JP5383764B2 - 光学シート、画像表示装置用基板、液晶表示装置、有機ｅｌ表示装置および太陽電池 - Google Patents

Description

本発明は、光学シート、画像表示装置用基板、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置および太陽電池に関する。

従来から、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等のフラットパネルディスプレイや太陽電池等において、透明基板が使用されている。透明基板に対しては、これを用いる前記装置等の薄型化および軽量化の要請から、ガラス基板に代えてプラスチック基板（以下、「光学シート」ともいう）を使用することが提案され、一部で実施されている。透明基板に必要な特性としては、透明性、耐熱性、低熱膨張性および表面平滑性があげられる。これらの特性の中でも、アクティブマトリックス型の液晶表示装置用の基板に対しては、低熱膨張性が重要である。低熱膨張性を実現するためのプラスチック基板としては、樹脂に無機フィラーを充填して形成されたプラスチック基板（特許文献１）や、ガラスクロスにアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させて形成されたプラスチック基板等があげられる（特許文献２）。

しかしながら、樹脂に無機フィラーを充填して形成されたプラスチック基板は、熱膨張率を低減することができるものの、厚みを薄くすると強度が低下するという問題がある。また、ガラスクロスに樹脂を含浸させて形成されたプラスチック基板は、樹脂の硬化収縮による前記ガラスクロス由来の表面凹凸が生じ、表面平滑性に劣るという問題がある。表面平滑性に劣るプラスチック基板を、例えば、液晶セル用基板として用いると、セルギャップが不均一になり、表示品位を損ねるという問題が生じる。また、前記樹脂として、熱硬化性エポキシ樹脂を使用した場合、基板製造で洗浄に使用する溶剤によってクラックが発生するという耐溶剤性の問題があり、またクラックが生じることにより、表面平滑性の問題も生じる。

前記表面平滑性の問題を解決するために、プラスチック基板の表面に樹脂を用いて平滑化層を形成することが提案されている（特許文献３、４）。しかしながら、プラスチック基板の表面に凹凸があると、前記樹脂の塗布厚みが不均一となり、前記樹脂の硬化収縮時に、平滑化層自身に凹凸が生じてしまうという問題がある。

特開２００４−１６８９４４号公報 特開２００２−２９６５７３号公報 特開２００３−５０３８４号公報 特開２００４−３０７８５１号公報

そこで、本発明は、低熱膨張性であり、透明性、耐熱性、強度、表面平滑性および耐溶剤性に優れる光学シートの提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、透明樹脂および無機充填剤を含む光学シートであって、前記透明樹脂が下記一般式（Ｉ）で表される化合物の重合体を含むことを特徴とする。

前記式（Ｉ）中、Ｒ¹は、炭素数が１〜６のアルキル基であり、Ｒ²は、−ＯＨ、炭素数が１〜１２のアルキルオキシ基、ベンジルオキシ基、下記式（Ａ）で表される基

［前記式（Ａ）中、ｍは０〜３の整数であり、Ｒ³は、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ⁴は炭素数１〜１０のアルキル基である。］、または
下記式（Ｂ）で表される基

［前記式（Ｂ）中、ｎは０〜２０００の整数であり、Ｒ³は、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ⁵は炭素数１〜１０のアルキル基、または下記式（ｂ）で表される基

（前記式（ｂ）中、ｐは０〜１００の整数であり、Ｒ³は、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ⁷は炭素数１〜１０のアルキル基である。）
であり、Ｒ⁶は炭素数１〜１０のアルキル基である。］である。

このように、本発明の光学シートは、透明樹脂と無機充填剤とを含む光学シートであるため、低熱膨張性であり、透明性、耐熱性および強度に優れると共に、前記透明樹脂が特定のオキセタン化合物の重合体を含むことにより、前記各特性に加え、表面平滑性および耐溶剤性の双方特性に優れる。特に、本発明の光学シートは、低熱膨張性であり、かつ表面平滑性に優れるから、これを、例えば、アクティブマトリックス型液晶表示装置用基板として用いれば、高品位の画像が表示できる。ただし、本発明の光学シートの用途は、これに制限されない。

本発明の光学シートの一例を示す断面図である。

前記式（Ｉ）で表される化合物としては、例えば、下記式（ＩＩ）で表される３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、

下記式（ＩＩＩ）で表される化合物、

［前記式（ＩＩＩ）中、ｑは１から３の整数である］
下記式（ＩＶ）で表されるジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル、

下記式（Ｖ）で表される３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン、

下記式（ＶＩ）で表される３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン

などが挙げられる。前記式（ＩＩＩ）で表される化合物としては、例えば、前記式（ＩＩＩ）中ｎが１である、１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼンが挙げられる。

前記重合体は、これらのオキセタン化合物の１種類のみ、または２種類以上が重合されて形成されていてもよい。

本発明において、前記アルキル基とは、直鎖状または分岐状のアルキル基である。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、２−エチルブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等が挙げられる。

本発明において、前記アリール基とは、芳香族炭化水素残基である。前記アリール基の例としては、単環式アリール基、例えば、フェニル基等および、縮合多環式アリール基、例えば、ナフチル基、インデニル基、フルオレニル基等が挙げられる。

本発明において、前記透明樹脂は、さらにエポキシ樹脂を含むことが好ましい。その理由としては、例えば、前記オキセタン化合物を重合してオキセタン樹脂を製造する際、エポキシ樹脂が存在すると、その重合が促進されること等があげられる。前記エポキシ樹脂としては、特に制限されず、従来公知のエポキシ樹脂が使用できるが、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型およびこれらの水添加物等のビスフェノール型；フェノールノボラック型やクレゾールノボラック型等のノボラック型；トリグリシジルイソシアヌレート型やヒダントイン型等の含窒素環型；脂環式型；脂肪族型；ナフタレン型等の芳香族型；グリシジルエーテル型やビフェニル型等の低吸水率型；ジシクロペンタジエン型等のジシクロ型；エステル型；エーテルエステル型；およびこれらの変成型等が挙げられる。前記エポキシ樹脂の中でも、変色防止性等の点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましい。なお、これらのエポキシ樹脂は一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。

前記エポキシ樹脂は、例えば、形成する光学シートの柔軟性や強度等が向上することから、エポキシ当量１００〜１０００（ｇ／ｅｑ）、軟化点１２０℃以下であることが好ましく、より好ましくは、エポキシ当量１２０〜５００（ｇ／ｅｑ）、軟化点９０℃以下である。また、前記エポキシ樹脂は、硬化前において、常温（例えば、５〜３５℃）で液体であることが好ましい。

前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、例えば、下記式（ＸＶ）で表される樹脂が挙げられる。下記式においてｎは、例えば、０〜２である。

前記脂環式エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、下記式（ＸＶＩ）で表される３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、下記式（ＸＶＩＩ）で示す樹脂が挙げられる。下記式（ＸＶＩＩ）において、ｎは１〜２０の整数であり、Ｒは、前記アルキル基である。

また、前記ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、下記式（ＸＶＩＩＩ）、下記式（ＸＩＸ）および下記式（ＸＸ）で表されるエポキシ樹脂等が挙げられる。下記式（ＸＩＸ）において、ｎは１〜３の整数である。

エポキシ樹脂は、前記式（ＸＶ）から（ＸＩＸ）で表されるエポキシ樹脂が特に好ましい。

前記透明樹脂における前記オキセタン化合物（ｘ）と前記エポキシ樹脂（ｙ）との質量割合（ｘ：ｙ）は、好ましくは１００：０〜１：９９であり、より好ましくは１００：０〜５：９５、特に好ましくは１００：０〜１０：９０である。

前記透明樹脂は、透明性を向上させる目的で屈折率の異なる樹脂を混合して、前記透明樹脂と無機充填剤との屈折率やアッベ数を調整してもよい。

このような調整方法としては、例えば、特開２００１−２６１９３３号公報に記載の方法を用いることができる。同公報に記載の方法とは、例えば、樹脂の屈折率と、無機充填剤の屈折率とを、下記の式（Ａ）に示す関係に調整する方法である。
−０．００５≦ｎ₂−ｎ₁≦０．００５ （Ａ）
前記式中、ｎ₁は、樹脂の波長５８９．３ｎｍにおける屈折率を意味し、ｎ₂は、無機充填剤の波長５８９．３ｎｍにおける屈折率である。前記式（Ａ）に示す関係を満たすためには、例えば、前記樹脂のアッベ数および屈折率を調整する方法（例えば、オキセタン化合物の種類の選択、オキセタン化合物の２種類以上の併用、光重合開始剤の種類の選択、光重合開始剤の２種類以上の併用等）、無機充填剤のアッベ数および屈折率を調整する方法（例えば、原料組成の選択等）、およびこれらの２つを併用する方法が挙げられる。例えば、無機充填剤のアッベ数および屈折率を、ある程度、前記樹脂のアッベ数および屈折率に近づけてから、さらに、前記樹脂のアッベ数および屈折率を微調整することにより、前記樹脂と無機充填剤とのアッベ数および屈折率の差をさらに小さくなるよう調整することにより、前記式（Ａ）に示す関係を満たすことが可能である。

なお、ここでいうアッベ数（υ_d）とは、屈折率の波長依存性、すなわち分散の度合いを示すもので、式υ_d＝（ｎ_D−１）／（ｎ_F−ｎ_C）を用いて算出することができる。ここで、ｎ_C、ｎ_Dおよびｎ_Fは、それぞれブラウンホーファーの線のＣ線（波長６５６ｎｍ）、Ｄ線（５８９ｎｍ）およびＦ線（４８６ｎｍ）に対する屈折率を意味する。

無機充填剤の例としては、各種金属、金属酸化物、ガラス組成物などが挙げられ、その形状は特に制限はなく、球状、破砕状、燐片状、繊維状のいずれでもよい。中でも線膨張係数の低減効果や透明性が高いことから、ガラス繊維が好ましい。

前記「ガラス繊維」としては、例えば、Ｅガラス、Ｔガラス、ＮＥガラス、Ｓガラス等の材料から形成されたガラス繊維を用いることができる。これらのなかでも、オキセタン樹脂との屈折率調整が容易なことから、ＴガラスおよびＮＥガラスから形成されたものが好ましい。そのガラス繊維の形態としては、例えば、織布、不織布、編物等の布帛が挙げられる。前記ガラス繊維製布帛としては、例えば、ヤーンを製織したガラスクロス、ガラス不織布、ロービングクロス、チョップドストランドマット、スダレクロス等があげられる。このなかでも、成形後の強度に優れる点等より、ロービングクロス、ガラスクロス等が好ましく、表面の均一性や強度等の観点からガラスクロスがさらに好ましい。前記ガラスクロスの織り方としては、平織り、朱子織、綾織、ななこ織などが挙げられるが、成形後の平滑性や凹凸の均一性等の観点から平織りおよび朱子織が好ましい。

ガラス繊維が布帛（織布、不織布、編物等）である場合、例えば、目付けは、１０〜５００ｇ／ｍ²の範囲であることが好ましく、より好ましくは２０〜３５０ｇ／ｍ²であり、特に好ましくは３０〜２５０ｇ／ｍ²である。前記ガラス繊維製布帛の厚みは、例えば、１０〜５００μｍであり、好ましくは１５〜３５０μｍであり、特に好ましくは３０〜２５０μｍである。ガラス繊維の太さは、例えば、３〜１５μｍであり、好ましくは５〜１３μｍであり、より好ましくは５〜１０μｍである。

本発明の光学シートにおいて、前記透明樹脂（ａ）および前記ガラス繊維（ｂ）の質量割合（ａ：ｂ）は、２０：８０〜８０：２０であるのが好ましく、より好ましくは２５：７５〜７５：２５、特に好ましくは３０：７０〜７０：３０である。

図１の断面図に、本発明の光学シートの一例を示す。この光学シート１０では、透明樹脂により樹脂層１（光学層）が形成され、その中に、ガラス繊維製布帛２が埋設されている。前記ガラス繊維製布帛２の空隙にも透明樹脂が侵入している。

本発明の光学シートにおいて、その表面平滑性は、表面粗さ（Ｒｔ）０．６μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以下であり、特に好ましくは０．２μｍ以下である。本発明において「表面粗さ（Ｒｔ）」とは、例えば、表面形状測定器（商品名：サーフコーダET−４０００Ａ；小坂研究所製）により、長波長カットオフ８００μｍ、短波長カットオフ２５０μｍ、評価長さ８ｍｍの条件で測定した、最大値と最小値との差を意味する。

本発明の光学シートは、２５℃から１６０℃における線膨張係数は、３０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｐｐｍ／℃以下であり、特に好ましくは１５ｐｐｍ／℃である。

前記線膨張係数は、サンプルについて、例えば、ＪＩＳ Ｋ−７１９７に規定されるＴＭＡ法によりＴＭＡ測定値を得て、これを下記式に代入することによって算出できる。下記式において、ΔＩｓ（Ｔ₁）およびΔＩｓ（Ｔ₂）は、サンプル測定時の温度Ｔ₁（℃）およびＴ₂（℃）におけるＴＭＡ測定値（μｍ）をそれぞれ示し、Ｌ₀は、室温２３℃におけるサンプルの長さ（ｍｍ）を示す。
線膨張係数＝［１／（Ｌ₀×１０³）］×［（ΔＩｓ（Ｔ₂）−ΔＩｓ（Ｔ₁））／（Ｔ₂−Ｔ₁）］

本発明の光学シートは、その面内位相差が２ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｎｍ以下、特に好ましくは０．８ｎｍ以下である。また、本発明の光学シートの厚み方向位相差は、４０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１０ｎｍ以下であり、特に好ましくは７ｎｍ以下である。前記面内位相差（Δｎｄ）および前記厚み方向位相差（Ｒｔｈ）は、例えば、それぞれ下記式で表される。下記式においてｎｘおよびｎｙは、それぞれ前記光学シートにおけるＸ軸およびＹ軸方向の屈折率を示し、前記Ｘ軸方向とは、前記光学シートの面内において最大の屈折率を示す軸方向であり、Ｙ軸方向は、前記面内において前記Ｘ軸に対して垂直な軸方向であり、ｄは、前記光学シートの厚みを示す。
Δｎｄ＝（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ
Ｒｔｈ＝［［（ｎｘ＋ｎｙ）／２］−ｎｚ］・ｄ

本発明の光学シートは、その光透過率が８０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。前記光透過率は、例えば、分光光度計を用いて波長５５０ｎｍの全光線透過率を測定することによって求めることができる。

本発明の光学シートの厚みは、特に制限されないが、例えば、２０〜８００μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは３０〜５００μｍであり、特に好ましくは５０〜３００μｍである。

本発明の光学シートにおいて、前記透明樹脂と前記無機充填剤とから光学層が形成され、この光学層に他の層が積層されていてもよい。前記他の層は、前記光学層の上下の両方に積層されていてもよいし、片方のみに積層されていてもよい。また、前記光学層および前記他の層は、単層構造でもよいし、同種の層若しくは異種の層を積層した積層構造であってもよい。

前記他の層としては、例えば、平滑化層、ハードコート層およびガスバリア層があげられ、このなかでも、さらに表面平滑性を高めるために平滑化層を形成することが好ましい。

前記平滑化層の形成材料としては、特に制限されないが、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、シアネート樹脂、オキセタン樹脂等が挙げられる。なお、これらの樹脂は、一種類でもよいし、二種類以上を混合したブレンド樹脂であってもよい。前記形成材料としては、中でも、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂等が、耐溶剤性を維持することができかつ透明性が高いので好ましい。また、後述するように、平滑化層の形成材料には、必要に応じて、レベリング剤、開始剤、消泡剤、染料、顔料、無機粒子、プラスチックビーズ等を添加してもよい。平滑化層の形成方法としては、後述のように、ワイヤーバーコート法、ロールコート法、ディッピング法、カーテンコート法、スプレーコート法、エクストルージョンコート法、グラビアコート法等の、一般的に用いられる塗工法が適用可能である。但し、本発明は、これらの方法に限定されない。

前記平滑化層の厚みは、特に制限されないが、例えば、０．５〜５０μｍの範囲である。この厚みが、０．５μｍ以上であれば、光学シートの表面の平滑性がさらに向上するからである。また、この厚みが５０μｍ以下であれば、光学シートの屈曲性が優れ、樹脂の硬化収縮によるカール発生が防止できるからである。前記平滑化層の厚みは、好ましくは、１〜４０μｍであり、より好ましくは２〜３０μｍである。

前記ハードコート層の形成材料としては、特に制限されないが、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等が使用できる。これらの中でも、ウレタン系樹脂が好ましく、より好ましくはウレタンアクリレートである。なお、これらの樹脂は、一種類でもよいし、二種類以上を混合したブレンド樹脂であってもよい。

前記ハードコート層の厚みは、特に制限されないが、通常、製造時の剥離や、剥離の際におけるヒビ割れの発生を防止する点から、例えば、０．１〜５０μｍの範囲であり、好ましくは０．５〜８μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５μｍの範囲である。

前記ガスバリア層の種類としては、例えば、有機ガスバリア層と無機ガスバリア層が挙げられる。前記有機ガスバリア層の形成材料としては、特に制限されないが、例えば、ポリビニルアルコール及びその部分ケン化物、エチレン・ビニルアルコール共重合体等のビニルアルコール系ポリマー、ポリアクリロニトリルやポリ塩化ビニリデン等の酸素透過が小さい材料等が使用でき、これらの中でも、高ガスバリア性の点からビニルアルコール系ポリマーが特に好ましい。

前記有機ガスバリア層の厚みは、例えば、透明性、着色防止、ガスバリア性等の機能性、薄型化、得られる光学シートのフレキシビリティー等の点から、１０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２〜１０μｍであり、さらに好ましくは２〜１０μｍ、特に好ましくは３〜５μｍの範囲である。

一方、無機ガスバリア層の形成材料としては、例えば、珪素酸化物、マグネシウム酸化物、アルミニウム酸化物、亜鉛酸化物等の透明材料が使用でき、この中でも、例えば、ガスバリア性や基材層への密着性に優れること等から、珪素酸化物や珪素窒化物が好ましい。

前記珪素酸化物としては、例えば、珪素原子数に対する酸素原子数の割合が、１．５〜２．０であることが好ましい。このような割合であれば、例えば、前記無機ガスバリア層のガスバリア性、透明性、表面平坦性、屈曲性、膜応力、コスト等の点において、より一層優れるからである。なお、前記珪素酸化物においては、珪素原子数に対する酸素原子数の割合の最大値が２．０となる。前記珪素窒化物としては、例えば、珪素原子数（Ｓｉ）に対する窒素原子数（Ｎ）の割合（Ｓｉ：Ｎ）が１：１〜３：４であることが好ましい。

前記無機ガスバリア層の厚みは、特に制限されないが、例えば、５〜２００ｎｍの範囲である。

本発明の光学シートにおいて、前記平滑化層、前記ハードコート層および前記ガスバリア層の少なくとも一つを含む場合、その積層順序は、特に制限されないが、平滑化層、ガスバリア層、ハードコート層の順序で光学層上に積層されることが好ましい。特に、前記ハードコート層は、耐衝撃性や溶剤耐性等に優れることから、最外層として形成されることが好ましく、前記光学層の他方の表面にもハードコート層が積層されてもよい。

本発明の光学シートの製造方法は、特に制限されず、例えば、前記透明樹脂の形成材料と、無機充填剤とを直接混合し、必要な型に注型した後に硬化させる方法、前記形成材料を溶媒に溶解させ、これに無機充填剤を分散させ、キャストした後に硬化させる方法、前記ガラスクロス等のガラス繊維製布帛に前記形成材料を含浸させて硬化させること等の方法によって製造できる。なお、無機充填剤には、オキセタン樹脂等との密着性を向上させる目的でアミノシラン系、エポキシシラン系等のシランカップリング剤で表面処理を施すことが好ましい。また、無機充填剤としてガラスクロスを用いる際、このガラスクロスに開繊処理を施すと、前記形成材料の含浸性を高めることができるため、好ましい。前記透明樹脂の形成材料は、オキセタン化合物を含み、任意に、光重合開始剤、硬化前のエポキシ樹脂やその他の樹脂、各種添加剤を含んでいてもよい。

前記注型法の場合には、例えば、平板金型にガラス繊維製布帛を配置し、液状の前記形成材料を前記布帛に塗布した後、減圧条件とすることによって、前記布帛に前記形成材料を含浸させ硬化させる。

また、常圧条件下であっても、液状の前記形成材料中に前記ガラス繊維製布帛を浸漬し、その状態で前記形成材料を硬化させてもよい。また、エンドレスベルトや基板上に前記ガラス繊維製布帛を配置し、これに前記形成材料を含浸させたり、塗工して硬化させてもよい。また、金属板、ガラス板、プラスチックフィルム等の支持体に前記形成材料を塗布したのち、その上にガラス繊維製布帛を貼り合わせて前記形成材料を硬化させてもよい。なお、前記支持体は、離型処理することが好ましい。

前記形成材料の硬化処理は、例えば、光（例えば、紫外線）照射処理、電子線照射等を採用することが好ましい。また、光硬化処理の場合は、後述のように、光重合開始剤を使用することが好ましい。

前記形成材料を液状（溶液若しくは分散液）とする場合は、溶媒若しくは分散媒を使用してもよい。前記溶媒等としては、特に制限されないが、例えば、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル等が使用できる。液状の前記形成材料の粘度は、特に制限されないが、無機充填剤への浸透性の観点等から、例えば、１〜５０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１〜３０００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１〜１０００ｍＰａ・ｓである。液状の前記形成材料は、加温することにより粘度を調整することも可能であり、この温度は、前記形成材料が硬化しない程度の温度（例えば、１０〜１００℃）である。

前記形成材料は、光重合開始剤を更に含んでもよい。前記光重合開始剤としては、光カチオン開始剤が好ましい。前記光カチオン開始剤としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩等をその分子内に含有し、光が照射されると分解して酸が発生するものが挙げられる。なお、前記光カチオン開始剤を用いると、前記形成材料に含まれるオキセタン化合物の環状エーテルのカチオン重合が促進される。前記光カチオン開始剤としては、例えば、以下の構造式（Ｘ）〜（ＸＩＶ）で表されるものが挙げられる。

前記式中、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は、それぞれ、水素、炭素数１〜１８のアルキル基、または炭素数１〜１８のアルキルオキシ基であり、Ｍは金属原子であり、好ましくはアンチモン、ヒ素、リンまたはホウ素であり、Ｘはハロゲン原子であり、好ましくはフッ素であり、ｎは金属原子の価数である。

前記形成材料に添加されていてもよい各種添加物としては、例えば、老化防止剤、変性剤、界面活性剤、染料、顔料、変色防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、消泡剤、金属酸化物粒子、樹脂粒子等の従来公知の添加物が挙げられる。これらの添加剤は、いずれか一種類を添加してもよいし、二種類以上を併用してもよい。

前記老化防止剤としては、特に制限されないが、例えば、フェノール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、ホスフィン系化合物等の従来公知のものが使用できる。

前記変性剤としては、特に制限されないが、例えば、グリコール類、シリコーン類、アルコール類等の従来公知のものが使用できる。

前記界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、シリコーン系、アクリル系、フッ素系等の各種界面活性剤が使用でき、これらの中でも、シリコーン系が好ましい。

また、本発明の光学シートが、光学層と平滑化層との積層体の場合は、例えば、前述の方法で光学層をまず形成し、その少なくとも一方の表面上に平滑化層を形成すればよい。前記平滑化層の形成方法は、特に制限されず、例えば、前述の平滑化層の形成材料を、溶媒に混合して塗工液を調製し、光学層の面上に塗布して、これを乾燥させることで形成できる。この塗工液は、必用に応じて、重合開始剤、レベリング剤、酸化防止剤、消泡剤、染料、顔料、無機粒子、プラスチックビーズ等を含んでもよい。前記塗工方法としては、特に制限されず、ワイヤーバーコート法、ロールコート法、ディッピング法、カーテンコート法、スプレーコート法、エクストルージョンコート法、グラビアコート法等、一般に用いられる塗工方法が適用できる。

また、本発明の光学シートが、光学層とハードコート層との積層体の場合は、例えば、前記平板金型にハードコート層を形成してから、この上に前記無機充填剤と前記形成材料を用いて光学層を形成すればよい。前記ハードコート層の形成においては、必要に応じて、加熱処理、光照射処理等の硬化処理を行ってもよい。また、ステンレス製等のエンドレスベルトや基材上に、流延法や塗工法等によってハードコート層を形成してから、別途形成した光学層と貼り合わせてもよい。

前記ハードコート層の形成方法は、特に制限されず、前述のような形成材料を前記溶媒に混合して塗工液を調製し、ハードコート層形成用基材上に塗布して、これを乾燥させればよい。前記塗工法としては、特に制限されず、例えば、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤバーコート法、ディップコート法、エクストルージョン法、カーテンコート法、スプレーコート法等の従来公知の方法が採用できる。

また、光学層、ガスバリア層およびハードコート層を含む光学シートの場合は、例えば、前述のようにして形成したハードコート層上に、ガスバリア層を形成してから、さらに前述と同様にして、光学層を形成すればよい。前記ガスバリア層の形成方法は、特に制限されず、例えば、従来公知の方法を適宜採用できる。

本発明の光学シートは、各種の用途に用いることができ、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の各種画像表示装置の基板や太陽電池用基板等として好ましく用いることができる。

また、本発明の液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置および太陽電池は、その基板として本発明の光学シートを使用することを特徴とする。これ以外は、従来の表示装置若しくは太陽電池と同様である。このなかで、本発明の光学シートを用いた各種表示装置は、薄型軽量化が可能であり、また、表示品位も優れたものとなる。なお、本発明の光学シートの用途は特に制限されず、その用途は広い。

液晶表示装置は、一般に、電極を備えた液晶セル基板に液晶が保持された液晶セル、偏光板、反射板およびバックライトを備え、駆動回路等を組み込んで構成されている。本発明の液晶表示装置においては、前記本発明の光学シートを液晶セル基板として使用すればよく、この点を除いて特に限定はされず、さらに従来公知の各種構成部品を備えても良い。従って、本発明の液晶表示装置においては、前記液晶セル基板に、さらに、例えば、視認側の偏光板の上に設ける光拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護層、保護板、あるいは液晶セルと視認側の偏光と板の間に設ける補償用位相差板等の光学部品等を組み合わせてもよい。

有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置は、一般に、透明基板（ＥＬディスプレイ用基板）上に、透明電極と、発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を含む有機発光層と、金属電極とが順に積層されることによって構成されている。本発明の有機ＥＬ表示装置においては、前記本発明の光学シートをＥＬディスプレイ用基板として使用すればよく、この点を除いて特に限定はされず、さらに従来公知の各種構成部品を備えても良い。

前記有機発光層は、種々の発光体を含む有機薄膜の積層体である。このような積層体としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体等を含む正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性有機固体からなる発光層との積層体や、前述のような発光層とペリレン誘導体等を含む電子注入層との積層体、前述のような正孔注入層と発光層と電子注入層の積層体等が挙げられ、様々な組み合わせが知られている。

有機ＥＬ表示装置は、通常、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物質等の発光体を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射するという原理によって発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度とは、印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。

有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層における発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明であることが必要であり、通常、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電体で形成される透明電極を陽極として使用する。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要であり、通常、Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ等の金属電極が使用される。

このような構成の有機ＥＬ表示装置において、前記有機発光層は、例えば、厚み１０ｎｍ程度の極めて薄い膜で形成されることが好ましい。このような薄さであれば、例えば、前記有機発光層も透明電極と同様に、光をほぼ完全に透過することができる。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射して、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極において反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認した際に、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見えるのである。

本発明の有機ＥＬ表示装置が、例えば、電圧印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備え、かつ、有機発光層の裏面側に金属電極を備える場合、前記透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、前記透明電極と偏光板との間に位相板を設けることが好ましい。

前記位相板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光させる作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相板として１／４波長板を使用し、かつ、偏光板と位相板との偏光方向のなす角を、π／４に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみを透過できる。この直線偏光は位相板によって一般に楕円偏光となるが、特に位相板が１／４波長板であり、しかも偏光板と位相板との偏光方向のなす角がπ／４のときには円偏光となる。この円偏光は、例えば、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相板によって再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているため、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができるのである。

つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例および比較例により制限されない。

オキセタン化合物として、前記式（ＩＶ）で表されるジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル（商品名：アロンオキセタンＯＸＴ−２２１；東亜合成株式会社製）１００質量部と、光重合開始剤として前記式（ＸＩＶ）で表される化合物（商品名：アデカオプトマーＳＰ−１７０；旭電化株式会社製）３質量部とを混合して、透明樹脂の形成材料を調製した。

そして、ガラスクロス（商品名：ＮＬＡ２１１６；日東紡績株式会社製）を、前記形成材料に浸漬させ、減圧（１Ｐａ）条件下で６０分間放置することによって、前記ガラスクロス内部に前記形成材料を含浸させた。このガラスクロスを、２枚のガラス板（離型処理済み）で挟み、それに紫外線を照射し（高圧水銀ランプ、２０００ｍＪ／ｃｍ²）、前記形成材料を硬化させてオキセタン樹脂を形成し、その後、前記ガラス板を取り除き、厚み１００μｍの光学シートを得た。

オキセタン化合物として前記式（ＩＶ）で表されるジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル（商品名：アロンオキセタンＯＸＴ−２２１；東亜合成株式会社製）７０質量部と、エポキシ樹脂として、前記式（ＸＩＸ）で表されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（商品名：エピクロンＥＸＡ−７２００Ｓ；大日本インキ化学工業株式会社製）３０質量部とを８０℃で加熱しながら混合し、その後、室温まで放冷させた。この混合物に、光重合開始剤として、前記式（ＸＩＶ）で表される化合物（商品名：アデカオプトマーＳＰ−１７０；旭電化株式会社製）３質量部を混合して、透明樹脂の形成材料を調製した。これら以外は、実施例１と同様にして厚み１００μｍの光学シートを得た。

オキセタン化合物として、前記式（ＩＶ）で表されるジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル（商品名：アロンオキセタンＯＸＴ−２２１；東亜合成株式会社製）８０質量部と、エポキシ樹脂として、前記式（ＸＶ）で表されるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：ＡＥＲ２５０；旭化成株式会社）２０質量部と、光重合開始剤として、前記式（ＸＩＶ）で表される化合物（商品名：アデカオプトマーＳＰ−１７０；旭電化株式会社製）３質量部とを混合して、前記透明樹脂形成材料を調製した。これら以外は、実施例１と同様にして厚み１００μｍの光学シートを得た。

オキセタン化合物として、前記式（ＩＩＩ）（式中、ｎ＝１）で表される［１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン（商品名：アロンオキセタンＯＸＴ−１２１；東亜合成株式会社製）３０質量部と、エポキシ樹脂として、前記式（ＸＶＩ）で表される脂環式型エポキシ樹脂（商品名：セロキサイド２０２１Ｐ；ダイセル化学工業株式会社製）７０質量部と、光重合開始剤として、前記式（ＸＩＶ）で表される化合物（商品名：アデカオプトマーＳＰ−１７０；旭電化株式会社製）３質量部とを混合して、前記透明樹脂の形成材料を調製した。これら以外は、実施例１と同様にして厚み１００μｍの光学シートを得た。

（比較例１）

エポキシ樹脂として、前記式（ＸＶＩ）で表される脂環式型エポキシ樹脂（商品名：セロキサイド２０２１Ｐ；ダイセル化学工業株式会社製）１００質量部と、光重合開始剤として、前記式（ＸＩＶ）で表される化合物（商品名：アデカオプトマーＳＰ−１７０；旭電化株式会社製）３質量部とを混合して、透明樹脂の形成材料を調製した。これら以外は、実施例１と同様にして厚み１００μｍの光学シートを得た。

（比較例２）
エポキシ樹脂として、前記式（ＸＶＩ）で表される脂環式型エポキシ樹脂（商品名：セロキサイド２０２１Ｐ；ダイセル化学工業株式会社製）８０質量部および前記式（ＸＩＸ）で表されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（商品名：エピクロンＥＸＡ−７２００Ｓ；大日本インキ化学工業株式会社製）２０質量部とを８０℃で加熱しながら混合し、主剤を調製した。この主剤１００質量部と、メチルナジック酸（商品名：リカシッドＨＮＡ−１００；新日本理化株式会社製）１１０質量部と、硬化促進剤（商品名：ヒシコーリンＰＸ−４ＥＴ；日本化学工業株式会社製）２質量部とを混合して、透明樹脂形成材料を調製した。

そして、ガラスクロス（商品名：ＮＬＡ２１１６；日東紡績株式会社製）を、前記形成材料に浸漬させ、減圧条件下で放置することによって、前記ガラスクロス内部に前記組成物を含浸させた。前記組成物が含浸された前記ガラスクロスを、２枚のガラス板（離型処理済み）で挟み、それを１２０℃で１時間、ついで１９０℃で１時間加熱して、前記組成物を硬化させた。その後、前記ガラス板を取り除き、厚み１００μｍの光学シートを得た。

（比較例３）

エポキシ樹脂として、前記式（ＸＶＩ）で表される脂環式型エポキシ樹脂（商品名：セロキサイド２０２１Ｐ；ダイセル化学工業株式会社製）８０質量部および前記式（ＸＶ）で表されるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：ＡＥＲ２５０；旭化成株式会社）２０質量部を混合して、主剤を調製した。この主剤１００質量部と、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（商品名：リカシッドＭＨ−７００；新日本理化株式会社製）１１０質量部、硬化促進剤として（商品名：ヒシコーリンＰＸ−４ＥＴ；日本化学工業株式会社製）２質量部とを混合して、透明樹脂の形成材料を調製した。これ以外は、前記比較例２と同様にして厚み１００μｍの光学シートを得た。

（比較例４）
アクリル樹脂（商品名：ユニディック；大日本インキ化学工業株式会社製）１００質量部と、溶媒（トルエン）１００質量部と、光重合開始剤（商品名：イルガキュア１８４；リバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製）３質量部とを混合して、透明樹脂の形成材料を調製した。これ以外は、実施例１と同様にして、厚み１００μｍの光学シートを得た。

このようにして得られた実施例１〜４および比較例１〜４の各光学シートについて、下記の方法により、表面平滑性および耐溶剤性を評価した。その結果を、下記表１に示す。

（表面平滑性）
各光学シートについて、表面形状測定器（商品名：サーフコーダET−４０００Ａ；小坂研究所製）を用いて、長波長カットオフ８００μｍ、短波長カットオフ２５０μｍ、評価長さ８ｍｍの条件で表面粗さ（最大値と最小値との差）を測定した。

（耐溶剤性）
各光学シート（寸法：１５ｍｍ×２０ｍｍに調整）を、各種溶媒中に１０分間浸漬し、クラックの発生の有無を光学顕微鏡で観察した。クラックの発生が認められたものを「○」、認められなかったものを「×」として示した。前記溶媒としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トリクレンおよびテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いた。

（線膨張係数）
熱機械分析装置（商品名：ＴＭＡ／ＳＳ６１００型；セイコーインスツルメンツ社製）を用い、２５℃から１６０℃の平均線膨張係数を、引張モード、昇温速度４℃／分、荷重３ｇにて測定した。

（全光線透過率）
ヘイズメータ（商品名：ＨＭ−１５０；村上色彩技術研究所製）を用いて測定した。

前記表１に示すように、本発明の全実施例の光学シートは、表面平滑性および耐溶剤性の双方に優れていた。これに対し、比較例の光学シートでは、耐溶剤性に優れるものがあるものの、全ての比較例において表面平滑性が悪かった。また、本発明の全実施例の光学シートは、低熱膨張性であり、透明性、耐熱性および強度に優れていた。

本発明の光学シートは、低熱膨張性であり、透明性、耐熱性、強度、表面平滑性および耐溶剤性に優れる。したがって、本発明の光学シートは、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等の表示装置および太陽電池等の基板として好ましく使用でき、これらの装置等の薄型軽量化を図ることができ、かつ表示装置においては、高品位の表示が可能であるが、本発明の光学シートの用途は制限されず、様々な分野に適用可能である。

１：樹脂層（光学層）
２：ガラス繊維製布帛
１０：光学シート

Claims (6)

1. 透明樹脂および無機充填剤とを含む表示装置用または太陽電池用基板の製造方法であって、
   下記一般式（Ｉ）で表される化合物、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物、または一般式（ＶＩ）で表される化合物と、光重合開始剤と、前記無機充填剤とを混合し、得られた混合物に光を照射することにより硬化させて、透明樹脂および無機充填剤とを含む表示装置用または太陽電池用基板を得る製造方法。
   

   

   前記式（Ｉ）中、Ｒ¹は、炭素数が１〜６のアルキル基であり、Ｒ²は、−ＯＨ、炭素数が１〜１２のアルキルオキシ基、ベンジルオキシ基、下記式（Ａ）で表される基
   

   

   ［前記式（Ａ）中、ｍは０〜３の整数であり、Ｒ³は、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ⁴は炭素数１〜１０のアルキル基である。］、または
   下記式（Ｂ）で表される基
   

   

   ［前記式（Ｂ）中、ｎは０〜２０００の整数であり、Ｒ³は、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ⁵は炭素数１〜１０のアルキル基、または下記式（ｂ）で表される基
   

   

   （前記式（ｂ）中、ｐは０〜１００の整数であり、Ｒ³¹は、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ⁷は炭素数１〜１０のアルキル基である。）
   であり、Ｒ⁶は炭素数１〜１０のアルキル基である。］である。
   

   

   ［前記式（ＩＩＩ）中、ｑは１から３の整数である］
2. 前記混合物が、さらにエポキシ樹脂を含む請求項１に記載の表示装置用または太陽電池用基板の製造方法。
3. 表示装置用または太陽電池用基板における前記透明樹脂（ａ）および前記無機充填剤（ｂ）の質量割合（ａ：ｂ）が、２０：８０〜８０：２０の範囲である請求項１または２に記載の表示装置用または太陽電池用基板の製造方法。
4. 前記無機充填剤が、ガラス繊維である請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置用または太陽電池用基板の製造方法。
5. 前記ガラス繊維が、ガラス繊維製布帛である請求項４に記載の表示装置用または太陽電池用基板の製造方法。
6. 前記混合物を光硬化させて形成された光学層上に平滑化層を積層する工程をさらに含む請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置用または太陽電池用基板の製造方法。

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