KR101820565B1 - 전략적으로 임프린트된 b-쪽 특징부를 갖는 유리 기판과 상기 유리 기판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유리 기판과 유리 기판 성형 방법이 개시되어 있다. 유리 기판은 0.5 nm 이하의 표면 거칠기(Ra1)를 갖는 평탄한 A-쪽 표면과, 표면 거칠기(Ra2)를 갖는 평탄한 B-면을 포함하고, 비(Ra2:Ra1)가 대략 1.5 이상이다. 복수의 텍스쳐링 특징부가 B-쪽 표면에서 성형된다. 복수의 텍스쳐링 특징부가 고저간 높이(H)를 가져서, 0.05 ㎛ ≤ H ≤ 3.75 ㎛이다. 텍스쳐링 특징부가 B-쪽 표면에 분포되어 인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 중심간 핏치(P)가 적어도 하나의 방향에서 적어도 1.5 mm이다. 복수의 텍스쳐링 특징부가 B-쪽 표면에서 성형되는 한편, 상기 유리 기판이 온도(T1)에 있으며, 이 경우 600℃ ≤ T1 ≤ 1200℃이고, 상기 유리 기판의 점도는 150,000 Poise 보다 크고 1013 Poise보다 작다.
Description
본 출원은 35 U.S.C.§120하에서 2011년 08월 26일에 출원된 미국출원번호 제13/218,932호를 우선권 주장하고 있으며, 그 내용은 참조를 위해 본 명세서에 모두 통합 되어 있다.
본 출원은 전반적으로 디스플레이 장치에서 사용하기 위한 유리 기판에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 전하 발생(charge generation)을 감소시키기 위해 전략적으로 임프린트된 B-쪽 텍스쳐링 특징부(texturing feature)를 갖는 유리 기판과 상기 유리 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
얇은 유리 기판은 박막-트랜지스터 LCD(TFT-LCD : thin-film-transistor liquid crystal display)와 같은 평탄한 패널 디스플레이 장치에서 상업적으로 이용된다. TFT-LCD에서 사용된 기판은 일반적으로 A-쪽 표면에 박막 트랜지스터가 배치된 작동 A-쪽 표면과, 상기 A-쪽 표면의 반대쪽 B-쪽 표면 즉, 비작동 배면(backside)을 구비한다. TFT-LCD 장치의 제조 동안에, 유리 기판의 B-쪽 표면은 금속, 세라믹, 폴리머 재료 등을 포함한 다양한 재료로부터 성형된 이송 및 조정 설비와 접촉할 수 있다. 이들 여러 재료 사이의 마찰이 마찰대전(triboelectrification)이나 또는 접촉 대전을 초래하고, 이 결과, 전하가 상기 유리 표면으로 전달되고 그리고 상기 유리 기판의 상기 표면상에서 축적된다. 전하가 유리 기판의 표면상에서 축적됨에 따라, 상기 유리 기판의 표면 전압이 또한 증가한다.
TFT-LCD에서 사용된 유리 기판의 B-쪽 표면의 정전하(Electrostatic charging)는 상기 유리 기판의 성능을 저하시킬 수 있고 및/또는 상기 유리 기판을 손상시킬 수 있다. 예를 들면, B-쪽 표면의 정전하는 절연 파괴(dielectric breakdown)를 통해 유리 기판의 A-쪽 표면상에 퇴적된 TFT 장치에 게이트(gate) 손상을 야기할 수 있다. 더욱이, 유리 기판의 B-쪽 표면의 정전하는 상기 유리 기판을 손상시킬 수 있거나 또는 상기 유리 기판의 표면 품질을 저하시킬 수 있는 먼지 또는 여러 미립자 부스러기처럼, A-쪽 표면으로 파티클을 유인할 수 있다. 어느 한 경우라도, 유리 기판의 정전하는 TFT-LCD 제조 수율을 감소시켜서 TFT-LCD 제조 공정의 총 비용을 증가시킬 수 있다.
더욱이, 유리 기판과 조정 및/또는 이송 설비 사이의 마찰 접촉에 의해 상기 조정 및 이송 설비가 마모되어, 상기 설비의 사용 수명이 감소될 수 있다. 마모된 설비의 교체나 수리는 공정이 중단되는 시간을 초래하여, 제조 수율을 감소시키고 TFT-LCD 제조 공정의 총 비용을 증가시킨다.
이에 따라, 전하의 발생을 완화시키고 그리고 TFT-LCD 디스플레이 장치의 제조에 사용된 설비와 유리 기판 사이의 마찰을 감소시키는 유리 기판에 대한 대안적인 설계가 요구되고 있다.
본 발명의 여러 특징이 본 명세서에 개시되어 있다. 이들 특징은 서로 합쳐지거나 합쳐지지 않을 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 한 특징의 일부가 다른 한 특징의 범주 내에 속할 수도 있으며 이 반대의 경우도 가능하다.
이 결과 각각의 특징이 하나 이상의 특별한 실시예를 포함할 수 있는 많은 실시예에 의해 설명된다. 실시예가 서로 합쳐지거나 합쳐지지 않을 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 일 실시예의 일부나 또는 상기 일 실시예의 특정 실시예가 다른 실시예의 일부나 또는 상기 다른 실시예의 특정 실시예에 포함되거나 포함되지 않을 수 있음을 알 수 있을 것이며, 이 반대되는 경우도 가능하다.
따라서, 본 발명의 제 1 특징은 유리 기판에 관한 것이며, 상기 유리 기판은:
0.5 nm 이하의 표면 거칠기(Ra1)를 갖는 평탄한 A-쪽 표면; 및
상기 A-쪽 표면의 반대쪽 평탄한 B-쪽 표면을 포함하고,
상기 B-쪽 표면은:
비(Ra2:Ra1)가 대략 1.5 이상을 만족하는 표면 거칠기(Ra2);
상기 유리 기판의 두께(S)를 통해 뻗어있지 않으면서, 상기 B-쪽 표면으로부터 상기 유리 기판의 상기 두께(S)로 뻗어있도록, 상기 B-쪽 표면에 형성된 복수의 텍스쳐링 특징부: 및,
인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 중심간 핏치(P);를 포함하고,
상기 복수의 텍스쳐링 특징부는 0.05 ㎛ ≤ H ≤ 3.75 ㎛를 만족하도록 고저간 높이(H)를 가지며,
상기 중심간 핏치(P)는 적어도 하나의 방향에서 적어도 1.5 mm 이다.
본 발명의 제 1 특징의 특정 실시예에 있어서, 0.05 ㎛ ≤ H ≤ 2.0 ㎛이다.
본 발명의 제 1 특징의 특정 실시예에 있어서, H ≤0.04*S이다.
본 발명의 제 1 특징의 특정 실시예에 있어서, 인접한 텍스쳐링 특징부사이의 중심간 핏치(P)는 25 mm 이하이다.
본 발명의 제 1 특징의 특정 실시예에 있어서, 유리 기판의 B-쪽 표면은 평탄한 영역(A) 및 접촉 표면 영역(C)을 갖고, 여기서 C ≤0.5*A이다.
본 발명의 제 1 특징의 특정 실시예에 있어서, 1.5 ≤Ra2:Ra1 ≤100 이다.
본 발명의 제 1 특징의 특정 실시예에 있어서, 유리 기판의 B-쪽 표면에는 100 ㎛보다 더 큰 결함 크기를 갖는 표면 결함이 없다.
본 발명의 제 2 특징은 유리 기판 성형 방법에 관한 것이며, 상기 유리 기판 성형 방법은:
용융된 유리를 성형하기 위해 유리 뱃치 재료를 용융하는 단계;
평탄한 A-쪽 표면과, 상기 A-쪽 표면의 반대쪽의 평탄한 B-쪽 표면을 갖는 유리 기판으로 상기 용융된 유리를 성형하는 단계;
하향 방향으로 상기 유리 기판을 인발하는 단계; 및
상기 유리 기판이 온도(T1)에 있으면서, 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면으로 복수의 텍스쳐링 특징부를 성형하는 단계;를 포함하고,
상기 유리 기판은, 상기 유리 기판이 1013 Poise 이상의 점도로 응고되기 전에, 적어도 상기 A-쪽 표면과 기계적인 접촉을 하지 않으면서 성형되고, 상기 평탄한 A-쪽 표면의 표면 거칠기(Ra1)는 응고 이후에 0.5 nm 이하이고,
600℃ ≤ T1 ≤ 1200℃이고;
상기 텍스쳐링 특징부는 상기 유리 기판의 두께부를 통해 뻗어있지 않으면서 B-쪽 표면으로부터 상기 유리 기판의 상기 두께부로 뻗어있고,
상기 복수의 텍스쳐링 특징부는 고저간 높이(H)를 가져서 0.05 ㎛ ≤ H ≤ 3.75 ㎛를 만족하고;
인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 중심간 핏치(P)는 적어도 하나의 방향에서 적어도 1.5 mm이며; 그리고
상기 B-쪽 표면은 표면 거칠기(Ra2)를 가져서 비(Ra2:Ra1)가 대략 1.5 이상이다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 복수의 텍스쳐링 특징부는 제 1 크기(D1)를 가지면서, 상기 유리 기판은, 상기 유리 기판이 실내 온도로 냉각될 때, 온도(T1)와 제 2 크기(D2)를 가지며, 이 경우 D1 > D2 이다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는, 유리 기판이 하향 방향으로 인발됨에 따라, 상기 유리 기판의 표면으로부터의 열을 선택적으로 빼냄으로써 성형된다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 복수의 텍스쳐링 특징부는, 유리 기판이 하향 방향으로 인발됨에 따라, 압축된 가스의 적어도 하나의 스트림을 상기 유리 기판의 B-쪽 표면상으로 나아가게 함으로써, 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에서 임프린트된다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 복수의 텍스쳐링 특징부는, 유리 기판의 B-쪽 표면을 텍스쳐링 롤러와 접촉시킴으로써, 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면으로 임프린트되고, 상기 텍스쳐링 롤러의 접촉 표면의 적어도 한 부분이 상기 B-쪽 표면상에 임프린트된 상기 텍스쳐링 특징부에 대응하는 복수의 패터닝 특징부를 포함한다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러의 온도(T2)는 능동적으로 제어되어, T2 < T1를 만족한다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러는 고정되고, 그리고 유리 기판의 B-쪽 표면은, 상기 유리 기판의 B-쪽 표면이 상기 텍스쳐링 롤러의 접촉 표면과 접촉할 때, 상기 텍스쳐링 롤러의 상기 접촉 표면에 접한다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러는 고정되고, 그리고 유리 기판의 B-쪽 표면은, 상기 B-쪽 표면이 대략 90°에 이르는 접촉 표면과의 접촉 각도를 갖도록, 상기 텍스쳐링 롤러의 상기 접촉 표면상으로 나아가게 된다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러는, 유리 기판이 인발 롤러로써 하향 방향으로 인발됨에 따라, 능동적으로 회전된다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 유리 기판은 용융된 유리를 아이소파이프(isopipe)의 단지 한 면 상에 유동시킴으로써 성형되고, 그리고 복수의 텍스쳐링 특징부는, 상기 유리 기판이 하향 방향으로 인발됨에 따라, 상기 아이소파이프의 루프로부터 뻗어있는 랜딩부(landing) 상으로 상기 유리 기판을 나아가게 함으로써 성형되고, 이 경우 상기 랜딩부와 접촉하는 상기 용융된 유리는 상기 유리 기판의 B-쪽 표면에서 상기 텍스쳐링 특징부를 성형한다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 랜딩부의 접촉 표면의 적어도 한 부분은 B-쪽 표면으로 임프린트된 텍스쳐링 특징부에 대응하는 복수의 패터닝 특징부를 포함한다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 랜딩부는, 유리 기판이 상기 랜딩부 상으로 나아감에 따라, 상기 유리 기판의 점도를 유지하는 능동형(active) 가열 부재를 포함한다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 유리 기판이 용융된 유리를 아이소파이프의 제 1 면과 상기 아이소파이프의 제 2 면 상에서 유동시킴으로써 성형되고, 이에 따라 상기 용융된 유리가 상기 아이소파이프의 루트에서 재결합되고, 여기서 상기 아이소파이프의 상기 제 2 면은 상기 유리 기판의 B-쪽 표면으로 임프린트된 텍스쳐링 특징부에 대응하는 복수의 패터닝 특징부를 포함하고, 그리고 상기 복수의 텍스쳐링 특징부는, 상기 용융된 유리가 상기 아이소파이프의 제 2 면 상을 유동함에 따라 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에서 형성되고 그리고 상기 패터닝 특징부가 상기 아이소파이프의 상기 제 2 면 상에서의 상기 용융된 유리의 유동을 중단한다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 복수의 텍스쳐링 특징부는 적어도 하나의 레이저 발생원의 빔을 유리 기판의 B-쪽 표면상에 나아가게 함으로써 상기 유리 기판의 B-쪽 표면에서 성형되고, 이에 따라 상기 적어도 하나의 레이저 발생원의 상기 빔은, 상기 유리 기판이 하향 방향으로 인발됨에 따라, 상기 유리 기판으로부터 유리를 제거하지 않으면서 상기 유리 기판의 B-쪽 표면으로 복수의 텍스쳐링 특징부를 임프린트한다.
본 발명의 제 3 특징은 유리 기판 성형 방법에 관한 것이고, 상기 유리 기판 성형 방법은:
용융된 유리를 성형하기 위해 유리 뱃치 재료를 용융하는 단계;
평탄한 A-쪽 표면과, 상기 A-쪽 표면과 마주한 평한 B-쪽 표면을 갖는 유리 기판으로 용융된 유리를 성형하는 단계;
하향 방향으로 유리 기판을 인발하는 단계; 및
상기 유리 기판이 상기 하향 방향으로 인발됨에 따라, 적어도 하나의 레이저 발생원의 빔이 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면으로 복수의 텍스쳐링 특징부를 임프린트하도록, 상기 유리 기판의 온도(T1) 범위가 600℃ ≤ T1 ≤ 1200℃ 인 상태에서 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면상으로 상기 적어도 하나의 레이저 발생원의 상기 빔을 나아가게 하는 단계;를 포함하고,
1013 Poise의 점도로 유리 기판을 응고하기 전에, 상기 유리 기판은 상기 A-쪽 표면이나 또는 상기 B-쪽 표면 중 어느 한 표면과 기계적으로 접촉하지 않으면서 성형되고,
이 경우 상기 텍스쳐링 특징부는 상기 유리 기판의 두께부를 통해 뻗어있지 않으면서 상기 유리 기판의 두께부로 상기 B-쪽 표면으로부터 뻗어있다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 복수의 텍스쳐링 특징부는 고저간 높이(H)를 가져서, 0.05 ㎛ ≤H ≤ 3.75 ㎛를 만족한다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 평탄한 A-쪽 표면은 0.5 nm 이하의 표면 거칠기(Ra1)를 갖고 그리고 B-쪽 표면은 표면 거칠기(Ra2)를 가져서, 비(Ra2:Ra1)는 대략 1.5 이상이다.
본 발명의 제 2 특징의 특정 실시예에 있어서, 인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 중심간 핏치(P)는 적어도 하나의 방향에서 적어도 1.5 mm 이다.
유리 기판과 상기 유리 기판의 제조 방법의 부가적인 특징과 장점이 아래 상세한 설명에서 설명되고 있고, 이들 설명된 사항은 첨부된 도면 뿐만 아니라 청구범위와 바람직한 실시예를 포함하여 당업자가 본 명세서에 기재된 실시예를 용이하게 실시할 수 있음은 분명하다.
상기 기재된 일반적인 설명과 아래 기재된 상세한 설명은 청구범위의 특징과 특성의 전반적인 이해를 돕기 위해 제공되어 있음을 알 수 있을 것이다. 첨부된 도면은 다양한 실시예의 이해를 더욱 돕기 위해 포함되어 있고, 본 명세서의 일부를 이루도록 통합되어 있다. 도면은 본 명세서에 기재된 다양한 실시예를 설명하고 있고, 실시예와 함께 청구범위의 원리와 작동을 설명하도록 사용된다.
도 1은 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른 유리 기판의 개략적인 도면이고;
도 2a는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 유리 기판의 B-쪽 표면에서 성형된 복수의 텍스쳐링 특징부를 개략적으로 나타난 도 1의 유리 기판의 B-쪽 표면의 일부 확대도이고;
도 2b는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 도 2a에 도시된 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 단면도이고;
도 3a는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에서 성형된 복수의 텍스쳐링 특징부를 개략적으로 나타낸 도 1의 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 확대도이고;
도 3b는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 도 3a에 도시된 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 단면도이고;
도 4a는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에서 성형된 복수의 텍스쳐링 특징부를 개략적으로 나타낸 도 1의 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 확대도이고;
도 4b는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 도 4a에 도시된 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 단면도이고;
도 5는 작업면과 도 1의 유리 기판의 상기 B-쪽 표면 사이의 접촉 영역을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 6은 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 유리 기판을 성형하기 위한 유리 성형 기기의 개략적인 도면이고;
도 7은 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 유리 기판이 용융된 유리로부터 성형되고 응고함에 따라, 상기 유리 기판의 복수의 온도 구역을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 8은 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 레이저 발생원으로써 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 9는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 압축된 가스 제트로써 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 10a 및 도 10b는 유리 기판의 B-쪽 표면으로부터 열을 선택적으로 빼냄으로써 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 11은 아이소파이프의 루트에 부착된 랜딩부를 사용하는 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 12a는 패터닝 특징부를 갖는 아이소파이프를 사용하는 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 12b는 유리 기판에서의 최종 텍스쳐링 특징부와 패터닝 특징부를 나타낸 도 12a의 패터닝 특징부를 갖는 아이소파이프의 개략적인 단면도이고;
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 패터닝 특징부를 갖는 고정식 텍스쳐링 롤러로써 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이며;
도 14는 패터닝 특징부를 갖는 회전 텍스쳐링 롤러로써 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 유리 기판의 B-쪽 표면에서 성형된 복수의 텍스쳐링 특징부를 개략적으로 나타난 도 1의 유리 기판의 B-쪽 표면의 일부 확대도이고;
도 2b는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 도 2a에 도시된 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 단면도이고;
도 3a는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에서 성형된 복수의 텍스쳐링 특징부를 개략적으로 나타낸 도 1의 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 확대도이고;
도 3b는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 도 3a에 도시된 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 단면도이고;
도 4a는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에서 성형된 복수의 텍스쳐링 특징부를 개략적으로 나타낸 도 1의 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 확대도이고;
도 4b는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 도 4a에 도시된 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면의 일부 단면도이고;
도 5는 작업면과 도 1의 유리 기판의 상기 B-쪽 표면 사이의 접촉 영역을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 6은 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 유리 기판을 성형하기 위한 유리 성형 기기의 개략적인 도면이고;
도 7은 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 유리 기판이 용융된 유리로부터 성형되고 응고함에 따라, 상기 유리 기판의 복수의 온도 구역을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 8은 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 레이저 발생원으로써 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 9는 본 명세서에 기재되고 도시된 하나 이상의 실시예에 따른, 압축된 가스 제트로써 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 10a 및 도 10b는 유리 기판의 B-쪽 표면으로부터 열을 선택적으로 빼냄으로써 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 11은 아이소파이프의 루트에 부착된 랜딩부를 사용하는 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 12a는 패터닝 특징부를 갖는 아이소파이프를 사용하는 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 12b는 유리 기판에서의 최종 텍스쳐링 특징부와 패터닝 특징부를 나타낸 도 12a의 패터닝 특징부를 갖는 아이소파이프의 개략적인 단면도이고;
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 패터닝 특징부를 갖는 고정식 텍스쳐링 롤러로써 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이며;
도 14는 패터닝 특징부를 갖는 회전 텍스쳐링 롤러로써 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 성형을 개략적으로 나타낸 도면이다.
유리 기판의 B-쪽 표면상에 전략적으로 임프린트된 텍스쳐링 특징부를 구비한 유리 기판과 이 유리 기판의 제조 방법에 대한 상세한 사항이 기재되어 있으며, 이들의 일례는 첨부한 도면에 도시되어 있다. 가능하다면, 동일한 부재번호가 도면에서 동일하거나 유사한 부재를 지시하도록 전반적으로 사용되고 있다. 유리 기판의 B-쪽 표면에 전략적으로 임프린트된 텍스쳐링 특징부를 구비한 유리 기판의 일 실시예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 유리 기판은 일반적으로 평탄한 A-쪽 표면과, 상기 A-쪽 표면 반대쪽에 위치된 평탄한 B-쪽 표면을 포함한다. A-쪽 표면은 0.5 nm 이하의 표면 거칠기(Ra1)를 갖는 한편으로, B-쪽 표면은 표면 거칠기(Ra2)를 가져서, 비(Ra2:Ra1)가 대략 1.5 이상이다. 복수의 텍스쳐링 특징부는 B-쪽 표면에서 성형되어, 상기 텍스쳐링 특징부는 대략 0.05 ㎛ 내지 3.75 ㎛ 범위의 고저간 높이(H)를 갖는다. 인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 중심간 핏치는 적어도 하나의 방향에서 적어도 1.5mm 이다. 유리 기판과 상기 유리 기판의 다양한 성형 방법은 특히 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 기재되어 있다.
상기 언급된 바와 같이, 유리 기판의 B-쪽 표면은 금속, 세라믹, 및/또는 폴리머 재료를 포함한 다양한 재료로부터 성형된 다양한 이송 및 조정 설비와 접촉할 수 있다. 이들 다른 재료 사이의 마찰은 마찰 대전이나 또는 접촉 대전(contact electrification)를 초래하고, 이 결과, 전하가 유리 표면으로 전달되어 상기 유리 기판의 표면상에 축적된다. 특히, 2개의 다른 재료는 각각의 재료 고유의 일 함수(intrinsic work function) 값의 차이에 따라 접촉 분리로부터 충전된다. 전하가 유리 기판의 표면상에 축적됨에 따라, 상기 유리 기판의 표면 전압은 또한 아래 식에 따라 증가된다:
상기 식에서, V는 표면 전압이고, Q는 전하이며, 그리고 C는 커패시턴스이다.
더욱이, 2개의 충전된 표면이 분리될 때, 충전된 표면 사이의 커패시턴스(C)는 아래 식에 따라 감소된다:
상기 식에서 A는 표면 영역이고, ε는 유전 상수이며 그리고 d는 분리 거리이다. 상기 식 (1)과 (2)을 합치면, 커패시턴스가 2개의 표면 사이에서 증가하는 분리 거리로 감소함에 따라, 유리 기판의 표면상에서의 전압이 증가하고, 이 결과, 상기 유리 기판에 형성된 TFT 장치를 손상시킬 가능성이 더욱 높아질 수 있다. 본 명세서에 기재된 유리 기판은 상기 유리 기판이 접촉하게 되는 임의의 재료와 상기 유리 기판 사이의 표면 접촉 영역을 감소시키는 상기 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 전략적으로 임프린트된 텍스쳐링 특징부의 사용을 통해 다른 재료와의 접촉에 의한 전하의 발생을 완화시킨다.
도 1을 지금 살펴보면, 유리 기판(50)이 개략적으로 도시되어 있다. 유리 기판(50)은 일반적으로 평탄한 A-쪽 표면(54) 및 상기 A-쪽 표면(54)의 반대쪽 평탄한 B-쪽 표면(52)을 포함한다. 유리 기판(50)은 상기 유리 기판의 엣지 치수(즉, 길이(L) 및 폭(W) 또는 이와 유사한 치수)에 의해 형성된 전체 표면 영역(A)을 갖는다. 유리 기판(50)은 일반적으로 대략 3 mm 이하의 두께(S)를 갖는다. 여러 실시예에 있어서, 유리 기판(50)의 두께는 대략 3 mm 이하일 수 있고 그리고 대략 100 ㎛ 이상일 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 유리 기판(50)의 두께(S)는 대략 3 mm 이하일 수 있고 그리고 대략 0.3 mm 이상일 수 있다. 여러 실시예에 있어서 유리 기판(50)의 두께(S)는 대략 3 mm 이하일 수 있고 그리고 대략 0.7 mm 이상일 수 있다. 여러 다른 실시예에 있어서, 유리 기판(50)의 두께는 대략 0.7 mm 이하일 수 있고 그리고 대략 0.3 mm 이상일 수 있다.
여러 실시예에 있어서, 유리 기판(50)은 상기 유리 기판의 엣지 밴드(58, 60)와 관련하여 향상된 물리적인 특성을 갖는 중앙 품질 영역을 포함할 수 있다(즉, 중앙 품질 영역에는 실질적으로 결함이 없을 수 있고 그리고 향상된 표면 거칠기 특성 및/또는 평탄 특성을 가질 수 있다). 도 1에 도시된 유리 기판(50)의 실시예에 있어서, 유리 기판의 품질 영역(56)은 엣지 밴드(58, 60) 사이의 상기 유리 기판의 중앙 영역이다. 여러 실시예에 있어서, 유리 기판은 또한 엣지 밴드(58, 60)와 함께, 상기 유리 기판(50)의 품질 영역(56)의 틀을 잡는(frame) 측방향 엣지 밴드(즉, 폭(W)의 방향으로 뻗어있는 엣지 밴드)를 포함할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 유리 기판(50)은 평탄한 패널 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. 특히, 유리 기판(50)은 기판으로 사용될 수 있고 상기 기판상에서 박막-트랜지스터가 LCD를 성형하도록 A-쪽 표면(54) 상에 배치된다. 최종 디스플레이 장치의 요구되는 선택적인 특성을 용이하게 하기 위하여, A-쪽 표면(54)은 일반적으로 2 ㎛ x 2 ㎛ 영역에서 대략 0.5 nm 이하의 표면 거칠기(Ra1)를 갖는다. 여러 실시예에 있어서, A-쪽 표면은 대략 0.4 nm이하의 또는 2 ㎛ x 2 ㎛ 영역에서는 대략 0.3 nm 이하의 표면 거칠기(Ra1)를 갖는다. 여러 다른 실시예에 있어서, A-쪽 표면의 2 ㎛ x 2 ㎛ 영역에서 대략 0.2 nm인 표면 거칠기(Ra1)를 갖는다. 여러 실시예에 있어서, 유리 기판(50)의 A-쪽 표면(54)은 또한 대략 20 nm/10 mm의 평탄도를 갖는다.
더욱이, A-쪽 표면은 일반적으로 1.0 ㎛ 이상의 크기를 갖는 파티클(예를 들면, 부스러기, 유리 파티클 등)의 0.01 이하의 파티클/cm2을 갖는다. 이와 유사하게, A-쪽 표면은 30 ㎛이상의 파티클 크기를 갖는 부착된 유리 파티클의 0.004 이하의 파티클/m2 을 갖는다.
본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, 유리 기판은 일반적으로 400 mm 이상의 엣지 거리에 대해 상기 엣지 거리의 0.1% 이하의 휨(warp) 및 400 nm 이하의 엣지 거리 내내 0.40 mm이하의 휨을 갖는다. 이와 유사하게, 유리 기판은 일반적으로 0.06 ㎛ 이하의, 대략 0.8 mm 내지 8 mm 사이의 길이 내내 파상도 컷오프(waviness cutoff)와, 0.33 ㎛ 이하의, 대략 0.8 mm 내지 대략 25 mm 사이의 길이 내내 파상도를 갖는다.
유리 기판의 충전(charging) 효과는 상기 유리 기판의 표면 저항력과 관련이 있다. 특히, 유리 기판의 표면 저항력은 전하 소산에 직접적으로 영향을 준다. 일반적으로 보다 낮은 표면 저항력을 갖는 유리 기판은 비교적 보다 큰 표면 저항력을 갖는 상기 유리 기판보다 덜 충전되곤 한다. 본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, 유리 기판은 대략 1010 ohm/sq 내지 대략 1022 ohm/sq 범위의 표면 저항력을 갖는다.
도 1을 다시 살펴보면, 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)은 A-쪽 표면(54)의 표면 거칠기(Ra1) 이상의 표면 거칠기(Ra2)를 일반적으로 갖는다. 여러 실시예에 있어서, B-쪽 표면의 표면 거칠기(Ra2)는 0.3 nm ≤ Ra2 ≤ 1000 nm 를 만족한다. 여러 실시예에 있어서, B-쪽 표면의 표면 거칠기(Ra2)는 5 nm ≤ Ra2 ≤ 500 nm를 만족한다. 여러 실시예에 있어서 B-쪽 표면의 표면 거칠기(Ra2)는 20 nm ≤ Ra2 ≤ 100 nm를 만족한다. 여러 실시예에 있어서, B-쪽 표면(52)의 표면 거칠기(Ra2)는 비(Ra2:Ra1)가 대략 1.5 이상 이도록 선택된다. 여러 실시예에 있어서, 비(Ra2:Ra1)는 1.5 ≤ Ra2:Ra1 ≤ 100 이도록 선택된다. 여러 다른 실시예에 있어서, 비(Ra2:Ra1)는 4 ≤ Ra2:Ra1 ≤ 50 이도록 선택된다. 여러 실시예에 있어서 비(Ra2:Ra1)는 5 ≤ Ra2:Ra1 ≤ 20 이도록 선택된다.
본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에는 100 ㎛보다 더 큰 결함 크기를 갖는 결함이 없는 게 바람직하다. 눈으로 볼 수 있는 결함에 대해, 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에는 1500 Lux 조명에서 100 ㎛ 보다 더 큰 결함 크기를 갖는 결함이 없는 게 바람직하다. 여러 다른 실시예에 있어서, 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에는 75 ㎛ 보다 더 큰 결함 크기를 갖는 결함이 없다. 여러 실시예에 있어서 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에는 50 ㎛ 보다 더 큰 결함 크기를 갖는 결함이 없다.
도 1 및 도 2a - 도 4b를 지금 살펴보면, 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)은 복수의 텍스쳐링 특징부(62)를 더 포함한다. 텍스쳐링 특징부(62)는 B-쪽 표면의 전체 표면 영역(A)(즉, 길이(L) x 폭(W)) 보다 더 작은 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면(52)의 접촉 표면 영역(C)을 일반적으로 감소시키고, 이 결과, 상기 B-쪽 표면(52)이 다른 재료와 접촉할 때, 전하의 발생을 완화시킨다. 더욱이, B-쪽 표면(52)의 감소된 접촉 표면 영역은 유리 기판의 상기 B-쪽 표면과 접촉할 수 있는 작업 표면(즉, 조정 및/또는 이송 설비의 표면)과 상기 유리 기판(50)의 상기 B-쪽 표면(52) 사이의 마찰을 또한 감소시킨다.
본 명세서에 개시된 유리 기판(50)의 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)가 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 성형되어, 상기 텍스쳐링 특징부가 상기 유리 기판(50)의 두께(S)를 통해 뻗어있지 않으면서, 상기 B-쪽 표면으로부터 상기 유리 기판의 두께(S)로 뻗어있다. 일반적으로, 텍스쳐링 특징부(62)는 대략 0.05 ㎛보다 더 큰 고저간 높이(H)를 가질 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 고저간 높이(H)는 0.05 ㎛ ≤ H ≤ 3.75 ㎛이도록 선택된다. 여러 다른 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)의 고저간 높이(H)가 0.07 ㎛ ≤ H ≤ 2 ㎛를 만족하도록 선택된다. 여러 실시예에 있어서 고저간 높이(H)가 0.1 ㎛ ≤ H ≤ 1 ㎛를 만족하도록 선택된다.
더욱이, 여러 실시예에 있어서, 고저간 높이(H)는 유리 기판(50)의 두께(S)와 관련이 있을 수 있다. 예를 들면, 여러 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부의 고저간 높이(H)는 H ≤ 0.04*S를 만족한다. 여러 실시예에 있어서 고저간 높이(H)는 H ≤ 0.02*S를 만족한다. 여러 다른 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)의 고저간 높이(H)는 H ≤ 0.01*S를 만족한다.
텍스쳐링 특징부(62)의 중심간 핏치(P)는 일반적으로 기판 표면의 적어도 하나의 방향(즉, 도 1에 도시된 좌표축의 x-방향 또는 y-방향)에서 적어도 1.5 mm이다. 여러 실시예에 있어서, 중심간 핏치(P)는 대략 25 mm 이하일 수 있다. 예를 들면, 여러 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)의 중심간 핏치(P)는 1.5 mm ≤ P ≤ 25 mm를 만족한다. 여러 다른 실시예에 있어서, 중심간 핏치(P)는 1.5 mm ≤ P ≤ 10 mm를 만족한다. 여러 실시예에 있어서 텍스쳐링 특징부(62)의 중심간 핏치(P)는 2.0 mm ≤ P ≤ 8 mm를 만족한다.
텍스쳐링 특징부(62)의 중심간 핏치(P)가 적어도 1.5 mm라고 본 명세서에 기재되어 있지만, 상기 1.5 mm은 최소값이고, 그리고 여러 실시예에 있어서, 상기 텍스쳐링 특징부(62)가 랜덤으로 유리 기판의 표면상에 분포될 때처럼, 인접한 텍스쳐링 특징부(62) 사이의 중심간 핏치(P)가 쌍을 이룬 텍스쳐링 특징부 사이에서 변할 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 선택적으로, 중심간 핏치(P)는 텍스쳐링 특징부(62)가 규칙적인 패턴으로 유리 기판의 B-쪽 표면에서 성형될 때처럼, 인접한 텍스쳐링 특징부 사이에서 일정할 수 있다. 더욱이, 여러 실시예에 있어서, 중심간 핏치(P)는 x-방향 및 y-방향에서 적어도 1.5 mm일 수 있다.
도 2a - 도 4b를 지금 살펴보면, 유리 기판의 B-쪽 표면에 성형된 텍스쳐링 특징부가 다양한 기하학적 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 도 2a 및 도 2b는 그루브(groove)가 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 성형된 일 실시예를 나타내고 있다. 이러한 실시예에 있어서, 그루브나 또는 채널이 유리 기판(50)의 길이 방향(L)으로 뻗어있다. 이에 따라, 각각의 그루브가 한 방향으로 연속적으로 뻗어있고 그리고 가로 방향으로 반복된다. 이와 같이, 그루브 형성된 텍스쳐링 특징부(62)는 일차원 패턴으로 고려된다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 텍스쳐링 특징부(62)가 일반적으로 라운드형 바닥부를 갖는 한편, 그루브가 다양한 여러 외형으로 성형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 그루브가 v-형상의 단면을 가질 수 있거나 또는, 선택적으로, 실질적인 정사각형 또는 직사각형 형상의 단면을 가질 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 지금 살펴보면, 유리 기판의 B-쪽 표면(52)에 성형된 다른 일 실시예의 텍스쳐링 특징부(62)가 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)는, 상기 텍스쳐링 특징부의 단면이 실질적으로 v-형상이도록, 정사각형 베이스를 갖는 피라미드 형상이다. 이러한 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는 도 2a에 도시된 연속의, 그루브 형성된 텍스쳐링 특징부(62)와 반대로, 규칙적인, 2차원 패턴으로 성형된 별도의 특징부이다.
도 4a 및 도 4b를 지금 살펴보면, 다른 일 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)는 반구상의 딤플(dimple)이나 또는 디벗(divot)처럼 B-쪽 표면(52)에 성형된다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 텍스쳐링 특징부(62)와 마찬가지로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 반구상의 텍스쳐링 특징부(62)는 규칙적인, 2차원 패턴으로 배치된 별도의 특징부이다.
도 2a - 도 4b는 유리 기판의 B-쪽 표면에 성형될 수 있는 다양한 실시예의 텍스쳐링 특징부를 나타내고 있는 한편, 여러 기하학적 패턴을 갖는 텍스쳐링 특징부가 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 텍스쳐링 특징부는 원추형, 리브형(ribbed), 다이아몬드-형상, 십자 방격형(cross-hatched), 원형이나 반-원형, 지그재그형, 나선형, 정사각형, 삼각형, 육각형, 직사각형, 및/또는 이들의 다양한 조합일 수 있으며, 상기 텍스쳐링 특징부가 이들로 한정되는 것은 아니다. 더욱이, 텍스쳐링 특징부가 도 2a에 도시된 바와 같이, 연속의 특징부일 수 있거나 또는 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 별도의 특징부일 수 있음을 또한 알 수 있을 것이다. 더욱이, 또한 텍스쳐링 특징부가 도 2a, 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이, B-쪽 표면에 랜덤으로 배치되거나 또는 규칙적인 일차원 패턴으로 위치되거나 또는 2차원 패턴으로 위치될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)는 유리 기판의 전체 폭을 가로질러 성형될 수 있거나 또는, 선택적으로, 상기 텍스쳐링 특징부(62)는 상기 유리 기판의 품질 영역(56)에서만 성형될 수 있다. 더욱이, 텍스쳐링 특징부(62)는 유리 기판의 상이한 길이(L) 내내 성형될 수 있다. 예를 들면, 여러 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)는 상기 텍스쳐링 특징부의 패턴이 1000 밀리미터 이상에 달하는 상기 유리 기판의 길이 내내 반복될 때처럼, 대략 1000 밀리미터의 유리 기판의 길이(L) 내내 성형될 수 있다.
도 5를 지금 살펴보면, 텍스쳐링 특징부(62)는 유리 기판의 B-쪽 표면의 전체 표면 영역(A)(즉, 길이(L) x 폭(W))과 관련하여 상기 유리 기판(50)의 상기 B-쪽 표면(52)의 접촉 표면 영역(C)을 전반적으로 감소시킨다. 이에 따라, B-쪽 표면(52)이 작업 표면(90)과 접촉하게 될 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 작업 표면(90)과 상기 B-쪽 표면(52) 사이의 접촉 표면 영역(C)은 전체 표면 영역(A)보다 더 작고, 이 결과 유리 기판(50)과 상기 작업 표면(90) 사이의 마찰을 감소시킨다. 더욱이, 접촉 표면 영역(C)에서의 감소는, 또한 작업 표면(90) 및 유리 기판(50)이 다른 재료로부터 성형될 때, 발생된 전하의 양을 감소시키고, 이 결과 상기 유리 기판(50)을 손상시키는 축적된 전하의 위험 및/또는 상기 유리 기판(50)의 표면상에 모이는 부스러기의 위험을 완화시킨다.
본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, B-쪽 표면(52)의 접촉 표면 영역(C)은 상기 B-쪽 표면의 전체 표면 영역(A) 보다 상당하게 더 작다. 예를 들면, 여러 실시예에 있어서, 접촉 표면 영역(C)은 C ≤ 0.20*A을 만족한다. 여러 다른 실시예에 있어서, B-쪽 표면의 접촉 표면 영역(C)은 C ≤ 0.35*A을 만족한다. 여러 실시예에 있어서 접촉 표면 영역(C)은 C ≤ 0.5*A을 만족한다. 일반적으로, 더욱 작은 표면 접촉 영역은, 유리 기판의 B-쪽 표면(52)이 다른 재료와 접촉하게 될 때, 전하를 덜 발생시키고 그리고 상기 B-쪽 표면과 재료 사이의 마찰을 감소시킨다.
유리 기판의 B-쪽 표면에서 성형된 텍스쳐링 특징부를 갖는 유리 기판의 성형 방법은 특히 도 6 내지 도 13을 참조하여 더욱 상세하게 기재되어 있다.
본 명세서에 기재된 유리 기판은, 일반적으로 용융된 유리를 성형하기 위하여 유리 뱃치 재료를 용융시키고 이후에 용융된 유리를 유리 기판으로 성형하도록, 성형될 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, 유리 기판은 하향 인발 공정을 사용하여 성형되고 그리고 상기 하향 인발 공정에서 상기 유리 기판은 상기 유리 기판의 A-쪽 표면의 표면 품질을 보전하기 위하여 유리의 점도가 일반적으로 대략 1013 Poise 보다 더 큰 탄성 상태까지 상기 유리 기판을 응고시키기 전에, 상기 유리 기판의 적어도 A-쪽 표면과 기계적인 접촉 없이 용융된 유리로부터 성형된다. 슬롯 인발 공정과 융합 하향 인발 공정이 예시적인 공정으로서 포함될 수 있다.
예를 들어 도 6을 살펴보면, 용융된 유리로부터 유리 기판을 성형하기 위한 예시적인 유리 제조 기기(100)가 개략적으로 도시되어 있고 상기 유리 제조 기기에서 융합 인발 기기가 용융된 유리를 유리 기판으로 성형하도록 사용된다. 유리 제조 기기(100)는 용융 용기(101), 정제 용기(103), 혼합 용기(104), 이송 용기(108), 및 융합 인발 기기(FDM)(120)를 포함한다. 유리 뱃치 재료는 화살표 102로 지시된 바와 같이 용융 용기(101)로 안내된다. 뱃치 재료는 용융된 유리(106)를 성형하도록 용융된다. 정제 용기(103)는 용융 용기(101)로부터 용융된 유리(106)를 수용하는 고온 처리 영역을 구비하고 그리고 상기 용융된 유리(106)로부터 거품이 제거된다. 정제 용기(103)는 연결 튜브(105)에 의해 혼합 용기(104)와 유체연통하게 연결된다. 즉, 정제 용기(103)로부터 혼합 용기(104)까지의 용융된 유리가 연결 튜브(105)를 통해 유동한다. 혼합 용기(104)는 이 결과 연결 튜브(107)에 의해 이송 용기(108)와 유체연통하게 연결되어, 상기 혼합 용기(104)로부터 상기 이송 용기(108)까지 유동하는 용융된 유리가 상기 연결 튜브(107)를 통해 유동한다.
이송 용기(108)는 용융된 유리(106)를 다운커머(109)를 통해 FDM(120)로 공급한다. FDM(120)은 포위부(122)를 포함하고 상기 포위부에 유입구(110), 아이소파이프(111) 및 적어도 하나의 인발 조립체(150)가 위치된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 다운커머(109)로부터의 용융된 유리(106)가 아이소파이프(111)로 향하게 하는 유입구(110)로 유동한다. 아이소파이프(111)는 용융된 유리(106)를 수용하는 개구(112)를 포함하고, 상기 용융된 유리는 트로프(trough, 113)로 유동한 이후에 상기 아이소파이프의 2개의 수렴 면이 만나는, 상기 아이소파이프(111)의 루트에서 함께 융합되기 이전에, 상기 아이소파이프(111)의 2개의 수렴 면(114a 및 114b) 상을 오버플로하여 하향 흐른다. 최종 유리 기판이 이후 연속의 유리 기판(50)처럼 인발 조립체(150)에 의해 하향 방향(151)으로 인발된다.
도 7을 지금 살펴보면, 용융된 유리가 아이소파이프(111) 상을 유동하고 연속의 유리 기판(50)에서 성형됨에 따라, 상기 용융된 유리가 냉각되어 3개의 구역 상에서 응고된다. 여기서 3개의 구역은: 유리의 온도가 상승되고 상기 유리의 점도가 감소되는 점성 구역(170); 유리의 온도가 감소되고 상기 유리가 응고됨에 따라 상기 유리의 점도가 증가되는 점-탄성 구역(171); 및 유리가 완전히 응고된 탄성 구역이다. 예를 들면, 여러 실시예에 있어서, 점성 구역(170)에서의 유리의 온도는 대략 800℃ 이상일 수 있고 그리고 점도는 일반적으로 대략 1013 Poise 이하이다. 이들 실시예에 있어서, 점-탄성 구역의 온도는 대략 680℃부터 대략 800℃ 이하의 범위에 있고 그리고 유리의 점도는 대략적으로 1013 Poise이다. 더욱이, 이들 실시예에 있어서, 탄성 구역의 온도는 대략 680℃ 이하이고 그리고 유리의 점도는 1013 Poise 이상이다. 본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는 점성 구역(170) 및 점-탄성 구역(171)과 겹쳐지는 임프린트 구역(173)에서의 유리 기판에서 성형된다. 일 실시예에 있어서, 유리 기판(50)은 임프린팅 구역에서 온도(T1)을 가져 680℃ ≤ T1 ≤ 1200℃을 만족한다. 다른 일 실시예에 있어서, 유리 기판(50)은 임프린팅 구역에서 온도(T1)를 가져서, 800℃ ≤ T1 ≤ 1000℃을 만족한다. 일반적으로, 임프린팅 구역(173)에서의 유리 기판(50)의 온도(T1)는 유리의 점도가 대략 1013 Poise 내지 대략 150,000 Poise이고, 더욱 바람직하게는 대략 1013 Poise 내지 대략 40,000,000 Poise이도록 선택되어, 상기 유리 기판의 유리가 충분하게 영향을 받기 쉽고 그리고 상기 유리 기판의 B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부를 성형할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부의 최종 크기는 상기 텍스쳐링 특징부가 유리 기판의 B-쪽 표면에서 성형될 때, 상기 유리 기판의 온도에 기초하여 제어될 수 있다. 예를 들면, 여러 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는 유리 기판의 온도가 상승되고 유리의 점도가 낮을 때, 상기 유리 기판의 B-쪽 표면에서 성형될 수 있다. 이들 조건 하에서, 텍스쳐링 특징부는 온도(T1)에서 제 1 크기(D1)를 갖는다. 유리 기판이 텍스쳐링 특징부의 성형을 위해 인발되고 냉각됨에 따라, 유리가 재유동하고 그리고 이와 같이, 상기 유리 기판이 실내 온도에 있을 때(이 경우 D1 > D2) 최종 텍스쳐링 특징부가 제 2 크기(D2)를 갖는다. 본 명세서에서 사용된 "크기"라는 표현은 특징부의 단면적 및/또는 특징부의 고저간 높이(H)를 포함한 텍스쳐링 특징부의 임의의 치수를 의미할 수 있다. 특징부의 크기의 상대 감소는 재유동 인자(R)에 의해 특징지워질 수 있고 상기 재유동 인자는 제 2 크기(D2)에 대한 제 1 크기(D1)와 관련있다. 예를 들면, 만약 텍스쳐링 특징부가 100 ㎛의 제 1 크기(D1)와 1 ㎛의 제 2 크기(D2)를 갖는다면, 재유동 인자(R)는 100x이다. 본 명세서에 개시된 여러 실시예에 있어서, 재유동 인자(R)는 일반적으로 대략 0 내지 대략 1000x이다. 예를 들면, 여러 실시예에 있어서, 재유동 인자(R)는 대략 0 내지 대략 500x이다. 여러 다른 실시예에 있어서, 재유동 인자(R)는 대략 0 내지 대략 100x이다. 유리 기판이 고 점도를 갖는 경우 텍스쳐링 특징부가 상기 유리 기판에서 성형될 때, 매우 적은 재유동이 발생하고 그리고 재유동 인자(R)가 반드시 0이다.
도 8을 지금 살펴보면, 일 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는 적어도 하나의 레이저 발생원(190)을 사용하는 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에서 성형된다. 특히, 상기 기재된 바와 같이, 용융된 유리(180)가 아이소파이프(111)에 공급되어, 상기 용융된 유리(180)가 상기 아이소파이프의 수렴 면(114a, 114b) 상을 유동하고 그리고 상기 아이소파이프(111)의 루트에서 재결합하여 요구되는 A-쪽 표면 특성(즉, 상기 A-쪽 표면이 기계적인 접촉 없이 성형되어, 상기 A-쪽 표면은 결함이 없는 요구되는 "초기의(pristine)" 표면을 가짐)을 갖는 유리 기판을 성형한다.
유리 기판(50)이 하향 방향(151)으로 인발됨에 따라, 적어도 하나의 레이저 발생원(190)의 빔(194)은 유리 기판(50)이 임프린팅 구역을 통과함에 따라 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52) 상으로 나아가게 된다. 일 실시예에 있어서, 빔(194)이 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 촛점이 맞춰진다. 다른 일 실시예에 있어서, 레이저 발생원(190)의 빔(194)이 유리 기판(50)의 두께에서, 상기 유리 기판의 B-쪽 표면(52) 아래에서 촛점이 맞춰진다. 레이저 발생원(190)은 유리 기판(50)으로부터의 유리의 상당한 제거를 방지하고 상기 레이저 발생원(190)의 빔(194)이 상기 유리 기판(50)을 통해 통과하는 것을 방지하는 파장 및 파워로 일반적으로 작동된다. 그러나, 여러 실시예에 있어서, 유리 기판의 표면의 약간의 제거가 상기 유리 기판의 표면으로부터의 미립자 부스러기와 관련된 형성 없이 점성 구역에서 발생할 수 있다. 이들 실시예에 있어서, 레이저의 작용에 이은 유리 기판의 재유동은 최종 텍스쳐가공된 특징부의 형성을 초래한다. 일 실시예에 있어서, 레이저 발생원(190)은 대략 9.2 ㎛ 내지 대략 11.4 ㎛ 범위의 파장을 갖는 CO2 레이저이다. 레이저 발생원(190)은, 빔(194)이 대략 0.5 mW 내지 10 W 범위의 연속파 파워를 갖거나 또는 0.5 mJ 내지 10 J 범위의 펄스 에너지를 갖도록, 작동된다. 레이저 발생원(190)은 유리 기판의 B-쪽 표면에서 텍스쳐링 특징부를 만들도록 사용된 펄스화된 아웃풋 빔을 생성하도록 작동될 수 있다. 빔(194)의 스팟 크기, 상기 빔(194)의 파워, 및 펄스의 지속은, 레이저 발생원(190)이 유리 기판의 온도를 상당하게 상승시키지 않거나 또는 상기 유리 기판 내에서의 광범위한 열 응력 구배를 유도하지 않도록, 제어된다. 그러나, 레이저의 빔(194)이 기판 표면에서의 텍스쳐(texture) 성형을 개시시키는 국부 표면 열 응력 구배를 유도함을 알 수 있을 것이다. CO2 레이저 발생원의 작동 특성이 본 명세서에 개시되어 있는 한편으로, 다른 레이저 발생원이 유리 기판에서 텍스쳐링 특징부를 성형하도록 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 레이저 타입의 선택은 레이저 광선의 반사율, 투과율 및 흡수에 영향을 미치는 유리 조성/화학적 성질에 따라 결정될 수 있다.
도 8을 살펴보면, 유리 기판(50)이 임프린팅 구역을 통해 하향 방향(151)으로 인발됨에 따라, 레이저 발생원(190)의 빔(194)이 상기 유리 기판에서의 텍스쳐링 특징부를 성형한다. 일 실시예에 있어서, 단일의 레이저 발생원(190)이 요구되는 패턴을 만들도록 유리 기판의 B-쪽 표면(52) 상에 빔(194)을 스캐닝함으로써 텍스쳐링 특징부를 성형하도록 사용된다. 선택적으로, 복수의 레이저 발생원이 원하는 패턴을 생성하도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 복수의, 연속의, 그루브 형성된 텍스쳐링 특징부가 요구될 때, 복수의 레이저 발생원은, 유리 기판(50)이 하향 방향으로 인발됨에 따라, 연속의 그루브를 성형하도록 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 불활성 커버(cover) 가스(도시 생략)는, 유리 기판의 표면에서 임의의 반응이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 레이저 발생원(190)의 빔(194)이 B-쪽 표면(52) 상에 나아감에 따라, 유리 기판(50)의 표면상으로 나아갈 수 있다.
일 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부가 성형된 이후에, 공기, 아르곤 질소, 헬륨 등과 같은 압축된 가스(192)의 하나 이상의 스트림이, B-쪽 표면(52)의 평활화(smoothing)를 용이하게 하기 위해, 가스 제트(191)로부터 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52) 상으로 나아갈 수 있다. 순조로운(smoothing) 작동은 상기 기재된 유리의 재유동과 유사한 방식으로 텍스쳐링 특징부의 크기를 감소시킨다. 이에 따라, 압축된 가스(192)의 하나 이상의 스트림의 제어된 적용이 원하는 치수를 갖는 유리 기판의 B-쪽 표면(52)에 텍스쳐링 특징부를 성형하도록 레이저 발생원(190)의 빔(194)과 함께 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 9를 지금 살펴보면, 다른 일 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는 적어도 하나의 압축된 가스 제트(191)를 사용하는 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에서 성형된다. 특히, 상기 기재된 바와 같이, 용융된 유리(180)가 아이소파이프(111)에 공급되어, 상기 용융된 유리(180)가 상기 아이소파이프(111)의 수렴하는 면(114a, 114b) 상을 유동하고 그리고 상기 아이소파이프(111)의 루트에서 재결합되어, 요구되는 A-쪽 표면 특성을 갖는 유리 기판(50)을 성형한다(즉, 상기 A-쪽 표면은, 상기 A-쪽 표면이 결함이 없는 요구되는 "초기의" 표면을 갖도록, 기계적인 접촉 없이 성형된다).
유리 기판(50)이 하향 방향(151)으로 인발됨에 따라, 상기 유리 기판이 임프린팅 구역에 있으면서, 질소, 공기, 아르곤, 헬륨 등과 같은 압축된 가스(192)의 스트림이 적어도 하나의 압축된 가스 제트(191)로부터 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52) 상으로 나아가게 된다. 압축된 가스(192)의 스트림이 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52) 상에 작용하여, 상기 B-쪽 표면(52)에 요구되는 텍스쳐링 특징부를 성형한다. 압축된 가스(192)의 스트림이 B-쪽 표면상으로 나아갈 수 있는 한편, 유리가 도 9에 도시된 구역(Z) 내에 위치된다. 이에 따라, 용융된 유리(180)가 아이소파이프의 수렴하는 면(114b) 상을 유동함에 따라 또는 상기 용융된 유리가 상기 아이소파이프의 루트에서 수렴한 이후에, 압축된 가스(192)의 스트림이 B-쪽 표면상으로 나아갈 수 있음을 알 수 있을 것이다.
압축된 가스(192)의 스트림은 B-쪽 표면에서만 텍스쳐 가공된 패턴을 형성하는 국부 표면 응력 구배를 야기한다. 압축된 가스(192)의 스트림은, 또한 텍스쳐링 특징부의 성형을 위하여, 표면에서 저 점도 유리를 약간 이동시킬 수 있다. 더욱이, 압축된 가스의 스트림은, 유리가 재유동함에 따라, 텍스쳐 가공된 패턴을 이후 성형하는 유리 기판의 표면에 리플(ripple)을 성형하도록, 펄스화될 수 있다. 일반적으로, 제트의 크기(즉, 압축된 가스의 스트림이 방출되는 오리피스의 단면적)는 텍스쳐링 특징부의 핏치(P)의 대략 1/4(0.25x) 내지 2배(2x)이다. 여러 실시예에 있어서, 단일의 압축된 가스 발생원이 대형의 플레이트나 또는 바(bar)와 연결되고 상기 플레이트나 상기 바에서 오리피스가 형성된다. 플레이트 또는 바는 유리 기판의 폭만큼 펄져진다(span). 압축된 가스(192)의 스트림이 오리피스를 통해 유리 상에 그리고 플레이트나 바로 나아갈 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 오리피스는 다양한 각도로 정위될 수 있다. 예를 들면, 여러 실시예에 있어서, 압축된 가스의 스트림이 유리 표면에 직교할 수 있다. 선택적으로, 압축된 가스의 스트림과 유리 표면 사이의 각도가 대략 90 도 내지 +/- 45 도의 범위에 있을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 오리피스는 원형 패턴에서의 각각의 제트의 각도 정위가 변하는 상태에서 상기 원형 패턴에 배치된다. 여러 실시예에 있어서, 압축된 가스 스트림의 압력은 대략 5 psi이하 이다. 그러나, 보다 크거나 보다 작은 압력이 또한 텍스쳐링 특징부를 형성하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 압축된 가스 제트(191)가 B-쪽 표면(52) 상에서 스캔됨에 따라, 단일의 압축된 가스 제트(191)가 압축된 가스(192)의 스트림을 펄스함으로써 상기 B-쪽 표면(52)에 복수의 별도의 텍스쳐링 특징부를 성형하도록 사용된다. 다른 일 실시예에 있어서, 복수의 압축된 가스 제트(191)는 펄스화된 방식으로 각각의 압축된 가스 제트(191)를 개별적으로 작동시킴으로서 별도의 텍스쳐링 특징부의 패턴을 형성하도록 사용된다. 다른 일 실시예에 있어서, 복수의 압축된 가스 제트(191)가 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 복수의 연속하는 텍스쳐링 특징부를 형성하도록 연속 방식(즉, 압축된 가스(192)의 스트림이 펄스식으로 됨)으로 작동될 수 있다. 텍스쳐링 특징부의 단면 형상 및 깊이는 압축된 가스(192)의 스트림의 단면 형상 및 압력을 조정함으로써 제어될 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 지금 살펴보면, 여러 다른 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는 유리 기판의 표면으로부터의 열을 선택적으로 빼냄으로써 성형될 수 있으며, 이 결과 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에서의 국부 고온/저온 스팟을 만들고 관련된 열 구배가 상기 B-쪽 표면에서 텍스쳐링 특징부의 성형을 초래한다. 예를 들면, 도 10a를 살펴보면, 일련의 헤어-핀 튜브(220)(도 10a에서는 하나만 도시됨)가 유리 기판의 B-쪽 표면(52) 근방에 위치될 수 있고, 그리고 상기 유리 기판의 폭을 가로질러 이격될 수 있다. 인접한 헤어-핀 튜브(220) 사이의 간격은 5 mm 내지 50 mm일 수 있다. 헤어-핀 튜브의 단부는 본 명세서에 개시된 여러 실시예에 있어서, 대략 7 cm 내지 대략 25 cm 사이의 거리(J) 만큼 B-쪽 표면(52)으로부터 이격된다. 튜브의 직경은 대략 5 내지 10 mm 사이일 수 있다. 유리 기판(50)이 아이소파이프(111)의 수렴하는 면(114a, 114b)으로부터 인발됨에 따라, 압축된 가스나 또는 액체와 같은 냉각 유체(230)가 헤어-핀 튜브(220)를 통해 나아가게 되고, 이에 따라 상기 헤어-핀 튜브(220)의 단부에 인접한 상기 유리 기판(50)의 국부 영역으로부터 멀리 열을 빼낸다. 최종 열 구배는, 유리 기판이 상이한 속도로 냉각됨에 따라, 상기 유리 기판에 패터닝 특징부를 만든다.
도 10b를 살펴보면, 다른 일 실시예에 있어서, 냉각 유체 유입을 위한 내부 냉각 튜브(223)를 구비한 캡 튜브(221)가 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52) 근방의 냉각 유체(230)의 유동을 위해 사용된다. 냉각 유체(230)가 캡 튜브(221)로 유동하고 그리고 B-쪽 표면(52)에 가장 근접한 튜브의 단부로 다시 나아가게 되어, 상기 B-쪽 표면의 국부 영역으로부터의 열을 이송하게 된다. 인접한 캡 튜브(221) 사이의 간격은 5 mm 내지 50 mm일 수 있고 그리고 상기 기재한 바와 같이, 상기 캡 튜브(221)의 단부는 본 명세서에 개시된 여러 실시예에 있어서, 대략 7 cm 내지 대략 25 cm의 거리(J) 만큼 B-쪽 표면(52)으로부터 이격된다. 캡 튜브(221)의 직경은 대략 5 내지 10 mm 사이일 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 텍스쳐링 특징부가 성형된 이후에, 압축된 가스의 하나 이상의 스트림이 B-쪽 표면(52)의 평탄화를 용이하게 하기 위해 가스 제트(도시 생략)로부터 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52) 상에 나아가게 될 수 있다. 순조로운 작동은 상기 기재된 유리의 재유동과 유사한 방식으로 텍스쳐링 특징부의 크기를 감소시킨다. 공기-제트의 B-쪽 표면(52)의 평탄화를 위해 사용된 압축된 가스의 스트림이 일반적으로 텍스쳐링 특징부의 실제 성형을 위해 사용된 압축된 가스의 스트림의 압력보다 낮은 압력을 갖는다.
도 11을 지금 살펴보면, 다른 일 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는, 상기 랜딩부(196)가 임프린팅 구역에 위치되도록, 아이소파이프(111)의 루트에 부착된 상기 랜딩부(196)를 사용하여 성형된다. 이러한 실시예에 있어서, 배리어(198)는 용융된 유리(180)가 아이소파이프(111)의 하나의 수렴하는 면(114a) 상을 단지 유동하도록, 상기 아이소파이프(111)의 상부에서 사용된다. 용융된 유리가 기계적인 접촉없이 성형되는 A-쪽 표면(54)을 갖는 유리 기판(50)을 성형하기 위해 아이소파이프(111) 상을 유동한다. 유리 기판(50)은 이후, B-쪽 표면(52)이 랜딩부(196)와 접촉하도록, 상기 랜딩부(196) 상으로 나아가게 된다. 랜딩부(196)와 B-쪽 표면(52) 사이의 접촉은 상기 B-쪽 표면(52)에서 복수의 연속의 텍스쳐링 특징부(예를 들면, 그루브)를 성형한다. 일 실시예에 있어서, 랜딩부(196)의 접촉 표면의 적어도 일부가 복수의 패터닝 특징부(197)를 포함하고, 상기 패터닝 특징부가 유리 기판의 B-쪽 표면(52)으로 임프린트되는 상기 텍스쳐링 특징부와 일반적으로 대응한다.
여러 실시예에 있어서, 랜딩부(196)는 하나 이상의 능동형 가열 부재(도시 생략)를 포함하고, 상기 가열 부재는 텍스쳐링 특징부의 성형이 가능하도록 상기 랜딩부(196) 상에 유리 기판이 나아감에 따라 상기 유리 기판(50)의 온도 및 점도를 유지하도록 사용된다.
상기 언급된 바와 같이, 순조로운 작동은, 응고된 유리 기판(50)에서의 원하는 크기를 갖는 텍스쳐링 특징부를 달성하도록, 상기 텍스쳐링 특징부가 성형된 이후에, 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면에서 실행될 수 있다.
도 12a 및 도 12b를 지금 살펴보면, 다른 일 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부(62)는 수렴하는 면(114b) 상에 패터닝 특징부(197)를 갖는 아이소파이프(111)를 사용하여 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 성형된다. 특히, 아이소파이프(111)의 하나의 수렴하는 면(114b)이 상기 수렴하는 면(114b)의 표면상에 복수의 패터닝 특징부(197)로 성형된다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 복수의 패터닝 특징부(197)는 아이소파이프의 폭을 가로질러 이격된다. 패터닝 특징부는 아이소파이프 표면(도 12a 및 도 12b에 도시된 돌출부)으로의 또는 상기 아이소파이프 표면으로부터의 돌출부, 즉 톱니형상부일 수 있다. 용융된 유리(180)는 아이소파이프(111)의 수렴하는 면(114a, 114b) 상을 유동하고 그리고 상기 아이소파이프(111)의 루트에서 재결합한다. 수렴하는 면(114a) 상을 유동하는 용융된 유리(180)가 유리 기판의 A-쪽 표면(54)을 성형한다. 그러나, 수렴하는 면(114b) 상의 패터닝 특징부(197)는 용융된 유리의 유동을 중단하고 그리고 수렴하는 면(114b) 상을 유동하는 용융된 유리에서의 섭동을 야기하고, 이 결과, 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(523)에서의 복수의 연속의 텍스쳐링 특징부(62)(즉, 그루브)의 형성을 초래한다. 패터닝 특징부(197)는 요구되는 텍스쳐링 특징부의 0.5x 핏치(P)로부터 상기 요구되는 상기 텍스쳐링 특징부의 4x 핏치(P)까지 범위의 크기를 일반적으로 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 수렴하는 면(114a, 114b) 상에서의 용융된 유리(180)의 유동은 패터닝 특징부(197)를 포함한 수렴하는 면(114b)보다 수렴하는 면(114a) 상을 유동하는 보다 많은 양의 유리의 유동과 비대칭이다. 유리 기판(50)의 A-쪽 표면(54)을 성형하는 유리의 최종 농후(thickened) 유동은 패터닝 특징부(197) 상을 유동하는 유리로부터의 섭동을 감쇠시키고, 이 결과, 섭동이 유리 기판(50)의 A-쪽 표면(54)을 통해 뻗어나가는 것을 방지한다.
상기 언급된 바와 같이, 순조로운 작동은, 텍스쳐링 특징부가 응고된 유리 기판(50)에서 원하는 크기를 갖는 텍스쳐링 특징부를 달성하도록 성형된 이후에, 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52) 상에서 실행될 수 있다.
도 13a 및 도 13b를 지금 살펴보면, 다른 일 실시예에 있어서, 텍스쳐링 특징부는, 텍스쳐링 롤러(200)의 접촉 표면으로부터 돌출한 복수의 패터닝 특징부(197)를 포함한 상기 텍스쳐링 롤러(200)에 의해, 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 형성된다. 도 13b에 도시된 실시예에 있어서, 패터닝 특징부(197)는 텍스쳐링 롤러(200)의 접촉 표면으로부터 뻗어있는 일련의 별도의 돌출부를 포함한다. 그러나, 패터닝 특징부(197)는 원주 방향에서 텍스쳐링 롤러(200)의 접촉 표면으로부터 뻗어있는 연속의 릿지(ridge)처럼 선택적으로 형성될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 패터닝 특징부의 치수는 일반적으로 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 형성된 텍스쳐링 특징부의 초기 크기에 대응한다.
본 명세서에 개시된 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러(200)는 내부 가열 및 냉각 부재를 포함할 수 있어, 텍스쳐링 롤러(200)의 온도가 능동적으로 제어될 수 있다. 일반적으로, 텍스쳐링 롤러(200)의 온도는, 유리가 상기 텍스쳐링 롤러(200)와 접촉함에 따라, 유리의 온도(T1) 보다 약간 더 낮은 온도(T2)로 유지된다. 이는 유리의 품질을 저하시키는 텍스쳐링 롤러(200)와 부착되는 유리의 경향을 감소시킨다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러(200)는 임프린팅 구역에 위치되고 고정되어, 유리 기판(50)이 상기 임프린팅 구역을 통해 인발됨에 따라, 상기 텍스쳐링 롤러(200)가 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 일반적으로 접하고 그리고 패터닝 특징부(197)가 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면(52)으로 뻗어있고 이에 따라 상기 유리 기판(50)의 표면에 연속의 텍스쳐링 특징부를 형성한다.
도 13c를 지금 살펴보면, 대안적인 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러(200)는 유리 기판이 보다 낮은 점도를 갖는 임프린팅 구역의 상부 단부에 고정되고 위치된다. 이러한 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러(200)는, 상기 텍스쳐링 롤러(200)와 유리 기판(50) 사이의 접촉 각도(Θ)가 대략 0 도에서부터 90 도에 이를 때까지 위치된다. 유리 기판(50)이 텍스쳐링 롤러(200) 상을 나아감에 따라, 상기 텍스쳐링 롤러는 상기 유리 기판(50)을 패턴화하고, 이에 따라 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에 연속의 텍스쳐링 특징부를 형성한다.
도 14를 지금 살펴보면, 다른 일 실시예에 있어서, 회전 텍스쳐링 롤러(200)는 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52) 상에 텍스쳐링 특징부를 임프린트 하도록 인발 롤러(202a, 202b)와 함께 사용된다. 텍스쳐링 롤러(200)는 도 13a 및 도 13b와 관련하여 상기 기재된 바와 같이 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 실시예에 있어서, 텍스쳐링 롤러(200)는 상기 텍스쳐링 롤러(200)와 인발 롤러(202a, 202b) 사이를 나아가는 유리 기판상에 인발력을 부여하도록 능동적으로 제어되는 한 쌍의 마주한 상기 인발 롤러(202a, 202b) 상의 임프린팅 구역에 위치된다. 이들 실시예에 있어서, 인발 롤러(202a, 202b)는 유리 기판의 엣지 근방의 상기 유리 기판(50)의 표면과 접촉하고, 그리고 상기 엣지 사이에서 상기 유리 기판의 품질 영역에서의 상기 유리 기판의 A-쪽 표면과 접촉하지 않으므로 상기 A-쪽 표면의 "초기의" 품질을 유지한다.
이러한 실시예에 있어서, 용융된 유리(180)가 아이소파이프의 수렴하는 면(114a, 114b) 상을 유동하고 상기 아이소파이프(111)의 루트에서 재결합되고, 이에 따라 A-쪽 표면(54)과 B-쪽 표면(52)을 갖는 유리 기판(50)을 성형한다. 이에 따라, 유리 기판(50)이 인발 롤러(202a, 202b)에 의해 인발됨에 따라, 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)이 텍스쳐링 롤러(200)와 접촉하게 되는 하향 인발 방향으로 상기 유리 기판(50)이 인발된다. 특히, 텍스쳐링 롤러(200)는, 유리 기판의 B-쪽 표면(52)이 텍스쳐링 롤러(200)와 접촉하도록, 정위된다. 인발 롤러(202a, 202b)가 하향 인발 방향으로 유리 기판(50)에 인발력을 부여함에 따라, 텍스쳐링 롤러(200)의 패터닝 특징부(197)가 텍스쳐링 특징부를 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)으로 임프린트한다.
텍스쳐링 롤러(200)의 회전 속도가 유리의 하향 인발 속도와 맞춰지거나 거의 맞춰지도록 본 실시예에서 상기 텍스쳐링 롤러(200)가 능동적으로 회전되기 때문에, 상기 유리 기판(50)의 B-쪽 표면(52)에서 임프린트된 텍스쳐링 특징부가 상기 텍스쳐링 롤러(200)의 패터닝 특징부(197)의 구조에 따라, 연속이거나 단속적일 수 있다. 예를 들면, 텍스쳐링 롤러(200)의 패터닝 특징부(197)가 단속적인 경우에, B-쪽 표면(52)에서 형성된 대응하는 텍스쳐링 특징부 또한 단속적일 것이다. 그러나, 텍스쳐링 롤러(200)의 패터닝 특징부(197)가 연속적인 경우에, 대응하는 텍스쳐링 특징부 또한 연속적일 것이다.
본 명세서에 개시된 여러 실시예에 있어서, 유리 기판은 텍스쳐링 특징부의 성형에 이은 에칭 공정을 선택적으로 거칠 수 있다. 에칭 공정은 유리 기판으로부터의 이동가능한 이온을 제거할 수 있어, 상기 유리 기판의 표면 저항력을 변경할 수 있다. 더욱이, 에칭 공정은, 또한 미량의 부스러기 또는 표면 불규칙성이 텍스쳐링 특징부의 레이저 성형 동안에 발생될 때처럼, 유리 기판으로부터의 유리를 우선적으로 용해하도록 사용될 수 있다. 선택적으로, 에칭 공정은 텍스쳐링 특징부의 형상을 향상시키기 위하여 유리 기판의 표면에서 유리를 균일하게 용해하도록 사용될 수 있다.
에칭 공정이 유리 기판으로부터의 이동가능한 이온을 제거하는데 사용되는 경우, 에칭 미디엄(medium)은 미네랄 또는 유기 산을 포함할 수 있다. 적당한 산에는 HF, HNO3, HCl, H2SO4, HBr, HClO4, H3PO4, HSbF6, HBF4, HPF6, H3BO3 또는 이들의 다양한 조합이 포함된다.
에칭 공정이 유리 기판으로부터 유리를 균일하게 또는 우선적으로 용해하도록 사용되는 실시예에 있어서, 에칭 미디엄은 KOH, NaOH, NH4OH, Ba(OH)2, Ca(OH)2 또는 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 유리 기판의 B-쪽 표면으로 임프린트된 텍스쳐링 특징부가 상기 B-쪽 표면의 접촉 표면 영역을 실질적으로 감소시키고, 이 결과, 다른 재료와의 접촉으로부터 초래되는 전하의 발생을 완화시킨다는 것을 알 수 있을 것이다. 이에 따라, 유리 기판이 TFT-LCD 디스플레이 기판에 사용되거나, 또는 이와 유사한 디스플레이 기판(예를 들면, 칼라 필터 기판)에 사용될 때, 정전하 때문에 유리 기판에 형성된 TFT 장치에 대한 손상 위험이 상당하게 감소된다. 더욱이, 전하 발생의 완화는 또한 유리 기판의 표면을 손상시키거나 품질 저하시킬 수 있는 먼지 및/또는 여러 미립자 부스러기를 유인하는 상기 유리 기판의 경향을 감소시킨다.
더욱이, 본 명세서에 기재된 유리 기판은 A-쪽 표면이 기계적인 접촉 없이 성형됨에 따라, 낮은 표면 거칠기를 갖는 상기 A-쪽 표면을 갖는다. B-쪽 표면상에 임프린트된 텍스쳐링 특징부와 관련하여 A-쪽 표면상에서의 이들 낮은 표면 거칠기 값은 LCD 또는 다른 디스플레이 패널 제조 공정 동안에 표면 품질 저하나 또는 손상의 위험성이 감소된 유리 기판을 제공하여, 수율을 향상시키고 제조 단가를 낮출 수 있다.
더욱이, B-쪽 표면에서의 텍스쳐링 특징부의 통합 때문에, 유리 기판의 접촉 표면 영역의 감소가 유리 기판과 조정 및 이송 설비 사이의 마찰을 상당하게 낮추고, 이에 따라 마모 및 설비 정지 시간을 감소시키고, 그리고 전반적으로 제조 단가를 낮춘다.
본 발명에 대한 다양한 변경 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주 및 사상을 벗어나지 않으면서 기재된 실시예 내의 범위에서 행해질 수 있다는 것은 당업자에게 명확하다. 따라서, 당업자라면 첨부된 청구범위를 포함한 본 명세서는 본 명세서에 기재된 다양한 실시예에 대한 변경 및 수정도 본 명세서의 권리범위에 포함됨을 알 수 있을 것이다.
Claims (20)
- 유리 기판으로서,
0.5 nm 이하의 표면 거칠기(Ra1)를 갖는 평탄한 A-쪽 표면; 및
상기 A-쪽 표면의 반대쪽 평탄한 B-쪽 표면을 포함하고,
상기 B-쪽 표면은:
비(Ra2:Ra1)가 1.5 이상을 만족하도록 선택된 표면 거칠기(Ra2);
상기 유리 기판의 두께(S)를 통해 뻗어있지 않으면서, 상기 B-쪽 표면으로부터 상기 유리 기판의 두께(S)로 뻗어있도록, 상기 B-쪽 표면에 형성된 복수의 텍스쳐링 특징부;및
인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 중심간 핏치(P);를 포함하고,
상기 복수의 텍스쳐링 특징부는 0.05 ㎛ ≤ H ≤ 3.75 ㎛를 만족하도록 고저간 높이(H)를 가지며,
상기 중심간 핏치가 적어도 하나의 방향에서 적어도 1.5 mm인 유리 기판. - 청구항 1에 있어서,
H ≤ 0.04*S인 유리 기판. - 청구항 1에 있어서,
상기 인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 상기 중심간 핏치(P)가 25 mm 이하인 유리 기판. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면은 평탄한 영역(A) 및 접촉 표면 영역(C)을 갖고, 이 경우 C ≤ 0.5*A인 유리 기판. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면에는 100 ㎛이상의 결함 크기를 갖는 표면 결함이 없는 유리 기판. - 유리 기판 성형 방법으로서,
용융된 유리를 성형하기 위해 유리 뱃치 재료를 용융하는 단계;
평탄한 A-쪽 표면과, 상기 A-쪽 표면의 반대쪽의 평탄한 B-쪽 표면을 갖는 유리 기판으로 상기 용융된 유리를 성형하는 단계;
상기 유리 기판을 하향 방향으로 인발하는 단계; 및
상기 유리 기판이 온도(T1)에 있으면서, 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면으로 복수의 텍스쳐링 특징부를 성형하는 단계;를 포함하고,
상기 유리 기판은 1013 Poise 보다 더 큰 점도로 상기 유리 기판을 응고하기 이전에 적어도 상기 A-쪽 표면과 기계적으로 접촉하지 않으면서 성형되고, 상기 평탄한 A-쪽 표면의 표면 거칠기(Ra1)는 응고 이후에 0.5 nm보다 작고,
600℃ ≤ T1 ≤ 1200℃ 이고;
상기 텍스쳐링 특징부는 상기 유리 기판의 두께를 통해 뻗어있지 않으면서 상기 B-쪽 표면으로부터 상기 유리 기판의 두께로 뻗어있고,
상기 복수의 텍스쳐링 특징부는 고저간 높이(H)를 가져서, 0.05 ㎛ ≤ H ≤ 3.75 ㎛를 만족하고;
인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 중심간 핏치(P)가 적어도 하나의 방향에서 적어도 1.5 mm이며,
상기 B-쪽 표면이 표면 거칠기(Ra2)를 가져서 비(Ra2:Ra1)가 1.5 이상인 유리 기판. - 청구항 6에 있어서,
상기 복수의 텍스쳐링 특징부가 제 1 크기(D1)를 가지면서, 상기 유리 기판이 실내 온도로 냉각될 때, 상기 유리 기판이 온도(T1)와 제 2 크기(D2)를 가지며, D1 > D2인 유리 기판. - 유리 기판 성형 방법으로서,
용융된 유리를 성형하기 위해 유리 뱃치 재료를 용융하는 단계;
평탄한 A-쪽 표면과, 상기 A-쪽 표면 반대쪽의 평탄한 B-쪽 표면을 갖는 유리 기판으로 상기 용융된 유리를 성형하는 단계;
상기 유리 기판을 하향 방향으로 인발하는 단계; 및
상기 유리 기판이 상기 하향 방향으로 인발됨에 따라, 적어도 하나의 레이저 발생원의 빔이 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면으로 복수의 텍스쳐링 특징부를 임프린트하도록, 상기 유리 기판의 온도(T1) 범위가 600℃ ≤ T1 ≤ 1200℃ 인 상태에서 상기 유리 기판의 상기 B-쪽 표면상으로 상기 적어도 하나의 레이저 발생원의 상기 빔을 나아가게 하는 단계;를 포함하고,
상기 유리 기판을 1013 Poise의 점도로 응고하기 전에, 상기 유리 기판이 상기 A-쪽 표면이나 또는 상기 B-쪽 표면 중 어느 한 표면과 기계적으로 접촉하지 않으면서 성형되고,
상기 텍스쳐링 특징부는 상기 유리 기판의 두께를 통해 뻗어있지 않으면서, 상기 B-쪽 표면으로부터 상기 유리 기판의 두께로 뻗어있으며,
상기 복수의 텍스쳐링 특징부는 0.05 ㎛ ≤ H ≤ 3.75 ㎛를 만족하도록 고저간 높이(H)를 갖고,
상기 평탄한 A-쪽 표면은 0.5 nm 이하의 표면 거칠기(Ra1)를 가지며,
상기 B-쪽 표면은 표면 거칠기(Ra2)를 가져서, 비(Ra2:Ra1)가 1.5 이상이며,
인접한 텍스쳐링 특징부 사이의 중심간 핏치(P)가 적어도 하나의 방향에서 적어도 1.5 mm인 유리 기판 성형 방법. - 삭제
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