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TWI845499B - 用於減少靜電帶電之紋理化玻璃表面 - Google Patents

用於減少靜電帶電之紋理化玻璃表面 Download PDF

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TWI845499B
TWI845499B TW108107377A TW108107377A TWI845499B TW I845499 B TWI845499 B TW I845499B TW 108107377 A TW108107377 A TW 108107377A TW 108107377 A TW108107377 A TW 108107377A TW I845499 B TWI845499 B TW I845499B
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靜賀
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Abstract

本發明揭示具有一紋理化表面之一基板。當與一未紋理化但原本相同之玻璃基板相比時，該紋理化玻璃基板展現低霧度及接觸靜電帶電之一顯著減少。本發明亦揭示藉由一原位遮罩蝕刻製程產生該紋理化表面之方法。

Description

用於減少靜電帶電之紋理化玻璃表面
相關申請案之交互參照
本申請案主張於2018年3月7日提出申請之美國臨時申請案第62/639,702號之優先權益，該申請案之內容之全文依賴於且以引用方式併入本文中，如同下文全面闡述。
本發明概言之係關於顯示器應用之紋理化表面，且更具體而言係關於用於減輕靜電效應之玻璃基板之紋理化表面。
接觸靜電帶電因產生高表面電位差對平板顯示器製造係一個挑戰，此可能導致許多問題，包括電子組件之場致靜電放電故障、靜電吸引引起之基於粒子之污染以及封裝及處理過程中靜電黏附引起之玻璃破裂。幾種類型之表面處理已經成功地用於減少接觸帶電現象，其中最常見的兩種係應用一或多個薄膜塗層及玻璃表面之紋理化及/或化學改質。藉助簡單蝕刻粗糙化表面經由限制總接觸面積來減少靜電力，從而在歷史上改善了兩個大平面之間之接觸帶電。然而，一些方法(例如彼等使用乙酸、且更具體而言具有低水含量之乙酸溶液之方法)使用起來可能係危險的，此乃因濃縮形式之乙酸對組織有害並且可能係高度易燃的。
根據本文揭示之一或多個實施例，可使用「無遮罩」蝕刻技術來紋理化玻璃基板。該方法涉及低成本之濕式化學蝕刻製程，用於紋理化玻璃基板，以抑制此玻璃基板在處理過程中之靜電帶電。
使用含氟溶液在玻璃表面產生紋理需要蝕刻遮罩，此乃因在沒有遮罩時，無定形同質矽酸鹽玻璃往往會以比分子層級大之尺度均勻蝕刻，從而減小玻璃基板之厚度，但不產生紋理。已經提出了許多方法來遮蔽玻璃蝕刻，以便為各種應用提供圖案化紋理。該等方法可分為彼等在蝕刻之前需要單獨遮蔽製程之方法及彼等在蝕刻期間原位形成遮罩之方法，即所謂的「無遮罩」蝕刻，此乃因在蝕刻開始之前沒有遮罩。出於本揭示內容之目的，遮罩可視為提供蝕刻障壁之任何材料，並且可施加至具有各種橫向尺寸以及對玻璃具有不同程度之耐久性及黏附力之玻璃表面。
許多遮罩應用方法(例如噴墨印刷)不能在玻璃表面產生小的奈米級特徵。事實上，大多數方法在橫向特徵尺寸及蝕刻深度上皆產生微米級之紋理，因此對玻璃產生可見之「結霜」外觀，此降低了透明度，增加了霧度，並降低了眩光及表面反射率。
原位遮罩及玻璃蝕刻涉及由玻璃溶解之副產物加上蝕刻劑形成遮罩之複雜過程。形成之沉澱物(有時係結晶)通常在一定程度上可溶於蝕刻劑，使得此過程之建模變得困難。此外，使用無遮罩蝕刻產生差異蝕刻可涉及藉由與結霜溶液或凝膠接觸來產生遮罩之多個步驟，以及移除遮罩及蝕刻劑之後續步驟。原位蝕刻遮罩亦可產生各種紋理，此端視其對基板之黏附力及濕蝕刻劑之耐久性而定，並且可顯示不太耐用之遮罩產生較淺之紋理。蝕刻深度亦由遮罩區域之尺寸決定，較小之遮罩區域不能支持更深之蝕刻輪廓，因為更容易發生遮罩底切。因此，當形成奈米級紋理時，遮罩化學、玻璃化學、蝕刻化學及玻璃組成皆應考慮在內。
因此，揭示包含化學處理之主表面之玻璃基板，該玻璃基板包含等於或小於約1%之霧度值，並且當與未處理之原本相同之玻璃基板相比時，當在化學處理之主表面上實施提升測試時，該玻璃基板進一步包含大於70%之靜電帶電(electrostatic charging; ESC)效能之改善。
當與未處理之原本相同之玻璃基板相比時，玻璃基板可進一步包含在350 nm至400 nm之波長範圍內至少約0.25%之透射率之改善。
在一些實施例中，玻璃基板可為化學強化之玻璃基板。
在一些實施例中，玻璃基板係層壓玻璃基板，其包含包括第一熱膨脹係數之第一玻璃層及融合至第一玻璃層且包含第二熱膨脹係數之第二玻璃層，該第二熱膨脹係數不同於第一熱膨脹係數。
化學處理之主表面包含複數個凸起特徵，並且處理之主表面上凸起特徵之平均特徵密度在約0.2至約1特徵/μm2 之範圍內。凸起特徵之平均特徵體積可在約0.014至約0.25 μm3 之範圍內。凸起特徵之總表面積相對於化學處理之主表面之總表面積可在約4%至約35%之範圍內。
在一些實施例中，化學處理之主表面之平均表面粗糙度Ra可在約0.4奈米至約10奈米之範圍內。
在另一實施例中，揭示形成紋理化玻璃基板之方法，其包含用蝕刻劑處理玻璃基板之主表面，該蝕刻劑包含約50 wt%至約60 wt%之量之乙酸、約10 wt%至約25 wt%之量之氟化銨及約20 wt%至約35 wt%之量之水。
在一些實施例中，在處理玻璃基板後玻璃基板之總霧度值小於1%，且當與未處理但原本相同之玻璃基板相比時，玻璃基板展現大於70%之ESC效能增加。
在一些實施例中，玻璃基板之表面暴露於蝕刻劑之時間少於約30秒，例如在暴露期間在約18℃至約60℃範圍內之溫度下。
經處理之主表面之平均表面粗糙度Ra可在約0.4奈米至約10奈米之範圍內。
此處描述之實施例之其他態樣及優點將在隨附詳細描述中闡述，並且部分地為熟習此項技術者根據該描述容易明瞭，或藉由實踐此處描述之實施例來認識到，包括隨附詳細描述、申請專利範圍以及附圖。
應理解，前面之一般描述及隨附詳細描述皆呈現了本揭示內容之實施例，並且意欲提供用於理解所主張實施例之性質及特徵之概述或框架。附圖包括在內以提供對實施例之進一步理解，並且納入並構成本說明書之一部分。附圖圖解說明本揭示內容之各個實施例，並且與描述一起用於解釋實施例之原理及操作。
現在將詳細參考本揭示內容之實施例，其實例圖解說明於附圖中。只要有可能，在整個附圖中將使用相同之參考數字來指相同或相似之部分。然而，本揭示內容可以許多不同之形式體現，並且不應解釋為限於此處闡述之實施例。
範圍在此處可表示為從「約」一個特定值及/或至「約」另一個特定值。當表述該範圍時，另一個實施例包括從一個特定值及/或至另一個特定值。類似地，當值表示為近似值時，藉由使用先行詞「約」，將理解特定值形成另一個實施例。應進一步理解，每個範圍之端點相對於另一個端點係顯著的，並且獨立於另一個端點。
此處可使用之方向術語(例如上、下、右、左、前、後、頂、底)僅參考所繪製之附圖，並不欲指絕對取向。
除非另有明確說明，否則決不意味著此處闡述之任何方法解釋為要求其步驟以特定之順序實施，亦不意味著對於任何裝置，要求特定之取向。因此，當方法項實際上沒有列舉其步驟所遵循之順序，或任何裝置項實際上沒有列舉單個組件之順序或取向，或在申請專利範圍或描述中沒有以其他方式具體說明該等步驟將限於特定順序，或沒有列舉裝置組件之特定順序或取向時，決不意味著在任何方面推斷順序或取向。此適用於任何可能之非明示解釋基礎，包括：關於步驟安排、操作流程、組件順序或組件取向之邏輯問題；源自語法組織或標點符號之簡單含義；及說明書中描述之實施例之數量或類型。
如本文所用，除非上下文另有明確指示，否則單數形式「一(a、an)」及「該」包括複數個指代物。因此，例如，除非上下文另外明確指示，否則提及「一」個組件包括具有兩個或更多個該等組件之態樣。
如本文所用，除非另有指示，否則術語「特徵」係指蝕刻後玻璃表面剩餘之奈米級凸起部分。特徵之特徵可在於三維形貌，包括一或多個峰(高點)及谷，該等峰(高點)及谷係由例如沉積之蝕刻遮罩之底切引起，並且展現雪花或植物葉子樣之自上而下之形狀。
用於構建顯示器面板之平板顯示器玻璃、特別是包括薄膜電晶體之顯示器面板部分係由兩側組成，薄膜電晶體(thin film transistor; TFT)可構建在其上之功能側(「背板」) (A側)及非功能B側。在處理過程中，B側玻璃接觸各種材料(即紙、金屬、塑膠、橡膠、陶瓷等)並且可經由摩擦帶電累積靜電荷。例如，當將玻璃基板引入生產線中並且從玻璃基板剝離交錯材料時，玻璃基板會累積靜電荷。此外，在半導體沉積之製造過程中，玻璃基板通常放置在實施沉積之卡盤台上，玻璃基板之B側與卡盤台接觸。卡盤台可例如在處理過程中經由卡盤台中之一或多個真空埠來限制玻璃基板。當玻璃基板從卡盤台移除時，玻璃基板之B側可經由摩擦帶電及/或接觸帶電而靜電帶電。此靜電荷累積會引起許多問題。例如，當試圖從卡盤台移除玻璃基板時，玻璃基板可藉由靜電荷黏附至卡盤台，並且玻璃基板隨後會破裂。此外，由於靜電荷，顆粒及灰塵會吸引至玻璃表面並將其污染。更重要的是，靜電荷從B側釋放至A側(靜電放電，ESD)會導致TFT柵極故障及/或A側之線路損壞，從而降低產品產量。
所述之方法可用於精細紋理化玻璃表面，從而以有效降低摩擦帶電及/或接觸帶電期間之接觸親密度之方式減小接觸面積，並導致玻璃電壓或表面電荷之降低，而不顯著降低玻璃之透明度，例如具有最小之霧度。
根據一或多個實施例，「無遮罩」蝕刻技術用於生產最小化玻璃基板之靜電帶電之玻璃基板。使用含氟溶液在玻璃表面上產生紋理需要蝕刻遮罩，此乃因在沒有遮罩時，無定形同質矽酸鹽玻璃往往會以比分子層級大之尺度均勻蝕刻，從而減小玻璃之厚度，但不產生紋理。已提出許多方法用於玻璃蝕刻以為各種應用提供圖案化紋理。該等方法可分為彼等在蝕刻之前需要單獨遮蔽製程之方法及彼等在蝕刻期間原位形成遮罩之方法，即所謂的「無遮罩」蝕刻(此乃因在蝕刻開始之前沒有遮罩)。出於本揭示內容之目的，遮罩可視為提供蝕刻障壁之任何材料，並且可以不同程度之耐久性及對玻璃之黏附力施加至玻璃表面。
許多遮罩應用方法(例如噴墨印刷)對可施加之遮罩之規模有限制，此乃因其不能沉積小之奈米級遮蔽區。事實上，大多數方法產生橫向特徵尺寸及蝕刻深度均為微米級之玻璃紋理，從而對玻璃產生可見之「結霜」外觀，此降低了透明度，增加了霧度，並降低了眩光及表面反射率。
原位遮蔽及玻璃蝕刻涉及由玻璃溶解之副產物加上蝕刻劑形成遮罩之複雜過程。形成之沉澱物通常在一定程度上可溶於蝕刻劑，使得此過程之建模變得困難。此外，使用無遮罩蝕刻產生差異蝕刻可涉及藉由與結霜溶液或凝膠接觸來產生遮罩之多個步驟，以及移除遮罩及蝕刻劑之後續步驟。原位蝕刻遮罩亦可產生各種玻璃紋理，此取決於其對基板之黏附力及濕蝕刻劑之耐久性，並且可顯示不太耐用之遮罩導致較淺之紋理。蝕刻深度亦由遮罩區域之尺寸決定，較小之遮罩區域因更容易發生遮罩底切而不能支持更深之蝕刻輪廓。
根據本揭示內容，將有機溶劑引入無機酸以產生快速局部沉澱，該沉澱在玻璃基板表面上形成結晶沉澱物。該等沉澱物係蝕刻副產物，通常係氟矽酸鹽，其遮蔽底伏玻璃表面並阻礙了該等位置之蝕刻。殘餘之結晶沉澱物可在隨後之熱水清洗或酸洗中溶解掉，在玻璃表面上留下蝕刻產生之紋理特徵。藉由調整有機溶劑與蝕刻劑比率、蝕刻時間或蝕刻劑溫度，可獲得從奈米至微米範圍之寬範圍之紋理粗糙度。
化學蝕刻製程包括在水性蝕刻劑中蝕刻玻璃基板，例如蝕刻劑浴，該蝕刻劑浴包含混合在水中之有機溶劑(例如乙酸CH3 CO2 H)及無機酸(例如，氟化銨NH4 F)之混合物。不希望堅持特定之理論，人們認為乙酸與氟化銨反應形成氫氟酸及乙酸銨。來自玻璃表面之二氧化矽經HF侵蝕並形成四氟化矽及水，且四氟化矽與周圍之HF及銨離子結合，在玻璃表面上形成芳氟矽銨石((NH4 )2 SiF6 )及氫氣。當蝕刻劑第一次接觸玻璃表面時，玻璃開始溶解，並且當玻璃溶解反應物之程度達到超飽和時，晶體在玻璃表面上二維生長。隨著蝕刻反應繼續，形成芳氟矽銨石之卵石樣鈍化層。當蝕刻之玻璃基板從蝕刻劑中移除並沖洗時，該等晶體溶解，留下形成紋理化玻璃表面之山丘及山谷。
可藉由控制製程參數(例如蝕刻劑之組成、蝕刻時間、蝕刻劑溫度及玻璃溫度)來優化玻璃基板紋理。可能不需要依賴於添加鹼金屬或鹼土金屬鹽來移除遮罩。
蝕刻劑之其他添加劑可提供額外優點。該等添加劑可包括：染料，用於給蝕刻劑添加顏色，並能夠為沖洗提供視覺幫助(普通食品級染料就足夠)；以及黏度調節組分，用於增稠蝕刻劑，並能夠將蝕刻劑塗覆(滾動)或噴塗在玻璃基板上而非浸漬。增稠之蝕刻劑亦可降低蝕刻劑之蒸汽壓，從而減少由酸蒸汽與基板接觸引起之缺陷。
玻璃基板可包含能夠承受此處明確或固有揭示之製程參數之任何合適之玻璃，例如鹼金屬矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃或鋁硼矽酸鹽玻璃。玻璃材料可為基於矽之玻璃，例如代碼2318玻璃、代碼2319玻璃、代碼2320玻璃、Eagle XG®玻璃、Lotus™及鈉鈣玻璃等，所有皆可從Corning, Inc獲得。其他顯示型玻璃亦可從此處描述之製程中受益。因此，玻璃基板並不限於前述Corning Incorporated之玻璃。例如，玻璃之一個選擇因素可為是否可實施後續離子交換過程，在該情況下，通常期望玻璃係含鹼玻璃。
顯示器玻璃基板可具有多種組成並且可藉由不同之製程形成。合適之形成製程包括(但不限於)浮動製程及下拉製程，例如狹縫拉伸及熔融拉伸製程。例如，參見美國專利第3,338,696號及第3,682,609號。熔融製造製程為顯示器行業提供了優勢，包括平坦之玻璃基板，具有出色之厚度控制、原始之表面品質及可擴縮性。玻璃基板之平坦度在液晶顯示器(liquid crystal display; LCD)電視面板之生產中非常重要，此乃因平坦度之任何偏差皆會導致視覺失真。可用於本文揭示之方法中之其他製程闡述於美國專利第4,102,664號、美國專利第4,880,453號及美國公開申請案第2005/0001201號中。
玻璃基板可經特別設計用於製造平板顯示器，並且可展現小於2.45 g/cm3 之密度，並且在一些實施例中可展現大於約200,000泊(P)或大於約400,000 P或大於約600,000 P或大於約800,000 P之液相線黏度(定義為玻璃在液相線溫度之黏度)。用作顯示器玻璃基板之玻璃基板可具有在100微米(μm)至約0.7 μm範圍內之厚度，但可受益於本文所述方法之其他玻璃基板可展現在約10 μm至約5毫米範圍內之厚度。另外，合適之玻璃基板在0℃至300℃之溫度範圍內可展現28 × 10-7 /℃至約57 × 10-7 /℃、例如在約28 × 10-7 /℃至約33 × 10-7 /℃範圍內或在約31 × 10-7 /℃至約57 × 10-7 /℃範圍內之實質上線性之熱膨脹係數。在一些實施例中，玻璃基板可包括等於或大於約650℃之應變點。熟習此項技術者可使用已知技術來確定所揭示組合物之應變點。例如，應變點可使用ASTM方法C336來確定。
合適之玻璃基板可具有等於或大於10.0 × 106 psi之楊氏模數。不受限於任何具體操作理論，人們認為高應變點可有助於防止玻璃製造後熱處理過程中由於壓實(收縮)而導致之面板變形。進一步認為高楊氏模數可減少運輸及處置過程中大玻璃基板展現出之下垂量。
如本文所用，術語「實質上線性」意指資料點在指定範圍內之線性迴歸具有大於或等於約0.9、或大於或等於約0.95、或大於或等於約0.98、或大於或等於約0.99、或大於或等於約0.995之可決係數。合適之玻璃基底可包括彼等熔融溫度低於約1700℃之玻璃。
合適玻璃基板在30℃下浸沒於1份HF及10份NH4 F之溶液中達5分鐘後可展現小於0.5 mg/cm2 之重量損失。在其他實施例中，在拋光樣品在95℃下暴露於5% HCl溶液達24小時時，玻璃基板可具有小於或等於約20毫克/cm2 、例如等於或小於約15毫克/cm2 、等於或小於約15毫克/cm2 、等於或小於約10毫克/cm2 、等於或小於約5毫克/cm2 、或等於或小於約1毫克/cm2 、例如等於或小於約0.8毫克/cm2 之重量損失。
在所述製程之實施例中，玻璃基板可包含以下組成：玻璃之主要組分係SiO2 、Al2 O3 、B2 O3 及至少兩種鹼土氧化物。合適之鹼土氧化物包括(但不限於) MgO、BaO及CaO。SiO2 用作玻璃之基本玻璃成型劑且具有大於或等於約64莫耳%之濃度以提供具有適於平板顯示器玻璃(例如適用於主動矩陣液晶顯示器(active matrix liquid crystal display; AMLCD)面板之玻璃)之密度及化學耐久性及容許玻璃藉由下拉製程(例如熔融製程)形成之液相線溫度(液相線黏度)的玻璃。
合適玻璃基板可具有小於或等於約71莫耳%之SiO2 濃度以容許批料在耐火熔融器中使用習用高體積熔融技術(例如焦耳熔融(Joule melting))來熔融。在一些實施例中，SiO2 濃度在約66.0莫耳%至約70.5莫耳%範圍內，或在約66.5莫耳%至約70.0莫耳%範圍內，或在約67.0莫耳%至約69.5莫耳%範圍內。
氧化鋁(Al2 O3 )係適用於本揭示內容之實施例之另一玻璃成型劑。不受限於任何具體操作理論，人們認為等於或大於約9.0莫耳%之Al2 O3 濃度提供具有低液相線溫度及相應高液相線黏度之玻璃。使用至少約9.0莫耳% Al2 O3 亦可改進玻璃之應變點及模數。在詳細實施例中，Al2 O3 濃度可在約9.5至約11.5莫耳%之範圍內。
氧化硼(B2 O3 )既係玻璃成型劑，亦係幫助熔融且降低熔融溫度之熔劑。為達成該等效應，適用於本揭示內容實施例之玻璃基板可具有等於或大於約7.0莫耳%之B2 O3 濃度。然而，大量B2 O3 會降低應變點(在高於7.0莫耳%時，B2 O3 每增加1莫耳%，應變點降低約10℃)、楊氏模數及化學耐久性。
除玻璃成型劑(SiO2 、Al2 O3 及B2 O3 )外，合適之玻璃基板亦可包括至少兩種鹼土氧化物，即至少MgO及CaO及視情況SrO及/或BaO。不受限於任何具體操作理論，人們認為鹼土氧化物提供具有對熔融、澄清、成型及最終用途至關重要之不同特性之玻璃。在一些實施例中，MgO濃度大於或等於約1.0莫耳%。在其他實施例中，MgO濃度可在約1.6莫耳%及約2.4莫耳%之範圍內。
不受限於任何具體操作理論，人們認為CaO在平板應用、具體而言AMLCD應用之最期望範圍內產生低液相線溫度(高液相線黏度)、高應變點及楊氏模數及熱膨脹係數(coefficients of thermal expansion; CTE)。人們亦認為CaO有利於化學耐久性，且與其他鹼土氧化物相比，CaO作為批料係相對廉價的。因此，在一些實施例中，CaO濃度大於或等於約6.0莫耳%。在其他實施例中，顯示器玻璃中之CaO濃度可小於或等於約11.5莫耳%或在約6.5及約10.5莫耳%之範圍內。
在一些實施例中，玻璃基板可包含在約60 mol%至約70 mol%範圍內之SiO2 ；在約6 mol%至約14 mol%範圍內之Al2 O3 ；在0 mol%至約15 mol%範圍內之B2 O3 ；在0 mol%至約15 mol%範圍內之Li2 O；在0 mol%至約20 mol%範圍內之Na2 O；在0 mol%至約10 mol%範圍內之K2 O；在0 mol%至約8 mol%範圍內之MgO；在0 mol%至約10 mol%範圍內之CaO；在0 mol%至約5 mol%範圍內之ZrO2 ；在0 mol%至約1 mol%範圍內之SnO2 ；在0 mol%至約1 mol%範圍內之CeO2 ；小於50 ppm As2 O3 ；及小於50 ppm Sb2 O3 ；其中12 mol% ≤ Li2 O + Na2 O + K2 O ≤ 20 mol%及0 mol% ≤ MgO + CaO ≤ 10 mol%，且其中矽酸鹽玻璃實質上不含鋰。
在一些實施例中，玻璃基板名義上不含鹼金屬氧化物且具有以氧化物之重量%計算之組成，包含約49至67% SiO2 、至少約6% Al2 O3 、SiO2 + Al2 O3 ＞ 68%、在約0%至約15%範圍內之B2 O3 、在所指示製劑中至少一種選自由約0至21% BaO、約0至15% SrO、約0至18% CaO、約0至8% MgO及約12至30% BaO + CaO + SrO + MgO組成之群之鹼土金屬氧化物。
本文所述之某些玻璃基板可為層壓玻璃。在一些實施例中，玻璃基板係藉由將玻璃表層熔融拉至玻璃芯之至少一個暴露表面來產生。通常，玻璃表層將具有等於或大於650℃之應變點。在一些實施例中，表層玻璃組合物具有等於或大於670℃、等於或大於690℃、等於或大於710℃、等於或大於730℃、等於或大於750℃、等於或大於770℃或等於或大於790℃之應變點。
在一些實施例中，玻璃表層可藉由熔融製程施加至玻璃芯之暴露表面。用於形成層壓玻璃基板之示例性熔融製程可總結如下。使至少兩種不同組成之玻璃(例如基礎玻璃或芯玻璃及表層)單獨熔融。然後，每個玻璃經由適當遞送系統遞送至各別溢流分配器。分配器一個接一個地安裝，使得玻璃從每一個皆流過分配器之頂部邊緣部分並向下流至至少一側，以在分配器之一側或兩側形成適當厚度之均勻流動層。溢出下部分配器之熔融玻璃沿著分配器壁向下流動，並在底部分配器之會聚外表面附近形成初始玻璃流動層。同樣，從上部分配器溢出之熔融玻璃向下流過上部分配器壁，並流過初始玻璃流動層之外表面。來自兩個分配器之兩個單獨之玻璃層聚集在一起，並在形成之拉線上熔合，在該拉線上下部分配器之會聚表面相遇，形成單個連續層壓之玻璃帶。雙玻璃層壓中之中心玻璃稱為芯玻璃，而位於芯玻璃外表面之玻璃稱為表層玻璃。表層玻璃可位於芯玻璃之每個表面上，或可僅有一個表層玻璃層位於芯玻璃之一側。
應理解，前述玻璃組合物係示例性的，並且其他玻璃組合物可受益於本文揭示之蝕刻製程。
第1圖顯示玻璃基板10，其包含第一主表面12、第二主表面14以及其之間之厚度T。紋理化表面可為第一主表面12或紋理化表面可為第二主表面14。在一些情況下，第一及第二表面12、14皆可係紋理化的。根據本揭示內容之方法生產之紋理化表面可提供不會對玻璃產生明顯結霜外觀之玻璃基板。結霜外觀會降低玻璃基板之透明度並增加霧度。
在示例性蝕刻製程之第一步驟中，例如使用清潔劑清潔待蝕刻之玻璃基板，以移除所有無機污染，然後充分沖洗以移除清潔劑殘留物。在一個實例中，可首先用KOH溶液清洗玻璃基板，以移除表面上之有機污染物及灰塵，此乃因需要原始玻璃表面來達成玻璃表面上均勻分佈之紋理特徵。根據需要，可替換其他清洗溶液。玻璃基板主表面上污染物或灰塵之存在可充當成核種子，其可在玻璃基板周圍誘導結晶，導致不均勻之玻璃表面紋理。應達到足以獲得小於約20℃之水接觸角之清潔度。接觸角可使用例如由Kruss GmbH製造之DSA100液滴形狀分析儀並使用固著液滴方法來評估，但亦可使用其他合適之方法。清潔後，可視情況例如用去離子水沖洗玻璃基板。
在該製程之可選第二步驟中，若不蝕刻玻璃基板之表面，例如第二主表面14，則可藉由將抗蝕刻劑保護膜16 (例如聚合物膜)施加至該表面來保護未進行蝕刻之表面。抗蝕刻劑保護膜16可在蝕刻步驟之後移除。
在第三步驟中，使玻璃基板與蝕刻劑接觸足夠長之時間，以產生期望紋理。對於浸沒製程，快速插入及合適之環境控制(例如在發生蝕刻之外殼中至少每分鐘2.83立方米之環境空氣流量)可用於限制玻璃基板在插入之前及/或插入期間暴露於酸蒸汽。應使用平滑之移動將玻璃基板插入蝕刻劑浴中，以防止在玻璃基板之蝕刻表面中形成缺陷。玻璃基板在與蝕刻劑接觸之前應乾燥。然而，在一些實施例中，可使用其他施加方法，例如塗覆(滾動)或噴塗蝕刻劑。
在實施例中，蝕刻劑包括濃度為約50重量% (wt%)至約60 wt%之乙酸(例如冰乙酸)以及濃度在約10 wt%至約25 wt%範圍內之氟化銨。蝕刻劑進一步包括在約20 wt%至約35 wt%範圍內、例如在約20 wt%至約30 wt%範圍內或在約20 wt%至約25 wt%範圍內之量之水。
應注意，冰乙酸在低於約17℃之溫度下開始凍結。因此，在一些實施例中，蝕刻劑之溫度可在約18℃至約90℃之範圍內，例如在約18℃至約40℃之範圍內，在約18℃至約35℃之範圍內，在約18℃至約30℃之範圍內，在約18℃至約25℃之範圍內，或甚至在約18℃至約22℃之範圍內。較低範圍內(例如在約18℃至約30℃之範圍內)之蝕刻劑溫度係有利的，此乃因此可降低蒸汽壓並在玻璃上產生較少之與蒸汽相關之缺陷。
此外，當玻璃基板暴露於蝕刻劑時，玻璃基板本身之溫度會影響蝕刻結果。因此，當暴露於蝕刻劑時，玻璃基板之溫度可在約20℃至約60℃之範圍內，例如在約20℃至約50℃之範圍內，或在約30℃至約40℃之範圍內。最佳溫度將取決於玻璃組成、環境條件及期望之紋理(例如表面粗糙度)。若使用蝕刻劑浴，則蝕刻劑浴在某些情況下可再循環，以防止蝕刻劑分層及耗盡。
蝕刻時間可從約10秒延伸至小於約30秒，例如在約10秒至約25秒之範圍內，在約10秒至約20秒之範圍內，或在約10秒至約15秒之範圍內，但亦可使用達成期望表面紋理可能需要之其他蝕刻時間。蝕刻後玻璃基板之表面紋理可隨玻璃組成而變化。因此，針對一種玻璃組合物優化之蝕刻劑配方可能需要針對其他玻璃組合物進行修改。此修改通常經由在本文揭示之蝕刻劑成分範圍內之實驗來完成。
在一些實施例中，可將一或多種添加劑納入蝕刻劑中。例如，可將染料添加至蝕刻劑以增加顏色並產生用於沖洗之視覺輔助。此外，如前所述，可添加黏度改質組分以增加蝕刻劑之黏度，並使槽、滑動或幕塗蝕刻劑能夠塗覆在玻璃基板上，而非藉由浸漬來提供具有均勻外觀之玻璃基板。高黏度蝕刻劑可降低蝕刻劑之蒸汽壓，從而減少蒸汽誘發之缺陷。因此，根據需要，蝕刻劑之黏度可調整為與所選施加方法兼容。可溶於乙酸之合適之聚合物(例如聚己內酯)可用於改變蝕刻溶液之流變性。
在第四步驟中，從蝕刻劑中移除玻璃基板並容許其排出，然後用沖洗液沖洗一或多次。例如，沖洗液可係去離子水。或者或另外，可在沉澱劑可溶解之溶液中沖洗玻璃基板。例如，可將玻璃基板浸泡在1莫耳(M) H2 SO4 溶液中長達1分鐘，以在蝕刻完成後移除表面上之結晶殘留物。然而，H2 SO4 可經其他礦物酸如HCl或HNO3 替代。低pH值(或高溫)可增加沉澱晶體之溶解度。酸沖洗後，若適用，應用水(例如去離子水)沖洗玻璃基板，以移除酸殘留物。在一些實施例中，沖洗步驟可採用攪動來防止紋理化表面中之缺陷。可在沖洗過程中實施玻璃基板或沖洗液之攪動，以足以確保附著至玻璃基板上之含氟酸之均勻擴散。約每分鐘300次振盪之小振盪即足夠，例如在約每分鐘250與350次振盪之間。可在一或多個沖洗動作中加熱沖洗溶液。在一些實施例中，沖洗液可包括蝕刻過程中之沉澱劑可溶解於其中之其他流體。
在該製程之可選第五步驟中，可例如藉由剝離移除先前施加至玻璃基板背側之任何蝕刻劑阻擋膜，例如膜16。
在該製程之第六步驟中，可使用強制清潔(過濾)空氣來乾燥玻璃基板10，以防止水斑或來自其他沖洗溶液之斑在玻璃基板上形成。
上述示例性製程可用於提供本文所述之特定紋理，並且當與以下詳細描述之態樣相結合時，亦能夠實現每個樣品蝕刻紋理之高均勻性。
在隨後之可選步驟中，若合意，玻璃基板可在蝕刻後經受離子交換(IOX)製程，並且玻璃基板10能夠經離子交換。例如，適用於本文所述實施例之離子可交換玻璃包括(但不限於)鹼性鋁矽酸鹽玻璃或鹼性鋁硼矽酸鹽玻璃，但亦可替代其他玻璃組合物。如本文所使用，能夠離子交換意指能夠將位於玻璃基板10表面處或附近之陽離子與尺寸較大或較小之相同化合價之陽離子交換之玻璃。
離子交換過程係藉由將玻璃基板10浸入熔融鹽浴中預定之一段時間來實施，其中玻璃基板內位於或接近其表面之離子交換成較大之金屬離子，例如來自鹽浴之金屬離子。舉例而言，熔融鹽浴可包括硝酸鉀(KNO3 )，熔融鹽浴之溫度可在約400℃至約500℃之範圍內，並且預定時間段可在約4小時至24小時之範圍內，例如在約4小時至10小時之範圍內。藉由在近表面區域產生壓縮應力，將更大之離子納入玻璃基板10中強化了玻璃基板之表面。在玻璃基板10之中心區域內誘發相應之拉伸應力，以平衡壓縮應力。
進一步舉例而言，玻璃基板18內之鈉離子可由來自熔融鹽浴之鉀離子替代，但具有更大原子半徑之其他鹼金屬離子(例如銣或銫)可替代玻璃中更小之鹼金屬離子。根據特定實施例，玻璃基板10中較小之鹼金屬離子可由Ag+離子替代。類似地，在離子交換過程中可使用其他鹼金屬鹽，例如(但不限於)硫酸鹽、鹵化物及諸如此類。在低於玻璃網絡可鬆弛之溫度下，用較大之離子替代較小之離子產生了離子在玻璃基板10表面上之分佈，此產生應力輪廓。較大體積之進入離子在玻璃基板10之表面上產生壓縮應力(compressive stress; CS)，且在中心區域產生張力(中心張力或CT)。若合意，可對離子交換後之玻璃基板進行最後之水沖洗，然後乾燥。 實例
藉由人工混合冰乙酸、氟化銨及水製備三元蝕刻劑溶液。在合適尺寸之容器中稱量氟化銨晶體(Fischer Chemical CAS 12125-01-8，經認證ACS)，然後加入去離子(DI)水(18.2 MOhm-cm)，且最後加入冰乙酸(Fischer Chemical CAS 64-19-7，經認證ACS)。將所有處理施加至Corning® Lotus™ NXT玻璃之約10 cm × 10 cm試樣，在4% Semiclean KG清潔劑浴中洗滌(70℃洗滌12分鐘，然後DI水沖洗及風乾)，並在室溫下浸入蝕刻劑溶液中達10秒、20秒及30秒之時間。表1顯示以wt%計之特定蝕刻劑調配物。 表1
發現有效降低表面電壓(例如靜電帶電)之所得平均粗糙度(以平均粗糙度(Ra)表示)通常在約0.4奈米(nm)至約10 nm之範圍內。
第2圖係描繪靜電帶電減少隨四種蝕刻溶液S1、S2、S3及S4之蝕刻時間變化之圖。如上所述，當經由提升測試測試時，本文所述之處理方法可引起玻璃基板表面所展現之表面電壓相對於未處理之基板表面從約30%降低至約90%，例如在約40%至約90%之範圍內，在約50%至約90%之範圍內，在約60%至約90%之範圍內，在約70%至約90%之範圍內，或在約80%至約90%之範圍內，包括其間之所有範圍及子範圍。提升測試包含配備有10 cm × 10 cm台上板之平坦真空表面(例如真空板)、圍繞台上板之絕緣提升銷以及懸掛在玻璃板表面上方之靜電場計陣列。量測順序從待測樣品放置在真空板中之提升銷上開始，表面向下蝕刻。使用大流量電暈放電型離子發生器來消除樣品中之任何殘留電荷。真空係經由文丘裡法(venturi method)產生，且使用提升銷將樣品降低至真空板上，從而在恆定及受控之壓力下在玻璃板與真空表面之間產生接觸。使此狀態保持幾秒，之後真空釋放，且玻璃樣品板經由提升銷從真空表面上升至約80 cm之高度(在場計陣列下面約10 mm)。藉由場計在足夠長之時間內監測及記錄玻璃表面電壓，以獲得真空過程產生之最大電壓及其隨後之衰減速率之資料。對每個玻璃樣品板重複此過程六次，在每個蝕刻條件下總共三個樣品。除了處理過(蝕刻過)之樣品外，亦量測未蝕刻、清潔過之玻璃之對照樣品。資料以ESC改善百分比呈現。此量代表從蝕刻樣品獲得之最大提升測試電壓V (在80 cm提升銷高度下之V)相對於未處理、未蝕刻樣品之百分比變化(減少或增加)。例如，0%之變化將表明與對照樣品產生相同之電壓；100%將表明表面電壓產生實際上已經消除；且-100%將表明表面電壓產生比對照樣品增加兩倍。測試係在1000級清潔室及40%相對濕度(RH)下實施，設備本身含在防靜電丙烯酸外殼內，該外殼配有專用高效微粒捕集(high-efficiency particulate arresting; HEPA)空氣過濾裝置。
本文揭示之表面處理之另一個優點係，相對於未處理之玻璃，在波長光譜之近紫外(ultraviolet; UV)部分(例如，在約350 nm至約400 nm之波長範圍內)具有意想不到之抗反射效果。第3圖係顯示Corning® Lotus™ NXT玻璃之四個蝕刻後樣品S1-S4及原本相同之未蝕刻樣品S0之光透射率隨波長(奈米)變化之圖，以%表示。資料顯示實質上在350 nm至800 nm之整個波長範圍內沒有顯著偏差。因此，個別繪圖曲線重疊，並且彼此無法區分(因此未標記)。例外情況係在約350 nm至約400 nm之波長範圍內，結果出現偏差。表2以及第4圖及第5圖提供從約350 nm至約400 nm之波長帶之更仔細觀察。
表2列出了樣品S1-S4在整個(400 nm-800 nm)及縮短(350 nm-400 nm)波長範圍內之蝕刻後平均總透射率。如上所述，S2及S4在約350 nm至約400 nm之波長範圍內提供了約0.25%或更多之總透射率增加，同時在約400 nm至約800 nm之範圍內保持與對照玻璃幾乎相同之平均值。對於在近UV區域需要每一個可能之透射位之應用，即使透射率之微小增加亦係有價值的。 表2
第4圖及第5圖圖示了用蝕刻劑S1-S4蝕刻之樣品與未處理樣品(S0)相比之蝕刻後總透射率(第4圖)，且透射率差異表示為在約350 nm至約400 nm之波長範圍內，處理過之表面與樣品S0之原本相同之未處理表面相比之透射率增加(第5圖)。
同時，當使用BYK Hazegard®儀器量測時，每個樣品之霧度值小於1%。
實際上，第6圖係三元圖，顯示合適之蝕刻劑空間(以黑色顯示)，並進一步指示四種蝕刻劑S1-S4在三元圖上之位置。資料顯示，四種樣品蝕刻劑中之每一者皆能夠生產霧度小於1%之玻璃基板。預計黑色顯示之整個區域適用於生產霧度小於1%之玻璃基板。
實驗資料與電子顯微鏡相結合已顯示，標的玻璃基板之表面形貌特別決定蝕刻玻璃板之ESC效能。參見例如第7圖及第8圖。第7圖係從電子顯微鏡獲得之影像，圖解說明經處理(蝕刻後)之玻璃表面上凸起之紋理「特徵」，該表面雖然展現一般「分支」或分形狀行為，但外觀通常係平滑的。凸起特徵代表蝕刻過程中沉澱停留在玻璃表面之區域。移除上伏沉澱物後，會顯示凸起紋理特徵。另一方面，第8圖描繪了另一玻璃樣品之特徵，該等特徵包含比第7圖所圖解說明更多之峰(及谷)。在測試及樣品表徵期間，確定單位面積上更多凸起特徵產生更佳ESC效能(玻璃樣品表面之靜電帶電更少)。然而，亦觀察到二階效應：峰值密度(每單位表面積之峰值)具有相反之趨勢。特徵及峰值在第9圖中用簡單圖形顯示。第9圖圖解說明玻璃基板10表面上之兩個凸起特徵，特徵1及特徵2。特徵1展現四個峰，而特徵2展現兩個峰。雖然在橫截面中顯示，但特徵1和特徵2假設具有大致相同之接觸表面積(足跡)。因此，特徵1展現比特徵2更大之峰值密度，並且峰值更寬，使得特徵2展現比特徵1相對更平滑之外觀。
然後回到第7圖，描繪了三個不同之凸起特徵，其在外觀上通常係平滑的。然而，第8圖雖然基本上僅顯示兩個該不同之凸起特徵(位於影像之中心及左下角)，但作為示例，中心特徵展現比第7圖中所示更明顯之峰化(峰之單位密度更大)。如本文所述，單個特徵由該特徵之一般連續性來定義。因此，雖然第8圖顯示中心特徵(圓圈)左右之幾個小凸起及分開之區域，但該等小凸起區域相對於中心特徵係最小的。
第10圖係ESC效能隨特徵密度變化之圖，顯示隨著特徵密度(此處表示為每平方微米之特徵數量)之增加，ESC效能增加(樣品之靜電帶電減少，與未蝕刻之樣品相比指示為百分比變化)。另一方面，第11圖描繪了ESC效能隨峰值密度之變化(表示為反面積，1/mm2 )，圖解說明隨著峰值密度降低，ESC效能增加(靜電帶電減少)。
然而，上述情況並不容易轉化為霧度效能。已顯示光學霧度更直接地受特徵尺寸(例如，特徵體積)之影響，而非受特徵或峰值密度之影響。經由二值影像處理，使用平均特徵面積及高度計算凸起特徵體積。例如，個別特徵可由適當高度及基底半徑之圓錐體以及由此計算之體積來近似。第12圖係顯示霧度百分比隨特徵體積(以立方微米表示)變化之另一圖。第12圖之圖顯示，隨著特徵體積之增加，霧度亦增加。亦即，較小之體積特徵可產生減少之霧度。因此，考慮到前述資料，許多小而平滑之特徵可導致靜電帶電減少(ESC效能提高)及霧度減少。實驗資料已顯示，在一些實施例中，特徵體積應保持在從約0.014 μm3 至約0.25 μm3 之範圍內。在一些實施例中，特徵密度應保持在從約0.2/μm2 至約1/μm2 之範圍內。在一些實施例中，玻璃表面之面積特徵覆蓋率(計算為由特徵除以主表面之總面積所定義之主玻璃表面之總二維面積)應在約4%至約35%之範圍內。若特徵覆蓋率超過約35%，則霧度會增加至超出可接受之程度。
熟習此項技術者應明瞭，在不背離本揭示內容之精神及範圍之情況下，可對所揭示之實施例進行各種修改及變化。因此，本揭示內容意欲覆蓋該等實施例之修改及變化，只要其落入所附申請專利範圍及其等效物之範圍內即可。
10‧‧‧玻璃基板 12‧‧‧第一主表面 14‧‧‧第二主表面 16‧‧‧抗蝕刻劑保護膜 T‧‧‧厚度 S0‧‧‧未蝕刻樣品 S1‧‧‧蝕刻溶液/蝕刻後樣品/蝕刻劑 S2‧‧‧蝕刻溶液/蝕刻後樣品/蝕刻劑 S3‧‧‧蝕刻溶液/蝕刻後樣品/蝕刻劑 S4‧‧‧蝕刻溶液/蝕刻後樣品/蝕刻劑
第1圖係玻璃基板之橫截面邊緣視圖，該玻璃基板包含施加至其表面之保護膜；
第2圖係四種樣品蝕刻溶液之相對靜電帶電隨時間變化之圖，表示為相對於原本相同之未蝕刻樣品之改進百分比；
第3圖係顯示在350 nm至800 nm之波長範圍內，四個蝕刻樣品S1-S4及未蝕刻樣品S0之光透射率隨波長變化之圖，表示為百分比；
第4圖係顯示在350 nm至400 nm之波長範圍內，第3圖之四個蝕刻樣品S1-S4及未蝕刻樣品S0之光透射率隨波長變化之圖，表示為百分比；
第5圖係顯示在350 nm至400 nm之波長範圍內，第4圖之四個蝕刻樣品S1-S4之光透射率變化隨波長變化之圖，表示為百分比；
第6圖係保持霧度百分比小於1%之合適蝕刻劑之組成空間之三元圖；
第7圖係玻璃基板樣品之掃描電子顯微鏡影像，描繪了具有大體上平滑形貌之多個蝕刻形成之「特徵」；
第8圖係另一玻璃基板樣品之掃描電子顯微鏡影像，描繪了具有高峰值密度之多個蝕刻形成之「特徵」；
第9圖係圖解說明特徵及峰值之一般概念之示意圖；
第10圖係圖解說明ESC效能隨特徵密度變化之圖；
第11圖係圖解說明ESC效能隨峰值密度變化之圖；及
第12圖係描繪霧度隨特徵體積變化之圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
10‧‧‧玻璃基板

Claims (9)

  1. 一種玻璃基板，包括一化學處理之主表面，該玻璃基板包含等於或小於約1%之一霧度值，且在與一未處理之原本相同之玻璃基板相比時，當在該化學處理之主表面上實施一提升測試時，該玻璃基板進一步包含大於70%之ESC效能之一改善，且其中藉由利用一蝕刻劑處理該玻璃基板來形成該化學處理之主表面，該蝕刻劑包含50wt%至60wt%之量之乙酸、10wt%至25wt%之量之氟化銨以及20wt%至35wt%之量之水，其中該化學處理之主表面包含複數個凸起特徵，且該等凸起特徵之一平均特徵體積在約0.014μm3至約0.25μm3之一範圍內。
  2. 如請求項1所述之玻璃基板，其中當與該未處理之原本相同之玻璃基板相比時，該玻璃基板進一步包含在350奈米至400奈米之一波長範圍內大於0.25%之透射率之一改善。
  3. 如請求項1所述之玻璃基板，其中該玻璃基板係一層壓玻璃基板，其包含具有一第一熱膨脹係數之一第一玻璃層，及融合至該第一玻璃層且包含一第二熱膨脹係數之第二玻璃層，該第二熱膨脹係數不同於該第一熱膨脹係數。
  4. 如請求項1所述之玻璃基板，其中該等凸起 特徵之一平均特徵密度在約0.2特徵/μm2至約1特徵/μm2之一範圍內。
  5. 如請求項1所述之玻璃基板，其中該等凸起特徵之一總表面積相對於該化學處理之主表面之總表面積在約4%至約35%之一範圍內。
  6. 如請求項1所述之玻璃基板，其中該化學處理之主表面之一平均表面粗糙度Ra在約0.4奈米至約10奈米之一範圍內。
  7. 一種形成一紋理化玻璃基板之方法，包括以下步驟：用一蝕刻劑處理一玻璃基板之一主表面，以形成一化學處理之主表面，該蝕刻劑包含約50wt%至約60wt%之量之乙酸、約10wt%至約25wt%之量之氟化銨及約20wt%至約35wt%之量之水，其中該化學處理之主表面包含複數個凸起特徵，且該等凸起特徵之一平均特徵體積在約0.014μm3至約0.25μm3之一範圍內。
  8. 如請求項7所述之方法，其中在該處理後該主表面之一平均表面粗糙度Ra在約0.4奈米至約10奈米之一範圍內。
  9. 如請求項7所述之方法，其中在該處理後， 該玻璃基板展現小於1%之一總霧度值，且當與一未處理但原本相同之玻璃基板相比時，當在該化學處理之主表面上實施一提升測試時，該玻璃基板展現大於70%之ESC效能之一增加。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7156377B2 (ja) * 2018-07-04 2022-10-19 Ａｇｃ株式会社 ガラス板、反射防止層付きガラス板、およびガラス板の製造方法
CN110803872B (zh) * 2019-12-05 2022-03-22 四川虹科创新科技有限公司 无机强化玻璃及其制备方法和应用
CN112521021B (zh) * 2020-12-08 2023-09-22 广东山之风环保科技有限公司 一种钠钙玻璃蒙砂液及其制备方法
US11880097B2 (en) 2021-01-15 2024-01-23 Denso International America, Inc. Heads up display with textured surface
WO2023027972A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 Corning Incorporated Methods for etching glass-based substrates

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160313494A1 (en) * 2013-12-19 2016-10-27 Corning Incorporated Textured surfaces for display applications

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4582498B2 (ja) * 2004-03-12 2010-11-17 日本電気硝子株式会社 ガラス基板
JP5921091B2 (ja) * 2011-06-03 2016-05-24 林純薬工業株式会社 エッチング液組成物およびエッチング方法
KR101820966B1 (ko) * 2011-10-20 2018-01-23 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치, 배향막 및 이들을 제조하는 방법들
KR101522452B1 (ko) * 2012-04-17 2015-05-21 아반스트레이트 가부시키가이샤 디스플레이용 글래스 기판의 제조 방법, 글래스 기판 및 디스플레이용 패널
US9989692B2 (en) * 2012-10-08 2018-06-05 Corning Incorporated Methods and apparatus for providing improved display components
CN105143134B (zh) * 2012-11-30 2018-07-27 康宁股份有限公司 减反射玻璃制品及其制备和使用方法
US9561982B2 (en) * 2013-04-30 2017-02-07 Corning Incorporated Method of cleaning glass substrates
TW201500306A (zh) * 2013-05-22 2015-01-01 Corning Inc 利用玻璃載體處理可撓性薄片玻璃基板之方法
CN106573831B (zh) * 2014-08-12 2020-04-21 康宁股份有限公司 用于减少显示器玻璃静电放电的有机表面处理
WO2016040151A1 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Corning Incorporated Anti-glare substrates with low sparkle, doi and transmission haze
JP2016135726A (ja) * 2015-01-23 2016-07-28 旭硝子株式会社 ガラス基板の製造方法
JP5939493B1 (ja) * 2015-05-25 2016-06-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 接客評価装置およびこれを備えた接客評価システムならびに接客評価方法
JP6686449B2 (ja) * 2016-01-12 2020-04-22 Ａｇｃ株式会社 防汚層付きガラス基体およびディスプレイ用前面板

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160313494A1 (en) * 2013-12-19 2016-10-27 Corning Incorporated Textured surfaces for display applications

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