TWI757257B - 玻璃物件以及黏合玻璃片與載體之方法 - Google Patents

Abstract

本文所述的是可以施加表面活性劑至其上以具有一殘留表面活性劑的基板、片材，或兩者，以控制黏合該基板與該片材之間的凡德瓦力、氫鍵和共價鍵結。將該片材與基板黏合在一起，從而避免了在高溫加工過程中產生一永久性黏合，但同時，亦從而維持了足夠的黏合度，以避免在高溫加工過程中出現分層。該基板和片材在整個高溫加工過程中以及在該過程之後皆保持可脫黏性。

Description

玻璃物件以及黏合玻璃片與載體之方法

本揭示案大體而言係關於物件和在基板上加工片材的方法，更具體地，係關於物件和在玻璃載體上加工柔性玻璃片材的方法。

薄膜電晶體（TFT）產品或基於觸摸感測器的設備可以將玻璃用作基板。該玻璃基板的厚度限制了TFT設備的整體重量和柔韌度。因此，一直存在對製造更薄和重量上更輕的可攜式電子設備的興趣。從成本的角度來看，製造商需要使用最新安裝的加工裝備來構造更薄、更輕或更柔韌的設備。

製造整體更薄、更輕或更柔韌的顯示器的通常路徑是使用玻璃蝕刻方法。蝕刻方法對薄基板有效，然而，由於需要直接在薄基板上構造TFT設備，所以消除了變薄的步驟。爲了適應用在已存裝備上的薄的和柔韌的玻璃基板，可以使用將一或多個薄玻璃基板的玻璃載體層壓的方法製造基於TFT的設備，例如顯示設備。由於製造過程中，可以將層壓玻璃載體物件暴露在高溫下，例如，暴露在400攝氏度（400℃）下，並並因此促進各層的永久黏合性或材料的分解性，所以，該層壓薄玻璃基板需要從該載體上移除或脫黏。在製造之後，可以重複使用單獨的載體，以節省製造成本。

因此，需要開發適合顯示面板和觸摸感測器製造者使用的、具有暫時黏合載體之薄玻璃片材的物件。該薄玻璃片材和該載體之間的黏合強度應該足夠維持整個設備構造過程中的層壓狀態，但仍然可在設備構造和抽離過程之後，不使玻璃片破裂的情況下，使該玻璃片材與載體分離。

鑒於以上所述，需要一種薄片材和基板物件，其能夠承受高溫加工過程中的高溫、還可以使該薄片材在不打破的情況下從該基板上完全移除（或立刻全部移除，或分部分移除）。隨後，可以使用該基板加工其他薄片材。本說明書說明的方法，控制該基板和該薄片材之間之黏合劑以產生暫時性的黏合度，該黏合度足以在高溫加工過程中殘存下來，但不足以在至少不破壞片材以及優選地在不破壞該片材和該基板二者之一的情況下，允許片材與基板脫黏。可以利用該受控制的黏合度製造具有可重複使用基板的物件，或可選地創造具有受控制黏合度的圖案區域和基板與片材之間的共價鍵結的物件。更具體地，本案提供包括安置在其上的殘留材料的基板、片材或兩者，以控制二者中薄片材和載體之間的室溫凡德瓦力和/或氫鍵和高溫共價鍵結，該殘留材料可以藉由在黏合之前，由使用清潔劑沖洗該基板或片材而得到。更具體地，可以控制該室溫黏合度，以便其足以在真空處理、潮濕處理和/或超聲波清洗處理過程中，將該薄片材和載體保持在一起。同時，可以控制該高溫共價鍵結，以避免高溫加工過程中該薄片材與基板之間永久性黏合，從而可以在不破壞該基板和該薄片材中較薄的一個成為兩片或兩片以上的情況下，並且可以在保持高溫加工過程中足夠避免該薄片材與該基板分層的黏合度的情況下，將該薄片材與該基板分離。在一些實例中，當兩片玻璃永久地黏合在一起時，其可以作為獨塊體(monolith)。

應該瞭解，可以在任何結合和所有結合中使用本發明書和附圖中揭示的各種特徵。藉由非受限實例的方式，可以如下文態樣所述彼此結合各種特徵。

在一第一態樣中，存在一玻璃物件，其包括： 一基板，其具有一基板黏合表面； 一片材，其具有一片材黏合表面； 一表面活性劑，其佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間； 非永久性地將該片材黏合表面黏合至該基板黏合表面，從而可以在不將該片材破壞成兩片或兩片以上的情況下，將該片材與該基板分離，其中，在該玻璃物件在受到60℃下30天時間的老化和隨後的300℃下2小時時間的空氣中的烘烤之後，該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量小於800 mJ/m² （每平方公尺毫焦）。

在態樣1的一實例中，該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量等於或小於約600mJ/m² 。

在態樣1的另一實例中，該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量等於或小於400 mJ/m² 。

在態樣1的另一實例中，該片材是一玻璃片材，其厚度等於或小於300微米。

在態樣1的另一實例中，該基板的厚度大於或等於該片材的厚度。

在態樣1的另一實例中，該基板是一玻璃基板。

在態樣1的另一實例中，在乾燥之後，且在該基板與該片材黏合之前，該基板黏合表面包括範圍在2.5到3.5之間的氧矽原子比、範圍在4到5之間的矽碳原子比以及範圍在12到14之間的氧碳原子比。

可以單獨地提供或結合上述第一態樣的任何一或多個實例提供第一態樣。

在第二態樣中，提供有態樣1的一玻璃物件，該玻璃物件進一步包括該片材黏合表面與該基板黏合表面黏合之前，由該基板黏合表面和該片材黏合表面之間佈置的一標準清潔1清洗方法所留下的殘留物。

在態樣2的一實例中，在該基板與該片材黏合之前，該基板黏合表面包括範圍在2.5到3.5之間的氧矽原子比、範圍在4到5之間的矽碳原子比以及範圍在12到14之間的氧碳原子比。

在態樣2的另一實例中，該物件進一步包括佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間的一清潔劑殘留物，其中，該清潔劑殘留物可選自由二乙醇醯胺、聚乙二醇、4-壬基苯基-聚乙二醇、雙酚A乙氧基化物、辛苯聚醇-9、氧基苯酚乙氧基化物及其混合物所組成的群組。

在態樣2的另一實例中，該表面活性劑可選自由二乙醇醯胺、聚乙二醇、4-壬基苯基-聚乙二醇、雙酚A乙氧基化物、辛苯聚醇-9、氧基苯酚乙氧基化物以及其混合物所組成的群組。

可以單獨地提供或結合上述第二態樣的任何一或多個實例提供第二態樣。

在一第三態樣中，存在一玻璃物件，其包括： 一基板，其具有一基板黏合表面； 一片材，其具有一片材黏合表面； 一表面活性劑，其佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間； 非永久性黏合該片材黏合表面與該基板黏合表面，從而可以在不將該片材破壞成兩片或兩片以上的情況下，將該片材與該基板分離，其中，在將該玻璃物件放在500℃的烘箱中、在空氣的環境下保持10分鐘的時間之後，該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量小於400 mJ/m² （每平方公尺毫焦）。

在態樣3的一實例中，由該基板上佈置的表面活性劑形成的一表面活性劑黏合表面的剛沉積好的表面能量大小約在65 mJ/m² 和74 mJ/m² 之間。

在態樣3的另一實例中，該表面活性劑可選自由二乙醇醯胺、椰子二乙醇醯胺、聚乙二醇、4-壬基苯基-聚乙二醇以及其混合物所組成的群組。

在態樣3的另一實例中，在將該玻璃物件放在300℃到500℃的烘箱中、在空氣的環境下保持10分鐘的時間之後，該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量等於或小於350 mJ/m² 。

在態樣3的另一實例中，在將該玻璃物件放在200℃到300℃的烘箱中、在空氣的環境下保持20分鐘到2.5小時之後，該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量為等於或小於250 mJ/m² ，其中，該玻璃物件可以受到將該玻璃物件保持在烘箱之前的預處理步驟的處理，該預處理步驟包括將該玻璃物件加熱至100℃到250℃之間的溫度並將該物件在該溫度下保持10到30分鐘。

在態樣3的另一實例中，在將該物件放在350℃的烘箱中、在氮氣的環境下保持120分鐘的時間之後，根據放氣測試#1，該表面活性劑的氣泡面積百分比的變化小於或等於約5個百分點。

在態樣3的另一實例中，該玻璃物件進一步包括由佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間的標準清潔1清洗方法所產生的殘留物。

可以單獨地提供或結合上述第三態樣的任何一或多個實例提供第三態樣。

在第四態樣中，所述的一種製造一玻璃物件的方法包括： 使用一表面活性劑溶液清洗一基板和/或片材的一黏合表面； 乾燥該基板的黏合表面和/或該片材的黏合表面和/或乾燥該基板；以及 非永久性地黏合該片材黏合表面與該基板黏合表面，從而可以在不將該片材打破成兩片或兩片以上的情況下，將該片材與該基板分離，且從而在該玻璃物件受到60℃下30天時間的老化和隨後的300℃下2小時時間的空氣中的烘烤之後，使得該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量小於約800 mJ/m² 。

在態樣4的一實例中，該基板黏合表面和該片材黏合表面皆與一表面活性劑溶液接觸。

在態樣4的一實例中，該表面活性劑溶液是包含一表面活性劑的一清潔劑。

在態樣4的另一實例中，該清洗方法包括使用一清潔劑溶液清洗該基板黏合表面，以及在將該基板黏合表面黏合至該片材黏合表面之前，使用一標準清潔1方法清洗該片材黏合表面。

在態樣4的另一實例中，該片材為一玻璃片材，其厚度等於或小於約300微米。

在態樣4的另一實例中，該基板包括大於該片材厚度的一厚度。

在態樣4的另一實例中，該基板是一玻璃基板。

在態樣4的另一實例中，在乾燥之後，且在該基板與該片材黏合之前，該基板黏合表面包括範圍在2.5到3.5之間的氧矽原子比、範圍在4到5之間的矽碳原子比以及範圍在12到14之間的氧碳原子比。

在態樣4的另一實例中，該乾燥方法包括將該基板的黏合表面和該片材的黏合表面在等於或大於約85℃的溫度下，進行至少約15分鐘時間的乾燥。

在態樣4的另一實例中，該乾燥方法包括將該基板的黏合表面和該片材的黏合表面在至少約110℃的溫度下，進行至少約15分鐘時間的乾燥。

在態樣4的另一實例中，該乾燥方法包括對該基板的黏合表面和該片材的黏合表面進行對流乾燥。

在態樣4的另一實例中，該乾燥方法包括在一對流烘箱中，對該基板的黏合表面和該片材的黏合表面進行對流乾燥處理。

在態樣4的另一實例中，該乾燥方法包括將該基板的黏合表面和該片材的黏合表面在等於或大於約85℃的溫度下，進行至少約30分鐘時間的乾燥。

在態樣4的另一實例中，該乾燥方法包括對該基板的黏合表面和該片材的黏合表面進行對流乾燥處理。

可以單獨地提供或結合上述第三態樣的任何一或多個實例提供第四態樣。

本說明書包括該等附圖，以提供對各種實施例的進一步理解，並且該等附圖併入本說明書且構成本說明書的一部分。附圖圖示一或多個態樣或實施例，且與說明一起藉由實例的方式，用來說明彼等態樣或實施例的原理和操作。

在下文詳細說明中，爲了起到解釋但非限制性的作用，闡述揭示具體細節的示例性實施例，以為本揭示案的各種原理和態樣提供詳盡的理解。然而，對於本領域具有通常知識人員而言，具有本揭示案的益處是明顯的，本揭示案所述的實施例可以在不偏離本文揭示的具體細節的情況下，在其他實施例中進行實際操作。此外，對眾所周知的設備、方法和材料的說明可以省略，以便不會使對本文所述各種原理的說明變得模糊。最後，在任何適用的地方，相同的參考數字表示相同的元件。

本文使用的方位術語（例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部），僅作用參考所繪製的圖，而不意欲指示絕對定向。

本文中的範圍表示為從「約」一個特定值和/或到「約」另一特定值。當表示此種範圍時，另一實施例包括從該一個特定值和/或到該另一特定值。類似地，當該等值表示為近似值時，藉由使用先行詞「約」，應當理解，該特定值形成另一實施例。應當進一步理解，該等範圍之各者的該端點和另一端點顯著相關，且和另一端點獨立相關。

所提供的是用於在基板上加工片材（例如，玻璃片材）的解決方案，從而，至少部分該片材與該基板（例如，載體）保持“可控性黏合”，以便可以將該片材上加工的設備從該基板上移除，該基板可以重複使用且黏合至其他或第二片材。爲了維持有利地表面形狀特徵，該基板基本上是玻璃，例如，顯示等級玻璃基板。相應地，在一些情況下，僅在使用一次該基板後即除去是浪費的且昂貴的。爲了減少顯示器製造的成本，需要能夠對該基板重複使用，以加工大於一個片材。相應地，本揭示案闡述的物件和方法使得片材可以在加工線的高溫或惡劣的環境下加工出，還可以在不損壞（例如，其中，將該基板和片材中的一個打破或破裂成兩片或兩片以上）該片材或基板的情況下，使該片材能夠輕易從該基板上移除，從而，可以重複使用該基板。例如，高溫加工可以包括在等於或高於約300℃的溫度下加工，且可以根據製造的設備的類型而變化。例如，本文使用的高溫加工可以包括高達約350℃、約400℃、約450℃或約500℃的溫度。

如第1和2圖圖示所示，玻璃物件1具有厚度18且包括片材20（例如，薄玻璃片材，例如，具有等於或小於約300微米的厚度28的薄玻璃片材），該厚度包括但不限於，約10微米到50微米之間、約50微米到約100微米之間、約100微米到約150微米之間、約150微米到約300微米之間，例如，300、250、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60、50、40、30、20或10微米），以及包括具有厚度16的基板10（例如，載體）。

儘管片材20本身等於或小於約300微米，但安置玻璃物件1，以使片材20在裝備中能夠加工設計為較厚片材，例如，厚度大於或等於約0.4毫米（mm），例如，0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm或大於1.2mm類似的片材。厚度16與28之和的厚度18可以等同於較厚片材的厚度，單件裝備用於設計加工此厚度，例如，設計將電子設備部件放置在片材上的裝備。在一實例中，若加工裝備設計700微米厚的片材，且該片材具有為300微米的實際厚度28，則隨後，將選擇400微米作為厚度16的厚度，假定可忽略片材20和/或基板10上的任何殘留表面活性劑。亦即，片材20或基板10上的殘留表面活性劑可以是分層，儘管其佈置在表面之間，但其並不表示顯眼的附加厚度。當提供重複使用的基板時，可以在黏合表面14（和/或表面24）的上方，均勻佈置該表面活性劑。可以藉由表面化學分析，例如藉由飛行時間二次離子質譜法（ToF Sims），偵測殘留表面活性劑的存在。如本文所述，黏合表面（例如，14、24）上的殘留表面活性劑或表面活性劑層為該片材或基板提供可忽略的厚度。

基板10具有第一表面12和黏合表面14。基板10可以由任何合適的材料，包括玻璃，所製成。該基板可以包括非玻璃材料，例如，陶瓷、玻璃陶瓷、或金屬（由於可以以類似於下文所述連接玻璃載體的方式來控制表面能量和/或黏合度）。若由玻璃製成，則基板10可以由任何合適的成份組成，該成份包括鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼石灰矽酸鹽（即，鹼石灰），以及可以依據最終應用情況，或是，例如包括含鹼Gorilla^® 的玻璃，或是不含鹼的玻璃（例如，顯示等級玻璃）。在一些實例中，基板10可以包括矽，例如，矽晶片。厚度16的值可以從約0.2到3mm，或到更大，例如，0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.65、0.7、1.0、1.5、2.0、2.5或3mm或更大，且其將依據厚度28而定，以及如上所述，在不可忽略殘留表面活性劑的時候，其依據殘留表面活性劑而定。在一些實施例中，如圖所示，基板10可以由一個層或互相黏合（或永久性、或非永久性）的多個層（包括多個薄片材）製成。進一步地，該基板可為1代尺寸或更大，例如，2代、3代、4代、5代、8代或更大（例如，從100mm x 100mm至3米x3米或更大的片材尺寸）。基板10可以具有小於、等於或大於片材20的外直徑或區域。

片材20具有第一表面22和黏合至基板黏合表面14的黏合表面24。該黏合表面之間的黏合度在該片材與該基板黏合在一起之前，受到例如任一黏合表面上存在的殘留表面活性劑的影響。該黏合表面之間的黏合度亦受到殘留清潔劑和/或SC1殘留物的影響。該基板和片材的周長可以是任何合適形狀，可以彼此相同，或可以如上所述彼此不同。進一步地，片材20可以由任何合適材料製成，包括玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷或金屬。如上所述，對於基板10而言，當其由玻璃製成時，片材20可以由任何合適的成份組成，該成份包括鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼石灰矽酸鹽，以及可以依據最終應用情況，或包括，例如含鹼Gorilla^® 的玻璃，或不含鹼的玻璃（例如，顯示等級玻璃）。在一個實例中，片材20可以是用於電子設備（例如，手持式設備）的玻璃蓋。在一些實例中，薄片材20可以包括矽，例如，矽晶片。薄片材20的熱膨脹係數基本上可以與基板10的膨脹係數相同，以減少物件在加工過程中、升高溫度下的翹曲。如上所述，片材20的厚度28是300微米或更少。進一步地，該片材可以是1代尺寸或更大，例如，2代、3代、4代、5代、8代或更大（例如，從100mm x 100mm至3米 x 3米或更大的片材尺寸）。

玻璃物件1可以具有適應使用已存裝備進行加工的厚度，類似地，其可以在進行加工的惡劣環境下殘存。例如，加工可以包括在習知時間段內進行濕式超聲波加工、真空加工和高溫（例如，≥ 220°C、≥ 250°C、≥ 300°C）加工，該習知時間段為，例如，10分鐘到4小時、20分鐘到2.5小時、30分鐘到2小時或60分鐘到90分鐘。在一次加工中，該加工可以包括將塗層（例如，保護性塗層、抗刮痕塗層）施加至片材20（例如，與其黏合表面24相對的片材20的表面22）的沉積過程或真空沉積過程。在一個實例中，該物件可以在範圍在200℃到300℃之間的溫度下經受真空沉積噴涂過程。如上所述，對於一些加工而言，該溫度可以是≥ 300°C、≥ 350°C、≥ 400°C、≥ 450°C或高達500℃。該玻璃物件在加工過程中的排列可以包括任何合適的變化情況，例如，該物件可以以水平位置平放，或以垂直或基本垂直方向放置。

爲了在加工物件1的惡劣環境下生存，黏合表面14應該使用足夠的黏合力度與黏合表面24黏合，以便片材20不會與基板10分離。且應該在整個高溫加工過程中維持該力度，以便片材20不會在加工過程中與基板10分離。進一步地，爲了使得片材20可以從基板10上移除（例如，以便可以重複使用基板10），黏合表面14不應該藉由初始設計黏合力和/或藉由對該初始設計黏合力的修改所產生的黏合力與黏合表面24黏合過緊，該對初始設計黏合力的修改，可以出現在，例如，該物件經受高溫加工時，例如，在溫度從≥ 300°C到≥500°C時，或可以出現在該物件老化時。可以利用表面活性劑的存在以控制黏合表面14和黏合表面24之間的黏合強度，以便實現以下該等目標，例如，黏合表面14和24其中之一或二者皆可以在片材20和基板10黏合一起形成玻璃物件1之前，具有存在於其上的表面活性劑。藉由控制凡德瓦力（和/或氫鍵力）和共價吸引能量對整體黏合能量所做出的貢獻量，以實現受控的黏合力，該整體黏合能量由對片材20和基板10的極性面和非極性面能量部件的調變所控制。該受控的黏合力足以在加工過程中殘存，例如，包括在溫度等於或高於約300℃下，在一些實例中，在加工溫度等於或大於約300℃、等於或大於約350℃、等於或大於400℃、等於或大於450℃和高達約500℃下，而且，藉由施加足以分離該片材、但不足以引起對片材20和/或基板10顯著的損傷的作用力時，其可以保持可脫黏性。例如，該作用力不應該破壞片材20或基板10中的任一個。此脫黏性允許可將片材20和其上製造的設備（例如，TFT設備）從基板10上移除，且還使得可以重複將基板10用作載體或用於其它目的。

儘管，在一些情況下，殘留表面活性劑不需要均勻以及不用完全覆蓋黏合表面14或24的整個部分，但仍可以均勻沉積黏合表面14和24上或其中任何一個上存在的表面活性劑，例如，可以在沖洗浴液中沉積。例如，該覆蓋率可以是≤100%，例如，可以是黏合表面14或24的約1%到約100%、約10%到約100%、約20%到約90%或50%到90%。即使該表面活性劑可以不接觸片材10和基板20中的一個或另一個，但可以考慮將其佈置在片材10和基板20之間。在表面活性劑層的另一態樣中，該表面活性劑改變了黏合表面14與黏合表面24黏合的能力，從而，控制了片材10和基板20之間黏合的強度。該表面活性劑的材料和數量，以及在黏合之前對黏合表面14和24的處理措施，皆可以用以控制片材10和基板20之間黏合的強度（黏著的能量）。

施加表面活性劑

可以使用表面活性劑溶液清洗或沖洗片材20、基板10或二者，以將表面活性劑施加在黏合表面14、24或二者上。該表面活性劑溶液，例如，清潔劑溶液，可以含有一或多個表面活性劑。例如，該表面活性劑可以從二乙醇醯胺和其衍生物（例如，椰子二乙醇醯胺）、聚乙二醇、4-壬基苯基-聚乙二醇、雙酚A乙氧基化物、辛苯聚醇-9、氧基苯酚乙氧基化物和其組合中選出。該表面活性劑溶液可以包括一或多個濃縮的或稀釋的重量百分比下的表面活性劑，例如，一或多個表面活性劑的重量百分比可以約為0.1或0.5到99，或範圍約在1到75之間、約2到約50之間、約5到約30之間，例如，8、10、15、20或25。該表面活性劑可以進一步包括本領域習知的組分，例如，液相載體。

爲了將該表面活性劑施加至一或多個黏合表面14和24，可以將片材20和基板10與該表面活性劑溶液進行接觸（例如，漂洗、浸泡或浸沾塗層，噴射、旋轉塗層等）。在一些實施例中，可以將片材20和基板10浸沒或浸入該表面活性劑溶液中。可以攪拌或拌合該表面活性劑溶液，以產生該表面活性劑溶液相對一或多個黏合表面（例如，14和24）的移動。為了在該表面活性劑溶液中產生流體流動，可以使用習知拌合方法。可以使用泵、動葉輪、振動來源（例如，超聲波）產生流體流動。片材20、基板10或二者皆可以與該表面活性劑溶液接觸預定的一段時間，例如，接觸約1到約60分鐘，或至少接觸1、2、3、5、10、15或20分鐘。咸信與該表面活性劑溶液的接觸使得黏合表面（例如，黏合表面14和24）上留有來自該表面活性劑溶液的表面活性劑殘留物而變得部分鈍化，因此，可以在片材20與基板10黏合過程中，最小化來自羥基的永久性共價結合（例如，Si-O-Si）之形成。

在一些實施例中，僅有片材20與該表面活性劑溶液的接觸才在該片材的黏合表面24上留下殘留表面活性劑。可以藉由標準清潔1（SC1）方法清洗基板黏合表面14、片材黏合表面24或二者。標準清潔1是眾所周知在半導體工業通常所使用的化學合成物，其可以清洗裸玻璃、矽或經過熱膨脹或沉積有氧化物的矽晶片。該清洗方法可以囊括將基板浸沾氫氧化銨：水：30%過氧化氫的值是1:5:1溶液中。SC1溶液的另一實例可以包括氫氧化銨：DI水：30%過氧化氫的值是1:20:4的溶液。隨後將該溶液的溫度升至70℃下放置10到30分鐘，以完成SC1方法。在一些實施例中，基板黏合表面14可以與表面活性劑溶液接觸，以在該基板的黏合表面14上留下殘留表面活性劑，其中，由SC1方法清洗片材20。在又一些實施例中，片材20和基板10二者皆與該表面活性劑溶液進行接觸，從而，在黏合之前，表面14和24皆不藉由C1方法清洗。

在與該表面活性劑溶液接觸之後，可以將片材20、基板10或二者漂洗一或多次。漂洗液體可以是水（例如，去離子（DI）水），可以使用漂洗液體沾洗或噴灑片材20和基板。在一些實施例中，該漂洗操作可以包括對片材20或基板10進行快速傾倒漂洗。可以使用多次快速傾倒漂洗（例如，至少2、3、4或5次快速傾倒漂洗）。

在經漂洗之後，可以進一步乾燥片材20和基板10。例如，可以在周圍空氣中或加熱的空氣中對該基板和片材的黏合表面14、24進行風乾約20分鐘到約5小時的時間或約30分鐘到約2小時的時間，例如，35、40、45、50、55或60分鐘，或直到該黏合表面表現乾燥時和不含漂洗水分或其他液體時。結合風乾操作或排除風乾步驟，可以藉由其他方法使片材20和基板10乾燥。例如，可以使用加熱板，從而將片材20和基板10放置在該加熱板表面上。可以調整該加熱板為預定的乾燥溫度，例如，約75到約200℃之間的溫度，例如，至少為80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、140、150或160°C。可以將片材20或基板10與該加熱板接觸預定的一段時間，以使該黏合表面乾燥，例如，接觸至少約10、15、20、25或30分鐘或更多。在另一實例中，可以在上述加熱板上所用的溫度下和時間內，在靜態或對流烘箱中乾燥片材20和基板10。可以在所需的乾燥方法中利用氮氣代替空氣。

在一實例中，可以在至少85℃下，即將片材20、基板10或二者進行乾燥至少15或30分鐘的時間，以在片材20與基板10黏合之前，使黏合表面14、24得以乾燥。在另一實例中，可以在至少15或30分鐘時間內將乾燥溫度增加至至少110℃。在一進一步實例中，對該片材和基板進行對流乾燥，例如，在對流烘箱中進行。在對黏合表面14、24進行乾燥之後，可以將該片材和基板黏合在一起。例如，在乾燥之後，將片材20和基板10黏合在一起之前，可以在不對該黏合表面進行額外的處理步驟或方法的情況下，將該片材和該基板黏合在一起。

在將該片材與該基板黏合在一起之後，可以可選性地進一步加工該物件，例如，以預烘烤或預處理步驟加工以提高黏合度。例如，可以藉由將該物件加熱一段時間來處理該物件。加熱操作可以包括將該物件在50℃到250℃或100℃、150℃或200℃的溫度承受10到60分鐘、20到40分鐘或30分鐘。可以在上述溫度和時間下於靜態或對流烘箱中完成加熱操作，或替代性地，於其他習知設備中進行，例如於加熱板或熔爐中進行。

表面活性劑層的表面能量

該表面活性劑層可以為黏合表面提供範圍在約48到約75mJ/m² 之間的表面能量，該能量在一個表面（包括極性面和分散部件）上量測。

大體而言，可以在施加或沉積時，量測該表面活性劑層的表面能量。在任何進一步的表面激活步驟之前，剛沉積好的表面活性劑的表面能量的範圍在約65到約74mJ/m² 之間、或約68到約72mJ/m² 之間、或約69、70或71mJ/m² ，該能量提供了與玻璃片材更好的自擴散黏合，從而使組裝物件的生產時間更合理且經濟有效。表面能量範圍（剛沉積好—意謂在施加表面活性劑之後）亦可以有效地控制高溫下的黏合度，以便避免兩個物件變得永久性地彼此黏合。該表面活性劑的表面能量藉由對三種液體的靜態接觸角度所直接量測，該三種液體—水、二碘甲烷和十六烷—分別沉積在空氣中的固態表面上。根據如下所述的Wu模型，確定本文揭示的表面能量。（參見：S. Wu, J. Polym. Sci. C, 34, 19, 1971）。在Wu模型中，表面能量，包括整體、極性面和分散組分，皆是藉由對三種測試液體的三個接觸角套用理論模型而量測的，該三種測試液體：水、二碘甲烷、十六烷。對三種液體的接觸角值進行回歸分析，以計算出固態表面能量的極性和分散組分。用以計算表面能量值的理論模型包括以下三個獨立的方程式，該方程式與三種液體的三個接觸角值有關、與固態表面（由下標“S”表示）的表面能量的分散和極性組分有關，以及與三種測試液體有關：

(1)

(2)

(3)

其中，下標“W”、“D”和“H”分別代表水、二碘甲烷和十六烷，下標“d”和“p”分別代表表面能量的分散和極性組分。由於二碘甲烷和十六烷基本上是非極性液體，所有上文方程式的組數減至：

(4)

(5)

(6)

從上組三個方程式（4-6）看出，兩個未知參數，固態表面的分散和極性表面能量組分，

和

可以由回歸分析計算。然而，可以使用此方法量測的固態表面的表面能量存在限制性的最大值。該限制性的最大值是水的表面張力值，約為73 mJ/m² 。若該固態表面的表面能量略微大於水的表面張力，則該表面將完全被水濕潤，從而使得接觸角接近零。因此，除了該表面能量值，所有計算的表面能量值皆能在不考慮真實表面能量值的情況下，將對應約為73-75 mJ/m² 。例如，若兩個固態表面的真實表面能量為75 mJ/m² 和150 mJ/m² ，兩個表面中使用液面接觸角所計算的值將為約75 mJ/m² 。

因此，藉由在空氣中將液滴放置在該固態表面上和藉由量測接觸時間時該固態表面和液體空氣表面之間的角度，來量測本文揭示的所有接觸角。因此，當請求表面能量值在55 mJ/m² 到75 mJ/m² 之間時，應該瞭解，該等值基於上述方法對應於計算出的表面能量值且並不是真實表面能量值，當該計算出的值接近該真實表面能量值時，該等值可以大於75 mJ/m² 。

片材至基板的黏合能量

大體而言，兩個表面間的黏著能量（即，黏合能量）可以由雙懸臂梁方法或楔入測試量測。該測試以定性方式模擬了修改層/第一片材界面處膠黏連接點上的作用力和效力。楔入測試普遍用於量測黏合能量。例如，ASTM D5041、膠黏連接中膠黏劑開裂時斷裂強度的標準試驗方法和ASTM D3762、膠黏劑黏結的鋁表面耐久性的標準試驗方法，皆是用於使用楔形量測基板黏合度的標準測試方法。此外，例如，如2015年8月5日提出申請的專利申請號US 62/201,245中所述的一種使用楔入測試量測黏合強度的方法，該測試用以量測本文所述的黏合能量。

總體而言，該測試方法包括記錄進行測試時的溫度和相對濕度，例如，記錄實驗室中的溫度和相對濕度。輕輕地在玻璃物件的角落處分離片材，以局部破壞片材20和基板10的黏合。可以使用鋒利的剃刀開始對該片材與該基板的局部分離，例如，使用厚度為228±20微米的GEM品牌剃刀。在形成初始局部分離中，可能需要瞬時持續壓力，以疲勞化黏合度。可以在該片材和該基板之間緩慢***移除了鋁片的平剃刀，直到可以觀察到分離前線（從薄片材和基板保持彼此黏合的區域處劃分該薄片材和基板之間分離區域的線）擴散開來，從而分離部分得到增加。不需要顯著地***該平剃刀以導入局部分離。一旦形成局部分離，該玻璃物件就得到靜置至少5分鐘，以使局部分離區域穩定下來。高濕度環境下則需要更長的靜置時間，例如，在50%相對濕度環境下。

使用顯微鏡評估帶有已開發出的局部分離區域的玻璃物件，以記錄該局部分離區域長度。從該基板、該片材的末端分離點（即，離剃刀尖端最遠的分離點）和剃刀最近的非錐形部分處開始量測局部分離區域長度。以下文的方程式記錄和使用局部分離區域長度，以計算黏合能量。

γ=3t_b ² E₁ t_w1 ³ E₂ t_w2 ³ /16L⁴ (E₁ t_w1 ³ +E₂ t_w2 ³ )

其中，γ表示黏合能量，t_b 表示刀片、剃刀或楔形的厚度，E₁ 表示片材20（例如，薄玻璃片材）的楊氏模量，t_w1 表示片材的厚度，E₂ 表示基板10（例如，玻璃載體）的楊氏模量，t_w2 表示基板10的厚度，以及L表示上述刀片、剃刀或楔形***時片材20和基板10之間的局部分離區域長度。

該黏合能量理解為在矽晶片中運作，其中，加熱初始氫鍵黏合的晶片對（並非如本文所述處理），以將大部分或所有矽烷醇-矽烷醇氫鍵轉換為Si--O--Si共價鍵。儘管初始室溫氫鍵黏合產生可使黏合表面分離的黏合能量約為100-200 mJ/m² ，但在高溫加工（約400到800℃）過程中實現的完全共價鍵黏合晶片對大約具有的黏著能量約為2000-3000 mJ/m² ，其不會使得該黏合表面分離，取而代之的是，使該兩個晶片仍作為獨塊體。另一方面，若兩個表面皆完全使用低表面能量材料塗層了，例如使用厚度大到足以掩蓋底層基板效果的氟聚合物材料，則黏著能量將是該塗層材料的黏著能量，且將會非常低，此舉使得黏合表面14和24之間存在低黏著度或無黏著度。相應地，片材20將無法在基板10上加工。考慮兩種極端情況：（a）兩個浸透矽烷醇基的SC1清洗的玻璃表面，該矽烷醇基在加熱至可將矽烷醇基轉換為共價Si--O--Si鍵的溫度（從而黏著能量達到2000-3000 mJ/m² ）後，經由氫鍵黏合，在室溫下黏合一起（從而黏著能量約為100-200 mJ/m² ）。對於玻璃表面對而言，後者黏著能量過於高，以至於無法在不將任一表面打破成兩片或兩片以上碎片的情況下可拆卸下，即，該黏合是永久性的；以及（b）使用氟聚合物完全塗層並加熱至高溫的兩個玻璃表面，該氟聚合物帶有室溫下的低表面黏著能量（每個表面約12-20 mJ/m² ）。在後者情況(b)中，不僅該表面在室溫下未黏合(當該等表面放置在一起時，因為整體黏著能量約為很低的24-40 mJ/m² )，而且由於存在極少極性反應基團，所以其在高溫下亦未黏合。該兩個極端情況之間，存在附著能量之範圍，例如，約50到約1000 mJ/m² 之間，其能夠產生所需的受控黏合度。相應地，本案發明人已經發現各種處理黏合表面14和24的方法，該方法使得黏合能量約在50到約1000mJ/m² 之間，從而，可以產生受控的黏合度，黏合度足以經由平板顯示器嚴密的處理、亦足以經由嚴密的程度（甚至在高溫加工之後，例如，≥ 300°C到500°C之間的溫度下），將一對玻璃基板（例如，玻璃載體10和薄玻璃片材20）彼此維持黏合，該程度使得片材20可在完成處理後，從基板10上拆卸下來。此外，可以藉由機械力執行對基板10上片材20的拆卸，以此方式執行至少不會存在對片材20的損害，優選地，以便還不會存在對基板10的損害。

可以藉由使用選定的表面活性劑來實現適當的黏合能量，即，在黏合之前對表面進行表面活性劑溶液處理。可以藉由選擇黏合表面14和黏合表面24中任一或二者中的一或多個表面活性劑修飾劑，而獲得適當的黏合能量，其中，表面活性劑控制高溫加工（例如，約≥ 300°C到500°C）產生的凡德瓦力（和/或氫鍵黏合，該等術語在整個說明書中互換著使用）黏著能量。

表面活性劑層的放氣

在特定晶片黏合應用中使用的聚合物黏著劑厚度通常為10-100 μm，且其在溫度極限處或附近時損失約5%的質量，與具有較少材料和放氣操作的較薄層相比，加工裝備則可以生成激增的污染。對於該等從厚聚合物薄膜演化而來的較厚的材料而言，很容易藉由質譜儀量化質量損失或放氣的數量。另一方面，從厚度大約在10到100nm或更少量級之間的薄表面處理處進行放氣量的量測具有更大的挑戰性，例如，上述表面活性劑殘留物或分層處，其優選生成較少的放氣量且產生較少的加工裝備污染。對於該等材料而言，質譜儀不夠敏感。然而，存在很多其他方式量測放氣量。

量測少量放氣量的測試#1是基於組裝物件，即，該物件中具有薄玻璃片材，該薄玻璃片材經由待測試的表面活性劑層與玻璃載體黏合，並使用氣泡或氣泡面積百分比的變化來測定量測放氣量。在對該玻璃物件的加熱過程中，在該載體和該薄片材之間形成的氣泡指示該表面活性劑層的放氣量。可以藉由該薄片材和載體之間強效黏著劑限制該薄片材下的放氣量。儘管如此，不超過10nm厚的層（例如，表面活性劑殘留物）仍可以在熱處理過程中產生氣泡，儘管其絕對質量損失較少。而且在設備於該薄片材上加工的過程中，該薄片材和載體之間氣泡的產生會引起很多問題，如產生圖案、光刻加工和/或對齊問題。另外，由於一次加工產生的加工流體會在該次加工中進入氣泡且在向下加工中離開氣泡，而因此污染該向下加工過程，所以該薄片材和該載體之間黏合區域邊界處的氣泡會引起很多問題。≥ 10或≥ 5的氣泡面積百分比的變化，是顯著地、指示放氣量且不是所需的。另一方面，≤ 3或≤ 1的氣泡面積百分比的變化，不是顯著地且不指示放氣量。

1000級清洗室中使用人工進行黏合的黏合玻璃片材的平均氣泡面積約為1%。黏合片材中的氣泡百分比起到第一片材、第二片材和表面製備的清洗功能。由於該等初始缺陷作為加熱處理之後氣泡增長的成核位置，所以加熱處理時氣泡面積的任何改變皆約小於1%，是在樣本製備的變量範圍內。為了執行該項測試，使用商用帶透明單元的台式掃描儀（愛普生Expression 10000XL Photo），以立即在黏合後製作第一片材和第二片材黏合區域的第一掃描圖像。使用配有508 dpi（50μm/像素）和24 bit RGB的標準愛普生軟體掃描物件。該圖像處理軟體首先（若需要）藉由將樣本的不同部分拼接成單個圖像並移除掃描儀偽影（藉由執行無樣本在掃描儀情況下的校準參考掃描）來製備圖像。隨後使用標準圖像處理技術分析黏合區域，例如使用閾值分割技術、空洞填充技術、腐蝕/膨脹技術和blob分析技術。亦可以以類似方式使用愛普生Expression 11000XL Photo。在傳輸模式下，可以在掃描圖像中觀察到黏合區域中的氣泡，且可以確定氣泡面積的值。隨後，將該氣泡面積與整個黏合面積（即，該薄片材和該載體之間整個重疊面積）比較，以計算該黏合面積中相對於整個黏合面積的氣泡面積百分比。隨後在N₂ 氣體下、測試限制溫度300℃、400℃和500℃下、在模塊化製程技術（MPT，其總部在San Jose, CA）的MPT-RTP600s快速加熱處理系統中對該樣本進行加熱處理達10分鐘。具體地，所執行的時間-溫度循環包括：在室溫和大氣壓下將物件***加熱室；隨後，將該加熱室以每分鐘9℃的速率加熱至測試極限溫度；將該加熱室在該測試極限溫度下保持10分鐘；隨後，以超過約1分鐘約200℃的爐速將該加熱室冷卻；從該加熱室中移除該物件並使其冷卻至室溫；隨後，使用光學掃描儀第二次對該物件進行掃描。隨後如上所述計算第二次掃描所得的氣泡面積百分比，並將其與第一次所得的氣泡面積百分比做比較，以確定氣泡面積百分比的變化。如上所述，≥ 5到10%的氣泡面積百分比的變化是顯著地且指示存在放氣。由於原始氣泡面積百分比有變化，所以選擇氣泡面積百分比的變化作為量測標準。亦即，由於在已經製備薄片材和載體之後進行了處理和清洗和二者黏合之前，所以大多數塗層的氣泡面積百分比在第一次掃描中約為2%。然而，不同材料會出現不同的變化。

如氣泡百分比的變化所示例，量測的氣泡面積百分比的特徵亦在於：未與第一片材黏合表面接觸的表面活性劑層黏合表面的整個表面面積百分比。如上所述，在該玻璃物件藉由以每分鐘9℃的速率在加熱室中室溫在300℃、370℃、400℃和達到500℃之間的溫度循環（包括期間的任何範圍及子範圍），隨後在測試溫度下保持10分鐘之後，並在將加熱室在約1分鐘內冷卻至約200℃和將該物件移除該加熱室以及使得該物件冷卻至室溫之前，未與第一片材接觸的表面活性劑黏合表面的整個表面面積百分比如所期望的為小於10%、小於5%、小於3%、小於1%和達到小於0.5%。本文所述的表面活性劑層使得該第一片材可在不將該第一片材破壞成兩片或兩片以上碎片的情況下，在該玻璃物件受到上述溫度循環和熱循環之後，與該第二片材分離。

執行以下測試以評估此可能性：對黏合表面特定的製備及存在表面活性劑是否可將使得片材20在整個高溫加工過程中與基板10保持黏合，同時，是否使得該薄片材20可在該加工過程（包括≥ 300°C到550°C的加工溫度）之後從基板10上移除（在不損壞片材20和/或基板10的情況下）。觀察到，薄玻璃很好地以非常高的黏合速度、以高的表面能量與表面活性劑處理的黏合表面黏合。高黏合速度在減少整體加工時間和/或增加生產量上具有產生物件1的製造優勢。因此，提高快速黏合速度的初始表面能量是有利地。

第3圖圖示展示了薄玻璃片材的黏合能量的演化過程，該薄玻璃片材黏合至^® Eagle XG^® 載體，該薄玻璃片材厚度為100μm，該載體厚度為500μm並由表面活性劑處理過。爲了使用表面活性劑處理該載體並爲了將其黏合至該薄玻璃片材，則使用以下程序。步驟1：使用清潔劑/表面活性劑，在帶有超聲波（40KHz）的室溫下對薄玻璃片材和載體進行沖洗10分鐘。步驟2：該薄玻璃片材和載體藉由快速傾倒漂洗方法，皆使用DI水進行漂洗3次。步驟3：該薄玻璃片材和載體皆放置在烘箱中並皆在110℃下加熱約15~20分鐘，直到乾燥。步驟4：在將該薄玻璃片材和載體樣本冷卻之後，將該薄玻璃片材放置在該載體上並因此與其黏合。室溫下與載體黏合的薄玻璃的黏合能量（mJ/m² ）從約100 mJ/m² 或更少開始上升（樣本1），直至小於300℃加熱溫度下的約350 mJ/m² 。例如，菱形標記資料點顯示使用Fisherbrand的Versa-Clean^TM 處理的薄玻璃片材和載體皆是可脫黏的且其黏合能量在該玻璃物件受到以下情況後為小於350 mJ/m² 。該等情況包括：空氣中200℃下1小時（樣本2）；空氣中200℃下1小時並在60℃下進行老化30天（樣本3）；空氣中300℃下2小時並在60℃下進行老化30天之後，空氣中200℃下1小時（樣本4）；以及空氣中300℃下2小時和在60℃下進行老化30天並隨後空氣中300℃下進行額外加熱處理2小時之後，空氣中200℃下1小時（樣本5）。其他玻璃物件在相同四種情況下顯示類似的資料點。方形資料點代表由薄玻璃片材和載體製成的玻璃物件，該薄玻璃片材由SC1清洗過，該載體由Fisherbrand的Versa-Clean^TM 處理過。三角資料點代表由薄玻璃片材和載體製成的玻璃物件，該薄玻璃片材和載體皆由SEMICLEAN KG^TM 處理過，同時，“×”資料點代表由SC1清洗過的薄玻璃片材和由SEMICLEAN KG^TM 處理過的載體製成的玻璃物件。

在另一實例中，室溫下與載體黏合的薄玻璃的黏合能量（mJ/m² ）從約135 mJ/m² 上升，直至小於300℃加熱溫度下的約800 mJ/m² 。十六個2代尺寸（370 × 470 × 1.1 mm）的Corning^® Eagle XG^® 載體基板樣本以上述同樣的方式使用SEMICLEAN KG^TM 清洗。十六個薄Corning^® Willow^® 玻璃片材（每個尺寸為340 × 440 × 0.1 mm）分別黏合至十六個載體樣本，以形成十六個玻璃物件。在加熱該玻璃物件前，平均黏合能量為室溫下的135 mJ/m² 。八個該玻璃物件受到空氣中200℃下30分鐘的加熱，剩下的八個該物件受到空氣中300℃下30分鐘的加熱。200℃下加熱的樣本的平均黏合能量為575 mJ/m² ，300℃下加熱的樣本的平均黏合能量為735 mJ/m² 。在不損壞或打破該薄玻璃片材的情況下，使所有的樣本脫黏，以將該薄玻璃從該載體上移除。爲了使該薄玻璃從該載體上脫黏，將金屬刀片***該玻璃片材和載體間的接口處。替代性地或另外地，可以在已將該刀片***該接口後，使用膠帶抓牢一或多個該薄玻璃和該載體，以促進剝離操作。當然，在其他實例中，可以使用吸氣泵從該薄玻璃片材和載體的兩側吸住其二者，隨後在可控分離速度下將二者分離。

在又一實例中，薄Corning^® Willow^® 玻璃（0.2 mm厚）黏合至Corning^® Eagle XG^® 載體（0.4 mm厚），以形成玻璃物件。在黏合之前，使用Fisherbrand的Versa-Clean^TM 清洗該薄玻璃和載體，隨後，使用DI水沖洗，並在對流烘箱中於110℃溫度下乾燥20分鐘。該玻璃物件受到空氣中450℃下一個小時的熱處理。在不損壞或打破該薄玻璃片材的情況下，將該薄玻璃從該載體玻璃上脫黏（以如上所述相同的方式）。額外的薄Willow玻璃（0.2 mm厚）片材黏合至使用過的載體，以模擬製造過程中載體的重複使用。總之，該載體黏合至薄Willow玻璃額外的九次，且每個玻璃物件皆受到空氣中450℃下一個小時的熱處理。在不損壞或打破該額外九個薄玻璃片材中的一個的情況下，以上述相同方式使該薄玻璃片材從該載體玻璃上脫黏。

如上述實例所示，例如，在將該玻璃物件在空氣中約200到約450℃溫度下保持30分鐘到約2小時之後，和可選地，在將其於60°C下老化約30天的時間後，在該玻璃片材和基板之間溫度達到至少500℃下，對該片材、基板或二者的黏合表面的表面活性劑處理一直保持的黏合能量約為小於約800、600、500、450、400或350 mJ/m² 。

在另一實例中，Corning^® Eagle XG^® 基板（0.5 mm厚）由SC1清洗並進行乾燥。一些基板樣本進一步在室溫下由Fisherbrand10%濃度的Versa-Clean^TM （10%的椰子二乙醇醯胺）使用超聲波進行清洗10分鐘，隨後，該樣本在DI水中受到快速傾倒漂洗。另一樣本在室溫下由0.5%的SEMICLEAN KG^TM （0.5%的4-壬基苯基-聚乙二醇）使用超聲波進行清洗10分鐘，隨後，該樣本在DI水中受到快速傾倒漂洗。下文的表1展示在將該基板樣本放入對流烘箱中在110℃溫度下保持15分鐘後，所量測的表面能量（mJ/m² ）。

表1

該基板樣本顯示的表面能量高於69 mJ/m² ，其指示了存在足以與玻璃表面黏合的黏合表面。多次使用DI水進行快速傾倒漂洗未顯示使用10%濃度的Versa-Clean^TM 清洗的基板的表面能量的顯著變化。表1展示了基板上表面活性劑黏合表面的剛沉積好的表面能量的範圍可以在約69到72mJ/m² 之間。

在進一步的實例中，Corning^® Eagle XG^® 基板（0.5 mm厚）和Corning^® Willow^® 玻璃（0.1 mm厚）片材由SC1進行清洗並進行乾燥。該基板和片材進一步使用Fisherbrand的10%或0.5%濃度的Versa- Clean^TM （10%或0.5%的椰子二乙醇醯胺）進行清洗；或在室溫下使用0.5%的SEMICLEAN KG^TM （0.5%的4-壬基苯基-聚乙二醇）進行清洗10分鐘；並隨後，該樣本在DI水中受到快速傾倒漂洗。該樣本在烤箱中乾燥20分鐘，並隨後將該基板和片材黏合在一起，以形成物件。 下文的表2展示了在將該物件放在烘箱中300到400℃的溫度範圍下保持10、30和120分鐘之後，該物件的基板和片材之間所量測的黏合能量（mJ/m² ）。

表2

如上文表2所示，例如，在將該玻璃物件在空氣中約300到約500℃溫度下保持至少10分鐘、約30分鐘或約到120分鐘之後，在該玻璃片材和基板之間溫度達到至少500℃下，對該片材、基板的黏合表面的表面活性劑處理一直保持的黏合能量約為小於約500、400、350、300、250或200 mJ/m² 。

對於表2中24個樣本中的樣本17，量測了其氣泡面積百分比的變化。在將該玻璃物件放在烘箱中在空氣中於350℃到370℃的溫度下保持30到120分鐘之後，該玻璃物件中的剛沉積好的表面活性劑展現出的氣泡面積百分比的變化如下：樣本17—2.2%；樣本18—1.7%；樣本19—3%；樣本20—1.5%；樣本21—0.5%；樣本22—0%；樣本23—1.2%；以及樣本24—0.6%，該等值一直保持最小，以至無放氣現象出現。使用測試#1確定氣泡面積。可以看出，氣泡面積百分比的變化很好地保持在5%以下，該表面活性劑的應用對於在達到至少約400℃的溫度下對玻璃基板和片材的黏合是有用的。

在另一實例中，由SC1清洗Corning^® Gorilla^® 基板（2.6mm厚）和Corning^® Gorilla^® 玻璃（0.55mm厚）片材並進行乾燥處理。該基板和片材樣本進一步在室溫下由Fisherbrand5%濃度的Versa-Clean^TM （5%的椰子二乙醇醯胺）進行清洗10分鐘，隨後，該樣本在DI水中受到快速傾倒漂洗。該樣本在烤箱中乾燥20分鐘，並隨後將該基板和片材黏合在一起，以形成物件。該物件在烘箱中200℃的溫度下受到15分鐘的預處理步驟，以提高黏合度。下文的表3展示了在分別將該物件放在烘箱中270℃到230℃的溫度範圍下保持20分鐘和2.5小時之後，該物件的基板和片材之間所量測的黏合能量（mJ/m² ）。

表3

如上文表3所示，例如，在將該玻璃物件在空氣或氮氣中約230到約270℃溫度下保持至少20分鐘約2.5小時之後，在該玻璃片材和基板之間溫度達到至少300℃下，對該片材、基板的黏合表面的表面活性劑處理一直保持的黏合能量約為小於約300、275、250、230、220、210、200、195或190 mJ/m² 。在將該玻璃物件保持在烘箱中之前的預處理步驟可以提高該基板和片材之間的黏合能量，該預處理步驟優選地包括，將該玻璃物件在100℃到250℃範圍內的溫度下進行加熱，例如在200℃下，以及將該物件在此溫度範圍內的溫度下保持10到30分鐘時間，例如保持15到20分鐘。在一替代性方法中，可以結合乾燥步驟和預處理步驟。例如，可以藉由將該玻璃物件在120℃到250℃範圍內的溫度下進行加熱，例如在200℃下，以及將該物件在此溫度範圍內的溫度下保持20到60分鐘時間，例如保持30到40分鐘，進行乾燥和預處理。

本文所述對帶有表面活性劑的黏合表面的製備提供了一種用於製備片材、基板和玻璃物件的經濟、有效的方法。進一步地，由於該物件可以脫黏，不擔心30天後會出現永久黏合的情況下，所有製造過程和供應鏈將獲益。在該物件已存儲一段時間後（例如，至少30天後），將片材從基板上脫黏的能力提供在將來對該片材或基板使用時間上的靈活性。該存儲時間靈活性的優勢包括，易於庫存，和易於調整加工，以及可以藉由對物件緩存存貨的積累來解決激增的或未預料的對產品的需求問題。

本發明人已進一步發現，包括片材和基板的物件適於高溫加工，其可以藉由使用表明活性劑對片材20和/或基板10的處理來製成，例如，可以藉由將該片材和/或基板與表面活性劑溶液接觸並清洗和乾燥黏合表面來製成。如上所述，可以藉由清洗步驟，在黏合表面上沉積表面活性劑，以實現可脫黏的玻璃物件。例如，藉由具有特定原子（例如，該片材和/或基板的表面上的碳、氧和矽原子）的原子百分比，殘留在該黏合表面上的殘留表面活性劑實現了片材20與基板10所需的黏合。可以在該片材和基板黏合前，使用X射線光電子能譜（XPS）確定殘留表面活性劑的表面成份和黏合表面成份。明顯地，XPS是表面敏感技術，取樣深度約幾奈米。

在一實例中，在黏合之前，黏合表面乾燥之後，該黏合表面（例如，14、24）的原子百分比如第4圖圖示所示。藉由在Fisherbrand的Versa-Clean清潔劑中清洗（以與上述相同的方式）基板，將表面活性劑施加至0.4mm厚的Corning^® Eagle XG^® 玻璃基板，該清潔劑包含椰子二乙醇醯胺和線性醇乙氧基化物表面活性劑。該基板浸入清潔劑溶液中並經受超聲波能量。移除該基板，使用DI水進行快速傾倒漂洗對其進行沖洗三次，隨後，放入烘箱進行對流乾燥。一個基板在80℃下乾燥15分鐘（物件1），一個在115℃下乾燥15分鐘（物件2），以及一個在140℃下乾燥15分鐘（物件3）。咸信其他表面活性劑亦會產生與本文所示和所述類似的結果。

由於沉積在黏合表面上，該黏合表面上存在的殘留表面活性劑包含的氧矽原子比約為2.8或在2.5到3.5範圍內、包含的矽碳原子比約為4.5或在4到5範圍內以及包含的氧碳原子比約為12.8或在12到14範圍內，其中，矽、氧和碳之間的原子比是從乾燥基板的基板黏合表面處和該基板與該片材黏合之前所量測的。如第4圖圖示所示，在80℃到140℃範圍內的乾燥溫度之上時，表面成份未改變。

所屬技術領域具有通常知識者應當明白，可在不脫離本文所述原理的精神及範圍的情況下，對本文所述實施例作出各種修改和變化。因此，本說明意欲覆蓋隨附專利申請範圍的範圍內和與其同等的修改和改變。

例如，可以使用本文揭示的材料和方法暫時將蓋玻璃基板黏合至載體（或固定座），該載體安裝在噴塗（或其他沉積方法）室中，用於將塗層沉積至該蓋玻璃上。藉由將該蓋玻璃連接載體並隨後將該載體附接在沉積室中，安裝結構實現了對塗層過程較少的干擾，以便可以在該蓋玻璃上沉積更多均勻的塗層。例如，可以使用雙面黏著膠帶或其他緊固機制，將該載體附接至該沉積室壁。儘管使用黏著膠帶，但載體的使用可以減少（實際上，可消除）捲繞在可使用物件（即該蓋玻璃）上黏著劑殘留物的數量。在塗層過程之後，可以不造成任何損壞而將該蓋玻璃從該載體上脫黏。在將該蓋玻璃脫黏之後，可以重複使用該載體。在沉積過程中，該載體可以是很厚的，例如，可以等於或大於1毫米厚。

1‧‧‧物件10‧‧‧基板12‧‧‧第一表面14‧‧‧黏合表面16‧‧‧厚度18‧‧‧厚度20‧‧‧片材22‧‧‧第一表面24‧‧‧黏合表面28‧‧‧厚度

參考以下附圖並結合本發明的以下詳細說明進行閱讀，將更好地理解上述說明和其它特徵、態樣及優勢，其中：

第1圖圖示是具有黏合至片材的基板的物件的示意性側視圖，該基板和該片材之間留有清潔劑殘留物。

第2圖圖示是第1圖圖示中物件的分解圖和部分剖視圖。

第3圖圖示是黏合至基板的薄玻璃的黏合能量的圖表，其中，在該薄玻璃與該基板黏合之前，使用清潔劑沖洗該薄玻璃、基板或二者。

第4圖圖示是元素的原子比例圖表，該元素的原子比例在該基板與該片材黏合之前，從乾燥的基板的基板黏合表面處量測。

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1‧‧‧物件

10‧‧‧基板

14‧‧‧黏合表面

20‧‧‧片材

24‧‧‧黏合表面

Claims (15)

1. 一種玻璃物件，該玻璃物件包含： 一基板，該基板包括一基板黏合表面； 一片材，該片材包括一片材黏合表面；以及 一表面活性劑，該表面活性劑佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間，該表面活性劑非永久性地黏合該片材黏合表面與該基板黏合表面，從而可以在不將該片材破壞成兩片或兩片以上的情況下，將該片材與該基板分離，且從而在該玻璃物件受到60℃下30天時間的老化和隨後的300℃下2小時時間的空氣中的烘烤之後，可使得該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量小於800 mJ/m² 。
2. 如請求項1所述之玻璃物件，其中該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量等於或小於600 mJ/m² 。
3. 如請求項1或2所述之玻璃物件，該玻璃物件進一步包括佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間的標準清潔1清洗方法產生的殘留物，其中，該基板黏合表面包括範圍在2.5到3.5之間的氧矽原子比、範圍在4到5之間的矽碳原子比以及範圍在12到14之間的氧碳原子比，其中，矽、氧和碳之間的原子比是在該基板是乾燥時且在其與該片材黏合之前，從該基板黏合表面處量測的。
4. 如請求項1或2所述之玻璃物件，其中該表面活性劑包括一化合物，該化合物選自由二乙醇醯胺、椰子二乙醇醯胺、聚乙二醇、4-壬基苯基-聚乙二醇、雙酚A乙氧基化物、辛苯聚醇-9、氧基苯酚乙氧基化物以及其混合物所組成的群組。
5. 如請求項1或2所述之玻璃物件，該玻璃物件進一步包括佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間的一清潔劑殘留物，其中該清潔劑包括一化合物，該化合物選自由二乙醇醯胺、聚乙二醇、4-壬基苯基-聚乙二醇、雙酚A乙氧基化物、辛苯聚醇-9、氧基苯酚乙氧基化物所組成的群組。
6. 一種玻璃物件，該玻璃物件包含： 一基板，該基板包括一基板黏合表面； 一片材，該片材包括一片材黏合表面；以及 一表面活性劑，該表面活性劑佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間，該表面活性劑非永久性黏合該片材黏合表面與該基板黏合表面，從而可以在不將該片材破壞成兩片或兩片以上的情況下，將該片材與該基板分離，且從而可在將該玻璃物件放在500℃的烘箱中、在空氣的環境下保持10分鐘的時間之後，使得該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量小於400 mJ/m² 。
7. 如請求項6所述之玻璃物件，一表面活性劑黏合表面的剛沉積好的表面能量大小範圍在約65 mJ/m² 到74 mJ/m² 之間，其中該表面活性劑包括一化合物，該化合物選自由二乙醇醯胺、椰子二乙醇醯胺、聚乙二醇、4-壬基苯基-聚乙二醇以及其混合物所組成的群組。
8. 如請求項6或7所述之玻璃物件，在將該玻璃物件放在300℃到500℃的烘箱中、在空氣環境下保持10分鐘的時間之後，該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量等於或小於350 mJ/m² 。
9. 如請求項6或7所述之玻璃物件，在將該物件放在350℃的烘箱中、在氮氣環境下保持120分鐘的時間之後，根據放氣測試#1，該表面活性劑的氣泡面積百分比的變化小於或等於約5個百分點。
10. 如請求項6或7所述之玻璃物件，該玻璃物件進一步包括佈置在該基板黏合表面和該片材黏合表面之間的標準清潔1清洗方法所產生的殘留物。
11. 一種製造玻璃物件的方法，該方法包含以下步驟： 使用一表面活性劑溶液清洗一基板和/或一片材的黏合表面； 乾燥該基板的黏合表面和/或該片材的黏合表面； 非永久性地將該片材黏合表面黏合該基板黏合表面，從而可以在不將該片材破壞成兩片或兩片以上的情況下，將該片材與該基板分離，且從而在該玻璃物件在受到60℃下30天時間的老化和隨後的300℃下2小時時間的空氣中的烘烤之後，可使得該片材黏合表面和該基板黏合表面之間的分離黏合能量小於約800 mJ/m² 。
12. 如請求項11所述之方法，其中該清洗方法包括使用一清潔劑溶液清洗該基板黏合表面，以及在該基板黏合表面與該片材黏合表面黏合之前，使用一標準清潔1方法清洗該片材黏合表面。
13. 如請求項11所述之方法，其中在乾燥之後，且在非永久性黏合之前，該基板黏合表面包括範圍在2.5到3.5之間的氧矽原子比、範圍在4到5之間的矽碳原子比以及範圍在12到14之間的氧碳原子比。
14. 如請求項11所述之方法，其中該乾燥包括將該基板的黏合表面和該片材的黏合表面在等於或大於85℃的溫度下，進行至少15分鐘時間的乾燥。
15. 如請求項11到14中任一項所述之方法，其中該乾燥包括對該基板的黏合表面和該片材的黏合表面進行對流乾燥。

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