JPS5855346A - アルカリ金属を含むガラスの表面処理方法 - Google Patents
アルカリ金属を含むガラスの表面処理方法Info
- Publication number
- JPS5855346A JPS5855346A JP15229281A JP15229281A JPS5855346A JP S5855346 A JPS5855346 A JP S5855346A JP 15229281 A JP15229281 A JP 15229281A JP 15229281 A JP15229281 A JP 15229281A JP S5855346 A JPS5855346 A JP S5855346A
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- Japan
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- silica
- glass
- silica film
- film
- alkali metal
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- Granted
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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガラスの表面にシリカ膜を形成させる表面処理
法に関する。
法に関する。
更に詳細には、ガラスを珪弗化水素酸のシリカ飽和水溶
液にホウ酸を添加した処理液に浸漬することにより該ガ
ラス表面上にシリカ膜を形成させた後、加熱処理する表
面処理法に関する。
液にホウ酸を添加した処理液に浸漬することにより該ガ
ラス表面上にシリカ膜を形成させた後、加熱処理する表
面処理法に関する。
一般に液晶ｔエレクトロルミネツ七ンス、エレクトロク
ロミックなど各種ディスプレイパネル基板や半導体ウェ
ハー分野でのハードマスク基板にガラス基板が用いられ
ている。
ロミックなど各種ディスプレイパネル基板や半導体ウェ
ハー分野でのハードマスク基板にガラス基板が用いられ
ている。
これらのガラス基板には、表面が化学的に安定な石英ガ
ラス等を用いるのが好ましいが、価格が高価となるため
、通常はナトリウム等のアルカリ金属を含むガラスを使
用することが多い。
ラス等を用いるのが好ましいが、価格が高価となるため
、通常はナトリウム等のアルカリ金属を含むガラスを使
用することが多い。
しかしながらナトリウム等のアルカリ金属を含むガラス
は長期の間には、その表面にアルカリ金属が析出して、
そのガラスを基板として用いた液晶表示パネルあるいは
ハードマスク等の機能に悪影響を及ぼす。例えば、液晶
表示パネルの基板にナトリウムを含むガラスを用いると
ガラス基板の表面に析出したナトリウムが液晶中に溶出
して液晶を劣化させ、ひいては液晶表示パネルの寿命を
短くする。また基板上に電極を形成した場合に溶出した
ガラス中のアルカリ金属によって基板面の絶縁抵抗が低
下してディスプレイのコントラストを悪くする原因とも
なる。
は長期の間には、その表面にアルカリ金属が析出して、
そのガラスを基板として用いた液晶表示パネルあるいは
ハードマスク等の機能に悪影響を及ぼす。例えば、液晶
表示パネルの基板にナトリウムを含むガラスを用いると
ガラス基板の表面に析出したナトリウムが液晶中に溶出
して液晶を劣化させ、ひいては液晶表示パネルの寿命を
短くする。また基板上に電極を形成した場合に溶出した
ガラス中のアルカリ金属によって基板面の絶縁抵抗が低
下してディスプレイのコントラストを悪くする原因とも
なる。
従来、アルカリ金属を含むガラスの表面にアルカリが析
出するのを防止するために真空蒸着法による５ｉｎ２の
コーティングが用いられてきたが、真空蒸着法では、装
置が高価であるためコスト高となり、又小さなガラスし
か処理できないという欠点があった。
出するのを防止するために真空蒸着法による５ｉｎ２の
コーティングが用いられてきたが、真空蒸着法では、装
置が高価であるためコスト高となり、又小さなガラスし
か処理できないという欠点があった。
本発明者らは、従来法の上記問題を回避し得る新たなガ
ラスの表面コート法を検討する過程で、シリカを飽和し
た／ 、 ｊ ｍｏｌ／ｌの珪弗化水素酸水溶液／ｌに
つきホウ酸を／Ｊ Ｘ ／ Ｏｍｏ１４以上添加した処
理液にガラスを浸漬すると、表面に均一で反射率の小さ
い膜が生成するのを見い出した。
ラスの表面コート法を検討する過程で、シリカを飽和し
た／ 、 ｊ ｍｏｌ／ｌの珪弗化水素酸水溶液／ｌに
つきホウ酸を／Ｊ Ｘ ／ Ｏｍｏ１４以上添加した処
理液にガラスを浸漬すると、表面に均一で反射率の小さ
い膜が生成するのを見い出した。
そこでＸ線光電子分光スペクトル（ＸＰＳ）を用いて表
面から深さ方向へ上記膜の組成分布を測定したところ、
ある深さまではｌＪ、ａ、Ｑａは検出されず、Ｓｉのみ
が検出され、表面に生成した膜がシリカ膜であることが
確認された。このようにして形成されたシリカ膜による
ガラス中からのアルカリ溶出防止効果を調べるためガラ
ス基板を２３０℃に加熱し゛てガラスの厚み方向に１０
０ Ｖの電圧。をかけたところ、２時間で表面に白い斑
点の発生が認められ、この斑点部分をＸＭＡで測定する
とＮａの化合物であった。一方、上記処理液に浸漬処理
したガラスは７０時間後においても何ら表面に変化が認
められずアルカリの溶出防止に対して大きな効果のある
ことがわかった。
面から深さ方向へ上記膜の組成分布を測定したところ、
ある深さまではｌＪ、ａ、Ｑａは検出されず、Ｓｉのみ
が検出され、表面に生成した膜がシリカ膜であることが
確認された。このようにして形成されたシリカ膜による
ガラス中からのアルカリ溶出防止効果を調べるためガラ
ス基板を２３０℃に加熱し゛てガラスの厚み方向に１０
０ Ｖの電圧。をかけたところ、２時間で表面に白い斑
点の発生が認められ、この斑点部分をＸＭＡで測定する
とＮａの化合物であった。一方、上記処理液に浸漬処理
したガラスは７０時間後においても何ら表面に変化が認
められずアルカリの溶出防止に対して大きな効果のある
ことがわかった。
更に生成したシリカ膜を加熱処理すると強固な膜となり
一層良好なアルカリ溶出防止効果が得られることを見出
した。
一層良好なアルカリ溶出防止効果が得られることを見出
した。
本発明は、上記知見に基づいて完成したものであり、ア
ルカリ金属を含むガラスを珪弗化水素酸のシリカ飽和水
溶液にホウ酸を添加した処理液に浸漬してシリカ被膜を
形成後、加熱処理することを要旨とする。
ルカリ金属を含むガラスを珪弗化水素酸のシリカ飽和水
溶液にホウ酸を添加した処理液に浸漬してシリカ被膜を
形成後、加熱処理することを要旨とする。
本発明による処理法は減圧空間を必要とせず、安価な設
備で大型のガラス板も簡単に処理できる点で真空蒸着法
あるいはスパッタリング法よりもすぐれている。
備で大型のガラス板も簡単に処理できる点で真空蒸着法
あるいはスパッタリング法よりもすぐれている。
また本発明によれば、添加するホウ酸量、処理時間を変
えることにより任意の厚みのシリカ膜を生成することが
可能である。また処理液の珪弗化水素酸濃度、処理温度
を変えるとシリカ膜の生成速度は変化する。
えることにより任意の厚みのシリカ膜を生成することが
可能である。また処理液の珪弗化水素酸濃度、処理温度
を変えるとシリカ膜の生成速度は変化する。
従って、所定の膜厚を得るための処理条件は、任意に設
定することができる。
定することができる。
ただし、使用する珪弗化水素酸の濃度はあまり薄いと所
定の膜厚を得るまでに長時間ががり、またあまり濃度が
大になると形成されるシリカ膜の表面が一様で無くなる
ので濃度はｏ、！ないし３．０ ｍｏ／／／、より好ま
しくはｌＮコ、ｊ ｍｏｌ／ｌの範囲内とするのがよい
。また添加するホウ酸の量は、あまり少ないとシリカが
表面に析出せず一方あまり添加量を多くすると液中に５
ｉｎ２の沈澱物を生じるとともに表面均一な膜ができに
くくなるので１．ｊ×１０−２ないしｊ、ＯＸ ／ ０
−２ｍｏｌ／ｌ ノ範囲内トｔ ルのが望ましい。
定の膜厚を得るまでに長時間ががり、またあまり濃度が
大になると形成されるシリカ膜の表面が一様で無くなる
ので濃度はｏ、！ないし３．０ ｍｏ／／／、より好ま
しくはｌＮコ、ｊ ｍｏｌ／ｌの範囲内とするのがよい
。また添加するホウ酸の量は、あまり少ないとシリカが
表面に析出せず一方あまり添加量を多くすると液中に５
ｉｎ２の沈澱物を生じるとともに表面均一な膜ができに
くくなるので１．ｊ×１０−２ないしｊ、ＯＸ ／ ０
−２ｍｏｌ／ｌ ノ範囲内トｔ ルのが望ましい。
又、浸漬処理後の加熱処理条件は濃度が高い程、性能は
向上するがガラス基板の耐熱性から一般にｓ ｓ ｏ
’ｃ前後が限度である。下限については、要求される品
質に応じて選択することができるが、３００″Ｃ以上が
好ましい＠ 加熱時間は、特に限定しないが１０−４０分で十分であ
る。
向上するがガラス基板の耐熱性から一般にｓ ｓ ｏ
’ｃ前後が限度である。下限については、要求される品
質に応じて選択することができるが、３００″Ｃ以上が
好ましい＠ 加熱時間は、特に限定しないが１０−４０分で十分であ
る。
なお、本発明の処理法はガラス表面にシリカを生成する
ものでありガラス組成は特に限定しない。
ものでありガラス組成は特に限定しない。
本発明方法によりガラス上に強固なシリカ膜が形成され
る理由については今のところ十分解明されていないが、
珪弗化水素酸中の弗素と添加したホウ酸、とが反応して
生成した５ｉ０２がガラス表面に析出付着し、これを熱
処理することにより含まれるＯＨ基が脱水反応して５ｉ
０２の結合が増加するものと推測される。
る理由については今のところ十分解明されていないが、
珪弗化水素酸中の弗素と添加したホウ酸、とが反応して
生成した５ｉ０２がガラス表面に析出付着し、これを熱
処理することにより含まれるＯＨ基が脱水反応して５ｉ
０２の結合が増加するものと推測される。
以下に実施例を述べる。
実施例１
組成が５ｉ０２ニア２．１重量％ ｗ Ａｌ２Ｏ３：
／、 ７Ａ重量％ ＊ ＭｇＯ： ４’、□Ｊ重量％
、 ＣａＯ： ７．．２７重量％ ＊ Ｎａ２Ｏ： ／
Ｊ、／重量％、 Ｋ２Ｏ： ０．７９重量％である厚み
／ ｍ／ｍで１００ｍ角の大きさの板ガラスを表面の汚
れを除去するためにＯＪ％ＨＦ液に１０分間浸漬し、水
洗後、処理液／ｌに対してコ、ｔＸ１０″″２ｍｏｌの
ホウ酸を添加した／、！ｒｎｏｌ／７１のシリカ飽和珪
弗化水素酸水溶液にＪ ｊ ”Ｃでｒｑｏ分浸潰したと
ころ表面に約／コＯＯＡの厚みのシリカ膜が生成した。
／、 ７Ａ重量％ ＊ ＭｇＯ： ４’、□Ｊ重量％
、 ＣａＯ： ７．．２７重量％ ＊ Ｎａ２Ｏ： ／
Ｊ、／重量％、 Ｋ２Ｏ： ０．７９重量％である厚み
／ ｍ／ｍで１００ｍ角の大きさの板ガラスを表面の汚
れを除去するためにＯＪ％ＨＦ液に１０分間浸漬し、水
洗後、処理液／ｌに対してコ、ｔＸ１０″″２ｍｏｌの
ホウ酸を添加した／、！ｒｎｏｌ／７１のシリカ飽和珪
弗化水素酸水溶液にＪ ｊ ”Ｃでｒｑｏ分浸潰したと
ころ表面に約／コＯＯＡの厚みのシリカ膜が生成した。
次いで上記のようにして生成したシリカ膜を、３ｊＯ℃
で３０分間熱処理したものをＡ試料、ＳＯＯｏＣで３０
分間熱処理したものをＢ試料とし、両試料を、ｓｓ％濃
度弗酸ココ、ｔｇ、水ｑｏｏｃａ、ｔ。
で３０分間熱処理したものをＡ試料、ＳＯＯｏＣで３０
分間熱処理したものをＢ試料とし、両試料を、ｓｓ％濃
度弗酸ココ、ｔｇ、水ｑｏｏｃａ、ｔ。
％硝酸ｌｊｇから成る。２２°Ｃの混合エツチング液に
浸漬してシリカ膜の侵食深さを測定した。その結果、浸
漬３分後におけるＡ試料のシリカ膜の侵食深さはｔｓｏ
ＡでＢ試料のシリカ膜の侵食深さは３３０ Ａであっ
た。
浸漬してシリカ膜の侵食深さを測定した。その結果、浸
漬３分後におけるＡ試料のシリカ膜の侵食深さはｔｓｏ
ＡでＢ試料のシリカ膜の侵食深さは３３０ Ａであっ
た。
また比較例として熱処理を施さない試料を上記エツチン
グ液に３分間浸漬したところ／１００ Ａの深さまでシ
リカ膜が侵食された。
グ液に３分間浸漬したところ／１００ Ａの深さまでシ
リカ膜が侵食された。
以上の結果から本発明に係る熱処理で耐侵食性に優れた
強いシリカ膜が得られることが確認された０ 実施例コ 実施例１と同様にして厚み７ｍ１ｍでｉｏａｍ角の大き
さのガラス板をホウ酸添加のシリカ飽和理非↓ 化水素酸水溶液に３５°ＣでｒｔＩｏ浸漬してガラス板
表面に約１ｓｏｏｈの厚みのシリカ膜を形成し、このよ
うにして得た試料をコｏｏ”ｃ、ｓｏｏ℃。
強いシリカ膜が得られることが確認された０ 実施例コ 実施例１と同様にして厚み７ｍ１ｍでｉｏａｍ角の大き
さのガラス板をホウ酸添加のシリカ飽和理非↓ 化水素酸水溶液に３５°ＣでｒｔＩｏ浸漬してガラス板
表面に約１ｓｏｏｈの厚みのシリカ膜を形成し、このよ
うにして得た試料をコｏｏ”ｃ、ｓｏｏ℃。
ｔｔｏｏ℃、ＳＯＯ℃＋ｊ ｊ Ｏ″Ｃでそれぞれ３０
分熱処理し、熱処理後、常温まで冷却してシリカ膜表面
を洗滌、乾燥させた後、シリカ膜上にスズをドープした
インジュームの導電膜をスパッター法で付着させ、電極
間距離ｌダＯμｍのくし型電極を形成し、電極間に電圧
を印加して本発明によるシリカ膜の電気絶縁性能を調べ
た。
分熱処理し、熱処理後、常温まで冷却してシリカ膜表面
を洗滌、乾燥させた後、シリカ膜上にスズをドープした
インジュームの導電膜をスパッター法で付着させ、電極
間距離ｌダＯμｍのくし型電極を形成し、電極間に電圧
を印加して本発明によるシリカ膜の電気絶縁性能を調べ
た。
印加電圧は交流ｊＶ、測定周波数コＫＨ２とし、性能試
験の加速のために全試料について上記導電膜をｓｏｏ”
ｃ、３ｏ分熱処理した後、相対湿度９０％の雰囲気中で
シリカ膜の表面抵抗を測定した。
験の加速のために全試料について上記導電膜をｓｏｏ”
ｃ、３ｏ分熱処理した後、相対湿度９０％の雰囲気中で
シリカ膜の表面抵抗を測定した。
その結果を第１表に示す。
第１表の結果から、本発明に係る熱処理によりシリカ膜
の電気絶縁性能が大幅に向上することがわかる。
の電気絶縁性能が大幅に向上することがわかる。
第 ｌ 表
Claims (1)
- アルカリ金属を含むガラスを珪弗化水素酸のシリカ飽和
水溶液にホウ酸を添加した処理液に浸漬することにより
該ガラス表面上にシリカ膜を生成し、次いでこのシリカ
膜を加熱処理することを特徴とするアルカリ金属を含む
ガラスの表面処理方法０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15229281A JPS5855346A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | アルカリ金属を含むガラスの表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15229281A JPS5855346A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | アルカリ金属を含むガラスの表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855346A true JPS5855346A (ja) | 1983-04-01 |
| JPH0132172B2 JPH0132172B2 (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=15537334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15229281A Granted JPS5855346A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | アルカリ金属を含むガラスの表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855346A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62235235A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Kayaku Co Ltd | フツ酸からガラス製装置を保護する方法 |
| US4929980A (en) * | 1987-12-10 | 1990-05-29 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Document support table with lubricant and method for forming the same |
| US5162136A (en) * | 1988-08-01 | 1992-11-10 | Blum Yigal D | Process for increasing strength of glass by forming ceramic coating on glass surface |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB626810A (en) * | 1946-08-16 | 1949-07-21 | Rca Corp | Process of depositing silica films |
| US2490662A (en) * | 1946-09-21 | 1949-12-06 | Rca Corp | Skeletonizing glass |
| JPS5845135A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 反射防止ガラスの劣化防止方法 |
-
1981
- 1981-09-25 JP JP15229281A patent/JPS5855346A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB626810A (en) * | 1946-08-16 | 1949-07-21 | Rca Corp | Process of depositing silica films |
| US2490662A (en) * | 1946-09-21 | 1949-12-06 | Rca Corp | Skeletonizing glass |
| JPS5845135A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 反射防止ガラスの劣化防止方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62235235A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Kayaku Co Ltd | フツ酸からガラス製装置を保護する方法 |
| US4929980A (en) * | 1987-12-10 | 1990-05-29 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Document support table with lubricant and method for forming the same |
| US5162136A (en) * | 1988-08-01 | 1992-11-10 | Blum Yigal D | Process for increasing strength of glass by forming ceramic coating on glass surface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0132172B2 (ja) | 1989-06-29 |
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