玻璃基板粘附控制的制作方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35u.s.c.§119要求于2018年3月7日提交的美国临时申请第62/639,707号的优先权的权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本公开内容涉及控制在具有平面表面的玻璃基板与具有平面表面的另一制品之间的粘附，并且更具体地，涉及控制平坦玻璃基板与平面表面的粘附的方法。
背景技术：
由于若干类型的材料相互作用，彼此紧密地接触的平坦表面经常会粘附。根据所涉及的材料体系以及几何和/或构造因素，分开两个表面所需的力可以从微小变化到非常显著。这可能对平板显示器制造工艺提出了重大挑战，其中大尺寸、高度平坦且薄的玻璃基板通常与同样大的平坦表面(诸如金属表面)接触，该平坦表面通常用作真空处理设备(诸如化学气相沉积腔室和物理气相沉积腔室)中的真空吸盘或基座。
例如，用于构建显示面板的平板显示器玻璃(并特别是显示面板的包括薄膜晶体管的部分)由两侧组成：功能侧(“背板”)(a侧)与非功能b侧，薄膜晶体管(tft)可以被构建在功能侧上。在处理期间，b侧玻璃与各种材料(即纸张、金属、塑料、橡胶、陶瓷等)接触，并且可通过摩擦带电来积聚静电电荷。例如，当将玻璃基板引入生产线中并从玻璃基板上剥离交织材料时，玻璃基板可以积聚静电电荷。此外，在用于半导体沉积的制造工艺期间，玻璃基板常常被放置在执行沉积的夹持台上，其中b侧与夹持台接触。例如，夹持台可以在处理期间经由夹持台中的一个或多个真空端口约束玻璃。当从夹持台移除玻璃基板时，玻璃基板的b侧可以通过摩擦带电和/或接触带电而带静电电荷。这种静电电荷可能引起许多问题。例如，玻璃基板可以经由静电电荷粘附到夹持台上。术语“粘滞效应(stiction)”在本文中用于指代当这两个表面处于静态接触状态时需要克服以分开这两个表面的法向力，并且本文将可互换地使用“粘滞力”和“粘附力”。其中粘滞效应可能成问题的两个示例性环境为大规模的在具有通常由陶瓷材料制成的基座的等离子体增强化学气相沉积(pecvd)腔室中或在使用金属真空吸盘的光刻处理设备中。在某些情况下，将这些平坦表面彼此分开可能要求超过玻璃强度的力，从而导致玻璃基板破裂。
除了破损问题之外，显示器应用中使用的平坦玻璃基板的粘附可能导致装置良率损失，这是由于薄膜晶体管(tft)图案未对准(即过量的总间距变化，这是指特征对准的变化(诸如配准标记))而造成的，tft图案未对准是由于在光刻工艺中玻璃面板和夹持表面之间的不均匀配合/粘合造成的。随着玻璃片变薄，并且用于tft的玻璃片上的金属线宽/间距变得更紧密，在这些类型的处理期间保持非常精确的对准是非常重要的。不均匀的表面配合可能是成功图案化工艺中最显著的瓶颈。鉴于这些挑战，非常需要适当的玻璃表面处理，以有效地提供对给定接触条件的所需和/或可控制的粘附响应。根据具体的应用和处理条件，可能需要防粘玻璃表面或促粘玻璃表面(或两者的组合)。因此，希望提供可控制地和可预测地调节平坦玻璃基板的粘附性质的方式。
技术实现要素：
根据本文所公开的一个或多个实施例，一种用于处理包括相对主表面的玻璃片的方法包括：使玻璃片的相对主表面中的至少一个与流体施加器设备和液体蚀刻剂组合物接触，液体蚀刻剂组合物包括乙酸、氟化氨和水，该接触是以液体蚀刻剂向相对主表面中的至少一个转移的预定速率进行。该方法进一步包括：控制预定液体转移速率，以可调整地使相对主表面中的至少一个纹理化并提供纹理化主表面，其中当纹理化主表面和平面表面被放置成接触时，在纹理化主表面与平面表面之间存在粘附力，并且其中粘附力在目标粘附力范围内。
在一个或多个实施例中，提供一种修改包括相对主表面的玻璃片的方法。该方法包括：用液体蚀刻剂填充容器的贮存器，液体蚀刻剂具有可调整的液体蚀刻剂深度，液体蚀刻剂包括一定量的乙酸、一定量的氟化氨和一定量的水，以及使辊的外周边的部分与液体以某一接触角度和某一浸辊深度ds接触，辊相对于容器可旋转地定位为以某一旋转速率旋转，其中旋转辊使液体蚀刻剂从贮存器移动成接触玻璃片的相对主表面中的至少一个。修改方法进一步包括：可控制地改变旋转速率、接触角度和浸辊深度d中的至少一者，以可调整地使相对主表面中的至少一个纹理化，其中当纹理化主表面和平面表面被放置成接触时，在纹理化主表面与平面表面之间之间存在粘附力，并且其中粘附力在目标粘附力范围内。
应理解，上文的一般描述与下文的详细描述呈现本公开内容的实施例，并且旨在提供概览或框架以便了解所要求保护的实施例的本质和特性。包括附图以便进一步了解实施例，这些附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图说明本公开内容的各种实施例，并与描述一起解释实施例的原理和操作。
附图说明
图1示出了根据本公开内容的实施例的流体施加器设备的示意图。
图2是沿图1中2-2线的流体施加器设备的示意性剖视图，其中可调节堰，处于延伸定向，以提供在较高高度处的自由表面；
图3示出了图1的视图3处的流体施加器设备的放大视图，其中液体的自由表面在较高高度处；
图4示出了类似于图2的流体施加器设备的示意性剖视图，但显示了可调整堰出于回缩定向，以提供在较低高度处的自由表面；
图5示出了类似于图4的流体施加器设备的放大视图，但显示了液体的自由表面在较低高度处；
图6至11示出了当基板横过一系列辊时处理基板的方法的实施例；
图12是根据本文公开的实施例的示例性粘附力测量设备的示意性透视图；
图13是图12设备的侧剖视图；
图14a是图12的设备的基板接触部件的平面表面的底部透视图，其中多个平行通道凹入到平面表面中；
图14b是基板接触部件的替代平面表面的底部透视图，其中凹入到平面表面中的通道包括垂直于通道的至少另一个区段的区段；
图15a至15c是基板接触部件和基板在第一位置、第二位置和第三位置之间相对于彼此移动的侧透视图；
图16是显示粘附力测量设备和基板在第一位置、第二位置和第三位置之间相对于彼此移动时作为时间的函数的总负载的图表；
图17是显示粘附力测量设备和基板在第一位置与第二位置之间相对于彼此移动时作为时间的函数的总负载的分解图的图表；
图18是显示粘附力测量设备和基板在第二位置与第三位置之间相对于彼此移动时作为时间的函数的总负载的分解图的图表；
图19是显示比较例1和实施例1样品的左y轴的粘滞力对浸渍水平和右y轴的粘滞改进％的曲线图；
图20是显示比较例1a和实施例1样品的左y轴的粘滞力对浸渍水平和右y轴的粘滞改进％的曲线图；
图21是针对根据实施例1和比较例1a处理的样品的相对于经由原子力显微镜分析获得的以ra数据形式的平均粗糙度绘制的粘滞力的曲线图；
图22是显示比较例2和实施例2基板的左y轴的粘滞力对浸渍水平和右y轴的粘滞改进％的曲线图；
图23是显示对于实施例3与4，比较实施例3与4基板与比较例3与4基板的左y轴的粘滞力对浸渍水平和右y轴的粘滞改进％的曲线图；
图24是粘滞力数据对蚀刻时间的曲线图，显示了与比较例3(右侧的cntl-内y轴)与4(右侧的cntl-外y轴)基板相比，实施例3和4基板的粘滞改进。
具体实施方式
公开了处理具有相对主表面的玻璃基板(例如玻璃片)的方法，以获得玻璃片和平面之间的粘附力，粘附力在目标粘附力范围内。在一个或多个实施例中，一种用于处理玻璃基板(诸如玻璃片)的方法包括：使玻璃片的相对主表面中的至少一个与流体施加器设备和液体蚀刻剂组合物接触，液体蚀刻剂组合物包括乙酸、氟化氨和水，该接触是以液体蚀刻剂向相对主表面中的至少一个转移的预定速率进行。该方法进一步包括：控制预定液体转移速率，以可调整地使相对主表面中的至少一个纹理化并提供纹理化主表面，其中当纹理化主表面和平面表面接触时，在纹理化主表面与平面表面之间之间存在粘附力，并且其中粘附力在目标粘附力范围内。
在一个或多个实施例中，流体施加器设备可包括可将流体传输到玻璃基板的任何合适的装置。例如，流体施加器可从由以下项组成的组中的一种或多种选择：喷嘴、布、海绵、垫、辊和/或刷。因此，流体施加器可包括喷嘴和垫，或喷嘴和辊，或喷嘴和刷。在一些实施例中，流体施加器可包括布和海绵，或布和垫，或布和辊，或布和刷。垫可以包括用于将流体施加到基板的任何合适类型的物质或材料，例如，垫可以包括材料的组合，例如用布或其他织物包裹的海绵。类似地，辊可包括外表面，外表面包括在流体施加操作期间接触基板的织物、纤维、细丝、刷毛或布。在特定实施例中，流体施加器设备包括辊。在一些特定的实施例中，辊包括多孔材料(例如海绵)，这将在下文进一步描述。在一些实施例中，辊包括聚氨酯化合物，聚氨酯化合物具有开放的多孔网络和约5肖氏a的硬度。在一些实施例中，流体施加器设备进一步包括容器，容器包括具有可调整的液体蚀刻剂深度的贮存器，辊具有外周边，辊相对于容器定位为以某一旋转速度旋转，并且辊的外周边以某一接触角度和某一浸辊深度“ds”接触液体蚀刻剂。
针对图1至11以流体施加器设备101的形式示出了流体施加器设备的非限制性实施例。图1示出了根据本公开内容的实施例的流体施加器设备101的示意图。流体施加器设备101可以由液体107接触基板105的第一主表面103a，基板105可以是玻璃片的形式。如图所示，基板105可进一步包括与第一主表面103a相对的第二主表面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之间。取决于特定应用，可以提供各种厚度。例如，厚度“t”可包括厚度为约50微米(microns，μm)至约1公分(cm)的基板，诸如约50微米至约1毫米(mm)，诸如约50微米至500微米，诸如约50微米至300微米。
如图所示，基板105的厚度“t”可以沿基板105的长度(例如基板105的整个长度(见图6-8))实质恒定。如图2和4进一步所示，基板105的厚度“t”可以沿着基板105的宽度实质恒定，此宽度可以垂直于长度。如进一步所示，基板105的厚度“t”可以沿基板105的整个宽度实质恒定。在一些实施例中，厚度“t”可以沿基板105的整个长度与整个宽度实质恒定。尽管未示出，但在进一步的实施例中，基板105的厚度“t”可以沿基板105的长度和/或宽度变化。例如，增厚的边缘部分(边缘珠)可以存在于宽度的外部相对边缘处，这可以由一些基板(例如玻璃带)的成形工艺产生。这种边缘珠的厚度通常可以大于玻璃带的高质量中心部分的厚度。但是，如图2和4所示，若由基板105形成，则这种边缘珠已经与基板105分开。
如图6-8所示，基板105可包括片材，片材包括前端105a和后端105b，其中基板105的长度在前端105a和后端105b之间延伸。在进一步的实施例中，基板105可包括可由带源提供的带。在一些实施例中，带源可以包括带卷轴，带卷轴可以被展开以由流体施加器设备101处理或修改。例如，带可以从带卷轴连续地展开，而带的下游部分用流体施加器设备101处理或修改。此外，随后的下游处理(未示出)可以将带分开成片，或者最终可以将处理过的带卷绕在存储卷轴上。在进一步的实施例中，带源可包括形成基板105的成形装置。在此类实施例中，可以从成形装置连续地拉出带并与流体施加器设备101接触以处理带。随后，在一些实施例中，然后可以将经处理的带分开成一个或多个片。或者，处理过的带随后可以卷绕在存储卷轴上。
在一些实施例中，基板105可包括硅(例如硅晶圆或硅片)、树脂或其他材料。在进一步的实施例中，基板105可包括氟化锂(lif)、氟化镁(mgf2)、氟化钙(caf2)、氟化钡(baf2)、蓝宝石(al2o3)、硒化锌(znse)、锗(ge)或其他材料。在更进一步的实施例中，基板105可包括玻璃(例如铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等)、玻璃陶瓷或包括玻璃的其他材料。在一些实施例中，基板105可以包括玻璃片或玻璃带，并且可以是柔性的且厚度“t”为约50微米至约300微米，但在进一步的实施例中可以提供其他厚度范围和/或非柔性配置。在一些实施例中，基板105(例如包括玻璃或其他光学材料)可用于各种显示应用，诸如液晶显示器(lcd)、电泳显示器(epd)、有机发光二极管显示器(oled)、等离子体显示面板(pdp)或其他应用。
根据所需的目标粘附力范围，流体施加器设备101可用于使基板与各种类型的液体107在基板105的第一主表面103a上接触。在一些实施例中，液体包括液体蚀刻剂组合物，液体蚀刻剂组合物设计用于使基板105的第一主表面103a纹理化。液体蚀刻剂组合物可包括材料蚀刻剂，材料蚀刻剂设计用于使形成基板105的第一主表面103a的特定材料纹理化。在一些实施例中，蚀刻剂可包括玻璃蚀刻剂以在第一主表面103a处对包括玻璃的基板105进行纹理化。在进一步的实施例中，蚀刻剂可包括适合在第一主表面103a处对包括硅的基板105进行纹理化的蚀刻剂。
在一些实施例中，流体施加器设备101进一步包括容器109，容器109包括贮存器111，其中液体107可以被包括在容器109的贮存器111内。如图1所示，流体施加器设备101可包括沿基板105的传送方向113串联布置的多个容器109(也参见图6中的109a-e至111)。尽管可以在未示出的实施例中提供单个容器109，但多个容器109可以增大改变贮存器111内的液体107的高度的响应时间，并且还可以允许对沿着传送方向113行进的基板105的不同部分的选择性处理速率。
参考图2，容器109还可包括可调整堰201，可调整堰201包括上边缘203。如图所示，贮存器111可包括第一端部111a和与第一端部111a相对的第二端部111b。如图所示，贮存器111的第二端部111b可至少部分地由可调整堰201限定。事实上，如图所示，可调整堰201可以充当容器109的容纳壁211的至少一部分，其中可以通过调整可调整堰201的高度“h”(参见图2和图4)来调整贮存器111内的液体107的自由表面205的高度。事实上，液体107的自由表面205可以在可调整堰201的上边缘203上延伸，然后可以在可调整堰201上溢出到溢流容纳区域207中。
流体施加器设备101还可包括入口端口208a，入口端口208a通向贮存器111的第一端部111a。如图所示，入口端口208a可以提供通过容器109的容纳壁211的液体入口路径。或者，尽管未示出，但入口端口208a可包括位于自由表面205上方的端口，端口注入液体107或以其他方式将液体107引入贮存器111。如如图2所示，泵115可以通过连接到入口端口208a的入口导管119从供应槽117驱动液体107，入口导管119可以与每个贮存器111相关联。在操作中，泵115可以连续地泵送液体107以从入口导管119流入贮存器111的第一端部111a。如如图2所示，过量液体107然后可以流过可调整堰201的上边缘203，然后作为溢流液体210溢出。可选地，溢流容纳区域207可以收集液体210的溢流，溢流可以于在基板105的第一主表面103a上提供纹理的整个过程中连续地溢出可调整堰201。可选地，如图3所示，可调整堰201可以位于出口端口208b和入口端口208a之间。实际上，可调整堰201对入口端口208a和出口端口208b之间的液体107提供阻碍。由于可调整堰201可以位于入口端口208a和出口端口208b之间，因此只有在可调整堰201的上边缘203上溢出(例如，连续溢出)的液体107可以从入口端口208a到达出口端口208b。
出口导管121可以连接到出口端口208b，出口端口208b可以与每个贮存器111相关联。在操作中，液体可以重力供给或以其他方式通过出口导管121从出口端口208b返回到供应槽117。如如图2所示，出口端口208b可以定位在入口端口208a的下游，使得液体107可以在贮存器111内流动，在方向213从入口端口208a流到出口端口208b。图3和5示意性地示出了出口端口208b比第二侧壁303更靠近第一侧壁301定位，而入口端口208a可以定位成比第一侧壁301更靠近第二侧壁303。在进一步的实施例中，入口端口208a、出口端口208b和/或出口端口208c可以沿垂直平面305定位，并且可以可选地穿过第一侧壁301和第二侧壁303之间的中点。
在一些实施例中，流体施加器设备101可包括另一个出口端口208c，出口端口208c通向贮存器111的第二端部111b。如图所示，出口端口208c可设置有穿过容器109的容纳壁211的液体路径。如图2示意性所示，出口端口208c(若提供的话)可以可选地设置有帽215，帽215设计成堵塞出口端口208c以防止液体107从贮存器111排出。或者，出口端口208c可设置有收集容器217，以从贮存器111排出液体107。事实上，在足够的使用时间之后，可能需要冲洗系统以从容器109中移除所有液体107。在一个实施例中，为了冲洗系统，可以从出口端口208c移除盖215，并且液体107可以被从容器109排出到收集容器217中以便处理或回收。
在更进一步的实施例中，换能器设备219可以设置有换能器221和帽223。换能器221可以插入贮存器111中并通过盖223固定就位，盖223接合出口端口208c以防止液体107从贮存器111中排出。换能器221可以经由液体107发射超声波，以增强基板105的第一主表面103a的处理和/或增强利用来自贮存器111的液体107对基板105的第一主表面103a进行纹理化所实现的功能。
在进一步的实施例中，泵225可以连接到出口端口208c以脉冲或以其他方式通过出口端口208c引入液体107。通过出口端口208c引入液体107(例如脉冲液体107)可以增强贮存器111内的液体107混合和/或流动特性。
由于可调整堰201可以提供可调整的高度，液体107可以设置有可调整的深度d1、d2。出于本申请的目的，液体107的深度被认为限定在液体107的自由表面205的位置与容器109的容纳壁211的下内表面209的对应位置之间，下内表面209至少部分限定贮存器111的较低范围，其中下内表面209的相应位置与自由表面205在重力方向上的位置对齐。在一些实施例中，如图2所示，对应于可调整堰201的调整位置的液体107的深度，可以在从第一端部111a到第二端部111b的方向213上从第一端部111a的第一深度“d1”增大到第二端部111b的第二深度“d2”，第二深度“d2”可以大于第一深度“d1”。在一些实施例中，如图2所示，下内表面209可以在重力方向和方向213上向下倾斜。如图所示，在方向213上的这种向下倾斜可以是连续的倾斜，其可以是直的(如图所示)或弯曲的。在进一步的实施例中，可以在方向213上提供阶梯式或其他向下倾斜的构造，然而在方向213上的连续向下倾斜可以避免液体107陷在停滞空间而没有在贮存器111内适当循环。沿着方向213向下倾斜，可以帮助促进液体107沿方向213流动，并且与具有向上倾斜或没有倾斜的实施例相比，还可以帮助促进贮存器111内的液体107的循环和混合。
如图2中进一步所示，流体施加器设备101可进一步包括相对于容器109可旋转地安装的辊227。驱动机构229可以连接到旋转轴231，旋转轴231沿着辊227的旋转轴233延伸。驱动机构229可以向旋转轴231施加扭矩，以使辊227在方向123上绕旋转轴233旋转(参见图3)。驱动机构229可以包括驱动马达，驱动马达可以经由联轴器直接连接到旋转轴231，或者可以经由驱动带或驱动链间接地连接到旋转轴。在一些实施例中，可以提供单个驱动马达，其中一个或多个驱动带或驱动链同时围绕每个相应的旋转轴233以相同的旋转速度旋转多个辊227。或者，单独驱动马达可以与每个相应的旋转轴231相关联，以允许辊227相对于彼此独立旋转。
如图2中进一步所示，在一些实施例中，辊227的旋转轴233可以在方向213上从第一端部111a延伸到第二端部111b。因此，辊可以定向为使得辊的第一端227a和第二端227b之间的辊227的长度，定向在从第一端部111a到第二端部111b的液体流动方向213上。如图所示，辊227的这种纵向定向可以最小化对方向213中的液体流动的阻力。此外，如图2所示，辊227的第一侧处的自由表面205a，可以保持在与辊227的第二侧处的自由表面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，可以增强辊在将液体107从贮存器111提升到基板105的第一主表面103a时的功能。
如图2所示，辊227的外周边235可由多孔材料限定。多孔材料可以包括闭孔多孔材料，但是开孔多孔材料可以容易地吸收一定量的液体以提高从贮存器111到基板105的第一主表面103a的液体转移速率。限定辊227的外周边235的材料，可包括由聚氨酯、聚丙烯或其他材料制成的刚性或柔性材料。此外，在一些实施例中，辊227的外周边可以是光滑的，不具有孔或其他表面不连续点。在进一步的实施例中，辊227的外周边可以图案化有棘爪、凹槽、滚花或其他表面图案。在更进一步的实施例中，外周边可以包括织物的辊绒毛和/或可以包括诸如纤维、刷毛或细丝的突起。
在一些实施例中，辊227可包括在整个辊上具有连续组成和构造的整体圆筒。在进一步的实施例中，如图所示，辊227可包括内芯237和设置在内芯237上的外层239，外层239限定辊227的外周边235。如图所示，内芯237可包括实心内芯，但在其他实施例中可提供中空内芯。内芯可以促进扭矩的传递以使辊227旋转，而外层239可以由材料制成，此材料设计成使液体107依所需从贮存器提升并转移到基板105的第一主表面103a上。
如图3所示，辊227的直径307可以是例如约10mm至约100mm，例如约10mm至约80mm，或20mm至约50mm，但是在其他实施例中可提供具有其他直径的辊。如进一步所示，辊227的外周边235的一部分309可以设置在液体的可调整深度内，并且可以延伸到自由表面205下方的浸辊深度“ds”，从0.5mm到辊227的直径307的50％。在一些实施例中，浸辊深度“ds”可以为约0.5mm至约25mm，诸如约0.5mm至约10mm，但在其他实施例中可以提供其他浸入深度。出于本申请的目的，浸辊深度“ds”被认为是辊227的最低部分在自由表面205下方延伸的深度。如图3所示，浸辊深度“ds”是最大深度平面311偏离自由表面205的距离，其中最大深度平面311平行于自由表面205并且与所示圆柱辊227的最低点相切地延伸。
如图3和5中进一步所示，辊227以宽范围的接触角度a1、a2接触液体107。在一些实施例中，接触角度a1、a2可以从90°到小于180°，以提供从贮存器111到基板105的第一主表面103a的所需液体转移速率。出于本申请的目的，接触角度被认为是面向朝向基板的第一主表面103a的方向315，在接触平面313和穿过辊227的旋转轴233的垂直平面305之间的角度。出于本公开内容的目的，接触平面313被认为是与旋转轴233和自由表面205的高度的延伸部317与辊227的外周边235的交叉线319相交的平面。事实上，如图3和图5所示，自由表面205的延伸部317在交叉线319处与辊227的外周边235相交。接触平面313被认为是包括交叉线319和旋转轴233的平面。如图3所示，自由表面205a、205b可以在辊227的每一侧上相同。因此，辊227的每侧的接触角度可以彼此相同。在进一步的实施例中，若自由表面205a、205b处于不同的高度，则可以在辊227的每一侧上提供两个不同的接触角度。
现在将描述处理或修改基板105以可调整地使相对主表面中的至少一个纹理化的方法。处理或修改基板105的方法，可包括用液体107(例如蚀刻剂)填充容器109的贮存器111。在一些实施例中，填充贮存器111可包括通过入口端口208a引入液体。在进一步的实施例中，泵115可以通过入口导管119将液体从供应槽117提供到入口端口208a。在一些实施例中，容器109的贮存器111可以连续地填充液体107，同时接触基板105的第一主表面103a，而液体通过辊227转移到第一主表面103a。
处理或修改基板105的方法，还可包括使辊227的外周边235的一部分由接触角度a1、a2与液体107接触。在一些实施例中，如图3和图5中所示，接触角度可以从90°到小于180°。方法还可以包括改变液体107的自由表面205的高度。出于本申请的目的，参考图4所示，液体107的自由表面205的高度“e”被认为是相对于参考高度401，参考高度401在任何可能的调整高度处低于自由表面205的高度。在自由表面205的任何调整的高度总是高于海平面的实施例中，参考高度401可以可选地被认为是海平面。
可以以各种方式实现改变高度的方法。例如，改变自由表面205的高度“e”，可以包括改变填充贮存器111的进入液体的填充速率(例如通过入口端口208a)和/或改变流出液体的离开贮存器的流出速率(例如通过可调节堰201)。在进一步的实施例中，利用可调节堰201可以实现在更高程度的液体高度“e”的位准变化下的增大的响应时间。因此，本公开内容的任何实施例可包括通过调整可调整堰201来调整液体高度“e”。
利用可调整堰201改变液体高度“e”的方法，可以包括填充贮存器(诸如连续填充贮存器)，同时液体的自由表面205延伸过可调整堰201的上边缘203。来自贮存器111的液体210的量连续地溢出可调整堰201的上边缘203。为了快速减小图2所示的自由表面205的高度，致动器241可使可调整堰201沿向下方向243回缩，以使上边缘203从图2所示的上部位置移动到图4所示的下部位置。响应于可调整堰201的相对快速的回缩，自由表面205的高度可以快速减小到图4所示的高度“e”。
参考图4，若希望增大自由表面205的高度“e”，则致动器241可以使可调整堰201沿向上方向403从图4所示的下部位置延伸到图2所示的上部位置。因此，将液体107连续填充到贮存器中(例如通过入口端口208a)会继续填充贮存器111，从而增大液体107的自由表面205的高度“e”，直到达到稳定状态，其中液体持续溢出可调整堰201，如图2所示。
因此，改变自由表面205的高度“e”会改变接触角度a1、a2。事实上，将可调整堰201延伸到图2所示的上部位置，会使自由表面205的高度“e”增大，以使接触角度减小到“a1”，如图2所示。相对小的接触角度“a1”可以提供从贮存器111到基板105的第一主表面103a的相对高的液体转移速率。另一方面，将可调整挡板201回缩到图5所示的下部位置，会使自由表面205的高度“e”减小，以使接触角度增大到图5所示的“a2”。相对大的接触角度“a2”可以提供从贮存器111到基板105的第一主表面103a的相对低的液体转移速率。
方法还可包括使辊227绕旋转轴233旋转，以将液体从贮存器111转移到基板105的第一主表面103a。例如图3所示，辊227可以在方向123上旋转，以促进基板105在方向113上的平移，同时将转移的液体321从贮存器111提升，以由一层323转移液体321接触并纹理化具有第一主表面103a的基板105。在所示实施例中，基板105的第一主表面103a可以在液体107的自由表面205上方间隔开并面向自由表面205。在进一步的实施例中，辊227可以不机械地接触基板105的第一主表面103a。而是，如图3所示，转移液体的一部分325可以隔开基板105而不与辊227接触，同时将液体321从贮存器111转移到基板105的第一主表面103a。因此，基板105可以被支撑在每个辊227顶部上的转移液体的部分325上，因为基板105可以被纹理化并沿着方向113平移。
如上所述，通过升高可调整堰201的上边缘203以减小接触角度，可以增大液体转移速率。事实上，在图2所示的延伸位置，可调整堰201使自由表面上升到图2和3中所示的高度。在图3所示的减小的接触角度“a1”下，与较高的接触角度相比，在辊227的外周边235上提升的转移液体层321的膜厚度“f”可以相对较厚。因此，如图3所示，可以实现从贮存器111到基板105的第一主表面103a的转移液体321的传输速率的增大。在此类实施例中，如图4所示，转移液体321的相对厚的层323可以接触基板105的第一主表面103a。
如上所述，通过减小可调整堰201的上边缘203以增大接触角度，可以减小液体转移速率。事实上，在图4所示的回缩位置，可调整堰201使自由表面下降到图4和5中所示的高度。在图4所示的增大的接触角度“a2”下，与较小的接触角度相比，在辊227的外周边235上提升的转移液体层321的膜厚度“f”可以相对较薄。因此，如图5所示，可以实现从贮存器111到基板105的第一主表面103a的转移液体321的传输速率的减小。在此类实施例中，如图5所示，转移液体321的相对薄的层323可以接触基板105的第一主表面103a。
增大或减小转移液体的转移速率，可有利于允许对基板105的不同部分进行选择性纹理化，或在基板的整个主表面上提供不同的纹理，以获得玻璃基板对平面表面的在目标粘附力范围内的粘附力。例如，图6至11示出了响应于基板105的后端105b接近辊227而进行减小液体转移速率的实施例。如图6至11所示，流体施加器设备101可包括沿着沿方向113行进的基板105的行进路径彼此间隔开的多个传感器601、701、801、901、1001。如图6所示，尾端105b接近并且可以最终由第一传感器601侦测。然后，第一传感器601可以通过通信路径将信号发送到控制器125(参见图1)。作为响应，控制器125可以向致动器241发送信号，此信号使得第一容器109a的可调整堰201在向下方向243上从图2所示的位置回缩到图4所示的回缩位置。作为响应，第一容器109a内的液体107的自由表面205的高度“e”从图6所示的高度迅速下降至图7所示的高度。由于高度“e”的快速下降，接触角度增大(例如增大到a2)，从而减小了在尾端105b通过与第一容器109a相关的辊227时，转移液体321从贮存器111提升到基板的第一主表面103a的速率。转移液体321的转移速率的减小可以减少液体的飞溅，当尾端105b通过与第一容器109a相关联的辊227时，飞溅的液体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，辊可以提供与相对小的接触角度“a1”相关的增大的转移液体321的转移速率，以使辊充分接触第一主表面103a，同时还提供相对大的接触角度“a1”以当后端105b经过辊时减小转移液体321被辊227提升的速率，以避免液体不合需要地溅到基板105的第二主表面103b上。高度“e”的变化也改变了浸辊深度ds。如下文进一步论述的，接触角度、浸辊深度ds和/或辊旋转速率的变化，对在被处理的基板的主表面上获得的纹理有影响。
在一些实施例中，控制器125包括中央处理单元(cpu)、存储器和支持电路(未示出)。控制器125可以控制高度“e”，这也改变接触角度和浸辊深度ds，以及辊的旋转速率。控制器125可以直接(或经由与特定监视系统和/或支持系统组件相关联的计算机(或控制器))控制这些参数。控制器125可以是任何形式的通用计算机处理器中的一种，其可以在工业设置中用于控制机器部件定位和旋转速率以及在流体施加器设备中使用的子处理器。控制器125的存储器或计算机可读取介质，可以是容易获得的存储器中的一个或多个，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、磁盘、硬盘、光学存储介质(例如光盘或数字视频光盘)、快闪碟、或任何其他形式的数字贮存器(本端或远程的)。支持电路耦合至cpu以由常规方式支持cpu。这些电路包括快取、电源供应器、频率电路、输入输出系统、与子系统等等。一个或多个程序或查找表可以作为软件例程存储在存储器中，此软件例程可以被执行或调用以控制流体施加器设备101的操作。软件例程亦可被由第二cpu(未图示)存储和/或执行，第二cpu位于由cpu控制的硬件的远程处。控制器125可以经由硬线连接或无线连接，例如使用蓝芽或其他合适的无线连接。
如图7所示，尾端105b然后接近并且可以最终由第二传感器701检测。然后，第二传感器701可以经由通信路径将信号发送到控制器125。作为响应，控制器125可以向致动器241发送信号，此信号使得第二容器109b的可调整堰201在向下方向243上从图2所示的位置回缩到图5所示的回缩位置。作为响应，第二容器109b内的液体107的自由表面205的高度“e”从图7所示的高度迅速下降至图7所示的高度。由于高度“e”的快速下降，接触角度增大(例如增大到a2)，从而减小了在尾端105b通过与第二容器109b相关的辊227时，转移液体321从贮存器111提升到基板的第一主表面103a的速率。转移液体321的转移速率的减小可以减少液体的飞溅，当尾端105b通过与第二容器109b相关联的辊227时，飞溅的液体可能以其他方式不合需要地落在第二主表面103b上。
以类似的方式，如图8-11所示，尾端105b随后循序接近并且最终可以由传感器801、901、1001循序侦测。然后，传感器801、901、1001可以经由通信路径将相应的信号发送到控制器125。响应于每个循序信号，控制器125可以分别向与第三容器109c、第四容器109d、第五容器109e中的每一个相关联的致动器241发送循序信号，以循序地回缩第三容器109c、第四容器109d、第五容器109e的可调整堰201。然后，将可调整堰201从图3所示的位置沿向下方向243循序回缩到图5所示的回缩位置。作为响应，液体107的自由表面205的高度“e”在第三容器、第四容器和第五容器内循序快速下降。由于高度“e”的快速下降，接触角度增大(例如增大到a2)，从而减小了在基板105的尾端105b通过与每一循序容器109c、109d、109e相关的每一循序辊227时，转移液体321从贮存器111提升到基板的第一主表面103a的速率。转移液体321的转移速率的减小可以减少液体的飞溅，当尾端105b通过与容器109c、109d、109e中的每一个相关联的对应辊227时，飞溅的液体可能以其他方式不合需要地落在第二主表面103b上。
尽管未示出，但一旦基板105的后端105b经过辊227，可调整堰201就可以再次延伸到图5所示的位置，以提高液体的自由表面205的高度，以提供增大的液体转移速率，以准备基板在与方向113相反的方向上返回或准备接收新的基板。事实上，基板可以沿着方向113以及与方向113相反的方向来回传递，以实现基板103的第一主表面103a的所需纹理。可以在每次连续通过期间施加新的蚀刻剂，以在每次通过期间提供额外的纹理化(由可能的清洗或其他工艺中间步骤)，直到实现期望的纹理化水平。
在一个或多个实施例中，控制上文针对图1至11所述的影响液体转移速度的各种处理参数中的一个，致能了控制预定液体转移，以可调整地使所述相对主表面中的所述至少一个纹理化并提供纹理化主表面，其中当纹理化主表面和平面表面接触时，在纹理化主表面与平面表面之间之间存在粘附力，并且其中粘附力在目标粘附力范围内。在特定实施例中，针对图1至11所示的流体施加器设备101可包括容器与辊，容器包括具有可调整的液体蚀刻剂深度的贮存器，辊相对于容器可旋转地定位为以某一旋转速率旋转，使得辊的外周边以某一接触角度和某一浸辊深度“ds”接触液体蚀刻剂。控制和/或调整影响液体转移速率的参数，以在相对主表面中的至少一个上提供所需的纹理，以在玻璃片与平面表面接触时获得在目标粘附力范围内的粘附力。在一些实施例中，辊的外周边包括多孔材料。
在一个或多个实施例中，预定液体转移速率由以下中的至少一者的选定值来确定：接触角度、浸辊深度“ds”、和旋转速率，并且选定值与预定液体转移速率相关。因此，根据一些实施例，可以获得一系列单独接触角度值的经验数据，以确定单独接触角度对液体转移速率的影响。然后将每个单独的接触角度值与单独液体转移速率值相关联。然后将每个单独的液体转移速率值与在玻璃片的相对主表面中的至少一个上获得的纹理相关联。然后，通过对单独液体转移速率值中的每一个所获得的纹理测量平面表面上的玻璃片的粘附力值，将对每个单独液体转移速率值所获得的纹理相关联于玻璃片对平面表面的粘附力值。
对于从单独液体转移速率值的范围获得的各种纹理中的每一种，可以如下文进一步描述的那样测量平面上的玻璃片的粘附力值。针对单独传输速率值范围获得的各种纹理中的每一个，可以与玻璃片对特定平面表面的粘附力相关联，特定平面表面例如用于真空处理设备中使用的真空吸盘或基座中使用的金属平面表面，在制造操作中玻璃片可以被放置于真空吸盘或基座上。
类似地，可以获得一系列单独浸辊深度“ds”值的经验数据，以确定单独浸辊深度“ds”值对液体转移速率的影响。然后将单独浸辊深度“ds”值中的每一个与单独液体转移速率值相关联。然后将每个单独的液体转移速率值与在玻璃片的相对主表面中的至少一个上获得的纹理相关联。然后，通过对单独液体转移速率值中的每一个所获得的纹理测量平面表面上的玻璃片的粘附力值，将对每一单独液体转移速率值所获得的纹理相关联于玻璃片对平面表面的粘附力值。
类似地，可以获得一系列单独辊旋转速率值的经验数据，以确定单独辊旋转速率值对液体转移速率的影响。然后将单独辊旋转速率值中的每一个与单独液体转移速率值相关联。然后将每个单独的液体转移速率值与在玻璃片的相对主表面中的至少一个上获得的纹理相关联。然后，通过对单独液体转移速率值中的每一个所获得的纹理测量平面表面上的玻璃片的粘附力值，将对每一单独液体转移速率值所获得的纹理相关联于玻璃片对平面表面的粘附力值。
接触角度、浸辊深度“ds”和辊旋转速率的值，以及其凭经验确定的对具有各种平面表面材料(例如金属、聚合物等)的各种玻璃组合物的玻璃基板的液体转移速率、纹理和粘附力的关系，可以存储在控制器125的存储器中的查找表中。在处理或修改玻璃片期间，控制器可以选择和/或调整接触角度、浸辊深度“ds”和辊旋转速率中的一个或多个的值，以及其对液体转移速率的关系，以可调整地获得所需纹理以及在目标粘附力范围内的粘附力。当与蚀刻剂接触的玻璃板的主表面与平面表面接触时，除了接触角度之外，浸辊深度“ds”和辊旋转速率、液体蚀刻剂组合物中的乙酸的量和/或氟化氨的量，将对玻璃片的粘附力产生影响。因此，可以将液体蚀刻剂组合物的组成调整到预选值，以获得所需的纹理和粘附力，此粘附力在于平面表面上的玻璃基板的目标粘附力范围内。
在一个或多个实施例中，预定液体转移速率由以下中的至少一者的选定值来确定：接触角度、浸辊深度“ds”、和旋转速率，并且选定值与预定液体转移速率相关。
通过改变接触角度、浸辊深度ds、旋转速率、乙酸量和氟化氨量中的至少一个，可获得在玻璃片对平面表面的目标粘附力范围内的粘附力。
在一些实施例中，通过改变旋转速率或通过将旋转速率设定为预定值，来获得目标粘附力范围内的粘附力，以获得目标粘附力范围内的粘附力。在一些实施例中，通过改变旋转速率或通过将旋转速率设定为预定值，来获得目标粘附力范围内的粘附力，以获得目标粘附力范围内的粘附力。在一些实施例中，通过改变浸辊深度ds或通过将浸辊深度ds设定为预定值，来获得玻璃片对平面表面的目标粘附力范围内的粘附力，以获得目标粘附力范围内的粘附力。在一些实施例中，旋转速率和浸辊深度ds都被改变或设定为预定值，以获得玻璃片对平面表面的目标粘附力范围内的粘附力。
液体蚀刻剂组合物中乙酸的量也可以变化。在一些实施例中，乙酸在液体蚀刻剂组合物中的存在量为约20％至约70％重量，约30％至约65％重量，约40％至约65％重量，或约50％至约60％重量。在一些实施例中，氟化氨在液体蚀刻剂组合物中的存在量为约5％至约40％重量，约5％至约35％重量，约5％至约30％重量。或约10％至约25％重量。在一些实施例中，水在液体蚀刻剂组合物中的存在量为约10％至约50％重量，约15％至约45％重量，约15％至约40％重量或含量为约20％(重量)至约35％(重量)。在方法的一些实施例中，玻璃片是化学强化玻璃片。
在其他实施例中，可以使用图1至11所示的设备，来实施修改包括相对主表面的玻璃片的方法。修改玻璃片的方法包括：用液体蚀刻剂填充容器的贮存器，液体蚀刻剂具有可调整的液体蚀刻剂深度，液体蚀刻剂包括一定量的乙酸、一定量的氟化氨和一定量的水；以及使辊的外周边的部分与液体以某一接触角度和某一浸辊深度ds接触，辊相对于容器可旋转地定位为以某一旋转速率旋转，其中旋转辊使液体蚀刻剂从贮存器接触玻璃片的相对主表面中的至少一个；以及可控制地改变旋转速率、接触角度与浸辊深度ds中的至少一个，以可调整地纹理化相对主表面中的至少一个，并提供纹理化主表面以获得在目标粘附力范围内的粘附力，在玻璃片被放置为接触平面表面时。方法可以变化，液体蚀刻剂组合物中的乙酸也可以变化。在一些实施例中，乙酸在液体蚀刻剂组合物中的存在量为约20％至约70％重量，约30％至约65％重量，约40％至约65％重量，或约50％至约60％重量。在一些实施例中，氟化氨在液体蚀刻剂组合物中的存在量为约5％至约40％重量，约5％至约35％重量，约5％至约30％重量。或约10％至约25％重量。在一些实施例中，水在液体蚀刻剂组合物中的存在量为约10％至约50％重量，约15％至约45％重量，约15％至约40％重量或含量为约20％(重量)至约35％(重量)。
在修改玻璃片的方法的一些实施例中，辊包括多孔表面。在一些实施例中，旋转速率、接触角度和浸辊深度ds可由控制器控制。在一些实施例中，控制器将旋转速率、接触角度和浸辊深度ds中的至少一个控制为预定值，以获得玻璃片对平面表面的目标粘附力范围内的粘附力。在一些实施例中，控制器被设定为在完成方法时造成粘附力的增大。在一个或多个实施例中，控制器被设定为在完成方法时造成粘附力范围的减小。
在一些实施例中，本文所述方法可用于制造和提供玻璃基板，玻璃基板具有可预测的和“可调谐的”(即可调整的)对平面表面的粘滞或粘附性质，玻璃基板在制造过程或运输过程中将与此平面表面接触。因此，在一些实施例中，玻璃基板可被处理、修改、或在主要玻璃表面上被可调整地纹理化，为具有在目标粘附力范围内的相对高的粘附力，这促进与平面表面的粘附(又称加强粘滞(pro-stiction))。在其他实施例中，玻璃基板可被处理、修改、或在主要玻璃表面上被可调整地纹理化，为具有在目标粘附力范围内的相对低的粘附力(或没有粘附力)，这使得玻璃基板与平面表面不粘附(或由最少量的粘附力粘附)(又称抗粘滞(anti-stiction))。
本文所述方法可用于形成显示器玻璃制品，并且本公开内容的一个方面涉及通过本文所述方法制造的显示器玻璃制品。当玻璃制品的主表面与平面基板接触时，显示器玻璃制品包括在目标粘附力范围内的粘附力，以允许在制造操作中可调谐(即可调整)和可预测的加工和处理显示器玻璃制品。例如，在包装操作期间，玻璃制品的主表面可以放置成与聚合物平面表面接触。根据一个或多个实施例，当玻璃制品的主表面与聚合物主表面接触时，可以提供具有在目标粘附力范围内的可调谐和可预测的粘附力的玻璃制品。在其他实施例中，玻璃制品的主表面可以放置成与金属表面接触，诸如真空腔室或其他工艺腔室的台或吸盘。根据一个或多个实施例，当玻璃制品的主表面与金属主表面接触时，可以提供具有在目标粘附力范围内的可调谐和可预测的粘附力的玻璃制品(诸如玻璃片)。
在一些实施例中，处理或修改玻璃片的方法，可包括清洁玻璃板以除去有机和/或无机污染物，然后充分冲洗以除去任何残留物。可以使用溶液进行清洁，诸如可以包括清洁剂的水溶液。在一个实施例实例中，玻璃片最初可以用koh溶液洗涤，以除去表面上的有机污染物和灰尘。可依所需替换其他洗涤溶液。在清洁之后，可以任选地冲洗玻璃基板，例如用去离子水冲洗。
冰醋酸在低于约17℃的温度下开始冻结。因此，在一些实施例中，蚀刻剂组合物的温度可以在约18℃至约90℃的范围内，例如在约18℃至约40℃的范围内，在约18℃至约35℃的范围内，在约20℃至约35℃的范围内。约18℃至约30℃，约18℃至约25℃，或甚至约18℃至约22℃。较低范围内的蚀刻剂组合物温度，例如，在18℃至30℃范围内的范围是有利的，因为这可以减小蒸气压并在玻璃上产生较少的蒸气相关缺陷。
另外，玻璃基板暴露于蚀刻剂组合物时玻璃基板本身的温度会影响纹理化结果。因此，当暴露于蚀刻剂组合物时，玻璃基板的温度可以为约20℃至约60℃，例如约20℃至约50℃，或者约30℃至约40℃。最佳温度取决于玻璃组成、环境条件和所需的纹理(例如表面粗糙度)。若使用蚀刻剂组合物浴，在某些情况下可以再循环以防止分层和耗尽。
与蚀刻剂组合物的接触时间可以从约5秒延伸至小于约10分钟，例如在约10秒至约数分钟的范围内，在约10秒至约3分钟的范围内，在约10秒至约90秒的范围内，或者在约10秒至约60秒的范围内，但是也可根据需要使用其他接触时间以实现所需表面纹理。与蚀刻剂组合物接触后的玻璃基板的表面纹理可随玻璃组成而变化。因此，针对一种玻璃组合物优化的蚀刻剂组合物配方，可能需要对其他玻璃组合物进行修改。这种修改通常通过本文公开的蚀刻剂组分范围内的实验来完成。
玻璃基板可包括能够承受本文明确或固有公开的处理参数的任何合适的玻璃，例如碱金属硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃。玻璃材料可以是二氧化硅基玻璃，例如代码2318玻璃、代码2319玻璃、代码2320玻璃、eagle
显示器玻璃基板可具有各种组成并可由不同的工艺形成。合适的成形工艺包括但不限于浮法和下拉法，例如狭缝拉制和熔合拉制法。例如参见美国专利第3,338,696号和美国专利第3,682,609号。在狭缝拉制和熔合拉制工艺中，新形成的玻璃片沿垂直方向定向。
玻璃基板可以专门设计用于制造平板显示器，并且可以表现出小于2.45g/cm3的密度，并且在一些实施例中，可以表现出液相线粘度(定义为液相线温度下玻璃的粘度)为大于约200,000泊(p)，或大于约400,000p，或大于约600,000p，或大于约800,000p。另外，合适的玻璃基板在0°至300℃的温度范围内可表现出实质上线性的热膨胀系数为28-35x10-7/℃，或28-33x10-7/℃，并且应变点高于约650℃。本文所使用的术语“实质上线性”，是指跨越指定范围的数据点的线性回归具有大于或等于约0.9，或大于或等于约0.95，或大于或等于约0.98或大于或等于约0.99，或大于或等于约0.995的确定系数。合适的玻璃基板可包括熔融温度低于1700℃的玻璃基板。
在所述方法的实施例中，玻璃基板包括组合物，其中玻璃的主要组分是sio2、al2o3、b2o3和至少两种碱土金属氧化物。合适的碱土金属氧化物包括但不限于mgo、bao和cao。sio2用作玻璃的基本玻璃形成剂并且具有大于或等于约64摩尔％，以为玻璃提供适合于平板显示器玻璃的密度和化学耐久性(例如适用于于主动矩阵液晶显示面板(amlcd)的玻璃)，并提供液相线温度(液相线粘度)以允许通过下拉工艺(例如熔合工艺)形成玻璃。合适的玻璃基板的密度可小于或等于约2.45克/cm3或小于或等于约2.41克/cm3，当抛光样品为在95℃下暴露于5％hcl溶液中24小时时，重量损失小于或等于约0.8毫克/cm2，当在30℃下暴露于1体积50重量％hf和10体积40重量％nh4f的溶液5分钟时，重量损失小于1.5毫克/cm2。
用于本公开内容的实施例的合适的玻璃基板，可具有小于或等于约71摩尔％的sio2浓度，以允许使用常规的高容量熔融技术熔融批料，例如在耐火熔融器中进行焦耳熔融(jouelemelting)。在一些实施例中，sio2浓度为约66.0摩尔％至约70.5摩尔％，或者为约66.5摩尔％至约70.0摩尔％，或者为约67.0摩尔％至约69.5摩尔％。
氧化铝(al2o3)是适用于本公开内容的实施例的另一种玻璃形成体。不受任何特定操作理论的束缚，据信等于或大于约9.0摩尔％的al2o3浓度，提供具有低液相线温度和相应的高液相线粘度的玻璃。使用至少约9.0摩尔％的al2o3也可以改进玻璃的应变点和模量。在详细的实施例中，al2o3浓度可以为约9.5至约11.5摩尔％。
氧化硼(b2o3)既是玻璃形成剂又是用于减小熔融温度的助熔剂。为了实现这些效果，适用于本公开内容的实施例的玻璃基板，可具有等于或大于约7.0摩尔％的b2o3浓度。然而，大量的b2o3导致应变点减小(对于b2o3的摩尔％在7.0以上每增大1摩尔％则增约10℃)、杨氏模量和化学耐久性。
合适的玻璃基板的应变点可以等于或大于约650℃，等于或大于约655℃，或等于或大于约660℃，合适的玻璃基板的杨氏模量可等于或大于10.0×106psi，并且合适的玻璃基板的化学耐久性与如前述结合玻璃的sio2含量的论述有关。不受任何特定操作理论的束缚，据信高应变点可有助于防止由于在制造玻璃之后的热处理期间的压实(收缩)引起的面板变形。因此，据信高杨氏模量可以减少在运输和处理期间大玻璃片表现出的下垂量。
除了玻璃形成体(sio2、al2o3和b2o3)之外，合适的玻璃基板还可包括至少两种碱土金属氧化物，即至少mgo和cao，以及可选的sro和/或bao。不受任何特定操作理论的束缚，据信碱土金属氧化物为玻璃提供了对熔融、澄清、成形和最终用途为重要的各种性质。在一些实施例中，mgo浓度大于或等于约1.0摩尔％。在其他实施例中，mgo浓度可以为约1.6摩尔％至约2.4摩尔％。
不受任何特定操作理论的束缚，据信cao产生低液相线温度(高液相线粘度)、高应变点和杨氏模量、以及在平板应用的最期望范围(特别是amlcd应用)内的热膨胀系数(cte)。还认为cao有利于化学耐久性，并且与其他碱土金属氧化物相比，cao作为批料是相对便宜。因此，在一些实施例中，cao浓度大于或等于约6.0摩尔％。在其他实施例中，显示器玻璃中的cao浓度可以小于或等于约11.5摩尔％，或者在约6.5摩尔％至约10.5摩尔％的范围内。
在一些实施例实例中，玻璃基板可包括约60摩尔％至约70摩尔％的sio2；约6摩尔％至约14摩尔％的al2o3；0摩尔％至约15摩尔％的b2o3；0摩尔％至约15摩尔％的li2o；0摩尔％至约20摩尔％的na2o；0摩尔％至约10摩尔％的k2o；0摩尔％至约8摩尔％的mgo；0摩尔％至约10摩尔％的cao；0摩尔％至约5摩尔％的zro2；0摩尔％至约1摩尔％的sno2；0摩尔％至约1摩尔％的ceo2；低于50ppm的as2o3；和少于50ppm的sb2o3；其中12摩尔％≤li2o+na2o+k2o≤20摩尔％和0摩尔％≤mgo+cao≤10摩尔％，并且其中硅酸盐玻璃基本上不含锂。
本文描述的一些玻璃基板可以是夹层玻璃。在一个方面，通过将玻璃表层熔合拉制到玻璃芯的至少一个暴露表面来制造显示器玻璃基板。一般而言，玻璃表层的应变点等于或大于650℃。在一些实施例中，玻璃表层组合物的应变点等于或大于670℃，等于或大于690℃，等于或大于710℃，等于或大于730℃，等于或小于或大于750℃，等于或大于770℃，或等于或大于790℃。所公开组合物的应变点可由本领域的普通技术人员使用已知技术确定。例如，应变点可使用astm方法c336测定。
在一些实施例中，可以通过熔合工艺将玻璃表层施加到玻璃芯的暴露表面上。合适的熔合工艺的一个实施例公开在美国专利第4,214,886号中，其全部内容以引用的方式并入本文。熔合玻璃基板形成工艺可总结如下。将至少两种不同组合物的玻璃(例如，基板或芯玻璃片和表层)分别熔融。然后将每种玻璃经由适当的输送系统输送到相应的溢流分配器。将分配器一个安装在另一个之上，使得每个玻璃流在分配器的顶部边缘部分上流动并流下至少一侧，以在分配器的一侧或两侧形成适当厚度的均匀流动层。溢出下分配器的熔融玻璃沿分配器壁向下流动，并形成与底部分配器的会聚外表面相邻的初始玻璃流动层。类似的，从上分配器溢出的熔融玻璃向下流过上分配器壁，并在初始玻璃流动层的外表面上流动。将来自两个分配器的两个单独的玻璃层放在一起并在所形成的拉线处熔合，在拉线处下分配器的会聚表面相遇以形成单个连续层压的玻璃带。双层玻璃层压板中的中央玻璃称为芯玻璃，而位于芯玻璃外表面的玻璃称为表层玻璃。表层玻璃可以位于芯玻璃的每个表面上，或者可以只有一个表皮玻璃层位于芯玻璃的单面上。
溢流分配器处理为如此形成的玻璃带提供火焰抛光表面，并且由受控分配器提供的玻璃带的均匀分布的厚度和从其切割出的玻璃片为玻璃片提供优异的光学质量。用作显示器玻璃基板的玻璃片可以具有100微米(μm)至约0.7μm的厚度，但可以受益于本文所述方法的其他玻璃片可以具有约10μm至约5mm的厚度。可以在本文公开的方法中使用的其他工艺，描述于美国专利第5,646,804号、美国专利第3,338,696号、第3,682,609号、第4,102,664号、第4,880,453号、和美国专利公开案号第2005/0001201号，以上申请的全部内容以引用的方式并入本文。熔合制造工艺为显示器产业提供了优点，包括具有优异厚度控制的平坦玻璃基板，并且具有崭新的表面质量和可扩展性。玻璃基板平坦度在液晶显示器(lcd)电视面板的生产过程中可为重要的，因为任何与平坦度的偏差都可能导致视觉失真。
在一些实施例中，玻璃基板将具有等于或大于640℃的应变点，在约31×10-7/℃至约57×10-7/℃的范围内的热膨胀系数，在约95℃下浸泡在5％(重量)hcl水溶液中24小时后重量损失小于20mg/cm2，标称不含碱金属氧化物，并且具有以氧化物重量百分比计算的组成，包括约49至67％的sio2，至少约6％的al2o3，sio2+al2o3大于68％，约0％至约15％的b2o3，选自由以下项组成的组的至少一种碱土金属氧化物(在所指明的制备中)：约0至21％的bao；约0至15％的sro；约0至18％的cao；约0至8％的mgo；和约12至30％的bao+cao+sro+mgo。
应理解，前述玻璃组合物是示例性的，并且其他玻璃组合物可以受益于本文公开的纹理化工艺。
粘附力(粘滞力)的测量：
玻璃基板的主表面与另一平面表面之间的粘附力(或粘滞力)，可使用2017年5月25日申请的美国临时专利申请第62/511,036号中描述的设备和方法测量，在以下实施例中论述此设备和方法的细节。简而言之，通过将玻璃制品的主表面和平面表面接触并由测量测力计测量将纹理主表面和平面表面分开的力来测量粘附力。玻璃制品的主表面可以是纹理化的。
实施例
实施例1
在针对图1至11示出的设备中处理eagle
比较例1
具有与实施例1中的基板相同尺寸的eagle
比较例1a
在针对图2至12示出的设备中处理具有以下尺寸的lotustmnxt玻璃基板(100mm2)(可从康宁公司获得)，使用具有聚氨酯化合物海绵表面的40mm直径的辊，聚氨酯化合物具有开放的多孔网络和约5肖氏a的硬度，以及液体蚀刻剂组合物，液体蚀刻剂组合物在40℃下包括0.35mnaf:1mh3po4。液体蚀刻剂组合物接触时间范围为75至80秒，辊速度在80毫米/秒至125毫米/秒的范围内变化，并且浸辊深度ds(称为浸渍水平)在1毫米至10毫米的范围内变化。
比较例1b
在针对图2至12示出的设备中处理eagle
实施例2
在针对图1至11示出的设备中处理具有以下尺寸的lotustmnxt玻璃基板(100mm2)(可从康宁公司获得)，使用具有聚氨酯化合物海绵表面的40mm直径的辊，聚氨酯化合物具有开放的多孔网络和约5肖氏a的硬度，以及液体蚀刻剂组合物，液体蚀刻剂组合物在40℃下包括0.35mnaf:1mh3po4。液体蚀刻剂组合物接触时间范围为10至60秒，辊速度在25毫米/秒至150毫米/秒的范围内变化，并且浸辊深度ds(称为浸渍水平)在2毫米至10毫米的范围内变化。
比较例2
具有与实施例2中的基板相同尺寸的lotustmnxt玻璃基板(可从康宁公司获得)，未用蚀刻剂组合物处理。
实施例3
在针对图1至11示出的设备中处理的离子交换
比较例3
具有与实施例1中的基板相同尺寸的离子交换
实施例4
在针对图1至11示出的设备中处理的非离子交换
比较例4
具有与实施例1中的基板相同尺寸的非离子交换
实施例5
在针对图1至11示出的设备中处理的离子交换
比较例5
具有与实施例1中的基板相同尺寸的离子交换
实施例6
在针对图1至11示出的设备中处理的非离子交换
比较例6
具有与实施例1中的基板相同尺寸的非离子交换
粘附(粘滞)力测量
如下所述测量粘附(粘滞)力。测量所有基板在不锈钢平面表面上的粘附(粘滞)力。
图12示出了根据本文公开的实施例的示例性粘附力测量设备1100的示意性透视图，并且图13示出了图12中所示的设备1200的侧剖视图。设备1100包括具有平面表面1102的基板接触部件1106。基板接触部件1106经由连接销1118与稳定部件1116刚性耦接。稳定部件1116又经由螺纹接合构件1120和1122与支架1124耦接。
图14a示出了图12和13中所示的设备1100的基板接触部件1106的平面表面1102的底部透视图。在图14a所示的实施例中，多个平行通道1104凹入平面表面1102中。
图14b示出了基板接触部件1106'的替代平面表面1102'的底部透视图，其中具有垂直于通道1104'的至少一个其他区段的区段的通道1104'凹入平面表面1102'中。通道1104'还包括与通道1104'的至少其他部分平行的区段。通道1104'的特征还在于包括围绕较小矩形区段的较大矩形区段，其中矩形区段通过四个相交的连接区段连接。
在某些示例性实施例中，平面表面1102、1102'包括金属，诸如铝、钢和黄铜中的至少一种。平面表面还可包括非金属材料，诸如陶瓷或塑料。
在某些示例性实施例中，平面表面1102、1102'可具有约5,000平方毫米至约500,000平方毫米的面积。
在某些示例性实施例中，通道1104、1104'可以通过一种或多种方法形成在平面表面1102、1102'中，诸如(例如)机械切割(例如机械加工)，激光切割或模制平面表面1102、1102'为包括通道1104、1104'。通道1104、1104'的深度虽然不受限制，但可以在约0.5毫米至约1毫米的范围内。通道1104、1104'的宽度虽然不受限制，但可以在约0.5毫米至约1毫米的范围内。通道1104、1104'的长度虽然不受限制，但可以在约10毫米至约120毫米的范围内。
如图12和13所示，设备1100还包括真空管线1108和真空腔室1110，真空管线1108和真空腔室1110使得通道1104、1104'与真空源(未示出)流体连通。当平面表面1102、1102'接触具有平面表面的物体(诸如基板)时，可以操作真空源以改变在通道1104、1104'中产生的部分真空。
设备1100还包括测量测力计1112，测量测力计1112可以经由引线1114与例如数据处理单元(未示出)电连通。在某些示例性实施例中，测量测力计1112可包括力传感器(loadcell)。例如，力传感器可以是集成的单向力传感器，其以拉伸和压缩模式校准，如本领域普通技术人员所知。示例性市售力传感器，包括可从futekadvancedsensortechnology,inc.、omegaengineering和transducertechniques获得的那些。
图15a至4c分别示出了装置1100的基板接触部件1106和基板1200在第一位置、第二位置和第三位置之间相对于彼此移动的的侧透视图。具体地，图15a示出了设备1100的基板接触部件1106和包括平面表面1202的基板1200从第一位置到第二位置的相对移动的侧透视图。如图15a所示，基板接触部件1106的平面表面1102和基板1200的平面表面1202彼此不接触，但彼此相对靠近移动，如箭头a和b所示。
在图15b中，设备1100(包括基板接触部件1106)和基板1200被图示为处于第二位置，其中基板接触部件1106的平面表面1102和基板1200的平面表面1202彼此接触。当处于此第二位置时，经由真空源通过真空管线1108和真空腔室1110的操作，可以在至少一个通道(例如图14a和14b所示的1104、1104')中产生至少部分真空。
图15c示出了设备1100的基板接触部件1106和包括平面表面1202的基板1200从第二位置到第三位置的相对移动的侧透视图。如图15c所示，基板接触部件1106的平面表面1102和基板1200的平面表面1202彼此不接触，但彼此相对远离移动，如箭头a和b所示。
如图15a至15c所示，基板1200的平面表面1202的表面积大于基板接触部件1106的平面表面1102的表面积。然而，本文公开的实施例包括其中基板1200的平面表面1202和基板接触部件1106的平面表面1102具有不同于图15a至15c所示的相对尺寸的实施例，诸如其中基板1200的平面表面1202和基板接触部件1106的平面表面1102具有大致相同的区域，或者其中基板接触部件1106的平面表面1102具有比基板1200的平面表面1202更大的表面积。因此，设备1100可用于确定具有不同表面积的基板的粘附力。
设备1100和基板1200中的一个或两个的相对移动，可以经由设备1100和基板1200中的一个或两个的移动而发生。例如，在某些示例性实施例中，设备1100可以朝向和远离基板1200移动，同时基板1200保持静止。或者，在某些示例性实施例中，基板1200可以朝向和远离设备1100移动，同时设备1100保持静止。另外，在某些示例性实施例中，设备1100和基板1200可以朝向彼此和远离彼此移动。
例如，本文公开的实施例包括其中设备1100被集成到更大的平台或系统中的那些实施例，诸如(例如)检查基板的附加特性的系统，包括(例如)用于测量基板上静电电荷的系统，如美国专利申请第62/262,638号所述，其全部公开内容以引用的方式并入本文。可以根据本领域的普通技术人员已知的方法对这种系统进行湿度控制。
在此类实施例中，基板1200可以安装在安装平台上并且可选地使用任何合适的紧固机构固定到平台，诸如夹具、真空吸盘和其他类似的部件或方法、或其组合。安装平台又可以被包括在组装平台中，组装平台可以用于将安装平台和设备1100相对于彼此定位等等。
例如，在一些实施例中，设备1100可以经由支架1124可拆卸地固定到多轴致动器，多轴致动器可以定位在安装平台附近(例如在其上方)并且被致动以提供相对于安装平台的三维运动，诸如经由马达(诸如伺服马达)和定位传感器的组合。多轴致动器还可以包括用于执行期望的运动或序列的程序。马达可用于基于为给定基板选择的程序来驱动多轴致动器的运动。
基板1200可以选自(例如)玻璃基板、塑料基板、金属基板、陶瓷基板，包括包括玻璃、塑料、金属和陶瓷中的至少两种的基板。在某些示例性实施例中，基板200包括玻璃，诸如玻璃片或面板。在某些示例性实施例中，基板200包括玻璃(诸如玻璃片或面板)，玻璃涂覆有至少一种涂层材料，诸如选自无机涂层、有机涂层和聚合物涂层等等的至少一种涂层材料。
基板1200的厚度虽然不受限制，但可以例如在约0.05毫米至约5毫米的范围内。基板200的表面积虽然不受限制，但可以例如在约5,000平方毫米至约500,000平方毫米的范围内。
当设备1100和基板1200在第一位置、第二位置和第三位置之间相对于彼此移动时，设备1100施加到基板1200上的总负载或力可以经由测量测力计1112测量并经由引线114发送到数据处理单元。图16是显示设备1100和基板1200在第一位置、第二位置和第三位置之间相对于彼此移动时(如图15a至15c所示)作为时间的函数的总负载的图表。图17是显示设备1100和基板1200在第一位置与第二位置之间相对于彼此移动时作为时间的函数的总负载的分解图的图表。图18是显示设备1100和基板1200在第二位置与第三位置之间相对于彼此移动时作为时间的函数的总负载的分解图的图表。
具体地，图16至18显示了五次实验运行的平均总负载随时间的变化。如图16至18所示，设备1100包括基板接触部件1106'，基板接触部件1106'包括具有通道1104'的平面表面1102'，如图14b所示。基板接触部件1106'由不锈钢制成，并且基板接触部件1106'的表面积约为10,907平方毫米，通道104'的深度约为0.76毫米，通道1104'的宽度约为0.76毫米。基板1200由可购自康宁公司的eagle
如图16至18所示，设备1100和基板1200相对更靠近彼此移动直到约53.3秒的时间，此时设备100和基板1200处于第二位置，其中设备1100的基板接触部件1106'的平面表面1102'与基板1200的平面表面1202彼此接触。当处于第二位置时，在通道1104'中产生约25mpa负压的部分真空。在接触时，设备1100施加到基板1200上的总负载从约0磅快速增大到约1.5磅。
如图16至18所示，设备1100的基板接触部件1106'的平面表面1102'和基板1200的平面表面1202保持接触约63.2秒的时间，此后，在约116.5秒的时间，设备1100和基板1200被移动到第三位置，其中基板接触部件1106'的平面表面1102'和基板1200的平面表面1202不接触。
如图18所示，基板接触部件1106'的平面表面1102'与基板1200的平面表面1202之间的粘附力，表示为在设备1100与基板1200开始从第二位置移动时的负负载。在图18的实施例中，粘附力约为0.25磅。粘附力可以广泛地概括为导致表面之间粘附的各种力的总和，在这种情况下，为基板接触部件1106'的金属表面与基板1200的玻璃表面之间的粘附。例如，这种力可以包括由于非共价键合的电荷相互作用引起的静电力，与电荷状态无关的分子吸引力，以及由于液体介导的接触或粘附引起的毛细管力(例如由湿度引起)。
结合包括测量测力计1112的设备1100，设备还可以包括静电计，静电计可以经由引线1114与例如数据处理单元(未示出)电连通。例如，当基板1200处于第二位置时，并且作为在第二位置与第三位置之间的移动的结果，静电计可以记录基板接触部件1106、1106'的平面表面1102、1102'与基板1200之间的电荷转移。
图19比较了比较例1与实施例1的粘附(粘滞)力。以磅为单位的粘滞力相对于未处理对照(比较例1)和根据本文所述的一个或多个具体实施方案(实施例1)的处理过的基板的浸渍水平作图。右轴表示相对于对照玻璃基板的粘滞％改进的粘滞力。在低和高浸渍水平条件下处理的样品(分别对应于几乎未浸入与完全浸入在液体蚀刻剂组合物浴中的海绵)，相对于对照玻璃比较例1显示出约40至80％的抗粘性能，高浸渍水平状态显示最佳响应。6毫米的中间浸入值产生约-15至50％的可变响应，其中负值表示粘附促进行为。
图20是比较hf蚀刻剂组合物处理样品(比较例1a)与实施例1样品的图。因为比较例1a样品仅在紧密的蚀刻剂组合物接触时间窗口下运行以模拟商业生产条件，所以未观察到蚀刻剂组合物接触时间是此特定实验中的重要因素。在此实验中，观察到浸渍水平是粘滞力的重要促成因素，如图20所示，其中当辊逐渐被溶液饱和时，几乎没有浸入的辊表现出粘附促进质量朝向抗粘滞行为翻转。在此实验中，未观察到辊速度是重要因素。
图21是针对根据实施例1和比较例1a处理的样品的相对于经由原子力显微镜分析获得的以ra数据形式的平均粗糙度绘制的粘滞力的曲线图。随着浸渍水平的增大，粗糙度增大，粘滞力减小，这似乎是在一定程度上反直觉的。所示的ra变化很小，并且虽然本公开内容不受特定原理或理论的限制，但假定存在受可变处理条件影响的粘滞行为的表面化学组分。比较例1a的处理导致粘滞反应为约-43％(促粘作用)至约-67％(防止粘滞)。在未来的实验中将进一步研究粘附力的可调性(即可调整性)的基本原因(例如，与表面化学效应混合的形貌)。
图22是显示比较例2和实施例2基板的左y轴的粘滞力对浸渍水平和右y轴的改进粘滞改进％的曲线图。根据实施例2处理的玻璃样品导致总粘滞响应范围为约-46％(促粘作用)至约46％(防止粘滞)。将进行进一步研究以了解基本原因(例如，与表面化学效应混合的形貌)对粘滞可调性(即可调整性)的理解。统计分析表明，辊的旋转速率和与液体蚀刻剂组合物的接触时间，不会显著地影响实施例2的样品的粘滞力。在浸渍水平和粘滞力之间观察到类似的关系，如图19所示。
图23是显示对比比较例5和6的对照样品来说，实施例5和6的左y轴上的粘滞力对与蚀刻剂组合物的接触时间(蚀刻时间)和粘滞％改进的图。数据是基于在两个蚀刻剂组合物接触时间(30秒和60秒)内的浸渍水平(6毫米)和辊速度(125毫米/秒)。
图24显示了对比比较例3的对照数据(右侧的cntl-内y轴和右侧的cntl-外y轴)来说，实施例3和4的粘滞力数据对与蚀刻剂组合物的接触时间(蚀刻时间)的关系。数据表明4个样品组中的3个具有抗粘滞(低粘附力)效应。处理或修改
表1总结了各种样品的粘附(粘滞)响应。标有“防粘物”的样品，表明处理产生的纹理可防止粘附或粘滞。标有“促粘物”的样品，表明样品具有相对高的粘附力并粘在平面表面上。
本领域的技术人员将清楚，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可对所公开的实施例进行各种修改和变化。因此，本公开内容旨在涵盖这些实施例的修改和变化，只要这种修改和变化在所附权利要求书和其等效物的范围内即可。
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