CN105377549B - 玻璃结构以及构建和加工该玻璃结构的方法 - Google Patents

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Abstract

一种玻璃结构，以及用于构建包含玻璃载体层和柔性玻璃基材的玻璃结构的方法。该玻璃结构包含中间层，该中间层将柔性玻璃基材至少暂时地结合到玻璃载体层。该中间层包含连接到粘合层的第一剥离层。第一剥离层至少部分地耐受在高于或等于约500℃的温度下的玻璃结构的高温加工。第一剥离层构造成使得在玻璃结构的高温加工之后，能从玻璃载体层剥离柔性玻璃基材。一种用于加工玻璃结构的方法，该方法包含在高温过程之后从玻璃载体层剥离柔性玻璃基材。

Description

玻璃结构以及构建和加工该玻璃结构的方法
本申请根据35U.S.C.§120要求于2013年05月15日提交的美国专利申请系列号13/894999的优先权权益，本文以该申请为基础并将其全部内容结合于此。
背景
本发明总体涉及玻璃结构以及构建和加工玻璃结构的方法，具体来说，涉及玻璃结构和方法，该方法包含使用与高温玻璃加工相兼容的中间层将柔性玻璃基材暂时地结合到玻璃载体层，同时保留在高温玻璃加工之后从玻璃载体层剥离(debond)柔性玻璃基材的能力。
技术背景
对较薄的显示器应用需求的增加导致玻璃显示器制造商加工更薄的玻璃基材。然而,这些更薄的玻璃基材呈现降低的刚度，当试图使用设计用于较厚的玻璃基材的现有玻璃基材加工机械来加工这些柔性玻璃基材时，这通常产生问题。结果,许多玻璃基材制备成较厚的玻璃基材，其后续地蚀刻和/或抛光到更薄的尺寸。这导致增加的废弃物、增加的生产成本和增加的玻璃基材中的缺陷率。在替代实施例中，可将载体层结合到玻璃基材来为玻璃基材提供刚度，这使得能在标准加工机械上制造柔性玻璃基材和显示器应用。然而,这种载体层通常使用结合试剂，其可能不与高温加工技术相兼容。实际上，现有的结合试剂在典型的加工温度可进行分解，由此损坏相关的电子组件,消除玻璃载体的刚度益处,和/或促进破坏性气体的脱气。
概述
在第一方面中,玻璃结构包含玻璃载体层和柔性玻璃基材。玻璃结构还包含中间层，该中间层将柔性玻璃基材至少暂时地结合到玻璃载体层。中间层包含连接到粘合层的第一剥离层。第一剥离层至少部分地耐受在高于或等于约300℃,高于或等于约400℃和甚至高于或等于约500℃的温度下的玻璃结构的高温加工。第一剥离层构造成使得在玻璃结构的高温加工之后，能从玻璃载体层剥离柔性玻璃基材。
在第一方面的一实施例中,第一剥离层包含聚酰亚胺。
在第一方面的另一实施例中,中间层的平均厚度小于约20微米。
又在第一方面的另一实施例中,玻璃载体层连接到第一剥离层，柔性玻璃基材连接到粘合层。
又在第一方面的另一实施例中,柔性玻璃基材连接到第一剥离层，且粘合层设置在玻璃载体层和第一剥离层之间。
在第一方面的另一实施例中,玻璃结构还包含第二剥离层，其设置在粘合层和玻璃载体层之间。
又在第一方面的另一实施例中,柔性玻璃基材包含小于约300微米的平均厚度。
又在第一方面的另一实施例中,玻璃载体层的平均厚度是约300微米-约700微米。
第一方面可单独实施，或与如上所述的第一方面的实施例的一种或任意组合一起实施。
在第二方面中,一种构建玻璃结构的方法包含步骤(I)：提供玻璃载体层。该方法还包含步骤(II)：提供柔性玻璃基材。该方法还包含步骤(I II)：使用包含第一剥离层和粘合层的中间层，将玻璃载体层暂时地结合到柔性玻璃基材。第一剥离层至少部分地耐受在高于或等于约500℃的温度下的玻璃结构的高温加工。第一剥离层使得在玻璃结构的高温加工之后，能从柔性玻璃基材剥离玻璃载体层。
在第二方面的一实施例中,步骤(III)还包含下述步骤：在玻璃载体层和柔性玻璃基材中的至少一种的表面上施加第一剥离层。
在第二方面的另一实施例中,步骤(III)还包含至少部分地固化第一剥离层。
又在第二方面的另一实施例中,在至少部分地固化第一剥离层之后,步骤(III)还包含下述步骤：将粘合层施加到第一剥离层的表面。
又在第二方面的另一实施例中,步骤(III)还包含下述步骤：将第二剥离层施加到玻璃载体和柔性玻璃基材中的另一种。
在第二方面的另一实施例中,步骤(III)包含在将第二剥离层施加到玻璃载体层和柔性玻璃基材中的另一种的步骤之前，将粘合层施加到第一剥离层的表面。
又在第二方面的另一实施例中,该方法还包含以下步骤：将第一剥离层固化到聚酰亚胺层。
又在第二方面的另一实施例中,步骤(III)将玻璃载体层与第一剥离层暂时地结合。
在第二方面的另一实施例中,步骤(III)将柔性玻璃基材与第一剥离层暂时地结合。
第二方面可单独实施，或与如上所述的第二方面的实施例的一种或任意组合一起实施。
在第三方面中,加工玻璃结构的方法包含步骤(I)：提供玻璃结构。玻璃结构包含玻璃载体层、柔性玻璃基材以及将该柔性玻璃基材连接到该玻璃载体层的中间层。中间层包含连接到粘合层的第一剥离层。该方法还包含步骤(II)：通过在高于或等于约500℃的温度下的高温过程中加工玻璃结构。然后，该方法还包含步骤(III)：从玻璃载体层剥离柔性玻璃基材。
在第三方面的一实施例中,加工玻璃结构的步骤(II)包含将至少一种电气组件连接到玻璃结构。
在第三方面的另一实施例中,在从玻璃载体层剥离柔性玻璃基材的步骤(III)之后,中间层的一部分仍然连接于柔性玻璃基材。
第三方面可单独实施，或与如上所述的第三方面的实施例的一种或任意组合一起实施。
附图简要说明
参照附图，阅读本发明的以下详细描述，可以更好地理解本发明的上述方面、特征和优点以及其它的方面、特征和优点，其中：
图1是示例玻璃结构的示意性透视图，其显示结合到玻璃载体层的第一剥离层；
图2是类似于图1的另一示例玻璃结构,但其显示结合到柔性玻璃基材的第一剥离层；
图3是类似于图2的又一示例玻璃结构,但其也显示结合到玻璃载体层的第二剥离层；
图4是构建玻璃结构和加工该玻璃结构的示例方法的示意图；
图5是示意侧视图，其显示使用穿过玻璃载体层的激光束，从图1所示的示例玻璃结构的透明的玻璃载体层剥离柔性玻璃基材的方法步骤；
图6是图5的剥离的玻璃结构的示意侧视图；
图7是示意侧视图，其显示使用穿过透明的柔性玻璃基材和透明的粘合层的激光束，从包含图1的示例玻璃结构的玻璃载体层剥离透明的柔性玻璃基材的方法步骤；
图8是图7的剥离的玻璃结构的示意侧视图；
图9是示意侧视图，其显示使用穿过透明的玻璃载体层和透明的粘合层的激光束，从包含图2的示例玻璃结构的透明的玻璃载体层剥离柔性玻璃基材的方法步骤；
图10是图9的剥离的玻璃结构的示意侧视图；
图11是示意侧视图，其显示使用穿过透明的柔性玻璃基材的激光束，从包含图2的示例玻璃结构的玻璃载体层剥离透明的柔性玻璃基材的方法步骤；和
图12是图11的剥离的玻璃结构的示意侧视图。
详细描述
在此将参照附图更完整地描述本发明，附图中给出了要求保护的发明的示例实施方式。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。但是，所要求保护的本发明可以以许多不同的方式实施，不应被解读成限定于在此提出的实施方式。这些示例性的实施方式使得说明透彻而完整，能够向本领域技术人员完全地展示要求保护的本发明的范围。
对可使用不同方法例如下拉、上拉、浮法、熔合法、压制辊压或狭缝拉制玻璃成形的方法或其它技术制造的较薄的玻璃电子显示器的需求日益增加。从玻璃基材细分的玻璃片常用于，例如显示器应用中，如液晶显示器(LCD)、电泳显示器(EPD)、有机发光二极管显示器(OLED)或者等离子体显示面板(PDP)等。在一些应用中，加工玻璃基材来添加电子组件，从而制造玻璃电子显示器。在一个具体例子中，柔性玻璃基材被用于许多应用，例如触摸传感器、滤色器、薄膜晶体管(TFT)以及光伏(PV)玻璃应用。本文所讨论的柔性玻璃基材可以是，例如具有不确定长度的玻璃带或者一部分的玻璃带(包括玻璃片的分离部分)。用于这些应用的柔性玻璃基材可包含厚度小于或等于约0.3毫米(mm)的柔性基材。这种柔性玻璃基材可以加工作为玻璃基材板或者玻璃带。虽然可基于卷对卷加工柔性玻璃基材，但其它实施例包含如图1所示的提供薄的玻璃基材板。与其余的附图类似，图1以示意图的形式来显示，其中附图中显示的特征不一定按照比例显示。
如图1所示,玻璃结构20a包含玻璃载体层24，其构造成在加工玻璃结构20a时为柔性玻璃基材26提供支撑。玻璃载体层24可包含在第一主要表面28以及朝着远离第一主要表面28的第二主要表面30之间限定的平均厚度“t1”。在一实施例中,玻璃载体层24的平均厚度t1是约300微米-约1000微米,例如是约300微米-约700微米,但在其它实施例中，可提供其它厚度。
玻璃载体层24可包含长度尺寸34和宽度尺寸36。虽然可提供任意合适的玻璃载体层尺寸34,36的组合，但优选地提供具有适用于将包含该柔性玻璃基材26的终端装置的尺寸34,36的玻璃载体层24。在一实施例中,玻璃载体层24可具有对应于玻璃基材显示器制造中通常所用的尺寸的尺寸34,36。例如,玻璃载体层24可任选地具有约370mm×470mm(约14.6英寸(in)×18.5in)最高达约2,880mm×3,130mm(约113.4in×123.2in)的尺寸34,36。
在与玻璃结构20a的其它组件组装之前，玻璃载体层24可任选地进行机械加工和/或清洁。在一实施例中,玻璃载体层24可包含经受边缘精磨的边缘38。各机械加工和/或清洁可改善玻璃结构20a的玻璃加工特征。此外，玻璃载体层24优选地包含与加工步骤相兼容的组成，该加工步骤使用玻璃结构20a构建所需的显示器应用。在一实施例中,玻璃载体层24可包含无碱的组成,例如对于硅TFT加工步骤用来构建所需的显示器应用的情况。
玻璃结构20a还包含柔性玻璃基材26，其将形成显示器或电子装置应用的一部分。柔性玻璃基材26可包含在第一主要表面40和朝向远离第一主要表面40的第二主要表面44之间限定的平均厚度“t2”。在一些示例实施方式中,柔性玻璃基材26包含的平均厚度t2可小于或等于约300微米。在其它实施例中,柔性玻璃基材26包含的平均厚度t2可小于或等于约200微米,例如小于或等于约100微米,小于或等于约50微米。通常,玻璃基材26的平均厚度t2大于或等于10微米。因此,适用于平均厚度的范围包含10微米≤t2≤300微米,10微米≤t2≤200微米,10微米≤t2≤100微米,10微米≤t2≤500微米。柔性玻璃基材26的平均厚度t2通常由所需的显示器应用来决定。
类似于如上所述的玻璃载体层24组成，柔性玻璃基材26的组成可优选地与加工步骤相兼容，该加工步骤使用玻璃结构20a来构建所需的显示器或电子装置应用。在一实施例中,当硅TFT加工步骤用来构建所需的显示器应用时，柔性玻璃基材26应包含无碱的组成。此外，柔性玻璃基材26的组成可优选地类似于玻璃载体层24的组成，从而两种玻璃组件具有相同或基本上相似的热膨胀系数(CTE)。基本上类似的CTE可指CTE之间的差异小于或等于20x10-7cm/cm/℃,例如小于或等于10x10-7cm/cm/℃,例如小于或等于5x10-7cm/cm/℃,例如小于或等于约1x10-7cm/cm/℃。提供具有基本上类似的或相同CET的柔性玻璃基材和玻璃载体层可减少和/或消除当玻璃结构20a进行热循环(例如,在较高温度的电子组件沉积过程中)时，柔性玻璃基材26和玻璃载体层24中因不同的膨胀率和收缩率而导致的不利的热应力和热应变。
类似于玻璃载体层24,柔性玻璃基材26可包含长度尺寸46和宽度尺寸48。尺寸46,48可等于或小于玻璃载体层24的长度尺寸34和宽度尺寸36。所述的更小的玻璃基材26的尺寸46,48可有助于减少和/或消除在玻璃结构20a常规加工时可发生的对柔性玻璃基材26的边缘冲击损坏。减少和/或消除边缘冲击损坏有助于保持柔性玻璃基材26和使用柔性玻璃基材26构建的所得显示器或电子装置应用的结构完整性和耐久性。例如,可通过提供尺寸46,48等于或小于尺寸34,36的柔性玻璃基材26，来获得损坏减少。这样,可保护相对易碎的柔性玻璃基材26的边缘27免受损坏，该损坏由玻璃结构可能经历的各种边缘冲击造成。这种边缘冲击将可能被玻璃载体层24的边缘38而不是柔性玻璃基材26的边缘27吸收，因为尺寸过大的玻璃载体层的边缘相对更容易经受冲击，因为这些尺寸过大的玻璃载体层的边缘可凸起超过相应的柔性玻璃基材的边缘。
玻璃结构20a还包含中间层50。中间层50设置在玻璃载体层24和柔性玻璃基材26之间，并将柔性玻璃基材26至少暂时地结合到玻璃载体层24。中间层50包含第一剥离层54，其连接到玻璃载体层24和柔性玻璃基材26中的至少一种。在一实施例中,第一剥离层54与玻璃组件24,26中至少一种之间的连接是暂时的连接，如下所述其是可解除的。如图1的示例玻璃结构20a所示,第一剥离层54可连接到玻璃载体层24。
第一剥离层54的组成可与加工玻璃结构20时的制造条件相兼容。在本发明的语境中，术语"加工"和词语加工的其它变形可包含在形成柔性玻璃基材26之后的任意步骤,包括但不限于在柔性玻璃基材26上沉积额外的层和/或组件(例如电气和/或电子组件或它们的部分)。例如,术语加工的可包含高温过程56,如图4示意性地显示。例如,柔性玻璃基材26上电气组件的连接和/或形成薄膜装置(例如晶体管、电致发光层等)可能需要高温过程56。第一剥离层54是至少部分地耐受在高于或等于约500℃,例如约500℃-约600℃的温度下的玻璃结构20a的高温加工56。第一剥离层54还可至少部分地耐受例如在400℃或更低,例如300℃或更低的温度下的较低温度加工。在一实施例中,部分耐受高温过程56的所述第一剥离层54可具有例如在暴露于高温过程56之后第一剥离层54能保持的结合强度不显著降低的性质。
在另一实施例中,第一剥离层54的性质最大程度地减小和/或消除暴露于较高温时导致脱气的第一剥离层54的降解，该脱气可负面地影响在柔性玻璃基材26上沉积电子组件的过程。此外,第一剥离层54构造成使得在玻璃结构20a的高温加工56之后，柔性玻璃基材26能从玻璃载体层24剥离。在一实施例中,如下文所更加详细描述，第一剥离层54可使用激光释放方法来剥离。
在一实施例中,第一剥离层54包含聚酰亚胺。有些聚酰亚胺具有与加工玻璃结构20a时的制造条件相兼容的特征,在较高温度下呈现极少的脱气，并使得能在高温加工之后进行如上所述的剥离。在一实施例中,聚酰亚胺可为液体材料，其可以较薄的层的形式来施涂。适用于所述玻璃结构20a的聚酰亚胺的一个具体示例包含由HD微观系统公司(HDMicrosystems)出售的称为PI-2574的聚酰亚胺材料。适用于所述玻璃结构20a的聚酰亚胺的其它示例包含以商标KAPTON出售的材料(KAPTON是杜邦公司(E.I.DuPont de Nemoursand Company Corporation)的注册商标)；以商标MATRIMID 5218出售的材料(MATRIMID是汽巴-格吉公司(Ciba-Geigy Corporation)的注册商标)；和全部由HD微观系统公司出售的称为PI-2611、PI-2525和HD-3007的材料。
在另一实施例中,第一剥离层可包含全芳香族聚醚酮或全芳香族聚酯。
回到图1,中间层50包含连接到粘合层58的第一剥离层54。第一剥离层54与粘合层58一起形成中间层50，其将柔性玻璃基材26至少暂时地结合到玻璃载体层24。粘合层58包含粘合性质，其使得粘合层58能将粘合层的任一侧面上的材料层结合在一起。类似于第一剥离层54,粘合层58的组成可与加工玻璃结构20a时的制造条件相兼容。在一实施例中,粘合层58可耐受在高于或等于约500℃例如约500℃-约600℃的温度下的玻璃结构20a的高温加工56，以保持其粘附性质。
在另一实施例中,粘合层58的性质尽可能减小和/或消除导致暴露于较高温时使有机产物脱气的粘合层58的降解。脱气产物例如环状低分子量硅氧烷可负面影响柔性玻璃基材26上的电子组件沉积过程,这样,优选地可限制来自粘合层58的脱气，从而尽可能减小和/或消除对电气组件沉积过程的不利影响。
粘合层58可优选地具有与如上所述的第一剥离层54类似的性质。即，粘合层58可具有与加工玻璃结构20a时的制造条件相兼容的特征,在暴露于高温过程56之后保持一定水平的粘合，在较高温度下呈现极少的脱气。在一实施例中,粘合层材料可为液体材料，其可以较薄的层的形式来施涂。适于用作粘合层58的材料的几个示例包括但不限于以商标DOW CORNING 805,DOW CORNING 806A,DOW CORNING 840出售的材料(DOW CORNING是道康宁(Dow Corning)公司的注册商标)；硅酮树脂，3-氨基丙基三乙氧基硅烷(GAPS)；和氨基丙基倍半硅氧烷(APS)，间位或对位氨基苯基三甲氧基硅烷(aminopheryltrimethoxysilcane)或氨基苯基倍半硅氧烷(aminopherylsilsesanaxane)。在其它实施例中,上述适用于第一剥离层54的多种材料也可适用于粘合层58。
除了在进一步加工玻璃结构20a时限制脱气的量的第一剥离层54和粘合层58的性质,可限制中间层50的平均厚度t3来帮助实现相同的目标。如所理解，限制有机材料例如上述适用于第一剥离层54和粘合层58的那些有机材料，也将限制加工时脱气的量，该加工可包含暴露于高温和TFT真空加工。在一实施例中,中间层50包含的平均厚度t3可为约0.05μm-约20μm,例如小于或等于约20μm,例如小于或等于约10μm,例如小于或等于约5μm,例如小于或等于约1μm,例如小于或等于约0.1μm。可决定中间层50的最小平均厚度的几个因素包括但不限于玻璃载体层24的平坦度,柔性玻璃基材26的平坦度以及特定应用所需的粘合质量。
中间层50可包含多种第一剥离层54和粘合层58的取向和/或设置。如图1的示例玻璃结构20a所示,玻璃载体层24可连接到第一剥离层54，柔性玻璃基材26可连接到粘合层58。如上所述，第一剥离层54与粘合层58一起形成中间层50，其将柔性玻璃基材26至少暂时地结合到玻璃载体层24。
如图2的示例玻璃结构20b所示,柔性玻璃基材26连接到第一剥离层54，粘合层58设置在玻璃载体层24和第一剥离层54之间。在图3所示的示例中,玻璃结构20c可类似于图2所示的示例，且还包含设置在粘合层58和玻璃载体层24之间的第二剥离层60。这样,该示例的玻璃结构20c包含(从图3的底部开始，并向上移动)玻璃载体层24、第二剥离层60、粘合层58、第一剥离层54和柔性玻璃基材26。
应理解图1-3分别在玻璃结构20的每一层之间显示间隙或分离距离(其中附图标记20用于指所述玻璃结构20a,20b和/或20c中的任一种)，这仅仅是为了清楚地表达。各层的每一个表面在基本上整体表面上接触相邻的层的相应的表面。当按照图1-3所示的顺序进行至少暂时的结合时,玻璃载体层24为柔性玻璃基材26提供支撑，以减少和/或消除柔性玻璃基材26在处理和加工操作过程中的弯垂和其它物理变形。这样,玻璃结构20a-c中包含的较薄的柔性玻璃基材26可进行处理和加工，就如它们是较厚的玻璃基材(例如,0.5mm厚度和更厚)那样。这使得能将现有的玻璃处理和加工机器用于柔性玻璃基材，同时减少和/或消除来自破碎的玻璃基材的操作停机时间。玻璃载体层24自身无需包含作为较厚的玻璃基材处理柔性玻璃基材26所需的更高的刚度。相反，粘合在一起的玻璃载体层24、中间层50和柔性玻璃基材26的组合作为玻璃结构20提供使得能作为较厚的玻璃基材处理和加工所需的必备的刚度。
图4示意性地显示构建图1所示的玻璃结构20a的方法，其中可将类似的或相同的方法用来构建图2和3的玻璃结构20b-c。该方法包含步骤70：提供玻璃载体层24。如上所述,玻璃载体层24构造成在玻璃结构20a-c中将其与玻璃基材结合在一起时，为玻璃基材增加刚度。在一实施例中,玻璃载体层24的平均厚度可为约300微米-约700微米。在一实施例中,玻璃载体层24的尺寸可对应于玻璃基材显示器制造中通常使用的尺寸。
该方法还包含步骤74：提供柔性玻璃基材26。如上所述,柔性玻璃基材26可包含小于约300微米的较薄的平均厚度。柔性玻璃基材26的平均厚度通常由所需的显示器应用来决定。此外，柔性玻璃基材26优选地包含与加工步骤相兼容的组成，该加工步骤使用玻璃结构20构建所需的显示器应用。此外，柔性玻璃基材26的组成可优选地类似于玻璃载体层24的组成，从而两种玻璃组件具有相同或基本上相似的热膨胀系数。在另一实施例中,柔性玻璃基材26包含的尺寸可等于或小于玻璃载体层24的尺寸。
该方法还包含步骤76：使用包含第一剥离层54和粘合层58的中间层50，将玻璃载体层24暂时地结合到柔性玻璃基材26。步骤76可还包含步骤78：在玻璃载体层24和柔性玻璃基材26中至少一种的表面上施加第一剥离层54。在图4所示的实施例中,第一剥离层54施加在玻璃载体层24上，并使用第一剥离层54暂时地结合玻璃载体层24。尽管图中没有显示，但在另一实施例中,第一剥离层54施加在柔性玻璃基材26上，并使用第一剥离层54暂时地结合柔性玻璃基材26。在一个具体实施例中,第一剥离层54作为基于溶液的配方来施加，这获得较薄的第一剥离层54。可用来施加第一剥离层54的任意合适的方法包括但不限于旋涂、喷涂、浸涂和狭缝涂布。
第一剥离层54的特征使得它能至少部分地耐受玻璃结构20的高温加工。在一实施例中,高温加工可在高于或等于约500℃的温度下进行。此外,如下所述，第一剥离层54使得在玻璃基材26的高温加工之后，玻璃载体层24能从柔性玻璃基材26剥离。
将玻璃载体层24暂时地结合到柔性玻璃基材26的步骤76还可包含步骤80：至少部分地固化第一剥离层54。固化第一剥离层54可除去可负面影响玻璃结构20的后续加工的有机化合物的量。在一些实施例中,第一剥离层54的部分固化使得第一剥离层54能保留一定量的表面粘性(tack)，这可帮助结合组成玻璃结构20的组件。可使用任意合适的工艺来至少部分地固化第一剥离层54，这些工艺包括但不限于将第一剥离层54暴露于真空、将第一剥离层54暴露于升高的温度、这两工艺的组合等。在其它实施例中,在玻璃载体层24和柔性玻璃基材26中的至少一种的表面上施加第一剥离层54的步骤78包含将化学前体施加到聚酰亚胺。在该实施例中,该方法可还包含以下步骤：将第一剥离层54固化到聚酰亚胺层，这也可在图4中通过步骤80示意性地显示。
在至少部分地固化第一剥离层54的步骤80之后,将玻璃载体层24暂时地结合到柔性玻璃基材26的步骤76还可包含步骤84：将粘合层58施加到第一剥离层54的表面。类似于第一剥离层54,粘合层58可作为基于溶液的配方来施加，使得能施加较薄的粘合层58。可用来施加粘合层58的任意合适的方法包括但不限于旋涂、喷涂、浸涂和狭缝涂布。
如上所述和如图3所示,至少一种示例玻璃结构20可包含设置在玻璃载体层24和柔性玻璃基材26之间的第一剥离层54、粘合层58和第二剥离层60。在该实施例中,将玻璃载体层24暂时地结合到柔性玻璃基材26的步骤76还可包含步骤：将第二剥离层60施加到玻璃载体层24和柔性玻璃基材26中的另一种。又在另一实施例中,将玻璃载体层24暂时地结合到柔性玻璃基材26的步骤76还可包含：在将第二剥离层60施加到玻璃载体层24和柔性玻璃基材26中的另一种的步骤之前，将粘合层58施加第一剥离层54的表面。
图3的示例玻璃结构可提供增加的玻璃载体层24和柔性玻璃基材26之间的结合强度。这种增加的强度是所需的，尤其对于某些所需的加工条件而言。将剥离层54,60直接施加到玻璃载体层24和柔性玻璃基材26上而不是通过压力来接触可增加结合强度。此外,在该实施例中的粘合层58的柔软性可更能容忍柔性玻璃基材26中的缺陷。
回到图4,在合适地设置包含第一剥离层54和粘合层58的中间层50之后,可实施提供柔性玻璃基材26的步骤74。步骤74可包含将柔性玻璃基材26和结合到柔性玻璃基材26的中间层50的任意部分施加到玻璃载体层24和结合到玻璃载体层24的中间层50的任意部分，从而形成玻璃结构20。可通过任意合适的过程(包含辊层压过程)，将柔性玻璃基材26施加到玻璃载体层24。
在一个具体实施例中,用于玻璃结构20的组装过程可包含下述步骤。将聚酰亚胺或聚酰亚胺前体例如PI-2574旋涂到玻璃载体层24上，以形成第一剥离层54。然后，使玻璃载体层24和第一剥离层54暴露，从而至少部分固化包含聚酰亚胺的第一剥离层54。粘合层58可通过例如DOW CORNING805粘合材料来提供，随后将其旋涂到第一剥离层54的暴露的表面上。然后，可在真空下将玻璃载体层24、第一剥离层54和粘合层58于室温下干燥30分钟。该干燥步骤可进行部分固化，或者可包含升高的温度。然后，可施加柔性玻璃基材26来形成玻璃结构20,然后进行任选的边缘密封步骤(如有需要)。然后，使玻璃结构20进行完全固化步骤。
在其它实施例中,通过以最终所需的构造来施加最终结合在一起的层，可以不同的顺序来形成玻璃结构。例如,参考图1,可通过将粘合层58施加到柔性玻璃基材26以及将第一剥离层54施加到玻璃载体层24，来提供玻璃结构20a。然后，可将第一剥离层54连接到粘合层58，从而柔性玻璃基材26结合到玻璃载体层24以形成玻璃结构20a。类似地,参考图2,可通过将粘合层58施加到玻璃载体层24以及将第一剥离层54施加到柔性玻璃基材26，来提供玻璃结构20b。然后，可将第一剥离层54连接到粘合层58，从而柔性玻璃基材26结合到玻璃载体层24以形成玻璃结构20b。此外,参考图3,可通过将第一剥离层54施加到柔性玻璃基材26以及将第二剥离层60施加到玻璃载体层24，来提供玻璃结构20c。然后，可使用粘合层58(例如,通过连接到第一和第二剥离层54,60中的一个或两个)从而使柔性玻璃基材26结合到玻璃载体层24，以形成玻璃结构20c。
一种加工玻璃结构20的方法包含步骤56：通过在高于或等于约500℃例如约500℃-约600℃的温度下的高温过程加工玻璃结构20。在一实施例中,高温过程包含将至少一种电气组件90连接到玻璃结构20。至少一种电气组件90的示例包括但不限于aSi组件、TFT组件、透明导体组件和pSi TFT组件。在一个具体实施例中,将至少一种电气组件90施加到柔性玻璃基材26上使得能将该组合用于多种应用,例如触摸传感器、滤色器、薄膜晶体管(TFT)、光伏(PV)玻璃应用。
在将至少一种电气组件90连接到柔性玻璃基材26之后,可将柔性玻璃基材26从玻璃结构20去除，从而柔性玻璃基材26可用作玻璃显示器或电子装置。这样,加工玻璃结构20的方法包含以下步骤：从玻璃载体层24剥离柔性玻璃基材26。如上所述，剥离层54,60构造成使得在玻璃结构20的高温加工56之后，柔性玻璃基材26能从玻璃载体层24剥离。这样,剥离层54,60可暴露于高温加工56，同时仍然保留它们的结合强度，并使得能选择性剥离该暂时的结合。
从玻璃载体层24剥离柔性玻璃基材26的步骤如图5-12所示。在一实施例中,剥离步骤可使用激光加工来实施，例如由菲利普研究公司(Philips Research)开发的通过激光释放塑料上的电子器件(EPLaR)的工艺。在该步骤中,可引导激光束94通过玻璃结构20a-c的一部分，从而将能量施加到剥离层54,60之一的表面上。激光束94可包含合适的、具有预定频率的光，从而剥离层54,60吸收激光，导致剥离层54,60的表面进行烧蚀或加热，并从与其结合的玻璃组件24,26剥离。激光束94可传输通过对于激光束是透明的(例如,基本上透明的)玻璃结构20的部分，从而激光束94对透明的结构没有影响(例如,没有显著影响)，且激光束可在不因通过透明的部分传输而导致将显著量的热量损失到结构的情况下，通过玻璃结构的透明的部分传输。为了简便，图5-12没有显示设置在柔性玻璃基材26的顶部表面上的任何电气组件90。然而,这些表面还可包含连接的电气组件90和/或在那里形成的电气装置。在其它实施例中,可使用其它高强度的光源来进行剥离,例如高强度紫外光、可见光或IR辐射等可设计来攻击结合特征，从而获得所需的剥离层。
当与剥离层54,60之一的表面相交时，激光束94可聚焦来覆盖特定区域。可调节激光束94的焦点来优化被烧蚀或加热的剥离层54,60之一的表面的区域，烧蚀或加热该区域的时间等。然后，可使激光束94系统地沿着剥离层54,60的表面从点到点移动，从而在一定时间之后，剥离层54,60的整体表面都经历了烧蚀或加热，并从与其结合的玻璃组件24,26剥离。该过程将柔性玻璃基材26从玻璃载体层24剥离。
图5显示从图1的玻璃结构20a的透明的玻璃载体层24剥离柔性玻璃基材26的步骤的一种示例。在该实施例中,中间层50包含第一剥离层54和粘合层58，以将透明的玻璃载体层24暂时地结合到柔性玻璃基材26。第一剥离层54结合到透明的玻璃载体层24。如图所示，激光束94穿过透明的玻璃载体层24来在透明的玻璃载体层24和第一剥离层54之间的界面处烧蚀或加热第一剥离层54的一部分。在激光系统地烧蚀或加热第一剥离层54的全部或基本上全部的表面之后,将柔性玻璃基材26从透明的玻璃载体层24剥离，并从玻璃结构20a移除，如图6所示。
在一些实施例中,例如图6的示例中,在完成从玻璃载体层24剥离柔性玻璃基材26的步骤之后,中间层50的一部分仍然连接到柔性玻璃基材26。在该具体实施例中,第一剥离层54和粘合层58都仍然连接到柔性玻璃基材26。
图7显示从图1的玻璃结构20a的玻璃载体层24剥离透明的柔性玻璃基材26的步骤的另一种示例。在该实施例中,中间层50包含第一剥离层54和透明的粘合层58，以将玻璃载体层24暂时地结合到透明的柔性玻璃基材26。第一剥离层54结合到玻璃载体层24。如图所示，激光束94穿过透明的柔性玻璃基材26和透明的粘合层58，从而在透明的粘合层58和第一剥离层54之间的界面处烧蚀第一剥离层54的一部分。在激光系统地烧蚀第一剥离层54的全部或基本上全部的表面之后,将柔性玻璃基材26从玻璃载体层24剥离，并从玻璃结构20移除，如图8所示。图8显示粘合层58仍然连接到柔性玻璃基材26，第一剥离层54仍然连接到玻璃载体层24。
图9显示从图2的玻璃结构20b的透明的玻璃载体层24剥离柔性玻璃基材26的步骤的一种示例。在该实施例中,中间层50包含第一剥离层54和透明的粘合层58，以将玻璃载体层24暂时地结合到柔性玻璃基材26。第一透明的剥离层54结合到柔性玻璃基材26。如图所示，激光束94穿过透明的玻璃载体层24和透明的粘合层58，从而在透明的粘合层58和第一剥离层54之间的界面处烧蚀第一剥离层54的一部分。在激光系统地烧蚀第一剥离层54的全部或基本上全部表面之后,将柔性玻璃基材26从玻璃载体层24剥离，并从玻璃结构20移除，如图10所示。图10显示第一粘合层54仍然连接到柔性玻璃基材26，粘合层58仍然连接到玻璃载体层24。
如图6、8和10所示,中间层的一些部分可仍然连接到柔性玻璃基材。实际上,如上所述,粘合层58的一些部分可仍然连接于柔性玻璃基材26，如图8所示。在其它实施例中,第一剥离层54的一些部分可仍然连接于柔性玻璃基材26，如图10所示。此外，如图6所示,粘合层58和第一剥离层54的一些部分可都仍然连接于柔性玻璃基材26。使中间层50的至少一部分仍然连接到柔性玻璃基材26可有利于柔性玻璃基材26。在一实施例中,中间层50的部分可为柔性玻璃基材26提供物理保护。在另一实施例中,与包含从柔性玻璃基材26完全去除中间层50的后续步骤的过程相比，使中间层50的一部分仍然连接到柔性玻璃基材26，制造成本可更低。在一些实施例中,中间层50的残留部分可永远无需去除。例如,柔性玻璃基材26在终端产品设计中可无需具有光学清晰度，其中中间层50的残留部分不损坏包含该柔性玻璃基材26的产品的功能。
图11显示从图2的玻璃结构20b的玻璃载体层24剥离透明的柔性玻璃基材26的步骤的另一种示例。在该实施例中,中间层50包含第一剥离层54和粘合层58，以将玻璃载体层24暂时地结合到透明的柔性玻璃基材26。第一剥离层54结合到透明的柔性玻璃基材26。如图所示，激光束94穿过透明的柔性玻璃基材26来在透明的柔性玻璃基材26和第一剥离层54之间的界面处烧蚀或加热第一剥离层54的一部分。在该实施例中,激光束可进行编程来避免与在柔性玻璃基材26的顶部表面上形成的任何电气组件90和/或电气装置相交。在激光系统地烧蚀第一剥离层54的全部或基本上全部的表面之后,将柔性玻璃基材26从玻璃载体层24剥离，并从玻璃结构20移除，如图12所示。
图12显示第一剥离层54和粘合层58仍然连接到玻璃载体层24。在该实施例中,柔性玻璃基材26可在具有极少量或任何来自中间层50的残留物情况下进行剥离和去除。在具有极少量或任何来自中间层50的残留物情况下去除柔性玻璃基材26可有利于下述应用：其中柔性玻璃基材26的光学性能特征是重要的。
在讨论图5-12时提到玻璃结构的一部分(例如,玻璃载体层24,柔性玻璃基材26和/或粘合层58)是“透明的”时指玻璃结构的该“透明的”部分构造成允许激光束94通过，且激光束不因通过该“透明的”部分传输的作用造成损失显著量的能量。这样,玻璃结构的那部分可能为光学半透明的和/或用于使通过玻璃结构的该部分观察的物体视觉上模糊，然而对于激光束可穿过“透明的”部分且无显著能量损失而言其仍然是透明的。
本发明的方面提供方法和设备，其使得使用耐受在电子显示器制造过程中的高温过程的结合材料将柔性玻璃基材暂时地结合到载体层，且在高温过程之后，可从载体层剥离柔性玻璃基材。这种技术可避免后续地蚀刻或抛光加工的较厚的玻璃基材来获得所需的玻璃厚度的不足。实际上，本发明的技术可避免与蚀刻或抛光相关的材料浪费以及较耗时和高成本的过程。此外，本发明的技术可允许增加本来易碎的、较柔性玻璃板和/或玻璃带的结构完整性，从而可在不损坏较柔性玻璃带/玻璃板的情况下，使用常常限制于较厚的玻璃板/玻璃带的加工技术和设备。因此,根据本发明的方面，在例如在柔性玻璃基材上沉积无定形硅(aSi)和多晶硅薄膜晶体管(pSiTFT)装置或其它电子装置的制造过程中,处理柔性玻璃基材可变得可管理并降低成本。
本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明的范围和精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。因此，本发明人意图是本发明包括本发明的修改和变化，只要这些修改和变化落在所附的权利要求和它们的等同内容的范围内。

Claims (20)

1.一种玻璃结构，其包含：
玻璃载体层；
柔性玻璃基材；以及
中间层，该中间层将该柔性玻璃基材至少暂时地结合到该玻璃载体层，其中该中间层包含连接到粘合层的第一剥离层，其中所述粘合层对用来烧蚀所述第一剥离层的激光束是透明的，
其中第一剥离层至少部分地耐受在高于或等于约500℃的温度下的所述玻璃结构的高温加工，且第一剥离层构造成使得在所述玻璃结构的高温加工之后，能从该玻璃载体层剥离该柔性玻璃基材。
2.如权利要求1所述的玻璃结构，其特征在于，第一剥离层包含聚酰亚胺。
3.如权利要求1所述的玻璃结构，其特征在于，该中间层的平均厚度小于约20微米。
4.如权利要求1所述的玻璃结构，其特征在于，该玻璃载体层连接到第一剥离层，该柔性玻璃基材连接到该粘合层。
5.如权利要求1所述的玻璃结构，其特征在于，该柔性玻璃基材连接到第一剥离层，且粘合层设置在玻璃载体层和第一剥离层之间。
6.如权利要求5所述的玻璃结构，其特征在于，该玻璃结构还包含第二剥离层，其设置在该粘合层和玻璃载体层之间。
7.如权利要求1所述的玻璃结构，其特征在于，该柔性玻璃基材具有小于约300微米的平均厚度。
8.如权利要求1所述的玻璃结构，其特征在于，该玻璃载体层的平均厚度是约300微米-约700微米。
9.一种构建玻璃结构的方法，该方法包括以下步骤：
(I)提供玻璃载体层；
(II)提供柔性玻璃基材；以及
(III)使用包含第一剥离层和粘合层的中间层，将该玻璃载体层暂时地结合到该柔性玻璃基材，其中所述粘合层对用来烧蚀所述第一剥离层的激光束是透明的，
其中第一剥离层至少部分地耐受在高于或等于约500℃的温度下的所述玻璃结构的高温加工，且第一剥离层使得在玻璃结构的高温加工之后，能从该柔性玻璃基材剥离该玻璃载体层，其中，所述中间层的至少一部分仍然位于所述柔性玻璃基材上。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(I II)还包含以下步骤：在所述玻璃载体层和所述柔性玻璃基材中的至少一种的表面上施加第一剥离层。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(I II)还包含至少部分地固化第一剥离层。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在至少部分地固化第一剥离层之后,步骤(III)还包含下述步骤：将所述粘合层施加到第一剥离层的表面。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(I II)还包含下述步骤：将第二剥离层施加到玻璃载体和柔性玻璃基材中的另一种。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤(III)包含在将第二剥离层施加到玻璃载体层和柔性玻璃基材中的另一种的步骤之前，将该粘合层施加到第一剥离层的表面。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包含以下步骤：将第一剥离层固化到聚酰亚胺层。
16.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(III)将玻璃载体层与第一剥离层暂时地结合。
17.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(III)将柔性玻璃基材与第一剥离层暂时地结合。
18.一种加工玻璃结构的方法，该方法包括以下步骤：
(I)提供玻璃结构，所述玻璃结构包含玻璃载体层、柔性玻璃基材以及将该柔性玻璃基材连接到该玻璃载体层的中间层，其中该中间层包含连接到粘合层的第一剥离层，其中所述粘合层对用来烧蚀所述第一剥离层的激光束是透明的；
(II)通过在高于或等于约500℃的温度下的高温过程对玻璃结构进行加工；以及随后
(III)从所述玻璃载体层剥离所述柔性玻璃基材，使得所述中间层的至少一部分仍然连接于所述柔性玻璃基材。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，加工玻璃结构的步骤(II)包含将至少一种电气组件连接到所述玻璃结构。
20.如权利要求18-19中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(III)包括使激光束穿过粘合层，来在所述粘合层与所述第一剥离层之间的界面处烧蚀所述第一剥离层的一部分，从而在激光系统地烧蚀第一剥离层的全部或基本上全部表面之后将所述柔性玻璃基材从剥离载体层剥离。
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