TWI583647B - 用以強化玻璃物件的表面缺陷改良 - Google Patents

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Description

用以強化玻璃物件的表面缺陷改良 相關申請案之交叉引用
本申請案根據專利法主張於2011年7月7日提出申請之標題為「Surface Flaw Modification for Strengthening of Glass Articles」之美國臨時申請案第61/505,288(SP11-158P)號及於2012年3月9日提出申請之標題為「Surface Flaw Modification For Strengthening of Glass Articles」之美國臨時申請案第61/608,982號之優先權權益，所述申請之內容以整體方式併入本文。
本發明係屬資訊顯示器技術領域，並且更明確地說係有關於玻璃基板與玻璃基板組件，該玻璃基板與玻璃基板組件適合用來作為主動矩陣式資訊顯示器、太陽光電(photovoltaics)、觸控感應器、照明與其他撓性電子用之透明基板材料，以及有關於製造此類物件的方法。
薄玻璃基板係用來製造例如行動電話、筆電與平板電腦等行動電子設備的顯示器面板與觸控感應器。薄玻璃基板也被用於電視、視訊監視器與其他靜態顯示器設備以及太陽光電設備(例如太陽能電池)與照明設備。過去數十年來，顯示器玻璃面板(液晶顯示器等)已經由強化的玻璃覆蓋板、堅固的外罩及/或其他面板保護設備設計獲得良好的機械應力保護。正因如此可利用粗切割技術(rough scribing technique)來將玻璃基板裁切至所欲 尺寸(cut to size)，而且面板製造期間表面可能受到接觸造成的損傷，但僅有微不足道的後果。但是，行動電子設備設計的近期發展要求極薄玻璃面板的發展與佈局以及顯示器用之更薄且更輕的外罩。所產生的外罩與面板較不堅固，並且在玻璃基板上觀察到較高的應力水準。在例如電子書之輕型顯示器設備上於某些使用條件下觀察到高至200 MPa的應力。因此，增加了先進資訊顯示器設備玻璃面板破損的風險。
例如TFT-LCD顯示器的主動矩陣式顯示器通常需使用鹼土硼鋁矽酸鹽型玻璃。這些通常是實質上無例如氧化鈉、氧化鉀及氧化鋰之鹼金屬氧化物的玻璃，因為主動矩陣式顯示器需要與薄膜電晶體及/或其他電子半導體設備的沉積及活化相容的玻璃基板表面。但是，無鹼金屬氧化物的玻璃無法藉由離子交換法來化學強化，離子交換法係用來強化顯示器零組件，例如資訊顯示器用之保護玻璃覆蓋板。據此，玻璃面板破損的問題無法透過習知化學回火方法解決。
生產具有高光學及表面品質的顯示器玻璃之經濟製程包含拉引製程，例如融合拉引(溢流下拉)及流孔拉引(slot drawing)。該等方法在拉引後產生具有原始且實質上無表面缺陷的表面之玻璃基板。不幸地，使用目前可用的基板處理方法，在切割與封裝所拉引的玻璃基板以利運送至面板製造商時一定會引進表面缺陷。取決於這些缺陷的數量、尺寸與形狀，可能產生顯著的玻璃板弱 化。此種弱化造成被運送至製造商處進行處理的玻璃基板因為該等缺陷而產生機械故障的可能性。
當要求所運用的玻璃基板需是薄的以具備撓性時，此表面缺陷的問題更加嚴重。撓性玻璃基板對輕型電子或是塑膠或金屬基板無法符合設備製造或設備效能要求的其他設備而言漸趨重要。由於用於此類設備的撓性顯示器電子裝置漸趨重要，對與新產品設計和製造製程相容的高品質撓性基板之需求也有相對應的增加。撓性玻璃基板因撓性玻璃基板氣密性、光學透明性、表面平滑度與熱及尺寸穩定度的優勢而更加廣泛地被整合進入此類製程與設計中。
所欲的商用型態撓性玻璃基板包含捲軸的或所謂的「捲對捲(roll-to-roll)」玻璃帶。但是，為了撓性電子裝置基板材料的實用性，必須改良捲軸撓性玻璃帶以符合客戶處理及終端應用兩者的化學與機械耐久性需求。再次，維持所需的玻璃機械可靠度水準需要最小化缺陷以及在製造與捲動或捲繞玻璃帶期間控制應力。
強化玻璃的需要延伸超越從單一玻璃基板或玻璃帶全長除去缺陷。即使在此類缺陷可被除去的情況中，製造顯示器設備的組裝實務，例如用來建構顯示器面板的基板組裝，可能再引進缺陷至玻璃中。因此，盡管在形成設備時使用之起始基板或玻璃帶的高強度原始性質，製造製程仍會降低玻璃強度。
根據本揭示，利用受控制的水性酸溶液之玻璃表面處理來改良表面缺陷的幾何結構。該等缺陷並未被移除而是被處理以改善該等缺陷裂縫傳播特性。該方法的成功係基於認知到由處理誘發的表面損傷是極尖銳的接觸損傷，該損傷造成擁有具高度傳播傾向的尖銳裂縫尖端的缺陷。透過本揭示方法的使用，此類缺陷的幾何結構可經由水性酸溶液改良，以實質上降低尖銳表面缺陷傳播出去的傾向，但不會大幅度縮減缺陷尺寸或實質上改變玻璃表面的化學和光學特性。結果是玻璃強度有顯著增加，但沒有顯著的材料移除或玻璃厚度改變。
所揭示方法有若干優點。玻璃基板強度的增加是全體的，影響處理表面並且可包含邊緣與通孔及基板的其他特徵。因此，該強化製程基本上係獨立於所處理玻璃的形狀，並且在某些實施例中，可處理含有複數個玻璃基板的玻璃基板組件。此外，因為玻璃基板厚度的改變最小化(不多於數微米)，可成功強化甚至超薄或撓性玻璃基板。並且，最小化的材料移除輔助降低每單位處理成本，藉由最小化水性酸溶液的使用與水性酸溶液的更新需要，以及藉由使強化能夠在一段相對短的時間內發生(分鐘等級，甚或是秒等級)兩者。
由於溫和的處理本質，可使用較不具侵略性的水性酸溶液，這是一個輔助維持敏感電子裝置任何預施加零組 件之功能的因素。因此，可在設備製造後比一般情況許可者處理更多類型的設備。此外，可維持基板及/或設備(例如組件)的尺寸精確度，因為這些溫和的水性酸溶液處理不會在精密切割或塑形後改變整體基板尺寸；長度、寬度、厚度及通孔或其他特徵尺寸不會顯著改變。
據此，本揭示方法可應用於含有兩或更多個接合的玻璃基板之基板組件。此類基板組件可包含，例如，用來製造顯示器的組件，例如液晶顯示器。
本揭示方法也可適於強化欲應用在捲對捲顯示器設備製造中的撓性玻璃基板。所需要的水性酸溶液處理步驟具有足夠短的處理時間，並且該水性酸溶液夠溫和，這使連續處理長長度的撓性玻璃變得實際可行且具經濟優勢。可實施多種捲對捲處理選擇。範例包含長長度玻璃帶長度方向上的連續貫穿切割，以連續將寬玻璃網(即玻璃帶)轉化為兩條較窄的玻璃帶，以及連續光罩方法，此使切割的玻璃基板邊緣可被選擇性地蝕刻誘導強化。
據此，在一個態樣中揭示製造電子設備的方法，該方法至少包含以下步驟：在第一玻璃基板上沉積薄膜電晶體；接合該第一玻璃基板至第二玻璃基板上，以形成玻璃基板組件，其中該第一與第二玻璃基板間存有縫隙；使該玻璃基板組件與水性酸溶液接觸一段不超過10分鐘的時間；在該縫隙內注入液晶材料；以及其中該接觸係在該接合步驟後但在該注入步驟前執行。該接觸可執行，例如，一段不超過5分鐘的時間。在某些實施例中， 該接觸不超過約4分鐘，而在其他實施例中，該接觸步驟不超過約3分鐘。
在某些實施例中，該接觸可執行一段短至10秒的時間。因此，根據本揭示實施例之適合的接觸時間落在從約10秒至約10分鐘的範圍內，在某些範例中，在從約10秒至約5分鐘的範圍內，在某些範例中，在從約10秒至約4分鐘的範圍內，並且在某些範例中，在從約10秒至約3分鐘的範圍內。該接觸可從該第一與第二基板的每一個上移除玻璃至等於或小於約20微米的深度，例如，該接觸可從該第一與第二基板的每一個上移除玻璃至等於或小於約15微米的深度，而在其他範例中，該接觸可從該第一與第二基板的每一個上移除玻璃至等於或小於約10微米的深度，並且在又其他範例中，該接觸可從該第一與第二基板的每一個上移除玻璃至等於或小於約5微米的深度。該第一或第二玻璃基板的至少一者可以是鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃。例如，該第一或第二玻璃基板的至少一者可包含鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃，其中該第一或第二玻璃基板內選自氧化鈉、氧化鉀及氧化鋰所組成的族群之鹼金屬氧化物的總濃度不超過5%重量百分比。
在某些範例中，在該接觸前先薄化該基板組件，藉由將該基板組件暴露在蝕刻劑中，該蝕刻劑從該第一與第二玻璃基板的每一個上移除玻璃至至少約100微米的深度，然後清洗該基板組件。可利用，例如，刷子來清潔該玻璃。
在某些實施例中，該方法可更包含以下步驟：在該接觸步驟後施加一聚合物膜至該玻璃物件上。可移除該聚合物膜，例如在該玻璃基板組件上施加偏光材料之前。
在某些實施例中，該玻璃基板組件可以是大的主玻璃基板組件，其中該方法更包含以下步驟：將該主玻璃基板組件分割成複數個個別玻璃基板組件，並且其中該接觸步驟係在該分割步驟之後發生。
根據本態樣的方法可包含具有氟化氫及氯化氫的水性酸溶液，使得氟化氫的莫耳濃度係在從約0.1M至約6M的範圍內，而氯化氫的莫耳濃度係在從約0.1M至約7.0M的範圍內。在其他範例中，該水性酸溶液包含氟化氫與氯化氫，其中氟化氫的莫耳濃度係在從約0.1M至約3.0M的範圍內，而氯化氫的莫耳濃度係在從約0.1M至約6.0M的範圍內。在又其他範例中，該水性酸溶液包含氟化氫與氯化氫，其中氟化氫的莫耳濃度係在從約1.5M至約2.5M的範圍內，而氯化氫的莫耳濃度係在從約4.0M至約5.0M的範圍內。在更其他範例中，該水性酸溶液包含氟化氫與硫酸，其中硫酸的莫耳濃度係在與上述氯化氫的範圍相等的範圍內。
在某些實施例中，該第一或第二玻璃基板之一或兩者的厚度不超過500微米，例如在薄化步驟前。
在某些實施例中，該第一或第二玻璃基板之一或兩者實質上無表面壓縮層與中央張應力。
在某些實施例中，該第一或第二玻璃基板包含限制強 度的表面缺陷，而該等限制強度的表面缺陷在與該水性酸溶液接觸後含有具圓化的裂縫尖端之缺陷，擁有缺陷深度與缺陷直徑之至少一者的尺寸超過5微米。
在另一態樣中揭示製造電子設備的方法，該方法至少包含以下步驟：在第一玻璃基板上沉積薄膜電晶體；接合該第一玻璃基板至第二玻璃基板上，以形成主玻璃基板組件，其中該第一與第二玻璃基板間存有縫隙；薄化該主玻璃基板組件，藉由將該主玻璃基板組件暴露在蝕刻溶液中，該蝕刻溶液從該第一與第二基板的每一個移除玻璃至至少約100微米的深度；清洗該基板組件，其中該清洗包含以刷子接觸該主玻璃基板；在清洗後以第二水性酸蝕刻溶液接觸該基板組件一段不超過5分鐘的時間。該方法可更包含以下步驟：在該接觸步驟後施加聚合物膜至該主玻璃基板上。在某些範例中，該方法可更包含以下步驟：在該接觸前將該主玻璃基板組件分割成複數個個別玻璃基板組件。可從至少一個個別玻璃基板組件上移除該聚合物膜。例如，可在至少一個個別玻璃基板組件上施加偏光膜前移除該聚合物膜。
在某些實施例中，該第一或第二玻璃基板的至少一者之厚度在以該蝕刻溶液薄化前不超過500微米。在某些範例中，該第一或第二玻璃基板的至少一者實質上無表面壓力層與中央張應力。
在另一態樣中，本揭示提供資訊顯示器基板，其中缺陷誘發的基板破裂應力係缺陷形狀因數的函數，而非僅 由尖銳表面缺陷的破裂力學支配。具體包含在內的是含有限制強度的表面缺陷之與電子設備相容的資訊顯示器基板，其中由於施加至該基板的總體應力σ而在源自該等表面缺陷的裂縫尖端處形成的張應力σA主要取決於缺陷深度，a，以及裂縫尖端半徑，ρ，根據方程式：
具有所揭示的應力反應特性之顯示器基板包含限制強度的表面缺陷含有具圓化的裂縫尖端之缺陷者，其中缺陷深度與缺陷直徑之至少一者的尺寸超過5微米。
在另一態樣中，本揭示提供製造擁有如上述應力反應特性之強化的玻璃基板的方法。所包含的係增加含有表面缺陷之玻璃基板的破裂阻抗之方法，該等表面缺陷包含缺陷直徑與缺陷深度之至少一者的尺寸超過5微米的表面缺陷，該方法包含以下步驟：以水性酸溶液接觸該玻璃基板之至少一個表面一段時間以及在一溫度下，使能夠有效圓化或鈍化源自該等表面缺陷的裂縫尖端部分。在這些及其他態樣中，基板表面包含兩個主要表面以及該等邊緣面的表面兩者。
在又另一態樣中，本揭示提供增加含有設置在玻璃基板上的電子設備零組件陣列之影像顯示器面板零組件的破裂阻抗之方法，該玻璃基板包含表面缺陷，並且該等表面缺陷包含缺陷直徑與缺陷深度之至少一者的尺寸超過5微米的缺陷，該方法包含以下步驟：以化學蝕刻媒 體接觸該面板的至少一表面一段時間以及在一溫度下，使能夠有效圓化或鈍化源自該等表面缺陷的裂縫尖端部分。
上面揭示的方法能夠製造出與半導體電子設備零組件相容並且撓性足以用於捲對捲顯示器基板製造程序的顯示器面板基板。一種此類基板是與撓性電子設備相容的資訊顯示器基板，此基板包含含有限制強度的表面缺陷之撓性玻璃基板，其中由於施加至該基板的總體應力σ而在源自該等表面缺陷的裂縫尖端處形成的張應力σA主要取決於缺陷深度，a，以及裂縫尖端半徑，ρ，根據方程式：
為了本說明目的，撓性玻璃基板，例如玻璃片或窄長玻璃帶或顯示器面板基板係可彎折至曲率半徑小至10公分而不會破裂者，依循根據本揭示的處理。展現上面揭示的應力反應特性及撓性的撓性基板可以捲繞玻璃帶的形態儲存與處理，即，玻璃基板長度捲在含有直徑大於該基板會發生應力破裂的曲率半徑之軸心的任何捲軸上的形態。
根據本揭示提供之捲繞的撓性玻璃帶或個別的顯示器面板基板或基板組件含有限制強度的表面缺陷，包含缺陷直徑與缺陷深度之至少一者的尺寸超過5微米的具鈍化或圓化裂縫間端的缺陷。此外，該捲繞的玻璃帶或基 板的至少一部分長度係以一彎曲半徑捲在經選擇的捲軸軸心上，該彎曲半徑係大於該撓性玻璃帶會發生破裂的半徑。
在又另一實施例中，本揭示提供製造如上揭示之撓性的與電子設備相容的資訊顯示器基板的方法。具體實施例包含一種製造撓性的與電子設備相容的含有窄長撓性玻璃帶之資訊顯示器基板的方法，該撓性玻璃帶包含表面缺陷，該表面缺陷含有缺陷直徑與缺陷深度之至少一者的尺寸超過5微米的缺陷，該方法包含以下步驟：使該窄長玻璃帶沿長度依序與水性酸溶液接觸。連續傳輸該玻璃帶與該水性酸溶液接觸然後從與該水性酸溶液之接觸分離的方法具有特殊的商業重要性。
在更另一態樣中，描述複數個玻璃基板組件，其中該複數個基板組件的每一個玻璃基板組件包含：第一玻璃基板，擁有複數個薄膜電晶體沉積在其上；第二玻璃基板，以膠黏劑封合在該第一玻璃基板上以形成該玻璃基板組件，其中該第一與第二玻璃基板間存有縫隙；以及其中該複數個玻璃基板組件包含等於或大於30個隨機選自一群相似的基板組件之玻璃基板組件，並且其中當該複數個玻璃基板組件的每一個設置在直徑42.5毫米的剛性環上，並經受居於該剛性環圓周中央的點作用力且施加應力至破裂，並且將該複數個玻璃基板組件的破裂應力作圖為Weibull分佈時，該複數個基板組件在或然率63%處的Weibull參數σ0係大於約800 N，而該複 數個基板組件的Weibull參數m係大於約8.0。
在另一態樣中，玻璃基板組件係選自除了製造公差之外完全相同的至少30個玻璃基板組件，其中每一個玻璃基板組件包含：第一玻璃基板，擁有複數個薄膜電晶體沉積在其上；第二玻璃基板，以膠黏劑封合在該第一玻璃基板上以形成該玻璃基板組件，其中該第一與第二玻璃基板間存有縫隙；以及其中當該至少30個玻璃基板組件的每一個設置在直徑42.5毫米的剛性環上，並經受居於該剛性環圓周中央的點作用力且施加應力至破裂，並且將該至少30個玻璃基板組件的破裂應力作圖為Weibull分佈時，該至少30個玻璃基板組件在或然率63%處的Weibull參數σ0係大於約800 N，而該複數個基板組件的Weibull參數m係大於約8.0。該至少30個玻璃基板組件可隨機選自一群相似的玻璃基板組件。
已知顯示器面板製造期間對顯示器玻璃基板的處理可能對面板表面造成尖銳的接觸損傷。這是由於玻璃對機械接觸的獨特反應方式。來自尖銳接觸損傷的缺陷可由任何用來處理大型玻璃面板的多種類型設備造成，因為大型玻璃面板係從慣例上用於連續下拉玻璃基板製造的融化與形成設備所產生之連續下拉玻璃帶切割出。個別玻璃面板的邊緣以及表面可能展現出由此方式造成的缺陷。但是，近期實驗顯示出玻璃面板組件製造中所牽涉 到的處理步驟在從該面板形成的組件之可靠度上也扮演重要角色。
第1圖圖示用於例如主動矩陣式液晶顯示器面板的LCD顯示器面板的製造中之玻璃基板組件10的邊緣部分。基板組件10包含第一玻璃基板12、第二玻璃基板14，其中該第一與第二玻璃基板係利用設置在該第一與第二玻璃基板之間的封合材料16封合在一起。封合材料16可以是，例如，可UV固化的環氧樹脂。但是，在其他實施例中，封合材料16可以是，例如，玻璃粉末。第一玻璃基板12包含第一主表面18與第二主表面20。第一玻璃基板12可包含薄膜電晶體與需用來定址顯示器面板的個別畫素之多個設置在其第一表面上的透明電子匯流排，以層22表示。第二玻璃基板14包含第一主表面24與第二主表面26。第二玻璃基板14可更包含設置在第一主表面24上的彩色濾光材料28，並且也可包含透明傳導層30，例如一層氧化銦錫(ITO)，透明傳導層30可作用為從該基板組件形成的顯示器面板的通用電極，並且透明傳導層30係形成在彩色濾光層28上。基板組件10可更包含設置在該第一與第二玻璃基板間的間隔件32，其中間隔件32係用來在該第一與第二玻璃基板間維持一致的縫隙34寬度。
第2圖圖示製造玻璃LCD顯示器面板的範例製程36。實際製造方法可基於特定製造商而異。根據第2圖的範例製程，在步驟38提供第一玻璃基板12。在步驟40， 清洗、乾燥該第一玻璃基板，並且利用化學氣相沉積(例如電漿輔助化學氣相沉積，PECVD)及/或濺鍍(例如RF濺鍍)在第一基板12的第一表面18上沉積薄膜電晶體(TFT)陣列，在第1圖中以層22表示，及薄膜電晶體伴隨的資料與選擇線，並利用微影技術蝕刻。該製程複雜度取決於該製程係非晶矽製程亦或是多晶矽製程。
在步驟42，可施加聚合物塗層44至第一玻璃基板12該等TFT上方，例如聚醯胺塗層。固化該聚合物塗層，然後在步驟46摩擦或拋光該固化的聚合物表面以為會占據縫隙34的液晶分子創造優先排列方向。或者，可在第一表面18上施加類鑽碳層並以離子束處理，以創造液晶分子的優先排列。
在不同製程中，於步驟48開始，提供第二玻璃基板14。在步驟50，可在該第二玻璃基板上沉積彩色濾光材料層28。例如，在紅-綠-藍(RGB)彩色濾光片的製作中，黑色矩陣材料(例如鉻/二氧化鉻或黑色聚合物材料)係以阻斷畫素間區域內的光線、遮蔽TFT陣列不受環境光線干擾以及改善反差比的圖形沉積在該第二玻璃基板上。然後，第一彩色濾光材料，例如染色或著色的可UV固化材料，像紅色，可施加至該玻璃基板、透過光罩暴露在UV光下並顯影，其中未固化的樹脂區域被除去。接著，施加、固化並顯影該第二顏色，例如綠色。為最後一個顏色重複該製程，例如藍色。一旦該等RGB顏色已經沉積，可在步驟54施加聚合物層52，例如聚醯胺 層。固化該聚合物層52，然後在步驟56摩擦或拋光該固化的聚合物層52表面以為會占據縫隙34的液晶分子創造優先排列方向。或者，可在第二玻璃基板14的第一表面24上施加類鑽碳層並以離子束處理，以創造液晶分子的優先排列。步驟56可更包含透明傳導膜30的施加，例如氧化銦錫(ITO)，此形成通用透明電極。
接著，於步驟58，可噴塗間隔件32(例如直徑約4-5微米的塑膠球體)在第一玻璃基板12上。間隔件32輔助維持該兩個玻璃基板12、14間縫隙34的一致，當該兩個玻璃基板封合在一起時。雖然第1圖圖示球狀間隔件，但此種隨機分佈的球體最終可能會落在畫素區上方並可影響反差比。因此，在某些製程中，以微影圖案化的柱狀間隔件取代隨機噴塗的間隔件。
在步驟60，於第二玻璃基板14的第一主表面24上施加封合材料16，例如可UV固化的環氧樹脂。
在步驟62，對準第一玻璃基板12與第二玻璃基板14並接合在一起，其中該封合材料在該TFT陣列周圍形成圈。然後固化該封合材料以形成玻璃基板組件10。
應了解上述製程概觀係複雜製程的簡單表述，並且無意在任何方面做出限制。例如，雖然上文液晶顯示器製造製程的描述係關於用在單一顯示器面板的單一基板組件提供，但此類顯示器面板常常是一次生產多個。也就是說，如第3圖所示，也可用大型玻璃基板(即，分別是第一與第二玻璃基板12與14)來形成單一主基板組件 10a，其中多個TFT陣列與多個彩色濾光片陣列係經封合在該等大型玻璃基板間作為獨立且分開的顯示器元件。
就小型顯示器設備，例如行動電話、筆記型電腦和膝上型電腦，與其他類似設備而言，存有使該等設備盡可能薄的商業意圖。因此，大型設備中，例如電視(TV)，常見的顯示器類玻璃占據該設備大部分的厚度。例如，用於電視的典型玻璃片(例如基板)擁有約0.7毫米的厚度。用於行動電話的玻璃基板之典型厚度是約0.3毫米。但是，雖然0.3毫米的玻璃基板在技術上可達成並且在市場上可購得，然而卻難以在製造環境中處理而不受到損傷，因此一旦該兩個基板已經封合在一起，即可採取其他步驟來薄化該基板組件。即，在選擇性製程中，含有該第一(TFT)玻璃基板12與該第二(彩色濾光片)玻璃基板14的該封合基板組件係利用封合材料(未圖示)在基板組件邊緣周圍封合，之後可在第2圖選擇性的薄化步驟64中將該基板組件暴露在蝕刻溶液中，該蝕刻溶液從該基板組件兩個暴露出的第二主表面20和26除去材料。該邊緣封合避免該蝕刻溶液進入。在某些製程中，起始玻璃基板的厚度原本可能約0.5毫米，但之後有大約100微米或甚至多達200微米或更多的玻璃被用於薄化的蝕刻溶液從每一個基板的表面上除去。
該選擇性薄化製程之一個具體缺點是由遭溶解玻璃形成的泥狀沉積物的產生。據此，應徹底清洗該基板組件 的表面。這可在選擇性步驟66完成，藉由以清潔液接觸該基板組件的表面並以刷子刷洗該基板組件的表面，例如迴轉刷。
在節點67，若該基板組件係主基板組件10a，該製程可進行至步驟68，在此將該主面板組件分割成個別的基板組件10，例如以鑽切沿著分割線70刻劃該主面板組件並斷開。如第2圖所示，清洗/沖洗步驟72可緊接在該分割步驟之後以除去從該分割製程形成的任何可能黏附在該基板組件的第二主表面上的微粒。
若來自步驟62的基板組件係單一基板組件10而不需分割，該製程可從節點67進行至步驟76。應了解節點67和步驟76之間可包含其他製程步驟。例如，可在基板14上沉積一層ITO，例如作為含有接觸感測電路的層。或者，可添加反反射層，或其他層。在任何情況下，皆可對製程36做適當調整。
無論是從含有複數個TFT陣列的大型主玻璃基板組件分割成較小的個別玻璃基板陣列形成，或是形成含有單一TFT陣列的單一玻璃基板組件，含有TFT基板、彩色濾光片基板與封合材料的個別玻璃基板組件一旦形成，接下來在步驟74利用真空注射法以液晶材料填充縫隙34，例如透過在該黏著劑封合中預留的通道。之後封閉該通道，並且在步驟76，可在該面板組件之一或通常兩個表面上施加偏光膜。該個別玻璃基板組件10一旦形成，該個別玻璃基板組件即繼續進行下游顯示器面板製 程，由第2圖的步驟78表示。
第3圖圖示製造玻璃LCD顯示器面板的另一範例製程37。再次，實際製造方法可基於特定製造商而異。根據第3圖的範例製程，在步驟38提供第一玻璃基板12。在步驟40，清洗、乾燥該第一玻璃基板，並且利用化學氣相沉積(例如電漿輔助化學氣相沉積，PECVD)及/或濺鍍(例如RF濺鍍)在第一基板12的第一表面18上沉積薄膜電晶體(TFT)陣列，在第1圖中以層22表示，及薄膜電晶體伴隨的資料與選擇線，並利用微影技術蝕刻。該製程複雜度取決於該製程係非晶矽製程亦或是多晶矽製程。
在步驟42，可施加聚合物塗層44至第一玻璃基板12該等TFT上方，例如聚醯胺塗層。固化該聚合物塗層，然後在步驟46摩擦或拋光該固化的聚合物表面以為會占據縫隙34的液晶分子創造優先排列方向。或者，可在第一表面18上施加類鑽碳層並以離子束處理，以創造液晶分子的優先排列。
在不同製程中，於步驟48開始，提供第二玻璃基板14。在步驟50，可在該第二玻璃基板上沉積彩色濾光材料層28。例如，在紅-綠-藍(RGB)彩色濾光片的製作中，黑色矩陣材料(例如鉻/二氧化鉻或黑色聚合物材料)係以阻斷畫素間區域內的光線、遮蔽TFT陣列不受環境光線干擾以及改善反差比的圖形沉積在該第二玻璃基板上。然後，第一彩色濾光材料，例如染色或著色的可UV 固化材料，像紅色，可施加至該玻璃基板、透過光罩暴露在UV光下並顯影，其中未固化的樹脂區域被除去。接著，施加、固化並顯影該第二顏色，例如綠色。為最後一個顏色重複該製程，例如藍色。一旦該等RGB顏色已經沉積，可在步驟54施加聚合物層52，例如聚醯胺層。固化該聚合物層52，然後在步驟56摩擦或拋光該固化的聚合物層52表面以為會占據縫隙34的液晶分子創造優先排列方向。或者，可在第二玻璃基板14的第一表面24上施加類鑽碳層並以離子束處理，以創造液晶分子的優先排列。步驟56可更包含透明傳導膜30的施加，例如氧化銦錫(ITO)，此形成通用透明電極。
接著，於步驟58，可噴塗間隔件32(例如直徑約4-5微米的塑膠球體)在第一玻璃基板12上。間隔件32輔助維持該兩個玻璃基板12、14間縫隙34的一致，當該兩個玻璃基板封合在一起時。雖然第1圖圖示球狀間隔件，但此種隨機分佈的球體最終可能會落在畫素區上方並可影響反差比。因此，在某些製程中，以微影圖案化的柱狀間隔件取代隨機噴塗的間隔件。
在步驟60，於第二玻璃基板14的第一主表面24上施加封合材料16，例如可UV固化的環氧樹脂，第3圖製程在此處脫離第2圖製程。在第2圖製程中，該等玻璃基板被接合在一起，之後可真空注射該液晶材料進入個別單元。
根據第3圖製程，在步驟58之後，在該顯示器的(該 等)畫素區上沉積液晶材料。因此，該第一及第二基板要直到該液晶材料沉積後才接合在一起，其中該接合材料在該TFT陣列周圍形成圈，而後在步驟62完全封合並固化，以形成玻璃基板組件10。
如第2圖般，應了解上述第3圖製程概觀係複雜製程的簡單表述，並且無意在任何方面做出限制。例如，雖然上文根據第3圖之液晶顯示器製造製程的描述係關於用在單一顯示器面板的單一基板組件提供，但此類顯示器面板常常是一次生產多個。也就是說，如第4圖所圖示，也可用大型玻璃基板(即，分別是第一與第二玻璃基板12與14)來形成單一主基板組件10a，其中多個TFT陣列與多個彩色濾光片陣列係經封合在該等大型玻璃基板間作為獨立且分開的顯示器元件。
在選擇性製程中，含有該第一(TFT)玻璃基板12與該第二(彩色濾光片)玻璃基板14的該封合基板組件可利用封合材料(未圖示)在基板組件邊緣周圍封合，之後可在第3圖選擇性的薄化步驟64中將該基板組件暴露在蝕刻溶液中，該蝕刻溶液從該基板組件兩個暴露出的第二主表面20和26除去材料。該邊緣封合避免該蝕刻溶液進入。在某些製程中，起始玻璃基板的厚度原本可能約0.5毫米，但之後有大約100微米或甚至多達200微米或更多的玻璃被用於薄化的蝕刻溶液從每一個基板的表面上除去。
如前面在第2圖情境中所描述般，該選擇性薄化製程 之具體缺點是由遭溶解玻璃形成的泥狀沉積物的產生。據此，應徹底清洗該基板組件的表面。這可在製程37中的選擇性步驟66完成，藉由以清潔液接觸該基板組件的表面並以刷子刷洗該基板組件的表面，例如迴轉刷。
在節點67，若該基板組件係主基板組件10a，該製程可進行至步驟68，在此將該主面板組件分割成個別的基板組件10，例如以鑽切沿著分割線70刻劃該主面板組件並斷開。如第2圖所示，清洗/沖洗步驟72可緊接在該分割步驟之後以除去從該分割製程形成的任何可能黏附在該基板組件的第二主表面上的微粒。
若來自步驟62的基板組件係單一基板組件10而不需分割，該製程可從節點67進行至步驟76。應了解節點67和步驟76之間可包含其他製程步驟。例如，可在基板14上沉積一層ITO，例如作為含有接觸感測電路的層。或者，可添加反反射層，或其他層。在任何情況下，皆可對製程36做適當調整。
在完成步驟76時，該個別玻璃基板組件10繼續進行下游顯示器面板製程，由第3圖的步驟78表示。
未經接觸的新形成的原始玻璃本質上是非常堅固的。但是，後續的接觸一般會致使缺陷形成在該玻璃的表面內，這降低該玻璃的強度。例如，上面在製程36或製程37的步驟66描述之用來清潔該基板組件表面的選擇性刷洗操作可能顯著降低含有該基板組件的玻璃之強度。即使沒有薄化製程與後續清潔，處理該第一與第二基板 以形成該等TFT與彩色濾光片需要分別操作該第一與第二玻璃基板，這也可能會降低該等玻璃基板的強度。第5圖圖表表示出在該顯示器製造製程中不同點可能發生的強度降低。
現在參見第5圖，長條80以MPa(百萬帕)表示用來生產面板組件的玻璃基板(例如，玻璃基板12或14)之破裂應力，如製造商提供時，即在步驟38、48。數據顯示大約1100 MPa的破裂應力。用來產生第5圖的試驗使用環對環試驗技術。第6圖圖示執行環對環試驗之設備，圖示剛性環(例如，擁有開口的柱狀容器82)。將欲測試的物件設置在該剛性容器/環82上，並將擁有開放式剛性環84連接在其上的平板設置在該物件上，該物件在第6圖中以玻璃基板12表示。然後以預定速率施加力量F至該平板，藉此利用環84致使該物件撓曲直到該物件破裂。荷重元記錄該力量F。也可見，例如，ASTM C1683-10，利用Weibull統計之先進陶瓷抗張強度大小量度的標準方法。長條86代表沉積TFT或彩色濾光材料之前玻璃基板的強度，即步驟38、48之後，但在步驟40與50之前，並表示出約800 MPa的破裂應力。長條88示出沉積TFT與彩色濾光材料之後的破裂應力，即步驟40和50之後，但在步驟62之前，並表示出約400 MPa的破裂應力。長條90示出組裝步驟62之後但在分割步驟68之前的破裂應力。最後，長條92示出在步驟72完成後約250 MPa的破裂應力。該數據顯示出該等玻璃 基板破裂應力(例如玻璃強度)的持續衰退，並且之後該玻璃面板組件，在該等玻璃基板與面板組件經歷該顯示器面板製造製程時，從提供個別玻璃基板進入該製程時約1100 MPa的高點至該面板組件形成、切割(分割)並沖洗以形成個別面板組件時僅約250 MPa的低點，因為處理而造成強度衰退超過400%的後果。
第5圖圖示一些施加根據本揭示範例的水性酸溶液處理的最佳位置。例如，數據顯示玻璃強度至少在該組裝步驟62期間持續衰退。據此，如在此所述的利用水性酸溶液之處理若在，例如，組裝步驟62之後的點A處施加，如第2和3圖所圖示，會比在步驟62之前更有效。或者，若該玻璃基板組件係主玻璃基板組件(即玻璃基板組件10a)，該主玻璃基板組件在步驟68經歷分割成為個別玻璃基板組件10，可在點B處以水性酸溶液處理該等個別玻璃基板組件10，在分割步驟之後。在又另一變異中，該等個別玻璃基板組件10可在該清洗步驟後以水性酸溶液處理，在點C處。總之，若在製造製程36中一時間點以水性酸溶液處理該玻璃基板組件10(10a)，可達到玻璃強度衰退的最佳預防，該時間點可以是製程36的組裝步驟62之後及液晶注入步驟74之前，或是製程36的組裝步驟62之後及施加偏光膜的步驟76之前。
本方法強化具缺陷的玻璃面板的有效性可以破裂力學原理的觀點來理解。當源自邊緣或表面缺陷的尖銳裂縫暴露在總體應力下時，例如由施加至整個面板的應變造 成的應力，該裂縫尖端的應力趨近無限，即在裂縫尖端處有應力奇異性(stress singularity)。此類裂縫不會造成立即破裂的一個原因是因為該玻璃主體材料對於裂縫傳播有相當的抗性，該抗性係來自稱為「破裂韌性」的材料性質。
玻璃的破裂韌性低。此外，就落在通常可應用的破裂力學框架內的缺陷而言，具缺陷物體的強度係取決於缺陷尺寸，越深的缺陷造成越大的強度降低。在所有情況中，尖銳缺陷進入玻璃基板內會造成強度的顯著降低。因此現下解決該問題的方法取決於表面移除，通常是利用研磨與拋光或化學蝕刻，以僅從該玻璃基板除去該等具缺陷表面。
不希望受限於任何理論，猜想本揭示所提供的方法係關於缺陷改良而非缺陷的完全移除。根據此種改良，該等表面缺陷的裂縫傳播特性於是從由破裂力學主宰的行為表現轉變為更由應力集中行為主宰者。
第7圖概要呈現出此類不同裂縫傳播行為的比較。如第7圖所示，就處於外加張應力下之擁有表面S的玻璃基板而言，該張應力係由該圖式中相反箭頭表示，在玻璃表面S內深度「a」的尖銳裂縫尖端f處所形成之應力σf的大小根據下式取決於該玻璃的彈性模數E以及表面能量γs：
相反地，在處於相同的總體外加張應力σ下，於該玻璃表面內深度a相同的裂縫中之圓化或鈍化的裂縫尖端T處所形成的應力σa根據下式係由該圓化裂縫尖端的半徑ρ主宰：
因此，在鈍化裂縫尖端T處所形成的應力係與裂縫尖端圓化程度成比例降低，最終在該尖端半徑ρ變得非常大時趨進遠域或總體外加應力σ。
利用水性酸溶液處理之用於資訊顯示器的未強化玻璃面板基板中表面缺陷改良的強化效應是關鍵且意想不到的。在特定實施例中，該等未強化基板係由鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃構成，其中選自氧化鈉、氧化鉀與氧化鋰所組成的族群之鹼金屬氧化物的總濃度很低或限制在不純物的水準。通常，玻璃片內鹼金屬氧化物的濃度不超過5%重量百分比，或在特定實施例中不超過1%或甚至0.1%重量百分比。與用於視訊顯示器的化學強化覆蓋玻璃基板片的情況相反，其中非常高的表面應力(500 MPa或更高等級)存在於該化學強化基板內以輔助對抗表面缺陷效應，根據本揭示處理的鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃既非化學強化也無法化學強化。因此，該等顯示器基板實質上無表面壓縮層與中央張應力。此外，在許多情況中該等基板非常薄，典型實施例包含厚度不超過500微米的基板，或在撓性基板的情況中厚度低於300微米，例如在 50-200微米範圍內。
上述低鹼玻璃未強化的、通常具缺陷的玻璃面板之破裂強度可能相當低。厚度0.5毫米的下拉型鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃片在用於主動矩陣式顯示器製造的面板製備過程中經過習知切割與分離製程可能有低至100-200 MPa的破裂強度模數，在經受標準環對環撓性強度試驗時。該等破裂數據的傳統破裂力學分析建議深度在15-60微米範圍內的缺陷之存在會使擁有此成份與厚度的玻璃片在該等強度水準破裂。
玻璃強度最常用Weibull分佈來表示，代表因為給定應力而發生玻璃失效(破裂)的或然率。在較常見的雙參數Weibull分佈中，破裂或然率可由下式表示：
其中Pf是破裂或然率，σmax是破裂時測試樣本內的最大張應力，σ0是對應Pf=63%的Weibull特徵強度，而m是Weibull模數。該雙參數m與σ0係以實驗方法判定，藉由對材料樣品施加應力直到破裂(失效)發生。該應力值σ0係該實驗判定的應力，使得破裂以上述或然率發生。該Weibull模數提供該分佈在σ0附近統計擴張的度量。測量複數個樣品破裂時的應力，因而可判定破裂或然率(以及Weibull參數σ0與m)。
獲得根據本揭示之可提供有效玻璃基板強化之裂縫尖端改良所需的水性酸溶液處理量意外地低，並且可在短 時間內在相對溫和的蝕刻條件下完成。作為說明範例，足以從一可由市場上購得的鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃面板上除去約2.5微米的表面玻璃之水性酸溶液處理可在一分鐘的玻璃暴露中完成，暴露在稀釋的水性氟溶液中，例如含有濃度分別為3M和6M的氟化氫和氯化氫的溶液。為了本描述，稀釋的水性氟溶液係含有低於約10%重量百分比的氟化氫，或氟化氫等效物的溶液。尺寸和構造能夠產生破裂強度在100-200 MPa範圍內的玻璃面板的缺陷可人工引進低鹼玻璃，例如硼鋁矽酸鹽，之未強化(無壓縮)表面，藉由以碳化矽研磨料研磨該面板的至少一個表面。第8A圖係此種面板表面的顯微照片，其中辨識出直徑或深度在15-60微米範圍內的表面缺陷。含有尖銳裂縫尖端的缺陷範例在該顯微照片中以標示「f」來識別。
第8B圖係同樣研磨的玻璃面板表面在短暫蝕刻處理以完成缺陷裂縫尖端改良後的顯微照片。使用水性酸溶液的處理係該面板的研磨表面在上述氟化氫-氯化氫蝕刻溶液內一分鐘的暴露，該處理能夠從該面板除去約2.5微米的表面玻璃。來自明顯表面磨損的減少之表面顯著改善清晰可見，即使僅有短如1分鐘的暴露時間。然而，不需要除去或實質上減少表面缺陷的數量或尺寸以達到根據本揭示的有效裂縫尖端形狀改良。
上面揭示的透過水性酸溶液處理之缺陷改良的強化效應從第9圖圖式呈現的數據看來是顯而易見的。第9圖 呈現出在施加的環對環撓曲力範圍內樣品玻璃面板破裂或然率的Weibull作圖，該撓曲力係施加至樣品玻璃基板，該樣品玻璃基板係兩組不同的經切割之顯示器型玻璃基板樣品。第一組玻璃基板包含厚度0.5毫米的鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃基板樣品，該玻璃基板係透過以目前商業上使用來製造用於主動矩陣式顯示器生產的面板組件的方法切割並分離連續下拉玻璃帶製備。該等樣品因此含有在此處理期間通常會引進的表面缺陷。第二組玻璃基板包含尺寸、形狀與厚度相同之以相仿方法切割並分離的玻璃基板樣品，但受到上述氟化氫-氯化氫溶液處理1、3和5分鐘的時間。
分析第9圖呈現的數據顯示出未處理面板樣品的破裂應力落在約100至200 MPa範圍內。曲線94係該第一組破裂或然率數據的線性擬合。相反地，計算出以該水性酸溶液處理的玻璃基板樣品之平均破裂應力在約400-480 MPa範圍內。曲線96係該第二組破裂或然率數據的線性擬合。以水性酸溶液處理的本揭示方法係透過對具缺陷玻璃基板之裂縫尖端傳播特性做出有效改良，而非藉由顯著降低此類缺陷的直徑、深度或數量來獲得成效的事實由根據上述表面處理所達到的強化水準幾乎獨立於從該等具缺陷表面除去的表面玻璃量的事實展現出。因此，施加至以第9圖為特徵之該等具缺陷玻璃基板的五分鐘蝕刻處理，這從該處理面板除去多至14微米的表面玻璃，導致比用來除去僅2.5微米的表面玻璃之 一分鐘水性酸溶液處理只稍微高一點的基板強化水準。因此，在特定實施例中，以所選水性酸溶液接觸玻璃片或面板的表面之步驟被執行一段不超過能夠從該面板除去5微米厚的玻璃表面層的時間之時間的處理方法即足以實現缺陷裂縫尖端傳播行為的必要改良。
根據本揭示實施例的缺陷改良處理的強化效應從第10圖圖式所呈現的數據看來也是顯而易見的。第10圖圖示在施加的撓曲力範圍內破裂或然率的Weibull作圖，該撓曲力係施加至樣品玻璃基板組件，該樣品玻璃基板組件係從主玻璃基板組件(例如玻璃基板組件10a)切出的兩組不同玻璃基板組件樣品(例如玻璃基板組件10)。該第一組玻璃基板組件10係從主玻璃基板組件10a分割出，該主玻璃基板組件10a含有兩個厚度0.5毫米之以可UV固化環氧樹脂黏著劑接合且含有封合在該兩個玻璃基板間的液晶材料的鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃基板樣品。該主玻璃基板組件的總厚度約是1.05毫米。然後化學薄化該主玻璃基板組件至總厚度約0.63毫米並利用習知機械劃線與斷開技術切割成個別玻璃基板組件10。該第二組玻璃基板組件係經同樣薄化、切割與分離的玻璃基板組件10，擁有與該控制組相同的尺寸、形狀和厚度，但邊緣以該可UV固化環氧樹脂封合以避免液體進入，並且該等個別顯示器面板係藉由以成分為2.0M的氟化氫與4.5M的氯化氫之氟化氫-氯化氫溶液在約30℃下接觸該等個別顯示器面板來處理一段3分鐘的處 理時間，接著進行兩次共20分鐘的去離子水沖洗。從每一個玻璃基板表面除去的材料深度約是5微米。該控制與經該水性酸溶液處理過的樣品兩者的樣品尺寸是180。每一個玻璃基板組件擁有24.6公分的對角長度。
破裂試驗係利用球對環試驗法執行，如第11圖所圖示，其中樣品顯示器面板係設置在直徑d’42.5毫米的剛性環上(例如第5圖中的容器82)。將位於該環上方中央直徑30毫米的鋼珠98(或能夠產生點作用力的其他硬材料)以10毫米/分鐘的受控制速度，如該圖式中以作用力F表示者，推進欲試驗物件表面，例如玻璃基板組件10。曲線100係該未經處理的第一組之破裂或然率數據的線性擬合，而曲線102a與102b表示該擬合的95%可信區間。作為比較，曲線104係該經處理的第二組之破裂或然率數據的線性擬合，而曲線106a與106b表示該擬合的95%可信區間。
分析第10圖呈現的數據顯示出未以該水性酸溶液處理過的後薄化控制樣品在63%或然率處以牛頓計的特徵強度σ0是343 N並且m值是1.4。另一方面，以該水性酸溶液處理過的後薄化樣品在63%或然率處擁有887 N之以牛頓計的特徵強度σ0並且m值是9.30，顯示出如在此所述般利用水性酸溶液的處理提供顯著的強度增加。
在此處範例中描述的利用水性酸溶液的處理，其中以所選擇的水性酸溶液接觸玻璃片或面板的表面，係經執 行一段不超過能夠從該玻璃片及/或面板之一或兩個主表面除去不多於約20微米厚的玻璃表面層的時間之時間，例如不多於約15微米、不多於10微米，並且在某些範例中，不多於約5微米，該材料移除量足以實現前述缺陷裂縫尖端傳播行為的改善。根據本揭示實施例，可得到Weibull分佈，該Weibull分佈展現出在63%或然率處等於或大於800 N、大於820 N、大於840 N、大於860 N、大於880 N以及甚至大於900 N的特徵強度，σ0，以及大於8.0、大於8.4大於8.8、以及甚至大於9.2的Weibull模數，m。可參考第5圖見到根據本揭示實施例以水性酸溶液處理後的玻璃強度對未經處理之玻璃強度的比較，其中長條108代表玻璃基板組件10以水性酸溶液處理後的破裂應力。如所表示者，以該水性酸溶液處理過的玻璃基板組件具有約1000 MPa的破裂應力，幾乎與在步驟32、42所提供的個別玻璃基板的破裂應力一樣高。可藉由注意第9圖與第10圖兩者所圖示的兩個Weibull作圖的明顯差異觀察到根據本揭示範例以水性酸溶液處理後玻璃強度的戲劇性增加。
本揭示的玻璃基板強化法可應用在範圍廣擴的不同玻璃基板厚度以及由玻璃基板製造出的玻璃基板組件上。包含在內的有厚度低於200微米或低於100微米或甚至低於50微米的個別撓性玻璃基板。由於設計撓性玻璃基板的標的之電子顯示器設備配置，預期會有比傳統主動矩陣式影像顯示器基板所遭遇到者高許多的應力水準。 目前揭示的基板之特定實施例，例如厚度不超過200微米的基板結合根據本揭示以水性酸溶液處理後充足的強度與撓性以抵擋在10公分彎曲半徑處破裂，是能夠提供撓性基板應用顯著的效能優勢的產品範例。並且該等優勢係除了實質處理優勢之外者，該等實質處理優勢係來自可用來實現根據本描述之有效玻璃基板強化之相對溫和的處理條件以及最短的處理時間。
為實施所揭示方法，可訴諸廣泛的處理條件與水性酸溶液的變異，同時仍確保此類方法的優勢。氟化氫與氟化銨溶液，有或沒有添加例如氯化氫、硝酸及硫酸的無機酸，係適合媒介的範例。其他範例水性酸蝕刻溶液可包含具有氟化氫與氯化氫的溶液，使氟化氫的莫耳濃度在從約0.1M至約6M範圍內，而氯化氫的莫耳濃度在從約0.1M至約7.0M範圍內。在其他範例中，該水性酸溶液可包含氟化氫與氯化氫，其中氟化氫的莫耳濃度在從約0.1M至約3.0M範圍內，而氯化氫的莫耳濃度在從約0.1M至約6.0M範圍內。在又其他範例中，該水性酸溶液包含氟化氫與氯化氫，其中氟化氫的莫耳濃度在從約1.5M至約2.5M範圍內，而氯化氫的莫耳濃度在從約4.0M至約5.0M範圍內。在又其他範例中，該水性酸溶液包含氟化氫與硫酸，或氟化氫與硝酸，或所述者之組合，其中硫酸及/或硝酸的莫耳濃度係等於上述氯化氫的任何範圍。通常，該基板玻璃係由該水性酸溶液接觸一段不超過10分鐘的時間。但是，該溶液的具體氟濃度 主要會取決於所欲的處理時間與溫度，在該等條件內可達到有效的缺陷裂縫尖端圓化，這些條件在任何情況下皆可透過例行實驗輕易決定。
據此，根據本揭示實施例的適合接觸時間可能落在從約10秒至約10分鐘的範圍內，在某些範例中，在從約10秒至約5分鐘範圍內，在某些範例中，在從約10秒至約4分鐘範圍內，並且在其他範例中，在從約10秒至約3分鐘範圍內。在其他範例中，適合的接觸時間可能落在從約10秒至約2分鐘的範圍內，而在又其他範例中，適合的接觸時間可能等於或少於約1分鐘。
該接觸可從該第一與第二基板的每一個除去玻璃至等於或小於約20微米的深度。例如，該接觸可從該第一與第二基板的每一個除去玻璃至等於或小於約15微米的深度，而在其他範例中，該接觸可從該第一與第二基板的每一個除去玻璃至等於或小於約10微米的深度。在又其他範例中，該接觸可從該第一與第二基板的每一個除去玻璃至等於或小於約5微米的深度。
在某些實施例中，以該水性酸溶液接觸該等玻璃基板表面之後，可在經過處理的玻璃基板表面施加選擇性的聚合物膜109。適合的聚合物膜是，例如，由英國聚乙烯工業有限公司生產的Visqueen。例如，可根據在此揭示實施例以水性酸溶液處理玻璃基板組件10(或10a)的第二主表面20與26。然後可從該玻璃基板組件上沖洗掉該水性酸溶液，而後附加聚合物膜至一或兩個第二表 面20及/或26上。該膜可持續附加在該第二主表面上直到，例如，欲在該等第二主表面的一或兩個上附加偏光膜。
試驗發現該等玻璃片(例如玻璃基板組件)也可從前述利用水性酸溶液的處理而得之強化的邊緣強度得益。這在主玻璃基板組件隨後會藉由刻劃與斷開進行分割以產生較小的個別玻璃基板組件的例子中是有用的。例如，第12圖圖示個別玻璃基板組件10基於四點彎折的Weibull分佈，在該等玻璃基板組件從主玻璃基板組件10a分離後。見例如，ASTM C1683-10，利用Weibull統計之先進陶瓷抗張強度大小量度的標準方法。曲線110代表未經水性酸溶液處理之第一組玻璃基板組件的破裂或然率數據的線性擬合。曲線112a與112b表示該擬合的95%可信區間。另一方面，曲線114代表第二組個別玻璃基板組件10在該等玻璃基板組件從主玻璃基板組件10a分離後，並且根據本揭示實施例以水性酸溶液處理過後的數據之線性擬合。曲線116a與116b分別示出該第一與第二擬合的95%可信區間。該數據示出邊緣強度因為以水性酸溶液處理而戲劇性增加。當該基板長度增加以利如捲對捲製程中的捲繞帶應用時，也可預期來自強化玻璃片邊緣的效果。
所揭示的強化方法在其應用上並不受限於僅只鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃成份。可以仿照處理提供適於主動式半導體設備沉積的表面之其他低鹼矽酸鹽玻璃片並得到一樣 令人滿意的結果。另外，不適於主動式半導體設備沉積但就其他應用而言最佳化的其他玻璃成分也是可能的，例如照明、太陽光電與觸控感應器。此外，在某些情況中應用這些強化方法結合施加表面塗層至該等基板，這可提供經處理的基板表面之保護，會是有用的。彩色濾光層或其他聚合物保護層是此種表面塗層的範例。美國專利公開案第US2012/0040146號描述邊緣塗層的範例。
如上所述，對於擁有足夠強度與撓性以用於捲對捲主動矩陣式顯示器、太陽光電、照明與觸控感應器設備製造製程之機械耐久撓性玻璃基板的發展有日益增加的興趣。雖然已知蝕刻剛性玻璃基板的方法，但根據本揭示利用水性酸溶液之捲繞撓性玻璃帶的處理提供增強的玻璃強度，因而增加玻璃帶撓性，其可確保就此用途而言的明確優勢。
用於主動矩陣式顯示器與其他應用的撓性玻璃基板應有低於300微米的厚度，或者在某些實施例中不超過200微米，擁有範圍在50-100微米內的厚度則最適用於薄玻璃帶的捲對捲處理。此種處理之適合捲寬範圍從1公分至超過1公尺，而帶長範圍可從1公尺至超過1公里。這些尺寸的撓性玻璃帶目前係透過多種下拉形成製程生產，包含溢流下拉(融合)、流孔拉引以及玻璃片再拉引。如同製造習知主動矩陣式顯示器面板的情況，用來製造撓性玻璃帶的玻璃成分係就其機械耐久性及與所選形成製程的相容性以及提供具有可穩定支撐主動矩陣式顯示 器元件製造所需的半導體零組件之表面的基板的能力做選擇。在特定實施例中，形成該特定玻璃帶或基板的玻璃內選自氧化鈉、氧化鉀與氧化鋰所組成的族群之鹼金屬氧化物的總濃度不超過5%重量百分比，或不超過1%或甚至0.1%重量百分比。
以水性酸溶液連續接觸該玻璃帶之處理捲繞玻璃帶的方法包含某些實施例，其中連續接觸的步驟包含連續傳送該玻璃帶與該水性酸溶液接觸，然後使該玻璃帶從與該水性酸溶液的接觸分離。在特定實施例中，可用軋輥系統來傳送撓性玻璃帶通過製程，其中該水性酸溶液係噴灑至該玻璃帶表面上，而無使用保護塗層或積層。根據該等方法處理捲繞玻璃帶的適合配置在第13圖中概要示出，其中撓性玻璃帶120的全長之表面118係與來自複數個噴嘴，如由元件符號122所表示者，的水性酸溶液接觸，當以箭號124所示方向傳送該玻璃帶時。如第13圖所圖示，這容許以水性酸溶液處理該撓性玻璃帶的整體表面與邊緣，具有提供無來自玻璃拉引或先前處理造成的表面與邊緣缺陷的撓性玻璃帶的優勢。在該等實施例中，以該水性酸溶液接觸該窄長玻璃帶全長的步驟係經執行一段時間以及在一溫度下，使能夠有效鈍化源自該等表面缺陷的裂縫尖端部分。除了使用噴灑系統，該撓性玻璃帶可在旨在用來連續浸沒該玻璃的水浴中接觸該水性酸溶液。
目前，慣於利用連續機械或雷射切割法將捲繞玻璃帶 的寬度定為特定尺寸，這可能沿著該玻璃帶切割邊緣產生機械缺陷。根據本揭示，這些缺陷可藉由使用該水性酸溶液將該玻璃帶縱向連續分割成具有選擇寬度的捲繞玻璃帶來避免。為此該窄長玻璃帶係經提供以複數個平行隔開的光罩層，該光罩層在該玻璃帶表面上在長度方向上縱長延伸，並且其中該連續接觸步驟係經執行一段接觸時間以及在一接觸溫度下，使能夠造成該等光罩層間的玻璃帶分離。
第14圖呈現將捲繞玻璃帶全長縱向分割成兩個玻璃帶的配置之概要圖式。根據該方法，能夠有效避免該水性酸溶液與該捲繞玻璃帶之間的接觸之兩條平行光罩塗層126帶係經施加至該玻璃帶120表面。擁有此光罩存在，施加至該等光罩帶間暴露出的玻璃上之水性酸溶液可使該玻璃帶分割成兩個玻璃帶，且不會引進邊緣或表面缺陷至該等分離的玻璃帶。
解決已利用機械或雷射方式分割的捲繞玻璃帶的邊緣缺陷問題之另一辦法牽涉到優先施加水性酸溶液至捲繞玻璃帶的邊緣。在特定實施例中，使用擁有膏狀黏稠度的水性酸膏128，並且依續接觸該捲繞玻璃帶的連續長度之步驟包含施加該水性酸膏至轉動的玻璃帶經切割的邊緣。此方法在第15圖圖式中以剖面概要示出，其中該酸膏係經示為施加至玻璃帶120邊緣。該酸膏係在施加邊緣積層前沿著玻璃帶的邊緣表面施加。在該實施例中，僅沿著該邊緣表面使用最少量的酸膏，目的只在於 重塑該玻璃內任何已存在的缺陷。可以永久或暫時黏合的邊緣積層130將該酸膏封在該玻璃上。
改善捲繞玻璃帶邊緣強度的另一方法包含以水性酸溶液選擇性處理玻璃帶邊緣。第16圖圖式提供此方法的概要示意圖。如第16圖所圖示，欲處理的玻璃帶120係暫時支撐或附接在托架腹板132上，例如聚合物膜，該聚合物膜係透過靜電或其他方式的使用暫時附接至該玻璃，在以玻璃方向傳送通過蝕刻站時。側向噴流引導根據在此揭示實施例之水性酸溶液噴霧朝向該玻璃帶邊緣，遠離該玻璃帶的中央表面，如該等箭號134所表示者。緊接在該水性酸溶液的施加之後，用去離子(DI)水沖洗來除去該水性酸溶液，並用熱風乾燥法來除去沖洗用水。可沿著該玻璃腹板邊緣運用空氣刀或其他方法容納該水性酸溶液，並且在以該水性酸溶液接觸該玻璃帶後，可除去該托架腹板並施加選擇性的邊緣積層，以進一步保護經處理的邊緣不受損傷。
在捲繞玻璃帶擁有高邊緣品質但含有在形成或處理該玻璃帶期間形成的尖銳缺陷在該玻璃帶中央部分的情況中，可使用捲對捲噴灑系統。第17圖圖式呈現此種系統之使用的概要示意圖。如第17圖所圖示，以方向124連續傳送玻璃帶120通過噴孔陣列122，噴孔陣列122發射出該水性酸溶液，在此同時施加邊緣積層130至該玻璃帶相對的高品質邊緣上。
雖然前述範例依賴利用水性酸溶液之玻璃基板或由個 別玻璃基板構成的基板組件的處理，以改良缺陷幾何結構(例如裂縫尖端鈍化，但沒有從該玻璃基板表面顯著移除材料)，但了解可控制製程變數以除去侵略性的，例如，玻璃基板組件的薄化與清洗，藉由重複利用在本揭示中描述的水性酸溶液處理該玻璃基板組件。據此，本揭示的水性酸溶液可容納在，例如，不同容器內，並且其中該玻璃基板或基板組件係在每一個不同的水性酸溶液中處理一段足以除去欲除去的總材料預定部分的時間。每一個水性酸溶液的酸濃度不需要與後續處理所用的水性酸溶液的濃度相同，並且基板或基板組件在每一個水性酸溶液中的處理時間不需要與在另一個水性酸溶液中的另一段處理時間相同。
參見第18圖，圖示除去所欲預定材料量之子製程200，例如200微米的玻璃層，玻璃物件(例如玻璃基板或基板組件)，通常標記為元件符號202，可在第一水性酸溶液204內處理一段足以除去70微米厚的玻璃層的時間。然後可將該玻璃物件202移至第二水性酸溶液206並處理一段足以除去總材料移除深度的另一部分的時間，例如另外70微米。然後可將該玻璃物件202在第三水性酸溶液208內處理一段足以除去又更多材料，例如總共預期的200微米材料移除之最後60微米，的第三時間。根據上述，該第一水性酸溶液204內的酸濃度不需分別與該第二或第三水性酸溶液206、208內的酸濃度相同，而該第二水性酸溶液206內的酸濃度不需分別與該 第一或第三水性酸溶液，204與208，內的酸濃度相同。
在相繼的步驟中、不同的水性酸溶液內除去材料，無論是利用前述噴灑方法，或是藉由浸沒在不同水浴內(例如不同的水性酸溶液容器)，能夠減少水性酸溶液處理副產物(泥狀沉積物)的堆積，藉此延伸該水性酸溶液的有效壽命並降低成本。
前面參考第18圖描述的連續材料移除步驟可更包含在沖洗溶液210內的一或多次沖洗步驟。例如，可在該最終處理步驟後沖洗該玻璃基板或基板組件，如第18圖所圖示，或在每一個處理步驟後沖洗，或所述者之組合。利用沖洗表示將該玻璃基板或基板組件暴露在沖洗溶液內，例如去離子水，而沒有刷洗或其他機械接觸(除了操控該玻璃物件所需的接觸之外)。
第19圖圖示基於第3圖的製程37之範例玻璃基板組件製造製程220，其中包含步驟64與66的薄化製程被前述的製程200取代。
雖然在此揭示的方法與產品已經在前方參考其特定實施例描述，但可了解該等範例係僅為了說明目的呈現，並且可採納範圍廣泛的替代程序與產品特徵結構，以為落在附屬專利申請範圍的範圍內實施所揭示方法以及設計其他產品。
10‧‧‧玻璃基板組件
10a‧‧‧主基板組件
12‧‧‧第一玻璃基板
14‧‧‧第二玻璃基板
16‧‧‧封合材料
18‧‧‧第一主表面
20‧‧‧第二主表面
22‧‧‧層
24‧‧‧第一主表面
26‧‧‧第二主表面
28‧‧‧彩色濾光材料
30‧‧‧透明傳導層
32‧‧‧間隔件
34‧‧‧縫隙
36‧‧‧製程
37‧‧‧製程
38‧‧‧步驟
40‧‧‧步驟
42‧‧‧步驟
44‧‧‧聚合物塗層
46‧‧‧步驟
48‧‧‧步驟
50‧‧‧步驟
52‧‧‧聚合物層
54‧‧‧步驟
56‧‧‧步驟
58‧‧‧步驟
60‧‧‧步驟
62‧‧‧步驟
64‧‧‧步驟
66‧‧‧步驟
67‧‧‧節點
68‧‧‧步驟
70‧‧‧分割線
72‧‧‧清洗/沖洗步驟
74‧‧‧步驟
76‧‧‧步驟
78‧‧‧步驟
80‧‧‧長條
82‧‧‧柱狀容器
84‧‧‧剛性環
86‧‧‧長條
88‧‧‧長條
90‧‧‧長條
92‧‧‧長條
94‧‧‧曲線
96‧‧‧曲線
98‧‧‧鋼珠
100‧‧‧曲線
102a‧‧‧可信區間
102b‧‧‧可信區間
104‧‧‧曲線
106a‧‧‧可信區間
106b‧‧‧可信區間
108‧‧‧長條
109‧‧‧聚合物膜
110‧‧‧曲線
112a‧‧‧可信區間
112b‧‧‧可信區間
114‧‧‧曲線
116a‧‧‧可信區間
116b‧‧‧可信區間
118‧‧‧表面
120‧‧‧撓性玻璃帶
122‧‧‧噴嘴
124‧‧‧方向
126‧‧‧光罩塗層
128‧‧‧水性酸膏
130‧‧‧邊緣積層
132‧‧‧托架腹板
134‧‧‧箭號
200‧‧‧子製程
202‧‧‧玻璃物件
204‧‧‧第一水性酸溶液
206‧‧‧第二水性酸溶液
208‧‧‧第三水性酸溶液
210‧‧‧沖洗溶液
220‧‧‧玻璃基板組件製造製程
本揭示的玻璃產品與方法在上方參考附圖更進一步描 述，其中：第1圖係範例玻璃基板組件的剖面邊視圖；第2圖係範例玻璃基板組件製造製程的流程圖；第3圖係另一範例玻璃基板組件製造製程的流程圖；第4圖係主玻璃基板組件的上視圖，較小的玻璃基板組件可從該主玻璃基板分割出；第5圖係第3圖的製造製程中多個點的破裂應力之長條圖；第6圖係執行環對環(ring-on-ring)強度試驗之設備的剖面側視圖；第7圖圖示影響缺陷玻璃的破裂強度的因素；第8A圖係玻璃基板缺陷表面的顯微照片；第8B圖係玻璃基板經處理的缺陷表面的顯微照片；第9圖呈現出未經處理與經處理的缺陷玻璃基板基於表面的破裂或然率數據；第10圖呈現出經處理與未經處理的玻璃基板組件基於表面的破裂或然率數據；第11圖係執行球對環(ball-on-ring)強度試驗之設備的剖面側視圖；第12圖呈現出在四點彎折中測試的經處理與未經處理的玻璃基板組件基於邊緣的破裂或然率數據；第13圖概要圖示以水性酸溶液處理撓性玻璃帶之第一配置；第14圖概要圖示以水性酸溶液處理撓性玻璃帶之第 二配置；第15圖呈現出支撐酸性膏之玻璃帶的剖面圖；第16圖概要示出以水性酸溶液處理撓性玻璃帶之第三配置；第17圖概要圖示以水性酸溶液處理撓性玻璃帶之第四配置；第18圖係圖示薄化製程的概要示意圖，其中該薄化係由根據在此揭示實施例以水性酸溶液連續處理來執行；以及第19圖係利用第18圖製程的範例玻璃基板組件製造製程。
36‧‧‧製程
38‧‧‧步驟
40‧‧‧步驟
42‧‧‧步驟
46‧‧‧步驟
48‧‧‧步驟
50‧‧‧步驟
54‧‧‧步驟
56‧‧‧步驟
58‧‧‧步驟
60‧‧‧步驟
62‧‧‧步驟
64‧‧‧步驟
66‧‧‧步驟
67‧‧‧節點
68‧‧‧步驟
72‧‧‧清洗/沖洗步驟
74‧‧‧步驟
76‧‧‧步驟
78‧‧‧步驟

Claims (19)

  1. 一種製造一電子設備的方法，該方法包含以下步驟：在一第一玻璃基板上沉積薄膜電晶體；接合該第一玻璃基板至一第二玻璃基板上，以形成一玻璃基板組件，該第一與第二玻璃基板間存有一縫隙；使該玻璃基板組件與一水性酸溶液接觸一段10秒至小於或等於10分鐘的時間，其中，經過該時間後，.從該第一與第二基板的每一個上移除玻璃至2.5微米至小於或等於20微米的一深度；在該縫隙內注入一液晶材料；以及其中該接觸步驟係在該接合步驟後但在該注入步驟前執行。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該接觸步驟係執行一段不超過5分鐘的時間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於該接觸步驟前，該玻璃基板組件係經薄化，藉由將該玻璃基板組件暴露在一蝕刻劑中，該蝕刻劑從該第一或第二玻璃基板的至少一者上移除玻璃至至少約100微米的一深度，然後清洗該玻璃基板組件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含以下步驟： 在該接觸步驟後施加一聚合物膜至該玻璃基板組件上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，更包含以下步驟：移除該聚合物膜，並且在該玻璃基板組件上施加一偏光材料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該玻璃基板組件係一主玻璃基板組件，該方法更包含以下步驟：將該主玻璃基板組件分割成複數個個別玻璃基板組件，並且其中該接觸步驟係在該分割步驟之後發生。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一或第二玻璃基板的至少一者包含一鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃，該鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃含有一總濃度不超過5%重量百分比之選自氧化鈉、氧化鉀及氧化鋰所組成的族群之鹼金屬氧化物。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該水性酸溶液含有氟化氫及氯化氫，並且其中該氟化氫的一莫耳濃度係在從約1.5M至約4M的一範圍內，而該氯化氫的一莫耳濃度係在從約4.0M至約7.0M的一範圍內。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該水性酸溶液包含氟化氫與硫酸。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一或第二玻璃基板之一或兩者的一厚度不超過500微米。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一或第二玻璃基板之一或兩者實質上無表面壓縮層與中央張應力。
  12. 一種製造一電子設備的方法，該方法包含以下步驟：在一第一玻璃基板上沉積一薄膜電晶體；接合該第一玻璃基板至一第二玻璃基板上，以形成一主玻璃基板組件，該第一與第二玻璃基板間存有一縫隙；薄化該主玻璃基板組件，藉由將該主玻璃基板組件暴露在一蝕刻劑中，該蝕刻劑從該第一與第二基板的每一個移除玻璃至至少約100微米的一深度；清洗該主玻璃基板組件；在該清洗後以一水性酸蝕刻溶液接觸該主玻璃基板組件一段不超過5分鐘的時間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包含以下步驟：在該接觸步驟後施加一聚合物膜至該主玻璃基板組件上。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，更包含以下步驟： 在該接觸步驟前將該主玻璃基板組件分割成複數個個別玻璃基板組件。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該第一或第二玻璃基板的至少一者之一厚度在該薄化步驟前不超過500微米。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該接觸步驟從該主玻璃基板組件的該第一或第二玻璃基板之任一者除去一不多於5微米厚的玻璃表面層。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該清洗步驟包含以一刷子接觸該主玻璃基板組件。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該第一或第二玻璃基板的至少一者包含一鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃，該鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃含有一總濃度不超過5%重量百分比之選自氧化鈉、氧化鉀及氧化鋰所組成的族群之鹼金屬氧化物。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該水性酸溶液含有氟化氫及氯化氫，並且其中該氟化氫的一莫耳濃度係在從約1.5M至約4M的一範圍內，而該氯化氫的一莫耳濃度係在從約4.0M至約7.0M的一範圍內。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10273048B2 (en) 2012-06-07 2019-04-30 Corning Incorporated Delamination resistant glass containers with heat-tolerant coatings
US9034442B2 (en) 2012-11-30 2015-05-19 Corning Incorporated Strengthened borosilicate glass containers with improved damage tolerance
US10117806B2 (en) 2012-11-30 2018-11-06 Corning Incorporated Strengthened glass containers resistant to delamination and damage
WO2014113617A1 (en) 2013-01-21 2014-07-24 Innovative Finishes LLC Refurbished component, electronic device including the same, and method of refurbishing a component of an electronic device
WO2014179163A1 (en) * 2013-04-30 2014-11-06 Corning Incorporated Glass with depleted layer and polycrystalline-silicon tft built thereon
CN103258881B (zh) * 2013-05-07 2015-11-11 宁波山迪光能技术有限公司 薄膜太阳能电池板及其制备方法
WO2014186096A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Innovative Finishes LLC Refurbishing a component of an electronic device
US10209419B2 (en) * 2013-09-17 2019-02-19 Corning Incorporated Broadband polarizer made using ion exchangeable fusion drawn glass sheets
US9488857B2 (en) * 2014-01-10 2016-11-08 Corning Incorporated Method of strengthening an edge of a glass substrate
US9321677B2 (en) * 2014-01-29 2016-04-26 Corning Incorporated Bendable glass stack assemblies, articles and methods of making the same
KR102292101B1 (ko) * 2014-03-18 2021-08-24 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 표시장치 및 그 제조방법
KR102269921B1 (ko) * 2014-03-31 2021-06-28 삼성디스플레이 주식회사 유리 강화용 조성물 및 이를 이용한 터치 스크린 글래스의 제조 방법
KR102192920B1 (ko) * 2014-05-16 2020-12-18 동우 화인켐 주식회사 유리 힐링용 조성물
MX2017002898A (es) 2014-09-05 2017-10-11 Corning Inc Artículos de vidrio y métodos para mejorar la confiabilidad de artículos de vidrio.
KR102566346B1 (ko) * 2014-11-04 2023-08-11 코닝 인코포레이티드 알칼리가 없는 유리 요소를 포함하는 구부릴 수 있는 유리 물품
WO2016073549A1 (en) * 2014-11-05 2016-05-12 Corning Incorporated Glass articles with non-planar features and alkali-free glass elements
CN107001102A (zh) 2014-11-26 2017-08-01 康宁股份有限公司 用于生产强化且耐用玻璃容器的方法
DE102015104801A1 (de) * 2015-03-27 2016-09-29 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Trennen von Glas
TWI566144B (zh) * 2015-08-28 2017-01-11 廣州光寶移動電子部件有限公司 透明基板與二次離子交換之基板製作方法
US9780307B2 (en) * 2015-12-21 2017-10-03 Japan Display Inc. Method of manufacturing a display device
CN106242307A (zh) * 2016-08-11 2016-12-21 京东方科技集团股份有限公司 用于强化制品的边缘的方法、玻璃及显示装置
KR102607582B1 (ko) * 2016-08-30 2023-11-30 삼성디스플레이 주식회사 커버 윈도우, 커버 윈도우를 포함하는 표시 장치 및 커버 윈도우의 제조 방법
US11065960B2 (en) * 2017-09-13 2021-07-20 Corning Incorporated Curved vehicle displays
JP2022511671A (ja) * 2018-11-01 2022-02-01 コーニング インコーポレイテッド ウェザリングに対する抵抗性を有する改質表面を有するガラス基板
KR20200077680A (ko) * 2018-12-20 2020-07-01 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판, 이를 포함하는 표시 장치 및 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
JP2021056306A (ja) * 2019-09-27 2021-04-08 日東電工株式会社 光学フィルム
WO2021102106A1 (en) 2019-11-21 2021-05-27 Corning Incorporated Recycled glass and glass-ceramic carrier sustrates

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197209B1 (en) * 1995-10-27 2001-03-06 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Method of fabricating a substrate
CN1270993C (zh) * 2001-08-31 2006-08-23 斯特拉化学株式会社 含有多成分的玻璃基板用的微细加工表面处理液
TW200813527A (en) * 2006-07-31 2008-03-16 Casio Computer Co Ltd Method of manufacturing a liquid crystal display apparatus
CN101479097A (zh) * 2006-04-28 2009-07-08 康宁股份有限公司 用于挠性基板的多孔加工载体
JP2010026133A (ja) * 2008-07-17 2010-02-04 Seiko Epson Corp 電気光学装置の製造方法および電気光学装置
TW201114604A (en) * 2009-07-10 2011-05-01 Corning Inc Polymer film for protecting glass sheets

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE254316A (zh) * 1925-06-29
GB597591A (en) * 1945-07-12 1948-01-29 Holophane Co Inc Shock-resistant glass and a process of making the same
BE648331A (zh) * 1963-05-24
US3266963A (en) * 1965-07-22 1966-08-16 Chemical And Aerospace Product Method and means for etching glass and glass reinforced plastics
US4911743A (en) * 1986-05-29 1990-03-27 Hughes Aircraft Company Glass structure strengthening by etching
US5022735A (en) 1989-11-07 1991-06-11 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Fiber splice coating system
US5157751A (en) 1992-01-14 1992-10-20 Litton Systems, Inc. Fiber optic splice protector and method for making same
JP3298451B2 (ja) 1997-03-28 2002-07-02 三菱電機株式会社 液晶パネルの製造方法
WO2000032528A1 (en) * 1998-11-30 2000-06-08 Corning Incorporated Glasses for flat panel displays
JP2002087844A (ja) * 2000-09-14 2002-03-27 Sony Corp 表示パネルの製造方法
US6673195B2 (en) * 2001-03-30 2004-01-06 Industrial Technologies Research Institute Apparatus and method for etching glass panels
JP4885380B2 (ja) * 2001-04-20 2012-02-29 セイコーインスツル株式会社 液晶表示装置
JP5132859B2 (ja) * 2001-08-24 2013-01-30 ステラケミファ株式会社 多成分を有するガラス基板用の微細加工表面処理液
US8512580B2 (en) * 2001-09-21 2013-08-20 Lg Display Co., Ltd. Method of fabricating thin liquid crystal display device
KR100809938B1 (ko) 2001-12-06 2008-03-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정 표시 장치의 제조 방법
JP4052631B2 (ja) * 2002-05-17 2008-02-27 株式会社東芝 アクティブマトリクス型表示装置
US20050001201A1 (en) 2003-07-03 2005-01-06 Bocko Peter L. Glass product for use in ultra-thin glass display applications
JP5105571B2 (ja) * 2003-10-10 2012-12-26 日本電気硝子株式会社 無アルカリガラスの製造方法
JP4378314B2 (ja) * 2005-04-26 2009-12-02 シャープ株式会社 表示装置及び表示装置の製造方法
JP4712454B2 (ja) * 2005-06-21 2011-06-29 西山ステンレスケミカル株式会社 ガラス表面の研磨方法
JP4324742B2 (ja) 2006-04-28 2009-09-02 シャープ株式会社 研磨ガラス基板の製造方法
JP4885675B2 (ja) * 2006-09-27 2012-02-29 株式会社Ｎｓｃ 貼合せガラス板の切断分離方法
JP2008145621A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
JP2009073711A (ja) 2007-09-25 2009-04-09 Hitachi Displays Ltd ガラス基板用化学研磨液及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法
CN101868428A (zh) * 2007-11-19 2010-10-20 旭硝子株式会社 玻璃基板的蚀刻处理方法
KR100868228B1 (ko) 2007-12-04 2008-11-11 주식회사 켐트로닉스 유리 기판용 식각액 조성물
US8722189B2 (en) * 2007-12-18 2014-05-13 Hoya Corporation Cover glass for mobile terminals, manufacturing method of the same and mobile terminal device
WO2009157378A1 (ja) 2008-06-25 2009-12-30 旭硝子株式会社 無アルカリガラス基板のエッチング方法及び表示デバイス
JP5489051B2 (ja) * 2008-08-18 2014-05-14 日本電気硝子株式会社 タッチパネル用ガラスの製造方法
KR101197162B1 (ko) * 2008-08-27 2012-11-09 주식회사 엘지화학 면상 스위칭 모드 액정 표시 장치
JP2010168270A (ja) * 2008-12-26 2010-08-05 Hoya Corp ガラス基材及びその製造方法
US8408817B2 (en) 2009-03-30 2013-04-02 The Boeing Company Controlled radius splice protector and fabrication process
EP3670461A3 (en) * 2010-01-07 2020-08-12 Corning Incorporated Impact-damage-resistant glass sheet
JP5445192B2 (ja) 2010-02-09 2014-03-19 三菱自動車工業株式会社 電源装置
US20120052302A1 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 Matusick Joseph M Method of strengthening edge of glass article
US8539794B2 (en) * 2011-02-01 2013-09-24 Corning Incorporated Strengthened glass substrate sheets and methods for fabricating glass panels from glass substrate sheets

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197209B1 (en) * 1995-10-27 2001-03-06 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Method of fabricating a substrate
CN1270993C (zh) * 2001-08-31 2006-08-23 斯特拉化学株式会社 含有多成分的玻璃基板用的微细加工表面处理液
CN101479097A (zh) * 2006-04-28 2009-07-08 康宁股份有限公司 用于挠性基板的多孔加工载体
TW200813527A (en) * 2006-07-31 2008-03-16 Casio Computer Co Ltd Method of manufacturing a liquid crystal display apparatus
JP2010026133A (ja) * 2008-07-17 2010-02-04 Seiko Epson Corp 電気光学装置の製造方法および電気光学装置
TW201114604A (en) * 2009-07-10 2011-05-01 Corning Inc Polymer film for protecting glass sheets

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