无碱玻璃基板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种热收缩率偏差小的无碱玻璃基板及其制造方法。一种无碱玻璃基板，其特征在于自常温起开始以１０℃／分的速度升温，在保温温度４５０℃下保温１０小时，再以１０℃／分的速度降温（按图１所示的温度时间曲线进行热处理）时的热收缩率绝对值为５０ｐｐｍ以上。

Alkali free glass substrate and method for manufacturing the same

The present invention provides an alkali free glass substrate with small thermal shrinkage deviation and a method for manufacturing the same. An alkali free glass substrate, which is characterized in that the self starting at room temperature to 10 degrees per minute speed of heating, heat for 10 hours in the temperature of 450 DEG C, and then to 10 DEG C / min speed cooling (heat treatment temperature and time according to the curve shown in Figure 1) heat shrinkage rate at the absolute value more than 50ppm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为液晶显示器、EL显示器等的平面显示器基板及电 荷耦合器件(CCD)、等倍近接型固体摄像器件(CIS)等的各种图象 传感器、硬盘、滤色器等的基板使用的无碱玻璃基板。
技术介绍
当前，作为液晶显示器、EL显示器等的平面显示器基板广泛使用 玻璃基板。尤其是薄膜晶体管型有源阵列液晶显示器(TFT-LCD)等电子设 备，由于薄型且耗费电力也少，因此，用于车辆导航仪、数码相机的 取景器、个人电脑的监视器和TV用等各种各样的用途。为了驱动液晶显示器，需要在玻璃基板上形成以TFT器件为代表 的驱动器件。在TFT器件的制造工序中，在玻璃基板上形成透明导电 膜、绝缘膜、半导体膜、金属膜等。另外，在光刻一蚀刻工序中，用 各种热处理或药品处理对玻璃基板进行处理。例如，在TFT型有源阵 列液晶显示器中，在玻璃基板上形成绝缘膜和透明导电膜。另外，用 光刻一蚀刻工序在玻璃基板上形成多个非晶硅或多晶硅的TFT (薄膜 晶体管)。在这种制造工序中，玻璃基板经受300 60(TC的热处理，同 时受到用硫酸、盐酸、碱性溶液、氢氟酸、缓冲氢氟酸等各种药品进 行的处理。因此，对TFT液晶显示器用基板就要求以下这样的特性。(1)玻璃中含有碱金属氧化物时，在热处理过程中碱离子向已成 膜的半导体物质中扩散，导致薄膜特性的劣化，因此，要求实质上不 含有碱金属氧化物。(2) 寻求对光刻一蚀刻工序中使用的酸、碱等溶液的耐久性，即 耐药性优越。(3) 在成膜、退火等工序中，玻璃基板暴露在高温下。这时，希 望玻璃基板的热收縮率小。即，热收縮率大时，基板上所形成的电路 图案会产生偏移。从减小热收縮率的观点考虑，玻璃应变点高是有益 的。另外，除上述之外，TFT液晶显示器用玻璃基板也要求以下特性。(4) 为了在玻璃的熔融工序和成形工序中在玻璃中不产生异物，要求耐失透性优越。尤其是，用溢流下拉法等下拉法对玻璃进行成形 时，玻璃的耐失透性是重要特性，考虑到玻璃成形温度，要求其液相线温度为120(TC以下。(5) 为使液晶显示器轻量化，要求其密度低。尤其是装载于笔记 本电脑的玻璃基板，强烈要求其轻量化，具体而言，要求密度为 2.50g/cm3以下。(6) 要求表面平坦度高的特性。例如液晶显示器是，在两片薄玻 璃基板之间夹持的液晶层起光阀作用，该层或遮蔽光或透过光来进行 显示。该液晶层保持几um 十几um非常薄的厚度。因此，玻璃基板 的表面平坦度尤其是称为起伏的iim级凹凸容易对液晶层的厚度(称 为单元间隙)造成影响，表面起伏大，就成为显示不均匀等显示不良 的原因。(7) 要求玻璃基板起伏度小的特性。近年来，在液晶显示器中， 以高速响应和高精细化为目的，有单元间隙进一步变薄的趋势，因此， 减少应用于此的玻璃基板表面的起伏度变得越发重要起来。用于减少玻璃基板表面起伏度的最有效办法就是精密地研磨成形后的玻璃基板 表面，但是，这种方法使玻璃基板的制造成本非常高。因此，现在采 用溢流下拉法和浮法等的成形方法，尽可能地成形表面起伏度小的玻 璃基板，以不研磨的状态、或实施极轻微的研磨(修正抛光)后上市。为满足这些特性，提出了各种各样的玻璃基板(例如专利文献1)。专利文献l:特开平8-811920号公报如上所述，认为玻璃基板的热收縮率越小越好。但是，近年来， 考虑到玻璃基板的热收縮率，在电路形成时就要采用进行光掩膜的校 正技术。其结果是，即使热收縮率不是足够小的玻璃基板，也能够解 决图案改变的问题。但是，采用该技术时，要求玻璃基板间的热收縮 率没有大的偏差。玻璃基板的热收縮率受玻璃的成形条件，尤其是受冷却速度影响。 但是，通常难以在制造过程中确保固定的冷却速度。因此，其现状是 即使同一时间制造的玻璃基板彼此热收縮率也未必恒定。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种热收縮率偏差小的。本专利技术人进行了各种研究，结果发现玻璃成形时的冷却速度越快， 热收縮率的变动越小，并将此提出作为本专利技术。艮P，本专利技术的无碱玻璃基板，其特征在于，自常温起以l(TC/分的 速度升温，在保温温度45(TC下保温IO小时，并以1(TC/分的速度降温 (按图1所示的温度时间曲线进行热处理)时的热收縮率绝对值为 50ppm以上。另外，本说明书中的所谓"无碱玻璃"，意思是碱金属化合物(Li20、 Na20、 K20)的总量为0.1%以下的玻璃。另外"热收縮率绝对值"是基板中央部分(重心附近)的值。另外，本专利技术的无碱玻璃基板，其特征在于，应变点为630~655 °C，且自常温起以lO'C/分的速度升温，在保温温度450'C下保温10小 时，并以1(TC/分的速度降温(按图l所示的温度时间曲线进行热处理) 时的热收縮率绝对值为60卯m以上。另外，本专利技术的无碱玻璃基板，其特征在于，应变点为655 680 °C，且自常温起以1(TC/分的速度升温，在保温温度45(TC下保温IO小 时，并以1(TC/分的速度降温(按图1所示的温度时间曲线进行热处理) 时的热收縮率绝对值为50卯m以上。本专利技术的无碱玻璃基板的制造方法，将玻璃原料熔融、成形而制 造无碱玻璃基板，其特征在于，在成形时的冷却过程中，在从退火点 到降温IO(TC的温度范围(退火点 (退火点一10(TC)的温度范围)内 的平均冷却速度为30(TC/分以上。另外，所谓"平均冷却速度"是指， 通过计算出玻璃板宽度方向中央部分通过从退火点到降温IO(TC的温 度范围的区域(=退火区域)的时间，用通过所需要的时间除退火区域 内的温度差(=100°C)而求出的速度。另外，本专利技术的无碱玻璃基板的制造方法，将玻璃原料溶融、成 形而制造应变点为630 655'C的无碱玻璃基板，其特征在于，在成形时 的冷却过程中，从退火点到降温IO(TC的温度范围的平均冷却速度为 35(TC/分以上。另外，本专利技术的无碱玻璃基板的制造方法，将玻璃原料溶融、成 形而制造应变点为655 68(TC的无碱玻璃基板，其特征在于，在成形时 的冷却过程中，从退火点到降温IO(TC的温度范围的平均冷却速度为 30(TC/分以上。本专利技术的无碱玻璃基板，其特征在于，通过上述方法制造而成。本专利技术的玻璃基板，其基板间的热收縮率的偏差较小。因此在形 成TFT电路之时用光掩膜进行校正的话，由于玻璃基板的热收縮通常 为恒定值，所以成品率稳定且可以进行图案形成。另外，根据本专利技术的制造方法，可以容易地制造上述的玻璃基板。 而且，通过提高拉板速度来增大冷却速度，也就可以大幅增加单位时 间的玻璃基板的生产量。另外，提高拉板速度的同时，只要减少供给 成形装置的玻璃流量，就可以制造板厚较小的玻璃基板(具体而言为0.6mm以下，0.5mm以下，0.4mm以下，尤其是0.3mm以下)。附图说明图l是表示用于求出热收縮率绝对值的温度一时间曲线的说明图； 图2是表示平均冷却速度和热收縮率绝对值的关系图； 图3是表示成形时的冷却工序中玻璃的热经历图； 图4是表示测定热收縮率绝对值的方法说明图。符号说明1、 用于求出热收縮率绝对值的玻璃板试样la、用于求出热收縮率绝对值的半片玻璃板试样(实施热处理的 玻璃板片)lb、用于求出热收縮率绝对值的半片玻璃板试样(不实施热处理 的玻璃板片)2、 标记具体实施方式首先，对本专利技术的玻璃基板进行说明。玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无碱玻璃基板，其特征在于，自常温起以１０℃／分的速度升温，并在保温温度４５０℃下保温１０小时，然后以１０℃／分的速度降温时的热收缩率的绝对值在５０ｐｐｍ以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤嘉成，高谷辰弥，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]