TW201634288A - 玻璃基板的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的玻璃基板的製造方法包括：層疊體製作工序，使具有可撓性的玻璃膜1與支撐該玻璃膜1的支撐玻璃2重疊而製作層疊體3；處理工序，對於層疊體3中的玻璃膜1，伴隨加熱而形成有機EL元件4；以及剝離工序，使已形成有機EL元件4的玻璃膜1從支撐玻璃2上剝離而獲得玻璃基板5，所述玻璃基板的製造方法中，在執行層疊體製作工序之前，執行對玻璃膜1與支撐玻璃2進行加熱的加熱工序，並且在執行層疊體製作工序時，在玻璃膜1與支撐玻璃2已被加熱的狀態下使兩者重疊。
Description
本發明關於一種玻璃基板的製造方法，其是藉由在玻璃膜（glass film）上形成液晶元件或有機電致發光（Electroluminescence，EL）元件等電子元件（device）材料來製造玻璃基板。
近年來急速普及的智慧型手機（smartphone）或平板（tablet）型個人電腦（Personal Computer，PC）等行動（mobile）設備被要求輕量，因此，現狀是組裝至這些產品中的玻璃基板的薄板化正被推進。而且，作為響應此種要求的玻璃膜，已開發出了使板玻璃變薄至膜狀（例如厚度為300 μm以下）而成的玻璃膜。該玻璃膜因為厚度極薄，所以具有富有可撓性的性質。
在對所述玻璃膜施加形成液晶元件或有機EL元件等電子元件材料的處理來製造玻璃基板時，為了容易對處理過程中的玻璃膜進行操作，有時利用由玻璃膜與支撐該玻璃膜的支撐玻璃重疊而成的層疊體（參照專利文獻1）。若利用該層疊體，則能暫時排除與支撐玻璃重疊的玻璃膜的富有可撓性的性質。而且還有如下優點：因為密接力作用於重疊的兩塊玻璃之間，所以處理過程中的玻璃膜不易從支撐玻璃上剝離。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2012-30404號公報
[發明所要解決的問題]
雖然層疊體具有如上所述的優異功能，但是在將處理後的玻璃膜（已形成電子元件材料的玻璃膜）作為玻璃基板而被組裝至產品中的情況下，當使玻璃膜從支撐玻璃上剝離時，有時會產生如下所述的問題。即，在對玻璃膜實施了像將層疊體放置在高溫環境下這樣的伴隨著加熱的處理的情況下，在處理過程中作用於玻璃膜與支撐玻璃之間的密接力過分地增大。由此，存在難以使處理後的玻璃膜從支撐玻璃上剝離的問題。
鑒於所述情況而成的本發明的技術問題在於：在形成電子元件材料的處理過程中，能防止玻璃膜從支撐玻璃上剝離，且在處理後，能從支撐玻璃上剝離玻璃膜。 [解決問題的技術手段]
為了解決所述問題而發明出的本發明的玻璃基板的製造方法包括：層疊體製作工序，使具有可撓性的玻璃膜與支撐玻璃膜的支撐玻璃重疊而製作層疊體；處理工序，對於層疊體中的玻璃膜，伴隨加熱而形成電子元件材料；以及剝離工序，使已形成電子元件材料的玻璃膜從支撐玻璃上剝離而獲得玻璃基板，所述玻璃基板的製造方法的特徵在於：在執行層疊體製作工序之前，執行對玻璃膜與支撐玻璃進行加熱的加熱工序，並且在執行層疊體製作工序時，在玻璃膜與支撐玻璃已被加熱的狀態下使兩者重疊。
根據如上所述的方法，在處理工序的執行過程中，能夠防止玻璃膜從支撐玻璃上剝離，並且在執行處理工序執行後的剝離工序時，能使已形成電子元件材料的玻璃膜從支撐玻璃上剝離。
再者，設想是因為如下所述的理由而能夠獲得所述效果。藉由執行層疊體製作工序，使玻璃膜與支撐玻璃重疊後，密接力作用於兩塊玻璃之間。而且，在之後的處理工序的執行過程中，作用於兩塊玻璃之間的密接力的大小會從剛執行完層疊體製作工序之後的大小（以下表述為初始值）起逐漸增大。認為該密接力從初始值起增大的原因在於：由於在玻璃膜上形成電子元件材料時所伴隨的加熱，存在於兩塊玻璃各自的貼合面上的羥基（hydroxyl group）、水分引起脫水縮合。此處，在所述玻璃基板的製造方法中，在執行層疊體製作工序之前，執行對玻璃膜與支撐玻璃進行加熱的加熱工序。藉由執行該加熱工序，存在於兩塊玻璃各自的貼合面上的一部分的羥基、水分被去除。即，引起脫水縮合的一部分的羥基、水分消失。由此，一部分的羥基、水分已被去除，相應地在之後的處理工序的執行過程中，從初始值算起的密接力的增大受到抑制。另外，在所述玻璃基板的製造方法中，在執行層疊體製作工序時，在玻璃膜與支撐玻璃已被加熱的狀態下使兩者重疊。此處，越是在高溫下使兩塊玻璃重疊，作用於兩塊玻璃之間的密接力的初始值越變大。因此，藉由在兩塊玻璃已被加熱的狀態下使兩者重疊，密接力的初始值會以所述兩塊玻璃受到加熱的程度而相應地增大。
根據以上的內容，設想在所述玻璃基板的製造方法中，藉由執行層疊體製作工序之前的加熱工序，處理工序執行過程中的從初始值算起的密接力的增大已被抑制到能在執行剝離工序時使玻璃膜從支撐玻璃上剝離的程度。而且，因為在執行層疊體製作工序時，兩塊玻璃已被加熱，所以認為密接力的初始值已增大到能夠防止玻璃膜在處理工序的執行過程中從支撐玻璃上剝離的程度。
在所述方法中，優選在加熱工序中，將玻璃膜及支撐玻璃加熱至100℃以上的溫度。
由此，在執行剝離工序時，更容易使已形成電子元件材料的玻璃膜從支撐玻璃上剝離。
在所述方法中，優選在層疊體製作工序中，將使玻璃膜與支撐玻璃重疊時的兩塊玻璃的溫度設為100℃以上。
由此，在處理工序的執行過程中，更容易防止玻璃膜從支撐玻璃上剝離。 [發明的效果]
根據本發明，在形成電子元件材料的處理過程中，能防止玻璃膜從支撐玻璃上剝離，且在處理後，能從支撐玻璃上剝離玻璃膜。
以下，參照附圖來對本發明實施方式的玻璃基板的製造方法進行說明。
如圖1～圖4所示，本發明實施方式的玻璃基板的製造方法包括：加熱工序（圖1），對具有可撓性的玻璃膜1與用以支撐該玻璃膜1的支撐玻璃2進行加熱；層疊體製作工序（圖2），在兩塊玻璃1、2已被加熱的狀態下，使兩者重疊而製作層疊體3；處理工序（圖3），對於層疊體3中的玻璃膜1，伴隨加熱而形成作為電子元件材料的有機EL元件4；以及剝離工序（圖4），使已形成有機EL元件4的玻璃膜1從支撐玻璃2上剝離而獲得玻璃基板5。
在所述玻璃基板的製造方法中，能夠使用具有各種組成的玻璃作為玻璃膜1及支撐玻璃2，在本實施方式中，兩塊玻璃1、2均使用了無鹼玻璃。再者，即使在使用無鹼玻璃以外的玻璃的情況下，也優選使用具有同一組成的玻璃膜1與支撐玻璃2。由此，能夠防止由於兩塊玻璃1、2之間的熱膨脹係數大小的差異，導致玻璃膜1在處理工序的執行過程中破損。
另外，能使用以各種成形方法而成形的玻璃作為玻璃膜1及支撐玻璃2，在本實施方式中，使用了利用溢流下拉法（overflow downdraw method）而成形的玻璃。玻璃膜1的厚度例如為100 μm。另一方面，支撐玻璃2的厚度大於玻璃膜1的厚度，例如為500 μm。
玻璃膜1的貼合面1a（與支撐玻璃2接觸的一側的面）及支撐玻璃2的貼合面2a（與玻璃膜1接觸的一側的面）的表面粗糙度Ra的值分別設為2.0 nm以下。再者，Ra的值優選為1.0 nm以下，更優選為0.5 nm以下，最優選為0.2 nm以下。該Ra的值越小，越能夠使重疊的玻璃膜1與支撐玻璃2牢固地密接。
在加熱工序中，不使玻璃膜1與支撐玻璃2重疊，而是將兩塊玻璃1、2分別從常溫下的溫度加熱至100℃以上的溫度。例如能夠使用熱板（hot plate）或閃光燈（flash lamp）等來對兩塊玻璃1、2進行加熱。此處，在加熱工序中，優選將兩塊玻璃1、2加熱至150℃以上，更優選加熱至200℃以上，最優選加熱至300℃以上。作為加熱的上限的溫度是達到所使用的兩塊玻璃1、2各自的應變點的溫度。加熱至越高的溫度，則在執行剝離工序時，越容易使已形成有機EL元件4的玻璃膜1從支撐玻璃2上剝離。再者，可以使兩塊玻璃1、2達到同一溫度的方式，對所述兩塊玻璃1、2進行加熱，也可以達到不同溫度的方式進行加熱。兩塊玻璃1、2各自的加熱時間優選設為5 min～60 min，更優選設為10 min～30 min。再者，在兩塊玻璃1、2這兩者之間，加熱時間既可以相同，也可以不同。
藉由執行所述加熱工序，如玻璃膜1的貼合面1a及支撐玻璃2的貼合面2a的放大圖（圖1的A部分及B部分）所示，在之後的處理工序的執行過程中引起脫水縮合的一部分的羥基、水分被分別從兩個貼合面1a、2a上去除。由此，一部分的羥基、水分已被去除，相應地在之後的處理工序的執行過程中，從初始值（剛執行完層疊體製作工序之後的密接力的大小）算起的密接力的增大受到抑制。鑒於該加熱工序的作用，在想要進一步對從初始值算起的密接力的增大進行抑制的情況下，也可以在對兩塊玻璃1、2各自的周邊的環境進行了減壓（例如1 kPa以下）的狀態下，或在將兩塊玻璃1、2各自的周邊的環境設為了低濕度（例如濕度40％以下）的狀態下執行加熱工序。由此，更容易去除羥基、水分。
在層疊體製作工序中，在玻璃膜1與支撐玻璃2的溫度已被加熱至100℃以上的狀態下，直接使兩塊玻璃1、2重疊。此處，使玻璃膜1與支撐玻璃2重疊時的兩塊玻璃1、2的溫度（以下表述為層疊溫度）優選為150℃以上，更優選為200℃以上，最優選為300℃以上。層疊溫度的上限為400℃。層疊溫度越高，越容易防止玻璃膜1在處理工序的執行過程中從支撐玻璃2上剝離。再者，在兩塊玻璃1、2之間，玻璃膜1與支撐玻璃2的層疊溫度既可以相同，也可以不同。
另外，玻璃膜1與支撐玻璃2的層疊溫度既可以與剛執行完加熱工序之後的兩塊玻璃1、2的溫度（以下表述為預加熱溫度）相同，也可以與該溫度不同。例如，在兩塊玻璃1、2的層疊溫度與預加熱溫度相同的情況下，也可以在剛執行完加熱工序之後執行層疊體製作工序，使兩塊玻璃1、2重疊。由此，能在執行層疊體製作工序時，不浪費地利用兩塊玻璃1、2在加熱工序的執行過程中所獲得的熱能。另外，在兩塊玻璃1、2的層疊溫度與預加熱溫度相同的情況下，也可以在執行加熱工序後，使兩塊玻璃1、2的溫度暫時下降，然後再次加熱至與預加熱溫度相同的溫度，接著執行層疊體製作工序，使兩塊玻璃1、2重疊。另一方面，在兩塊玻璃1、2的層疊溫度與預加熱溫度不同的情況下，也可以在執行加熱工序後，將兩塊玻璃1、2加熱至更高的溫度，然後執行層疊體製作工序，使兩塊玻璃1、2重疊（使層疊溫度高於預加熱溫度的情況）。另外，也可以在剛執行完加熱工序之後，在兩塊玻璃1、2的溫度下降後執行層疊體製作工序，使兩塊玻璃1、2重疊（使層疊溫度低於預加熱溫度的情況）。
藉由執行所述層疊體製作工序來製作層疊體3，並且玻璃膜1與支撐玻璃2已被加熱，作用於兩塊玻璃1、2之間的密接力的初始值相應地增大。再者，也可以與執行加熱工序時同樣地，在對兩塊玻璃1、2各自的周邊的環境進行了減壓（例如1 kPa以下）的狀態下，或在將所述兩塊玻璃1、2各自的周邊的環境設為低濕度（例如濕度40％以下）的狀態下，執行層疊體製作工序。由此，容易防止已藉由執行加熱工序而從兩個貼合面1a、2a各自上去除的部分的羥基或水分在兩個貼合面1a、2a上再生。另外，當使密接力的初始值增大時，也可以在使玻璃膜1與支撐玻璃2重疊後，沿著厚度方向對層疊體3施加壓力（例如在0.0001 MPa～1 MPa的範圍內加壓）。
在處理工序中，將陽極層6、電洞輸送層7、發光層8、電子輸送層9、陰極層10依次層疊到層疊體3中的玻璃膜1的有效面1b上而形成有機EL元件4，並且利用蓋玻璃（cover glass）11來覆蓋形成在有效面1b上的有機EL元件4。能使用以化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）法或濺鍍（sputtering）法等為代表的各種成膜方法來形成各層6～層10。再者，在執行處理工序時，層疊體3的溫度被加熱至例如300℃左右。在直接使蓋玻璃11的外緣部11a與玻璃膜1重疊後，將雷射（laser）照射至兩者的重疊部位，由此，使蓋玻璃11黏合於玻璃膜1。優選使用具有與玻璃膜1相同的組成的玻璃（在本實施方式中，該玻璃為無鹼玻璃）作為該蓋玻璃11。由此，能夠防止由於與玻璃膜1之間的熱膨脹係數大小的差異，導致玻璃膜1或蓋玻璃11在處理工序的執行過程中破損。
此處，在本實施方式中，直接使蓋玻璃11的外緣部11a與玻璃膜1重疊，但也可以隔著玻璃粉（glass frit）或間隔件（spacer）等來使蓋玻璃11的外緣部11a與玻璃膜1重疊。另外，在本實施方式中，在玻璃膜1的有效面1b上形成有機EL元件4作為電子元件材料，但不限於此。例如，也可以形成液晶元件、觸控板（touch panel）元件、太陽電池元件、壓電元件、光接收元件、鋰離子（lithium ion）二次電池等電池元件、微機電系統（Micro Electromechanical System，MEMS）元件、半導體元件等作為電子元件材料。
在剝離工序中，能使用各種方法來使已形成有機EL元件4的玻璃膜1從支撐玻璃2上剝離。例如，可以將刀狀物插入至兩塊玻璃1、2之間，使所述玻璃膜1從所述支撐玻璃2上剝離，也可以利用吸附墊等進行吸附，由此，使所述玻璃膜1從所述支撐玻璃2上剝離。所述剝離工序完成後，獲得已形成有機EL元件4的玻璃膜1作為玻璃基板5。
根據以上所說明的玻璃基板的製造方法，在形成有機EL元件4的處理過程中，能夠防止玻璃膜1從支撐玻璃2上剝離，且在處理後，能使玻璃膜1從支撐玻璃2上剝離。
此處，本發明的玻璃基板的製造方法並不限定於所述實施方式中所說明的方式。例如，在所述實施方式中，在執行層疊體製作工序時，直接使玻璃膜1與支撐玻璃2重疊，但也可以在玻璃膜1的貼合面1a或支撐玻璃2的貼合面2a上形成由有機膜或無機膜構成的中間層，隔著該中間層來使兩塊玻璃1、2重疊。在此情況下，優選在執行加熱工序之前形成中間層，並在加熱工序的執行過程中，與玻璃膜1或支撐玻璃2一起對中間層進行加熱。由此，存在於中間層的表面的一部分的水分被去除，從而能夠抑制處理工序執行過程中的從初始值算起的密接力的增大。
另外，在所述實施方式中，在加熱工序的執行過程中，將玻璃膜1與支撐玻璃2加熱至100℃以上的溫度，在執行層疊體製作工序時，在玻璃膜1與支撐玻璃2的溫度已設為100℃以上的狀態下，使兩塊玻璃1、2重疊，但不限於此。只要在加熱工序中，進行加熱以使玻璃膜1與支撐玻璃2的溫度變為比常溫下的溫度更高的溫度即可，可以將兩塊玻璃1、2僅加熱至不足100℃的溫度，也可以僅將兩塊玻璃1、2中的一塊玻璃加熱至100℃以上的溫度。另外，在層疊體製作工序中，只要使玻璃膜1與支撐玻璃2在已被加熱得比常溫下的溫度更高的狀態下重疊即可，可以在兩塊玻璃1、2的溫度不足100℃的狀態下，使所述兩塊玻璃1、2重疊，也可以在僅兩塊玻璃1、2中的一塊玻璃的溫度為100℃以上的狀態下，使所述兩塊玻璃1、2重疊。 [實施例]
作為本發明的實施例，在與所述實施方式相同的方式下，對層疊體中的玻璃膜實施形成有機EL元件的處理，並且從支撐玻璃上剝離已形成有機EL元件的玻璃膜而製造玻璃基板。接著，驗證玻璃膜是否在處理過程中從支撐玻璃上剝離，及可否在處理後從支撐玻璃上剝離玻璃膜。再者，本驗證是在不同的五個條件（實施例1～實施例3及比較例1、比較例2）下進行。
首先，對實施例1～實施例3及比較例1、比較例2共同的實施條件進行說明。
使用了日本電氣硝子公司（Nippon Electric Glass Co., Ltd.）製造的無鹼玻璃（產品名：OA-10G）作為玻璃膜及支撐玻璃。玻璃膜的厚度為100 μm，縱×橫的尺寸為678 mm×878 mm。另一方面，支撐玻璃的厚度為500 μm，縱×橫的尺寸為680 mm×880 mm。
在使玻璃膜與支撐玻璃重疊而製作出層疊體後，對層疊體中的玻璃膜實施了使用濺鍍法來形成透明導電膜（氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）膜）的處理。所形成的透明導電膜的厚度為150 nm。再者，成膜時的層疊體的處理溫度設為了300℃。在玻璃膜上形成透明導電膜後，使用真空蒸鍍法，將電洞注入層、發光層、電子輸送層、電子注入層、陰極電極依次層疊到透明導電膜上而形成了有機EL元件。
形成於玻璃膜上的有機EL元件由蓋玻璃覆蓋。與玻璃膜及支撐玻璃同樣地使用了日本電氣硝子公司製造的無鹼玻璃（產品名：OA-10G）作為蓋玻璃。蓋玻璃的厚度為500 μm，縱×橫的尺寸為678 mm×878 mm。然後，使已形成有機EL元件的玻璃膜從支撐玻璃上剝離而獲得玻璃基板。
其次，對實施例1～實施例3及比較例1、比較例2之間的不同的實施條件進行說明。
在實施例1～實施例3及比較例2中，在使玻璃膜與支撐玻璃重疊而製作層疊體之前，從常溫下的溫度（25℃）起對兩塊玻璃進行了加熱。在實施例1及實施例2中，將兩塊玻璃加熱至300℃，在實施例3及比較例2中，將兩塊玻璃加熱至100℃。另一方面，在比較例1中，在製作層疊體之前未對兩塊玻璃進行加熱，而是使所述兩塊玻璃保持常溫下的溫度（25℃）。再者，以下將這些溫度表述為預加熱溫度。
另外，在實施例1～實施例3中，當使玻璃膜與支撐玻璃重疊而製作層疊體時，在兩塊玻璃已被加熱的狀態下使兩者重疊。在實施例1中，將重疊時的兩塊玻璃的溫度設為了300℃，在實施例2及實施例3中，將重疊時的兩塊玻璃的溫度設為了100℃。另一方面，在比較例1及比較例2中，將重疊時的兩塊玻璃的溫度設為常溫下的溫度（25℃），使兩塊玻璃在未進行加熱的狀態下重疊。再者，以下將這些溫度錶述為層疊溫度。
以下，對實施例1～實施例3及比較例1、比較例2各自的驗證結果進行說明。
在實施例1（預加熱溫度：300℃、層疊溫度：300℃）中，玻璃膜與支撐玻璃的密接力牢固，可防止玻璃膜在處理過程中從支撐玻璃上剝離。另外，在處理後，能從支撐玻璃上剝離玻璃膜。
在實施例2（預加熱溫度：300℃、層疊溫度：100℃）中，雖然遜色於實施例1，但是玻璃膜與支撐玻璃的密接力牢固，可防止玻璃膜在處理過程中從支撐玻璃上剝離。另外，在處理後，能從支撐玻璃剝離玻璃膜。
在實施例3（預加熱溫度：100℃、層疊溫度：100℃）中，雖然遜色於實施例1，但是玻璃膜與支撐玻璃的密接力牢固，可防止玻璃膜在處理過程中從支撐玻璃上剝離。另外，在處理後，能從支撐玻璃上剝離玻璃膜。
在比較例1（預加熱溫度：25℃、層疊溫度：25℃）中，雖然能夠防止玻璃膜在處理過程中從支撐玻璃上剝離，但是處理後的玻璃膜與支撐玻璃的密接力變得過於牢固，無法從支撐玻璃上剝離玻璃膜。
在比較例2（預加熱溫度：100℃、層疊溫度：25℃）中，雖然在處理後，能從支撐玻璃上剝離玻璃膜，但是處理過程中的玻璃膜與支撐玻璃的密接力弱，已確認一部分的玻璃膜已從支撐玻璃上剝離。
1‧‧‧玻璃膜
1a、2a‧‧‧貼合面
1b‧‧‧有效面
2‧‧‧支撐玻璃
3‧‧‧層疊體
4‧‧‧有機EL元件
5‧‧‧玻璃基板
6‧‧‧陽極層
7‧‧‧電洞輸送層
8‧‧‧發光層
9‧‧‧電子輸送層
10‧‧‧陰極層
11‧‧‧蓋玻璃
11a‧‧‧外緣部
A、B‧‧‧部分
1a、2a‧‧‧貼合面
1b‧‧‧有效面
2‧‧‧支撐玻璃
3‧‧‧層疊體
4‧‧‧有機EL元件
5‧‧‧玻璃基板
6‧‧‧陽極層
7‧‧‧電洞輸送層
8‧‧‧發光層
9‧‧‧電子輸送層
10‧‧‧陰極層
11‧‧‧蓋玻璃
11a‧‧‧外緣部
A、B‧‧‧部分
圖1是表示本發明實施方式的玻璃基板的製造方法中的加熱工序的剖視圖。 圖2是表示本發明實施方式的玻璃基板的製造方法中的層疊體製作工序的剖視圖。 圖3是表示本發明實施方式的玻璃基板的製造方法中的處理工序的剖視圖。 圖4是表示本發明實施方式的玻璃基板的製造方法中的剝離工序的剖視圖。
1‧‧‧玻璃膜
1a、2a‧‧‧貼合面
1b‧‧‧有效面
2‧‧‧支撐玻璃
A、B‧‧‧部分
Claims (3)
- 一種玻璃基板的製造方法，包括：層疊體製作工序，使具有可撓性的玻璃膜與支撐所述玻璃膜的支撐玻璃重疊而製作層疊體；處理工序，對於所述層疊體中的所述玻璃膜，伴隨加熱而形成電子元件材料；以及剝離工序，使已形成所述電子元件材料的所述玻璃膜從所述支撐玻璃上剝離而獲得玻璃基板，所述玻璃基板的製造方法的特徵在於： 在執行所述層疊體製作工序之前，執行對所述玻璃膜與所述支撐玻璃進行加熱的加熱工序，並且在執行所述層疊體製作工序時，在所述玻璃膜與所述支撐玻璃已被加熱的狀態下使兩者重疊。
- 如申請專利範圍第1項所述的玻璃基板的製造方法，其中： 在所述加熱工序中，將所述玻璃膜及所述支撐玻璃加熱至100℃以上的溫度。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的玻璃基板的製造方法，其中： 在所述層疊體製作工序中，將使所述玻璃膜與所述支撐玻璃重疊時的兩塊玻璃的溫度設為100℃以上。
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