JPH09324036A

JPH09324036A - 光学シート

Info

Publication number: JPH09324036A
Application number: JP16521396A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Shinohara; 弘信篠原; Yasuo Hara; 康夫原
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶ディスプレイなど各種ディスプレイ素子
などに用いられる光学シートに関し、特に大型ディスプ
レイに用いた場合に強度に優れ、かつ密着性に優れ鮮明
な画像を与える光学シートを得る。【構成】極性基を有する少なくとも一種のノルボルネ
ン誘導体よりなる単量体もしくはこの単量体と共重合可
能な共重合性単量体を開環重合して得られる重合体また
はその水素添加物からなる、厚さ０．５〜５ｍｍ、厚さ
ムラ±５０μｍ以下、シート表面高さＲｍａｘ値が０．
２μｍ以下の光学シート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイな
ど各種ディスプレイ素子などに用いられる光学シートに
関し、特に大型ディスプレイに用いた場合に強度に優
れ、かつ密着性に優れ鮮明な画像を与える光学シートに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶ディスプレイの液晶基板など
のディスプレイ基板としては主としてガラス基板が用い
られてきた。しかしながら、ガラス基板はガラスの機械
的強度が弱いため薄型が困難なこと、柔軟性に欠けるた
め形状の自由度がないこと、大型化が困難なこと、割れ
やすいため生産性に難があるという問題点があった。ま
た、最近液晶ディスプレイの小型、軽量化に対する要望
が強い。そこで、ガラスに代わって透明樹脂が用いられ
るようになってきた。透明樹脂としてはポリメタクリル
酸メチル等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂が
用いられているが、ポリカーボネート樹脂やポリエステ
ル樹脂は複屈折が大きく、アクリル系樹脂は耐熱性およ
び耐湿性が不足しているという問題点があった。そのた
め、これらの樹脂からレターデーションの均一なディス
プレイ基板を得ることは困難であった。このような問題
点を改良するために、特開平５−６１２２６号公報には
吸水性が０．０５重量％以下の水添熱可塑性ノルボルネ
ン系樹脂からなるシートを液晶基板として用いることが
提案され、該公報によればポリカーボネートのごとく吸
水性が高いと吸水することによってレターデーションが
変化するため好ましくないと言及され、ノルボルネン系
樹脂は、この吸水率が０．０５重量％以下のものが容易
に得られるとされている。ところがノルボルネン系樹脂
はその骨格構造や置換基によりポリマー物性が大きく異
なり、すべての樹脂が吸水率０．０５％となるとは限ら
ない。吸水率を０．０５重量％以下とするためには、ノ
ルボルネン系樹脂は炭素と水素のみからなる通称ポリオ
レフィンか、ハロゲンを一部含む構成でのみ達成され
る。このような樹脂からなるディスプレイ基板は、例え
ば液晶ディスプレイなど種々のフィルムやシートからな
る用途に用いる場合、これらのフィルムやシートあるい
は各種コーティング剤との密着性が不充分であり、フィ
ルム間に水分などが浸入する、あるいはコーティング剤
が剥離することによってディスプレイの性能が著しく劣
化する問題があった。また、ノルボルネン系樹脂はその
構造がノルボルネン構造のかさ高さに由来して、透明性
や低複屈折性、低吸水性などの優れた特性を有している
が、酸素や熱に対する耐久性に劣る問題点がありこの改
良のために酸化防止剤の添加が必要となるが、酸化防止
剤は樹脂に混合されて用いられたり、成形品の表面に塗
布されて用いられるが、ディスプレイ基板として用いら
れる際に、吸水性を低くおさえようとするとノルボルネ
ン系樹脂の構成を炭素原子と水素原子のみ、あるいはこ
れらにハロゲン原子を含む構成に限定せざるを得ないた
めに、酸化防止剤との相溶性が不充分となり、そのため
に多量に添加すると透明性が低下したり、表面にブリー
ドしてくるなどの問題があり、実質的に耐久性に優れた
ものを得ることが困難であった。上記の問題を解決する
ために、特定のノルボルネン系樹脂を用いることにより
フィルムやシートの密着性を改善した液晶基板が特開平
７−２８７１２３号公報に開示されている。しかし該公
報の技術を用いてなる液晶基板は、大型のディスプレイ
基板に用いるとシートのたわみが発生し組立作業時にシ
ートを平坦にする作業が必須となるなど生産性に劣り、
また機械的耐久性が劣る場合もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性に優
れ、しかもレターデーションの均一性に優れ、各種ディ
スプレイを構成する他のフィルムや各種コーティング剤
との粘着性または接着性に優れ、酸化防止剤などの相溶
性にも優れ、さらに大型ディスプレイにした場合優れた
強度および耐久性を有する光学シートを提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式１
で表される少なくとも一種のノルボルネン誘導体よりな
る単量体（以下、「特定単量体」という）もしくはこの
単量体と共重合可能な共重合性単量体を開環重合して得
られる重合体またはその水素添加物（以下、これらを
「特定重合体」という）からなる、厚さ０．５〜５ｍ
ｍ、厚さムラ±５０μｍ以下、シート表面高さＲｍａｘ
値が０．２μｍ以下の光学シートを提供するものであ
る。

【０００５】

【化２】

【０００６】（式中、ＡおよびＢは水素原子または炭素
数１〜１０の炭化水素基であり、ＸおよびＹは水素原子
または一価の有機基であって、ＸおよびＹの少なくとも
一つは水素原子および炭化水素基以外の極性を有する基
を示し、ｍは０または１である。）特定単量体のうち、極性基が特に式−（ＣＨ₂）_nＣＯＯ
Ｒで表される特定の極性基である特定単量体は、得られ
る開環重合体の水素添加物が高いガラス転移温度と低い
吸湿性を有するものとなる点で好ましい。上記の特定の
極性基にかかる式において、Ｒは炭素原子数１〜１２の
炭化水素基、好ましくはアルキル基である。また、ｎは
通常、０〜５であるがｎの値が小さいものほど、得られ
る開環重合体のガラス転移温度が高くなるので好まし
く、さらにｎが０である特定単量体は、その合成が容易
である点で、また、得られる開環重合体がガラス転移温
度の高いものとなる点で好ましい。さらに、前記一般式
１においてＡまたはＢがアルキル基、特にメチル基であ
ることが好ましく、特にこのアルキル基が上記の式−
（ＣＨ₂）_nＣＯＯＲで表せる特定の極性基が結合した炭
素原子と同一の炭素原子に結合されていることが好まし
い。また、一般式１においてｍが１である特定単量体
は、ガラス転移温度の高い開環重合体が得られる点で好
ましい。

【０００７】一般式１で表される特定単量体の具体例と
しては、５−カルボキシメチルビシクロ［２．２．１］
ヘプト−エン、５−メチル−５−カルボキシメチルビシ
クロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、５−シアノビシ
クロ［２．２．１］ヘプト−エン、８−カルボキシメチ
ルテトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］−３−
ドデセン、８−カルボキシエチルテトラシクロ［４．
４．０．１^2,5．１^7,10］−３−ドデセン、８−カルボ
キシ−ｎ−プロピルテトラシクロ［４．４．０．
１^2,5．１^7,10］−３−ドデセン、８−カルボキシイソ
プロピルテトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］
−３−ドデセン、８−カルボキシ−ｎ−ブチルテトラシ
クロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］−３−ドデセン、
８−メチル−８−カルボキシメチルテトラシクロ［４．
４．０．１^2,5．１^7,10］−３−ドデセン、８−メチル
−８−カルボキシエチルテトラシクロ［４．４．０．１
^2,5．１^7,1 ⁰］−３−ドデセン、８−メチル−８−カル
ボキシ−ｎ−プロピルテトラシクロ［４．４．０．１
^2,5．１^7,10］−３−ドデセン、８−メチル−８−カル
ボキシイソプロピルテトラシクロ［４．４．０．
１^2,5．１^7,10］−３−ドデセン、８−メチル−８−カ
ルボキシｎ−ブチルテトラシクロ［４．４．０．
１^2,5．１^7,1 ⁰］−３−ドデセンなどを挙げることがで
きる。これらのうち、８−メチル−８−カルボキシメチ
ルテトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］−３−
ドデセンは、これを開環重合させて得られる重合体が高
いガラス転移温度と低い吸湿性を有するものとなる点で
好ましい。上記の特定単量体は必ずしも単独で用いる必
要はなく、２種以上を用いて開環共重合反応を行うこと
もできる。

【０００８】本発明において特定重合体は、上記の特定
単量体を単独で開環重合させたものであってもよいが、
当該特定単量体と共重合性単量体とを開環共重合させた
ものであってもよい。この場合に使用することのできる
共重合性単量体の具体例としては、シクロブテン、シク
ロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、ビシク
ロ［２．２．１］ヘプト−２−エン、トリシクロ［５．
２．１．０^2,6］−３−デセン、５−エチリデン−２−
ノルボルネン、ジシクロペンタジエンなどのシクロオレ
フィンを挙げることができる。さらにポリブタジエン、
ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチ
レン−非共役ジエン重合体、ポリノルボルネンなどの主
鎖に炭素−炭素間二重結合を含む不飽和炭化水素系ポリ
マーなどの存在下に特定単量体を開環重合させてもよ
い。そして、この場合に得られる開環共重合体の水素添
加物は、耐衝撃性の大きい樹脂の原料として有用であ
る。

【０００９】上記の特定重合体は、前述の特定単量体あ
るいはこれと前記共重合性単量体を例えば特開平７−２
８７１２３号公報に記載されている開環重合触媒や開環
重合反応用溶媒、水素添加触媒などを用いて重合、水素
添加することにより得ることができる。触媒の形態は粉
末でも粒状でもよい。ここで水素添加率は通常５０％以
上、好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以
上である。上記のごとく得られる開環重合体または水添
物の飽和吸水率は、ＡＳＴＭＤ５７０に従い２３℃で
１週間浸漬して得た値が０．１〜１重量％の範囲にある
ことが好ましい。飽和吸水率が０．１重量％未満では得
られる光学シートの他のフィルムやシート、あるいはコ
ーティング剤などとの密着性に劣り、使用途中剥離が発
生する恐れがある。また、酸化防止剤などとの相溶性に
欠けるため、多量に添加する透明性が損なわれたり、表
面にブリードしたりするなどの問題も出やすい。飽和吸
水率が１重量％を超えると、光学シートの耐湿性が劣っ
たものとなるため、吸水によるレターデーションのバラ
ツキが大きくなりやすく、光学的に均一な光学シートを
得にくくなる。

【００１０】一般に熱可塑性ノルボルネン系樹脂は、ノ
ルボルナン骨格における置換基がすべて水素原子あるい
は炭化水素基のような非極性であると、吸水率が０．１
重量％未満となり密着性や酸化防止剤の相溶性に劣るも
のとなる。また、上記一般式１においてＡ、Ｂ、Ｘおよ
びＹのすべてが極性基であると吸水率が１重量％を超え
た大きなものとなることがある。従って本発明において
は、上記一般式１における置換基を樹脂の飽和吸水率が
上記範囲内となるように選択することが好ましい。本発
明において特定重合体には、公知の酸化防止剤、例えば
２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，
２’−ジオキシ−３，３’−ジ−ｔ−ブチル−５，５’
−ジメチルジフェニルメタン、テトラキス［メチレン−
３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニ
ル）プロピオネート］メタン、１，１，３−トリス（２
−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）
ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス
（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）
ベンゼン、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル
−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２’
−ジオキシブチル−５，５’−ジエチルフェニルメタ
ン、３，９−ビス｛１，１−ジメチル−２−（β−（３
−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）
プロピオニルオキシ）エチル］、２，４，８，１０−テ
トラオキスピロ［５，５］ウンデカン、トリス（２，４
−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、サイクリッ
クネオペンタンテトライルビス（２，４−ジ−ｔ−ブチ
ルフェニル）ホスファイト、サイクリックネオペンタン
テトライルビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチル
フェニル）ホスファイト；紫外線吸収剤、例えば２，４
−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−
メトキシベンゾフェノンなどを添加することによって安
定化することができる。また、加工性を向上させる目的
で滑剤などの添加剤を添加することもできる。これらの
酸化防止剤の添加量は特定重合体１００重量部に対して
通常０．１〜３重量部、好ましくは０．２〜２重量部で
ある。酸化防止剤の使用量が少なすぎる場合には耐久性
の改良効果が不充分であり、多すぎる場合には成形表面
からブリードしたり、透明性が低下するなどの問題点が
生じ好ましくない。

【００１１】本発明の光学シートは射出成形法、押出成
形法、圧縮成形法、溶液流延法などの方法により成形す
ることができるが、シートを安定して成形できるという
点で射出成形や押出成形が好ましい。本発明の光学シー
トのシート厚は０．５〜５ｍｍ、好ましくは０．８〜２
ｍｍの範囲である。シート厚が０．５ｍｍ未満の光学シ
ートは強度に劣り、大型ディスプレイに用いるとその組
立作業時にシートがたわむため何らかの支持構造を要し
コスト高となる問題が起こる。一方シート厚が５ｍｍを
超えるとシートの光学特性に劣りディスプレイの性能に
劣ることが多く、また重量が大きくなるため組立作業や
運搬に余計なコストがかかることがある。本発明の光学
シートの厚さムラは全面で±５０μｍ以下、シート表面
高さＲｍａｘ値は０．２μｍ以下、好ましくは厚さムラ
±２５μｍ以下、Ｒｍａｘ値０．１μｍ以下、特に好ま
しくは厚さムラ±２０μｍ以下、Ｒｍａｘ値０．０８μ
ｍ以下である。シートの厚さムラが±５０μｍより大き
いもの、あるいはＲｍａｘ値が０．２μｍより大きいも
のだと例えばディスプレイ用途に用いた場合表示画像の
歪みが大きくなり性能に劣ったものとなりやすい。

【００１２】厚さムラやＲｍａｘ値を上記の範囲内のシ
ートとするには、例えば充分に研磨した金型を用いて成
形する方法や、前述の方法により成形されたシートを研
磨加工する方法や、シート成形後のシート表面に前述の
特定重合体を適当な溶剤に溶かしてなる溶液を塗布し、
ついで乾燥させる方法などが挙げられる。最後に挙げた
方法において、塗布される特定重合体溶液の樹脂成分
は、シート成形に用いられる特定重合体の同一構造の重
合体であってもよく、異なっていてもよいが、光学特性
を下げることなく表面平滑性を向上させることができる
という点で同一構造のものが特に好ましい。本発明の光
学シートはシート全面におけるレターデーションが小さ
いことが望ましく、波長６３３ｎｍにおけるレターデー
ションの値が５０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以下、
より好ましくは２０ｎｍ以下である。また本発明の光学
シートはレターデーションのバラツキが小さいことが好
ましく、波長６３３ｎｍにおけるレターデーションのバ
ラツキが±２０％以下であることが好ましい。レターデ
ーション値が５０ｎｍより大きいかレターデーションの
バラツキが±２０％の範囲外であるシートを例えばディ
スプレイ用途に用いた場合、ディスプレイ画像が歪んだ
りするなど良好な表示性能が得られにくい。

【００１３】本発明の光学シートには酸素の透過による
劣化を防ぐために必要に応じて光学シートの両面あるい
は片面にポリビニリデンクロリド、ポリビニルアルコー
ルなどのガスバリア性材料を積層することができる。さ
らに光学シートの耐傷性及び耐熱性を向上させる目的で
ハードコート層が積層されていてもよい。ハードコート
剤としては有機シリコン系樹脂、メラミン樹脂、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂などの有機ハードコート材料、ま
たは二酸化ケイ素などの無機系ハードコート材料を用い
ることができる。このうち、有機シリコン系樹脂、アク
リル樹脂などのハードコート材料が好ましい。有機シリ
コン系樹脂の中には各種官能基を持ったものが使用され
るが、エポキシ基を持ったものが好ましい。本発明の光
学シートはさらに金属または金属酸化物などの透明導電
層を積層して透明電極基板とすることができる。本発明
の光学シートは携帯電話、デジタル情報端末、ポケット
ベル、カーナビゲーション、調光パネル、ＯＡ機器用デ
ィスプレイ、ＡＶ機器用ディスプレイなどの各種ディス
プレイ用途に用いられ、特に大型のディスプレイ用途に
好適である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明がこれによって限定されるものではない。なお、
実施例中、部および％は、特に断らないかぎり重量基準
である。参考例１特定単量体として８−メチル−８−メトキシカルボニル
テトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１^7,10］ドデカ−
３−エン２５０部と分子調節剤である１−ヘキセン１８
部とトルエン７５０部を、窒素置換した反応容器に仕込
み、６０℃に加熱した。これに、重合触媒であるトリエ
チルアルミニウム（１．５モル／ｌ）のトルエン溶液
０．６２部と、ｔ−ブタノールおよびメタノールでＷＣ
ｌ₆を変性し、ｔ−ブタノールおよびメタノールおよび
タングステンのモル比が０．３５：０．３：１とされた
ＷＣｌ₆溶液（濃度０．０５モル／ｌ）３．７部を加
え、８０℃で３時間加熱撹拌して、重合体溶液を得た。
この重合反応における重合添加率は９７％であった。得
られた反応溶液Ａの４０００部をオートクレーブに入
れ、これにＲｕＨＣｌ（ＣＯ）［Ｐ（Ｃ₆Ｈ₅）］₃の
０．４８部を加え、水素ガス圧を１００kg／ｃ〓、反応
温度１６５℃の条件で３時間加熱撹拌して水素添加反応
を行った。得られた反応溶液を冷却した後、水素ガスを
放圧し、水素添加重合体溶液を得た。この水素添加重合
体溶液を大量のメタノール中で凝固させた後、乾燥さ
せ、特定重合体を得た。この重合体の数平均分子量は６
２０００、水添率は実質上１００％であり、ガラス転移
温度は１７０℃であった。また、２３℃における飽和吸
水率は０．４％であった。参考例２６−エチリデン−２−テトラシクロドデセンに、重合触
媒としてトリエチルアルミニウムの１５％シクロヘキサ
ン溶液１０部、トリエチルアミン５部、および四塩化チ
タンの２０％シクロヘキサン溶液１０部を添加して、シ
クロヘキサン中で開環重合し、得られた開環重合体をニ
ッケル触媒で水素添加してポリマー溶液を得た。この水
素添加重合体溶液をイソプロピルアルコール中で凝固さ
せ、乾燥し、粉末状の重合体を得た。この重合体の数平
均分子量は４５０００、水素添加率９９．９％以上、ガ
ラス転移温度は１４２℃であった。また、２３℃におけ
る飽和吸水率は０．０１％であった。

【００１５】実施例１参考例１で得られた特定重合体を用いて市販の射出成形
機に鏡面仕上げの金型を取り付け、樹脂温度３２０℃、
金型温度１３０℃、冷却時間２０秒として２０ｃｍ×２
０ｃｍ、厚み１ｍｍのシートを成形した。このシートの
片面に酸化インジウム／酸化スズ（重量比９５：５）か
らなるターゲットを用いて透明導電膜をスパッタリング
法により形成させて透明電極を得た。この透明電極を２
枚、透明導電膜側を互いに対向させてスペーサーを介し
てウレタン系接着剤（武田薬品工業（株）製タケネート
Ａ−１０からなる組成物を接着剤に用いて接着した。こ
こでスペーサーは参考例１で得られた特定重合体１００
部をトルエン７００部に溶解し、溶液を流延することに
よって得た厚さ２０μｍのフィルムから、外周から５ｍ
ｍの幅を残して中心部をくり抜くことによって得たもの
を用いた。接着後、注射器を用いて、注射針を通して内
部に３０℃にして液状になったメトキシベンジリデン−
ブチルアニリンを空気が残らないように注入して液晶セ
ルを作成した。この液晶セルに通常の方法で偏光フィル
ム、位相差フィルム、光源が取り付けられた導光板を積
層して液晶ディスプレイパネルを作成した。この液晶デ
ィスプレイパネルについて８０℃、９０％相対湿度の条
件で耐久試験を行ったところ、１０００時間の段階でこ
の積層体に異常は認められず、耐久試験前とほぼ同程度
の鮮明性を有するものであった。比較例１特定重合体の代わりに参考例２で得られた重合体を用
い、樹脂温度２８０℃、金型温度１００℃とした他は実
施例１と同様にしてシートを成形し、実施例１と同様の
方法で液晶ディスプレイパネルを作成した。この液晶デ
ィスプレイパネルについて８０℃、９０％相対湿度の条
件で１０００時間の耐久試験を行ったところ、液晶表示
パネルの全面に曇りまたは剥離が目視で観察できるほど
著しくなり、耐久試験前に比べ画像の鮮明性に著しく劣
るものであった。

【００１６】

【発明の効果】本発明の光学シートは、特定の構造と特
定の物性を有する樹脂を材料とするため、耐熱性に優
れ、しかもレターデーションの均一性に優れ、各種ディ
スプレイを構成する他のフィルムとの粘着性または接着
性における密着性や酸化防止剤などの相溶性にも優れ、
さらに大型ディスプレイにした場合優れた強度および耐
久性を有し、また組立成形時の支持作業が不要となるた
めディスプレイの生産性の向上が期待できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式１で表される少なくとも一種の
ノルボルネン誘導体よりなる単量体もしくはこの単量体
と共重合可能な共重合性単量体を開環重合して得られる
重合体またはその水素添加物からなる、厚さ０．５〜５
ｍｍ、厚さムラ±５０μｍ以下、シート表面高さＲｍａ
ｘ値が０．２μｍ以下の光学シート。【化１】（式中、ＡおよびＢは水素原子または炭素数１〜１０の
炭化水素基であり、ＸおよびＹは水素原子または一価の
有機基であって、ＸおよびＹの少なくとも一つは水素原
子および炭化水素基以外の極性を有する基を示し、ｍは
０または１である。）