CN104685627A - 加工柔性玻璃基片 - Google Patents

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Abstract

提供了一种加工柔性玻璃基片的方法。所述方法包括提供基片堆叠件，其包括使用无机粘合层粘合到载体基片的柔性玻璃基片，该无机粘合层在接收能量输入后经历结构改变。将能量输入提供给无机粘合层，用于引发结构改变。结构改变降低无机粘合层的粘合强度，用于将柔性玻璃基片从载体基片分离。

Description

加工柔性玻璃基片
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号61/691904的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。
技术领域
本发明涉及用于加工在载体基片上的薄的基片的设备和方法，具体来说，涉及在载体基片上的柔性玻璃的薄的基片。
背景
当今，柔性塑料膜常常用于与PV,OLED,LCDs,触摸传感器，柔性电子和图案化薄膜晶体管(TFT)应用相关的柔性电子器件中。
与柔性塑料技术相比，柔性玻璃基片提供多种技术优势。一种技术优势是玻璃能用作水分和气体阻挡层，它是OLED显示器、OLED照明和有机光伏器件中的主要降解机理。第二个技术优势是它通过减少或消除一种或更多种包装基片层，潜在地降低总包装大小(厚度)和重量。柔性玻璃基片的气体优势包括在光学透射率、尺寸稳定性、热容和表面质量方面的益处。
因为电子显示器工业需要更薄/柔性的玻璃基片(小于0.3毫米厚)，面板制造商面临许多挑战来加工适应更薄/柔性玻璃基片。一种选择是加工较厚的玻璃板，然后蚀刻或抛光该面板到更薄的总体净厚度。这使得能用基于0.3毫米厚或更厚基片的现有的面板制造基础设施，但增加了加工结束时的精磨成本以及地降低产率。第二种方法是再次改造现有的面板工艺用于更薄的基片。工艺中的玻璃损失是主要的困扰，且需要大量资金来将在基于非支撑的柔性玻璃基片的板-对-板工艺中的加工损失降到最低。第三种方法是使用卷-对-卷工艺技术或基于辊加工的技术用于薄的柔性玻璃基片。
本领域需要的是一种载体方法，其利用制造商的基于0.3毫米或更厚的刚性基片的现有的资金基础设施，并使得能加工薄的、柔性玻璃基片即玻璃的厚度不大于约0.3毫米厚。
概述
本发明的概念涉及使用无机粘合层将薄的板例如柔性玻璃基片粘合到载体基片，该无机粘合层在接收能量输入例如热能之后改变结构。结构改变降低无机粘合层的粘合强度，用于将柔性玻璃基片从载体基片分离。
本发明的方法的商业化优势之一是制造商将能使用它们现有的在加工设备中资金投入，同时获得用于例如PV,OLED,LCDs,触摸传感器，柔性电子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，一种加工柔性玻璃基片的方法包括：
提供基片堆叠件，其包括使用无机粘合层粘合到载体基片的柔性玻璃基片，该无机粘合层在接收能量输入后发生结构改变；以及
将能量输入提供给无机粘合层用于引发结构改变，这种结构改变降低无机粘合层的粘合强度，用于将柔性玻璃基片从载体基片分离。
根据第二方面，提供了第一方面所述的方法，其中所述能量输入是热能，所述方法包括将所述粘合材料加热到至少约250℃的温度。
根据第三方面，提供了第一或第二方面所述的方法，其中所述能量输入是光能，其导致将所述粘合材料加热到至少约250℃的温度。
根据第四方面，提供如第一到第三方面中任一项所述的方法，其中所述无机粘合层包括沿着柔性玻璃基片的周边设置的无机粘合材料。
根据第五方面，提供如第一到第四方面中任一项所述的方法，其中使用激光器局部加热所述无机粘合层。
根据第六方面，提供如第一到第五方面中任一项所述的方法，其中所述结构改变包括结晶。
根据第七方面，提供如第一到第六方面中任一项所述的方法，其中所述结构改变包括增加所述无机粘合层的孔隙率。
根据第八方面，提供如第一到第七方面中任一项所述的方法，其中所述结构改变包括增加所述无机粘合层的微观裂纹。
根据第九方面，提供如第一到第八方面中任一项所述的方法，还包括在将能量输入提供给所述无机粘合层之后，将柔性玻璃基片从载体基片去除。
根据第十方面，提供如第一到第九方面中任一项所述的方法，还包括将电气组件应用到柔性玻璃基片。
根据第十一方面，提供如第一到第十方面中任一项所述的方法，其中所述柔性玻璃基片的厚度不大于约0.3毫米。
根据第十二方面，提供如第一到第十一方面中任一项所述的方法，其中所述载体基片包括玻璃。
根据第十三方面，提供如第一到第十二方面中任一项所述的方法，其中所述粘合材料包括玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷中的一种或更多种。
根据第十四方面，提供如第一到第十三方面中任一项所述的方法，其中所述粘合材料包括碳。
根据第十五方面，提供如第一到第十四方面中任一项所述的方法，其中所述粘合材料包括硅。
根据第十六方面，提供如第一到第十五方面中任一项所述的方法，包括当改变所述粘合材料的结构时，至少部分的去粘合所述柔性玻璃基片和载体基片。
根据第十七方面，提供如第一到第十六方面中任一项所述的方法，其中所述能量输入是热能，以及所述方法包括将所述粘合材料加热到至少约250℃的温度而不降低粘合强度。
根据第十八方面，提供如第一到第十七方面中任一项所述的方法，其中所述能量输入是光能，以及所述方法包括将所述粘合材料加热到至少约250℃的温度而不降低粘合强度。
根据第十九方面，一种加工柔性玻璃基片的方法包括：
提供具有玻璃支撑表面的载体基片；
提供柔性玻璃基片，其具有第一和第二宽表面；
使用无机粘合层，将柔性玻璃基片的第一宽表面粘合到载体基片的玻璃支撑表面；和
改变无机粘合层的结构和降低所述柔性玻璃基片和所述载体基片之间的粘合强度，用于将柔性玻璃基片从载体基片去除。
根据第二十方面，提供如第十九方面所述的方法，包括将能量输入提供给无机粘合层，用于改变无机粘合层的结构以及降低所述柔性玻璃基片和载体基片之间的粘合强度。
根据第二十一方面，提供了第二十方面所述的方法，其中所述能量输入是热能，所述方法包括将所述粘合材料加热到至少约250℃的温度。
根据第二十二方面，提供了第二十或二十一方面中任一项所述的方法，其中所述能量输入是光能，所述方法包括将所述粘合材料加热到至少约250℃的温度。
根据第二十三方面，提供如第十九到第二十二方面中任一项所述的方法，其中使用激光器局部加热所述无机粘合层。
根据第二十四方面，提供如第十九到第二十三方面中任一项所述的方法，其中使用闪光灯局部加热所述无机粘合层。
根据第二十五方面，提供如第十九到第二十四方面中任一项所述的方法，其中所述柔性玻璃基片的厚度不大于约0.3毫米。
根据第二十六方面，一种基片堆叠件包括：
具有玻璃支撑表面的载体基片；
柔性玻璃基片，其由所述载体基片的玻璃支撑表面支撑；和
无机粘合层，其将所述柔性玻璃基片粘合到所述载体基片,所述无机粘合层包括粘合材料，该粘合材料改变结构和降低柔性玻璃基片和载体基片之间的粘合强度，用于将柔性玻璃基片从载体基片去除。
根据第二十七方面，提供第二十六方面所述的基片堆叠件，其中所述粘合材料包括碳。
根据第二十八方面，提供如第二十六或二十七方面中任一项所述的据报道，其中所述粘合材料包括硅。
根据第二十九方面，提供第二十六方面所述的基片堆叠件，其中所述粘合材料包括玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷中的至少一种。
根据第三十方面，提供第二十六方面所述的基片堆叠件，其中所述粘合材料包括无定形硅。
根据第三十一方面，提供如第二十六到第三十方面中任一项所述的基片堆叠件，其中所述结构改变包括结晶。
根据第三十二方面，提供如第二十六到第三十一方面中任一项所述的基片堆叠件，其中所述柔性玻璃基片的厚度不大于约0.3毫米。
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是基片堆叠件的一种实施方式的侧视图，该基片堆叠件包括用载体基片承载的柔性玻璃基片；
图2是图1所述的基片堆叠件的分解透视图；
图3显示了一种加工图1所示的柔性玻璃基片和基片堆叠件的方法的实施方式；
图4是基片堆叠件的实施方式的俯视图，该基片堆叠件包括柔性玻璃基片和具有不同大小的载体基片；
图5是基片堆叠件的另一种实施方式的俯视图，该基片堆叠件包括柔性玻璃基片和具有不同大小的载体基片；
图6是基片堆叠件的实施方式的俯视图，该基片堆叠件包括施涂到载体表面的玻璃支撑表面上的粘合层；
图7是基片堆叠件的另一种实施方式的俯视图，该基片堆叠件包括施涂到载体表面的玻璃支撑表面上的粘合层；
图8是基片堆叠件的另一种实施方式的俯视图，该基片堆叠件包括施涂到载体表面的玻璃支撑表面上的粘合层；
图9显示了室温下粘合层的X射线衍射数据；
图10显示了图9所示的粘合层在180℃下的X射线衍射数据；
图11显示了图9所示的粘合层在250℃下的X射线衍射数据，表明粘合层结晶度增加；
图12显示了碳基粘合层的吸光度；
图13显示了加工具有无定形硅粘合层的基片堆叠件的方法的一种实施方式；
图14A显示了通过柔性玻璃基片向粘合层施加热能的过程；
图14B显示了通过载体基片向粘合层施加热能的过程；
图15显示了加工具有无定形硅粘合层的基片堆叠件的方法的另一种实施方式；
图16显示了加工具有无定形硅粘合层的基片堆叠件的方法的另一种实施方式；
图17是基片堆叠件的实施方式的俯视图，该基片堆叠件包括施涂到载体表面的玻璃支撑表面上的粘合层；
图18是用于形成多个所需零件的基片堆叠件的实施方式的俯视图；和
图19显示了从载体基片释放柔性玻璃基片的方法的实施方式。
发明详述
本文所述的实施方式总体涉及加工柔性玻璃基片，在本文中有时也称为设备基片。柔性玻璃基片可为基片堆叠件的一部分，该基片堆叠件通常包括载体基片和用无机粘合层连接到其的柔性玻璃基片。如本文所使用，术语“无机材料”指不是烃或其衍生物的化合物。如下文所更加详细描述，在接收能量输入时粘合层经历结构变化。当粘合层接收到能量输入时，所述结构改变降低或以其它方式改变粘合层的粘合强度，使得与能量输入之前相比，更易于从载体基片分离柔性玻璃基片。
参考图1和2,基片堆叠件10包括载体基片12和柔性玻璃基片20。载体基片12具有玻璃支撑表面14,相对的支撑表面16和周界18。柔性玻璃基片20具有第一宽表面22,相对的第二宽表面24和周界26。柔性玻璃基片20可为“超薄的”，其厚度28为约0.3mm或更小包括但不限于下述厚度：例如,约0.01-0.05mm,约0.05-0.1mm,约0.1-0.15mm和约0.15-0.3mm。
柔性玻璃基片20在其第一宽表面22处使用粘合层30粘合到载体基片12的玻璃支撑表面14。粘合层可为无机粘合层，其包括无机粘合材料。当载体基片12和柔性玻璃基片20用粘合层30相互粘合时，基片堆叠件10的组合厚度25可等同于与单独的柔性玻璃基片20相比具有增加厚度的单一玻璃基片，其可适于使用现有的设备加工基础设施。例如,如果设备加工基础设施的加工设备设计用于0.7毫米板，且柔性玻璃基片20的厚度28为0.3mm,那么可将载体基片12的厚度32选定为不大于0.4毫米的某个厚度，例如取决于粘合层30的厚度。
载体基片12可为任意合适的材料包括例如玻璃,玻璃陶瓷或陶瓷,且可为透明或者不透明的。若由玻璃制成，载体基片12可为任意合适的组合物包括铝硅酸盐、硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、钠钙硅酸盐，且取决于它的最终应用可包括或不包括碱金属。载体基片12的厚度32可为约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,且可取决于柔性玻璃基片20的厚度28，如上所述。此外，载体基片12可由一层制成(如图所示)，或者可由粘合到一起以形成基片堆叠件10的一部分的多层(包括多个薄的板)制成。
柔性玻璃基片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,且可为透明或者不透明的。若由玻璃制成，柔性玻璃基片20可为任意合适的组合物包括铝硅酸盐、硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、钠钙硅酸盐，且取决于它的最终应用可包括或不包括碱金属。柔性玻璃基片20的厚度28可为约0.3mm或更小,例如约0.2mm或更小,例如约0.1mm,如上所述。如本文所述,柔性玻璃基片20的大小和/或尺寸可与载体基片12的的大小和/或尺寸相同或不同。
参考图3,显示了一种可释放的粘合方法40作为加工柔性玻璃基片20的一部分。在步骤42中,基于例如它们的大小、厚度、材料和/或最终应用来选择载体基片12和柔性玻璃基片20。一旦选定了载体基片12和柔性玻璃基片20，可在步骤44将粘合层30施涂到玻璃支撑表面14和柔性玻璃基片20第一宽表面22中的一种或两种。可使用任何合适的方法来施涂粘合层30，例如一种或更多种的加压应用，例如通过喷嘴、铺展、融化、旋涂浇铸、喷涂、浸渍、真空或大气沉积等。
在步骤46,使用粘合层30，将柔性玻璃基片20粘附或以其它方式粘合到载体基片12。为了取得所需的柔性玻璃基片20和载体基片12之间的粘合强度,可对形成粘合层30的粘合材料进行加热、冷却、与其它材料混合、诱导反应、施加压力。如本文所使用，术语“粘合强度”指下述的一种或更多种：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柔性玻璃基片和/或载体基片的应力来引发失效(静态)和/或维持特殊的失效速率(动态)所必需的单位宽度的力。在剪切模式中，剪切强度是通过施加到柔性玻璃基片和/或载体基片的应力来引发失效(静态)和/或维持特殊的失效速率(动态)所必需的单位宽度的力。任何合适的方法都可用来测定粘合强度，包括任何合适的剥离和/或剪切强度测试，因为粘合强度的变化是将所需能量输入到粘合层30前后所测粘合强度的对比。
步骤48和50涉及从基片12释放或去粘合柔性玻璃基片20，从而可将载体柔性玻璃基片20从载体基片12移除。在将载体柔性玻璃基片20从载体基片12移除之前和/或之后，可在例如形成显示设备(如LCD,OLED或TFT电子或其它电子设备例如触摸传感器或光伏器件)时加工柔性玻璃基片20。例如,可将电子组件或滤色镜可为施加到柔性玻璃基片20的第二宽表面24(图1和2)。此外,可在将柔性玻璃基片20从载体基片12释放之前，将电子组件与该柔性玻璃基片20组装或结合。例如,可将额外的膜或玻璃基片层压到柔性玻璃基片20的表面，或可粘合电子组件例如柔性电路或IC。一旦加工了柔性玻璃基片，可将能量输入47施加到粘合层30，这在步骤48改变粘合层30的结构。如下所述，这种结构改变降低粘合层30的粘合强度，以促进将柔性玻璃基片20从载体基片12分离，与在步骤48的能量输入之前相比。在步骤50,将柔性玻璃基片20从载体基片12移除。可通过例如从载体基片12剥离柔性玻璃基片20或其一部分来实现这种提取。通过以与通过粘合层30延伸的平面P成一定角度，将力F施加到一个或两个基片，来产生剥离力。
载体基片和柔性玻璃带选择
载体基片12和柔性玻璃基片20可由相同、相似或不同的材料形成。在一些实施方式中,载体基片12和柔性玻璃基片20由玻璃,玻璃陶瓷或陶瓷材料形成。载体基片12和柔性玻璃基片20可由相同、相似或不同的成形方法来形成。例如，熔合法(例如下拉法)形成高质量薄玻璃板，其可用于各种设备例如平板显示器。当使用不同材料时，可能需要匹配热膨胀系数值。当和由其它方法制备的玻璃板相比时，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。这种熔合法参见美国专利号3,338,696和3,682,609。其它合适的玻璃板形成方法包括浮法、再拉制工艺和狭缝拉制法。柔性玻璃基片20(和/或载体基片12)还可在它的第一和第二宽表面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的涂层。
载体基片12和柔性玻璃基片20的一种或更多种尺寸和/或形状可约为相同和/或不同。例如,简要参考图4,载体基片12显示为具有与柔性玻璃基片20相同的形状，但其一种或更多种尺寸大于柔性玻璃基片20。这种排布允许载体基片12的周界区域52向外延伸超过柔性玻璃基片20，绕着整个或至少一部分的柔性玻璃基片20的周界26。作为另一示例，图5显示了一种实施方式，其中柔性玻璃基片20的形状、尺寸与载体基片12不同。这种排布可只允许载体基片12的周界18的部分54向外延伸穿过柔性玻璃基片20的周界26。虽然显示了长方形和圆形形状，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，载体基片12的边缘可进行圆化、精磨(finished)和/或研磨以容忍冲击和促进加工。还可在载体基片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/或抑制粘合材料局部化和/或粘附。
粘合层的选择和施涂
粘合层30可包括一种或更多种粘合材料，其在接收能量输入时经历结构变化。例如,粘合层30可包括无机材料,且可包括材料例如玻璃,玻璃陶瓷,陶瓷和含碳材料。在一些实施方式中,粘合层30可由形成碳粘合层的碳组成。在一些实施方式中,粘合层30可由形成硅粘合层的硅组成。各种示例性粘合材料如下所述。可使用任何合适的方法来施涂粘合层30，例如一种或更多种的加压应用，例如通过喷嘴、铺展、融化、旋涂浇铸、喷涂、浸渍、真空或大气沉积等。
可以任意合适的图案和/或形状来施涂粘合层30。参考图6,将粘合层30施涂到玻璃支撑表面14的区域A1上，其为至少约50％的被柔性玻璃基片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。粘合层30可延伸超过柔性玻璃基片20的周边，或者粘合层30可容纳在柔性玻璃基片20的周边之内。参考图7,粘合层30可为沿着预定路径例如区域A3连续施涂，区域A3绕着A2的周界延伸(即，连续的周边粘合)，留下用粘合层30连接的未粘合区域R。参考图8,粘合层30可由相互隔开的离散的粘合片段60形成。在图8所示的实施方式中，离散的粘合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、无规形状和各种形状的组合。
改变粘合层的结构
将能量输入提供给粘合层30，其改变或用来改变粘合层30的结构。这种结构改变降低粘合层30的粘合强度，与能量输入之前相比，以促进从载体基片12分离柔性玻璃基片20。可通过降低粘合层30自身的粘着强度，和/或粘合层30和/或柔性玻璃基片20和载体基片12之间的粘附强度，来降低粘合强度。能量输入的种类，至少部分地取决于粘合层30中所用的粘合材料。下面提供用于提供粘合层30的粘合材料和输入能量的非限制性例子，但无意于限制。这些初始的实施例显示了粘合层30随输入能量结晶，这降低了粘合层30的粘合强度。粘合强度的这种降低促进从载体基片12分离柔性玻璃基片20，而不损坏柔性玻璃基片20。
实施例1
形成硼酸锌铋(BZB)玻璃，并研磨到小于20微米的平均粒度。BZB玻璃颗粒通过350目筛网，并在螺旋混合器中于100℃下以75重量％与粘合剂混合。用移液管将热学加热的浆料分配到载体基片上，并使用刮刀(doctor blade)在载体基片上形成粘合层。为了评估的目的，将粘合层的厚度形成为约25μm,75μm和125μm。通过使用更小的玻璃粒度或通过形成粘合层的沉积方法，可获得更小的厚度。在形成粘合层之后，它经历下述热曲线：
a.室温到200℃，5℃/分钟。
b.200℃保持1小时，烧光粘合剂。
c.200℃-400℃，5℃/分钟。
d.400℃保持1小时。
e.冷却。
X射线衍射表明氧化铋、硼酸铋、氧化锌和氧化硼的粘合层结晶，至少部分地是因为BZB玻璃颗粒的热升温和粒度。这种结晶降低了由粘合层提供的粘合强度。
实施例2
通过研磨和通过325目筛网，制备磷酸盐玻璃粉末。然后将磷酸盐玻璃粉末以83重量％与C18粘合剂混合。使用刮刀将加热的浆料施涂到基片，制备约25微米和75微米的评估厚度。通过使用更小的玻璃粒度或通过形成粘合层的沉积方法，可获得更小的厚度。在形成粘合层之后，它经历下述热曲线：
a.室温到200℃，1℃/分钟。
b.200℃保持1小时。
c.200-400℃，1℃/分钟。
d.400℃保持1小时。
e.冷却。
X射线衍射表明氧化钡、磷酸锌、磷化锌、氧化锌和磷化钡锌的粘合层结晶，至少部分地是因为磷酸盐玻璃颗粒的热升温和粒度。这种结晶降低了由粘合层提供的粘合强度。
实施例3
将小块氟代磷酸锡玻璃片置于两块牌(不含碱金属的铝硼硅酸盐玻璃)厚度为0.7毫米的基片之间，其可从康宁纽约的康宁有限公司(Corning Incorporated)购买。将堆叠件置于烘箱中，且顶部具有砝码(weight)以提供粘合力。使用6种不同的热曲线来测定基片的暂时粘合和去粘合。所有到更高温度的热学升温都以5℃/分钟的速率进行。
1.将堆叠件加热到150℃的最大温度。没有观察到磷酸盐玻璃熔融或粘合的可见迹象。
2.将堆叠件加热到160℃的最大温度。没有观察到磷酸盐玻璃熔融或粘合的可见迹象。
3.将堆叠件加热到170℃的最大温度。在–磷酸盐玻璃–基片之间观察到粘合，但粘合层中没有明显的结晶迹象。
4.将堆叠件加热到200℃的最大温度。在粘合层中观察到可能的结晶迹象。
5.将堆叠件加热到180℃的最大温度，在–磷酸盐玻璃–基片之间观察到粘合，但粘合层中没有可见的结晶迹象。然后将堆叠件加热到400℃的最大温度，在整个粘合层观察到结晶迹象，以及粘合层的机械性能和密度发生改变。
6.将堆叠件加热到180℃的最大温度，在–磷酸盐玻璃–基片之间观察到粘合，但粘合层中没有可见的结晶迹象。然后将堆叠件加热到250℃的最大温度，观察到结晶迹象，但结晶少于400℃下观察到的结晶。然后分离基片。
上述实施例表明玻璃基片可使用无机材料的粘合层粘合在一起。在可能的制造步骤之后，可将粘合层加热到甚至更高的温度，来诱导粘合层中的结晶和/或其它结构变化。因为这种结构改变,可用小于粘合层中发生结构改变之前的力来分离玻璃基片。
图9、10和11显示了实施例3的粘合层30在更高温度暴露下的结晶度。图9显示刚形成的磷酸盐玻璃粘合层，图10显示在180℃下的磷酸盐玻璃粘合层，图11显示在250℃下的磷酸盐玻璃粘合层。比较图9和10，可观察到刚形成的和在180℃下的磷酸盐玻璃中存在少量的结晶。图11显示250℃下的磷酸盐玻璃中存在高得多含量的结晶，这降低了粘合强度，改善了施加分离力时柔性玻璃基片的脱层。这表明两块基片可粘合在一起，并在热过程中幸存。在粘合层30结晶时，可将柔性玻璃基片30从基片12去粘合。
应指出，对于所用的具体设备制造过程，应进行粘合材料的优化。例如,对于a-Si或p-Si TFT过程，其制造温度为约250℃或更高,例如约350℃或更高,例如约250℃-约600℃，可将粘合材料的去粘合热暴露选定为250℃或更高,例如350℃或更高,例如600℃或更高，以减少意料之外的去粘合的任何可能性。但是对制造设备或其它组件的热暴露应选定为低于可能损坏任何设备电子器件或其它组件的热暴露。在一些实施方式中,在到达目标去粘合热暴露时，粘合层30的粘合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，可根据不同的设备制造情况来优化去粘合材料。此外，可将能量47的施加集中于粘合层30自身。例如，可优化能量源，从而粘合层30吸收大多数的能量47，这导致在柔性玻璃基片20、载体基片12或在柔性玻璃基片20上的任何设备层中具有更低的热效应。
实施例4
为了本实施例，使用了80摩尔％SnO和20摩尔％P2O5玻璃粘合材料组合物。将一片这种玻璃置于两块EAGLE(不含碱金属的铝硼硅酸盐玻璃，可从康宁纽约的康宁有限公司(Corning Incorporated)购买)样品之前，其为5cm x 5cm。然后，将各种样品经历热循环，来测定玻璃在什么温度下粘合到EAGLE以及ABR玻璃在什么温度下结晶。
作为第一次试验，将EAGLE和粘合材料的堆叠件置于炉子中，其顶部具有375克的砝码。将炉子以5℃/分钟的速度加热到320℃，保持1小时，然后冷却。观察到粘合材料熔融和粘合到EAGLE基片。粘合材料仍然是光学透明的。但是，粘合材料只粘附到两块EAGLE基片中的一块上，可能是因为热膨胀的不匹配。为了实际的实施，可调节粘合材料的CTE来匹配显示玻璃基片。
作为第二个试验，构建类似于上述实施例的样品堆叠件，然后经历最高达350℃的热循环。这导致粘合材料结晶，变得光学散射的。在这种情况下，粘合材料在自身之内就不能粘着，可容易地分离EAGLE玻璃。
使用粘合材料的这些试验表明可将无机粘合剂粘附到显示玻璃，然后导致在较高温度下发生结晶。一种预示性的示例场景可为：
A.在高于构建设备的温度下，将显示玻璃基片粘合到加工载体。(320℃，例如)；
B.在低于粘合温度的温度下(＜320℃)构建显示设备；
C.结晶粘合材料，降低基片玻璃和载体之间的粘附。例如，这可在高于粘合温度的温度下进行(350℃，例如)。如果制造的设备在这个温度下不能幸存，可使用局部化的激光暴露或其它吸收能量来差异化加热粘合的玻璃；和
D.从加工载体分离显示玻璃基片。
实施例5
使用氢倍半硅氧烷溶液例如Fox-25(可从道康宁(Dow-Corning)购买)来形成SiO2粘合层。为了制造堆叠件，步骤包括下述：
a.使用5cm x 5cm作为玻璃载体基片厚度为0.7mm。
b.将氢倍半硅氧烷溶液旋涂浇铸到载体基片上，速度为300rpm时间为15秒，以形成粘合层。对于较大规模的应用，可使用其它液体分配和成膜方法。
c.在干燥粘合层之前，将设备基片应用到粘合层。设备基片的构造和载体基片的相同。
d.在室温下，将堆叠件置于热台上，其顶部具有砝玛以提供100kPa的最大粘合压力。
e.将热台加热到175℃并保持5-15分钟，然后加热到250℃保持5-15。
f.将热台冷却到175℃并保持5分钟。观察到粘合强度受到用于驱除溶剂的初始热循环的显著影响。
实施例5的方法可在载体基片和设备基片之间构建高的剪切强度粘合。观察到较难以通过在载体基片和设备基片各自上使用两片胶带施加剪切力，来从载体基片分离设备基片。但是通过施加剥离力，从载体基片分离设备基片是较容易的。通过将粘合层加热到超过350℃，还可实现进一步降低强度。
粘合层结构的改变可导致除了结晶以外的改变，例如诱导粘合材料的体积改变，诱导粘合材料的密度改变，诱导粘合层之内的微观裂纹，诱导粘合材料的粘着失效和增加粘合材料的蚀刻敏感性。虽然一种或更多种的上述粘合材料显示了粘合层的结晶和/或其它结晶改变，但可使用其它材料来形成粘合层。例如，可使用含碳的粘合层，以可释放地粘合柔性玻璃基片和载体基片。
实施例6
含碳的粘合层由酚醛树脂溶液形成。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构建了样品。加工步骤包括：
a.将70重量％树脂和30重量％去离子水的稀释的酚醛树脂溶液旋涂浇铸到载体基片上，速度为3krpm时间为30秒，得到不大于10微米厚度的粘合层。
b.在室温下，将具有粘合层和置于其上的设备基片的载体基片置于热台上。施加砝玛，其产生大于100kPa的最大粘合压力。
c.将热台加热到150℃，并保持约10分钟，然后冷却回到室温。
d.在炉子中于空气下循环堆叠件至400℃，保持1小时，然后冷却。
使用这个过程，将设备基片粘合到在剪切牵拉测试中幸存的载体基片，当施加剥离力时可分离，这至少部分地是因为加热之后留下的碳粘合层和加热时在粘合层中形成的增加的孔隙率。设备基片和载体基片都由(8cm x 12cm)基片且厚度为0.7mm形成。
对根据实施例6制备形成的堆叠件进行其它筛选测试。将堆叠件在500℃的炉子中于空气下循环1小时，这导致严重氧化粘合层。碳粘合层的这种氧化，可用来从载体基片去粘合设备基片。因为氧化的碳蒸发，可容易地去除碳粘合层，来清洁载体基片用于再次使用。
柔性玻璃基片20和载体基片12之间的粘合强度可通过氧化碳基粘合层来降低。例如在实施例5中，在氧气存在下加热粘合层30到约500℃可导致碳氧化。存在臭氧时，碳粘合层的氧化可在小于500℃的温度下发生。在一些实施方式中,虽然将完全组装的设备基片加热到最高达500℃可能是不可接受的，但可使用激光将粘合层加热到氧化所需的温度。
参考图12,显示了碳基粘合层30的吸光度。激光可用来局部加热和氧化碳基粘合层30(或者本文所述的任何一种或更多种粘合材料)。碳基粘合层30可施涂为周界粘合(图7)，以促进用激光对碳基粘合层30进行的局部加热，为碳基粘合层30提供更大的入口，因为它靠近柔性玻璃基片20的周界。图12显示了从上面的实施例6所述的酚醛树脂形成的碳基粘合层30的吸收光谱。可知，吸收在可见光和UV光谱区增加，使得加热粘合材料可用于热学氧化。可将掺杂剂添加到粘合层，来增加吸收的辐射的量。
对于目标在于主要在粘合层30中能量吸收的激光加热或其它加热方法，应将能量源调节到粘合层的吸收光谱。在这种情况下,透过柔性玻璃基片20或载体基片12施加激光或其它能量。柔性玻璃基片20或载体基片12可对这种能量是至少部分透明的。大多数的能量穿透过柔性玻璃基片20或载体基片12，然后被粘合层30吸收。在图12所示的碳基膜光谱的情况下，可通过使用红色、绿色、蓝色或UV光源来实现这个。激光器、LED和闪光灯是示例光源。图12中的光谱在小于700纳米的波长显示强吸收。比较典型玻璃载体和碳基膜的吸收，在400纳米-550纳米范围的暴露波长可能是最有效的。
如上所述，用来形成粘合层30的粘合材料可基于特定的设备制造场景来选择。为了证明粘合层30和Si TFT制造工艺的兼容性，在如实施例4所述连接的基片形成的8cm x 12cm载体基片和设备基片上进行下述步骤。在各步骤之后，通过试图在粘合层的平面内从载体基片牵拉设备基片来测试剪切强度。所有的堆叠件样品都在剪切应力测试中幸存，且在最终的400℃炉子循环后更易于剥离开。为了进行这种评估，将基片以抵消配置粘合在一起，以允许没有粘合的部分基片促进剪切和剥离测试。所述筛选过程包括：
1.室温去离子水浸泡,N2枪吹干,用100℃热台保持5分钟完全干燥。
2.用浓缩的光刻胶显影剂浸泡5分钟，去离子水淋洗,N2枪吹干,用100℃热台干燥5分钟。
3.用发色团蚀刻剂浸泡5分钟，去离子水淋洗,N2枪吹干,用100℃热台干燥5分钟。
4.用金蚀刻剂浸泡5分钟，去离子水淋洗,N2枪吹干,用100℃热台干燥5分钟。
5.在95-100℃下用去离子水浸泡15分钟，N2枪吹干,用100℃热台干燥5分钟。
6.在空气中于400℃下进行炉子循环，保持1小时。
又在其他实施方式中,粘合层30可由无定形硅形成，可利用阳极粘合将柔性玻璃基片12粘合到载体基片20。可将无定形硅沉积到柔性玻璃基片12和/或载体基片20上。可穿过基片堆叠件(图1)施加电气偏压,导致在粘合层30、柔性玻璃基片12和载体基片20的界面之间形成富集氧的层，其和氧化硅反应形成无定形氧化硅粘合层，该粘合层粘合柔性玻璃基片12和载体基片20。可将或不将热量和/或压力用于粘合。例如,不存在任何施加的压力时，可在比如果施加压力(例如,大于700℃)更低的温度(例如,小于500℃)下使用无定形硅将柔性玻璃基片12粘合到载体基片12。在一些实施方式中，可能需要利用较低的温度来抑制在柔性玻璃基片20中的任何翘曲或其它潜在的缺陷，而在较高温度下可能造成这种缺陷。
如上所述，可通过能量输入，降低由无定形硅形成的粘合层30的粘合强度。提供给粘合层30的能量可导致无定形硅转变成多晶硅或金属结构，使用转变的材料特征来从载体基片12去粘合柔性玻璃基片20。
参考图13,激光器200可提供激光束202，其用于加热由无定形硅形成且粘合柔性玻璃基片12和载体基片20的粘合层30。可利用高强度激光脉冲的激光结晶，可用于将无定形硅加热到它的熔点以上。在一些情况下,可能只需要部分地熔融粘合层30，例如,在粘合层30和柔性玻璃基片20和/或载体基片20之间的界面。熔融的硅随后将在冷却时结晶，改变粘合层30的形貌204，这可促进柔性玻璃基片12。在一些实施方式中,粘合层30的形貌204可导致在粘合层30中受力和膨胀的区域,这可促进从载体基片12分离柔性玻璃基片20。
可将任何合适的激光能量用于熔融和/或烧蚀硅。作为一种示例，对于HeNe激光633nm,能量密度小于0.8J cm-2时可能无法熔融硅表面，但能量密度大于2J cm-2时，可发生硅的激光烧蚀。激光脉冲间隔为20纳秒且能量密度为1.6J cm-2时，足以熔融硅表面而不发生烧蚀。因为硅的高吸收，其它合适的激光包括UV激光。例如,对于XeCl激光308nm,能量密度为约2-52J cm-2的30纳秒脉冲可用于烧蚀硅。作为另一示例，对于ArF激光,能量密度大于1J cm-2的12纳秒脉冲可用于烧蚀硅。可通过下述将激光束提供给粘合层30：透过载体基片12(图14A),透过柔性玻璃基片20(图14B)和/或在载体基片12和柔性玻璃基片20之间(即,从侧面)。
参考图15,激光器200可提供激光束202，其用于烧蚀粘合层30的无定形硅。通过利用硅烧蚀阈值以上的能量密度,粘合层30或其至少一部分可减小成粉末残留物205，由此促进从载体基片20去除柔性玻璃基片12。硅可被烧蚀的速率和柔性玻璃基片12去除的速率，至少部分地取决于激光能量密度、脉冲频率和扫描速度。为了具有更快的扫描速率，可增加能量密度以及脉冲频率。将激光靠近硅和柔性玻璃基片12界面聚集，可促进更有效地去除柔性玻璃基片12。
参考图16,在一些实施方式中,可在粘合层30的无定形硅熔融时，将柔性玻璃基片12从载体基片20分离(与图13所示的在形成多晶硅结构之后相反)。使用激光器202和激光束204，无定形硅结构的熔融局部降低了粘合强度，这允许在熔融位置206剥离分离柔性玻璃基片12。当硅冷却时，多晶硅层208仍然保留。
释放柔性玻璃基片
可使用任意合适的方法将柔性玻璃基片20从载体基片12释放。作为一个示例，因为在使用柔性玻璃基片20的最终设备的成形时总体拉伸-压缩中间轴线变化，可发生用于脱层的应力。例如,粘合柔性玻璃基片20和载体基片12在一起可首先将粘合平面置于接近应力中间轴线。当粘合靠近中间轴线时，机械拉伸应力是极小的。当设备完全组装且柔性玻璃基片20粘合到载体基片12,且可能有盖板玻璃时，应力中间轴线可变化，这可显著的增加沿着粘合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设备例如撬板、激光、刀、切割轮、腐蚀剂引发和/或完成脱层，和/或可手动去除柔性玻璃基片。
现在参考图17,显示了一种示例性粘合层30施涂图案，其中将玻璃基片20分别或切割成多个片段，有时称为设备单元。图17显示堆叠件100的俯视图，其包括如上所述的粘合到载体基片12的柔性玻璃基片20。可将粘合层(用区域A1表示)可施涂在整个(或小于整个)柔性玻璃基片20的足迹上，其位于载体基片12的玻璃支撑表面14上。在所示实施方式中，将柔性玻璃基片20细分成设备单元102(还用A2表示)用于进一步加工，其具有周边104。通过在设备单元102下面施涂粘合层A1，可最小化或防止加工流体泄漏进入由设备单元102限定的区域，这种泄漏可能污染后续的加工或者可能过早地将柔性玻璃基片20(或其至少一部分)从载体基片12分离。
虽然显示为1块柔性玻璃基片20粘合到载体基片12,但可将多块柔性玻璃基片20粘合到一块载体基片12或多块载体基片12。在这种情况下，可同时或以合适的顺序方式将载体基片12和柔性玻璃基片20分离。
通过沿着周边104切割，可将任意数目的设备单元102与任意数目的其它设备单元102分离。可提供排气以减少柔性玻璃基片20上的任何膨胀或其它不利的影响。可使用激光或其它切割设备从柔性玻璃带20切割单个设备单元102。此外,可这样执行切割，使得只切割或划割柔性玻璃基片20，而没有切割载体基片12以使得能再次使用载体基片12。可使用蚀刻和/或任何其它清洁方法来去除粘合层30留下的任何残留物。蚀刻还可用于帮助将柔性玻璃基片20从载体基片12去除。
参考图18，显示了用于将柔性玻璃基片20的设备单元140从载体基片12去除的方法的实施方式,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。任意数目的设备单元140可由粘合到载体基片的柔性玻璃基片20制成，取决于柔性玻璃基片20的大小和设备单元140的大小。例如,柔性玻璃基片可为2代大小或更大,例如,3代,4代,5代,8代或更大(例如,板大小为100mm x 100mm到3米x 3米或更大)。为了允许用户来决定设备单元140的排布—例如就设备单元140大小、数目和形状而言—人们所想从粘合到载体基片12的柔性玻璃基片20制备的，可如图14所示地提供柔性玻璃基片20。具体来说，提供了一种基片堆叠件10，其包括柔性玻璃基片20和载体基片12。柔性玻璃基片20在粘合的区域142粘合到载体基片12，该粘合的区域142环绕未粘合的区域144。
粘合的区域142设置在柔性玻璃基片20的周边，完全环绕未粘合的区域144。这种连续的粘合的区域142可用来密封柔性玻璃基片20和载体基片12在柔性玻璃基片20周边的之间的任何间隙，从而没有截留加工流体，否则截留的加工流体可能污染传送基片堆叠件10所经过的后续的过程。但是，在其他实施方式中，可使用非连续的粘合的区域。
可使用CO2激光束来切割所需零件140的周边146。CO2激光使得能整体切割(100％厚度)柔性玻璃基片20。对于CO2激光切割，将激光束聚集成在柔性玻璃基片20表面24的小直径的圆形束形状,并沿着所需的轨迹移动，且后面可有冷却剂喷嘴。例如冷却剂喷嘴可为空气喷嘴，其通过小直径孔将压缩空气流递送到薄板的表面上。还可使用水或使用空气-液体薄雾。一旦切割设备单元140的周边146，可将设备单元140从剩余的柔性玻璃基片20去除。然后，可将能量输入施加到粘合层30，其改变粘合层30的结构。这种结构改变降低粘合层30的粘合强度，以促进从载体基片12分离其余柔性玻璃基片20。
参考图19,显示了将柔性玻璃基片20从载体基片12释放的方法的一种实施方式。一旦将柔性玻璃基片20加工成包括所需的设备150(例如,LCD,OLED或TFT电子器件)和例如,去除了设备单元140，就将剩余的柔性玻璃基片20(或整块柔性玻璃基片20)从载体基片12释放。在本实施方式中，粘合层30可形成为周边粘合152，形成粘合的区域154和非粘合的区域156。激光器158将激光束160(例如,波长为约400nm-750nm)导向柔性玻璃基片162和载体基片12之间，以局部加热粘合层30的部分。还可使用LED和闪光灯源，将它们到粘合层30吸收。例如,激光器158可用来局部加热和氧化碳基粘合层30。周边粘合152可通过激光器158促进碳基粘合层30的局部加热,提供更大的到碳基粘合层30的入口因为它靠近柔性玻璃基片20周边以及具有较小的横截面积(例如,与穿过柔性玻璃基片12整个宽度的粘合相比)。
上述粘合层可提供无机粘附方法，其使得能在现有设备和制造条件下使用薄的柔性玻璃基片。载体基片可与不同的柔性玻璃基片再次使用。堆叠件包括载体基片、柔性玻璃基片和粘合层，其可组装和随后运输用于进一步加工。或者，在运输之前，可组装有些或不组装堆叠件。为了用作载体基片，载体基片无需是原始的。例如，载体基片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设备。使用载体基片可避免直接使用薄基片的问题，例如绕着真空孔的浅凹和增加的静电问题。粘合层的高度可以薄(例如，约10微米或更小，或者约1-100微米)，这可最小化平坦度问题例如下垂，以及促进用作穿过整个载体基片施涂的连续的膜，或者局部施涂的例如绕着周边。
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。
在本文中，范围可以表示为自“约”一个具体值始，和/或至“约”另一个具体值止。表述这样的范围时，另一种实施方式包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地，当使用前缀“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值形成另一个方面。应当进一步理解，各范围的端点与另一端点相关和无关时，都是有意义的。
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。
除非另有明确说明，否则，不应将本文所述的任何方法解释为必须按照特定的顺序进行其步骤。因此，在任何方面，当方法权利要求实际上没有陈述其步骤应遵循的顺序时，或者当权利要求或描述中没有另外具体说明所述步骤应限于特定顺序时，不应推断出任何特定顺序。这样同样适用于任何可能的未明确表述的解释依据，包括：关于设置步骤或操作流程的逻辑；由语法结构或标点获得的一般含义；说明书所述的实施方式的数量或种类。
如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代形式，除非文中另有明确说明。因此，例如，提到的一种“组件”包括具有两种或更多种这类组件的方面，除非文本中有另外的明确表示。
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 (13)

1.一种加工柔性玻璃基片的方法，该方法包括以下步骤：
提供基片堆叠件，其包括使用无机粘合层粘合到载体基片的柔性玻璃基片，该无机粘合层在接收能量输入后发生结构改变；以及
将能量输入提供给无机粘合层用于引发结构改变，这种结构改变降低无机粘合层的粘合强度，用于将柔性玻璃基片从载体基片分离。
2.一种加工柔性玻璃基片的方法，该方法包括以下步骤：
提供具有玻璃支撑表面的载体基片；
提供柔性玻璃基片，其具有第一和第二宽表面；
使用无机粘合层，将柔性玻璃基片的第一宽表面粘合到载体基片的玻璃支撑表面；和
改变无机粘合层的结构和降低所述柔性玻璃基片和所述载体基片之间的粘合强度，用于将柔性玻璃基片从载体基片去除。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括将能量输入提供给无机粘合层，用于改变无机粘合层的结构以及降低所述柔性玻璃基片和载体基片之间的粘合强度。
4.如权利要求1或权利要求3所述的方法，其特征在于，所述能量输入是热能或光能，将无机粘合层加热到至少250℃的温度。
5.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，使用激光器或闪光灯局部加热所述无机粘合层。
6.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述无机粘合层包括沿着柔性玻璃基片的周边设置的无机粘合材料。
7.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述结构改变包括结晶、增加无机粘合层的孔隙率、或者增加无机粘合层的微观裂纹。
8.如权利要求1或权利要求3任一项所述的方法，其特征在于，还包括在将能量输入提供给所述无机粘合层之后，将柔性玻璃基片从载体基片去除。
9.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述粘合材料包括一种或更多种玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、碳和硅。
10.如权利要求1或权利要求3中任一项所述的方法，其特征在于，所述能量输入是热能或光能，以及所述方法包括将所述粘合材料加热到至少250℃的温度而不降低粘合强度。
11.一种基片堆叠件，其包括：
具有玻璃支撑表面的载体基片；
柔性玻璃基片，其由所述载体基片的玻璃支撑表面支撑；和
无机粘合层，其将所述柔性玻璃基片粘合到所述载体基片,所述无机粘合层包括粘合材料，该粘合材料改变结构和降低柔性玻璃基片和载体基片之间的粘合强度，用于将柔性玻璃基片从载体基片去除。
12.如权利要求11所述的基片堆叠件，其特征在于，所述粘合材料包括玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷中的至少一种。
13.如权利要求11或12中任一项所述的基片堆叠件，其特征在于，所述结构改变包括结晶、增加无机粘合层的孔隙率、或者增加无机粘合层的微观裂纹。
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