在熔炉内热处理多个玻璃基材的方法
【专利说明】在膝炉内热处理多个玻璃基材的方法
[0001] 本申请是国际申请日为2011年8月29日、国际申请号为PCT/US2011/049521、进 入中国国家阶段的申请号为201180041421. 3、名称为"热处理玻璃基材的设备和方法"的发 明专利申请的分案申请。
[0002] 本申请根据3抓SC§ 120要求2010年8月30日提交的美国专利申请第12/871，204 号的优先权益，本申请所依赖的内容W参见的方式纳入本文并在此根据3抓SC§120要求 其优先权权益。
技术领域
[0003] 本发明设及热处理玻璃基材的方法和设备，且更具体地设及同时紧实多个玻璃基 材的方法和设备。
【背景技术】
[0004] 液晶显示器化CD)通常包括封装液晶材料薄层的两个平坦玻璃基材。基材之一上 的透明薄膜电极的阵列调制液晶材料的光传输特性，由此形成图像。通过将诸如二极管或 薄膜晶体管（TFT)的有源器件包含在每个像素处，可实现高对比度和响应速度W产生高分 辨率显示器。通常称为有源矩阵LCD(AMLCD)的运种平板显示器已经成为诸如计算机和电 视机的高性能显示器的主流技术。
[0005] LCD的制造工艺，且尤其是多晶娃（Pol厂Si)显示器制造中所使用的制造工艺通 常包括使用导致基材加热的升溫工艺进行的薄膜的连续沉积和图案成形。因为运些薄膜的 图案成形步骤之间的高对准要求，玻璃基材通常在整个工艺中要求百万分之5至20 (ppm) 范围的尺寸稳定性（低收缩）。百万分之五至二十的收缩意思是例如在500mm的基材长度 上例如2. 5-10微米的收缩。当发生大于5-20ppm的收缩时，在随后应用的部件之间会累积 对准误差。
[0006] 多晶娃通常通过使用化学气相沉积（CVD)技术在玻璃基材上沉积非晶娃（a-Si) 并随后将带涂层的玻璃暴露于高溫足够的时长W使非晶娃结晶成多晶娃而制成。结晶步骤 通常在约600°C下进行几十个小时。此外，在结晶步骤之后可能接着有几个其它高溫工艺。 运些工艺步骤包括栅氧化层的沉积和退火W及源极/漏极退火。
[0007] 在多晶娃TFT的制造过程中遇到的结晶和后续处理步骤的相对高溫大大增加玻 璃基材收缩的可能性。
[0008] 玻璃基材（例如液晶显示器或"LCD"、玻璃基材）的制造商通常对玻璃基材进行热 处理W在运输之前对玻璃进行预收缩或紧实。紧实玻璃基材可在低于玻璃基材应变点的各 种溫度下进行。进行紧实和致密化W使得客户在处理玻璃基材期间玻璃的尺寸变化最小。 如果玻璃基材不进行预收缩，则基材会经受轮廓变化，运可能不利地影响成品显示器质量。 必须不形成会污染玻璃表面的玻璃碎片、或不通过空间上不均匀的加热和/或冷却型式而 扭曲玻璃基材表面来进行紧实。
[0009] 通常，在热处理期间使用封闭盒来支承玻璃基材。在某些应用中也利用开口盒。在 封闭盒支承方法中，将多个玻璃基材W垂直定向保持在盒的封围部内。用水平和垂直支承 件（诸如不诱钢制成的支承件）支承玻璃基材。实践中，围绕玻璃基材的周界支承玻璃基 材W保持表面质量并防止翅曲。通常沿所有四个边缘的全长捕获玻璃基材。
[0010] 在开口盒支承方法中，将多个玻璃板W垂直定向保持在盒内。用垂直和水平支承 件在玻璃板边缘支承玻璃板。如在封闭盒支承方法中那样，玻璃基材被围绕周界支承W保 持其物理特性。开口和封闭盒方法都通常使热处理期间玻璃上的重力影响最小。
[0011] 在封闭和开口盒支承设计中，沿基本上所有至少=个边缘接触玻璃基材。该接触 通常造成基材损坏或损失。全接触支承还对系统的热力特性有影响。如可理解的，沿每个 基材边缘集中的支承件的金属质量由于必须沿边缘和角部行进穿过金属然后到达玻璃的 热量而在边缘处影响溫度分布。此外，在两种支承件设计中，碎屑（包括玻璃颗粒和碎片） 积聚在底部边缘支承件内且难W清理出；于是，运些支承件设计可造成玻璃基材的显著碎 屑污染。此外，金属支承件与金属基材之间热膨胀系数的较大差异致使基材相对于支承件 的较大移动，并可能损坏基材。
[0012] 前述支承件设计通过使板材（诸如不诱钢）弯曲和成形成所要求的组件而制造。 当然，运些过程不精确、难W生产且制造成本高昂。
【发明内容】
[0013] 根据一实施例，掲示了一种在烙炉内热处理多个玻璃基材的方法，所述方法包括： 将至少一个间隔件定位在多个玻璃基材的成对相邻玻璃基材之间，至少一个间隔件包括界 定开口内部的封闭外部框部分，且其中一个或多个间隔件的热膨胀系数与多个玻璃基材的 热膨胀系数之差小于10x10V°C。在某些实施例中，玻璃基材可具有的尺寸使得所述多个 玻璃基材的每个玻璃基材的主表面具有至少5m2的表面面积。
[0014] 相邻的玻璃基材和至少一个间隔件形成由相邻玻璃基材和至少一个间隔件界定 的封围空间。
[0015] 将多个玻璃基材W大致垂直定向支承，其中多个玻璃基材和定位在相邻玻璃基材 之间的一个或多个间隔件用偏置力W接触关系偏置在一起并在烙炉内加热。在加热过程之 后，允许玻璃基材冷却。多个玻璃基材冷却后的偏离平面扭曲不超过100ym。
[0016] 采用多个间隔件可用在相邻玻璃基材之间，并布置成垂直和/或水平阵列。较佳 地，定位在某些成对玻璃基材之间的相邻间隔件在每个相邻间隔件的外侧非质量边缘区域 处彼此接触。
[0017] 较佳地将多个玻璃基材加热到高于多个玻璃基材的退火点且低于多个玻璃基材 的软化溫度的溫度。在某些实施例中，根据玻璃成分，将多个玻璃基材加热到高于70(TC的 溫度。
[0018] 至少一个间隔件可由玻璃组成。较佳地，至少一个间隔件的玻璃的成分与多个玻 璃基材的玻璃成分是相同的玻璃成分。
[0019] 在某些实施例中，烙炉包括外部封围壁和内部封围壁和第一侧W及第二侧。第一 多个限制销延伸穿过烙炉第一侧上的内部封围壁和外部封围壁，第一多个限制销刚性地安 装到支承结构。第二多个限制销延伸穿过烙炉第二侧上的内部封围壁和外部封围壁，其中 第二组限制销中的每个限制销沿限制销的纵向轴线可移动。用第二多个限制销对多个玻璃 基材施加偏置力。
[0020] 在另一实施例中，描述了一种热处理多个玻璃基材的设备，包括：烙炉，该烙炉包 括外部封围壁、内部封围壁、第一侧和第二侧；第一多个限制销，第一多个限制销延伸穿过 烙炉的第一侧上的外部封围壁和内部封围壁进入由烙炉限定的内部容积，第一多个限制销 被限制成防止销相对于内部封围壁的运动。第二多个限制销延伸穿过烙炉第二侧上的外部 封围壁和内部封围壁，且第二多个限制销中的每个限制销沿限制销的纵向轴线可移动。第 二多个限制销包括偏置组件W对多个玻璃基材施加偏置力。偏置组件可包括例如气动缸和 /或弹黃。位置传感器可联接到第二多个限制销中的每个限制销。位置传感器将关于限制 销的位置的信息中继到与第二多个限制销的每个偏置组件电通信的计算机。计算机基于接 收到的位置信息分别控制限制销的位置。
[0021] 为了在例如加热和冷却期间适应内壁的膨胀和收缩，烙炉内壁可W是權皱的。
[0022] 第一多个限制销中的每个限制销包括与多个玻璃基材中的玻璃基材接触的接触 件和联接到偏置组件的延伸件，且其中接头可动地连接接触件和延伸件。
[0023] 类似地，第二多个限制销中的每个限制销还可包括与多个玻璃基材中的玻璃基材 接触的接触件和联接到偏置组件的延伸件，且其中接头可动地连接接触件和延伸件。在某