TWI477469B - 包含邊緣網狀部分的玻璃基板 - Google Patents

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Description

包含邊緣網狀部分的玻璃基板
本申請案主張2009年7月29日提出申請的美國申請案序號第12/511,167號之權益。此文件之內容及本文所提及之刊物、專利及專利文件之完整揭示內容以引用方式併入本文。
本發明係針對一種薄玻璃基板，其包含自玻璃基板之至少一邊緣延伸之網狀部分，以促進操作及/或運輸及/或定位該基板。
玻璃基板可用於各種應用，包括所謂「電子紙(e-paper)」及觸摸感測器。供此類基板所用之玻璃可十分薄，厚度通常小於約0.3mm。基板之處理可在個別玻璃片基底上執行，或藉由以捲繞在滾輪上之長玻璃條帶的方式運輸基板來最有效地執行。該方法包括自一個滾輪分配條帶，處理已分配部分，及然後將該條帶捲繞於捲取滾輪(take-up roll)上。
所謂「捲軸滾輪-對-滾輪(roll-to-roll)」製程的缺點之一為薄玻璃條帶之易碎性-在操作期間，條帶之機械接觸可導致損壞，包括刮傷、破裂及最壞狀況下之斷裂。需要呈片或條帶形式之玻璃基板，其可安全地操作而不損壞玻璃。
本發明描述一種玻璃基板，其包括設置於其上之塗層材料，該塗層材料自基板之至少一個邊緣延伸作為網狀部分，從而在不損壞之情況下促進基板的操作及/或運輸。此操作塗層之網狀部分較佳具有撓性，且可用於保持及/或運輸及/或對準該玻璃基板，以在製造步驟中進行處理，而不需要直接接觸該基板之內側未塗佈部分。本發明亦描述一種用於保持、運輸及/或對準該玻璃條帶之方法。
在一個實施例中，描述了一種玻璃基板，其包含第一及第二主表面以及第一及第二邊緣，第一及第二邊緣藉由寬度W分隔。第一邊緣及第二邊緣較佳為大體上彼此平行。該玻璃基板包括設置於第一及第二主表面之至少一部分上的撓性塗層，且該塗層包含網狀部分自第一或第二邊緣中至少一者延伸至少1mm之距離。
玻璃基板可呈玻璃條帶或個別玻璃片之形式，且較佳具有等於或小於0.3mm之厚度。該塗層亦包含自玻璃基板之第一邊緣延伸至少1mm之距離之網狀部分，以及自第二邊緣延伸至少1mm之距離之網狀部分。撓性塗層可僅塗佈第一主表面及第二主表面中之一者或兩者之一部分，或撓性塗層可在基板之一個主表面上或另一個主表面上或者兩個主表面上延伸橫跨玻璃基板之整體寬度W。
自玻璃基板之第一邊緣或第二邊緣中之至少一者延伸之網狀部分可包含穿孔，用於嚙合鏈齒(sprocket)或其他 齒化構件。而齒化構件可用嚙合網狀部分之軌道替代。
塗佈玻璃基板之第一主表面之至少一部分的撓性塗層之表面可包括非平面形狀，與塗佈第二主表面之至少一部分之撓性塗層之表面的非平面形狀互補。舉例而言，玻璃之一層之一側上的塗層之上部可具有互補於玻璃之另一鄰近層上的塗層之下部的形狀，該形狀對準該等玻璃層，且較佳地防止一層之玻璃接觸另一鄰近層之玻璃。
可用設置於塗層與玻璃基板之間的黏著劑將該撓性塗層黏附於第一主表面及/或第二主表面上。該塗層可進一步包含強化構件，諸如纖維。
該塗層之網狀部分及非網狀部分可包括用於協助對準或定位該玻璃基板之配準記號(registration marking)。在一些實施例中，該玻璃基板之第一主表面及第二主表面中之一者或兩者可包括一或多層之層疊材料(laminating material)或沈積材料。舉例而言，在施加網狀塗層材料之前，可用另一材料塗佈該玻璃基板。該另一材料可為層疊材料，諸如，用於防止浸濾(leaching)該玻璃之障壁層。另外，在施加該操作塗層之網狀部分及非網狀部分之後，可在基板上形成額外材料，諸如，可包含電子裝置(例如，半導體裝置)之電氣功能材料(electrically functional material)。如本文所用，電氣功能材料包括有機或無機半導體及/或導體材料。
在另一實施例中，描述了一種玻璃條帶，其包含第一及第二主表面以及第一及第二邊緣以及聚合物塗層，該 聚合物塗層設置於第一及第二主表面上並延伸超過第一及第二邊緣至少1mm之距離，以形成撓性網狀部分。撓性網狀部分可包含穿孔，其可用於嚙合滾輪(鏈齒)或軌道中之齒狀物。該塗層之撓性網狀部分或非網狀部分可包含配準記號，諸如用於對準玻璃條帶之線條或符號。
在另一實施例中，揭示了一種運輸玻璃條帶之方法，其包含自第一捲軸分配一長度之玻璃條帶，該玻璃條帶包含塗層，該塗層包括網狀部分自條帶之邊緣延伸至少1mm；將該網狀部分嚙合進料設備(feed apparatus)以運輸該條帶，進料設備包含用於嚙合網狀部分之滾輪或軌道；以及藉由將已分配之條帶捲繞於捲取捲軸上，以收集已分配條帶。該網狀部分可包含穿孔，用以嚙合進料設備。舉例而言，進料設備可包含鏈齒，其中該鏈齒之齒狀物與穿孔嚙合以傳送該玻璃條帶。然而，進料設備並不限於鏈齒，而可進一步包括用於與網狀部分嚙合之滾輪或軌道。在另一實例中，壓輪(pinch roller)可用於嚙合操作塗層之網狀及/或非網狀部分。
在一些實施例中，該塗層可包括配準標誌，且該方法進一步包含偵測該等標誌，並回應該等經偵測之標誌來定位該條帶。該偵測可藉由本領域已知的用於執行此類任務之任何合適的機器視覺系統來執行。若該玻璃條帶將用於製造電子裝置，則該方法可進一步包含在收集之前在已分配長度之至少一部分上沈積電氣功能材料。舉 例而言，將該玻璃條帶滾離第一捲軸，將期望的部件沈積在條帶上，然後藉由將條帶滾軋於第二捲軸上來收集該條帶。在沈積之後，網狀部分可自條帶上移除，留下未損壞之條帶之內側部分。
在沒有任何隱含限制之狀況下，給出的隨後之說明性描述內容中，參閱附圖，將更容易理解本發明，且本發明之其他目的、特徵、細節及優點將更清楚明白。所有此等額外系統、方法、特徵及優點皆欲包括於本說明書中，皆落在本發明之範疇內，且皆由後附之申請專利範圍保護。
在以下實施方式中，出於說明而非限制之目的，闡述揭示具體細節之示例性實施例以提供對本發明之完全理解。然而，對受益於本揭示案之一般技術者而言明顯的是，可在脫離本文揭示之具體細節之其他實施例中實施本發明。此外，可略去對熟知的設備、方法及材料之說明，以便避免使本發明之說明書難以理解。最後，在可用情況下，則相同元件符號指代相同元件。
雖然已知玻璃為易碎材料，不可撓且易刮傷、破裂及斷裂，但具有薄截面之玻璃事實上可十分具有撓性。技術者僅需考慮光纖之極薄股束(hair-thin strand)的撓性。類似地，呈薄片或薄條帶之玻璃可於滾輪上捲繞並自其退繞，更似紙張或塑膠薄膜。然而，即便可製作可 撓之玻璃，但其仍保留其易碎特性，且可能因接觸而損壞。對於某些應用而言，尤其對可見缺陷可能分散注意之應用(例如，顯示應用)而言，即便輕微，外觀缺陷似乎不被接受。對於需要高機械強度之其他應用而言，即便小於1um之缺陷亦可限制玻璃製品之機械可靠性。因此，製程中片材之操作(例如片材上薄膜裝置之沈積)，可能成為損失及高成本之源頭。
雖然可在個別片材基底上處理玻璃，但本文涵蓋之方法(更有效之方法)涉及以如第1圖所示之捲繞於滾輪上的薄玻璃條帶來開始。當玻璃條帶10自滾輪12上退繞時，可處理退繞或已分配部分14，然後重新捲繞於第二「捲取(take-up)」滾輪16上。在此情形下，術語「受處理(processed)」可包括形成玻璃之後的任何步驟，包括，但不限於，研磨、拋光、清潔、或在玻璃上沈積額外的層及/或部件(例如，電氣/電子部件或其部分)。然而，在一些實例中，經由處理裝備來傳送玻璃條帶可需要精確定位該條帶。舉例而言，在玻璃基板上形成薄膜裝置(例如，電晶體、電致發光層等)可能需要條帶在多重站台或之間或裝備置放處之間進行定位或標示，且需要位置與位置之間的經確配準。在厚度小於0.3mm或小於0.1mm或小於0.05mm之玻璃條帶上執行此形式之運輸十分困難。一旦形成了該等裝置，則存在以下問題：如何在為後續使用，或許在隨後之製程中，堆疊或重新捲繞條帶時，不損壞玻璃條帶或在條帶之一個或兩個表 面上形成的裝置。
第2A圖圖示本發明之實施例的邊視圖，包含如圖所示延伸進入圖中之玻璃基板10(例如，玻璃片或玻璃條帶10)，該基板包括第一主表面18及相對的第二主表面20。玻璃基板進一步藉由第一邊緣22a及第二邊緣22b限界。亦顯示塗層24，其包括塗佈第一主表面18之至少一部分的區段24a，亦包括網狀部分24b自第一邊緣22a延伸最少至少1mm、較佳至少2mm及更佳至少3mm。在一些實施例中，該或該等網狀部分可自玻璃基板的邊緣延伸多達1cm或更多。因此，網狀部分24b提供可由操作裝備(諸如，滾輪)接觸之操作表面，而無需實體接觸玻璃本身，且若期望對準處理裝備時，網狀部分24b可進一步用作對準協助。因此，在一個實施例中，玻璃基板包括自條帶邊緣延伸之塗層或薄膜，且塗層或薄膜之延伸部分可用於支撐或運輸玻璃基板，而不接觸或損壞基板。舉例而言，塗層之延伸部分可由滾輪夾持，與鏈齒嚙合，被夾緊或受到固定塗層之延伸部分的任何其他方法作用。玻璃基板邊緣22a與玻璃基板邊緣22b無需為如第2A圖所示之平面特徵，但可具有平面外特徵(out-of-plane feature)，諸如，圓形邊緣珠粒特徵(rounded edge bead feature)。同樣地，塗層網狀部分24b亦可擁有非平面特徵。
在第2B圖所繪示之另一實施例中，玻璃基板之兩個主表面18及20之一部分經由塗層24塗佈。運輸玻璃基板 可包括夾持塗層24b之延伸部分及玻璃基板上之塗層部分24a。
在第3A圖所圖示之另一實施例中，玻璃塗層24可施加至玻璃條帶10，以便將塗層24之一部分(24a)施加至玻璃條帶10之至少一個主表面(例如，表面18)，且塗層24之另一部分(24b)分別延伸出邊緣22a、22b至少1mm。或者，如第3B圖所示，塗層24可塗覆於條帶10之兩個主表面之至少一部分，且兩個網狀部分24b自第一邊緣及第二邊緣中之一者延伸至少1mm。
在一些實施例中，可能期望塗層材料在至少一個(第一或第二)主表面之整體上完全延伸。以此方式，可防止鄰近玻璃層之表面彼此直接接觸，且可如先前描述般使用至少一個延伸部分(網狀)來定位或運輸玻璃。因此，可由自一個或兩個邊緣延伸之塗層封裝玻璃，且該塗層可覆蓋玻璃之一個或兩個主側面。如第4圖所繪示，玻璃基板10由塗層材料24封裝，該塗層材料24用第一塗層部分24a覆蓋兩個主表面18、20。在此實施例中，兩個延伸的塗層網狀部分24b側接玻璃基板，該等塗層網狀部分24b可由類似上述實施例之方式操作。
如第5圖所示，可選擇塗層厚度以於連續層之間形成間隙26，以在不允許任何一層玻璃實體上接觸另一層玻璃之情況下，防止一層玻璃基板疊加於另一層玻璃基板上。呈片材形式時，薄玻璃面板可接著以一個在另一個上方的方式堆疊，且玻璃邊緣處之塗層厚度產生玻璃面 板之間的間隙，以便一個面板之玻璃不接觸鄰近面板之玻璃。呈條帶形式時，玻璃條帶可以類似效果捲繞-可防止一個捲繞層之玻璃接觸先前捲繞層之玻璃。該捲繞可賦予玻璃條帶小於約10cm之彎曲半徑。
在將條帶捲繞於捲軸或其他捲取裝置上，或將一個片材堆疊於另一片材上之情況下，塗層表面可經模製(molding)以包括實體上互補之特徵，如第6圖所繪示。該等互補特徵不但可起到防止玻璃層(呈片材或條帶形式)之間接觸之作用，而且該等互補特徵可用於在堆疊或捲繞期間在先前層上對準條帶之一層。此類互補特徵通常將包含凸起及經配置以容納該等凸起之互補凹陷。舉例而言，在基板上表面上之暴露表面上之凸起28，以及在施加至條帶下表面之塗層的暴露表面上之互補凹陷30允許基板堆疊或捲繞，使得在堆疊或捲繞製程期間互補特徵嚙合並協助對準基板。
為促進基板之定位，網狀部分可包括穿孔32其允許與鏈齒盤嚙合，如第7圖及第8圖所示。第8圖圖示與網狀部分24b嚙合之鏈齒盤36之齒狀物。網狀部分亦可包括配準標誌34，諸如印刷記號或加工記號(線條、圓圈或類似記號)，該等記號指示沿條帶之特定位置，且較佳可由機器視覺系統讀取。此外，該等穿孔本身可用作標誌(indicia)。然而，標誌之使用不必限於網狀部分，且可將標誌置放于塗層之任何部分上以指示位置，該指示不僅限於縱向方式，而且若需要，亦可橫跨條帶之寬度。 亦即，標誌線可橫切或平行於條帶延展。應注意，穿孔及標誌之使用並不限於玻璃條帶之使用，而同樣可用於個別玻璃片或面板。
第9圖及第10圖圖示若干替代性運輸方法。舉例而言，第9圖繪示由壓輪38、40運輸之基板，其中上滾輪38及下滾輪40夾緊兩個滾輪組之間的網狀部分24b。
第10圖繪示兩個牽引器組件42之側視圖，牽引器組件42包含皮帶44夾緊皮帶之間的基板之網狀部分。第10圖繪示正經歷自第一滾輪12捲繞至第二滾輪16之玻璃條帶10。
塗層可作為液體施加至玻璃(條帶或片材)上，或可作為預成形薄膜。合適的預成形薄膜可為聚合物，例如，聚矽氧或聚醯亞胺。可對材料進行選擇以與所預期處理相容。舉例而言，具有總厚度範圍較佳介於約50mm與100mm之間(例如，63.5微米)的丙烯酸黏著劑之Kapton®膠帶已證實為合適的預成形膠帶，其可以如上所述之方式施加至玻璃，且允許在高達300℃之溫度下真空處理該條帶。在一些情況下，亦可獨立或與聚合物結合使用金屬塗層。舉例而言，塗層可為層疊塗層。預成形薄膜或塗層可與黏著劑，諸如丙烯酸黏著劑，一起施加。
為提供提高之強度，網狀部分可包括強化構件。舉例而言，預成形膠帶可包括玻璃或聚合物纖維(例如，Kevlar®纖維)以向塗層材料提供額外強度。
可在塗覆操作塗層之網狀部分及非網狀部分之前，用層疊或沈積材料來層疊或塗佈玻璃基板。舉例而言，可在塗覆操作或運輸塗層24之前，將障壁層或其他保護層塗覆於該基板。層疊或塗佈材料可依據需求而為有機材料或無機材料。
一旦施加了操作塗層，可在基板上形成額外材料，諸如，電氣功能材料。舉例而言，基板可呈玻璃條帶形式，該玻璃條帶包含捲繞於第一捲軸上之操作塗層24(參閱第1圖)。玻璃條帶自第一捲軸上退繞，且以如上所述方式運輸(例如，參閱第7至10圖)。然後，將條帶收集且捲繞於第二捲軸上。可進一步處理第一捲軸與第二捲軸之間的條帶之已分配部分，諸如在條帶上沈積一或多種電氣功能材料。此類沈積作用可由習知方法(例如，光刻方法)完成。舉例而言，第9圖展示條帶10，其上沈積了電氣功能材料46。
應強調，本發明之上述實施例，尤其任何「較佳」實施例，僅為實施例之可能的實例，僅為清晰理解本發明之原理而作闡述。可在大體上不脫離本發明之精神及原理之情況下，對本發明之上述實施例進行許多變型及修改。所有此等修改及變型意欲在本文中包括於此揭示內容及本發明之範疇內，且受到隨後之申請專利範圍保護。
10‧‧‧玻璃條帶/玻璃基板/玻璃片
12‧‧‧第一滾輪
14‧‧‧已分配部分
16‧‧‧滾輪
18‧‧‧第一主表面
20‧‧‧第二主表面
22a‧‧‧邊緣
22b‧‧‧邊緣
24‧‧‧塗層
24a‧‧‧區段/塗層部分
24b‧‧‧網狀部分
26‧‧‧間隙
28‧‧‧凸起
30‧‧‧互補凹陷
32‧‧‧穿孔
34‧‧‧配準標誌
36‧‧‧鏈齒盤
38‧‧‧壓輪/上滾輪
40‧‧‧壓輪/下滾輪
42‧‧‧牽引器元件
44‧‧‧皮帶
46‧‧‧電氣功能材料
第1圖為用於運輸玻璃條帶之「捲軸-對-捲軸」製程之透視圖。
第2A圖第2B圖為包含塗層之玻璃基板(玻璃片或玻璃條帶)的截面圖，塗層包括沿基板邊緣之網狀部分。
第3A圖第3B圖為包含塗層之玻璃基板(玻璃片或玻璃條帶)的截面圖，塗層包括沿基板的兩個邊緣之網狀部分。
第4圖繪示完全由塗層封裝之玻璃基板的截面圖，塗層包含沿基板的兩個邊緣之兩個網狀部分。
第5圖為玻璃片之堆疊(或捲)(或捲繞之玻璃條帶)之截面圖，其圖示各層之間間隙的形成，該間隙防止玻璃層之間的接觸。
第6圖為玻璃片之堆疊(或捲)(或捲繞之玻璃條帶)之截面圖，其圖示塗層之上表面及下表面之互補特徵，該等互補特徵促進各層之匹配及對準。
第7圖為玻璃基板之一部分的俯視圖，玻璃基板包含塗層，其包括網狀部分，其中網狀部分包含穿孔及標誌記號。
第8圖為用於運輸玻璃基板之鏈齒的側視圖，玻璃基板包含具有網狀部分之塗層，其中鏈齒之齒狀物嚙合網狀部分中之穿孔。
第9圖為藉由壓輪運輸之玻璃基板的截面圖，壓輪嚙 合塗層之網狀部分。
第10圖為藉由牽引器組件來運輸之玻璃條帶的側視圖，牽引器組件嚙合條帶上塗層之網狀部分，並包括放捲滾輪及捲取滾輪。
10‧‧‧玻璃條帶/玻璃基板/玻璃片
18‧‧‧第一主表面
20‧‧‧第二主表面
24‧‧‧塗層
24a‧‧‧區段/塗層部分
24b‧‧‧網狀部分

Claims (20)

  1. 一種基板(10)，包含：一玻璃條帶，該玻璃條帶具有第一主表面(18)及第二主表面(20)以及第一邊緣(22a)及第二邊緣(22b)，藉由一寬度W分隔該第一邊緣與該第二邊緣；及一第一撓性塗層(24)，該第一撓性塗層(24)僅設置於該第一主表面及該第二主表面之一部分上，該第一撓性塗層包含一第一網狀部分(24b)，該第一網狀部分自該第一邊緣延伸至少1mm之一距離，其中該玻璃條帶之內側部分沒有被該第一撓性塗層塗佈。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該第一撓性塗層包含一聚合膠帶。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板，其中該聚合膠帶之一厚度介於50μm與100μm之間。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該基板包含一第二撓性塗層，該第二撓性塗層僅設置於該第一主表面及該第二主表面之一部分上，該第二撓性塗層包含一第二網狀部分(24b)，該第二網狀部分自該第二邊緣延伸至少1mm之一距離，其中該玻璃條帶之內側部分沒有被該第二撓性塗層 塗佈。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該玻璃條帶之一厚度等於或小於0.3mm。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該第一網狀部分自該第一邊緣延伸至少1cm之一距離。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該第一網狀部分包含沿著該玻璃條帶之一長度的穿孔(32)。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板，其中塗佈該玻璃條帶之該第一主表面之至少一部分的該第一撓性塗層之一表面包含一凸起，該凸起互補於塗佈該玻璃條帶之該第二主表面之至少一部分之該第一撓性塗層的一表面之一非平面形狀。
  9. 如申請專利範圍第1項之基板，其中以設置於該第一撓性塗層與該玻璃條帶之間的一黏著劑將該第一撓性塗層黏附至該第一主表面及該第二主表面。
  10. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該第一撓性塗層包含強化纖維。
  11. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該撓性塗層包含多個配準記號(registration marking)(34)。
  12. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該第一主表面及該第二主表面中之一者或兩者包括一或多層之一層疊或沈積材料。
  13. 一種玻璃條帶，包含：第一主表面(18)及第二主表面(20)以及第一邊緣(22a)及第二邊緣(22b)；以及一撓性聚合物塗層(24)，該撓性聚合物塗層(24)僅設置於該第一主表面及該第二主表面之一部分上，並延伸超過該第一邊緣及該第二邊緣至少1mm之一距離，以形成多個撓性網狀部分，其中該玻璃條帶之內側部分沒有被該撓性聚合物塗層塗佈。
  14. 如申請專利範圍第13項之玻璃條帶，其中該等撓性網狀部分包含沿著該玻璃條帶之一長度的穿孔(32)。
  15. 如申請專利範圍第13項之玻璃條帶，其中該撓性聚合物塗層包含配準記號(34)。
  16. 一種運輸一玻璃條帶之方法，包含以下步驟： 自一第一捲軸(12)分配一長度(14)之一玻璃條帶(10)，該玻璃條帶包含一塗層(24)，該塗層僅設置於該玻璃條帶之該第一主表面及該第二主表面之一部分上，該塗層包括一網狀部分(24b)，該網狀部分自該條帶之一邊緣延伸至少1mm，其中該玻璃條帶之內側部分沒有被該塗層塗佈；將該網狀部分與一滾輪(36)嚙合以運輸該條帶；以及藉由將該已分配之條帶捲繞於一捲取捲軸(take-up spool)(16)上，以收集該已分配之條帶。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該網狀部分包含多個穿孔(32)，且該滾輪包含與該等穿孔嚙合之齒狀物。
  18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該塗層包含多個配準標誌(34)，且該方法進一步包含以下步驟：偵測該等標誌並回應該等經偵測之標誌來定位該條帶。
  19. 如申請專利範圍第16項之方法，進一步包含以下步驟：在該收集步驟之前，在該已分配之長度之至少一部分上沈積一電氣功能材料(electrically functional material)。
  20. 如申請專利範圍第16項之方法，進一步包含以下步驟：在該沈積步驟之後，移除該網狀部分。
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