JP2002114537A

JP2002114537A - ガラス基板熱処理用セッター

Info

Publication number: JP2002114537A
Application number: JP2000305056A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nagata; 毅永田
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2002-04-16

Abstract

(57)【要約】【課題】大型のガラス基板を直接載置して熱処理する
に際して、セッターに実質的に反りが発生することな
く、セッターの表面形状がガラス基板に転写せず、ガラ
ス基板をセッターに安定して載置可能であり、かつ、ガ
ラス基板のセッターからの分離を容易に行うことができ
る大型ガラス基板の熱処理用セッターを提供する。【解決手段】大型のガラス基板Ｇを載置面に載置した
状態で加熱炉内に導入されるガラス基板熱処理用セッタ
ー１おいて、熱膨張係数が１５×１０^-7／Ｋ以下の結晶
化ガラスからなり、載置面の平坦度が０．３％以下であ
り、かつ、載置面の表面粗さがＲａ値で０．１〜１μｍ
の範囲にあることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大型のガラス基板
熱処理用セッターに関し、特に、プラズマディスプレイ
パネル（以下ＰＤＰと称す）等に使用される大型のガラ
ス基板を、その表面に直接載置して加熱炉に導入する平
板状のガラス基板熱処理用セッターに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、表示デバイスの多様化が進む中
で、大画面の平面ディスプレイが注目されている。その
代表格であるＰＤＰは、前面と背面とに２枚のガラス基
板を対向配置し、上下を両ガラス基板で、側方を隔壁で
挟まれた１００〜１５０μｍのセルにＨｅ、Ｎｅ等の希
ガスを封じ込め電圧の印加によりガス放電させて文字や
画像を表示するもので、表示画面の大きさに比して薄型
であることを特徴とする。例えば、表示画面が４２イン
チのＰＤＰモジュールは、縦５２０ｍｍ、横９２０ｍ
ｍ、奥行５０ｍｍ程度の矩形のパネルである。ＰＤＰ用
のガラス基板には、一般に厚さ３ｍｍ程度の肉薄平板状
のソーダライム系板ガラスが用いられるが、この板ガラ
スの上には電極や絶縁層を形成するためにペーストが塗
布され、塗布されたペーストを板ガラスに定着させるた
めに加熱炉において４５０℃〜６００℃の温度域で熱処
理が施される。

【０００３】ＰＤＰに用いられる大型のガラス基板の形
状特性として、特に、反りが小さいこと、および表面の
凹凸が小さいことが求められる。反りが大きい、すなわ
ちガラス基板の平坦度が低いと、前面と背面のガラス基
板間の平行性が損なわれて表示画面中のセル高さが不均
一になり表示性能を低下させる。また、表面の凹凸が大
きい、すなわちガラス基板の表面粗さが大きいとガラス
基板の上に精密な電極等を形成する際に支障を来すこと
になる。

【０００４】ＰＤＰ用のガラス基板として一般的に用い
られるソーダライム系の板ガラスは徐冷点が約６００℃
で、加熱されると比較的軟化し易い特性を持っている。
このような特性を有する板ガラスを熱処理するに際して
は、高温に曝されて板ガラスが軟化して反りが発生し易
くなる材質は、ＰＤＰ用のガラス基板として使用するに
は不適となる。

【０００５】このような反りを抑制するために、ガラス
基板を熱処理する際には、熱膨張および熱収縮が少ない
耐熱材料からなり、平坦かつ平滑な載置面を備えたセッ
ターを用い、このセッターの載置面の上に熱処理される
ガラス基板が載置され加熱炉に導入するといった方法が
とられている。

【０００６】従来のセッターは、熱処理されるガラス基
板よりも若干大きめの板状のアルミナセラミックスの表
面をダイヤモンド砥石を用いて研削し所定の厚さに仕上
げたものが一般的である。このように作製されたセッタ
ーは、ガラス基板が載置される載置面の平坦度、即ち、
長さ５００ｍｍ当たりの反りの大きさの割合が０．５％
程度で、載置面の表面粗さはＲａ値で１０μｍ程度であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセッターの上に大型ガラス基板を載置して５００〜
６５０℃の温度域で熱処理を行った場合、従来のセッタ
ーは、熱膨張係数が約７１×１０^-7／Ｋのアルミナセラ
ミックスからなるため、加熱冷却に伴う膨張収縮が大き
く、その結果、セッター自体の平坦性が失われて反りが
発生する。特に、セッターが大型である場合、反りの程
度が大きくなり、その上に載置される大型のガラス基板
に変形を生じさせる原因になる。

【０００８】一方、ソーダライム系ガラスからなるガラ
ス基板は、加熱に伴って軟化現象を生じる結果、セッタ
ーの載置面に密着した状態となり、セッターの載置面に
平坦性が維持されていないと、ガラス基板の軟化した表
面がセッターの載置面に倣うために反りが生じる。特
に、大型のガラス基板の場合は、セッターの載置面の不
具合の影響が顕著になる。

【０００９】さらに、セッターの載置面に表面加工の痕
跡、いわゆるツールマークが残っているような平滑さで
あると、ガラス基板の軟化した表面にセッターの載置面
のツールマーク形状がそのまま転写されることになる。
また、セッターの載置面に載置されたガラス基板が温度
変化に伴って伸長および収縮するため、この伸縮の際に
セッターの載置面が平滑でないとガラス基板との間に摩
擦を生じ、ガラス基板の表面に擦傷が入ることになる。
特に、大型のガラス基板の場合は、セッターの載置面と
の接触域が大きいためにツールマークがガラス基板の表
面に広く分布することになり、また、温度変化に伴う伸
縮の程度が大きいために擦傷が発生し易くなる。

【００１０】また、ダイヤモンド砥石で表面を研削して
得られる従来のセッターによれば、平坦度と表面粗さの
いずれの値も大きく、ＰＤＰ用のガラス基板熱処理用と
して十分な平坦性および平滑性を有しているとは言え
ず、ガラス基板の反りの発生、ガラス基板表面のツール
マークや擦傷の発生が避けられない。

【００１１】この問題を解決するために、セッターの載
置面をポリッシングして鏡面に近い状態に仕上げ、平坦
度と表面粗さの値を小さくして、載置面の平坦性と平滑
性を向上させる試みがなされた。ところが、このような
セッターは、平坦度は満足できるが、表面粗さが小さく
なり過ぎるために、ガラス基板を載置する際に、ガラス
基板の表面とセッターの載置面との間に隙間がほとんど
なく、エアクッション作用が生じてガラス基板がセッタ
ー上を滑って所定位置に安定して載置することができな
い。さらに、熱処理完了後に、ガラス基板を取出す際
に、ガラス基板の軟化した表面とセッターの載置面とが
ほぼ密着状態にあるため、ガラス基板をセッターの載置
面から分離するのが困難になる。特に、大型のガラス基
板の場合は、セッターと密着する面積が大きいために、
セッターの載置面への安定載置およびセッターの載置面
からの分離が一層困難になる。

【００１２】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、大型のガラス基板を
直接載置して熱処理するに際して、セッターに実質的に
反りが発生じることなく、セッターの載置面の形状がガ
ラス基板に転写せず、ガラス基板をセッターに安定して
載置可能であり、かつセッターからの分離を容易に行う
ことができる大型のガラス基板熱処理用セッターを提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るガラス基板熱処理用セッターは、大型
のガラス基板を載置面に載置した状態で加熱炉内に導入
されるガラス基板熱処理用セッターにおいて、熱膨張係
数が１５×１０^-7／Ｋ以下の結晶化ガラスからなり、前
記載置面の平坦度が０．３％以下であり、かつ、前記載
置面の表面粗さがＲａ値で０．１〜１μｍの範囲にある
ことを特徴とする。

【００１４】本発明では、平坦度はＪＩＳＲ３２０
２に規定された単位長さ当たりの反りの大きさの割合
を、表面粗さＲａはＪＩＳＢ０６０１に規定された
算術平均粗さであって、測定カットオフ値が０．８ｍ
ｍ、測定長が４ｍｍの条件で測定した場合の値をそれぞ
れ意味する。

【００１５】

【作用】本発明に係るガラス基板熱処理用セッターは、
熱膨張係数が１５×１０^-7／Ｋ以下の結晶化ガラスから
なるので、室温〜約６００℃に到る熱処理の温度域で使
用しても温度変化による膨張収縮が小さく、セッター自
体の高い平坦性が維持されるため、その上に直接載置さ
れて熱処理される大型のガラス基板に反りを生じさせる
ことがない。

【００１６】また、本発明のガラス基板熱処理用セッタ
ーは、大型のガラス基板を直接載置する載置面の平坦
度、即ち、長さ５００ｍｍ当たりの反りの大きさの割合
が０．３％以下と高い平坦性を有するので、セッターの
表面に直接載置される大型のガラス基板に反りを生じさ
せず、高い平坦性を維持したまま大型のガラス基板を熱
処理することができる。

【００１７】さらに、本発明のガラス基板熱処理用セッ
ターは、大型のガラス基板を直接載置する載置面の表面
粗さがＲａ値で０．１〜１μｍの範囲にあるので、大型
のガラス基板の軟化した表面にセッターの表面のパター
ンが転写されることがなく、しかも大型のガラス基板を
セッターの載置面に載置する際に、大型のガラス基板が
セッターの載置面を上滑りせず、熱処理後に大型のガラ
ス基板をセッターの載置面から容易に分離することがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のガラス基板熱処理用セッ
ターは、結晶化ガラスからなり、熱処理される大型のガ
ラス基板を直接載置する載置面が所定の平坦度と表面粗
さとを有するように加工されてなるものである。

【００１９】図１は、本発明のガラス基板熱処理用セッ
ターの載置面に被処理物である大型のガラス基板を載置
した状態を示す斜視図、とその断面図であり、１はガラ
ス基板熱処理用セッター（以下セッターと称す）を、Ｇ
は大型のガラス基板をそれぞれ示している。

【００２０】本発明に係るセッター１は、ＳｉＯ₂、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏ、Ｐ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂を主成分
とするガラス生地をロールアウト製板法により厚さ６．
２ｍｍの板状に成形し、これを再加熱して結晶化するこ
とにより得られた結晶化ガラスからなるものであり、こ
の結晶化ガラスの熱膨張係数は１５×１０^-7／Ｋ以下
の、例えば５×１０^-7／Ｋである。

【００２１】上記の結晶化ガラスを所定の大きさ、例え
ば、表示画面が４２インチのＰＤＰ用の大型のガラス基
板Ｇを載置するためのものであれば、短辺９００ｍｍ、
長辺１３００ｍｍの矩形に切断して、この表面をダイヤ
モンドジェネレータを用いて厚さ約５．５ｍｍの板厚に
研削した後、＃６００の研磨砥粒を用いて片面ずつ研磨
機でラッピングして表面および裏面が平坦かつ平滑に加
工されている。このような加工により、セッター１の表
裏両表面は、０．３％以下の平坦度で、Ｒａ値の範囲で
０．１〜１．０μｍ、例えば０．５μｍの表面粗さとさ
れている。上記の平坦度および表面粗さは、少なくとも
ガラス基板Ｇが直接載置されるセッター１の載置面にお
いて実現されていれば足りる。

【００２２】上記のように作製されたセッター１の表面
に、短辺５５４ｍｍ、長辺９８０ｍｍ、厚さ２．７ｍｍ
のガラス基板Ｇを載置し、加熱炉に導入し、５８０〜６
００℃の温度で３０分間ガラス基板Ｇを保持した後、加
熱炉から取出したところ、次のような結果が得られた。

【００２３】まず、熱処理の準備としてガラス基板Ｇを
セッター１の載置面に載置するのに、ガラス基板Ｇとセ
ッター１との間にエアクッション作用がなく、ガラス基
板Ｇを容易に載置することができた。

【００２４】また、熱処理中および熱処理後において、
セッター１には反りが見られず、高い平坦性を維持し
た。同様に、ガラス基板Ｇにも反りは認められなかっ
た。

【００２５】さらに、熱処理が完了した後に、ガラス基
板Ｇをセッター１の載置面から分離するに際しても、ガ
ラス基板Ｇがセッター１と融着するようなこともなく円
滑に分離することができた。また、熱処理後のガラス基
板Ｇの表面は、セッター１の載置面のパターンが転写さ
れることなく高い平滑性が維持されており、擦傷は認め
られなかった。

【００２６】比較例１として、上記実施の形態のセッタ
ーと同寸法で熱膨張率が約７１×１０^-7／Ｋのアルミナ
セラミックス板を、その表面をダイヤモンド砥粒を用い
て研削して平坦度が０．５％、表面粗さがＲａ値で１０
μｍの載置面を有するセッターを作製した。

【００２７】比較例１のセッターを用いて上記と同条件
で前記のガラス基板Ｇを熱処理したところ、熱処理中お
よび熱処理後に、このセッターに反りが見られ、ガラス
基板Ｇにはセッターの反りに倣った反りが認められた。
また、熱処理後においてガラス基板Ｇの表面には、セッ
ター表面のパターンと同じパターンが形成されており、
また、セッターとの摩擦による擦傷の存在が認められ
た。

【００２８】さらに、比較例２として、上記実施の形態
のセッターと同じ結晶化ガラス板の表面をポリッシング
して平坦度が０．２％、表面粗さがＲａ値で０．０５μ
ｍの載置面を有するセッターを作製した。

【００２９】比較例２のセッターを用いて上記と同条件
で前記のガラス基板Ｇを熱処理したところ、熱処理中お
よび熱処理後に、このセッターには反りが見られず、ガ
ラス基板Ｇの平坦性を損なうような影響は認められなか
ったが、ガラス基板Ｇをセッターの載置面に載置するに
際して、ガラス基板Ｇとセッターとの間にエアクッショ
ン作用が働いてガラス基板Ｇが水平方向に滑り、ガラス
基板Ｇをセッターの所定位置に安定させるのに手間が掛
かった。また、熱処理後にガラス基板をセッターから分
離するに際して、ガラス基板とセッターとの間にほとん
ど空隙がなく、両者の表面同士が密着状態にあるため、
ガラス基板Ｇがセッターから容易に分離しなかった。

【００３０】

【発明の効果】本発明のガラス基板熱処理用セッター
は、熱膨張係数が１５×１０^-7／Ｋ以下の結晶化ガラス
からなるので、温度変化による膨張収縮が少なく、熱処
理用の治具として用いた場合に、反りが発生せず高い平
坦度を維持することができる。

【００３１】また、本発明のガラス基板熱処理用セッタ
ーは、被処理物である大型のガラス基板と直接接触する
載置面の平坦度が０．３％以下と、高い平坦性を有する
ので、その上面に直接載置されて熱処理されるガラス基
板に反りが生じない。

【００３２】さらに、本発明のガラス基板熱処理用セッ
ターは、大型のガラス基板を載置する載置面の表面粗さ
がＲａ値で０．１〜１μｍの範囲であり、所望する範囲
の平滑性を有するので、ガラス基板の表面にセッターに
載置面のパターンが転写されることなく、しかもガラス
基板をセッターから容易に分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明のガラス基板熱処理用セッタ
ーの載置面に大型のガラス基板を載置した状態を示す斜
視図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図。

【符号の説明】

１セッターＧガラス基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大型のガラス基板を載置面に載置した状
態で加熱炉内に導入されるガラス基板熱処理用セッター
において、熱膨張係数が１５×１０^-7／Ｋ以下の結晶化ガラスから
なり、前記載置面の平坦度が０．３％以下であり、か
つ、前記載置面の表面粗さがＲａ値で０．１〜１μｍの
範囲にあることを特徴とするガラス基板熱処理用セッタ
ー。