JP4622348B2 - 透明複合体組成物 - Google Patents
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Description
クスタイプ)、カラーフィルター基板、太陽電池用基板等としては、ガラス板が広く用い
られている。しかしながらガラス板は、割れ易い、曲げられない、比重が大きく軽量化に不向きなどの理由から、近年、その代替としてプラスチック素材が検討されている。
表示素子用プラスチック基板に用いられる樹脂は例えば特許文献1には脂環式エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤、アルコール、硬化触媒からなる組成物、特許文献2には脂環式エポキシ樹脂、アルコールで部分エステル化した酸無水物系硬化剤、硬化触媒からなる樹脂組成物が、特許文献3には脂環式エポキシ樹脂、カルボン酸を有する酸無水物系硬化剤、硬化触媒からなる樹脂組成物が示されている。しかしながら、これら従来のガラス代替用プラスチック材料は、ガラス板に比べ線膨張係数が大きく、特に、アクティブマトリックス表示素子基板に用いるとその製造工程において反りやアルミ配線の断線などの問題が生じ、これら用途への使用は困難である。したがって、表示素子基板、特にアクティブマトリックス表示素子用基板に要求される、透明性や耐熱性等を満足しつつ線膨張係数の小さなプラスチック素材が求められている。
このような問題を解決するため、特許文献4や特許文献5には、無機酸化物が分散された粒子分散系樹脂シートが、特許文献6にはフィラー分散系樹脂シートが、更に特許文献7にはエポキシ樹脂とガラス繊維製布状体からなる樹脂シートが示されている。これら樹脂シートは、従来の樹脂シートに比較して線膨張係数は低いが、これらの材料をガラス基板に代えてアクティブマトリックス表示素子基板などに用いると耐熱性が不充分であった。
シート、透明板、光学レンズ、光学素子、光導波路、LED封止材等に好適に用いられることを見出し本発明を完成するに至った。
(1)少なくとも透明樹脂(a)とガラスフィラー(b)からなり、該透明樹脂が下記化学式(1)で示される脂環式エポキシ樹脂を構成成分として含む透明複合体組成物、
(4)カチオン系硬化触媒(d)で硬化したことを特徴とする(1)〜(3)の透明複合体組成物、
(5)前記透明樹脂(a)の硬化後の屈折率と前記ガラスフィラー(b)の屈折率との差が0.01以下である(1)〜(4)の透明複合体組成物、
(6)前記ガラスフィラー(b)の屈折率が1.45〜1.55である(1)〜(5)の透明複合体組成物、
(7)前記ガラスフィラー(b)がガラス繊維布である(1)〜(6)の透明複合体組成物、
(8)厚さ50〜2000μmのシートである(1)〜(7)何れかの透明複合体組成物、
(9)30〜150℃の平均線膨張係数が40ppm以下である(1)〜(8)の透明複合体組成物、
(10)波長550nmでの光線透過率が80%以上である(1)〜(9)の透明複合体組成物、
(11)ガラス転移温度が230℃以上であることを特徴とする(1)〜(10)の透明複合体組成物、
(12)透明複合体組成物が、光学シート、表示素子用プラスチック基板、又はアクティブマトリックス表示素子用基板である(1)〜(11)の透明複合体組成物、
である。
本発明に用いられる透明樹脂(a)は、一般式(1)で示される脂環式エポキシ樹脂または一般式(2)で示される水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂を構成成分として含むことを特徴とする。
本発明の透明樹脂(a)は、ガラスフィラー(b)との屈折率を合わせる目的で一般式(1)で示される脂環式エポキシ樹脂または一般式(2)で示される水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂と屈折率の異なる成分を併用することが好ましい。屈折率の異なる成分としては、併用することでガラスフィラー(b)と屈折率を合わせる事ができ、透明な複合体を得ることができる成分であれば特に制限されないが、エポキシ基を有する化合物やオキセタニル基を有する化合物が、一般式(1)で示される脂環式エポキシ樹脂または一般式(2)で示される水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂と共架橋するので好ましい。
ガラスフィラー(b)として、NEガラスを用いる場合には、一般式(1)で示される脂環式エポキシ樹脂または一般式(2)で示される水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂よりも屈折率の低い樹脂を併用することが好ましい。一般式(1)で示される脂環式エポ
キシ樹脂または一般式(2)で示される水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂よりも屈折率の低い成分としては、各種のエポキシ基を有する化合物やオキセタニル基を有する化合物を用いることができるが、耐熱性が優れていることからオキセタニル基を有するシルセスキオキサン(c)が特に好ましい。オキセタニル基を有するシルセスキオキサン(c)を併用することで、優れた耐熱性を維持したまま、ガラスフィラー(b)と屈折率を合わせる事ができる。
る。
本発明で用いるガラスフィラー(b)の屈折率は、優れた透明性の複合体を得るため1.
45〜1.55であるのが好ましい。特にガラスフィラーの屈折率が1.50〜1.54の
場合には、ガラスのアッベ数に近い透明樹脂が選択できるので特に好ましい。透明樹脂とガラスとのアッベ数が近いと広い波長領域で屈折率が一致し、広範囲で高い光線透過率が得られる。
本発明の透明複合体組成物を表示基板用プラスチック基板として用いる場合、波長550nmにおける光線透過率80%以上が必要であり、さらに好ましくは85%以上であり、最も好ましくは88%以上である。波長550nmにおける光線透過率が80%より低いと表示性能が充分でない。
さらに、本発明の透明複合体組成物を表示プラスチック基板として用いる場合、ガラス転移温度は230℃以上が好ましく、より好ましくは250℃以上である。ガラス転移温度が230℃以下であると高温プロセスにおいて、高温での基板の強度や弾性率か不十分で基板が変形するおそれがある。
Sガラス系ガラスクロス(厚さ100μm、屈折率1.528、ユニチカクロス製、#2117タイプ)を焼きだしし、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。このガラスクロスに、水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業製、E−BP)94重量部、オキセタニル基を有するシルキセスキオキサン(東亞合成製、OX−SQ)4重量部、芳香族スルホニウム系熱カチオン触
媒(三新化学製、SI−100L)1重量部を溶融混合した樹脂(硬化後の樹脂の屈折率1.530)を含浸し、脱泡した。このガラスクロスを離型処理したガラス板に挟み込んで、オーブン中、80℃にて2時間加熱後、さらに200℃にて2時間加熱して、厚さ0.1mmの透明シートを得た。
(実施例2)
NEガラス系ガラスクロス(厚さ100μm、屈折率1.510、日東紡製)を焼きだし
して有機物を除去した後、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(エポキシシラン)で処理した。このガラスクロスに水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業製、E−BP)75重量部、オキセタニル基を有するシルキセスキオキサン(東亞合成製
、OX−SQ)25重量部、芳香族スルホニウム系熱カチオン触媒(三新化学製、SI−
100L)1重量部を溶融混合した樹脂(硬化後の樹脂の屈折率1.510)を含浸し、脱泡した。溶融混合した樹脂を含浸し、脱泡した。樹脂を含浸したこのガラスクロスを離型処理したガラス板に挟み込んで、オーブン中、実施例1と同条件にて加熱処理を行い、厚さ0.1mmの透明シートを得た。
NEガラス系ガラスクロス(厚さ100μm、屈折率1.510、日東紡製)を焼きだしして有機物を除去した後、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(エポキシシラン)で処理した。このガラスクロスに2,2−ビス(3’,4’−エポキシシクロヘキシル)プロパン(ダイセル化学工業製、E−DOA)100重量部、芳香族スルホニウム系熱カチオン触媒(三新化学製、SI−100L)1重量部を溶融混合した樹脂(硬化後の樹脂の屈折率1.512)を含浸し、脱泡した。溶融混合した樹脂を含浸し、脱泡した。樹脂を含浸したこのガラスクロスを離型処理したガラス板に挟み込んで、オーブン中、80℃にて2時間加熱後、さらに250℃にて2時間加熱して、厚さ0.1mmの透明シートを得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂樹脂(JER(株)製、エピコート828)100重量部、メチルヘキサヒドロフタル酸(新日本理化株式会社製、MH−700)78重量部、テトラフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業製、TPP−PB)1重量部を溶融混合し100℃/2h、200℃/2h硬化し厚さ300μmのシートを得た。
(比較例2)脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業製、CEL‐2021P)100重量部、メチルヘキサヒドロフタル酸(新日本理化株式会社製、MH−700)114重量部、テトラフェニルホスホニウムブロマイド(北興化学工業製、TPP−PB)1重量部を溶融混合し100℃/2h、200℃/2h硬化し厚さ300μmのシートを得た。
以上のようにして作製した光学シートについて、下記に示す評価方法により、各種特性を測定した。
a)平均線膨張係数
セイコー電子(株)製TMA/SS120C型熱応力歪測定装置を用いて、窒素雰囲気下
、1分間に5℃の割合で温度を30℃から150℃まで上昇させた後、一旦0℃まで冷却し、再び1分間に5℃の割合で温度を上昇させて30℃〜150℃の時の値を測定して求めた。荷重を5gにし、引張モードで測定を行った。
b)耐熱性(Tg)
セイコー電子(株)製DMS―210型粘弾性測定装置で測定し、1Hzでのtanδの最大値をガラス転移温度(Tg)とした。
c)光線透過率
分光光度計U3200(島津製作所製)で400nm及び550nmの光線透過率を測定した。
Claims (10)
- 下記化学式(1)で示される脂環式エポキシ樹脂を構成成分として含有する透明性樹脂(a)とガラス繊維布(b)とを含む透明複合体組成物からなることを特徴とする光学シート。
(式中、Xは酸素原子、硫黄原子、−SO−、−SO2−、−CH2−、CH(CH3)−、
−C(CH3)2− の2価の基である。) - 下記化学式(2)で示される水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂を構成成分として含有する透明性樹脂(a)とガラス繊維布(b)とを含む透明複合体組成物からなることを特徴とする光学シート。
- 前記透明樹脂(a)中に、オキセタニル基をもつシルセスキオキサン(c)を構成成分として含む請求項1または2記載の光学シート。
- 前記透明性複合樹脂組成物をカチオン系硬化触媒(d)で硬化して得られる請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学シート。
- 厚さが50〜2000μmのシートである請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学シート。
- 30〜150℃の平均線膨張係数(窒素雰囲気下、昇温速度5℃/min、荷重5gf、
引張モードにて粘弾性測定装置にて測定)が40ppm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学シート。 - 光線透過率(測定波長550nm、測定厚み0.1mm、分光光度計により測定)が80%以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学シート。
- ガラス転移温度(粘弾性測定装置にて測定し、周波数1Hzでのtanδの最大値をガラス転移温度とした)が230℃以上である請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学シート。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の光学シートを用いて作製された表示素子用プラスチック基板。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の光学シートを用いて作製されたアクティブマトリックス表示素子用基板。
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