超薄板玻璃基板的制造方法 技术领域 本技术涉及在显示装置、 电子纸、 触摸面板、 半导体集成电路、 MEMS、 有机 EL 照明 装置等的制造中使用的厚度 50μm 以下的超薄板玻璃基板的制造方法。
背景技术 厚度为 1mm 以下的薄板玻璃基板的制造方法一直使用浮法、 熔化法、 狭缝下拉法、 再曳引 (redraw) 法。
浮法使熔融玻璃浮游在熔融锡上, 保持熔融玻璃的宽度方向两端部, 并扩大熔融 玻璃的宽度, 从而制造玻璃基板。然而, 为了制造熔融锡上的熔融玻璃的平均厚度超过 4mm 且厚度为 4mm 以下的薄板玻璃基板, 而需要更强地拉伸熔融玻璃的宽度方向两端部, 并进 一步扩大熔融玻璃的宽度, 因此极难使薄板玻璃基板整体的厚度均一。浮法产生的薄板玻 璃基板的厚度的极限为 0.3mm 左右。
熔化法将熔融玻璃向桶内注入, 使熔融玻璃从桶溢出, 将在桶下方一体化后的熔 融玻璃下拉而制造薄板玻璃基板。为了制造薄板玻璃基板, 需要平衡性良好地调整下拉熔 融玻璃的张力和保持熔融玻璃的向横向的张力。 若所述平衡性差, 则板厚偏差大, 成为存在 起伏的薄板玻璃基板。熔化法产生的薄板玻璃基板的厚度的极限为 50μm 左右。
狭缝下拉法将熔融玻璃向桶内注入, 对从形成于桶底的狭缝流出的熔融玻璃进行 冷却, 并利用重力及向下方的张力下拉而制造薄板玻璃基板。下拉的工序中的温度区域从 低粘性的温度区域到接近固体的温度区域, 因此在这样广的温度区域中, 难以控制薄板玻 璃基板的变形。狭缝下拉法产生的薄板玻璃基板的厚度的极限为 0.1mm 左右。另外, 由于 薄板玻璃基板的表面与狭缝接触, 因此容易受到狭缝的形状、 材质的影响。因此, 存在薄板 玻璃基板的表面品质容易变差这样的缺点。
再曳引法是垂直地保持玻璃基板并向下方输送, 利用电炉等的加热工序将输送到 下方的玻璃基板的下端加热至软化点附近, 使软化后的玻璃基板向下方延伸, 从而制造薄 板玻璃基板。薄板玻璃基板的截面成为加热前的玻璃基板 ( 以下, 称为 “预成形坯” ) 的相 似形, 因此通过提高预成形坯的尺寸精度, 而能够高尺寸精度地制造出薄板玻璃基板。
作为再曳引法的制造方法, 在专利文献 1 中记载有对 1 个预成形坯进行加热及延 伸并制造超薄板玻璃基板的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 : 日本国特表 2008-508179 公报
非专利文献
非专利文献 1 : “玻璃工学手册” , 朝仓书店, 1999 年, P419
发明内容
近年来, 为了效率良好地量产电子装置, 而考虑有将长条的薄板玻璃基板卷绕成辊状而向后工序 ( 包括客户处 ) 供给。
然而, 专利文献 1 的制造方法采用分批式, 根据预成形坯的长度而制造的超薄板 玻璃基板的长度受到限制。 例如, 在使长度 1m、 厚度 0.1mm 的预成形坯延伸成厚度 10μm 的 超薄板玻璃基板时, 若设预成形坯的宽度方向的截面形状的相似比为 10 ∶ 1, 则制造长度 100m 的超薄板玻璃基板是极限, 不可能制造出长条的超薄板玻璃基板。
另外, 非专利文献 1 的制造方法利用加热器等对加热工序投入前的相邻的预成形 坯的上端和下端进行加热接合, 通过对加热接合后的预成形坯进行加热及延伸, 来制造长 条的超薄板玻璃基板。 可是, 在对板厚较薄的预成形坯的端部彼此进行加热接合时, 由于向 预成形坯端部的局部加热, 而预成形坯端部可能会发生破损、 变形。另外, 即使使预成形坯 端部彼此的位置对合、 基于加热器等的加热条件最适化, 但需要用于位置对合、 加热接合的 工序时间, 生产性下降。
本发明者为了解决上述课题而仔细地反复研究, 完成了本发明。
即, 本发明与以下的 (1) ~ (7) 相关。
(1) 一种超薄板玻璃基板的制造方法, 具备 : 保持玻璃基板的预成形坯而向制造 生产线供给的供给工序 ; 将从该供给工序供给的该预成形坯加热至软化点附近的加热工 序; 及使在该加热工序中软化了的预成形坯延伸而形成为超薄板玻璃基板的延伸工序, 所 述超薄板玻璃基板的制造方法的特征在于, 所述预成形坯是卷绕在辊直径 100mm ~ 1500mm 的圆筒状的第一卷绕辊上的、 厚度 Tp = 20μm ~ 250μm、 宽度 Wp = 10mm ~ 2000mm、 长度= 1m ~ 5000m 的预成形坯, 通过所述延伸工序而制造的超薄板玻璃基板是厚度 Tg = 2μm ~ 50μm、 宽度 Wg = 0.3mm ~ 500mm、 长度= 5m ~ 500000m 的基板, 设由所述延伸工序引起的 所述预成形坯的厚度方向的缩小率为 Tg/Tp、 宽度方向的缩小率为 Wg/Wp 时, 成为 Tg/Tp = 1/125 ~ 1/2, Wg/Wp = 1/125 ~ 1。
(2) 根据 (1) 所述的超薄板玻璃基板的制造方法, 其特征在于, 所述预成形坯在该 预成形坯的单面或双面上重叠厚度 10μm ~ 1000μm 的第一保护片而卷绕于所述第一卷绕 辊, 在将该预成形坯投入到所述加热工序之前, 还具备将该第一保护片从该预成形坯剥离 的保护片剥离工序。
(3) 根据 (1) 或 (2) 所述的超薄板玻璃基板的制造方法, 其特征在于, 所述延伸工 序是利用一个或一对延伸辊进行延伸的工序, 使所述加热工序后的所述超薄板玻璃基板与 一个延伸辊接触而拉伸该超薄板玻璃基板, 或者, 利用一对延伸辊把持所述加热工序后的 所述超薄板玻璃基板而拉伸该超薄板玻璃基板。
(4) 根据 (1) ~ (3) 中任一项所述的超薄板玻璃基板的制造方法, 其特征在于, 所 述加热工序利用把持辊来把持所述软化了的预成形坯的宽度方向两端部。
(5) 根据 (1) ~ (4) 中任一项所述的超薄板玻璃基板的制造方法, 其特征在于, 在 所述延伸工序后, 还具备将所述超薄板玻璃基板卷绕于辊直径 50mm ~ 2000mm 的圆筒状的 第二卷绕辊的工序。
(6) 根据 (3) ~ (5) 中任一项所述的超薄板玻璃基板的制造方法, 其特征在于, 在 所述延伸工序中, 在所述延伸辊与所述超薄板玻璃基板之间插入厚度 10μm ~ 1000μm 的 第二保护片。
(7) 根据 (5) 或 (6) 所述的超薄板玻璃基板的制造方法, 其特征在于, 在所述延伸工序后, 向所述超薄板玻璃基板的单面或双面供给厚度 10μm ~ 1000μm 的第三保护片, 使 该超薄板玻璃基板与该第三保护片重合, 利用所述第二卷绕辊来卷绕。
发明效果
根据本发明, 利用再曳引法使卷绕于圆筒状的辊上的长条的预成形坯延伸, 由此, 与以往的使用短的预成形坯的再曳引法相比, 能够提供一种生产性高、 长条的超薄板玻璃 基板的制造方法。 附图说明
图 1 是表示本发明的超薄板玻璃基板的制造方法的实施方式的简要剖视图。
图 2A 是表示图 1 的实施方式的宽度延伸工序的简要主视图。
图 2B 是表示图 2A 的变形例的简要主视图。 具体实施方式
使用附图, 说明本发明的超薄板玻璃基板的制造方法的实施方式。
图 1 是表示显示本发明的超薄板玻璃基板的制造方法的实施方式的简要剖视图。 在图 1 所示的实施方式中, 在供给工序中, 卷绕于第一卷绕辊 2 的预成形坯 1 由输 送辊 3 向下方放出。然后, 在保护片剥离工序中, 通过保护片剥离辊 4 将粘接在预成形坯 1 的单面或双面上的第一保护片 5 从预成形坯 1 剥离。在加热工序中, 预成形坯 1 被投入到 加热炉 6, 被加热至软化点附近而软化。 在加热炉 6 内软化了的预成形坯 1 在延伸工序中由 延伸辊 7 向下方拉伸而延伸, 成为超薄板玻璃基板 9。在所述超薄板玻璃基板 9 与延伸辊 7 之间插入第二保护片 8, 第二保护片 8 与超薄板玻璃基板 9 的表面粘接, 对超薄板玻璃基板 9 的表面进行保护。最后, 将超薄板玻璃基板 9 卷绕于第二卷绕辊 10。
对本发明的预成形坯 1 进行说明。
预成形坯 1 的形状并未特别限制, 但优选大致矩形形状。预成形坯 1 的厚度 为 20μm ~ 250μm, 优选为 30μm ~ 200μm, 更优选为 40μm ~ 150μm, 进一步优选为 50μm ~ 100μm 以下。若预成形坯 1 的厚度为 20μm 以上, 则在加热炉 6 中软化后的预成 形坯 1 难于因延伸辊 7 的拉伸而发生断裂。若预成形坯 1 的厚度为 250μm 以下, 则能够不 使预成形坯 1 破损地卷绕在辊直径小的第一卷绕辊 2 上。
预成形坯 1 的宽度为 10mm ~ 2000mm, 优选为 20mm ~ 1800mm, 更优选为 30mm ~ 1600mm, 进一步优选为 40mm ~ 1400mm。若预成形坯 1 的宽度为 10mm 以上, 则在加热炉 6 中 软化了的预成形坯 1 难于因延伸辊 7 的拉伸而发生断裂。若预成形坯 1 的宽度为 2000mm 以下, 则能够实现超薄板玻璃基板制造装置的小型化, 以及无需使保护预成形坯 1 的第一 保护片 5 的尺寸大型化, 容易获得。
预成形坯 1 的长度为 1m ~ 5000m, 优选为 2m ~ 4000m, 更优选为 3m ~ 3000m, 进一 步优选为 5m ~ 2000m。若预成形坯 1 的长度为 1m 以上, 则通过再曳引法制造的超薄板玻璃 基板 9 的长度成为长条, 能得到生产性的改善效果。若预成形坯 1 的长度为 5000m 以下, 则 卷绕于第一卷绕辊 2 的预成形坯 1 的辊直径减小, 能够实现超薄板玻璃基板制造装置的小 型化。
预成形坯 1 的组成并未特别限制, 例如可以与以往已知的含有碱金属氧化物的玻
璃、 无碱玻璃相同。其中, 从能得到超薄板玻璃基板 9 的强度、 化学耐久性优良的方面出发, 优选无碱玻璃。
制造预成形坯 1 的方法也并未特别限制, 可列举有以往已知的方法。例如, 能够适 用浮法、 熔化法、 狭缝下拉法、 引上。
对本发明的第一卷绕辊 2 进行说明。
第一卷绕辊 2 是用于卷绕预成形坯 1 的辊。第一卷绕辊 2 的形状优选为圆筒状。 在此, 圆筒状是指实质上为大致圆筒状。为了保护预成形坯 1, 第一卷绕辊 2 的宽度的尺寸 只要为预成形坯 1 的宽度以上就无特别限制。
第一卷绕辊 2 的辊直径为 100mm ~ 1500mm, 优选为 150mm ~ 1000mm, 更优选为 200mm ~ 800mm, 进一步优选为 300mm ~ 500mm。若为 100mm 以上, 则能够不失去预成形坯 1 的挠性地将预成形坯 1 卷绕于第一卷绕辊 2。若第一卷绕辊 2 的辊直径为 1500mm 以下, 则 卷绕于第一卷绕辊 2 的预成形坯 1 的辊直径减小, 能够实现超薄板玻璃基板制造装置的小 型化。
第一卷绕辊 2 的材质只要是不会因卷绕的预成形坯 1 的重量而发生变形的刚性就 无特别限制。
另外, 预成形坯 1 在预成形坯 1 的单面或双面上重叠第一保护片 5 而卷绕于第一 卷绕辊 2。因此, 能够防止预成形坯 1 彼此或预成形坯 1 与第一卷绕辊 2 的接触造成的预成 形坯 1 表面的损伤。在预成形坯 1 表面具有损伤时, 在制造超薄板玻璃基板 9 期间, 预成形 坯 1 可能会发生损坏。
第一保护片 5 的厚度优选为 10μm ~ 1000μm, 更优选为 12μm ~ 800μm, 进一步 优选为 15μm ~ 700μm, 最优选为 20μm ~ 600μm。若为 10μm 以上, 则第一保护片 5 的 强度充分强, 起到防止对预成形坯 1 表面造成损伤的作用, 因此优选。若第一保护片 5 的厚 度为 1000μm 以下, 则卷绕在第一卷绕辊 2 上的预成形坯 1 的辊直径减小, 因此优选。
此外, 第一保护片 5 优选在将预成形坯 1 投入到加热炉 6 之前从预成形坯 1 剥离。 具体而言, 优选, 在加热炉 6 附近, 在第一保护片 5 发生软化、 熔融、 燃烧等状态的变化之前, 将第一保护片 5 从预成形坯 1 剥离。
第一保护片 5 的材质只要能够保护预成形坯 1 的表面就无特别限制, 例如可列举 有树脂或纸。若为树脂, 则可列举有聚酯树脂、 聚碳酸酯树脂、 聚醚砜树脂、 聚烯烃树脂、 聚 乙烯醇树脂、 硅酮树脂、 聚酰胺树脂、 丙烯酸树脂、 聚苯乙烯树脂、 三乙酰纤维素树脂、 聚亚 胺树脂、 聚氯乙烯树脂、 氟系树脂等。另外, 也可以是它们的共聚物或含有填料等添加剂的 树脂。若为纸, 则可列举有例如广泛普及的木质纸、 草纸、 不燃纸、 难燃纸。也可以对这些纸 实施特殊加工。
需要说明的是, 第一保护片 5 的结构也可以由 2 层以上构成。这种情况下, 第一保 护片 5 的厚度表示全部的层的总计的厚度。另外, 第一保护片 5 由 2 层以上构成时, 形成各 层的树脂或纸的种类也可以不同。
在将预成形坯 1 和第一保护片 5 卷绕于第一卷绕辊 2 时, 预成形坯 1 和第一保护片 5 仅重叠即可, 也可以通过粘接材料等产生的粘接力、 或固体分子间的范德瓦尔斯力引起的 粘接力中的任一种力将预成形坯 1 和第一保护片 5 形成为一体。 但是, 为了保护预成形坯 1 的表面并将第一保护片 5 从预成形坯 1 容易地剥离, 而预成形坯 1 和第一保护片 5 优选以所述粘接力来粘接。
保护片剥离工序只要不使预成形坯 1 损坏地容易地将第一保护片 5 从预成形坯 1 剥离就无特别限制。例如, 在圆筒状的剥离辊 4 的曲面涂敷粘接材料, 将剥离辊 4 的曲面按 压在第一保护片 5 的表面, 将第一保护片 5 从预成形坯 1 剥离而卷绕于剥离辊 4。或者能够 取代所述粘接材料而使用具有粘接力的材料来从预成形坯 1 将第一保护片 5 剥离。
对本发明的超薄板玻璃基板 9 进行说明。
能够利用延伸辊 7 使在加热炉 6 中软化后的预成形坯 1 向下方延伸, 由此制造超 薄板玻璃基板 9。超薄板玻璃基板 9 的截面形状成为将加热前的预成形坯 1 的截面的尺寸 缩小后的相似形状。
超 薄 板 玻 璃 基 板 9 的 厚 度 为 2μm ~ 50μm, 优 选 为 3μm ~ 40μm, 更优选为 5μm ~ 30μm, 进一步优选为 7μm ~ 20μm。若超薄板玻璃基板 9 的厚度为 2μm 以上, 则 难于因延伸辊 7 产生的拉伸而发生断裂。为了轻量化, 超薄板玻璃基板 9 的厚度为 50μm 以下。另外, 通过形成为 50μm 以下, 能够将弯曲时因应力而破裂的可能性抑制得较低。更 优选为 30μm 以下。此外, 若超薄板玻璃基板 9 的厚度为 50μm 以下, 则除了本发明的制造 方法以外 ( 例如熔化法 ), 制造变得困难, 若比 30μm 薄, 则除了本发明的制造方法以外, 例 如在熔化法中不能制造, 因此确保本发明的优越性。 超 薄 板 玻 璃 基 板 9 的 宽 度 为 0.3mm ~ 500mm, 优 选 为 1mm ~ 400mm, 更优选为 10mm ~ 350mm, 进一步优选为 100mm ~ 300mm。若超薄板玻璃基板 9 的宽度为 0.3mm 以上, 则难于因延伸辊 7 产生的拉伸而发生断裂。若超薄板玻璃基板 9 的宽度为 500mm 以下, 则 能够实现超薄板玻璃基板制造装置及使用超薄板玻璃基板 9 的产品的制造装置的小型化。
超薄板玻璃基板 9 的长度为 5m ~ 500000m, 优选为 10m ~ 200000m, 更优选为 20m ~ 100000m, 进一步优选为 50m ~ 50000m。若超薄板玻璃基板 9 的长度为 5m 以上, 则能 够制造出在以往的再曳引法中使用的预成形坯的加热接合中不可能实现的高生产性的长 条的超薄板玻璃基板 9。 若超薄板玻璃基板 9 的长度为 500000m 以下, 则能够实现超薄板玻 璃基板 9 的保管占有面积的缩小化、 使用超薄板玻璃基板 9 的产品的制造装置的小型化。
若设预成形坯 1 的厚度为 Tp、 设超薄板玻璃基板 9 的厚度为 Tg、 设由延伸辊 7 引起 的预成形坯 1 的厚度方向的缩小率为 Tg/Tp, 则 Tg/Tp = 1/125 ~ 1/2, 优选为 1/75 ~ 1/3, 更优选为 1/50 ~ 1/4, 进一步优选为 1/25 ~ 1/5。若 Tg/Tp 为 1/125 以上, 则超薄板玻璃 基板 9 难于因延伸辊 7 的拉伸而发生断裂。若 Tg/Tp 为 1/2 以下, 则能够实现超薄板玻璃 基板制造装置及使用超薄板玻璃基板 9 的产品的制造装置的小型化。
若设预成形坯 1 的宽度为 Wp、 设超薄板玻璃基板 9 的宽度为 Wg、 设由延伸辊 7 引 起的预成形坯 1 的宽度方向的缩小率为 Wg/Wp, 则 Wg/Wp = 1/125 ~ 1, 优选为 1/75 ~ 4/5, 更优选为 1/50 ~ 2/3, 进一步优选为 1/25 ~ 1/2。若 Wg/Wp 为 1/125 以上, 则超薄板玻璃 基板 9 难于因延伸辊 7 产生的拉伸而发生断裂。若 Wg/Wp 为 1 以下, 则能够实现超薄板玻 璃基板制造装置及使用超薄板玻璃基板 9 的产品的制造装置的小型化。
接下来, 分别说明本发明中的供给工序、 加热工序、 延伸工序及卷绕超薄板玻璃基 板的工序。
对本发明的供给工序进行说明。
本发明中的供给工序保持预成形坯 1 而向制造生产线供给。保持预成形坯 1 的方
向并未受到限制, 可以如图 1 所示那样垂直地保持预成形坯 1 而向下方供给, 也可以水平地 保持而供给。另外, 只要是能够不使预成形坯 1 破损而向加热工序输送的工序就无特别限 制。例如, 可列举有把持图 1 所示的预成形坯 1 的两面而输送预成形坯 1 的输送辊 3。
对本发明的加热工序进行说明。
本发明的加热工序利用加热炉 6 将从所述供给工序送出的预成形坯 1 加热至软化 点附近而使其软化。只要是能够将预成形坯 1 加热至软化点附近的加热炉就无特别限制, 例如可列举有电炉、 煤气炉。
对本发明的延伸工序进行说明。
本发明中的延伸工序是利用一个或一对延伸辊 7 进行延伸的工序, 优选使加热工 序后的超薄板玻璃基板 9 与一个延伸辊 7 接触而拉伸超薄板玻璃基板 9, 或利用一对延伸辊 7 把持加热工序后的超薄板玻璃基板 9 而拉伸超薄板玻璃基板 9。 在使超薄板玻璃基板 9 与 延伸辊接触或由所述延伸辊把持的状态下使延伸辊 7 旋转时, 延伸辊 7 的旋转转矩作用于 超薄板玻璃基板而拉伸超薄板玻璃基板, 对应于该拉伸, 利用加热工序软化了的预成形坯 1 延伸, 从而形成超薄板玻璃基板 9。
软化后的预成形坯 1 在自由空间内延伸, 因此能够制造表面品位良好的超薄板玻 璃基板 9。 延伸辊 7 的形状优选为圆筒状。在此, 圆筒状是指实质上为大致圆筒状。延伸辊 7 的宽度的尺寸只要是制造的超薄板玻璃基板 9 的宽度以上的尺寸就无特别限制, 延伸辊 7 的辊直径的尺寸也未特别限制。
所述延伸辊 7 通过电动机等驱动装置进行旋转驱动。
在延伸工序的延伸辊 7 为 1 个时, 使通过加热炉 6 的超薄板玻璃基板 9 的单面与 延伸辊 7 的曲面接触而使超薄板玻璃基板 9 向延伸辊 7 侧弯曲, 使延伸辊 7 旋转。通过从 延伸辊 7 作用于超薄板玻璃基板 9 的旋转转矩来拉伸超薄板玻璃基板 9, 对应于该拉伸, 在 加热炉 6 中软化了的预成形坯 1 延伸, 从而成为超薄板玻璃基板 9。延伸辊 7 的超薄板玻璃 基板 9 的弯曲方向只要是能得到所希望的尺寸的超薄板玻璃基板 9 的方向就无特别限制。
在延伸工序的延伸辊 7 为一对时, 将通过了加热炉 6 的超薄板玻璃基板 9 插入到 一对延伸辊 7 之间。使一对延伸辊 7 的曲面与该超薄板玻璃基板的双面接触而使一对延伸 辊 7 旋转。通过从一对延伸辊 7 作用于超薄板玻璃基板 9 的旋转转矩来拉伸超薄板玻璃基 板 9, 对应于该拉伸, 在加热炉 6 中软化了的预成形坯 1 延伸, 从而成为超薄板玻璃基板 9。
此外, 一对延伸辊 7 作为具有可变的间隙的一对延伸辊 7 而进行动作。通过该可 变的间隙, 能够应对超薄板玻璃基板 9 的板厚的规格变更。
另外, 在加热工序中, 优选利用把持辊把持软化后的预成形坯 1 的宽度方向两端 部。利用再曳引法所制造的玻璃基板能够使板厚减薄, 而反面地存在板宽变窄的问题。因 此, 通过把持在加热工序中软化了的预成形坯 1 的宽度方向两端部, 能够抑制软化后的预 成形坯 1 因延伸工序而沿宽度方向收缩的情况, 从而能够制造板宽较宽的超薄板玻璃基板 9。
把持辊只要是抑制软化后的预成形坯 1 向其宽度方向的收缩的结构就无特别限 制。图 2A 是将图 1 的实施方式的从加热炉 6 到延伸辊 7 的工序放大的简要主视图。图 2B 是向图 2A 的加热炉 6 加入一对把持辊 11 的变形例的简要主视图。一对把持辊 11 呈大致
圆筒状的形状。一对把持辊 11 设置在加热炉 6 内, 把持在加热炉 6 中软化了的预成形坯 1 的宽度方向两端部, 并使软化后的预成形坯 1 朝向其宽度方向外侧旋转。通过作用在软化 后的预成形坯 1 的宽度方向上的旋转转矩, 能够抑制软化后的预成形坯 1 的延伸引起的向 宽度方向的收缩, 能够制造出板宽较宽的超薄板玻璃基板 9。
此外, 在延伸工序中, 优选在延伸辊 7 与所述超薄板玻璃基板 9 之间插入第二保护 片 8。这是因为, 通过将第二保护片 8 插入到延伸辊 7 与超薄板玻璃基板 9 之间, 从而在超 薄板玻璃基板 9 表面不会产生延伸辊 7 带来的伤痕。
在延伸工序中使用的延伸辊 7 为 1 个时, 在延伸辊 7 的曲面与超薄板玻璃基板 9 的单面之间插入第二保护片 8。 在延伸工序中使用的延伸辊 7 为一对时, 将第二保护片 8 插 入到一对延伸辊 7 的曲面与所述超薄板玻璃基板 9 的双面之间。即, 成为第二保护片 8 将 超薄板玻璃基板 9 在其厚度方向上夹持的结构。
第二保护片 8 的宽度及长度只要是能够保护超薄板玻璃基板 9 的表面的尺寸就无 特别限制, 优选分别大于超薄板玻璃基板 9 的宽度及长度。
第二保护片 8 的厚度优选为 10μm ~ 1000μm, 更优选为 12μm ~ 800μm, 进一步 优选为 15μm ~ 700μm, 最优选为 20μm ~ 600μm。若第二保护片 8 的厚度为 10μm 以 上, 则第二保护片 8 的强度充分强, 起到防止对超薄板玻璃基板 9 表面的损伤的作用, 因此 优选。若第二保护片 8 的厚度为 1000μm 以下, 则卷绕于第二卷绕辊 10 的超薄板玻璃基板 9 的辊直径减小, 因此优选。 第二保护片 8 的种类只要是具有在延伸工序中的超薄板玻璃基板 9 的热量的作用 下不产生燃烧、 灰化、 异臭等的耐热性且能够保护超薄板玻璃基板 9 的表面就无特别限制, 例如可列举有耐热树脂或耐热纸。若为耐热树脂, 则可列举有聚亚胺树脂、 氟系树脂、 聚酰 胺树脂、 聚芳酰胺树脂、 聚醚砜树脂、 聚醚酮树脂、 聚醚醚酮树脂、 聚萘甲酸乙二醇酯树脂、 聚碳酸酯树脂、 各种液晶聚合物树脂等。 另外, 也可以是它们的共聚物或含有填料等添加剂 的树脂。 若为耐热纸, 则可列举有玻璃纤维纸、 陶瓷纸、 不燃纸、 难燃纸、 聚酯纸、 合成树脂混 合纸、 氟系纤维纸。在延伸工序中的超薄板玻璃基板 9 的温度充分低时, 可以不需要耐热 性, 这种情况下, 可以使用与第一保护片 5 同样的种类。
需要说明的是, 第二保护片 8 也可以由 2 层以上构成。这种情况下, 第二保护片 8 的厚度表示全部的层的总计的厚度。另外, 在第二保护片 8 由 2 层以上构成时, 形成各个层 的树脂或纸的种类也可以不同。
使超薄板玻璃基板 9 和所述第二保护片 8 在延伸辊 7 重叠时, 可以仅使超薄板玻 璃基板 9 与第二保护片 8 重叠, 也可以利用粘接材料等产生的粘接力、 或固体分子间的范德 瓦尔斯力产生的粘接力、 或由所述超薄板玻璃基板 9 的热量产生的热熔敷力中的任一种力 来对超薄板玻璃基板 9 和第二保护片 8 进行一体化。
对本发明的卷绕超薄板玻璃基板 9 的工序进行说明。
本发明的卷绕超薄板玻璃基板 9 的工序是利用第二卷绕辊 10 卷绕由延伸工序得 到的超薄板玻璃基板 9 的工序。
第二卷绕辊 10 的形状优选为圆筒状。在此, 圆筒状是指实质上为大致圆筒状。为 了保护超薄板玻璃基板 9, 而第二卷绕辊 10 的宽度的尺寸只要是超薄板玻璃基板 9 的宽度 以上的尺寸就无特别限制。
所述第二卷绕辊 10 的辊直径优选为 50mm ~ 2000mm, 更优选为 60mm ~ 1800mm, 进 一步优选为 70mm ~ 1500mm, 最优选为 90mm ~ 1200mm。若第二卷绕辊 10 的辊直径为 50mm 以上, 则能够不会失去超薄板玻璃基板 9 的挠性地将超薄板玻璃基板 9 卷绕于第二卷绕辊 10, 因此优选。若第二卷绕辊 10 的辊直径为 2000mm 以下, 则卷绕于第二卷绕辊 10 的超薄 板玻璃基板 9 的辊直径减小, 能够实现超薄板玻璃基板制造装置及使用超薄板玻璃基板 9 的产品的制造装置的小型化, 因此优选。
第二卷绕辊 10 的种类也并未特别限制, 优选为不会因卷绕的超薄板玻璃基板 9 的 重量而发生变形的刚性。
优选在延伸工序中, 在延伸辊 7 与超薄板玻璃基板 9 之间未插入第二保护片 8 时, 在延伸工序后, 向超薄板玻璃基板 9 的单面或双面供给厚度 10μm ~ 1000μm 的第三保护 片 ( 未图示 ), 在使超薄板玻璃基板 9 与第三保护片重叠, 在此状态下, 利用第二卷绕辊 10 进行卷绕。这是因为能够防止超薄板玻璃基板 9 彼此、 或超薄板玻璃基板 9 与第二卷绕辊 10 的接触对超薄板玻璃基板 9 表面的损伤。 另外, 若在超薄板玻璃基板 9 的进一步的保护、 使用上需要, 则也可以在延伸工序中使第二保护片 8 与超薄板玻璃基板 9 的单面或双面重 叠之后进而重叠第三保护片。
第三保护片的厚度优选为 10μm ~ 1000μm, 更优选为 12μm ~ 800μm, 进一步优 选为 15μm ~ 700μm, 最优选为 20μm ~ 600μm。若第三保护片的厚度为 10μm 以上, 则 第三保护片的强度充分强, 起到防止对超薄板玻璃基板 9 表面的损伤的作用, 因此优选。若 第三保护片的厚度为 1000μm 以下, 则卷绕于第二卷绕辊 10 的超薄板玻璃基板 9 的辊直径 减小, 因此优选。
第三保护片的种类只要能够保护超薄板玻璃基板 9 的表面就无特别限制。例如可 列举有与所述第一、 第二保护片 5、 8 同样的树脂或纸。
需要说明的是, 所述第三保护片也可以由 2 层以上构成。这种情况下, 第三保护片 的厚度表示全部的层的总计的厚度。另外, 在第三保护片由 2 层以上构成时, 形成各个层的 树脂或纸的种类也可以不同。
将所述超薄板玻璃基板 9 和所述第三保护片卷绕于所述第二卷绕辊 10 时, 可以仅 是将所述超薄板玻璃基板 9 和第三保护片重叠, 或通过粘接材料等产生的粘接力、 或固体 分子间的范德瓦尔斯力产生的粘接力中的任一种力来对超薄板玻璃基板和第三保护片进 行一体化。但是, 为了保护超薄板玻璃基板 9 的表面且容易地将第三保护片从超薄板玻璃 基板 9 剥离, 优选利用所述粘接力将超薄板玻璃基板 9 和第三保护片粘接。
实施例
( 实施例 1)
首先, 准备厚度 120μm、 宽度 120mm、 长度 2m 的预成形坯 ( 旭硝子株式会社制, AN100), 进行纯水清洗、 UV 清洗而实现表面的清洁化。接下来, 使厚度 30μm 的第一 PET 薄 膜与所述预成形坯的单面重叠, 将预成形坯和第一 PET 薄膜卷绕于辊直径 160mm 的圆筒状 的第一卷绕辊, 并使预成形坯形成为辊状。将从第一卷绕辊放出的预成形坯向超薄板玻璃 基板制造装置的供给工序投入, 在保护片除去工序中, 从预成形坯将第一 PET 薄膜剥离。将 剥离了第一 PET 薄膜后的预成形坯投入到炉内加热成 1000℃的电炉, 加热至软化点附近而 使其软化。利用一对延伸辊夹持已经通过了电炉的超薄板玻璃基板的双面, 通过使一对延伸辊旋转而拉伸超薄板玻璃基板。由超薄板玻璃基板的拉伸, 而在加热工序中软化后的预 成形坯延伸, 从而得到厚度 10μm、 宽度 10mm、 长度 200m 的超薄板玻璃基板。在延伸工序中 利用一对延伸辊夹持超薄板玻璃基板时, 在超薄板玻璃基板与延伸辊之间插入并夹持厚度 30μm 的第二 PET 薄膜, 从而使第二 PET 薄膜的表面与超薄板玻璃基板的双面粘接。 在延伸 工序后, 将超薄板玻璃基板卷绕于辊直径 160mm 的圆筒状的第二卷绕辊。通过与超薄板玻 璃基板的双面粘接的第二 PET 薄膜来保护超薄板玻璃基板表面, 因此能够抑制强度下降引 起的损伤。
( 实施例 2)
准备厚度 100μm、 宽度 50mm、 长度 100m 的预成形坯 ( 旭硝子株式会社制, AN100), 进行纯水清洗、 UV 清洗而实现表面的清洁化。接下来, 使厚度 30μm 的第一 PET 薄膜与所 述预成形坯的单面重叠, 将预成形坯和第一 PET 薄膜卷绕于辊直径 200mm 的圆筒状的第一 卷绕辊, 将预成形坯形成为辊状。将从第一卷绕辊放出的预成形坯向超薄板玻璃基板制造 装置的供给工序投入, 在保护片除去工序中, 从预成形坯剥离第一 PET 薄膜。将剥离了第一 PET 薄膜后的预成形坯投入到炉内加热成 1000℃的电炉, 加热至软化点附近而使其软化。 使 1 个延伸辊与已经通过了电炉的超薄板玻璃基板的单面接触, 通过使一个延伸辊旋转来 拉伸超薄板玻璃基板。 通过超薄板玻璃基板的拉伸, 在加热工序中软化后的预成形坯延伸, 能得到厚度 20μm、 宽度 10mm、 长度 2000m 的超薄板玻璃基板。利用延伸工序使超薄板玻璃 基板的单面与一个延伸辊的曲面接触时, 在超薄板玻璃基板的单面与延伸辊的曲面之间插 入厚度 20μm 的第二 PET 薄膜并使它们接触, 由此使第二 PET 薄膜的表面与得到的超薄板 玻璃基板的单面粘接。在延伸工序后, 将所述超薄板玻璃基板卷绕于辊直径 160mm 的圆筒 状的第二卷绕辊。 ( 实施例 3)
准 备 厚 度 200μm、 宽 度 1000mm、 长 度 50m 的 预 成 形 坯 ( 旭 硝 子 株 式 会 社 制, AN100), 进行纯水清洗、 UV 清洗而实现表面的清洁化。 接下来, 使厚度 50μm 的第一 PET 薄膜 与所述预成形坯的单面重叠, 将该预成形坯和该第一 PET 薄膜卷绕于辊直径 500mm 的圆筒 状的第一卷绕辊, 使预成形坯形成为辊状。将从第一卷绕辊放出的预成形坯投入到超薄板 玻璃基板制造装置的供给工序, 在保护片除去工序中, 从预成形坯剥离第一 PET 薄膜。将剥 离了第一 PET 薄膜后的预成形坯投入到炉内加热成 1000℃的电炉, 并加热至软化点附近而 使其软化。利用一对延伸辊夹持已经通过了电炉的超薄板玻璃基板的双面, 通过使该延伸 辊旋转而拉伸超薄板玻璃基板。通过超薄板玻璃基板的拉伸, 而在加热工序中软化后的预 成形坯延伸, 能得到厚度 30μm、 宽度 150mm、 长度 2000m 的超薄板玻璃基板。在延伸工序中 利用一对延伸辊夹持超薄板玻璃基板时, 在超薄板玻璃基板与延伸辊之间插入厚度 10μm 的第二 PET 薄膜并进行夹持, 由此使所述第二 PET 薄膜的表面与超薄板玻璃基板的双面粘 接。在延伸工序后, 将超薄板玻璃基板卷绕于辊直径 300mm 的圆筒状的第二卷绕辊。利用 与超薄板玻璃基板的双面粘接的第二 PET 薄膜来保护超薄板玻璃基板表面, 因此能够抑制 强度下降带来的损伤。
( 比较例 )
准备厚度 50μm、 宽度 200mm、 长度 1m 的预成形坯 ( 旭硝子株式会社制, AN100), 进行纯水清洗、 UV 清洗而实现表面的清洁化。接下来, 使厚度 50μm 的第一 PET 薄膜与所
述预成形坯的单面重叠, 将该预成形坯和该第一 PET 薄膜卷绕于辊直径 500mm 的圆筒状的 第一卷绕辊, 使预成形坯形成为辊状。将从第一卷绕辊放出的预成形坯向超薄板玻璃基板 制造装置的供给工序投入, 在保护片除去工序中, 从预成形坯剥离第一 PET 薄膜。将剥离了 第一 PET 薄膜后的预成形坯投入到炉内加热成 1000℃的电炉, 加热至软化点附近而使其软 化。 利用一对延伸辊夹持已经通过了电炉的超薄板玻璃基板的双面, 使延伸辊旋转, 使因所 述加热工序而软化了的预成形坯延伸成为厚度 1μm 的超薄板玻璃基板, 但软化了的预成 形坯在延伸时断裂。
详细或参照特定的实施方式说明了本发明, 但不脱离本发明的宗旨和范围而能够 施加各种变更、 修正的情况对于本领域技术人员而言不言自明。
本申请基于 2009 年 8 月 7 日申请的日本专利申请 2009-184592, 并将其内容作为 参照而包含于此。
工业实用性
通过本发明的制造方法得到的超薄板玻璃基板能够使用于显示装置、 电子纸、 触 摸面板、 半导体集成电路、 MEMS、 有机 EL 照明装置等。
标号说明 :
1 预成形坯 2 第一卷绕辊 3 输送辊 4 保护片剥离辊 5 第一保护片 6 加热炉 7 延伸辊 8 第二保护片 9 超薄板玻璃基板 10 第二卷绕辊 11 把持辊