顯示元件用基板及其制造方法

專利名稱：顯示元件用基板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示元件用基板及其制造方法。更詳細而言，本發明涉及一種阻氣性、柔軟性、耐熱性及透明性優良，且尺寸穩定性、操作性及二次加工性優良的顯示元件用基板及其簡便的制造方法。
背景技術：
近年來，隨著影像通信技術的發展，固定型的液晶顯示元件趨于大型化，便攜終端的液晶顯示元件趨于輕量、薄型化。今后，為了實現追求高臨場感的大型面板的曲面顯示，或追求便攜性及便利性的卷取型便攜終端，除基板的薄型、輕量化以外，柔軟化也不可缺。以往，液晶顯示元件的基板多使用玻璃基板。玻璃基板不僅透明性及耐溶劑性、阻氣性優良，而且具有在液晶顯示元件的制造工序中，充分耐受取向膜形成工序或電極形成工序中的光蝕刻過程或濺射等的高耐熱性。然而，若謀求使構成玻璃基板的玻璃材料的厚度薄型化至玻璃基板可彎曲，則產生耐沖擊性不充分，難以操作的問題。因此，進行有以下技術開發，將耐沖擊性優良、且較玻璃更輕量且柔軟性優良的樹脂薄膜或樹脂薄板用于顯示用基板的基材。然而，以往的顯示元件用樹脂基板被指出有以下問題較玻璃之類的無機材料，耐熱性較低，因此尤其在需要高溫過程的薄膜晶體管(也稱為TFT)基板用途中，電極產生龜列，且電阻值增大或產生斷線。若為了提高耐熱性，使用將芳香環或雜環引入主鏈、且具有高共軛結構的樹脂，則基板必然著色，從而無法獲得充分的顯示性能。作為具有透明性、且考慮了耐熱性的樹脂基板，研究有聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜等，這樣的樹脂基板熱膨脹性(線膨脹系數尺寸穩定性)依然不充分(具體而言，樹脂基板的線膨脹系數為SOppmtr1左右，為顯示器用無堿玻璃的約10倍)。進而，當使用樹脂基板時，存在必須在表面形成阻氣層，伴隨制造工時的增加，成品率降低，且成本增加的問題。另一方面，提出了具有無機玻璃層與氧化硅聚合物層的層疊體基板(例如，參照專利文獻I)。根據專利文獻1，這樣的層疊體基板的阻氣性、柔軟性、耐熱性及透明性優良。然而，專利文獻I的層疊體基板的熱膨脹性仍不充分，且二次加工性及操作性也不充分。專利文獻I :日本專利特開2004-50565號公報

發明內容
本發明是為了解決上述以往問題的發明，其目的在于提供一種阻氣性、柔軟性、耐熱性及透明性優良，且尺寸穩定性、操作性及二次加工性優良的顯示元件用基板及其簡便的制造方法。
本發明的顯示元件用基板具備無機玻璃、和配置在該無機玻璃兩側的樹脂層。在優選的實施方式中，上述樹脂層的總厚度dremi與上述無機玻璃的厚度(18之比drsim/dg 為 0. 5 2. 2。在優選的實施方式中，上述無機玻璃兩側的樹脂層分別由相同材料構成，具有相同厚度，且該各樹脂層的厚度與該無機玻璃的厚度相等。在優選的實施方式中，上述顯示元件用基板的總厚度為150iim以下。在優選的實施方式中，上述顯示元件用基板在170°C下的平均線膨脹系數為20ppm°C 1以下。在優選的實施方式中，使上述顯示元件用基板彎曲時的破裂直徑為30mm以下。在優選的實施方式中，上述顯示元件用基板的透射率為85%以上。 在優選的實施方式中，上述無機玻璃的厚度dg為I ii m 50 ii m。在優選的實施方式中，上述樹脂層由以環氧類樹脂為主要成分的樹脂組合物形成。在優選的實施方式中，上述樹脂層在25°C下的楊氏模量為IGPa以上。在優選的實施方式中，上述樹脂層直接設置在上述無機玻璃上。本發明的其它方式提供一種顯示元件用基板的制造方法。該制造方法包括將半固化狀態的樹脂組合物貼合在無機玻璃上的工序，以及使已貼合在該無機玻璃上的該樹脂組合物完全固化。根據本發明，提供一種在無機玻璃兩側具有樹脂層的顯示元件用基板。這樣的基板中，配置在中心部的無機玻璃作為阻氣層而發揮作用，因此無須附加性地層疊阻氣層，有助于該基板的薄型化。又，配置在中心部的無機玻璃，抑制本應具有高線膨脹系數的樹脂層的熱膨脹，從而作為層疊體可獲得線膨脹系數較小的基板。因此，本發明的顯示元件用基板作為需要高溫過程的TFT用基板尤其有效。進而，無機玻璃板的破裂，一般而言是因應力向表面的微小缺陷集中而導致的，厚度越薄越容易產生破裂，因此難以實現無機玻璃的薄型化。另一方面，本實施方式的顯示元件用基板中，配置在兩側的樹脂層緩和了變形時向缺陷 的裂開方向的應力，由此即使在使無機玻璃變薄的情況下，也難以在無機玻璃產生裂縫或破裂，從而可實現進一步的薄型化、輕量化。將樹脂層層疊在無機玻璃的兩個表面可獲得上述效果是本發明者等首先發現的知見，且為無法預料的優良效果。


圖1(a)是本發明的一實施方式的顯示元件用基板的概略剖面圖，圖1(b)是本發明的其它實施方式的顯示元件用基板的概略剖面圖。圖中，10-無機玻璃，11，11'-樹脂層，12，12'-粘接層，100-顯示元件用基板。
具體實施例方式A.顯示元件用基板的整體構成圖1(a)是本發明的優選實施方式的顯示元件用基板的概略剖面圖。該顯示元件用基板100具備無機玻璃10、和配置在無機玻璃10兩側的樹脂層11、11'。通過具有這樣的構成而獲得阻氣性、柔軟性、耐熱性及透明性優良，且尺寸穩定性、操作性及二次加工性優良的顯示元件用基板。更優選，該無機玻璃10兩側的樹脂層11及11'由相同材料構成，且具有相同厚度(即，顯示元件用基板具有所謂對稱配置的構成)。通過具有這樣的構成，進而可獲得線膨脹系數較小，且操作性及二次加工性極其優良的基板。優選，如圖1(a)所示，各樹脂層11、11'直接(即，不隔著粘接層)設置在無機玻璃10上。可通過具有這樣的構成而實現更薄型的基板。具有這樣的構成的顯示元件用基板，可用下述制造方法制作。根據需要，如圖1(b)所示，各樹脂層11、11'也可隔著粘接層12A2'固定在玻璃基板。粘接層由任意適當的粘接劑或粘合劑構成。上述樹脂層的總厚度dreum與上述無機玻璃的厚度dg之比dreum/dg，優選為0. 5 2. 2，更優選為I. 5 2. 1，特別優選為約2。樹脂層的總厚度與無機玻璃的厚度具有這樣的關系，由此可良好地抑制加熱處理時的基板的翹曲或彎曲。特別優選，基板為對稱配置的構成，各樹脂層的厚度dr與上述無機玻璃的厚度dg之差(dr_dg),優選為-45 ii m 20 ii m,更優選為-35 ii m 10 ii m,最優選4與dg相等。通過形成為這樣的構成,而即使對上述顯示元件用基板進行加熱處理，也因對無機玻璃的兩個表面均等地施加熱應力，由此基板極難產生翹曲或彎曲。再者，本說明書中所謂的“相等”，不僅包含嚴格相等的情況，而且包含實質上相等的情況。上述顯示元件用基板的總厚度，優選為150 U m以下，更優選為50 ii m 100 ii m。根據本發明，可通過形成為如上所述的構成，而使無機玻璃的厚度較以往玻璃基板格外薄。其結果可獲得輕量、薄型，且具有優良的柔軟性的顯示元件用基板。上述顯示元件用基板在170°C下的平均線膨脹系數，優選為20ppm°C 1以下，更優選為IOppmtr1以下。若為上述范圍，例如，當用于液晶顯示元件時，即使提供至多個熱處理工序，也難以產生像素的偏移或配線的破裂、龜列。使上述顯示元件用基板彎曲時的破裂直徑，優選為30mm以下，更優選為IOmm以下。上述顯示元件用基板在波長550nm下的透射率，優選為85%以上，更優選為90%以上。優選為，上述顯示元件用基板在180°C下實施2小時加熱處理后的光透射率的減少率為5%以內。其原因在于，若為這樣的減少率，則即使在例如液晶顯示元件的制造過程中實施必需的加熱處理，也可確保實用方面可容許的光透射率。采用樹脂層且可實現這樣的特性是本發明的效果之一。上述顯示元件用基板的表面粗糙度Ra(實質上是基板的樹脂層的表面粗糙度Ra)，優選為50nm以下，更優選為30nm以下。上述顯示元件用基板的彎曲，優選為0. 5 y m以下，更優選為0.1 以下。若為這種特性的顯示元件用基板，則質量優良。再者，這樣的特性例如可通過下述制法而實現。上述顯示元件用基板在波長550nm下的面內相位差Re (550)，優選為IOnm以下，更優選為5nm以下。上述顯示元件用基板在波長550nm下的厚度方向的相位差Rth (550)，優選為20nm以下，更優選為IOnm以下。若光學特性為如上所述的范圍，則即使在例如將基板用于液晶顯示裝置的情況下，也不會對顯示特性帶來不良影響。采用樹脂層且實現這樣的特性是本發明的效果之一。再者，波長、下的面內相位差ReU)及厚度方向相位差Rth(X )，分別根據下述式求出。式中，nx為滯后相軸方向的折射率，ny為超前相軸方向的 折射率，nz為厚度方向的折射率，d為厚度。所謂滯后相軸是指面內的折射率最大的方向，所謂超前相軸是指面內的與滯后相軸正交的方向。
Re ( A ) = (nx_ny) X dRth (入)=(nx-nz) X dB.無機玻璃本發明的顯示元件用基板所使用的無機玻璃，只要是板狀，則可采用任意適當的無機玻璃。上述無機玻璃，若根據組成加以分類，則可列舉例如鈉鈣玻璃、硼酸玻璃、鋁硅酸玻璃、石英玻璃等。又，若根據堿成分加以分類，則可列舉無堿玻璃、低堿玻璃。上述無機玻璃的堿金屬成分(例如，Na20、K20、Li20)的含量，優選為15重量％以下，更優選為10重量％以下。上述無機玻璃的厚度，優選為I ii m 100 u m,更優選為10 ii m 70 ii m,特別優選 為25 ii m 55 ii m。在本發明中，可通過將樹脂層配置在無機玻璃兩側的構成,而使無機玻
璃的厚度變薄。上述無機玻璃在波長550nm下的透射率，優選為90%以上。上述無機玻璃在波長550nm下的折射率ng,優選為I. 4 I. 6。上述無機玻璃的平均熱膨脹系數，優選為10ppm°C ―1 0. 5ppm°C 更優選為5ppm°C -i'O. 5ppm°C \只要是上述范圍的無機玻璃，則在高溫或低溫環境下，可有效抑制樹脂層的尺寸變化。上述無機玻璃的密度，優選為2. 3g/cm3 3. Og/cm3,更優選為2. 3g/cm3 2. 7g/cm3。只要是上述范圍的無機玻璃，則可獲得輕量的顯示元件用基板。上述無機玻璃的成形方法可采用任意適當的方法。具有代表性的是，上述無機玻 璃以如下方式制作將包含二氧化硅或氧化鋁等主要原料、芒硝或氧化銻等消泡劑、及碳等還原劑的混合物，在1400°C 1600°C的溫度下熔融，成形為薄板狀之后進行冷卻。作為上述無機玻璃的薄板成形方法可列舉例如槽下拉法、熔化法、浮式法等。利用這些方法成形為板狀的無機玻璃，為了實現薄板化或提高平滑性，也可根據需要，利用氫氟酸等溶劑進行化學研磨。上述無機玻璃也可直接使用市場上銷售的無機玻璃，或者也可將市場上銷售的無機玻璃研磨為所期望的厚度后加以使用。作為市場上銷售的無機玻璃，可列舉例如，康寧公司(corning)制“7059”、“ 1737” 或“EAGLE2000”，旭硝子公司制“AN100”，NH Techno Glass公司制“NA-35 ”，日本電氣硝子公司制“ 0A-10 ”等。C.樹脂層本發明的顯示元件用基板所使用的樹脂層，配置在上述無機玻璃的兩個表面。樹脂層的厚度dy優選為I ii m 100 ii m,更優選為I ii m 50 y m。各樹脂層的厚度可相同也可不同。如上所述，優選各樹脂層的厚度相同。進而，各樹脂層可由相同材料構成，也可由不同材料構成。優選各樹脂層由相同材料構成。因此，最優選，各樹脂層由相同材料且以相同厚度構成。上述樹脂層的總厚度drSUm,優選為2 ii m 200 V- m,更優選為2 y m 100 y m。上述樹脂層在波長550nm下的透射率，優選為85%以上。上述樹脂層在波長550nm下的折射率OO，優選為I. 3 I. 7。上述樹脂層的折射率OO與上述無機玻璃的折射率(Iig)之差，優選為0. 2以下，更優選為0. I以下。若為如上所述的范圍，則可防止因無機玻璃與樹脂層的折射率差而對顯示特性產生不良影響。上述樹脂層的彈性率(楊氏模量)，分別優選為IGPa以上，更優選為I. 5GPa以上。通過設為上述范圍，而即便在使無機玻璃變薄的情況下，也可緩和向該樹脂層變形時的缺陷的裂開方向的應力，因此無機玻璃難以產生裂縫或破裂。作為構成上述樹脂層的材料，可采用任意適當的樹脂(實質上，以該樹脂為主要成分的樹脂組合物以下，也有時將樹脂與樹脂組合物總稱為“樹脂”)。優選為采用耐熱性優良的樹脂。更優選為，上述樹脂是熱固化型或紫外線固化型樹脂。作為這樣的樹脂，可列舉例如聚醚砜類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、環氧類樹脂、丙烯酸類樹脂、聚烯烴類樹脂。特別優選為，上述樹脂層由以環氧類樹脂為主要成分的樹脂組合物形成。其原因在于可獲得表面平滑性優良、色相良好的樹脂層。上述環氧類樹脂只要是分子中具有環氧基，則可使用任意適當的環氧類樹脂。作為上述環氧類樹脂，可列舉例如雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型及它們的氫化物等雙酚型；苯酚酚醛清漆型或甲酚酚醛清漆型等酚醛清漆型；三縮水甘油基異氰尿酸酯型或乙內酰脲型等含氮環型；脂環式型；脂肪族型；萘型、聯苯型等芳香族型；縮水甘油醚型、縮水甘油胺型、縮水甘油酯型等縮水甘油型；二環戊二烯型等二環型；酯型；醚酯型及它們的改性型 等。這些環氧類樹脂可單獨使用，或將兩種以上混合使用。優選上述環氧類樹脂是雙酚A型環氧類樹脂、脂環式型環氧類樹脂、含氮環型環氧類樹脂、或縮水甘油型環氧類樹脂。當上述環氧類樹脂為含氮環型的情況下，優選為三縮水甘油基異氰尿酸酯型環氧類樹脂。這些環氧類樹脂防變色性優良。優選上述樹脂層是選自由下述通式(I)、(II)、(III)及(IV)構成的組中的至少I種環氧類預聚物的固化層。[化I]
權利要求
1.一種顯示元件用基板，其中，包括 厚度dg為25 μ m 50 μ m的無機玻璃、和配置在該無機玻璃兩側的樹脂層,所述顯示元件用基板的總厚度為150 μ m以下，使顯示元件用基板彎曲時的破裂直徑為30mm以下，所述樹脂層的總厚度も·與所述無機玻璃的厚度dg之比4_/も為O. 5 2. I。
2.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述顯示元件用基板在波長550nm下的厚度方向的相位差Rth為20nm以下。
3.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述顯示元件用基板在波長550nm下的面內相位差Re為IOnm以下。
4.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述顯示元件用基板的總厚度為50 μ m以上。
5.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述顯示元件用基板在170°C下的平均線膨脹系數為20ppm°C 1以下。
6.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述顯示元件用基板的透射率為85%以上。
7.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述無機玻璃的堿金屬成分的含量為15重量％以下。
8.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述無機玻璃兩側的樹脂層分別由相同材料構成，具有相同的厚度，且該各樹脂層的厚度與該無機玻璃的厚度相等。
9.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述樹脂層由以環氧類樹脂為主要成分的樹脂組合物形成。
10.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述樹脂層在25°c下的楊氏模量為IGPa以上。
11.根據權利要求I所述的顯示元件用基板，其中， 所述樹脂層直接設置在所述無機玻璃上。
12.—種顯示元件用基板的制造方法，其中，包括 將半固化狀態的樹脂組合物貼合于無機玻璃的エ序；以及 使貼合在該無機玻璃上的該樹脂組合物完全固化的エ序。
全文摘要
本發明提供一種顯示元件用基板，其阻氣性、柔軟性、耐熱性及透明性優良，且尺寸穩定性、操作性及二次加工性優良。本發明的顯示元件用基板具備無機玻璃、和配置在無機玻璃兩側的樹脂層。優選樹脂層的總厚度drsum與無機玻璃的厚度dg之比drsum/dg為0.5～2.2。優選無機玻璃兩側的樹脂層分別由相同材料構成，具有相同厚度，且各樹脂層的厚度與無機玻璃的厚度相等。優選顯示元件用基板在170℃下的平均線膨脹系數為20ppm℃-1以下。
文檔編號G02F1/1333GK102736301SQ20121019902
公開日2012年10月17日 申請日期2007年9月6日 優先權日2006年10月25日
發明者坂田義昌, 村重毅, 長塚辰樹 申請人:日東電工株式會社