JP6246346B2 - 支持基板上の薄いガラスの結合物品、その製造方法およびその使用 - Google Patents
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Description
0.1mm未満の厚さを有する薄いガラス基板は、その薄い厚さおよび軽量ゆえに多くの分野、例えば限定されずにOLEDディスプレイ、OLED照明、薄膜電池、PCB/CCL、キャパシタ、電子ペーパー、MEMS/MOEMSにおける潜在的な用途が見出されている。前記の要素または素子の製造の間、薄いガラス基板は一連の後処理、例えば異なる機能層での被覆を経なければならない。
1. 高温不安定性: 一般的な接着剤、例えばアクリル樹脂およびエポキシ樹脂は、200℃の温度まで耐えず、耐熱性シリコーン接着剤ですら250℃の温度に数分耐えられるに過ぎない。高温不安定性は、薄いガラス基板の高温処理性(ポリマー薄膜上の薄いガラス基板についての重要な利点である)を厳しく制限する。
発明者らは、上記の欠点、欠陥、例えば、中間層を用いたまたは用いない、または静電力のみを使用する結合による結合界面における泡および包含物、およびポリマーの低い温度安定性に起因する、ポリマーまたは他の有機接着剤を中間層として用いて支持基板上に一時的に結合されたガラスの限定的な使用、および前記中間層の適用によって引き起こされる表面のゆがみに取り組むための長年の努力の結果、方策を見出した。
第一の表面(1a)と第二の表面(1b)とを有する支持部品(1)を準備すること、
第一の表面(2a)と第二の表面(2b)とを有するフレキシブル基板部品(2)を準備すること、
前記フレキシブル基板部品(2)をローラー(3)上に巻き付けること、および
前記支持部品(1)および/または前記フレキシブル基板部品(2)を帯電させること、
前記ローラーを回転させ且つ動かしながら、静電力およびローラーによって印加される機械的圧力によって、前記支持部品の第一の表面および第二の表面の1つを、前記基板部品の第一の表面および第二の表面の1つに、徐々に結合させること
を含む、結合物品の製造方法が開示される。
第一の表面(1a)と第二の表面(1b)とを有する支持部品(1)、
第一の表面(2a)と第二の表面(2b)とを有するフレキシブル基板部品(2)
からなる物品であって、先述の実施態様のいずれか1つに記載される方法によって、前記支持部品の第一の表面および第二の表面の1つが、前記基板部品の第一の表面および第二の表面の1つに結合されており、
前記基板部品および支持部品は、残留する静電力によって結合されており、
結合された表面の間に肉眼で可視の著しい欠陥が生じず、結合された支持部品とフレキシブル基板部品との合計の厚さが少なくとも0.4mmである、
前記物品も開示される。
薄いガラス基板は、厚さまたは重量を低減することによる電子製品の最小化のために重要である。ガラスの厚さが0.3mm、特に0.1mmに低減されると、従来の加工設定は機能せず、さらには、切断、端部加工、洗浄および被覆を含む処理も困難である。この状況において、薄いガラス基板を固い支持基板に結合し、その際、薄いガラス基板と支持基板との間に静電力によって予め付着を創出することによって前記問題に対処できる。
厚さ0.05mmを有するアルミノホウケイ酸塩の薄いガラス基板AF32を、OLEDディスプレイおよび照明の基板としてはたらくためのITO被覆工程に供する。処理および被覆工程の両方を容易にするために、前記薄いガラス基板を、厚さ0.5mmを有するアルミノホウケイ酸塩ガラスAF32に、「圧力支援静電付着」工程によって結合する。
薄いガラス基板D263Tをカバーおよびいくつかの光学センサの基板として使用し、それは薄いガラス基板上に形成されるべき感受層を必要とする。この例において、厚さ0.05mmを有するD263Tおよび厚さ0.5mmを有する多孔質セラミックの窒化ホウ素がそれぞれ、薄いガラス基板および支持基板として選択された。前記支持基板は、多孔率50〜70%であり、且つ脱着工程を容易にするために、細孔は開放しており且つ互いに接続されている。薄いガラス基板D263Tと多孔質BN支持基板との両方を洗浄した後、後者を静電電圧30kVの下で帯電させる。静電棒と帯電表面との間の距離は5cmであり且つ帯電を10秒間継続する。その後、薄いガラス基板D263Tを、半径100mmを有するローラー上に、ゴムローラー表面上にPET膜を付着することによって巻き付ける。その後、「圧力支援静電付着」を実施し、その際、ローラーが回転し且つ移動している。静電付着とローラーの圧力との相乗効果の下で、薄いガラス基板D263Tが多孔質BN支持基板の表面に徐々に結合され、その間に泡はない。その後、結合された物品を被覆工程に供して、薄いガラス基板D263T上に感受層を形成する。その後、脱着工程を行う。圧縮空気を多孔質BN支持基板中に導入し、従って薄いガラス基板D263Tが支持基板から空圧によって脱着され、その際、薄いガラス基板とその上の機能層との両方が損傷されない。
薄いガラス基板AF32を、スルーホールを有する支持基板AF32に結合する。直径0.5mmを有するそれらの穴は、支持基板AF32上に互いの間が10mmの間隔で均質に分布している。薄いガラス基板と支持基板との両方を洗浄および乾燥した後、後者を静電電圧−30kVの下で帯電させる。静電棒と帯電表面との間の距離は10cmであり且つ帯電を40秒間継続する。その後、薄いガラス基板AF32を、半径100mmを有するローラー上に、該ローラー表面上にアルコールを付着することによって巻き付ける。「圧力支援静電付着」工程の間、ローラーの回転および動きにより薄いガラス基板AF32が穿孔された支持基板のガラスの帯電表面に徐々に結合され、その際、結合界面においていかなる泡もない。その後、結合物品をCVD工程に供して、薄いガラス基板AF32上に伝導性被覆を形成する。その後、脱着工程を行う。剥離力は、穴を介して気体または液体が当たることまたは機械的な作用のいずれかからもたらされ、その際、薄いガラス基板およびその上の機能層の損傷はない。
光学レンズの用途のために、厚さ0.1mmを有する薄いガラス基板D263Tをまず400℃で3時間、化学強化し、その後、後処理、例えば被覆またはリソグラフィーを容易にするために、厚さ0.4mmを有する、より厚いD263Tガラス上に結合する。化学強化された薄いガラス基板と支持基板との両方を洗浄および乾燥した後、支持基板の一方の表面を、静電発電機によって静電圧20kVの下で帯電させる。静電棒と帯電表面との間の距離は8cmであり且つ帯電は50秒間継続する。その後、化学強化された薄いガラス基板を、低い粘着性を有する接着剤によって装置上に巻き付け、且つ該装置は曲率半径40cmを有するアーチ形の表面を有する。その後、「圧力支援静電付着」を実施する。装置を回転させて、化学強化された薄いガラス基板を、静電付着と動いている装置からの圧力との相乗効果の下で支持基板の帯電表面上に徐々に結合させる。最終的な結合物品の結合界面において、欠陥は認められない。光学膜で被覆した後、化学強化された薄いガラス基板を支持基板からテープを15Nの力で1つの角から引っ張ることによって剥がし取る。このようにして、光学レンズ用の化学強化され且つ被覆された薄いガラスカバーが得られる。
通常の静電付着と本発明の「圧力支援静電付着」との比較を図11に例示する。薄いガラス基板AF32を支持基板AF32に、通常の静電付着によって結合すると、図11aに示されるとおり、結合界面において気泡の形成が生じる。通常、ダストの存在は気泡の形成を引き起こし得る。しかしながら、清浄な環境下でも、通常の静電付着によって、内側にダストを有さない気泡がまだ形成され得る。薄いガラス基板の表面ゆらぎが泡の形成の原因となっているはずである。光学顕微鏡で観察されるとおり、図11aに示すように、泡の内部にダストが見られないにもかかわらず、泡の存在に起因して、結合物品内で界面のパターンが生成される。これと比べて、無欠陥の結合物品は、静電付着と外部圧力との相乗効果により空気が結合界面の外に絞り出されることを確実にする「圧力支援静電付着」工程によって達成できる。1つの例は図11bに示される。反射または透過光の下で、特許請求される独自の方法によって製造された結合物品内に泡が存在しないことが明らかになる。さらには、圧力の印加方法は非常に重要であり、且つ固い結合のみが結合の間の泡の形成を回避できる。これがまさに本発明のいわゆる「圧力支援静電付着」によって奏される技術的な効果である。
Claims (13)
- 結合物品の製造方法であって、
第一の表面(1a)と第二の表面(1b)とを有する支持部品(1)を準備すること、
第一の表面(2a)と第二の表面(2b)とを有するフレキシブル基板部品(2)を準備すること、
前記フレキシブル基板部品(2)をローラー(3)または曲がった表面を有する装置上に巻き付けること、
前記支持部品(1)および/またはフレキシブル基板部品(2)を帯電させること、および
前記ローラー(3)または曲がった表面を有する装置を回転させ且つ移動させながら、静電力と、ローラーまたは曲がった表面を有する装置によって印加される機械的圧力との両方によって、前記支持部品の第一の表面および第二の表面の1つを、前記フレキシブル基板部品の第一の表面および第二の表面の1つに、徐々に結合させること
を含み、前記フレキシブル基板部品がガラス、ガラスセラミックまたはセラミックである、前記方法。 - 前記支持部品および前記基板部品の少なくとも1つの表面を静電帯電させる、請求項1に記載の方法。
- 静電荷が、極性のある電圧を印加することによって生成される、請求項1または2に記載の方法。
- 少なくとも±5kV且つ±100kV以下の電圧を印加する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 静電棒と支持基板の結合表面との間の距離が20cm未満、10cm未満、5cm未満または1cm未満である、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- 帯電時間が1分未満、30秒未満、20秒未満または10秒未満の時間の間、継続する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記機械的圧力が0.1MPa以上且つ10MPa以下である、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記機械的圧力が0.05rps〜5rpsの速度で印加される、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記機械的圧力が少なくとも1つのローラーを使用するロール工程によって印加される、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも前記ローラーの表面が金属、プラスチックまたはゴムで構成される、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板部品がローラーまたは曲がった表面を有する装置の表面上に、水、アルコール、有機膜、または低粘着性を有する接着剤によって巻き付けられる、請求項1から10までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記支持基板が、それらの上にスルーホールまたは細孔を備えている、または備えていない、請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法。
- ローラーの回転およびフレキシブル基板部品または支持部品のいずれかの動きから生成される外部圧力によって結合を実施する、請求項1から12までのいずれか1項に記載の方法。
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