Glass protection method

本発明はガラス板の表面保護に関し、特に液晶ディスプレイ用ガラス板の表面保護に関する。

近年、液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)パネルの大面積化にともなって液晶ディスプレイパネル用ガラス基板の寸法が大きくなっている。 液晶ディスプレイ用の基板寸法が大きくなる傾向に応じて、ガラス製造業者とディスプレイ製造業者(すなわち、薄膜トランジスタパネル及び／またはカラーフィルタパネルの製造業者)の間の(例えば、第５世代ないしさらに大きい)大寸ガラス基板の運搬に適する梱包が必要になっている。

一般に、液晶ディスプレイ製造工場からディスプレイ製造業者にガラス板が輸送される場合、ガラス板は一般に、輸送に先立ち、ガラス板製造工場において保護接着プラスチックフィルムがそれぞれのガラス板の両面に貼り付けられてクレート内におかれる。 液晶パネル製造工場において、クレートを荷ほどきしてガラス板を出し、それぞれのガラス板の両面に貼り付けられた保護フィルムを除去して、ガラス板を洗浄した後に、ガラス板を液晶パネル用基板につくる。 接着保護フィルム除去後にガラス板上に残る残留接着剤のような付着物を除去するための洗浄プロセスは一般に長時間かかる。 さらに、ガラス板の輸送途中でガラス板に汚染物が付着し得る。

Visqueen(低密度ポリエチレン)フィルムで被覆され、間紙を用いて隔てられたガラスの高密度梱包が、第５世代ないしさらに大きな寸法のガラスを、コンテナサイズを最小限に抑え、輸送費用を低減し、取扱いにかかわる事柄を単純化して輸送するための標準的な方法になっている。 しかし、フィルムを除去するとガラス表面上に、やはり洗剤等で洗い落とさなければならない、いくらかの残留有機材料が残ることがあり得る。 これは総費用を高め、ガラスの最終ユーザにとって不便になる。

したがって、ＬＣＤガラス板をガラス板の間の表面保護を強めて梱包する必要がある。 特に、単一コンテナで数枚のＬＣＤ用大寸ガラス板を輸送すると同時にそれぞれのガラス板の表面へのいかなる損傷も最小限に抑える必要がある。 例えば、実用的なガラス板の輸送のためには、ガラス上のかき傷、染み及び残留物／汚染物の防止が望ましい。 さらに、ガラスの保護はガラス製造業者が実施可能でなければならない。

本発明の課題は、大量のガラス板を安全かつ高費用効率で輸送すると同時に輸送中の好ましくない損傷及び汚染からガラス板を保護する方法を提供することである。

グラシン紙を使用してガラスを保護する方法が本明細書に説明される。 本明細書に説明される材料、方法及び製品の利点は、以下の説明にある程度述べられ、あるいは以下に説明される態様の実施によって知ることができる。 以下に説明される利点は、添付される特許請求の範囲に特に指摘される要素及び組合せを用いて実現及び達成されるであろう。 上述の全般的説明及び以下の詳細な説明が例示及び説明に過ぎず、限定ではないことは当然である。

図１はいくつかの異なる梱包材料の歩留結果を示す。

図２はいくつかの梱包材料の輸送／エージング効果を示す。

添付図面は本発明のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。 図面は必ずしも比例拡縮されておらず、様々な要素の寸法は明解さのために歪められていることがある。 図面は本発明の１つないしさらに多くの実施形態を示し、記述とともに本発明の原理及び動作の説明に役立つ。

本発明の材料、製品及び／または方法を開示及び説明する前に、以下に説明する態様が、特定の化合物、合成方法または用法に限定されず、したがって、当然変わり得ることは、当然である。 本明細書に用いられる用語は特定の態様を説明する目的のためであるに過ぎず、限定を目的としていないことも当然である。

本明細書及び以下の特許請求の範囲において、以下の意味を有するように定義される多くの術語が用いられることになる。

本明細書を通して、文脈によって別途に必要とされない限り、「含む(単数形)」、あるいは「含む(複数形)」または「含んでいる(現在分詞)」のような異体は、述べられた整数または工程あるいは整数または工程の群の内包を意味するが、その他のいかなる整数または工程あるいは整数または工程の排除も意味しないと理解されるであろう。

本明細書及び添付される特許請求の範囲に用いられる、単数形の冠詞は、文脈によって別途に明確に示されない限り、複数の指示対象を含むことに注意しなければならない。 すなわち、例えば、「薬物坦体」への言及は２つないしさらに多くのそのような坦体を含み、その他同様である。

「場合による」または「場合によって」は、引き続いて述べられる事柄または状況がおこり得るかおこり得ないこと、及び、説明がその事柄または状況がおこる場合とおこらない場合を含むことを意味する。

ガラスを保護する方法が本明細書に説明される。 一態様において、ガラスの少なくとも１つの表面にグラシン紙を張り付ける工程を含み、ガラスの表面へのグラシン紙の張付けに接着剤が用いられない、液晶ディスプレイ用ガラスを保護する方法が本明細書に説明される。

本明細書に用いられる「グラシン紙」は、高度の素材水和を確実にするように打解された化学漂白木材パルプで主としてつくられた超光沢紙と定義される。 グラシン紙は一般に耐脂性である。 グラシン紙は緻密であり、この結果、他の紙製品と比較して、高い抗通気性を有し、水蒸気を比較的通さない紙が得られる。 またグラシン紙は平滑で透明または半透明である。 グラシン紙には一般に、他のタイプの紙に一般に存在する、無機物の含有量が少ない。 充填剤、結合剤、樹脂及びその他の添加剤が含まれていないことから、いかなる有機汚染物も最小限に抑えられ、ガラス表面上の染み形成が防止される。 紙に存在する無機汚染物は一般に処理によって紙内に閉じ込められており、このため以降のガラス表面のかき傷形成が防止される。 グラシン紙は、半透明、白色または有色であるようにつくることができ、充填材の添加によって不透明にすることもできる。

上に論じたように、無粒子ＬＣＤガラス板(基板)は、ガラス板上に形成されるＬＣＤ薄膜トランジスタの品質を決定する起点であるから、重要である。 グラシン紙は、ガラス基板に接触しているときの粒子形成を最小限に抑える、数多くの特性を有する。 一態様において、灰化試験またはＩＣＰ/ＭＳ(誘導結合プラズマ／質量分析)用試料作成で測定したグラシン紙の残留含有物は０.２％以下である。 これらの手法はいずれも技術上既知である。 灰化試験は紙の燃焼及び燃焼後に残る最終燃焼生成物量の測定を含み、量は燃焼前の紙の重量％である。 一態様において、灰化試験またはＩＣＰ/ＭＳ用試料作成で測定したグラシン紙の残留含有物は０.１％以下である。 残留含有物量は少ないほど、グラシン紙がＬＣＤガラスにかき傷または染みを生じさせる可能性を最終的に低めるから、望ましい。

別の態様において、グラシン紙は、技術上既知の、シェフィールド平滑度で測定して１７０/１７０，好ましくは１１５/１４５の面／面平滑度等級を有する。 本態様においては、紙の一方の面の平滑度が他方の面から見て測定される。 紙の表面が平滑であるほど、紙の表面によるガラス表面のかき傷または染みの形成はおこりにくくなるであろう。

また別の態様において、グラシン紙は、Helmke Drum 試験で測定し、粒径≧０.３μｍの粒子の４０００粒子/分未満の粒子発散数を有する。 Helmke Drum 試験は、与えられたタイプの３〜４片の紙のステンレス鋼ドラムへの装入を含む。 ３枚(１２インチ×１２インチ(３０.５ｃｍ×３０.５ｃｍ))に切り分けられた紙の総面積は約４３２平方インチ(２７８７ｃｍ ^２ )である。 ドラムを０.１ｒｐｍで回転させ、次いで粒子数を測定するためにレーザ粒子計数を行う。 一態様において、粒子発散数は４０００未満、３５００未満、３０００未満または２５００未満である。 別の態様において、粒子発散数は３００〜４０００，３００〜３５００，６００〜３０００，１０００〜３０００，１５００〜３０００，２０００〜３０００，または２５００〜３０００である。

紙の剛性も、特に複数枚のガラス板を積み重ねる場合、考慮する必要がある。 一態様において、グラシン紙は、紙業界で既知の手法である、テーバー剛性で測定して０.３ｇ/ｃｍ以上の縦方向剛性及び横方向剛性を有する。 一態様において、グラシン紙は、テーバー剛性で測定して、０.３〜２.０，０.５〜１.８，０.７〜１.６または１.２〜１.４ｇ/ｃｍの縦方向剛性、及び０.３〜１.５，０.５〜１.３，０.６〜１.１または０.６〜０.８ｇ/ｃｍの横方向剛性を有する。 別の態様において、グラシン紙は、テーバー剛性で測定して、１.３ｇ/ｃｍの縦方向剛性及び０.７ｇ/ｃｍの横方向剛性を有する。

グラシン紙の重量及び厚さは、選ばれる紙のタイプ及び保護されるべきＬＣＤガラスの寸法に依存して変わり得る。 一態様において、グラシン紙は２０〜８０ポンド/３０００平方フィート(３２.６〜１３０.４ｇ/ｍ ^２ )、３０〜７０ポンド/３０００平方フィート(４８.９〜１１４.１ｇ/ｍ ^２ )、３０〜６０ポンド/３０００平方フィート(４８.９〜９８.０ｇ/ｍ ^２ )、３０〜５０ポンド/３０００平方フィート(４８.９〜８１.５ｇ/ｍ ^２ )、３０〜４０ポンド/３０００平方フィート(４８.９〜６５.２ｇ/ｍ ^２ )または３７〜４１ポンド/３０００平方フィート(６０.３〜６.８ｇ/ｍ ^２ )の坪量を有する。 別の態様において、グラシン紙は、１ミル(０.０２５４ｍｍ)〜１０ミル(０.２５４ｍｍ)、１ミル〜９ミル(０.２２３ｍｍ)、１ミル〜８ミル(０.２０３ｍｍ)、１ミル〜７ミル(０.１７８ｍｍ)、１ミル〜６ミル(０.１５２ｍｍ)、１ミル〜５ミル(０.１２７ｍｍ)、１ミル〜４ミル(０.１０２ｍｍ)、１ミル〜３ミル(０.０７６ｍｍ)、２ミル(０.０５１ｍｍ)〜３ミルまたは２ミル〜２.６ミル(０.０６６ｍｍ)のミル厚さを有する。

一態様において、グラシン紙は、被覆、結合剤または染料を全く含んでいない漂白未使用パルプから得られる。 別の態様において、グラシン紙がリサイクルされた材料からつくられることはない。 いくつかの態様において、グラシン紙は、抗菌剤、気泡抑制剤及び／またはピッチ排除剤を含む。 別の態様において、グラシン紙は染料を全く含まないかまたは僅かな量の染料しか含まない。 一態様において、Thilmany LLC で製造されたグラシン紙を本発明に用いることができる。 グラシン紙は、ＬＣＤガラスに染みまたはかき傷を生じさせ得るいかなる成分も除去するために、さらに処理することができると考えられる。 例えば、Thilmany LLC で製造されたグラシン紙WR-180を処理して、グラシン紙内に存在するいかなる染料も除去することができ、これはガラスを保護するための本明細書に説明される方法に有用である。

グラシン紙は多くの望ましくない事象からガラスを保護する。 例えば、グラシン紙はガラス表面のかき傷形成を低減または防止する。 グラシン紙は外部源(例えば別のガラス板)によるかき傷形成を防止するだけでなく、グラシン紙自体もガラス表面を擦ることがないか、あるいは、若干擦るに過ぎない。 一態様において、グラシン紙がガラスから取り外されたときに、ガラスは、ストロボ光源及び粒子カウンタを用いる暗視野検査法で測定して、１００粒子/ｃｍ ^２未満、７５粒子/ｃｍ ^２未満、５０粒子/ｃｍ ^２未満または２５〜４０粒子/ｃｍ ^２のかき傷等級を有する。 暗視野検査法はＬＣＤパネル製造業者によって技術上既知である。 暗視野検査法はグラシン紙取外し後のガラス表面上の粒子密度の増加量を測定する自動化視認検査システムである。 上で論じたように、グラシン紙には一般に、他のタイプの紙には一般に比較的高濃度で存在する、無機物が少ししか含まれていない。 紙内に存在する無機汚染物は一般に処理によってグラシン紙内に閉じ込められ、よってその後にガラス表面がグラシン紙に接する際のかき傷形成が防止される。

別の態様において、グラシン紙はガラス表面の染み形成を低減または防止する。 上で論じたように、充填剤、結合剤、樹脂及びその他の添加剤が含まれていないことから、いかなる有機汚染物も最小限に抑えられ、ガラス表面の染み形成が防止される。 一態様において、グラシン紙がガラスから取り外されたときに、ガラスは、ストロボ光源及び粒子カウンタを用いる暗視野検査法で測定して、２５粒子/ｃｍ ^２未満、２０粒子/ｃｍ ^２未満、１５粒子/ｃｍ ^２未満、または１０粒子/ｃｍ ^２未満の染み等級を有する。

本明細書に説明される方法は、複数枚の積み重ねられた液晶ディスプレイ用ガラス板を保護するために有用である。 一態様において、それぞれのガラス板の間に一葉のグラシン紙が挿入される。 グラシン紙の挿入は手で行われるか、あるいはコンベア及びロボットを用いて自動化することができる。 一態様において、複数枚のガラス板が保護されることになる場合、梱包システムを作成することができる。 この態様において、梱包システムは、コンテナ、複数枚のガラス板及び複数葉のグラシン紙を備え、コンテナが複数枚のガラス板を収容し、それぞれのガラス板の間にグラシン紙葉が挿入される。 場合により、コンテナへの収容に先立ち、間紙材料でガラス板をくるむために袋を用いることができる。 米国特許出願公開第２００５/０１９４２７９号明細書に開示される袋を本態様に用いることができる。 上記明細書はその全体が本明細書に参照として含まれる。 これにより、ガラス板をさらに水分及び微粒子への曝露から保護することができる。 本明細書に説明される手法及び梱包システムは、作業者が益々取り扱い難くなる(第５世代ないしさらに大きい)大寸ガラス板の保護及び保管に有用である。 ガラス板はグラシン紙の取外し後に、ローラーブラシ、ディスクブラシ、水ナイフ(超高圧水ジェット)、超音波及びこれらのいずれかの組合せの使用を含む、技術上既知の手法を用いて洗浄することができる。 洗浄工程が実施される場合は、高純度水の使用が望ましい。

本明細書に説明される方法はＬＣＤガラスの保護に関して数多くの利点を提供する。 ほとんどの態様において、ガラス板を保護し、隔てるために、単葉のグラシン紙間紙材料が用いられる。 現行用途において、グラシン紙間紙は通常、フィルムの粘着を防止するためにフィルム面の間に入れられる。 本明細書に説明される方法を用いれば、単葉グラシン紙間紙は、運送中のガラス板の保護のためにも機能し、特別な装置を用いずにガラス板から容易に離すことができる。

グラシン紙間紙には、大形のフィルムコーティング及び取外し装置の使用は必要ではない。 グラシン紙間紙により、比較的大寸のガラス板の梱包プロセス及び取扱いも簡素化され、装置の資本経費及び経常費も低減される。 グラシン紙は、市場で用いられるほかの材料より優れてはいないとしても良好な表面保護も提供する。 さらに、グラシン紙はリサイクルでき、これにより総処理費用が低減される。 最後に、グラシン紙はガラス板を保護するために用いられる他の材料と比較して実質的に低価格である。 例えば、本発明に有用なグラシン紙の一例である、WR-180の価格は現在ＬＣＤガラス板を保護するために用いられているVisqueenの価格のほぼ１/２〜１/３である。

以下の実施例は、本明細書に説明され、特許請求される、材料、製品及び方法がどのようにつくられ、行われて、評価されるかの完全な開示及び説明を当業者に提供するために提示されるものであって、純粋に例示が目的とされ、発明者等が発明者等の発明であると見なしている範囲の限定は目的とされていない。 数値(例えば、量、温度、等)に関しては正確を期すよう努力したが、いくつかの誤り及びずれは寛恕されるべきであろう。 別途に示されない限り、分率は重量分率であり、温度は℃で表されるかまたは室温であり、圧力は大気圧またはその近くである。 反応条件、例えば、成分濃度、望ましい溶媒、混合溶媒、温度、圧力、及び説明されるプロセスから得られる製品純度及び歩留を最適化するために用いることができるその他の反応範囲及び条件には数多くの変化及び組合せがある。 そのようなプロセス条件の最適化には、無理のない日常の実験しか必要ではないであろう。

Ｉ． 実験室試験
ａ． 染み及びかき傷欠陥
染み及びかき傷欠陥の存在は、ガラスを保護するための様々な材料(例えば紙)の評価にあたって重要な要件である。 染み欠陥の測定に関しては、紙からのガラスの染みを生じさせるために１６時間／５０℃／８５％相対湿度(ｒｈ)エージング試験を選別試験として用いた。

ガラス表面内での材料の擦過運動を評価するためにかき傷試験を開発した。 この試験では、紙を底に貼り付けた簡単な平底容器を用い、ガラス(５インチ×５インチ(１２.７ｃｍ×１２.７ｃｍ))表面に載せて面内を反復して(１０回)動かした。 この試験が完了すると、洗浄後の結果を粒子密度計測器で比較した。 かき傷及び染みに加えて、間紙材料を評価するためにかき傷及び染みに関係するその他の紙特性を試験した。 この結果を表１に示す。

含水量は水素結合によるガラス表面への繊維及び紙成分の付着に影響すると考えた。 ｐＨ導電度試験は、かき傷及び染みの起因になり得る含有物の尺度である、紙から水容器に出てくる汚染物を見る方法であった。 その他の試験は、かき傷及び染み問題に、あるいはコンテナに詰めるためにロボットを用いる大寸ガラス板の取扱いに必要であろう基本紙特性に関係していた。

８０の相異なるタイプの、紙、複合紙、ポリマー紙、ポリマー含浸紙、不織紙及びコート紙にわたって試験を終えた。 結果を判定するため、肝要な試験測定値に対する加重因子(ＷＦ)を、図２に示すように、確立した。

評価結果を表３に示す。 評価から、実験室試験からコンテナ輸送及びエージング試験に進むために選ばれる３つの候補が得られた。 総得点数値が低いほど性能は高くなる。 候補は：
１． MeadWestvaco，ポリエチレン(ＰＥ)コート紙。 これは、現行のVisqueenフィルムに表面組成が最も近いと思われる、ポリエチレンがコーティングされた木材パルプ紙であった。 最も重量が大きい紙でもあった。

２． Thilmany製紙，WR-139グラシン紙は、水和され、緻密化された木材パルプ紙である。

３． FiberMark Lahnstein Varitess 210.0は，市販のポリマー含浸紙である。 この紙は、５９％がパルプ、４０％が合成ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)であって、アクリルを含有している。

表４は、Visqueenの性能を競合する材料、(旭硝子が用いている)Kirari-D及び(NEG(日本電気硝子)が用いている)Milla-Mat-Aceとともに示す。 表４は、比較のため、様々な間紙の特性も含む。

II． コンテナ試験
手順
表５は、４つのコンテナ内の６つの梱包タイプのロットの無作為化にかかわるクレート梱包方式を示す。 ３つのコンテナ梱包シーケンスがあって、対照コンテナ及び輸送コンテナのいずれについても反復される１つのシーケンスが続く。 エージング及び輸送後、ガラス表面を再検査した。

表面歩留
様々な粒子計数法及び表面欠陥識別法を用いて、ガラス表面の表面歩留を決定した。 結果が図１に示される。 Visqueenの結果が最良であり、Milla-Mat-Ace(MM Ace)が続き、次いでWR-139及びKirari-Dであった。 Varitess及びＰＥコート紙の歩留はさらに劣っていた。 MM Aceを用いたガラス上に残る表面欠陥の計数値は高かった。 性能が最高の２つの紙はKirari-D及びWR-139であり、Visqueenに対する歩留減はほぼ３％であった。

輸送及びエージング条件に対する非輸送及びエージング条件についての歩留の比較が図２に示される。 この比較により、VisqueenとMM Aceについての歩留差が対照試料と輸送試料の間で有意な差ではないことが示される。 しかし、その他の単層間紙試料については、全ての材料で輸送及びエージングによる一貫した歩留低下が示される。

表面欠陥及び分布
それぞれの梱包材料について欠陥(例えば、かき傷、粒子及び染み)の数を決定した。 この結果を表６に示す。 ８０枚しか試験しなかったMM Aceを除き、それぞれの材料についてほぼ３２０枚を試験した。 さらに、先の実験室試験により、MM Aceでは許容できないレベルの染みが生じることが明らかになった。

結果は、WR-139の欠陥数が他の材料、特にVisqueenより少ないことを示す。

本出願にあたって、様々な文献を参照した。 それらの文献の開示は、本出願明細書に説明される化合物、組成及び方法をさらに十分に説明するために、それぞれの全体が本明細書に参照として含まれる。

本明細書に説明される材料、方法及び製品には様々な改変及び変形がなされ得る。 本明細書に説明される材料、方法及び製品の別の態様は本明細書の考察及び本明細書に開示される材料、方法及び製品の実施から明らかであろう。 本明細書及び実施例は例示と見なされるべきである。