JP7830873B2 - Glass laminates, display devices, electronic devices, and resin layers - Google Patents
Glass laminates, display devices, electronic devices, and resin layersInfo
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Description
本開示は、ガラス積層体、それを用いた表示装置および電子機器、ならびにそれに用いられる樹脂層に関する。 This disclosure relates to a glass laminate, a display device and electronic device using the same, and a resin layer used therein.
従来、表示装置には、表示装置を保護する目的で、ガラス製や樹脂製のカバー部材が用いられている。このカバー部材は、表示装置を衝撃や傷から保護するものであり、強度、耐衝撃性、耐傷性等が求められる。ガラス製のカバー部材は、表面硬度が高く傷が付きにくい、透明度が高い等の特徴があり、樹脂製のカバー部材は、軽量、割れにくいといった特徴がある。また、一般にカバー部材の厚さが厚いほど表示装置を衝撃から保護する機能が高く、重量やコスト、表示装置のサイズ等から、カバー部材の材質や厚さが適宜選択されて用いられている。 Traditionally, display devices have been fitted with glass or resin cover components to protect them. These cover components protect the display device from impacts and scratches, requiring strength, impact resistance, and scratch resistance. Glass cover components have high surface hardness, are scratch-resistant, and offer high transparency, while resin cover components are lightweight and less prone to breakage. Generally, thicker cover components provide better protection against impacts. The material and thickness of the cover component are selected appropriately based on factors such as weight, cost, and the size of the display device.
近年、フォルダブルディスプレイ、ローラブルディスプレイ、ベンダブルディスプレイ等のフレキシブルディスプレイの開発が盛んに行われており、中でも、フォルダブルディスプレイ、すなわち折り曲げられる表示装置の開発が進められている。 In recent years, there has been a surge in the development of flexible displays, including foldable displays, rollable displays, and bendable displays. Among these, the development of foldable displays, or display devices that can be folded, is particularly advanced.
折れ曲げられる表示装置においては、カバー部材も表示装置の動きに追随して曲がる必要があることから、折り曲げることができるカバー部材が適用されている。樹脂製のカバー部材の場合、化学構造の工夫により無色透明化したポリイミドやポリアミドイミドのフィルムが開発されている(例えば特許文献1参照)。また、ガラス製のカバー部材の場合、超薄板ガラス(Ultra-Thin Glass;UTG)等のようにガラスを薄くすることで折り曲げることができるようにしたカバー部材の検討が進められている(例えば特許文献2参照)。ガラスの中でも、特に、耐屈曲性が高いのは、化学強化ガラスといわれるもので、ガラス表面に膨張する応力を内在させることにより、ガラス表面に生じた微小な傷が屈曲時に大きくならないようにすることで、ガラスを割れにくくしている。 In bendable display devices, the cover component also needs to bend to follow the movement of the display device; therefore, bendable cover components are used. In the case of resin cover components, polyimide and polyamide-imide films that have been made colorless and transparent through improvements in their chemical structure have been developed (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, in the case of glass cover components, research is underway on cover components that can be bent by making the glass thinner, such as ultra-thin glass (UTG) (see, for example, Patent Document 2). Among glass types, chemically strengthened glass has particularly high bending resistance. By imbuing the glass surface with expanding stress, it prevents minute scratches on the glass surface from becoming larger during bending, thus making the glass less prone to breakage.
ガラスは、樹脂に比べ弾性率が高いので、同じ厚さの場合、樹脂よりも表示装置を保護する能力が高い。また、ガラスは、光学的にも透明性が高く、より視認性の良い表示装置を製造することが可能となる。一方で、ガラスは薄くなることで、より割れやすくなってしまい、耐衝撃性が劇的に悪化する。外部からの衝撃によって、カバー部材のガラスが割れてしまうと、表示装置を保護する機能が低下するだけでなく、発生した破片や鋭利な端面により使用者の指先等を傷付けてしまうおそれがある。 Glass has a higher elastic modulus than resin, meaning that for the same thickness, it offers superior protection for display devices. Furthermore, glass is highly optically transparent, allowing for the manufacture of display devices with better visibility. However, as glass becomes thinner, it becomes more brittle, dramatically reducing its impact resistance. If the glass cover breaks due to external impact, not only is its protective function for the display device diminished, but the resulting fragments and sharp edges could injure the user's fingertips or other body parts.
そこで、ガラス基材に樹脂層を積層することが提案されている。例えば特許文献3には、ガラス基板上に飛散防止層が形成された表示装置用前面板が開示されている。 Therefore, laminating a resin layer onto a glass substrate has been proposed. For example, Patent Document 3 discloses a front panel for a display device with a shatterproof layer formed on a glass substrate.
ガラス基材および樹脂層を有するガラス積層体を備える表示装置においては、樹脂層をガラス基材よりも観察者側に配置することにより、樹脂層によって衝撃によるガラスの割れを抑制し、耐衝撃性を高めることが可能である。しかしながら、後述の実施例および比較例に記載するように、ガラス基材に樹脂層を積層すると、ガラス基材単体よりも耐屈曲性が悪くなる傾向がある。このように、ガラス積層体の耐屈曲性および耐衝撃性は相反する特性であると考えられる。よって、耐屈曲性および耐衝撃性を両立することができるガラス積層体が求められている。 In a display device comprising a glass laminate having a glass substrate and a resin layer, positioning the resin layer on the observer side of the glass substrate allows for the suppression of glass breakage due to impact, thereby improving impact resistance. However, as described in the examples and comparative examples below, laminating a resin layer onto a glass substrate tends to result in poorer flexibility compared to the glass substrate alone. Thus, flexibility and impact resistance of a glass laminate are considered to be conflicting properties. Therefore, a glass laminate that can achieve both flexibility and impact resistance is required.
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、耐屈曲性および耐衝撃性が良好であり、安全性も向上したガラス積層体を提供することを主目的とする。 This disclosure is made in view of the above circumstances, and its primary purpose is to provide a glass laminate with good bending resistance and impact resistance, as well as improved safety.
上記課題を解決するために、本開示の発明者らは鋭意検討を行い、薄いガラス基材の主面側に樹脂層を配置するとともに、ガラス基材の側面を樹脂層で被覆することにより、良好な耐屈曲性および耐衝撃性を両立することができることを見出した。本開示はこのような知見に基づくものである。 To solve the above problems, the inventors of this disclosure conducted diligent research and found that by placing a resin layer on the main surface side of a thin glass substrate and covering the sides of the glass substrate with a resin layer, it is possible to achieve both good flexibility and impact resistance. This disclosure is based on these findings.
本開示の一実施形態は、ガラス基材と、第1樹脂層と、第2樹脂層とを有するガラス積層体であって、上記ガラス基材は、第1面と、前記第1面とは反対にある第2面と、上記第1面と前記第2面とは異なる第3面と、を有し、前記ガラス基材の厚さが、100μm以下であり、上記第1樹脂層が、上記第1面側に存在し、かつ、透明性を有し、上記第2樹脂層が、上記第3面を覆う、ガラス積層体ガラス積層体を提供する。 One embodiment of the present disclosure provides a glass laminate comprising a glass substrate, a first resin layer, and a second resin layer, wherein the glass substrate has a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a third surface different from the first and second surfaces, the thickness of the glass substrate is 100 μm or less, the first resin layer is located on the side of the first surface and is transparent, and the second resin layer covers the third surface.
本開示におけるガラス積層体においては、上記第1樹脂層および上記第2樹脂層が、同一の材料を含有し、かつ、一体であってもよい。 In the glass laminate described herein, the first resin layer and the second resin layer may contain the same material and be integrally formed.
また、本開示におけるガラス積層体においては、上記第1樹脂層の厚さをT1とし、上記第2樹脂層の厚さをT2としたときに、(式1)を満たすことが好ましい。
(式1) 0.01≦T1/T2≦5.0
Furthermore, in the glass laminate according to this disclosure, it is preferable that the following equation (Formula 1) is satisfied when the thickness of the first resin layer is T1 and the thickness of the second resin layer is T2.
(Formula 1) 0.01≦T1/T2≦5.0
また、本開示におけるガラス積層体においては、上記ガラス基材の厚さに対する、上記ガラス基材の厚さ方向における上記第2樹脂層の厚さの比率が、0.5以上であることが好ましい。 Furthermore, in the glass laminate according to this disclosure, it is preferable that the ratio of the thickness of the second resin layer in the thickness direction of the glass substrate to the thickness of the glass substrate is 0.5 or more.
また、本開示におけるガラス積層体においては、上記第1樹脂層が、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。また、上記第2樹脂層が、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、あるいは、重合性化合物を含む樹脂組成物の硬化物を含有することが好ましい。 Furthermore, in the glass laminate according to this disclosure, it is preferable that the first resin layer contains at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyester, polyimide resin, epoxy resin, and acrylic resin. It is also preferable that the second resin layer contains at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyester, polyimide resin, epoxy resin, and acrylic resin, or contains a cured product of a resin composition containing a polymerizable compound.
また、本開示におけるガラス積層体は、上記ガラス基材と上記第1樹脂層との間にプライマー層を有することができる。 Furthermore, the glass laminate in this disclosure may have a primer layer between the glass substrate and the first resin layer.
また、本開示におけるガラス積層体は、上記第1樹脂層の上記ガラス基材とは反対の面側に機能層を有することができる。この場合、上記第2樹脂層および上記機能層が、同一材料を含有し、一体であってもよい。また、この場合、上記機能層がハードコート層であり、上記ハードコート層が重合性化合物を含む樹脂組成物の硬化物を含有することが好ましい。 Furthermore, the glass laminate in this disclosure may have a functional layer on the side of the first resin layer opposite to the glass substrate. In this case, the second resin layer and the functional layer may contain the same material and be integrated. In this case, it is preferable that the functional layer is a hard coat layer and that the hard coat layer contains a cured product of a resin composition containing a polymerizable compound.
また、本開示におけるガラス積層体は、上記ガラス基材の上記第1樹脂層とは反対の面側に第3樹脂層を有することができる。この場合、上記第3樹脂層が、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。また、この場合、上記第2樹脂層および上記第3樹脂層が、同一材料を含有し、一体であってもよい。 Furthermore, the glass laminate in this disclosure may have a third resin layer on the side of the glass substrate opposite to the first resin layer. In this case, it is preferable that the third resin layer contains at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyester, polyimide resin, epoxy resin, and acrylic resin. In this case, the second resin layer and the third resin layer may contain the same material and be integrated.
また、本開示におけるガラス積層体においては、上記ガラス基材が化学強化ガラスであることが好ましい。 Furthermore, in the glass laminate described herein, it is preferable that the glass substrate is chemically strengthened glass.
また、本開示におけるガラス積層体においては、上記第1樹脂層の全光線透過率が82%以上であり、ヘイズが1.0%以下であることが好ましい。 Furthermore, in the glass laminate described herein, it is preferable that the total light transmittance of the first resin layer is 82% or higher, and the haze is 1.0% or lower.
また、本開示におけるガラス積層体は、全光線透過率が82%以上であり、ヘイズが1.0%以下であることが好ましい。 Furthermore, the glass laminate in this disclosure preferably has a total light transmittance of 82% or more and a haze of 1.0% or less.
本開示の他の実施形態は、表示パネルと、上記表示パネルの観察者側に配置された、上述のガラス積層体と、を備える表示装置を提供する。 Another embodiment of this disclosure provides a display device comprising a display panel and the aforementioned glass laminate positioned on the observer side of the display panel.
本開示の他の実施形態は、上述の表示装置を備える、電子機器を提供する。 Other embodiments of this disclosure provide electronic equipment comprising the display device described above.
本開示の他の実施形態は、厚さが100μm以下であるガラス基材の主面側に配置され、かつ、上記ガラス基材の側面を被覆するために用いられる樹脂層であって、透明性を有する、樹脂層を提供する。 Another embodiment of this disclosure provides a resin layer that is disposed on the main surface side of a glass substrate having a thickness of 100 μm or less, and used to cover the side surface of the glass substrate, and is transparent.
本開示における樹脂層は、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含有する、あるいは、重合性化合物を含む樹脂組成物の硬化物を含有することが好ましい。 The resin layer in this disclosure preferably contains at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyester, polyimide resin, epoxy resin, and acrylic resin, or contains a cured product of a resin composition containing a polymerizable compound.
また、本開示における樹脂層は、全光線透過率が82%以上であり、ヘイズが1.0%以下であることが好ましい。 Furthermore, the resin layer in this disclosure preferably has a total light transmittance of 82% or more and a haze of 1.0% or less.
本開示においては、耐屈曲性および耐衝撃性が良好であり、安全性も向上したガラス積層体を提供することができるという効果を奏する。 This disclosure offers the advantage of providing a glass laminate with good flexibility and impact resistance, as well as improved safety.
下記に、図面等を参照しながら本開示の実施の形態を説明する。ただし、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、下記に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表わされる場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 The embodiments of this disclosure will be described below with reference to the drawings and other illustrations. However, this disclosure can be implemented in many different ways and should not be interpreted as being limited to the embodiments described below. Furthermore, while the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc., of parts in order to clarify the explanation, these are merely examples and should not limit the interpretation of this disclosure. In addition, in this specification and the drawings, elements similar to those described above in previously shown drawings will be denoted by the same reference numerals, and detailed explanations may be omitted as appropriate.
本明細書において、ある部材の上に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」、あるいは「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上、あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方、あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。また、本明細書において、ある部材の面に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「面側に」または「面に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上、あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方、あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含むものとする。 In this specification, when describing a configuration in which one component is placed on top of another component, unless otherwise specified, the terms "above" or "below" include both cases: the other component being placed directly above or below the component in contact with it, and the other component being placed above or below the component via yet another component. Furthermore, when describing a configuration in this specification in which one component is placed on the surface of another component, unless otherwise specified, the terms "on the surface" or "on the surface" include both cases: the other component being placed directly above or below the component in contact with it, and the other component being placed above or below the component via yet another component.
以下、本開示におけるガラス積層体、表示装置、電子機器および樹脂層について詳細に説明する。 The following describes in detail the glass laminate, display device, electronic device, and resin layer in this disclosure.
A.ガラス積層体
本開示におけるガラス積層体は、ガラス基材と、第1樹脂層と、第2樹脂層とを有するガラス積層体であって、上記ガラス基材は、第1面と、前記第1面とは反対にある第2面と、上記第1面と前記第2面とは異なる第3面と、を有し、前記ガラス基材の厚さが、100μm以下であり、上記第1樹脂層が、上記第1面側に存在し、かつ、透明性を有し、上記第2樹脂層が、上記第3面を覆うものである。
言い換えると、本開示におけるガラス積層体は、厚さが100μm以下であるガラス基材と、前記ガラス基材の一方の主面側に配置され、透明性を有する第1樹脂層と、前記ガラス基材の側面を被覆する第2樹脂層と、を有する。
以下、「上記第1樹脂層が、上記第1面側に存在し、かつ、透明性を有し、」を、「上記ガラス基材の一方の主面側に配置され、透明性を有する第1樹脂層」と表現する場合がある。
A. Glass Laminate The glass laminate in this disclosure is a glass laminate having a glass substrate, a first resin layer, and a second resin layer, wherein the glass substrate has a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a third surface different from the first surface and the second surface, the thickness of the glass substrate is 100 μm or less, the first resin layer is located on the side of the first surface and is transparent, and the second resin layer covers the third surface.
In other words, the glass laminate in this disclosure comprises a glass substrate having a thickness of 100 μm or less, a first resin layer disposed on one main surface side of the glass substrate and having transparency, and a second resin layer covering the side surface of the glass substrate.
Hereinafter, the phrase "the first resin layer is located on the first surface side and is transparent" may be expressed as "a first resin layer that is arranged on one main surface side of the glass substrate and is transparent."
図1は、本開示におけるガラス積層体の一例を示す概略断面図である。図1に示すように、ガラス積層体1は、所定の厚さを有するガラス基材2と、ガラス基材2の第1面(以下、主面とする場合がある。)2P側に配置され、透明性を有する第1樹脂層3と、ガラス基材2の第3面(以下、側面とする場合がある)2Sを被覆する第2樹脂層4とを有する。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a glass laminate in this disclosure. As shown in Figure 1, the glass laminate 1 comprises a glass substrate 2 having a predetermined thickness, a first resin layer 3 disposed on the first surface (hereinafter sometimes referred to as the main surface) 2P side of the glass substrate 2 and having transparency, and a second resin layer 4 covering the third surface (hereinafter sometimes referred to as the side surface) 2S of the glass substrate 2.
なお、図1において、第1樹脂層3および第2樹脂層4は、単一の層として構成されているが、これに限定されるものではなく、別々の層として構成されていてもよい。 In Figure 1, the first resin layer 3 and the second resin layer 4 are shown as a single layer, but this is not limited to that configuration; they may also be composed of separate layers.
本開示におけるガラス積層体においては、ガラス基材は、厚さが所定の値以下であり薄いため、耐屈曲性を高めることができる。一方、ガラス基材は、厚さが所定の値以下であり薄いため、割れやすく耐衝撃性が低いことが懸念される。これに対し、本開示においては、ガラス基材の主面側に第1樹脂層が配置されていることにより、ガラス積層体に衝撃が加わった際に、第1樹脂層が衝撃を吸収し、ガラス基材の割れを抑制することができ、耐衝撃性を高めることができる。 In the glass laminate described in this disclosure, the glass substrate is thin, with a thickness below a predetermined value, which enhances its flexibility. However, because the glass substrate is thin, there is a concern that it is prone to cracking and has low impact resistance. In contrast, in this disclosure, by arranging the first resin layer on the main surface side of the glass substrate, when an impact is applied to the glass laminate, the first resin layer absorbs the impact, suppressing cracking of the glass substrate and thus improving impact resistance.
ここで、後述の実施例および比較例に記載するように、ガラス基材の主面側に第1樹脂層を配置すると、耐衝撃性を高めることができるものの、ガラス基材単体よりも耐屈曲性が悪くなる。これに対し、本開示においては、ガラス基材の側面が第2樹脂層で被覆されていることにより、良好な耐屈曲性を維持しつつ、耐衝撃性を高めることができる。この理由は以下のように推察される。 Here, as described in the examples and comparative examples below, placing the first resin layer on the main surface side of the glass substrate can improve impact resistance, but it results in worse bending resistance than the glass substrate alone. In contrast, in this disclosure, since the side surface of the glass substrate is covered with the second resin layer, it is possible to improve impact resistance while maintaining good bending resistance. The reason for this is presumed to be as follows.
ガラス基材は、加工時にマイクロクラックが生じやすく、特にガラス基材の切断時にガラス基材の端部にマイクロクラックが生じやすい。ガラス基材にマイクロクラックがあると、このマイクロクラックを起点に割れが発生しやすくなる。また、ガラス基材に強化ガラスを用いる場合においても、強化ガラスからなる大型のガラス基材を切断して用いる場合には、ガラス基材の切断面、つまり側面には、強化ガラスの表面に形成される圧縮応力層が存在しないことになるため、ガラス基材の側面では強度が低下してしまう。 Glass substrates are prone to microcracks during processing, particularly at the edges of the glass substrate when it is cut. Microcracks in the glass substrate make it easier for cracks to develop, often starting from these microcracks. Furthermore, even when using tempered glass as the substrate, if a large piece of tempered glass is cut, the cut surface (i.e., the side surface) lacks the compressive stress layer formed on the tempered glass surface, resulting in reduced strength at the side surface.
これに対し、本開示においては、ガラス基材の側面を第2樹脂層で被覆することにより、ガラス基材の側面の強度を高めることができる。また、ガラス基材の側面に直に第2樹脂層が配置されている場合には、第2樹脂層によって、ガラス基材の側面のマイクロクラックを埋めることができ、ガラス基材の側面の強度を高めることができる。よって、ガラス積層体を曲げた際に、ガラス基材の側面からの割れを抑制することができ、良好な耐屈曲性を維持することができる。さらに、ガラス基材の端部における耐衝撃性も高めることができる。 In contrast, in this disclosure, the strength of the side surface of the glass substrate can be increased by coating it with a second resin layer. Furthermore, when the second resin layer is directly positioned on the side surface of the glass substrate, the second resin layer can fill microcracks in the side surface of the glass substrate, thereby increasing its strength. Therefore, when the glass laminate is bent, cracking from the side surface of the glass substrate can be suppressed, maintaining good flexibility. In addition, impact resistance at the edges of the glass substrate can also be improved.
したがって、本開示においては、良好な耐屈曲性および耐衝撃性を両立することが可能である。さらには、ガラス積層体におけるガラス基材が破損したとしても、人体を傷付けるリスクを低減することができ、安全性の高いガラス積層体とすることができる。よって、本開示におけるガラス積層体は、折り曲げることが可能であり、多種多様な表示装置に用いることができ、例えばフォルダブルディスプレイ用部材として使用することができる。 Therefore, this disclosure makes it possible to achieve both good bending resistance and impact resistance. Furthermore, even if the glass substrate in the glass laminate is damaged, the risk of injury to the human body can be reduced, resulting in a highly safe glass laminate. Thus, the glass laminate in this disclosure is bendable and can be used in a wide variety of display devices, for example, as a component for foldable displays.
以下、本開示におけるガラス積層体の各構成について説明する。 The following describes the various components of the glass laminate in this disclosure.
1.第1樹脂層
本開示における第1樹脂層は、ガラス基材の第1面側に配置され、かつ、透明性を有する。第1樹脂層は、衝撃吸収性を有する衝撃吸収層や、ガラス基材が割れたときのガラスの飛散を抑制する飛散防止層としても機能することができる。第1樹脂層は、本開示におけるガラス積層体を表示装置の表示パネルの観察者側に配置する場合には、ガラス基材よりも観察者側に配置される。
1. First Resin Layer The first resin layer in this disclosure is disposed on the first surface side of the glass substrate and is transparent. The first resin layer can also function as an impact-absorbing layer having impact-absorbing properties, or as a shatterproof layer that suppresses the scattering of glass when the glass substrate breaks. When the glass laminate in this disclosure is disposed on the observer side of the display panel of a display device, the first resin layer is disposed on the observer side of the glass substrate.
(1)第1樹脂層の特性
第1樹脂層は、透明性を有する。具体的には、第1樹脂層の全光線透過率は、82%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、88%以上であることがさらに好ましい。なお、上限は100%となる。
(1) Characteristics of the first resin layer The first resin layer is transparent. Specifically, the total light transmittance of the first resin layer is preferably 82% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 88% or more. The upper limit is 100%.
ここで、第1樹脂層の全光線透過率は、JIS K7361-1に準拠して測定することができ、例えば村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150により測定することができる。以下、他の層の全光線透過率の測定方法についても同様とすることができる。 Here, the total light transmittance of the first resin layer can be measured in accordance with JIS K7361-1, for example, using a haze meter HM150 manufactured by Murakami Color Technology Research Institute. The same method can be used for measuring the total light transmittance of the other layers.
また、第1樹脂層のヘイズは、例えば1.0%以下であることが好ましく、0.8%以下であることがより好ましく、0.5%以下であることがさらに好ましい。なお、ヘイズの下限値は0%となる。 Furthermore, the haze of the first resin layer is preferably 1.0% or less, more preferably 0.8% or less, and even more preferably 0.5% or less. The lower limit of the haze is 0%.
ここで、第1樹脂層のヘイズは、JIS K-7136に準拠して測定することができ、例えば村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150により測定することができる。以下、他の層のヘイズの測定方法についても同様とすることができる。 Here, the haze of the first resin layer can be measured in accordance with JIS K-7136, for example, using a haze meter HM150 manufactured by Murakami Color Technology Research Institute. The same method can be used for measuring the haze of the other layers.
第1樹脂層は、衝撃吸収性を有することが好ましい。具体的には、第1樹脂層の複合弾性率が、4.7GPa以上であることが好ましく、5.7GPa以上であることがさらに好ましい。第1樹脂層の複合弾性率が上記範囲であることにより、衝撃によるガラス基材の割れを抑制することができ、耐衝撃性および耐傷性を向上させることができる。 The first resin layer preferably has impact-absorbing properties. Specifically, the composite elastic modulus of the first resin layer is preferably 4.7 GPa or higher, and more preferably 5.7 GPa or higher. Having the composite elastic modulus of the first resin layer within this range suppresses cracking of the glass substrate due to impact, thereby improving impact resistance and scratch resistance.
また、後述の複合弾性率の測定方法によれば、ガラス基材の複合弾性率は約40GPaであることから、第1樹脂層の複合弾性率は、例えば、40GPa以下であることが好ましく、20GPa以下であることがより好ましい。
具体的には、4.7GPa以上40GPa以下であることが好ましく、5.7GPa以上20GPa以下であることがより好ましい。
Furthermore, according to the composite elastic modulus measurement method described later, the composite elastic modulus of the glass substrate is approximately 40 GPa. Therefore, the composite elastic modulus of the first resin layer is preferably 40 GPa or less, and more preferably 20 GPa or less.
Specifically, it is preferable that the pressure be between 4.7 GPa and 40 GPa, and more preferably between 5.7 GPa and 20 GPa.
ここで、第1樹脂層の複合弾性率は、第1樹脂層のインデンテーション硬さ(HIT)を測定する際に求められる接触投影面積Apを用いて算出するものとする。「インデンテーション硬さ」とは、ナノインデンテーション法による硬度測定によって得られる圧子の負荷から除荷までの荷重-変位曲線から求められる値である。第1樹脂層の複合弾性率は、第1樹脂層の弾性変形および圧子の弾性変形が含まれた弾性率である。 Here, the composite modulus of the first resin layer is calculated using the contact projected area A p obtained when measuring the indentation hardness ( HIT ) of the first resin layer. "Indentation hardness" is a value obtained from the load-displacement curve from loading to unloading of the indenter, which is obtained by hardness measurement using the nanoindentation method. The composite modulus of the first resin layer is the modulus of elasticity that includes the elastic deformation of the first resin layer and the elastic deformation of the indenter.
インデンテーション硬さ(HIT)の測定は、測定サンプルについてBRUKER社製の「TI950 TriboIndenter」を用いて行うものとする。具体的には、まず、1mm×10mmに切り出したガラス積層体を包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、このブロックから一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な、厚さ50nm以上100nm以下の切片を切り出す。切片の作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ社製)等を用いることができる。そして、この穴等がない均一な切片が切り出された残りのブロックを測定サンプルとする。次いで、このような測定サンプルにおける上記切片が切り出されることによって得られた断面において、以下の測定条件で、上記圧子としてバーコビッチ(Berkovich)圧子(三角錐、BRUKER社製のTI-0039)を第1樹脂層の断面中央に10秒かけて最大押し込み荷重25μNまで垂直に押し込む。ここで、バーコビッチ圧子は、ガラス基材の影響を避けるためおよび第1樹脂層の側縁の影響を避けるために、ガラス基材と第1樹脂層との界面から第1樹脂層の中央側に500nm離れ、第1樹脂層の両側端からそれぞれ樹脂層の中央側に500nm離れた第1樹脂層の部分内に押し込むものとする。なお、第1樹脂層におけるガラス基材側の面とは反対側の面に機能層等の任意の層が存在する場合には、上記任意の層と第1樹脂層との界面からも第1樹脂層の中央側に500nm離れた第1樹脂層の部分内に押し込むものとする。その後、一定保持して残留応力の緩和を行った後、10秒かけて除荷させて、緩和後の最大荷重を計測し、該最大荷重Pmax(μN)と接触投影面積Ap(nm2)とを用い、Pmax/Apにより、インデンテーション硬さ(HIT)を算出する。上記接触投影面積は、標準試料の溶融石英(BRUKER社製の5-0098)を用いてOliver-Pharr法で圧子先端曲率を補正した接触投影面積である。インデンテーション硬さ(HIT)は、10箇所測定して得られた値の算術平均値とする。なお、測定値の中に算術平均値から±20%以上外れるものが含まれている場合は、その測定値を除外し再測定を行うものとする。測定値の中に算術平均値から±20%以上外れているものが存在するか否かは、測定値をAとし、算術平均値をBとしたとき、(A-B)/B×100によって求められる値(%)が±20%以上であるかによって判断するものとする。インデンテーション硬さ(HIT)は、後述する第1樹脂層に含まれる樹脂の種類等によって調整することができる。 The indentation hardness ( HIT ) will be measured using a BRUKER TI950 TriboIndenter on the sample. Specifically, a block will be prepared by embedding a 1 mm x 10 mm glass laminate in embedding resin. From this block, uniform sections with a thickness of 50 nm to 100 nm, free from holes, will be cut using a general sectioning method. An ultramicrotome EM UC7 (Leica Microsystems) or similar can be used to prepare the sections. The remaining block from which these uniform, hole-free sections have been cut will be used as the measurement sample. Next, in the cross-section obtained by cutting out the above section from the measurement sample, a Berkovich indenter (triangular pyramid, TI-0039 manufactured by BRUKER) is pressed vertically into the center of the cross-section of the first resin layer over 10 seconds to a maximum indentation load of 25 μN, under the following measurement conditions. Here, in order to avoid the influence of the glass substrate and the side edges of the first resin layer, the Berkovich indenter is pressed into a portion of the first resin layer 500 nm away from the interface between the glass substrate and the first resin layer towards the center of the first resin layer, and 500 nm away from both ends of the first resin layer towards the center of the resin layer. If there is any layer such as a functional layer on the side of the first resin layer opposite to the side facing the glass substrate, the indenter is also pressed into a portion of the first resin layer 500 nm away from the interface between the arbitrary layer and the first resin layer towards the center of the first resin layer. After holding the load for a certain period to allow residual stress to relax, the load is removed over 10 seconds, and the maximum load after relaxation is measured. The indentation hardness ( HIT ) is calculated using the formula P max (μN) and the contact projection area A p ( nm² ) as P max / A p . The above contact projection area is the contact projection area corrected for the indenter tip curvature using the Oliver-Pharr method with a standard sample of fused silica (BRUKER 5-0098). The indentation hardness ( HIT ) is the arithmetic mean of the values obtained from 10 measurements. If any of the measured values deviate by more than ±20% from the arithmetic mean, those measurements are excluded and remeasured. Whether or not there are any measurements that deviate from the arithmetic mean by ±20% or more is determined by whether the value (%) obtained by (A-B)/B × 100, where A is the measured value and B is the arithmetic mean, is ±20% or more. The indentation hardness ( HIT ) can be adjusted by the type of resin contained in the first resin layer, as described later.
(測定条件)
・荷重速度:2.5μN/秒
・保持時間:5秒
・荷重除荷速度:2.5μN/秒
・測定温度:25℃
(Measurement conditions)
・Loading speed: 2.5 μN/sec ・Holding time: 5 seconds ・Load unloading speed: 2.5 μN/sec ・Measurement temperature: 25°C
第1樹脂層の複合弾性率Erは、下記数式(1)によって、インデンテーション硬さの測定の際に求められた接触投影面積Apを用いて求める。複合弾性率は、インデンテーション硬さを10箇所測定し、その都度複合弾性率を求め、得られた10箇所の複合弾性率の算術平均値とする。 The composite modulus Er of the first resin layer is determined using the contact projected area Ap obtained during the measurement of indentation hardness, according to the following formula (1). The composite modulus is calculated by measuring the indentation hardness at 10 locations, determining the composite modulus each time, and taking the arithmetic mean of the 10 obtained composite moduli.
(上記数式(1)中、Apは接触投影面積であり、Erは第1樹脂層の複合弾性率であり、Sは接触剛性である。) (In the above formula (1), A p is the contact projected area, Er is the composite modulus of the first resin layer, and S is the contact stiffness.)
(2)第1樹脂層の厚さ
第1樹脂層の厚さとしては、柔軟性および衝撃吸収性が得られる厚さであれば特に限定されるものではなく、例えば、5μm以上、60μm以下であることが好ましく、10μm以上、50μm以下であることがより好ましく、15μm以上、40μm以下であることがさらに好ましい。第1樹脂層の厚さが上記範囲内であるように比較的薄いことにより、柔軟性を高めることができ、ガラス積層体を曲げた際に、第1樹脂層の割れを抑制することができ、耐屈曲性を維持することができる。
(2) Thickness of the first resin layer The thickness of the first resin layer is not particularly limited as long as flexibility and shock absorption can be obtained. For example, it is preferably 5 μm or more and 60 μm or less, more preferably 10 μm or more and 50 μm or less, and even more preferably 15 μm or more and 40 μm or less. By making the thickness of the first resin layer relatively thin, as within the above range, flexibility can be increased, cracking of the first resin layer can be suppressed when the glass laminate is bent, and bending resistance can be maintained.
ここで、第1樹脂層の厚さは、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)又は走査透過型電子顕微鏡(STEM)により観察されるガラス積層体の厚さ方向の断面から測定して得られた任意の10箇所の厚さの平均値とすることができる。なお、特に断りの無い限りは、ガラス積層体が有する他の層の厚さの測定方法についても同様とすることができる。 Here, the thickness of the first resin layer can be the average value of any 10 thicknesses obtained by measuring the cross-section in the thickness direction of the glass laminate as observed by a transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscope (SEM), or scanning transmission electron microscope (STEM). Unless otherwise specified, the same method can be used to measure the thickness of other layers in the glass laminate.
(3)第1樹脂層の材料
(a)樹脂
第1樹脂層に含まれる樹脂としては、上述の複合弾性率を満たし、透明性を有する樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(3) Material of the first resin layer (a) Resin The resin included in the first resin layer is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned composite elastic modulus and is transparent, for example, polyurethane, polyester, polyimide resin, epoxy resin, and acrylic resin. These resins may be used individually or in combination of two or more.
なお、本明細書において、ポリイミド系樹脂とは、主鎖にイミド結合を有する高分子をいう。ポリイミド系樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド等が挙げられる。 In this specification, polyimide resins refer to polymers having imide bonds in their main chain. Examples of polyimide resins include polyimide, polyamideimide, polyesterimide, and polyetherimide.
以下、ポリイミドを例に挙げて説明する。 The following explanation will use polyimide as an example.
(ポリイミド)
ポリイミドは、テトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させて得られるものである。テトラカルボン酸成分とジアミン成分の重合によってポリアミド酸を得てイミド化することが好ましい。イミド化は、化学イミド化で行っても、熱イミド化で行ってもよく、化学イミド化と熱イミド化とを併用してもよい。
(Polyimide)
Polyimides are obtained by reacting a tetracarboxylic acid component with a diamine component. It is preferable to obtain polyamic acid by polymerization of the tetracarboxylic acid component and the diamine component and then imidate it. Imidation may be carried out by chemical imidation, thermal imidation, or a combination of chemical and thermal imidation.
ポリイミドとしては、上述の複合弾性率を満たし、透明性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、下記一般式(1)で表される構成単位を10モル%以上100モル%以下、及び下記一般式(2)で表される構成単位を(100-x)モル%(ここでxは、上記一般式(1)で表される構成単位のモル%)含み、重量平均分子量が100,000以上であることが好ましい。ポリイミドが、主鎖にエステル結合を介して2面角がねじれたパラビフェニレン基を含む特定の構造のテトラカルボン酸残基と、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基とを有し、且つ、特定の重量平均分子量を有することにより、複合弾性率と耐屈曲性のバランスを良好にしやすいからである。 The polyimide is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned composite modulus and is transparent. However, it is preferable that it contains, for example, 10 mol% to 100 mol% of the constituent unit represented by the following general formula (1) and (100-x) mol% of the constituent unit represented by the following general formula (2) (where x is the mole percentage of the constituent unit represented by the above general formula (1)), and has a weight-average molecular weight of 100,000 or more. This is because the polyimide has a specific structure of tetracarboxylic acid residues containing a parabiphenylene group with a twisted dihedral angle via an ester bond in the main chain, and a diamine residue having an aromatic ring or an aliphatic ring, and has a specific weight-average molecular weight, which makes it easier to achieve a good balance between the composite modulus and flexural resistance.
(一般式(1)及び(2)において、R1~R4はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1~6のアルキル基を表し、R1及びR2の少なくとも1つ、及びR3及びR4の少なくとも1つは、炭素原子数1~6のアルキル基を表す。Aは芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸残基である4価の基を表し、Bは、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基である2価の基を表す。) (In general formulas (1) and (2), R1 to R4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and at least one of R1 and R2 , and at least one of R3 and R4 , represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. A represents a tetravalent group which is a tetracarboxylic acid residue having an aromatic or aliphatic ring, and B represents a divalent group which is a diamine residue having an aromatic or aliphatic ring.)
ここで、テトラカルボン酸残基とは、テトラカルボン酸から、4つのカルボキシル基を除いた残基をいい、テトラカルボン酸二無水物から酸二無水物構造を除いた残基と同じ構造を表す。また、ジアミン残基とは、ジアミンから2つのアミノ基を除いた残基をいう。 Here, a tetracarboxylic acid residue refers to a residue obtained by removing four carboxyl groups from a tetracarboxylic acid, and represents the same structure as a residue obtained by removing the acidic dianhydride structure from a tetracarboxylic dianhydride. Furthermore, a diamine residue refers to a residue obtained by removing two amino groups from a diamine.
一般式(1)において、R1及びR2の少なくとも1つ、ならびにR3及びR4の少なくとも1つは、炭素原子数1~6のアルキル基を表す。炭素原子数1~6のアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状アルキル基であってよく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基が挙げられる。溶剤溶解性の点から、好ましくは炭素原子数1~4のアルキル基であり、より好ましくは炭素原子数1~2のアルキル基であり、より好ましくはメチル基である。また、中でも、溶剤溶解性の点から、R1及びR2、並びにR3及びR4が、メチル基を表すことが好ましい。 In general formula (1), at least one of R1 and R2 , and at least one of R3 and R4 , represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be linear or branched alkyl group, and examples include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, and n-hexyl group. From the viewpoint of solvent solubility, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferred, more preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and more preferably a methyl group. Among these, from the viewpoint of solvent solubility, it is preferable that R1 and R2 , and R3 and R4 represent a methyl group.
一般式(1)において、Bは、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基である2価の基を表す。芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基は、芳香族環を有するジアミン又は脂肪族環を有するジアミンから2つのアミノ基を除いた残基とすることができる。 In general formula (1), B represents a divalent group that is a diamine residue having an aromatic or aliphatic ring. The diamine residue having an aromatic or aliphatic ring can be a residue obtained by removing two amino groups from a diamine having an aromatic or aliphatic ring.
芳香族環を有するジアミンおよび脂肪族環を有するジアミンの具体例については、例えば特開2019-132930号公報、特開2019-1989号公報に記載のものを挙げることができる。これらは単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。 Specific examples of diamines having aromatic rings and diamines having aliphatic rings can be found in, for example, Japanese Patent Publication No. 2019-132930 and Japanese Patent Publication No. 2019-1989. These can be used individually or in combination of two or more types.
上記一般式(2)において、Aは芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸残基である4価の基を表し、Bは、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基である2価の基を表す。上記一般式(2)におけるBは、上記一般式(1)におけるBと同様であってよいので、ここでの説明を省略する。上記一般式(1)におけるBと上記一般式(2)におけるBとは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the general formula (2) above, A represents a tetravalent group that is a tetracarboxylic acid residue having an aromatic or aliphatic ring, and B represents a divalent group that is a diamine residue having an aromatic or aliphatic ring. The B in general formula (2) above may be the same as the B in general formula (1) above, so its explanation is omitted here. The B in general formula (1) above and the B in general formula (2) above may be the same or different.
上記一般式(2)のAにおけるテトラカルボン酸残基は、芳香族環を有するテトラカルボン酸二無水物から酸二無水物構造を除いた残基、又は、脂肪族環を有するテトラカルボン酸二無水物から酸二無水物構造を除いた残基とすることができる。 The tetracarboxylic acid residue in A of the general formula (2) above can be a residue obtained by removing the acidic dianhydride structure from a tetracarboxylic acid dianhydride having an aromatic ring, or a residue obtained by removing the acidic dianhydride structure from a tetracarboxylic acid dianhydride having an aliphatic ring.
芳香族環を有するテトラカルボン酸二無水物および脂肪族環を有するテトラカルボン酸二無水物の具体例については、例えば特開2019-132930号公報、特開2019-1989号公報に記載のものを挙げることができる。これらは単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。 Specific examples of tetracarboxylic dianhydrides having aromatic rings and tetracarboxylic dianhydrides having aliphatic rings can be found in, for example, Japanese Patent Publication No. 2019-132930 and Japanese Patent Publication No. 2019-1989. These can be used individually or in combination of two or more types.
ポリイミドは、上記一般式(1)で表される構成単位を10モル%以上100モル%以下含むことが好ましい。溶剤への溶解性の点から、ポリイミドは、上記一般式(1)で表される構成単位を15モル%以上含むことがより好ましく、25モル%以上含むことがさらに好ましく、50モル%以上含むことが特に好ましい。 The polyimide preferably contains 10 mol% to 100 mol% of the constituent units represented by the general formula (1) above. From the viewpoint of solubility in solvents, the polyimide more preferably contains 15 mol% or more of the constituent units represented by the general formula (1), even more preferably 25 mol% or more, and particularly preferably 50 mol% or more.
一方、表面硬度や透明性が向上する点から、共重合成分を含んでもよく、ポリイミドは、上記一般式(1)で表される構成単位を95モル%以下含んでいてもよく、90モル%以下含んでいてもよく、80モル%以下含んでいてもよい。 On the other hand, since surface hardness and transparency are improved, copolymer components may be included. The polyimide may contain 95 mol% or less of the constituent units represented by the general formula (1) above, 90 mol% or less, or 80 mol% or less.
また、ポリイミドは、上記一般式(2)で表される構成単位を(100-x)モル%(ここでxは、上記一般式(1)で表される構成単位のモル%)含むことが好ましい。溶剤への溶解性の点から、ポリイミドは、上記一般式(2)で表される構成単位を85モル%以下含むことがより好ましく、75モル%以下含むことがさらに好ましく、50モル%以下含むことが特に好ましい。 Furthermore, it is preferable that the polyimide contains (100-x) mol% of the constituent units represented by the general formula (2) above (where x is the mol% of the constituent units represented by the general formula (1) above). From the viewpoint of solubility in solvents, it is more preferable that the polyimide contains 85 mol% or less of the constituent units represented by the general formula (2), even more preferable that it contains 75 mol% or less, and particularly preferable that it contains 50 mol% or less.
なお、ポリイミドが、上記一般式(1)で表される構成単位を100モル%含む場合には、上記一般式(2)で表される構成単位は0モル%、すなわち含まれない。上記一般式(2)で表される構成単位は0モル%であってもよいが、表面硬度や透明性が向上する点から、共重合成分として含まれていてもよく、ポリイミドは、上記一般式(2)で表される構成単位を5モル%以上含んでいてもよく、10モル%以上含んでいてもよく、20モル%以上含んでいてもよい。 Furthermore, if the polyimide contains 100 mol% of the constituent units represented by the general formula (1) above, then the constituent units represented by the general formula (2) above will be 0 mol%, i.e., not present. While the constituent units represented by the general formula (2) above may be 0 mol%, they may also be included as copolymer components to improve surface hardness and transparency. The polyimide may contain 5 mol% or more, 10 mol% or more, or 20 mol% or more of the constituent units represented by the general formula (2) above.
透明性を向上させ、且つ、表面硬度を向上させる点から、Aのテトラカルボン酸残基である4価の基、及び、Bのジアミン残基である2価の基の少なくとも1つは、芳香族環を含み、且つ、(i)フッ素原子、(ii)脂肪族環、及び(iii)芳香族環同士をスルホニル基又はフッ素で置換されていてもよいアルキレン基で連結した構造、からなる群から選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。ポリイミドが、芳香族環を有するテトラカルボン酸残基及び芳香族環を有するジアミン残基から選ばれる少なくとも一種を含むことにより、分子骨格が剛直となり配向性が高まり、表面硬度が向上するが、剛直な芳香族環骨格は吸収波長が長波長に伸びる傾向があり、可視光領域の透過率が低下する傾向がある。一方で、ポリイミドが(i)フッ素原子を含むと、ポリイミド骨格内の電子状態を電荷移動し難くすることができる点から透明性が向上する。また、ポリイミドが(ii)脂肪族環を含むと、ポリイミド骨格内のπ電子の共役を断ち切ることで骨格内の電荷の移動を阻害することができる点から透明性が向上する。また、ポリイミドが(iii)芳香族環同士をスルホニル基又はフッ素で置換されていてもよいアルキレン基で連結した構造を含むと、ポリイミド骨格内のπ電子の共役を断ち切ることで骨格内の電荷の移動を阻害することができる点から透明性が向上する。 From the viewpoint of improving transparency and surface hardness, it is preferable that at least one of the tetravalent group, which is a tetracarboxylic acid residue of A, and the divalent group, which is a diamine residue of B, contains an aromatic ring and includes at least one selected from the group consisting of (i) a fluorine atom, (ii) an aliphatic ring, and (iii) an alkylene group which may be substituted with a sulfonyl group or fluorine. When polyimide contains at least one selected from a tetracarboxylic acid residue having an aromatic ring and a diamine residue having an aromatic ring, the molecular skeleton becomes rigid, the orientation is increased, and the surface hardness is improved. However, a rigid aromatic ring skeleton tends to have an absorption wavelength that extends to longer wavelengths, and the transmittance in the visible light region tends to decrease. On the other hand, when polyimide contains (i) a fluorine atom, the electronic state within the polyimide skeleton can be made less susceptible to charge transfer, thus improving transparency. Furthermore, when polyimide contains (ii) aliphatic rings, transparency is improved because it can disrupt the conjugation of π electrons within the polyimide framework, thereby inhibiting charge movement within the framework. Additionally, when polyimide contains (iii) a structure in which aromatic rings are linked by sulfonyl groups or alkylene groups that may be substituted with fluorine, transparency is improved because it can disrupt the conjugation of π electrons within the polyimide framework, thereby inhibiting charge movement within the framework.
中でも、透明性を向上させ、且つ、表面硬度を向上させる点から、Aのテトラカルボン酸残基である4価の基、及び、Bのジアミン残基である2価の基の少なくとも1つは、芳香族環とフッ素原子とを含むことが好ましく、Bのジアミン残基である2価の基が、芳香族環とフッ素原子とを含むことが好ましい。 In particular, from the viewpoint of improving transparency and surface hardness, it is preferable that at least one of the tetravalent group, which is the tetracarboxylic acid residue of A, and the divalent group, which is the diamine residue of B, contains an aromatic ring and a fluorine atom, and it is preferable that the divalent group, which is the diamine residue of B, contains an aromatic ring and a fluorine atom.
ポリイミドは、透明性の点、及び耐屈曲性及び表面硬度の点から、上記一般式(1)及び(2)中のBにおける、上記芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基が、trans-シクロヘキサンジアミン残基、trans-1,4-ビスメチレンシクロヘキサンジアミン残基、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン残基、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-[(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル)ビス(4,1-フェニレンオキシ)]ジアニリン残基、2,2-ビス[3-(3-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン残基、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン残基、及び下記一般式(3)で表される2価の基からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の基であることが好ましい。特に、透明性と表面硬度の両立の点から、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン残基、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン残基、及び、下記一般式(3)で表される2価の基からなる群から選ばれる少なくとも1種の2価の基であることが好ましく、下記一般式(3)で表される2価の基であることがより好ましい。下記一般式(3)で表される2価の基としては、R5及びR6がパーフルオロアルキル基であることがより好ましく、中でも、炭素数1以上3以下のパーフルオロアルキル基が好ましく、トリフルオロメチル基又はパーフルオロエチル基であることがより好ましい。また、下記一般式(3)中のR5及びR6におけるアルキル基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基であることがより好ましい。 Polyimide is selected from the viewpoints of transparency, flexibility, and surface hardness, and the diamine residue having an aromatic ring or aliphatic ring in B of the above general formulas (1) and (2) is trans-cyclohexanediamine residue, trans-1,4-bismethylenecyclohexanediamine residue, 4,4'-diaminodiphenylsulfone residue, 3,4'-diaminodiphenylsulfone residue, 2,2-bis(4-aminophenyl)propane residue, 3,3'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-[ Preferably, the group is at least one divalent group selected from the group consisting of (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane-2,2-diyl)bis(4,1-phenyleneoxy)]dianiline residue, 2,2-bis[3-(3-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane residue, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane residue, and a divalent group represented by the following general formula (3). In particular, from the viewpoint of achieving both transparency and surface hardness, it is preferable that the group consists of at least one divalent group selected from the group comprising a 4,4'-diaminodiphenylsulfone residue, a 3,4'-diaminodiphenylsulfone residue, a 2,2-bis(4-aminophenyl)propane residue, and a divalent group represented by the following general formula (3), and more preferably a divalent group represented by the following general formula (3). As the divalent group represented by the following general formula (3), it is more preferable that R5 and R6 are perfluoroalkyl groups, and among these, perfluoroalkyl groups having 1 to 3 carbon atoms are preferred, and more preferably a trifluoromethyl group or a perfluoroethyl group. Furthermore, as the alkyl groups in R5 and R6 in the following general formula (3), it is preferable that they are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a methyl group or an ethyl group.
(一般式(3)において、R5及びR6はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、またはパーフルオロアルキル基を表す。) (In general formula (3), R5 and R6 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or a perfluoroalkyl group.)
ポリイミドは、中でも、透明性の点、及び耐屈曲性及び表面硬度の点から、上記一般式(2)中のAにおける芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸残基が、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物残基、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物残基、ジシクロヘキサン-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸二無水物残基、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物残基、ピロメリット酸二無水物残基、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物残基、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物残基、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物残基、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物残基、3,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物残基、3,3’-(ヘキサフルオロイソ
プロピリデン)ジフタル酸無水物残基、4,4’-オキシジフタル酸無水物残基、及び、3,4’-オキシジフタル酸無水物残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の4価の基であるであることが好ましい。
Polyimides, in particular, are selected from the viewpoints of transparency, flexibility, and surface hardness, such as the tetracarboxylic acid residue having an aromatic or aliphatic ring in A of the above general formula (2), which includes cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride residues, cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride residues, dicyclohexane-3,4,3',4'-tetracarboxylic acid dianhydride residues, cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride residues, pyromellitic acid dianhydride residues, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride residues, and 2,2',3,3' Preferably, it is at least one tetravalent group selected from the group consisting of -biphenyltetracarboxylic acid dianhydride residue, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride residue, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid anhydride residue, 3,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid anhydride residue, 3,3'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid anhydride residue, 4,4'-oxydiphthalic acid anhydride residue, and 3,4'-oxydiphthalic acid anhydride residue.
上記一般式(2)中のAにおいて、これらの好適な残基を合計で、50モル%以上含むことが好ましく、70モル%以上含むことがより好ましく、90モル%以上含むことがさらに好ましい。 In the above general formula (2), it is preferable that A contains a total of 50 mol% or more of these preferred residues, more preferably 70 mol% or more, and even more preferably 90 mol% or more.
上記一般式(2)中のAとしては、表面硬度が向上する点からは、ピロメリット酸二無水物残基、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物残基、及び、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物残基からなる群から選択される少なくとも一種のような剛直性を向上させるのに適したテトラカルボン酸残基群(グループA)を含むことが好ましい。また、上記一般式(2)中のAとしては、透明性を向上させる点からは、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物残基、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物残基、ジシクロヘキサン-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸二無水物残基、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物残基、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物残基、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物残基、3,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物残基、3,3’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物残基、4,4’-オキシジフタル酸無水物残基、及び、3,4’-オキシジフタル酸無水物残基からなる群から選択される少なくとも一種のような透明性を向上させるのに適したテトラカルボン酸残基群(グループB)を含むことが好ましい。グループAとグループBを混合して用いてもよい。 In the above general formula (2), A preferably includes a group of tetracarboxylic acid residues (group A) suitable for improving rigidity, such as at least one selected from the group consisting of pyromellitic dianhydride residue, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride residue, and 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride residue, from the viewpoint of improving surface hardness. Furthermore, in the above general formula (2), A preferably includes a group of tetracarboxylic acid residues (group B) suitable for improving transparency, such as at least one selected from the group consisting of cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride residue, cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride residue, dicyclohexane-3,4,3',4'-tetracarboxylic acid dianhydride residue, cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride residue, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride residue, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid anhydride residue, 3,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid anhydride residue, 3,3'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid anhydride residue, 4,4'-oxydiphthalic acid anhydride residue, and 3,4'-oxydiphthalic acid anhydride residue. Group A and group B may be used in combination.
グループAとグループBを混合する場合、上記剛直性を向上させるのに適したテトラカルボン酸残基群(グループA)と、透明性を向上させるのに適したテトラカルボン酸残基群(グループB)との含有比率は、透明性を向上させるのに適したテトラカルボン酸残基群(グループB)1モルに対して、上記剛直性を向上させるのに適したテトラカルボン酸残基群(グループA)が0.05モル以上9モル以下であることが好ましく、0.1モル以上5モル以下であることがより好ましく、0.3モル以上4モル以下であることがさらに好ましい。 When mixing Group A and Group B, the preferred ratio of the tetracarboxylic acid residue group suitable for improving rigidity (Group A) to the tetracarboxylic acid residue group suitable for improving transparency (Group B) is 0.05 moles to 9 moles, more preferably 0.1 moles to 5 moles, and even more preferably 0.3 moles to 4 moles, of the tetracarboxylic acid residue group suitable for improving rigidity (Group A) per mole of the tetracarboxylic acid residue group suitable for improving transparency (Group B).
中でも、表面硬度と透明性の向上の点から、上記グループBとしては、フッ素原子を含む、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物残基、及び3,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物残基の少なくとも一種を用いることが好ましい。 In particular, from the viewpoint of improving surface hardness and transparency, it is preferable to use at least one of the following residues in Group B: a 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride residue containing a fluorine atom, and a 3,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride residue.
ポリイミド中の各繰り返し単位の含有割合、各テトラカルボン酸残基や各ジアミン残基の含有割合(モル%)は、ポリイミド製造時には仕込みの分子量から求めることができる。また、ポリイミド中の各テトラカルボン酸残基や各ジアミン残基の含有割合(モル%)は、上記と同様に得られたポリイミドの分解物について、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフ質量分析計、NMR、元素分析、XPS/ESCA及びTOF-SIMSを用いて求めることができる。 The content percentages (mol%) of each repeating unit, each tetracarboxylic acid residue, and each diamine residue in polyimide can be determined from the initial molecular weight during polyimide production. Furthermore, the content percentages (mol%) of each tetracarboxylic acid residue and each diamine residue in polyimide can be determined using high-performance liquid chromatography, gas chromatography-mass spectrometry, NMR, elemental analysis, XPS/ESCA, and TOF-SIMS on the decomposition products of the polyimide obtained in the same manner as described above.
ポリイミドは、耐屈曲性が良好な点から、ゲル浸透クロマトグラフィーのポリスチレン換算による重量平均分子量が100,000以上であることが好ましい。耐屈曲性の点から、重量平均分子量は120,000以上であってもよく、140,000以上であってもよく、160,000以上であってもよい。一方で、気泡欠陥が発生し難い点から、重量平均分子量は270,000以下であることが好ましい。さらに溶解性の点から、重量平均分子量は250,000以下であってもよく、230,000以下であってもよく、210,000以下であってもよい。 From the viewpoint of good flexural resistance, the polyimide preferably has a weight-average molecular weight of 100,000 or more in terms of polystyrene equivalent in gel permeation chromatography. From the viewpoint of flexural resistance, the weight-average molecular weight may be 120,000 or more, 140,000 or more, or 160,000 or more. On the other hand, from the viewpoint of less likelihood of bubble defects, the weight-average molecular weight is preferably 270,000 or less. Furthermore, from the viewpoint of solubility, the weight-average molecular weight may be 250,000 or less, 230,000 or less, or 210,000 or less.
ポリイミドの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定できる。具体的には、ポリイミドを0.1質量%の濃度のN-メチルピロリドン(NMP)溶液とし、展開溶媒は、含水量500ppm以下の30mmol%LiBr-NMP溶液を用い、東ソー製GPC装置(HLC-8120、使用カラム:SHODEX製GPC LF-804)を用い、サンプル打ち込み量50μL、溶媒流量0.4mL/分、37℃の条件で測定を行う。重量平均分子量は、サンプルと同濃度のポリスチレン標準サンプルを基準に求める。 The weight-average molecular weight of polyimide can be measured by gel permeation chromatography (GPC). Specifically, the polyimide is used as a 0.1% by mass N-methylpyrrolidone (NMP) solution, and the developing solvent is a 30 mmol LiBr-NMP solution with a water content of 500 ppm or less. Measurement is performed using a Tosoh GPC instrument (HLC-8120, column: SHODEX GPC LF-804) with a sample input volume of 50 μL, a solvent flow rate of 0.4 mL/min, and a temperature of 37°C. The weight-average molecular weight is determined based on a polystyrene standard sample of the same concentration as the sample.
(b)紫外線吸収剤
第1樹脂層は、紫外線吸収剤を含有していてもよい。第1樹脂層の紫外線による劣化を抑制することができる。中でも、第1樹脂層がポリイミドを含有する場合には、ポリイミドを含有する第1樹脂層の経時的な色変化を抑制することができる。また、ガラス積層体を備える表示装置において、ガラス積層体よりも表示パネル側に配置されている部材、例えば偏光子等の紫外線による劣化を抑制することができる。
(b) UV absorber The first resin layer may contain a UV absorber. This can suppress the degradation of the first resin layer due to ultraviolet light. In particular, if the first resin layer contains polyimide, it can suppress the color change of the first resin layer containing polyimide over time. Furthermore, in a display device equipped with a glass laminate, it can suppress the degradation of components located on the display panel side of the glass laminate, such as polarizers, due to ultraviolet light.
第1樹脂層に含まれる紫外線吸収剤としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、及び、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等が挙げられる。 Examples of UV absorbers included in the first resin layer include triazine-based UV absorbers, benzophenone-based UV absorbers such as hydroxybenzophenone-based UV absorbers, and benzotriazole-based UV absorbers.
トリアジン系紫外線吸収剤、ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、及び、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の具体例については、例えば特開2019-132930号公報に記載のものを挙げることができる。 Specific examples of triazine-based UV absorbers, benzophenone-based UV absorbers such as hydroxybenzophenone-based UV absorbers, and benzotriazole-based UV absorbers can be found, for example, in Japanese Patent Publication No. 2019-132930.
紫外線吸収剤としては、中でも、トリアジン系紫外線吸収剤、ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、が好適に用いられる。 Among the UV absorbers, triazine-based UV absorbers, hydroxybenzophenone-based UV absorbers, and benzotriazole-based UV absorbers are particularly preferred.
また、紫外線吸収剤は、ポリマーまたはオリゴマーであることが好ましい。ガラス積層体を繰り返し屈曲したときの紫外線吸収剤のブリードアウトを抑制することができるからである。このような紫外線吸収剤としては、例えばトリアジン骨格、ベンゾフェノン骨格、又はベンゾトリアゾール骨格を有するポリマー又はオリゴマーを挙げることができ、具体的には、ベンゾトリアゾール骨格やベンゾフェノン骨格を有する(メタ)アクリレートと、メチルメタクリレート(MMA)とを任意の比率で熱共重合したものであることが好ましい。 Furthermore, the UV absorber is preferably a polymer or oligomer. This is because it can suppress the bleed-out of the UV absorber when the glass laminate is repeatedly bent. Examples of such UV absorbers include polymers or oligomers having a triazine skeleton, a benzophenone skeleton, or a benzotriazole skeleton. Specifically, it is preferable that the UV absorber is obtained by thermal copolymerizing a (meth)acrylate having a benzotriazole or benzophenone skeleton with methyl methacrylate (MMA) in any ratio.
第1樹脂層中の紫外線吸収剤の含有量としては、特に限定されないが、例えば1質量%以上6質量%以下であることが好ましく、2質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。紫外線吸収剤の含有量が少なすぎると、紫外線吸収剤による効果を十分に得られない場合がある。また、紫外線吸収剤の含有量が多すぎると、第1樹脂層が著しく着色したり、第1樹脂層の強度が低下したりするおそれがある。 The content of the UV absorber in the first resin layer is not particularly limited, but is preferably 1% to 6% by mass, and more preferably 2% to 5% by mass. If the UV absorber content is too low, the effect of the UV absorber may not be fully obtained. Conversely, if the UV absorber content is too high, the first resin layer may become significantly discolored or its strength may decrease.
(c)他の添加剤
第1樹脂層は、必要に応じて、添加剤をさらに含有することができる。添加剤としては、例えば、無機粒子、巻き取りを円滑にするためのシリカフィラー、製膜性や脱泡性を向上させる界面活性剤、密着性向上剤等が挙げられる。
(c) Other additives The first resin layer may further contain additives as needed. Examples of additives include inorganic particles, silica fillers to facilitate winding, surfactants to improve film-forming and defoaming properties, and adhesion enhancers.
(4)第1樹脂層の形成方法
第1樹脂層の形成方法としては、例えば、ガラス基材上に樹脂組成物を塗布する方法が挙げられる。塗布方法としては、所望の厚さで塗布可能な方法であれば特に制限はなく、例えばグラビアコート法、グラビアリバースコート法、グラビアオフセットコート法、スピンコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、ブレードコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法等の一般的な塗布方法が挙げられる。また、第1樹脂層の形成方法として、ガラス基材の主面に第1樹脂層を転写する転写法や、ガラス基材の主面に接着層を介してフィルム状の第1樹脂層を貼り合わせる方法を用いることもできる。
(4) Method for forming the first resin layer As a method for forming the first resin layer, for example, a method of applying a resin composition onto a glass substrate is used. The application method is not particularly limited as long as it can be applied to the desired thickness, and examples of general application methods include gravure coating, gravure reverse coating, gravure offset coating, spin coating, roll coating, reverse roll coating, blade coating, dip coating, spray coating, die coating, and screen printing. In addition, as a method for forming the first resin layer, a transfer method in which the first resin layer is transferred to the main surface of the glass substrate, or a method of laminating a film-like first resin layer to the main surface of the glass substrate via an adhesive layer can also be used.
接着層は、透明性を有する。具体的には、接着層の全光線透過率は、85%以上であれば好ましく、88%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。なお、上限値は100%となる。 The adhesive layer is transparent. Specifically, the total light transmittance of the adhesive layer is preferably 85% or higher, more preferably 88% or higher, and even more preferably 90% or higher. The upper limit is 100%.
接着層に用いられる接着剤としては、例えば、OCA(Optical Clear Adhesive)等の粘着剤や、感光性接着剤を挙げることができる。 Examples of adhesives used in the bonding layer include OCA (Optical Clear Adhesive) and photosensitive adhesives.
接着層の厚さは、例えば、1μm以上100μm以下であることが好ましい。接着層の厚さが厚すぎると、耐屈曲性が損なわれるおそれがある。一方、接着層の厚さが薄すぎると、接着性が担保できず剥がれてしまうおそれがある。 The thickness of the adhesive layer is preferably, for example, 1 μm to 100 μm. If the adhesive layer is too thick, the flexibility may be compromised. On the other hand, if the adhesive layer is too thin, the adhesion may not be guaranteed, and the adhesive may peel off.
以下、第1樹脂層がポリイミドを含有する場合を例に挙げて説明する。 The following explanation will use the case where the first resin layer contains polyimide as an example.
(ポリイミドを含有する第1樹脂層の形成方法)
ポリイミドを含有する第1樹脂層の形成方法としては、例えば、ガラス基材上に、ポリイミドおよび有機溶剤を含むポリイミドワニスを塗布し、乾燥させる方法、および、ガラス基材上に、ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)および有機溶剤を含むポリイミド前駆体組成物を塗布した後、熱処理または化学処理によりポリイミド前駆体をイミド化する方法等が挙げられる。前者の方法では、製膜プロセスの加熱条件を緩和することができる。一方、後者の方法では、ポリイミドの溶解性に制約がなくなるため、ポリイミドの化学構造の選択肢を増やすことができる。
(Method for forming a first resin layer containing polyimide)
Methods for forming a first resin layer containing polyimide include, for example, applying a polyimide varnish containing polyimide and an organic solvent to a glass substrate and drying it, and applying a polyimide precursor composition containing a polyimide precursor (polyamic acid) and an organic solvent to a glass substrate, and then imidizing the polyimide precursor by heat treatment or chemical treatment. In the former method, the heating conditions of the film formation process can be relaxed. On the other hand, in the latter method, the constraints on the solubility of polyimide are removed, thus increasing the options for the chemical structure of the polyimide.
中でも、気泡欠陥が発生し難く、厚さの均一性が良好な第1樹脂層を得やすい点から、好ましい製造方法としては以下の製造方法が挙げられる。 In particular, the following manufacturing method is preferred because it is less prone to the occurrence of air bubble defects and makes it easier to obtain a first resin layer with good thickness uniformity.
ポリイミドを含有する第1樹脂層の形成方法は、ポリイミドと、有機溶剤とを含有するポリイミドワニスであって、上記ポリイミドの含有割合は、上記ポリイミドワニス中に6質量%以上15質量%以下であり、25℃における粘度が1,000cps以上50,000cps以下であるポリイミドワニスを調製する調製工程と、上記ポリイミドワニスをガラス基材上に塗布する塗布工程と、塗膜を140℃以下の温度で乾燥する第1乾燥工程と、当該乾燥後塗膜を200℃以上の温度で加熱する第2乾燥工程とを有することが好ましい。 A method for forming a first resin layer containing polyimide preferably comprises the following steps: a preparation step of preparing a polyimide varnish containing polyimide and an organic solvent, wherein the polyimide content is 6% by mass or more and 15% by mass or less in the polyimide varnish, and the viscosity at 25°C is 1,000 cps or more and 50,000 cps or less; a coating step of applying the polyimide varnish onto a glass substrate; a first drying step of drying the coating film at a temperature of 140°C or lower; and a second drying step of heating the dried coating film at a temperature of 200°C or higher.
ポリイミドが有機溶剤に良好に溶解する場合には、製膜プロセスの加熱条件を緩和できることから、ポリイミドを有機溶剤に溶解させたポリイミドワニスを用いて第1樹脂層を形成することが好ましい。ポリイミドが、主鎖にエステル結合を介して2面角がねじれたパラビフェニレン基を含む特定の構造のテトラカルボン酸残基を含む構成単位を特定量以上有する場合には、有機溶剤に溶解し易い。ポリイミドが25℃で有機溶剤に6質量%以上溶解するような溶剤溶解性を有する場合には、上記第1樹脂層の形成方法を好適に用いることができる。 When polyimide dissolves well in organic solvents, the heating conditions of the film formation process can be relaxed. Therefore, it is preferable to form the first resin layer using a polyimide varnish obtained by dissolving polyimide in an organic solvent. Polyimide is easily soluble in organic solvents when it contains a specific amount or more of a constituent unit containing a tetracarboxylic acid residue with a specific structure, including a parabiphenylene group with a dihedral angle twisted via an ester bond in the main chain. When polyimide has solvent solubility such that it dissolves in an organic solvent at 25°C at a concentration of 6% by mass or more, the above method for forming the first resin layer can be suitably used.
上記第1樹脂層の形成方法によれば、ワニス中のポリイミド含有割合を十分な濃度に上げることができ、且つワニスを所望の粘度範囲に調整できるので、気泡欠陥が発生し難く、厚さの均一性が良好な第1樹脂層を得ることができる。 According to the above method for forming the first resin layer, the polyimide content in the varnish can be increased to a sufficient concentration, and the varnish can be adjusted to a desired viscosity range. Therefore, a first resin layer with good thickness uniformity and less susceptibility to air bubble defects can be obtained.
上記有機溶剤としては、ポリイミドが溶解可能であれば特に制限はなく、例えば、非プロトン性極性溶剤または水溶性アルコール系溶剤等を用いることができる。中でも、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等の窒素原子を含む有機溶剤;γ-ブチロラクトン等を用いることが好ましい。また、上記有機溶媒は、1種類もしくは2種類以上の混合溶媒として用いることができる。 The above organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve polyimide; for example, aprotic polar solvents or water-soluble alcohol-based solvents can be used. Among these, it is preferable to use organic solvents containing nitrogen atoms, such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, or γ-butyrolactone. Furthermore, the above organic solvents can be used as one or a mixture of two or more solvents.
上記ポリイミドを含有する第1樹脂層の形成方法については、例えば特開2019-1989号公報、特開2019-182974号公報に記載の方法を参照することができる。 For a method of forming the first resin layer containing the above-mentioned polyimide, refer to, for example, the methods described in Japanese Patent Publication No. 2019-1989 and Japanese Patent Publication No. 2019-182974.
2.第2樹脂層
本開示における第2樹脂層は、ガラス基材の側面を被覆する層である。
2. Second resin layer The second resin layer in this disclosure is a layer that covers the side surface of the glass substrate.
なお、本明細書において、ガラス基材の「側面」とは、ガラス基材の対向する第1面および第2面以外の全ての面をいう。また、例えば、ガラス基材が面取り加工が施されたものである場合には、ガラス基材の側面は面取り部を有していてもよい。 In this specification, "side surface" of the glass substrate refers to all surfaces of the glass substrate other than the opposing first and second surfaces. Furthermore, for example, if the glass substrate has been chamfered, the side surface of the glass substrate may have a chamfered portion.
第2樹脂層は、透明性を有することが好ましい。具体的には、第2樹脂層の全光線透過率およびヘイズは、上記第1樹脂層の全光線透過率およびヘイズと同様とすることができる。 The second resin layer is preferably transparent. Specifically, the total light transmittance and haze of the second resin layer can be the same as those of the first resin layer.
第2樹脂層は、衝撃吸収性を有することが好ましい。具体的には、第2樹脂層の複合弾性率は、上記第1樹脂層の複合弾性率と同様とすることができる。 The second resin layer preferably has shock-absorbing properties. Specifically, the composite elastic modulus of the second resin layer can be the same as that of the first resin layer.
なお、第2樹脂層の複合弾性率の測定方法は、上記第1樹脂層の複合弾性率と同様とすることができる。 Furthermore, the method for measuring the composite elastic modulus of the second resin layer can be the same as that for the composite elastic modulus of the first resin layer.
ガラス基材の主面に平行な方向における第2樹脂層の厚さとしては、柔軟性および衝撃吸収性が得られる厚さであれば特に限定されるものではなく、例えば、4μm以上、2000μm以下であることが好ましく、5μm以上、1000μm以下であることがより好ましく、10μm以上、100μm以下であることがさらに好ましい。ガラス基材の主面に平行な方向における第2樹脂層の厚さが上記範囲内であることにより、ガラス積層体を曲げた際に、ガラス基材の割れを抑制することができ、耐屈曲性を向上させることができる。さらには、ガラス基材の端部における耐衝撃性を向上させることができる。 The thickness of the second resin layer in the direction parallel to the main surface of the glass substrate is not particularly limited as long as flexibility and shock absorption are obtained. For example, it is preferably 4 μm or more and 2000 μm or less, more preferably 5 μm or more and 1000 μm or less, and even more preferably 10 μm or more and 100 μm or less. By having the thickness of the second resin layer in the direction parallel to the main surface of the glass substrate within the above range, cracking of the glass substrate can be suppressed when the glass laminate is bent, and the bending resistance can be improved. Furthermore, the impact resistance at the edges of the glass substrate can be improved.
また、上記第2樹脂層の厚みとしては、上記第1樹脂層の厚さをT1とし、上記第2樹脂層の厚さをT2としたときに、0.01≦T1/T2≦5.0を満たすことが好ましく、0.1≦T1/T2≦4.0を満たすことがより好ましく、特に、0.5≦T1/T2≦3.5を満たすことが好ましい。
上記厚さの比率が上記範囲内であることにより、ガラス積層体を曲げた際に、ガラス基材の割れを抑制することができ、耐屈曲性を向上させることができる。さらには、ガラス基材の端部における耐衝撃性を向上させることができる。
Furthermore, the thickness of the second resin layer is preferably such that 0.01 ≤ T1/T2 ≤ 5.0 is satisfied when the thickness of the first resin layer is T1 and the thickness of the second resin layer is T2, more preferably 0.1 ≤ T1/T2 ≤ 4.0 is satisfied, and in particular preferably 0.5 ≤ T1/T2 ≤ 3.5 is satisfied.
By keeping the above thickness ratio within the specified range, cracking of the glass substrate can be suppressed when the glass laminate is bent, thereby improving its flexibility. Furthermore, impact resistance at the edges of the glass substrate can be improved.
ここで、「第2樹脂層の厚み」とは、ガラス基材の第3面(側面)において最も突出している部分、つまり本開示の積層体を上記第3面に垂直方向に切断した場合の断面において、ガラス基材の側面における先端部分から、ガラス基材自体とは反対側の方向で、かつ上記第1面と平行な方向における厚みをいう。また、ガラス基材の側面における先端部分からの第2樹脂層の厚さが不均一である場合には、ガラス基材の側面における先端部分からの第2樹脂層の厚さのうち、最小の厚さとする。 Here, "thickness of the second resin layer" refers to the thickness of the second resin layer from the leading edge of the glass substrate's side surface, in a direction opposite to the glass substrate itself and parallel to the first surface, when the laminate of this disclosure is cut perpendicular to the third surface. Furthermore, if the thickness of the second resin layer from the leading edge of the glass substrate's side surface is non-uniform, the minimum thickness of the second resin layer from the leading edge of the glass substrate's side surface shall be used.
ガラス基材の第2樹脂層の厚さは、ガラス基材の端部の形状等に応じて適宜決定される。例えば図2(a)に示すように、ガラス基材2の端部の断面形状が台形状である場合、上記第2樹脂層4の厚さT2は、ガラス基材2の側面における先端部分2Eからの第2樹脂層4の厚さのうち、最小の厚さである。 The thickness of the second resin layer on the glass substrate is determined appropriately according to the shape of the edges of the glass substrate. For example, as shown in Figure 2(a), if the cross-sectional shape of the edge of the glass substrate 2 is trapezoidal, the thickness T2 of the second resin layer 4 is the minimum thickness of the second resin layer 4 from the tip portion 2E on the side surface of the glass substrate 2.
また、例えば図2(b)に示すように、ガラス基材2の端部の断面形状が矩形状である場合、上記第2樹脂層4の厚さT2は、ガラス基材2の側面における先端部分2Eからの第2樹脂層4の厚さのうち、最小の厚さである。また、例えば図2(c)に示すように、ガラス基材2の端部の断面形状が三角形状である場合、上記第2樹脂層4の厚さT2は、ガラス基材2の側面における先端部分2Eからの第2樹脂層4の厚さである。 Furthermore, as shown in Figure 2(b), for example, when the cross-sectional shape of the end of the glass substrate 2 is rectangular, the thickness T2 of the second resin layer 4 is the minimum thickness of the second resin layer 4 from the tip portion 2E on the side surface of the glass substrate 2. Also, as shown in Figure 2(c), for example, when the cross-sectional shape of the end of the glass substrate 2 is triangular, the thickness T2 of the second resin layer 4 is the thickness of the second resin layer 4 from the tip portion 2E on the side surface of the glass substrate 2.
さらに、例えば図2(d)に示すように、ガラス基材2の端部の断面形状が半楕円形状である場合、上記第2樹脂層4の厚さT2は、ガラス基材2の側面における先端部分2Eからの第2樹脂層4の厚さである。また、例えば図3(a)に示すように、ガラス基材2の端部の断面形状が略矩形状である場合、上記第2樹脂層4の厚さT2は、ガラス基材2の側面における先端部分2Eからの第2樹脂層4の厚さのうち、最小の厚さである。 Furthermore, for example, as shown in Figure 2(d), if the cross-sectional shape of the end of the glass substrate 2 is semi-elliptical, the thickness T2 of the second resin layer 4 is the thickness of the second resin layer 4 from the tip portion 2E on the side surface of the glass substrate 2. Also, for example, as shown in Figure 3(a), if the cross-sectional shape of the end of the glass substrate 2 is substantially rectangular, the thickness T2 of the second resin layer 4 is the minimum thickness of the second resin layer 4 from the tip portion 2E on the side surface of the glass substrate 2.
さらにまた、例えば図3(b)に示すように、ガラス基材2の端部の断面形状が糸面取り形状である場合、上記第2樹脂層4の厚さT2は、ガラス基材2の側面における先端部分2Eからの第2樹脂層4の厚さのうち、最小の厚さである。また、例えば図3(c)に示すように、ガラス基材2の端部の断面形状が四分円形状である場合、上記第2樹脂層4の厚さT2は、ガラス基材2の側面における先端部分2Eからの第2樹脂層4の厚さである。また、例えば図3(d)に示すように、ガラス基材2の端部の断面形状が半円形状である場合、上記第2樹脂層4の厚さT2は、ガラス基材2の側面における先端部分2Eからの第2樹脂層4の厚さである。 Furthermore, as shown in Figure 3(b), for example, if the cross-sectional shape of the end of the glass substrate 2 is chamfered, the thickness T2 of the second resin layer 4 is the minimum thickness of the second resin layer 4 from the tip portion 2E on the side surface of the glass substrate 2. Also, as shown in Figure 3(c), for example, if the cross-sectional shape of the end of the glass substrate 2 is a quadrant, the thickness T2 of the second resin layer 4 is the thickness of the second resin layer 4 from the tip portion 2E on the side surface of the glass substrate 2. Also, as shown in Figure 3(d), for example, if the cross-sectional shape of the end of the glass substrate 2 is a semicircular shape, the thickness T2 of the second resin layer 4 is the thickness of the second resin layer 4 from the tip portion 2E on the side surface of the glass substrate 2.
また、第2樹脂層によるガラス基材の側面の被覆の程度としては、ガラス基材の側面を第2樹脂層で被覆することによってガラス基材の側面の強度を高めることが可能であれば特に限定されない。例えば、ガラス基材の側面の全面が第2樹脂層で被覆されていてもよく、ガラス基材の側面の一部が第2樹脂層で被覆されていてもよい。より具体的には、ガラス基材の端辺に存在する側面全部が第2樹脂層で被覆されていてもよく、ガラス基材の端辺に存在する側面の一部が第2樹脂層で被覆されていてもよい。また、側面のガラス基材の厚さ方向の全部が第2樹脂層で被覆されていてもよく、側面のガラス基材の厚さ方向の一部が第2樹脂層で被覆されていてもよい。 Furthermore, the degree to which the second resin layer covers the sides of the glass substrate is not particularly limited, as long as it is possible to increase the strength of the sides of the glass substrate by covering them with the second resin layer. For example, the entire surface of the side of the glass substrate may be covered with the second resin layer, or only a portion of the side may be covered with the second resin layer. More specifically, the entire surface present on the edge of the glass substrate may be covered with the second resin layer, or only a portion of the surface present on the edge of the glass substrate may be covered with the second resin layer. Also, the entire thickness of the glass substrate on the side may be covered with the second resin layer, or only a portion of the thickness of the glass substrate on the side may be covered with the second resin layer.
ガラス基材の厚さ方向における、第2樹脂層によるガラス基材の側面の被覆の程度としては、具体的には、ガラス基材の厚さT3に対する、ガラス基材の厚さ方向における第2樹脂層の厚さT4の比率(T4/T3)が、例えば、0.5以上であることが好ましく、1.0以上であってもよく、1.5以上であってもよい。上記の比率(T4/T3)が上記範囲であることにより、ガラス積層体を曲げた際に、ガラス基材の割れを抑制することができ、耐屈曲性を向上させることができる。さらには、ガラス基材の端部における耐衝撃性を向上させることができる。なお、上記の比率(T4/T3)の上限値は特に限定されず、例えば、3.0以下であってもよい。例えば、図4(a)においては上記の比率(T4/T3)は1よりも大きくなり、図4(b)においては上記の比率(T4/T3)は1よりも小さくなる。 Regarding the degree of coverage of the side surfaces of the glass substrate by the second resin layer in the thickness direction of the glass substrate, specifically, the ratio of the thickness T4 of the second resin layer in the thickness direction of the glass substrate to the thickness T3 of the glass substrate (T4/T3) is preferably 0.5 or more, but may also be 1.0 or more, or 1.5 or more. By having the above ratio (T4/T3) within this range, cracking of the glass substrate can be suppressed when the glass laminate is bent, thereby improving its bending resistance. Furthermore, impact resistance at the edges of the glass substrate can be improved. Note that the upper limit of the above ratio (T4/T3) is not particularly limited and may be, for example, 3.0 or less. For example, in Figure 4(a), the above ratio (T4/T3) is greater than 1, and in Figure 4(b), the above ratio (T4/T3) is less than 1.
なお、ガラス基材の厚さ方向とは、ガラス基材の主面(第1面)と垂直な方向をいう。また、ガラス基材の厚さ方向における第2樹脂層の厚さとは、ガラス基材の厚さ方向に沿った、ガラス基材の主面(第1面)から主面と対抗する面(第2面)方向の第2樹脂層の厚さをいう。例えば、図2(a)~(d)、図3(a)~(d)、および図4(a)~(c)において、ガラス基材の厚さ方向における第2樹脂層の厚さT4は、ガラス基材2の厚さ方向に沿った、ガラス基材2の主面2Pからの第2樹脂層4の厚さである。 The thickness direction of the glass substrate refers to the direction perpendicular to the main surface (first surface) of the glass substrate. Furthermore, the thickness of the second resin layer in the thickness direction of the glass substrate refers to the thickness of the second resin layer in the direction from the main surface (first surface) to the surface opposite the main surface (second surface), along the thickness direction of the glass substrate. For example, in Figures 2(a)-(d), 3(a)-(d), and 4(a)-(c), the thickness T4 of the second resin layer in the thickness direction of the glass substrate is the thickness of the second resin layer 4 from the main surface 2P of the glass substrate 2, along the thickness direction of the glass substrate 2.
ここで、ガラス基材の形状は、通常、直方体状であり、六面体である。また、例えばガラス基材が面取り加工が施されたものである場合においても、ガラス基材の形状は、通常、直方体状であり、概ね六面体であるとみなすことができる。この場合、ガラス基材は、対向する第1面および第2面と、4つの第3面(側面)とを有する。このような場合、第2樹脂層によるガラス基材の第3面の被覆の程度としては、ガラス基材の4つの第3面のうち、少なくとも1つの第3面が第2樹脂層で被覆されていればよい。すなわち、この場合、ガラス基材の4つの第3面のうち、1つの第3面が第2樹脂層で被覆されていてもよく、2つの第3面が第2樹脂層で被覆されていてもよく、3つの第3面が第2樹脂層で被覆されていてもよく、4つの第3面が第2樹脂層で被覆されていてもよい。 Here, the shape of the glass substrate is typically a rectangular parallelepiped, or a hexahedron. Even when the glass substrate has been chamfered, for example, its shape can still be considered typically a rectangular parallelepiped, or roughly a hexahedron. In this case, the glass substrate has opposing first and second faces and four third faces (sides). In such a case, the degree of coverage of the third faces of the glass substrate by the second resin layer is sufficient if at least one of the four third faces of the glass substrate is covered by the second resin layer. That is, in this case, one of the four third faces of the glass substrate may be covered by the second resin layer, two may be covered, three may be covered, or all four may be covered.
中でも、ガラス基材の4つの第3面のうち、対向する2つの第3面が第2樹脂層で被覆されていることが好ましく、ガラス基材の4つの第3面のうち、ガラス積層体の屈曲方向に対して略平行な2つの側面が第2樹脂層で被覆されていることが好ましい。例えば図5(a)、(b)に示すように、ガラス積層体1を屈曲させる場合、ガラス積層体1の屈曲部1Fにおいてガラス基材に割れが生じやすい。そのため、ガラス基材の4つの第3面のうち、ガラス積層体1の屈曲方向D1に対して略平行な2つの第3面が第2樹脂層で被覆されていれば、ガラス積層体を屈曲させた際に屈曲部に割れが生じるのを抑制し、耐屈曲性を向上させることができる。 In particular, it is preferable that two opposing third surfaces of the four third surfaces of the glass substrate are covered with the second resin layer, and that two sides of the four third surfaces of the glass substrate that are substantially parallel to the bending direction of the glass laminate are covered with the second resin layer. For example, as shown in Figures 5(a) and (b), when the glass laminate 1 is bent, cracks are likely to occur in the glass substrate at the bent portion 1F of the glass laminate 1. Therefore, if two of the four third surfaces of the glass substrate that are substantially parallel to the bending direction D1 of the glass laminate 1 are covered with the second resin layer, it is possible to suppress cracking at the bent portion when the glass laminate is bent and improve its bending resistance.
特に、ガラス基材の4つの第3面のすべてが第2樹脂層で被覆されていることが好ましい。ガラス積層体を曲げた際に、ガラス基材の割れを抑制することができ、耐屈曲性を向上させることができる。さらには、ガラス基材の端部における耐衝撃性を向上させることができる。 In particular, it is preferable that all four third surfaces of the glass substrate are covered with the second resin layer. This suppresses cracking of the glass substrate when the glass laminate is bent, improving its flexibility. Furthermore, it improves the impact resistance at the edges of the glass substrate.
よって、上述したように、上記第2樹脂層の厚さT2に対する、上記第1樹脂層の厚さT1の比率(T1/T2)が所定の範囲内である場合において、ガラス基材が直方体状である場合には、ガラス基材の4つの第3面のうち、少なくとも1つの第3面において、上記の比率(T1/T2)が上記範囲内であることが好ましい。中でも、ガラス基材の4つの第3面のうち、対向する2つの第3面において上記の比率(T1/T2)が上記範囲内であることが好ましく、ガラス基材の4つの第3面のすべてにおいて、上記の比率(T1/T2)が上記範囲内であることがより好ましい。 Therefore, as described above, when the ratio of the thickness T1 of the first resin layer to the thickness T2 of the second resin layer (T1/T2) is within a predetermined range, and the glass substrate is in the shape of a rectangular parallelepiped, it is preferable that the above ratio (T1/T2) is within the above range on at least one of the four third surfaces of the glass substrate. In particular, it is preferable that the above ratio (T1/T2) is within the above range on two opposing third surfaces of the four third surfaces of the glass substrate, and more preferably that the above ratio (T1/T2) is within the above range on all four third surfaces of the glass substrate.
また、上述したように、ガラス基材の厚さT3に対する、ガラス基材の厚さ方向における第2樹脂層の厚さT4の比率(T4/T3)が所定の範囲内である場合において、ガラス基材が直方体状である場合には、ガラス基材の4つの第3面のうち、少なくとも1つの第3面において、上記の比率(T4/T3)が上記範囲内であることが好ましい。中でも、ガラス基材の4つの第3面のうち、対向する2つの第3面において上記の比率(T4/T3)が上記範囲内であることが好ましく、ガラス基材の4つの第3面のすべてにおいて、上記の比率(T4/T3)が上記範囲内であることが好ましい。 Furthermore, as described above, when the ratio of the thickness T4 of the second resin layer in the thickness direction of the glass substrate to the thickness T3 of the glass substrate (T4/T3) is within a predetermined range, and the glass substrate is in the shape of a rectangular parallelepiped, it is preferable that the above ratio (T4/T3) is within the above range on at least one of the four third surfaces of the glass substrate. In particular, it is preferable that the above ratio (T4/T3) is within the above range on two opposing third surfaces of the four third surfaces of the glass substrate, and it is preferable that the above ratio (T4/T3) is within the above range on all four third surfaces of the glass substrate.
また、上記第2樹脂層によるガラス基材の側面の被覆の程度について、具体的には、ガラス基材が直方体状である場合において、ガラス基材を平面視したときの4辺の合計長さを100%としたとき、ガラス基材の4辺において、上記の比率(T1/T2)が上記範囲内となる割合が、例えば、2%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。上述したように、例えば図5(a)、(b)に示すように、ガラス積層体1を屈曲させる場合、ガラス積層体1の屈曲部1Fにおいてガラス基材に割れが生じやすい。そのため、ガラス基材の4つの側面のうち、ガラス積層体1の屈曲方向D1に対して略平行な2つの側面における屈曲部1Fにおいて、上記の比率(T1/T2)が上記範囲内であれば、ガラス積層体を曲げた際に、ガラス基材の割れを抑制することができる。よって、上記の割合が2%であっても、耐屈曲性の向上が期待できる。 Furthermore, regarding the degree of coverage of the glass substrate's sides by the second resin layer, specifically, when the glass substrate is rectangular, and the sum of the lengths of the four sides when viewed from above is taken as 100%, the percentage of the four sides of the glass substrate where the above ratio (T1/T2) falls within the above range is preferably 2% or more, more preferably 50% or more, and even more preferably 90% or more. As described above, for example, as shown in Figures 5(a) and (b), when the glass laminate 1 is bent, cracks are likely to occur in the glass substrate at the bent portion 1F of the glass laminate 1. Therefore, if the above ratio (T1/T2) is within the above range at the bent portion 1F on two of the four sides of the glass substrate that are substantially parallel to the bending direction D1 of the glass laminate 1, cracks in the glass substrate can be suppressed when the glass laminate is bent. Thus, even if the above percentage is 2%, an improvement in bending resistance can be expected.
さらに、上記第2樹脂層によるガラス基材の側面の被覆の程度について、具体的には、ガラス基材が直方体状である場合において、ガラス基材を平面視したときの4辺の合計長さを100%としたとき、ガラス基材の4辺において、上記の比率(T4/T3)が上記範囲内となる割合が、例えば、2%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。上述した理由から、上記の割合が2%であっても、耐屈曲性の向上が期待できる。 Furthermore, regarding the degree of coverage of the glass substrate's sides by the second resin layer, specifically, when the glass substrate is rectangular, and the sum of the lengths of the four sides when viewed from above is taken as 100%, the percentage of the four sides of the glass substrate where the above ratio (T4/T3) falls within the above range is preferably 2% or more, more preferably 50% or more, and even more preferably 90% or more. For the reasons stated above, even if the above percentage is 2%, an improvement in bending resistance can be expected.
なお、上記第1面と平行方向における第2樹脂層の厚さ、およびガラス基材の厚さ方向における第2樹脂層の厚さは、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)又は走査透過型電子顕微鏡(STEM)により観察されるガラス積層体の厚さ方向の断面から測定することができる。 Furthermore, the thickness of the second resin layer in the direction parallel to the first surface, and the thickness of the second resin layer in the thickness direction of the glass substrate, can be measured from a cross-section of the glass laminate in the thickness direction observed using a transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscope (SEM), or scanning transmission electron microscope (STEM).
第2樹脂層は、ガラス基材の側面を被覆していれば特に限定されるものではないが、中でも、ガラス基材の主面(第1面)側に配置された他の層と同一材料を含有し、一体であることが好ましい。第2樹脂層が、ガラス基材の主面側に配置された他の層と同一材料を含有し、一体である場合には、第2樹脂層と他の層との間に界面がないため、ガラス基材の端部における強度を高めることができる。また、第2樹脂層および他の層を同時に形成することができるので、工程数を減らし、製造効率を高めることができる。 The second resin layer is not particularly limited as long as it covers the side surface of the glass substrate, but it is preferable that it contains the same material as the other layers located on the main surface (first surface) side of the glass substrate and is integrated with them. When the second resin layer contains the same material as the other layers located on the main surface side of the glass substrate and is integrated with them, there is no interface between the second resin layer and the other layers, thus increasing the strength at the edges of the glass substrate. Furthermore, since the second resin layer and the other layers can be formed simultaneously, the number of processes can be reduced, and manufacturing efficiency can be increased.
本開示において、二つの層が「同一材料を含有する」、もしくは「同一の材料を含有する」とは、上記二つの層を分析機器により分析した際に、分析機器の誤差を考慮したうえで、同一の結果となることを示すものである。 In this disclosure, when two layers are described as "containing the same material," it means that when the two layers are analyzed using an analytical instrument, the results are identical, taking into account the errors of the analytical instrument.
なお、第2樹脂層が他の層と一体であるとは、第2樹脂層および他の層が、同一材料を含有し、一つの層として連続して形成されていることをいう。 Furthermore, the statement that the second resin layer is integrated with the other layers means that the second resin layer and the other layers contain the same material and are formed continuously as a single layer.
第2樹脂層が他の層と同一材料を含有し、一体である場合、他の層としては、ガラス基材の主面側に配置される層であればよく、例えば、第1樹脂層、後述の機能層、後述の第3樹脂層等が挙げられる。例えば図1に示すように、第2樹脂層4は、第1樹脂層3と同一材料を含有し、一体であってもよい。また、例えば図6に示すように、第1樹脂層3のガラス基材2とは反対の面側にハードコート層5等の機能層が配置されている場合、第2樹脂層4は、ハードコート層5等の機能層と同一材料を含有し、一体であってもよい。また、例えば図7に示すように、ガラス基材2の第1樹脂層3とは反対の面側に第3樹脂層6が配置されている場合、第2樹脂層4は、第3樹脂層6と同一材料を含有し、一体であってもよい。 When the second resin layer contains the same material as the other layers and is integrated, the other layers can be any layer located on the main surface side of the glass substrate, such as the first resin layer, the functional layer described later, or the third resin layer described later. For example, as shown in Figure 1, the second resin layer 4 may contain the same material as the first resin layer 3 and be integrated. Also, as shown in Figure 6, for example, when a functional layer such as a hard coat layer 5 is located on the side of the first resin layer 3 opposite to the glass substrate 2, the second resin layer 4 may contain the same material as the functional layer such as the hard coat layer 5 and be integrated. Furthermore, as shown in Figure 7, for example, when the third resin layer 6 is located on the side of the glass substrate 2 opposite to the first resin layer 3, the second resin layer 4 may contain the same material as the third resin layer 6 and be integrated.
なお、図7に示すように、第1樹脂層と第2樹脂層とが異なる材料で形成され、第1樹脂層と第2樹脂層との間に境界がある場合における上記第1樹脂層は、上記第2樹脂層との境界まで存在するものとなる。 Furthermore, as shown in Figure 7, when the first resin layer and the second resin layer are formed from different materials, and there is a boundary between the first and second resin layers, the first resin layer extends to the boundary with the second resin layer.
第2樹脂層の材料としては、上記第1樹脂層に用いられる材料と同様とすることができる。また、第2樹脂層の材料として、後述の機能層に用いられる材料を使用することもできる。 The material for the second resin layer can be the same as the material used for the first resin layer. Alternatively, the material used for the functional layer described later can also be used for the second resin layer.
第2樹脂層は、第1樹脂層と一体である場合には、第1樹脂層と同一の材料を含有する。また、第2樹脂層は、第3樹脂層と一体である場合には、第3樹脂層と同一の材料を含有する。また、第2樹脂層は、機能層と一体である場合には、機能層と同一の材料を含有する。 If the second resin layer is integrated with the first resin layer, it contains the same material as the first resin layer. Similarly, if the second resin layer is integrated with the third resin layer, it contains the same material as the third resin layer. Furthermore, if the second resin layer is integrated with the functional layer, it contains the same material as the functional layer.
第2樹脂層の形成方法としては、第2樹脂層の形態等に応じて適宜選択される。 The method for forming the second resin layer is appropriately selected depending on the morphology of the second resin layer, etc.
例えば、第2樹脂層が第1樹脂層と同一材料を含有し、一体である場合、第1樹脂層の形成と同時に第2樹脂層を形成する。第1樹脂層および第2樹脂層の形成方法としては、例えば、ガラス基材の主面および側面に樹脂組成物を塗布する方法が挙げられる。塗布方法としては、上記第1樹脂層の形成方法と同様とすることができる。また、第2樹脂層が第1樹脂層と同一材料を含有し、一体である場合、第1樹脂層および第2樹脂層の形成方法として、ガラス基材の主面および側面に第1樹脂層を転写する転写法や、ガラス基材の主面および側面に接着層を介してフィルム状の樹脂層を貼り合わせる方法を用いることもできる。また、第2樹脂層が後述の第3樹脂層と同一材料を含有し、一体である場合には、上記の第2樹脂層が第1樹脂層と同一材料を含有し、一体である場合と同様とすることができる。また、第2樹脂層が後述の機能層と同一材料を含有し、一体である場合には、機能層の形成と同時に第2樹脂層を形成する。機能層および第2樹脂層の形成方法としては、後述の機能層の形成方法と同様とすることができる。 For example, if the second resin layer contains the same material as the first resin layer and is integrated with it, the second resin layer is formed simultaneously with the first resin layer. A method for forming the first and second resin layers is, for example, to apply the resin composition to the main surface and side surfaces of the glass substrate. The application method can be the same as the method for forming the first resin layer described above. Furthermore, if the second resin layer contains the same material as the first resin layer and is integrated with it, a transfer method for transferring the first resin layer to the main surface and side surfaces of the glass substrate, or a method for bonding a film-like resin layer to the main surface and side surfaces of the glass substrate via an adhesive layer, can also be used as a method for forming the first and second resin layers. Also, if the second resin layer contains the same material as the third resin layer described later and is integrated with it, the method can be the same as the case where the second resin layer contains the same material as the first resin layer and is integrated with it. Furthermore, if the second resin layer contains the same material as the functional layer described later and is integrated with it, the second resin layer is formed simultaneously with the functional layer. The method for forming the functional layer and the second resin layer can be the same as the method for forming the functional layer described later.
3.ガラス基材
本開示におけるガラス基材は、厚さが100μm以下であり、上記第1樹脂層を支持する部材である。
3. Glass Substrate The glass substrate in this disclosure has a thickness of 100 μm or less and is a member that supports the first resin layer.
ガラス基材を構成するガラスとしては、特に限定されないが、中でも、化学強化ガラスであることが好ましい。化学強化ガラスは機械的強度に優れており、その分薄くできる点で好ましい。化学強化ガラスは、典型的には、ガラスの表面近傍について、ナトリウムをカリウムに代える等、イオン種を一部交換することで、化学的な方法によって機械的物性を強化したガラスであり、表面に圧縮応力層を有する。特に、表面圧縮応力値(CS)が450MPa以上である化学強化ガラスが好ましい。
なお、通常、化学強化ガラスの表面圧縮応力値(CS)の上限値は、850MPa以下である。
The glass constituting the glass substrate is not particularly limited, but chemically strengthened glass is preferred. Chemically strengthened glass is preferable because it has excellent mechanical strength and can be made thinner. Chemically strengthened glass is typically glass whose mechanical properties have been strengthened by a chemical method, such as by partially exchanging ionic species near the surface of the glass, such as replacing sodium with potassium, and has a compressive stress layer on its surface. Chemically strengthened glass with a surface compressive stress value (CS) of 450 MPa or more is particularly preferred.
Typically, the upper limit for the surface compressive stress (CS) of chemically strengthened glass is 850 MPa or less.
ここで、化学強化ガラスの表面圧縮応力値(CS)は、例えば、屈折計法により測定することができる。具体的には、ルケオ社製の屈折計型ガラス表面応力計 FSM-6000LEを用いて測定することがきる。 Here, the surface compressive stress (CS) of chemically strengthened glass can be measured, for example, by the refractometer method. Specifically, it can be measured using the Lukeo FSM-6000LE refractometer-type glass surface stress meter.
化学強化ガラス基材を構成するガラスとしては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス、アルカリバリウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等が挙げられる。 Examples of glass materials that make up chemically strengthened glass substrates include aluminosilicate glass, soda-lime glass, borosilicate glass, lead glass, alkali barium glass, and aluminoborsilicate glass.
化学強化ガラス基材の市販品としては、例えば、コーニング社のGorilla Glass(ゴリラガラス)や、AGC社のDragontrail(ドラゴントレイル)等が挙げられる。また、化学強化ガラス基材としては、例えば特開2019-194143号公報に記載のものを用いることもできる。 Examples of commercially available chemically strengthened glass substrates include Corning's Gorilla Glass and AGC's Dragontrail. Alternatively, the chemically strengthened glass substrate described in Japanese Patent Publication No. 2019-194143 can also be used.
ガラス基材の厚さは、100μm以下であり、好ましくは15μm以上、100μm以下、より好ましくは20μm以上、90μm以下、さらに好ましくは25μm以上、80μm以下とすることができる。ガラス基材の厚さが上記範囲であるように薄いことにより、良好な柔軟性を得ることができるともに、十分な硬度を得ることができる。また、ガラス積層体のカールを抑制することもできる。さらに、ガラス積層体の軽量化の面で好ましい。 The thickness of the glass substrate is 100 μm or less, preferably 15 μm or more and 100 μm or less, more preferably 20 μm or more and 90 μm or less, and even more preferably 25 μm or more and 80 μm or less. By making the glass substrate thin within the above range, good flexibility and sufficient hardness can be obtained. Furthermore, curling of the glass laminate can be suppressed. Moreover, it is preferable in terms of reducing the weight of the glass laminate.
ガラス基材の端部の形状としては、特に限定されるものではない。ガラス基材の端部の断面形状としては、例えば、図2(a)に示すような台形状、図2(b)に示すような矩形状、図2(c)に示すような三角形状、図2(d)に示すような半楕円形状、図3(a)に示すような略矩形状、図3(b)に示すような糸面取り形状、図3(c)に示すような四分円形状、図3(d)に示すような半円形状等、任意の形状とすることができる。 The shape of the end of the glass substrate is not particularly limited. The cross-sectional shape of the end of the glass substrate can be any shape, such as a trapezoid as shown in Figure 2(a), a rectangle as shown in Figure 2(b), a triangle as shown in Figure 2(c), a semi-ellipse as shown in Figure 2(d), a roughly rectangular shape as shown in Figure 3(a), a chamfered shape as shown in Figure 3(b), a quarter-circle shape as shown in Figure 3(c), a semi-circular shape as shown in Figure 3(d), etc.
中でも、ガラス基材の端部の断面形状は、ガラス基材の端部の角部が面取りされた形状であることが好ましい。角部が面取りされた形状において、面取りの種類としては、例えば、角面、丸面、甲丸面、カマボコ面等が挙げられる。具体的には、図2(a)、(c)、(d)、図3(a)~(d)に示すような形状が挙げられる。ガラス基材の端部の断面形状が、角部が面取りされた形状である場合、ガラス基材の側面に樹脂組成物を塗布しやすく、第2樹脂層を容易に形成することができる。また、この場合、ガラス基材の耐屈曲性を高めることができる。 In particular, the cross-sectional shape of the edge of the glass substrate is preferably such that the corners of the edge of the glass substrate are chamfered. Examples of chamfered corners include, for example, a square face, a rounded face, a semi-circular face, etc. Specifically, shapes like those shown in Figures 2(a), (c), (d) and Figures 3(a) to (d) are examples. When the cross-sectional shape of the edge of the glass substrate has chamfered corners, the resin composition can be easily applied to the side surface of the glass substrate, and the second resin layer can be easily formed. Furthermore, in this case, the flexibility of the glass substrate can be improved.
特に、ガラス基材の端部の断面形状は、ガラス基材の端部の角部が丸みを帯びた形状を有する形状である、つまり角部がR形状を有する形状であることが好ましい。角部がR形状を有する形状としては、例えば、図2(d)、図3(a)、(c)、(d)に示すような形状が挙げられる。ガラス基材の端部の断面形状が、角部がR形状を有する形状である場合、ガラス基材の側面に樹脂組成物をより塗布しやすく、第2樹脂層を容易に形成することができる。また、この場合、ガラス基材の耐屈曲性をさらに高めることができる。 In particular, the cross-sectional shape of the edge of the glass substrate is preferably such that the corners of the edge of the glass substrate are rounded, that is, the corners have an R-shape. Examples of shapes with R-shaped corners include those shown in Figures 2(d), 3(a), (c), and (d). When the cross-sectional shape of the edge of the glass substrate has R-shaped corners, the resin composition can be more easily applied to the side surface of the glass substrate, and the second resin layer can be easily formed. Furthermore, in this case, the flexibility of the glass substrate can be further improved.
4.機能層
本開示におけるガラス積層体は、上記第1樹脂層の上記ガラス基材とは反対の面側、すなわち第2面側に機能層をさらに有することができる。機能層としては、例えば、ハードコート層、保護層、反射防止層、防眩層等が挙げられる。
4. Functional Layer The glass laminate in this disclosure may further have a functional layer on the side of the first resin layer opposite to the glass substrate, i.e., on the second side. Examples of functional layers include a hard coat layer, a protective layer, an anti-reflective layer, an anti-glare layer, and the like.
また、機能層は、単層であってもよく、複数の層を有していてもよい。また、機能層は、単一の機能を有する層であってもよく、互いに異なる機能を有する複数の層を有していてもよい。例えば、本開示におけるガラス積層体は、機能層として、上記第1樹脂層側から順に、ハードコート層および保護層を有していてもよい。 Furthermore, the functional layer may be a single layer or may consist of multiple layers. Also, the functional layer may be a layer having a single function or may consist of multiple layers having different functions. For example, the glass laminate in this disclosure may have a hard coat layer and a protective layer as functional layers, in that order from the first resin layer side.
(1)ハードコート層
本開示におけるガラス積層体は、例えば図8に示すように、第1樹脂層3のガラス基材2とは反対の面側にハードコート層5をさらに有することができる。ハードコート層は、表面硬度を高めるための部材である。ハードコート層が配置されていることにより、耐傷性を向上させることができる。
(1) Hard Coat Layer The glass laminate in this disclosure may further have a hard coat layer 5 on the side of the first resin layer 3 opposite to the glass substrate 2, as shown in Figure 8, for example. The hard coat layer is a component for increasing surface hardness. The presence of the hard coat layer improves scratch resistance.
(a)ハードコート層の特性
ここで、「ハードコート層」とは、表面硬度を高めるための部材であり、具体的には、本開示におけるガラス積層体がハードコート層を有する構成において、JIS K 5600-5-4(1999)で規定される鉛筆硬度試験を行った場合に、「H」以上の硬度を示すものをいう。
(a) Characteristics of the hard coat layer Here, the "hard coat layer" is a component for increasing surface hardness, and specifically refers to a hard coat layer that exhibits a hardness of "H" or higher when a pencil hardness test is performed according to JIS K 5600-5-4 (1999) in a configuration in which the glass laminate in this disclosure has a hard coat layer.
本開示におけるガラス積層体が、上記第1樹脂層のガラス基材とは反対の面側にハードコート層を有する場合、ガラス積層体のハードコート層側の表面の鉛筆硬度は、H以上であることが好ましく、2H以上であることがより好ましく、3H以上であることがさらに好ましい。 In the case where the glass laminate in this disclosure has a hard coat layer on the side of the first resin layer opposite to the glass substrate, the pencil hardness of the hard coat layer side of the glass laminate is preferably H or higher, more preferably 2H or higher, and even more preferably 3H or higher.
ここで、鉛筆硬度は、JIS K5600-5-4(1999)で規定される鉛筆硬度試験で測定される。具体的には、JIS-S-6006が規定する試験用鉛筆を用いて、JIS K5600-5-4(1999)に規定する鉛筆硬度試験をガラス積層体のハードコート層側の表面に行い、傷が付かない最も高い鉛筆硬度を評価することにより行うことができる。測定条件としては、角度45°、荷重750g、速度0.5mm/秒以上1mm/秒以下、温度23±2℃とすることができる。鉛筆硬度試験機としては、例えば、東洋精機(株)製 鉛筆引っかき塗膜硬さ試験機を用いることができる。 Here, pencil hardness is measured using the pencil hardness test specified in JIS K5600-5-4 (1999). Specifically, using a test pencil specified in JIS-S-6006, the pencil hardness test specified in JIS K5600-5-4 (1999) is performed on the hard coat layer side of the glass laminate, and the highest pencil hardness without scratching is evaluated. Measurement conditions can be set to an angle of 45°, a load of 750g, a speed of 0.5 mm/sec to 1 mm/sec, and a temperature of 23±2°C. As a pencil hardness tester, for example, a pencil scratch coating hardness tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. can be used.
(b)ハードコート層の構成
ハードコート層は、単層であってもよく、2層以上の多層構造を有していてもよい。ハードコート層が多層構造を有する場合、表面硬度を向上し、かつ、耐屈曲性および弾性率のバランスを良好にするために、ハードコート層は、鉛筆硬度を充足させるための層と、動的屈曲試験を充足させるための層(耐擦傷性を充足させるための層)とを有することが好ましい。
(b) Structure of the hard coat layer The hard coat layer may be a single layer or may have a multilayer structure of two or more layers. When the hard coat layer has a multilayer structure, in order to improve surface hardness and to have a good balance between flexural resistance and elastic modulus, it is preferable that the hard coat layer has a layer to satisfy the pencil hardness and a layer to satisfy the dynamic flexural test (a layer to satisfy the scratch resistance).
(c)ハードコート層の材料
ハードコート層の材料としては、例えば、有機材料、無機材料、有機無機複合材料等を用いることができる。
(c) Material of the hard coat layer For example, organic materials, inorganic materials, organic-inorganic composite materials, etc. can be used as the material for the hard coat layer.
中でも、ハードコート層の材料は有機材料であることが好ましい。具体的には、ハードコート層は、重合性化合物を含む樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましい。重合性化合物を含む樹脂組成物の硬化物は、重合性化合物を、必要に応じて重合開始剤を用い、公知の方法で重合反応させることにより得ることができる。 In particular, the hard coat layer is preferably made of an organic material. Specifically, the hard coat layer is preferably made of a cured resin composition containing a polymerizable compound. A cured resin composition containing a polymerizable compound can be obtained by polymerizing the polymerizable compound using a known method, with a polymerization initiator used as needed.
(i)重合性化合物
重合性化合物は、分子内に重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。重合性化合物としては、例えば、ラジカル重合性化合物およびカチオン重合性化合物の少なくとも1種を用いることができる。
(i) Polymerizable compounds A polymerizable compound has at least one polymerizable functional group in its molecule. Examples of polymerizable compounds include at least one radical polymerizable compound and a cationic polymerizable compound.
ラジカル重合性化合物とは、ラジカル重合性基を有する化合物である。ラジカル重合性化合物が有するラジカル重合性基としては、ラジカル重合反応を生じ得る官能基であればよく、特に限定されないが、例えば、炭素-炭素不飽和二重結合を含む基などが挙げられ、具体的には、ビニル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。なお、ラジカル重合性化合物が2個以上のラジカル重合性基を有する場合、これらのラジカル重合性基はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。 A radical polymerizable compound is a compound that possesses a radical polymerizable group. The radical polymerizable group in a radical polymerizable compound can be any functional group capable of undergoing a radical polymerization reaction; it is not particularly limited, but examples include groups containing a carbon-carbon unsaturated double bond, specifically vinyl groups and (meth)acryloyl groups. Furthermore, if a radical polymerizable compound has two or more radical polymerizable groups, these radical polymerizable groups may be identical or different.
ラジカル重合性化合物が1分子中に有するラジカル重合性基の数は、ハードコート層の硬度が向上する点から、2つ以上であることが好ましく、さらに3つ以上であることが好ましい。 The number of radical polymerizable groups in a single molecule of a radical polymerizable compound is preferably two or more, and more preferably three or more, from the viewpoint of improving the hardness of the hard coat layer.
ラジカル重合性化合物としては、反応性の高さの点から、中でも(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、ポリフルオロアルキル(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレート等と称される分子内に数個の(メタ)アクリロイル基を有する分子量が数百から数千の多官能(メタ)アクリレートモノマー及びオリゴマーを好ましく使用でき、またアクリレートポリマーの側鎖に(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリレートポリマーも好ましく使用できる。中でも、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートモノマーを好ましく使用できる。ハードコート層が、多官能(メタ)アクリレートモノマーの硬化物を含むことにより、ハードコート層の硬度を向上させ、さらに密着性を向上させることができる。また、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートオリゴマー又はポリマーも好ましく使用できる。ハードコート層が、多官能(メタ)アクリレートオリゴマー又はポリマーの硬化物を含むことにより、ハードコート層の硬度及び耐屈曲性を向上させ、さらに、密着性を向上させることができる。 As radical polymerizable compounds, compounds having (meth)acryloyl groups are preferred due to their high reactivity. For example, polyfunctional (meth)acrylate monomers and oligomers with molecular weights of several hundred to several thousand, having several (meth)acryloyl groups in the molecule, such as urethane (meth)acrylate, polyester (meth)acrylate, epoxy (meth)acrylate, melamine (meth)acrylate, polyfluoroalkyl (meth)acrylate, and silicone (meth)acrylate, can be preferably used. Polyfunctional (meth)acrylate polymers having two or more (meth)acryloyl groups in the side chain of the acrylate polymer can also be preferably used. In particular, polyfunctional (meth)acrylate monomers having two or more (meth)acryloyl groups in one molecule can be preferably used. By including cured products of polyfunctional (meth)acrylate monomers in the hard coat layer, the hardness of the hard coat layer can be improved, and the adhesion can be further improved. Furthermore, polyfunctional (meth)acrylate oligomers or polymers having two or more (meth)acryloyl groups in a single molecule can also be preferably used. By including a cured product of the polyfunctional (meth)acrylate oligomer or polymer in the hard coat layer, the hardness and flexibility of the hard coat layer can be improved, and its adhesion can be further enhanced.
なお、本明細書において、(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル及びメタクリロイルの各々を表し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの各々を表す。 In this specification, (meth)acryloyl refers to acryloyl and methacryloyl respectively, and (meth)acrylate refers to acrylate and methacrylate respectively.
多官能(メタ)アクリレートモノマーの具体例については、例えば特開2019-132930号公報に記載のものを挙げることができる。中でも、反応性が高く、ハードコート層の硬度が向上する点、及び密着性の点から、1分子中に3個以上6個以下の(メタ)アクリロイル基を有するものが好ましく、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETTA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート等を好ましく用いることができ、特に、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、並びにこれらをPO、EO、又はカプロラクトン変性したものから選ばれる少なくとも1種が好ましい。 Specific examples of polyfunctional (meth)acrylate monomers can be found, for example, in Japanese Patent Publication No. 2019-132930. In particular, those having 3 to 6 (meth)acryloyl groups per molecule are preferred due to their high reactivity, improved hardness of the hard coat layer, and adhesion. For example, pentaerythritol triacrylate (PETA), dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), pentaerythritol tetraacrylate (PETTA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), trimethylolpropane tri(meth)acrylate, tripentaerythritol octa(meth)acrylate, tetrapentaerythritol deca(meth)acrylate, etc., can be preferably used. Especially preferred are pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, and dipentaerythritol hexaacrylate, as well as at least one selected from those modified with PO, EO, or caprolactone.
樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物として、硬度や粘度調整、密着性の向上等のために、単官能(メタ)アクリレートモノマーを含んでいてもよい。単官能(メタ)アクリレートモノマーの具体例については、例えば特開2019-132930号公報に記載のものを挙げることができる。 The resin composition may contain monofunctional (meth)acrylate monomers as radical polymerizable compounds for purposes such as adjusting hardness and viscosity, and improving adhesion. Specific examples of monofunctional (meth)acrylate monomers can be found in, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2019-132930.
カチオン重合性化合物とは、カチオン重合性基を有する化合物である。カチオン重合性化合物が有するカチオン重合性基としては、カチオン重合反応を生じ得る官能基であればよく、特に限定されないが、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基などが挙げられる。なお、カチオン重合性化合物が2個以上のカチオン重合性基を有する場合、これらのカチオン重合性基はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。 A cationic polymerizable compound is a compound that possesses a cationic polymerizable group. The cationic polymerizable group in a cationic polymerizable compound can be any functional group capable of undergoing a cationic polymerization reaction; it is not particularly limited, but examples include epoxy groups, oxetanyl groups, and vinyl ether groups. Furthermore, if a cationic polymerizable compound has two or more cationic polymerizable groups, these groups may be identical or different.
カチオン重合性化合物が1分子中に有するカチオン重合性基の数は、ハードコート層の硬度が向上する点から、2つ以上であることが好ましく、さらに3つ以上であることが好ましい。 The number of cationic polymerizable groups in a single molecule of a cationic polymerizable compound is preferably two or more, and more preferably three or more, from the viewpoint of improving the hardness of the hard coat layer.
また、カチオン重合性化合物としては、中でも、カチオン重合性基としてエポキシ基及びオキセタニル基の少なくとも1種を有する化合物が好ましく、エポキシ基及びオキセタニル基の少なくとも1種を1分子中に2個以上有する化合物がより好ましい。エポキシ基、オキセタニル基等の環状エーテル基は、重合反応に伴う収縮が小さいという点から好ましい。また、環状エーテル基のうちエポキシ基を有する化合物は多様な構造の化合物が入手し易く、得られたハードコート層の耐久性に悪影響を与えず、ラジカル重合性化合物との相溶性もコントロールし易いという利点がある。また、環状エーテル基のうちオキセタニル基は、エポキシ基と比較して重合度が高い、低毒性であり、得られたハードコート層を、エポキシ基を有する化合物と組み合わせた際に塗膜中でのカチオン重合性化合物から得られるネットワーク形成速度を早め、ラジカル重合性化合物と混在する領域でも未反応のモノマーを膜中に残さずに独立したネットワークを形成する等の利点がある。 Furthermore, among cationic polymerizable compounds, compounds having at least one of an epoxy group and an oxetanyl group as cationic polymerizable groups are preferred, and compounds having two or more of at least one of the epoxy group and oxetanyl group in one molecule are more preferred. Cyclic ether groups such as epoxy groups and oxetanyl groups are preferred because they exhibit less shrinkage during polymerization. Additionally, compounds containing epoxy groups among cyclic ether groups are readily available in a variety of structures, do not adversely affect the durability of the resulting hard coat layer, and have the advantage of easily controlling compatibility with radical polymerizable compounds. Moreover, among cyclic ether groups, oxetanyl groups have a higher degree of polymerization and lower toxicity compared to epoxy groups. When the resulting hard coat layer is combined with a compound containing epoxy groups, it accelerates the network formation rate from the cationic polymerizable compound in the coating film, and has advantages such as forming an independent network without leaving unreacted monomers in the film even in regions where it is mixed with radical polymerizable compounds.
エポキシ基を有するカチオン重合性化合物としては、例えば、脂環族環を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテル又は、シクロヘキセン環、シクロペンテン環含有化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化する事によって得られる脂環族エポキシ樹脂;脂肪族多価アルコール、又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル、脂肪族長鎖多塩基酸のポリグリシジルエステル、グリシジル(メタ)アクリレートのホモポリマー、コポリマーなどの脂肪族エポキシ樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールFや水添ビスフェノールA等のビスフェノール類、又はそれらのアルキレンオキサイド付加体、カプロラクトン付加体等の誘導体と、エピクロルヒドリンとの反応によって製造されるグリシジルエーテル、及びノボラックエポキシ樹脂等でありビスフェノール類から誘導されるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of cationic polymerizable compounds containing epoxy groups include, for example, alicyclic epoxy resins obtained by epoxidizing polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols having alicyclic rings, or compounds containing cyclohexene rings or cyclopentene rings, with a suitable oxidizing agent such as hydrogen peroxide or peracid; aliphatic epoxy resins such as polyglycidyl ethers of aliphatic polyhydric alcohols or their alkylene oxide adducts, polyglycidyl esters of aliphatic long-chain polybasic acids, and homopolymers and copolymers of glycidyl (meth)acrylates; glycidyl ethers produced by the reaction of bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and hydrogenated bisphenol A, or derivatives thereof such as alkylene oxide adducts and caprolactone adducts, with epichlorohydrin, and novolac epoxy resins, as well as glycidyl ether-type epoxy resins derived from bisphenols.
脂環族エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、および、オキセタニル基を有するカチオン重合性化合物の具体例については、例えば特開2018-104682号公報に記載のものを挙げることができる。 Specific examples of alicyclic epoxy resins, glycidyl ether-type epoxy resins, and cationic polymerizable compounds having an oxetanyl group can be found, for example, those described in Japanese Patent Publication No. 2018-104682.
なお、ハードコート層に含まれる重合性化合物を含む樹脂組成物の硬化物は、フーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)、熱分解ガスクロマトグラフ装置(GC-MS)や、重合物の分解物について、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフ質量分析計、NMR、元素分析、XPS/ESCA及びTOF-SIMS等の組み合わせを用いて分析することができる。 Furthermore, the cured product of the resin composition containing polymerizable compounds in the hard coat layer can be analyzed using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR), a gas chromatography-mass chromatograph (GC-MS), and, for the decomposition products of the polymer, a combination of high-performance liquid chromatography, gas chromatography-mass spectrometry, NMR, elemental analysis, XPS/ESCA, and TOF-SIMS.
(ii)重合開始剤
樹脂組成物は、必要に応じて重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、ラジカル及びカチオン重合開始剤等を適宜選択して用いることができる。これらの重合開始剤は、光照射及び加熱の少なくとも一種により分解されて、ラジカルもしくはカチオンを発生してラジカル重合とカチオン重合を進行させるものである。なお、ハードコート層中には、重合開始剤が全て分解されて残留していない場合もある。
(ii) Polymerization initiator The resin composition may contain a polymerization initiator as needed. Radical polymerization initiators, cationic polymerization initiators, radical and cationic polymerization initiators, etc., can be appropriately selected and used as polymerization initiators. These polymerization initiators are decomposed by at least one of light irradiation and heating, generating radicals or cations to promote radical polymerization and cationic polymerization. Note that in some cases, the polymerization initiator may not remain in the hard coat layer after all of it has been decomposed.
ラジカル重合開始剤およびカチオン重合開始剤の具体例については、例えば特開2018-104682号公報に記載のものを挙げることができる。 Specific examples of radical polymerization initiators and cationic polymerization initiators can be found, for example, in Japanese Patent Publication No. 2018-104682.
(iii)粒子
ハードコート層は、無機又は有機粒子を含有することが好ましく、無機微粒子を含有することがより好ましい。ハードコート層が粒子を含有することにより、硬度を向上させることができる。
(iii) Particles The hard coat layer preferably contains inorganic or organic particles, and more preferably inorganic fine particles. The hardness can be improved by including particles in the hard coat layer.
無機粒子としては、例えば、シリカ(SiO2)、酸化アルミニウム、ジルコニア、チタニア、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化インジウム、酸化スズ、インジウムスズ酸化物(ITO)、酸化アンチモン、酸化セリウム等の金属酸化物粒子、フッ化マグネシウム、フッ化ナトリウム等の金属フッ化物粒子、金属粒子、金属硫化物粒子、金属窒化物粒子等が挙げられる。中でも、金属酸化物粒子が好ましく、シリカ粒子及び酸化アルミニウム粒子から選ばれる少なくとも一種がより好ましく、シリカ粒子がさらに好ましい。優れた硬度が得られるからである。 Examples of inorganic particles include silica ( SiO₂ ), aluminum oxide, zirconia, titania, zinc oxide, germanium oxide, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), antimony oxide, metal oxide particles such as cerium oxide, metal fluoride particles such as magnesium fluoride and sodium fluoride, metal particles, metal sulfide particles, and metal nitride particles. Among these, metal oxide particles are preferred, at least one selected from silica particles and aluminum oxide particles is more preferred, and silica particles are even more preferred because they provide excellent hardness.
また、無機粒子は、当該無機粒子表面に当該無機粒子同士又は重合性化合物の少なくとも1種との間で架橋反応し、共有結合が形成可能な光反応性を有する反応性官能基を少なくとも粒子表面の一部に有する反応性無機粒子であることが好ましい。反応性無機粒子同士又は反応性無機粒子とラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物の少なくとも1種との間で架橋反応することにより、ハードコート層の硬度をさらに向上させることができる。 Furthermore, it is preferable that the inorganic particles are reactive inorganic particles having photoreactive reactive functional groups on at least a portion of their surface that can crosslink with other inorganic particles or with at least one polymerizable compound to form covalent bonds. By crosslinking reactive inorganic particles with each other or with at least one radical polymerizable compound and at least one cationic polymerizable compound, the hardness of the hard coat layer can be further improved.
反応性無機粒子は、少なくとも表面の一部に有機成分が被覆され、当該有機成分により導入された反応性官能基を表面に有する。反応性官能基としては、例えば、重合性不飽和基が好適に用いられ、より好ましくは光硬化性不飽和基である。反応性官能基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合、及びエポキシ基等が挙げられる。 Reactive inorganic particles have at least a portion of their surface coated with an organic component, and possess reactive functional groups introduced by this organic component on their surface. For example, polymerizable unsaturated groups are preferably used as reactive functional groups, and more preferably, photocurable unsaturated groups. Examples of reactive functional groups include (meth)acryloyl groups, vinyl groups, allyl groups, and other ethylenically unsaturated bonds, as well as epoxy groups.
反応性シリカ粒子としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、特開2008-165040号公報記載の反応性シリカ粒子等が挙げられる。また、反応性シリカ粒子の市販品としては、例えば、日産化学工業社製;MIBK-SD、MIBK-SDMS、MIBK-SDL、MIBK-SDZL、日揮触媒化成社製;V8802、V8803等が挙げられる。 The reactive silica particles are not particularly limited and conventionally known particles can be used, such as the reactive silica particles described in Japanese Patent Application Publication No. 2008-165040. Commercially available reactive silica particles include, for example, MIBK-SD, MIBK-SDMS, MIBK-SDL, MIBK-SDZL from Nissan Chemical Industries, Ltd., and V8802, V8803 from JGC Catalysts & Chemicals Ltd.
また、シリカ粒子は、球状シリカ粒子であってもよいが、異型シリカ粒子であることが好ましい。球状シリカ粒子と異型シリカ粒子とを混合させてもよい。なお、本明細書において、異型シリカ粒子とは、ジャガイモ状のランダムな凹凸を表面に有する形状のシリカ粒子を意味する。異型シリカ粒子は、その表面積が球状シリカ粒子と比較して大きいため、このような異型シリカ粒子を含有することで、上記樹脂成分等との接触面積が大きくなり、ハードコート層の硬度をより優れたものとすることができる。 Furthermore, while the silica particles may be spherical, irregularly shaped silica particles are preferred. Spherical and irregularly shaped silica particles may be mixed. In this specification, irregularly shaped silica particles refer to silica particles with a potato-like, randomly uneven surface. Because irregularly shaped silica particles have a larger surface area compared to spherical silica particles, including such irregularly shaped silica particles increases the contact area with the resin components, thereby improving the hardness of the hard coat layer.
なお、異型シリカ粒子か否かは、ハードコート層の電子顕微鏡による断面観察により確認することができる。 Furthermore, whether or not the particles are irregularly shaped silica can be confirmed by cross-sectional observation of the hard coat layer using an electron microscope.
無機粒子の平均粒径は、硬度向上の点から、5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましい。無機粒子の平均粒径が小さすぎると、粒子の製造が困難であり、また粒子同士が凝集しやすくなるおそれがある。また、無機粒子の平均粒径は、透明性の点から、200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましく、50nm以下であることがさらに好ましい。無機粒子の平均粒径が大きすぎると、ハードコート層に大きな凹凸が形成されるおそれや、ヘイズが高くなるおそれがある。 The average particle size of inorganic particles is preferably 5 nm or larger, and more preferably 10 nm or larger, from the viewpoint of improving hardness. If the average particle size of inorganic particles is too small, particle manufacturing becomes difficult, and there is a risk that the particles will aggregate easily. Furthermore, from the viewpoint of transparency, the average particle size of inorganic particles is preferably 200 nm or smaller, more preferably 100 nm or smaller, and even more preferably 50 nm or smaller. If the average particle size of inorganic particles is too large, there is a risk of large irregularities forming in the hard coat layer and a high haze.
ここで、無機粒子の平均粒径は、ハードコート層の電子顕微鏡による断面観察により測定することができ、任意に選択した10個の粒子の粒径の平均を平均粒径とする。なお、異型シリカ粒子の平均粒径は、ハードコート層の断面顕微鏡観察にて現れた異型シリカ粒子の外周の2点間距離の最大値(長径)と最小値(短径)との平均値である。 Here, the average particle size of inorganic particles can be measured by cross-sectional observation of the hard coat layer using an electron microscope, and the average particle size is defined as the average of the particle sizes of 10 arbitrarily selected particles. The average particle size of irregularly shaped silica particles is the average of the maximum (major axis) and minimum (minor axis) distances between two points on the outer circumference of the irregularly shaped silica particle observed using a cross-sectional microscope of the hard coat layer.
無機粒子の大きさ及び含有量を調整することで、ハードコート層の硬度を制御できる。
例えば、シリカ粒子の含有量は、上記重合性化合物100質量部に対して、25質量部以上60質量部以下であることが好ましい。
The hardness of the hard coat layer can be controlled by adjusting the size and content of inorganic particles.
For example, the silica particle content is preferably 25 parts by mass or more and 60 parts by mass or less per 100 parts by mass of the polymerizable compound.
(iv)紫外線吸収剤
ハードコート層は、紫外線吸収剤を含有していてもよい。上記第1樹脂層の紫外線による劣化を抑制することができる。中でも、上記第1樹脂層がポリイミドを含有する場合には、ポリイミドを含有する第1樹脂層の経時的な色変化を抑制することができる。また、ガラス積層体を備える表示装置において、ガラス積層体よりも表示パネル側に配置されている部材、例えば偏光子等の紫外線による劣化を抑制することができる。
(iv) UV absorber The hard coat layer may contain a UV absorber. This can suppress the degradation of the first resin layer by ultraviolet light. In particular, if the first resin layer contains polyimide, it can suppress the color change of the first resin layer containing polyimide over time. Furthermore, in a display device equipped with a glass laminate, it can suppress the degradation of components located on the display panel side of the glass laminate, such as polarizers, by ultraviolet light.
ハードコート層に含まれる紫外線吸収剤は、中でも、吸光度測定における吸収波長のピークが300nm以上390nm以下にあることが好ましく、320nm以上370nm以下にあることがより好ましく、330nm以上370nm以下にあることがさらに好ましい。このような紫外線吸収剤は、UVA領域の紫外線を効率良く吸収することができ、一方でハードコート層を硬化するための開始剤の吸収波長250nmとピーク波長をずらすことによってハードコート層の硬化阻害を生じさせることなく、紫外線吸収能を有するハードコート層を形成することができるからである。 The UV absorber contained in the hard coat layer preferably has an absorption wavelength peak of 300 nm to 390 nm in absorbance measurements, more preferably 320 nm to 370 nm, and even more preferably 330 nm to 370 nm. Such a UV absorber can efficiently absorb UV light in the UVA region, and by shifting its peak wavelength from the 250 nm absorption wavelength of the initiator used to cure the hard coat layer, it is possible to form a hard coat layer with UV absorption capabilities without inhibiting the hard coat layer's curing.
紫外線吸収剤は、中でも、吸収波長のピークが380nm以下であることが、紫外線吸収剤によって着色することを抑制できる点から好ましい。 Among UV absorbers, those with an absorption wavelength peak of 380 nm or less are preferable because they can suppress discoloration caused by the UV absorber.
なお、紫外線吸収剤の吸光度は、例えば紫外可視近赤外分光光度計(例えば、日本分光(株) V-7100)を用いて測定することができる。 The absorbance of the UV absorber can be measured using, for example, a UV-Vis-Near-Infrared spectrophotometer (e.g., JASCO Corporation V-7100).
紫外線吸収剤としては、上記第1樹脂層に用いられる紫外線吸収剤と同様とすることができる。 The UV absorber can be the same as the UV absorber used in the first resin layer described above.
中でも、上記第1樹脂層の紫外線による劣化を抑制する観点から、ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤、及びベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤からなる群から選択される1種以上の紫外線吸収剤が好ましく、ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤からなる群から選択される1種以上の紫外線吸収剤がより好ましい。 In particular, from the viewpoint of suppressing degradation of the first resin layer due to ultraviolet light, one or more ultraviolet absorbers selected from the group consisting of hydroxybenzophenone-based ultraviolet absorbers and benzotriazole-based ultraviolet absorbers are preferred, and one or more ultraviolet absorbers selected from the group consisting of hydroxybenzophenone-based ultraviolet absorbers are more preferred.
ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤の具体例については、例えば特開2019-132930号公報に記載のものを挙げることができる。 Specific examples of hydroxybenzophenone-based ultraviolet absorbers can be found, for example, in Japanese Patent Publication No. 2019-132930.
ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、中でも、2-ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく、下記一般式(A)を有するベンゾフェノン系紫外線吸収剤からなる群から選択される1種以上であることがより好ましい。上記第1樹脂層の紫外線による劣化を抑制し、耐久性を向上させることができる。 Among the hydroxybenzophenone-based UV absorbers, 2-hydroxybenzophenone-based UV absorbers are preferred, and more preferably one or more selected from the group consisting of benzophenone-based UV absorbers having the following general formula (A). This can suppress UV degradation of the first resin layer and improve its durability.
(一般式(A)において、X1及びX2はそれぞれ独立に、水酸基、-ORa、又は炭素原子数1~15の炭化水素基を表し、Raは炭素原子数1~15の炭化水素基を表す。) (In general formula (A), X1 and X2 each independently represent a hydroxyl group, -OR a , or a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and Ra represents a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.)
一般式(A)において、X1、X2及びRaにおける炭素原子数1~15の炭化水素基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基、アリル基、ベンジル基等が挙げられる。炭素原子数3以上の脂肪族炭化水素基は各々、直鎖又は分岐状であってよい。炭化水素基は炭素原子数1~12であることが好ましく、1~8であることがより好ましい。透明性が向上しやすい点から、炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、中でもメチル基及びアリル基であることが好ましい。 In general formula (A), the hydrocarbon groups having 1 to 15 carbon atoms in X1 , X2 , and Ra include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, dodecyl, allyl, and benzyl groups. Aliphatic hydrocarbon groups having 3 or more carbon atoms may be linear or branched. The hydrocarbon groups preferably have 1 to 12 carbon atoms, and more preferably 1 to 8. From the viewpoint of improving transparency, the hydrocarbon groups are preferably aliphatic hydrocarbon groups, and among them, methyl and allyl groups are preferred.
耐久性が向上しやすい点から、X1及びX2はそれぞれ独立に、水酸基、又は-ORaであることが好ましい。 From the standpoint of improving durability, it is preferable that X1 and X2 are each independently a hydroxyl group or -ORa .
一般式(A)を有するベンゾフェノン系紫外線吸収剤からなる群から選択される1種以上としては、中でも、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、及び2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジアリルオキシベンゾフェノンからなる群から選択される1種以上であることが好ましく、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、及び2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノンからなる群から選択される1種以上であることがより好ましい。 The one or more benzophenone-based ultraviolet absorbers having general formula (A) selected from the group are preferably one or more selected from the group consisting of 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, and 2,2'-dihydroxy-4,4'-diallyloxybenzophenone, and more preferably one or more selected from the group consisting of 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone and 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone.
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の具体例については、例えば特開2019-132930号公報に記載のものを挙げることができる。 Specific examples of benzotriazole-based ultraviolet absorbers can be found, for example, in Japanese Patent Publication No. 2019-132930.
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、中でも、2-(2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類が好ましく、下記一般式(B)を有するベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤からなる群から選択される1種以上であることがより好ましい。上記第1樹脂層の紫外線による劣化を抑制し、耐久性を向上させることができる。 Among the benzotriazole-based UV absorbers, 2-(2-hydroxyphenyl)benzotriazoles are preferred, and more preferably, one or more selected from the group consisting of benzotriazole-based UV absorbers having the following general formula (B). This can suppress UV degradation of the first resin layer and improve its durability.
(一般式(B)において、Y1、Y2、及びY3はそれぞれ独立に、水素原子、水酸基、-ORb、又は炭素原子数1~15の炭化水素基を表し、Rbは炭素原子数1~15の炭化水素基を表し、Y1、Y2、及びY3の少なくとも1つは、水酸基、-ORb、又は炭素原子数1~15の炭化水素基を表す。Y4は、水素原子又はハロゲン原子を表す。) (In general formula (B), Y1 , Y2 , and Y3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, -OR b , or a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms; R b represents a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms; and at least one of Y1 , Y2 , and Y3 represents a hydroxyl group, -OR b , or a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms. Y4 represents a hydrogen atom or a halogen atom.)
一般式(B)において、Y1、Y2、及びY3、並びにRbにおける炭素原子数1~15の炭化水素基は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基等が挙げられる。炭素原子数3以上の脂肪族炭化水素基は各々、直鎖又は分岐状であってよい。炭化水素基は炭素原子数1~12であることが好ましく、1~8であることがより好ましい。透明性が向上しやすい点から、炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましく、中でも、メチル基、t-ブチル基、t-ペンチル基、n-オクチル基、又はt-オクチル基であることが好ましい。 In general formula (B), the hydrocarbon groups having 1 to 15 carbon atoms in Y1 , Y2 , Y3 , and Rb include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, and dodecyl groups. Aliphatic hydrocarbon groups having 3 or more carbon atoms may be linear or branched. The hydrocarbon groups preferably have 1 to 12 carbon atoms, and more preferably 1 to 8. From the viewpoint of improving transparency, the hydrocarbon groups are preferably aliphatic hydrocarbon groups, preferably linear or branched alkyl groups, and among these, methyl, t-butyl, t-pentyl, n-octyl, or t-octyl groups are preferred.
一般式(B)において、Y4におけるハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子等が挙げられ、中でも塩素原子が好ましい。 In general formula (B), examples of halogen atoms in Y 4 include chlorine atoms, fluorine atoms, bromine atoms, etc., with chlorine atoms being preferred.
一般式(B)において、中でも、Y1、及びY3が水素原子で、Y2が水酸基、又は-ORbを表すことが好ましく、2-(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、及び2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾールなる群から選択される1種以上であることがより好ましい。上記第1樹脂層の紫外線による劣化を抑制し、耐久性を向上させることができる。 In general formula (B), it is preferable that Y1 and Y3 are hydrogen atoms, and Y2 represents a hydroxyl group or -OR b , and more preferably one or more selected from the group consisting of 2-(2-hydroxy-4-octyloxyphenyl)-2H-benzotriazole and 2-(2,4-dihydroxyphenyl)-2H-benzotriazole. This suppresses degradation of the first resin layer due to ultraviolet light and improves durability.
ハードコート層中の紫外線吸収剤の含有量としては、紫外線吸収剤を混合することによるヘイズを抑制する点から、例えば、10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましい。また、上記第1樹脂層の紫外線による劣化の抑制および耐久性の向上の観点から、ハードコート層中の紫外線吸収剤の含有量は、1質量%以上6質量%以下であることが好ましく、2質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。 The amount of UV absorber in the hard coat layer is preferably 10% by mass or less, and more preferably 7% by mass or less, from the viewpoint of suppressing haze caused by the mixing of UV absorbers. Furthermore, from the viewpoint of suppressing UV degradation of the first resin layer and improving its durability, the amount of UV absorber in the hard coat layer is preferably 1% by mass or more and 6% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 5% by mass or less.
(v)防汚剤
ハードコート層は、防汚剤を含有していてもよい。ガラス積層体に防汚性を付与することができる。
(v) Antifouling agent The hard coat layer may contain an antifouling agent. This can impart antifouling properties to the glass laminate.
防汚剤としては特に限定されず、例えば、シリコーン系防汚剤、フッ素系防汚剤、シリコーン系かつフッ素系防汚剤が挙げられる。また、防汚剤は、アクリル系防汚剤であってもよい。防汚剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 The antifouling agent is not particularly limited; examples include silicone-based antifouling agents, fluorine-based antifouling agents, and silicone-based and fluorine-based antifouling agents. The antifouling agent may also be an acrylic-based antifouling agent. The antifouling agent may be used individually or in mixtures of two or more types.
シリコーン系防汚剤やフッ素系防汚剤を含むハードコート層は、指紋が付きにくく(目立ちにくく)、拭き取り性が良好である。また、シリコーン系防汚剤やフッ素系防汚剤が含まれる場合、ハードコート層用硬化性樹脂組成物の塗布時の表面張力を下げることができるので、レベリング性が良く、得られるハードコート層の外観が良好なものとなる。 Hard coat layers containing silicone-based or fluorine-based antifouling agents are less prone to fingerprints (less noticeable) and have good wipeability. Furthermore, the inclusion of silicone-based or fluorine-based antifouling agents can lower the surface tension of the curable resin composition for the hard coat layer during application, resulting in good leveling properties and a superior appearance for the resulting hard coat layer.
また、シリコーン系防汚剤を含むハードコート層は、滑り性が良く、耐擦傷性が良好である。このようなシリコーン系防汚剤を含むハードコート層を有するガラス積層体を備える表示装置では、指やペン等で接触したときの滑りが良くなるため、触感が良くなる。 Furthermore, the hard coat layer containing a silicone-based antifouling agent exhibits good slipperiness and scratch resistance. In a display device equipped with a glass laminate having such a hard coat layer containing a silicone-based antifouling agent, the tactile feel is improved because it becomes smoother when touched with fingers or pens.
防汚剤は、防汚性能の耐久性を高めるために、反応性官能基を有することが好ましい。防汚剤が反応性官能基を有さない場合には、ガラス積層体の形態がロール状であるかシート状であるかにかかわらず、ガラス積層体を重ねたときに、ガラス積層体のハードコート層側の面とは反対側の面に防汚剤が転移してしまい、ガラス積層体のハードコート層側の面とは反対側の面に他の層を貼付または塗布する際に、他の層が剥がれてしまうおそれがあり、さらに、繰り返し屈曲したときに他の層が剥がれやすくなるおそれがある。これに対し、防汚剤が反応性官能基を有する場合には、防汚性能の性能持続性が良好となる。 To enhance the durability of its antifouling performance, the antifouling agent preferably has reactive functional groups. If the antifouling agent does not have reactive functional groups, regardless of whether the glass laminate is in roll or sheet form, when the glass laminates are stacked, the antifouling agent may transfer to the side of the glass laminate opposite the hard coat layer. This could cause other layers to peel off when other layers are applied or coated to the side opposite the hard coat layer, and furthermore, repeated bending may make other layers more prone to peeling. In contrast, if the antifouling agent has reactive functional groups, the durability of its antifouling performance is improved.
防汚剤が有する反応性官能基の数は、1以上であればよく、好ましくは2以上である。2以上の反応性官能基を有する防汚剤を用いることにより、ハードコート層に優れた耐擦傷性を付与することができる。 The number of reactive functional groups in the antifouling agent may be one or more, preferably two or more. By using an antifouling agent having two or more reactive functional groups, excellent scratch resistance can be imparted to the hard coat layer.
また、防汚剤は、重量平均分子量が5000以下であることが好ましい。防汚剤の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定できる。 Furthermore, the antifouling agent preferably has a weight-average molecular weight of 5000 or less. The weight-average molecular weight of the antifouling agent can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
防汚剤は、ハードコート層に均一に分散されていてもよいが、少ない添加量で十分な防汚性を得るとともにハードコート層の強度低下を抑制する観点から、ハードコート層の表面側に偏在していることが好ましい。 The antifouling agent may be uniformly dispersed in the hard coat layer, but from the viewpoint of obtaining sufficient antifouling properties with a small amount of additive and suppressing a decrease in the strength of the hard coat layer, it is preferable that it be unevenly distributed on the surface side of the hard coat layer.
防汚剤をハードコート層の表面側に偏在させる方法としては、例えば、ハードコート層の形成時において、ハードコート層用硬化性樹脂組成物の塗膜を乾燥させ、硬化させる前に、塗膜を加熱して、塗膜に含まれる樹脂成分の粘度を下げることにより流動性を上げて、防汚剤をハードコート層の表面側に偏在させる方法や、表面張力の低い防汚剤を用い、塗膜の乾燥時に熱をかけずに塗膜の表面に防汚剤を浮かせ、その後塗膜を硬化させることで、防汚剤をハードコート層の表面側に偏在させる方法等が挙げられる。 Methods for unevenly distributing the antifouling agent to the surface side of the hard coat layer include, for example, a method in which, during the formation of the hard coat layer, the coating film of the curable resin composition for the hard coat layer is heated before drying and curing to lower the viscosity of the resin components contained in the coating film, thereby increasing its fluidity and unevenly distributing the antifouling agent to the surface side of the hard coat layer; or a method in which an antifouling agent with low surface tension is used, and the antifouling agent is allowed to float on the surface of the coating film without applying heat during drying, and then the coating film is cured, thereby unevenly distributing the antifouling agent to the surface side of the hard coat layer.
防汚剤の含有量としては、例えば、上記樹脂成分100質量部に対して、0.01質量部以上3.0質量部以下であることが好ましい。防汚剤の含有量が少なすぎると、ハードコート層に十分な防汚性を付与できない場合があり、また、防汚剤の含有量が多すぎると、ハードコート層の硬度が低下するおそれがある。 The amount of the antifouling agent is preferably 0.01 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin component. If the amount of antifouling agent is too low, sufficient antifouling properties may not be imparted to the hard coat layer, and if the amount is too high, the hardness of the hard coat layer may decrease.
(vi)他の添加剤
ハードコート層は、必要に応じて、添加剤をさらに含有することができる。添加剤としては、ハードコート層に付与する機能に応じて適宜選択され、特に限定はされないが、例えば、屈折率を調整するための無機又は有機粒子、赤外線吸収剤、防眩剤、防汚剤、帯電防止剤、青色色素や紫色色素等の着色剤、レベリング剤、界面活性剤、易滑剤、各種増感剤、難燃剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、光安定化剤、表面改質剤等が挙げられる。
(vi) Other additives The hard coat layer may further contain additives as needed. Additives are selected appropriately according to the function to be imparted to the hard coat layer and are not particularly limited, but examples include inorganic or organic particles for adjusting the refractive index, infrared absorbers, anti-glare agents, anti-fouling agents, antistatic agents, colorants such as blue or purple dyes, leveling agents, surfactants, lubricants, various sensitizers, flame retardants, adhesion promoters, polymerization inhibitors, antioxidants, light stabilizers, surface modifiers, etc.
(d)ハードコート層の厚さ
ハードコート層の厚さは、ハードコート層の材料や、ハードコート層が有する機能及びガラス積層体の用途により適宜選択されればよい。例えばハードコート層の材料が有機材料である場合、ハードコート層の厚さは、2μm以上50μm以下であることが好ましく、3μm以上30μm以下であることがより好ましく、5μm以上20μm以下であることがさらに好ましく、6μm以上10μm以下であることが特に好ましい。また、例えばハードコート層の材料が無機材料である場合、ハードコート層の厚さは、数十nm程度とすることができる。ハードコート層の厚さが上記範囲内であれば、ハードコート層として十分な硬度を得ることができるとともに、耐屈曲性が良好なガラス積層体を得ることができる。
(d) Thickness of the hard coat layer The thickness of the hard coat layer can be appropriately selected depending on the material of the hard coat layer, the function of the hard coat layer, and the application of the glass laminate. For example, if the material of the hard coat layer is an organic material, the thickness of the hard coat layer is preferably 2 μm or more and 50 μm or less, more preferably 3 μm or more and 30 μm or less, even more preferably 5 μm or more and 20 μm or less, and particularly preferably 6 μm or more and 10 μm or less. Also, if the material of the hard coat layer is an inorganic material, for example, the thickness of the hard coat layer can be about several tens of nanometers. If the thickness of the hard coat layer is within the above range, sufficient hardness can be obtained as a hard coat layer, and a glass laminate with good flexibility can be obtained.
(e)ハードコート層の形成方法
ハードコート層の形成方法としては、ハードコート層の材料等に応じて適宜され、例えば、上記第1樹脂層上に、上記重合性化合物等を含むハードコート層用硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化させる方法や、蒸着法、スパッタリング法等が挙げられる。
(e) Method for forming the hard coat layer The method for forming the hard coat layer may be appropriately applied depending on the material of the hard coat layer, etc. For example, a method may be applied to the first resin layer and cured by coating it with a curable resin composition for a hard coat layer containing the polymerizable compound, etc., or by vapor deposition, sputtering, etc.
ハードコート層用硬化性樹脂組成物は、重合性化合物を含有し、必要に応じて、重合開始剤、粒子、紫外線吸収剤、溶剤、添加剤等をさらに含有していてもよい。 The hard coat layer curable resin composition contains a polymerizable compound and may further contain polymerization initiators, particles, UV absorbers, solvents, additives, etc., as needed.
第1樹脂層上にハードコート層用硬化性樹脂組成物を塗布する方法としては、目的とする厚さで塗布可能な方法であれば特に制限はなく、例えばグラビアコート法、グラビアリバースコート法、グラビアオフセットコート法、スピンコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、ブレードコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法等の一般的な塗布方法が挙げられる。また、ハードコート層用樹脂組成物の塗膜の形成方法として転写法を用いることもできる。 The method for applying the curable resin composition for the hard coat layer onto the first resin layer is not particularly limited as long as it can be applied to the desired thickness. Examples of common application methods include gravure coating, gravure reverse coating, gravure offset coating, spin coating, roll coating, reverse roll coating, blade coating, dip coating, spray coating, die coating, and screen printing. Furthermore, a transfer method can also be used to form the coating film of the hard coat layer resin composition.
ハードコート層用硬化性樹脂組成物の塗膜は、必要に応じて乾燥することにより溶剤を除去する。乾燥方法としては、例えば、減圧乾燥又は加熱乾燥、さらにはこれらの乾燥を組み合わせる方法等が挙げられる。例えば、30℃以上120℃以下の温度で10秒間以上180秒間以下加熱することで乾燥させることができる。 The coating film of the curable resin composition for the hard coat layer is dried as needed to remove the solvent. Drying methods include, for example, vacuum drying, heat drying, or a combination of these methods. For example, drying can be achieved by heating at a temperature of 30°C to 120°C for 10 to 180 seconds.
ハードコート層用硬化性樹脂組成物の塗膜を硬化させる方法としては、重合性化合物の重合性基に応じて適宜選択され、例えば、光照射及び加熱の少なくともいずれかを用いることができる。 The method for curing the coating film of the hard coat layer curable resin composition can be appropriately selected depending on the polymerizable group of the polymerizable compound, and for example, at least one of light irradiation and heating can be used.
光照射には、主に、紫外線、可視光線、電子線、電離放射線等が使用される。紫外線硬化の場合には、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等を使用することができる。エネルギー線源の照射量は、例えば、紫外線波長365nmでの積算露光量として、50mJ/cm2以上5000mJ/cm2以下程度とすることができる。 For light irradiation, ultraviolet light, visible light, electron beams, and ionizing radiation are mainly used. In the case of ultraviolet curing, for example, ultraviolet light emitted from light sources such as ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, carbon arcs, xenon arcs, and metal halide lamps can be used. The irradiation dose of the energy source can be, for example, an integrated exposure dose at an ultraviolet wavelength of 365 nm of approximately 50 mJ/ cm² to 5000 mJ/ cm² .
加熱をする場合は、例えば、40℃以上120℃以下の温度にて処理することができる。また、室温(25℃)で24時間以上放置することにより反応を行ってもよい。 When heating is required, the reaction can be carried out at a temperature of, for example, 40°C to 120°C. Alternatively, the reaction can be carried out by leaving the mixture at room temperature (25°C) for 24 hours or more.
また、ハードコート層の形成方法として、基材層の一方の面にハードコート層が配置されたハードコートフィルムを用い、上記第1樹脂層上に接着層を介してハードコートフィルムを貼り合わせる方法を用いることもできる。この場合、例えば図9に示すように、第1樹脂層3のガラス基材2とは反対の面側に、接着層7と、基材層11およびハードコート層5を有するハードコートフィルム15とをこの順に配置することができる。 Furthermore, as a method for forming the hard coat layer, a hard coat film in which the hard coat layer is arranged on one side of the base layer can be used, and the hard coat film can be bonded to the first resin layer via an adhesive layer. In this case, for example, as shown in Figure 9, the adhesive layer 7 and the hard coat film 15 having the base layer 11 and the hard coat layer 5 can be arranged in this order on the side of the first resin layer 3 opposite to the glass base material 2.
接着層は、透明性を有する。具体的には、接着層の全光線透過率は、85%以上であれば好ましく、88%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。なお、上限値は100%となる。 The adhesive layer is transparent. Specifically, the total light transmittance of the adhesive layer is preferably 85% or higher, more preferably 88% or higher, and even more preferably 90% or higher. The upper limit is 100%.
接着層に用いられる接着剤としては、例えば、OCA(Optical Clear Adhesive)等の粘着剤や、感光性接着剤を挙げることができる。 Examples of adhesives used in the bonding layer include OCA (Optical Clear Adhesive) and photosensitive adhesives.
接着層の厚さは、例えば、1μm以上100μm以下であることが好ましい。接着層の厚さが厚すぎると、耐屈曲性が損なわれるおそれがある。一方、接着層の厚さが薄すぎると、接着性が担保できず剥がれてしまうおそれがある。 The thickness of the adhesive layer is preferably, for example, 1 μm to 100 μm. If the adhesive layer is too thick, the flexibility may be compromised. On the other hand, if the adhesive layer is too thin, the adhesion may not be guaranteed, and the adhesive may peel off.
(2)保護層
本開示におけるガラス積層体は、上記第1樹脂層の上記ガラス基材とは反対の面側に保護層をさらに有していてもよい。
(2) Protective layer The glass laminate in this disclosure may further have a protective layer on the side of the first resin layer opposite to the glass substrate.
保護層は、透明性を有する。具体的には、保護層の全光線透過率は、85%以上であることが好ましく、88%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。なお、上限値は100%となる。 The protective layer is transparent. Specifically, the total light transmittance of the protective layer is preferably 85% or higher, more preferably 88% or higher, and even more preferably 90% or higher. The upper limit is 100%.
保護層は、透明性を有するものであれば特に限定されず、例えば樹脂を含むことができる。保護層に用いられる樹脂としては、透明性を有する保護層を得ることができる樹脂であれば特に限定されず、一般的な樹脂を使用することができる。 The protective layer is not particularly limited as long as it is transparent, and may include, for example, a resin. The resin used for the protective layer is not particularly limited as long as it can produce a transparent protective layer; general-purpose resins can be used.
ガラス基材の主面に保護層を配置する方法としては、例えば、保護層として保護フィルムを用い、接着層を介して第1樹脂層および保護フィルムを貼り合わせる方法や、第1樹脂層上に保護層を形成する方法等が挙げられる。 Methods for applying a protective layer to the main surface of a glass substrate include, for example, using a protective film as the protective layer and bonding the first resin layer and the protective film via an adhesive layer, or forming the protective layer on the first resin layer.
接着層については、上述のハードコート層の項に記載した接着層と同様とすることができる。 The adhesive layer can be the same as the adhesive layer described in the section on the hard coat layer above.
5.その他の構成
本開示におけるガラス積層体は、上記の各層の他に、必要に応じて他の層を有していてもよい。他の層としては、例えば、プライマー層、第3樹脂層、加飾層等が挙げられる。
5. Other Compositions The glass laminate in this disclosure may have other layers in addition to the above-described layers, as necessary. Examples of other layers include a primer layer, a third resin layer, a decorative layer, and so on.
(1)プライマー層
本開示におけるガラス積層体は、例えば図9~図11に示すように、ガラス基材2と第1樹脂層3との間にプライマー層8を有していてもよい。また、本開示におけるガラス積層体が、後述するように、ガラス基材の第1樹脂層とは反対の面側に第3樹脂層を有する場合には、ガラス基材と第3樹脂層との間にプライマー層を有していてもよい。プライマー層により、ガラス基材と第1樹脂層および第3樹脂層との密着性を向上させることができる。
(1) Primer layer The glass laminate in this disclosure may have a primer layer 8 between the glass substrate 2 and the first resin layer 3, for example, as shown in Figures 9 to 11. Also, if the glass laminate in this disclosure has a third resin layer on the side of the glass substrate opposite to the first resin layer, as will be described later, a primer layer may be provided between the glass substrate and the third resin layer. The primer layer can improve the adhesion between the glass substrate and the first resin layer and the third resin layer.
プライマー層の材料としては、ガラス基材と第1樹脂層または第3樹脂層との密着性を高めることができる材料であれば特に限定されるものではなく、例えば樹脂を挙げることができる。樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、(メタ)アクリルウレタン共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ブチラール樹脂、塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The material for the primer layer is not particularly limited as long as it can improve the adhesion between the glass substrate and the first or third resin layer. Examples of resins include (meth)acrylic resin, urethane resin, (meth)acrylic urethane copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyester, butyral resin, chlorinated polypropylene, chlorinated polyethylene, epoxy resin, and silicone resin. These resins may be used individually or in combination of two or more.
また、プライマー層の形成に用いられるプライマー層用組成物には、例えば、アルコキシシラン化合物等のシランカップリング剤を添加してもよい。 Furthermore, the primer layer composition used for forming the primer layer may contain, for example, a silane coupling agent such as an alkoxysilane compound.
プライマー層の厚さとしては、ガラス基材と第1樹脂層または第3樹脂層との密着性を高めることが可能な厚さであればよく、例えば、0.1μm以上10μm以下とすることができ、好ましくは0.2μm以上5μm以下とすることができる。 The thickness of the primer layer should be sufficient to enhance the adhesion between the glass substrate and the first or third resin layer. For example, it can be 0.1 μm or more and 10 μm or less, preferably 0.2 μm or more and 5 μm or less.
プライマー層の形成方法としては、例えば、ガラス基材上にプライマー層用組成物を塗布する方法が挙げられる。塗布方法としては、例えば、グラビアコート法、グラビアリバースコート法、グラビアオフセットコート法、スピンコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、ブレードコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法等の一般的な塗布方法が挙げられる。また、プライマー層の形成方法として、転写法を用いることもできる。 One method for forming the primer layer is to apply a primer layer composition onto a glass substrate. Examples of application methods include gravure coating, gravure reverse coating, gravure offset coating, spin coating, roll coating, reverse roll coating, blade coating, dip coating, and screen printing. Transfer methods can also be used to form the primer layer.
(2)第3樹脂層
本開示におけるガラス積層体は、例えば図12に示すように、ガラス基材2の第1樹脂層3とは反対の面側、すなわち第2面側に第3樹脂層6を有していてもよい。ガラス積層体に衝撃が加わった際に、第1樹脂層だけでなく第3樹脂層でも衝撃を吸収し、ガラス基材の割れを抑制することができ、耐衝撃性を向上させることができる。
(2) Third resin layer The glass laminate in this disclosure may have a third resin layer 6 on the side of the glass substrate 2 opposite to the first resin layer 3, i.e., on the second side, as shown in Figure 12, for example. When an impact is applied to the glass laminate, the impact is absorbed not only by the first resin layer but also by the third resin layer, which can suppress cracking of the glass substrate and improve impact resistance.
第3樹脂層の特性および材料については、上記第1樹脂層と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。 The properties and materials of the third resin layer can be the same as those of the first resin layer described above, so a detailed explanation is omitted here.
第3樹脂層の厚さとしては、衝撃を吸収することが可能な厚さであればよく、例えば、5μm以上100μm以下であることが好ましく、より好ましくは10μm以上75μm以下、さらに好ましくは15μm以上50μm以下とすることができる。 The thickness of the third resin layer should be sufficient to absorb impact. For example, it is preferably 5 μm to 100 μm, more preferably 10 μm to 75 μm, and even more preferably 15 μm to 50 μm.
第3樹脂層の形成方法としては、上記第1樹脂層の形成方法と同様とすることができる。 The method for forming the third resin layer can be the same as the method for forming the first resin layer described above.
(3)加飾層
本開示におけるガラス積層体は、上記ガラス基材と上記第1樹脂層との間、あるいは上記ガラス基材の上記第1樹脂層とは反対の面側に加飾層を有していてもよい。
(3) Decorative layer The glass laminate in this disclosure may have a decorative layer between the glass substrate and the first resin layer, or on the side of the glass substrate opposite to the first resin layer.
加飾層は、着色剤およびバインダ樹脂を含む。加飾層に含まれるバインダ樹脂としては、特に限定されず、一般的な加飾層に用いられる樹脂を用いることができる。また、加飾層に含まれる着色剤は、特に限定されず、一般的な加飾層に用いられる公知の着色剤を用いることができる。 The decorative layer contains a coloring agent and a binder resin. The binder resin included in the decorative layer is not particularly limited; any resin commonly used in decorative layers can be used. Furthermore, the coloring agent included in the decorative layer is not particularly limited; any known coloring agent commonly used in decorative layers can be used.
加飾層は、通常、ガラス基材上の一部に配置される。また、加飾層は、パターン形状を有していてもよい。 The decorative layer is typically placed on a portion of the glass substrate. The decorative layer may also have a patterned shape.
加飾層の厚さは、特に限定されないが、例えば5μm以上40μm以下とすることができる。 The thickness of the decorative layer is not particularly limited, but for example, it can be between 5 μm and 40 μm.
6.ガラス積層体の特性
本開示におけるガラス積層体は、全光線透過率が、例えば82%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、88%以上であることがさらに好ましい。なお、上限値は100%となる。このように全光線透過率が高いことにより、透明性が良好なガラス積層体とすることができる。
6. Characteristics of the Glass Laminate The glass laminate in this disclosure preferably has a total light transmittance of, for example, 82% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 88% or more. The upper limit is 100%. By having such a high total light transmittance, a glass laminate with good transparency can be obtained.
ここで、ガラス積層体の全光線透過率は、JIS K7361-1に準拠して測定することができ、例えば村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150により測定することができる。 Here, the total light transmittance of the glass laminate can be measured in accordance with JIS K7361-1, for example, using a haze meter HM150 manufactured by Murakami Color Technology Laboratory.
本開示におけるガラス積層体のヘイズは、例えば1.0%以下であることが好ましく、0.8%以下であることがより好ましく、0.5%以下であることがさらに好ましい。このようにヘイズが低いことにより、透明性が良好なガラス積層体とすることができる。なお、ヘイズの下限値は0%となる。 The haze of the glass laminate in this disclosure is preferably 1.0% or less, more preferably 0.8% or less, and even more preferably 0.5% or less. Such low haze allows for a glass laminate with good transparency. The lower limit of the haze is 0%.
ここで、ガラス積層体のヘイズは、JIS K-7136に準拠して測定することができ、例えば村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150により測定することができる。 Here, the haze of the glass laminate can be measured in accordance with JIS K-7136, for example, using a haze meter HM150 manufactured by Murakami Color Technology Laboratory.
本開示におけるガラス積層体は、耐屈曲性を有することが好ましい。具体的には、ガラス積層体は、円筒形マンドレル法による屈曲試験において、ガラス積層体に割れが生じたマンドレルの最小の直径が、10mm以下であることが好ましく、5mm以下であることがさらに好ましい。上記マンドレルの最小の直径が上記範囲であれば、耐屈曲性をさらに良好にすることができる。なお、円筒形マンドレル法による屈曲試験については、後述の実施例に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。 The glass laminate in this disclosure preferably has flexibility. Specifically, in a bending test using the cylindrical mandrel method, the minimum diameter of the mandrel at which a crack occurs in the glass laminate is preferably 10 mm or less, and more preferably 5 mm or less. If the minimum diameter of the mandrel is within this range, the flexibility can be further improved. The bending test using the cylindrical mandrel method will be described in detail in the examples below, so a detailed explanation is omitted here.
また、本開示におけるガラス積層体においては、ガラス積層体に対して下記に説明する動的屈曲試験を20万回繰り返し行った場合に、ガラス積層体に割れまたは破断が生じないことが好ましい。 Furthermore, in the glass laminate described in this disclosure, it is preferable that no cracks or fractures occur in the glass laminate when the dynamic bending test described below is repeated 200,000 times.
動的屈曲試験では、ガラス基材が外側となるようにガラス積層体を折りたたんでもよく、あるいは、ガラス基材が内側となるようにガラス積層体を折りたたんでもよいが、いずれの場合であっても、ガラス積層体に割れまたは破断が生じないことが好ましい。 In dynamic bending tests, the glass laminate may be folded so that the glass substrate faces outward, or so that the glass substrate faces inward. In either case, it is preferable that no cracks or fractures occur in the glass laminate.
動的屈曲試験は、以下のようにして行われる。図13(a)に示すように動的屈曲試験においては、まず、20mm×100mmの大きさのガラス積層体1の短辺部1Cと、短辺部1Cと対向する短辺部1Dとを、平行に配置された固定部21でそれぞれ固定する。 The dynamic bending test is performed as follows. As shown in Figure 13(a), in the dynamic bending test, first, the short side portion 1C and the short side portion 1D opposite to the short side portion 1C of the 20 mm x 100 mm glass laminate 1 are fixed together with parallel fixing portions 21.
また、図13(a)に示すように、固定部21は水平方向にスライド移動可能になっている。次に、図13(b)に示すように、固定部21を互いに近接するように移動させることで、ガラス積層体1の折りたたむように変形させ、更に、図13(c)に示すように、ガラス積層体1の固定部21で固定された対向する2つの短辺部1C、1Dの間隔dが所定の値となる位置まで固定部21を移動させた後、固定部21を逆方向に移動させてガラス積層体1の変形を解消させる。図13(a)~(c)に示すように固定部21を移動させることで、ガラス積層体1を180°折りたたむことができる。また、ガラス積層体1の屈曲部1Eが固定部21の下端からはみ出さないように動的屈曲試験を行い、かつ固定部21が最接近したときの間隔dを制御することで、ガラス積層体1の対向する2つの短辺部1C、1Dの間隔dを所定の値にできる。例えば、対向する2つの短辺部1C、1Dの間隔dが10mmである場合には、屈曲部1Eの外径を10mmとみなす。 Furthermore, as shown in Figure 13(a), the fixing part 21 is slidable horizontally. Next, as shown in Figure 13(b), the fixing parts 21 are moved closer to each other to deform the glass laminate 1 into a folding shape. Then, as shown in Figure 13(c), the fixing parts 21 are moved to a position where the distance d between the two opposing short sides 1C and 1D fixed by the fixing parts 21 of the glass laminate 1 is a predetermined value. After that, the fixing parts 21 are moved in the opposite direction to release the deformation of the glass laminate 1. As shown in Figures 13(a) to (c), the glass laminate 1 can be folded 180° by moving the fixing parts 21. In addition, by performing a dynamic bending test so that the bent part 1E of the glass laminate 1 does not protrude from the lower end of the fixing part 21, and by controlling the distance d when the fixing parts 21 are closest together, the distance d between the two opposing short sides 1C and 1D of the glass laminate 1 can be set to a predetermined value. For example, if the distance d between two opposing short sides 1C and 1D is 10 mm, then the outer diameter of the bent section 1E is considered to be 10 mm.
ガラス積層体においては、ガラス積層体1の対向する短辺部1C、1Dの間隔dが8mmとなるように180°折りたたむ試験を20万回繰り返し行った場合に割れまたは破断が生じないことが好ましい。 In a glass laminate, it is preferable that no cracks or fractures occur when a test is repeatedly performed 200,000 times in which the glass laminate 1 is folded 180° so that the distance d between opposing short sides 1C and 1D is 8 mm.
また、本開示におけるガラス積層体においては、ガラス積層体に対して下記に説明する静的屈曲試験を行った場合に、ガラス積層体において、静的屈曲試験後の開き角θが、100°以上であることが好ましく、130°以上であることがより好ましい。 Furthermore, in the glass laminate described in this disclosure, when the static bending test described below is performed on the glass laminate, it is preferable that the opening angle θ after the static bending test is 100° or more, and more preferably 130° or more.
静的屈曲試験は、以下のようにして行われる。まず、図14(a)に示されるように、ガラス積層体1の短辺部1Cと、短辺部1Cと対向する短辺部1Dとを、短辺部1Cと短辺部1Dの間隔dが10mmとなるように平行に配置された固定部22でそれぞれ固定する。そして、ガラス積層体1を折りたたんだ状態で、23℃で240時間静置する静的屈曲試験を行う。その後、図14(b)に示されるように、静的屈曲試験後に短辺部1Dから固定部22を外すことによって、折りたたみ状態を開放して、室温で30分後にガラス積層体1が自然に開く角度である開き角θを測定する。なお、開き角θは、大きいほど復元性が良好であることを意味し、最大で180°である。 The static bending test is performed as follows. First, as shown in Figure 14(a), the short side portion 1C of the glass laminate 1 and the short side portion 1D opposite to short side portion 1C are fixed with fixing portions 22 that are arranged parallel to each other so that the distance d between short side portions 1C and 1D is 10 mm. Then, a static bending test is performed by leaving the glass laminate 1 in a folded state at 23°C for 240 hours. After that, as shown in Figure 14(b), the folding state is released by removing the fixing portion 22 from the short side portion 1D after the static bending test, and the opening angle θ, which is the angle at which the glass laminate 1 naturally opens after 30 minutes at room temperature, is measured. Note that a larger opening angle θ indicates better resilience, with a maximum of 180°.
静的屈曲試験では、ガラス基材が内側となるようにガラス積層体を折りたたんでもよく、あるいは、ガラス基材が外側となるようにガラス積層体を折りたたんでもよいが、いずれの場合であっても、開き角θが100°以上であることが好ましく、130°以上であることがより好ましい。 In static bending tests, the glass laminate may be folded so that the glass substrate faces inward, or so that the glass substrate faces outward. In either case, the opening angle θ is preferably 100° or greater, and more preferably 130° or greater.
7.ガラス積層体の用途
本開示におけるガラス積層体は、表示装置において、表示パネルよりも観察者側に配置される部材として用いることができる。本開示におけるガラス積層体は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末、パーソナルコンピュータ、テレビジョン、デジタルサイネージ、パブリックインフォメーションディスプレイ(PID)、車載ディスプレイ等の電子機器に用いられる表示装置に用いることができる。中でも、本開示におけるガラス積層体は、フォルダブルディスプレイ、ローラブルディスプレイ、ベンダブルディスプレイ等のフレキシブルディスプレイに好ましく用いることができ、フォルダブルディスプレイにより好ましく用いることができる。
7. Applications of the Glass Laminate The glass laminate in this disclosure can be used in a display device as a component positioned on the observer side of the display panel. The glass laminate in this disclosure can be used in display devices used in electronic devices such as smartphones, tablet terminals, wearable devices, personal computers, televisions, digital signage, public information displays (PIDs), and in-vehicle displays. In particular, the glass laminate in this disclosure can be preferably used in flexible displays such as foldable displays, rollable displays, and bendable displays, and is more preferably used in foldable displays.
本開示におけるガラス積層体は、表示装置の表面に配置する場合、ガラス基材側の面が表示パネル側、第1樹脂層側の面が外側になるように配置される。 When the glass laminate in this disclosure is placed on the surface of a display device, the side facing the glass substrate faces the display panel, and the side facing the first resin layer faces outwards.
本開示におけるガラス積層体を表示装置の表面に配置する方法としては、特に限定されず、例えば、接着層を介する方法等が挙げられる。接着層としては、ガラス積層体の接着に使用される公知の接着層を用いることができる。 The method for arranging the glass laminate on the surface of a display device in this disclosure is not particularly limited and includes, for example, a method using an adhesive layer. As the adhesive layer, a known adhesive layer used for bonding glass laminates can be used.
B.表示装置
本開示における表示装置は、表示パネルと、上記表示パネルの観察者側に配置された、上述のガラス積層体と、を備える。
B. Display Device The display device in this disclosure comprises a display panel and the aforementioned glass laminate disposed on the observer side of the display panel.
図15は、本開示における表示装置の一例を示す概略断面図である。図15に示すように、表示装置30は、表示パネル31と、表示パネル31の観察者側に配置されたガラス積層体1と、を備える。表示装置30において、ガラス積層体1は表示装置30の表面に配置される部材として用いられており、ガラス積層体1と表示パネル31との間には接着層32が配置されている。 Figure 15 is a schematic cross-sectional view showing an example of a display device in this disclosure. As shown in Figure 15, the display device 30 comprises a display panel 31 and a glass laminate 1 positioned on the observer side of the display panel 31. In the display device 30, the glass laminate 1 is used as a component positioned on the surface of the display device 30, and an adhesive layer 32 is positioned between the glass laminate 1 and the display panel 31.
本開示におけるガラス積層体については、上述のガラス積層体と同様とすることができる。 The glass laminate in this disclosure may be the same as the glass laminate described above.
本開示における表示パネルとしては、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置、LED表示装置等の表示装置に用いられる表示パネルを挙げることができる。 Examples of display panels used in display devices such as liquid crystal displays, organic EL displays, and LED displays can be cited in this disclosure.
本開示における表示装置は、表示パネルとガラス積層体との間にタッチパネル部材を有することができる。 The display device in this disclosure may have a touch panel member between the display panel and the glass laminate.
本開示における表示装置は、フレキシブルディスプレイであることが好ましい。中でも、本開示における表示装置は、折りたたみ可能であることが好ましい。すなわち、本開示における表示装置は、フォルダブルディスプレイであることがより好ましい。本開示における表示装置は、上述のガラス積層体を有することから、耐衝撃性および耐屈曲性に優れており、フレキシブルディスプレイ、さらにはフォルダブルディスプレイとして好適である。 The display device in this disclosure is preferably a flexible display. In particular, the display device in this disclosure is preferably foldable. That is, the display device in this disclosure is more preferably a foldable display. Because the display device in this disclosure has the aforementioned glass laminate, it has excellent impact resistance and bending resistance, making it suitable as a flexible display, and even more so as a foldable display.
C.電子機器
本開示における電子機器は、上述の表示装置を備える。
C. Electronic Devices The electronic devices in this disclosure include the display devices described above.
本開示における電子機器としては、上述の表示装置を備えるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末、パーソナルコンピュータ、テレビジョン、デジタルサイネージ、パブリックインフォメーションディスプレイ(PID)、車載ディスプレイ等を挙げることができる。 The electronic devices described in this disclosure are not particularly limited as long as they are equipped with the display devices described above, and include, for example, smartphones, tablet devices, wearable devices, personal computers, televisions, digital signage, public information displays (PIDs), in-vehicle displays, and the like.
D.樹脂層
本開示における樹脂層は、厚さが100μm以下であるガラス基材の主面側に配置され、かつ、上記ガラス基材の側面を被覆するために用いられる樹脂層であって、透明性を有する。
D. Resin layer The resin layer in this disclosure is a resin layer that is disposed on the main surface side of a glass substrate having a thickness of 100 μm or less and is used to cover the side surface of the glass substrate, and is transparent.
本開示における樹脂層は、所定の厚さを有するガラス基材の主面側に配置し、かつ、ガラス基材の側面を被覆して用いた場合には、上述の「A.ガラス積層体」の項に記載したように、良好な耐屈曲性および耐衝撃性を得ることができる。 When the resin layer in this disclosure is placed on the main surface side of a glass substrate having a predetermined thickness and used to cover the side surface of the glass substrate, good flexibility and impact resistance can be obtained, as described in section A. Glass Laminate above.
本開示における樹脂層については、上述のガラス積層体において、第1樹脂層および第2樹脂層が同一材料を含有し、一体である態様、第2樹脂層および第3樹脂層が同一材料を含有し、一体である態様、ならびに、第2樹脂層および機能層が同一材料を含有し、一体である態様と同様とすることができる。中でも、樹脂層は、上述のガラス積層体において、第1樹脂層および第2樹脂層が同一材料を含有し、一体である態様であることが好ましい。 The resin layers in this disclosure can be configured in the same way as in the above-described glass laminate, where the first and second resin layers contain the same material and are integrated, where the second and third resin layers contain the same material and are integrated, and where the second resin layer and the functional layer contain the same material and are integrated. Among these, it is preferable that the resin layers in the above-described glass laminate consist of the first and second resin layers containing the same material and being integrated.
樹脂層を、ガラス基材の主面に配置し、かつガラス基材の側面を被覆するように配置する方法としては、例えば、接着層を介してガラス基材の主面および側面にフィルム状の樹脂層を貼り合わせる方法が挙げられる。 One method for arranging the resin layer so as to be placed on the main surface of the glass substrate and covering the sides of the glass substrate is to bond a film-like resin layer to the main surface and sides of the glass substrate via an adhesive layer.
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。 This disclosure is not limited to the embodiments described above. The embodiments described above are illustrative, and any configuration that is substantially identical to the technical idea described in the claims of this disclosure and achieves similar effects is included within the technical scope of this disclosure.
以下、実施例および比較例を示し、本開示をさらに説明する。 The following examples and comparative examples further illustrate this disclosure.
[比較例1]
(ガラス基材)
厚さ70μmの化学強化されたガラス基材を用いた。このガラス基材は、ガラス基材の端面が加工されており、ガラス基材の端部の形状が図2(a)に示すような形状であった。
[Comparative Example 1]
(Glass substrate)
A chemically strengthened glass substrate with a thickness of 70 μm was used. The edges of this glass substrate were processed, and the shape of the edges of the glass substrate was as shown in Figure 2(a).
[比較例2]
(樹脂層の形成)
比較例1と同様のガラス基材を用い、ガラス基材の主面に、ウレタン変性共重合ポリエステル樹脂を含む樹脂組成物(バイロンUR-4800 東洋紡社製)を所定の厚さで成膜し、樹脂層を形成した。樹脂層形成時の乾燥条件は、100℃、3分間とした。また、樹脂層の形成に際しては、上記ガラス基材よりも一回り大きいフィルムを、ガラス基材の樹脂層を形成する主面(第1面)とは反対側の第2面に貼合した後、ガラス基材側の面が上側になるように、板厚0.7mmのキャリアガラスに貼り付け、上記樹脂組成物をダイコート法で塗布した。その際、ダイコーターにおいて、ガラス基材の幅よりノズル幅が小さいノズルを使用して、ガラス基材の側面に樹脂組成物が塗布されないようにした。
[Comparative Example 2]
(Formation of the resin layer)
Using the same glass substrate as in Comparative Example 1, a resin composition containing a urethane-modified copolymer polyester resin (Byron UR-4800, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was deposited on the main surface of the glass substrate to a predetermined thickness to form a resin layer. The drying conditions during resin layer formation were 100°C for 3 minutes. In addition, when forming the resin layer, a film slightly larger than the glass substrate was laminated to the second surface of the glass substrate, opposite to the main surface (first surface) on which the resin layer was to be formed. Then, with the glass substrate side facing upwards, it was attached to a carrier glass with a thickness of 0.7 mm, and the resin composition was applied by die coating. At that time, a nozzle with a nozzle width smaller than the width of the glass substrate was used in the die coater to prevent the resin composition from being applied to the sides of the glass substrate.
[実施例1]
(樹脂層の形成)
比較例2において、樹脂層の形成の形成に際して、ダイコーターにおいて、ガラス基材の幅よりもノズル幅が大きいノズルを使用して、ガラス基材の主面および側面に樹脂組成物を塗布したこと以外は、比較例2と同様にして、ガラス基材の主面および側面に樹脂層を形成した。
[Example 1]
(Formation of resin layer)
In Comparative Example 2, a resin layer was formed on the main surface and side surfaces of the glass substrate in the same manner as in Comparative Example 2, except that when forming the resin layer, a nozzle with a nozzle width greater than the width of the glass substrate was used in the die coater to apply the resin composition to the main surface and side surfaces of the glass substrate.
[比較例3]
(ガラス基材)
厚さ70μmの化学強化されたガラス基材を用いた。このガラス基材は、ガラス基材の端面が未加工であり、ガラス基材の端部の形状は図2(b)に示すような形状であった。
[Comparative Example 3]
(Glass substrate)
A chemically strengthened glass substrate with a thickness of 70 μm was used. The edges of this glass substrate were unprocessed, and the shape of the edges of the glass substrate was as shown in Figure 2(b).
[比較例4]
(樹脂層の形成)
比較例3と同様のガラス基材を用い、樹脂層の厚さを変更したこと以外は、比較例2と同様にして、ガラス基材の主面に樹脂層を形成した。
[Comparative Example 4]
(Formation of resin layer)
A resin layer was formed on the main surface of the glass substrate in the same manner as in Comparative Example 2, except that the thickness of the resin layer was changed, using the same glass substrate as in Comparative Example 3.
[比較例5]
(プライマー層の形成)
比較例1と同様のガラス基材を用い、上記ガラス基材上に、下記のプライマー層用組成物をコーティングし、80℃で3分間および150℃で60分間乾燥させ、厚さ1μmのプライマー層を形成した。
[Comparative Example 5]
(Formation of the primer layer)
Using the same glass substrate as in Comparative Example 1, the following primer layer composition was coated onto the glass substrate and dried at 80°C for 3 minutes and at 150°C for 60 minutes to form a primer layer with a thickness of 1 μm.
<プライマー層用組成物>
・ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂(jER1256B40 三菱ケミカル製) 28質量部
・ビスフェノールAノボラック型固形エポキシ樹脂(jER157S65B80 三菱ケミカル製) 5質量部
・2-エチル-4-メチルイミダゾール(東京化成工業製) 1質量部
・溶剤(MEK) 11質量部
<Composition for primer layer>
- Bisphenol A type solid epoxy resin (jER1256B40, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 28 parts by mass - Bisphenol A novolac type solid epoxy resin (jER157S65B80, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 5 parts by mass - 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1 part by mass - Solvent (MEK) 11 parts by mass
(樹脂層の形成)
国際公開2014/046180号公報の合成例1を参照して、下記化学式で表されるテトラカルボン酸二無水物を合成した。
(Formation of resin layer)
Referring to Synthesis Example 1 in International Publication No. 2014/046180, a tetracarboxylic dianhydride represented by the following chemical formula was synthesized.
5Lのセパラブルフラスコに、脱水されたN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)(1833.2g)、及び、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)(138.48g)を溶解させた溶液を入れ、液温30℃に制御されたところへ、上記化学式で表されるテトラカルボン酸二無水物(TMPBPTME)(176.70g)を、温度上昇が2℃以下になるように徐々に投入し、メカニカルスターラーで30分撹拌した。そこへ、ピロメリット酸二無水物(PMDA)(64.20g)を温度上昇が2℃以下になるように数回に分けて徐々に投入し、ポリイミド前駆体が溶解したポリイミド前駆体溶液(固形分18質量%)を合成した。ポリイミド前駆体に用いられたテトラカルボン酸二無水物のTMPBPTMEとPMDAとのモル比(TMPBPTME:PMDA)は90:10であった。ポリイミド前駆体の重量平均分子量は、75,000であった。 In a 5 L separable flask, a solution containing dehydrated N,N-dimethylacetamide (DMAc) (1833.2 g) and 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB) (138.48 g) was added. The solution temperature was controlled to 30°C. Then, tetracarboxylic dianhydride (TMPBPTME) (176.70 g), represented by the above chemical formula, was gradually added, ensuring the temperature rise was 2°C or less. The mixture was stirred with a mechanical stirrer for 30 minutes. Pyromellitic dianhydride (PMDA) (64.20 g) was then gradually added in several batches, ensuring the temperature rise was 2°C or less, to synthesize a polyimide precursor solution (18% solids by mass) in which the polyimide precursor was dissolved. The molar ratio (TMBPPTME:PMDA) of the tetracarboxylic dianhydrides used in the polyimide precursor was 90:10. The weight-average molecular weight of the polyimide precursor was 75,000.
窒素雰囲気下で、5Lのセパラブルフラスコに、室温に下げた上記ポリイミド前駆体溶液(2162g)を加えた。そこへ、脱水されたN,N-ジメチルアセトアミド(432g)を加え均一になるまで撹拌した。次に触媒であるピリジン(6.622g)と無水酢酸(213.67g)を加え24時間室温で撹拌し、ポリイミド溶液を合成した。 Under a nitrogen atmosphere, 2162 g of the polyimide precursor solution (at room temperature) was added to a 5 L separable flask. Then, 432 g of dehydrated N,N-dimethylacetamide was added and the mixture was stirred until homogeneous. Next, pyridine (6.622 g) and acetic anhydride (213.67 g), which serve as catalysts, were added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to synthesize the polyimide solution.
得られたポリイミド溶液にN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)(2000g)を加え均一になるまで撹拌した。次に、ポリイミド溶液を5Lビーカーに3等分して移し、各ビーカーにイソプロピルアルコール(3500g)を徐々に加え白色スラリーを得た。上記スラリーをブフナー漏斗上に移してろ過し、続いてイソプロピルアルコール(合計9000g)でかけ流して洗浄し、その後ろ過するという工程を3回繰り返し、真空乾燥機を用いて110℃で乾燥し、ポリイミド(ポリイミド粉体)を得た。GPCによって測定したポリイミドの重量平均分子量は100000であった。 To the obtained polyimide solution, N,N-dimethylacetamide (DMAc) (2000 g) was added and stirred until homogeneous. Next, the polyimide solution was divided into three equal parts and transferred to 5 L beakers. Isopropyl alcohol (3500 g) was gradually added to each beaker to obtain a white slurry. The slurry was transferred to a Buchner funnel and filtered. This was followed by washing with isopropyl alcohol (total 9000 g), and filtration. This process was repeated three times. The mixture was then dried at 110°C using a vacuum dryer to obtain polyimide (polyimide powder). The weight-average molecular weight of the polyimide, measured by GPC, was 100,000.
ポリイミドの固形分濃度が12質量%となるように、ポリイミドにN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)を添加して、ポリイミドがワニス中に12質量%のポリイミドワニス(樹脂組成物)を調製した。ポリイミドワニス(樹脂組成物)(固形分濃度12質量%)の25℃における粘度は15000cpsであった。 A polyimide varnish (resin composition) containing 12% polyimide by mass was prepared by adding N,N-dimethylacetamide (DMAc) to polyimide so that the solid content concentration of polyimide was 12% by mass. The viscosity of the polyimide varnish (resin composition) (solid content concentration 12% by mass) at 25°C was 15,000 cps.
上記プライマー層上に上記ポリイミドワニス(樹脂組成物)を所定の厚さとなるように塗布し、80℃で5分間、150℃で10分間、および230℃で30分間乾燥させ、所定の厚さの樹脂層を形成した。樹脂層の形成に際しては、上記ガラス基材よりも一回り大きいフィルムを、ガラス基材の樹脂層を形成する主面(第1面)とは反対側の第2面に貼合した後、ガラス基材側の面が上側になるように、板厚0.7mmのキャリアガラスに貼り付け、上記樹脂組成物をダイコート法で塗布した。その際、ダイコーターにおいて、ガラス基材の幅よりノズル幅が小さいノズルを使用して、ガラス基材の側面に樹脂組成物が塗布されないようにした。 The polyimide varnish (resin composition) was applied to the primer layer to a predetermined thickness and dried at 80°C for 5 minutes, 150°C for 10 minutes, and 230°C for 30 minutes to form a resin layer of the predetermined thickness. For the formation of the resin layer, a film slightly larger than the glass substrate was bonded to the second surface of the glass substrate, opposite to the main surface (first surface) where the resin layer would be formed. Then, with the glass substrate side facing upwards, it was attached to a 0.7 mm thick carrier glass, and the resin composition was applied by die coating. During this process, a nozzle with a width smaller than the width of the glass substrate was used in the die coater to prevent the resin composition from being applied to the sides of the glass substrate.
[実施例2]
(樹脂層の形成)
比較例5において、樹脂層の形成の形成に際して、ダイコーターにおいて、ガラス基材の幅よりもノズル幅が大きいノズルを使用して、ガラス基材の主面および側面に樹脂組成物を塗布したこと以外は、比較例5と同様にして、ガラス基材の主面および側面に樹脂層を形成した。
[Example 2]
(Formation of resin layer)
In Comparative Example 5, a resin layer was formed on the main surface and side surfaces of the glass substrate in the same manner as in Comparative Example 5, except that when forming the resin layer, a nozzle with a nozzle width greater than the width of the glass substrate was used in the die coater to apply the resin composition to the main surface and side surfaces of the glass substrate.
[実施例3]
(樹脂層の形成)
実施例2において、樹脂組成物をスピンコート法で塗布したこと、および樹脂層の厚さを変更したこと以外は、実施例2と同様にして、ガラス基材の主面および側面に樹脂層を形成した。
[Example 3]
(Formation of resin layer)
In Example 2, a resin layer was formed on the main surface and side surfaces of a glass substrate in the same manner as in Example 2, except that the resin composition was applied by a spin coating method and the thickness of the resin layer was changed.
[実施例4]
(樹脂層の形成)
実施例3において、樹脂層の厚さを変更したこと以外は、実施例3と同様にして、ガラス基材の主面および側面に樹脂層を形成した。
[Example 4]
(Formation of resin layer)
In Example 3, a resin layer was formed on the main surface and side surface of the glass substrate in the same manner as in Example 3, except that the thickness of the resin layer was changed.
[実施例5]
下記表1に示す表面圧縮応力値(CS)を有する、化学強化されたガラス基材を用いたこと以外は、実施例4と同様にして、ガラス基材の主面および側面に樹脂層を形成した。
[Example 5]
A resin layer was formed on the main surface and side surfaces of a glass substrate in the same manner as in Example 4, except that a chemically strengthened glass substrate having the surface compressive stress (CS) values shown in Table 1 below was used.
[実施例6]
実施例5において、第2樹脂層の厚さを変更したこと以外は、実施例5と同様にして、ガラス基材の主面および側面に樹脂層を形成した。
[Example 6]
In Example 5, a resin layer was formed on the main surface and side surface of the glass substrate in the same manner as in Example 5, except that the thickness of the second resin layer was changed.
[実施例7]
実施例5において、第2樹脂層の厚さを変更したこと以外は、実施例5と同様にして、ガラス基材の主面および側面に樹脂層を形成した。
[Example 7]
In Example 5, a resin layer was formed on the main surface and side surface of the glass substrate in the same manner as in Example 5, except that the thickness of the second resin layer was changed.
[評価]
(1)屈曲試験(マンドレル試験)
実施例1~5および比較例2、4、5のガラス積層体ならびに比較例1、3のガラス基材に対して、屈曲試験を行った。JIS-K5600-5-1に記載されている円筒形マンドレル法を模して、直径が2mmから32mmまでのマンドレルにサンプル片(100mm×50mm)を巻きつけて、ガラス積層体またはガラス基材の耐屈曲性を評価した。
この際、ガラス積層体は、第1樹脂層が内側、ガラス基材が外側になるようにマンドレルに巻き付けた。ガラス積層体またはガラス基材に割れが生じたマンドレルの最小の直径を表1に示す。なお、数値が小さいほど、耐屈曲性が高いことを示している。また、屈曲試験の結果は、下記の基準で評価した。
A:ガラス積層体またはガラス基材に割れが生じたマンドレルの最小の直径が、5mm以下である。
B:ガラス積層体またはガラス基材に割れが生じたマンドレルの最小の直径が、6mm以上10mm以下である。
C:ガラス積層体またはガラス基材に割れが生じたマンドレルの最小の直径が、12mm以上である。
[evaluation]
(1) Flexion test (mandrel test)
Flexural tests were performed on the glass laminates of Examples 1-5 and Comparative Examples 2, 4, and 5, as well as the glass substrates of Comparative Examples 1 and 3. Following the cylindrical mandrel method described in JIS-K5600-5-1, sample pieces (100 mm x 50 mm) were wrapped around mandrels with diameters ranging from 2 mm to 32 mm to evaluate the flexural resistance of the glass laminates or glass substrates.
In this test, the glass laminate was wrapped around a mandrel with the first resin layer on the inside and the glass substrate on the outside. Table 1 shows the smallest diameter of the mandrel in which cracks occurred in the glass laminate or glass substrate. A smaller value indicates higher bending resistance. The results of the bending test were evaluated according to the following criteria.
A: The minimum diameter of the mandrel in which a crack has occurred in the glass laminate or glass substrate is 5 mm or less.
B: The minimum diameter of the mandrel in which a crack has occurred in the glass laminate or glass substrate is 6 mm or more and 10 mm or less.
C: The minimum diameter of the mandrel in which a crack has occurred in the glass laminate or glass substrate is 12 mm or larger.
(2)衝撃試験(ペンドロップ試験)
実施例1~5および比較例2、4、5のガラス積層体ならびに比較例1、3のガラス基材に対して、衝撃試験を行った。まず、ガラス積層体のガラス基材の面またはガラス基材に、厚さ50μmの光学粘着フィルム(OCA)と、厚さ100μmのPETフィルムとをこの順に貼り合わせて、試験用積層体を作製した。この試験用積層体のPETフィルム側が厚さ30mmの金属プレートに接するように、金属プレート上に試験用積層体を置いた。次に、試験用積層体の中央部および端部に対して、それぞれ、試験高さより、ペンをその先端を下にして試験用積層体上に落下させた。ここで、試験用積層体の端部とは、ガラス基材の端部から5mm以内の領域を示す。また、試験用積層体の中央部とは、上記試験用積層体の端部以外の領域を示す。
ペンには、ゼブラ社製のブレン0.5BAS88-BK(重量12g、ペン先0.5mmφ)を用いた。表1に、ガラス基材に割れが生じなかった最大の試験高さを示す。なお、数値が大きいほど、耐衝撃性が高いことを示している。また、衝撃試験の結果は、下記の基準で評価した。
A:ガラス基材に割れが生じなかった最大の試験高さが、12cm以上である。
B:ガラス基材に割れが生じなかった最大の試験高さが、8cm以上12cm未満である。
C:ガラス基材に割れが生じなかった最大の試験高さが、8cm未満である。
(2) Impact test (pen drop test)
Impact tests were performed on the glass laminates of Examples 1-5 and Comparative Examples 2, 4, and 5, as well as the glass substrates of Comparative Examples 1 and 3. First, a test laminate was prepared by bonding a 50 μm thick optical adhesive film (OCA) and a 100 μm thick PET film in that order to the surface of the glass substrate of the glass laminate or to the glass substrate. The test laminate was placed on a metal plate so that the PET film side of the test laminate was in contact with the metal plate, which was 30 mm thick. Next, a pen was dropped onto the test laminate from a test height, tip-down, at the center and at the edges of the test laminate. Here, the edges of the test laminate refer to the area within 5 mm from the edge of the glass substrate. The center of the test laminate refers to the area other than the edges of the test laminate.
The pen used was a Zebra Blenn 0.5 BAS88-BK (weight 12g, pen tip 0.5mmφ). Table 1 shows the maximum test height at which no crack occurred in the glass substrate. A higher value indicates higher impact resistance. The impact test results were evaluated according to the following criteria.
A: The maximum test height at which no cracks occurred in the glass substrate was 12 cm or more.
B: The maximum test height at which no cracks occurred in the glass substrate was between 8 cm and 12 cm.
C: The maximum test height at which no cracks occurred in the glass substrate was less than 8 cm.
(3)全光線透過率およびヘイズ
実施例1~5のガラス積層体について、全光線透過率およびヘイズを測定した。全光線透過率は、JIS K7361-1に準拠して、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製 HM150)により測定した。また、ヘイズは、JIS K-7136に準拠して、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製 HM150)により測定した。
(3) Total light transmittance and haze The total light transmittance and haze were measured for the glass laminates of Examples 1 to 5. The total light transmittance was measured using a haze meter (HM150, manufactured by Murakami Color Technology Laboratory) in accordance with JIS K7361-1. The haze was measured using a haze meter (HM150, manufactured by Murakami Color Technology Laboratory) in accordance with JIS K-7136.
(4)化学強化ガラスの表面圧縮応力値(CS)
実施例1~5および比較例1~5におけるガラス基材について、ルケオ社製の屈折計型ガラス表面応力計 FSM-6000LEを用いて、表面圧縮応力値を測定した。
(4) Surface compressive stress (CS) of chemically strengthened glass
For the glass substrates in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, the surface compressive stress values were measured using a refractometer-type glass surface stress meter FSM-6000LE manufactured by Lukeo.
なお、表1において、ガラス基材の主面に形成された樹脂層を第1樹脂層とし、ガラス基材の側面に形成された樹脂層を第2樹脂層とする。また、第2樹脂層の厚さT2は、ガラス基材の主面に平行な方向における第2樹脂層の厚さであり、第2樹脂層の厚さT4は、ガラス基材の厚さ方向における第2樹脂層の厚さである。また、被覆率は、ガラス基材を平面視したときの4辺の合計長さを100%としたとき、ガラス基材の4辺において、T1/T2の比率が0.01以上5.0以下となる割合である。 In Table 1, the resin layer formed on the main surface of the glass substrate is referred to as the first resin layer, and the resin layer formed on the side surface of the glass substrate is referred to as the second resin layer. Furthermore, the thickness T2 of the second resin layer is the thickness of the second resin layer in the direction parallel to the main surface of the glass substrate, and the thickness T4 of the second resin layer is the thickness of the second resin layer in the thickness direction of the glass substrate. The coverage ratio is defined as the ratio of T1/T2 on the four sides of the glass substrate, where the sum of the lengths of the four sides when viewed from above is considered 100%, and the ratio is between 0.01 and 5.0.
比較例1、2から、ガラス基材の主面側に第1樹脂層が配置されているが、ガラス基材の側面が第2樹脂層で被覆されていない場合(比較例2)は、耐衝撃性が良好であるものの、ガラス基材単体の場合(比較例1)よりも耐屈曲性が悪くなることが確認された。同様に、比較例3、4から、ガラス基材の主面側に第1樹脂層が配置されているが、ガラス基材の側面が第2樹脂層で被覆されていない場合(比較例4)は、耐衝撃性が良好であるものの、ガラス基材単体の場合(比較例3)よりも耐屈曲性が悪くなることが確認された。また、同様に、比較例5では、ガラス基材の主面側に第1樹脂層が配置されているが、ガラス基材の側面が第2樹脂層で被覆されていないため、耐衝撃性が良好であるものの、耐屈曲性に劣っていた。 Comparative Examples 1 and 2 showed that when the first resin layer was positioned on the main surface of the glass substrate, but the sides of the glass substrate were not covered with the second resin layer (Comparative Example 2), impact resistance was good, but flexural resistance was worse than that of the glass substrate alone (Comparative Example 1). Similarly, Comparative Examples 3 and 4 showed that when the first resin layer was positioned on the main surface of the glass substrate, but the sides of the glass substrate were not covered with the second resin layer (Comparative Example 4), impact resistance was good, but flexural resistance was worse than that of the glass substrate alone (Comparative Example 3). Furthermore, in Comparative Example 5, although the first resin layer was positioned on the main surface of the glass substrate, the sides of the glass substrate were not covered with the second resin layer, resulting in good impact resistance but poor flexural resistance.
これに対し、実施例1~4では、ガラス基材の主面側に第1樹脂層が配置され、かつ、ガラス基材の側面が第2樹脂層で被覆されているため、良好な耐屈曲性および耐衝撃性が得られた。 In contrast, in Examples 1 to 4, the first resin layer was arranged on the main surface side of the glass substrate, and the side surfaces of the glass substrate were covered with the second resin layer, resulting in excellent bending resistance and impact resistance.
1 … ガラス積層体
2 … ガラス基材
2P … ガラス基材の主面
2S … ガラス基材の側面
3 … 第1樹脂層
4 … 第2樹脂層
5 … ハードコート層
6 … 第3樹脂層
8 … プライマー層
30 … 表示装置
31 … 表示パネル
1… Glass laminate 2… Glass substrate 2P… Main surface of glass substrate 2S… Side surface of glass substrate 3… First resin layer 4… Second resin layer 5… Hard coat layer 6… Third resin layer 8… Primer layer 30… Display device 31… Display panel
Claims (12)
前記ガラス基材は、一方の主面と、前記一方の主面とは反対にある他方の主面と、側面と、を有し、
前記ガラス基材の厚さが、100μm以下であり、
前記第1樹脂層が、前記一方の主面側に存在し、かつ、透明性を有し、
前記第2樹脂層が、前記側面を覆い、
前記第1樹脂層の複合弾性率が、5.7GPa以上40GPa以下であり、
前記第1樹脂層の前記ガラス基材とは反対の面側に機能層を有し、
前記第2樹脂層および前記機能層が、同一材料を含有し、一体であり、
前記機能層がハードコート層であり、前記ハードコート層が重合性化合物を含む樹脂組成物の硬化物を含有する、ガラス積層体。 A glass laminate comprising a glass substrate, a first resin layer, and a second resin layer,
The glass substrate has one main surface, another main surface opposite to the first main surface, and a side surface.
The thickness of the glass substrate is 100 μm or less.
The first resin layer is present on one of the main surfaces and is transparent.
The second resin layer covers the side surface,
The composite modulus of the first resin layer is 5.7 GPa or more and 40 GPa or less .
The first resin layer has a functional layer on the side opposite to the glass substrate,
The second resin layer and the functional layer contain the same material and are integrally formed.
A glass laminate in which the functional layer is a hard coat layer, and the hard coat layer contains a cured product of a resin composition containing a polymerizable compound .
(式1) 0.01≦T1/T2≦5.0 The glass laminate according to claim 1 , wherein the thickness of the first resin layer is T1 and the thickness of the second resin layer is T2, and the equation (formula 1) is satisfied.
(Formula 1) 0.01≦T1/T2≦5.0
前記表示パネルの観察者側に配置された、請求項1から請求項10までのいずれかの請求項に記載のガラス積層体と、
を備える表示装置。 Display panel and,
The glass laminate according to any one of claims 1 to 10 is positioned on the observer side of the display panel,
A display device equipped with the following features.
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