将柔性基片结合到载体上的方法和装置与流程
相关申请的交叉引用
本申请根据要求2017年6月12日提交的美国临时申请序列第62/518,133号的优先权，其内容作为本申请的基础并通过引用整体并入本文。
背景
本公开涉及用于处理柔性基片如高柔性基片的方法和设备。
通常采用片材制造技术来处理各个基片(例如玻璃片)，方法是将各片材从供给源开始，经过任何数量的处理步骤(加热、刻痕、修整、切割等)，然后输送到目的地。各片材的输送可以涉及多个元件，这些元件协作以使各基片在工位之间移动，优选地不会降低基片的任何期望的特性。例如，典型的运输机构可以包括任意数量的非接触支撑构件、接触支撑构件、辊、侧向引导件等，以从供给源引导基片通过系统，穿过每个处理站，并最终到达目的地。非接触支撑构件可包括空气轴承、流体杆、低摩擦表面等。非接触支撑元件可包括正流体压力流和负流体压力流的组合，以便在输送过程中使基片“漂浮”。接触支撑元件可包括辊，以在运输通过系统的过程中稳定基片。
用于片材制造系统的上述运输机构通常被设计用于相对较厚的基片，例如具有足够的刚度以保持适当的机械尺寸、材料完整性和/或其他性质的厚度，尽管在通过制造系统运输和处理过程中可能在基片上施加力。例如，用于液晶显示器(或其他类似应用)的防护玻璃的典型片材制造技术通常要求玻璃基片具有相对较高的刚度，例如当基片的厚度约为0.5mm或更大时可能就是这种情况。
然而，当处理具有明显较低刚度的基片(例如，高柔性玻璃基片)，例如约200微米(μm)或更薄的玻璃基片时，使用这些片材制造技术可能会发生问题。
通过设计用于输送和处理这样的基片的专用处理设备，至少可以克服在高柔性基片上使用片材制造技术可能产生的一些问题。然而，这种设计在时间和资源上将需要大量的一次性支出，并且使现有的(且可能已全额支付的)生产设备报废。例如，当处理高柔性基片时，可以放弃传统的片材制造技术，而采用“卷对卷”的输送和处理设备。原则上，从长远来看，这种替代可能会降低制造成本；然而，为高柔性基片材料设计和实施新的卷对卷系统的一次性支出将非常可观，并且可能需要创新来处理某些类型的柔性基片。
因此，本领域需要改进的方法和设备，以对柔性基片进行改性，使得可以使用片材处理技术对其进行处理。
概述
出于讨论的目的，本文中的公开内容可能经常提到涉及由玻璃形成的基片的方法和设备。然而，本领域技术人员将认识到，本文的方法和设备适用于各种类型的基片，包括玻璃基片、晶体基片、单晶基片、玻璃陶瓷基片、聚合物基片等。
例如，一种类型的柔性基片材料被称为
如果使用典型的片材制造技术对
对于约370mm×470mm的基片尺寸，已经成功地实现了用于将柔性基片临时结合到较厚和/或较硬的载体基片上的现有技术。实现这种成功的一种措施是保持所需的平坦度(例如，使结合到载体基片的柔性基片的任何面外曲率保持小于约100μm)。然而，已经发现，随着柔性基片的尺寸增加到超过370mm×470mm，例如增加到1100mm×1300mm或更大，并且随着连续结合过程的生产率提高，例如达到35毫米/秒或更高的速度，保持所述平坦度的复杂性和困难显著增加。
当结合附图理解本文的描述时，其他方面、特征和优点对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
为了说明的目的，在附图中示出了目前优选的形式，但是应当理解，本文公开和描述的实施方式不限于所示的精确布置和手段。
图1是一种方法的透视示意图，其中柔性基片与载体基片结合，以预备在传统片材制造系统中加工柔性基片；
图2是侧视图，示意性地示出了结合到载体基片上的柔性基片，以预备在传统片材制造系统中处理柔性基片；
图3是第一序列的透视示意图，其中柔性基片可被结合到载体基片上，这导致结合结构的圆顶形面外变形；
图4是图3的结合结构的面外变形的定量测量的图示说明；
图5是第二序列的透视示意图，其中柔性基片可被结合到载体基片上，这导致结合结构的圆柱形面外变形；
图6是图5的结合结构的面外变形的定量测量的图示说明；
图7是用于在柔性基片源和载体基片源上进行连续结合工序的结合装置的透视图；
图8是一种机构的示意图，该机构可用来引发结合起始线和结合前沿，该结合前沿可用来表征图5所示结合过程；
图9是一种机构的示意图，该机构可用来产生载体基片的面外变形，以抵消结合结构中的诱发面外弯曲；
图10是一种机构的侧面示意图，该机构可用来在载体基片附近提起、保持和释放柔性基片；
图11是图10所示机构的俯视示意图；
图12a-12f是图10所示机构的操作的侧视示意图，该操作在载体基片附近提起、保持和释放柔性基片；
图13a-13c是由本文所揭示的结合方法产生的结合结构的定性测量结果的图示；以及
图14a-14c是由本文所揭示的结合方法得到的结合结构的定性测量结果的进一步图示。
优选实施方式的详细说明
出于讨论的目的，下面讨论的实施方式提到由玻璃形成的柔性基片的处理，该玻璃是优选的材料。但应注意，这些实施方式可采用不同的材料来实现柔性基片，例如晶体基片、单晶基片、玻璃陶瓷基片、聚合物基片等。
现在参考图1，其是透视图，示意性地呈现了将柔性基片102临时结合到载体基片104的过程，以预备在传统片材制造系统中处理柔性基片102。如前所述，将柔性基片102结合到较厚和/或较硬的载体基片104的基本原理是，在为处理较硬的基片而非柔性基片102而设计的片材处理系统中处理柔性基片102时，柔性基片102表现得好像具有更硬的机械特性。
参考图2，其示出了所得结合结构100(柔性基片102在载体基片104之上)的示意图。就此而言，载体基片104可由诸如玻璃材料这样的材料的片材形成，其中载体基片104具有在x轴上的长度尺寸，在y轴上的宽度尺寸以及z轴上的厚度尺寸(在笛卡尔坐标系内)。值得注意的是，x轴和y轴限定x-y平面，该x-y平面在本文中可称为处于面内和/或限定面内参考基准。类似地，柔性基片102由材料(也可为玻璃材料)的片材形成，其中柔性基片102具有在x轴上的长度尺寸，在y轴上的宽度尺寸以及在z轴上的厚度尺寸。如前所述，柔性基片102具有以下特征中至少一个特征：(i)比载体基片104的柔性大得多的柔性，以及(ii)基本上小于载体基片104厚度的厚度。
在一个或多个实施方式中，柔性基片102可以由玻璃形成并且具有以下厚度之一：(i)约50μm(微米)至约300μm，和(ii)约100μm至约200μm。根据一个或多个另外的实施方式，柔性基片102可以具有以下特征中至少一个特征：约2.3-2.5g/cc的密度，约70-80gpa的杨氏模量，约0.20-0.25的泊松比，以及约185-370mm的最小弯曲半径。
类似地，在一个或多个实施方式中，载体基片104可以由玻璃形成；然而，载体基片104优选具有约400μm至约1000μm的厚度，明显比柔性基片102更厚。
尽管稍后将在本文提供关于柔性基片102和载体基片104之间的结合的更多细节，但是优选的是，该结合是临时的，并且主要用于在传统片材制造系统中处理柔性基片102的目的。在这样的处理之后，可以撤消临时结合，并且可以将柔性基片102与载体基片104分离，以在传统片材制造系统之外进行进一步处理和/或应用。
可以采用任意数量的机构和/或工序来实现柔性基片102和载体基片104之间的实际结合力(临时的或其他方式)，只要同时考虑并补偿了本文后面讨论的结合参数和特性即可。举例来说，本领域技术人员可以采用和/或修改以下专利申请中公开的一种或多种结合方法来实现本文公开的条件：2012年12月13日提交的美国临时专利申请第61/736,887号；2013年10月7日提交的美国专利申请第14/047,506号；2014年1月27日提交的美国临时专利申请第61/931924号；2014年1月27日提交的美国临时专利申请第61/931,912号；2014年1月27日提交的美国临时专利申请第61/931,927号；以及2014年4月9日提交的美国临时专利申请第61/977,364号，其全部公开内容通过引用结合于此。
为了更充分地理解本文公开的方法和装置，现在将参考图3和图4给出一些结合特性和现象的详细讨论。图3是一个序列的示例的透视示意图，其中可以将柔性基片102结合到载体基片104，这导致结合结构100的大致圆顶形的面外变形。图4是图3所示结合结构100的面外变形的定量测量的图示说明。
同样，出于讨论的目的，在结合过程之前以及至少部分地在结合过程中，柔性基片102和载体基片104用x轴上的各长度尺寸、y轴上的各宽度尺寸以及z轴上的各厚度尺寸表征。由此，x轴和y轴限定作为面内参考基准的x-y平面(例如，在图4中，相对于该参考基准比较了结合结构100的平坦度)。
具体参考图3，结合过程可以包括将柔性基片102定位在载体基片104附近(例如，上方)，然后诱发结合。更特别地，当柔性基片102位于载体基片104附近时，通常会存在一些大气气体(例如空气)，其在基片之间保持一些相对小的间隔。为了引发结合，可通过诸如机械压力将柔性基片102和载体基片104一起局部推动而建立起始区域。在所示的示例中，可以通过柔性基片102朝向和接触载体基片104的集中压力，将单个点和/或大体上圆形的区域建立为起始区域20，这由箭头22示出。
技术人员将理解，还可以使一个或多个其他结合标准与诱导起始区域一起发挥作用(参见前述美国专利申请公开)。通过这样做，在起始区域20处的诱导结合将根据结合前沿24传播。在所示的起始区域20(即，单点和/或大体圆形的区域)的情况下，结合前沿24将包括沿x-y平面内的方向从起始区域20延伸开的径向矢量。结合前沿24将继续在x-y平面内径向向外扩展，直至到达基片的边缘为止，此时，柔性基片102被结合至载体基片104。
通过实验，已经发现上述(径向延伸的)结合前沿24将使结合结构100发生面外(即，超出由y-y平面限定的参考平面之外)变形。特别地，径向延伸的结合前沿24导致在z轴上大体圆顶形的面外弯曲，其在示例中被示为沿着z轴的向下方向。换句话说，在没有任何补偿机构的情况下，仅将柔性基片102结合到载体基片104上将产生不希望的面外弯曲，如果不加以调整，则可能在片材制造系统的下游过程中进一步产生不希望的影响。实际上，通常可以理解的是，当送来的待处理基片(在这种情况下为结合结构100)相对平坦时，传统片材制造系统效果最好。
但是，图3中的结合结构100通常不平坦。实际上，参考图4，它示出了图3所示结合结构100的示例的面外变形的定量测量的图示。结合实验室实验，图4中图形的z轴以μm为单位，x轴和y轴以mm为单位。面外的、通常为圆顶形的曲率最大约为225-300μm。这种曲率在传统片材制造系统中可能是不可接受的和/或可能导致有缺陷的中间产品，其不适用于商业应用。如本文后面将更详细讨论的，根据本文的实施方式，可以实现对这种不期望的结合现象的补偿。
现将参考图5和6给出由于将柔性基片102结合到载体基片104而导致的面外弯曲的另一示例。图5是另一序列的示例的透视示意图，其中柔性基片102可被结合到载体基片104，这导致结合结构100的基本上圆柱形的面外变形。图6是图5所示结合结构100通过实验获得的面外变形的定量测量的图形说明。具体参考图5，结合过程可以再次包括将柔性基片102定位在载体基片104附近(例如，上方)，然后诱发结合。为了引发结合，再次通过例如经由机械压力将柔性基片102和载体基片104一起局部推动而建立起始区域。不过，与图3所示的先前示例相比，在图5所示的示例中，通过使柔性基片102朝向载体基片104并与之接触而线性延伸的聚焦压力来建立大致线性延伸的起始区域30。稍后将在下文中更详细地讨论用于产生线性延伸的压力以及所得的线性定向和延伸的起始区域30的机构。
在所示的线性定向和延伸的起始区域30的情况下，结合前沿34将包括线性起始向量，该向量在x-y平面内从起始区域30的伸长方向横向地延伸开来。例如，起始区域30可以沿着平行于y轴的线(如沿着图5的右侧所示的各基片102、104的相邻边缘)基本线性地延伸。结果，已经发现结合前沿34包括沿着平行于y轴的线(如线30)基本上线性地间隔开的向量，并且沿着横向于y轴的方向(例如，在平行于x轴、垂直于y轴的方向上)远离起始区域30传播。结合前沿34将继续在x-y平面内远离起始区域30线性地扩展开来，直至其到达基片的端部为止，这时柔性基片102结合到载体基片104上。
技术人员将理解，上面刚讨论的图5所示方法的变型包括在沿x轴的中间位置(例如，在各基片102、104的相邻边缘之间某处)引发起始区域30。在这种情况下，结合前沿34将再次包括沿着平行于y轴的线(如线30)基本上线性地间隔开的向量，并且将再次沿横向于起始区域30的方向远离起始区域30传播。然而，值得注意的是，结合前沿34将包括两个分量，一个向量分量沿一个方向(例如，图5中向左)线性地(和横向地)远离起始区域30延伸，并且另一个向量分量沿另一个相反的方向(例如，图5中向右)线性地(和横向地)远离起始区域30传播。结合前沿34的两个分量将继续在x-y平面内远离起始区域30线性地扩展，直至它们到达基片的边缘为止，这时柔性基片102被结合到载体基片104上。
通过实验，已经发现上述(线性延伸的)结合前沿34也将导致结合结构100发生面外(即，超出由x-y平面限定的参考平面)变形。特别地，线性延伸的结合前沿34导致在z轴上大体上圆柱形的面外弯曲，其在示例中被示为沿着z轴的向下方向。同样，在没有任何补偿机构的情况下，仅将柔性基片102结合到载体基片104上将产生不希望的面外弯曲，如果不进行调整，则可能在传统片材制造系统的下游过程中进一步产生不希望的影响。同样，图5中的结合结构100一般不是平坦的。实际上，参考图6，实验室实验表明，面外的、通常为圆柱形的曲率最大为200-250μm。
如上所述，期望将结合到载体基片104上的柔性基片102的面外曲率保持小于约100μm。尽管对于约370mm×470mm的基片尺寸，一些用于将柔性基片102临时结合到载体基片104的现有技术已经成功地实现了期望的平坦度目标，但是随着柔性基片102的尺寸增大，例如增大到1100mm×1300mm或更大，并且随着连续结合过程的生产率提高，例如达到35毫米/秒或更大的速度，保持平坦度的复杂性和困难显著增加。
鉴于前述原因，现在参考图7，它是结合装置200的透视图，用于从柔性基片102和载体基片104的供给源进行连续结合过程。尽管结合装置200的主要功能之一是结合过程本身，但是附加功能包括在结合之前在载体基片104中诱发面外弯曲，以抵消面外变形的倾向；若不诱发面外弯曲，在柔性基片102和载体基片104的结合结构100中将会发生这种面外变形。
结合装置200包括柔性基片运输机构202、载体基片运输机构204、(圆柱形)卡盘220、转移机构250、加压机构280(图7中未示出)和控制器290。结合装置200的一个或多个元件响应控制器290发出的信号命令，该控制器根据编程算法(例如，经由软件程序)执行动作。就此而言，为操作控制器290，可以使用诸如数字电路之类的任何已知计算技术，使用可通过操作来执行软件和/或固件程序的任何已知微处理器，使用一个或多个可编程数字设备或系统，如可编程只读存储器(prom)、可编程阵列逻辑设备(pal)等。
柔性基片运输机构202可以从装载区接收柔性基片102的相应片材，如本领域所公知的，这些片材是从卷轴等切下的(未示出)。柔性基片运输机构202通过操作将柔性基片102从装载区移动到结合区，在该结合区处，柔性基片102被结合至载体基片104。在优选实施方式中，柔性基片运输机构202优选地使用非接触的或至少最小接触的片材输送技术来实现运输功能，例如本领域已知的超声片材输送技术或流体漂浮运输技术。优选地，操作柔性基片运输机构202以将柔性基片102从装载区移动到结合区时，至少其速率和/或时间可根据来自控制器290的信号命令而变化。
如上所述，柔性基片102可表征为具有x轴上的长度尺寸、y轴上的宽度尺寸以及z轴上的厚度尺寸(见图3)。如前所述，柔性基片102可以由任何合适的材料形成，例如玻璃，并且非常薄，例如具有以下厚度之一：(i)约50μm至约300μm，和(ii)约100微米至约200微米。柔性基片102的柔性可用多种方式来表征，例如具有以下至少一种：密度约2.3-2.5g/cc，杨氏模量约70-80gpa；泊松比约0.20-0.25，最小弯曲半径约185-370mm。更进一步地，柔性基片102可具有较大的表面积(特别是鉴于其非常薄的特性)，例如具有由以下各项之一限定的面积：(i)大于约500mm的长度和大于约500mm的宽度；和(ii)约1100毫米的长度和约1300毫米的宽度。
如本领域中已知的，载体基片运输机构204可以从另一个装载区接收载体基片104的相应片材，这些片材是已经从卷轴、带等切下的(未示出)。优选地使用非接触或至少最小接触的片材运输技术(例如，本领域已知的超声片材运输技术或流体漂浮技术)操作载体基片运输机构204，以将载体基片104从装载区移动到结合区。优选地，操作载体基片运输机构204以将载体基片104从装载区移动到结合区时，至少其速率和/或时间可根据来自控制器290的信号命令而变化。
如上所述，载体基片104可表征为具有x轴上的长度尺寸、y轴上的宽度尺寸以及z轴上的厚度尺寸，其中x轴和y轴限定x-y平面(见图3)。如前所述，载体基片104可由诸如玻璃的任何合适的材料形成，它比柔性基片102基本上具有更大的厚度和/或更小的柔性。例如，载体基片104可具有约400μm至约1000μm的厚度。
操作圆柱形卡盘220以将载体基片104保持在结合区中，优选地在柔性基片102下方。尽管下面将给出圆柱形卡盘220的更多细节，但要注意的是，圆柱形卡盘220优选地利用本领域已知的真空技术来实现前述的保持功能。优选地，操作圆柱形卡盘220以接收、保持载体基片104并随后将其释放到结合区或从结合区接收、保持并随后释放载体基片104时，至少其操作时间和程度可根据来自控制器290的信号命令而变化。
操作转移机构250，从而：(i)移动柔性基片102，例如将柔性基片102从运输机构202提起，优选不与柔性基片102接触，以及(ii)将柔性基片102保持在邻近载体基片104的位置，从而以受控的方式在它们之间产生间隙。例如，间隙可以在大约100μm至1000μm的量级，更优选地在大约250μm至500μm的量级。在优选实施方式中，转移机构250使用超声和真空机构的组合来完成移动、提起和保持操作，这将在下文中更详细地描述。优选地，转移机构250操纵柔性基片102时，至少其提起、移动、保持和释放的速率(将在下文中更详细地描述)、时间和/或间隙大小可根据来自控制器290的信号命令而变化。
操作加压机构280，以在柔性基片102和载体基片104之间诱发结合，优选在柔性基片102的与载体基片104相反的一侧上向下提供线性延伸的压力，直到柔性基片102和载体基片104之间存在接触。尽管本文稍后将介绍加压机构280的更多细节，但要注意的是，在一些实施方式中，参考图5，所述接触是细长的起始区域(例如，线)30，结合从该起始区域开始(基本上沿着平行于y轴的线延伸)，使得第一结合前沿在基本上横向于起始线30和y轴的第一方向上远离起始线30传播。虽然图5示出了在柔性基片102的边缘附近的细长的起始线30，可以操作加压机构280以在中间横向位置(沿x轴的柔性基片102的边缘之间)诱发结合，从而第二结合前沿在基本与第一方向相反且横向于起始线30和y轴的第二方向上也远离起始线30传播。至少诱导结合的位置、诱导结合的速率等可根据从控制器290到加压机构280的信号命令而变化。
技术人员将理解，可以采用许多机构来产生线性延伸的压力以及由此得到的线性定向并延伸的起始线30。例如，参考图8，加压机构280可以包括板簧偏转元件282，其包括相对刚性的框架构件284和相对柔性的弹簧元件286。柔性弹簧元件286经由相应的铰接联接件284-1、284-2旋转地联接到框架构件284，以产生板簧偏转元件。在操作中，框架构件284和弹簧元件286平行于期望的起始线30定向，例如在柔性基片102上方。然后将向下的力施加到框架构件284，使得柔性弹簧元件286沿着一条线将柔性基片102推向载体基片104，从而产生所需的起始线30。
为了实现与加压机构280相关的显著水平的可控制性，板簧偏转元件282可以包括一个或多个机械致动器288-1、288-2，该机械致动器288-1、288-2将框架构件284联接至结合装置200的脊状部分。举例来说，一个或多个机械致动器288-1、288-2可以使用机电技术(例如，伺服电动机等)、气动技术、液压技术等以如下方式实现：允许加压机构280的功能响应来自控制器290的信号命令而可变。
因此，响应来自控制器290的信号命令，一个或多个机械致动器288-1、288-2可产生向下的力，将柔性弹簧元件286推靠在柔性基片102上，以便完成以下各项中的至少一项：(i)朝着载体基片104按压柔性基片102，(ii)引发与载体基片104的实质性局部接触区域(例如，相比于最终起始线30相对不那么细长的接触区域)，(iii)进一步按压柔性基片102，以使其与载体基片104接触，从而将局部接触区域变成细长的起始线30，以及(iv)在第一和第二结合前沿中的至少一个远离起始线30传播之后，在预定的时间内保持按压柔性基片102，使之与载体基片104保持接触。
如前所述，参考图5，从起始线30传播的一个或多个细长的结合前沿可能导致不希望的超出x-y平面的弯曲。根据本文的一个或多个实施方式，可以实现对由不期望的结合现象导致的圆柱形面外变形的补偿。通常，可以通过在结合操作之前操纵载体基片104来实现这种补偿。例如，该过程可以包括对载体基片104施加应力和应变中的至少一种，以在沿着z轴的方向上诱发超出x-y平面弯曲，该弯曲抵消了因结合前沿传播现象而发生的超出x-y平面的诱发弯曲。因此，例如，如果结合前沿传播现象趋向于沿如图5所示的方向诱发超出x-y平面的弯曲(例如，在向下方向或负z轴方向上)，则一般补偿方法包括对载体基片104施加应力和应变中的至少一种，以在相反方向(例如，向上方向或z轴正方向)上诱发超出x-y平面的弯曲。
参考图9，圆柱形卡盘220可被构造成抵消在结合结构100中发生的面外变形的倾向。圆柱形卡盘220包括基础元件(或连接件)222，其牢固地连接到结合装置200的框架。偏置表面224以上文讨论过的方式(例如，通过使用真空技术)接收、保持和释放载体基片104。
另外，响应来自控制器290的信号命令，偏置表面224可以在从基本平坦的位置224-1到某个弯曲最大的位置224-2之间的任何位置变化，例如曲率半径在5米至25米之间。这通过一个或多个机械致动器226和互补的机械联动装置230、232、234、236来完成。举例来说，联动装置可包括偏置构件230，例如杆等，其大致平行于y轴延伸，操作偏置构件230以提供力，将偏置表面224向上保持在z轴正方向上，同时将偏置表面224的侧向边缘(基本上在x轴的极端位置)向下推动，包括力在z轴负方向上的实质性分量。
联动装置还包括调节机构226，操作该调节机构226(优选地响应控制器290的信号命令)以沿着基础元件222在z轴正方向和z轴负方向上向上和向下移动。联动装置还包括第一偏置臂232和第二偏置臂234，每个偏置臂在各自的近端232-1、234-1联接到调节机构226，并且在各自的远端232-2、234-2分别联接到偏置表面224的侧向边缘。前述联接件包括旋转联接件236-1、236-2、236-3、236-4。当调节机构226在z轴负方向上移动时，第一偏置臂232的近端232-1和第二偏置臂234的近端234-1被向下推动(远离偏置构件230)，这将偏置表面224的横向边缘向下推动(沿z轴负方向)，并将偏置表面224从基本平坦的位置224-1调整到弯曲最大的位置224-2。当调节机构226响应来自控制器290的信号命令沿z轴正方向移动时，实现相反的作用。举例来说，可以使用机电技术(例如，伺服电动机等)、气动技术、液压技术等来执行调节机构226，以在与图5所示的不希望的弯曲方向相反的z轴方向上，允许偏置表面224发生可调节量的圆柱形面外弯曲。
在操作中，可以将载体基片104放置在偏置表面224上，使得可以在结合操作之前实现对载体基片104的操纵。特别地，偏置表面224在载体基片104中诱发机械应力和/或应变，以在沿z轴的方向上诱发圆柱形面外弯曲(超出x-y平面)，抵消因结合前沿传播现象而发生的超出x-y平面的诱发弯曲。例如，由偏置表面72产生的应力和/或应变之一可表征为绕着在z轴方向上与x-y平面间隔开并平行于y轴的轴线使载体基片104机械弯折，以诱发弯曲。在图9中，这种轴线240位于偏置构件230的下方并平行于偏置构件230，从而限定了偏置表面224和载体基片104的曲率半径242，使得超出x-y平面的弯曲是沿着z轴的正方向(例如，如图所示的向上方向)。
在载体基片104中实现这种诱发弯曲之后，结合过程可以包括前述步骤：经由转移机构250将柔性基片102定位成与载体基片104相邻(以所述间隙)，同时经由圆柱形卡盘220保持对载体基片104施加的应力和应变中的至少一个。
参考图10，现在将提供转移机构250的更多细节。图10可以被认为是转移机构250的一些实施方式的侧视图，其中在加压机构280下，一个结合前沿(第一结合前沿)被诱发并且在远离起始线的方向(例如，x轴负方向)上传播。但是，本领域技术人员将理解，图10可以被认为是转移机构250的替代实施方式的侧视图，其仅示出了加压机构280的一侧上的特征，而在加压机构280的另一侧采用了特征的镜像(但未示出)。在这样的替代实施方式中，两个结合前沿(第一和第二结合前沿)被诱发并从起始线30沿相反的方向传播。
如前所述，操作转移机构250，从而：(i)将柔性基片102移出运输机构202，优选地不与柔性基片102接触，以及(ii)将柔性基片102保持在邻近载体基片104的位置，使得以受控方式产生间隙g。由于载体基片104处于圆柱形弯曲状态，间隙g的大小将根据测量间隙g的特定横向位置(沿x轴方向)和载体基片104的弯曲程度而变化。还如上文所提及，运输机构202可以使用任何已知技术(如超声和真空机构的组合)来完成移动、提起和保持操作。
根据优选实施方式，转移机构250在加压机构280(如图所示)的一侧上包括多个相应的超声和真空机构252-1、252-2、252-3、252-4、252-5等。在诱发第一和第二结合前沿(从起始线30沿相反方向传播)的替代实施方式中，在加压机构280的相反侧以镜像形式采用相应的多个超声和真空机构254-1、254-2、254-3、254-4、254-5等(图10中未示出)。每个超声和真空机构252-i、254-i可通过来自控制器290的信号来单独控制，以施加可变量的提起和/或释放动作，以便精确地调节间隙g，并且随后命令转移机构250与一个或多个结合前沿远离起始线30的传播同步地释放在柔性基片102上的非接触保持(non-contacthold)。
参考图10和11，在加压机构280的一侧(如图所示)，各超声和真空机构252-1、252-2、252-3、252-4、252-5中的每一个可以被认为在第一组区域内限定相应的区域。每个这样的区域在y轴方向上通常是细长的，而在x轴方向上通常是狭窄的。因此，超声和真空机构252-1可以被认为在第一区域1中提供提起/释放功能，超声和真空机构252-2可以被认为在第二区域2中提供提起/释放功能，超声和真空机构252-3可以被认为在第三区域3中提供提起/释放功能，超声和真空机构252-4可以被认为在第四区域4中提供提起/释放功能，并且超声和真空机构252-5可以被认为在第五区域5中提供提起/释放功能。
当采用双侧镜像布置时，可以将超声和真空机构254-1、254-2、254-3、254-4、254-5限定为在加压机构280的相对侧，分别在第一区域1、第二区域2、第三区域3、第四区域4和第五区域5(第二组区域)提供提起/释放功能。参见图11。
现在参考图12a-12f，其示意性地示出了来自控制器290的信号对单个超声和真空机构252-i、254-i的影响，以便与结合前沿34、36远离起始线30的传播同步地释放在柔性基片102上的非接触保持。
如图12a所示，通过将来自控制器290的信号命令施加到加压机构280来产生起始线30，以便将向下的力施加到以下至少一项：(i)朝着载体基片104按压柔性基片102，(ii)引发与载体基片104的实质性局部接触区域(例如，相比于最终起始线30相对不那么细长)，(iii)进一步按压柔性基片102，以使其与载体基片104接触，从而将局部接触区域变成细长的起始线30，以及(iv)在第一结合前沿34和第二结合前沿36远离起始线30传播之后，在预定的时间内保持按压柔性基片102，使之与载体基片104保持接触。
如图12b所示，当第一结合前沿34(沿y轴方向延伸)沿x轴负方向传播通过(第一组区域中的)区域1时，操作控制器290以命令转移机构250同步地在此区域中释放柔性基片102。类似地，当第二结合前沿36(也沿y轴方向延伸)沿x轴正方向传播通过(第二组区域中的)区域1时，操作控制器290以命令转移机构250同步地在此区域中释放柔性基片102。
如图12c、12d和12e所示，当第一结合前沿34和第二结合前沿36分别沿x轴负方向和x轴正方向传播通过(相应的第一组和第二组区域中的)区域2、3和4时，操作控制器290以命令转移机构250同步地(并按顺序地)在这些区域中释放柔性基片102。
如图12f所示，第一结合前沿34和第二结合前沿36继续传播通过区域5，直到柔性基片102和载体基片104完全结合在一起。尽管未在图12f中示出，通过来自控制器290的信号命令，在结合过程中通过偏置表面224在载体基片104中诱发的弯曲最终被释放，从而减轻了由于结合而产生的超出x-y平面的弯曲特性。
再次转向图11，根据一个或多个实施方式，转移机构250可以进一步包括多个非接触真空吸盘256-1、256-2、256-3、256-4，通过操作它们，分别独立地仅在靠近柔性基片102的四个角中每个角的相应区域，保持柔性基片102邻近载体基片104。举例来说，可以使用伯努利吸盘来实现非接触真空吸盘256-1。在同步释放第n个区域(例如，第一组和第二组区域中每一组的第五区域5)之后，操作控制器290，以命令多个非接触吸盘256-1、256-2、256-3、256-4仅在靠近柔性基片102的四个角中每个角的相应区域，保持柔性基片102邻近载体基片104，并保持预定时间。
同样如图11所示，可以微调经由转移机构250对柔性基片102的受控同步有序释放，以相对于传播方向维持期望的基本凸形的第一结合前沿34和第二结合前沿36。
进一步参考图7和图11，结合装置200还可包括速度测量单元300，操作该速度测量单元300以确定以下各项中的至少一项：(i)第一结合前沿34在第一方向上的第一结合前沿速度；以及(ii)第二结合前沿36在第二方向上的第二结合前沿速度。所述至少一个第一结合前沿速度和第二结合前沿速度被反馈到控制器290，以允许操作反馈控制环路，调节结合装置200的一个或多个参数。实际上，已经发现，这种反馈允许同时提高结合结构100的平坦度和结合速度。
例如，可操作控制器290，以命令转移机构250根据至少一个第一结合前沿速度和第二结合前沿速度来调节柔性基片102相对于载体基片104的间隙g。附加地和/或可替代地，可以操作控制器290，以命令转移机构250根据至少一个第一结合前沿速度和第二结合前沿速度来调节同步释放的时机。附加地和/或可替代地，可以操作控制器290，以命令多个非接触吸盘256-i根据至少一个第一结合前沿速度和第二结合前沿速度调整在靠近柔性基片102的四个角中每个角的相应区域中预定的保持时间。附加地和/或可替代地，可以操作控制器290，以命令圆柱形卡盘220，以便根据至少一个第一结合前沿速度和第二结合前沿速度来调整载体基片104中的曲率半径242。附加地和/或可替代地，可以操作控制器290，以命令加压机构280调整以下至少一项：(i)板簧偏转元件286前进的速度，以引发与载体基片104的实质性局部接触区域；(ii)板簧偏转元件286前进的速度，以进一步按压柔性基片102，使之与载体基片104接触，从而将局部接触区域变成细长的起始线30；以及(iii)根据至少一个第一结合前沿速度和第二结合前沿速度，在第一结合前沿34和第二结合前沿36中的至少一个远离起始线30传播之后的预定时间。
图13a是使用上述补偿方法和/或装置得到的结合结构100的面外变形(翘曲)的定性测量的图示。翘曲(以μm为单位)沿着图中y轴延伸，而载体基片104的曲率半径(以米为单位)沿着图中x轴延伸。图13b示出了边缘梯度(edgegradient)的测量结果，图13c示出了拐角梯度(cornergradient)的测量结果。边缘梯度是翘曲的度量，具体是在紧邻结合结构100的边缘的区域(例如，约50mm)内的翘曲的斜率。拐角梯度是翘曲的另一度量，具体是在紧邻结合结构100的拐角的区域(例如50mm)内的翘曲的斜率。
图14a、14b、14c是使用上述补偿方法和/或装置得到的结合结构100的进一步定性测量的图示。在图14a中，面外变形(翘曲)沿着图中y轴延伸，而结合速度(以毫米/秒为单位)沿着图中x轴延伸。图14a示出了随结合速度变化的前述翘曲的测量结果。图14b示出了边缘梯度的测量结果。图13c示出了拐角梯度的测量结果。
尽管已经参考特定实施方式描述了本文的公开内容，但是应当理解，这些实施方式仅是对本文的实施方式的原理和应用的说明。因此，应当理解，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以对示例性实施方式进行多种修改，并且可以设计其他安排形式。
根据本公开的一个或多个进一步的实施方式，下面提供各要素的许多具体组合。
实施方式1：一种方法，包括：在不接触的情况下将柔性基片保持在载体基片附近，从而在它们之间产生间隙，其中载体基片包括片材、x轴上的长度尺寸、y轴上的宽度尺寸和z轴上的厚度尺寸，其中x轴和y轴限定x-y平面，柔性基片包括片材、x轴上的长度尺寸、y轴上的宽度尺寸和z轴上的厚度尺寸，其中满足以下至少一项：(i)柔性基片的柔性基本上比载体基片的柔性更大，以及(ii)柔性基片的厚度基本上小于载体基片的厚度；诱发柔性基片和载体基片之间的结合，其中所述结合在基本上沿着平行于y轴的线延伸的细长起始线处开始，使得第一结合前沿在基本上横向于起始线和y轴的第一方向上远离起始线传播；并且随着第一结合前沿远离起始线传播而同步释放在柔性基片上的非接触保持。
实施方式2：一种包括实施方式1的要素的方法，并且还包括：确定第一结合前沿在第一方向上的第一结合前沿速度；以及根据第一结合前沿速度调节柔性基片相对于载体基片的间隙。
实施方式3：一种包括实施方式1或2的要素的方法，其中：所述同步释放包括当第一结合前沿传播通过第一组相应区域时，在所述第一组相应区域中依次释放在柔性基片上的非接触保持；所述第一组相应区域中的每个区域平行于y轴延伸，并且每个区域在平行于x轴的第一方向上依次相邻排列；第一结合前沿的传播方向平行于x轴。
实施方式4：一种包括实施方式1、2或3的要素的方法，其中：所述诱发柔性基片和载体基片之间的结合的步骤包括第二结合前沿，该第二结合前沿在与第一方向基本上相反且横向于起始线和y轴的第二方向上远离起始线传播；所述同步释放包括当第二结合前沿传播通过第二组相应区域时，在所述第二组相应区域中依次释放在柔性基片上的非接触保持；所述第二组相应区域中的每个区域平行于y轴延伸，并且每个区域在平行于x轴的第二方向上依次相邻排列；第二结合前沿的传播方向平行于x轴。
实施方式5：一种包括实施方式1、2、3或4的要素的方法，还包括：确定所述第一结合前沿在所述第一方向上的第一结合前沿速度和所述第二结合前沿在所述第二方向上的第二结合前沿速度中的至少一个；根据所述第一结合前沿速度和所述第二结合前沿速度中的至少一个来调节所述同步释放的时机。
实施方式6：一种包括实施方式1、2、3、4或5的要素的方法，其中：所述第一组相应区域和第二组相应区域各自包括n个区域，n＝1、2、3、...、n，在远离起始线的相应的第一和第二方向上按相应的顺序排列；所述在不接触的情况下将柔性基片保持在载体基片附近的步骤包括：在同步释放第一组相应区域和第二组相应区域各自的第n个区域之后，仅在靠近柔性基片的四个角中每个角的相应区域中将所述保持维持预定时间。
实施方式7：一种包括实施方式1、2、3、4、5或6的要素的方法，还包括：确定第一结合前沿在第一方向上的第一结合前沿速度和第二结合前沿在第二方向上的第二结合前沿速度中的至少一个；根据第一结合前沿速度和第二结合前沿速度中的至少一个调节在靠近柔性基片的四个角中每个角的相应区域中维持所述保持的预定时间。
实施方式8：一种包括实施方式1、2、3、4、5、6或7的要素的方法，还包括：在沿着起始线诱发柔性基片和载体基片之间的结合之前，机械弯折所述载体基片，以在沿着z轴的第一方向上在所述载体基片中诱发超出x-y平面的圆柱形弯曲，以使第一结合前沿的特性趋于使结合的柔性基片和载体基片在沿着z轴与第一方向相反的第二方向上弯曲超出x-y平面。
实施方式9：一种包括实施方式1、2、3、4、5、6、7或8的要素的方法，还包括：确定所述第一结合前沿在第一方向上的第一结合前沿速度；以及根据第一结合前沿速度来调节载体基片中的圆柱形弯曲的曲率半径。
实施方式10：一种包括实施方式1、2、3、4、5、6、7、8或9的要素的方法，还包括使板簧偏转元件相对于柔性基片前进，以便：朝向载体基片按压柔性基片，引发与载体基片的实质性局部接触区域；进一步按压柔性基片，使其与载体基片接触，从而将局部接触区域变为细长的起始线，并在第一结合前沿远离起始线传播后，维持对柔性基片的按压，使其与载体基片保持接触预定时间。
实施方式11：一种包括实施方式1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的要素的方法，还包括：确定所述第一结合前沿在所述第一方向上的第一结合前沿速度；在第一结合前沿远离起始线传播后，根据第一结合前沿速度调节所述预定时间。
实施方式12：一种包括实施方式1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的要素的方法，其中满足以下至少一项：所述柔性基片包括玻璃；所述柔性基片的厚度为以下之一：(i)约50μm至约300μm，和(ii)约100μm至约200μm；所述柔性基片包括由以下之一限定的面积：(i)大于约500mm的长度和大于约500mm的宽度；(ii)约1100毫米的长度和约1300毫米的宽度；所述柔性基片包括以下至少之一：密度约2.3-2.5g/cc，杨氏模量约70-80gpa；泊松比约0.20-0.25，最小弯曲半径约185-370mm；载体基片包括玻璃；载体基片的厚度为约400μm至约1000μm。
实施方式13：一种包括实施方式1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12的要素的方法，其中，结合之后，从x-y平面向外的变形量小于或等于以下至少之一：(i)约200μm；(ii)约100μm；(iii)约75μm；(iii)约50μm。
实施方式14：一种装置，包括：载体基片运输机构，其经操作用于将载体基片从装载区移动到结合区，其中所述载体基片由片材形成，所述载体基片具有x轴上的长度尺寸、y轴上的宽度尺寸和z轴上的厚度尺寸，其中x轴和y轴限定x-y平面；卡盘，其经操作用于将载体基片保持在结合区中；柔性基片运输机构，其经操作用于将柔性基片从另一装载区移动到结合区，其中柔性基片由片材形成，柔性基片具有x轴上的长度尺寸、y轴上的宽度尺寸和z轴上的厚度尺寸，其中满足以下至少一项：(i)柔性基片的柔性基本上比载体基片的柔性更大，以及(ii)柔性基片的厚度基本上比载体基片的厚度更小；转移机构，其经操作用于：(i)将柔性基片从运输机构移开而不与柔性基片接触；以及(ii)将柔性基片保持在载体基片附近，从而在两者之间产生间隙；加压机构，其经操作用于在柔性基片和载体基片之间诱发结合，其中，所述结合在细长的起始线处开始，该起始线基本上沿着与y轴平行的线延伸，使得第一结合前沿在基本上横向于起始线和y轴的第一方向上远离起始线传播；控制器，其经操作用于命令转移机构在第一结合前沿远离起始线传播时同步释放在柔性基片上的非接触保持。
实施方式15：一种包括实施方式14的要素的装置，还包括：速度测量单元，其经操作用于确定第一结合前沿在第一方向上的第一结合前沿的速度，其中，控制器经操作以命令转移机构根据第一结合前沿速度调节柔性基片相对于载体基片的间隙。
实施方式16：一种包括实施方式14或15的要素的装置，其中：控制器经操作以命令转移机构实施所述同步释放，以包括在第一结合前沿通过第一组相应区域传播时，在所述第一组相应区域中依次释放在柔性基片上的非接触保持；第一组相应区域中的每个区域平行于y轴延伸，并且每个区域在平行于x轴的第一方向上依次相邻排列；第一结合前沿的传播方向平行于x轴。
实施方式17：一种包括实施方式14、15或16的要素的装置，其中：所述柔性基片和所述载体基片之间的结合的诱发包括第二结合前沿，所述第二结合前沿在基本上与第一方向相反并横向于起始线和y轴的第二方向上远离所述起始线传播；所述控制器经操作以命令所述转移机构实施同步释放，以包括在第二结合前沿传播通过第二组相应区域时，在所述第二组相应区域中依次释放在柔性基片上的非接触保持；第二组相应区域中的每个区域平行于y轴延伸，并且每个区域在平行于x轴的第二方向上依次相邻排列；第二结合前沿的传播方向平行于x轴。
实施方式18：一种包括实施方式14、15、16或17的要素的装置，还包括：速度测量单元，其经操作用于确定第一结合前沿在第一方向上的第一结合前沿速度和第二结合前沿在第二方向上的第二结合前沿速度，其中控制器经操作以命令转移机构根据第一结合前沿速度和第二结合前沿速度中的至少一个来调节所述同步释放的时机。
实施方式19：一种包括实施方式14、15、16、17或18的要素的装置，其中：第一相应区域和第二组相应区域各自包括n个区域，n＝1、2、3、...、n，在远离起始线的相应的第一和第二方向上按相应的顺序排列；所述装置还包括多个非接触真空吸盘，其经操作以分别独立地仅在靠近柔性基片的四个角中每个角的相应区域保持柔性基片邻近载体基片；以及其中，控制器经操作以命令所述多个非接触吸盘实现在不接触的情况下将柔性基片保持在载体基片附近，以包括在同步释放第一组相应区域和第二组相应区域各自的第n个区域之后，仅在靠近柔性基片的四个角中每个角的相应区域将所述保持维持预定时间。
实施方式20：一种包括实施方式14、15、16、17、18或19的要素的装置，还包括：速度测量单元，其经操作用于确定第一结合前沿在第一方向上的第一结合前沿速度和第二结合前沿在第二方向上的第二结合前沿速度，其中控制器经操作以命令多个非接触吸盘根据第一结合前沿速度和第二结合前沿速度中的至少一个调节在靠近柔性基片的四个角中每个角的相应区域中维持所述保持的预定时间。
实施方式21：一种包括实施方式14、15、16、17、18、19或20的要素的装置，其中，在沿着起始线诱发柔性基片和载体基片之间的结合之前，所述卡盘经操作以机械弯折所述载体基片，以在沿着z轴的第一方向上在所述载体基片中诱发超出x-y平面的圆柱形弯曲，以使第一结合前沿的特性趋于使结合的柔性基片和载体基片在沿着z轴与第一方向相反的第二方向上弯曲超出x-y平面。
实施方式22：一种包括实施方式14、15、16、17、18、19、20或21的要素的装置，还包括：速度测量单元，其经操作用于确定第一结合前沿在第一方向上的第一结合前沿速度；其中，控制器经操作以命令卡盘，以便根据第一结合前沿速度来调节载体基片中的圆柱形弯曲的曲率半径。
实施方式23：一种包括实施方式14、15、16、17、18、19、20、21或22的要素的装置，其中，所述加压机构包括板簧偏转元件，所述板簧偏转元件经操作以相对于柔性基片前进，以便：朝向载体基片按压柔性基片，引发与载体基片的实质性局部接触区域；进一步按压柔性基片，使其与载体基片接触，从而将局部接触区域变为细长的起始线，并在第一结合前沿远离起始线传播后，维持对柔性基片的按压，使其与载体基片保持接触预定时间。
实施方式24：一种包括实施方式14、15、16、17、18、19、20、21、22或23的要素的装置，还包括：速度测量单元，其经操作以确定所述第一结合前沿在所述第一方向上的第一结合前沿速度；以及其中所述控制器经操作以命令所述板簧偏转元件调节以下至少之一：(i)为引发与所述载体基片的实质性局部接触区域，所述板簧偏转元件前进的速度，(ii)为进一步按压所述柔性基片，使其与载体基片接触，以将局部接触区域变为细长的起始线，板簧偏转元件前进的速度，以及(iii)在第一结合前沿远离起始线传播后随第一结合前沿速度变化的预定时间。
实施方式25：一种包括实施方式14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24的要素的装置，其中满足以下至少一项：所述柔性基片由玻璃形成；所述柔性基片的厚度为以下之一：(i)约50μm至约300μm，和(ii)约100μm至约200μm；所述柔性基片包括由以下之一限定的面积：(i)大于约500mm的长度和大于约500mm的宽度；(ii)约1100毫米的长度和约1300毫米的宽度；所述柔性基片包括以下至少之一：密度约2.3-2.5g/cc，杨氏模量约70-80gpa；泊松比约0.20-0.25，最小弯曲半径约185-370mm；载体基片包括玻璃；载体基片的厚度为约400μm至约1000μm。
实施方式26：一种包括实施方式14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25的要素的装置，其中，结合之后，从x-y平面向外的变形量小于或等于以下至少之一：(i)约200μm；(ii)约100μm；(iii)约75μm；(iii)约50μm。
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