专利名称：聚合物涂覆的薄玻璃薄膜衬底的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃-塑料-复合薄膜，尤其应用于电子器件和器件，如显示器，玻璃-塑料-复合薄膜由厚度10微米至500微米的玻璃薄膜和厚度1微米至200微米的聚合物层制成，聚合物层涂覆在玻璃薄膜的至少一面上。此外涉及制造这种玻璃-塑料-复合薄膜的方法及其应用。
在许多应用中平板玻璃衬底适于作为适合的衬底材料，其中重要的是透明性、高化学稳定性和耐热性以及确定的化学和物理特性。这些特性具有特殊的应用领域，其中薄膜技术和厚膜技术的方法获得应用，例如显示器、薄膜或厚膜传感器、太阳能电池、微型机械结构元件和平版印刷的掩膜。近来根据新产品功能和应用领域需要更薄或超薄的衬底，这种衬底具有玻璃衬底那种已经公知的良好特性，而部分还要求具有新的特性如柔韧性。典型的应用场合是电子方面的应用如传感器或薄膜元件。
尤其是对于显示器，例如液晶显示器(LCD)使外表更引人注意的设计趋势增强并因此要求新的功能。尤其是超薄和极轻的显示器用于例如便携器件、用于圆形外壳器件如蜂窝式电话或圆柱形器件的柔性显示器或还用于智能卡或柜价签的显示器或基于有机或无机光发射薄膜的显示器，即所谓的光发射有机聚合物显示器(OLED)。
这种形式的显示器通常按照下面所述制造核心是一个用于容纳液晶或者聚合物的盒(cell)，盒配有前后壁，电极设置在前后壁上。对于大多数液晶显示器在盒的前后壁上各连接一个起偏器。对于反射式显示器在后起偏器后面设置反射板。在发射型聚合物情况下，在用后板封闭显示器之前也可以直接将成对电极汽相淀积到聚合物上。为了使显示器尽可能好地运行，必须保证，例如液晶尽可能均匀地取向而成对电极相互间都尽可能具有相等的距离，因为否则会导致显示器失真或局部的光强波动。影响因素是用于制成各个组件的衬底表面质量。
优选用于制造各个组件的衬底材料是玻璃和塑料。玻璃的特殊优点在于，它是化学和光化学惰性的、光学上各向同性的、耐热的、机械稳定的此外具有坚硬表面。然而它相对来说比重大、较脆因而非常易碎。生产过程中的玻璃破碎不仅由于高度浪费给生产者带来损失，而且每一次都得中断生产，以便从设备中清洁出每一块碎片。
塑料具有较小的比重且具有弹性并不易碎，但是也有各种缺陷。前几年研究出一种以高质量塑料薄膜作为基底的衬底材料用于制造显示器并生产出来作为薄玻璃衬底的替代品。所有这种薄膜在制造过程中必需经过复杂的特殊方法以达到必需的特性。这种复杂的制造方法使这种衬底明显变贵。此外发现，尽管在研究上付出了很大努力仍然不能足够降低这种衬底薄膜的水和蒸汽渗透性。这将使由这种衬底薄膜制造的LCD的质量和寿命受到限制。对于所谓的OLED通过薄膜扩散出来的氧将导致有机半导体层和由基质金属制成的电极氧化并同样使显示器的寿命降低。当使用塑料作为显示器保护层时由于易受刮痕侵害而使寿命降低。
与安全玻璃业相似，试图将玻璃的有利特性与塑料的优良特性结合起来；在DE-OS 36 15 277 A1中通过熔化用塑料涂覆玻璃片以便保护防止破碎。在DE-OS 21 27 721 A1中描述了塑料片，塑料片涂覆在玻璃薄膜上作为刮痕保护，其中涂覆在压力和/或加热作用下进行，但是最好使用中间插入热熔粘接薄膜。
与此相类似，在显示器技术领域有很多将玻璃与塑料特性结合起来的示例为公知。由韩国的公开文献KR-A 98-3695公知一种方案，提供一种具有塑料保护层的玻璃。通过腐蚀使玻璃达到所期望的厚度而且塑料保护层应该封堵由腐蚀引起的微孔并作为防碎保护。
防碎保护的作用首先在于，防止已经存在的微裂纹扩大。除了说为热固塑料族中的一种树脂以外没有仔细研究聚合物的选择。又如保护层怎样涂覆也没有详细讨论。这一专利申请时所常用的为显示器生产的玻璃厚度通常采取的厚度为0.55毫米至1.1毫米之间，而对于被腐蚀的玻璃表面，因此产生的玻璃-塑料-复合材料不能够满足当今应用于显示器的要求。
关于起偏器薄膜的生产在DE-OS 196 06 386 A1中描述了一种由塑料制成的依光学取向有效的彩色薄膜，为了机械稳定性将彩色薄膜通过加压、熔融、优选粘接涂覆在玻璃薄膜上。粘接剂使彩色薄膜具有附加的机械稳定性。玻璃薄膜厚度在10至200微米之间变化，而彩色薄膜厚度在5至60微米之间。
彩色薄膜的涂覆不是毫无问题的当加压时由于玻璃破碎碎片非常多，熔融是一种复杂的操作，并可能对彩色薄膜的特性产生消极影响，粘接存在下列缺陷在这里聚合物薄膜与玻璃薄膜的粘接过程也称为层叠。层叠一般通过压辊在压力作用下进行。由此对玻璃薄膜产生加大的应力，这对于尤其是非常薄的薄膜将导致玻璃薄膜的破碎或受损，例如表面刮痕。粘接至少需要四道独立的生产工序，薄玻璃制造、薄膜制造、粘接剂涂覆和实际的层叠过程，这将导致费用增加。此外对粘接和层叠技术提出很高的要求，因为产品，尤其是当应用于显示器时不允许含有空气和灰尘颗粒。当选择粘接剂时要考虑到，粘接剂一般仅具有有限的耐热性和溶剂稳定性。由于可塑粘接剂层的厚度波动不能适当保证玻璃叠层的厚度均匀。
聚合物薄膜本身的应用是有问题的，因为它在层叠中由于其高交链度当温度波动时产生很大的压应力和拉应力。而塑料的热延伸系数比玻璃高一个数量级。此外所有的聚合物薄膜在塑料接近玻璃相变温度的几个温度周期后具有很大的不可逆收缩，这种收缩可能比玻璃的收缩大1至2个数量级，并且收缩将导致叠层的永久性卷曲。这种效应通常是不均匀的并且对按取向的薄膜可能是各向异性的。
此外，聚合物薄膜通常显示出轻微的光学延迟(二次折射)，延迟明显超过20纳米。在利用液晶的二次折射效应的显示器中薄膜的光学各向异性是不允许的。薄膜的横向二次折射是平行和垂直于薄膜加工方向的折射指数求差的结果。厚度为d的薄膜光学延迟为由平行和垂直于薄膜加工方向的折射指数差和薄膜厚度的乘积。对于利用液晶二次折射的LCD的应用只能使用光学延迟＜20纳米的衬底或衬底薄膜。但是大多数市场上出售的拉伸薄膜的光学延迟都数倍于这个值。只有很少的薄膜不超过这个值，但是由于更加复杂的生产操作而非常昂贵。
对于非常薄的聚合物薄膜还要另外指出由于在层叠过程中非常难以操作而导致生产率低。这种聚合物薄膜很难无卷曲地层叠，由此可能导致附加的应力和叠层的变形。聚合物薄膜厚度＜25微米的薄膜层叠由于经济上的原因几乎还不能工业生产。
在日本的公开文献JP-A-235527中描述了一种塑料衬底，在这种塑料衬底上涂覆玻璃薄膜，以便改善塑料衬底的表面质量，使得能够将用于安置电极的导电层涂覆在塑料衬底上。作为塑料衬底的优选材料是透明的环氧树脂。根据要使用的条件，尤其是取决于要被生产的显示器的面积大小，衬底厚度范围可以为100微米至10毫米。玻璃薄膜的厚度为10微米至500微米之间。或者玻璃薄膜与塑料衬底粘接在一起或者将树脂浇注在玻璃上。在粘接时产生已经指出过的问题，这些问题可能对最终产品的光学特性和表面质量产生消极影响。
另外衬底厚度＞100微米时存在玻璃-塑料复合薄膜只能有限柔韧性的缺点。
对于所有上面介绍的最终产品由最终产品本身已经确定，哪个面需要继续处理以及如何能够继续处理。在JP-A4-235527中第一次试图通过在塑料衬底的两面涂覆玻璃薄膜的方法进行改进。而为此需要至少一个操作步骤以及更多材料，在粘接时甚至需要至少两个另外的操作步骤。显然更加多费用来生产其两面能够继续处理的最终产品。
由EP 0 838 723 A公知一种在玻璃载体上具有叠层的材料。这种材料适合于平版印刷产品和液晶显示器。这种材料包括玻璃载体，玻璃载体薄于1.2毫米并且经得住超过高达5×107帕的拉应力。此外纵向棱边以大约0.5倍于载体厚度的半径构成半圆形。
EP 0 272 875 A描述了一种光学存储卡及其生产方法，其中卡由塑料和铝制成。
EP 0 759 565 A描述了滤色器-阵列元件的制造方法。对此像素单元(cell)组成的彩色图形涂覆水平面上坚硬的薄载体上。然后或者在载体一侧或者在像素单元一侧层叠透明的载体，其中首先通过旋转(spin)涂覆将聚碳酸酯涂覆在薄玻璃片(127微米)上。在生成像素单元后在压力下将硼硅酸盐玻璃片层叠在像素单元上。
由EP 0 669 205 A公知一种透明的玻璃塑料复合片，玻璃塑料复合片由至少一个透明的塑料片、至少一个玻璃片和促进粘接中间层所组成。该玻璃片为30至100微米层厚的玻璃薄膜。塑料片几毫米厚，因为复合片要作为轻的、耐刮痕的玻璃化产品用于汽车。
由GB 131 98 46公知，玻璃-塑料-复合薄膜包括厚度为4至200微米的玻璃薄膜，玻璃薄膜涂覆在厚度为2至200微米的塑料的一个表面或两个表面。制造或者通过粘接剂或者通过粘接促进剂进行。另外也可以直接涂覆液相塑料。所使用的塑料为聚烯烃、PVC、帕、聚偏氯乙烯、纤维素、醋酸纤维素、聚苯乙烯或者可以是聚合物混合物或者这种聚合物的共聚物。尤其优选了聚酯和聚对苯二甲酸乙二酯。由GB 131 98 46所公知的玻璃-塑料-复合薄膜能够优选作为绘图的胶片材料或作为气体和真空不渗透包装材料。因此，GB 131 98 46未涉及那些在电子器件领域应用中重要的光学特性而且在这篇专利中也没有提及。
后来公开的WO 99/21707和WO 99/21708描述了由玻璃衬底和至少一个载体构成的叠层，载体可以由透明塑料制成。玻璃层厚度10至450微米而塑料层厚度＞500微米。
塑料层也可以不用粘接剂而通过真空层叠附着在玻璃上。对此还推荐连续辊压。如果采用粘接剂则其应直到200℃仍是热稳定的。对于真空层叠尤其重要的是不仅塑料而且玻璃具有低的表面粗糙度。但是这一点未能进一步量化。作为粘接层推荐硅树脂、丙烯酸酯并且也可以是可通过紫外光交链的聚合物。当要在玻璃上涂覆功能层的时候，也可以在玻璃上涂覆粘接促进剂如环氧硅烷。必要时整个叠层可以涂覆溶胶-凝胶。当叠层尤其是要用于显示器时，塑料和玻璃应该这样选择，使它们具有尽可能相似的折射系数。
WO 99/21708描述了一种制造半导体器件的方法，在这种方法中在衬底上涂覆功能层，其中该衬底是由载体和厚度小于700微米的玻璃层构成的叠层。叠层基本上如同在WO 99/21707中已描述的那样。
在后来公开的GB 233 58 84中，公知一种组件用来作为光电或电子器件的保护元件，包括至少一个电有效的有机层，其中组件包括厚度＞200微米的玻璃层和塑料层，其中塑料层厚度＞1微米，最好为200微米。对于GB233 58 84的缺陷是有效有机功能层的加工需要复杂的操作。
本发明的目的在于，提供一种薄膜，这种薄膜可以广泛地被使用，尤其是在显示器制造中作为所有组件制造的基础，例如液晶盒(cell)，液晶盒用于在OLED中容纳光发射层或者也用于容纳电极层。在此薄膜不仅要满足目前而且要满足将来对薄膜质量的要求，而且不仅具有优异的玻璃特性及塑料特性。该制造方法应该以尽可能地少的步骤实现尽可能不复杂。
这个任务通过玻璃-塑料-复合薄膜而解决，其特征为，对于该玻璃-塑料-复合薄膜，聚合物层直接涂覆在至少一个面上，用以特别地防止叠层的缺点并在玻璃-塑料-复合薄膜表面的一面具有小于100纳米的波纹度和/或RT＜30纳米的粗糙度。如果条纹(streak)也小于100纳米是尤其优选的。对于应用于电子器件和器件领域尤其具有优点的是光学延迟不大于20纳米。如果被涂覆的聚合物层厚度位于1微米至100微米之间，则得到特别柔韧的复合层。
此外该问题通过下面两个方法而解决第一个方法包括制造步骤利用下拉法以拉速2至12米/分制造厚度为10至550微米的玻璃薄膜，玻璃薄膜表面预处理，直接涂覆厚度为1至200微米的液相聚合物层并切割被聚合物涂覆的玻璃薄膜。
第二个方法包括同样的步骤，其中玻璃薄膜在制成以后但在表面预处理及涂覆塑料之前就已经被切割。
与已经公知的层叠方法相反通过上述方法能够在玻璃薄膜上产生非常薄而均匀的聚合物薄膜。
按照本发明的玻璃-塑料-复合薄膜在制造显示器时尤为适合，这是由于其高表面质量不仅适合于继续处理成起偏器薄膜而且适合于用于电极的载体片还适合于用来作为最外层的保护片。通过塑料层使薄膜不易破碎同时更轻，通过玻璃薄膜层使薄膜耐刮痕、坚硬、机械稳定且化学惰性。根据是否继续加工玻璃面或塑料面来决定或者塑料面作为防碎保护或者玻璃面作为刮痕保护。由于低的二次折射按照本发明的玻璃-塑料-复合薄膜特别适合用于光电子器件和器件。复合膜的高表面质量尤其是对于制造液晶盒和以光发射层为基础的发光显示器具有特别的意义。因为粗糙的表面可能易于在附着的取向层中导致液晶的不一致取向，即粗糙的表面将导致显示器里的缺陷。波纹度将导致有效层(例如液晶)层厚波动并由此导致非均质的显示器。
粗糙度RT按照DIN 4762卷1-08.60进行定义并对应于基准通道内截面峰顶与截面峰谷之间的最大距离。不能把RT与RA混淆，RA对应于全部距离的算术平均值并且通常只为RT的几分之一。粗糙度描述了与理想平整表面差别的短波分量。波纹度(按照DI牛顿/ISO 11562通过0.8至8.0毫米的截段和2CRPC 50-滤色镜测量)描述了与理想平整表面差别的平均波长分量。在20毫米测量距离内确定波纹度。条纹通过与波纹度一样的相同器件参数测量，用于分析的计量长度为2毫米。
在一个特别优选的实施例中玻璃-塑料-复合薄膜的两面都具有波纹度小于100纳米而粗糙度RT小于30纳米的高表面质量。由此可以使玻璃-塑料-复合薄膜更多样化地使用，因为它可以两面对称地继续加工，或者说还开辟这种可能，使其双面地继续被处理。
为了获得尽可能轻、尽可能薄而首先是由极高表面质量构成的玻璃-塑料-复合薄膜，事实上只由聚合物和玻璃薄膜组成玻璃-塑料-复合薄膜而没有粘接层是必要的。
特别是在光电子应用领域里光延迟(optical retadation)最好≤20纳米，优选≤15纳米，以便抑制光信号通过复合膜的失真。
鉴于要减小显示器的重量和厚度，玻璃薄膜厚度为10至400微米，优选为10至200微米，尤其优选为10至100微米，而聚合物层厚度为2至100微米，优选为2至50微米，光延迟不大于15纳米。
因为对于玻璃薄膜大部分玻璃破碎源于玻璃薄膜端部棱边上开始的微裂纹，最好玻璃-塑料-复合薄膜的至少一个棱边完全由塑料涂覆。由此不仅防止新裂纹的出现而且防止已有裂纹的扩展。
为使玻璃-塑料-复合薄膜对于冲孔应力不敏感，例如用尖锐物体冲入，塑料层的聚合物层这样选择被证实是有优点的，使其弹性模量为＜5000牛顿/毫米2，优选为＜2600牛顿/毫米2，尤其优选为＜1500牛顿/毫米2。所出现的拉应力由于聚合物层分布到更大面积上而显著降低。
非常薄的塑料层的弹性模量可以通过力作用穿入深度测量来确定。为此确定几何形状的测试件，通常为尖锥形钻石，通过增加的负荷穿入表面接着再卸载。在此弹性模量为卸载直线的斜率(取决于负荷的穿入深度)。利用所谓的极微压头(pico indentor)取得测试值，通过极微压头能够实现非常小的10至100纳米的穿入深度。这一点是重要的，因为如果穿入深度超过层厚的约10％，衬底将开始对测量产生影响。
塑料层的聚合物这样选择被证实是有益的，使玻璃-塑料-复合薄膜的透射率大于未涂覆的玻璃薄膜的90％，而与未涂覆的玻璃薄膜相比涂覆聚合物浊度增加小于1％。
为了使玻璃-塑料-复合薄膜的继续加工具有尽可能多的选择以及保证以玻璃-塑料-复合薄膜为基础制成的产品的长寿命，最好玻璃-塑料-复合薄膜在连续使用中(超过数小时)的耐热性达到130℃，对于短时间(几分钟)的耐热性达到140℃，优选达到180℃，尤其优选达到200℃。
最好为制造LCD和OLED显示器而制成的玻璃-塑料-复合薄膜，在其表面具有粗糙度RT＜10纳米，尤其是优选＜3纳米，而波纹度＜80纳米。
为了获得最佳的玻璃-塑料-复合薄膜，用于制成塑料层的优选材料为硅树脂聚合物、溶胶-凝胶聚合物(例如Ormocere，Nanocomposite)、聚碳酸酯、聚醚砜，聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、环烯聚合物或多芳基化合物，而用于制成玻璃层的硼硅玻璃、铝硅酸盐玻璃、铝硼硅玻璃优选无碱硼硅玻璃。
为了制成玻璃-塑料-复合薄膜首先得制造玻璃薄膜自身。为了制成所需表面质量的玻璃薄膜，利用下拉法中要以拉速2至12米/分实现。玻璃薄膜的表面质量是在玻璃-塑料-复合薄膜的塑料面上达到相应表面质量的前提。在玻璃薄膜制成以后或者可以直接对其进行继续处理，或者将玻璃薄膜表面的预处理和涂覆聚合物层的步骤在空间上与制成玻璃薄膜分开，可首先进行切割，这对于较小和中等生产量的制造是有益的。
对玻璃薄膜表面进行预处理以便保证良好粘接聚合物层。
通过不用粘接剂直接将液相聚合物粘接到玻璃薄膜表面上能够实现聚合物层表面反映玻璃薄膜表面，或者可以说具有玻璃薄膜表面的杰出表面质量。如果计划将玻璃薄膜的制造以及预处理和涂覆作为连续操作，则最后切割经聚合物涂覆的玻璃薄膜。
此外通过以液相涂覆到刚性的玻璃薄膜上还能够保证在聚合物薄膜上取向扭曲不会扩展并且因此使聚合物薄膜且由此使复合膜的光学延迟小于20纳米。
如果玻璃薄膜在涂覆前被切割并且想得到极其薄的聚合物层，最好通过旋转或通过旋转喷雾进行涂覆。浇注、辊压或喷雾也是适合于连续操作的涂覆方法。为了将聚合物层涂覆到玻璃薄膜的两个面上优选采用浸渍。
为了提高耐破碎性薄膜的至少一个棱边也应该涂覆。在连续操作中对平行于拉伸方向的棱边涂覆，对于切割的薄膜块可以对所有四个棱边涂覆。
对于所制成的玻璃-塑料-复合薄膜特性最好采用厚度为10至400微米，优选为10至200微米，尤其优选为10至100微米的玻璃薄膜以及涂覆1至200微米，优选2至100微米而尤其优选10至85微米的聚合物层。
为了增加聚合物层对玻璃薄膜的粘接性，玻璃薄膜表面通过在含臭氧气氛中的紫外线辐射、通过电晕处理或还可以通过火焰进行表面处理达到最佳结果。
为了加强聚合物层的硬化，薄膜要通过紫外线辐射和/或在热作用下干燥。
如果使用硅树脂聚合物或溶胶-凝胶聚合物或聚碳酸酯或聚醚砜或聚丙烯酸酯或聚酰亚胺或环烯聚合物或多芳基化合物作为聚合物，则可以得到具有特别好特性的玻璃-塑料-复合薄膜。此外，对于这种方法首先是最好采用铝硅酸盐玻璃、铝硼硅玻璃、硼硅玻璃、优选无碱硼硅玻璃用于制造玻璃薄膜。
此外按照本发明的玻璃-塑料-复合薄膜与制造电子器件和光电子器件相关联，尤其是对以液晶或光发射层为基础的器件和器件应予保护。
根据附图参照下面的示例来解释本发明。
图1是玻璃-塑料-复合薄膜在一个棱边的外形截面和图2是制造玻璃-塑料-复合薄膜的生产线以及图1画出了玻璃-塑料-复合薄膜在一个棱边的外形截面。在玻璃薄膜1上直接在玻璃薄膜表面2上涂覆聚合物薄膜4。这一聚合物薄膜4延伸到玻璃棱边3之外并构成完全涂覆玻璃棱边3的半圆扩充部5。以这种方式玻璃-塑料-复合薄膜的棱边能防撞击并且防止可能在棱边上存在的微裂纹在棱边上扩展。
图2画出了用于制造玻璃-塑料-复合薄膜的可行的生产线。利用所谓的改进下拉法在玻璃拉伸装置10中生产玻璃薄膜15，在热成形步骤中玻璃薄膜15垂直的由玻璃罐11和引槽(debteuse)12里拉出并且必要时在冷却路段13再成形。通过直接连接涂覆路段，使玻璃表面在紧接着的涂覆之前实现最小的污染和表面变化，这对于聚合物层的粘接能力是特别有利的。此外通过最少量的处理、输送和中间存储步骤，产生的表面损伤和颗粒污染降至最小。为了能够调节操作速度并补偿可能产生的误差，在玻璃拉伸装置10之后设有环路形式的缓冲路段16，由此使玻璃拉伸操作与涂覆操作分开。由于玻璃薄膜15很大程度上悬挂，没有可能导致玻璃薄膜15撕裂的不允许的卷曲，以及防止玻璃表面的污染。
玻璃薄膜15连续水平导引通过输送辊20输送并通过牵引辊21调整其拉应力，以保证均匀地输送速度和拉应力并防止玻璃薄膜15撕裂。要被涂覆的表面在表面处理装置22中里面通过臭氧气氛中的紫外线辐射进行处理。为了在涂覆聚合物之前设置所需的玻璃温度，回火单元23位于涂覆组件24之前，回火单元以精确确定的、均匀的温度预热玻璃带。通过涂覆组件24进行涂覆涂层。聚合物25通过片型模26流到传输轧辊27并通过这个轧辊在施加微小压力(＜1千克/厘米2)条件下辊压到玻璃薄膜上。在第一干燥路段28溶剂被蒸发。被蒸发的溶剂在进行处理或提纯后输送返回该操作使用，以减少对环境的影响和消耗。玻璃薄膜15的温度升高使溶剂快速蒸发不会在表面上形成干燥表皮，干燥皮将阻止包含在该体积里的溶剂蒸发。聚合物层的硬化和干燥在紫外线辐射路段30和第二干燥路段31里进行。在该路段端部卷绕单元33结合中间层解卷装置32进行卷绕，中间层由中间层解卷装置32包在玻璃-塑料-复合薄膜各层之间。然后将成卷玻璃-塑料-复合薄膜送到切割设备。
实施例1通过辊压涂覆制造100微米玻璃/40微米聚硅酮-复合薄膜采用玻璃型号为D 263(见Schott-DESAG自行出版物)的硼硅玻璃制成的玻璃薄膜厚度为100微米，利用下拉玻璃拉伸方法以5.5米/分的玻璃带拉伸速度制成玻璃薄膜。玻璃衬底的表面存在60纳米的波纹度、45纳米的条纹和9纳米的粗糙度RT。玻璃带表面通过电晕处理活化。多用测量仪金属电极的宽度为500毫米而电极到玻璃表面的距离为2毫米。频率为30-50千赫(频率自动调节)，输出功率为150瓦。通过辊压涂覆法涂覆厚度40微米的以聚二甲基硅氧烷(Wacker-Chemie GmbH公司的产品名称Elastosil，两种硅成分的混合比例为9∶1)为基础的双成分硅树脂薄膜。压辊直径为238毫米，压辊长550毫米，平均压力为0.5千克/厘米2。在紧接着的回火操作中涂覆硅酮层的玻璃带以150℃、10分硬化然后切割。硅酮层的弹性模量为1100牛顿/毫米2而且表面存在50纳米的波纹度、41纳米的条纹和20纳米的粗糙度。通过辊压涂覆平行于辊压方向的侧棱边由硅酮聚合物涂覆。光延迟为15纳米。
实施例2通过旋转涂覆法制造50微米玻璃/2微米聚合硅-复合膜采用无碱硼硅玻璃AF 45(见Schott-DESAG自行出版物)制成的玻璃薄膜厚度为50微米，波纹度为80纳米、条纹为52纳米和粗糙度RT为4纳米，玻璃薄膜用拉伸法中以10米/分的拉伸速度制成。薄膜尺寸为300×200毫米2。玻璃衬底通过水洗操作进行清洁接着进行紫外线臭氧处理(汞齐低压辐射体，500瓦)5分钟活化表面，按184.9纳米形成臭氧，按253.7纳米产生以氧为中心的原子团。利用旋转涂覆法(2400转/分)利用作为一种成分的Wacker-Chemie GmbH公司的有机硅橡胶(产品名称Elasosil)(在己烷中溶解，质量比为聚合物/己烷为1∶21)涂覆玻璃薄膜，然后在强制通风干燥箱中以120℃、持续15分干燥。涂层厚度为2微米。通过旋转涂覆用硅聚合物涂覆所有四个侧棱边。硅酮层的弹性模量为500牛顿/毫米2，表面存在67纳米的波纹度、43纳米的条纹和9纳米的粗糙度RT。光延迟为5纳米。
实施例3利用旋转涂覆法制造145微米D263玻璃/3微米聚碳酸酯-复合膜采用玻璃型号为D 263(见Schott-DESAG自行出版物)制成的玻璃薄膜作为厚度为145微米的玻璃衬底，衬底利用下拉法以4.2米/分的拉伸速度制成，其中波纹度为28纳米，条纹为12纳米，粗糙度RT为8纳米。玻璃衬底通过水洗操作进行清洁接着进行紫外线臭氧处理(汞齐剂低压辐射体，1000瓦)5分钟活化表面，按184.9纳米形成臭氧，按253.7纳米产生以氧为中心的原子团。
利用旋转涂覆法(1400转/分)玻璃薄膜利用聚碳酸酯薄膜(聚碳酸酯/氯甲烷溶剂比为1∶19)涂覆，然后在强制通风干燥箱中以80℃、20分干燥。涂覆厚度为3微米。通过旋转涂覆用聚碳酸酯薄膜涂覆所有四个侧棱边。聚碳酸酯层的弹性模量为1350牛顿/毫米2，表面存在30纳米的波纹度、16纳米的条纹和9纳米的粗糙度RT。光延迟为9纳米。
实施例4通过挤压操作制造200微米AF 45玻璃/85微米聚醚砜(PES)-复合膜采用无碱硼硅玻璃AF 45(见Schott-DESAG自行出版物)制成的厚度为200微米的玻璃薄膜。玻璃衬底表面存在波纹度为55纳米，条纹为36纳米，粗糙度RT为7纳米。玻璃带的拉伸速度为2.8米/分。
玻璃带表面以电晕处理活化。棒电极的宽度为500毫米而电极到玻璃表面的距离为4.5毫米。频率为30-50千赫(频率自动调节)，功率为250瓦。通过挤压法以2.8米/分的拉伸速度在380℃下涂覆的PEC膜厚度为85微米。玻璃-PEC复合膜在冷却5分钟后切割。PEC层的弹性模量为3200牛顿/毫米2，表面存在68纳米的波纹度、49纳米的条纹和15纳米的粗糙度RT。
通过挤压涂覆平行于拉伸方向的侧棱边由PEC聚合物涂覆。光延迟为18纳米。
实施例5通过喷雾涂覆制造50微米AF 45玻璃/10微米聚丙烯酸酯-复合膜采用无碱硼硅玻璃AF 45(见Schott-DESAG自行出版物)制成厚度为50微米，波纹度为80纳米，条纹为56纳米，粗糙度RT为4纳米的玻璃薄膜。利用下拉法以拉伸速度10米/分制成。薄膜尺寸为300×200毫米2。玻璃衬底通过水洗操作进行清洁接着进行紫外线臭氧处理(汞齐剂低压辐射体，500瓦)5分钟活化表面，按184.9纳米形成臭氧，按253.7纳米形成以氧为中心的原子团。通过喷雾操作由丙烯酸盐微粒产生10微米厚的聚丙烯酸酯层，其中所有四个棱边被聚合物涂覆。喷雾操作采用高压小容积(HPLV)方法。在N，N二甲基甲酰胺中预热到40℃的10％聚丙烯酸酯溶剂通过直径0.6毫米的喷嘴喷出，其中喷射压力为0.55巴，喷嘴的输送压力为4巴。聚丙烯酸酯层的弹性模量为5000牛顿/毫米2，表面存在75纳米的波纹度、48纳米的条纹和10纳米的粗糙度RT。光延迟为8纳米。
实施例6通过挤压制造145微米D263玻璃/15微米环-烯族烃-共聚物(COC)采用玻璃型号D 263(见Schott-DESAG自行出版物)利用下拉法制成厚度为145微米，其中波纹度为28纳米，条纹为16纳米，粗糙度RT为8纳米的玻璃衬底。
玻璃带表面以电晕处理活化。三个前后设置的多功能测量仪(multimeter)金属电极的宽度分别为500毫米而到玻璃表面的距离为7毫米。频率为30-50千赫(频率自动调节)而各金属电极功率为120瓦。玻璃薄膜的拉伸速度为4.2米/分。15微米厚的COC膜通过挤压法在270℃下以4.2米/分涂覆，其中平行于拉伸方向的玻璃棱边由聚合物涂覆。在冷却7分钟后切割被涂覆的玻璃带。表面存在26纳米的波纹度、14纳米的条纹和15纳米的粗糙度RT，弹性模量为2800牛顿/毫米2。光延迟为10纳米。
实施例7通过浸渍操作制造145微米D263玻璃/3.5微米聚丙烯酸酯-复合膜采用玻璃型号D 263(见Schott-DESAG自行出版物)制成的玻璃薄膜作为厚度为145微米的玻璃衬底，衬底利用下拉法制成，其中波纹度为28纳米，条纹为16纳米，粗糙度RT为8纳米。玻璃衬底尺寸为200×200毫米2。玻璃衬底通过水洗操作进行清洁接着进行紫外线臭氧处理(汞齐低压辐射体，1000瓦)表面5分钟活化，按184.9纳米形成臭氧，按253.7纳米形成以氧为中心的原子团。聚丙烯酸酯在烘干炉内以130℃预烘干并使用干燥钠甲苯作为溶剂。35微米厚的聚丙烯酸酯薄膜通过浸渍操作(聚丙烯酸酯/甲苯的质量比为1∶18，操作温度80℃)在氮气氛中涂覆，接着在160℃操作温度下10分钟烘干。所有四个侧棱边通过3.5微米厚的聚丙烯酸酯膜涂覆。弹性模量为2400牛顿/毫米2，表面存在的波纹度为19纳米、条纹为11纳米和粗糙度RT为10纳米。光延迟为8纳米。
实施例8利用旋转涂覆法制造100微米D 263玻璃/4.5微米硅树脂-复合膜采用玻璃型号D 263(见Schott-DESAG自行出版物)制成的玻璃薄膜作为厚度为100微米的玻璃衬底，衬底利用下拉法制成，其中波纹度为33纳米，条纹为15纳米，粗糙度RT为6纳米。玻璃衬底尺寸为100×100毫米2。玻璃衬底通过水洗操作进行清洁接着进行紫外线臭氧处理(汞齐低压辐射体，1000瓦)5分钟活化表面，按184.9纳米形成臭氧，按253.7纳米形成以氧为中心的原子团。利用旋转涂覆法(转数5000 1/分)由甲基苯基硅树脂(Wacker-Chemie GmbH公司的产品名称Silres，硅树脂/二甲苯溶剂的质量比为1∶3)涂覆玻璃薄膜，然后在强制通风干燥箱中以220℃、15分干燥。涂覆厚度为4.5微米。通过旋转涂覆由硅树脂涂覆所有四个侧棱边。表面存在波纹度为35纳米、条纹为17纳米和粗糙度RT为9纳米。光延迟为14纳米。
权利要求
1.由玻璃薄膜制成的玻璃-塑料-复合薄膜，尤其是应用于电子器件和器件，如显示器，玻璃薄膜厚度为10微米至500微米之间，其特征为，厚度为1微米至200微米的聚合物层直接涂覆在玻璃-塑料-复合薄膜表面的至少一面上且在玻璃-塑料-复合薄膜表面的至少一面具有小于100纳米的波纹度和RT＜30纳米的粗糙度。
2.如权利要求1的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，光学延迟为不大于20纳米。
3.如权利要求1或2的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，条纹小于100纳米，优选≤50纳米，尤其优选≤30纳米。
4.如权利要求1至3之一的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，在其表面的两面波纹度小于100纳米而粗糙度RT小于30纳米。
5.如权利要求1至4之一的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，玻璃厚度为10至400微米，优选为10至200微米，尤其优选为10至100微米。
6.如权利要求1至5之一的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，聚合物层厚度为2至100微米，优选为2至50微米。
7.如权利要求1至6之一的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，薄膜在至少一个棱边上也具有聚合物层。
8.如权利要求1至7的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，聚合物层的弹性模量为＜5000牛顿/毫米2，优选为＜2600牛顿/毫米2，尤其优选为≤1500牛顿/毫米2。
9.如权利要求1至8的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，玻璃-塑料-复合薄膜的透射大于未覆玻璃薄膜的90％而通过聚合物层浊度增加小于1％。
10.如权利要求1至9之一的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，表面粗糙度RT≤20纳米，优选小于10纳米，表面波纹度≤80纳米，优选≤50纳米，尤其优选≤30纳米而光学延迟不大于15纳米。
11.如权利要求1至10之一的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，在连续使用中薄膜的耐热性达到130℃，对于短时间加热薄膜的耐热性达到140℃，优选达到180℃，尤其优选达到200℃。
12.如权利要求1至11之一的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，聚合物层由硅树脂聚合物、溶胶-凝胶聚合物、聚碳酸酯、聚醚砜，聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、环烯共聚物、多芳基化合物或硅树脂制成。
13.如权利要求1至12之一的玻璃-塑料-复合薄膜，其特征为，玻璃薄膜由铝硅酸盐玻璃、铝硼硅玻璃、硼硅玻璃、优选无碱硼硅玻璃制成。
14.制造如权利要求1至13之一的玻璃-塑料-复合薄膜的方法具有以下步骤◆利用下拉法以拉速2至12米/分制造厚度为10至550微米的玻璃薄膜；◆玻璃薄膜表面预处理；◆直接涂覆厚度为1至200微米的液态聚合物层；◆切割被聚合物涂覆的玻璃薄膜。
15.制造如权利要求1至13之一的玻璃-塑料-复合薄膜的方法具有以下步骤◆利用下拉法以拉速2至12米/分制造厚度为10至550微米的玻璃薄膜；◆切割玻璃薄膜；◆玻璃薄膜表面预处理；◆直接涂覆厚度为1至200微米的液态聚合物层。
16.如权利要求15的方法，其特征为，聚合物层的涂覆通过旋转或通过旋转喷雾进行。
17.如权利要求14或15的方法，其特征为，聚合物层的涂覆通过浇注或辊压或喷雾或浸渍实现。
18.如权利要求14至17之一的方法，其特征为，对至少一个棱边附加地进行侧面涂覆。
19.如权利要求14至18之一的方法，其特征为，在玻璃拉伸装置中用下拉法制造厚度为10至400微米，优选为10至200微米，尤其优选为10至100微米的玻璃薄膜。
20.如权利要求14至19之一的方法，其特征为，涂覆为厚度2至100微米，优选2至50微米的聚合物层。
21.如权利要求14至20之一的方法，其特征为，涂覆前的表面处理通过臭氧气氛中的紫外线辐射或通过电晕处理或通过火焰进行。
22.如权利要求14至21之一的方法，其特征为，在涂覆后聚合物涂覆借助于紫外线辐射硬化和/或在热作用下干燥。
23.如权利要求14至22之一的方法，其特征为，硅树脂聚合物、溶胶-凝胶聚合物、聚碳酸酯、聚醚砜，聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、环烯共聚物、多芳基化合物或硅树脂制成聚合物。
24.如权利要求14至23之一的方法，其特征为，为了制造玻璃薄膜采用由铝硅酸盐玻璃、铝硼硅玻璃、硼硅玻璃、优选无碱硼硅玻璃制成的玻璃薄膜。
25.使用如权利要求1至13之一的玻璃-塑料-复合薄膜用于电子器件和光电子器件的制造，尤其是以液晶或发光层为基础的器件和器件。
全文摘要
本发明涉及由玻璃薄膜制成的玻璃－塑料－复合薄膜,尤其是应用于电子器件和器件,如显示器,薄膜厚度为10微米至500微米之间。本发明的特征在于,厚度为1微米至200微米的聚合物层直接涂覆在玻璃－塑料－复合薄膜表面的至少一面上且在玻璃－塑料－复合薄膜表面的至少一面具有小于100纳米的波纹度和R
文档编号C03B17/02GK1367766SQ00802423
公开日2002年9月4日 申请日期2000年4月17日 优先权日1999年4月30日
发明者罗兰·伯克勒, 西尔克·多伊奇贝恩, 雷纳·莫克, 卡尔－海因茨·索森海默, 安德烈亚斯·韦伯 申请人:肖特显示玻璃有限责任公司