CN102822102A - 玻璃基板的制造方法和玻璃基板 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种能够满足形成薄膜电路的基板所要求的品质的100μm以下的玻璃基板的制造方法和通过该方法得到的薄板玻璃基板。本发明的方法为用于制造板厚为10~200μm的玻璃基板的方法,包括通过下拉法将熔融玻璃成型为带状的成型工序;对玻璃带进行退火的退火工序;和将玻璃带切断的切断工序,其特征在于,将(退火点+200℃)~(退火点+50℃)的温度范围内的平均冷却速度调节为300~2500℃/分钟的范围。
Description
技术领域
本发明涉及形成有薄膜电路的玻璃基板,特别是用于液晶显示器、有机EL显示器等平板显示器和挠性显示器(flexible display)等中使用的玻璃基板。
背景技术
显示器用途中所使用的玻璃基板,通常通过浮法或以溢流下拉法为代表的下拉法等进行成型。
浮法是指将熔融玻璃在熔融锡(float bath:锡槽)的上方拉出,通过将其在水平方向拉伸,将玻璃成型为板状的方法。在该方法中,利用锡槽形成玻璃带之后,在特大型退火炉中对玻璃带进行退火(online anneal:不停机退火)。因此,通过浮法形成的玻璃基板具有热收缩率小的特征。
但是,利用浮法存在着难以实现薄板化、需要通过研磨玻璃基板来除去附着在玻璃表面的锡、基板的表面品质降低的问题。
另一方面,下拉法是通过将玻璃沿垂直方向向下方拉伸以成型为板状的成型方法的总称,已知有狭缝下拉法,溢流下拉法等。例如,广泛使用的溢流下拉法是在截面为大致楔形的檐沟状耐火体(成型体)的顶部导入熔融玻璃,从其两侧使玻璃溢出,沿着侧面流下,在耐火体下端合流并向下方拉伸,由此将玻璃成型为板状。下拉法具有易于将玻璃成型为薄板的优点。
再者,在溢流下拉法的情况下,由于玻璃表面在成型期间不会与空气之外接触,因此,具有即使在未研磨状态下也能够得到表面品质高的玻璃基板的优点。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2008-105882号公报
专利文献2:日本国特开2008-133174号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来,从节省空间的观点出发,液晶、有机EL等平板显示器的轻薄化得到发展,作为其延伸,面向平板挠性化的研究也投入了大量精力。此外,通过电子纸的发展,逐渐开拓了新的显示用途(电子书、电子报、电子账簿、数字标牌),对薄而可弯曲的挠性显示器的需求也逐渐扩大。
在实现挠性显示器方面,基板技术的开发不可或缺。需要不仅具有柔软性,而且兼具对氧、水分的阻断性等的基板。作为兼具这些特性的基板,有望看到做成薄膜这样薄的薄板玻璃。特别是从柔软性的观点出发,期望得到比200μm还薄的玻璃。根据这样的情况,采用下拉法制造薄板玻璃的方法的开发进一步发展(例如,专利文献1、2)。
对于挠性显示器,与现行的平板显示器同样,能够预想到,其也有高精度、高清晰度等要求。为了满足这些要求,需要使薄膜电路的图案更微细,对基板的表面品质的要求也日益提高。此外,当基板的表面粗糙度(局部凹凸)大、基板的板厚(整体凹凸)不均匀,都有可能难以形成微细的电路图案。
但是,在采用下拉法形成200μm以下的薄板玻璃的情况下,难以稳定地从成型设备中拉出玻璃,难以保证板厚的均匀性。因此,出现了无法满足形成有薄膜电路的基板所需要的品质的问题。为了使得板厚均匀,尽管也考虑了不停机研磨处理,但是,对200μm以下的玻璃基板进行研磨在技术上非常困难,制造成本也大幅度增加。
本发明的目的在于,提供一种能够满足形成有薄膜电路的基板所要求的品质的200μm以下的玻璃基板的制造方法和通过该方法得到的薄板玻璃基板。
解决课题的手段
本发明人等进行各种研究后,结果发现:通过将比退火点高的高温区域中的玻璃的平均冷却速度调节到300℃/分钟以上,能够达到上述目的。由此作为本发明提出。
即,本发明的玻璃基板的制造方法用于制造板厚为10~200μm的玻璃基板,包括:通过下拉法将熔融玻璃成型为带状的成型工序;对玻璃带进行退火的退火工序;和将玻璃带切断的切断工序,其特征在于,将(退火点+200℃)~(退火点+50℃)的温度范围内的平均冷却速度调节为300~2500℃/分钟的范围。其中,“退火点”是指玻璃显示出1013dPa·s粘度时的温度,可基于ASTM C336-71的方法进行测量。“平均冷却速度”是指通过计算玻璃带的板宽方向的中央部分通过规定的温度区域的时间,将该区域内的玻璃的温度差(在此为150℃)除以通过所需要的时间而求出的速度。
根据上述结构,通过使得比退火点高的高温区域的平均冷却速度在300℃/分钟以上,能够实现板厚均匀且翘曲和变形小的玻璃基板。此外,由于将玻璃急冷至退火点,因此,能够充分确保此后的退火所花费的时间(或距离)。其结果,通过适当调节其后的退火条件,尽管假想温度很高,也能够制造热收缩率小的玻璃基板。
在本发明中,更优选为退火点~(退火点-100℃)的平均冷却速度调节为10~300℃/分钟的范围。
将比退火点温度高的高温侧的温度区域的玻璃冷却速度提高,以成形为板厚200μm以下的薄板玻璃的情况下,玻璃的假想温度容易升高。当玻璃的假想温度升高时,通常会出现热收缩率提高的趋势。其结果,存在不能满足作为薄膜电路形成用基板所要求的品质的可能性。即使在这种情况下,如果采用上述结构,也能够得到板厚在200μm以下、且具有低热收缩率的玻璃基板。
在本发明中,下拉法优选为溢流下拉法。
根据上述结构,能够制造用于在成型时的表面状态保持原样下形成薄膜电路的基板,特别是能够作为挠性显示器的基板使用的玻璃基板。由此,能够省略研磨工序,适于作为研磨困难的薄板的制造方法。
在本发明中,优选使用以质量百分比计含有SiO2 50~70%、Al2O310~25%、B2O3 1~15%、MgO 0~10%、CaO 0~15%、SrO0~15%、BaO 0~15%、Na2O 0~5%的玻璃。
根据上述结构,能够使得对于应变点高、且具有适用于溢流下拉法的液相粘度的玻璃组成的选择变得容易。此外,能够实现显示器基板所要求的各种特性,例如耐化学药品性、比杨氏模量、化学耐久性、熔融性等优异的玻璃组成。
本发明的玻璃基板为具有10~200μm板厚的玻璃基板,其特征在于,基板内的最大板厚和最小板厚的板厚差在30μm以下。且本发明中的“基板内的最大板厚和最小板厚的板厚差”是指使用激光式厚度测量装置,在玻璃基板的任意一边,从板厚方向进行激光扫描,由此测量玻璃基板的最大板厚值和最小板厚值,并从最大板厚值中减去最小板厚值所得到的差值。
根据上述结构,基板具有挠性,因此能够用于挠性显示器的基板用途等。此外,能够满足形成薄膜电路的基板所需要的板厚差。
在本发明中,应变值优选为在2.5nm以下。本发明中的“应变值”是指使用应变仪,通过光外差法测量的值。
根据上述结构,能够满足形成薄膜电路的基板所需要的应变值。
在本发明中,翘度值优选为在200μm以下。本发明中的“翘度值”是指通过翘曲测量仪测量的值。
根据上述结构,能够满足形成薄膜电路的基板所需要的翘度值。
在本发明中,优选从常温以5℃/分钟的速度升温,在450℃下保温10小时后,以5℃/分钟的速度降温时的热收缩率小于300ppm。其中,本发明中的“热收缩率”是指如下所述测量而得的值。首先,作为测量用试样,准备160mm×30mm的长方形试样(图2(a))。在远离该长方形试样的长边方向的端部20~40mm附近,使用1000#耐水研磨纸进行划线(marking),在与划线正交的方向进行对裁(图2(b))。将对裁的试验片中的一个在规定条件下进行热处理,然后,将未经热处理的试样与热处理后的试样并列,用激光显微镜读取划线的错位量(ΔL1、ΔL2),通过下式计算热收缩率。
热收缩率[ppm]=(ΔL1[μm]+ΔL2[μm])/160×10-3
根据上述结构,能够实现即使在薄膜电路图案形成工序中受到热处理,也不易引发图案畸变的效果。
在本发明中,平均表面粗糙度Ra优选在0.3μm以下。本发明中的“平均表面粗糙度”是指根据SEMI D7-94“FPD玻璃基板的表面粗糙度测量方法”的方法测量而得的值。
上述结构中,只要是通过采用溢流下拉法等能够直接实现,也可以省略研磨工序。
本发明中,优选由以质量百分比计含有SiO2 50~70%、Al2O3 10~25%、B2O3 1~15%、MgO 0~10%、CaO 0~15%、SrO0~15%、BaO 0~15%、Na2O 0~5%的玻璃构成。
根据上述结构,玻璃的应变点高,并且具有适于溢流下拉法的液相粘度,因此能够在未研磨下实现低热收缩且表面品质优异的玻璃。
在本发明中,优选作为用于形成薄膜电路的基板,特别是挠性显示器的基板使用。
根据上述结构,能够实现板厚小且表面品质优异的本发明的特征。
附图说明
图1为表示实施本发明用的玻璃基板的制造设备的简要主视图。
图2为表示热收缩率的测量方法的说明图。
符号说明
1成型炉
11檐沟状成型体
12冷却辊
2退火炉
21加热器
22导引辊
231第一退火区
232中间退火区
233第二退火区
3冷却部
4切断部
G1熔融玻璃
G2玻璃带
G3玻璃板
G31、G32玻璃板片
M标记
T带
F支承框
F1阶梯差部
具体实施方式
下面详述本发明的方法。
本发明的方法,包括首先通过下拉法将熔融玻璃成型为带状的成型工序。在该成型工序中,调节成型条件以使得最终所得玻璃的板厚为10~200μm很重要。板厚的调节可通过玻璃的流量、成型温度、拉拔玻璃的速度(板牵引速度)等来调节。成型条件优选调节为使得所得玻璃的板厚为10~150μm,特别优选为10~100μm。
成型方法只要是下拉法即可,除此无特别限定,优选采用能够在未研磨下制造表面品质良好的带状玻璃的溢流下拉法。采用溢流下拉法就能够制造表面品质良好的带状玻璃的理由是,应当成为带材表面的表面不与空气以外接触,而是以自由表面的状态成型。此外,溢流下拉法是指,熔融玻璃从耐热性的檐沟状构造物的两侧溢出,溢出的熔融玻璃在檐沟状构造物的下端合流,在下方拉伸成型,制造带状玻璃的方法。檐沟状构造物的结构和材质没有特别限定,只要是能够实现带状玻璃的尺寸和表面精度或预定的用途所要求的品质即可。此外,向下方的拉伸只要是能够相对于带状玻璃采用某种方法加力即可。例如,可采用使得具有足够大的宽度的耐热性辊在与带状玻璃接触的状态下旋转拉伸的方法,也可以采用成为多对的耐热性辊仅与带状玻璃的两个端面附近接触拉伸的方法。
且在本发明中,除了溢流下拉法之外,可以采用各种下拉法。例如狭缝下拉法、多级拉伸法等。
本发明的方法包括对成型为带状的玻璃进行冷却的退火工序。在该工序中,在成型之后即刻对高温的带状玻璃进行冷却的过程中,进行板厚的控制、应变或翘曲的去除、热收缩的减少等。本发明的特征在于,特别是在对板厚、形变、翘曲施与很大影响的退火点以上的温度区域,将冷却速度控制在特定的速度。具体而言,将(退火点+200℃)~(退火点+50℃)的温度范围中的平均冷却速度调节到300~2500℃/分钟、优选为300~2000℃/分钟、更优选为300~1500℃/分钟、400~1000℃/分钟、500~900℃/分钟、特别优选为600~800℃/分钟的范围。此外,为了方便,在下文中将(退火点+200℃)~(退火点+50℃)的温度范围称为“第一退火温度区域”。
且玻璃的温度范围能够通过使用高温计进行的非接触测量或利用了热电偶的接触测量来测量。
当第一退火温度区域的冷却速度过低时,玻璃板的形状不能迅速定形,因此,难以保证板厚均匀。此外,此后的退火所花费的时间(距离)变短,热收缩率增大。另一方面,当第一退火温度区域的冷却速度过高时,玻璃急剧冷却,因此会发生不均匀的较大的形变,造成翘曲恶化。此外,玻璃的假想温度过高,即使对此后的退火条件进行调节,也难以使热收缩率足够低。
另外,假想温度是指具有与玻璃相同结构的过冷液体的温度,是表示玻璃的结构的指标。玻璃在高温下粘性很低,呈液态,此时的玻璃的结构为粗疏状态。然后,逐渐冷却后,玻璃在结构变致密的同时固化。该玻璃的结构变化是由于玻璃向着该温度下最稳定的状态转化而引起的。但是,如果玻璃的冷却速度提高,就会使得玻璃在变成与该温度相应的致密结构之前发生固化,在高温侧的状态下将玻璃的结构固化。相当于该固化的玻璃的结构的温度被称为假想温度。假想温度越高,玻璃的结构越粗疏,因此热收缩率越大,但是只要能恰切进行此后的退火,也可使得热收缩率变小。在实施了本发明的方法的情况下,玻璃基板的假想温度易于在(退火点+45℃)~(退火点+100℃)的范围,更易于在(退火点+45℃)~(退火点+80℃)的范围,特别易于在(退火点+45℃)~(退火点+60℃)的范围。在本发明方法的情况下,在第一退火区域的冷却速度越快,越能够确保在退火点以下的温度区域较长的退火所花费的时间,因此,通过适当调节退火条件,能够得到即使假想温度高,仍具有能够用于实用的热收缩率的玻璃基板。
“假想温度”是指如下所述求得的温度。首先,将与热收缩测量相同的玻璃板片投入控制在退火点温度的电炉中,1小时后从电炉中取出,将玻璃板片在氧化铝板上进行急冷,然后测量热收缩率。在(退火点+20℃)、(退火点+40℃)、(退火点+60℃)下进行同样的处理,制作处理温度-热收缩率的曲线。从该曲线的一次近似曲线求出热收缩率变为0ppm时的热处理温度,将该温度作为玻璃的假想温度。
另外,在下拉法中,从退火炉设置在成型体的正下方的关系上看,设置如浮法那样的特大型退火炉实际上是不可能的。因此,必然使得退火炉变短,换言之,使得退火炉内的冷却速度加快,玻璃在急冷状态下固化,因此,难以得到热收缩率小的玻璃基板。
在液晶显示器、有机EL中,在玻璃基板的表面上形成薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)等薄膜电路。在该形成过程中,玻璃基板暴露在高温环境下,结构逐渐缓和,使得体积收缩(热收缩)。薄膜电路的形成工艺中,一旦玻璃基板产生热收缩,电路图案的形状尺寸就将偏离设计值,以致难以达到期望的电性能。因此,要求形成了薄膜电路的基板的热收缩率小。
因此,在本发明的方法中,在退火工序中,在紧接着第一退火温度区域的温度区域的退火点~(退火点-100℃)的温度范围内的平均冷却速度优选调节到10~300℃/分钟的范围,特别优选调节到10~200℃/分钟、10~150℃/分钟或50~150℃/分钟的范围。为了方便,在下文中,将退火点~(退火点-100℃)的温度范围称为“第二退火温度区域”。第二退火温度区域是对热收缩率造成很大影响的温度区域,在上述冷却速度下通过该区域,则能够制造即使假想温度高,仍具有能够用于实用的热收缩率的玻璃基板。如果该范围的冷却速度过低,在采用下拉法形成玻璃的本发明的情况下,就不得不在高处设置玻璃熔融装置或成型炉,有可能受到设备设计上的制约。另一方面,冷却速度过高,退火花费的时间短,因此难以有效减少热收缩率。
且在本发明的方法中,优选将退火工序中的第一退火温度区域和第二退火温度区域之间的温度区域,即(退火点+50℃)~退火点的温度范围内的平均冷却速度设定为低于第一退火温度区域中的冷却速度、且高于第二退火温度区域中的冷却速度。另外,为了方便,在下文中,将(退火点+50℃)~退火点的温度范围称为“中间退火温度区域”。通过如上所述设定中间退火温度区域的冷却速度,能够平稳进行从第一退火温度区域向第二退火温度区域的冷却速度的变更。
在本发明的方法中,包括将完成退火的带状的玻璃切断为规定长度,形成玻璃基板的切断工序。在此所说的切断,不限于直接将带状玻璃切分成单片的情况。即,也包括将带状玻璃暂时卷成辊状,在实施了重绕、板宽调节、上膜等各种加工之后,再次拉出带状玻璃,切断成单片。切断可通过事先用刀具或者激光划出划痕后,然后折叠切割的方法、用激光进行熔断的方法等各种方法。
在本发明的方法中,优选不对所得玻璃基板的表面实施研磨。即,板厚10~200μm的玻璃因研磨而造成破损的可能性非常高。因此,如果实施研磨,将造成制造成品率降低,且还需要用于防止研磨造成的破损的特别设备,导致成本增加。而且进行研磨还将划伤玻璃表面,有损于玻璃固有的强度。另外,为了实现即使未经研磨表面品质也优异的玻璃基板,作为成型法,可采用溢流下拉法。另外,本说明书中的“表面”是指玻璃基板的透光面(或者正面),与为了防止缺口等而实施研磨的端面有区别。
在本发明的方法中,优选使用液相粘度在104.5dPa·s以上的玻璃。特别是在通过溢流下拉法成型的情况下,玻璃的液相粘度高非常重要。具体而言,玻璃的液相粘度优选为104.5dPa·s以上,更优选为105.0dPa·s以上、105.5dPa·s以上,特别优选为106.0dPa·s以上。其中,液相粘度为结晶析出时的粘度,液相粘度越高,玻璃成型时越不易发生失透,越容易成型。
在本发明的方法中,优选使用应变点在600℃以上的玻璃。在此,应变点是指玻璃显示出1014.5dPa·s的粘度时的温度。根据该结构,容易制作热收缩率小的玻璃基板。
本发明的方法可适用于各种玻璃。例如,在预定用于液晶显示器或有机EL显示器等的情况下,可使用以质量百分比计含有SiO2 50~70%、Al2O3 10~25%、B2O3 1~15%、MgO 0~10%、CaO 0~15%、SrO 0~15%、BaO 0~15%、Na2O 0~5%的玻璃。只要在该组成范围内,就易于设计应变点高且具有适于下拉成型的液相粘度的玻璃组成。
通过适当调节由本发明得到的玻璃基板的第一退火温度区域,能够使得基板内的最大板厚和最小板厚的板厚差在30μm以下、更优选为25μm以下、特别优选在20μm以下。板厚差过大的情况下,难以正确地进行电极等的布图,易产生电路电极的断线、短路等不利情况。
通过适当调节由本发明得到的玻璃基板的第一退火温度区域,能够使应变值在2.5nm以下、优选为2.2nm以下、特别优选为2.0nm以下。应变值过大,切断玻璃基板时图案会发生错位,或者在液晶显示器的用途中,因双折射而无法得到单色图像等不利情况。
通过适当调节由本发明得到的玻璃基板的第一退火温度区域,能够使翘度值在200μm以下、优选为100μm以下、特别优选为80μm以下。翘度值过大,将难以正确地进行电极等的布图,易产生电路电极的断线、短路等不利情况。
本发明得到的基板在从常温以5℃/分钟的速度升温,在450℃下保温1小时之后,再以5℃/分钟的速度降温时,热收缩率易于变得小于300ppm。由于玻璃的热收缩率越小越优选,因此,通过适当调节第二退火温度区域,能够实现250ppm以下、乃至200ppm以下、特别是100ppm以下的热收缩率。如果热收缩率过大,在用于薄膜电路形成用基板的情况下,电路图案会偏离期望设计,不能维持电性能。
通过使得由本发明得到的基板由溢流下拉法成型,并省略研磨工序,能够使表面粗糙度Ra在0.3nm以下,特别是在0.2nm以下。而实施了研磨的玻璃的平均表面粗糙度将超过0.3nm。
接着,说明本发明的玻璃基板。
本发明的玻璃基板的板厚、板厚差、应变值、翘度值、热收缩率、表面粗糙度、组成等各种特征如上所述,在此省略说明。且本发明的玻璃基板可通过上述本发明的方法制造。
在本发明的玻璃板中,对板宽没有特别限定。在狭缝下拉法的情况下,能够通过调节玻璃拉出的长尺槽的长度等变更,在溢流下拉法的情况下,通过调节成形体的长度等,能够改变板宽。
本发明的玻璃基板能够供各种用途使用。例如,能够作为形成薄膜电路的玻璃基板使用。本发明的玻璃基板,板厚均匀,应变值或者翘度值小,因此能够满足形成薄膜电路的基板要求的品质。并且如果热收缩率小,在薄膜电路的形成工序中难以以热处理引起基板的热收缩,能够容易回避电路图案的偏离等的问题。
本发明的玻璃基板,优选作为挠性显示器用基板使用。本发明的玻璃基板板厚小,具有挠性,能够得到作为挠性显示器必要的柔软性。
实施例
以下,参照附图详细说明本发明。
图1为表示用于实施本发明的玻璃基板的制造设备的简要主视图。该制造设备是用于通过溢流下拉法制造玻璃基板的设备,从上之下依次具有:内部具有檐沟状成形体11和冷却辊12的成型炉1;设置在成型炉1的下方,内部具有加热器21和导引辊22的退火炉2;设置在退火炉2的下方的冷却部3和切断部4。
檐沟状成型体11具有大致楔形的截面形状,从顶部溢出所供给的熔融玻璃G1,并在其下端部融合,成型为玻璃带G2。退火炉2对玻璃带G2进行退火。具体而言,在退火炉2的内部设有多个在玻璃带G2的两侧与玻璃带G2对置的板状加热器21。沿搬送方向(垂直方向)和板宽方向(水平方向)设有多级多列的加热器21,分别独立进行温度控制。冷却部3对退火的玻璃带G2进行充分冷却。切断部4将冷却的玻璃带G2切断为规定尺寸。且切断部4另外设有用于将玻璃基板G3向图外的后续工序(例如包装工序等)搬送的搬送路径。
接着,说明使用上述制造设备的本发明的玻璃基板的制造方法。
在该制造设备中,首先向设在成型炉1内的檐沟状成型体11的顶部供给熔融玻璃G1,使该熔融玻璃G1从檐沟状成型体11的顶部溢出,并在该成型体的下端部融合,成型为板状的玻璃带G2。檐沟成型体11的附近设有一对冷却辊12。以该冷却辊12夹持玻璃带G2的两端,由此将两端冷却,并将宽度方向的收缩抑制在最小限度。
接着,将该成型的玻璃带G2在退火炉2中退火以降低热收缩率。退火炉2在其垂直方向配置多对导引辊22,把持玻璃带G2,将其向下方引导。在退火炉2内,划分为相当于第一退火温度区域((退火点+200℃)~(退火点+50℃))的第一退火区231、相当于中间退火温度区域((退火点+50℃)~退火点)的中间退火区232、和相当于第二退火温度区域(退火点~(退火点-100℃))的第二退火区233。调节各加热器21的输出,使得各区的冷却速度不同。
在设于退火炉2下方的冷却部3中,玻璃带G2通过自然冷却被冷却到大致为室温。
在设于冷却部3正下方的切断部4,将冷却到室温附近的玻璃带切断为规定尺寸的玻璃板G3,搬送到后续工序。
使用上述制造设备,以两种退火条件制造具有以质量%计为SiO260%、Al2O3 15%、B2O3 10%、CaO 8%、SrO 5%、BaO 2%的组成的550mm×650mm×100μm厚的玻璃基板(退火点705℃、应变点655℃)。退火条件(平均冷却速度)、假想温度、热收缩率、平均表面粗糙度Ra、板厚差、应变值和翘度值示于表1。另外,在制造上述基板时,按照使第一退火温度区域为905~755℃、中间退火温度区域为755~705℃、第二退火温度区域为705~605℃的方式设置各区。
并基于高温计测量的玻璃温度来计算平均冷却速度。
表1
从表中可知,第一退火温度区域中的平均冷却速度高时,板厚差变小;第二退火温度区域的平均冷却速度低时,热收缩率变小。此外,在实施例1和3中,得到表面品质优异、且热收缩率为40ppm的100μm厚的玻璃基板。
此外,应变点和退火点基于ASTM C336-71的方法测量。
假想温度如下所示求出。首先,将与上述热收缩测量相同的玻璃板片投入控制在705℃的电炉中,1小时后从电炉取出,在氧化铝板上进行急冷,然后测量热收缩率。在725℃、745℃、765℃进行同样的处理,制作处理温度-热收缩率的曲线。从一次近似曲线求出热收缩率变为0ppm的热处理温度,将其作为玻璃的假想温度。
平均表面粗糙度Ra通过基于SEMI D7-94“FPD玻璃基板的表面粗糙度的测量方法”的方法测量。
应变值是使用Uniopt制造的应变仪通过光外差法测得。
翘度值是使用东芝制造的玻璃基板翘曲测量仪对从玻璃基板的中央部分切出的550mm×650mm的大小的试样进行测量而得。
板厚差是使用激光式厚度测量装置,在玻璃板的任意一边从板厚方向扫描激光,由此测量玻璃基板的最大板厚和最小板厚,将从最大板厚的值减去最小板厚的差值作为板厚差。
热收缩率则如图2(a)所示,在玻璃板G3的规定位置记入直线状标记后,如图2(b)所示,将该玻璃板G3相对于标记M垂直对折,分割为2片玻璃板片G31、G32。再仅对一片玻璃板片G31进行规定的热处理(从常温以5℃/分钟的速度升温,保温时间为在450℃下保温10小时,以5℃/分钟的速度降温)。然后,如图2(c)所示,将实施了热处理的玻璃板片G31与未处理的玻璃板G32并列,用粘合带T将两者固定,测量标记的偏移,以下述式1求得的值。
式1
参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明,但本领域技术人员能够知晓,只要不脱离本发明的精神和范围,可进行各种变更和修正。
此外,本申请基于2010年3月23日提出的日本专利申请(特愿2010-65568)和2011年3月8日提出的日本专利申请(特愿2011-49763),其整体通过引用而被援用。此外,在此引用的全部参照作为整体引入。
产业实用性
本发明方法制造的玻璃基板,适宜作为要求轻薄化的液晶显示器、有机EL显示器等挠性显示器用基板,以及要求挠性的显示器用基板。并且,也可用于电子纸、数字标牌等需要薄膜电路的新型显示用途。
Claims (12)
1.一种玻璃基板的制造方法,其用于制造板厚为10~200μm的玻璃基板,包括:
通过下拉法将熔融玻璃成型为带状的成型工序;
对玻璃带进行退火的退火工序;和
将玻璃带切断的切断工序,
其特征在于,
将(退火点+200℃)~(退火点+50℃)的温度范围内的平均冷却速度调节为300~2500℃/分钟的范围。
2.如权利要求1所述的玻璃基板的制造方法,其特征在于,退火点~(退火点-100℃)的平均冷却速度调节为10~300℃/分钟的范围。
3.如权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法,其特征在于,所述下拉法为溢流下拉法。
4.如权利要求1~3中任一项所述的玻璃基板的制造方法,其特征在于,使用以质量百分比计含有SiO2 50~70%、Al2O3 10~25%、B2O31~15%、MgO 0~10%、CaO 0~15%、SrO 0~15%、BaO 0~15%、Na2O 0~5%的玻璃。
5.一种玻璃基板,其具有10~200μm板厚的玻璃基板,其特征在于,所述基板内的最大板厚与最小板厚的板厚之差在30μm以下。
6.如权利要求5所述的玻璃基板,其特征在于,应变值在2.5nm以下。
7.如权利要求5或6所述的玻璃基板,其特征在于,翘度值在200μm以下。
8.如权利要求5~7中任一项所述的玻璃基板,其特征在于,在450℃保温10小时后,以5℃/分钟的速度降温时的热收缩率小于300ppm。
9.如权利要求5~8中任一项所述的玻璃基板,其特征在于,平均表面粗糙度Ra在0.3μm以下。
10.如权利要求5~9中任一项所述的玻璃基板,其特征在于,由以质量百分比计含有SiO2 50~70%、Al2O3 10~25%、B2O3 1~15%、MgO 0~10%、CaO 0~15%、SrO 0~15%、BaO 0~15%、Na2O 0~5%的玻璃制成。
11.如权利要求5~10中任一项所述的玻璃基板,其特征在于,作为用于形成薄膜电路的基板使用。
12.如权利要求5~11中任一项所述的玻璃基板,其特征在于,作为挠性显示器的基板使用。
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