JP2000016840A - フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びディスプレイ基板の製造方法 - Google Patents
フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びディスプレイ基板の製造方法Info
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、大板ガラスであっても、分
割切断後の変形が少なく、パターンが所期の設計からず
れてディスプレイの表示不良が発生するということがな
いフラットパネルディスプレイ用ガラス基板と、それを
用いたディスプレイ基板の製造方法を提供することであ
る。 【解決手段】 本発明のフラットパネルディスプレイ用
ガラス基板は、平面方向の残留応力が、５ｋｇ／ｃｍ2
以下であることを特徴とする。
割切断後の変形が少なく、パターンが所期の設計からず
れてディスプレイの表示不良が発生するということがな
いフラットパネルディスプレイ用ガラス基板と、それを
用いたディスプレイ基板の製造方法を提供することであ
る。 【解決手段】 本発明のフラットパネルディスプレイ用
ガラス基板は、平面方向の残留応力が、５ｋｇ／ｃｍ2
以下であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フラットパネルディス
プレイのアレイ基板材料や、その対向基板材料として用
いられるガラス基板及びそれを用いたディスプレイ基板
の製造方法に関するものである。
プレイのアレイ基板材料や、その対向基板材料として用
いられるガラス基板及びそれを用いたディスプレイ基板
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりフラットパネルディスプレイ用
ガラス基板として、０．３〜３．０ｍｍ程度の厚みを有
する矩形状の板ガラスが大量に用いられている。特に近
年になって、α−Ｓｉ ＴＦＴ（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−
Ｓｉ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｓｉｓｔｏｒ）液晶
ディスプレイ等の薄膜電気回路を用いたフラットパネル
ディスプレイ市場が急速に拡大している。
ガラス基板として、０．３〜３．０ｍｍ程度の厚みを有
する矩形状の板ガラスが大量に用いられている。特に近
年になって、α−Ｓｉ ＴＦＴ（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−
Ｓｉ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｓｉｓｔｏｒ）液晶
ディスプレイ等の薄膜電気回路を用いたフラットパネル
ディスプレイ市場が急速に拡大している。
【０００３】ところで最近のフラットパネルディスプレ
イ用ガラス基板には、大板化が求められている。すなわ
ち最終製品であるディスプレイの大きさは、対角１２イ
ンチ程度のものが主流であるが、ディスプレイ基板の製
造コストの低減と、スループットの向上を目的として大
きなガラス基板から複数のディスプレイ基板を作製する
マルチ方式が採用されている。つまりガラスメーカーで
成形された大型のガラス基板（ガラス素板）上に、複数
分の回路パターンを形成した後、回路パターン毎にガラ
ス基板を分割切断して複数のディスプレイ基板を作製す
る方式が採用されており、これらの基板は、ディスプレ
イの背面基板となるアレイ基板として使用されている。
また同様に、アレイ基板の対向基板（前面基板）につい
ても大型のガラス基板に複数のパターンを形成した後、
分割切断する生産方式が採られている。
イ用ガラス基板には、大板化が求められている。すなわ
ち最終製品であるディスプレイの大きさは、対角１２イ
ンチ程度のものが主流であるが、ディスプレイ基板の製
造コストの低減と、スループットの向上を目的として大
きなガラス基板から複数のディスプレイ基板を作製する
マルチ方式が採用されている。つまりガラスメーカーで
成形された大型のガラス基板（ガラス素板）上に、複数
分の回路パターンを形成した後、回路パターン毎にガラ
ス基板を分割切断して複数のディスプレイ基板を作製す
る方式が採用されており、これらの基板は、ディスプレ
イの背面基板となるアレイ基板として使用されている。
また同様に、アレイ基板の対向基板（前面基板）につい
ても大型のガラス基板に複数のパターンを形成した後、
分割切断する生産方式が採られている。
【０００４】そのため従来のガラス基板の大きさ（縦横
寸法）は、３００×４００ｍｍサイズや３７０×４７０
ｍｍサイズであったが、最近では、５５０×６５０ｍｍ
サイズや、それ以上のサイズのガラス基板が必要とされ
るようになってきている。
寸法）は、３００×４００ｍｍサイズや３７０×４７０
ｍｍサイズであったが、最近では、５５０×６５０ｍｍ
サイズや、それ以上のサイズのガラス基板が必要とされ
るようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように最近に
なって、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、
大板化が進められているが、これに伴ってガラス基板を
分割切断した後に、ガラス基板が変形するという問題が
発生している。
なって、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、
大板化が進められているが、これに伴ってガラス基板を
分割切断した後に、ガラス基板が変形するという問題が
発生している。
【０００６】例えば液晶ディスプレイのアレイ基板とし
て用いられるガラス基板上には、薄膜電気回路や、その
他の各種金属膜、絶縁膜等を組み合わせた回路パターン
が形成され、その対向基板であるカラーフィルター基板
には、ＲＧＢパターンが形成されるが、このような画素
パターンが形成されたガラス基板が分割切断された後に
変形すると、互いの画素パターンが所期の設計からずれ
てしまい、アレイ基板の回路パターンとカラーフィルタ
ー基板のパターンとが一致せず、最終製品である液晶デ
ィスプレイの表示不良という致命的な欠陥につながるこ
とがあるため大きな問題となっている。
て用いられるガラス基板上には、薄膜電気回路や、その
他の各種金属膜、絶縁膜等を組み合わせた回路パターン
が形成され、その対向基板であるカラーフィルター基板
には、ＲＧＢパターンが形成されるが、このような画素
パターンが形成されたガラス基板が分割切断された後に
変形すると、互いの画素パターンが所期の設計からずれ
てしまい、アレイ基板の回路パターンとカラーフィルタ
ー基板のパターンとが一致せず、最終製品である液晶デ
ィスプレイの表示不良という致命的な欠陥につながるこ
とがあるため大きな問題となっている。
【０００７】本発明の目的は、大板ガラスであっても、
分割切断後の変形が少なく、パターンが所期の設計から
ずれてディスプレイの表示不良が発生するということが
ないフラットパネルディスプレイ用ガラス基板と、それ
を用いたディスプレイ基板の製造方法を提供することで
ある。
分割切断後の変形が少なく、パターンが所期の設計から
ずれてディスプレイの表示不良が発生するということが
ないフラットパネルディスプレイ用ガラス基板と、それ
を用いたディスプレイ基板の製造方法を提供することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく種々の実験を繰り返した結果、ガラス基板
が分割切断された後に変形する原因が、ガラス基板の平
面方向に大きな残留応力が発生するからであり、平面方
向の残留応力を一定値以下に抑えることによって、ガラ
ス基板の分割切断後の変形が抑えられることを見いだ
し、本発明を提案するに至った。
を達成すべく種々の実験を繰り返した結果、ガラス基板
が分割切断された後に変形する原因が、ガラス基板の平
面方向に大きな残留応力が発生するからであり、平面方
向の残留応力を一定値以下に抑えることによって、ガラ
ス基板の分割切断後の変形が抑えられることを見いだ
し、本発明を提案するに至った。
【０００９】すなわち本発明のフラットパネルディスプ
レイ用ガラス基板は、平面方向の残留応力が、５ｋｇ／
ｃｍ2 以下であることを特徴とする。
レイ用ガラス基板は、平面方向の残留応力が、５ｋｇ／
ｃｍ2 以下であることを特徴とする。
【００１０】また本発明のディスプレイ基板の製造方法
は、平面方向の残留応力が、５ｋｇ／ｃｍ2 以下である
ガラス基板上に複数のパターンを形成した後、パターン
毎にガラス基板を分割切断することを特徴とする。
は、平面方向の残留応力が、５ｋｇ／ｃｍ2 以下である
ガラス基板上に複数のパターンを形成した後、パターン
毎にガラス基板を分割切断することを特徴とする。
【００１１】さらに本発明のガラス基板は、縦寸法が４
００ｍｍ以上、横寸法が５００ｍｍ以上であることを特
徴とする。
００ｍｍ以上、横寸法が５００ｍｍ以上であることを特
徴とする。
【００１２】
【作用】フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に残
留応力が発生するメカニズムは、次のとおりである。
留応力が発生するメカニズムは、次のとおりである。
【００１３】この種のガラス基板を成形するための一般
の工業的な方法としては、フロート法、オーバーフロー
ダウンドロー法、スロットダウンドロー法等が知られて
いるが、いずれの成形法を採用しても、成形した板ガラ
スを冷却する時に、その肉厚方向に温度分布が発生する
と共に、平面方向にもいくらかの温度分布が発生し、そ
の結果、不均一な残留応力が発生することになる。
の工業的な方法としては、フロート法、オーバーフロー
ダウンドロー法、スロットダウンドロー法等が知られて
いるが、いずれの成形法を採用しても、成形した板ガラ
スを冷却する時に、その肉厚方向に温度分布が発生する
と共に、平面方向にもいくらかの温度分布が発生し、そ
の結果、不均一な残留応力が発生することになる。
【００１４】切断後の変形に影響を与えるのは、主にガ
ラス基板の平面方向に発生する残留応力であり、ガラス
基板の中央付近に比べて、周縁部の冷却速度が速い場合
や、逆にガラス基板の中央付近に比べて周縁部の冷却速
度が遅い場合に、周縁部付近に残留応力が発生する。こ
のような平面方向に残留応力を有するガラス基板が分割
切断されると、変形することによって応力を解放しよう
とする。
ラス基板の平面方向に発生する残留応力であり、ガラス
基板の中央付近に比べて、周縁部の冷却速度が速い場合
や、逆にガラス基板の中央付近に比べて周縁部の冷却速
度が遅い場合に、周縁部付近に残留応力が発生する。こ
のような平面方向に残留応力を有するガラス基板が分割
切断されると、変形することによって応力を解放しよう
とする。
【００１５】本発明者等の知見によると、平面方向の残
留応力は、ガラス基板の大きさに比例して大きくなり、
例えば、縦寸法４００ｍｍ以上、横寸法５００ｍｍ以上
のガラス基板の場合、周縁部の残留応力は、２０ｋｇ／
ｃｍ2 以上となることがあった。しかしながらガラス基
板の平面方向の残留応力を５ｋｇ／ｃｍ2 以下にする
と、これを分割切断しても、問題となるような大きな変
形は生じない。
留応力は、ガラス基板の大きさに比例して大きくなり、
例えば、縦寸法４００ｍｍ以上、横寸法５００ｍｍ以上
のガラス基板の場合、周縁部の残留応力は、２０ｋｇ／
ｃｍ2 以上となることがあった。しかしながらガラス基
板の平面方向の残留応力を５ｋｇ／ｃｍ2 以下にする
と、これを分割切断しても、問題となるような大きな変
形は生じない。
【００１６】次に本発明のフラットパネルディスプレイ
用ガラス基板を作製する方法を説明する。
用ガラス基板を作製する方法を説明する。
【００１７】先ず一つの方法は、板ガラスを成形した後
の冷却工程で、その平面方向に発生する温度分布をでき
るだけ小さくするような温度制御を行う方法である。
の冷却工程で、その平面方向に発生する温度分布をでき
るだけ小さくするような温度制御を行う方法である。
【００１８】またもう一つの方法は、通常の方法で板ガ
ラスを成形、冷却、切断した後、平坦性に優れた低膨張
結晶化ガラス板やセラミック板からなるセッターの上に
載置してからアニールすることによって、板ガラスに発
生した平面方向の残留応力を小さくする方法である。
ラスを成形、冷却、切断した後、平坦性に優れた低膨張
結晶化ガラス板やセラミック板からなるセッターの上に
載置してからアニールすることによって、板ガラスに発
生した平面方向の残留応力を小さくする方法である。
【００１９】但し、通常の方法でガラス基板をアニール
しても、ガラス基板全面を均一に加熱、冷却することは
困難であり、特にアニール炉の炉壁に近いガラス基板の
周縁部の残留応力が大きくなりやすいため、次に示す方
法のいずれかでアニールすることが望ましい。
しても、ガラス基板全面を均一に加熱、冷却することは
困難であり、特にアニール炉の炉壁に近いガラス基板の
周縁部の残留応力が大きくなりやすいため、次に示す方
法のいずれかでアニールすることが望ましい。
【００２０】予め所定寸法より大きい板ガラスを作製
し、これをアニールした後、ガラス基板の周縁部を切り
落として所定寸法のガラス基板とする方法。但し、この
方法では、ガラス基板の周縁部を廃棄することになるた
め、ガラスの生産効率が低下するという問題がある。
し、これをアニールした後、ガラス基板の周縁部を切り
落として所定寸法のガラス基板とする方法。但し、この
方法では、ガラス基板の周縁部を廃棄することになるた
め、ガラスの生産効率が低下するという問題がある。
【００２１】ガラス基板の縦寸法と横寸法よりも５０
ｍｍ以上長い縦寸法と横寸法を有する大型の耐熱性セッ
ターを使用することによって、ガラス基板を均一にアニ
ールする方法。
ｍｍ以上長い縦寸法と横寸法を有する大型の耐熱性セッ
ターを使用することによって、ガラス基板を均一にアニ
ールする方法。
【００２２】ガラス基板を載置した耐熱性セッターの
付近に耐熱性のダミーセッターを配置することによっ
て、ガラス基板を均一にアニールする方法。
付近に耐熱性のダミーセッターを配置することによっ
て、ガラス基板を均一にアニールする方法。
【００２３】尚、アニールする場合、連続式アニール炉
やバッチ式電気炉が使用できるが、生産性を考えると、
連続式アニール炉を用いることが望ましい。
やバッチ式電気炉が使用できるが、生産性を考えると、
連続式アニール炉を用いることが望ましい。
【００２４】
【実施例】以下、本発明のフラットパネルディスプレイ
用ガラス基板を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明
する。
用ガラス基板を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明
する。
【００２５】まず重量％で、ＳｉＯ2 ５５％、Ｂ2 Ｏ
3 １０％、Ａｌ2 Ｏ3 １０％、ＲＯ ２５％の組成
となるようにガラス原料を調合し、１５８０℃で所定時
間溶融した後、スロットダウンドロー法を用いて成形
し、切断加工することによって、５５０×６５０×０．
７ｍｍの寸法を有するα−Ｓｉ ＴＦＴ液晶ディスプレ
イ用無アルカリガラス基板を３６枚作製した。
3 １０％、Ａｌ2 Ｏ3 １０％、ＲＯ ２５％の組成
となるようにガラス原料を調合し、１５８０℃で所定時
間溶融した後、スロットダウンドロー法を用いて成形
し、切断加工することによって、５５０×６５０×０．
７ｍｍの寸法を有するα−Ｓｉ ＴＦＴ液晶ディスプレ
イ用無アルカリガラス基板を３６枚作製した。
【００２６】次に、これらのガラス基板を板状で平坦性
に優れた耐熱性セッター（日本電気硝子株式会社製ネオ
セラムＮ−０）上に１枚づつ載置し、アニール炉内に入
れ、温度条件等を変えることにより、平面方向の残留応
力が２０ｋｇ／ｃｍ2 のガラス基板を１２枚（Ａグルー
プ）、平面方向の残留応力が１０ｋｇ／ｃｍ2 のガラス
基板を１２枚（Ｂグループ）、平面方向の残留応力が４
ｋｇ／ｃｍ2 のガラス基板（Ｃグループ）を１２枚作製
した。
に優れた耐熱性セッター（日本電気硝子株式会社製ネオ
セラムＮ−０）上に１枚づつ載置し、アニール炉内に入
れ、温度条件等を変えることにより、平面方向の残留応
力が２０ｋｇ／ｃｍ2 のガラス基板を１２枚（Ａグルー
プ）、平面方向の残留応力が１０ｋｇ／ｃｍ2 のガラス
基板を１２枚（Ｂグループ）、平面方向の残留応力が４
ｋｇ／ｃｍ2 のガラス基板（Ｃグループ）を１２枚作製
した。
【００２７】その後、図１に示すように、各ガラス基板
１０上に４つの回路パターン１１を形成してから、回路
パターン１１毎にガラス基板１０を２本の切断線１２、
１２に沿って４枚のアレイ基板に分割切断し、これらの
アレイ基板上の回路パターン１１の正規位置からの最大
ずれ量を測定し、その結果を表１に示した。
１０上に４つの回路パターン１１を形成してから、回路
パターン１１毎にガラス基板１０を２本の切断線１２、
１２に沿って４枚のアレイ基板に分割切断し、これらの
アレイ基板上の回路パターン１１の正規位置からの最大
ずれ量を測定し、その結果を表１に示した。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１から明らかなように、Ａグループのア
レイ基板は、回路パターンのずれ量が６〜８μｍと大き
かったが、Ｃグループのアレイ基板は、回路パターンの
ずれがほとんど発生せず、このことから、アレイ基板の
平面方向の残留応力の大きさと、切断後の寸法のずれ量
の間に相関関係が認められた。
レイ基板は、回路パターンのずれ量が６〜８μｍと大き
かったが、Ｃグループのアレイ基板は、回路パターンの
ずれがほとんど発生せず、このことから、アレイ基板の
平面方向の残留応力の大きさと、切断後の寸法のずれ量
の間に相関関係が認められた。
【００３０】尚、上記の残留応力は、東芝歪検査器ＳＶ
Ｐ−１００を用い、セナルモン法に基づいて測定した。
Ｐ−１００を用い、セナルモン法に基づいて測定した。
【００３１】またアレイ基板のずれ量は、その対向基板
として、アレイ基板と同じサイズを有する未変形のカラ
ーフィルター基板を準備し、図２に示すように、アレイ
基板１３をカラーフィルター基板１４上に重ね合わせ、
アレイ基板１３上の回路パターン１５と、カラーフィル
ター基板１４上に形成されたパターン１６の最もずれの
大きい部分の長さ（Ｌ）を顕微鏡で測定したものであ
る。
として、アレイ基板と同じサイズを有する未変形のカラ
ーフィルター基板を準備し、図２に示すように、アレイ
基板１３をカラーフィルター基板１４上に重ね合わせ、
アレイ基板１３上の回路パターン１５と、カラーフィル
ター基板１４上に形成されたパターン１６の最もずれの
大きい部分の長さ（Ｌ）を顕微鏡で測定したものであ
る。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明のフラットパネルデ
ィスプレイ用ガラス基板は、平面方向の残留応力が５ｋ
ｇ／ｃｍ2 以下であるため、このガラス基板上にパター
ンを形成した後、パターン毎にガラス基板を分割切断し
ても変形が少ない。そのため、特に周縁部の残留応力が
大きくなりやすい縦寸法が４００ｍｍ以上、横寸法が５
００ｍｍ以上のディスプレイ用ガラス基板に有用であ
る。
ィスプレイ用ガラス基板は、平面方向の残留応力が５ｋ
ｇ／ｃｍ2 以下であるため、このガラス基板上にパター
ンを形成した後、パターン毎にガラス基板を分割切断し
ても変形が少ない。そのため、特に周縁部の残留応力が
大きくなりやすい縦寸法が４００ｍｍ以上、横寸法が５
００ｍｍ以上のディスプレイ用ガラス基板に有用であ
る。
【図１】４つの回路パターンが形成されたガラス基板を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図２】アレイ基板をカラーフィルター上に重ね合わせ
た状態を示す概略説明図である。
た状態を示す概略説明図である。
１０ ガラス基板 １１、１５ 回路パターン １２ 切断線 １３ アレイ基板 １４ カラーフィルター基板 １６ カラーフィルター基板上に形成されたパターン
Claims (4)
- 【請求項１】 平面方向の残留応力が、５ｋｇ／ｃｍ2
以下であることを特徴とするフラットパネルディスプレ
イ用ガラス基板。 - 【請求項２】 縦寸法が４００ｍｍ以上、横寸法が５０
０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のフラ
ットパネルディスプレイ用ガラス基板。 - 【請求項３】 平面方向の残留応力が、５ｋｇ／ｃｍ2
以下であるガラス基板上に複数のパターンを形成した
後、パターン毎にガラス基板を分割切断することを特徴
とするディスプレイ基板の製造方法。 - 【請求項４】 ガラス基板の縦寸法が４００ｍｍ以上、
横寸法が５００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項
３記載のディスプレイ基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19984098A JP4006747B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | ディスプレイ基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19984098A JP4006747B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | ディスプレイ基板の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006220212A Division JP4423611B2 (ja) | 2006-08-11 | 2006-08-11 | フラットパネルディスプレイ用ガラス基板 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000016840A true JP2000016840A (ja) | 2000-01-18 |
| JP2000016840A5 JP2000016840A5 (ja) | 2005-09-02 |
| JP4006747B2 JP4006747B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=16414530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19984098A Expired - Fee Related JP4006747B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | ディスプレイ基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4006747B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7201965B2 (en) | 2004-12-13 | 2007-04-10 | Corning Incorporated | Glass laminate substrate having enhanced impact and static loading resistance |
| JP2009179552A (ja) * | 2009-03-06 | 2009-08-13 | Asahi Glass Co Ltd | ディスプレイ用ガラス基板 |
| JP2009276088A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Avanstrate Inc | ガラス板の歪検査方法及び装置 |
| JP2010009061A (ja) * | 2009-10-06 | 2010-01-14 | Asahi Glass Co Ltd | ディスプレイ用ガラス基板の製造方法 |
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-
1998
- 1998-06-29 JP JP19984098A patent/JP4006747B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR101180200B1 (ko) | 2004-12-13 | 2012-09-10 | 코닝 인코포레이티드 | 향상된 충격 및 정전기 부하 저항성을 갖는 유리라미네이트 기판 |
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