(57)【要約】【課題】軽量化及び薄膜化が可能で、さらに画素ずれのない高繊細な液晶表示が可能な液晶基板を提供すること。【解決手段】脂環式構造含有重合体樹脂及び層状結晶化合物を含有してなる液晶基板であって、下記の［１］及び［２］の要件を満たすことを特徴とする液晶基板。［１］前記基板の面に平行な方向の線膨張係数が５×１０−５／℃以下である。［２］厚み０．５ｍｍでの全光線透過率が８７％以上である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂環式構造含有重合体樹脂及び層状結晶化合物を含有してなる液晶基板であって、下記の［１］及び［２］の要件を満たすことを特徴とする液晶基板。
［１］前記基板の面に平行な方向の線膨張係数が５×１０−５／℃以下である。
［２］厚み０．５ｍｍでの全光線透過率が８７％以上である。
【請求項２】
前記脂環式構造含有重合体樹脂が、極性基を含有するものである請求項１記載の液晶基板。
【請求項３】
前記脂環式構造含有重合体樹脂中の極性基の含有量が、０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上である請求項２記載の液晶基板。
【請求項４】
前記層状結晶化合物が、親有機化処理されたものである請求項１記載の液晶基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶基板を有する液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子などに用いられる液晶セル基板及びそれを用いた液晶表示素子に関し、さらに詳しくは、軽量化及び薄膜化が可能で、さらに画素ずれのない液晶基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶基板とは、液晶表示素子の構成部品であり、液晶表示素子においては、２枚の液晶基板の間に液晶が封入される。
従来、液晶基板としては、主としてガラスが使われてきた。しかし、ガラスが薄いと割れやすく、厚みを持たせると重くなる、さらに柔軟性がないため曲面の液晶表示素子用の液晶基板に用いることが困難であるという欠点があった。そのため、透明性の高い光学材料用の樹脂が用いられるようになってきた。
【０００３】
当出願人は、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂からなる液晶基板を提案した（特開平５−６１０２６号公報）。これによれば、透明性、耐熱性、耐湿性、強度、耐水性などに優れるので、曲面の液晶表示素子も製造することができる。
しかしながら、最近の液晶表示素子の大型化、高繊細化の要求にこたえるためには、上記公報に記載されている樹脂組成物を成形して、液晶基板として用いても、画素ずれなどの問題が残り、さらなる改良が求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、軽量化及び薄膜化が可能で、さらに画素ずれのない高繊細な液晶表示が可能な液晶基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、脂環式構造含有重合体樹脂及び層状結晶化合物を含有してなる液晶基板であって、該基板の全光線透過率と該基板の面に平行な方向の線膨張係数とを特定の値にすることにより、画素ずれのない高繊細な液晶表示が可能であることを見出し、この知見に基づいてさらに研究をすすめ、本発明を完成するに至った。
【０００６】
かくして本発明によれば、
（１）脂環式構造含有重合体樹脂及び層状結晶化合物を含有してなる液晶基板であって、下記の［１］及び［２］の要件を満たすことを特徴とする液晶基板、
［１］前記基板の面に平行な方向の線膨張係数が５×１０−５／℃以下である、
［２］厚み０．５ｍｍでの全光線透過率が８７％以上である、
（２）前記脂環式構造含有重合体樹脂が、極性基を含有するものである（１）記載の液晶基板、
（３）前記脂環式構造含有重合体樹脂中の極性基の含有量が、０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上である（２）記載の液晶基板、
（４）前記層状結晶化合物が、親有機化処理されたものである（１）記載の液晶基板、
（５）（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の液晶基板を有する液晶表示素子がそれぞれ提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶基板は、脂環式構造含有重合体樹脂及び層状結晶化合物を含有してなり、下記の［１］及び［２］の要件を満たすことを特徴とする。
［１］面に平行な方向の線膨張係数が５×１０−５／℃以下である。
［２］厚み０．５ｍｍでの全光線透過率が８７％以上である。
【０００８】
本発明の液晶基板の面に平行な方向の線膨張係数は、５×１０−５／℃以下、好ましくは４．５×１０−５／℃以下である。液晶基板の面に平行な方向の線膨張係数を前記範囲とすることにより、該基板に液晶を封入して、液晶表示素子を作成したときに、温度や湿度などの環境の変化による画素ずれをなくすことができる。
本発明においては、液晶基板の厚さ方向の線膨張係数も面に平行な方向と同じ範囲にすることが好ましい。
【０００９】
本発明の液晶基板の厚み０．５ｍｍでの全光線透過率は８７％以上、好ましくは９０％以上である。液晶基板の全光線透過率を前記範囲とすることにより、高輝度の液晶表示素子を提供することができる。
【００１０】
本発明に使用する脂環式構造含有重合体樹脂は、重合体の繰り返し単位中に脂環式構造を含有するものであり、脂環式構造は主鎖及び側鎖のいずれにあってもよい。脂環式構造としては、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造などが挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数は、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個である。脂環式構造を構成する炭素原子数がこの範囲にあると、耐熱性及び柔軟性に優れたものが得られる。
脂環式構造含有重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が過度に少ないと耐熱性が低下し好ましくない。なお、脂環式構造含有重合体樹脂における脂環式構造を有する繰り返し単位以外の繰り返し単位は使用目的に応じて適宜選択される。
【００１１】
脂環式構造含有重合体樹脂の具体例としては、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィンの重合体、（３）環状共役ジエンの重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、（１）〜（４）の水素化物、及びこれらの混合物などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系重合体水素化物、ビニル脂環式炭化水素重合体及びその水素化物などが好ましい。
【００１２】
（１）ノルボルネン系重合体
本発明に用いるノルボルネン系重合体としては、ノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、これらの水素化物、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物が最も好ましい。
【００１３】
ノルボルネン系モノマーとしては、ビシクロ〔２．２．１〕−ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）及びその誘導体（環に置換基を有するもの）、トリシクロ〔４．３．１２，５．０１，６〕−デカ−３，７−ジエン（慣用名ジシクロペンタジエン）及びその誘導体、テトラシクロ〔７．４．１１０，１３．０１，９．０２，７〕−トリデカ−２，４，６，１１−テトラエン（１，４−メタノ−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロフルオレンともいう：慣用名メタノテトラヒドロフルオレン）及びその誘導体、テトラシクロ〔４．４．１２，５．１７，１０．０〕−ドデカ−３−エン（慣用名：テトラシクロドデセン）及びその誘導体、などが挙げられる。
置換基としては、アルキル基、アルキレン基、ビニル基、アルコキシカルボニル基などが例示でき、上記ノルボルネン系モノマーは、これらを２種以上有していてもよい。具体的には、８−メチル−テトラシクロ〔４．４．１２，５．１７，１０．０〕−ドデカ−３−エン、８−エチル−テトラシクロ〔４．４．１２，５．１７，１０．０〕−ドデカ−３−エン、８−メチリデン−テトラシクロ〔４．４．１２，５．１７，１０．０〕−ドデカ−３−エン、８−エチリデン−テトラシクロ〔４．４．１２，５．１７，１０．０〕−ドデカ−３−エン、８−メトキシカルボニル−テトラシクロ〔４．４．１２，５．１７，１０．０〕−ドデカ−３−エン、８−メチル−８−メトキシカルボニル−テトラシクロ〔４．４．１２，５．１７，１０．０〕−ドデカ−３−エンなどが挙げられる。
これらのノルボルネン系モノマーは、それぞれ単独であるいは２種以上を組み合わせて用いられる。
【００１４】
これらノルボルネン系モノマーの開環重合体、またはノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体は、モノマー成分を、公知の開環重合触媒の存在下で重合して得ることができる。開環重合触媒としては、例えば、ルテニウム、オスミウムなどの金属のハロゲン化物と、硝酸塩またはアセチルアセトン化合物、及び還元剤とからなる触媒、あるいは、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデンなどの金属のハロゲン化物またはアセチルアセトン化合物と、有機アルミニウム化合物とからなる触媒を用いることができる。
ノルボルネン系モノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとしては、例えば、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの単環の環状オレフィン系単量体などを挙げることができる。
【００１５】
ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物は、通常、上記開環重合体の重合溶液に、ニッケル、パラジウムなどの遷移金属を含む公知の水素化触媒を添加し、炭素−炭素不飽和結合を水素化することにより得ることができる。
【００１６】
ノルボルネン系モノマーの付加重合体、またはノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとの付加（共）重合体は、これらのモノマーを、公知の付加重合触媒、例えば、チタン、ジルコニウム又はバナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒を用いて（共）重合させて得ることができる。
【００１７】
ノルボルネン系モノマーと共重合可能なその他のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどの炭素数２〜２０のα−オレフィン、及びこれらの誘導体；シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン、３ａ，５，６，７ａ−テトラヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデンなどのシクロオレフィン、及びこれらの誘導体；１、４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、１，７−オクタジエンなどの非共役ジエン；などが用いられる。これらの中でも、α−オレフィン、特にエチレンが好ましい。
【００１８】
これらの、ノルボルネン系モノマーと共重合可能なその他のモノマーは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。ノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとを付加共重合する場合は、付加共重合体中のノルボルネン系モノマー由来の構造単位と共重合可能なその他のモノマー由来の構造単位との割合が、重量比で通常３０：７０〜９９：１、好ましくは５０：５０〜９７：３、より好ましくは７０：３０〜９５：５の範囲となるように適宜選択される。
【００１９】
（２）単環の環状オレフィン系重合体
単環の環状オレフィン系重合体としては、例えば、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの単環の環状オレフィン系単量体の付加重合体を用いることができる。
【００２０】
（３）環状共役ジエン系重合体
環状共役ジエン系重合体としては、例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンなどの環状共役ジエン系単量体を１，２−または１，４−付加重合した重合体及びその水素化物などを用いることができる。
【００２１】
（４）ビニル脂環式炭化水素重合体
ビニル脂環式炭化水素重合体としては、例えば、ビニルシクロヘキセン、ビニルシクロヘキサンなどのビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びその水素化物；スチレン、α−メチルスチレンなどのビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環部分の水素化物；などが挙げられ、ビニル脂環式炭化水素重合体やビニル芳香族系単量体と、これらの単量体と共重合可能な他の単量体とのランダム共重合体、ブロック共重合体などの共重合体及びその水素化物など、いずれでもよい。ブロック共重合体としては、ジブロック、トリブロック、またはそれ以上のマルチブロックや傾斜ブロック共重合体などが挙げられ、特に制限はない。
【００２２】
本発明においては、脂環式構造含有重合体樹脂として、極性基を有する脂環式構造含有重合体樹脂を用いると、層状結晶化合物との親和性を向上させることができ、得られる液晶基板の全光線透過率を損なうことなく、線膨張係数を下げることができるので好ましい。
【００２３】
極性基の種類としては、ヘテロ原子、またはヘテロ原子を有する原子団などが挙げられる。ヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、珪素原子、ハロゲン原子などが挙げられるが、層状結晶化合物との分散性や他の樹脂との相溶性の観点から、酸素原子や窒素原子が好ましい。極性基の具体例としては、カルボキシル基、カルボニルオキシカルボニル基、エポキシ基、ヒドロキシル基、オキシ基、エステル基、シラノール基、シリル基、アミノ基、ニトリル基、スルホン基などが挙げられる。
【００２４】
脂環式構造含有重合体樹脂中に極性基を含有させる方法としては、例えば、（１）前記ノルボルネン系モノマーの中で、極性基を有しないモノマーを重合して得られる未変性重合体に、極性基を有する化合物を反応（変性反応）させる方法、（２）前述のノルボルネン系モノマーの中で、極性基を有しないノルボルネン系モノマーと極性基を有するノルボルネン系モノマーとを選んで、それらを共重合する方法、（３）前述のノルボルネン系モノマーの中で、極性基を有しないノルボルネン系モノマーを重合して得られる重合体と、極性基を有するノルボルネン系モノマーを重合して得られる重合体又は極性基を有しないノルボルネン系モノマーを重合して得られる未変性重合体に極性基を有する化合物を反応（変性反応）させて得られた変性重合体とを混合する方法などが挙げられるが、特に制限されない。
【００２５】
変性反応による極性基の導入方法としては、格別な制限はなく常法の変性反応を行ったものが挙げられる。具体的には、脂環式構造含有重合体樹脂の塩素化物、クロロスルフォン化物、極性基含有不飽和化合物のグラフト変性物などが挙げられ、好ましくは極性基含有不飽和化合物のグラフト変性物である。極性基含有不飽和化合物としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリジルメタクリレート、ｐ−スチリルカルボン酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、２−メチルアリルグリシジルエーテルのグリシジルエーテル等の不飽和エポキシ化合物；アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸化合物；無水マレイン酸、クロロ無水マレイン酸、ブテニル無水コハク酸などの不飽和無水カルボン酸化合物；マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、グリシジルマレエートなどの不飽和エステル化合物；アリルアルコール、２−アリル−６−メトキシフェノール、４−アリロキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノンなどの不飽和アルコール化合物；クロロジメチルビニルシラン、トリメチルシリルアセチレン、５−トリメチルシリル−１，３−シクロペンタジエン、３−トリメチルシリルアリルアルコール、トリメチルシリルメタクリレートなどの不飽和シラン化合物；などが挙げられる。これらの中でも、不飽和エポキシ化合物や不飽和無水カルボン酸化合物が、後述の硬化剤との反応性において好適である。極性基含有不飽和化合物を効率よくグラフト共重合させるためには、通常ラジカル開始剤の存在下に反応を実施することが好ましい。ラジカル開始剤としては、例えば、有機ペルオキシド、有機ペルエステルなどが好ましく使用される。
【００２６】
本発明において、脂環式構造含有重合体樹脂中の極性基の含有量は、好ましくは０．０１ｍｍｏｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．０１ｍｍｏｌ／ｇ〜０．８ｍｍｏｌ／ｇ、特に好ましくは０．０１ｍｍｏｌ／ｇ〜０．５ｍｍｏｌ／ｇの範囲である。極性基の含有量を前記範囲とすることにより、層状結晶化合物との親和性が向上させることができる。そして得られる液晶基板の使用環境の変化による着色や劣化を防ぐことができ、さらに使用環境の変化による寸法安定性に優れる。また上記極性基の含有量は、前述（１）の変性反応の場合には、極性基含有不飽和化合物の変性による導入率により、（２）の場合には共重合する極性基含有モノマーの共重合の割合により、（３）の場合には極性基を含有しない脂環式構造含有重合体樹脂と極性基を含有する脂環式構造含有重合体樹脂との混合割合により、適宜コントロールすることができる。
【００２７】
本発明で使用される脂環式構造含有重合体樹脂の分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロヘキサン溶液（重合体樹脂が溶解しない場合はトルエン溶液）のゲル・パーミエーション・クロマトグラフ法で測定したポリイソプレンまたはポリスチレン換算の重量平均分子量で、通常５，０００〜５００，０００、好ましくは８，０００〜２００，０００、より好ましくは１０，０００〜１００，０００の範囲であるときに、樹脂の機械的強度及び成形加工性とが高度にバランスされて好適である。
【００２８】
本発明で使用する脂環式構造含有重合体樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１３０℃〜２５０℃の範囲である。この範囲において、高温下での使用においても変形や応力が生じることがなく耐久性に優れる。
【００２９】
本発明に用いる層状結晶化合物とは、層状結晶（又は結晶層ともいう）からなる多層構造を有する化合物のことをいい、（１）結晶層同士が、ファンデワールス力あるいは水素結合力で結合されているもの、（２）各結晶層間に陽イオンが存在しており、負電荷に荷電した結晶層同士が該陽イオンを介して弱い静電力で結合されているもの、に大きく大別することができる。
【００３０】
層状結晶化合物の具体例としては、グラファイト、ＴｉＳ２、ＮｂＳｅ２、ＭｏＳ２などの遷移金属ジカルコゲン化物；ＣｒＰＳ４などの２価金属リンカルコゲン化物；ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５などの遷移金属の酸化物；ＦｅＯＣｌ，ＶＯＣｌ，ＣｒＯＣｌなどのオキシハロゲン化物；Ｚｎ（ＯＨ）２，Ｃｕ（ＯＨ）２などの水酸化物；Ｚｒ（ＨＰＯ４）２・ｎＨ２Ｏ、Ｔｉ（ＨＰＯ４）３・ｎＨ２Ｏ、Ｎａ（ＵＯ２ＰＯ４）・ｎＨ２Ｏなどのリン酸塩；Ｎａ２Ｔｉ３Ｏ７、ＫＴｉＮｂＯ５、ＲｂｘＭｎｘＴｉ２−ｘＯ４などのチタン酸塩；Ｎａ２Ｕ２Ｏ７、Ｋ２Ｕ２Ｏ７などのウラン酸塩；ＫＶ３Ｏ８、Ｋ３Ｖ５Ｏ１４、ＣａＶ６Ｏ１６・ｎＨ２Ｏ、Ｎａ（ＵＯ２Ｖ３Ｏ９）・ｎＨ２Ｏなどのバナジン酸塩；ＫＮｂ３Ｏ３、Ｋ４Ｎｂ６Ｏ１７などのニオブ酸塩；Ｎａ２Ｗ４Ｏ１３、Ａｇ４Ｗ１０Ｏ３３などのタングステン酸塩；Ｍｇ２Ｍｏ２Ｏ７、Ｃｓ２Ｍｏ５Ｏ１６、Ｃｓ２Ｍｏ７Ｏ２２、Ａｇ４Ｍｏ１０Ｏ３３などのモリブデン酸塩；モンモリロナイト、サポナイト、ハイデライト、ヘクトライト、ノントロナイト、スティブンサイト、トリオクタヘドラルバーミキュライト、ジオクタヘドラルバーミキュライト、マスコバイト、フィロゴバイト、バイオタイト、レピドライト、バラゴナイト、テトラシリシックマイカ、カオリナイト、ハロイサイト、ディッカイト、Ｈ２ＳｉＯ５、Ｈ２Ｓｉ１４Ｏ２９・５Ｈ２Ｏなどのケイ酸塩あるいはケイ酸塩から構成される鉱物類などが挙げられるが、耐熱性、機械強度、分散性等の観点より、ケイ酸塩、リン酸塩、モリブデン酸塩などが好ましく、ケイ酸塩が最も好ましい。
【００３１】
本発明においては、これらの層状結晶化合物は、分散性を良くするために、陽イオン性界面活性剤などで予め親有機化処理をしておくのが好ましい。陽イオン性界面活性剤としては、例えばＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋Ｘ−で表される第四級アンモニウム塩がある。ここでＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ同一でも異なっていても良く、炭素数１〜３０の飽和又は不飽和炭化水素基である。具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、２−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル等の飽和脂肪族炭化水素基、ラウリル、オレイル等の不飽和脂肪族炭化水素基、フェニル、ベンジル等の芳香族炭化水素基、等がある。Ｘ−としては、例えばＣｌ−、Ｂｒ−、ＮＯ３−、ＯＨ−、ＣＨ３ＣＯＯ−等の陰イオンがある。
【００３２】
脂環式構造含有重合体樹脂と上記層状結晶化合物との重量比は通常９９．９９／０．０１〜５０／５０の範囲であり、好ましくは９９．５／０．５〜７０／３０の範囲、より好ましくは９９／１〜　８０／２０の範囲である。また、該層状結晶化合物は、その長径の平均値が通常０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０２〜５μｍ、より好ましくは０．０２〜３μｍである。重量比及び長径の平均値が上記範囲になるときに、得られる液晶基板の耐熱性、機械強度等に優れる。
【００３３】
本発明で使用する脂環式構造含有重合体樹脂には、所望により、フェノール系やリン系などの老化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤などの各種添加剤を添加してもよい。液晶は紫外線によって変質するので、紫外線吸収剤を添加することは好ましい。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾル系紫外線吸収剤、アクリルニトリル系紫外線吸収剤などを用いることができる。これらの添加剤の量は、通常１０〜１０，０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜５，０００ｐｐｍである。溶液流延法で基板を成形する場合には、表面粗さを小さくするため、レベリング剤の添加も好ましい。レベリング剤は、例えば、フッ素系ノニオン界面活性剤、特殊アクリル樹脂系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤など塗料用レベリング剤を用いることができ、それらの中でも溶媒との相溶性の良いものが好ましく、添加量は、通常５〜１０，０００ｐｐｍ、好ましくは１０〜５，０００ｐｐｍである。
【００３４】
脂環式構造含有重合体樹脂、層状結晶化合物、及び各種添加剤の配合方法は、脂環式構造含有重合体樹脂中に十分均一に混合できる方法であれば特に制限はないが、通常、（１）脂環式構造含有重合体樹脂、層状結晶化合物及び各種添加剤とを、ブラベンダー、押出機、ロールなどを用いて溶融混合する方法、（２）脂環式構造含有重合体樹脂、層状結晶化合物及び各種添加剤のそれぞれを溶液でブレンドし、溶媒を除去した後、層状結晶化合物を押出機、ロールなどを用いて溶融混合する方法などを使用する。
【００３５】
本発明の液晶基板は、脂環式構造含有重合体樹脂、層状結晶化合物、及び各種添加剤を配合した後、成形して得られる。成形方法としては、例えば、加熱溶融成形法、及び溶液流延法のいずれをも用いることができるが、液晶基板中の揮発成分を低減させる観点から加熱溶融成形法を用いることが好ましい。加熱溶融成形法は、さらに詳細に、押出成形法、プレス成形法、インフレーション成形法、射出成形法、ブロー成形法などに分類できる。これらの方法の中で、機械的強度、表面精度等に優れた液晶基板を得るためには、溶融押出成形、特にＴダイを用いた溶融押出成形を用いるのが好ましい。成形条件は、使用目的や成形方法により適宜選択されるが、溶融押出成形による場合は、シリンダ温度を、好ましくは１００〜４００℃、より好ましくは１７０〜３００℃の範囲で適宜設定する。
【００３６】
本発明の液晶基板は、基本的に脂環式構造含有重合体樹脂と層状結晶化合物とから成るものであるが、実際の使用にあたっては、使用目的などに応じて、透明電極層、液晶配向層、ガスバリア性膜、偏向子、位相差フィルムなどが積層される。また、２枚の液晶基板の間の液晶を封入する空間を設けるためのスペーサーを積層してもよい。なお、酸素の透過による劣化をより小さくし耐久性をあげるなどの目的のためには、液晶基板と透明電極層の間、または、基板と透明電極層の接着面と反対側に接着材層等を介して、ポリビニリデンクロライド、ポリビニルアルコールなどのガスバリア性材料を積層することが望ましい。これらを積層したものも液晶基板という場合がある。
【００３７】
本発明の液晶表示素子は、本発明の液晶基板を有するものである。液晶表示素子は一般に、偏光板、液晶セル、及び必要に応じて反射板や位相差板などの位相差補償板等の構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むことなどにより構成される。図１に本発明の液晶表示素子の層構成例を示す。図１においては、反射板を設けた反射型液晶表示素子の概略図を示しているが、反射型に限るものではなく、透過型の液晶表示素子においても適用可能であり、透過型の場合には、反射板が存在しない構造となる。
【００３８】
液晶表示素子１は、液晶セル２と偏光板とからなる。液晶セル２は、ＩＴＯ（酸化インジウム・錫）膜などからなる透明導電膜２２及び配向膜２３が形成されている２枚の液晶基板２１が対向されて配設されており、２枚の液晶基板２１の双方の端面部に形成されたシール材２６により密封された空間内には、適当な数だけ散布されたプラスチックビーズなどのスペーサー２５とともに、液晶２４が封入されている。そして２枚の液晶基板２１には、それぞれ上偏光板３１、下偏光板３２が貼付され、さらに、下偏光板３２には、反射板１７が積層されている。
【００３９】
本発明の液晶表示素子において、反射型液晶表示素子の場合、図１においては上下２枚の偏光板３１及び３２を有しているが、上偏光板３１の１枚のみで構成してもよい。偏光子フィルムの材料としては、多ハロゲン偏光フィルム、染料偏光フィルム、金属偏光フィルムなどに大別されており、いずれの材料でも偏光子層として偏光板３１、３２に利用することができる。
【００４０】
スペーサー２５は、配向膜２３間のギャップすなわちセル間のギャップを一定に保つためのものであり、通常はプラスチックビーズやシリカ球などが用いられる。
透明導電膜２２としては、通常はＩＴＯ（酸化インジウム・錫）膜が用いられる。
配向膜２３は、液晶表示素子の表示性能を決めるものであり、配向膜の材料としては通常、ポリイミド系を用いる。
【００４１】
【実施例】
本発明を、参考例、実施例及び比較例を示しながら、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお部及び％は特に断りのない限り重量基準である。
本実施例における評価は、以下の方法によって行う。
（１）分子量
テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒にしてゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）を求める。
（２）ガラス転移温度（Ｔｇ）
ＪＩＳ　Ｋ７１２１に基づいて、示差走査熱量分析法（ＤＳＣ）を用いて測定する。
（３）線膨張係数
ＪＩＳ　Ｋ７１９７に準拠して、温度２０℃〜７０℃の範囲で測定する。
（４）液晶基板の全光線透過率
ＡＳＴＭ　Ｄ１００３に基づいて、日本電色工業製濁度計ＮＤＨ−３００Ａを用いて測定する。
（５）画素ずれ
作製した液晶基板を２０℃から１０分で１５０℃まで昇温し、１５０℃で３０分間保持する。そしてこの後、２０℃の場所に移し、３０分間冷却を行う。この操作を３回繰り返した後、該基板を用いて液晶セルを作成し、ついで液晶表示素子を作成し、得られた液晶表示素子の液晶の表示状態を目視で確認して、画素ずれがないかを見る。
【００４２】
（参考例１）極性基を含有しない脂環式構造含有重合体の製造
窒素雰囲気下、脱水したシクロヘキサン５００部に、１−ヘキセン０．８２部、ジブチルエーテル０．１５部、トリイソブチルアルミニウム０．３０部を室温で反応器に入れ混合した後、４５℃に保ちながら、テトラシクロ〔４．４．１２，５．１７，１０．０〕−ドデカ−３−エン（テトラシクロドデセン、以下、「ＴＣＤ」と略記する。）８０部と、テトラシクロ〔７．４．１１０，１３．０１，９．０２，７〕−トリデカ−２，４，６，１１−テトラエン（メタノテトラヒドロフルオレン、以下、「ＭＴＦ」と略す。）１２０部と、六塩化タングステン（０．７％トルエン溶液）８０部とを、２時間かけて連続的に添加し重合した。重合溶液にブチルグリシジルエーテル１．０６部とイソプロピルアルコール０．５２部を加えて重合触媒を不活性化し重合反応を停止させた。
【００４３】
次いで、得られた開環重合体を含有する反応溶液１００部に対して、シクロヘキサン２７０部を加え、さらに水素化触媒としてニッケル−アルミナ触媒（日揮化学社製）５部を加え、水素により５ＭＰａに加圧し、撹拌しながら温度２００℃まで加温し、４時間反応させ、極性基を含有しないＴＣＤ／ＭＴＦ開環共重合体水素化物を２０％含有する反応溶液を得た。濾過により水素化触媒を除去した後、酸化防止剤（チバスペシャリティ・ケミカルズ社製；イルガノックス１０１０）を、得られた溶液に添加して溶解させた（重合体１００部あたり０．１部）。次いで、円筒型濃縮乾燥器（日立製作所製）を用いて、温度２７０℃、圧力１ｋＰａ以下で、溶液から、溶媒であるシクロヘキサン及びその他の揮発成分を除去しつつ水素化物を溶融状態で押出機からストランド状に押出し、冷却後ペレット化してペレットを回収した。この極性基を含有しない開環共重合体水素化物の、重量平均分子量（Ｍｗ）は３５，０００、水素化率は９９．９％、ガラス転移温度（Ｔｇ）は１６１℃であった。
【００４４】
（参考例２）変性脂環式構造含有重合体の製造
窒素雰囲気下、脱水したシクロヘキサン５００部に、１−ヘキセン０．８２部、ジブチルエーテル０．１５部、トリイソブチルアルミニウム０．３０部を室温で反応器に入れ混合した後、４５℃に保ちながら、８−エチリデン−テトラシクロ［４．４．０．１２，５　．１７，１０］−ドデカ−３−エン（以下、ＥＴＣＤと略記）１００部と、六塩化タングステン（０．７％トルエン溶液）４０部とを、２時間かけて連続的に添加し重合した。重合溶液にブチルグリシジルエーテル１．０６部とイソプロピルアルコール０．５２部を加えて重合触媒を不活性化し重合反応を停止させた。
【００４５】
次いで、得られた開環重合体を含有する反応溶液１００部に対して、シクロヘキサン２７０部を加え、さらに水素化触媒としてニッケル−アルミナ触媒（日揮化学社製）５部を加え、水素により５ＭＰａに加圧して撹拌しながら温度２００℃まで加温した後、４時間反応させ、ＥＴＣＤ開環重合体水素化物を２０％含有する反応溶液を得た。濾過により水素化触媒を除去した後、酸化防止剤（チバスペシャリティ・ケミカルズ社製；イルガノックス１０１０）を、得られた溶液に添加して溶解させた（重合体１００部あたり０．１部）。次いで、円筒型濃縮乾燥器（日立製作所製）を用いて、温度２７０℃、圧力１ｋＰａ以下で、溶液から、溶媒であるシクロヘキサン及びその他の揮発成分を除去しつつ水素化物を溶融状態で押出機からストランド状に押出し、冷却後ペレット化してペレットを回収した。この開環重合体水素化物の、重量平均分子量（Ｍｗ）は４０，０００、水素化率は９９．９％、Ｔｇは１３８℃であった。
【００４６】
そして、上記で得られたＥＴＣＤ開環重合体水素化物１００部に対して、無水マレイン酸１０部、ジクミルパーオキシド３部、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン２３０部を混合し、オートクレーブ中にて１３５℃、６時間反応を行った後、多量のイソプロピルアルコール中に注いで析出させ、濾別して回収した。回収した樹脂を１００℃、１Ｔｏｒｒ以下で４８時間乾燥させ、無水マレイン酸変性重合体１０５重量部を得た。得られた変性重合体の物性は、重量平均分子量（Ｍｗ）は７５，６００、ガラス転移温度（Ｔｇ）は１３５℃、変性ポリマー中の無水マレイン酸変性率は１Ｈ−ＮＭＲで測定したところ０．５ｍｍｏｌ／ｇであった。
【００４７】
（参考例３）層状結晶化合物の親有機化処理
層状ケイ酸塩であるモンモリロナイト（長径平均値：０．５μｍ）１００部を、６０℃の蒸留水１０００部に均一に分散させてモンモリロナイト分散液を得た。次いで、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド２０部を蒸留水３００部に溶解させた溶液を、前記モンモリロナイト分散液を攪拌しながら、該分散液中にゆっくり添加し、６０℃で３時間攪拌を続けた後、濾過により固形分を取り出した。得られた固形分を６０℃の蒸留水５００部に加えて再分散させた後、再度濾過により固形分を取り出した。再分散及び濾過の操作を３回繰り返した後、凍結乾燥法により水分を除去して、親有機化モンモリロナイトを得た。
【００４８】
（実施例１）
参考例１で得られた極性基を含有しない脂環式構造含有重合体７０部、参考例２で得られた極性基を含有する脂環式構造含有重合体２５部、及び参考例３で得られた親有機化させたモンモリロナイト５部を、二軸押出機（東芝機械社製、商品名「ＴＥＭ−３５Ｂ」）を用いて、バレル温度２８０℃にて窒素気流下で溶融混練して再度ペレット化した。
上記で得られたペレットを、空気を流通させた熱風乾燥器を用いて７０℃で２時間乾燥した後、このペレットをスクリューを有する単軸押出機（日本製鋼所社製；シリンダ内径は５０ｍｍ、スクリューのＬ／Ｄ＝２８）を用いて、幅６５０ｍｍを有するコートハンガータイプＴダイから、溶融樹脂温度２８０℃で溶融押出して基板（厚さ２００μｍ）を作成した。得られた基板の片側の面に、イオンプレーティング法により０．１６μｍの厚さのＩＴＯ（酸化インジウム・錫）膜を４０℃で形成させて液晶基板を作成した。得られた液晶基板の厚みは２００μｍ、該基板の面に平行な方向の線膨張係数は４．２×１０−５／℃、全光線透過率は９０％であった。
【００４９】
次に、この液晶基板に透明電極をフォトリソグラフィーでパターンニングし、透明電極パターンを形成した。そして、透明電極パターン上に配向膜を印刷形成した後、２５０度ツイストのＳＴＮモードの液晶を実現するように、レーヨン布を用いた回転ラビングにより配向処理を行った。対向基板も同様にして作成した。
【００５０】
ガラスファイバーを１．０重量％混入した紫外線硬化性シール樹脂を用意し、一方の基板の周囲部分にこの紫外線硬化性シール樹脂を印刷した。他方の基板上には、所定の径の樹脂ビーズを２００個／ｍｍ２の割合で散布した。そして両基板を貼りあわせ、紫外線照射によりシール樹脂を硬化した。その後、ｎ＝０．１４のエステル系ネマチック液晶に所定の量のカイラル剤を混ぜた混合液晶を真空注入し、紫外線硬化樹脂で封口した、そして紫外線照射により硬化後、熱処理して液晶セルを形成させた。次いで、図１に示すような液晶表示素子を試作し、液晶表示の画素ずれが無いかどうかを目視で確認した。液晶表示を確認したところ、画素ずれはまったく見られず、液晶の表示状態は良好であった。
【００５１】
（比較例１）
参考例３で得た有機化モンモリロナイトを添加しないほかは、実施例１と同様にしてペレットを作成し、そのペレットを用いて液晶基板を作成した。この液晶基板の厚みは０．２ｍｍ、該基板の面に平行な方向の線膨張係数は６×１０−５／℃、全光線透過率は９２％であった。そして、この基板を用いて液晶基板及び液晶表示素子を作成して、その液晶表示状態を確認したところ、画素ずれが多く見られた。
【００５２】
上記実施例及び比較例より以下のことがわかる。本発明によれば、実施例に示したとおり、脂環式構造含有重合体樹脂、及び層状結晶化合物を含有してなる液晶基板であって、面に平行な方向の線膨張係数が５×１０−５／℃以下、及び厚み０．５ｍｍでの全光線透過率が８７％以上の液晶基板を用いることにより、この液晶基板を用いた液晶表示素子の画素ずれをなくすことができる。一方、比較例では、液晶基板の面に平行な方向の線膨張係数が大きいため、この液晶基板を用いた場合、画素ずれが発生してしまう。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の液晶基板は、その面に平行な方向の線膨張係数が小さく、かつ全光線透過率が大きいので、軽量化及び薄膜化が可能で、さらに画素ずれのない高繊細な液晶表示が可能な液晶表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示素子の層構成の一例を示す模式図。
【符号の説明】
１：液晶表示素子
２：液晶セル
２１：液晶基板
２２：透明導電膜
２３：配向膜
２４：液晶
２５：スペーサー
２６：シール材
１７：反射板
３１：上偏光板
３２：下偏光板
【図１】
2004029634.tif 000002