KR20140088906A - 광-전 전면 기판 - Google Patents

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KR20140088906A
KR20140088906A KR1020147015394A KR20147015394A KR20140088906A KR 20140088906 A KR20140088906 A KR 20140088906A KR 1020147015394 A KR1020147015394 A KR 1020147015394A KR 20147015394 A KR20147015394 A KR 20147015394A KR 20140088906 A KR20140088906 A KR 20140088906A
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glass substrate
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KR1020147015394A
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신 매튜 가르너
밍？ 헤
웬델 포터 윅스
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

전면판 제품은 알칼리 이주 (alkali migration)에 민감할 수 있는 광-전 소자, 및 플렉시블 유리와 함께 적층 유리 기판, 예를 들어, 이온-교환된 유리 기판을 활용하여 형성되고, 상기 제품을 제조하는 방법과 함께 기재된다.

Description

광-전 전면 기판 {Opto-electronic frontplane substrate}
본 출원은 2011년 11월 8일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/556934호의 우선권을 주장하는, 2012년 10월 25일자에 출원된 미국 특허출원 제13/660494호의 우선권을 주장하고, 상기 출원의 전체적인 내용은 참조로서 본 발명에 모두 포함된다.
본 개시는 적층 구조를 사용한 광-전 소자 (opto-electronic devices) 및 특히 플렉시블 유리층 또는 중합체 층을 갖는 전면 기판 (frontplane substrates)으로서 강화 유리 (strengthened glass)를 사용한 광-전 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
현재 얇고, 경량, 및 기계적 내구성이 있는 디스플레이 및 유사 장치를 제조하는데 관심이 있다. 현재의 접근법은 개별적으로 제조된 디스플레이를 보호하기 위해 강화유리 커버를 사용하는 데 있다. 이러한 최근 접근법은 다중 기판을 사용하고, 상대적으로 두꺼운 패킹 소자를 결과한다. 최근 현존하는 것보다 더 얇고, 더 가벼우며, 더욱 내구성 있는 장치를 달성하기 위한 디스플레이와 강화 커버의 통합에 관심이 있다. 또한 기계적으로 신뢰가 있는 등각 또는 비-평면 디스플레이를 달성하는데 관심이 있다.
지금까지 더 얇은 장치를 제조하는데 사용된 다른 접근법은 디스플레이 또는 다른 장치 패널을 제작하는 단계 및 두께를 화학적으로 에칭시키는 단계를 포함한다. 상기 강화 커버는 그 다음 상기 디스플레이에 근접하거나 또는 직접적으로 접합된 틀에 부착된다. 만약 직접 접합이 일어난다면, 장치 포장 단계에서 수행되고, 패널 제작의 일부는 아니다.
이것은 강화 유리 기판을 사용하여 기계적 내구성 전자 장치 전면판 (frontplane)을 생성하는데 유리할 수 있다.
기판으로서 기계적으로 강화된 이온-교환된 유리 및 활성 전자 장치를 제작하기 위한 배리어를 위한 유연한 얇은 유리의 층은 2011년 5월 6일에 출원된 공동 소유의 미국 가 특허 출원 제61/483,205호에 기재되어 있다. 알칼리-없는 플렉시블 유리는 또한 액정 디스플레이 (LCD)용 색상 필터로서 일반적으로 작용하는 전면판으로서 사용될 수 있기 때문에, 본 발명자들은 앞유리로서 이온-교환된 유리와 같은 기계적으로 내구성 있는 유리에 대해 상기 플렉시블 유리를 적층시키는 것이 기계적으로 강한 앞 커버 및 알칼리 없는 더 얇고, 경량의 유리 표면 모두를 발생할 수 있는 것으로 믿는다.
반대로, 본 개시는 강화 커버가 패널 제작 공정의 일부로서 장치 구조에 직접적으로 통합된다는 점에서 이전 접근법과는 다르다. 패널 제작의 일부로서 상기 강화유리를 통합시켜, 더 얇고, 더 가벼우며, 더욱 내구성 있는 장치는 달성될 수 있다. 또한, 이러한 접근법은 등각 디스펠레이를 제작하기 위한 좀더 효과적인 공정을 생성한다.
본 개시는 디스플레이 전면판에 강화된 커버를 통합하는 장치 설계에 관한 것이다. 구체적으로, 구현 예는 강화 커버에 접합된 플렉시블 유리 전면판 및 상기 강화 커버 상에 직접적으로 제작된 전면판에 대한 개념을 포함한다. 이러한 장치 구성 및 상기 장치의 제조방법은 이전에 보고된 바 없다.
구현 예는 하나 이상의 다음과 같은 장점을 제공할 수 있다: 기계적 신뢰도 - 상기 커버 유리에 직접 상기 전면판을 통합시켜, 더 높은 수준의 기계적 신뢰도가 달성된다. 평평한 전면판의 직접 접합은 디스플레이 및 터치 패널에서 미리 일어난다. 하나의 구현 예에 있어서, 상기 전면판은 상기 패널 어셈블리 또는 제작 공정의 일부로서 커버 유리에 직접 접합된다: 공정 능력 (processing capability) - 플렉시블 유리 전면 기판을 커버 유리에 통합시켜, 부가적인 공정 선택은 달성된다. 상기 플렉시블 유리는 롤-대-롤 또는 다른 공정에 대해 최적화될 수 있고, 그 다음 제작이 완성된 후 상기 커버 유리에 적층될 수 있다. 이러한 접근법은 롤-대-롤 가공이 유리한 경우 이를 활용한다. 이것은 비-평면 커버 유리에 완전히 또는 부분적으로 제작된 플렉시블 유리 전면판의 접합을 허용한다. 이것은 또한 유리 커버에 접합된 플렉시블 유리의 시트 가공을 하는 것이 장점인 경우 이를 활용한다; 더 얇고 및 더 경량 - 상기 커버 유리 및 전면판을 통합시켜, 더 얇고, 더 경량인 장치는 달성되고; 및/또는 이러한 접근법은 불필요한 장치의 두께 및/또는 중량을 제거시킬 수 있다.
하나의 구현 예는 제1 표면 제2 표면을 갖는 유리 기판, 및 30 cm 이상의 반경의 굽힘 능력 및 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 플렉시블 유리층을 포함하는 광-전 소자용 전면 기판이고, 여기서 상기 플렉시블 유리층의 제1 표면은 상기 유리 기판의 제2 표면에 인접한다.
또 다른 구현 예는 제1 표면 제2 표면을 갖는 유리 기판을 제공하는 단계 및 30 cm 이상의 반경의 굽힘 능력 및 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 풀러시블 유리층을 적용하는 단계를 포함하는 방법이고, 여기서 상기 플렉시블 유리층의 제1 표면은 상기 유리 기판의 제2 표면에 인접한다.
본 발명의 부가적인 특성 및 장점은 하기의 상세한 설명에서 더욱 설명될 것이고, 부분적으로는 하기의 상세한 설명, 청구항, 및 첨부된 도면을 포함하는, 본 발명에 기재된 바와 같이 본 발명을 실행하여 인지되거나 또는 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 쉽게 명백해 질 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 본 발명의 구현 예들을 제공하며, 청구된 바와 같은 본 발명의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.
첨부하는 도면은 본 발명의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 다양한 구현 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 작동을 좀더 구체적으로 설명한다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 또는 단독으로 다음의 상세한 설명으로부터 이해될 수 있다.
도 1은 하나의 구현 예에 따른 전면 기판의 예시이다.
도 2는 하나의 구현 예에 따른 전면 기판의 예시이다.
도 3은 다양한 두께에서 대표적인 이온-교환된 유리 기판의 링-온-링 하중 손상 (ring on ring load failures)을 나타내는 그래프이다.
참조는 다양한 구현 예에 대해 상세하게 만들어질 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "기판"은 장치의 구성에 의존하여 기판 또는 상판 (superstrate)를 설명하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 만약, 예를 들어, 광전지 셀 (photovoltaic cell)에 어셈블된 경우, 상기 기판은 상판이고, 이것은 광전지 셀의 광 입사면 상에 있다. 상기 상판은 태양 스펙트럼의 적절한 파장의 투과를 허용하는 반면 환경적 분해 및 충격으로부터 광전지 물질에 대한 보호를 제공할 수 있다. 또한, 다중 광전지 셀은 광전지 모듈로 배열될 수 있다. 광전지 소자 (Photovoltaic device)는 전지, 모듈, 또는 모두를 표현할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 상기 용어 "인접한"은 아주 근접하게 있는 것으로 정의될 수 있다. 인접한 구조는 서로 물리적으로 접촉하고 있거나 또는 있지 않을 수 있다. 인접한 구조는 그들 사이에 배치된 다른 층들 및/또는 구조를 가질 수 있다. 상기 인접한 층은 하나 또는 하나 이상의 공기 갭을 포함하는 층들에 의해 분리될 수 있다.
구현 예는 강화 커버 유리에 접합되거나 또는 제작된 장치 전면판을 포함한다. 상기 전면판은 플렉시블 유리 기판상에 제작될 수 있고, 그 다음 상기 커버 유리에 접합되거나 또는 상기 전면판은 상기 커버유리 자체에 직접적으로 제작될 수 있다.
상기 전면판은 전자종이 (e-paper)용 전면판과 같은 구조를 포함할 수 있다. 이것은 전기영동 (electrophoretic) 또는 전기변색 (electrochromic) 전면판을 포함할 수 있다. 상기 전면판은 터치 센서 기판뿐만 아니라 액정 또는 전자 종이 디스플레이용 색상 필터 전면판을 또한 포함할 수 있다. 상기 전면판은 또한 광전지 소자 전면판을 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 장치 전면판은 반도체 요소가 형성되지 않으며, 일반적으로 후판 (backplane)과 대립하는 기판이다.
상기 강화 커버 유리는 이온-교환 또는 다른 강화 기판을 포함할 수 있다. 이러한 예는 Gorilla® 유리 및 FIT 기판을 포함한다.
상기 플렉시블 유리 기판은 보호성 코팅과 함께 또는 없는 <300um 두께의 유리 기판을 포함할 수 있다. 전면판 제작과 호환가능한 플렉시블 유리 기판의 예로는 융합 인발 Eagle XG® (코닝사의 등록 상표), 재인발 Eagle XG® 및 슬롯 인발 0211을 포함한다. 전면판 제작을 위하여, 상기 플렉시블 유리는 분리 시트 (discrete sheet)로서 또는 스풀 유리 (spooled glass)의 롤로서 사용될 수 있다. 상기 스풀 플렉시블 유리는 충분한 롤-대-롤 공정에서 전면판을 제작할 수 있는 능력을 제공한다. 롤-대-롤 전면판 제작 후, 상기 분리 장치 전면판은 개별적 커버 유리 기판에 단수화 (singulated) 및 접합될 수 있다. 이것은 롤-대-롤 공정이 유리한 경우 이의 사용을 허용하고, 상기 플렉시블 유리의 사용은 시트계 공정이 요구된 경우 상기 커버 유리에 접합된다. 예를 들어, 상기 커버 유리는, 만약 특별한 시트 계 가공이 특정 포인트 후에 요구된다면, 플렉시블 유리에 가공 캐리어로서 작용할 수 있다. 상기 플렉시블 유리 상에 장치의 제작은 또한 비-평면 강화 커버 유리 기판에 접합을 허용한다. 곡면 또는 비-평면 커버 유리에 직접적인 장치 제작은 공정의 관점에서 실현 가능하지 않다. 도 2에서 나타낸 바와 같이, 플렉시블 유리 상에 먼저 전면판 제작 및 그 다음 곡면 커버 유리에 접합은 가능하다.
또 다른 기록으로서, 본 개시는 등각 디스플레이의 어셈블리에 대한 하나의 접근을 가능하게 한다. 만약 장치가 평면 상태에 어셈블리된다면, 특정 양의 변형은 상기 장치가 제공된 반경까지 굽는 경우 일어날 수 있다. 이러한 유도된 변형은 장치 성능에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 만약 LCD가 평면 및 그 다음 굽게 어셈블리된다면, 다른 층의 액정에서 최종 변형은 변형 또는 저품질 화상을 나타낼 수 있다. 본 개시에 따라, 상기 전면판은 먼저 제작될 수 있고, 그 다음 곡면 커버 유리에 접합된다. 그 다음 상기 후판은 상기 전면판에 어셈블리될 수 있다. 이러한 순서로 상기 장치를 제조하여, 상기 전면판 및 후판를 접합시키는 접착제 및 다른 물질은 굽어진 경우 응력 없는 상태에 있다.
도 1에 나타낸 바와 같은, 하나의 구현 예는 제1 표면 (12) 및 제2 표면 (14)를 갖는 유리 기판 (10), 및 3 cm 이상의 반경의 굽힘 능력 및 제1 표면 (18) 및 제2 표면 (20)을 갖는 플렉시블 유리층 (16)을 포함하는 광-전 소자용 전면 기판 (100)이고, 여기서 상기 플렉시블 유리층 (16)의 제1 표면 (18)은 유리 기판 (10)의 제2 표면 (14)에 인접해 있다. 도 1에 나타낸 바와 같은 하나의 구현 예에 있어서, 광-전 소자 (22)는 상기 플렉시블 유리층 (16)의 제2 표면에 인접해 있다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 플렉시블 유리층은 상기 유리 기판에 배치되고, 예를 들어, 상기 플렉시블 유리층은 상기 유리 기판과 물리적으로 접촉하고 있다. 하나의 구현 예에 있어서, 플렉시블 유리층은 알칼리-없는 유리이다. 알칼리-없는 유리는, 예를 들어, 0.05 중량 퍼센트 이하의 알칼리 함량, 예를 들어, 0 중량 퍼센트 알칼리를 갖는, 의도적으로 첨가된 알칼리가 없을 수 있다. 상기 플렉시블 유리층은 유리 시트의 형태일 수 있다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 플렉시블 유리층 또는 시트는 광학적으로 투명하다. 상기 플렉시블 유리층은 광학적으로 맑거나 또는 광학적으로 맑고 및 광학적으로 투명할 수 있다. 광학적으로 맑다는 것은 맨눈으로 볼 수 있는 색상이 없는 것을 의미할 수 있다.
상기 플렉시블 유리층은 알칼리-없는 유리 조성물로부터 제조될 수 있고, <300um의 두께로 인발될 수 있다. 예를 들어, 상기 플렉시블 유리는 300um 이하, 예를 들어, 200um 이하, 예를 들어, 100um 이하, 예를 들어, 50um 이하의 평균 두께를 가질 수 있다. 하나의 구현 예에 있어서, 상기 플렉시블 유리층은 150um 이하의 평균 두께를 갖는다. 상기 플렉시블 유리는 이의 표면상에 광-전 소자의 제작을 가능하게 하기 위한 통상적 융합 인발 액정 디스플레이 (LCD) 기판의 표면 품질 및 치수 공차 (dimensional tolerance)를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 플렉시블 유리는 30 cm 이상, 예를 들어, 25 cm 이상, 예를 들어, 20 cm 이상, 예를 들어, 15 cm 이상, 예를 들어, 10 cm 이상, 예를 들어, 5 cm 이상, 예를 들어, 3 cm 이상, 또는 1 cm 이상의 최소 굽힘 반경 (bend radius)을 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 플렉시블 유리는 30 cm 내지 1 cm, 예를 들어, 25 cm 내지 1 cm, 예를 들어, 20 cm 내지 1 cm, 예를 들어, 15 cm 내지 1 cm, 예를 들어, 10 cm 내지 1 cm, 예를 들어, 5 cm 내지 1 cm, 예를 들어, 3 cm 내지 1 cm의 최소 굽힘 반경을 가능하게 한다. 본 명세서에 기재된 굽힘 반경 범위는 상기 유리에서 점점 더 급격한 굽힘 쪽으로 지양하고, 여기서 10 cm는 30 cm보다 더 작고 더 급격한 굽힘이다. 0 cm 굽힘 반경은 굽힘 없는 유리를 나타낸다. 상기 플렉시블 유리는 균열, 파괴, 및/또는 파단이 없는 최소 굽힘 반경일 수 있다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 장치는 플렉시블 유리층에 배치되고, 예를 들어, 상기 장치는 플렉시블 유리층과 물리적으로 접촉하고 있다.
또 다른 구현 예에 있어서, 상기 장치는 플렉시블 유리층과 떨어져 이격된다. 상기 장치 및 플렉시블 유리층, 예를 들어, 중합체 층, 접착층 사이의 공간 내의 다중 층일 수 있고, 상기 공간은 공기, 및/또는 색상 필터층 또는 영역을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된, 하나의 구현 예에 따른, 전면 기판은, 상기 플렉시블 유리층 (16) 및 유리 기판 (10) 사이에 배치된 선택적 접합층 (bonding layer) (24)을 더욱 포함한다. 하나의 구현 예에 있어서, 상기 접합층은 라미네이트층 (laminate layer)이고, 상기 플렉시블 유리층은 상기 유리 기판에 적층된다. 이러한 라미네이트 층은 유기 또는 비-유기 접착 필름일 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 접합층 (24)은 광 또는 열 경화 접착층일 수 있다. 압력 민감 접착제, 광경화가능한 유기 접착제, 실리콘 필름 및 열 경화 접착제, 프릿과 같은 무기층은 접합층 (24)의 예이다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 유리 기판은 유리 시트의 형태이다. 하나의 구현 예에 있어서, 상기 유리 기판은 적어도 20 kgf의 비커스 균열 발생 임계값 (Vickers initiation cracking threshold)을 갖는 강화 유리를 포함한다. 상기 유리 기판은 이온-교환된 유리일 수 있다. 상기 유리 기판은 평면 또는 비-평면 일 수 있고, 예를 들어, 상기 유리 기판은 단일 또는 변화가능한 반경으로 곡선화될 수 있다.
몇몇 구현 예에 따르면, 상기 유리 기판은 4.0mm 이하, 예를 들어, 3.5mm 이하, 예를 들어, 3.2mm 이하, 예를 들어, 3.0mm 이하, 예를 들어, 2.5mm 이하, 예를 들어, 2.0mm 이하, 예를 들어, 1.9mm 이하, 예를 들어, 1.8mm 이하, 예를 들어, 1.5mm 이하, 예를 들어, 1.1mm 이하, 예를 들어, 0.5mm 내지 2.0mm, 예를 들어, 0.5mm 내지 1.1mm, 예를 들어, 0.7mm 내지 1.1mm의 두께를 갖는다. 비록 이들이 대표적인 두께일지라도, 상기 유리 기판은 0.1mm로부터 4.0mm까지의 범위에서 소수자리를 포함하는 어떤 수 값의 두께를 가질 수 있다.
하나의 구현 예에 있어서, 기능층 (functional layer)은 상기 유리 기판의 제1 표면에 배치된다. 상기 기능층은 방현층 (anti-glare layer), 방오층 (anti-smudge layer), 자가-세정층 (self-cleaning layer), 반사-방지층 (anti-reflection layer), 내-지문층 (anti-fingerprint layer), 광학 산란층 (optically scattering layer), 및 이의 조합으로부터 선택될 수 있다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 강화 유리 기판은 유리 시트의 형태이다. 상기 강화 유리 기판은 이온-교환된 유리일 수 있다. 상기 강화 유리 기판은 평면 또는 비-평면일 수 있고, 예를 들어, 상기 강화 유리 기판은 단일 또는 변화가능한 반경으로 곡선화될 수 있다. 도 2에서 나타낸 바와 같이, 상기 플렉시블 유리 기판 (16)은 곡면 강화 유리 기판 (10)의 오목면 (concave surface)에 접합될 수 있다. 도시되지 않은 선택적 실시 예는 상기 플렉시블 유리 기판 (16)이 또한 곡면 강화 유리 기판 (10)의 볼록면 (convex surface)에 접합될 수 있는 것이다.
높은 수준의 내손상이 바람직한 전자 장치 및 다른 영역들과 같은 적용에 사용하기 위해 설계된 유리는 열적 수단 (예를 들어, 열 강화) 또는 화학적 수단에 의해 빈번하게 강화된다. 이온-교환은 이러한 적용들에 대해 화학적으로 강화된 유리 제품에 광범위하게 사용된다. 이러한 공정에 있어서, 제1 금속 이온 (예를 들어, Li2O, Na2O, 등에서 알칼리 양이온)을 함유하는 유리 제품은 상기 유리에 존재하는 제1 금속 이온보다 더 크거나 또는 더 작은 제2 금속 이온을 함유하는 이온-교환 욕 또는 매체와 접촉되거나 또는 적어도 부분적으로 침지된다. 상기 제1 금속 이온은 상기 유리 표면으로부터 상기 이온-교환 욕/매체로 확산하는 동안, 상기 이온-교환 욕/매체로부터의 제2 금속 이온은 상기 유리 표면 하부의 층의 깊이로 상기 유리에서 제1 금속 이온을 대체한다. 상기 유리에서 더 작은 이온에 대해 더 큰 이온으로의 치환은 상기 유리 표면에서 압축 응력을 생성하고, 반면, 상기 유리에서 더 큰 이온에 대해 더 작은 이온으로의 치환은 통상적으로 상기 유리 표면에 인장 응력을 생성한다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 제1 금속 이온 및 제2 금속 이온은 일가 알칼리 금속 이온이다. 그러나, Ag+, Tl+, Cu+, 및 이와 유사한 다른 일가 금속이온은 또한 이온-교환 공정에서 사용될 수 있다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 유리 기판은 소다 라임 유리 (soda lime glass), 알루미노보로실리케이트 (aluminoborosilicate), 알칼리알루미노보로실리케이트, 알루미노실리케이트, 또는 알칼리알루미노실리케이트이다. 하나의 구현 예에 있어서, 상기 유리 기판은 강화 유리 기판이다. 하나의 구현 예에 있어서, 상기 강화 유리 기판은 이온-교환된 유리 기판이다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 유리 기판은 강화 유리를 포함하고, 여기서 상기 유리는 상기 유리 표면으로부터 적어도 20 ㎛의 층의 깊이로 이온-교환된다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 이온-교환에 의해 화학적으로 강화된 경우, 본 명세서에 기재된 강화 유리 기판은, 적어도 약 5 kgf (kilogram force), 몇몇 구현 예에 있어서, 적어도 약 10 kgf, 몇몇 구현 예에 있어서 및, 다른 구현 예에 있어서, 적어도 약 20 kgf, 예를 들어, 적어도 약 30 kgf의 비커스 균열 발생 임계값를 나타낸다. 도 3은 다양한 두께에서 대표적인 이온-교환 유리 기판, 예를 들어, Gorilla® 유리의 링 온 링 하중 손상을 나타내는 그래프이다.
하나의 구현 예에 있어서, 기능층은 강화 유리 기판의 제1 표면상에 배치된다. 상기 기능층은 방현층, 방오층, 자가-세정층, 반사-방지층, 내-지문층, 분열-방지층 (anti-splintering layer), 광학 산란층, 및 이의 조합로부터 선택될 수 있다.
또 다른 구현 예는 제1 표면 제2 표면을 갖는 유리 기판을 제공하는 단계, 및 3 cm 이상의 반경의 굽힘 능력 및 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 플렉시블 유리층을 적용하는 단계를 포함하는 방법이고, 여기서 상기 플렉시블 유리층의 제1 표면은 상기 유리 기판의 제2 표면에 인접해 있다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 방법은 플렉시블 유리층의 제2 표면에 인접한 광-전 소자를 형성시키는 단계를 더욱 포함한다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 방법은 이온-교환 유리 시트 상에 플렉시블 유리 시트의 매우 얇은 층을 적용하는 단계를 포함한다. 알칼리-없는 플렉시블 유리 시트는 유기 접착제 또는 유리-유리 접합 공정, 예를 들어, 롤-대-롤 방법으로 접합될 수 있다. 실질적으로 알칼리-없는 플렉시블 유리 시트는 이온-교환된 유리 시트로부터 알칼리 이온의 이주를 효과적으로 차단할 수 있다. 상기 광-전 소자는, 하나의 구현 예에 따르면, 상기 플렉시블 유리 시트가 이온-교환된 유리 시트에 접합된 후 플렉시블 유리 시트상에 제작될 수 있다.
중합체 층은 이온-교환된 유리에 플렉시블 유리를 접합하는데 사용될 수 있고, 용액 가공 방법에 의해 증착될 수 있다. 상기 중합체는 열 경화 (가교) 또는 광 경화 (가교)될 수 있다.
상기 플렉시블 유리층 또는 중합체 층이 상기 유리 기판에 적용된 후, 광-전 소자 또는 색상 필터, 접착층 및/또는 중합체 층과 같은, 다른 중간층은 상기 플렉시블 유리층의 제2 표면 또는 중합체 층 상에 제작될 수 있다. 예를 들어, 유기 TFT 장치는 플렉시블 유리층 또는 중합체 층을 포함하는 이온-교환된 유리 기판을 포함할 수 있다. 이러한 층들은 다른 순서로 포개질 수 있고, 공기 갭에 의해 분리될 수 있다. 또 다른 접근에 있어서, 상기 광-전 소자는 이온-교환된 유리 기판에 상기 플렉시블 유리층을 적층시키기 전에 알칼리-없는 플렉시블 유리층 상에 제작될 수 있다. 이것은 전면판 제작 동안 사용되는 호환가능한 플렉시블 유리를 가공하는 것을 허용한다. 그 다음 상기 이온-교환된 유리에 이를 접합시키는 것은 기계적으로 내구성있는 스택 (stack)을 생산한다.
이전에 언급된 바와 같이, 플렉시블 유리 기판은 복합 구조를 생산하기 위해 기계적으로 내구성 있는 이온-교환된 유리 기판에 접합될 수 있다. 이러한 복합 구조는 고품질 광-전 소자 제작 및 성능을 위한 알칼리-없는 플렉시블 유리 표면을 제공한다. 이것은 또한 상기 이온-교환된 유리의 높은 기계적 내구성을 제공한다.
상기 플렉시블 유리층은 알칼리-없는 유리 조성물로부터 제조될 수 있고, <300um의 두께로 인발될 수 있다. 예를 들어, 상기 플렉시블 유리는 300um 이하, 예를 들어, 200um 이하, 예를 들어, 100um 이하, 예를 들어, 50um 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 플렉시블 유리는 이의 표면상에 또는 근처에 고성능 광-전 소자의 제작을 가능하도록 통상적 융합 인발 LCD 기판의 치수 공차 및 표면 품질을 가질 수 있다.
상기 이온-교환된 유리 기판은 <1.5mm 두께를 가질 수 있고, Gorilla® 유리 및 전체 통합 터치 (FIT) 생산 기판의 통상적인 것과 유사한 기계적 내구성 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 이것은 최종 크기로 선-절단된 장치 기판상에 전면판 제작을 가능하게 하는 압축층을 가질 수 있거나, 또는 이것은 대략 1m x 1m 이상의 크기의 기판상에 전면판 제작 또는 최종 형상으로 실질적으로 절단된 유사한 기판을 가능하게 할 수 있다.
상기 플렉시블 유리는 적층 또는 다른 접합 방법을 통해 상기 이온-교환된 유리의 표면에 접합될 수 있다. 상기 플렉시블 유리는 이온-교환된 유리와 동일한 크기를 가질 수 있거나, 또는 상기 플렉시블 유리는 훨씬 더 작을 수 있으며, 상기 이온-교환된 유리 표면을 가로질러 접합된 몇 가지 분리 플렉시블 유리 조각을 가능하게 할 수 있다. 저온 공정과 호환가능하도록, 상기 플렉시블 유리는, 예를 들어, 실리콘 또는 아크릴레이트 접착제로부터 제조된 압력 민감 접착제 (PSA)을 사용하여 접합될 수 있다. 통상적 PSA 필름은 12.5 내지 50um 두께의 범위이다. 상기 플렉시블 유리는 상기 플렉시블 유리 또는 이온-교환된 유리에 적용된 경화가능한 접착제의 사용에 의해 접합될 수 있다. 이러한 접착은 또한 열적 또는 UV (광) 경화될 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 광-전 소자는 상기 이온-교환된 유리 기판에 접합되기 전 또는 후에 상기 플렉시블 유리 상에 제작될 수 있다. 만약 상기 광-전 소자가 접합 전에 제작된다면, 상기 소자는 배치, 연속적 시트-공급, 또는 롤-대-롤 방법과 같은 기술분야에서 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 이들 방법들은 중합체 필름과 비교하여 플렉시블 유리의 치수 안정성의 장점을 취한다.
상기 장치가 전체적으로 또는 부분적으로 제작된 후, 레이저 절단과 같은 고강도 절단 방법은, 만약 필요하다면, 개별적 장치 기판을 단수화하는데 사용될 수 있다. 이것은 고강도 표면 및 가장자리 모두에 대해 기계적으로 내구성 있는 장치 전면판을 가능하게 한다.
본 명세서에 기재된 구현 예는 하나 이상의 다음의 장점을 제공할 수 있다: 강화유리, 예를 들어, 이온-교환된 유리 기판상에 광-전 소자를 제작하기 위한 실현 가능한 방법을 제공하고, 디스플레이 후판용으로 적절한 기판으로 강화 유리, 예를 들어, 이온-교환된 유리의 사용을 촉진하고; 상기 유리의 우수한 압축 강도를 변화시키지 않고, 강화 유리, 예를 들어, 이온-교환된 유리 상에 전자 장치의 제작을 허용하고; 및/또는 상기 전자 장치로 이온-교환된 유리 상의 이온의 이주를 최소화하는데 용이한 방법을 제공한다.
당업자들에게 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 만들어 질 수 있음은 자명하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 범주 및 이들의 균등물 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
10: 유리 기판 12, 18: 제1 표면
14, 20: 제2 표면 16: 플렉시블 유리층
22: 광-전 소자 24: 접합층
100: 전면 기판

Claims (25)

  1. 제1 표면 제2 표면을 갖는 유리 기판; 및
    30 cm 이상의 반경의 굽힘 능력 및 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 플렉시블 유리층을 포함하며, 여기서 상기 플렉시블 유리층의 제1 표면은 상기 유리 기판의 제2 표면에 인접한 광-전 소자용 전면 기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층에 인접한 광-전 소자를 더욱 포함하는 광-전 소자용 전면 기판.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 소자는 상기 플렉시블 유리층에 배치된 광-전 소자용 전면 기판.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 소자는 하나 이상의 층들에 의해 상기 플렉시블 유리층으로부터 이격된 광-전 소자용 전면 기판.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하나 이상의 층들은 공기, 중합체 층, 또는 접착층을 포함하는 광-전 소자용 전면 기판.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 소자는 광전지 소자, 박-막 트랜지스터, 다이오드, 터치-스크린 장치, 전기영동 장치, 전기변색 소자, 및 표시 장치로 이루어진 군으로부터 선택된 광-전 소자용 전면 기판.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리는 소다 라임 유리, 알루미노보로실리케이트, 알칼리알루미노보로실리케이트, 알루미노실리케이트, 또는 알칼리알루미노실리케이트인 광-전 소자용 전면 기판.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층은 상기 유리 기판에 배치된 광-전 소자용 전면 기판.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층 및 상기 유리 기판 사이에 배치된 접합층을 더욱 포함하는 광-전 소자용 전면 기판.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 접합층은 라미네이트층이고, 상기 플렉시블 유리층은 상기 유리 기판에 적층된 광-전 소자용 전면 기판.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층은 알칼리-없는 유리인 광-전 소자용 전면 기판.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층은 유리 시트인 광-전 소자용 전면 기판.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 기판은 유리 시트인 광-전 소자용 전면 기판.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 기판은 강화 유리를 포함하고, 여기서 상기 유리는 상기 유리의 표면으로부터 적어도 20 ㎛의 층의 깊이로 이온-교환된 광-전 소자용 전면 기판.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 기판은 이온-교환된 유리인 광-전 소자용 전면 기판.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 기판은 적어도 20 kgf의 비커스 균열 발생 임계값을 갖는 광-전 소자용 전면 기판.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 기판의 제1 표면에 배치된 기능층을 더욱 포함하는 광-전 소자용 전면 기판.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 기능층은 방현층, 방오층, 자가-세정층, 반사-방지층, 내-지문층, 광학 산란층, 및 이의 조합으로부터 선택되는 광-전 소자용 전면 기판.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 기판은 만곡된 광-전 소자용 전면 기판.
  20. 제1 표면 제2 표면을 갖는 유리 기판을 제공하는 단계; 및
    30 cm 이상의 반경의 굽힘 능력 및 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 플렉시블 유리층을 적용시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 플렉시블 유리층의 제1 표면은 상기 유리 기판의 제2 표면에 인접한 광-전 소자용 전면 기판의 제조방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층의 제2 표면에 인접한 광-전 소자를 형성하는 단계를 더욱 포함하는 광-전 소자용 전면 기판의 제조방법.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층은 알칼리-없는 유리를 포함하고, 여기서 상기 플렉시블 유리층을 적용시키는 단계는 상기 소자를 형성하기 전에 상기 유리 기판에 알칼리-없는 유리를 배치시키는 단계를 포함하는 광-전 소자용 전면 기판의 제조방법.
  23. 청구항 20에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층은 알칼리-없는 유리를 포함하고, 여기서 상기 플렉시블 유리층을 적용시키는 단계는 상기 소자를 형성한 후에 상기 유리 기판에 알칼리-없는 유리를 배치시키는 단계를 포함하는 광-전 소자용 전면 기판의 제조방법.
  24. 청구항 20에 있어서,
    상기 플렉시블 유리층을 적용시키는 단계는 진공 접합이 층 및 시트 사이에 형성되도록 상기 층 및 기판을 함께 롤링시키는 단계를 포함하는 광-전 소자용 전면 기판의 제조방법.
  25. 청구항 20에 있어서,
    상기 적용시키는 단계는 상기 유리 기판에 알칼리-없는 유리를 적층시키는 단계 또는 끈끈하게 접합시키는 단계를 포함하는 광-전 소자용 전면 기판의 제조방법.
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