CN102482135A - 包括边缘网状部分的玻璃基片 - Google Patents

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Abstract

一种涂覆了柔性材料的玻璃带，所述柔性涂层形成柔性网状部分，该柔性网状部分从玻璃带的一个边缘延伸出至少1毫米。所述柔性网状部分可以用来促进玻璃带在制造工艺中的加工，可以包括配准标记或者穿孔，所述配准标记或穿孔进一步促进玻璃带的精确定位。

Description

包括边缘网状部分的玻璃基片
要求享有在先美国申请的优先权
本申请要求2009年7月29日提交的美国专利申请系列第12/511,167号的优先权。该文献以及本文提到的所有出版物、专利和专利文献的全部内容都参考结合入本文中。
技术领域
本发明涉及一种薄的玻璃基片，其包括延伸超过玻璃基片的至少一个边缘的网状部分，该网状部分用来帮助基片的加工和/或输运和/或调位。
背景技术
薄玻璃基片可以用于许多应用，包括所谓的“电子纸张”和触摸传感器。用于这些基片的玻璃可能是非常薄的，其厚度通常约小于0.3毫米。可以在单独的玻璃片的基础上进行所述基片的加工，或者最有效的是在加工基片时，以卷绕在辊轴上的长玻璃带的形式输运所述基片。所述方法包括从一个辊上分配玻璃带，对分配的部分进行加工，然后将玻璃带卷绕在收卷辊上。
所谓的“辊到辊”工艺的一个缺陷在于，薄玻璃带很脆弱，如果玻璃带在加工过程中发生机械接触，可能会造成破坏，这些破坏包括划痕、碎屑，在最坏的情况下会发生破碎。人们需要一种片状或带状形式的玻璃基片，使得人们能够对其进行安全的加工，同时不会对玻璃造成破坏。
发明内容
本发明描述了一种玻璃基片，该玻璃基片包括设置在其上的涂料，所述涂料作为网状部分从基片的至少一个边缘延伸出来，该网状部分能够帮助所述基片在不造成破坏的前提下进行加工和/或输运。该加工涂层的网状部分优选是柔性的，可以在无需与基片的内部未涂覆部分直接接触的情况下，对玻璃基片进行固定和/或输运和/或对准，用于制造步骤的加工。本发明还描述了用来对玻璃带进行固定、输运和/或对准的方法。
在一个实施方式中，描述了一种玻璃基片，该玻璃基片包括第一和第二主表面以及第一和第二边缘，所述第一和第二边缘相隔宽度W。所述第一和第二边缘优选是基本上相互平行的。所述玻璃基片包括设置在所述第一和第二主表面的至少一部分之上的柔性涂层，所述涂层包括网状部分，所述网状部分从所述第一或第二边缘中的至少一个边缘延伸出至少1毫米。
所述玻璃基片可以是玻璃带的形式，或者是单独的玻璃片的形式，其厚度优选等于或小于0.3毫米。所述涂层还包括从玻璃基片的第一边缘延伸出至少1毫米距离的网状部分，以及从第二边缘延伸出至少1毫米距离的网状部分。所述柔性涂层可以在所述第一和第二主表面中的任意一个或两个表面的仅一部分上进行涂覆，或者所述柔性涂层可以在所述基片的任意一个或两个主表面上延伸跨越整个玻璃基片宽度W。
从所述玻璃基片的第一或第二边缘中的至少一个边缘延伸出来的网状部分可以包括穿孔，以便与链轮或者其他齿状部件相互接合。所述齿状部件也可以是与所述网状部分接合的轨道。
涂覆所述玻璃基片的第一主表面的至少一部分的柔性涂层的一个表面可以包括非平面形状，该非平面形状与涂覆在第二主表面的至少一部分上的柔性涂层的表面的非平面形状互补(complimentary)。例如，一层玻璃一侧上的涂层的上方部分的形状可以与同该玻璃层对准的另一相邻玻璃层上的涂层的下方部分互补，优选防止一层玻璃与另一个相邻的玻璃层互相接触。
可以用施加于所述柔性涂层和玻璃基片之间的粘合剂，将所述柔性涂层粘合于第一和/或第二主表面。所述涂层还可以包含强化部件，例如纤维。
所述涂层的网状和非网状部分可以包括配准标记，以助于玻璃基片的对准或定位。在一些实施方式中，所述玻璃基片的第一和第二主表面中的一者或二者可以包括一个或多个层压的或者沉积的材料层。例如，在施涂所述网状部分涂料之前，还可以对玻璃基片施涂另外的材料。所述另外的材料可以是层叠材料，例如阻挡层，用来防止玻璃发生浸出。另外，在施涂加工涂层的网状部分和非网状部分之后，可以在基片上形成其它的材料，例如电气功能材料，该材料形成电子装置(例如半导体装置)。在本文中，电气功能装置包括有机或无机半导体和/或导体材料。
在另一个实施方式中，描述了一种玻璃带，该玻璃带包括第一和第二主表面以及第一和第二边缘，还包括聚合物涂层，所述聚合物涂层设置在所述第一和第二主表面上，延伸超过所述第一和第二边缘至少1毫米的距离，从而形成柔性网状部分。所述柔性网状部分可以包括穿孔，该穿孔用来与辊(链轮)或轨道中的齿相接合。所述涂层的柔性网状部分或者非网状部分可以包括配准标记，例如线条或者符号，用来对准玻璃带。
在另一个实施方式中，本发明描述了一种输运玻璃带的方法，该方法包括从第一卷轴分配一段长度的玻璃带，所述玻璃带包括涂层，所述涂层包括从所述玻璃带的一个边缘延伸出来至少1毫米的网状部分，使得所述网状部分与进料设备接合，以输运所述玻璃带，所述进料设备包括用来与所述网状部分接合的辊或者轨道，然后通过将所述分配的玻璃带卷绕在收卷卷轴上来收集所述分配的玻璃带。所述网状部分可以包括穿孔，该穿孔用来与进料设备相接合。例如，所述进料设备可以包括链轮，所述链轮的齿与所述穿孔相接合，用来输运所述玻璃带。但是，所述进料设备不仅限于链轮，还包括用来与网状部分接合的辊或者轨道。在另一个实施例中，可以使用夹送辊与加工涂层的网状和/或非网状部分相接合。
在一些实施方式中，所述涂层可以包括配准记号，所述方法还包括探测所述记号，对探测到的记号作出响应，从而对玻璃带进行定位。可以用本领域已知用来执行这些任选的任何合适的机器视觉系统进行所述探测。如果用所述玻璃带来制造电子装置，则所述方法还可以包括在收集之前，在至少一部分已分配的长度上沉积电功能材料。例如，将玻璃带从第一卷轴上展开，然后将所需的组分沉积在玻璃带上，然后将玻璃带卷绕在第二卷轴上，从而收集玻璃带。可以在沉积操作之后将网状部分从玻璃带上除去，留下未被破坏的玻璃带的内部部分。
参见附图，通过以下说明性的描述将更容易理解本发明，同时将更清楚地了解本发明的其它目的、特征、细节和优点，以下描述不是限制性的。预期所有这些另外的系统、方法、特征和优点都包括在该描述之内，包括在本发明的范围之内，受到所附权利要求书的保护。
附图说明
图1是用来输运玻璃带的“辊到辊”工艺的透视图。
图2A-2B是包括涂层的玻璃基片(玻璃片或玻璃带)的截面图，所述涂层包括沿着基片边缘的网状部分。
图3A-3B是包括涂层的玻璃基片(玻璃片或玻璃带)的截面图，所述涂层包括沿着基片两个边缘的网状部分。
图4显示了被涂层完全包覆的玻璃基片的截面图，所述涂层包括沿着基片两个边缘的两个网状部分。
图5是一堆(或卷)玻璃片(或卷绕的玻璃带)的截面图，图中显示在层之间形成间隙，以防玻璃层之间发生接触。
图6是一堆(或卷)玻璃片(或卷绕的玻璃带)的截面图，图中显示涂层上表面和下表面内的互补特征，这些特征用来促进层的配合和对准。
图7是玻璃基片的一部分的俯视图，所述玻璃基片包括具有网状部分的涂层，所述网状部分包括穿孔和记号标记。
图8是用来对包括具有网状部分的涂层的玻璃基片进行输运的链轮的侧视图，所述链轮的齿与网状部分内的穿孔相接合。
图9是正在用夹送辊输运的玻璃基片的截面图，所述夹送辊与涂层的网状部分相接合。
图10是正在用牵引机组件输运的玻璃带的侧视图，所述牵引机组件包括放卷辊和收卷辊，与所述玻璃带上的涂层的网状部分相接合。
具体实施方式
在以下的详述中，为了说明而非限制，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它实施方式实施本发明。另外，本文会省去对于众所周知的装置、方法和材料的描述，以免干扰对本发明的描述。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。
虽然已知玻璃是脆性材料，不具有柔性，容易产生划痕、碎屑和破碎，但是具有很薄的横截面的玻璃实际上可以具有相当高的柔性。人们只需想像光纤形成的如发丝般薄的丝束的柔性即可。类似的，当玻璃为薄片或薄带的形式的时候，玻璃可以卷绕形成卷以及展开，这与纸张或塑料膜很相近。然是，即使可以将玻璃制成很有柔性的形式，其仍然保持脆性的特征，如果接触，则会造成破坏。对于某些应用，特别是视觉上的缺陷会带来问题的应用(例如显示器应用)，即使是很小的、似乎是表面上的缺陷都是无法接受的。对于其它的要求很高的机械强度的应用，即使是小于1微米的缺陷也可能对玻璃制品的机械可靠性带来限制。因此，在制造工艺中对玻璃片的加工，例如在玻璃片上沉积薄膜装置，可能是损耗的来源，会带来很高的成本。
虽然可以在单独的玻璃片的基础上对玻璃进行加工，但是本发明设想了一种方法，该更高效的方法以图1所示的卷绕在辊上的玻璃薄带为起始材料。当玻璃带10从辊12上展开的时候，可以对展开的或者分配的部分14进行加工，然后将其重新卷绕在第二“收卷”辊16上。在本发明中，术语“加工的”可以包括形成玻璃之后的任意步骤，包括但不限于磨光、抛光、清洁，或者在玻璃上沉积另外的层和/或部件(例如电气/电子部件或者其一部分)。但是，在一些情况下，将玻璃带输运通过加工设备的操作可能需要玻璃带精确定位。例如，在玻璃基片上形成薄膜装置(例如晶体管、电致发光层等)的步骤可能需要玻璃带在多个工位或者设备位置之间进行定位或标记，从一个位置到另一个位置需要精确配准。在厚度小于0.3毫米、或者小于0.1毫米、或者小于0.05毫米的玻璃带上进行此种形式的输运是有相当难度的。一旦形成了装置，还存在对玻璃带进行叠置或者重新卷绕以备后用的问题，可能是用于之后的制造工艺，同时不能对玻璃带或者玻璃带一个或两个表面上形成的装置造成破坏。
图2A显示了本发明一个实施方式的边缘示图，其中显示一种玻璃基片10(例如玻璃片或者玻璃带10)，该玻璃基片向着纸内延伸，包括第一主表面18和相反的第二主表面20。第一边缘22a和第二边缘22b对该玻璃基片进行进一步的限制。图中还显示了一个涂层24，该涂层24包括区段24a和网状部分24b，所述区段24a涂覆了所述第一主表面18的至少一部分，所述网状部分24b从第一边缘22a延伸最小至少1毫米的距离，优选至少2毫米，更优选至少3毫米。在一些实施方式中，所述一个或多个网状部分可从玻璃基片的边缘延伸出最高达1厘米或更多的距离。网状部分24b由此提供了加工表面，所述加工表面可以与辊之类的加工设备接触，而无须与玻璃自身发生物理接触，如果需要与加工设备对准的话，该网状部分24b还可以用作对准辅助件。因此，在一个实施方式中，玻璃基片包括从玻璃带边缘延伸出来的涂层或膜，所述涂层或膜的延伸部分可以用来对玻璃基片进行支承或者输运，同时不会对基片进行接触，也不会对基片造成破坏。例如，所述涂层的延伸部分可以被辊夹住，与链轮接合，被夹子夹住，或者用其他固定涂层延伸部分的方法控制。所述玻璃基片的边缘22a和22b未必是图2A所示的平面状特征，可以包括平面外的特征，例如圆形边珠特征(rounded edge bead feature)。类似的，所述涂层网状部分24b也可以具有非平面型特征。
在另一个实施方式中，如图2B所示，对玻璃基片的两个主表面18和20的一部分都涂覆了涂层24。输运玻璃基片的步骤可以包括夹住伸长部分涂层24b以及玻璃基片上方的涂层部分24a。
在图3A所示的另一个实施方式中，可以对玻璃带10施涂玻璃涂层24，使得施涂于玻璃带10的至少一个主表面(例如表面18)的涂层24的一部分(24a)以及涂层24的另一部分(24b)分别从边缘22a、22b延伸出至少1毫米。或者，如图3B所示，可以将涂层24施涂于玻璃带10的两个主表面的至少一部分，两个网状部分24b从第一和第二边缘延伸出至少1毫米。
在一些实施方式中，可能希望所述涂料在至少一个(第一或第二)主表面的整个表面上完全延伸。通过此种方式，可以防止相邻的玻璃层的表面互相直接接触，可以如前文所述使用至少一个延伸的部分(网状部分)给玻璃定位或者输运玻璃。因此，所述玻璃可以被从一个或两个边缘延伸的涂层包覆，所述涂层可以覆盖所述玻璃的一个或两个主表面。如图4所示，玻璃基片10被涂料24包覆，所述涂料24以第一涂层部分24a覆盖两个主表面18，20。在此实施方式中，所述玻璃基片与两个伸出的涂层网状部分24b侧接，所述两个伸出的涂层网状部分24b可以按照与之前实施方式类似的方式进行加工。
如图5所示，可以对涂层的厚度进行选择，从而在依次连续的层之间形成间隙26，以使得一层玻璃基片叠置在另一层玻璃基片之上，同时任何玻璃层不会与另外的玻璃层发生物理接触。对于片状形式，所述玻璃薄板接下来可以彼此上下堆叠，玻璃边缘处的涂层厚度在玻璃板之间形成间隙，使得一块板上的玻璃不会与相邻的板的玻璃接触。对于带状形式，玻璃带可以卷绕并产生类似的效果，即可以防止一层卷绕的玻璃与之前卷绕层的玻璃相接触。所述卷绕可以使得玻璃带上的弯曲半径约小于10厘米。
当玻璃带在卷轴或者其它的收卷装置上卷绕的时候，或者将玻璃片堆叠在另一个玻璃片之上的时候，可以将涂层的表面模塑成包括物理互补的特征，如图6所示。这些互补的特征不仅可以用来防止片状或带状形式的玻璃层之间发生接触，而且还可以在堆叠或者卷绕的时候使一个玻璃带层在之前的层上对准。这些互补的特征通常包括凸起件和设计用来接受凸起件的互补的凹形件。例如，基片上表面的裸露表面上的凸起件28和施涂在玻璃带下表面的涂层的裸露表面上的互补凸起件30允许基片堆叠或卷绕，使得互补的特征相互接合，帮助在堆叠或者卷绕的过程中将基片对准。
如图7和图8所示，为了促进基片的定位，网状部分可以包括穿孔32，所述穿孔可以与链轮接合。图8显示了与网状部分24b接合的链轮36的齿。网状部分还可以包括配准记号34，例如印刷的或者机械加工形成的标记(线条、圆圈等)，这些标记指示了沿着玻璃带的具体位置，优选可以通过机器视觉系统读取。另外，所述穿孔本身可以用作记号。但是，记号的应用不一定仅限于网状部分，可以设置在涂层的任意部分之上，不仅用来沿着长度方向显示位置，如果需要的话，还可以用来跨越玻璃带的宽度显示位置。也即是说，记号线可以横跨玻璃带，或者与玻璃带平行。需要注意的是，穿孔和记号的应用不限于玻璃带，还可以用于单独的玻璃片或玻璃板。
图9和图10显示了一些其它的输运方法。例如，图9显示了正在使用夹送辊38、40输运的基片，其中在双辊组件之间，上方的辊38和下方的辊40夹持着网状部分24b。
图10显示了两个牵引组件42的侧视图，所述牵引组件42包括带44，所述带44夹持着位于带之间的基片的网状部分。图10显示正在由第一辊12卷绕到第二辊16的玻璃带10。
所述涂层可以以液体形式施涂于玻璃(玻璃带或者玻璃片)，或者可以以预先形成的膜的形式施加。合适的预先形成的膜可以是聚合物，例如是硅酮或聚酰亚胺。可以对材料进行选择，使其与预想的工艺相容。例如，研究表明，Kapton
Figure BPA00001515325300081
带是一种合适的预先形成的带，可以按照如上文所述的方式施加于玻璃，使玻璃带可以在高达300℃的温度下接受真空加工，所述Kapton
Figure BPA00001515325300082
带上包括丙烯酸类粘合剂，总厚度优选约为50-100微米(例如63.5微米)。在一些情况下，还可以使用金属涂层，该金属涂层可以单独使用，也可以与聚合物组合使用。例如，所述涂层可以是层压的涂层。可以使用粘合剂，例如丙烯酸类粘合剂来施加预先形成的膜或者涂层。
为了提高强度，所述网状部分可以包括强化部件。例如，所述预先形成的带可以包括玻璃或者聚合物纤维(例如Kevlar纤维)，从而为涂料提供更高的强度。
所述玻璃基片上可以层压或涂覆一种层压材料或沉积材料，然后施加所述加工涂层的网状部分和非网状部分。例如，可以首先将阻挡层或者其它的保护层施加于基片，然后施加加工涂层或输运涂层24。根据需要，所述层压或涂覆的材料可以是有机材料或者无机材料。
一旦施加了加工涂层之后，可以在基片上形成另外的材料，例如电气功能材料。例如，所述基片可以是卷绕在第一卷轴上的包括加工涂层24的玻璃带的形式(见图1)。按照上文所述的方式，将玻璃带从第一卷轴展开并输运(例如见图7-10)。然后将带收集并卷绕在第二卷轴上。位于第一和第二卷轴之间的玻璃带的分配部分可以进行进一步加工，例如在玻璃带上沉积一种或多种电气功能材料。可以采用常规的方法(例如光刻法)完成此种沉积。例如，图9显示了包括沉积在其上的电气功能材料46的玻璃带10。
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，仅用来清楚理解本发明的原理。可以在基本上不偏离本发明的精神和原理的前提下，对本发明的上述实施方式进行许多的改变和调整。所有这些调整和改变都包括在本文中，包括在本发明和说明书的范围之内，受所附权利要求书的保护。

Claims (20)

1.一种玻璃基片(10)，其包括：
第一和第二主表面(18，20)以及第一和第二边缘(22a，22b)，所述第一和第二边缘相隔宽度W；
柔性涂层(24)，该柔性涂层(24)设置在所述第一和第二主表面的至少一部分之上，所述涂层包括网状部分(24b)，所述网状部分从所述第一或第二边缘中的至少一个边缘延伸出至少1毫米的距离。
2.如权利要求1所述的玻璃基片，其特征在于，所述玻璃基片是玻璃带。
3.如权利要求1所述的玻璃基片，其特征在于，所述玻璃基片是玻璃片。
4.如权利要求1-3中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，所述柔性涂层还包括从所述第一边缘延伸出至少1毫米距离的网状部分(24b)，以及从第二边缘延伸出至少1毫米距离的网状部分。
5.如权利要求1-4中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，所述玻璃基片的厚度等于或小于0.3毫米。
6.如权利要求1-5中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，所述柔性涂层跨越玻璃基片的整个宽度W涂覆所述第一和第二主表面。
7.如权利要求1-5中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，所述从玻璃基片的第一或第二边缘中的至少一个边缘延伸的网状部分包括穿孔(32)。
8.如权利要求1-5中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，涂覆所述玻璃基片的第一主表面的至少一部分的柔性涂层的一个表面包括非平面形状，该非平面形状与涂覆在第二主表面的至少一部分上的柔性涂层的表面的非平面形状互补。
9.如权利要求1-8中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，所述柔性涂层用设置在所述涂层和玻璃基片之间的粘合剂粘合于所述第一和第二主表面。
10.如权利要求1-9中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，所述柔性涂层包含强化纤维。
11.如权利要求1-10中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，所述柔性涂层包括配准标记(34)。
12.如权利要求1-11中任一项所述的玻璃基片，其特征在于，所述第一和第二主表面中的一个或两个主表面包括一层或多层层压或沉积的材料。
13.一种玻璃带，其包括：
第一和第二主表面(18，20)以及第一和第二边缘(22a，22b)；
柔性聚合物涂层(24)，所述柔性聚合物涂层(24)设置在所述第一和第二主表面上，延伸超过所述第一和第二边缘至少1毫米的距离，从而形成柔性网状部分。
14.如权利要求13所述的玻璃带，其特征在于，所述柔性网状部分包括穿孔(32)。
15.如权利要求13或14所述的玻璃基片，其特征在于，所述柔性聚合物涂层包括配准标记(34)。
16.一种输运玻璃带的方法，该方法包括：
从第一卷轴(12)分配一段长度(14)的玻璃带(10)，所述玻璃带包括涂层(24)，所述涂层包括从玻璃带的一个边缘延伸出至少1毫米的网状部分(24b)；
使所述网状部分与辊(36)接合，以输运玻璃带；以及
通过将分配的玻璃带卷绕在收卷卷轴(16)上，收集分配的玻璃带。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述网状部分包括穿孔(32)，所述辊包括与所述穿孔接合的齿。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述涂层包括配准记号(34)，所述方法还包括探测所述记号，并对探测到的记号作出响应，从而给玻璃带定位。
19.如权利要求16-18中任一项所述的方法，该方法还包括在所述收集操作之前，在所述分配的长度的至少一部分上沉积电气功能材料。
20.如权利要求16-19中任一项所述的方法，该方法还包括在沉积之后除去所述网状部分。
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