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Die Erfindung betrifft einen Verbund,
umfassend ein Dünnstsubstrat
mit einer Dicke < 0,3
mm und einer Oberseite sowie einer Unterseite, einem Trägersubstrat
mit einer Oberseite und einer Unterseite und einer Dicke im Bereich
0,3 – 5,0
mm, wobei das Dünnstsubstrat
mit dem Trägersubstrat
durch ein Verbindungsmaterial, das die Oberseite des Dünnstsubstrates
mit der Oberseite des Trägersubstrates
verbindet , bzw. das zwischen die Unterseite des Dünnstsubstrates
und die Oberseite des Trägersubstrates
eingebracht ist, lösbar verbunden
ist.
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In der Dispiayindustrie werden gegenwärtig Gläser der
Dicken 0,3 – 2
mm standardmäßig zum
Herstellung von Displays verwendet. Insbesondere für Displays
für Mobiltelefone,
PDAs werden Glasdicken von 0,7 mm und 0,5 (0,4 mm) eingesetzt. Diese
Gläser
sind steif und selbsttragend und die Anlagen zur Displayherstellung
sind auf diese Dicken optimiert.
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Will man jedoch Dünnstsubstrate mit Dicken kleiner
0.3 mm , wie z.B. Glas- oder Polymerfolien, für digitale oder analoge Anzeigen
verwenden, die beispielsweise den Vorteil haben, dass sie biegbar
sind, so können
derartige Dünnstsubstrate
in herkömmlichen
Prozessen nicht mehr prozessiert werden, da sich die Substratflächen unter
ihrem Eigengewicht stark durchbiegen, was als sagging bezeichnet
wird. Des weiteren sind diese Dünnstsubstrate
sehr empfindlich gegen zu starke mechanische Belastungen. Als Folge
hiervon können
die Scheiben bei unterschiedlichen Prozessschritten brechen, beispielsweise
beim Waschprozess oder bei Beschichtungen aus der Flüssigphase.
Weitere Quellen für
eine Beschädigung
sind mechanisches Verkanten oder Anstoßen. Auch besteht die Gefahr,
dass die Dünnstsubstrate
in den herkömmlichen
Prozessen hängen
bleiben, z.B. beim automatischen Substrattransport zwischen unterschiedlichen
Fertigungsschritten. Durch das Verbiegen der Dünnstsubstrate können auch
Toleranzanforderungen von Prozessen verletzt werden, beispielsweise
die Ebenheitsanforderungen von Belichtungsprozessen, was zu einem
Mismatch in den Abbildungseigenschaften führen kann. Die Belichtungsprozesse
können
z.B. Lithographieprozesse oder Maskenbelichtungsprozesse sein. Des
weiteren neigen dünne
flexible Substrate zu signifikanten Eigenschwingungen durch Aufnahme
bzw. Anregungen von Raum und Körperschall
aus der Umgebung.
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Andererseits ist es wünschenswert,
dünnere,
leichtere, gebogene bzw. biegbare Displays zur Verfügung zu
stellen. Dies lässt
sich durch die Verwendung von Dünnstsubstraten
erreichen, die Dicken < 0,3
mm haben.
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Allerdings ergeben sich für die Handhabung
von Dünnstsubstraten
in konventionellen Anlagen zur Displayherstellung aus zuvor beschriebenen
Gründen
Probleme.
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Aus der JP2000252342 ist bekannt,
ein Glassubstrat, bereits mit einer leitfähigen IT0-Schicht beschichtet,
vollflächig
auf eine thermisch entfernbare Klebefolie und diese wiederum auf
ein Trägersubstrat
zu legen. Dieser 3-teilige Verbund wird an den Seiten verklebt und
wird durch eine thermische Behandlung von einer Minute bei 100°C wieder
gelöst.
Nachteil dieses Verfahrens ist, dass durch die geringe Temperaturbeständigkeit
dieser Verbund für
viele Displayherstellungsprozesse ungeeignet ist. Prozessschritte,
wie z.B. bei der OLED-Herstellung oder der ITO-Beschichtung, erfordern Temperaturen
bis 230°C.
Ein weiterer Nachteil der JP2000252342 ist, dass die Außenseite
des Glassubstrates mit der Klebefolie in Berührung kommt und dies zu weiteren
Kontaminationen führen
kann.. Bei der Ausführungsform
gemäß der JP2000252342
wird stets eine Zwischenfolie mit Kleber, bspw. Polyester verwendet.
Hierdurch wird das Dünnstsubstrat
verunreinigt. Vor einer weiteren Verwendung ist eine Reinigung des
Dünnstsubstrates
notwendig, was sehr leicht zu Beschädigungen der Glasoberfläche oder
der Glaskanten führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit,
die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Verbund
anzugeben, der die Handhabung, Bearbeitung und den Transport von
Dünnstsubstraten
ermöglicht. Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, dass mögliche Beschädigungen
der Oberfläche
eines Dünnstsubstratverbundsystems
verhindert werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch
einen Verbund gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Der Verbund zeichnet sich durch eine
so hohe Temperaturbeständigkeit
aus, dass der Verbund alle Schritte bzw. Teilschritte zur Displayherstellung
bzw. optoelektronische Bauteilherstellung unbeschadet übersteht.
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Die Erfinder haben herausgefunden,
dass es möglich
ist, beispielsweise durch Verkleben, wiederlösbare Verbunde aus einem Dünnstsubstrat
und einem Trägersubstrat
herzustellen, die eine Temperaturbeständigkeit über 100°C aufweisen. Alternativ oder
zusätzlich
zu einem Verkleben des Dünnstsubstrates
auf dem Trägersubstrat
sind auch die folgenden Möglichkeiten
der Halterung des Dünnstsubstrates
auf dem Trägersubstrat
möglich:
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- – Halten
durch adhäsive
Kräfte
- – Halten
durch elektrostische Kräfte
- – Halten
durch Vakuum
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Durch den erfindungsgemäßen Verbund
wird Prozesssicherheit beim Prozessieren von Dünnnstsubstraten hergestellt.
Im Stand der Technik gemäß der JP2000252342
wird hingegen nur Bruchsicherheit gewährleistet.
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Beim erfindungsgemäßen Verbund
ist die Eigendurchbiegung des Dünnstsubstrates
sehr gering. Daher weist das Dünnstsubstrat
nur geringe Abweichungen von der Ebenheit auf.
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Die Prozessierung des Dünnstsubstrates
erfolgt gemäß der Erfindung
in der Regel im Verbund mit dem Trägersubstrat.
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Als Verbindungsmittel für die Dünnstsubstrate
mit dem Trägersubstrat
können
in einer Ausführungsform
der Erfindung Kleber, Klebeband oder Polymere verwendet werden.
Die Verbindungsmittel sind so gewählt, dass sie die verschiedenen
Bedingungen des Displayprozesses aushalten, z.B. Temperaturen bis
230° C bei
Sputterprozessen, mechanische Angriffe bei Reinigungsprozessen,
chemische Angriffe bei Lithographieschritten.
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Des weiteren soll das Verbindungsmittel
so gewählt
werden, dass der Verbund nach erfolgter Displayherstellung bzw.
Teilschritten der Displayherstellung wieder gelöst werden kann, so dass das
Dünnstsubstrat alleine
weiter verwendet werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird der Verbund nur am Rand verklebt, und zwar so, dass zwischen
Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
kein Kleber eingetragen wird. Dies kann man beispielsweise dadurch
erreichen, dass die Oberseite des Dünnstsubstrates mit der Oberseite
des Trägersubstrates
am Rand verklebt wird. Die Unterseite des Dünnstsubstrates liegt dann ohne
eine Kleberzwischenschicht direkt auf der Oberseite des Trägersubstrates
auf. Es erfolgt also eine Fixierung des Dünnstsubstrates weitgehend ohne
dass die Qualitätsfläche der
Dünnstsubstratoberfläche verunreinigt
wird. Lediglich in den Randbereichen der Oberseite kann eine Verunreinigung
durch Kleber auftreten. Diese verunreinigten Bereiche können aber beim
fertigen Produkt ausgeschnitten und verworfen werden.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden
Erfindung ist der Kantenschutz der Dünnstsubstrate durch eine Verklebung
am Rand wie oben beschrieben. So wird durch das Klebeband beispielsweise
die direkte Einwirkung einer Bürste
beim Reinigungsprozess auf die Substratkante verhindert.
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Die zusätzliche Verwendung des Klebers
bzw. des Klebebandes gemäß der Erfindung
als Randversiegelung bringt einen enormen Qualitätsvorteil bei z.B. der Displayherstellung,
die sich in einer feineren Pixelierung und damit besseren Auflösung niederschlägt.
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In der Regel liegt das Dünnstsubstrat
bei einer Verklebung ausschließlich
am Rand aufgrund adhäsiver
Kräfte,
die zwischen dem Dünnst-
und dem Trägersubstrat
ausgebildet werden plan auf dem Trägersubstrat auf. Es besteht
dann ein direkter Kontakt zwischen der Oberfläche des Dünnstsubstrates und des Trägersubstrates.
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Diese adhäsive Kraft kann durch adhäsionsverstärkende Medien,
wie bespielsweise Flüssigkeiten, insbesondere
Wasser, Alkohole, organische Flüssigkeiten, Öle, Wachs
oder Polymere vergrößert werden.
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Alternativ oder zusätzlich zu
adhäsionsverstärkenden
Medien ist es auch möglich
elektrostatische Kräfte
oder Kräfte
aufgrund eines Vakuums, das zwischen der Unterseite des Dünnstsubstrates
und dem Trägersubstrat
ausgebildet wird zu nutzen.
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Eine Halterung, d.h. eine lösbare Verbindung,
des Dünnstsubstrates
mit dem Trägersubstrat
kann auch alleine durch diese elektrostatischen, adhäsiven oder
durch das Vakuum aufgebrachten Kräfte erfolgen. Auch Kombiantionen,
beispielsweise Halterung aufgrund adhäsiver Kräfte in Kombination mit Vakuum
oder Halterung aufgrund elektrostatischer Kräfte in Kombination mit Vakuum
und/oder adhäsiver
Kräfte
und/oder Klebekräften
ist möglich.
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Wenn der Kleber über die notwendige Temperaturbeständigkeit
verfügt,
ist auch ein vollflächiger
Auftrag möglich.
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Hierbei ist insbesondere die Temperaturbeständigkeit
gegenüber
der JP2000252342 von Bedeutung. Diese ermöglicht weitere Prozessschritte,
insbesondere die ITO-Beschichtung.
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Bei der JP2000252342 wird von bereits
IT0-beschichteten Substraten ausgegangen, da die Verbunde gemäß der JP2000252342
nur für
Niedrigtemperaturprozesse geeignet ist. Eine nachträgliche Beschichtung des
aus dem Stand der Technik bekannten Verbundes mit einer IT0-Schicht
ist aufgrund der hohen Temperaturen nicht möglich. Desweiteren besteht
das in der JP2000252342 beschriebene Verbindungsmittel zwischen Trägersubstrat
und Dünnglas
explizit aus drei Schichten: Kleber – Kunststofffolie – Kleber.
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Je mehr Schichten aber verwendet
werden, desto größer ist
der Verzug durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten bei höheren Temperaturen-
was gleichbedeutend mit einer geringen Temperaturstabilität des Verbundes
ist. Des weiteren wird eine Kantenbeschichtung zum Schutz der Klebefolie
in der JP2000252342 benötigt,
weil die Klebefolie nur einen ungenügenden Chemikalienschutz aufweist.
Des weiteren ist die Kraft zwischen Klebefolie und Glassubstrat
bei dem aus der JP2000252342 bekannten Verbund nur gering.
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Durch die erfindungsgemäße vollflächigen 1-Schicht-Klebung
können
die Nachteile, insbesondere der thermischen Probleme der JP2000252342 überwunden
werden.
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Der Kleber kann noch durch z.B. Füllstoffe
oder Zuschlagstoffe modifiziert werden. Wenn z.B. Cu-Ionen dem Kleber
hinzugefügt
werden, kommt es bei einer thermischen Behandlung des Substrates
ab einer bestimmten Temperatur zu einer erhöhten Belastung, der Kleber
wird spröde
und der Verbund kann getrennt werden. Es kann durch Zusatz von z.B.
gut leitfähigen
Metallen wie Silber ein induktives Aufheizen des Klebers gefördert werden,
so dass es zur gewollten Zerstörung
des Klebers kommt, das Substrat aber nicht angegriffen wird. Die
Prozessstabilität
des Verbundes während
der Herstellung wird die ganze Zeit gewährleistet.
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Bevorzugt werden zum Verkleben der
Randflächen
ein- oder zweiseitige Klebebänder
eingesetzt.
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Die Klebebänder können auch eine minimierte Haftwirkung
besitzen, wobei die Haftwirkung ausreichen muss, um die Substrate
währende
der Prozesse lagestabil zu halten.
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Das Lösen des Klebebandes kann dadurch
erleichtert werden, dass Teile des Verbundes, die mit dem Klebeband
in Berührung
kommen, zuvor hydrophobisiert, beispielsweise silikonisiert werden.
Dadurch wird die Klebkraft zuvor etwas herabgesetzt – sie reicht
aber zum Halten der Substrate aus – und das Ablösen des
Klebers / Klebebandes wird deutlich vereinfacht.
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Um eventuelle Restluft zwischen Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
im Vakuum entweichen zu lassen, kann das Klebeband an der Stelle
des Überganges
von Dünnstsubstrat
zu Trägersubstrat
mit kleinen Löchern
perforiert werden, so dass bei einem möglichen Überdruck Luft entweichen kann.
Die Löcher
sind aber so klein auszubilden, dass Lösungsmittel etc. nicht zwischen
Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
gelangen kann.
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So kann während des Ablösens das
Substrat mit Vakuum, elektrostatisch oder, adhäsiv gehalten werden. Auch Kombinationen
sind möglich.
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Das Abziehen selber kann beispielsweise
mit einem Rollensystem erfolgen, wobei das abgezogene Band über mindestens
eine Rolle läuft.
Die Rolle nimmt das Band auf und nimmt so Kräfte vom Dünstsubstrat bspw. dem Dünnstglas.
Um ein Abziehen zu erreichen, muss der Druck der Rolle auf das Substrat
aber größer sein
als die Ziehkraft des Bandes.
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Als Dünnstsubstrate kommen in Frage:
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- – Dünnst- und
Dünngläser mit
einer Dicke < 0,3
mm
- – Polymer-Dünnglas-Verbunde
mit einer Dicke < 0,3
mm
- – Kunststofffolien
mit einer Dicke < 0,3
mm
- – Kunststofffolien-Dünnglas-Verbund
mit einer Dicke< 0,3
mm
- Keramiken mit einer Dicke < 0,3
mm
- – Metallfolien
mit einer Dicke< 0,3
mm
- – mineralische
Oxide und Oxidgemische mit einer Dicke< 0,3 mm
- Mineralien und Gesteine mit einer Dicke< 0,3 mm
- – Verbundwerkstoffe
aus mehreren der zuvor genannten Dünnstsubstraten mit einer Dicke < 0,3 mm.
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Betreffend die Polymer-Dünnstglas-Verbunde,
wobei die Polymerschicht unmittelbar auf einer Glasfolie aufgebracht
sind, wird auf die WO00/41978 verwiesen, betreffend Polymer-Dünnstglas-Verbunde,
die als Laminate aus einem Glassubstrat und mindestens einem Träger ausgebildet
sind, wird auf die WO 99/21707 und die WO 99/21708 verwiesen.
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Auf einem Trägersubstrat können ein
oder mehrere „Dünnstsubstrate" aufgebracht sein.
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Als Trägersubstrate kommen in Frage:
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- – Glas
- – Glaskeramik
- – Keramik,
bspw. oxidische, silicatische, Sonderkeramiken.
- – Metall
- – Kunststoff.
- – Gestein
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Die Keramiken können beispielsweise Klimafolien
oder Schichtsilikate sein, die Kunststoffe beispielsweise Polymerfolien.
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Die Trägersubstrate können eine
ebene Oberfläche,
eine strukturierte Oberfläche,
eine poröse
Oberfläche
oder eine gelochte Oberfläche
mit einem oder mehreren Löchern
aufweisen.
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Als Trägersubstrat sind auch Kombinationen
der zuvor genannten Trägersubstrate
möglich.
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Die Dicke des Trägersubstrates beträgt 0,3 mm – 5,0 mm.
Als Verbindungsmittel kommen
- – Kleber,
z.B. Silicone, Epoxide, Polyimide, Acrylate,
- – UV-härtbare,
thermisch härtbare
oder lufthärtende
Kleber
- – Kleber
mit Füllstoffen;
- – Kleber
mit Zuschlagstoffen
- – Klebebänder, z.B.
einseitig klebendes, beidseitig klebendes, z.B. aus Kapton mit Silikonkieber
bestehendes Klebeband
- – Klebeband
als Kleberahmen
- – Polymere
- – Kitte
in
Frage.
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Wie oben erwähnt ist eine Verbindung von
Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
mit Hilfe eines Verbindungsmittels durch flächiges Verkleben lediglich
im Bereich der Randzonen des Dünnstsubstrates
bevorzugt. Des weiteren kann man auch eine Randversiegelung der
Dünnstsubstrate
vornehmen. Auch eine vollflächige Verklebung
mit und ohne Kante ist möglich.
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Die Klebefläche kann vorbehandelt sein,
beispielsweise durch Silikonisierung, Hydrophobierung oder Easy-to
clean-Effect.
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Der erfindungsgemäße Verbund zeichnet sich durch
nachfolgende Eigenschaften aus:
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- – eine
Temperaturbeständigkeit
bis 400° C,
insbesondere bis 250° C
bzw. 230° C
sowie
- – eine
Temperaturbeständigkeit
bis – 75° C; insbesondere
bis – 40° C.
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Des weiteren ist der Verbund reinigungsprozessbeständig, beispielsweise
bei Reinigung mit Bürste, Ultraschall,
Sprühen
und Kombinationen hiervon.
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Der Verbund ist auch Beschichtungsprozesschemikalienbeständig, beispielsweise
in Flüssigbeschichtungsprozessen
z.B. beständig
gegen Photolacke und des weiteren beständig im Ultrahochvakuum, Hochvakuum,
Vakuum, oder in Sputter-, CVD-, PVD-, Plasma- und thermischen Aufdampfprozessen.
Der Verbund gast während
der Prozessierung nicht bzw. sehr gering aus, so dass beispielsweise
Vakuum-Prozesse nicht beeinträchtigt
werden.
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Des weiteren ist der Verbund transportprozessbeständig sowohl
waagerecht wie senkrecht. Er ist auch rotationsbeständig, chemikalienbeständig, beständig gegen
Trockenätzprozesse
bei kurzzeitigem Angriff und lageningsbeständig.
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Der Verbund ist vereinzelbar, schneidbar,
lichtbeständig
(UV, VIS, IR), Ozonbeständig
und beschichtbar sowie strukturierbar.
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Das Lösen des Verbundes kann durch
- – mechanisches
Entfernen
- – Chemikalien
- – Ultraschall
- – Druckluft
- – Strahlung
(Wärme,
Licht)
- – Schneiden,
Schleifen, Sägen
- – Ansaugen
von der Frontseite (Glassubstratseite)
- – Abbrennen
- – thermische
Behandlung
- – induktives
Erhitzen
erfolgen.
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Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
können
aus dem gleichen Material bestehen, was Spannungen durch thermische
Ausdehnungsunterschiede der Materialien verhindert.
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Bevorzugte Anwendungsgebiete sind
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- – die
Displayindustrie
- – die
Optoleiektronik und optoelektronische Bauteile
- die Polymerelektronik
- – die
Photovoltaik
- – die
Sensorik
- – die
Biotechnologie
- – medizinische
Anwendungen.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand
der Figuren und der Ausführungsbeispiele
beispielhaft beschrieben werden.
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Es zeigen
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1 einen
Verbund, bestehend aus einem Trägersubstrat
und mehreren darauf angeordneten Dünnstsubstraten;
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2 das
erfindungsgemäße Abziehen
des Verbindungsmaterials, beispielsweise des Klebers mit Hilfe von
Rollen.
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3a 3b Halter zum zweiseitigen
Halten von Dünnstsubstraten
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In 1 ist
ein Trägersubstrat 1 gezeigt,
auf dem mehrere Dünnstsubstrate 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5 und 2.6 angeordnet
sind. Die Dünnstsubstrate
können
mit Hilfe eines Verbindungsmittels, beispielsweise eines Klebebandes,
lediglich am Rand temporär
fixiert sein. Dies ist beispielsweise für das Dünnstsubstrat 2.1 der
Fall. Die Klebestreifen am Rand des Dünnstsubstrates sind mit 4.1, 4.2, 4.3 und 4.4 bezeichnet.
Bevorzugt werden einseitige Klebestreifen zum Befestigen des Dünnstsubstrates
auf dem Trägersubstrat
verwendet, die über den
Rand des Dünnstsubstrates überstehen,
so dass die Oberseite 2.1.1 des Dünnstsubstrates 2.1 mit
der Oberseite 1.1.1 des Trägersubstrates 1 verbunden
wird. Da die Oberseite 2.1.1 des Trägersubstrates und die nicht
dargestellte Unterseite des Dünnstsubstrates
direkt aneinander anliegen, befindet sich kein Verbindungsmittel,
beispielsweise kein Kleber zwischen den beiden Substraten, insbesondere
nicht auf dem Dünnstsubstrat.
Eine Reinigung nach Lösen
des Verbundes kann daher entfallen. Ein weiterer Vorteil einer derartigen
Fixierung liegt darin, dass der Rand des Dünnstsubstrates durch das Klebeband
vor Beschädigungen
geschützt wird.
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Eine Randfixierung kann aber auch
durch Einbringen einer Klebeschicht zwischen die Unterseite des Dünnstsubstrates
und die Oberseite des Trägersubstrates
erreicht werden. In einem solchen Fall würden beim Lösen des Verbundes an der Unterseite
des Dünnstsubstrates
Kleberreste verbleiben. Vorteilhafterweise werden Bereiche der Dünnstsubstrate,
die nicht verklebt sind bei einer derartigen Ausführungsform
ausgeschnitten.
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Auch eine nur teilweise Randfixierung
beispielsweise an zwei gegenüberliegenden
Seite wie beim Dünnstsubstrat 2.5 und 2.6 gezeigt
ist möglich,
ohne das von der Erfindung abgewichen wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung werden zwei Dünnstsubstrate,
die bevorzugt Dünnstgläser sind,
miteinander auf dem Trägersubstrat
verklebt. Es handelt sich hierbei um die Substrate 2.2 und 2.3 in 2. Selbstverständlich können auch
mehr als 2 Substrate miteinander verklebt auf dem Trägersubstrat angebracht
werden, ohne das von der Erfindung abgewichen wird.
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Um zu verhindem, dass, wenn man lediglich
die Randzone verklebt, Verwölbungen,
Grundwelligkeiten oder Temperaturwelligkeiten auftreten, kann man
ein zusätzliches
Halten des Dünnstsubstrates
auf dem Trägersubstrat
mit Hilfe adhäsiver
und/oder elektrostatischer Kräfte
vorsehen und/oder ein Vakuum anlegen.
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Alternativ hierzu kann eine vollflächige Fixierung
erfolgen, indem über
die gesamte Fläche
des Dünnstsubstrates
ein Verbindungsmitel aufgebracht wird.
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Hier werden insbesondere Verbindungsmittel
bevorzugt, die wenn zwischen Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat
eingebracht, die Oberflächeneigenschaften
des Dünnstsubstrates
nicht beeinflussen. Ein vollfädig verklebtes
Dünnstsubstrat
ist mit 2.4 bezeichnet.
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In 2 ist
das Abziehen eines Verbindungsmittels, hier eines Klebebandes 10 vom
Trägersubstrat 1 gezeigt.
Das Klebeband 10 wird von Rollen 12.1, 12.2 aufgenommen.
Die Rollen 12.1 und 12.2 üben auf das Klebeband 10 ine
Zugkraft aus. Aufgrund dieser Zugkraft wir das Klebeband in der
eingezeichneten Richtung 14 abgezogen. Die Rollen bewegen
sich zum Abziehen in die eingezeichnete Richtung 16. Durch
das Abziehen des Klebebandes ist es möglich, das Dünnstsubstrat
vom Trägersubstrat
zu trennen Bevorzugt ragt auch ein Überstand in Richtung des Klebebandes über das
Dünnstsubstrat
hinaus. Dieser ist in 1 mit 6 bezeichent.
Dieser Überstand
des Klebebandes kann zwischen die Rollen 12.1 und 12.2 eingefädelt werden.
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Des weiteren ist es möglich, das
Klebeband mechanisch abzuziehen, beispielsweise per Hand oder per
Greifarm. Beim Abziehen des Klebebandes wird das Dünnstsubstrat
bevorzugt gehalten, beispielsweise durch ein Vakuum, das zwischen
der Unterseite des Dünnstsubstrates
und dem Trägersubstrat
angelegt wird, durch elektrostatische oder adhäsive Kräfte. Ein derartiges Halten
verhindert eine Beschädigung
des Dünnstsubstrates
durch mechanische Zugbeanspruchungen.
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Ist der Kleber an den Rändern oder
vollflächig
zwischen der Unterseite des Dünnstsubstrates
und dem Trägersubstrat
eingebracht, so geschieht das Lösen
des Verbundes beispielsweise durch Erwärmen.
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In den 3a und 3b ist ein Halter gezeigt,
der auf Vorder- und Rückseite
je ein Dünnstsubstrat 102 hält. In den
Halter können
Zu- bzw. Abführung
für z.B.Vakuum,
Pressluft vorgesehen sein. Die Aufhängung des Halters ist mit 103 bezeichnet.
Halter wie in 3a gezeigt,
sind insbesondere für
Dünnstsubstrate
geeignet, die zum Aufbringen einer Beschichtung beim Prozessieren
bspw. durch Tauchen, Sprühen
etc. beschichtet werden. Im Extremfall wäre es möglich auf den Halter 100 gänzlich zu
verzichten und zwei Dünnstsubstrate direkt
aufeinander anzubringen.
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In 3b ist
detailliert eine Ausführungsform
eines Halters mit Vakuumsystem gezeigt. Der Halter ist mit 100 bezeichnet,
die Dünnstsubstrate
mit 102, die Zu-bzw.
Abführung
für Vakuum,
Pressluft und Aufhängung
des Halters mit 103. Das Vakuumsystem ist mit 104 bezeichnet,
die Vakuumzuführung
im Inneren des Halters mit 105. 106 bezeichnet die Fläche, auf
der das Dünnstsubstrat
aufliegt.
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Die Kontaktflächen des Verbunds, d.h. die
Oberseite des Substratträgers
und die Unterseite des Dünnstsubstrates
zeichnen sich durch eine große
Reinheit aus, um zu verhindern, dass je nach Art der Verbundsausführung Partikel
im Zwischenbereich die Anforderungen an die Oberfächeneigenschaften
des Dünnstsubstrats,
z.B. die Welligkeiten, Dickenuniformität des Verbunds negativ beeinflussen.
Des weiteren kann so eine Schädigung
durch Kratzer, Brüche
vermieden werden.
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Das erfindungsgemäße Trägersubstrat weist bevorzugt
Oberflächeneigenschaften
wie Warp, Waviness, etc. auf, die die Prozessanforderungen der Weiterverarbeitung
erfüllen.
Die Formstabilität
des Trägersubstrates
sollte bevorzugt auch bei Temperaturänderungen gewährleistet
sein.
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Die erfindungsgemäßen Trägersubstrate sind so konstruiert,
dass, wenn ein unterstützendes
Vakuum eingesetzt wird, dieses auch über längere Zeiten, d.h. bei (Transport,
Prozessierung etc.) aufrecht gehalten wird, bzw. leicht zugänglich unterhalten
oder aufgefrischt wird.
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Der erfindungsgemäße Verbund ist so ausgelegt,
dass zwischen Dünnstsubstrat
und Trägersubstrat keine
Luft eingeschlossen wird. da diese in nachfolgenden Vakuumprozessen
zu Problemen führen
könnte. Dies
wird dadurch erreicht, dass das Dünnstsubstrat auf die Trägeroberfläche aufgedrückt wird.
Es kann auch eine elastische isolierende Beschichtung des Trägers, der
Unebenheiten (Luftspalte) zwischen Träger und Substrat ausgleichen
kann, vorgesehen sein.
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Eine weitere Möglichkeit ist die Beladung
des Trägerssubstrates
unter Vakuum oder eine Vakuumvorrichtung im Trägersubstrat um die eingeschlossene
Luft zu entfernen.
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Vorteilhafterweise kann der Verbund
durch Vakuum unterstützt
werden.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand
von Ausführungsbeispielen
beschrieben werden:
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1. D 263 mit Klebeband ε -Folie
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Soda-Lime-Glas (Standardglas, Dicke 0,5 mm; Größe 340 x400 mm²) werden
4 Dünnstglasscheiben
(Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,1 mm; Größe 6"x6") gelegt und an allen
4 Rändern
der Dünnglasscheibe
mit Klebeband „ε -Folie" der Firma Mawi-Therm Temperatur-Prozeßtechnik
GmbH vollständig
verklebt, so dass keine Flüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gefangen kann. Dabei bedeckt das Klebeband nur 2-3 mm am Rand die
Oberfläche
der Dünnstglasscheiben.
Es wurden mehrere Verbund dieser Art hergestellt.
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Dieser Dünnstglas-Trägersubstratverbund wurde in
einer Ultraschallreinigungsanlage (5-Becken; US 45 kHz) von Branson
gereinigt und in einer Sputteranlage mit ITO beschichtet. Die Substrattemperatur
bei diesem Sputterprozess betrug 300° C.
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Anschließend wurden die Substrate auf
Chemikalienbeständigkeit
geprüft,
die in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Die Substrate wurden gegen folgende
Chemikalien getestet:
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Anschließend wurde das Substrat bei
Kälte –50° C getestet.
Zum Schluss wurde das Klebeband durch mechanische Behandlung (Abziehen)
rückstandsfrei
entfernt. Das Dünnstglassubstrat
wurde nicht visuell beschädigt
(Kein Bruch, keine Verletzung, keine Verschmutzung der Qualitätsfläche).
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Ein weiterer Verbund wurde durch
thermische Behandlung bei 460°C
/ 10 min gelöst.
Dabei lagen die Substrate waagerecht, da das Klebeband sich bei
dieser Temperatur vollständig
ablöste.
Das Dünnstglas
wurde durch einen Vakuumsauger vom Trägersubstrat abgehoben.
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Durch Anritzen des Dünnstglases
mit einem Diamanten neben der ehemaligen Klebespur und vorsichtigem
Abbrechen der ehemaligen Klebekante konnten geringfügige Rückstände vom
Klebeband entfernt werden.
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2. D 263 mit Klebebarid
tesa
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus der Glaskeramik Robax (Fa. Schott, Dicke 4 mm; Größe 340 x400
mm²) werden
6 polymerbeschichtete Dünnstglasscheiben
(Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,05 mm; Größe 4"x4"; Polymerbeschichtung
auf Siliconharzbasis Fa. Wacker-Chemie GmbH; Schichtdicke 5 μm) gelegt
und an allen 4 Rändern
der Dünnstglasscheibe
mit Klebeband „tesa
51408 -hochtemperaturbeständiges
Abdeckband" der
Firma tesa-AG vollständig verklebt,
so dass keine Fiüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dabei bedeckt das Klebeband nur 2-3 mm am Rand die
Oberfläche
der Dünnstglasscheiben.
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Dieser Dünnstglas-Trägersubstratverbund wurde in
einer Bürsten-Ultraschallreinigungsanlage
von IMAI (Standardreinigungsaniage in der Displayindustrie) gereinigt
und anschließend
in einer Sputteranlage mit ITO beschichtet. Die Substrattemperatur
bei diesem Sputterprozess betrug 250° C. Anschließend wurden die Substrate auf
Chemikalienbeständigkeit
geprüft,
die in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Die Substrate wurden gegen folgende
Chemikalien getestet:
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Zum Schluss wurde das Klebeband durch
mechanische Behandlung (Abziehen) entfernt. Das Dünnstglassubstrat
wurde nicht beschädigt
(Kein Bruch, keine Verletzung, keine Verschmutzung der Qualitätsfläche).
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3. AF 45 mit Klebeband tesafix
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Metall (Edelstahl) (Dicke 2,5 mm; Größe 340 x400 mm²) werden
4 Dünnstglasscheiben
(Glastyp D AF 45 von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,2 mm; Größe 6"x6") gelegt und an allen
4 Rändern
der Dünnglasscheibe
mit Klebeband „Tesafix
4965" temperaturbeständiges doppelseitiges
Klebeband" der Firma
tesa AG vollständig
verklebt, so dass keine Flüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dabei bedeckt das Klebeband nur 2-3 mm am Rand die
Oberfläche
der Dünnstglasscheiben.
Der Randbereich (3 mm) der Dünnstglasscheiben
wurde vorher mit einer 2 % Silikon E4-Lösung der Firma Wacker bestrichen
und 10 min bei 320°C „eingebrannt" , so dass die Klebwirkung
des Bandes in dem Bereich herabgesetzt wurde. Die Klebkraft des
Bandes reichte aber aus, um die Dünnstglasscheiben in der Position
zu halten.
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Dieser Dünnstglas-Trägersubstratverbund wurde in
einer Sprühreinigungsanlage
von Miele gereinigt und in einer Sputteranlage mit ITO beschichtet.
Die Substrattemperatur bei diesem Sputterprozess betrug 200° C.
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Anschließend wurden die Substrate auf
Chemikalienbeständigkeit
geprüft,
die in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Die Substrate wurden gegen folgende
Chemikalien getestet:
Zum Schluss wurde das Klebeband
durch mechanische Behandlung (Abziehen} entfernt. Die Qualitätsfläche des
Dünnstglassubstrates
wurde nicht verschmutzt.
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4. D 263 mit Klebeband
3M VHB 9473
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Teflon (Dicke 5 mm; Größe 340 x400
mm²) werden
4 Laminate, bestehend aus Dünnstglasscheiben
mit PES-Folie (Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Glasdicke 0,1
mm; Größe 6"x6", PES (Polyethersulfon)-Folie
der Fa. Westlake, Dicke 2 mil), gelegt und an allen 4 Rändern der
Dünnglasscheibe
mit Klebeband „3M
VHB " der Firma
3M vollständig
verklebt, so dass keine Flüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dabei bedeckt das Klebeband nur 2-3 mm am Rand die
Oberfläche
der Dünnstglasscheiben.
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Dieser Dünnstglas-Trägersubstratverbund wurde in
einer Sprühreinigungsanlage
von Miele gereinigt und anschließend bei einer Temperatur von
150° C 3
h in einem Umluftofen gelagert.
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Anschließend wurden die Substrate auf
Chemikalienbeständigkeit
geprüft,
die in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Die Substrate wurden gegen folgende
Chemikalien getestet:
Wasser | 80° C, 1 h |
KOH
(pH 14) | r.t.
30 min |
Na4P2O7*10
H2O | r.t.
60 min |
HCl
37 % | r.t.
30 min |
HBr
40 % | 60°C, 5 min |
Deconex | r.t.
60 min |
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Zum Schluss wurde das Klebeband durch
chemische Behandlung in Aceton und NMP und mechanischem Abziehen
entfernt.
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5. D 263 mit Siliconkleber
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Soda-Lime-Glas (Floatglas, Dicke 0,4 mm; Größe 340 x 400 mm²) werden
4 Dünnstgiasscheiben
mit aufgeschmolzener COC-Folie
(Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,1 mm; Größe 6"x6", COC-Folie von JSR)
gelegt und an allen 4 Rändern
der Dünnglasscheibe mit
Siliconkleber „Elastosil" der Firma Wacker-Chemie
GmbH vollständig
verklebt, so dass keine Flüssigkeiten von
außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dabei bedeckt der Kleber nur 2-3 mm am Rand die Oberfläche der
Dünnstglasscheiben.
Dieser Verbund wurde 30 min bei 230°C in einem Umluftofen ausgehärtet.
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Dieser Dünnstglas-Trägersubstratverbund wurde in
einer Ultraschallreinigungsanlage (5-Becken; US 45 kHz) von Branson
gereinigt und in einer Sputteranlage mit ITO beschichtet. Die Substrattemperatur
bei diesem Sputterprozess betrug 180° C.
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Anschließend wurden die Substrate auf
Chemikalienbeständigkeit
geprüft,
die in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Die Substrate wurden gegen folgende
Chemikalien getestet:
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Zum Schluss wurde der Verbund in
eine Mischung von chlorierten Lösungsmitteln
60 min getaucht. Der Kleber hatte sich soweit angelöst, dass
er sowohl mit einer Druckluftpistole vorsichtig weggeblasen als auch
mit einer Pinzette entfernt werden konnte.
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6. D 263 mit Kleber Loctite
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Ceran (Dicke 3,5 mm; Größe 340 x400
mm²) wurde
eine polymerbeschichtete Dünnstglasscheiben
(Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,1 mm; Größe 6"x6"; Polymerbeschichtung
aus Polyacrylat; Dicke 5 μm)
gelegt und an allen 4 Rändern
der Dünnglasscheibe mit
Kleber Loctite Cold Bloc II der Firma Loctite GmbH vollständig verklebt,
so dass keine Flüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstgiasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dabei bedeckte der Kleber nur 2-3 mm am Rand die
Oberfläche
der Dünnstglasscheiben.
Der Verbund wurde mit UV-Lampe (Wellenlängenbereich 240-365 nm) 2 min
ausgehärtet.
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Der Verbund wurde bei 230° C / 1 h
im Vakuumofen getestet.
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Der Verbund wurde durch Wasser mit
einer Temperatur von 60-80° C
wieder gelöst.
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7. D 263 mit Vitralit
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Soda-Lime-Glas (Floatglas, Dicke 0,4 mm; Größe 340 x400 mm²) werden
4 Dünnstglasscheiben
(Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,1 mm; Größe 6"x6") gelegt und vollflächig verklebt
(auch die Kanten der Dünnstglasscheiben
wurden vernetzt) (Kleber Vitralit; Fa. Panacol-Elosol GmbH ), so
dass keine Flüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dieser Verbund wurde 2 min mit UV-Licht der Wellenlängen 240-365
nm ausgehärtet.
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Dieser Dünnstglas-Trägersubstratverbund wurde in
einer Ultraschallreinigungsaniage (5-Becken; US 45 kHz) von Branson
gereinigt und in einer Sputteranlage mit ITO beschichtet. Die Substrattemperatur
bei diesem Sputterprozess betrug 230° C.
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Anschließend wurden die Substrate auf
Chemikalienbeständigkeit
geprüft,
die in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Der Verbund wurde durch eine Temperaturbehandlung
bei 440° C
gelöst,
das Substrat dabei elektrostatisch in Position gehalten.
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8. D 263 mit Siliconkleber
+ Zuschlagstoff
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Ceran (Fa. Schott Glas; Dicke 3,5 mm; Größe 340 x400 mm²) wurde
eine Dünnstglasscheiben
(Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,1 mm; Größe 6"x6") gelegt und an allen
4 Rändern
der Dünnglasscheibe
mit Kleber Dehesive der Firma Wacker-Chemie GmbH vollständig versiegelt,
so dass keine Flüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dabei bedeckte der Kleber maximal 1 mm vom Rand die
Oberfläche
der Dünnstglasscheiben.
Der Kleber war zuvor mit 10 mol% Ag-Ionen angereichert worden..
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Der Verbund wurde bei 230° C / 1 h
im Vakuumofen ausgehärtet.
Anschließend
wurden die Substrate auf Chemikalienbeständigkeit geprüft, die
in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Die Substrate wurden gegen folgende
Chemikalien getestet:
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Der Verbund wurde durch induktives
Aufheizen auf bei 450° C
wieder gelöst.
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9. D 263 mit Dymax
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Ceran (Fa. Schott Glas; Dicke 3,5 mm; Größe 340 x400 mm²) wurde
eine Dünnstglasscheiben
(Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,03 mm; Größe 2"x2") gelegt und an allen
4 Rändern
der Dünnglasscheibe
mit dem Kleber Dymax 1136 der Fa. Dymax vollständig versiegelt, so dass keine
Flüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dabei bedeckte der Kleber maximal 1 mm vom Rand die
Oberfläche
der Dünnstglasscheiben.
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Der Verbund wurde mit einer UV-Lampe
der Wellenlängen
240 – 360
nm 20 sec. ausgehärtet.
Anschließend
wurden die Substrate bei 230°C/1h
getestet, wobei eine Verfärbung
auftrat, und wurden weiterhin auf Chemikalienbeständigkeit
geprüft,
die in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Der Verbund wurde bei 440°C / 1,5 h
wieder gelöst,
wobei die Substrate waagerecht gelagert wurden.
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10. D 263 mit Kitt
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Auf ein gereinigtes Trägersubstrat
aus Ceran (Fa. Schott Glas; Dicke 3,5 mm; Größe 340 x400 mm²) wurde
eine Dünnstglasscheiben
(Glastyp D 263T von Schott Displayglas GmbH; Dicke 0,03 mm; Größe 2"x2") gelegt und an allen
4 Rändern
der Dünnglasscheibe
mit dem Kitt Epotek 314, Fa. Polytec vollständig versiegelt, so dass keine
Flüssigkeiten
von außen
zwischen die Dünnstglasscheibe
und das Trägersubstrat
gelangen kann. Dabei bedeckte der Kit maximal 1 mm vom Rand die
Oberfläche
der Dünnstglasscheiben.
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Der Verbund wurde bei 180°C / 1 h im
Vakuumofen ausgehärtet.
Anschließend
wurden die Substrate auf Chemikalienbeständigkeit geprüft, die
in einem Standard-Displayprozess verwendet werden.
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Der Verbund wurde mechanisch mit
thermischer Unterstützung
von 450°C
gelöst.