were performed as follows.
[測定法]
A.熱変形温度及び熱膨張係数
下記条件でTMA(Thermal Mechanical Analysis)測定を行った。すなわち、昇温に伴うサンプルの寸法変化を測定する。
サンプル幅:3mm
チャック間:25.4mm
昇温速度:3℃/分
測定温度域:30℃〜200℃
下記の方法で熱変形温度及び熱膨張係数を求めた。
(1)熱変形温度
昇温に伴い、伸びが発生したが、Tg近傍から伸び量が急激に増加した。Tg以下の伸びの外挿線とTg以上の伸びの外挿線の交点を熱変形温度(℃)とした。
(2)熱膨張係数
Tg以下の熱膨張の寸法変化(チャック間長に対する比率:ppm)と温度(℃)の傾きから求めた(ppm/℃)。
[Measurement method]
A. Thermal deformation temperature and thermal expansion coefficient TMA (Thermal Mechanical Analysis) measurement was performed under the following conditions. That is, the dimensional change of the sample accompanying the temperature rise is measured.
Sample width: 3mm
Between chucks: 25.4 mm
Temperature increase rate: 3 ° C / min
Measurement temperature range: 30 ° C to 200 ° C
The thermal deformation temperature and the thermal expansion coefficient were determined by the following method.
(1) Thermal deformation temperature Although elongation occurred as the temperature rose, the amount of elongation increased rapidly from the vicinity of Tg. The intersection of the extrapolated line extending below Tg and the extrapolated line extending above Tg was defined as the heat distortion temperature (° C.).
(2) Coefficient of thermal expansion The coefficient of thermal expansion was determined from the slope of temperature change (ratio to the length between chucks: ppm) and temperature (° C) (ppm / ° C).
B.破断伸度
サンプルを1cm×20cmに剃刀を用い切り出し、25℃60%RHにおいて、チャック間10cm、引っ張り速度2cm/分で引っ張り、破断したときの引っ張り長(Lcm)から、以下の式から求めた。
破断伸度(%)=100×(Lcm/10cm)
B. A sample of elongation at break was cut out using a razor at 1 cm × 20 cm, pulled at 10 ° C. between chucks at a pulling speed of 2 cm / min at 25 ° C. and 60% RH, and obtained from the following formula from the pulling length (Lcm) when broken. .
Elongation at break (%) = 100 × (Lcm / 10 cm)
C.リターデーション値(Re)
自動複屈折計(KOBRA-21ADH/PR:王子計測器(株)製)を用いて、サンプルフィルム表面に対し垂直方向から測定した。なお、この測定はサンプルを25℃60%RHの環境で2時間保持した後、同様の環境下で波長550nmで測定した。
C. Retardation value (Re)
Using an automatic birefringence meter (KOBRA-21ADH / PR: manufactured by Oji Scientific Instruments), measurement was performed from the direction perpendicular to the sample film surface. This measurement was performed at a wavelength of 550 nm under the same environment after holding the sample in an environment of 25 ° C. and 60% RH for 2 hours.
D.表面電気抵抗
(1)初期表面電気抵抗
25℃60%RHに3時間以上調湿後、KEITHLEY製の8009 RESISTIVITY TEST FIXTUREとKEITHLEY製の6517A型とを用いて初期電気抵抗(R0)測定した。
(2)熱処理後の表面電気抵抗
サンプルを空気恒温槽を用い、無張力下でつるして175℃30分熱処理を行った。これを25℃60%RHに3時間以上調湿後、(1)と同様にして表面電気抵抗(R175)を測定した。
(3)表面電気抵抗の変化率
(R175)と(R0)との差の絶対値を(R0)で割り、百分率で示したものを表面電気抵抗の変化率(%)とした。
D. Surface Electric Resistance (1) Initial Surface Electric Resistance After adjusting humidity to 25 ° C. and 60% RH for 3 hours or more, initial electric resistance (R 0 ) was measured using an 8009 RESISTIVITY TEST FIXTURE made by KEITHLEY and a 6517A type made by KEITHLEY.
(2) Surface electrical resistance after heat treatment The sample was suspended under no tension using an air thermostat and subjected to heat treatment at 175 ° C for 30 minutes. After adjusting the humidity to 25 ° C. and 60% RH for 3 hours or more, the surface electrical resistance (R 175 ) was measured in the same manner as in (1).
(3) the rate of change of surface electrical resistance (R 175) the absolute value of the difference between (R 0) divided by (R 0), and the change rate of the one surface resistivity shown in percentage (%).
E.水蒸気透過率
(1)初期水蒸気透過率
MOCON社製、パーマトランW1Aを用いて、40℃、90%RH雰囲気下において24時間測定し、水蒸気透過率を測定した。これをW0とした。
(2)熱処理後の水蒸気透過率
サンプルを空気恒温槽を用い、無張力下でつるして、175℃30分熱処理を行った。これを25℃60%RHに3時間以上調湿後、(1)と同様にして水蒸気透過率(W175)を測定した。
(3)水蒸気透過率の変化率
(W175)と(W0)との差の絶対値を(W0)で割り、百分率で示したものを水蒸気透過率の変化率(%)とした。
E. Water vapor transmission rate (1) Initial water vapor transmission rate Using a Permantran W1A manufactured by MOCON, measurement was performed for 24 hours in an atmosphere of 40 ° C and 90% RH, and the water vapor transmission rate was measured. This was designated as W 0 .
(2) Water vapor permeability after heat treatment The sample was suspended under no tension using an air thermostat and subjected to heat treatment at 175 ° C for 30 minutes. After adjusting the humidity to 25 ° C. and 60% RH for 3 hours or more, the water vapor transmission rate (W 175 ) was measured in the same manner as in (1).
(3) was the rate of change of the water vapor transmission rate and (W 175) and (W 0) of the absolute value of the difference between (W 0) in the split, the change rate of water vapor transmission rate that shown in percentage (%).
F.酸素透過率
(1)初期酸素透過率
MOCON社製、OX−TRAN 10/50Aを用いて40℃90%RH雰囲気下において、24時間測定し酸素透過率を測定した。これをO0とした。
(2)熱処理後の酸素透過率
このサンプルを空気恒温槽を用い、無張力下でつるして、175℃30分熱処理を行った。これを25℃60%RHに3時間以上調湿後、(1)と同様にして酸素透過率(O175)を測定した。
(3)酸素透過率の変化率
(O175)と(O0)との差の絶対値を(O0)で割り、百分率で示したものを水蒸気透過率の変化率(%)とした。
F. Oxygen permeability (1) Initial oxygen permeability Oxygen permeability was measured by using OX-TRAN 10 / 50A, manufactured by MOCON, for 24 hours in an atmosphere of 40 ° C. and 90% RH. This was designated as O 0 .
(2) Oxygen permeability after heat treatment This sample was suspended under no tension using an air thermostat and subjected to heat treatment at 175 ° C for 30 minutes. After adjusting the humidity to 25 ° C. and 60% RH for 3 hours or more, the oxygen transmission rate (O 175 ) was measured in the same manner as (1).
(3) changes of oxygen transmittance (O 175) and (O 0) of the absolute value of the difference between (O 0) in the split, the change rate of the water vapor transmission rate that shown in percentage (%).
〔実施例1〕 プラスチック基板の作製
1.溶液製膜法によるプラスチック基板の作製
(1)熱可塑性樹脂溶液の調液
下記のポリマーをメチレンクロライドに20質量%の含有率になるように溶解した。なお、シランカップリング剤(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)及び可塑剤(グリセロールトリアセテート)をポリマーの質量に対し、表1に記載された添加量で混合した。
a)MPC−1
ビスフェノールA(BisA)と9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン(BCF)を、BisA/BCF=1/1(モル比)で混合したポリカーボネート共重合体(Tg:225℃)
b)MPC−2
ビスフェノールA(BisA)と3,3,5−トリメチル−1,1−ジ(4−フェノール)シクロヘキシリデン(IP)をBisA/IP=2/3(モル比)で混合したポリカーボネート共重合体(Tg:205℃)。
c)PES
住友ベークライト製スミライトFS−1300(Tg:220℃)。
Example 1 Production of Plastic Substrate Preparation of plastic substrate by solution casting method (1) Preparation of thermoplastic resin solution The following polymer was dissolved in methylene chloride so as to have a content of 20% by mass. A silane coupling agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) and a plasticizer (glycerol triacetate) were mixed in the addition amount shown in Table 1 with respect to the mass of the polymer.
a) MPC-1
Polycarbonate copolymer in which bisphenol A (BisA) and 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) fluorene (BCF) are mixed at BisA / BCF = 1/1 (molar ratio) (Tg: 225 ° C. )
b) MPC-2
Polycarbonate copolymer in which bisphenol A (BisA) and 3,3,5-trimethyl-1,1-di (4-phenol) cyclohexylidene (IP) are mixed at BisA / IP = 2/3 (molar ratio) Tg: 205 ° C.).
c) PES
Sumitomo Bakelite Sumilite FS-1300 (Tg: 220 ° C.).
(2)熱硬化性樹脂のプレポリマー溶液の調液
下記プレポリマー100質量部を、1−メトキシ−2−プロパノール300質量部、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2質量部、シランカップリング剤(信越化学株式会社製KBM−503)及び可塑剤(トリフェニルフォスフェート)をポリマーの質量に対して表1に記載された添加量で混合した。
a)EpAc
分子量約1040のエポキシアクリレートプレポリマー(昭和高分子株式会社製VR−60)
b)Ac
アクリル系樹脂(分子量67,000、酸価2のアクリル(三菱レイヨン株式会社LR−1065))
c)DCPA
ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(共栄社化学社製「ライトアクリレートDCP−A」)
d)UA
ウレタンアクリレート(新中村化学製「NKオリゴU−15HA」)
e)PhR
フェノキシ樹脂(Phenoxy Associates 製「PAPHEN」)
f)PI
ポリイソシアネート(日本ポリウレタン工業製「コロネート」)
g)DA
ジアクリレートモノマー(特開2002−275285号公報の実施例1に記載の化合物)
(2) Preparation of prepolymer solution of thermosetting resin 100 parts by mass of the following prepolymer, 300 parts by mass of 1-methoxy-2-propanol, 2 parts by mass of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone as an initiator, and a silane coupling agent (KBM-503 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and a plasticizer (triphenyl phosphate) were mixed in an addition amount described in Table 1 with respect to the mass of the polymer.
a) EpAc
Epoxy acrylate prepolymer having a molecular weight of about 1040 (VR-60, Showa Polymer Co., Ltd.)
b) Ac
Acrylic resin (Acrylic with molecular weight 67,000, acid value 2 (Mitsubishi Rayon Co., Ltd. LR-1065))
c) DCPA
Dimethylol tricyclodecane diacrylate (“Light acrylate DCP-A” manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
d) UA
Urethane acrylate (Shin Nakamura Chemical "NK Oligo U-15HA")
e) PhR
Phenoxy resin ("PAPHEN" manufactured by Phenoxy Associates)
f) PI
Polyisocyanate ("Coronate" manufactured by Nippon Polyurethane Industry)
g) DA
Diacrylate monomer (compound described in Example 1 of JP-A-2002-275285)
(3)流延ドープの調液
上記の熱可塑性樹脂溶液の調液、熱硬化性樹脂のプレポリマー溶液に、金属酸化物を添加した。なお、金属酸化物の含有率(ポリマーに対するゾルゲル反応後の金属酸化物の質量比)は表1に記載した。
(A)微粒子法
表1に記載された粒径を有する各種の金属酸化物粒子を添加した。なお、本発明で使用した金属酸化物粒子のアスペクト比はすべて5以下の球形のものを用いた。一方、アスペクト比15の板状のものも添加して下記方法で製膜したが、いずれもRaが20nmと大きくなってしまった。
(B)ゾルゲル法
下記のゾルゲル法で調製した各種の金属酸化物を表1に記載された添加量で添加した。
a)シリカ系ゾルゲル液(Si系)
2−プロパノール1800質量部の混合溶媒に、酢酸88質量部を加えた後、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン640質量部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(ECHETMOS)154質量部を混合した。
b)アルミナ系ゾルゲル液(Al系)
アルミニウムイソプロポキシド(和光純薬(株)製、固形分40質量%)、n−プロピルアルコールを混合し、10mol/Lの塩酸を滴下し、滴下終了後N,N−ジメチルベンジルアミンを加えた後、アルミニウムイソプロポキシド15質量部の溶液を得た。
c)シリカアルミナ系ゾルゲル液(SiAl系)
テトラエトキシシラン(TEOS)80質量%、アミノプロピルトリエトキシシラン10質量%、グリシジルプロピルトリエトキシシラン5質量%とメチルプロピルアクリルエトキシシラン5質量%をn−プロピルアルコールに溶解した後、2mol/L(2N)の塩酸を滴下した。
(3) Preparation of casting dope A metal oxide was added to the preparation of the thermoplastic resin solution and the prepolymer solution of the thermosetting resin. The metal oxide content (the mass ratio of the metal oxide after the sol-gel reaction to the polymer) is shown in Table 1.
(A) Fine particle method Various metal oxide particles having a particle size described in Table 1 were added. The metal oxide particles used in the present invention had a spherical aspect ratio of 5 or less. On the other hand, a plate-like material having an aspect ratio of 15 was also added to form a film by the following method, but in all cases Ra was as large as 20 nm.
(B) Sol-gel method Various metal oxides prepared by the following sol-gel method were added in the amounts shown in Table 1.
a) Silica-based sol-gel solution (Si-based)
After adding 88 parts by mass of acetic acid to a mixed solvent of 1800 parts by mass of 2-propanol, 640 parts by mass of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 154 parts by mass of 3-aminopropyltrimethoxysilane (ECHETMOS) The parts were mixed.
b) Alumina-based sol-gel solution (Al-based)
Aluminum isopropoxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., solid content 40% by mass) and n-propyl alcohol were mixed, 10 mol / L hydrochloric acid was added dropwise, and N, N-dimethylbenzylamine was added after completion of the addition. Thereafter, a solution of 15 parts by mass of aluminum isopropoxide was obtained.
c) Silica alumina based sol-gel solution (SiAl based)
After dissolving 80% by mass of tetraethoxysilane (TEOS), 10% by mass of aminopropyltriethoxysilane, 5% by mass of glycidylpropyltriethoxysilane and 5% by mass of methylpropylacrylethoxysilane in n-propyl alcohol, 2 mol / L ( 2N) hydrochloric acid was added dropwise.
(4)製膜
上記の混合溶液をダイコーティング法によりステンレスバンド上に流延した。これをバンド上で60℃の温度で2分間初期反応を行った。次いで、これをバンド上から剥ぎ取り、150℃の温度で20分間後期反応を行った。この後、両端をトリミングし、ナーリング加工した後、ロールに巻き取った。このようにして得られたプラスチック基板の厚みを表1に示した。なお、本発明では、いずれも1.5m幅で3000m長製膜した。残留溶媒濃度はいずれも1質量%以下であった。
(4) Film formation The above mixed solution was cast on a stainless steel band by a die coating method. This was subjected to an initial reaction on the band at a temperature of 60 ° C. for 2 minutes. Next, this was peeled off from the band and subjected to the late reaction at a temperature of 150 ° C. for 20 minutes. Thereafter, both ends were trimmed, knurled, and wound on a roll. The thickness of the plastic substrate thus obtained is shown in Table 1. In the present invention, each film was formed with a width of 1.5 m and a length of 3000 m. The residual solvent concentration was 1% by mass or less.
2.溶融製膜法によるプラスチック基板の作製
下記のポリマーに表1に記載した金属酸化物粒子、シランカップリング剤(ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン)、可塑剤(ジエチレングリコールジベンゾエート)をポリマーの質量に対し、表1に記載された添加量で混合した後、250℃で2軸混練押出機を用いて溶融した。これをT−ダイから120℃に温調したキャスティングドラム上に静電印加法を用いて流延し固化した。
2. Production of plastic substrate by melt film-forming method The following polymer was added with the metal oxide particles, silane coupling agent (vinyl tris (β-methoxyethoxy) silane), and plasticizer (diethylene glycol dibenzoate) listed in Table 1 as the mass of the polymer. On the other hand, after mixing with the addition amount described in Table 1, it was melted at 250 ° C. using a twin-screw kneading extruder. This was cast from a T-die onto a casting drum adjusted to 120 ° C. using an electrostatic application method and solidified.
COC(シクロオレフィンコポリマー):ポリノルボルネン(ジェイエスール(株)製アートン、Tg:160℃)
この後、両端をトリミングし、ナーリング加工した後、巻き取った。このようにして得たプラスチック基板の厚みを表1に示す。
COC (cycloolefin copolymer): Polynorbornene (Arton manufactured by Jiesal Co., Ltd., Tg: 160 ° C.)
Thereafter, both ends were trimmed, knurled, and wound up. The thickness of the plastic substrate thus obtained is shown in Table 1.
3.Tg以上熱処理
上記溶液製膜、溶融製膜したプラスチック基板を表1に記載された条件(張力、温度、時間)で熱処理ゾーンに搬送しながら熱処理した。
3. Heat treatment for Tg or more The plastic substrate obtained by the above solution film formation and melt film formation was heat-treated while being conveyed to the heat treatment zone under the conditions (tension, temperature, time) described in Table 1.
4.Tg未満熱処理
Tg以上熱処理に引き続き、プラスチック基板をロール状にして表1に記載の条件(温度、時間)で熱処理した。
4). Subsequent to Tg heat treatment Tg or higher heat treatment, the plastic substrate was rolled and heat treated under the conditions (temperature, time) shown in Table 1.
5.物性評価
上述の方法に従い、製膜後にプラスチック基板の物性を評価した。結果を表1に示す。
5. Physical property evaluation According to the above-mentioned method, the physical property of the plastic substrate was evaluated after film formation. The results are shown in Table 1.
本発明の製造方法により、a)可塑剤の添加、b)シランカップリング剤の添加、c)Tg以上熱処理、d)Tg未満熱処理を行ったものは、いずれも低い熱膨張係数、大きい破断伸度、高い熱変形温度、低いRa、低いヘーズを示し良好であった。上記a)〜d)は、組み合せることでさらに良好な結果を得た(プラスチック基板#1、#6〜8、#11〜18)。これらは熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマーいずれにおいても同様に効果が得られたが、熱硬化性ポリマーの方が耐熱性が高く、さらに良好な結果が得られた(プラスチック基板#11〜17等)。なお、本発明のプラスチック基板はいずれも85%以上の高い透明性を示した。 In the production method of the present invention, a) addition of plasticizer, b) addition of silane coupling agent, c) heat treatment above Tg, and d) heat treatment below Tg are all low thermal expansion coefficient, large elongation at break. It showed good temperature, high heat distortion temperature, low Ra and low haze. The above a) to d) were combined to obtain better results (plastic substrates # 1, # 6 to 8, and # 11 to 18). These were similarly effective in both the thermosetting polymer and the thermoplastic polymer, but the thermosetting polymer had higher heat resistance, and more favorable results were obtained (Plastic substrates # 11 to 17 etc.) ). The plastic substrates of the present invention all showed high transparency of 85% or more.
〔実施例2〕 導電性プラスチック基板の作製
1.アンダーコート層の作製
上記のプラスチック基板の両面にコロナ放電処理を行った後、下記処方の塗布液を常温にて攪拌溶解後、バーコーターで3μm(乾燥後)の厚みになるように塗工し、80℃、10分の条件で加熱した後、紫外線を照射をした。
アクリル系樹脂 100質量部
(Tg105℃、分子量67,000、酸価2のアクリル
(三菱レイヨン株式会社製LR-1065))
シランカップリング剤 1質量部
(N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
(信越化学株式会社製KBM-573))
酢酸ブチル 400質量部
[Example 2] Production of conductive plastic substrate Preparation of undercoat layer After performing corona discharge treatment on both sides of the above plastic substrate, the coating liquid of the following formulation was stirred and dissolved at room temperature, and then coated with a bar coater to a thickness of 3 μm (after drying). After heating at 80 ° C. for 10 minutes, ultraviolet rays were irradiated.
Acrylic resin 100 parts by weight (Tg105 ° C, molecular weight 67,000, acid value 2 acrylic
(LR-1065 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.))
Silane coupling agent 1 part by mass (N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane (KBM-573 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.))
400 parts by weight of butyl acetate
2.ガスバリア層の作製
プラスチック基板の片面のアンダーコート層上に、下記のバリヤー層を表2に記載の厚みで成膜した。
(1)SiO2層
DCマグネトロンスパッタリング法により、SiO2をターゲットとし665mPa(5mTorr)の真空下で、Ar雰囲気下、出力5kWでスパッタリングした(表2中にSiOと記載)。
(2)SiOxNy層
RFマグネトロンスパッタリング法により、Siをターゲットとし、O2、N2を導入しながら、665mPa(5mTorr)の真空下で、出力5kWで成膜し、SiOxNy膜(x=1、y=1)を得た(表2中にSiONと記載)。
(3)Al2O3層
DCマグネトロンスパッタリング法により、Al2O3をターゲットとし665mPa(5mTorr)の真空下で、Ar雰囲気下、出力5kWでスパッタリングした(表2中にAlOと記載)。
2. Preparation of Gas Barrier Layer The following barrier layer was formed in the thickness shown in Table 2 on the undercoat layer on one side of the plastic substrate.
(1) SiO 2 layer Sputtering was performed at a power of 5 kW in an Ar atmosphere under a vacuum of 665 mPa (5 mTorr) using SiO 2 as a target by a DC magnetron sputtering method (described as SiO in Table 2).
(2) by SiO x N y layer RF magnetron sputtering method, an Si as a target, while introducing O 2, N 2, under a vacuum of 665MPa (5 mTorr), deposited at the output 5 kW, SiO x N y film (X = 1, y = 1) was obtained (described as SiON in Table 2).
(3) Al 2 O 3 layer Sputtering was performed at a power of 5 kW in an Ar atmosphere under a vacuum of 665 mPa (5 mTorr) using Al 2 O 3 as a target by DC magnetron sputtering (described as AlO in Table 2).
3.透明導電層の作製
(1)ITO層
プラスチック基板を100℃に加熱しながら、ITO(In2O395質量%、SnO25質量%)をターゲットとしDCマグネトロンスパッタリング法により、665mPa(5mTorr)の真空下で、Ar雰囲気下、出力5kWで表2に記載の厚みのITO膜からなる透明導電層を、ガスバリア層の反対面のアンダーコート層上に設けた(表2中にITOと記載)。
(2)酸化インジウム・亜鉛層
特開平6−318406号公報の実施例1に従い、In及びZnからなる酸化膜を形成した(表2中にIZOと記載)。
3. Preparation of transparent conductive layer (1) ITO layer 665 mPa (5 mTorr) by DC magnetron sputtering method using ITO (In 2 O 3 95 mass%, SnO 2 5 mass%) as a target while heating the plastic substrate to 100 ° C. A transparent conductive layer made of an ITO film having the thickness shown in Table 2 at an output of 5 kW under vacuum and in an Ar atmosphere was provided on the undercoat layer on the opposite surface of the gas barrier layer (described as ITO in Table 2).
(2) Indium / Zinc Oxide Layer According to Example 1 of JP-A-6-318406, an oxide film made of In and Zn was formed (described as IZO in Table 2).
4.保護層の作製
バリヤー層の上に、下記処方の塗布液を常温にて攪拌溶解後、バーコーターで3μm(乾燥後)の厚みになるように塗工し、80℃10分の条件で加熱した後、紫外線を照射をした。
アクリル系樹脂 100質量部
(Tg105℃、分子量67,000、酸価2のアクリル
(三菱レイヨン株式会社製LR-1065))
シランカップリング剤 1質量部
(N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
(信越化学株式会社製KBM-573))
酢酸ブチル 400質量部
4). On the barrier layer, a coating solution having the following formulation was stirred and dissolved at room temperature, then applied to a thickness of 3 μm (after drying) with a bar coater, and heated at 80 ° C. for 10 minutes. After that, ultraviolet rays were irradiated.
Acrylic resin 100 parts by weight (Tg105 ° C, molecular weight 67,000, acid value 2 acrylic
(LR-1065 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.))
Silane coupling agent 1 part by mass (N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane (KBM-573 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.))
400 parts by weight of butyl acetate
5.評価
上記のようにして得られた導電性プラスチック基板を、上記の方法で表面抵抗を測定した。さらに下記の手法に従い、水蒸気透過率及び酸素透過率を測定した。さらに、はんだ付け歪みを以下の方法で評価した。はんだ付け歪み評価は、はんだ付けする際に高温に曝される場合における耐久性を評価するものである。結果を表2に示す。
5. Evaluation The surface resistance of the conductive plastic substrate obtained as described above was measured by the above method. Furthermore, according to the following method, the water vapor transmission rate and the oxygen transmission rate were measured. Furthermore, soldering distortion was evaluated by the following method. Soldering distortion evaluation is to evaluate durability when exposed to high temperature during soldering. The results are shown in Table 2.
<はんだ付け歪み>
先ず、プラスチック基板を5cm×5cmに裁断し、四隅を1cmずつ把持し宙に浮かせて固定する。次いで、このプラスチック基板の中央に200℃に加熱した直径5mmの金属棒を100gの荷重を加えて3分間押し当てる。次いで、金属棒を押し当てた面を上にして、これを平坦な台の上に置き、4隅が浮き上がった高さを平均して求める。
<Soldering distortion>
First, the plastic substrate is cut into 5 cm × 5 cm, and the four corners are held 1 cm at a time and are suspended and fixed in the air. Next, a metal bar having a diameter of 5 mm heated to 200 ° C. is applied to the center of the plastic substrate with a load of 100 g and pressed for 3 minutes. Next, the metal bar pressed surface is placed on a flat table, and the average height at which the four corners are lifted is obtained.
6.ポリイミド配向膜の作製
上記の導電性プラスチック基板の透明導電(ITO)層側に、液晶を配向させるためのポリイミド配向膜(SE-7992、日産化学(株)製)を形成した。200℃で30分熱処理し、これにラビング処理を行った。得られた基板の表面抵抗、水蒸気透過率及び酸素透過率を測定した。結果を表2に示す。
6). Preparation of polyimide alignment film A polyimide alignment film (SE-7992, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) for aligning liquid crystals was formed on the transparent conductive (ITO) layer side of the conductive plastic substrate. Heat treatment was performed at 200 ° C. for 30 minutes, and this was rubbed. The surface resistance, water vapor transmission rate and oxygen transmission rate of the obtained substrate were measured. The results are shown in Table 2.
表2より、本発明のプラスチック基板を用いたものは、成膜直後の物性値とポリイミド配向後の物性値を比較した場合、表面抵抗の増加は殆どなく、かつガス透過性(水蒸気透過率及び酸素透過率)の増加も殆ど見られなかった。また、本発明のプラスチック基板を用いたものは、はんだ付け歪は、基板が熱可塑性ポリマーからなるものと比較して、熱硬化性ポリマーからなる基板の方が、発生する歪みが小さく高温下でも耐久性に優れていることが分かる。 From Table 2, when using the plastic substrate of the present invention, when comparing the physical property value immediately after film formation and the physical property value after polyimide orientation, there is almost no increase in surface resistance and gas permeability (water vapor permeability and Almost no increase in oxygen permeability was observed. In addition, in the case of using the plastic substrate of the present invention, the soldering strain is smaller when the substrate made of the thermosetting polymer is smaller than the one made of the thermoplastic polymer even at a high temperature. It turns out that it is excellent in durability.
〔実施例3〕 円偏光板の作製
1.導電性λ/4板の作製
(1)光学異方性層で形成されるλ/4板
本発明の導電性プラスチック基板のガスバリア層側に、下記手順で塗布を行った(なお、表3では光学異方性型と記載してある)。
a)PVA配向膜の調製
80μmの三酢酸セルロースフィルム(富士写真フィルム製フジタック)の両面をNaOH水溶液でけん化した後、下記組成の配向膜塗布液をフジタックの片面に塗布し、100℃で乾燥させた。配向膜の膜厚は1μmであった。次に光学異方性層の遅相軸の方向が透明支持体の長手方向に対して30°の方向になるようにラビング処理を実施した。
下記の変性ポリビニルアルコール 4質量%
水 72.6質量%
メタノール 23.3質量%
グルタールアルデヒド 0.2質量%
Example 3 Production of Circular Polarizing Plate Production of Conductive λ / 4 Plate (1) λ / 4 Plate Formed with Optical Anisotropic Layer Application was performed on the gas barrier layer side of the conductive plastic substrate of the present invention by the following procedure (in Table 3, It is described as an optically anisotropic type).
a) Preparation of PVA Alignment Film After saponifying both sides of an 80 μm cellulose triacetate film (Fuji Photo Film Fujitac) with an aqueous NaOH solution, an alignment film coating solution having the following composition was applied to one side of Fujitac and dried at 100 ° C. It was. The thickness of the alignment film was 1 μm. Next, rubbing treatment was performed so that the slow axis direction of the optically anisotropic layer was 30 ° with respect to the longitudinal direction of the transparent support.
4% by mass of the following modified polyvinyl alcohol
72.6% by mass of water
Methanol 23.3 mass%
Glutaraldehyde 0.2% by mass
b)光学異方性層Aの調製
配向膜の上に、下記の組成の塗布液をバーコーターを用いて連続的に塗布、乾燥、および加熱(配向熟成)し、さらに紫外線照射して光学的異方性層を形成した。この時、塗布厚みを変えることで表2に記載のリターデーション値(Re)を得た。この光学的異方性層は透明支持体の長手方向に対して30°の方向に遅相軸を有していた。
光学異方性層(A)用塗布液組成
本明細書中の棒状液晶性化合物(例示化合物 I−2) 38.1質量%
下記の増感剤A 0.38質量%
下記の光重合開始剤B 1.14質量%
本明細書中の例示化合物(PX−9) 0.19質量%
グルタールアルデヒド 0.04質量%
メチルエチルケトン 60.1質量%
b) Preparation of optically anisotropic layer A On the alignment film, a coating solution having the following composition is continuously applied using a bar coater, dried, and heated (orientation aging), and further irradiated with ultraviolet rays to optically An anisotropic layer was formed. At this time, the retardation value (Re) shown in Table 2 was obtained by changing the coating thickness. This optically anisotropic layer had a slow axis in the direction of 30 ° with respect to the longitudinal direction of the transparent support.
Coating liquid composition for optically anisotropic layer (A) Rod-like liquid crystalline compound (Exemplary Compound I-2) in the present specification 38.1% by mass
Sensitizer A 0.38% by mass
The following photoinitiator B 1.14 mass%
Exemplary compound (PX-9) in the present specification 0.19% by mass
Glutaraldehyde 0.04% by mass
Methyl ethyl ketone 60.1% by mass
上記で作製した光学的異方性層(A)の遅相軸に対し−60°であり、かつ光学異方性層(A)の長手方向に対し−30°になるように、光学異方性層(A)塗布後にラビング処理を施した。 The optical anisotropy is −60 ° with respect to the slow axis of the optically anisotropic layer (A) prepared above and −30 ° with respect to the longitudinal direction of the optically anisotropic layer (A). A rubbing treatment was performed after the application of the adhesive layer (A).
c)光学異方性層(B)の調製
ラビング処理した光学的異方性層(A)の上に、下記の組成の塗布液を、バーコーターを用いて塗布、乾燥、および加熱(配向熟成)し、さらに紫外線照射して光学的異方性層(B)を形成した。この時、塗布厚みを変えることで表2に記載のリターデーション値(Re)を得た。
c) Preparation of optically anisotropic layer (B) On the optically anisotropic layer (A) subjected to the rubbing treatment, a coating solution having the following composition was applied, dried and heated (alignment aging) using a bar coater. Then, the optically anisotropic layer (B) was formed by ultraviolet irradiation. At this time, the retardation value (Re) shown in Table 2 was obtained by changing the coating thickness.
光学異方性層(B)用塗布液組成
本発明の棒状液晶性化合物(例示化合物 I−2) 38.4質量%
増感剤 A 0.38質量%
光重合開始剤B 1.15質量%
配向制御剤C 0.06質量%
メチルエチルケトン 60.0質量%
Coating liquid composition for optically anisotropic layer (B) Rod-like liquid crystalline compound of the present invention (Exemplary Compound I-2) 38.4% by mass
Sensitizer A 0.38% by mass
Photopolymerization initiator B 1.15% by mass
Orientation control agent C 0.06% by mass
Methyl ethyl ketone 60.0 mass%
(2)非光学異方性層λ/4板の作製
特開2002−48919号公報の実施例1に従い、ポリカーボネイトフィルムを延伸したλ/4を調製した(なお、表3に非光学異方性型と記載)。
(2) Production of Non-Optically Anisotropic Layer λ / 4 Plate According to Example 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 2002-48919, λ / 4 obtained by stretching a polycarbonate film was prepared. Type and description).
2.偏光板の作製
PVAフィルムをヨウ素2.0g/L、ヨウ化カリウム4.0g/Lの水溶液に25℃にて240秒浸漬し、さらにホウ酸10g/Lの水溶液に25℃にて60秒浸漬後、図1に示されるようなテンター延伸機に導入し、5.3倍に延伸し、テンターを延伸方向に対して図1に示されるように屈曲させ、移行幅を一定に保ち、収縮させながら80℃雰囲気で乾燥させ、次いでテンターから離脱した。延伸開始前のPVAフィルムの含水率は31%で、乾燥後の含水率は1.5%であった。左右のテンタークリップの搬送速度差は、0.05%未満であり、導入されるフィルムの中心線と次工程に送られるフィルムの中心線のなす角は、46゜であった。
2. Preparation of polarizing plate The PVA film was immersed in an aqueous solution of 2.0 g / L of iodine and 4.0 g / L of potassium iodide at 25 ° C. for 240 seconds, and further immersed in an aqueous solution of boric acid 10 g / L at 25 ° C. for 60 seconds. After that, it is introduced into a tenter stretching machine as shown in FIG. 1 and stretched 5.3 times, the tenter is bent as shown in FIG. 1 with respect to the stretching direction, and the transition width is kept constant and contracted. However, it was dried in an atmosphere at 80 ° C. and then detached from the tenter. The moisture content of the PVA film before starting stretching was 31%, and the moisture content after drying was 1.5%. The difference in transport speed between the left and right tenter clips was less than 0.05%, and the angle between the center line of the introduced film and the center line of the film sent to the next process was 46 °.
ここで|L1−L2|は0.7m、Wは0.7mであり、|L1−L2|=Wの関係にあった。テンター出口における実質延伸方向Ax−Cxは、次工程へ送られるフィルムの中心線12に対し45゜傾斜していた。テンター出口におけるシワ、フィルム変形は観察されなかった。さらに、テンタークリップの搬送速度差を左右につけることで、表3に示すような吸収軸の傾いたものを作成した。これらに、PVA((株)クラレ製PVA−117H)3%水溶液を接着剤として、けん化処理した富士写真フィルム(株)製フジタックと貼り合わせ、さらに80℃で乾燥して有効幅650mmの偏光板を得た。 Here, | L1-L2 | is 0.7 m, W is 0.7 m, and | L1-L2 | = W. The substantial stretching direction Ax-Cx at the tenter outlet was inclined by 45 ° with respect to the center line 12 of the film sent to the next process. Wrinkles and film deformation at the tenter exit were not observed. Further, the tenter clip having a difference in the conveying speed was created on the left and right sides to create an inclined absorption axis as shown in Table 3. A polarizing plate having an effective width of 650 mm by being bonded to a saponified Fuji Photo Film Co., Ltd. Fujitac, using a 3% aqueous solution of PVA (manufactured by Kuraray Co., Ltd., PVA-117H) as an adhesive, and drying at 80 ° C. Got.
比較例として、縦延伸機を用い長手方向に延伸したもの(吸収軸の角度=0度)も作製した。 As a comparative example, a longitudinal stretcher was used to stretch in the longitudinal direction (absorption axis angle = 0 degree).
次に、上記で作製したヨウ素系偏光フィルムの片面上に、上記λ/4板を偏光板の吸収軸とλ/4板の遅相軸とが45°になるように貼り合わせ、円偏光板を調製した。 Next, the λ / 4 plate is bonded to one side of the iodine-based polarizing film prepared above so that the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the λ / 4 plate are 45 °, and the circularly polarizing plate Was prepared.
〔実施例4〕 液晶表示装置の作製
1.TN型液晶表示装置の作製
ポリイミド配向膜を付与した導電性プラスチック基板(プラスチック基板にガスバリア層と透明導電層を積層したもの)のガスバリア層側に、微細な凹凸が形成されたアルミニウム反射電極を設けた(下部電極)。上述の方法で調整した円偏光板と、上記下部電極を、15インチの大きさに裁断した後、両者のポリイミド配向膜どうしが、ラビング方向が110゜の角度で交差するように、1.7μmのスペーサーを介して、二つの基板を向かい合わせた。これらの基板の間隙に、液晶(MLC-6252、メルク社製)を注入し、液晶層を形成した。このようにして、ツイスト角が70゜、Δndの値が269nmのTN型液晶セルを作製した。これを全面黒表示とし、画面に現れる白点の数を目視で計測し表3に示した。
Example 4 Production of Liquid Crystal Display Device Fabrication of TN type liquid crystal display device An aluminum reflective electrode with fine irregularities formed on the gas barrier layer side of a conductive plastic substrate with a polyimide alignment film (plastic substrate laminated with a gas barrier layer and a transparent conductive layer) (Lower electrode). After the circularly polarizing plate adjusted by the above-described method and the lower electrode are cut into a size of 15 inches, the polyimide alignment films of both are 1.7 μm so that the rubbing directions intersect at an angle of 110 °. The two substrates face each other through the spacer. Liquid crystal (MLC-6252, manufactured by Merck) was injected into the gap between these substrates to form a liquid crystal layer. In this way, a TN liquid crystal cell having a twist angle of 70 ° and a Δnd value of 269 nm was produced. This was indicated as black on the entire surface, and the number of white spots appearing on the screen was visually measured and shown in Table 3.
2.STN型液晶表示装置の作製
ポリイミド配向膜を付与した導電性プラスチック基板(プラスチック基板にガスバリア層と透明導電層を積層したもの)のガスバリア層側に、微細な凹凸が形成されたアルミニウム反射電極を設けた(下部電極)。上述の方法で調整した円偏光板と、上記下部電極を、15インチの大きさに裁断した後、両者のポリイミド配向膜同士が、ラビング方向が60゜の角度で交差するように、6μmのスペーサーを介して、二つの基板を向かい合わせた。これらの基板の隙間に、液晶(ZLI-2977、メルク社製)を注入し、液晶層を形成した。このようにしてツイスト角が240゜、Δndの値が791nmのSTN型液晶セルを作製した。これを全面黒表示とし、画面に現れる白点の数を目視で計測し表3に示した。
2. Fabrication of STN type liquid crystal display device An aluminum reflective electrode with fine irregularities formed on the gas barrier layer side of a conductive plastic substrate with a polyimide alignment film (plastic substrate laminated with a gas barrier layer and a transparent conductive layer) (Lower electrode). After the circularly polarizing plate adjusted by the above method and the lower electrode are cut to a size of 15 inches, a 6 μm spacer is formed so that the rubbing directions intersect at an angle of 60 ° between the two polyimide alignment films. The two substrates were faced through each other. Liquid crystal (ZLI-2777, manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected into the gap between these substrates to form a liquid crystal layer. Thus, an STN type liquid crystal cell having a twist angle of 240 ° and a Δnd value of 791 nm was produced. This was indicated as black on the entire surface, and the number of white spots appearing on the screen was visually measured and shown in Table 3.
本発明のプラスチック基板を用いたものは、裁断時の切り屑による白点故障の数は少なく、良好な画像が得られた。一方、比較例を用いたものは、白点故障が多く発生した。さらに、本発明のプラスチック基板を用いたものでは、20〜70°傾斜させた吸収軸を有する偏光板、液晶性化合物で形成される光学異方性層からなるλ/4板と組み合わせることにより、より広い視野角が得られた(視野角は垂直から視線を傾け、画像の色味が反転した角度を目視にて求めた)。 In the case of using the plastic substrate of the present invention, the number of white spot failures due to chips during cutting was small, and a good image was obtained. On the other hand, in the case using the comparative example, many white spot failures occurred. Further, in the case of using the plastic substrate of the present invention, by combining with a polarizing plate having an absorption axis inclined by 20 to 70 °, a λ / 4 plate composed of an optically anisotropic layer formed of a liquid crystalline compound, A wider viewing angle was obtained (the viewing angle was obtained by inclining the line of sight from the vertical and visually observing the angle at which the color of the image was reversed).
〔実施例5〕 タッチパネルの作製
タッチパネルは、特開平5-127822号公報及び特開2002-48913号公報等に記載に従い作製した。本発明のプラスチック基板を用いたものは良好な性能を示し、上記白点故障は殆ど発生しなかた。
[Example 5] Production of touch panel A touch panel was produced according to the description in JP-A-5-127822 and JP-A-2002-48913. Those using the plastic substrate of the present invention showed good performance, and the white spot failure hardly occurred.
〔実施例6〕 有機EL素子の作製
光学有機EL素子を特開2000-267097号公報に従い、観察者側から順に保護タック(最表面に反射防止機能層付き)/上記円偏光板(本発明の導電性プラスチック基板(プラスチック基板上に導電層とガスバリア層を積層したもの)のITO層を有機EL側にする)/有機EL素子/反射電極の構成で作製した。
[Example 6] Preparation of organic EL element According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-267097, an optical organic EL element is protected in order from the observer side (with an antireflection functional layer on the outermost surface) / the above circular polarizing plate (of the present invention A conductive plastic substrate (with a conductive layer and a gas barrier layer laminated on a plastic substrate) ITO layer on the organic EL side) / organic EL element / reflection electrode was prepared.
本発明のプラスチック基板を用いたものは良好な性能を示し、上記白点故障は殆ど発生しなかた。 Those using the plastic substrate of the present invention showed good performance, and the white spot failure hardly occurred.
(a) フィルムを導入する工程
(b) フィルムを延伸する工程
(c) 延伸フィルムを次工程へ搬送する工程
A1 フィルムの保持手段への噛み込み位置とフィルム延伸の起点位置(実質保持開始点:右)
B1 フィルムの保持手段への噛み込み位置(左)
C1 フィルム延伸の起点位置(実質保持開始点:左)
Cx フィルム離脱位置とフィルム延伸の終点基準位置(実質保持解除点:左)
Ay フィルム延伸の終点基準位置(実質保持解除点:右)
|L1−L2| 左右のフィルム保持手段の行程差
W フィルムの延伸工程終端における実質幅
θ 延伸方向とフィルム進行方向のなす角
11 導入側フィルムの中央線
12 次工程に送られるフィルムの中央線
13 フィルム保持手段の軌跡(左)
14 フィルム保持手段の軌跡(右)
15 導入側フィルム
16 次工程に送られるフィルム
17、17’ 左右のフィルム保持開始(噛み込み)点
18、18’ 左右のフィルム保持手段からの離脱点
(A) Step of introducing film (b) Step of stretching film (c) Step of transporting stretched film to the next step A1 Position of biting into film holding means and starting position of film stretching (substantially holding start point: right)
B1 Biting position of film holding means (left)
C1 Film stretch starting position (substantially holding start point: left)
Cx film release position and film stretching end point reference position (substantially holding release point: left)
Ay Film drawing end point reference position (substantially holding release point: right)
| L1-L2 | Stroke difference between left and right film holding means W Substantially width at the end of film stretching process θ Angle formed by stretching direction and film traveling direction 11 Center line 12 of introduction side film Center line 13 of film sent to next process Trajectory of film holding means (left)
14 Trajectory of film holding means (right)
15 Introducing film 16 Films 17 and 17 'sent to the next process Left and right film holding start (biting) points 18 and 18' Release points from the left and right film holding means
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2003
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