KR20180100485A - Glass substrate for display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이용 유리 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a glass substrate for a display.
액정 장치는 유리 기판을 2장 겹치고, 유리 기판 사이에 액정을 봉입하여 제작된다. 한쪽의 유리 기판에, 예를 들어 박막 트랜지스터를 매트릭스상으로 배치하고, 다른 쪽의 유리 기판에 컬러 필터를 배치하고, 양 유리 기판 사이에 밀봉한 액정층의 광학 특성을 화상 신호에 따라 변화시킴으로써, 화상 표시를 가능하게 한다. 각 공정에 있어서 각각 제조된 유리 기판끼리의 대향면에 있어서, 액정층과 접하는 면 위에 러빙 롤러를 회전시키면서 배향막을 붙이지만, 그때 러빙 불균일이 발생하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).The liquid crystal device is manufactured by stacking two glass substrates and sealing the liquid crystal between the glass substrates. For example, a thin film transistor is arranged in a matrix on one of the glass substrates, a color filter is arranged on the other glass substrate, and optical characteristics of the liquid crystal layer sealed between the two glass substrates are changed in accordance with the image signal, Thereby enabling image display. It is known that rubbing rollers are rotated while rotating the rubbing rollers on the surfaces contacting with the liquid crystal layer on the opposite surfaces of the glass substrates produced in the respective steps, but rubbing unevenness occurs at that time (see Patent Document 1).
특허문헌 1은 러빙 천과, 러빙 천을 감은 러빙 롤러와, 러빙 롤러를 구동하는 구동 수단과, 러빙 천의 접촉면이 거칠고, 러빙 천에 부착된 이물을 닦아냄과 함께, 러빙 천의 모의 결을 정돈하는 세라믹 등의 다공질의 재료를 포함하는 재생 롤러를 구비하는 러빙 장치이며, 러빙 천에 부착된 이물을 제거하여, 청소 빈도가 적고 장수명의 러빙 장치인 것이 개시되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. H07-338990 (Patent Document 1) discloses an image forming apparatus in which a rubbing cloth, a rubbing roller wound around a rubbing cloth, driving means for driving the rubbing roller, and a contact surface of the rubbing cloth are rough, And a regenerating roller including a porous material such as ceramics. The rubbing device removes foreign matters adhering to the rubbing cloth, thereby reducing the frequency of cleaning and providing a long-lasting rubbing device.
특허문헌 1은 러빙 천에 부착된 이물에 착안하여, 이물을 제거함으로써 러빙 불균일을 제거하고 있다. 러빙 공정에 있어서, 어떤 원인에 의해, 실제로 액정 디스플레이로서 사용할 때에 표시해 보면, 어떤 부분만이 밝거나 또는 어두운 등 수㎜의 줄무늬상 등의 불균일이 보이는 러빙 불균일이 발생한다. 그 원인으로서 러빙 시의 모의 부딛힘, 강도의 불균일이나 이물이 주가 된다는 사고 방식이 특허문헌 1이다. 그러나, 본 발명자의 검토에 의하면, 유리 기판의 표면 성상을 개량함으로써, 러빙 불균일을 억제할 수 있는 것을 알아냈다.
본 발명은 러빙 불균일의 발생을 억제한 디스플레이용 유리 기판을 제공한다.The present invention provides a glass substrate for display in which occurrence of rubbing unevenness is suppressed.
본 발명의 디스플레이용 유리 기판은, 규산염 유리를 포함하는 디스플레이용 유리 기판이며, 제1 주면과, 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면을 구비하고, 상기 제1 주면에 있어서, Ce의 양이 0.1atm% 이하이다.A glass substrate for a display according to the present invention is a glass substrate for a display comprising a silicate glass and has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, 0.1 atm% or less.
본 발명에 따르면, 디스플레이용 유리 기판의 제1 주면의 러빙 불균일의 억제와 휘점 불량의 억제를 실현할 수 있다.According to the present invention, it is possible to suppress the rubbing non-uniformity of the first main surface of the glass substrate for display and suppress the defective spots.
도 1은 본 발명에 관한 디스플레이용 유리 기판을 사용한 액정 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 디스플레이용 유리 기판의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 관한 디스플레이용 유리 기판의 XPS 분석 결과를 나타내고, 도 3의 (a)는 Ce의 양에 대한 러빙 불균일 평가의 표, 도 3의 (b)는 C/Si의 값과 ET-AT 불량 발생률의 상관 그래프이다.
도 4는 본 발명에 관한 디스플레이용 유리 기판의 TXRF 분석의 결과를 나타내고, 도 4의 (a)는 (Ce+La)/Si의 값에 대한 러빙 불균일 평가의 표, 도 4의 (b)는 (Ce+La)/Si의 값과 휘점 불량 발생률의 상관 그래프이다.
도 5는 본 발명에 관한 디스플레이용 유리 기판의 O/Si의 값과 나노인덴터 압입 경도의 상관 그래프이다.
도 6은 본 발명에 관한 디스플레이용 유리 기판의 O/Si의 값 및 나노인덴터 압입 경도의 값과, 러빙 불균일 평가 및 휘점 불량률 평가의 표이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a liquid crystal device using a glass substrate for a display according to the present invention.
2 is a flowchart showing a manufacturing process of a glass substrate for a display according to the present invention.
Fig. 3 shows the XPS analysis results of the glass substrate for display according to the present invention. Fig. 3 (a) is a table of rubbing nonuniformity evaluation for the amount of Ce, Fig. 3 (b) -AT failure rate.
4 (a) is a table for evaluating rubbing nonuniformity with respect to the value of (Ce + La) / Si, and FIG. 4 (b) ) / Si and the incidence of defective spot defects.
5 is a graph showing the correlation between the O / Si value and the nanoindenter indentation hardness of the glass substrate for a display according to the present invention.
Fig. 6 is a table for evaluating the rubbing nonuniformity and the defective spot defect rate, the value of the O / Si value and the nanoindenter indentation hardness of the glass substrate for display according to the present invention.
이하, 도면을 사용하여, 본 발명에 관한 디스플레이용 유리 기판의 구체적인 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a specific embodiment of the glass substrate for display according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<디스플레이용 유리 기판>≪ Glass substrate for display >
도 1은 본 실시 형태의 디스플레이용 유리 기판(이하, 간단히 유리 기판이라고 설명함)을 사용한 액정 장치의 일례를 나타내는 단면도이다. 또한, 지면 하측이 디스플레이의 정면측이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a liquid crystal device using a display glass substrate (hereinafter, simply referred to as a glass substrate) according to the present embodiment. Also, the lower side of the paper is the front side of the display.
액정 장치(1)는 규산염 유리를 포함하는 유리 기판(2)을 2개 대면시키고, 대면한 면 사이에 액정(30)을 밀봉한 구성이다. 2개의 유리 기판(2)을 각각 제1 유리 기판(10) 및 제2 유리 기판(20)이라고 정의하고, 대면하는 면을 제1 주면(11, 21), 제1 주면(11, 21)에 대향하는 면을 제2 주면(12, 22)이라고 정의한다.The
제1 유리 기판(10)의 제1 주면(11)에, 예를 들어 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하, TFT라고 칭함)(31)를 매트릭스상으로 배치하고, 제2 유리 기판(20)의 제1 주면(21)에, 컬러 필터(32)를 배치한다. 즉, 각각의 제1 주면(11, 21)은 배선층을 형성하는 디바이스 형성면이기도 하다.A thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) 31 is arranged in a matrix on the first
이어서, 각각의 제1 주면(11, 21)측에 배향막(33)을 형성하여 전압 무인가 시의 액정 분자의 배열을 결정하는 러빙 처리를 실시한다. 러빙 처리는 배향막(33) 표면에 미세한 홈을 형성하여 배향 이방성의 막으로 하는 것이고, 배향막(33)에 일정 방향의 러빙 처리를 실시함으로써, 액정 분자의 배열을 규정할 수 있다.Then, an
그리고, 각각의 제1 주면(11, 21)끼리에 시일부를 사용하여 접합하고, 얼라인먼트를 실시하면서 압착 경화시키고, 시일부의 절결 부분으로부터 액정(30)을 봉입한다. 또한, 각각의 제2 주면(12, 22)에는 편광판(34)이 실시되어, 액정 장치(1)가 제조된다.Then, the first
본 실시 형태의 유리 기판(2)은 규산염 유리이다. 특히, 본 실시 형태의 유리 기판(2)은 TFT용이기 때문에, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 알칼리 산화물이 0.1% 이하이고, 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화붕소(BaO), 산화칼슘(CaO), 산화바륨(B2O3) 등의 알칼리 토금속 산화물을 주성분으로 갖고 무알칼리 유리인 것이 바람직하다. 또한, 무알칼리 유리는 유리 조성의 일례로서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO2:55 내지 70%, Al2O3:10 내지 20%, B2O3:0 내지 5%, MgO:0 내지 5%, CaO:3 내지 15%, SrO:0.5 내지 7%, BaO:5 내지 15%를 함유하고 있다.The
또한, 본 실시 형태의 유리 기판(2)은 제1 주면에 있어서, Ce의 양이 0.1atm% 이하이다. 이에 의해, 러빙 불균일의 발생을 억제할 수 있다. 이 이유는, 러빙 불균일의 발생 원인이 될 수 있는 Ce 함유 겔상 실리카층 및/또는 연마나 세정 시의 슬러리 잔류(Ce)가, 제1 주면에 있어서 적기 때문이라고 생각된다. 제1 주면에 있어서의 Ce의 양이란 XPS 분석에 의해 구한다.In the
여기서, 「Ce 함유 겔상 실리카층」이란, 유리 기판(2)의 제조 과정인 연마 공정(후술하는 S1)이나 세정 공정(후술하는 S2 또는 S3)에서 산화세륨을 사용한 경우에 발생하는 것이다. Ce과 유리 기판(2) 중의 실리카(Si)가 치환되고, 실리카가 유리 기판(2)으로부터 용출되고, 용출된 실리카가 유리 기판(2)의 표면에서 Si-O를 형성하고, 그 Si-O 골격 중에 H2O를 남기고 있는 층을 가리킨다.Here, the "Ce-containing gelatinous silica layer" is generated when cerium oxide is used in the polishing process (S1 described later), which is a manufacturing process of the
또한, 「슬러리 잔류」란, 유리 기판(2)의 제조 과정인 연마 공정이나 세정 공정에서, 산화세륨을 사용하면 발생하는 것이다. 산화세륨이 유리 성분과 반응하는 경우가 있고, 파티클로서 그대로 주면 위에 남은 것을 가리킨다."Residue of slurry" is generated when cerium oxide is used in the polishing process or the cleaning process, which is a process of manufacturing the
본 명세서에 있어서, 이하, Ce 함유 겔상 실리카층과, 연마나 세정 시의 슬러리 잔류를 통합하여, 무기 잔사라고 칭하는 경우가 있다. 유리 표면에 무기 잔사가 있으면, 그 무기 잔사의 주위에 공기 중의 수분이 집합하기 쉽고, 그것에 기인하여 배향막 표면 성상에 혼란이 발생하여, 러빙 불균일 등이 일어나기 쉬워진다.Hereinafter, the Ce-containing gel-like silica layer may be referred to as an inorganic residue by incorporating the slurry residue at the time of polishing or washing. If inorganic residues are present on the glass surface, moisture in the air tends to collect in the air around the inorganic residues, resulting in confusion in the surface properties of the alignment layer, and rusting nonuniformity easily occurs.
또한, 본 실시 형태의 유리 기판(2)은 제1 주면에 있어서 (Ce+La)/Si의 값이 0.10 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 러빙 불균일의 발생을 더 억제할 수 있다. 이 이유는 러빙 불균일의 발생 원인이 될 수 있는 Ce 함유 겔상 실리카층 및/또는 연마나 세정 시의 슬러리 잔류(CeO2 및/또는 LaOF)가 유리 제1 주면에 있어서 적기 때문이라고 생각된다. 제1 주면에 있어서의 (Ce+La)/Si의 값은 TXRF 분석에 의해 구한다.In the
또한, 본 실시 형태의 유리 기판(2)은, (Ce+La)/Si의 값은 바람직하게는 0.04 이하이다. 이에 의해, 러빙 불균일의 억제에 더하여, 휘점 불량도 억제할 수 있다.In the
여기서, 「휘점 불량」이란, 유리 기판(2)의 주변 영역에 생기기 쉽고, 실제로 액정 장치(1)로서 사용할 때에, 표시해 보면, 액정을 제어할 수 없어 백색으로 항상 밝게 빛나고 있는 점이 되는 불량을 가리킨다.Here, " defective spot defects " refers to defects that are likely to occur in the peripheral region of the
또한, (Ce+La)/Si와 같이 Si로 나누는 이유는 이하에 의한다. 즉, TXRF는 매우 고감도이기 때문에, 정량 기준이 되는 표준 시료의 제작 및 농도 규정이 곤란하다. 그로 인해, 유리 표면 분석에서는 유리의 주성분인 Si로 규격화한 반정량값을 채용하는 것이 일반적이고, 본원도 그것에 준했다.The reason for dividing by (Si + La) / Si, such as Si, is as follows. In other words, since TXRF is very sensitive, it is difficult to prepare a standard sample to be a quantitative reference and to specify concentration. Therefore, in glass surface analysis, semi-quantitative values standardized by Si, which is a main component of glass, are generally adopted, and this is also the case in the present invention.
또한, 본 실시 형태의 유리 기판(2)은 제1 주면에 있어서 O/Si의 값이 2.5 이하인 것이 바람직하다. 유리 표면으로의 실리카 리치 취약층의 형성이 억제됨으로써, 러빙 불균일 및/또는 휘점 불량을 저감시킬 수 있다.It is preferable that the value of O / Si is 2.5 or less in the first main surface of the
여기서, 「실리카 리치 취약층」이란, 유리 기판(2)의 제조 과정인 연마 공정(후술하는 S1)이나 세정 공정(후술하는 S2 또는 S3)에서 산화세륨이나 산세제를 사용함으로써 형성되는 것이다. 당해 층은 유리판의 표층이 변질된 것이고, 주르르 무너지기 쉬운 경향이 있기 때문에, 일부가 탈리함으로써, 배향막이나 배선 등의 형성이 적절하게 이루어지지 않고, 러빙 불균일 및/또는 휘점 불량이 야기되기 쉽다. O/Si의 값이, 2.5 이하이면, Ce 등과 유리 기판(2) 중의 실리카(Si)와의 치환의 정도가 과잉이 아니고, 실리카 리치 취약층의 형성이 억제되어 있는 것을 가리킨다.Here, the "silica-rich weak layer" is formed by using cerium oxide or an acid detergent in the polishing process (S1 described later), which is a manufacturing process of the
또한, 본 실시 형태의 유리 기판(2)은 제1 주면에 있어서 나노인덴터 압입 경도가 4300N/㎟ 이상인 것이 바람직하다. Ce 함유 겔상 실리카층 및/또는 실리카 리치 취약층의 형성이 억제됨으로써, 러빙 불균일 및/또는 휘점 불량을 저감시킬 수 있다. 나노인덴터 압입 경도가 4300N/㎟ 이상이면, 예를 들어 실리카 리치 취약층이 형성되어 있었다고 해도, 그 일부가 탈리하기 어렵기 때문에 바람직하다.The
또한, 본 실시 형태의 유리 기판(2)은 제1 주면에 있어서 C/Si의 값이 1.0 이하인 것이 바람직하다. 또한 유기 잔사 유래의 불량(ET-AT 불량)을 저감시킬 수 있다.In the
여기서, 「유기 잔사 유래의 불량(ET-AT 불량)」이란, 러빙 불균일이나 휘점 불량 이외의 그 밖의 불량을 가리킨다. 구체예로서는 스파크, 쇼트, 층간 리크 등의 성능상의 불량을 가리키고 있다.Here, the "defect from organic residue (ET-AT defect)" refers to other defects other than rubbing non-uniformity and defective spot defect. Specific examples thereof are performance defects such as sparks, shorts, interlayer leak, and the like.
또한, 본 실시 형태의 유리 기판(2)은 제1 주면에 있어서 Ce을 갖는다. Ce을 갖는다는 것은, XPS 등의 표면 분석에 있어서, Ce 성분이 검출되는 것을 가리킨다. 이것은 유리 기판(2)이, 연마 공정(후술하는 S1)이나 세정 공정(후술하는 S2 또는 S3)에 있어서, 산화세륨을 사용한 처리가 행해진 것을 나타낸다. 제1 주면이 Ce을 갖고 있어도, 전술한 Ce의 값이 0.1atm% 이하이면, 러빙 불균일의 발생을 억제할 수 있다.Further, the
<제조 방법><Manufacturing Method>
이하, 본 실시 형태의 유리 기판(2)을 제조하기 위한 제조 방법의 일례를 나타낸다. 본 실시 형태에 있어서, 공정은 크게 나누어, 연마 공정 S1, 세정 1 공정 S2, 세정 2 공정 S3의 3공정이다. 공정 흐름도는 도 2를 참조한다.Hereinafter, an example of a manufacturing method for manufacturing the
연마 공정 S1: 슬러리를 공급하면서, 연마 패드로 유리 기판(2)의 표면을 연마한다.Polishing step S1: While supplying the slurry, the surface of the
연마 공정 S1에서 사용하는 슬러리는 산화세륨(CeO2)을 주체로 하는 희토류산 화합물이고, La(LaOF), Pr, Nd 등도 포함되어 있다. 산화세륨은 연마재 중에서도, 유리 성분인 O와 산화세륨의 성분인 Ce이, 화학 반응할 수 있는 성질을 갖고 있고, 물리적인 연마에 더하여, 화학적인 연마도 동시에 행함(케미컬 메커니컬 연마)으로써, 유리 기판(2)의 표면을 효율적으로 평활화한다. 또한, 산화세륨은 모든 연마 지립 중에서 최고급으로 연마 효율이 높고, 전자/광학 분야에서 폭넓게 채용되어 있다.The slurry used in the polishing step S1 is a rare earth acid compound to a cerium oxide (CeO 2) as the main component, may contain La (LaOF), etc. Pr, Nd. Among the abrasives, cerium oxide has the property that O as a glass component and Ce as a component of cerium oxide can chemically react with each other. In addition to physical polishing, chemical polishing is also carried out simultaneously (chemical mechanical polishing) The surface of the
여기서, 연마 공정 S1에서는, 슬러리로서 산화세륨을 사용한 연마를 행한 후에, 슬러리로서 탄산칼슘을 사용한 연마를 행하는 것이 바람직하다. 산화세륨에 의해, 유리 기판 표면에 형성된 Ce 함유 겔상 실리카층이나, 슬러리 잔류, 실리카 리치 취약층을 깎아낼 수 있다. 또한, 슬러리를 사용하지 않고 연마 패드와 유리를 직접 닿게 하는 수연마 등을 행해도 된다.Here, in the polishing step S1, it is preferable to perform polishing using calcium carbonate as a slurry after polishing using cerium oxide as a slurry. By the cerium oxide, the Ce-containing gelated silica layer formed on the surface of the glass substrate, the slurry-retained and silica-rich weakened layer can be scraped off. It is also possible to perform polishing or the like for directly contacting the polishing pad with the glass without using the slurry.
세정 1 공정 S2: 슬러리를 공급하면서, 디스크 브러시로 유리 기판(2)의 표면을 브러싱한다.
세정 1 공정(슬러리 세정 공정이라고도 함) S2에서 사용하는 슬러리는 탄산칼슘이다. 유리 기판 표면에 형성된 Ce 함유 겔상 실리카층이나, 슬러리 잔류, 실리카 리치 취약층을 깎아낼 수 있다. 탄산칼슘 슬러리의 농도, 슬러리 입도, 디스크 브러시의 압박력, 디스크 브러시의 개수 등을 적절히 조정함으로써, Ce 함유 겔상 실리카층이나, 슬러리 잔류, 실리카 리치 취약층을 적절하게 제거할 수 있다.The slurry used in the cleaning step 1 (also referred to as a slurry cleaning step) S2 is calcium carbonate. A Ce-containing gelated silica layer formed on the surface of the glass substrate, a slurry-retained, silica-rich weakened layer can be cut out. It is possible to appropriately remove the Ce-containing gelated silica layer, the residual slurry, and the weak silica-rich layer by appropriately adjusting the concentration of the calcium carbonate slurry, the slurry particle size, the pressing force of the disc brush, and the number of disc brushes.
또한, 연마 공정 S1에 있어서의 탄산칼슘 슬러리를 사용한 연마와, 세정 1 공정 S2는, 적어도 어느 한쪽을 행하면 된다. 유리 기판(2)의 러빙 불균일의 발생을 억제할 수 있다. 또한 그 정도에 의해, 휘점 불량을 더 해소하는 것도 가능해진다. 또한, 본 실시 형태에서는 유리 기판 표면에 형성된 Ce 함유 겔상 실리카층이나, 슬러리 잔류, 실리카 리치 취약층의 발생 원인으로서, 산화세륨을 슬러리로 한 연마를 상정했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유리 기판 표면의 세정 등에서 산화세륨을 사용한 경우 등도 포함된다.At least one of polishing and polishing step S2 may be performed using the calcium carbonate slurry in the polishing step S1. It is possible to suppress occurrence of rubbing unevenness of the
세정 2 공정 S3: 산 등의 세제를 사용하여 씻는다.
세정 2 공정 S3 중에 또는 세정 2 공정 S3 종료 후, 사용한 세제의 물기 제거에 에어 나이프(공기의 분사)를 사용한다. 물기 제거의 부재로서, 회전하는 고무 또는 수지 등의 롤(스펀지)을 사용하는 것보다도 유기물 잔사 유래의 불량(ET-AT 불량)의 발생을 억제할 수 있다. 이것은 롤의 성분이 유리에 탈리하여 부착되는 일이 없기 때문이라고 생각된다. 또한, 세제 농도를 바꿈으로써도 유기 잔사 유래의 불량의 발생을 억제하는 것이 가능하다.An air knife (jet of air) is used to remove water from the detergent used during the
본 실시 형태의 유리 기판(2)은 상술한 방법에 의해 종래의 문제점인, 무기 잔사, 실리카 리치 취약층, 유기물 잔사 유래의 불량을 억제할 수 있다.The
[실시예][Example]
본 실시 형태에 의한 효과를 입증하기 위해, XPS(X-ray Photoelectron Spectrometer; X선 광전자 분광 장치), TXRF(Total reflection X-Ray Fluorescence Spectrometer; 전반사 형광 X선 분석) 및 나노인덴터(Nanoindentation Tester; 초미소 압입 경도 시험기)를 사용하여, 샘플에 의한 시험을 행하였다. 시험 결과에 기초하여 본 실시 형태의 유리 기판(2)에 대하여, 적절한 수치 범위를 도 3 내지 도 5에 기초하여 이하에 설명한다.In order to demonstrate the effect of the present embodiment, the X-ray photoelectron spectrometer (XPS), the total reflection X-ray fluorescence spectrometer (TXRF), and the nanoindentation tester (XRF) Ultrafine indentation hardness tester) was used for the test with the sample. Based on the test results, an appropriate numerical range for the
실시예에 대해서는, 연마 공정 S1 중, 슬러리로서 산화세륨을 사용한 연마를 행한 후, 슬러리로서 탄산칼슘을 사용한 연마 및/또는 세정 1 공정 S2를 거치고, 세정 2 공정 S3을 행하였다. 슬러리의 농도, 입도, 디스크 브러시가 누르는 압력, 디스크 브러시의 개수 등을 적절히 조정함으로써, XPS나 TXRF에서 얻어지는 각 수치가 다른 샘플을 복수 작성했다.In the example, polishing was performed using cerium oxide as a slurry in the polishing step S1, and then polishing step S3 was carried out through a polishing
비교예에 대해서는, 연마 공정 S1 중, 슬러리로서 산화세륨을 사용한 연마를 행한 후, 슬러리로서 탄산칼슘을 사용한 연마 및/또는 세정 1 공정 S2를 거치지 않고, 세정 2 공정 S3도 행하지 않았다.In the comparative example, polishing was performed using cerium oxide as a slurry in the polishing step S1, and polishing
<XPS(X-ray Photoelectron Spectrometer; X선 광전자 분광 장치)>≪ X-ray photoelectron spectrometer (XPS)
얻어진 실시예 및 비교예의 유리 기판의 표면 조성을, XPS에 의해 분석하고, C/Si, O/Si비, Ce 정량값(atm%)(이하 「Ce의 양」이라고 설명함)을 구했다. C/Si, O/Si비의 분모와 분자의 단위는 각각 질량%이다.The surface compositions of the glass substrates of the obtained examples and comparative examples were analyzed by XPS to obtain C / Si, O / Si ratio and Ce quantitative value (atm%) (hereinafter referred to as "Ce amount"). The denominator and molecular units of C / Si and O / Si ratios are mass%, respectively.
XPS 분석에는 니혼 덴시사제의 광전자 분광 장치 JPS-9010MC를 사용했다. 분석 조건은 이하와 같다.For the XPS analysis, an optoelectronic spectrometer JPS-9010MC manufactured by JEOL Ltd. was used. The analysis conditions are as follows.
X선원: Mg-Kα, 가속 전압 12㎸-에미션 전류 25㎃X-ray source: Mg-K ?,
중화 총(FLG(Flood Gun)): 가속 전압 4.0V-에미션 전류 8.0㎃(FLG (Flood Gun)): Acceleration voltage 4.0V-Emission current 8.0mA
검출각(시료 표면과 검출기가 이루는 각도): 15°Detection angle (angle between sample surface and detector): 15 °
검출 영역: 6㎜ΦDetection area: 6 mmΦ
시료 사이즈: 10×10㎜Sample size: 10 x 10 mm
해석 소프트웨어: SpecSurfAnalysis Software: SpecSurf
<Ce의 양><The amount of Ce>
도 3의 (a)의 표는 실시예 및 비교예에 기초하여, XPS 분석에 의해 얻어진 Ce의 양, 0.02atm%, 0.07atm%, 0.11atm%에 대한 러빙 불균일 평가를 나타낸다. Ce의 양의 각 값은 각각의 샘플에 있어서 유리 기판(2)의 대각의 코너부 근방과 중앙부의 3점에 있어서의 측정값의 평균값이다. 또한, 도 5까지 나타내는 표 및 그래프의 값도 마찬가지로, 유리 기판(2)의 대각의 코너부 근방과 중앙부의 3점에 있어서의 측정값의 평균값이다.The table in FIG. 3 (a) shows the rubbing nonuniformity evaluation for the amount of Ce, 0.02 atm%, 0.07 atm% and 0.11 atm% obtained by XPS analysis based on the examples and the comparative examples. The positive value of Ce is an average value of measured values at three points in the vicinity of the diagonal corner portion and the central portion of the
러빙 불균일 평가는 Ce의 양이 0.02atm%인 경우는 「불균일이 보이지 않는다(평가 ◎)」, Ce의 양이 0.07atm%인 경우는 「불균일이 약간 보인다(평가 ○)」, Ce의 양이 0.11atm%인 경우는 「불균일이 보인다(평가 ×)」이다.When the amount of Ce is 0.07 atm%, the result of the rubbing nonuniformity evaluation shows that the amount of Ce is 0.02 atm% and the amount of Ce is 0.07 atm% In the case of 0.11 atm%, "non-uniformity is shown (evaluation ×)".
표의 결과에 기초하여, 유리 기판(2)의 제1 주면(11, 21)에 있어서, Ce의 양이 0.1atm% 이하이면 러빙 불균일을 억제할 수 있다는 결론을 도출할 수 있다. 또한, Ce의 양이, 바람직하게는 0.08atm% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.06atm% 이하, 더욱 바람직하게는 0.04atm% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.02atm% 이하이다. 그리고, Ce의 양이 0.06atm% 이하이면, 러빙 불균일의 억제에 더하여, 휘점 불량도 억제할 수 있다.Based on the results of the table, it can be concluded that the rubbing unevenness can be suppressed if the amount of Ce is 0.1 atm% or less in the first
Ce의 양을 0.1atm% 이하로 했지만, 하한은 0이 아니고, 유리 기판(2)의 제1 주면(11, 21)에는 약간이지만 Ce이 잔류하고 있는 경우가 있다. 이것은, 유리 기판(2)이, 연마 공정(후술하는 S1)이나 세정 공정(후술하는 S2 또는 S3)에 있어서, 산화세륨을 사용한 처리가 행해진 것을 나타낸다.The amount of Ce is 0.1 atm% or less. However, the lower limit is not 0, and Ce may remain in the first
<C/Si값><C / Si value>
도 3의 (b)는 C/Si의 값과 ET-AT 불량 발생률의 상관을 구한 그래프이다. 이 그래프로부터, 제1 주면(11, 21)에 있어서, C/Si의 값이 1.0 이하이면, 유기물 잔사 유래의 불량을 저감시킬 수 있는 것이 이해된다.FIG. 3 (b) is a graph showing the correlation between the C / Si value and the ET-AT failure rate. From this graph, it can be understood that if the value of C / Si is 1.0 or less on the first
<TXRF(Total reflection X-Ray Fluorescence Spectrometer; 전반사 형광 X선 분석)>≪ TXRF (total reflection X-ray fluorescence spectrometer)
얻어진 실시예 및 비교예의 유리 기판의 표면 조성을, TXRF에 의해 분석하고, (Ce+La)/Si의 값을 구했다. 당해 식의 분모와 분자의 단위는 각각 질량%이다.The surface compositions of the glass substrates of the obtained Examples and Comparative Examples were analyzed by TXRF to determine the value of (Ce + La) / Si. The units of denominator and numerator of the formula are mass%, respectively.
TXRF는 NANOHUNTER(리가쿠 덴키 고교샤제, 탁상형)를 사용했다. 분석 조건은 이하와 같다.TXRF was a NANOHUNTER (Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd., tabletop type). The analysis conditions are as follows.
X선관: 타깃 Cu-Kα, 관 전압/관 전류: 50㎸/0.8㎃X-ray tube: target Cu-K ?, tube voltage / tube current: 50 kV / 0.8 mA
여기 X선 분광 소자: 인공 누적막Excitation X-ray spectroscopy element: artificial accumulation film
여기 X선 조사각: 0.1°, 분석 분위기: 대기(He 가스 플로우)Here, X-ray irradiation angle: 0.1 °, analysis atmosphere: atmosphere (He gas flow)
검출 영역: 10㎜ΦDetection area: 10 mmΦ
시료 사이즈: 30×50㎜Sample size: 30 x 50 mm
<(Ce+La)/Si의 값> ≪ (Ce + La) / Si value >
도 4의 (a)의 표는 실시예 및 비교예에 기초하여, TXRF 분석에 의해 얻어진 (Ce+La)/Si의 값, 0.03, 0.04, 0.11에 대한 러빙 불균일 평가를 나타낸다.The table of FIG. 4 (a) shows the rubbing nonuniformity evaluation for the value of (Ce + La) / Si, 0.03, 0.04 and 0.11 obtained by TXRF analysis based on the examples and the comparative examples.
러빙 불균일 평가는, (Ce+La)/Si의 값이 0.03인 경우는 「불균일이 보이지 않는다(평가 ◎)」, (Ce+La)/Si의 값이 0.04인 경우는 「불균일이 약간 보인다(평가 ○)」, (Ce+La)/Si의 값이 0.11인 경우는 「불균일이 보인다(평가 ×)」이다.When the value of (Ce + La) / Si is 0.04, "non-uniformity is not observed (evaluation ⊚)" and when the value of (Ce + La) / Si is 0.04, , And when the value of (Ce + La) / Si is 0.11, "non-uniformity is shown (evaluation ×)".
도 4의 (b)는 (Ce+La)/Si값과 휘점 불량률의 상관을 나타내는 그래프이다.4 (b) is a graph showing the correlation between the (Ce + La) / Si value and the defective spot defect rate.
도 4의 (a)의 러빙 불균일 평가 및 도 4의 (b)의 그래프로부터, 유리 기판(2)의 제1 주면(11, 21)에 있어서, (Ce+La)/Si의 값이 0.10 이하이면, 러빙 불균일이 억제되고, 무기 잔사 및/또는 실리카 리치 취약층을 억제할 수 있는 것이 이해된다.From the rubbing nonuniformity evaluation in FIG. 4A and the graph in FIG. 4B, if the value of (Ce + La) / Si is 0.10 or less on the first
상술한 값은, 연마제로서의 산화세륨(CeO2)은 LaOF을 함유하는 경우가 있기 때문에, La의 값도 가미함으로써, Ce 함유 겔상 실리카층 및/또는 연마나 세정 시의 슬러리 잔류(Ce 및/또는 LaOF)의 정도에 대하여, 보다 정확하게 이해할 수 있다.The above-described value, the cerium oxide as an abrasive (CeO 2), since there is a case containing LaOF, by tinge to the value of La, Ce-containing gel-like silica layer and / or the slurry during polishing or cleaning residue (Ce and / or LaOF) can be understood more accurately.
또한, (Ce+La)/Si값은 바람직하게는 0.08 이하이고, 보다 바람직하게는 0.06 이하, 더욱 바람직하게는 0.04 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.03 이하이다. 그리고, 도 4의 (b)보다 (Ce+La)/Si값이 0.04 이하이면, 러빙 불균일의 억제에 더하여, 휘점 불량도 크게 억제하는 것도 가능하다.The (Ce + La) / Si value is preferably 0.08 or less, more preferably 0.06 or less, further preferably 0.04 or less, and further preferably 0.03 or less. If the value of (Ce + La) / Si is less than 0.04 as compared with that shown in Fig. 4 (b), it is possible to suppress the rubbing nonuniformity as well as greatly suppress the bad spot defect.
<나노인덴터(Nanoindentation Tester; 초미소 압입 경도 시험기)><Nanoindentation Tester (ultra-small indentation hardness tester)>
얻어진 실시예 및 비교예의 유리 기판의 표면 취약성을, 나노인덴터에 의해 평가하고, 압입 경도 HIT값(N/㎟)을 구했다. 도 5 중, 좌측의 8개가 실시예, 우측의 하나가 비교예이다.The surface flaws of the glass substrates of the obtained Examples and Comparative Examples were evaluated by a nanoindenter and the indentation hardness H IT value (N / mm 2) was obtained. In Fig. 5, eight on the left side are examples, and one on the right side is a comparative example.
나노인덴터 평가에는 엘리오닉스사제의 ESF-5000Plus를 사용했다.For evaluation of the nanoindenter, ESF-5000Plus manufactured by Elionix was used.
시험 조건은 이하와 같다.The test conditions are as follows.
분위기: 진공(50 내지 300㎩), 압자: 베르코비치 압자Atmosphere: Vacuum (50 to 300 Pa), Indenter: Berko Beach Indenter
설정 하중: 10μN, 부하/제하 시간: 10sec., 하중 유지 시간: 1sec.Setting load: 10μN, load / removal time: 10sec., Load holding time: 1sec.
측정 점수: 5점×5점, 측정 간격: X10㎛, Y10㎛Measurement point: 5 points 占 5 points, measurement interval: X10 占 퐉, Y10 占 퐉
시료 고정 방법: 아론알파 접착Sample fixing method: Aaron alpha adhesive
시료 사이즈: 10×10㎜Sample size: 10 x 10 mm
도 5는 나노인덴터 압입 경도 HIT값과 O/Si의 상관을 나타내는 그래프이다. 나노인덴터 압입 경도가 크면, Ce 함유 겔상 실리카층이나 실리카 리치 취약층이 없는(또는 적은) 것의 증거가 된다. 즉, O/Si는 나노인덴터 압입 경도와의 상관이 있기 때문에, 겔상 실리카층이나 실리카 입지 취약층이 없는(또는 적은) 것을 간접적으로 나타내는 지표가 된다.5 is a graph showing the correlation between indentation hardness H IT of the nanoindenter and O / Si. If the nanoindenter indentation hardness is large, it is evidence that there is no (or small) Ce-containing gelated silica layer or silica-rich weakened layer. That is, since O / Si has a correlation with the nanoindenter indentation hardness, it indirectly indicates that the gel-like silica layer or silica-poor layer is absent (or less).
도 6으로부터, 나노인덴터 압입 경도가 4300N/㎟ 미만인 비교예에서는 러빙 불균일 등의 불량률이 높고, 4300N/㎟ 이상인 것에서는 불량률은 저감시킬 수 있었다.From Fig. 6, the defective ratio such as rubbing unevenness was high in the comparative example in which the nanoindenter indentation hardness was less than 4300 N / mm < 2 >
또한, 나노인덴터 압입 경도가 4700N/㎟ 이상이면, 휘점 불량률도 저하시킬 수 있었다. 휘점 불량률의 개선에는, 특히 5500N/㎟ 이상이 바람직했다.Also, when the indentation hardness of the nanoindenter was 4700 N / mm < 2 > or more, the defective spot defects could also be reduced. The improvement of the defective spot defects is particularly preferably at least 5500 N /
도 5 및 6으로부터, 유리 기판(2)의 제1 주면(11, 21)에 있어서, 나노인덴터 압입 경도가 4300N/㎟ 이상이면, 무기 잔사(겔상 실리카층 포함함) 및/또는 실리카 리치 취약층이 억제되어 있는 것이 이해된다. 또한, 나노인덴터 압입 경도는 바람직하게는 4500N/㎟ 이상이고, 보다 바람직하게는 4700N/㎟ 이상, 더욱 바람직하게는 5000N/㎟ 이상이고, 더욱 바람직하게는 5200N/㎟ 이상이고, 더욱 바람직하게는 5500N/㎟ 이상이다. 겔상 실리카층 및/또는 실리카 리치 취약층의 형성이 억제됨으로써, 러빙 불균일 및 휘점 불량의 저감이 가능해진다.5 and 6, when the nanoindenter indentation hardness is 4300 N / mm < 2 > or more on the first
<O/Si값><O / Si value>
또한, 도 5 및 도 6으로부터, 제1 주면(11, 21)에 있어서, O/Si의 값이 2.5 이하이면, 무기 잔사(겔상 실리카층 포함함) 및/또는 실리카 리치 취약층의 형성이 억제되고, 러빙 불균일 및 휘점 불량의 저감이 가능해지는 것도 이해할 수 있다.5 and 6, when the value of O / Si is 2.5 or less in the first
또한, O/Si의 값이 2.47 미만이면, 휘점 불량률도 저하시킬 수 있었다. 휘점 불량률의 개선에는, 특히 2.25 이하가 바람직했다.When the value of O / Si was less than 2.47, the defective spot defect rate could also be lowered. The improvement of the defective spot defects is particularly preferably 2.25 or less.
O/Si의 값은 2.5 이하이면 되고, 바람직하게는 2.47 미만, 보다 바람직하게는 2.4 이하, 더욱 바람직하게는 2.3 이하, 더욱 바람직하게는 2.25 이하이다.The value of O / Si may be 2.5 or less, preferably 2.47 or less, more preferably 2.4 or less, still more preferably 2.3 or less, and further preferably 2.25 or less.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 적절히 변형, 개량 등이 가능하다. 그 밖에, 상술한 실시 형태에 있어서의 각 구성 요소의 재질, 형상, 치수, 수치, 형태, 수, 배치 개소 등은 본 발명을 달성할 수 있는 것이라면 임의이고, 한정되지 않는다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be appropriately modified and improved. In addition, the material, shape, size, numerical value, shape, number, arrangement position, and the like of each component in the above-described embodiments are not limited as long as they can achieve the present invention.
본 발명의 디스플레이용 유리 기판은 러빙 불균일 및 휘점 불량을 억제하는 것을 요구하는 액정 장치 등의 분야에 적합하게 사용된다.The glass substrate for a display of the present invention is suitably used in fields such as a liquid crystal device requiring rubbing unevenness and defective spot defects.
본 발명을 상세하고 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명확하다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
본 출원은 2017년 3월 1일 출원의 일본 특허 출원 2017-038388에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.The present application is based on Japanese Patent Application No. 2017-038388 filed on March 1, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.
1 : 액정 장치
2 : 유리 기판
10 : 제1 유리 기판
11 : 제1 주면
12 : 제2 주면
20 : 제2 유리 기판
21 : 제1 주면
22 : 제2 주면
30 : 액정
31 : 박막 트랜지스터
32 : 컬러 필터
33 : 배향막
34 : 편광판1: liquid crystal device
2: glass substrate
10: first glass substrate
11: First main surface
12: 2nd week
20: second glass substrate
21: First main surface
22: 2nd week
30: liquid crystal
31: Thin film transistor
32: Color filter
33: Orientation film
34: polarizer
Claims (7)
제1 주면과, 상기 제1 주면에 대향하는 제2 주면을 구비하고,
상기 제1 주면에 있어서, Ce의 양이 0.1atm% 이하인, 디스플레이용 유리 기판.A glass substrate for display comprising a silicate glass,
A first main surface and a second major surface opposite to the first main surface,
And the amount of Ce is 0.1 atm% or less in the first main surface.
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