TW202235395A - 具改良之靜電性能的基板 - Google Patents

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小林秀樹
水嶋康之
中西久典
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美商康寧公司
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Abstract

一種基板包括玻璃片與沉積在玻璃片的主表面上的沉積層。沉積層包括無機顆粒及給予主表面上的表面粗糙度之範圍從約0.4奈米至約50奈米。

Description

具改良之靜電性能的基板
本發明根據專利法聲請2020年11月6日提出之美國臨時專利申請案第63/110,548號之優先權權益，其全文藉由參照而併入本文。
本發明大體上關於基板，及更具體地關於具有改良靜電效能的基板。
薄玻璃基板通常被使用在平板顯示器(FPD)裝置中，諸如液晶顯示器(LCD)與有機發光二極體(OLED)顯示器。使用在FPD裝置中的基板大體上具有功能性A側表面及非功能性背側或B側表面，薄膜電晶體被製造於A側表面上，B側表面相對於A側表面。在製造FPD裝置期間，玻璃基板的B側表面會與各種材料的運輸工具與操作設備接觸，各種材料諸如金屬、陶瓷、聚合物材料及類似物。基板與這些材料之間的交互作用通常透過摩擦致電效應或接觸起電造成充電。因此，電荷被傳輸至玻璃表面且可在基板上積聚。由於電荷積聚在玻璃基板的表面上，玻璃基板的表面電壓也改變。
使用在FPD裝置中的玻璃基板的B側表面的靜電充電(ESC)會降低玻璃基板的效能及/或損害玻璃基板。例如，B側表面的靜電充電透過介電質崩潰或電場誘發充電會致使對於沉積在玻璃基板的A側表面上的薄膜電晶體(TFT)裝置的閘極損害。再者，玻璃基板的B側表面的靜電充電會吸引顆粒，諸如灰塵或其他微粒碎屑，其會損害玻璃基板或降低玻璃基板的表面品質。在任一種情況中，玻璃基板的靜電充電會減少FPD裝置製造產量，因而增加製造處理整體成本。
此外，玻璃基板與操作及/或運輸設備之間的摩擦接觸會致使此設備磨損，因而降低設備的使用壽命。磨損設備的修復或替換造成處理停機時間，減少製造產量及增加FPD裝置製造處理的整體成本。
因此，存在著對於使用在製造FPD裝置的玻璃基板與設備之間的緩和電荷產生及減少磨擦的玻璃基板處理方法的需求。
本文揭示的實施例包括基板。此基板包括第一主表面與相對的第二主表面，第二主表面在與第一主表面大體上平行的方向上延伸。此基板也包括玻璃片與沉積層，沉積層在玻璃片與第二主表面之間延伸。沉積層包括無機顆粒且在基板的第二主表面上給予表面粗糙度的範圍從約0.4奈米至約50奈米。
本文揭示的實施例也包括製造基板的方法。此方法包括在玻璃片上沉積一沉積層。此沉積層在玻璃片與基板的第二主表面之間延伸，及玻璃片在沉積層與基板的第一主表面之間延伸。第一主表面在與第二主表面大體上平行的方向上延伸。此沉積層包括無機顆粒及在基板的第二主表面上給予表面粗糙度的範圍從約0.4奈米至約50奈米。
本文揭示的實施例的額外特徵與優點將在之後的實施方式中說明，及部分地從說明書及藉由實行本文所說明的揭示實施例(包括之後的實施方式及隨附申請專利範圍)所認知的，對於本領域的通常知識者是顯而易見的。
將理解到呈現實施例之前述的概要說明與之後的實施方式兩者意於提供理解所請求實施例的本質與特性的概觀或架構。隨附圖式被包括以提供進一步理解，且被併入並構成本說明書的一部分。圖式繪示本發明的各種實施例，且與說明書一同作為解釋本發明的原理與操作。
現在將詳細參照本發明的偏好實施例，偏好實施例的實例繪示在隨附圖式中。儘可能地，將在圖式中使用相同的元件符號指稱相同或類似零件。然而，本發明可以許多不同形式實施，且不應解釋為侷限於本文所說明的實施。
範圍在本文中可表示為從「約」一特定數值及/或至「約」另一特定數值。當表示為此種範圍時，另一實施例包括從此一特定數值及/或至此另一特定數值。類似地，當數值表示為約略值時，例如藉由使用先行詞「約」，將理解到此特定數值形成另一實施例。將進一步理解到每個範圍的端點在關於其他的端點及獨立於其他的端點兩者上是重要的。
本文所使用的方向用語-例如，上、下、右、左、前、後、頂、底-係僅參照所繪製的圖示且不意於隱含絕對定向。
除非另外清楚地敘明，決不意使本文所說明的任何方法被解釋為需要以特定順序來執行其步驟，或需要使任何設備為特定定向。因此，當方法請求項不實際上敘明其步驟所依循的次序，或任何設備請求項不實際上敘明個別部件的次序或定向，或者在申請專利範圍或說明書中未明確地敘明步驟侷限於特定次序，或未敘明設備的部件之特定次序或定向，決不意指在任何面向上暗示次序或定向。此情況保持在用於解釋的任何非明示基礎上，包括：關於步驟排列、操作流程、部件次序、或部件的定向之邏輯事項；由文法組織或標點符號衍生的明白意義，及本說明書中說明的實施例的數目或類型。
在此使用時，除非上下文清楚地指明並非如此，單數形式「一(a)」、「一(an)」與「該」包括複數指示物。因此，例如，除非上下文清楚地指明並非如此，關於「一」部件包括具有兩個或更多個此部件的態樣。
在此使用時，用語「表面粗糙度」指稱藉由本文所述之表面粗糙度測量技術所測定的基板的主表面上的經測量粗糙度。
在此使用時，用語「靜電電荷」指稱藉由本文所述之表面電壓測量技術所測定的基板的主表面上的經測量電荷。
顯示在第1圖的是範例玻璃製造設備10。在一些實例中，玻璃製造設備10可包含玻璃熔融爐12，其可包括熔融槽14。除了熔融槽14之外，玻璃熔融爐12可任選地包括一或多個額外部件，諸如加熱元件(例如，燃燒器或電極)，其加熱原物料且將原物料轉換成熔融玻璃。在進一步實例中，玻璃熔融爐12可包括熱管理裝置(例如，絕熱部件)，其降低來自熔融槽附近的熱損失。在又進一步實例中，玻璃熔融爐12可包括電子裝置及/或機電裝置，其促使原物料熔融成玻璃熔體。再進一步，玻璃熔融爐12可包括支撐結構(例如，支撐底盤、支撐構件、等等)或其他部件。
玻璃熔融槽14通常包含耐火材料，諸如耐火陶瓷材料，例如包含氧化鋁或氧化鋯的耐火陶瓷材料。在一些實例中，玻璃熔融槽14可由耐火陶瓷磚所建構。將在之後更詳細說明玻璃熔融槽14的特定實施例。
在一些實例中，玻璃熔融爐可被併入作為玻璃製造設備的部件以製造玻璃片，例如連續長度的玻璃帶。在一些實例中，本發明的玻璃熔融爐可併入作為玻璃製造設備的部件，此玻璃製造設備包含槽孔拉引設備、浮浴設備、諸如熔融處理的下拉引設備、上拉引設備、壓輥設備、管拉引設備、或可從本文揭示的態樣得益的任何其他玻璃製造設備。作為實例，第1圖圖解地繪示玻璃熔融爐12作為熔融下拉引玻璃製造設備10的部件，用於熔融拉引玻璃帶以用於後續處理而成為個別玻璃片。
玻璃製造設備10(例如，熔融下拉引設備10)可任選地包括上游玻璃製造設備16，其定位在相對於玻璃熔融槽14的上游。在一些實例中，上游玻璃製造設備16的一部分或全部可併入作為玻璃熔融爐12的部分。
如所繪示實例所示，上游玻璃製造設備16可包括儲存倉18、原物料輸送裝置20及連接至原物料輸送裝置的馬達22。儲存倉18可設置以儲存一數量的原物料24，原物料24可被進料至玻璃熔融爐12的熔融槽14，如箭頭26所指示。原物料24通常包含一或多種玻璃形成金屬氧化物與一或多種改質劑。在一些實例中，原物料輸送裝置20可藉由馬達22驅動，使得原物料輸送裝置20將預定數量的原物量24從儲存倉18輸送至熔融槽14。在進一步實例中，馬達22可驅使原物料輸送裝置20以基於由下游之熔融槽14所感知的熔融玻璃的程度之受控速率來導入原物料24。熔融槽14內的原物料24可在之後被加熱以形成熔融玻璃28。
玻璃製造設備10也可任選地包括相對於玻璃熔融爐12定位在下游的下游玻璃製造設備30。在一些實例中，下游玻璃製造設備30的一部分可併入作為玻璃熔融爐12的部分。在一些例子中，之後論述的第一連接導管32，或下游玻璃製造設備30的其他部分可併入作為玻璃熔融爐12的部分。下游玻璃製造設備的元件，包括第一連接導管32，可由貴金屬所形成。合適的貴金屬包括鉑族金屬，選自由鉑、銥、銠、鋨、釕及鈀、或前述物的合金所組成的金屬群組。例如，玻璃製造設備的下游部件可由鉑-銠合金所形成，包括從約70重量%至約90重量%的鉑及約10重量%至約30重量%的銠。然而，其他合適金屬可包括鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢及前述物的合金。
下游玻璃製造設備30可包括第一調節(即，處理)槽，諸如澄清槽34，位於熔融槽14的下游且經由上方參照的第一連接導管32耦接至熔融槽14。在一些實例中，熔融玻璃28可從熔融槽14經由第一連接導管32被重力進料至澄清槽34。例如，重力可致熔融玻璃28行經穿過第一連接導管32的內部路徑而從熔融槽14至澄清槽34。然而，應理解到其他調節槽可定位在熔融槽14的下游，例如在熔融槽14與澄清槽34之間。在一些實施例中，調節槽可被使用在熔融槽與澄清槽之間，其中來自最初熔融槽的熔融玻璃被進一步加熱以持續熔融處理，或在進入澄清槽之前被冷卻至低於在熔融槽中的熔融玻璃的溫度之溫度。
藉由各種技術可從澄清槽34內的熔融玻璃28移除氣泡。例如，原物料24可包括多價化合物(即，澄清劑)，諸如氧化錫，當氧化錫被加熱時，經歷化學還原反應及釋放氧。其他合適澄清劑不受限地包括砷、銻、鐵及鈰。澄清槽34被加熱至大於熔融槽溫度的溫度，從而加熱熔融玻璃與澄清劑。藉由澄清劑的溫度誘發化學反應所產生的氧氣泡上升穿過澄清槽內的熔融玻璃，其中產生在熔融爐中的熔融玻璃中的氣體可擴散或聯合進入澄清劑所產生的氧氣泡。擴大的氣泡接著可上升至澄清槽中的熔融玻璃的自由表面，及之後被排出澄清槽。氧氣泡可進一步引起澄清槽中的熔融玻璃的機械混合。
下游玻璃製造設備30可進一步包括另一調節槽，諸如混合槽36，用於混合熔融玻璃。混合槽36可位於澄清槽34的下游。混合槽36可用以提供均質玻璃熔體組成，從而減少化學或熱非均質性的線帶，此線帶或者會存在於離開澄清槽的經澄清熔融玻璃內。如圖所示，澄清槽34可經由第二連接導管38耦接至混合槽36。在一些實例中，熔融玻璃28可經由第二連接導管38從澄清槽34被重力進料至混合槽36。例如，重力可致使熔融玻璃28行經穿過第二連接導管38的內部路徑而從澄清槽34至混合槽36。應注意到儘管混合槽36顯示在澄清槽34下游，但混合槽36可定位在澄清槽34的上游。在一些實施例中，下游玻璃製造設備30可包括多個混合槽，例如一混合槽在澄清槽34的上游，與一混合槽在澄清槽34的下游。這些多個混合槽可為相同的設計，或它們可為不同的設計。
下游玻璃製造設備30可進一步包括另一調節槽，諸如輸送槽40，其可位於混合槽36的下游。輸送槽40可調節將被進料至下游形成裝置的熔融玻璃28。例如，輸送槽40可作為積聚器及/或流量控制器以調整及/或提供熔融玻璃28的一致流動經由出口導管44至形成主體42。如圖所示，混合槽36可經由第三連接導管46耦接至輸送槽40。在一些實例中，熔融玻璃28經由第三連接導管46可從混合槽36被重力進料至輸送槽40。例如，重力可驅使熔融玻璃28從混合槽36穿過第三連接導管46的內部路徑至輸送槽40。
下游玻璃製造設備30可進一步包括形成設備48，形成設備48包含上方參照的形成主體42與入口導管50。出口導管44可被定位以將熔融玻璃28從輸送槽40輸送至形成設備48的入口導管50。例如，出口導管44可套疊在入口導管50內且與入口導管50的內表面間隔開，從而提供定位在出口導管44的外表面與入口導管50的內表面之間的熔融玻璃的自由表面。熔融下拉引玻璃製造設備中的形成主體42可包含貯槽52，貯槽52定位在形成主體的上表面中且收斂形成表面54，形成表面54在沿著形成主體的底邊緣56的拉引方向上收斂。經由輸送槽40、出口導管44及入口導管50而輸送至形成主體貯槽的熔融玻璃溢流出貯槽的側壁及沿著收斂的形成表面54向下作為熔融玻璃的分開流動。熔融玻璃的分開流動在下方會合及沿著底邊緣56以產生玻璃58的單一帶，藉由施加張力至玻璃帶，諸如藉由重力、邊緣輥72及拉引輥82，使玻璃58的單一帶從底邊緣56在拉引或流動方向60上被拉引，以當玻璃冷卻及玻璃的黏度增加時控制玻璃帶的尺寸。因此，玻璃帶58經歷黏彈性轉換及獲得給予玻璃帶58穩定尺寸特性的機械性質。在一些實施例中，玻璃帶58可藉由在玻璃帶的彈性區中的玻璃分離設備100被分離成個別玻璃片62。機器人64可接著使用抓取工具65將個別玻璃片62移送至輸送帶系統，於是個別玻璃片可被進一步處理。
第2圖顯示玻璃片62的透視圖，玻璃片62具有第一主表面162、相對的第二主表面164，第二主表面164在與第一主表面162大體上平行的方向上延伸(在玻璃片62的第一主表面的相對側上)、及邊緣表面166，邊緣表面166在第一主表面162與第二主表面164之間延伸及在與第一和第二主表面162、164大體上垂直的方向上延伸。
第3圖顯示玻璃片62的側剖視圖，玻璃片62具有沉積在其上之液體分散沉積層202。明確地，液體分散層202沉積在玻璃片62的第二主表面164上以製造基板前驅物62’。液體分散沉積層202可經由分散器300根據本領域的通常知識者所知的方法而沉積在玻璃片62上，此方法包括但不限於旋塗、淋塗(flow coat)、或噴塗的至少一者。
在某些範例實施例中，沉積層可分散在水中，使得液體分散沉積層202包含水性分散液。沉積層也可分散在其他液體中，包括有機溶劑，諸如，例如，醇類、脂族烴、芳香烴、胺類、酯類、醚類、及/或酮類。
液體分散沉積層202中的固體重量百分比(wt%)不受限地可例如範圍從約0.1wt%至約10wt%，諸如從約0.5wt%至約5wt%，及進一步諸如從約1wt%至約3wt%。
在某些範例實施例中，液體分散沉積層202可包含固體材料，此固體材料包含無機顆粒。此等顆粒可例如包含氧化鋁、氫氧化鋁、及/或膠質氧化矽的至少一者。在被併入液體分散沉積層202之前，此等顆粒可例如包含Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面積為至少每公克約100平方公尺，諸如至少每公克約200平方公尺，及進一步諸如每公克約300平方公尺，包括從每公克約100平方公尺至每公克約500平方公尺，諸如從每公克約200平方公尺至每公克約400平方公尺。藉由觀察在固體的表面上的氣體的物理吸附及使用本領域的通常知識者所知的Brunauer-Emmett-Teller (BET)等溫吸附方程式計算對應於在此表面上的單分子層的被吸附氣體的數量來測定BET比表面積。
當無機顆粒包含氧化鋁、氫氧化鋁、及/或膠質氧化矽時，它們可為非晶形式或結晶形式。可使用在液體分散沉積層202中的氧化鋁及/或氫氧化鋁的實例包括但不限於非晶氧化鋁、α-氧化鋁、β-氧化鋁、γ-氧化鋁、三水鋁石、α-三水鋁石、三斜三水鋁石、軟水鋁石、硬水鋁石、或六方水鋁石。
在被沉積在玻璃片62上之後，液體分散沉積層202可經受乾燥步驟以蒸發液體，諸如，例如藉由使用本領域的通常知識者所知的空氣刀及/或昇高溫度乾燥。例如，昇高溫度乾燥可執行在溫度為至少約100°C，諸如至少約200°C，諸如從約100°C至約500°C持續時間為至少約10秒，諸如從約10秒至約20分鐘。空氣刀乾燥可例如被執行持續至少約30秒的時間，諸如從約30秒至約30分鐘。
第4圖顯示玻璃片62的側剖視圖，玻璃片62具有沉積在其上的沉積層204。明確地，沉積層204沉積在玻璃片62的第二主表面164上以製造基板62”。由於上述的液體分散沉積層202的乾燥，沉積層204可例如沉積至玻璃片62的第二主表面164上。
沉積層204可在基板62”的第二主表面206上給予表面粗糙度的範圍從約0.4奈米至約50奈米，諸如從約0.6奈米至約20奈米，及進一步諸如從約0.8奈米至約10奈米。同時，基板62”的第一主表面162可例如具有表面粗糙度小於約0.5奈米，諸如小於約0.25奈米，包括從約0.05奈米至約0.5奈米，諸如從約0.1奈米至約0.25奈米。
上方參照的第二主表面206之表面粗糙度至少部分地可歸因於包含無機顆粒的沉積層204。此等顆粒可例如包含氧化鋁、氫氧化鋁、及/或膠質氧化矽的至少一者。此外，此等顆粒可例如包含Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面積為至少每公克約100平方公尺，諸如至少每公克約200平方公尺，及進一步諸如每公克約300平方公尺，包括從每公克約100平方公尺至每公克約500平方公尺，諸如從每公克約200平方公尺至每公克約400平方公尺。
當無機顆粒包含氧化鋁、氫氧化鋁、及/或膠質氧化矽時，它們可為非晶形式或結晶形式。可使用在沉積層204中的氧化鋁及/或氫氧化鋁的實例包括但不限於非晶氧化鋁、α-氧化鋁、β-氧化鋁、γ-氧化鋁、三水鋁石、α-三水鋁石、三斜三水鋁石、軟水鋁石、硬水鋁石、或六方水鋁石。
在某些範例實施例中，基板62”在上述的乾燥步驟之後可經受清洗步驟。明確地，基板62”的第一主表面162或第二主表面206的至少一者可以液體清洗溶液來清洗，液體清洗溶液包含溶劑，諸如水或有機溶劑，及至少一溶質。在某些範例實施例中，溶質可包含至少一洗潔劑及/或表面活性劑。在某些範例實施例中，溶劑包含水(例如，去離子水)及溶質包含鹼性洗潔劑，諸如包含氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)至少一者的洗潔劑，洗潔劑的商業實例包括Semi Clean KG及PK-LCG225X。在某些範例實施例中，溶質可存在於溶液中於重量百分比為至少約0.1%，包括至少約1%，諸如從約0.1%至約10%，及進一步諸如從約1%至約5%。在某些範例實施例中，清洗溶液可被施加持續時間為至少約10秒，諸如從約10秒至約10分鐘，於溫度為至少約20°C，諸如從約20°C至約80°C。此外，可根據本領域的通常知識者所知的方法來施加清洗溶液，包括但不限於噴塗、塗刷、及浸漬。
在某些範例實施例中，基板62”在上述的清洗步驟之後可經受乾燥步驟。例如，在清洗步驟之後，基板62”可藉由使用本領域的通常知識者所知的空氣刀及/或昇高溫度乾燥來乾燥。例如，昇高溫度乾燥可執行在溫度為至少約100°C，諸如至少約200°C，諸如從約100°C至約500°C持續時間為至少約10秒，諸如從約10秒至約20分鐘。空氣刀乾燥可例如執行持續時間為至少約30秒，諸如從約30秒至約30分鐘。
在某些範例實施例中，基板62”也可經受蝕刻步驟，諸如酸蝕刻步驟。例如，包含諸如氫氟酸(HF)的酸蝕刻劑的溶液可施加至基板62”的至少第二主表面206，按照本領域的通常知識者所知的方法，諸如噴塗、浸漬、及塗刷。酸蝕刻劑例如可存在於溶液中的濃度範圍從約0.1wt%至約10wt%及被施加於溫度範圍從約20°C至約60°C持續時間範圍從約10秒至約10分鐘。
本文揭示的實施例包括那些其中蝕刻步驟不顯著地影響基板62”的第二主表面206的表面粗糙度。例如，在蝕刻步驟之後，基板62”的第二主表面206可具有表面粗糙度的範圍從約0.4奈米至約50奈米，諸如從約0.6奈米至約20奈米，及進一步諸如從約0.8奈米至約10奈米。
在某些範例實施例中，基板62”的第二主表面206上的靜電電荷(ESC)的絕對值小於約200伏特(V)，諸如小於約150伏特(V)，及進一步諸如小於100伏特(V)，及又進一步諸如小於約50伏特(V)，諸如從約0伏特(V)至約200伏特(V)，及進一步諸如從約1伏特(V)至約150伏特(V)，及又進一步諸如從約2伏特(V)至約100伏特(V)，及更進一步諸如從約5伏特(V)至約50伏特(V)。
在某些範例實施例中，在基板62”的第一主表面162與第二主表面206之間的每0.5毫米厚度的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中是至少約90%，諸如至少約95%，包括從約90%至約99%。包括之後的實例之本文所述的總光穿透率是藉由以下方式來測定：將0.5毫米厚的基板樣品放置在Hitachi U-4000分光光度計中以測量在約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中的穿透率百分比(T%)。
本文揭示的實施例可包括那些其中沉積層204不被燒結。本文揭示的實施例可進一步包括那些其中沉積層204不被熔融。此外，本文揭示的實施例可包括那些其中沉積層204不被壓縮地施壓。本文揭示的實施例也可包括那些其中沉積層204不含有實質數量(例如，大於1wt%)的玻璃、金屬、及/或有機化合物(例如，結合劑，等等)。此外，本文揭示的實施例也可包括那些其中在施加沉積層204之前，不在玻璃片62上執行溼式或乾式蝕刻步驟(諸如溼式或乾式酸蝕刻步驟)。
在某些範例實施例中，第一主表面162與第二主表面206之間的基板62”的厚度可小於約1毫米，諸如小於約0.5毫米，包括在約0.1毫米與約1毫米之間，及進一步包括在約0.2毫米與約0.5毫米之間。
本文揭示的實施例可使用各種玻璃組成。此等組成可例如包括玻璃組成，諸如無鹼玻璃組成，包含58-65重量百分比(wt%)SiO 2、14-20wt% Al 2O 3、8-12wt% B 2O 3、1-3wt% MgO、5-10wt% CaO、及0.5-2wt% SrO。此等組成也可包括玻璃組成，諸如無鹼玻璃組成，包含58-65wt% SiO 2、16-22wt% Al 2O 3、1-5wt% B 2O 3、1-4wt% MgO、2-6wt% CaO、1-4wt% SrO、及5-10wt% BaO。此等組成也可進一步包括玻璃組成，諸如無鹼玻璃組成，包含57-61wt% SiO 2、17-21wt% Al 2O 3、5-8wt% B 2O 3、1-5wt% MgO、3-9wt% CaO、0-6wt% SrO、及0-7wt% BaO。此等組成可額外包括玻璃組成，諸如含鹼玻璃組成，包含55-72wt% SiO 2、12-24wt% Al 2O 3、10-18wt% Na 2O、0-10wt% B 2O 3、0-5wt% K 2O、0-5wt% MgO、及0-5wt% CaO，其在某些實施例中也可包括1-5wt% K 2O與1-5wt% MgO。
表面粗糙度測量技術
如本文所述，包括之後的實例，表面粗糙度指稱使用Hitachi High-Tech AFM5400L所測量的原子力顯微鏡粗糙度(AFM Ra)分析。對於分析的每個樣品，以動態力模式(DFM)掃描AFM的表面形態影像，其中使用懸臂SI-DF20P2(彈簧常數=9N/m，共振頻率:100-200kHz，尖端半徑:7nm，尖端高度:14um，槓桿長度:160um，槓桿寬度:40um，槓桿厚度:3.5um)。對於分析的每個樣品，在測量期間照射基板表面的軟X光使用下列分析參數：積分增益(0.2)，比例增益(0.05)，Z限值(500nm)，掃描面積(10um X 10um)，影像品質X軸(256)與Y軸(256)。也獲得在表面中的最高「峰」與最深「谷」之間的差異(P-V值)。
表面電壓測量技術
包括之後的實例之本文所述的基板的第二主表面上的靜電電荷(ESC)是藉由將基板樣品放置在如第5～7圖所圖示的升舉試驗設備中來測定。明確地，如第5圖所示，在第一操作階段中，大致上10 x 10 cm 2的基板樣品62”放置在升舉試驗設備400的三個升舉銷408a、408b、與408c上，以使樣品處在陽極化鋁桌404之上約30毫米。在此階段期間，離子化器410處理在基板樣品62”的第二主表面與此桌之間的空氣間隙持續約30秒。接下來，在第二操作階段中，如第6圖所示，三個升舉銷408a、408b、與408c向下，使得基板樣品62”的第二主表面接觸此桌404及開啟此桌404與基板樣品62”之間的真空器406持續約70秒。接下來，在第三操作階段中，如第7圖所示，關閉真空器406和藉由三個升舉銷408a、408b、與408c將基板樣品62”昇高，及藉由Hanwa靜電力微黏度計(Hanwa electrostatic force microscometer；ESFM)402來監測持續約30秒以測定以伏特(V)為單位的靜電電荷(ESC)。在此階段期間，基板樣品62”的第一主表面與ESFM 402之間的間隙是約10毫米及基板樣品62”的第二主表面與此桌404之間的間隙是約30毫米。
實例
將參照下列的非限制實例來進一步說明本文所揭示實施例。
實例1：
具有BET比表面積為約300 m 2/g的非晶氧化鋁顆粒與水結合以創造約1 wt%固體的水性分散液並經由以約1,000 rpm旋轉的旋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以約200°C乾燥持續約15秒。完成的基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.4%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約11.4奈米及P-V值被測量為約209奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約+49 V。作為TFT處理模擬，基板接著被加熱於約590°C持續約30分鐘，在此之後的經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約-9 V。接下來，作為進一步TFT處理模擬，此基板被浸漬在包含約1wt% HF的水性溶液中於約23°C持續約45秒，在此之後的經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約+69V。
實例2：
具有約220 m 2/g的BET比表面積的Boehmite顆粒與水結合以創造約1 wt%固體的水性分散液並經由以約1,000 rpm旋轉的旋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以約200°C乾燥持續約15秒。完成的基板接著以含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約60秒，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約60秒，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.6%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約6.37奈米及P-V值被測量為約166奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約-42 V。作為TFT處理模擬，基板接著被加熱於約590°C持續約30分鐘，在此之後的經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約-1 V。接下來，作為進一步TFT處理模擬，此基板被浸漬在包含約1wt% HF的水性溶液中於約23°C持續約45秒，在此之後的經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約+114V。
實例3：
具有約220 m 2/g的BET比表面積的Boehmite顆粒與水結合以創造約3 wt%固體的水性分散液並經由以約4,000 rpm旋轉的旋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以約150°C乾燥持續約15分鐘。完成的基板接著以含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約60秒，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約60秒，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.4%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約7.4奈米及P-V值被測量為約99奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約-1 V。
實例4：
具有約300 m 2/g的BET比表面積的非晶氧化鋁顆粒與水結合以創造約1 wt%固體的水性分散液並經由以約2,000 rpm旋轉的旋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以空氣刀於室溫乾燥持續約10分鐘。完成的基板接著以含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約90秒，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約90秒，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.3%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約11.0奈米及P-V值被測量為約193奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約+52 V。
實例5：
具有約220 m 2/g的BET比表面積的Boehmite顆粒與水結合以創造約1 wt%固體的水性分散液並經由以約2,000 rpm旋轉的旋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以空氣刀於室溫乾燥持續約10分鐘。完成的基板接著以含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約90秒，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約90秒，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.5%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約4.6奈米及P-V值被測量為約166奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約+19 V。
實例6：
具有約300 m 2/g的BET比表面積的非晶氧化鋁顆粒與水結合以創造約1 wt%固體的水性分散液並經由淋塗器(flow coater)被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以空氣刀於室溫乾燥持續約10分鐘。完成的基板接著以含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約90秒，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約90秒，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.4%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約15.9奈米及P-V值被測量為約253奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約+106 V。
實例7：
具有約220 m 2/g的BET比表面積的Boehmite顆粒與水結合以創造約1 wt%固體的水性分散液並經由淋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以空氣刀於室溫乾燥持續約10分鐘。完成的基板接著以含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約90秒，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約90秒，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.3%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約8.1奈米及P-V值被測量為約105奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約-26 V。
實例8：
具有約110 m 2/g的BET比表面積的非晶氧化矽(膠質氧化矽)顆粒與水結合以創造約1 wt%固體的水性分散液並經由以約2,000 rpm旋轉的旋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以空氣刀於室溫乾燥持續約10分鐘。完成的基板接著以含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約90秒，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約90秒，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.5%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約1.5奈米及P-V值被測量為約74奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約-21 V。
實例9：
各自具有約220 m 2/g的BET比表面積的boehmite與非晶氧化矽(膠質氧化矽)的70:30 wt%比例的混合物與水結合以創造約1 wt%固體的水性分散液並經由以約2,000 rpm旋轉的旋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。此表面接著以空氣刀於室溫乾燥持續約10分鐘。完成的基板接著以含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約90秒，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約90秒，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.7%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約13.6奈米及P-V值被測量為約162奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約+73 V。
實例10：
具有約220 m 2/g的BET比表面積的Boehmite顆粒與水結合以創造約0.2 wt%固體的水性分散液並經由淋塗器被施加至具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃的主表面。在藉由片傾斜而將水性分散液排出持續20秒之後，完成的基板接著以含有4% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約50°C清洗持續約10分鐘，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約10分鐘，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此基板展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.7%。經塗佈主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約0.50奈米及P-V值被測量為約17奈米。相比之下，在未塗佈的相對主表面上的表面粗糙度是約0.2奈米。經塗佈主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約-94 V。
比較性實例：
具有約0.5毫米厚度的Corning Lotus™ NXT玻璃被含有1% Parker 225X洗潔劑的水性溶液於約40°C清洗持續約20分鐘，以去離子(DI)水於約40°C沖洗持續約20分鐘，然後在爐中於約150°C乾燥持續約20分鐘。此玻璃展現出在其主表面之間的總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中為約91.8%。兩個主表面上的表面粗糙度(AFM Ra)被測量為約0.2奈米及P-V值被測量為約16奈米。此玻璃主表面與升舉試驗設備之間的經測量ESC是約-350 V。
本文揭示的實施例可造成玻璃基板的實質表面電壓降低，其因而能夠減少對於沉積在玻璃基板的A側表面上的TFT裝置的閘極損害，減少在玻璃基板的B側表面上的顆粒與碎屑，增加FPD裝置製造產量，及增加玻璃基板操作及/或輸送帶設備的使用壽命。
本文揭示的實施例也包括包含本文揭示的任何基板的電子裝置。
雖然已參照熔融下拉引處理來說明上方實施例，但將理解到此類實施例也可應用於其他玻璃形成處理，諸如浮製處理、槽孔拉引處理、上拉引處理、管拉引處理、及壓輥處理。
在不背離本發明的精神與範疇下，可對本發明的實施例進行各種修改與變化，對於本領域的通常知識者是顯而易見的。因此，意使本發明涵蓋此類修改與變化，只要它們落在隨附申請專利範圍及其等效物的範疇內。
10:玻璃製造設備 12:玻璃熔融爐 14:熔融槽 16:上游玻璃製造設備 18:儲存倉 20:原物料輸送裝置 22:馬達 24:原物料 26:箭頭 28:熔融玻璃 30:下游玻璃製造設備 32:第一連接導管 34:澄清槽 36:混合槽 38:第二連接導管 40:輸送槽 42:形成主體 44:出口導管 46:第三連接導管 48:形成設備 50:入口導管 52:貯槽 54:形成表面 56:底邊緣 58:玻璃帶 60:拉引或流動方向 62:玻璃片 62’:基板前驅物 62”:基板 64:機器人 65:抓取工具 72:邊緣輥 82:拉引輥 100:玻璃分離設備 162:第一主表面 164:第二主表面 166:邊緣表面 202:液體分散沉積層 204:沉積層 206:第二主表面 300:分散器 400:升舉試驗設備 402:Hanwa靜電力微黏度計(ESFM) 404:陽極化鋁桌 406:真空器 408a,408b,408c:升舉銷 410:離子化器
第1圖是實例熔融下拉式玻璃製造設備與處理的圖解視圖；
第2圖是玻璃片的透視圖；
第3圖是具有沉積在其上之液體分散沉積層的玻璃片的側剖視圖；
第4圖是具有沉積在其上之沉積層的玻璃片的側剖視圖；
第5圖是第一操作階段中的升舉試驗設備的側剖視圖；
第6圖是第二操作階段中的升舉試驗設備的側剖視圖；及
第7圖是第三操作階段中的升舉試驗設備的側剖視圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
62”:基板
400:升舉試驗設備
402:Hanwa靜電力微黏度計(ESFM)
404:陽極化鋁桌
406:真空器
408a,408b,408c:升舉銷
410:離子化器

Claims (20)

  1. 一種基板，包含： 一第一主表面與相對的一第二主表面，該第二主表面在與該第一主表面大體上平行的一方向上延伸； 一玻璃片與一沉積層，該沉積層在該玻璃片與該第二主表面之間延伸，該沉積層包含多個無機顆粒及給予該基板的該第二主表面上的一表面粗糙度，該表面粗糙度的範圍從約0.4奈米至約50奈米。
  2. 如請求項1所述之基板，其中該第一主表面具有一表面粗糙度小於約0.5奈米。
  3. 如請求項1所述之基板，其中該等無機顆粒包含一Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面積為至少每公克約100平方公尺。
  4. 如請求項3所述之基板，其中該等無機顆粒包含一氧化鋁、一氫氧化鋁、及/或一膠質氧化矽的至少一者。
  5. 如請求項1所述之基板，其中在該第一主表面與該第二主表面之間的每0.5毫米的厚度之一總光穿透率於約400奈米與約850奈米之間的波長範圍中是至少約90%。
  6. 如請求項1所述之基板，其中該第二主表面上的靜電電荷(ESC)的一絕對值小於約200伏特(V)。
  7. 如請求項1所述之基板，其中該第一主表面與該第二主表面之間的一基板厚度在約0.1毫米與約1毫米之間。
  8. 如請求項1所述之基板，其中該玻璃片包含一無鹼玻璃組成，該無鹼玻璃組成包含58-65重量%SiO 2、14-20重量%Al 2O 3、8-12重量%B 2O 3、1-3重量%MgO、5-10重量%CaO、及0.5-2重量%SrO。
  9. 如請求項1所述之基板，其中該玻璃片包含一無鹼玻璃組成，該無鹼玻璃組成包含58-65重量%SiO 2、16-22重量%Al 2O 3、1-5重量%B 2O 3、1-4重量%MgO、2-6重量%CaO、1-4重量%SrO、及5-10重量%BaO。
  10. 如請求項1所述之基板，其中該玻璃片包含一無鹼玻璃組成，該無鹼玻璃組成包含57-61重量%SiO 2、17-21重量%Al 2O 3、5-8重量%B 2O 3、1-5重量%MgO、3-9重量%CaO、0-6重量%SrO、及0-7重量%BaO。
  11. 如請求項1所述之基板，其中該玻璃片包含一玻璃組成，該玻璃組成包含55-72重量%SiO 2、12-24重量%Al 2O 3、10-18重量%Na 2O、0-10重量%B 2O 3、0-5重量%K 2O、0-5重量%MgO、及0-5重量%CaO、1-5重量%K 2O、及1-5重量%MgO。
  12. 一種包含請求項1所述之基板的電子裝置。
  13. 一種製造一基板的方法，包含以下步驟： 在一玻璃片上沉積一沉積層，該沉積層在該玻璃片與該基板的一第二主表面之間延伸，及該玻璃片在該沉積層與該基板的一第一主表面之間延伸，該第一主表面在與該第二主表面大體上平行的一方向上延伸，及該沉積層包含多個無機顆粒及給予該基板的該第二主表面上的一表面粗糙度，該表面粗糙度的範圍從約0.4奈米至約50奈米。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該方法進一步包含以下步驟：從熔融玻璃形成該玻璃片。
  15. 如請求項13所述之方法，其中該沉積層以一液體分散而沉積在該玻璃片上。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該液體分散藉由旋塗、淋塗(flow coat)、或噴塗的至少一者而沉積在該玻璃片上。
  17. 如請求項15所述之方法，其中該液體分散在被沉積在該玻璃片上之後經受一乾燥步驟。
  18. 如請求項17所述之方法，其中該基板在該乾燥步驟之後經受一清洗步驟。
  19. 如請求項13所述之方法，其中該等無機顆粒包含一Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面積為至少每公克約100平方公尺。
  20. 如請求項19所述之方法，其中該等無機顆粒包含一氧化鋁、一氫氧化鋁、及/或一膠質氧化矽的至少一者。
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