[发明专利]无碱玻璃基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为液晶显示器、EL显示器等的平面显示器基板及电荷耦合器件(CCD)、等倍近接型固体摄像器件(CIS)等的各种图象传感器、硬盘、滤色器等的基板使用的无碱玻璃基板。 

背景技术

当前，作为液晶显示器、EL显示器等的平面显示器基板广泛使用玻璃基板。 

尤其是薄膜晶体管型有源阵列液晶显示器(TFT-LCD)等电子设备，由于薄型且耗费电力也少，因此，用于车辆导航仪、数码相机的取景器、个人电脑的监视器和TV用等各种各样的用途。 

为了驱动液晶显示器，需要在玻璃基板上形成以TFT器件为代表的驱动器件。在TFT器件的制造工序中，在玻璃基板上形成透明导电膜、绝缘膜、半导体膜、金属膜等。另外，在光刻—蚀刻工序中，用各种热处理或药品处理对玻璃基板进行处理。例如，在TFT型有源阵列液晶显示器中，在玻璃基板上形成绝缘膜和透明导电膜。另外，用光刻—蚀刻工序在玻璃基板上形成多个非晶硅或多晶硅的TFT(薄膜晶体管)。在这种制造工序中，玻璃基板经受300～600℃的热处理，同时受到用硫酸、盐酸、碱性溶液、氢氟酸、缓冲氢氟酸等各种药品进行的处理。因此，对TFT液晶显示器用基板就要求以下这样的特性。 

(1)玻璃中含有碱金属氧化物时，在热处理过程中碱离子向已成膜的半导体物质中扩散，导致薄膜特性的劣化，因此，要求实质上不含有碱金属氧化物。 

(2)寻求对光刻—蚀刻工序中使用的酸、碱等溶液的耐久性，即耐药性优越。 

(3)在成膜、退火等工序中，玻璃基板暴露在高温下。这时，希望玻璃基板的热收缩率小。即，热收缩率大时，基板上所形成的电路图案会产生偏移。从减小热收缩率的观点考虑，玻璃应变点高是有益的。 

另外，除上述之外，TFT液晶显示器用玻璃基板也要求以下特性。 

(4)为了在玻璃的熔融工序和成形工序中在玻璃中不产生异物，要求耐失透性优越。尤其是，用溢流下拉法等下拉法对玻璃进行成形时，玻璃的耐失透性是重要特性，考虑到玻璃成形温度，要求其液相线温度为1200℃以下。 

(5)为使液晶显示器轻量化，要求其密度低。尤其是装载于笔记本电脑的玻璃基板，强烈要求其轻量化，具体而言，要求密度为2.50g/cm³以下。 

(6)要求表面平坦度高的特性。例如液晶显示器是，在两片薄玻璃基板之间夹持的液晶层起光阀作用，该层或遮蔽光或透过光来进行显示。该液晶层保持几μm～十几μm非常薄的厚度。因此，玻璃基板的表面平坦度尤其是称为起伏的μm级凹凸容易对液晶层的厚度(称为单元间隙)造成影响，表面起伏大，就成为显示不均匀等显示不良的原因。 

(7)要求玻璃基板起伏度小的特性。近年来，在液晶显示器中，以高速响应和高精细化为目的，有单元间隙进一步变薄的趋势，因此，减少应用于此的玻璃基板表面的起伏度变得越发重要起来。用于减少 玻璃基板表面起伏度的最有效办法就是精密地研磨成形后的玻璃基板表面，但是，这种方法使玻璃基板的制造成本非常高。因此，现在采用溢流下拉法和浮法等的成形方法，尽可能地成形表面起伏度小的玻璃基板，以不研磨的状态、或实施极轻微的研磨(修正抛光)后上市。 

为满足这些特性，提出了各种各样的玻璃基板(例如专利文献1)。 

专利文献1：特开平8-811920号公报 

如上所述，认为玻璃基板的热收缩率越小越好。但是，近年来，考虑到玻璃基板的热收缩率，在电路形成时就要采用进行光掩膜的校正技术。其结果是，即使热收缩率不是足够小的玻璃基板，也能够解决图案改变的问题。但是，采用该技术时，要求玻璃基板间的热收缩率没有大的偏差。 

玻璃基板的热收缩率受玻璃的成形条件，尤其是受冷却速度影响。但是，通常难以在制造过程中确保固定的冷却速度。因此，其现状是即使同一时间制造的玻璃基板彼此热收缩率也未必恒定。 

发明内容

本发明的目的是提供一种热收缩率偏差小的无碱玻璃基板及其制造方法。 

本发明人进行了各种研究，结果发现玻璃成形时的冷却速度越快，热收缩率的变动越小，并将此提出作为本发明。