专利名称：显示器用玻璃基板及其分选方法
技术领域：
本发明涉及显示器用玻璃基板，尤其涉 及如等离子显示器(PDP)、TFT液晶显示器 (TFT-LCD)、STN液晶显示器(STN-LCD)、等离子辅助(plasma assist)液晶显示器(PALC)、 电致发光显示器(EL)、场发射显示器(FED)等的平板显示器(平坦的显示器的总称)用的玻璃基板。在平板显示器中，通常使用两块玻璃基板，这两块玻璃基板被称为前面板和被面板，在TFT液晶显示器中，这两块玻璃基板被称为阵列侧基板和彩色滤光片侧基板。本发明即涉及这些玻璃基板。
背景技术：
在平板显示器中，通常使用两块玻璃基板，并且在这两块玻璃基板中间，形成有发光机构、光透过控制机构。在用作玻璃基板的玻璃中，作为代表的有以下的玻璃在等离子显示器中，有高应变点玻璃(例如旭硝子公司制造[商品名PD200])等；在TFT液晶显示器中，有无碱硼硅酸盐玻璃(例如旭硝子公司制造[商品名AN635、AN100等]、康宁公司制造[商品名1737])等；在STN液晶显示器中，有钠钙硅酸盐玻璃(例如旭硝子公司制造 [商品名AS])等。这些玻璃基板可由浮法、融合法、间隙下拉法(slit down draw)等方法来进行制造。通过这些制造方法所形成的具有一定厚度的玻璃带，被按照规定的大小切出，并被作为玻璃基板而供给。在室温附近的温度状态下，玻璃基板为绝缘体，并且容易通过与异种物质的接触或摩擦而带电。在显示器的制造工序中，在玻璃基板上形成有含有微小电极的各种图案 (pattern)，但是玻璃基板带电会破坏形成电极的膜的绝缘性。此外，带电的玻璃基板易吸引尘埃，从而产生所谓的附着颗粒的问题。因此，在平板显示器的制造工序中，设置有多个的除电设备，例如静电消除器。在静电消除器中，有DC型、AC型、利用了真空紫外线或软X射线的仪器等的各种类型，并且根据使用场所能够选择适当的类型。但是，这些静电消除器是在玻璃基板带电后进行除电的设备，而不是抑制玻璃基板带电的设备。
发明内容
如上所述，玻璃基板带电会引起破坏绝缘、附着颗粒等问题。所述带电会由各种原因而产生，但是在制造工序中，与其他部件的接触、剥离而产生带电是不能避免的现象。普遍认为由以下的机理产生所述的接触剥离带电。即、若不同材质的两个物体接近并接触，则电荷载体就会越过两个物体的接触界面，从而从一个物体向另一个物体的表面移动。普遍认为，此时两个物体的表面距离为0.2 0. Snm左右。虽然作为电荷载体考虑有电子、离子、带有电荷的表面物质的碎片等，但是一般认为电子的移动是主要的。当接触了的两个物体分离时，电荷的一部分进行反流，从而剩余的电荷成为带电电荷(以上参照村田熊司，《固体物理》，27 [7]，501-509 (1992))。在液晶显示器面板等的制造工序中，玻璃基板与作为玻璃基板吸附板的金属板等接触、剥离，从而一般带有负电。即、电子从金属板移动到玻璃基板。公知此时电子移动的容易度取决于金属的功函数(以上参照，北林宏佳他，《1997年春季应用物理学会草稿集》， 29a-NA-l，376 (1997))。若将玻璃基板与铝进行接触剥离的情况与玻璃基板与镍进行接触剥离的情况相比较，则与镍接触剥离的情况下的带电电位小。当玻璃基板与金进行接触剥离时，带电电位更小。
公知玻璃基板的接触剥离带电也取决于玻璃基板与金属的接触面积。即，与玻璃基板相接触的金属板的表面粗糙度大时，玻璃基板与金属的接触面积小，带电量也小。若玻璃基板与金属反复进行接触则带电量增大，但是这被认为是由于微观的接触面积的增大的缘故(以上参照，北林宏佳他，《静电学会演讲论文集》，1996,31-32(1996))。为了抑制接触剥离带电，与玻璃基板相接触的金属板的材质以及金属板的表面粗糙度的选择十分重要。在金属板的材质这一点上，如上所述，金为最适。但是，将生产线的设备上与玻璃基板相接触的部分全部用金进行涂层，耗费成本，从而很难成为现实的解决方案。此外，公知作为影响带电量的主要原因，环境中的湿度也有关系，湿度越高，越难带电。但是，由于在高湿度下，容易产生结露这样不合适的情况，所以在现实的制造工序中， 是在易带电的低湿度下来制造平板显示器的。因此，在平板显示器的制造工序中，防止带电的对策是非常重要的一个课题。本发明为解决所述课题而进行，并提供一种板厚度为0. 3 6mm的显示器用玻璃基板，所述玻璃基板的特征在于，使用触针式表面粗糙度测定仪(Jis B0651)测定的Wffl(滤波中心线波纹度JIS B0610)的平均值为0.03 0.5 μ m，其中所述触针式表面粗糙度测定仪使用了设测定长度为200mm，并设截止值为0. 8 25mm的相位补偿型2RC带通滤波器。若玻璃基板的表面粗糙度为所述的粗糙度，则由玻璃基板的接触剥离带电取决于玻璃基板与金属的接触面积可知，玻璃基板与金属的接触面积越小，带电量也越小。在本发明中，显示器用玻璃基板优选为用于等离子显示器面板。这是因为等离子显示器面板多为大面积面板，从而能够发挥所述防止带电的效果的优点。本发明还提供一种显示器用玻璃基板的分选方法，其特征在于使用触针式表面粗糙度测定仪(Jis B0651)测定玻璃基板的表面，其中，所述触针式表面粗糙度测定仪使用了设测定长度为200mm，并设截止值为0. 8 25mm的相位补偿型2RC带通滤波器，并且对 Wffl(滤波中心线波纹度JIS B0610)的平均值为0.03 0.5μπι的玻璃基板进行分选。即使在玻璃基板的制造条件发生变动，而不能以100%的成品率得到具有期望特性的玻璃基板时，也能够以这样的分选方法，通过将玻璃基板进行分选而得到期望的玻璃基板。即、虽然一直以来都没有将难于带电的玻璃基板进行分选的方法，但是通过本方法， 能够容易地只选出难于带电的玻璃基板。
图1为将用于评价本法明中的接触剥离带电的装置的概要进行展示的斜视图。图2为例1的玻璃基板表面的轮廓。
图3为例2的玻璃基板表面的轮廓。 图4为例3的玻璃基板表面的轮廓。图5为例4的玻璃基板表面的轮廓。符号说明1 玻璃基板2 吸附台3 吸附孔4 升降销5 升降销的孔6:带电评价传感器7 静电消除器
具体实施例方式在本发明中，通过以下所述的方法来测定玻璃基板的Wffl(滤波中心线波纹度)。由东京精密公司制造的触针式表面粗糙度测定仪[商品名SurfCOm(寸一 7 -K )579A]来测定Wffl (滤波中心线波纹度)。首先，将充分清洗表面并干燥后的玻璃基板载置于比该玻璃基板的尺寸大的测定台上。在所述测定仪中，测定台的移动速度为3. Omm/秒，并且为了在移动速度稳定的状态下进行测定，从玻璃基板表面上的测定开始点起不到25mm的点开始进行预备测定。使用测定器内置的相位补偿型2RC带通滤波器来测定滤波中心线波纹度曲线(JIS B0610)。所述相位补偿型2RC带通滤波器中，从测定开始点的测定长度为200mm，截止值设定为0. 8 25mm,即、低通滤波器的截止值设定为0. 8mm,高通滤波器的截止值设定为25mm。此外，作为测定仪内置的直线补正方法，所述滤波中心线波纹度曲线的倾斜补正设测定长度方向上的横向倍率为1倍，并设纵向方向上的倍率为20，000(20K)倍。从由所述条件测定的滤波中心线波纹度曲线和测定长度，并通过测定仪内置的计算装置来计算本发明中的W。A(滤波中心线波纹度)，并且所述W。A(滤波中心线波纹度)使用测定仪装置本体上显示的值。以下，就抑制玻璃基板的接触剥离带电的原理进行说明。按照上述，玻璃基板的接触剥离带电由相接触的对象金属的功函数和接触面积所决定。功函数为金属特有的值，从而恒定。但是，接触面积却能够通过玻璃基板与金属板的表面的凸凹和吸附的状态来进行控制。产生电荷移动的接触距离为0.2 0. Snm左右。若在玻璃基板的表面上存在适度的波纹度，则能够在实质上降低玻璃基板与金属板之间的接触面积，从而能够抑制接触剥离带电。若从微观的角度进行观察，则玻璃基板的表面通常呈现凸凹的状态，并且其表面形状能够区分为波长短至数mm左右的“粗糙度”成分、波长为数mm 数十mm的“波纹度” 成分和波长进一步为数十 数百mm的“翘曲”成分。其中，就“粗糙度”而言，通常所接触的金属板较为粗糙，所以对玻璃基板的“粗糙度”进行控制是没有意义的。就波长长的“翘曲”而言，当在金属板上进行吸附等的操作时，由于玻璃基板会进行弹性变形而与金属板紧贴，所以即使控制翘曲，作为带电对策也不是有效的。
另一方面，根据玻璃基板表面形状的波长为数mm 数十mm的玻璃基板表面的“波纹度”的不同，玻璃基板与金属板之间的接触面积会发生较大变化。若玻璃基板表面的“波纹度”的波长为数mm 数十mm，则在对接触面积的控制上特别显效。由于玻璃基板表面的波纹度是不规则的，所以实际与金属板相接触的是在波纹度的极大点中突出的从数个到数十个的位置上的点。在这样的接触点中，玻璃和金属板双方都只产生很小的弹性变形，从而以规定的面积进行接触。玻璃基板表面凸凹的振幅宽度相对于“波纹度”的周期小时，在很小的弹性变形下接触面积变大，而凸凹的振幅宽度大时，接触面积变小。若Wca (滤波中心线波纹度)不足0. 03 μ m,则接触面积急剧增大，且接触剥离带电量增加。若Wffl (滤波中心线波纹度)超过0.5μπι，则接触剥离带电量不存在问题，但是制成显示器时会引起图像变形等问 题。即使存在“波纹度”的面为显示器的表面(无助于发光机构或光透过控制机构的面)，作为显示器用基板也不优选。本发明中的“波纹度”若只形成在玻璃基板的一面，即与金属板相接触的面上，则发挥防止带电的效果。但是，制造玻璃基板时的玻璃融化后的浮法成形工序和玻璃基板的研磨工序中，只在玻璃基板的一面上形成波纹度通常是很困难的。尤其在TFT-IXD用的玻璃基板中，若配置于显示器基板的液晶一侧的面的Wffl(滤波中心线波纹度)变大，则液晶盒间隙(cell gap)会变得不均勻，从而引起显示光斑。 TFT-IXD的液晶盒间隙一般为2 6 μ m，并且为了保持液晶盒间隙均勻，Wca优选为0. 2 μ m 以下。因此在本发明中，所述Wca (滤波中心线波纹度)的平均值需要为0. 03 0. 5 μ m, 优选为0. 03 0. 2 μ m,更优选为0. 03 0. 15 μ m。优选通过浮法工艺来制造具有周期性波纹度的玻璃基板。浮法工艺如下所述的方法向称为浮抛窑的盛满熔融金属的池子中，连续供给融液状的玻璃而在熔融金属上形成玻璃带，并利用由玻璃带的自重所产生的表面平滑效果制造具有平滑表面的玻璃板。尤其具有高生产能力，适于制造大面积的玻璃板。通过浮法工艺所制造的玻璃板表面的波纹度的大小，受玻璃带的成形条件影响。 艮口，根据因玻璃带的成形温度而不同的表面平滑时间、因玻璃带的厚度而不同的施加于玻璃带上的张力和收缩力等成形状态下的履历而变化。换言之，通过适当调节向浮抛窑供给玻璃的量或浮抛窑内的温度分布、玻璃带的成形时间等的成形条件，能够控制玻璃带的成形状态，进而能够调节玻璃板的表面波纹度。此外，在显示器的制造工序中，若玻璃基板的尺寸变大，则移动电荷的总量增多， 所以带电量增加，并且由于面积变大所以除电也变难。因此，基板的尺寸越大，由玻璃基板表面的波纹度所带来的抑制接触剥离带电的效果就越显著。在平板显示器中，等离子显示器作为大面积的显示器面板而被开发，在等离子显示器面板用的玻璃基板中进行带电抑制的效果巨大。因此，优选通过适于玻璃大面积化的浮法工艺来制造玻璃基板。实施例作为玻璃基板，使用高应变点玻璃(旭硝子公司制造[商品名PD200])原材，通过浮法工艺形成板厚为2. 8mm的玻璃带。在进行浮法成形时，通过改变成形温度、成形时间等的成形条件，形成具有三级的波纹度的玻璃板，作为玻璃基板(例1 例3)备用。
作为用于比较的玻璃基板，使用奥斯卡式研磨机将与例3的玻璃基板同一批的基板研磨掉 ο μ m的去除厚度，制成使要评价的表面变得平滑的玻璃基板而备用。准备在同一条件下制造的玻璃基板各十块，并对在浮法工艺中为顶面的一面的接触剥离带电和波纹度进行评价。玻璃基板被切出用于进行带电评价的尺寸即550mm X 650mm 的矩形的大小，并对边缘进行磨边加工。在评价前，用盐酸和水清洗玻璃基板，并用热风充分干燥后，在无尘室中进行以下评价。
制作图1所示的专用实验装置，来进行接触剥离带电的评价。实验装置由以下构成水平设置的吸附玻璃基板1的金属板即吸附台2 ；被配置于设在吸附台2的四角的升降销的孔5里的、支撑玻璃基板1从而使其进行升降的升降销4 ；带电评价传感器6 ；静电消除器7 ο作为金属板的吸附台2，采用在进行过机械加工而变得平坦的铝板表面上实施无电解镀镍而得到的金属板。在吸附台2上，用于吸附玻璃基板1的直径为2mm的孔3以横竖30mm的间隔设于大致整个平面，并且能够与真空泵相连接。此外，所述升降销4所通过的直径为IOmm的孔即升降销的孔5被设置于四角。在升降销4的与玻璃基板1相接触的顶端上，戴有塑料罩(用于防止划伤)，并且升降销4能够将玻璃基板1与吸附台2平行地顶起到任意高度。在本测定中，设玻璃基板 1的顶起高度为20mm。带电评价传感器6使用Hugle Electronics ( t 二一夕‘卟工l·夕卜口二夕义)公司制造的型号为M0DEL720/720-1的静电消除检验器。带电评价传感器6被配置于玻璃基板1的上侧中央部，并且当玻璃基板1通过升降销4上升时，带电评价传感器6与玻璃基板 1之间的距离设置为10mm。作为除电设备的静电消除器7使用ION Systems ( 4才> * 7歹Λ文)公司制造的Z-stat6430型鼓风机(blower)。当需要对玻璃基板1进行除电时，手持静电消除器7来进行操作。按照以下的顺序来进行接触剥离带电的评价。将玻璃基板1载置于吸附台2上，顶起升降销4使玻璃基板1上升，并在规定位置停止。在该状态下使用静电消除器7来对玻璃基板1进行除电，从而使玻璃基板1的带电量为零。当玻璃基板1的带电量为零时，停止静电消除器7。然后，使升降销4下降，将玻璃基板1载置于吸附台2上，并在该状态下，将玻璃基板1真空吸附到台2上30秒。吸附结束后，进行0. 1秒的反吹(blow back)(将空气从真空吸附孔3吹出)，同时迅速顶起升降销4，使玻璃基板1上升后停止。此时由于玻璃基板 1带电，所以通过带电评价传感器6读取带电电位的最大值(单位V)。将进行了剥离带电评价后的玻璃基板1按照大小为300mmX300mm的矩形切出，并进行波纹度评价。玻璃基板1的表面波纹度的评价通过所述的方法进行，即利用触针式表面粗糙度测定仪来对玻璃基板的Wffl进行测定。对各个玻璃基板1分别测定10个地方，并求出其平均值(单位μ m)。将带电评价结果示于表1中，并将W。A的评价结果示于表2中。表 权利要求
1.一种显示器用玻璃基板，板厚度为0.3 6mm，其特征在于，使用触针式表面粗糙度测定仪(JIS B0651)所测定的Wffl (滤波中心线波纹度JIS B0610)的平均值为0.03 0.5 μ m，其中，所述触针式表面粗糙度测定仪使用了测定长度设定为200mm、截止值设定为0. 8 25mm的相位补偿型2RC带通滤波器。
2.如权利要求1所述的显示器用玻璃基板，被用于等离子显示器面板。
3.—种显示器用玻璃基板的分选方法，其特征在于使用触针式表面粗糙度测定仪 (JIS B0651)测定玻璃基板的表面，并分选出Wca(滤波中心线波纹度JIS B0610)的平均值为0. 03 0. 5 μ m的玻璃基板，其中，所述触针式表面粗糙度测定仪使用了测定长度设定为 200mm、截止值设定为0. 8 25mm的相位补偿型2RC带通滤波器。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制由接触剥离而引起的带电的显示器用玻璃基板及其分选方法。本发明为一种板厚度为0.3～6mm的显示器用玻璃基板1，所述玻璃基板的特征在于，使用触针式表面粗糙度测定仪所测定的WCA(滤波中心线波纹度)的平均值为0.03～0.5μm，其中所述触针式表面粗糙度测定仪使用了测定长度设定为200mm、且截止值设定为0.8～25mm的相位补偿型2RC带通滤波器。
文档编号B07C5/34GK102446674SQ20101050245
公开日2012年5月9日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者中尾泰昌, 加濑准一郎, 深泽宁司 申请人:旭硝子株式会社