JP2007045951A - Method for producing transparent substrate plate, transparent substrate plate and electronic device equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明基板の製造方法、透明基板およびそれを備えた電子デバイスに関する。 The present invention relates to a transparent substrate manufacturing method, a transparent substrate, and an electronic device including the same.
従来、フラットディスプレイ用等の電子デバイスの透明基板としては、ガラス基板が用いられていた。しかし、ガラス基板は、厚い、割れ易い等の欠点を有するため、薄く、軽量で、かつフレキシブルな樹脂基板を使用する検討が行なわれている。 Conventionally, a glass substrate has been used as a transparent substrate of an electronic device for a flat display or the like. However, since glass substrates have drawbacks such as being thick and easy to break, studies have been made to use a thin, lightweight and flexible resin substrate.
このような樹脂基板を製造する方法としては、例えば平板金型やエンドレスベルト上にガラス繊維を配置し、液状のエポキシ樹脂をガラス繊維上に塗布した後、減圧条件とすることによって、エポキシ樹脂を含浸させ、加熱処理やUV照射を施すことによってエポキシ樹脂を硬化させれば、ガラス繊維を含むエポキシ樹脂基板を得ることができる注型方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、常圧条件下であっても、含浸法により、液状のエポキシ樹脂中にガラス繊維を浸漬し、その状態でエポキシ樹脂を硬化させることによっても、ガラス繊維を含むエポキシ樹脂基板を得る方法が開示されている(特許文献1参照)。
As a method for producing such a resin substrate, for example, glass fiber is arranged on a flat plate mold or an endless belt, and after applying a liquid epoxy resin on the glass fiber, the epoxy resin is made under reduced pressure conditions. A casting method is disclosed in which an epoxy resin substrate containing glass fibers can be obtained if the epoxy resin is cured by impregnation and heat treatment or UV irradiation (see, for example, Patent Document 1).
Moreover, even under normal pressure conditions, there is a method of obtaining an epoxy resin substrate containing glass fibers by immersing glass fibers in a liquid epoxy resin by an impregnation method and curing the epoxy resin in that state. It is disclosed (see Patent Document 1).
しかし、このような方法で得られたエポキシ樹脂基板は、エポキシ樹脂にガラス繊維を浸漬した状態でエポキシ樹脂を硬化するためエポキシ樹脂基板の表面の平滑性が不十分になる場合があった。 However, since the epoxy resin substrate obtained by such a method cures the epoxy resin in a state in which the glass fiber is immersed in the epoxy resin, the surface smoothness of the epoxy resin substrate may be insufficient.
本発明の目的は、表面の平滑性を向上することができる透明基板の製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、平滑性に優れる透明基板およびそれを備えた電子デバイスを提供することにある。
The objective of this invention is providing the manufacturing method of the transparent substrate which can improve the smoothness of a surface.
Another object of the present invention is to provide a transparent substrate excellent in smoothness and an electronic device including the same.
このような目的は、下記(1)〜(19)に記載の本発明により達成される。
(1)電子デバイスに用いる透明基板の製造方法であって、式(1)で示されるエポキシ樹脂およびカチオン系硬化触媒を含む未硬化の樹脂材料を、シート状基材に担持する担持工程と、前記樹脂材料を硬化する硬化工程とを実行して連続的に透明コア基板を形成することを特徴とする透明基板の製造方法。
(3)前記積層工程は、前記担持工程の後、かつ前記硬化工程の前に前記樹脂材料が未硬化の状態で行なわれるものである上記(2)に記載の透明基板の製造方法。
(4)前記積層工程において、前記支持部材によって前記シート状基材の表面から突出する突出物を該シート状基材面側に押圧する上記(2)または(3)に記載の透明基板の製造方法。
(5)前記積層工程の後に、前記支持部材を剥離する剥離工程を有しているものである上記(2)ないし(4)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(6)前記樹脂材料は、さらに前記エポキシ樹脂の屈折率を調整することが可能な第2成分を含むものである上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(7)前記第2成分の屈折率は、前記エポキシ樹脂の屈折率よりも低いものである上記(6)に記載の透明基板の製造方法。
(8)前記第2成分は、前記エポキシ樹脂のエポキシ基と反応可能な官能基を有しているものである上記(6)または(7)に記載の透明基板の製造方法。
(9)前記官能基は、オキセタニル基、エポキシ基、またはビニルエーテル基である上記(8)に記載の透明基板の製造方法。
(10) 前記樹脂材料の第2成分は、分子構造中にシリケート構造を含むものである上記(6)ないし(9)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(11)前記第2成分は、主としてオキセタニル基を持つシルセスキオキサンを含むものである上記(6)ないし(10)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(12)前記シート状基材は、ガラス繊維の集合体で構成されているものである上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(13)前記ガラス繊維の屈折率と、前記樹脂材料を硬化した後の屈折率との差が、0.01以下である上記(12)に記載の透明基板の製造方法。
(14)前記透明コア基板の少なくとも一方の面に樹脂層を設ける平滑化工程を有しているものである上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(15)前記透明基板の30〜150℃の平均線膨張係数が40ppm以下である上記(1)ないし(14)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(16)波長550nmでの光線透過率が80%以上である上記(1)ないし(15)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(17)前記透明基板が、表示素子用樹脂基板である上記(1)ないし(16)のいずれかに記載の透明基板の製造方法。
(18)上記(1)ないし(17)のいずれかに記載の透明基板の製造方法によって得られることを特徴とする透明基板。
(19)上記(18)に記載の透明基板を備えることを特徴とする電子デバイス。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (19).
(1) A method for producing a transparent substrate for use in an electronic device, the step of carrying an uncured resin material containing an epoxy resin represented by formula (1) and a cationic curing catalyst on a sheet-like base material, A method for producing a transparent substrate, comprising performing a curing step of curing the resin material to continuously form a transparent core substrate.
(3) The method for producing a transparent substrate according to (2), wherein the laminating step is performed in the uncured state of the resin material after the supporting step and before the curing step.
(4) In the said lamination process, manufacture of the transparent substrate as described in said (2) or (3) which presses the protrusion which protrudes from the surface of the said sheet-like base material to the said sheet-like base material surface side with the said supporting member. Method.
(5) The method for producing a transparent substrate according to any one of (2) to (4), further including a peeling step for peeling the support member after the laminating step.
(6) The method for producing a transparent substrate according to any one of (1) to (5), wherein the resin material further includes a second component capable of adjusting a refractive index of the epoxy resin.
(7) The method for producing a transparent substrate according to (6), wherein the refractive index of the second component is lower than the refractive index of the epoxy resin.
(8) The method for producing a transparent substrate according to (6) or (7), wherein the second component has a functional group capable of reacting with an epoxy group of the epoxy resin.
(9) The method for producing a transparent substrate according to (8), wherein the functional group is an oxetanyl group, an epoxy group, or a vinyl ether group.
(10) The method for producing a transparent substrate according to any one of (6) to (9), wherein the second component of the resin material includes a silicate structure in a molecular structure.
(11) The method for producing a transparent substrate according to any one of (6) to (10), wherein the second component mainly contains silsesquioxane having an oxetanyl group.
(12) The method for producing a transparent substrate according to any one of (1) to (11), wherein the sheet-like base material is constituted by an aggregate of glass fibers.
(13) The method for producing a transparent substrate according to (12), wherein a difference between a refractive index of the glass fiber and a refractive index after the resin material is cured is 0.01 or less.
(14) The method for producing a transparent substrate according to any one of (1) to (13), further including a smoothing step of providing a resin layer on at least one surface of the transparent core substrate.
(15) The method for producing a transparent substrate according to any one of (1) to (14), wherein an average linear expansion coefficient at 30 to 150 ° C. of the transparent substrate is 40 ppm or less.
(16) The method for producing a transparent substrate according to any one of (1) to (15), wherein the light transmittance at a wavelength of 550 nm is 80% or more.
(17) The method for producing a transparent substrate according to any one of (1) to (16), wherein the transparent substrate is a resin substrate for a display element.
(18) A transparent substrate obtained by the method for producing a transparent substrate according to any one of (1) to (17).
(19) An electronic device comprising the transparent substrate according to (18).
本発明によれば、表面の平滑性が向上した透明基板およびそれを備えた電子デバイスを得ることができる。
また、前記積層工程を経て透明基板を得た場合、特に透明基板を液晶表示素子用基板に用いた際に光漏れを低減することができる。
また、前記樹脂材料が、さらに前記エポキシ樹脂の屈折率を調整することが可能な第2成分を含む場合、特に透明基板の透明性を向上することができる。
According to the present invention, a transparent substrate with improved surface smoothness and an electronic device including the same can be obtained.
Moreover, when a transparent substrate is obtained through the said lamination process, when using a transparent substrate for the board | substrate for liquid crystal display elements especially, light leakage can be reduced.
Moreover, when the said resin material contains the 2nd component which can adjust the refractive index of the said epoxy resin further, transparency of a transparent substrate can be improved especially.
以下、本発明の透明基板の製造方法を添付図面に示す好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1〜図3は、透明コア基板の製造方法の一例を示す概略図である。図4は、透明基板の一例を示す断面図である。図5は、平滑化工程の一例を示す概略図である。図6は、液晶用表示素子基板の一例を示す断面図である。
Hereinafter, a method for producing a transparent substrate according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
1 to 3 are schematic views illustrating an example of a method for producing a transparent core substrate. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a transparent substrate. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of the smoothing process. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a liquid crystal display element substrate.
図1に示すように、透明コア基板の製造方法では、シート状基材供給部2から供給されたシート状基材21を送りロール22で第1含浸部31に移送して、樹脂材料を第1次含浸(担持)し、さらに第2含浸部32に移送して樹脂材料を第2含浸(担持)する(担持工程3)。次に、未硬化樹脂材料が含浸(担持)されたシート状基材21の両側から支持部材41をラミロール43で積層する(積層工程4)。次に、乾燥機51中にシート状基材21を通過させることにより樹脂材料を硬化(硬化工程5)して透明コア基板1を連続的に製造する。
以下、各工程について説明する。
As shown in FIG. 1, in the method for producing a transparent core substrate, a sheet-
Hereinafter, each step will be described.
担持工程では、シート状基材21に樹脂材料を担持する。この担持工程3は、一回で行なっても良いが、図1に示すように第1含浸部31および第2含浸部32のように複数個所で分けて行なうことが好ましい。これにより、シート状基材21に気泡が混入するのを防止することができる。樹脂材料をシート状基材21に担持する方法としては、キスロールを用いて含浸する方法、樹脂材料のワニスに浸漬する方法、樹脂材料を塗布する方法等が挙げられる。
In the supporting step, a resin material is supported on the sheet-
さらに第1次含浸は、一回の含浸工程でも良いが、図1に示すように複数回の含浸処理を行なうことが好ましい。
図1では、キスロールを用いて樹脂材料を含浸する。これにより、シート状基材21の内部まで樹脂材料を浸透させることができる。シート状基材21に第1キスロール311により樹脂材料を含浸させる。そして、送りロール313を用いてシート状基材21を第2キスロール312へ移送して樹脂材料を含浸する。
Further, the primary impregnation may be performed in a single impregnation step, but it is preferable to perform a plurality of impregnation processes as shown in FIG.
In FIG. 1, the resin material is impregnated using a kiss roll. Thereby, the resin material can be penetrated into the sheet-
また、送りロール313は、固定ロールであってもフリーロールであっても良いが、固定ロールであることが好ましい。これにより、シート状基材21に剪断をより加えることができ、それによってシート状基材21の内部に生じる気泡を低減することができる。
The
送りロール313の数は、特に限定されないが、2個以上であることが好ましく、特に3〜5個が好ましい。送りロール313の数が前記範囲内であると、特に気泡を低減する効果に優れる。
The number of
このように第1次含浸部31で第1次含浸をしたシート状基材21を第2含浸部32に移送して、第2次含浸を行なう。これにより、続いて行なわれる積層工程において、表面の平滑性を向上することができる。
Thus, the sheet-
図1に示すように第2次含浸は、シート状基材21を樹脂材料のワニスに浸漬する方法により行なう。これにより、シート状基材21の表面に未硬化の樹脂材料を容易に塗布することができる。
As shown in FIG. 1, the second impregnation is performed by a method in which the sheet-
このような担持工程におけるシート状基材21の送り速度は、特に限定されず、シート状基材21への樹脂材料の含浸性と、それに続く樹脂材料の硬化特性に影響を及ぼさない範囲内で設定することができる。
The feeding speed of the sheet-
本発明で用いるシート状基材21としては、例えばガラス繊維の集合体であるガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維、セルロース樹脂繊維等を主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等を主成分とする紙基材等の有機繊維基材等が挙げられる。これらの中でもガラス繊維基材が好ましい。これにより、最終的に得られる透明基板8の剛性を向上することができる。また、透明基板8の平均線膨張係数を低下する効果にも優れている。
Examples of the sheet-
シート状基材21としてガラス繊維基材を用いた場合、そのガラス繊維の屈折率は、特に限定されないが、1.4〜1.6が好ましく、特に1.5〜1.55が好ましい。屈折率が前記範囲内であると、前記エポキシ樹脂との屈折率差を小さくすることができる。
When a glass fiber substrate is used as the sheet-
このようなシート状基材21に、含浸させる樹脂材料は、式(1)で示されるエポキシ樹脂およびカチオン系硬化触媒を含んでいることを特徴とする。これにより、透明性・耐熱性(例えばガラス転移温度)を向上することができる。
The resin material impregnated in such a sheet-
前記エポキシ樹脂のXとしては、特に−C(CH3)2−である2,2−ビス(3’、4’−エポキシシクロヘキシル)プロパンが好ましい。これにより、耐熱性を特に向上することができる。 X of the epoxy resin is particularly preferably 2,2-bis (3 ′, 4′-epoxycyclohexyl) propane which is —C (CH 3 ) 2 —. Thereby, heat resistance can be improved especially.
前記エポキシ樹脂を含む樹脂材料が透明性に優れる理由は、前記樹脂材料と、これが担持されるシート状基材21を構成する材料(例えばガラス繊維)との屈折率の差が比較的小さいからである。
また、カチオン系硬化触媒を前記エポキシ樹脂の触媒として使用する理由は、以下の通りである。前記カチオン系硬化触媒を用いて前記エポキシ樹脂を硬化した硬化物の耐熱性(例えばガラス転移温度)が、他の硬化剤(例えば酸無水物)を用いて硬化した硬化物のそれよりも高くなるからである。このように、カチオン系硬化触媒を用いた硬化物の耐熱性が、他の触媒を用いたものよりも高くなる理由は、前記カチオン系硬化触媒を用いて前記エポキシ樹脂を硬化した硬化物の架橋密度が、他の硬化剤(例えば酸無水物)を用いて硬化した硬化物の架橋密度と比較して高くなるためと予想される。
The reason why the resin material containing the epoxy resin is excellent in transparency is that the difference in refractive index between the resin material and the material (for example, glass fiber) constituting the sheet-
The reason for using a cationic curing catalyst as the catalyst for the epoxy resin is as follows. The heat resistance (for example, glass transition temperature) of the cured product obtained by curing the epoxy resin using the cationic curing catalyst is higher than that of the cured product cured using another curing agent (for example, acid anhydride). Because. Thus, the reason why the heat resistance of the cured product using the cationic curing catalyst is higher than that using the other catalyst is that the cured product obtained by curing the epoxy resin using the cationic curing catalyst is crosslinked. The density is expected to be higher than the crosslink density of a cured product cured with another curing agent (for example, an acid anhydride).
さらに、前記エポキシ樹脂と前記カチオン系硬化触媒とを用いると、得られる樹脂材料を低温、かつ短時間で硬化させることができるようになる。このように、低温で硬化させることができると、光漏れが生じるのを低減することができる。その理由は、以下のように考えられる。
前記光漏れは、ガラス繊維基材と樹脂との界面での歪により界面近傍の樹脂が延伸され、樹脂に複屈折が生じる事により発生する。この歪は、樹脂の硬化温度での熱膨張量と、硬化後(硬化後の室温)の樹脂の熱膨張量との差によって生じる(硬化温度→室温の冷却過程では樹脂の収縮量)。すなわち、高温で樹脂を硬化すると、樹脂は熱膨張量が大きい状態で固定(硬化)されることになり、硬化後の樹脂に大きな歪が残る。これに対して、低温で樹脂を硬化できると熱膨張量が比較的小さい状態で固定(硬化)できるため、硬化後の樹脂に残る歪を小さくすることができ、それによって光漏れを改善することができる。
ここで、「光漏れの抑制」とは、透明基板を液晶セル等の表示素子用基板に用いた際に要求される。光漏れとは、例えば液晶セル等で偏光板の間に透明基板が設けられるが、黒表示状態(直交クロスニコル下)にした際に、光の透過が生じ、画像表示装置の表示品位を低下させるという問題が生じることをいう。
Furthermore, when the epoxy resin and the cationic curing catalyst are used, the resulting resin material can be cured at a low temperature in a short time. Thus, when it can be hardened at low temperature, it can reduce that light leak arises. The reason is considered as follows.
The light leakage occurs when the resin near the interface is stretched due to strain at the interface between the glass fiber base material and the resin, and birefringence occurs in the resin. This distortion is caused by the difference between the amount of thermal expansion at the curing temperature of the resin and the amount of thermal expansion of the resin after curing (room temperature after curing) (the amount of shrinkage of the resin during the curing temperature → room temperature cooling process). That is, when the resin is cured at a high temperature, the resin is fixed (cured) with a large amount of thermal expansion, and a large strain remains in the cured resin. On the other hand, if the resin can be cured at a low temperature, it can be fixed (cured) with a relatively small amount of thermal expansion, so the strain remaining in the cured resin can be reduced, thereby improving light leakage. Can do.
Here, “suppression of light leakage” is required when a transparent substrate is used as a substrate for a display element such as a liquid crystal cell. Light leakage means that, for example, a transparent substrate is provided between polarizing plates in a liquid crystal cell or the like, but light transmission occurs when the display is in a black display state (under crossed crossed Nicols), thereby reducing the display quality of the image display device. A problem occurs.
このように前記式(1)で示されるエポキシ樹脂を必須成分として含むが、その含有量は、特に限定されず、前記樹脂材料全体の50〜98重量%が好ましく、特に80〜95重量%が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に透明性に優れる。 As described above, the epoxy resin represented by the formula (1) is included as an essential component, but the content thereof is not particularly limited, and is preferably 50 to 98% by weight, particularly 80 to 95% by weight of the entire resin material. preferable. When the content is within the above range, the transparency is particularly excellent.
また、前記式(1)に示されるエポキシ樹脂以外に、エポキシ樹脂として通常のノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂等を併用しても構わない。 In addition to the epoxy resin represented by the formula (1), a normal novolac type epoxy resin, a bisphenol type epoxy resin, or the like may be used in combination as the epoxy resin.
前記カチオン系硬化触媒としては、例えば加熱によりカチオン重合を開始させる物質を放出するもの(例えばオニウム塩系熱カチオン硬化触媒またはアルミニウムキレート系熱カチオン硬化触媒)等の熱カチオン系硬化触媒や、活性エネルギー線によってカチオン重合を開始させる物質を放出させるもの(例えばオニウム塩カチオン系硬化触媒)等が挙げられる。これらの中でも、熱カチオン系硬化触媒が好ましい。これにより、より耐熱性に優れる硬化物を得ることができる。 Examples of the cationic curing catalyst include thermal cationic curing catalysts such as those that release a substance that initiates cationic polymerization upon heating (for example, an onium salt thermal cationic curing catalyst or an aluminum chelate thermal cationic curing catalyst), and active energy. Examples include those that release a substance that initiates cationic polymerization with a line (for example, an onium salt cationic curing catalyst). Among these, a thermal cationic curing catalyst is preferable. Thereby, the hardened | cured material which is more excellent in heat resistance can be obtained.
前記熱カチオン系硬化触媒としては、例えば芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、アンモニウム塩、アルミニウムキレート、三フッ化ホウ素アミン錯体等が挙げられる。具体的には、芳香族スルホニウム塩として三新化学社製のSI−60L、SI−80L、SI−100L、旭電化社製のSP−66やSP-77等のヘキサフルオロアンチモネート塩等が挙げられ、アルミニウムキレートとしてはエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられ、三フッ化ホウ素アミン錯体としては、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素イミダゾール錯体、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体等が挙げられる。 Examples of the thermal cationic curing catalyst include aromatic sulfonium salts, aromatic iodonium salts, ammonium salts, aluminum chelates, and boron trifluoride amine complexes. Specifically, as an aromatic sulfonium salt, SI-60L, SI-80L, SI-100L manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd., and hexafluoroantimonate salts such as SP-66 and SP-77 manufactured by Asahi Denka Co., Ltd. are listed. Examples of the aluminum chelate include ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate) and the like, and examples of the boron trifluoride amine complex include boron trifluoride monoethylamine complex, boron trifluoride imidazole complex, And boron trifluoride piperidine complex.
前記カチオン系触媒の含有量は、特に限定されないが、前記式(1)で示されるエポキシ樹脂100重量部に対して0.1〜3重量部が好ましく、特に0.5〜1.5重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化性が低下する場合があり、前記上限値を超えると透明コア基板が脆くなる場合がある。 The content of the cationic catalyst is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 3 parts by weight, particularly 0.5 to 1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin represented by the formula (1). Is preferred. If the content is less than the lower limit, the curability may be lowered, and if the content exceeds the upper limit, the transparent core substrate may become brittle.
前記樹脂材料は、特に限定されないが、さらに前記式(1)で示されるエポキシ樹脂の屈折率を調整することが可能な第2成分を含んでも良い。これにより、前記式(1)で示されるエポキシ樹脂とシート状基材を構成する材料との屈折率の調整を容易にすることができる。
第2成分としては、例えば前記式(1)で示されるエポキシ樹脂と相溶するもの、または相溶しなくとも平均分散粒子径が100nm以下となる充填材等が挙げられる。
前記式(1)で示されるエポキシ樹脂と相溶するものとしては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂、ウレタン型エラストマー、ポリエーテル型エラストマー等の熱可塑性エラストマー、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂ならびにその水素添化エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂および脂環式エポキシ樹脂等の公知のエポキシ樹脂、ジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、1,3−ビス(1−エチル−3−オキセタニル)メトキシベンゼン、オキセタニルシルセスキオキサン、オキセタニルシリケート等の分子構造中にシリケート構造を含むもの、ビニルエーテル樹脂等を挙げることができる。これらの中でも分子構造中にシリケート構造を含むものが好ましい。これにより、特に透明性を向上することができる。
The resin material is not particularly limited, and may further include a second component capable of adjusting the refractive index of the epoxy resin represented by the formula (1). Thereby, adjustment of the refractive index of the epoxy resin shown by the said Formula (1) and the material which comprises a sheet-like base material can be made easy.
Examples of the second component include those that are compatible with the epoxy resin represented by the formula (1), or fillers that have an average dispersed particle diameter of 100 nm or less even if they are not compatible.
Examples of those that are compatible with the epoxy resin represented by the formula (1) include thermoplastic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, thermoplastic polyimide, and polyetherimide, and thermoplastics such as urethane type elastomer and polyether type elastomer. Known epoxy resins such as elastomers, bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins and hydrogenated epoxy resins thereof, bisphenol S type epoxy resins, epoxy resins having a fluorene skeleton and alicyclic epoxy resins, di [1- Ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 1,3-bis (1-ethyl-3-oxetanyl) methoxybenzene, oxetanylsilsesquioxane, oxetanyl silicate and the like containing a silicate structure in the molecular structure, bi It can be mentioned ether resin. Among these, those containing a silicate structure in the molecular structure are preferable. Thereby, especially transparency can be improved.
また、前記第2成分(特に、前記式(1)で示されるエポキシ樹脂と相溶するもの)は、特に限定されないが、前記式(1)で示されるエポキシ樹脂のエポキシ基と反応可能な官能基を有していることが好ましい。これにより、耐熱性を低下すること無く、屈折率の調整ができる。
前記官能基としては、例えばオキセタニル基、エポキシ基、ビニル基等が挙げられる。これらの中でもオキセタニル基が好ましい。これにより、高架橋密度の透明コア基板を得ることができ、耐熱性を向上することができる。
このような前記第2成分は、具体的にオキセタニル基を持つシルセスキオキサンまたはオキセタニル基を持つシリケート等を好適に挙げることができる。これにより、透明性を維持し、かつ耐熱性に優れる透明基板を得ることができる。
In addition, the second component (particularly, compatible with the epoxy resin represented by the formula (1)) is not particularly limited, but a functional group capable of reacting with the epoxy group of the epoxy resin represented by the formula (1). It preferably has a group. Thereby, the refractive index can be adjusted without reducing the heat resistance.
Examples of the functional group include an oxetanyl group, an epoxy group, and a vinyl group. Among these, an oxetanyl group is preferable. Thereby, a transparent core substrate with a high crosslink density can be obtained, and heat resistance can be improved.
Specific examples of the second component include silsesquioxane having an oxetanyl group, silicate having an oxetanyl group, and the like. Thereby, the transparent substrate which maintains transparency and is excellent in heat resistance can be obtained.
このような前記第2成分の屈折率は特に限定されないが、シート状基材21がガラス繊維であり、前記式(1)で示されるエポキシ樹脂の屈折率が該ガラス繊維の屈折率よりも高い場合は、この前記第2成分の屈折率が前記エポキシ樹脂のそれよりも低いことが好ましい。これにより、透明基板の透明性を向上することができる。
The refractive index of the second component is not particularly limited, but the sheet-
また、前記平均分散粒子径が100nm以下となるような充填材としては、例えばシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化ジルコニア微粒子、アルミナ微粒子等が挙げられる。
これらの中でもシリカ微粒子が好ましい。これにより耐熱性、線膨張係数等の硬化物の物性を低下させずに高い透明性を得ることができる。
さらに、前記充填材の屈折率は、特に限定されないが、前記式(1)で示されるエポキシ樹脂よりも低いことが好ましい。これにより、屈折率の調整がより容易にできる。
前記平均分散粒子径は、例えば電子顕微鏡を用いて評価することができる。
Examples of the filler having an average dispersed particle diameter of 100 nm or less include silica fine particles, titanium oxide fine particles, zirconia oxide fine particles, and alumina fine particles.
Among these, silica fine particles are preferable. Thereby, high transparency can be obtained without deteriorating the physical properties of the cured product such as heat resistance and linear expansion coefficient.
Furthermore, although the refractive index of the said filler is not specifically limited, It is preferable that it is lower than the epoxy resin shown by the said Formula (1). Thereby, the refractive index can be adjusted more easily.
The average dispersed particle size can be evaluated using, for example, an electron microscope.
このような前記第2成分の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂材料全体の1〜40重量%が好ましく、特に5〜20重量%が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に前記式(1)で示されるエポキシ樹脂の特性を損なうこと無く、透明性を向上することができる。 Although content of the said 2nd component is not specifically limited, 1 to 40 weight% of the whole said resin material is preferable, and 5 to 20 weight% is especially preferable. When the content is within the above range, the transparency can be improved without impairing the properties of the epoxy resin represented by the formula (1).
前記樹脂材料は、上述のようなエポキシ樹脂およびカチオン系硬化触媒に加えて、熱可塑性オリゴマー、熱硬化性オリゴマー等を併用してよい。これらのオリゴマー等を併用する場合、全体の屈折率がシート状基材を構成する材料の屈折率に合うように組成比を調整することが好ましい。また、本発明の樹脂層には、必要に応じて、透明性、耐溶剤性、耐熱性等の特性を損なわない範囲で、少量の酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔料、他の無機フィラー等の充填剤等を含んでいても良い。 In addition to the epoxy resin and the cationic curing catalyst as described above, the resin material may be used in combination with a thermoplastic oligomer, a thermosetting oligomer, or the like. When these oligomers are used in combination, the composition ratio is preferably adjusted so that the overall refractive index matches the refractive index of the material constituting the sheet-like substrate. In addition, the resin layer of the present invention includes a small amount of antioxidant, ultraviolet absorber, dye / pigment, and other inorganic fillers as required, as long as the properties such as transparency, solvent resistance, and heat resistance are not impaired. Or the like.
このような樹脂材料を硬化して得られる硬化物の屈折率は、特に限定されないが、1.4〜1.6が好ましく、特に1.5〜1.55が好ましい。屈折率が前記範囲内であると、シート状基材の屈折率と樹脂材料の屈折率とを調整するのが容易となる。 The refractive index of a cured product obtained by curing such a resin material is not particularly limited, but is preferably 1.4 to 1.6, and particularly preferably 1.5 to 1.55. When the refractive index is within the above range, it becomes easy to adjust the refractive index of the sheet-like substrate and the refractive index of the resin material.
前記樹脂材料を硬化して得られる硬化物の屈折率と、前記ガラス繊維の屈折率との差は、特に限定されないが、0.01以下であることが好ましく、特に0.005以下であることが好ましい。屈折率差が前記範囲内であると、得られる透明基板の透明性に特に優れる。 The difference between the refractive index of the cured product obtained by curing the resin material and the refractive index of the glass fiber is not particularly limited, but is preferably 0.01 or less, particularly 0.005 or less. Is preferred. When the refractive index difference is within the above range, the transparency of the obtained transparent substrate is particularly excellent.
なお、担持工程における第1含浸および第2含浸では、同じ樹脂材料を担持しても、異なる樹脂材料を担持しても良いが、同じ樹脂材料を担持することが好ましい。これにより、界面での接着強度を向上することができる。 In the first impregnation and the second impregnation in the supporting step, the same resin material or different resin materials may be supported, but it is preferable to support the same resin material. Thereby, the adhesive strength at the interface can be improved.
このような樹脂材料をシート状基材21に担持した後、過剰な樹脂材料をスクイズバー321で除去した後、支持部材41を支持部材供給部42から供給して、ラミロール43で積層する(積層工程)。これにより、シート状基材21の表面から突出する突起物をシート状基材21の内面側に押圧することができる。それによって、透明コア基板1の表面の平滑性を特に向上することができる。
After supporting such a resin material on the sheet-
前記積層工程では、特に限定されないが、前記樹脂材料が未硬化の状態(特に好ましくは、固化に至る前)に実施することが好ましい。これにより、特に透明コア基板1の平滑性を特に向上することができる。
ここで、樹脂材料が固化に至る前とは、例えば樹脂材料の貯蔵弾性率が1×104Pa以上になる状態で表すことができる。このような貯蔵弾性率は、例えば測定装置として(旧)レオメトリック社製のARES(アレス)を用い、測定条件として液状の樹脂材料を25mmのパラレルプレートに挟みこみ、周波数1rad/秒、歪0.5%、昇温速度3℃/分で室温より所定温度まで測定することにより評価することができる。
Although it does not specifically limit in the said lamination process, It is preferable to implement in the state in which the said resin material is uncured (especially, before reaching solidification). Thereby, the smoothness of the
Here, before the resin material is solidified, for example, it can be expressed in a state where the storage elastic modulus of the resin material is 1 × 10 4 Pa or more. Such a storage elastic modulus is obtained by, for example, using ARES (Ales) manufactured by Rheometric Co., Ltd. as a measuring device, and sandwiching a liquid resin material as a measuring condition in a 25 mm parallel plate, with a frequency of 1 rad / sec and a strain of 0. It can be evaluated by measuring from room temperature to a predetermined temperature at a temperature rising rate of 3 ° C./min.
支持部材41としては、例えば金属ベルト、金属箔、ガラス板、樹脂シート等が挙げられる。
前記金属ベルトとしては具体的にエンドレスステンレスベルト等が挙げられ、前記金属箔としては具体的にステンレス箔、銅箔、アルミ箔等が挙げられ、前記樹脂シートとしては具体的にポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、エンプラフィルム等が挙げられる。これらの中でも銅箔またはポリイミドが好ましい。これにより、最終的に得られる透明基板の光漏れを少なくすることができる。
Examples of the
Specific examples of the metal belt include endless stainless steel belts, examples of the metal foil include stainless steel foil, copper foil, and aluminum foil. Specific examples of the resin sheet include polyimide films and polyester films. And engineering plastic film. Among these, copper foil or polyimide is preferable. Thereby, light leakage of the finally obtained transparent substrate can be reduced.
支持部材41の室温〜150℃における平均線膨張係数は、特に限定されないが、1〜80ppmが好ましく、特に10〜25ppmが好ましい。平均線膨張係数が前記範囲内であると、平滑性に特に優れるのに加え、光漏れが生じるのを抑制する効果が向上する。
The average linear expansion coefficient of the
また、支持部材41の室温〜150℃における平均線膨張係数をA[ppm]とし、シート状基材21に前記エポキシ樹脂を含浸させた硬化物の室温〜150℃における平均線膨張係数をB[ppm]としたときに、その差(A−B)は、特に限定されないが、0〜15[ppm]であることが好ましく、特に3〜10[ppm]であることが好ましい。差が前記下限値未満であると光漏れが生じるのを抑制する効果および表面平滑性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると透明コア基板にうねりが生じるのを抑制する効果が低下する場合がある。
ここで、シート状基材21の平均線膨張係数は、シート状基材21に樹脂材料を含浸した後、250℃で120分間加熱処理した後(硬化した後)のシート状基材21の平均線膨張係数を測定した。
前記平均線膨張係数の測定は、例えばセイコー電子製熱機械分析装置(TMA/SS6000)を用い、試料保持には石英チャックを用い、静的荷重49N、昇温速度5℃/minで行なうことができる(特開2003−166959号公報参照)。
The average linear expansion coefficient of the
Here, the average linear expansion coefficient of the sheet-
The average coefficient of linear expansion is measured, for example, using a thermomechanical analyzer (TMA / SS6000) manufactured by Seiko Electronics, using a quartz chuck for holding the sample, a static load of 49 N, and a heating rate of 5 ° C./min. (See JP 2003-166959 A).
このように、平均線膨張係数の差(A−B)を所定の値とすることにより、透明コア基板にうねりが生じるのを抑制できるのは、次のように考えられる。
シート状基材21に支持部材41を積層している状態で、シート状基材21に担持している樹脂材料を硬化させると、シート状基材21と支持部材41との間に膨張量の相違が生じる。この場合に支持部材41の平均線膨張係数が、シート状基材21のそれよりも小さいとシート状基材21にしわが発生してしまう場合がある。一方、支持部材41の平均線膨張係数がシート状基材21のそれよりも大きすぎると、シート状基材21が硬化工程において過剰に伸張され内部に歪を生じ、それによってうねりが生じてしまう場合がある。
これに対して、支持部材41の平均線膨張係数が、シート状基材21のそれよりも少し大きいと、シート状基材21は硬化工程において少し伸張された状態を保持することができ、しわの発生も無く、うねりも生じない。
Thus, it can be considered as follows that the difference in the average linear expansion coefficient (A−B) can be suppressed from causing undulation in the transparent core substrate.
When the resin material carried on the sheet-
On the other hand, if the average linear expansion coefficient of the
ラミネートする条件としては、例えばライン速度0.1〜10m/min、線圧0.1〜20Kg/cm、常圧・室温で行なう場合が挙げられる。ラミネートロールとしては、例えば金属ロール、ゴムロール等が挙げられ、硬度80以上のゴムロールが特に好ましい。 Examples of the laminating conditions include a case where the line speed is 0.1 to 10 m / min, the linear pressure is 0.1 to 20 kg / cm, and the pressure is normal pressure and room temperature. Examples of the laminate roll include a metal roll and a rubber roll, and a rubber roll having a hardness of 80 or more is particularly preferable.
硬化工程5では、シート状基材21に担持した未硬化の樹脂材料を硬化する。これにより、透明コア基板1の耐熱性を向上することができる。
前記樹脂材料を硬化する条件は、特に限定されないが、硬化温度を低温で、かつ硬化時間を短時間で硬化することが好ましい。これにより、最終的に得られる透明基板8の光漏れを低下することができる。この光漏れを低減できる理由は、下記のように考えられる。前記光漏れは、ガラス繊維基材と樹脂との界面での歪により界面近傍の樹脂が延伸され、樹脂に複屈折が生じる事により発生する。この歪は、樹脂の硬化温度での熱膨張量と、硬化後(硬化後の室温)の樹脂の熱膨張量との差によって生じる(硬化温度→室温の冷却過程では樹脂の収縮量)。すなわち、高温で樹脂を硬化すると、樹脂は熱膨張量が大きい状態で固定(硬化)されることになり、硬化後の樹脂に大きな歪が残る。これに対して、低温で樹脂を硬化できると熱膨張量が比較的小さい状態で固定(硬化)できるため、硬化後の樹脂に残る歪を小さくすることができ、それによって光漏れを改善することができる。
前記硬化温度は、特に限定されないが、60〜150℃が好ましく、特に80〜100℃が好ましい。硬化温度が前記範囲内であると、特に硬化処理後に透明コア基板に残存する歪み量を小さくすることができる。
In the curing
The conditions for curing the resin material are not particularly limited, but it is preferable to cure at a low curing temperature and a short curing time. Thereby, the light leakage of the
Although the said curing temperature is not specifically limited, 60-150 degreeC is preferable and 80-100 degreeC is especially preferable. When the curing temperature is within the above range, the amount of strain remaining on the transparent core substrate particularly after the curing treatment can be reduced.
前記硬化時間も特に限定されないが、1〜20分間が好ましく、特に3〜6分間が好ましい。硬化時間が前記範囲内であると、特に生産性に優れ、かつ透明コア基板を安定して生産することができる。 The curing time is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 minutes, and particularly preferably 3 to 6 minutes. When the curing time is within the above range, the productivity is particularly excellent and the transparent core substrate can be stably produced.
このような硬化工程5におけるシート状基材21の昇温速度は、特に限定されないが、1〜50℃/分が好ましく、特に5〜20℃/分が好ましい。昇温速度が前記範囲内であると、特に安定して透明コア基板を製造することができる。
Although the temperature increase rate of the sheet-
このような硬化工程5を実施する方法としては、図示するような乾燥機51中にシート状基材21を通過させる方法、赤外線ヒーター内にシート状基材21を通過させる方法等が挙げられる。これらの中でも赤外線ヒーター内にシート状基材21を通過させる方法が好ましい。これにより、シート状基材21の昇温速度の制御を容易にすることができる。
Examples of a method for performing the curing
剥離工程では、シート状基材21に積層した支持部材41を剥離する。これによって、表面の平滑性に優れた透明コア基板1を得ることができる。
剥離する方法としては、例えば支持部材41を巻き取り機で巻き取りながら剥離する方法、支持部材41が金属箔の場合には酸等でエッチングする方法等が挙げられる。
In the peeling step, the
Examples of the peeling method include a method of peeling the
剥離工程で、シート状基材21を剥離した後、巻き取り機で巻き取って透明コア基板1を得る。このようにして得られる透明コア基板1の平均表面粗さは、100μm以下であることが好ましく、特に50μm以下であることが好ましく、最も10μm以下であることが好ましい。
前記平均表面粗さは、例えば干渉式平面粗さ計(Zygo社のNew View 5032)で評価することができる。
After peeling off the sheet-
The average surface roughness can be evaluated by, for example, an interference type surface roughness meter (New View 5032 from Zygo).
以上のように、透明基板の製造方法について、図1に示す好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の製造方法は、これに限定されない。具体的には、図2に示すように担持工程3および硬化工程5により、予めコア基材11を作製した後に、図3に示すようにコア基材供給部2’から供給されたコア基材11の表面にさらに樹脂材料を担持し、積層工程4を経て硬化する方法を経て透明コア基板1を得ても良い。
また、このようにして得られた透明コア基板1をそのまま透明基板8として用いても良いが、後述する平滑化工程6により、さらに表面の平滑性を向上させることが好ましい。
As mentioned above, although the manufacturing method of the transparent substrate was demonstrated based on suitable embodiment shown in FIG. 1, the manufacturing method of this invention is not limited to this. Specifically, as shown in FIG. 2, after the
The
得られた透明コア基板1に対して、さらに表面の平滑性が要求される場合には、透明コア基板1の少なくとも一方の面に樹脂層63を設ける平滑化工程を行い、図4に示すような透明基板8を得ても良い。
平滑化工程6では、図5に示すように、巻き出し部61から供給した透明コア基板1を洗浄部62で洗浄し、樹脂ワニス63’(後に樹脂層63を形成する)を透明コア基板1の表面に塗布すると共に、供給部64から転写部材641を供給して、それらを積層して積層体65を得る。得られた積層体65に紫外線66を照射するために、紫外線照射部661を通過させる。次に、転写部材641を剥離部67で剥離し、さらに加熱部68で加熱することにより、最終的に図4に示すような透明基板8を得る。
When further smoothness of the surface is required for the obtained
In the smoothing
このようにして、得られた透明基板8の表面の平滑性(平均表面粗さ)は、特に限定されないが、2μm以下が好ましく、特に0.5μm以下が好ましい。これにより、透明基板8を表示素子用の樹脂基板として好適に用いることができる。
前記平均表面粗さは、例えば干渉式平面粗さ計(Zygo社のNew View 5032)で評価することができる。
Thus, although the smoothness (average surface roughness) of the surface of the obtained
The average surface roughness can be evaluated by, for example, an interference type surface roughness meter (New View 5032 from Zygo).
樹脂ワニス63’としては、シート状基材21に担持した樹脂材料と同じ種類のものであっても異なる種類であっても良く、例えば活性エネルギー線(または必要に応じて活性エネルギー線と熱を併用し)で架橋することが可能なアクリレート、エポキシ、オキセタン、ビニルエーテル等の反応性モノマーまたはオリゴマー等を挙げることができる。
より具体的にアクリレートとしては、2官能以上のアクリレートを含んでいることが好ましい。これにより、透明性に優れていることに加え、耐熱性および耐溶剤性を特に向上することができる。前記2官能以上のアクリレートとしては、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、イソシアヌレート構造を有するアクリレート、環状構造を有するアクリレート、脂環式構造を有するアクリレート等挙げることができる。
The
More specifically, the acrylate preferably contains a bifunctional or higher acrylate. Thereby, in addition to being excellent in transparency, heat resistance and solvent resistance can be particularly improved. Examples of the bifunctional or higher acrylate include epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, acrylate having an isocyanurate structure, acrylate having a cyclic structure, and acrylate having an alicyclic structure.
また、エポキシも2官能以上のエポキシが好ましい。これにより、透明性に優れていることに加え、耐熱性および耐溶剤性を特に向上することができる。前記2官能以上のエポキシとしては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。 The epoxy is also preferably a bifunctional or higher epoxy. Thereby, in addition to being excellent in transparency, heat resistance and solvent resistance can be particularly improved. Examples of the bifunctional or higher epoxy include bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, and alicyclic epoxy resin.
また、オキセタンも2官能以上のオキセタンが好ましい。前記2官能以上のオキセタンとしては、例えばジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、1,3−ビス[(1−エチル−3−オキセタニル)]メトキシベンゼン、オキセタニルシルセスキオキサン、オキセタニルシリケート等が挙げられる。 Oxetane is also preferably bifunctional or higher oxetane. Examples of the bifunctional or higher oxetane include di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 1,3-bis [(1-ethyl-3-oxetanyl)] methoxybenzene, oxetanylsilsesquioxane, and oxetanyl. Examples include silicates.
なお、樹脂ワニス63’に用いる触媒は、紫外線等の照射により活性化するものが好ましい。例えばアクリレートを含む場合は、活性エネルギー線によりラジカルを発生するベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシーシクロヘキシルーフェニルケトン、2,6−ジメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
また、エポキシ樹脂およびオキセタン樹脂を用いた場合は、活性エネルギー線でカチオン種を発生する芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨウドニウム塩等が好ましい。
The catalyst used for the
Moreover, when an epoxy resin and an oxetane resin are used, an aromatic sulfonium salt, an aromatic iodonium salt, or the like that generates a cationic species with active energy rays is preferable.
この樹脂ワニス63’は、転写部材641を積層することによって、最終的に透明基板8の表面の樹脂層63を形成する。
樹脂層63の厚さは、特に限定されないが、1〜15μmが好ましく、特に3〜7μmが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に透明コア基板1に歪が発生し難くなり、うねりが生じ難くなる。
The
Although the thickness of the
また、転写部材641は、紫外線66を透過可能なものであれば、特に限定されず、例えばポリエチレンテレプタレート等の樹脂シート、キャスティング法で製造したフィルム、表面研磨を施したフィルム等を使用することができ、これらの平滑面に離型処理を施しても良い。前記樹脂シートの原料として樹脂としては、例えばポリエステル、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ノルボルネン系樹脂およびこれらをブレンドした樹脂等を挙げることができる。
The
次に、紫外線照射部661では、透明コア基板1と、樹脂層63と、転写部材641との積層体65に紫外線66を照射して、樹脂層63を硬化させる。
Next, in the
そして、積層体65から転写部材641を剥離部67で剥離し、さらに加熱部68で加熱して最終的な透明基板8を得る。
Then, the
このようにして得られた透明基板8の30〜150℃の平均線膨張係数は、特に限定されないが、40ppm以下であることが好ましく、特に1〜20ppmであることが好ましい。平均線膨張係数が前記範囲内であると、特に製造工程における反りが発生するのを低下することができる。
The average linear expansion coefficient at 30 to 150 ° C. of the
また、透明基板8の波長550nmでの光線透過率は、特に限定されないが、80%以上であることが好ましく、特に85〜95%が好ましい。光線透過率が前記範囲内であると、表示性能に優れるため表示素子用樹脂基板に特に好適に用いることができる。
Further, the light transmittance at a wavelength of 550 nm of the
透明基板8のガラス転移温度は、特に限定されないが、230℃以上が好ましく、特に250℃以上が好ましい。ガラス転移温度が前記下限値未満であると、高温での条件によっては基板の強度や弾性率が不十分で基板が変形する場合がある。
Although the glass transition temperature of the
透明基板8の厚さは、特に限定されないが、50〜2,000μmが好ましく、特に100〜1,000μmが好ましい。厚さが前記範囲内であると、表面の平滑性に特に優れ、かつガラス基板と比較して軽量化を図ることができる。さらに、厚さが前記範囲内であると、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、有機EL表示素子用プラスチック基板、タッチパネル用基板、電子ペーパー用基板、太陽電池基板等に特に好適に用いることができる。
The thickness of the
次に、本発明の電子デバイスについて、液晶用表示素子基板を具体例に挙げて説明する。図6に示すように液晶用表示素子基板9は、液晶セル91の両面に透明基板8a、8bを介して偏光板92a、92bが設けられている。8a、8bの少なくとも一方(好ましくは両方)に図4に示す透明基板8を用いる。
液晶セル91の上側(図6中上側)にはフィルター93が透明基板8aとの間に設けられている。一方、液晶セル91の下側(図6中下側)には、TFT94が透明基板8bとの間に設けられている。これらの透明基板8a、8bは、従来用いられていたガラス基板と比較して、軽量であり、かつ強度にも優れているものである。
そして、液晶用表示素子基板9の下側から照射される光源95によって、画像が形成される。
このように、本発明の透明基板8を液晶用表示素子基板に用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、アクティブマトリックスタイプを含む液晶表示素子用基板、有機EL表示素子用基板等の表示素子用基板、カラーフィルター用基板、タッチパネル用基板、電子ペーパー用基板、太陽電池基板などの光学シート、透明板等の電子デバイスに好適に用いることができる。
Next, the electronic device of the present invention will be described using a liquid crystal display element substrate as a specific example. As shown in FIG. 6, the liquid crystal display element substrate 9 is provided with
A
An image is formed by the
Thus, although the case where the
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1)
1.樹脂材料
前記エポキシ樹脂として2,2−ビス(3’,4’−エポキシシクロヘキシル)プロパン(ダイセル化学工業社製、E−DOA)100重量部と、カチオン系硬化触媒として芳香族スルホニウム系熱カチオン触媒(三新化学社製、SI−100L)1重量部とを混合して樹脂材料を調製した。なお、この樹脂材料を硬化して得られる硬化物の平均線膨張係数は、66ppmであった。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.
Example 1
1. Resin material 100 parts by weight of 2,2-bis (3 ′, 4′-epoxycyclohexyl) propane (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., E-DOA) as the epoxy resin, and aromatic sulfonium thermal cation catalyst as the cationic curing catalyst A resin material was prepared by mixing 1 part by weight (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd., SI-100L). The average linear expansion coefficient of the cured product obtained by curing this resin material was 66 ppm.
2.透明コア基板の製造
・担持工程および積層工程
シート状基材としては、ガラス繊維基材(厚さ100μmのSガラス系ガラスクロス:屈折率1.528、ユニチカ社製、#2117タイプ)を焼きだし、有機物を除去した後、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(エポキシシラン)で処理したものを用いた。
このシート状基材に上述の樹脂材料を図1に示すように、第1含浸および第2含浸することにより樹脂材料を担持した。そして、樹脂材料が固化に至る前に、支持部材として銅箔(厚さ12μm、平均線膨張係数17ppm、表面粗さ1.5μm)をシート状基材の両面から積層した。
2. Transparent core substrate manufacturing / supporting step and laminating step As a sheet-like base material, a glass fiber base material (100 μm thick S glass-based glass cloth: refractive index 1.528, manufactured by Unitika Co., Ltd., # 2117 type) is baked out. After removing the organic matter, the one treated with glycidoxypropyltrimethoxysilane (epoxysilane) was used.
As shown in FIG. 1, the resin material was supported on the sheet-like base material by first and second impregnation. Then, before the resin material solidified, copper foil (thickness 12 μm, average linear expansion coefficient 17 ppm, surface roughness 1.5 μm) was laminated from both sides of the sheet-like substrate as a supporting member.
・硬化工程
次に、40℃−53℃−67℃−80℃−100℃−120℃の6ゾーンに設定しているIRヒーター中にシート状基材を0.15m/分で通過させ、樹脂材料を硬化した(昇温速度が計算上は10℃/分となった)。
そして、支持部材を巻き取り機で剥離して、透明コア基板を得た。
なお、得られた透明コア基板の表面の平均表面粗さは、1.5μmであった。
Curing step Next, the sheet-like substrate was passed at 0.15 m / min through an IR heater set in 6 zones of 40 ° C-53 ° C-67 ° C-80 ° C-100 ° C-120 ° C, and resin The material was cured (temperature increase rate was calculated to be 10 ° C./min).
And the support member was peeled with the winder, and the transparent core substrate was obtained.
The average surface roughness of the surface of the obtained transparent core substrate was 1.5 μm.
3.平滑化工程
上述の透明コア基板をさらに平滑化するために、図4に示すように透明コア基板の両面からアクリル樹脂(東亞合成社製 M−315)100重量部と、アクリル樹脂(日本化薬社製 R−604)100重量部と、紫外線硬化剤としてイルガキュア184(チバスペシャリティケミカル社製)3重量部と、を含む樹脂ワニスを塗布した後、転写部材としてPETフィルム(東洋紡社製、厚さ125μm)を積層し、紫外線照射部で500mJ/cm2の紫外線を照射して、硬化した樹脂層を形成した。
続いて、転写部材を剥離して、上述の透明コア基板の両面に樹脂層が形成され、さらに表面が平滑処理された透明基板を得た。この透明基板の平均表面粗さは、0.15μmであった。また、この透明基板の波長550nmでの光線透過率は91%であり、30〜150℃の平均線膨張係数は13ppmであった。
3. Smoothing Step In order to further smooth the above-described transparent core substrate, 100 parts by weight of acrylic resin (M-315 manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and acrylic resin (Nippon Kayaku Co., Ltd.) are formed from both sides of the transparent core substrate as shown in FIG. After applying a resin varnish containing 100 parts by weight of R-604) and 3 parts by weight of Irgacure 184 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) as an ultraviolet curing agent, a PET film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness) 125 [mu] m) was laminated, and the cured resin layer was formed by irradiating with 500 mJ / cm < 2 > of ultraviolet rays at the ultraviolet irradiation section.
Subsequently, the transfer member was peeled off to obtain a transparent substrate in which a resin layer was formed on both surfaces of the transparent core substrate and the surface was smoothed. The average surface roughness of this transparent substrate was 0.15 μm. Moreover, the light transmittance in wavelength 550nm of this transparent substrate was 91%, and the average linear expansion coefficient of 30-150 degreeC was 13 ppm.
(実施例2)
透明コア基板の製造において、支持部材として以下のものを用いた以外は実施例1と同様にした。
支持部材としてポリイミドフィルム(宇部興産社製、ユーピレックス50S、厚さ50μm、平均線膨張係数16ppm)を用いた。得られた透明コア基板の平均表面粗さは、0.9μmであった。
また、最終的に得られる透明基板の平均表面粗さは、0.13μmであった。また、この透明基板の波長550nmでの光線透過率は90%であり、30〜150℃の平均線膨張係数は13ppmであった。
(Example 2)
In the production of the transparent core substrate, the same procedure as in Example 1 was performed except that the following members were used as support members.
A polyimide film (manufactured by Ube Industries, Upilex 50S, thickness 50 μm, average linear expansion coefficient 16 ppm) was used as the support member. The average surface roughness of the obtained transparent core substrate was 0.9 μm.
Moreover, the average surface roughness of the transparent substrate finally obtained was 0.13 μm. Moreover, the light transmittance in wavelength 550nm of this transparent substrate was 90%, and the average linear expansion coefficient of 30-150 degreeC was 13 ppm.
(実施例3)
樹脂材料として、以下のものを用いた以外は実施例1と同様にした。
前記エポキシ樹脂として2,2−ビス(3’,4’−エポキシシクロヘキシル)プロパン(ダイセル化学工業社製、E−DOA)100重量部と、カチオン系硬化触媒として芳香族スルホニウム系熱カチオン触媒(三新化学社製、SI−100L)1重量部と、第2成分としてオキセタニルシルセスキオキサン(東亜合成社製、品番OX−SQ−H)10重量部とを用いた。なお、この樹脂材料を硬化して得られる硬化物の平均線膨張係数は、71ppmであった。
得られた透明コア基板の表面の平均表面粗さは、1.5μmであった。また、最終的に得られる透明基板の平均表面粗さは、0.15μmであった。また、この透明基板の波長550nmでの光線透過率は90%であり、30〜150℃の平均線膨張係数は13ppmであった。
(Example 3)
The same resin material as that of Example 1 was used except that the following materials were used.
100 parts by weight of 2,2-bis (3 ′, 4′-epoxycyclohexyl) propane (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., E-DOA) as the epoxy resin, and an aromatic sulfonium thermal cation catalyst (three 1 part by weight of Shin Chemical Co., Ltd., SI-100L) and 10 parts by weight of oxetanylsilsesquioxane (manufactured by Toagosei Co., Ltd., product number OX-SQ-H) were used as the second component. In addition, the average linear expansion coefficient of the hardened | cured material obtained by hardening | curing this resin material was 71 ppm.
The average surface roughness of the surface of the obtained transparent core substrate was 1.5 μm. Further, the average surface roughness of the finally obtained transparent substrate was 0.15 μm. Moreover, the light transmittance in wavelength 550nm of this transparent substrate was 90%, and the average linear expansion coefficient of 30-150 degreeC was 13 ppm.
(実施例4)
樹脂材料として、以下のものを用いた以外は実施例1と同様にした。
前記エポキシ樹脂として2,2−ビス(3’,4’−エポキシシクロヘキシル)プロパン(ダイセル化学工業社製、E−DOA)100重量部と、カチオン系硬化触媒として芳香族スルホニウム系熱カチオン触媒(三新化学社製、SI−100L)1重量部と、第2成分としてオキセタニルシリケート(東亞合成社製、品番OX−SC)12重量部とを用いた。なお、この樹脂材料を硬化して得られる硬化物の平均線膨張係数は、70ppmであった。
得られた透明コア基板の表面の平均表面粗さは、1.5μmであった。また、最終的に得られる透明基板の平均表面粗さは、0.15μmであった。また、この透明基板の波長550nmでの光線透過率は90%であり、30〜150℃の平均線膨張係数は14ppmであった。
Example 4
The same resin material as that of Example 1 was used except that the following materials were used.
100 parts by weight of 2,2-bis (3 ′, 4′-epoxycyclohexyl) propane (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., E-DOA) as the epoxy resin, and an aromatic sulfonium thermal cation catalyst (three 1 part by weight of Shin Chemical Co., Ltd. (SI-100L) and 12 parts by weight of oxetanyl silicate (product number OX-SC, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) were used as the second component. In addition, the average linear expansion coefficient of the hardened | cured material obtained by hardening | curing this resin material was 70 ppm.
The average surface roughness of the surface of the obtained transparent core substrate was 1.5 μm. Further, the average surface roughness of the finally obtained transparent substrate was 0.15 μm. Moreover, the light transmittance of this transparent substrate at a wavelength of 550 nm was 90%, and the average linear expansion coefficient at 30 to 150 ° C. was 14 ppm.
(実施例5)
前記カチオン系硬化触媒として脂肪族スルホニウム系触媒(旭電化工業社製、CP77)を用いた以外は、実施例1と同様にした。
得られた透明コア基板の表面の平均表面粗さは、1.5μmであった。また、最終的に得られる透明基板の平均表面粗さは、0.15μmであった。また、この透明基板の波長550nmでの光線透過率は85%であり、30〜150℃の平均線膨張係数は16ppmであった。
(Example 5)
The same procedure as in Example 1 was performed except that an aliphatic sulfonium catalyst (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., CP77) was used as the cationic curing catalyst.
The average surface roughness of the surface of the obtained transparent core substrate was 1.5 μm. Further, the average surface roughness of the finally obtained transparent substrate was 0.15 μm. Moreover, the light transmittance in wavelength 550nm of this transparent substrate was 85%, and the average linear expansion coefficient of 30-150 degreeC was 16 ppm.
(比較例1)
エポキシ樹脂として水添ビスフェノールA(ジャパンエポキシレジン社製、YX−8000)を用いた以外は、実施例1と同様にした。
得られた透明コア基板の表面の平均表面粗さは、1.5μmであった。また、最終的に得られる透明基板の平均表面粗さは、0.15μmであった。また、この透明基板の波長550nmでの光線透過率は82%であり、30〜150℃の平均線膨張係数は16ppmであった。
(Comparative Example 1)
The procedure was the same as Example 1 except that hydrogenated bisphenol A (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., YX-8000) was used as the epoxy resin.
The average surface roughness of the surface of the obtained transparent core substrate was 1.5 μm. Further, the average surface roughness of the finally obtained transparent substrate was 0.15 μm. Moreover, the light transmittance in wavelength 550nm of this transparent substrate was 82%, and the average linear expansion coefficient of 30-150 degreeC was 16 ppm.
(比較例2)
カチオン系硬化触媒の代わりに、イミダゾール系硬化触媒2MZ(四国化成社製)を用いた以外は、実施例1と同様にした。
なお、比較例2の配合では、硬化物を得ることができず、後述する評価を行なうことができなかった。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that an imidazole-based curing catalyst 2MZ (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) was used instead of the cationic curing catalyst.
In addition, in the mixing | blending of the comparative example 2, hardened | cured material could not be obtained and evaluation mentioned later could not be performed.
各実施例および各比較例で得られた透明基板について、以下の評価を行なった。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表1に示す。
1.平均表面粗さ
得られた透明コア基板および透明基板の平均表面粗さを干渉式平面粗さ計(Zygo社のNew View 5032、2.5倍のレンズ)で評価した。
The following evaluation was performed about the transparent substrate obtained by each Example and each comparative example. The evaluation items are shown together with the contents. The obtained results are shown in Table 1.
1. Average Surface Roughness The average surface roughness of the obtained transparent core substrate and transparent substrate was evaluated with an interference type surface roughness meter (Zygo New View 5032, 2.5 × lens).
2.透明性
得られた透明基板の550nmにおける透過率を、分光光度計U3200(島津製作所社製)で測定した。
2. Transparency The transmittance at 550 nm of the obtained transparent substrate was measured with a spectrophotometer U3200 (manufactured by Shimadzu Corporation).
3.耐熱性
得られた透明基板の耐熱性は、粘弾性測定装置DMS−210(セイコーインスツルメンツ社製)で測定したtanδ(ピークトップ値)で評価した。
3. Heat Resistance The heat resistance of the obtained transparent substrate was evaluated by tan δ (peak top value) measured with a viscoelasticity measuring device DMS-210 (manufactured by Seiko Instruments Inc.).
4.光漏れ
得られた透明基板の光漏れの有無を評価した。評価方法は、偏光顕微鏡を用いクロスニコル状態にした後、透明基板をステージ上で回転させながら、最も光漏れが強くなる位置で評価を行った。各符号は、以下の通りである。
◎:光漏れは検知できなかった。
○:光漏れは検知できたが、実用的に問題の無いレベルであった。
△:光漏れがあり、実用不可能のレベルであった。
×:光漏れが多量にある。
4). Light leakage The obtained transparent substrate was evaluated for light leakage. The evaluation method was carried out in a crossed Nicol state using a polarizing microscope, and then evaluated at a position where light leakage was strongest while rotating the transparent substrate on the stage. Each code is as follows.
A: Light leakage could not be detected.
○: Although light leakage could be detected, the level was practically satisfactory.
(Triangle | delta): There was light leakage and it was the level which cannot be used practically.
X: There is a large amount of light leakage.
4.うねり
得られた透明基板のうねりの有無を蛍光灯反射法で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎:蛍光灯反射像が歪むこと無く、認識できた。
○:蛍光灯反射像が歪んで見えたが、実用的に問題の無いレベル。
△:蛍光灯反射像が歪んで見え、実用的に問題の有るレベル。
×:蛍光灯反射像が歪んで、認識できなかった。
4). Swelling The presence or absence of swell of the obtained transparent substrate was evaluated by a fluorescent lamp reflection method. Each code is as follows.
(Double-circle): It was able to be recognized without the fluorescent lamp reflection image being distorted.
○: Fluorescent lamp reflection image appeared distorted, but practically no problem.
Δ: Level at which a fluorescent lamp reflection image looks distorted and has a problem in practical use.
X: The fluorescent lamp reflection image was distorted and could not be recognized.
表1から明らかなように、実施例1〜5は、平均表面粗さが小さく、かつ光線透過率が高かった。これにより、表面が平滑で透明な基板が得られていることが示された。
また、実施例1、2および4は、特にtanδが高く、耐熱性に優れていることが示された。
また、実施例1および2は、光漏れが小さく、液晶表示素子用基板として特に優れていることが示された。
また、実施例1および2は、蛍光灯反射像の歪みが無く、透明基板のうねりも小さいことが確認された。
また、実施例1〜5で得られた透明基板を用いた電子デバイスは正常に作動した。
As is clear from Table 1, Examples 1 to 5 had a small average surface roughness and a high light transmittance. As a result, it was shown that a transparent substrate having a smooth surface was obtained.
In addition, Examples 1, 2 and 4 were particularly high in tan δ and excellent in heat resistance.
In addition, Examples 1 and 2 showed low light leakage, and were particularly excellent as substrates for liquid crystal display elements.
In Examples 1 and 2, it was confirmed that there was no distortion of the fluorescent lamp reflection image and the undulation of the transparent substrate was small.
Moreover, the electronic device using the transparent substrate obtained in Examples 1-5 operated normally.
1 透明コア基板
11 コア基材
2 シート状基材供給部
2’ コア基材供給部
21 シート状基材
22 送りロール
3 担持工程
31 第1含浸部
311 第1キスロール
312 第2キスロール
313 送りロール
32 第2含浸部
321 スクイズバー
4 積層工程
41 支持部材
42 支持部材供給部
43 ラミロール
5 硬化工程
51 乾燥機
6 平滑化工程
61 巻き出し部
62 洗浄部
63 樹脂層
63’ 樹脂ワニス
64 供給部
641 転写部材
65 積層体
66 紫外線
661 紫外線照射部
67 剥離部
68 加熱部
8 透明基板
8a 透明基板
8b 透明基板
9 液晶用表示素子基板
91 液晶セル
92a 偏光板
92b 偏光板
93 フィルター
94 TFT
95 光源
DESCRIPTION OF
95 Light source
Claims (19)
式(1)で示されるエポキシ樹脂およびカチオン系硬化触媒を含む未硬化の樹脂材料を、シート状基材に担持する担持工程と、前記樹脂材料を硬化する硬化工程とを実行して連続的に透明コア基板を形成することを特徴とする透明基板の製造方法。
A carrying step of carrying an uncured resin material containing an epoxy resin represented by formula (1) and a cationic curing catalyst on a sheet-like substrate and a curing step of curing the resin material are continuously performed. A method for producing a transparent substrate, comprising forming a transparent core substrate.
An electronic device comprising the transparent substrate according to claim 18.
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