CN102574370A - 透明基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐溶剂龟裂性、韧性、耐热性优异的透明基板,所述透明基板具备无机玻璃和配置于该无机玻璃的单侧或两侧的第1树脂层,其中,该第1树脂层包含重均分子量按聚苯乙烯换算计为8×104~100×104的树脂化合物,所述透明基板在与包含20重量%~95重量%的选自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜及N,N-二甲基甲酰胺中的至少1种溶剂的混合溶剂接触时不产生溶剂龟裂。
Description
技术领域
本发明涉及一种透明基板。更详细而言,本发明涉及一种耐溶剂龟裂性、韧性、耐热性、挠性优异的透明基板。
背景技术
近年来,由于图像通信技术的发展,诸如平板显示器(FPD:例如液晶显示装置、有机EL显示装置)这样的显示装置的轻量化和薄型化已取得进展。以往,显示装置的基板多使用玻璃基板。玻璃基板的透明性和耐溶剂性、气体阻隔性、耐热性优异。但若谋求构成玻璃基板的玻璃材料的薄型化,则产生下述问题:虽然在轻量化的同时挠性优异,但耐冲击性不充分,从而难以操作。
为了提高薄型玻璃基板的操作性,公开了一种在玻璃表面上形成了树脂层的基板(例如参照专利文献1、2、3)。这样的基板通过在玻璃表面上贴合树脂膜或在玻璃表面上涂布热塑性树脂来制作。如此制作的基板可获得具有挠性的一定的效果。
但是,当这样的基板用于显示元件等时,存在对制造该显示元件时所用的各种溶剂(例如丙酮)的耐久性差的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-329715号公报
专利文献2:日本特开2008-107510号公报
专利文献3:日本特表2002-542971号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是为了解决上述技术问题而完成的发明,其目的在于提供一种耐溶剂龟裂性、韧性、耐热性、挠性优异的透明基板。
用于解决技术问题的手段
本发明的透明基板具备无机玻璃和配置于该无机玻璃的单侧或两侧的第1树脂层,该第1树脂层包含重均分子量按聚苯乙烯换算计为8×104~100×104的树脂化合物,所述透明基板在与包含20重量%~95重量%的选自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜及N,N-二甲基甲酰胺中的至少1种溶剂的混合溶剂接触时不产生溶剂龟裂。
在优选的实施方式中,上述第1树脂层包含具有通式(1)、(2)及(3)所示的重复单元的树脂化合物:
式(1)中,R1是碳数为1~5的直链状或支链状的烷基,R2是碳数为2~5的直链状或支链状的烷基,A1和A2分别独立地为氧原子、单键或通式(5)所示的连接基团,式(2)中,X是碳数为6~18的取代或未取代的亚芳基,A3和A4分别独立地为选自通式(4)~(8)所示的连接基团中的至少1种,该A3和A4键合于X的对位或间位,式(3)中,R3是甲基或碳数为6~18的取代或未取代的芳基,A5和A6分别独立地为氧原子、单键或通式(5)所示的连接基团;
键合于对位的A3和A4的数量是键合于间位的A3和A4的数量的3倍以上。
在优选的实施方式中,上述式(1)中的R1是碳数为1~3的直链状或支链状的烷基,R2是碳数为3或4的直链状或支链状的烷基,上述式(2)中的X是碳数为6~12的取代或未取代的亚芳基,A3和A4分别独立地为下述通式(4)或通式(5)所示的连接基团,上述式(3)中的R3是甲基或者碳数为6~12的取代或未取代的芳基。
在优选的实施方式中,上述式(1)中的R1是甲基,R2是异丁基,上述式(2)中的X是碳数为6~12的取代或未取代的亚芳基,A3和A4分别独立地为下述通式(4)或通式(5)所示的连接基团,该A3和A4键合于X的对位,上述式(3)中的R3是甲基或者碳数为6~12的取代或未取代的芳基。
在优选的实施方式中,上述树脂化合物还具有通式(9)所示的重复单元:
式(9)中,R4和R5分别独立地为甲基或氢,B是碳数为4~9的取代或未取代的环烷烃、或者取代或未取代的芴。
在优选的实施方式中,本发明的透明基板还具备直接设置于上述无机玻璃上的偶合剂层。
在优选的实施方式中,本发明的透明基板在上述无机玻璃与上述第1树脂层之间还具备第2树脂层。
在优选的实施方式中,对于本发明的透明基板,当使上述透明基板产生龟裂并弯曲时的断裂直径为50mm以下。
在优选的实施方式中,上述树脂化合物可溶于包含50重量%以上的甲苯和/或二甲苯的溶剂中。
根据本发明的其它方面,提供一种使用本发明的透明基板制作的显示元件。
根据本发明的其它方面,提供一种使用本发明的透明基板制作的太阳能电池。
根据本发明的其它方面,提供一种使用本发明的透明基板制作的照明元件。
发明的效果
本申请的发明人新发现:基板对各种溶剂的耐久性差这一现有问题的原因在于基板与各种溶剂接触时所产生的溶剂龟裂。具体而言,当如上所述那样在玻璃表面上形成了树脂层时,树脂层中会产生应力(例如通过树脂溶液的干燥收缩而产生的应力),当存在应力的树脂层接触各种溶剂时,基板会产生溶剂龟裂。根据本发明,通过在无机玻璃的单侧或两侧具备包含特定的重均分子量的树脂化合物的树脂层,能提供耐溶剂龟裂性优异的透明基板。而且,通过该树脂层包含具有特定结构的树脂化合物,从而能提供耐溶剂龟裂性显著优异、并且韧性、耐热性、挠性优异的透明基板。
附图说明
图1(a)是本发明的一个实施方式的透明基板的概略剖面图。
图1(b)是本发明的另一个实施方式的透明基板的概略剖面图。
图1(c)是本发明的又一个实施方式的透明基板的概略剖面图。
具体实施方式
A.透明基板的整体构成
图1(a)是本发明的优选实施方式的透明基板的概略剖面图。该透明基板100具备无机玻璃10和配置于无机玻璃10的单侧或两侧(优选如图示例子那样为两侧)的第1树脂层11、11′。另外,虽未图示,但实际应用中在无机玻璃10与第1树脂层11、11′之间可配置任意适当的粘接剂层。
图1(b)是本发明的其它实施方式的透明基板的概略剖面图。在该实施方式中,透明基板101在无机玻璃10与第1树脂层11、11′之间还具备包含偶合剂的层(以下有时也称为偶合剂层)12、12′。另外,虽未图示,但可以在第1树脂层11、11′与偶合剂层12、12′之间配置任意适当的粘接剂层。
当本发明的透明基板具备偶合剂层12、12′时,优选如图1(b)所示那样,偶合剂层12、12′直接(即不经由粘接剂或粘合剂)设置于无机玻璃10上。若以此方式将偶合剂层12、12′直接设置于无机玻璃10上,则可获得即使在高温高湿环境下无机玻璃与树脂层的密合性也优异、而且切割时龟裂不易进展的透明基板。
图1(c)是本发明的又一其它实施方式的透明基板的概略剖面图。在该实施方式中,透明基板102在第1树脂层11、11′与偶合剂层12、12′(在未设置偶合剂层时为无机玻璃10)之间还具备第2树脂层13、13′。
本发明的透明基板根据需要可以具备任意适当的其它层作为最外层。作为上述其它层,例如可以列举出硬涂层、透明导电性层等。
本发明的透明基板的总厚度优选为150μm以下,更优选为120μm以下,特别优选为50μm~120μm。根据本发明,通过如上所述那样具有第1树脂层,可使无机玻璃的厚度显著地薄于现有的玻璃基板。即,第1树脂层尽管薄但可有助于提高耐冲击性和韧性,因此能获得轻量、薄型且具有优异的耐冲击性的透明基板。
本发明的透明基板对制造显示元件、太阳能电池或照明元件时所用的溶剂具有优异的耐久性。具体而言,本发明的透明基板与包含20重量%~95重量%的选自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜及N,N-二甲基甲酰胺中的至少1种溶剂的混合溶剂接触时不产生溶剂龟裂。优选本发明的透明基板与包含70重量%~95重量%的选自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜及N,N-二甲基甲酰胺中的至少1种溶剂的混合溶剂接触时不产生溶剂龟裂。更优选本发明的透明基板与包含90重量%~95重量%的选自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜及N,N-二甲基甲酰胺中的至少1种溶剂的混合溶剂接触时不产生溶剂龟裂。作为上述混合溶剂中包含的除丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜及N,N-二甲基甲酰胺以外的溶剂,例如可以列举出水、异丙醇等。另外,在本说明书中,“溶剂龟裂”是指对透明基板的最外层(即第1树脂层)滴加上述混合溶剂后于室温下放置5分钟时所产生的裂纹。
使本发明的透明基板产生龟裂并弯曲时的断裂直径优选为50mm以下,更优选为40mm以下,特别优选为25mm以下。本发明的透明基板由于具备特定的树脂层而显示优异的挠性(例如上述范围的断裂直径)。
本发明的透明基板的总透光率优选为80%以上,更优选为85%以上。优选上述透明基板于180℃下实施2小时的加热处理后的透光率的减少率为5%以内。因为如果是这样的减少率,则即使在FPD的制造过程中实施必需的加热处理,也能确保实用上可容许的透光率。
本发明的透明基板的表面粗糙度Ra(实质上为上述第1树脂层或上述其它层的表面粗糙度Ra)优选为50nm以下,更优选为30nm以下,特别优选为10nm以下。上述透明基板的表面波纹度优选为0.5μm以下,更优选为0.1μm以下。这样特性的透明基板的品质优异。另外,这样的特性例如可以通过后述的制造方法来实现。
本发明的透明基板的线膨胀系数优选为15ppm/℃以下,更优选为10ppm/℃以下,特别优选为1ppm/℃~10ppm/℃。上述透明基板通过具备上述无机玻璃而显示优异的尺寸稳定性(例如上述范围的线膨胀系数)。更具体而言,除了上述无机玻璃自身刚直外,由于第1树脂层受到该无机玻璃约束,因此还可以抑制第1树脂层的尺寸变动。其结果是上述透明基板整体显示优异的尺寸稳定性。
B.无机玻璃
本发明的透明基板中使用的无机玻璃只要是板状的无机玻璃,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,可以列举出例如钠钙玻璃、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,可以列举出无碱玻璃、低碱玻璃。上述无机玻璃的碱金属成分(例如Na2O、K2O、Li2O)的含量优选为15重量%以下,更优选为10重量%以下。
上述无机玻璃的厚度优选为80μm以下,更优选为20μm~80μm,特别优选为30μm~70μm。在本发明中,通过在无机玻璃的单侧或两侧具有树脂层,可以减小无机玻璃的厚度。
上述无机玻璃在波长550nm处的透光率优选为85%以上。上述无机玻璃在波长550nm处的折射率ng优选为1.4~1.65。
上述无机玻璃的密度优选为2.3g/cm3~3.0g/cm3,更优选为2.3g/cm3~2.7g/cm3。若是上述范围的无机玻璃,则可以获得轻量的透明基板。
上述无机玻璃的成形方法可以采用任意适当的方法。代表性的如上述无机玻璃通过以下方法来制作:将包含二氧化硅或氧化铝等主原料、芒硝或氧化锑等消泡剂以及碳等还原剂的混合物于1400℃~1600℃的温度下熔融,成形为薄板状后进行冷却。作为上述无机玻璃的薄板成形方法,例如可以列举出流孔下引法、熔融法、浮式法等。使用这些方法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。
上述无机玻璃可以直接使用市售品,或者也可以将市售的无机玻璃研磨成所需厚度后使用。作为市售的无机玻璃,例如可以列举出Corning公司制造的“7059”、“1737”或“EAGLE2000”、旭硝子公司制造的“AN100”、NH TECHNOGLASS公司制造的“NA-35”、日本电气硝子公司制造的“OA-10”、SCHOTT公司制造的“D263”或“AF45”等。
C.第1树脂层
本发明的透明基板中使用的第1树脂层配置于上述无机玻璃的单侧或两侧。该第1树脂层优选包含具有下述通式(1)、(2)及(3)所示的重复单元的树脂化合物。通过具备包含这样的树脂化合物的树脂层,可以获得耐溶剂龟裂性优异的透明基板。而且,通过包含这样的树脂化合物,可以获得韧性优异的树脂层,其结果是可以获得切割时龟裂不易进展的透明基板。
式(1)中,R1优选是碳数为1~5的直链状或支链状的烷基,更优选是碳数为1~3的直链状或支链状的烷基,特别优选是甲基。R2优选是碳数为2~5的直链状或支链状的烷基,更优选是碳数为3或4的直链状或支链状的烷基,特别优选是异丁基。A1和A2分别独立地为氧原子、单键或上述通式(5)所示的连接基团。
式(2)中,X优选是碳数为6~18的取代或未取代的亚芳基,更优选是碳数为6~12的取代或未取代的亚芳基。A3和A4优选分别独立地为选自上述通式(4)~(8)所示的连接基团中的至少1种,更优选是上述通式(4)或通式(5)所示的连接基团。
式(3)中,R3优选是甲基或者碳数为6~18的取代或未取代的芳基,更优选是甲基或者碳数为6~12的取代或未取代的芳基。A5和A6优选分别独立地为氧原子、单键或上述通式(5)所示的连接基团。
上述通式(3)中的A3和A4优选键合于上述X的对位或间位。键合于上述X的对位的A3和A4的数量优选是键合于上述X的间位的A3和A4的数量的3倍以上,更优选是4倍以上,特别优选是9倍以上。最优选上述A3和A4仅键合于上述X的对位。若使用具有这样结构的上述通式(3)所示的重复单元的树脂化合物,则可以获得耐溶剂龟裂性优异的透明基板。
上述通式(1)所示的重复单元与上述通式(3)所示的重复单元的摩尔比(通式(3)/通式(1))优选为0.5~2.0,更优选为0.7~1.6。
上述通式(2)所示的重复单元与除上述通式(2)所示的重复单元以外的重复单元的摩尔比(除通式(2)以外/通式(2))优选为0.7~1.3,更优选为0.9~1.1。
作为构成上述通式(1)所示的重复单元的单体,例如可以列举出4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚、2,2-双(4-羟基苯基)-4-甲基-戊烷、3,3-双(4-羟基苯基)戊烷、2,2-双(4′-羟基苯基)己烷等。作为构成上述通式(2)所示的重复单元的单体,例如可以列举出4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚、4,4′-(1-苯基亚丙基)双酚、4,4′-(1-苯基亚戊基)双酚、4,4′-(1-苯基亚己基)双酚等。作为构成上述通式(3)所示的重复单元的单体,例如可以列举出对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯等。具有上述通式(1)、(2)及(3)所示的重复单元的树脂化合物可以通过使用任意适当的聚合方法将这些单体进行共聚来得到。这些单体可单独使用,或者可将2种以上混合使用。作为聚合溶剂,例如可以列举出氯仿、二氯甲烷、三氯乙烷等卤素系溶剂;甲苯、二甲苯等芳烃系溶剂等。其中优选甲苯。若是甲苯,则能以低成本获得透明基板。
优选上述树脂化合物还具有下述通式(9)所示的重复单元。若上述树脂化合物具有这样的重复单元,则可以获得耐热性优异的透明基板。
式(9)中,R4和R5优选分别独立地为甲基或氢。B优选是碳数为4~9的取代或未取代的环烷烃、或者取代或未取代的芴,更优选是碳数为6~9的取代或未取代的环烷烃、或者取代或未取代的芴。
还具有上述通式(9)所示的重复单元的树脂化合物可以通过例如将具有芴基的双酚类、具有环己烷基的双酚类等与上述单体一起聚合来获得。这些单体可以单独使用,或者可以将2种以上混合使用。作为上述具有芴基的双酚的具体例子,可以列举出9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴等。作为上述具有环己烷基的双酚的具体例子,可以列举出4,4′-(3,3,5-三甲基亚环己基)双酚等。
关于上述通式(9)所示的重复单元的比例,相对于上述通式(1)~(3)所示的重复单元的总摩尔数,优选为30摩尔%以下,更优选为3摩尔%~30摩尔%,特别优选为5摩尔%~20摩尔%。
构成上述第1树脂层的树脂化合物的聚合度优选为10~6000,更优选为20~5000,特别优选为50~4000。
构成上述第1树脂层的树脂化合物的重均分子量按聚苯乙烯换算计优选为8×104~100×104,更优选为9×104~50×104,特别优选为10×104~30×104。当构成上述第1树脂层的树脂化合物的重均分子量小于8×104时,有可能无法获得具有所需耐溶剂龟裂性的透明基板。当大于100×104时,有可能粘度过高而难以操作。
构成上述第1树脂层的树脂化合物的玻璃化转变温度优选为180℃~350℃,更优选为230℃~330℃,特别优选为250℃~300℃,最优选为260℃~300℃。若为这样的范围,则可以获得耐热性优异的透明基板。
构成上述第1树脂层的树脂化合物优选可溶于包含50%以上的甲苯和/或二甲苯的溶剂中,更优选可溶于包含70%以上的甲苯和/或二甲苯的溶剂中,特别优选可溶于包含80%以上的甲苯和/或二甲苯的溶剂中。构成上述第1树脂层的树脂化合物若可溶于这样的溶剂中,则当在上述无机玻璃上涂布包含该树脂化合物的溶液来获得透明基板时,可以简便地进行涂布工序。
上述第1树脂层的弹性模量优选为1.5GPa~10GPa,更优选为1.6GPa~9GPa,特别优选为1.7GPa~8GPa。通过在上述范围内,即使将无机玻璃变薄后,该第1树脂层也会缓和在变形时产生的对缺陷的撕裂方向的局部应力,因此不易发生无机玻璃的龟裂和断裂。
上述第1树脂层的断裂韧性值优选为1.5MPa·m1/2~10MPa·m1/2,更优选为2MPa·m1/2~8MPa·m1/2,特别优选为2.5MPa·m1/2~6MPa·m1/2。若是这样的范围,则由于上述第1树脂层具有充分的粘强度,因此可以获得会防止无机玻璃的龟裂的进展和断裂并且弯曲性优异的透明基板。
上述第1树脂层的总透光率优选为85%以上,更优选为87%,最优选为88%以上。
上述第1树脂层在波长550nm处的折射率(nr)优选为1.5~1.8。
上述第1树脂层的厚度优选为1μm~60μm,更优选为1μm~40μm。
当上述第1树脂层配置于上述无机玻璃的两侧时,各第1树脂层的厚度可以相同也可以不同。优选各第1树脂层的厚度相同。而且,各第1树脂层可以由相同组成的树脂化合物构成,也可以由不同组成的树脂化合物构成。优选各第1树脂层由相同组成的树脂化合物构成。因此,最优选各第1树脂层由相同组成的树脂化合物以相同厚度来构成。若为这样的构成,则即使进行加热处理,由于热应力均等地施加于无机玻璃的两面,因此极难产生翘曲或表面波纹。
上述第1树脂层根据目的可以进一步含有任意适当的添加剂。作为上述添加剂,例如可以列举出稀释剂、抗老化剂、改性剂、表面活性剂、染料、颜料、防变色剂、紫外线吸收剂、柔软剂、稳定剂、增塑剂、消泡剂、增强剂等。树脂组合物中含有的添加剂的种类、数目和量可以根据目的来适当地设定。
D.粘接剂层
作为构成上述粘接剂层的材料,可以采用任意适当的树脂。作为构成上述粘接剂层的材料,例如可以列举出热固化性树脂、活性能量线固化性树脂等。作为这样树脂的具体例子,例如可以列举出包含环氧类和/或氧杂环丁烷类的环氧系树脂;丙烯酸系树脂;聚硅氧烷系树脂等。优选耐热性优异的环氧系树脂。另外,这些树脂可以单独使用,或者可以将2种以上组合使用。作为上述环氧类,只要分子中具有环氧基即可,可以使用任意适当的环氧类。作为上述环氧类,例如可以列举出:双酚A型、双酚F型、双酚S型以及它们的氢化物等双酚型;苯酚酚醛清漆型或甲酚酚醛清漆型等酚醛清漆型;异氰脲酸三缩水甘油酯型或乙内酰脲型等含氮环型;脂环式型;脂肪族型;萘型、联苯型等芳香族型;缩水甘油醚型、缩水甘油胺型、缩水甘油酯型等缩水甘油型;二环戊二烯型等二环型;酯型;醚酯型;以及它们的改性型等。这些环氧类可以单独使用,或者可以将2种以上混合使用。上述环氧类优选为双酚A型、脂环式型、含氮环型或缩水甘油型。作为上述氧杂环丁烷类,例如可以列举出3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷(氧杂环丁烷醇)、2-乙基己基氧杂环丁烷、二甲苯双氧杂环丁烷、3-乙基-3(((3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基)甲基)氧杂环丁烷等。
上述粘接剂层的热分解温度优选为170℃以上,更优选为180℃以上,特别优选为200℃以上,最优选为200℃~350℃。若为这样的范围,则可以获得耐热性优异的透明基板。
上述粘接剂层的厚度优选为10μm以下,更优选为0.01μm~10μm,特别优选为0.1μm~7μm。若上述粘接剂层的厚度在这样的范围内,则可以无损透明基板的弯曲性而实现上述无机玻璃与上述第1树脂层的优异的密合性。
E.偶合剂层
本发明的透明基板优选在上述第1树脂层与上述无机玻璃之间还具备偶合剂层。更优选该偶合剂层直接配置于上述无机玻璃上。
作为上述偶合剂,可以列举出选自含环氧基的偶合剂、含氨基的偶合剂以及含异氰酸酯基的偶合剂中的至少1种偶合剂。这些偶合剂所具有的氨基、环氧基以及异氰酸酯基的取代位置可以是分子的末端,也可以是非末端。若为这样的偶合剂,则第1树脂层就可以经由该偶合剂层而与上述无机玻璃牢固地密合。
作为上述含环氧基的偶合剂的具体例子,可以列举出2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷。
上述含氨基的偶合剂优选为具有氨基的烷氧基硅烷或具有氨基的卤代硅烷。特别优选为具有氨基的烷氧基硅烷。
作为上述具有氨基的烷氧基硅烷的具体例子,可以列举出3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、6-氨基己基三甲氧基硅烷、6-氨基己基三乙氧基硅烷、11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷、11-氨基十一烷基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙基胺。
作为上述具有氨基的卤代硅烷的具体例子,可以列举出3-氨基丙基三氯硅烷、3-氨基丙基甲基二氯硅烷、3-氨基丙基二甲基氯硅烷、6-氨基己基三氯硅烷、11-氨基十一烷基三氯硅烷。
作为上述含异氰酸酯基的偶合剂的具体例子,可以列举出3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷。
上述偶合剂可以使用市售品。作为市售的含环氧基的偶合剂,例如可以列举出信越化学工业公司制造的商品名“KBM-303”(2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷)、商品名“KBM-403”(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)、商品名“KBE-402”(3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷)、商品名“KBE-403”(3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷)。作为市售的含氨基的偶合剂,例如可以列举出信越化学工业公司制造的商品名“KBM-602”(N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷)、商品名“KBM-603”(N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、商品名“KBE-603”(N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷)、商品名“KBM-903”(3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、商品名“KBE-903”(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)、商品名“KBM-573”(N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)以及商品名“KBE-9103”(3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-亚丁基)丙基胺)。作为市售的含异氰酸酯基的偶合剂,例如可以列举出信越化学工业公司制造的商品名“KBE-9007”(3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷)。
上述偶合剂层的厚度优选为0.001μm~10μm,更优选为0.001μm~2μm。
F.第2树脂层
在一个实施方式中,本发明的透明基板在上述无机玻璃与上述第1树脂层之间还具备第2树脂层。若具备第2树脂层,则在通过溶液涂布来形成上述第1树脂层时,由于第2树脂层与第1树脂层相容,因此可以简便地获得密合性高的透明基板。
上述第2树脂层包含热塑性树脂和环氧系末端偶合剂。该热塑性树脂是可以与上述偶合剂层中含有的偶合剂和/或该第2树脂层中含有的环氧系末端偶合剂发生反应的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂,例如可以列举出末端具有羟基的热塑性树脂。
作为上述末端具有羟基的热塑性树脂的具体例子,可以列举出将聚醚砜、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚芳酯、聚碳酸酯等进行末端羟基改性而得到的热塑性树脂。这些热塑性树脂可以单独使用,或者可以将2种以上混合使用。若使用这样的热塑性树脂,则可以获得即使在高温高湿环境下与上述无机玻璃或上述偶合剂层的密合性也优异、而且韧性也优异的树脂层。若使用如上所述那样韧性优异的树脂层,则可以获得切割时龟裂难以进展的透明基板。另外,上述末端羟基改性可以使用任意适当的方法。
上述末端中存在的羟基优选为酚性羟基。末端具有羟基的热塑性树脂通过在末端具有酚性羟基,可以获得与第2树脂层中含有的环氧系末端偶合剂的牢固的相互作用。
关于上述羟基的含量,相对于末端具有羟基的热塑性树脂100聚合度,优选为0.3以上,更优选为0.5~2.0。若羟基的含量为这样的范围,则可以获得与上述环氧系末端偶合剂的优异的相互作用。
作为上述末端具有羟基的热塑性树脂,可以使用市售品。作为市售的末端具有酚性羟基的热塑性树脂,可以列举出住友化学公司制造的“SUMIKAEXCEL 5003P”等。
上述第2树脂层中含有的热塑性树脂的玻璃化转变温度优选为180℃以上,更优选为200℃以上,特别优选为220℃以上,最优选为220℃~350℃。若为这样的范围,则可以获得耐热性优异的透明基板。
作为上述环氧系末端偶合剂,例如可以列举出上述E项中记载的在末端具有环氧基的含环氧基的偶合剂。
关于上述环氧系末端偶合剂的含量,相对于第2树脂层中含有的热塑性树脂100重量份,优选为10重量份~50重量份,更优选为15重量份~40重量份,进一步优选为20重量份~35重量份。通过使环氧系末端偶合剂的含量为上述范围,可以充分提高无机玻璃与树脂层的密合性。而且,即使增加透明基板的总厚度,也可以获得具有所需雾度值的透明基板。
上述第2树脂层优选进一步包含环状醚化合物和/或环状醚化合物的环状部分开环后的化合物。若含有环状醚化合物和/或环状醚化合物的环状部分开环后的化合物,则可以使该第2树脂层与偶合剂层或无机玻璃稳定地密合,从而能以高成品率获得透明基板。
作为上述环状醚化合物,可以使用任意适当的环状醚化合物,例如可以列举出氧杂环丁烷类等4元环的环状醚化合物、四氢呋喃类等5元环的环状醚化合物、四氢吡喃类等6元环的环状醚化合物、环氧类等。作为环状醚化合物的环状部分开环后的化合物,可以使用使任意适当的环状醚化合物开环后得到的化合物,例如可以列举出使上述环状醚化合物开环后得到的化合物。作为环状醚化合物的开环方法,可以使用任意适当的方法。
关于上述环状醚化合物和/或环状醚化合物的环状部分开环后的化合物的含量,相对于上述末端具有羟基的热塑性树脂100重量份,优选为5重量份~50重量份、更优选为5重量份~30重量份、进一步优选为5重量份~20重量份。通过使环状醚化合物和/或环状醚化合物的环状部分开环后的化合物的含量为上述范围,可以抑制加热下来源于环状醚化合物的树脂层的着色。
上述第2树脂层在波长550nm处的透射率优选为80%以上。上述第2树脂层在波长550nm处的折射率(nr)优选为1.5~1.8。
上述第2树脂层的弹性模量优选为1GPa以上,更优选为1.5GPa以上。通过使弹性模量为上述范围,则即使将无机玻璃变薄后,第2树脂层也可以缓和变形时所产生的对缺陷的撕裂方向的局部应力,因而不易发生无机玻璃的龟裂和断裂。
上述第2树脂层的断裂韧性值优选为1MPa·m1/2~10MPa·m1/2,更优选为15MPa·m1/2~6MPa·m1/2。
上述第2树脂层的厚度优选为20μm以下。通过使第2树脂层的厚度为上述范围,即使在高温高湿环境下也可以获得上述无机玻璃或上述偶合剂层与第1树脂层的充分的密合性。第2树脂层的厚度更优选为0.001μm~20μm,进一步优选为0.001μm~15μm,特别优选为0.01μm~10μm。若为上述优选的范围,则可以获得满足充分的透明性的透明基板。
当上述第2树脂层配置于上述无机玻璃的两侧时,各第2树脂层的厚度可以相同也可以不同。优选各第2树脂层的厚度相同。而且,各第2树脂层可以由相同组成的树脂化合物构成,也可以由不同组成的树脂化合物构成。优选各第2树脂层由相同组成的树脂化合物构成。因此,最优选各第2树脂层由相同组成的树脂化合物以相同厚度来构成。若为这样的构成,则即使进行加热处理,由于热应力均等地施加于无机玻璃的两面,因此极难发生翘曲或表面波纹。
上述第2树脂层可以根据目的进一步含有任意适当的添加剂。作为上述添加剂,可以使用与C项中说明过的第1树脂层相同的添加剂。
G.其它层
上述透明基板可以根据需要具备任意适当的其它层作为最外层。作为上述其它层,例如可以列举出透明导电性层、硬涂层等。
上述透明导电性层可以发挥作为电极或电磁波屏蔽层的功能。
作为上述透明导电性层中可使用的材料,例如可以列举出铜、银等金属;铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等金属氧化物;聚噻吩、聚苯胺等导电性高分子;包含碳纳米管的组合物等。
上述硬涂层具有对上述透明基板赋予耐化学药品性、耐擦伤性和表面平滑性的功能。
作为构成上述硬涂层的材料,可以采用任意适当的材料。作为构成上述硬涂层的材料,例如可以列举出环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚硅氧烷系树脂以及它们的混合物。其中优选耐热性优异的环氧系树脂。上述硬涂层可以通过利用热或活性能量线使这些树脂固化来获得。
H.透明基板的制造方法
本发明的透明基板可以通过用任意适当的方法在上述无机玻璃上形成上述第1树脂层来获得。作为上述第1树脂层的形成方法,例如可以列举出:利用溶液涂布的方法、利用经由粘接剂层在上述无机玻璃上贴合树脂膜的方法(以下也称为利用树脂膜贴合的方法)等。
H-1.利用溶液涂布的方法
作为通过上述溶液涂布来形成第1树脂层的方法,例如可以列举出以下方法:(i)在上述无机玻璃的表面上直接涂布包含上述末端具有羟基的热塑性树脂和上述环氧系末端偶合剂的第2树脂层用流延溶液以形成第2树脂层后,(ii)在该第2树脂层上直接涂布包含C项中说明过的树脂化合物的第1树脂层用流延溶液以形成第1树脂层。
上述第2树脂层的形成方法包含:将上述第2树脂层用流延溶液涂布于无机玻璃的单侧或两侧来形成涂布层的涂布工序;使该涂布层干燥的干燥工序;以及将干燥后的涂布层进行热处理的热处理工序。第2树脂层用流延溶液优选进一步包含环状醚化合物和/或环状醚化合物的环状部分开环后的化合物。第2树脂层用流延溶液中的末端具有羟基的热塑性树脂、环氧系末端偶合剂、以及环状醚化合物和/或环状醚化合物的环状部分开环后的化合物的含量如上所述。
上述涂布工序时使用的涂布溶剂可以列举出酮系溶剂、卤素系溶剂、芳香族系溶剂、高极性溶剂以及它们的混合物。作为酮系溶剂,例如可以列举出甲乙酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮等。作为卤素系溶剂,例如可以列举出二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、三氯乙烷等。作为芳香族系溶剂,例如可以列举出甲苯、二甲苯、苯、苯酚等。作为高极性溶剂,例如可以列举出二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙酰乙酸乙酯等。
作为上述第2树脂层用流延溶液的涂布方法,可以采用任意适当的方法,例如可以列举出:气刀涂布、刮刀涂布、刀片涂布、反向涂布、门辊式涂布、凹版辊式涂布、吻合式涂布、流延涂布、喷雾涂布、狭缝喷嘴式涂布(slot orifice coating)、压光机涂布、电沉积涂布、浸渍涂布、模涂等涂布法;柔版印刷等凸版印刷法,直接凹版印刷法、胶版凹版印刷法等凹版印刷法,胶版印刷法等平版印刷法,丝网印刷法等孔版印刷法等印刷法。
上述第2树脂层优选通过在将第2树脂层用流延溶液涂布后将涂布层进行干燥来获得。作为干燥方法,可以采用任意适当的干燥方法(例如自然干燥、送风干燥、加热干燥)。例如在加热干燥时,代表性的干燥温度为100℃~200℃,代表性的干燥时间是1~30分钟。在干燥期间,可以使环氧系末端偶合剂与末端具有羟基的热塑性树脂发生反应。
上述第2树脂层的热处理方法可以采用任意适当的热处理方法。代表性的是热处理温度为50℃~180℃、热处理时间为1~20分钟。通过热处理,可以使环氧基末端偶合剂与无机玻璃表面通过化学键而结合。
接着,在用上述方法形成的第2树脂层上分别直接涂布第1树脂层用流延溶液,形成第1树脂层。第1树脂层可以使用与上述第2树脂层的形成方法相同的方法来形成。具体而言,第1树脂层的形成方法包含:将上述第1树脂层用流延溶液涂布于第2树脂层上来形成涂布层的涂布工序;以及使该涂布层干燥的干燥工序。关于涂布工序,由于与上述相同,因此省略详细的说明。
作为上述第1树脂层的干燥方法,可以采用任意适当的干燥方法(例如自然干燥、送风干燥、加热干燥)。例如在加热干燥的情况下,代表性的干燥温度为80℃~150℃,代表性的干燥时间为1~30分钟。
本发明的透明基板的制造方法优选包含:使形成的第1树脂层和第2树脂层进一步干燥的干燥工序;以及将干燥后的第1树脂层和第2树脂层进行热处理的热处理工序。通过包含这些工序,可以使无机玻璃、第1树脂层以及第2树脂层之间的化学键或相互作用更牢固。作为干燥方法,可以采用上述任意适当的方法,当采用加热干燥方法时,代表性的干燥温度为100℃~200℃,代表性的干燥时间为1~30分钟。热处理方法可以采用任意适当的热处理方法,代表性的是热处理温度为50℃~180℃、热处理时间为1~20分钟。
本发明的透明基板的制造方法优选包含:在形成上述第2树脂层之前,将上述无机玻璃的表面进行偶合处理。偶合剂如E项中所述。
作为上述偶合处理的方法,可以采用任意适当的方法。具体而言,例如可以列举出将上述偶合剂的溶液涂布于上述无机玻璃的表面后进行热处理的方法。
作为制备上述偶合剂的溶液时使用的溶剂,只要是不会与偶合剂发生反应的溶剂即可,可以使用任意适当的溶剂。作为该溶剂,例如可以列举出己烷、十六烷等脂肪烃系溶剂;苯、甲苯、二甲苯等芳香族系溶剂;二氯甲烷、1,1,2-三氯乙烷等卤代烃系溶剂;四氢呋喃、1,4-二噁烷等醚系溶剂;甲醇、丙醇等醇系溶剂;丙酮、2-丁酮等酮系溶剂;以及水。
上述偶合处理时的热处理方法可以采用任意适当的热处理方法。代表性的是热处理温度为50℃~150℃、热处理时间为1分钟~10分钟。通过热处理,可以使偶合剂与无机玻璃表面通过化学键而结合。
H-2.利用树脂膜贴合的方法
通过经由上述粘接剂层而在上述无机玻璃上贴合树脂膜来形成上述第1树脂层的方法优选包含:通过将C项中所述的树脂化合物的溶液涂布于具有刚直性的基材上后将其干燥来形成树脂膜的膜形成工序;将该树脂膜经由粘接剂前体层贴合于上述无机玻璃的单侧或两侧的贴合工序;通过活性能量线照射或加热处理使该粘接剂前体层固化来形成粘接剂层的粘接剂固化工序。而且,在贴合上述热塑性树脂膜之前,可以将上述无机玻璃进行偶合处理。作为偶合处理的方法,可以采用上述的方法。
作为上述膜形成工序中的涂布溶剂,可以采用与上述利用溶液涂布的方法的涂布工序中可用的涂布溶剂相同的溶剂。作为涂布方法,可以采用与上述利用溶液涂布的方法的涂布工序中可用的涂布方法相同的方法。作为干燥方法,可以采用与上述利用溶液涂布的方法的干燥工序中可用的干燥方法相同的方法。
上述热塑性树脂膜可以从上述基材剥离后贴合于无机玻璃,也可以从基材转印至无机玻璃来贴合。而且,上述热塑性树脂膜在贴合于上述无机玻璃之前或贴合之后,可以进行退火处理。通过进行退火处理,能有效地去除残留溶剂或未反应的单体成分等杂质。上述退火处理的温度优选为100℃~200℃。另外,上述退火处理的处理时间优选为5分钟~20分钟。
作为构成上述粘接剂前体层的材料,可以使用D项中说明过的树脂。
在上述贴合工序中,可以将上述粘接剂前体涂布于上述热塑性树脂膜上后将粘接剂前体层与无机玻璃贴合,也可以将上述粘接剂前体涂布于上述无机玻璃上后将粘接剂前体层与无机玻璃贴合。
作为上述活性能量线照射的方法,例如可以列举出:照射1分钟~10分钟的照射累计光量为100mJ/cm2~2000mJ/cm2的紫外线的方法。
上述加热处理的条件代表性的是加热温度为100℃~200℃、加热时间为5分钟~30分钟。
本发明的透明基板的制造方法根据用途包括在第1树脂层上进一步形成任意适当的其它层的工序。作为其它层,可以列举出上述G项中例示的透明导电性层或硬涂层等。作为形成其它层的方法,可以使用任意适当的方法。
I.用途
本发明的透明基板可以用于任意适当的显示元件、太阳能电池或照明元件。作为显示元件,例如可以列举出液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、电子纸等。作为照明元件,例如可以列举出有机EL元件等。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行具体说明,但本发明不受这些实施例的任何限定。另外,厚度使用Anritsu制造的数字千分尺“KC-351C型”进行测定。
[合成例1]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚7.65g(0.028mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚12.35g(0.043mol)、苄基三乙基氯化铵0.444g、对叔丁基苯酚0.022g溶解于1M氢氧化钠溶液185g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯14.4g(0.071mol)溶解于氯仿246g而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的氯仿溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该氯仿溶液后,将该氯仿溶液投入至甲醇中使树脂化合物析出。将析出的树脂化合物过滤,在减压下进行干燥,获得27g白色的树脂化合物A。
[合成例2]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚8.3g(0.031mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚8.91g(0.031mol)、4,4′-(3,3,5-三甲基亚环己基)双酚4.78g(0.015mol)、苄基三乙基氯化铵0.488g、对叔丁基苯酚0.024g溶解于1M氢氧化钠溶液204g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯15.6g(0.077mol)溶解于氯仿294g而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的氯仿溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该氯仿溶液后,将该氯仿溶液投入至甲醇中使树脂化合物析出。将析出的树脂化合物过滤,在减压下进行干燥,获得32g白色的树脂化合物B。
[合成例3]
除了使用甲苯代替氯仿、使用苄基三丁基氯化铵代替苄基三乙基氯化铵以外,与合成例1同样地获得白色的树脂化合物C。
[合成例4]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚8.1g(0.03mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚6.51g(0.022mol)、4,4′-(3,3,5-三甲基亚环己基)双酚4.66g(0.015mol)、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴2.9g(0.008mol)、苄基三乙基氯化铵0.491g、对叔丁基苯酚0.036g溶解于1M氢氧化钠溶液204g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯15.2g(0.075mol)溶解于氯仿288g而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的氯仿溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该氯仿溶液后,将该氯仿溶液投入至甲醇中使树脂化合物析出。将析出的树脂化合物过滤,在减压下进行干燥,获得31g白色的树脂化合物D。
[合成例5]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚6g(0.022mol)、4,4′-(二苯基亚甲基)双酚11.73g(0.033mol)、苄基三乙基氯化铵0.394g、对叔丁基苯酚0.019g溶解于1M氢氧化钠溶液164g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯11.3g(0.056mol)溶解于氯仿222g而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的氯仿溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该氯仿溶液后,将该氯仿溶液投入至甲醇中使树脂化合物析出。将析出的树脂化合物过滤,在减压下进行干燥,获得22g白色的树脂化合物E。
[合成例6]
除了使用对苯二甲酰氯7.2g和间苯二甲酰氯7.2g来代替对苯二甲酰氯14.4g以外,与合成例1同样地获得白色的树脂化合物F。
[合成例7]
除了使用对苯二甲酰氯11.5g和间苯二甲酰氯2.9g来代替对苯二甲酰氯14.4g以外,与合成例1同样地获得白色的树脂化合物G。
[合成例8]
除了使用7.65g的双酚A来代替4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚7.65g以外,与合成例1同样地获得白色的树脂化合物H。
[合成例9]
除了使用4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚19.40g来代替4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚7.65g、并且不使用4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚以外,与合成例1同样地获得白色的树脂化合物I。
[合成例10]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚5.73g(0.021mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚12.35g(0.043mol)、1,4-二羟基萘11.37g(0.071mol)部分溶解/部分分散于2当量的氢氧化钾溶液100ml中。在如此获得的溶液中添加二氯甲烷200ml,进而在冷却下边搅拌边吹入光气10.58g(0.107mol)。然后,进行静置分离,从有机相获得末端具有氯甲酸酯基的寡聚物(聚合度为2~5)的二氯甲烷溶液。然后,在得到的二氯甲烷溶液200ml中再添加二氯甲烷,使二氯甲烷溶液的总量为300ml。接着,在该二氯甲烷溶液中添加使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚1.92g(0.007mol)溶解于2当量的氢氧化钾50ml中而得到的溶液、以及作为分子量调节剂的对叔丁基苯酚0.05g。接着,一边将如此得到的混合液剧烈搅拌,一边添加作为催化剂的浓度为7%的三乙基胺水溶液0.8ml后,边搅拌边在25℃下反应1.5小时。反应结束后,利用二氯甲烷1L稀释所得的产物,用水1.5L洗涤2次。然后,用0.05当量的盐酸洗涤后,用水1L洗涤2次。之后,将有机相投入至甲醇中进行再沈淀,获得20g粉末的白色树脂化合物J。
[合成例11]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚3.51g(0.013mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚6.38g(0.022mol)、1,4-苯二异氰酸酯11.37g(0.071mol)溶解于二甲基甲酰胺100ml,将得到的溶液于120℃、在氮气环境下搅拌,获得包含预聚物的反应液。接着,在该反应液中添加4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚4.05g(0.015mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚6.09g(0.021mol)的二甲基甲酰胺溶液、以及作为催化剂的浓度为1%的二月桂酸二丁基锡溶液1.1g,在120℃下搅拌4小时。反应结束后,将得到的反应溶液投入至甲醇中进行再沈淀,获得21g粉末的白色树脂化合物K。
[实施例1]
将末端具有羟基的聚醚砜(SUMIKAEXCEL 5003P、住友化学公司制)36.2g溶解于环戊酮172g和N,N-二甲基甲酰胺10.8g的混合溶剂中,获得末端具有羟基的聚醚砜为16.5重量%的溶液。在得到的溶液中添加3′,4′-环氧环己烯甲酸3,4-环氧环己烯基甲酯(Celloxide 2021P、大赛璐化学工业公司制)1.81g、3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷(ARONE OXETANE OXT-221、东亚合成公司制)1.45g、2-甲基咪唑1.09g、环氧系末端偶合剂(KBM403、信越化学工业公司制)9.05g,获得第2树脂层用流延溶液。
将10g合成例1中得到的树脂化合物A溶解于环戊酮90g中,进而以达到750ppm的方式添加流平剂(BYK307、BYK Chemie公司制),获得第1树脂层用流延溶液。
将无机玻璃(厚度:50μm、长10cm×宽4cm)的单面表面用甲乙酮洗涤后,进行电晕处理,用环氧末端偶合剂(KBM403、信越化学工业公司制)进行偶合处理。接着,在进行了偶合处理的无机玻璃表面上涂布上述第2树脂层用流延溶液,在100℃下干燥10分钟,在170℃下进行20分钟热处理,形成厚度为1μm的第2树脂层。对另一面也进行相同处理,形成第2树脂层。
在上述第2树脂层上涂布上述第1树脂层用流延溶液,在90℃下干燥15分钟。进而,在另一面的第2树脂层上也涂布第1树脂层用流延溶液,在85℃下干燥10分钟。然后,使两面在130℃下干燥10分钟,在170℃下进行20分钟热处理,形成单侧的厚度为30μm的第1树脂层。
如此获得总厚度为112μm的透明基板。
另外,形成于无机玻璃的两面的各层分别以长10cm×宽3cm的大小而形成,并使上述无机玻璃的长10cm×宽1cm部分露出。
[实施例2]
除了使用合成例2中得到的树脂化合物B代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[实施例3]
除了使用合成例3中得到的树脂化合物C代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[实施例4]
除了使用合成例4中得到的树脂化合物D代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[实施例5]
将合成例1中得到的树脂化合物A为10重量%的环戊酮溶液涂布于聚对苯二甲酸乙二酯上后,使其干燥,获得厚度为30μm的树脂膜。
在用环氧末端偶合剂(KBM403、信越化学工业公司制)进行了偶合处理的无机玻璃(厚度:50μm、长10cm×宽4cm)的单面表面上,经由包含3′,4′-环氧环己烯甲酸3,4-环氧环己烯基甲酯(Celloxide 2021P、大赛璐化学公司制)80g、3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷(OXETANE 221、东亚合成公司制)20g、环氧系末端偶合剂(KBM403、信越化学工业公司制)3g、光聚合引发剂(Ir-250、Ciba公司制)5g和光敏剂噻吨酮0.5g的粘接剂层,贴合所得到的树脂膜。然后,进行1000mJ/cm2的UV照射,接着在150℃下进行后固化。对另一面也进行相同处理,从而获得在无机玻璃的两面上具备树脂层的总厚度为110μm的透明基板。
另外,形成于无机玻璃上的各层分别以长10cm×宽3cm的大小而形成,并使上述无机玻璃的长10cm×宽1cm部分露出。
[实施例6]
除了使用合成例7中得到的树脂化合物G代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[实施例7]
除了使用合成例10中得到的树脂化合物J代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[实施例8]
除了使用合成例11中得到的树脂化合物K代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[比较例1]
除了使用市售的聚芳酯(M-4000、Unitika公司制)代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[比较例2]
除了使用市售的聚醚砜(SUMIKAEXCEL 5003P、住友化学公司制)代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[比较例3]
除了使用合成例6中得到的树脂化合物F代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[比较例4]
除了使用合成例8中得到的树脂化合物H代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[比较例5]
除了使用市售的环烯烃聚合物膜(ZF-16、日本ZEON公司制)代替包含合成例1中得到的树脂化合物A的树脂膜以外,与实施例5同样地获得透明基板。
[比较例6]
除了使用合成例9中得到的树脂化合物I代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[比较例7]
除了使用合成例5中得到的树脂化合物E代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[比较例8]
除了使用市售的聚芳酯(U-100、Unitika公司制)代替合成例1中得到的树脂化合物A以外,与实施例1同样地获得透明基板。
[比较例9]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚7.65g(0.028mol)、4,4′-(3,3,5-三甲基亚环己基)双酚13.2g(0.043mol)、苄基三乙基氯化铵0.463g、对叔丁基苯酚0.023g溶解于1M氢氧化钠溶液204g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯14.4g(0.07lmol)溶解于氯仿294g中而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的氯仿溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该氯仿溶液后,将该氯仿溶液投入至甲醇中使树脂化合物析出。将析出的树脂化合物过滤,在减压下进行干燥,获得白色的树脂化合物32g。
由于得到的树脂化合物既不溶于甲苯也不溶于环戊酮,因此无法获得透明基板。
[比较例10]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1,3-二甲基亚丁基)双酚7.9g(0.029mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚8.5g(0.029mol)、双(4-羟基苯基)硫醚3.2g(0.015mol)、苄基三乙基氯化铵0.435g溶解于1M氢氧化钠溶液230g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯14.85g(0.073mol)溶解于氯仿223g中而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的氯仿溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该氯仿溶液后,将该氯仿溶液投入至甲醇中,但未析出树脂化合物。
[比较例11]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(3,3,5-三甲基亚环己基)双酚8.95g(0.029mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚12.54g(0.043mol)、苄基三丁基氯化铵0.477g溶解于1M氢氧化钠溶液199g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯14.6g(0.072mol)溶解于甲苯219g中而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的甲苯溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该甲苯溶液后,将该甲苯溶液投入至甲醇中,但未析出树脂化合物。
[比较例12]
在具备搅拌装置的反应容器中,使(1,1′-联苯)-4,4′-二醇5.44g(0.029mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚12.7g(0.044mol)、苄基三丁基氯化铵0.403g溶解于1M氢氧化钠溶液168g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯14.8g(0.073mol)溶解于甲苯280g而得到的溶液,在室温下开始搅拌。但搅拌刚开始后树脂化合物就开始析出,因此无法搅拌,无法继续进行聚合。
[比较例13]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-(1-甲基亚乙基)双(2-甲基苯酚)7.35g(0.029mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚12.54g(0.043mol)、苄基三丁基氯化铵0.442g溶解于1M氢氧化钠溶液184g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯14.6g(0.072mol)溶解于甲苯280g中而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的甲苯溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该甲苯溶液后,将该甲苯溶液投入至甲醇中,但未析出树脂化合物。
[比较例14]
在具备搅拌装置的反应容器中,使4,4′-亚乙基双酚6.17g(0.029mol)、4,4′-(1-苯基亚乙基)双酚12.54g(0.043mol)、苄基三丁基氯化铵0.415g溶解于1M氢氧化钠溶液173g中。在该溶液中,边搅拌边一次性添加使对苯二甲酰氯14.6g(0.072mol)溶解于甲苯280g中而得到的溶液,在室温下搅拌120分钟。然后,通过静置分离,将包含树脂化合物的甲苯溶液分离,用乙酸水和离子交换水依次洗涤该甲苯溶液后,将该甲苯溶液投入至甲醇中,但未析出树脂化合物。
<评价>
按下述方法对合成例1~11中得到的树脂化合物、比较例1和比较例8中使用的聚芳酯、比较例2中使用的聚醚砜以及比较例5中使用的环烯烃聚合物膜进行评价。将结果示于表1。
(1)玻璃化转变温度(Tg)
使用动态粘弹性光谱测定器(ARES、Rheometric Scientific公司制),以频率为10Hz、升温速度为5℃/分钟在30℃~310℃的范围内进行测定,将tanθ的峰顶点作为玻璃化转变温度。
(2)重均分子量(Mw)
使用凝胶渗透色谱(东曹公司制造的HLC-8120GPC),在以下的条件下进行测定。另外,重均分子量通过聚苯乙烯换算来算出。
数据处理装置:东曹公司制造的GPC-8020
色谱柱:样品柱;东曹公司制造的“G7000HXL-H”+“GMHXL-H”+“GMHXL”
色谱柱尺寸:分别为7.8mmφ×30cm(共计90cm)
流量:0.8ml/min
注入试样浓度:0.1重量%
进样量:100μl
柱温:40℃
洗脱液:四氢呋喃
检测器:差示折射仪(RI)
(3)弹性模量
使用Hysitron公司制造的产品名“Tribo Indenter”,通过硬涂层的单一压痕测定(压痕因子:Berkovich(三角锥形)、压痕深度:230nm~280nm)来进行测定。
(4)断裂韧性值
制作厚度为50μm、宽度为2cm、长度为15cm的长方形树脂样品,使长方形长度方向的端部(中央部分)发生龟裂(5mm)。利用试验机Autograph(岛沣制作所制造、AG-I)向长方形长度方向施加拉伸应力,测定由龟裂产生树脂断裂时的应力。试验条件设为夹具间距为10cm、拉伸速度为10mm/min来进行试验。将得到的断裂时的拉伸应力σ和龟裂长度a、样品宽度b代入下式(内田老鹤圃发行,冈田明著“陶瓷的破坏学”P.68~70),求出断裂时的断裂韧性值KIC。
数学式1
KIC=σ(πa)1/2F(a/b)
F(a/b)=1.12-0.231(a/b)+10.55(a/b)2-21.72(a/b)3+30.39(a/b)4
按下述方法对实施例1~8和比较例1~8中得到的透明基板进行评价。将结果示于表1。
(5)断裂直径
(a)准备所得到的透明基板作为评价用试样。
(b)使无机玻璃露出部分的长边端部的中央产生5mm以下的龟裂。
(c)使评价用试样的长边弯曲,使龟裂在无机玻璃露出部分上进展,进而在树脂等的层叠区域上进展1cm,将以此时的长边为圆周的圆的直径作为断裂直径。
(6)耐溶剂龟裂性
对透明基板的最外层(第1树脂层)分别滴加丙酮、异丙醇(IPA)、二甲基亚砜(DMSO)、极性混合溶剂后,在室温下放置5分钟,目视确认去除溶剂后的最外层(第1树脂层)的状态。另外,极性混合溶剂通过在液晶用抗蚀剂剥离液104(东京应化公司制造)中添加10重量%的纯水而获得。
○未发生龟裂和树脂的溶解
×发生了龟裂或树脂溶解
表1
由实施例1~8可知,本发明的透明基板具有实用上所需的弹性模量和断裂韧性值,并且耐溶剂龟裂性优异。这样的透明基板的操作性优异,而且对制造显示元件、太阳能电池或照明元件时所用的溶剂具有显著优异的耐久性。
工业上利用的可能性
本发明的透明基板可用于显示元件、太阳能电池或照明元件。作为显示元件,例如可以列举出液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、电子纸等。作为照明元件,例如可以列举出有机EL元件等。
符号说明
10无机玻璃
11、11′第1树脂层
12、12′偶合剂层
13、13′第2树脂层
100、101、102透明基板
Claims (12)
1.一种透明基板,其具备无机玻璃和配置于该无机玻璃的单侧或两侧的第1树脂层,
该第1树脂层含有重均分子量按聚苯乙烯换算计为8×104~100×104的树脂化合物,
所述透明基板在与含有20重量%~95重量%的选自丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜及N,N-二甲基甲酰胺中的至少1种溶剂的混合溶剂接触时不产生溶剂龟裂。
2.如权利要求1所述的透明基板,其中,所述第1树脂层包含具有由通式(1)、(2)及(3)表示的重复单元的树脂化合物:
式(1)中,R1是碳数为1~5的直链状或支链状的烷基,R2是碳数为2~5的直链状或支链状的烷基,A1和A2分别独立地为氧原子、单键或由通式(5)表示的连接基团,式(2)中,X是碳数为6~18的取代或未取代的亚芳基,A3和A4分别独立地为选自由通式(4)~(8)表示的连接基团中的至少1种,该A3和A4键合于X的对位或间位,式(3)中,R3是甲基或碳数为6~18的取代或未取代的芳基,A5和A6分别独立地为氧原子、单键或由通式(5)表示的连接基团;
键合于对位的A3和A4的数量是键合于间位的A3和A4的数量的3倍以上。
3.如权利要求2所述的透明基板,其中,所述式(1)中的R1是碳数为1~3的直链状或支链状的烷基,R2是碳数为3或4的直链状或支链状的烷基,所述式(2)中的X是碳数为6~12的取代或未取代的亚芳基,A3和A4分别独立地为由下述通式(4)或通式(5)表示的连接基团,所述式(3)中的R3是甲基或碳数为6~12的取代或未取代的芳基。
4.如权利要求2所述的透明基板,其中,所述式(1)中的R1是甲基、R2是异丁基,所述式(2)中的X是碳数为6~12的取代或未取代的亚芳基,A3和A4分别独立地为由下述通式(4)或通式(5)表示的连接基团,该A3和A4键合于X的对位,所述式(3)中的R3是甲基或碳数为6~12的取代或未取代的芳基。
5.如权利要求2至4中任一项所述的透明基板,其中,所述树脂化合物还具有由通式(9)表示的重复单元:
式(9)中,R4和R5分别独立地为甲基或氢,B是碳数为4~9的取代或未取代的环烷烃、或者取代或未取代的芴。
6.如权利要求1至5中任一项所述的透明基板,其中,还具备直接设置于所述无机玻璃上的偶合剂层。
7.如权利要求1至6中任一项所述的透明基板,其中,在所述无机玻璃与所述第1树脂层之间还具备第2树脂层。
8.如权利要求1至7中任一项所述的透明基板,其中,使所述透明基板产生龟裂并弯曲时的断裂直径为50mm以下。
9.如权利要求2至8中任一项所述的透明基板,其中,所述树脂化合物可溶于含有50重量%以上的甲苯和/或二甲苯的溶剂中。
10.一种显示元件,其是使用权利要求1至9中任一项所述的透明基板制作的。
11.一种太阳能电池,其是使用权利要求1至9中任一项所述的透明基板制作的。
12.一种照明元件,其是使用权利要求1至9中任一项所述的透明基板制作的。
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