用于减少显示器玻璃静电放电的有机表面处理制造技术

描述了玻璃基板，其包含A侧面和B侧面，其中A侧面上能够制造硅薄膜晶体管器件，B侧面上具有基本均匀的有机膜。有机膜包含减少电压产生的部分，所述电压因接触生电或摩擦生电而产生。还描述了制造玻璃基板以及整合了所述玻璃基板的示例性器件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求2014年8月12日提交的美国临时申请系列第62/036166号的优先权，且基于其内容并通过引用将其内容整体结合于此。背景在液晶显示器领域，基于多晶硅的薄膜晶体管(TFT)是优选的，因为它们能够更有效地运输电子。基于多晶硅的晶体管(p-Si)的特征是比基于无定形硅的晶体管(a-Si)具有更高的迁移率。这样就能制造更小、更快的晶体管，最终生产出更亮、更快的显示器。平板显示器(FPD)玻璃由两个侧面组成，一个是在其上制造TFT器件的功能性侧面(A侧面)，另一个是非功能性背侧(B侧面)。因其在大面积上制造TFT结构的灵敏性，关注点通常放在高品质A侧面上。显然，B侧面在加工过程中接触各种材料(即金属、塑料、橡胶、陶瓷等)，其间因两种不同材料之间摩擦而发生的摩擦生电或接触生电将电荷转移到玻璃表面。例如，由于两种不同材料的固有功函数的差异或者其基于费米能级的电荷转移能力的差异，它们可能在脱离接触时带电。由方程1可见，表面上积累的电荷越多，表面电压越高。而且，当两个带电表面分离时，类似于平行板电容器(方程2)，电容量随着分离的距离的增大而减小。将较低的电容量回过来插入方程1，表面电压再次因接触材料的分离而增大。其中V是表面电压，Q是电荷，C是电容量。其中A是表面积，ε是介电常数，d是分离的距离。因为玻璃的接触分离在TFT-LCD制造过程中是不可避免的，所以需要减少玻璃表面上总电荷积累的方法。与静电放电(ESD)相关的问题，如栅和/或线损坏，已见诸报道。作为减少摩擦生电的潜在表面属性，已有人建议增加B侧表面的粗糙度。由此已开发出新技术来改进B侧表面，目的是改善与ESD相关的性能。随着玻璃片变得越来越大、越来越薄，产生更高电荷的可能性也增大。此外，辊到辊制造超薄(<0.3mm)玻璃也对静电电荷的产生带来很大挑战。因此，本领域需要玻璃和制造玻璃的方法，其中玻璃表面的总电荷积累减少。概述本专利技术的一些方面涉及显示器玻璃基板，其包含A侧面和B侧面，其中A侧面上能够制造硅薄膜晶体管器件器件，B侧面上具有基本均匀的有机膜。有机膜包含减少电压产生的部分(moiety)，所述电压因接触生电或摩擦生电而产生。所述显示器玻璃包含硼铝硅酸盐，且具有小于2.45g/cm3的密度。本专利技术的其他实施方式涉及通过浮法、压铸法、下拉法如熔融下拉法或狭缝下拉法制造显示器玻璃基板的方法。本专利技术的进一步的实施方式涉及制造显示器玻璃制品的方法。形成一种包含A侧面和B侧面的玻璃基板，A侧面上能够制造电子器件，玻璃基板包含硼铝硅酸盐且具有小于2.45g/cm3的密度。在玻璃基板的B侧面上形成基本均匀的有机膜。有机膜包含减少电压产生的部分(moiety)，所述电压因接触生电或摩擦生电而产生。本专利技术的其他实施方式涉及在铝硼硅酸盐玻璃基板上直接制造顶栅薄膜晶体管的方法。提供一种具有A侧面和与A侧面相对的B侧面的玻璃，其中A侧面上能够形成晶体管，B侧面上包含有机膜。在A侧面上直接形成硅涂层。对硅涂层进行图案化，形成薄膜晶体管的基底。继续进行制造薄膜晶体管所需的制造步骤。附图简述附图包含在本说明书中并构成说明书的一部分，用于说明下文详细描述的几个方面。图1是根据本公开内容的一个或多个实施方式涂覆有有机膜的玻璃基板的摩擦系数随正向力变化的图；以及图2是根据本公开内容的一个或多个实施方式在不同温度制备的样品的摩擦系数随正向力变化的图。详述本公开内容的实施方式涉及通过有机化学处理任何尺寸或厚度的玻璃片的B侧表面的方法，所述玻璃片已通过任何常见制造工艺(例如熔融、浮法、狭缝拉制、下拉等)形成。对B侧玻璃表面的这种处理对A侧优异的表面性能特点具有最小影响。根据本公开内容的实施方式处理B侧玻璃表面减少了接触式输送、搬运和分离过程中的静电充电事件，同时通过减小材料间的摩擦系数和增大耐磨性附加地改善了客户的转运设备的寿命。用于TFT背板基板的平板显示器(FPD)玻璃的B侧面上的静电充电会在A侧面造成问题，如栅损坏、经由静电放电(ESD)的电介质击穿和/或吸引污染表面的微粒，这反过来造成TFT-LCD制造过程中产率低下。已开发用于减少ESD的一种此类技术是对B侧面进行酸蚀刻，以增大玻璃表面的粗糙度，从而在客户的工艺中减少B侧玻璃与各种材料之间的接触面积。为此目的，已开发出包含NaF,H3PO4和水的混合物的具体酸化学物质。已经证实，用这种混合物处理平板显示器型玻璃的B侧面将平均表面粗糙度Ra从约0.2nm(通过熔融拉制法初始形成的玻璃)增大到1.0nm或以上。也已证实，一些玻璃在处理过程中比其他玻璃以快得多的速率粗糙化，并获得更高的Ra值。不受限于任何特定的操作理论，据信这是由于玻璃本体组成与玻璃表面组成存在差异。用NaF/H3PO4化学物质蚀刻不仅使玻璃表面粗糙化，而且改进了表面化学组成(例如增大了Si/Al原子比)。表面化学在限定表面电阻率或可能影响静电充电行为的其他电子性质方面发挥额外的作用。本公开内容的实施方式涉及方法，所述方法包括将有机膜沉积到B侧玻璃表面上，以在搬运和加工过程中减少相互接触的玻璃与其他材料之间的摩擦系数。此外，有机表面处理能够分散静电荷，从而最大程度减少或消除摩擦生电和静电放电事件。有机表面处理还可中和玻璃表面的阴离子(带负电)特性(例如ζ电势)，特别是在中性或碱性环境中。带有某些阳离子特性的有机物甚至可以更有效地中和电荷，但也可能给玻璃表面带来正电荷。这种处理可通过本领域常见的各种应用方法(例如液体、蒸气等)应用于具有任何几何性质的任何玻璃组合物。本公开内容的一些实施方式提供减少静电充电的表面处理，它比目前通过酸蚀刻或其他此类形貌改进方法进行的表面粗糙化所达到的效果更为有效。本公开内容的一个或多个实施方式可在大玻璃片的“B”侧进行沉积而不影响“A”侧。在一些实施方式中，用有机物进行表面处理比酸蚀刻更廉价，因为应用于玻璃片所需的加工时间更短。本公开内容的一些方面描述了显示器玻璃基板，其组成包括A侧面和B侧面，其中A侧面上能够制造硅薄膜晶体管器件，B侧面上具有基本均匀的有机膜。有机膜包含减少电压产生的部分，所述电压因接触生电或摩擦生电而产生。如本公开内容和所附权利要求书所用，在本文中使用的术语“基本均匀”是指分子在整个表面的分布是随机的，不存在涂覆区域和未涂覆区域的离散域。本公开内容的其他方面涉及制造显示器玻璃制品的方法。制备包含A侧面和B侧面的玻璃基板。玻璃的A侧面具有合适的表面，在表面上能够制造电子器件。在玻璃基板的B侧面上形成基本均匀的有机膜。有机膜包含减少电压产生的部分，所述电压因接触生电或摩擦生电而产生。本公开内容的其他方面涉及在玻璃基板上直接制造顶栅薄膜晶体管的方法。提供具有A侧面和与A侧面相对的B侧面的玻璃，其中A侧面上能够形成晶体管。B侧面上包含有机膜。在A侧面上直接形成硅涂层。对硅涂层进行图案化，形成薄膜晶体管的基底。继续进行制造薄膜晶体管所需的制造步骤。显示器玻璃基板可具有各种组成，并且可通过不同工艺成形。合适的成形工艺包括但不限于浮法和下拉法，如狭缝拉制法和熔融拉制法。参见例如美国专利第3,338,696号和第3,682,609号。在狭缝拉制法和熔融拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃基板，其包含：可在其上制造硅薄膜晶体管器件的A侧面；其上包含基本均匀的有机膜的B侧面，所述有机膜包含减少电压产生的部分，所述电压因接触生电或摩擦生电而产生；以及其中所述玻璃基板包含硼铝硅酸盐，且具有小于2.45g/cm3的密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.12 US 62/036,1661.一种玻璃基板，其包含：可在其上制造硅薄膜晶体管器件的A侧面；其上包含基本均匀的有机膜的B侧面，所述有机膜包含减少电压产生的部分，所述电压因接触生电或摩擦生电而产生；以及其中所述玻璃基板包含硼铝硅酸盐，且具有小于2.45g/cm3的密度。2.如权利要求1所述的玻璃基板，其中有机膜包含选自下组的化合物：基本上减小B侧面的亲水特性的有机化合物；包含氨基或其他能质子化的阳离子基团的有机化合物；减小玻璃基板B侧表面摩擦系数的有机化合物；包含有机硅烷的有机化合物，所述有机硅烷增加表面电子迁移率的大小；以及它们的组合。3.如权利要求1所述的玻璃基板，其中有机膜包含以下各项中的一项或多项：具有至少两个碳原子的长链烷基；胺；以及提供流动电子的芳环。4.如权利要求1所述的玻璃基板，其中有机膜包含以下各项中的一项或多项：烷基铵封端且具有长度大于或等于两个碳原子的烷基的硅烷偶联剂；芳香化合物；以及长度大于或等于两个碳原子的长链烷基。5.如权利要求4所述的玻璃基板，其中烷基长度大于10个碳原子。6.如权利要求4所述的玻璃基板，其中烷基长度在约16-20个碳原子的范围内。7.如权利要求1所述的玻璃基板，其中有机膜包含3-氨基丙基三乙氧基硅烷(GAPS)、十八烷醇、苯基硅烷、聚烯丙胺和氯化十八烷基二甲基(3-三甲氧基硅烷基丙基)铵中的一种或多种。8.如权利要求1所述的玻璃基板，其中在大于或等于约10％的所有相对湿度下的表面电阻率的对数小于约16.5Ω/□。9.如权利要求1所述的玻璃基板，其中在室温和中性pH下，用20mMKCl电极测得的B侧面的ζ电势在约-30mV至约40mV的范围内。10.如权利要求1所述的玻璃基板，其中在室温下用蓝宝石球以25nN的正向力测定，所述B侧面的摩擦系数比不含有机膜的相同玻璃基板的摩擦系数小至少约10％。11.如权利要求1所述的玻璃基板，其中所述B侧面具有大于约25度的水接触角。12.如权利要求1所述的玻璃基板，其中有机膜在水性洗涤工艺过程中沉积在玻璃的B侧面上。13.如权利要求1所述的玻璃基板，其中有机膜在CVD工艺和PVD工艺中的一种或多种工艺过程中沉积在玻璃的B侧面上。14.如权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·汉米尔顿，R·G·曼利，J·M·米斯，W·J·瓦尔扎克，
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