JP2007203473A

JP2007203473A - 複合シート

Info

Publication number: JP2007203473A
Application number: JP2006021755A
Authority: JP
Inventors: Wataru Oka; 渉岡; Hisashi Ito; 寿伊東
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】耐衝撃性を有する表示用基板に使用される複合シートを提供すること。
【解決手段】表示用基板に使用される複合シートであって、厚み１０〜１０００μｍのガラスシートの少なくとも片面に繊維状フィラーを含む厚み２０〜２００μｍの樹脂層を設けてなり、前記樹脂層の線膨張係数が３０ｐｐｍ以下である複合シートであり、好ましくは記繊維状フィラーがガラス繊維であり、前記繊維状フィラーがガラスクロスであり、全光線透過率が８０％以上である複合シート。

Description

本発明は表示用基板に使用される複合シートに関するものである。

一般に、液晶表示素子や有機EL表示素子用基板、カラーフィルター基板、太陽電池基板等の基板としてはガラス板が広く用いられている。
何故ならばガラス板は透明性、耐熱性、耐薬品性、寸法精度、表面平滑性等が優れているからである。またガラス基板は通常のプラスチックフィルムを用いたディスプレイ基板と比較し光学的異方性（リタデーション）が低く、特に表示素子用基板として好適に用いられている。
近年、大型ディスプレイ分野においてはマザーガラスのパネル取り数を向上させるため、大きさが大きくなっている。このガラス板は耐衝撃性が低く一定厚み以下にすると割れやすくなり製造現場における歩留まりが著しく低下するという欠点をしている。
一方、中型、小型ディスプレイ分野においても小型化、軽量化、薄型化が強く求められており厚みの薄いガラスが用いられているが、大型ディスプレイ分野と同様、一定厚み以下では耐衝撃性が低く、割れやすくなる。
このような薄型のガラス基板の耐衝撃性を向上させる方法としては、少なくともガラスの片面にポリマー層を形成する方法（特許文献１、２）、同様に金属酸化物が主成分であるポリマー層を表面に形成する方法（特許文献３）。
これらの方法を適用することによりガラス板単体と比較し耐衝撃性は向上する。しかしながら、その硬化は不十分であり更なる耐衝撃性の向上が望まれている。

特表２００２−５４２９７１号公報特開平４−２３５５２７号公報特開２００４−５０５６５号公報

本発明は表示用基板に使用されるガラス板の耐衝撃性、耐貫通性を向上させることを目的とする。

本発明は、
（１）表示用基板に使用される複合シートであって、厚み１０〜１０００μｍのガラスシートの少なくとも片面に繊維状フィラーを含む厚み２０〜２００μｍの樹脂層を設けてなり、前記樹脂層の線膨張係数が３０ｐｐｍ以下である複合シート、
（２）前記繊維状フィラーがガラス繊維である（１）記載の複合シート、
（３）前記繊維状フィラーがガラスクロスである（１）記載の複合シート、
（４）全光線透過率が８０％以上である（１）〜（３）いずれか記載の複合シート、
（５）前記樹脂層に用いられる樹脂の硬化後の屈折率と前記繊維状フィラーとの屈折率との差が０．０１以下である（１）〜（４）いずれか記載の複合シート、
である。

本発明にかかる複合シートを表示用ディスプレイ基板に使用した場合、軽量で耐衝撃性、耐貫通性に強いディスプレイを提供することが可能である。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、表示用基板に使用される複合シートであって、厚み１０〜１０００μｍのガラスシートの少なくとも片面に繊維状フィラーを含む厚み２０〜２００μｍの樹脂層を設けてなり、前記樹脂層の線膨張係数が３０ｐｐｍ以下である複合シートに関するものである。

本発明に用いられるガラスシートとしては、特に限定されるものではなく通常表示基板等に用いられるガラス板を用いることができるが、厚みとしては１０μｍ以上１０００μｍ以下のものが必要である。何故ならば厚みが上限値を超える場合、ガラス板のみでも耐衝撃性が向上し、繊維状フィラーを含む樹脂層の補強の必要性が低減するからである。

本発明に用いられる繊維状フィラーを含む樹脂層中の繊維状フィラーとしては、特に限定されるものではないが、表示素子用基板のように透明性が重視されるような用途に用いる場合には繊維状フィラーの形状によって、以下のような制限が必要である。何故ならば繊維状フィラーと樹脂との界面において散乱を生じた場合、ヘイズが大きくなり透明性が低下するからである。

例えば繊維の屈折率に関して言えば、繊維の屈折率は、直径が１００ｎｍ以下であれば繊維状フィラーとマトリックス樹脂との界面における散乱が小さいので特に限定されない。しかし繊維状フィラーの直径が１００ｎｍを超える場合は材料間の屈折率差が原因で生じる繊維と樹脂との界面における散乱を抑制するため、繊維の屈折率としては１．４〜１．６が好ましく、特に１．５０〜１．５５が好ましい。何故ならば繊維の屈折率が前記範囲内であると、繊維材料のアッベ数に近い透明樹脂を選択することができるのからである。また透明樹脂のアッベ数とガラスのアッベ数が近いほど広い波長領域で屈折率が一致し、広範囲で高い光線透過率が得られるからである。特に、樹脂層に用いられる樹脂の硬化後の屈折率と繊維状フィラーとの屈折率との差が０．０１以下であることが好ましい。

本発明で用いる繊維状フィラーとしては、限定されるものではないがナノ繊維、ガラス繊維のクロスや不織布などの繊維布などが挙げられ、ガラスクロスが好ましい。

ガラス繊維の場合、ガラスの種類としてはEガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、Tガラス、Dガラス、NEガラス、クオーツ、低誘電率ガラス、高誘電率ガラスなどが上げられ、中でもアルカリ金属などのイオン性不純物が少なく入手の容易なEガラス、Sガラス、TガラスNEガラスが好ましい。

本発明に用いられる繊維状フィラーを含む樹脂層中の樹脂としては特に限定されるものではなく、可塑性樹脂や硬化性樹脂等の高分子材料が挙げられる。
可塑性樹脂としては環状シクロオレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂などが挙げられる。

硬化性樹脂としては硬化後透明なエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オキセタン樹脂などが挙げられるが、できるだけ線膨張率が低い樹脂が好ましい。本発明において硬化後の樹脂の線膨張率は、３０ｐｐｍ以下であることが必要であり、２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。。
何故ならば樹脂の線膨張率が小さいほど繊維状フィラーを含む樹脂層の線膨張率が小さくなり、ガラス板と樹脂層との間で生じる応力抑制され、その結果、複合シート自身のうねり、反りが低減されるからである。また、樹脂の線膨張率が小さいほど繊維状フィラーと樹脂との線膨張差が小さくなることで繊維状フィラーと樹脂との界面で生じる常温における応力が低減され、複屈折の低減ができるからである。この複屈折は低ければ低いほど良い。何故ならば複屈折が大きい場合、この複合シートを液晶用表示素子基板として用いると表示性能が悪化するからである。

さらに、低温で硬化可能な樹脂が好ましい。何故ならば低温で硬化すればするほどガラス板と樹脂層との界面で生じる応力が小さく複合体の反りを低減でき、また繊維状フィラーと樹脂との界面で生じる応力が低減され、複屈折の低減ができるからである。
ただし、うねり、反りに関しては、硬化後の樹脂の弾性率が低く、ガラスと樹脂層との間に生じた応力を緩和可能であれば樹脂の線膨張率、及び硬化温度に特に制限はない。
一方、複屈折性については樹脂の弾性率が低くなり応力が低減されても分子の配向が発生し、複屈折が生じる可能性があるため上記のような低温で硬化しかつ線膨張係数が低い樹脂が好ましい。

具体的にはビフェニル骨格を有する骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型骨格を有する脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。何故ならばこれらの樹脂はカチオン系触媒を使用しカチオン重合すると他の樹脂よりも低温で硬化し、かつ硬化物の線膨張率も低いからである。

樹脂層の厚みとしては、一般には薄型化が要求されているため本発明においては２０μｍ〜２００μｍである。

ガラスシートと繊維状フィラーを含む樹脂層との積層は、接着剤を用いて積層する方法、粘着剤を用いて積層する方法、繊維布に樹脂を含浸させ、ガラス板にラミネートし熱可塑性樹脂の場合は固化させ、硬化性樹脂の場合は硬化させ積層する方法など適宜な方式で積層することができる。

また複合シートとして赤外線防止機能、紫外線防止機能等を発現させるために樹脂層に適宜赤外線吸収剤、紫外線吸収剤等を添加することができる。

また、複合体中の樹脂層の表面平坦性が劣る場合は、平坦性向上のためさらにコート層を設けることも出来る。

以下、実施例を示して本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

〔実施例１〕ガラスクロス（日東紡製ＮＥＡ−２３１９、厚み９０μｍ、屈折率１．５０３）にエポキシ樹脂を含浸、硬化させ（硬化後の樹脂の屈折率１．５０８）厚み９０μｍのガラスクロス複合体を作成する。このガラスクロス複合体シートを接着剤を介して、厚さ１００μｍのガラス板の片面にラミネート接着し、複合シートを得た。

〔実施例２〕ガラスクロス（日東紡製ＮＥＡ−２３１９、厚み９０μｍ、屈折率１．５０３）にエポキシ樹脂を含浸後させ未硬化の状態で厚み１００μｍのガラス板の片面にラミネートし、ラミネート後樹脂を硬化させ（硬化後の樹脂の屈折率１．５０８）、複合シートを得た。

〔実施例３〕ガラスクロス（日東紡製ＮＥＡ−２３１９、厚み９０μｍ、屈折率１．５０３）にエポキシ樹脂を含浸、硬化させ（硬化後の樹脂の屈折率１，５０８）厚み９０μｍのガラスクロス複合体を作製する。このガラスクロス複合シートを接着剤を介して厚み１００μｍのガラス板の両面にラミネートし、複合シートを得た。

〔比較例１〕ガラスクロスを使用せずに厚み１００μｍのエポキシ樹脂シートを作製し、厚み１００μｍのガラス板の片面に接着剤を介して接着し複合シートを得た。
〔比較例２〕厚みが２００μｍのガラス板に何の処理もせず比較例２とした。

以上のようにして作成した複合シート、および複合体の樹脂層について下記に示す評価方法により各種特性を測定した。結果を表１に示す。
ａ）全光線透過率
分光光度計Ｕ３２００（日立製作所製）で波長５５０ｎｍにおける複合シートの全光線透過率を測定した。
ｂ）屈折率
アタゴ社製アッベ屈折率系ＤＲ−Ｍ２を用いて２５℃で５８９ｎｍにおける樹脂層に用いられる樹脂の屈折率を測定した。
ｃ）線膨張係数
ＳＥＩＫＯ電子（株）製ＴＭＡ／ＳＳ６０００型熱応力歪み測定装置を用いて、窒素雰囲気下、1分間に５℃の割合で昇温させ、荷重を５ｇで、引っ張りモードで測定を行い、３０℃〜２５０℃の温度範囲における樹脂層の線膨張係数を算出した。
ｄ）耐衝撃性試験
５０ｇの鉄球を任意の高さから複合シートに落下させ、ガラス板が破損し始める高さを測定した。

実施例で得られた複合シートは従来の薄型ガラス以上の耐衝撃性を有し、かつ従来ガラス並みの光線透過率を有する、優れたものであった。

Claims

表示用基板に使用される複合シートであって、厚み１０〜１０００μｍのガラスシートの少なくとも片面に繊維状フィラーを含む厚み２０〜２００μｍの樹脂層を設けてなり、前記樹脂層の線膨張係数が３０ｐｐｍ以下である複合シート。
前記繊維状フィラーがガラス繊維である請求項１記載の複合シート。
前記繊維状フィラーがガラスクロスである請求項１記載の複合シート。
全光線透過率が８０％以上である請求項１〜３いずれか記載の複合シート。
前記樹脂層に用いられる樹脂の硬化後の屈折率と前記繊維状フィラーとの屈折率との差が０．０１以下である請求項1〜４いずれか記載の複合シート。