專利名稱：透明基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透明基板。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異且顯 著防止無(wú)機(jī)玻璃龜裂的進(jìn)展、彎曲性優(yōu)異的透明基板。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，如平板顯示器(FPD (Flat Panel Display)例如液晶顯示元件、有機(jī)EL
顯示元件)那樣的顯示元件及太陽(yáng)能電池，就傳送性、收納性、設(shè)計(jì)性等的角度考慮， 正在朝輕量/薄型化方向發(fā)展，且也在謀求彎曲性的提高。先前，顯示元件及太陽(yáng)能 電池中所使用的透明基板在大多數(shù)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(yōu)異。但是，若實(shí)現(xiàn)構(gòu)成玻璃基板的玻璃材料的輕量/薄型化， 則將產(chǎn)生雖會(huì)顯示某種程度的彎曲性卻并不充分、且耐沖擊性會(huì)變得不充分而難以操作 (handling)的問(wèn)題。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(xiàn)1、2)。然而，即便使用這些技術(shù)，仍未獲得顯示充分的尺寸穩(wěn)定性 及彎曲性的透明基板。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平11-329715號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特開2008-107510號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述先前的課題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種尺寸 穩(wěn)定性優(yōu)異且顯著防止無(wú)機(jī)玻璃龜裂的進(jìn)展及斷裂、彎曲性優(yōu)異的透明基板。本發(fā)明的透明基板是具有厚度為10 μ m 100 μ m的無(wú)機(jī)玻璃以及配置在該無(wú)機(jī) 玻璃的一側(cè)或兩側(cè)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(duì)于該 無(wú)機(jī)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(fracture toughness)值為 1.5MPa · m1/2 IOMPa · m1/2。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述樹脂層含有樹脂，該樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為 150°C 350 。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述樹脂層可以通過(guò)在上述無(wú)機(jī)玻璃的表面涂布熱塑性 樹脂的溶液而獲得。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在上述無(wú)機(jī)玻璃上還具有偶合劑層。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述偶合劑層是使含有氨基的偶合劑、含有環(huán)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。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述偶合劑層是使末端具有環(huán)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。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)由膠粘層來(lái)配置上述無(wú)機(jī)玻璃與上述樹脂層，該膠粘層的厚度為10 μ m以下。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)由膠粘層來(lái)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。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述透明基板的總厚度為150 μ m以下。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的透明基板被用作顯示元件或太陽(yáng)能電池的基 板。根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種使用本發(fā)明的透明基板而制作的顯示元件。根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種使用本發(fā)明的透明基板而制作的太陽(yáng)能電 池。根據(jù)本發(fā)明，在無(wú)機(jī)玻璃的一側(cè)或兩側(cè)，具有相對(duì)于無(wú)機(jī)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，由此可以提供一種尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異且顯 著防止無(wú)機(jī)玻璃龜裂的進(jìn)展及斷裂、彎曲性優(yōu)異的透明基板。


圖1 (a)是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的透明基板的簡(jiǎn)要剖面圖，圖1 (b)是根據(jù) 本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式的透明基板的簡(jiǎn)要剖面圖。圖2(a)是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的透明基板的簡(jiǎn)要剖面圖，圖2(b)是根據(jù) 本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式的透明基板的簡(jiǎn)要剖面圖。符號(hào)說(shuō)明10無(wú)機(jī)玻璃11、11' 樹脂層12、12' 偶合劑層13、13' 膠粘層100a、IOOb 透明基板
具體實(shí)施例方式A.透明基板的整體構(gòu)成圖1(a)是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的透明基板的簡(jiǎn)要剖面圖。該透明基板 IOOa具有無(wú)機(jī)玻璃10、以及在無(wú)機(jī)玻璃10的一側(cè)或兩側(cè)(優(yōu)選如圖示例所示配置在兩 側(cè))配置的樹脂層11、11'。圖1(b)是根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式的透明基板的簡(jiǎn) 要剖面圖。該透明基板IOOb在無(wú)機(jī)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(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式的透明基板的簡(jiǎn)要剖面圖。該透明基 板IOOc在無(wú)機(jī)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(jù) 本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式的透明基板的簡(jiǎn)要剖面圖。該透明基板IOOd在無(wú)機(jī)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(jù)需要在上述樹脂層的與上述無(wú)機(jī)玻璃相反的一側(cè)具有任意適當(dāng)?shù)钠渌鼘?。作?上述其它層，例如可以舉出透明導(dǎo)電性層、硬涂層等。本發(fā)明的透明基板中，上述無(wú)機(jī)玻璃與上述樹脂層可以如圖1(b)所示經(jīng)由上述 偶合劑層來(lái)配置(無(wú)機(jī)玻璃/偶合劑層/樹脂層)，也可以如圖2 (a)所示經(jīng)由膠粘層來(lái)配置(無(wú)機(jī)玻璃/膠粘層/樹脂層)。另外，本發(fā)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(wú)機(jī)玻璃、偶合劑層、膠粘層、樹脂層的順序來(lái)配置它們。 優(yōu)選上述偶合劑層直接形成在上述無(wú)機(jī)玻璃上。進(jìn)一步優(yōu)選上述無(wú)機(jī)玻璃與上述樹脂層 僅經(jīng)由上述偶合劑層來(lái)配置(無(wú)機(jī)玻璃/偶合劑層/樹脂層)。若為這樣的構(gòu)成，則可以 使上述無(wú)機(jī)玻璃與上述樹脂層牢固地密接，因此可以獲得尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異且龜裂難以進(jìn) 展的透明基板。上述偶合劑優(yōu)選與上述無(wú)機(jī)玻璃化學(xué)鍵合(具有代表性的是共價(jià)鍵合)。其結(jié) 果，可以獲得上述無(wú)機(jī)玻璃與上述偶合劑層的密接性優(yōu)異的透明基板。上述樹脂層或膠粘層優(yōu)選通過(guò)化學(xué)鍵合(具有代表性的是共價(jià)鍵合)而與上述偶 合劑層結(jié)合或相互作用。其結(jié)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(yōu)異的透明基板。上述透明基板的總厚度優(yōu)選150 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選140 μ m以下，特別優(yōu)選 80μιη 130μιη。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)如上所述具有樹脂層，可以使無(wú)機(jī)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(fā)明的透明基板不僅重量輕且體型薄，而且具有優(yōu)異的耐沖擊性。 無(wú)機(jī)玻璃及樹脂層的厚度將于后述。使上述透明基板產(chǎn)生龜裂并使其彎曲時(shí)的斷裂直徑優(yōu)選50mm以下，進(jìn)一步優(yōu) 選40mm以下。上述透明基板的在波長(zhǎng)550nm時(shí)的透光率優(yōu)選80%以上，進(jìn)一步優(yōu)選85%以 上。優(yōu)選上述透明基板在180°C下實(shí)施了 2小時(shí)的加熱處理后的透光率的減少率為5%以 內(nèi)。其原因在于，若為這樣的減少率，則即使在顯示元件及太陽(yáng)能電池的制造過(guò)程中實(shí) 施必需的加熱處理，也能夠確保在實(shí)際使用時(shí)允許的透光率。上述透明基板的表面粗糙度Ra(實(shí)質(zhì)上為上述樹脂層或上述其它層的表面粗糙 度Ra)優(yōu)選50nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選30nm以下，特別優(yōu)選IOnm以下。上述透明基板的 起伏優(yōu)選0.5 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.1 μ m以下。若為此種特性的透明基板，則質(zhì)量?jī)?yōu) 異。再者，此種特性可以通過(guò)例如下述制造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。上述透明基板的線性膨脹系數(shù)優(yōu)選15ppm/°C以下，進(jìn)一步優(yōu)選10ppm/°C以 下，特別優(yōu)選lppm/°C IOppm/°C。上述透明基板通過(guò)具有上述無(wú)機(jī)玻璃，而顯示出優(yōu) 異的尺寸穩(wěn)定性(例如上述范圍的線性膨脹系數(shù))。更具體而言，上述無(wú)機(jī)玻璃本身為 剛性，而且上述樹脂層被該無(wú)機(jī)玻璃所約束，由此也可以抑制樹脂層的尺寸變動(dòng)。其結(jié) 果，上述透明基板整體顯示出優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。B.無(wú)機(jī)玻璃本發(fā)明的透明基板中所使用的無(wú)機(jī)玻璃，若為板狀，則可以采用任意適當(dāng)?shù)臒o(wú) 機(jī)玻璃。上述無(wú)機(jī)玻璃若根據(jù)組成來(lái)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(jù)堿成分來(lái)分類，則可以舉出無(wú)堿玻璃、低堿玻璃。 上述無(wú)機(jī)玻璃的堿金屬成分(例如Na2CK K2O> Li2O)的含量?jī)?yōu)選15重量％以下，進(jìn)一 步優(yōu)選10重量％以下。上述無(wú)機(jī)玻璃的厚度優(yōu)選80 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選20μιη 80μιη，特別優(yōu)選 30μιη 70μιη。在本發(fā)明中，通過(guò)在無(wú)機(jī)玻璃的一側(cè)或兩側(cè)具有樹脂層，即便使無(wú)機(jī)
5玻璃的厚度變薄，也可以獲得耐沖擊性優(yōu)異的透明基板。上述無(wú)機(jī)玻璃的波長(zhǎng)550nm中的透光率優(yōu)選85%以上。上述無(wú)機(jī)玻璃的在波長(zhǎng) 550nm時(shí)的折射率優(yōu)選1.4 1.65。上述無(wú)機(jī)玻璃的密度優(yōu)選2.3g/cm3 3.0g/cm3，進(jìn)一步優(yōu)選2.3g/cm3 2.7g/ cm3。若為上述范圍的無(wú)機(jī)玻璃，則可以獲得輕量的透明基板。上述無(wú)機(jī)玻璃的成形方法可以采用任意適當(dāng)?shù)姆椒?。具有代表性的是以如下?式制作上述無(wú)機(jī)玻璃將包含二氧化硅或氧化鋁等主原料、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(jìn)行冷卻而制 作。作為上述無(wú)機(jī)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(duì)于通過(guò)這些方法而成形為板狀的無(wú)機(jī)玻璃，為了實(shí)現(xiàn)薄板化或提高 平滑性，可以根據(jù)需要利用氫氟酸等溶劑進(jìn)行化學(xué)研磨。上述無(wú)機(jī)玻璃可以直接使用市售品，或?qū)κ惺鄣臒o(wú)機(jī)玻璃進(jìn)行研磨以使其達(dá) 到所期望的厚度后使用。作為市售的無(wú)機(jī)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“OA-IO”， SCHOTT AG 公司制造的 “D263” 或 “AF45，，等。C.樹脂層上述樹脂層的厚度優(yōu)選5 μ m 100 μ m，進(jìn)一步優(yōu)選10 μ m 80 μ m，特別優(yōu) 選15μιη 60μιη。在上述樹脂層配置于上述無(wú)機(jī)玻璃的兩側(cè)的情況下，各樹脂層的厚 度可以相同也可以不同。優(yōu)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(gòu)成，也可以由不同的樹脂構(gòu)成。優(yōu)選各樹脂層由相同的樹脂構(gòu) 成。因此，最優(yōu)選各樹脂層由相同的樹脂構(gòu)成且為相同的厚度。若為此種構(gòu)成，則即便 進(jìn)行加熱處理，熱應(yīng)力也會(huì)均等地施加于無(wú)機(jī)玻璃的兩面，因此極難產(chǎn)生翹曲或起伏。關(guān)于上述樹脂層的總厚度的比例，相對(duì)于上述無(wú)機(jī)玻璃的厚度為0.9 4，優(yōu)選 0.9 3，進(jìn)一步優(yōu)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(wěn)定性優(yōu)異的透明基板。再者，當(dāng)本發(fā)明的透明基板在上述無(wú)機(jī)玻璃的兩 側(cè)具有樹脂層時(shí)，本說(shuō)明書中的“樹脂層的總厚度”是指各樹脂層的厚度之和。上述樹脂層的25°C下的彈性模量為1.5GPa lOGPa，優(yōu)選1.7GPa 8GPa，進(jìn) 一步優(yōu)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(wú)機(jī)玻璃 變薄的情況下，該樹脂層也會(huì)緩和變形時(shí)的朝向缺陷的撕裂方向的局部應(yīng)力，因此難以 導(dǎo)致無(wú)機(jī)玻璃產(chǎn)生龜裂或斷裂。上述樹脂層的25°C下的破壞韌性值為1.5MPa · m〃2 IOMPa · m1/2,優(yōu)選 2MPa · m1/2 6MPa · m1/2，進(jìn)一步優(yōu)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(qiáng)度，因此可以強(qiáng)化上述無(wú)機(jī)玻璃 而防止無(wú)機(jī)玻璃的龜裂的進(jìn)展及斷裂，從而獲得彎曲性優(yōu)異的透明基板。另外，即便在 無(wú)機(jī)玻璃在透明基板內(nèi)部斷裂的情況下，樹脂層也難以斷裂，故而可以通過(guò)樹脂層來(lái)防 止無(wú)機(jī)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(yáng)能電池 的制造工序中設(shè)施受到污染，從而可以提高合格率。上述樹脂層中所含的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選150°C 350°C，進(jìn)一步優(yōu)選
6180°C 320°C，特別優(yōu)選210°C 290°C。上述樹脂層中所含的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度若 為上述范圍，則可以獲得耐熱性優(yōu)異的透明基板。上述樹脂層的在波長(zhǎng)550nm時(shí)的透光率優(yōu)選80%以上。上述樹脂層的在波長(zhǎng) 550nm時(shí)的折射率優(yōu)選1.3 1.7。只要可以獲得本發(fā)明的效果，則構(gòu)成上述樹脂層的材料可以采用任意適當(dāng)?shù)臉?脂。作為上述樹脂，例如可以舉出熱塑性樹脂、通過(guò)熱或活性能量線而固化的固化性樹 脂等。優(yōu)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(huán)氧系樹脂；丙烯酸系樹脂；聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚 酯系樹脂；聚烯烴系樹脂；降冰片烯系樹脂等環(huán)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。上述樹脂層優(yōu)選含有具有由下述通式(1)及/或(2)表示的重復(fù)單元的熱塑性樹 脂(A)。通過(guò)含有熱塑性樹脂(A)，可以獲得與上述無(wú)機(jī)玻璃、偶合劑層或膠粘層的密 接性優(yōu)異且韌性也優(yōu)異的樹脂層。其結(jié)果，可以獲得切割時(shí)龜裂難以進(jìn)展的透明基板。 另外，如上所述與無(wú)機(jī)玻璃、偶合劑層或膠粘層的密接性優(yōu)異的熱塑性樹脂(A)，受到 無(wú)機(jī)玻璃強(qiáng)力約束，故而尺寸變化減小。其結(jié)果，具有含有熱塑性樹脂(A)的樹脂層的 透明基板顯示出優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。[化1]
權(quán)利要求
1.一種透明基板，其具有厚度為10 μ m 100 μ m的無(wú)機(jī)玻璃以及配置于該無(wú)機(jī)玻璃 的一側(cè)或兩側(cè)的樹脂層，該樹脂層厚度的總厚度比例是相對(duì)于該無(wú)機(jī)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 · m"2 IOMPa · m"2。
2.如權(quán)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(zhuǎn)變溫度為150°C 350°C。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的透明基板，其中，上述樹脂層是通過(guò)在上述無(wú)機(jī)玻璃的表面涂布熱塑性樹脂的溶液而獲得。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的透明基板，其中， 在上述無(wú)機(jī)玻璃上還具有偶合劑層。
5.如權(quán)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(huán)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，上述樹脂層含有含酯鍵的熱塑性樹脂。
6.如權(quán)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(huán)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(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的透明基板，其中，上述無(wú)機(jī)玻璃與上述樹脂層經(jīng)由膠粘層配置，該膠粘層的厚度為10 μ m以下。
8.如權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的透明基板，其中，上述偶合劑層與上述樹脂層經(jīng)由膠粘層配置，該膠粘層的厚度為10 μ m以下。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)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(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的透明基板，其中， 其被用作顯示元件或太陽(yáng)能電池的基板。
11.一種顯示元件，其含有如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的透明基板。
12.—種太陽(yáng)能電池，其含有如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的透明基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異且顯著防止無(wú)機(jī)玻璃龜裂的進(jìn)展及斷裂、彎曲性優(yōu)異的透明基板。本發(fā)明的透明基板具有10μm～100μm的無(wú)機(jī)玻璃以及配置于該無(wú)機(jī)玻璃的一側(cè)或兩側(cè)的樹脂層，該樹脂層厚度的總厚度比例是相對(duì)于該無(wú)機(jī)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。
文檔編號(hào)G09F9/30GK102016962SQ200980113979
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者坂田義昌, 山岡尚志, 服部大輔, 村重毅, 長(zhǎng)塚辰樹 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社