KR20080078796A

KR20080078796A - 플랫 디스플레이용 유리 기판

Info

Publication number: KR20080078796A
Application number: KR1020087007446A
Authority: KR
Inventors: 카즈히코 아사히
Original assignee: 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-08-28
Also published as: JP2007169138A; CN101312922A; JP4894060B2; WO2007074610A1; TW200724510A; CN101312922B

Abstract

[과제] 유리 기판의 기판 표면에 성막되는 투명 전극을 기판 표면에 견고하게 접착시킬 수 있어 투명 전극의 박리 결손의 발생을 억제할 수 있는 플랫 디스플레이용 유리 기판을 제공한다.

[해결 수단] 적어도 투명 전극이 성막되는 기판 표면의 산술 평균 조도(Ra)와 그 평균 길이(RSm)가 0.4≤Ra/RSm≤1.2이다.

플랫 디스플레이용 유리 기판

Description

플랫 디스플레이용 유리 기판{GLASS SUBSTRATE FOR FLAT DISPLAY}

본 발명은 액정 디스플레이용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 필드 에미션 디스플레이용 유리 기판 등의 플랫 디스플레이용 유리 기판(이하, 유리 기판이라고도 한다)에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD)나 플라즈마 디스플레이(PDP), 필드 에미션 디스플레이(FED) 등의 플랫 디스플레이는 다양한 처리가 실시된 2장의 유리 기판이 대향 배치되어 구성되어 있다.

예를 들면, 플라즈마 디스플레이의 경우에는 전면 유리 기판의 기판 표면에 ITO막이나 네사(nesa)막 등으로 이루어지는 투명 전극이 성막되고, 그 위에 유전체 재료가 도포 소성됨으로써 유전체층이 형성된다. 한편, Al, Ag, Ni 등으로 이루어지는 전극이 형성된 배면 유리 기판에 배면 유전체 재료가 도포 소성됨으로써 유전체층이 형성되고, 그 위에 격벽 재료가 도포 소성됨으로써 격벽이 형성되어 회로가 형성된다. 그리고, 이들 전면 유리 기판과 배면 유리 기판을 대향시켜서 전극 등의 위치 맞춤을 행하고, 주위를 500~600℃ 정도의 온도에서 프릿(frit) 밀봉함으로써 플라즈마 디스플레이가 제작된다.

이와 같이 플랫 디스플레이에 있어서는 대향 배치된 유리 기판에 각각 전극 이 성막되어 있고, 상기 전극에 전하를 인가함으로써 화상이 표시된다.

플랫 디스플레이의 보급에 따라 유리 기판의 표면의 평탄성에 대한 품질 요구는 한층 더 많아져 오고 있고, 예를 들면 특허문헌1에는 화학 연마에 의해 기판 표면의 피트(Pit)나 흠이란 결함을 제거하고, 또한 그 표면 조도를 0.008㎛ 이하로 한 유리 기판이 개시되어 있다.

[특허문헌1 : 일본 특허 공개 2003-226553호 공보]

그러나, 특허문헌1에 개시된 종래의 플랫 디스플레이용 유리 기판에 있어서는 유리 기판의 기판 표면에 성막된 투명 전극이 박리되기 쉽다는 문제가 있다.

플랫 디스플레이용 유리 기판의 투명 전극은, 예를 들면 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 ITO막을 유리 기판의 표면 전체에 피착 형성하고, 또한 레지스트막을 이용하여 패터닝을 행하며, 에칭 처리에 의해 불필요부의 투명 도전막을 제거한 후, 상기 레지스트막을 박리액을 이용하여 박리함으로써 형성된다. 레지스트막을 박리한 후에는 박리액과 레지스트막의 잔사를 기판 표면으로부터 완전히 제거할 필요가 있으므로 기판 표면에는 수세에 의한 브러시 세정이 실시되지만, 종래의 유리 기판에 있어서는 이 세정 공정에 있어서 기판 표면에 성막된 투명 전극이 박리되기 쉽다는 문제가 있다. 투명 전극이 일부라도 박리되어 결손되면, 이러한 결손 부위는 물론 그 주변에 위치하는 화소가 결락되어 디스플레이용 유리 기판으로서 실용에 제공되지 않는 것으로 된다.

또한, 전극의 박리 결손의 문제에 대하여 세정 공정에서의 기판 표면에 대한 브러싱압을 약화시키는 것도 고려되지만, 이러한 대응은 기판 표면에 부착되어 있는 박리액 및 잔사를 완전히 제거할 수 없을 뿐만 아니라, 세정 효율, 나아가서는 생산 효율의 저하를 초래하는 원인으로도 된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 유리 기판의 기판 표면에 성막되는 투명 전극을 기판 표면에 견고하게 접착시킬 수 있어 투명 전극의 박리 결손의 발생을 억제할 수 있는 플랫 디스플레이용 유리 기판을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 플랫 디스플레이용 유리 기판은 적어도 투명 전극이 성막되는 기판 표면의 산술 평균 조도(Ra)와 그 평균 길이(RSm)가 0.4≤Ra/RSm≤1.2인 것을 특징으로 한다. 여기서, 산술 평균 조도(Ra), 평균 길이(RSm)는 「JIS B0601 : 2001(ISO4287 : 1997)」에서 규정되는 방법과 정의에 따라 정해지는 표면 성상 파라미터이다.

본 발명에 있어서 상기 Ra와 상기 RSm은 디지털 인스트루먼트사제의 NanoscopeⅢ의 태핑 모드(Tapping Mode)(스캔 사이즈 : 10㎛, 스캔 속도 : 0.8~1.0㎐, 화상 구성 라인수 : 512개)를 이용하여 측정한 값이다.

본 발명의 플랫 디스플레이용 유리 기판에 의하면, 기판 표면의 거친 면을 구성하는 미소 요철과 그 간격이 상기의 수치 범위 내에 있음으로써, 상기 미소 요철이 기판 표면에 투명 전극을 안정적으로 접착시키는데 있어서 최적의 평균 경사를 나타낼 수 있다. 즉, 기판 표면에 있어서는 미소 요철의 존재에 의해 투명 전극을 형성하기 위한 투명 도전막과 기판 표면의 접착 면적이 증대되고, 또한 투명 도전막이 상기 미소 요철의 오목부 내에 충분히 성막되는 것에 의한 소위 앵커 효과를 얻을 수 있으므로, 투명 도전막은 기판 표면에 견고하게 접착된다.

Ra/RSm＜0.4에서는 기판 표면의 미소 요철에 관해서 요철 깊이에 대한 요철 간격이 지나치게 넒기 때문에, 미소 요철의 평균 경사가 과도하게 완만해져 기판 표면과 투명 도전막 사이에서 소기의 앵커 효과를 얻을 만큼의 충분한 접착 면적이 확보되지 않으므로, 기판 표면에 대한 투명 도전막의 접착력이 현저하게 저하된다.

또한, 1.2＜Ra/RSm에서는 유리 기판의 미소 요철에 관해서 요철 깊이에 대한 요철 간격이 지나치게 좁기 때문에 투명 도전막, 또는 그 외의 기능성 박막이 기판 표면에 성막될 때에 오목부 내로의 충분한 성막이 곤란해지므로 화상 결함 등의 문제를 일으킬 우려가 있다. 또한, 비록 성막 조건 등을 변경함으로써 오목부 내로의 성막이 완전히 행해진 경우라도 미소 요철의 간격이 지나치게 좁은 것을 원인으로 해서, 앞에 기재한 패터닝시의 에칭 처리에 의한 도전막의 제거가 양호하게 행해지지 않을 우려가 있다.

또한, 본 발명에 있어서 기판 표면의 산술 평균 조도(Ra)를 0.30㎛ 이상으로 함으로써 미소 요철의 깊이를 깊게 해서 보다 강고한 앵커 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 있어서 평균 길이(RSm)를 0.45㎛ 이상으로 함으로써 기판 표면의 산술 평균 조도(Ra)가 30㎛ 이상인 조도를 나타내는 경우에 있어서도 미소 요철의 간격에 대한 깊이가 지나치게 깊어지지 않고, 오목부 내로의 충분한 성막이 가능해짐과 아울러, 투명 전극의 패터닝시에 있어서의 보다 양호한 에칭 처리가 가능해진다.

또한, 본 발명은 세로 800㎜×가로 400㎜ 이상이고, 그 두께가 0.2~3㎜인 플랫 디스플레이용 유리 기판으로서 특히 바람직하다.

<발명의 효과>

이상과 같이 본 발명에 따른 플랫 디스플레이용 유리 기판에 의하면, 기판 표면에 투명 전극을 안정적으로 접착시키는데 있어서 최적인 거친 면을 나타내고 있음으로써 기판 표면에 투명 도전막이 견고하게 접착되어 플랫 디스플레이의 제조 공정에 있어서의 투명 전극의 박리 결손을 억제할 수 있어 양호한 디스플레이용 기판으로서 실용에 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 기판 표면의 산술 평균 조도(Ra)를 0.30㎛ 이상으로 함으로써 보다 강고한 앵커 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 있어서는 평균 길이(RSm)를 0.45㎛ 이상으로 함으로써 기판 표면의 산술 평균 조도(Ra)가 30㎛ 이상인 조도를 나타내는 경우에 있어서도 오목부 내로의 충분한 성막이 가능해짐과 아울러, 투명 전극의 패터닝시에 있어서의보다 양호한 에칭 처리가 가능해진다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.

<실시예>

본 발명의 실시예로서 각각 5종류의 표면 조도를 기판 표면에 부여한 유리 기판과, 비교예로서 각각 2종류의 표면 조도를 기판 표면에 부여한 유리 기판을 각 1000장씩 준비하고, 투명 전극을 성막한 후의 세정 공정에 있어서의 박리 결함의 발생률을 확인했다.

유리 기판으로서는 질량%로 SiO₂ 55.5%, Al₂O₃ 7.0%, MgO 2.0%, CaO 2.0%, SrO 9.0%, BaO 8.5%, Na₂O 4.5%, K₂O 7.0%, ZrO₂ 4.5%의 조성으로 이루어지는 유리를 플로트 성형법에 의해 판 처리 성형하고, 절단함으로써 얻어진 세로 1000㎜×가로 500㎜×두께 1.8㎜의 플라즈마 디스플레이용 유리 기판을 사용했다. 이러한 유리 기판의 기판 표면에 평균 입자 지름 10~30㎛의 알루미나 연마재로 기계 연마를 실시한 후, 평균 입자 지름 1~3㎛의 산화 세륨으로 기계 연마를 행함으로써 원하는 표면 조도를 부여했다.

(실시예1~3)

기판 표면이 0.4≤Ra/RSm≤1.2, Ra≥0.30㎛, RSm≥0.45㎛로 되는 표면 조도를 갖는 유리 기판을 제작했다.

실시예1의 유리 기판의 기판 표면에는 Ra＝0.30㎛, RSm＝0.75㎛, Ra/RSm＝0.40의 표면 조도를 부여하고, 실시예2의 유리 기판의 기판 표면에는 Ra＝0.30㎛, RSm＝0.45㎛, Ra/RSm＝0.67의 표면 조도를 부여하며, 실시예3의 유리 기판의 기판 표면에는 Ra＝0.54㎛, RSm＝0.45㎛, Ra/RSm＝1.20의 표면 조도를 부여했다.

(실시예4)

기판 표면이 0.4≤Ra/RSm≤1.2, Ra≥0.30㎛, RSm＜0.45㎛로 되는 표면 조도를 갖는 유리 기판을 제작했다.

실시예4의 유리 기판의 기판 표면에는 Ra＝0.32㎛, RSm＝0.38㎛, Ra/RSm＝0.84의 표면 조도를 부여했다.

(실시예5)

실시예5의 유리 기판의 기판 표면에는 Ra＝0.13㎛, RSm＝0.11㎛, Ra/RSm＝1.18의 표면 조도를 부여했다.

(비교예1)

기판 표면이 Ra/RSm＜0.4, Ra≥0.30㎛, RSm≥0.45㎛로 되는 표면 조도를 갖는 유리 기판을 제작했다.

비교예1의 유리 기판의 기판 표면에는 Ra＝0.30㎛, RSm＝0.78㎛, Ra/RSm＝0.38의 표면 조도를 부여했다.

(비교예2)

기판 표면이 Ra/RSm>1.2, Ra≥0.30㎛, RSm≥0.45㎛로 되는 표면 조도를 갖는 유리 기판을 제작했다.

비교예2의 유리 기판의 기판 표면에는 Ra＝0.56㎛, RSm＝0.45㎛, Ra/RSm＝1.24의 표면 조도를 부여했다.

상기의 각 실시예 및 비교예의 유리 기판의 기판 표면에 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 ITO막을 0.2㎛의 두께로 피착 형성하고, 레지스트막에 의한 패터닝 및 에칭 처리에 의한 불필요부의 투명 도전막의 제거를 행한 후, 박리액을 이용하 여 레지스트막을 박리하며, 나일론제 브러시에 의한 세정을 기판 표면에 실시했다.

상기의 세정 공정을 거친 각 실시예 및 비교예의 유리 기판에 대해서 기판 표면의 투명 전극에 20㎛ 이상의 박리 결함을 발생시킨 유리 기판의 발생율을 표 1에 나타낸다.

또한, 표 1 중의 각 실시예 및 비교예의 유리 기판에 있어서 기판 표면의 거친 면을 구성하는 미소 요철의 깊이(Ra) 및 간격(RSm)의 값에 대해서는 디지털 인스트루먼트사제의 NanoscopeⅢ의 태핑 모드를 이용하여 측정한 값이며, 기판 표면과 투명 전극의 접착 강도에 대해서는 마이크로 스크래치법에 의해 측정한 값이다. 통상, 투명 전극과 기판 표면의 접착 강도는 68.6mN(7gf) 이상이면 좋은 것이 알려져 있다.

상기의 표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예1~5의 유리 기판은 기판 표면의 산술 평균 조도(Ra)와 그 평균 길이(RSm)가 0.4≤Ra/RSm≤1.2에 있음으로써, 투명 전극의 박리 결손에 의한 결함 발생율은 비교예1 및 2의 유리 기판의 결함 발생률에 비해서 반감되고, 특히 실시예1~3의 유리 기판에 있어서는 그 결함 발생율을 1% 미만으로 억제할 수 있었다.

이와 같이 본 발명에 따른 유리 기판은 기판 표면에 투명 도전막이 견고하게 접착되어 플랫 디스플레이의 제조 공정에 있어서의 투명 전극의 박리 결손을 억제할 수 있어 양호한 디스플레이용 기판으로서 실용에 제공할 수 있다.

Claims

적어도 투명 전극이 성막되는 기판 표면의 산술 평균 조도(Ra)와 그 평균 길이(RSm)는 0.4≤Ra/RSm≤1.2인 것을 특징으로 하는 플랫 디스플레이용 유리 기판.
제 1 항에 있어서, 상기 산술 평균 조도(Ra)는 0.30㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 플랫 디스플레이용 유리 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 평균 길이(RSm)는 0.45㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 플랫 디스플레이용 유리 기판.