CN104919591A - 挠性玻璃基材和包括挠性玻璃基材与载体基材的基材堆叠件的加工 - Google Patents

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Abstract

一种对挠性玻璃基材进行加工的方法,所述方法包括提供基材堆叠件,所述基材堆叠件包含采用碳粘结层与载体基材粘结的挠性玻璃基材。然后从载体基材分离挠性玻璃基材。

Description

挠性玻璃基材和包括挠性玻璃基材与载体基材的基材堆叠件的加工
本申请根据35U.S.C.§119,要求2012年8月22日提交的美国临时申请系列第61/691899号的优先权,本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及对载体基材上的挠性玻璃基材进行加工的设备和方法。
背景技术
通过玻璃基材表面上的器件结构的加工,来制造与PV、OLED、LCD和图案化玻璃晶体管(TFT)相关的常规挠性电子器件。这些基材的厚度可以是,例如0.3-0.7mm之间。为了在厚度范围为0.3-0.7mm的玻璃基材上生产这些器件结构,LCD面板器件制造商已经在设备上投入了巨大的资本投资。
挠性电子应用中的玻璃基材正变得更薄且更轻。厚度小于0.5mm(例如小于0.3mm,例如0.1mm或者甚至更薄)的玻璃基材可能对于某些显示器应用是希望的,特别是便携式电子器件,例如笔记本电脑以及手持式器件等。通常通过如下方式形成此类低厚度的玻璃基材:在较厚的玻璃基材上制造器件结构,然后(例如通过化学和/或机械蚀刻)对玻璃基材进行进一步加工,以使得玻璃基材变薄。虽然该变薄过程是有效的,但是希望直接在较薄的玻璃基材上制造器件结构,从而消除在玻璃基材上形成了器件结构之后的任意的玻璃薄化步骤。
需要的是一种载体方法,其利用制造商现有的资本基础设施,并实现对薄的、挠性玻璃基材(即,厚度不超过约0.3mm厚的玻璃)进行加工。
发明内容
本发明的概念涉及采用碳粘结层将薄片(例如挠性玻璃基材)与载体基材粘结,所述碳粘结层在其接收能量输入(例如热能)之后改变结构和/或所述碳粘结层是脆性的,这可有助于裂纹扩展通过碳粘结层,使得挠性玻璃基材从载体基材分层。
本发明的方法的一个商业优势在于,制造商将能够使用它们现有的对加工设备的资金投入,同时获得用于例如光伏(PV)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCDs)、触摸传感器和图案化薄膜晶体管(TFT)电子的薄的玻璃板的益处。
根据第一方面,一种对挠性玻璃基材进行加工的方法包括:
提供基材堆叠件,所述基材堆叠件包括采用碳粘结层与载体基材粘结的挠性玻璃基材;以及
从载体基材分离挠性玻璃基材。
根据第二方面,提供如第一方面的方法,其中碳粘结层是脆性的,所述方法还包括在碳粘结层内引起裂纹。
根据第三方面,提供如第一方面或第二方面的方法,所述方法还包括向碳粘结层提供能量输入,从而引入碳粘结层的结构变化。
根据第四方面,提供如第三方面的方法,其中能量输入是热能,所述方法包括将碳粘结层加热到至少约250℃的温度。
根据第五方面,提供如第三方面或第四方面的方法,其中能量输入是光能,其将碳粘结层加热到至少约250℃的温度。
根据第六方面,提供如第三至第五方面中任一项的方法,其中结构变化包括增加碳粘结层的孔隙率。
根据第七方面,提供如第一至第六方面中任一项的方法,其中碳粘结层位于沿着挠性玻璃基材的周界。
根据第八方面,提供如第一至第七方面中任一项的方法,其中使用激光器局部加热碳粘结层。
根据第九方面,提供如第一至第八方面中任一项的方法,其中使用LED或者闪光灯光源加热碳粘结层。
根据第十方面,提供如第一至第九方面中任一项的方法,所述方法还包括将电气组件施加到挠性玻璃基材。
根据第十一方面,提供如第一至第十方面中任一项的方法,其中挠性玻璃基材的厚度不大于约0.3mm。
根据第十二方面,提供如第一至第十一方面中任一项的方法,其中载体基材包括玻璃。
根据第十三方面,提供如第一至第十二方面中任一项的方法,其中载体基材的厚度大于挠性玻璃基材的厚度。
根据第十四方面,一种对挠性玻璃基材进行加工的方法包括:
提供具有玻璃支撑表面的载体基材;
提供挠性玻璃基材,其具有第一和第二宽表面;
使用碳粘结层,将挠性玻璃基材的第一宽表面粘结到载体基材的玻璃支撑表面;以及
引起碳粘结层中的裂纹,以从载体基材去除挠性玻璃基材。
根据第十五方面,提供如第十四方面的方法,所述方法还包括向碳粘结层提供能量输入,用于改变碳粘结层的结构并降低挠性玻璃基材和载体基材之间的粘结强度。
根据第十六方面,提供如第十五方面的方法,其中能量输入是热能,所述方法包括将碳粘结层加热到至少约250℃的温度。
根据第十七方面,提供如第十五方面或第十六方面的方法,其中能量输入是光能,其导致将碳粘结层加热到至少约250℃的温度。
根据第十八方面,提供如第十四至第十七方面中任一项的方法,其中碳粘结层位于沿着挠性玻璃基材的周界。
根据第十九方面,提供如第十四至第十八方面中任一项的方法,其中使用激光器局部加热碳粘结层。
根据第二十方面,提供如第十四至第二十方面中任一项的方法,其中使用LED或者闪光灯光源加热碳粘结层。
根据第二十一方面,提供如第十四至第二十方面中任一项的方法,其中挠性玻璃基材的厚度不大于约0.3mm。
根据第二十二方面,一种基材堆叠件包括:
具有玻璃支撑表面的载体基材;
挠性玻璃基材,其由载体基材的玻璃支撑表面支撑;以及
碳粘结层,其使得挠性玻璃基材与载体基材粘结,所述碳粘结层是脆性的,以有助于裂纹扩展通过碳粘结层。
根据第二十三方面,提供如第二十二方面的基材堆叠件,其中挠性玻璃基材的厚度不大于约0.3mm。
根据第二十四方面,提供如第二十二方面或第二十三方面所述的基材堆叠件,其中碳粘结层的厚度不大于约0.1mm。
在以下的详细描述中提出了本发明的附加特征和优点,其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容而容易理解,或按文字描述和附图中的举例实施以及所附权利要求所定义而认识本发明。应理解,前面的一般性描述和以下的详细描述都只是对本发明的示例,用来提供理解要求保护的本发明的性质和特性的总体评述或框架。
包括的附图提供了对本发明原理的进一步理解,附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图图示说明了本发明的一个或多个实施方式,并与说明书一起用来说明例如本发明的原理和操作。应理解,在本说明书和附图中揭示的本发明的各种特征可以以任意和所有的组合使用。
附图说明
图1是基材堆叠件的一个实施方式的侧视图,所述基材堆叠件包括用载体基材运载的挠性玻璃基材;
图2是图1的基材堆叠件的分解透视图;
图3显示了对图1所示的挠性玻璃基材和基材堆叠件进行加工的方法的一个实施方式;
图4是基材堆叠件的一个实施方式的俯视图,所述基材堆叠件包括具有不同尺寸的挠性玻璃基材和载体基材;
图5是基材堆叠件的另一个实施方式的俯视图,所述基材堆叠件包括具有不同形状的挠性玻璃基材和载体基材;
图6是基材堆叠件的一个实施方式的俯视图,所述基材堆叠件具有施涂到载体基材的玻璃支撑表面上的粘结层;
图7是基材堆叠件的另一个实施方式的俯视图,所述基材堆叠件具有施涂到载体基材的玻璃支撑表面上的粘结层;
图8是基材堆叠件的另一个实施方式的俯视图,所述基材堆叠件具有施涂到载体基材的玻璃支撑表面上的粘结层;
图9显示碳基粘结层的吸收;
图10是基材堆叠件的一个实施方式的俯视图,所述基材堆叠件具有施涂到载体基材的玻璃支撑表面上的粘结层;
图11是用于形成多个所需部件的基材堆叠件的一个实施方式的俯视图;以及
图12显示了从载体基材释放挠性玻璃基材的方法的一个实施方式。
发明详述
本文所述的实施方式一般地涉及对挠性玻璃基材(在本文中有时也称作器件基材)进行加工。挠性玻璃基材可以是基材堆叠件的部分,所述基材堆叠件通常包括载体基材和用无机粘合层与其粘结的挠性玻璃基材。本文所用术语“无机材料”指不是烃类或其衍生物的化合物。如下文所详述,粘结层包括无机粘结材料,其提供脆性或其他方式可较容易分离的粘结层,所述粘结层与器件(例如TFT)加工是相容的,并且提供剥离强度,所述剥离强度实现挠性玻璃基材与载体基材的分离。
参考图1和2,基材堆叠件10包括载体基材12和挠性玻璃基材20。载体基材12具有玻璃支撑表面14、相对支撑表面16和周界18。挠性玻璃基材20具有第一宽表面22、相对的第二宽表面24和周界26。挠性玻璃基材20可以是“超薄的”,厚度28小于或等于约0.3mm,包括但不限于以下厚度,例如,约0.01-0.05mm、约0.05-0.1mm、约0.1-0.15mm以及约0.15-0.3mm。
使用粘结层30,使得挠性玻璃基材20在其第一宽表面22处与载体基材12的玻璃支撑表面14粘结。粘结层可以是包含无机粘合材料的无机粘结层。当通过粘结层30使得载体基材12和挠性玻璃基材20相互粘结时,基材堆叠件10的组合厚度25可等同于与单独的玻璃基材,所述单独的玻璃基材相比单个挠性玻璃基材20的厚度具有增加的厚度,其可适于使用现有的器件加工基础设施。例如,如果器件加工基础设施的加工设备设计用于0.7mm板,且挠性玻璃基材20的厚度28为0.3mm,那么可将载体基材12的厚度32选定为不大于0.4mm的某个厚度,这取决于例如粘结层30的厚度。
载体基材12可以是任意合适的材料,包括例如玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷,且可以是透明或者不透明的。如果由玻璃制成,则载体基材12可以是任意合适的组成,包括铝硅酸盐、硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、钠钙硅酸盐,并且取决于其最终应用可以是碱性或者是非碱性的。载体基材12的厚度32可以约为0.2-3mm,例如0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.65、0.7、1.0、2.0或3mm,并且可取决于挠性玻璃基材20的厚度28,如上所述。此外,载体基材12可由一层制成(如所示),或者可由粘结到一起以形成基材堆叠件10的一部分的多层(包括多个薄板)制成。
挠性玻璃基材20可由任意合适的材料形成,包括例如玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷,并且可以是透明或者不透明的。如果由玻璃制成,则挠性玻璃基材20可以是任意合适的组成,包括铝硅酸盐、硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、钠钙硅酸盐,并且取决于其最终应用可以是碱性或者是非碱性的。挠性玻璃基材20的厚度28可以小于或等于约0.3mm,例如小于或等于约0.2mm,例如约0.1mm,如上所述。如本文所述,挠性玻璃基材20可以具有与载体基材12相同的尺寸和/或形状,或者具有不同的尺寸和/或形状。
参见图3,显示了作为对挠性玻璃基材20进行加工的一部分的一种可释放粘结方法40。在步骤42,基于例如它们的尺寸、厚度、材料和/或终端用途,来选择载体基材12和挠性玻璃基材20。一旦选定了载体基材12和挠性玻璃基材20,可在步骤44将粘结层30施涂到玻璃支撑表面14以及挠性玻璃基材20的第一宽表面22中的一个或两个上。可使用任何合适的方法来施涂粘结层30,例如一种或更多种的加压施涂,例如通过喷嘴、铺展、融化、旋涂浇铸、喷涂、浸涂、真空或大气沉积等。
在步骤46,使用粘结层30,使得挠性玻璃基材20与载体基材12粘附或以其它方式粘结。为了取得挠性玻璃基材20与载体基材12之间所需的粘结强度,可对形成粘结层30的粘结材料进行加热、冷却、干燥、与其它材料混合、诱导反应、施加压力等。本文用术语“粘结强度”指的是下述的任意一种或多种:动态剪切强度、动态剥离强度、静态剪切强度、静态剥离强度及其组合。例如,在剥离模式中,剥离强度是通过施加到挠性玻璃基材和/或载体基材的应力来引发失效(静态)和/或维持特定的失效速率(动态)所必需的每单位宽度的力。在剪切模式中,剪切强度是通过施加到挠性玻璃基材和/或载体基材的应力来引发失效(静态)和/或维持特定的失效速率(动态)所必需的每单位宽度的力。任意合适的方法可用于确定粘结强度,包括任意合适的剥离和/或剪切强度测试。
步骤48和50涉及使得挠性玻璃基材20从载体基材12释放或者脱粘结,从而可以从载体基材12去除挠性玻璃基材20。在从载体基材12释放挠性玻璃基材20之前和/或之后,可在例如形成显示器件(例如LCD、OLED或者TFT电子)中加工挠性玻璃基材20。例如,可将电子组件或滤色镜施加到挠性玻璃基材20的第二宽表面24。此外,可以在从载体基材20释放挠性玻璃基材20之前,将最终电子组件与挠性玻璃基材20进行组装或结合。例如,可将额外的膜或玻璃基材层叠到挠性玻璃基材12的表面,或者可以粘结电子组件例如柔性电路或IC。一旦对挠性玻璃基材进行加工,可将能量输入47施加到粘结层30,这在步骤48改变了粘结层30的结构。如下所述,该结构变化降低了粘结层30的粘结强度,相比于步骤46的能量输入之前,这有助于从载体基材12分离挠性玻璃基材20。或者,也如下文所述,粘结层30可以包含不经受结构变化的无机材料,但是该无机材料形成粘结层30,所述粘结层30易受到例如破裂,以促进挠性玻璃基材20的脱粘结。在步骤50,从载体基材12去除挠性玻璃基材20。可通过例如从载体基材12剥离挠性玻璃基材20或其一部分,来实现这种取出。通过以与延伸通过粘结层30的平面P成一定角度,来向一个或两个基材施加作用力F,来产生剥离力。
载体基材和挠性玻璃板的选择
载体基材12和挠性玻璃基材20可由相同、相似或者不同的材料形成。在一些实施方式中,载体基才12和挠性玻璃基材20由玻璃、玻璃陶瓷或者陶瓷材料形成。载体基材12和挠性玻璃基材14可由相同、相似或者不同的成形方法来形成。例如,熔合法(例如下拉法)形成高质量的薄玻璃板,其可用于各种器件,例如平板显示器。当使用不同材料时,可能需要匹配热膨胀系数值。相比于通过其它方法生产的玻璃板,熔合法中制备的玻璃板的表面具有优异的平坦度和光滑度。熔合法参见美国专利系列第3,338,696号和3,682,609号。其它合适的玻璃板形成方法包括浮法、再拉制法和狭缝拉制法。挠性玻璃基材20(和/或载体基材12)还可在其第一和第二宽表面22和24中的一个或两个上包括暂时的或永久的保护涂层或其它类型涂层。
载体基材12和挠性玻璃基材20的尺寸和/或形状中的一个或多个可以约为相同和/或不同。例如,简要参见图4,显示载体基材12具有与挠性玻璃基材20基本相同的形状,但其一个或多个尺寸大于挠性玻璃基材20。这种布置允许载体基材12的周界区域52绕着整个或至少一部分的挠性玻璃基材20的周界26向外延伸超过挠性玻璃基材20。又例如,图5显示了这样一种实施方式,其中挠性玻璃基材20的形状、尺寸与载体基材12不同。这种布置可只允许载体基材12的周界18的部分54向外延伸超过挠性玻璃基材20的周界26。虽然显示了长方形和圆形形状,但是取决于所需的堆叠件构造,可使用任何合适的形状,包括不规则形状。此外,载体基材12的边缘可进行圆角化、精磨(finished)和/或研磨以容忍冲击和有助于处理。还可在载体基材12上提供表面特征例如凹槽和/或孔。凹槽、孔和/或其它表面特征可促进和/或抑制粘结材料的局部化和/或粘附。
粘结层的选择和施涂
粘结层30可包括一种或多种粘结材料,其在接收能量输入后经受结构变化。例如,粘结层30可包括无机材料,并且可包括如下材料,例如玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷以及含碳材料。在一些实施方式中,粘结层30可由形成碳粘结层的碳构成。各种示例性粘结材料如下所述。可使用任何合适的方法来施涂粘结层30,例如一种或更多种的加压施涂,例如通过喷嘴、铺展、融化、旋涂浇铸、喷涂、浸涂、真空或大气沉积等。
可以任意合适的图案和/或形状来施涂粘结层30。参见图6,将粘结层30施涂到玻璃支撑表面14的区域A1上,其为至少约50%的被挠性玻璃基材20覆盖的面积A2,例如基本上所有的区域A2。在一些实施方式中,A1可为小于约50%的A2,例如不大于约25%的A2。粘结层30可延伸超过挠性玻璃基材20的周界,或者粘结层30可容纳在挠性玻璃基材20的周界之内。参见图7,粘结层30可沿着预定路径(例如区域A3)连续施涂,所述区域A3绕着A2的周界延伸(即,连续的四周粘结),留下用粘结层30连接的未粘结区域R。参见图8,粘结层30可由相互隔开的离散的粘结片段60形成。在图8的实施方式中,离散的粘结片段是单个线条的形式。可使用任何其它合适的形状,例如圆、点、无规则形状以及各种形状的组合。
向粘结层30提供能量输入,这改变或者用来改变粘结层30的结构。与能量输入之前相比,该结构变化降低了粘结层30的粘结强度,有助于从载体基材12分离挠性玻璃基材20。能量输入的种类,至少部分地取决于粘结层30中所用的粘结材料。下面提供用于提供粘结层30的粘结材料和输入能量的非限制性例子,但无意于进行限制。
实施例
含碳的粘结层由酚类树脂溶液形成。这个过程使用了苯酚-甲醛共聚物,并用旋涂浇铸和热固化过程产生了样品。加工步骤包括:
a.将70重量%树脂和30重量%DI水的稀释的酚类树脂溶液旋涂浇铸到载体基材上,3krpm持续30秒,得到不大于10μm厚度的粘结层。
b.在室温下,将具有粘结层和置于其上的器件基材的载体基材置于热台上。施加砝码,其产生大于100kPa的最大粘结压力。
c.将热台加热到150℃,并保持约10分钟,然后冷却回到室温。
d.在炉中和空气中循环堆叠件高至400℃,保持1小时,然后冷却。
使用这个过程,将器件基材粘结到在剪切牵拉测试中幸存的载体基材,并且当施加剥离力时可以分离,这至少部分地是因为加热之后留下的碳粘结层以及加热过程中在粘结层中形成的增加的孔隙率。器件基材和载体基材都由(购自纽约州康宁市,康宁股份有限公司(Corning Incorporated,Corning,NY)的不含碱的铝硼硅酸盐玻璃的商品名)(8cmx12cm)基材形成,厚度为0.7mm。
对根据实施例形成的堆叠件进行额外的筛选测试。将堆叠件在500℃的炉中和空气中循环1小时,这导致粘结层的严重氧化。碳粘结层的这种氧化可用来使得器件基材从载体基材脱粘结。因为氧化的碳的蒸发,可容易地去除碳粘结层,以清洁载体基材用于再次使用。
可通过对碳基粘结层进行氧化来降低挠性玻璃基材20和载体基材12之间的粘结强度。例如在实施例中,在氧气存在下,将粘结层30加热到约500℃的温度可导致碳的氧化。在臭氧的存在下,碳粘结层的氧化可在小于500℃的温度下发生。虽然将完全组装的器件基材加热到高至500℃可能是不可接受的,但是在一些实施方式中,可以使用激光将粘结层局部加热到促进氧化的温度。
参见图9,显示了碳基粘结层30的吸收。激光可用来局部加热和氧化碳基粘结层30(或者本文所述的任意一种或多种粘结材料)。碳基粘结层30可施涂为周界粘结(图7和8),以有助通过激光对碳基粘结层30进行局部加热,为碳基粘结层30提供更大的可及性(access),因为它靠近挠性玻璃基材20的周界。图9显示了从上文的实施例所述的酚类树脂形成的碳基粘结层30的吸收光谱。可知,吸收在可见光和UV光谱区增加,使得加热粘结材料可用于热氧化。可将掺杂剂添加到粘结层,来增加吸收的辐射量。
应注意的是,对于所用的具体器件制造过程,应进行粘结材料的优化。例如,对于a-Si或p-Si TFT过程,制造温度大于或等于约250℃,例如大于或等于约350℃,例如约250-450℃,可将粘合材料的脱粘合热暴露选定为大于或等于250℃,例如大于或等于350℃,例如大于或等于450℃,以减少任意非目的性脱粘合的可能性。但是,热暴露应该选择低于可能对器件电子件或者其他组件造成损坏的那种。在一些实施方式中,在高至目标脱粘合热暴露时,粘结层30的粘结强度可基本上不存在或存在少量的(例如小于约50%,例如小于约25%,例如小于约10%,例如小于约5%,例如小于约1%)降低。因此,可根据不同的器件制造情况来优化材料的脱粘结。此外,可将对粘结层30的能量47的施加局部化至粘结层30自身。例如,可以对能量源进行优化,从而使得粘结层30吸收大多数的能量47,这导致在挠性玻璃基材20、载体基材12或者挠性玻璃基材20上的任何器件层具有较低的热效应。
粘结层30可以包含不经受结构变化导致粘结强度降低(例如,约250-450℃)的无机材料,但是该无机材料形成粘结层30,所述粘结层30易受到例如破裂,以促进挠性玻璃基材20的脱粘结。不希望受到理论的限制,两种类型的破裂包括韧性破裂和脆性破裂。在基材之间的强、持久粘结是重要的应用中,韧性破裂通常是优选的,得到伴随着使用韧性材料的塑性变形,这通常延缓了裂纹扩展通过韧性材料。另一方面,脆性破裂通常导致裂纹快速扩展通过脆性材料或者沿着粘结层30和挠性玻璃基材20和/或载体基材12之间的界面,通常近乎垂直于施加应力的方向。因此,在本文所述的可释放应用中,具有相关的快速裂纹扩展的脆性破裂可能是优选的。如本文所用,脆性粘结层可以是这样一种,其中在粘结层内绕着裂纹尖端形成的塑性区的尺寸是小的(例如,不大于约25%或更小),相比于粘结层30的厚度(例如,最多约100μm,例如,最多约50μm,例如最多约25μm,例如最多约10μm,例如最多约5μm,例如约5-50μm)。一些材料,例如玻璃,可以不具有或者近乎零的塑性区,从而构成脆性粘结层。另一种示例性脆性粘结层可以是碳粘结层,例如,形成的方式类似于上文所述的采用酚类-甲醛共聚物和热固化方法的实施例。
释放挠性玻璃基材
可使用任意合适的方法从载体基材12释放挠性玻璃基材20。作为一个例子,因为在采用挠性玻璃基材20的最终器件的成形过程中总体拉伸-压缩中心轴的偏移,可能存在用于脱层的应力。例如,将挠性玻璃基材20和载体基材12粘结在一起,可首先使得粘结平面置于接近应力中心轴。当粘结靠近中心轴时,机械拉伸应力可以最小化。当器件完全组装且挠性玻璃基材20与载体基材12(和可能的盖板玻璃)粘结之后,应力中心轴会偏移,这会显著地增加沿着粘结平面的拉伸和弯曲应力,导致至少一些脱层。还可使用任意数量的装置,例如撬板、激光、刀、切割轮、腐蚀剂来引发和/或完成脱层,和/或可手动地去除挠性玻璃基材。
现参见图10,显示了一种示例性粘结层30施涂图案,其中将挠性玻璃基材20分成或者切割成多个片段,有时称为器件单元。图10显示堆叠件100的俯视图,其包括如上所述的粘结到载体基材12的挠性玻璃基材20。可将粘结层(用区域A1表示)施涂在整个(或小于整个)的挠性玻璃基材20的足迹上,所述挠性玻璃基材20位于载体基材12的玻璃支撑表面14上。在所示的实施方式中,将挠性玻璃基材20细分成器件单元102(也用A2表示),用于进一步加工,其具有周界104。通过在器件单元102下面施涂粘结层A1,可最小化或防止加工流体泄漏进入由器件单元102限定的区域,这种泄漏可能污染后续的加工或者可能使得挠性玻璃基材20(或其至少一部分)过早地从载体基材12分离。
虽然显示为一块挠性玻璃基材20与载体基材12粘结,但是可将多块挠性玻璃基材20与一块载体基材12或者多块载体基材12粘结。在这些情况下,可同时地或者以合适的顺序的方式,使得载体基材12从多块挠性玻璃基材20分离。
通过沿着周界104切割,可将任意数目的器件单元102与任意数目的其它器件单元102分离。可提供排气以减少挠性玻璃基材20上的任何膨胀或其它不利的影响。可使用激光或者其它切割装置从挠性玻璃板20切割单个器件单元102。此外,可以如下方式进行切割,使得只切割或划割挠性玻璃基材20,而没有切割或划割载体基材12,以实现载体基材12的再次使用。可使用蚀刻和/或任何其它清洁方法来去除粘结层30留下的任何残留物。蚀刻还可用于帮助从载体基材12去除挠性玻璃基材20。
参考图11,显示了用于从载体基材12去除挠性玻璃基材20的器件单元140(例如,该单元具有电子器件145或在其上形成的其它所需的结构)的方法的一个实施方式。可由粘结到载体基材的挠性玻璃基材20制造任意数目的器件单元140,这取决于挠性玻璃基材20的尺寸和器件单元140的尺寸。例如,挠性玻璃基材可以为2代(Gen 2)大小或更大,例如,3代、4代、5代、8代或更大(例如,片尺寸为100mmx100mm至3米x3米或更大)。为了允许用户确定器件单元140的布置,例如就器件单元140的尺寸、数量和形状而言,会希望从粘结到载体基材12的一块挠性玻璃基材20进行生产,可如图11所示提供挠性玻璃基材20。更具体地,提供了一种具有挠性玻璃基材20和载体基材12的基材堆叠件10。挠性玻璃基材20在粘结区域142与载体基材12粘结,所述粘结区域142环绕未粘结区域144。
粘结区域142设置在挠性玻璃基材20的周边,完全环绕未粘结区域144。这种连续的粘结区域142可用来密封在挠性玻璃基材20的周界处的挠性玻璃基材20和载体基材12之间的任何间隙,从而没有俘获加工流体,否则被俘获的加工流体可能污染传送基材堆叠件10所经过的后续加工。但是,在其他实施方式中,可使用非连续的粘结区域。
可使用CO2激光束来切割所需部件140的周界146。CO2激光使得能够整体切割(100%厚度)挠性玻璃基材20。对于CO2激光切割,将激光束聚集成挠性玻璃基材20的表面24上的小直径的圆形束形状,并沿着所需的轨迹移动,并且后面可跟有冷却剂喷嘴。例如冷却剂喷嘴可以是空气喷嘴,其通过小直径孔将压缩空气流递送到薄片的表面上。还可使用水或者空气-液体薄雾。一旦对器件单元140的周界146进行切割,可将器件单元140从余下的挠性玻璃基材20去除。然后,可向粘结层30施加能量输入,这改变了粘结层30的结构。这种结构变化降低了粘结层30的粘结强度,以促进从载体基材12分离余下的挠性玻璃基材20。
参见图12,显示了从载体基材12释放挠性玻璃基材20的方法的一个实施方式。一旦将挠性玻璃基材20加工成包括所需的器件150(例如,LCD、OLED或TFT电子件)以及例如去除了器件单元140,从载体基材12释放余下的挠性玻璃基材20(或整个挠性玻璃基材20)。在该实施方式中,粘结层30可形成为周界粘结152,形成粘结区域154和非粘结区域156。激光器158将(例如,波长约为400-750nm的)激光束160导向挠性玻璃基材162和载体基材12之间,以对部分的粘结层30进行局部加热。还可使用LED和闪光灯源,将它们调节至粘结层30吸收。例如,激光158可用来局部加热和氧化碳基粘结层30。周界粘合152可促进通过激光158对碳基粘结层30的局部加热,提供更大的碳基粘结层30的可及性,因为其靠近挠性玻璃基材20的周界,并且具有较小的截面积(例如,与穿过挠性玻璃基材12的整个宽度的粘结相比)。
上文所述的粘结层可提供无机粘附方法,其使得能够在现有设备和制造条件下使用薄的挠性玻璃基材。载体基材可与不同的挠性玻璃基材再次使用。包括载体基材、挠性玻璃基材和粘结层的堆叠件可组装并随后运输用于进一步加工。或者,在运输之前,可组装一些或者不组装堆叠件。为了用作载体基材,载体基材无需是原始的。例如,载体基材可经受过度捆绑或者施加过度条纹,使得它们不适于用作显示器件。使用载体基材可避免直接使用薄基材的问题,例如绕着真空孔的浅凹和增加的静电的问题。粘结层的高度可以薄的(例如,约10μm或更小,或者约1-100μm),这可使得平坦度问题(例如下垂)最小化,并有助于用作穿过整个载体基片施涂的连续膜,或者局部施涂,例如绕着周边。
在上文的详述中,为了解释而非限制,给出了说明具体细节的示例性实施方式,以提供对本发明的各种原理的充分理解。但是,对于本领域普通技术人员显而易见的是,在从本说明书获益后,可以按照不同于本文所述具体细节的其他实施方式实施本发明。另外,本文可能省去对众所周知的装置、方法和材料的描述,以免干扰对本发明的各种原理的描述。最后,在任何适用的情况下,相同的附图标记表示相同的元件。
本文所用的方向术语,例如上、下、左、右、前、后、顶、底,仅仅是参照绘制的附图而言,并不用来表示绝对的取向。
应当强调,本发明上述实施方式、特别是任意“优选的”实施方式,仅仅是可能实现的实施例,仅是为了清楚理解本发明的各种原理而陈述的。可以在基本上不偏离本发明的精神和各种原理的情况下,对本发明的上述实施方式进行许多改变和调整。所有这些变化和修改旨在包括在该说明书和所附权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种对挠性玻璃基材进行加工的方法,所述方法包括:
提供基材堆叠件,所述基材堆叠件包括采用碳粘结层与载体基材粘结的挠性玻璃基材;以及
从载体基材分离挠性玻璃基材。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碳粘结层是脆性的,所述方法还包括在所述碳粘结层内引发裂纹。
3.如权利要求1所述的方法,所述方法还包括向碳粘结层提供能量输入,从而引入碳粘结层中的结构变化。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述能量输入是光能,其将碳粘结层加热到至少250℃的温度。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述结构变化包括增加碳粘结层的孔隙率。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,使用激光、LED或者闪光灯光源加热碳粘结层。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法,所述方法还包括向挠性玻璃基材施加电组件。
8.一种基材堆叠件,其包括:
具有玻璃支撑表面的载体基材;
挠性玻璃基材,其由载体基材的玻璃支撑表面支撑;以及
碳粘结层,其使得挠性玻璃基材与载体基材粘结,所述碳粘结层是脆性的,以有助于裂纹扩展通过碳粘结层。
9.如权利要求8所述的基材堆叠件,其特征在于,所述挠性玻璃基材的厚度不大于约0.3mm。
10.如权利要求8或9所述的基材堆叠件,其特征在于,所述碳粘结层的厚度不大于约0.1mm。
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