玻璃基板的制造方法以及玻璃基板技术

本发明专利技术提供一种通过下拉法直接制造可以用于低温p-SiTFT基板用途的玻璃基板的方法、以及利用该方法得到的玻璃基板。该玻璃基板的制造方法包括下述工序：成型工序，其利用下拉法将熔融玻璃成型为带状；退火工序，其对玻璃带进行退火；以及切割工序，其切割玻璃带而得到玻璃基板，该玻璃基板的制造方法的特征在于：在退火工序中，使得从退火点至（退火点－50°C）为止的平均冷却速度与从（退火点+100°C）至退火点为止的平均冷却速度相比较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种玻璃基板的制造方法以及玻璃基板，尤其涉及一种适于由多晶硅薄膜晶体管元件驱动的所谓低温P-SiTFT类型的显示器的玻璃基板。
技术介绍
作为液晶显示器等平板显示器的基板，广泛应用铝矽酸盐玻璃基板。对于用于该用途的玻璃基板，要求热收缩较小。即，在玻璃基板上形成薄膜电路后，实施成膜热处理、制作布线图案等处理，在这些处理中，玻璃基板被暴露在高温下。此时，玻璃基板产生构造松驰，体积收缩。如果该热收缩较大，则形成在玻璃基板上的电路图案会背离所期望的设计，产生无法维持电气性能的致命缺陷。然而，对于平板显示器，每年都提高对高精度、高清晰等的要求，有希望被认作为满足这些要求的下一代显示器的是由低温ρ-SiTFT进行驱动的液晶显示器或有机EL显示器。在这些显示器中，在基板上形成低温P-SiTFT时的热处理温度为450 600° C左右的高温，而且电路图案变得更精细。因此，对于用于这种用途的玻璃基板，特别地要求热收缩率较小的玻璃基板。当前，这种玻璃基板是通过浮式法或以溢流下拉法为代表的下拉法而成型的。浮式法是通过使熔融玻璃流出到熔融的锡(浴槽)上，沿水平方向对熔融玻璃进行拉伸，从而使玻璃成型为板状的方法。在该方法中，在浴槽中成型为玻璃带后，使用达到大于或等于50m的巨大的退火炉对玻璃带进行退火(在线退火)。由此，通过浮式法而成型的玻璃基板具有热收缩率较小的特征。但是，在浮式法中存在下述缺点，即，很难使壁厚变薄，另外需要对玻璃基板进行抛光以去除粘附在玻璃表面上的锡。另一方面， 下拉法是将玻璃向垂直下方的方向拉伸而成型为板状的成型方法的总称。例如，当前广泛使用的溢流下拉法，将熔融玻璃引导至剖面大致楔形的槽状阻燃物(成型体)的顶部，然后使玻璃从槽状阻燃物的两侧溢出而沿着侧面流下，在阻燃物下端汇流，并向下方拉伸，由此玻璃成型为板状。下拉法具有易于使玻璃成型为薄板的优点。而且，在溢流下拉法的情况下，由于在成型时玻璃表面仅与空气接触，因此即使为未抛光的状态也可以得到表面品质高的玻璃基板。但是，在下拉法中，因为存在将退火炉设置在成型体的正下方的关系，所以实际上不可能设置如浮式法那样的巨大的退火炉。由此，由于必然要使退火炉变短，也就是说，在退火炉内的冷却速度变快，玻璃在急冷状态下被固化，所以存在无法得到热收缩率较小的玻璃基板的问题。根据上述情况，为了将下拉成型的玻璃基板用于低温p-SiTFT基板用途等，需要再次进行热处理(离线退火)，通过促进玻璃的构造松驰，从而减小热收缩率。该所谓的再热处理为，例如暂时将玻璃基板加热至与制作设备时的加热温度相比更高的玻璃转移区域的温度(应变点或者退火点附近)为止，在该温度下保持一定时间后，直至与应变点相比低200° C左右的温度为止进行退火，然后以不会使玻璃损坏的程度的冷却速度来进行急冷。专利文献1:日本特开平10-53427号公报专利文献2:日本特开平10-53426号公报专利文献3:日本特开2007-186406号公报
技术实现思路
上述再热处理通常是将玻璃基板平置在定位器上并投入退火炉中而进行的。但是，由于该方法是间歇加工，因此具有效率不高的缺点。另外，因为载置于定位器上，所以在基板表面容易产生伤痕或污垢等表面缺陷，在热处理后需要抛光。 在专利文献I中公开了这样的方法:以防止基板表面的伤痕或污垢作为目的，一边使基板彼此分离一边使其垂直地竖立而进行再热处理。根据该方法，具有不会使基板表面被污染这一优点。但是，在基板尺寸为大于或等于500X500mm这样的大型基板的情况下，存在通过热处理而使基板变形，产生应变或弯曲的问题。另外，由于与上述相同地为间歇加工，所以效率不高。本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种利用下拉法直接制造可以用于低温P-SiTFT基板用途的玻璃基板的方法，以及利用该方法得到的玻璃基板。本专利技术人发现了下述情况:在下拉成型后的退火工序中，可以通过使温度管理最优化而缩短退火所需要的时间和距离，由此，可以进行在线退火，从而提出了本专利技术。S卩，本专利技术的玻璃基板的制造方法包括下述工序:成型工序，其利用下拉法将熔融玻璃成型为带状；退火工序，其对玻璃带进行退火；以及切割工序，其切割玻璃带而得到玻璃基板，该玻璃基板的制造方法的特征在于，在退火工序中，使得从退火点至(退火点一50° C)为止的平均冷却速度与从(退火点+100° C)至退火点为止的平均冷却速度相比较低。在本专利技术中，所谓“退火点”是玻璃呈1013dPa*s粘度时的温度，可以根据ASTM C336-71的方法进行测定。所谓“平均冷却速度”是计算玻璃带的板宽方向中央部分通过规定的温度区域的时间，用该区域内的温度差(在此，为100° C)除以通过时所需的时间而求出的速度。在本专利技术的方法中，优选从(退火点+100° C)至退火点的平均冷却速度大于或等于30° C/分。根据该结构，使得在几乎不对热收缩率产生影响的高温区域中的处理时间易于缩短。因此，易于缩短退火所需要的时间，从设备设计的角度出发是有利的。或者，可以充分地确保在对热收缩产生影响的温度区域中的处理时间，易于获得热收缩率较小的玻璃。另外，易于制造弯曲较小的玻璃基板。本专利技术的玻璃基板的制造方法的特征在于，包括下述工序:成型工序，其利用下拉法将熔融玻璃成型为带状；退火工序，其对玻璃带进行退火；以及切割工序，其切割玻璃带而得到玻璃基板，退火工序包括:将玻璃冷却至退火点为止的第一退火阶段；将玻璃冷却至Tx (在此，Tx为处于从(退火点一 50° C)至(退火点一 200° C)之间的温度)为止的第二退火阶段；以及将玻璃冷却至(Tx — 250° C)为止的第三退火阶段，使得第二退火阶段的平均冷却速度与第一退火阶段的平均冷却速度相比较低。在此，温度Tx表示下述温度，SP，处于比退火点低50° C的温度(退火点一 50° C)和比退火点低200° C的温度(退火点一200° C)之间，并且，在该温度前后，平均冷却速度大幅变化。在本专利技术中，优选定义为从(退火点+100° C)至退火点的平均冷却速度的第一退火阶段的平均冷却速度大于或等于30° C/分。根据该结构，使得在几乎不对热收缩率产生影响的高温区域中的处理时间易于缩短。因此，易于缩短退火所需要的时间，从设备设计的角度出发是有利的。或者，可以充分地确保在对热收缩产生影响的温度区域中的处理时间，易于获得热收缩率较小的玻璃。在本专利技术中，优选使得第三退火阶段的平均冷却速度与第二退火阶段的平均冷却速度相比较快。根据该结构，使得在几乎不对热收缩率产生影响的低温区域中的处理时间易于缩短。因此，可以进一步缩短退火所需要的时间，从设备设计的角度出发是有利的。在本专利技术的方法中，优选使得定义为从Tx至(Tx - 250° C)为止的平均冷却速度的第三退火阶段的平均冷却速度大于或等于50° C/分。根据该结构，易于进一步缩短退火所需要的时间，从设备设计的角度出发是非常有利的。在本专利技术的方法中，优选使熔融玻璃成型为玻璃带的有效宽度大于或等于500_。在此，所谓“玻璃带的有效宽度”表示可以保证从玻璃带切取玻璃基板之前的品质的最大宽度。根据该结构，本专利技术的方法的效果变得更加显著。即，玻璃带的有效宽度变得越大，玻璃基板的尺寸就变得越大。而且，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃基板，其特征在于，在从常温开始以10°C/分钟的速度进行升温、将保持温度设定为在450°C下保持10小时、然后以10°C/分钟的速度进行降温时，热收缩率小于或等于30ppm，平均表面粗糙度Ra小于或等于0.3nm，并且应变值小于或等于1.0nm。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤嘉成，松木栄司，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：