TW201716245A - 用於將片材與載體鍵結之物件及方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述的是有機鍺改性層和相關的沉積方法、以及可被施加於片材、載體、或上述兩者上的惰性氣體處理，以控制片材與載體之間的凡得瓦、氫及共價鍵結。改性層將片材與載體鍵結在一起，使得可防止在高溫處理下的永久鍵結以及保持足夠的鍵結來防止高溫處理過程中的分層。

Description

用於將片材與載體鍵結之物件及方法
本揭示大體而言係關於用於在載體上處理片材的物件及方法，更具體言之係關於用於在玻璃載體上處理撓性玻璃片的物件及方法。
撓性基材使用捲對捲處理提供更便宜裝置的希望及製造更薄、更輕、更可撓和耐用的顯示器的潛力。然而，高品質顯示器的捲對捲處理所要求的技術、設備、及製程尚未被完全開發。由於面板製造商已經在工具組中投入巨資​​來處理大的玻璃片，故將撓性基材層疊於載體上並藉由片對片處理來製造顯示裝置提供了開發更薄、更輕、及更可撓顯示器的價值主張的短期解決方案。顯示器已被展示在例如聚萘二甲酸（PEN）的聚合物片材上，其中裝置製造是使用層疊於玻璃載體的PEN的片對片。PEN的溫度上限限制了裝置的品質及可使用的製程。此外，聚合物基材的高滲透性導致要求接近密封的有機發光二極體（OLED）元件被環境降解。薄膜封裝提供克服這種限制的潛在解決方案，但尚未被證明在可大量下提供可接受的產率。
以類似的方式，可以使用層疊於一個或更多個薄玻璃基材的玻璃載體來製造顯示裝置。可以預期的是，薄玻璃的低滲透性及改善的耐溫度和化學性將能夠得到效能更高、壽命更長的撓性顯示器。
其中的概念涉及最初藉由凡得瓦力將薄片（例如撓性玻璃片）鍵結於載體，隨後提高某些區域的鍵結強度，同時保持處理薄片/載體之後移出部分薄片的能力，以在薄片上形成裝置（例如電子或顯示裝置、電子或顯示裝置的元件、OLED材料、光伏（PV）結構、或薄膜電晶體（TFT））。至少一部分的薄玻璃被鍵結於載體以防止裝置處理流體進入薄片與載體之間，從而減少污染下游製程的機會，即薄片與載體之間的鍵結密封部分是密封的，而且在一些較佳的實施例中，此密封涵括物件的外側，從而防止液體或氣體侵入密封物件的任何區域或從密封物件的任何區域流出。
在例如使用接近600 ℃或更高溫的低溫多晶矽（LTPS）元件製造製程中，可以使用真空和濕蝕刻環境。在其他製程中，較低的溫度是適當的。例如，在氧化物TFT的製造中，通常使用在從約400 ℃至約450 ℃的範圍中的溫度，而對於非晶矽（a-Si）TFT的製造，通常使用在約350 ℃等級的溫度。而且對於製造彩色濾光片來說，通常使用在約250 ℃等級的溫度。用於被製造元件的處理條件將限制可使用的材料，並將很高的要求放在載體/薄片上。因此，期望的是利用製造商的現有資本基礎設施的載體作法，以能夠進行薄玻璃（即厚度≤ 0.3毫米（mm）厚的玻璃）的處理，而不會在各種處理溫度下污染或損失薄玻璃與載體之間的鍵結強度，而且其中在製程結束時薄玻璃可輕易地從載體剝離。
一個商業上的優點在於，製造商將能夠利用他們現有的、在處理設備的資本投資，同時獲得薄玻璃片用於例如PV、OLED、液晶顯示器（LCD）及圖案化TFT電子元件的優點。此外，這種作法能夠有處理靈活性，包括：用於薄玻璃片和載體的清洗和表面準備以促進鍵結的處理；用於在鍵結區域強化薄片與載體之間的鍵結的處理；用於在可控鍵結的（或降低/低強度鍵結的）區域保持薄片剝離載體的可釋放性的處理；以及用於切割薄片以便於從載體提取的處理。
在玻璃-對-玻璃的鍵結過程中，清洗玻璃表面以去除所有的金屬、有機及微粒殘餘物，並留下大部分以矽烷醇封端的表面。首先使玻璃表面進入緊密接觸，其中凡得瓦及/或氫鍵結力將玻璃表面拉在一起。使用熱和可選的壓力之下，表面的矽烷醇基團可以縮合而橫跨界面形成強的共價Si--O--Si鍵結，從而將玻璃塊永久熔合。金屬、有機及微粒殘餘物將藉由模糊表面來防止鍵結，從而防止鍵結所需的親密接觸。還需要高的矽烷醇表面濃度來形成強的鍵結，因為每單位面積的鍵結數將可由相對表面上的兩個矽烷醇物種反應縮合出水的機率來決定。Zhuravlev已報導良好水合的二氧化矽每nm2 的平均羥基數為4.6至4.9。Zhuravlev, L. T., The Surface Chemistry of Amorphous Silica, Zhuravlev Model, Colloids and Surfaces A: Physiochemical Engineering Aspects 173 (2000) 1-38。
習知鍵結方法的挑戰是各種裝置製造製程的溫度要求。在手持顯示器、筆記型電腦和桌上型顯示器、以及更廣泛使用的OLED顯示器上的更高像素密度、高解析度、及快速刷新率的需求正將面板製造商從非晶矽TFT背板推向氧化物TFT或多晶矽TFT背板。因為OLED是電流驅動元件，所以高流動性是需要的。多晶矽TFT還提供整合驅動器與其他元件啟動的優點。較高溫對於摻雜劑活化是較佳的，理想上是在超過600 ℃的溫度下。典型上，這是pSi背板製程中的最高溫。
習知鍵結方法的另一個挑戰是鍵結於粗糙的基材。使用兩種剛性材料的晶圓鍵結方法要求平整度和潔淨度，以使材料進入親密接觸而開始鍵結。對於具有粗糙表面的基材（例如蝕刻過的載板、或非熔拉玻璃）來說，使用較厚、較服貼的鍵結層較容易鍵結，該鍵結層可彈性或塑性變形來使基材接觸。
鑑於上述，需要有一種薄片-載體物件，該薄片-載體物件可以承受TFT和平板顯示器（FPD）處理（包括在各種溫度下的處理（沒有會與將使用該物件的半導體或顯示器製造製程不相容的出氣））的嚴苛條件、但允許薄片的整個區域被從載體移出（全部一次或分區段）以便允許重複使用載體來處理另一個薄片。本說明書描述用以控制載體與薄片之間的黏附以形成暫時鍵結的方法，該暫時鍵結足夠強以安全度過TFT和FPD處理（包括彩色濾光片、a-Si TFT、及氧化物TFT處理）、但又足夠弱以甚至在處理之後允許從載體剝離片材。這種受控的鍵結可被用來產生具有可重複使用載體的物件、或是在載體與片材之間具有圖案化的受控鍵結和共價鍵結區域的物件。更具體來說，本揭示提供可被設置在薄片、載體、或上述兩者上以在薄片與載體之間控制室溫凡得瓦及/或氫鍵結、及高溫共價鍵結的表面改性層（包括各種材料和相關的表面熱處理）。甚至更具體來說，室溫鍵結可以受到控制，以便足以在真空處理、濕處理、及/或超音波清洗處理過程中將薄片和載體保持在一起。而且在同一時間，高溫共價鍵結可以受到控制，以便在元件處理的過程中防止薄片與載體之間的永久鍵結、以及保持足夠的鍵結以防止在元件處理過程中分層。在替代實施例中，可以使用表面改性層來形成各種受控的鍵結區域（其中載體與薄片保持充分鍵結來透過各種製程，包括真空處理、濕處理、及/或超音波清洗處理）連同共價鍵結區域，以提供進一步的處理選擇，例如即使在將物件切割成更小的塊以用於另外的元件處理之後仍保持載體與薄片之間的密閉度。更進一步地，一些表面改性層在載體與片材之間提供鍵結控制，同時在同一時間在TFT或FPD（例如彩色濾光片、a-Si TFT、及氧化物TFT ）處理環境中（包括例如真空處理）在溫度條件期間減少出氣排放。
在第一態樣中有一種玻璃物件包含： 具有第一片材鍵結表面的第一片材； 具有第二片材鍵結表面的第二片材； 具有改性層鍵結表面的改性層，該改性層可以包含有機鍺； 該改性層鍵結表面與該第一片材鍵結表面接觸，並且該第二片材鍵結表面與該第一片材鍵結表面耦接且該改性層位於其間，其中在將該物件保持於500 ℃的氮氣氛圍中持續10分鐘之後，該第一片材鍵結表面與該改性層鍵結表面以小於600 mJ/m2 （毫焦耳每平方米）的鍵結能鍵結。
在態樣1的一個實例中，在將玻璃物件保持於400 ℃的氮氣氛圍中持續10分鐘之後，該第一片材鍵結表面與該改性層鍵結表面以小於600 mJ/m2 的鍵結能鍵結。
在態樣1的另一個實例中，該改性層具有在5奈米（nm）至10微米（μm或微米）的範圍中的平均厚度。
在態樣1的另一個實例中，該改性層具有在10 nm至500 nm的範圍中的平均厚度。
在態樣1的另一個實例中，該第一片材是厚度小於300微米的玻璃。
在態樣1的另一個實例中，該有機鍺係藉由在該第一片材鍵結表面上沉積有機鍺單體所形成。
在第二態樣中提供態樣1的玻璃物件，其中該有機鍺單體具有式(R1 )x Si(R2 )y ，其中R1 為芳基、烷基、炔基及/或烯基且x為1、2或3，R2 為氫、鹵素、芳基、烷基、炔基及/或烯基、或上述之組合且y為1、2或3，其中R1 和R2 不是氧。
在態樣2的一個實例中，R1 或R2 為芳基、苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基或上述之組合。
在態樣2的另一個實例中，R2 為氫、甲基、或上述之組合。
在態樣2的另一個實例中，R1 或R2 為芳基。
在態樣2的另一個實例中，R1 或R2 為二芳基。
第二態樣可被單獨提供或與以上論述的第二態樣之任一個或更多個實例組合提供。
在態樣1的另一個實例中，該有機鍺係藉由在該第一片材鍵結表面上沉積有機鍺單體所形成，而且該有機鍺單體係選自由苯基鍺、甲基苯基鍺、二苯基鍺、甲基二苯基鍺及三苯基鍺所組成之群組。
在態樣1的另一個實例中，該有機鍺係藉由在該第一片材鍵結表面上沉積有機鍺單體所形成，而且該有機鍺單體不含氧原子。
在態樣1的另一個實例中，該改性層係藉由沉積選自由苯基鍺、甲基苯基鍺、二苯基鍺、甲基二苯基鍺及三苯基鍺所組成之群組的化合物所形成。
在態樣1的另一個實例中，該改性層非為單層。
在態樣1的另一個實例中，該改性層為聚合非晶形有機鍺。
在態樣1的另一個實例中，該第二片材與該改性層接觸。
在態樣1的另一個實例中，該改性層在300 ℃至500 ℃的溫度範圍中沒有出氣。
第一態樣可被單獨提供或與以上論述的第一態樣之任一個或更多個實例組合提供。
在第三態樣中有一種玻璃物件包含： 具有第一片材鍵結表面的第一片材； 具有第二片材鍵結表面的第二片材； 具有改性層鍵結表面的改性層，該改性層包含有機鍺而且該改性層非為單層； 該改性層鍵結表面與該第一片材鍵結表面接觸，並且該第二片材鍵結表面係與該第一片材鍵結表面耦接且該改性層位於其間，其中在400至500 ℃的溫度範圍間該第一片材鍵結表面與該改性層鍵結表面以在150 至1,000 mJ/m2 的範圍內的鍵結能鍵結，其中在該溫度範圍中任意特定溫度的鍵結能係藉由將該玻璃物件保持於該特定溫度的氮氣氛圍中持續10分鐘進行量測。
在態樣3的一個實例中，在400至500 ℃的溫度範圍間該第一片材鍵結表面與該改性層鍵結表面以在300 至600 mJ/m2 的範圍內的鍵結能鍵結，其中在該溫度範圍中任意特定溫度的鍵結能係藉由將該玻璃物件保持於該特定溫度的氮氣氛圍中持續10分鐘進行量測。
在態樣3的另一個實例中，在400至500 ℃的溫度範圍間該第一片材鍵結表面與該改性層鍵結表面以在350 至500 mJ/m2 的範圍內的鍵結能鍵結，其中在該溫度範圍中任意特定溫度的鍵結能係藉由將該玻璃物件保持於該特定溫度的氮氣氛圍中持續10分鐘進行量測。
在態樣3的另一個實例中，在300至500 ℃的溫度範圍中該改性層沒有出氣。
第三態樣可被單獨提供或與以上論述的第三態樣之任一個或更多個實例組合提供。
在第四態樣中，有一種製造玻璃物件的方法，包含以下步驟： 藉由在第二片材的鍵結表面上沉積有機鍺單體而在該第二片材的鍵結表面上形成改性層，該改性層包含有機鍺並且該改性層具有改性層鍵結表面； 提高該改性層鍵結表面的表面能；以及 使第一片材的鍵結表面鍵結於該改性層的鍵結表面。
在態樣4的一個實例中，藉由暴露於氮、氧、氫、二氧化碳氣體或上述氣體之組合來提高該改性層鍵結表面的表面能。
在態樣4的另一個實例中，在小於60°的水/空氣接觸角之下使該改性層鍵結表面的表面能提高到等於或大於55 mJ/m2 。
在態樣4的另一個實例中，該改性層具有在5 nm至10微米的範圍中的平均厚度。
在態樣4的另一個實例中，該第一片材為厚度300微米或更小的玻璃並且該第二片材為厚度200微米或更大的玻璃。
在態樣4的另一個實例中，該改性層係藉由沉積選自由苯基鍺、甲基苯基鍺、二苯基鍺、甲基二苯基鍺及三苯基鍺所組成之群組的化合物所形成。
在態樣4的另一個實例中，該改性層非為單層。
在態樣4的另一個實例中，該改性層為聚合非晶形芳基鍺。
在態樣4的另一個實例中，該有機鍺單體具有式(R1 )x Si(R2 )y ，其中R1 為芳基、烷基、炔基及/或烯基且x為1、2或3，R2 為氫、鹵素、芳基、烷基、炔基及/或烯基、或上述之組合且y為1、2或3，其中R1 和R2 不是氧。
在第五態樣中提供態樣4的方法，該有機鍺單體具有式(R1 )x Si(R2 )y ，其中R1 為芳基、烷基、炔基及/或烯基且x為1、2或3，R2 為氫、鹵素、芳基、烷基、炔基及/或烯基、或上述之組合且y為1、2或3，其中R1 和R2 不是氧。
在態樣5的一個實例中，R1 或R2 為芳基、苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基或上述之組合。
在態樣5的另一個實例中，R2 為氫、甲基、或上述之組合。
在態樣5的另一個實例中，R1 或R2 為芳基。
在態樣5的另一個實例中，R1 或R2 為二芳基。
在態樣5的另一個實例中，該有機鍺單體係選自由苯基鍺、甲基苯基鍺、二苯基鍺、甲基二苯基鍺及三苯基鍺所組成之群組。
在態樣5的另一個實例中，該有機鍺單體不含氧原子。
第五態樣可被單獨提供或與以上論述的第五態樣之任一個或更多個實例組合提供。
在態樣4的另一個實例中，在將該玻璃物件保持於500 ℃的氮氣氛圍中持續10分鐘之後，該第一片材的鍵結表面與該改性層鍵結表面以小於600 mJ/m2 的鍵結能鍵結。
在態樣4的另一個實例中，在將該玻璃物件保持於500 ℃的氮氣氛圍中持續10分鐘之後，該第一片材的鍵結表面與該改性層鍵結表面以小於500 mJ/m2 的鍵結能鍵結。
第四態樣可被單獨提供或與以上論述的第四態樣之任一個或更多個實例組合提供。
附圖被包括以提供對所述原理的進一步瞭解，而且附圖被併入本說明書中並構成本說明書的一部分。圖式說明一個或更多個實施例，而且與實施方式一起用以藉由舉例的方式解釋這些實施例的原理與操作。應瞭解的是，本說明書中和圖式中揭示的各種特徵可被以任意和所有的組合使用。藉由非限制性實例的方式，各種特徵可如說明書中所闡述的被彼此組合成為態樣。
在以下的實施方式中，為了解釋而非限制的目的，闡述揭示具體細節的例示實施例來提供對本發明的各種原理和態樣的全面瞭解。然而，受益於本揭示之後所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見的是，可以在偏離本文揭示的具體細節的其他實施例中實施本發明。此外，可以省略眾所周知的裝置、方法及材料的描述以免混淆本文中闡述的各種原理的描述。最後，只要適用，類似的元件符號都可指稱類似的元件。
本文中使用的方向性術語（例如上、下、右左、前、後、頂部、底部）僅參照所繪圖式使用，並無意圖暗示絕對的方向。
本文中可以將範圍表達為從「約」一個特定值、及/或到「約」另一個特定值。當表達此類範圍時，另一個實施例包括從該一個特定值及/或到其他特定值。類似地，當將數值表達為近似值時，藉由使用先行詞「約」將被理解的是，該特定值形成另一個實施例。將被進一步理解的是，每個範圍的端點在相關於另一個端點和獨立於另一個端點時都是有意義的。
所提供的是允許在載體上處理薄片的解決方案，從而至少部分的第一片材（例如薄玻璃片）保持與第二片材（例如載體）「可控地鍵結」，使得在薄片上進行處理的元件可以被從載體移出。為了保持有利的表面形狀特徵，載體通常是顯示級的玻璃基材。因此，在一些情況下，僅僅在一次使用之後即丟棄載體是浪費且昂貴的。因此，為了降低顯示器製造的成本，希望能夠再次利用載體來處理超過一個薄片基材。本揭示提出使薄片能夠透過各種溫度處理線（包括元件處理）進行處理、但仍允許輕易地從載體移出薄片而不損壞（例如，其中載體和薄片中的一個破裂或裂成兩塊或更多塊）薄片或載體的物件和方法，從而載體可以被重複使用。處理溫度可以包括在溫度≥ 400 ℃下處理，而且可以視所製造元件的類型而改變。例如，處理可以包括溫度高達約450 ℃，如在非晶矽或非晶銦鎵鋅氧化物（IGZO）背板處理中，或者處理可以包括溫度高達約500-550 ℃，如在結晶IGZO的處理中。
如第1圖和第2圖所圖示，玻璃物件2具有厚度8並包括具有厚度28的第一片材20（例如薄玻璃片，例如厚度等於或小於約300微米的薄玻璃片，包括但不限於例如10-50微米、50-100微米、100-150微米、150-300微米、300、250、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60、50、40、30、20、或10微米的厚度）、具有厚度38的改性層30、以及具有厚度18的第二片材10（例如載體）。
準備玻璃物件2以允許在被設計用於較厚片材的設備中處理薄片20，較厚片材例如在大於或等於約0.4 mm的等級上、例如0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、0.9 mm、或1.0 mm的那些片材，儘管薄片20本身是等於或小於約300微米。厚度8（為厚度18、28及38的總和）可以等於一件設備（例如被設計來將電子裝置元件配置於基材片上的設備）被設計來處理的較厚片材的厚度。在一實例中，假使處理設備被設計用於700微米的片材、並且該薄片具有300微米的厚度28，假設厚度38可以忽略不計，則厚度18將被選擇為400微米。亦即，改性層30未依比例圖示，而是僅為了說明的緣故被大大誇大了。此外，在第2圖中，將改性層圖示成切開。當提供可重複使用的載體時，改性層可以被均勻地配置在鍵結表面14上。典型上，厚度38將在奈米的等級上，例如2 nm至1微米、5 nm至250 nm、或20至100 nm、或約30、40、50、60、70、80或90 nm。改性層的存在可以藉由表面化學分析偵測，例如藉由飛行時間二次離子質譜法（ToF Sims）偵測。
載體10具有第一表面12、鍵結表面14、以及周邊16。載體10可以由任何包括玻璃的適當材料製成。載體可以是非玻璃材料，例如陶瓷、玻璃-陶瓷、矽、或金屬，因為可以以類似於以下關於玻璃載體所描述的方式控制表面能及/或鍵結。假使由玻璃製成，則載體10可以具有任何適當的成分，包括鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鈉鈣矽酸鹽，而且可以是含鹼金屬或不含鹼金屬的，取決於其最終的應用。厚度18可以從約0.2 mm至3 mm或更大，例如0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.65 mm、0.7 mm、1.0 mm、2.0 mm、或3 mm或更大，而且將取決於厚度28和厚度38（當厚度38不可忽略時），如上所述。在一個實施例中，載體10可以由圖示的一個層、或鍵結在一起的多個層（包括多個薄片）製成。另外，載體可以具有第一代或更大的尺寸，例如第2代、第3代、第4代、第5代、第8代或更大的尺寸（例如從100 mm × 100 mm 至3公尺 × 3公尺或更大的片材尺寸）。
薄片20具有第一表面22、鍵結表面24、及周邊26。周邊16（載體）和26可以具有任何適當的形狀、可以彼此相同、或者可以彼此不同。另外，薄片20可以由任何適當的材料製成，包括玻璃、陶瓷、或玻璃-陶瓷、矽晶圓、或金屬。如以上對於載體10描述的，當由玻璃製成時，薄片20可以具有任何適當的成分，包括鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鈉鈣矽酸鹽，而且可以是含鹼金屬或不含鹼金屬的，取決於其最終的應用。薄片的熱膨脹係數可以大體上與載體相同，以減少物件在高溫處理過程中的翹曲。薄片20的厚度28為300微米或更小，如以上指出的。另外，薄片可以具有第一代或更大的尺寸，例如第2代、第3代、第4代、第5代、第8代或更大的尺寸（例如從100 mm × 100 mm 至3公尺 × 3公尺或更大的片材尺寸）。
玻璃物件2可以具有適應現有設備的處理的厚度，同樣地玻璃物件2可以倖存於處理進行的環境。舉例而言，FPD處理可以包括例如濕式超音波、真空、及≥ 400 ℃的處理溫度。對於一些製程來說，如以上所指出的，溫度可以≥ 500 ℃並高達不到600 ℃。
為了倖存於其中將處理物件2的環境，鍵結表面14應被以足夠的強度鍵結於鍵結表面24，使得第一片材20不會與第二片材10分離。而且應在處理自始至終保持這個強度，使得在處理過程中片材20不會與片材10分離。另外，為了允許從片材10移出片材20（使得載體10可以被再使用），鍵結表面14不應藉由最初設計的鍵結力、及/或藉由例如從物件在例如≥400 ℃、約500 ℃、及高達不到600 ℃的溫度下進行處理時可能發生的最初設計鍵結力的改變產生的鍵結力而太強地鍵結於鍵結表面24。可以使用表面改性層30來控制鍵結表面14與鍵結表面24之間的鍵結強度，以便實現這兩個目標。受控的鍵結力是藉由控制凡得瓦（及/或氫鍵）和共價吸引能對總黏附能的貢獻來實現，總黏附能是藉由調整片材20與片材10的極性和非極性表面能分量來控制。這個控制的鍵結強到足以安全度過FPD處理，例如包括溫度 ≥ 400 ℃，而且在一些情況下≥ 500 ℃、及高達不到600 ℃的處理溫度，並藉由施加足以分離片材但不會導致片材20及/或片材10明顯損傷的力而保持可剝離。例如，該力不應使片材20或片材10破裂。這種剝離允許移出片材20及在片材20上面製造的元件，而且還允許再使用片材10作為載體、或用於其他的目的。
儘管將改性層30圖示為片材20與片材10之間的固體層，但這種情況不是必須的。例如，層30可以具有0.1 nm至1 µm（例如1 nm至10 nm、10 nm至50 nm、100 nm、250 nm、500 nm至1 µm）的平均厚度，而且可以不完全覆蓋鍵結表面14的整個部分。例如，覆蓋範圍可以≤ 100％、從1％至100％、從10％至100％、從20％至90％、或從50％至90％的鍵結表面14。在其他實施例中，層30可以多達50 nm厚、或在其他實施例中甚至多達100 nm至250 nm厚。可以將改性層30視為被配置在片材10與片材20之間，即使改性層30可能不接觸片材10與片材20中的一者或另一者。在改性層30的另一個態樣中，該層改變鍵結表面14與鍵結表面24鍵結的能力，從而控制片材10與片材20之間的鍵結強度。可以使用改性層30的材料和厚度、以及鍵結表面14、24在鍵結之前的處理來控制片材10與片材20之間的鍵結強度（黏附能）。
改性層的沉積
用於提供改性層的塗佈方法的實例包括化學氣相沉積（CVD）技術以及類似的方法。CVD技術的具體實例包括CVD、低壓CVD、大氣壓CVD、電漿增強CVD（PECVD）、大氣壓電漿CVD、原子層沉積（ALD）、電漿ALD、及化學束磊晶。
用以製造薄膜的反應氣體混合物還可以包含控制量的源氣體（載氣），該源氣體選自氫和惰性氣體（週期表中的VIII族元素），惰性氣體例如He、Ar、Kr、Xe。當使用低射頻（RF）能量時，該源氣體可以包含氮氣。源氣體的量可以藉由使用的氣體種類、或藉由薄膜沉積製程條件控制。
改性層的表面能
一般來說，可以在被沉積後及/或被進一步處理之後量測改性層30的表面能，例如藉由使用氮氣活化。固體表面的表面能是藉由在空氣中量測個別被沉積在固體表面上的三種液體-水、二碘甲烷及十六烷-的靜態接觸角來間接量測。由該三種液體的接觸角值進行回歸分析來計算固體表面的極性和分散能分量。用以計算表面能值的理論模型包括以下三個有關三種液體的三個接觸角值與固體表面及三種測試液體的表面能的分散和極性分量的獨立方程式
(1)
(2)
(3)
其中下標「W」、「D」、及「H」分別表示水、二碘甲烷及十六烷，而上標「d」和「p」分別表示表面能的分散和極性分量。由於二碘甲烷和十六烷實際上是非極性液體，故以上方程組可簡化為：
(4)
(5)
(6)
從上組的三個方程式（4-6）藉由回歸分析計算兩個未知參數-固體表面的分散和極性表面能分量和。然而，使用這種方法會有可量測到的固體表面之表面能的最大值限制。該最大值限制是水的表面張力73mJ/m2 。假使固體表面的表面能明顯大於水的表面張力，則表面將完全被水潤濕，從而使接觸角接近零。因此，所有超出這個值的表面能的計算表面能值都將對應於~ 73-75 mJ/m2 ，不論真正的表面能值為何。例如，假使兩個固體表面的真正表面能是75 mJ/m2 和150mJ/m2 ，則這兩個表面使用液體接觸角計算的值都將是~75 mJ/m2 。
因此，本文揭示的所有接觸角都是藉由在空氣中將液滴放在固體表面上並在接觸線量測固體表面與液-氣界面之間的角度來量測。因此，當聲稱表面能值從55 mJ/m2 至75 mJ/m2 時應當理解的是，這些值是對應於基於上述方法所計算出的表面能值而不是在計算出的值接近75 mJ/m2 時可能大於75 mJ/m2 的真正表面能值。
第一片材對改性層的鍵結能
一般來說，兩個表面之間的黏附能（即鍵結能）可以藉由雙懸臂梁法或楔形試驗來量測。該等試驗以定性的方式模擬在改性層/第一片材界面的黏附鍵結處的力和影響。楔形試驗常被用來量測鍵結能。例如，ASTM D5041在鍵結處分裂黏著劑的斷裂強度之標準測試方法（Standard Test Method for Fracture Strength in Cleavage of Adhesives in Bonded Joints）、及ASTM D3762鋁的黏附-鍵結表面耐用性之標準測試方法（Standard Test Method for Adhesive-Bonded Surface Durability of Aluminum）是量測基材與楔形物鍵結的標準測試方法。
測試方法概要包括記錄例如在實驗室進行測試的溫度和相對濕度。在玻璃物件的角部局部輕輕地將第一片材預裂或分離以破壞第一片材與第二片材之間的鍵結。可以使用鋒利的剃刀來從第二片材預裂第一片材，例如厚度228 ± 20微米的GEM牌剃刀。在形成預裂中，可能需要短暫持續的壓力來使鍵結疲勞。將鋁標籤被去除的扁平剃刀慢慢插入，直到可觀察到裂縫前端延伸使得裂縫分離增加。不需要將扁平剃刀明顯插入來引起破裂。一旦裂縫形成了，則允許玻璃物件靜置至少5分鐘，以使裂縫穩定。高濕度的環境（例如50％以上的相對濕度）可能需要較長的靜置時間。
使用顯微鏡評估具有裂縫展開的玻璃物件以記錄裂縫長度。從第一片材遠離第二片材​​的端部分離點（即距離剃刀尖端最遠的分離點）和剃刀的最接近非尖細部分量測裂縫長度。記錄裂縫長度並用於下式計算鍵結能。
γ = 3tb 2 E1 tw1 3 E2 tw2 3 / 16L4 (E1 tw1 3 + E2 tw2 3 )               (7)
其中γ是鍵結能，tb 是刀片、剃刀或楔形物的厚度，E1 是第一片材20（例如薄玻璃片）的楊氏模數，tw1 是第一片材的厚度，E2 是第二片材10（例如玻璃載體）的楊氏模數，tw2 是第二片材10的厚度，L是如上所述插入刀片、剃刀或楔形物後在第一片材20與第二片材10之間的裂縫長度。
據瞭解，鍵結能的行為如同在矽晶圓鍵結中，其中最初氫鍵結的晶圓對被加熱而將大部分或全部的矽烷醇-矽烷醇氫鍵轉化為Si--O--Si共價鍵。儘管最初的室溫氫鍵產生在約100-200 mJ/m2 等級、允許鍵結表面分離的鍵結能，但在高溫（在400至800 ℃的等級）處理過程中實現的完全共價鍵結晶圓對具有約2000-3000 mJ/m2 、不允許鍵結表面分離的黏附能；取而代之的是兩塊晶圓的行為如同單塊。另一方面，假使兩個表面都被完全塗佈低表面能材料，例如氟聚合物，且厚度大到足以屏蔽下方基材的影響，則黏附能將是塗佈材料的黏附能，而且將非常低，導致鍵結表面14、24之間的低或無黏附。因此，薄片20將無法在載體10上進行處理。考量兩種極端的情況：（a）兩種標準清洗1（SC1，如所屬技術領域中習知的）清洗具有在室溫下經由氫鍵（其中黏附能為約100-200 mJ/m2 ）鍵結在一起的飽和矽烷醇基團的玻璃表面，接著加熱到將矽烷醇基團轉化為共價Si--O--Si鍵（其中黏附能變成2000-3000 mJ/m2 ）的溫度。這個後面的黏附能太高而無法讓玻璃表面對是可拆卸的；及（b）兩個玻璃表面被完全塗佈具有低表面黏附能（每表面約12-20 mJ/m2 ）的氟聚合物、在室溫下鍵結、並被加熱到期望的處理溫度。在這個後面的情況（b）中，表面不僅在低溫下未鍵結（因為當表面被放在一起時約24 - 40 mJ/m2 的總黏附能太低），而且在高溫下亦未鍵結，因為極性反應基團太少。在這兩個極值之間存在一個範圍的黏附能，例如介於50-1000 mJ/m2 ，該範圍的黏附能可以產生所需的控制鍵結度。因此，發明人已經發現各種提供改性層30的方法，從而導致鍵結能在這兩個極值之間，並且使得可以產生足以使玻璃基板對（例如玻璃載體10和薄玻璃片20）保持彼此鍵結透過FPD處理的嚴苛、但還具有在處理完成之後允許片材20與片材10分離的程度（即使是在例如≥400 ℃、約500 ℃、及高達不到600 ℃的高溫處理之後）的控制鍵結。此外，片材20與片材10的分離可以藉由機械力進行，而且以至少沒有明顯損傷片材20、而且較佳亦沒有明顯損傷片材10的這種方式進行。
可以藉由在鍵結之前使用選擇的表面改性劑（即改性層30）、及/或熱或氮（或氧、或氫、或二氧化碳、或上述之組合）處理表面來實現適當的鍵結能。適當的鍵結能可以藉由選擇鍵結表面14和鍵結表面24中任一者或兩者的化學改性劑來實現，該化學改性劑同時控制凡得瓦（及/或氫鍵，因為這些術語可以貫通說明書互換使用）黏附能以及從高溫處理（例如在≥400 ℃、約500 ℃、及低於600 ℃的等級上）可能產生的共價鍵結黏附能。
發明人已經發現，包括薄片和載體、適用於FPD處理的物件可以藉由使用有機鍺改性層塗佈第一片材20及或第二片材10來製造，該有機鍺改性層含有例如苯基鍺、甲基苯基鍺、二苯基鍺、甲基二苯基鍺及三苯基鍺或上述之組合中之至少一者。改性層30不是單層。例如，改性層30可以是聚合的非晶形有機鍺。換句話說，改性層30不是所屬技術領域中習知的自組裝單層，而是具有大於10 nm、例如大於20 nm的厚度。
有機鍺層可以藉由在接收表面上沉積有機鍺單體來形成。有機鍺單體可以具有式(R1 )x Ge(R2 )y ，其中R1 可以是芳基、烷基、炔基及/或烯基且x為1、2或3，R2 可以是氫、鹵素、芳基、烷基、炔基及/或烯基、或上述之組合且y為1、2或3，而且其中R1 和R2 不是氧。例如，R1 或R2 可以是芳基、苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基或上述之組合。在各種實施例中，R1 或R2 是芳基或二或三芳基。在另一個實例中，有機鍺單體可以選自苯基鍺、甲基苯基鍺、二苯基鍺、甲基二苯基鍺及三苯基鍺。在又另一個實例中，有機鍺單體可以不含氧原子。
改性層30可以提供鍵結表面，該鍵結表面具有在一個表面量測範圍從約55至約75 mJ/m2 的表面能（包括極性和分散分量），從而表面僅產生弱鍵結。鍵結要求的期望表面能可能不是最初沉積的有機鍺改性層的表面能。例如，沉積的層可以被進一步處理。當初沉積且沒有進一步處理時，有機鍺改性層可以表現出良好的熱穩定性。由於沉積的苯基鍺層可能的低表面能，可能需要表面活化來鍵結於玻璃。沉積的有機鍺層的表面能可以藉由暴露於N2 、N2 -H2 、N2 -O2 、NH3 、N2 H4 、HN3 、CO2 、H2 、隨後N2 -O2 、或上述之混合物、電漿暴露提高到高達76 mJ/m2 。表1顯示二苯基鍺（「DPG」）層的接觸角（水「W」，十六烷「HD」，二碘甲烷「DIM」）和表面能（藉由將由S. Wu（1971年）發展的理論模型適配於上述三種測試液體W、HD、DIM的三個接觸角所量測的分散分量「D」、極性分量「P」、及總和「T」，參見S. Wu, J. Polym. Sci. C, 34, 19, 1971）。此外，表1顯示DPG層經電漿處理與否，並指出特定的電漿處理。因此，舉例而言，表1的第一行指出DPG層的樣品1沒有經過電漿處理，並且具有56.8的W接觸角、7.8的HD接觸角、24.2的DIM接觸角、及56.2 mJ/m2 的總表面能，其中分散分量佔35.6 mJ/m2 並且極性分量佔20.6 mJ/m2 。類似地，表1的第二行指出DPG層的樣品2使用速率40 sccm（N2 欄）的N2 流動、5毫托（Pr欄）的壓力在Oxford ICP380蝕刻工具（可向英國Oxfords shire地區的Oxford Instruments購得）中、以1500瓦的線圈功率（ICP欄）和基座（放置基材的平臺）上50瓦的RF功率（RF欄）進行電漿處理持續2秒鐘的持續時間（持續時間欄），結果具有35.0的W接觸角、21.5的HD接觸角、32.8的DIM接觸角、及65.9 mJ/m2 的總表面能，其中分散分量佔33.1 mJ/m2 並且極性分量佔32.8 mJ/m2 。在電漿處理期間在Oxford ICP 380蝕刻工具中，基座處於25 ℃。在使用SC1清洗基材之後，最初將DPG層沉積到由可向紐約康寧地區的康寧公司購得的LotusTM XT玻璃製成的0.7 mm厚玻璃基材上。用於表1中所有實例的初始DPG層是在應用材料公司的通用CVD設備（P5000）中藉由使氦（He）以500標準立方公分每分鐘（sccm）流入腔室持續55秒來將DPG以約87 sccm發送透過鼓泡器（鼓泡器具有85 ℃的溫度）而進行沉積，其中腔室是在9托的壓力下，並且其中噴頭與基座間隔5.3 mm（210密耳）的距離，而且噴頭在30瓦的RF（13.56 MHz），基座具有390 ℃的溫度。如從表1的樣品4可見，使用N2 活化之下DPG層的總表面能可以提高到幾乎等於裸玻璃的表面能，因此適用於鍵結玻璃片。 表1
改性層藉由具有一個原子百分比的某些原子（例如氧、鍺及氮）來實現第一片材20與第二片材10的期望鍵結。在電漿處理（例如N2 電漿表面活化）之前和之後可以使用X射線光電子能譜（XPS）來測定有機鍺層的表面成分。值得注意的是，XPS是表面敏感的技術，並且取樣深度為約幾奈米。
據信其他的前驅物（例如有機鍺鹵化物）會產生與本文顯示和描述的類似的結果。
在表面活化期間，改性層的N2 表面活化可以引入N-C、N=C及/或NH2 。例如，超過60％的氮可作為胺被引到表面。這些極性表面基團可以負責改性層表面的電漿活化，從而將有機鍺改性層（例如苯基鍺）的表面能提高到接近玻璃的表面能（即約74 mJ/m2 ），並因此允許與薄玻璃片鍵結。
可以量測N2 表面活化前後沉積的改性甲基苯基鍺和二苯基鍺層的表面組成物的各個原子元素。
表面改性層30的使用與適合的鍵結表面製備一起可以實現受控的鍵結區域，亦即能夠在片材20與片材10之間提供室溫鍵結、足以允許以顯示器製造製程（例如FPD型製程（包括真空和濕式製程））處理物件2、但又控制片材20與片材10之間的共價鍵結（即使是在高溫下）以便允許在物件2的高溫處理（例如FPD型處理）之後從片材10移出片材20（不損壞片材）的鍵結區域。為了評估可提供適用於FPD處理的可重複使用載體的潛在鍵結表面製備、及具有各種鍵結能的改性層，使用一系列的測試來評估每一種的適用性。不同的FPD應用有不同的要求，但LTPS和氧化物TFT製程似乎是此時最嚴格的。因此，選擇代表這些製程中的步驟的測試，因為這些製程都是物件2期望的應用。在氧化物TFT製程中使用在400 ℃的退火，而在LTPS處理中使用超過600 ℃的結晶和摻雜劑活化步驟。因此，進行以下測試來評估特定的鍵結表面製備和改性層30在整個FPD處理中允許薄片20保持鍵結於載體10、同時在此類處理（包括在溫度≥ 400 ℃、約500 ℃、及高達不到600 ℃的處理）之後允許薄片20被從載體10移出（不損壞薄片20及/或載體10）的可能性。
鍵結能的熱測試
可以在加熱條件下測試改性層對薄玻璃片的鍵結能。例如，表面活化之後，薄玻璃可以以與高表面能一致的非常高鍵結速度非常良好地鍵結於苯基鍺、甲基苯基鍺、及二苯基鍺改性層鍵結表面。而且高鍵結速度具有減少總處理時間、及/或提高生產量的製造優勢，以生產物件2。因此，促進快速鍵結速度的初始表面能是有利的。
薄玻璃與氮處理的有機鍺層鍵結的鍵結能可提高到約150至1,000 mJ/m2 、300至600 mJ/m2 、或350至500 mJ/m2 且仍接近該值。因此，在薄玻璃片高達400 ℃、500℃、或高達低於600 ℃之下，例如在惰性氛圍中將玻璃物件保持在400 ℃、500 ℃、或高達低於600 ℃持續10分鐘後，有機鍺表面改性層可以始終保持小於約600 mJ/m2 、700 mJ/m2 、800 mJ/m2 、900 mJ/m2 或1,000 mJ/m2 的鍵結能。
改性層的出氣
在典型的晶圓鍵結應用中使用的聚合物黏著劑通常是10-100微米厚，並在或接近其溫度上限時失去約5％的質量。對於此類材料來說，從厚的聚合物膜演變，很容易藉由質譜儀量化質量損失或出氣的量。另一方面，從等級在10至100 nm厚或更薄的薄表面處理（例如上述的電漿聚合物表面改性層）、以及為熱解矽油薄層或自組裝單層量測出氣更具挑戰性。對於此類材料，質譜儀不夠敏感。然而，還有許多其他量測出氣的方法。
在例示的第一測試（下文稱為「測試＃1」）中，可以基於表面能量測值來量測少量的出氣，而且將參照第3圖進行說明。為了進行這個測試，可以使用第3圖圖示的設置。上面具有待測試改性層的第一基材（或載體）100呈現表面104，即成分和厚度對應於待測試改性層30的改性層。放置第二基材（或蓋體）120使得第二基材120的表面124非常靠近載體100的表面104、但不與其接觸。表面124是未塗佈的表面，即製造蓋體的裸材料的表面。將間隔物140放在載體100與蓋體120之間的各個點，以將載體100與蓋體120保持在彼此間隔的關係。間隔物140應足夠厚以將蓋體120與載體100分離而允許材料從一個移動到另一個、但又足夠薄使得在測試過程中來自腔室氛圍在表面104和124上的污染量被最小化。載體100、間隔物140、及蓋體120一起形成測試物件。
在組裝測試物件之前量測裸露表面124的表面能，如同表面104的表面能，表面104即載體100上提供有改性層的表面。可以藉由將由S. Wu（1971年）發展的理論模型適配於三種測試液體：水、二碘甲烷、及十六烷的三個接觸角來量測表面能，其中總和、極性、及分散分量（參見：S. Wu, J. Polym. Sci. C, 34, 19, 1971）。
組裝之後，將測試物件放入加熱室160中，並加熱透過時間-溫度循環。加熱是在大氣壓力和流動的N2 氣體（即以每分鐘2標準升的速率在箭頭150的方向上流動）下進行。
在加熱循環期間，表面104的變化（包括由於例如蒸發、熱解、分解、聚合、與載體反應、及去濕而對表面改性層造成的變化）可藉由表面104的表面能變化來證實。表面104本身的表面能變化並不一定意味著表面改性層有出氣，但確實表示表面改性層材料在該溫度下的一般性不穩定，因為表面改性層材料的特性由於例如上述的機制而正在改變。因此，表面104的表面能變化愈少，則改性層愈穩定。另一方面，由於表面124非常接近表面104，故任何從表面104出氣的材料都將被收集在表面124上並將改變表面124的表面能。因此，表面124的表面能變化是存在於表面104上的改性層出氣的替代。
因此，用於出氣的測試＃1利用蓋表面124的表面能變化。特別是，假使表面124的表面能有≥ 10 mJ/m2 的變化，則可以表示出氣。這種量級的表面能變化與可導致薄膜黏附損失或材料性質與元件效能退化的污染一致。≤ 5 mJ/m2 的表面能變化接近表面能量測的再現性和表面能的不均勻性。這個小的變化與最小的出氣一致。
為了測試，載體100、蓋體120、及間隔物140可以由Corning® Eagle XG®玻璃（一種不含鹼金屬的鋁硼矽酸鹽顯示級玻璃，可購自紐約州康寧地區的康寧公司）製成，儘管這種情況不是必須的。例如，載體100和蓋體120可以是150 mm的直徑0.63 mm厚。一般來說，載體100和蓋體120將分別由與需要出氣測試的載體10和薄片20相同的材料製成。間隔物140可以是0.63 mm厚、2 mm寬和8 cm長的矽間隔物，例如被定位在表面104與124之間，從而在表面104與124之間形成0.63 mm的間隙。腔室160可被併入MPT-RTP600s快速熱處理設備中。腔室的溫度可被以每分鐘9至10 ℃（例如9.2 ℃）的速率從室溫循環到測試極限溫度、在測試極限溫度保持約10分鐘、隨後以爐速率冷卻到200 ℃。在腔室160冷卻到200 ℃之後，可將測試物件移出。在測試物件冷卻到室溫之後，可以再次量測每個表面104和124的表面能。因此，藉由舉例的方式，蓋體在約25 ℃（室溫）下的總表面能可以是約75 mJ/m2 （毫焦耳每平方米），而且是裸玻璃蓋體的表面能，即時間-溫度循環尚未執行因此仍沒有出氣材料沉積而被收集在蓋體上。隨著出氣材料被收集在蓋體上，蓋體的表面能將會降低。蓋體的表面能降低超過10 mJ/m2 表示從表面104上的表面改性材料出氣。同樣地，在測試過程中，在從300 ℃至低於600℃的範圍間，有機鍺改性層的總表面能會改變少於約10 mJ/m2 ，這與最少材料損失一致，表示改性層非常穩定。
在例示的第二測試（下文稱為「測試＃2」）中，量測少量的出氣可以基於組裝的物件，即其中薄玻璃片經由有機鍺改性層鍵結於玻璃載體的物件，並利用氣泡面積百分比的變化來測定出氣。在玻璃物件的加熱過程中，形成於載體與薄片之間的氣泡表示改性層的出氣。薄片下的出氣可被薄片與載體之間的強黏附限制。但是，≤10 nm厚的層仍可能在熱處理過程中形成氣泡，儘管該等層的絕對質量損失較少。而且在薄片與載體之間形成氣泡可能會在元件處理過程中導致到薄片上的圖案產生、光微影處理、及/或對準的問題。此外，在薄片與載體之間的鍵結區域邊界的起泡可能會導致來自一個製程的處理流體污染下游製程的問題。≥5的氣泡面積％變化是明顯的，表示出氣而且不是理想的。另一方面，≤ 1的氣泡面積％變化是無關緊要的，表示並沒有出氣。
在1000級無塵室中使用手動鍵結的鍵結薄玻璃之平均氣泡面積為約1％。鍵結載體的氣泡％是載體、薄玻璃片、及表面製備的潔淨度之函數。因為這些初始缺陷在熱處理之後充當氣泡生長的成核位點，所以在熱處理後任何少於1％的氣泡面積變化都在樣品製備的變異度內。為了進行測試＃2，可以使用市售具有透射稿掃瞄單元（Epson Expression 10000XL Photo）的桌上型掃描器來製作鍵結之後立即鍵結薄片與載體的區域之第一次掃描影像。這些部分可以使用標準愛普生軟體進行掃描，標準愛普生軟體進行掃描使用508 dpi（50微米/像素）和24位元的RGB。影像處理軟體首先視需要藉由將樣品的不同區段的影像拼接成單一影像並移除掃描器假影（藉由使用掃描器中沒有樣品所進行的校準參照掃描）來準備影像。隨後可以使用諸如定限、孔填充、侵蝕/擴大、及斑點分析等標準影像處理技術來分析鍵結區域。亦可以以類似的方式使用Epson Expression 11000XL Photo。在傳送模式中，可以在掃描影像中看見鍵結區域的氣泡，而且可以測得氣泡面積的值。隨後，將氣泡面積與總鍵結面積（即薄片與載體之間的總重疊面積）相比以計算鍵結區域中相對於總鍵結面積的氣泡面積％。隨後在MPT-RTP600s快速熱處理系統中在N2 氛圍下以300 ℃、400 ℃、500 ℃及高達低於600 ℃的測試極限溫度熱處理樣品長達10分鐘。具體來說，所使用的時間-溫度循環可以包括：在室溫和大氣壓力下將物件插入加熱室；隨後以每分鐘9 ℃的速率將腔室加熱到測試極限溫度；將腔室保持在測試極限溫度持續10分鐘；將腔室以爐速率冷卻到200 ℃；從腔室移出物件並讓物件冷卻到室溫；隨後使用光學掃描器第二次掃描物件。隨後可以如上從第二次掃描計算出氣泡面積％並與第一次掃描的氣泡面積％相比以決定氣泡面積％的變化。如上所述，≥5％的氣泡面積變化是明顯的並表示出氣。由於原始氣泡面積％的變異性，選擇氣泡面積％的變化作為量測標準。亦即，由於薄片和載體被製備之後和鍵結之前的操作和潔淨度，大多數的表面改性層在第一次掃描中具有約2％的氣泡面積。然而，不同材料之間可以有所變化。
還可以將所量測的氣泡面積％（如藉由氣泡面積百分比的變化作為例示）特徵化為不與第一片材20鍵結表面24接觸的改性層鍵結表面之總表面積百分比。如上所述，藉由在腔室中加熱而使玻璃物件經受溫度循環之後，不與第一片材接觸的改性層鍵結表面之總表面積百分比理想上少於5％、少於3％、少於1％及多達少於0.5％，該溫度循環是以在每分鐘從約400 ℃至約600 ℃的範圍中的速率從室溫循環到400 ℃、500 ℃、及高達低於600℃然後隨後保持在測試溫度下持續10分鐘、之後讓玻璃物件冷卻到室溫。本文描述的改性層允許第一片材被從第二片材分離而不會在玻璃物件經受上述溫度循環和熱測試之後使第一片材破裂成兩塊或更多塊。
實例
實例1
在由康寧的厚度0.7 mm LotusTM XT玻璃製成的載體基材上使用與沉積關於上表1的樣品所描述的初始DPG層相同的條件來形成初始DPG表面改性層。隨後先用H2 再用N2 -O2 電漿處理DPG層持續3秒的持續時間，以使DPG層的表面能來到裸玻璃附近的水平，即約75 mJ/m2 。隨後將由康寧的Willow®玻璃（100微米厚，購自紐約州康寧地區的康寧公司）製成的薄玻璃片經由表面改性層鍵結於載體。該鍵結是自延伸的，並具有良好的鍵結速度。隨後藉由將樣品保持在溫度400 ℃並具有氮氣氛圍的腔室中持續10分鐘來使樣品經受熱測試。從腔室移出樣品並使樣品冷卻之後，觀察到樣品在氣泡區具有與最少出氣一致的變化，而且薄玻璃片能夠被從載體剝離沒有破裂。
實例2
依據關於表1論述的、針對樣品3提出的條件使用表面改性層各別製備四個載體（700微米厚的LotusTM XT玻璃）。將100微米厚、康寧的Willow®玻璃片經由表面改性層鍵結於每個載體，從而形成四個樣品。讓一個樣品在具有氮氛圍的腔室中經受熱處理並從室溫循環到400 ℃的溫度、在400 ℃保持10分鐘、隨後使之冷卻。讓第二樣品經受與該一個樣品類似的熱處理，但使用500 ℃的腔室最高保持溫度。讓第三樣品經受與該一個樣品類似的熱處理，但使用600 ℃的腔室最高保持溫度。第四樣品沒有進行熱處理，但在室溫下進行初始鍵結能測試。將各樣品在任一熱處理後量測的鍵結能顯示於第4圖。每個溫度-室溫、400 ℃、500 ℃、及600 ℃-皆顯示多個數據點，該多個數據點是在同一樣品的四個不同角落量測的生成鍵結能。因為任一給定樣品的四個角落中的每個角落的鍵結能明顯重疊，所以樣品如所見在表面區域上具有均勻的特性。觀察到每個循環到400 ℃和500 ℃的樣品都在氣泡區具有與最少出氣一致的變化，而且能夠使薄玻璃片沒有破裂地從載體剝離。另一方面，循環到600 ℃的樣品無法使薄玻璃片沒有破裂地從載體剝離。因此，從第4圖可以看出，表面改性層對於在高達低於600 ℃（例如500 ℃、400 ℃和更低）的處理溫度下使薄玻璃片固定於玻璃載體是有用的。此類溫度能力使得本文的表面改性層對於處理彩色濾光片、顯示裝置的a-Si TFT背板、及/或顯示裝置的氧化物TFT背板是有用的。
結論
所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見的是，可以在不偏離本文描述的原理之精神和範圍下對本文描述的實施例進行各種修改和變更。因此，意圖使本描述的範圍涵蓋落入所附申請專利範圍及其均等物之範圍內的修改和變更。
例如，儘管將表面改性層描述為最初被沉積到片材10（例如載體）上，但這種情況不是必須的。替代或另外地，可以將表面改性層配置在片材20（例如薄片材）上。
另外，舉例而言，儘管將表面改性層描述為一個層，但表面改性層可以由任何適當數量的層組成，例如兩個層、三個層、四個層或五個層。在表面改性層具有超過一個層的情況下，與片材10（例如載體）的鍵結表面接觸的層不需要是和與片材20（例如薄片材）的鍵結表面接觸的層相同的組成物。
2‧‧‧玻璃物件
8‧‧‧厚度
10‧‧‧第二片材/載體
12‧‧‧第一表面
14‧‧‧鍵結表面
16‧‧‧周邊
18‧‧‧厚度
20‧‧‧第一片材/薄片
22‧‧‧第一表面
24‧‧‧鍵結表面
26‧‧‧周邊
28‧‧‧厚度
30‧‧‧改性層
38‧‧‧厚度
100‧‧‧第一基材（或載體）
104‧‧‧表面
120‧‧‧第二基材（或蓋體）
124‧‧‧表面
140‧‧‧間隔物
150‧‧‧箭頭
160‧‧‧加熱室
當參照附圖閱讀以下的實施方式時可更好地理解以上的描述及其他的特徵、態樣和優點，在該等附圖中：
第1圖為物件之示意性側視圖，該物件具有鍵結於薄片的載體，且薄片與載體間具有改性層。
第2圖為第1圖的物件之分解圖和局部剖開視圖。
第3圖為用以量測從薄表面處理出氣的測試設置之示意圖。
第4圖為顯示在爐中在各種處理溫度（在X軸上單位為℃）下保持10分鐘之後的鍵結能（在Y軸上單位為mJ/m2 ）之曲線圖。
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Claims (10)

  1. 一種物件，包含： 一第一片材，包含一第一片材鍵結表面；一第二片材，包含一第二片材鍵結表面；一改性層，包含一改性層鍵結表面，該改性層包含有機鍺；以及該改性層鍵結表面與該第一片材鍵結表面接觸，並且該第二片材鍵結表面與該第一片材鍵結表面耦接且該改性層位於其間，其中在將該物件保持於500 ℃的氮氣氛圍中持續10分鐘之後，該第一片材鍵結表面與該改性層鍵結表面以小於600 mJ/m2 的鍵結能鍵結。
  2. 如請求項1所述之物件，該有機鍺係藉由在該第一片材鍵結表面上沉積一有機鍺單體所形成。
  3. 一種製造物件的方法，包含以下步驟： 藉由在一第二片材的鍵結表面上沉積一有機鍺單體而在該第二片材的鍵結表面上形成一改性層，該改性層包含有機鍺並且該改性層包含一改性層鍵結表面； 提高該改性層鍵結表面的表面能；以及 使第一片材鍵結於該第二片材且該改性層位於其間，其中該第一片材的鍵結表面接觸該改性層的鍵結表面。
  4. 如請求項3所述之方法，該改性層鍵結表面的表面能係藉由暴露於氮、氧、氫、二氧化碳氣體或上述氣體之組合來提高。
  5. 如請求項3所述之方法，該改性層係藉由沉積一選自由苯基鍺、甲基苯基鍺、二苯基鍺、甲基二苯基鍺及三苯基鍺所組成之群組的化合物所形成。
  6. 如請求項3至5中任一項所述之方法，該有機鍺單體包含式(R1 )x Ge(R2 )y ，其中R1 為芳基、烷基、炔基及/或烯基且x為1、2或3，R2 為氫、鹵素、芳基、烷基、炔基及/或烯基、或上述之組合且y為1、2或3，其中R1 和R2 不是氧。
  7. 如請求項6所述之方法，R1 或R2 為芳基、苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基或上述之組合。
  8. 如請求項6所述之方法，R2 為氫、甲基、或上述之組合。
  9. 如請求項6所述之方法，R1 或R2 為二芳基。
  10. 如請求項6所述之方法，該有機鍺單體係選自由苯基鍺、甲基苯基鍺、二苯基鍺、甲基二苯基鍺及三苯基鍺所組成之群組。
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