TWI380967B - Glass plate and manufacturing method thereof, and manufacturing method of TFT panel - Google Patents
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Description
本發明係關於液晶顯示器(LCD)面板、電漿顯示器面板(PDP)等各種顯示器面板或太陽電池用基板所使用的玻璃板、及其製造方法。本發明的玻璃板特別適用於LCD面板用玻璃板。
自過去於LCD面板用之玻璃基板上使用未含鹼金屬氧化物之無鹼玻璃。此理由為於玻璃基板中若含有鹼金屬氧化物時,於LCD面板之製造步驟中所實施的熱處理中,玻璃基板中之鹼離子會擴散於於LCD面板的驅動所使用的薄膜晶體管(TFT)之半導體膜,恐怕導致TFT特性之劣化。
又,無鹼玻璃為熱膨脹係數較低(30×10-7
~60×10-7
/℃)、應變點較高,故於LCD面板之製造步驟的尺寸變化較少,LCD面板使用時之熱應力所引起的對顯示品質之影響較少,故可作為LCD面板用之玻璃基板為佳。
然而,無鹼玻璃具有於製造面上有著如下述之問題。
無鹼玻璃有著黏性非常高、難以熔融之性質,導致於製造上有著技術上的困難性。
又,一般而言,無鹼玻璃為澄清劑效果較貧乏。例如作為澄清劑使用SO3
時,SO3
經分解後發泡溫度因比玻璃熔融溫度還低,故為成為澄清前,所添加之SO3
的大部分會被分解而由熔融玻璃揮散出,無法充分地發揮澄清效果。
藉由近年來的技術進歩,作為LCD面板用之玻璃基板,使用含有鹼金屬氧化物之鹼玻璃基板亦開始被檢討(參照專利文獻1、2)。此為將TFT面板製造步驟中之熱處理,過去以350~450℃下進行者可於比較低溫(250~300℃程度)下進行。
含有鹼金屬氧化物之玻璃,一般因熱膨脹係數較高,故作為LCD面板用之玻璃基板時,使其為較佳熱膨脹係數(30×10-7
~60×10-7
/℃)時,一般含有具有減低熱膨脹係數之效果的B2
O3
(參照專利文獻1、2)。
然而,作為含有B2
O3
之玻璃組成,熔融玻璃時,特別於溶解步驟及澄清步驟中,因B2
O3
被揮發,容易使玻璃組成變的不均勻。若玻璃組成成為不均勻時,會對成形為板狀時的平坦性產生影響。LCD面板用之玻璃基板於確保顯示品質時,夾住液晶的2片玻璃間隔,即欲保持一定晶隙時,要求高度平坦度。因此欲確保所定平坦度,以浮動法形成板玻璃後,雖進行板玻璃表面之研磨,在成形後的板玻璃上若無法得到所定平坦性時,研磨步驟所需時間會變長而降低生產性。又,若考慮到因前述B2
O3
之揮發所造成的環境負荷,熔融玻璃中之B2
O3
含有率較低為佳。
然而,B2
O3
含有率若低時,熱膨脹係數難以下降。且黏性上昇受到抑制難得到所定應變點等。
[專利文獻1]特開2006-137631號公報
[專利文獻2]特開2006-169028號公報
欲解決上述之過去技術問題,本發明係以提供含有鹼金屬氧化物,B2
O3
含有率較低,可作為LCD面板或太陽電池用之玻璃基板使用的玻璃板、及該玻璃板使用浮動法而製造之方法為目的。
特別為本發明者們經詳細檢討結果,亦發現對於前述低溫下的熱處理,發現低溫下的玻璃壓縮(熱收縮率)對玻璃基板上之成膜品質(成膜圖形精度)產生非常大的影響。
本發明,更佳為提供於TFT面板製造步驟中之低溫(150~300℃)下的熱處理(具體為閘極絕緣膜進行成膜步驟中之熱處理)時的壓縮較小,可作為特別大型(例如一邊為2m以上之尺寸)的TFT面板用之玻璃基板為佳的顯示器面板用玻璃板與其製造方法為目的。
欲達到上述目的,本發明提供一種玻璃板,其為以氧化物基準的質量%表示下,作為玻璃母組成含有
SiO2
53~74、
Al2
O3
15~23、
B2
O3
0~3、
MgO 2~17、
CaO 0~12、
SrO 0~6、
MgO+CaO+SrO 6~28、
Na2
O 0~9、
K2
O 0~6、
Na2
O+K2
O 0.8~11
,含有100~500ppm之SO3
,50~350℃之平均熱膨脹係數為60×10-7
/℃以下,應變點為600℃以上者。
又,本發明提供一種得到如申請專利範圍第1項所記載之玻璃板的玻璃板之製造方法,其為調製得到
以氧化物基準的質量%表示下,作為玻璃母組成含有
SiO2
53~74、
Al2
O3
15~23、
B2
O3
0~3、
MgO 2~17、
CaO 0~12、
SrO 0~6、
MgO+CaO+SrO 6~28、
Na2
O 0~9、
K2
O 0~6、
Na2
O+K2
O 0.8~11
之玻璃的原料,對於該原料100質量%,添加硫酸鹽以SO3
換算下為0.05~1.0質量%作為玻璃原料,溶解該玻璃原料後,成形為板玻璃者。
本發明之玻璃板為50~350℃的平均熱膨脹係數為60×10-7
/℃以下,應變點為600℃以上,較佳為650℃以上,故面板之製造步驟中的尺寸變化較少,面板使用時對於熱應力所引起的顯示品質之影響較少,故特別適合作為LCD面板用之玻璃基板使用。
又,本發明之玻璃板因B2
O3
含有率較低,故玻璃製造時的B2
O3
之揮發較少,故玻璃板之均質性優良、平坦性優良、且成形成玻璃板後之玻璃板表面的研磨較少,而生產性優良。
又,本發明的玻璃板因含有鹼金屬氧化物,故為低黏性,容易熔融原料而容易製造。又,SO3
經分解而發泡之溫度因比原料成為熔融玻璃之溫度還高,故藉由SO3
之澄清劑效果優良,泡品質亦優良。
又,因藉由浮動法進行成形,故可穩定大型顯示器用玻璃板(例如1邊為2m以上)下有效率地生產。
又,本發明之玻璃板為較佳型態(以下稱為「型態A」。)時,因熱收縮率(C)為20ppm以下,故TFT面板製造步驟中之低溫(150~300℃)下的熱處理中之壓縮較小,玻璃基板上之成膜圖形的偏差較難產生。
本發明之玻璃板可適用於LCD面板用之玻璃基板,可使用於其他顯示器用基板,例如可使用於電漿顯示器面板(PDP)、無機電致‧發光‧顯示器等等。例如作為PDP用玻璃板使用時,與過去的PDP用玻璃板相比較,熱膨脹係數因較小,故可抑制熱處理步驟中之玻璃破裂。
且,本發明之玻璃板亦可使用於顯示器面板以外之用途上。具體為,例如亦可作為太陽電池基板用玻璃板使用。
以下對本發明之玻璃板做說明。
本發明之玻璃板係以氧化物基準的質量%表示下,作為玻璃母組成含有
SiO2
53~74、
Al2
O3
15~23、
B2
O3
0~3、
MgO 2~17、
CaO 0~12、
srO 0~6、
MgO+CaO+srO 6~28、
Na2
O 0~9、
K2
O 0~6、
Na2
O+K2
O 0.8~11
,含有100~500ppm之SO3
,其50~350℃之平均熱膨脹係數為60×10-7
/℃以下,應變點為600℃以上為特徵。
較佳之本發明玻璃板,實質上未含B2
O3
,以氧化物基準的質量%表示下,作為玻璃母組成含有
SiO2
53~74、
Al2
O3
15~23、
MgO 2~17、
CaO 0~12、
SrO 0~6、
MgO+CaO+SrO 10~28、
Na2
O 0~9、
K2
O 0~6、
Na2
O+K2
O 0.8~9
,含有100~500ppm的SO3
,應變點為650℃以上。
本發明之玻璃板中,限定為上述組成之理由如下。
本發明之玻璃板為B2
O3
含有率為較低之3質量%(以下僅以%記載)以下。因此,玻璃板製造時熔融玻璃時的溶解步驟、澄清步驟及成形步驟中,特別為溶解步驟及澄清步驟中之B2
O3
的揮發較少,所製造之玻璃基板具有優良的均質性及平坦性。其結果,作為要求高度平坦性之LCD面板用玻璃板使用時,與過去顯示器面板用玻璃板相比較,可減少玻璃板之研磨量。
又,即使考慮到因B2
O3
的揮發所造成的環境負荷,使B2
O3
含有率更低為佳,B2
O3
含有率以0~2.0%為佳。實質上未含有為更佳。
其中,實質上的未含B2
O3
係表示由原料等所混入之不可避免的雜質以外未含B2
O3
。即,此表示刻意不含有B2
O3
。
SiO2
:係為形成玻璃骨架之成分,未達53%時,玻璃之耐熱性會變的不佳,化學耐久性會降低。然而,若超過74%時,玻璃之高溫黏度會上昇,使熔融性變差。
SiO2
之含有量以55%以上為佳,57%以上為較佳,考慮到上述理由及壓縮減低時,58%以上時為特佳。另一方面,SiO2
之含有量若為67%以下時,因上述理由及容易得到壓縮之減低效果而佳,64%以下為更佳,特佳為63%以下。
Al2
O3
:可提高玻璃轉移點,且提高耐熱性及化學的耐久性,但若含有量未達15%時,熱膨脹係數會變大,應變點會降低。但,若超過23%時,玻璃之高溫黏度會上昇,熔融性會變差。又,失透溫度會上昇而使得成形性變差。
Al2
O3
之含有量若為15~21%時,因上述理由及可得到壓縮之減低效果而佳,16~21%為更佳,特佳為17~20%。
MgO:因可降低玻璃於溶解時之黏性,有著促進溶解之效果而被含有,但未達2%時,玻璃的高溫黏度會上昇,且熔融性變差。然而,若超過17%時,玻璃之熱膨脹係數變大。
MgO之含有量為4~14%時,因上述理由及容易得到壓縮之減低效果而佳,以4~13%為更佳,特佳為6~9%。
CaO:因可降低玻璃於溶解時之黏性,有著促進溶解之效果而被含有。但超過12%時,玻璃之熱膨脹係數變大。
CaO之含有量由上述理由得知以1%以上為佳,2%以上為較佳。另一方面,CaO之含有量由上述理由得知8%以下為佳,較佳為6%以下。且,5%以下時,因可得到減低壓縮之效果故為特佳。
SrO:因可降低玻璃於溶解時之黏性,有著促進溶解之效果而被含有。但,超過6%時,玻璃之熱膨脹係數變大,又玻璃之比重亦變大。
SrO之含有量以0~5%為佳,0~3%時因上述理由及可容易得到減低壓縮之效果而佳,特佳為0~2%。
MgO、CaO及SrO會使玻璃的溶解溫度下之黏性下降,使其容易溶解,故總含有量為6%以上。但,總含有若超過28%時,會使玻璃之熱膨脹係數增大。
MgO、CaO及SrO之總含量以10~28%為佳,10~20%為較佳,10~19%時,因上述理由及容易得到減低壓縮之效果而佳,特佳為11~14%。
又,因可得到與MgO、CaO、SrO之同樣效果,故亦可含有BaO。但,BaO之含有量會使得玻璃之比重(密度)增加、熱膨脹係數增加,故以5%以下為佳。
又,含有BaO時,MgO、CaO、SrO及BaO之總含量以6.5~28%為佳,較佳為10.5%~28%,更佳為10.5~20%,特佳為10.5~19%,但因上述理由及可容易得到減低壓縮之效果而佳,特佳為12~15%。
但,若考慮到環境負荷時,實質上未含BaO為佳。
Na2
O:使得玻璃溶解溫度下的黏性降低,使其容易溶解而含有0~9%。但,若超過9%時,會使熱膨脹係數增大。
Na2
O之含有量為1%以上時,因上述理由及可容易得到減低壓縮之效果而佳。另一方面,Na2
O之含有量為5%以下時,因上述理由及可容易得到減低壓縮之效果而佳,較佳為3%以下。
K2
O:因具有與Na2
O之同樣效果,故含有0~6%。但若超過6%時,熱膨脹係數會變大。
K2
O之含有量為0~5%時,因上述理由及可容易得到減低壓縮之效果而佳,較佳為1~3%。
Na2
O、K2
O:必須含有其中一方,總含量為0.8%以上。但,總含量若超過11%時,熱膨脹係數會增大。彼此總含量以1~11%為佳,以2~11%為較佳。又,彼等總含量若為1~9%時,因上述理由及可容易得到減低壓縮之效果而佳,更佳為2~9%,特佳為4~7%。
又,因可得到與Na2
O、K2
O之同樣效果,故可含有Li2
O。但,Li2
O之含有量會使得應變點減低,故Li2
O之含有量以5%以下為佳。
又,含有Li2
O時,Na2
O、K2
O及Li2
O之總含量以1~9%為佳,較佳為4~7%。但,若考慮到維持較高應變點,及維持較高之藉由SO3
的澄清效果時,實質上未含有Li2
O為佳。
因此,本發明之玻璃板中,作為母組成係由B2
O3
、SiO2
、Al2
O3
、MgO、CaO、SrO、Na2
O及K2
O所成者為佳。
SO3
:含鹼之玻璃時,SO3
可作為澄清劑充分發揮其效果。SO3
經分解而發泡之溫度因比原料成為熔融玻璃之溫度還高之故。
作為SO3
源,將硫酸鉀(K2
SO4
)、硫酸鈉(Na2
SO4
)、硫酸鈣(CaSO4
)等硫酸鹽投入於玻璃原料中,對於原料100%,硫酸鹽以SO3
換算下為0.05~1.0%,0.05~0.3%為佳。玻璃基板上的殘存量由SO3
換算下為100~500ppm,較佳為100~400ppm。
本發明的玻璃板除上述成分以外,於不會對玻璃基板產生壞影響之範圍下可含有其他成分。具體為欲改善玻璃之溶解性、澄清性時,可含有總含量為2%以下的F、Cl、SnO2
。
又,欲提高基板玻璃之化學耐久性,可含有總含量為5%以下的ZrO2
、Y2
O3
、La2
O3
、TiO2
、SnO2
。其中Y2
O3
、La2
O3
及TiO2
亦可提高玻璃之楊氏模數率。
且,欲調整基板玻璃之色調,可含有Fe2
O3
、CeO2
等著色劑。如此著色劑之總含量以1質量%以下為佳。
本發明之玻璃板若考慮到環境負荷時,實質上未含As2
O3
、Sb2
O3
為佳。又,若考慮到穩定下進行浮動成形時,實質上未含ZnO為佳。
其次,本發明之玻璃板得較佳型態之型態A如下所示。
以氧化物基準的質量%表示下,作為玻璃母組成含有
SiO2
58~67、
A12
O3
15~21、
B2
O3
0~3、
MgO 4~14、
CaO 0~5、
SrO 0~3、
MgO+CaO+SrO 6~19、
Na2
O 1~9、
K2
O 0~5、
Na2
O+K2
O 1~11
,含有100~500ppm之SO3
,熱收縮率(C)為20ppm以下之玻璃板。
更佳為,實質上未含B2
O3
,以氧化物基準的質量%表示下,作為玻璃母組成含有
SiO2
58~67、
A12
O3
15~21、
MgO 4~14、
CaO 0~5、
SrO 0~3、
MgO+CaO+SrO 10~19、
Na2
O 1~9、
K2
O 0~5、
Na2
O+K2
O 1~9
,含有100~500ppm的SO3
,熱收縮率(C)為20ppm以下之玻璃板。
其中,所謂壓縮為進行加熱處理時,因玻璃結構之緩和所產生的玻璃熱收縮率。
本發明中所謂熱收縮率(C)(壓縮(C))為,將玻璃板加熱至轉移點溫度Tg+50℃,並保持1分鐘,再以50℃/分鐘下冷卻至室溫後,於玻璃板表面上以所定間隔打入2處壓痕,其後,加熱玻璃板至300℃,保持1小時後,以100℃/時間下冷卻至室溫時的壓痕間隔距離之收縮率(ppm)。
對於壓縮(C),更具體說明如下。
本發明中所謂壓縮(C),係由以下說明之方法進行測定後所得之值。
首先,將成為對象的玻璃板以1600℃進行熔融後,流出熔融玻璃,成形冷卻至板狀。將所得之玻璃板進行研磨加工後得到100mm×20mm×2mm之試料。
其次,將所得之玻璃板加熱至轉移點溫度Tg+50℃,以該溫度下保持1分鐘後,以降溫速度50℃/分鐘下冷卻至室溫。其後,於玻璃板表面上長邊方向以間隔A(A=90mm)下打入2處壓痕。
其次,將玻璃板以昇溫速度100℃/時(=1.6℃/分鐘)下加熱至300℃,於300℃下保持1小時後,以降溫速度100℃/時冷卻至室溫。接著再次測定壓痕間距離,該距離作為B。由如此所得之A、B使用下述式算出壓縮(C)。且,A、B為使用光學顯微鏡進行測定。
C[ppm]=(A-B)/A×106
本發明之玻璃板因50~350℃的平均熱膨脹係數為60×10-7
/℃以下,故將本發明的玻璃板作為LCD面板用之玻璃板使用時,於LCD面板製造時所實施的熱處理步驟中的基板尺寸變化可被抑制至不比過去無鹼玻璃遜色之水準。
50~350℃之平均熱膨脹係數以56×10-7
/℃以下為佳,較佳為40×10-7
~53×10-7
。
且,LCD面板製造時所實施之熱處理步驟中的基板尺寸變化許可量依LCD面板之尺寸而不同,故可配合玻璃板之熱膨脹係數(50~350℃之平均熱膨脹係數)為60×10-7
/℃以下,56×10-7
/℃以下為佳,較佳為40×10-7
~53×10-7
中所製造之LCD面板尺寸而做適宜選擇。
本發明之玻璃板的應變點為600℃以上。應變點為600℃以上時,可抑制至LCD面板於製造時所實施之熱處理步驟中的基板尺寸變化不會成為實質上之問題的程度。應變點以650℃以上為佳,660℃以上為較佳。
且,本發明中,應變點表示依據JIS R3103進行測定所得之值。
且,玻璃轉移點(Tg)與上述應變點同樣理由下以680℃以上為佳,較佳為690℃以上,更佳為700℃以上。
本發明的玻璃基板的比重為2.70以下時為佳。特別作為大型顯示器用玻璃基板使用時,因可防止破裂、或提高處理性故為有效。比重以2.60以下為佳。
對於本發明的玻璃板之製造方法做說明。
製造本發明之玻璃板時,與過去製造玻璃板時同樣地,實施溶解‧澄清步驟及成形步驟。且,本發明之玻璃板因係為含有鹼金屬氧化物(Na2
O、K2
O)之鹼玻璃基板,故作為澄清劑可有效地使用SO3
,作為成形方法可使用浮動法。
玻璃板之製造步驟中,作為將玻璃成形為板狀之方法,使用隨著近年液晶電視等之大型化,大面積之玻璃板可容易、且穩定下成形之浮動法為佳。
對於本發明玻璃板之製造方法的較佳型態做說明。
首先,將溶解原料所得之熔融玻璃成形為板狀。例如調製出成為所得玻璃板之組成的原料,將前述原料連續地投入於溶解爐中,以1450~1650℃程度進行加熱後得到熔融玻璃。而該熔融玻璃,例如可使用浮動法而形成帶(ribbon)狀玻璃板。
其次,將帶(ribbon)狀玻璃板由浮動成形爐引出後,藉由冷卻手段冷卻至室溫狀態,切斷後得到玻璃板。其中所謂冷卻手段係將由前述浮動成形爐所引出之帶(ribbon)狀玻璃板的表面溫度作為TH
(℃),將室溫作為TL
(℃),且將前述帶(ribbon)狀玻璃板之表面溫度由TH
冷卻至TL
的時間作為t(分鐘)時,將(TH
-TL
)/t所示平均冷卻速度成為10~300℃/分鐘的冷卻手段。具體而言冷卻手段並無特別限定,可為過去公知之冷卻方法。例如可舉出使用持有溫度梯度的加熱爐之方法。
TH
為玻璃轉移點溫度Tg+20℃,具體以540~730℃為佳。
前述平均冷卻速度以15~150℃/分鐘為佳,20~80℃/分鐘為較佳,40~60℃/分鐘為更佳。藉由上述玻璃板製造方法可容易得到壓縮(C)為20ppm以下之玻璃板。
其次,對於本發明玻璃板表面上,具備成膜陣列基板(array substrate)中之閘極絕緣膜的成膜步驟之TFT面板的製造方法做說明。
本發明的TFT面板之製造方法僅具備,將本發明玻璃板表面之成膜區域昇溫至150~300℃之範圍內的溫度(以下稱為成膜溫度)後,以前述成膜溫度保持5~60分鐘,於前述成膜區域形成前述陣列基板(array substrate)閘極絕緣膜的成膜步驟者即可,並無特別限定。其中成膜溫度以150~250℃為佳,150~230℃為較佳,150~200℃為更佳。又,該成膜溫度之保持時間以5~30分鐘為佳,5~20分鐘為較佳,5~15分鐘為更佳。
閘極絕緣膜的成膜於如上述的成膜溫度及保持時間之範圍內進行,此期間玻璃板進行熱收縮。且,玻璃板一部熱收縮後,其後之冷卻條件(冷卻速度等)對於上述熱收縮之結果不會造成太大影響。本發明之型態A中的玻璃板因壓縮(C)較小,故玻璃板之前述熱收縮較小,難產生成膜圖形之偏差。
成膜步驟中之成膜,例如可藉由過去公知CVD法而達成。
本發明的TFT面板之製造方法中,可藉由公知方法而得到陣列基板(array substrate)。而使用該陣列基板(array substrate)藉由如下述公知步驟可製造出TFT面板。
即,可藉由各前述陣列基板(array substrate)、彩色濾光基板上形成配向膜,進行擦磨之配向處理步驟、將TFT陣列基板(array substrate)與彩色濾光基板保持於所定間隙而經高精度下貼合之貼合步驟、藉由基板將晶胞截斷為所定尺寸之截斷步驟、於經截斷之晶胞注入液晶的注入步驟、於晶胞貼合偏光板之偏光板貼付步驟所成之一連串步驟而製造出TFT面板。
以下依據實施例及比較例,對於本發明做說明,但本發明並未限定於此。
將各成分原料調製成表中質量%所示目標組成(SiO2
~K2
O),使用白金坩堝於1550~1650℃之溫度下進行3小時加熱熔融。熔融中,***白金攪拌棒後進行1小時攪拌而進行玻璃之均質化。其次流出熔融玻璃,成形為板狀後徐徐冷卻。
測定作為所得之玻璃比重、平均熱膨脹係數(單位:×10-7
/℃)、應變點(單位:℃)、玻璃轉移點(Tg)(單位:℃)、玻璃中之SO3
殘存量(單位:ppm)及高溫黏度,熔融玻璃之黏度至102
dPa‧s的溫度T2
(單位:℃)與至104
dPa‧s的溫度T4
(單位:℃),如表1~4所示。且,表中之括弧所示值係由計算而求得者。其中,例1~14及例18~24為實施例,例15~17為比較例。
以下表示各物性之測定方法。
比重:將未含泡沫的約20g之玻璃塊藉由阿基米德法進行測定。
平均熱膨脹係數:使用示差熱膨脹計進行測定,算出50~350℃之平均熱膨脹係數。
應變點:依據JIS R3103進行測定所得之值。下述表中的「*1」表示Tg值成為650℃以上。又,下述表中之「*2」表示Tg值成為600℃以上。
SO3
殘存量:粉碎玻璃,藉由螢光X線求得。且,下述表中之「未」表示未測定。
高溫黏度:使用迴轉黏度計測定黏度,測定黏度成為102
dPa‧s時的溫度T2
與成為104
dPa‧s的溫度T4
。
黏度102
dPa.s係於玻璃溶解步驟中,玻璃融液黏度顯示非常低的基準黏度。黏度成為102
dPa.s時的溫度T2
以1690℃以下為佳,較佳為1670℃以下。
黏度104
dPa.s係為玻璃進行浮動成形時的基準黏度。黏度成為104
dPa.s時的溫度T4
以1300℃以下為佳,較佳為1280℃以下。
壓縮(C):藉由前述壓縮(C)之測定方法而測定。
如表1、2及4所示,實施例(例1~14及例18~24)的玻璃之平均熱膨脹係數為60×10-7
/℃以下,應變點為600℃以上,故作為LCD面板用玻璃板使用時,可抑制LCD面板製造步驟中之尺寸變化。
又,由表4可明瞭,實施例(例18~20及例22~24)之玻璃因壓縮(C)為20ppm以下,故作為TFT面板用之玻璃板使用時,TFT面板製造步驟中之低溫下的熱收縮中,可抑制玻璃板之熱收縮。
且,實施例(例1~14及例18~24)之玻璃的比重為2.7以下,故可適用於作為輕量TFT面板用之玻璃板。
一方面,例15因含有大量B2
O3
,藉由玻璃熔融時之揮發,容易對玻璃之均質性或成形為板狀時的平坦性造成影響。又,如表3得知,因未含有鹼氧化物,故藉由SO3
之澄清會不充分。又,例16、17之平均熱膨脹係數約80×10-7
/℃之較大值,可能對LCD面板製造步驟中之尺寸變化造成影響。
本發明之較佳型態的玻璃板之製造例。
調製成表1、表2及表4之玻璃組成的各成分原料,將該原料連續地投入熔融爐中,以1550~1650℃之溫度下進行溶解。接著藉由浮動法連續地成形為帶(ribbon)狀玻璃板,玻璃板表面溫度於轉移點溫度Tg+20℃下由浮動爐引出,藉由冷卻爐於平均冷卻速度40~60℃/分鐘下冷卻至玻璃板之表面溫度為室溫(TL
=25℃)。其後,切斷為所定尺寸(一邊為2m以上)。表4(例18~20及例22~24)之玻璃組成中,得到壓縮(C)為20ppm以下之型態A的玻璃板。
本發明的玻璃溶解步驟中,作為澄清劑使用SO3
,故可得到澄清效果優良,泡較少的玻璃。又,B2
O3
為3%以下時可得到平坦性優良的玻璃。
本發明之玻璃板特別可適用於大型(一邊為2m以上)之TFT面板用玻璃基板。
以下說明本發明之TFT面板的製造例。
陣列基板(array substrate)之製造步驟中,將本發明之玻璃板洗浄後,形成閘門電極、配線圖形。
其次,將玻璃板於成膜溫度250℃下保持15分鐘,藉由CVD法成膜為閘極絕緣膜。
其次,成膜a-Si膜後成膜途徑保護膜(channel protective films)並製圖形成圖形。
其次,形成N+
型a-Si膜、畫素電極、接觸圖形。
其次形成源極‧汲極電極,再成膜為保護膜而得到TFT陣列基板(array substrate)。其後使用如以下之公知步驟得到TFT面板。
即,形成前述陣列基板(array substrate)、彩色濾光基板之各配向膜,進行擦磨之配向處理步驟、將TFT陣列基板(array substrate)與彩色濾光基板保持於所定間隙並進行高精度貼合之步驟、藉由基板將晶胞截斷為所定尺寸之截斷步驟、經截斷之晶胞注入於液晶之注入步驟、於晶胞貼合偏光板之偏光板貼付步驟所成的一連串步驟而製造TFT面板。
本發明之型態A中的玻璃板因係壓縮(C)為20ppm以下者,即使供給於TFT面板之製造方法上其熱收縮較小,成膜圖形偏差亦難產生。
本發明之玻璃板作為LCD面板用之玻璃基板使用,但亦可使用於其他顯示器用基板,例如電漿顯示器面板(PDP)、無機電致‧發光‧顯示器等。又,亦可作為太陽電池基板用玻璃板使用。
且,2007年8月31日所申請的日本專利出願2007-225945號之說明書、申請專利範圍、及摘要的全內容皆被引用於此而作為本發明之說明書的揭示內容。
Claims (10)
- 一種玻璃板,其特徵為以氧化物基準的質量%表示下,作為玻璃母組成含有SiO2 53~74、Al2 O3 15~23、B2 O3 0~3、MgO 2~17、CaO 0~12、SrO 0~6、MgO+CaO+SrO 6~28、Na2 O 0~9、K2 O 0~6、Na2 O+K2 O 0.8~11,含有100~500ppm之SO3 ,50~350℃之平均熱膨脹係數為60×10-7 /℃以下,應變點為600℃以上。
- 如申請專利範圍第1項之玻璃板,其中實質上未含B2 O3 ,氧化物基準之質量%表示下,作為玻璃母組成含有SiO2 53~74、Al2 O3 15~23、MgO 2~17、CaO 0~12、SrO 0~6、 MgO+CaO+SrO 10~28、Na2 O 0~9、K2 O 0~6、Na2 O+K2 O 0.8~9,含有100~500ppm之SO3 ,應變點為650℃以上。
- 如申請專利範圍第1項之玻璃板,其中氧化物基準之質量%表示下,作為玻璃母組成含有SiO2 58~67、Al2 O3 15~21、B2 O3 0~3、MgO 4~14、CaO 0~5、SrO 0~3、MgO+CaO+SrO 6~19、Na2 O 1~9、K2 O 0~5、Na2 O+K2 O 1~11,含有100~500ppm之SO3 ,熱收縮率(C)為20ppm以下。
- 如申請專利範圍第2項之玻璃板,其中實質上未含B2 O3 ,氧化物基準之質量%表示下,作為玻璃母組成含有SiO2 58~67、Al2 O3 15~21、MgO 4~14、 CaO 0~5、SrO 0~3、MgO+CaO+SrO 10~19、Na2 O 1~9、K2 O 0~5、Na2 O+K2 O 1~9,含有100~500ppm之SO3 ,熱收縮率(C)為20ppm以下。
- 一種欲得到如申請專利範圍第1項之玻璃板的玻璃板之製造方法,其特徵為調製出欲得到氧化物基準之質量%表示下,作為玻璃母組成含有SiO2 53~74、Al2 O3 15~23、B2 O3 0~3、MgO 2~17、CaO 0~12、SrO 0~6、MgO+CaO+SrO 6~28、Na2 O 0~9、K2 O 0~6、Na2 O+K2 O 0.8~11之玻璃的原料,對於該原料100質量%而言,添加以SO3 換算為0.05~1.0質量%的硫酸鹽作為玻璃原料,溶解該玻璃原料後,成形為板玻璃。
- 一種欲得到如申請專利範圍第2項之玻璃板的玻璃板之製造方法,其特徵為調製出欲得到實質上未含B2 O3 ,氧化物基準之質量%表示下,作為玻璃母組成含有SiO2 53~74、Al2 O3 15~23、MgO 2~17、CaO 0~12、SrO 0~6、MgO+CaO+SrO 10~28、Na2 O 0~9、K2 O 0~6、Na2 O+K2 O 0.8~9之玻璃的原料,對該原料100質量%而言,添加以SO3 換算為0.05~1.0質量%的硫酸鹽作為玻璃原料,溶解該玻璃原料後,成形為板玻璃。
- 一種欲得到如申請專利範圍第3項之玻璃板的玻璃板之製造方法,其特徵為調製出欲得到氧化物基準之質量%表示下,作為玻璃母組成含有SiO2 58~67、Al2 O3 15~21、B2 O3 0~3、MgO 4~14、CaO 0~5、SrO 0~3、 MgO+CaO+SrO 6~19、Na2 O 0~9、K2 O 0~5、Na2 O+K2 O 1~11之玻璃的原料,對於該原料100質量%而言,添加以SO3 換算為0.05~1.0質量%之硫酸鹽作為玻璃原料,溶解該玻璃原料後,成形為板玻璃。
- 一種欲得到如申請專利範圍第4項之玻璃板的玻璃板之製造方法,其特徵為調製出欲得到實質上未含有B2 O3 ,以氧化物基準之質量%表示下,作為玻璃母組成含有SiO2 58~67、Al2 O3 15~21、MgO 4~14、CaO 0~5、SrO 0~3、MgO+CaO+SrO 10~19、Na2 O 1~9、K2 O 0~5、Na2 O+K2 O 1~9之玻璃的原料,對於該原料100質量%而言,添加以SO3 換算為0.05~1.0質量%之硫酸鹽作為玻璃原料,溶解該玻璃原料後,成形為板玻璃。
- 一種玻璃板之製造方法,其為將溶解原料所得之熔 融玻璃於浮動成形爐成形為帶(ribbon)狀之玻璃板後,以冷卻手段進行冷卻,得到室溫狀態之如申請專利範圍第1項至第4項中任一項的玻璃板,其特徵為將自該浮動成形爐所引出之玻璃板的表面溫度作為TH (℃),室溫作為TL (℃),且該玻璃板以該冷卻手段進行冷卻,其表面溫度自TH 到達TL 的時間作為t(分鐘)時,該冷卻手段為將(TH -TL )/t所示平均冷卻速度作為10~300℃/分鐘之冷卻手段。
- 一種TFT面板之製造方法,其為具備於玻璃板表面上形成陣列基板(array substrate)閘極絕緣膜之成膜步驟,貼合該陣列基板與彩色濾光基板之貼合步驟的TFT面板之製造方法,其特徵為該成膜步驟為將如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之玻璃板表面的成膜區域昇溫至150~300℃之範圍內的成膜溫度後,在該成膜溫度下保持5~60分鐘,於該成膜區域形成該閘極絕緣膜之步驟。
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