説明

透明ガラス繊維複合樹脂シート、表示体装置および太陽電池

【課題】本発明の課題は、光学特性に優れたガラス繊維複合樹脂シートを提供することにある。
【解決手段】本発明に係るガラス繊維複合樹脂シート160は、ガラス繊維集合体150およびマトリックス樹脂161を備える。ガラス繊維集合体は、ガラス繊維またはガラス繊維束151a,151bから形成されている。そして、このガラス繊維集合体は、屈折率の最大値と最小値との差が0.01以下である。マトリックス樹脂は、ガラス繊維集合体の平均屈折率との差が0.01以下である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガラス繊維複合樹脂シート、表示体装置および太陽電池に関する。
【背景技術】
【0002】
過去に「プリント基板用のガラス繊維複合樹脂シート」が提案されている(例えば、特開平5−147979号公報)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平5−147979号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近年、このようなガラス繊維複合樹脂シートが表示装置用、照明装置用、太陽電池用などの樹脂基板として利用されつつある。ガラス繊維は、種類によってある一定の屈折率を示すが、これまでのプリント基板用途では透明材料用途で必要な光学特性は考慮されていなかったため、ガラス布帛中で屈折率に差が生じるおそれがあった。これらは、上記に記載した用途に使用する際の品質に影響を及ぼすおそれがある。
【0005】
本発明の課題は、光学特性に優れたガラス繊維複合樹脂シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)
本発明に係るガラス繊維複合樹脂シートは、ガラス繊維集合体およびマトリックス樹脂を備える。なお、ここにいう「ガラス繊維集合体」とは、ガラス布帛などである。また、「ガラス布帛」は、ガラス織布(ガラスクロス等)であってもよいし、ガラス不織布であってもよいが、樹脂または樹脂組成物の含浸の容易さの観点からガラス織布が好ましい。そして、このガラス繊維集合体は、屈折率の最大値と最小値との差が0.01以下である。また、マトリックス樹脂は、実質的に透明な樹脂であって、ガラス繊維またはガラス繊維束を構成するガラスの平均屈折率との屈折率差の絶対値が0.01以下である。なお、特段に断りがない限り、本願において屈折率とは「589nmの波長における屈折率」を示す。
【0007】
このため、このガラス繊維複合樹脂シートは、全域に亘って均一な透明性を示すことができる。
【0008】
(2)
上述の(1)に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートにおいて、マトリックス樹脂は、脂環構造を有する樹脂を主成分とすることが好ましい。また、脂環構造を有する樹脂は、脂環式エポキシ樹脂であることが好ましい。また、脂環式エポキシ樹脂は、下記一般式(A)で表わされるものが好ましい。
【化1】

(上記式中、−X−は、−O−、−S−、−SO−、−SO−、−CH−、−CH(CH)−、−C(CH−または単結合である。)
【0009】
上述の(1)または(2)に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートは、太陽電池用の基板、表示体装置を構成する表示素子用基板として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態に係るガラスクロスの平面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の実施の形態に係るガラス織布150は、図1に示されるように、縦方向ガラスヤーン(経糸)151aおよび横方向ガラスヤーン(緯糸)151bから形成されている。なお、ガラス織布150の織組織としては、平織り(図1参照)、ななこ織り、朱子織り、綾織り等が挙げられる。ガラス織布を構成するガラス繊維の素材としては、Eガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、Dガラス、Tガラス、NEガラス、石英ガラス、低誘導率ガラス、高誘導率ガラス等が挙げられる。なお、これらのガラスの中でも、不純物が少なく光学特性を向上させるという観点から、Tガラス、NEガラス、Sガラスが好ましい。
【0012】
なお、本実施の形態において、ガラス織布150は、屈折率の最大値と最小値との差が0.01以下である。
【0013】
本発明の実施の形態に係る透明ガラス繊維複合樹脂シート160は、図2に示されるように、上述のガラス織布150と、そのガラス織布150を構成するガラス繊維の屈折率と実質的に同一の屈折率を有する透明樹脂組成物161とから形成されている。なお、透明性の高い透明ガラス繊維複合樹脂シート160を得るためには、ガラス織布150の平均屈折率と透明樹脂組成物161の屈折率との差が0.01以下であることが好ましい。
【0014】
透明樹脂組成物161が表示素子用基板、照明装置用基板、太陽電池用基板のマトリックス樹脂として利用される場合、表示素子、照明装置、太陽電池を作製する上で、透明樹脂組成物161には、耐熱性が求められる。そのような透明樹脂組成物161としては、具体的には、例えば、ガラス転移温度が180度C以上のもの、熱変形温度が200度C以上のもの、熱膨張率が100ppm/K以下のものが望ましい。また、上記特性と透明性とを兼ね備える樹脂組成物(マトリックス樹脂)としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂およびそれらのブレンド樹脂が挙げられる。エポキシ系樹脂としては、例えば、脂環式エポキシ樹脂が挙げられる。この脂環式エポキシ樹脂の中でも、耐熱性と透明性を両立させるという観点から、下記一般式(A)で示される脂環式エポキシ樹脂が好ましい。
【化2】

(上記式中、−X−は、−O−、−S−、−SO−、−SO−、−CH−、−CH(CH)−、−C(CH−または単結合である。)
【0015】
また、アクリル系樹脂としては、例えば、熱硬化性または光硬化性のアクリル系樹脂などが挙げられる。
【0016】
また、上述以外のマトリックス樹脂としては、脂環構造を有するエポキシ系樹脂、脂環構造を有するアクリル系樹脂等の脂環構造を有する樹脂を主成分とするものであることが好ましい。
【0017】
透明樹脂組成物161とガラス織布150とを複合化させる方法としては、例えば、透明樹脂組成物161をガラス織布150に塗布して含浸させる方法、または、透明樹脂組成物161を充填させた容器にガラス織布150を投入する方法などが挙げられる。なお、この際、雰囲気を減圧状態にすることで含浸性を向上させても良い。
【0018】
以上、上述の透明ガラス繊維複合樹脂シートを表示素子用基板、照明装置用基板、太陽電池用基板として使用することにより、ほぼ全域に亘って均一な透明性を示す高品質な表示装置、照明装置または太陽電池を作製することが可能となる。
【0019】
<実施例>
以下、実施例および比較例を示して本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されることはない。
【実施例1】
【0020】
1.ガラスクロスの選択
本実施例では、ガラスクロスとしてNEガラス系ガラスクロス(厚さ95μm)を採用した。
【0021】
2.液浸法によるガラスクロスの屈折率測定
100mm四方のガラスクロスをベンジルアルコール(屈折率1.54)に浸漬した後、そのベンジルアルコールにアセトキシエトキシエタン(屈折率1.406)を少量ずつ添加して屈折率を変化させる度に、ガラスクロスを白色光源にかざし、ガラスクロスが実質的に透明になったか否かを確認した。そして、最初に実質的に透明になった部分が現れた際の混合液の屈折率と、最後に実質的に透明になった部分が現れた際の混合液の屈折率とを測定してそのガラスクロスの屈折率差を求めた。また、透明部分の面積が最も大きいときの混合液の屈折率を平均屈折率とした。なお、このガラスクロスは、屈折率差が0.008であり、平均屈折率が1.511であった(表1参照)。
【0022】
3.透明ガラス繊維複合樹脂シートの作製
下記化学式(1)を有する脂環式エポキシ樹脂E−DOA(ダイセル化学工業株式会社製,硬化(架橋)後の屈折率1.513)85重量部と、オキセタニル基含有シルキセスキオキサン(以下「OX−SQH」と略する)(東亜合成株式会社,硬化(架橋)後の屈折率1.47)10重量部と、グリシジル型脂環構造エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製YX−8000,硬化(架橋)後の屈折率1.51)5重量部と、芳香族スルホニウム系熱カチオン硬化剤(三新化学工業株式会社製SI−100L)1重量部と、樹脂含有量を80重量%とする量のメチルイソブチルケトンとを混合して、樹脂組成物を調製した。
【化1】

【0023】
次いで、上述の樹脂組成物をNEガラス系ガラスクロスに含浸させて樹脂含浸ガラスクロスを調製した後、その樹脂含浸ガラスクロスに対して脱泡処理を行った。そして、この樹脂含浸ガラスクロスを「離型処理された2枚のガラス板」に挟み込んだ状態で、80℃で2時間加熱した後、さらに250℃で2時間加熱して、厚さ98μmの透明ガラス繊維複合樹脂シートを得た。
【0024】
4.マトリックス樹脂の屈折率
上述の樹脂組成物を、離型処理されたガラス板に塗布してその樹脂組成物の液膜を形成した後、同じく離型処理されたガラス板をその液膜の上に乗せ、液膜をガラス板で挟み込んだ。なお、この際、ガラス板の間には、四辺に厚み200μmのスペーサが配置された。そして、この液膜をそのまま80℃で2時間、250℃で2時間加熱して厚み200μmの樹脂フィルム(マトリックス樹脂)を得た。その後、アッベ屈折計(株式会社アタゴ製DR−A1)を用いてこの樹脂フィルムの589nmにおける屈折率を測定した。本実施例に係る樹脂フィルムの同屈折率は1.509であり、同屈折率とガラスクロスの平均屈折率との差の絶対値は0.002であった(表1参照)。
【0025】
5.透明ガラス繊維複合樹脂シートのヘイズ測定
透明ガラス繊維複合樹脂シートのヘイズは、株式会社ニレコ製COMES−10を用いて測定した。具体的には、サンプルスキャン長さを50mmとし、400〜500nmの波長でセンサを傾けずに(0°)透明ガラス繊維複合樹脂シートの光線透過率を測定した後、センサを6°傾けて透明ガラス繊維複合樹脂シートの同部分の光線透過率を測定した。そして、センサ傾斜前の光線透過率およびセンサ傾斜後の光線透過率から疑似ヘイズを算出した。このようにして透明ガラス繊維複合樹脂シートの50点における疑似ヘイズを算出し、疑似ヘイズの最大値と最小値との差を「ヘイズ差」、疑似ヘイズの平均値を「平均ヘイズ値」とした。なお、ヘイズ差が1%未満である場合、「A」ランクと評価し、ヘイズ差が1%以上である場合、「B」ランクと評価した。また、平均ヘイズ値が2%未満である場合、「A」ランクと評価し、平均ヘイズ値が2%以上4%未満である場合、「B」ランクと評価した。なお、本実施例に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートでは、ヘイズ差および平均ヘイズ値が共にAランクであった(表1参照)。
【0026】
以上より、本実施例に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートは、全域に亘って均一な透明性を示し、表示素子用基板、照明装置用基板、太陽電池用基板として好ましかった。
【実施例2】
【0027】
「脂環式エポキシ樹脂E−DOA85重量部とOX−SQH10重量部」を「下記化学式(2)を有する水添ビフェニル型脂環式エポキシ樹脂E−BP(ダイセル化学工業株式会社製,硬化(架橋)後の屈折率1.522)95重量部」に代え、樹脂組成物にメチルイソブチルケトンを添加せず、ガラスクロスをTガラス系ガラスクロス(厚さ95μm)に代えた以外は、実施例1と同様にしてガラスクロスの屈折率差および平均屈折率ならびにマトリックス樹脂の屈折率を求めると共に、透明ガラス繊維複合樹脂シートを作製してそのヘイズ差および平均ヘイズ値を求めた。なお、本実施例に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートの厚みは97μmであった。
【化2】

【0028】
このガラスクロスは、屈折率差が0.002であり、平均屈折率が1.524であった(表1参照)。また、このマトリックス樹脂の屈折率は1.521であり、同屈折率とガラスクロスの平均屈折率との差の絶対値は0.003であった(表1参照)。また、この透明ガラス繊維複合樹脂シートでは、ヘイズ差および平均ヘイズ値は共にAランクであった(表1参照)。
【0029】
以上より、本実施例に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートは、全域に亘って均一な透明性を示し、表示素子用基板、照明装置用基板、太陽電池用基板として好ましかった。
【実施例3】
【0030】
「樹脂組成物を、下記化学式(3)を有するジシクロペンタジエン骨格型ジアクリレート(ダイセル・サイテック株式会社製IRR−214K,硬化(架橋)後の屈折率1.529)100重量部と、光ラジカル重合開始剤(チバスペシャリティケミカル製イルガキュア184)0.5重量とを混合して調製したこと」、「樹脂組成物にメチルイソブチルケトンを添加しなかったこと」、「ガラスクロスをSガラス系ガラスクロス(厚さ95μm)に代えたこと」、「樹脂含浸ガラスクロスを「離型処理された2枚のガラス板」に挟み込んだ状態で、その両面に約500mJ/cmの紫外光線を照射して樹脂組成物を硬化させた後に、その硬化後の樹脂含浸ガラスクロスを真空オーブンにて100℃で3時間加熱した後、さらに250℃で2時間加熱して透明ガラス繊維複合樹脂シートを得たこと」以外は、実施例1と同様にしてガラスクロスの屈折率差および平均屈折率ならびにマトリックス樹脂の屈折率を求めると共に、透明ガラス繊維複合樹脂シートを作製してそのヘイズ差および平均ヘイズ値を求めた。なお、本実施例に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートの厚みは99μmであった。
【化3】

【0031】
このガラスクロスは、屈折率差が0.004であり、平均屈折率が1.531であった(表1参照)。また、このマトリックス樹脂の屈折率は1.529であり、同屈折率とガラスクロスの平均屈折率との差の絶対値は0.002であった(表1参照)。また、この透明ガラス繊維複合樹脂シートでは、ヘイズ差はAランクであったが、平均ヘイズ値はBランクであった(表1参照)。
【0032】
以上より、本実施例に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートは、全域に亘って均一な透明性を示し、表示素子用基板、照明装置用基板、太陽電池用基板として好ましかった。
(比較例1)
【0033】
NEガラスクロスを別のNEガラスクロスに置き換えた以外は、実施例1と同様にしてNEガラスクロスの屈折率差および平均屈折率ならびにマトリックス樹脂の屈折率を求めると共に、透明ガラス繊維複合樹脂シートを作製してそのヘイズ差および平均へイズ値を求めた。なお、本比較例に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートの厚みは98μmであった。
【0034】
このガラスクロスでは、屈折率差が0.02であり、平均屈折率が1.512であった(表1参照)。また、このマトリックス樹脂の屈折率は1.509であり、同屈折率とガラスクロスの平均屈折率との差の絶対値は0.003であった(表1参照)。また、この透明ガラス繊維複合樹脂シートでは、ヘイズ差および平均ヘイズ値は共にBランクであった(表1参照)。
【0035】
以上より、本比較例に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートは、不均一な透明性を示し、表示素子用基板、照明装置用基板、太陽電池用基板として好ましくなかった。
【表1】

【符号の説明】
【0036】
150 ガラスクロス(ガラス繊維集合体)
151a 縦方向ガラスヤーン(ガラス繊維束)
151b 横方向ガラスヤーン(ガラス繊維束)
160 透明ガラス繊維複合樹脂シート
161 透明樹脂組成物(マトリックス樹脂)
【産業上の利用可能性】
【0037】
本発明に係る透明ガラス繊維複合樹脂シートは、光学特性に優れるため、表示装置用、照明装置用、太陽電池用の樹脂基板として有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
屈折率の最大値と最小値との差が0.01以下であるガラス繊維またはガラス繊維束から形成されるガラス繊維集合体と、
マトリックス樹脂と
を備える、透明ガラス繊維複合樹脂シート。
【請求項2】
前記ガラス繊維集合体の平均屈折率と、前記マトリックス樹脂の屈折率との差の絶対値が0.01以下である
請求項1に記載の透明ガラス繊維複合樹脂シート。
【請求項3】
ヘイズ値の差が1%以下である
請求項1または2に記載の透明ガラス繊維複合樹脂シート。
【請求項4】
前記マトリックス樹脂は、脂環構造を有する樹脂を主成分とする
請求項1から3のいずれかに記載の透明ガラス繊維複合樹脂シート。
【請求項5】
前記脂環構造を有する樹脂は、脂環式エポキシ樹脂である
請求項4に記載の透明ガラス繊維複合樹脂シート。
【請求項6】
前記脂環式エポキシ樹脂は、下記一般式(A)で表わされる
請求項5に記載の透明ガラス繊維複合樹脂シート。
【化1】

(上記式中−X−は、−O−、−S−、−SO−、−SO−、−CH−、−CH(CH)−、−C(CH−または単結合である。)
【請求項7】
請求項1から6のいずれかに記載される透明ガラス繊維複合樹脂シートを備える表示体装置。
【請求項8】
請求項1から6のいずれかに記載される透明ガラス繊維複合樹脂シートを備える太陽電池。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2013−28680(P2013−28680A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−164553(P2011−164553)
【出願日】平成23年7月27日(2011.7.27)
【出願人】(000002141)住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Fターム(参考)】