CN102190446A

CN102190446A - 无碱玻璃基板以及无碱玻璃的制造方法和制造装置

Info

Publication number: CN102190446A
Application number: CN2011100374542A
Authority: CN
Inventors: 龙腰健太郎
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2011-09-21
Also published as: JP2011157234A

Abstract

无碱玻璃基板以及无碱玻璃的制造方法和制造装置。本发明涉及一种无碱玻璃基板，该无碱玻璃基板用于液晶面板，所述无碱玻璃基板在缓冲氢氟酸溶液中于25℃浸渍20分钟后的雾度值在7.0％以下，所述缓冲氢氟酸溶液的组成为氢氟酸(HF)：5.3质量％、氟化铵(NH₄F)：35.8质量％、水：其余部分。

Description

无碱玻璃基板以及无碱玻璃的制造方法和制造装置

技术领域

本发明涉及用于液晶面板的无碱玻璃基板以及无碱玻璃的制造方法和制造装置。

背景技术

液晶面板用玻璃基板通常采用实质上不含碱金属氧化物的无碱玻璃基板。玻璃基板上通过光刻技术和蚀刻技术形成各种图案。例如，形成薄膜晶体管(TFT)和彩色滤光膜(CF)。

这样的液晶面板的制造工序中，有时用缓冲氢氟酸(BHF)对玻璃基板进行蚀刻处理。这时，溶液中的铵离子有可能会与玻璃反应而使玻璃表面出现白浊。

于是，近年来，为了防止玻璃表面出现白浊，提出了实质上不含镁氧化物的无碱玻璃基板(参照例如专利文献1)。

专利文献1：日本专利特公平4-58421号公报

发明内容

然而，上述专利文献1中虽然提及无碱玻璃基板的玻璃组成，但没有关于无碱玻璃基板的制造方法的说明。

作为无碱玻璃基板的制造方法，已知例如浮法。浮法是如下的方法：使熔融玻璃流出至浮法锡槽内的熔融锡上而成形为带板状的玻璃带，将成形而得的玻璃带搬运至退火炉内，退火后进行切割，从而制造规定尺寸的玻璃基板。

通常，为了防止熔融锡的氧化，向浮法锡槽内供给包含氮和氢的还原性气体。氢具有与混入浮法锡槽内的氧反应而形成水的性质，所以起到使浮法锡槽内的气氛中的氧浓度降低的作用。

供给至浮法锡槽内的还原性气体通过玻璃带搬入口流入退火炉内。此外，空气从外部通过玻璃带搬出口及其他非主动设置的连通炉内和炉外的间隙(例如，设于炉壁的开口部的内周与穿过该开口部的辊的外周之间的间隙)流入退火炉内。退火炉内的气氛中的氧浓度由这些空气的流入量与还原性气体的流入量的平衡决定。

如果退火炉内的气氛中的氧浓度在玻璃带搬入口附近过高，则液晶面板的制造工序中采用缓冲氢氟酸进行蚀刻处理时玻璃表面容易出现白浊。如果玻璃基板出现白浊，则作为产品的液晶面板的成品率下降。

本发明是鉴于上述课题而完成的发明，其目的在于提供可提高作为产品的液晶面板的成品率的无碱玻璃基板。

为了达成上述目的，本发明的无碱玻璃基板是用于液晶面板的无碱玻璃基板，其中，在缓冲氢氟酸溶液中于25℃浸渍20分钟后的雾度值在7.0％以下，所述缓冲氢氟酸溶液的组成为氢氟酸(HF)：5.3质量％、氟化铵(NH₄F)：35.8质量％、水：其余部分。

此外，本发明的无碱玻璃基板的制造方法包括将熔融玻璃成形为带板状的玻璃带的成形工序和将成形而得的所述玻璃带搬运至退火炉内进行退火的退火工序，所述退火工序中，使所述退火炉内750～500℃的所述玻璃带所处的气氛中的氧浓度在3.0体积％以下。

此外，本发明的无碱玻璃基板的制造装置具备将熔融玻璃成形为带板状的玻璃带的成形炉和对成形而得的所述玻璃带进行退火的退火炉，所述退火炉内750～500℃的所述玻璃带所处的气氛中的氧浓度在3.0体积％以下。

如果采用本发明，则能够提供可提高作为产品的液晶面板的成品率的无碱玻璃基板。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的无碱玻璃基板的制造方法的工序图。

图2是本发明的一种实施方式的无碱玻璃基板的制造装置的主要部分剖视图。

符号的说明

10 熔融玻璃

10A 玻璃带

20 成形炉(浮法锡槽)

22 熔融锡

30 退火炉

36 炉壁

38 开口部

40 搬运单元

42 辊

具体实施方式

以下，参照附图对实施本发明的方式进行说明。

液晶面板用玻璃基板通常采用实质上不含碱金属氧化物的无碱玻璃基板。玻璃基板上通过光刻技术和蚀刻技术形成各种图案。例如，形成薄膜晶体管(TFT)和彩色滤光膜(CF)。这样的液晶面板的制造工序中，有时用缓冲氢氟酸(BHF)对玻璃基板进行蚀刻处理。

本实施方式的无碱玻璃基板在组成为氢氟酸(HF)：5.3质量％、氟化铵(NH4F)：35.8质量％、水：其余部分的缓冲氢氟酸溶液中于25℃浸渍20分钟后的雾度值在7.0％以下，较好是在5.0％以下，更好是在1.0％以下。

在这里，雾度值是指表示浊度的值，根据用灯进行照射时从试样中透射的总透射率T和在试样中被散射的光的透射率S以雾度值H＝S/T×100求得。这些值基于JIS K 7136的规定，可通过市售的雾度计测定。

本实施方式的无碱玻璃基板在液晶面板的制造工序中采用缓冲氢氟酸进行蚀刻处理时不易出现白浊，所以可提高作为产品的液晶面板的成品率。

无碱玻璃基板的玻璃组成为通常的组成即可。例如，玻璃组成可以是SiO₂：50～66质量％、Al₂O₃：10.5～22质量％、B₂O₃：0～12质量％、MgO：0～8质量％、CaO：0～14.5质量％、SrO：0～24质量％、BaO：0～13.5质量％且MgO+CaO+SrO+BaO：9～29.5质量％。

从薄型化和/或轻量化的观点来看，无碱玻璃基板的厚度通常在0.8mm以下，较好是在0.3mm以下，更好是在0.15mm以下。高于0.8mm时，无法满足薄型化和/或轻量化的要求。在0.3mm以下时，可赋予无碱玻璃基板以良好的柔性。在0.15mm以下时，可将无碱玻璃基板卷取成卷状。此外，基于无碱玻璃基板的制造容易、无碱玻璃的操作容易等理由，无碱玻璃基板的厚度较好是在0.04mm以上。

图1表示本实施方式的无碱玻璃基板的制造方法的工序图。

如图1所示，本实施方式的无碱玻璃基板的制造方法包括将熔融玻璃成形为带板状的玻璃带的成形工序(步骤S10)和将成形而得的玻璃带搬运至退火炉内进行退火的退火工序(步骤S12)。

成形工序(步骤S10)中，使熔融玻璃流出至浮法锡槽内的熔融锡上而成形为带板状的玻璃带。此外，成形工序中，为了防止熔融锡的氧化，向浮法锡槽内供给包含氮和氢的还原性气体。

退火工序(步骤S12)中，使退火炉内750～500℃的玻璃带所处的气氛中的氧浓度D在3.0体积％以下，较好是在2.0体积％以下，更好是在1.0体积％以下。还有，氧浓度D的调节方法如后所述。

图2表示本实施方式的无碱玻璃基板的制造装置的主要部分剖视图。

如图2所示，本实施方式的无碱玻璃基板的制造装置具备将熔融玻璃10成形为带板状的玻璃带10A的成形炉(浮法锡槽)20和对成形而得的玻璃带10A进行退火的退火炉30。浮法锡槽20和退火炉30连接，浮法锡槽20内部与退火炉30内部在连接部分连通。退火炉30内部在玻璃带搬出口34向大气开放。

浮法锡槽20中，使熔融玻璃10流出至浮法锡槽20内的熔融锡22上而成形为带板状的玻璃带10A。为了防止熔融锡22的氧化，向浮法锡槽20内供给包含氮和氢的还原性气体。氢具有与混入浮法锡槽20内的氧反应而形成水的性质，所以起到使浮法锡槽20内的气氛中的氧浓度降低的作用。

退火炉30具备将成形而得的玻璃带10A搬运至退火炉30内的搬运单元40。

搬运单元40将搬运至退火炉30内的玻璃带10A从玻璃带搬入口32搬运至玻璃带搬出口34。例如图2所示，搬运单元40可由通过电动机等旋转驱动的辊42等构成。该情况下，玻璃带10A在辊42上进行搬运。辊42从设于退火炉30的炉壁36的开口部38插入炉内，沿玻璃带10A的搬运方向(图2中的箭头A方向)排列。还有，多根辊42的一部分可以是从动旋转的辊。

本实施方式中，使退火炉30内750～500℃的玻璃带10A所处的气氛中的氧浓度D在3.0体积％以下，较好是在2.0体积％以下，更好是在1.0体积％以下。氧浓度D的调节通过改变非主动设置的连通炉内和炉外的间隙来实现。作为非主动设置的连通炉内和炉外的间隙，例如有设于炉壁36的开口部38的内周与穿过该开口部38的辊42的外周之间的间隙、构成炉壁36的砖块之间的间隙等。

另外，如果退火炉30内的气氛中的氧浓度在玻璃带搬入口32附近过高，则液晶面板的制造工序中采用缓冲氢氟酸进行蚀刻处理时玻璃表面容易出现白浊。如果玻璃基板出现白浊，则作为产品的液晶面板的成品率下降。

本实施方式中，使退火炉30内750～500℃的玻璃带10A所处的气氛中的氧浓度D在3.0体积％以下，所以可获得采用缓冲氢氟酸进行蚀刻处理时玻璃表面不易出现白浊的无碱玻璃基板。还有，退火炉30内玻璃带10A达到750～500℃的区域为退火炉30内的玻璃带搬入口32附近的区域。

以上，对本发明的一种实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，可在不超出本发明的范围内对上述的实施方式进行各种变形和替换。

例如，上述的实施方式中对采用浮法的无碱玻璃基板的制造方法和制造装置进行了说明，但本发明并不局限于此。例如，可以将本发明适用于采用熔融法的无碱玻璃基板的制造方法和制造装置。该情况下，成形炉中，使熔融玻璃沿截面楔形的成形体的两侧面流下，在成形体的下缘部汇聚而一体化，向下方牵拉而成形为带板状的玻璃带。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限于以下的实施例。

(试验例1～8)

试验例1～8中，使用图2所示的制造装置对玻璃带进行退火后，从玻璃带的宽度方向的中央部切出试验片。这些试验片的形状均为长100mm、宽40mm、厚0.7mm。此外，这些试验片的玻璃组成均采用与市售的无碱玻璃基板(旭硝子株式会社(旭硝子社)制，AN100)相同的组成。

(退火炉内的气氛中的氧浓度)

试验例1～8中，使用通过间隔物使设于退火炉炉壁的开口部的内周与穿过该开口部的辊的外周之间的间隙逐渐变窄的方法，对退火炉内750～500℃的玻璃带所处的气氛中的氧浓度D进行调节。作为该氧浓度D，通过氧浓度计(株式会社堀场制作所(HORIBA社)制，NZ3000)对750～500℃的玻璃带的上方10mm的位置的氧浓度进行了测定。关于测定点的间距，在与玻璃带的宽度方向平行的方向设为100mm，在与玻璃带的长边方向平行的方向设为玻璃带的宽度方向中央温度改变50℃的距离。还有，玻璃带的温度分布通过红外线温度计(NEC Avio红外线技术株式会社(NEC/AVIO社)制，TH9100)测定。

(雾度值)

将试验片在组成为氢氟酸(HF)：5.3质量％、氟化铵(NH4F)：35.8质量％、水：其余部分的缓冲氢氟酸溶液中于25℃浸渍20分钟，清洗后通过雾度计(须贺试验机株式会社(スガ試験機社)制，HZ-2)对雾度值H进行评价。

氧浓度D的测定结果和雾度值H的评价结果示于表1和表2。还有，表1和表2中仅示出各试验例1～8的氧浓度D的测定值中的最大值。试验例1～3是本发明的实施例，试验例4～8是本发明的比较例。

[表1]

[表2]

由表1～表2可知，氧浓度D在3.0体积％以下时，雾度值H在7.0％以下。此外，氧浓度D在2.0体积％以下时，雾度值H在5.0％以下。另外，氧浓度D在1.0体积％以下时，雾度值H在1.0％以下。

参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员应该知道，在不脱离本发明的技术思想的范围内可加以各种改变或修正。

本申请基于2010年2月1日提交申请的日本专利申请2010-020750，在此引用其内容作为参照。

Claims

1.一种无碱玻璃基板，该无碱玻璃基板用于液晶面板，其特征在于，

在缓冲氢氟酸溶液中于25℃浸渍20分钟后的雾度值在7.0％以下，所述缓冲氢氟酸溶液的组成为氢氟酸(HF)：5.3质量％、氟化铵(NH₄F)：35.8质量％、水：其余部分。

2.如权利要求1所述的无碱玻璃基板，该无碱玻璃基板通过将熔融玻璃成形为带板状的玻璃带后将成形而得的所述玻璃带搬运至退火炉内进行退火而成，其特征在于，

使所述退火炉内750～500℃的所述玻璃带所处的气氛中的氧浓度在3.0体积％以下。

3.一种无碱玻璃基板的制造方法，它是权利要求1所述的无碱玻璃基板的制造方法，其特征在于，

包括将熔融玻璃成形为带板状的玻璃带的成形工序和

将成形而得的所述玻璃带搬运至退火炉内进行退火的退火工序，

所述退火工序中，使所述退火炉内750～500℃的所述玻璃带所处的气氛中的氧浓度在3.0体积％以下。

4.如权利要求3所述的无碱玻璃基板的制造方法，其特征在于，

所述成形工序中，使所述熔融玻璃流出至浮法锡槽内的熔融锡上而成形为带板状的所述玻璃带的同时，向所述浮法锡槽内供给包含氮和氢的还原性气体；

所述退火工序中，通过调节设于所述退火炉炉壁的开口部的内周与穿过所述开口部的辊的外周之间的间隙来使所述氧浓度在3.0体积％以下。

5.一种无碱玻璃基板的制造装置，它是权利要求1所述的无碱玻璃基板的制造装置，其特征在于，

具备将熔融玻璃成形为带板状的玻璃带的成形炉和

对成形而得的所述玻璃带进行退火的退火炉，

所述退火炉内750～500℃的所述玻璃带所处的气氛中的氧浓度在3.0体积％以下。