KR20010024465A - 평판유리 예압방법 - Google Patents

평판유리 예압방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20010024465A
KR20010024465A KR1020007003810A KR20007003810A KR20010024465A KR 20010024465 A KR20010024465 A KR 20010024465A KR 1020007003810 A KR1020007003810 A KR 1020007003810A KR 20007003810 A KR20007003810 A KR 20007003810A KR 20010024465 A KR20010024465 A KR 20010024465A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
plate
flat glass
temperature
ceramic
Prior art date
Application number
KR1020007003810A
Other languages
English (en)
Inventor
포터링함울리히
스프렝거디르크
오스텐다르프하인리히
베게너홀거
Original Assignee
게르하르트 암라인
카알-차이스-스티프퉁 트레이딩 에즈 쇼옷트 그라스
루드비히 비르스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 게르하르트 암라인, 카알-차이스-스티프퉁 트레이딩 에즈 쇼옷트 그라스, 루드비히 비르스 filed Critical 게르하르트 암라인
Publication of KR20010024465A publication Critical patent/KR20010024465A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Abstract

본 발명은 유리의 높은 온도균일성을 보장하는 간단하고 저렴한 평판유리 예압방법에 관한 것이다. 방사 가열로 안에서 최소 1개 이상의 세라믹판 위에 최소 1개 이상의 평판유리를 올려놓고 300℃ 내지 900℃ 의 온도범위로 열처리를 한다. 상기 세라믹판은 열처리 온도범위 안에서 처리될 유리판의 열전도율 보다 최소 5배 이상의 열전도율을 갖고 있다. 상기 세라믹판은 유리 적층물 높이에 대하여 세라믹판의 전체 두께의 비율이 1/λ . 40 W/mK가 되는 두께로 사용될 수 있으며, 이때 λ는 열처리 온도범위 안에서 상기 세라믹 재료의 열전도율 이다.

Description

평판유리 예압방법{METHOD FOR PRECOMPRESSING FLAT GLASS}
본 발명은 평판유리, 특히 디스플레이 유리의 예압방법(豫壓方法)에 관한 것으로서, 이 방법에 있어서는 적어도 1개 이상의 평판 위에 놓여있는 최소한 1개 이상의 평판유리를 가열로(加熱爐) 안에서 300℃ 내지 900℃의 온도로 열처리를 하는 것이다.
유리는 구조적으로 무정형(無定形)으로서, 이 무정형 구조는 견고한 고체가 아니고, 선행 열처리 과정(過程)에 따라 달라진다. 이러한 구조는 유리제품을 제조 후에도 열을 가함으로써 변형시킬 수 있다. 상기 무정형 구조를 변경할 때 마다 실내온도 하에서 측정되는 밀도의 변화는 보다 높은 또는 보다 낮은 값을 나타나게 된다. 이와 같은 구조적 변형과 이에 따른 밀도의 변화는 열부하의 온도-시간-곡선으로부터 유도되는 공지된 물리법칙을 사용하여 최소한 근사치(近似値)로 계산할 수 있다.[죠지 W. 셔러 저(著): "유리 및 그 복합물의 이완(弛緩)", John Wiley ＆ Sons 출판사 (뉴욕, 치체스터, 브리즈번, 토론토, 싱가포르), 1986년판, 의회도서관 카다로그 카드 번호: 85-17871]
일본 특허 요약 08-301628 A에 의하면 양호한 열전도성을 부여하기 위하여 알미늄층(層)으로 피복된 가열(加熱) 블록 위에 가열될 유리판을 올려놓는 열전도로(熱傳導爐)가 공지되어 있다. 상기 유리판의 위쪽에 또 다른 가열 블록을 이동하면서 상기 유리판을 압축하여 주도록 장치되어 있다. 상기 가열 블록 안에 열선(熱線)들이 구성되어 있으므로, 상이한 열출력(熱出力)에 의하여 열처리될 유리판 상에 상이하고 유해(有害)한 열공급(熱供給)이 이루어지는 위험이 존재한다.
독일 특허 3 422 347 A 1 은 최소 1개 이상의 종이 받침 위에 놓여 유리판 적층(積層)을 형성하고 있는 박판(薄板) 유리를 평탄하게 하기 위한 방법이 기술되어 있다. 또한 각각의 유리판 사이에는 간지(間紙)를 놓는다. 상기 하부 종이 받침은 흑연, 세라믹, 유리, 또는 금속으로 이루어진 받침판 위에 놓인다. 상기 받참판의 팽창률(膨脹率)은 평탄하게 가공할 박판 유리와 똑같은 팽창률을 갖게 해야 하므로, 동일한 재료로 되는 두꺼운 유리판이 선호된다.
상한 냉각점(上限冷却點) 위쪽에서 수행되는 상기 평탄가공방법 외에 이른바 예압방법이 있다.
고유한 제조공정에 뒤이어 하한(下限) 및 상한(上限) 냉각점 사이의 온도범위(유리의 점도가 1014.5dPas 내지 1013dPas가 되는 온도)에서 열처리를 할 때, 재료의 압축이 일반적으로 강(强)하게, 낮은 온도에서는 약(弱)하게 나타난다. 상술한 물리법칙에 의하면, 유리가 미리 높은 온도 하에서, 특히 하한 및 상한 냉각점 사이의 온도 하에 예압되어 있을 때에는 낮은 온도 하에서 약한 압축은 더욱 약하게 일어난다는 결과를 가져온다.
평판 디스플레이 제조에 적합한 평판유리는 상이한 열부하 하에서 디스플레이 유리의 각종 사후 제조공정 중에 계속적으로 뚜렷한 압축("수축")이 일어나지 않도록 하기 위하여 통상 강력하게 예압("압밀(壓密)")시켜야 한다. 이와 같은 계속적인 수축은 평판 디스플레이를 제조하는 동안에 층별로 한 장씩 쌓여지는 유리판의 상이한 구조가 소기(所期)한대로 균일하게 되지 않는 결과를 가져오게 될 것이다.
오늘날 액정(液晶) 디스플레이가 평판 디스플레이의 대부분을 차지하고 있다. 상기 액정 디스플레이를 제조할 때 통상적인 가공온도는 200℃ 내지 400℃ 사이 이다. 제조공정 중에 유리기판의 최대 허용 압축도(壓縮度)는 사용되는 기술에 따라 다르다. 무정형 실리콘을 기초로 하는 박막 트랜지스터(TFT) 기술에 있어서는 최대 10 ppm 이어야 한다.[신 유리의 과학기술(도쿄, 1991년 출판; S. 사까 / N. 소가 편집) 71-82페이지, T. 유까와, K. 다루타, Y. 시게노, Y. 우가이, S. 아오끼 공저(1991): "액정 디스플레이 장치의 최근 발전 추이"]
또한 평판 플라즈마 디스플레이가 널리 사용되고 있다. 이 플라즈마 디스플레이의 제조공정은 무엇보다도 통상적인 450℃ 내지 600℃의 온도범위 하에서 전극(電極)들과 브릿지, 형광층(螢光層) 및 유전체층(誘電體層)을 탑재하고 피복하는 공정을 포함한다. 상기 공정 중에 기판으로서 사용된 박판유리의 압축은 최대 20 ppm으로 하여야 한다.
유리판의 제조 직후에, 예를 들어 인발(引拔) 또는 부동(浮動) 가공 직후에 일반적으로 아직 충분히 예압되어 있지 않으므로 또 다른 열처리 (사후 소둔(燒鈍) 처리)를 해야만 한다.
따라서, 만약 유리가 예압되어 있지 않을 경우에는 디스플레이로 사용되는 전형적인 알칼리가 포함되지 않은 유리(예를 들어, 그뤼넨플란에 소재한 독일특수유리 주식회사의 AF45)를 450℃ 하에 1시간 동안 사후 소둔처리(燒鈍處理)를 할 때 수축이 50 ppm을 나타낸다. 그와 같은 수축은 적절한 열처리에 의하여 12 ppm 이하로 감소된다.
낮은 냉각점을 갖는 유리(예를 들어, 그뤼넨플란에 소재한 독일특수유리 주식회사의 D263 유리)에 있어서는 제조공정 직후에 450℃의 온도 하에 1시간 동안 소둔처리를 할 때 수축은 300 ppm을 초과하였다. 이 값은 적절한 사후 소둔처리에 의하여 ＜ 20 ppm 이하로 낮추어진다.
상기 사후 소둔처리는 연속가열로(連續加熱爐) 속에서 수행된다. 경제적인 이유로서, 대개 10-20 매(크기에 따라 두께 1mm)의 유리판 들을 함께 적층(積層)한다. 이 적층물(積層物)은 하나의 운반대 위에 올려놓고, 대개 덮개판으로 눌러(압축)주며, 이때 예를 들어 석영판(石英板)을 사용한다.
이 경우, 적층된 유리판들이 높은 온도 하에서, 예를 들어 하한 및 상한 냉각점 사이에서 늘어 붙는 경향의 어려움이 나타난다. 이러한 유리판의 접착성을 방지하기 위하여, 유리판들 사이에 이형제로서 무기질 분말층을 형성시킨다.(미국 특허 제5,073,181호) 이 경우, 상기 분말의 입도(粒度)가 일정한 크기 이하가 되지 않으면, 유리판 표면의 광학적 품질을 저하시키는 단점이 있다.
또 다른 어려움은 소둔처리를 하는 동안 전체 적층물 안에서 가능한 한 높은 온도 균일성을 보장해야할 필요성 이다. 유리판 한 장 한 장에 대한 온도 불균일성(즉, 적층물 내에 수직 방향 온도 불균일성)은 온도 프로그램에 따라 상이한 유리판들이 상이한 열처리 이력(熱處理履歷)을 겪게되어, 따라서 상이한 예압을 받는다는 것을 의미한다.
각각의 유리판 두께는 적층물의 높이에 비하여 작으므로, 적층물 내부의 수직 온도 기울기는 개별 유리판에 대해서 통상 아무런 문제가 없다. 그러나 횡방향 온도불균일성은 문제가 다르다. 즉, 횡방향 온도불균일성은 온도 프로그램에 따라 유리판 상에 상이한 부분이 상이한 열처리이력을 겪게됨으로써, 상이한 예압을 받게된다는 것을 의미한다. 또한 이러한 횡방향 온도 불균일성은 각각의 유리판에 대하여 소둔처리가 끝날 때 유리판 내에 내부응력이 형성되어, 후속하는 열부하(熱負荷)에 의한 이완(弛緩)으로 인하여 국부적인 부피변형을 일으키게 된다는 것을 의미한다. 만약 유리판을 소둔 처리할 때 유리판 표면에 온도경도가 있을 경우에는, 소둔처리를 끝내고 온도를 평형화(平衡化) 시킬 때 유리판의 상이한 부분들의 온도 부정합(不整合)을 일으킨다. 이러한 온도 부정합은 유리판의 상이한 부분들의 상호 인장에 의하여 평형화 된다. 상기 상호인장이 후속하는 열부하에 의하여 이완되면, 유리판의 상이한 부분들이 각각 팽창 내지 수축을 일으킨다.
후속하는 피복(被覆) 공정에서 그러한 불균일한 부피팽창 또는 수축현상을 적합한 마스크(mask) 치수에 의하여 보정(補整)할 수 없기 때문에, 디스플레이 제조업자에게는 매우 곤란한 문제가 된다.
어느 정도의 온도 불균일성의 존재는 불가피한 것이다. 소둔공정에서 불가피한 가열 과정에서 열이 적층물 내부로 전달되어야 하며, 마찬가지로 불가피한 냉각과정에서 열이 다시 적층물로부터 방출되어야 한다. 또한 상기 두 공정에서는 적층물 속에서 내부 열류(熱流)가 작용하는 것이며, 그 열류는 원동력으로서 내부 온도 기울기를 필요로 한다. 기하학적인 이유(전형적인 적층물 높이는 2 cm이며, 한편 측방 치수는 1 x 1m 범위 까지)에서 열의 유입과 유출을 유리판 평면에 대하여 직각으로 이루어지게 하는 것을 선호한다. 상기와 같은 직각 방향에서는 동일한 온도 기울기와 이에 따라 동일한 열류를 달성하는데 비교적 작은 온도차가 충분하며, 한편 횡방향에 있어서 상기 동일한 열류를 위해서는 매우 큰 온도차를 필요로 할 것이다.
횡방향으로 큰 온도차는 두 가지의 불리한 효과(상이한 예압 및 응력작용)를 가질 것이며, 이에 반하여 수직 온도차는 단지 한 가지의 효과, 즉, 상이한 예압의 원인 만이 될 것이다. 따라서 횡방향에서 가능한 한 균일한 온도분포가 바람직한 것이다. 수직 온도차는 가열 내지 냉각할 때 바로 그때그때 적층물의 가열 내지 냉각을 위하여 요구되는 열류를 흐르게 하는데 필요로 하는 것과 동일한 크기가 되도록 하여야 한다. 등온 유지 단계에서 또한 수직 온도차는 영(零)이 되어야 한다.
높은 온도 균일성을 갖는 소둔의 기술적 실현은 해당(該當)하는 온도범위에 달려있다. 디스플레이 유리에 대한 사후 소둔을 위해서는 온도범위가 전형적으로 500℃ 내지 700℃이다.(D 263유리의 하한 및 상한 냉각점은 529℃ 내지 557℃ 이다; AF 45유리의 하한 및 상한 냉각점은 627℃ 내지 663℃ 이며, 특수 유리에 있어서는 또한 300℃ 내지 900℃ 이다)
높은 온도균일성이 요구될 때에는 강제 공기 가열로(强制空氣加熱爐) 속에서 공기를 요구되는 온도로 가열하고, 가열로 속에서 순환시킨다.
가열 또는 냉각할 경우에는 적층물 속으로 또는 적층물로부터 밖으로 열류를 일으키기 위한 원동력을 발생 시키기 위하여 공기의 온도를 적층물의 표면 온도 보다 약간 높게 또는 차게 만들어 준다. 상기 온도차를 전체적으로 동일하게 함으로써, 열류가 흐를 때 국부 온도차에 의하여 국부적으로 상이한 가열 및 냉각 속도를 일으키지 않고, 그에 따른 온도 불균일성이 발생하지 않도록 해야한다.
순환공기 가열은 여러 가지 이유에서 바람직하지 않다. 첫째, 환풍장치는 추가적인 비용을 필요로 한다. 둘째, 환풍 작용에 의하여 유리판들 사이의 공간으로부터 이형제 물질이 이탈하게 되고, 그 대신 불필요한 이물질(異物質)이 침투할 위험이 있다. 따라서 통상적으로 후속 가공을 청정실(淸淨室) 안에서 수행하는 디스플레이 제조에 있어서는 바람직하지 않다. 따라서 순환공기가 없는 실내에서 소둔 처리를 하는 것이 바람직하다.
미국 특허 제5,597,395호에서는 유리판을 가열로 속에서 소둔 온도 하에 가스를 이용하여 전방향(全方向)에서 압력을 동시에 가하는 예압 방법이 공지되어 있다.
본 발명의 과제는 간단하고, 따라서 저렴하며, 유리판 내에 고도의 온도 균일성을 보장하는 평판유리의 예압 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 열처리온도 범위 내에서 처리할 유리판의 열전도성 보다 최소 5배의 열전도성을 갖는 최소 1개 이상의 세라믹판(板) 위에 평판 유리가 장입되는 방사 가열로 속에서 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 방법에 의하여 해결된다.
열처리 온도 및 가열 온도 범위는 열처리될 유리판의 유리 제원(諸元)에 따라 선택되며, 이때 온도는 하한 및 상한 냉각점 사이의 값을 갖는 것이 선호된다.
방사 가열로를 사용하면 환풍장치와 같은 추가적인 비용이 필요 없으므로 강제 공기 가열로에 비하여 비용이 저렴하다. 또한 이형제(離型劑)를 사용할 때 유리판 사이로부터 이형제 물질이 이탈하지 않는다.
지금까지 일반적으로 방사 가열로는 300℃ 내지 900℃의 온도 범위 내에서 사용되지 않았다. 왜냐하면, 상기 온도 범위에 있어서는 방사에 의한 열전달이 외견상 구조가 동일한 발열체의 상이한 열출력 및 불균일한 단열 등과 같이 가열로 안에서 구조적으로 기인되는 불규칙성의 극복과, 가열로 내부에서 고도의 온도 균일성의 달성을 충족시키지 못하기 때문이다.
여기에 더하여, 유리가 불량한 열전도성, 즉, 전형적으로 1 W/(mK)를 나타냄으로써, 유리 속에 온도 불균일성을 더욱 강화시키기 때문이다.
이와 같은 방사 가열로의 단점들은 열처리가 실시되는 온도 범위에서 처리될 유리판의 열전도성 보다 최소 5배 이상 높은 열전도성을 갖는 최소 1개 이상의 세라믹판 위에 최소 1매 이상의 유리판을 탑재함으로써, 보상(補償)될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
그러한 세라믹판의 장점은 이들이 열류를 받아 동시에 유리판의 넓은 표면에 분배함으로써, 유리판 표면에 온도차를 평형화 시켜주는 것이다.
지금까지 통상적으로 사용된 석영판으로는 상기와 같은 장점을 달성할 수 없었다. 왜냐하면, 이 물질의 열전도성은 다만 처리할 유리판의 열전도성과 대략적으로 일치할 뿐이기 때문이다.
주로 평판유리의 1개 적층물을 세라믹판 위에 올려놓고 열처리하였다. 유리판 또는 유리판 적층물을 상기 2개의 세라믹판 사이에 배치할 경우에는 유리 안의 온도 균일성이 더욱 향상될 수 있다.
비기공성(非氣孔性) 세라믹판이 유리하게 사용된다. 왜냐하면, 그러한 세라믹판은 열처리 중에 처리될 유리판 표면에 불리하게 작용할 수 있는 세척제 찌꺼기와 같은 이물질이 붙을 수 없기 때문이다.
유리하게도 탄화규소(SiC)로 이루어지거나 또는 탄화규소를 함유하는 세라믹판의 사용이 선호된다. 이 중에는 예를 들어 아질산염이 결합된 탄화규소 및 실리콘이 침윤(浸潤)된 탄화규소가 있으며, 후자의 재료는 비기공성 때문에 특히 선호된다.
세라믹 공업에서 소성(燒成)가마의 용구(用具)로서 상기 재료의 사용이 알려져 있으며, 이때 상기 재료는 구조부품의 높은 견고성, 고도의 내열피로성(耐熱疲勞性) 및 높은 고유안정성(固有安定性)(열부하에 대하여 크리핑(creeping) 현상이 나타나지 않음) 등과 같은 특성이 활용된다.[A. 존탁: "고온하에 반복 사용을 위한 개량된 R-SiC 소재" cfi/Ber. DKG 74 (1977) No. 4, S.199] 예를 들어, 샤프 화이어링(sharp firing) 및 그레이닝(graining)을 위한 도자기 가마 받침대로 제공된다.[자료출처: AnnaWerk Keramische Betriebe, 96466 Rodental, 자료 "재결정된 SiC"]
그러나 종래의 선행기술에 있어서는 세라믹 재료의 다른 특성들이 우선적으로 고려되고 있기 때문에 이러한 세라믹 재료가 또한 평판유리을 예압할 때 사용하는데 적합하다는 사실에 대하여 언급한 자료가 없다.
세라믹 재료의 사용은 - 유리판 적층물과 관련하여 볼 때 - 가열로 안에서 측방의 온도차(즉, 예를 들어 두 장이 겹쳐진 사이의 온도차)는 적층물 안에서는 뚜렷한 감소를 보여주는 장점을 가지고 있다. 이 사실은 놀랍게도 가열로 안에서 이와 관련된 소둔 온도 하에 서로 방사하는 표면 사이에 열전달이 작을 때 적용된다.
유리 적층물의 높이와 양쪽 세라믹판의 두께가 적합할 때, 높은 열전도성 세라믹을 사용함으로써, 적층물 내의 횡방향 온도 기울기가 절반 이상 감소된다는 것이 증명되었다.
상기 유리 적층물에 대한 전체 세라믹판의 두께 비율이 최소한 1/λ·40·W/(mK)가 되는 두께를 갖는 세라믹판을 사용하는 것이 바람직하며, 이때 λ는 열처리온도 범위 안에서 세라믹 재료의 열전도율을 나타낸다.
상기 상태는 후술하는 예에서 명백해 진다.
가열로의 서로 맞은편에 위치하는 양쪽 측면벽 사이에는 예를 들어 10K의 온도차가 있다. 각각 하나씩의 세라믹-전면(前面)이 가열로-측벽에 대하여 평행하게 서로 마주 보고 위치하여 서로 방사열을 교환하도록 세라믹판들을 가열로 안에 장치된다. 세라믹판들의 넓은 면을 가열로에 대하여 단열(斷熱)시킨다. 가열실 내의 평균온도는 500℃로 한다. 가열로의 측벽은 세라믹판과 똑같이 방사율(放射率)이 1이 되도록 한다. 세라믹판의 전면을 통하여 순(純)-열류가 흐른다. 열밀도(熱密度)는 약 100 W/(m2K)xΔT' 이며, 이때 ΔT'는 가열로-측벽과 이와 마주보는 세라믹판-전면 사이의 온도차 이다. 가열로는 양쪽 측면의 ΔT'는 동일한 값을 갖도록 대칭을 이루게 한다.
상기 유리 적층물은 면적이 0.5 x 0.5 m이고, 높이는 0.01 m 이다. 유리판과 세라믹판은 똑같이 방사율 1을 갖게 한다. 상기 전면을 통하여 1.5w/k·ΔT'의 열류가 흐른다. 유리의 불량한 열전도성 - 전형적으로 1 W/(mK) - 때문에 -이 열류는 주로 세라믹판으로부터 받는다. 여기서 열류에 대하여 열류는 0.8w/k·ΔT'' 이라는 관계가 적용된다. 열류의 유지 및 한쪽 측벽으로부터 맞은편 측벽 사이의 모든 온도차의 합(合)이 10K가 되어야 한다는 조건으로부터 ΔT'2.6 K 와 ΔT''4.8 K 가 산출된다. 상기 열류는 세라믹판 없이 유리의 전면을 통하여 계속 전달되어야 할 것이다. 여기서 열류는 0.005w/k·ΔT'' 이라는 관계가 성립된다. 열류의 유지로부터 ΔT' = 0.033K 및 ΔT'' = 9.934K 의 결과를 얻는다. 고열 전도성 세라믹을 사용함으로써, 적층물 높이와 양쪽의 세라믹판 두께를 서로 조절하면, 측방 온도 기울기를 절반 이상 감소시킨다.
유리판 또는 유리판 적층물은 바람직하게도 실리콘-침윤된 SiC (SiSiC)로 이루어지는 최소한 2개의 판(板) 사이에 배치된다. 만약 다수의 세라믹판이 유리 적층물과 가열로 벽(壁) 사이에 삽입될 경우에는, 실리콘-침윤된 SiC판을 유리 적층물 쪽으로 향하게 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 실리콘-침윤된 탄화규소는 세척제 잔유물, 금속 분진(粉塵)과 같은 물질이 침착하여 소둔 처리 중에 인접한 유리 표면과 작용하여 유리 표면을 손상시킬 수 있는 기공(氣孔)들을 가지고 있지 않기 때문이다.
바람직하게는 실리콘-침윤된 SiC판들을 Rm≤10㎛, 특히 ≤1㎛의 조도(粗度)를 생성시키기 위하여 미세 연마(微細硏磨)한다. 그렇게 함으로써, 유리를 실리콘-침윤된 탄화규소 위에서 소둔 처리할 때 예압과 함께 일어나는 불가피한 유리의 미끄러짐과 상이한 열팽창률에 기인하는 미끄러짐 현상이 광학적인 손상을 일으키는 것을 방지한다.
미국 특허 제5,073,181호에서 공개된 바와 같이 이형제의 사용은 적층물 내의 온도 균일성에 불리하게 작용한다. 수직 열전도율은 유리의 열전도율과 분말의 열전도율의 가중평균치로서 - 대표값은 0,1 W/(mK) 이다. 만약 분말층이 예를 들어 유리판 두께의 1/10 두께인 경우에는 가중평균치는 0.5 W/(mK)로 나타난다. 따라서 분말에 의하여 적층물 속에 온도 불균일성이 증가된다. 상기 온도 균일성을 더욱 향상시키기 위하여, 유리판을 미리 화학처리를 하는 경우, 뜻밖에도 유리판 적층물을 또한 이형제를 사용하지 않고도 소둔처리를 할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 화학처리는 대개 여러 단계를 포함한다.
상기 화학처리의 첫 번째 단계에서는 유리를 pH 값이 10 이상 되는 알칼리성 용액 속에 담근다. 그 다음 증류수로 처리한다. 이어서 바람직하게는 추가적으로 계면활성제(界面活性劑)를 포함하는 산성매질(酸性媒質)(pH ＜4)로 처리하고, 다시 증류수로 세척한다. 마지막 표면처리는 증류수로, 특히 캐스케이드식(式) 세척장치에서 세척을 포함한다. 증류수는 직경 1㎛ 까지 입자여과장치를 통과시키는 것이 바람직하다. 증류된 세척수의 바람직한 저항률은 ＞1 MOhm로서, 예를 들어 18 MOhm 이다. 여러 가지의 세척조(洗滌槽) 속에는 추가적으로 초음파장치를 설치할 수 있다. 온도는 40℃ 내지 80℃ 사이로 조절하는 것이 유리하다. 이어서, 유리판들을 건조시킨다. 건조를 위해서는 건조가 끝난 후에 유리판 표면에 습기가 없을 뿐만 아니라, 현미경으로 보아 극미(極微)한 표면에 상당량으로 응결된 잔류습기도 존재하지 않도록 온도와 가열된 순환공기에 의하여 건조 성능을 조절할 수 있는 건조방법을 추천한다. 건조 중에 공기의 미립자 여과 및 정전기(靜電氣) 방지대책과 함께 건조과정에 이어서 유리판들 사이에 미립자에 의하여 오염 되지 않도록 유리판들을 쌓아 올려야 한다.
본 발명에 따른 방법을 실시예를 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
SiSiC의 준비
소둔 처리를 위해서는 슬립 주조법(鑄造法)으로 주조하고 사후 실리콘-침윤시켜 제조된 540*420*6 mm3크기의 SiSiC판(板)이 사용된다.
입도(粒度) 200번의 SiSiC로 금속연마판 위에서 평활도(平滑度)가 대각선으로 60㎛이고, 최대 5㎛의 표면조도(表面粗度)가 달성될 때 까지 유리표면을 연마하였다. 연마 후에 유리판은 10㎛ 크기 이상 되는 연마 세공(硏磨細孔)이 생기지 않았다. 연마공정 다음에 유리판들을 6몰HCl용액 속에서 24시간 동안 방치한 후에 이어서 세척하였다.
AF45 유리의 화학처리
AF45형 유리를 이형제가 묻지 않게 소둔하기 위하여, 1.1mm 두께의 유리판을 크기 320*320 mm의 형판(型板) 위에 올려 놓았다. 처리공정을 위하여 유리판을 특수강 용기 속에 옆으로 세우고, 밑면은 테프론 리브(rib) 위에 받쳐져 있다. 유리판이 응력을 받지 않도록 간격을 정하였다. 유리판을 제1 세척조 속에 pH 12의 세척액이 충만된 세척장치에서 처리되었다. 유리판을 세척조 속에 온도 50℃ 하에 5분간 방치하였다. 이어서, 유리판을 세척통과 함께 증류수가 들어있는 스프레이 세척조 속에 넣고, 콘덕턴스(conductance) 값이 1μS 가 될 때 까지 약 3분간 방치한 다음, 세척통을 산성 세척조로 옮겼다. 상기 pH 값을 2로 맞추고, 유리판을 온도 50℃ 하에 5분간 세척조 속에 방치하였다.
그 다음 상기 세척통을 다시 증류수가 들어있는 스프레이 세척조 속에 넣고, 그 속에서 다시 콘덕턴스 값이 1μS가 될 때 까지 스프레이 세척을 실시하였다. 마지막으로 역침투(逆浸透) 방식에 의하여 전기 소(消)이온 방법으로 제조된 초순도(超純度) 물을 가지고 콘덕턴스 값이 0.5 μS가 될 때 까지 유리판을 세척한다. 이 세척조 속에서 10㎛의 입자 여과가 실시된다.
상기 처리 동안에 모든 세척조 속에 있는 세척통들을 상하 6mm 높이로 계속적으로 진동시켰다. 스프레이 세척조를 제외한 모든 세척조 속에 초음파 장치를 사용하였다. 두께 1.9mm의 유리에 대해서도 상술한 바와 동일하게 처리하였다. 건조는 200℃ 하에 20분간 실시하였다.
D263형 유리의 화학처리
두께 1.1mm의 D263형 유리를 크기가 340*360 mm2인 형판 위에 올려놓았다. 처리공정을 위하여 유리판을 특수강 용기 속에 옆으로 세우고, 밑 바닥의 긴 홈을 통하여 테프론 밴드 위에 올려놓았다. 청정실 내에 있는 자동 세척장치에서 유리를 처리하였다. 이때 세척통을 창고로부터 꺼내서 제1세척조로 운반하였다.
상기 세척조는 pH값이 12 이었으며, 유리를 60℃ 온도 하에 5분간 세척조 속에 방치하였다. 이어서, 증류수가 들어있는 스프레이 세척조 안에 세척통을 5분간 방치하고, 그 다음 세척통을 산성 세척조로 이동시킨다. pH값을 2로 맞추고, 유리판을 세척조 속에 60℃ 하에 5분간 방치하였다.
그 다음 상기 세척통을 다시 증류수가 들어있는 스프레이 세척조에 넣고, 5분간 방치하였다. 마지막으로 계단식 세척조(각각 5분씩 3번)에서 콘덕턴스 값이 0.05 μS가 될 때 까지 세척한다. 이 세척조에는 5㎛ 입자 여과기가 장치되어 있다. 상기 스프레이 세척조 및 계단식 세척조 내의 증류수 온도는 60℃이었다. 마지막 세척조에서 세척통은 상승장치에 의하여 매초 당 1cm 씩 천천히 상승한다. 건조는 고성능/고효율 초미세입자 공기필터를 장착한 청정실등급100을 갖는 건조장치에서 120℃ 하에 8분간 실시하였다.
그 다음 유리판들을 청정실 안에서 포장하고, 내진(耐震)조치하여 이송한다.
소둔처리
적층 작업을 위하여, 유리판들을 계속적으로 여과된 공기로 불어내는 상자(flowbox) 속에 위치시켰다. 상기 SiSiC 판들을 에탄올로 닦아내고, 그 다음 상기 플로우박스 안에 유리판들 옆에 내려 놓았다. 유리판들을 인조장갑을 끼고 모서리를 잡아 쥐고, 하나의 SiSiC판(연마면을 위로 향하게) 위에 10개 짜리 한 무더기(적층물)를 쌓아 올렸다. 마지막으로 한 장의 SiSiC 판을 연마면을 아래로 향하게 하여 맨 위 유리판 위에 올려 놓았다. 이와 같이 겹쳐놓은 "샌드위치"를 5개의 제어구역(制御區域)을 통과하면서 고도의 온도균일성을 달성할 수 있는 방사가열로 속에 장입(裝入)한다. 제어를 위해서는, 여러 개의 S형 열전대(熱電對)(Pt/PtRh10; 백금(순)과 10% 로디움합금된 백금의 금속쌍에 의하여 열기전력을 발생하는 것)들을 유리 적층물에 고정시킨다. 소둔처리를 하는 동안 이 열전대들에 의하여 측정된 온도불균일성은 Z방향과 X, Y방향에서 ±3K를 초과하지 않았다. 상기 유리판은 실내온도로부터 시작하여 300°/h의 가열속도로 Tmax까지 가열되었다. 일정한 방치시간(Thalt)이 지난 다음 유리를 구조 및 응력 이완을 고려한 최적냉각곡선에 따라 RT온도 까지 냉각시켰다.
온도부하에 따른 수축[압밀(壓密)]
압밀도(壓密度)의 측정을 위하여 유리판들을 사후 온도부하 전에 100mm 간격을 띄우고 새김 십자표시로 되는 래스터(raster)로 표시하였다. 인접된 모든 표시의 간격들은 사후온도부하 전,후에 좌표측정기계로 측정하였다. D263형 유리에 대한 온도부하는 1시간 동안 450℃ 하에 가열 및 냉각속도는 5K/min이었다. AF45형 유리에 대한 온도부하는 1시간 동안 590℃ 하에 가열 및 냉각 속도는 6K/min 이었다. 각 유리 적층물로부터 3개씩의 유리판(중간에서 1개, 맨 위로부터 두 번째 1개, 맨 밑으로부터 두 번째 1개)을 압밀측정에 사용하였다. 이때 온도부하는 이상과 같이 동일한 가열로 내에서 동일한 온도균일성 경계조건 하에 실시되었다.
측정결과는 다음과 같다 (표 참조)
유리 종류 유리판 No.
1 2 3
D 263 -1 ±3 1 ±2 3 ±3
AF 45 0 ±3 2 ±5 1 ±4
표: 추가적인 열처리 후에 D263 및 AF45 유리에 대하여 Δ1/1 [ppm],
각각 3매씩 측정.

Claims (13)

  1. 최소 1개 이상의 판 위에서 최소 1매 이상의 평판유리를 300℃ 내지 900℃의 온도범위에서 열처리를 함으로써, 평판유리, 특히 디스플레이 유리의 예압(豫壓)을 위한 방법에 있어서,
    하나의 방사 가열로 속에서 열처리할 유리판의 열전도율 보다 최소 5배 이상의 열전도율을 갖는 최소 1개 이상의 세라믹판 위에 평판유리를 올려 놓고 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  2. 제1항에 있어서, 최소한 2개의 세라믹판들 사이에 평판유리로 이루어진 적층물을 배치하는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 비기공성 세라믹판을 사용하는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, SiC로 이루어지거나, 또는 SiC를 함유하는 세라믹판을 사용하는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 상기 유리 적층물의 높이에 대한 세라믹판 전체 두께의 비율이 1/λ??40W/(mK)이 되는 두께로 세라믹판을 사용하며, 이때 λ는 열처리 범위 안에서 세라믹 재료의 열전도율을 나타내는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서, 실리콘-침윤 SiC로 이루어지는 평판을 최소한 2개 이상 사용하는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 실리콘-침윤 SiC판을 상기 유리 적층물 쪽으로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 한 항에 있어서, 실리콘-침윤 SiC판을 사용할 때, SiC판을 유리판 적층물과 함께 겹쳐놓기 전에 미세연마를 실시하여 표면조도가 Rm≤ 10 ㎛, 바람직 하게는 ≤1 ㎛ 의 조도를 생성시키는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 한 항에 있어서, 상기 유리판들을 함께 쌓아서 적층물을 형성하기 전에 화학처리를 하는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 화학처리는
    - pH값이 ＞10 인 알칼리성 용액 속에 담그는 단계와
    - 증류수로 세척 처리하는 단계,
    - pH값이 ＜4 이고, 계면활성제를 함유하는 산성 매질로 처리하는 단계,
    - 증류수로 스프레이 세척 처리하는 단계 및
    - 유리판을 건조하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 증류수를 1㎛ 까지 미립자 여과장치를 통과시키는 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  12. 제10항 또는 제11항 에 있어서, 상기 증류수의 전기 저항률이 ＞1 MOhm 인 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 한 항에 있어서, 사용된 용액의 온도는 40℃ 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 평판유리 예압방법.
KR1020007003810A 1997-10-10 1998-10-08 평판유리 예압방법 KR20010024465A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19744666.3 1997-10-10
DE19744666A DE19744666C1 (de) 1997-10-10 1997-10-10 Verfahren zum Vorverdichten von Flachglas
PCT/EP1998/006393 WO1999019265A1 (de) 1997-10-10 1998-10-08 Verfahren zum vorverdichten von flachglas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010024465A true KR20010024465A (ko) 2001-03-26

Family

ID=7845081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020007003810A KR20010024465A (ko) 1997-10-10 1998-10-08 평판유리 예압방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6374640B1 (ko)
EP (1) EP1021380B1 (ko)
JP (1) JP3460148B2 (ko)
KR (1) KR20010024465A (ko)
AT (1) ATE203228T1 (ko)
DE (2) DE19744666C1 (ko)
HK (1) HK1027337A1 (ko)
WO (1) WO1999019265A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101073783B1 (ko) * 2003-11-28 2011-10-13 코닝 인코포레이티드 저 뒤틀림 평판 글라스의 제조방법

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19956753A1 (de) * 1999-11-25 2001-06-28 Schott Glas Verfahren und Vorrichtung zum Tempern von flachen Körpern
US7201639B2 (en) * 2001-04-24 2007-04-10 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Powder for disks
EP1746076A1 (en) * 2005-07-21 2007-01-24 Corning Incorporated Method of making a glass sheet using rapid cooling
US8206789B2 (en) * 2009-11-03 2012-06-26 Wd Media, Inc. Glass substrates and methods of annealing the same
US8826693B2 (en) 2010-08-30 2014-09-09 Corning Incorporated Apparatus and method for heat treating a glass substrate
US8316668B1 (en) 2010-09-23 2012-11-27 Wd Media, Inc. Composite magnetic recording medium
US8834962B2 (en) 2011-06-03 2014-09-16 WD Media, LLC Methods for improving the strength of glass substrates
US9533907B1 (en) 2011-10-31 2017-01-03 Corning Incorporated Methods and apparatus for predicting glass dynamics
US9556055B2 (en) * 2013-04-30 2017-01-31 Corning Incorporated Method for reducing glass-ceramic surface adhesion, and pre-form for the same
US9857072B2 (en) * 2014-03-12 2018-01-02 American Heating Technologies Inc. Apparatuses, methods, and systems for illuminating panels used as cabinet doors and drawer panels
TWI766041B (zh) * 2017-06-14 2022-06-01 美商康寧公司 控制壓實的方法
CN112437759A (zh) 2018-07-16 2021-03-02 康宁股份有限公司 具有改善的翘曲的玻璃制品的陶瓷化方法
WO2020018408A1 (en) 2018-07-16 2020-01-23 Corning Incorporated Methods for ceramming glass with nucleation and growth density and viscosity changes
CN112437760A (zh) 2018-07-16 2021-03-02 康宁股份有限公司 包含均匀脱模剂涂层的玻璃基材及其陶瓷化方法
WO2020018290A1 (en) * 2018-07-16 2020-01-23 Corning Incorporated Setter plates and methods of ceramming glass articles using the same
KR102356026B1 (ko) 2018-07-16 2022-02-08 코닝 인코포레이티드 개선된 특성을 갖는 유리 세라믹 물품 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE891916C (de) * 1953-08-20 Paris Bernard Long Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von doppelbrechendem Glas
DE3422347A1 (de) * 1984-06-15 1985-12-19 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum planieren von duennglaesern
US5073181A (en) * 1990-08-09 1991-12-17 Corning Incorporated Method of protecting glass surfaces using submicron refractory particles
US5654057A (en) * 1994-12-28 1997-08-05 Hoya Corporation Sheet glass flattening method, method of manufacturing glass substrate for an information recording disk using flattened glass, method of manufacturing a magnetic recording disk using glass substrate, and magnetic recording medium
US5597395A (en) * 1995-11-28 1997-01-28 Corning Incorporated Method for low temperature precompaction of glass

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101073783B1 (ko) * 2003-11-28 2011-10-13 코닝 인코포레이티드 저 뒤틀림 평판 글라스의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
ATE203228T1 (de) 2001-08-15
WO1999019265A1 (de) 1999-04-22
JP2001519315A (ja) 2001-10-23
EP1021380A1 (de) 2000-07-26
US6374640B1 (en) 2002-04-23
DE59801055D1 (de) 2001-08-23
JP3460148B2 (ja) 2003-10-27
DE19744666C1 (de) 1999-06-17
HK1027337A1 (en) 2001-01-12
EP1021380B1 (de) 2001-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20010024465A (ko) 평판유리 예압방법
US5643483A (en) Ceramic heater made of fused silica glass having roughened surface
JP4297945B2 (ja) 熱処理装置
WO2007049545A1 (ja) ガラス条の製造方法
JP2006008488A (ja) 熱処理用セッター及びその製造方法、並びにガラス基板の熱処理方法
CN109576647A (zh) 一种超薄滤光片薄膜制备方法
KR20080090255A (ko) 세터의 평탄화 처리 방법
KR20060047991A (ko) 유리 정반의 뒤틀림 제거 방법
JP2002114537A (ja) ガラス基板熱処理用セッター
KR101769670B1 (ko) 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판
KR100347832B1 (ko) 유리질 물질의 처리
KR20160046357A (ko) 유리 면취 방법
TW200527935A (en) Semiconductor-producing apparatus
JP4049545B2 (ja) ＳｉＣ質熱処理用治具
JP4479302B2 (ja) ヒータユニット及びそれを搭載した装置
JP3599257B2 (ja) 半導体熱処理用ダミーウエハ
KOZUKA et al. Effect of the amount of water for hydrolysis on cracking and stress evolution in alkoxide-derived sol-gel silica coating films
JPH08151224A (ja) 板ガラスの処理方法
US20070054424A1 (en) Semiconductor heating heater holder and semiconductor manufacturing apparatus
JPS63377B2 (ko)
JP2000302484A (ja) 耐熱性定盤及びそれを用いたガラス基板の熱処理方法
JP3909720B2 (ja) 半導体熱処理用ガラス状カーボン製ダミーウエハ
CN116670328A (zh) 一种多晶SiC成型体及其制造方法
JP2005180743A (ja) フラットパネルディスプレイ基板製造用棚板及び検査方法
JPH05301730A (ja) ガラス基板の熱処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application