(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基板上に少なくとも表面層を設けた液晶表示素子用基板であって、
前記表面層が、３官能以上のアクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーであり
１５０℃以上で実質的に非晶質となる樹脂材料を、架橋してなるものであるとともに加熱処理（加熱温度：１６５℃、加熱時間２時間）後の１５０℃における弾性率が１０３ＭＰａ以上である液晶表示素子用基板。
【請求項２】
前記３官能以上のアクリレートモノマーもしくはオリゴマーの配合比率が６０重量％以上である請求項１記載の液晶表示素子用基板。
【請求項３】
前記３官能以上のアクリレートがイソシアヌール酸ＥＯ変性トリアクリレートである請求項１または２記載の液晶表示素子用基板。
【請求項４】
前記プラスチック基板がポリエーテルスルホン樹脂である請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子用基板。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載の液晶表示用基板を用いて製造されたことを特徴とする液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示用基板に関する。より詳しくは、シール材圧着時にスペーサーがもぐり込むことのない表面層を有する液晶表示基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は２枚の基板に挟まれた液晶がねじれ配向することによって光の透過制御を行っている。したがって、基板の歪み、撓み等によって２枚の基板の間隔（セルギャップ）が場所によって異なると、特に中間調点灯時に不定形に色調が異なって見えるムラが生じる。
２枚の基板の間隔はスペーサーと呼ばれる熱可塑性樹脂で作られたエラストマービーズにより保たれているが、特にプラスチック基板においては、その柔軟性及び厚みを薄くしても割れないという利点とは裏腹に、２枚の基板を貼り合わせるシール材圧着時に、エラストマービーズが基板に潜り込んでセルギャップを狭くし、エラストマービーズ近傍とビーズの無い部分とで、基板間隔に微妙な差違を生じるために、上記ムラが発生してしまうことがしばしばあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記ムラの発生を解決するために、エラストマービーズがもぐり込まない基板を提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、特にシール材圧着時の温度における基板表面の弾性率とエラストマービーズのもぐり込みの関係に着目し、この温度における弾性率が１０3ＭＰａ以上の材料の表面層を持つプラスチック基板であれば、前記もぐり込みが起こらず、セルギャップを均一に保つことができることを見出し、本発明に至った。
すなわち本発明は、
（１）シール材圧着温度又はシール材が圧着時に流動する温度における弾性率が１０3ＭＰａ以上の表面層を持つ液晶表示素子用基板、
（２）該表面層を構成する樹脂が、ガラス転移温度が１５０℃以上で実質的に非晶質である（１）記載の液晶表示素子用基板、
（３）該表面層を構成する樹脂が３官能以上のアクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーを架橋して成る（１）または（２）記載の液晶表示素子用基板、
（４）前記３官能以上のアクリレートモノマーもしくはオリゴマーの配合比率が６０重量％以上である（３）記載の液晶表示素子用基板、
（５）前記３官能以上のアクリレートがイソシアヌール酸ＥＯ変性トリアクリレートである（３）または（４）記載の液晶表示素子用基板、
（６）プラスチック基板上に（１）〜（５）のいずれかに記載の表面層を有する液晶表示素子用基板、
（７）前記プラスチック基板がポリエーテルスルホン樹脂基板である（６）記載の液晶表示素子基板、
（８）（１）〜（７）のいずれかに記載の液晶表示用基板を用いて製造されたことを特徴とする液晶表示素子、
である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は表面に透明電極（ａ）又は透明電極（ａ）と絶縁層（ｂ）を形成して使用する為の液晶表示素子用基板にかかわるものである。その構成は例えば図１に示すように、透明性を有する平滑なプラスチック基材（１）の片面に表面層（２）をもう一方の面に接着層（３）を介し無機ガスバリアー層（４）を積層し、更に保護層（５）としてエポキシ系熱硬化型樹脂あるいはアクリル系紫外線硬化型樹脂を形成したものであり、又図示しないが、プラスチック基材（１）の両面に接着層（３）を介し無機ガスバリアー層（４）が形成された上に表面層（２）を形成しても構わない。本発明者らは、光学特性を犠牲にしないで、シール材圧着後のエラストマービーズがもぐり込んで発生する上下基板の間隔ムラを解決するために鋭意検討した結果、シール材圧着温度又はシール材が圧着時に流動する温度における基板表面を構成する表面層（２）の弾性率が１０3ＭＰa以上の材料の表面層を持つプラスチック基板であれば良好であることを見出した。
【０００６】
本発明で用いる透明性を有するプラスチック基材（１）は、真空蒸着、イオンプレーティング法等で導電性及び絶縁性の無機薄膜を形成する為に耐熱性のある透明な高分子基材が用いられ、基材となるプラスチック原料は、フイルム又はシートとして利用されるようなものであれば特に制限無く、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、エポキシ系樹脂、多官能アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。
その中でも液晶表示素子の構成物に求められる、機械的強度、光学的特性、耐熱性等の観点からポリエーテルスルホン樹脂が好ましく、基材の厚みは５０〜５００μｍであり、
好ましくは１００〜４００μｍである。
【０００７】
次に、本発明における表面層（２）は樹脂ワニスを塗布し、加熱乾燥または、光により硬化させるることで得られる。この表面層（２）は、前述の検討結果から、２枚の基板を貼り合わせるシール材圧着時のシール材圧着温度、又はシール材が圧着時に流動する温度における弾性率が１０3ＭＰａ以上であることが必要である。樹脂系としては、無機薄膜を形成時の温度に耐え、透明性を維持できる樹脂が好ましく、ガラス転位温度が１５０℃以上で実質的に非晶質であることが好ましい。さらに具体的には硬化後の機械特性及び透明性、耐薬品性、耐熱性はもちろんのこと、塗布加工時の低粘度化等の諸物性を考慮した場合、３次元架橋の期待出来る３官能以上のアクリレートを主成分とするモノマーもしくはオリゴマーを架橋して成る光硬化性樹脂が好ましい。３官能以上のアクリレートとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ポリエステルアクリレート、等が好ましいが、特に好ましいのは、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレートおよびポリエステルアクリレートである。これら３官能以上のアクリレートの他にエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、等のいわゆるアクリル系樹脂、熱硬化性樹脂として、O−クレゾールノボラック型、ビスフェノール型などの脂環式エポキシ樹脂や、ウレタン系、尿素系、メラミン系樹脂など、また、他にも、電子線硬化性樹脂、透明性を損なわない程度の有機、無機フィラーなど等、２種類以上の樹脂および／またはフィラーを併用することがが可能である。
【０００８】
図２は、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート（東亜合成(株)製：アロニックスＭ−３１５）、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート６５％溶液（昭和高分子(株)製：リポキシＶＲ−６０ＬＡＶ−１Ａ）系において、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレートの配合比率に対する１５０℃における弾性率を示すものである。図２において、弾性率が１０3ＭＰａ以上となるには、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレートの配合比率が６０重量％以上であることがわかった。以上のことから、本発明に於いて、３官能以上のアクリレートモノマーもしくはオリゴマーの配合比率は６０重量％以上である事が望ましい。
【０００９】
本発明に於いて、基板に当該硬化樹脂皮膜を形成させる方法としてはグラビアコート法、リバースロールコート法、キャストロールコート法などがあるが、いずれの方法を用いても工業的な製造を考慮すると５分以内で硬化できるものが望ましい。なお、硬化皮膜は実質的に透明で光学等方性でなければならない。
【００１０】
次に、プラスチック基板のもう一方の面に接着層（３）を積層する。上記の層を形成する場合も、前記の表面層（２）の場合と同様の方法による製膜が好ましい。なお、この硬化皮膜も耐熱性を備えており、実質的に透明で光学当方性でなければならない。
次にその上に形成する透明無機ガスバリア層（４）は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化インジウム等があり、これらの膜厚は１００〜２０００Åにすることが望ましく、膜厚が厚いと透明性、柔軟性に欠き、薄いとその皮膜は連続構造となっておらず十分なバリア性が得られない。これらの薄膜はスパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱法、ＣＶＤ法等の公知の手段により形成することが出来る。
【００１１】
次いで、上記の金属酸化物層上に保護層（５）を積層する。これも前述の表面層（２）、
接着層（３）の場合と同様の方法による製膜が好ましい。なおこの硬化皮膜も実質的に透明で光学当方性でかつ耐熱性及び耐薬品性を備えていなければならない。
本発明の液晶表示素子基板を用いて、表示デバイスである液晶セルを組み立てた場合、シール材圧着温度域での表面層へのスペーサービーズのもぐり込みが無く、かつ、表示装置としての光学的特性を兼ね備えているため、表示外観の均一性に優れたプラスチック液晶セルを提供することが出来る。
【００１２】
【実施例】
次に、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
＜実施例１＞
図１は本発明の透明電極用基板の模式図であり、透明導電層（ａ）を設けた状態を示してある。基材となるポリエーテルスルホンフイルム（１）は溶融押出法にて成膜されたものである。厚さは３００μｍ、レタデーションは５ｎｍ以下、全光線透過率は８７％である。この透明なプラスチック基材（１）の片面に硬化樹脂の配合割合が、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート６５％溶液（昭和高分子(株)製：リポキシＶＲ−６０ＬＡＶ−１Ａ）３．０重量部、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート（東亜合成(株)製：アロニックスＭ−３１５）８．９重量部、２、２−ジメトキシ−１、２−ジフェニルエタン−１−オン（チバスペシャリィケミカルズ製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１）０．２重量部、溶媒として酢酸ブチル／ブチルセロソルブ（重量比４／１）３２．４重量部よりなる樹脂ワニス８ｇ／ｍ2をリバースコーターで均一に塗布し、１２０℃で２分間加熱して溶剤を除去した後、８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯２灯にて、照射距離１５ｃｍで１０秒間照射して膜厚２．０μｍの表面層（２）を形成した。
【００１３】
もう一方の面にＵＶ硬化型アクリレート樹脂を、ロールコーター法により均一に塗布し、１２０℃で加熱して溶剤を除去した後、８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯２灯にて照射距離１５ｃｍで５秒間照射して、２．２μｍの接着層（３）を形成させた。
この塗膜の上に厚さ１０００ÅのＳｉＯｘ（１．５≦ｘ≦２）の層からなる無機ガスバリア層（４）を蒸着法により成膜させた。
この無機ガスバリア層（４）の上に、薄膜保護の目的で、接着層（３）と同様にＵＶ硬化型アクリレート樹脂を、ロールコーター法により均一に塗布し、１２０℃で加熱して溶剤を除去した後、８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯２灯にて照射距離１５ｃｍで５秒間照射して、
２．２μｍの保護層（５）を形成させた。
得られた透明電極用基板の性能評価を表１及び図２に記す。
【００１４】
＜実施例２＞
表面層の処方成分中の、イソシアヌール酸ＥＯ変性トリアクリレートをポリエステルアクリレート（東亜合成(株)製：アロニックスＭ−９０５０）８．９重量部に代えた他は、実施例１と同様にしてプラスチック積層体を得た。
【００１５】
＜実施例３＞
実施例１と同様の表面層の処方成分に１次粒径１２ｎｍのコロイダルシリカ分散溶液を添加していき、固形分濃度２７％で、コロイダルシリカ：樹脂＝４：６の比率になる様に調製したもの（触媒化成工業(株)調製：ＥＬＣＯＭ  Ｐ−特殊品）を使用して、実施例１と同様にしてプラスチック積層体を得た。
【００１６】
＜比較例１＞
実施例１の表面層の処方成分を、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート６５％溶液（昭和高分子(株)製）７．４重量部、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート（東亜合成(株)製）５．５重量部、２、２−ジメトキシ−１、２−ジフェニルエタン−１−オン（チバスペシャリィケミカルズ製）０．２重量部、溶媒として酢酸ブチル／ブチルセロソルブ（重量比４／１）３１．４重量部混合させたものに代えた他は、実施例１と同様にして液晶表示素子基板を得た。
【００１７】
＜比較例２＞
表面層の処方成分を、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート６５％溶液（昭和高分子(株)製）１４．８重量部、、２、２−ジメトキシ−１、２−ジフェニルエタン−１−オン（チバスペシャリィケミカルズ製：ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１）０．２重量部、溶媒として酢酸ブチル／ブチルセロソルブ（重量比４／１）２９．５重量部混合させたものに代えた他は、実施例１と同様にして液晶表示素子基板を得た。
上記で得られた表面層の熱的機械特性、及び得られた基板で製造された液晶セルの色ムラ発生の有無の結果を表１に記す。
なお、シール材圧着温度での弾性率についてはシール材圧着前の液晶表示素子加工プロセスを想定して１６５℃で２時間の加熱処理した試料を用いて、動的粘弾性測定装置  ＤＭＳ２１０（セイコーインスルメンツ(株)製）を使用して測定した場合の１５０℃での動的貯蔵弾性率Ｅ' の測定値を記した。
ガラス転移温度については上記装置で測定された損失正接tanδ−温度依存曲線から算出された値を記した。
【００１８】
【表１】
0004639503.tif 000002
【００１９】
【発明の効果】
本発明の液晶表示素子基板で表示デバイスである液晶セルを組み立てた場合、従来と比べ光学特性を損なわず、シール材圧着温度域での表面層へのスペーサービーズのもぐり込みが無く、表示外観の均一性に優れたプラスチック液晶セルを提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示素子基板の断面図であり、透明導電層（ａ）及び絶縁層（ｂ）を積層した状態を示してある。
【図２】  イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート−ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート系における弾性率特性を表す図である。
【符号の説明】
１…ポリエーテルスルホン基材
２…表面層
３…接着層
４…無機ガスバリアー層
５…保護層
ａ…透明導電層
ｂ…絶縁層
【図１】
0004639503.tif 000003
【図２】
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