KR101329633B1 - 글래스 기판의 제조 방법 - Google Patents

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니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 글래스 기판은 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상이며, 또한 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 80%이상인 것을 특징으로 한다.

Description

글래스 기판의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING GLASS SUBSTRATE}
본 발명은 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로루미네센스(EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 각종 전자 방출 소자를 갖는 각종 형식의 필드 이미션 디스플레이(FED) 등의 플랫 패널 디스플레이용 기판에 적절한 글래스 기판에 관한 것이다.
박막 트랜지스터형 액티브 매트릭스 LCD(TFT-LCD) 등의 전자 디바이스는 박형이고 소비 전력도 적기 때문에 카 네비게이션, 디지털 카메라의 파인더, 또는 퍼스콘의 모니터, 텔레비전 등의 여러가지 용도에 사용되고 있다.
일반적으로, TFT-LCD용 글래스 기판의 재질로서 실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는 알루미노규산 글래스가 사용되고 있고, 지금까지 여러가지 글래스 조성이 제안되어 있다(특허문헌1~3 참조).
그런데, TFT-LCD 패널 메이커에서는 글래스 메이커로 성형된 글래스 기판(베이스 플레이트) 상에 복수개 분의 디바이스를 제작한 후, 디바이스마다 분할 절단하고, 제품을 채취함으로써 생산성의 향상, 코스트 다운을 도모하고 있다. 최근, 퍼스콘의 모니터, 텔레비전 등은 화면 사이즈가 대형화되어 있고, 이들의 디바이스를 다면취하기 위해 대형의 글래스 기판이 요구되고 있다.
(특허문헌 1) 일본 특허 제2990379호 공보
(특허문헌 2) 일본 특허 제3465238호 공보
(특허문헌 3) 일본 특허 공개 2002-29775호 공보
이미 서술한 대로, 최근 글래스 기판의 기판 치수는 커지는 경향이 있고, 현재 기판 치수가 2000㎜×2000㎜이상인 글래스 기판이 이용되고 있다. 그러나, 글래스 기판의 기판 치수가 커지면 용융 결함 검사를 적정히 행하는 것이 곤란해지고, 용융 결함이 없는 글래스 기판을 얻기가 어려워진다.
구체적으로 설명하면, 글래스 기판의 용융 결함 검사는 글래스 기판의 한쪽 기판 단면으로부터 광을 입사하고, 다른 쪽 기판 단면측(비입사측)까지 투과한 광을 검출함으로써 행해지고 있다. 이 방법에서는 용융 결함이 글래스 기판에 존재하고 있는 경우 한쪽 기판 단면으로부터 입사한 광이 용융 결함에 부딪쳐서 산란되기 때문에 이 산란광을 글래스 기판의 표면으로부터 보았을 때, 또는 CCD 카메라 등으로 관찰, 측정함으로써 용융 결함의 유무를 검출할 수 있다. 단면 방향에 한정해서 입사 광을 도입하면 광원의 광이 검출 정밀도에 영향을 주기 어려워지고, 그 결과 용융 결함 검사를 고정밀도화할 수 있다. 그러나, 글래스 기판의 기판 치수가 커지면 다른 쪽 기판 단면측(비입사측)에 도달하기 위한 경로 길이가 길어져 입사한 광이 글래스에 흡수되는 비율이 커지기 때문에 글래스 기판을 투과하는 광량이 저하하고, 그 결과 용융 결함이 글래스 기판에 존재하고 있어도 다른 쪽 기판 단면측(비입사측)에서 충분한 조도를 얻을 수 없고, 용융 결함을 검출하기 어려워진다. 이 문제는 글래스 기판의 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상, 특히 2000㎜×2000㎜ 이상으로 되면 현저해진다.
기판 치수가 큰 글래스 기판에 있어서, 용융 결함의 검출 정밀도를 향상시키기 위해 광원측의 조도를 올리는 방책도 상정되지만, 광원측의 조도를 지나치게 올리면 반대로 광을 입사하는 기판 단면 근방이 지나치게 밝아져서 미세한 용융 결함을 검출하기 어려워져 결국 유효한 해결책은 안된다.
그래서, 본 발명은 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상, 특히 2000㎜×2000㎜이상인 경우에 글래스 기판 전체면에 걸쳐서 용융 결함 검사를 적정히 행함으로써 용용 결함이 없는 대형 글래스 기판을 얻는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명자 등은 예의 노력의 결과 글래스 기판의 기판 치수가 큰 경우에 있어서 경로 길이(두께) 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율을 지표로 하면 용융 결함 검사의 검사 정밀도를 평가할 수 있는 것을 찾아냄과 아울러 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율을 규제함으로써 상기 기술적 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아내고, 본 발명으로서 제안하는 것이다. 즉, 본 발명의 글래스 기판은 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상이며, 또한 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 80%이상인 것을 특징으로 한다. 여기서, 「기판 치수」는 글래스 기판의 표리면 중 한쪽 면의 면적을 가리킨다. 또한, 「경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 80%이상」은 파장 500~800㎚의 전역에 있어서 투과율이 80%이상인 것을 의미한다.
글래스 기판의 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상인 경우에 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율을 80% 이상으로 규제하면 글래스 기판의 한쪽 기판 단면에 입사한 광이 글래스에 흡수되는 비율이 작아지고, 다른 쪽 기판 단면측(비입사측)까지의 경로 길이가 길어도 글래스 기판을 투과하는 광량의 저하를 억제할 수 있고, 즉 다른 쪽 기판 단면측(비입사측) 근방에서 충분한 조도를 얻을 수 있고, 그 결과 글래스 기판 전체면에 걸쳐서 용융 결함을 적정히 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 25㎛이상의 용융 결함을 함유하지 않는 것을 특징으로 한다. 이렇게 하면, 글래스 기판에 기인하는 화상 결함을 저감할 수 있기 때문에 디스플레이의 고정밀화, 고성능화에 적절히 대응할 수 있다. 여기에서, 「용융 결함」은 미용해 원료, 내화물의 혼입, 실투 물질(devitrified substance), 기포 등이 포함된다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 글래스 조성중에 Fe2O3을 0.001~0.03 질량% 함유하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 본 발명에서 말하는 「Fe2O3」는 Fe3 +의 상태로 존재하는 산화철뿐만아니라, Fe2 +의 상태로 존재하는 산화철도 포함한다. 또한, Fe2 +의 상태로 존재하는 산화철은 Fe2O3로 환산한 뒤에 표기한다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)가 1㎛이하인 것을 특징으로 한다. 여기서, 「기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)」는 JIS B0601:2001에 준거한 방법에 의해 측정한 값을 가리키고, 평가 길이8㎜, 컷오프값λc=0.8㎜, 컷오프비λc/λs=100의 조건으로 측정한 값을 가리킨다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 기판 표면이 무연마이며, 또한 파상도가 0.1㎛이하인 것을 특징으로 한다. 여기서, 「기판 표면이 무연마」는 글래스 기판의 단면을 제외하고, 적어도 글래스 기판의 표면(우선 보증면), 바람직하게는 글래스 기판의 표리 양면이 무연마인 것을 의미한다. 또한, 「파상도」는 촉침식의 표면 형상 측정 장치를 이용해서 JIS B-0610에 기재된 WCA[필터링된 중심선 파상도)를 측정한 값이며, 이 측정은 SEMI STD D15-1296 「FPD 글래스 기판의 표면 파상도의 측정 방법」에 준거한 방법으로 측정하고, 측정시의 컷오프는 0.8~8㎜, 글래스 기판의 인출 방향에 대하여 수직 방향으로 300㎜의 길이로 측정한 것이다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 오버플로우다운드로우법으로 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이렇게 하면, 무연마로 기판 표면이 평활한 글래스 기판을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 글래스 조성으로서 하기 산화물 환산의 질량%로 SiO2 50~80%, B2O3 0~20%, MgO 0~15%, CaO 0~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Na2O 0~15%, K2O 0~10%, Fe2O3 0.001~0.03% 함유하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 글래스 조성으로서 B2O3를 3~20질량% 함유하고, 또한 실질적으로 알칼리 금속 산화물(Li2O, Na2O, K2O)을 함유하지 않는 것을 특징으로 한다. 여기서, 「실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는다」는 글래스 조성중의 알칼리 금속 산화물의 함유량이 1000ppm(질량)이하의 경우를 가리킨다.
본 발명의 글래스 기판은 디스플레이, 특히 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이에 적절하다.
또한, 본 발명자 등은 예의 노력의 결과 경로 길이(두께) 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율 및 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이를 규제함으로써 상기 기술적 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아내고, 본 발명으로서 제안하는 것이다. 즉, 본 발명의 글래스 기판은 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상이며, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 85%이상이며, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 3%이하인 것을 특징으로 한다. 여기서도, 「기판 치수」는 글래스 기판의 표리면 중 한쪽 면의 면적을 가리킨다.
글래스 기판의 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상인 경우에 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율을 85% 이상으로 규제하면 글래스 기판의 한쪽 기판 단면에 입사한 광이 글래스에 흡수되는 비율이 작아지고, 다른 쪽 기판 단면측(비입사측)까지의 경로 길이가 길어도 글래스 기판을 투과하는 광량의 저하를 억제할 수 있고, 즉 다른 쪽 기판 단면측(비입사측) 근방에서 충분한 조도를 얻을 수 있고, 그 결과 글래스 기판 전체면에 걸쳐서 용융 결함을 적정히 검출할 수 있다.
본 발명자 등은 예의 노력의 결과 글래스 조성중의 Cr3 +가 글래스 기판의 투과율을 저하시켜 용융 결함 검사의 검사 정밀도에 큰 영향을 끼치는 것을 찾아내고, Cr3 +의 영향을 평가하는 지표로서 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이를 규제했다. 즉, 본 발명의 글래스 기판은 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상인 경우에 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이를 3%이하로 규제하고, Cr3 +에 기인해서 용융 결함 검사의 검사 정밀도가 저하하는 사태를 방지하고 있다. 여기서, Cr3 +의 흡수가 적은 파장 550㎚의 투과율과 Cr3 +의 흡수가 큰 파장 650㎚의 투과율의 차이가 큰 만큼 Cr3 +의 영향이 큰 것을 의미하고 있다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 25㎛이상의 용융 결함을 함유하지 않는 것을 특징으로 한다. 이렇게 하면, 글래스 기판에 기인하는 화상 결함을 저감할 수 있기 때문에 디스플레이의 고정밀화, 고성능화에 적절히 대응할 수 있다. 여기서도, 「용융 결함」은 미용해 원료, 내화물의 혼입, 실투 물질, 기포 등이 포함된다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 글래스 조성중에 Cr2O3를 0.0001~0.002질량% 함유하는 것을 특징으로 한다. Cr2O3의 함유량을 0.0001~0.002질량%로 규제하면 Cr3 +에 기인해서 용융 결함 검사의 검사 정밀도가 저하하는 사태를 방지하기 쉬워진다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)가 1㎛이하인 것을 특징으로 한다. 여기서, 「기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)」는 상술한 정의를 따른다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 기판 표면이 무연마이며, 또한 파상도가 0.1㎛이하인 것을 특징으로 한다. 여기서, 「기판 표면이 무연마」, 「파상도」는 상술한 정의를 따른다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 오버플로우다운드로우법으로 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이렇게 하면, 무연마로 기판 표면이 평활한 글래스 기판을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 글래스 조성으로서 하기 산화물 환산의 질량%로 SiO2 50~80%, B2O3 0~20%, MgO 0~15%, CaO 0~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Na2O 0~15%, K2O 0~10%, Cr2O3 0.0001~0.002% 함유하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 글래스 기판은 상기 구성에 있어서 글래스 조성으로서 B2O3를 3~20질량% 함유하고, 또한 실질적으로 알칼리 금속 산화물(Li2O, Na2O, K2O)을 함유하지 않는 것을 특징으로 한다. 여기서, 「실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는다」는 글래스 조성중의 알칼리 금속 산화물의 함유량이 1000ppm(질량)이하의 경우를 가리킨다.
본 발명의 글래스 기판은 디스플레이, 특히 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이에 적절하다.
제 1 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 기판 치수는 1100㎜×1250㎜이상, 바람직하게는 1500㎜×1800㎜이상, 보다 바람직하게는 1870㎜×2200㎜이상, 더욱 바람직하게는 2350×2500㎜이상, 특히 바람직하게는 2400×2800㎜이상, 가장 바람직하게는 2850×3050㎜이상이다. 즉, 글래스 기판의 기판 치수가 큰 만큼 본 발명이 초래하는 효과가 커진다. 글래스 기판의 기판 치수가 커지는 만큼 용융 결함 검사에 필요한 경로 길이가 길어지기 때문에 용융 결함을 검사하기 위해 필요한 조도를 얻는 것이 곤란해진다. 그러나, 이 실시형태의 글래스 기판은 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 높기 때문에 기판 치수가 커도 글래스 기판중의 용융 결함을 확실히 검출할 수 있다. 또한, 이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 기판 치수의 상한은 특별히 설정되지 않지만, 글래스 기판의 생산성을 고려하면 4000㎜ ×4000㎜이하인 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 80%이상, 바람직하게는 81%이상, 보다 바람직하게는 82%이상, 더욱 바람직하게는 83%이상이다. 이렇게 하면, 글래스 기판의 기판 치수가 큰 경우에 용융 결함 검사를 적정히 행할 수 있어 글래스 기판에 존재하는 용융 결함을 확실히 검출할 수 있다.
이 실시형태의 글래스 기판은 25㎛이상(바람직하게는 20㎛이상, 보다 바람직하게는 15㎛이상)의 용융 결함을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 글래스 기판에 25㎛이상의 용융 결함이 존재하면 디스플레이의 고정밀화, 고성능화를 도모하고 나서 장해가 될 수 있다. 본 발명의 글래스 기판은 기판 치수가 커도 용융 결함 검사를 적정히 행할 수 있기 때문에 25㎛이상의 용융 결함을 함유하는 글래스 기판을 용이하게 검출할 수 있다.
Fe2O3는 불순물로서 글래스 원료 등에 포함되는 성분이다. 글래스 조성중에 있어서, 산화철은 주로 Fe2 +와 Fe3 +의 두개의 상태로 존재한다. Fe3 +는 가시 영역~자외영역(350~450㎚부근), Fe2 +는 600~1000㎚의 장파장 영역에서 광의 흡수를 생기게 한다. Fe2 +와 Fe3 +의 존재 비율은 용융 조건(용융 온도, 용융 분위기, 용융 시간 등), 글래스 원료 및 불순물 등의 여러가지 요인에 의해 변화된다. 따라서, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율은 글래스 조성중의 Fe2O3의 함유량으로 일의적으로 결정되는 것은 아니다. 그러나, Fe2O3의 함유량을 0.03%이하, 바람직하게는 0.025%이하, 보다 바람직하게는 0.02%이하로 규제하면 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율을 80% 이상으로 규제하기 쉬워진다.
Fe2O3의 함유량을 제로로 하면 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율을 높일 수 있다. 그러나, 이러한 경우 고순도의 글래스 원료를 사용함과 아울러 글래스 기판의 제조 공정을 엄밀히 관리하고, Fe2O3의 불순물의 함유량을 제로로 하지 않으면 안되기 때문에 글래스 기판의 제조 코스트가 부당하게 상승하고, 현실적이지 않다. 따라서, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 Fe2O3의 함유량을 0.001%이상(바람직하게는 0.005%이상, 보다 바람직하게는 0.006%이상, 더욱 바람직하게는 0.007%이상)으로 규제하는 것이 바람직하다.
Fe2O3 이외에도 가시 영역에서 광을 흡수, 또는 가시 영역에서 광의 흡수를 강화하는 성분, 예를 들면 천이 금속 산화물의 함유량을 될 수 있는 한 저감하는 것이 바람직하다. 예를 들면, CeO2의 함유량을 0.1%이하(바람직하게는 0.05%이하, 보다 바람직하게는 0.01%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, Fe2O3의 경우와 마찬가지로 해서 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 CeO2의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다. 또한, TiO2의 함유량을 0.1%이하(바람직하게는 0.05%이하, 보다 바람직하게는 0.01%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 TiO2의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다. 더욱이, NiO의 함유량을 0.05%이하(바람직하게는 0.01%이하, 보다 바람직하게는 0.005%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 NiO의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 기판 표면은 무연마인 것이 바람직하다. 기판 표면이 무연마이면 연마 공정이 생략되어 있기 때문에 글래스 기판의 제조 코스트를 대폭 내릴 수 있다. 또한, 이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 파상도는 0.1㎛이하(바람직하게는 0.05㎛이하, 보다 바람직하게는 0.03㎛이하, 더욱 바람직하게는 0.01㎛이하)인 것이 바람직하다. 글래스 기판의 파상도가 0.1㎛보다 크면 LCD 등의 제조 공정에 있어서 셀 갭의 고르지못함의 요인이 되고, 표시 불규칙을 일으킬 우려가 있다. 또한, 제조 조건을 조정하고 나서 오버플로우다운드로우법으로 글래스 기판을 성형하면 기판 표면이 무연마이며, 또한 파상도가 0.1㎛이하의 글래스 기판을 얻을 수 있다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 1㎛이하가 바람직하고, 0.5㎛이하가 보다 바람직하다. 글래스 기판의 용융 결함 검사는 글래스 기판의 한쪽 기판 단면에 광을 입사하고, 다른 쪽 기판 단면측(비입사측)에 도달하는 광의 조도를 측정한다. 따라서, 글래스 기판의 기판 단면의 표면 상태는 용융 결함 검사에 적지 않게 영향을 준다. 기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)가 1㎛보다 크면 기판 단면에서 광이 산란하고, 용융 결함 검사의 검사 정밀도가 저하하기 쉬워진다.
LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 이용되는 글래스 기판은 이하와 같은 특성도 요구된다.
(1) 포토 에칭 공정에 있어서 사용되는 여러가지 산, 알칼리 등의 약품에 의해 열화되지 않는 내약품성을 갖는 것.
(2) 성막, 아닐 등의 열처리 공정으로 열수축하지 않는 것. 그 때문에 높은 왜점을 갖는 것.
(3) 글래스 기판으로서 바람직하지 못한 용융 결함이 발생하지 않는 글래스의 용융성이나 성형성이 우수한 것.
이 실시형태의 글래스 기판은 80℃의 10%HCl수용액에 3시간침지되었을 때 목시에 의한 표면 관찰로 백탁, 거칠기가 인지되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 이 실시형태의 글래스 기판은 20℃의 63BHF 용액(HF:6질량%, NH4F:30질량%)에 15분간침지되었을 때, 목시에 의한 표면 관찰로 백탁, 거칠기가 인지되지 않는 것이 바람직하다. TFT-LCD용 글래스 기판의 표면에는 투명 도전막, 절연막, 반도체막, 금속막 등이 성막되고, 게다가 포토 에칭에 의해 여러가지 회로나 패턴이 성형된다. 또한, 이들의 성막 공정, 또는 포토 에칭 공정에 있어서, 여러가지 열처리나 약품 처리가 글래스 기판에 실시된다. 일반적으로, TFT 어레이 프로세스에서는 성막 공정→레지스트 패턴 형성 공정→에칭 공정→레지스트 박리 공정의 일련의 프로세스가 되풀이된다. 그 때, 에칭액으로서, Al, Mo계막의 에칭에는 인산계 용액, ITO계막의 에칭에는 왕수(HCl+HNO3)계 용액, SiNx, SiO2막 등의 에칭에는 BHF 용액 등의 다종다양의 약액이 사용되고, 이들은 저코스트화를 고려해서 1회용이 아니고, 순환 액계 플로우로 되어 있다. 글래스 기판의 내약품성이 낮으면 에칭시 약액과 글래스 기판의 반응 생성물이 순환 액계 플로우의 필터를 막히게 하거나, 불균질 에칭에 의해 글래스 기판 표면에 백탁이 생기고, 또는 에칭액의 성분이 변화함으로써 에칭 레이트가 불안정해지는 등의 여러가지 문제를 일으킬 가능성이 있다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 왜점은 바람직하게는 630℃이상, 보다 바람직하게는 635℃이상, 더욱 바람직하게는 640℃이상, 가장 바람직하게는 645℃이상이다. TFT-LCD의 제조 공정에 있어서, 글래스 기판은 고온의 열처리에 제공된다. 글래스 기판의 왜점이 630℃미만이면, 예를 들면 글래스 기판이 400~600℃에서 열처리되었을 경우 열수축이라 불리는 미소한 치수 수축이 생기고, 이것이 TFT의 화소 피치의 차이를 야기해서 표시 불량의 원인이 될 우려가 있다. 또한, 글래스 기판의 왜점이 630℃미만이면 글래스 기판의 변형, 휘어짐 등이 생길 우려가 있다. 여기서, 「왜점」은 ASTM C336에 준거한 방법에 의해 측정한 값을 가리킨다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 액상 온도는 1200℃이하가 바람직하고, 1150℃이하가 보다 바람직하고, 1080℃이하가 더욱 바람직하고, 1050℃이하가 특히 바람직하고, 1030℃이하가 가장 바람직하다. 일반적으로, 오버플로우다운드로우법은 플로트법 등의 다른 성형 방법과 비교해서 글래스 성형시의 점도가 높기 때문에 글래스의 내실투성이 나쁘면 성형중에 실투 물질이 발생하고, 글래스 기판에 성형하기 어려워진다. 구체적으로는, 액상 온도가 1200℃보다 높으면 오버플로우다운드로우법으로 성형하기 어려워지고, 표면 품위가 양호한 글래스 기판을 얻기 어려워진다. 즉, 액상 온도가 1200℃보다 높으면 글래스 기판의 성형 방법에 부당한 제약이 부과되어 소망의 표면 품위를 갖는 글래스 기판을 성형하기 어려워진다. 여기서, 「액상 온도」는 글래스를 분쇄하고, 표준체 30메쉬(500㎛)를 통과하고, 50메쉬(300㎛)에 남는 글래스 분말을 백금 보트에 넣고, 온도 구배 노 중에 24시간 유지한 후 글래스중에 결정이 석출되는 온도를 가리킨다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 102.5dPaㆍs에 있어서의 온도는 1575℃이하가 바람직하고, 1560℃이하가 보다 바람직하다. 글래스를 고온으로 장시간 용융하면 글래스중의 기포나 이물 등의 용융 결함을 저감할 수 있지만, 고온 영역에서의 용융은 글래스 용융 가마로의 부담을 증가시킨다. 예를 들면, 가마에 사용되고 있는 알루미나나 지르코니아 등의 내화물은 고온이 되는 만큼 용융 글래스에 의해 격렬하게 침식되고, 이에 부수되어 가마의 라이프 사이클도 짧아진다. 또한, 가마의 내부를 고온에 유지하기 위한 런닝 코스트는 저온으로 용융할 경우에 비해서 높아진다. 따라서, 고온 영역에서의 용융은 글래스 기판을 제조하는 점에서 불리하다. 한편, 고온 점도 102.5dPaㆍs에 있어서의 용융 글래스의 온도는 용융 온도에 상당하고 있다. 여기서, 「102.5dPaㆍs에 있어서의 온도」는 기지의 백금 인상법으로 측정한 값을 가리킨다.
이 실시형태의 글래스 기판은 글래스 조성으로서 하기 산화물 환산의 질량%로 SiO2 50~80%, B2O3 0~20%, MgO 0~15%, CaO 0~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Na2O 0~15%, K2O 0~10%, Fe2O3 0.001~0.03% 함유하는 것이 바람직하고, LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 이용될 경우에는 글래스 조성으로서 하기 산화물 환산의 질량%로 SiO2 50~80%, B2O3 3~20%, MgO 0~15%, CaO 3~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Fe2O3 0.001~0.03% 함유하고, 또한 실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 글래스 조성 범위를 상기한 바와 같이 한정한 이유를 하기에 나타낸다. 또한, 이하의 %표시는 특별히 다른 설명이 있을 경우를 제외하고, 질량%를 가리킨다.
SiO2는 글래스의 네트워크 포머(network former)이며, 글래스의 내열성을 향상시키는 성분이며, 구체적으로는 왜점을 높게 해서 글래스 기판의 열수축을 작게 하는 효과가 있는 성분이며, 그 함유량은 50~80%, 바람직하게는 52~70%, 보다 바람직하게는 54~68%이다. SiO2의 함유량이 많으면 글래스의 고온 점성이 지나치게 높아지고, 글래스의 용융성이 저하하는 것에 더해서, 크리스토발라이트의 실투 물질이 석출되기 쉬워진다. 또한, SiO2의 함유량이 적으면 글래스의 내산성이나 왜점이 저하하는 경향이 있다.
Al2O3는 글래스의 왜점을 상승시키고, 크리스토발라이트의 실투 물질의 석출을 억제하고, 글래스의 액상 온도를 저하시키는 성분이며, 그 함유량은 5~25%, 바람직하게는 7~22%, 보다 바람직하게는 9~20%이다. Al2O3의 함유량이 많으면 글래스의 내버퍼드불산성(내BHF성)이 저하하거나, 글래스의 액상 온도가 상승해서 글래스 기판을 성형하기 어려워지는 경향이 있다. 한편, Al2O3의 함유량이 적으면 글래스의 왜점이 저하하는 경향이 있다.
B2O3는 융제로서 작용하고, 글래스의 점성을 내리고, 글래스의 용융성을 개선하는 성분이며, 그 함유량은 0~20%, 바람직하게는 3~20%, 보다 바람직하게는 5~15%, 더욱 바람직하게는 6~14%, 특히 바람직하게는 7~13%이다. 글래스 조성중에 실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는 무알칼리 글래스의 경우 B2O3는 필수 성분이며, 글래스 조성중에 B2O3를 3%이상, 바람직하게는 6%이상, 보다 바람직하게는 7%이상 함유시킬 필요가 있다. B2O3의 함유량이 많으면 글래스의 왜점이 저하하거나, 글래스의 내산성이 저하하는 경향이 있다. 한편, B2O3의 함유량이 적으면 융제로서의 효과를 얻기 어려워진다.
MgO는 글래스의 왜점을 저하시키지 않고 고온 점성만을 저하시켜서 글래스의 용융성을 개선하는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~10%, 보다 바람직하게는 0~7%, 더욱 바람직하게는 0~0.5%이다. MgO의 함유량이 많으면 크리스토발라이트나 엔스태타이트의 실투 물질이 발생하기 쉬워진다. 또한, MgO의 함유량이 많으면 내BHF성이 저하하고, 포토 에칭 공정으로 글래스 기판이 침식되고, 그 반응 생성물이 글래스 기판의 표면에 부착되고, 글래스 기판이 백탁되기 쉬워진다.
CaO는 글래스의 왜점을 저하시키지 않고 고온 점성만을 저하시켜서 글래스의 용융성을 개선하는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~12%, 보다 바람직하게는 3~10%이다. 무알칼리 글래스의 경우 CaO는 필수 성분이며, 글래스 조성중에 CaO를 3%이상 함유시킬 필요가 있다. CaO의 함유량이 많으면 내BHF성이 저하하는 것에 더해서 글래스의 밀도나 열팽창계수가 상승하는 경향이 있다.
SrO는 글래스의 내약품성과 내실투성을 향상시키는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~12%, 보다 바람직하게는 1~10%이다. SrO의 함유량이 많으면 글래스의 밀도나 열팽창계수가 상승하는 경향이 있다.
BaO는 글래스의 내약품성과 내실투성을 향상시키는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~12%, 보다 바람직하게는 0~10%이다. BaO의 함유량이 많으면 글래스의 밀도나 열팽창계수가 상승하는 경향이 있다.
알칼리토류 금속 산화물(MgO, CaO, SrO, BaO)은 혼합해서 함유시키면 글래스의 용융성과 내실투성을 향상시킬 수 있지만, 이들의 성분이 많으면 글래스의 밀도가 상승하는 경향이 있어 글래스 기판의 경량화가 곤란해진다. 알칼리토류 산화물의 함유량은 합량에서 0~25%, 바람직하게는 1~22%, 보다 바람직하게는 5~20%, 더욱 바람직하게는 7~18%이다.
Na2O는 글래스의 열팽창계수를 제어하거나, 글래스의 용융성을 높이거나 하는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~10%이다. Na2O의 함유량이 많으면 글래스의 왜점이 저하하는 경향이 있다. K2O는 글래스의 열팽창계수를 제어하거나, 글래스의 용융성을 높이거나 하는 성분이며, 그 함유량은 0~10%이다. K2O의 함유량이 많으면 글래스의 왜점이 저하하는 경향이 있다. 또한, LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 이용될 경우 알칼리 금속 산화물(Na2O, K2O, Li2O)을 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, TFT의 제조 공정에 있어서, 열처리중에 알칼리 금속 이온이 성막된 반도체 물질중에 확산하고, 막 특성이 열화할 우려가 없고, TFT의 신뢰성을 손상할 일이 없다.
Fe2O3는 글래스의 투과율에 영향을 주는 성분이며, 그 함유량은 0.001~0.03%, 바람직하게는 0.001~0.025%, 보다 바람직하게는 0.005~0.02%, 더욱 바람직하게는 0.006~0.02%, 특히 바람직하게는 0.007~0.02%이다. Fe2O3의 함유량이 0.03%보다 많으면 글래스 기판의 투과율이 저하하기 쉬워진다. 한편, Fe2O3의 함유량이 0.001%보다 적으면 고순도의 글래스 원료를 사용함과 아울러 글래스 기판의 제조 공정을 엄밀히 관리할 필요가 있기 때문에 글래스 기판의 제조 코스트가 부당하게 상승한다.
이 실시형태의 글래스 기판은 글래스 조성중에 상기 성분 이외에도 하기의 성분을 15%까지 함유시킬 수 있다.
ZnO는 글래스의 내BHF성을 개선함과 아울러 글래스의 용융성을 개선하는 성분이며, 그 함유량은 0~10%, 바람직하게는 0~5%, 보다 바람직하게는 0~3%이다. ZnO의 함유량이 많으며 글래스가 실투되기 쉬워지거나, 왜점이 저하하기 쉬워진다.
ZrO2는 글래스의 내약품성, 특히 내산성을 개선하고, 영률을 향상시키는 성분이며, 그 함유량은 0~10%이며, 바람직하게는 0~2%, 보다 바람직하게는 0~1%이다. ZrO2의 함유량이 많으면 글래스의 액상 온도가 상승하고, 지르콘의 실투 물질이 나가기 쉬워진다.
As2O3, Sb2O3, SnO2, Cl, F는 청징제로서 작용하는 성분이며, 그 함유량은 합량에서 0~2%, 바람직하게는 0~1.5%, 보다 바람직하게는 0.01~1%이다. 또한, 청징제로서, C, SO3도 글래스 기판의 투과율에 영향을 주지 않는 범위에서 함유시킬 수 있다. 단, 환경 보호의 관점에서, 청징제로서 실질적으로 As2O3를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 「실질적으로 As2O3를 함유하지 않는다」는 글래스 조성중의 As2O3의 함유량이 1000ppm(질량)이하의 경우를 가리킨다. 또한, 환경 보호의 관점에서, 청징제로서 실질적으로 SB2O3를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 「실질적으로 SB2O3를 함유하지 않는다」는 글래스 조성중의 Sb2O3의 함유량이 1000ppm(질량)이하의 경우를 가리킨다.
As2O3는 투과율에 영향을 주는 성분이며, 글래스 조성중에 함유시키면 글래스 기판의 투과율이 저하하기 쉬워진다. 한편, SnO2는 글래스 조성중에 0.01~2%, 0.05~1%, 특히 0.1~0.5% 함유시키면, SnO2의 환원 효과에 의해 글래스의 투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기한 대로, As2O3, Sb2O3는 환경 보호의 관점에서 실질적으로 As2O3를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 이상의 점을 고려하면 청징제로서, SnO2를 필수 성분으로서 함유하고, 실질적으로 As2O3, SB2O3를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
Cr2O3는 글래스의 투과율에 영향을 주는 성분이며, 그 함유량은 0~0.001%, 바람직하게는 0.0001~0.002%, 보다 바람직하게는 0.0002~0.0015%, 더욱 바람직하게는 0.0003~0.001%이다. Cr3 +는 파장 영역 400~550㎚와 파장 영역 550~700㎚에서 광을 흡수하기 때문에 Cr2O3의 함유량이 0.002%보다 많으면 용융 결함 검사의 검사 정밀도가 저하하기 쉬워진다. 한편, Cr2O3의 함유량이 0.0001%보다 적으면 고순도의 글래스 원료를 사용함과 아울러 글래스 기판의 제조 공정을 엄밀히 관리할 필요가 있기 때문에 글래스 기판의 제조 코스트가 부당하게 상승한다.
여전히, 기술한 대로, 가시 영역에서 광을 흡수, 또는 가시 영역에서 광의 흡수를 강화하는 성분, 예를 들면 천이 금속 산화물의 함유량을 될 수 있는 한 저감하는 것이 바람직하다. 예를 들면, CeO2의 함유량을 0.1%이하(바람직하게는 0.05%이하, 보다 바람직하게는 0.01%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 CeO2의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다. 또한, TiO2의 함유량을 0.1%이하(바람직하게는 0.05%이하, 보다 바람직하게는 0.01%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 TiO2의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다. 더욱이, NiO의 함유량을 0.05%이하(바람직하게는 0.01%이하, 보다 바람직하게는 0.005%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 NiO의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다.
상기 성분 이외에도, 500~800㎚의 파장 영역에서 현저한 흡수를 갖지 않는 성분을 첨가할 수 있고, 예를 들면 Y2O3, Nb2O5, La2O3를 5%까지 함유시킬 수 있다. 이들의 성분은 글래스의 왜점, 영률 등을 향상시키는 활동이 있지만, 그 함유량이 많으면 밀도가 증대하는 경향이 있다.
이 실시형태의 글래스 기판은 소망의 글래스 조성이 되는 바와 같이 조합한 글래스 원료를 연속 용융 노에 투입하고, 글래스 원료를 1450~1650℃에서 가열 용융하고, 청징한 후 성형 장치에 공급하고 나서 용융 글래스를 판형상으로 성형하고, 서냉함으로써 제조할 수 있다. 또한, 파장 500~800㎚에 있어서의 글래스 기판의 투과율을 80%이상으로 하는 방법으로서, (1) 투과율을 저하시키는 불순물이 적은 글래스 원료, 특히 Fe2O3가 적은 글래스 원료를 사용한다, (2) 글래스 기판의 제조 공정으로 Fe2O3 등이 혼입하지 않도록 한다, (3) 글래스의 용융 조건, 예를 들면 용융 온도, 용융 분위기, 용융 시간을 조정하는 등의 방법이 열거된다.
용융조의 재질로서 알루미나질 전주 연와 등의 알루미나 내화물, 지르코니아 내화물, 지르콘 내화물, 실리카 블록 등의 석영 내화물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이들의 내화물은 용융 글래스에 침식되기 어렵고, 글래스로의 성분 용출이 적기 때문에 적절하다.
이 실시형태의 글래스 기판은 오버플로우다운드로우법으로 성형되어 이루어지는 것이 바람직하다. 오버플로우다운드로우법으로 글래스 기판을 성형하면 무연마로 표면 품위가 양호한 글래스 기판을 제조할 수 있다. 그 이유는 오버플로우다운드로우법의 경우 글래스 기판의 표면이 되어야 할 면은 홈통 형상 내화물에 접촉하지 않고, 자유 표면의 상태로 성형되기 때문이다. 여기서, 오버플로우다운드로우법은 용융 글래스를 내열성을 갖는 홈통 형상 내화물의 양측에서 넘치게 해서 넘친 용융 글래스를 홈통 형상 내화물의 하단에서 합류시키면서 하방으로 연신 성형해서 글래스 기판을 제조하는 방법이다. 홈통 형상 내화물의 구조나 재질은 글래스 기판의 치수나 표면 정밀도를 소망의 상태로 하고, 글래스 기판에 사용할 수 있는 품위를 실현하는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 하방으로의 연신 성형을 행하기 위해 글래스 기판에 대하여 어떤 방법으로 힘을 인가하는 것이어도 좋다. 예를 들면, 충분히 큰 폭을 갖는 내열성 롤을 글래스 기판에 접촉시킨 상태로 회전시켜서 연신하는 방법을 채용해도 좋고, 복수의 쌍으로 된 내열성 롤을 글래스 기판의 단면 근방에만 접촉시켜서 연신하는 방법을 채용해도 좋다. 또한, 액상 온도가 1200℃이하, 액상 점도가 104.0dPaㆍs이상이면 오버플로우다운드로우법으로 글래스 기판을 제조할 수 있다.
이 실시형태의 글래스 기판의 성형 방법으로서 오버플로우다운드로우법 이외에도 여러가지 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 플로트법, 슬롯다운드로우법, 롤아웃법 등의 성형 방법을 채용할 수 있다.
이 실시형태의 글래스 기판은 디스플레이에 이용되는 것이 바람직하다. 이 실시형태의 글래스 기판은 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 높기 때문에 용융 결함을 용이하게 검출할 수 있어서 최근의 디스플레이의 고정밀화, 고기능화의 요청을 충족시킬 수 있다. 또한, 이 실시형태의 글래스 기판은 LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 이용되는 것이 바람직하다. 이 실시형태의 글래스 기판은 기판 치수가 크고, 또한 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 높기 때문에 LCD 또는 유기 EL 디스플레이의 생산성의 향상, 코스트 다운을 용이하게 도모할 수 있다. 또한, 이 실시형태의 글래스 기판은 LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 요구되는 여러가지 특성을 만족할 수 있기 때문에 본 용도에 적절하다.
제 2 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 기판 치수는 1100㎜×1250㎜이상, 바람직하게는 1500㎜×1800㎜이상, 보다 바람직하게는 1870㎜×2200㎜이상, 더욱 바람직하게는 2350×2500㎜이상, 특히 바람직하게는 2400×2800㎜이상, 가장 바람직하게는 2850×3050㎜이상이다. 즉, 글래스 기판의 기판 치수가 큰 만큼 본 발명이 초래하는 효과가 커진다. 글래스 기판의 기판 치수가 커지는 만큼 용융 결함 검사에 필요한 경로 길이가 길어지기 때문에 용융 결함을 검사하기 위해 필요한 조도를 얻는 것이 곤란해진다. 그러나, 이 실시형태의 글래스 기판은 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 높고, 또한 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 작기 때문에 기판 치수가 커도 글래스 기판중의 용융 결함을 확실히 검출할 수 있다. 또한, 이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 기판 치수의 상한은 특별히 설정되지 않지만, 글래스 기판의 생산성을 고려하면 4000㎜ ×4000㎜이하인 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 85%이상, 바람직하게는 86%이상, 보다 바람직하게는 87%이상이다. 이렇게 하면, 글래스 기판의 기판 치수가 큰 경우에 용융 결함 검사를 적정히 행할 수 있고, 글래스 기판에 존재하는 용융 결함을 확실히 검출할 수 있다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 3%이하, 바람직하게는 2%이하, 보다 바람직하게는 1.5%이하, 더욱 바람직하게는 1%이하이다. 이렇게 하면, Cr3 +에 기인해서 용융 결함 검사의 검사 정밀도가 저하하는 사태를 방지하기 쉬워진다.
이 실시형태의 글래스 기판은 제 1 실시형태에 관해서 설명한 이유와 같은 이유로 25㎛이상(바람직하게는 20㎛이상, 보다 바람직하게는 15㎛이상)의 용융 결함을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
Cr2O3는 불순물로서 글래스 원료 등에 포함되는 성분이다. 글래스 조성중에 있어서 산화 크롬은 주로 Cr3 +의 상태로 존재한다. Cr3 +는 파장 영역 400~550㎚와 파장 영역 550~700㎚에서 광의 흡수를 생기게 한다. 파장 550㎚는 이들의 2개의 파장 영역 사이에 존재하는 Cr3 +의 흡수가 비교적 작은 파장이다. 파장 650㎚는 파장 영역 550~700㎚에 있어서 Cr3 +의 흡수가 큰 파장이다. 따라서, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 작은 만큼 Cr3 +에 의한 흡수의 영향이 작다고 할 수 있다. 그리고, 이 투과율의 차이를 규제하면 Cr3 +에 기인해서 용융 결함 검사의 검사 정밀도가 저하하는 사태를 방지하기 쉬워진다. 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율은 글래스 조성중의 Cr2O3의 함유량으로 일의적으로 결정되는 것이 아니지만, Cr2O3의 함유량을 0.002질량%이하, 바람직하게는 0.0015질량%이하, 보다 바람직하게는 0.001질량%이하로 규제하면 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이를 3%이하로 규제하기 쉬워진다.
Cr2O3의 함유량을 제로로 하면 Cr3 +에 기인해서 용융 결함 검사의 검사 정밀도가 저하하는 사태를 방지하기 쉬워진다. 그러나, 이러한 경우 고순도의 글래스 원료를 사용함과 아울러 글래스 기판의 제조 공정을 엄밀히 관리하고, Cr2O3의 불순물의 함유량을 제로로 하지 않으면 안되기 때문에 글래스 기판의 제조 코스트가 부당하게 상승하고, 현실적이지 않다. 따라서, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 Cr2O3의 함유량을 0.0001%이상(바람직하게는 0.0002%이상, 보다 바람직하게는 0.0003%이상)로 규제하는 것이 바람직하다.
Cr2O3 이외에도 가시 영역에서 광을 흡수, 또는 가시 영역에서 광의 흡수를 강화하는 성분, 예를 들면 천이 금속 산화물의 함유량을 될 수 있는 한 저감하는 것이 바람직하다. 예를 들면, CeO2의 함유량을 0.1%이하(바람직하게는 0.05%이하, 보다 바람직하게는 0.01%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, Cr2O3의 경우와 마찬가지로 해서 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 CeO2의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다. 또한, TiO2의 함유량을 0.1%이하(바람직하게는 0.05%이하, 보다 바람직하게는 0.01%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 TiO2의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다. 더욱이, NiO의 함유량을 0.05%이하(바람직하게는 0.01%이하, 보다 바람직하게는 0.005%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 NiO의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서도, 제 1 실시형태에 관해서 설명한 이유와 같은 이유로, 기판 표면은 무연마인 것이 바람직하고, 또한, 파상도는 0.1㎛이하(바람직하게는 0.05㎛이하, 보다 바람직하게는 0.03㎛이하, 더욱 바람직하게는 0.01㎛이하)인 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서도, 제 1 실시형태에 관해서 설명한 이유와 같은 이유로, 기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 1㎛이하가 바람직하고, 0.5㎛이하가 보다 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서도, 제 1 실시형태에 관해서 설명한 이유와 같은 이유로, 80℃의 10%HCl수용액에 3시간침지했을 때 목시에 의한 표면 관찰로 백탁, 거칠기가 인지되지 않는 것이 바람직하고, 또한, 20℃의 63BHF 용액(HF:6질량%,NH4F:30질량%)에 15분간침지했을 때 목시에 의한 표면 관찰로 백탁, 거칠기가 인지되지 않는 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서도, 제 1 실시형태에 관해서 설명한 이유와 같은 이유로, 왜점은 바람직하게는 630℃이상, 보다 바람직하게는 635℃이상, 더욱 바람직하게는 640℃이상, 가장 바람직하게는 645℃이상이다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서도, 제 1 실시형태에 관해서 설명한 이유와 같은 이유로, 액상 온도는 1200℃이하가 바람직하고, 1150℃이하가 보다 바람직하고, 1080℃이하가 더욱 바람직하고, 1050℃이하가 특히 바람직하고, 1030℃이하가 가장 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서도, 제 1 실시형태에 관해서 설명한 이유와 같은 이유로, 102.5dPaㆍs에 있어서의 온도는 1575℃이하가 바람직하고, 1560℃이하가 보다 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판은 글래스 조성으로서 하기 산화물 환산의 질량%로 SiO2 50~80%, B2O3 0~20%, MgO 0~15%, CaO 0~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Na2O 0~15%, K2O 0~10%, Cr2O3 0.0001~0.002% 함유하는 것이 바람직하고, LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 이용할 경우에는 글래스 조성으로서 하기 산화물 환산의 질량%로 SiO2 50~80%, B2O3 3~20%, MgO 0~15%, CaO 3~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Cr2O3 0.0001~0.002% 함유하고, 또한 실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서, 글래스 조성 범위를 상기한 바와 같이 한정한 이유를 하기에 나타낸다. 또한, 이하의 %표시는 특히 거절이 있을 경우를 제외하고, 질량%를 가리킨다.
SiO2는 글래스의 네트워크 포머이며, 글래스의 내열성을 향상시키는 성분이며, 구체적으로는 왜점을 높게 해서 글래스 기판의 열수축을 작게 하는 효과가 있는 성분이며, 그 함유량은 50~80%, 바람직하게는 52~70%, 보다 바람직하게는 54~68%이다. SiO2의 함유량이 많으면 글래스의 고온 점성이 지나치게 높아져서 글래스의 용융성이 저하하는 것에 더해서 크리스토발라이트의 실투 물질이 석출하기 쉬워진다. 또한, SiO2의 함유량이 적으면 글래스의 내산성이나 왜점이 저하하는 경향이 있다.
Al2O3는 글래스의 왜점을 상승시키고, 크리스토발라이트의 실투 물질의 석출을 억제하고, 글래스의 액상 온도를 저하시키는 성분이며, 그 함유량은 5~25%, 바람직하게는 7~22%, 보다 바람직하게는 9~20%이다. Al2O3의 함유량이 많으면 글래스의 내버퍼드불산성(내BHF성)이 저하하거나, 글래스의 액상 온도가 상승해서 글래스 기판을 성형하기 어려워지는 경향이 있다. 한편, Al2O3의 함유량이 적으면 글래스의 왜점이 저하하는 경향이 있다.
B2O3는 융제로서 작용하고, 글래스의 점성을 내리고, 글래스의 용융성을 개선하는 성분이며, 그 함유량은 0~20%, 바람직하게는 3~20%, 보다 바람직하게는 5~15%, 더욱 바람직하게는 6~14%, 특히 바람직하게는 7~13%이다. 글래스 조성중에 실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는 무알칼리 글래스의 경우 B2O3는 필수 성분이며, 글래스 조성중에 B2O3를 3%이상, 바람직하게는 6%이상, 보다 바람직하게는 7%이상 함유시킬 필요가 있다. B2O3의 함유량이 많으면 글래스의 왜점이 저하하거나, 글래스의 내산성이 저하하는 경향이 있다. 한편, B2O3의 함유량이 적으면 융제로서의 효과를 얻기 어려워진다.
MgO는 글래스의 왜점을 저하시키지 않고 고온 점성만을 저하시켜서 글래스의 용융성을 개선하는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~10%, 보다 바람직하게는 0~7%, 더욱 바람직하게는 0~0.5%이다. MgO의 함유량이 많으면 크리스토발라이트나 엔스태타이트의 실투 물질이 발생하기 쉬워진다. 또한, MgO의 함유량이 많으면 내BHF성이 저하하고, 포토 에칭 공정으로 글래스 기판이 침식되고, 그 반응 생성물이 글래스 기판의 표면에 부착되고, 글래스 기판이 백탁하기 쉬워진다.
CaO는 글래스의 왜점을 저하시키지 않고 고온 점성만을 저하시켜서, 글래스의 용융성을 개선하는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~12%, 보다 바람직하게는 3~10%이다. 무알칼리 글래스의 경우 CaO는 필수 성분이며, 글래스 조성중에 CaO를 3%이상 함유시킬 필요가 있다. CaO의 함유량이 많으면 내BHF성이 저하하는 것에 더해서, 글래스의 밀도나 열팽창계수가 상승하는 경향이 있다.
SrO는 글래스의 내약품성과 내실투성을 향상시키는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~12%, 보다 바람직하게는 1~10%이다. SrO의 함유량이 많으면 글래스의 밀도나 열팽창계수가 상승하는 경향이 있다.
BaO는 글래스의 내약품성과 내실투성을 향상시키는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~12%, 보다 바람직하게는 0~10%이다. BaO의 함유량이 많으면 글래스의 밀도나 열팽창계수가 상승하는 경향이 있다.
알칼리토류 금속 산화물(MgO, CaO, SrO, BaO)은 혼합해서 함유시키면 글래스의 용융성과 내실투성을 향상시킬 수 있지만, 이들의 성분이 많으면 글래스의 밀도가 상승하는 경향이 있어 글래스 기판의 경량화가 곤란해진다. 알칼리토류산화물의 함유량은 합량에서 0~25%, 바람직하게는 1~22%, 보다 바람직하게는 5~20%, 더욱 바람직하게는 7~18%이다.
Na2O는 글래스의 열팽창계수를 제어하거나, 글래스의 용융성을 높이거나 하는 성분이며, 그 함유량은 0~15%, 바람직하게는 0~10%이다. Na2O의 함유량이 많으면 글래스의 왜점이 저하하는 경향이 있다. K2O는 글래스의 열팽창계수를 제어하거나, 글래스의 용융성을 높이거나 하는 성분이며, 그 함유량은 0~10%이다. K2O의 함유량이 많으면 글래스의 왜점이 저하하는 경향이 있다. 또한, LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 이용될 경우 알칼리 금속 산화물(Na2O, K2O, Li2O)을 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, TFT의 제조 공정에 있어서 열처리중에 알칼리 금속 이온이 성막된 반도체 물질중에 확산하고, 막특성이 열화할 우려가 없고, TFT 의 신뢰성을 손상할 일이 없다.
Cr2O3는 글래스의 투과율에 영향을 주는 성분이며, 그 함유량은 0.0001~0.002%, 바람직하게는 0.0002~0.0015%, 보다 바람직하게는 0.0003~0.001%이다. Cr2O3의 함유량이 0.002%보다 많으면 용융 결함 검사의 검사 정밀도가 저하하기 쉬워진다. 한편, Cr2O3의 함유량이 0.0001%보다 적으면 고순도의 글래스 원료를 사용함과 아울러 글래스 기판의 제조 공정을 엄밀히 관리할 필요가 있기 때문에 글래스 기판의 제조 코스트가 부당하게 상승한다.
이 실시형태의 글래스 기판은 글래스 조성중에 상기 성분이외에도 하기의 성분을 15%까지 함유시킬 수 있다.
ZnO는 글래스의 내BHF성을 개선함과 아울러 글래스의 용융성을 개선하는 성분이며, 그 함유량은 0~10%, 바람직하게는 0~5%, 보다 바람직하게는 0~3%이다. ZnO의 함유량이 많으면 글래스가 실투도기 쉬워지거나, 왜점이 저하하기 쉬워진다.
ZrO2는 글래스의 내약품성, 특히 내산성을 개선하고, 영률을 향상시키는 성분이며, 그 함유량은 0~10%이며, 바람직하게는 0~2%, 보다 바람직하게는 0~1%이다. ZrO2의 함유량이 많으면 글래스의 액상 온도가 상승하고, 지르콘의 실투 물질이 나가기 쉬워진다.
As2O3, Sb2O3, SnO2, Cl, F는 청징제로서 작용하는 성분이며, 그 함유량은 합량에서 0~2%, 바람직하게는 0~1.5%, 보다 바람직하게는 0.01~1%이다. 또한, 청징제로서 C, SO3도 글래스 기판의 투과율에 영향을 주지 않는 범위에서 함유시킬 수 있다. 단, 환경 보호의 관점에서, 청징제로서 실질적으로 As2O3를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 「실질적으로 As2O3를 함유하지 않는다」는 글래스 조성중의 As2O3의 함유량이 1000ppm(질량)이하의 경우를 가리킨다. 또한, 환경 보호의 관점에서, 청징제로서 실질적으로 Sb2O3를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 「실질적으로 Sb2O3를 함유하지 않는다」는 글래스 조성중의 Sb2O3의 함유량이 1000ppm(질량)이하의 경우를 가리킨다.
As2O3는 투과율에 영향을 주는 성분이며, 글래스 조성중에 함유시키면 글래스 기판의 투과율이 저하하기 쉬워진다. 한편, SnO2는 글래스 조성중에 0.01~2%, 0.05~1%, 특히 0.1~0.5% 함유시키면 SnO2의 환원 효과에 의해 글래스의 투과율을 높일 수 있다. 또한, 상기한 대로, As2O3, Sb2O3는 환경 보호의 관점에서 실질적으로 As2O3를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 이상의 점을 고려하면 청징제로서 SnO2를 필수 성분으로서 함유하고, 실질적으로 As2O3, SB2O3를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
Fe2O3는 글래스의 투과율에 영향을 주는 성분이며, 그 함유량은 0.001~0.03%, 바람직하게는 0.001~0.025%, 보다 바람직하게는 0.005~0.02%, 더욱 바람직하게는 0.006~0.02%, 특히 바람직하게는 0.007~0.02%이다. Fe2O3의 함유량이 0.03%보다 많으면 글래스 기판의 투과율이 저하하기 쉬워진다. 한편, Fe2O3의 함유량이 0.001%보다 적으면 고순도의 글래스 원료를 사용함과 아울러 글래스 기판의 제조 공정을 엄밀히 관리할 필요가 있기 때문에 글래스 기판의 제조 코스트가 부당하게 상승한다.
또한, 기술한 대로, 가시 영역에서 광을 흡수, 또는 가시 영역에서 광의 흡수를 강화하는 성분, 예를 들면 천이 금속 산화물의 함유량을 될 수 있는 한 저감하는 것이 바람직하다. 예를 들면, CeO2의 함유량을 0.1%이하(바람직하게는 0.05%이하, 보다 바람직하게는 0.01%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 CeO2의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다. 또한, TiO2의 함유량을 0.1%이하(바람직하게는 0.05%이하, 보다 바람직하게는 0.01%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 TiO2의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다. 더욱이, NiO의 함유량을 0.05%이하(바람직하게는 0.01%이하, 보다 바람직하게는 0.005%이하)로 규제하는 것이 바람직하다. 단, 글래스 기판의 제조 코스트를 고려하면 NiO의 함유량을 0.001% 이상으로 규제하는 것이 바람직하다.
상기 성분이외에도, 가시 영역에서 현저한 흡수를 갖지 않는 성분을 첨가할 수 있고, 예를 들면 Y2O3, Nb2O5, La2O3를 5%까지 함유시킬 수 있다. 이들의 성분은 글래스의 왜점, 영률 등을 향상시키는 활동이 있지만, 그 함유량이 많으면 밀도가 증대하는 경향이 있다.
이 실시형태의 글래스 기판은 소망의 글래스 조성이 되도록 조합한 글래스 원료를 연속 용융 노에 투입하고, 글래스 원료를 1450~1650℃에서 가열 용융하고, 청징한 후, 성형 장치에 공급한 뒤에 용융 글래스를 판 형상으로 성형하고, 서냉함으로써 제조할 수 있다. 또한, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율을 85% 이상으로 함과 아울러 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이를 3%이하로 하는 방법으로서, (1) 투과율을 저하시키는 불순물이 적은 글래스 원료, 특히 Cr2O3가 적은 글래스 원료를 사용하는, (2) 글래스 기판의 제조 공정으로 Cr2O3 등이 혼입하지 않도록 하는, (3) 글래스의 용융 조건, 예를 들면 용융 온도, 용융 분위기, 용융 시간을 조정하는 등의 방법이 열거된다.
용융조의 재질로서, 알루미나질 전주 연와 등의 알루미나 내화물, 지르코니아 내화물, 지르콘 내화물, 실리카 블록 등의 석영 내화물 등을 이용하는 것이 바람직하다. 이들의 내화물은 용융 글래스에 침식되기 어렵고, 글래스로의 성분 용출이 적기 때문에 적절하다.
이 실시형태의 글래스 기판에 있어서도, 제 1 실시형태에 관해서 설명한 이유와 같은 이유로, 오버플로우다운드로우법으로 성형되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이 실시형태의 글래스 기판의 성형 방법으로서, 오버플로우다운드로우법 이외에도 여러가지 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 플로트법, 슬롯다운드로우법, 롤아웃법 등의 성형 방법을 채용할 수 있다.
이 실시형태의 글래스 기판도 디스플레이에 이용되는 것이 바람직하다. 이 실시형태의 글래스 기판은 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 높고, 또한 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 작기 때문에 용융 결함을 용이하게 검출할 수 있고, 최근의 디스플레이의 고정밀화, 고기능화의 요청을 충족시킬 수 있다. 또한, 이 실시형태의 글래스 기판은 LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 이용되는 것이 바람직하다. 이 실시형태의 글래스 기판은 기판 치수가 크고, 또한 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 높고, 또한 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 작기 때문에 LCD 또는 유기 EL 디스플레이의 생산성의 향상, 코스트 다운을 용이하게 도모할 수 있다. 또한, 이 실시형태의 글래스 기판은 LCD 또는 유기 EL 디스플레이에 요구되는 여러가지 특성을 만족할 수 있기 때문에 본 용도에 적절하다.
실시예1
표1, 2는 본 발명의 실시예1(시료No.1~15), 표3은 본 발명의 비교예1(시료No.16, 17)을 나타내고 있다.
Figure 112013013796925-pat00001
Figure 112013013796925-pat00002
Figure 112013013796925-pat00003
표중의 각 시료는 다음과 같이 해서 제작했다.
우선 표중의 글래스 조성이 되도록 글래스 원료를 조합한 배치를 백금 도가니에 넣고, 1600℃에서 23.5시간용융한 후, 카본판 상에 유출해서 판 형상으로 성형했다. 그 다음에, 성형한 글래스를 750℃에 유지한 어닐 노에 넣어서 서냉하고, 각 시료를 얻었다.
밀도는 주지의 아르키메데스법에 의해 측정되었다.
열팽창계수는 딜라토미터를 이용해서 30~380℃의 온도 범위에서 측정했다.
왜점은 ASTM C336에 준거한 방법에 의해 측정되었다.
연화점은 ASTM C338에 준거한 방법에 의해 측정되었다.
고온 점도 102.5dPaㆍs에 있어서의 온도는 주지의 백금구인상법(白金球引上法)으로 측정되었다.
영률은 공진법에 의해 측정되었다.
내BHF성은 63BHF 용액을 이용해서 20℃, 15분간의 조건으로 각 시료를 처리하고, 각 시료의 표면을 목시 관찰하는 것으로 평가했다. 구체적으로는, 시료의 표면에 백탁, 거칠기 및 크랙이 발생되지 않는 것을 「○」, 시료의 표면이 백탁되어 있지만, 시료의 표면에 거칠기 및 크랙이 발생되지 않는 것을 「△」, 시료의 표면이 백탁되고, 또한 시료의 표면에 거칠기 또는 크랙이 발생되어 있는 것을 「×」로 했다.
내산성은 10%염산수용액을 이용해서 80℃, 3시간의 조건으로 각 시료를 처리하고, 각 시료의 표면을 목시 관찰하는 것으로 평가했다. 구체적으로는, 시료의 표면에 백탁, 거칠기 및 크랙이 발생되지 않는 것을 「○」, 시료의 표면이 백탁되어 있지만, 시료의 표면에 거칠기 및 크랙이 발생되지 않는 것을 「△」, 시료의 표면이 백탁되고, 또한 시료의 표면에 거칠기 또는 크랙이 발생되어 있는 것을 「×」로 했다.
경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500㎚ 및 800㎚의 투과율은 다음과 같이 해서 측정되었다. 우선 각 시료를 50㎜두께로 절단한 후 절단면을 경면 연마하고, 50㎜두께의 측정 시료를 제작했다. 그 다음에, 분광 광도계를 이용해서 이 측정 시료의 파장 500㎚ 및 800㎚의 투과율을 측정했다.
경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사는 다음과 같이 행해졌다. 우선 각 시료를 블루 버너 가공하고, 길이 2000㎜의 클리어 로드(clear rod)를 제작하고, 양단면을 경면 연마했다. 그 다음에, 한쪽 단면으로부터 광을 입사시켜서 다른 쪽 단면측(비입사측)에서 조도를 측정했다. 조도의 측정값으로부터 25㎛의 용융 결함을 검출할 수 있는 것을 「○」, 25㎛의 용융 결함을 검출할 수 없는 것을 「×」로 평가했다.
표1, 2로부터 명확한 바와 같이, 시료No.1~15는 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500㎚ 및 800㎚의 투과율이 80%이상, 즉 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 80%이상이며, 또한 경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사의 평가가 양호했다.
한편, 표3으로부터 명확한 바와 같이, 시료No.16은 Fe2O3의 함유량이 0.020%이지만, 환원제인 C를 첨가해서 용융했기 때문에 800㎚의 투과율이 80%미만이 되고, 경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사의 평가가 불량했다. 또한, 시료No.17은 Fe2O3의 함유량이 0.035%이기 때문에 800㎚의 투과율이 80%미만이 되고, 경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사의 평가가 불량했다.
더욱이, 시료No.1~15에 대해서, 시험 용융 노에서 용융하고, 오버플로우다운드로우법으로 성형함으로써 기판 표면이 무연마, 파상도가 0.1㎛이하, 또한 기판 치수가 2000㎜×2000㎜×0.5㎜두께의 글래스 기판을 제작한 바 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율이 80%이상이며, 또한 경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사로 25㎛의 용융 결함을 검출할 수 있었다. 여기서, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 500~800㎚의 투과율은 50㎜의 글래스제 셀에 글래스 기판을 적층하고 나서 측정했다. 또한, 측정 시에 표면 반사율의 영향을 고려해서 글래스 기판 사이에 침액(벤질 알코올)을 침투시켰다. 또한, 측정 시에 기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)를 1㎛이하로 규제했다.
실시예2
표4, 5는 본 발명의 실시예2(시료No.1~15), 표6은 본 발명의 비교예2(시료No.16, 17)을 나타내고 있다.
Figure 112013013796925-pat00004
Figure 112013013796925-pat00005
Figure 112013013796925-pat00006
표중의 각 시료는 실시예1의 항목으로 설명한 제법과 같은 제법으로 제작했다. 또한, 각 시료의 물성값은 실시예1의 항목으로 설명한 측정법과 같은 측정법으로 측정했다. 더욱이, 내BHF성과 내산성은 실시예1의 항목으로 설명한 조건 및 평가 기준과 같은 조건 및 평가 기준으로 평가했다.
경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚ 및 650㎚의 투과율은 다음과 같이 해서 측정되었다. 우선 각 시료를 50㎜두께로 절단한 후 절단면을 경면 연마하고, 50㎜두께의 측정 시료를 제작했다. 그 다음에, 분광 광도계를 이용해서 이 측정 시료의 파장 550㎚ 및 650㎚의 투과율을 측정했다.
경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사는 다음과 같이 행해졌다. 우선 각 시료를 블루 버너 가공하고, 길이 2000㎜의 클리어 로드를 제작하고, 양단면을 경면 연마했다. 그 다음에, 한쪽 단면으로부터 광을 입사시켜서 다른 쪽 단면(비입사측)에서 조도를 측정했다. 조도의 측정값으로부터 25㎛의 용융 결함을 검출할 수 있는 것을 「○」, 25㎛의 용융 결함을 검출할 수 없는 것을 「×」로 평가했다.
표4, 5로부터 명확한 바와 같이, 시료No.1~15는 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 85%이상이며, 또한 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 3%이하이기 때문에 경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사의 평가가 양호했다.
한편, 표6으로부터 명확한 바와 같이, 시료No.16은 Cr2O3의 함유량이 0.0025%이기 때문에 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 3%보다 크고, 경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사의 평가가 불량했다. 또한, 시료No.17은 Cr2O3의 함유량이 0.0040%이기 때문에 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 85%보다 작은 것에 더해서, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 3%보다 크고, 경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사의 평가가 불량했다.
더욱이, 시료No.1~15에 대해서, 시험 용융 노에서 용융하고, 오버플로우다운드로우법으로 성형함으로써 기판 표면이 무연마, 파상도가 0.1㎛이하, 또한 기판 치수가 2000㎜×2000㎜×0.5㎜두께의 글래스 기판을 제작한 바, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 85%이상, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 3%이하이며, 또한 경로 길이 2000㎜에 있어서의 용융 결함 검사로 25㎛의 용융 결함을 검출할 수 있었다. 여기서, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율 및 경로 길이 50㎜에 있어서의 650㎚의 투과율은, 50㎜의 글래스제 셀에 글래스 기판을 적층하고 나서 측정했다. 또한, 측정 시에 표면 반사율의 영향을 고려해서 글래스 기판 사이에 침액(벤질 알코올)을 침투시켰다. 또한, 측정 시에 기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)를 1㎛이하로 규제했다.
이상의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 글래스 기판은 LCD, 유기 EL 디스플레이, 무기EL디스플레이, PDP, FED등의 플랫 패널 디스플레이용 기판에 적절하다. 또한, 본 발명의 글래스 기판은 전하 결합 소자(CCD)나 등배 근접형 고체 촬상 소자(CIS) 등의 이미지 센서용 커버 글래스 및 태양 전지용 기판에도 적절하다.

Claims (10)

  1. 기판 치수가 1100㎜×1250㎜이상인 글래스 기판을 제조하는 방법으로서,
    경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율이 85%이상이며, 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 550㎚의 투과율과 경로 길이 50㎜에 있어서의 파장 650㎚의 투과율의 차이가 3%이하이고, 기판 단면의 평균 표면 거칠기(Ra)가 1㎛이하가 되도록 글래스 기판을 제조하는 제조 공정과,
    상기 글래스 기판의 한쪽 단면으로부터 광을 입사시켜, 상기 글래스 기판의 내부를 통해 다른 쪽 단면까지 투과시키고, 상기 다른 쪽 단면에 도달한 상기 광을 검출함으로써, 상기 글래스 기판의 용융 결함의 유무를 검출하는 검사 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 글래스 조성중에 Cr2O3를 0.0001~0.002질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 기판 표면이 무연마이며, 또한 파상도가 0.1㎛이하인 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 오버플로우다운드로우법으로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 글래스 조성으로서 하기 산화물 환산의 질량%로 SiO2 50~80%, B2O3 0~20%, MgO 0~15%, CaO 0~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Na2O 0~15%, K2O 0~10%, Cr2O3 0.0001~0.002%를 함유하는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 글래스 조성으로서 B2O3를 3~20질량% 함유하고, 또한 실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 액정 디스플레이 또는 유기 EL 디스플레이에 적용되는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 오버플로우다운드로우법으로 성형되어 있고, 기판 표면이 무연마이며, 또한 파상도가 0.1㎛이하인 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 오버플로우다운드로우법으로 성형되어 있고, 글래스 조성으로서 B2O3를 3~20질량% 함유하고, 또한 실질적으로 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 글래스 기판은, 오버플로우다운드로우법으로 성형되어 있고, 글래스 조성으로서 하기 산화물 환산의 질량%로 SiO2 50~80%, B2O3 0~20%, MgO 0~15%, CaO 0~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Na2O 0~15%, K2O 0~10%, Cr2O3 0.0001~0.002%를 함유하는 것을 특징으로 하는 글래스 기판의 제조 방법.
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