TWI829673B - 玻璃基板黏接控制 - Google Patents
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- C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
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Abstract
揭示了處理或修改玻璃基板(諸如玻璃片)的方法。方法包含:使玻璃片的相對主表面中的至少一個主表面與流體施加器設備和液體蝕刻劑組合物接觸,液體蝕刻劑組合物包含乙酸、氟化氨和水,係以預定轉移速率使液體蝕刻劑與相對主表面中的至少一個主表面進行接觸。控制預定液體轉移速率,以可調節地構造相對主表面中的至少一個主表面並提供紋理化的主表面,其中當紋理化的主表面和平面表面接觸時,在紋理化的主表面與平面表面之間存在黏附力,且其中黏附力在目標黏附力範圍內。
Description
對相關申請案的交互參照:本申請案根據專利法第28條之規定,主張對於申請於2018年3月7日的美國臨時申請案第62/639,707號的優先權,在此仰賴且併入此美國臨時申請案之內容以作為參考。
本揭示內容涉及控制具有平面表面的玻璃基板和具有平面表面的另一物品之間的黏附,更具體地,涉及控制平板玻璃基板與平面表面的黏附的方法。
由於幾種類型的材料相互作用,彼此緊密接觸的平坦表面經常黏附。取決於所涉及的材料系統以及幾何及/或構造因素,分離兩個表面所需的力可以從微小到非常顯著地變化。這對平板顯示器製造處理提出了重大挑戰,其中大尺寸、高度平坦和薄的玻璃基板通常與同樣大的平坦表面(諸如金屬表面)接觸,此平坦表面通常用作真空處理設備(諸如化學氣相沉積腔室和物理氣相沉積腔室)中的真空吸盤或感受器。
例如,用於構建顯示面板的平板顯示器玻璃(特別是包括薄膜電晶體的顯示面板部分)由兩側組成:功能側(「背板」)(A側)與非功能性B側,薄膜電晶體(TFT)可以建置在功能側上。在處理期間,B側玻璃
與各種材料(即紙張、金屬、塑膠、橡膠、陶瓷等)接觸,並可透過摩擦帶電積聚靜電電荷。例如,當將玻璃基板引入生產線並從玻璃基板上剝離交插材料時,玻璃基板可以積聚靜電電荷。此外,在半導體沉積的製造處理期間,玻璃基板常被放置在進行沉積的夾持台上,其中B側與夾持台接觸。例如,夾持台可以在處理期間經由夾持台中的一個或多個真空端口約束玻璃。當從夾持台移除玻璃基板時,玻璃基板的B側可以透過摩擦帶電及/或接觸帶電而帶靜電。此種靜電電荷會引起許多問題。例如,玻璃基板可以經由靜電電荷黏附到夾持台上。用詞「黏滯效應(stiction)」在本文中用於指代當該兩個表面處於靜電接觸狀態時需要克服以分離該兩個表面的法向力,並且本文將可互換地使用「黏滯力」和「黏附力」。黏滯效應可能成為問題的兩個示例性環境,為大規模的在具有通常由陶瓷材料製成的基座的電漿增強化學氣相沉積(PECVD)腔室中或在使用金屬真空吸盤的光刻處理設備中。在某些情況下,將該等平坦表面彼此分離,可能需要超過玻璃強度的力,導致玻璃基板破裂。
除了破損問題之外,顯示器應用中使用的平板玻璃基板的黏附可能導致裝置良率損失,這是由於薄膜電晶體(TFT)圖案未對準(即過量的總間距變異,這是指特徵對準的變異(諸如登錄標記))而產生的,是由於在光刻處理中玻璃面板和夾持表面之間的不均勻配合/黏合所造成。隨著玻璃片變薄,並且用於TFT的玻璃片上的金
屬線寬/間距變得更緊密,在該等類型的處理期間保持非常精確的對準是非常重要的。不均勻的表面配合可能是成功圖案化處理中最顯著的瓶頸。鑑於該等挑戰,非常需要適當的玻璃表面處理,以有效地提供對給定接觸條件的所需及/或可控制的黏附響應。取決於具體的應用和處理條件,可能需要防黏玻璃表面或促進黏合的玻璃表面(或兩者的組合)。因此,希望提供可控制和可預測地調節平板玻璃基板的黏附性質的方式。
根據本文所揭示的一或多個具體實施例,一種用於處理包含相對主表面的玻璃片的方法,方法包含:使玻璃片的相對主表面中的至少一個主表面與流體施加器設備和液體蝕刻劑組合物接觸,液體蝕刻劑組合物包含乙酸、氟化氨和水,係以預定轉移速率使液體蝕刻劑與相對主表面中的至少一個主表面進行該接觸。方法進一步包含:控制預定液體轉移速率,以可調節地構造相對主表面中的至少一個主表面並提供紋理化的主表面,其中當紋理化的主表面和平面表面接觸時,在紋理化的主表面與平面表面之間存在黏附力,且其中黏附力在目標黏附力範圍內。
在一或多個具體實施例中,提供一種修改包括相對的主表面的玻璃片的方法。方法包含:用液體蝕刻劑填充容器的儲存器,液體蝕刻劑具有可調節的液體蝕刻劑深度,液體蝕刻劑包括一定量的乙酸、一定量的氟化氨和
一定量的水,以及使輥的外周邊的部分與液體以一接觸角和一輥浸入深度Ds接觸,輥相對於容器可旋轉地定位為以一旋轉速率旋轉,其中旋轉輥使液體蝕刻劑從儲存器接觸玻璃片的相對主表面中的至少一個主表面。修改方法進一步包含:可控制地改變下列之至少一者:旋轉速率、接觸角與輥浸入深度Ds,以可調節地構造相對主表面中的至少一個主表面,其中當紋理化的主表面和平面表面接觸時,在紋理化的主表面與平面表面之間存在一黏附力,且其中黏附力在目標黏附力範圍內。
應瞭解到,上文的一般性說明與下文的詳細說明呈現本揭示內容的具體實施例,且意為提供概觀或框架以期瞭解所主張的具體實施例的本質與特性。包含附加圖式以期進一步瞭解具體實施例,該等圖式被併入本說明書且構成本說明書的一部分。圖式圖示說明本揭示內容的各種具體實施例,並與說明一起解釋具體實施例的原理與作業。
101:流體施加器設備
103a:第一主表面
103b:第二主表面
105:基板
105a:前端
105b:後端
107:液體
109:容器
109a-109e:容器
111:儲存器
111a:第一端部
111b:第二端部
113:方向
115:泵
117:供應槽
119:入口導管
121:出口導管
123:方向
125:控制器
201:可調節壩
203:上邊緣
205:自由表面
205a:自由表面
205b:自由表面
208a:入口端口
208b:出口端口
208c:出口端口
209:下內表面
210:液體
211:容納壁
215:帽
217:收集容器
219:換能器設備
221:換能器
223:帽
225:泵
227:輥
227a:第一端
227b:第二端
229:驅動機構
231:旋轉軸
233:旋轉軸
235:外周邊
237:內芯
239:外層
241:致動器
243:向下方向
301:第一側壁
303:第二側壁
305:垂直平面
307:直徑
309:輥的一部分
311:最大深度平面
313:接觸平面
315:方向
317:延伸部
319:交叉線
321:轉移液體
323:轉移液體層
325:轉移液體的一部分
401:參考高度
403:向上方向
601:感測器
701:感測器
801:感測器
901:感測器
1001:感測器
1100:黏附力量測設備
1102:平面表面
1102’:替代平面表面
1104:平行通道
1104’:通道
1106:基板接觸部件
1106’:基板接觸部件
1108:真空管線
1110:真空腔室
1112:力量測計
1114:引線
1116:穩定部件
1118:連接銷
1120:螺紋接合構件
1122:螺紋接合構件
1124:支架
1200:基板
1202:平面表面
圖1示出了根據本揭示內容具體實施例的流體施加器設備的示意圖。
圖2是沿圖1中2-2線的流體施加器設備的示意性剖視圖,具有可調節的壩,處於延伸定向,以提供在上部高度的自由表面;圖3示出了圖1的視圖3處的流體施加器設備的放大視圖,在上部高度處具有液體的自由表面;
圖4示出了類似於圖2的流體施加器設備的示意性剖視圖,但顯示可調節壩位於縮回定向,以提供較低高度的自由表面;圖5示出了類似於圖4的流體施加器設備的放大視圖,但顯示在較低高度的液體的自由表面;圖6至11示出了當基板橫過一系列輥時處理基板的方法的具體實施例;圖12是根據本文揭示的具體實施例的示例性黏合力量測設備的示意性透視圖;圖13是圖12設備的側剖視圖;圖14A是圖12的設備的基板接觸部件的平面表面的底部透視圖,其中複數個平行通道凹入平面表面;圖14B是基板接觸部件的替代平面表面的底部透視圖,其中凹入平面表面的通道包括垂直於通道的至少另一個部分的部分;圖15A至15C是基板接觸部件和基板在第一、第二和第三位置之間相對移動的側透視圖;圖16是表示在第一、第二和第三位置之間黏合力量測裝置和基板相對於彼此移動時作為時間的函數的總負荷的圖表;圖17是表示在第一和第二位置之間黏合力量測裝置和基板相對於彼此移動時作為時間的函數的總負荷的分解圖的圖表;
圖18是表示在第二和第三位置之間黏合力量測裝置和基板相對於彼此移動時作為時間的函數的總負荷的分解圖的圖表;圖19是表示比較例1和範例1樣品的左Y軸的相對於浸漬位準的黏滯力和右Y軸的黏滯改良百分比的曲線圖;圖20是表示比較例1A和範例1樣品的左Y軸的相對於浸漬位準的黏滯力和右Y軸的黏滯改良百分比的曲線圖;圖21是對於根據範例1和比較例1A處理的樣品,經由原子力顯微鏡分析獲得的Ra資料相對於平均粗糙度繪製的黏滯力圖;圖22是表示比較例2和範例2基板的左Y軸的相對於浸漬位準的黏滯力和右Y軸的黏滯改良百分比的曲線圖;圖23是表示對於範例3與4,比較範例3與4基板與比較例3與4基板的左Y軸的相對於浸漬位準的黏滯力和右Y軸的黏滯改良百分比的曲線圖;圖24是黏滯力資料對蝕刻時間的曲線圖,顯示與比較例3(右側的CNTL-內Y軸)與4(右側的CNTL-外Y軸)基板相比,範例3和4基板的黏滯改良。
揭示了處理具有相對主表面的玻璃基板(例如玻璃片)的方法,以獲得玻璃片和平面之間的黏附力,黏
附力在目標黏附力範圍內。在一或多個具體實施例中,一種用於處理玻璃基板(諸如玻璃片)的方法,方法包含:使玻璃片的相對主表面中的至少一個主表面與流體施加器設備和液體蝕刻劑組合物接觸,液體蝕刻劑組合物包含乙酸、氟化氨和水,係以預定液體轉移速率使液體蝕刻劑與相對主表面中的至少一個主表面進行接觸。方法進一步包含:控制預定液體轉移速率,以可調節地構造相對主表面中的至少一個主表面並提供紋理化的主表面,其中當紋理化的主表面和平面表面接觸時,在紋理化的主表面與平面表面之間存在黏附力,且其中黏附力在目標黏附力範圍內。
在一或多個具體實施例中,流體施加器設備可包括可將流體傳輸到玻璃基板的任何合適的裝置。例如,流體施加器可從由下列所構成之群組之一或多種中選出:噴嘴、布、海綿、墊、輥及/或刷子。因此,流體施加器可包括噴嘴和墊,或噴嘴和輥,或噴嘴和刷子。在一些具體實施例中,流體施加器可包括布和海綿,或布和墊,或布和輥,或布和刷子。墊可以包括用於將流體施加到基底的任何合適類型的物質或材料,例如,墊可以包括材料的組合,例如用布或其他織物包裹的海綿。類似地,輥可包括外表面,外表面包括在流體施加操作期間接觸基板的織物、纖維、細絲、刷毛或布。在特定具體實施例中,流體施加器設備包括輥。在一些特定的具體實施例中,輥包括多孔材料(例如海綿),這將在下文進一步描述。在
一些具體實施例中,輥包含聚氨酯化合物,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度。在一些具體實施例中,流體施加器設備進一步包括容器,容器包括具有可調節的液體蝕刻劑深度的儲存器,輥具有外周邊,輥相對於容器定位為以旋轉速度旋轉,並且輥的外周邊以接觸角和輥浸入深度「Ds」接觸液體蝕刻劑。
針對圖1至11以流體施加器設備101的形式示出了流體施加器設備的非限制性範例。圖1示出了根據本揭示內容具體實施例的流體施加器設備101的示意圖。流體施加器設備101可以由液體107接觸基板105的第一主表面103a,基板105可以是玻璃片的形式。如圖所示,基板105可進一步包括與第一主表面103a相對的第二主表面103b。基板105的厚度「T」可以限定在第一主表面103a和第二主表面103b之間。取決於特定應用,可以提供各種厚度。例如,厚度「T」可包括厚度為約50微米(microns,μm)至約1公分(cm)的基板,諸如約50微米至約1毫米(mm),諸如約50微米至500微米,諸如約50微米至300微米。
如圖所示,基板105的厚度「T」可以沿基板105的長度(例如基板105的整個長度(見圖6-8))實質恆定。如圖2和4進一步所示,基板105的厚度「T」可以沿著基板105的寬度實質恆定,此寬度可以垂直於長度。如進一步所示,基板105的厚度「T」可以沿基板105的整個寬度實質恆定。在一些具體實施例中,厚度「T」
可以沿基板105的整個長度與整個寬度實質恆定。儘管未示出,但在進一步的具體實施例中,基板105的厚度「T」可以沿基板105的長度及/或寬度變化。例如,增厚的邊緣部分(邊緣珠)可以存在於寬度的外部相對邊緣處,這可以由一些基板(例如玻璃帶)的成形處理產生。此種邊緣珠的厚度通常可以大於玻璃帶的高品質中心部分的厚度。但是,如圖2和4所示,若由基板105形成,則此種邊緣珠已經與基板105分離。
如圖6-8所示,基板105可包括片材,片材包括前端105a和後端105b,其中基板105的長度在前端105a和後端105b之間延伸。在進一步的具體實施例中,基板105可包括可由帶源提供的帶。在一些具體實施例中,帶源可以包括帶捲軸,帶捲軸可以被展開以由流體施加器設備101處理或修改。例如,帶可以從帶捲軸連續地展開,而帶的下游部分用流體施加器設備101處理或修改。此外,隨後的下游處理(未示出)可以將帶分離成片,或者最終可以將處理過的帶捲繞在儲存捲軸上。在進一步的具體實施例中,帶源可包括形成基板105的成形裝置。在此類具體實施例中,可以從成形裝置連續地拉出帶並與流體施加器設備101接觸以處理帶。隨後,在一些具體實施例中,然後可以將經處理的帶分離成一或多個片。或者,處理過的帶隨後可以捲繞在儲存捲軸上。
在一些具體實施例中,基板105可包括矽(例如矽晶圓或矽片)、樹脂或其他材料。在進一步的具體實
施例中,基板105可包括氟化鋰(LiF)、氟化鎂(MgF2)、氟化鈣(CaF2)、氟化鋇(BaF2)、藍寶石(Al2O3)、硒化鋅(ZnSe)、鍺(Ge)或其他材料。在更進一步的具體實施例中,基板105可包括玻璃(例如鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃等)、玻璃陶瓷或包括玻璃的其他材料。在一些具體實施例中,基板105可以包括玻璃片或玻璃帶,並且可以是柔性的且厚度「T」為約50微米至約300微米,但是在進一步的具體實施例中可以提供其他厚度範圍及/或非柔性配置。在一些具體實施例中,基板105(例如包括玻璃或其他光學材料)可用於各種顯示應用,諸如液晶顯示器(LCD)、電泳顯示器(EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示面板(PDP)或其他應用。
根據所需的目標黏附力範圍,流體施加器設備101可用於使基板與各種類型的液體107在基板105的第一主表面103a上接觸。在一些具體實施例中,液體包括液體蝕刻劑組合物,液體蝕刻劑組合物設計用於使基板105的第一主表面103a紋理化。液體蝕刻劑組合物可包括材料蝕刻劑,材料蝕刻劑設計用於使形成基板105的第一主表面103a的特定材料紋理化。在一些具體實施例中,蝕刻劑可包括玻璃蝕刻劑以在第一主表面103a處對包括玻璃的基板105進行紋理化。在進一步的具體實施例中,蝕刻劑可包括適合在第一主表面103a處對包括矽的基板105進行紋理化的蝕刻劑。
在一些具體實施例中,流體施加器設備101進一步包括容器109,容器109包括儲存器111,其中液體107可以被包含在容器109的儲存器111內。如圖1所示,流體施加器設備101可包括沿基板105的傳送方向113串聯佈置的複數個容器109(也參見圖6中的109a-e至111)。儘管可以在未示出的具體實施例中提供單個容器109,但是複數個容器109可以增加改變儲存器111內的液體107的高度的響應時間,並且還可以允許對沿著傳送方向113行進的基板105的不同部分的選擇性處理速率。
參考圖2,容器109還可包括可調節壩201,可調節壩201包括上邊緣203。如圖所示,儲存器111可包括第一端部111a和與第一端部111a相對的第二端部111b。如圖所示,儲存器111的第二端部111b可至少部分地由可調節壩201限定。事實上,如圖所示,可調節壩201可以充當容器109的容納壁211的至少一部分,其中可以藉由調節可調節壩201的高度「H」(參見圖2和圖4)來調節儲存器111內的液體107的自由表面205的高度。事實上,液體107的自由表面205可以在可調節壩201的上邊緣203上延伸,然後可以在可調節壩201上溢出到溢流容納區域207中。
流體施加器設備101還可包括入口端口208a,入口端口208a通向儲存器111的第一端部111a。如圖所示,入口端口208a可以提供通過容器109
的容納壁211的液體入口路徑。或者,儘管未示出,但入口端口208a可包括位於自由表面205上方的端口,端口注入液體107或以其他方式將液體107引入儲存器111。如如圖2所示,泵115可以透過連接到入口端口208a的入口導管119從供應槽117驅動液體107,入口導管119可以與每個儲存器111相關聯。在操作中,泵115可以連續地泵送液體107以從入口導管119流入儲存器111的第一端部111a。如如圖2所示,過量液體107然後可以流過可調節壩201的上邊緣203,然後作為溢流液體210溢出。可選地,溢流容納區域207可以收集液體210的溢流,溢流可以於在基板105的第一主表面103a上提供紋理的整個過程中連續地溢出可調節壩201。可選地,如圖3所示,可調節壩201可以位於出口端口208b和入口端口208a之間。實際上,可調節壩201對入口端口208a和出口端口208b之間的液體107提供阻礙。由於可調節壩201可以位於入口端口208a和出口端口208b之間,因此只有在可調節壩201的上邊緣203上溢出(例如,連續溢出)的液體107可以從入口端口208a到達出口端口208b。
出口導管121可以連接到出口端口208b,出口端口208b可以與每個儲存器111相關聯。在操作中,液體可以重力供給或以其他方式藉由出口導管121從出口端口208b返回到供應槽117。如如圖2所示,出口端口208b可以定位在入口端口208a的下游,使得液體107可
以在儲存器111內流動,在方向213從入口端口208a流到出口端口208b。圖3和5示意性地示出了出口端口208b比第二側壁303更靠近第一側壁301定位,而入口端口208a可以定位成比第一側壁301更靠近第二側壁303。在進一步的具體實施例中,入口端口208a、出口端口208b及/或出口端口208c可以沿垂直平面305定位,並且可以可選地穿過第一側壁301和第二側壁303之間的中點。
在一些具體實施例中,流體施加器設備101可包括另一個出口端口208c,出口端口208c通向儲存器111的第二端部111b。如圖所示,出口端口208c可設置有穿過容器109的容納壁211的液體路徑。如圖2示意性所示,出口端口208c(若提供的話)可以可選地設置有帽215,帽215設計成堵塞出口端口208c以防止液體107從儲存器111排出。或者,出口端口208c可設置有收集容器217,以從儲存器111排出液體107。事實上,在足夠的使用時間之後,可能需要沖洗系統以從容器109中移除所有液體107。在一個具體實施例中,為了沖洗系統,可以從出口端口208c移除蓋215,並且液體107可以被從容器109排出到收集容器217中以便處理或回收。
在更進一步的具體實施例中,換能器設備219可以設置有換能器221和帽223。換能器221可以插入儲存器111中並藉由蓋223固定就位,蓋223接合出口端口208c以防止液體107從儲存器111中排出。換能器221
可以經由液體107發射超聲波,以增強基板105的第一主表面103a的處理及/或增強利用來自儲存器111的液體107對基板105的第一主表面103a進行紋理化所實現的功能。
在進一步的具體實施例中,泵225可以連接到出口端口208c以脈衝或以其他方式透過出口端口208c引入液體107。透過出口端口208c引入液體107(例如脈衝液體107)可以增強儲存器111內的液體107混合及/或流動特性。
由於可調節壩201可以提供可調節的高度,液體107可以設置有可調節的深度D1、D2。出於本申請的目的,液體107的深度被認為限定在液體107的自由表面205的位置與容器109的容納壁211的下內表面209的對應位置之間,下內表面209至少部分限定儲存器111的較低範圍,其中下內表面209的相應位置與自由表面205在重力方向上的位置對齊。在一些具體實施例中,如圖2所示,對應於可調節壩201的調節位置的液體107的深度,可以在從第一端部111a到第二端部111b的方向213上從第一端部111a的第一深度「D1」增加到第二端部111b的第二深度「D2」,第二深度「D2」可以大於第一深度「D1」。在一些具體實施例中,如圖2所示,下內表面209可以在重力方向和方向213上向下傾斜。如圖所示,在方向213上的此種向下傾斜可以是連續的傾斜,其可以是直的(如圖所示)或彎曲的。在進一步的具體實施例中,
可以在方向213上提供階梯式或其他向下傾斜的構造,然而在方向213上的連續向下傾斜可以避免液體107陷在停滯空間而沒有在儲存器111內適當循環。沿著方向213向下傾斜,可以幫助促進液體107沿方向213流動,並且與具有向上傾斜或沒有傾斜的具體實施例相比,還可以幫助促進儲存器111內的液體107的循環和混合。
如圖2中進一步所示,流體施加器設備101可進一步包括相對於容器109可旋轉地安裝的輥227。驅動機構229可以連接到旋轉軸231,旋轉軸231沿著輥227的旋轉軸233延伸。驅動機構229可以向旋轉軸231施加扭矩,以使輥227在方向123上繞旋轉軸233旋轉(參見圖3)。驅動機構229可以包括驅動馬達,驅動馬達可以經由聯軸器直接連接到旋轉軸231,或者可以經由驅動帶或驅動鏈間接地連接到旋轉軸。在一些具體實施例中,可以提供單個驅動馬達,其中一或多個驅動帶或驅動鏈同時圍繞每個相應的旋轉軸233以相同的旋轉速度旋轉多個輥227。或者,各個驅動馬達可以與每個相應的旋轉軸231相關聯,以允許輥227相對於彼此獨立旋轉。
如圖2中進一步所示,在一些具體實施例中,輥227的旋轉軸233可以在方向213上從第一端部111a延伸到第二端部111b。因此,輥可以定向為使得輥的第一端227a和第二端227b之間的輥227的長度,定向在從第一端部111a到第二端部111b的液體流動方向213上。如圖所示,輥227的此種縱向定向可以最小化對方向
213中的液體流動的阻力。此外,如圖2所示,輥227的第一側處的自由表面205a,可以保持在與輥227的第二側處的自由表面205b相同或近似相同的高度。提供保持在相同或近似相同高度的自由表面205a、205b,可以增強輥在將液體107從儲存器111提升到基板105的第一主表面103a時的功能。
如圖2所示,輥227的外周邊235可由多孔材料限定。多孔材料可以包括閉孔多孔材料,儘管開孔多孔材料可以容易地吸收一定量的液體以提高從儲存器111到基板105的第一主表面103a的液體轉移速率。限定輥227的外周邊235的材料,可包括由聚氨酯、聚丙烯或其他材料製成的剛性或柔性材料。此外,在一些具體實施例中,輥227的外周邊可以是光滑的,不具有孔或其他表面不連續點。在進一步的具體實施例中,輥227的外周邊可以圖案化有棘爪、凹槽、滾花或其他表面圖案。在更進一步的具體實施例中,外周邊可以包括織物的輥絨毛及/或可以包括諸如纖維、刷毛或細絲的突起。
在一些具體實施例中,輥227可包括在整個輥上具有連續組成和構造的整體圓筒。在進一步的具體實施例中,如圖所示,輥227可包括內芯237和設置在內芯237上的外層239,外層239限定輥227的外周邊235。如圖所示,內芯237可包括實心內芯,但在其他具體實施例中可提供中空內芯。內芯可以促進扭矩的傳遞以使輥227旋轉,而外層239可以由材料製成,此材料設計成使
液體107依所需從儲存器提升並轉移到基板105的第一主表面103a上。
如圖3所示,輥227的直徑307可以是例如約10mm至約100mm,例如約10mm至約80mm,或20mm至約50mm,儘管在其他具體實施例中可提供具有其他直徑的輥。如進一步所示,輥227的外周邊235的一部分309可以設置在液體的可調節深度內,並且可以延伸到自由表面205下方的輥浸入深度「Ds」,從0.5mm到輥227的直徑307的50%。在一些具體實施例中,輥浸入深度「Ds」可以為約0.5mm至約25mm,諸如約0.5mm至約10mm,但是在其他具體實施例中可以提供其他浸入深度。出於本申請的目的,輥浸入深度「Ds」被認為是輥227的最低部分在自由表面205下方延伸的深度。如圖3所示,輥浸入深度「Ds」是最大深度平面311偏離自由表面205的距離,其中最大深度平面311平行於自由表面205並且與所示圓柱輥227的最低點相切地延伸。
如圖3和5中進一步所示,輥227以寬範圍的接觸角A1、A2接觸液體107。在一些具體實施例中,接觸角A1、A2可以從90°到小於180°,以提供從儲存器111到基板105的第一主表面103a的所需液體轉移速率。出於本申請的目的,接觸角被認為是面向朝向基板的第一主表面103a的方向315,在接觸平面313和穿過輥227的旋轉軸233的垂直平面305之間的角度。出於本揭示內容的目的,接觸平面313被認為是與旋轉軸233和自
由表面205的高度的延伸部317與輥227的外周邊235的交叉線319相交的平面。事實上,如圖3和圖5所示,自由表面205的延伸部317在交叉線319處與輥227的外周邊235相交。接觸平面313被認為是包括交叉線319和旋轉軸233的平面。如圖3所示,自由表面205a、205b可以在輥227的每一側上相同。因此,輥227的每側的接觸角可以彼此相同。在進一步的具體實施例中,若自由表面205a、205b處於不同的高度,則可以在輥227的每一側上提供兩個不同的接觸角。
現在將描述處理或修改基板105以可調節地構造相對的主表面中的至少一個主表面的方法。處理或修改基板105的方法,可包括用液體107(例如蝕刻劑)填充容器109的儲存器111。在一些具體實施例中,填充儲存器111可包括透過入口端口208a引入液體。在進一步的具體實施例中,泵115可以藉由入口導管119將液體從供應槽117提供到入口端口208a。在一些具體實施例中,容器109的儲存器111可以連續地填充液體107,同時接觸基板105的第一主表面103a,而液體藉由輥227轉移到第一主表面103a。
處理或修改基板105的方法,還可包括使輥227的外周邊235的一部分由接觸角A1、A2與液體107接觸。在一些具體實施例中,如圖3和圖5中所示,接觸角可以從90°到小於180°。方法還可以包括改變液體107的自由表面205的高度。出於本申請的目的,參考圖
4所示,液體107的自由表面205的高度「E」被認為是相對於參考高度401,參考高度401在任何可能的調節高度處低於自由表面205的高度。在自由表面205的任何調節的高度總是高於海平面的具體實施例中,參考高度401可以可選地被認為是海平面。
可以以各種方式實現改變高度的方法。例如,改變自由表面205的高度「E」,可以包括改變填充儲存器111的進入液體的填充速率(例如藉由入口端口208a)及/或改變流出液體的離開儲存器的流出速率(例如藉由可調節的壩201)。在進一步的具體實施例中,利用可調節的壩201可以實現在更高程度的液體高度「E」的位準變化下的增加的響應時間。因此,本揭示內容的任何具體實施例可包括藉由調節可調節壩201來調節液體高度「E」。
利用可調節壩201改變液體高度「E」的方法,可以包括填充儲存器(諸如連續填充儲存器),同時液體的自由表面205延伸過可調節壩201的上邊緣203。來自儲存器111的液體210的量連續地溢出可調節壩201的上邊緣203。為了快速降低圖2所示的自由表面205的高度,致動器241可使可調節壩201沿向下方向243縮回,以使上邊緣203從圖2所示的上部位置移動到圖4所示的下部位置。回應於可調節壩201的相對快速的縮回,自由表面205的高度可以快速降低到圖4所示的高度「E」。
參考圖4,若希望增加自由表面205的高度「E」,則致動器241可以使可調節壩201沿向上方向403從圖4所示的下部位置延伸到圖2所示的上部位置。因此,將液體107連續填充到儲存器中(例如藉由入口端口208a)會繼續填充儲存器111,從而增加液體107的自由表面205的高度「E」,直到達到穩定狀態,其中液體持續溢出可調節壩201,如圖2所示。
因此,改變自由表面205的高度「E」會改變接觸角A1、A2。事實上,將可調節壩201延伸到圖2所示的上部位置,會使自由表面205的高度「E」增加,以使接觸角減小到「A1」,如圖2所示。相對小的接觸角「A1」可以提供從儲存器111到基板105的第一主表面103a的相對高的液體轉移速率。另一方面,將可調節擋板201縮回到圖5所示的下部位置,會使自由表面205的高度「E」減小,以使接觸角增加到圖5所示的「A2」。相對大的接觸角「A2」可以提供從儲存器111到基板105的第一主表面103a的相對低的液體轉移速率。
方法還可包括使輥227繞旋轉軸233旋轉,以將液體從儲存器111轉移到基板105的第一主表面103a。例如圖3所示,輥227可以在方向123上旋轉,以促進基板105在方向113上的平移,同時將轉移的液體321從儲存器111提升,以由一層323轉移液體321接觸並紋理化具有第一主表面103a的基板105。在所示具體實施例中,基板105的第一主表面103a可以在液體107
的自由表面205上方間隔開並面向自由表面205。在進一步的具體實施例中,輥227可以不機械地接觸基板105的第一主表面103a。而是,如圖3所示,轉移液體的一部分325可以隔開基板105而不與輥227接觸,同時將液體321從儲存器111轉移到基板105的第一主表面103a。因此,基板105可以被支撐在每個輥227頂部上的轉移液體的部分325上,因為基板105可以被紋理化並沿著方向113平移。
如上所述,藉由升高可調節壩201的上邊緣203以減小接觸角,可以增加液體轉移速率。事實上,在圖2所示的延伸位置,可調節壩201使自由表面上升到圖2和3中所示的高度。在圖3所示的減小的接觸角「A1」下,與較高的接觸角相比,在輥227的外周邊235上提升的轉移液體層321的膜厚度「F」可以相對較厚。因此,如圖3所示,可以實現從儲存器111到基板105的第一主表面103a的轉移液體321的轉移速率的增加。在此類範例中,如圖4所示,轉移液體321的相對厚的層323可以接觸基板105的第一主表面103a。
如上所述,藉由降低可調節壩201的上邊緣203以增加接觸角,可以降低液體轉移速率。事實上,在圖4所示的縮回位置,可調節壩201使自由表面下降到圖4和5中所示的高度。在圖4所示的增加的接觸角「A2」下,與較小的接觸角相比,在輥227的外周邊235上提升的轉移液體層321的膜厚度「F」可以相對較薄。因此,
如圖5所示,可以實現從儲存器111到基板105的第一主表面103a的轉移液體321的轉移速率的降低。在此類範例中,如圖5所示,轉移液體321的相對薄的層323可以接觸基板105的第一主表面103a。
增加或減少轉移液體的轉移速率,可有利於允許對基板105的不同部分進行選擇性紋理化,或在基板的整個主表面上提供不同的紋理,以獲得玻璃基板對平面表面的在目標黏附力範圍內的黏附力。例如,圖6至11示出了回應於基板105的後端105b接近輥227而進行降低液體轉移速率的範例。如圖6至11所示,流體施加器設備101可包括沿著沿方向113行進的基板105的行進路徑彼此間隔開的複數個感測器601、701、801、901、1001。如圖6所示,尾端105b接近並且可以最終由第一感測器601偵測。然後,第一感測器601可以透過通信路徑將信號發送到控制器125(參見圖1)。作為回應,控制器125可以向致動器241發送信號,此信號使得第一容器109a的可調節壩201在向下方向243上從圖2所示的位置縮回到圖4所示的縮回位置。作為回應,第一容器109a內的液體107的自由表面205的高度「E」從圖6所示的高度迅速下降至圖7所示的高度。由於高度「E」的快速下降,接觸角增加(例如增加到A2),從而降低了在尾端105b通過與第一容器109a相關的輥227時,轉移液體321從儲存器111提升到基板的第一主表面103a的速率。轉移液體321的轉移速率的降低可以減少液體的飛
濺,當尾端105b通過與第一容器109a相關聯的輥227時,飛濺的液體可能以其他方式不合需要地落在基板105的第二主表面103b上。因此,輥可以提供與相對小的接觸角「A1」相關的增加的轉移液體321的轉移速率,以使輥充分接觸第一主表面103a,同時還提供相對大的接觸角「A1」以當後端105b經過輥時降低轉移液體321被輥227提升的速率,以避免液體不合需要地濺到基板105的第二主表面103b上。高度「E」的變化也改變了輥浸入深度Ds。如下文進一步論述的,接觸角、輥浸入深度Ds及/或輥旋轉速率的變化,對在被處理的基板的主表面上獲得的紋理有影響。
在一些具體實施例中,控制器125包括中央處理單元(CPU)、記憶體和支援電路(未示出)。控制器125可以控制高度「E」,這也改變接觸角和輥浸入深度DS,以及輥的旋轉速率。控制器125可以直接(或經由與特定監視系統及/或支援系統組件相關聯的電腦(或控制器))控制該等參數。控制器125可以是任何形式的通用電腦處理器中的一種,其可以在工業設置中用於控制機器部件定位和旋轉速率以及在流體施加器設備中使用的子處理器。控制器125的記憶體或電腦可讀取媒體,可以是容易獲得的記憶體中的一或多個,例如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、磁碟、硬碟、光學儲存媒體(例如光碟或數位視訊光碟)、快閃碟、或任何其他形式的數位儲存器(本端或遠端的)。支援電路耦合
至CPU以由習知方式支援CPU。該等電路包含快取、電源供應器、時脈電路、輸入輸出系統、與子系統等等。一或多個程序或查找表可以作為軟體常式儲存在記憶體中,此軟體常式可以被執行或調用以控制流體施加器設備101的操作。軟體常式亦可被由第二CPU(未圖示)儲存及/或執行,第二CPU位於由CPU控制的硬體的遠端處。控制器125可以經由硬線連接或無線連接,例如使用藍芽或其他合適的無線連接。
如圖7所示,尾端105b然後接近並且可以最終由第二感測器701檢測。然後,第二感測器701可以經由通信路徑將信號發送到控制器125。作為回應,控制器125可以向致動器241發送信號,此信號使得第二容器109b的可調節壩201在向下方向243上從圖2所示的位置縮回到圖5所示的縮回位置。作為回應,第二容器109b內的液體107的自由表面205的高度「E」從圖7所示的高度迅速下降至圖7所示的高度。由於高度「E」的快速下降,接觸角增加(例如增加到A2),從而降低了在尾端105b通過與第二容器109b相關的輥227時,轉移液體321從儲存器111提升到基板的第一主表面103a的速率。轉移液體321的轉移速率的降低可以減少液體的飛濺,當尾端105b通過與第二容器109b相關聯的輥227時,飛濺的液體可能以其他方式不合需要地落在第二主表面103b上。
以類似的方式,如圖8-11所示,尾端105b隨後循序接近並且最終可以由感測器801、901、1001循序偵測。然後,感測器801、901、1001可以經由通信路徑將相應的信號發送到控制器125。回應於每個循序信號,控制器125可以分別向與第三容器109c、第四容器109d、第五容器109e中的每一個相關聯的致動器241發送循序信號,以循序地縮回第三容器109c、第四容器109d、第五容器109e的可調節壩201。然後,將可調節壩201從圖3所示的位置沿向下方向243循序縮回到圖5所示的縮回位置。作為回應,液體107的自由表面205的高度「E」在第三、第四和第五容器內循序快速下降。由於高度「E」的快速下降,接觸角增加(例如增加到A2),從而降低了在基板105的尾端105b通過與每一循序容器109c、109d、109e相關的每一循序輥227時,轉移液體321從儲存器111提升到基板的第一主表面103a的速率。轉移液體321的轉移速率的降低可以減少液體的飛濺,當尾端105b通過與容器109c、109d、109e中的每一個相關聯的對應輥227時,飛濺的液體可能以其他方式不合需要地落在第二主表面103b上。
儘管未示出,但是一旦基板105的後端105b經過輥227,可調節壩201就可以再次延伸到圖5所示的位置,以提高液體的自由表面205的高度,以提供增加的液體轉移速率,以準備基板在與方向113相反的方向上返回或準備接收新的基板。事實上,基板可以沿著方向113
以及與方向113相反的方向來回傳遞,以實現基板103的第一主表面103a的所需紋理。可以在每次連續通過期間施加新的蝕刻劑,以在每次通過期間提供額外的紋理化(由可能的清洗或其他處理中間步驟),直到實現期望的紋理化水平。
在一或更多個具體實施例中,控制上文針對圖1至11所述的影響液體轉移速率的各種處理參數中的一個,致能了控制預定液體轉移,以可調節地構造相對主表面中的至少一個主表面並提供紋理化的主表面,其中當紋理化的主表面和平面表面接觸時,在紋理化的主表面與平面表面之間存在黏附力,且其中黏附力在目標黏附力範圍內。在特定具體實施例中,針對圖1至11所示的流體施加器設備101可包括容器與輥,容器包括具有可調節的液體蝕刻劑深度的儲存器,輥相對於容器可旋轉地定位為以一旋轉速率旋轉,使得輥的外周邊以一接觸角和一輥浸入深度「Ds」接觸液體蝕刻劑。控制及/或調節影響液體轉移速率的參數,以在相對的主表面中的至少一個上提供所需的紋理,以在玻璃片與平面表面接觸時獲得在目標黏附力範圍內的黏附力。在一些具體實施例中,輥的外周邊包括多孔材料。
在一或更多個具體實施例中,預定液體轉移速率由下列之至少一者的選定值來確定:接觸角、輥浸入深度「Ds」、和旋轉速率,且選定值與預定液體轉移速率相關。因此,根據一些具體實施例,可以獲得一系列個別
接觸角值的經驗資料,以確定各個接觸角對液體轉移速率的影響。然後將每個個別的接觸角值與各個液體轉移速率值相關聯。然後將每個個別的液體轉移速率值與在玻璃片的相對主表面中的至少一個上獲得的紋理相關聯。然後,藉由對個別液體轉移速率值中的每一個所獲得的紋理量測平面表面上的玻璃片的黏附力值,將對每一個別液體轉移速率值所獲得的紋理相關聯於玻璃片對平面表面的黏附力值。
對於從各個液體轉移速率值的範圍獲得的各種紋理中的每一種,可以如下文進一步描述的那樣量測平面上的玻璃片的黏附力值。針對個別轉移速率值範圍獲得的各種紋理中的每一個,可以與玻璃片對特定平面表面的黏附力相關聯,特定平面表面例如用於真空處理設備中使用的真空吸盤或基座中使用的金屬平面表面,在製造作業中玻璃片可以被放置於真空吸盤或基座上。
類似地,可以獲得一系列個別輥浸入深度「Ds」值的經驗資料,以確定各個輥浸入深度「Ds」值對液體轉移速率的影響。然後將各個輥浸入深度「Ds」值中的每一個與各個液體轉移速率值相關聯。然後將每個個別的液體轉移速率值與在玻璃片的相對主表面中的至少一個上獲得的紋理相關聯。然後,藉由對個別液體轉移速率值中的每一個所獲得的紋理量測平面表面上的玻璃片的黏附力值,將對每一個別液體轉移速率值所獲得的紋理相關聯於玻璃片對平面表面的黏附力值。
類似地,可以獲得一系列個別輥旋轉速率值的經驗資料,以確定各個輥旋轉速率值對液體轉移速率的影響。然後將各個輥旋轉速率值中的每一個與各個液體轉移速率值相關聯。然後將每個個別的液體轉移速率值與在玻璃片的相對主表面中的至少一個上獲得的紋理相關聯。然後,藉由對個別液體轉移速率值中的每一個所獲得的紋理量測平面表面上的玻璃片的黏附力值,將對每一個別液體轉移速率值所獲得的紋理相關聯於玻璃片對平面表面的黏附力值。
接觸角、輥浸入深度「Ds」和輥旋轉速率的值,以及其憑經驗確定的對具有各種平面表面材料(例如金屬、聚合物等)的各種玻璃組合物的玻璃基板的液體轉移速率、紋理和黏附力的關係,可以儲存在控制器125的記憶體中的查找表中。在處理或修改玻璃片期間,控制器可以選擇及/或調整接觸角、輥浸入深度「Ds」和輥旋轉速率中的一或多個的值,以及其對液體轉移速率的關係,以可調節地獲得所需紋理以及在目標黏附力範圍內的黏附力。當與蝕刻劑接觸的玻璃板的主表面與平面表面接觸時,除了接觸角之外,輥浸入深度「Ds」和輥旋轉速率、液體蝕刻劑組合物中的乙酸的量及/或氟化氨的量,將對玻璃片的黏附力產生影響。因此,可以將液體蝕刻劑組合物的組成調節到預選值,以獲得所需的紋理和黏附力,此黏附力在於平面表面上的玻璃基板的目標黏附力範圍內。
在一或更多個具體實施例中,預定液體轉移速率由下列之至少一者的選定值來確定:接觸角、輥浸入深度「Ds」、和旋轉速率,且選定值與預定液體轉移速率相關。
藉由改變接觸角、輥浸入深度Ds、旋轉速率、乙酸量和氟化氨量中的至少一個,可獲得在玻璃片對平面表面的目標黏附力範圍內的黏附力。
在一些具體實施例中,藉由改變旋轉速率或藉由將旋轉速率設定為預定值,來獲得目標黏附力範圍內的黏附力,以獲得目標黏附力範圍內的黏附力。在一些具體實施例中,藉由改變旋轉速率或藉由將旋轉速率設定為預定值,來獲得目標黏附力範圍內的黏附力,以獲得目標黏附力範圍內的黏附力。在一些具體實施例中,藉由改變輥浸入深度Ds或藉由將輥浸入深度Ds設定為預定值,來獲得玻璃片對平面表面的目標黏附力範圍內的黏附力,以獲得目標黏附力範圍內的黏附力。在一些具體實施例中,旋轉速率和輥浸入深度Ds都被改變或設定為預定值,以獲得玻璃片對平面表面的目標黏附力範圍內的黏附力。
液體蝕刻劑組合物中乙酸的量也可以變化。在一些具體實施例中,乙酸在液體蝕刻劑組合物中的存在量為約20%至約70%重量,約30%至約65%重量,約40%至約65%重量,或約50%至約60%重量。在一些具體實施例中,氟化氨在液體蝕刻劑組合物中的存在量為約5%至約40%重量,約5%至約35%重量,約5%至約30
%重量。或約10%至約25%重量。在一些具體實施例中,水在液體蝕刻劑組合物中的存在量為約10%至約50%重量,約15%至約45%重量,約15%至約40%重量或含量為約20%(重量)至約35%(重量)。在方法的一些具體實施例中,玻璃片是化學強化玻璃片。
在其他具體實施例中,可以使用圖1至11所示的設備,來實施修改包括相對的主表面的玻璃片的方法。修改玻璃片的方法包含:用液體蝕刻劑填充容器的儲存器,液體蝕刻劑具有可調節的液體蝕刻劑深度,液體蝕刻劑包括一定量的乙酸、一定量的氟化氨和一定量的水;以及使輥的外周邊的部分與液體以一接觸角和一輥浸入深度Ds接觸,輥相對於容器可旋轉地定位為以一旋轉速率旋轉,其中旋轉輥使液體蝕刻劑從儲存器接觸玻璃片的相對主表面中的至少一個主表面;以及可控制地改變旋轉速率、接觸角與輥浸入深度Ds中的至少一個,以可調節地紋理化相對主表面中的至少一個,並提供紋理化主表面以獲得在目標黏附力範圍內的黏附力,在玻璃片被放置為接觸平面表面時。方法可以變化,液體蝕刻劑組合物中的乙酸也可以變化。在一些具體實施例中,乙酸在液體蝕刻劑組合物中的存在量為約20%至約70%重量,約30%至約65%重量,約40%至約65%重量,或約50%至約60%重量。在一些具體實施例中,氟化氨在液體蝕刻劑組合物中的存在量為約5%至約40%重量,約5%至約35%重量,約5%至約30%重量。或約10%至約25%重量。在
一些具體實施例中,水在液體蝕刻劑組合物中的存在量為約10%至約50%重量,約15%至約45%重量,約15%至約40%重量或含量為約20%(重量)至約35%(重量)。
在修改玻璃片的方法的一些具體實施例中,輥包括多孔表面。在一些具體實施例中,旋轉速率、接觸角和輥浸入深度Ds可由控制器控制。在一些具體實施例中,控制器將旋轉速率、接觸角和輥浸入深度Ds中的至少一個控制為預定值,以獲得玻璃片對平面表面的目標黏附力範圍內的黏附力。在一些具體實施例中,控制器被設定為在完成方法時造成黏附力的增加。在一或更多個具體實施例中,控制器被設定為在完成方法時造成黏附力範圍的降低。
在一些具體實施例中,本文所述方法可用於製造和提供玻璃基板,玻璃基板具有可預測的和「可調諧的」(即可調節的)對平面表面的黏滯或黏附性質,玻璃基板在製造過程或運輸過程中將與此平面表面接觸。因此,在一些具體實施例中,玻璃基板可被處理、修改、或在主要玻璃表面上被可調節地紋理化,為具有在目標黏附力範圍內的相對高的黏附力,這促進與平面表面的黏附(又稱加強黏滯(pro-stiction))。在其他具體實施例中,玻璃基板可被處理、修改、或在主要玻璃表面上被可調節地紋理化,為具有在目標黏附力範圍內的相對低的黏附力(或
沒有黏附力),這使得玻璃基板與平面表面不黏附(或由最少量的黏附力黏附)(又稱抗黏滯(anti-stiction))。
本文所述方法可用於形成顯示器玻璃製品,並且本揭示內容的一個態樣涉及藉由本文所述方法製造的顯示器玻璃製品。當玻璃製品的主表面與平面基板接觸時,顯示器玻璃製品包括在目標黏附力範圍內的黏附力,以允許在製造作業中可調諧(即可調節)和可預測的加工和處理顯示器玻璃製品。例如,在包裝操作期間,玻璃製品的主表面可以放置成與聚合物平面表面接觸。根據一個或多個具體實施例,當玻璃製品的主表面與聚合物主表面接觸時,可以提供具有在目標黏附力範圍內的可調諧和可預測的黏附力的玻璃製品。在其他具體實施例中,玻璃製品的主表面可以放置成與金屬表面接觸,諸如真空腔室或其他處理腔室的台或吸盤。根據一個或多個具體實施例,當玻璃製品的主表面與金屬主表面接觸時,可以提供具有在目標黏附力範圍內的可調諧和可預測的黏附力的玻璃製品(諸如玻璃片)。
在一些具體實施例中,處理或修改玻璃片的方法,可包括清潔玻璃板以除去有機及/或無機污染物,然後充分沖洗以除去任何殘留物。可以使用溶液進行清潔,諸如可以包括清潔劑的水溶液。在一個範例實例中,玻璃片最初可以用KOH溶液洗滌,以除去表面上的有機污染物和灰塵。可依所需替換其他洗滌溶液。在清潔之後,可以任選地沖洗玻璃基板,例如用去離子水沖洗。
冰醋酸在低於約17℃的溫度下開始凍結。因此,在一些具體實施例中,蝕刻劑組合物的溫度可以在約18℃至約90℃的範圍內,例如在約18℃至約40℃的範圍內,在約18℃至約35℃的範圍內,在約20℃至約35℃的範圍內。約18℃至約30℃,約18℃至約25℃,或甚至約18℃至約22℃。較低範圍內的蝕刻劑組合物溫度,例如,在18℃至30℃範圍內的範圍是有利的,因為這可以降低蒸氣壓並在玻璃上產生較少的蒸汽相關缺陷。
另外,玻璃基板暴露於蝕刻劑組合物時玻璃基板本身的溫度會影響紋理化結果。因此,當暴露於蝕刻劑組合物時,玻璃基板的溫度可以為約20℃至約60℃,例如約20℃至約50℃,或者約30℃至約40℃。最佳溫度取決於玻璃組成、環境條件和所需的紋理(例如表面粗糙度)。若使用蝕刻劑組合物浴,在某些情況下可以再循環以防止分層和耗盡。
與蝕刻劑組合物的接觸時間可以從約5秒延伸至小於約10分鐘,例如在約10秒至約數分鐘的範圍內,在約10秒至約3分鐘的範圍內,在約10秒至約90秒的範圍內,或者在約10秒至約60秒的範圍內,儘管也可以依所需使用其他接觸時間以實現所需表面紋理。與蝕刻劑組合物接觸後的玻璃基板的表面紋理可隨玻璃組成而變化。因此,針對一種玻璃組合物最佳化的蝕刻劑組合物配方,可能需要對其他玻璃組合物進行修改。此種修改通常透過本文揭示的蝕刻劑組分範圍內的實驗來完成。
玻璃基板可包括能夠承受本文明確或固有揭示的處理參數的任何合適的玻璃,例如鹼金屬矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃或鋁硼矽酸鹽玻璃。玻璃材料可以是二氧化矽基玻璃,例如代碼2318玻璃、代碼2319玻璃、代碼2320玻璃、Eagle XG®玻璃、LotusTM和鈉鈣玻璃等,均可從康寧公司獲得。其他顯示器類型的玻璃也可受益於本文所述的處理。因此,玻璃基板不限於先前描述的康寧公司玻璃。例如,玻璃的一個選擇因素,可以為是否可進行隨後的離子交換過程,在此種情況下,通常希望玻璃是含鹼玻璃。
顯示器玻璃基板可具有各種組成並可由不同的處理形成。合適的成形處理包括但不限於浮法和下拉法,例如狹縫拉製和熔合拉製法。例如參見美國專利第3,338,696號和美國專利第3,682,609號。在狹縫拉製和熔合拉製處理中,新形成的玻璃片沿垂直方向定向。
玻璃基板可以專門設計用於製造平板顯示器,並且可以表現出小於2.45g/cm3的密度,並且在一些具體實施例中,可以表現出液相線黏度(定義為液相線溫度下玻璃的黏度)為大於約200,000泊(P),或大於約400,000P,或大於約600,000P,或大於約800,000P。另外,合適的玻璃基板在0°至300℃的溫度範圍內可表現出實質上線性的熱膨脹係數為28-35x10-7/℃,或28-33x10-7/℃,且應變點高於約650℃。本文所使用的用詞「實質上線性」,是指跨
越指定範圍的資料點的線性回歸具有大於或等於約0.9,或大於或等於約0.95,或大於或等於約0.98或大於或等於約0.99,或大於或等於約0.995的確定係數。合適的玻璃基板可包括熔融溫度低於1700℃的玻璃基板。
在所述方法的具體實施例中,玻璃基板包含組合物,其中玻璃的主要組分是SiO2、Al2O3、B2O3和至少兩種鹼土金屬氧化物。合適的鹼土金屬氧化物包括但不限於MgO、BaO和CaO。SiO2用作玻璃的基本玻璃形成劑並且具有大於或等於約64莫耳百分比,以為玻璃提供適合於平板顯示器玻璃的密度和化學耐久性(例如適用於於主動矩陣液晶顯示面板(AMLCD)的玻璃),並提供液相線溫度(液相線黏度)以允許藉由下拉處理(例如熔合處理)形成玻璃。合適的玻璃基板的密度可小於或等於約2.45克/cm3或小於或等於約2.41克/cm3,當拋光樣品為在95℃下暴露於5% HCl溶液中24小時時,重量損失小於或等於約0.8毫克/cm2,當在30℃下暴露於1體積50重量%HF和10體積40重量%NH4F的溶液5分鐘時,重量損失小於1.5毫克/cm2。
用於本揭示內容的具體實施例的合適的玻璃基板,可具有小於或等於約71莫耳百分比的SiO2濃度,以允許使用習知的高容量熔融技術熔融批料,例如在耐火熔融器中進行焦耳熔融(Jouele melting)。在一些具體實施例中,SiO2濃度為約66.0莫耳百分比至約70.5莫
耳百分比,或者為約66.5莫耳百分比至約70.0莫耳百分比,或者為約67.0莫耳百分比至約69.5莫耳百分比。
氧化鋁(Al2O3)是適用於本揭示內容的具體實施例的另一種玻璃形成體。不受任何特定操作理論的束縛,據信等於或大於約9.0莫耳百分比的Al2O3濃度,提供具有低液相線溫度和相應的高液相線黏度的玻璃。使用至少約9.0莫耳百分比的Al2O3也可以改良玻璃的應變點和模量。在詳細的具體實施例中,Al2O3濃度可以為約9.5至約11.5莫耳百分比。
氧化硼(B2O3)既是玻璃形成劑又是用於降低熔融溫度的助熔劑。為了實現該等效果,適用於本揭示內容的具體實施例的玻璃基板,可具有等於或大於約7.0莫耳百分比的B2O3濃度。然而,大量的B2O3導致應變點降低(對於B2O3的莫耳百分比在7.0以上每增加1莫耳百分比則增加約10℃)、楊氏模量和化學耐久性。
合適的玻璃基板的應變點可以等於或大於約650℃,等於或大於約655℃,或等於或大於約660℃,合適的玻璃基板的楊氏模量可等於或大於10.0×106psi,且合適的玻璃基板的化學耐久性與如前述結合玻璃的SiO2含量的論述有關。不受任何特定操作理論的束縛,據信高應變點可有助於防止由於在製造玻璃之後的熱處理期間的壓實(收縮)引起的面板變形。因此,據信高楊氏模量可以減少在運輸和處理期間大玻璃片表現出的下垂量。
除了玻璃形成體(SiO2、Al2O3和B2O3)之外,合適的玻璃基板還可包括至少兩種鹼土金屬氧化物,即至少MgO和CaO,以及可選的SrO及/或BaO。不受任何特定操作理論的束縛,據信鹼土金屬氧化物為玻璃提供了對熔融、澄清、成形和最終用途為重要的各種性質。在一些具體實施例中,MgO濃度大於或等於約1.0莫耳百分比。在其他具體實施例中,MgO濃度可以為約1.6莫耳百分比至約2.4莫耳百分比。
不受任何特定操作理論的束縛,據信CaO產生低液相線溫度(高液相線黏度)、高應變點和楊氏模量、以及在平板應用的最期望範圍(特別是AMLCD應用)內的熱膨脹係數(CTE)。還認為CaO有利於化學耐久性,並且與其他鹼土金屬氧化物相比,CaO作為批料是相對便宜。因此,在一些具體實施例中,CaO濃度大於或等於約6.0莫耳百分比。在其他具體實施例中,顯示器玻璃中的CaO濃度可以小於或等於約11.5莫耳百分比,或者在約6.5莫耳百分比至約10.5莫耳百分比的範圍內。
在一些範例實例中,玻璃基板可包含約60莫耳百分比至約70莫耳百分比的SiO2;約6莫耳百分比至約14莫耳百分比的Al2O3;0莫耳百分比至約15莫耳百分比的B2O3;0莫耳百分比至約15莫耳百分比的Li2O;0莫耳百分比至約20莫耳百分比的Na2O;0莫耳百分比至約10莫耳百分比的K2O;0莫耳百分比至約8莫耳百分比的MgO;0莫耳百分比至約10莫耳百分比的CaO;0
莫耳百分比至約5莫耳百分比的ZrO2;0莫耳百分比至約1莫耳百分比的SnO2;0莫耳百分比至約1莫耳百分比的CeO2;低於50ppm的As2O3;和少於50ppm的Sb2O3;其中12莫耳百分比Li2O+Na2O+K2O20莫耳百分比和0莫耳百分比MgO+CaO10莫耳百分比,並且其中矽酸鹽玻璃基本上不含鋰。
本文描述的一些玻璃基板可以是夾層玻璃。在一個態樣,藉由將玻璃表層熔合拉製到玻璃芯的至少一個暴露表面來製造顯示器玻璃基板。一般而言,玻璃表層的應變點等於或大於650℃。在一些具體實施例中,玻璃表層組合物的應變點等於或大於670℃,等於或大於690℃,等於或大於710℃,等於或大於730℃,等於或小於或大於750℃,等於或大於770℃,或等於或大於790℃。所揭示組合物的應變點可由本領域普通技術人員使用已知技術確定。例如,應變點可使用ASTM方法C336測定。
在一些具體實施例中,可以藉由熔合處理將玻璃表層施加到玻璃芯的暴露表面上。合適的熔合處理的一個範例揭示在美國專利第4,214,886號中,其全部內容經由引用之方式併入本文。熔合玻璃基板形成處理可總結如下。將至少兩種不同組合物的玻璃(例如,基底或芯玻璃片和表層)分別熔融。然後將每種玻璃經由適當的輸送系統輸送到相應的溢流分配器。將分配器一個安裝在另一個之上,使得每個玻璃流在分配器的頂部邊緣部分上流動
並流下至少一側,以在分配器的一側或兩側形成適當厚度的均勻流動層。溢出下分配器的熔融玻璃沿分配器壁向下流動,並形成與底部分配器的會聚外表面相鄰的初始玻璃流動層。類似的,從上分配器溢出的熔融玻璃向下流過上分配器壁,並在初始玻璃流動層的外表面上流動。將來自兩個分配器的兩個個別的玻璃層放在一起並在所形成的拉線處熔合,在拉線處下分配器的會聚表面相遇以形成單個連續層壓的玻璃帶。雙層玻璃層壓板中的中央玻璃稱為芯玻璃,而位於芯玻璃外表面的玻璃稱為表層玻璃。表層玻璃可以位於芯玻璃的每個表面上,或者可以只有一個表皮玻璃層位於芯玻璃的單面上。
溢流分配器處理為如此形成的玻璃帶提供火焰拋光表面,並且由受控分配器提供的玻璃帶的均勻分佈的厚度和從其切割出的玻璃片為玻璃片提供優異的光學品質。用作顯示器玻璃基板的玻璃片可以具有100微米(μm)至約0.7μm的厚度,但是可以受益於本文所述方法的其他玻璃片可以具有約10μm至約5mm的厚度。可以在本文揭示的方法中使用的其他處理,描述於美國專利第5,646,804號、美國專利第3,338,696號、第3,682,609號、第4,102,664號、第4,880,453號、和美國專利公開案號第2005/0001201號,其全部內容在此引入作為參考。熔合製造處理為顯示器產業提供了優點,包括具有優異厚度控制的平坦玻璃基板,且具有質樸的表面品質和可擴展性。玻璃基板平坦度在液晶顯示器
(LCD)電視面板的生產過程中可為重要的,因為任何與平坦度的偏差都可能導致視覺失真。
在一些具體實施例中,玻璃基板將具有等於或大於640℃的應變點,在約31×10-7/℃至約57×10-7/℃的範圍內的熱膨脹係數,在約95℃下浸泡在5%(重量)HCl水溶液中24小時後重量損失小於20mg/cm2,標稱不含鹼金屬氧化物,並且具有以氧化物重量百分比計算的組成,包括約49至67%的SiO2,至少約6%的Al2O3,SiO2+Al2O3大於68%,約0%至約15%的B2O3,選自由下列所組成之群組的至少一種鹼土金屬氧化物(在所指明的製備中):約0至21%的BaO;約0至15%的SrO;約0至18%的CaO;約0至8%的MgO;和約12至30%的BaO+CaO+SrO+MgO。
應當理解,前述玻璃組合物是示例性的,並且其他玻璃組合物可以受益於本文揭示的紋理化處理。
黏附力(黏滯力)的量測:
玻璃基板的主表面與另一平面表面之間的黏附力(或黏滯力),可使用2017年5月25日申請的美國臨時專利申請案第62/511,036號中描述的設備和方法量測,在以下範例中論述此設備和方法的細節。簡而言之,藉由將玻璃製品的主表面和平面表面接觸,並由力量測計量測將紋理主表面和平面表面分開所需的力,來量測黏附力。玻璃製品的主表面可以是紋理化的。
範例
範例1
在針對圖1至11說明的設備中處理Eagle XG®玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),使用具有聚氨酯化合物海綿表面的40mm直徑的輥,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度,以及液體蝕刻劑組合物,其在室溫下(例如約25℃)包含60重量百分比的乙酸、10重量百分比的NH4F和30重量百分比的H2O。蝕刻劑組合物接觸時間為30至230秒,輥速度在5毫米/秒至150毫米/秒的範圍內變化,並且輥浸入深度Ds(在圖中稱為浸漬位準或浸入位準)在2毫米至10毫米的範圍內變化。
比較例1
具有與範例1中的基板相同尺寸的Eagle XG®玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),未用蝕刻劑組合物處理。
比較例1A
在針對圖2至12說明的設備中處理具有以下尺寸的LotusTM NXT玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),使用具有聚氨酯化合物海綿表面的40mm直徑的輥,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度,以及液體蝕刻劑組合物,液體蝕刻劑組合物在40℃下包含0.35M NaF:1M H3PO4。液體蝕刻劑組合物接觸時間範圍為75至80秒,輥速度在80毫米/秒至
125毫米/秒的範圍內變化,並且輥浸入深度Ds(稱為浸漬位準)在1毫米至10毫米的範圍內變化。
比較例1B
在針對圖2至12說明的設備中處理Eagle XG®玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),使用具有聚氨酯化合物海綿表面的40mm直徑的輥,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度,以及液體蝕刻劑組合物,其在40℃下包含0.35M NaF:1M H3PO4經過80秒。下文的表1示出接觸時間與輥速度。
範例2
在針對圖1至11說明的設備中處理具有以下尺寸的LotusTM NXT玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),使用具有聚氨酯化合物海綿表面的40mm直徑的輥,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度,以及液體蝕刻劑組合物,液體蝕刻劑組合物在40℃下包含0.35M NaF:1M H3PO4。液體蝕刻劑組合物接觸時間範圍為10至60秒,輥速度在25毫米/秒至150毫米/秒的範圍內變化,並且輥浸入深度Ds(稱為浸漬位準)在2毫米至10毫米的範圍內變化。
比較例2
具有與範例2中的基板相同尺寸的LotusTM NXT玻璃基板(可從康寧公司獲得),未用蝕刻劑組合物處理。
範例3
在針對圖1至11說明的設備中處理的離子交換Gorilla® Glass 3玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),使用具有聚氨酯化合物海綿表面的40mm直徑的輥,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度,以及液體蝕刻劑組合物,液體蝕刻劑組合物在40℃下包含0.35M NaF:1M H3PO4。液體蝕刻劑組合物接觸時間範圍為30至60秒,輥速度維持在125毫米/秒,並且輥浸入深度Ds(稱為浸漬位準)維持在6毫米。
比較例3
具有與範例1中的基板相同尺寸的離子交換Gorilla® Glass 3玻璃基板(可從康寧公司獲得),未用蝕刻劑組合物處理。
範例4
在針對圖1至11說明的設備中處理的非離子交換Gorilla® Glass 3玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),使用具有聚氨酯化合物海綿表面的40mm直徑的輥,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度,以及液體蝕刻劑組合物,液體蝕刻劑組合物在40℃下包含0.35M NaF:1M H3PO4。液體蝕刻劑組合物接觸時間範圍為30至60秒,輥速度維持在125毫米/秒,並且輥浸入深度Ds(稱為浸漬位準)維持在6毫米。
比較例4
具有與範例1中的基板相同尺寸的非離子交換Gorilla® Glass 3玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),未用蝕刻劑組合物處理。
範例5
在針對圖1至11說明的設備中處理的離子交換Gorilla® Glass 3玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),使用具有聚氨酯化合物海綿表面的40mm直徑的輥,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度,以及液體蝕刻劑組合物,液體蝕刻劑組合物在40℃下包含0.35M NaF:1M H3PO4。液體蝕刻劑組合物接觸時間範圍為30至60秒,輥速度維持在125毫米/秒,並且輥浸入深度Ds(稱為浸漬位準)維持在6毫米。
比較例5
具有與範例1中的基板相同尺寸的離子交換Gorilla® Glass 5玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),未用蝕刻劑組合物處理。
範例6
在針對圖1至11說明的設備中處理的非離子交換Gorilla® Glass 5玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),使用具有聚氨酯化合物海綿表面的40mm直徑的輥,聚氨酯化合物具有開放的多孔網路和約5肖氏A的硬度,以及液體蝕刻劑組合物,液體蝕刻劑組合物在40℃下包含0.35M NaF:1M H3PO4。液體蝕刻劑組合物接觸時間範圍為30至60秒,輥速度維持在125毫
米/秒,並且輥浸入深度Ds(稱為浸漬位準)維持在6毫米。
比較例6
具有與範例1中的基板相同尺寸的非離子交換Gorilla® Glass 5玻璃基板(100mm2)(可從康寧公司獲得),未用蝕刻劑組合物處理。
黏附力(黏滯力)力量測
如下所述量測黏附(黏滯)力。量測所有基板在不銹鋼平面表面上的黏附(黏滯)力。
圖12示出了根據本文揭示的具體實施例的示例性黏附力量測設備1100的示意性透視圖,且圖13示出了圖12中所示的設備1200的側剖視圖。設備1100包括具有平面表面1102的基板接觸部件1106。基板接觸部件1106經由連接銷1118與穩定部件1116剛性耦接。穩定部件1116又經由螺紋接合構件1120和1122與支架1124耦接。
圖14A示出了圖12和13中所示的設備1100的基板接觸部件1106的平面表面1102的底部透視圖。在圖14A所示的具體實施例中,複數個平行通道1104凹入平面表面1102中。
圖14B示出了基板接觸部件1106'的替代平面表面1102'的底部透視圖,其中具有垂直於通道1104'的至少一個其他區段的區段的通道1104'凹入平面表面1102'中。通道1104'還包括與通道1104'的至少其他部
分平行的區段。通道1104'的特徵還在於包括圍繞較小矩形區段的較大矩形區段,其中矩形區段藉由四個相交的連接區段連接。
在某些示例性具體實施例中,平面表面1102、1102'包括金屬,諸如鋁、鋼和黃銅中的至少一種。平面表面還可包括非金屬材料,諸如陶瓷或塑膠。
在某些示例性具體實施例中,平面表面1102、1102'可具有約5,000平方毫米至約500,000平方毫米的面積。
在某些示例性具體實施例中,通道1104、1104'可以藉由一或多種方法形成在平面表面1102、1102'中,諸如(例如)機械切割(例如機械加工),雷射切割或模製平面表面1102、1102'為包含通道1104、1104'。通道1104、1104'的深度雖然不受限制,但可以在約0.5毫米至約1毫米的範圍內。通道1104、1104'的寬度雖然不受限制,但可以在約0.5毫米至約1毫米的範圍內。通道1104、1104'的長度雖然不受限制,但可以在約10毫米至約120毫米的範圍內。
如圖12和13所示,設備1100還包括真空管線1108和真空腔室1110,真空管線1108和真空腔室1110使得通道1104、1104'與真空源(未示出)流體連通。當平面表面1102、1102'接觸具有平面表面的物體(諸如基板)時,可以操作真空源以改變在通道1104、1104'中產生的部分真空。
設備1100還包括力量測計1112,力量測計1112可以經由引線1114與例如資料處理單元(未示出)電連通。在某些示例性具體實施例中,力量測計1112可包括力感測器(load cell)。例如,力感測器可以是整合的單向力感測器,其以拉伸和壓縮模式校準,如本領域普通技術人員所知。示例性的市售力感測器,包括可從FUTEK Advanced Sensor Technology,Inc.、OMEGA Engineering和Transducer Techniques獲得的彼等。
圖15A至4C分別示出了裝置1100的基板接觸部件1106和基板1200在第一、第二和第三位置之間相對於彼此移動的的側透視圖。具體而言,圖15A示出了設備1100的基板接觸部件1106和包括平面表面1202的基板1200從第一位置到第二位置的相對移動的側透視圖。如圖15A所示,基板接觸部件1106的平面表面1102和基板1200的平面表面1202彼此不接觸,但是彼此相對靠近移動,如箭頭A和B所示。
在圖15B中,設備1100(包括基板接觸部件1106)和基板1200被圖示為處於第二位置,其中基板接觸部件1106的平面表面1102和基板1200的平面表面1202彼此接觸。當處於此第二位置時,經由真空源通過真空管線1108和真空腔室1110的操作,可以在至少一個通道(例如圖14A和14B所示的1104、1104')中產生至少部分真空。
圖15C示出了設備1100的基板接觸部件1106和包括平面表面1202的基板1200從第二位置到第三位置的相對移動的側透視圖。如圖15C所示,基板接觸部件1106的平面表面1102和基板1200的平面表面1202彼此不接觸,但是彼此相對遠離移動,如箭頭A和B所示。
如圖15A至15C所示,基板1200的平面表面1202的表面積大於基板接觸部件1106的平面表面1102的表面積。然而,本文揭示的具體實施例包括其中基板1200的平面表面1202和基板接觸部件1106的平面表面1102具有不同於圖15A至15C所示的相對尺寸的具體實施例,諸如其中基板1200的平面表面1202和基板接觸部件1106的平面表面1102具有大致相同的區域,或者其中基板接觸部件1106的平面表面1102具有比基板1200的平面表面1202更大的表面積。因此,設備1100可用於確定具有不同表面積的基板的黏附力。
設備1100和基板1200中的一個或兩個的相對移動,可以經由設備1100和基板1200中的一個或兩個的移動而發生。例如,在某些示例性具體實施例中,設備1100可以朝向和遠離基板1200移動,同時基板1200保持靜止。或者,在某些示例性具體實施例中,基板1200可以朝向和遠離設備1100移動,同時設備1100保持靜止。另外,在某些示例性具體實施例中,設備1100和基板1200可以朝向彼此和遠離彼此移動。
例如,本文揭示的具體實施例包括其中設備1100被整合到更大的平台或系統中的彼等具體實施例,諸如(例如)檢查基板的附加特性的系統,包括(例如)用於量測基板上靜電電荷的系統,如美國專利申請案第62/262,638號所述,其全部揭示內容經由引用之方式併入本文。可以根據本領域普通技術人員已知的方法對此種系統進行濕度控制。
在此類具體實施例中,基板1200可以安裝在安裝平台上並且可選地使用任何合適的緊固機構固定到平台,諸如夾具、真空吸盤和其他類似的部件或方法、或其組合。安裝平台又可以被包含在組裝平台中,組裝平台可以用於將安裝平台和設備1100相對於彼此定位等等。
例如,在一些具體實施例中,設備1100可以經由支架1124可拆卸地固定到多軸致動器,多軸致動器可以定位在安裝平台附近(例如在其上方)並且被致動以提供相對於安裝平台的三維運動,諸如經由馬達(諸如伺服馬達)和定位感測器的組合。多軸致動器還可以包括用於執行期望的運動或序列的程序。馬達可用於基於為給定基板選擇的程序,來驅動多軸致動器的運動。
基板1200可以選自(例如)玻璃基板、塑膠基板、金屬基板、陶瓷基板,包括包括玻璃、塑膠、金屬和陶瓷中的至少兩種的基板。在某些示例性具體實施例中,基板200包括玻璃,諸如玻璃片或面板。在某些示例性具體實施例中,基板200包括玻璃(諸如玻璃片或面
板),玻璃塗覆有至少一種塗層材料,諸如選自無機塗層、有機塗層和聚合物塗層等等的至少一種塗層材料。
基板1200的厚度雖然不受限制,但可以例如在約0.05毫米至約5毫米的範圍內。基板200的表面積雖然不受限制,但可以例如在約5,000平方毫米至約500,000平方毫米的範圍內。
當設備1100和基板1200在第一、第二和第三位置之間相對於彼此移動時,設備1100施加到基板1200上的總負載或力可以經由力量測計1112量測並經由引線114發送到資料處理單元。圖16是表示在第一、第二和第三位置之間設備1100和基板1200相對於彼此移動時(如圖15A至15C所示)作為時間的函數的總負荷的圖表。圖17是表示在第一和第二位置之間設備1100和基板1200相對於彼此移動時作為時間的函數的總負荷的分解圖的圖表。圖18是表示在第二和第三位置之間設備1100和基板1200相對於彼此移動時作為時間的函數的總負荷的分解圖的圖表。
具體而言,圖16至18顯示了五次實驗運行的平均總負荷隨時間的變化。如圖16至18所示,設備1100包含基板接觸部件1106',基板接觸部件1106'包括具有通道1104'的平面表面1102',如圖14B所示。基板接觸部件1106'由不銹鋼製成,且基板接觸部件1106'的表面積約為10,907平方毫米,通道104'的深度約為0.76毫米,通道1104'的寬度約為0.76毫米。基板1200由可購
自康寧公司的Eagle XG®玻璃製成,具有約0.5毫米的厚度和約9,123平方毫米的表面積。
如圖16至18所示,設備1100和基板1200相對靠近彼此移動直到大約53.3秒的時間,此時設備100和基板1200處於第二位置,其中設備1100的基板接觸部件1106'的平面表面1102'與基板1200的平面表面1202彼此接觸。當處於第二位置時,在通道1104'中產生約25mPa負壓的部分真空。在接觸時,設備1100施加到基板1200上的總負荷從約0磅快速增加到約1.5磅。
如圖16至18所示,設備1100的基板接觸部件1106'的平面表面1102'和基板1200的平面表面1202保持接觸約63.2秒的時間,此後,在約116.5秒的時間,設備1100和基板1200被移動到第三位置,其中基板接觸部件1106'的平面表面1102'和基板1200的平面表面1202不接觸。
如圖18所示,基板接觸部件1106'的平面表面1102'與基板1200的平面表面1202之間的黏附力,表示為在設備1100與基板1200開始從第二位置移動時的負負載。在圖18的具體實施例中,黏附力約為0.25磅。黏附力可以寬廣地概括為導致表面之間黏附的各種力的總和,在此種情況下,為基板接觸部件1106'的金屬表面與基板1200的玻璃表面之間的黏附。例如,此種力可以包括由於非共價鍵合的電荷相互作用引起的靜電力,與電
荷狀態無關的分子吸引力,以及由於液體介導的接觸或黏附引起的毛細管力(例如由濕度引起)。
結合包括力量測計1112的設備1100,設備還可以包括靜電計,靜電計可以經由引線1114與例如資料處理單元(未示出)電連通。例如,當基板1200處於第二位置時,並且作為第二位置和第三位置之間的移動的結果,靜電計可以記錄基板接觸部件1106、1106'的平面表面1102、1102'與基板1200之間的電荷轉移。
圖19比較了比較例1與範例1的黏附(黏滯)力。以磅為單位的黏滯力相對於未處理對照(比較例1)和根據本文所述的一或多個具體實施方案(範例1)的處理過的基板的浸漬位準作圖。右軸表示相對於對照玻璃基板的黏滯%改良的黏滯力。在低和高浸漬位準條件下處理的樣品(分別對應於幾乎未浸入與完全浸入在液體蝕刻劑組合物浴中的海綿),相對於對照玻璃比較例1顯示出約40至80%的抗黏效能,高浸漬位準狀態顯示最佳響應。6毫米的中間浸入值產生約-15至50%的可變響應,其中負值表示黏附促進行為。
圖20是比較HF蝕刻劑組合物處理樣品(比較例1A)與範例1樣品的圖。因為比較例1A樣品僅在緊密的蝕刻劑組合物接觸時間窗口下運行以模擬商業生產條件,所以未觀察到蝕刻劑組合物接觸時間是此特定實驗中的重要因素。在此實驗中,觀察到浸漬位準是黏滯力的重要驅動因素,如圖20所示,其中當輥逐漸被溶液飽和時,
幾乎沒有浸入的輥表現出黏附促進品質朝向抗黏滯行為翻轉。在此實驗中,未觀察到輥速是重要因素。
圖21是對於根據範例1和比較例1A處理的樣品,經由原子力顯微鏡分析獲得的Ra資料相對於平均粗糙度繪製的黏滯力圖。隨著浸漬位準的增加,粗糙度增加,黏滯力降低,這似乎有點違反直覺。所示的Ra變化很小,並且雖然本揭示內容不受特定原理或理論的限制,但假定存在受可變處理條件影響的黏滯行為的表面化學組分。比較例1A的處理導致黏滯反應為約-43%(促黏作用)至約-67%(防止黏滯)。在未來的實驗中將進一步研究黏附力的可調性(即可調節性)的基本原因(例如,與表面化學效應混合的形貌)。
圖22是表示比較例2和範例2基板的左Y軸的相對於浸漬位準的黏滯力和右Y軸的黏滯改良百分比的曲線圖。根據範例2處理的玻璃樣品導致總黏滯響應範圍為約-46%(促黏作用)至約46%(防止黏滯)。將進行進一步研究以了解基本原因(例如,與表面化學效應混合的形貌)對黏滯可調性(即可調節性)的理解。統計分析表明,輥的旋轉速率和與液體蝕刻劑組合物的接觸時間,對範例2的樣品沒有顯著影響黏滯力。在浸漬位準和黏滯力之間觀察到類似的關係,如圖19所示。
圖23是顯示範例5和6相對於對比例5和6的對照樣品的左Y軸上的黏滯力相對於與蝕刻劑組合物的接觸時間(蝕刻時間)和黏滯%改良的圖。資料係基於一
個浸漬位準(6毫米)和一個輥速(125毫米/秒),對於兩個蝕刻劑組合物接觸時間(30秒和60秒)。
圖24圖示對於範例3和4的黏滯力資料相對於與蝕刻劑組合物接觸時間(蝕刻時間)的關係,相對於對比例3的對照資料(右側的CNTL-內Y軸和右側的CNTL-外Y軸)。資料表明4個樣品組中的3個具有抗黏滯(低黏附力)效應。處理或修改Gorilla® Glass基板樣品,導致約-14%(促進黏附(或黏滯))至約48%(防止黏附(或黏滯))的總體黏滯響應範圍。將進一步研究可調性的基本原因(例如,與表面化學效應混合的形貌)。
表1總結了各種樣品的黏附(黏滯)響應。標有「防止因素」的樣品,表明處理產生的紋理可防止黏附或黏滯。標有「促進因素」的樣品,表明樣品具有相對高的黏附力並黏在平面表面上。
在本發明技術領域中具有通常知識者將顯然瞭解到,可對所揭示的具體實施例進行各種修改與變異,而不脫離本揭示內容的精神與範圍。因此,本揭示內容意為涵蓋該等具體實施例的修改與變異,只要此種修改與變異位於附加申請專利範圍及其均等範圍之內。
101:流體施加器設備
103a:第一主表面
103b:第二主表面
105:基板
105a:前端
107:液體
109:容器
111:儲存器
113:方向
115:泵
117:供應槽
119:入口導管
121:出口導管
123:方向
125:控制器
227:輥
241:致動器
Claims (20)
- 一種處理包括相對的主表面的一玻璃片的方法,該方法包括以下步驟:使該玻璃片的該等相對主表面中的至少一個主表面與一流體施加器設備和一液體蝕刻劑組合物接觸,該液體蝕刻劑組合物包含乙酸、氟化氨和水,係以一預定液體轉移速率使該液體蝕刻劑與該等相對主表面中的該至少一個主表面進行該接觸;和控制該預定液體轉移速率,以可調節地構造該等相對主表面中的該至少一個主表面並提供一紋理化的主表面,其中當該紋理化的主表面和一平面表面接觸時,在該紋理化的主表面與該平面表面之間存在一黏附力,且其中該黏附力在一目標黏附力範圍內。
- 如請求項1所述之方法,其中藉由使該紋理化的主表面和該平面表面接觸,並由一力量測計量測將該紋理化的主表面和該平面表面分離所需的該力,來量測該黏附力。
- 如請求項1所述之方法,其中該流體施加器設備包括一輥。
- 如請求項3所述之方法,其中該流體施加器設備進一步包括一容器,該容器包括具有一可調節的液體蝕刻劑深度的一儲存器,該輥具有一外周邊,該 輥相對於該容器可旋轉地定位為以一旋轉速率旋轉,並且該輥的該外周邊以一接觸角和一輥浸入深度Ds接觸該液體蝕刻劑。
- 如請求項4所述之方法,其中該輥的該外周邊包括一多孔材料。
- 如請求項4所述之方法,其中該預定液體轉移速率由下列之至少一者的選定值來確定:該接觸角、該輥浸入深度Ds、和該旋轉速率,該選定值與該預定液體轉移速率相關。
- 如請求項6所述之方法,該方法進一步包含以下步驟:改變下列之至少一者以獲得該黏附力:該接觸角、該輥浸入深度Ds、該旋轉速率、該乙酸量、和該氟化氨量。
- 如請求項6所述之方法,該方法進一步包含以下步驟:改變該旋轉速率以獲得該黏附力。
- 如請求項6所述之方法,該方法進一步包含以下步驟:改變該輥浸入深度Ds以獲得該黏附力。
- 如請求項6所述之方法,該方法進一步包含以下步驟:改變該旋轉速率與該輥浸入深度Ds以獲得該黏附力。
- 如請求項1所述之方法,其中在該液體蝕刻劑中,該乙酸的存在量為約50%至約60%重量, 該氟化氨的存在量為約10%至約25%重量,且水的含量為約20%(重量)至約35%(重量),其中該玻璃片為一化學強化玻璃片。
- 一種修改包括相對的主表面的一玻璃片的方法,該方法包括以下步驟:用一液體蝕刻劑填充一容器的一儲存器,該液體蝕刻劑具有一可調節的液體蝕刻劑深度,該液體蝕刻劑包括一定量的乙酸、一定量的氟化氨和一定量的水;使一輥的一外周邊的一部分與該液體蝕刻劑組合物以一接觸角和一輥浸入深度Ds接觸,該輥相對於該容器可旋轉地定位為以一旋轉速率旋轉,其中旋轉該輥使該液體蝕刻劑從該儲存器接觸該玻璃片的該等相對主表面中的至少一個主表面;和可控制地改變下列之至少一者:該旋轉速率、該接觸角與該輥浸入深度Ds,以可調節地構造該等相對主表面中的該至少一個主表面並提供一紋理化的主表面,其中當該紋理化的主表面和一平面表面接觸時,在該紋理化的主表面與該平面表面之間存在一黏附力,且其中該黏附力在一目標黏附力範圍內。
- 如請求項12所述之方法,其中在該液體蝕刻劑中,該乙酸的存在量為約50%至約60%重量,該氟化氨的存在量為約10%至約25%重量,且水的 含量為約20%(重量)至約35%(重量)。
- 如請求項12所述之方法,其中該輥包括一多孔表面。
- 如請求項12所述之方法,其中該旋轉速率、該接觸角和該輥浸入深度Ds可由一控制器控制。
- 如請求項15所述之方法,其中該控制器將該旋轉速率、該接觸角和該輥浸入深度Ds中的至少一個控制為一預定值,以獲得該黏附力。
- 如請求項16所述之方法,其中該控制器被設定為在完成該方法時造成該黏附力的一增加。
- 如請求項16所述之方法,其中該控制器被設定為在完成該方法時造成該黏附力的一降低。
- 如請求項16所述之方法,其中該玻璃片是一化學強化玻璃片。
- 如請求項12所述之方法,其中藉由使該紋理化的主表面和該平面表面接觸,並由一力量測計量測將該紋理化的主表面和該平面表面分離所需的該力,來量測該黏附力。
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