CN102446673A

CN102446673A - 显示器用玻璃基板及其制造方法

Info

Publication number: CN102446673A
Application number: CN2010105024343A
Authority: CN
Inventors: 田中�明
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明提供一种从吸附台剥离时不易产生剥离带电的显示器用玻璃基板及其制造方法。使用原子间力显微镜求出的一侧的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0nm的显示器用玻璃基板及该显示器用玻璃基板的制造方法的特征在于，将包含液体及磨粒的研磨液与压缩空气一起从喷嘴(14)向玻璃基板(1)的一侧的面喷吹而进行粗糙化处理。

Description

显示器用玻璃基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示器用玻璃基板及其制造方法。

背景技术

在等离子显示面板(PDP)、液晶显示装置(LCD)、电致发光显示器(ELD)、场发射显示器(FED)等平板显示器中，在玻璃基板上形成有透明电极、半导体元件等的结构被作为基板使用。例如，在LCD中，在玻璃基板上形成有透明电极、TFT(Thin Film Transistor：薄膜场效应晶体管)等的结构被作为基板使用。

透明电极、半导体元件等向玻璃基板上的形成在通过真空吸附而将玻璃基板固定于吸附台上的状态下进行。

但是，由于玻璃基板的表面平滑，所以玻璃基板强力地贴附在吸附台上，玻璃基板难以从吸附台剥离，若强行剥离，则会导致玻璃基板损坏。

另外，由于玻璃基板容易带电，所以在将形成有透明电极、半导体元件等的玻璃基板从吸附台剥离时，玻璃基板会带电。在玻璃基板发生了剥离带电的情况下，引发TFT等半导体元件的静电破坏。

因此，对与吸附台接触的一侧的玻璃基板的表面进行粗糙化处理，减小玻璃基板和吸附台的接触面积。如果减小了该接触面积，则会易于从吸附台剥离玻璃基板。另外，可以抑制剥离带电的产生，减小剥离带电量。作为粗糙化处理的方法，众所周知的是，例如将包含液体及磨粒的研磨液向玻璃基板的一侧的面喷吹并由刷子研磨玻璃基板的表面的方法(专利文献1)。

但是，在利用现有的方法进行了粗糙化处理的玻璃基板中，不能充分抑制剥离带电的发生，有时会引起半导体元件的静电破坏。另外，玻璃基板会因剥离带电而再度贴附于吸附台等上，玻璃基板难以从吸附台等剥离，若强行剥离，则会导致玻璃基板损坏。

专利文献1：(日本)特开2001-343632号公报

发明内容

因此，本发明提供在从吸附台剥离时不易产生剥离带电的显示器用玻璃基板及其制造方法。

本发明的显示器用玻璃基板的特征在于，由下述方法求出的一侧的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0mm。

(平均表面粗糙度)

在显示器用玻璃基板的一侧的面上选择任意两点以上，对各点使用原子间力显微镜测定5μm×5μm的测定区域，由此求出JIS B0601(2001年)所规定的算术平均高度Ra并求出Ra的平均值。

本发明显示器用玻璃基板中，优选的是，平均表面粗糙度为0.8～2.0nm的面为已进行粗糙化处理的面。

本发明的显示器用玻璃基板的制造方法的特征在于，将包含液体及磨粒的研磨液与压缩空气一起从喷嘴向玻璃基板一侧的面喷吹而进行粗糙化处理。

优选所述压缩空气的压力(表压)为0.3～0.5MPa。

优选所述研磨液的流量为平均一个喷嘴5～10L/分钟。

优选所述磨粒为氧化铈。

优选所述磨粒的通过动态光散射法测定出的平均粒径为0.5～3μm。

优选以80～400cm/分钟的速度输送玻璃基板的同时进行所述粗糙化处理。

本发明的显示器用玻璃基板在从吸附台剥离时不易产生剥离带电。

根据本发明的显示器用玻璃基板制造方法，能够制造在从吸附台剥离时不易产生剥离带电的显示器用玻璃基板。

附图说明

图1是表示玻璃基板的粗糙化处理装置之一例的侧面图；

图2是表示喷嘴之一例的侧面图；

图3是表示玻璃基板的平均表面粗糙度和剥离带电量之间的关系的曲线图。

具体实施方式

本发明的显示器用玻璃基板的一侧的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0nm，优选为1.0～1.5nm。如果平均表面粗糙度为0.8nm以上，则从吸附台上剥离时不易产生剥离带电。

平均表面粗糙度用下述方法计算。

在显示器用玻璃基板的一侧的面上选择任意两点以上，分别测定它们的算术平均高度Ra，以各值的平均值为平均表面粗糙度。

算术平均高度Ra为JIS B0601(2001年)所规定的算术平均高度Ra，通过利用原子间力显微镜测定各点的5μm×5μm的测定区域而求出。

平均表面粗糙度为0.8～2.0nm的面优选为已进行粗糙化处理的面。已进行粗糙化处理的面为形成透明电极、半导体元件等时与吸附台接触的一侧的面。另一方面，已进行粗糙化处理的面的相反侧的面通常利用研磨处理等使其平滑化，成为形成透明电极、半导体元件等的面。

本发明的显示器用玻璃基板可通过如下方式制成，即将包含液体及磨粒的研磨液与压缩空气一起从喷嘴向玻璃基板一侧的面喷吹而进行粗糙化处理。

图1是表示玻璃基板的粗糙化处理装置的一例的侧面图。粗糙化处理装置10的概略构成具备：将玻璃基板1以从上下夹持的状态输送的、由上下一对构成的多对输送辊12；及将研磨液与压缩空气一起向玻璃基板1的上表面喷吹的喷嘴14。

如图2所示，喷嘴14具有：研磨液流路22，所述研磨液流路22贯通喷嘴14且从研磨液供给管16供给的研磨液在其中流动；及压缩空气流路24，使从压缩空气供给管18供给的压缩空气与研磨液流路22汇合。

喷嘴14可以是1个也可以是多个。喷嘴为1个的情况下，喷嘴14在相对于玻璃基板1的行进方向正交的方向上可水平移动。在喷嘴14为多个的情况下，喷嘴14在相对于玻璃基板1的行进方向正交的方向上以规定间隔并排设置。

喷嘴14的喷出口的直径(研磨液流路22的出口的直径)优选为8～12mm。压缩空气流路24的直径在与研磨液流路22汇合紧前优选为3～6mm。如果使喷嘴14的喷出口的直径及压缩空气流路24的直径在该范围内，则能够易于将玻璃基板1的平均表面粗糙度调整为0.8mm～2.0nm的范围。

作为玻璃基板1，可列举钠钙玻璃基板等含碱的玻璃基板、硼硅酸玻璃基板等无碱玻璃基板等。

玻璃基板1的大小优选横向纵向均为100～3000mm。另外，玻璃基板1的厚度优选为0.3～3mm。

特别是在无碱玻璃基板的情况下，组成以摩尔％表示实质上由SiO₂：60～70％、Al₂O₃：9～14％、B₂O₃：6～9.5％、MgO：1～5％、CaO：1～6％、SrO：2～8％、MgO+CaO+SrO：9～16％构成，实质上不含BaO，若厚度为0.5～1.0mm，则特别优选。

研磨液是将磨粒分散在液体中的分散液。

作为液体，可列举水、有机溶剂。

作为磨粒，可列举氧化铈、氧化硅、氧化铝、碳化钙、氧化钛、立方氮化硼、金刚石等，从粗糙化处理的效率来看，优选为氧化铈。

磨粒的平均粒径优选为0.5～3.0μm，更优选为0.8～2.0μm。如果平均粒径为0.5μm以上，则能够高效率地粗糙化处理玻璃基板1。如果平均粒径为3.0μm以下，则易于将玻璃基板1的平均表面粗糙度调整为0.8～2.0nm的范围。

磨粒的平均粒径通过动态光散射法测定。

磨粒的浓度在研磨液(100质量％)中优选为8～20质量％。如果磨粒的浓度为8质量％以上，则能够高效地粗糙化处理玻璃基板1。如果磨粒的浓度为20质量％以下，则易于将玻璃基板1的平均表面粗糙度调整为0.8～2.0nm的范围。

优选研磨液的流量为平均一个喷嘴145～10L/分钟，更优选为6～10L/分钟。如果研磨液的流量为5L/分钟以上，则能够高效地粗糙化处理玻璃基板1。如果研磨液的流量为10L/分钟以下，则易于将玻璃基板1的平均表面粗糙度调整为0.8～2.0nm的范围。

压缩空气的压力(表压)优选为0.3～0.5MPa，更优选为0.4～0.5MPa。如果压缩空气的压力为0.3MPa以上，则能够高效地粗糙化处理玻璃基板1。如果压缩空气的压力为0.5MPa以下，则易于将玻璃基板1的平均表面粗糙度调整为0.8～2.0nm的范围。

玻璃基板1的输送速度优选为80～400cm/分钟，更优选为80～250cm/分钟。如果玻璃基板1的输送速度为80cm/分钟以上，则能够高效地粗糙化处理玻璃基板1，且易于将玻璃基板1的平均表面粗糙度调整为2.0nm以下。如果玻璃基板1的输送速度为400cm/分钟以下，则易于将玻璃基板1的平均表面粗糙度调整为0.8nm以上。

对于已进行粗糙化处理的玻璃基板1，为了除去残留在玻璃基板1的表面上的磨粒，根据需要可以进行研磨液清洗，进而也可以进行水研磨。

研磨液清洗例如可使用专利文献1的图1中记载的研磨处理装置进行。

作为水研磨的方法，例如可列举在供给水的同时通过无纺布施加一定的压力而研磨玻璃基板表面的方法等。

对于一侧的面已进行粗糙化处理的显示器用玻璃基板，利用公知的方法在已进行粗糙化的面的相反侧的面上形成透明电极、半导体元件等，由此作为显示器用基板使用。

作为显示器，可列举PDP、LCD、ELD、FED等。

上述说明的本发明的显示器用玻璃基板中，由于一侧的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0nm，所以在从吸附台剥离时不易产生剥离带电。因此，玻璃基板的剥离带电量基本为0，半导体元件的静电破坏被抑制，另外，玻璃基板的破损被抑制。有关将平均表面粗糙度设为0.8～2.0nm的根据，在下述的实例中详细叙述。

另外，在上述说明的本发明的显示器用玻璃基板的制造方法中，由于将包含液体及磨粒的研磨液与压缩空气一起从喷嘴向玻璃基板的一侧的面喷吹而进行粗糙化处理，所以能够制造一侧的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0nm的显示器用玻璃基板。

另一方面，用专利文献1中记载的方法进行了粗糙化处理的玻璃基板，由于没有将研磨液与压缩空气一起喷吹，所以已进行粗糙化处理的面的平均表面粗糙度为0.5nm左右。因此，认为从吸附台剥离时的剥离带电的抑制效果不充分。另外，在专利文献1中，通过粗糙化处理形成的微小的凹凸的凹凸差为100～150

(10～15nm)，这认为是由于其通过使用接触式粗糙度计等测定大范围的测定区域而求出表面粗糙度，所以玻璃基板的“弯曲”也被加入。在使用原子间力显微镜测定5μm×5μm的微小的区域的情况下，玻璃基板的“弯曲”不被加入，能够精确地测定玻璃基板的“粗糙度”。

[实施例]

下面，列举实施例具体说明本发明，本发明不限定于这些例。

〔例1～4〕

首先，进行玻璃基板的平均表面粗糙度和剥离带电量的关系的验证。

使用图1所示的粗糙化处理装置10，以表1所示的条件进行玻璃基板的上表面的粗糙化处理。

设喷嘴14的喷出口的直径(研磨液流路22的出口的直径)为12mm，压缩空气流路24的直径在与研磨液流路22汇合紧前为6mm。喷嘴14的数量为8个。设从喷嘴14的前端到玻璃基板的距离为20cm。

作为玻璃基板使用LCD用无碱玻璃基板(旭硝子公司制造：AN100，长550mm×宽440mm×厚0.7mm)。

作为研磨液，使用在水中分散有通过动态光散射法测定出的平均粒径为1.8μm的氧化铈的、氧化铈浓度为20质量％的分散液。

测定玻璃基板的粗糙化后的面的平均表面粗糙度、以及粗糙化后的玻璃基板的剥离带电量。结果如表1及图3所示。另外，测定粗糙化后的玻璃基板的面内强度。结果如表1所示。

(平均表面粗糙度)

在玻璃基板的粗糙化后的面上选择任意两点以上，分别测定它们的算术平均高度Ra，以各值的平均值为平均表面粗糙度。

算术平均高度Ra为JIS B0601(2001年)所规定的算术平均高度Ra，由原子间力显微镜(Pacific Nanotechnology公司制，Nano Scope IIIa；Scan Rate 1.0Hz，Sample Lines 256，Off-line Modify Flatten order-2，Planefit order-2)测定各点的5μm×5μm的测定区域而求出。

(剥离带电量)

将如下所述值作为剥离带电量：将玻璃基板在吸附台上真空吸附一定时间，之后通过提升销剥离玻璃基板时产生的带电量(带电压)的最小值(带电量(带电压)的绝对值的最大值)。

(面内强度)

使玻璃基板表面粗糙化后的面朝上，将玻璃基板表面以环对环(ring-on-ring)方式塑性变形时的载荷量作为面内强度。

〔例5、6〕

使用专利文献1中如图1所示的研磨处理装置，在表1所示条件下进行玻璃基板的下表面的粗糙化处理。玻璃基板、研磨液使用与例1同样的材料。

测定玻璃基板的表面粗糙化后的面的平均表面粗糙度、以及表面粗糙化后的玻璃基板的剥离带电量。结果如表1及图3所示。另外，测定表面粗糙化后的玻璃基板的面内强度，结果如表1所示。

表1

根据图3的结果得知，当平均表面粗糙度为0.8nm以上时，剥离带电量基本为0。另外，根据表1及图3的结果推测得知即使平均表面粗糙度超过2.0nm剥离带电量也基本为0，但在平均表面粗糙度超过2.0nm时，进行粗糙化处理耗费时间，而且面内的强度有可能不充分。根据以上的结果，决定本发明的显示器用玻璃基板的平均表面粗糙度范围为0.8～2.0nm。

〔例7～9〕

接着，进行压缩空气的压力和玻璃基板的平均表面粗糙度的关系的验证。

除表2所示条件产生变更外，与例1相同地进行玻璃基板的上表面的粗糙化处理。

测定玻璃基板的表面粗糙化后的面的平均表面粗糙度。结果如表2所示。

【表2】

根据表2的结果得知，如果压缩空气的压力(表压)在0.3～0.5MPa的范围内，则玻璃基板的表面粗糙化后的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0nm。

〔例10～12〕

接着，进行研磨液流量和玻璃基板的平均表面粗糙度的关系的验证。

除表3所示条件产生变更外，与例1相同地进行玻璃基板的上表面的粗糙化处理。

测定玻璃基板的表面粗糙化后的面的平均表面粗糙度。结果如表3所示。

【表3】

根据表3的结果得知，如果研磨液的流量为平均一个喷嘴5～10L/分钟的范围，则玻璃基板的表面粗糙化后的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0nm。

〔例13～15〕

接着，进行玻璃基板的输送速度和玻璃基板的平均表面粗糙度的关系的验证。

除表4所示条件产生变更外，与例1相同地进行玻璃基板的上表面的粗糙化处理。

测定玻璃基板的表面粗糙化后的面的平均表面粗糙度。结果如表4所示。

【表4】

根据表4的结果得知，如果玻璃基板的输送速度在80～400cm/分钟的范围内，则玻璃基板的表面粗糙化后的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0nm。

产业实用性

本发明的显示器用玻璃基板作为PDP、LCD、ELD、FED等的显示器的基板有用。

Claims

1.一种显示器用玻璃基板，由下述方法求出的一侧的面的平均表面粗糙度为0.8～2.0nm：

(平均表面粗糙度)

2.如权利要求1所述的显示器用玻璃基板，其中，平均表面粗糙度为0.8～2.0nm的面为已进行粗糙化处理的面。

3.一种显示器用玻璃基板的制造方法，制造权利要求1或2所述的显示器用玻璃基板，其中，

将包含液体及磨粒的研磨液与压缩空气一起从喷嘴向玻璃基板一侧的面喷吹而进行粗糙化处理。

4.如权利要求3所述的显示器用玻璃基板的制造方法，其中，所述压缩空气的压力(表压)为0.3～0.5MPa。

5.如权利要求3或4所述的显示器用玻璃基板的制造方法，其中，所述研磨液的流量为平均一个喷嘴5～10L/分钟。

6.如权利要求3～5中任一项所述的显示器用玻璃基板的制造方法，其中，所述磨粒为氧化铈。

7.如权利要求3～6中任一项所述的显示器用玻璃基板的制造方法，其中，所述磨粒的通过动态光散射法测定出的平均粒径为0.5～3μm。

8.如权利要求3～7中任一项所述的显示器用玻璃基板的制造方法，其中，以80～400cm/分钟的速度输送玻璃基板的同时进行所述粗糙化处理。