玻璃片的整体退火制造技术

可以在片材(20)和/或载体(10)上提供表面改性层(30)和相关的热处理，以同时控制薄片和载体之间的室温范德华(和/或氢)键合以及高温共价键合。控制室温粘结，从而足以在例如真空加工、湿加工和/或超声清洁加工期间，将薄片和载体保持在一起。与此同时，控制高温共价键合，从而防止在高温加工过程中薄片和载体之间的永久粘结，并且维持足够的粘结以防止高温加工过程期间的脱层。

Integral annealing of glass

A surface modification layer (30) and associated heat treatment may be provided on the sheet (20) and / or carrier (10) to control the room temperature Fan Dehua (and / or hydrogen) bonding and high temperature covalent bonding at the same time. Control room temperature bonding so as to maintain the sheet and carrier during vacuum processing, wet machining and / or ultrasonic cleaning processes. At the same time, high temperature covalent bonding is controlled so as to prevent permanent bonding between the sheet and the carrier during high temperature processing, and to maintain sufficient adhesion to prevent delamination during high temperature processing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请根据35U.S.C.§120，要求2013年10月7日提交的美国申请系列第US14/047251号的优先权，并根据35U.S.C.§119，要求2013年3月15日提交的美国临时申请系列第61/791,418号的优先权，上述申请的内容是本申请的基础并通过参考完整地结合于此。
技术介绍
专利
本专利技术涉及用于在载体上加工挠性片的方法和制品，更具体地，涉及用于在玻璃载体上加工挠性玻璃片的方法和制品。技术背景挠性基材提供采用卷-卷加工的更廉价装置的可能性，以及制造更薄、更轻、更为灵活和耐用的显示器的潜力。但是，尚未完全建立高质量显示器的卷-卷加工所需的技术、设备和工艺。由于面板制造商已经大量投入用于加工大型玻璃片的成套工具，将挠性基材层叠到载体并通过片-片加工来制造显示器装置提供了开发更薄、更轻和更为灵活的显示器的有价值计划的较短期解决方案。已经验证了在聚合物片(例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))上的显示器，其中装置制造是PEN层叠到玻璃载体的片-片形式。PEN的温度上限限制了装置质量和可以使用的工艺。此外，聚合物基材的高可透过性导致OLED装置的环境降解，需要近乎密封的封装。薄膜封装提供了克服该限制的可能性，但是尚未证实其在大体积也能提供可接受的生产。以类似的方式，可以采用层叠到一块或多块薄的玻璃基材的玻璃载体来制造显示器装置。预期薄玻璃的低可透过性、改善的温度和化学抗性能够实现更高性能、更长寿命的挠性显示器。但是，热、真空、溶剂和酸以及超声，平板显示器(FPD)加工要求薄玻璃与载体的牢固结合。FPD加工通常涉及：真空沉积(喷溅金属、透明导体氧化物和氧化物半导体，无定形硅、氮化硅和二氧化硅的化学气相沉积(CVD)，以及金属和绝缘体的干蚀刻)，热加工(包括约为300-400℃的CVD沉积，高至600℃的p-Si结晶，350-450℃的氧化物半导体退火，高至650℃的掺杂剂退火，以及约为200-350℃的接触退火)，酸蚀刻(金属蚀刻、氧化物半导体蚀刻)、溶剂暴露(汽提光致抗蚀剂，聚合物包封的沉积)，以及超声暴露(在光致抗蚀剂的溶剂汽提中和水性清洁中，通常是碱性溶液中)。粘合剂晶片粘结被广泛地用于微机械体系(MEMS)和半导体加工，用于加工较不苛刻的后端步骤。布鲁尔科学与汉高公司(BrewerScienceandHenkel)的商用粘合剂通常是厚的聚合物粘合剂层，厚5-200微米。这些层的大厚度产生了大量挥发性物质、俘获的溶剂和吸附物质污染FPD加工的可能性。这些材料在高于约250℃发生热分解和脱气。通过作为气体、溶剂和酸的接收器，材料还可能引起下游步骤的污染，其会在后续工艺中脱气。2012年2月8日提交的题为“ProcessingFlexibleGlasswithaCarrier(用载体加工挠性玻璃)”的美国临时申请系列第61/596,727号(下文称作US‘727)解释了这样的概念，其涉及初始通过范德华力将薄片(例如挠性玻璃片)与载体粘结，然后在某些区域增加粘结强度同时保留在薄片/载体的加工之后取出部分薄片以在其上形成装置(例如，电子或显示器装置、电子或显示器装置的组件、有机发光装置(OLED)材料、光伏(PV)结构或者薄膜二极管)的能力。至少一部分的薄玻璃与载体粘结，从而防止了装置加工流体进入薄片和载体之间，降低了污染下游工艺的可能性，也就是说，薄片和载体之间的粘结密封部分是密封的，并且在一些优选实施方式中，该密封包围了制品的外部，从而防止液体或气体闯入或离开密封制品的任意区域。US‘727还揭示了在低温多晶硅(LTPS)(低温是相比于可高至约750℃的固相结晶工艺)装置制造工艺，可以使用接近大于或等于600℃的温度，真空和湿蚀刻环境。这些条件限制了可使用的材料，并且对于载体/薄片提供了高要求。因此，需要这样的载体方法，其采用制造商现有的资本设备，实现了薄玻璃(厚度≤0.3mm的玻璃)的加工，而不发生污染或者有损较高加工温度下薄玻璃与载体之间的粘结强度，并且在加工的最后，薄玻璃易于从载体进行去粘结。US‘727所揭示的方法的商业优势之一在于，如US‘727所示，制造商将能够使用它们现有的对加工设备的资本投入，同时获得用于例如PV、OLED、LCD和图案化薄膜晶体管(TFT)电子件的薄玻璃片的益处。此外，该方法实现了加工灵活性，包括：薄玻璃片和载体的清洁和表面准备以促进粘结；薄片和载体之间的粘结区域处的粘结强化；维持非粘结(或粘结降低/低强度粘结)区域的薄片与载体的可脱离性；以及切割薄片以促进从载体的释放。在玻璃-玻璃粘结工艺中，对玻璃表面进行清洁以去除所有的金属、有机物和颗粒残留物，并留下主要是硅烷醇封端的表面。首先使得玻璃表面发生亲密接触，其中范德华和/或氢键作用力将它们推到一起。采用加热和任选的压力，表面硅烷醇基团缩合形成跨过界面的强共价Si-O-Si键合，永久地熔合玻璃片。金属、有机物和颗粒残留物会通过遮蔽表面，阻碍粘结所需的亲密接触，来防止粘结。还需要高硅烷醇表面浓度以形成强键合，因为每单元面积的键合数量取决于相对表面上两个硅烷醇物质反应以使得水冷凝的概率。Zhuravlel已经报道了良好水合二氧化硅的每nm2的平均羟基数量为4.6-4.9。Zhuravlel,L.T.，“TheSurfaceChemistryofAmorphousSilika,ZhuravlevModel(无定形二氧化硅的表面化学，Zhuravlev模型)”，ColloidsandSurfacesA:PhysiochemicalEngineeringAspects(胶体和表面A：物理化学工程方面)，173(2000)1-38。在US‘727中，在粘结周围形成非粘结区域，所述的形成此类非粘结区域的主要方式是增加表面粗糙度。大于2nmRa的平均表面粗糙度可以防止在粘结过程的温度升高的过程中，玻璃与玻璃粘结的形成。在相同专利技术人于2012年12月13日提交的题为“FacilitatedProcessingforControllingBondingBetweenSheetandCarrier(控制片材和载体之间的粘结的制造工艺)”的美国临时专利申请系列第61/736,880号(下文称作US‘880)中，通过控制载体和薄玻璃片之间的范德华和/或氢键合，来形成受控的粘结区域，但是仍然使用共价粘合区域。因此，虽然US‘727和US‘880中的用于加工薄片和载体的制品和方法能够耐受FPD加工的苛刻环境，但是其对于某些应用是不合乎希望的，其由于粘结区域中薄玻璃与玻璃载体作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对玻璃进行退火的方法，所述方法包括：堆叠多层玻璃层，每层玻璃层具有两个主表面，使得在所述多层玻璃层中的相邻玻璃层之间限定了界面，在一个朝向所述界面的至少一个主表面上布置有表面改性层；将玻璃层堆叠暴露于足以压实每层所述玻璃层的时间‑温度循环，在整个所述时间‑温度循环中，所述表面改性层足以控制所述堆叠中限定所述界面的相邻玻璃层之间的粘结，将粘结控制具成这样的粘力，即如果举起一层而另一层经受重力作用的情况下，它们不会相互分开，但是所述玻璃层可以被分开而不会相邻玻璃层中的一层破碎成两片或更多片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 61/791,418;2013.10.07 US 14/047,2511.一种对玻璃进行退火的方法，所述方法包括：
堆叠多层玻璃层，每层玻璃层具有两个主表面，使得在所述多层玻璃层中的相邻玻璃
层之间限定了界面，在一个朝向所述界面的至少一个主表面上布置有表面改性层；
将玻璃层堆叠暴露于足以压实每层所述玻璃层的时间-温度循环，
在整个所述时间-温度循环中，所述表面改性层足以控制所述堆叠中限定所述界面的
相邻玻璃层之间的粘结，将粘结控制具成这样的粘力，即如果举起一层而另一层经受重力
作用的情况下，它们不会相互分开，但是所述玻璃层可以被分开而不会相邻玻璃层中的一
层破碎成两片或更多片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间-温度循环包括≥400℃但是小于所
述玻璃的应变点的温度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间-温度循环包括≥60...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·贝尔曼，D·C·布克宾德，R·G·曼利，P·马宗达，T·常，J·J·多梅，A·T·史蒂芬二世，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US