JP2012051379A - Transparent composite sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は透明複合シートおよびそれを備えた電子デバイスに関するものである。 The present invention relates to a transparent composite sheet and an electronic device including the same.
一般に、液晶表示素子や有機EL表示素子用基板(特にアクティブマトリックスタイプ)
、カラーフィルター基板、太陽電池基板等としてはガラス板が広く用いられている。しか
しながらガラス板は割れ易い、曲げられない、比重が大きく軽量化に不向きなどの理由か
ら近年その代替としてプラスチック素材が検討されている。
表示素子用プラスチック基板に用いられている樹脂としては例えば特許文献1には脂環
式エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤、アルコール、硬化触媒からなる組成物、特許文献2
には脂環式エポキシ樹脂、アルコールで部分エステル化した酸無水物系硬化剤、硬化触媒
からなる樹脂組成物が、特許文献3には脂肪環式エポキシ樹脂、カルボン酸を有する酸無
水物系硬化剤、硬化触媒からなる樹脂組成物が示されている。
しかしながら特許文献1から3に示された従来のガラス代替プラスチック材料はガラス
と比較し線膨張係数が大きく、特にアクティブマトリックス表示素子基板に用いるとその
製造工程において反りやアルミ配線の断線などの問題が生じ、これらの用途への展開は困
難である。
In general, substrates for liquid crystal display elements and organic EL display elements (especially active matrix type)
Glass plates are widely used as color filter substrates, solar cell substrates, and the like. However, plastic materials have recently been examined as an alternative to glass plates because they are easily broken, cannot be bent, have a large specific gravity, and are not suitable for weight reduction.
As a resin used for a plastic substrate for a display element, for example, Patent Document 1 discloses a composition comprising an alicyclic epoxy resin, an acid anhydride curing agent, alcohol, and a curing catalyst, Patent Document 2
Is a resin composition comprising an alicyclic epoxy resin, an acid anhydride curing agent partially esterified with alcohol, and a curing catalyst. Patent Document 3 discloses an alicyclic epoxy resin and an acid anhydride curing having a carboxylic acid. A resin composition comprising an agent and a curing catalyst is shown.
However, the conventional glass substitute plastic materials disclosed in Patent Documents 1 to 3 have a larger coefficient of linear expansion than glass. Especially, when used for an active matrix display element substrate, there are problems such as warpage and disconnection of aluminum wiring in the manufacturing process. This is difficult to develop for these applications.
このような問題を解決するため、特許文献4にはエステル基を有する脂環式エポキシ樹
脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤、及び触媒とガラスクロスから
なる透明複合光学シート、特許文献5にはエステル基を有する脂環式エポキシ樹脂とジシ
クロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤とガラスクロスからなる
透明複合光学シート、特許文献6にはビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノール
Aノボラック型エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤及びガラスクロスからなる透明基板が示
されている。
特許文献4から6に示されているガラスクロス複合体においては特許文献1から3に示
されたプラスチック材料よりは大幅な線膨張率の低下が見られるが、これらのガラスクロ
ス複合体はうねりを有しており表示素子用基板として用いた場合は表示品位が低下するの
で不適当である。
In order to solve such problems, Patent Document 4 discloses an alicyclic epoxy resin having an ester group, a bisphenol A type epoxy resin, an acid anhydride curing agent, and a transparent composite optical sheet comprising a catalyst and glass cloth, Document 5 includes an alicyclic epoxy resin having an ester group and an epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton, a transparent composite optical sheet comprising an acid anhydride curing agent and glass cloth, and Patent Document 6 includes a bisphenol A type epoxy resin, Bisphenol
A transparent substrate composed of an A novolak type epoxy resin, an acid anhydride curing agent and glass cloth is shown.
In the glass cloth composites shown in Patent Documents 4 to 6, the linear expansion coefficient is significantly lower than that of the plastic material shown in Patent Documents 1 to 3, but these glass cloth composites have undulations. If it is used as a substrate for a display element, the display quality deteriorates, which is inappropriate.
このようなうねりはコア層作製時におけるシート面内のひずみの不均一性が主要因であ
る。さらに面内ひずみの不均一性から生じたうねりを有するコア層に表面平滑樹脂層をコ
ートすることにより、うねり度がさらに増大するものと考えられる。以下具体的に説明す
る。
まずコア層のうねり発生要因について説明する。
図3は、繊維織布を模式的に示した上面図である。図3に示すように繊維織布8は緯糸
9と経糸10から構成されている。緯糸と経糸とで構成される繊維織布においては緯糸と
経糸とが重なり合う部分、緯糸、経糸単独部分、緯糸・経糸に囲まれている空隙部分が存
在する。この織密度の不均一性はシート内の単位体積あたりの樹脂量不均一性をもたらす
。
一般に樹脂は硬化、固化する過程、及び硬化温度から冷却する過程において収縮を生ず
る。樹脂と繊維状フィラーの収縮量が同等であれば室温において界面応力は生じない。し
かし一般に樹脂と繊維とでは線膨張率が異なる場合が多く、樹脂と繊維状フィラーの界面
に応力が生じる。
コア層の単位体積あたりの樹脂量が均一である場合、温度に対する体積あたりの寸法変
化率が均一であるので、生じる応力も面内おいて均一となり、うねりは生じない。しかし
先に述べたように織布においてはシート内の単位体積あたりの樹脂量が不均一であること
が多く、応力の不均一性をもたらす。この応力不均一性がうねりの主原因の一つと考えら
れる。
Such waviness is mainly due to the non-uniformity of strain in the sheet surface when the core layer is produced. Further, it is considered that the degree of undulation is further increased by coating the surface smooth resin layer on the core layer having the undulation resulting from the in-plane strain non-uniformity. This will be specifically described below.
First, the cause of the core layer swell will be described.
FIG. 3 is a top view schematically showing a fiber woven fabric. As shown in FIG. 3, the fiber woven fabric 8 includes a weft 9 and a warp 10. In a fiber woven fabric composed of wefts and warps, there are portions where wefts and warps overlap, wefts, warp single portions, and voids surrounded by wefts / warps. This non-uniformity of the weave density leads to non-uniformity of the resin amount per unit volume in the sheet.
In general, the resin shrinks in the process of curing, solidifying, and cooling from the curing temperature. If the shrinkage between the resin and the fibrous filler is equal, no interfacial stress occurs at room temperature. However, in general, the linear expansion coefficient is often different between the resin and the fiber, and stress is generated at the interface between the resin and the fibrous filler.
When the amount of the resin per unit volume of the core layer is uniform, the dimensional change rate per volume with respect to the temperature is uniform, so that the generated stress is uniform in the surface and no swell occurs. However, as described above, in the woven fabric, the amount of resin per unit volume in the sheet is often non-uniform, resulting in non-uniform stress. This stress non-uniformity is considered to be one of the main causes of waviness.
次に、表面平滑樹脂層がコア層に生じたうねりを増大するメカニズムについて説明する
。表面平滑樹脂層がうねりを増大するメカニズムもコア層と同様、面内応力の不均一性が
主要因と考えることができる。つまり、うねりを有するコア層に表面平滑樹脂層をコート
した場合、コート厚さが不均一になることが多い。すると単位体積あたりの樹脂量が多い
コート部分と樹脂量が少ないコート部分が生じ、成形時に応力の不均一性をもたらすから
である。
うねりがなく平坦なコア層に均一に表面平滑樹脂層をコートしてもうねりが生じないこ
と、および、うねりがなく平坦なコア層に故意に厚さ分布のある表面平滑樹脂層をコート
した場合うねりが生じるという事実からも上記のような単位体積あたりの樹脂量の不均一
性、つまり面内応力の不均一性がうねりの主要因であることが推測される。
ただし、コア層、およびコート層の単位体積あたりの樹脂量の不均一性がもたらす応力
のバラツキ量に対して複合体構造が有する剛性が充分に高い場合、うねりの発生は抑制さ
れる。
Next, the mechanism by which the surface smooth resin layer increases the undulation generated in the core layer will be described. The mechanism by which the surface smooth resin layer increases waviness can be considered to be due to the non-uniformity of in-plane stress as the main factor, similar to the core layer. That is, when a smooth surface resin layer is coated on a wavy core layer, the coating thickness is often non-uniform. This is because a coated portion having a large amount of resin per unit volume and a coated portion having a small amount of resin are produced, resulting in stress non-uniformity during molding.
When a flat core layer without waviness is evenly coated with a smooth surface resin layer and no waviness occurs, and when a smooth surface resin layer with a thickness distribution is intentionally coated with a flat core layer without waviness From the fact that waviness occurs, it is presumed that the non-uniformity of the resin amount per unit volume as described above, that is, the non-uniformity of in-plane stress is the main factor of the waviness.
However, when the composite structure has a sufficiently high rigidity with respect to the amount of stress variation caused by the unevenness of the resin amount per unit volume of the core layer and the coat layer, the occurrence of undulation is suppressed.
本発明の目的は、線膨張率が小さく、透明性・耐熱性に優れ、うねりが小さいことから
表示品位を低下させることなく、ガラスに代替可能な透明複合シートおよび電子デバイス
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a transparent composite sheet and an electronic device that can be substituted for glass without reducing the display quality because the linear expansion coefficient is small, the transparency and heat resistance are excellent, and the swell is small. .
本発明は
(1)透明樹脂及び繊維状フィラーを含むコア層、及び透明樹脂を含む表面平滑化層から
構成される透明複合シートであって、前記コア層の透明樹脂及び前記表面平滑化層の透明
樹脂が化学式(1)で示される水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂を含む樹脂組成物を
硬化させて得られるものである透明複合シート、
(2)前記コア層の厚さが50〜200μmである(1)記載の透明複合シート、
(3)前記コア層の繊維状フィラーがガラス繊維布である(1)又は(2)記載の透明複
合シート、
(4)前記表面平滑化層が更に無機フィラーを含有するものである(1)〜(3)いずれ
か記載の透明複合シート、
(5)前記表面平滑化層の表面のうねり特性値が1.5×10-6以下である(1)〜(4
)いずれか記載の透明複合体シート、
(6)波長400nmでの光線透過率が80%以上である(1)〜(5)いずれか記載の
透明複合シート、
(7)30〜150℃での平均線膨張係数が40ppm以下である(1)〜(6)いずれ
か記載の透明複合シート、
This invention is (1) the transparent composite sheet comprised from the core layer containing transparent resin and a fibrous filler, and the surface smoothing layer containing transparent resin, Comprising: Of the transparent resin of the said core layer, and the said surface smoothing layer A transparent composite sheet obtained by curing a resin composition containing a hydrogenated biphenyl-type alicyclic epoxy resin represented by the chemical formula (1),
(2) The transparent composite sheet according to (1), wherein the core layer has a thickness of 50 to 200 μm,
(3) The transparent composite sheet according to (1) or (2), wherein the fibrous filler of the core layer is a glass fiber cloth,
(4) The transparent composite sheet according to any one of (1) to (3), wherein the surface smoothing layer further contains an inorganic filler,
(5) The surface waviness characteristic value of the surface smoothing layer is 1.5 × 10 −6 or less (1) to (4)
) Any one of the transparent composite sheets,
(6) The transparent composite sheet according to any one of (1) to (5), wherein the light transmittance at a wavelength of 400 nm is 80% or more,
(7) The transparent composite sheet according to any one of (1) to (6), wherein an average linear expansion coefficient at 30 to 150 ° C. is 40 ppm or less,
本発明の透明複合シートはうねりが小さく平坦性に優れるため表示品位を低下させるこ
となく、アクティブマトリックスタイプを含む液晶表示素子用基板、有機EL表示素子基
板、カラーフィルター用基板、タッチパネル用基板、電子ペーパー用基板、太陽電池基板
などの光学シート、透明板、光学レンズ、光学素子、光導波路、LED封止材料等に好適
に用いられる。
Since the transparent composite sheet of the present invention has small undulation and excellent flatness, it does not deteriorate the display quality, and the liquid crystal display element substrate including the active matrix type, organic EL display element substrate, color filter substrate, touch panel substrate, electronic It is suitably used for optical sheets such as paper substrates and solar cell substrates, transparent plates, optical lenses, optical elements, optical waveguides, LED sealing materials, and the like.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の透明複合シートは、透明樹脂及び繊維状フィラーを含むコア層、及び透明樹脂
を含む表面平滑化層から構成される透明複合体シートであって、前記コア層の透明樹脂及
び前記表面平滑化層の透明樹脂が化学式(1)で示される脂環式エポキシ樹脂を含む樹脂
組成物を硬化させて得られるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The transparent composite sheet of the present invention is a transparent composite sheet composed of a core layer containing a transparent resin and a fibrous filler, and a surface smoothing layer containing a transparent resin, the transparent resin of the core layer and the surface smoothing The transparent resin of the chemical layer is obtained by curing a resin composition containing an alicyclic epoxy resin represented by the chemical formula (1).
図3は、繊維織布を模式的に示した上面図である。図3に示すように繊維織物8は緯糸
9と経糸10とで構成されている。緯糸と経糸とで構成される繊維織布においては緯糸と
経糸とが重なり合う部分、緯糸、経糸単独部分、緯糸・経糸に囲まれている空隙部分が存
在する。この織密度の不均一性はシート内の単位体積あたりの樹脂量不均一性をもたらす
。
樹脂と繊維状フィラーとの複合体は熱線膨張率の異なる材料を複合化するため、シート
作製時のプロセス温度や材料の熱膨張差に起因する熱応力が複合材料中で発生する。
生じた熱応力が複合シート面内において均一であれば複合シートのうねりは生じないが
、先に述べたように緯糸と経糸とで構成される繊維織布においては緯糸と経糸とが重なり
合う部分、緯糸、経糸単独部分、緯糸・経糸に囲まれている空隙部分が存在し、このよう
な織密度の不均一性はシート内の単位体積あたりの樹脂量不均一性をもたらし、ひいては
応力の不均一性をもたらす。この複合シート面内の応力の不均一性がうねりの主原因の一
つと考えられる。
FIG. 3 is a top view schematically showing a fiber woven fabric. As shown in FIG. 3, the fiber fabric 8 is composed of weft yarns 9 and warp yarns 10. In a fiber woven fabric composed of wefts and warps, there are portions where wefts and warps overlap, wefts, warp single portions, and voids surrounded by wefts / warps. This non-uniformity of the weave density leads to non-uniformity of the resin amount per unit volume in the sheet.
Since the composite of the resin and the fibrous filler combines materials having different coefficients of thermal linear expansion, thermal stress due to the process temperature at the time of sheet manufacture and the thermal expansion difference of the material is generated in the composite material.
If the generated thermal stress is uniform in the surface of the composite sheet, the composite sheet does not swell, but in the fiber woven fabric composed of the weft and the warp as described above, the portion where the weft and the warp overlap, There are wefts, single parts of warp, and voids surrounded by wefts and warps. Such non-uniformity in the weave density leads to non-uniformity in the amount of resin per unit volume in the sheet, and thus non-uniform stress. Bring sex. This non-uniform stress in the composite sheet surface is considered to be one of the main causes of waviness.
次に、表面平滑化層がコア層に生じたうねりを増大するメカニズムについて説明する。
表面平滑化層がうねりを増大するメカニズムもコア層と同様、面内応力の不均一性が主要
因と考えることができる。つまり、うねりのあるコア層に表面平滑化層をコートした場合
、面内のコート厚さが不均一になる。すると単位体積あたりの樹脂量が多いコート部分と
樹脂量が少ないコート部分が生じ、シート作製時に応力の不均一性をもたらすのである。
このような複合シート主要因となるコア層の応力の面内不均一性を低減する方法として
は織布の織密度の均一性の向上、たとえば織り方、開繊方法等を工夫しコア層内の単位体
積あたりの樹脂の均一性をできるだけ高くすることが考えられる。しかしながら織布であ
る場合、織密度の均一性を向上するには限界がある。
織密度に不均一性がある場合においてもコア層のうねりを小さくする、つまり繊維と樹
脂マトリックスとの界面の応力を低くする手法としてはマトリックス樹脂の線膨張を小さ
くする、又はマトリックス樹脂のガラス転移温度を低くする、又は応力が限りなくゼロに
なる温度を低くし室温との温度差を小さくする、もしくは弾性率を下げるなどの対策が考
えられる。なぜなら繊維とマトリックス樹脂との界面に生じる応力は数式(1)であらわ
すことができるからである。
Next, the mechanism by which the surface smoothing layer increases the undulation generated in the core layer will be described.
The mechanism that increases the waviness of the surface smoothing layer can be considered to be due to the non-uniformity of in-plane stress, as in the core layer. That is, when the surface smoothing layer is coated on the wavy core layer, the in-plane coating thickness becomes non-uniform. As a result, a coated portion having a large amount of resin per unit volume and a coated portion having a small amount of resin are produced, resulting in stress nonuniformity during sheet production.
As a method of reducing the in-plane non-uniformity of the stress of the core layer, which is the main factor of such a composite sheet, improvement in the uniformity of the woven fabric's woven density, for example, a method of weaving, opening method, etc. It is conceivable to make the uniformity of the resin per unit volume as high as possible. However, in the case of a woven fabric, there is a limit to improving the uniformity of the woven density.
Even if the weave density is not uniform, the core layer waviness can be reduced, that is, the stress at the interface between the fiber and the resin matrix can be reduced by reducing the linear expansion of the matrix resin or by the glass transition of the matrix resin. Measures such as lowering the temperature, lowering the temperature at which the stress becomes zero as much as possible, reducing the temperature difference from room temperature, or lowering the elastic modulus can be considered. This is because the stress generated at the interface between the fiber and the matrix resin can be expressed by Equation (1).
数式(1)でEはマトリクス樹脂の弾性率、Tgはマトリックス樹脂のガラス転移温度
又は基板作製温度、又は応力が限りなくゼロに近づく温度である。αmは樹脂の線膨張係
数、αfは繊維の線膨張係数を意味する。
In Equation (1), E is the elastic modulus of the matrix resin, and Tg is the glass transition temperature or substrate manufacturing temperature of the matrix resin, or the temperature at which the stress approaches zero without limit. αm means the linear expansion coefficient of the resin, and αf means the linear expansion coefficient of the fiber.
一方、コア層と表面平滑化層との界面で生じる応力を低減する方法もコア層における樹
脂と繊維との界面の応力を低減する手法と同様で、表面平滑化層樹脂の線膨張を小さくす
る、又はガラス転移温度を低くする、又は応力が限りなくゼロになる温度を低くし室温と
の温度差を小さくする、もしくは弾性率を下げるなどの手法が考えられる。
On the other hand, the method for reducing the stress generated at the interface between the core layer and the surface smoothing layer is the same as the method for reducing the stress at the interface between the resin and the fiber in the core layer, and the linear expansion of the surface smoothing layer resin is reduced. Alternatively, a method of lowering the glass transition temperature, lowering the temperature at which the stress becomes zero as much as possible, reducing the temperature difference from room temperature, or lowering the elastic modulus can be considered.
本発明のコア層、及び表面平滑化層に用いられる透明樹脂の成分としては公知の架橋性
樹脂を用いることができるが、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物を硬化させた樹脂であるこ
と好ましい。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、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る。また1,4-ビス[(3-エチル-3オキセタニルメトキシ)メ
チル]ベンゼン、2-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、オキセタニルシルセスキオ
キサン、オキセタニルシリケート等のオキセタン化合物、ビニルエーテル化合物も用いる
ことができる。
As a component of the transparent resin used for the core layer and the surface smoothing layer of the present invention, a known crosslinkable resin can be used, but a resin obtained by curing a resin composition containing an epoxy resin is preferable. Examples of the epoxy resin 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, epoxy resin having a triglycidyl isocyanurate skeleton, cardo Examples thereof include an epoxy resin having a skeleton, an alicyclic polyfunctional epoxy resin, an alicyclic epoxy resin having a hydrogenated biphenyl skeleton, and an alicyclic epoxy resin having a hydrogenated bisphenol A skeleton. In addition, oxetane compounds such as 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene, 2-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, oxetanylsilsesquioxane, oxetanyl silicate, and vinyl ether compounds can also be used. .
これらの樹脂中でも脂環式エポキシ樹脂が好ましく、特に水添ビフェニル構造を有する
脂環式エポキシ樹脂、更に化学式(1)で示される脂環式エポキシ樹脂を含むことが好ま
しい。なぜならば低温での硬化性が優れており、繊維状フィラーと樹脂との界面、又はコ
ア層と表面平滑化樹脂層との界面応力が限りなくゼロを示す温度と室温との温度差が小さ
く、かつ硬化後の線膨張係数が低いため、それぞれの界面の応力を小さくできるからであ
る。
Among these resins, alicyclic epoxy resins are preferable, and it is particularly preferable to include an alicyclic epoxy resin having a hydrogenated biphenyl structure and an alicyclic epoxy resin represented by the chemical formula (1). Because the curability at low temperature is excellent, the temperature difference between the temperature at which the interface stress between the fibrous filler and the resin or the interface layer between the core layer and the surface smoothing resin layer is zero and the room temperature is small, And since the linear expansion coefficient after hardening is low, it is because the stress of each interface can be made small.
これらの樹脂又は化合物を硬化させるには、単独で硬化させる場合においてはカチオン
触媒、またはアニオン触媒を用いて硬化させることができる。一方、種々の硬化剤を用い
て硬化させることも可能である。例えばエポキシ樹脂の場合酸無水物や脂肪族アミンを用
いて硬化させることができる。
In order to cure these resins or compounds, they can be cured using a cation catalyst or an anion catalyst when cured alone. On the other hand, it can be cured using various curing agents. For example, in the case of an epoxy resin, it can be cured using an acid anhydride or an aliphatic amine.
しかしながら界面の応力をできるだけ小さくするにはカチオン系硬化触媒を用いて硬化
できる樹脂が好ましい。なぜならば前記脂環式エポキシ樹脂の硬化をカチオン系硬化触媒
で用いて行うと、樹脂材料を低温で硬化させることができるからであり、低温で硬化でき
ると応力がかぎりなく0になる温度と室温との温度差が小さくなり応力が小さくなるから
である。
However, in order to reduce the stress at the interface as much as possible, a resin that can be cured using a cationic curing catalyst is preferred. This is because if the alicyclic epoxy resin is cured with a cationic curing catalyst, the resin material can be cured at a low temperature. This is because the temperature difference between and the stress becomes smaller.
一方、前記エポキシ樹脂を酸無水物等の硬化剤を用いて硬化させた場合は、カチオン重
合系と異なり、低温での硬化は困難であり、応力が限りなく0になる温度と室温との温度
差が大きくなり、さらには線膨張係数がカチオン重合系と比較し大きくなるため、応力が
大きくなる。
On the other hand, when the epoxy resin is cured using a curing agent such as an acid anhydride, unlike the cationic polymerization system, it is difficult to cure at a low temperature, and the temperature between the temperature at which the stress becomes zero and the room temperature is unlimited. The difference becomes larger, and the linear expansion coefficient becomes larger than that of the cationic polymerization system, so that the stress becomes larger.
また前記カチオン系硬化触媒を用いて前記エポキシ樹脂を硬化すると、硬化物の耐熱性
(例えばガラス転移温度)が、他の硬化剤(例えば酸無水物)を用いて硬化した硬化物の
それよりも高くなるからである。カチオン系硬化触媒を用いた硬化物の耐熱性が、他の触
媒を用いたものよりも高くなり理由は、前記カチオン系硬化触媒を用いて前記エポキシ樹
脂を硬化した硬化物の架橋密度が、他の硬化剤(例えば酸無水物)を用いて硬化した硬化
物の架橋密度と比較して高くなるためと考えられる。
Moreover, when the epoxy resin is cured using the cationic curing catalyst, the heat resistance (eg, glass transition temperature) of the cured product is higher than that of a cured product cured using another curing agent (eg, acid anhydride). Because it becomes high. The reason why the heat resistance of the cured product using the cationic curing catalyst is higher than that using the other catalyst is that the crosslinking density of the cured product obtained by curing the epoxy resin using the cationic curing catalyst is different from the others. This is considered to be because it becomes higher than the cross-linking density of the cured product cured using the above curing agent (for example, acid anhydride).
前記カチオン系硬化触媒としては、例えば加熱によりカチオン重合を開始させる物質を
放出するもの(例えばオニウム塩系カチオン硬化触媒、またはアルミニウムキレート系カ
チオン硬化触媒)や、活性エネルギー線によってカチオン重合を開始させる物質を放出さ
せるもの(例えばオニウム塩系カチオン系硬化触媒等)が挙げられる。これらの中でも、
熱カチオン系硬化触媒が好ましい。これにより、より耐熱性に優れる硬化物を得ることが
できる。
Examples of the cationic curing catalyst include those that release a substance that initiates cationic polymerization by heating (for example, an onium salt cationic curing catalyst or an aluminum chelate cationic curing catalyst), and substances that initiate cationic polymerization by active energy rays. (For example, an onium salt-based cationic curing catalyst). Among these,
Thermal cationic curing catalysts are preferred. Thereby, the hardened | cured material which is more excellent in heat resistance can be obtained.
前記熱カチオン系硬化触媒としては、例えば芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウ
ム塩、アンモニウム塩、アルミニウムキレート、三フッ化ホウ素アミン錯体等が挙げられ
る。具体的には、芳香族スルホニウム塩として三新化学工業製のSI-60L、SI-80
L、SI-100L、旭電化工業製のSP-66やSP-77等のヘキサフルオロアンチモ
ネート塩挙げられ、アルミニウムキレートとしてはエチルアセトアセテートアルミニウム
ジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられ、三
フッ化ホウ素アミン錯体としては、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ
素イミダゾール錯体、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体等が挙げられる。
前記光カチオン系硬化触媒としては旭電化工業製のSP170等が上げられる。
Examples of the thermal cationic curing catalyst include aromatic sulfonium salts, aromatic iodonium salts, ammonium salts, aluminum chelates, and boron trifluoride amine complexes. Specifically, SI-60L and SI-80 manufactured by Sanshin Chemical Industry as aromatic sulfonium salts are used.
L, SI-100L, hexafluoroantimonate salts such as SP-66 and SP-77 manufactured by Asahi Denka Kogyo, and examples of aluminum chelates include ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate and aluminum tris (ethyl acetoacetate). Examples of the boron trifluoride amine complex include boron trifluoride monoethylamine complex, boron trifluoride imidazole complex, and boron trifluoride piperidine complex.
Examples of the photocationic curing catalyst include SP170 manufactured by Asahi Denka Kogyo.
前記カチオン系触媒の含有量は、特に限定されないが、例えば前記化学式(1)で示さ
れるエポキシ樹脂を使用する場合は、該エポキシ樹脂100重量部に対して0.1〜5重
量部が好ましく、特に0.5〜3重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬
化性が低下する場合があり、前記上限値を超えると透明複合体が脆くなる場合がある。
光硬化する場合は必要に応じて硬化反応を促進させるため増感剤、酸増殖剤等もあわせ
て用いることが可能である。
Although the content of the cationic catalyst is not particularly limited, for example, when using an epoxy resin represented by the chemical formula (1), 0.1 to 5 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin, 0.5-3 weight part is especially preferable. If the content is less than the lower limit, the curability may be reduced, and if the content exceeds the upper limit, the transparent composite may become brittle.
In the case of photocuring, a sensitizer, an acid proliferating agent and the like can be used together to accelerate the curing reaction as necessary.
コア層に用いる透明樹脂において、用いる繊維状フィラーの直径が100nm以下の場
合は界面での光の散乱が少ないため問題ないが、100nmを超える場合、繊維状フィラ
ーと樹脂との屈折率をコントロールし透明性を向上させるため、屈折率調整成分を添加す
ることができる。屈折率調整成分は、主成分の樹脂の屈折率が使用する繊維状フィラーの
屈折率よりも高い場合は、繊維状フィラーの屈折率よりも低い成分を添加することができ
、逆に主成分の屈折率が使用する繊維状フィラーよりも低い場合は、繊維状フィラーの屈
折率よりも高い成分を添加することができる。
In the transparent resin used for the core layer, when the fibrous filler used has a diameter of 100 nm or less, there is no problem because light scattering at the interface is small, but when it exceeds 100 nm, the refractive index of the fibrous filler and the resin is controlled. In order to improve transparency, a refractive index adjusting component can be added. When the refractive index of the main component resin is higher than the refractive index of the fibrous filler used, the refractive index adjusting component can be added with a component lower than the refractive index of the fibrous filler. When the refractive index is lower than the fibrous filler used, a component higher than the refractive index of the fibrous filler can be added.
樹脂の屈折率が繊維状フィラーの屈折率よりも高い場合、屈折率調整成分として添加か
可能な低屈折率成分としては特に限定されるものではないが、例えば低屈折率樹脂、低屈
折無機および有機微粒子などが挙げられる。低屈折樹脂成分として有機成分を添加する場
合にはマトリックス樹脂と架橋反応する官能基を有することが望ましい。なぜなら、硬化
物の線膨張係数が大きくなり繊維と樹脂マトリックスとの線膨張率差が大きくなり応力み
が増大するためである。
When the refractive index of the resin is higher than the refractive index of the fibrous filler, it is not particularly limited as a low refractive index component that can be added as a refractive index adjusting component, for example, low refractive index resin, low refractive inorganic and Organic fine particles etc. are mentioned. When an organic component is added as a low refractive resin component, it preferably has a functional group that undergoes a crosslinking reaction with the matrix resin. This is because the linear expansion coefficient of the cured product increases, the difference between the linear expansion coefficients of the fiber and the resin matrix increases, and the stress increases.
具体的にはシルセスキ骨格を有する脂環式エポキシモノマー、シルセスキ骨格を有する
オキセタンモノマー、シリケート構造を有するオリゴマー(小西化学製:PSQレジン、
東亜合成製:オキセタニルシルセスキオキサン、オキセタニルシリケート)、β-(3,4
エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジ
エトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のカップリング剤が挙げ
られる。
Specifically, an alicyclic epoxy monomer having a silsesqui skeleton, an oxetane monomer having a silsesqui skeleton, an oligomer having a silicate structure (manufactured by Konishi Chemical: PSQ resin,
Toa Gosei: Oxetanylsilsesquioxane, oxetanyl silicate), β- (3,4
And a coupling agent such as epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane.
無機微粒子としてはたとえばナノ粒子、ガラスビーズ等が挙げられ、平均分散粒子径が
100nm以下となるような粒子が好ましい。何故ならば粒子径が上限値を超えると透明
複合シートの散乱が大きくなるからである。
具体的にはシリケート構造を有するシリカ微粒子、または酸化チタン微粒子、酸化ジル
コニア微粒子、アルミナ微粒子等が挙げられる。これらの粒子は屈折率の調整のために適
宜用いることができる。
Examples of the inorganic fine particles include nanoparticles and glass beads, and particles having an average dispersed particle diameter of 100 nm or less are preferable. This is because the scattering of the transparent composite sheet increases when the particle diameter exceeds the upper limit.
Specific examples include silica fine particles having a silicate structure, titanium oxide fine particles, zirconia oxide fine particles, and alumina fine particles. These particles can be appropriately used for adjusting the refractive index.
例えば主成分である樹脂の屈折率が繊維状フィラーの屈折率よりも高い場合には、繊維
状フィラーより屈折率の低いシリカ微粒子もしくはシリケート構造を有する微粒子が好ま
しい。これにより耐熱性、線膨張係数等の硬化物の物性を低下させずに高い透明性を得る
ことができる。
さらにシリカ微粒子を用いる場合、同じシリカ微粒子の中でも表面処理が施されている
シリカ微粒子がより好ましい。なぜなら微粒子表面にはカチオン重合を促進する活性水素
(シラノール基)が存在し、表面処理がない場合、硬化反応が進行し保存安定性が低いか
らである。
For example, when the refractive index of the resin as the main component is higher than the refractive index of the fibrous filler, silica fine particles having a refractive index lower than that of the fibrous filler or fine particles having a silicate structure are preferable. Thereby, high transparency can be obtained without deteriorating the physical properties of the cured product such as heat resistance and linear expansion coefficient.
Further, when silica fine particles are used, among the same silica fine particles, silica fine particles subjected to surface treatment are more preferable. This is because active hydrogen (silanol group) that promotes cationic polymerization exists on the surface of the fine particles, and when there is no surface treatment, the curing reaction proceeds and the storage stability is low.
本発明に用いる繊維状フィラーの屈折率は、直径が100nm以下であれば繊維状フィ
ラーとマトリックス樹脂との界面における散乱が小さいので特に限定されない。直径が1
00nmを超える場合は散乱を抑制するため1.4〜1.6が好ましく、特に1.5〜1
.55が好ましい。屈折率が前記範囲内であると、繊維材料のアッベ数に近い透明樹脂を
選択することができるので特に好ましいからである。また透明樹脂のアッベ数とガラスの
アッベ数が近いほど広い波長領域で屈折率が一致し、広範囲で高い光線透過率が得られる
からである。
The refractive index of the fibrous filler used in the present invention is not particularly limited as long as the diameter is 100 nm or less because scattering at the interface between the fibrous filler and the matrix resin is small. 1 diameter
When it exceeds 00 nm, 1.4 to 1.6 is preferable to suppress scattering, and particularly 1.5 to 1 is preferable.
. 55 is preferred. This is because it is particularly preferable that the refractive index is in the above-mentioned range since a transparent resin close to the Abbe number of the fiber material can be selected. Further, the closer the Abbe number of the transparent resin and the Abbe number of the glass, the higher the refractive index in a wide wavelength region, and the higher light transmittance can be obtained in a wide range.
本発明で用いる繊維状フィラーとしては、ナノ繊維、ガラス繊維のクロスや不織布など
の繊維布などがあげられ、中でも線膨張係数の低減効果が高いことからガラスクロス、ガ
ラス不織布が好ましく、さらにガラスクロスが好ましい。
Examples of the fibrous filler used in the present invention include nanofibers, fiber cloths such as glass fiber cloths and nonwoven fabrics. Among them, glass cloths and glass nonwoven fabrics are preferable because they have a high effect of reducing the linear expansion coefficient. Is preferred.
ガラスの種類としては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、高誘電率ガラスなどが上げられ、中でもアルカリ金属
などのイオン性不純物が少なく入手の容易なEガラス、Sガラス、TガラスNEガラスが好ま
しい。
The types of glass 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, among which ionic impurities such as alkali metals E glass, S glass, and T glass NE glass, which are easy to obtain with little, are preferable.
繊維状フィラーの配合量は、コア層に対して1〜90重量%が好ましく、より好ましく
は10〜80重量%、さらに好ましくは30〜70重量%である。
コア層内の繊維状フィラー量が多ければ、コア層面内の単位体積あたりの樹脂量の均一
性が向上し、応力の均一性が向上する。
The blending amount of the fibrous filler is preferably 1 to 90% by weight, more preferably 10 to 80% by weight, and still more preferably 30 to 70% by weight with respect to the core layer.
If the amount of fibrous filler in the core layer is large, the uniformity of the resin amount per unit volume in the core layer surface is improved, and the uniformity of stress is improved.
本発明の表面平滑化層に用いる透明樹脂は、前記のように低温で硬化し線膨張率が小さ
い水添ビフェニル構造を有する脂環式エポキシ樹脂が特に好ましいが、硬化後の樹脂の線
膨張をさらに低下させるため透明性を損なわない範囲で無機フィラーを添加するのが好ま
しい。
The transparent resin used for the surface smoothing layer of the present invention is particularly preferably an alicyclic epoxy resin having a hydrogenated biphenyl structure that is cured at a low temperature and has a small linear expansion coefficient as described above. In order to further reduce, it is preferable to add an inorganic filler within a range that does not impair the transparency.
添加する無機フィラーとしてはたとえばナノ粒子、ナノ繊維、ガラスビーズ等が挙げら
れ、平均分散粒子径が100nm以下となるような粒子が好ましい。何故ならば粒子径が
これ以上の大きさになると粒子と樹脂との屈折率が異なる場合、界面での散乱が大きくな
るからである。
Examples of the inorganic filler to be added include nanoparticles, nanofibers, glass beads and the like, and particles having an average dispersed particle diameter of 100 nm or less are preferable. This is because when the particle diameter is larger than this, scattering at the interface increases when the refractive index of the particles and the resin is different.
表面平滑化層の厚さは0.1〜30μmが好ましく、より好ましくは0.5〜30μmで
あり、さらに好ましくは1〜10μmである。
The thickness of the surface smoothing layer is preferably from 0.1 to 30 μm, more preferably from 0.5 to 30 μm, still more preferably from 1 to 10 μm.
本発明の透明複合シートのコア層、及び表面平滑化層には特性を損なわない範囲で、熱
可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のオリゴマーやモノマーを併用してもよい。これらのオリゴ
マーやモノマーを使用する場合は全体の屈折率がガラスフィラーの屈折率に合うように組
成比を調整する必要がある。また、本発明の複合体組成物には必要に応じて、透明性、耐
溶剤性、耐熱性などの特性を損なわない範囲で、少量の酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔
料等を含んでいてもよい。
The core layer and the surface smoothing layer of the transparent composite sheet of the present invention may be used together with an oligomer or a monomer of a thermoplastic resin or a thermosetting resin as long as the characteristics are not impaired. When these oligomers and monomers are used, it is necessary to adjust the composition ratio so that the overall refractive index matches the refractive index of the glass filler. In addition, the composite composition of the present invention contains a small amount of an antioxidant, an ultraviolet absorber, a dye / pigment, etc., as necessary, as long as the properties such as transparency, solvent resistance, and heat resistance are not impaired. May be.
本発明の透明複合シートのコア層の生産方法には制限はなく、例えば未硬化の樹脂組成
物とガラスフィラーとを直接混合し、必要な方に注型した後に架橋させてシートとする方
法、未硬化の樹脂組成物を溶剤に溶解しガラスフィラーを分散させてキャストした後、架
橋させてシートとする方法、未硬化の樹脂組成物または樹脂組成物を溶剤に溶解させたワ
ニスをガラスクロスやガラス不織布に含浸させた後架橋させてシートなどとする方法等が
挙げられる。
There is no limitation on the production method of the core layer of the transparent composite sheet of the present invention, for example, a method in which an uncured resin composition and a glass filler are directly mixed, cast into a necessary one, and then cross-linked into a sheet, A method in which an uncured resin composition is dissolved in a solvent and a glass filler is dispersed and cast, and then crosslinked to form a sheet. An uncured resin composition or a varnish in which a resin composition is dissolved in a solvent is used as a glass cloth or Examples thereof include a method of impregnating a glass nonwoven fabric and then crosslinking to form a sheet.
本発明の表面平滑化層の形成方法としては特に限定するものではないが、グラビアコー
ト、キスコート、スピンコート、バーコート、ディップコート、平滑化面転写コート方法
などが挙げられる。
表面平滑化層の表面のうねり特性値は後述する方法で測定するが、1.5×10-6以下であることが好ましく、更に好ましくは1.0×10-6以下である。うねり特性値が上限値を超えるとセルギャップの均一性を保つことが困難となり、表示品位が低下する恐れがある。
The method for forming the surface smoothing layer of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include gravure coating, kiss coating, spin coating, bar coating, dip coating, and a smooth surface transfer coating method.
The waviness characteristic value of the surface of the surface smoothing layer is measured by the method described later, but is preferably 1.5 × 10 −6 or less, and more preferably 1.0 × 10 −6 or less. When the waviness characteristic value exceeds the upper limit value, it becomes difficult to maintain the uniformity of the cell gap, and the display quality may be deteriorated.
本発明の透明複合シートを、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基
板、有機EL表示素子用プラスチック基板、電子ペーパー用基板、太陽電池用基板、タッチ
パネル等の光学用途として用いる場合、コア層の厚さは好ましくは50〜200μmであ
り、より好ましくは50〜100μmである。なぜならば、コア層の厚さが上限値を超え
る場合であれば、コア層の剛性が高いため通常の繊維布の織り目の不均一性があったとし
てもうねりが生じる可能性が低いからである。
When the transparent composite sheet of the present invention is used for optical applications such as a liquid crystal display element plastic substrate, a color filter substrate, an organic EL display element plastic substrate, an electronic paper substrate, a solar cell substrate, a touch panel, etc. The thickness is preferably 50 to 200 μm, more preferably 50 to 100 μm. This is because if the thickness of the core layer exceeds the upper limit, the rigidity of the core layer is so high that there is a low possibility of waviness even if there is non-uniformity in the texture of a normal fiber cloth. .
また、この透明複合シートを光学用途として用いる場合、30℃〜150℃における平
均線膨張係数が40ppm以下であることが好ましく、より好ましくは30ppm以下、
最も好ましくは20ppm以下である。例えば、この複合体組成物をアクティブマトリッ
クス表示素子用基板に用いた場合、この上限値を超えると、その製造工程において反りや
アルミ配線の断線などの問題が生じる恐れがある。
Moreover, when this transparent composite sheet is used as an optical application, the average linear expansion coefficient at 30 ° C. to 150 ° C. is preferably 40 ppm or less, more preferably 30 ppm or less,
Most preferably, it is 20 ppm or less. For example, when this composite composition is used for an active matrix display element substrate, if this upper limit is exceeded, problems such as warping and disconnection of aluminum wiring may occur in the manufacturing process.
本発明の透明複合シートを表示用プラスチック基板として用いる場合、波長400nm
における光線透過率は80%以上が必要であり、更に好ましくは85%以上であり、さら
に好ましくは88%以上である。波長400nmにおける光線透過率が下限値未満である
と表示性能が十分でない。
When the transparent composite sheet of the present invention is used as a display plastic substrate, the wavelength is 400 nm.
The light transmittance in is required to be 80% or more, more preferably 85% or more, and still more preferably 88% or more. If the light transmittance at a wavelength of 400 nm is less than the lower limit, the display performance is not sufficient.
更に本発明の透明複合体組成物を表示プラスチック基板として用いる場合、ガラス転移
温度は200℃以上が好ましく、より好ましくは250℃以上である。ガラス転移温度が
下限値未満であると高温プロセスにおいて、高温での基板の強度や弾性率が不十分で基板
が変形するおそれがある。
Further, when the transparent composite composition of the present invention is used as a display plastic substrate, the glass transition temperature is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. or higher. If the glass transition temperature is lower than the lower limit, the substrate may be deformed due to insufficient strength and elastic modulus of the substrate at a high temperature in a high temperature process.
以下、本発明の内容を実施例により詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り以下の例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, although the content of this invention is demonstrated in detail by an Example, this invention is not limited to the following examples, unless the summary is exceeded.
(実施例1)
NEガラス系ガラスクロス(厚さ90μm、屈折率1.510、日東紡製)に水添ビフ
ェニル型脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業製、E-BP)70重量部、オキセタニ
ルシリケート(東亜合成製、OXT-191)30重量部、芳香族スルホニウム系熱カチ
オン触媒(三新化学製SI-100L)1重量部を混合した樹脂組成物を含浸させ脱泡した
。このガラスクロスを銅箔に挟み込んで80℃で2時間加熱後、250℃で更に2時間加
熱し厚さ0,1mmの透明複合シートのコア層を得た。
得られたコア層の両面にE-BP100重量部、光カチオン系重合触媒(旭電化製SP
170)3重量部とからなる樹脂組成物を塗布した後、UV光を照射し、窒素雰囲気下2
50℃でさらに2時間加熱し厚さ4μmの表面平滑化層を形成した。
Example 1
NE glass-based glass cloth (thickness 90 μm, refractive index 1.510, manufactured by Nittobo) 70 parts by weight of hydrogenated biphenyl type alicyclic epoxy resin (manufactured by Daicel Chemical Industries, E-BP), oxetanyl silicate (manufactured by Toa Gosei) , OXT-191) impregnated with a resin composition in which 30 parts by weight and 1 part by weight of an aromatic sulfonium-based thermal cation catalyst (SI-100L manufactured by Sanshin Chemical) were impregnated and defoamed. The glass cloth was sandwiched between copper foils, heated at 80 ° C. for 2 hours, and further heated at 250 ° C. for 2 hours to obtain a core layer of a transparent composite sheet having a thickness of 0.1 mm.
On both sides of the obtained core layer, 100 parts by weight of E-BP and a photocationic polymerization catalyst (SP manufactured by Asahi Denka)
170) After applying a resin composition consisting of 3 parts by weight, UV light was irradiated and 2 in a nitrogen atmosphere.
Heating was further performed at 50 ° C. for 2 hours to form a surface smoothing layer having a thickness of 4 μm.
(実施例2)
NEガラス系ガラスクロス(厚さ90μm、屈折率1.510、日東紡製)に水添ビフ
ェニル型脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業性、E-BP)100重量部、ナノリシ
カMEK分散ゾル(小西化学製、PMSQナノ粒子、平均粒径20nm、固形分20wt
%)60重量部を混合し溶剤を揮発させた後に芳香族スルホニウム系熱カチオン触媒(三
新化学製SI-100L)1重量部を混合した樹脂組成物を含浸させ脱泡した。このガラス
クロスを銅箔に挟み込んで80℃で2時間加熱後、250℃で更に2時間加熱し厚さ0,
1mmの透明複合シートのコア層を得た。
得られたコア層の両面にE-BP100重量部、光カチオン系重合触媒(旭電化製SP
170)3重量部とからなる樹脂組成物を瘻塗布した後、UV光を照射し、窒素雰囲気下
250℃でさらに2時間加熱し厚さ4μmの表面平滑化層を形成した。
(Example 2)
NE glass-based glass cloth (thickness 90 μm, refractive index 1.510, manufactured by Nittobo), hydrogenated biphenyl type alicyclic epoxy resin (Daicel Chemical Industrial Co., Ltd., E-BP) 100 parts by weight, Nano-Lishica MEK dispersion sol (Konishi) Chemical, PMSQ nanoparticles, average particle size 20nm, solid content 20wt
%) 60 parts by weight were mixed to volatilize the solvent, and then impregnated with a resin composition mixed with 1 part by weight of an aromatic sulfonium-based thermal cation catalyst (SI-100L manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.) and degassed. This glass cloth is sandwiched between copper foils and heated at 80 ° C. for 2 hours, and further heated at 250 ° C. for 2 hours to obtain a thickness of 0,
A core layer of a 1 mm transparent composite sheet was obtained.
On both sides of the obtained core layer, 100 parts by weight of E-BP and a photocationic polymerization catalyst (SP manufactured by Asahi Denka)
170) After applying a resin composition consisting of 3 parts by weight, UV light was irradiated and heated at 250 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere to form a surface smoothing layer having a thickness of 4 μm.
(実施例3)
Tガラス系ガラスクロス(厚さ90μm、屈折率1.523、日東紡製)に水添ビフェ
ニル型脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業性、E-BP)100重量部、芳香族スル
ホニウム系熱カチオン触媒(三新化学製SI-100L)1重量部を混合した樹脂組成物を
含浸させ脱泡した。このガラスクロスを銅箔に挟み込んで80℃で2時間加熱後、250
℃で更に2時間加熱し厚さ0,1mmの透明複合シートのコア層を得た。
得られたコア層の両面にE-BP100重量部、光カチオン系重合触媒(旭電化製SP
170)3重量部とからなる樹脂組成物を塗布した後、UV光を照射し、窒素雰囲気下2
50℃でさらに2時間加熱し厚さ4μmの表面平滑化層を形成した。
(Example 3)
T glass-based glass cloth (thickness 90 μm, refractive index 1.523, manufactured by Nittobo), hydrogenated biphenyl type alicyclic epoxy resin (Daicel Chemical Industrial, E-BP) 100 parts by weight, aromatic sulfonium-based thermal cation A resin composition mixed with 1 part by weight of a catalyst (SI-100L manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.) was impregnated and defoamed. The glass cloth was sandwiched between copper foils and heated at 80 ° C. for 2 hours, and then 250
It was further heated at 0 ° C. for 2 hours to obtain a core layer of a transparent composite sheet having a thickness of 0.1 mm.
On both sides of the obtained core layer, 100 parts by weight of E-BP and a photocationic polymerization catalyst (SP manufactured by Asahi Denka)
170) After applying a resin composition consisting of 3 parts by weight, UV light was irradiated and 2 in a nitrogen atmosphere.
Heating was further performed at 50 ° C. for 2 hours to form a surface smoothing layer having a thickness of 4 μm.
(実施例4)
NEガラス系ガラスクロス(厚さ90μm、屈折率1.510、日東紡製)に水添ビフ
ェニル型脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業性、E-BP)70重量部、オキセタニ
ルシリケート(東亜合成製、OXT-191)30重量部、芳香族スルホニウム系熱カチ
オン触媒(三新化学製SI-100L)1重量部を混合した樹脂組成物を含浸させ脱泡した
。このガラスクロスを銅箔に挟み込んで80℃で2時間加熱後、250℃で更に2時間加
熱し厚さ0,1mmの透明複合シートのコア層を得た。
得られたコア層の両面にE-BP100重量部、ナノリシカゾル(扶桑化学製、クウォ
ートロン、平均粒径40nm、固形分25wt%)200重量部を混合し溶剤を揮発させ
た後に光カチオン系重合触媒(旭電化製SP170)3重量部とからなる樹脂組成物を塗
布した後、UV光を照射し、窒素雰囲気下250℃でさらに2時間加熱し厚さ4μmの表
面平滑化層を形成した。
Example 4
NE glass-based glass cloth (thickness 90 μm, refractive index 1.510, manufactured by Nittobo) 70 parts by weight of hydrogenated biphenyl type alicyclic epoxy resin (Daicel Chemical Industrial Co., Ltd., E-BP), oxetanyl silicate (manufactured by Toa Gosei) , OXT-191) impregnated with a resin composition in which 30 parts by weight and 1 part by weight of an aromatic sulfonium-based thermal cation catalyst (SI-100L manufactured by Sanshin Chemical) were impregnated and defoamed. The glass cloth was sandwiched between copper foils, heated at 80 ° C. for 2 hours, and further heated at 250 ° C. for 2 hours to obtain a core layer of a transparent composite sheet having a thickness of 0.1 mm.
100 parts by weight of E-BP and 200 parts by weight of nano-risica sol (manufactured by Fuso Chemical, Quatron, average particle size 40 nm, solid content 25 wt%) were mixed on both sides of the obtained core layer, and the solvent was evaporated. (SP 170 manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) After applying a resin composition consisting of 3 parts by weight, UV light was irradiated and heated at 250 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere to form a surface smoothing layer having a thickness of 4 μm.
(比較例1)
NEガラス系ガラスクロス(厚さ90μm、屈折率1.510、日東紡製)に多官能脂
環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業性、EHPE-3150)80重量部、ビスフェノ
ールS型エポキシ樹脂(大日本インキ化学社製、EXA-1514)20重量部、メチル
ヘキサヒドロ無水フタル酸(新日本理化社製、MH-700G)77重量部、1-ベンジル
-2-フェニルイミダゾール(四国化成製)1重量部を混合した樹脂組成物を含浸させ脱泡
した。このガラスクロスを銅箔に挟み込んで80℃で2時間加熱後、200℃で更に2時
間加熱し厚さ0,1mmの透明複合シートのコア層を得た。
得られたコア層の両面にE-BP100重量部、光カチオン系重合触媒(旭電化製SP
170)3重量部とからなる樹脂を塗布した後、UV光を照射し、窒素雰囲気下250℃
でさらに2時間加熱し厚さ4μmの表面平滑化層を形成した。
(Comparative Example 1)
NE glass-based glass cloth (thickness 90 μm, refractive index 1.510, manufactured by Nittobo), polyfunctional alicyclic epoxy resin (Daicel Chemical Industrial Co., EHPE-3150) 80 parts by weight, bisphenol S type epoxy resin (Dainippon) 20 parts by weight, manufactured by Ink Chemical Co., EXA-1514), 77 parts by weight of methylhexahydrophthalic anhydride (manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd., MH-700G), 1-benzyl
A resin composition mixed with 1 part by weight of -2-phenylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei) was impregnated and defoamed. The glass cloth was sandwiched between copper foils, heated at 80 ° C. for 2 hours, and further heated at 200 ° C. for 2 hours to obtain a core layer of a transparent composite sheet having a thickness of 0.1 mm.
On both sides of the obtained core layer, 100 parts by weight of E-BP and a photocationic polymerization catalyst (SP manufactured by Asahi Denka)
170) After applying a resin consisting of 3 parts by weight, UV light was irradiated and 250 ° C. under a nitrogen atmosphere.
Was further heated for 2 hours to form a surface smoothing layer having a thickness of 4 μm.
(比較例2)
NEガラス系ガラスクロス(厚さ90μm、屈折率1.510、日東紡製)に水添ビフ
ェニル型脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業性、E-BP)70重量部、オキセタニ
ルシリケート(東亜合成製、OXT-191)30重量部、芳香族スルホニウム系熱カチ
オン触媒(三新化学製SI-100L)1重量部を混合した樹脂組成物を含浸させ脱泡した
。このガラスクロスを銅箔に挟み込んで80℃で2時間加熱後、250℃で更に2時間加
熱し厚さ0,1mmの透明複合シートのコア層を得た。
得られたコア層の両面にアクリル樹脂(東亞合成製:M-315)50重量部、R-60
4(日本化薬製、R-604)50重量部、及び光ラジカル発生剤(チバスペシャリティ
ケミカル製、イルガキュア907)3重量部とからなる樹脂組成物を塗布した後、UV光
を照射し、窒素雰囲気下250℃でさらに2時間加熱し厚さ4μmの表面平滑化層を形成
した。
(Comparative Example 2)
NE glass-based glass cloth (thickness 90 μm, refractive index 1.510, manufactured by Nittobo) 70 parts by weight of hydrogenated biphenyl type alicyclic epoxy resin (Daicel Chemical Industrial Co., Ltd., E-BP), oxetanyl silicate (manufactured by Toa Gosei) , OXT-191) impregnated with a resin composition in which 30 parts by weight and 1 part by weight of an aromatic sulfonium-based thermal cation catalyst (SI-100L manufactured by Sanshin Chemical) were impregnated and defoamed. The glass cloth was sandwiched between copper foils, heated at 80 ° C. for 2 hours, and further heated at 250 ° C. for 2 hours to obtain a core layer of a transparent composite sheet having a thickness of 0.1 mm.
Acrylic resin (manufactured by Toagosei Co., Ltd .: M-315) 50 parts by weight on both sides of the obtained core layer, R-60
4 (Nippon Kayaku Co., Ltd., R-604) 50 parts by weight and a photo radical generator (Ciba Specialty Chemicals, Irgacure 907) 3 parts by weight was applied, and then irradiated with UV light. A surface smoothing layer having a thickness of 4 μm was formed by heating at 250 ° C. for 2 hours under an atmosphere.
実施例、比較例の透明複合シートの配合及び特性の評価結果を表1に示す。
評価方法は以下の通りである。
Table 1 shows the composition of the transparent composite sheets of Examples and Comparative Examples and the evaluation results of the properties.
The evaluation method is as follows.
(a)うねりの評価
所定の計測面積(S1)における基板表面をレーザー変位計をスキャンさせて、計測し
た基板表面積(S2)の計測面積に対する増分率(S2-S1)/S1をうねり特性値とし
て算出し、下記のような基準でうねり特性値を判定した。
良好○:うねり特性値 1.5×10-6以下
劣悪×:うねり特性値 1.5×10-6を超える値
測定方法の詳細は以下の通りである。図1-aは表面形状計測装置を示す。計測装置は
固定されたレーザー変位計3(キーエンス社製;LT-9030M)とX-Yオートステージ2(
コムス社製)で構成されている。オートステージ上に基板1を設置し、計測範囲4[XL×
YL]を設定する。オートステージX方向に移動させることによりレーザー変位計を走査
させ、計測ピッチXPで基板表面の高さを計測する。この走査をピッチYP毎に実施する
ことにより、XP、YP(図1-b)間隔での基板表面形状データを得る。今回の計測では
XLおよびYLを50mm、XPおよびYPを0.5mmに設定し計測を実施した。
図2-aは所定の範囲で計測された基板表面5を示している。計測した基板形状の表面積
を算出するため、隣り合う計測ポイント4点から構成される要素の面積を求める。計測表
面の局所部分6を拡大したものを図2-bに示す。隣り合う4点で構成される要素7におい
て、基準点7aを設定し、XP側の点7bと基準点の高さ差ZXの算出により基準点に対す
る7bのベクトル(XP、0、ZX)、YP側の点7cと基準点の高さ差ZYの算出により
基準点に対する7cのベクトル(0、YP、ZY)を得る。この両ベクトルのなす平面の
面積を要素7の面積と近似し、外積の大きさを求めることにより面積を得る。計測表面を
構成している各要素に対して同様の手法で面積を求め、これらの総和を算出することで計
測した基板の表面積(S2)を得る。計測された表面形状がフラットであるほど得られた
表面積は計測面積XL×YLに近づくことから、算出された表面積(S2)より計測面積
(S1)を引き、凹凸に伴う表面積増加量を算出する。表面積増加量(S2-S1)を計
測面積(S1)で割ることで正規化した値をうねり特性値とした。
(A) Evaluation of Waviness Increment rate (S 2 -S 1 ) / S 1 with respect to the measurement area of the measured substrate surface area (S 2 ) by scanning the surface of the substrate in a predetermined measurement area (S 1 ) with a laser displacement meter. Was calculated as a swell characteristic value, and the swell characteristic value was determined according to the following criteria.
Good ○: Waviness characteristic value 1.5 × 10 −6 or less Poor x: Waviness characteristic value A value exceeding 1.5 × 10 −6 Details of the measuring method are as follows. FIG. 1A shows a surface shape measuring apparatus. The measuring device is fixed laser displacement meter 3 (manufactured by Keyence Corporation; LT-9030M) and XY auto stage 2 (
Coms). The substrate 1 is placed on the auto stage, and the measurement range is 4 [ XL ×
Y L ] is set. By scanning the laser displacement meter by moving the auto stage X direction, to measure the height of the substrate surface measured pitch X P. By performing this scan every pitch Y P, obtained X P, the substrate surface shape data in the Y P (FIG. 1-b) intervals. 50mm the X L and Y L is in this measurement was set to X P and Y P to 0.5mm performed measurement.
FIG. 2A shows the substrate surface 5 measured in a predetermined range. In order to calculate the surface area of the measured substrate shape, the area of an element constituted by four adjacent measurement points is obtained. An enlarged view of the local portion 6 of the measurement surface is shown in FIG. In consists element 7 at four points adjacent sets a reference point 7a, X P height difference point 7b and the reference point of the side Z X 7b of the vector (X P relative to the reference point by calculating the, 0, Z X), obtained vector of 7c relative to the reference point (0, Y P, a Z Y) by calculating the height difference Z Y point 7c and the reference point of the Y P side. The area of the plane formed by these two vectors is approximated to the area of the element 7, and the area is obtained by obtaining the size of the outer product. The surface area (S 2 ) of the measured substrate is obtained by calculating the area for each element constituting the measurement surface by the same method and calculating the sum of these areas. As the measured surface shape is flatter, the surface area obtained becomes closer to the measured area X L × Y L , so the measured area (S 1 ) is subtracted from the calculated surface area (S 2 ), and the surface area increases due to unevenness. Calculate the amount. A value normalized by dividing the surface area increase (S 2 -S 1 ) by the measurement area (S 1 ) was defined as the swell characteristic value.
(b)平均線膨張係数
SEIKO電子(株)製TMA/SS6000型熱応力歪み測定装置を用いて、窒素雰
囲気下、1分間に5℃の割合で昇温させ、荷重を5gにし引っ張りモードで測定を行い、
所定温度範囲における平均線膨張係数を算出した。
(B) Average linear expansion coefficient Using a TMA / SS6000 type thermal stress strain measuring device manufactured by SEIKO ELECTRONICS CO., LTD., The temperature is raised at a rate of 5 ° C. per minute in a nitrogen atmosphere, the load is 5 g, and the tensile mode is measured. And
The average linear expansion coefficient in a predetermined temperature range was calculated.
(c)耐熱性
SEIKO電子(株)製DNS210型動的粘弾性測定装置を用いて、1Hzでのtanδ
の最大値をガラス転移温度(Tg)とした。
(C) Heat resistance tan δ at 1 Hz using a DNS210 type dynamic viscoelasticity measuring device manufactured by SEIKO ELECTRONICS CO., LTD.
Was the glass transition temperature (Tg).
(d)光線透過率
分光光度計U3200(島津製作所製)で400nmにおける光線透過率を測定した。
(D) Light transmittance The light transmittance at 400 nm was measured with a spectrophotometer U3200 (manufactured by Shimadzu Corporation).
本発明の透明複合シートは、例えば透明板、光学レンズ、液晶表示素子用プラスチック
基板、カラーフィルター用基板、有機EL表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、
タッチパネル、導光板、光学素子、光導波路、LED封止材等に好適に利用できる。
The transparent composite sheet of the present invention includes, for example, a transparent plate, an optical lens, a liquid crystal display element plastic substrate, a color filter substrate, an organic EL display element plastic substrate, a solar cell substrate,
It can be suitably used for touch panels, light guide plates, optical elements, optical waveguides, LED sealing materials and the like.
1 基板
2 X-Yオートステージ
3 レーザー変位計
4 計測範囲
5 計測された基板表面
6 計測表面の局所部分
7 隣り合う4点で構成される要素
8 繊維織布
9 緯糸
10 経糸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 XY auto stage 3 Laser displacement meter 4 Measurement range 5 Measured substrate surface 6 Local portion 7 of measurement surface Element 8 composed of four adjacent points 8 Woven fabric 9 Weft 10 Warp
Claims (1)
れる透明複合シートであって、前記コア層の透明樹脂及び前記表面平滑化層の透明樹脂が
化学式(1)で示される水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂を含む樹脂組成物を硬化さ
せて得られるものである透明複合シート。
A transparent composite sheet comprising a core layer containing a transparent resin and a fibrous filler, and a surface smoothing layer containing a transparent resin, wherein the transparent resin of the core layer and the transparent resin of the surface smoothing layer are represented by the chemical formula (1 A transparent composite sheet obtained by curing a resin composition containing a hydrogenated biphenyl-type alicyclic epoxy resin.
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