東京大學2016年4月4日宣布,與LAN TECHNICAL SERVICE公司(總部:東京都新宿區)合作開發出了新技術,能夠不使用粘合劑,在常溫下粘合超薄玻璃和搬運用玻璃基板,而且,經過加熱處理后,還能在常溫下從搬運用玻璃基板上剝離超薄玻璃。利用這項技術,在生產過程中就可以直接使用難以處理的超薄玻璃,不僅有望大幅革新柔性顯示器等超薄顯示器的生產工序,還有望為降低環境負荷作出巨大貢獻。
智能手機現在使用的液晶屏的玻璃厚度以200μm為主流,這個厚度的玻璃容易彎曲,很難使用機器人搬運。現行制造工序首先要在厚度達到400~500μm的玻璃基板上形成液晶顯示元件,然后用氫氟酸浸泡玻璃,通過化學拋光的方式,使玻璃基板的厚度減至200μm。但這種方法能實現的最小厚度為100μm,而且必須使用高毒性的氫氟酸,在環境成本方面是一個沉重的負擔。
從成本和可行性考慮,最理想的制造方法是,先將超薄玻璃粘在搬運用玻璃基板上,在完成TFT制造工序、彩色濾光片制造工序、封裝工序后,再從搬運用玻璃基板上剝離超薄玻璃。但在實際操作中,粘合劑接合無法耐受300度以上的加熱處理,不使用粘合劑的直接接合則需要實施400度以上的加熱加壓,在后續的加熱處理中,粘合的強度會增大,因此接合面很難剝離。
此次開發的方法是,用離子束在玻璃的一個表面形成幾納米厚的硅膜,使玻璃表面先暴露于含水的氮氣環境中,然后回到真空或干燥的氮氣環境中,通過擠壓2張玻璃,使其實現常溫接合。玻璃表面的硅膜會與氮氣中的水分反應產生羥基,起到粘合劑的作用。
接合后的剝離是通過在接合面上制造裂縫進行機械剝離。因為在高溫加熱處理時,羥基會分解產生氫氣,在接合面上形成大量微孔(泡沫狀空隙),使接合面的強度減弱,因此,在500度下進行90分鐘的加熱處理后,接合面的強度不會增強,可以實現機械剝離。
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