透明基板的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種尺寸穩定性優異且顯著防止無機玻璃龜裂的進展及斷裂、彎曲性優異的透明基板。本發明的透明基板具有：10μm～100μm的無機玻璃以及配置于該無機玻璃的一側或兩側的樹脂層，該樹脂層厚度的總厚度比例是相對于該無機玻璃的厚度為0.9～4，該樹脂層的25℃下的彈性模量為1.5GPa～10GPa，且該樹脂層的25℃下的破壞韌性值為1.5MPa·m1/2～10MPa·m1/2。
【專利說明】透明基板
[0001]本申請是申請日為2009年04月17日、申請號為200980113979.0、發明名稱為“透明基板”的申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及ー種透明基板。更詳細而言，本發明涉及ー種尺寸穩定性優異且顯著防止無機玻璃龜裂的進展、彎曲性優異的透明基板。
【背景技術】
[0003]近年來，如平板顯示器(FPD (Flat Panel Display):例如液晶顯示元件、有機EL顯示元件)那樣的顯示元件及太陽能電池，就傳送性、收納性、設計性等的角度考慮，正在朝輕量/薄型化方向發展，且也在謀求彎曲性的提高。先前，顯示元件及太陽能電池中所使用的透明基板在大多數情況下使用玻璃基板。玻璃基板的透明性、耐溶劑性、阻氣性、耐熱性優異。但是，若實現構成玻璃基板的玻璃材料的輕量/薄型化，則將產生雖會顯示某種程度的彎曲性卻并不充分、且耐沖擊性會變得不充分而難以操作(handling)的問題。
[0004]為了提高薄型玻璃基板的操作性，已公開有在玻璃表面形成了樹脂層的基板(例如參照專利文獻1、2)。然而，即便使用這些技術，仍未獲得顯示充分的尺寸穩定性及彎曲性的透明基板。
[0005]專利文獻1:日本專利特開平11-329715號公報
[0006]專利文獻2:日本專利特開2008-107510號公報

【發明內容】

[0007]本發明是為了解決上述先前的課題而完成的發明，其目的在于，提供ー種尺寸穩定性優異且顯著防止無機玻璃龜裂的進展及斷裂、彎曲性優異的透明基板。
[0008]本發明的透明基板是具有厚度為ΙΟμπι?100 μ m的無機玻璃以及配置在該無機玻璃的一側或兩側的樹脂層的透明基板，就該樹脂層厚度的總厚度比例而言，相對于該無機玻璃的厚度為0.9?4，該樹脂層的25°C下的弾性模量為1.5GPa?lOGPa，該樹脂層的25°C下的破壞朝性(fracture toughness)值為 1.5MPa.m1/2 ?lOMPa.m1/2。
[0009]在優選的實施方式中，上述樹脂層含有樹脂，該樹脂的玻璃化轉變溫度為150°C?350 °C。
[0010]在優選的實施方式中，上述樹脂層可以通過在上述無機玻璃的表面涂布熱塑性樹脂的溶液而獲得。
[0011 ] 在優選的實施方式中，在上述無機玻璃上還具有偶合劑層。
[0012]在優選的實施方式中，上述偶合劑層是使含有氨基的偶合劑、含有環氧基的偶合劑或含有異氰酸酯基的偶合劑固化而獲得的偶合劑層，上述樹脂層含有具有酯鍵的熱塑性樹脂。
[0013]在優選的實施方式中，上述偶合劑層是使末端具有環氧基的偶合劑固化而獲得的偶合劑層，上述樹脂層含有末端具有羥基的熱塑性樹脂。
[0014]在優選的實施方式中，經由膠粘層來配置上述無機玻璃與上述樹脂層，該膠粘層的厚度為10 μ m以下。
[0015]在優選的實施方式中，經由膠粘層來配置上述偶合劑層與上述樹脂層，該膠粘層的厚度為10 μ m以下。
[0016]在優選的實施方式中，上述透明基板的總厚度為150μπι以下。
[0017]在優選的實施方式中，本發明的透明基板被用作顯示元件或太陽能電池的基板。
[0018]根據本發明的另一方式，提供ー種使用本發明的透明基板而制作的顯示元件。
[0019]根據本發明的另一方式，提供ー種使用本發明的透明基板而制作的太陽能電池。
[0020]根據本發明，在無機玻璃的ー側或兩側，具有相對于無機玻璃為特定比例的厚度且具有特定彈性模量及破壞韌性值的樹脂層，由此可以提供ー種尺寸穩定性優異且顯著防止無機玻璃龜裂的進展及斷裂、彎曲性優異的透明基板。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1(a)是根據本發明的優選實施方式的透明基板的簡要剖面圖，圖1(b)是根據本發明的另ー優選實施方式的透明基板的簡要剖面圖。
[0022]圖2(a)是根據本發明的另ー實施方式的透明基板的簡要剖面圖，圖2(b)是根據本發明的另ー優選實施方式的透明基板的簡要剖面圖。
[0023]【符號說明】
[0024]10無機玻璃
[0025]11、11'樹脂層
[0026]12、12'偶合劑層
[0027]13、13'膠粘層
[0028]100a、100b 透明基板
【具體實施方式】
[0029]A.透明基板的整體構成
[0030]圖1(a)是根據本發明的優選實施方式的透明基板的簡要剖面圖。該透明基板100a具有:無機玻璃10、以及在無機玻璃10的ー側或兩側(優選如圖示例所示配置在兩偵D配置的樹脂層11、1”。圖1(b)是根據本發明的另ー優選實施方式的透明基板的簡要剖面圖。該透明基板100b在無機玻璃10與樹脂層11、11'之間還具有偶合劑層12、12'。圖2(a)是根據本發明的另ー優選實施方式的透明基板的簡要剖面圖。該透明基板100c在無機玻璃10與樹脂層11、11'之間還具有膠粘層13、13'。圖2(b)是根據本發明的另ー優選實施方式的透明基板的簡要剖面圖。該透明基板100d在無機玻璃10與樹脂層之間還具有偶合劑層12、12'及膠粘層13、13'。雖未圖示，但上述透明基板可以根據需要在上述樹脂層的與上述無機玻璃相反的ー側具有任意適當的其它層。作為上述其它層，例如可以舉出透明導電性層、硬涂層等。
[0031]本發明的透明基板中，上述無機玻璃與上述樹脂層可以如圖1(b)所示經由上述偶合劑層來配置(無機玻璃/偶合劑層/樹脂層)，也可以如圖2 (a)所示經由膠粘層來配置(無機玻璃/膠粘層/樹脂層)。另外，本發明的透明基板可以如圖2(b)所示具有上述偶合劑層及膠粘層，且以無機玻璃、偶合劑層、膠粘層、樹脂層的順序來配置它們。優選上述偶合劑層直接形成在上述無機玻璃上。進ー步優選上述無機玻璃與上述樹脂層僅經由上述偶合劑層來配置(無機玻璃/偶合劑層/樹脂層)。若為這樣的構成，則可以使上述無機玻璃與上述樹脂層牢固地密接，因此可以獲得尺寸穩定性優異且龜裂難以進展的透明基板。
[0032]上述偶合劑優選與上述無機玻璃化學鍵合(具有代表性的是共價鍵合)。其結果，可以獲得上述無機玻璃與上述偶合劑層的密接性優異的透明基板。
[0033]上述樹脂層或膠粘層優選通過化學鍵合(具有代表性的是共價鍵合)而與上述偶合劑層結合或相互作用。其結果，可以獲得上述偶合劑層與上述樹脂層或膠粘層的密接性優異的透明基板。
[0034]上述透明基板的總厚度優選150 μ m以下，進ー步優選140 μ m以下，特別優選80μπ?-130μπ?。根據本發明，通過如上所述具有樹脂層，可以使無機玻璃的厚度顯著薄于先前的玻璃基板。即，上述樹脂層即便較薄，也可有助于提高耐沖擊性及韌性，因此具有該樹脂層的本發明的透明基板不僅重量輕且體型薄，而且具有優異的耐沖擊性。無機玻璃及樹脂層的厚度將于后述。
[0035]使上述透明基板產生龜裂并使其彎曲時的斷裂直徑優選50mm以下，進ー步優選40mm以下。
[0036]上述透明基板的在波長550nm時的透光 率優選80%以上，進ー步優選85%以上。優選上述透明基板在180°C下實施了 2小時的加熱處理后的透光率的減少率為5%以內。其原因在于，若為這樣的減少率，則即使在顯示元件及太陽能電池的制造過程中實施必需的加熱處理，也能夠確保在實際使用時允許的透光率。
[0037]上述透明基板的表面粗糙度Ra(實質上為上述樹脂層或上述其它層的表面粗糙度Ra)優選50nm以下,進ー步優選30nm以下,特別優選10nm以下。上述透明基板的起伏優選0.5μπι以下，進ー步優選Ο.?μπι以下。若為此種特性的透明基板，則質量優異。再者，此種特性可以通過例如下述制造方法來實現。
[0038]上述透明基板的線性膨脹系數優選15ppm/°C以下，進ー步優選10ppm/°C以下，特別優選lppm/で-10ppm/°C。上述透明基板通過具有上述無機玻璃，而顯示出優異的尺寸穩定性(例如上述范圍的線性膨脹系數)。更具體而言，上述無機玻璃本身為剛性，而且上述樹脂層被該無機玻璃所約束，由此也可以抑制樹脂層的尺寸變動。其結果，上述透明基板整體顯示出優異的尺寸穩定性。
[0039]B.無機玻璃
[0040]本發明的透明基板中所使用的無機玻璃，若為板狀，則可以采用任意適當的無機玻璃。上述無機玻璃若根據組成來分類，則例如可以舉出鈉鈣玻璃、硼酸玻璃、鋁硅酸玻璃、石英玻璃等。另外，若根據堿成分來分類，則可以舉出無堿玻璃、低堿玻璃。上述無機玻璃的堿金屬成分(例如Na20、K20、Li20)的含量優選15重量％以下，進ー步優選10重量％以下。
[0041]上述無機玻璃的厚度優選80 μ m以下，進ー步優選20 μ m-80 μ m,特別優選30 μ m-70 μ m。在本發明中，通過在無機玻璃的ー側或兩側具有樹脂層，即便使無機玻璃的厚度變薄，也可以獲得耐沖擊性優異的透明基板。[0042]上述無機玻璃的波長550nm中的透光率優選85%以上。上述無機玻璃的在波長550nm時的折射率優選1.4?1.65。
[0043]上述無機玻璃的密度優選2.3g/cm3?3.0g/cm3,進ー步優選2.3g/cm3?2.7g/cm3。若為上述范圍的無機玻璃，則可以獲得輕量的透明基板。
[0044]上述無機玻璃的成形方法可以采用任意適當的方法。具有代表性的是以如下方式制作上述無機玻璃:將包含ニ氧化硅或氧化鉛等主原料、芒硝或氧化銻等消泡劑、碳等還原劑的混合物，于1400°C?1600°C的溫度下熔融，成形為薄板狀之后進行冷卻而制作。作為上述無機玻璃的薄板成形方法，例如可以舉出流孔下引(slot down draw)法、熔融法、浮式法等。對于通過這些方法而成形為板狀的無機玻璃，為了實現薄板化或提高平滑性，可以根據需要利用氫氟酸等溶劑進行化學研磨。
[0045]上述無機玻璃可以直接使用市售品，或對市售的無機玻璃進行研磨以使其達到所期望的厚度后使用。作為市售的無機玻璃，例如可以舉出康寧(CORNING)公司制造的“7059”、“1737”或“EAGLE2000”，旭硝子公司制造的“AN100”，NH TECHNO GLASS 公司制造的“NA-35”，日本電氣硝子公司制造的“ 0A-10”，SCHOTT AG公司制造的“ D263”或“ AF45”等。
[0046]C.樹脂層
[0047]上述樹脂層的厚度優選5 μ m?100 μ m,進ー步優選10 μ m?80 μ m,特別優選15 μ m?60 μ m。在上述樹脂層配置于上述無機玻璃的兩側的情況下，各樹脂層的厚度可以相同也可以不同。優選各樹脂層的厚度相同。此外，各樹脂層可以由相同的樹脂或具有相同特性的樹脂構成，也可以由不同的樹脂構成。優選各樹脂層由相同的樹脂構成。因此，最優選各樹脂層由相同的樹脂構成且為相同的厚度。若為此種構成，則即便進行加熱處理，熱應カ也會均等地施加于無機玻璃的兩面，因此極難產生翹曲或起伏。
[0048]關于上述樹脂層的總厚度的比例，相對于上述無機玻璃的厚度為0.9?4，優選0.9?3,進一步優選0.9?2.2。上述樹脂層的總厚度的比例若為此種范圍，則可以獲得彎曲性及尺寸穩定性優異的透明基板。再者，當本發明的透明基板在上述無機玻璃的兩側具有樹脂層時，本說明書中的“樹脂層的總厚度”是指各樹脂層的厚度之和。
[0049]上述樹脂層的25°C下的彈性模量為1.5GPa?lOGPa，優選L 7GPa?8GPa，進ー步優選1.9GPa?6GPa。上述樹脂層的彈性模量若為上述范圍，則即便在使無機玻璃變薄的情況下，該樹脂層也會緩和變形時的朝向缺陷的撕裂方向的局部應力，因此難以導致無機玻璃產生龜裂或斷裂。
[0050]上述樹脂層的25 V下的破壞韌性值為1.5MPa.m1/2?lOMPa.m1/2，優選2MPa.m1/2?6MPa.m1/2，進ー步優選2MPa.m1/2?5MPa.m1/2。上述樹脂層的破壞韌性值若為上述范圍，則樹脂層具有足夠的粘性強度，因此可以強化上述無機玻璃而防止無機玻璃的龜裂的進展及斷裂，從而獲得彎曲性優異的透明基板。另外，即便在無機玻璃在透明基板內部斷裂的情況下，樹脂層也難以斷裂，故而可以通過樹脂層來防止無機玻璃的飛散，并且保持透明基板的形狀，因此可以防止在顯示元件及太陽能電池的制造エ序中設施受到污染，從而可以提高合格率。
[0051]上述樹脂層中所含的樹脂的玻璃化轉變溫度優選150°C?350°C，進ー步優選180°C?320°C，特別優選210°C?290°C。上述樹脂層中所含的樹脂的玻璃化轉變溫度若為上述范圍，則可以獲得耐熱性優異的透明基板。[0052]上述樹脂層的在波長550nm時的透光率優選80%以上。上述樹脂層的在波長550nm時的折射率優選1.3-1.7。
[0053]只要可以獲得本發明的效果，則構成上述樹脂層的材料可以采用任意適當的樹月旨。作為上述樹脂，例如可以舉出熱塑性樹脂、通過熱或活性能量線而固化的固化性樹脂等。優選熱塑性樹脂。作為上述樹脂的具體例，可以舉出聚醚砜系樹脂；聚碳酸酯系樹脂；環氧系樹脂；丙烯酸系樹脂；聚對苯ニ甲酸こニ醇酯、聚萘ニ甲酸こニ醇酯等聚酯系樹脂；聚烯烴系樹脂；降冰片烯系樹脂等環烯烴系樹脂；聚酰亞胺系樹脂；聚酰胺系樹脂:聚酰亞胺酰胺系樹脂；聚芳酯系樹脂:聚砜系樹脂；聚醚酰亞胺系樹脂等。
[0054]上述樹脂層優選含有具有由下述通式⑴及/或(2)表示的重復單元的熱塑性樹脂(A)。通過含有熱塑性樹脂(A)，可以獲得與上述無機玻璃、偶合劑層或膠粘層的密接性優異且韌性也優異的樹脂層。其結果，可以獲得切割時龜裂難以進展的透明基板。另外，如上所述與無機玻璃、偶合劑層或膠粘層的密接性優異的熱塑性樹脂(A)，受到無機玻璃強力約束，故而尺寸變化減小。其結果，具有含有熱塑性樹脂(A)的樹脂層的透明基板顯示出優異的尺寸穩定性。
[0055][化1]
【權利要求】
1.ー種透明基板，其具有厚度為10 μ m?100 μ m的無機玻璃以及配置于該無機玻璃的一側或兩側的樹脂層， 該樹脂層厚度的總厚度比例是相對于該無機玻璃的厚度為0.9?4， 該樹脂層的25°C下的彈性模量為1.5GPa?lOGPa， 該樹脂層的25°C下的破壞韌性值為1.5MPa.m1/2?lOMPa.m1/2。
2.如權利要求1所述的透明基板，其中， 上述樹脂層含有樹脂，該樹脂的玻璃化轉變溫度為150°C?350°C。
3.如權利要求1或者2所述的透明基板，其中， 上述樹脂層是通過在上述無機玻璃的表面涂布熱塑性樹脂的溶液而獲得。
4.如權利要求1至3中任一項所述的透明基板，其中， 在上述無機玻璃上還具有偶合劑層。
5.如權利要求4所述的透明基板，其中， 上述偶合劑層是使含有氨基的偶合劑、含有環氧基的偶合劑或含有異氰酸酯基的偶合劑固化而獲得的偶合劑層，上述樹脂層含有含酷鍵的熱塑性樹脂。
6.如權利要求4所述的透明基板，其中， 上述偶合劑層是使末端具有環氧基的偶合劑固化而獲得的偶合劑層，上述樹脂層含有末端具有羥基的熱塑性樹脂。
7.如權利要求1至3中任一項所述的透明基板，其中， 上述無機玻璃與上述樹脂層經由膠粘層配置，該膠粘層的厚度為10 μ m以下。
8.如權利要求4?6中任一項所述的透明基板，其中， 上述偶合劑層與上述樹脂層經由膠粘層配置，該膠粘層的厚度為10 μ m以下。
9.如權利要求1至8中任一項所述的透明基板，其中， 上述透明基板的總厚度為150 μ m以下。
10.如權利要求1至9中任一項所述的透明基板，其中， 其被用作顯示元件或太陽能電池的基板。
11.一種顯示元件，其含有如權利要求1至10中任一項所述的透明基板。
12.—種太陽能電池，其含有如權利要求1至10中任一項所述的透明基板。
【文檔編號】G09F9/30GK103456242SQ201310361536
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2009年4月17日 優先權日:2008年4月24日
【發明者】村重毅, 服部大輔, 坂田義昌, 山岡尚志, 長塚辰樹 申請人:日東電工株式會社