저 액상 점도 유리를 인발하기 위한 방법 및 장치 document_id A220623108112

액정 디스플레이(LCDs)의 형태로 유리 디스플레이 패널은 개인 휴대용 정보 단말기(PDA)에서부터 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 디스플레이까지의 다양한 적용분야에서 사용되었다. 이러한 적용분야에서는 새것처럼 완전히 깨끗하고 결함이 없는 표면을 갖는 유리 시트를 요구한다. LCD는 봉투(envelope)를 형성하기 위해 함께 밀봉되는 적어도 여러 개의 얇은 유리 시트를 포함한다. 이들 디스플레이를 포함하는 유리 시트들은 컷팅시에 변형되지 않고 소자들 사이에서 적당한 레지스트레이션(registration) 또는 얼라이먼트(alignment)를 유지하는 것이 매우 요구된다. 유리를 얼게 할 수 있는 잔류 스트레스는, 작은 부분들에서도 유리를 컷팅하는 것에 변화를 준다면, 유리를 변형시키고, 바람직한 레지스트레이션의 손실을 초래하게 된다. 통상적으로, LCD는 비결정성의 실리콘(α-Si) 박막 트랜지스터(TFT) 또는, 최근에는 다결정-실리콘(ρ-Si 또는 폴리-Si) TFT 타입의 것이다. ρ-Si 공정을 이용하여, 유리 기판상에 직접 디스플레이 드라이브 회로를 설계하는 것이 가능하다. 대조적으로, α-Si은 집적 회로 팩키징 기술을 활용하여 디스플레이의 둘레에 부착되어야 하는 분리된 드라이버 칩들을 요구한다. α-Si에서 ρ-Si로의 진보는 유리 기판의 사용에 중요한 도전을 제공하였다. 다결정-Si 코팅들은 α-Si에서 실시되는 온도보다 훨씬 더 높은 공정온도, 600-700℃를 요구한다. 따라서, 유리 기판은 상기 온도들까지 가열될 때 열적으로 안정되어야 한다. 열안정성(즉, 열압축 또는 수축)은 특정 유리 조성물의 본래의 점성(변형점으로 표시됨), 및 생산 공정에 의해 결정되는 유리 시트의 열 히스토리(thermal history)에 의존한다. 다결정 TFT에서 요구되는, 높은 온도의 공정들은 낮은 압축을 확보하기 위해 유리 기판에 있어서 긴 어닐링 시간(long annealing times)을 요구한다. 광디스플레이용 유리를 제조하는 하나의 방법은 오버플로우 다운드로우 공정(overflow downdraw process)에 의해서이다. 본원의 참고문헌으로 포함된, 미국특허 제3,338,696호 및 제3,682,609호(Dockerty)는 통상적으로 이소파이프라고 지칭하는 성형 웨지(forming wedge)의 가장자리 또는 둑에 용융된 유리를 흘리는 단계를 포함하는 융해 다운드로우(fusion downdraw)에 관한 것이다. 상기 용융된 유리는 이소파이프의 성형면(forming surface)을 수렴하여 흐르고, 분리되었던 흐름은 상기 정점(apex) 또는 루트(root)에서 재결합되며, 여기서 두 수렴된 성형면이 만나서 유리 리본 또는 시트를 형성하게 된다. 따라서, 상기 성형면과 접하는 유리는 유리 시트의 내부에 위치되고, 유리 시트의 외표면은 접하는 것이 없다. 풀링 롤(pulling roll)은 이소파이프 루트의 하류에 놓여져서 리본의 모서리 부분을 캡쳐하여 리본이 이소파이프에서 떨어지는 속도를 조정함으로써, 완성된 시트의 두께를 결정하도록 한다. 상기 접촉된 모서리 부분은 후에 완성된 유리 시트로부터 제거된다. 상기 유리 리본이 상기 풀링 롤을 지나 이소파이프의 루프로부터 내려올 때, 냉각되면서 고체의 탄성을 갖는 유리 리본을 형성하고, 이것은 후에 더 작은 시트의 유리를 형성하도록 절단될 것이다. 융해 인발 공정의 현재의 한계는 공정에 사용되는 유리의 물질들의 특성에 관계된다. 상기 초기에 용융된 상태인 유리 조성물은 충분한 시간동안 충분히 낮은 온도에 노출될 때, 결정상의 발달이 시작될 것임이 잘 알려져 있다. 이들 결정상들이 발달하기 시작하는 온도는 액상 온도로서 알려져 있다. 또한, 결정화점은 액상 점도에 따라 주조될 것이며, 이 점도는 상기 액상 온도에서의 특정한 유리 조성물의 점도이다. 공지이고 현재 실시되고 있는 바와 같이, 상기 융해 인발 공정을 사용할 때, 이소파이프를 떠나는 위치에서의 유리의 점도가 약 100,000포이즈보다 큰 값, 더욱 통상적으로는 약 130,000포이즈보다 큰 값이 되도록 유지될 필요가 있다. 유리가 약 100,000포이즈보다 낮은 점도를 갖는다면, 유리 시트의 품질이 떨어지고, 예를 들어 시트의 평면도(flatness)를 유지하고 시트의 폭에 걸쳐서 시트의 두께를 조절하는데 있어서, 제조된 유리는 디스플레이 적용분야에 더 이상 적합하지 않다. 현재 실시예에 따라서, 액상 점도가 약 100,000포이즈 미만인 유리 조성물이 유리 시트의 치수적인 품질이 적당하도록 하는 조건하에서 공정에 투입된다면, 이소파이프 상에 실투화가 생기고 유리 시트에 미립자를 결정화시키게 된다. 이것은 디스플레이 유리 분야에서 허용될 수 없다. 발명의 요약 본 발명에 따른 구체예에서, 유리 시트를 제조하는 방법은, 유리 리본을 형성하기 위해 약 100,000 포이즈 미만의 액상 점도를 갖는 용융된 유리를 정점에서 수렴되는 성형면을 포함하는 성형 웨지상으로 흘리는 단계; 상기 성형 웨지를 포함하는 전기적 도전 물질(electrically conductive material)을 통해 전류를 흘려서 상기 정점을 가열하는 단계; 상기 용융된 유리의 표면을 냉각시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 가열 및 냉각단계는 성형면에 인접한 상기 용융된 유리의 두께에 걸쳐서 약 20℃보다 큰 온도 강하를 만드는데 충분하다. 본 발명에 따른 다른 구체예에서, 유리 시트를 제조하기 위한 장치는 정점에서 수렴되는 성형면을 포함하는 성형 웨지, 및 상기 물질을 통해 전류를 흘려 성형면들을 흐르는 용융된 유리를 가열하기 위한 전기적 도전 물질을 포함하도록 제공한다. 바람직하게, 상기 유리는 대략 정점에서 가열된다. 본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 설명하는 후술하는 상세한 설명을 통해 더욱 쉽게 이해될 것이다.