JP2001180957A

JP2001180957A - ディスプレイ用ガラス基板

Info

Publication number: JP2001180957A
Application number: JP36630799A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Kase; 準一郎加瀬; Mikihiro Miyamoto; 幹大宮本; Yasumasa Nakao; 泰昌中尾
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-07-03
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP4438149B2

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送時のたわみや加熱処理による熱反りを抑制
したディスプレイ用ガラス基板を提供する。【解決手段】短辺が３００ｍｍ以上の矩形で、かつ板厚
が０．３ｍｍ以上、６ｍｍ以下であって、残留歪によ
る、板厚方向で測定した基板面内の偏差応力が、基板の
周囲に沿って圧縮方向で分布し、各辺の近傍で辺と平行
方向での偏差圧縮応力の最大値が０．３ＭＰａ以上のデ
ィスプレイ用ガラス基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ用の
ガラス基板に関し、特に、液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−
ＬＣＤ、ＳＴＮ−ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（Ｐ
ＤＰ）、プラズマアシスト液晶ディスプレイ（ＰＡＬ
Ｃ）、エレクトロ・ルミネッセンス・ディスプレイ（Ｅ
Ｌ）、フィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥ
Ｄ）等のフラットパネルディスプレイ（平坦なディスプ
レイの総称）用のガラス基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】フラットパネルディスプレイでは通常２
枚のガラス基板が使用されており、これら２枚のガラス
基板の間に発光機構や光透過制御機構が形成される。ガ
ラス基板として使用されるガラスは、代表的なものとし
て、ＴＦＴ液晶ディスプレイでは無アルカリホウケイ酸
系ガラス（たとえば、旭硝子（株）製［商品名：ＡＮ６
３５、ＡＮ１００等］）等、ＳＴＮ液晶ディスプレイで
はソーダライムガラス（たとえば、旭硝子（株）製［商
品名：ＡＳ］）等、プラズマディスプレイでは高歪点ガ
ラス（たとえば、旭硝子（株）製［商品名：ＰＤ２０
０］）等が用いられている。

【０００３】これらのガラス基板は、フロート法、フュ
ージョン法、スリットダウンドロー法等の方法で製造さ
れている。これらの製造方法によって一定の厚さに成形
されたガラスリボンは、所定寸法の面形状に切り出さ
れ、ガラス基板として供給される。また、一部のガラス
基板では、成形後に熱収縮率（コンパクション）を所定
の値に制御する目的で、徐冷処理（アニール処理）が施
される。

【０００４】上記ガラス基板を用いたフラットパネルデ
ィスプレイの製造にあたっては、目的に応じて、洗浄、
成膜、パターン形成、熱処理、検査等、様々な工程を経
る。ガラス基板は工程間を順次搬送されて、ディスプレ
イの製造が行われる。

【０００５】ガラス基板は、通常、カセットに収納さ
れ、垂直または水平な状態で保管されている。水平の場
合には、一般的に、２辺または３辺が支持された状態で
保管される。また、製造工程では、ガラス基板は、アー
ムによりカセットへの出し入れが行われ、多くの工程で
アームによる搬送が行われている。アームは、基板の両
側辺または／および下辺を点接触、線接触または面接触
で保持することが多い。

【０００６】製造工程中には数百℃の加熱処理を含むも
のが数多くある。ガラス基板全面を均一に加熱するため
には、一般的にホットプレートが用いられている。ホッ
トプレートは、用途に応じて、金属製やセラミックス製
の表面加熱板に加え、真空吸着機構を有しているもの
や、両面から挟み込むタイプのもの等、様々な形状や機
能を有するものが利用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ガラス基板の保管時や
搬送時には、支持方法により、ガラス基板にたわみが発
生する。近年、ディスプレイパネルの大型化と軽量化の
要請から、大面積で板厚の薄いガラス基板が使用されて
きており、従来より大きなたわみが発生しやすくなって
いる。たわみの発生は、ガラス基板の振動やガラス基板
と他の物との衝突の原因となり、ガラス基板の割れやガ
ラス基板に形成されたパターンの損傷等の問題を引き起
こす。

【０００８】ガラス基板のたわみ対策として、ガラス基
板製造メーカーは板厚の均質化や低密度組成のガラスの
開発、縦弾性率の高い組成のガラスの開発を進めてい
る。また、ディスプレイ製造装置のメーカーでは、ピン
支持位置の最適化やガラス基板搬送速度の調整等が行わ
れている。しかし、ガラスの物性値と形状で規定される
たわみ量を、さらに減少させようとする試みはこれまで
に行われていなかった。

【０００９】ガラス基板のたわみの問題と類似の現象と
して、ガラス基板の熱反りの問題がある。これは、ガラ
ス基板をホットプレート等で加熱する際に、ガラス基板
中央部の温度が周辺部の温度より高くなり、ガラス基板
中央部がより大きく膨張する結果、ガラス基板の周囲部
分がホットプレートから浮き上がる現象である。

【００１０】ガラス基板の上記熱反りは、以下の原因で
発生すると考えられる。まず、ガラス基板のホットプレ
ートに接触した面（水平置きの場合、下面）が加熱さ
れ、接触面（下面）と非接触面（上面）との間で板厚方
向の温度差が発生する。その結果、接触面の方が熱膨張
量が多くなり、下に凸の形状に変形する。一旦、上記の
変形が起こると、ガラス基板の中央部のみがホットプレ
ート表面と接触した状態となり、ガラス基板面内で、中
央部で温度が高く周辺部で温度が低い温度分布となる。
中央部がより大きく膨張し、ガラス基板とホットプレー
トの接触も中央部分のみとなるため、ガラス基板の形状
は、熱により反った形で安定化する。

【００１１】ガラス基板の熱反りには、ガラスの密度、
縦弾性率に加えて、熱膨張率や熱伝導率等の値が影響す
る。これらの値はガラス組成で定まる物性値である。ガ
ラスの熱膨張率や熱伝導率は、同一用途に用いられる基
板間では大きな差はなく、ほぼ一定の値となっている。

【００１２】ガラス基板の熱反りに対しては、ディスプ
レイ製造装置のメーカーでは、ホットプレートの温度分
布の均質化や、ガラス基板の予備加熱、ガラス基板のホ
ットプレートへの機械的な押付けを行う等といった対策
を行っている。しかし、ガラス基板自体を熱反りしにく
くするという試みは行われていなかった。

【００１３】ガラス基板は、熱反りを起こすと、目的と
する熱処理工程に影響を及ぼすほか、機械的な押付けに
よる割れの問題等を発生する。また、その後の搬送工程
における反りを増大させ、基板の振動や割れの確率を増
加させる。

【００１４】以上に説明したように、ガラス基板のたわ
みや熱反りは、フラットパネルディスプレイの製造工程
では割れ等の不具合を発生させる問題となる。近年、フ
ラットパネルディスプレイの大型化、軽量化が進んでお
り、ガラス基板もそれに対応して、大面積化、薄板化さ
れる傾向にある。大面積化、薄板化されたガラス基板、
たとえば、いずれの辺も３００ｍｍ以上の略矩形のガラ
ス基板では、たわみや熱反りは、より大きくなり、ガラ
ス基板の取り扱いを困難とする問題となっていた。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべくなされたものであり、短辺が３００ｍｍ以上の
略矩形の面形状であり、かつ板厚が０．３ｍｍ以上、６
ｍｍ以下のガラス基板であって、ガラス基板内の残留歪
による、板厚方向で測定したときの基板面内の偏差応力
が、基板の周囲に沿って圧縮方向で分布し、各辺の近傍
で辺と平行方向での偏差圧縮応力の最大値が０．３ＭＰ
ａ以上であるディスプレイ用ガラス基板を提供する。

【００１６】このような、基板の周囲に沿って圧縮方向
の応力が分布したガラス基板では、たわみや熱反りが発
生した場合に、これを打ち消す方向の応力が作用してい
るため、ディスプレイ用のガラス基板、特に、大型化、
薄板化されたガラス基板として望ましい。

【００１７】なお、本発明のガラス基板は実質的に略矩
形のものであり、周辺部の隅を切り落とした（コーナー
カットした）ガラス基板をも含む。また、「各辺の近傍
で辺と平行方向での偏差圧縮応力の最大値が０．３ＭＰ
ａ以上」とは、ガラス基板の四辺のいずれの辺において
も、辺の近傍で辺と平行方向での偏差圧縮応力の最大値
が０．３ＭＰａ以上であることをいう。

【００１８】また、本発明は、歪点が５７０℃以上であ
り、プラズマディスプレイパネルに用いられるディスプ
レイ用ガラス基板を提供する。プラズマディスプレイパ
ネルの製造プロセスにおけるガラス基板の熱処理温度は
５５０℃付近まで達することが多いが、ガラス基板の歪
点が、プラズマディスプレイの製造プロセスにおける熱
処理温度より高ければ残留歪が緩和されにくい。

【００１９】また、本発明は、歪点が６５０℃以上であ
り、液晶ディスプレイパネルに用いられるディスプレイ
用ガラス基板を提供する。液晶ディスプレイの製造プロ
セスにおけるガラス基板の熱処理温度は６３０℃付近ま
で達することが多いが、ガラス基板の歪点が、液晶ディ
スプレイの製造プロセスにおける熱処理温度より高けれ
ば残留歪が緩和されにくい。

【００２０】なお、以上に述べたディスプレイ用ガラス
基板とは、プラズマディスプレイパネル、液晶ディスプ
レイパネル等に用いられる素板のことを指し、該素板の
サイズのままでプラズマディスプレイパネルに使用され
ることもあり、また、該素板一枚から複数の液晶ディス
プレイ用のガラス基板がマルチ取りされることもある。
また、「基板面」とは、板状部材であるガラス基板の表
裏面である平面を指し、「基板面内」とは、ガラス基板
の板厚方向を含まない。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明において、ガラス基板中の
歪および応力は以下に述べる方法で測定される。ガラス
基板中の歪は光学的な複屈折の測定、すなわち直交する
直線偏光波の光路差の測定で見積ることができる。光路
差をＲ（ｎｍ）として、歪により発生する偏差応力Ｆ
（ＭＰａ）は、Ｆ＝Ｒ／ＣＬとして表される。ここでＬは偏光波が通過した距離（ｃ
ｍ）であり、Ｃはガラスによって決まる比例定数で光弾
性定数と呼ばれ、通常２０〜４０（ｎｍ／ｃｍ）／（Ｍ
Ｐａ）の値となる。

【００２２】ガラスに歪がないとき、すなわち応力がな
い、または等方的な応力がかかっているときは、２つの
直交する直線偏光波は同一速度でガラス内を通過する。
ガラス面内に歪があると、圧縮応力方向では偏光波が速
く通過し、引張応力方向では偏光波はゆっくり通過す
る。すなわち、２つの直交する直線偏光波に光路差が発
生する。基板面に垂直に光路をとり、光路差が最大とな
る方位とその大きさを測定することで、ガラス基板中の
歪の方向と大きさを測定できる。この歪の大きさを偏差
応力とする。

【００２３】偏差応力Ｆは、偏光波の光路差から測定さ
れる応力値で、平面応力の異方性（すなわち、二つの主
応力の差）を表す指標となる。偏差応力Ｆは、ガラス基
板内で偏光が通過した距離の平均値であり、光路と垂直
な面内で直交する任意の２軸において、応力差が最大と
なる方向とその応力差として求められる。ガラス基板面
内のある方向（たとえばＸ方向）に圧縮応力が残留して
いる場合と、それと垂直な方向（Ｙ方向）に同じ大きさ
の引張応力が残留している場合では、偏差応力の測定は
同一の結果となる。また、直交する２軸方向（Ｘ方向と
Ｙ方向）に同じ量の圧縮または引張応力が残留している
と、偏差応力はゼロとなる。

【００２４】直線偏光波を利用したガラスの歪測定は、
セナルモン法等が知られており、数十ｎｍの光路差を検
出できる。従来、ガラスの歪測定は、主に強化ガラス等
に残留している数十ＭＰａの応力を対象としており、セ
ナルモン法はこのような歪測定には充分な分析精度を有
していた。

【００２５】しかし、フラットパネルディスプレイ用の
ガラス基板に残留している平面応力は０．１ＭＰａ〜５
ＭＰａの大きさであり、従来の測定方法では充分に検出
できない。そこで、本発明者らは、歪の検出装置として
ユニオプト社製ＡＢＲ−１０Ａ複屈折測定器を使用し
た。ＡＢＲ−１０Ａ複屈折測定器は、横ゼーマンレーザ
ー光を照射し、直交する直線偏光波の位相差を検出する
ことにより、複屈折の光路差と主軸方位を測定する装置
である。分解能として、光路差０．０１ｎｍ、主軸方位
０．１度の精度を有する。

【００２６】ガラス基板の残留歪は、ガラスリボン成形
後の徐冷工程における温度分布に依存して発生する。す
なわち、先に冷えた部分に圧縮応力が形成され、後から
冷えた部分には引張応力が形成される。このことはガラ
スの物理強化または風冷強化の原理としてよく知られて
いる。強化ガラスでは、ガラス表面を急冷することによ
り表面に圧縮応力層を形成している。

【００２７】強化ガラスは、ガラスの断面方向での応力
分布を利用しているが、ガラスには平面応力の分布も存
在している。本発明者らは、ガラス基板の平面応力の分
布が、ガラス基板のたわみ防止および熱反り防止等に寄
与することを見い出し、歪により残留する応力を基板の
周囲に沿って圧縮方向で分布させることにより、たわみ
や熱反りを抑制した基板を提供することを可能とした。

【００２８】ガラス基板の平面応力の分布は、ガラスリ
ボン成形後の冷却時の温度分布によって発生する。一般
にフラットパネルディスプレイ用のガラス基板は、フロ
ート法、フュージョン法、スリット・ダウンドロー法等
の製造方法により、連続的に製造されている。したがっ
て、冷却時のガラス基板の温度分布は、製造時のガラス
リボンの流れと垂直な板幅方向の温度分布によって支配
される。

【００２９】図１に、ガラスリボン成形後の徐冷工程に
おけるガラスリボンの板幅方向の温度分布、ガラスリボ
ンから切り出したガラス基板１の応力分布、およびガラ
ス基板の切断による変形を模式的に示す。ガラス基板１
の周辺部の温度が中心部に比べ低いとき、すなわち図中
（ａ）の状態のときは周辺部に圧縮の残留応力が入り、
ガラスリボンから切り出したガラス基板１で図中（ｂ）
の平面応力状態となり、ガラス基板１の周辺部の温度が
中心部に比べ高いとき、すなわち図中（ｄ）の状態のと
きは周辺部に引張の残留応力が入り、ガラスリボンから
切り出したガラス基板１で図中（ｅ）の平面応力状態と
なる。なお、図中の矢印２は残留応力の方向を示す。

【００３０】ガラスリボンの流れ方向に応力分布がある
ときは、ガラスリボンからガラス基板寸法に切断した後
に、板幅方向にも応力分布を生じる。以下、この現象に
ついて説明する。図１の（ｂ）や（ｅ）に示される応力
状態の、ガラスリボンから切り出したガラス基板１を、
ガラスリボンの流れと平行方向に切断して２分割した場
合を考える。ガラスリボンから切り出されたガラス基板
１は応力を緩和するため扇形に変形し、（ｂ）のガラス
リボンから切り出されたガラス基板１は（ｃ）の状態
に、（ｅ）のガラスリボンから切り出されたガラス基板
１は（ｆ）の状態となる。

【００３１】ここで（ｃ）や（ｆ）の扇形のガラス基板
を、再び元の一枚のガラス基板として矩形の形状に貼り
合せた場合を想定する。この場合、扇形に変形した形状
を元の矩形の形状へと矯正するため、切断線方向のみな
らず基板面内で切断線と垂直の方向にも応力が発生す
る。すなわち、矩形のガラス基板の一辺の近傍に圧縮や
引張りの残留応力が存在するときは、応力のバランスか
ら、該辺に垂直な辺の近傍にも圧縮や引張りの残留応力
（すなわち共役応力）が発生する。以上の結果として、
ガラス基板に生じる平面残留応力は、各辺と平行方向に
分布することとなる。

【００３２】本発明者らは、ガラスリボン１の板幅方向
の温度分布とガラス基板の残留応力との関係を検証し、
上記温度分布を図１の（ａ）の状態に操作することによ
り、応力分布が図１の（ｂ）の状態、すなわち基板寸法
に切断した後には、各辺と平行方向に圧縮の応力が分布
している基板を製造した。

【００３３】同様に、ガラス基板の残留応力を制御する
ためには、ガラス基板成形後に再熱処理を施すことも有
効である。再熱処理を施す場合には、基板の変形や傷の
発生に充分に注意しつつ、ガラス基板を該ガラス基板の
徐冷点温度付近まで加熱し、基板中央部が基板周囲部分
よりも温度が高い状態を保ち、歪点温度付近までの冷却
を行う。

【００３４】次に、ガラスの歪点について説明する。歪
点とは、一般に定義されるように、直径０．６５ｍｍ、
長さ４６０ｍｍのガラスファイバに１ｋｇの荷重をか
け、４℃／ｍｉｎで冷却したとき、伸びが０．００４３
ｍｍ／ｍｉｎになったときの温度をいい、粘度は約１０
^14.5ｄＰａ・ｓ（１０^13.5Ｐａ・ｓ）である。

【００３５】本発明において、プラズマディスプレイ用
ガラス基板の場合、歪点が５７０℃以上のガラス基板で
あることが好ましく、歪点が５９０℃以上のガラス基板
であることがより好ましい。通常、プラズマディスプレ
イの製造プロセスでは、５５０〜５８０℃の熱処理が施
される。ガラス基板が歪点を超える温度に長時間保持さ
れると、残留歪は徐々に緩和される。その結果、基板内
に残留する応力がたわみや熱反りを低減する効果が、そ
れ以降のプロセスでは作用し得なくなる。したがって、
ガラス基板の歪点はディスプレイの製造工程での熱処理
温度より高いことが好ましい。

【００３６】プラズマディスプレイの製造工程での熱処
理温度がガラス基板の歪点より高い場合には、少なくと
も該当する熱処理の工程までは、残留応力によりたわみ
や熱反りを低減する効果が期待できる。特に熱反りは、
加熱工程の初期において発生するため、歪点より高い温
度の熱処理工程においても残留応力による熱反り低減効
果が現れる。

【００３７】本発明において、液晶ディスプレイ用ガラ
ス基板、特にポリシリコンタイプの液晶ディスプレイ用
ガラス基板の場合、歪点が６５０℃以上のガラス基板で
あることが好ましく、歪点が６６５℃以上のガラス基板
であることがより好ましい。通常、ポリシリコンタイプ
の液晶ディスプレイの製造プロセスでは、５００〜６５
０℃の熱処理が施される。熱処理温度が歪点を超えると
残留応力の効果がなくなるのは前述のとおりであるが、
一般的に、液晶ディスプレイでは０．７ｍｍ以下の薄い
基板が用いられるため、熱処理による歪の緩和がより早
く進行する。したがって、熱処理温度よりも歪点が１０
℃以上高いことが好ましい。

【００３８】液晶ディスプレイの製造工程での熱処理温
度がガラス基板の歪点より高い場合にも、少なくとも該
当する熱処理の工程までは、残留応力によりたわみや熱
反りを低減する効果が期待できる。

【００３９】次に、光学的に測定される残留応力につい
て説明する。前記の、光学的に測定される残留応力は、
正確には偏差応力である。すなわち、光軸と垂直な面内
において直交する２つの方向の応力差を測定している。
ガラス基板の周辺部では、基板が辺において切れている
ため、辺に垂直な方向での応力は作用せず、辺に平行な
方向でのみ歪による応力が残留する。したがって、辺近
傍での偏差応力は残留応力とほぼ等しいものになる。一
方、基板中央部での偏差応力は面内のあらゆる方向から
歪による応力が加わり、直交する方向で相対的に打ち消
されるため、真の残留応力より小さい値が測定される。

【００４０】本発明のガラス基板は、基板面内におい
て、基板の周囲に沿った方向で圧縮応力が分布してい
る。基板の周辺部では、測定される偏差応力は、真の残
留応力に近い値となる、一方、基板の中央部では、四方
から引っ張られた応力分布となっているが、中央付近で
は、見掛け上、小さな偏差応力が観察されることにな
る。

【００４１】本発明者らは、基板内の残留歪による、板
厚方向で測定したときの基板面内の偏差応力が、基板の
周囲に沿って圧縮方向で分布したディスプレイ用ガラス
基板で、たわみや熱反りが発生しにくくなることを見い
出した。

【００４２】基板面積が小さいときは、たわみや熱反り
が発生しても変形量が小さいため、実質的に問題とはな
らない。基板寸法が、矩形では短辺が３００ｍｍ以上、
より顕著には短辺が５００ｍｍ以上であるときは、たわ
みや熱反りによる変形量が大きくなるため、残留応力に
よる変形抑制が有効となる。

【００４３】基板寸法が、矩形では短辺が３００ｍｍ以
上のガラス基板内の偏差応力が、基板の周囲に沿って圧
縮方向で分布し、各辺の近傍で辺と平行方向での偏差圧
縮応力の最大値が０．３ＭＰａ以上であると、基板のた
わみや熱反りを抑制する効果が現れる。

【００４４】基板寸法が、矩形では短辺が５００ｍｍ以
上の基板では、たわみや熱反りで発生する内部応力がよ
り大きくなるため、それを抑制するための周囲に沿った
偏差圧縮応力の最大値は０．５ＭＰａ以上、より顕著な
効果を発現するためには１ＭＰａ以上であることが好ま
しい。ただし、偏差圧縮応力の値が大きくなりすぎて
も、ガラス基板が座屈して複雑な変形を起こしたりする
ため、実用的ではなく、一定の上限がある。基板寸法
が、矩形では短辺が３０００ｍｍを超えると、重量や基
板のたわみの問題により、ガラス基板の取り扱いが困難
となり実用的ではないため、残留応力でたわみや熱反り
を制御をする意味はなくなる。

【００４５】ガラス基板の板厚は、ガラス基板の板厚が
０．３ｍｍ未満の場合は、たわみや熱反りがより発生し
やすくなるが、それを残留応力により抑制しようとして
も、ガラス基板が座屈して複雑な変形を起こしたりする
ため、実用的ではない。ガラス基板の板厚が６ｍｍを超
えるときは、充分な板厚があるため、たわみや熱反りが
起こりにくくなり、残留応力を制御する意味がなくな
る。

【００４６】

【実施例】ガラス基板のたわみ量は、ガラスの密度、ガ
ラスの縦弾性係数、ガラス基板の寸法、基板の支持方法
等で決定される。本発明は、これらの要因に対して、ガ
ラス基板中の残留応力を利用して、たわみを低減したガ
ラス基板を提供するものである。一方、熱反りは、前記
の物性に加え、ガラスの熱伝導率、比熱、熱膨張係数等
が影響することになる。該熱反りも、ガラス基板中の残
留応力を利用して低減することが可能である。

【００４７】本実施例において、密度２．５０ｇ／ｃｍ
²、縦弾性係数７７ＧＰａ、熱伝導率１．０Ｗ／（ｍ・
℃）、比熱７５０Ｊ／（ｋｇ・℃）、熱膨張係数３８×
１０ ^-7／℃、光弾性定数３０（ｎｍ／ｃｍ）／（ＭＰ
ａ）のガラス基板を使用した。ガラス基板はフロート法
により、板厚０．７ｍｍに成形し、試験用ガラス基板と
して、矩形で短辺５５０ｍｍ×長辺６５０ｍｍの寸法に
切り出した。この際、短辺がガラスリボンの板幅方向、
長辺がガラスリボンの流れ方向となるようにした。

【００４８】試験用ガラス基板の製造時には、徐冷工程
でのヒーターの操作により、ガラスリボンの板幅方向の
温度分布において、中央部と両端部との関係を様々に変
化させてガラス基板を製造した。歪の残留が少ない基板
を製造するときは、板幅方向の温度分布を均一にした。
周囲に沿って圧縮の応力が残留した基板を製造する際に
は、基板中央部分の温度が両端部より高くなるように調
整し、両端部から先に冷却を行った。

【００４９】偏差応力は、前記のユニオプト社製ＡＢＲ
−１０Ａ複屈折測定器を使用し、複屈折の光路差から換
算して求めた。測定は縦横それぞれ５０ｍｍ間隔で、１
枚のガラス基板で計１４３点に対して行った。

【００５０】応力を測定した基板は、２辺支持状態での
たわみを測定した。定盤上に間隔６００ｍｍで平行に２
本の支持棒を配設し、ガラス基板の５５０ｍｍの辺を支
持棒と平行にして２本の支持棒上にガラス基板を置い
た。支持棒を平行に昇降させ、たわんだ基板の中央部が
定盤と接する瞬間の位置で支持棒の昇降を止め、そのと
きの定盤面と支持棒の上端との高差を測定し、たわみ量
とした。この結果を表１に「実測たわみ量」として示
す。

【００５１】次に面積６００ｍｍ×７００ｍｍのホット
プレートを用いて、ガラス基板の熱反り量を評価した。
所定の温度に加熱したホットプレート上に室温状態のガ
ラス基板を素早く静置し、静置５分後の基板４隅の浮き
上がり量を、ホットプレート上にスケール（金尺）を垂
直に立てて計測した。この測定結果である、図７に示さ
れる「浮き上がり量」については後述する。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１に、測定した基板の周辺近傍の偏差応
力の方向と基板面内の最大応力、およびたわみ量を示
す。試料１〜３はガラスリボンの中央部の温度が周辺部
に比べて高い状態で、試料４はガラスリボンの板幅方向
で平坦な温度分布をしている状態で、試料５は、ガラス
リボンの中央部の温度が周辺部に比べて低くなっている
状態で、それぞれ冷却された。各基板の偏差応力の測定
結果を図２〜６に示す。

【００５４】図２〜６は、ユニオプト社製ＡＢＲ−１０
Ａ複屈折測定器により測定した結果で、各円の中心が測
定点を示し、円の直径が偏差応力の大きさ、円の直径と
して描かれた線が相対的に引張応力となる方向、直径の
線と紙面で垂直方向が相対的に圧縮応力となる方向を示
している。図２〜４は円直径の線がガラス基板中央を向
いており、ガラス基板周囲が圧縮方向であることが分か
る。一方、図６は円直径の線が基板周囲に沿って回って
おり、ガラス基板周囲が引張方向であることが分かる。

【００５５】ガラスリボンは連続的に製造されるので、
ガラスリボンの冷却時には、板幅方向のみに板幅の中央
部と周辺部に温度分布が形成されており、ガラスリボン
の流れ方向には上流から下流に向かって単純に降下する
温度分布となっている。しかし、前述の説明のとおり、
応力のバランスにより、ガラス基板の寸法に切り出され
た後は、ガラス基板に対し各辺と平行方向の応力分布と
なっている。

【００５６】ガラス基板のたわみ量は、板厚偏差の影響
を強く受ける。そこで、基板の板厚を測定し、その影響
を見積もった。表１の板厚は、各基板について１０回測
定した平均値である。

【００５７】表１において、試料１〜３は、歪による残
留応力が周囲圧縮状態の基板であり、たわみ量は、板厚
を補正した試料形状から計算される値よりも小さくなっ
ている。一方、試料５は、歪による残留応力が周囲引張
状態の基板であり、たわみ量は、板厚を補正した試料形
状から計算される値よりも大きくなっている。試料４
は、歪による残留応力が極めて小さく、たわみ量は、試
料形状から計算される値と一致している。なお、「板厚
から算出したたわみ量」とは、材料力学の梁とたわみの
式で計算した値であり、具体的には、単純梁の等分布荷
重による最大たわみ量（梁の中央位置のたわみ量）の式
に諸量を代入して計算した。

【００５８】室温状態のガラス基板をホットプレート上
に静置し、５分後に、ホットプレート上での熱反り量を
測定した結果を図７に示す。図７の温度はホットプレー
トの設定温度であり、浮き上がり量はガラス基板の４隅
を測定した平均値である。試料１〜３の周囲圧縮状態の
基板では、熱反り、すなわち浮き上がりの開始温度が高
く、同一温度での浮き上がり量も小さくなっている。す
なわち、周囲に沿って圧縮応力が分布しているガラス基
板では、たわみ、熱反りが、ともに低減されていること
がわかる。

【００５９】

【発明の効果】本発明により、ガラス基板のたわみや熱
反りを低減できる。本発明のガラス基板により、フラッ
トパネルディスプレイの搬送や製造工程中での、割れ等
のトラブルを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラスリボンの板幅方向の温度分布図、ガラス
リボンから切り出したガラス基板の応力状態図、および
ガラス基板の切断による変形を説明する模式図であっ
て、（ａ）は、切り出す前のガラスリボンの板幅方向の
温度分布を、（ｂ）は、（ａ）のガラスリボンから切り
出したガラス基板の応力分布を、（ｃ）は、（ｂ）のガ
ラス基板の切断による変形を、（ｄ）は、切り出す前の
ガラスリボンの板幅方向の温度分布を、（ｅ）は、
（ｄ）のガラスリボンから切り出したガラス基板の応力
分布を、（ｆ）は、（ｅ）のガラス基板の切断による変
形を、それぞれ示す。

【図２】周囲が圧縮応力であるガラス基板の偏差応力測
定例を示す図である。

【図３】周囲が圧縮応力であるガラス基板の偏差応力測
定例を示す図である。

【図４】周囲が圧縮応力であるガラス基板の偏差応力測
定例を示す図である。

【図５】応力分布が極めて少ないガラス基板の偏差応力
測定例を示す図である。

【図６】周囲が引張応力であるガラス基板の偏差応力測
定例を示す図である。

【図７】ホットプレート上での熱反り測定結果を示す図
である。

【符号の説明】

１：ガラス基板２：残留応力の方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G015 EA03 5C040 GA01 GA09 GA10 KA07 KB11 MA09 MA10 MA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】短辺が３００ｍｍ以上の略矩形の面形状で
あり、かつ板厚が０．３ｍｍ以上、６ｍｍ以下のガラス
基板であって、ガラス基板内の残留歪による、板厚方向で測定したとき
の基板面内の偏差応力が、基板の周囲に沿って圧縮方向
で分布し、各辺の近傍で辺と平行方向での偏差圧縮応力
の最大値が０．３ＭＰａ以上であるディスプレイ用ガラ
ス基板。
【請求項２】歪点が５７０℃以上であり、プラズマディ
スプレイパネルに用いられる請求項１に記載のディスプ
レイ用ガラス基板。
【請求項３】歪点が６５０℃以上であり、液晶ディスプ
レイパネルに用いられる請求項１に記載のディスプレイ
用ガラス基板。