KR20230143596A - Tft용 유리 기판 - Google Patents

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KR20230143596A
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요시타카 오노
노부아키 이카와
모토이치 이가
마사야 구니기타
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에이지씨 가부시키가이샤
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Abstract

소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있는 TFT용 유리 기판을 제공한다. TFT용 유리 기판(1)은, 제1 주면(11)과, 제1 주면(11)과 대향하는 제2 주면(12)을 구비한 직사각형의 유리판(10)으로 구성되고, 유리판(10)의 판 두께 방향으로부터의 시야에 있어서, 제1 주면(11)과, 제1 주면(11)과 대향하는 제2 주면(12)과, 제1 주면(11)과 제2 주면(12)을 연결하는 제1 변(13)과, 제1 변(13)에 인접하는 제2 변(14)을 구비하고, 제1 변(13)과 제2 변(14)의 길이가, 적어도 1200㎜ 이상인 대형의 유리판(10)이다. 제1 단면(15)에 있어서의 유리판(10)의 판 두께 W의 최댓값 Wmax와 판 두께 W의 최솟값 Wmin의 차인 판 두께 공차가 6.26㎛ 미만이다.

Description

TFT용 유리 기판{GLASS SUBSTRATE FOR TFT}
본 발명은, TFT용 유리 기판에 관한 것이다.
종래, 액정 디스플레이 등의 플랫 디스플레이 패널은, 표면에 미세한 전극이나 격벽 등의 소자 혹은 구조체를 형성한 2매의 유리 기판을 대향시켜 제작된다. 플랫 디스플레이 패널용 유리 기판에 대해서는, 그의 표면에 각종 막을 균일하게 도포한 후에, 포토 프로세스의 방법을 이용하여 노광, 현상함으로써, 소자나 구조체를 당해 유리 기판 위에 형성해 가는 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)의 제조 프로세스를 적용하는 것이 통례로 되어 있다. 그를 위한 유리 기판으로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 300㎜×300㎜ 이상의 유리판이며, 기준점과, 기준점을 중심으로 X 및/또는 Y 방향으로 각각 20㎜ 이격된 위치의 판 두께의 차의 절댓값이 3㎛ 이하인 유리 기판이 개시되어 있다.
일본 특허공개 제2009-155136호 공보
현재, 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 유리 기판 위에 형성하는 것이 요구되고 있지만, 아직 충분한 영역에는 도달되어 있지 않다.
본 발명은, 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있는 TFT용 유리 기판을 제공한다.
본 발명의 TFT용 유리 기판은, 제1 주면과, 상기 제1 주면과 대향하는 제2 주면을 구비한 직사각형의 유리판으로 구성되고, 상기 유리판의 판 두께 방향으로부터의 시야에 있어서, 서로 인접하는 제1 변과 제2 변을 갖고, 상기 제1 변과 상기 제2 변의 길이가, 적어도 1200㎜ 이상이며, 상기 유리판의 판 두께 방향의 단면 중, 상기 제1 변과 평행한 직선을 따른 제1 단면에 있어서, 당해 유리판의 판 두께의 최댓값과 판 두께의 최솟값의 차인 판 두께 공차가 6.26㎛ 미만이다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 TFT 제조 라인에 있어서의 노광 공정에서 초점을 맞추기 쉽고, TFT 제조에 적합한, 판 두께 공차가 작고 또한 대형의 유리판을 갖는 TFT용 유리 기판을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판의 제1 실시 형태의 일례를 나타내고, 도 1의 (a)는 정면 사시도, (b)는 (a)의 A-A 단면도, (c)는 (b)의 B부 확대 모식도를 나타낸다.
도 2는, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판의 플로트 유리 제조 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판의 제조 중에 발생하는 볼록부를 나타내는 모식도이다.
도 4는, 도 3의 볼록부를 구체적으로 나타내고, 도 4의 (a)는 유리판의 정면 사시도, (b)는 볼록부의 에칭 상태를 나타내는 설명도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판의 플로트 유리 제조 장치 내에 설치된 인젝터를 나타내는 모식도이다.
도 6은, 유리판의 폭 방향으로 긴 인젝터인 빔의 모식도이며, 도 6의 (a)는 빔의 전체 구성도, (b) 내지 (d)의 각각은, 3개의 가스 계통에 있어서의 HF 가스의 흐름을 나타내는 모식도이다.
도 7은, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판과 비교예의 제1 단면에서의 판 두께 공차를 실측하여 플롯한 그래프이다.
도 8은, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판과 비교예의 모든 단면에서의 판 두께 공차를 실측하여 플롯한 그래프이다.
도 9는, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판과 비교예의 제1 단면의 판 두께의 1차 미분값의 절댓값의 평균값을 비교한 그래프이다.
도 10은, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판의 제2 실시 형태의 일례를 나타내는 정면 사시도이다.
도 11은, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판에 있어서, 각 처리 온도에서의 조도의 비를 나타낸 표이다.
도 12는, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판의 제3 실시 형태의 일례를 나타내는 정면 사시도이다.
도 13은, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판에 있어서, 각 처리 온도에 의한 제1 영역과 제2 영역의 불소의 함유량을 측정하여 플롯한 그래프이다.
도 14는, 도 13에 기초하는 산출 결과를 나타낸 표이다.
도 15는, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판의 제1 주면 및 제 2 주면의 β-OH 양을 측정하여 플롯한 그래프이다.
이하, 도면을 이용하여, 본 발명에 따른 TFT용 유리 기판의 구체적인 실시 형태의 일례에 대하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 제1 주면(11)과, 제1 주면(11)과 대향하는 제2 주면(12)을 구비한 직사각형의 유리판(10)으로 구성되며, 또한 제1 주면(11)과 제2 주면(12)을 연결하는 제1 변(13)과, 제1 변(13)과 인접하는 제2 변(14)을 구비한다. 유리판(10)의 판 두께 방향으로부터의 시야에 있어서, 제1 변(13)과 제2 변(14)은 서로 인접하고 있다. 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 제1 변(13)과 제2 변(14)의 길이가, 적어도 1200㎜ 이상인 대형의 유리판(10)으로 구성되어 있다. 유리판(10)의 판 두께 방향으로부터의 시야란, 평면으로 볼 때를 가리킨다. 본 명세서에 있어서 직사각형이란 엄밀한 장방형만을 의도하고 있는 것이 아니라, 임의의 인접하는 2변이 10 내지 170°의 범위에서 교차하는 형상이나, 4 귀퉁이가 곡선형 또는 다각형으로 모따기된 형상이어도 된다. 직사각형이 엄밀한 장방형인 경우, 제1 변(13)과 제2 변(14)은 서로 수직으로 교차한다.
최근 들어, 고효율화의 관점에서, 이러한 대형 유리판(10)을, 장래적으로 작게 나누어 분할하여, 여러 장의 유리 기판을 얻는 일이 행해지고 있다. 그 과정에 있어서, 대형 유리판(10)의 상태에서, 장래적인 분할 예정선을 상정하면서, 유리 기판 1장 1장에 필요한 TFT를 형성해 간다. 그러나, 대형 유리판(10)에서는, 유리 표면이 아주 조금 기울어 있었다고 해도, 일단부면측과, 대응하는 타단부면측에서는, 판 두께에 큰 차가 생기게 된다. 또한, 유리판(10)이 크면 클수록, 제조 과정에서의 다양한 요인으로부터 유리판의 굴곡 등을 많이 포함해버려, 그의 판 두께는 유리판(10)의 각 부분에서 불균일해지게 된다. 또한, 이들 판 두께의 차나 불균일은, 유리 표면을 연마하였다고 해도, 해소되는 것이 매우 어렵다.
한편, TFT 형성 과정에 있어서는, 노광기로 유리 표면 등에 초점을 맞출 필요가 있지만, 상기와 같은 문제를 안고 있는 대형 유리판(10)의 경우, 이하와 같은 문제가 있었다. 즉, 유리판(10)의 표면 요철에 대해서, 노광기가 빈번하게, 또한 세밀한 초점의 조정을 행하지 않으면 안 되어 높은 스피드로 처리할 수 없었다. 또한 요철의 변화가 심하게 급준하는 경우에는, 노광기측에서 초점을 충분하게 다 조정하지 못해 TFT 형성의 정밀도가 저하되었다.
또한, 특허문헌 1에서는, 20㎜ 이하의 범위 내에 3㎛ 이상의 요철이 있을 가능성이 있고, 그 경우에는 상기와 같은 스피드의 저하나 정밀도의 저하 문제가 있었다. 또한, 유리판의 주면의 전면에 걸쳐 노광하는 TFT 형성 프로세스에 대해서, 기준점과 기준점으로부터 20㎜ 이격된 위치만큼의 판 두께의 국소적인 규정만으로는 불충분할 우려가 있다.
본 실시 형태에서는, 유리판(10)의 제2 주면(12)이, TFT용 유리 기판(1)에서의 반도체 소자 형성면이고, 제1 주면(11)이 반도체 소자 형성면의 반대측의 유리 표면이며, 반도체 소자 형성 시에는, 흡착 스테이지 위에 진공 흡착에 의해 고정된다.
또한, 유리판(10)은, 제1 변(13)과 평행한 직선을 따라, 유리판(10)의 판 두께 W의 방향에 대해서 제1 단면(15)을 갖는다(도 1의 (b) 참조). 제1 단면(15)의 제1 주면(11)을 모식적으로 확대하면, 제1 주면(11)은 요철의 연속면이며, 유리판(10)의 판 두께 W의 최댓값 Wmax와 판 두께 W의 최솟값 Wmin을 갖고 있다(도 1의 (c) 참조). 판 두께 W는 레이저 변위계(KEYENCE 제조, SI-F80)로 측정하였다. 측정 피치는 짧은 직경, 긴 직경 모두 20㎜로 하였다. 유리판(10)의 판 두께 W는, 예를 들어 1.0㎜ 이하이고, TFT용 유리 기판(1)은, 대형이면서 박형의 유리판(10)을 갖고 있다. 또한 판 두께 W는, 예를 들어 0.01㎜ 이상이다. 또한, 제1 단면(15)은, 특정된 단면이 아니라, 제1 변(13)과 평행한 직선을 따라 임의로 선택할 수 있다. 또한, 도 1의 (c)에서는, 편의상, 제2 주면(12)측을 평활하게 하고 있지만, 제1 주면(11)과 마찬가지의 요철을 갖고 있어도 된다. 제1 주면(11) 및 제 2 주면(12)이 요철을 갖고 있는 경우, 변위계의 분석 직경인 20㎛ 범위의 평균 높이를 판 두께로 하였다.
본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 무알칼리 유리인 것이 바람직하다. 무알칼리 유리는, 하기 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2를 50 내지 73％, Al2O3을 10.5 내지 24％, B2O3을 0.1 내지 12％, MgO를 0 내지 8％, CaO를 0 내지 14.5％, SrO를 0 내지 24％, BaO를 0 내지 13.5％, ZrO2를 0 내지 5％ 함유하고, 또한, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량(MgO+CaO+SrO+BaO)이 8 내지 29.5％인 것이 바람직하다.
또한, 무알칼리 유리는, 하기 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2를 58 내지 66％, Al2O3을 15 내지 22％, B2O3을 5 내지 12％, MgO를 0 내지 8％, CaO를 0 내지 9％, SrO를 3 내지 12.5％, BaO를 0 내지 2％ 함유하고, 또한, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량(MgO+CaO+SrO+BaO)이 9 내지 18％인 것이 바람직하다.
그리고, 무알칼리 유리는, 하기 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2를 54 내지 73％, Al2O3을 10.5 내지 22.5％, B2O3을 0.1 내지 5.5％, MgO를 0 내지 8％, CaO를 0 내지 9％, SrO를 0 내지 16％, BaO를 0 내지 2.5％ 함유하고, 또한, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량(MgO+CaO+SrO+BaO)이 8 내지 26％인 것이 바람직하다.
무알칼리 유리임으로써, 유리판(10)에 포함되는 알칼리 성분이 순시 변화에 의해 용출되어 유리 표면에 형성된 TFT 등에 악영향을 미치는 일이 없어진다. 또한, 본 명세서에 대하여, 「무알칼리」란 알칼리 성분을 엄밀한 의미에서 완전히 포함하지 않는 것이 아니라, 불순물로서 포함하는 정도는 허용하는 개념을 가리킨다. 구체적으로는, 예를 들어 0.01질량％ 정도는 허용한다.
도 2는, 본 실시 형태에 따른 TFT용 유리 기판(1)의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다. 본 실시 형태에 따른 TFT용 유리 기판(1)은, 유리를 구성하는 다양한 원료를 적량 조합하여, 가열 용융한 후, 탈포 또는 교반 등에 의해 균질화하고, 주지의 플로트법, 다운드로우법(예를 들어, 퓨전법 등) 또는 프레스법 등에 의해 판 형상으로 성형하고, 서냉 후 원하는 크기로 절단하여, 제품화한다. 본 실시 형태에서는, 플로트법을 일례로 TFT용 유리 기판(1)의 제조 방법을 설명한다.
도 2에 도시한 플로트 유리 제조 장치(100)는, 유리 원료(2)를 용해하여 용융 유리(3)로 하는 용해 장치(110)와, 용해 장치(110)로부터 공급되는 용융 유리(3)를 띠 형상으로 성형하여 유리 리본(4)으로 하는 성형 장치(120)와, 성형 장치(120)에서 성형된 유리 리본(4)을 서냉하는 서냉 장치(130)를 구비한다.
용해 장치(110)는, 용융 유리(3)를 수용하는 용해조(111)와, 용해조(111) 내에 수용되는 용융 유리(3)의 위쪽에 화염을 형성하는 버너(112)를 구비한다. 용해조(111) 내에 투입된 유리 원료(2)는, 버너(112)가 형성하는 화염으로부터의 복사열에 의해 용융 유리(3)에 서서히 용입된다. 용융 유리(3)는, 용해조(111)로부터 성형 장치(120)에 연속적으로 공급된다.
성형 장치(120)는, 용융 주석(121)을 수용하는 욕조(122)를 구비한다. 성형 장치(120)는, 용융 주석(121) 위에 연속적으로 공급되는 용융 유리(3)를 용융 주석(121) 위에서 소정 방향으로 유동시킴으로써 띠 형상의 유리 리본(4)을 성형한다. 성형 장치(120) 내의 분위기 온도는, 성형 장치(120)의 입구로부터 출구를 향할수록 저온으로 되어 있다. 성형 장치(120) 내의 분위기 온도는, 성형 장치(120) 내에 설치되는 도시하지 않은 히터 등으로 조정된다. 유리 리본(4)은, 소정 방향으로 유동하면서 냉각되고, 욕조(122)의 아래 유역에서 용융 주석(121)으로부터 끌어올려진다. 용융 주석(121)으로부터 끌어올려진 유리 리본(4)은, 리프트 아웃롤(140)에 의해 서냉 장치(130)로 반송된다.
서냉 장치(130)는, 성형 장치(120)에서 성형된 유리 리본(4)을 서냉한다. 서냉 장치(130)는, 예를 들어 단열 구조의 서냉로(레어)(131)와, 서냉로(131) 내에 배치되고, 유리 리본(4)을 소정 방향으로 반송하는 복수의 반송 롤(132)을 포함한다. 서냉로(131) 내의 분위기 온도는, 서냉로(131)의 입구로부터 출구를 향할수록 저온으로 되어 있다. 서냉로(131) 내의 분위기 온도는, 서냉로(131) 내에 설치되는 복수의 히터(133) 등으로 조정된다. 또한, 서냉 장치(130) 내에는 후술하는 에칭 가스를 유리 리본(4) 위에 분사하는 인젝터(200)가 설치되어 있다.
서냉로(131)의 출구로부터 반출된 유리 리본(4)은, 절단기로 소정의 크기로 절단되고, 유리판(10)으로 구성되는 TFT용 유리 기판(1)으로서 출하된다. 출하되기 전에, 필요에 따라서, TFT 유리 기판(1)의 양쪽 표면의 적어도 한쪽을 연마하고, 세정해도 된다.
일례로 든 전술한 플로트 유리 제조 장치(100)를 포함하는 유리판(10)의 제조 공정에 있어서, 제조 장치 고유의 성질 등에 의해, 유리판(10)의 표면에 요철이 발생하는 경우가 있다. 특히, 도 3에 도시한 바와 같이, 성형 장치(120)로부터 서냉 장치(130)에 걸쳐서, 유리판(10)의 폭 방향에서의 1 내지 복수의 개소에서, 라인상의 볼록부(16)가 발생하는 현상을 볼 수 있는 경우가 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 볼록부(16)는, 유리판(10)의 제1 변(13)과 평행한 방향으로 라인 형상으로 형성되는 경우가 많다. 또한, 도 3 및 도 4에서는, 볼록부(16)는, 제1 변(13)과 평행하게 예시하고 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 즉 라인 형상이란, 제1 변(13)에 평행하지 않아도 되며, 또한 도중에 분단 또는 일부 부족한 개소가 있어도 되고, 또한 도중에 연속 또는 불연속으로 어긋난 개소가 있어도 된다.
표면의 요철이나 볼록부(16)를 에칭하여 평활하게 하기 위해서(도 4의 (b) 참조), 플로트 유리 제조 장치(100)의 서냉 장치(130)에 있어서 에칭 가스를 유리 리본(4) 형상으로 형성된 요철부나 볼록부(16) 등에 분사하는 인젝터(200)를 구비하고 있다.
또한, 도 4에서는, 제1 주면(11)측에만 볼록부(16)가 형성되어 있는 예를 나타내었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 제2 주면(12)측에만 볼록부가 형성되어 있는 경우도 있고, 제1 주면(11)과 제2 주면(12)의 양쪽에 형성되어 있는 경우도 있다. 볼록부가 어떻게 형성되어도 대응할 수 있도록, 제1 주면(11)측에 볼록부(16)가 있는 경우에는 제1 주면(11)측에, 제2 주면(12)측에 볼록부(16)가 있는 경우에는 제2 주면(12)측에 인젝터(200)를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 주면(11)에 볼록부(16)가 형성되어 있으면, TFT 형성 공정에 있어서 제1 주면(11)을 흡착 고정했을 때, 볼록부(16) 유래의 새로운 볼록부가 제2 주면(12)측에 형성될 수 있다. 그 때문에, 반도체 소자 형성면인지 여부에 관계없이, 유리판의 표면에 존재하는 요철은 매우 적은 것이 바람직하고, 제1 주면(11)측의 볼록부(16)를 제거한 경우에도, 제2 주면(12)측에 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있다.
인젝터(200)를 도 5에 기초하여 상세히 설명한다. 도 5는 인젝터(200)의 실시예이다.
인젝터(200)는, 불화수소(HF) 가스 등의 에칭 가스를 유리 리본(4) 위에 분사하는 공급구(201)와 에칭 가스를 배기시키는 배기구(202)를 구비하고 있다. 실시예는, 하나의 공급구(201)에 대해서 양측에 각각 배기구(202)를 갖는다.
인젝터(200)의 공급구(201)로부터 유리 리본(4)의 표면에 분사된 가스(에칭 가스)는, 유리 리본(4)의 이동 방향(화살표 A 참조)에 대해서 순방향(화살표 A 방향) 또는 역방향의 가스 흐름을 나타내는 유로(203)를 이동하고, 배기구(202)로 유출되고, 배기된다. 즉, 양쪽 흘림 타입에서는, 공급구(201)로부터 배기구(202)로의 유로(203)가 유리 리본(4)의 이동 방향에 대해서, 순방향과 역방향으로 균등하게 나뉜다.
인젝터(200)의 공급구(201)의 저면과 유리 리본(4)의 거리 D는 50㎜ 이하인 것이 바람직하다. 50㎜ 이하로 함으로써, 가스가 대기 중에 확신하는 것을 억제하고, 원하는 가스량에 대해서, 유리 리본(4)의 표면에 충분량의 가스를 도달시킬 수 있다. 반대로 공급구(201)의 저면과 유리 리본(4)의 거리가 심하게 짧으면, 예를 들어 플로트법으로 생산되는 유리 리본(4)에 온라인으로 처리를 할 때 유리 리본(4)의 위치 변동에 의해, 유리 리본(4)과 인젝터(200)가 접촉할 우려가 있다.
인젝터(200)는, 양쪽 흘림 또는 한쪽 흘림 등, 어느 양태로 사용해도 되며, 유리의 흐름 방향으로 직렬로 2개 이상 배열하여, 유리 리본(4)의 표면을 처리해도 된다.
플로트 유리 제조 장치(100) 내를 반송되어 있는 유리 리본(4)에 대해서 불화수소(HF) 가스 등의 에칭 가스를 공급하여 표면 처리를 하는 데 있어서는, 예를 들어 도 2와 같이 유리 리본(4)이 반송 롤(132) 위를 흐르고 있는 경우에는, 반송 롤(132)에 닿지 않는 측으로부터 공급해도 되고, 반송 롤(132)에 닿아 있는 측에서, 인접하는 반송 롤(132)의 사이로부터 공급해도 된다.
또한 2개 이상의 컨베이어를 직렬로 배열하고, 인접하는 컨베이어의 사이에 인젝터(200)를 설치함으로써, 컨베이어에 접촉하고 있는 측으로부터 당해 가스를 공급하여 유리 리본(4) 표면을 처리해도 된다. 또한, 유리 리본(4)이 컨베이어 위를 흐르고 있는 경우에는, 컨베이어에 닿지 않는 측으로부터 공급해도 된다. 또한, 컨베이어 벨트에 메쉬 벨트 등의 유리 리본(4)의 일부가 덮여 있지 않은 메쉬 소재를 사용함으로써, 컨베이어에 닿아 있는 측으로부터 공급해도 된다.
인젝터(200)의 공급구(201)와 유리 리본(4)의 거리 D는, 바람직하게는 5 내지 50㎜이다. 거리 D는, 보다 바람직하게는 8㎜ 이상이다. 또한, 거리 D는, 보다 바람직하게는 30㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 20㎜ 이하이다. 거리 D를 5㎜ 이상으로 함으로써, 예를 들어 지진 등에 의해 유리 리본(4)이 진동해도, 유리 리본(4)의 표면과 인젝터(200)의 접촉을 피할 수 있다. 한편, 거리 D를 50㎜ 이하로 함으로써, 가스가 장치 내부에서 확산하는 것을 억제하고, 원하는 가스량에 대해서, 유리 리본(4)의 상면에 충분한 양의 가스를 도달시킬 수 있다.
또한, 가스의 유속(선속도)은, 바람직하게는 20 내지 300㎝/s이다. 유속(선속도)을 20㎝/s 이상으로 함으로써, 특히, HF를 함유하는 가스의 기류가 안정되어, 유리 표면을 균일하게 처리할 수 있다. 유속(선속도)은, 보다 바람직하게는 50㎝/s 이상, 더욱 바람직하게는 80㎝/s 이상이다.
그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 제조 방법을 온라인 처리로서 실시하는 경우, 유속(선속도)을 300㎝/s 이하로 함으로써, 가스가 서냉 장치의 내부에서 확산하는 것을 억제한 상태에서, 유리 리본(4)의 상면에 충분한 양의 가스를 도달시킬 수 있다. 유속(선속도)은, 보다 바람직하게는 250㎝/s 이하, 더욱 바람직하게는 200㎝/s 이하이다.
인젝터(200)는, 소정의 피처리면(예를 들어 요철부나 볼록부(16) 등)에 대해서 배치되어 있는 것이 바람직하며, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 볼록부(16)가 3군데에 발생하고 있는 경우에는, 볼록부(16) 위에 각각 인젝터(200)(합계 3군데)가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 긴 인젝터를 유리판의 폭 방향으로 설치하여, 분사하는 개소를 볼록부(16)에 맞춰서 적절히 조정해도 된다. 예를 들어, HF 가스의 양을 유리 리본(4)의 폭 방향 X에 있어서, Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ으로 나타내는 각 영역으로 3 분할하여 조정하는 빔(302)의 단면도를 도 6의 (a)에 나타낸다. 빔(302)은 유리판의 폭 방향으로 긴 인젝터이며, 도 5에 있어서의 인젝터(200)를 지면에 수직인 방향으로 잡아늘여 구성된다. 가스 계통(311 내지 313)은, 격벽(314, 315)에 의해 분할되어 있으며, 각각 가스 분사 구멍(공급구)(316)으로부터 HF 가스를 유출시켜, 유리에 분사한다. 도 6의 (a)에 있어서의 화살표는 HF 가스의 흐름을 나타낸다. 도 6의 (b)에 있어서의 화살표는, 가스 계통(311)에 있어서의 HF 가스의 흐름을 나타낸다. 도 6의 (c)에 있어서의 화살표는, 가스 계통(312)에 있어서의 HF 가스의 흐름을 나타낸다. 도 6의 (d)에 있어서의 화살표는, 가스 계통(313)에 있어서의 HF 가스의 흐름을 나타낸다.
또한, 인젝터의 구성은, 도 6의 (a) 내지 (d)에 도시한 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 격벽을 복수 설치하고, 3 분할 이상으로 구획 짓는 구성으로 해도 된다. 복수로 분할하면 할수록, 국소적인 가스의 분무가 가능해져서, 볼록부(16)로의 핀 포인트나 분사가 가능해진다.
또한 그 때, 볼록부(16)의 위치를 검출하는 볼록부 검출 센서와, 격벽 이동 장치를 구비해도 된다. 이들을 구비함으로써, 볼록부 검출 센서로부터의 볼록부의 위치 정보에 기초하여, 볼록부(16)의 바로 위로부터만 HF 가스를 분사하도록, 격벽을 폭 방향으로 조정할 수 있다. 여기서, 가스 계통은 격벽에 의해 분할되어 설치되는 공간의 수만큼 설치하면 된다.
또한, 다른 실시 형태로서, 하나의 가스 분사 공간 내에서, 볼록부(16) 이외의 개소에 HF 가스가 분사되는 것을 방지하기 위해서, 불필요한 가스 분사 구멍(316)(볼록부 이외의 개소의 바로 위에 위치하는 가스 분사 구멍)을 막는, 가스 분사 구멍 차단 장치를 구비해도 된다. 이 경우에도 볼록부 검출 센서로부터의 볼록부(16)의 위치 정보에 기초하여, 어느 가스 분사 구멍(316)이 불필요한지 판별하고, 가스 분사 구멍 차단 장치를 제어해도 된다. 또한, 이 경우는 복수의 가스 계통 및 격벽을 설치하지 않아도 된다.
또한, 다른 실시 형태로서, 하나의 가스 분사 공간 내에서, 볼록부(16) 이외의 개소에 HF 가스가 분사되는 것을 방지하기 위해서, 불필요한 가스 분사 구멍(316)(볼록부 이외의 개소의 바로 위에 위치하는 가스 분사 구멍)으로부터 분출한 HF 가스를 흡인하는 흡인 장치를 구비해도 된다. 이 경우에도 볼록부 검출 센서로부터의 볼록부(16)의 위치 정보에 기초하여, 어느 가스 분사 구멍(316)이 불필요한지 여부를 판별하고, 흡인 장치를 제어해도 된다. 또한, 이 경우에는 복수의 가스 계통 및 격벽을 설치하지 않아도 된다.
본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 제조 방법은, 온라인 처리로서 실시해도 되며, 오프라인 처리로서 실시해도 된다. 본 명세서에 있어서의 「온라인 처리 」란, 플로트법이나 다운드로우법 등으로 성형된 유리 리본(4)을 서냉하는 서냉 과정에 있어서, 본 실시 형태의 방법을 적용하는 경우를 가리킨다. 한편, 「오프라인 처리」란, 성형되어 원하는 크기로 절단된 유리판(10)에 대해서, 본 실시 형태의 방법을 적용하는 경우를 가리킨다. 따라서, 본 명세서에 있어서의 유리판(10)은, 성형되어 원하는 크기로 절단된 유리판(10) 외에도, 플로트법이나 다운드로우법 등으로 성형된 유리 리본(4)을 포함한다.
본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 제조 방법은, 온라인 처리로서 실시하는 것이 이하의 이유에서 바람직하다. 오프라인 처리이면, 공정을 증가시킬 필요가 있는 데 비하여, 온라인 처리이면, 공정을 증가시킬 필요가 없으므로, 저비용으로 처리가 가능해진다. 또한, 오프라인 처리이면, HF를 함유하는 가스가, 유리판(10)의 제2 주면(12)인 반도체 소자 형성면에 혼입되는데 비하여, 유리 리본(4)의 온라인 처리이면, HF를 함유하는 가스의 혼입을 억제할 수 있다.
도 2에 도시한 플로트 유리 제조 장치(100)는, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 제조 방법을 온라인 처리로서 실시하기 위해서, 서냉 장치(130) 내의 유리 리본(4)의 위쪽에 인젝터(200)가 설치되어 있고, 이 인젝터(200)를 사용하여, 유리 리본(4)의 톱면에, 불화수소(HF)를 함유하는 가스를 공급한다. 또한, 도 2에서는, 인젝터(200)는, 서냉 장치(130) 내에 설치되어 있지만, HF를 함유하는 가스를 공급하는 유리 표면 온도가 500 내지 900℃이면 인젝터(200)를 성형 장치(120) 내에 설치해도 된다.
본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 제조 방법에서는, 유리 리본(4)의 적어도 일면에 대하여, 불화수소(HF)를 함유하는 가스(기체)를 분사하여 표면 처리한다. 불화 수소 가스 대신에 그 구조 중에 불소 원자가 존재하는 분자를 함유하는 가스(기체) 또는 액체를 사용해도 된다.
에칭 가스로서, 불화수소(HF), 프레온(예를 들어, 클로로플루오로카본(CFC), 플루오로카본(FC), 하이드로클로로플루오로카본(HCFC), 히드로플루오로카본(HFC)), 할론, 불화수소(HF), 불소 단체(F2) 트리플루오로아세트산(CF3COOH), 사불화탄소(CF4), 사불화규소(SiF4), 오불화인(PF5), 삼불화인(PF3), 삼불화붕소(BF3), 삼불화질소(NF3), 삼불화염소(ClF3) 등을 사용할 수 있지만, 이들 가스나 액체로 한정되지 않는다. 또한, 이들 중에서도, 불화수소(HF) 가스가 비용면, 취급 방법이 주지의 이유 등에서 바람직하다.
도 7은, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)을 실시예로서, 비교예(A 내지 C)에 있어서, 제1 단면(15)의 판 두께 공차(㎛)를 실측한 그래프이다. 실시예는 폭 3500㎜의 유리 리본으로부터, 볼록부의 위치 정보를 얻어, 그 볼록부의 위치에 HF 가스를 분사하고, 볼록부를 제거한 것이다. 여기서, 가스의 유속은 0.5m/SEC, 유리 온도는 625 내지 575℃, 가스 농도는 20％ HF, 80％ N2, 처리 시간은 약 10sec로 하였다. 제거량은 가스 중의 HF 농도와 처리 시간에 대해서 선형의 관계이기 때문에, 좌측에 기재된 2 파라미터를 조정함으로써 제거량도 조정할 수 있다. 그 후, 유리 리본을 절단하여, 1200㎜×1200㎜의 유리판을 얻어, 이것을 실시예로 하였다. 비교예 A 내지 C는 모두 1200㎜×1200㎜ 이상의 대형의 TFT용 유리판이며, 일반의 유통 루트로 입수할 수 있는 것이다.
도 7에 있어서, 각 플롯은, 제1 단면(15)에 있어서, 판 두께를 20㎜ 피치로 측정하고, 그들 데이터를 기초로 구한 공차를 나타낸다. 또한, 동일한 샘플에 있어서의 복수의 플롯의 수는 N수(측정의 횟수)를 나타내고, 각각 다른 제1 단면(15)으로부터 얻어진 값이다.
이 그래프로부터, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 제1 변(13)과 평행한 직선을 따른 제1 단면(15)에 있어서, 유리판(10)의 판 두께 W의 최댓값 Wmax와 판 두께 W의 최솟값 Wmin의 차인 판 두께 공차가 6.26㎛ 미만임을 알 수 있다. 또한, 바람직하게는 6.0㎛, 5.8㎛, 5.5㎛, 5.3㎛, 5.0㎛ 이하이다. 하한은 한정되지 않지만, 예를 들어 1.0㎛ 이상이다.
전술한 바와 같이, TFT 제조 라인에서의 노광 공정에서는, 노광기의 초점을 맞추기 쉽도록, 판 두께 공차가 작은 유리판(10)이 요구되고 있으며, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 유리판(10)의 제1 변(13)과 제2 변(14)의 길이가, 적어도 1200㎜ 이상이고, 이와 같이 큰 사이즈의 유리판(10)이며, 판 두께 공차가 6.26㎛ 미만인 것은 존재하지 않고, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)에 의해, 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있다.
또한, 제1 단면(15)에 있어서의 판 두께 공차가 매우 적은 것은, 유리판 제조 장치 고유의 성질 등에 의해 발생하는 볼록부(16) 등이 에칭 가스로 평활화된 효과이며, 판 두께 W의 변화가 작음을 의미한다.
도 8은, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)을 실시예로서, 비교예(A 내지 C)에 있어서, 유리판(10)의 면 전체에 대하여 모든 단면의 판 두께 공차(㎛)를 실측하여 플롯한 그래프이다.
도 8에 있어서, 각 플롯은, 임의로 추출된 유리판의 판 두께 방향의 단면에 있어서, 판 두께를 20㎜ 피치로 복수 점 측정하고, 그들 데이터를 기초로 구한 공차를 나타낸다. 또한, 동일한 샘플에 있어서의 복수의 플롯의 수는 N수를 나타내고, 각각 부작위로 선출한 다른 단면으로부터 얻어진 값이다.
이 그래프로부터, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 유리판의 판 두께 방향의 모든 단면에 있어서, 판 두께 공차가 7.12㎛ 미만임을 알 수 있다. 그리고, 모든 단면에 있어서, 판 두께 공차가 작아지는 효과가 보인다. 그 때문에 본 실시 형태에서는, 모든 단면에 있어서 판 두께 공차가 작고 또한 대형의 유리판(10)을 가지며, TFT 제조 시에 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있는 TFT용 유리 기판(1)을 제공할 수 있다.
또한, 판 두께 공차는, 바람직하게는 7.0㎛ 이하, 보다 바람직하게는 6.5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 6.0㎛ 이하이다. 하한은 한정되지 않지만, 예를 들어 1.0㎛ 이상이다.
도 9는, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)을 실시예로서, 비교예(A 내지 C)에 있어서, 유리판(10)의 제1 단면(15)의 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값의 평균값을 비교한 그래프이다.
도 9에 있어서, 각 플롯은, 제1 단면(15)에 있어서, 판 두께를 20㎜ 피치로 복수점 측정하고, 그들 데이터를 기초로 구한 것이다. 즉, 1차 미분값은 각 피치 간에 있어서의 판 두께의 변화의 기울기를 나타낸다. 또한, 동일한 샘플에 있어서의 복수의 플롯의 수는 N수를 나타내고, 각각 다른 제1 단면(15)으로부터 얻어진 값이다.
이 그래프로부터, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 제1 단면(15)에 있어서, 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값의 평균값이 1.72E-02 미만임을 알 수 있다. 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값은, 제1 단면(15)을 따른 판 두께 W의 변화(기울기)의 정도를 나타내고, 당해 제1 단면(15)에 걸치는 절댓값의 평균값이 작을수록 변화가 작고(기울기가 작고), 즉 유리 표면에 존재하는 요철이 적어 매끄럽다. 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값의 평균값이 1.72E-02 이상이면, 유리판 표면의 요철 변화가 심하게 급준하기 때문에, 노광기의 초점을 맞추는 데도 많은 시간을 요하고, 또한 충분히 초점을 다 조정할 수 없기 때문에 TFT 형성의 정밀도가 저하되기 쉽다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, TFT 제조 시에 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있는 TFT용 유리 기판(1)을 제공할 수 있다.
또한, 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값의 평균값은, 바람직하게는 1.7E-02 이하, 보다 바람직하게는 1.65E-02 이하, 더욱 바람직하게는 1.6E-02 이하이다. 하한은 한정되지 않지만, 예를 들어 5.0E-03 이상이다.
본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 제1 단면(15)에 있어서, 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값의 표준 편차가 1.5E-03 이하이다. 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값의 표준 편차는, 제1 단면(15)을 따른 판 두께 W의 변화(기울기)의 정도를 나타낸다. 당해 제1 단면(15)에 걸치는 절댓값의 표준 편차가 작을수록 변화가 작고(기울기가 작고), 요철이 적어 매끄럽다.
또한, 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값의 표준 편차는, 바람직하게는 1.4E-03 이하, 보다 바람직하게는 1.3E-03 이하이다. 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1.0E-04 이상이다.
그리고, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 제1 단면(15)에 있어서, 판 두께 W의 2차 미분값의 절댓값의 최댓값이 6.0E-03 이하이다. 바람직하게는 5.8E-03 이하, 보다 바람직하게는 5.5E-03 이하이다. 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1.0E-03 이상이다. 판 두께 W의 2차 미분값의 절댓값의 최댓값이 작다고 하는 것은, 판 두께의 변곡점이 둔화하고 있음을 나타낸다. 즉, 에칭 가스의 분사 효과에 의해 평활화된 면이 형성되어 있음을 의미한다. 그 때문에, 특히 복수의 분할된 노광기로 초점을 맞추는 것이 용이해진다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, TFT 제조 시에 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있는 TFT용 유리 기판(1)을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)은, 제1 단면(15)에 있어서, 판 두께 W의 2차 미분값의 절댓값의 표준 편차가 1.5E-04 이하이다. 바람직하게는 1.4E-04 이하, 보다 바람직하게는 1.3E-04 이하, 더욱 바람직하게는 1.2E-04 이하이다. 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5.0E-06 이상이다. 판 두께 W의 2차 미분값의 절댓값의 표준 편차가, 극히 작은 것은, 특별히 큰 돌출도 없어, 유리판(10)의 판 두께 W의 변화가 적고, 에칭 가스의 분사 효과에 의해 평활화된 면이 형성되어 있음을 의미한다.
제1 단면(15)에 있어서, 판 두께 W의 1차 미분값의 절댓값의 표준 편차, 2차 미분값의 절댓값의 최댓값, 2차 미분값의 절댓값의 표준 편차가 극히 작은 것은, 유리판(10)의 면 전체가 평활화되어 있음을 의미한다. 유리판(10)의 면 전체가 평활화됨으로써 예를 들어 TFT 제조 라인에서의 노광 공정에서 초점을 맞추기 쉬워져서, 생산성, 품질성이 우수한 대형의 TFT용 유리 기판(1)을 제공할 수 있다.
도 10은, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 제2 실시 형태를 나타내는 정면 사시도이다. 도 10에 기초하여, 제2 실시 형태를 설명한다.
제2 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)에 있어서, 유리판(10)의 제1 주면(11)에, 조면화 영역(20)과 비조면화 영역(21)이 소정의 폭을 갖고 형성되어 있다. 조면화 영역(20)은, 제2 변(14)과 평행한 폭 L을 갖는 에칭 가스를 분사한 영역이며, 예를 들어 볼록부(16)를 평활화한 영역이어도 된다. 또한, 비조면화 영역(21)은, 에칭 가스를 분사하지 않는 영역이다. 또한, 조면화 영역(20)은, 반드시 볼록부(16)의 제거를 수반하고 있지 않아도 된다. 예를 들어, 분사하는 에칭 가스 가스 양이나 유리 온도를 조정함으로써, 판 두께의 감소를 거의 수반하지 않고, 유리판의 표면을 조면화할 수 있다. 유리판(10)은 반드시 평활화되지 않아도 된다.
TFT 제조 시, 유리판(10)의 제1 주면(11)을 흡착 고정하지만, 제1 주면(11)에 정전기가 머물기 쉽기 때문에, 흡착 고정을 해제 시에 유리판(10)의 부착이 일어나, 유리판(10)이 깨지는 문제가 있다. 또한, 유리판(10)에 머문 정전기에 의해, 형성한 TFT 소자가 문제를 일으키는 문제도 있다. 이들 문제에 대해서, 제1 주면(11)에 조면화 영역(20)을 형성시켜, 부분적으로 표면 조도가 거친 영역을 형성하고, 정전기를 머물기 어렵게 하여, 대전을 방지할 수 있다.
또한, 에칭 가스를 분사한 조면화 영역(20)에서는, 예를 들어 볼록부(16) 등을 에칭에 의해 평활화하는 경우, 판 두께 W 방향의 판 두께 공차를 매우 적게 하면서, 또한 소정의 조도 Ra를 부여할 수 있다. 이에 의해, TFT 제조에 있어서 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있고, 또한 대전도 방지할 수 있는, 대형의 유리판(10)을 갖는 TFT용 유리 기판(1)을 제공할 수 있다. 조도 Ra는 Atomic Force Microscope(Bruker사 제조, Dimension Icon)를 사용하여, Scan Asyst 모드, scan size: 5㎛×5㎛, scan rate: 0.977㎐의 조건에서 측정하였다. 그 후, 2차의 기울기 보정을 한 다음에 상기 범위 내의 산술 평균 조도(Ra)를 산출하였다.
제2 실시 형태에 있어서, 조면화 영역(20)은, 유리판(10)의 제1 변(13)과 평행한 방향으로 소정의 폭 L을 갖고 라인 형상으로 형성된다. 또한, 조면화 영역(20)은, 임의로 늘리는 것이 가능하며, 제1 변(13)과 평행한 방향으로 라인 형상으로 복수 형성되어 있어도 된다.
도 11은, 각 처리 온도(℃)에 있어서의 조면화 영역(20)의 조도 Ra1과, 비조면화 영역(21)의 조도 Ra2와, 조도 Ra의 비(Ra1과 Ra2의 비)를 나타낸 표이다. 처리 온도(℃)는, 제조 공정에서 에칭 가스를 분사할 때의 유리 주위의 분위기 온도를 말한다. 조도 Ra1 및 Ra2는, 조면화 영역 및 비조면화 영역을 각각 10점 측정하여 구한, 그의 평균값이다.
이 표로부터, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)에 있어서, 조면화 영역(20)과 비조면화 영역(21)의 조도 Ra의 비는, 1보다도 크다는 사실을 알 수 있다. 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 10 이상, 더욱 바람직하게는 20 이상이다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 100 이하이다. 조도 Ra의 비를 전술의 범위로 하면, 조면화 영역, 나아가서는 유리판 전체에 정전기를 머물기 어렵게 하여, 대전을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 조면화 영역(20)의 산술 평균 조도 Ra1은, Ra1>0.5㎚이며, 비조면화 영역(21)의 산술 평균 조도 R2는, Ra2≤0.5㎚임을 알 수 있다. Ra1은, 바람직하게는 1.0㎚ 이상, 보다 바람직하게는 3.0㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 5.0㎚ 이상이다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 50㎚ 이하, 바람직하게는 30㎚ 이하, 보다 바람직하게 20㎚ 이하이다. 또한, Ra2의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.2㎚ 이상이다. 조면화 영역(20)의 산술 평균 조도 Ra1 및 비조면화 영역(21)의 산술 평균 조도 Ra2를 전술의 범위로 하면, 조면화 영역, 나아가서는 유리판 전체에 정전기를 머물기 어렵게 하여, 대전을 방지할 수 있어, TFT 제조에 있어서 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)에 있어서, 조면화 영역(20)의 면적은, 비조면화 영역(21)의 면적보다도 작고, 조면화 영역(20)의 면적과, 비조면화 영역(21)의 면적의 비는, 3 이상 300 이하이다. 필요한 부분에만 에칭 가스를 분사함으로써, 효율이 좋은 유리판(10)의 표면 처리가 가능하게 되고, 대전을 방지할 수 있어, TFT 제조에 있어서 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있다.
예를 들어, 제1 변(13)이 1200㎜인 유리판(10)에 400㎜ 폭으로 가스를 분사하는 경우, 조면화 영역(20)의 면적과, 비조면화 영역(21)의 면적의 비는, 바람직하게는 5, 10 이상, 보다 바람직하게는 20 이상이다. 또한, 예를 들어 제1 변(13)이 3000㎜인 유리판(10)에 10㎜ 폭으로 가스를 분사하는 경우, 당해 비는, 바람직하게는 280 이하, 보다 바람직하게는 250 이하, 더욱 바람직하게는 230 이하이다. 필요한 개소에만 처리를 실시함으로써, 효율이 좋은 유리판(10)의 표면 처리가 가능해진다. 또한 볼록부(16)의 제거를 수반하는 경우에는 유리판을 평활화할 수 있다.
그리고, 조면화 영역(20)은, 제2 변(14)과 평행한 방향의 폭 L이, 10㎜ 이상 1000㎜ 이하이다. 폭 L은, 바람직하게는 20㎜ 이상, 보다 바람직하게는 30㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 50㎜ 이상이며, 또한, 바람직하게는 900㎜ 이하, 보다 바람직하게는 800㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 700㎜ 이하이다. 필요한 개소에만 처리를 실시함으로써, 효율이 좋은 유리판(10)의 표면 처리가 가능해진다. 또한 볼록부(16)의 제거를 수반하는 경우에는 유리판을 평활화할 수 있다. 또한, 조면화 영역(20)이 복수 존재하는 경우에는, 폭 L은 전부의 합계가 아니라, 하나의 조면화 영역(20)의 폭을 가리키고 있다.
도 12는, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 제3 실시 형태를 나타내는 정면 사시도이다. 도 12에 기초하여, 제3 실시 형태를 설명한다.
제3 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)에 있어서, 유리판(10)의 제1 주면(11)에, 제1 영역(30)과 제2 영역(31)이 소정의 폭을 갖고 형성되어 있다. 제1 영역(30)은, 제2 변(14)과 평행한 폭 L을 갖는 에칭 가스인 불소를 포함하는 가스(HF 등)를 분사한 영역이며, 예를 들어 볼록부(16)를 평활화하고, 판 두께 공차를 작게 하여 소정의 조도 Ra가 있는 영역이기도 하다. 또한, 제2 영역(31)은, 불소를 포함하는 가스를 분사하지 않는 영역이다. 또한, 제1 영역(30)은, 반드시 볼록부(16)의 제거를 수반하고 있지 않아도 된다. 예를 들어, 분사하는 HF 가스의 양이나 유리 온도를 조정함으로써, 판 두께의 감소를 거의 수반하지 않고, 유리판의 표면에 불소를 부여할 수 있다. 유리판(10)은 반드시 평활화되어 있지 않아도 된다.
제3 실시 형태에 있어서, 불소 포함하는 가스를 분사한 제1 영역(30)은, 유리판(10)의 제1 변(13)과 평행한 방향으로 라인 형상으로 형성된다. 또한, 제1 영역(30)은, 임의로 증가시키는 것이 가능하며, 제1 변(13)과 평행한 방향으로 라인 형상으로 복수 형성되어 있어도 된다.
도 13은, 각 처리 온도(℃)에 의한 제1 영역(30)과 제2 영역(31)의 불소의 함유량(wt％)을 측정하여 플롯한 그래프이다. 횡축은 샘플 번호를 나타내고, No. 1과 No. 12가 제2 영역(31), 그 밖에 (No. 2 내지 11)이 제1 영역(30)이다. 각 샘플의 간격은 25㎜이다. 처리 온도(℃)는, 제조 공정에서 불소를 포함하는 가스를 분사할 때의 유리 주위의 분위기 온도이다. 불소의 함유량은 X-ray Fluorescence(리가쿠사 제조, ZSX PrimusⅡ)를 사용하여 측정하였다. 분석 직경은 φ20㎜로 하고, 유리 표면의 F-Kα선의 강도를 측정하였다. 그 후, F 농도가 기지의 동일 조성의 유리에서 취한 검량선을 기초로 샘플의 F 농도를 산출하였다.
도 14는, 도 13의 측정값을 기초로 산출한 값을 나타낸 표이다. 제1 영역(30) 및 제2 영역(31)의 불소 함유량 F(wt％)는, 각 처리 온도에 있어서의 각 샘플의 평균값이며, F 농도비는 제1 영역(30)의 F값을 제2 영역(31)의 F값으로 나눈 값이며, F 기울기(wt％/㎜)는 샘플 No. 1과 No. 2의 기울기(No. 2의 값/No. 1의 값)를 산출한 값이다.
도 13의 그래프와 도 14의 표로부터, 제1 영역(30)과 제2 영역(31)의 불소의 함유량(wt％)의 비가 1보다 크다는 사실을 알 수 있다. 또한, 비는, 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 5 이상, 더욱 바람직하게는 8 이상이다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 40 이하이고, 바람직하게는 35 이하, 보다 바람직하게는 30 이하, 더욱 바람직하게는 25 이하이다. 또한, 원래 유리 조성에서 불소가 없는 경우, 제2 영역(31)의 불소 함유량은 0이며, 비의 값은 무한대가 된다.
제1 영역(30)에 불소를 포함하는 가스를 분사함으로써, 제1 영역(30)의 표면에 발수 발유성을 부여할 수 있다. 즉, TFT용 소자가 박리하기 쉬운 영역으로 할 수 있다. 예를 들어, TFT 형성면인 제2 주면(12) 위에 제1 영역(30)을 라인 형상으로 형성하여 장래의 분할 예정선과 일치시킨 경우, 분할 예정선의 영역 내에 실수로 소자가 형성되었다고 해도, 용이하게 박리시킬 수 있다.
불소를 포함하는 에칭 가스로, 예를 들어 볼록부(16) 등을 평활화하는 경우, 판 두께 W 방향의 판 두께 공차를 매우 적게 하면서, 또한 제1 영역에 불소를 부여할 수 있고, TFT 제조에 있어서 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있고, 또한 제1 영역에 발수 발유성을 부여할 수 있는, 대형의 유리판(10)을 갖는 TFT용 유리 기판(1)을 제공할 수 있다. 또한, 불소에 의해 조면화된 영역을 형성할 수 있기 때문에, TFT 제조 시에 있어서의, 정전기를 머물기 어렵게 하여, 대전을 방지하는 TFT용 유리 기판(1)을 제공할 수 있다.
또한, 도 13의 그래프 및 도 14의 표로부터, 제1 영역(30)의 불소 함유량 F1은, 0.5wt％≤F1≤5wt％이며, 제2 영역의 불소 함유량 F2는, 0≤F2≤0.15wt％임을 알 수 있다. 또한, F1의 하한은, 바람직하게는 0.8wt％ 이상, 보다 바람직하게는 1.0wt％ 이상이며, F1의 상한은, 바람직하게는 4.0wt％ 이하, 보다 바람직하게는 3.0wt％ 이하이다.
제1 영역(30) 및 제 2 영역(31)의 불소 함유량 F를 전술한 범위로 설정함으로써, 발수 발유성을 조정하는 것이 가능하다. 또한, 예를 들어 볼록부(16) 등의 평활화나 조면화를 수반하는 경우, TFT 제조 라인에 있어서의 노광 공정에서의 초점을 맞추기 쉽도록 판 두께 공차가 작은 유리판(10)을 제공할 수 있어, 정전기를 머물기 어렵게 하여, 대전을 방지하는 TFT용 유리 기판(1)을 제공할 수 있다.
그리고, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)에 있어서, 제1 영역(30)의 면적은, 제2 영역(31)의 면적보다도 작고, 제1 영역(30)의 면적과, 제2 영역(31)의 면적의 비는, 3 이상 300 이하이다. 필요한 부분에만 불소를 포함하는 가스를 분사함으로써, 효율이 좋은 유리판(10)의 표면 처리가 가능해진다. 또한 볼록부(16)의 제거를 수반하는 경우는 유리판(10)을 평활화할 수 있다.
또한, 도 14의 표로부터, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 제1 영역(30)에 있어서, 제2 변(14)과 평행한 방향의 불소 함유량 F의 기울기가, 0.001wt％/㎜ 이상이며 0.15wt％/㎜ 이하임을 알 수 있다. 그리고, 바람직하게는 0.13wt％/㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.12wt％/㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0.10wt％/㎜ 이하이다. 필요한 부분에만 불소를 포함하는 가스를 분사함으로써, 효율이 좋은 유리판(10)의 표면 처리가 가능해진다. 또한 볼록부(16)의 제거를 수반하는 경우에는 유리판을 평활화할 수 있다.
본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 유리판(10)은, 제1 주면(11) 및 제 2 주면(12) 중 적어도 한쪽에 있어서, 연마 흠집을 갖지 않는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 어느 쪽에도 연마 흠집을 갖지 않는 것이 바람직하다. 연마 흠집의 유무는 AFM(Atomic Force Microscope: 원자간력 현미경)에 의한 표면 관찰에 의해 판별할 수 있다. 본 명세서에 있어서는, 100㎛×5㎛ 영역 내에 길이 5㎛ 이상의 스크래치가 1개 이상 존재하는 경우에, 표면에 「연마 흠집을 갖는」 상태라 하며, 그 반대를 「연마 흠집을 갖지 않는」 상태라 한다. 제1 주면(11) 및 제 2 주면(12)에 연마 흠집을 갖지 않음으로써, TFT 제조에 있어서 소자나 구조체를 보다 고정밀도로, 및/또는 신속하게 형성할 수 있다. 또한, 유리판(10)의 면 강도를 높일 수 있다.
도 15는, 본 실시 형태에 있어서의 제1 주면(11) 및 제 2 주면(12)의 β-OH 양을 측정한 그래프이다.
도 15의 그래프로부터, 본 실시 형태의 TFT용 유리 기판(1)의 유리판(10)은, 용융 주석의 접촉하지 않는 제1 주면(11) 및 용융 주석에 접촉한 제2 주면(12) 모두, 벌크(판 두께 W 방향의 중앙 위치)의 수분량에 대해서, 80％ 이하의 수분량인 층을, 10㎛ 이상 갖고 있음을 알 수 있다.
제1 주면(11) 및 제2 주면(12) 중 적어도 한쪽에 있어서, 모두, 벌크의 수분량에 대해서, 80％ 이하의 수분량인 층을, 10㎛ 이상 가지면, 그 유리판은 플로트법으로 제조한 유리판(10)임을 알 수 있다. 플로트법은, 보다 대면적의 유리판을 얻는데 우수한 방법이며, 1200㎜×1200㎜ 이상의 유리판을 얻기 쉽다. 유리판의 크기는, 바람직하게는 1500㎜×1500㎜ 이상, 보다 바람직하게는 2000㎜×2000㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 2500㎜×2500㎜ 이상이다. 적어도 1변의 길이는, 1200㎜ 내지 7000㎜이다. 1장의 유리판으로부터, 보다 복수의 TFT가 형성된 유리 기판을 취출할 수 있다. 또한, 수분량인 β-OH값은, 적외 분광 광도계에 의한 투과율이나, 2차 이온 질량 분석(SIMS)에 의해 측정된다.
또한, 본 발명은, 전술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 적절히 변형, 개량 등이 가능하다. 그 밖에, 전술한 실시 형태에 있어서의 각 구성 요소의 재질, 형상, 치수, 수치, 형태, 수, 배치 개소 등은 본 발명을 달성할 수 있는 것이면 임의이며, 한정되지 않는다.
또한, 고평탄한 유리 기판은, TFT용 유리 기판으로 한정되지 않고, 다양한 분야에서 요구된다. 예를 들어, 유리의 표면에 임프린트로 수지의 패턴을 형성하는 경우, 유리의 굴곡이 오목한 영역에 닿는 부분은, 몰드가 적절하게 압박되지 않아, 원하는 패턴이 얻어지지 않는 경우가 있다. 이 경우, 보다 고평탄한 유리이면, 몰드의 압박력이 균일하게 유리 표면에 전해지기 때문에, 바람직하다. 예를 들어, 임프린트로 활용하는 유리의 크기는, 직사각 형상의 경우, 적어도 1변의 길이가 50㎜ 내지 7000㎜이다.
본 발명을 상세히, 또한 특정한 실시 양태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고, 다양한 수정이나 변경을 가할 수 있음은, 당업자에 있어서 자명하다. 본 출원은, 2017년 8월 10일에 출원된 일본 특허출원 제2017-155468호 및 2018년 7월 24일에 출원된 일본 특허출원 제2018-138799호에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.
본 발명의 TFT용 유리 기판은, TFT 제조 라인에 있어서의 생산성의 향상, 대전 방지 등을 도모하고, 대형이며 판 두께 공차가 작은 유리판을 요구하는 분야에 바람직하게 사용된다.
1: TFT용 유리 기판
10: 유리판
11: 제1 주면
12: 제2 주면
13: 제1 변
14: 제2 변
15: 제1 단면
16: 볼록부
20: 조면화 영역
21: 비조면화 영역
30: 제1 영역
31: 제2 영역
100: 플로트 유리 제조 장치
200: 인젝터

Claims (9)

  1. 제1 주면과, 상기 제1 주면과 대향하는 제2 주면을 구비한 직사각형의 유리판으로 구성되고,
    상기 유리판의 판 두께 방향으로부터의 시야에 있어서, 서로 인접하는 제1 변과 제2 변을 갖고,
    상기 제1 변과 상기 제2 변의 길이가, 적어도 1200㎜ 이상이며,
    상기 유리판의 판 두께 방향의 단면 중, 상기 제1 변과 평행한 직선을 따른 제1 단면에 있어서, 당해 유리판의 판 두께의 최댓값과 판 두께의 최솟값의 차인 판 두께 공차가 6.26㎛ 미만이고,
    상기 유리판의 판 두께 방향의 모든 단면에 있어서, 상기 판 두께 공차가 7.12㎛ 미만인, TFT용 유리 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 단면에 있어서, 상기 판 두께의 1차 미분값의 절댓값의 평균값이 1.72E-02 미만인, TFT용 유리 기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 단면에 있어서, 상기 판 두께의 1차 미분값의 절댓값의 표준 편차가 1.5E-03 이하인, TFT용 유리 기판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단면에 있어서, 상기 판 두께의 2차 미분값의 절댓값의 최댓값이 6.0E-03 이하인, TFT용 유리 기판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단면에 있어서, 상기 판 두께의 2차 미분값의 절댓값의 표준 편차가 1.5E-04 이하인, TFT용 유리 기판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서 상기 유리판의 유리 조성이 무알칼리 유리인, TFT용 유리 기판.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리판은, 상기 제1 주면 및 상기 제2 주면 중 적어도 한쪽에 있어서, 연마 흠집을 갖지 않은, TFT용 유리 기판.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리판의 두께는 1.0㎜ 이하인, TFT용 유리 기판.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리판은, 상기 제1 주면 및 상기 제2 주면 중 적어도 한쪽에 있어서, 벌크의 수분량에 대해서, 80％ 이하의 수분량인 층을, 10㎛ 이상 갖는, TFT용 유리 기판.
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