KR20080069962A

KR20080069962A - 표시 소자용 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20080069962A
Application number: KR1020087008355A
Authority: KR
Inventors: 다케시 무라시게; 요시마사 사카타; 다츠키 나가츠카
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2008-07-29
Also published as: CN102736301B; TWI365135B; TW200833507A; KR100990349B1; CN102736301A; US8241735B2; JP2008107510A; CN101356558A; WO2008050547A1; US20100062234A1

Abstract

가스 배리어성, 유연성, 내열성 및 투명성이 우수하고, 또한, 치수 안정성, 조작성 및 2 차 가공성이 우수한 표시 소자용 기판이 제공된다. 본 발명의 표시 소자용 기판은 무기 유리와, 무기 유리의 양측에 배치된 수지층을 구비한다. 바람직하게는, 수지층의 합계 두께 d_rsum 와 상기 무기 유리의 두께 d_g 의 비 d_rsum/d_g 는 0.5 ∼ 2.2 이다. 바람직하게는, 무기 유리의 양측의 수지층은, 각각 동일한 재료로 구성되고, 동일한 두께를 갖고, 또한, 각각의 수지층의 두께는 무기 유리의 두께와 동등하다. 바람직하게는, 표시 소자용 기판의 170℃ 에 있어서의 평균 선팽창 계수는 20ppm℃^-1이하이다.

무기 유리, 수지층, 에폭시계 수지, 수지 조성물

Description

표시 소자용 기판 및 그 제조 방법{SUBSTRATE FOR DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 표시 소자용 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 가스 배리어성, 유연성, 내열성 및 투명성이 우수하고, 또한, 치수 안정성, 조작성 및 2 차 가공성이 우수한 표시 소자용 기판 및 그 간편한 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 영상 통신기술의 발전에 의해, 액정 표시 소자는 거치형에서는 대형화, 휴대단말에서는 경량ㆍ박형화가 진행되고 있다. 향후, 고현장감을 추구한 대형 패널의 곡면 표시나, 휴대성 및 편리성을 추구한 권취형 휴대단말을 실현하려면, 기판의 박형ㆍ경량화에 더하여 유연화가 불가결이 된다.

종래, 액정 표시 소자의 기판에는, 대부분 유리 기판이 이용되고 있다. 유리 기판은, 투명성이나 내용제성, 가스 배리어성이 우수할 뿐만 아니라, 액정 표시 소자의 제조 공정에 있어서, 배향막 형성 공정이나 전극 형성 공정에 있어서의 포토 에칭 프로세스나 스퍼터링 등에 충분히 견디는 고내열성을 갖는다. 그러나, 유리 기판을 구성하는 유리재의 두께를 만곡할 수 있게 되도록 박형화를 도모하면 내충격성이 불충분해져, 핸들링이 곤란해지는 문제가 발생한다.

그래서, 내충격성이 우수하고, 또한, 유리 이상으로 경량 또한 유연성이 우수한 수지 필름 또는 수지 시트를 표시용 기판의 기재에 사용하는 기술 개발이 진행되고 있다. 그러나, 종래의 표시 소자용 수지 기판은 유리와 같은 무기 재료에 비해 내열성이 낮기 때문에, 특히 고온 프로세스를 필요로 하는 박막 트랜지스터 (TFT 라고도 한다) 기판 용도에 있어서는, 전극에 균열이 발생하고, 저항값의 증대나 단선이 발생하는 등의 과제가 지적되고 있다.

내열성을 향상시키기 위해, 주쇄에 방향 고리나 헤테로 고리를 도입하여, 고공액 구조를 갖는 수지를 사용하면, 필연적으로 기판이 착색되고, 충분한 표시 성능이 얻어지지 않는다. 투명성을 갖고, 또한, 내열성을 고려한 수지 기판으로서, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰 등이 검토되고 있지만, 이러한 수지 기판은, 여전히 열팽창성 (선팽창 계수 : 치수 안정성) 이 불충분하다 (구체적으로는, 수지 기판의 선팽창 계수는 50ppm℃^-1 정도이며, 디스플레이용 알칼리 유리의 약 10 배이다). 또한 수지 기판을 사용한 경우, 표면에 가스 배리어층을 형성할 필요가 있어, 제조 공정수의 증가에 수반하여 수율의 저하, 비용의 증가 등의 문제가 있다.

한편, 무기 유리층과 규소 산화물 폴리머층을 갖는 적층체 기판이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1 에 의하면, 이러한 적층체 기판은, 가스 배리어성, 유연성, 내열성 및 투명성이 우수하다고 여겨지고 있다. 그러나, 특허 문헌 1 의 적층체 기판은, 열팽창성이 아직도 불충분하고, 2 차 가 공성 및 조작성도 불충분하다.

특허 문헌 : 일본 공개특허공보 제2004-50565호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 것은, 가스 배리어성, 유연성, 내열성 및 투명성이 우수하고, 또한, 치수 안정성, 조작성 및 2 차 가공성이 우수한 표시 소자용 기판 및 그 간편한 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 표시 소자용 기판은, 무기 유리와 그 무기 유리의 양측에 배치된 수지층을 구비한다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 수지층의 합계 두께 d_rsum 와 상기 무기 유리의 두께 d_g 의 비 d_rsum/d_g 가 0.5 ∼ 2.2 이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 무기 유리의 양측의 수지층은, 각각, 동일한 재료로 구성되고, 동일한 두께를 갖고, 또한, 그 각각의 수지층의 두께는 그 무기 유리의 두께와 동등하다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 표시 소자용 기판의 총 두께는 150㎛ 이하이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 표시 소자용 기판의 170℃ 에 있어서의 평균 선팽창 계수는 20ppm℃^-1 이하이다. 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 표시 소자용 기판을 만곡시켰을 때의 파단 직경은 30㎜ 이하이다. 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 표시 소자용 기판의 투과율은 85% 이상이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 무기 유리의 두께 d_g 는 1㎛ ∼ 50㎛ 이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 수지층은, 에폭시계 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물로 형성되어 있다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 수지층의 25℃ 에 있어서의 영률은 1㎬ 이상이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 수지층은, 상기 무기 유리에 직접 형성되어 있다.

본 발명의 다른 국면에 의하면, 표시 소자용 기판의 제조 방법이 제공된다. 이 제조 방법은, 무기 유리에 반경화 상태의 수지 조성물을 부착하는 것 및 그 무기 유리에 부착한 그 수지 조성물을 완전하게 경화시키는 것을 포함한다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 무기 유리의 양측에 수지층을 갖는 표시 소자용 기판이 제공된다. 이러한 기판은, 중심부에 배치된 무기 유리가 가스 배리어층으로서 기능하기 때문에, 부가적으로 가스 배리어층을 적층할 필요가 없고, 그 기판의 박형화에 공헌할 수 있다. 또, 중심부에 배치된 무기 유리는, 본래, 높은 선팽창 계수를 갖을 수지층의 열팽창을 억제하고, 적층체로서는 선팽창 계수가 작은 기판을 얻을 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 표시 소자용 기판은, 고온 프로세스를 필요로 하는 TFT 용 기판으로서 특히 유효하다. 또한 무기 유리판의 파단은, 일반적으로 표면의 미소 결함에 대한 응력 집중이 원인으로 되어 있고, 두께를 얇게 할수록 파단이 발생하기 쉬워지므로, 무기 유리의 박형화는 곤란하다. 한편, 본 실시형태의 표시 소자용 기판은 양측에 배치된 수지층이 변형시의 결함에 대한 갈라짐 방향의 응력을 완화하기 위해서, 무기 유리를 얇게 한 경우에도, 무기 유리에 대한 크랙이나 파단이 발생하기 어려워져, 더욱 박형화, 경량화가 가능해진다. 무기 유리의 양면에, 수지층을 적층함으로써, 이러한 효과가 얻어지는 것은, 본 발명자들에 의해 처음으로 알아낸 견지이며, 예기치 못한 우수한 효과이다.

도 1 의 (a) 는 본 발명의 일 실시형태에 의한 표시 소자용 기판의 개략 단면도이고, 도 1 의 (b) 는 본 발명의 그 밖의 실시형태에 의한 표시 소자용 기판의 개략 단면도이다.

부호의 설명

10 무기 유리

11, 11' 수지층

12, 12' 접착층

100 표시 소자용 기판

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

A. 표시 소자용 기판의 전체 구성

도 1 의 (a) 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 표시 소자용 기판의 개략 단면도이다. 이 표시 소자용 기판 (100) 은, 무기 유리 (10) 와, 무기 유리 (10) 의 양측에 배치된 수지층 (11, 11') 을 구비한다. 이러한 구성을 가짐으로써, 가스 배리어성, 유연성, 내열성 및 투명성이 우수하고, 또한, 치수 안정성, 조작성 및 2 차 가공성이 우수한 표시 소자용 기판을 얻을 수 있다. 더욱 바람직하게는, 당해 양측의 수지층 (11 및 11') 은, 동일한 재료로 구성되고, 또한, 동일한 두께를 갖는다 (즉, 표시 소자용 기판은, 이른바 대칭 배치의 구성을 갖는다). 이러한 구성을 가짐으로써, 더욱 선팽창 계수가 작고, 또한, 조작성 및 2 차 가공성에 극히 우수한 기판을 얻을 수 있다.

바람직하게는, 도 1 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 각각의 수지층 (11, 11') 은, 무기 유리 (10) 에 직접 (즉, 접착층을 개재시키지 않고) 형성되어 있다. 이러한 구성을 가짐으로써, 보다 박형의 기판이 실현될 수 있다. 이러한 구성을 갖는 표시 소자용 기판은 후술하는 제조 방법에 따라 제작될 수 있다. 필요에 따라, 도 1 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 각각의 수지층 (11, 11') 은, 접착층 (12, 12') 을 개재하여 유리 기판에 고착되어도 된다. 접착층은, 임의의 적절한 접착제 또는 점착제로 구성된다.

상기 수지층의 합계 두께 d_rsum 와 상기 무기 유리의 두께 d_g 의 비 d_rsum/d_g 는, 바람직하게는 0.5 ∼ 2.2 이고, 더욱 바람직하게는 1.5 ∼ 2.1 이고, 특히 바람직하게는 약 2 이다. 수지층의 합계 두께와 무기 유리의 두께가 이러한 관계를 가짐으로써, 가열 처리에 있어서의 기판의 휨이나 굴곡이 양호하게 억제될 수 있다. 특히 바람직하게는, 기판은 대칭 배치의 구성이고, 각각의 수지층의 두께 d_r 와 상기 무기 유리의 두께 d_g 의 차이 (d_r-d_g)는, 바람직하게는 ―45㎛ ∼ 20㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 ―35㎛ ∼ 10㎛ 이고, 가장 바람직하게는, d_r 는 d_g 와 동등하다. 이러한 구성으로 함으로써, 상기 표시 소자용 기판은 가열 처리되어도, 무기 유리의 양면에 열응력이 균등하게 걸리기 때문에, 휨이나 굴곡이 극히 발생하기 어려워진다. 또한, 본 명세서에 있어서 「동등한」 이란, 엄밀하게 동등한 경우뿐만 아니라 실질적으로 동등한 경우를 포함한다.

상기 표시 소자용 기판의 총 두께는, 바람직하게는 150㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 50㎛ ∼ 100㎛ 이다. 본 발명에 의하면, 상기와 같은 구성으로 함으로써, 무기 유리의 두께를 종래의 유리 기판보다 현격히 얇게 할 수 있다. 그 결과, 경량ㆍ박형이고, 또한, 우수한 유연성을 갖는 표시 소자용 기판을 얻을 수 있다.

상기 표시 소자용 기판의 170℃ 에 있어서의 평균 선팽창 계수는, 바람직하게는 20ppm℃^-1 이하이고, 더욱 바람직하게는 10ppm℃^-1 이하이다. 상기의 범위이면, 예를 들어 액정 표시 소자에 사용한 경우에, 복수의 열처리 공정에 제공되어도 화소의 어긋남이나 배선의 파단ㆍ균열이 발생하기 어렵다.

상기 표시 소자용 기판을 만곡시켰을 때의 파단 직경은, 바람직하게는 30㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10㎜ 이하이다.

상기 표시 소자용 기판의 파장 550㎚ 에 있어서의 투과율은, 바람직하게는85% 이상이고, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 바람직하게는, 상기 표시 소자용 기판은, 180℃ 에서 2 시간 가열 처리를 실시한 후의 광 투과율의 감소율이 5% 이내이다. 이러한 감소율이면, 예를 들어 액정 표시 소자의 제조 프로세스 에 있어서 필요한 가열 처리를 실시해도, 실용상 허용 가능한 광 투과율을 확보할 수 있기 때문이다. 수지층을 채용하면서 이러한 특성을 실현한 것이 본 발명의 효과 중 하나이다.

상기 표시 소자용 기판의 표면 조도 (Ra) (실질적으로는, 기판의 수지층의 표면 조도 (Ra)) 는, 바람직하게는 50㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 30㎚ 이하이다. 상기 표시 소자용 기판의 굴곡은, 바람직하게는 0.5㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.1㎛ 이하이다. 이러한 특성의 표시 소자용 기판이면 품질이 우수하다. 또한, 이러한 특성은, 예를 들어, 후술하는 제법에 따라 실현될 수 있다.

상기 표시 소자용 기판의 파장 550㎚ 에 있어서의 면내 위상차 (Re ; 550) 는, 바람직하게는 10㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5㎚ 이하이다. 상기 표시 소자용 기판의 파장 550㎚ 에 있어서의 두께 방향의 위상차 (Rth ; 550) 는, 바람직하게는 20㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이하이다. 광학 특성이 상기 와 같은 범위이면, 예를 들어 기판을 액정 표시 장치에 사용하는 경우에도, 표시 특성에 악영향을 미치지 않는다. 수지층을 채용하면서 이러한 특성을 실현한 것이 본 발명의 효과 중 하나이다. 또한, 파장 λ 에 있어서의 면내 위상차 (Re(λ)) 및 두께 방향 위상차 (Rth(λ)) 는, 각각, 하기의 식으로 구해진다. 식 중, nx 는 지상축 방향의 굴절률이고, ny 는 진상축 방향의 굴절률이고, nz 는 두께 방향의 굴절률이고, d 는 두께이다. 지상축이란, 면내에서 굴절률이 최대가 되는 방향을 말하고, 진상축이란, 면내에서 지상축에 직교하는 방향을 말한다.

Re (λ) = (nx-ny)×d

Rth (λ) = (nx-nz)×d

B. 무기 유리

본 발명의 표시 소자용 기판에 사용되는 무기 유리는, 판상인 것이면, 임의의 적절한 것이 채용될 수 있다. 상기 무기 유리는, 조성에 의한 분류에 의하면, 예를 들어, 소다 석회 유리, 붕산 유리, 알루미노 규산 유리, 석영 유리 등을 들 수 있다. 또, 알칼리 성분에 의한 분류에 의하면, 무알칼리 유리, 저알칼리 유리를 들 수 있다. 상기 무기 유리의 알칼리 금속 성분 (예를 들어, Na₂0, K₂0, Li₂0) 의 함유량은, 바람직하게는 15중량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 10중량% 이하이다.

상기 무기 유리의 두께는, 바람직하게는 1㎛ ∼ 100㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 10㎛ ∼ 70㎛ 이고, 특히 바람직하게는 25㎛ ∼ 55㎛ 이다. 본 발명에 있 어서는, 무기 유리의 양측에 수지층을 배치하는 구성으로 함으로써, 무기 유리의 두께를 얇게 할 수 있다.

상기 무기 유리의 파장 550㎚ 에 있어서의 투과율은, 바람직하게는 90% 이상이다. 상기 무기 유리의 파장 550㎚ 에 있어서의 굴절률 (n_g)은, 바람직하게는 1.4 ∼ 1.6 이다.

상기 무기 유리의 평균 열팽창 계수는, 바람직하게는 l0ppm℃^-1∼ 0.5ppm℃^- ¹ 이고, 더욱 바람직하게는 5ppm℃^-1∼0.5ppm℃^- ¹ 이다. 상기 범위의 무기 유리이면, 고온 또는 저온 환경하에 있어서, 수지층의 치수 변화를 효과적으로 억제할 수 있다.

상기 무기 유리의 밀도는, 바람직하게는 2.3g/㎤ ∼ 3.0g/㎤ 이고, 더욱 바람직하게는 2.3g/㎤ ∼ 2.7g/㎤ 이다. 상기 범위의 무기 유리이면, 경량의 표시 소자용 기판을 얻을 수 있다.

상기 무기 유리의 성형 방법은, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 대표적으로는, 상기 무기 유리는, 실리카나 알루미나 등의 주원료와 망초(芒硝)나 산화 안티몬 등의 소포제와, 카본 등의 환원제를 함유하는 혼합물을 1400℃ ∼ 1600℃ 의 온도에서 용융하여 박판상으로 성형한 후, 냉각하여 제작된다. 상기 무기 유리의 박판 성형 방법으로서는, 예를 들어, 슬롯 다운 드로법 (slot down draw method), 퓨전법 (fusion method), 플로트법 (float method) 등을 들 수 있다. 이들 방법에 따라 판상으로 성형된 무기 유리는, 박판화하거나 평활성을 높이거나 하기 위해서, 필요에 따라, 플루오르산 등의 용제에 의해 화학 연마되어도 된다.

상기 무기 유리는, 시판되는 것을 그대로 이용해도 되고, 혹은, 시판되는 무기 유리를 원하는 두께가 되도록 연마하여 이용해도 된다. 시판되는 무기 유리로서는, 예를 들어, 코닝사 제조 「7059」, 「1737」 또는 「EAGLE2000」, 아사히 가라스사 제조 「AN100」, NH 테크노 가라스사 제조 「NA-35」, 일본 덴키 가라스사 제조 「OA-10」 등을 들 수 있다.

C. 수지층

본 발명의 표시 소자용 기판에 사용되는 수지층은, 상기 무기 유리의 양면에 배치된다. 수지층의 두께 d_r 는, 바람직하게는 1㎛ ∼ 100㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 1㎛ ∼ 50㎛ 이다. 각각의 수지층의 두께는, 동일해도 되고 상이해도 된다. 바람직하게는, 상기와 같이, 각각의 수지층의 두께는 동일하다. 또한 각각의 수지층은, 동일한 재료로 구성되어도 되고, 상이한 재료로 구성되어도 된다. 바람직하게는, 각각의 수지층은 동일한 재료로 구성된다. 따라서, 가장 바람직하게는, 각각의 수지층은, 동일한 재료로 동일한 두께가 되도록 구성된다. 상기 수지층의 합계 두께 d_rsum 는, 바람직하게는 2㎛ ∼ 200㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 2㎛ ∼ 100㎛ 이다.

상기 수지층의 파장 550㎚ 에 있어서의 투과율은, 바람직하게는 85% 이상이다. 상기 수지층의 파장 550㎚ 에 있어서의 굴절률 (n_r)은, 바람직하게는 1.3 ∼ 1.7 이다. 상기 수지층의 굴절률 (n_r)과 상기 무기 유리의 굴절률 (n_g)의 차이는, 바람직하게는 0.2 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.1 이하이다. 이러한 범위이면, 무기 유리와 수지층의 굴절률 차이에서 기인되는 표시 특성에 대한 악영향이 방지될 수 있다.

상기 수지층의 탄성률 (영률) 은, 각각 바람직하게는 1㎬ 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.5㎬ 이상이다. 상기의 범위로 함으로써, 무기 유리를 얇게 한 경우에도, 당해 수지층이 변형시의 결함에 대한 갈라짐 방향의 응력을 완화하므로, 무기 유리에 대한 크랙이나 파단이 발생하기 어려워진다.

상기 수지층을 구성하는 재료로서는, 임의의 적절한 수지 (실질적으로는, 당해 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물 : 이하, 수지와 수지 조성물을 통합하여 「수지」 라고 칭하는 경우도 있다) 가 채용될 수 있다. 내열성이 우수한 수지가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 수지는, 열경화형 또는 자외선 경화형 수지이다. 이러한 수지로서는, 예를 들어, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지를 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 상기 수지층은, 에폭시계 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물로 형성된다. 표면 평활성이 우수하고, 색상이 양호한 수지층을 얻을 수 있기 때문이다.

상기 에폭시계 수지는, 분자 중에 에폭시기를 갖는 것이면, 임의의 적절한 것을 사용할 수 있다. 상기 에폭시계 수지로서는, 예를 들어, 비스페놀 A 형, 비스페놀 F 형, 비스페놀 S 형 및 이들 수소 첨가물 등의 비스페놀형 ; 페놀노볼락형이나 크레졸노볼락형 등의 노볼락형 ; 트리글리시딜이소시아누레이트형이나 히단토인형 등의 함질소 고리형 ; 지환식형 ; 지방족형 ; 나프탈렌형, 비페닐형 등의 방향족형 ; 글리시딜에테르형, 글리시딜아민형, 글리시딜에스테르형 등의 글리시딜형 ; 디시클로펜타디엔형 등의 디시클로형 ; 에스테르형 ; 에테르에스테르형 ; 및 이들의 변성형 등을 들 수 있다. 이들 에폭시계 수지는, 단독으로, 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

바람직하게는, 상기 에폭시계 수지는, 비스페놀 A 형 에폭시계 수지, 지환식형 에폭시계 수지, 함질소 고리형 에폭시계 수지, 또는 글리시딜형 에폭시계 수지이다. 상기 에폭시계 수지가 함질소 고리형인 경우, 바람직하게는, 트리글리시딜이소시아누레이트형 에폭시계 수지이다. 이들 에폭시계 수지는, 변색 방지성이 우수하다.

바람직하게는, 상기 수지층은, 하기 일반식 (I), (II), (III) 및 (IV) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 에폭시계 프리폴리머 경화층이다.

상기 식 (I) 중, X₁ 및 X₂ 는, 각각 독립적으로, 공유 결합, CH₂ 기, C(CH₃)₂ 기, C(CF₃)₂ 기, CO 기, 산소 원자, 질소 원자, SO₂ 기, Si(CH₂CH₃)₂ 기, 또는 N(CH₃) 기를 표시한다. Y₁ ∼ Y₄ 는 치환기이고, a ∼ d 는 그 치환수를 표시한다. Y₁ ∼ Y₄ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 치환 알킬기, 니트로기, 시아노기, 티오알킬기, 알콕시기, 아릴기, 치환 아릴기, 알킬에스테르기, 또는 치환 알킬에스테르기를 표시한다. a ∼ d 는, 0 에서 4 까지의 정수이며, l 은 2 이상의 정수이다.

상기 식 (II) 중, X₃ 및 X₄ 는, 각각 독립적으로, CH₂ 기, C(CH₃)₂ 기, C(CF₃)₂ 기, CO 기, 산소 원자, 질소 원자, SO₂ 기, Si(CH₂CH₃)₂ 기, 또는 N(CH₃) 기를 표시한다. Y₅ ∼ Y₇ 는 치환기이고, e ∼ g 는 그 치환수를 표시한다. Y₅ ∼ Y₇ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 치환 알킬기, 니트로기, 시아노기, 티오알킬기, 알콕시기, 아릴기, 치환 아릴기, 알킬에스테르기, 또는 치환 알킬에스테르기를 표시한다. e 및 g 는 0 에서 4 까지의 정수이고, f 는 0 에서 3 까지의 정수이고, m 는 2 이상의 정수이다.

상기 식 (III) 중, X₅ ∼ X₇ 는, 각각 독립적으로, 공유 결합, CH₂ 기, C(CH₃)₂ 기, C(CF₃)₂ 기, CO 기, 산소 원자, 질소 원자, SO₂ 기, Si(CH₂CH₃)₂ 기, 또는 N(CH₃) 기를 표시한다. Y₈ 는, 상기 식 (a) ∼ (d) 중 어느 하나이다.

상기 식 (IV) 중, n 및 m 은, 각각, 1 ∼ 6 중 어느 하나의 정수를 표시한다. Y₉ 는, 상기 식 (a) 또는 (b) 로 표시되는 부분이다.

상기 에폭시계 수지의 에폭시 당량 (에폭시기 1 개당 질량) 은, 바람직하게 는 100g/eqiv. ∼ 1000g/eqiv. 이다. 상기 범위이면, 얻어지는 수지층의 유연성이나 강도를 높일 수 있다.

상기 에폭시계 수지의 연화점은, 바람직하게는 120도 이하이다. 또, 상기 에폭시계 수지는, 바람직하게는 상온 (예를 들어, 5 ∼ 35℃) 에서 액체이다. 더욱 바람직하게는, 상기 에폭시계 수지는, 도공 온도 이하에서 (특히 상온에서) 액체의 2액 혼합형 에폭시계 수지이다. 수지층을 형성할 때의 전개성이나 도공성이 우수하기 때문이다.

상기 수지 조성물은, 목적에 따라 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 상기 첨가제로서는, 예를 들어, 경화제, 경화촉진제, 희석제, 노화 방지제, 변성제, 계면활성제, 염료, 안료, 변색 방지제, 자외선 흡수제, 유연제, 안정제, 가소제, 소포제 등을 들 수 있다. 수지 조성물에 함유되는 첨가제의 종류, 수 및 양은 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.

상기 수지 조성물은, 시판품을 그대로 이용해도 되고, 시판품에 임의의 첨가제 및/또는 수지를 첨가하여 이용해도 된다. 시판되는 에폭시계 수지 (수지 조성물) 로서는, 예를 들어, 재팬 에폭시레진사 제조의 그레이드 827 및 그레이드 828, 아데카사 제조의 EP 시리즈 및 KR 시리즈를 들 수 있다.

D. 표시 소자용 기판의 제조 방법

본 발명의 표시 소자용 기판의 제조 방법은, 무기 유리에 반경화 상태의 수지 조성물을 부착하는 것, 및, 그 무기 유리에 부착한 그 수지 조성물을 완전하게 경화시키는 것을 포함한다. 이러한 제조 방법에 따르면, 접착층을 개재시키지 않고, 수지층을 무기 유리에 직접 고착시킬 수 있다.

일 실시형태에 있어서는, 본 발명의 표시 소자용 기판의 제조 방법은, 박리 필름상에 수지 조성물을 도공하는 것, 당해 수지 조성물을 반경화시켜 반경화층을 형성하는 것, 반경화층을 무기 유리에 부착하는 것, 무기 유리의 반경화층을 부착하지 않은 측에 수지 조성물을 도공하는 것, 및, 당해 반경화층 및 도공 수지 조성물을 완전하게 경화시켜 무기 유리의 양측에 수지층을 형성하는 것을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서는, 본 발명의 표시 소자용 기판의 제조 방법은, 박리 필름/반경화층의 적층체를 2 개 준비하는 것, 각각의 적층체의 반경화층을 무기 유리의 각각의 측에 부착하는 것, 및, 무기 유리의 양측의 반경화층을 완전하게 경화시켜 수지층을 형성하는 것을 포함한다.

상기 수지 조성물은, C 항에서 설명한 바와 같다.

상기 수지 조성물의 도공 방법으로서는, 에어 닥터 코팅, 블레이드 코팅, 나이프 코팅, 리버스 코팅, 트랜스퍼 롤코팅, 그라비아 롤코팅, 키스 코팅, 캐스트 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 오리피스 코팅, 캘린더 코팅, 전착 코팅, 딥 코팅, 다이 코팅 등의 코팅법 ; 플렉소 인쇄 등의 볼록판 인쇄법, 다이렉트 그라비아 인쇄법, 오프셋 그라비아 인쇄법 등의 오목판 인쇄법, 오프셋 인쇄법 등의 평판 인쇄법, 스크린 인쇄법 등의 공판 인쇄법 등의 인쇄법을 들 수 있다.

또한, 도공시에는, 실리콘 오일 등의 레벨링제나 경화제 등의 첨가제를 필요에 따라 수지 조성물에 첨가하여, 도공액의 도공 적성이나 잉크의 인쇄 적성을 향상시킬 수 있다. 또한, 무기 유리 표면에 실란 처리를 실시함으로써, 또는, 수 지 조성물에 실란 커플링제를 혼합함으로써, 무기 유리와 도공 수지 조성물 (최종적으로는, 수지층) 과의 밀착성을 높일 수 있다.

상기 실란 커플링제의 대표예로서는, 아미노실란을 들 수 있다. 아미노실란의 구체예로서는, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-우레이드프로필트리에톡시실란, γ-N-페닐아미노프로필트리메톡시실란을 들 수 있다. 이들 아미노실란은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 아미노실란 이외의 커플링제를 병용해도 지장이 없다.

상기 적층체 (박리 필름/반경화층) 와 무기 유리의 부착은, 임의의 적절한 수단에 의해 실시된다. 대표적으로는 라미네이팅이 실시된다. 예를 들어, 무기 유리의 양측으로 적층체를 부착하는 경우에 있어서, 롤상의 적층체를 무기 유리에 연속적으로 공급하여 라미네이팅함으로써, 매우 우수한 제조 효율로 표시 소자용 기판을 제조할 수 있다.

상기 수지 조성물의 경화 방법은, 수지 조성물에 함유되는 에폭시계 수지의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다. 에폭시계 수지가 열경화형인 경우에는, 수지 조성물은 가열에 의해 반경화 및 완전 경화된다. 가열 조건은, 에폭시계 수지의 종류, 수지 조성물의 조성 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 일 실시형태에 있어서는, 도공한 수지 조성물을 반경화시키기 위한 가열 조건은, 온도가 100℃ ∼ 150℃ 이고, 가열 시간이 5 분 ∼ 30 분이다. 일 실시형태에 있어서는, 반경화층을 완전 경화시키기 위한 가열 조건은, 온도가 170℃ ∼ 200℃ 이고, 가열 시간이 60 분 이상이다. 에폭시계 수지가 자외선 경화형인 경우에는, 수지 조성물은 자외선 조사에 의해 반경화 및 완전 경화된다. 조사 조건은, 에폭시계 수지의 종류, 수지 조성물의 조성 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 일 실시형태에 있어서는, 도공한 수지 조성물을 반경화시키기 위한 조사 조건은, 조사 강도가 40mW/㎠ ∼ 60mW/㎠ 이고, 조사 시간이 3 초 ∼ 15 초이다. 일 실시형태에 있어서는, 반경화층을 완전 경화시키기 위한 조사 조건은, 조사 강도가 40mW/㎠ ∼ 60mW/㎠ 이고, 조사 시간이 5 분 ∼ 30 분이다. 필요에 따라, 반경화층을 완전 경화시키기 위한 자외선 조사 후에 가열 처리를 실시해도 된다. 이 경우의 가열 처리의 조건은, 예를 들어, 온도가 130℃ ∼ 150℃ 이고, 가열 시간이 10 분 ∼ 60 분이다.

또한, 상기에서는 반경화 상태의 수지 조성물을 무기 유리에 부착하는 실시형태를 설명했는데, 본 발명에 있어서는, 완전하게 경화된 수지 조성물 (수지층) 을 무기 유리에 부착해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 이 경우, 필요에 따라 임의의 적절한 접착층이 이용될 수 있다.

E. 용도

본 발명의 표시 소자용 기판은, 임의의 적절한 표시 소자에 이용될 수 있다. 표시 소자로서는, 예를 들어, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 본 발명의 표시 소자용 기판은, 액정 디스플레이에 적합하다.

액정 디스플레이에 사용되는 경우, 본 발명의 표시 소자용 기판은, 종래의 유리 기판에 실시하는 프로세스를 그대로 이용하고, 세그먼트 방식, 단순 매트릭스 방식, TFT 를 이용한 액티브 매트릭스 등 모든 구동 방식으로 대응한 전극 형성에 적응할 수 있고, 투과형ㆍ반사형 어느 쪽의 표시 방식으로도 사용할 수 있다. 이들 표시장치는, 소형ㆍ휴대 정보 단말용 기기의 표시장치, 또한 워드프로세서, PC, 워크 스테이션 등의 정보 기기, 비지니스 기기, 대형 패널 등의 표시장치로서 이들의 기기에 장착된다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다. 실시예의 표시 소자용 기판의 평가 방법을 이하에 나타낸다.

(1) 두께 ;

안리츠 제조 디지털 마이크로미터 「KC-351 C 형」 을 사용하여 측정하였다.

(2) 평균 선팽창 계수 ;

TMA/SS150C (세이코 인스트루먼트사 제조) 를 이용하고 30℃ ∼ 170℃ 에서의 TMA 값 (㎛) 를 측정하여, 평균 선팽창 계수를 산출하였다.

(3) 광 투과율 ;

고속 분광 광도계 (CMS-500, 무라카미 색채 연구소사 제조, 할로겐 램프 사용) 를 이용하여, 파장 550㎚ 에 있어서의 투과율을 측정하였다.

(4) 파단 직경 ;

직경이 상이한 원주에 기판 (사이즈 : 10㎜×50㎜, 샘플수 : 5) 를 감아, 무기 유리의 파단을 육안으로 확인하고, 파단이 확인된 5 샘플에 대해서의 원주 직경 의 평균을 파단 직경으로 하였다.

(5) 영률 ;

50㎛ 두께의 수지 필름으로부터 측정 시료 (25㎜×50㎜) 를 잘라내고, 오토 그래프 (시마즈 제작소사 제조) 를 이용하여, 측정 시료에 20N 까지 인장 하중을 가하였을 때의 응력-왜곡 곡선으로부터 산출하였다.

(6) 면내 위상차 및 두께 방향 위상차 ;

Axometrics 사 제조 상품명 「AxoScan」를 이용하여, 23℃, 파장 550㎚ 에서 측정하였다. 또한, 평균 굴절률은, 압베 굴절률계 [아타고 (주) 제조 제품명 「DR-M4」] 를 이용하여 측정한 값을 사용한다.

실리콘 처리가 실시된 박리 필름간에, 하기 화학식으로 표시되는 에폭시계 수지 ((1) : (2) = 50 : 50 (중량비)) 를 주성분으로 하는 수지 조성물을 끼워 넣고, 50㎛ 간격으로 고정된 금속 롤 사이를 통하여, 두께 30㎛ 의 에폭시계 수지층을 포함하는 적층체를 얻었다. 다음으로, 자외선 조사 장치 (컨베이어 속도 : 2.5m/분) 를 이용하여, 상기 적층체의 일방 측에서, 자외선을 조사 (조사 에너지 : 250mJ/㎠) 하고, 에폭시계 수지층을 반경화시켜 반경화층을 형성하였다. 다음으로, 일방의 박리 필름을 제거하고, 라미네이터를 이용하여, 상기 적층체의 반경화층을 무기 유리 (마츠나미 가라스사 제조 붕규산 유리, 두께 : 30㎛) 의 일방 측의 표면에 첩착시켰다. 무기 유리의 다른 일방 측에 대해서도 동일한 조작을 실시하여, 반경화층을 첩착하였다. 이어서, 남아 있던 박리 필름을 제거한 후, 자외선을 재조사 (조사 에너지 : 5000mJ/㎠ 이상) 하였다. 그 후, 가열 처리 (130℃ 이상, 10분 이상) 를 실시하여, 무기 유리의 양면의 반경화층을 완전 경화시켰다. 이렇게 하여, 수지층 (30㎛)/무기 유리 (30㎛)/수지층 (30㎛) 의 구성을 갖는 표시 소자용 기판을 얻었다.

얻어진 표시 소자용 기판의 선팽창 계수, 투과율 및 휨 내성, 그리고 수지층의 영률을 이하의 표에 나타낸다.

두께(㎛)	약 90
평균 선팽창 계수(ppm℃^-1)	10
광투과율(%)	90
파단 직경(㎜)	20
영률(㎬)	2.5
면내의 위상차(㎚)	0.5
두께 방향의 위상차(㎚)	20

본 발명의 표시 소자용 기판은, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 표시 소자에 널리 이용될 수 있다. 특히, 액정 디스플레이에 바람직하게 이용될 수 있다.

Claims

무기 유리와, 그 무기 유리의 양측에 배치된 수지층을 구비하는, 표시 소자용 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 수지층의 합계 두께 d_rsum 와 상기 무기 유리의 두께 d_g 의 비 d_rsum/d_g 가 0.5 ∼ 2.2 인, 표시 소자용 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 무기 유리의 양측의 수지층이, 각각 동일한 재료로 구성되고, 동일한 두께를 갖고, 또한, 그 각각의 수지층의 두께가 그 무기 유리의 두께와 동등한, 표시 소자용 기판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표시 소자용 기판의 총 두께가 150㎛ 이하인, 표시 소자용 기판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표시 소자용 기판의 170℃ 에 있어서의 평균 선팽창 계수가 20ppm℃^-1 이하인, 표시 소자용 기판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표시 소자용 기판을 만곡시켰을 때의 파단 직경이 30㎜ 이하인, 표시 소자용 기판.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표시 소자용 기판의 투과율이 85% 이상인, 표시 소자용 기판.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무기 유리의 두께 d_g 가 1㎛ ∼ 50㎛ 인, 표시 소자용 기판.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수지층이, 에폭시계 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물로 형성되어 있는, 표시 소자용 기판.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수지층의 25℃ 에 있어서의 영률이 1㎬ 이상인, 표시 소자용 기판.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수지층이, 상기 무기 유리에 직접 형성되어 있는, 표시 소자용 기판.
무기 유리에 반경화 상태의 수지 조성물을 부착하는 단계, 및 그 무기 유리에 부착한 그 수지 조성물을 완전하게 경화시키는 단계를 포함하는, 표시 소자용 기판의 제조 방법.