TW201704020A - 玻璃積層體及電子裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種玻璃積層體,其包括:附無機層之支持基板,其具有支持基板及配置於上述支持基板上之無機層;及玻璃基板,其可剝離地積層於上述無機層上;且上述無機層之馬氏硬度為3000N/mm2以下。
Description
本發明係關於一種玻璃積層體及電子裝置之製造方法。
近年來,太陽電池(PV)、液晶面板(LCD)、有機EL面板(OLED)等電子裝置(電子機器)之薄型化、輕量化不斷推進,且該等電子裝置中使用之玻璃基板之薄板化不斷推進。另一方面,若玻璃基板之強度因薄板化而不足,則於電子裝置之製造步驟中,玻璃基板之處理性降低。
因此,最近,為了應對上述問題,提出如下方法:準備於附無機薄膜之支持玻璃之無機薄膜上積層有玻璃基板之積層體,於積層體之玻璃基板上實施元件之製造處理,然後自積層體分離玻璃基板(專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利特開2011-184284號公報
近年來,伴隨電子裝置之高性能化之要求,於製造電子裝置時,期望於更高溫條件下實施處理。
本發明者使用專利文獻1中具體地記載之積層體,實施高溫條件下(例如400℃以上)之處理,結果知曉有於處理後無法自積層體剝離
玻璃基板之情形。於該態樣中,產生於在高溫條件下製造裝置後,無法將形成有元件之玻璃基板自積層體剝離之問題。
本發明係鑒於以上之方面而完成者,其目的在於提供一種即便於高溫條件下之長時間處理後,亦可容易地剝離玻璃基板之玻璃積層體。
本發明者為了達成上述目的而進行努力研究,結果發現藉由於支持基板上形成特定之無機層,可容易地剝離玻璃基板,從而完成本發明。
即,本發明提供以下之[1]~[5]。
[1]一種玻璃積層體,其包括:附無機層之支持基板,其具有支持基板及配置於上述支持基板上之無機層;及玻璃基板,其可剝離地積層於上述無機層上;且上述無機層之馬氏硬度為3000N/mm2以下。
[2]如上述[1]記載之玻璃積層體,其中上述無機層中之水分濃度為1.5原子%以上。
[3]如上述[1]或[2]記載之玻璃積層體,其中上述無機層之厚度為70nm以下。
[4]如上述[1]至[3]中任一項記載之玻璃積層體,其中上述無機層含有金屬氟化物。
[5]一種電子裝置之製造方法,其包括:構件形成步驟,其係於如上述[1]至[4]中任一項記載之玻璃積層體所具備之上述玻璃基板之與上述無機層側相反之側之表面上形成電子裝置用構件,而獲得附電子裝置用構件之積層體;及分離步驟,其係自上述附電子裝置用構件之積層體剝離上述附無機層之支持基板,而獲得具有上述玻璃基板及上述電子裝置用構件之電子裝置。
根據本發明,可提供一種可容易地剝離玻璃基板之玻璃積層體。
10‧‧‧玻璃積層體
12‧‧‧支持基板
14‧‧‧無機層
14a‧‧‧第1主面(無機層之與支持基板側相反之側之表面)
16‧‧‧附無機層之支持基板
18‧‧‧玻璃基板
18a‧‧‧第1主面(玻璃基板之無機層側之表面)
18b‧‧‧第2主面(玻璃基板之與無機層側相反之側之表面)
20‧‧‧電子裝置用構件
22‧‧‧附電子裝置用構件之積層體
24‧‧‧電子裝置(附電子裝置用構件之玻璃基板)
圖1係表示本發明之玻璃積層體之一實施形態的模式性剖視圖。
圖2(A)及(B)係依序表示本發明之電子裝置之製造方法之較佳實施態樣中之各步驟的模式性剖視圖。
以下,參照圖式對本發明之玻璃積層體及電子裝置之製造方法之較佳形態進行說明,但本發明並不限制於以下之實施形態,可於不脫離本發明之範圍之情況下,對以下之實施形態施加各種變化及置換。
以下,首先對玻璃積層體之較佳態樣進行詳述,其後對使用該玻璃積層體之電子裝置之製造方法之較佳態樣進行詳述。
[玻璃積層體]
圖1係表示本發明之玻璃積層體之一實施形態之模式性剖視圖。
如圖1所示,玻璃積層體10具有包含支持基板12及無機層14之附無機層之支持基板16、及玻璃基板18。
於玻璃積層體10中,以附無機層之支持基板16之無機層14之第1主面14a(無機層14之與支持基板12側相反之側之表面)及玻璃基板18之第1主面18a(玻璃基板18之無機層14側之表面)作為積層面,將附無機層之支持基板16與玻璃基板18可剝離地積層。
即,無機層14係其一面固定於支持基板12之層,並且其另一面與玻璃基板18之第1主面18a相接觸,無機層14與玻璃基板18之界面係可剝離地密接。換言之,無機層14對玻璃基板18之第1主面18a具備易剝離性。
於本發明中,上述固定與上述(可剝離之)密接於剝離強度(即剝
離所需之應力)上存在差別,表示固定相對於密接而剝離強度較大。具體而言,無機層14與支持基板12之界面之剝離強度大於無機層14與玻璃基板18之界面之剝離強度。
又,可剝離之密接表示於可剝離之同時亦可不產生固定之面之剝離而進行剝離。即,表示於針對玻璃積層體10進行分離玻璃基板18與支持基板12之操作之情形時,於密接之面(無機層14與玻璃基板18之界面)發生剝離,於固定之面不發生剝離。因此,若進行將玻璃積層體10分離為玻璃基板18與支持基板12之操作,則玻璃積層體10分離為玻璃基板18與附無機層之支持基板16兩者。
但是,於對玻璃積層體10實施高溫條件下(例如400℃以上)之處理之情形時,無機層14與玻璃基板18之界面之剝離強度變高至與無機層14和支持基板12之界面之剝離強度相同的程度,其結果為,亦可能會難以自玻璃積層體10剝離玻璃基板18。
然而,於本發明中,藉由將無機層14之馬氏硬度設為3000N/mm2以下,即便於對玻璃積層體10實施高溫條件下之處理後剝離玻璃基板18之情形時,於該剝離時無機層14本身產生凝集破壞(參照圖2(B)),從而亦可自玻璃積層體10容易地剝離玻璃基板18。
以下,首先對構成玻璃積層體10之附無機層之支持基板16及玻璃基板18進行詳述,其後對玻璃積層體10之製造之順序進行詳述。
[附無機層之支持基板]
附無機層之支持基板16包括支持基板12、及配置(固定)於其表面上之無機層14。無機層14係以與下述玻璃基板18可剝離地密接之方式,配置於附無機層之支持基板16上之最外側。
以下,對支持基板12及無機層14之態樣進行詳述。
<支持基板>
支持基板12係具有第1主面及第2主面,與配置於第1主面上之無
機層14協同作用,支持並加強玻璃基板18,於下述構件形成步驟(製造電子裝置用構件之步驟)中,於製造電子裝置用構件時防止玻璃基板18之變形、損傷、破損等之基板。
作為支持基板12,例如使用玻璃板、塑膠板、SUS(Steel Use Stainless,不鏽鋼)板等金屬板等。關於支持基板12,於構件形成步驟伴隨有熱處理之情形時,較佳為由與玻璃基板18之線膨脹係數之差較小之材料形成,更佳為由與玻璃基板18相同之材料形成,較佳為支持基板12為玻璃板。尤佳為支持基板12係包含與玻璃基板18相同之玻璃材料之玻璃板。
支持基板12之厚度可較下述玻璃基板18更厚,亦可更薄。較佳為基於玻璃基板18之厚度、無機層14之厚度及下述玻璃積層體10之厚度,選擇支持基板12之厚度。
例如,於當前之構件形成步驟設計為處理厚度0.5mm之基板,且玻璃基板18之厚度與無機層14之厚度之和為0.1mm之情形時,將支持基板12之厚度設為0.4mm。於通常之情形時,支持基板12之厚度較佳為0.2~5.0mm。
於支持基板12為玻璃板之情形時,就容易處理且不易破裂等原因而言,玻璃板之厚度較佳為0.08mm以上。又,關於玻璃板之厚度,就期望於形成電子裝置用構件後進行剝離時不會破裂而適度地彎曲之剛性之原因而言,較佳為1.0mm以下。
支持基板12與玻璃基板18於25~300℃下之平均線膨脹係數(以下,簡稱為「平均線膨脹係數」)之差較佳為500×10-7/℃以下,更佳為300×10-7/℃以下,進而較佳為200×10-7/℃以下。若差過大,則有於構件形成步驟中之加熱冷卻時,玻璃積層體10嚴重翹曲之虞。於玻璃基板18之材料與支持基板12之材料相同之情形時,可抑制產生此種問題。
<無機層>
無機層14係於玻璃積層體10中,配置(固定)於支持基板12之主面上,且與玻璃基板18之第1主面18a直接接觸之層。
而且,如上所述,於本發明中,將無機層14之馬氏硬度設為3000N/mm2以下。再者,馬氏硬度(ISO 14577 2002年)係於負荷試驗負載之狀態下測得之硬度,根據負荷增加時之負載-壓入深度曲線之值求出。
藉此,即便於對玻璃積層體10實施高溫條件下(例如400℃以上)之處理後自玻璃積層體10剝離玻璃基板18之情形時,於該剝離時藉由相對脆弱之無機層14本身產生凝集破壞(參照圖2(B)),從而亦可自玻璃積層體10容易地剝離玻璃基板18。即,剝離性優異。
再者,於剝離之玻璃基板18之第1主面18a可能附著凝集破壞之無機層14之殘渣,但藉由使無機層14為薄膜,殘渣之附著量較少,不會產生實用上之問題。
就剝離性更優異之原因而言,無機層14之馬氏硬度較佳為2800N/mm2以下,更佳為2500N/mm2以下。另一方面,下限並無特別限定,就無機層14不會過於脆弱之觀點而言,例如為200N/mm2以上。
又,無機層14藉由使其水分濃度較高,即便經過高溫條件下(例如400℃以上)之處理亦容易維持脆弱性,基於無機層14本身之凝集破壞之剝離性變得更良好。
因此,無機層14之水分濃度較佳為1.5原子%以上,更佳為2.0原子%以上,進而較佳為2.2原子%以上。另一方面,上限並無特別限定,就無機層14之構造不易崩壞之觀點而言,例如為10原子%以下。
再者,本發明中之無機層14之水分濃度之測定方法於下述[實施例]中進行詳述。
無機層14之第1主面14a之表面粗糙度(Ra)較佳為2.0nm以下,更
佳為1.2nm以下。下限值並無特別限制,例如超過0nm。若為上述範圍,則與玻璃基板18之密接性變得良好,可進一步抑制玻璃基板18之位置偏移等,並且玻璃基板18之剝離性亦更優異。
Ra係依據JIS B 0601(2001年修訂)進行測定。
又,如上所述,於玻璃基板18之第1主面18a可能附著凝集破壞之無機層14之殘渣。關於殘渣之附著量,無機層14越薄則越少,從而較佳。
因此,無機層14之厚度較佳為70nm以下,更佳為50nm以下,進而較佳為30nm以下。另一方面,下限並無特別限定,例如為5nm以上。
再者,無機層14於圖1中作為單層而表示,但亦可為2層以上之積層。於為2層以上之積層之情形時,各層可為不同之組成。於此情形時,「無機層之厚度」意指所有層之合計之厚度。
無機層14通常如圖1所示,設置於支持基板12之一主面之整體,但亦可於無損本發明之效果之範圍內,設置於支持基板12之一主面之一部分。
此種無機層14較佳為含有包含F之含F無機層。無機層14可僅由含F無機層構成,亦可為含有含F無機層以外之無機層之複數層。再者,於無機層14為複數層之情形時,無機層14之厚度方向上之含F無機層之位置並無特別限定,較佳為與玻璃基板18之第1主面18a相接之最表層。
又,無機層14所含有之含F無機層更佳為含有選自由金屬氟化物及摻氟金屬氧化物所組成之群中之至少1種。金屬氟化物及摻氟金屬氧化物分別可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
作為摻氟金屬氧化物,例如可列舉:摻氟氧化錫、摻氟氧化鋅、摻氟氧化鈦、摻氟氧化鋁、摻氟氧化矽、摻氟石英等,其中,較
佳為摻氟氧化錫。
金屬氟化物之組成並無特別限制,就玻璃基板18之剝離性更優異之方面而言,較佳為包含選自由鹼金屬、鹼土金屬、Sc、Y、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、In及鑭系元素所組成之群中之至少1種。
此處,作為鹼金屬,例如可列舉:Li、Na、K、Rb、Cs。
又,作為鹼土金屬,例如可列舉:Mg、Ca、Sr、Ba。
又,鑭系元素係自La至Lu,例如可列舉:La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm等。
更具體而言,作為金屬氟化物,例如可列舉:RF、R'F2、ScF3、YF3、VF3、CrF3、MnF2、FeF3、CoF2、NiF2、CuF2、ZnF2、AlF3、GaF3、InF3及LF3等。此處,R係指鹼金屬,R'係指鹼土金屬,L係指鑭系元素。
再者,金屬氟化物亦可其一部分被氧化。
由於多數情況下金屬氟化物較脆,故而較佳為無機層14至少含有金屬氟化物。更具體而言,金屬氟化物相對於無機層14總量之總含量較佳為50質量%以上,更佳為55質量%以上,進而較佳為60質量%以上。上限並無特別限定,較佳為95質量%以下,更佳為90質量%以下,進而較佳為85質量%以下。
於無機層14含有金屬氟化物之情形時,若無機層14之形成過程中引入之氧(O)之濃度變高至一定程度,則高溫條件下(例如400℃以上)之處理後之基於無機層14本身之凝集破壞之剝離性變得更良好。
因此,於無機層14含有金屬氟化物之情形時,無機層14中之氧濃度較佳為1.5原子%以上,更佳為2.5原子%以上,進而較佳為5.5原子%以上,尤佳為8.0原子%以上。另一方面,上限例如較佳為20.0原子%以下。
即,於無機層14含有金屬氟化物之情形時,作為金屬氟化物以外之含有成分,例如可列舉金屬氧化物。該金屬氧化物較佳為與金屬氟化物同樣地包含選自由鹼金屬、鹼土金屬、Sc、Y、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ga、In及鑭系元素所組成之群中之至少1種。
金屬氧化物相對於無機層14總量之總含量較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,進而較佳為15質量%以上。上限並無特別限定,較佳為50質量%以下,更佳為45質量%以下,進而較佳為35質量%以下。
<附無機層之支持基板之製造方法>
作為於支持基板12上形成無機層14之方法,可較佳地列舉蒸鍍法或特定條件下之濺鍍法。
濺鍍法一般而言係一面於真空中導入Ar氣等惰性氣體,一面於基板與靶之間施加直流高電壓,使經離子化之Ar與靶碰撞,使彈飛之靶物質成膜於基板上之方法。
於本發明中之濺鍍法中,較佳為與惰性氣體一起導入氧(O2)氣。藉此,例如於形成含有金屬氟化物之無機層14之情形時,於無機層14引入氧氣,從而氧濃度變高。如上所述,若無機層14之氧濃度變高至一定程度,則高溫條件下之處理後之剝離性變得更良好。
於本發明中之濺鍍法中,氧氣與惰性氣體之體積流量比(氧氣/惰性氣體)較佳為0.005~0.25,更佳為0.01~0.10。
再者,作為惰性氣體,例如可列舉:氬(Ar)氣、氮(N2)氣等。
可於形成無機層14後,對無機層14之第1主面14a實施鹼處理、電漿處理、UV(ultraviolet,紫外線)處理等親水化處理。較佳為於鹼處理後,藉由純水進行沖洗,繼而使之乾燥。再者,較佳為於對無機層14實施親水化處理後,儘可能於短時間內使玻璃基板18積層。
除此以外,為了控制形成於支持基板12上之無機層14之表面性狀(例如表面粗糙度Ra),亦可視需要實施切削無機層14之表面之處理,作為此種處理,例如可列舉研磨、離子濺鍍法等。
[玻璃基板]
玻璃基板18之種類可為一般者,例如可列舉LCD、OLED等顯示裝置用玻璃基板等。玻璃基板18之耐化學品性、耐透濕性優異,且熱收縮率較低。作為熱收縮率之指標,使用JIS R 3102(1995年修訂)所規定之線膨脹係數。
玻璃基板18係將玻璃原料進行熔融,並將熔融玻璃成形為板狀而獲得。此種成形方法可為一般者,例如使用浮式法、熔融法、流孔下引法、富可法、魯伯法等。又,尤其是厚度較薄之玻璃基板係藉由將暫時成形為板狀之玻璃加熱至可成形溫度,利用延伸等方法進行拉伸而使之較薄之方法(再曳引法)進行成形而獲得。
玻璃基板18之玻璃並無特別限定,亦可使用無鹼硼矽酸玻璃、硼矽酸玻璃、鈉鈣玻璃、高二氧化矽玻璃、其他以氧化矽作為主要成分之氧化物系玻璃等。作為氧化物系玻璃,較佳為藉由換算成氧化物之氧化矽之含量為40~90質量%之玻璃。
作為玻璃基板18之玻璃,採用適於裝置之種類或其製造步驟之玻璃。例如,關於液晶面板用玻璃基板,由於鹼金屬成分之溶出容易對液晶造成影響,故而包含實質上不包含鹼金屬成分之玻璃(無鹼玻璃)(但是,通常包含鹼土金屬成分)。如此,玻璃基板18之玻璃係基於所應用之裝置之種類及其製造步驟而適當選擇。
玻璃基板18之厚度並無特別限定,就玻璃基板18之薄型化及/或輕量化之觀點而言,例如為0.8mm以下,較佳為0.3mm以下,更佳為0.15mm以下。於超過0.8mm之情形時,有不滿足玻璃基板18之薄型化及/或輕量化之要求之情形。於為0.3mm以下之情形時,能夠對玻
璃基板18賦予良好之可撓性。於為0.15mm以下之情形時,能夠將玻璃基板18捲取為輥狀。又,就容易製造玻璃基板18,容易操作玻璃基板18等原因而言,玻璃基板18之厚度較佳為0.03mm以上。
玻璃基板18可包含2層以上,於此情形時,形成各層之材料可為同種材料,亦可為異種材料。於此情形時,「玻璃基板之厚度」意指所有層之合計之厚度。
再者,於玻璃積層體10中,較佳為無機層14之第1主面14a與玻璃基板18之第1主面18a直接接觸。即,較佳為於玻璃基板18之第1主面18a(無機層14側之面)上不設置無機薄膜層,尤其不設置包含金屬氟化物之無機薄膜層。
於玻璃基板之第1主面上例如設置有包含金屬氟化物之層之情形時,附金屬氟化物層之玻璃基板與附無機層之支持基板之密接性於高溫處理後變差,兩者自發地進行剝離,故而無法用作玻璃積層體。
[玻璃積層體之製造方法]
玻璃積層體10之製造方法並無特別限制,具體而言,可列舉於常壓環境下重疊附無機層之支持基板16與玻璃基板18後,使用輥或加壓機進行壓接之方法。藉由利用輥或加壓機進行壓接,附無機層之支持基板16與玻璃基板18進一步密接,故而較佳。又,藉由利用輥或加壓機之壓接,相對容易地去除混入至附無機層之支持基板16與玻璃基板18之間之氣泡,故而較佳。
若藉由真空層壓法或真空加壓法進行壓接,則可較佳地抑制氣泡之混入或確保良好之密接,故而更佳。藉由於真空下進行壓接,即便於殘存微小之氣泡之情形時,亦有不存在氣泡因加熱而成長之情況,不易引起應變缺陷之優點。
於使附無機層之支持基板16與玻璃基板18可剝離地密接時,較佳為充分地清洗無機層14與玻璃基板18相互接觸之側之面,於潔淨度
較高之環境下進行積層。
進而,可對所獲得之玻璃積層體10實施例如400℃以上之高溫條件下之處理。溫度條件之上限並無特別限定,通常多數情況下為700℃以下。
玻璃積層體10可用於各種用途,例如可列舉下述製造顯示裝置用面板、PV、薄膜二次電池、表面形成有電路之半導體晶圓等電子零件之用途等。再者,於該用途中,多數情況下玻璃積層體10暴露於高溫條件(例如400℃以上)(例如10分鐘以上)。
此處,顯示裝置用面板包含LCD、OLED、電子紙、電漿顯示面板、場發射面板、量子點LED(Light Emitting Diode,發光二極體)面板、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems,微機電系統)快門面板等。
[電子裝置及其製造方法]
其次,對電子裝置及其製造方法之較佳實施態樣進行詳述。
圖2(A)及(B)係依序表示本發明之電子裝置之製造方法之較佳實施態樣中之各步驟的模式性剖視圖,圖2(A)表示構件形成步驟,圖2(B)表示分離步驟。即,本發明之電子裝置之製造方法包括構件形成步驟及分離步驟。
以下,一面參照圖2(A)及(B),一面對各步驟中所使用之材料及其順序進行詳述。首先,對構件形成步驟進行詳述。
[構件形成步驟]
構件形成步驟係於玻璃積層體中之玻璃基板上形成電子裝置用構件之步驟。
更具體而言,如圖2(A)所示,於玻璃基板18之第2主面18b上形成電子裝置用構件20,製造附電子裝置用構件之積層體22。
首先,對本步驟中所使用之電子裝置用構件20進行詳述,其後
對步驟之順序進行詳述。
<電子裝置用構件(功能性元件)>
電子裝置用構件20係形成於玻璃基板18之第2主面18b上且構成電子裝置之至少一部分之構件。更具體而言,作為電子裝置用構件20,可列舉顯示裝置用面板、太陽電池、薄膜二次電池、表面形成有電路之半導體晶圓等電子零件等中所使用之構件。作為顯示裝置用面板,包含液晶面板、有機EL面板、電漿顯示面板、場發射面板等。
例如,作為太陽電池用構件,於矽型中,可列舉:正極之氧化錫等透明電極、p層/i層/n層所表示之矽層、及負極之金屬等,除此以外,亦可列舉對應於化合物型、色素增感型、量子點型等之各種構件等。
又,作為薄膜二次電池用構件,於鋰離子型中,可列舉:正極及負極之金屬或金屬氧化物等透明電極、電解質層之鋰化合物、集電層之金屬、作為密封層之樹脂等,除此以外,亦可列舉對應於鎳氫型、聚合物型、陶瓷電解質型等之各種構件等。
又,作為電子零件用構件,於CCD(charge coupled device,電荷耦合器件)或CMOS(complementary metal oxide semiconductor,互補金屬氧化物半導體)中,可列舉:導電部之金屬、絕緣部之氧化矽或氮化矽等,除此以外,亦可列舉對應於壓力感測器、加速度感測器等各種感測器或剛性印刷基板、軟性印刷基板、剛性軟性印刷基板等之各種構件等。
<步驟之順序>
上述附電子裝置用構件之積層體22之製造方法並無特別限定,根據電子裝置用構件之構成構件之種類,藉由先前公知之方法,於玻璃基板18之第2主面18b上形成電子裝置用構件20。
再者,電子裝置用構件20可為全部構件之一部分(以下,稱為
「部分構件」),並非為最終形成於玻璃基板18之第2主面18b之構件之全部(以下,稱為「全部構件」)。亦可將附部分構件之玻璃基板於其後之步驟中作為附全部構件之玻璃基板(相當於下述電子裝置)。又,亦可於附全部構件之玻璃基板,於其剝離面(第1主面)形成其他電子裝置用構件。又,亦可組裝附全部構件之積層體,其後自附全部構件之積層體剝離附無機層之支持基板16,製造電子裝置。進而,亦可使用2片附全部構件之積層體而組裝電子裝置,其後自附全部構件之積層體剝離2片附無機層之支持基板16,製造電子裝置。
例如,若以製造OLED之情形為例,則為了於玻璃基板18之第2主面18b之表面上形成有機EL構造體,進行如下各種層形成或處理:形成透明電極;進而於形成有透明電極之面上蒸鍍電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層等;形成背面電極;使用密封板進行密封等。作為該等層形成或處理,具體而言,可列舉:成膜處理、蒸鍍處理、密封板之接著處理等。
又,例如,TFT(thin-film transistor,薄膜電晶體)-LCD之製造方法具有如下各種步驟:TFT形成步驟,其係於玻璃積層體10之玻璃基板18之第2主面18b上,使用抗蝕劑溶液,對藉由CVD(chemical vapor deposition,化學氣相沈積)法及濺鍍法等一般之成膜法而形成之金屬膜及金屬氧化膜等進行圖案形成,形成薄膜電晶體(TFT);CF(color filter,彩色濾光片)形成步驟,其係於另一玻璃積層體10之玻璃基板18之第2主面18b上,將抗蝕劑溶液用於圖案形成而形成彩色濾光片(CF);以及貼合步驟,其係積層附TFT之裝置基板與附CF之裝置基板等。
於TFT形成步驟或CF形成步驟中,使用周知之光微影技術或蝕刻技術等,於玻璃基板18之第2主面18b形成TFT或CF。此時,使用抗蝕劑溶液作為圖案形成用塗覆液。
再者,可於形成TFT或CF之前,視需要清洗玻璃基板18之第2主面18b。作為清洗方法,可使用周知之乾式清洗或濕式清洗。
於貼合步驟中,於附TFT之積層體與附CF之積層體之間注入液晶材料而積層。作為注入液晶材料之方法,例如有減壓注入法、滴加注入法。
再者,於構件形成步驟中,實施例如400℃以上之高溫條件下之處理。
[分離步驟]
分離步驟係自上述構件形成步驟中所獲得之附電子裝置用構件之積層體22剝離附無機層之支持基板16,獲得包含電子裝置用構件20及玻璃基板18之電子裝置24(附電子裝置用構件之玻璃基板)之步驟。即,為將附電子裝置用構件之積層體22分離為附無機層之支持基板16及電子裝置24(附電子裝置用構件之玻璃基板)之步驟。
但是,於作為前步驟之構件形成步驟中實施高溫條件下之處理之情形時,無機層14與玻璃基板18之界面之剝離強度變高至與無機層14和支持基板12之界面之剝離強度相同的程度,可能分離會變得困難。
然而,此時,藉由於無機層14產生凝集破壞,附電子裝置用構件之積層體22分離為附無機層之支持基板16及電子裝置24。
將附電子裝置用構件之積層體22分離為附無機層之支持基板16及電子裝置24之方法並無特別限定。例如,可於無機層14附近插入鋒利之刃具狀者,切出剝離之切口後,吹送水與壓縮空氣之混合流體而進行剝離。較佳為以附電子裝置用構件之積層體22之支持基板12側成為上側,電子裝置用構件20側成為下側之方式設置於壓盤上,使電子裝置用構件20側真空吸附於壓盤上(於兩面積層支持基板之情形時,依序進行),於該狀態下首先插入刃具。並且,其後藉由複數個真空
吸附墊吸附支持基板12側,自插入有刃具之部位附近依序使真空吸附墊上升。於是,於無機層14引起凝集破壞,可容易地剝離附無機層之支持基板16。
剝離電子裝置24時之剝離強度並無特別限制,就工業方面而言,較佳為2.0N/25mm以下,更佳為1.2N/25mm以下。
再者,剝離電子裝置24時之剝離強度亦可替換為剝離玻璃基板18時之剝離強度。
藉由上述步驟所獲得之電子裝置24適於行動電話、智慧型手機、平板型PC(personal computer,個人電腦)等移動終端中所使用之小型顯示裝置之製造。顯示裝置主要為LCD或OLED,作為LCD,包含TN(twisted nematic,扭轉向列)型、STN(super twisted nematic,超扭轉向列)型、FE(field effect,場效應)型、TFT型、MIM(metal-insulator-metal,金屬-絕緣體-金屬)型、IPS(in-plane switching,橫向電場效應)型、VA(vertical alignment,垂直配向)型等。基本上可應用於被動驅動型、主動驅動型中之任一種顯示裝置之情形。
再者,亦可於以上述順序分離之附無機層之支持基板16積層新玻璃基板18,獲得新玻璃積層體10。
[實施例]
以下,藉由實施例等具體地說明本發明,但本發明並不受該等例限定。
於以下之實施例及比較例中,作為玻璃基板,使用包含無鹼硼矽酸玻璃之玻璃板(長100mm、寬100mm、板厚0.2mm、線膨脹係數38×10-7/℃,旭硝子公司製造之商品名「AN100」)。
又,作為支持基板,同樣使用包含無鹼硼矽酸玻璃之玻璃板(長100mm、寬100mm、板厚0.5mm、線膨脹係數38×10-7/℃,旭硝子公司製造之商品名「AN100」)。
<實施例1>
首先,純水清洗支持基板之一主面,其後進行鹼清洗而淨化。
繼而,於淨化後之支持基板之一主面,藉由RF(radio frequency,射頻)濺鍍法(室溫成膜,成膜壓力:3mTorr,O2氣與Ar氣之體積流量比(O2/Ar):0.02,功率密度:5.3W/cm2),形成厚度20nm之含MgF2層(相當於無機層),獲得玻璃積層體A1用附無機層之支持基板。
再者,無機層之厚度係藉由觸針式膜厚計進行測定(以下相同)。
又,無機層之組成(雜質除外)係MgF2:69質量%、MgO:31質量%。無機層之組成係使用X射線光電子光譜裝置(PHI5000VersaProbe,Ulvac-Phi公司製造)進行測定(以下相同)。
(表面粗糙度(Ra))
所獲得之附無機層之支持基板之無機層之第1主面的表面粗糙度(Ra)為0.4nm。表面粗糙度(Ra)係使用AFM(Atomic Force Microscopy,原子力顯微鏡)(機種:L-trace(Nanonavi),日立高新技術公司製造),依據JIS B 0601(2001年修訂)進行測定(以下相同)。
(馬氏硬度)
所獲得之附無機層之支持基板之無機層的馬氏硬度為1247N/mm2。馬氏硬度係依據ISO 14577 2002年,使用微小硬度試驗機(PICODENTOR HM500,FISCHER公司製造),以0.5N/s之速度施加負載,蠕變設為5秒而進行測定,設為10點之測定結果之平均值(以下相同)。
(水分濃度)
所獲得之附無機層之支持基板之無機層的水分濃度為2.2原子%。水分濃度係藉由高解析度ERDA(High Resolution Elastic Recoil Detection Analysis(HR-ERDA),高解析度彈性反沖檢測分析)法進行
測定。
於測定中使用HRBS500(神戶製鋼所公司製造)。為了防止測定時之帶電,於作為試樣之無機層之表面(試樣面)蒸鍍數nm之碳膜。
將480keV之N+離子以相對於試樣面法線為70度之角度進行入射,以設定散射角30度檢測反沖氫離子。
假設於蒸鍍碳膜僅存在碳及氫,使用氫濃度已知試樣之測定值進行校正,算出厚度方向之氫濃度分佈。
於算出中,假設蒸鍍碳膜之密度為2.25g/cm3,假設MgF2之密度為3.15g/cm3,假設MgO之密度為3.58g/cm3。
於厚度方向上算出之氫濃度分佈中,將蒸鍍碳膜之影響消失且濃度固定之區域之平均濃度作為無機層之水分濃度(以下相同)。
(氧濃度)
所獲得之附無機層之支持基板之無機層的氧濃度為15.8原子%。氧濃度係使用X射線光電子光譜裝置(PHI5000VersaProbe,Ulvac-Phi公司製造)進行測定(以下相同)。
(積層性)
其次,純水清洗玻璃基板之一主面,其後,進行鹼清洗而淨化。繼而,於室溫下藉由真空加壓機貼合附無機層之支持基板之無機層之第1主面與玻璃基板之淨化後之第1主面,獲得玻璃積層體A1。
於所獲得之玻璃積層體A1中,附無機層之支持基板與玻璃基板係不產生氣泡而密接,亦無應變狀缺陷,平滑性亦良好。
(剝離性(550℃))
準備10個寬度25mm×長度70mm之玻璃積層體A1,於氮氣氛圍下,於550℃下實施10分鐘加熱處理。繼而,使用Autograph AG-20/50kNXDplus(島津製作所公司製造),進行玻璃基板之剝離。
具體而言,於加熱處理後之玻璃積層體A1之無機層附近插入厚
度0.1mm之不鏽鋼製刀而形成剝離之切口部後,完全固定玻璃基板,提拉支持基板,藉此進行玻璃基板之剝離。再者,剝離速度設為30mm/min。
其結果為,於10個所有試驗體中,可於支持基板或玻璃基板不產生破裂而剝離玻璃基板。
於該剝離時,無機層發生凝集破壞。於剝離之玻璃基板及支持基板之表面上確認到凝集破壞後之無機層之殘渣之附著。
此時,於550℃之加熱處理後可剝離玻璃基板之試驗體之剝離強度為0.5N/25mm。將檢測到負載之地點設為0,將自該位置提拉2.0mm之位置處之剝離強度作為測定值(以下相同)。
(剝離性(600℃))
準備10個寬度25mm×長度70mm之玻璃積層體A1,於氮氣氛圍下,於600℃下實施10分鐘加熱處理。繼而,以與上述相同之方式進行玻璃基板之剝離。
其結果為,於10個所有試驗體中,可於支持基板或玻璃基板不產生破裂而剝離玻璃基板。
<實施例2>
首先,純水清洗支持基板之一主面,其後進行鹼清洗而淨化。
繼而,於淨化後之支持基板之一主面,藉由蒸鍍法,形成厚度30nm之含CaF2層(相當於無機層),獲得玻璃積層體A2用附無機層之支持基板。
於無機層之形成中使用真空蒸鍍裝置(昭和真空公司製造,SEC-16CM)。蒸鍍源使用CaF2之顆粒,於排氣至10-5Torr以下後,於室溫下進行成膜。
無機層之組成(雜質除外)係CaF2:93質量%、CaO:7質量%。
(表面粗糙度(Ra)、馬氏硬度、水分濃度及氧濃度)
對所獲得之附無機層之支持基板之無機層測定表面粗糙度(Ra)、馬氏硬度、水分濃度及氧濃度。測定結果示於以下之表1。
再者,於水分濃度之測定中,假設CaF2之密度為3.18g/cm3,假設CaO之密度為3.35g/cm3。
(積層性)
以與實施例1相同之方式,貼合附無機層之支持基板之無機層之第1主面與玻璃基板之第1主面,獲得玻璃積層體A2。
於所獲得之玻璃積層體A2中,附無機層之支持基板與玻璃基板係不產生氣泡而密接,亦無應變狀缺陷,平滑性亦良好。
(剝離性)
針對玻璃積層體A2,以與實施例1相同之方式測定剝離強度,並且評價剝離性。
其結果為,於550℃之加熱處理後,於10個所有試驗體中,可於支持基板或玻璃基板不產生破裂而剝離玻璃基板,但於600℃之加熱處理後,於5個試驗體中產生破裂。再者,於剝離之玻璃基板及支持基板之表面上確認到凝集破壞後之無機層之殘渣之附著。
再者,550℃之加熱處理後之剝離強度為0.4N/25mm。
<實施例3>
首先,純水清洗支持基板之一主面,其後進行鹼清洗而淨化。
繼而,於淨化後之支持基板之一主面,以與實施例2相同之方式,藉由蒸鍍法,形成厚度30nm之含CeF3層(相當於無機層),獲得玻璃積層體A3用附無機層之支持基板。
無機層之組成(雜質除外)係CeF3:94質量%、CeO2:6質量%。
(表面粗糙度(Ra)、馬氏硬度、水分濃度及氧濃度)
對所獲得之附無機層之支持基板之無機層測定表面粗糙度(Ra)、馬氏硬度、水分濃度及氧濃度。測定結果示於以下之表1。
再者,於水分濃度之測定中,假設CeF3之密度為6.16g/cm3,假設CeO2之密度為7.65g/cm3。
(積層性)
以與實施例1相同之方式,貼合附無機層之支持基板之無機層之第1主面與玻璃基板之第1主面,獲得玻璃積層體A3。
於所獲得之玻璃積層體A3中,附無機層之支持基板與玻璃基板係不產生氣泡而密接,亦無應變狀缺陷,平滑性亦良好。
(剝離性)
針對玻璃積層體A3,以與實施例1相同之方式測定剝離強度,並且評價剝離性。
其結果為,於550℃之加熱處理後,於10個所有試驗體中,可於支持基板或玻璃基板不產生破裂而剝離玻璃基板,但於600℃之加熱處理後,於4個試驗體中產生破裂。再者,於剝離之玻璃基板及支持基板之表面上確認到凝集破壞後之無機層之殘渣之附著。
再者,550℃之加熱處理後之剝離強度為0.4N/25mm。
<比較例1>
首先,純水清洗支持基板之一主面,其後進行鹼清洗而淨化。
繼而,於淨化後之支持基板之一主面,藉由磁控濺鍍法(室溫成膜,成膜壓力:3mTorr,O2氣與Ar氣之體積流量比(O2/Ar):0.20,功率密度:1.65W/cm2),形成厚度30nm之CeO2層,獲得玻璃積層體B1用附無機層之支持基板。
(表面粗糙度(Ra)及馬氏硬度)
對所獲得之附無機層之支持基板之無機層測定表面粗糙度(Ra)及馬氏硬度。測定結果示於以下之表1。
(積層性)
以與實施例1相同之方式,貼合附無機層之支持基板之無機層之
第1主面與玻璃基板之第1主面,獲得玻璃積層體B1。
於所獲得之玻璃積層體B1中,附無機層之支持基板與玻璃基板係不產生氣泡而密接,亦無應變狀缺陷,平滑性亦良好。
(剝離性)
針對玻璃積層體B1,以與實施例1相同之方式評價剝離性,結果於550℃及600℃之任一加熱處理後,10個所有試驗體均產生破裂。因此,無法測定剝離強度。
<比較例2>
首先,純水清洗支持基板之一主面,其後進行鹼清洗而淨化。
繼而,於淨化後之支持基板之一主面,藉由磁控濺鍍法(室溫成膜,成膜壓力:3mTorr,O2氣與Ar氣之體積流量比(O2/Ar):0.20,功率密度:1.65W/cm2),形成厚度20nm之ZrO2層,獲得玻璃積層體B2用附無機層之支持基板。
(表面粗糙度(Ra)及馬氏硬度)
對所獲得之附無機層之支持基板之無機層測定表面粗糙度(Ra)及馬氏硬度。測定結果示於以下之表1。
(積層性)
以與實施例1相同之方式,貼合附無機層之支持基板之無機層之第1主面與玻璃基板之第1主面,獲得玻璃積層體B2。
於所獲得之玻璃積層體B2中,確認到氣泡之產生及應變狀缺陷。
(剝離性)
針對玻璃積層體B2,以與實施例1相同之方式評價剝離性,結果於550℃及600℃之任一加熱處理後,10個所有試驗體均產生破裂。因此,無法測定剝離強度。
<比較例3>
僅使用Ar氣,而並非O2氣與Ar氣之混合氣體,除此以外,按照與實施例1相同之順序,形成厚度30nm之MgF2層,獲得玻璃積層體B3用附無機層之支持基板。
(表面粗糙度(Ra)、馬氏硬度、水分濃度及氧濃度)
對所獲得之附無機層之支持基板之無機層測定表面粗糙度(Ra)、馬氏硬度、水分濃度及氧濃度。測定結果示於以下之表1。
(積層性)
以與實施例1相同之方式,貼合附無機層之支持基板之無機層之第1主面與玻璃基板之第1主面,獲得玻璃積層體B3。
於所獲得之玻璃積層體B3中,附無機層之支持基板與玻璃基板係不產生氣泡而密接,亦無應變狀缺陷,平滑性亦良好。
(剝離性)
針對玻璃積層體B3,以與實施例1相同之方式評價剝離性,結果於550℃及600℃之任一加熱處理後,10個所有試驗體均產生破裂。因此,無法測定剝離強度。
<比較例4>
首先,純水清洗支持基板之一主面,其後進行鹼清洗而淨化。
繼而,於淨化後之支持基板之一主面,藉由磁控濺鍍法(加熱溫度:300℃,成膜壓力:5mTorr,O2氣與Ar氣之體積流量比(O2/Ar):0.10,功率密度:4.9W/cm2),形成厚度20nm之ITO層(氧化銦錫層),獲得玻璃積層體B4用附無機層之支持基板。
(表面粗糙度(Ra)及馬氏硬度)
對所獲得之附無機層之支持基板之無機層測定表面粗糙度(Ra)及馬氏硬度。測定結果示於以下之表1。
(積層性)
以與實施例1相同之方式,貼合附無機層之支持基板之無機層之
第1主面與玻璃基板之第1主面,獲得玻璃積層體B4。
於所獲得之玻璃積層體B4中,附無機層之支持基板與玻璃基板係不產生氣泡而密接,亦無應變狀缺陷,平滑性亦良好。
(剝離性)
針對玻璃積層體B4,以與實施例1相同之方式評價剝離性,結果於550℃及600℃之任一加熱處理後,10個所有試驗體均產生破裂。因此,無法測定剝離強度。
將上述實施例1~3及比較例1~4之結果彙總示於以下之表1。
於以下之表1中,於「積層性」之欄,於附無機層之支持基板與玻璃基板不產生氣泡而密接,亦無應變狀缺陷,平滑性亦良好之情形時,記載「○」,於產生氣泡而密接性局部較差,亦確認到應變狀缺陷之情形時,記載「×」。實用上,較佳為「○」。
又,於以下之表1中,於「剝離性」之欄,於在所有試驗體中可於支持基板或玻璃基板不產生破裂而剝離玻璃基板之情形時,記載「○」,於在數個試驗體中可於支持基板或玻璃基板不產生破裂而剝離玻璃基板,於其餘試驗體中產生破裂之情形時,記載「△」,於在所有試驗體中產生破裂,無法剝離玻璃基板之情形時,記載「×」。實用上,較佳為「○」。
再者,於以下之表1中,於「水分濃度」及「剝離強度」之欄,於未測定(無法測定)水分濃度及剝離強度之情形時,記載「-」。
如表1所示,關於無機層之馬氏硬度為3000N/mm2以下之實施例1~3,於高溫條件下之處理後,亦可容易地剝離玻璃基板,剝離性良好。
又,若將實施例1~3進行對比,則500℃之處理後之剝離性相同,但關於600℃之處理後之剝離性,無機層之氧濃度高於實施例2及3之實施例1更良好。
相對於此,關於無機層之馬氏硬度並非為3000N/mm2以下之比較例1~4,高溫條件下之處理後之剝離性不充分。
<實施例4>
於本例中,使用實施例1中所製造之加熱處理前之玻璃積層體A1而製作OLED。再者,作為以下之製程中之加熱處理溫度,實施400℃以上之處理。
更具體而言,於玻璃積層體A1中之玻璃基板之第2主面上,藉由濺鍍法將鉬成膜,藉由利用光微影法之蝕刻而形成閘極電極。其次,藉由電漿CVD法,於設置有閘極電極之玻璃基板之第2主面側,進而依序將氮化矽、本徵非晶矽、n型非晶矽成膜,繼而,藉由濺鍍法將鉬成膜,藉由利用光微影法之蝕刻,形成閘極絕緣膜、半導體元件部及源極/汲極電極。其次,藉由電漿CVD法,於玻璃基板之第2主面側,進而將氮化矽成膜,形成鈍化層,然後藉由濺鍍法將氧化銦錫成膜,藉由利用光微影法之蝕刻而形成像素電極。
繼而,於玻璃基板之第2主面側,進而藉由蒸鍍法依序將作為電洞注入層之4,4',4"-三(3-甲基苯基苯基胺基)三苯基胺、作為電洞傳輸層之雙[(N-萘基)-N-苯基]聯苯胺、作為發光層之8-羥基喹啉鋁錯合物
(Alq3)中混合有40體積%2,6-雙[4-[N-(4-甲氧基苯基)-N-苯基]胺基苯乙烯基]萘-1,5-二甲腈(BSN-BCN)者、作為電子傳輸層之Alq3成膜。其次,於玻璃基板之第2主面側,藉由濺鍍法將鋁成膜,藉由利用光微影法之蝕刻而形成對向電極。其次,於形成有對向電極之玻璃基板之第2主面上,經由紫外線硬化型接著層貼合另一片玻璃基板進行密封。按照上述順序所獲得之於玻璃基板上具有有機EL構造體之玻璃積層體相當於附電子裝置用構件之積層體。
繼而,使附電子裝置用構件之積層體之密封體側真空吸附於壓盤後,於角隅部之無機層附近,插入厚度0.1mm之不鏽鋼製刃具,分離附無機層之支持基板,獲得OLED面板(相當於電子裝置。以下稱為面板A)。於所製作之面板A連接IC(integrated circuit,積體電路)驅動器,於常溫常壓下進行驅動,結果於驅動區域內未見顯示不均。
<實施例5>
於本例中,使用實施例1中所製造之加熱處理前之玻璃積層體A1製作LCD。再者,作為以下之製程中之加熱處理溫度,實施400℃以上之處理。
準備2片玻璃積層體A1,首先,於一玻璃積層體A1中之玻璃基板之第2主面上,藉由濺鍍法將鉬成膜,藉由利用光微影法之蝕刻而形成閘極電極。其次,藉由電漿CVD法,於設置有閘極電極之玻璃基板之第2主面側,進而依序將氮化矽、本徵非晶矽、n型非晶矽成膜,繼而藉由濺鍍法將鉬成膜,藉由利用光微影法之蝕刻,形成閘極絕緣膜、半導體元件部及源極/汲極電極。其次,藉由電漿CVD法,於玻璃基板之第2主面側,進而將氮化矽成膜,形成鈍化層,然後藉由濺鍍法將氧化銦錫成膜,藉由利用光微影法之蝕刻而形成像素電極。其次,於形成有像素電極之玻璃基板之第2主面上,藉由輥式塗佈法塗佈聚醯亞胺樹脂液,藉由熱硬化而形成配向層,進行摩擦。將所獲得
之玻璃積層體稱為玻璃積層體X1。
其次,於另一玻璃積層體A1中之玻璃基板之第2主面上,藉由濺鍍法將鉻成膜,藉由利用光微影法之蝕刻而形成遮光層。其次,於設置有遮光層之玻璃基板之第2主面側,進而藉由模嘴塗佈法塗佈彩色光阻劑,藉由光微影法及熱硬化而形成彩色濾光片層。其次,於玻璃基板之第2主面側,進而藉由濺鍍法將氧化銦錫成膜,形成對向電極。其次,於設置有對向電極之玻璃基板之第2主面上,藉由模嘴塗佈法塗佈紫外線硬化樹脂液,藉由光微影法及熱硬化而形成柱狀間隔件。其次,於形成有柱狀間隔件之玻璃基板之第2主面上,藉由輥式塗佈法塗佈聚醯亞胺樹脂液,藉由熱硬化而形成配向層,進行摩擦。其次,於玻璃基板之第2主面側,藉由點膠法將密封用樹脂液繪圖為框狀,於框內藉由點膠法滴加液晶後,使用上述玻璃積層體X1,貼合2片玻璃積層體之玻璃基板之第2主面側彼此,藉由紫外線硬化及熱硬化,獲得具有LCD面板之積層體。以下,將此處之具有LCD面板之積層體稱為附面板之積層體X2。
其次,以與實施例4相同之方式,自附面板之積層體X2分離兩面之附無機層之支持基板,獲得包含形成有TFT陣列之基板及形成有彩色濾光片之基板之LCD面板B(相當於電子裝置)。
於所製作之LCD面板B連接IC驅動器,於常溫常壓下進行驅動,結果於驅動區域內未見顯示不均。
本申請案係基於2015年5月13日提出申請之日本專利申請案2015-098383者,其內容係作為參照而引入至本文中。
10‧‧‧玻璃積層體
12‧‧‧支持基板
14‧‧‧無機層
14a‧‧‧第1主面(無機層之與支持基板側相反之側之表面)
16‧‧‧附無機層之支持基板
18‧‧‧玻璃基板
18a‧‧‧第1主面(玻璃基板之無機層側之表面)
18b‧‧‧第2主面(玻璃基板之與無機層側相反之側之表面)
Claims (5)
- 一種玻璃積層體,其包括:附無機層之支持基板,其具有支持基板及配置於上述支持基板上之無機層;及玻璃基板,其可剝離地積層於上述無機層上;且上述無機層之馬氏硬度為3000N/mm2以下。
- 如請求項1之玻璃積層體,其中上述無機層中之水分濃度為1.5原子%以上。
- 如請求項1或2之玻璃積層體,其中上述無機層之厚度為70nm以下。
- 如請求項1至3中任一項之玻璃積層體,其中上述無機層含有金屬氟化物。
- 一種電子裝置之製造方法,其包括:構件形成步驟,其係於如請求項1至4中任一項之玻璃積層體所具備之上述玻璃基板之與上述無機層側相反之側之表面上形成電子裝置用構件,而獲得附電子裝置用構件之積層體;及分離步驟,其係自上述附電子裝置用構件之積層體剝離上述附無機層之支持基板,而獲得具有上述玻璃基板及上述電子裝置用構件之電子裝置。
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