JP2016530195A - ディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法に係り、より詳しくは、ディスプレイパネルへの適用のための表面処理工程の前後においてそれを支持するキャリアガラスとの脱着を容易に行えるディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法に関する。このために、本発明は、超薄板ガラスと前記超薄板ガラスを支持するキャリアガラスとを、相転移物質を介して接合する接合ステップと、前記超薄板ガラスの表面に対して表面処理を施す表面処理ステップ、及び前記キャリアガラスから前記超薄板ガラスを分離する分離ステップと、を含むことを特徴とするディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法を提供する。
Description
本発明は、ディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法に係り、より詳しくは、ディスプレイパネルへの適用のための表面処理工程の前後においてこれを支持するキャリアガラスとの脱着を容易に行えるディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法に関する。
現在、ディスプレイ産業の最大の話題の一つは薄型化である。その一環として、例えば、ＬＣＤ工程ではＬＣＤモジュールの厚さを最小化するために、基板ガラスとして厚さ０．３ｍｍ以下の超薄板ガラスを使用している。
従来は、厚さ０．５ｍｍのガラスをエッチング処理して、前記のような厚さ０．１ｍｍの超薄板ガラスを作製していた。しかし、このような従来の方法ではコスト面での負担が相当に大きいため、別の改善案が求められていた。
近年、超薄板ガラスが開発され、それに伴い、それを活用できる種々の方法が講じられてきている。例えば、従来では、キャリアガラスに超薄板ガラスを貼り付けた後、ディスプレイパネルへの適用のために該超薄板ガラスを表面処理し、次いで、表面処理済みの超薄板ガラスをキャリアガラスから分離していた。しかし、超薄板ガラスはフレキシブルなものであるため、工程途中やキャリアガラスからの分離時にスクラッチや反り、あるいは割れなどが頻繁に生じるという問題、すなわち、その取り扱いに困難があった。
つまり、従来の方法では超薄板ガラスをハンドリングする上で相当な困難があり、それにより、不良の発生率が増加し、これは結局、製造コストの増大につながっていた。
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ディスプレイパネルへの適用のための表面処理工程の前後においてこれを支持するキャリアガラスとの脱着を容易に行えるディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法を提供することである。
このために、本発明は、超薄板ガラスと前記超薄板ガラスを支持するキャリアガラスとを、相転移物質を介して接合する接合ステップと、前記超薄板ガラスの表面に対して表面処理を施す表面処理ステップ、及び前記キャリアガラスから前記超薄板ガラスを分離する分離ステップと、を含むことを特徴とするディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法を提供する。
ここで、前記相転移物質は電気伝導性を有するものであってよい。
このとき、前記相転移物質としては、ドーパントがドープされたＩＴＯを用いていてよい。
また、前記ドーパントは、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｚｒ、及びＮｂを含む物質群から選ばれたいずれか一種または二種以上の組み合わせであってよい。
そして、前記相転移物質としては、Ｇａ２Ｏ３が０．５〜７ｗｔ％ドープされたＩＴＯを用いていてよい。
好ましくは、前記相転移物質としては、Ｇａ２Ｏ３が２．９ｗｔ％ドープされたＩＴＯを用いていてよい。
そして、前記超薄板ガラスと前記キャリアガラスとの間に前記相転移物質を１００ｎｍ以下の厚さで形成していてよい。
このとき、前記超薄板ガラスと前記キャリアガラスとの間に前記相転移物質を３０〜５０ｎｍの厚さで形成していてよい。
さらには、前記接合ステップでは、前記相転移物質を前記キャリアガラスの接合面にコートしていてよい。
このとき、前記分離ステップでは、前記キャリアガラスに接合されている前記相転移物質の一方の面と前記超薄板ガラスに接合されている前記相転移物質の他方の面とのうちの、表面粗さが相対的に大きい前記相転移物質の他方の面から前記超薄板ガラスを分離していてよい。
また、前記接合ステップでは、前記相転移物質を前記超薄板ガラスの接合面にコートしていてよい。
このとき、前記分離ステップでは、前記キャリアガラスに接合されている前記相転移物質の一方の面と前記超薄板ガラスに接合されている前記相転移物質の他方の面とのうちの、表面粗さが相対的に大きい前記相転移物質の一方の面から前記キャリアガラスを分離していてよい。
さらに、前記表面処理ステップは、前記相転移物質の相転移温度以上の温度で熱処理する工程を伴うものであってよい。
また、前記超薄板ガラスとしては、厚さ０．３ｍｍ以下のガラスを使用していてよい。
本発明によれば、ディスプレイパネルへの適用のための超薄板ガラスの表面処理工程の際、超薄板ガラスのハンドリングのために、超薄板ガラスにキャリアガラスを接合する場合、相転移物質を挟んで超薄板ガラスとキャリアガラスとを接合することで、表面処理工程の最中に超薄板ガラスとキャリアガラスとの間の優れた貼合力を確保することができ、また、表面処理工程中に伴われる熱処理により相転移物質が結晶化して、超薄板ガラスに対する表面処理工程後におけるキャリアガラスからの超薄板ガラスの分離を容易に行うことができる。
また、本発明によれば、キャリアガラスからの超薄板ガラスの分離を容易に行うことができることで、キャリアガラスの損傷を抑えることができ、その結果、分離した後のキャリアガラスを別の超薄板ガラスのハンドリングに再使用することができ、これはコストの削減にもつながる。
さらには、本発明によれば、電気伝導性のある相転移物質を超薄板ガラスにコートした後、これにキャリアガラスを貼り合せることで、静電気防止機能を持つ超薄板ガラスをキャリアガラスから分離することができる。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例に係るディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法について詳述する。
なお、本発明を説明するにあたって、関連公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にし得ると判断された場合、その詳細な説明は省略することにする。
図１に示すように、本発明の実施例に係るディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法は、超薄板ガラス１１０をディスプレイパネル、例えば、ＬＣＤパネルにおける互いに向き合う上・下部基板として使用するために、その表面に対して表面処理を施す過程で、表面にスクラッチが発生したり、反り或いは割れ現象が発生したりすることを防止することができるハンドリング方法であって、接合ステップ（Ｓ１）、表面処理ステップ（Ｓ２）、及び分離ステップ（Ｓ３）を含む。
先ず、図２及び図３に示すように、接合ステップ（Ｓ１）は、超薄板ガラス１１０と該超薄板ガラス１１０を支持するキャリアガラス１２０とを接合するステップである。ここで、ＬＣＤパネルの基板ガラスとして使用する超薄板ガラス１１０としては、厚さ０．３ｍｍ以下の珪酸塩ガラス、シリカガラス、硼珪酸ガラス、無アルカリガラスなどを使用していてよい。また、キャリアガラス１２０としては、超薄板ガラス１１０と同じガラスを使用していてよい。このとき、キャリアガラス１２０は、超薄板ガラス１１０に対する表面処理を施す際にこれを支持する役割をするものであるため、工程途中の安定した支持のために、超薄板ガラス１１０よりは相対的に厚めのガラスをキャリアガラス１２０として使用することが好ましい。
一方、本発明の実施例に係る接合ステップ（Ｓ１）では、相転移物質１３０を介して超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０とを接合する。ここで、本発明の実施例では、電気伝導性を持つ相転移物質１３０を用いていてよい。例えば、相転移物質１３０としては、ドーパントがドープされたＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）を用いていてよい。このとき、ドーパントは、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｚｒ、及びＮｂを含む物質群から選ばれたいずれか一種または二種以上の組み合わせであってよい。一例として、Ｇａ２Ｏ３が０．５〜７ｗｔ％、好ましくは、２．９ｗｔ％添加された相転移ＩＴＯを相転移物質１３０として用いていてよい。
このように、相転移物質１３０は、その成膜厚さが数十ｎｍであっても相転移温度の以下では非晶質状態を保つことから、両側の超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０とに貼り付きやすい特性を持つ。また、このような相転移物質１３０は、後続の表面処理ステップ（Ｓ２）の際に伴われる熱処理工程により結晶化すると、逆に両側の超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０とから剥離されやすくなる特性を持つ。
このような相転移物質１３０の特性により、後続工程で行われる超薄板ガラス１１０の表面に対する表面処理ステップ（Ｓ２）の前では、これを安定して支持するためのキャリアガラス１２０との貼り合わせの際に優れた貼合力を確保することができ、また、表面処理ステップ（Ｓ２）の途中では、超薄板ガラス１１０がキャリアガラス１２０から脱離して損傷されることを防止することができ、さらに、表面処理ステップ（Ｓ２）の後では、キャリアガラス１２０からの超薄板ガラス１１０の分離を容易に行うことができる。
本発明の実施例では、このような相転移物質１３０を超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０との間に１００ｎｍ以下の厚さ、好ましくは３０〜５０ｎｍの厚さで形成していてよい。
図２に示すように、本発明の一実施例では、超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０との貼り合わせの前に、相転移物質１３０をキャリアガラス１２０の表面、すなわち、超薄板ガラス１１０と接合されるキャリアガラス１２０の接合面にコートしていてよい。本発明の一実施例では、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ、及びゾルゲル法などのようなコーティング方法にて相転移物質１３０をキャリアガラス１２０の接合面にコートしていてよい。
次いで、図３に示すように、接合ステップ（Ｓ１）を行うと、相転移物質１３０を介して超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０との積層体が作製される。このような積層構造は、後続工程として施される表面処理ステップ（Ｓ２）が完了するまでの一時的な構造である。
次いで、表面処理ステップ（Ｓ２）は、超薄板ガラス１１０の表面に対して表面処理を施すステップである。表面処理ステップ（Ｓ２）は、超薄板ガラス１１０が例えば、ＬＣＤパネルにおける基板ガラスとして使用されることから、その光学的特性を向上させるための工程である。このような表面処理ステップ（Ｓ２）は、エッチング工程及び洗浄工程を含んでいてよい。ここで、接合ステップ（Ｓ１）により、超薄板ガラス１１０が相転移物質１３０を介してキャリアガラス１２０に安定して支持されることから、超薄板ガラス１１０に対する表面処理の途中で超薄板ガラス１１０がキャリアガラス１２０から離脱することを防止し、安定して超薄板ガラス１１０に対する表面処理を施すことができる。
ここで、このような表面処理ステップ（Ｓ２）は、相転移物質１３０の相転移温度以上の温度での熱処理工程を伴う。通常、超薄板ガラス１１０に対する表面処理の際に伴われる熱処理温度は約３７０℃である。このとき、相転移物質１３０としてＧａがドープされたＩＴＯが用いられた場合、ＩＴＯの結晶化温度が２００〜２２０℃であるため、表面処理ステップ（Ｓ２）の実施に伴い、相転移物質１３０が非晶質状態に結晶化する相転移が生じるようになる。
前記表１は、超薄板ガラス１１０に対する表面処理の際に伴われる熱処理による相転移物質１３０の成膜厚さごとに貼合力をテストした結果を表すものであって、相転移物質１３０の成膜厚さが薄いほど熱処理前の貼合力に優れていることが確認された。ところが、こうした相転移物質１３０の特性は、熱処理後でもそのまま保たれることが確認された。すなわち、相転移物質１３０の厚さが１０ｎｍ、２０ｎｍである場合は、熱処理の後の貼合力が３Ｎ以上に増大して永久接合状態となり、これは、熱処理の後では相転移物質１３０の結晶化を用いた超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０との分離が不可能であることを意味する。ここで、表１の「破損」とは、相転移物質１３０の貼合力が大きすぎて、テストの際に力を加え続けたとき、超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０とが分離することなく、終局は破損されてしまったことを意味する。
これに対し、相転移物質１３０の成膜厚さが３０ｎｍである場合、熱処理の前よりも熱処理の後の貼合力が増大したが、熱処理の後の貼合力が１.２５Ｎと測定されたということは、超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０とが破損に至ることなく、分離されたということを意味する。
図４に示すように、最初の非晶質状態の相転移物質１３０が相転移して結晶質状態になると、コーティングの際にキャリアガラス１２０と接合されている一方の面とは反対側の他方の面、すなわち、超薄板ガラス１１０と接合されている面の表面粗さが増大する。言い換えれば、相転移物質１３０が結晶化すると、最初の相転移物質１３０がコートされたキャリアガラス１２０側の相転移物質１３０の表面状態には変化がなく、キャリアガラス１２０との優れた貼合力は保ち続けられ、また、キャリアガラス１２０にコートされている相転移物質１３０上に貼り付けられた超薄板ガラス１１０側の相転移物質１３０の表面はその粗さが増大する特性を示すようになる。このように、表面粗さが増大した超薄板ガラス１１０側の相転移物質１３０の表面は、後続の分離ステップ（Ｓ３）において分離境界面として働くようになる。
最後に、図５に示すように、分離ステップ（Ｓ３）は、キャリアガラス１２０から超薄板ガラス１１０を分離するステップである。すなわち、分離ステップ（Ｓ３）では、表面処理が施されて光学的特性が向上した超薄板ガラス１１０をＬＣＤパネルにおける基板ガラスとして適用するために、表面処理ステップ（Ｓ２）の実施時に超薄板ガラス１１０を安定して支持していたキャリアガラス１２０を超薄板ガラス１１０から分離する。
具体的に、分離ステップ（Ｓ３）では、表面処理ステップ（Ｓ２）の際に伴われる熱処理によって結晶化した相転移物質１３０の両側の表面のうちの、表面粗さが増大した超薄板ガラス１１０側の表面を分離境界面として超薄板ガラス１１０が分離される。ここで、表面粗さが増大した相転移物質１３０の表面が分離境界面になる理由は、ガラスとの接触面積が相対的に小さいからである。
このように、相転移物質１３０の特性を用いてキャリアガラス１２０からの超薄板ガラス１１０の分離を容易に行えるようにすると、分離過程でキャリアガラス１２０が損傷することを防止することができる。このように、キャリアガラス１２０からの超薄板ガラス１１０の分離過程でキャリアガラス１２０が損傷したりすることがないと、当該キャリアガラスを別の超薄板ガラスのハンドリングの際に再使用することができ、これはコストの削減につながるようになる。
このように、本発明の一実施例では、相転移物質１３０を介して超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０とを接合することで、ＬＣＤパネルにおける基板ガラスとしての適用のための超薄板ガラス１１０への表面処理の際に安定して超薄板ガラス１１０をハンドリングすることができるようになる。
一方、図６に示すように、本発明の他の実施例では、超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０との貼り合わせの前において、相転移物質１３０を超薄板ガラス１１０の表面、すなわち、キャリアガラス１２０と接合される超薄板ガラス１１０の接合面にコートしていてよい。このような相転移物質１３０は、本発明の一実施例と同法にてコートすることができる。
次いで、図７に示すように、接合ステップ（Ｓ１）を施すと、相転移物質１３０を介しての超薄板ガラス１１０とキャリアガラス１２０との積層体が作製される。
このとき、図８に示すように、本発明の他の実施例に従って超薄板ガラス１１０の表面に相転移物質１３０をコートすると、表面処理ステップ（Ｓ２）の際に伴われる熱処理によって相転移物質１３０の結晶化が生じる。ここで、本発明の他の実施例は、本発明の一実施例とは異なり、キャリアガラス１２０側の相転移物質１３０の表面の粗さが増大し、このように、表面粗さが増大した相転移物質１３０の表面が後続の分離ステップ（Ｓ３）の際に分離境界面として働くようになる。
すなわち、図９に示すように、分離ステップ（Ｓ３）では、表面粗さが増大したキャリアガラス１２０側の相転移物質１３０の表面を分離境界面としてキャリアガラス１２０が分離される。
この場合、同図に示すように、キャリアガラス１２０の分離後にも超薄板ガラス１１０の表面には相転移物質１３０が薄膜の形態で付着されている。このとき、相転移物質１３０は電気伝導性を持っていることから、薄膜状の相転移物質１３０を備える超薄板ガラス１１０をＬＣＤパネルにおける基板ガラスとして適用した場合、超薄板ガラス１１０は静電気防止機能を実現することができるようになる。
以上、本発明を限定された実施例や図面に基づいて説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、かかる記載から種々の修正及び変形が可能である。
したがって、本発明の範囲は説明された実施例に局限されて決められてはならず、特許請求の範囲及びその特許請求の範囲と均等なものなどによって決められるべきである。
Claims (14)
- 超薄板ガラスと前記超薄板ガラスを支持するキャリアガラスとを、相転移物質を介して接合する接合ステップと、
前記超薄板ガラスの表面に対して表面処理を施す表面処理ステップと、及び
前記キャリアガラスから前記超薄板ガラスを分離する分離ステップと、
を含むことを特徴とするディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。 - 前記相転移物質は電気伝導性を有するものであることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記相転移物質としては、ドーパントがドープされたＩＴＯを用いることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記ドーパントは、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｚｒ、及びＮｂを含む物質群から選ばれたいずれか一種または二種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記相転移物質としては、Ｇａ２Ｏ３が０．５〜７ｗｔ％ドープされたＩＴＯを用いることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記相転移物質としては、Ｇａ２Ｏ３が２．９ｗｔ％ドープされたＩＴＯを用いることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記超薄板ガラスと前記キャリアガラスとの間に前記相転移物質を１００ｎｍ以下の厚さで形成することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記超薄板ガラスと前記キャリアガラスとの間に前記相転移物質を３０〜５０ｎｍの厚さで形成することを特徴とする請求項７に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記接合ステップでは、前記相転移物質を前記キャリアガラスの接合面にコートすることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記分離ステップでは、前記キャリアガラスに接合されている前記相転移物質の一方の面と前記超薄板ガラスに接合されている前記相転移物質の他方の面とのうちの、表面粗さが相対的に大きい前記相転移物質の他方の面から前記超薄板ガラスを分離することを特徴とする請求項９に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記接合ステップでは、前記相転移物質を前記超薄板ガラスの接合面にコートすることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記分離ステップでは、前記キャリアガラスに接合されている前記相転移物質の一方の面と前記超薄板ガラスに接合されている前記相転移物質の他方の面とのうちの、表面粗さが相対的に大きい前記相転移物質の一方の面から前記キャリアガラスを分離することを特徴とする請求項１１に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記表面処理ステップは、前記相転移物質の相転移温度以上の温度で熱処理する工程を伴うことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
- 前記超薄板ガラスとしては、厚さ０．３ｍｍ以下のガラスを使用することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネル用超薄板ガラスのハンドリング方法。
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