透明基板的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种尺寸稳定性优异且显著防止无机玻璃龟裂的进展及断裂、弯曲性优异的透明基板。本发明的透明基板具有：10μm～100μm的无机玻璃以及配置于该无机玻璃的一侧或两侧的树脂层，该树脂层厚度的总厚度比例是相对于该无机玻璃的厚度为0.9～4，该树脂层的25℃下的弹性模量为1.5GPa～10GPa，且该树脂层的25℃下的破坏韧性值为1.5MPa·m1/2～10MPa·m1/2。
【专利说明】透明基板
[0001]本申请是申请日为2009年04月17日、申请号为200980113979.0、发明名称为“透明基板”的申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及ー种透明基板。更详细而言，本发明涉及ー种尺寸稳定性优异且显著防止无机玻璃龟裂的进展、弯曲性优异的透明基板。
【背景技术】
[0003]近年来，如平板显示器(FPD (Flat Panel Display):例如液晶显示元件、有机EL显示元件)那样的显示元件及太阳能电池，就传送性、收纳性、设计性等的角度考虑，正在朝轻量/薄型化方向发展，且也在谋求弯曲性的提高。先前，显示元件及太阳能电池中所使用的透明基板在大多数情况下使用玻璃基板。玻璃基板的透明性、耐溶剂性、阻气性、耐热性优异。但是，若实现构成玻璃基板的玻璃材料的轻量/薄型化，则将产生虽会显示某种程度的弯曲性却并不充分、且耐冲击性会变得不充分而难以操作(handling)的问题。
[0004]为了提高薄型玻璃基板的操作性，已公开有在玻璃表面形成了树脂层的基板(例如參照专利文献1、2)。然而，即便使用这些技术，仍未获得显示充分的尺寸稳定性及弯曲性的透明基板。
[0005]专利文献1:日本专利特开平11-329715号公报
[0006]专利文献2:日本专利特开2008-107510号公报
【发明内容】
[0007]本发明是为了解决上述先前的课题而完成的发明，其目的在于，提供ー种尺寸稳定性优异且显著防止无机玻璃龟裂的进展及断裂、弯曲性优异的透明基板。
[0008]本发明的透明基板是具有厚度为ΙΟμπι?100 μ m的无机玻璃以及配置在该无机玻璃的一侧或两侧的树脂层的透明基板，就该树脂层厚度的总厚度比例而言，相对于该无机玻璃的厚度为0.9?4，该树脂层的25°C下的弾性模量为1.5GPa?lOGPa，该树脂层的25°C下的破坏朝性(fracture toughness)值为 1.5MPa.m1/2 ?lOMPa.m1/2。
[0009]在优选的实施方式中，上述树脂层含有树脂，该树脂的玻璃化转变温度为150°C?350 °C。
[0010]在优选的实施方式中，上述树脂层可以通过在上述无机玻璃的表面涂布热塑性树脂的溶液而获得。
[0011 ] 在优选的实施方式中，在上述无机玻璃上还具有偶合剂层。
[0012]在优选的实施方式中，上述偶合剂层是使含有氨基的偶合剂、含有环氧基的偶合剂或含有异氰酸酯基的偶合剂固化而获得的偶合剂层，上述树脂层含有具有酯键的热塑性树脂。
[0013]在优选的实施方式中，上述偶合剂层是使末端具有环氧基的偶合剂固化而获得的偶合剂层，上述树脂层含有末端具有羟基的热塑性树脂。
[0014]在优选的实施方式中，经由胶粘层来配置上述无机玻璃与上述树脂层，该胶粘层的厚度为10 μ m以下。
[0015]在优选的实施方式中，经由胶粘层来配置上述偶合剂层与上述树脂层，该胶粘层的厚度为10 μ m以下。
[0016]在优选的实施方式中，上述透明基板的总厚度为150μπι以下。
[0017]在优选的实施方式中，本发明的透明基板被用作显示元件或太阳能电池的基板。
[0018]根据本发明的另一方式，提供ー种使用本发明的透明基板而制作的显示元件。
[0019]根据本发明的另一方式，提供ー种使用本发明的透明基板而制作的太阳能电池。
[0020]根据本发明，在无机玻璃的ー侧或两侧，具有相对于无机玻璃为特定比例的厚度且具有特定弹性模量及破坏韧性值的树脂层，由此可以提供ー种尺寸稳定性优异且显著防止无机玻璃龟裂的进展及断裂、弯曲性优异的透明基板。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1(a)是根据本发明的优选实施方式的透明基板的简要剖面图，图1(b)是根据本发明的另ー优选实施方式的透明基板的简要剖面图。
[0022]图2(a)是根据本发明的另ー实施方式的透明基板的简要剖面图，图2(b)是根据本发明的另ー优选实施方式的透明基板的简要剖面图。
[0023]【符号说明】
[0024]10无机玻璃
[0025]11、11'树脂层
[0026]12、12'偶合剂层
[0027]13、13'胶粘层
[0028]100a、100b 透明基板
【具体实施方式】
[0029]A.透明基板的整体构成
[0030]图1(a)是根据本发明的优选实施方式的透明基板的简要剖面图。该透明基板100a具有:无机玻璃10、以及在无机玻璃10的ー侧或两侧(优选如图示例所示配置在两侦D配置的树脂层11、1”。图1(b)是根据本发明的另ー优选实施方式的透明基板的简要剖面图。该透明基板100b在无机玻璃10与树脂层11、11'之间还具有偶合剂层12、12'。图2(a)是根据本发明的另ー优选实施方式的透明基板的简要剖面图。该透明基板100c在无机玻璃10与树脂层11、11'之间还具有胶粘层13、13'。图2(b)是根据本发明的另ー优选实施方式的透明基板的简要剖面图。该透明基板100d在无机玻璃10与树脂层之间还具有偶合剂层12、12'及胶粘层13、13'。虽未图示，但上述透明基板可以根据需要在上述树脂层的与上述无机玻璃相反的ー侧具有任意适当的其它层。作为上述其它层，例如可以举出透明导电性层、硬涂层等。
[0031]本发明的透明基板中，上述无机玻璃与上述树脂层可以如图1(b)所示经由上述偶合剂层来配置(无机玻璃/偶合剂层/树脂层)，也可以如图2 (a)所示经由胶粘层来配置(无机玻璃/胶粘层/树脂层)。另外，本发明的透明基板可以如图2(b)所示具有上述偶合剂层及胶粘层，且以无机玻璃、偶合剂层、胶粘层、树脂层的顺序来配置它们。优选上述偶合剂层直接形成在上述无机玻璃上。进ー步优选上述无机玻璃与上述树脂层仅经由上述偶合剂层来配置(无机玻璃/偶合剂层/树脂层)。若为这样的构成，则可以使上述无机玻璃与上述树脂层牢固地密接，因此可以获得尺寸稳定性优异且龟裂难以进展的透明基板。
[0032]上述偶合剂优选与上述无机玻璃化学键合(具有代表性的是共价键合)。其結果，可以获得上述无机玻璃与上述偶合剂层的密接性优异的透明基板。
[0033]上述树脂层或胶粘层优选通过化学键合(具有代表性的是共价键合)而与上述偶合剂层结合或相互作用。其结果，可以获得上述偶合剂层与上述树脂层或胶粘层的密接性优异的透明基板。
[0034]上述透明基板的总厚度优选150 μ m以下，进ー步优选140 μ m以下，特别优选80μπ?-130μπ?。根据本发明，通过如上所述具有树脂层，可以使无机玻璃的厚度显著薄于先前的玻璃基板。即，上述树脂层即便较薄，也可有助于提高耐冲击性及韧性，因此具有该树脂层的本发明的透明基板不仅重量轻且体型薄，而且具有优异的耐冲击性。无机玻璃及树脂层的厚度将于后述。
[0035]使上述透明基板产生龟裂并使其弯曲时的断裂直径优选50mm以下，进ー步优选40mm以下。
[0036]上述透明基板的在波长550nm时的透光 率优选80%以上，进ー步优选85%以上。优选上述透明基板在180°C下实施了 2小时的加热处理后的透光率的减少率为5%以内。其原因在于，若为这样的減少率，则即使在显示元件及太阳能电池的制造过程中实施必需的加热处理，也能够确保在实际使用时允许的透光率。
[0037]上述透明基板的表面粗糙度Ra(实质上为上述树脂层或上述其它层的表面粗糙度Ra)优选50nm以下,进ー步优选30nm以下,特别优选10nm以下。上述透明基板的起伏优选0.5μπι以下，进ー步优选Ο.?μπι以下。若为此种特性的透明基板，则质量优异。再者，此种特性可以通过例如下述制造方法来实现。
[0038]上述透明基板的线性膨胀系数优选15ppm/°C以下，进ー步优选10ppm/°C以下，特别优选lppm/で-10ppm/°C。上述透明基板通过具有上述无机玻璃，而显示出优异的尺寸稳定性(例如上述范围的线性膨胀系数)。更具体而言，上述无机玻璃本身为刚性，而且上述树脂层被该无机玻璃所约束，由此也可以抑制树脂层的尺寸变动。其结果，上述透明基板整体显示出优异的尺寸稳定性。
[0039]B.无机玻璃
[0040]本发明的透明基板中所使用的无机玻璃，若为板状，则可以采用任意适当的无机玻璃。上述无机玻璃若根据组成来分类，则例如可以举出钠钙玻璃、硼酸玻璃、铝硅酸玻璃、石英玻璃等。另外，若根据碱成分来分类，则可以举出无碱玻璃、低碱玻璃。上述无机玻璃的碱金属成分(例如Na20、K20、Li20)的含量优选15重量％以下，进ー步优选10重量％以下。
[0041]上述无机玻璃的厚度优选80 μ m以下，进ー步优选20 μ m-80 μ m,特别优选30 μ m-70 μ m。在本发明中，通过在无机玻璃的ー侧或两侧具有树脂层，即便使无机玻璃的厚度变薄，也可以获得耐冲击性优异的透明基板。[0042]上述无机玻璃的波长550nm中的透光率优选85%以上。上述无机玻璃的在波长550nm时的折射率优选1.4?1.65。
[0043]上述无机玻璃的密度优选2.3g/cm3?3.0g/cm3,进ー步优选2.3g/cm3?2.7g/cm3。若为上述范围的无机玻璃，则可以获得轻量的透明基板。
[0044]上述无机玻璃的成形方法可以采用任意适当的方法。具有代表性的是以如下方式制作上述无机玻璃:将包含ニ氧化硅或氧化铅等主原料、芒硝或氧化锑等消泡剂、碳等还原剂的混合物，于1400°C?1600°C的温度下熔融，成形为薄板状之后进行冷却而制作。作为上述无机玻璃的薄板成形方法，例如可以举出流孔下引(slot down draw)法、熔融法、浮式法等。对于通过这些方法而成形为板状的无机玻璃，为了实现薄板化或提高平滑性，可以根据需要利用氢氟酸等溶剂进行化学研磨。
[0045]上述无机玻璃可以直接使用市售品，或对市售的无机玻璃进行研磨以使其达到所期望的厚度后使用。作为市售的无机玻璃，例如可以举出康宁(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”，日本电气硝子公司制造的“ 0A-10”，SCHOTT AG公司制造的“ D263”或“ AF45”等。
[0046]C.树脂层
[0047]上述树脂层的厚度优选5 μ m?100 μ m,进ー步优选10 μ m?80 μ m,特别优选15 μ m?60 μ m。在上述树脂层配置于上述无机玻璃的两侧的情况下，各树脂层的厚度可以相同也可以不同。优选各树脂层的厚度相同。此外，各树脂层可以由相同的树脂或具有相同特性的树脂构成，也可以由不同的树脂构成。优选各树脂层由相同的树脂构成。因此，最优选各树脂层由相同的树脂构成且为相同的厚度。若为此种构成，则即便进行加热处理，热应カ也会均等地施加于无机玻璃的两面，因此极难产生翘曲或起伏。
[0048]关于上述树脂层的总厚度的比例，相对于上述无机玻璃的厚度为0.9?4，优选0.9?3,进一步优选0.9?2.2。上述树脂层的总厚度的比例若为此种范围，则可以获得弯曲性及尺寸稳定性优异的透明基板。再者，当本发明的透明基板在上述无机玻璃的两侧具有树脂层时，本说明书中的“树脂层的总厚度”是指各树脂层的厚度之和。
[0049]上述树脂层的25°C下的弹性模量为1.5GPa?lOGPa，优选L 7GPa?8GPa，进ー步优选1.9GPa?6GPa。上述树脂层的弹性模量若为上述范围，则即便在使无机玻璃变薄的情况下，该树脂层也会缓和变形时的朝向缺陷的撕裂方向的局部应力，因此难以导致无机玻璃产生龟裂或断裂。
[0050]上述树脂层的25 V下的破坏韧性值为1.5MPa.m1/2?lOMPa.m1/2，优选2MPa.m1/2?6MPa.m1/2，进ー步优选2MPa.m1/2?5MPa.m1/2。上述树脂层的破坏韧性值若为上述范围，则树脂层具有足够的粘性強度，因此可以強化上述无机玻璃而防止无机玻璃的龟裂的进展及断裂，从而获得弯曲性优异的透明基板。另外，即便在无机玻璃在透明基板内部断裂的情况下，树脂层也难以断裂，故而可以通过树脂层来防止无机玻璃的飞散，并且保持透明基板的形状，因此可以防止在显示元件及太阳能电池的制造エ序中设施受到污染，从而可以提高合格率。
[0051]上述树脂层中所含的树脂的玻璃化转变温度优选150°C?350°C，进ー步优选180°C?320°C，特别优选210°C?290°C。上述树脂层中所含的树脂的玻璃化转变温度若为上述范围，则可以获得耐热性优异的透明基板。[0052]上述树脂层的在波长550nm时的透光率优选80%以上。上述树脂层的在波长550nm时的折射率优选1.3-1.7。
[0053]只要可以获得本发明的效果，则构成上述树脂层的材料可以采用任意适当的树月旨。作为上述树脂，例如可以举出热塑性树脂、通过热或活性能量线而固化的固化性树脂等。优选热塑性树脂。作为上述树脂的具体例，可以举出聚醚砜系树脂；聚碳酸酯系树脂；环氧系树脂；丙烯酸系树脂；聚对苯ニ甲酸こニ醇酯、聚萘ニ甲酸こニ醇酯等聚酯系树脂；聚烯烃系树脂；降冰片烯系树脂等环烯烃系树脂；聚酰亚胺系树脂；聚酰胺系树脂:聚酰亚胺酰胺系树脂；聚芳酯系树脂:聚砜系树脂；聚醚酰亚胺系树脂等。
[0054]上述树脂层优选含有具有由下述通式⑴及/或(2)表示的重复单元的热塑性树脂(A)。通过含有热塑性树脂(A)，可以获得与上述无机玻璃、偶合剂层或胶粘层的密接性优异且韧性也优异的树脂层。其结果，可以获得切割时龟裂难以进展的透明基板。另外，如上所述与无机玻璃、偶合剂层或胶粘层的密接性优异的热塑性树脂(A)，受到无机玻璃強力约束，故而尺寸变化减小。其结果，具有含有热塑性树脂(A)的树脂层的透明基板显示出优异的尺寸稳定性。
[0055][化1]
【权利要求】
1.ー种透明基板，其具有厚度为10 μ m?100 μ m的无机玻璃以及配置于该无机玻璃的一侧或两侧的树脂层， 该树脂层厚度的总厚度比例是相对于该无机玻璃的厚度为0.9?4， 该树脂层的25°C下的弹性模量为1.5GPa?lOGPa， 该树脂层的25°C下的破坏韧性值为1.5MPa.m1/2?lOMPa.m1/2。
2.如权利要求1所述的透明基板，其中， 上述树脂层含有树脂，该树脂的玻璃化转变温度为150°C?350°C。
3.如权利要求1或者2所述的透明基板，其中， 上述树脂层是通过在上述无机玻璃的表面涂布热塑性树脂的溶液而获得。
4.如权利要求1至3中任一项所述的透明基板，其中， 在上述无机玻璃上还具有偶合剂层。
5.如权利要求4所述的透明基板，其中， 上述偶合剂层是使含有氨基的偶合剂、含有环氧基的偶合剂或含有异氰酸酯基的偶合剂固化而获得的偶合剂层，上述树脂层含有含酷键的热塑性树脂。
6.如权利要求4所述的透明基板，其中， 上述偶合剂层是使末端具有环氧基的偶合剂固化而获得的偶合剂层，上述树脂层含有末端具有羟基的热塑性树脂。
7.如权利要求1至3中任一项所述的透明基板，其中， 上述无机玻璃与上述树脂层经由胶粘层配置，该胶粘层的厚度为10 μ m以下。
8.如权利要求4?6中任一项所述的透明基板，其中， 上述偶合剂层与上述树脂层经由胶粘层配置，该胶粘层的厚度为10 μ m以下。
9.如权利要求1至8中任一项所述的透明基板，其中， 上述透明基板的总厚度为150 μ m以下。
10.如权利要求1至9中任一项所述的透明基板，其中， 其被用作显示元件或太阳能电池的基板。
11.一种显示元件，其含有如权利要求1至10中任一项所述的透明基板。
12.—种太阳能电池，其含有如权利要求1至10中任一项所述的透明基板。
【文档编号】G09F9/30GK103456242SQ201310361536
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2009年4月17日 优先权日:2008年4月24日
【发明者】村重毅, 服部大辅, 坂田义昌, 山冈尚志, 长塚辰树 申请人:日东电工株式会社