(57)【要約】      （修正有）【課題】低温ポリシリコンＴＦＴディスプレイ製造のためのガラス基板として適した無垢な表面を有するガラス板を経済的な製造方法で提供する。【解決手段】少なくとも７６５℃の徐冷点および多くとも４２×１０-7／℃のＣＴＥを有するガラス材料。このガラス材料を、１．０×１０10ポアズの粘度に相当する温度Ｔ1以上の温度まで加熱する。さらに、このガラス材料を、Ｔ1から、１．０×１０15ポアズの粘度に相当する温度Ｔ2までＣＲ≧５℃／秒である冷却速度ＣＲで冷却する。このガラス材料は、前記工程の完了の際に、｜ＣＭ６７５｜≦１７５ｐｐｍである測定圧密ＣＭ６７５を有している。この方法としては、フュージョン・ドロー法が適している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板を製造する方法であって、
（Ａ）  少なくとも７６５℃の徐冷点および多くとも４２×１０-7／℃のＣＴＥを有するガラス材料を提供する工程、
（Ｂ）  前記ガラス材料を、１．０×１０10ポアズの粘度に相当する温度Ｔ1以上の温度まで加熱する工程、および
（Ｃ）  前記ガラス材料を、Ｔ1から、１．０×１０15ポアズの粘度に相当する温度Ｔ2までＣＲ≧５℃／秒である冷却速度ＣＲで冷却する工程、
を有してなる方法。
【請求項２】
前記ガラス材料が、工程（Ｃ）の完了の際に、｜ＣＭ６７５｜≦１７５ｐｐｍである測定圧密ＣＭ６７５を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ガラス板が多くとも２．５ｍｍの厚さしか有さないことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記ガラス材料が、その組成中にアルカリ金属を実質的に含まないことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ガラス板を形成するためのフュージョン・ドロー法を含むことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
工程（Ｃ）において、ＣＲ≦２００℃／秒であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ガラス材料が、その組成中にＡｌ2Ｏ3およびＳｉＯ2を含むことを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記ガラス材料が、その組成中にＢ2Ｏ3をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記ガラス材料が、その組成中にＢ2Ｏ3を実質的含まないことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
（Ｉ）  得られたガラスが、低温ポリシリコンＴＦＴをその上に形成するのに適しており、
（ＩＩ）  工程（Ｂ）において、ガラス溶融物が提供され、
（ＩＩＩ）  以下の工程（Ｄ）：
（Ｄ）  前記ガラス溶融物からガラス板を形成する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
工程（Ｃ）および（Ｄ）が、少なくとも部分的に同時に行われることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
その上にＴＦＴを製造する前に、第２の徐冷工程を施さないことを特徴とする請求項１０または１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス材料およびそのようなガラス材料を製造する方法に関する。特に、本発明は、歪み点が高く、低圧密のガラス材料に関する。本発明は、例えば、低温ポリシリコン技術に基づく、ディスプレイ装置のためのガラス基板の製造に適した、高歪み点の低圧密ガラス板の製造に有用である。
【背景技術】
【０００２】
ガラス溶融物を高温から急激に冷却したときに、この冷めている液体内の原子の動きは、温度の低下と共に遅くなり、やがて、振動状態の通常の熱分布(thermal population)のために、所定の位置の周りの振動へと減少する。これらの位置は、典型的に、ガラスを中間温度（例えば、ガラス転移温度もしくは歪み点または徐冷点）に長期間（数秒から数日に及ぶ）に亘り保持した場合にとられるであろう位置ではない。その結果、急冷されたガラスを中間温度に再加熱したときに、熱分布振動状態により、原子が、個々と全体的な結合要件をよりうまく満たす位置へと緩和することができる。これには典型的に、ガラス塊片の物理的寸法の不可逆的減少が伴うので、再加熱の際の熱緩和により、ガラスが圧密されると言われている。
【０００３】
典型的な低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）プロセスは、ガラス基板の温度を６００℃以上に上昇させる工程を含む。これは、典型的なアクティブマトリクスＬＣＤ（ＡＭＬＣＤ）ディスプレイ基板の歪み点に近く、それゆえ、中程度の徐冷工程を必要とせずに、低温ポリシリコンプロセスにおいてこれらのガラスは実質的に緻密になる。このことは極めて望ましくない。何故ならば、このような圧密は、ＴＦＴプレートとカラーフィルタプレートとの間の画素の位置合せに深刻な影響を与え、また、ＴＦＴ自体の性能にも影響を与え得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アモルファスシリコン技術に基づくＴＦＴディスプレイに適した、フュージョン・ダウン・ドロー法により製造されるあるガラス板は、ＬＴＰＳ技術に基づくディスプレイに使用できないほど大きすぎる圧密を示した。したがって、ＬＴＰＳ  ＴＦＴディスプレイ製造のためのガラス基板として適した無垢な表面を有するガラス板、およびそのようなガラス板の経済的な製造方法が本当に必要とされている。
【０００５】
本発明は、この必要性を満たすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、ガラス板を製造する方法であって、
（Ａ）  少なくとも７６５℃の徐冷点および多くとも４２×１０-7／℃のＣＴＥを有するガラス材料を提供する工程、
（Ｂ）  このガラス材料を、１．０×１０10ポアズの粘度に相当する温度Ｔ1以上の温度まで加熱する工程、および
（Ｃ）  このガラス材料を、Ｔ1から、１．０×１０15ポアズの粘度に相当する温度Ｔ2までＣＲ≧５℃／秒である冷却速度ＣＲで冷却する工程、
を有してなる方法が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様による方法のある実施の形態で、工程（Ｃ）において、ＣＲ≧８℃／秒であり、ある実施の形態では、ＣＲ≧１０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧１５℃／秒、  ある実施の形態では、ＣＲ≧２０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧２５℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧３０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧３５℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧４０℃／秒である。
【０００８】
本発明の第１の態様による方法のある実施の形態において、ガラス材料は、工程（Ｃ）の完了の際に、圧密ＣＭ６７５が測定され、ここで、｜ＣＭ６７５｜≦１７５ｐｐｍ、ある実施の形態において、｜ＣＭ６７５｜≦１５０ｐｐｍ、ある実施の形態において、｜ＣＭ６７５｜≦１２５ｐｐｍ、ある実施の形態において、｜ＣＭ６７５｜≦１００ｐｐｍ、ある実施の形態において、｜ＣＭ６７５｜≦７５ｐｐｍである。
【０００９】
本発明の第１の態様による方法のある実施の形態において、ガラス板の厚さは、多くとも２．５ｍｍ、ある実施の形態において、多くとも２．０ｍｍ、ある実施の形態において、多くとも１．５ｍｍ、ある実施の形態において、多くとも１．０ｍｍ、ある実施の形態において、多くとも０．７ｍｍ、ある実施の形態において、多くとも０．５ｍｍ、ある実施の形態において、多くとも０．３ｍｍである。
【００１０】
本発明の第１の態様による方法のある実施の形態において、ガラス材料は、その組成中にアルカリ金属を実質的に含まない。
【００１１】
本発明の第１の態様による方法のある実施の形態において、この方法は、（ｉ）フュージョン・ドロー法、（ｉｉ）フロート法、（ｉｉｉ）スロット・ドロー法、および（ｉｖ）圧延法から選択される。ある特別な実施の形態において、本発明の方法は、フュージョン・ドロー法である。
【００１２】
本発明の第１の態様による方法のある実施の形態で、工程（Ｃ）において、ＣＲ≦２００℃／秒であり、ある実施の形態では、ＣＲ≦１８０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦１５０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦１２０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦１００℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦８０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦５０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦４０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦３０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦２０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦１０℃／秒である。
【００１３】
本発明の第１の態様による方法のある実施の形態において、ガラス材料は、その組成中にＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3を含む。ある特別な実施の形態において、ガラス材料は、その組成中に、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＢ2Ｏ3を含む。ある他の特別な実施の形態において、ガラス材料は、その組成中にＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3を含むが、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まない。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、低温ポリシリコンＴＦＴをその上に形成するのに適したガラス板を製造する方法であって、
（ｉ）  少なくとも７６５℃の徐冷点を有するガラス材料のガラス溶融物を多くとも１．０×１０10ポアズの粘度で提供する工程、
（ｉｉ）  このガラス溶融物を、ＣＲ≧５℃／秒である冷却速度ＣＲで、１．０×１０10ポアズの粘度の相当する温度Ｔ1から、１．０×１０15ポアズの粘度に相当する温度Ｔ2まで冷却する工程、および
（ｉｉｉ）  このガラス溶融物からガラス板を形成する工程、
を有してなる方法が提供される。
【００１５】
本発明の第２の態様による方法のある実施の形態において、工程（ｉｉ）および（ｉｉｉ）は、少なくとも部分的に同時に行われる。
【００１６】
本発明の第２の態様による方法のある実施の形態において、工程（ｉ）で提供されるガラス材料は、その組成中にＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3を含む。ある特別な実施の形態において、ガラス材料は、その組成中に、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＢ2Ｏ3を含む。ある他の特別な実施の形態において、ガラス材料は、その組成中にＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3を含むが、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まない。
【００１７】
本発明の第２の態様による方法のある実施の形態で、工程（ｉｉ）において、ＣＲ≧１０℃／秒であり、ある実施の形態では、ＣＲ≧１５℃／秒、  ある実施の形態では、ＣＲ≧２０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧２５℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧３０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧４０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≧５０℃／秒である。
【００１８】
本発明の第２の態様による方法のある実施の形態において、工程（ｉｉｉ）は、ガラス溶融物をガラス板にフュージョン・ドローする工程を含む。
【００１９】
本発明の第２の態様による方法のある実施の形態において、ガラス材料は、工程（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の完了の際に、圧密ＣＭ６７５が測定され、ここで、｜ＣＭ６７５｜≦１７５ｐｐｍである。
【００２０】
本発明の第２の態様による方法のある実施の形態で、工程（ｉｉ）において、ＣＲ≦２００℃／秒であり、ある実施の形態では、ＣＲ≦１８０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦１５０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦１２０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦１００℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦８０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦５０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦４０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦３０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦２０℃／秒、ある実施の形態では、ＣＲ≦１０℃／秒である。
【００２１】
本発明の第２の態様による方法のある実施の形態において、板の表面上にＴＦＴを製造する前に、ガラス板には第２の徐冷工程は施さない。
【００２２】
本発明の１つ以上の実施の形態は、以下の利点の内の１つ以上を有する。第１に、本発明によるガラス板は、低温ポリシリコンに基づくＴＦＴディスプレイの必要要求に適した圧密を有することができる。第２に、比較的速い冷却速度により、ガラス板の圧密性質を犠牲にせずに、ガラス板の経済的な大量生産が可能になる。第３に、本発明の方法は、以下に限られないが、フュージョン・ドロー法、スロット・ドロー法、圧延法などを含む、幅広い成形技術に適用できる。第４に、フュージョン・ドロー法が利用される場合、さらに別の徐冷および表面仕上げを必要とせずに、無垢なガラス表面を有する薄いガラス板を製造できる。
【００２３】
本発明の追加の特徴および利点は、以下の詳細に述べられており、一部は、その説明から当業者には容易に明白であり、またはその説明および特許請求の範囲、並びに添付の図面に記載されたように本発明を実施することによって、認識されるであろう。
【００２４】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明は、本発明の単なる例示であり、特許請求の範囲に記載された本発明の性質および特徴を理解するための概要または構成を提供することが意図されているのが理解されよう。
【００２５】
添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】アイソパイプを用いたフュージョン・ダウン・ドロー成形法を示す斜視図
【図２】６７５℃に保持された時間の関数としての、この温度に再加熱された際の、ガラス板の圧密の関係を示すグラフ
【図３】異なるガラス材料から製造された一連のガラス板の、その徐冷点の関数としての関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２７】
別記しない限り、明細書および特許請求の範囲に用いられた特定の物理的性質の値、寸法および成分の質量パーセントを表すものなどの全ての数は、全ての冷において、「約」という用語により修飾されていると理解すべきである。明細書および特許請求の範囲に用いられる正確な数値は、本発明の追加の実施の形態を形成すると考えるべきである。実施例に開示された数値の精度を確実にするために努力がなされてきた。しかしながら、どの測定数値も、それぞれの測定技法に見られる標準偏差から生じる誤差を固有に含み得る。
【００２８】
ここに用いたように、本発明を記載し、特許請求の範囲を主張する際に、単数形は、別記しない限り、「少なくとも１つ」を意味し、「たった１つ」に制限されるべきではない。それゆえ、例えば、「正方形のガラス板」は、文脈が明らかにその他の点を示さない限り、そのような正方形を２つ以上有する実施の形態も含む。
【００２９】
ここに用いたように、ある成分の「質量％」または「質量パーセント」は、そうではないと具体的に述べられていない限り、その成分が含まれる組成物または物品の総質量に基づく。
【００３０】
ここに用いたように、「無アルカリ」とは、ガラス組成物が、アルカリ酸化物を合計で多くとも０．１質量％しか含まないことを意味する。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの電子部品がその上に直接製造されるガラス基板に、無アルカリガラス組成物が望ましい。
【００３１】
「熱膨張係数」および「ＣＴＥ」は、ここでは、互いに代替できるように用いられており、これは、２５℃から３００℃までの関連材料の線熱膨張係数を意味する。本出願において、ＣＴＥは、プッシュ・ロッド式膨脹計による固体材料の線熱膨張に関するＡＳＴＭ  Ｅ２２８−０６Ｓ標準試験法などの、従来の設備および方法を用いて測定される。
【００３２】
本出願において、材料の徐冷点は、従来の設備および方法、例えば、ファイバ伸張によるガラスの徐冷点および歪み点に関するＡＳＴＭ  Ｃ３３６−７１（２００５）標準試験法を用いて測定される。
【００３３】
粘度を測定するためのビーム曲げプロセス
１．０×１０10ポアズの粘度の相当する温度Ｔ1から、１．０×１０15ポアズの粘度に相当する温度Ｔ2までの冷却速度（ＣＲ）は、このプロセス中の平均冷却速度として定義される。それゆえ：
【数１】
2010159203.tif 000002
【００３４】
であり、ここで、ｔは、秒で表された冷却期間であり、Ｔ1およびＴ2は℃で表され、それゆえ、ＣＲは℃／秒で表される。この粘度範囲における温度プロファイルは様々であって差し支えない。それゆえ、Ｔ1からＴ2へのこの冷却段階において、温度は、例えば、ある実施の形態において、時間と共に直線的に減少しても、または他のある実施の形態において、所定の期間に亘りＴ1とＴ2の間の所定の温度で一定に保持されてもよい。
【００３５】
本出願において、ガラスの圧密は、以下の手順により測定される。サイズが４インチ×４インチ（約１０ｃｍ×１０ｃｍ）であり、厚さが約１ｍｍ以下の精密な正方形のガラス板を製造する。４本の基準線をそのサンプルの縁から約０．５インチ（約１．２７ｃｍ）に罫書く。サンプルの各角部においてこれらの線の交点のＸおよびＹ座標は、ミツトヨＡｐｅｃ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍを用いて位置を示し、サンプルの周囲を計算するのに用いる。次いで、印付けられたガラスを、６７５℃の一定温度を有する炉内に直ちに入れ、３０分間に亘りその炉内に保持する。その後、ガラス板を炉から取り出し、３分以内に１００℃未満に急冷する。レジストリ印の位置をほぼ室温で再度測定する。ｐｐｍで表された圧密（ＣＭ６７５）は
【数２】
2010159203.tif 000003
【００３６】
として定義され、ここで、Ｐ1は、熱処理前の室温での罫書かれた正方形ガラス板の初期周囲であり、Ｐ2は、熱処理後の室温での罫書かれた正方形ガラス板の最終的な周囲である。｜ＣＭ６７５｜は、その符号にかかわらない測定した圧密の絶対値を意味する。
【００３７】
ここに記載された発明は、７６５℃の徐冷点および多くとも４２×１０-7／℃の熱膨張係数を有する無アルカリガラスが、約１．０×１０10ポアズから１．０×１０15ポアズへの冷却速度が約５℃／秒以上となるように板に成形されるプロセスを含む。これらの特性を満たし、この速度で冷却されたガラスを、前出の手法によりＣＭ６７５について測定したときに、その結果生じる｜ＣＭ６７５｜は、多くとも１７５ｐｐｍになる。１７５ｐｐｍ未満の圧密を示す、この手法により製造されるガラスは、費用のかかる第２の徐冷工程を用いずに、低温ポリシリコン基板として使用するのに適している。
【００３８】
本発明によるガラスを製造するための本発明の方法は、特に、フュージョン・ドロー法、スロット・ドロー法、圧延法、シート・リドロー法、およびフロート法から選択してよい。それゆえ、使用される特定の成形技術は、本発明にとって重要ではない。例えば、本発明によるガラス板は、溶融ガラスを板形状に注型し、その後、薄化および研磨によって製造することができる。その上、上記方法のいずれにより製造されたガラス板も、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲および精神から逸脱せずに、切断、薄化、研削、および／または研磨もしくは他の様式での仕上げを行ってもよい。独特で興味深い徐冷点／圧密／冷却速度の相関関係の発見が、本発明の基礎である。本発明を、フュージョン・ダウン・ドロー成形法に照らしてさらに詳しく説明する。しかしながら、当業者には、本出願の教示の観点から、本発明は他のガラス板成形技術に使用するのに適用できることが理解されよう。
【００３９】
図１は、ガラス板を製造するためのフュージョン・ダウン・ドロー法の設備の構成３００の概要を示している。この方法において、ガラス溶融物を、入口３０１を通して、トラフ３０３および楔形部材３０５からなるアイソパイプ中に導入する。ガラス溶融物は、トラフ３０３を一旦満たすと、２つの側部（堰と呼ばれる）を超えて、楔形部材の２つの側面３０７上を下方に流れ、楔形部材の端部３０９（根元と呼ばれる）で結合して、１枚のガラス板３１１を形成する。この板は、方向３１３に沿ってさらに下方に引っ張られ、次いで、冷却され、切断され、最終的なガラス板製品に仕上げられる。ガラスのオーバーフロー、ダウンフロー、板の成形および板の引っ張りを含むこの成形段階中に、ガラス溶融物の温度は、低下させられ、ガラス溶融物の粘度は、１．０×１０10ポアズから、１．０×１０15ポアズを超える値まで上昇する。所定のガラスの幅と収率で、この方法の引っ張り速度が速くなるほど、生産性は高くなる。この方法の引っ張り速度は、一部には、１．０×１０10ポアズから１．０×１０15ポアズまでの粘度範囲での冷却速度（ＣＲ）により決まる。引っ張り速度を速くするために、高いＣＲが望ましい。フュージョン・ダウン・ドロー法には、さらなる表面研磨の必要なく、無垢な表面品質を有するガラス板を製造する能力がある。したがって、この方法は、ＬＣＤディスプレイ装置の製造に使用するガラス基板の製造に特に都合よい。フュージョン・ダウン・ドロー法では、ガラス材料が、比較的高い液相線粘度、例えば、少なくとも１０，０００ポアズを有する必要がある。
【００４０】
しかしながら、速い冷却速度は、高温、例えば、典型的な低温ポリシリコンＴＦＴ製造法の加工温度に再加熱される際に、製造されたガラス板の圧密に影響を与え得ることが分かった。延伸された板を再加熱する際に見られる圧密の量は、冷却速度以外の多くの要因、特に、熱サイクルの最高温度、熱サイクルの期間、その温度からの上昇・降下速度、ガラス転移温度に対する最高温度の近さなどに依存する。
【００４１】
図２は、再加熱プロセスにおいて６７５℃に保持された期間の関数としての一連のガラス板の圧密を示している。この図において、１．１は７８６℃の徐冷点を有するガラス板についての曲線であり、１．２は７７７℃の徐冷点を有するガラス板についての曲線であり、１．３は７７０℃の徐冷点を有するガラス板についての曲線であり、１．４は７２０℃の徐冷点を有するガラス板についての曲線である。ある時間範囲内で、期間が長いほど、より大きい圧密が観察されたのが明らかである。また、ガラス板のガラスの徐冷点が高いほど、６７５℃での所定の期間後の圧密が少ない傾向にあることも、この図から明らかである。それゆえ、圧密を避けるために、適度に達成可能な限り高い徐冷点を有することが有用である。
【００４２】
実際には、熱膨張係数がシリコン自体に適度に緊密に合致することが好ましく、そうしないとＴＦＴの性能が損なわれてしまう。ＡＭＬＣＤ基板に関する経験により、４２×１０-7／℃未満の熱膨張係数が、ＡＭＬＣＤおよび低温ポリＳｉ用途にとって望ましいことが教示される。
【００４３】
本発明により製造されたガラス板は、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3を含む組成を有することが都合よい。ある実施の形態において、ガラス板はさらに、その組成中にＢ2Ｏ3を含んでもよい。Ｂ2Ｏ3は、フュージョン・ドロー法のためのガラスの液相線粘度にとって有益であると考えられている。他の実施の形態において、ガラス板は、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3を含む組成を有してよいが、Ｂ2Ｏ3を実質的に含まない。上述した成形法にとってのＢ2Ｏ3の利点にもかかわらず、Ｂ2Ｏ3は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3ガラスの徐冷点を減少させ得る。ガラスの高い徐冷点を達成するために、ある実施の形態において、その組成がＢ2Ｏ3を実質的に含まないことが望ましい。
【００４４】
それゆえ、本発明の１つの態様は、特に、その上に低温ポリシリコン（ＬＰＴＳ）ＴＦＴを製造するのに適したガラス基板を製造する方法に関する。この方法は、少なくとも７６５℃の徐冷点を有するガラス材料の溶融物を提供し、そのガラス溶融物を、少なくとも５℃／秒、ある実施の形態においては、少なくとも８℃／秒、ある実施の形態においては、少なくとも１０℃／秒、ある実施の形態においては、少なくとも１５℃／秒、ある実施の形態においては、少なくとも２０℃／秒、ある実施の形態においては、少なくとも３０℃／秒、ある実施の形態においては、少なくとも４０℃／秒、ある実施の形態においては、少なくとも５０℃／秒の冷却速度で、１．０×１０10ポアズの粘度に相当する温度Ｔ1から、１．０×１０15ポアズの粘度に相当する温度Ｔ2までの冷却工程に施す工程を含む。この冷却工程は成形法の一部であって差し支えなく、その最中に、ガラス溶融物は、特に、フュージョン・ダウン・ドロー法により、所望の厚さを有するガラス板に成形される。このようにして製造されたガラス板は、上述した手法により測定されたＣＭ６７５を有することが望ましく、ここで、｜ＣＭ６７５｜≦１７５ｐｐｍである。
【００４５】
それゆえ、その上にＬＴＰＳ  ＴＦＴを製造するのに適したガラス基板を製造するこの方法により、フュージョン法に起因する高い表面品質のためにさらなる下流での表面研磨を必要とせずに、そのようなガラス板の製造が可能になるであろう。さらに、この方法により、ガラス板のさらなる下流での徐冷を必要とせずに、十分な圧密値を有するガラス板を高速度大量生産できるであろう。ガラス板の徐冷は、非常に高くつくことがあり、ガラスの無垢の表面品質を損ない得る。したがって、この工程をなくすことは、本発明の大きな利点を表す。それにもかかわらず、補助的徐冷の工程が本発明のある実施の形態により不必要かもしれないが、ある実施の形態においては、この工程の費用がひどく高くはない限り、ガラス板に補助的徐冷を施すことが望ましいこともある。
【００４６】
本発明を、以下の非限定的実施例によりさらに説明する。
【実施例】
【００４７】
実施例１
従来の溶融方法によってガラスを調製し、寸法が少なくとも４インチ×４インチ（約１０ｃｍ×１０ｃｍ）で、厚さが少なくとも１ｍｍの正方形のパテに成形した。このパテを切断または研削し、次いで、面積が正確に４インチ×４インチ（約１０ｃｍ×１０ｃｍ）で、厚さが約１ｍｍ以下に研磨した。「板」は、圧延法、スロット・ドロー法またはフュージョン法により得られたガラスの板にも適用することが明らなはずであるが、これらを、以下において板としてのサンプルと称する。この板は、５〜１０分間に亘り１．０×１０10ポアズ以上の粘度に相当する温度の炉内に入れて、局部的な原子形状を、過冷却液体におけるものにリセットした。この後、このサンプルを、１．０×１０15ポアズに相当する温度まで約５℃／秒以上の平均冷却速度となるような様式で炉から取り出した。これにより、ガラスの仮想温度が、フュージョン・ドロー法、スロット・ドロー法、または圧延法において生じた状態に匹敵する状態にリセットされる。
【００４８】
実施例２
板を５℃／秒以上の速度で室温まで冷却した後、基準線をサンプルの縁から約０．５インチ（約１．２７ｃｍ）内側に罫書いた。サンプルの各角部においてこれらの線の交点のＸおよびＹ座標を、ミツトヨＡｐｅｘ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍを用いて位置を見つけ、サンプルの周囲を計算するために用いた。サンプルを熱処理に施したときに、サンプルの寸法の平均変化を、ミツトヨＡｐｅｘにより測定された周囲の変化により捉えた。これにより、サンプルの圧密の迅速で精密な測定が可能になり（多数の測定値および多数のサンプルの加算平均により）、おおよそ±２または３ｐｐｍの圧密値の不確実性が得られ、様々なガラス組成物を確信して、評価し識別することが可能になる。
【００４９】
実施例３
最初の印を付け、最初の周囲を決定した後、ガラス板に、上述した手法によりＣＭ６７５を測定する残りの各工程を行った。ガラスを約３０分間に亘り６７５℃に保持した後の冷却速度は、慎重に、得られた外形を高温に保存するように非常に速いように選択した。速い冷却速度を達成する方法の１つは、炉から取り出した後に、ファンまたは圧縮空気の噴射により、板の全表面に室温の空気の高速流を向けることであった。レジストリ印の位置を再度測定した。次いで、上述した手法にしたがって、ＣＭ６７５値を計算した。
【００５０】
徐冷点が十分に高いガラス材料について、レジストリ位置の変化は非常に小さいであろうし、それゆえ、統計的に有意な結果を得るためには、反復した測定および／または熱処理が必要かもしれない。４種類のフュージョン・ドロー法により得られたガラスについて、６７５℃での時間に関する圧密の展開が図２に示されており、高い徐冷点の利益が明らかに観察される。
【００５１】
複数のガラス板を製造し、前述したようにＣＭ６７５について試験した。そのデータが図３のグラフに示されている。この図から、徐冷点が約７６５℃より高いガラスについて、｜ＣＭ６７５｜≦１７５ｐｐｍが得られた。徐冷点が約７６５℃未満のガラスについて、｜ＣＭ６７５｜＞１７５ｐｐｍが観察された。試験した全てのガラス板を、１．０×１０10ポアズから１．０×１０15ポアズまで冷却したときに、５℃／秒より速いが、２０℃／秒より遅い冷却速度に施した。データ点２０１と２０３に対応するガラス板は、ＬＴＰＳ製造法に適していることが分かったが、２０５に対応するものは、不適切であることが分かった。２０１および２０３以外の、１７５ｐｐｍの圧密水平線よりも上のデータ点に対応するガラスは、その表面品質が十分である限り、ＬＴＰＳ製造に適していると考えられる。本発明により製造され、米国ニューヨーク州コーニング所在のコーニング社(Corning Incorporated)により販売されている、徐冷点が約７８６℃である、商標名Ｊａｄｅ（商標）の市販のガラス板は、上述の測定手法によれば、測定した圧密が｜ＣＭ６７５｜＜１７５ｐｐｍである。
【００５２】
本発明の範囲および精神から逸脱せずに、本発明の様々な改変および変更を行えることが当業者には明らかであろう。それゆえ、本発明は、本発明の改変および変更を、それらが添付の特許請求の範囲およびその同等物に入るという条件で、包含することが意図されている。
【符号の説明】
【００５３】
３００    フュージョン・ダウン・ドロー法の設備構成
３０１    入口
３０３    トラフ
３０５    楔形部材
３１１    ガラス板
【図１】
2010159203.tif 000004
【図２】
2010159203.tif 000005
【図３】
2010159203.tif 000006
【外国語明細書】
2010159203000001.pdf