CN108349787B - 显示器用玻璃基板、以及显示器用玻璃基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示器用玻璃基板，其中，所述显示器用玻璃基板含有SiO2以及Al2O3，所述显示器用玻璃基板的Si量之比为0.9以下，所述Si量之比为从玻璃基板的与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面起算深度0nm～30nm范围内的Si量(原子％)的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的Si量(原子％)之比，并且所述显示器用玻璃基板的Al量之比为1.0～7.4，所述Al量之比为从所述玻璃表面起算深度0nm～30nm范围内的Al量(原子％)的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的Al量(原子％)之比。

Description

显示器用玻璃基板、以及显示器用玻璃基板的制造方法
技术领域
本发明涉及显示器用玻璃基板、以及显示器用玻璃基板的制造方法。
背景技术
在平板显示器(FPD)中，将通过在玻璃基板上形成透明电极、半导体元件等而得到的材料用作基板。例如，在液晶显示器(LCD)中，将通过在玻璃基板上形成透明电极、TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)等而得到的材料用作基板。
在玻璃基板上的透明电极、半导体元件等的形成在通过真空吸附将玻璃基板固定在吸附台上的状态下进行。然而，在将形成有透明电极、半导体元件等的玻璃基板从吸附台剥离时，玻璃基板发生带电，发生TFT等半导体元件的静电击穿。
为了抑制剥离带电的发生，进行如下的操作：对与吸附台接触的一侧的玻璃基板的表面进行粗糙化处理，减小玻璃基板与吸附台的接触面积。作为粗糙化处理的方法，例如已知一种利用大气压等离子体处理对玻璃基板的表面进行化学处理的方法(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2010/128673号
发明内容
发明所要解决的课题
然而，以往的方法没有考虑玻璃基板与吸附台的功函数之差，因此无法充分抑制剥离带电的发生，有时会发生半导体元件的静电击穿。
本发明鉴于上述课题而完成，提供一种在从吸附台剥离时不易发生剥离带电的显示器用玻璃基板、以及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明提供一种显示器用玻璃基板，其中，所述显示器用玻璃基板含有SiO2以及Al2O3，所述显示器用玻璃基板的Si量之比为0.9以下，所述Si量之比为从玻璃基板的与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Si量(原子％)的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的Si量(原子％)之比，并且所述显示器用玻璃基板的Al量之比为1.0～7.4，所述Al量之比为从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Al量(原子％)的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的Al量(原子％)之比。
另外，本发明提供一种显示器用玻璃基板的制造方法，其为使用了浮法玻璃制造装置的、含有SiO2以及Al2O3的显示器用玻璃基板的制造方法，所述浮法玻璃制造装置具有将玻璃原料熔化而得到熔融玻璃的熔化装置、将从所述熔化装置供给的所述熔融玻璃成形为带状从而得到玻璃带的成形装置、以及对利用所述成形装置成形后的所述玻璃带进行缓慢冷却的缓慢冷却装置，其特征在于，通过使用设置于所述玻璃带的上方的喷射器对所述玻璃带的顶面供给含有3.0体积％以上的氟化氢(HF)的气体，从而将所述玻璃基板的Si量之比控制为0.9以下、并且将所述玻璃基板的Al量之比控制为1.0～7.4，所述Si量之比为从玻璃基板的与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Si量(原子％)的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的Si量(原子％)之比，所述Al量之比为从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Al量(原子％)的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的Al量(原子％)之比。
发明效果
根据本发明的显示器用玻璃基板，在将玻璃基板从吸附台剥离时，能够抑制玻璃表面的剥离带电的发生。
附图说明
图1是本发明的实施方式的显示器用玻璃基板的制造方法的说明图，并且是表示浮法玻璃制造装置的概况的剖视图。
图2是本发明的另一实施方式的显示器用玻璃基板的制造方法的说明图，并且是表示浮法玻璃制造装置的概况的剖视图。
图3是示意性地表示本发明的实施方式的双向流动式的喷射器70的图。
图4是示意性地表示本发明的实施方式的单向流动式的喷射器80的图。
图5是表示喷射器供给的气体的氟化氢(HF)浓度与所得到的玻璃基板的玻璃表层的特性的关系的图。
图6是表示玻璃基板表层的模拟功函数与带电量(相对值)的关系的图。
具体实施方式
[显示器用玻璃基板]
以下，对本发明的实施方式的显示器用玻璃基板进行说明。
本实施方式的显示器用玻璃基板使用铝硅酸盐玻璃。铝硅酸盐玻璃可以是含有硼成分的玻璃，也可以是含有碱土金属成分的玻璃。
一般而言，物质彼此的功函数之差大时，容易发生接触带电。功函数是指，为了将处于固体内的电子取出至固体之外、准确而言、取出至真空中所必需的最小限度的能量的大小。通过电子从功函数小的物质向功函数大的物质移动，从而发生带电。玻璃基板由于与吸附台的功函数之差而发生带电。为了减少玻璃基板的带电量，本申请发明人等着眼于玻璃基板的功函数。但是，尚未建立测定玻璃基板的功函数的方法。
因此，构成玻璃基板的原子的功函数与各个原子的极化的电负性具有相关关系，因此基于构成玻璃基板的原子的电负性，对玻璃基板的带电进行了考察。关于构成玻璃基板的原子的电负性，Si为1.90，Al为1.61，B为2.04，Mg为1.31，Ca为1.00，Sr为0.95，Ba为0.89。大量含有电负性大的原子的玻璃基板的功函数大。因此，如果减少玻璃基板的Si量、B量，并增加Al量、Mg量、Ca量、Sr量、Ba量，则玻璃基板的功函数变小，玻璃基板与吸附台的功函数之差变小，因此玻璃基板的带电量减少。
本实施方式的显示器用玻璃基板含有SiO2以及Al2O3，所述显示器用玻璃基板的Si量之比为0.9以下，所述Si量之比为从玻璃基板的与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Si量(原子％)的平均值对从玻璃表面起算的深度40μm处的Si量(原子％)之比，并且所述显示器用玻璃基板的Al量之比为1.0～7.4，所述Al量之比为从玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Al量(原子％)的平均值对从玻璃表面起算的深度40μm处的Al量(原子％)之比。
另外，本实施方式的显示器用玻璃含有B2O3，并且所述显示器用玻璃基板的B量之比为0.7以下，所述B量之比为从玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的B量(原子％)的平均值对从玻璃表面起算的深度40μm处的B量(原子％)之比。
另外，本实施方式的显示器用玻璃基板含有MgO，并且所述显示器用玻璃基板的Mg量之比为1.0～7.4，所述Mg量之比为从玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Mg量(原子％)的平均值对从玻璃表面起算的深度40μm处的Mg量(原子％)之比。
另外，本实施方式的显示器用玻璃基板含有CaO，并且所述显示器用玻璃基板的Ca量之比为1.0～7.4，所述Ca量之比为从玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Ca量(原子％)的平均值对从玻璃表面起算的深度40μm处的Ca量(原子％)之比。
另外，本实施方式的显示器用玻璃基板含有碱土金属氧化物，并且所述显示器用玻璃基板的总量之比为1.0～7.4，所述总量之比为所述从玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的Mg、Ca、Sr以及Ba的总量(原子％)的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的Mg、Ca、Sr以及Ba的总量(原子％)之比。
在此，接触带电中的电子的移动主要在从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm的区域内发生，因此该区域的原子的量对玻璃基板的功函数产生影响。从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的原子的量实质上表示玻璃基板表层的原子的量。另外，从所述玻璃表面起算的深度40μm处的原子的量实质上表示玻璃基板内部的原子的量。
在本实施方式的显示器用玻璃基板的制造方法中，在玻璃的成形工序或缓慢冷却工序中，利用氟化氢(HF)气体对玻璃表面进行处理，因此玻璃表面的Si、B分别变为SiF4、BF3，并从玻璃表面挥发。因此，玻璃基板表层的Si量、B量(原子％)变得比玻璃基板内部的Si量、B量(原子％)少，玻璃基板表层的Al量、Mg量、Ca量、Sr量、Ba量(原子％)各自变得比玻璃基板内部的Al量、Mg量、Ca量、Sr量、Ba量(原子％)多。在玻璃基板表层中，由于电负性大的原子变少，电负性小的原子变多，因此玻璃基板的功函数变小。因此，通过使用本实施方式的玻璃基板，玻璃基板与吸附台的功函数之差变小，因此能够抑制玻璃基板的剥离带电。
Si量之比优选为0.8以下。
Al量之比优选为1.2以上。另外，Al量之比更优选为3.0以下。
B量之比更优选为0.3以下。
Mg量之比更优选为1.2以上。另外，Mg量之比更优选为3.0以下。
Ca量之比更优选为1.2以上。另外，Ca量之比更优选为2.0以下。
Mg、Ca、Sr以及Ba的总量之比更优选为3.0以下。
Al量之比、Mg量之比、Ca量之比、总量之比的上限为在将玻璃基板表层的Si量、B量假定为0的情况下计算出的值。
本实施方式的显示器用玻璃基板可以为在铝硅酸盐玻璃之内含有碱金属成分的玻璃，也可以为实质上不含碱金属成分的无碱玻璃。在此，实质上不含碱金属成分是指碱金属氧化物的含量的总量为0.1质量％以下。在LCD用途中，优选使用无碱玻璃。
以氧化物基准的质量％表示，无碱玻璃例如含有50％～73％(优选为50％～66％)的SiO2、10.5％～24％的Al2O3、0～12％的B2O3、0～8％的MgO、0～14.5％的CaO、0～24％的SrO、0～13.5％的BaO、0～5％的ZrO2，并且MgO+CaO+SrO+BaO为8％～29.5％(优选为9％～29.5％)。
在兼顾高应变点与高熔化性的情况下，以氧化物基准的质量％表示，无碱玻璃优选含有58％～66％的SiO2、15％～22％的Al2O3、5％～12％的B2O3、0～8％的MgO、0～9％的CaO、3％～12.5％的SrO、0～2％的BaO，并且MgO+CaO+SrO+BaO为9％～18％。
在想要得到特别高的应变点的情况下，以氧化物基准的质量％表示，无碱玻璃优选含有54％～73％的SiO2、10.5％～22.5％的Al2O3、0～5.5％的B2O3、0～8％的MgO、0～9％的CaO、0～16％的SrO、0～2.5％的BaO，并且MgO+CaO+SrO+BaO为8％～26％。
本实施方式的显示器用玻璃基板中，优选所述玻璃表面的平均表面粗糙度Ra为0.2nm～1.0nm。
本实施方式的显示器用玻璃基板中，优选半导体元件形成面的平均表面粗糙度Ra为0.15nm～0.25nm。
[显示器用玻璃基板的制造方法]
接着，对本发明的显示器用玻璃基板的制造方法的构成例进行说明。
图1是本发明的实施方式的显示器用玻璃基板的制造方法的说明图，并且是表示浮法玻璃制造装置的概况的剖视图。图2是本发明的另一实施方式的显示器用玻璃基板的制造方法的说明图，并且是表示浮法玻璃制造装置的概况的剖视图。
浮法玻璃制造装置100具有：将玻璃原料10熔化并且制成熔融玻璃12的熔化装置200、将由熔化装置200供给的熔融玻璃12成形为带状而制成玻璃带14的成形装置300、以及将利用成形装置300而成形的玻璃带14缓慢冷却的缓慢冷却装置400。
熔化装置200具有：容纳熔融玻璃12的熔化槽210、以及在容纳于熔化槽210内的熔融玻璃12的上方形成火焰的燃烧器220。被投入熔化槽210内的玻璃原料10通过来自于燃烧器220所形成的火焰的辐射热缓慢地熔化成熔融玻璃12。将熔融玻璃12从熔化槽210连续地供给至成形装置300。
成形装置300具有容纳熔融锡310的浴槽320。成形装置300中，通过使连续地供给至熔融锡310上的熔融玻璃12在熔融锡310上沿预定方向流动而成形为带状，从而得到玻璃带14。成形装置300内的气氛温度从成形装置300的入口起越靠近出口温度越低。成形装置300内的气氛温度可以通过设置在成形装置300内的加热器(未图示)等调节。玻璃带14一边沿预定方向流动一边被冷却，在浴槽320的下游区域被从熔融锡310上拉起。利用提升辊510将被从熔融锡310上拉起的玻璃带14运送至缓慢冷却装置400。
缓慢冷却装置400将利用成形装置300成形的玻璃带14缓慢冷却。缓慢冷却装置400包含例如隔热结构的缓慢冷却炉(退火炉)410、以及设置于缓慢冷却炉410内并沿预定方向运送玻璃带14的多个运送辊420。缓慢冷却炉410内的气氛温度从缓慢冷却炉410的入口起越靠近出口温度越低。缓慢冷却炉410内的气氛温度可以通过设置于缓慢冷却炉410内的加热器440等进行调节。利用切割机将从缓慢冷却炉410的出口运出的玻璃带14切割为预定的尺寸，作为产品而发货。
在作为产品而发货之前，也可以根据需要对玻璃基板的两表面中的至少一者进行研磨，并对玻璃基板进行清洗。可以对玻璃基板的表面进行一次研磨，在不满足平整度等的品质要求的情况下，也可以对玻璃基板的表面再次进行研磨。需要说明的是，玻璃基板的与半导体元件形成面侧相反侧的玻璃表面对应于玻璃带14的顶面，半导体元件形成面对应于玻璃带14的底面。在本实施方式中，为了通过玻璃表层的组成变化而得到玻璃基板的带电抑制效果，优选仅对玻璃带14的底面进行研磨。对于玻璃基板的半导体元件形成面而言，一边供给氧化铈水溶液一边利用研磨工具进行研磨。在研磨时，氧化铈水溶液的一部分环绕到玻璃基板的与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面，成为浆料残渣。
玻璃基板的清洗例如可以通过喷淋清洗、使用了圆盘刷的浆料清洗、喷淋冲洗而进行。浆料清洗中，通过在玻璃基板的与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面一边供给浆料(例如，氧化铈水溶液、碳酸钙水溶液)一边利用圆盘刷进行研磨，从而将与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面上残留的浆料残渣去除。
在本发明的实施方式的显示器用玻璃基板的制造方法中，如图1所示，通过使用设置于成形装置300内的玻璃带14的上方的喷射器70、80将含有氟化氢(HF)的气体供给至玻璃带14的顶面，从而将玻璃带14的顶面蚀刻，使玻璃带表面粗糙化。
在本发明的另一实施方式的显示器用玻璃基板的制造方法中，如图2所示，通过使用设置于缓慢冷却装置400内的玻璃带14的上方的喷射器70、80将含有氟化氢(HF)的气体供给至玻璃带14的顶面，从而将玻璃带14的顶面蚀刻，使玻璃带表面粗糙化。
本发明的显示器用玻璃基板的制造方法不限于上述实施方式等，也可以使用分别设置在成形装置300内以及缓慢冷却装置400内的玻璃带14的上方的喷射器70、80。
图3是示意性地表示本发明的实施方式的双向流动式的喷射器70的图。图4是示意性地表示本发明的实施方式的单向流动式的喷射器80的图。
从喷射器70、80的供给口71、81喷吹到玻璃带14的顶面的气体在相对于玻璃带14的移动方向为正向或反向的流路74、84中移动，并向排气口75、85流出。
关于喷射器70、80，可以以任一形态使用，并且可以在玻璃带14的移动方向上串联地排列2个以上而对玻璃带表面进行处理。需要说明的是，虽然未图示，但喷射器70、80由于设置于成形装置300或缓慢冷却装置400，因此具有水冷结构。
双向流动喷射器70是如图3所示从供给口71向排气口75的气体的流动在相对于玻璃带14的移动方向的正向与反向上被均等地划分的喷射器。
单向流动喷射器80是从供给口81向排气口85的气体的流动被固定在相对于玻璃带14的移动方向为正向或者反向中的任一个方向的喷射器。在图4的实施方式中，从供给口81向排气口85的气体的流动相对于玻璃带14的移动方向为正向。
喷射器70、80的供给口71、81与玻璃带14的顶面的距离D优选为5mm～50mm。距离D更优选为8mm以上。另外，距离D更优选为30mm以下，进一步优选为20mm以下。通过将距离D设定为5mm以上，即使例如因地震等而导致玻璃带14发生振动，也能避免玻璃带14的顶面与喷射器70、80的接触。另外，通过将距离D设定为50mm以下，能够抑制气体在成形装置300或缓慢冷却装置400的内部扩散，相对于所期望的气体量，能够使足够量的气体到达玻璃带14的顶面。
喷射器70、80的在玻璃带14的移动方向的距离L优选为100nm～500mm。距离L更优选为150mm以上，进一步优选为200mm以上。另外，距离L更优选为450mm以下，进一步优选为400mm以下。通过将距离L设定为100mm以上，可以设置供给口71、81和排气口75、85。特别地，喷射器70的距离L优选为150mm以上，喷射器80的距离L优选为100mm以上。另外，通过将距离L设定为500mm以下，能够抑制由设置于成形装置300或缓慢冷却装置400的喷射器70、80导致的玻璃带14的热量损失(脱熱量)，因此能够抑制多个加热器的输出功率。
关于喷射器70、80的在玻璃带14的宽度方向上的距离，优选具有在玻璃带14的在该方向上的产品区域以上的距离。优选为3000mm以上，更优选为4000mm以上。
另外，优选供给含有氟化氢(HF)的气体的供给口71、81和排气口75、85与玻璃带14的顶面相对。供给口71、81以及排气口75、85在喷射器70、80的玻璃带14的宽度方向的整个区域内具有狭缝形状。
在本实施方式中，关于将含有氟化氢(HF)的气体供给至运送中的玻璃带14的顶面时的玻璃带14的温度，在成形装置300中，优选为700℃～1100℃，更优选为800℃～1000℃。玻璃带14的温度为700℃以上时，玻璃带表面的蚀刻快速地进行。另外，玻璃带14的温度为1100℃以下时，可以抑制由设置于成形装置300的喷射器70、80导致的玻璃带14的热量损失，因此能够抑制多个加热器的输出功率。
另外，关于玻璃带14的温度，在缓慢冷却装置400中，优选为300℃～700℃。玻璃带14的温度为300℃以上时，能够维持进行玻璃带表面的蚀刻的效果。另外，玻璃带14的温度为700℃以下时，能够抑制由设置于缓慢冷却装置400的喷射器70、80导致的玻璃带14的热量损失，因此能够抑制多个加热器的输出功率。
含有氟化氢(HF)的气体的氟化氢(HF)浓度c优选为3.0体积％～30体积％。氟化氢(HF)浓度c更优选为4.0体积％以上。另外，氟化氢(HF)浓度c更优选为26体积％以下，进一步优选为22体积％以下。通过将氟化氢(HF)浓度c设定为3.0体积％以上，电负性大的Si、B分别以SiF4、BF3的形式从玻璃表面挥发，玻璃基板表层的功函数变小，玻璃基板与吸附台的功函数之差变小，因此能抑制剥离带电。
另外，含有氟化氢(HF)的气体的流速(线速度)u优选为20cm/s～300cm/s。流速(线速度)u更优选为50cm/s以上，进一步优选为80cm/s以上。另外，流速(线速度)u更优选为250cm/s以下，进一步优选为200cm/s以下。通过将流速(线速度)u设定为20cm/s以上，从而在气体的蚀刻作用下将玻璃带表面粗糙化，能够降低玻璃基板的带电量。另外，通过将流速(线速度)u设定为300cm/s以下，能够在抑制了气体在成形装置300或缓慢冷却装置400的内部扩散的状态下使得足够量的气体到达玻璃带14的顶面。
根据上文，通过将距离D、距离L、将含有氟化氢(HF)的气体供给至运送中的玻璃带14的顶面时的玻璃带14的温度、氟化氢(HF)浓度c、或含有氟化氢(HF)的气体的流速(线速度)u调节至上述优选的范围内，能够控制Si量之比、Al量之比、B量之比、Mg量之比、Ca量之比、以及Mg、Ca、Sr以及Ba的总量之比。
另外，在含有氟化氢(HF)的气体中，也可以添加氯化氢(HCl)气体。通过添加氯化氢(HCl)气体，能够在去除在玻璃带表面以顶部斑点(トップスペック)的形式存在的金属锡或锡化合物的同时维持由氟化氢(HF)带来的蚀刻效果。
氯化氢(HCl)气体通过以下的反应机理去除金属锡。
Sn+2HCl→SnCl2+H2
通过该反应生成的SnCl2从玻璃带表面挥发。
在本实施方式中，关于含有氟化氢(HF)的气体，从将气体供给至玻璃带表面的喷射器等设备的防腐蚀的观点考虑，优选使用氮气(N2)、稀有气体等非活性气体作为载气，并作为与这些载气的混合气体而供给至玻璃带表面。
实施例
以下，具体说明本发明的实施例和比较例。需要说明的是，本发明不限于这些记载。
图5是表示喷射器供给的气体的氟化氢(HF)浓度与所得到的玻璃基板的玻璃表层的特性的关系的图。图5中示出的例4、5为实施例，例1～3为比较例。
(例1)
以使得所得到的玻璃基板的组成以氧化物基准的质量％表示含有59.5％的SiO2、17％的Al2O3、8％的B2O3、3.3％的MgO、4％的CaO、7.6％的SrO、0.1％的BaO、0.1％的ZrO2，MgO+CaO+SrO+BaO为15％，剩余部分为不可避免的杂质，并且碱金属氧化物的含量的总量为0.1％以下的方式调节玻璃原料10，将玻璃原料10投入熔化装置200。
利用熔化装置200将玻璃原料10熔化并制成熔融玻璃12，然后将熔融玻璃12供给至成形装置300，将熔融玻璃12成形为带状而得到了玻璃带14。在成形装置300内的玻璃带14的温度为900℃的位置处，设置了在玻璃带14的移动方向的距离L为300mm的喷射器70。将喷射器70的供给口71与玻璃带14的顶面的距离D设定为10mm。
从喷射器70的供给口71，将氮气(N2)气体以100cm/s的流速(线速度)u喷吹至玻璃带14的顶面。从成形装置300的出口牵拉出玻璃带14，然后在缓慢冷却装置400内缓慢冷却，并进行切割从而得到了宽度410mm×长度510mm的玻璃基板。
(例2)
替代例1的氮气(N2)气体，将氟化氢(HF)浓度c为1.0体积％的以氮气(N2)为载气的气体喷吹至玻璃带14的顶面，除此以外，在与例1同样的条件下得到了玻璃基板。
(例3)
替代例1的氮气(N2)气体，将氟化氢(HF)浓度c为2.0体积％的以氮气(N2)为载气的气体喷吹至玻璃带14的顶面，除此以外，在与例1同样的条件下得到了玻璃基板。
(例4)
替代例1的氮气(N2)气体，将氟化氢(HF)浓度c为5.0体积％的以氮气(N2)为载气的气体喷吹至玻璃带14的顶面，除此以外，在与例1同样的条件下得到了玻璃基板。
(例5)
对例4中得到的玻璃基板的半导体元件形成面进行了研磨，然后通过喷淋清洗、浆料清洗、喷淋清洗而清洗了玻璃基板。
[玻璃基板表层与内部的原子的量之比]
将例1～5中得到的玻璃基板分别切割为宽度10mm×长度10mm，利用X射线光电子能谱仪(ULVAC-PHI公司制造，ESCA5500)测定了玻璃基板的从玻璃表面起算的深度0nm、4nm、8nm、12nm、16nm、20nm、24nm、28nm、以及40μm处的Si量、B量、O量、Al量、Mg量、Ca量、以及Sr量(原子％)。对深度0nm、4nm、8nm、12nm、16nm、20nm、24nm、28nm处的各原子的量的测定值进行平均，计算出深度0nm～30nm范围内的各原子的量的平均值。关于至从玻璃基板表面起算的深度28nm处为止的磨削，利用C60离子束进行了溅射蚀刻。关于至从玻璃基板表面起算的深度40μm处为止的磨削，利用氧化铈水溶液磨削至深度39μm处为止，然后利用C60离子束进行了溅射蚀刻。
求出了从玻璃基板表面起算的深度40μm处的Si量、B量、O量、Al量、Mg量、Ca量、以及Sr量(原子％)与从玻璃基板表面起算的深度0nm～30nm范围内的Si量、B量、O量、Al量、Mg量、Ca量、以及Sr量(原子％)的平均值之比。
[玻璃基板表层的模拟功函数]
构成玻璃基板的各原子k的功函数Wk(eV)可以基于各原子k的电负性Xk、使用以下的公式进行计算。
Wk＝2.27×Xk+0.34
因此，作为玻璃基板表层的功函数的代替指标，计算出模拟功函数。基于深度0nm～30nm范围内的各原子k的量(Si量、B量、O量、Al量、Mg量、Ca量、以及Sr量(原子％))的平均值与各原子k的电负性Xk，使用以下的公式计算出模拟功函数(eV)。
模拟功函数＝2.27×Σ{(原子k的量×Xk)/(原子k的量)}+0.34
[玻璃表面的平均表面粗糙度Ra]
将例1～5中得到的玻璃基板各自切割为宽度5mm×长度5mm，通过以下的方法测定了玻璃基板的玻璃表面的平均表面粗糙度Ra(算术平均表面粗糙度Ra(JIS B0601-2013))。使用原子力显微镜(产品名：SPI-3800N、Seiko Instruments公司制造)观察了玻璃基板的玻璃表面。悬臂使用了SI-DF40P2。使用动态力模式(ダイナミック·フォース·モード)，以扫描速度1Hz对扫描区域5μm×5μm进行了观察(区域内数据数：256×256)。基于该观察，计算出在各测定点的平均表面粗糙度Ra。计算软件使用了原子力显微镜所附带的软件(软件名：SPA-400)。
[玻璃基板的剥离带电量]
通过以下的方法测定了例1～5中得到的玻璃基板各自的剥离带电量。将宽度410mm×长度510mm的玻璃基板载置于SUS310制的真空吸附台一定时间，然后使用使用起模顶杆(リフトピン)从真空吸附台剥离了玻璃基板。利用表面电位计(产品名：MODEL 341B、TREK Japan公司制造)测定了刚剥离后的玻璃基板的带电量。图5中示出的例1～5的带电量为将例1的带电量设为1的情况下的相对值。
图6是表示玻璃基板表层的模拟功函数与带电量(相对值)的关系的图。如图6所示，在氟化氢(HF)浓度c为5.0体积％时，模拟功函数变小，带电量降低。
将例4与例5进行比较时，例4的玻璃表面的平均表面粗糙度Ra为0.28nm，例5的玻璃表面的平均表面粗糙度Ra为0.71nm。另外，例4的带电量为0.55，例5的带电量为0.51。可知即使通过浆料清洗而将玻璃表面粗糙化，玻璃基板的带电量也为同程度，因此比起玻璃表面的粗糙化，减小玻璃表层的模拟功函数对抑制带电量更有效果。
如上所述，关于显示器用玻璃基板、以及显示器用玻璃基板的制造方法，详细地并且参考特定的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式等，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下实施各种变更、修正，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。本申请基于2015年10月29日申请的日本专利申请(日本特愿2015-213366号)，其内容作为参考并入于本文中。
附图标记
12 熔融玻璃
14 玻璃带
70、80 喷射器
71、81 供给口
74、84 流路
75、85 排气口
100 浮法玻璃制造装置
200 熔化装置
300 成形装置
310 熔融锡
320 浴槽
400 缓慢冷却装置

Claims (8)

1.一种显示器用玻璃基板，其中，
所述显示器用玻璃基板含有SiO2以及Al2O3，
所述显示器用玻璃基板的Si量之比为0.9以下，所述Si量之比为从玻璃基板的与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的以原子％表示的Si量的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的以原子％表示的Si量之比，并且
所述显示器用玻璃基板的Al量之比为1.0～7.4，所述Al量之比为从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的以原子％表示的Al量的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的以原子％表示的Al量之比。
2.如权利要求1所述的显示器用玻璃基板，其中，
所述显示器用玻璃基板含有B2O3，并且
所述显示器用玻璃基板的B量之比为0.7以下，所述B量之比为从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的以原子％表示的B量的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的以原子％表示的B量之比。
3.如权利要求1或2所述的显示器用玻璃基板，其中，
所述显示器用玻璃基板含有MgO，并且
所述显示器用玻璃基板的Mg量之比为1.0～7.4，所述Mg量之比为从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的以原子％表示的Mg量的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的以原子％表示的Mg量之比。
4.如权利要求1或2所述的显示器用玻璃基板，其中，
所述显示器用玻璃基板含有CaO，并且
所述显示器用玻璃基板的Ca量之比为1.0～7.4，所述Ca量之比为从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的以原子％表示的Ca量的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的以原子％表示的Ca量之比。
5.如权利要求1或2所述的显示器用玻璃基板，其中，
所述显示器用玻璃基板含有碱土金属氧化物，并且
所述显示器用玻璃基板的总量之比为1.0～7.4，所述总量之比为从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的以原子％表示的Mg、Ca、Sr以及Ba的总量的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的以原子％表示的Mg、Ca、Sr以及Ba的总量之比。
6.一种显示器用玻璃基板的制造方法，其为使用了浮法玻璃制造装置的、含有SiO2以及Al2O3的显示器用玻璃基板的制造方法，所述浮法玻璃制造装置具有将玻璃原料熔化而得到熔融玻璃的熔化装置、将从所述熔化装置供给的所述熔融玻璃成形为带状从而得到玻璃带的成形装置、以及对利用所述成形装置成形后的所述玻璃带进行缓慢冷却的缓慢冷却装置，其特征在于，
通过使用设置于所述玻璃带的上方的喷射器对所述玻璃带的顶面供给含有3.0体积％以上的氟化氢(HF)的气体，从而将所述玻璃基板的Si量之比控制为0.9以下、并且将所述玻璃基板的Al量之比控制为1.0～7.4，
所述Si量之比为从玻璃基板的与半导体元件形成面相反侧的玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的以原子％表示的Si量的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的以原子％表示的Si量之比，
所述Al量之比为从所述玻璃表面起算的深度0nm～30nm范围内的以原子％表示的Al量的平均值对从所述玻璃表面起算的深度40μm处的以原子％表示的Al量之比。
7.如权利要求6所述的显示器用玻璃基板的制造方法，其中，所述喷射器设置于所述成形装置内的所述玻璃带的上方。
8.如权利要求6或7所述的显示器用玻璃基板的制造方法，其中，所述喷射器设置于所述缓慢冷却装置内的所述玻璃带的上方。
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