WO2007074610A1 - フラットディスプレイ用ガラス基板 - Google Patents

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rsm
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flat display
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Kazuhiko Asahi
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Nippon Electric Glass Co., Ltd.
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133302—Rigid substrates, e.g. inorganic substrates

Definitions

  • the present invention relates to a glass substrate for flat display (hereinafter also referred to as a glass substrate) such as a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, and a glass substrate for field emission display.
  • a glass substrate for flat display hereinafter also referred to as a glass substrate
  • a glass substrate for liquid crystal display such as a glass substrate for liquid crystal display, a glass substrate for plasma display, and a glass substrate for field emission display.
  • Flat displays such as liquid crystal displays (LCDs), plasma displays (PDPs), and field emission displays (FEDs) are composed of two glass substrates that have been subjected to various treatments.
  • LCDs liquid crystal displays
  • PDPs plasma displays
  • FEDs field emission displays
  • a transparent electrode made of an ITO film, a nesa film, or the like is formed on the surface of a front glass substrate, and a dielectric material is applied and baked on the transparent electrode. Is formed.
  • a dielectric layer is formed by applying and baking a back dielectric material on a back glass substrate on which electrodes made of Al, Ag, Ni, etc. are formed, and a barrier rib material is applied and fired thereon.
  • a partition is formed and a circuit is formed.
  • the front glass substrate and the rear glass substrate are opposed to each other to align electrodes and the like, and the periphery is frit-sealed at a temperature of about 500 to 600 ° C. to produce a plasma display.
  • electrodes are formed on glass substrates arranged opposite to each other, and an image is displayed by applying an electric charge to the electrodes.
  • Patent Document 1 discloses the removal of defects such as pit scratches on the substrate surface by chemical polishing.
  • a glass substrate having a surface roughness of 0.008 m or less is disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-226553
  • the conventional flat display glass substrate disclosed in Patent Document 1 has a problem that the transparent electrode formed on the surface of the glass substrate is easily peeled off. There is.
  • the transparent electrode of the glass substrate for flat display is formed by depositing an ITO film on the entire surface of the glass substrate by, for example, a DC magnetron sputtering method, and then performing etching using a resist film, followed by etching. After the unnecessary portion of the transparent conductive film is removed, the resist film is stripped using a stripping solution. After stripping the resist film, it is necessary to completely remove the residue of the stripper and resist film from the surface of the substrate, so the surface of the substrate is subjected to brush cleaning with water. In this cleaning process, there is a problem that the transparent electrode formed on the substrate surface is easily peeled off. If even a part of the transparent electrode is peeled off and missing, not only the defective portion but also the pixels located in the vicinity thereof are lost, which makes the glass substrate for display practical.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the transparent electrode formed on the substrate surface of the glass substrate can be firmly adhered to the substrate surface, and peeling defects of the transparent electrode are generated.
  • the glass substrate for flat display of the present invention which has been made to solve the above technical problem, has an arithmetic average roughness Ra and an average length RSm force of at least the substrate surface on which the transparent electrode is formed. ⁇ Ra / RSm ⁇ l. 2
  • the arithmetic average roughness Ra and the average length RSm are surface property parameters determined according to the method and definition specified in “JIS B0601: 2001 (IS04287: 1997)”.
  • Ra and RSm are the tapping mode of Nanosco pelll manufactured by Digital Instruments (scan size: 10 ⁇ , scan speed: 0.8 to 1. ⁇ , image This is a value measured using the number of image forming lines: 512).
  • the minute unevenness constituting the rough surface of the substrate surface and the interval thereof are within the above numerical range, whereby the minute unevenness causes the transparent electrode on the substrate surface.
  • An optimum average inclination can be exhibited for stable adhesion. That is, on the substrate surface, the presence of minute irregularities increases the bonding area between the transparent conductive film for forming the transparent electrode and the substrate surface, and the transparent conductive film is sufficiently formed in the concave portions of the minute irregularities. Since the so-called anchor effect can be obtained by being filmed, the transparent conductive film is firmly adhered to the substrate surface.
  • the depth of the minute unevenness can be increased and a stronger anchor effect can be obtained. It becomes.
  • the present invention by setting the average length RSm to 0.45 ⁇ m or more, even when the arithmetic average roughness Ra of the substrate surface exhibits a roughness of 30 m or more, the interval between the minute unevennesses. As a result, the film can be sufficiently formed in the recess, and a better etching process can be performed during the patterning of the transparent electrode.
  • the present invention is particularly suitable as a glass substrate for a flat display having a length of 800 mm ⁇ width of 400 mm or more and a thickness of 0.2 to 3 mm.
  • a transparent conductive film is formed on the substrate surface by exhibiting an optimum rough surface for stably adhering the transparent electrode to the substrate surface. Can be firmly bonded, and can suppress the peeling defect of the transparent electrode in the flat display manufacturing process, and can be put to practical use as a good display substrate.
  • the average length RSm is not increased into the recess.
  • the mass 0/0, SiO 55. 5% , Al O 7. 0%, MgO
  • a glass substrate for plasma display having a length of 1000 mm X width 500 mm X thickness 1.8 mm was used.
  • the surface of a strong glass substrate is mechanically polished with an alumina abrasive with an average particle size of 10 to 30 m, and then mechanically polished with acid cerium with an average particle size of 1 to 3 m to obtain the desired surface roughness. Added.
  • a surface roughness of 20 was imparted.
  • a glass substrate having a surface roughness of Ra / RSm 0.4, Ra ⁇ 0.30 ⁇ m, RSm ⁇ 0.45 m was prepared.
  • ITO film having a thickness of 0.2 / zm was deposited by DC magnetron sputtering on the surface of the glass substrate of each of the above Examples and Comparative Examples, and patterned and etched with a resist film. After removing unnecessary portions of the transparent conductive film, the resist film was peeled off using a stripping solution, and the substrate surface was washed with a nylon brush. [0035] Table 1 shows the incidence of glass substrates in which peeling defects of 20 ⁇ m or more occurred in the transparent electrodes on the surface of each of the Examples and Comparative Examples that had undergone the above-described cleaning process.
  • the depth Ra and the distance RSm of the fine irregularities constituting the rough surface of the substrate surface are digital. This is a value measured by using the tapping mode of NanpscopelH manufactured by Instruments Inc.
  • the adhesive strength between the substrate surface and the transparent electrode is a value measured by the micro scratch method. It is generally known that the adhesive strength between the transparent electrode and the substrate surface should be 68.6 mN (7 gf) or more.
  • the glass substrates of Examples 1 to 5 that are effective in the present invention have the arithmetic average roughness Ra and the average length RSm force of the substrate surface 0.4 ⁇ Ra / RSm ⁇ l. Due to being in 2, the defect occurrence rate due to the peeling defect of the transparent electrode is halved compared with that of the glass substrates of Comparative Examples 1 and 2, especially in the glass substrates of Examples 1 to 3. The defect rate could be kept below 1%.
  • the glass substrate according to the present invention has a transparent conductive film firmly adhered to the surface of the substrate, can suppress peeling defects of the transparent electrode in the flat display manufacturing process, and is practically used as a good display substrate. Can be provided.

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Abstract

【課題】　ガラス基板の基板表面に成膜される透明電極を基板表面に堅固に接着させることができ、透明電極の剥離欠損の発生を抑制できるフラットディスプレイ用ガラス基板を提供する。 【解決手段】　少なくとも透明電極が成膜される基板表面の算術平均粗さＲａとその平均長さＲＳｍが、０．４≦Ｒａ／ＲＳｍ≦１．２である。

Description

明 細 書
フラットディスプレイ用ガラス基板
技術分野
[0001] 本発明は、液晶ディスプレイ用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、フィ ールドエミッションディスプレイ用ガラス基板等のフラットディスプレイ用ガラス基板 (以 下、ガラス基板ともいう）に関する。
背景技術
[0002] 液晶ディスプレイ（LCD)やプラズマディスプレイ（PDP)、フィールドェミッションディ スプレイ（FED)等のフラットディスプレイは、種々の処理が施された 2枚のガラス基板 が対向配置されて構成されて ヽる。
[0003] 例えば、プラズマディスプレイの場合には、前面ガラス基板の基板表面に ITO膜や ネサ膜等からなる透明電極が成膜され、その上に誘電体材料が塗布焼成されること により誘電体層が形成される。一方で、 Al、 Ag、 Ni等からなる電極が形成された背 面ガラス基板に背面誘電体材料が塗布焼成されることにより誘電体層が形成され、 その上に隔壁材料が塗布焼成されることにより隔壁が形成されて回路が形成される。 そして、これらの前面ガラス基板と背面ガラス基板とを対向させて電極等の位置合わ せを行い、周囲を 500〜600°C程度の温度でフリットシールすることによりプラズマデ イスプレイが作製される。
[0004] このようにフラットディスプレイにおいては、対向配置されたガラス基板にそれぞれ電 極が成膜されており、該電極に電荷を印加することにより画像が表示される。
[0005] フラットディスプレイの普及に伴い、ガラス基板の表面の平坦性に対する品質要求 は一層厳しくなつてきており、例えば特許文献 1には、化学研磨により基板表面のピ ットゃキズといった欠陥を除去した上で、その表面粗さを 0. 008 m以下にしたガラ ス基板が開示されている。
特許文献 1：特開 2003 - 226553号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0006] し力しながら、特許文献 1に開示された従来のフラットディスプレイ用ガラス基板に お!、ては、ガラス基板の基板表面に成膜された透明電極が剥離し易 、と 、う問題が ある。
[0007] フラットディスプレイ用ガラス基板の透明電極は、例えば DCマグネトロンスパッタリン グ法により ITO膜をガラス基板の表面全体に被着形成した上で、レジスト膜を用いて ノ ターニングを行い、エッチング処理により不要部の透明導電膜を除去した後、前記 レジスト膜を剥離液を用いて剥離することにより形成される。レジスト膜を剥離した後 は、剥離液とレジスト膜の残渣を基板表面力も完全に除去する必要があるため、基板 表面には水洗によるブラシ洗浄が施される力 従来のガラス基板にあっては、この洗 浄工程にお!ヽて、基板表面に成膜された透明電極が剥離し易 ヽと ヽぅ問題がある。 透明電極が一部でも剥離して欠損すると、力かる欠損部位はもとより、その周辺に位 置する画素が欠落し、ディスプレイ用ガラス基板として実用に供しな!ヽものとなる。
[0008] また、電極の剥離欠損の問題に対して、洗浄工程での基板表面に対するブラッシ ング圧を弱めることも考えられるが、かかる対応は基板表面に付着している剥離液及 び残渣を完全に除去できないば力りでなぐ洗浄効率、ひいては生産効率の低下を もたらす原因ともなる。
[0009] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガラス基板の基板表面に成膜さ れる透明電極を基板表面に堅固に接着させることができ、透明電極の剥離欠損の発 生を抑制できるフラットディスプレイ用ガラス基板を提供することを技術的課題とする 課題を解決するための手段
[0010] 上記技術的課題を解決するためになされた本発明のフラットディスプレイ用ガラス 基板は、少なくとも透明電極が成膜される基板表面の算術平均粗さ Raとその平均長 さ RSm力 0. 4≤Ra/RSm≤l. 2であることを特徴とする。ここで、算術平均粗さ R a、平均長さ RSmは、「JIS B0601： 2001 (IS04287 : 1997)」で規定される方法と 定義に従 、定められる表面性状パラメータである。
[0011] 本発明にお 、て、上記 Raと上記 RSmはデジタルインスツルメンッ社製の Nanosco pelllのタッピングモード（スキャンサイズ： 10 πι、スキャン速度： 0. 8〜1. ΟΗζ、画 像構成ライン数： 512本)を用いて測定した値である。
[0012] 本発明のフラットディスプレイ用ガラス基板によれば、基板表面の粗面を構成する 微小凹凸とその間隔が上記の数値範囲内にあることにより、前記微小凹凸が、基板 表面に透明電極を安定接着する上で最適な平均傾斜を呈することができる。即ち、 基板表面においては、微小凹凸の存在により、透明電極を形成するための透明導電 膜と基板表面との接着面積が増大し、而も透明導電膜が前記微小凹凸の凹部内に 充分に成膜されることによる所謂アンカー効果を得ることができために、透明導電膜 は基板表面に堅固に接着される。
[0013] Ra/RSm< 0. 4では、基板表面の微小凹凸に関して、凹凸深さに対する凹凸間 隔が広くなり過ぎるために、微小凹凸の平均傾斜が過度に緩やかになり、基板表面と 透明導電膜と間で所期のアンカー効果を得るだけの充分な接着面積が確保されな いことから、基板表面に対する透明導電膜の接着力が著しく低下する。
[0014] また、 1. 2く RaZRSmでは、ガラス基板の微小凹凸に関して、凹凸深さに対する 凹凸間隔が狭くなり過ぎるために、透明導電膜、或いはその他の機能性薄膜が基板 表面に成膜される際に凹部内への充分な成膜が困難になることから、画像欠陥等の 不具合を引き起こす虞がある。また、仮に成膜条件等を変更することにより凹部内へ の成膜が完全に行われた場合でも微小凹凸の間隔が狭過ぎることを原因として、先 記したパターユング時のエッチング処理による導電膜の除去が良好に行われないと いう虞がある。
[0015] また、本発明において、基板表面の算術平均粗さ Raを 0. 30 μ m以上にすることに より、微小凹凸の深さを深くして、より強固なアンカー効果を得ることが可能となる。
[0016] また、本発明において、平均長さ RSmを 0. 45 μ m以上にすることにより、基板表 面の算術平均粗さ Raが 30 m以上の粗さを呈する場合においても微小凹凸の間隔 に対する深さが深くなり過ぎず、凹部内への充分な成膜が可能になると共に、透明電 極のパター-ング時におけるより良好なエッチング処理が可能になる。
[0017] また、本発明は、縦 800mm X横 400mm以上で、その厚みが 0. 2〜3mmのフラッ トディスプレイ用ガラス基板として特に好適である。
発明の効果 [0018] 以上のように本発明に力かるフラットディスプレイ用ガラス基板によれば、基板表面 に透明電極を安定接着する上で最適な粗面を呈していることにより、基板表面に透 明導電膜が堅固に接着され、フラットディスプレイの製造工程における透明電極の剥 離欠損を抑制でき、良好なディスプレイ用基板として実用に供することができる。
[0019] また、本発明においては、基板表面の算術平均粗さ Raを 0. 30 m以上にすること により、より強固なアンカー効果を得ることが可能となる。
[0020] 更に、本発明においては、平均長さ RSmを 0. 45 μ m以上にすることにより、基板 表面の算術平均粗さ Raが 30 m以上の粗さを呈する場合においても凹部内への充 分な成膜が可能になると共に、透明電極のパターユング時におけるより良好なエッチ ング処理が可能になる。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の実施の形態について説明する。
実施例
[0022] 本発明の実施例として各々 5種類の表面粗さを基板表面に付与したガラス基板と、 比較例として各々 2種類の表面粗さを基板表面に付与したガラス基板を各 1000枚 ずつ用意し、透明電極を成膜した後の洗浄工程における剥離欠陥の発生率を確認 した。
[0023] ガラス基板としては、質量0 /0で、 SiO 55. 5%、 Al O 7. 0%、 MgO
2 2 3
2. 0%、 CaO 2. 0%、 SrO 9. 0%、 BaO 8. 5%、 Na O 4. 5%、 K O 7. 0%
2 2
、 ZrO 4. 5%の組成力 なるガラスをフロート成型法により板引き成形し、切断する
2
ことにより得られた縦 1000mm X横 500mm X厚み 1. 8mmのプラズマディスプレイ 用ガラス基板を用いた。力かるガラス基板の基板表面に平均粒子計 10〜30 mの アルミナ研磨材で機械研磨を施した後、平均粒子径 1〜3 mの酸ィ匕セリウムで機械 研磨を施すことにより所望の表面粗さを付与した。
[0024] (実施例 1〜3)
基板表面力 0. 4≤Ra/RSm≤l. 2, Ra≥0. 30 /z m、： RSm≥0. 45 mとなる 表面粗さを有するガラス基板を作製した。
[0025] 実施例 1のガラス基板の基板表面には、 Ra=0. 30 μ m、 RSm=0. 75 μ m、 Ra /RSm=0.40の表面粗さを付与し、実施例 2のガラス基板の基板表面には、 Ra =
0. 30 μ m、 RSm=0.45 μ m、 Ra/RSm=0. 67の表面粗さを付与し、実施例 3 のガラス基板の基板表面には、 Ra = 0. 54 μ m、 RSm=0.45 μ m、 Ra/RSm= 1
. 20の表面粗さを付与した。
[0026] (実施例 4)
基板表面力 0. 4≤Ra/RSm≤l. 2, Ra≥0. 30/zm、： RSm<0.45 mとなる 表面粗さを有するガラス基板を作製した。
[0027] 実施例 4のガラス基板の基板表面には、 Ra=0. 32 μ m、 RSm=0. 38 μ m、 Ra
/RSm=0. 84の表面粗さを付与した。
[0028] (実施例 5)
基板表面力 0. 4≤Ra/RSm≤l. 2, Ra≥0. 30/zm、： RSm<0.45 mとなる 表面粗さを有するガラス基板を作製した。
[0029] 実施例 5のガラス基板の基板表面には、 Ra=0. 13 μ m、 RSm=0. 11 m、 Ra
/RSm=l. 18の表面粗さを付与した。
[0030] (比較例 1)
基板表面が、 Ra/RSmく 0.4、Ra≥0. 30 ^m, RSm≥0.45 mとなる表面粗 さを有するガラス基板を作製した。
[0031] 比較例 1のガラス基板の基板表面には、 Ra=0. 30 μ m、 RSm=0. 78 μ m、 Ra
/RSm=0. 38の表面粗さを付与した。
[0032] (比較例 2)
基板表面力 Ra/RSm>l. 2, Ra≥0. 30/zm、： RSm≥0.45 mとなる表面粗 さを有するガラス基板を作製した。
[0033] 比較例 2のガラス基板の基板表面には、 Ra=0. 56 μ m、 RSm=0.45 μ m、 Ra
/RSm=l. 24の表面粗さを付与した。
[0034] 上記の各実施例及び比較例のガラス基板の基板表面に、 DCマグネトロンスパッタ リング法により ITO膜を 0. 2 /zmの厚みで被着形成し、レジスト膜によるパターユング 及びエッチング処理による不要部の透明導電膜の除去を行った後、剥離液を用いて レジスト膜を剥離し、ナイロン製のブラシによる洗浄を基板表面に施した。 [0035] 上記の洗浄工程を経た各実施例及び比較例のガラス基板について、基板表面の 透明電極に 20 μ m以上の剥離欠陥を生じたガラス基板の発生率を表 1に示す。
[0036] なお、表 1中の各実施例及び比較例のガラス基板にぉ 、て、基板表面の粗面を構 成する微小凹凸の深さ Ra及び間隔 RSmの値にっ 、ては、デジタルインスツルメンッ 社製の NanpscopelHのタッピングモードを用いて測定した値であり、基板表面と透 明電極との接着強度については、マイクロスクラッチ法により測定した値である。通常 、透明電極と基板表面の接着強度は 68. 6mN (7gf)以上あれば良いことが知られ ている。
[0037] [表 1]
Figure imgf000007_0001
[0038] 上記の表 1に示すように、本発明に力かる実施例 1〜5のガラス基板は、基板表面 の算術平均粗さ Raとその平均長さ RSm力 0. 4≤Ra/RSm≤l. 2にあることによ り、透明電極の剥離欠損による欠陥発生率は比較例 1及び 2のガラス基板のそれに 比べて半減し、特に実施例 1〜3のガラス基板にあっては、その欠陥発生率を 1%未 満に抑えることができた。
[0039] このように本発明にかかるガラス基板は、基板表面に透明導電膜が堅固に接着さ れ、フラットディスプレイの製造工程における透明電極の剥離欠損を抑制でき、良好 なディスプレイ用基板として実用に供することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも透明電極が成膜される基板表面の算術平均粗さ Raとその平均長さ RSm 力 0. 4≤Ra/RSm≤l. 2であることを特徴とするフラットディスプレイ用ガラス基板
[2] 前記算術平均粗さ Raが、 0. 30 μ m以上であることを特徴とする請求項 1記載のフ ラットディスプレイ用ガラス基板。
[3] 前記平均長さ RSmが、 0. 45 μ m以上であることを特徴とする請求項 1または 2記 載のフラットディスプレイ用ガラス基板。
PCT/JP2006/324202 2005-12-26 2006-12-05 フラットディスプレイ用ガラス基板 WO2007074610A1 (ja)

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