WO2013077179A1 - 透明複合基板および表示素子基板 - Google Patents

透明複合基板および表示素子基板 Download PDF

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transparent composite
composite substrate
glass
resin
resin material
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江口　敏正
英雄 楳田
内藤　学
大塚　博之
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住友ベークライト株式会社
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    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
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    • Y10T442/2926—Coated or impregnated inorganic fiber fabric
    • Y10T442/2992—Coated or impregnated glass fiber fabric

Definitions

  • the present invention relates to a transparent composite substrate and a display element substrate.
  • Glass plates are widely used for color filter substrates used for display elements such as liquid crystal display elements and organic EL display elements, display element substrates such as active matrix substrates, solar cell substrates, and the like.
  • display element substrates such as active matrix substrates, solar cell substrates, and the like.
  • substrates made of plastic materials plastic substrates
  • plastic substrates have been studied as substitutes for glass plates because they are easily broken, cannot be bent, and are not suitable for weight reduction.
  • a glass fiber composite resin sheet for a printed circuit board has been proposed so far (for example, see Patent Document 1).
  • the glass fiber composite resin sheet is obtained by impregnating a glass fabric containing glass fibers with a transparent resin material.
  • the glass fiber composite resin sheet can particularly enhance mechanical properties (such as bending strength and low linear expansion coefficient).
  • An object of the present invention is to provide a transparent composite substrate having excellent optical characteristics and a highly reliable display element substrate including the transparent composite substrate.
  • Such an object is achieved by the present inventions (1) to (14) below.
  • (1) having a composite layer comprising a glass fabric composed of an aggregate of glass fibers and a resin material having an Abbe number of 45 or more impregnated in the glass fabric;
  • the transparent composite substrate according to (1) wherein the resin material includes an alicyclic epoxy resin or an alicyclic acrylic resin as a main component.
  • the water vapor permeability measured based on the method defined in JIS K 7129 B of the transparent composite substrate is 0.1 [g / m 2 / day / 40 ° C., 90% RH] or less.
  • the transparent composite substrate according to (1) is 0.1 [g / m 2 / day / 40 ° C., 90% RH] or less.
  • the transparent composite substrate according to (3) wherein the transparent composite substrate has an average coefficient of linear expansion at 30 to 150 ° C. of 40 ppm / ° C. or less.
  • the transparent composite substrate according to (1) further including a surface layer provided on at least one surface side of the composite layer and having at least transparency and gas barrier properties.
  • the silicon compound is represented by SiOxNy, and x and y satisfy a relationship of 1 ⁇ x ⁇ 2 and y is 0 ⁇ y ⁇ 1.
  • the transparent composite substrate according to (5) above wherein the average thickness of the surface layer is 10 to 500 nm.
  • the transparent composite substrate according to (5) further including an intermediate layer provided between the composite layer and the surface layer and made of a resin material.
  • a display element substrate comprising the transparent composite substrate according to (1).
  • a transparent composite substrate having uniform and excellent optical characteristics can be obtained by using a resin material having a predetermined Abbe number and optimizing the refractive index of the glass fabric.
  • a display element substrate with high reliability can be obtained by including the transparent composite substrate as described above.
  • FIG. 1 is a plan view showing a glass cloth according to an embodiment of the transparent composite substrate of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the transparent composite substrate of the present invention.
  • the transparent composite substrate of the present invention has a composite layer containing a glass cloth composed of an aggregate of glass fibers and a resin material having an Abbe number of 45 or more impregnated in the glass cloth.
  • the transparent composite substrate of the present invention is characterized in that the glass fiber aggregate itself has a variation in refractive index, but the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index is 0.01 or less. .
  • the term “transparent” refers to a state having translucency, and may have a chromatic color, but is preferably colorless.
  • the transparent composite substrate of the present invention can maintain uniform and excellent optical characteristics by using a resin material having a predetermined Abbe number and optimizing the refractive index of the glass fabric.
  • FIG. 1 is a plan view showing a glass cloth according to an embodiment of the transparent composite substrate of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the transparent composite substrate of the present invention.
  • the transparent composite substrate 1 shown in FIG. 2 is provided on the composite layer 4 so as to cover the composite layer 4 including the glass cloth (glass fabric) 2 and the resin material (matrix resin) 3 and the surface of the composite layer 4. And a gas barrier layer (surface layer) 5.
  • each component will be described.
  • the glass cloth (glass fabric) 2 is a woven fabric (aggregate of glass fibers) containing glass fibers. Examples of other glass fabrics include an aggregate of glass fibers obtained by simply bundling glass fibers and a nonwoven fabric containing glass fibers (aggregate of glass fibers).
  • the glass cloth 2 is a woven fabric. A case is shown as an example.
  • a glass cloth 2 shown in FIG. 1 includes a longitudinal glass yarn (warp) 2a and a transverse glass yarn (weft) 2b.
  • the longitudinal glass yarn 2a and the transverse glass yarn 2b are substantially orthogonal to each other.
  • Examples of the woven structure of the glass cloth 2 include a plain weave, a woven weave, a satin weave, and a twill weave.
  • Examples of the inorganic glass material constituting the glass fiber include E glass, C glass, A glass, S glass, T glass, D glass, NE glass, quartz, low dielectric constant glass, and high dielectric constant glass. .
  • E glass, S glass, T glass, and NE glass are preferably used as inorganic glass materials because they have few ionic impurities such as alkali metals and are easily available, and particularly 30 ° C. to 250 ° C.
  • S glass or T glass having an average linear expansion coefficient of 5 ppm / ° C. or less is more preferably used.
  • the refractive index of the inorganic glass material is appropriately set according to the refractive index of the resin material 3 to be used, but is preferably about 1.4 to 1.6, for example, 1.5 to 1.55. More preferred is the degree. Thereby, the transparent composite substrate 1 which shows the outstanding optical characteristic in a wide wavelength range is obtained.
  • the average diameter of the glass fibers contained in the glass cloth 2 is preferably about 2 to 15 ⁇ m, more preferably about 3 to 12 ⁇ m, and even more preferably about 3 to 10 ⁇ m.
  • the transparent composite substrate 1 which can make mechanical characteristics, optical characteristics, and surface smoothness highly compatible is obtained.
  • the average diameter of glass fiber is calculated
  • the average thickness of the glass cloth 2 is preferably about 10 to 300 ⁇ m, more preferably about 10 to 200 ⁇ m, and further preferably about 20 to 120 ⁇ m.
  • the transparent composite substrate 1 can be made thin, and sufficient flexibility and translucency can be secured, while suppressing the deterioration of mechanical properties. it can.
  • the glass yarn When a bundle (glass yarn) made of a plurality of glass fibers is woven to form a woven fabric, the glass yarn preferably contains about 30 to 300 single fibers of glass fiber, and about 50 to 250. More preferably it is included. Thereby, the transparent composite substrate 1 which can make mechanical characteristics, optical characteristics, and surface smoothness highly compatible is obtained.
  • Such a glass cloth 2 is preferably pre-opened.
  • the fiber opening process the glass yarn is widened and the cross section is formed into a flat shape.
  • a so-called basket hole formed in the glass cloth 2 is also reduced.
  • the smoothness of the glass cloth 2 is increased, and the smoothness of the surface of the transparent composite substrate 1 is also increased.
  • the opening process include a process of spraying a water jet, a process of spraying an air jet, and a process of performing needle punching.
  • a coupling agent may be applied to the surface of the glass fiber as necessary.
  • the coupling agent include a silane coupling agent and a titanium coupling agent, and a silane coupling agent is particularly preferably used.
  • the silane coupling agent those containing an epoxy group, a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an isocyanate group, an amide group or the like as a functional group are preferably used.
  • the content of such a coupling agent is preferably about 0.01 to 5 parts by mass, more preferably about 0.02 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the glass cloth. More preferably, it is about 02 to 0.5 parts by mass. If the content rate of a coupling agent is in the said range, the optical characteristic of the transparent composite substrate 1 can be improved. Thereby, for example, a transparent composite substrate 1 suitable as a display element substrate is obtained.
  • the glass cloth 2 itself has a variation in refractive index, but the variation is small, specifically, the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index is 0.01 or less. Used. By using the glass cloth 2 having such a refractive index distribution, light interference associated with the refractive index difference can be suppressed, and the optical characteristics of the transparent composite substrate 1 can be particularly enhanced.
  • the refractive index distribution is considered to reflect the microstructure (atomic arrangement) of the glass fiber.
  • the glass cloth 2 having such a refractive index distribution is considered to have uniformity in characteristics based on this microstructure, such as weather resistance. That is, the glass cloth 2 as described above can change its optical characteristics uniformly even in an environment where deterioration over time is unavoidable. Therefore, the transparent composite substrate 1 including the glass cloth 2 can maintain uniform and excellent optical characteristics over a long period of time.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index in the glass cloth 2 is preferably 0.008 or less, and more preferably 0.005 or less.
  • the lower limit value of the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index in the glass cloth 2 is not particularly limited, but is preferably 0.0001 or more, and more preferably 0.0005 or more. If it is in the said range, the productivity of the glass cloth 2 will improve.
  • the 2nd ratio which a glass fiber occupies in the cross section of the horizontal direction glass yarn (2nd glass fiber bundle) 2b per unit width is set to " when a 1 "longitudinal glass yarns ratio of the first proportion of the glass fibers in the cross section of the (first glass fiber bundle) 2a per unit width (relative value) is 1.04 to 1.40 Is more preferably 1.21 or more and 1.39 or less, and further preferably 1.25 or more and 1.35 or less.
  • a uniformity of the longitudinal coefficient of linear expansion and lateral linear expansion coefficient in the transparent composite substrate 1 it is possible to further improve the light transmittance of the transparent composite substrate 1.
  • the lateral glass yarn per unit width (first When the number of (2 glass fiber bundles) 2b is “1”, the ratio (relative value) of the number of longitudinal glass yarns (first glass fiber bundles) 2a per unit width is 1.02 to 1.18. It is preferable that it is 1.10 or more and 1.18 or less, and it is further more preferable that it is 1.12 or more and 1.16 or less.
  • the twist numbers of the longitudinal glass yarn (first glass fiber bundle) 2a and the transverse glass yarn (second glass fiber bundle) 2b are each preferably 0.2 to 2.0 / inch. More preferably, it is 3 to 1.6 / inch. When the number of twists is within this range, the transparent composite substrate 1 having a small haze can be obtained.
  • the longitudinal glass yarn 2a faces the MD direction (flow direction), and the transverse glass yarn 2b faces the TD direction (vertical direction). It is set in the manufacturing device so that it faces.
  • equal force is not applied to both, but changes depending on the yarn feeding direction.
  • the glass yarn 2a in consideration of the influence of the difference in force applied when weaving on the optical characteristics of the finally obtained transparent composite substrate 1, in order to optimize the optical characteristics, the glass yarn 2a as described above, the glass yarn 2a as described above, the glass yarn 2a as described above, the force applied to the longitudinal glass yarn 2a and the transverse glass yarn 2b is adjusted so that the proportion of the glass fibers in 2b (the first proportion and the second proportion) and the number of the glass yarns 2a and 2b have anisotropy. It is preferable to do.
  • the glass cloth 2 On the other hand, if there is anisotropy in the glass cloth 2 as described above, heat, anisotropy occurs in dimensional change due to changes in the humidity, the type of inorganic glass material, the type of the resin material 3, etc. There is a risk that the glass cloth 2 may be deformed.
  • the gas barrier layer 5 on the composite layer 4 the dimensional change of the transparent composite substrate 1 can be suppressed. Thereby, the uneven distribution of the internal stress that causes the dimensional change of the transparent composite substrate 1 can be suppressed.
  • the “unit width” refers to a width of 1 inch in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction (length direction) of the glass fiber bundle.
  • the resin material 3 used in the present invention has an Abbe number after curing of 45 or more, preferably 48 or more.
  • n C , n D , and n F are refractive indexes for Fraunhofer's C line (wavelength 656 nm), D line (589 nm), and F line (486 nm), respectively. Accordingly, the refractive index of the resin material 3 having a small Abbe number varies greatly depending on the wavelength.
  • General glass fiber has an Abbe number of 50 or more. For this reason, when the Abbe number of the resin material combined with such glass fiber is as small as less than 45, even if the refractive indexes of both are combined at a wavelength of 589 nm, the refractive index is greatly different at a wavelength of 400 nm or less. End up. As a result, the light transmittance of 400 nm or less of the transparent composite substrate is lowered.
  • the transparent composite substrate 1 of the present invention by using the resin material 3 having an Abbe number of 45 or more, the refractive index can be matched with a general glass fiber in a wide wavelength range. For this reason, the transparent composite substrate 1 of the present invention has excellent light transmittance even for light having a wavelength of 400 nm or less, for example. That is, the transparent composite substrate 1 of the present invention has uniform and excellent optical characteristics in a wide wavelength range.
  • the Abbe number of the resin material 3 is less than 45, the deviation from the Abbe number of the glass constituting the glass fiber is further increased when the Abbe number changes due to moisture absorption or oxidation of the resin material 3. . As a result, the haze of the transparent composite substrate 1 increases.
  • the Abbe number of the resin material 3 is 45 or more, the difference from the Abbe number of the glass is small even when the Abbe number changes. For this reason, the change of the haze of the transparent composite substrate 1 is also small.
  • the gas barrier layer 5 is provided on the composite layer 4, the effect of suppressing the change in haze of the transparent composite substrate 1 becomes more remarkable.
  • Examples of the resin material 3 used in the present invention include epoxy resins, oxetane resins, isocyanate resins, acrylate resins, olefin resins, cycloolefin resins, diallyl phthalate resins, polycarbonate resins, and diallyl carbonate resins.
  • Examples include resins, urethane resins, melamine resins, polyimide resins, aromatic polyamide resins, polystyrene resins, polyphenylene resins, polysulfone resins, polyphenylene oxide resins, silsesquioxane compounds, and the like.
  • the resin material 3 is preferably an epoxy resin or an acrylic resin (particularly, an alicyclic epoxy resin or an alicyclic acrylic resin).
  • Examples of the epoxy resin used in the present invention include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, or hydrogenated products thereof, epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton, and triglycidyl isocyanurate.
  • An epoxy resin etc. are mentioned, The 1 type (s) or 2 or more types of mixture of these epoxy resins can be used.
  • the above-mentioned epoxy resin is a glycidyl ether type epoxy resin containing a glycidyl group and an ether bond, a glycidyl ester type epoxy resin containing a glycidyl group and an ester bond, and a glycidyl amine type epoxy resin containing a glycidyl group and an amino group.
  • Type epoxy resins and alicyclic epoxy resins having an alicyclic epoxy group are particularly preferably used for the epoxy resin.
  • the main component is various alicyclic epoxy resins such as alicyclic polyfunctional epoxy resins, alicyclic epoxy resins having a hydrogenated biphenyl skeleton, and alicyclic epoxy resins having a hydrogenated bisphenol A skeleton.
  • Resin material 3 is used.
  • alicyclic epoxy resins include 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexylene carboxylate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6.
  • Methylcyclohexanecarboxylate 2- (3,4-epoxy) cyclohexyl-5,5-spiro- (3,4-epoxy) cyclohexane-m-dioxane, 1,2: 8,9-diepoxy limonene, dicyclo Pentadiene dioxide, cyclooctene dioxide, acetal diepoxyside, vinylcyclohexane dioxide, vinylcyclohexylene monooxide 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, bis (3 4-epoxy 6-methylcyclohexylmethyl) adipate, exo-exobis (2,3-epoxycyclopentyl) ether, 2,2-bis (4- (2,3-epoxypropyl) cyclohexyl) propane, 2,6-bis (2, 3-epoxypropoxycyclohexyl-p-di
  • an alicyclic epoxy resin having one or more epoxycyclohexane rings in the molecule is particularly preferably used.
  • the compound having two or more epoxy cyclohexane rings in a molecule, the following chemical formula (1), (2) or (3) alicyclic epoxy structure represented by is particularly preferably used.
  • —X— represents —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —CH 2 —, —CH (CH 3 ) —, or —C (CH 3 ) 2 -Represents.
  • alicyclic epoxy resin having one epoxycyclohexane ring in the molecule alicyclic epoxy resins represented by the following chemical formulas (4) and (5) are particularly preferably used.
  • the alicyclic epoxy resin as described above has a low coefficient of linear expansion after curing, in the transparent composite substrate 1 obtained using the resin material 3 containing the alicyclic epoxy resin, the glass cloth 2 and The interfacial stress at the interface with the resin material 3 is particularly small at room temperature. For this reason, the said transparent composite substrate 1 with a small interface stress can be obtained, and this transparent composite substrate 1 becomes a thing with small optical anisotropy. Furthermore, since the linear expansion coefficient is low, the transparent composite substrate 1 is prevented from being deformed such as warpage and swell. In addition, these alicyclic epoxy resins are excellent in transparency and heat resistance, and thus contribute to the realization of the transparent composite substrate 1 having excellent light transmittance and high heat resistance.
  • the resin material 3 is preferably composed mainly of an alicyclic epoxy resin or an alicyclic acrylic resin.
  • the main component in the present invention refers to a component that accounts for 50 mass% of the resin material 3 is preferably the content of the alicyclic epoxy resin in the resin material 3 is 70 mass% or more, 80 wt% The above is more preferable.
  • a glycidyl type epoxy resin is preferably used together with an alicyclic epoxy resin.
  • the refractive index of the resin material 3 can be easily adjusted while suppressing a decrease in optical properties in the transparent composite substrate 1. That is, the refractive index of the resin material 3 can be set to a desired value by appropriately adjusting the mixing ratio of the alicyclic epoxy resin and the glycidyl type epoxy resin. As a result, a transparent composite substrate 1 having a high light transmittance is obtained.
  • the addition amount of the glycidyl type epoxy resin is preferably about 0.1 to 10 parts by mass, more preferably about 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alicyclic epoxy resin.
  • the glycidyl type epoxy resin include a glycidyl ether type epoxy resin, a glycidyl ester type epoxy resin, a glycidyl amine type epoxy resin, and the like.
  • a glycidyl type epoxy resin having a cardo structure is preferably used. That is, by adding a glycidyl type epoxy resin having a cardo structure to an alicyclic epoxy resin, a large number of aromatic rings derived from the bisarylfluorene skeleton are contained in the cured resin material 3. Therefore, the optical characteristics and heat resistance of the transparent composite substrate 1 can be further improved.
  • the glycidyl type epoxy resin having such a cardo structure include Oncoat EX series (manufactured by Nagase Sangyo Co., Ltd.), Ogsol (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), and the like.
  • a silsesquioxane compound is preferably used as the resin material 3 together with the alicyclic epoxy resin, and in particular, a silsesquioxane compound having a photopolymerizable group such as an oxetanyl group or a (meth) acryloyl group. Is more preferably used.
  • the refractive index of the resin material 3 can be easily adjusted while suppressing a decrease in optical characteristics in the transparent composite substrate 1.
  • the silsesquioxane-based compound having an oxetanyl group is highly compatible with the alicyclic epoxy resin, it is possible to uniformly mix them, and as a result, the refractive index of the composite layer 4 can be further increased.
  • a transparent composite substrate 1 having excellent optical characteristics can be obtained while reliably adjusting.
  • silsesquioxane compounds having an oxetanyl group examples include OX-SQ, OX-SQ-H, OX-SQ-F (all manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and the like.
  • the addition amount of the silsesquioxane-based compound is preferably about 1 to 20 parts by mass, more preferably about 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alicyclic epoxy resin. .
  • alicyclic acrylic resin for example, tricyclodecanyl diacrylate, its hydrogenated product, dicyclopentanyl diacrylate, isobornyl diacrylate, hydrogenated bisphenol A diacrylate, cyclohexane-1,4- Examples include dimethanol diacrylate, and specifically, Hitachi Chemical's Optretz series, Daicel Cytec's acrylate monomer, and the like.
  • the resin material 3 used in the present invention preferably has a glass transition temperature of 150 ° C. or higher, more preferably 170 ° C. or higher, and further preferably 180 ° C. or higher. Thereby, even if various heat treatments are performed when the transparent composite substrate 1 is manufactured and then processed into a display element substrate, it is possible to prevent the transparent composite substrate 1 from being warped or deformed.
  • the resin material 3 preferably has a heat distortion temperature of 200 ° C. or higher, and preferably has a coefficient of thermal expansion of 100 ppm / K or lower. Further, the refractive index of the resin material 3 is preferably as close as possible to the average refractive index of the glass cloth 2, and is preferably substantially the same refractive index. Specifically, the refractive index difference between the two is preferably 0.01 or less, and more preferably 0.005 or less. Thereby, the transparent composite substrate 1 with high light transmittance is obtained.
  • the transparent composite substrate 1 may contain a filler in the resin material 3 in addition to the above.
  • the filler include glass fillers composed of fiber pieces or particles of an inorganic glass material. Dispersion of the glass filler in the resin material 3 can improve the mechanical characteristics without inhibiting the light transmittance of the transparent composite substrate 1.
  • the glass filler examples include glass chopped strands, glass beads, glass flakes, glass powder, and milled glass.
  • the inorganic glass material the same material as that of the glass cloth described above is used.
  • the content of the filler is preferably about 1 to 90 parts by mass, more preferably about 3 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the glass cloth.
  • the diameter of a filler is 100 nm or less. Since such a filler hardly scatters at the interface, the transparency of the transparent composite substrate 1 can be maintained relatively high even when a large amount of filler is dispersed in the resin material 3.
  • the coupling agent described above may be added to the resin material 3.
  • the stress concentration described above can be further relaxed, and the optical characteristics of the transparent composite substrate 1 can be further enhanced.
  • the addition amount is preferably about 0.01 to 5 parts by mass and about 0.05 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin material. Is more preferable.
  • a gas barrier layer 5 having transparency and gas barrier properties is provided on the composite layer 4.
  • the gas barrier layer 5 By providing the gas barrier layer 5 on the composite layer 4, it is possible to prevent or suppress the gas such as oxygen and water vapor in the atmosphere from reaching the glass cloth 2. For this reason, it is possible to prevent these gases from acting on the glass cloth 2 over a long period of time and adversely affecting the glass cloth 2 to have an uneven refractive index. For this reason, the transparent composite substrate 1 in which the optical characteristics are prevented from decreasing with time, that is, the transparent composite substrate 1 having excellent optical characteristics over a longer period of time is obtained.
  • the gas barrier layer 5 on the composite layer 4, it is possible to suppress the dimensional change itself of the glass cloth 2 due to moisture absorption. For this reason, the uniformity of the optical characteristics of the glass cloth 2 can be maintained even in a harsh environment, and the occurrence of anisotropy in the dimensional change of the glass cloth can be further reliably prevented. .
  • the constituent material of the gas barrier layer 5 is not particularly limited and may be either an inorganic material or an organic material, but is preferably an inorganic material.
  • the inorganic material include at least one oxide selected from the group consisting of Si, Al, Ca, Na, B, Ti, Pb, Nb, Mg, P, Ba, Ge, Li, K, Zr, and the like.
  • an oxide, fluoride, nitride, or oxynitride of a mixture of two or more kinds can be given.
  • the inorganic material preferably contains a plurality of types of oxides, and more preferably is composed of a glass material containing a plurality of types of oxides.
  • the gas barrier property of the gas barrier layer 5 can be improved by a layer made of an amorphous and dense glass material.
  • silicon oxide, aluminum oxide, magnesium oxide and boron oxide are preferably used as the oxide contained in the inorganic material, and among these, silicon oxide which is a silicon compound is particularly preferably used.
  • silicon oxide which is a silicon compound is particularly preferably used.
  • the inorganic material contains silicon oxide, the gas barrier property of the gas barrier layer 5 can be significantly improved.
  • Silicon oxide is also preferable because of its high transparency.
  • silicon oxide is a silicon compound represented by SiOxNy described later, and x is 1 ⁇ x ⁇ 2 and y is 0.
  • silicon compound those containing silicon nitride together with silicon oxide (hereinafter, those containing both are referred to as “silicon oxynitride”) are preferably used.
  • silicon oxynitride which is a silicon compound containing oxygen atoms and nitrogen atoms
  • the gas barrier layer 5 has excellent surface hardness as well as gas barrier properties. That is, the gas barrier layer 5 can achieve both gas barrier properties and protective properties for the composite layer 4. Silicon oxynitride is also preferable because of its high transparency.
  • Silicon oxynitride is a silicon compound represented by SiOxNy, and x and y preferably satisfy the relationship 1 ⁇ x ⁇ 2 and y 0 ⁇ y ⁇ 1, and 1.2 ⁇ x ⁇ 1.8. And it is more preferable to satisfy the relationship of 0.2 ⁇ y ⁇ 0.8.
  • the gas barrier layer 5 composed of such silicon oxynitride can achieve both a high level of gas barrier properties and protective properties, and its refractive index is particularly optimized with respect to the composite layer 4, so that a transparent composite substrate can be obtained. 1 also contributes to an improvement in light transmittance.
  • the light transmittance and flexibility of the gas barrier layer 5 are lowered.
  • x is “0” (that is, when the silicon compound is silicon nitride)
  • the gas barrier layer Depending on the average thickness of 5, etc., the gas barrier property of the gas barrier layer 5 may be lowered.
  • x exceeds the upper limit, depending on the value of y and the like, the surface protection of the gas barrier layer 5 may be lowered.
  • y exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the surface protection of the gas barrier layer 5 may fall.
  • x and y satisfy the relationship of y> 0 and 0.3 ⁇ x / (x + y) ⁇ 1, and y> 0 and 0.35 ⁇ x / (x + y ) ⁇ 0.95 is more preferable, and it is more preferable that y> 0 and 0.4 ⁇ x / (x + y) ⁇ 0.9.
  • the gas barrier layer 5 composed of such a silicon compound can achieve both gas barrier properties and surface protection properties. Therefore, it is possible to suppress moisture absorption and oxidation of the composite layer 4, the optical properties of the transparent composite substrate 1 can be uniformly maintained over a long period, to reliably protect the transparent composite surface of the substrate 1 from scratches . As a result, the wear resistance is further improved, and the transparent composite substrate 1 that can withstand use in a harsh environment is obtained.
  • the linear expansion coefficient of the gas barrier layer 5 is optimized with respect to the composite layer 4. For this reason, it is possible to suppress warping or deformation of the transparent composite substrate 1 while imparting gas barrier properties to the gas barrier layer 5. As a result, the optical characteristics of the transparent composite substrate 1 can be made more uniform. Further, since the refractive index of the gas barrier layer 5 is close to that of the composite layer 4, the light transmittance of the transparent composite substrate 1 can be improved.
  • the gas barrier layer 5 composed of the above-described silicon compound has a function of suppressing moisture absorption and oxidation of the composite layer 4 and suppressing a change in the Abbe number of the resin material 3 as described above. For this reason, even if the transparent composite substrate 1 is used in a harsh environment, the resin material 3 can maintain a high Abbe number. Therefore, even when used in a harsh environment, the transparent composite substrate 1 showing uniform and excellent optical characteristics in a wide wavelength range can be obtained.
  • the value of x / (x + y) is below the lower limit value, the abundance ratio of oxygen atoms with respect to nitrogen atoms is remarkably reduced, so that the light transmittance of the gas barrier layer 5 is reduced and flexibility is increased. May also decrease. Furthermore, the difference in Abbe number between the gas barrier layer 5 and the resin material 3 becomes too large, and the wavelength range that exhibits uniform and excellent optical characteristics may be narrowed.
  • Tm and Td are 1200 ⁇ (Tm ⁇ Td) ⁇ 1400 is preferably satisfied, 1250 ⁇ (Tm ⁇ Td) ⁇ 1400 is more preferable, and 1300 ⁇ (Tm ⁇ Td) ⁇ 1400 is more preferable. .
  • Such a transparent composite substrate 1 becomes rich in gas barrier properties by optimizing the properties between the silicon compound and the resin material 3, and has surface protection properties as well. For this reason, moisture absorption, oxidation, warpage, deformation, etc. of the transparent composite substrate 1 are suppressed, the optical characteristics of the transparent composite substrate 1 are maintained uniformly over a long period of time, and the surface is reliably prevented from being scratched. Can do.
  • the 5% weight reduction temperature Td [° C.] can be measured, for example, by thermogravimetric analysis (TGA) as the temperature at which a 5% weight reduction occurs with heating in the atmosphere.
  • TGA thermogravimetric analysis
  • the thermal decomposition starting temperature can be set to the above Tm [° C.].
  • the average thickness of the gas barrier layer 5 is not particularly limited, but is preferably about 10 to 500 nm. Within this range, the gas barrier layer 5 having sufficient gas barrier properties and protective properties and excellent flexibility can be obtained.
  • the gas barrier layer 5 has a water vapor permeability measured based on a method defined in JIS K 7129 B of 0.1 [g / m 2 / day / 40 ° C., 90% RH] or less. preferable.
  • the transparent composite substrate 1 has excellent optical characteristics over a long period of time by suppressing alteration and deterioration of the glass cloth 2 and the resin material 3 due to moisture absorption and suppressing the change in the refractive index associated therewith. Is obtained.
  • the gas barrier layer 5 preferably has an oxygen permeability measured based on a method defined in JIS K 7126 B of 0.1 [cm 3 / m 2 / day / 1 atm / 23 ° C.] or less. .
  • the oxygen permeability is within the above range, the transparent composite substrate 1 having excellent optical characteristics over a long period of time can be obtained by suppressing alteration and deterioration of the resin material 3 due to oxidation and suppressing the change in the refractive index.
  • An intermediate layer may be interposed between the composite layer 4 and the gas barrier layer 5 as necessary.
  • the intermediate layer include a functional layer, which will be described later, and a layer composed of a resin material such as an epoxy resin or an acrylic resin is preferably used.
  • the same material as the resin material 3 included in the composite layer 4 is used, and preferably the same material as the resin material 3 is used. Thereby, it becomes difficult to peel off the intermediate layer, and the adhesion between the composite layer 4 and the gas barrier layer 5 can be further improved.
  • the gas barrier layer (surface layer) 5 only needs to have at least transparency and gas barrier properties, and may have other functions.
  • the total light transmittance of the transparent composite substrate 1 as described above at a wavelength of 400 nm is preferably 70% or more, more preferably 75% or more, and further preferably 78% or more. There exists a possibility that the display performance in the display element using the transparent composite substrate 1 may not be enough that the total light transmittance in wavelength 400nm is less than a lower limit.
  • the average thickness of the transparent composite substrate 1 is not particularly limited, but is preferably about 40 to 200 ⁇ m, and more preferably about 50 to 100 ⁇ m.
  • the transparent composite substrate 1 preferably has an average coefficient of linear expansion at 30 ° C. to 150 ° C. of 40 ppm / ° C. or less, more preferably 20 ppm / ° C. or less, and more preferably 15 ppm / ° C. or less. It is preferably 10 ppm / ° C. or less. Since the transparent composite substrate 1 having such an average linear expansion coefficient has a sufficiently small dimensional change accompanying a temperature change, it is possible to suppress a decrease in optical characteristics accompanying the dimensional change.
  • the decrease in the optical characteristics accompanying the dimensional change includes, for example, an increase in the haze of the transparent composite substrate 1 due to peeling between the glass cloth 2 and the resin material 3.
  • the transparent composite substrate 1 can maintain uniform and excellent optical characteristics over a long period of time over a wide temperature range. Further, when the transparent composite substrate 1 having such an average coefficient of linear expansion is used for, for example, an active matrix display element substrate, various problems such as warpage and disconnection of wiring are unlikely to occur.
  • the transparent composite substrate 1 has a water vapor permeability measured based on a method defined in JIS K 7129 B of 0.1 [g / m 2 / day / 40 ° C., 90% RH] or less. Is preferred. If the water vapor permeability is within the above range, the amount of water vapor that permeates through the transparent composite substrate 1 is suppressed, and moisture absorption of the glass cloth 2 and the resin material 3 is suppressed. Thereby, alteration and deterioration of the resin material 3 can be suppressed, and a change in the Abbe number of the resin material 3 can be particularly suppressed. As a result, the resin material 3 can maintain a high Abbe number, and even when used in a harsh environment, a transparent composite substrate 1 that exhibits uniform and excellent optical characteristics in a wide wavelength range is obtained.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index of the glass cloth 2 is as small as 0.01 or less, and the microstructure is uniform. For this reason, the refractive index variation of the glass cloth 2 (composite layer 4) due to moisture absorption is also uniform, and the transparent composite substrate 1 can maintain uniform and excellent optical characteristics over a long period of time.
  • the water vapor permeability is within the above range, the fluctuation of the linear expansion coefficient of the transparent composite substrate 1 due to moisture absorption is also suppressed. For this reason, the fall of the optical characteristic of the transparent composite substrate 1 accompanying a dimension change can also be suppressed reliably. Furthermore, when the water vapor permeability is within the above range, when the transparent composite substrate 1 is used as a display element substrate, deterioration of the display element due to moisture absorption can be suppressed and high reliability of the display element can be maintained over a long period of time. it can.
  • the transparent composite substrate of the present invention has an oxygen permeability measured based on the method defined in JIS K 7126 B of 0.1 [cm 3 / m 2 / day / 1 atm / 23 ° C.] or less. Is preferred.
  • the oxygen permeability is within the above range, when the transparent composite substrate 1 is used as a display element substrate, deterioration of the display element due to oxidation can be suppressed, and high reliability of the display element can be maintained over a long period of time. From the above, according to the present invention, even when used in a harsh environment, it is possible to obtain the transparent composite substrate 1 exhibiting uniform and excellent optical characteristics in a wide wavelength range.
  • the transparent composite substrate 1 includes various display element substrates such as a liquid crystal display element substrate, an organic EL element substrate, a color filter substrate, a TFT substrate, an electronic paper substrate, and a touch panel substrate (the display element of the present invention). In addition, it is also applied to a solar cell substrate and the like.
  • the display element substrate of the present invention includes the transparent composite substrate 1 and has a functional layer formed on the surface of the transparent composite substrate as necessary.
  • Examples of such a functional layer include a transparent conductive layer composed of indium oxide, tin oxide, an oxide of tin-indium alloy, a metal conductive layer composed of gold, silver, palladium, or an alloy thereof, or an epoxy resin.
  • Smooth layer composed of acrylic resin, rubber or gel cured silicone, polyurethane, epoxy resin, acrylic resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, vinyl chloride resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, polyether
  • An impact buffer layer composed of sulfone, polysulfone or the like can be used.
  • the smooth layer is heat resistance, transparency, it is preferable to have a chemical resistance, preferably used is of the same composition as the resin material 3 contained in 4 example composite layer as its constituent material .
  • the average thickness of the smooth layer is preferably about 0.1 to 30 ⁇ m, and more preferably about 0.5 to 30 ⁇ m.
  • a smooth layer is provided on at least one side of the transparent composite substrate 1 and an impact buffer layer is further provided thereon, or an impact buffer layer is provided on at least one side of the transparent composite substrate 1 and further thereon.
  • the structure etc. which provide a smooth layer are mentioned.
  • the display element substrate of the present invention is originally superior in impact resistance by a falling ball test than a glass substrate, but the impact resistance is further improved by providing the impact buffer layer as described above. As described above, according to the present invention, a display element substrate capable of realizing a display element with high quality and high reliability can be obtained.
  • the transparent composite substrate 1 is obtained by impregnating the glass cloth 2 with the uncured resin material 3 and molding (shaping) it into a plate shape in this state, and then curing the resin material 3.
  • the transparent composite substrate 1 is obtained by impregnating a glass cloth with a resin varnish, curing the resin varnish while molding (shaping), and obtaining a composite layer 4 and covering the surface of the composite layer 4 And a step of forming a gas barrier layer 5 on the composite layer 4.
  • the manufacturing process will be described in detail.
  • a coupling agent is applied to the glass cloth 2 to perform surface treatment. Applying a coupling agent is carried out, for example, a method of dipping the glass cloth 2 in a liquid containing a coupling agent, a method of applying the liquid to the glass cloth 2, by a method of spraying the liquid on the glass cloth 2 . This step may be performed as necessary, and may be omitted.
  • the resin varnish contains the above-described uncured resin material 3, other components such as a filler, an organic solvent, and the like, and also contains a curing agent, an antioxidant, a flame retardant, an ultraviolet absorber, and the like as necessary.
  • curing agent examples include acid anhydrides, crosslinking agents such as aliphatic amines, cationic curing agents, anionic curing agents, and the like, and one or a mixture of two or more of these curing agents is used.
  • a cationic curing agent is particularly preferably used as the curing agent.
  • the resin material 3 can be cured at a relatively low temperature. For this reason, it is not necessary to heat the resin varnish to a high temperature at the time of curing, and generation of thermal stress accompanying a temperature change can be suppressed when the cured product of the resin material 3 is returned to normal temperature (room temperature). As a result, a transparent composite substrate 1 with low optical anisotropy is obtained.
  • the transparent composite substrate 1 having high heat resistance (for example, glass transition temperature) can be obtained. This is considered to be because the crosslinking density of the cured product of the resin material 3 (for example, epoxy resin) is increased by using a cationic curing agent.
  • the cationic curing agent releases a substance that initiates cationic polymerization by heating, for example, an onium salt cationic curing agent, an aluminum chelate cationic curing agent, or a substance that initiates cationic polymerization by active energy rays.
  • an onium salt cationic curing agent for example, an onium salt cationic curing agent.
  • a photocationic curing agent is preferable as the cationic curing agent. Thereby, it is possible to easily select whether or not to cure the resin material 3 only by selecting the light irradiation region.
  • the photocationic curing agent may be any one that can react a polyfunctional cation polymerizable compound and a monofunctional cation polymerizable compound by photocationic polymerization.
  • Lewis acid diazonium salt, Lewis acid iodonium salt, Lewis acid Examples include onium salts such as sulfonium salts of acids.
  • photocationic curing agent examples include phenyldiazonium salt of boron tetrafluoride, diphenyliodonium salt of phosphorus hexafluoride, diphenyliodonium salt of antimony hexafluoride, tri-4-methylphenylsulfonium of arsenic hexafluoride Salt, tri-4-methylphenylsulfonium salt of antimony tetrafluoride, and the like.
  • a radical photocuring agent such as Irgacure series (manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.) is also used.
  • examples of the thermal cationic curing agent include aromatic sulfonium salts, aromatic iodonium salts, ammonium salts, aluminum chelates, and boron trifluoride amine complexes.
  • the content of such a cationic curing agent is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin material 3 (eg, alicyclic epoxy resin), particularly 0 0.5 to 3 parts by mass is preferred. If the content is less than the lower limit value, the curability of the resin material 3 may be reduced, and if the content exceeds the upper limit value, the transparent composite substrate 1 may become brittle. In the case of photocuring, in order to accelerate the curing reaction of the resin material 3, a sensitizer, an acid proliferating agent, and the like can be used as necessary.
  • a sensitizer, an acid proliferating agent, and the like can be used as necessary.
  • antioxidant for example, a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based antioxidant, a sulfur-based antioxidant, and the like are used, and a hindered phenol-based antioxidant is particularly preferably used.
  • examples of the hindered phenol antioxidant include BHT, 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), and the like.
  • the content of the antioxidant in the resin varnish is preferably 0.01% by mass to 5% by mass, and more preferably about 0.1% by mass to 3% by mass.
  • the content of the antioxidant in the range less transparent composite substrate 1 is obtained optical anisotropy and a small transparent composite substrate of the degree of deterioration of the optically anisotropic even in the reliability test 1 Is obtained.
  • the weight average molecular weight of the antioxidant is preferably 200 to 2000, more preferably 500 to 1500, and still more preferably 1000 to 1400.
  • the weight average molecular weight of the antioxidant is within the above range, the volatilization of the antioxidant is suppressed and compatibility with the resin material 3 (for example, alicyclic epoxy resin) is ensured.
  • the resin material 3 for example, alicyclic epoxy resin
  • Such an antioxidant can be realized in the transparent composite substrate 1 that can remain in the transparent composite substrate 1 and suppress deterioration of optical anisotropy even after a reliability test such as wet heat treatment. .
  • phenolic antioxidants other than hindered phenolic antioxidants include, for example, semi-hindered phenolic antioxidants in which one of the substituents located so as to sandwich the hydroxyl group is substituted with a methyl group or the like. And a hindered phenolic antioxidant in which both of two substituents sandwiching a hydroxyl group are substituted with a methyl group or the like. These are added to the resin varnish in an amount less than that of the hindered phenol antioxidant.
  • phosphorus antioxidants include tridecyl phosphite and diphenyl decyl phosphite.
  • the amount of the antioxidant (particularly phosphorus antioxidant) other than the hindered phenol antioxidant is preferably about 30 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hindered phenol antioxidant. More preferably, it is about 50 to 200 parts by mass. This makes it possible to hindered phenol antioxidant and the other antioxidant, to bury the respective effects (canceling) exert without provides a synergistic effect.
  • the resin varnish may contain an oligomer, a monomer, or the like of a thermoplastic resin or a thermosetting resin as necessary as long as the characteristics are not impaired.
  • the composition ratio of each component of the resin varnish is appropriately set so that the refractive index of the cured resin material 3 is substantially equal to the refractive index of the glass cloth 2.
  • the resin varnish is obtained by mixing the above components.
  • the obtained resin varnish is impregnated into the glass cloth 2.
  • a method of immersing the glass cloth 2 in the resin varnish a method of applying the resin varnish to the glass cloth 2 or the like is used.
  • the resin varnish may be further applied from above the resin varnish in an uncured state or after the resin varnish is cured. Thereafter, if necessary, the resin varnish is subjected to defoaming treatment. Furthermore, the resin varnish is dried as necessary.
  • the glass cloth 2 impregnated with the resin varnish is heated while being formed into a plate shape.
  • the resin material 3 is hardened and the composite layer 4 is obtained.
  • the heating conditions are preferably a heating temperature of about 50 to 300 ° C. and a heating time of about 0.5 to 10 hours, more preferably a heating temperature of about 170 to 270 ° C. and a heating time of about 1 to 5 hours. Is done.
  • the heating temperature may be changed midway.
  • the initial (initial) a resin varnish was heated for about 0.5 to 3 hours at about 50 ⁇ 100 ° C., then, at about 200 ⁇ 300 ° C. may be heated for about 0.5 to 3 hours .
  • a polyester film, a polyimide film, etc. are used for shaping
  • the surface of a resin varnish can be smooth
  • the resin varnish has photocurability, the resin material 3 (resin varnish) is cured by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of about 200 to 400 nm.
  • Light energy applied is preferably at 5 mJ / cm 2 or more 3000 mJ / cm 2 or less, more preferably 10 mJ / cm 2 or more 2000 mJ / cm 2 or less. If the integrated light quantity is within the above range, the resin material 3 can be cured uniformly and reliably without unevenness.
  • the gas barrier layer 5 is formed on both surfaces of the composite layer 4.
  • various liquid phase film forming methods such as a sol-gel method
  • various vapor phase film forming methods such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, and a CVD method are used.
  • a vapor deposition method is preferably used, and a sputtering method or a CVD method is more preferably used.
  • the gas barrier layer 5 containing silicon oxynitride may be formed by RF sputtering using silicon oxide and silicon nitride as raw materials, or by using a target containing silicon such as oxygen or nitrogen during the process. A DC sputtering method or the like that introduces a reactive gas is used.
  • the transparent composite substrate 1 is obtained as described above.
  • the present invention is not limited to this.
  • an arbitrary component may be added to the transparent composite substrate and the display element substrate.
  • the glass cloth 2 is comprised with the woven fabric which weaves the several vertical glass yarn 2a and the several horizontal glass yarn 2b, it is one vertical glass yarn. 2a and a plurality of transverse glass yarns 2b, a woven cloth comprising a plurality of longitudinal glass yarns 2a and a transverse glass yarn 2b, and a longitudinal glass yarn. It may be a woven fabric formed by weaving 2a and one horizontal glass yarn 2b.
  • examples of the glass cloth include not only a bundle of glass fibers but also a cloth such as a woven cloth and a non-woven cloth containing glass fibers.
  • the glass cloth 2 as in the above embodiment is used. Is particularly suitable. This is because the glass cloth 2 has a high refractive index uniformity, and the glass cloth 2 is easily impregnated with the resin material 3, and after the resin material 3 is cured, the cured product is a glass fiber. This is because a strong bonding state between the resin material 3 and the glass cloth 2 can be obtained due to the anchor effect by entering the weave.
  • the gas barrier layer (surface layer) 5 is provided in both surfaces of the composite layer 4, in this invention, the gas barrier layer (surface layer) 5 is provided only in any one surface of the composite layer 4. It may be provided or may be omitted.
  • the surface layer is not limited to a single layer structure (gas barrier layer 5 alone), and may be composed of a multilayer structure including the gas barrier layer 5.
  • the surface layer having such a structure include a laminate including a gas barrier layer 5 and an outermost layer made of an organic material or an inorganic material provided on the surface of the gas barrier layer 5 opposite to the composite layer 4.
  • the outermost layer has, for example, a light reflection preventing function and a dirt adhesion preventing function.
  • Example 1A Production of transparent composite substrate (Example 1A)
  • a glass cloth a 100 mm square NE glass-based glass cloth (average thickness 95 ⁇ m, average wire diameter 9 ⁇ m) was prepared. After this was immersed in benzyl alcohol (refractive index 1.54), acetoxyethoxyethane (refractive index 1.406) was added to the benzyl alcohol little by little. Each time the refractive index of benzyl alcohol was changed, the glass cloth was held over a fluorescent lamp to check whether the glass cloth became substantially transparent. Moreover, the refractive index of the liquid mixture when the part which became substantially transparent appeared in the glass cloth was measured.
  • the number of MD yarns in the MD direction (longitudinal direction) per inch width was 58, and the number of TD direction (lateral directions) glass yarns per inch width was 50. That is, when the number of TD direction (lateral direction) glass yarns per inch width is “1”, the ratio (relative value) of the number of MD direction (longitudinal direction) glass yarns per inch width is 1.16. Met.
  • the ratio of the glass fiber in the cross section of the TD direction glass yarn per inch width is “1”
  • the ratio of the glass fiber in the cross section of the MD direction glass yarn per inch width is The ratio (relative value) was 1.35.
  • the number of twists of the glass fiber bundle of the glass cloth was 1.0 per 1 inch length in the MD direction and 1.0 per 1 inch length in the TD direction.
  • the shutter provided between the target and the composite layer was opened, and the film formation of the gas barrier layer composed of SiOxNy was started. Thereafter, when the average thickness of the gas barrier layer reached 100 nm, the shutter was closed to complete the film formation.
  • the chamber was opened to the atmosphere to obtain a manufactured transparent composite substrate.
  • Example 2A to 12A and Comparative Examples 1A to 4A A transparent composite substrate was obtained in the same manner as in Example 1A, except that the production conditions were changed as shown in Tables 1 and 2. Further, in Examples 2A, 3A, 4A, 8A, 12A and Comparative Examples 2A, 4A, hydrogenated biphenyl-type alicyclic epoxy resins (E-BP, Tg: manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.)> 250 ° C.) has the structure of the above chemical formula (1). The refractive index after crosslinking of E-BP was 1.522.
  • Example 3A and 8A and Comparative Example 2A a T glass-based glass cloth (average thickness 95 ⁇ m, average wire diameter 9 ⁇ m) was used as the glass cloth.
  • Example 5A an S glass-based glass cloth was used as the glass cloth. (average thickness 95 .mu.m, the average wire diameter 9 .mu.m) using a comparative example 3A, the 4A, a glass cloth, was used E glass-based glass cloth (average thickness 95 .mu.m, the average wire diameter 9 .mu.m).
  • the average refractive index of the glass cloth used, the difference in refractive index, and the MD fiber glass yarn per inch width when the ratio of the glass fiber in the cross section of the TD glass yarn per inch width is “1”.
  • the ratio (relative value) of the ratio of the glass fibers in the cross section is as shown in Tables 1 and 2.
  • Example 5A the alicyclic acrylic resin (IRR-214K, manufactured by Daicel-Cytec Co., Ltd.) used as the resin monomer has a structure represented by the following chemical formula (6).
  • the refractive index after crosslinking of IRR-214K was 1.529.
  • Example 5A when the resin varnish was cured, the glass cloth impregnated with the resin varnish was irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm. Moreover, the radical photopolymerization initiator (the Ciba Japan Co., Ltd. make, Irgacure 184) was used as a polymerization initiator. In Comparative Examples 3A and 4A, a mixture of an alicyclic epoxy resin and a bisphenol A type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, Epicoat 828) was used as the resin monomer.
  • the radical photopolymerization initiator the Ciba Japan Co., Ltd. make, Irgacure 184
  • Comparative Examples 3A and 4A a mixture of an alicyclic epoxy resin and a bisphenol A type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, Epicoat 828) was used as the resin monomer.
  • Examples 3A and 7A and Comparative Examples 1A, 2A, 3A, and 4A a thermal cationic polymerization initiator (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd., SI-100L) was used as a curing agent. Then, the glass cloth impregnated with the resin varnish was sandwiched between two glass plates subjected to release treatment, heated at 80 ° C. for 2 hours, and further heated at 250 ° C. for 2 hours to obtain a composite layer.
  • a thermal cationic polymerization initiator manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd., SI-100L
  • Example 1B a transparent composite substrate was obtained in the same manner as in Example 1A, except that the content of the glass cloth in the composite layer was 60% by mass.
  • Example 2B to 12B and Comparative Examples 1B to 5B transparent composite substrates were obtained in the same manner as Example 1B, except that the production conditions were changed as shown in Tables 3 and 4.
  • Td The 5% weight reduction temperature of the alicyclic epoxy resin or alicyclic acrylic resin, which is the main component contained in the resin material, is Td [° C.], and the melting point of the inorganic material constituting the gas barrier layer is Tm [° C.]. Tm ⁇ Td was calculated and shown in Tables 3 and 4.
  • Example 3B and 8B and Comparative Example 2B a T glass glass cloth (average thickness 95 ⁇ m, average wire diameter 9 ⁇ m) was used as the glass cloth, and in Example 5B, an S glass glass cloth was used as the glass cloth. (average thickness 95 .mu.m, the average wire diameter 9 .mu.m) using a comparative example 4B, the 5B, as a glass cloth, was used E glass-based glass cloth (average thickness 95 .mu.m, the average wire diameter 9 .mu.m).
  • the ratio (relative value) of the proportion of glass fibers in the cross section is as shown in Tables 3 and 4.
  • Example 5B and Comparative Examples 4B and 5B when the resin varnish was cured, the glass cloth impregnated with the resin varnish was irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm.
  • the average thickness of the gas barrier layer in Example 2B was 50 nm, and the average thickness of the gas barrier layer in Example 8B was 250 nm.
  • Example 1C a transparent composite substrate was obtained in the same manner as Example 1A, except that the glass cloth content in the composite layer was 65% by mass.
  • Example 2C to 11C and Comparative Examples 1C to 3C, 5C, and 6C transparent composite substrates were obtained in the same manner as Example 1C, except that the manufacturing conditions were changed as shown in Tables 5 and 6.
  • Td The 5% weight reduction temperature of the alicyclic epoxy resin or alicyclic acrylic resin, which is the main component contained in the resin material, is Td [° C.], and the melting point of the inorganic material constituting the gas barrier layer is Tm [° C.]. Tm ⁇ Td was calculated and shown in Tables 5 and 6.
  • Example 3C and Comparative Example 2C a T glass-based glass cloth (average thickness 95 ⁇ m, average wire diameter 9 ⁇ m) was used as the glass cloth.
  • Example 5C an S glass-based glass cloth (average) was used as the glass cloth.
  • Comparative Examples 5C and 6C an E glass-based glass cloth (average thickness 95 ⁇ m, average wire diameter 9 ⁇ m) was used.
  • the ratio (relative value) of the proportion of glass fibers in the cross section is as shown in Tables 5 and 6.
  • Example 5C and Comparative Examples 5C and 6C when the resin varnish was cured, the glass cloth impregnated with the resin varnish was irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm. Moreover, the average thickness of the gas barrier layer in Example 2C was 50 nm, and the average thickness of the gas barrier layer in Example 5C was 250 nm.
  • Comparative Example 4C a resin film was prepared using the same material as in Example 1C except that no glass cloth was used.
  • the glass plate by which the mold release process was similarly carried out on the liquid film
  • the liquid film was sandwiched between glass plates. At this time, spacers having a thickness of 100 ⁇ m were arranged on the four sides between the glass plates.
  • the liquid film was irradiated with ultraviolet rays of 1100 mJ / cm 2 with a high-pressure mercury lamp, and then heated at 250 ° C. for 2 hours to obtain a resin film having an average thickness of 105 ⁇ m.
  • the transparent composite substrate obtained in each example had a small haze, and the amount of change in haze was small even when subjected to moisture absorption treatment. Therefore, it became clear that the transparent composite substrate obtained in each example has excellent optical characteristics and can maintain excellent optical characteristics over a long period of time even in a harsh environment. In addition, many of the transparent composite substrates obtained in the examples also had low water vapor permeability and linear expansion coefficient. It was also found that the wear resistance of the transparent composite substrate can be improved by optimizing the abundance ratio of oxygen atoms and nitrogen atoms in the silicon compound constituting the gas barrier layer.
  • the transparent composite substrate obtained in each comparative example contained a large haze.
  • the transparent composite substrate obtained in each comparative example even if the haze is relatively small immediately after production, it has been found that rapidly deteriorating by performing an accelerated test such as a moisture absorption treatment.
  • the transparent composite substrate obtained in each comparative example includes a glass cloth having a large refractive index difference, water vapor transmission rate, or linear expansion coefficient, which is presumed to lead to deterioration of haze.
  • the transparent composite substrate obtained in each example had a small haze, and the amount of change in haze was small even when a moisture absorption treatment was performed. Moreover, the difference (anisotropy) of the dimensional change by the weaving direction was small in the transparent composite substrate obtained in each Example.
  • the value of Tm ⁇ Td is within a predetermined range, and the wear resistance of the transparent composite substrate can be improved by optimizing the abundance ratio of oxygen atoms and nitrogen atoms in the silicon compound constituting the gas barrier layer. was recognized. Therefore, it became clear that the transparent composite substrate obtained in each example has excellent optical characteristics and can maintain excellent optical characteristics over a long period of time even in a harsh environment.
  • the transparent composite substrate obtained in each comparative example contained a large haze. Moreover, it became clear that a haze changes greatly with a moisture absorption process. Furthermore, it has been clarified that the transparent composite substrates obtained in the respective comparative examples are rapidly deteriorated by performing an acceleration test such as a moisture absorption treatment even if the haze is relatively small immediately after production.
  • the transparent composite substrates obtained in each comparative example include those in which the value of Tm ⁇ Td is out of the predetermined range, and those in which the glass cloth has a large difference in refractive index, water vapor permeability, or linear expansion coefficient. It is speculated that these have led to deterioration of haze. In addition, it was confirmed that the wear resistance was lowered when a gas barrier layer other than the silicon compound was used.
  • the transparent composite substrate obtained in each example had a small haze, and the amount of change in haze was small even when a moisture absorption treatment was performed.
  • the transparent composite substrates obtained in each Example had a small CHE difference (anisotropy of dimensional change) depending on the weaving direction.
  • the transparent composite substrate obtained in each Example also had a small water vapor permeability and a linear expansion coefficient. Therefore, it is recognized that the transparent composite substrate obtained in each example is excellent in weather resistance and can minimize the influence of environmental changes on optical characteristics.
  • the transparent composite substrate of the present invention has excellent optical characteristics and can maintain excellent optical characteristics over a long period of time even in a harsh environment. It has been found that by optimizing the abundance ratio of oxygen atoms and nitrogen atoms in the silicon compound constituting the gas barrier layer, a significant decrease in optical properties can be suppressed even after the wear test.
  • the transparent composite substrate obtained in each comparative example contained a large haze. Moreover, it became clear that a haze changes greatly with a moisture absorption process. Furthermore, it has been clarified that the transparent composite substrates obtained in the respective comparative examples are rapidly deteriorated by performing an acceleration test such as a moisture absorption treatment even if the haze is relatively small immediately after production.
  • the transparent composite substrate obtained in each comparative example includes a glass cloth having a large refractive index difference, water vapor permeability, or linear expansion coefficient, which is presumed to lead to deterioration of haze and haze difference. Is done. In addition, when a gas barrier layer other than the silicon compound was used, it was recognized that the optical characteristics were slightly deteriorated with the wear test.
  • the present invention has a composite layer including a glass fabric composed of an aggregate of glass fibers and a resin material impregnated in the glass fabric and having an Abbe number of 45 or more, and the glass fiber aggregate itself is refracted.
  • a glass fabric composed of an aggregate of glass fibers and a resin material impregnated in the glass fabric and having an Abbe number of 45 or more
  • the glass fiber aggregate itself is refracted.

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Abstract

　本発明の透明複合基板は、ガラス繊維の集合体で構成されたガラス布帛とガラス布帛に含浸したアッベ数が４５以上である樹脂材料とを含む複合層を有し、ガラス繊維の集合体自体に屈折率のバラつきが存在するが、その屈折率の最大値と最小値との差が０．０１以下である。これにより、光学特性に優れた透明複合基板および透明複合基板を備えた信頼性の高い表示素子基板を提供することができる。また、前記樹脂材料は、脂環式エポキシ樹脂または脂環式アクリル樹脂を主成分とすることが好ましい。

Description

透明複合基板および表示素子基板
　本発明は、透明複合基板および表示素子基板に関するものである。
　液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子等の表示素子に用いられるカラーフィルター基板、アクティブマトリックス基板のような表示素子基板や、太陽電池用基板などには、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、軽量化に不向き等の理由から、近年、その代替材としてプラスチック素材からなる基板（プラスチック基板）が検討されている。
　ここで、プラスチック基板としては、これまでプリント基板用のガラス繊維複合樹脂シートが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ガラス繊維複合樹脂シートは、ガラス繊維を含むガラス布帛に透明樹脂材料を含浸したものである。ガラス繊維を含むことにより、ガラス繊維複合樹脂シートは、特に機械的特性（曲げ強さ、低線膨張率等）を高めることができる。
　近年、このガラス繊維複合樹脂シートを透明化して、ガラス板の代替材とすることが試みられている。
  しかしながら、従来のガラス繊維複合樹脂シートは、プリント基板用途に特化して最適化されてきたため、上述したような用途に適した光学特性を備えていないという問題がある。
特開平５－１４７９７９号公報
　本発明の目的は、光学特性に優れた透明複合基板および前記透明複合基板を備えた信頼性の高い表示素子基板を提供することにある。
　このような目的は、下記（１）～（１４）の本発明により達成される。
  （１）　ガラス繊維の集合体で構成されたガラス布帛と、前記ガラス布帛に含浸したアッベ数が４５以上である樹脂材料とを含む複合層を有し、
　前記ガラス繊維の集合体自体に屈折率のバラつきが存在し、その屈折率の最大値と最小値との差が０．０１以下であることを特徴とする透明複合基板。
　（２）　前記樹脂材料は、脂環式エポキシ樹脂または脂環式アクリル樹脂を主成分とする上記（１）に記載の透明複合基板。
  （３）　当該透明複合基板のＪＩＳ　Ｋ　７１２９　Ｂに規定された方法に基づいて測定される水蒸気透過度が、０．１［ｇ／ｍ２／ｄａｙ／４０℃、９０％ＲＨ］以下である上記（１）に記載の透明複合基板。
　（４）　当該透明複合基板の３０～１５０℃での平均線膨張係数が、４０ｐｐｍ／℃以下である上記（３）に記載の透明複合基板。
  （５）　さらに、前記複合層の少なくとも一方の面側に設けられ、少なくとも透明性およびガスバリア性を備える表面層を有する上記（１）に記載の透明複合基板。
　（６）　前記表面層は、無機材料で構成されている上記（５）に記載の透明複合基板。
  （７）　前記無機材料の融点をＴｍ［℃］とし、前記樹脂材料の主成分の５％重量減少温度をＴｄ［℃］としたとき、１２００＜（Ｔｍ－Ｔｄ）＜１４００の関係を満足する上記（６）に記載の透明複合基板。
　（８）　前記無機材料は、ケイ素化合物を含む上記（６）に記載の透明複合基板。
  （９）　前記ケイ素化合物は、ＳｉＯｘＮｙで表され、ｘおよびｙが１≦ｘ≦２およびｙが０≦ｙ≦１の関係を満足する上記（８）に記載の透明複合基板。
　（１０）　前記ケイ素化合物は、酸素原子および窒素原子を含む上記（８）に記載の透明複合基板。
  （１１）　前記ケイ素化合物は、ＳｉＯｘＮｙで表され、ｘおよびｙがｙ＞０かつ０．３＜ｘ／（ｘ＋ｙ）≦１の関係を満足する上記（１０）に記載の透明複合基板。
　（１２）　前記表面層の平均厚さは、１０～５００ｎｍである上記（５）に記載の透明複合基板。
  （１３）　さらに、前記複合層と前記表面層との間に設けられ、樹脂材料で構成された中間層を有する上記（５）に記載の透明複合基板。
  （１４）　上記（１）に記載の透明複合基板を備えることを特徴とする表示素子基板。
　本発明によれば、所定のアッベ数の樹脂材料を用いるとともに、ガラス布帛の屈折率を最適化することにより、均一で優れた光学特性を有する透明複合基板が得られる。
  また、本発明によれば、上記のような透明複合基板を備えたことにより、信頼性の高い表示素子基板が得られる。
図１は、本発明の透明複合基板の実施形態に係るガラスクロスを示す平面図である。 図２は、本発明の透明複合基板の実施形態を示す断面図である。
　以下、本発明の透明複合基板および表示素子基板について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
  本発明の透明複合基板は、ガラス繊維の集合体で構成されたガラス布帛と、ガラス布帛に含浸したアッベ数が４５以上である樹脂材料とを含む複合層を有している。そして、本発明の透明複合基板は、ガラス繊維の集合体自体に屈折率のバラつきが存在するが、その屈折率の最大値と最小値との差が０．０１以下であることに特徴を有する。
　本発明において透明とは、透光性を有する状態をいい、有彩色を呈していてもよいが、好ましくは無色とされる。
  本発明の透明複合基板は、所定のアッベ数の樹脂材料を用いるとともに、ガラス布帛の屈折率を最適化することにより、均一で優れた光学特性を維持し得るものとなる。
　＜透明複合基板＞
　まず、本発明の透明複合基板の実施形態について説明する。
  図１は、本発明の透明複合基板の実施形態に係るガラスクロスを示す平面図、図２は、本発明の透明複合基板の実施形態を示す断面図である。
　図２に示す透明複合基板１は、ガラスクロス（ガラス布帛）２と樹脂材料（マトリックス樹脂）３とを含む複合層４と、複合層４の表面を覆うように複合層４上に設けられたガスバリア層（表面層）５と、を有するものである。以下、各構成要素について説明する。
　（ガラスクロス）
  ガラスクロス（ガラス布帛）２は、ガラス繊維を含む織布（ガラス繊維の集合体）である。なお、他のガラス布帛としては、ガラス繊維を単に束ねたガラス繊維の集合体や、ガラス繊維を含む不織布（ガラス繊維の集合体）が挙げられるが、図１では、ガラスクロス２が織布である場合を例に図示している。図１に示すガラスクロス２は、縦方向ガラスヤーン（経糸）２ａおよび横方向ガラスヤーン（緯糸）２ｂで構成されており、縦方向ガラスヤーン２ａと横方向ガラスヤーン２ｂとは略直交している。ガラスクロス２の織組織としては、図１に示す平織りの他、ななこ織り、朱子織り、綾織り等が挙げられる。
　ガラス繊維を構成する無機系ガラス材料としては、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、クオーツ、低誘電率ガラス、高誘電率ガラス等が挙げられる。これらの中でも、無機系ガラス材料としては、アルカリ金属などのイオン性不純物が少なく、入手が容易なことから、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＮＥガラスが好ましく用いられ、特に３０℃から２５０℃における平均線膨張係数が５ｐｐｍ／℃以下であるＳガラスまたはＴガラスがより好ましく用いられる。
　また、無機系ガラス材料の屈折率は、用いる樹脂材料３の屈折率に応じて適宜設定されるものの、例えば、１．４～１．６程度であるのが好ましく、１．５～１．５５程度であるのがより好ましい。これにより、広い波長領域において優れた光学特性を示す透明複合基板１が得られる。
　ガラスクロス２に含まれるガラス繊維の平均径は２～１５μｍ程度であるのが好ましく、３～１２μｍ程度であるのがより好ましく、３～１０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、機械的特性や光学的特性と表面の平滑性とを高度に両立し得る透明複合基板１が得られる。なお、ガラス繊維の平均径は、透明複合基板１の横断面を各種顕微鏡等で観察し、観察像から測定される１００本分のガラス繊維の直径の平均値として求められる。
　一方、ガラスクロス２の平均厚さは、１０～３００μｍ程度であるのが好ましく、１０～２００μｍ程度であるのがより好ましく、２０～１２０μｍ程度であるのがさらに好ましい。ガラスクロス２の平均厚さを前記範囲内にすることにより、透明複合基板１の薄型化を図り、かつ十分な可撓性および透光性を確保しつつ、機械的特性の低下を抑えることができる。
　また、複数のガラス繊維からなる束（ガラスヤーン）を織って織布とした場合、ガラスヤーンにはガラス繊維の単糸が３０～３００本程度含まれているのが好ましく、５０～２５０本程度含まれているのがより好ましい。これにより、機械的特性や光学的特性と表面の平滑性とを高度に両立し得る透明複合基板１が得られる。
　このようなガラスクロス２には、あらかじめ開繊処理が施されているのが好ましい。開繊処理により、ガラスヤーンが拡幅され、その断面は扁平状に成形される。また、ガラスクロス２に形成されるいわゆるバスケットホールも小さくなる。その結果、ガラスクロス２の平滑性が高くなり、透明複合基板１の表面の平滑性も高くなる。開繊処理としては、例えば、ウォータージェットを噴射する処理、エアージェットを噴射する処理、ニードルパンチングを施す処理等が挙げられる。
　また、ガラス繊維の表面には、必要に応じてカップリング剤を付与するようにしてもよい。カップリング剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤等が挙げられるが、シラン系カップリング剤が特に好ましく用いられる。シラン系カップリング剤には、官能基としてエポキシ基、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、イソシアネート基、アミド基等を含むものが好ましく用いられる。
　このようなカップリング剤の含有率は、ガラスクロス１００質量部に対して０．０１～５質量部程度であるのが好ましく、０．０２～１質量部程度であるのがより好ましく、０．０２～０．５質量部程度であるのがさらに好ましい。カップリング剤の含有率が前記範囲内であれば、透明複合基板１の光学特性を高めることができる。これにより、例えば表示素子基板として好適な透明複合基板１が得られる。
　また、ガラスクロス２には、それ自体に屈折率のバラつきが存在するが、そのバラつきが少ないもの、具体的には、屈折率の最大値と最小値との差が０．０１以下のものが用いられる。このような屈折率分布を有するガラスクロス２を用いることにより、屈折率差に伴う光の干渉等が抑えられ、透明複合基板１の光学特性を特に高めることができる。
　また、屈折率分布はガラス繊維の微小構造（原子配列）を反映していると考えられる。このため、このような屈折率分布を有するガラスクロス２は、この微小構造に基づく特性、例えば耐候性等においても均一性を備えていると考えられる。すなわち、上記のようなガラスクロス２は、経時的な劣化が避けられない環境下であっても、均一に光学特性が変化し得る。したがって、かかるガラスクロス２を備える透明複合基板１は、長期にわたって均一で優れた光学特性を維持し得るものとなる。
　また、ガラスクロス２における屈折率の最大値と最小値との差は、好ましくは０．００８以下とされ、より好ましくは０．００５以下とされる。
  なお、ガラスクロス２における屈折率の最大値と最小値との差の下限値は、特に限定されないが、０．０００１以上であるのが好ましく、０．０００５以上であるのがより好ましい。上記範囲内であれば、ガラスクロス２の生産性が向上する。
　また、本発明に用いられるガラスクロス２が織布である場合、この織布において、単位幅当たりの横方向ガラスヤーン（第２ガラス繊維束）２ｂの断面においてガラス繊維が占める第２割合を「１」としたとき、単位幅当たりの縦方向ガラスヤーン（第１ガラス繊維束）２ａの断面においてガラス繊維が占める第１割合の比（相対値）は、１．０４以上１．４０以下であるのが好ましく、１．２１以上１．３９以下であるのがより好ましく、１．２５以上１．３５以下であるのがさらに好ましい。これにより、透明複合基板１において縦方向の線膨張率と横方向の線膨張率との均等性を図るとともに、透明複合基板１の光透過性のさらなる向上を図ることができる。
　また、縦方向ガラスヤーン２ａと横方向ガラスヤーン２ｂとが同一のガラスヤーンである場合、すなわち、第１割合と第２割合とが実質的に等しい場合、単位幅当たりの横方向ガラスヤーン（第２ガラス繊維束）２ｂの本数を「１」としたとき、単位幅当たりの縦方向ガラスヤーン（第１ガラス繊維束）２ａの本数の比（相対値）は、１．０２以上１．１８以下であるのが好ましく、１．１０以上１．１８以下であるのがより好ましく、１．１２以上１．１６以下であるのがさらに好ましい。これにより、透明複合基板１において縦方向の線膨張率と横方向の線膨張率との均等性を図るとともに、透明複合基板１の光透過性のさらなる向上を図ることができる。
　また、縦方向ガラスヤーン（第１ガラス繊維束）２ａおよび横方向ガラスヤーン（第２ガラス繊維束）２ｂの撚り数は、それぞれ０．２～２．０／インチであることが好ましく、０．３～１．６／インチであることがさらに好ましい。撚り数がこの範囲であることで、ヘイズが小さい透明複合基板１を得ることができる。
　なお、ガラスクロス２が織布である場合、この織布を製造する際には、縦方向ガラスヤーン２ａがＭＤ方向（流れ方向）を向き、横方向ガラスヤーン２ｂがＴＤ方向（垂直方向）を向くようにして製造装置にセットされる。ここで、縦方向ガラスヤーン２ａと横方向ガラスヤーン２ｂとを織り込む場合には、双方に等しい力が加わるわけではなく、糸送りの方向によって変わる。したがって、本発明では、織り込む際に加わる力の差が最終的に得られる透明複合基板１の光学特性に及ぼす影響を考慮し、その光学特性を最適化するべく、上記のようなガラスヤーン２ａ、２ｂにおいてガラス繊維の占める割合（第１割合および第２割合）やガラスヤーン２ａ、２ｂの本数に異方性を持たせるように、縦方向ガラスヤーン２ａおよび横方向ガラスヤーン２ｂに加える力を調整することが好ましい。
　一方、上記のようにガラスクロス２に異方性がある場合、熱、湿度環境の変化等による寸法変化にも異方性が生じ、無機系ガラス材料の種類、樹脂材料３の種類等によっては、ガラスクロス２の変形等を招く恐れがある。これに対して、本実施形態では、複合層４上にガスバリア層５を設けることにより、透明複合基板１の寸法変化を抑制することができる。これにより、透明複合基板１の寸法変化をもたらす内部応力の偏在を抑制することができる。
　これは、無機系ガラス材料の種類、樹脂材料３の種類等にかかわらず、透明複合基板１の光学特性の低下や、反りや変形の発生等を抑えることを可能にする。すなわち、複合層４上にガスバリア層５を設けることにより、ガラスクロス２が織布である場合に不可避的に生じる可能性のある問題を解消することができる。
  なお、本明細書において、上記の「単位幅」とは、ガラス繊維束の長手方向（長さ方向）にほぼ垂直な方向における１インチ幅を言う。
　（樹脂材料）
  本発明に用いられる樹脂材料３は、硬化後のアッベ数が４５以上のものであり、好ましくは４８以上のものである。
  ここでアッベ数（νｄ）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あり、νｄ＝（ｎＤ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）で求めることができる。なお、ｎＣ、ｎＤ、ｎＦは、それぞれフラウンホーファーのＣ線（波長６５６ｎｍ）、Ｄ線（５８９ｎｍ）、Ｆ線（４８６ｎｍ）に対する屈折率である。したがって、アッベ数が小さい樹脂材料３は、波長によって屈折率が大きく変化する。
　一般的なガラス繊維はアッベ数が５０以上である。このため、このようなガラス繊維と複合化する樹脂材料のアッベ数が４５未満と小さい場合には、波長５８９ｎｍで両者の屈折率を合わせたとしても、４００ｎｍ以下の波長では屈折率が大きく異なってしまう。その結果、透明複合基板の４００ｎｍ以下の光線透過率が低下してしまう。
　これに対して、本発明では、アッベ数が４５以上の樹脂材料３を用いることにより、一般的なガラス繊維に対して広い波長範囲で屈折率を一致させることができる。このため、本発明の透明複合基板１は、例えば４００ｎｍ以下の波長の光に対しても優れた光線透過率を有するものとなる。すなわち、本発明の透明複合基板１は、広い波長範囲において均一で優れた光学特性を有するものとなる。
　加えて、樹脂材料３のアッベ数が４５未満である場合、樹脂材料３の吸湿や酸化の影響によりアッべ数が変化すると、ガラス繊維を構成するガラスのアッべ数との乖離がさらに大きくなる。その結果、透明複合基板１のヘイズが大きくなる。一方で、樹脂材料３のアッべ数が４５以上の場合には、アッべ数の変化があった場合でもガラスのアッべ数との差が少ない。このため、透明複合基板１のヘイズの変化も小さい。特に、ガスバリア層５を複合層４上に設けた場合には、透明複合基板１のヘイズの変化を抑制する効果がより顕著となる。
　本発明に用いられる樹脂材料３には、例えば、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、イソシアネート系樹脂、アクリレート系樹脂、オレフィン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ジアリルカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンオキサイド系樹脂、シルセスキオキサン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、樹脂材料３には、好ましくはエポキシ樹脂またはアクリル樹脂（特に、脂環式エポキシ樹脂または脂環式アクリル樹脂）が用いられる。
　本発明に用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、またはこれらの水添化物、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート骨格を有するエポキシ樹脂、カルド骨格を有するエポキシ樹脂、ポリシロキサン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式多官能エポキシ樹脂、水添ビフェニル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ骨格を有する脂環式エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのエポキシ樹脂の１種または２種以上の混合物を用いることができる。
　また、上述したエポキシ樹脂は、グリシジル基およびエーテル結合を含むグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジル基およびエステル結合を含むグリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジル基およびアミノ基を含むグリシジルアミン型エポキシ樹脂のようなグリシジル型エポキシ樹脂と、脂環式エポキシ基を有する脂環式エポキシ樹脂とに大別できる。これらの中でも、エポキシ樹脂には、特に、脂環式エポキシ基を有する脂環式エポキシ樹脂が好ましく用いられる。具体的には、脂環式多官能エポキシ樹脂、水添ビフェニル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ骨格を有する脂環式エポキシ樹脂等の各種脂環式エポキシ樹脂を主成分とする樹脂材料３が用いられる。
　かかる脂環式エポキシ樹脂の具体例としては、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センカルボキシレート、３，４－エポキシ－６－メチルシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシ－６－メチルシクロヘキサンカルボキシレート、２－（３，４－エポキシ）シクロヘキシル－５，５－スピロ－（３，４－エポキシ）シクロヘキサン－ｍ－ジオキサン、１，２：８，９－ジエポキシリモネン、ジシクロペンタジエンジオキサイド、シクロオクテンジオキサイド、アセタールジエポキシサイド、ビニルシクロヘキサンジオキシド、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド１，２－エポキシ－４－ビニルシクロヘキサン、ビス（３，４－エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（３，４－エポキシ－６－メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、エキソーエキソビス（２，３－エポキシシクロペンチル）エーテル、２，２－ビス（４－（２，３－エポキシプロピル）シクロヘキシル）プロパン、２，６－ビス（２，３－エポキシプロポキシシクロヘキシル－ｐ－ジオキサン）、２，６－ビス（２，３－エポキシプロポキシ）ノルボルネン、リノール酸二量体のジグリシジルエーテル、リモネンジオキシド、２，２－ビス（３，４－エポキシシクロヘキシル）プロパン、ｏ－（２，３－エポキシ）シクロペンチルフェニル－２，３－エポキシプロピルエーテル、１，２－ビス［５－（１，２－エポキシ）－４，７－ヘキサヒドロメタノインダンキシル］エタン、シクロヘキサンジオールジグリシジルエーテルおよびジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ε－カプロラクトンオリゴマーの両端にそれぞれ３，４－エポキシシクロヘキシルメタノールと３，４－エポキシシクロヘキシルカルボン酸がエステル結合したもの、エポキシ化されたヘキサヒドロベンジルアルコール等が挙げられ、これらの脂環式エポキシ樹脂の１種または２種以上の混合物が用いられる。
　また、脂環式エポキシ樹脂としては、特に、分子内に１個以上のエポキシシクロヘキサン環を有する脂環式エポキシ樹脂が好ましく用いられる。このうち、分子内に２個以上のエポキシシクロヘキサン環を有する化合物としては、下記化学式（１）、（２）または（３）で示される脂環式エポキシ構造が特に好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 ［上記式（２）中、－Ｘ－は－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ－、－ＳＯ２－、－ＣＨ２－、－ＣＨ（ＣＨ３）－、または－Ｃ（ＣＨ３）２－を表す。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　一方、分子内に１個のエポキシシクロヘキサン環を有する脂環式エポキシ樹脂としては、下記化学式（４）、（５）で示される脂環式エポキシ樹脂が特に好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　このような脂環式エポキシ樹脂は、低温での硬化性に優れることから、低温で硬化処理を行うことができる。これにより、硬化時に樹脂材料３を高温に加熱する必要がなくなるため、その後樹脂材料３の硬化物を室温に戻す際の温度の変化量を抑えることができる。その結果、透明複合基板１では、その内部における温度変化に伴う熱応力の発生を抑制することができ、透明複合基板１は、光学特性に優れたものとなる。
　また、上述したような脂環式エポキシ樹脂は、硬化後の線膨張係数が低いため、かかる脂環式エポキシ樹脂を含む樹脂材料３を用いて得られた透明複合基板１では、ガラスクロス２と樹脂材料３との界面における界面応力が室温において特に小さくなる。このため、上記界面応力の小さい透明複合基板１を得ることができ、かかる透明複合基板１は、光学異方性の小さいものとなる。さらに、線膨張係数が低いため、透明複合基板１では、反りやうねり等の変形が防止される。
  また、これらの脂環式エポキシ樹脂は、透明性および耐熱性に優れていることから、光透過性に優れ、かつ耐熱性の高い透明複合基板１の実現に寄与するものである。
　なお、樹脂材料３は、脂環式エポキシ樹脂または脂環式アクリル樹脂が主成分であるものが好ましい。本発明において主成分とは、樹脂材料３の５０質量％超を占める成分のことをいい、樹脂材料３における脂環式エポキシ樹脂の含有率は７０質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以上であるのがより好ましい。
　また、樹脂材料３には、脂環式エポキシ樹脂とともにグリシジル型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。これらを併用することにより、透明複合基板１において光学特性の低下を抑えつつ、樹脂材料３の屈折率を容易に調整することができる。すなわち、脂環式エポキシ樹脂とグリシジル型エポキシ樹脂との混合比を適宜調整することによって、樹脂材料３の屈折率を所望の値にすることができる。その結果、光透過性の高い透明複合基板１が得られる。
　この場合、グリシジル型エポキシ樹脂の添加量は、脂環式エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１～１０質量部程度であるのが好ましく、１～５質量部程度であるのがより好ましい。
  グリシジル型エポキシ樹脂としては、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
　また、グリシジル型エポキシ樹脂としては、カルド構造を有するグリシジル型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。すなわち、脂環式エポキシ樹脂にカルド構造を有するグリシジル型エポキシ樹脂を添加して用いることにより、硬化後の樹脂材料３中に、ビスアリールフルオレン骨格に由来する多数の芳香環が含まれることになるため、透明複合基板１の光学特性および耐熱性をより高めることができる。
  このようなカルド構造を有するグリシジル型エポキシ樹脂としては、例えば、オンコートＥＸシリーズ（長瀬産業社製）、オグソール（大阪ガスケミカル社製）等が挙げられる。
　また、樹脂材料３には、脂環式エポキシ樹脂とともにシルセスキオキサン系化合物も好ましく用いられ、特に、オキセタニル基、（メタ）アクリロイル基のような光重合性基を有するシルセスキオキサン系化合物がより好ましく用いられる。これらが併用されることにより、透明複合基板１において光学特性の低下を抑えつつ、樹脂材料３の屈折率を容易に調整することができる。また、オキセタニル基を有するシルセスキオキサン系化合物は、脂環式エポキシ樹脂との相溶性に富んでいるため、これらの均一な混合が可能になり、その結果、複合層４の屈折率をより確実に調整しつつ、光学特性に優れた透明複合基板１が得られる。
　このようなオキセタニル基を有するシルセスキオキサン系化合物としては、例えば、ＯＸ－ＳＱ、ＯＸ－ＳＱ－Ｈ、ＯＸ－ＳＱ－Ｆ（いずれも東亞合成株式会社製）等が挙げられる。
  この場合、シルセスキオキサン系化合物の添加量は、脂環式エポキシ樹脂１００質量部に対して、１～２０質量部程度であるのが好ましく、２～１５質量部程度であるのがより好ましい。
　一方、脂環式アクリル樹脂としては、例えば、トリシクロデカニルジアクリレート、その水素添加物、ジシクロペンタニルジアクリレート、イソボルニルジアクリレート、水素化ビスフェノールＡジアクリレート、シクロヘキサン－１，４－ジメタノールジアクリレート等が挙げられ、具体的には、日立化成工業社製オプトレッツシリーズ、ダイセル・サイテック社製アクリレートモノマー等が用いられる。
　さらには、本発明に用いられる樹脂材料３は、ガラス転移温度が１５０℃以上であるのが好ましく、１７０℃以上であるのがより好ましく、１８０℃以上であるのがさらに好ましい。これにより、透明複合基板１の製造後、これを表示素子基板に加工する際において各種加熱処理を施したとしても、透明複合基板１に反りや変形等が発生するのを防止することができる。
　また、樹脂材料３は、熱変形温度が２００℃以上であるのが好ましく、熱膨張率は１００ｐｐｍ／Ｋ以下であるのが好ましい。
  また、樹脂材料３の屈折率は、ガラスクロス２の平均屈折率にできるだけ近い方がよく、実質的に同一の屈折率であるのが好ましい。具体的には、両者の屈折率差は０．０１以下であるのが好ましく、０．００５以下であるのがより好ましい。これにより、光透過性の高い透明複合基板１が得られる。
　（その他の成分）
  透明複合基板１は、樹脂材料３中において上記のもの以外にフィラー等を含んでいてもよい。
  フィラーとしては、例えば、無機系ガラス材料の繊維片または粒子等で構成されたガラスフィラーが挙げられる。ガラスフィラーが樹脂材料３中に分散することで、透明複合基板１の光透過性を阻害することなく、その機械的特性を高めることができる。
　ガラスフィラーとしては、具体的には、ガラスチョップドストランド、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスパウダー、ミルドガラス等が挙げられる。
  無機系ガラス材料としては、前述したガラスクロスの構成材料と同様のものが用いられる。
　フィラーの含有量は、ガラスクロス１００質量部に対して１～９０質量部程度であるのが好ましく、３～７０質量部程度であるのがより好ましい。
  なお、フィラーの直径は１００ｎｍ以下であるのが好ましい。このようなフィラーは、界面での散乱が生じ難いので、樹脂材料３中に多量のフィラーが分散した場合でも、透明複合基板１の透明性を比較的高く維持することができる。
　また、樹脂材料３中に前述したカップリング剤を添加するようにしてもよい。これにより、前述した応力集中をさらに緩和することができ、透明複合基板１の光学特性をより高めることができる。樹脂材料３中にカップリング剤を添加する場合、その添加量は、樹脂材料１００質量部に対して０．０１～５質量部程度であるのが好ましく、０．０５～２質量部程度であるのがより好ましい。
　（ガスバリア層）
  複合層４上には、透明性およびガスバリア性を備えるガスバリア層５が設けられている。かかるガスバリア層５を複合層４上に設けることにより、大気中の酸素、水蒸気等のガスがガラスクロス２に達するのを防止または抑制することができる。このため、これらのガスが長期にわたってガラスクロス２に作用して悪影響を及ぼし、ガラスクロス２の屈折率が不均一となることを阻止することができる。このため、光学特性の経時的な低下が防止された透明複合基板１、すなわち、より長期にわたって優れた光学特性を有する透明複合基板１が得られる。
　また、ガスバリア層５を複合層４上に設けることにより、吸湿によるガラスクロス２の寸法変化自体を抑制可能である。このため、過酷な環境下でもガラスクロス２の光学特性の均一性を維持することができ、かつ、前述のガラスクロスの寸法変化に異方性が生じることについてもさらに確実に防止することができる。
　ガスバリア層５の構成材料は、特に限定されず、無機材料および有機材料のいずれであってもよいが、無機材料であるのが好ましい。かかる無機材料としては、例えばＳｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｎａ、Ｂ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｐ、Ｂａ、Ｇｅ、Ｌｉ、Ｋ、Ｚｒ等からなる群から選択される少なくとも１種の酸化物または２種以上の混合物の酸化物、フッ化物、窒化物あるいは酸窒化物等が挙げられる。
　上記無機材料は、これらの中でも複数種の酸化物を含むことが好ましく、特に複数種の酸化物を含むガラス材料で構成されているのがより好ましい。これにより、非晶質でかつ緻密なガラス材料からなる層によって、ガスバリア層５のガスバリア性を向上させることができる。
　ここで無機材料が含む酸化物には、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化ホウ素が好ましく用いられるが、これらのうち、ケイ素化合物である酸化ケイ素が特に好ましく用いられる。無機材料が酸化ケイ素を含むことにより、ガスバリア層５のガスバリア性の顕著な向上を図ることができる。また、酸化ケイ素は、透明性が高いことからも好ましい。なお、酸化ケイ素は、後述するＳｉＯｘＮｙで表されるケイ素化合物において、ｘが１≦ｘ≦２、かつｙが０である。
　また、ケイ素化合物としては、特に酸化ケイ素とともに窒化ケイ素を含む（以下、双方を含むものを「酸窒化ケイ素」という。）ものが好ましく用いられる。酸素原子と窒素原子とを含むケイ素化合物である酸窒化ケイ素を含むことにより、ガスバリア層５は、ガスバリア性とともに表面の硬度にも優れたものとなる。すなわち、かかるガスバリア層５は、複合層４に対するガスバリア性と保護性とを両立し得るものとなる。また、酸窒化ケイ素も、透明性が高いことから好ましい。
　酸窒化ケイ素は、ＳｉＯｘＮｙで表されるケイ素化合物であり、ｘおよびｙが１≦ｘ≦２およびｙが０＜ｙ≦１の関係を満足するのが好ましく、１．２≦ｘ≦１．８および０．２≦ｙ≦０．８の関係を満足するのがより好ましい。このような酸窒化ケイ素で構成されるガスバリア層５は、ガスバリア性と保護性とを高度に両立し得るとともに、その屈折率が複合層４に対して特に最適化されることにより、透明複合基板１の光透過性の向上にも寄与する。
　なお、ｘが前記下限値を下回ると、ガスバリア層５の光透過性および可撓性が低下し、特に、ｘが「０」の場合（すなわち、ケイ素化合物が窒化ケイ素である場合）、ガスバリア層５の平均厚さ等によっては、ガスバリア層５のガスバリア性が低下するおそれがある。一方、ｘが前記上限値を上回ると、ｙの値等によっては、ガスバリア層５の表面保護性が低下するおそれがある。また、ｙが前記上限値を上回ると、ガスバリア層５の表面保護性が低下するおそれがある。
　かかるＳｉＯｘＮｙで表されるケイ素化合物において、ｘおよびｙがｙ＞０かつ０．３＜ｘ／（ｘ＋ｙ）≦１の関係を満足するのが好ましく、ｙ＞０かつ０．３５＜ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．９５の関係を満足するのがより好ましく、ｙ＞０かつ０．４＜ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．９の関係を満足するのがさらに好ましい。
　このようなケイ素化合物で構成されたガスバリア層５は、ガスバリア性と表面保護性とを両立し得るものとなる。このため、複合層４の吸湿や酸化を抑制し、透明複合基板１の光学特性を長期にわたって均一に維持することができるとともに、透明複合基板１の表面を傷等から確実に保護することができる。その結果、耐摩耗性のさらなる向上が図られ、過酷な環境下での使用に耐え得る透明複合基板１が得られる。
　また、このようなケイ素化合物で構成されたガスバリア層５を設けることにより、複合層４に対してガスバリア層５の線膨張係数が最適化されることになる。このため、ガスバリア層５にガスバリア性を付与しつつも、透明複合基板１の反りや変形等を抑えることができる。その結果、透明複合基板１の光学特性をより均一化することができる。さらに、ガスバリア層５の屈折率が複合層４に対して近くなるため、透明複合基板１の光透過性の向上も図られる。
　これに加え、上記のケイ素化合物で構成されたガスバリア層５は、前述したように複合層４の吸湿や酸化を抑制し、樹脂材料３のアッベ数の変化を抑制する機能も有する。このため、透明複合基板１が過酷な環境下で使用された場合であっても、樹脂材料３は高いアッベ数を維持することができる。よって、過酷な環境下で使用した場合でも、広い波長範囲において均一で優れた光学特性を示す透明複合基板１が得られる。
　なお、ｘ／（ｘ＋ｙ）の値が前記下限値を下回ると、窒素原子に対して酸素原子の存在比が著しく低下することになるため、ガスバリア層５の光透過性が低下するとともに可撓性も低下するおそれがある。さらには、ガスバリア層５と樹脂材料３との間でアッベ数の差が大きくなり過ぎて、均一で優れた光学特性を示す波長範囲が狭くなるおそれもある。
　ここで、このような無機材料の融点をＴｍ［℃］とし、樹脂材料３に含まれる主成分の５％重量減少温度をＴｄ［℃］としたとき、ＴｍおよびＴｄは、１２００＜（Ｔｍ－Ｔｄ）＜１４００の関係を満足するのが好ましく、１２５０＜（Ｔｍ－Ｔｄ）＜１４００の関係を満足するのがより好ましく、１３００＜（Ｔｍ－Ｔｄ）＜１４００の関係を満足するのがさらに好ましい。
　このような透明複合基板１は、ケイ素化合物と樹脂材料３との間の特性が最適化されることにより、ガスバリア性に富んだものとなり、合わせて表面保護性を有するものとなる。このため、透明複合基板１の吸湿や酸化、反りや変形等が抑制され、透明複合基板１の光学特性が長期にわたって均一に維持されるとともに、表面に傷等が付くのを確実に防止することができる。
　なお、ＴｍおよびＴｄが前記関係を満足することにより、上記のような効果を奏する理由は明らかでないものの、融点や５％重量減少温度等の物性が、各物質の複雑な微小構造を総括的に反映する指標であり、透明複合基板１に生じる可能性のある各種問題が、この微小構造と密接に関係しているという点が理由の１つであると推察される。
　なお、５％重量減少温度Ｔｄ［℃］は、例えば、熱重量分析（ＴＧＡ）により、大気中での加熱に伴って５％の重量減少が生じたときの温度として測定することができる。一方、ケイ素化合物に融点が存在せず、熱分解してしまう場合には、その熱分解の開始温度を上記Ｔｍ［℃］とすることができる。
　ガスバリア層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０～５００ｎｍ程度であるのが好ましい。この範囲内であれば、十分なガスバリア性および保護性を有するとともに、可撓性にも優れたガスバリア層５が得られる。
　また、ガスバリア層５は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２９　Ｂに規定された方法に基づいて測定される水蒸気透過度が、０．１［ｇ／ｍ２／ｄａｙ／４０℃、９０％ＲＨ］以下であるのが好ましい。水蒸気透過度が前記範囲内にあると、吸湿によるガラスクロス２や樹脂材料３の変質、劣化を抑制するとともにそれに伴う屈折率の変化を抑制し、長期にわたって優れた光学特性を有する透明複合基板１が得られる。
　また、ガスバリア層５は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２６　Ｂに規定された方法に基づいて測定される酸素透過度が、０．１［ｃｍ３／ｍ２／ｄａｙ／１ａｔｍ／２３℃］以下であるのが好ましい。酸素透過度が前記範囲内にあると、酸化による樹脂材料３の変質、劣化を抑制するとともにそれに伴う屈折率の変化を抑制し、長期にわたって優れた光学特性を有する透明複合基板１が得られる。
　なお、複合層４とガスバリア層５との間には、必要に応じて中間層が介在していてもよい。中間層としては、後述する機能層等が挙げられるが、特にエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の樹脂材料で構成される層が好ましく用いられる。このような中間層を介在させることにより、透明複合基板１の表面の平坦性および平滑性を高め、その光学特性を高めることができる。それとともに、複合層４とガスバリア層５との密着性を高め、ガスバリア層５の複合層４からの剥離を確実に防止することができる。その結果、透明複合基板１の耐久性が向上し、長期にわたって均一で優れた光学特性を維持し得る透明複合基板１が得られる。
　中間層を構成する樹脂材料としては、複合層４に含まれる樹脂材料３と同様のものが用いられ、好ましくは樹脂材料３と同じ組成のものが用いられる。これにより、中間層が剥離し難くなり、複合層４とガスバリア層５との密着性をより高めることができる。
  なお、ガスバリア層（表面層）５は、少なくとも透明性およびガスバリア性を有していればよく、それ以外の機能を有していてもよい。
　（透明複合基板の特性）
  以上のような透明複合基板１の波長４００ｎｍにおける全光線透過率は、７０％以上であるのが好ましく、より好ましくは７５％以上であり、さらに好ましくは７８％以上である。波長４００ｎｍにおける全光線透過率が下限値未満であると、透明複合基板１を用いた表示素子における表示性能が十分でないおそれがある。
  また、透明複合基板１の平均厚さは、特に限定されないが、４０～２００μｍ程度であるのが好ましく、５０～１００μｍ程度であるのがより好ましい。
　また、透明複合基板１は、３０℃～１５０℃における平均線膨張係数が、４０ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましく、２０ｐｐｍ／℃以下であるのがより好ましく、１５ｐｐｍ／℃以下であるのがさらに好ましく、１０ｐｐｍ／℃以下であるのが特に好ましい。このような平均線膨張係数の透明複合基板１は、温度変化に伴う寸法変化が十分に小さいので、寸法変化に伴う光学特性の低下を抑制することができる。寸法変化に伴う光学特性の低下には、例えば、ガラスクロス２と樹脂材料３との剥離等による、透明複合基板１のヘイズの上昇等が挙げられる。
　したがって、かかる透明複合基板１は、広い温度範囲で均一で優れた光学特性を長期にわたって維持し得るものとなる。さらに、このような平均線膨張係数の透明複合基板１は、例えばアクティブマトリックス表示素子用基板に用いられたときに、反りや配線の断線といった諸問題が発生し難いものとなる。
　また、透明複合基板１は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２９　Ｂに規定された方法に基づいて測定される水蒸気透過度が、０．１［ｇ／ｍ２／ｄａｙ／４０℃、９０％ＲＨ］以下であるのが好ましい。水蒸気透過度が前記範囲内であれば、透明複合基板１の内部を透過する水蒸気量が抑えられ、ガラスクロス２や樹脂材料３の吸湿が抑制される。これにより、樹脂材料３の変質、劣化を抑制し、樹脂材料３のアッベ数の変化を特に抑制することができる。その結果、樹脂材料３は高いアッベ数を維持することができ、過酷な環境下で使用した場合でも、広い波長範囲において均一で優れた光学特性を示す透明複合基板１が得られる。
　また、前述したように、ガラスクロス２の屈折率の最大値と最小値との差が０．０１以下と小さく、微小構造が均一である。このため、さらに吸湿によるガラスクロス２（複合層４）の屈折率変動も均一となり、透明複合基板１は均一で優れた光学特性を長期にわたって維持し得るものとなる。
　また、水蒸気透過度が前記範囲内であれば、吸湿に伴う透明複合基板１の線膨張係数の変動も抑制される。このため、寸法変化に伴う透明複合基板１の光学特性の低下も確実に抑制することができる。さらに、水蒸気透過度が前記範囲内にあると、透明複合基板１を表示素子基板として用いた場合に、吸湿による表示素子の劣化を抑制し、表示素子の高い信頼性を長期にわたって維持することができる。
　また、本発明の透明複合基板は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２６　Ｂに規定された方法に基づいて測定される酸素透過度が、０．１［ｃｍ３／ｍ２／ｄａｙ／１ａｔｍ／２３℃］以下であるのが好ましい。酸素透過度が前記範囲内にあると、透明複合基板１を表示素子基板として用いた場合、酸化による表示素子の劣化を抑制し、表示素子の高い信頼性を長期にわたって維持することができる。
  以上のことから、本発明によれば、過酷な環境下で使用した場合でも、広い波長範囲において均一で優れた光学特性を示す透明複合基板１が得られる。
　＜表示素子基板＞
  透明複合基板１は、例えば、液晶表示素子用基板、有機ＥＬ素子用基板、カラーフィルター用基板、ＴＦＴ用基板、電子ペーパー用基板、タッチパネル用基板のような各種表示素子基板（本発明の表示素子基板）に適用され、その他、太陽電池用基板等にも適用される。
  本発明の表示素子基板は、透明複合基板１を備えるものであり、必要に応じて透明複合基板の表面に成膜された機能層を有する。
　かかる機能層としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、スズ－インジウム合金の酸化物等で構成される透明導電層、金、銀、パラジウムまたはこれらの合金等で構成される金属導電層、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等で構成される平滑層、ゴム状またはゲル状のシリコーン硬化物、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン等で構成される衝撃緩衝層等が挙げられる。
　このうち、平滑層は、耐熱性、透明性、耐薬品性を有していることが好ましく、その構成材料としては例えば複合層４中に含まれる樹脂材料３と同じ組成のものが好ましく用いられる。平滑層の平均厚さは、０．１～３０μｍ程度であるのが好ましく、０．５～３０μｍ程度であるのがより好ましい。
　また、層構成としては、透明複合基板１の少なくとも片側に平滑層を設け、さらにその上に衝撃緩衝層を設ける構成、または、透明複合基板１の少なくとも片側に衝撃緩衝層を設け、さらにその上に平滑層を設ける構成等が挙げられる。
　また、本発明の表示素子基板は、元々ガラス基板よりも落球試験による耐衝撃性が優れているが、上記のような衝撃緩衝層を設けることにより、さらに耐衝撃性が向上する。
  以上、本発明によれば、高品質で信頼性の高い表示素子を実現可能な表示素子基板が得られる。
　＜透明複合基板の製造方法＞
  透明複合基板１は、前述したようにガラスクロス２に未硬化の樹脂材料３を含浸させ、この状態で板状に成形（整形）された後、樹脂材料３を硬化させてなるものである。
  具体的には、透明複合基板１は、ガラスクロスに樹脂ワニスを含浸させた後、成形（整形）しつつ樹脂ワニスを硬化させ、複合層４を得る工程と、複合層４の表面を覆うように複合層４上にガスバリア層５を成膜する工程と、を経て製造される。以下、製造工程について詳述する。
　［１］まず、ガラスクロス２にカップリング剤を付与して表面処理を行う。カップリング剤の付与は、例えば、カップリング剤を含む液体中にガラスクロス２を浸漬する方法、ガラスクロス２に前記液体を塗布する方法、ガラスクロス２に前記液体を噴霧する方法等により行われる。なお、この工程は、必要に応じて行えばよく、省略することもできる。
　［２］次に、樹脂ワニスを調製する。樹脂ワニスは、上述した未硬化の樹脂材料３、フィラー等のその他の成分、有機溶剤等を含む他、必要に応じて、硬化剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤等を含むものである。
　（硬化剤）
  かかる硬化剤としては、酸無水物、脂肪族アミン等の架橋剤、カチオン系硬化剤、アニオン系硬化剤等が挙げられ、これらの硬化剤の１種または２種以上の混合物が用いられる。
　これらの中でも、硬化剤としては、特にカチオン系硬化剤が好ましく用いられる。カチオン系硬化剤によれば、樹脂材料３を比較的低温で硬化させることができる。このため、硬化時に樹脂ワニスを高温に加熱する必要がなく、樹脂材料３の硬化物を常温（室温）に戻す際に、温度変化に伴う熱応力の発生を抑制することができる。その結果、光学異方性の低い透明複合基板１が得られる。
　また、カチオン系硬化剤を用いることにより、耐熱性（例えばガラス転移温度）の高い透明複合基板１が得られる。これは、カチオン系硬化剤を用いることにより、樹脂材料３（例えばエポキシ樹脂）の硬化物の架橋密度が高くなるためであると考えられる。
　前記カチオン系硬化剤としては、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カチオン硬化剤、またはアルミニウムキレート系カチオン硬化剤や、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、例えばオニウム塩系カチオン系硬化剤等が挙げられる。これらの中でも、カチオン系硬化剤としては、光カチオン系硬化剤が好ましい。これにより、光の照射領域を選択することのみで、樹脂材料３を硬化させるか否かを容易に選択することができる。
　光カチオン系硬化剤としては、多官能カチオン重合性化合物および単官能カチオン重合性化合物を光カチオン重合により反応させ得るものであればよく、例えば、ルイス酸のジアゾニウム塩、ルイス酸のヨードニウム塩、ルイス酸のスルホニウム塩等のオニウム塩が挙げられる。光カチオン系硬化剤の具体例としては、四フッ化ホウ素のフェニルジアゾニウム塩、六フッ化リンのジフェニルヨードニウム塩、六フッ化アンチモンのジフェニルヨードニウム塩、六フッ化ヒ素のトリ－４－メチルフェニルスルホニウム塩、四フッ化アンチモンのトリ－４－メチルフェニルスルホニウム塩等が挙げられる。
　また、樹脂材料３（樹脂モノマー）の種類によっては、イルガキュアシリーズ（チバ・ジャパン株式会社製）のような光ラジカル硬化剤も用いられる。
  一方、熱カチオン系硬化剤としては、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。
　このようなカチオン系硬化剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂材料３（例えば脂環式エポキシ樹脂）１００質量部に対して０．１～５質量部程度であるのが好ましく、特に０．５～３質量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると樹脂材料３の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複合基板１が脆くなる場合がある。
  光硬化させる場合は、樹脂材料３の硬化反応を促進させるため、必要に応じて、増感剤、酸増殖剤等も併せて用いることができる。
　（酸化防止剤）
  酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等が用いられるが、特にヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく用いられる。
  ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、ＢＨＴ、２，２’－メチレンビス（４－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）等が挙げられる。
　樹脂ワニス中の酸化防止剤の含有量は、０．０１質量％以上５質量％以下であるのが好ましく、０．１質量％以上３質量％以下程度であるのがより好ましい。酸化防止剤の含有量を前記範囲内にすることにより、光学異方性の低い透明複合基板１が得られ、かつ、信頼性試験においても光学異方性の悪化の程度の小さい透明複合基板１が得られる。
　また、酸化防止剤の重量平均分子量は、２００～２０００であるのが好ましく、５００～１５００であるのがより好ましく、１０００～１４００であるのがさらに好ましい。酸化防止剤の重量平均分子量が上記範囲内であれば、酸化防止剤の揮発が抑制されるとともに、樹脂材料３（例えば脂環式エポキシ樹脂）に対する相溶性が確保される。このような酸化防止剤は、湿熱処理のような信頼性試験を経ても、透明複合基板１中に残存して、光学異方性の悪化を抑制し得る透明複合基板１を実現することができる。
　また、ヒンダードフェノール系酸化防止剤以外のフェノール系酸化防止剤としては、例えば、水酸基を挟むように位置する置換基の一方がメチル基等に置換されているセミヒンダード型のフェノール系酸化防止剤や、水酸基を挟む２つの置換基の双方がメチル基等に置換されているレスヒンダード型のフェノール系酸化防止剤が挙げられる。これらは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤より少ない添加量で、樹脂ワニス中に添加される。
  リン系酸化防止剤としては、例えば、トリデシルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト等が挙げられる。
　なお、ヒンダードフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤とを併用することにより、それらの相乗効果が発揮される。これにより、樹脂材料３（例えば脂環式エポキシ樹脂）の酸化防止、および透明複合基板１の光学異方性の悪化の抑制がより顕著になる。これは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤とで、樹脂材料３の酸化防止のメカニズムが異なるため、両者が独立して働き、さらには相乗的な効果が生じているからであると考えられる。
　このようなヒンダードフェノール系酸化防止剤以外の酸化防止剤（特にリン系酸化防止剤）の添加量は、ヒンダードフェノール系酸化防止剤１００質量部に対して、好ましくは３０～３００質量部程度とされ、より好ましくは５０～２００質量部程度とされる。これにより、ヒンダードフェノール系酸化防止剤とそれ以外の酸化防止剤とが、それぞれの効果を埋没させる（相殺する）ことなく発揮し、相乗効果をもたらすことができる。
　なお、樹脂ワニスは、その特性を損なわない範囲で必要に応じて、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のオリゴマーやモノマー等を含んでいてもよい。なお、これらのオリゴマーやモノマーを使用する場合は、硬化後の樹脂材料３の屈折率がガラスクロス２の屈折率とほぼ等しくなるように、樹脂ワニスの各成分の組成比が適宜設定される。
　樹脂ワニスは、以上のような成分を混合して得られる。
　［３］その後、得られた樹脂ワニスをガラスクロス２に含浸させる。樹脂ワニスをガラスクロス２に含浸させる際には、例えば、樹脂ワニス中にガラスクロス２を浸漬する方法、ガラスクロス２に樹脂ワニスを塗布する方法等が用いられる。また、樹脂ワニスをガラスクロス２に含浸させた後、樹脂ワニスが未硬化の状態でまたは樹脂ワニスを硬化させた後に、その上からさらに樹脂ワニスを塗布するようにしてもよい。
  その後、必要に応じて、樹脂ワニスに脱泡処理を施す。さらには、必要に応じて、樹脂ワニスを乾燥させる。
　［４］次いで、樹脂ワニスを含浸させたガラスクロス２を板状に成形しつつ加熱する。これにより、樹脂材料３を硬化させ、複合層４を得る。
  加熱条件としては、好ましくは加熱温度が５０～３００℃程度、加熱時間が０．５～１０時間程度とされ、より好ましくは加熱温度が１７０～２７０℃程度、加熱時間が１～５時間程度とされる。
　また、加熱温度は途中で変更するようにしてもよい。例えば、当初（初期）には、樹脂ワニスを５０～１００℃程度で０．５～３時間程度加熱し、その後、２００～３００℃程度で０．５～３時間程度加熱するようにしてもよい。
　また、樹脂ワニスの成形には、例えばポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等が用いられる。そして、樹脂ワニスを含浸させたガラスクロス２を挟むように両側からフィルムを押し当てることにより、樹脂ワニスの表面を平滑化、平坦化することができる。
  なお、樹脂ワニスが光硬化性を有する場合には、波長２００～４００ｎｍ程度の紫外線等を照射することにより樹脂材料３（樹脂ワニス）を硬化させる。
　付与される光エネルギー量（積算光量）は、５ｍＪ／ｃｍ２以上３０００ｍＪ／ｃｍ２以下であるのが好ましく、１０ｍＪ／ｃｍ２以上２０００ｍＪ／ｃｍ２以下であるのがより好ましい。積算光量が前記範囲内であれば、ムラなく均一かつ確実に樹脂材料３を硬化させることができる。
　［５］その後、複合層４の両面にガスバリア層５を成膜する。
　ガスバリア層５の成膜には、例えば、ゾル・ゲル法のような各種液相成膜法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法のような各種気相成膜法等が用いられる。このうち、気相成膜法が好ましく用いられ、スパッタリング法またはＣＶＤ法がより好ましく用いられる。
　また、例えば酸窒化ケイ素を含むガスバリア層５の成膜には、ケイ素の酸化物とケイ素の窒化物とを原材料とするＲＦスパッタリング法や、ケイ素を含むターゲットを用いプロセス中に酸素や窒素等の反応性ガスを導入するＤＣスパッタリング法等が用いられる。
  以上のようにして透明複合基板１が得られる。
　以上、本発明について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば透明複合基板および表示素子基板には、任意の構成物が付加されていてもよい。
  また、前記実施形態では、ガラスクロス２は、複数本の縦方向ガラスヤーン２ａと複数本の横方向ガラスヤーン２ｂとを織り込んでなる織布で構成されているが、１本の縦方向ガラスヤーン２ａと複数本の横方向ガラスヤーン２ｂとを織り込んでなる織布、複数本の縦方向ガラスヤーン２ａと１本の横方向ガラスヤーン２ｂとを織り込んでなる織布、１本の縦方向ガラスヤーン２ａと１本の横方向ガラスヤーン２ｂとを織り込んでなる織布であってもよい。
　なお、前述したように、ガラス布帛としては、ガラス繊維を単に束ねたものの他、ガラス繊維を含む織布や不織布等の布帛が挙げられるが、本発明では、前記実施形態のようなガラスクロス２が特に適している。これは、ガラスクロス２は屈折率の均一性が高く、また、ガラスクロス２には樹脂材料３を均一に含浸させ易く、かつ、樹脂材料３を硬化させた後には、その硬化物がガラス繊維の織り目に入り込むことによるアンカー効果により、樹脂材料３とガラスクロス２との強固な接合状態を得ることができるためである。
　また、前記実施形態では、ガスバリア層（表面層）５が複合層４の両面に設けられているが、本発明では、ガスバリア層（表面層）５を複合層４のいずれか一方の面にのみ設けるようにしてもよく、省略してもよい。
　さらに、表面層は、単層構成（ガスバリア層５単独）に限らず、ガスバリア層５を含む複数層の積層体で構成されていてもよい。かかる構成の表面層としては、ガスバリア層５と、このガスバリア層５の複合層４と反対側の面に設けられた有機材料または無機材料で構成される最外層とを備える積層体等が挙げられる。この場合、最外層は、例えば、光反射防止機能、汚れ付着防止機能等を有していることが好ましい。
　次に、本発明の具体的実施例について説明する。
  １．透明複合基板の製造
  （実施例１Ａ）
  （１）ガラスクロスの用意
　まず、ガラスクロスとして、１００ｍｍ四方のＮＥガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用意した。これをベンジルアルコール（屈折率１．５４）に浸漬した後、そのベンジルアルコールにアセトキシエトキシエタン（屈折率１．４０６）を少量ずつ添加した。そして、ベンジルアルコールの屈折率を変化させる度に、ガラスクロスを蛍光灯にかざし、ガラスクロスが実質的に透明になったか否かを確認した。また、ガラスクロスに実質的に透明になった部分が現れた際の混合液の屈折率を測定した。
　そして、最初に実質的に透明になった部分が現れた際の混合液の屈折率と、最後に実質的に透明になった部分が現れた際の混合液の屈折率との差を、ガラスクロスの屈折率差とした。また、最も透明になった部分の面積が大きい時の混合液の屈折率を平均屈折率とした。この結果を表１に示す。
　また、このガラスクロスは、１インチ幅当たりのＭＤ方向（縦方向）ガラスヤーンの本数は５８本であり、１インチ幅当たりのＴＤ方向（横方向）ガラスヤーンの本数は５０本であった。すなわち、１インチ幅当たりのＴＤ方向（横方向）ガラスヤーンの本数を「１」としたとき、１インチ幅当たりのＭＤ方向（縦方向）ガラスヤーンの本数の比（相対値）は１．１６であった。
　また、このガラスクロスは、１インチ幅当たりのＴＤ方向ガラスヤーンの断面においてガラス繊維の占める割合を「１」としたとき、１インチ幅当たりのＭＤ方向ガラスヤーンの断面においてガラス繊維の占める割合の比（相対値）は１．３５であった。
  また、ガラスクロスのガラス繊維束の撚り数は、ＭＤ方向１インチ長さ当たり１．０、ＴＤ方向１インチ長さ当たり１．０であった。
　（２）樹脂ワニスの調製
  次に、樹脂モノマーとして、上記化学式（２）の構造を有し、式中の「－Ｘ－」が「－Ｃ（ＣＨ３）２－」である脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業株式会社製、Ｅ－ＤＯＡ、Ｔｇ：＞２５０℃）およびシルセスキオキサン系化合物（東亞合成株式会社製、ＯＸ－ＳＱ－Ｈ）と、硬化剤として、光カチオン重合開始剤（株式会社ＡＤＥＫＡ製、ＳＰ－１７０）と、溶剤として、メチルイソブチルケトンとを、表１に示す割合で混合し、樹脂ワニスを調製した。なお、Ｅ－ＤＯＡの架橋後の屈折率は１．５１３であり、ＯＸ－ＳＱ－Ｈの架橋後の屈折率が１．４７であった。
  なお、マトリックス樹脂のアッベ数については、次のように測定した。
　まず、離型処理されたガラス板に樹脂ワニスを塗布して液膜を形成した後、同じく離型処理されたガラス板をその液膜の上に載せ、液膜を２枚のガラス板で挟み込んだ。なお、この際、ガラス板の間には、四辺に厚み２００μｍのスペーサーを配置した。そして、この液膜に対して高圧水銀灯にて１１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射した後、２５０℃で２時間加熱することにより、厚さ２００μｍの樹脂フィルム（マトリックス樹脂）を得た。その後、アッベ屈折計（株式会社アタゴ製ＤＲ－Ａ１）を用いて、この樹脂フィルムのアッべ数を測定した。その結果を表１に示す。
　（３）樹脂ワニスの含浸・硬化
  次いで、得られた樹脂ワニスをガラスクロスに含浸させ、その後、脱泡処理を施し、さらに樹脂ワニスを乾燥させた。
  続いて、このように樹脂ワニスを含浸させたガラスクロスを、離型処理を施した２枚のガラス板に挟み込み、高圧水銀灯にて１１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射した。さらに、２５０℃で２時間加熱することにより、平均厚さ９７μｍ（ガラスクロス含有量５７質量％）の複合層を得た。
　（４）平滑層（中間層）の成膜
  上記化学式（２）の構造を有し、式中の「－Ｘ－」が「－Ｃ（ＣＨ３）２－」である脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業株式会社製、Ｅ－ＤＯＡ、Ｔｇ：＞２５０℃）１００質量部と、光カチオン重合開始剤（株式会社ＡＤＥＫＡ製、ＳＰ－１７０）１質量部とを混合し、被覆材料を調製した。次いで、バーコーターにより複合層の両面に塗布した後、高圧水銀灯にて１１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射した。さらに、２５０℃で２時間加熱することにより、平均厚さ５μｍの平滑層を成膜した。
　（５）ガスバリア層（表面層）の成膜
  次いで、平滑層を成膜した複合層をＲＦスパッタリング装置のチャンバー内に載置した。そして、チャンバー内を減圧した後、Ａｒガスを０．５Ｐａ、Ｏ２ガスを０．００５Ｐａの分圧で導入した。続いて、チャンバー内に載置されたＳｉ３Ｎ４ターゲットと複合層との間に０．３ｋＷのＲＦ電力を印加して放電させた。
　そして、放電が安定したところでターゲットと複合層との間に設けていたシャッターを開き、ＳｉＯｘＮｙで構成されたガスバリア層の成膜を開始した。その後、ガスバリア層の平均厚さが１００ｎｍになったところでシャッターを閉じ、成膜を終了した。そして、チャンバーを大気開放して、製造された透明複合基板を得た。
　（実施例２Ａ～１２Ａおよび比較例１Ａ～４Ａ）
　製造条件を表１および２に示すように変更した以外は、それぞれ実施例１Ａと同様にして透明複合基板を得た。
  また、実施例２Ａ、３Ａ、４Ａ、８Ａ、１２Ａおよび比較例２Ａ、４Ａにおいて、樹脂モノマーとして用いた水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学工業株式会社製、Ｅ－ＢＰ、Ｔｇ：＞２５０℃）は、上記化学式（１）の構造を有する。なお、Ｅ－ＢＰの架橋後の屈折率は１．５２２であった。
　また、実施例３Ａ、８Ａおよび比較例２Ａでは、ガラスクロスとして、Ｔガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用い、実施例５Ａでは、ガラスクロスとして、Ｓガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用い、比較例３Ａ、４Ａでは、ガラスクロスとして、Ｅガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用いた。
　なお、用いたガラスクロスの平均屈折率、屈折率差、１インチ幅当たりのＴＤ方向ガラスヤーンの断面においてガラス繊維の占める割合を「１」としたときの１インチ幅当たりのＭＤ方向ガラスヤーンの断面においてガラス繊維の占める割合の比（相対値）については、表１および２に示す通りである。
　また、実施例５Ａにおいて、樹脂モノマーとして用いた脂環式アクリル樹脂（ダイセル・サイテック株式会社製、ＩＲＲ－２１４Ｋ）は、下記化学式（６）の構造を有する。なお、ＩＲＲ－２１４Ｋの架橋後の屈折率は１．５２９であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　なお、実施例５Ａにおいて、樹脂ワニスを硬化させる際には、樹脂ワニスを含浸させたガラスクロスに対して波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。また、重合開始剤として、光ラジカル重合開始剤（チバ・ジャパン株式会社製、イルガキュア１８４）を用いた。
  また、比較例３Ａ、４Ａでは、樹脂モノマーとして、脂環式エポキシ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製、エピコート８２８）との混合物を用いた。
　また、実施例３Ａ、７Ａおよび比較例１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａでは、硬化剤として、熱カチオン重合開始剤（三新化学製、ＳＩ－１００Ｌ）を用いた。そして、樹脂ワニスを含浸させたガラスクロスを、離型処理を施した２枚のガラス板に挟み込み、８０℃で２時間加熱後、２５０℃でさらに２時間加熱することにより複合層を得た。
　（実施例１Ｂ～１２Ｂ、比較例１Ｂ～５Ｂ）
  実施例１Ｂでは、複合層におけるガラスクロスの含有量を６０質量％とした以外は、実施例１Ａと同様にして透明複合基板を得た。また、実施例２Ｂ～１２Ｂおよび比較例１Ｂ～５Ｂでは、製造条件を表３および４に示すように変更した以外は、それぞれ実施例１Ｂと同様にして透明複合基板を得た。
　なお、樹脂材料に含まれる主成分である脂環式エポキシ樹脂または脂環式アクリル樹脂の５％重量減少温度をＴｄ［℃］とし、ガスバリア層を構成する無機材料の融点をＴｍ［℃］としたときのＴｍ－Ｔｄを算出し、表３および４に示す。
　また、実施例３Ｂ、８Ｂおよび比較例２Ｂでは、ガラスクロスとして、Ｔガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用い、実施例５Ｂでは、ガラスクロスとして、Ｓガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用い、比較例４Ｂ、５Ｂでは、ガラスクロスとして、Ｅガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用いた。
　なお、用いたガラスクロスの平均屈折率、屈折率差、１インチ幅当たりのＴＤ方向ガラスヤーンの断面においてガラス繊維の占める割合を「１」としたときの１インチ幅当たりのＭＤ方向ガラスヤーンの断面においてガラス繊維の占める割合の比（相対値）については、表３および４に示す通りである。
　また、実施例５Ｂ、比較例４Ｂ、５Ｂでは、樹脂ワニスを硬化させる際には、樹脂ワニスを含浸させたガラスクロスに対して波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。
  また、実施例２Ｂにおけるガスバリア層の平均厚さは５０ｎｍ、実施例８Ｂにおけるガスバリア層の平均厚さは２５０ｎｍであった。
　（実施例１Ｃ～１１Ｃ、比較例１Ｃ～３Ｃ、５Ｃ、６Ｃ）
  実施例１Ｃでは、複合層におけるガラスクロスの含有量を６５質量％とした以外は、実施例１Ａと同様にして透明複合基板を得た。また、実施例２Ｃ～１１Ｃおよび比較例１Ｃ～３Ｃ、５Ｃ、６Ｃは、製造条件を表５および６に示すように変更した以外は、それぞれ実施例１Ｃと同様にして透明複合基板を得た。
　なお、樹脂材料に含まれる主成分である脂環式エポキシ樹脂または脂環式アクリル樹脂の５％重量減少温度をＴｄ［℃］とし、ガスバリア層を構成する無機材料の融点をＴｍ［℃］としたときのＴｍ－Ｔｄを算出し、表５および６に示す。
　また、実施例３Ｃおよび比較例２Ｃでは、ガラスクロスとして、Ｔガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用い、実施例５Ｃでは、ガラスクロスとして、Ｓガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用い、比較例５Ｃ、６Ｃでは、Ｅガラス系ガラスクロス（平均厚さ９５μｍ、平均線径９μｍ）を用いた。
　なお、用いたガラスクロスの平均屈折率、屈折率差、１インチ幅当たりのＴＤ方向ガラスヤーンの断面においてガラス繊維の占める割合を「１」としたときの１インチ幅当たりのＭＤ方向ガラスヤーンの断面においてガラス繊維の占める割合の比（相対値）については、表５および６に示す通りである。
　また、実施例５Ｃ、比較例５Ｃ、６Ｃでは、樹脂ワニスを硬化させる際には、樹脂ワニスを含浸させたガラスクロスに対して波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。
  また、実施例２Ｃにおけるガスバリア層の平均厚さは５０ｎｍ、実施例５Ｃにおけるガスバリア層の平均厚さは２５０ｎｍであった。
　（比較例４Ｃ）
  比較例４Ｃでは、ガラスクロスを使用しない以外は、実施例１Ｃと同様の材料を使用し、樹脂フィルムを作製した。なお、製造方法は、調整した樹脂ワニスを、離型処理されたガラス板に塗布してその樹脂組成物の液膜を形成した後、同じく離型処理されたガラス板をその液膜の上に乗せ、液膜をガラス板で挟み込んだ。なお、この際、ガラス板の間には、四辺に厚み１００μｍのスペーサーを配置した。そして、この液膜に高圧水銀灯にて１１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射した後、２５０℃で２時間加熱することにより、平均厚さ１０５μｍの樹脂フィルムを得た。
　２．透明複合基板の評価
  ２．１　湿度による寸法変化の評価
  各実施例および各比較例で得られた透明複合基板から１００ｍｍ×１００ｍｍのサンプルを切り出し、非接触画像測定機（株式会社ミツトヨ製、Ｓ－ＱＶＨ６０６）にて、２５℃／５０％ＲＨの環境下でサンプルの四辺の寸法を測定した。次いで、２５℃／９０％ＲＨ／２４時間の条件でサンプルを処理後、同じく四辺の寸法を測定し、吸湿処理に伴うサンプルの寸法変化を測定した。なお、寸法変化の測定は、ガラスクロスの織組織にならい、ＭＤ方向とＴＤ方向のそれぞれについて行った。以上の測定結果を表１～６に示す。
　２．２　ヘイズの評価
  各実施例および各比較例で得られた透明複合基板について、１００ｍｍ×１００ｍｍのサンプルを切り出し、サンプルの均一に分散した９点を選択し、各点についてそれぞれ濁度計（日本電色工業製、ＮＤＨ２０００）を用いて、２５℃／５０％ＲＨの環境下、ＪＩＳ　Ｋ　７１３６に準拠した条件でヘイズを測定した。測定されたヘイズの平均値を表１～６に示す。
　２．３　ヘイズ変化量の評価
  次いで、２５℃／９０％ＲＨ／２４時間の条件でサンプルを処理後、２．２に記載された測定点と同じ部分のヘイズを２．２記載の方法で測定し、２．２で測定したヘイズとの差を求めた。
　２．４　ガスバリア性の評価
  各実施例および各比較例で得られた透明複合基板について、ＪＩＳ　Ｋ　７１２９　Ｂに規定の水蒸気透過度およびＪＩＳ　Ｋ　７１２６　Ｂに規定の酸素透過度を測定した。なお、測定条件は、表１～６に示す通りである。
　２．５　耐摩耗性の評価
  各実施例および各比較例で得られた透明複合基板について、ＪＩＳ　Ｋ　５６００－５－４に規定の塗膜の機械的性質の試験方法（引っかき硬度（鉛筆法））に準拠して耐摩耗性を評価した。なお、耐摩耗性は、測定された強度を以下の評価基準にしたがって評価した。
　＜耐摩耗性の評価基準＞
　Ａ：引っかき硬度が２Ｈより硬い
　Ｂ：引っかき硬度がＦまたはＨである
　Ｃ：引っかき硬度がＢより軟らかい
　以上の評価結果を表１～６に示す。
　２．６　線膨張係数（ＣＴＥ）の測定
  各実施例１Ｃ～１１Ｃおよび各比較例１Ｃ～３Ｃ、５Ｃ、６Ｃで得られた透明複合基板、および、比較例４Ｃで得られた樹脂フィルムから、それぞれサンプルを切り出し、このサンプルを熱応力歪測定装置（セイコー電子株式会社製、ＴＭＡ／ＳＳ１２０Ｃ型）にセットした。次に、窒素雰囲気下、無荷重で雰囲気温度を３０℃から１５０℃まで５℃／分の昇温速度で上昇させた後、一旦０℃まで冷却した。そして、サンプルに５ｇの荷重をかけて、サンプルを引っ張りながら、雰囲気温度を３０℃から１５０℃まで５℃／分の昇温速度で上昇させ、平均線膨張係数の測定を行った。なお、ここでは、サンプルのＭＤ方向の線膨張係数を測定した。
  この側定結果を表５および６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表１および２から明らかなように、各実施例で得られた透明複合基板は、ヘイズが小さく、また吸湿処理を施してもヘイズ変化量は小さかった。したがって、各実施例で得られた透明複合基板は、光学特性に優れるとともに、過酷な環境下でも長期にわたって優れた光学特性を維持し得ることが明らかとなった。また、実施例で得られた透明複合基板の多くは、水蒸気透過度および線膨張係数も小さかった。また、ガスバリア層を構成するケイ素化合物中の酸素原子および窒素原子の存在比を最適化することにより、透明複合基板の耐摩耗性を高め得ることが認められた。
　一方、各比較例で得られた透明複合基板には、ヘイズが大きいものが含まれていた。また、各比較例で得られた透明複合基板は、製造直後にヘイズが比較的小さくても、吸湿処理のような加速試験を行うことで急速に悪化することが明らかとなった。各比較例で得られた透明複合基板には、ガラスクロスの屈折率差、水蒸気透過度または線膨張係数が大きいものが含まれており、これらがヘイズの悪化につながっていると推察される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　表３および４から明らかなように、各実施例で得られた透明複合基板は、ヘイズが小さく、また吸湿処理を施してもヘイズ変化量は小さかった。また、各実施例で得られた透明複合基板は、織り方向による寸法変化の差（異方性）が小さかった。また、Ｔｍ－Ｔｄの値が所定の範囲にあるとともに、ガスバリア層を構成するケイ素化合物中の酸素原子および窒素原子の存在比を最適化することにより、透明複合基板の耐摩耗性を高め得ることが認められた。したがって、各実施例で得られた透明複合基板は、光学特性に優れるとともに、過酷な環境下でも長期にわたって優れた光学特性を維持し得ることが明らかとなった。
　一方、各比較例で得られた透明複合基板には、ヘイズの大きいものが含まれていた。また、吸湿処理に伴ってヘイズが大きく変化することが明らかとなった。さらに、各比較例で得られた透明複合基板は、製造直後にヘイズが比較的小さくても、吸湿処理のような加速試験を行うことで急速に悪化することが明らかとなった。各比較例で得られた透明複合基板には、Ｔｍ－Ｔｄの値が所定の範囲から外れているものや、ガラスクロスの屈折率差、水蒸気透過度または線膨張係数が大きいものが含まれており、これらがヘイズの悪化につながっていると推察される。また、ガスバリア層としてケイ素化合物以外のものを用いた場合、耐摩耗性が低下することが認められた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　表５および６から明らかなように、各実施例で得られた透明複合基板は、ヘイズが小さく、また吸湿処理を施してもヘイズ変化量は小さかった。また、各実施例で得られた透明複合基板は、織り方向によるＣＨＥ差（寸法変化の異方性）が小さかった。また、各実施例で得られた透明複合基板は、水蒸気透過度および線膨張係数も小さかった。したがって、各実施例で得られた透明複合基板は、耐候性に優れており、環境変化が光学特性に及ぼす影響を最小限に抑え得るものであると認められる。このように、本発明の透明複合基板は、光学特性に優れるとともに、過酷な環境下でも長期にわたって優れた光学特性を維持し得ることが明らかとなった。なお、ガスバリア層を構成するケイ素化合物中の酸素原子および窒素原子の存在比を最適化することにより、摩耗試験後でも光学特性の著しい低下を抑え得ることが認められた。
　一方、各比較例で得られた透明複合基板には、ヘイズの大きいものが含まれていた。また、吸湿処理に伴ってヘイズが大きく変化することが明らかとなった。さらに、各比較例で得られた透明複合基板は、製造直後にヘイズが比較的小さくても、吸湿処理のような加速試験を行うことで急速に悪化することが明らかとなった。各比較例で得られた透明複合基板には、ガラスクロスの屈折率差、水蒸気透過度または線膨張係数が大きいものが含まれており、これらがヘイズやヘイズ差の悪化につながっていると推察される。また、ガスバリア層としてケイ素化合物以外のものを用いた場合、摩耗試験に伴って光学特性がやや悪化することが認められた。
　以上のことから、本発明によれば、過酷な環境下であっても、均一で優れた光学特性を長期にわたって良好に維持し得る透明複合基板が得られることが明らかとなった。
　本発明によれば、ガラス繊維の集合体で構成されたガラス布帛と、ガラス布帛に含浸したアッベ数が４５以上である樹脂材料とを含む複合層を有し、ガラス繊維の集合体自体に屈折率のバラつきが存在するが、その屈折率の最大値と最小値との差が０．０１以下であることにより、均一で優れた光学特性を有する透明複合基板が得られる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。

Claims (14)

  1. 　ガラス繊維の集合体で構成されたガラス布帛と、前記ガラス布帛に含浸したアッベ数が４５以上である樹脂材料とを含む複合層を有し、
    　前記ガラス繊維の集合体自体に屈折率のバラつきが存在し、その屈折率の最大値と最小値との差が０．０１以下であることを特徴とする透明複合基板。
  2. 　前記樹脂材料は、脂環式エポキシ樹脂または脂環式アクリル樹脂を主成分とする請求項１に記載の透明複合基板。
  3. 　当該透明複合基板のＪＩＳ　Ｋ　７１２９　Ｂに規定された方法に基づいて測定される水蒸気透過度が、０．１［ｇ／ｍ２／ｄａｙ／４０℃、９０％ＲＨ］以下である請求項１に記載の透明複合基板。
  4. 　当該透明複合基板の３０～１５０℃での平均線膨張係数が、４０ｐｐｍ／℃以下である請求項３に記載の透明複合基板。
  5. 　さらに、前記複合層の少なくとも一方の面側に設けられ、少なくとも透明性およびガスバリア性を備える表面層を有する請求項１に記載の透明複合基板。
  6. 　前記表面層は、無機材料で構成されている請求項５に記載の透明複合基板。
  7. 　前記無機材料の融点をＴｍ［℃］とし、前記樹脂材料の主成分の５％重量減少温度をＴｄ［℃］としたとき、１２００＜（Ｔｍ－Ｔｄ）＜１４００の関係を満足する請求項６に記載の透明複合基板。
  8. 　前記無機材料は、ケイ素化合物を含む請求項６に記載の透明複合基板。
  9. 　前記ケイ素化合物は、ＳｉＯｘＮｙで表され、ｘおよびｙが１≦ｘ≦２およびｙが０≦ｙ≦１の関係を満足する請求項８に記載の透明複合基板。
  10. 　前記ケイ素化合物は、酸素原子および窒素原子を含む請求項８に記載の透明複合基板。
  11. 　前記ケイ素化合物は、ＳｉＯｘＮｙで表され、ｘおよびｙがｙ＞０かつ０．３＜ｘ／（ｘ＋ｙ）≦１の関係を満足する請求項１０に記載の透明複合基板。
  12. 　前記表面層の平均厚さは、１０～５００ｎｍである請求項５に記載の透明複合基板。
  13. 　さらに、前記複合層と前記表面層との間に設けられ、樹脂材料で構成された中間層を有する請求項５に記載の透明複合基板。
  14. 　請求項１に記載の透明複合基板を備えることを特徴とする表示素子基板。
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