KR20160004302A - 낮은 정전기 방전 융합 인발된 유리를 위한 표면 처리 - Google Patents
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Abstract
유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법은 평균 표면 거칠기를 증가시키는 처리액으로 상기 유리 시트의 적어도 일 면을 처리하는 단계, 및 상기 처리액을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 유리 시트의 적어도 하나의 처리된 면의 평균 표면 거칠기는 약 0.3㎚ 내지 약 100㎚일 수 있다. 상기 처리 전의 유리 시트와 처리 이후의 유리 시트 사이의 전압 감소 백분율 (percent reduction in voltage)은 약 1.5% 내지 약 40%일 수 있다. 유리 시트는 약 0.3㎚ 내지 약 100㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 제1 면, 및 약 0.1㎚ 내지 약 100㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 제2 면을 갖는다. 상기 유리 시트는 적어도 약 100㎜의 길이, 및 약 1.0㎜ 미만의 두께를 가질 수 있다.
Description
본 출원은 2013년 4월 30일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/817,518호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 본 명세서에 혼입된다.
본 명세서는 일반적으로 유리 표면용 표면 처리에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 유리 시트의 a-면의 성능 속성을 손상하지 않고 상기 유리 시트의 b-면을 전략적으로 텍스쳐링하는 (texturing) 방법에 관한 것이다.
박막 트렌지스터 (thin film transistor, TFT) - 액정 디스플레이 (liquid crystal display, LCD) 기판으로 사용될 수 있는 평판 디스플레이 (flat panel display, FPD) 유리는, 두 개의 면으로 이루어질 수 있다. 제1 면 (a-면)은 TFT가 그 위에 형성된 경우 기능성 면 (functional side)일 수 있고, 제2 면 (b-면)은 비-기능성 뒷면 (backside)일 수 있다. 이전에, 초점 (focus)은 FPD 유리의 a-면 상에 있었는데 이는 TFT 구조물의 형성이 대면적에 걸쳐 침착된 (deposited) 경우 표면 불일치 (inconsistencies)에 민감할 수 있기 때문이다. FPD 유리의 b-면은, 예를 들어, 플라스틱, 고무 또는 세라믹과 같은 다양한 물질들과 접촉할 수 있으며, 이로써, 상기 b-측 표면의 균일성 및 표면 품질은 a-측 표면만큼 고도할 필요가 없다. 그러나, 공정 동안에, 상기 FPD 유리와 이들 다양한 다른 물질들 사이의 접촉은 마찰 대전 (triboelectrification)을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 두 이종 물질들은 그들의 고유한 일 함수값 (intrinsic work function values)에서 차이 또는 그들의 페르미 에너지 준위 (Fermi energy levels)에 기초한 전하를 이동시키는 능력에 기인하여 접촉 분리로부터 하전된다. 더 많은 전하가 표면에 축적될수록, 표면 전압은 더 높아진다. 더군다나, 두 하전된 표면들이 분리된 경우, 정전용량 (capacitance)은 분리 거리 (separation distance) 증가에 따라 감소하여, 훨씬 더 높은 표면 전압을 결과할 수 있다. 유리 접촉 분리는 TFT-LCD 제조공정에서 피할 수 없다. 이 높은 전압은 FPD 유리의 a-면의 표면상에 침착된 TFT 구조물을 손상시킬 수 있다.
따라서, 유리 표면에 총 전하 축적을 낮추기 위한 필요성은 존재한다.
일 구현 예에 따르면, 유리 시트의 적어도 일 면을 평균 표면 거칠기 (average surface roughness)를 증가시키는 처리액으로 처리하는 단계, 및 상기 처리액을 제거하는 단계를 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 개선시키기 위한 방법은 개시된다. 상기 유리 시트의 적어도 하나의 처리된 면의 평균 표면 거칠기는 약 0.3㎚ 내지 약 100㎚일 수 있다. 처리 전의 유리 시트와 처리 이후의 유리 시트 사이의 전압 감소 백분율 (percent reduction in voltage)은 약 1.5% 내지 약 40%일 수 있다.
다른 구현 예에 있어서, 약 0.3㎚ 내지 약 100㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 제1 면, 및 약 0.1㎚ 내지 약 100㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 제2 면을 갖는 유리 시트는 제공된다. 상기 유리 시트는 적어도 약 100㎜의 길이 및 약 1.0㎜ 미만의 두께를 가질 수 있다.
다른 구현 예에 있어서, 유리 시트는 2 x 2㎛ 원자간력 현미경 (atomic-force microscop, AFM) 스캔으로 약 0.2㎚, 또는 심지어 약 0.15㎚의 표면 거칠기를 갖는 면, 및 약 0.3㎚ 내지 약 1.3㎚의 표면 거칠기를 갖는 다른 면을 포함할 수 있다. 구현 예에 따르면, 0.2㎚는 AFM 측정에 의해 결정된 바와 같은 Ra 또는 Rq로서 정의될 수 있다. Ra 및 Rq는 하기 수학 식 1 및 2로 나타낼 수 있다:
[수학식 1]
[수학식 2]
여기서 n은 측정이 일어난 지점의 수이고, z는 각 지점에서 높이이며, z바 (zbar)는 선 스캔 (line scan)에서 각 지점에 수집된 높이의 평균이다. Ra는 종종 "평균" 표면 거칠기로 표기되는 반면에, Rq는 종종 "제곱 평균 (root-mean-square, RMS)" 표면 거칠기로 불린다. 상기 유리 시트의 길이는 약 100㎜를 초과할 수 있고, 상기 유리 시트의 두께는 약 1㎜ 미만일 수 있다.
본 발명의 부가적인 특색 및 장점은 하기의 상세한 설명에서 더욱 설명될 것이고, 부분적으로는 하기의 상세한 설명, 청구항, 뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 바와 같은 발명을 실행하여 인지되거나 또는 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 쉽게 명백해 질 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 구현 예들을 제공하며, 청구된 바와 같은 본 발명의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것임을 이해되어야 한다. 수반되는 도면은 본 개시의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 다양한 구현 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 작동을 설명하기 위해 제공된다.
도 1은 융합 인발 방법 (fusion draw method)의 구현 예를 나타내는 개략도이다;
도 2는, 구현 예들에 따라, 180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 처리 공정 및 유리 타입에 대하여 플롯된 (plotted) 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 3은 도 2에 나타낸 데이터에 대한 전압 감소 백분율을 나타내는 그래프이다;
도 4는, 구현 예들에 따라, 127㎜ x 127㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 처리 공정 및 유리 타입에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 5는 도 4에 나타낸 데이터에 대한 전압 감소 백분율을 나타내는 그래프이다;
도 6은 유리 타입 및 처리 공정에 대하여 플롯된 구현 예들에 따른 평균 표면 거칠기의 그래프이다;
도 7은, 구현 예들에 따라, 180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 평균 표면 거칠기에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 8은, 구현 예들에 따라, 127㎜ x 127㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트의 평균 표면 거칠기에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 9는, 구현 예들에 따라, 730㎜ x 920㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 처리 공정 및 유리 타입에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 10은 도 9에 나타낸 데이터의 전압 감소 백분율을 나타내는 그래프이다;
도 11은, 구현 예들에 따라, 730㎜ x 920㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 처리 공정 및 유리 타입에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다; 및
도 12는 도 11에 나타낸 데이터의 전압 감소 백분율을 나타내는 그래프이다.
도 2는, 구현 예들에 따라, 180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 처리 공정 및 유리 타입에 대하여 플롯된 (plotted) 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 3은 도 2에 나타낸 데이터에 대한 전압 감소 백분율을 나타내는 그래프이다;
도 4는, 구현 예들에 따라, 127㎜ x 127㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 처리 공정 및 유리 타입에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 5는 도 4에 나타낸 데이터에 대한 전압 감소 백분율을 나타내는 그래프이다;
도 6은 유리 타입 및 처리 공정에 대하여 플롯된 구현 예들에 따른 평균 표면 거칠기의 그래프이다;
도 7은, 구현 예들에 따라, 180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 평균 표면 거칠기에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 8은, 구현 예들에 따라, 127㎜ x 127㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트의 평균 표면 거칠기에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 9는, 구현 예들에 따라, 730㎜ x 920㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 처리 공정 및 유리 타입에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다;
도 10은 도 9에 나타낸 데이터의 전압 감소 백분율을 나타내는 그래프이다;
도 11은, 구현 예들에 따라, 730㎜ x 920㎜ x 0.5㎜의 치수를 갖는 유리 시트에 대한 처리 공정 및 유리 타입에 대하여 플롯된 접촉 분리 이후에 측정된 전압의 그래프이다; 및
도 12는 도 11에 나타낸 데이터의 전압 감소 백분율을 나타내는 그래프이다.
여기에 개시된 방법들에 따라 처리된 유리 시트는 어떤 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다. 구현 예들에 있어서, 상기 유리 시트는 융합 인발 (fusion draw) 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 융합 인발 공정은 다운 인발 공정이고, 또한 오버플로우 공정 (overflow process)이라 칭한다. 상기 융합 인발 공정에 있어서, 유리-형성 용융물은 내화성 홈통 (refractory trough)으로 흘러들고, 그 다음 상기 홈통의 양쪽 면으로부터 제어된 방식 내에서 넘쳐흐른다. 이 공정의 장점은, 상기 공정으로부터 형성된 유리 시트의 표면이 어떤 내화성 물질 또는 다른 형성 장비와 접촉을 일으키지 않는 점에 있다. 부가적으로, 상기 융합 인발 공정은 매우 평평하고 균일한 두께의 유리 시트를 산출한다. 결과적으로, 디스플레이 적용을 위한 매끈하고, 평평하며, 균일한 유리 시트를 얻기 위한 2차 공정은 필요하지 않다. 상기 융합 인발 공정은 상기 공정에 사용된 유리가 액상 온도 (liquidus temperature)에서 상대적으로 높은 점도를 갖는 것을 요구한다. 이하 상기 융합 인발 공정은 도 1을 참조하여 더욱 기재된다. 유사한 융합 인발 공정들은 미국 등록특허 제3,338,696호 및 제3,682,609호에 기재되었고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 본 명세서에 혼입된다.
예로서 도 1을 참조하면, 용융 유리로부터 유리 시트 물질을 형성하기 위한 대표 유리 제조 장치 (100)는 개략적으로 도시되며, 여기서 융합 인발기 (fusion draw machine)는 용융 유리를 유리 시트로 형성하는데 사용된다. 상기 유리 제조 장치 (100)는 용융 용기 (101), 청징 (fining) 용기 (103), 혼합 용기 (104), 전달 용기 (108), 및 융합 인발기 (FDM, 120)를 포함한다. 유리 배치 물질 (batch materials)은 화살표 (102)로 나타낸 바와 같이 용융 용기 (101)로 도입된다. 상기 배치 물질은 용융되어 용융 유리 (106)를 형성한다. 상기 청징 용기 (103)는 상기 용융 용기 (101)로부터 용융 유리 (106)를 수신하는 고온 공정 지역을 가지며, 여기서 버블 (bubbles)은 상기 용융 유리 (106)로부터 제거된다. 상기 청징 용기 (103)는 연결관 (105)에 의해 혼합 용기 (104)와 유동적으로 연결된다. 즉, 상기 청징 용기 (103)로부터 상기 혼합 용기 (104)로 흐르는 용융 유리는 상기 연결관 (105)을 통하여 흐른다. 궁극적으로, 상기 혼합 용기 (104)는, 혼합 용기 (104)로부터 전달 용기 (108)로 흐르는 용융 유리가 연결관 (107)을 통하여 흐르도록, 상기 연결관 (107)에 의해 전달 용기 (108)에 유동적으로 연결된다.
상기 전달 용기 (108)는 상기 용융 유리 (106)를 하강관 (downcomer, 109)를 통해 상기 FDM (120)으로 공급한다. 상기 FDM (120)은 엔클로저 (122)를 포함하고, 여기서 주입구 (110), 형성 용기 (111) 및 적어도 하나의 인발 어셈블리 (draw assembly, 150)는 위치된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 하강관 (109)으로부터의 용융 유리 (106)는 상기 형성 용기 (111)로 이어지는 주입구 (110)로 흐른다. 상기 형성 용기 (111)는 용융 유리 (106)를 수신하는 개구 (112)를 포함하며, 상기 용융 유리는 홈통 (113)으로 흐르고, 그 다음, 인발 어셈블리 (150)에 의해 하류 방향 (151)에서 접촉되고 인발되기 전에, 두 개의 컨버징 면들 (converging sides: 114a 및 114b)을 연결하는, 루트 (root)에서 함께 융합 전에 상기 두 면들을 넘쳐 흘러내려 연속적인 유리 시트 (148)를 형성한다. 그 후에, 상기 연속적인 유리 시트 (148)는 별개의 유리 시트들로 분할될 수 있다.
상기 표면 처리 방법들이 상기 융합 인발 공정에 의해 형성된 유리 시트와 함께 사용된 것으로 여기에서 기재되지만, 상기 표면 처리 방법들은 다른 공정들로부터 형성된 유리 시트들에 대해 사용될 수 있으며, 여기서 유리 배치 물질은 용융되어 용융 유리를 형성하고, 상기 용융 유리는 그 다음 유리 시트로 형성되는 것으로 이해되어야 한다. 제한 없는 예로서, 여기에 기재된 풀링 롤 (pulling rolls)은 또한 업-인발 (up-draw) 공정, 슬롯-인발 (slot-draw) 공정, 및 다른, 유사한 공정들과 함께 활용될 수 있다.
상기 융합 인발 공정에 의해 만들어진 유리 시트들의 치수는 특정하게 한정되지 않으며, 여기에 기재된 처리 방법들은 어떤 치수를 갖는 유리 시트들에 적용될 수 있다. 그러나, 몇몇 구현 예들에 있어서, 처리될 유리 시트의 길이는 약 100㎜를 초과할 수 있거나, 또는 심지어 약 200㎜를 초과할 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 처리될 유리의 길이는 약 300㎜를 초과할 수 있거나, 또는 심지어 약 400㎜를 초과할 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 처리될 유리 시트의 길이는 500㎜를 초과할 수 있거나, 또는 심지어 600㎜를 초과할 수 있다. 또 다른 구현 예에 있어서, 유리 시트의 길이는 700㎜를 초과할 수 있거나, 또는 심지어 800㎜를 초과할 수 있다. 여전히 또 다른 구현 예에 있어서, 유리 시트의 길이는 약 900㎜를 초과할 수 있거나, 또는 심지어 약 1000㎜를 초과할 수 있다. 유사하게, 처리될 유리 시트의 폭은 약 100㎜를 초과할 수 있거나, 또는 심지어 약 200㎜를 초과할 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 처리될 유리 시트의 폭은 약 250㎜를 초과할 수 있거나, 또는 심지어 약 300㎜를 초과할 수 있다. 처리될 유리 시트의 두께는 특정하게 한정되지 않으며, 여기에 기재된 유리 시트를 처리하는 방법은 박형 유리 시트들 (thin glass sheets)에 대해 사용될 수 있다. 구현 예에 있어서, 처리될 유리 시트의 두께는 약 1.0㎜ 이하, 또는 심지어 약 0.7㎜ 이하일 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 처리될 유리 시트의 두께는 약 0.5㎜ 이하, 또는 심지어 약 0.4㎜ 이하일 수 있다. 다른 구현 예에 있어서, 처리될 유리 시트의 두께는 약 0.3㎜ 이하, 또는 심지어 0.1㎜ 이하일 수 있다.
처리될 유리 시트의 조성물은 특정하게 한정되지 않으며, 여기에 개시된 상기 처리는 모든 유리 조성물에서 적용될 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 처리될 유리는 알칼리 알루미노실리케이트 (alkali aluminosilicate) 유리, 알칼리 보로알루미노실리케이트 (boroaluminosilicate) 유리, 알칼리-토 (alkaline-earth) 알루미노실리케이트 유리, 또는 알칼리-토 보로알루미노실리케이트 유리일 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, 상기 용어 "알칼리"는, 문맥이 명확하게 다른 것을 나타내지 않는다면, 알칼리 금속들 (예를 들어, Li, Na, K, Rb 및 Cs)을 의미하고, "알칼리-토"는 알칼리-토 금속들 (예를 들어, Be, Mg, Ca, Sr 및 Ba)을 의미한다.
몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 유리 시트의 a-면은 일반적으로 약 0.1㎚ 내지 약 100㎚의 평균 표면 거칠기를 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 a-측 표면은 약 0.1㎚ 내지 약 100㎚, 약 0.16㎚ 내지 약 0.27㎚, 약 0.20㎚ 내지 약 0.27㎚, 또는 심지어 약 0.22㎚ 내지 약 0.25㎚의 평균 표면 거칠기를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 유리 시트의 a-면의 평균 표면 거칠기는 이것이 사람 눈에 의해 인지할 수 있는 유리 시트의 시각적 특성에 영향을 미치지 않을 정도일 수 있다.
간단히 전술된 바와 같이, 본 개시에 따라 처리될 유리 시트는 a-면 및 b-면을 포함할 수 있다. 상기 유리 시트의 b-측 표면은 제조 및 이후 취급 동안에 기계적 접촉에 적용될 수 있기 때문에, 상기 b-측 표면의 품질 요건은 상기 a-측 표면의 품질 요건만큼 엄격하지 않을 수 있어, b-면 텍스쳐링 개념 (texturing concepts)을 실행으로 전환하는데 더 많은 유연성을 허용한다. 유리 시트의 b-면의 변형에 대한 주된 관심사는 사람 눈으로 식별할 수 있는 결함이다. 예를 들어, 약 100㎛를 초과하는 상기 b-면 상의 결함은 허용되지 않을 수 있다. 구현 예들에서, 약 150㎛를 초과하는 상기 유리 시트의 b-면 상의 결함은 허용되지 않을 수 있다.
여기에 기재된 방법에 사용된 유리 시트는 전술된 바와 같은 형성 공정을 사용하여 초기에 얻어진다. 형성된 대로의 조건 (즉, 어떤 부가적인 표면 처리 또는 그와 유사한 것이 없는 조건)인 경우, 상기 유리 시트들은 특별한 적용을 위해 요구된 두께 치수를 가지지 않을 수 있다. 패널 시닝 기술 (Panel thinning techniques)은 상기 유리 시트의 요구된 두께 및/또는 두께 균일성을 달성하는데 사용될 수 있다. 패널 시닝 기술은 상기 a-측 표면의 품질 감소 없이 상기 b-면으로부터 유리 기판의 두께를 감소시키기 위한 화학적 또는 기계적인 방법들을 포함할 수 있다. 기계적 시닝은 평탄화 공정 때문에 광범위한 b-측 표면의 특색, 결함, 및 오염을 경감시킬 수 있다. 화학적 시닝은 압인 자국 (dents) 및 딤플 (dimples)과 같은 특색을 오픈-업 (open up)할 수 있다. 상기 b-측 표면상의 유리 화학적 성질 (glass chemistry)은 시닝 공정을 특정하게 제한하지 않는다. 따라서, 전술된 바와 같은 두께는, 필요하다면, 시닝 공정의 사용을 통해 달성될 수 있다.
몇몇 구현 예들에 따르면, 유리 시트의 의도된 용도를 위한 적절한 치수 및 조성을 갖는 유리 시트가 얻어진 이후에, 상기 유리 시트의 적어도 일 면은 산, 염기, 중성 용액, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 처리액을 사용하여 텍스쳐링될 수 있다. 구현 예들에서 개시된 용액으로 유리 시트의 텍스쳐링은 상기 유리 시트의 정전기 방전 (electrostatic discharge, ESD) 성능을 개선시킨다. 상기 처리액에 노출은 또한 상기 유리 표면 화학적 성질을 변경시킬 수 있고, b-면의 허용 한도 (tolerance limits)를 받아들일 수 있는 내의 상기 유리 시트의 표면을 변형할 수 있다.
몇몇 구현 예들에 따르면, 상기 유리 시트는 처리액으로 처리 전 또는 후에 입자상 물질 (particulate matter) 및 다른 표면 오염물을 제거하기 위해 어떤 적절한 세척제로 세척할 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 세척제는 SemiClean KG (Yokohama-Yushi-Kogyo사 제조), 또는 다른 유사한 세척제일 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 상기 세척제는 다른 세정제, 산, 염기, 과산화물, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 세정제는 계면활성제, 산, 염기, 킬레이트 화합물 (chelators) 및 이와 유사한 것을 결합할 수 있다. 몇몇 다른 구현 예들에 있어서, 세제 (cleaning agent)는, 예를 들어, 단일 염기, 또는 과산화물을 갖는 염기, 단일 산, 또는 과산화물을 갖는 산과 같이, 현실적으로 훨씬 더 간단할 수 있다. 상기 유리 시트를 세척하는 방법 및 지속시간은 특별히 제한되지 않으며, 유리 시트의 제조에 사용된 분무 (spraying), 디핑 (dipping), 또는 세척 (washing) 공정과 같은 어떤 적절한 방법일 수 있다.
상기 유리 시트는 상기 유리 시트의 ESD 성능을 변경하기 위해 처리액으로 처리될 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리액은 염산 (HCl)일 수 있다. 상기 HCl의 몰 농도는 약 0.15M 내지 약 0.35M, 또는 심지어 약 0.2M 내지 약 0.3M일 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 상기 HCl의 몰 농도는 약 0.25M일 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리액은 황산 (H2SO4) 및 물의 혼합물일 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 황산:물의 혼합물은 1 : 4의 혼합물, 또는 심지어 1 : 3의 혼합물일 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 상기 황산 및 물의 혼합물은 1 : 2의 혼합물일 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리액은 불화 나트륨 (NaF) 및 인산 (H3PO4)의 희석 혼합물일 수 있다. NaF 및 H3PO4의 대표적인 혼합물은 0.2M의 NaF 및 1M의 H3PO4의 혼합물일 수 있고, 물에서 4 : 5의 혼합물로 희석될 수 있다. 또 다른 구현 예에 있어서, 상기 처리액은 HCl 및 불산 (HF)의 혼합물일 수 있다. 이들 구현 예에 있어서, 상기 HCl의 몰 농도는 약 0.15M 내지 약 0.35M, 또는 심지어 약 0.2M 내지 약 0.3M일 수 있다. HF는 약 1 x 10-3M (M = moles/liter) 내지 약 1M, 또는 심지어 약 2 x 10-3M 내지 약 1 x 10-4M의 농도로 HCl에 첨가될 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 2.5 x 10-3 M의 HF은 HCl에 첨가될 수 있다. 다른 적절한 산들은 HNO3, 중불화 암모늄 (ammonium bifluoride), 불화 암모늄 (ammonium fluoride), HF:NH4F, HF:NH4HF의 혼합물, 또는 그 이외의 것들을 포함한다. 상기 처리액의 다른 제제 (formulations)가 가능할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
상기 유리 시트는, 예를 들어, 딥 코팅, 롤러 코팅, 또는 스프레이 코팅과 같은 공지의 방법에 의해 상기 처리액에 노출될 수 있다. 상기 유리 시트가 처리액으로 딥 코팅되는 구현 예에 있어서, 마스크 (mask)는 상기 유리 시트의 a-면의 텍스처화 (texturization)를 방지하기 위해 상기 유리 시트의 a-면 위에 놓일 수 있다. 상기 마스크 물질은 특별하게 제한되지 않으며, 상기 유리 시트에 부착 및 상기 처리액의 영향으로부터 상기 유리 시트를 보호할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 마스크 물질은 상기 처리 공정이 완성된 후에 상기 유리 시트로부터 쉽게 제거되어야 한다. 대표적인 마스크는 보호 필름 (Visqueen 또는 Kapton)을 포함하고, 만약 이들이 뒤에 잔여물로 남는다면, 후속 세척 공정에서 세척 제거될 수 있다. 다른 적절한 마스크 물질들은 포토레지스트 (photoresist), 왁스, 또는 그밖에 제거가능한 코팅을 포함한다.
상기 처리의 지속시간은 특별하게 제한되지 않으며, 상기 처리는 원하는 텍스처화를 달성하기 위해 필요한 시간의 양 동안 수행되어야 한다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리의 지속시간은 약 0.5분 내지 약 90분, 또는 심지어 약 1분 내지 약 60분, 또는 약 5분 내지 약 30분일 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리 지속시간은 약 10분 내지 약 20분일 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 처리 시간은 0.5분 미만, 또는 심지어 0.25분 미만일 수 있다. 또 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리 시간은 0.1분 미만일 수 있다.
상기 처리가 수행되는 온도는 상기 유리 시트의 조성 및 상기 처리액의 조성에 의존하여 변할 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리가 수행되는 온도는 약 20℃ 내지 약 100℃, 또는 심지어 약 40℃ 내지 약 90℃일 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리가 수행되는 온도는 약 40℃ 내지 약 80℃, 또는 심지어 약 50℃ 내지 약 70℃일 수 있다.
몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리가 완료된 후에, 상기 처리액은 어떠한 적절한 방법에 의해 상기 유리 시트로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리액은, 전술된 바와 같이, 상기 처리된 유리 시트를 세척하여 제거될 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리액은 가열, 증발, 또는 어떤 다른 적절한 수단에 의해 제거될 수 있다. 또 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리액은, 예를 들어, 강제 공기 (forced air), 롤러, 블레이드, 또는 이와 유사한 것에 의해 물리적으로 제거될 수 있다. 상기 처리액은 본 개시의 범주를 벗어나지 않고 어떤 방법 또는 장치들에 의해 제거될 수 있는 것으로 인식되어야 한다.
상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 처리 공정 전/후에 측정될 수 있다. 상기 평균 표면 거칠기는 원자간력 현미경 (AFM)을 사용하여 측정될 수 있다. 거칠기는 상기에서 정의된 Ra 또는 Rq의 표준값 (standard values)을 사용하여 측정된다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 처리 공정 전에 상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 약 0.1㎚ 내지 약 100㎚, 약 0.1㎚ 내지 약 0.3㎚, 또는 심지어 약 0.15㎚ 내지 약 0.25㎚이다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 처리 공정 전에 상기 평균 표면 거칠기는 약 0.2㎚ 내지 약 0.23㎚이다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 평균 표면 거칠기는 상기 처리 공정에 의해 증가될 수 있다. 따라서, 상기 평균 표면 거칠기는, 상기 처리 공정의 결과에 따른 상기 평균 표면 거칠기에서 증가를 결정하기 위해, 상기 처리 공정 이후에 측정될 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 상기 처리 공정에 노출된 후에 상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 약 0.3㎚ 내지 약 100㎚, 또는 심지어 약 0.3㎚ 내지 약 75㎚일 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리 공정에 노출된 후에 상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 약 0.3㎚ 내지 약 50㎚, 또는 심지어 약 0.3㎚ 내지 약 25㎚일 수 있다. 또 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리 공정에 노출된 후에 상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 약 0.3㎚ 내지 약 15㎚, 또는 심지어 약 0.4㎚ 내지 약 10㎚일 수 있다. 여전히 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리 공정에 노출된 후에 상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 약 0.4㎚ 내지 약 5㎚, 또는 심지어 약 0.5㎚ 내지 약 1.3㎚일 수 있다. 여전히 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리 공정에 노출된 후에 상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 약 0.5㎚ 내지 약 1.15㎚일 수 있다. 다른 구현 예들에 있어서, 상기 처리 공정에 노출된 후에 상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 약 0.5㎚ 내지 약 1.0㎚, 또는 심지어 약 0.7㎚ 내지 약 0.9㎚일 수 있다. 상기 처리 공정에 의해 유발된 평균 표면 거칠기에서 증가는 유리 시트의 조성, 처리액의 조성, 처리 공정의 지속시간, 및/또는 처리 공정의 온도를 포함하지만, 이에 한정되는 않는, 많은 조건들에 의해 영향받을 수 있다. 상기 파라미터들 (parameters)의 각각은 처리 공정에서 변경될 수 있어 상기 처리 공정 후에 평균 표면 거칠기에서 원하는 증가를 얻는 것으로 이해되어야 한다.
몇몇 구현 예들에 따르면, 상관관계 (correlation)는 유리 시트의 평균 표면 거칠기 및 정전기 방전 (ESD) 특성 사이에서 뽑아낼 수 있다. 특히, 상기 유리 시트의 평균 표면 거칠기가 증가함에 따라, 상기 장치의 ESD 특성은 개선될 수 있다. 상기 유리 시트의 ESD 특성은 유리 시트의 처리된 면 상에 전압을 측정하여 결정될 수 있다. 전술된 바와 같이, 상기 유리 시트의 일 측 표면은 상기 유리 시트의 ESD 특성에 부정적으로 영향을 주는 전하를 축적할 수 있다. 상기 시트를 가로지르는 전압은 축적된 전하의 척도이다. 따라서, 상기 유리 시트의 처리된 면 상에 전압이 제로 (zero)에 근접함에 따라, 상기 유리 시트의 ESD 특성은 일반적으로 개선된다. 특정 이론에 의한 한정되지 않고, 상기 유리 시트의 처리된 면의 평균 표면 거칠기를 증가시킴으로써, 상기 유리 시트의 처리된 면과 다른 물질로 구성된 구성분 사이에서 더 적게 접촉할 것이라는 것이 일반적인 생각이다. 따라서, 마찰대전 (triboelectrification)은 상기 유리 시트의 처리된 면의 거칠기를 증가시켜 감소하거나 또는 최소화될 수 있다. 여기에 개시된 구현 예들의 처리에 의해 부여된 유리 표면의 최종 조성물은 또한 상기 마찰대전 메커니즘에 역할할 수 있다.
몇몇 구현 예들에 따르면, 하기 실시 예들에 나타낸 바와 같이, 접촉 분리 이후에 유리 시트의 측정 전압은, 예를 들어, 유리 시트의 조성, 유리 시트의 크기, 처리액의 조성, 및 이들의 조합에 의존하여 변할 수 있다. 그러나, 구현 예들에 따르면, 전압 감소는 상기 유리 시트의 일 면의 표면 거칠기가 증가함으로써 실현된다. 이 전압 감소는 처리 전에 접촉 분리 이후의 전압을 측정하고 그리고 처리 후에 접촉 분리 이후의 전압을 측정한 백분율로 계산될 수 있다. 몇몇 구현 예들에 있어서, 전압 감소의 백분율은 약 1.5% 내지 약 40%, 또는 심지어 약 2.0% 내지 약 35%일 수 있다. 다른 구현 예에 있어서, 접촉 분리 이후에 전압의 감소의 백분율은 약 3.0% 내지 약 30%, 또는 심지어 약 4.0% 내지 약 25%일 수 있다. 또 다른 구현 예에 있어서, 접촉 분리 이후에 전압 감소의 백분율은 약 5.0% 내지 약 20%, 또는 심지어 약 7.0% 내지 약 15%일 수 있다. 몇몇 다른 구현 예에 있어서, 접촉 분리 이후에 전압의 감소의 백분율은 약 12%, 또는 심지어 약 10%일 수 있다.
구현 예들에 있어서, 비록 처리된 면 거칠기 및 유리 시트 전압 모두에서 증가가 유리의 조성, 유리의 크기, 처리액의 조성, 처리 공정의 지속시간, 및 처리 공정이 작동되는 온도에 의존하여 변할지라도, 평균 표면 거칠기에서 증가는 여기에 개시된 각각의 처리액을 사용하여 각각의 유리 조성물에 대해 달성될 수 있다. 이에 의해, 상기 유리 시트의 ESD 특성들은 개선될 수 있다.
본 개시는 하기 실시 예들로부터 더욱 명확해질 것이다.
실시 예 1
유리 타입 Ⅰ인, 코닝사 (Corning Incorporated)에 의해 제조된 알루미노실리케이트 유리는, 이의 보호 Visqueen 필름을 벗기고, 표준 세정 공정을 사용하여 4% SemiClean KG (Yokohama-Yushi-Kogyo에 의해 제작)로 세척된다. 상기 유리는 그 다음 하기 표 1에 열거된 바와 같은 다양한 시간 및 온도에서 다양한 산에 디핑되며, 여기서 각 유리 시트는 0.5㎜의 두께를 갖는다.
| 샘플 크기 | 처리액 | 처리시간 (분) | 처리온도 (℃) |
| 127㎜ x 127㎜ | - | - | - |
| 180㎜ x 230㎜ | - | - | - |
| 127㎜ x 127㎜ | 0.23 M HCl | 5 | 90 |
| 180㎜ x 230㎜ | 0.23 M HCl | 5 | 90 |
| 127㎜ x 127㎜ | H2SO4:H2O (1:3) | 5 | 제어되지 않음 |
| 180㎜ x 230㎜ | H2SO4:H2O (1:3) | 5 | 제어되지 않음 |
| 127㎜ x 127㎜ | 희석된 NaF 및 H3PO4 | 1 | 40 |
| 180㎜ x 230㎜ | 희석된 NaF 및 H3PO4 | 1 | 40 |
| 127㎜ x 127㎜ | 0.23 M HCl + 0.25e-3 M HF | 60 | 80 |
| 180㎜ x 230㎜ | 0.23 M HCl + 0.25e-3 M HF | 60 | 80 |
127㎜ x 127㎜ x 0.5㎜ 유리 시트는 Harada Corporation에 의해 제작된 상업적으로 이용가능한 리프트 시험기 (lift tester) 상에서 시험되고, 180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜ 유리 시트는 이 크기의 유리 시트를 지지하도록 변형된 유사한 리프트 시험기 상에서 시험된다. 표 1에 언급된 산에 노출한 후에, 표면은 세정 공정을 사용하여 4% SemiClean KG로 다시 세척된다. 접촉 분리 이후에 전압은 12% 상대 습도의 등급 100 무균실 (class 100 clean room)에서 측정되었다. 그 결과는 샘플당 3 리프트, 유리 타입당 3개의 샘플을 수행하여 얻어진 것이다. 동일한 경향은 사용된 시험 장치에 관계없이 측정된다. 표면 조성물 (XPS) 및 평균 표면 거칠기는 시험된 유리 시트에 대해 결정된다. 선형 함수 (linear function)가 접촉 분리 이후에 측정된 전압 및 평균 표면 거칠기 사이에 존재하는 것으로 결정된다. 평균적으로, 접촉 분리 이후에 측정된 전압은 유리 타입들 사이에서 차이가 있다. 접촉 분리 이후에 측정된 전압 사이에서의 차이는 유리 시트의 크기가 더 큰 경우 더 크다. 진공 포트 (vacuum port)에서 초기 접촉은 180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜ 및 730㎜ x 920㎜ x 0.5㎜의 유리 시트 모두에 대하여 마찰 대전을 일으킨다. 730㎜ x 920㎜ x 0.5㎜ 시트는 또한 유리 타입들 사이에 더 큰 차이를 결과하는 전압 신호의 확대 (magnification) 및 또 다른 마찰 대전을 일으키는 진공 포트 사이에서 수평 방향에서 앞뒤로 잡아당긴다.
실시 예 2
도 2 내지 6을 참조하면, 4 개의 유리 타입들은 여기에 기재된 바와 같은 처리 공정을 사용하여 처리된다. 4 개의 다른 유리 조성물은 시험된다: 전술된 바와 같은, 유리 타입 Ⅰ, 유리 타입 Ⅱ, 유리 타입 Ⅲ, 및 유리 타입 Ⅳ. 상기 4개의 유리 타입들은 유사한 조성물을 가지며, 일반적으로, 알루미노실리케이트 유리의 범주에 속한다. 다양한 처리액은 사용되고, 처리된 유리 시트들은, 전술된 바와 같은, 4 개의 다른 유리 조성물을 사용하지만, 표 1에서 나타낸 바와 같이 제조된다. 상기 처리 공정이 완성된 이후에, 상기 유리 시트들은 다음과 같이 평균 표면 거칠기 및 접촉 분리 이후의 전압에 대하여 시험된다.
180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜ 유리 시트는 접지된 304 SS 척 (chuck)을 갖는 리프트 시험기로 시험된다. -39 kPa의 진공은 생성되고, 절연성 Vespel 핀 (5㎜ R)들은 사용된다. 상기 시험은 또한 10㎜/sec의 리프트 핀 속도 및 단일 진공 포트를 사용한다. 3 개의 샘플들은 유리 타입에 대해 수행되었고, 무작위로 작동되었다. 3 리프트 사이클 (lift cycles)은 샘플에 대해 수행되었다. 이온화 (ionization)는 리프트 사이클 사이에 사용되었고, 값은 80㎜ 핀 높이에서 보고되었다. 프로브 트랙 (probe tracks)은 리프트 핀 움직임 동안에 유리와 함께 사용되었다.
127㎜ x 127㎜ x 0.5㎜ 유리 시트는 Harada Corporation으로부터 상업적으로 이용가능한 리프트 시험기로, 절연성 블랙 양극산화된 (anodized) Al 척을 사용하여 시험되었다. -90 kPa의 진공은 생성되었고, 절연성 POM 핀 (2.5㎜ R)들은 사용되었다. 상기 시험은 또한 27㎜/sec의 리프트 핀 속도 및 단일 공급에 의한 이중 채널 진공 포트 피드 (feed)를 사용하였다. 유리 타입에 대한 3 개의 샘플들은 시험되었고, 무작위로 작동하였다. 3 리프트 사이클은 리프트 사이클 사이에 사용된 이온화와 함께 샘플에 대하여 수행되었다. 값은 29㎜ 핀 높이에서 보고되었다. 프로브는 리프트 핀 움직임 동안에 유리와 함께 이동되지 않는다.
샘플들은 4% SemiClean KG로 세척 공정에서 세정되었고, 약 12%의 상대 습도에서 시험 실행 전 1 시간 동안 무균실에서 제어되었다. 사용된 척 및 핀은 HEPA 진공청소기로 청소되고, 시험 1 시간 전에 DI 무균실 와이프 (wipe)로 닦는다. 유리 타입 Ⅱ 중 하나의 샘플은 시험의 시작에서 깨끗한 척 및 핀을 접촉하는데 사용되는데, 면 b 그 다음 면 a가, 면당 6 회씩 (6 reps) 사용된다.
시험의 결과는 도 2 내지 6에 나타내었다. 도 2에서, 10 개의 다른 결과를 나타낸다: 2-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅳ를 나타내고; 2-02는 처리 전의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 2-03은 NaF 및 H3PO4의 희석 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 2-04는 H2SO4로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 2-05는 HCl로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 2-06은 HCl 및 HF로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 2-07은 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내고; 2-08은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며; 2-09는 처리 전의 유리 타입 Ⅲ을 나타내고; 및 2-10은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅲ을 나타낸다. 도 2의 그래프는 180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜ 유리 시트에 대한 접촉 분리 이후에 측정된 전압 대 유리 타입의 플롯이고, 각 타입의 유리에 대하여, 전압이 어떠한 타입의 처리로 0에 접근하는 것을 나타낸다.
도 3은 전압 감소 백분율로서 도 2로부터의 전압 데이터를 나타낸다. 상기 전압 감소 백분율은 하기 수학 식 3에 의해 계산된다:
[수학 식 3]
[(V0-V)/V0] x 100
여기서 V0는 처리 전 유리 시트의 접촉 분리 이후에 측정된 평균 전압이고, V는 처리 후 유리 시트의 접촉 분리 이후에 측정된 평균 전압이다. 도 3에서, 10 개의 다른 결과를 나타낸다: 3-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅳ를 나타내고; 3-02는 처리 전의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 3-03은 NaF 및 H3PO4의 희석 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 3-04는 H2SO4로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 3-05는 HCl로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 3-06은 HCl 및 HF로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 3-07은 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내고; 3-08은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며; 3-09는 처리 전의 유리 타입 Ⅲ을 나타내고; 및 3-10은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅲ을 나타낸다. 도 3의 그래프는 각 처리가 수행된 후에 각 유리 타입에 대해 측정된 전압 감소가 있음을 나타낸다.
도 4에 있어서, 10 개의 다른 결과를 나타낸다: 4-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅳ를 나타내고; 4-02는 처리 전의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 4-03은 NaF 및 H3PO4의 희석 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 4-04는 H2SO4로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 4-05는 HCl로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 4-06은 HCl 및 HF로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 4-07은 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내고; 4-08은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며; 4-09는 처리 전의 유리 타입 Ⅲ을 나타내고; 및 4-10은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅲ을 나타낸다. 도 4의 그래프는 127㎜ x 127㎜ x 0.5㎜ 유리 시트에 대해 접촉 분리 이후에 측정된 전압 대 유리 타입의 플롯이고, 각 타입의 유리에 대하여, 전압이 어떠한 타입의 처리로 0에 접근하는 것을 나타낸다.
도 5는 전압 감소 백분율로서 도 4로부터의 전압 데이터를 나타낸다. 상기 전압 감소 백분율은 수학 식 3을 사용하여 계산된다. 도 5에서, 10 개의 다른 결과를 나타낸다: 5-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅳ를 나타내고; 5-02는 처리 전의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 5-03은 NaF 및 H3PO4의 희석 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 5-04는 H2SO4로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 5-05는 HCl로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 5-06은 HCl 및 HF로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 5-07은 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내고; 5-08은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며; 5-09는 처리 전의 유리 타입 Ⅲ을 나타내고; 및 5-10은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅲ을 나타낸다. 도 5의 그래프는 각 처리가 수행된 후에 각 유리 타입에 대하여 측정된 전압 감소가 있음을 나타낸다.
도 6에 있어서, 10 개의 다른 결과를 나타낸다: 6-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅳ를 나타내고; 6-02는 처리 전의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 6-03은 NaF 및 H3PO4의 희석 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 6-04는 H2SO4로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 6-05는 HCl로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고; 6-06은 HCl 및 HF로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며; 6-07은 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내고; 6-08은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며; 6-09는 처리 전의 유리 타입 Ⅲ을 나타내고; 및 6-10은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅲ을 나타낸다. 도 6의 그래프는 유리 타입 대 평균 표면 거칠기의 플롯이고, 각 유리 타입에 대하여, 처리 공정이 평균 표면 거칠기에서 증가를 초래하는 것을 나타낸다.
도 2 내지 6은 이 실시 예에 수행된 각 타입의 처리가 평균 표면 거칠기에서 증가를 제공하고, 전압이 0에 근접하는 것을 나타낸다. 그러나, 도 2 내지 6은 또한 다양한 처리가 다양한 타입들의 유리와 특히 잘 작동되는 것을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 이 그래프는 도 2 내지 6에 나타낸 바와 같은 유리 타입 Ⅰ에 대해 접촉 분리 후에 측정된 전압 및 평균 표면 거칠기의 비교를 제공한다. 구체적으로는, 도 7은 180㎜ x 230㎜ x 0.5㎜ 유리 시트에 대해 접촉 분리 후에 측정된 전압 대 평균 표면 거칠기의 그래프를 나타낸다. 도 7에서 원은 처리 전의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고, 도 7에서 정사각형은 NaF 및 H3PO4의 희석 혼합물로 처리 이후에 유리 타입 Ⅰ을 나타내며, 도 7에서 다이아몬드는 H2SO4로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고, 도 7에서 삼각형은 HCl로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며, 화살표는 HCl 및 HF로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타낸다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 평균 표면 거칠기가 증가함에 따라, 접촉 분리 후에 측정된 전압은 증가하며 (즉, 0에 근접하며), 이에 의해 평균 표면 거칠기 및 전압 사이의 연관성을 확인한다. 도 7에서 선은 플롯의 선형 회귀 분석 (linear regression analysis)을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 이 그래프는 도 4 및 6에 나타낸 유리 타입 Ⅰ에 대하여 접촉 분리 후에 측정된 전압 및 평균 표면 거칠기의 비교를 제공한다. 도 8은 127㎜ x 127㎜ x 0.5㎜ 유리 시트에 대하여 접촉 분리 후에 전압 대 평균 표면 거칠기의 그래프를 나타낸다. 도 8에서 원은 처리 전의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고, 도 8에서 정사각형은 NaF 및 H3PO4의 희석 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고, 도 8에서 다이아몬드는 H2SO4로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내며, 도 8에서 삼각형은 HCl로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타내고, 화살표는 HCl 및 HF로 처리 후의 유리 타입 Ⅰ을 나타낸다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 평균 표면 거칠기가 증가함에 따라, 접촉 분리 이후에 측정된 전압은 증가하며 (즉, 0에 근접하며), 이에 의해 평균 표면 거칠기 및 전압 사이의 연관성을 확인한다. 도 8에서 선은 플롯의 선형 회귀 분석을 나타낸다.
실시 예 3
실시 예 3에 있어서, 시험은 상기 실시 예들에서 기재된 방법을 사용하여 유리 타입 Ⅱ 및 유리 타입 Ⅲ에 대해 수행되었다. 유리 시트의 크기를 지지하기 위한 변형된 척을 구비한 상업적으로 이용가능한 리프트 시험기는 접지된 304 SS 척을 사용하여 730㎜ x 920㎜ x 0.5㎜ 유리 시트에 대해 사용된다. -39 kPa 진공은 생성되고, 절연성 Vespel 핀 (5㎜ R)들은 사용된다. 상기 리프트 핀 속도는 10㎜/sec이고, 상기 장치는 20 진공 포트를 갖는다. 유리 타입당 3 개의 샘플들은 샘플링되고, 무작위로 실행되었다. 샘플당 6 리프트 사이클은 리프트 사이클들 사이에 사용된 이온화와 함께 수행되었다. 값은 80㎜ 핀 높이에서 보고되고, 프로브는 리프트 핀 움직임 동안에 상기 유리와 함께 이동된다. 상기 샘플들은 4% SemiClean KG로 표준 세척 공정을 사용하여 세정되고, 약 12%의 상대 습도에서 시험 실행 전 1 시간 동안 무균실에서 제어되었다. 상기 척 및 핀은 HEPA 진공청소기로 청소되고, 시험 1 시간 전에 DI 무균실 와이프로 닦는다. 하나의 유리 타입 Ⅱ 샘플은 시험의 시작에서 깨끗한 척 및 핀을 접촉하는데 사용되는데, 면 b 그 다음 면 a가, 면당 6 회씩 사용된다.
도 9를 참조하면, 본 도는 시험의 결과를 나타낸다. 도 9에 있어서, 9-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내고, 9-02는 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며, 9-03은 처리 전의 유리 타입 Ⅲ을 나타내고, 및 9-04는 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅲ을 나타낸다. 도 9는 접촉 분리 후에 측정된 전압 대 유리 타입을 나타내고, 전압이 처리로 증가하는 (즉, 0에 근접하는) 것을 나타낸다.
도 10은 전압 감소 백분율로서 도 9로부터의 전압 데이터를 나타낸다. 상기 전압 감소 백분율은 수학 식 3을 이용하여 계산된다. 도 10에 있어서, 10-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내고, 10-02는 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며, 10-03은 처리 전의 유리 타입 Ⅲ을 나타내고, 및 10-04는 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅲ을 나타낸 것이다. 도 10에서 그래프는 각 처리가 수행된 후에 각 유리 타입에 대하여 측정된 전압 감소가 있음을 나타낸다.
실시 예 4
실시 예 4에 있어서, 시험은, 상기 실시 예들에 기재된 방법을 사용하여 , 유리 타입 Ⅳ, 유리 타입 Ⅱ, 및 유리 타입 Ⅴ에 대해 수행된다. 유리 시트의 크기를 지지하기 위해 변형된 척을 구비한 상업적으로 이용가능한 리프트 시험기는 730㎜ x 920㎜ x 0.5㎜ 유리 시트에 대해 사용된다. 상기 척은 접지된 304 SS이다. -39 kPa 진공은 생성되고, 절연성 Vespel 핀 (5㎜ R)들은 사용된다. 상기 리프트 핀 속도는 10㎜/sec이고, 상기 장치는 20 진공 포트를 갖는다. 유리 타입당 3 개의 샘플들은 시험되고 무작위로 실행되었다. 샘플당 3 리프트 사이클은 리프트 사이클들 사이에 사용된 이온화와 함께 수행되었다. 값은 80㎜ 핀 높이에서 보고되었다.
도 11을 참조하면, 이 도는 시험의 결과를 나타낸다. 도 11에 있어서, 11-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅳ를 나타내고, 11-02는 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며, 11-03은 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 이후에 유리 타입 Ⅱ를 나타내고, 11-04는 처리 전의 유리 타입 Ⅴ를 나타내며, 및 11-05는 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅴ를 나타낸 것이다. 도 11은 접촉 분리 후에 측정된 전압 대 유리 타입을 보여주고, 전압이 처리로 증가하는 (즉, 0에 근접하는) 것을 나타낸다.
도 12는 전압 감소 백분율로서 도 11로부터의 전압 데이터를 나타낸다. 상기 전압 감소 백분율은 수학 식 3을 이용하여 계산된다. 도 12에 있어서, 12-01은 처리 전의 유리 타입 Ⅱ를 나타내고, 12-02는 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅱ를 나타내며, 12-03은 처리 전의 유리 타입 Ⅲ을 나타내고, 및 12-04는 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 처리 후의 유리 타입 Ⅲ을 나타낸다. 도 12에서 그래프는 각 처리가 수행된 후에 각 유리 타입에 대하여 측정된 전압 감소가 있음을 나타낸다.
청구된 주제의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변화가 여기에 기재된 구현 예들에 대해 만들어질 수 있음은 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 만약 여기에 기재된 다양한 구현 예들의 변형 및 변화가 첨부된 청구항 및 이들의 균등물의 범주 내에 속한다면, 본 명세서는 이러한 변형 및 변화를 보호하는 것으로 의도된다.
Claims (26)
- 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법으로서,
상기 유리 시트의 적어도 일 면의 평균 표면 거칠기를 증가시키는 처리액으로 상기 유리 시트의 적어도 일 면을 처리하는 단계; 및
상기 처리액을 제거하는 단계를 포함하고, 여기서
상기 처리 이후에 상기 유리 시트의 적어도 하나의 처리된 면의 평균 표면 거칠기는 약 0.3㎚ 내지 약 100㎚이고,
접촉 분리 이후 측정된, 상기 처리 전의 유리 시트와 처리 이후의 유리 시트 사이의 전압 감소 백분율은 약 1.5% 내지 약 40%인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 시트는 알칼리 알루미노실리케이트, 알칼리 보로알루미노실리케이트, 알칼리-토 알루미노실리케이트, 알칼리-토 보로알루미노실리케이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 시트의 길이는 약 100㎜를 초과하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 시트의 두께는 약 1.0㎜ 미만인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 시트의 적어도 하나의 처리된 면의 평균 표면 거칠기는 약 0.4㎚ 내지 약 10㎚인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 시트의 적어도 하나의 처리된 면의 평균 표면 거칠기는 약 0.5㎚ 내지 약 1.3㎚인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
접촉 분리 이후 측정된, 상기 처리 전의 유리 시트와 처리 이후의 유리 시트 사이의 전압 감소 백분율은 약 2.0% 내지 약 35%인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
접촉 분리 이후 측정된, 상기 처리 전의 유리 시트와 처리 이후의 유리 시트 사이의 전압 감소 백분율은 약 3.0% 내지 약 30%인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 처리하는 단계의 지속시간은 약 0.5분 내지 약 90분인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 처리하는 단계 동안의 온도는 약 20℃ 내지 100℃인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 처리액은 HCl, H2SO4, HCl 및 HF의 혼합물, 중불화 암모늄, 불화 암모늄, 및 NaF 및 H3PO4의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 처리액은 0.15mol/ℓ 내지 0.35mol/ℓ의 몰 농도로 HCl을 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 처리액은 1 × 10-3mol/ℓ 내지 약 1mol/ℓ의 몰 농도로 HF를 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 처리액은 H2SO4 대 물의 1 : 4 혼합물로 H2SO4 및 물을 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 처리액은 H2SO4 대 물의 1 : 3 혼합물로 H2SO4 및 물을 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 처리액은 H2SO4 대 물의 1 : 2 혼합물로 H2SO4 및 물을 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 처리액은 0.2mol/ℓ의 불화 나트륨 (NaF) 및 1mol/ℓ의 인산을 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 처리하는 단계 이전의 유리 시트의 평균 표면 거칠기는 약 0.1㎚ 내지 약 0.3㎚인 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 시트를 처리하는 단계 이전에, 상기 유리 시트를 시닝하는 단계 (thinning)를 더욱 포함하는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 시트의 제1 면은 상기 처리액으로 처리되고, 처리 이후에 약 0.3㎚ 내지 약 100㎚의 평균 표면 거칠기를 가지며,
상기 유리 시트의 제2 면은 상기 처리액으로 처리되지 않고, 약 0.1㎚ 내지 약 0.3㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 유리 시트의 정전기 방전 특성을 향상시키는 방법. - 유리 시트로서,
약 0.3㎚ 내지 약 100㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 제1 면; 및
약 0.1㎚ 내지 약 100㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 제2 면을 포함하고, 여기서
상기 유리 시트의 길이는 적어도 약 100㎜이고,
상기 유리 시트의 두께는 약 1.0㎜ 미만인 유리 시트. - 청구항 21에 있어서,
상기 유리 시트는 알칼리 알루미노실리케이트, 알칼리 보로알루미노실리케이트, 알칼리-토 알루미노실리케이트, 알칼리-토 보로알루미노실리케이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 유리 시트. - 청구항 21에 있어서,
상기 유리 시트의 길이는 약 200㎜를 초과하는 유리 시트. - 청구항 21에 있어서,
상기 유리 시트의 두께는 약 0.5㎜ 미만인 유리 시트. - 청구항 21에 있어서,
상기 유리 시트의 제1 면은 약 0.4㎚ 내지 약 10㎚의 평균 표면 거칠기를 가지고, 상기 유리 시트의 제2 면은 약 0.1㎚ 내지 약 0.3㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 유리 시트. - 청구항 25에 있어서,
상기 제1 면은 약 0.5㎚ 내지 약 1.3㎚의 평균 표면 거칠기를 갖는 유리 시트.
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