玻璃基板的制造方法以及玻璃基板技術

本發明專利技術提供一種通過下拉法直接制造可以用于低溫p-SiTFT基板用途的玻璃基板的方法、以及利用該方法得到的玻璃基板。該玻璃基板的制造方法包括下述工序：成型工序，其利用下拉法將熔融玻璃成型為帶狀；退火工序，其對玻璃帶進行退火；以及切割工序，其切割玻璃帶而得到玻璃基板，該玻璃基板的制造方法的特征在于：在退火工序中，使得從退火點至（退火點－50°C）為止的平均冷卻速度與從（退火點+100°C）至退火點為止的平均冷卻速度相比較低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種玻璃基板的制造方法以及玻璃基板，尤其涉及一種適于由多晶硅薄膜晶體管元件驅動的所謂低溫P-SiTFT類型的顯示器的玻璃基板。
技術介紹
作為液晶顯示器等平板顯示器的基板，廣泛應用鋁矽酸鹽玻璃基板。對于用于該用途的玻璃基板，要求熱收縮較小。即，在玻璃基板上形成薄膜電路后，實施成膜熱處理、制作布線圖案等處理，在這些處理中，玻璃基板被暴露在高溫下。此時，玻璃基板產生構造松馳，體積收縮。如果該熱收縮較大，則形成在玻璃基板上的電路圖案會背離所期望的設計，產生無法維持電氣性能的致命缺陷。然而，對于平板顯示器，每年都提高對高精度、高清晰等的要求，有希望被認作為滿足這些要求的下一代顯示器的是由低溫ρ-SiTFT進行驅動的液晶顯示器或有機EL顯示器。在這些顯示器中，在基板上形成低溫P-SiTFT時的熱處理溫度為450 600° C左右的高溫，而且電路圖案變得更精細。因此，對于用于這種用途的玻璃基板，特別地要求熱收縮率較小的玻璃基板。當前，這種玻璃基板是通過浮式法或以溢流下拉法為代表的下拉法而成型的。浮式法是通過使熔融玻璃流出到熔融的錫(浴槽)上，沿水平方向對熔融玻璃進行拉伸，從而使玻璃成型為板狀的方法。在該方法中，在浴槽中成型為玻璃帶后，使用達到大于或等于50m的巨大的退火爐對玻璃帶進行退火(在線退火)。由此，通過浮式法而成型的玻璃基板具有熱收縮率較小的特征。但是，在浮式法中存在下述缺點，即，很難使壁厚變薄，另外需要對玻璃基板進行拋光以去除粘附在玻璃表面上的錫。另一方面， 下拉法是將玻璃向垂直下方的方向拉伸而成型為板狀的成型方法的總稱。例如，當前廣泛使用的溢流下拉法，將熔融玻璃引導至剖面大致楔形的槽狀阻燃物(成型體)的頂部，然后使玻璃從槽狀阻燃物的兩側溢出而沿著側面流下，在阻燃物下端匯流，并向下方拉伸，由此玻璃成型為板狀。下拉法具有易于使玻璃成型為薄板的優點。而且，在溢流下拉法的情況下，由于在成型時玻璃表面僅與空氣接觸，因此即使為未拋光的狀態也可以得到表面品質高的玻璃基板。但是，在下拉法中，因為存在將退火爐設置在成型體的正下方的關系，所以實際上不可能設置如浮式法那樣的巨大的退火爐。由此，由于必然要使退火爐變短，也就是說，在退火爐內的冷卻速度變快，玻璃在急冷狀態下被固化，所以存在無法得到熱收縮率較小的玻璃基板的問題。根據上述情況，為了將下拉成型的玻璃基板用于低溫p-SiTFT基板用途等，需要再次進行熱處理(離線退火)，通過促進玻璃的構造松馳，從而減小熱收縮率。該所謂的再熱處理為，例如暫時將玻璃基板加熱至與制作設備時的加熱溫度相比更高的玻璃轉移區域的溫度(應變點或者退火點附近)為止，在該溫度下保持一定時間后，直至與應變點相比低200° C左右的溫度為止進行退火，然后以不會使玻璃損壞的程度的冷卻速度來進行急冷。專利文獻1:日本特開平10-53427號公報專利文獻2:日本特開平10-53426號公報專利文獻3:日本特開2007-186406號公報
技術實現思路
上述再熱處理通常是將玻璃基板平置在定位器上并投入退火爐中而進行的。但是，由于該方法是間歇加工，因此具有效率不高的缺點。另外，因為載置于定位器上，所以在基板表面容易產生傷痕或污垢等表面缺陷，在熱處理后需要拋光。 在專利文獻I中公開了這樣的方法:以防止基板表面的傷痕或污垢作為目的，一邊使基板彼此分離一邊使其垂直地豎立而進行再熱處理。根據該方法，具有不會使基板表面被污染這一優點。但是，在基板尺寸為大于或等于500X500mm這樣的大型基板的情況下，存在通過熱處理而使基板變形，產生應變或彎曲的問題。另外，由于與上述相同地為間歇加工，所以效率不高。本專利技術就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種利用下拉法直接制造可以用于低溫P-SiTFT基板用途的玻璃基板的方法，以及利用該方法得到的玻璃基板。本專利技術人發現了下述情況:在下拉成型后的退火工序中，可以通過使溫度管理最優化而縮短退火所需要的時間和距離，由此，可以進行在線退火，從而提出了本專利技術。S卩，本專利技術的玻璃基板的制造方法包括下述工序:成型工序，其利用下拉法將熔融玻璃成型為帶狀；退火工序，其對玻璃帶進行退火；以及切割工序，其切割玻璃帶而得到玻璃基板，該玻璃基板的制造方法的特征在于，在退火工序中，使得從退火點至(退火點一50° C)為止的平均冷卻速度與從(退火點+100° C)至退火點為止的平均冷卻速度相比較低。在本專利技術中，所謂“退火點”是玻璃呈1013dPa*s粘度時的溫度，可以根據ASTM C336-71的方法進行測定。所謂“平均冷卻速度”是計算玻璃帶的板寬方向中央部分通過規定的溫度區域的時間，用該區域內的溫度差(在此，為100° C)除以通過時所需的時間而求出的速度。在本專利技術的方法中，優選從(退火點+100° C)至退火點的平均冷卻速度大于或等于30° C/分。根據該結構，使得在幾乎不對熱收縮率產生影響的高溫區域中的處理時間易于縮短。因此，易于縮短退火所需要的時間，從設備設計的角度出發是有利的?；蛘?，可以充分地確保在對熱收縮產生影響的溫度區域中的處理時間，易于獲得熱收縮率較小的玻璃。另外，易于制造彎曲較小的玻璃基板。本專利技術的玻璃基板的制造方法的特征在于，包括下述工序:成型工序，其利用下拉法將熔融玻璃成型為帶狀；退火工序，其對玻璃帶進行退火；以及切割工序，其切割玻璃帶而得到玻璃基板，退火工序包括:將玻璃冷卻至退火點為止的第一退火階段；將玻璃冷卻至Tx (在此，Tx為處于從(退火點一 50° C)至(退火點一 200° C)之間的溫度)為止的第二退火階段；以及將玻璃冷卻至(Tx — 250° C)為止的第三退火階段，使得第二退火階段的平均冷卻速度與第一退火階段的平均冷卻速度相比較低。在此，溫度Tx表示下述溫度，SP，處于比退火點低50° C的溫度(退火點一 50° C)和比退火點低200° C的溫度(退火點一200° C)之間，并且，在該溫度前后，平均冷卻速度大幅變化。在本專利技術中，優選定義為從(退火點+100° C)至退火點的平均冷卻速度的第一退火階段的平均冷卻速度大于或等于30° C/分。根據該結構，使得在幾乎不對熱收縮率產生影響的高溫區域中的處理時間易于縮短。因此，易于縮短退火所需要的時間，從設備設計的角度出發是有利的?；蛘?，可以充分地確保在對熱收縮產生影響的溫度區域中的處理時間，易于獲得熱收縮率較小的玻璃。在本專利技術中，優選使得第三退火階段的平均冷卻速度與第二退火階段的平均冷卻速度相比較快。根據該結構，使得在幾乎不對熱收縮率產生影響的低溫區域中的處理時間易于縮短。因此，可以進一步縮短退火所需要的時間，從設備設計的角度出發是有利的。在本專利技術的方法中，優選使得定義為從Tx至(Tx - 250° C)為止的平均冷卻速度的第三退火階段的平均冷卻速度大于或等于50° C/分。根據該結構，易于進一步縮短退火所需要的時間，從設備設計的角度出發是非常有利的。在本專利技術的方法中，優選使熔融玻璃成型為玻璃帶的有效寬度大于或等于500_。在此，所謂“玻璃帶的有效寬度”表示可以保證從玻璃帶切取玻璃基板之前的品質的最大寬度。根據該結構，本專利技術的方法的效果變得更加顯著。即，玻璃帶的有效寬度變得越大，玻璃基板的尺寸就變得越大。而且，由于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種玻璃基板，其特征在于，在從常溫開始以10°C/分鐘的速度進行升溫、將保持溫度設定為在450°C下保持10小時、然后以10°C/分鐘的速度進行降溫時，熱收縮率小于或等于30ppm，平均表面粗糙度Ra小于或等于0.3nm，并且應變值小于或等于1.0nm。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：加藤嘉成，松木栄司，
申請(專利權)人：日本電氣硝子株式會社，
類型：發明
國別省市：