TWI640772B - Bending test method, method for manufacturing sheet material, and bending test device - Google Patents

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TWI640772B
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Abstract

本發明係一種彎曲試驗方法，其使第1支持盤與第2支持盤分別支持包含脆性材料之薄片物，於維持相互平行之上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面之間隔之狀態下，使上述第2支持盤之位置相對於上述第1支持盤移動，並檢查在上述第1支持盤與上述第2支持盤之間彎曲之上述薄片物是否形成有裂紋。

Description

彎曲試驗方法、薄片物之製造方法及彎曲試驗裝置
本發明係關於一種彎曲試驗方法、薄片物之製造方法、彎曲試驗裝置、脆性薄片、附元件之脆性薄片及電子裝置。
作為圖像顯示面板、太陽電池、薄膜二次電池等電子裝置之基板，使用有玻璃基板。近年來，作為玻璃基板，開發有具有可撓性之玻璃薄片。
作為檢查玻璃薄片之耐久性之試驗方法，提出有一面利用輥搬送玻璃薄片一面使該玻璃薄片沿著輥之外周彎曲之方法(例如參照專利文獻1)。又，作為玻璃薄片之試驗方法，亦已知有逐漸縮小夾持彎曲之玻璃薄片之平行之兩個板之間隔之方法(例如參照非專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特表2010-506168號公報
非專利文獻
非專利文獻1：S. T. Gulati(及其他4人)、「Two Point Bending of Thin Glass Substrate」、SID Symposium Digest of Technical Papers、2011年6月、第42卷、p.652-654
於使包含玻璃等脆性材料之薄片物沿著輥彎曲之情形時，以使薄片物緊貼著輥之方式對薄片物施加張力。又，若輥上存在異物等，則應力集中於薄片物之一部分。由此，存在預料之外之力施加至薄片物之情況，可靠性較低。
又，於逐漸縮小夾持薄片物之平行之兩個板之間隔之情形時，薄片物產生拉伸應力之位置並未改變。因此，若於產生拉伸應力之位置不存在成為裂紋之起點之缺陷(傷痕、附著物、內包物等)，則破壞強度較高地進行檢測，可靠性較低。
本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種可靠性較高之彎曲試驗方法等。
為了解決上述問題，根據本發明之一態樣，提供一種彎曲試驗方法，即：使第1支持盤與第2支持盤分別支持包含脆性材料之薄片物，於維持相互平行之上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面之間隔之狀態下，使上述第2支持盤之位置相對於上述第1支持盤移動，且檢查於在上述第1支持盤與上述第2支持盤之間彎曲之上述薄片物是否形成有裂紋。
根據本發明之一態樣，提供一種可靠性較高之彎曲試驗方法。
2‧‧‧脆性薄片
4‧‧‧補強層
6‧‧‧複合薄片
10‧‧‧彎曲試驗裝置
12‧‧‧基座
14‧‧‧上側支持盤(第1支持盤)
14a‧‧‧支持面
16‧‧‧下側支持盤(第2支持盤)
16a‧‧‧支持面
16b‧‧‧長孔
17‧‧‧擋止部
20‧‧‧移動部
21‧‧‧升降架
22‧‧‧馬達
23‧‧‧滾珠螺桿機構
23a‧‧‧滾珠螺桿軸
23b‧‧‧滾珠螺桿螺帽
24‧‧‧滑塊
30‧‧‧調整部
40‧‧‧檢測部
50‧‧‧支持部
52‧‧‧連結部
60‧‧‧載置部
62‧‧‧螺栓
62a‧‧‧頭部
62b‧‧‧軸部
70‧‧‧液晶面板
72‧‧‧TFT基板
73‧‧‧TFT元件
74‧‧‧CF基板
75‧‧‧彩色濾光片元件
76‧‧‧液晶層
80‧‧‧有機EL面板
81‧‧‧有機EL元件
82‧‧‧透明電極
84‧‧‧有機層
86‧‧‧反射電極
88‧‧‧密封板
90‧‧‧太陽電池
91‧‧‧太陽電池元件
92‧‧‧透明電極
94‧‧‧矽層
96‧‧‧反射電極
98‧‧‧密封板
100‧‧‧薄膜二次電池
101‧‧‧薄膜二次電池元件
102‧‧‧透明電極
104‧‧‧電解質
106‧‧‧集電層
108‧‧‧密封層
109‧‧‧密封板
110‧‧‧電子紙
111‧‧‧電子紙元件
112‧‧‧TFT層
114‧‧‧電氣工學媒體層
116‧‧‧透明電極
118‧‧‧正面板
122‧‧‧上側固定板
124‧‧‧上側固定螺栓
126‧‧‧下側固定板
128‧‧‧下側固定螺栓
128a‧‧‧頭部
128b‧‧‧軸部
D‧‧‧間隔
圖1係表示本發明之一實施形態之彎曲試驗裝置之試驗之情況之圖。
圖2係圖1之彎曲試驗裝置之俯視圖。
圖3係表示圖1之彎曲試驗裝置之安放薄片物時之狀態之圖。
圖4係表示本發明之一實施形態之複合薄片之圖。
圖5係表示本發明之一實施形態之液晶面板之圖。
圖6係表示本發明之一實施形態之有機EL(Electro-Luminescence，電致發光)面板之圖。
圖7係表示本發明之一實施形態之太陽電池之圖。
圖8係表示本發明之一實施形態之薄膜二次電池之圖。
圖9係表示本發明之一實施形態之電子紙之圖。
圖10係表示變化例之彎曲試驗裝置之安放薄片物時之狀態之圖。
圖11係自上方觀察圖10之下側支持盤所得之圖。
以下，參照圖式對用以實施本發明之形態進行說明。於各圖式中，對相同或對應之構成標註相同或對應之符號並省略說明。
圖1係表示本發明之一實施形態之彎曲試驗裝置之試驗之情況之圖。於圖1中，若在以實線所示之狀態下，使下側支持盤相對於基座向圖中左方向移動，則成為以一點鏈線所示之狀態。圖2係圖1之彎曲試驗裝置之俯視圖。圖3係表示圖1之彎曲試驗裝置之安放薄片物時之狀態之圖。於圖1及圖3中，將移動部之一部分切斷而進行表示。
彎曲試驗裝置10係使包含脆性材料之薄片物彎曲之裝置。作為薄片物，例如使用玻璃薄片2。藉由檢查於彎曲之玻璃薄片2是否形成有裂紋，可知玻璃薄片2之耐久性。
玻璃薄片2亦可用作圖像顯示面板或太陽電池、薄膜二次電池等電子裝置之基板，且亦可於玻璃薄片2上形成各種元件。
玻璃薄片2之玻璃之種類亦可為各種各樣，例如亦可為鈉鈣玻璃、無鹼玻璃等。
玻璃薄片2之厚度例如為200μm以下。於玻璃薄片2之厚度為200μm以下之情形時，可將玻璃薄片2捲繞成螺旋狀而製作玻璃捲筒。玻璃薄片2之厚度較佳為150μm以下，更佳為100μm以下，進而佳為50μm以下。又，玻璃薄片2之厚度較佳為0.1μm以上，更佳為1μm以上，進而佳為5μm以上。
於玻璃薄片2為矩形狀之情形時，亦可為長邊之長度為150mm~3050mm，短邊之長度為100mm~2850mm。
彎曲試驗裝置10例如如圖1~圖3所示，包括基座12、作為第1支持盤之上側支持盤14、作為第2支持盤之下側支持盤16、移動部20、調整部30、檢測部40、支持部50、及載置部60。
上側支持盤14支持玻璃薄片2。上側支持盤14之支持面14a既可為朝下之平坦之面，亦可為利用例如帶體等固定玻璃薄片2之一端部之面。上側支持盤14中之與支持面14a為相反側之面既可為平坦亦可為不平坦。
上側支持盤14為了防止玻璃薄片2之損傷，亦可包括與玻璃薄片2接觸之樹脂層、及金屬製本體。樹脂層亦可分離自如地安裝於金屬製本體。於玻璃薄片2之碎片等紮入至樹脂層中之情形時，可更換樹脂層。
下側支持盤16與上側支持盤14同樣地支持玻璃薄片2。下側支持盤16之支持面16a既可為朝上之平坦之面，亦可為例如供載置玻璃薄片2之另一端部之載置面。玻璃薄片2之另一端部係利用重力壓抵於下側支持盤16之支持面16a，並利用摩擦力固定。於下側支持盤16之支持面16a，為了防止玻璃薄片2之位置偏移，亦可設置與玻璃薄片2之另一端部抵接之擋止部17。下側支持盤16中之與支持面16a為相反側之面既可為平坦亦可為不平坦。
下側支持盤16為了防止玻璃薄片2之損傷，亦可包括與玻璃薄片 2接觸之樹脂層、及金屬製本體。樹脂層亦可分離自如地安裝於金屬製本體。於玻璃薄片2之碎片等紮入至樹脂層中之情形時，可更換樹脂層。
移動部20係於維持相互平行之上側支持盤14之支持面14a與下側支持盤16之支持面16a之間隔D之狀態下，使下側支持盤16之位置相對於上側支持盤14移動。移動部20為了使下側支持盤16之位置相對於上側支持盤14移動，而使下側支持盤16相對於基座12平行地移動。
再者，本實施形態之移動部20雖使下側支持盤16相對於基座12平行地移動，但亦可使上側支持盤14相對於基座12平行地移動，且亦可使上側支持盤14及下側支持盤16這兩者平行地移動。於任一情形時，均使下側支持盤16之位置相對於上側支持盤14移動。
移動部20包括例如升降架21、馬達22、滾珠螺桿機構23、滑塊24等。升降架21係相對於基座12移動自如。馬達22例如亦可為電動伺服馬達，且安裝於升降架21。滾珠螺桿機構23將馬達22之旋轉運動轉換為直線運動並傳遞至滑塊24。滑塊24與下側支持盤16連結，且與下側支持盤16一同相對於基座12平行地移動。馬達22係於包括微電腦等之控制器之控制下，使滾珠螺桿軸23a旋轉，從而使滾珠螺桿螺帽23b移動。隨著滾珠螺桿螺帽23b之移動，滑塊24及下側支持盤16相對於基座12而平行地移動。
再者，本實施形態之馬達22為旋轉馬達，但亦可為線性馬達。線性馬達包括定子與轉子，且於轉子安裝有下側支持盤16。藉由作用於定子與轉子之間之磁力而使轉子進行直線運動，從而使下側支持盤16移動。
調整部30調整相互平行之上側支持盤14之支持面14a與下側支持盤16之支持面16a之間隔D。調整部30為了調整間隔D，亦可使下側支持盤16相對於基座12升降。
再者，本實施形態之調整部30使下側支持盤16相對於基座12升降，但亦可使上側支持盤14相對於基座12升降，且亦可使下側支持盤16及上側支持盤14這兩者升降。於任一情形時，均可調整上側支持盤14與下側支持盤16之間隔D。
調整部30例如包括伸縮式千斤頂。調整部30係配設於移動部20(詳細而言為升降架21)與基座12之間，且使移動部20相對於基座12升降。下側支持盤16隨著移動部20之升降而升降，從而可調整下側支持盤16與上側支持盤14之間隔。
再者，本實施形態之調整部30包括伸縮式千斤頂，並利用手動使其作動，但亦可與移動部20同樣地構成，亦可包括馬達等。調整部之馬達係於控制器之控制下作動。
檢測部40包括檢測在玻璃薄片2形成有裂紋時所產生之彈性波(例如AE(Acoustic Emission，聲發射)波)之感測器(例如AE感測器)。可知於維持由上側支持盤14及下側支持盤16支持之狀態下在玻璃薄片2是否形成有裂紋。玻璃薄片2之裂紋係以存在於玻璃薄片2之缺陷(傷痕、附著物、內包物等)為起點而形成。檢測部40安裝於支持玻璃薄片2之下側支持盤16，但亦可安裝於上側支持盤14。
再者，本實施形態之檢測部40包括檢測於玻璃薄片2產生之裂紋之彈性波之感測器，但亦可包括對玻璃薄片2照射光之光源、及接收來自玻璃薄片2之反射光之受光元件。基於受光元件之受光量，可知於玻璃薄片2是否產生裂紋。又，亦可利用目視或顯微鏡等檢查有無裂紋。
支持部50係固定於基座12，且經由鉸鏈等連結部52而將上側支持盤14旋動自如地支持。上側支持盤14係於如下兩個位置之間自如旋動，該位置為：試驗位置(第1位置)，係上側支持盤14之支持面14a成為與下側支持盤16之支持面16a平行；及安放位置(第2位置)，係上側 支持盤14之支持面14a成為相對於下側支持盤16之支持面16a傾斜。於上側支持盤14自試驗位置旋動至安放位置之期間，由上側支持盤14及下側支持盤16支持之玻璃薄片2之彎曲部之曲率半徑逐漸增大。亦可將使上側支持盤14於安放位置停止之旋動終止部安裝於支持部50。再者，支持部50亦可作為將升降架21上下導引之導件而發揮功能。
載置部60係固定於基座12，且供載置較下側支持盤16配設於更上方之上側支持盤14。上側支持盤14於位於試驗位置(圖1之位置)時，載置於載置部60之上端面。為了將上側支持盤14之姿勢穩定化，上側支持盤14亦可如圖2所示般載置於複數個載置部60。於各載置部60形成有螺合螺栓62之軸部62b之螺栓孔。又，於上側支持盤14形成有供螺栓62之軸部62b貫通之貫通孔。可利用螺栓62之頭部62a與各載置部60夾持上側支持盤14而使上側支持盤14之姿勢穩定化。
其次，對上述構成之彎曲試驗裝置10之動作(彎曲試驗方法)進行說明。
首先，作業人員將螺栓62卸除，使上側支持盤14自試驗位置(圖1所示之位置)旋動至安放位置(圖3所示之位置)並於安放位置停止。繼而，作業人員使上側支持盤14與下側支持盤16分別支持玻璃薄片2。安放時之玻璃薄片2之彎曲部之曲率半徑大於試驗時之玻璃薄片2之彎曲部之曲率半徑。於玻璃薄片2之彎曲部產生之拉伸應力於安放時成為最小，於試驗時成為最大，因此不會於玻璃薄片2產生設定值以上之過度之拉伸應力。於安放時，於玻璃薄片2之彎曲部產生之拉伸應力充分小，幾乎不會於彎曲部形成有裂紋。
繼而，作業人員使上側支持盤14自安放位置旋動至試驗位置並載置於載置部60。亦可於將上側支持盤14自安放位置旋動至試驗位置之期間，由檢測部40監視有無會於形成有裂紋時產生之彈性波。繼而，作業人員利用載置部60與螺栓62之頭部62a夾持上側支持盤14。 可將上側支持盤14之姿勢穩定化，從而可將上側支持盤14之支持面14a、與下側支持盤16之支持面16a維持為平行。
繼而，作業人員利用手動使調整部30作動而調整相互平行之上側支持盤14之支持面14a與下側支持盤16之支持面16a之間之間隔D，從而使於上側支持盤14與下側支持盤16之間彎曲之玻璃薄片2產生設定值之拉伸應力。
於玻璃薄片2之彎曲部之頂端(圖1中玻璃薄片2之右端)產生之拉伸應力σ可基於下述式(1)而計算。
σ=A×E×t/(D-t)…(1)
上述式(1)中，A係本試驗中固有之常數(1.198)，E係玻璃薄片2之楊氏模數，t係玻璃薄片2之厚度。自式(1)可知，間隔D(D>2×t)越小，拉伸應力σ越大。
於本實施形態中，為了調整間隔D，而使下側支持盤16相對於基座12升降。下側支持盤16較上側支持盤14更接近於基座12，容易維持為相對於基座12平行之姿勢。由此，可良好地維持上側支持盤14之支持面14a與下側支持盤16之支持面16a之平行度。
繼而，作業人員於控制器之控制下使移動部20作動，在維持間隔D之狀態下使下側支持盤16之位置相對於上側支持盤14移動。具體而言，使下側支持盤16相對於基座12向圖中左右方向移動。下側支持盤16往復移動特定之次數。再者，下側支持盤16既可往復1次，亦可向左方向移動1次，亦可向右方向移動1次。於任一情形時，均可使玻璃薄片2產生拉伸應力σ之位置移動。
然而，成為玻璃薄片2之裂紋之起點之缺陷(傷痕、附著物、內包物等)係散佈於玻璃薄片2。
於本實施形態中，由於可使玻璃薄片2之產生拉伸應力σ之位置移動，從而可進行大面積之試驗，故而精度良好地求出玻璃薄片2之 耐久性。
下側支持盤16相對於上側支持盤14之位置向特定方向移動1次之移動量較佳為100mm以上，更佳為200mm以上，進而佳為300mm以上。
玻璃薄片2之評價面積較佳為100cm2以上，更佳為300cm2以上，進而佳為900cm2以上。「評價面積」係玻璃薄片2之彎曲部之頂端(圖1中玻璃薄片2之右端)向特定方向移動1次之面積。例如，於下側支持盤16相對於上側支持盤14之相對移動方向垂直於矩形狀之玻璃薄片2之短邊之情形時，「評價面積」係玻璃薄片2之短邊之長度與上述移動量之積。
於在上側支持盤14與下側支持盤16之間彎曲之玻璃薄片2是否形成有裂紋，係藉由利用檢測部40檢測有無會於形成有裂紋時所產生之彈性波而檢查。可確認於維持由上側支持盤14及下側支持盤16支持之狀態下在玻璃薄片2是否形成有裂紋。
於在玻璃薄片2未產生裂紋之情形時，作業人員利用手動使調整部30作動而縮小相互平行之上側支持盤14之支持面14a與下側支持盤16之支持面16a之間之間隔D。藉此，於在上側支持盤14與下側支持盤16之間彎曲之玻璃薄片2產生較前次高之拉伸應力。
繼而，作業人員於控制器之控制下使移動部20作動，在維持間隔D之狀態下使下側支持盤16之位置相對於上側支持盤14移動，並檢查於在上側支持盤14與下側支持盤16之間彎曲之玻璃薄片2是否形成有裂紋。於在玻璃薄片2形成有裂紋之前，階段性地縮小間隔D而階段性地增強施加至玻璃薄片2之拉伸應力σ，藉此可獲知玻璃薄片2之破壞強度。玻璃薄片2破裂時之拉伸應力σ係作為破壞強度而使用。
於玻璃薄片2之彎曲試驗前，亦可於玻璃薄片2之與評價面(於彎曲試驗中產生拉伸應力之面)為相反側之面之至少一部分貼合飛散防 止膜。由於在彎曲試驗中破裂之碎片不會飛散，故而可順利地移行至下一測定，且亦可進行產生破裂之起點之解析。
再者，於本實施形態中，雖以檢查玻璃薄片2之破壞強度為目的階段性地縮小間隔D，但於確認玻璃薄片2之破壞強度大於閾值(例如50MPa)之情形時，亦能以對應於閾值之間隔D進行試驗而檢查是否形成有裂紋。於未形成有裂紋之情形時，亦可進而縮小間隔D。於未形成有裂紋之情形時，可視為玻璃薄片2之破壞強度大於閾值值。
再者，於本實施形態中，使用玻璃薄片2作為包含脆性材料之薄片物，但薄片物之種類並無特別限定。作為脆性材料，除了玻璃以外亦可列舉陶瓷等。例如，薄片物亦可為陶瓷薄片。將玻璃薄片及陶瓷薄片總稱為脆性薄片。
又，如圖4所示，薄片物亦可為複合薄片6。複合薄片6包括玻璃薄片2、及由包含樹脂之材料形成於玻璃薄片2上之補強層4。再者，圖4之複合薄片6於玻璃薄片2之單側具有與玻璃薄片2結合之補強層4，但亦可於夾著玻璃薄片2之兩側分別具有與玻璃薄片2結合之補強層。夾著玻璃薄片2而配設之兩個補強層既可具有相同之厚度亦可具有不同之厚度，且既可具有相同之物性(楊氏模數、熱膨脹係數等)亦可具有不同之物性。又，圖4之複合薄片雖包含玻璃薄片作為脆性薄片，但亦可包含陶瓷薄片作為脆性薄片。
玻璃薄片2為了提高玻璃薄片2與補強層4之結合力，亦可利用矽烷偶合劑等表面處理劑對玻璃薄片2之與補強層4結合之主面2a進行表面處理。由表面處理所致之玻璃薄片2之厚度之變化，與表面處理前之玻璃薄片2之厚度相比充分小(例如10nm以下)。
補強層4具有於使複合薄片6沿著卷芯等捲筒彎曲變形時不自玻璃薄片2剝離之程度之結合力，限制玻璃薄片2之傷痕裂開。補強層4既可於電子裝置之製造步驟之中途自玻璃薄片2剝離，亦可不成為電 子裝置之一部分。
補強層4只要覆蓋玻璃薄片2之欲提高平均破壞強度之部分即可，且覆蓋玻璃薄片2之一主面2a之至少一部分。補強層4較佳為覆蓋玻璃薄片2之一主面2a之整個面。再者，補強層4亦可超出玻璃薄片2之一主面2a。
補強層4既可將液狀之樹脂組合物塗佈於玻璃薄片2上並使其固化而形成，亦可將樹脂膜貼附於玻璃薄片2而形成。於後者之情形時，補強層4亦可包括樹脂膜及將樹脂膜與玻璃薄片接著之接著層。再者，於後者之情形時，亦可不使用接著劑而使玻璃薄片之經表面處理(例如矽烷偶合處理)之面、與樹脂膜之經表面處理(例如電暈處理)之面貼合。由表面處理所致之樹脂膜之厚度之變化，與表面處理前之樹脂膜之厚度相比充分小(例如10nm以下)。
補強層4於圖4中包含1層，但亦可包含材料不同之複數層。補強層4中之與玻璃薄片2結合之主面之相反側之面亦可為露出面。
補強層4例如亦可僅由樹脂形成。再者，補強層4只要由包含樹脂之材料形成即可，例如亦可由樹脂及填料形成。作為填料，可列舉纖維狀、或板狀、鱗片狀、粒狀、不定形狀、破碎品等非纖維狀填充劑，具體而言，例如可列舉：玻璃纖維、PAN(polyacrylonitrile，聚丙烯腈)系或瀝青系碳纖維、不鏽鋼纖維、鋁纖維或黃銅纖維等金屬纖維、芳香族聚醯胺纖維等有機纖維、石膏纖維、陶瓷纖維、石棉纖維、氧化鋯纖維、氧化鋁纖維、氧化矽纖維、氧化鈦纖維、碳化矽纖維、岩絨、鈦酸鉀晶須、鈦酸鋇晶須、硼酸鋁晶須、氮化矽晶須、雲母、滑石、陶土、氧化矽、碳酸鈣、玻璃珠、玻璃碎片、玻璃微球、黏土、二硫化鉬、矽灰石、氧化鈦、氧化鋅、多磷酸鈣、石墨、金屬粉、金屬碎片、金屬帶、金屬氧化物、碳粉末、石墨、碳片、鱗片狀碳、奈米碳管等。作為金屬粉、金屬碎片、金屬帶等金屬類之具體 例，可例示銀、鎳、銅、鋅、鋁、不鏽鋼、鐵、黃銅、鉻、錫等。玻璃纖維或碳纖維之種類只要為通常用於樹脂之強化用者則並無特別限定，例如可自長纖維型或短纖維型短切纖維、磨碎纖維等中選擇而使用。又，補強層4亦可包括浸漬有樹脂之織布、不織布等。
補強層4之樹脂亦可為各種各樣，例如亦可為熱塑性樹脂、熱固性樹脂之任一者。作為熱固性樹脂，例如使用聚醯亞胺(PI，polyimide)、環氧樹脂(EP，epoxy)等。作為熱塑性樹脂，例如使用聚醯胺(PA，polyamide)、聚醯胺醯亞胺(PAI，polyamideimide)、聚醚醚酮(PEEK，Polyetheretherketone)、聚苯并咪唑(PBI，polybenzimidazole)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene-telephthalate)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN，polyethylene naphthalate)、聚醚碸(PES，polyethersulphone)、環狀聚烯烴(COP，cyclic polyolefin)、聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、聚氯乙烯(PVC，polyvinylchloride)、聚乙烯(PE，polyethylene)、聚丙烯(PP，polypropylene)、丙烯酸(PMMA，Polymethylmethacrylate)、胺甲酸乙酯(PU，Polyurethane)等。再者，樹脂膜既可由光硬化性樹脂形成，亦可為共聚物、或混合物。利用卷對卷法之電子裝置之製造步驟存在包含伴隨有加熱處理之步驟之情況，樹脂之耐熱溫度(可連續使用溫度)較佳為100℃以上。作為耐熱溫度為100℃以上之樹脂，例如可列舉：聚醯亞胺(PI)、環氧樹脂(EP)、聚醯胺(PA)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯并咪唑(PBI)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚碸(PES)、環狀聚烯烴(COP)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸(PMMA)、胺甲酸乙酯(PU)等。
補強層4之平均厚度例如為未達100μm。只要補強層4之平均厚度未達100μm，便可充分確保複合薄片6之可撓性。又，只要補強層4 之平均厚度未達100μm，便可抑制由樹脂與玻璃之熱膨脹係數差所致之翹曲。補強層4之平均厚度較佳為90μm以下，更佳為75μm以下。
又，補強層4之平均厚度例如為0.5μm以上。只要補強層4之平均厚度為0.5μm以上，便可藉由補強層4之存在而限制玻璃薄片2之傷痕裂開。補強層4之平均厚度較佳為1μm以上，更佳為2μm以上。
進而，薄片物亦可為附元件之脆性薄片、作為最終製品之電子裝置等。附元件之脆性薄片、電子裝置至少包含脆性薄片，亦可進而包含圖4所示之補強層4。
作為電子裝置，可列舉圖像顯示面板、太陽電池、薄膜二次電池、攝像元件(CCD(charge-coupled device，電荷耦合元件)、CMOS(complementary metal oxide semiconductor，互補金氧半導體)等)、壓力感測器、加速度感測器、生物感測器等。作為圖像顯示面板，可列舉液晶面板(LCD，liquid crystal display，液晶顯示器)、電漿顯示面板(PDP，plasma display panel，電漿顯示器面板)、有機EL面板(OLED，OrganicElectro-Luminescence display，有機電致發光顯示器)、電子紙等。
圖5係表示本發明之一實施形態之液晶面板之圖。液晶面板70包括TFT(thin film transistor，薄膜電晶體)基板72、CF(Color filter，彩色濾光片)基板74、及液晶層76等。TFT基板72係於玻璃薄片2上將TFT元件(薄膜電晶體)73等形成圖案而成。CF基板74係於玻璃薄片2上將彩色濾光片元件75形成圖案而成。TFT基板72及CF基板74相當於申請專利範圍所記載之附元件之脆性薄片。
圖6係表示本發明之一實施形態之有機EL面板(OLED)之圖。有機EL面板80例如包括玻璃薄片2、透明電極82、有機層84、反射電極86、及密封板88等。有機層84至少包含發光層，且視需要包含電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層。例如，有機層84自陽 極側起依序包含電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、及電子注入層。由透明電極82、有機層84、及反射電極86等構成底部發光型有機EL元件81。再者，有機EL元件亦可為頂部發光型。
圖7係表示本發明之一實施形態之太陽電池之圖。太陽電池90例如包括玻璃薄片2、透明電極92、矽層94、反射電極96、及密封板98等。矽層例如自陽極側起包含p層(摻雜為p型之層)、i層(光吸收層)、n層(摻雜為n型之層)等。矽型太陽電池元件91包含透明電極92、矽層94、及反射電極96等。再者，太陽電池元件亦可為化合物型、染料敏化型、量子點型等。
圖8係表示本發明之一實施形態之薄膜二次電池之圖。薄膜二次電池100例如包括玻璃薄片2、透明電極102、電解質層104、集電層106、密封層108、及密封板109等。薄膜二次電池元件101包含透明電極102、電解質層104、集電層106、及密封層108等。再者，本實施形態之薄膜二次電池元件101為鋰離子型，但亦可為氫化鎳型、聚合物型、陶瓷電解質型等。
圖9係表示本發明之一實施形態之電子紙之圖。電子紙110例如包括玻璃薄片2、TFT層112、包含電氣工學媒體(例如微膠囊)之層114、透明電極116、及正面板118。電子紙元件111包含TFT層112、電氣工學媒體層114、及透明電極116等。電子紙元件亦可為微膠囊型、共平面型、扭轉球型、粒子移動型、電子噴流型、聚合物網路型之任一者。
然而，於複合薄片或附元件之脆性薄片、電子裝置中，至少於玻璃薄片2之單側形成薄膜。於彎曲試驗時，在玻璃薄片2之薄膜形成面之彎曲部之頂端產生之拉伸應力σ可基於下述式(2)而計算。
σ=A×E×t/(D'-t)…(2)
上述式(2)中，A係本試驗中固有之常數(1.198)，E係玻璃薄片2之 楊氏模數，t係玻璃薄片2之厚度，D'係自「D'=D-2×u」之式所計算出之值。u表示薄膜之厚度。玻璃薄片之上端與下端之間隔因薄膜之存在而較間隔D短2×u。再者，因薄膜之存在所致之玻璃薄片2之中立面之移位量為玻璃薄片2之厚度t之5%以下，由於幾乎不會對拉伸應力σ之計算結果造成影響，故而無視。所謂中立面係指既不產生拉伸應力亦不產生壓縮應力之面，於不存在薄膜之情形時為玻璃薄片2之板厚方向中心面。中立面之移位量可使用材料力學之一般之公式而計算。玻璃薄片2破裂時之拉伸應力σ係作為破壞強度而使用。
其次，對薄片物之製造方法進行說明。薄片物之製造方法包括：薄片物製造步驟，製造薄片物；及試驗步驟，使於薄片物製造步驟中製造出之薄片物彎曲。
薄片物製造步驟亦可為一般之步驟。例如於薄片物為玻璃薄片之情形時，薄片物製造步驟亦可為浮式法、熔融法、再拉延法之任一者。於浮式法中，使熔融玻璃於浴槽內之熔融錫上流動而成形為帶板狀，於將已成形之玻璃徐冷後，將徐冷之玻璃切割為所需之尺寸。於熔融法中，使自槽狀構件向左右兩側溢出之熔融玻璃於槽狀構件之下端合流而成形為帶板狀，於將已成形之玻璃徐冷後，將徐冷之玻璃切割為所需之尺寸。於再拉延法中，在利用熱使玻璃薄片軟化後將其拉伸為所需之厚度，並使被拉伸之玻璃薄片固化。
試驗步驟亦可使用上述彎曲試驗裝置10進行。試驗方法係與上文所說明之試驗方法相同。判定破壞強度超過特定值之薄片物為合格品，判定破壞強度為特定值以下之薄片物為不合格品。
其次，對玻璃薄片2進行說明。
玻璃薄片2較佳為於使用圖1之彎曲試驗裝置10按照下述式(3)之條件進行彎曲試驗之情形時未形成有裂紋。下述式(3)係將上述式(1)加以變化而得者。
D=(A×E×t/σ)+t…(3)
D；上側支持盤14之支持面14a與下側支持盤16之支持面16a之間隔(單位[mm])
A=1.198
E；玻璃薄片2之楊氏模數(單位[MPa])
t；玻璃薄片2之厚度(單位[mm])
σ=50(單位[MPa])
即，玻璃薄片2亦可為於使用圖1之彎曲試驗裝置10進行彎曲試驗之情形時之破壞強度大於50MPa。破壞強度大於50MPa之玻璃薄片2於呈螺旋狀捲繞於卷芯而保管之情形時幾乎不會破裂。
再者，陶瓷薄片亦可為於使用圖1之彎曲試驗裝置10進行彎曲試驗之情形時之破壞強度大於50MPa。
[實施例]
於例1~例4中，準備矩形狀之玻璃薄片(長邊300mm、短邊200mm)作為脆性薄片。玻璃薄片係利用浮式法製作。具體而言，使熔融玻璃於熔融錫上流動而成形為帶板狀，於將所成形之玻璃徐冷後，將徐冷之玻璃切割為所需之尺寸。於徐冷步驟及切割步驟中，利用壓縮空氣之空氣壓支持玻璃，使玻璃不與固體物接觸。於切割步驟中，使用作為非接觸切割法之雷射切割法。利用圖1之彎曲試驗裝置對所準備之玻璃薄片進行彎曲試驗。
於例5及例6中，準備與例1~例4同樣地作成之玻璃薄片作為脆性薄片，並預先利用砂紙對玻璃薄片之評價面賦予深度10μm程度之傷痕。其後，使用圖1之彎曲試驗裝置對所準備之玻璃薄片進行彎曲試驗。於彎曲試驗中，以使玻璃薄片之帶有傷痕之面產生拉伸應力之方式使複合薄片彎曲。
將例1~例6之試驗條件及試驗結果示於表1中。表1之t、E、D、 σ與式(1)之t、E、D、σ為相同之含義。
如自表1所明白般，於例1~例4中，由於在徐冷步驟及切割步驟中，利用壓縮空氣之空氣壓支持玻璃，使玻璃不與固體物接觸，故而於彎曲試驗中未形成有裂紋，可確認破壞強度大於50MPa。又，將與例1~例2之玻璃薄片同樣地作成之帶狀玻璃薄片(長邊30m、短邊300mm、厚度50μm)呈螺旋狀捲繞至直徑3英吋(直徑76.2mm)之卷芯並保管30日，結果未產生裂紋。又，將與例3~例4之玻璃薄片同樣地作成之帶狀玻璃薄片(長邊30m、短邊300mm、厚度100μm)呈螺旋狀捲繞至直徑6英吋(直徑152.4mm)之卷芯並保管30日，結果未產生裂紋。
又，如自表1所明白般，於例5~例6中，由於玻璃薄片帶有傷痕，故而於彎曲試驗中形成有裂紋，可確認破壞強度為50MPa以下。又，將與例5之玻璃薄片相同之帶狀玻璃薄片(長邊30m、短邊300mm、厚度50μm)呈螺旋狀捲繞至直徑3英吋(直徑76.2mm)之卷芯並保管30日，結果產生有裂紋。玻璃薄片係以使玻璃薄片之帶有傷痕之面產生拉伸應力之方式捲繞至卷芯。又，將與例6之玻璃薄片相同之帶狀玻璃薄片(長邊30m、短邊300mm、厚度100μm)呈螺旋狀捲繞至直徑6英吋(直徑152.4mm)之卷芯並保管30日，結果產生有裂紋。 玻璃薄片係以使玻璃薄片之帶有傷痕之面產生拉伸應力之方式捲繞至卷芯。
以上，說明了彎曲試驗裝置等實施形態，但本發明並不限定於上述實施形態。本發明可於申請專利範圍所記載之主旨之範圍內進行變化或改良。
例如，於上述實施形態中，作為第1支持盤之上側支持盤14與作為第2支持盤之下側支持盤16係於上下方向上隔開間隔而配設，但第1支持盤與第2支持盤亦可於水平方向上隔開間隔而配設。
又，於上述實施形態中，如圖1所示，利用帶體將玻璃薄片2之一端部固定於上側支持盤14，且將玻璃薄片2之另一端部載置於下側支持盤16，但玻璃薄片2之安放方法亦可為各種各樣。
圖10係表示變化例之彎曲試驗裝置之安放薄片物時之狀態之圖。於圖11中，僅圖示彎曲試驗裝置之主要部分。圖11係自上方觀察圖10之下側支持盤所得之圖。例如，如圖10所示，亦可將玻璃薄片2之一端部夾持於帶板狀上側固定板122與上側支持盤14之間，並利用上側固定螺栓124緊固上側固定板122與上側支持盤14。又，亦可將玻璃薄片2之另一端部夾持於帶板狀下側固定板126與下側支持盤16之間，並利用下側固定螺栓128緊固下側固定板126與下側支持盤16。
亦可於下側支持盤16，如圖11所示般形成供下側固定螺栓128之軸部128b插通之長孔16b。藉由將下側固定螺栓128擰鬆並使其向長孔16b之長度方向移動，可調節下側固定板126相對於下側支持盤16之位置。可對應於各種尺寸之玻璃薄片2。
以下側固定螺栓128不自下側固定板126向上方突出之方式使下側固定螺栓128之頭部128a與下側支持盤16接觸，使下側固定螺栓128之軸部128b螺合於形成在下側支持盤16之螺栓孔。下側固定板126亦可為了防止玻璃薄片2之損傷而包括與玻璃薄片2接觸之樹脂層、及金 屬製本體。
再者，亦可與下側支持盤16同樣地於上側支持盤14形成長孔。又，上側固定螺栓124亦可與下側固定螺栓128同樣地構成為不自上側固定板122朝向下方突出。
本申請案係基於2013年4月15日向日本專利廳申請之日本專利特願2013-085220號而主張優先權，且將日本專利特願2013-085220號之所有內容援用至本申請案。

Claims (15)

  1. 一種彎曲試驗方法，其使第1支持盤與第2支持盤分別支持包含脆性材料之薄片物，且於維持相互平行之上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面之間隔之狀態下，藉由使上述第2支持盤之位置相對於上述第1支持盤向特定方向和相反方向往復移動1次，或向上述特定方向移動1次，檢查在上述第1支持盤與上述第2支持盤之間彎曲之上述薄片物是否形成有裂紋。
  2. 如請求項1之彎曲試驗方法，其中在上述薄片物未形成有裂紋之情形時，於縮小上述間隔之後，於維持上述間隔之狀態下，藉由使上述第2支持盤之位置相對於上述第1支持盤向上述特定方向和上述相反方向往復移動1次，或向上述特定方向移動1次，檢查在上述第1支持盤與上述第2支持盤之間彎曲之上述薄片物是否形成有裂紋。
  3. 如請求項1或2之彎曲試驗方法，其中上述第2支持盤之位置相對於上述第1支持盤向上述特定方向移動1次之移動量為100mm以上，且上述薄片物之評價面積為100cm2以上。
  4. 如請求項1或2之彎曲試驗方法，其檢測有無會在上述薄片物形成裂紋時產生之彈性波，而檢查於上述薄片物是否形成有裂紋。
  5. 如請求項1或2之彎曲試驗方法，其中上述第1支持盤係於如下兩個位置之間自如旋動：第1位置，係上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面成為平行；第2位置，係上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面成為傾斜。
  6. 一種薄片物之製造方法，其包括：薄片物製造步驟，係製造包含脆性材料之薄片物；及試驗步驟，係使於該薄片物製造步驟中所製造之上述薄片物彎曲；且於該試驗步驟中，使第1支持盤與第2支持盤分別支持上述薄片物，於維持相互平行之上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面之間隔之狀態下，藉由使上述第2支持盤之位置相對於上述第1支持盤向特定方向和相反方向往復移動1次，或向上述特定方向移動1次，檢查於在上述第1支持盤與上述第2支持盤之間彎曲之上述薄片物是否形成有裂紋。
  7. 如請求項6之薄片物之製造方法，其中上述薄片物係由玻璃或陶瓷形成之脆性薄片。
  8. 如請求項6之薄片物之製造方法，其中上述薄片物係包括由玻璃或陶瓷形成之脆性薄片、及由包含樹脂之材料形成於該脆性薄片上之補強層之複合薄片。
  9. 如請求項6之薄片物之製造方法，其中上述薄片物係包含由玻璃或陶瓷形成之脆性薄片、及形成於該脆性薄片上之元件之附元件之脆性薄片。
  10. 如請求項6之薄片物之製造方法，其中上述薄片物係包含由玻璃或陶瓷形成之脆性薄片之電子裝置。
  11. 一種彎曲試驗裝置，其包括：第1支持盤，其支持包含脆性材料之薄片物；第2支持盤，其支持上述薄片物；移動部，其於維持相互平行之上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面之間隔之狀態下，使上述第2支持盤之位置相對於上述第1支持盤移動；及控制器，其使上述薄片物於相互平行之上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面之間彎曲，並於維持上述間隔之狀態下，藉由使上述第2支持盤之位置相對於上述第1支持盤向特定方向和相反方向往復移動1次，或向上述特定方向移動1次。
  12. 如請求項11之彎曲試驗裝置，其包括：調整部，其調整相互平行之上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面之間隔。
  13. 如請求項11或12之彎曲試驗裝置，其包括：檢測部，其檢測有無會在上述薄片物產生裂紋時產生之彈性波。
  14. 如請求項11或12之彎曲試驗裝置，其包括支持部，該支持部經由連結部而將上述第1支持盤於如下兩個位置之間旋動自如地支持：第1位置，係上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面成為平行；及第2位置，係上述第1支持盤之支持面與上述第2支持盤之支持面成為傾斜。
  15. 如請求項11或12之彎曲試驗裝置，其包括載置部，該載置部載置較上述第2支持盤配設於更上方之上述第1支持盤。
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