JP6544134B2 - ガラス積層体、ガラス積層体ロール、電子デバイス用基板、及び離型フィルム付きガラス層保護フィルム - Google Patents

ガラス積層体、ガラス積層体ロール、電子デバイス用基板、及び離型フィルム付きガラス層保護フィルム Download PDF

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Description

本発明は、ガラス積層体、ガラス積層体ロールに関する。より詳細には、電子デバイス用基板としてロール・トゥ・ロールで処理することが可能なガラス積層体、ガラス積層体ロールに関する。
近年、有機EL表示装置、太陽電池、薄膜二次電池等における電子デバイスの薄型化、軽量化が進行しており、これらの電子デバイスに用いられるガラス層の薄膜化が進行している。薄膜のガラス層は可撓性を有することからロール状に巻き取ることが可能であり、電子デバイス製造工程における洗浄工程や電極形成工程をロール・トゥ・ロールで処理することが提案されている。しかしながら、薄膜化によりガラス層の強度が低下し、ガラス層のハンドリング性が悪化するという問題があった。
そこで、ガラス層に樹脂フィルムを貼り付けてガラス積層体とし、ガラスの破損を防止する方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、長尺状ガラスフィルムに、引張弾性率0.3GPa以上の長尺状樹脂フィルムを積層することによって、貼り合せた後の反りを抑えたガラス−樹脂積層体が開示されている。
特開2012−51186号公報
しかしながら、特許文献1で用いられている高弾性率の樹脂フィルムは剛性が高いため、樹脂フィルムが寸法変化を起こすとガラス−樹脂積層体の変形を招いてしまう。
すなわち、貼り合せ時の反りを抑えることは可能であるが、ガラス−樹脂積層体を例えば、電子デバイス用基板として用いた場合、電子デバイス製造における電極形成工程等で積層体が加熱されると、樹脂フィルムの熱膨張や残留応力による熱収縮などの寸法変化に起因して積層体が反ってしまい、電子デバイス用基板として利用できないことが懸念される。
また、ガラス−樹脂積層体を加熱した場合に発生する反りを抑制するために、樹脂フィルムに残存する残留応力を極力低減させることで、樹脂フィルムの熱収縮などによる寸法変化を抑えることが考えられる。
しかしながら、樹脂フィルム自体の線膨張係数は一般的にガラスよりも大きく、樹脂フィルムの熱膨張による寸法変化が生じた場合、積層体の反りを抑制することは困難であった。
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ガラス積層体を加熱することによって樹脂層の熱膨張による寸法変化や、樹脂層の残留応力による熱収縮などの寸法変化が生じた場合にも、反りの発生が抑制されるガラス積層体を提供することにある。
材料力学において一般的な曲げ理論を用いると、ガラス積層体の反り量は、曲率半径Rの逆数を用いて、下記式(2)で表すことができる。
R:曲率半径
M:ガラス積層体にかかる曲げモーメント
g:ガラス層の引張弾性率
p:樹脂層の引張弾性率
g:ガラス層の断面二次モーメント
p:樹脂層の断面二次モーメント
ここで、曲げモーメントは樹脂層の熱膨張及び残留応力による寸法変化によって生じる力、すなわち樹脂層から生じる力とガラス層までの距離との積とで求められる。樹脂層から生じる力は樹脂層の引張弾性率と厚みの積と比例関係にあり、その力とガラス層までの距離は樹脂層の厚みと略比例関係にあるため、曲げモーメントは、樹脂層の引張弾性率と樹脂層の厚みの2乗との積で表すことができる。
さらに断面二次モーメントは各層の厚みの3乗に比例するため、ガラス積層体の反り量は下記の式(3)のように略比例関係にあることがわかる。
g:ガラス層の厚み
p:樹脂層の厚み
本発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、樹脂層、接着層及び厚み10μm以上、200μm以下のガラス層をこの順に備えたガラス積層体において、樹脂層の熱収縮率が特定の範囲内であり、且つ、樹脂層の厚み、樹脂層の引張弾性率、ガラス層の厚み及びガラス層の引張弾性率で表される式(3)の右辺が特定の範囲にある、すなわち、式(1)を満たすことで、ガラス積層体を加熱することによって樹脂層の熱膨張による寸法変化や、樹脂層の残留応力による熱収縮などの寸法変化が生じた場合でも、積層体の反りが抑制されることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は以下の通りである。
[1] 樹脂層、接着層、及び厚み10μm以上、200μm以下のガラス層をこの順に備えたガラス積層体であって、
該樹脂層の150℃10分間における熱収縮率の絶対値が1.0%以下であり、且つ、該樹脂層の厚みdp(μm)、該樹脂層の引張弾性率Ep(GPa)、該ガラス層の厚みdg(μm)及び該ガラス層の引張弾性率Eg(GPa)が下記式(1)を満たすことを特徴とするガラス積層体。
[2] 前記樹脂層の厚みが40μm以下であることを特徴とする、[1]に記載のガラス積層体。
[3] 前記樹脂層が二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とする、[1]又は[2]に記載のガラス積層体。
[4] 前記接着層の厚みが15μm以下であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載のガラス積層体。
[5] [1]〜[4]のいずれかに記載のガラス積層体を巻き取ってなるガラス積層体ロール。
[6] [1]〜[4]のいずれかに記載のガラス積層体を用いてなる電子デバイス用基板。
[7] [1]〜[4]のいずれかに記載のガラス積層体の製造に使用される、少なくとも樹脂層、接着層、及び離型フィルムをこの順に有する離型フィルム付きガラス層保護フィルム。
本発明のガラス積層体は、接着層を介して、ガラス層及び樹脂層が貼り合わされており、樹脂層の熱収縮率が特定の範囲内にあり、且つ、ガラス層及び樹脂層の引張弾性率と厚みが特定の関係を満たすため、これにより得られた積層体は、加熱による樹脂層の熱膨張による寸法変化や、樹脂層の残留応力による熱収縮などの寸法変化が生じた場合にも、反りの発生が抑制でき、且つ、ハンドリング性に優れており、電子デバイス用基板として好適に使用できる。さらには、電子デバイス製造工程における洗浄工程や電極形成工程をロール・トゥ・ロールで処理可能な電子デバイス用基板を提供できる。
本発明の好ましい実施形態によるガラス積層体の概略断面図である。 は、本発明の実施形態によるガラス積層体の熱処理後の反り量を測定する様子を示す概略図である。
以下に本発明のガラス積層体の実施形態を詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)を説明するものであり、本発明はこれらの内容に特定されるものではない。
なお、本明細書においては、簡便のために、「ガラス積層体」を「本積層体」と称することがある。
図1は、本発明の好ましい実施形態によるガラス積層体の概略断面図である。ガラス積層体10は、樹脂層11の一方の面に接着層12を介して、ガラス層13を備えている。
以下では、本発明のガラス積層体において、樹脂層、接着層、ガラス層をはじめ、用いられる材料等について詳細に説明する。後述するガラス積層体の製造方法では、これらの材料等が用いられる。
<樹脂層>
本発明に用いられる樹脂層は、接着層を介してガラス層の一方の面に貼着される層であり、強度の低いガラス層を保護し、ハンドリング性を向上させる役割を担う。
また、本発明に用いられる樹脂層は、熱収縮率が特定の範囲内であり、且つ、その引張弾性率及び厚みが、ガラス層の引張弾性率及び厚みと特定の関係を満たすため、加熱による樹脂層の熱膨張による寸法変化や、樹脂層の残留応力による熱収縮などの寸法変化が生じた場合にも、ガラス積層体の反りを抑制できる。
本発明に用いられる樹脂層は、150℃10分間の熱収縮率の絶対値が1.0%以下であり、且つ、樹脂層の厚みdp、樹脂層の引張弾性率Ep、ガラス層の厚みdg及びガラス層の引張弾性率Egが式(1)を満たすことが重要である。
式(1)の左辺が8.0×10−4未満であれば加熱による樹脂層の寸法変化が生じた場合にもガラス積層体の反りを抑制することができる。
式(1)の左辺は6.0×10−4未満であることが好ましく、4.0×10−4未満であることがより好ましい。
一方、式(1)の左辺は通常、1.0×10−8より大きく、1.0×10−7より大きいことが好ましく、1.0×10−6より大きいことがより好ましい。
1.0×10−8よりも大きければ、ガラス積層体のハンドリング性を確保できる傾向がある。
樹脂層において、MD(樹脂の流れ方向)とTD(流れに垂直な方向)が明らかである場合、どちらの方向の引張弾性率Epにおいても、上記式(1)を満たすことが重要である。
また、樹脂層の150℃10分間の熱収縮率の絶対値は、1.0%以下であることが重要であり、0.8%以下であることが好ましく、0.6%以下であることがより好ましい。一方で、下限は0.0%以上である。
上記範囲内とすることで、樹脂層の熱収縮により生じる力を小さくし、ガラス積層体の反りを低減することが可能となる。
樹脂層において、MDとTDが明らかである場合、どちらの方向の熱収縮率の絶対値においても、上記範囲内であることが重要である。
本発明に用いられる樹脂層としては、150℃10分間の熱収縮率の絶対値が0.6%以下であり、且つ、式(1)の左辺が4.0×10−4未満であることが特に好ましい。
式(1)の左辺を調整する方法としては、樹脂層の引張弾性率及び厚みを適宜調整することが考えられる。
引張弾性率を調整するためには、樹脂層を構成するポリマーの一次構造、共重合比、配合比の調整、さらに樹脂層の成膜、延伸、結晶化などの製造工程の条件を適宜調整すればよい。
樹脂層の熱収縮率を調整する方法としては、後述するアニール処理等、高温環境下で樹脂層の弛緩処理を行うことが挙げられる。
本発明に用いられる樹脂層の厚みは、式(1)が成立する限りにおいて、4μm以上であることが好ましい。6μm以上がより好ましく、8μm以上がさらに好ましい。
一方、40μm以下であることが好ましい。30μm以下がより好ましく、20μm以下がさらに好ましい。
樹脂層の厚みが4μm以上であれば、ガラス層に貼着した場合、強度の低いガラス層を保護し、ハンドリング性を向上できる傾向がある。樹脂層の厚みが40μm以下であれば、樹脂層の熱寸法変化がガラス積層体の反りに与える影響が少なくなる傾向がある。
樹脂層の引張弾性率Epは、式(1)が成立する限りにおいて、0.3GPa以上であることが好ましく、1GPa以上であることがより好ましい。
一方、20GPa以下であることが好ましく、10GPa以下であることがより好ましい。
樹脂層の引張弾性率Epは0.3GPa以上であれば、樹脂層の寸法変化が容易には起きにくいために、ガラス層と貼り合せる際に樹脂層に残留歪みが生じにくく、ガラス積層体における反りの発生を抑制できる傾向がある。
一方、樹脂層の引張弾性率Epが20GPa以下であれば、樹脂層のハンドリング性が良く、ガラス層と貼り合せること容易になる傾向にある。
樹脂層において、MDとTDが明らかである場合、どちらの方向の引張弾性率Epにおいても、上記範囲であることが好ましい。
樹脂層の線膨張係数は60ppm/K以下が好ましい。40ppm/K以下がより好ましく、20ppm/K以下がさらに好ましい。一方、下限は特に制限されないが、通常は、5ppm/K以上である。
樹脂層の線膨張係数が60ppm/K以下であれば、加熱による樹脂層の寸法変化が小さく、ガラス積層体の反りを抑制することができる傾向にある。
なお、樹脂層の線膨張係数は、JIS K 7197に準拠して測定することができる。
樹脂層を構成する材料は、前記特性を満たし、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切な樹脂が採用できる。上記樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱または活性エネルギー線により硬化した硬化樹脂等が挙げられ、耐衝撃性や加工性の観点から、熱可塑性樹脂が好ましい。
上記熱可塑性樹脂の具体例としては、フッ素系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、熱可塑性ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルシリコン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。
このうち、汎用性、透明性及び高温下での熱収縮特性の観点から、ポリエステル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が好ましい。中でも、樹脂層としては、ポリエステル系樹脂を主成分として含む2軸延伸ポリエステルフィルムがより好ましく、ポリエチレンナフタレートを主成分として含む2軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムがさらに好ましい。
なお主成分とは、通常樹脂層を形成する成分のうち最も多く含有する成分をいい、各層において50質量%以上占めるものを主成分としてもよく、80質量%以上占めるものを主成分としてもよく、90質量%以上占めるものを主成分としてもよい。
上記熱又は活性エネルギー線により硬化した硬化樹脂の具体例としては、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられ、透明性及び高温下での収縮特性の観点から、ポリイミド系樹脂が好ましい。
これらは一種類又は二種類以上の樹脂を組み合わせて使用することができる。
樹脂層として、加熱時の樹脂層に残存する残留応力による熱収縮を緩和するためのアニール処理がなされた樹脂層を使用することも可能である。
樹脂層をガラス層と積層する前に、予め樹脂層にアニール処理を施すことにより、樹脂層の加熱時の熱収縮を緩和させ、本積層体を加熱した場合の反りを抑制することができる。
中でも、熱収縮を緩和するためのアニール処理がなされた、2軸延伸ポリエステルフィルム、特に2軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムは樹脂層として好ましい一例である。
樹脂層のアニール処理は、該樹脂層のガラス転移温度をTgとした際、Tg〜Tg+100℃の温度で0.1〜180分間、該樹脂層を加熱処理するのが好ましい。
アニール処理の具体的手法は、必要な温度、時間を維持できる方法であれば特に限定されない。例えば、必要な温度に設定したオーブンや恒温室で保管する方法、熱風を吹き付ける方法、赤外線ヒーターで加熱する方法、ランプで光を照射する方法、熱ロールや熱板と接触させて直接的に熱を付与する方法、マイクロ波を照射する方法などが使用できる。また、取扱が容易な大きさに樹脂層を切断してから加熱処理しても、樹脂層を巻いてロール形状のままで加熱処理してもよい。さらに、必要な時間と温度を得ることができる限りにおいては、コーター、スリッター等の樹脂層製造装置の一部分に加熱装置を組み込み、製造過程で加熱を行うこともできる。
樹脂層には、上記樹脂の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、シランカップリング剤、増感剤、架橋剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、界面活性剤、充填剤、離型剤を任意で添加することができる。なお、これらは1種又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
樹脂層には、後述する接着層とは別に、必要に応じて表面処理を施してもよい。表面処理としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤などによるカップリング剤処理、オゾン処理、イオン処理などの化成処理、プラズマ処理、グロー放電処理、アーク放電処理、コロナ処理などの放電処理、紫外線処理、X線処理、ガンマ線処理、レーザー処理などの電磁波照射処理など各種表面処理があげられる。特に、接着層との密着性を向上させる観点から、接着層側の面にコロナ処理などの放電処理されていることが好ましい。
<接着層>
本発明に用いられる接着層は、ガラス層と樹脂層を接着させる層である。
本発明に用いられる接着層の厚みは、15μm以下であることが好ましい。12μm以下がより好ましく、8μm以下がさらに好ましい。一方、0.5μm以上であることが好ましく、1μm以上がより好ましく、3μm以上がさらに好ましい。
接着層の厚みが15μm以下であれば、加熱や吸湿による寸法変化、および透明性に影響を与えることが少なくなる傾向がある。
厚みが0.5μm以上であれば、樹脂層との密着性を十分確保することができ、工程中に剥離する恐れがなくなる傾向がある。
接着層とガラス層との剥離強度が、0.5N/10mm以上であることが好ましい。1N/10mm以上がより好ましい。一方、上限は特に制限されないが、通常50N/10mm以下である。
尚、剥離強度は、90度剥離方法で測定することができる。このとき、例えば、万能試験機(株式会社インテスコ製 引張圧縮試験機「INTESCO 200X」)を用いることができる。
本発明における接着層は、ガラス層と樹脂層とを密着させるものであれば特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂、嫌気硬化性樹脂などから適宜選択される。
例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂などを挙げることができる。
透明性、反応性、密着性をバランスよく備えるアクリル樹脂、およびエポキシ樹脂が好ましく、中でも耐熱性に優れるエポキシ樹脂が特に好ましい。
<ガラス層>
本発明に用いられるガラス層は、厚みが10μm以上、200μm以下のガラスであれば、任意の適切なものが採用されうる。
ガラス層の厚みは、10μm以上であることが重要であり、好ましくは30μm以上、より好ましくは50μm以上である。一方で、200μm以下であることが重要であり、好ましくは150μm以下、より好ましくは100μm以下である。10μm以上とすることで、機械的強度の極度の低下を防ぎ、一方で200μm以下とすることで、ガラス単体での製造効率を悪化させず、ハンドリング性に優れたガラス層を得ることができる。
ガラス層の材料は特段限定されず、例えばソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等ほぼすべてのガラス組成のものが適用でき、強化や、後述する接着層とは別に表面処理等の二次加工を施したものも適用可能であり、いずれも用途により使い分けられる。二次加工としては例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などによるカップリング剤処理、酸処理、アルカリ処理、オゾン処理、イオン処理などの化成処理、プラズマ処理、グロー放電処理、アーク放電処理、コロナ処理などの放電処理、紫外線処理、X線処理、ガンマ線処理、レーザー処理などの電磁波照射処理、その他火炎処理などの表面処理などの各種表面処理があげられる。特に、接着層との密着性を向上させる観点から、シランカップリング剤で表面処理されていることが好ましい。
市販されているガラス層の具体例としては、無アルカリガラスである日本電気硝子株式会社製の商品名「OA−10G」が挙げられる。
<ガラス積層体>
本発明のガラス積層体は、樹脂層、接着層、及び厚み10μm以上、200μm以下のガラス層をこの順に備えたガラス積層体であって、樹脂層の熱収縮率が特定の範囲内であり、且つ、樹脂層及びガラス層の引張弾性率と厚みが特定の関係を満たすため、加熱による樹脂層の寸法変化が生じた場合にも、ガラス積層体の反りを抑制できる。
本発明のガラス積層体の厚みは、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上、さらに好ましくは40μm以上、特に好ましくは50μm以上である。一方で、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下、特に好ましくは80μm以下である。
本発明のガラス積層体の厚みが、20μm以上であれば、加工時のたわみが少なくなり、ガラス積層体上に形成した素子などの位置精度が優れるできる傾向があり、200μm以下であれば、軽量でフレキシブル性に優れるできる傾向がある。
本ガラス積層体の反り量は、その面積によって好ましい量は変わるが、100mm×100mmの面積を有する積層体の場合、10mm以下であることが好ましく、2mm以下であることがより好ましい。下限は特に限定されないが、通常は0mm以上である。
積層体の反り量が10mm以下であれば、ロール・トゥ・ロール工程において搬送ロールからの浮きや検査機などとの接触を避けることが容易になる傾向がある。
本ガラス積層体をロール・トゥ・ロール工程に適用するためには、工程中に破損しないことが好ましい。具体的にはロール・トゥ・ロール工程において、本ガラス積層体が曲率半径300mmまで変形しても破損しないことが好ましく、曲率半径150mmでも破損しないことが特に好ましい。
本ガラス積層体の変形可能な曲率半径については、外部から積層体にかかる応力がガラスの破壊応力を超えなければよく、積層体を構成するガラス層、および樹脂層の厚みを適宜調整することで達成される。
本ガラス積層体は加熱処理後も、発泡などの不具合が発生しないことが好ましい。具体的には100℃の処理温度に耐えうることが好ましく、150℃の処理温度に耐えうることが特に好ましく、200℃の処理温度に耐えうることがさらに好ましい。本積層体の耐熱性は、樹脂層、および接着層を構成する材料を適宜選択することによって達成することができる。
本ガラス積層体は、前述した樹脂層、接着層、ガラス層以外にも、必要に応じて光吸収、光拡散、反射防止などの光学機能を有する層を追加することができる。
本ガラス積層体をロール状に巻き取ることによって、ガラス積層体ロールが形成される。本ガラス積層体はハンドリング性に優れていることから、本ガラス積層体ロールからの巻出しが可能であり、本ガラス積層体ロールはロール・トゥ・ロール工程に適用可能である。
<製造方法>
本発明のガラス積層体の製造方法は特に限定されない。例えば、樹脂層を塗工基材として接着層を塗工してガラス層保護フィルムを形成し、ガラス層と貼着する方法、ガラス層を塗工基材として接着層を塗工形成し、樹脂層と貼着する方法、樹脂層とガラス層で接着層を両側から挟み込みながら、ラミネートする方法が挙げられる。
また、一度、樹脂層と離型フィルムとの間に接着層を有する構成の積層シート(以下、離型フィルム付きガラス層保護フィルムとも称する)を作製した後、離型フィルムを剥離し、樹脂層と接着層を有する構成の積層シート(以下、ガラス層保護フィルムとも称する)の接着層面をガラス層に貼着することで、ガラス積層体を作製することもできる。
なお、接着層が加熱、活性エネルギー線照射等の硬化処理を必要とする場合は、必要に応じて硬化処理を施してもよい。
上述した離型フィルムは、公知の離型フィルムなどでよく、例えば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、脂肪族アミド系、シリカ系などの公知の離型剤などで剥離処理された、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルムが挙げられる。
<用途>
本ガラス積層体は、電子デバイス用基板としてロール・トゥ・ロールで処理することが可能であり、例えば、ロール・トゥ・ロールで処理する工程を有する有機電界発光素子及び有機光電変換素子等の電子デバイスを作成する際の基板として好適に用いることができる。
また、本ガラス積層体は、支持層に固定することで、枚葉で処理することも可能であり、枚葉で処理する工程を有する電子デバイスの基板としても用いることができる。
(用語の説明)
一般的に「フィルム」とは、長さおよび幅に比べて厚みが極めて小さく、最大厚みが任意に限定されている薄い平らな製品で、通常、ロールの形で供給されるものをいい(日本工業規格JIS K−6900)、一般的に「シート」とは、JISにおける定義上、薄く、一般にその厚みが長さと幅のわりには小さく平らな製品をいう。しかし、シートとフィルムの境界は定かでなく、本発明において文言上両者を区別する必要がないので、本発明においては、「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むものとし、「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとする。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明が以下の実施例に記載の態様に限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例における測定・評価は以下の方法・基準で行った。
<測定・評価>
(1)樹脂層の引張弾性率
樹脂層のMD及びTDからそれぞれ長さ150mm×幅20mmの短冊状に切り出し、引張試験機(株式会社島津製作所製、「AGS−X」)を用いて、短冊状樹脂層サンプルの長手方向の伸びと応力を測定し、これらの値から引張弾性率を算出し、樹脂層のMDおよびTDの引張弾性率とした。試験条件は、チャック間距離を100mm、引っ張り速度を10mm/minとし、23℃で測定した。
(2)樹脂層の熱収縮率
樹脂層のMD及びTDからそれぞれ長さ140mm×幅10mmの短冊状にフィルムを切り出し、その中間に長さ100mm間隔の標線を記入した試験片を、150℃に設定した恒温槽内で10分間無荷重の状態で懸垂し、取り出した後、室温で、15分以上放冷し、恒温槽に入れる前後の標線間の長さから熱収縮率を%値で求めた。なお、測定は各5回行い、各測定で得られた熱収縮率(%)の平均値を算出し、少数第二位を四捨五入した値を記載した。
(3)ガラス積層体の反り量測定
サンプルサイズ100mm角のガラス積層体を150℃に設定した恒温槽内に1時間入れて、熱処理をおこなった。
恒温槽から取り出した後、ガラス積層体を室温で15分以上放冷し、水平な定盤上に静置した。なお、ガラス積層体が反っている場合は、図2に示すように、ガラス積層体の中央部が定盤に接し、端部が定盤から浮くように置いた。
図2に示すように、定盤からガラス積層体下面における各辺中央部分までの鉛直距離を測定し、その平均値を算出して、熱処理後のガラス積層体の反り量とした。
評価基準は以下の通りである。
◎:ガラス積層体の反り量が2mm以下。
○:ガラス積層体の反り量が10mm以下。
×:ガラス積層体の反り量が10mmより大きい。
ちなみに、実施例及び比較例で得られたガラス積層体について、熱処理前はいずれの積層体も反っておらず、反り量はゼロであった。
(4) 式(1)左辺の値
ガラス層の厚み、ガラス層の引張弾性率、樹脂層の厚み及び上述の方法で測定した樹脂層の引張弾性率を式(1)左辺に代入して算出した。
なお、算出した式(1)左辺の値を定数Aと置き換えた。
[実施例1]
アクリル系粘着剤(綜研化学株式会社製 商品名「SKダイン2975」)100質量部、硬化剤(綜研化学株式会社製 商品名「D−94」)0.36質量部を配合し、酢酸ブチルで均一に希釈して接着層を得た。樹脂層として12μm厚のポリエチレンナフタレート(以下、PEN)フィルム(帝人株式会社製 商品名「テオネックスQ51」)を用い、片面に前記接着層を乾燥後の厚みが10μmになるように塗布し、溶剤を除去することにより、ガラス層保護フィルム1を得た。
50μm厚のガラス層(日本電気硝子株式会社製 商品名「OA−10G」 引張弾性率Eg:73GPa)と前記ガラス層保護フィルム1の接着層側と貼り合せることによって、ガラス積層体1を得た。
樹脂層及び得られたガラス積層体1について、各種測定・評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例2]
樹脂層として25μm厚のPENフィルム(帝人株式会社製 商品名「テオネックスQ51」)を用いた以外は実施例1と同様にして、ガラス層保護フィルム2、およびガラス積層体2を得た。
樹脂層及び得られたガラス積層体2について、各種測定・評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例3]
エポキシ樹脂(DIC株式会社製 商品名「エピクロン850S」)60質量部、フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製 商品名「フェノトートYP−40ASM40」)40質量部、硬化剤(サンアプロ株式会社製 商品名「CPI−210S」)1質量部を配合し、酢酸ブチルで均一に希釈して接着層を得た。樹脂層として25μm厚のPENフィルム(帝人株式会社製 商品名「テオネックスQ51」)を用い、片面に前記接着層を乾燥後の厚みが5μmになるように塗布し、溶剤を除去することにより、ガラス層保護フィルム3を得た。
50μm厚のガラス層(日本電気硝子株式会社製 商品名「OA−10G」 引張弾性率Eg:73GPa)と前記ガラス層保護フィルム3の接着層側と貼り合せたのち、ガラス層面から高圧水銀ランプ(ランプ出力:160W/cm)を照射することによって、接着層を硬化させ、ガラス積層体3を得た。
樹脂層及び得られたガラス積層体3について、各種測定・評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例4]
樹脂層として予めアニール処理がなされた50μm厚のPENフィルム(帝人株式会社製 商品名「テオネックスQ65FA」)を、ガラス層として100μm厚のガラス(日本電気硝子株式会社製 商品名「OA−10G」 引張弾性率Eg:73GPa)を用いた以外は実施例1と同様にして、ガラス層保護フィルム4、およびガラス積層体4を得た。
樹脂層及び得られたガラス積層体4について、各種測定・評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例1]
樹脂層として予めアニール処理がなされた50μm厚のPENフィルム(帝人株式会社製 商品名「テオネックスQ65FA」)を用いた以外は実施例1と同様にして、ガラス層保護フィルム5、およびガラス積層体5を得た。
樹脂層及び得られたガラス積層体5について、各種測定・評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例2]
ガラス層保護フィルム6として、樹脂層であるポリエチレンテレフタレート(以下、PET)フィルムの片面に粘着層を有するフィルム(株式会社サンエー化研製 商品名「サニテクトNSA33T」)を準備した。
50μm厚のガラス層(日本電気硝子株式会社製 商品名「OA−10G」 引張弾性率Eg:73GPa)と前記ガラス層保護フィルム6の粘着層側と貼り合せることによって、ガラス積層体6を得た。
樹脂層及び得られたガラス積層体6について、各種測定・評価を行った。結果を表1に示す。
<考察>
実施例1〜4の結果から、樹脂層の150℃10分間における熱収縮率が1.0%以下であり、且つ、式(1)を満たすことで、ガラス積層体における熱処理後の反り量が10mm以下であり、加熱による樹脂層の寸法変化が生じた場合にも、反りの発生が抑制され、且つ、ハンドリング性に優れるガラス積層体が得られることが分かった。
一方、比較例1及び2の結果から、ガラス積層体における樹脂層及びガラス層が式(1)を満たさないか、樹脂層の150℃10分間における熱収縮率が1.0%よりも大きい場合には、ガラス積層体における熱処理後の反り量が10mmよりも大きくなってしまい、加熱による樹脂層の寸法変化が生じた場合に、ガラス積層体が大きく反ってしまうことが分かった。
本発明のガラス積層体は、加熱による樹脂層の熱膨張による寸法変化や、樹脂層の残留応力による熱収縮などの寸法変化が生じた場合にも、反りの発生を抑制でき、且つ、ハンドリング性に優れており、電子デバイス用基板として好適に使用できる。さらには、電子デバイス製造工程における洗浄工程や電極形成工程をロール・トゥ・ロールで処理可能な電子デバイス用基板を提供できる。
10、20 ガラス積層体
11 樹脂層
12 接着層
13 ガラス層
24 定盤
25 鉛直距離

Claims (6)

  1. 樹脂層、接着層、厚み10μm以上、200μm以下のガラス層をこの順に備えた3層構造のガラス積層体であって、
    該樹脂層の150℃10分間における熱収縮率の絶対値が1.0%以下であり、且つ、該樹脂層の厚みdp(μm)、該樹脂層の引張弾性率Ep(GPa)、該ガラス層の厚みdg(μm)及び該ガラス層の引張弾性率Eg(GPa)が下記式(1)を満たし、該樹脂層が二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とするガラス積層体。
  2. 前記樹脂層の厚みが40μm以下であることを特徴とする、請求項1に記載のガラス積層体。
  3. 前記接着層の厚みが15μm以下であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のガラス積層体。
  4. 請求項1〜のいずれかに記載のガラス積層体を巻き取ってなるガラス積層体ロール。
  5. 請求項1〜のいずれかに記載のガラス積層体を用いてなる電子デバイス用基板。
  6. 請求項1〜のいずれかに記載のガラス積層体の製造に使用される、樹脂層、接着層、及び離型フィルムをこの順に有する離型フィルム付きガラス層保護フィルム。
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