高纵横比的玻璃晶片制造技术

一种玻璃晶片(100)，其具有第一主表面(110)，与第一主表面(110)平行且相对的第二主表面(120)，在第一主表面(110)与第二主表面(120)之间的厚度，以及环状边缘部分(130)，其从玻璃晶片(100)的最外直径延伸向玻璃晶片(100)的几何中心。玻璃晶片(100)的直径大于或等于175mm至小于或等于325mm，并且厚度小于0.350mm。边缘部分(130)的宽度小于10mm。

High aspect ratio glass wafer

A glass wafer (100) has a first main surface (110), a second main surface (120) parallel and opposite to the first main surface (110), a thickness between the first main surface (110) and the second main surface (120), and a ring edge part (130), which extends from the outermost diameter of the glass wafer (100) to the geometric center of the glass wafer (100). The diameter of the glass wafer (100) is greater than or equal to 175mm to less than or equal to 325mm, and the thickness is less than 0.350mm. The width of the edge part (130) is less than 10 mm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高纵横比的玻璃晶片本申请依据35U.S.C.§119要求于2017年2月24日提交的系列号为62/463,320的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。背景
本说明书一般涉及高纵横比的玻璃晶片，更具体地，涉及具有大直径、小的边缘去除、低弯曲、低翘曲以及低的总厚度变化(TTV)的高纵横比玻璃晶片。
技术介绍
随着视觉显示装置的部件变得越来越复杂，例如，用作虚拟现实显示器(VRD)，用于这些装置的光导通常由高折射率玻璃制成。高的折射率能够实现优良的性能，例如，当用于VRD时能够获得高的视场(FOV)。然而，这些光导的各个表面需极其地平行，并且对于诸如总厚度变化(TTV)、翘曲和弯曲在内的参数需具有极紧密的公差。基材表面的平坦度要求是极高的，这是因为引导向基材的光束反射离开基材的多个表面和/或相邻的层，并且当其在板内多次横穿一部分基材时，其通过全内反射传输，因此表面误差迅速积累。反射的次数可以较高，例如10次反射或更多次，因此，平坦度的任何不一致会加重十倍。除了要求玻璃基材具有高程度的平坦度之外，基材必须极其地薄以满足所生产的装置的生产公差。尽管对玻璃平坦度和薄度的要求变得越来越严格，但是以大型晶片来生产玻璃，然后再将晶片切割成所需尺寸的基材更为有效。因此，期望具有高纵横比(即高的直径对厚度的比值)的玻璃晶片。然而，随着晶片尺寸增加，保持玻璃的TTV、弯曲和翘曲变得越来越困难。因此，需要具有大直径、高纵横比、低弯曲、低翘曲和低TTV的玻璃晶片。
技术实现思路
根据一个实施方式，一种玻璃晶片具有第一主表面、与第一主表面平行并且相对的第二主表面、在第一主表面与第二主表面之间的厚度。所述玻璃晶片的直径大于或等于175mm至小于或等于325mm，并且厚度小于0.350mm。边缘部分的宽度小于10mm。根据一些实施方式，所述玻璃晶片还包括环状边缘部分，其从玻璃晶片的最外直径延伸向玻璃晶片的几何中心。边缘部分的宽度小于10mm。在一些实施方式中，边缘部分的宽度是0mm至10mm。在一些实施方式中，边缘部分的宽度是0.2mm至10mm。在另一个实施方式中，一种光学、电学或机械装置包括玻璃晶片，其具有第一主表面，与第一主表面平行且相对的第二主表面，在第一主表面与第二主表面之间的厚度，以及环状边缘部分，所述环状边缘部分从玻璃晶片的最外直径延伸向玻璃晶片的几何中心。所述玻璃晶片的直径大于或等于175mm至小于或等于325mm，并且厚度小于0.350mm。边缘部分的宽度小于10mm。在另一个实施方式中，一种玻璃晶片包括第一主表面，与第一主表面平行且相对的第二主表面，在第一主表面与第二主表面之间的厚度，以及环状边缘部分，所述环状边缘部分从玻璃晶片的最外直径延伸向玻璃晶片的几何中心。玻璃晶片的直径大于或等于200mm至小于或等于325mm，并且玻璃晶片的厚度大于或等于0.225mm至小于或等于0.325mm。边缘部分的宽度小于5mm。玻璃晶片的总厚度变化(TTV)小于1μm，玻璃晶片的弯曲小于或等于±15μm，并且玻璃晶片的翘曲小于或等于30μm。在以下的具体实施方式中给出了另外的特征和优点，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言通过所作描述是显而易见的，或者通过实施本文所述的实施方式，包括以下的具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。应理解，前述的一般性描述和下文的具体实施方式都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。附图说明图1A和1B示意性地示出了根据本文公开和所述的实施方式的玻璃晶片的侧视图；图2示意性地示出了根据本文公开和所述的实施方式的玻璃晶片的平面图；图3示意性地示出了根据本文公开和所述的实施方式的经涂覆的玻璃晶片；以及图4示意性地示出了根据本文公开和所述的实施方式的具有层状涂覆结构的经涂覆的玻璃晶片。具体实施方式现将详细参考具有高纵横比的玻璃晶片的实施方式，这些实施方式在附图中例示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。在一个实施方式中，一种玻璃晶片具有第一主表面，与第一主表面平行且相对的第二主表面，在第一主表面与第二主表面之间的厚度，以及环状边缘部分，所述环状边缘部分从玻璃晶片的最外直径延伸向玻璃晶片的几何中心。根据一些实施方式，所述玻璃晶片的直径大于或等于175mm至小于或等于325mm，并且厚度小于0.350mm。边缘部分的宽度小于10mm。期望由二氧化硅生产直径大且厚度小的高品质玻璃晶片。然而，迄今为止，对由二氧化硅制成，并且直径大、厚度小及表面性质优良的玻璃晶片进行成形和精整的局限性妨碍了这种玻璃晶片的形成。例如，直径为约100mm至150mm且厚度为约0.5mm或更大的玻璃晶片也具有优良的表面性质，例如低弯曲、低翘曲和低TTV。但是，随着玻璃晶片的直径增加，并且随着玻璃晶片的厚度减小，越来越难以获得具有优良表面性质的玻璃晶片并同时在精整期间不使玻璃晶片断裂。如本文中所使用的，“玻璃晶片”是指基于氧化物包含40重量％至100重量％的SiO2的晶片。在本文所指的玻璃晶片的类别中，术语“二氧化硅玻璃晶片”是指基于氧化物包含90重量％至100重量％的SiO2的玻璃晶片。因此，如本文中所使用的，术语“玻璃晶片”包括“二氧化硅玻璃晶片”的子类。两个关键问题阻碍了人们制造玻璃晶片，例如，具有大的直径、小的厚度和优良的表面性质的二氧化硅玻璃晶片：玻璃晶片在加工期间的幸存能力，以及表面性质的可实现性。关于幸存能力，随着玻璃晶片(例如二氧化硅玻璃晶片)的厚度减小，并且随着玻璃晶片的TTV降低，可能不再能使用常规技术[例如计算机数字控制(CNC)加工]来处理玻璃晶片的边缘。因此，玻璃晶片的边缘可能被斜切，这可导致损坏。另外，随着玻璃晶片(例如二氧化硅玻璃晶片)的直径增加，其在加工期间变得更易损坏。例如，在加工期间用于玻璃晶片的载体一般具有环状形状，并且由塑料制成，以使其不刮擦或切损玻璃晶片。载体一般也仅在边缘部分处接触玻璃晶片，以使玻璃晶片的大部分表面可以得到抛光。因此，当在这样的条件下抛光直径大的玻璃晶片时，在玻璃晶片和载体上均施加有大量的压力，这可对玻璃晶片造成损坏，或者可造成塑料载体破裂——由此对玻璃晶片造成损坏。因此，使具有大直径和小厚度的玻璃晶片幸存是困难的。关于可实现性，如上所述，由于玻璃晶片(例如二氧化硅玻璃晶片)的大的直径和小的厚度，因此在抛光期间，在载体上施加有大量的压力，在一些情况中，该压力造成塑料载体破裂。比塑料更牢固的材料(例如金属等)不能用作玻璃晶片的载体，这是因为，玻璃对金属的接触对玻璃晶片造成划痕和其他不可接受的损坏。因此，可能难以制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃晶片，其包括：/n第一主表面；/n与第一主表面平行且相对的第二主表面；/n在第一主表面与第二主表面之间的厚度；并且/n玻璃晶片的直径大于或等于175mm至小于或等于325mm，并且/n厚度小于0.350mm。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170224 US 62/463,3201.一种玻璃晶片，其包括：
第一主表面；
与第一主表面平行且相对的第二主表面；
在第一主表面与第二主表面之间的厚度；并且
玻璃晶片的直径大于或等于175mm至小于或等于325mm，并且
厚度小于0.350mm。


2.一种玻璃晶片，其包括：
第一主表面；
与第一主表面平行且相对的第二主表面；
在第一主表面与第二主表面之间的厚度；以及
环状边缘部分，其从玻璃晶片的最外直径延伸向玻璃晶片的几何中心，其中，
玻璃晶片的直径d大于或等于175mm至小于或等于325mm，
厚度小于0.350mm，并且
环状边缘部分的宽度小于10mm。


3.如权利要求1或2所述的玻璃晶片，其中，玻璃晶片的直径大于或等于200mm至小于或等于300mm。


4.如权利要求1、2或3所述的玻璃晶片，其中，所述厚度大于或等于0.225mm至小于或等于0.325mm。


5.如权利要求2、3或4所述的玻璃晶片，其中，环状边缘部分的宽度小于5mm。


6.如权利要求2-5中任一项所述的玻璃晶片，其中，玻璃晶片的纵横比大于或等于475:1至小于或等于700:1。


7.如前述权利要求中任一项所述的玻璃晶片，其中，沿玻璃晶片的周围的直径d的变化为±0.20mm或更小。


8.如前述权利要求中任一项所述的玻璃晶片，其中，玻璃晶片的总厚度变化(TTV)小于5μm。


9.如前述权利要求中任一项所述的玻璃晶片，其中，玻璃晶片的弯曲小于或等于±35μm。


10.如前述权利要求中任一项所述的玻璃晶片，其中，玻璃晶片的翘曲小于或等于45μm。


11.如前述权利要求中任一项所述的玻璃晶片，其中，玻璃晶片的光楔小于0.030弧秒。


12.如前述权利要求中任一项所述的玻璃晶片，其中，玻璃晶片的划痕-麻点为40/20或更小。

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【专利技术属性】
技术研发人员：R·萨比亚，M·L·吉内尔，J·T·基奇，
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