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Die Erfindung betrifft ein Glassubstratband bestehend aus einer Vielzahl von Dünnglaszuschnitten auf einer Adhäsionsfolie.
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Für verschiedenste Anwendungen wie z.B. in den Bereichen der Verbraucherelektronik, beispielsweise als Abdeckgläser für Halbleitermodule, für organische LED-Lichtquellen oder für dünne oder gebogene Anzeigevorrichtungen oder in Bereichen der regenerativen Energien oder Energietechnik, wie für Solarzellen, wird zunehmend Dünnglas eingesetzt. Beispiele hierfür sind Touch Panel, Kondensatoren, Dünnfilmbatterien, flexible Leiterplatten, flexible OLED's, flexible Photovoltaikmodule, e-Papers oder auch micro-electro-mechanical systems (MEMS) oder micro-optoelectro-mechanical systems (MOEMS). Dünnglas gerät für viele Anwendungen immer mehr in den Fokus aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wie Chemikalien-, Temperaturwechsel- und Hitzebeständigkeit, Gasdichtigkeit, hohes elektrisches Isolationsvermögen, angepasster Ausdehnungskoeffizient, Biegsamkeit, hohe optische Qualität und Lichtdurchlässigkeit oder auch hohe Oberflächenqualität mit sehr geringer Rauigkeit aufgrund einer feuerpolierten Oberfläche der beiden Dünnglasseiten. Unter Dünnglas werden hierbei Dünngläser verstanden mit Dicken kleiner etwa 1,2 mm bis zu Dicken von 15 µm und kleiner.
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Aufgrund seiner Biegsamkeit wird Dünnglas als Dünnglas zunehmend nach der Herstellung aufgerollt und als Glasrolle gelagert oder zur Konfektionierung oder Weiterverarbeitung transportiert. In einem Roll-to-roll Prozess kann das Dünnglas auch nach einer Zwischenbehandlung, beispielsweise einem Beschichten oder Konfektionieren der Oberfläche, wiederum aufgerollt und einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Das Rollen des Glases beinhaltet gegenüber einer Lagerung und dem Transport von flächig ausgebreitetem Material den Vorteil einer kostengünstigeren kompakten Lagerung, Transport und Handhabung in der Weiterverarbeitung.
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Es ist auch zu vermeiden, dass partikelförmige Einschlüsse zwischen den Dünnglaslagen in einer Glasrolle zu Beschädigungen führen. Zum einen können sie die Oberfläche verkratzen, was insbesondere durch ein Verschieben oder eine Bewegung der Dünnglaslagen untereinander bzw. relativ zueinander unterstützt wird oder sie können durch Verursachung einer punktförmigen Druckbelastung zu einem Riss oder Bruch führen. Auch können Schmutzpartikel auf der Dünnglasoberfläche eine spätere Beschichtung oder Konfektionierung qualitativ oder auch verfahrenstechnisch beeinträchtigen.
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Es sind verschiedene Lösungen bekannt geworden, ein durchgehendes Glasband auf einer Rolle aufzuwickeln, um es in einem späteren Behandlungsschritt im Roll-to-Roll Verfahren zu beschichten oder zu konfektionieren. So schlägt die
WO 87/06626 für ein Verfahren zum Coaten von Dünnglas im Roll-to-roll Prozess die Verwendung einer Glasrolle vor. Zwischen einem durchgehenden Dünnglasband sind zwischen den Glaslagen eine oder mehrere Lagen eines für Glas nicht abrasiven Materials, wie eine Kunststofffolie, vorgesehen. Die Kunststofffolie kann ein Polymer, wie Polyester oder Polyethylen sein und auch ein geprägtes Muster enthalten, um die Metall- oder Metalloxidbeschichtung auf dem Glas zu schützen. Zur Beschichtung des Glasbandes werden Glasband und Kunststofffolie voneinander getrennt. Nach der Beschichtung wird das Glasband mit einer neuen Kunststofffolie als Zwischenlage wieder aufgewickelt. Das Schneiden des Glasbandes in die passenden Zuschnittabmessungen erfolgt dann in einem späteren Verfahrensschritt nach der Beschichtung des Dünnglases. Nachteilig hierbei ist ein entsprechend hoher Schnittabfall an veredeltem Dünnglas. Im Vergleich zu dem Dünnglasrohmaterial hat das veredelte Dünnglas einen deutlich höheren Wert. Auch lässt sich der beschichtete oder konfektionierte Dünnglasschnittabfall unter Umständen nicht ohne weiteres durch Einschmelzen wieder in den Dünnglasherstellungsprozess zurückführen.
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Die
US 3,089,801 offenbart zum Schutz und zur Unterstützung des Handlings von Dünnglas als durchgehendes Glasband in nachfolgenden Behandlungsschritten die Verwendung von Packpapier oder Aluminiumfolie, welche mit einer leicht haftenden Klebschicht beschichtet ist und abtrennbar auf dem Glas aufgeklebt ist. Das Glas soll hierdurch beim Biegen und Handling eine größere Festigkeit erhalten und dadurch auch beim Aufrollen vor einem Brechen geschützt werden. Nachteilig ist, dass sich die Klebschicht nicht immer rückstandsfrei lösen lässt und somit die spätere Verwendung des Dünnglases beeinträchtigt oder verhindert.
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Die
US 2011/0171417 schlägt zum Schutz eines Dünnglasbandes vor Splittern oder Brechen das Einlaminieren des Dünnglases zwischen zwei Kunststoffschichten vor dem Aufrollen zu einer Glasrolle vor. Es wird eine auf einer Seite des Dünnglases aufgeklebte Trägerschicht vorgeschlagen, welche über den Rand des Dünnglases übersteht. Auf der anderen Seite des Dünnglases wird vollflächig oder nur im Bereich der Kanten und über die Kanten überstehend eine Abdeckschicht lösbar aufgeklebt, sodass die Kanten zwischen zwei Kunststoffschichten einlaminiert vorliegen und das Dünnglas anschließend aufgerollt werden kann. Um beim späteren Lösen der Abdeckschicht eine zu hohe Deformation der Trägerschicht zu vermeiden, soll die Trägerschicht eine Dehnung von kleiner 10% unter einer Zugfestigkeit von 50 MPa aufweisen. Es werden verschiedene Materialien vorgeschlagen, Polyethylen und Weich-Vinylchlorid werden unter anderem als ungeeignet ausgeschlossen. Auch bei diesem Lösungsvorschlag sind anhaftende Reste des Klebers oder eine Beeinflussung der Glasoberfläche durch den Kleber äußerst nachteilig. Auch ist mit dieser Lösung ein material- und kostenintensiver Verpackungsaufwand verbunden. Weiterhin besteht ein hohes Risiko einer Beschädigung des Dünnglases beim Lösen der aneinanderhaftenden beiden Kunststoffschichten.
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Auch die
US 2011/0023548 schlägt eine beidseitige Einfassung des Dünnglases zum Schutz und zum Handling in nachfolgenden Prozessen vor. Die beidseitige oder auch einseitige Abdeckung aus einer hitzefesten Folie ist hierbei insbesondere auf den Randbereich eingeschränkt, kann sich aber auch über die gesamte Fläche des Dünnglases erstrecken. Das Dünnglas kann ein durchgehendes aufgerolltes Glasband oder eine Einzelglasscheibe sein. Als hitzefeste Folie wird ein Metall, ein Silikon oder ein Polymid vorgeschlagen, welches Temperaturen bis 300°C standhält. Die Einfassung wird direkt auf dem Dünnglas aufgeformt oder mit einem Acrylkleber aufgeklebt. Nachteilig ist, dass es sich hierbei um eine schwer lösbare Verbindung handelt. Beim Entfernen der schützenden Einfassung besteht ein hohes Risiko, dass es zu unerwünschten Beschädigungen des Dünnglases kommt. Bei dem Schutz und der Einfassung von Einzelscheiben aus Dünnglas können diese mittels der Einfassung gestapelt werden, wobei die Einfassung am Randbereich als Abstandhalter dient, sodass zwischen den Dünnglaslagen ein Luftspalt entsteht. Nachteilig ist hierbei, dass die Dünnglaslagen dabei vibrieren oder durchhängen können und somit einer Bruchgefahr ausgesetzt sind. Zum anderen kommt es an der Oberfläche des Dünnglases bei längerem Lagern in Bereichen mit Kontakt mit einer Schutzfolie zu anderen Alterungserscheinungen wie in Bereichen ohne Kontakt mit einer Schutzfolie. Dies kann unerwünschte und sichtbare Effekte bei einer späteren Beschichtung oder Verwendung des Glases haben.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden und einen Schutz für Dünnglas beim Transport und beim Handling in nachfolgenden Prozessen zur Verfügung zu stellen, der kostengünstig und einfach handhabbar ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und der Ansprüche 18 und 19. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 17 beschrieben.
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Erfindungsgemäß wird ein Glassubstratband zur Verfügung gestellt, auf welchem zumindest zwei, vorzugsweise eine Vielzahl von Einzeldünnglasscheiben, d.h. Dünnglaszuschnitte, auf einem Band aus einer Adhäsionsfolie fixiert sind. Die Einzeldünnglasscheiben können in dieser Fixierung nachfolgende Prozessierungsschritte durchlaufen, wobei sie sicher gehalten und geschützt sind. Die Adhäsionsfolie dient hierbei als Trägerband.
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Prozessierungsschritte sind beispielsweise Schleifen, Polieren, Waschen, Bedrucken, ein fotolithographischer Prozess, der Auftrag einer oder mehrerer Beschichtungen wie eine Antireflex-Beschichtung, Easy-to-clean Beschichtung, eine elektrisch leitfähige Beschichtung, ein Laminierprozess oder auch die Bestückung beispielsweise mit einem elektronischen Bauteil. Vorteil des erfindungsgemäßen Glassubstratbandes ist die freie Zugänglichkeit der gesamten Oberfläche auf der einen oder anderen Seite des Dünnglaszuschnittes, ein einfaches, kostengünstiges Handling einer Vielzahl von Einzelzuschnitten aus Dünnglas mit einer integrierten sicheren Verpackungsmöglichkeit in Form einer Rolle oder einer mäanderförmigen Stapelung. Zum anderen ist das Dünnglas gesichert im Falle der Entstehung eines Bruchs oder einer Absplitterung, sodass entstehende Splitter oder Bruchstücke nicht zu einem Störfaktor in einem nachfolgenden Prozessschritt werden können, sondern sicher auf dem adhäsiven Trägerband verbleiben.
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Weiterhin können die Dünnglaszuschnitte auf leichte und einfache Weise wieder von der adhäsiven Trägerfolie gelöst werden, ohne dass Rückstände auf der Glasoberfläche verbleiben. Da in verpacktem Zustand als Rolle oder Stapel beide Oberflächen der Dünnglaszuschnitte in gleicher Weise mit der Folie kontaktiert sind, kann es nicht zu einer unerwünschten unterschiedlichen Alterung und Veränderung der Glasoberfläche kommen. In verpacktem Zustand dient die Adhäsionsfolie als Schutz für Transport und Lagerung der Dünnglasscheiben.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Zuschnitt der einzelnen Dünnglasscheiben in spezifizierte Abmessungen aus dem noch nicht weiter veredelten Glasband erfolgt. Der Zuschnittabfall hat somit noch eine niedrige Wertschöpfung und kann zudem problemlos als Rohstoff in den Schmelz- und Herstellungsprozess des Dünnglases rückgeführt werden. Kostenintensive Nachfolgeprozesse werden nur an den vereinzelten kleineren Dünnglaszuschnitten durchgeführt. Sie können erfindungsgemäß jedoch ebenso im kostengünstigen Roll-to-Roll Prozess erfolgen wie bei dem durchgehenden Glasband. Hierbei sind sie sicher fixiert und müssen nicht in der Prozessierung umgelagert werden, was bei Dünnglas immer ein hohes Risiko für die Entstehung von Bruch und Rissen bedeutet.
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Das Dünnglas wird in bekannter Weise im Down-Draw Verfahren oder im Overflow Down-draw Verfahren hergestellt (vgl. z.B.
WO 02/051757 A2 für das Down-Draw-Verfahren sowie
WO 03/051783 A1 für das Overflow Down-draw Verfahren). Das geformte und ausgezogene Endlosband wird auf eine Glasrolle aufgewickelt und abgelängt. Die Dünnglaszuschnitte werden von der Glasrolle oder direkt nach dem Ziehen von dem Glasband abgetrennt.
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Das Dünnglas kann hierbei aus jeder geeigneten Glasart bestehen, insbesondere aus einem Borosilikatglas, Aluminoborosilikatglas, Kalk-Natronglas, Alumosilikatglas, oder einem Lithium-Aluminiumsilikatglas. Um eine Bruchgefahr und die Entstehung von Rissen beim Aufrollen zu verringern und um eine gute Haftung auf der adhäsiven Trägerfolie sicher zu stellen, ist die Oberfläche feuerpoliert und sehr glatt. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere im Dickenbereich kleiner 100 µm durch das dünne Ausziehen alkaliarmer Gläser eine besonders glatte Oberfläche geschaffen wird.
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Die Dünnglaszuschnitte, welche erfindungsgemäß auf dem Glassubstratband positioniert und fixiert sind, haben üblicherweise eine Dicke von höchstens 350 μm, vorzugsweise von höchstens 100 µm, bevorzugt von höchstens 50 μm, besonders bevorzugt von höchstens 30 μm und von mindestens 5 μm, vorzugsweise von mindestens 10 μm, besonders bevorzugt von mindestens 15 μm. Bevorzugte Dünnglasdicken sind 15, 20, 25, 30, 35, 50, 55, 70, 80, 100, 130, 145, 160, 190, 210, 280 µm.
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Die Dünnglaszuschnitte können in ihrer flächigen Ausbreitung jede beliebige Form haben, bevorzugt sind quadratische, rechteckige oder runde Zuschnitte.
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Die Dünnglaszuschnitte weisen bevorzugt an zumindest einer Oberfläche ihrer beiden Seiten eine feuerpolierte Oberfläche auf, bevorzugt an der Oberfläche beider Seiten. Um eine sichere Fixierung bzw. Haftung eines Dünnglaszuschnittes auf der Ädhäsionsfolie zu gewährleisten und um die Adhäsionsfolie problemlos von der Dünnglasoberfläche wieder zu lösen, beträgt der quadratische Mittenrauwert (RMS) Rq an der Oberfläche von zumindest einer seiner beiden Seiten vorzugsweise höchstens 1 Nanometer, vorzugsweise höchstens 0,8 Nanometer, besonders bevorzugt höchstens 0,5 Nanometer. Die gemittelte Rautiefe Ra beträgt an der Oberfläche von zumindest einer seiner beiden Seiten höchstens 2 Nanometer, vorzugsweise höchstens 1,5 Nanometer, besonders bevorzugt höchstens 1 Nanometer, jeweils auf einer Messlänge von 670 µm. In einer bevorzugten Ausführungsform kennzeichnen diese Rauigkeitswerte die Oberfläche beider Seiten der Dünnglaszuschnitte. Insbesondere jedoch ist die Oberfläche eines Dünnglaszuschnittes, welche auf der Adhäsionsfolie haftet, durch diese Rauigkeitswerte gekennzeichnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Adhäsionswirkung der Folie zur Glasoberfläche auf einer Seite der Folie und/oder des Dünnglases höher als auf der anderen Seite bzw. die Haftreibung der Adhäsionsfolie auf der Glasoberfläche ist auf einer Seite der Adhäsionsfolie und/oder des Dünnglases höher als auf der anderen Seite. Dies hat den Vorteil, dass beim Aufrollen oder Zusammenlegen des Glassubstratbandes die von der Adhäsionsfolie nicht kontaktierte gegenüberliegende Oberfläche des Dünnglases, welche mit der nächsten Lage der Adhäsionsfolie in Kontakt kommt, mit dieser eine schwächere Haftung eingeht. Hierdurch wird das Wiederaufrollen oder Lösen des Glassubstratbandes von einem Stapel erleichtert. Die Verbindung Adhäsionsfolie zur geschützten Glasoberfläche kann hierdurch beim Wiederaufrollen oder Lösen des Glassubstratbandes von einem Stapel unbeeinträchtigt stabil bleiben.
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Die Seite der Adhäsionsfolie, welche im Zusammenwirken mit einer feuerpolierten Dünnglasoberfläche eine höhere Adhäsionswirkung aufweist und deshalb im aufgerollten Zustand des Glassubstratbandes in Kontakt mit einer Dünnglasoberfläche steht, hat eine Haftreibungskraft FS im Bereich von größer 20 N, bevorzugt von größer 50 N. Unter Haftreibungskraft wird die Kraftspitze verstanden die überwunden werden muss, damit sich die Adhäsionsfolie relativ zur Dünnglasoberfläche in Bewegung setzt.
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Die gegenüberliegende Seite der Adhäsionsfolie, welche im Zusammenwirken mit einer feuerpolierten Dünnglasoberfläche eine im Vergleich niedrigere Adhäsionswirkung aufweist und nur im aufgerollten oder zusammengelegten Zustand des Glassubstratbandes in Kontakt mit einer Dünnglasoberfläche steht, hat eine Haftreibungskraft FS im Bereich von 0,10 bis 10 N, bevorzugt von 0,10 bis 2 N. Weiterhin hat die gegenüberliegende Seite der Adhäsionsfolie, welche im Zusammenwirken mit einer feuerpolierten Dünnglasoberfläche eine im Vergleich niedrigere Adhäsionswirkung aufweist eine Reibkraft FD im Bereich von 0,10 bis 5 N, bevorzugt von 0,10 bis 1,5 N. Unter Reibkraft wird die gemittelte Kraft über einen Prüfweg nach Überwinden der Haftreibung verstanden, die für eine Relativbewegung zwischen Zwischenmaterial und Glasoberfläche nötig ist. Die Werte für die Haftreibung FS und die Reibkraft FD gelten jeweils entsprechend einer Messung nach DIN EN ISO 8295 auf einer elektromechanischen Universalprüfmaschine der Fa. Schenk-Trebel im Normalklima bei 23°C und 50% relative Luftfeuchte nach DIN 50 014 mit einer Normalkraft von 1,96 N.
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Das Material für die Adhäsionsfolie ist jedes Material, welches zumindest auf einer Oberfläche als Adhäsionsfolie geeignet ist. Bevorzugt ist Polyethylen (PE), wie eine coextrudierte Polyethylen-Adhäsionsfolie, oder ein Polyvinylchlorid (PVC), wie eine Weich-PVC-Adhäsionsfolie. Es kann sich hierbei auch um eine Verbundfolie handeln, wobei eine Folie des Verbundes vorzugsweise ein PE oder PVC ist, beispielsweise eine Verbundfolie aus einem Polyethylenterephthalat (PET) und Weich-Polyvinylchlorid (Weich-PVC). Die Dicke einer Adhäsionsfolie beträgt 30 bis 350 µm, bevorzugt 60 bis 200 µm.
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Als Adhäsionsfolie wird eine weiche Kunststofffolie mit sehr glatter Unterseite verstanden, die ohne Klebstoff auf einer Dünnglasoberfläche haftet. Sie lässt sich im Gegensatz zu einer Klebefolie auch nach längerer Zeit sekundenschnell, ohne Hilfsmittel und ohne Rückstände zu hinterlassen, vom Untergrund abziehen. Die Wirkung der Adhäsion oder auch Anhangskraft beruht hauptsächlich auf den sogenannten Van-der-Waals-Kräften, d.h. schwachen Anziehungskräften, die zwischen den Molekülen in der Oberfläche des Dünnglases und der Adhäsionsfolie bestehen und umso stärker sind, je glatter die Oberflächen sind.
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In einer Ausführungsform ist die Adhäsionsfolie eine elektrostatisch geladene Adhäsionsfolie.
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In einer Ausführungsform hat die Adhäsionsfolie auf ihrer haftenden Oberfläche eine mikrofeine Struktur, beispielsweise in Form kleinster Saugnäpfe, welche die Haftung auf der Dünnglasoberfläche unterstützt.
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Das Material für eine Adhäsionsfolie kann in einer Ausführungsform ein Haft-Textil, wie ein Polyestergewebe sein, das auf der Kontaktfläche zum Dünnglas mit einer adhäsiven Beschichtung versehen ist. Diese Beschichtung kann auch ein Klebstoff sein, welcher eine flächige, auch wiederholbare Ablösbarkeit des Haft-Textils gewährleistet. Vorteilhaft ist hier, dass z.B. bei einer Behandlung oder Prozessierung der Dünnglasschritte im Roll-to-Roll Verfahren das Glassubstratband unter einer gewissen Spannung gehalten werden kann, ohne dass sich die Trägerfolie verformt. So können die Dünnglaszuschnitte exakt positioniert werden.
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Für Anwendungen in einem nachfolgenden Prozessierungsschritt welcher bei höheren Temperaturen, beispielsweise bei 150 bis 500°C durchgeführt wird, kann die Adhäsionsfolie in einer Ausführungsform auch eine Metallfolie wie eine Aluminiumfolie sein, welche auf der Kontaktfläche zum Dünnglas mit einer adhäsiven Beschichtung versehen ist. Diese Beschichtung kann auch ein Klebstoff sein, welcher eine flächige, auch wiederholbare Ablösbarkeit der Adhäsionsfolie gewährleistet.
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Solch eine adhäsive Beschichtung ist insbesondere ein Butylkautschuk oder Siliconkautschuk, kann beispielsweise aber auch ein Silicongel, Urethankautschuk, Naturkautschuk, Butadienkautschuk, Ethylenpropylenkautschuk, Chloroprenkautschuk, Nitrilkautschuk, Nitrilisoprenkautschuk, Acrylkautschuk, Fluorkautschuk, chlorsulfoniertes Polyethylen, chloriertes Polyethylen oder Epichlorhydrinkautschuk sein.
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Die Adhäsionsfolie kann einseitig auch beschichtet sein mit beispielsweise einer Deckfolie, Pappe, einem nicht adhäsiven Kunststoff, einem Gewebe oder einem Metallfilm. Vor allem die Beschichtung mit einem Gewebe sichert einen stabilen Transport während nachfolgenden Prozessschritten und verhindert eine ungewollte Streckung, Dehnung oder Verformung der adhäsiven Trägerfolie im Transport während der Prozessschritte und erleichtert auch ein späteres Ablösen der Dünnglasscheiben von der Adhäsionsfolie. Die Beschichtung kann auch ein komprimierbares Material wie eine komprimierbare Pappe oder eine Schaumfolie sein, z.B. aus einem Polyolefinschaumstoff, insbesondere einem vernetztem Polyolefinschaumstoff, oder auch eine Schaumfolie aus Polyethylen oder Polyurethan. Hierdurch können besondere Vorteile für die Glassubstratbahn als Rollenmaterial geschaffen werden, indem die Rolle in sich stabil ist gegen seitliches Verschieben und die Dünnglassubstrate in der Rolle vorteilhaft geschützt und gelagert sind. Die Beschichtung kann jeweils eine Abdeckung sein, welche durch die adhäsive Haftkraft der Folie mit ihr verbunden und abziehbar ist, oder eine fest aufgetragene nicht abziehbare Beschichtung.
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Die Dicke einer derart beschichteten Adhäsionsfolie liegt bevorzugt im Bereich kleiner gleich 2 mm, besonders bevorzugt kleiner gleich 1 mm, ganz besonders bevorzugt kleiner gleich 0,5 mm.
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Die Adhäsionsfolie kann die gesamte erste oder zweite Oberfläche der Dünnglaszuschnitte bedecken. Dies bietet den Vorteil, dass die Dünnglaszuschnitte an ihrer gesamten ersten oder an ihrer gesamten zweiten Oberfläche in einem Prozessschritt behandelt werden können. Die Adhäsionsfolie kann aber in einer anderen Ausführungsform auch nur den gesamten Randbereich oder Abschnitte des Randbereichs der ersten und/oder zweiten Oberfläche der Dünnglaszuschnitte bedecken, wie beispielsweise den Randbereich zweier gegenüberliegender Kanten der Dünnglaszuschnitte. Dies bietet den Vorteil, dass die Dünnglaszuschnitte gleichzeitig an ihrer ersten und zweiten Oberfläche in einem Prozessschritt behandelt werden können.
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Die Adhäsionsfolie kann bei jeder Ausführungen jeweils über den Randbereich der ersten und zweiten Oberfläche der Dünnglaszuschnitte senkrecht zur Längsrichtung des Glassubstratbandes überstehen und einen Überstand bilden. Der Überstand kann dabei auch als Transportstreifen dienen, das Glassubstratband mit einer Antriebseinrichtung zu bewegen und/oder zu lenken. Beispielsweise kann mit Hilfe einer oder zwei zusammenwirkender Andruckwalzen, welche auf den Überstand kraftschlüssig eine Antriebs- oder Lenkkraft ausüben, das Glassubstratband angetrieben und bewegt werden. Der Überstand kann auch Ausnehmungen, insbesondere Ausstanzungen aufweisen, in welche formschlüssig die Zähne eines Zahnrads oder Zahnbandes eingreifen und eine Antriebskraft ausüben, durch die das Glassubstratband angetrieben und bewegt wird.
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Der Überstand kann auch eine Codierung aufweisen, welche über welche die Position und Spezifikation des Glassubstratbands bzw. der einzelnen Dünnglaszuschnitte ablesbar ist. Die Codierung kann aber auch senkrecht zur Laufrichtung des Bandes, d.h. quer zum Glassubstratband zwischen auf der Adhäsionsfolie fixierten Dünnglaszuschnitten angebracht sein. Die Codierung kann direkt auf der Adhäsionsfolie angebracht werden, oder es können spezielle Codierungsfelder auf der Adhäsionsfolie angebracht sein, auf welche die Codierung aufgetragen, beispielsweise aufgedruckt wird. Die Codierungsfelder können aufgedruckte oder aufgeklebte Etikettenfelder sein, welche leicht beschriftbar oder bedruckbar sind. Sie können gegebenenfalls auch mit Codierung aufgedruckt oder aufgeklebt werden. Für das Aufkleben kann die Adhäsion der Adhäsionsfolie genutzt werden.
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Das Glassubstratband wird für die Lagerung oder den Transport als Ganzes mäanderförmig geschichtet oder zu einer kompakten Rolle aufgerollt. Die mäanderförmigen Schichtung beinhaltet für die Dünnglaszuschnitte eine schonende Lagerung, da die Zuschnitte keinen Biegekräften, d.h. Zugkräften ausgesetzt werden. Die Rolle hat den Vorteil, dass die nachfolgende Behandlung oder Prozessierung der Dünnglaszuschnitte im Roll-to-Roll Verfahren auf komfortable Weise durchführbar ist und das Glassubstratband hierbei zur exakten Ausrichtung der Dünnglaszuschnitte unter einer gewissen Spannung gehalten werden kann.
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Die Erfindung beinhaltet weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Glassubstratbandes, umfassend die Schritte des Herstellens eines Dünnglasbandes im Down-draw oder Overflow Down-draw Verfahren, das Abtrennen von Dünnglaszuschnitten aus dem Dünnglasband und das Positionieren und Kontaktieren der Dünnglaszuschnitte auf der Adhäsionsfolie.
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Das Dünnglasband wird endlos mit einem Down-draw oder Overflow Down-draw Verfahren in bekannter Weise hergestellt. Vor dem Abtrennen von Dünnglaszuschnitten aus dem Dünnglasband kann dieses noch vorkonfektioniert werden, beispielsweise durch Abtrennen der seitlichen Randabschnitte oder einem Prozess zur Entspannung thermischer Spannungen. Es kann auch auf eine Rolle aufgewickelt werden. Das Abtrennen der Dünnglaszuschnitte aus dem Dünnglasband kann dann direkt von dem Endlosband nach dem Ziehprozess oder von einer Glasrolle erfolgen. Das Abtrennen erfolgt mit bekannten Technologien wie z.B. ein Lasertrennverfahren oder mittels Schneidwerkzeug durch Ritzen und Brechen. Die abgetrennten Dünnglaszuschnitte werden sodann mittels eines Greif- und Positioniergerätes, wie einem Roboterarm, positionsgenau auf die vorbereitete Adhäsionsfolie abgelegt. Die Adhäsionsfolie wird dazu von Rolle von einer Rolle gewickelt und bildet mit einer leichten Vorspannung eine ebene glatte Fläche zur Aufnahme der Dünnglaszuschnitte. Gegebenenfalls kann die Adhäsionsfolie anschließend mit einer Andruckwalze fester mit der Oberfläche der Dünnglaszuschnitte verbunden werden. Die mit den Dünnglaszuschnitten belegte Adhäsionsfolie wird anschließend aufgerollt oder mäanderförmig zusammengelegt.
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Vor der Kontaktierung der Dünnglaszuschnitte mit der Adhäsionsfolie sind diese schmutz-, staub- und fettfrei, was insbesondere direkt nach dem Ziehen des Dünnglases gegeben ist. Vor dem Aufkleben wird die Adhäsionsfolie eben und sauber ausgebreitet, um die Dünnglaszuschnitte vollflächig und ohne Faltenbildung auflegen zu können. Falten in der Folie würden zu unerwünschten Druckbereichen z.B. später im aufgerollten Zustand führen. Ist mit der Adhäsionsfolie ein Trägerpapier verbunden, wird dieses in dem Bereich der Auflage der jeweilig aufzulegenden Dünnglaszuschnitte abgezogen und beispielsweise von einer Rolle aufgenommen.
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Das Kontaktieren der Dünnglaszuschnitte mit der Adhäsionsfolie erfolgt bevorzugt trocken. Sollen die Dünnglaszuschnitte auf der Adhäsionsfolie jedoch ausgerichtet, korrigiert und bei Bedarf auch mehrfach angehoben werden können, erfolgt das Kontaktieren auch nass. Hierbei werden die zu kontaktierenden Oberflächen der Dünnglaszuschnitte und der Adhäsionsfolie gleichmäßig mit einer speziellen Montageflüssigkeit oder mit einer Lösung aus Wasser und einem Spülmittel befeuchtet. Im Anschluss an die Kontaktierung der Dünnglaszuschnitte wird die Adhäsionsfolie Stück für Stück, in der Regel mittels einer oder mehrerer Andruckwalzen angedrückt und Falten, die Luft sowie gegebenenfalls die Flüssigkeit unter der Folie ausgestrichen. Um eine bestmögliche Haftung der Adhäsionsfolie sicherzustellen und die Bildung von Blasen, insbesondere bei Verwendung eines Haftklebers zu vermeiden, liegt die Kontaktierungstemperatur zwischen 5 und 45°C, bevorzugt bei 10°C und 25°C.
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Besonders bei einem Glassubstratband, welches zu einer Rolle aufgerollt wird, wird die neutrale Phase zwischen Zug- und Druckspannung im aufgerollten Zustand in die Haftschicht gelegt. Hierdurch wird einer bleibenden Verbiegung der Dünnglaszuschnitte beim Entrollen des Glassubstratbandes vorgebeugt. Um die neutrale Phase in die Grenzfläche zwischen Dünnglassubstrate und Adhäsionsfolie zu positionieren werden der E-Modul und die Dicke der Adhäsionsfolie und der Dünnglaszuschnitte aufeinander angepasst.
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Die Erfindung beinhaltet weiterhin die Verwendung eines Glassubstratbandes zur Konfektionierung oder Behandlung der ersten und/oder zweiten Oberfläche der Dünnglaszuschnitte in einem Durchlaufverfahren. Der Vorteil ist hier, dass nicht das gesamte Glasband entsprechend behandelt bzw. veredelt werden muss und der Glasabfall beim anschließenden Schneiden teuer und gegebenenfalls auch nicht mehr einschmelzbar ist. Auch entfällt der aufwendige Schneidprozess an einem bis zu 1000 m langen oder längeren Glasband an dieser Stufe der Prozesskette und der Kunde kann direkt mit fertig zugeschnittenen Dünnglasmaßen beliefert werden. Solche Konfektionierung oder Behandlung einer oder beider Oberflächen der Dünnglaszuschnitte sind beispielsweise Schleifen, Läppen, Polieren, Waschen, Bedrucken, ein fotolithographischer Prozess, der Auftrag einer oder mehrerer Beschichtungen wie eine Antireflex-Beschichtung, Easy-to-clean Beschichtung, Antifingerprint Beschichtung, Antiglare Beschichtung, eine elektrisch leitfähige Beschichtung, ein Laminierprozess oder auch die Bestückung beispielsweise mit einem elektronischen Bauteil.
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Folgende nähere Ausführungen und Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben.
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1 zeigt die Ausführung runder (1a) und quadratischer (1b) Dünnglaszuschnitte auf einer Adhäsionsfolie mit ganzflächigem Kontakt einer ersten oder zweiten Dünnglasoberfläche.
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2 zeigt die Ausführung runder (2a) und rechteckiger (2b) Dünnglaszuschnitte auf einer Adhäsionsfolie mit Kontakt des jeweils gesamten Randbereichs einer ersten oder zweiten Dünnglasoberfläche.
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3 zeigt die Ausführung runder (3a) und rechteckiger (3b) Dünnglaszuschnitte auf einer Adhäsionsfolie mit Kontakt zweier gegenüberliegender Randbereiche einer ersten und zweiten Dünnglasoberfläche. 3c und 3d zeigen jeweils Querschnitte der Anordnungen entsprechend 3a und 3b.
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1a zeigt beispielhaft die Ausführung eines Glassubstratbandes 1a mit positionierten und fixierten runden Dünnglaszuschnitten 12 für eine Fertigung von Wafern. Die Dünnglaszuschnitte 12 sind auf einer Adhäsionsfolie 14 mit ganzflächigem Kontakt einer ersten Dünnglasoberfläche 12b fixiert. Die zweite Dünnglasoberfläche 12a liegt frei nach oben und kommt erst beim Aufrollen des Glassubstratbandes 1a in Kontakt mit der Adhäsionsfolie 14, d.h. mit der Oberfläche 14b der Adhäsionsfolie. Die Adhäsionsfolie 14 ist eine coextrudierte Polyethylen-Adhäsionsfolie mit einer Dicke von 110 µm, wie sie beispielsweise von der Fa. Molco Deutschland GmbH, Schwerte unter der Bezeichnung PE-CLING Protect angeboten wird. Die Adhäsionsfolie 14 hat eine Adhäsionsseite 14a mit einer Haftreibungskraft größer 20 N, welche mit der ersten Oberfläche 12b der Dünnglaszuschnitte 12 in Kontakt kommt und eine gegenüberliegende Seite 14b mit einer Haftreibungskraft von 0,5 bis 0,7 N, welche beim Aufrollen oder mäanderförmigen Zusammenlegen des Glassubstratbandes 1a mit der zweiten Oberfläche 12a der Dünnglaszuschnitte 12 in Kontakt kommt.
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1b zeigt entsprechend ein Glassubstratband 1b mit positionierten und fixierten quadratischen Dünnglaszuschnitten 13 für eine Fertigung von Displayscheiben. Die Dünnglaszuschnitte 13 sind auf einem Adhäsionspapier 15 mit ganzflächigem Kontakt einer ersten Dünnglasoberfläche 13b fixiert. Die zweite Dünnglasoberfläche 13a liegt frei nach oben und kommt erst beim Aufrollen des Glassubstratbandes 1b in Kontakt mit der Adhäsionsfolie 15, d.h. mit der Oberfläche 15b der Adhäsionsfolie. Die Adhäsionsfolie 15 ist ein Adhäsionspapier, dass aus einem mit einer Polyethylen-Haftschicht beschichteten Papier besteht, wie es beispielsweise von der Fa. Molco Deutschland GmbH, Schwerte unter der Bezeichnung PE-CLING Papier angeboten wird. Das Adhäsionspapier 15 steht mit seiner beschichteten Seite 15a mit der ersten Oberfläche 13b der Dünnglaszuschnitte 13 in Kontakt. Die gegenüberliegende nicht haftende Seite 15b kommt beim Aufrollen oder mäanderförmigen Zusammenlegen des Glassubstratbandes 1b mit der zweiten Oberfläche 13a der Dünnglaszuschnitte 13 in Kontakt.
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2a zeigt entsprechend wie 1a beispielhaft die Ausführung eines Glassubstratbandes 2a mit positionierten und fixierten runden Dünnglaszuschnitten 22 für eine Fertigung von Wafern. Die Dünnglaszuschnitte 22 sind hier auf einer Adhäsionsfolie 24 mit Kontakt des jeweils gesamten Randbereichs einer ersten Dünnglasoberfläche 22b fixiert. Die zweite Dünnglasoberfläche 22a liegt frei nach oben und kommt erst beim Aufrollen des Glassubstratbandes 2a in Kontakt mit der Adhäsionsfolie 24. Die Adhäsionsfolie 24 ist eine Verbund-Adhäsionsfolie Polyethylen-Adhäsionsfolie aus Polyethylenterephthalat (PET) und Weich-Polyvinylchlorid (Weich-PVC) mit einer Dicke von 290 µm, wie sie beispielsweise von der Fa. Molco Deutschland GmbH, Schwerte unter der Bezeichnung Penstick® Flex angeboten wird. Die Adhäsionsfolie 24 hat eine Haftseite 24a, welche mit der ersten Oberfläche 22b der Dünnglaszuschnitte 22 in Kontakt kommt und eine gegenüberliegende Seite 24b, welche beim Aufrollen oder mäanderförmigen Zusammenlegen des Glassubstratbandes 2a mit der zweiten Oberfläche 22a der Dünnglaszuschnitte 22 in Kontakt kommt. An den beiden von den Dünnglaszuschnitten 22 überstehenden Seitenrändern der Adhäsionsfolie ist jeweils ein Transportstreifen 26 vorgesehen, welcher gegebenenfalls mit einer Trägerfolie verstärkt sein kann. Der Transportstreifen 26 dient der Führung des Glassubstratbandes 2a. Der Transportstreifen kann zur Unterstützung der Führung, je nach Antriebs- und Lenkmechanismus auch, wie dargestellt, mit Ausnehmungen wie Ausstanzungen 27 zum Eingreifen mit einem Zahnrad oder Zahnband versehen sein. Zwischen den Dünnglaszuschnitten 22 sind Codierungsfelder 28 vorgesehen, auf welchen eine Codierung angebracht wird, zur Positionsbestimmung und/oder Kennzeichnung der einzelnen Dünnglaszuschnitte 22 im Produktionsprozess. Die Codierung kann direkt aufgedruckt sein oder es können beschriftbare bzw. bedruckbare Felder, z.B. in Form von Etiketten auf der Adhäsionsfolie dafür angebracht sein.
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2b zeigt entsprechend ein Glassubstratband 2b mit positionierten und fixierten quadratischen Dünnglaszuschnitten 23 für eine Fertigung von Displayscheiben. Die Dünnglaszuschnitte 23 sind auf einer Adhäsionsfolie 25 mit Kontakt des jeweils gesamten Randbereichs einer ersten Dünnglasoberfläche 23b fixiert. Die zweite Dünnglasoberfläche 23a liegt frei nach oben und kommt erst beim Aufrollen des Glassubstratbandes 2b in Kontakt mit der Adhäsionsfolie 25. Die Adhäsionsfolie 25 ist eine Weich-PVC-Adhäsionsfolie mit einer Dicke von 150 µm, wie es beispielsweise von der Fa. Molco Deutschland GmbH, Schwerte unter der Bezeichnung Penstick® Protect angeboten wird. Die Adhäsionsfolie 25 hat eine Haftreibungskraft größer 50 N. Ihre Seite 25a steht mit der ersten Oberfläche 23b der Dünnglaszuschnitte 23 in Kontakt und ihre gegenüberliegende Seite 25b kommt beim Aufrollen oder mäanderförmigen Zusammenlegen des Glassubstratbandes 2b mit der zweiten Oberfläche 23a der Dünnglaszuschnitte 23 in Kontakt. An den beiden von den Dünnglaszuschnitten 22 überstehenden Seitenrändern der Adhäsionsfolie sind jeweils Codierungsfelder 29 vorgesehen, auf welchen eine Codierung angebracht wird, zur Positionsbestimmung und/oder Kennzeichnung der einzelnen Dünnglaszuschnitte 23 im Produktionsprozess. Die Codierung kann direkt aufgedruckt sein oder es können beschriftbare bzw. bedruckbare Felder, z.B. in Form von Etiketten dafür auf der Adhäsionsfolie angebracht sein.
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3a zeigt entsprechend wie 2a beispielhaft die Ausführung eines Glassubstratbandes 3a mit positionierten und fixierten runden Dünnglaszuschnitten 32 für eine Fertigung von Wafern. Die Dünnglaszuschnitte 32 sind hier auf einer Adhäsionsfolie 34 mit Kontakt jeweils zwei sich gegenüberliegender Randbereiche einer ersten Dünnglasoberfläche 32b fixiert. Die zweite Dünnglasoberfläche 32a liegt frei nach oben und der Randbereich kommt erst beim Aufrollen des Glassubstratbandes 3a in Kontakt mit der Adhäsionsfolie 34, d.h. mit der Deckfolie 36, welche den unteren Teil der Adhäsionsfolie 34 bildet. Die Adhäsionsfolie 34 ist eine Weich-Polyvinylchlorid (Weich-PVC)-Adhäsionsfolie mit einer Haftreibungskraft größer 50 N und einer Dicke von 150 µm, wie sie beispielsweise von der Fa. Molco Deutschland GmbH, Schwerte unter der Bezeichnung Penstick® Protect angeboten wird. An der unteren Oberfläche des adhäsiven Weich-PVC-Materials ist eine nicht haftende Deckfolie 36 angebracht mit welcher die Adhäsionsfolie 34 mit der zweiten Oberfläche 32a der Dünnglaszuschnitte beim Aufrollen oder mäanderförmigen Zusammenlegen des Glassubstratbandes 3a in Kontakt kommt. 3c zeigt einen Querschnitt der Anordnung entsprechend 3a.
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3b zeigt entsprechend wie 2b beispielhaft die Ausführung eines Glassubstratbandes 3b mit positionierten und fixierten quadratischen Dünnglaszuschnitten 33 für eine Fertigung von Displayscheiben. Die Dünnglaszuschnitte 33 sind hier auf einer Adhäsionsfolie 35 mit Kontakt jeweils zwei sich gegenüberliegender Randbereiche einer ersten Dünnglasoberfläche 33b und einer zweiten Dünnglasoberfläche 33a fixiert. Hierbei wird entweder eine zweite Adhäsionsfolie (nicht dargestellt) auf die erste Adhäsionsfolie gelegt, sodass die zu fixierenden Randbereiche der Dünnglaszuschnitte zwischen beiden Adhäsionsfolien zu liegen kommen oder, wie hier dargestellt, wird die Adhäsionsfolie 35 vom Rand nach oben umgefaltet und auf den Randbereich der Dünnglasoberfläche 33a nach innen umgelegt, sodass sie mit ihrer Oberfläche 35a die erste Oberfläche 33b und die zweite Oberfläche 33a der Dünnglaszuschnitte fixiert. Die Adhäsionsfolie 35 ist eine Weich-Polyvinylchlorid (Weich-PVC)-Adhäsionsfolie mit einer Dicke von 150 µm, wie sie beispielsweise von der Fa. Molco Deutschland GmbH, Schwerte unter der Bezeichnung Penstick® Protect angeboten wird. Die Adhäsionsfolie 35 ist auf beiden Oberflächen gleich haftend und hat eine Haftreibungskraft größer 50 N. 3d zeigt einen Querschnitt der Anordnung entsprechend 3b.
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Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine Kombination vorstehend beschriebener Merkmale beschränkt ist, sondern dass der Fachmann sämtliche Merkmale der Erfindung, soweit dies sinnvoll ist, beliebig kombinieren oder in Alleinstellung verwenden wird, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste:
1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b | Glassubstratband |
12, 13, 22, 23, 32, 33 | Dünnglaszuschnitte |
12a, 13a, 22a, 23a, 32a, 33a | erste Oberfläche der Dünnglaszuschnitte |
12b, 13b, 22b, 23b, 32b, 33b | zweite Oberfläche der Dünnglaszuschnitte |
14, 15, 24, 25, 34, 35 | Adhäsionsfolie |
14a, 15a, 24a, 25a, 34a, 35a | erste Oberfläche der Adhäsionsfolie |
14b, 15b, 24b, 25b, 34b, 35b | zweite Oberfläche der Adhäsionsfolie |
26 | Transportstreifen |
27 | Ausstanzungen |
28, 29 | Codierungsfeld |
36 | Deckfolie |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 87/06626 [0005]
- US 3089801 [0006]
- US 2011/0171417 [0007]
- US 2011/0023548 [0008]
- WO 02/051757 A2 [0015]
- WO 03/051783 A1 [0015]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 8295 [0022]
- DIN 50 014 [0022]