JPH05139775A - ポリシリコンｔｆｔ式ｌｃｄ用石英ガラス基板 - Google Patents
ポリシリコンｔｆｔ式ｌｃｄ用石英ガラス基板Info
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- JPH05139775A JPH05139775A JP32714991A JP32714991A JPH05139775A JP H05139775 A JPH05139775 A JP H05139775A JP 32714991 A JP32714991 A JP 32714991A JP 32714991 A JP32714991 A JP 32714991A JP H05139775 A JPH05139775 A JP H05139775A
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- 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
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- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
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- 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
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/08—Doped silica-based glasses containing boron or halide
-
- 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
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/20—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide
- C03C2201/23—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide containing hydroxyl groups
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- Liquid Crystal (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】耐熱性、光学的特性に優れたポリシリコンＴＦ
Ｔ用石英ガラス基板。 【構成】ハロゲン含有量が１０ｐｐｍ以下、ＯＨ含有量
が１００ｐｐｍ以下、重金属およびアルカリの含有量の
総計が１ｐｐｍ以下であって、徐冷点が１１５０℃以上
であることを特徴とするポリシリコンＴＦＴ式ＬＣＤ用
石英ガラス基板。
Ｔ用石英ガラス基板。 【構成】ハロゲン含有量が１０ｐｐｍ以下、ＯＨ含有量
が１００ｐｐｍ以下、重金属およびアルカリの含有量の
総計が１ｐｐｍ以下であって、徐冷点が１１５０℃以上
であることを特徴とするポリシリコンＴＦＴ式ＬＣＤ用
石英ガラス基板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリシリコンＴＦＴ式
ＬＣＤ用石英ガラス基板に関する。
ＬＣＤ用石英ガラス基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】石英ガラスは、透明なガラス材料の中で
は最も耐熱性が高く、また熱膨張率が極めて小さく寸法
安定性に優れていること、更に化学的な耐久性に優れて
いることのために、近年、ポリシリコンＴＦＴ式ＬＣＤ
用の基板材料として、特にビデオカメラのビューファイ
ンダー等に用いられる小型のポリシリコンＴＦＴ用とし
て用いられている。ポリシリコンＴＦＴの製造方法は一
般的には、製造温度レベルにより、（１）高温プロセス
法（最高プロセス温度約１０００℃程度）、（２）中温
プロセス法（最高プロセス温度約７００℃程度）、
（３）低温プロセス法（最高プロセス温度約５００℃程
度）の３種類に大別される。
は最も耐熱性が高く、また熱膨張率が極めて小さく寸法
安定性に優れていること、更に化学的な耐久性に優れて
いることのために、近年、ポリシリコンＴＦＴ式ＬＣＤ
用の基板材料として、特にビデオカメラのビューファイ
ンダー等に用いられる小型のポリシリコンＴＦＴ用とし
て用いられている。ポリシリコンＴＦＴの製造方法は一
般的には、製造温度レベルにより、（１）高温プロセス
法（最高プロセス温度約１０００℃程度）、（２）中温
プロセス法（最高プロセス温度約７００℃程度）、
（３）低温プロセス法（最高プロセス温度約５００℃程
度）の３種類に大別される。
【０００３】一般的に、テレビやディスプレー等の大面
積ＴＦＴの場合、製造コスト面からプロセスの低温化の
方向での開発が、現在盛んに進められている。ところが
一方、ビデオカメラのビューファインダー用等の小型の
ポリシリコンＴＦＴについては、高温プロセスを採用し
た場合、従来のＬＳＩ製造ラインを大幅に変更すること
無く製造することができるため、ＬＳＩ製造で培われた
信頼性の高いプロセス技術を有効活用でき、高歩留まり
で高品質のＴＦＴを製造できるメリットが有るため、高
温プロセスでの製造が主流となっている。
積ＴＦＴの場合、製造コスト面からプロセスの低温化の
方向での開発が、現在盛んに進められている。ところが
一方、ビデオカメラのビューファインダー用等の小型の
ポリシリコンＴＦＴについては、高温プロセスを採用し
た場合、従来のＬＳＩ製造ラインを大幅に変更すること
無く製造することができるため、ＬＳＩ製造で培われた
信頼性の高いプロセス技術を有効活用でき、高歩留まり
で高品質のＴＦＴを製造できるメリットが有るため、高
温プロセスでの製造が主流となっている。
【０００４】この場合の問題点は、基板材料であるガラ
スの耐熱性にあり、かかる観点から石英ガラスが用いら
れるのが通常である。しかしながら、石英ガラスの耐熱
性も、その種類・製造方法によりかなり差異を有してお
り、一般的にはいわゆる溶融石英ガラスが最も耐熱性と
いう観点からは優れており、徐冷点（ガラスの粘度が１
０13ポイズを示す温度）で１１７０〜１２２０℃程度で
ある。
スの耐熱性にあり、かかる観点から石英ガラスが用いら
れるのが通常である。しかしながら、石英ガラスの耐熱
性も、その種類・製造方法によりかなり差異を有してお
り、一般的にはいわゆる溶融石英ガラスが最も耐熱性と
いう観点からは優れており、徐冷点（ガラスの粘度が１
０13ポイズを示す温度）で１１７０〜１２２０℃程度で
ある。
【０００５】これに対し、合成石英ガラスからなる基板
は、ガラス中に含まれる泡・異物等の品質面からははる
かに優れているが、一方、一般に合成石英ガラスの徐冷
点は１０５０℃〜１１２０℃程度であって溶融石英ガラ
スに比較し１００℃〜１５０℃程度低く、耐熱性がより
低いので、ポリシリコンＴＦＴ製造上合成石英ガラスか
らなる基板には問題があった。
は、ガラス中に含まれる泡・異物等の品質面からははる
かに優れているが、一方、一般に合成石英ガラスの徐冷
点は１０５０℃〜１１２０℃程度であって溶融石英ガラ
スに比較し１００℃〜１５０℃程度低く、耐熱性がより
低いので、ポリシリコンＴＦＴ製造上合成石英ガラスか
らなる基板には問題があった。
【０００６】また、一般に石英ガラスは、ＴＦＴ製造工
程等で用いられるプラズマエッチング等の真空紫外光の
照射によって、２３０〜３００ｎｍの波長範囲に吸収を
伴う構造欠陥を生成することが知られている。これらの
構造欠陥の中には蛍光発光を伴うものがあり、これらの
蛍光発光のためにカラー液晶表示素子を作成した場合に
は色調を損ねるといった実用上の問題を有していた。
程等で用いられるプラズマエッチング等の真空紫外光の
照射によって、２３０〜３００ｎｍの波長範囲に吸収を
伴う構造欠陥を生成することが知られている。これらの
構造欠陥の中には蛍光発光を伴うものがあり、これらの
蛍光発光のためにカラー液晶表示素子を作成した場合に
は色調を損ねるといった実用上の問題を有していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の問題点を解消し、ビューファインダー用等に用いられ
るポリシリコンＴＦＴ式ＬＣＤ製造用に適した、耐熱性
に優れ、蛍光発光の実質的に無いポリシリコンＴＦＴ式
ＬＣＤ用石英ガラス基板を提供するにある。
の問題点を解消し、ビューファインダー用等に用いられ
るポリシリコンＴＦＴ式ＬＣＤ製造用に適した、耐熱性
に優れ、蛍光発光の実質的に無いポリシリコンＴＦＴ式
ＬＣＤ用石英ガラス基板を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するべくなされたものであり、ハロゲン含有量が１０
ｐｐｍ以下、ＯＨ含有量が１００ｐｐｍ以下、重金属お
よびアルカリの含有量の総計が１ｐｐｍ以下であって、
徐冷点が１１５０℃以上であることを特徴とするポリシ
リコンＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板を提供するもの
である。
決するべくなされたものであり、ハロゲン含有量が１０
ｐｐｍ以下、ＯＨ含有量が１００ｐｐｍ以下、重金属お
よびアルカリの含有量の総計が１ｐｐｍ以下であって、
徐冷点が１１５０℃以上であることを特徴とするポリシ
リコンＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板を提供するもの
である。
【０００９】また本発明は、上記ポリシリコンＴＦＴ式
ＬＣＤ用石英ガラス基板において、基板面内の屈折率の
変動幅が５×１０-6以下であることを特徴とするポリシ
リコンＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板を提供するもの
である。
ＬＣＤ用石英ガラス基板において、基板面内の屈折率の
変動幅が５×１０-6以下であることを特徴とするポリシ
リコンＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板を提供するもの
である。
【００１０】また本発明は、上記ポリシリコンＴＦＴ式
ＬＣＤ用石英ガラス基板において、該石英ガラス基板を
プラズマエッチング処理したとき、該処理の前後での波
長２３０〜３００ｎｍの範囲の吸光係数の増加が、０．
００５ｃｍ-1以下であることを特徴とするポリシリコン
ＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板を提供するものであ
る。
ＬＣＤ用石英ガラス基板において、該石英ガラス基板を
プラズマエッチング処理したとき、該処理の前後での波
長２３０〜３００ｎｍの範囲の吸光係数の増加が、０．
００５ｃｍ-1以下であることを特徴とするポリシリコン
ＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板を提供するものであ
る。
【００１１】本発明において、石英ガラス基板に含有さ
れるハロゲン量は、１０ｐｐｍ以下であることが好まし
く、１０ｐｐｍを超えるハロゲンが含有される場合に
は、耐熱性が低下してしまうため好ましくない。また、
ＯＨ含有量は、１００ｐｐｍ以下であることが好まし
く、特には５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。１０
０ｐｐｍを超えるＯＨ量を含有する場合には、ハロゲン
と同じく耐熱性が低下してしまうために好ましくない。
れるハロゲン量は、１０ｐｐｍ以下であることが好まし
く、１０ｐｐｍを超えるハロゲンが含有される場合に
は、耐熱性が低下してしまうため好ましくない。また、
ＯＨ含有量は、１００ｐｐｍ以下であることが好まし
く、特には５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。１０
０ｐｐｍを超えるＯＨ量を含有する場合には、ハロゲン
と同じく耐熱性が低下してしまうために好ましくない。
【００１２】重金属およびアルカリ含有量については、
その総和が１ｐｐｍ以下であることが好ましく、１ｐｐ
ｍを超えて含有する場合には、短波長領域での分光透過
率の低下をもたらすため好ましくない。また、徐冷点と
はガラスの粘度が１０13を示す温度であるが、これは１
１５０℃以上であることが好ましく、かかる温度以上の
徐冷点を有すれば、ポリシリコンＴＦＴ作成上のプロセ
ス温度としておよそ１０００℃を採用することが可能と
なり好ましい。
その総和が１ｐｐｍ以下であることが好ましく、１ｐｐ
ｍを超えて含有する場合には、短波長領域での分光透過
率の低下をもたらすため好ましくない。また、徐冷点と
はガラスの粘度が１０13を示す温度であるが、これは１
１５０℃以上であることが好ましく、かかる温度以上の
徐冷点を有すれば、ポリシリコンＴＦＴ作成上のプロセ
ス温度としておよそ１０００℃を採用することが可能と
なり好ましい。
【００１３】また、光学的な均質性を得るためには、面
内の屈折率の変動幅が５×１０-6以下であることが好ま
しい。かかる変動幅を超える場合には、光学的な均質性
を確保することが困難となるため好ましくない。
内の屈折率の変動幅が５×１０-6以下であることが好ま
しい。かかる変動幅を超える場合には、光学的な均質性
を確保することが困難となるため好ましくない。
【００１４】また、前記プラズマエッチング処理前後で
の波長２３０〜３００ｎｍの範囲の吸光係数の増加は、
０．００５ｃｍ-1以下であることが好ましい。ここに、
吸光係数αは、透過光量をＩ、入射光量をＩo 、反射率
をＲ、ガラス基板の厚みをｔ（ｃｍ）とした時に、 Ｉ／Ｉo ＝（１−Ｒ）2 ・ｅｘｐ（−α・ｔ）で定義さ
れる値である。
の波長２３０〜３００ｎｍの範囲の吸光係数の増加は、
０．００５ｃｍ-1以下であることが好ましい。ここに、
吸光係数αは、透過光量をＩ、入射光量をＩo 、反射率
をＲ、ガラス基板の厚みをｔ（ｃｍ）とした時に、 Ｉ／Ｉo ＝（１−Ｒ）2 ・ｅｘｐ（−α・ｔ）で定義さ
れる値である。
【００１５】ここに、吸光係数の増加が、０．００５ｃ
ｍ-1以下であれば、これに伴う蛍光発光も、入射光量の
１０万分の１から１００万分の１程度となり、実用上の
問題を生じない。かかる範囲を逸脱する場合には、色調
の変化や着色などを惹き起こし好ましくない。
ｍ-1以下であれば、これに伴う蛍光発光も、入射光量の
１０万分の１から１００万分の１程度となり、実用上の
問題を生じない。かかる範囲を逸脱する場合には、色調
の変化や着色などを惹き起こし好ましくない。
【００１６】かかる石英ガラス基板の製造方法として
は、上記の項目を満足していれば特に制約はないが、例
えば、予めガラス形成原料を加熱加水分解して得られる
石英ガラス微粒子を基材に堆積・成長させた多孔質石英
ガラス体を透明ガラス化する温度以下の温度域で水蒸気
分圧の低い雰囲気中に一定時間加熱保持した後、透明ガ
ラス化温度に昇温加熱して透明ガラス化して石英ガラス
体とする方法により作成することが可能である。
は、上記の項目を満足していれば特に制約はないが、例
えば、予めガラス形成原料を加熱加水分解して得られる
石英ガラス微粒子を基材に堆積・成長させた多孔質石英
ガラス体を透明ガラス化する温度以下の温度域で水蒸気
分圧の低い雰囲気中に一定時間加熱保持した後、透明ガ
ラス化温度に昇温加熱して透明ガラス化して石英ガラス
体とする方法により作成することが可能である。
【００１７】用いられるガラス形成原料としては、ガス
化可能な原料であれば特に制限されるものではないが、
ＳｉＣｌ4 ，ＳｉＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3）Ｃｌ3 等の塩化物、ＳｉＦ4 、ＳｉＨＦ3 ，Ｓｉ
Ｈ2Ｆ2 等のフッ化物、ＳｉＢｒ4 ，ＳｉＨＢｒ3 等の
臭化物、ＳｉＩ4 の沃化物などのハロゲン化珪素化合物
が作業性やコストの面から好ましい。多孔質石英ガラス
体は、これらのガラス形成原料を通常の酸水素火炎中で
加水分解し、基材上に堆積させて形成される。このよう
にして得られた多孔質石英ガラス体は、ついで低水蒸気
分圧雰囲気下で一定時間加熱保持された後、透明ガラス
化温度まで昇温されて透明ガラス化して石英ガラスとな
る。
化可能な原料であれば特に制限されるものではないが、
ＳｉＣｌ4 ，ＳｉＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、Ｓｉ（Ｃ
Ｈ3）Ｃｌ3 等の塩化物、ＳｉＦ4 、ＳｉＨＦ3 ，Ｓｉ
Ｈ2Ｆ2 等のフッ化物、ＳｉＢｒ4 ，ＳｉＨＢｒ3 等の
臭化物、ＳｉＩ4 の沃化物などのハロゲン化珪素化合物
が作業性やコストの面から好ましい。多孔質石英ガラス
体は、これらのガラス形成原料を通常の酸水素火炎中で
加水分解し、基材上に堆積させて形成される。このよう
にして得られた多孔質石英ガラス体は、ついで低水蒸気
分圧雰囲気下で一定時間加熱保持された後、透明ガラス
化温度まで昇温されて透明ガラス化して石英ガラスとな
る。
【００１８】すなわち、例えば、多孔質体は雰囲気制御
可能な電気炉内に予め装着された後、一定の昇温速度で
加熱される。ついで所定の温度に到達の後、乾燥ガスを
雰囲気中に導入し、多孔質体が接する雰囲気を置換する
ことにより雰囲気中の水蒸気分圧を所定値以下に低減さ
せる。その水蒸気分圧としては、０．００２ｍｍＨｇ以
下であることが好ましく、これ以上の場合には最終的に
得られる石英ガラス中のＯＨ量を低減させることが困難
なため好ましくない。
可能な電気炉内に予め装着された後、一定の昇温速度で
加熱される。ついで所定の温度に到達の後、乾燥ガスを
雰囲気中に導入し、多孔質体が接する雰囲気を置換する
ことにより雰囲気中の水蒸気分圧を所定値以下に低減さ
せる。その水蒸気分圧としては、０．００２ｍｍＨｇ以
下であることが好ましく、これ以上の場合には最終的に
得られる石英ガラス中のＯＨ量を低減させることが困難
なため好ましくない。
【００１９】また加熱保持する温度域としては、８００
〜１２５０℃の範囲内が好ましく、この温度域以下の温
度では実質的な効果が得られず、またこの温度域以上の
温度では多孔質体の表面のガラス化が進行するため、多
孔質体内部を所望の低水蒸気分圧雰囲気に置換すること
ができず好ましくない。
〜１２５０℃の範囲内が好ましく、この温度域以下の温
度では実質的な効果が得られず、またこの温度域以上の
温度では多孔質体の表面のガラス化が進行するため、多
孔質体内部を所望の低水蒸気分圧雰囲気に置換すること
ができず好ましくない。
【００２０】また、この温度域であれば、加熱処理の方
法としては、一定温度に保持しても良く、またこの温度
域内を所定の時間の範囲内で昇温させながら処理しても
良い。またこの温度域での保持時間は、保持温度に依存
するため一概に規定することはできないが１〜３０時間
程度が好ましく、これ未満の場合には、実質的な効果が
なく、またこれより長時間かけた場合にもその効果は変
わらないために生産効率等を考慮に入れると好ましくな
い。
法としては、一定温度に保持しても良く、またこの温度
域内を所定の時間の範囲内で昇温させながら処理しても
良い。またこの温度域での保持時間は、保持温度に依存
するため一概に規定することはできないが１〜３０時間
程度が好ましく、これ未満の場合には、実質的な効果が
なく、またこれより長時間かけた場合にもその効果は変
わらないために生産効率等を考慮に入れると好ましくな
い。
【００２１】また、乾燥ガスとしては、窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等を通常用いることができるが、乾燥ガス
として使用できれば必ずしもこれらのガスに限定される
ものではない。ついでこのような加熱処理の後、多孔質
ガラス体はガラス化温度まで昇温されてガラス化され
る。ガラス化温度としては、１３５０〜１５００℃の範
囲から採用することが好ましい。更に、加熱処理とガラ
ス化処理は、それぞれ別の加熱装置で行われてもかまわ
ないが、その場合には、移送時に水分が吸着したりする
ことを防止する等の処置を講じることが好ましい。した
がって、さらに好ましい実施態様としては、加熱処理と
ガラス化を同一の設備で行うことが好ましい。
ム、アルゴン等を通常用いることができるが、乾燥ガス
として使用できれば必ずしもこれらのガスに限定される
ものではない。ついでこのような加熱処理の後、多孔質
ガラス体はガラス化温度まで昇温されてガラス化され
る。ガラス化温度としては、１３５０〜１５００℃の範
囲から採用することが好ましい。更に、加熱処理とガラ
ス化処理は、それぞれ別の加熱装置で行われてもかまわ
ないが、その場合には、移送時に水分が吸着したりする
ことを防止する等の処置を講じることが好ましい。した
がって、さらに好ましい実施態様としては、加熱処理と
ガラス化を同一の設備で行うことが好ましい。
【００２２】こうして得られた石英ガラス体を軟化点以
上の温度に加熱し、所望の形状に成形加工を行い石英ガ
ラスインゴットを製造する。成形加工の温度域は、１６
５０〜１８００℃の範囲から選択することが好ましい。
１６５０℃未満の温度では石英ガラスの粘度が高いた
め、実質的に自重変形が行われず、またＳｉ０2 の結晶
相であるクリストバライトの成長がおこりいわゆる失透
が生じるため好ましくなく、１８００℃を超える温度で
は、ＳｉＯ2 の昇華が無視できなくなり好ましくない。
また、石英ガラス体の自重変形を行わせる方向は、特に
規定されないが多孔質ガラス体の成長方向と同一である
ことが好ましい。
上の温度に加熱し、所望の形状に成形加工を行い石英ガ
ラスインゴットを製造する。成形加工の温度域は、１６
５０〜１８００℃の範囲から選択することが好ましい。
１６５０℃未満の温度では石英ガラスの粘度が高いた
め、実質的に自重変形が行われず、またＳｉ０2 の結晶
相であるクリストバライトの成長がおこりいわゆる失透
が生じるため好ましくなく、１８００℃を超える温度で
は、ＳｉＯ2 の昇華が無視できなくなり好ましくない。
また、石英ガラス体の自重変形を行わせる方向は、特に
規定されないが多孔質ガラス体の成長方向と同一である
ことが好ましい。
【００２３】こうして得られる石英ガラスインゴット
は、さらに研削加工、スライス加工、研磨加工を経て、
基板とされる。なお、透過率の改善のために、必要に応
じてスライスした基板を水素を含む雰囲気中で熱処理し
ても良い。
は、さらに研削加工、スライス加工、研磨加工を経て、
基板とされる。なお、透過率の改善のために、必要に応
じてスライスした基板を水素を含む雰囲気中で熱処理し
ても良い。
【００２４】以上のような工程を経て得られる石英ガラ
スは、石英ガラス中に含有されるＯＨ量が１００ｐｐｍ
以下であり、該ガラス中のＯＨ量の変動幅がほとんどの
領域に於いて±５ｐｐｍ以内であって均質性に優れる石
英ガラスである。
スは、石英ガラス中に含有されるＯＨ量が１００ｐｐｍ
以下であり、該ガラス中のＯＨ量の変動幅がほとんどの
領域に於いて±５ｐｐｍ以内であって均質性に優れる石
英ガラスである。
【００２５】また、本発明の石英ガラスは、ガラス形成
原料として高純度な合成原料が使用可能なこと、溶融工
程を経ないためルツボ等からの不純物の混入がないこと
等から、鉄、ニッケル等の重金属元素やナトリウム、カ
リウム等のアルカリ金属元素の不純物総量が１ｐｐｍ以
下と極めて高純度であり、これをポリシリコンＴＦＴ製
造用に供した場合、高温処理を経ても不純物がシリコン
膜その他の部位に拡散・劣化させることがない。
原料として高純度な合成原料が使用可能なこと、溶融工
程を経ないためルツボ等からの不純物の混入がないこと
等から、鉄、ニッケル等の重金属元素やナトリウム、カ
リウム等のアルカリ金属元素の不純物総量が１ｐｐｍ以
下と極めて高純度であり、これをポリシリコンＴＦＴ製
造用に供した場合、高温処理を経ても不純物がシリコン
膜その他の部位に拡散・劣化させることがない。
【００２６】以下、本発明の詳細についてさらに実施例
により説明するが、当然のことながら本発明の内容はこ
れら実施例に限定されるものではない。
により説明するが、当然のことながら本発明の内容はこ
れら実施例に限定されるものではない。
【００２７】
［実施例１］公知の方法により、ＳｉＣｌ4 を酸水素火
炎中で加熱加水分解させて形成された直径３５ｃｍ，長
さ１００ｃｍの多孔質石英ガラス体を室温で雰囲気制御
可能な電気炉内に設置した。ついで露点温度−７０℃の
窒素ガスで電気炉内雰囲気を置換した後、露点温度−７
０℃の窒素ガスを流しながら５００℃／ｈｒの昇温速度
で１０００℃まで昇温した。
炎中で加熱加水分解させて形成された直径３５ｃｍ，長
さ１００ｃｍの多孔質石英ガラス体を室温で雰囲気制御
可能な電気炉内に設置した。ついで露点温度−７０℃の
窒素ガスで電気炉内雰囲気を置換した後、露点温度−７
０℃の窒素ガスを流しながら５００℃／ｈｒの昇温速度
で１０００℃まで昇温した。
【００２８】引き続き昇温速度を５０℃／ｈｒとし、１
２５０℃まで昇温して、その温度で１０ｈｒ保持した。
こうして得られた熱処理済みの多孔質石英ガラス体を透
明ガラス化のための炉内最高温度が１４５０℃に制御さ
れた電気炉内上部に設置し、炉内を露点温度が−７０℃
のヘリウムガスで置換した後、８０ｃｍ／ｈｒの速度で
下降させながら最高温度域を通過させて透明ガラス化を
行った。
２５０℃まで昇温して、その温度で１０ｈｒ保持した。
こうして得られた熱処理済みの多孔質石英ガラス体を透
明ガラス化のための炉内最高温度が１４５０℃に制御さ
れた電気炉内上部に設置し、炉内を露点温度が−７０℃
のヘリウムガスで置換した後、８０ｃｍ／ｈｒの速度で
下降させながら最高温度域を通過させて透明ガラス化を
行った。
【００２９】こうして得られた透明石英ガラスを、カー
ボン製発熱体を有する電気炉内で、軟化点以上の１７５
０℃に加熱して自重変形を行わせ、１７０φ×４００ｍ
ｍの円柱インゴット形状に成形した。こうして得られた
石英ガラスインゴットの長手方向の中心部より、１７０
φ×５７ｍｍの石英ガラスインゴットを切り出し、形状
を揃えるために円筒研削を行い、１６０φとした後、精
密干渉計（ＺｙｇｏIV）により屈折率分布を評価した。
ボン製発熱体を有する電気炉内で、軟化点以上の１７５
０℃に加熱して自重変形を行わせ、１７０φ×４００ｍ
ｍの円柱インゴット形状に成形した。こうして得られた
石英ガラスインゴットの長手方向の中心部より、１７０
φ×５７ｍｍの石英ガラスインゴットを切り出し、形状
を揃えるために円筒研削を行い、１６０φとした後、精
密干渉計（ＺｙｇｏIV）により屈折率分布を評価した。
【００３０】またＯＨ量分布は、１７０φ×４００ｍｍ
石英ガラスインゴットより屈折率分布を評価した部分の
すぐ隣の場所より、２ｍｍ厚みのガラス板を切り出し日
本分光社製簡易ＦＴＩＲ装置により３７００ｃｍ-1の吸
収により定量した。Ｃｌ含有量は得られた石英ガラスを
アルカリ溶融したのち、イオンクロマトグラフィー法に
より定量した。また、徐冷点は、サンプルサイズ２．４
ｍｍ×５ｍｍ×６０ｍｍのサンプルを切り出し、スパン
５２ｍｍで、ビームベンディング法により測定した。結
果を表１に示す。
石英ガラスインゴットより屈折率分布を評価した部分の
すぐ隣の場所より、２ｍｍ厚みのガラス板を切り出し日
本分光社製簡易ＦＴＩＲ装置により３７００ｃｍ-1の吸
収により定量した。Ｃｌ含有量は得られた石英ガラスを
アルカリ溶融したのち、イオンクロマトグラフィー法に
より定量した。また、徐冷点は、サンプルサイズ２．４
ｍｍ×５ｍｍ×６０ｍｍのサンプルを切り出し、スパン
５２ｍｍで、ビームベンディング法により測定した。結
果を表１に示す。
【００３１】また、上記の石英ガラスインゴットからサ
ンプルを切り出し、１００％水素雰囲気中で１０００
℃、１４時間の熱処理をした後、研磨して３０ｍｍの厚
さに整えた後透過率を測定した。ついで、東京応化製ド
ライエッチャー（Ｓ−６００）を用い、酸素／四塩化炭
素プラズマ（０．３５ｔｏｒｒ、２００Ｗ）中で５分間
のプラズマエッチング処理を行い、透過率を測定した。
プラズマエッチング処理前後での２３０〜３００ｎｍの
範囲での透過率の減少は０．５％であり、この値から換
算して吸光係数の増加は、０．００２ｃｍ-1であった。
ンプルを切り出し、１００％水素雰囲気中で１０００
℃、１４時間の熱処理をした後、研磨して３０ｍｍの厚
さに整えた後透過率を測定した。ついで、東京応化製ド
ライエッチャー（Ｓ−６００）を用い、酸素／四塩化炭
素プラズマ（０．３５ｔｏｒｒ、２００Ｗ）中で５分間
のプラズマエッチング処理を行い、透過率を測定した。
プラズマエッチング処理前後での２３０〜３００ｎｍの
範囲での透過率の減少は０．５％であり、この値から換
算して吸光係数の増加は、０．００２ｃｍ-1であった。
【００３２】［実施例２］実施例１と同一の方法で作成
した石英ガラスインゴットからサンプルを切りだし、水
素雰囲気の水素濃度が３０％であること以外は実施例１
と同様の後処理を行い、プラズマエッチング前後での透
過率の変化を測定したところ、透過率の減少は１％であ
り、この値から換算して吸光係数の増加は０．００４ｃ
ｍ-1であった。
した石英ガラスインゴットからサンプルを切りだし、水
素雰囲気の水素濃度が３０％であること以外は実施例１
と同様の後処理を行い、プラズマエッチング前後での透
過率の変化を測定したところ、透過率の減少は１％であ
り、この値から換算して吸光係数の増加は０．００４ｃ
ｍ-1であった。
【００３３】［比較例］１２５０℃での熱処理を行わな
いほかは、実施例１と同一の方法で作製した石英ガラス
インゴットの屈折率分布、ＯＨ量分布幅、Ｃｌ含有量、
および徐冷点を表１に示す。
いほかは、実施例１と同一の方法で作製した石英ガラス
インゴットの屈折率分布、ＯＨ量分布幅、Ｃｌ含有量、
および徐冷点を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【発明の効果】上述したように、本発明のポリシリコン
ＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板は、徐冷点が高く、耐
熱性に優れ、かつプラズマエッチング処理前後での短波
長側の可視光の吸光係数の増加が小さく、実質的に蛍光
発光が無い優れた特徴を有する。また、本発明のポリシ
リコンＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板は光学的均質性
にも優れた特徴を有する。
ＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板は、徐冷点が高く、耐
熱性に優れ、かつプラズマエッチング処理前後での短波
長側の可視光の吸光係数の増加が小さく、実質的に蛍光
発光が無い優れた特徴を有する。また、本発明のポリシ
リコンＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板は光学的均質性
にも優れた特徴を有する。
Claims (3)
- 【請求項１】ハロゲン含有量が１０ｐｐｍ以下、ＯＨ含
有量が１００ｐｐｍ以下、重金属およびアルカリの含有
量の総計が１ｐｐｍ以下であって、徐冷点が１１５０℃
以上であることを特徴とするポリシリコンＴＦＴ式ＬＣ
Ｄ用石英ガラス基板。 - 【請求項２】請求項１記載のポリシリコンＴＦＴ用石英
ガラス基板において、基板面内の屈折率の変動幅が５×
１０-6以下であることを特徴とするポリシリコンＴＦＴ
式ＬＣＤ用石英ガラス基板。 - 【請求項３】請求項１または２記載のポリシリコンＴＦ
Ｔ式ＬＣＤ用石英ガラス基板において、該石英ガラス基
板をプラズマエッチング処理したとき、該処理の前後で
の波長２３０〜３００ｎｍの範囲の吸光係数の増加が、
０．００５ｃｍ-1以下であることを特徴とするポリシリ
コンＴＦＴ式ＬＣＤ用石英ガラス基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3327149A JP2814805B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | ポリシリコンｔｆｔ式ｌｃｄ用石英ガラス基板 |
| US07/912,776 US5330941A (en) | 1991-07-24 | 1992-07-13 | Quartz glass substrate for polysilicon thin film transistor liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3327149A JP2814805B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | ポリシリコンｔｆｔ式ｌｃｄ用石英ガラス基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139775A true JPH05139775A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2814805B2 JP2814805B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=18195861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3327149A Expired - Fee Related JP2814805B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-11-15 | ポリシリコンｔｆｔ式ｌｃｄ用石英ガラス基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2814805B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6376401B1 (en) | 1998-09-07 | 2002-04-23 | Tosoh Corporation | Ultraviolet ray-transparent optical glass material and method of producing same |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP3327149A patent/JP2814805B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6376401B1 (en) | 1998-09-07 | 2002-04-23 | Tosoh Corporation | Ultraviolet ray-transparent optical glass material and method of producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2814805B2 (ja) | 1998-10-27 |
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