JPH01157437A - ガラスの表面改質法 - Google Patents
ガラスの表面改質法Info
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- JPH01157437A JPH01157437A JP31683287A JP31683287A JPH01157437A JP H01157437 A JPH01157437 A JP H01157437A JP 31683287 A JP31683287 A JP 31683287A JP 31683287 A JP31683287 A JP 31683287A JP H01157437 A JPH01157437 A JP H01157437A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
- C03C23/006—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by plasma or corona discharge
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明はガラスの表面改質法に関し、特にアルカリ含有
ガラス基板上に設けられたアルカリ拡散防止膜の表面を
、よりアルカリ拡散防止能の高い状態へ改質する方法に
関する。
ガラス基板上に設けられたアルカリ拡散防止膜の表面を
、よりアルカリ拡散防止能の高い状態へ改質する方法に
関する。
［従来の技術］
従来ガラスの表面を改質する方法としては、有機物、無
機物等の薄膜をガラス表面に設ける方法、イオン交換法
等が知られている。
機物等の薄膜をガラス表面に設ける方法、イオン交換法
等が知られている。
又ガラス体、特に板状ガラスが電気素子の支持基板に使
用される際には、電気素子に悪影響を与えるアルカリイ
オンが基板から拡散してくる現象が問題となるため、ア
ルカリイオンを含まないガラス（無アルカリガラス、シ
リカガラス等）およびアルカリイオンの含有率の低いガ
ラス（低アルカリガラス）およびアルカリイオンを含む
ガラスの表面にアルカリ拡散防止膜を設けたガラス（低
アルカリガラス、通常のソーダライムガラス等にＳｉＯ
２膜を設けた物等）を用いることか行なわれている。
用される際には、電気素子に悪影響を与えるアルカリイ
オンが基板から拡散してくる現象が問題となるため、ア
ルカリイオンを含まないガラス（無アルカリガラス、シ
リカガラス等）およびアルカリイオンの含有率の低いガ
ラス（低アルカリガラス）およびアルカリイオンを含む
ガラスの表面にアルカリ拡散防止膜を設けたガラス（低
アルカリガラス、通常のソーダライムガラス等にＳｉＯ
２膜を設けた物等）を用いることか行なわれている。
［発明が解決しようとする問題点］
前記イオン交換法を用いると、通常ガラス強度を増加さ
せることが出来たり、表面硬度を増加させることが出来
たりするが、アルカリイオンを相互に拡散させる方法で
あるためにアルカリイオンを含まないガラスの表面を改
質する方法としては本質的に使用できなかった。
せることが出来たり、表面硬度を増加させることが出来
たりするが、アルカリイオンを相互に拡散させる方法で
あるためにアルカリイオンを含まないガラスの表面を改
質する方法としては本質的に使用できなかった。
又比較的安価なアルカリイオンを含むガラスの表面に設
けられたＳｉＯ２ガラス等のアルカリ拡散防止ガラス薄
膜においては、ガラス表面に拡散して来るアルカリイオ
ン濃度を望ましくはゼロにするためアルカリ拡散能の低
い事が要望されるが、現状のアルカリ拡散防止能では充
分とは言えず、アルカリ拡散防止能をさらに向上させる
方法が望まれていた。
けられたＳｉＯ２ガラス等のアルカリ拡散防止ガラス薄
膜においては、ガラス表面に拡散して来るアルカリイオ
ン濃度を望ましくはゼロにするためアルカリ拡散能の低
い事が要望されるが、現状のアルカリ拡散防止能では充
分とは言えず、アルカリ拡散防止能をさらに向上させる
方法が望まれていた。
［問題点を解決するための手段］
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
って、窒素を含むガスのグロー放電プラズマを用いて窒
素をガラス表面からガラス中に導入するガラスの表面改
質法である。
って、窒素を含むガスのグロー放電プラズマを用いて窒
素をガラス表面からガラス中に導入するガラスの表面改
質法である。
該グロー放電は、窒素を含むガスで生じるグロー放電で
あれば使用できるが、内でも窒素ガスおよび／またはア
ンモニアガスを用いたグロー放電が、ガスの取り扱いが
容易であるので好ましい。
あれば使用できるが、内でも窒素ガスおよび／またはア
ンモニアガスを用いたグロー放電が、ガスの取り扱いが
容易であるので好ましい。
［作 用コ
本発明では、グロー放電を用いて窒素ラジカルを生成し
、該窒素ラジカルの反応性を利用して窒素をガラス中に
導入している。ガラス中に導入された窒素は比較的安定
な形でガラス中に取りこまれ、ガラスの密度を増加させ
、アルカリ拡散防止能、表面硬度、電気抵抗等を向上さ
せる。
、該窒素ラジカルの反応性を利用して窒素をガラス中に
導入している。ガラス中に導入された窒素は比較的安定
な形でガラス中に取りこまれ、ガラスの密度を増加させ
、アルカリ拡散防止能、表面硬度、電気抵抗等を向上さ
せる。
［実 施 例コ
結晶Ｓｉ上にスパッタ法等によりシリカ膜を形成した試
料を、０．５％のフッ酸に数秒間浸漬した後、平行平板
型高周波電極を有するプラズマＣＶＤ装置の陽極上に配
する。その後、基板温度を昇温しながら油拡散ポンプに
よりｌＸｌ０ Ｔ。
料を、０．５％のフッ酸に数秒間浸漬した後、平行平板
型高周波電極を有するプラズマＣＶＤ装置の陽極上に配
する。その後、基板温度を昇温しながら油拡散ポンプに
よりｌＸｌ０ Ｔ。
ＲＲ以下まで真空排気した後、窒素ガスを流看１１０５
ＣＣでチャンバーに導入し、０．０５ＴＯＲＲの圧力を
保つように排気弁を調節する。この状態で放電を開始す
る。放電入力パワーは、２゜０Ｗ／ｃｆｆ１′とし、基
板温度は２００℃である。
ＣＣでチャンバーに導入し、０．０５ＴＯＲＲの圧力を
保つように排気弁を調節する。この状態で放電を開始す
る。放電入力パワーは、２゜０Ｗ／ｃｆｆ１′とし、基
板温度は２００℃である。
３０分の放電後、基板温度を室温まで下げて基板を取り
だし、この資料の赤外吸収スペクトル、及びエリプソメ
タ−により屈折率の測定を行った。
だし、この資料の赤外吸収スペクトル、及びエリプソメ
タ−により屈折率の測定を行った。
この試料のプラズマ処理前後に測定した赤外吸収スペク
トルを第１図にしめす。プラズマ処理前にみられた、非
架橋の酸素（Ｓｉ−０）に由来すると考えられている９
３０ｃ＋ａ−１付近にピークをもつ吸収強度がプラズマ
処理液抜減少しており、シリカ膜の構造の緩和、あるい
はシリカ膜中の水分の脱離がこのような低温でもおこっ
ていることが窺える。さらにプラズマ処理前にみられた
６２０ｃｍ−１にピークをもつ吸収が、プラズマ処理後
消滅し、かわりに５５０ ｃｍ−１にピークをもつ吸収
があられれている。尚、プラズマ処理後得られた赤外吸
収スペクトルは、溶融形成された石英ガラスの赤外吸収
スペクトルに似ており、プラズマ処理により、低温処理
にもかかわらずより緻密なシリカ膜になっていると考え
られる。またプラズマ処理前に１．４６であった屈折率
が、プラズマ処理後１．６０に増大しており、これはプ
ラズマ中に生じた窒素のラジカルとシリカ膜表面との間
の反応により表面層に窒素がとりこまれたと考えられる
。
トルを第１図にしめす。プラズマ処理前にみられた、非
架橋の酸素（Ｓｉ−０）に由来すると考えられている９
３０ｃ＋ａ−１付近にピークをもつ吸収強度がプラズマ
処理液抜減少しており、シリカ膜の構造の緩和、あるい
はシリカ膜中の水分の脱離がこのような低温でもおこっ
ていることが窺える。さらにプラズマ処理前にみられた
６２０ｃｍ−１にピークをもつ吸収が、プラズマ処理後
消滅し、かわりに５５０ ｃｍ−１にピークをもつ吸収
があられれている。尚、プラズマ処理後得られた赤外吸
収スペクトルは、溶融形成された石英ガラスの赤外吸収
スペクトルに似ており、プラズマ処理により、低温処理
にもかかわらずより緻密なシリカ膜になっていると考え
られる。またプラズマ処理前に１．４６であった屈折率
が、プラズマ処理後１．６０に増大しており、これはプ
ラズマ中に生じた窒素のラジカルとシリカ膜表面との間
の反応により表面層に窒素がとりこまれたと考えられる
。
従って窒素プラズマ処理により結晶Ｓｉ上のシリカ膜の
構造緩和が促進され、更に窒素がシリカ膜表面に取り込
まれたといえる。窒素がシリカガラス中に取り込まれる
ことによって、硬度、電気抵抗が増大することが知られ
ている。またアルカリ拡散防止膜としての能力も向上す
ると考えられる。
構造緩和が促進され、更に窒素がシリカ膜表面に取り込
まれたといえる。窒素がシリカガラス中に取り込まれる
ことによって、硬度、電気抵抗が増大することが知られ
ている。またアルカリ拡散防止膜としての能力も向上す
ると考えられる。
この実施例では、赤外透過率の測定の都合上結晶Ｓｉ上
のシリカ膜について行なったが、各種ガラス、各種ガラ
ス上のシリカ膜についても同様の効果がある。放電する
ために導入されるガスは窒素である必要はなく、アンモ
ニアでもよい。また目的に応じたガスを導入しガラス表
面の改質を図ることができる。放電入力パワー、ガス圧
力、基板温度も目的に応じ最適化することが望ましい。
のシリカ膜について行なったが、各種ガラス、各種ガラ
ス上のシリカ膜についても同様の効果がある。放電する
ために導入されるガスは窒素である必要はなく、アンモ
ニアでもよい。また目的に応じたガスを導入しガラス表
面の改質を図ることができる。放電入力パワー、ガス圧
力、基板温度も目的に応じ最適化することが望ましい。
更に、本発明におけるガラス表面改質に用いる装置は、
アモルファスＳｔなどを成膜する通常のプラズマＣＶＤ
装置と兼用することができ、ガラス基板の表面改質と成
膜とを同一のチャンバーでおこなうことができ、本発明
は生産性の点でも好ましいといえる。また同一のチャン
バーで成膜直前に表面改質がおこなえるため、表面改質
後のガラス基板を大気にさらすことなく成膜でき、表面
改質後の雰囲気による汚染を考慮する必要かないという
点でも好ましい方法であるといえる。
アモルファスＳｔなどを成膜する通常のプラズマＣＶＤ
装置と兼用することができ、ガラス基板の表面改質と成
膜とを同一のチャンバーでおこなうことができ、本発明
は生産性の点でも好ましいといえる。また同一のチャン
バーで成膜直前に表面改質がおこなえるため、表面改質
後のガラス基板を大気にさらすことなく成膜でき、表面
改質後の雰囲気による汚染を考慮する必要かないという
点でも好ましい方法であるといえる。
［発明の効果］
本発明によれば低温で、有効な表面改質ができるため、
アルカリ含有ガラス上シリカ膜など、不純物の拡散が懸
念される系においても、表面層を緻密化し、窒素の含有
など目的に応じた改質ができる。
アルカリ含有ガラス上シリカ膜など、不純物の拡散が懸
念される系においても、表面層を緻密化し、窒素の含有
など目的に応じた改質ができる。
第１図は、実施例で説明したＳｉ基板上のＳｉＯ２膜に
窒素を導入する前後の赤外吸収スペクトルを示す図であ
る。 波数（ｃｍ’−’） 第゛１図
窒素を導入する前後の赤外吸収スペクトルを示す図であ
る。 波数（ｃｍ’−’） 第゛１図
Claims (3)
- （１）窒素を含むガスのグロー放電プラズマを用いて、
窒素をガラス表面からガラス中に導入するガラスの表面
改質法。 - （２）該窒素を含むガスが窒素ガス、アンモニアガス又
はこれらの混合ガスである特許請求の範囲第１項記載の
ガラスの表面改質法。 - （３）該ガラスが、アルカリ金属含有ガラスであり、あ
らかじめＳｉＯ＿２ガラス薄膜が設けられたものである
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のガラスの表面改
質法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31683287A JPH01157437A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | ガラスの表面改質法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31683287A JPH01157437A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | ガラスの表面改質法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01157437A true JPH01157437A (ja) | 1989-06-20 |
Family
ID=18081413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31683287A Pending JPH01157437A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | ガラスの表面改質法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01157437A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1829837A1 (de) * | 2006-03-01 | 2007-09-05 | Schott AG | Verfahren und Vorrichtung zur Plasmabehandlung von alkali- und erdalkalihaltgen Oberflächen |
| CN104445998A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-03-25 | 大连理工大学 | 一种实时调控脆性材料脆塑转变厚度的方法 |
| US20150329408A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Corning Incorporated | Surface Nitrided Alkali-Free Glasses |
| EP3613711A1 (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-26 | Schott AG | Hollow body having a wall of glass with a surface region having contents of si and n |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5684344A (en) * | 1979-12-11 | 1981-07-09 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Ion implanted glass and exterior decorative parts for watch |
| JPS5999713A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Agency Of Ind Science & Technol | 薄膜トランジスタ用基板の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP31683287A patent/JPH01157437A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5684344A (en) * | 1979-12-11 | 1981-07-09 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Ion implanted glass and exterior decorative parts for watch |
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| US8673406B2 (en) | 2006-03-01 | 2014-03-18 | Schott Ag | Method and device for the plasma treatment of surfaces containing alkali and alkaline-earth metals |
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| CN104445998B (zh) * | 2014-11-25 | 2017-01-04 | 大连理工大学 | 一种实时调控脆性材料脆塑转变厚度的方法 |
| EP3613711A1 (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-26 | Schott AG | Hollow body having a wall of glass with a surface region having contents of si and n |
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