유리의 청징방법 document_id A220623068496

액정 디스플레이(LCDs)는 조명용 광의 외부 소스에 좌우되는 능동 평판 디스플레이이다. 이들은 분할된 디스플레이 또는 2개의 기본 구조로 된 하나로서 제작된다. 상기 기판은 2가지 타입의 매트릭스를 변화시킬 필요(투명하고 디스플레이 공정 동안 노출되는 화학 조건을 견딜 수 있는 것이 아닌)가 있다. 상기 제1타입은 상기 액정 물질의 역치 성질에 따라 의존하는, 진성(intrinsic) 매트릭스로 어드레스된다. 상기 제2타입은 다이오드, 금속-절연재-금속(MIM) 디바이스 또는 박막 트랜지스터(TFTs)의 어레이가 각 픽셀에 전자 스위치를 제공하는, 외인성(extrinsic) 매트릭스 또는 능동 매트릭스(AM)로 어드레스된다. 양 경우에 있어서, 2개 시트의 유리는 상기 디스플레이 구조를 형성한다. 상기 2개 시트 사이의 분리는 5-10㎛ 차수의 임계간격 치수이다. 진성으로 어드레스된 LCD들은 통상적으로 ≤350℃의 온도에서, 금속 증착 기술을 이용하는 것에 이어 표준 금속 에칭 과정에 의해서 제작된다. 결과적으로, 상기 기판의 요구조건은 때때로 분할된 디스플레이에서와 같다. 베리어층을 갖는 소다-라임-실리카 유리는 대부분의 필요에 적합한 것으로 증명되어 왔다. 진성으로 어드레스된 LCD들의 고 성능 버전, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 타입은 간격 치수를 균일하게 유지하기 위하여 극히 정밀한 평평도에 대한 추가적인 요구를 갖는다. 이러한 요구에 기인하여, 플로트 유리 제조 공정을 이용하여 제조된 소다-라임 실리카 유리는 연마되어야 한다. 이러한 연마 공정은 값비싸고 시간이 소요되며, 추후 유리 공정에 악영향을 미칠 가능성이 있는 다량의 유리 입자를 생성한다. 선택적으로, 유리는 연마를 요구하지 않는 공정, 예를 들어 용융 다운드로우를 이용하여 형성될 수 있다. 외인성으로 어드레스된 LCD들은 각 광학 부재(서브픽셀)에 위치된 전기 스위치의 성질에 따라 더욱 세부적으로 나뉠 수 있다. 외인성으로(또는 능동 메트릭스, AMLCD) 어드레스된 LCD들 중 가장 대중적인 2개의 타입은 비정질(α-Si), 또는 다결정상(폴리-Si) 실리콘 박막 트랜지스터(TFT들) 중 어느 하나에 기초한 것들이다. 평판 디스플레이 적용을 위해 제조된 다수의 유리들, 특히 다운드로우 공정(예를 들어, 용융 또는 슬롯 드로우 공정)에 의해 형성되는 것들은 내화성 금속, 예를 들어, 백금 또는 백금 합금을 포함하는 제작 장치를 이용하여 용해되거나 또는 형성된다. 이는 상기 유리와 산화물 내화성 물질과의 접촉에 의해 야기되는 조성적 불균일성 및 기상 함유물의 생성을 최소화하기 위하여 내화 금속이 이용되는 공정의 청징 및 컨디셔닝 섹션에 특히 부합된다. 또한, 이러한 제조 공정 중 다수가 청징제로서 비소를 이용한다. 이는 비소가 알려진 가장 고온 청징제 중 하나이기 때문이며, 이는 용해된 유리 베스에 첨가될 때 높은 용해 온도에서 조차(예를 들어, 1450℃ 초과) 유리 용융물로부터 O2가 방출되도록 한다는 것을 의미한다. 좀 더 낮은 컨디셔닝 온도에서의 강한 O2 흡수 경향(이는 유리 내 모든 잔류하는 기상 함유물의 붕괴를 도움)과 결합된, 이러한 고온의 O2 방출(이는 유리 제조의 용해 및 청징 단계 동안 거품의 제거를 도움)은 본질적으로 기상 함유물을 함유하지 않는 유리 생성물로 귀결된다. 기타 청징제는 통상적으로 높은 용해 온도 유리에 청징제로서 첨가될 때 너무 빠르게 용해되어 산소를 방출하며, 상기 컨디셔닝 공정 동안 너무 늦게 O2를 재흡수함으로써 청징 및 산소-재흡수 기능을 무력하게 한다. 환경적인 측면에서는 청징제로서 비소를 사용할 필요 없이 이러한 높은 용해점 및 왜곡점 유리를 제작하는 대안적인 방법을 찾는 것이 바람직하다. 다운드로우(특히 용융과 같은) 공정을 통해서 이러한 유리를 제조하는 방법을 찾는 것이 특히 바람직하다. 그러나, 이렇게 함에 있어 기존의 노력은 유래 내에 허용할 수 없는 양의 거품(시드)을 생성함으로써 저지되었다. 이는 용해 유리 운반 시스템 내에 백금 또는 백금-함유 합금과 같은 내화 금속을 이용하는 유리에서 특히 문제되어 왔다. 이는 이러한 금속(예를 들어, 백금 및 몰리브덴)이 유리/금속 계면, 예를 들어 상기 유리가 백금과 접하는 계면에서 거품의 형성으로 귀결되는 유리를 발생시키는 전자화학 반응을 야기할 수 있기 때문이다. 상기 유리/금속 접촉 영역 내의 거품 형성은 본원에서 수소 투과 기포로서 기술된다. 발명의 요약 유리 제조 공정 중에 산화물 유리를 형성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시형태들을 설명한다. 본 발명의 포괄적인 일 측면에서, 유리 제조 공정 중 산화물 유리를 형성하는 방법은 백금, 금, 몰리브덴, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 레늄, 탄탈, 티타늄, 텅스텐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 용기(vessel)에 적어도 0.35㎜-1의 β-OH 농도를 갖는 유리 용융물을 흘리는 단계(상기 용기와 상기 유리 사이에 존재하는 계면이 있음), 및 상기 유리-용기 계면에 인접한 유리의 영역에 수소 투과 기포 또는 다른 기상 생성물이 산화 반응으로부터 형성되도록 상기 용기의 외벽 표면과 접하는 대기(분위기; atmosphere)의 수소 분압을 조절하는 단계를 포함하여 제공된다. 즉, 수소 투과 기포는 특정 용기의 적어도 일부에서 고의적으로 조장된다. 바람직하게는, 상기 용기 외부의 대기의 수소 분압은 약 1450℃ 내지 1700℃의 온도범위에서 약 100ppm 미만; 좀 더 바람직하게는 약 10ppm 미만; 가장 바람직하게는 0.01ppm 미만이다. 상기 대기의 수소 분압이 상기 대기의 수분량을 조절함으로써(예를 들어, 상기 대기의 이슬점을 조절함으로써) 조절될 수 있으나, 상기 수소의 분압은 다른 수소-함유 물질을 대기 중에 도입함으로써 조절될 수 있다. 만약 수분이 대기의 수소 분압을 조절하는데 사용된다면, 상기 대기의 이슬점은 바람직하게는 약 -20℃ 내지 +30℃ 사이에서 유지된다. 일부 예에서, 대기 중 산소가 함유되는 것이 바람직하나, 모든 산소는 약 50중량% 미만의 양으로 존재하여야 한다. 유리하게는, 본 발명을 실시함으로써 본 방법을 다른 유리를 형성하는데 사용하면서 As 또는 Sb를 본질적으로 함유하지 않는 유리를 형성할 수 있다. 상기 용기 내 수소 투과 기포는 상기 용기 벽을 선택적으로 얇게 함으로써(preferentially thinning) 향상될 수 있다. 본 발명의 일 측면은 또한 백금, 금, 몰리브덴, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 레늄, 탄탈, 티타늄, 텅스텐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 용기에서 적어도 0.35㎜-1의 β-OH 농도를 갖는 유리 용융물을 흘리는 단계(상기 용기와 상기 유리 사이에 존재하는 계면이 있고, 상기 용기는 제1부 및 제2부를 더욱 포함함), 상기 용기 제1부에서 상기 유리-용기 계면에 인접한 유리의 영역에 수소 투과 기포가 형성되도록 상기 용기 제1부의 외벽 표면과 접하는 제1대기의 수소의 분압을 조절하는 단계, 및 상기 용기 제2부에서 상기 유리-용기 계면에 인접한 유리의 영역에 수소 투과 기포가 실질적으로 형성되지 않도록 상기 용기 제2부의 외벽 표면과 접하는 제2대기의 수소 분압을 조절하는 단계를 포함하는 방법을 제공하는 것이다. 또 다른 포괄적인 측면에서, 백금, 금, 몰리브덴, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 레늄, 탄탈, 티타늄, 텅스텐 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 용기에 적어도 0.35㎜-1의 β-OH 농도를 갖는 유리 용융물을 흘리는 단계(상기 용기와 상기 유리 사이에 존재하는 계면이 있고, 상기 용기는 제1부 및 제2부를 더욱 포함함), 및 상기 용기 제1부에서 상기 유리-용기 계면에 인접한 유리의 영역에 수소 투과 기포가 형성되도록 상기 용기 제1부의 외벽 표면과 접하는 제1대기의 수소 분압을 조절하는 단계를 포함하는, 제조 공정 중에 산화물 유리를 형성하는 방법이 제공된다. 본 발명은 첨부된 도면을 참고하여, 특별히 한정함 없이, 주어진 후술되는 상세한 설명에서 좀 더 쉽게 이해될 것이며, 다른 목적, 특성, 디테일 및 이점이 좀 더 명백해질 것이다. 이러한 모든 부가적인 시스템, 방법적 특징 및 이점이 본 설명 내에 포함되고, 본 발명의 보호범위에 포함되며, 그리고 첨부되는 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.