KR20070052681A

KR20070052681A - 유리 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070052681A
Application number: KR1020060114086A
Authority: KR
Inventors: 유키야스 기무라; 유헤이 닛타
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2007-05-22
Also published as: US20090305020A1; JP2007161568A; US20070116913A1; JP4752725B2; TWI406824B; CN1966436A; TW200720204A; KR101345439B1; US8245538B2; CN1966436B

Abstract

(과제)

액정 등의 FPD 를 저비용으로, 또한 수율 좋게 제조하는 것을 가능하게 하는 유리 기판, 및 그 제조 방법을 제공한다.

(해결 수단)

퓨전 파이프에 용융 상태의 유리를 흘려 넣고, 퓨전 파이프로부터 용융 상태의 유리를 하방으로 유하시켜 서냉 고화시킴으로써, 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서, 퓨전 파이프로부터 유하되는 유리의 양면을 한 쌍의 전사용 롤러로 사이에 끼우고, 유리의 두께 방향으로 압력을 가함으로써, 유리 기판의 표면에 기복을 형성한다.

유리 기판, 유리 기판 제조 방법, 퓨전법

Description

유리 기판 및 그 제조 방법{GLASS SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조를 나타내는 개념도.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조를 나타내는 개념도.

도 3 은 본 발명의 제 2 실시 형태와 관련되는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조를 나타내는 개념도.

도 4 는 본 발명의 제 3 실시 형태와 관련되는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조를 나타내는 개념도.

도 5 는 본 발명의 제 3 실시 형태와 관련되는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조에 이용하는 전사용 롤러를 나타내는 개념도.

도 6 은 본 발명의 제 4 실시 형태와 관련되는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조를 나타내는 개념도.

도 7 은 본 발명의 제 4 실시 형태와 관련되는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조에 이용하는 퓨전 파이프를 나타내는 개념도.

도 8 은 종래의 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조에 이용하는 퓨전 파이프를 나타내는 개념도.

도 9 는 종래의 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조를 나타내는 개념도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 3, 4 : 퓨전 파이프

11, 31, 41 : 홈통상 부분

12, 32, 42 : 둑상 부분

13, 33, 43 : 블레이드상 부분

14 : 노즐

15 : 롤러

16A, 16B : 전사용 롤러

34, 35 : 히터

특허 문헌 1 : 미국 특허 제3338696호 명세서

특허 문헌 2 : 미국 특허 제3682609호 명세서

본 발명은 액정 패널 등의 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 에 이용하기 위한 유리 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 텔레비전이나 컴퓨터용 디스플레이 등의 대형 FPD 용 유리 기판에 유용하다.

최근, 액정 방식이나 플라즈마 방식으로 대표되는 FPD 가 급속히 보급되고 있다. 또 최근 FPD 의 새로운 방식으로서 필드 에미션형 디스플레이도 발표되어 더욱 개발이 활발해지고 있다.

이들 FPD 를 제조하기 위해서는 평판상의 유리 기판 표면에 미세한 패턴을 정밀도 좋게 형성하는 기술이 필요하게 된다. 일례로서, TFT 형 액정 소자에 대해 설명한다. TFT 액정 소자는 유리 기판의 표면에 다수의 박막 트랜지스터 (TFT) 를, 각각이 하나 하나의 화소에 대응하도록 정밀도 좋게 배열되어 형성된다. TFT 를 정밀도 좋게 배열하기 위해서는 포토리소그래피 기술이 이용된다.

즉, 제 1 유리 기판 표면에 금속층을 형성하고, 그 위에 포토레지스트를 도포한다. 다음으로, 복수 패널분의 TFT 패턴을 노광하여 현상한 후, 에칭을 실시한다. 이에 의해, 제 1 유리 기판 상의 금속층이 TFT 패턴의 형상으로 남는다. 이 상태가 된 것을 여기에서는 TFT 기판이라고 부른다.

제 2 유리 기판에도, 제 1 유리 기판에 차광 재료층을 형성하고, 그 위에 포토레지스트를 도포한다. 다음으로, TFT 패턴에 대응한 복수 패널분의 컬러 필터 (CF) 패턴을 노광한 후, 에칭을 실시한다. 이에 의해, 제 2 유리 기판 상의 차광 재료층이 CF 패턴의 형상으로서 남는다. 다음으로, TFT 패턴의 형성에 이용한 것과 동일한 포토리소그래피 기술에 의해 차광막층의 패턴에 대응하여 CF 가 형성된다. CF 의 형성 공정을 합계 3 회 반복함으로써, 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터가 형성된다. 이 상태가 된 것을 여기에서는 CF 기판이라고 부른다.

TFT 기판과 CF 기판의 양방에 배향막을 도포한 후, 배향막측을 내측으로 하여 유리 비즈에 의한 스페이서를 개재하여 양자를 붙이고, 추가로 패턴 영역의 외측 부분을 시일제로 접착한다.

다음으로, 각 패널을 절단한 후, 미리 형성된 액정 공급용 구멍으로부터 TFT 기판과 CF 기판의 사이에 액정 재료를 주입한 후, 액정을 공급한 구멍을 시일한다. 마지막으로, 양면에 편광판을 부착하여 TFT 형 액정 패널이 완성된다.

TFT 패턴의 각 화소는 각각에 대응하는 CF 패턴의 각 영역과 서로 정밀도 좋게 대응시킬 필요가 있다. 양자가 어긋나면 고정세 (高精細) 화상을 생성할 수 없게 되기 때문이다. 따라서, TFT 패턴과 CF 패턴은 각각이 높은 치수 정밀도로 형성되어야 한다.

TFT 패턴 및 CF 패턴이 소정의 치수 정밀도로 형성되어 있는지를 평가하기 위한 지표로서 TFT 패턴과 CF 패턴의 외측에는 복수의 측정용 패턴이 형성되어 있다. 즉, TFT 패턴과 CF 패턴을 각각 노광, 현상한 후, 각각의 측정용 패턴간 거리를 측정하고, 설계값과의 오차에 의해 이들 패턴의 정밀도를 평가한다.

그런데, FPD 용 유리 기판의 대부분은 퓨전법이라고 불리는 방법에 의해 제조된다. 퓨전법이란, 용융시킨 유리 재료를 퓨전 파이프라고 불리는 용기에 흘려 넣고, 퓨전 파이프의 양측으로부터 용융 유리를 오버플로우시키고, 하방으로 흐르게 하면서 고화시킴으로써 판상 유리재를 제조하는 방법이다. 연마 가공을 필요로 하지 않기 때문에, 저비용으로 유리 기판을 제조하는 것이 가능하다.

퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 8 은 퓨전법 에 의한 유리 기판의 제조에 이용하는 퓨전 파이프를 나타낸다. 도 8(a) 에 나타내는 바와 같이, 퓨전 파이프 (4) 는 상방이 개방된 홈통 (trough) 상 부분 (41) 으로 되어 있고, 홈통상 부분 (41) 의 양측은 홈통상 부분보다 높은 둑 (bank) 상 부분 (42) 으로 되어 있다. 이 퓨전 파이프 (4) 의 하부는 쐐기 (wedge) 상으로 되어 있고, 하단부는 블레이드 (blade) 상 부분 (43) 으로 되어 있다. 퓨전 파이프 (4) 의 내부에는 히터 (도시 생략) 가 내장되어 있고, 퓨전 파이프 (4) 의 표면이, 유리의 용융 상태를 유지할 수 있는 온도를 유지할 수 있도록 되어 있다. 퓨전 파이프 (4) 의 A-A 단면의 형상을 도 8(b) 에 나타낸다.

도 9 는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 프로세스를 나타내고 있다. 고온 상태로 유지된 퓨전 파이프 (4) 의 홈통상 부분 (41) 에 용융 상태의 유리 (G) 가 연속적으로 흘려 넣어진다. 용융 상태의 유리 (G) 는 둑상 부분 (42) 으로부터 양측으로 오버플로우되고, 또한, 퓨전 파이프 (4) 의 측면을 따라 유하 (流下) 되어 하단의 블레이드상 부분 (43) 에 이른다. 블레이드상 부분 (43) 에서는, 퓨전 파이프 (4) 의 양측 측면을 따라 유하된 용융 상태의 유리 (G) 가 합류하여 판상 유리 (GP) 가 되고, 강하하면서 서냉 (徐冷) 된다. 이 과정에서 판상 유리 (GP) 는 서서히 고화되고, 또한 롤러 (45) 의 회전에 의해 하방으로 내려간다. 그 후, 원하는 크기로 절단되어 유리 기판은 완성된다.

또한, 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 프로세스에 대해서는 상기 특허 문헌 1 및 2 에도 기재되어 있다.

FPD 의 대형화와 생산의 효율화를 위해, FPD 용 유리 기판은 해마다 대형화 가 진행되고 있다. 액정용 기판을 예로 들면, 이미 실용화되고 있는 제 7 세대라고 불리는 유리 기판의 사이즈는 1870㎜ × 2200㎜ 로 매우 큰 것이며, 더욱 큰 사이즈도 제안되어 있다.

그러나, 큰 사이즈의 유리 기판에 패턴을 형성하는 경우, 실제로 형성된 패턴의 치수가 설계값에 비해 허용 범위를 넘어 오차가 생기는 경우가 있다는 문제가 있다.

이 문제에 관해서, 패턴의 노광에 이용하는 노광 장치의 투영 광학계는 매우 고정밀도로 조정되어 있고, 투영되는 패턴에는 실질적으로 변형은 없는 것이 확인되었다. 즉, 투영 광학계의 정밀도의 문제는 아니다. 또, 노광 장치의 스테이지는 매우 고정밀도의 평면으로 가공되어 있고, 스테이지에 흡착된 유리 기판의 표면은 노광 장치에 탑재된 투영 광학계의 초점 심도 내에 들어가는 것도 확인되었다. 따라서, 스테이지의 평면성의 문제도 아니다. 즉, 유리 기판 상에 노광된 측정용 패턴간의 치수는 적어도 노광 장치의 스테이지에 흡착되어 있는 동안에는 허용 범위 내에 들어가 있다고 생각해도 된다.

그러나, 그럼에도 불구하고, 패턴을 노광, 현상한 후, 측정용 패턴간의 거리를 측정하면, 허용 범위에 들어가지 않는 경우가 있다는 문제가 있다.

또, 다른 문제로서, 포토레지스트가 도포된 유리 기판에 TFT 패턴이나 CF 패턴을 노광한 후, 유리 기판을 스테이지로부터 언로드할 때, 정전기가 발생하고, 그것이 포토레지스트면에 방전됨으로써, TFT 패턴이나 CF 패턴에 결함이 발생한다는 현상이 있다.

본 발명자들은 스테이지의 흡착 부분과 유리 기판의 접촉 면적을 감소시킴으로써, 이들 문제에 대해 효과가 있는 것을 발견하였다. 스테이지의 흡착 부분과 유리 기판의 접촉 면적을 작게 하기 위해서는, 스테이지의 흡착 부분 및 유리 기판의 적어도 어느 일방의 표면에 적당한 기복 (요철) 을 형성하는 것을 생각할 수 있다. 본 발명자들은 스테이지의 흡착 부분의 표면에 연삭 가공에 의해 미소한 기복을 형성한 결과, 연삭 가공 직후에는 효과가 얻어지지만, 시간의 경과와 함께 서서히 효과가 감소하고, 스테이지의 흡착 부분의 표면을 다시 연삭 가공하면, 다시 정전기 억제 효과가 증가하는 것을 확인하였다. 이것은 유리 기판을 반복 지지하는 동안에, 스테이지의 흡착 부분의 표면이 유리 기판에 의해 마모되어 기복이 작아지고, 그 결과, 정전기 억제 효과가 저하되기 때문이다.

따라서, 유리 기판의 표면에 적당한 기복 (요철) 을 형성하여, 스테이지의 흡착 부분과 유리 기판의 접촉 면적을 감소시킴으로써, 이들 문제를 해결할 수 있다. 유리 기판의 표면에 형성하는 기복은 흡착의 안정화와 정전기 발생의 억제를 동시에 만족시킬 필요가 있다. 또, FPD 의 패턴이 소정의 정밀도로 노광 가능할 필요도 있다.

기복을 형성하기 위해서는, 유리 기판을 일단 제조한 후에 다시 가공하여 적당한 기복을 형성하는 것도 가능하지만, 이러한 프로세스에서는 유리 기판의 비용이 상승한다. 따라서, 저비용으로 억제하기 위해서는 유리 기판을 제조하는 단계에서, 표면에 적당한 기복을 형성하는 제조 방법이 기대된다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 불량률을 낮게 억제하여 효율적으로 FPD 를 제조하는 것을 가능하게 하는 유리 기판을 제공하는 것, 및 그러한 유리 기판의 효율적인 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시 형태에 나타내는 각 도면에 대응시킨 하기 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 붙인 괄호 안의 부호는 그 요소의 예시에 불과하며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.

본 발명은 제 1 로, 표면에 높이 10 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 1㎜ 의 기복을 갖는 유리 기판을 제공한다.

이 구성에 의하면, 흡착의 안정화와 정전기 발생의 억제를 동시에 만족할 수 있다.

본 발명은 제 2 로, 표면에 높이 15 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 0.6㎜ 의 기복을 갖는 유리 기판을 제공한다.

본 발명은 제 3 으로, 퓨전 파이프 (1) 에 용융 상태의 유리 (G) 를 흘려 넣고, 퓨전 파이프 (1) 로부터 용융 상태의 유리 (G) 를 하방으로 유하시켜 서냉 고화시킴으로써, 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서, 용융 상태의 유리 (G) 의 표면에 입자 (GB) 를 부착시킴으로써, 유리 기판의 표면에 기복을 형성하는 유리 기판의 제조 방법을 제공한다.

이 구성에 의하면, 흡착의 안정화와 정전기 발생의 억제를 동시에 만족하는 유리 기판을 제조할 수 있다.

본 발명은 제 4 로, 퓨전 파이프 (1) 에 용융 상태의 유리 (G) 를 흘려 넣고, 퓨전 파이프 (1) 로부터 용융 상태의 유리 (G) 를 하방으로 유하시켜 서냉 고화시킴으로써, 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서, 퓨전 파이프 (1) 로부터 유하되는 유리 (GP) 에 측방으로부터 입자를 충돌시킴으로써, 유리 기판의 표면을 변형시켜 기복을 형성하는 유리 기판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 제 5 로, 퓨전 파이프 (1) 에 용융 상태의 유리 (G) 를 흘려 넣고, 퓨전 파이프 (1) 로부터 용융 상태의 유리 (G) 를 하방으로 유하시켜 서냉 고화시킴으로써, 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서, 퓨전 파이프 (1) 로부터 유하되는 유리 (GP) 의 양면을 한 쌍의 전사용 롤러 (16A 및 16B) 로 사이에 끼우고, 유리의 두께 방향으로 압력을 가함으로써, 유리 기판의 표면에 기복을 형성하는 유리 기판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 제 6 으로, 퓨전 파이프 (3) 에 용융 상태의 유리 (G) 를 흘려 넣고, 퓨전 파이프 (3) 로부터 2 방향으로 오버플로우된 용융 상태의 유리 (G) 를, 퓨전 파이프 (3) 의 2 개의 측면 (36 및 37) 을 따라 흐르게 하고, 퓨전 파이프 (3) 의 하단의 블레이드상 부분 (33) 에서 합류시켜 유하시키면서 용융 상태의 유리를 서냉하여 고화시킴으로써, 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서, 퓨전 파이프 (3) 의 2 개의 측면 (36 및 37) 사이의 온도차를 주기적으로 변화시킴으로써, 유리 기판의 표면에 기복을 발생시키는 유리 기판의 제조 방법을 제공한다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

<제 1 실시 형태>

도 1 은 제 1 실시 형태와 관련되는 유리의 제조 방법을 나타내는 개략 구성도이다. 도 1 에 있어서, 1 은 퓨전 파이프를 나타내고 있다. 이 퓨전 파이프 (1) 의 상방은 개방된 홈통 (trough) 상 부분 (11) 으로 되어 있고, 그 양측에는 둑 (bank) 상 부분 (12) 이 배치되어 있다. 또한, 하단부에는 블레이드 (blade) 상 부분 (13) 이 있다. 또, 퓨전 파이프 (1) 의 내부에는 히터 (도시 생략) 가 장착되어 있고, 이 히터로 퓨전 파이프 (1) 를 가열함으로써, 그 표면에 있어서, 유리의 용융 상태를 유지할 수 있는 온도로 한다.

퓨전 파이프 (1) 의 홈통상 부분 (11) 에는 용융 상태의 무알칼리 유리 (G) 가 흘려 넣어진다. 여기에서, 무알칼리 유리란, 나트륨 (Na) 이나 칼륨 (K) 등의 알칼리 금속을 함유하지 않는 유리를 말한다. 용융 상태의 무알칼리 유리 (G) 는 홈통상 부분 (11) 을 채운다.

퓨전 파이프 (1) 의 상방에는 노즐 (14) 이 배치되어 있고, 노즐의 선단으로부터는 용융 상태의 유리 (G) 와 동일한 재질의 유리 입자 (GB) 가 토출된다. 유리 입자 (GB) 는 홈통상 부분 (11) 을 채운 용융 상태의 유리 (G) 의 표면에 낙하하여 용융 유리 (G) 의 표면에 부착된다. 그 상태에서, 용융 상태의 유리 (G) 는 둑상 부분 (12) 으로부터 오버플로우되어 퓨전 파이프 (1) 의 측면을 따라 유하된다.

퓨전 파이프 (1) 의 하단의 블레이드상 부분 (13) 에 이른 용융 상태의 유리 (G) 는 판상 유리 (GP) 가 되어 고화되면서 강하하고, 롤러 (15) 의 회전에 의해 하방으로 내려간다. 그 후, 원하는 크기로 절단되어 유리 기판은 완성된다.

이와 같이 제조된 유리 기판의 표면에는 유리 입자 (GB) 가 부착되어 있고, 유리 입자 하나 하나의 일부는 유리 기판 표면으로부터 돌출한 상태가 되어 있다. 즉, 유리 기판의 표면에는 이 돌출분에 상당하는 기복 (요철) 이 형성되어 있다.

이러한 유리 기판에 TFT 패턴이나 CF 패턴을 형성하여 FPD 를 제조할 때, 기복이 형성된 측을 스테이지에 흡착하도록 관리한다. 이에 의해, 흡착의 안정화와 정전기 발생의 억제를 동시에 만족할 수 있고, 불량품의 발생을 안정적으로 억제할 수 있다. 또, 표면의 기복에 의해 광이 적당히 산란되므로, 반사 방지 (투영 방지) 효과도 있다.

본 실시 형태에 있어서, 유리 입자 (GB) 의 크기는 직경이 15 ∼ 40㎚ 인 것이 바람직하다. 또, 노즐로부터 토출시키는 유리 입자 (GB) 의 양은 용융 상태의 유리 (G) 의 유량이나 유리 입자 (GB) 의 크기에 따라 적당히 결정하면 된다.

또한, 도 1 에서는, 용융 상태의 유리 (G) 가 퓨전 파이프 (1) 의 양측의 측면을 유하하여 블레이드상 부분 (13) 에서 합류하는 모습을 나타내고 있는데, 용융 상태의 유리 (G) 는 퓨전 파이프 (1) 의 어느 일방의 측면을 따라 유하시키고, 블레이드상 부분으로부터 강하시켜도 된다.

또, 노즐 (14) 은 퓨전 파이프 (1) 의 상방에 형성하는 것은 필수가 아니고, 퓨전 파이프 (1) 에 용융 상태의 유리를 보내는 유로의 상방에 형성해도 되고, 또는 퓨전 파이프 (1) 의 측방에 형성해도 된다. 퓨전 파이프 (1) 의 측방에 노즐 (14) 을 형성한 모습을 도 2 에 나타낸다.

또, 본 실시 형태에 있어서는, 유리 입자 (GB) 는 용융 상태의 유리 (G) 에 부착함으로써, 완성된 유리 기판의 표면에 요철의 기복이 형성된다. 그러나, 용융 상태의 유리 (G) 에 일단 부착한 유리 입자 (GB) 를, 유리 기판으로부터 초음파 세정 등에 의해 제거함으로써 유리 기판 표면에 기복을 형성해도 된다. 이 경우에는, 무알칼리 유리 이외의 다른 종류의 유리 입자를 이용해도 되고, 또한 유리 이외의 재료의 입자이어도 된다. 이 경우에는, 무알칼리 유리보다 융점이 높은 재료가 바람직하다.

<제 2 실시 형태>

도 3 은 제 2 실시 형태와 관련되는 유리의 제조 방법을 나타내는 개략 구성 도이다. 도 3 에 있어서, 퓨전 파이프는 제 1 실시 형태에 이용한 것과 동일한 구성이고, 부호도 공통으로 사용하고 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 노즐 (14) 은 퓨전 파이프 (1) 의 경사 하방에 배치되어 있다. 노즐 (14) 로부터는 직경 약 0.1㎛ 의 크기의 유리 입자 (P) 가 토출된다.

퓨전 파이프 (1) 의 홈통상 부분 (11) 에 흘려 넣어진 용융 상태의 무알칼리 유리 (G) 는 홈통상 부분 (11) 을 채우고, 또한 오버플로우되어 퓨전 파이프 (1) 의 측면을 따라 유하된다.

퓨전 파이프 (1) 의 하단의 블레이드상 부분 (13) 에 이른 용융 상태의 유리 (G) 는 판상 유리 (GP) 가 되어 고화되면서 강하하고, 롤러 (15) 의 회전에 의해 하방으로 내려간다.

그 때, 판상 유리 (GP) 의 고화가 종료되기 전에, 노즐 (14) 로부터 토출되는 유리 입자를 판상 유리 (GP) 의 표면에 충돌시킨다. 그에 의해 판상 유리 (GP) 의 표면에는 소성 변형이 생겨 기복 (요철) 이 형성된다. 그 후, 원하는 크기로 절단되어 유리 기판은 완성된다.

이와 같이 하여 제조된 유리 기판에 TFT 패턴이나 CF 패턴을 형성하여 FPD 를 제조할 때, 기복이 형성된 측을 스테이지에 흡착하도록 관리한다. 이에 의해, 흡착의 안정화와 정전기 발생의 억제를 동시에 만족할 수 있고, 불량품의 발생을 안정적으로 억제할 수 있다. 또, 표면의 기복에 의해 광이 적당히 확산되므로, 반사 방지 (투영 방지) 효과도 있다.

본 실시 형태에 있어서, 유리 입자 (P) 의 크기는 직경 약 0.1㎛ 의 크기로 한정되는 것은 아니고, 노즐의 위치나 유리 입자의 토출 속도 등의 조건에 따라 적당히 결정하면 된다.

또, 본 실시 형태에 있어서는, 유리 입자를 이용했지만, 입자의 재료는 유리로 한정되지 않고, 세라믹이나 금속이어도 된다.

또한, 본 실시 형태는, 퓨전 파이프에 흘려 넣어진 용융 상태의 유리는 오버플로우되어 퓨전 파이프 (1) 의 측면을 따라 유하되는 구성으로 되어 있다. 그러나, 오버플로우시키지 않고 퓨전 파이프의 하부에 슬릿을 형성하고, 거기로부터 용융 상태의 유리를 유하시키는 구성이어도 된다.

<제 3 실시 형태>

도 4 는 제 3 실시 형태와 관련되는 유리의 제조 방법을 나타내는 개략 구성도이다. 도 4 에 있어서, 퓨전 파이프는 제 1 실시 형태에 이용한 것과 동일한 구성이고, 부호도 공통으로 사용하고 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 퓨전 파이프 (1) 의 하방에 한 쌍의 전사용 롤러 (16A 및 16B) 가 배치된다. 일방의 전사용 롤러 (16A 또는 16B) 의 표면에는 기복 (요철) 이 형성된다. 그리고, 이들 한 쌍의 전사용 롤러 (16A 및 16B) 는 고화가 종료되기 전의 단계에서 판상 유리 (GP) 의 양측 표면을 사이에 끼우고 두께 방향으로 압력을 가하도록 배치된다.

퓨전 파이프 (1) 의 하단의 블레이드상 부분 (13) 에 이른 용융 상태의 유리 (G) 는 판상 유리 (GP) 가 되어 고화되면서 강하하고, 먼저 한 쌍의 전사용 롤러 (16A 및 16B) 에 의해 두께 방향으로 압력이 가해진 후, 롤러 (15) 의 회전에 의해 하방으로 내려간다.

그 때, 판상 유리 (GP) 의 표면은 한 쌍의 전사용 롤러 (16A 및 16B) 에 의해 인가된 압력에 의해 소성 변형이 발생하고, 그 표면에는 기복 (요철) 이 형성된다. 도 4 의 A 의 부분을 확대한 모습을 도 5 에 나타낸다. 그 후, 원하는 크기로 절단되어 유리 기판은 완성된다.

본 실시 형태에 있어서, 전사용 롤러 (16A 또는 16B) 의 표면에 형성되는 기복은 높이 10 ∼ 40㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 1.2㎜ 인 것이 바람직한데, 이들 값은 전사용 롤러 (16A 및 16B) 에 의해 인가하는 압력이나, 유리의 고화 정도에 따라 적당히 결정하면 된다. 또, 기복은 전사용 롤러 (16A 및 16B) 의 양방 표면에 형성되어 있어도 된다. 그 경우에는, 유리의 양면에 기복이 형성되고, 기복이 형성된 측을 스테이지 흡착면으로 하는 관리는 불필요해진다.

<제 4 실시 형태>

도 6 은 제 4 실시 형태와 관련되는 유리의 제조 방법을 나타내는 개략 구성도이다. 도 4 에 있어서, 퓨전 파이프는 제 1 실시 형태에 이용한 것과 유사한 형태인데, 제 1 실시 형태와는 상이한 온도 제어를 실시한다. 이 퓨전 파이프에 대해 도 7 을 이용하여 설명한다.

이 퓨전 파이프 (3) 의 상방은 개방된 홈통 (trough) 상 부분 (31) 으로 되어 있고, 그 양측에는 둑 (bank) 상 부분 (32) 이 배치되어 있다. 또한, 하단부에는 블레이드 (blade) 상 부분 (33) 이 있다. 또, 퓨전 파이프 (3) 의 내부에는 히터 (34 및 35) 가 장착되어 있다. 이들 히터는 퓨전 파이프 (3) 의 표면에 있어서 유리가 용융 상태를 유지할 수 있는 온도가 되도록 유지하면서, 퓨전 파이프의 양측 측면 (36 및 37) 에 시간의 경과에 따라 주기적으로 온도차가 발생하도록 제어된다.

퓨전 파이프 (3) 의 홈통상 부분 (31) 에는 용융 상태의 무알칼리 유리 (G) 가 흘려 넣어진다. 용융 상태의 무알칼리 유리 (G) 는 홈통상 부분 (31) 을 채운다. 홈통상 부분 (31) 을 채운 용융 상태의 유리 (G) 는 둑상 부분 (32) 을 넘어 양측으로 오버플로우되고, 퓨전 파이프 (3) 의 측면 (36 및 37) 을 따라 유하 된다.

퓨전 파이프 (3) 의 하단의 블레이드상 부분 (33) 에 이른 용융 상태의 유리 (G) 는 판상 유리 (GP) 가 되어 서냉되고 고화되면서 강하한다.

그 때, 퓨전 파이프의 양측 측면 (36 및 37) 은 상기의 설명과 같이 시간의 경과에 따라 주기적으로 온도차가 발생하도록 제어된다. 여기에서는, 히터 (35) 는 거의 일정한 출력으로 컨트롤되고, 히터 (34) 는 주기적으로 출력을 증감시키도록 제어함으로써, 측면 (37) 은 일정 온도로, 측면 (36) 은 온도를 올리고 내린다.

그 결과, 측면 (37) 을 흐르는 용융 상태의 유리의 유속은 일정하게 되고, 한편, 측면 (36) 을 흐르는 용융 상태의 유리의 유속은 시간과 함께 증감되므로, 블레이드상 부분 (33) 에서 합류하여 유하되는 판상 유리 (GP) 의 편측에는 요철상의 기복이 형성된다.

판상 유리 (GP) 는 고화되면서 강하하고, 롤러 (15) 의 회전에 의해 하방으로 내려간다. 그 후, 원하는 크기로 절단되어 유리 기판은 완성된다. 유리 기판의 표면에는 기복이 형성된다.

본 실시 형태에 있어서는, 히터 (35) 는 거의 일정한 출력으로 컨트롤되고, 히터 (34) 는 주기적으로 출력을 증감시키도록 제어한다. 그러나, 본 발명은 퓨전 파이프의 양측 측면 (36 및 37) 에 시간의 경과에 따라 주기적으로 온도차가 발생하면 된다. 따라서, 히터 (34) 는 거의 일정한 출력으로 컨트롤되고, 히터 (35) 는 주기적으로 출력을 증감시키도록 제어해도 된다. 또는, 히터 (34 및 35) 모두를 주기적으로 출력을 증감시키도록 제어해도 된다. 이 경우에는, 양면에 기복이 형성된 유리 기판이 얻어지고, 기복이 형성된 측을 스테이지 흡착면으로 하는 관리는 불필요해진다.

본 실시 형태에 있어서는, 히터 (34 및 35) 로의 공급 전력을 제어함으로써, 여러 가지의 높이와 주기를 갖는 기복의 형성이 가능하다.

FPD, 특히 TFT 형 액정과 같이 고정세 패턴이 필요한 표시 소자를 수율 좋게 제조할 수 있는 대형 유리 기판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

표면에, 높이 10 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 1㎜ 의 기복을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
표면에, 높이 15 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 0.6㎜ 의 기복을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 기복은 상기 유리 기판의 편면에만 존재하는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 유리 기판은 세로 및 가로 방향의 길이가 각각 1000㎜ 보다 크고, 또한 두께는 1.2㎜ 보다 얇은 것을 특징으로 하는 유리 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 유리 기판은 무알칼리 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
퓨전 파이프에 용융 상태의 유리를 흘려 넣고, 상기 퓨전 파이프로부터 용융 상태의 유리를 하방으로 유하 (流下) 시켜 서냉 (徐冷) 고화시킴으로써 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서,

상기 용융 상태의 유리의 표면에 입자를 부착시킴으로써, 상기 유리 기판의 표면에 기복을 형성하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 입자는 상기 용융 상태의 유리와 동일한 재질의 유리 입자인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 유리 입자는 퓨전 파이프에 흘려 넣는 상기 용융 상태의 유리의 유로에 있어서, 상기 용융 상태의 유리의 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 유리 입자는 퓨전 파이프의 상방으로부터 상기 퓨전 파이프 내의 상기 용융 상태의 유리의 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 유리 입자는 퓨전 파이프의 편측 또는 양측의 측방으로부터 상기 용융 상태의 유리의 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 유리 입자의 직경은 15 ∼ 40㎚ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 기복은 높이 10 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 1㎜ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 기복은 높이 15 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 0.6㎜ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 유리 기판은 세로 및 가로 방향의 길이가 각각 1000㎜ 보다 크고, 또한 두께는 1.2㎜ 보다 얇은 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 용융 상태의 유리는 무알칼리 유리인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
퓨전 파이프에 용융 상태의 유리를 흘려 넣고, 상기 퓨전 파이프로부터 용융 상태의 유리를 하방으로 유하시켜 서냉 고화시킴으로써, 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서,

상기 퓨전 파이프로부터 유하되는 유리에 측방으로부터 입자를 충돌시킴으로써, 상기 유리 기판의 표면을 변형시켜 기복을 형성하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 입자는 유리, 금속 및 세라믹스 중의, 적어도 1 종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 유하되는 유리의 편측에만 입자를 충돌시킴으로써, 상기 유리 기판의 표면에 기복을 발생시키는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 기복은 높이 10 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 1㎜ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 기복은 높이 15 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 0.6㎜ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 유리 기판은 세로 및 가로 방향의 길이가 각각 1000㎜ 보다 크고, 또한 두께는 1.2㎜ 보다 얇은 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 용융 상태의 유리는 무알칼리 유리인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
퓨전 파이프에 용융 상태의 유리를 흘려 넣고, 상기 퓨전 파이프로부터 용융 상태의 유리를 하방으로 유하시켜 서냉 고화시킴으로써, 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서,

상기 퓨전 파이프로부터 유하되는 유리의 양면을 한 쌍의 전사용 롤러로 사이에 끼우고, 상기 유리의 두께 방향으로 압력을 가함으로써, 유리 기판의 표면에 기복을 형성하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 한 쌍의 전사용 롤러 중, 적어도 일방의 롤러의 표면은 높이 10 ∼ 40㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 1.2㎜ 의 기복을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 기복은 높이 10 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 1㎜ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 기복은 높이 15 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 0.6㎜ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 유리 기판은 세로 및 가로 방향의 길이가 각각 1000㎜ 보다 크고, 또한 두께는 1.2㎜ 보다 얇은 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 용융 상태의 유리는 무알칼리 유리인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
퓨전 파이프에 용융 상태의 유리를 흘려 넣고, 상기 퓨전 파이프로부터 2 방향으로 오버플로우된 용융 상태의 유리를, 상기 퓨전 파이프의 2 개의 측면을 따라 흐르게 하고, 상기 퓨전 파이프의 하단의 블레이드상 부분에서 합류시켜 유하시키면서 상기 용융 상태의 유리를 서냉하여 고화시킴으로써, 유리 기판을 제조하는 퓨전법에 의한 유리 기판의 제조 방법으로서,

상기 퓨전 파이프의 상기 2 개의 측면 사이의 온도차를 주기적으로 변화시킴으로써, 유리 기판의 표면에 기복을 발생시키는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 기복은 높이 10 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 1㎜ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 기복은 높이 15 ∼ 20㎚ 이고, 주기 0.1 ∼ 0.6㎜ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 유리 기판은 세로 및 가로 방향의 길이가 각각 1000㎜ 보다 크고, 또한 두께는 1.2㎜ 보다 얇은 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 용융 상태의 유리는 무알칼리 유리인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.