KR20220043179A - 공정 동안 정전기 대전을 감소시키기 위한 유리 표면들의 대기압 플라즈마 식각 - Google Patents

공정 동안 정전기 대전을 감소시키기 위한 유리 표면들의 대기압 플라즈마 식각 Download PDF

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KR20220043179A
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로버트 조지 맨리
시바 벤카타찰람
완다 재니나 왈작
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

평판 디스플레이에 사용하기 위한 처리된 유리 기판은 복수의 박막 트랜지스터들을 유지하기 위해 구성된 제1 면 및 상기 제1 면의 반대편인 상기 유리 기판의 면에 위치하는 제2 면을 포함한다. 상기 제2 면은 상기 제2 면의 표면 조성을 변경하기 위해 건식 식각 공정을 사용하여 처리된다. 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제1 깊이까지에 대해 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 38% 내지 약 42%의 범위에서 약 1 nm의 상기 제1 깊이에 대한 제1 Al/Si 비율, 및 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 71% 내지 약 73%의 범위에서 약 10 nm의 상기 제2 깊이에 대한 제2 Al/Si 비율을 포함한다.

Description

공정 동안 정전기 대전을 감소시키기 위한 유리 표면들의 대기압 플라즈마 식각
본 출원은 2019년 7월 30일 출원된 미국 예비 출원 일련번호 제62/880,261호의 U.S.C.§110 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 전체로서 참조로 본 명세서에 통합된다.
본 개시 내용은 유리의 공정 동안에 일어날 수 있는 정전기 대전을 감소시키기 위한 유리 표면들에 대한 대기압 플라즈마 식각(APPE)의 사용에 대한 것이다.
유리와 같은 광학적으로 투명한 재료로 만들어진 평평한 또는 만곡된 표면들은 종종 평판 디스플레이들, 광전지 소자들, 및 다른 적절한 응용 분야들을 위해 사용된다. 이들 디스플레이들 및 장치들은 유리 재료가 다양한 처리 단계들에서 처리되는 일련의 제조 단계들을 통해 만들어진다. 유리와 공정 장비 사이의 상호작용은 하나 이상의 유리 기판들 상에 전하가 부여되거나 또는 그렇지 않으면 축적되게 할 수 있다. 유리 표면들에 부여되거나 또는 그렇지 않으면 축적되는 전하를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.
본 개시 내용은 유리 표면의 정전기 대전을 감소시키는 표면 거칠기 및 표면 조성을 갖는 처리된 유리 기판을 제공한다.
한 예에서, 평판 디스플레이에 사용하기 위한 처리된 유리 기판은 복수의 박막 트랜지스터들을 유지하기 위해 구성된 제1 면 및 상기 제1 면의 반대편인 상기 유리 기판의 면에 위치하는 제2 면을 포함한다. 상기 제2 면은 상기 제2 면의 표면 조성을 변경하기 위해 건식 식각 공정을 사용하여 처리된다. 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제1 깊이까지에 대해 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 38% 내지 약 42%의 범위에서 약 1 nm의 상기 제1 깊이에 대한 제1 Al/Si 비율, 및 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 71% 내지 약 73%의 범위에서 약 10 nm의 상기 제2 깊이에 대한 제2 Al/Si 비율을 포함한다.
한 양태에서, 상기 유리 기판은 보로-알루미노실리케이트 유리를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 상기 건식 식각 공정은 대기압 플라즈마 식각(APPE; atmospheric pressure plasma etching) 공정일 수 있다.
다른 양태에서, 상기 제1 면의 표면 조성은 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성과 실질적으로 유사할 수 있다.
다른 양태에서, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 72% 내지 약 81%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 제1 Mg/Si 비율을 포함할 수 있고, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 72% 내지 약 81%의 범위에서 상기 제2 깊이에 대한 제2 Mg/Si 비율을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 33% 내지 약 34%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 제1 Ca/Si 비율을 포함할 수 있고, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 77% 내지 약 99%의 범위에서 상기 제2 깊이에 대한 제2 Ca/Si 비율을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 불소의 농도의 약 290% 내지 약 330%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 불소의 농도를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 상기 제2 면의 평균 거칠기 Ra는 약 0.6 nm 내지 약 1 nm의 범위에 있을 수 있다.
다른 양태에서, 상기 유리 기판의 평균 유리 전압은 진공 척으로부터 리프트 테스트될 때 상기 미처리 유리 기판의 상기 평균 유리 전압에 대해 적어도 약 50%만큼 감소될 수 있다.
다른 양태에서, 상기 미처리 유리 기판의 평균 유리 전압에 대해 적어도 50%의 평균 유리 전압의 감소는, 상기 처리된 유리 기판이 간지에 인접하게 패킹되고, 적어도 2 시간 동안 진동되고, 그리고 약 1% 세제를 포함하는 용액을 사용하여 세척된 후에 나타난다.
다른 양태에서, 상기 처리된 유리 기판의 헤이즈는 상기 미처리 유리 기판의 헤이즈보다 약 10% 이하로 더 크다.
본 개시 내용에 따른 한 예에서, 평판 디스플레이에 사용하기 위한 처리된 유리 기판의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 미리 결정된 처리 온도로 상기 유리 기판을 가열하는 단계 및 상기 가열된 유리 기판의 제1 면을 공기에 노출시키면서 상기 가열된 유리 기판의 제2 면을 HF 플라즈마에 노출시켜 상기 유리 기판의 상기 제2 면을 식각하고 상기 제2 면의 표면 조성을 변경하여 처리된 유리 기판을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제1 깊이까지에 대해 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 38% 내지 약 42%의 범위에서 약 1 nm의 상기 제1 깊이에서의 제1 Al/Si 비율을 포함할 수 있고, 상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 71% 내지 약 73%의 범위에서 약 10 nm의 상기 제2 깊이에 대한 제2 Al/Si 비율을 포함할 수 있다.
본 개시 내용은 첨부 도면들과 함께 읽을 때 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 일반적인 관행에 따르면 도면들의 다양한 피쳐(feature)들이 반드시 축척에 맞춰지는 것은 아니라는 점을 강조한다. 이에 반해 다양한 피쳐들의 치수들은 명료성을 위해 임의로 확대 또는 축소되었다. 명세서 및 도면 전반에 걸쳐 유사한 참조 번호들은 유사한 피쳐들을 나타낸다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예들에 따른 예시적인 처리된 유리 기판을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 처리된 유리 기판의 다양한 예시적인 층들을 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1 및 2의 처리된 유리 기판을 제조하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 도 1 및 2의 유리 기판을 식각하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 도 1 및 2의 처리된 유리 기판을 생성하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 식각 구역을 도시하는 개략도이다.
도 6은 리프트 테스트 전에 테스트 샘플들을 진동시키는 데 사용되는 진동 프로파일을 보여주는 PSD 대 주파수 플롯을 보여주는 그래픽 도면이다.
도 7은 본 개시의 식각 공정을 사용하는 샘플들에 대한 유리 전압의 감소를 나타내는 처리된 유리 테스트 샘플들의 유리 전압을 나타내는 플롯이다.
본 개시 내용은 본 개시 내용의 방법들을 사용하지 않는 기판에 비해 개선된 정전하(electrostatic charge ; ESC) 성능을 갖는 유리 기판을 제조하는 방법들을 제공한다. 본 개시의 유리 기판들은 액정 디스플레이(LCD ;Liquid Crystal Display), 발광 다이오드(LED;Light Emitting Diode) 디스플레이 또는 유리 발광 다이오드(OLED;Organic Light Emitting Diode) 디스플레이와 같은 평판 디스플레이 장치의 제조에 사용되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유리 기판은 광학적으로 투명하다. 기판의 예들은 평면 또는 곡면 유리 패널을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
달리 명시적으로 나타내지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "유리 기판" 또는 "유리"는 전체적으로 또는 부분적으로 유리로 만들어진 임의의 물체를 포함하는 것으로 이해된다. 유리 기판에는 모놀리식 기판들, 또는 유리 및 유리, 유리 및 비유리 재료, 유리 및 결정질 재료, 유리 및 유리-세라믹(비정질 상 및 결정질 상 포함)의 라미네이트들을 포함한다.
유리 패널과 같은 유리 기판은 평평하거나 만곡될 수 있고, 투명하거나 실질적으로 투명하다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "투명한"은 제품이 대략 1 mm의 두께에서, 스펙트럼의 가시 영역(400-700 nm)에서 약 85% 초과의 투과율을 갖는 것을 나타내는 것으로 의도된다. 예를 들어, 예시적인 투명 유리 패널은 가시광선 범위에서 약 85% 초과 투과율, 예를 들어, 약 90% 초과, 약 95% 초과, 또는 약 99% 초과 투과율을, 모든 범위들 및 그 사이의 하위 범위들을 포함하여, 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 유리 제품은 가시 영역에서 약 50% 미만의, 예를 들어 약 45% 미만, 약 40% 미만, 약 35% 미만, 약 30% 미만, 약 25% 미만 또는 약 20% 미만의, 모든 범위들 및 그 사이의 하위 범위들을 포함하여, 투과율을 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 예시적인 유리 패널은 자외선(UV) 영역(100-400 nm)에서 약 50% 초과의, 예컨대 약 55% 초과, 약 60% 초과, 약 65% 초과, 약 70% 초과, 약 75% 초과, 약 80% 초과, 약 85% 초과, 약 90% 초과, 약 95% 초과, 또는 약 99% 초과의, 모든 범위들 및 그 사이의 하위 범위들을 포함하여, 투과율을 가질 수 있다.
예시적인 유리들은 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 알칼리-알루미노보로실리케이트, 및 기타 적합한 유리들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 본 개시 내용의 교시(teaching)에서 유리 기판으로서 사용하기에 적합한 이용 가능한 유리들의 비제한적 예들은, 예를 들어 코닝사(Corning Incorporated)의 LOTUS™ NXT, IRIS™, GORILLA®, ASTRA™ 및 Eagle XG® 유리를 포함한다. 본 개시 내용의 다양한 원리들 및 교시들이 다른 유형의 유리 기판들과 관련하여 사용될 수 있지만, 사용되는 유리 기판은 바람직하게는 코닝사의 LOTUS™ NXT 유리와 같은 알칼리 토류 보로-알루미노실리케이트 융합 인발 유리일 수 있다.
평판 디스플레이에 사용될 수 있는 얇은 유리 기판들은 기능적 A-면 표면을 가질 수 있다. 기능적 A-면 표면에 박막 트랜지스터들이 제작될 수 있다. A-면 표면과 반대되는 유리 기판의 면에서, 유리 기판은 비기능적 면 또는 B-면을 포함할 수 있다. 평판 디스플레이 또는 다른 디스플레이 장치를 제조하는 다양한 단계들 동안, 유리 기판의 B-면 표면은 운반 및/또는 취급 장비와 접촉할 수 있다. 그러한 운반 및/또는 취급 장비는 금속들, 세라믹들, 중합체 물질들 등을 포함하는 다양한 유형의 물질들로 만들어질 수 있다. 이러한 다양한 유형의 이종 재료들과 유리 기판 사이의 상호 작용은, 예를 들어 마찰 전기 효과 또는 접촉 전화(electrification)을 통해 유리 기판을 대전시킬 수 있다. 유리 기판의 유리 표면으로 전달된 전하는 유리 기판에 축적될 수 있다. 유리 기판의 표면에 전하가 축적됨에 따라 유리 기판의 표면 전압도 변할 수 있다. 유리 기판의 하나 이상의 표면 상의 이러한 전하 축적은 정전기 대전(ESC; electrostatic charging)으로 지칭될 수 있다.
유리 기판의 B-면 표면의 정전기 대전은 이러한 정전기 대전이 유리 기판의 성능을 저하시키고 및/또는 유리 기판을 손상시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않을 수 있다. 예를 들어, 유리 기판의 B-면의 정전기 대전은 유리 기판의 A-면(또는 기능적) 표면에 증착될 수 있는 박막 트랜지스터(TFT) 장치에 게이트 손상을 일으킬 수 있다. 이러한 게이트 손상은 절연 파괴 및/또는 전기장 유도 대전을 통해 발생할 수 있다.
유리 기판의 정전기 대전은 또한 이러한 대전이 먼지, 미립자 파편 또는 기타 오염 물질과 같은 입자들을 유리 표면으로 끌어당길 수 있기 때문에 바람직하지 않을 수 있다. 먼지 및 미립자 파편의 이러한 인력 및/또는 축적은 유리 기판을 손상시키거나 유리 기판의 표면 품질을 저하시킬 수 있다.
본 개시 내용의 하나의 예시적인 실시예에서, 유리 기판의 B-면 표면은 B-면 표면의 표면 거칠기를 증가시키고 B-면 표면의 하나 이상의 영역에서 표면 화학을 변화시키기 위해 하기에 기재된 방법들 중 하나 이상을 사용하여 식각될 수 있다. B-면 표면의 하나 이상의 표면 층에서 증가된 표면 거칠기와 화학적 변화는 B-면 표면에 정전하 축적을 감소시킬 수 있다. 게다가, 증가된 표면 거칠기 및/또는 화학적 변화는 또한 유리 기판과 유리 기판의 처리 동안 사용되는 취급 및/또는 운반 장비 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다. 마찰을 줄이면 이러한 장비의 마모를 줄일 수 있다. 이러한 마모 감소는 취급 및/또는 운반 장비의 서비스 수명을 증가시킬 수 있고 그러한 장비에 필요한 유지보수를 감소시킬 수 있다. 이는 결국 공정 가동 시간을 늘리고, 제조 수율을 높이며, 전체 평판 디스플레이 제조 공정에 대한 비용을 절감할 수 있다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 유리 기판(20)이 도시되어 있다. 유리 기판은 임의의 적절한 유리 제조 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 일 예에서, 유리 기판(20)은 융합 인발 공정을 사용하여 형성된다. 유리 기판(20)은 제1 면(또는 A-면)(22)을 포함할 수 있다. 제1 면(22)은 박막 트랜지스터(TFT)가 제조될 수 있는 유리 기판(20)의 면일 수 있다. 제1 면(22)에 반대하여, 유리 기판(20)은 또한 제2 면(또는 B-면)(24)을 포함할 수 있다. 제2 면(24)은 평판 디스플레이의 처리 및/또는 제조 동안에 운반 또는 취급 장비 중의 하나 이상의 부분들과 첩촉되는 유리 기판(20)의 면이다.
유리 기판(20)은 하기에 추가로 설명되는 바와 같이, 식각 공정을 사용하여 처리되어 제2 면(24)이 미처리 유리 기판에 비해 또는 전통적인 표면 처리들을 갖는 유리 기판에 비해 감소된 정전기 대전을 초래하는 하나 이상의 특성을 갖도록 할 수 있다. 본 개시 내용의 하나 이상의 식각 공정을 사용하여 변경되는 하나의 이러한 특성은 유리 기판(20)의 제2 면(24)의 표면 조성이다. 도 2에 도시된 바와 같이(그러나 축척으로 나타내지 않음)에서, 제2 면(24)의 표면 조성은 제2 면(24)의 외부 표면(26)으로부터 하나 이상의 깊이까지 임의의 적절한 기술을 사용하여 측정될 수 있다. 이러한 기술들은 외부 표면(26)으로부터 특정 깊이까지의 조성적 요소의 평균값(또는 요소들의 비율)으로 표현되는 하나 이상의 조성적 요소들(또는 이들의 비율)의 제2 면(24)의 표면 조성을 측정할 수 있다. 일부 예시적인 기술에는 TOF-SIMS(time-of-flight secondary ion mass spectrometry) 및 XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)가 포함된다. 이러한 측정 기술들의 관점에서, 측정들은 본 개시에서 특정 깊이 "까지(to)"로 설명될 수 있다. 예를 들어, 제2 면(24)의 표면 조성은 제1 깊이(D1)까지 측정될 수 있다. 제2 면(24)의 표면 조성은 또한 외부 표면(26)으로부터 제2 깊이(D2)까지 측정될 수 있다. 일 예에서, 제2 면(24)의 표면 조성은 약 1 nm의 제1 깊이(D1) 및 약 10 nm의 제2 깊이(D2)까지 측정될 수 있다. 다른 예에서, 제1 깊이(D1) 및 제2 깊이(D2)는 외부 표면(26)으로부터 측정된 다른 깊이들일 수 있다.
본 개시 내용의 식각 공정은 유리 기판(20)에 존재하는 일부 요소들에 대한 표면 조성이 제1 깊이(D1)까지 및 제2 깊이(D2)까지와 상이하게 할 수 있다. 유리 기판(20)에 존재할 수 있는 다른 요소들의 경우, 표면 조성은 제1 깊이(D1)까지 및 제2 깊이(D2)까지와 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다.
일 예에서, 제2 면(24)의 표면 조성은 그 알루미늄/실리콘(Al/Si) 비를 결정하기 위해 측정될 수 있다. 이 비율은 TOF-SIMS, XPS 또는 XRF(x-ray fluorescence)와 같은 임의의 적절한 기술을 사용하여 결정될 수 있다. XRF는 유리 기판(20)의 벌크 조성을 결정하는 데 사용될 수 있고, TOF-SIMS 및 XPS는 유리 기판(20)의 표면 조성을 결정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 기술들은 제1 깊이(D1) 및 제2 깊이(D2)에서 제2 면(24)의 표면 조성을 측정하는 데 사용될 수 있다. 본 개시 내용의 식각 공정으로 처리한 후의 제2 면(24)의 표면 조성은 미처리된 제2 면(24)의 표면 조성과 비교될 수 있다. 이러한 방식으로, 처리된 제2 면(24) 대 미처리된 제2 면(24)의 표면 조성 간의 차이가 측정될 수 있다.
일 예에서, 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 38-42% 범위의 Al/Si 비율 및 10 nm의 제2 깊이(D2)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 71-73% 범위의 Al/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다. 다른 예에서, 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 35-45% 범위의 Al/Si 비율 및 10 nm의 제2 깊이(D2)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 70-74 % 범위의 Al/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 30-50% 범위의 Al/Si 비율 및 10 nm의 제2 깊이(D2)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 65-75% 범위의 Al/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다.
일부 예에서, 제2 면(24)의 표면 조성은 그의 마그네슘/실리콘(Mg/Si) 비율을 결정하기 위해 측정될 수 있다. Mg/Si 비율은 Al/Si 비율과 관련하여 위에서 설명한 기술 중 하나 이상을 사용하여 측정할 수 있다. 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 72-81% 범위의 Mg/Si 비율 및 10 nm의 제2 깊이(D2)에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 72-81% 범위의 Mg/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다. 이 예에서, Mg/Si 비율은 1 nm의 제1 깊이(D1) 및 10 nm의 제2 깊이(D2)에서 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 예에서, 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지 및 10 nm의 제2 깊이(D2)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 70-83% 범위의 Mg/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지 및 10 nm의 제2 깊이(D2)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 65-88% 범위의 Mg/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다.
일부 예들에서, 제2 면(24)의 표면 조성은 칼슘/실리콘(Ca/Si) 비율을 결정하기 위해 측정될 수 있다. Ca/Si 비율은 Al/Si 비율과 관련하여 위에서 설명한 기술 중 하나 이상을 사용하여 측정할 수 있다. 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 33-34% 범위의 Ca/Si 비율 및 10 nm의 제2 깊이(D2)까지에 대한 미처리된 유리 기판(20)의 표면 조성의 77-99% 범위의 Ca/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다. 다른 예에서, 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 31-35% 범위의 Ca/Si 비율 및 10 nm의 제2 깊이(D2)까지에 대한 미처리된 유리 기판(20)의 표면 조성의 75-99% 범위의 Ca/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 제2 면(24)은 1 nm의 제1 깊이(D1)까지에 대한 미처리 유리 기판(20)의 표면 조성의 30-36% 범위의 Ca/Si 비율 및 10 nm의 제2 깊이(D2)까지에 대한 미처리된 유리 기판(20)의 표면 조성의 72-99% 범위의 Ca/Si 비율을 갖는 표면 조성을 가질 수 있다.
제2 면(24)의 표면 조성은 또한 하나 이상의 깊이에서 불소(F)의 농도를 결정하기 위해 측정될 수 있다. 위에서 설명한 측정 기술을 사용하여 제2 면(24)의 표면 조성에서 불소의 농도를 결정할 수 있다. 한 예에서 1 nm의 제1 깊이(D1)에서 제2 면(24)의 불소의 농도는 미처리 유리 기판(20)에서 불소 농도의 290-330%일 수 있다. 다른 예에서, 1 nm의 제1 깊이(D1)에서 제2 면(24)에서의 불소의 농도는 미처리 유리 기판(20)에서 불소 농도의 270-350%일 수 있다.
전술한 바와 같이, 표면 조성들은 별도로 기재되어 있지만, 제2 면(24)의 표면 조성은 전술한 특성들 중 하나 이상 또는 전부를 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 제2 면(24)의 표면 조성은 전술한 Al/Si 비율, Mg/Si 비율, Ca/Si 비율 및 F 농도 중의 하나 또는 모두를 가질 수 있다. 일 예에서, 제2 면(24)의 표면 조성은 1 nm의 제1 깊이까지에 대한 미처리 유리 기판의 표면 조성의 38-42%의 Al/Si 비율, 72-81%의 Mg/Si 비율, 33-34%의 Ca/Si 비율 및 10 nm의 제2 깊이까지에 대한 미처리 유리 기판의 71-73%의 Al/Si 비율, 72-81%의 Mg/Si 비율, 77-99%의 Ca/Si 비율을 가질 수 있다. 이 동일한 예는 미처리 유리 기판의 표면 농도의 290-330% 범위에 있는 F 농도를 가질 수도 있다.
본 개시 내용의 식각 공정은 또한 제2 면(24)의 외부 표면(26)이 미리 결정된 거칠기를 갖도록 할 수 있다. 제2 면(24)의 거칠기는 제1 면(22)의 거칠기보다 더 큰 거칠기(식각 후)를 가질 수 있다. 일 예에서, 제2 면(24)의 거칠기는 0.6-1.0 nm의 범위의 거칠기 값 Ra를 가질 수 있다. 다른 예에서, 제2 면(24)은 0.5-1.2 nm 범위의 거칠기 값 Ra를 가질 수 있다. 다른 예들에서, 다른 적절한 거칠기 값들이 또한 생성될 수 있다. 거칠기는 프로파일로미터 등을 포함하는 임의의 적절한 기술을 사용하여 상기 범위들을 결정하기 위해 측정될 수 있다.
본 개시 내용의 식각 공정들 및 제2 면(24)의 표면 조성 및/또는 거칠기에 대한 수반되는 변화들은 유리 기판(20)에 발생하는 정전기 대전의 감소된 양을 초래할 수 있다. 일 예에서, 처리된 유리 기판들은 미처리 유리 기판들에 비해 유리 전압에서 적어도 50% 감소를 가질 수 있다. 다른 예에서, 처리된 유리 기판들은 미처리 유리 기판들에 비해 유리 전압에서 적어도 60% 감소를 가질 수 있다. 또 다른 예들에서, 처리된 유리 기판들은 미처리된 유리 기판들에 비해 유리 전압에서 적어도 65% 감소를 가질 수 있다.
또한, 본 개시 내용의 식각 공정들은 유리 기판(20)에 역효과를 일으키지 않는 것이 바람직하다. 일부 식각 공정들은 처리된 유리 기판에 대해 허용할 수 없는 양의 헤이즈를 갖는 처리된 유리 기판이 되도록 할 수 있다. 본 개시 내용의 식각 공정들은 처리된 유리 기판에 과도한 양의 헤이즈를 초래하지 않는다. 즉, 식각 공정들은 평판 디스플레이에서 유리 기판의 사용에 부정적으로 초래할 헤이즈를 부여하지 않는다.
도 3은 본 개시 내용의 원리들 및 교시들을 사용하여 유리 기판을 처리하는 하나의 예시적인 방법(300)을 예시한다. 도 3에 도시된 단계들 이전에 유리 기판은 임의의 적절한 방법을 사용하여 생성될 수 있다. 일 예에서, 유리 기판은 융합 인발 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 유리 기판은 평판 디스플레이에 사용하기 위한 임의의 적합한 유리 기판일 수 있다. 예를 들어 유리 기판은 코닝사의 Lotus™ NXT 유리와 같은 알카리토류 보로-알루미노실리케이트 유리일 수 있다.
단계 304에서, 유리 기판은 미리 결정된 식각 온도로 예열될 수 있다. 임의의 적절한 오븐 또는 가열원이 단계 304에서 사용되어 유리 기판을 미리 결정된 식각 온도로 가열할 수 있다.
단계 306에서, 유리 기판은 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 본 개시 내용의 식각 공정들 중 하나를 사용하여 식각된다. 일 예에서, 단계 306에서의 식각 공정은 HF 플라즈마가 유리 기판(20)의 제2 면(24)을 식각하기 위해 사용되는 대기압 플라즈마 식각(APPE) 공정이다. 이러한 공정에서, CF4 및 H2O는 이전에 설명된 제2 면(24)의 특성들을 갖는 유리 기판(20)을 생성하기 위한 전구체로서 사용될 수 있다. 단계 306 동안, 그리고 아래에 추가로 설명되는 바와 같이, 가열된 유리 기판의 제1 면은, 처리된 유리 기판을 형성하기 위해 유리 기판의 제2 면을 식각하고 제2 면의 표면을 변화시기 위해 가열된 유리 기판의 제2 면을 HF 플라즈마에 노출시키면서 공기에 노출될 수 있다.
식각 후, 단계 308에서, 유리 기판은 린스되고 건조될 수 있다. 성능 테스트와 관련하여 위에서 설명된 공정들 또는 아래에 설명되는 공정들과 같은 임의의 적합한 린스 및 건조 공정이 사용될 수 있다.
도 4는 유리 기판(20)을 식각하는 예시적인 방법(400)을 도시한다. 상기 방법(400)은 방법(300)의 단계 306 동안 발생할 수 있는 하나 이상의 단계를 더 상세히 설명할 수 있다. 도 5에 묘사된 식각 장치(500)는 설명되는 바와 같이 방법(400)의 하나 이상의 단계들 동안 사용될 수 있다. 그러나, 도 4 및 5는 예시 목적으로만 함께 논의된다. 도 4 및 도 5에 각각 도시된 상기 방법(400) 및 식각 장치(500)는 후술하는 특정 예 이외의 구현들에서 사용될 수 있다.
단계 402에서, HF 플라즈마는 하나 이상의 플라즈마 발생기들에 의해 발생될 수 있다. 또한, HF 플라즈마를 혼합하기 위해 유체 연결될 수 있는 둘 이상의 플라즈마 발생기가 있을 수 있다. 단계 404에서, 플라즈마는 식각 구역으로 전달될 수 있다. 단계 406에서, 플라즈마는 식각 구역에서 유리 기판과 접촉할 수 있다. 플라즈마가 유리 기판과 접촉하는 동안, 플라즈마는 유리 기판과 상호작용하여 앞서 설명한 바와 같이 유리 기판의 표면 조성에 변화를 일으킬 수 있다. 또한, 플라즈마에 의해 접촉되는 유리 기판의 표면은 앞서 설명한 거칠기 특성을 갖도록 거칠게 될 수 있다. 단계 406에서, 식각 구역은, 예를 들어 유리 기판(20)의 제2 면(24)이 플라즈마에 의해 접촉되게 하여, 유리 기판(20)의 제1 면(22)과의 접촉을 방지하거나 이 접촉으로부터 상당한 양의 플라즈마를 제한하면서 표면 조성 및 표면 거칠기에 대한 변화를 야기하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 면(24)은 이전에 설명된 변화를 겪는 반면, 제1 면(22)은 플라즈마의 영향을 거의 받지 않아 제1 면(22)이 평판 디스플레이를 제조하기 위한 박막 트랜지스터의 제조에 적합하게 유지된다.
단계 408에서, 플라즈마는 식각 구역으로부터 제거된다. 예를 들어, 식각 구역은 이를 통해 플라즈마가 식각 구역으로부터 당겨지고 그리고 유리 기판으로부터 멀어질 수 있는 출구 채널을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 플라즈마는 식각 구역을 통해 순환되어(그리고 유리 기판과 접촉하여) 유리 기판의 식각이 일어나게 할 수 있다.
단계 410에서, 플라즈마 출구 데이터는 식각 구역으로부터 제거되는 플라즈마로부터 수집될 수 있다. 임의의 적절한 센서 또는 데이터 처리 장비가 사용될 수 있다. 일 예에서, 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광계가 식각 구역을 나가는 플라즈마의 특성에 대한 데이터를 수집하고 처리하는 데 사용될 수 있다. 이 데이터와 정보는 공정을 모니터링하고 유속, 플라즈마, 유리 기판의 운반 속도 또는 기타 공정 속성들을 조정하는 데 사용할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 방법(400)은 다른 단계들도 포함할 수 있다. 이러한 추가 단계들은 공정의 다른 지점들에서 데이터를 수집하는 단계 또는 식각 구역을 빠져나갈 수 있는 플라즈마를 세척하는 또는 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
방법(300) 및/또는 방법(400)의 단계들은 컴퓨터 구현 프로그램 또는 다른 처리 장치에 의해 수행될 수 있다. 데이터 수집 및 분석은 스크린 또는 기타 출력 장치로 출력될 수도 있다. 본 명세서에 설명된 방법들 및 시스템은 컴퓨터로 구현되는 프로세스들 및 이러한 프로세스들을 실행하기 위한 장치의 형태로 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 개시된 방법들은 또한 컴퓨터 프로그램 코드로 인코딩된 유형의, 비일시적 기계 판독 가능 저장 매체의 형태로 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 매체는, 예를 들어 RAM, ROM, CD-ROM, DVD-ROM, BD-ROM, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 또는 임의의 다른 비일시적 기계 판독 가능 저장 매체, 또는 이들 매체의 임의의 조합을 포함할 수으며, 여기서, 컴퓨터 프로그램 코드가 컴퓨터에 로딩되어 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터는 상기 방법을 실행하기 위한 장치가 된다. 상기 방법들은 또한 컴퓨터 프로그램 코드가 로딩 및/또는 실행되는 컴퓨터의 형태로 적어도 부분적으로 구현될 수 있어서, 컴퓨터는 상기 방법들을 실행하기 위한 장치가 된다. 범용 프로세서에서 구현될 때, 컴퓨터 프로그램 코드 세그먼트들은 특정 논리 회로를 생성하도록 프로세서를 구성한다. 상기 방법들은 대안적으로 상기 방법들을 수행하기 위한 특정 용도용 집적 회로로 형성된 디지털 신호 프로세서에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
도 5는 예시적인 식각 장치(500)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 식각 장치(500)는 발생기(502), 노즐(504) 및 검출기(508)를 포함할 수 있다. 식각 장치(500)는 일 예에서, 이전에 설명된 방법(400)에서 사용될 수 있다. 발생기(502)는 HF 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생기와 같은 임의의 적절한 발생기일 수 있다. 다른 예들에서, HF 증기를 생성하기 위한 다른 장치가 또한 사용될 수 있다. 발생기(502)는 입력 채널(512)에 의해 노즐(504)에 유체 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 입력 채널(512)은 플라즈마가 도 5의 화살표로 표시된 바와 같이 발생기(502)로부터 노즐(504) 내로 이동하는 것을 허용할 수 있다. 플라즈마는 노즐(504)에 위치된 유리 기판(20)을 향해 이동할 수 있다. 도시된 예에서, 유리 기판(20)은 유리 기판의 제2 면(24)이 입력 채널(512)에 대향하여 위치되도록 위치될 수 있다. 이와 같이, 플라즈마는 식각 챔버(516) 내로 흐를 때 유리 기판(20)의 제2 면(24)과 접촉할 수 있다.
추가로 도시된 바와 같이, 노즐은 또한 출구 채널(514)에 유체 연결된다. 플라즈마는 출구 채널(514)을 통해 식각 챔버(516)를 빠져 나갈 수 있다. 일 예에서, 진공이 출구 채널(514)에 인가되어 플라즈마가 입력 채널(512)로부터 식각 챔버(516)를 통해 출구 채널(514) 밖으로 흐르게 한다. 이 구성에서, 유리 기판(20)의 제2 면(24)은 플라즈마에 노출되어 제2 면(24)의 식각이 발생하도록 한다. 도시된 예에서, 유리 기판(20)은 롤러(510)들에 의해 식각 챔버(516)에서 지지될 수 있다. 롤러(510)들은 식각 챔버(516)의 대향 단부들에 위치될 수 있고, 식각 챔버(516)의 단부들을 밀봉하여 플라즈마가 식각 챔버를 빠져나가는 것을 방지 및/또는 제한할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 롤러(510)들 사이의 제2 면(24)의 부분은 지지되지 않거나 제2 면(24)과 접촉하는 다른 중간 부재 없이 식각을 위해 플라즈마에 노출된다.
전술한 식각 장치(500)의 구성은 또한 유리 기판(20)의 제1 면(22)이 상당한 양의 플라즈마 또는 HF 증기에 노출되는 것을 제한 및/또는 방지한다. 유리 기판(20)의 제1 면(22)은 공기에 노출된다. 일부 공기가 제1 면(22)에서 제2 면(24)을 향해 흐를 수 있지만(그리고 출구 채널(514)을 통해 밖으로), 플라즈마는 제1 면(22) 위 및 제2 면(24) 아래에서 노즐(504)의 영역들 사이의 압력 차이에 비추어 제1 면(22)을 향해 이동하는 것이 제한된다.
추가로 도시된 바와 같이, 출구 채널(514)은 검출기(508)에 연결될 수 있다. 검출기(508)는 임의의 적절한 센서 및/또는 데이터 수집 또는 분석기 유닛일 수 있다. 예를 들어, 검출기(508)는 식각 챔버(516)를 나가는 플라즈마의 특성들에 대한 데이터를 수집 및 처리하는 데 사용될 수 있는 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광계일 수 있다. 다른 예들에서, 다른 센서들 또는 데이터 수집 유닛들이 사용될 수 있다.
위에서 설명된 방법들 및 장치의 구현은 이전에 설명된 특성들을 갖는 유리 기판을 생성할 수 있다. 표면 조성 및 증가된 거칠기는 본 개시 내용의 원리들 및 교시들을 사용하여 식각되지 않은 유리 기판에 비해 감소된 정전기 대전을 갖는 유리 기판(20)으로 결과될 수 있다. 본 개시 내용의 식각된 유리 기판(20)은 또한 전통적인 습식 식각 공정을 사용하여 식각되는 유리 기판들에 비해 감소된 정전기 대전 및 감소된 마찰을 나타낸다. 이러한 습식 식각 공정 중 하나는 Belscher 등의 미국 특허 제5,792,327호에 기재된 바와 같이 NaF 및 H3PO4를 사용하는 공정이다.
예시적 유리 기판들 - 성능 테스트
예시적인 유리 기판들을 본 개시의 APPE 공정인 건식 식각을 사용하여 식각하고, 표면 특성들에서의 변화 및 정전기 대전에서의 결과적인 개선들을 결정하기 위해 테스트하였다. 테스트 샘플은 알칼리토류 보로-알루미노실리케이트 유리인 코닝사의 Lotus™ NXT 유리를 사용하여 준비되었다. 샘플들은 이전에 설명한 공정과 실질적으로 유사한 건식 식각, APPE 공정을 통해 수동으로 입력되고, 린스되고 세제 없이 에어 나이프로 건조되었다. 아래 설명의 목적을 위해 이러한 샘플들은 "APPE" 샘플들로 설명된다. APPE 샘플들은 샘플들 중 일부가 약 1.0 nm의 거칠기 Ra를 나타내도록 처리되었다("APPE 1.0"으로 설명됨). 약 0.6 nm의 거칠기 Ra를 나타내는 다른 APPE 샘플들이 처리되었다("APPE 0.6"으로 기술됨).
유리의 다른 비교 샘플들은 건식 식각 공정을 사용하여 처리하지 않고 전술한 바와 같이 처리하였다. 이러한 샘플들은 아래 설명의 목적을 위해 "미처리(untreated)" 샘플로 설명된다. 유리의 다른 비교 샘플들은 위에서 설명한 대로 처리되었지만 Belscher 등의 미국 특허 번호 제5,792,327호에 설명된 습식 식각 공정을 사용하여 식각되었다. 아래 설명의 목적을 위해, 이러한 샘플은 "습식 식각된(wet etched)" 샘플로 설명된다.
APPE 샘플들, 미처리 샘플들 및 습식 식각된 샘플들은 평판 디스플레이의 제조 동안 유리 제조 시설에서 후속 제조 시설로 유리 기판을 운송하는 동안 일반적으로 발생하는 패킹 및 운송을 시뮬레이션하기 위해 패킹되고 진동되었다. 샘플들을 간지 포장지(예: Tokushu Tokai Paper Co.에서 제조한 GCIP D 종이)에 인접하게 포장한 다음 주변 습도 및 일반 포장 및 운송에서 일반적으로 볼 수 있는 압력을 시뮬레이션하기 위해 개발된 압력을 사용하여 Telecordia GR-63 표준(예: Telecordia GR-63 Transport Vibration from Section 4.4.5)을 사용하여 2시간 동안 진동시켰다. 진동 테스트에 대한 추가 세부사항은 전력 스펙트럼 밀도(PSD) 대 주파수를 보여주는 도 6에서 볼 수 있다.
APPE 샘플, 미처리 샘플 및 습식 식각된 샘플은 그 다음 포장을 풀고 세척한 다음, 회전시키고, 린스시키고, 건조시켰다. 세척 공정에는 1% Semiclean KG 세제(Yokohama Oils and Fats Industry Co., Ltd. 제조)의 세척 화학 물질로 샘플을 초음파로 섭씨 50도에서 10분 동안 세척한 후 탈이온수로 린스하는 단계가 포함된다. 세척 화학 물질은 샘플들의 표면 화학을 변경할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
그 다음, 샘플들의 표면 전하 특성을 결정하기 위해 샘플들을 리프트 테스트하였다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 리프트 테스트(Lift Test)는 하기에 기술된 바와 같은 유리 기판 또는 유리 샘플의 테스트 프로세스를 지칭한다. 리프트 테스트는 평판 디스플레이 제조 공정에서 유리 기판의 운반 및/또는 처리 중에 사용되는 일반적인 장치인 진공 척 테이블에서 이루어진다. 리프트 테스트 장치는 절연성 양극산화 코팅이 된 알루미늄으로 만들어졌으며 더 작은 정사각형 내부 진공 채널이 있는 정사각형 주변 진공 채널을 포함했다. 유리 샘플들이 진공 척과 접촉했을 때 달성된 진공 수준은 약 -83 kPA였다. 유리 샘플들은 크기가 4인치 x 4인치였으며, 진공 척 위로 하강되었고, 둥근 절연성 베스펠(Vespel) 핀들을 사용하여 진공 척에서 상승되었다.
일반적으로 진공 척에서 유리 기판을 승강시킬 때 정전기 대전이 발생한다. 유리가 척에 대해 당겨지고, 진공 채널 가장자리 근처에서 변형되고, 척 가장자리에 마찰될 때 마찰 대전(tribo-electrification)에 의해 전하가 생성될 수도 있다. 처리 중 이 효과를 시뮬레이션하기 위해 유리 샘플들을 진공 척에서 10 mm/초의 속도로 6회 하강 및 상승시켰다. 유리 전압 측정 센서를 이용하여 접촉 분리 60초 후 유리의 전압을 측정하였다. 유리 전압 센서는 유리에서 10 mm 떨어진 곳에 위치했으며 진공 척에서 유리가 상승 및 하강할 때 유리의 움직임을 추적했다. 유리 샘플의 각 주기 동안 유리 전압을 기록했다. 그런 다음 각 사이클 동안 기록된 전압을 사용하여 평균 유리 전압(mean glass voltage)을 계산했다. 각 유리 샘플에 대한 평균 유리 전압은 하기 표 1에 도시된다. 또한, 유리 샘플 전압의 통계적 분석은 도 7에 도시되어 있으며, APPE 샘플들, 습식 식각된 샘플들 및 미처리 샘플들이 서로 통계적으로 중요하다는 것을 보여준다.
테스트 샘플들의 평균 유리 전압
유리 샘플 평균 유리 전압(볼트)
APPE 1.0 샘플 -633.544
습식 식각된 샘플 -1026.556
미처리 샘플 -1871.550
또한 알 수 있는 바와 같이, 본 개시 내용의 식각 공정을 사용하여 처리된 APPE 샘플은 습식 식각된 샘플 및 미처리된 샘플들 모두에 대해 정전기 대전에서 상당한 개선을 나타내었다. APPE 샘플은 미처리 샘플에 비해 66% 개선, 습식 식각된 샘플에 비해 38% 개선을 보여준다.
APPE 샘플, 습식 식각된 샘플 및 미처리 샘플의 표면 조성들은 또한 XPS 및 TOF-SIMS를 사용하여 분석되어 실리콘과 비교한 주요 유리 요소 비율에 대한 및 불소 농도에 대한 유리 표면의 조성을 결정했다. TOF-SIMS 특성화 방법을 사용하여 1 nm 깊이까지 테스트 샘플의 표면 조성을 결정했다. XPS 특성화 방법을 사용하여 10 nm 깊이까지 테스트 샘플의 표면 조성을 결정했다. 표면 조성 테스트 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 원소 비율 및 F 농도 값들도 미처리 샘플로 정규화하여 미처리 샘플들과의 차이를 나타내었다.
테스트 샘플들의 표면 조성들
특성화 방법 원소비율 및 테스트 샘플 값 미처리 샘플로 정규화
TOF SIMS Al/Si APPE 1.0 0.38 0.38114343
Al/Si APPE 0.6 0.42 0.421263791
Al/Si 습식 식각된 1.05 1.053159478
Al/Si 미처리된 0.997 1
XPS Al/Si APPE 1.0 0.222 0.720779221
Al/Si APPE 0.6 0.224 0.727272727
Al/Si 습식 식각된 0.316 1.025974026
Al/Si 미처리된 0.308 1
TOF SIMS Mg/Si APPE 1.0 0.083 0.775700935
Mg/Si APPE 0.6 0.087 0.813084112
Mg/Si 습식 식각된 0.096 0.897196262
Mg/Si 미처리된 0.107 1
XPS Mg/Si APPE 1.0 0.026 0.722222222
Mg/Si APPE 0.6 0.029 0.805555556
Mg/Si 습식 식각된 0.03 0.833333333
Mg/Si 미처리된 0.036 1
TOF SIMS Ca/Si APPE 1.0 0.055 0.297297297
Ca/Si APPE 0.6 0.057 0.308108108
Ca/Si 습식 식각된 0.068 0.367567568
Ca/Si 미처리된 0.185 1
XPS Ca/Si APPE 1.0 0.056 0.777777778
Ca/Si APPE 0.6 0.057 0.98245614
Ca/Si 습식 식각된 0.068 0.944444444
Ca/Si 미처리된 0.072 1
TOF SIMS F APPE 1.0 7.44 3.263157895
F APPE 0.6 6.62 2.903508772
F 습식 식각된 2.64 1.157894737
F 미처리된 2.28 1
보여질 수 있는 바와 같이, APPE 샘플들은 미처리된 샘플들에 대하여 Al/Si, Mg/Al, Ca/Si 비율들 및 F 농도에서의 변화들을 보여준다. 유리 표면의 증가된 거칠기뿐만 아니라 이러한 조성 변화들은 이전에 표 1에 설명된 정전기 대전에서의 감소를 입증하는 것으로 볼 수 있다.
테스트 샘플들은 또한 본 개시 내용의 건식 식각, APPE 공정을 거친 후 테스트 샘플들의 헤이즈가 증가하였는지 여부를 확인하기 위해 테스트되었다. 헤이즈는 주관적으로 모든 샘플들에 대해 매우 낮은 및/또는 존재하지 않은 것으로 결정되었다. 샘플들은 또한 RKY Haze Gard Plus, 모델 4725를 사용하여 측정되었다. 측정값들이 하기 표 3에 도시된다.
테스트 샘플들의 헤이즈 측정값들
테스트 샘플 헤이즈 값(%)
공기 블랭크 0
미처리 샘플 0
APPE 1.0 샘플 0.01 ± 0.03
도시된 바와 같이, 헤이즈는 크게 증가하지 않았다. APPE 샘플에 대한 헤이즈는 4% 이상 증가하지 않았다.
예시적인 실시예들의 이러한 설명은 전체 서면 설명의 일부로 간주되어야 하는 첨부 도면들과 관련하여 읽히도록 의도된다. 설명에서 "아래", "위", "수평", "수직", "위에", "아래에", "위로", "아래로", "상부" 및 "하부"와 같은 상대적인 용어들뿐만 아니라 그의 파생어(예: "수평으로", "아래로", "위로" 등)는 당시 설명된 방향 또는 논의 중인 도면에 표시된 방향을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 상대적인 용어들은 설명의 편의를 위한 것이며 장치가 특정 방향으로 구성되거나 작동될 것을 요하지 않는니다. "연결된" 및 "상호 연결된"과 같은 부착, 결합 등에 관한 용어들은, 달리 명시적으로 설명되지 않는 한, 구조물들이 직접적으로 또는 개재된 구조물을 통해 간접적으로 서로 간에 고정되거나 부착되는 관계 뿐만 아니라 모두 이동 가능하거나 견고한 부착들 또는 관계들을 의미한다.
이하 설명의 목적을 위해, 아래에 설명된 실시예들은 대안적인 변형들 및 실시예들을 가정할 수 있음을 이해해야 한다. 본 명세서에 설명된 특정 제품들, 조성들, 및/또는 공정들은 예시적이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다는 것이 또한 이해되어야 한다.
본 개시 내용에서, 단수형 "a", "an" 및 "the"는 복수 참조를 포함하고, 특정 수치에 대한 참조는 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한 적어도 그 특정 값을 포함한다. 값들이 근사치로 표현될 때, 선행사 "약"을 사용하여 특정 값이 다른 실시예를 형성함을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "약 X"(여기서 X는 수치임)는 바람직하게는 폭넓게 인용된 값의 ±10%를 의미한다. 예를 들어, 구 "약 8"은 바람직하게는 7.2 내지 8.8의 값을 폭넓게 의미한다. 본 명세서에 사용된 "실질적으로 유사한"은 바람직하게는 비교된 특성을 특성화하는 데 사용되는 값의 ±10%를 의미한다. 존재하는 경우, 모든 범위는 포괄적이고 결합 가능하다. 예를 들어, "1 내지 5"의 범위를 인용할 때, 인용 범위는 "1 내지 4", "1 내지 3", "1-2", "1-2 및 4-5", "1-3 및 5", "2-5" 등의 범위들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 대안들의 목록이 긍정적으로 제공되는 경우 이러한 목록은 예를 들어 청구 범위의 부정적인 제한에 의해 대안들 중 임의의 것이 제외될 수 있음을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "1 내지 5"의 범위를 인용하는 경우, 인용된 범위는 1, 2, 3, 4 또는 5 중의 임의의 것이 부정적으로 배제되는 상황을 포함하는 것으로 해석될 수 있고; 따라서, "1 내지 5"의 인용은 "1 및 3-5, 그러나 2는 아님"으로 해석되거나 단순히 "여기서 2는 포함되지 않음"으로 해석될 수 있다. 본 명세서에서 긍정적으로 인용된 임의의 구성요소, 요소, 속성 또는 단계는 그러한 구성요소들, 요소들, 속성들 또는 단계들이 대안으로 나열되었는지, 또는 분리되어 인용되는지 여부에 관계없이 청구범위에서 명시적으로 제외될 수 있다.
이상에서는 예시적 실시예들을 들어 본 발명을 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위는 당업자에 의해 만들어질 수 있는 다른 변형들 및 실시예들을 포함하도록 광범위하게 해석되어야 한다.

Claims (33)

  1. 평판 디스플레이에 사용하기 위한 처리된 유리 기판으로서, 상기 처리된 유리 기판은 복수의 박막 트랜지스터들을 유지하기 위해 구성된 제1 면 및 상기 제1 면의 반대편인 상기 유리 기판의 면에 위치하는 제2 면을 포함하며, 상기 제2 면은 상기 제2 면의 표면 조성을 변경하기 위해 건식 식각 공정을 사용하여 처리되며, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제1 깊이까지에 대해 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 38% 내지 약 42%의 범위에서 약 1 nm의 상기 제1 깊이에 대한 제1 Al/Si 비율, 및 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 71% 내지 약 73%의 범위에서 약 10 nm의 상기 제2 깊이에 대한 제2 Al/Si 비율을 포함하는, 처리된 유리 기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 기판은 보로-알루미노실리케이트 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 건식 식각 공정은 대기압 플라즈마 식각(APPE; atmospheric pressure plasma etching) 공정인 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 면의 표면 조성은 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성과 실질적으로 유사한 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 72% 내지 약 81%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 제1 Mg/Si 비율을 포함하고, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 72% 내지 약 81%의 범위에서 상기 제2 깊이에 대한 제2 Mg/Si 비율을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 33% 내지 약 34%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 제1 Ca/Si 비율을 포함하고, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 77% 내지 약 99%의 범위에서 상기 제2 깊이에 대한 제2 Ca/Si 비율을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 불소의 농도의 약 290% 내지 약 330%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 불소의 농도를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 면의 평균 거칠기 Ra는 약 0.6 nm 내지 약 1 nm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 기판의 평균 유리 전압은 진공 척으로부터 리프트(Lift) 테스트될 때 상기 미처리 유리 기판의 상기 평균 유리 전압에 대해 적어도 약 50%만큼 감소되는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 미처리 유리 기판의 평균 유리 전압에 대해 적어도 50%의 평균 유리 전압의 감소는, 상기 처리된 유리 기판이 간지에 인접하게 패킹되고, 적어도 2 시간 동안 진동되고, 그리고 약 1% 세제를 포함하는 용액을 사용하여 세척된 후에 나타나는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 헤이즈는 상기 미처리 유리 기판의 헤이즈보다 약 10% 이하로 더 큰 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  12. 평판 디스플레이에 사용하기 위한 처리된 유리 기판으로서, 상기 처리된 유리 기판은 복수의 박막 트랜지스터들을 유지하기 위해 구성된 제1 면 및 상기 제1 면의 반대편인 상기 유리 기판의 면에 위치하는 제2 면을 포함하며, 상기 제2 면은 상기 제2 면의 표면 조성을 변경하기 위해 건식 식각 공정을 사용하여 처리되며, 상기 표면 조성은 제1 깊이까지에 대해 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 72% 내지 약 81%의 범위에서 약 1 nm의 상기 제1 깊이에 대한 제1 Mg/Si 비율, 및 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 72% 내지 약 81%의 범위에서 약 10 nm의 상기 제2 깊이에 대한 제2 Mg/Si 비율을 포함하는, 처리된 유리 기판.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 면의 평균 거칠기 Ra는 약 0.6 nm 내지 약 1 nm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 평균 유리 전압은 진공 척으로부터 리프트 테스트될 때 상기 미처리 유리 기판의 평균 유리 전압에 대해 적어도 약 50%만큼 감소되는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 미처리 유리 기판의 상기 평균 유리 전압에 대해 적어도 50%의 평균 유리 전압의 감소는, 상기 처리된 유리 기판이 간지에 인접하게 패킹되고, 적어도 2 시간 동안 진동되고, 그리고 약 1% 세제를 포함하는 용액을 사용하여 세척된 후에 나타나는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 헤이즈는 상기 미처리 유리 기판의 헤이즈보다 약 10% 이하로 더 큰 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  17. 평판 디스플레이에 사용하기 위한 처리된 유리 기판으로서, 상기 유리 기판은 복수의 박막 트랜지스터들을 유지하기 위해 구성된 제1 면 및 상기 제1 면의 반대편인 상기 유리 기판의 면에 위치하는 제2 면을 포함하며, 상기 제2 면은 상기 제2 면의 표면 조성을 변경하기 위해 건식 식각 공정을 사용하여 처리되며, 상기 표면 조성은 제1 깊이까지에 대해 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 33% 내지 약 34%의 범위에서 약 1 nm의 상기 제1 깊이에 대한 제1 Ca/Si 비율을 포함하고, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 77% 내지 약 99%의 범위에서 약 10 nm의 상기 제2 깊이에 대한 제2 Ca/Si 비율을 포함하는, 처리된 유리 기판.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제2 면의 평균 거칠기 Ra는 약 0.6 nm 내지 약 1 nm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 평균 유리 전압은 진공 척으로부터 리프트 테스트될 때 상기 미처리 유리 기판의 평균 유리 전압에 대해 적어도 50%만큼 감소되는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 헤이즈는 상기 미처리 유리 기판의 헤이즈보다 약 10% 이하로 더 큰 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  21. 평판 디스플레이에 사용하기 위한 처리된 유리 기판으로서, 상기 유리 기판은 복수의 박막 트랜지스터들을 유지하기 위해 구성된 제1 면 및 상기 제1 면의 반대편인 상기 유리 기판의 면에 위치하는 제2 면을 포함하며, 상기 제2 면은 상기 제2 면의 표면 조성을 변경하기 위해 건식 식각 공정을 사용하여 처리되며, 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제1 깊이까지에 대해 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 290% 내지 약 330%의 범위에서 1 nm의 상기 제1 깊이에 대한 불소의 농도를 포함하는, 처리된 유리 기판.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2 면의 평균 거칠기 Ra는 약 0.6 nm 내지 약 1 nm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 평균 유리 전압은 진공 척으로부터 리프트 테스트될 때 상기 미처리 유리 기판의 평균 유리 전압에 대해 적어도 약 50%만큼 감소되는 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 헤이즈는 상기 미처리 유리 기판의 헤이즈보다 약 10% 이하로 더 큰 것을 특징으로 하는 처리된 유리 기판.
  25. 평판 디스플레이에 사용하기 위한 처리된 유리 기판의 제조 방법으로서, 상기 방법은,
    미리 결정된 처리 온도로 상기 유리 기판을 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 유리 기판의 제1 면을 공기에 노출시키면서 상기 가열된 유리 기판의 제2 면을 HF 플라즈마에 노출시켜 상기 유리 기판의 상기 제2 면을 식각하고 상기 제2 면의 표면 조성을 변경하여 처리된 유리 기판을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제1 깊이까지에 대해 미처리 유리 기판의 표면 조성의 약 38% 내지 약 42%의 범위에서 약 1 nm의 상기 제1 깊이에서의 제1 Al/Si 비율을 포함하며, 상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 71% 내지 약 73%의 범위에서 약 10 nm의 상기 제2 깊이에 대한 제2 Al/Si 비율을 포함하는, 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 상기 제1 면의 상기 표면 조성은 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성과 실질적으로 유사한 표면 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 청구항 25에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 72% 내지 약 81%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 제1 Mg/Si 비율을 포함하고, 상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 72% 내지 약 81%의 범위에서 상기 제2 깊이에 대한 제2 Mg/Si 비율을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 청구항 25에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 33% 내지 약 34%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 제1 Ca/Si 비율을 포함하고, 상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제2 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 약 77% 내지 약 99%의 범위에서 상기 제2 깊이에 대한 제2 Ca/Si 비율을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 청구항 25에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 상기 제2 면의 상기 표면 조성은 상기 제1 깊이까지에 대해 상기 미처리 유리 기판의 상기 표면 조성의 불소의 농도의 약 290% 내지 약 330%의 범위에서 상기 제1 깊이에 대한 불소의 농도를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 청구항 25에 있어서,
    상기 제2 면의 평균 거칠기 Ra는 약 0.6 nm 내지 약 1 nm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 청구항 25에 있어서,
    상기 유리 기판의 평균 유리 전압은 진공 척으로부터 리프트 테스트될 때 미처리 유리 기판의 평균 유리 전압에 대해 적어도 50%만큼 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 청구항 25에 있어서,
    상기 미처리 유리 기판의 상기 평균 유리 전압에 대해 적어도 50%의 평균 유리 전압의 감소는, 상기 처리된 유리 기판이 간지에 인접하게 패킹되고, 적어도 2 시간 동안 진동되고, 그리고 약 1% 세제를 포함하는 용액을 사용하여 세척된 후에 나타나는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 청구항 25에 있어서,
    상기 처리된 유리 기판의 헤이즈는 상기 미처리 유리 기판의 헤이즈보다 약 10% 이하로 더 큰 것을 특징으로 하는 방법.
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