具有聚合物粘结表面、载体和等离子体聚合的表面改性层的基材，所述聚合物粘结表面具有第一表面能，所述玻璃粘结表面具有第二表面能，所述等离子体聚合的表面改性层使得所述聚合物粘结表面与所述玻璃粘结表面可脱离地粘结。可以在粘结之前形成等离子体聚合层从而降低玻璃粘结表面的表面能。并且在温度为120℃的环境中经受1小时真空退火之后，基材是可以从载体非损坏性脱粘结的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本申请要求2014年1月27日提交的美国临时申请系列第61/931924号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。专利
本专利技术涉及用于在载体上加工挠性片的方法和制品，更具体地，涉及用于在玻璃载体上加工挠性玻璃片的方法和制品。技术背景挠性基材提供采用卷-卷加工的更廉价装置的可能性，以及制造更薄、更轻、更为灵活和耐用的显示器的潜力。但是，尚未完全建立高质量显示器的卷-卷加工所需的技术、设备和工艺。由于面板制造商已经大量投入用于加工大型玻璃片的成套工具，将挠性基材层叠到载体并通过片-片加工来制造显示器装置提供了开发更薄、更轻和更为灵活的显示器的有价值计划的较短期解决方案。已经验证了在聚合物片(例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))上的显示器，其中装置制造是PEN层叠到玻璃载体的片-片形式。PEN的温度上限限制了装置质量和可以使用的工艺。此外，聚合物基材的高可透过性导致OLED装置的环境降解，需要近乎密封的封装。薄膜封装提供了克服该限制的可能性，但是尚未证实其在大体积也能提供可接受的产率。以类似的方式，可以采用层叠到一块或多块薄的玻璃基材的玻璃载体来制造显示器装置。预期薄玻璃的低可透过性、改善的温度和化学抗性能够实现更高性能、更长寿命的挠性显示器。但是，热、真空、溶剂和酸以及超声，平板显示器(FPD)加工要求薄玻璃与载体的牢固结合。FPD加工通常涉及：真空沉积(喷溅金属、透明导体氧化物和氧化物半导体，无定形硅、氮化硅和二氧化硅的化学气相沉积(CVD)，以及金属和绝缘体的干蚀刻)，热加工(包括约为300-400℃的CVD沉积，高至600℃的p-Si结晶，350-450℃的氧化物半导体退火，高至650℃的掺杂剂退火，以及约为200-350℃的接触退火)，酸蚀刻(金属蚀刻、氧化物半导体蚀刻)、溶剂暴露(汽提光致抗蚀剂，聚合物包封的沉积)，以及超声暴露(在光致抗蚀剂的溶剂汽提中和水性清洁中，通常是碱性溶液中)。粘合剂晶片粘结被广泛地用于微机械体系(MEMS)和半导体加工，用于加工较不苛刻的后端步骤。布鲁尔科学与汉高公司(Brewer Science and Henkel)的商用粘合剂通常是厚的聚合物粘合剂层，厚5-200微米。这些层的大厚度产生了大量挥发性物质、俘获的溶剂和吸附物质污染FPD加工的可能性。这些材料在高于约250℃发生热分解和脱气。通过作为气体、溶剂和酸的接收器，材料还可能引起下游步骤的污染，其会在后续工艺中脱气。2012年2月8日提交的题为“Processing Flexible Glass with a Carrier(用载体加工挠性玻璃)”的美国临时申请系列第61/596,727号(下文称作US‘727)解释了这样的概念，其涉及初始通过范德华力将薄片(例如挠性玻璃片)与载体粘结，然后在某些区域增加粘结强度同时保留在薄片/载体的加工之后取出部分薄片以在其上形成装置(例如，电子或显示器装置、电子或显示器装置的组件、有机发光装置(OLED)材料、光伏(PV)结构或者薄膜晶体管)的能力。至少一部分的薄玻璃与载体粘结，从而防止了装置加工流体进入薄片和载体之间，由此降低了污染下游工艺的可能性，也就是说，薄片和载体之间的粘结密封部分是密封的，并且在一些优选实施方式中，该密封包围了制品的外部，从而防止液体或气体闯入或离开密封制品的任意区域。US‘727还揭示了在低温多晶硅(LTPS)(低温是相比于可高至约750℃的固相结晶工艺)装置制造工艺中，可以使用接近大于或等于600℃的温度，真空和湿蚀刻环境。这些条件限制了可使用的材料，并且对于载体/薄片提供了高要求。因此，需要这样的载体方法，其采用制造商现有的投资设备，实现了薄玻璃(厚度≤0.3mm的玻璃)的加工，而不发生污染或者有损较高加工温度下薄玻璃与载体之间的粘结强度，并且在加工的最后，薄玻璃易于从载体进行去粘结。US‘727所揭示的方法的商业优势之一在于，如US‘727所示，制造商将能够使用它们现有的对加工设备的资本投入，同时获得用于例如PV、OLED、LCD和图案化薄膜晶体管(TFT)电子件的薄玻璃片的益处。此外，该方法实现了加工灵活性，包括：薄玻璃片和载体的清洁和表面准备以促进粘结；薄片和载体之间的粘结区域处的粘结强化；维持非粘结(或粘结降低/低强度粘结)区域的薄片与载体的可脱离性；以及切割薄片以促进从载体的释放。在玻璃-玻璃粘结工艺中，对玻璃表面进行清洁以去除所有的金属、有机物和颗粒残留物，并留下主要是硅烷醇封端的表面。首先使得玻璃表面发生亲密接触，其中范德华和/或氢键作用力将它们推到一起。采用加热和任选的压力，表面硅烷醇基团缩合形成跨过界面的强共价Si-O-Si键合，永久地熔合玻璃片。金属、有机物和颗粒残留物会通过遮蔽表面，阻碍粘结所需的亲密接触，来防止粘结。还需要高硅烷醇表面浓度以形成强键合，因为每单元面积的键合数量取决于相对表面上两个硅烷醇物质反应以使得水冷凝的概率。Zhuravlel已经报道了良好水合二氧化硅的每nm2的平均羟基数量为4.6-4.9。Zhuravlel,L.T.，“The Surface Chemistry of Amorphous Silika,Zhuravlev Model(无定形二氧化硅的表面化学，Zhuravlev模型)”，Colloids and Surfaces A:Physiochemical Engineering Aspects(胶体和表面A：物理化学工程方面)，173(2000)1-38。在US‘727中，在粘结周界内形成非粘结区域，所述的形成此类非粘结区域的主要方式是增加表面粗糙度。大于2nm Ra的平均表面粗糙度可以防止在粘结过程的温度升高的过程中，玻璃与玻璃粘结的形成。在相同专利技术人于2012年12月13日提交的题为“Facilitated Processing for Controlling Bonding Between Sheet and Carrier(控制片材和载体之间的粘结的制造工艺)”的美国临时专利申请系列第61/736,880号(下文称作US‘880)中，通过控制载体和薄玻璃片之间的范德华和/或氢键合，来形成受控的粘结区域，但是仍然使用共价粘合区域。因此，虽然US‘727和US‘880中的用于加工薄片和载体的制品和方法能够耐受FPD加工的苛刻环境，但是其对于某些应用是不合乎希望的，其由于粘结区域中薄玻璃与玻璃载体作为共价形式的强共价粘合(例如，Si-O-Si，粘结的粘合力约为1000-2000mJ/m2，约为玻璃的断裂强度)阻碍了载体的再使用。无法使用撬开或剥离来分离薄玻璃与载体的共价键合部分，因而无法从载体去除完整的薄片。相反地，对其上具有器件的非粘结区域进行划线和提取，在载体上留下薄玻璃片的粘结周界。
技术实现思路
鉴于此，需要一种薄片-载体制品，其能够耐受FPD加工的严格条件，包括高温加工(不发生会与其将要用于的半导体或显示器制造工艺不相容的脱气)，还实现从载体去除整个薄片面积(全部一次、或者分段)，从而将载体再次用于加工另一薄片。本说明书描述了控制载体和薄片之间的粘附的方式，从而产生临时粘结，其足够强从而可以通过FPD加工(包括LTPS加工本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种将基材与载体可控粘结的方法，所述方法包括：获得具有聚合物粘结表面的基材，所述聚合物粘结表面具有第一表面能；获得具有玻璃粘结表面的载体，所述玻璃粘结表面具有第二表面能；将表面改性层沉积到所述玻璃粘结表面上，从而降低所述玻璃粘结表面的表面能；以及使得所述聚合物粘结表面与所述玻璃粘结表面经由所述表面改性层粘结，其中，在温度为120℃的环境中经受1小时真空退火之后，所述基材是可以从所述载体非损坏性脱粘结的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 US 61/931,9241.一种将基材与载体可控粘结的方法，所述方法包括：获得具有聚合物粘结表面的基材，所述聚合物粘结表面具有第一表面能；获得具有玻璃粘结表面的载体，所述玻璃粘结表面具有第二表面能；将表面改性层沉积到所述玻璃粘结表面上，从而降低所述玻璃粘结表面的表面能；以及使得所述聚合物粘结表面与所述玻璃粘结表面经由所述表面改性层粘结，其中，在温度为120℃的环境中经受1小时真空退火之后，所述基材是可以从所述载体非损坏性脱粘结的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下一种方式沉积所述表面改性层：含碳气体的等离子体聚合；含烃气体的等离子体聚合；含烃和含氟烃气体的等离子体聚合；含烃和含氢气体的等离子体聚合；含烃气体的等离子体聚合以形成层，之后用含氮气体对所述层进行处理；含烃气体的等离子体聚合以形成层，之后用两种分开的气体对所述层进行依次处理，其中一种气体含氮，而另一种气体含氢；含烃气体的等离子体聚合体以形成层，之后用两种分开的气体对所述层进行依次处理，其中一种气体含氮和氧，而另一种气体含氮；含烃气体的等离子体聚合以形成层，之后用含氮且含氧气体对所述层进行处理；含烃气体、含氮气体和含氢气体的等离子体聚合；含烃气体和含氢气体的等离子体聚合以形成层，之后用含氮气体对所述层进行处理；含氟烃气体的等离子体聚合；含氟烃气体和含氢气体的等离子体聚合；以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·贝尔曼，R·G·曼利，P·马宗达，K·L·西蒙敦，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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