專利名稱：玻璃的輻射處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及制備玻璃基材(glass substrate)的方法，更具體地，涉及包括將玻璃基材暴露在輻射下的方法。

發(fā)明內(nèi)容
將玻璃基材用于液晶顯示器(IXD)的應(yīng)用是已知的。在制作(IXD)的過程中，已知熱處理會引起收縮(compaction)，其中玻璃基材的體積和尺寸特征以不期望的方式改變。 玻璃收縮的驅(qū)動力可以用(尤其是)假想溫度(fictive temperature) (Tf)與處理溫度的差別表示，而收縮歸因于由玻璃的假想溫度向處理溫度的演變。熱處理過程之前的假想溫度(Tf)取決于玻璃基材的初始形成過程。一般而言，迅速地形成的玻璃基材(例如通過融合下拉法(fusion draw))可以導(dǎo)致玻璃基材中“鎖定(lock in)”較高的假想溫度(Tf)。 為了減少(LCD)過程中的收縮驅(qū)動力，可以進(jìn)行預(yù)收縮二次退火處理，試圖降低在玻璃基材形成過程中初始設(shè)定的假想溫度(Tf)。玻璃收縮也會受熱處理過程中玻璃對尺寸改變的抵抗力影響。這種抵抗力通常用玻璃在熱處理過程中的粘度表示，也經(jīng)常用應(yīng)變點(diǎn)(strain point)或退火溫度(annealing point)(它們分別是熔融玻璃粘度等于IO14 7和IO1318泊(poise)時的溫度)表示。為了減少熱處理過程中的玻璃收縮，可以通過調(diào)整玻璃組成而使低溫粘度增加，從而增加玻璃在給定溫度下的弛豫(relaxation)時間，經(jīng)由以下公式τ (T) ^ η (T) /G在上式中，“G”是剪切模量(shear modulus)，將粘度換算成弛豫時間。增加的弛豫時間隨即導(dǎo)致收縮減少，經(jīng)由以下公式Tf (t) = T+ (Tf (t = 0) -T) {el/ τ (Τ))在上述公式中，Tf (t)是作為時間的函數(shù)的玻璃的假想溫度；T是熱處理溫度； Tf (t = 0)是玻璃基材形成過程中設(shè)定的假想溫度(基于下拉速度和玻璃的粘度曲線)； τ (T)取決于玻璃的粘度曲線。一般而言，熱處理過程中的假想溫度的降低通常會導(dǎo)致玻璃基材的相應(yīng)收縮。因此，基于上述公式的輸入數(shù)據(jù)，玻璃基材在加熱循環(huán)過程中的收縮可以通過觀察假想溫度的變化而建模。本發(fā)明的一個方面提供了一種制造玻璃基材的方法。此方法包括提供一種玻璃基材的步驟，所述基材包括具有快速弛豫類型和慢速弛豫類型的結(jié)構(gòu)。玻璃基材在低于玻璃基材的應(yīng)變點(diǎn)(Tc)的整體溫度(Tb)下提供。該方法還包括將玻璃基材暴露在輻射下的步驟，所述輻射能夠激發(fā)一部分玻璃結(jié)構(gòu)而不會將整體溫度(Tb)升至高于應(yīng)變點(diǎn)(Tc)。使玻璃基材以允許快速弛豫類型弛豫但慢速弛豫類型沒有明顯弛豫的方式暴露于輻射下。


參考附圖閱讀本發(fā)明的以下的詳細(xì)說明時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將獲得更好的理解，其中圖1是制造玻璃基材的示意性方法，包括本發(fā)明一些實(shí)例方面；圖2A示例說明沒有預(yù)先根據(jù)本發(fā)明將玻璃基材暴露在輻射下時，快速和慢速反應(yīng)類型對于加熱循環(huán)的假定響應(yīng)。圖2B示例說明在根據(jù)本發(fā)明將玻璃基材暴露在輻射下之后，快速和慢速反應(yīng)類型對于加熱循環(huán)的假定響應(yīng)。圖3表示玻璃基材根據(jù)本發(fā)明暴露于輻射下之后進(jìn)行加熱；并且圖4是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表，表示兩種玻璃基材在一次加熱循環(huán)內(nèi)的體積改變，其中只有一種玻璃基材根據(jù)本發(fā)明預(yù)先暴露于輻射下。
具體實(shí)施例方式以下將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，附圖中展示了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。 如果可能，相同的附圖標(biāo)記在全部附圖表示相同或類似的部件。然而，此發(fā)明可以以多種不同的形式實(shí)施，不應(yīng)被理解為僅限于本文闡明的實(shí)施方案。提供這些示例性實(shí)施方案以使說明書的公開更加徹底和完整，并更全面地將本發(fā)明的范圍表達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。應(yīng)注意，本發(fā)明處理玻璃材料的方法可應(yīng)用于多種形式的多種玻璃材料，例如玻璃板、玻璃片、玻璃棒等，所述玻璃材料通過多種方法形成，例如滾軋(rolling)、壓制 (pressing)、熔融下拉(fusion draw)、狹縫下拉(slot draw)、漂浮(float)等。然而，對于冷卻速度很高(例如5°C /秒或更高)的步驟中形成的玻璃材料，本發(fā)明特別有用。多種玻璃材料可以用來制造本發(fā)明的玻璃基材。例如，此玻璃基材可基本上由退火溫度至少為640°C的玻璃材料構(gòu)成，然而玻璃基材也可以基本上由具有其他退火溫度的玻璃材料構(gòu)成，和/或含有多種摻混在一起的具有寬范圍的退火溫度的玻璃組分。在一個實(shí)例中，玻璃材料的退火溫度可至少為720°C。在其他的實(shí)施例中，玻璃材料的退火溫度可至少為770°C。適于將半導(dǎo)體薄膜沉積在其表面的玻璃板可以在根據(jù)本發(fā)明完成輻射處理之后進(jìn)一步進(jìn)行半導(dǎo)體沉積的步驟。實(shí)例的方法可以制備用于不同應(yīng)用的玻璃基材。在一個實(shí)例中，一種制造液晶顯示器(LCD)的方法可以包含一種根據(jù)本發(fā)明一些方面的方法制備的玻璃基材。參見圖1，一種方法的示意圖包括本發(fā)明的一些實(shí)例方面。為說明的目的，這些實(shí)例方面以一個單獨(dú)的連續(xù)生產(chǎn)線來示范。應(yīng)理解所展示的步驟中的一個或多個可以被分別進(jìn)行或是一同省卻。例如，所展示的過程步驟各自可在不同的位置和/或在不同的時間進(jìn)行。在一個實(shí)例中，一系列步驟在一個位置進(jìn)行。然后一個或多個后續(xù)步驟可以在不同的位置進(jìn)行。此外，玻璃基材也可以進(jìn)行并未在圖1的示意圖中示例性闡述的額外步驟。如圖1所示，示例方法可使用玻璃材料以加工成初始玻璃基材。例如，如圖所示， 可以使用熔融下拉法100使玻璃材料形成玻璃基材102。在其他的實(shí)例中，可以用漂浮法、 下拉法、滾軋法、和/或其他玻璃基材形成法而形成玻璃基材102。如圖所示，玻璃基材形成
4為玻璃基材板，然而在其他的實(shí)例中也可提供其他的基材構(gòu)造。在示例方法中，玻璃基材通過熔融下拉法100或其他形成技術(shù)形成后可以任選地以多種預(yù)設(shè)的速率進(jìn)行冷卻。例如，玻璃基材可以進(jìn)行下述冷卻處理以至少5°C/s的平均冷卻速率從玻璃基材的軟化溫度(softening temperature) (Ts)冷卻到玻璃基材的應(yīng)變點(diǎn) (Tc)。預(yù)設(shè)的冷卻速率(如果有)可以多種方法實(shí)現(xiàn)。例如，可為周圍環(huán)境提供一些條件來提供有利的冷卻速率。例如，進(jìn)行熔融下拉法100的氣氛可以具有預(yù)設(shè)的組成、溫度和/或循環(huán)，以控制玻璃基板的冷卻速率。在其他的實(shí)例中，可提供一個任選的冷卻機(jī)構(gòu)300(例如示例的風(fēng)扇，或者一個控制玻璃表面周圍的冷卻空氣循環(huán)的裝置)，以促進(jìn)玻璃基材以預(yù)設(shè)的速率進(jìn)行冷卻。冷卻機(jī)構(gòu)300(如果有)可以包括示例的風(fēng)扇，然而在其他的實(shí)例中也可以使用其他的冷卻裝置。如圖所示，玻璃基材102可以沿向下的方向10 進(jìn)行拉制，直到玻璃基材獲得足夠的長度。達(dá)到所需的長度后，可使玻璃基材的下游部分102b與玻璃基材的上游部分10 分開。例如，如圖所示，一個激光裝置200可以使用激光束202在玻璃基材上橫向劃線，以協(xié)助分離并釋放玻璃基材的下游部分102b。在其他的實(shí)例中，下游部分102b可以通過碾磨 (grind)、折斷(fracture)、刻劃(score)或其他分離技術(shù)切割。在其他的實(shí)例中，在本文闡明的多種其它方法中玻璃基材102可以保持完整。例如，玻璃基材可以從熔融下拉法或其他玻璃形成法(例如漂浮法)繼續(xù)經(jīng)過隨后敘述的冷卻過程、輻射區(qū)500、處理區(qū)600和 /或加熱區(qū)700，之后再使玻璃基材的下游部分102b與玻璃基材的上游部分10 分開。因此，示例方法可以將源自玻璃形成過程(例如，熔融下拉法100)的玻璃基材102在生產(chǎn)線上以連續(xù)的方法進(jìn)料，之后再將玻璃基材102的下游部分102b與玻璃基材的上游部分10 切割分開。如圖所示，可以使用冷卻機(jī)構(gòu)300以預(yù)設(shè)的冷卻速率冷卻玻璃基材的上游部分 102a。此外，或者作為替代，可以使用冷卻機(jī)構(gòu)以預(yù)設(shè)的冷卻速率冷卻玻璃基材的下游部分 102b，可以在玻璃基材的下游部分102b與玻璃基材的上游部分10 分離之前或之后進(jìn)行冷卻?？梢蕴峁┮粋€任選的玻璃基板處理裝置400將玻璃基板運(yùn)送經(jīng)過多個可選的處理區(qū)域。例如，如圖所示，處理裝置400可以包括一個帶有空氣軸承404的任選的定向裝置 402，其可以將玻璃基材重新定向和/或?qū)⒉ＡЩ姆胖迷趥魉蜋C(jī)構(gòu)406上。例如，可以將玻璃基材102c放置在傳送機(jī)構(gòu)406上，之后進(jìn)入輻射區(qū)500?；诓Ａ纬杉夹g(shù)，玻璃基材102c包含將弛豫特性“凍結(jié)(frozen) ”入基于所述玻璃基材形成過程的基材的結(jié)構(gòu)。不將此論述限于具體理論，在此處闡明的某些跡象表明允許將整體的弛豫特性以快速弛豫類型和慢速弛豫類型來假設(shè)性描述?？梢哉J(rèn)為快速弛豫類型包括一個單獨(dú)的類，或可以包括多個均表現(xiàn)為快速弛豫類型的類。同樣地，可以認(rèn)為慢速弛豫類型包括一個單獨(dú)的類，或可以包括多個均表現(xiàn)為慢速弛豫類型的類。玻璃基材的快速和慢速弛豫類型被認(rèn)為顯著地影響玻璃基材在后續(xù)加熱循環(huán)過程中的尺寸改變。作為解釋說明，表2A表示將加熱循環(huán)114——例如快速熱退火(RTA)—— 應(yīng)用到尚未進(jìn)入輻射區(qū)500(將在下文中詳細(xì)說明)的玻璃基材102c上。y軸表示溫度，而 χ軸表示時間。如圖2A所示，加熱循環(huán)114包括加熱部分114a，表示玻璃基材溫度的增加。 加熱循環(huán)114還包括保持部分114b，表示玻璃基材保持在最高加熱溫度下的一段時間。最后，加熱循環(huán)114包括冷卻部分114c，表示玻璃基材在加熱循環(huán)114中溫度的下降。圖2A也示出慢速弛豫類型在進(jìn)行加熱循環(huán)114之前、之中和之后的假定的假想溫度曲線110。在加熱循環(huán)114之前，慢速弛豫類型表示出包括水平部分IlOa表示的初始的假想溫度。在開始加熱循環(huán)114之后并在冷卻部分IHc之前，慢速弛豫類型的假想溫度隨著時間降低，由向下傾斜的部分IlOb表示。在冷卻部分IHc中，慢速弛豫類型的假想溫度被“凍結(jié)到”最終的假想溫度，如水平部分IlOc所示。比較水平部分IlOa和110c，慢速弛豫類型的最終假想溫度低于慢速弛豫類型的初始假想溫度。箭頭Illa表示慢速弛豫類型從初始假想溫度到最終假想溫度的假想溫度下降。圖2A還示出快速弛豫類型在進(jìn)行加熱循環(huán)114之前、之中和之后的假定的假想溫度曲線112。在加熱循環(huán)114之前，快速弛豫類型表示出包括初始的假想溫度，由水平部分 11 表示。在加熱部分IHa中，快速弛豫類型的假想溫度隨著時間降低，如向下傾斜的部分112b所示。如112c部分所示，快速弛豫類型的假想溫度最后與處理溫度達(dá)到平衡，并遵循在加熱部分IHa的偏后部分、保持部分114b和冷卻部分IHc的起始部分過程中玻璃基材的整體溫度。在冷卻部分114c過程中，快速弛豫類型的假想溫度最后被“凍結(jié)”于水平部分112d表示的最終假想溫度。比較水平部分11 和112d，快速弛豫類型的最終假想溫度低于快速弛豫類型的初始假想溫度。箭頭113a表示快速弛豫類型從初始假想溫度到最終假想溫度的假想溫度下降。如上文所述，假想溫度的降低趨于導(dǎo)致玻璃基材的收縮。因此， 如圖2A所示，如果不將玻璃基材暴露在輻射下，快速弛豫類型和慢速弛豫類型都被認(rèn)為會在加熱循環(huán)114中促使玻璃基材收縮。根據(jù)本發(fā)明的一些方面，在加熱循環(huán)114之前，有利的是作用于快速弛豫類型但不引起慢速弛豫類型的明顯弛豫以幫助減少隨后加熱循環(huán)過程中尺寸的改變。在一個實(shí)例中，基本上保持慢速弛豫類型的假想溫度曲線110的同時，作用于快速弛豫類型使快速弛豫類型的初始假想溫度低于快速弛豫類型的最終假想溫度可能是有利的。作為解釋，圖2B與圖2A類似，但表示的是將加熱循環(huán)114應(yīng)用到在輻射區(qū)500(將在下文中充分?jǐn)⑹?中經(jīng)受過輻射步驟的玻璃基材102d上。如圖2B所示，慢速弛豫類型的假定的假想溫度曲線110與圖2A中闡述的曲線110基本上保持相同。另一方面，將玻璃基材102d暴露在輻射可以被認(rèn)為實(shí)質(zhì)上影響了快速弛豫類型的假定的假想溫度曲線112。事實(shí)上，在加熱循環(huán)114之前，快速弛豫類型表示出包括水平部分11 表示的初始的假想溫度，其顯著低于圖2A中所示的水平部分11 表示的初始假想溫度。在加熱部分IHa中，快速弛豫類型的假想溫度保持在初始假想溫度，然而，如112f部分所示，在加熱部分11 的偏后部分、保持部分114b和冷卻部分IHc的起始部分中，最后開始符合玻璃基材的溫度。 在冷卻部分114c中，快速弛豫類型的假想溫度最終在水平部分112g表示的最終假想溫度下“凍結(jié)”入玻璃基材(與112d相同，因?yàn)榭焖俪谠ヮ愋偷淖罱K假想溫度是由加熱循環(huán)的冷卻速率114c決定的)。比較水平部分11 和112g，快速弛豫類型的最終假想溫度高于快速弛豫類型的初始假想溫度。箭頭11 表示快速弛豫類型從初始假想溫度到最終假想溫度的假想溫度增加。如上文所述，假想溫度的降低趨于導(dǎo)致玻璃基材的收縮。同樣地，假想溫度的增加趨于導(dǎo)致玻璃基材的膨脹。因此，如圖2B所示，將玻璃基材暴露在輻射下被認(rèn)為可以在加熱循環(huán)114中使弛豫后的快速弛豫類型膨脹，而使慢速弛豫類型收縮，從而部分地彼此抵消，并減少基材的尺寸凈改變。
回到圖1，當(dāng)玻璃基材的整體溫度(Tb)低于玻璃基材的應(yīng)變點(diǎn)(Tc)時，玻璃基材 102d可以被暴露在輻射下。玻璃基材的整體溫度(Tb)可以例如使用一種紅外(IR)溫度讀取器、接觸式熱電偶或其他測量裝置測出。因此，測出的整體溫度(Tb)被設(shè)計(jì)為表示玻璃基材的整體溫度，而不是玻璃基材上可能高于或低于(Tb)的特定點(diǎn)的溫度。本發(fā)明的一些示例方面可以提供具有包含快速弛豫類型和慢速弛豫類型的結(jié)構(gòu)的玻璃基材102c。玻璃基材102c于低于玻璃基材102c的應(yīng)變點(diǎn)(Tc)的整體溫度(Tb)下提供。任選的傳送機(jī)構(gòu)406可以隨后沿著l(Mc方向?qū)⒉ＡЩ?02c傳送到輻射區(qū)500。 如圖所示，可為輻射區(qū)500提供任選的外罩(housing) 502，以及輻射源504以將輻射506 發(fā)送到玻璃基材102d上。當(dāng)處于輻射區(qū)500中時，玻璃基材102d暴露在輻射下，此輻射能夠激發(fā)玻璃結(jié)構(gòu)的一部分，而不會將玻璃基材102d的整體溫度(Tb)增加至高于玻璃基材 102d的應(yīng)變點(diǎn)(Tc)。以允許快速弛豫類型的弛豫而慢速弛豫類型沒有明顯弛豫的方式將玻璃基材102d暴露在輻射506下。輻射源504可以提供多種可替代的輻射類型。例如，輻射506可以含有一種或多種紅外輻射、微波輻射、紫外輻射和/或這些輻射或其他類型輻射的不同組合。此外，如圖所示，輻射506可以為脈沖輻射，盡管非脈沖(即，連續(xù)的)輻射可以在其他實(shí)例中提供。輻射源504可以為激光裝置，然而其他的輻射裝置也可以用在其他實(shí)例中。如果提供的是激光裝置，輻射506可以作為一束或多束脈沖或非脈沖激光束發(fā)射。在一個實(shí)例中，可以根據(jù)本發(fā)明的一些方面使用248nm的紫外脈沖激光。可使玻璃基材102d在輻射506下暴露不同的時間。在一個實(shí)例中，玻璃基材102d 的任何部分可以在輻射506下暴露至多4小時。例如，玻璃基材102d的任何部分可在輻射 506下暴露約4小時至約18小時范圍內(nèi)的一段時間，暴露時間在其他的實(shí)例中可以高于或低于這個范圍。此外，玻璃基材102d可以暴露在脈沖或非脈沖輻射下一段時間，其中有一次時間間隔，然而這段時間中也可以包括多個間歇時間間隔。玻璃基材102d在暴露于輻射506下時，其整體溫度(Tb)可以保持在低于某一程度。在一個實(shí)例中，玻璃基材102d的整體溫度(Tb)在將玻璃基材102d暴露于輻射506下的步驟中可以被升高少于200°C，例如少于150°C，例如少于100°C，例如少于50°C，例如少于30°C。在其他的實(shí)例中，在將玻璃基材102d暴露于輻射506下的步驟結(jié)束時，整體溫度 (Tb)可以低于(Tc)-200°C，其中(Tc)是玻璃基材的應(yīng)變點(diǎn)。例如，在將玻璃基材102d暴露于輻射506下的步驟結(jié)束時，整體溫度(Tb)可以低于(TC)-300°C，例如低于(TC)-400°C， 例如低于(Tc)-500°C。在其他的實(shí)例中，在將玻璃基材102d暴露于輻射506下的步驟結(jié)束時，玻璃基材102d的整體溫度(Tb)可以為低于300°C，例如低于250°C，例如低于200°C，例如低于150°C，例如低于100°C。因此，有利的是將玻璃基材102d暴露于輻射506下的步驟可在明顯低于常規(guī)二次熱退火過程的溫度下進(jìn)行，從而降低玻璃基材不期望地改變(例如變形)的風(fēng)險。傳送機(jī)構(gòu)406可在玻璃基材102d在輻射506下經(jīng)受足夠輻射后將其沿著104d方向傳送。任選地，玻璃基材102d可以被移到處理區(qū)600中，在其中為玻璃基材10 提供一層或多層無定形硅或多晶硅103。如示意圖中所示，可在玻璃基材10 沿著l(Me方向移動時，使用設(shè)備602施加層103。無定形硅或多晶硅也可以用多種其他技術(shù)施加，并可以被施加到玻璃基材10 的一面或兩面。如圖所示，玻璃基材102d從輻射區(qū)進(jìn)入處理區(qū)600，但不使玻璃基材102d經(jīng)受二次熱退火過程。盡管可以經(jīng)受，但避免二次熱退火過程是有益的。此外，將玻璃基材暴露在輻射下的步驟可以消除對二次退火過程的需求，或可以使用強(qiáng)度減小的二次退火過程。在通過輻射區(qū)500后，玻璃基材102f可以在加熱區(qū)700中進(jìn)行進(jìn)一步處理。加熱區(qū)700中可以包括一個電阻加熱器702，它被配置將整體溫度(Tb)升至高于300°C，以使得弛豫后的快速弛豫類型膨脹，而慢速弛豫類型收縮?？梢栽?LCD)顯示器的制造過程中或制造之前進(jìn)行所述加熱步驟。例如，如圖所示，可以在圖1中所示的生產(chǎn)線上進(jìn)行加熱步驟。在另一個實(shí)例中，玻璃基材可以通過輻射區(qū)500和處理區(qū)600。玻璃基材10 可以被傳輸?shù)搅硪粋€位置(由加熱區(qū)700表示)進(jìn)行熱處理。于加熱區(qū)700內(nèi)進(jìn)行加熱的過程中，玻璃基材102f的不期望的尺寸改變(例如收縮或膨脹)可以被避免，因?yàn)槁俪谠ヮ愋偷氖湛s至少部分地被快速弛豫類型的膨脹所抵消。在一個實(shí)例中，在加熱區(qū)700中加熱玻璃基材102f的步驟中，慢速弛豫類型的收縮基本上與快速弛豫類型的膨脹相等。因此，可以基本上避免玻璃基材102f的收縮和/或膨脹。 在其他的實(shí)例中，慢速弛豫類型的收縮僅有部分被快速弛豫類型的膨脹所補(bǔ)償。在這樣的實(shí)例中，玻璃基材102f會經(jīng)受收縮。然而，這樣的收縮會少于沒有將玻璃基材在輻射區(qū)中暴露在輻射下會經(jīng)受的收縮。在其他的實(shí)例中，快速弛豫類型的膨脹大于慢速弛豫類型的收縮。在這樣的實(shí)例中，玻璃基材102f會經(jīng)受膨脹?？梢哉J(rèn)識到，當(dāng)將玻璃基材102f加熱到高于300°C時，在輻射區(qū)500內(nèi)輻射的程度和/或在加熱區(qū)700內(nèi)加熱的程度可以用來控制玻璃基材102f的整體尺寸改變。例如，基于已知的用于制造(LCD)的后續(xù)加熱步驟，玻璃基材可以用一種減少(例如避免)玻璃基材102f收縮的方式被輻射。這樣，不期望的尺寸改變可以被減少，并且可能被避免。圖3表示玻璃基材102f根據(jù)本發(fā)明暴露在輻射下后，在加熱區(qū)700內(nèi)以假定的溫度(例如450°C )進(jìn)行加熱。y軸表示體積改變，而χ軸表示時間。膨脹曲線IM表示快速弛豫類型的膨脹，而收縮曲線156表示慢速弛豫類型的收縮。尺寸曲線150表示玻璃基材 102f在加熱區(qū)內(nèi)的整體尺寸改變，其基于經(jīng)弛豫的快速弛豫類型的膨脹和慢速弛豫類型的收縮。如圖所示，快速弛豫類型的初始膨脹過度補(bǔ)償了慢速弛豫類型的初始收縮。因此，玻璃基材102f在加熱區(qū)700內(nèi)加熱的過程中最初是膨脹的，如尺寸曲線150中向上傾斜的部分150a所示。隨著時間，快速弛豫類型的膨脹開始減緩，并且最終當(dāng)快速弛豫類型的假想溫度與熱處理溫度達(dá)到平衡時停止膨脹，如膨脹曲線1 所示。另一方面，慢速弛豫類型隨著時間繼續(xù)收縮，如收縮曲線156所示。因此，玻璃基材102f最終開始收縮，如向下傾斜的部分150b所示，并且提供凈收縮，如150c部分所示。點(diǎn)152代表的是玻璃基材102f的凈尺寸變化為0時的時間點(diǎn)。圖4是一張表示實(shí)際測試數(shù)據(jù)的曲線圖，其中將尺寸曲線401與沒有根據(jù)本發(fā)明暴露于輻射下的玻璃基材102c的尺寸曲線403相比較。測試數(shù)據(jù)表示當(dāng)玻璃基材102c和 102f于450°C的溫度下置于加熱區(qū)700中時隨著時間產(chǎn)生的尺寸改變。y軸表示玻璃基材的尺寸改變，以百萬分之幾(ppm)計(jì)，而χ軸表示時間，以分鐘計(jì)。尺寸曲線403表示從零時間到300分鐘間收縮持續(xù)增加。另一方面，表示玻璃基材102f的尺寸曲線401證實(shí)了玻璃基材102f的初始膨脹和玻璃基材102f的隨后收縮。如圖所示，置于加熱區(qū)700中以450°C 的溫度加熱時，在大約45分鐘到60分鐘(點(diǎn)405)時出現(xiàn)凈尺寸的零改變點(diǎn)。
應(yīng)注意，區(qū)域500、600和700可以位于相同設(shè)備內(nèi)，彼此相接近，或者彼此距離很遠(yuǎn)，或位于不同設(shè)備內(nèi)。這樣，輻射處理步驟、薄膜施加步驟和后續(xù)熱處理步驟可以在相同或不同的位置進(jìn)行，通過相同或不同的機(jī)構(gòu)進(jìn)行。這樣，本公開內(nèi)容的一些非限制性的方面和/或?qū)嵤┓桨赴–l. 一種制備玻璃基材的方法，包括下列步驟(a)提供一種玻璃基材，其包括含有快速弛豫類型和慢速弛豫類型的結(jié)構(gòu)，此玻璃基材的整體溫度Tb低于此玻璃基材的應(yīng)變點(diǎn)；并且(b)將此玻璃基材暴露在一種能夠部分激發(fā)玻璃結(jié)構(gòu)而不會使Tb升高至高于Tc 的輻射下，其中玻璃基材以允許快速弛豫類型弛豫，而慢速弛豫類型沒有明顯弛豫的方式暴露在輻射下。C2. Cl中的方法，其中的步驟(b)中，Tb的增加值少于200°C。C3. Cl或C2中的方法，其中的步驟(b)結(jié)束時，Tb小于 ^-200 。C4. Cl至C3任一項(xiàng)的方法，其中在步驟(b)結(jié)束時，Tb小于300°C。C5. Cl至C4任一項(xiàng)的方法，其中的玻璃基材主要由退火溫度至少為640°C的玻璃材料組成。C6. Cl至C5任一項(xiàng)的方法，其中的輻射選自紅外輻射、微波輻射和紫外輻射。C7. Cl至C6任一項(xiàng)的方法，其中的步驟(b)中，所用的輻射是脈沖的。C8. Cl至C7任一項(xiàng)的方法，其中的步驟(b)中，玻璃基材的任何部分暴露在輻射下的時間最高達(dá)4小時。C9. Cl至C8任一項(xiàng)的方法，其中的步驟(a)之前，玻璃基材經(jīng)受冷卻過程，以至少為5°C /s的平均冷卻速率從Ts冷卻到Tc，其中Ts是玻璃基材的軟化溫度。C10. 一種使用Cl至C9任一項(xiàng)的方法制備IXD玻璃基材的方法。Cll. Cl至ClO任一項(xiàng)的方法，在步驟(b)之后還包括以下步驟(c)(c)在玻璃基材的表面形成一層無定形硅或多晶硅。C12. Cll中的方法，其中在步驟(b)之后和步驟(c)之前，玻璃基材不經(jīng)受二次熱退火步驟。C13. Cl至C12任一項(xiàng)的方法，還包括在快速弛豫類型弛豫后，將Tb升高至高于 300°C，以使得弛豫后的快速弛豫類型膨脹，而慢速弛豫類型收縮。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以對本發(fā)明做出多種修改或變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，本發(fā)明意圖覆蓋本發(fā)明的修改方案和變化方案，只要它們在附加的權(quán)利要求和其等價物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備玻璃基材的方法，包括下列步驟(a)提供一種玻璃基材，其具有包含快速弛豫類型和慢速弛豫類型的結(jié)構(gòu)，此玻璃基材的整體溫度Tb低于Tc，其中Tc是此玻璃基材的應(yīng)變點(diǎn)；并且(b)將此玻璃基材暴露在一種可以部分激發(fā)玻璃結(jié)構(gòu)而不會使Tb升高至高于Tc的輻射下，其中玻璃基材以允許快速弛豫類型弛豫但慢速弛豫類型沒有明顯弛豫的方式暴露在輻射下。
2.權(quán)利要求1的方法，其中的步驟(b)中，Tb的增加值少于200°C。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中在步驟(b)結(jié)束時，Tb小于Tc-200°C，其中Tc是玻璃基材的應(yīng)變點(diǎn)。
4.權(quán)利要求1至3之一的方法，其中在步驟(b)結(jié)束時，Tb小于300°C。
5.前述權(quán)利要求之一的方法，其中的玻璃基材主要由退火溫度至少為640°C的玻璃材料構(gòu)成。
6.前述權(quán)利要求之一的方法，其中的輻射選自紅外輻射、微波輻射以及紫外輻射。
7.前述權(quán)利要求之一的方法，其中的步驟(b)中，輻射是脈沖輻射。
8.前述權(quán)利要求之一的方法，其中的步驟(b)中，玻璃基材的任何部分暴露在輻射下的時間最高達(dá)4小時。
9.前述權(quán)利要求之一的方法，其中在步驟(a)之前，玻璃基材經(jīng)受冷卻過程，以至少為 50C /s的平均冷卻速率從Ts冷卻到Tc，其中Ts是玻璃基材的軟化溫度。
10.用前述權(quán)利要求之一的方法制備LCD玻璃基材的方法。
11.前述權(quán)利要求之一的方法，在步驟(b)之后還包括以下步驟(c)(c)在玻璃基材的表面形成一層無定形硅或多晶硅。
12.權(quán)利要求11的方法，其中在步驟(b)之后和步驟(c)之前，玻璃基材不經(jīng)受二次熱退火步驟。
13.前述權(quán)利要求之一的方法，進(jìn)一步包括在快速弛豫類型弛豫后，將Tb升高至高于 300°C，以使得弛豫后的快速弛豫類型膨脹，而慢速弛豫類型收縮。
全文摘要
制造玻璃的方法包括提供玻璃基材的步驟，此玻璃基材具有包含快速弛豫類型和慢速弛豫類型的結(jié)構(gòu)。玻璃基材在低于玻璃基材的應(yīng)變點(diǎn)(Tc)的整體溫度(Tb)下提供。此方法還包括將玻璃基材暴露在一種可以部分激發(fā)玻璃結(jié)構(gòu)而不會使Tb升高至高于Tc的輻射下的步驟。使玻璃基材以允許快速弛豫類型弛豫但慢速弛豫類型沒有明顯弛豫的方式暴露于輻射下。
文檔編號C03B20/00GK102448899SQ201080023543
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
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