JP2013130417A

JP2013130417A - ガラス板の反り測定方法およびガラス板の製造方法

Info

Publication number: JP2013130417A
Application number: JP2011278443A
Authority: JP
Inventors: Shinji Aihara; 眞二合原
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-07-04

Abstract

【課題】ガラス板の反り量を、非破壊で緻密に測定する。
【解決手段】定盤２のガラス載置面２ａ上に載置したガラス板１に対して光を照射するとともに、分光干渉法を用いて、ガラス板１の裏面で反射した干渉光とガラス載置面２ａで反射した干渉光との光路差を求め、ガラス板１の裏面とガラス載置面２ａとの間の空気層の厚みをガラス板１の反り量として測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス板の反りの大きさを測定する技術の改良に関する。

周知のように、近年の表示デバイスの多様化に伴って、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイなどのフラットパネルディスプレイが普及されるに至っている。

フラットパネルディスプレイは、通常、２枚のガラス基板（以下、ガラス板という。）の表面にディスプレイの種類に応じて必要な塗布材料を塗布した後、それらの２枚のガラス板を組み付けることにより製造される。このとき、ガラス板の反りが大きければ、塗布材料の塗布厚みが不均一になることから、露光を施した場合に露光ムラが生じ、絶縁不良や発光不良、画質劣化など、フラットパネルディスプレイにとって致命的な欠陥を招くことになる。このため、使用されるガラス板の反りの大きさ（以下、反り量という。）を予め正確に把握することが重要となる。特に、ガラス板が薄板化及び大型化されるに連れて、反りの態様が複雑化し易いため、その反り量の正確な把握の重要性が増すことになる。

ガラス板の反り量は、平らな定盤の上にガラス板を載置した状態で、ガラス板と定盤との間に隙間ゲージを挿入して測定するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。ここで、上記の塗布材料の塗布や露光などの工程は、ガラス板を定盤の上に載置して実施することから、ガラス板の反りも同様に定盤の上で評価されるのが通例である。

特開２００４−８７３８２号公報

しかしながら、ガラス板の反り量を隙間ゲージで測定する場合、ガラス板の外周部の反り量を測定することはできるものの、ガラス板の中央部の反り量を測定することは極めて困難である。このため、ガラス板全体の反り量を把握できないという問題がある。

また、特許文献１に開示されているように、ガラス板を小片に切断して、ガラス板の中央部等に対応する反り量を測定することも考えられるが、ガラス板を小片に切断するという破壊を必然的に伴ってしまう。

本発明は、上記実情に鑑み、ガラス板の反り量を非破壊で緻密に測定することを技術的課題とする。

上記課題を解決するために創案された本発明は、基準面上に位置するガラス板の反り量を測定するガラス板の反り量測定方法において、前記ガラス板の表面側から光を照射し、分光干渉法を用いて、前記ガラス板の裏面で反射した干渉光と前記基準面で反射した干渉光との光路差を求め、前記ガラス板の裏面と前記基準面との間の空気層の厚みを測定することに特徴づけられる。

すなわち、ガラス板の表面側から光を照射させると、その照射光によって、ガラス板の表面、ガラス板の裏面、および基準面でそれぞれ反射した干渉光が生じる。そして、ガラス板に反りが生じている場合には、ガラス板の裏面が、基準面から浮いた状態でガラス板と基準面との間の空気層が形成されていることから、ガラス板の裏面で反射した干渉光と、基準面で反射した干渉光との光路差が生じる。そして、分光干渉法を用いれば、この光路差を正確に測定し、反り量に対応した空気層の厚みを精度よく測定できる。したがって、ガラス板の反り量を緻密に把握することができる。また、このような光を利用した測定方法の場合、ガラス板の反り量を非接触且つ非破壊で測定することも可能となる。なお、このようなガラス板の反り量測定方法は、ガラス板の製造ラインなどのオンラインで実行してもよいし、オフラインで実行してもよい。

上記の方法において、分光干渉法を用いて、前記ガラス板の表面で反射した干渉光と前記ガラス板の裏面で反射した干渉光との光路差を求め、前記ガラス板の厚みを更に測定するようにしてもよい。

このようにすれば、ガラス板の反り量と同時に、ガラス板の厚みも正確に把握することができる。

上記の方法において、前記光を前記ガラス板の平面内で走査し、前記ガラス板の平面内の反り量を測定することが好ましい。

このようにすれば、ガラス板の反り量の分布を把握することができる。

上記の方法において、前記ガラス板の厚みが、６００μｍ以下であることが好ましい。更には、前記ガラス板の一辺の大きさが、４００ｍｍ以上であることが好ましい。

このような薄板ガラス、特に大型の薄板ガラスの場合、さまざまな反りが複雑な態様で顕在化し得るため、本願発明の反り量の測定方法の利点を最大限発揮することができる。

上記の方法において、前記光は、近赤外線領域の波長を有することが好ましい。

また、上記のガラス板の反り量測定方法は、ガラス板の製造工程の中の一工程として実行してもよい。

以上のように本発明によれば、ガラス板の反り量を、非破壊で緻密に測定することができる。

本発明の一実施形態に係るガラス板の反り測定方法の実況図である。本実施形態に係るガラス板の反り測定方法における干渉光の状態を示す図である。本実施形態に係るガラス板の反り測定方法における多層膜厚測定装置の走査の態様を示す図である。本実施形態に係るガラス板の反り量測定方法による結果を３次元表示した一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るガラス板の反り量測定方法を説明するための図である。なお、図中において、ガラス板１の反りは誇張されている。

この反り量測定方法には、ガラス板１を平置き姿勢で載置する定盤２と、多層膜厚測定装置３とが用いられる。測定対象のガラス板１としては、例えば、一辺が４００ｍｍ以上で、厚みが６００μｍ以下（好ましくは３０〜３００μｍ、より好ましくは５０〜２００μｍ）のフラットパネルディスプレイ用のガラス基板が挙げられる。ガラス板１は、例えば、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、リドロー法などのダウンドロー法や、フロート法によって成形される。特に、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形すると、板厚が小さいガラス板を作製しやすくなる。そして、ガラス板の板厚が小さいほど、反りの態様が複雑化することから、隙間ゲージを用いるなどの従来型の反り量の測定は困難となり、本発明の効果が大きくなる。

定盤２は、例えば金属製であって、反り量の基準面となるガラス載置面（上面）２ａが水平をなす。

多層膜厚測定装置３は、光の分光干渉を利用して膜厚を測定するものであって、例えば、近赤外線の波長領域の光が使用される。このような分光干渉式の多層膜厚測定装置３としては、例えば、Ｌｕｍｅｔｒｉｃｓ社製のＯｐｔｉＧａｕｇｅＤＩ−３４０を改良したものを用いることができる。

そして、ガラス板１に反りが生じている場合に、ガラス板１の裏面１ｂと定盤２のガラス載置面２ａとの間に形成される空気層４を１つの膜とみなし、多層膜厚測定装置３によって、この空気層４の厚みを測定する。ガラス板１の反り量は、一般に定盤２からの垂直離間距離で定義されるので、測定された空気層４の厚みが反り量に対応することになる。

詳細には、図２に示すように、多層膜厚測定装置３からの光の照射位置に反りが生じている場合には、３つの干渉光Ｌ１〜Ｌ３が生じる。すなわち、ガラス板１の表面１ａで反射した第１の干渉光Ｌ１と、ガラス板１の裏面１ｂで反射した第２の干渉光Ｌ２と、定盤２のガラス載置面２ａで反射した第３の干渉光Ｌ３が生じる。このうち、第２の干渉光Ｌ２と、第３の干渉光Ｌ３との光路差（空気層４の屈折率をｎ₁，空気層４の厚みをｄ₁とすれば、２ｎ₁ｄ₁）は、空気層４の厚みに対応していることから、この光路差を分光干渉法により求めれば、ガラス板１の反り量を測定することができる。

また、第１の干渉光Ｌ１と、第２の干渉光Ｌ２との光路差（ガラス板１の屈折率ｎ₂，ガラス板１の厚みをｄ₂とすれば、２ｎ₂ｄ₂）は、前記反り量を測定した位置におけるガラス板１の厚みに対応していることから、この光路差を分光干渉法により求めれば、ガラス板１の反り量と同時に厚みを測定することも可能となる。

なお、このような一連の測定に際し、空気層４の屈折率ｎ₁と、ガラス板１の屈折率ｎ₂は、多層膜厚測定装置３に予め付与するものとする。

また、この実施形態では、多層膜厚測定装置３は、図示しないリニアガイドに支持されており、図３に示すように、ガラス板１の直交する二辺に沿うＸ軸方向と、Ｙ軸方向にそれぞれ移動可能になっている。そして、定盤２上にガラス板１を静止させた状態で、多層膜厚測定装置３から照射される光をガラス板１に対して走査し、ガラス板１の平面内の反り量を測定するようになっている。なお、図例のように、Ｙ軸方向に延びる複数の平行線に沿って光を走査する場合には、走査線ＬのＸ方向の間隔Ｄは、５０ｍｍ以下に設定することが好ましい。また、測定分解能は、１μｍ程度とすることが好ましい。

そして、このようにガラス板１の平面内の反り量を測定し、その測定データをマッピングすれば、図４に示すように、ガラス板１の反り量を３次元的に把握することも可能となる。この際、３次元データは、最小二乗法や、スプライン関数などの補完処理を施したデータを用いてもよい。

また、以上の反り量測定方法を、ガラス板１の製造工程に組み込んでガラス板を製造する場合には、製造ラインのオンライン上で実行してもよいし、オフライン上で実行してもよい。そして、例えば、反り量測定工程でガラス板１の反り量が適正範囲内にあると判断された場合には、そのまま製造を継続し、適正範囲外であると判断された場合には、ガラス板１の製造条件を変更する。ここで、製造条件の変更としては、オーバーフローダウンドロー法などによりガラス板１を成形する場合には、成形ゾーンや徐冷ゾーンにおけるガラスリボンの幅方向及び表裏面の温度分布や、ガラスリボンの流下速度の変更などが挙げられる。より具体的には、例えば、測定結果により、反り量が不適切な箇所に対応したガラスリボンの温度勾配が小さくなるように、徐冷ゾーン内の温度分布を微調整する。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上記の実施形態では、ガラス板１を定盤２上に静止させた状態で、多層膜厚測定装置３をガラス板１に対して移動させて光を走査する場合を説明したが、多層膜厚測定装置３を静止させた状態で、ガラス板１をコンベアベルトなどの移動台上に載せて移動させてもよいし、ガラス板１と多層膜厚測定装置３の双方を移動させてもよい。すなわち、ガラス板１と多層膜厚測定装置３との間に相対的に移動があればよい。

また、上記の実施形態では、矩形状に切断されたガラス板１を測定対象として説明したが、例えば、ガラス板１をオーバーフローダウンドロー法で成形する場合には、成形体に連続するガラスリボンを測定対象のガラス板としてもよい。この場合、ガラスリボンの反り量の測定は、徐冷ゾーン（アニールゾーン）後であることが好ましい。

また、ガラス板１の表面や裏面に異物が付着していると、反り量の測定に誤差が生じ得る。このため、ガラス板１の反り量の測定は、クリーンルーム内等の清浄な雰囲気下で行ったり、洗浄工程後に行うことが好ましい。

また、床の振動などの外的要因や装置と床の共振作用で、測定データに悪影響を及ぼすおそれがあるので、パッシブ型またはアクティブ型の除震台の上に装置を設定するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、ガラス板１の一方の面を下方にしたときの反り量を測定する場合を説明したが、ガラス板１の一方の面を下方にしたときの反り量と、他方の面を下方にしたときの反り量をそれぞれ測定するようにしてもよい。

１ガラス板
２定盤
３多層膜厚測定装置
４空気層

Claims

基準面上に位置させたガラス板の反り量を測定するガラス板の反り量測定方法において、
前記ガラス板の表面側から光を照射し、分光干渉法を用いて、前記ガラス板の裏面で反射した干渉光と前記基準面で反射した干渉光との光路差を求め、前記ガラス板の裏面と前記基準面との間の空気層の厚みを測定することを特徴とするガラス板の反り量測定方法。
分光干渉法を用いて、前記ガラス板の表面で反射した干渉光と前記ガラス板の裏面で反射した干渉光との光路差を求め、前記ガラス板の厚みを更に測定することを特徴とする請求項１に記載のガラス板の反り量測定方法。
前記光を前記ガラス板の平面内で走査し、前記ガラス板の平面内の反りの分布を測定することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板の反り量測定方法。
前記ガラス板の厚みが、６００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の反り量測定方法。
前記ガラス板の一辺の大きさが、４００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載のガラス板の反り量測定方法。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス板の反り量測定方法を実行する工程を含むガラス板の製造方法。