JP2015224171A - ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄板化しても反り等がなく、高精細ＦＰＤ用途にも問題なく対応できる熱収縮率が小さなガラス基板の製造工程を含むガラス基板の製造方法の提供。【解決手段】所定寸法よりも大きい寸法を有するガラス基板１１を準備し、セッター１２上に載置して積層体１０を作製する積層体作製工程と、積層体１０を熱処理炉２０内に投入して熱処理を行う熱処理工程と、熱処理後のガラス基板１１の反り量を測定手段３０によって測定する測定工程と、測定後のガラス基板１１の周辺部１１ａを切断手段４０によって切断除去して所定寸法を有するガラス基板１１とする切断工程後に、セッター１２からガラス基板１１を分離してガラス基板１１を製造する方法。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイや、有機ＥＬ照明、太陽電池、リチウムイオン電池、デジタルサイネージ、タッチパネル、電子ペーパー、携帯電話やスマートフォン等の電子デバイスに使用されるガラス基板の製造方法に関する。

近年、スマートフォンやタブレット型端末の登場に伴って、フラットパネルディスプレイ（以下では、ＦＰＤという。）の薄型化及び軽量化と共に、高精細化が進んでいる。

ＦＰＤ用の基板としてはガラス基板が広く用いられており、上記の薄型化や軽量化などの要請を受け、ガラス基板の薄板化が推進されている。

ガラス基板の成形方法としては、フロート法やロールアウト法等様々な成形方法があるが、成形されるガラス基板の平滑性が優れているなどの理由から、オーバーフローダウンドロー法に代表されるダウンドロー法が広く利用されている。

このダウンドロー法では、ガラスの板引き速度を速くすることで、ガラス基板の薄板化
に対処しているのが現状である。

しかしながら、ダウンドロー法の場合、ガラス基板の元となる長尺ガラスを下方に移行させながら徐冷ゾーンを通過させるため、板引き速度を速くすると、徐冷ゾーンでの滞在時間が短くなり、ガラスが急冷状態で固化される。その結果、このようなガラス基板をＦＰＤに用いると、その製造工程に含まれる熱処理時に、ガラス基板の熱収縮が大きくなるという問題がある。

詳細には、ＦＰＤの製造工程でガラス基板の表面に薄膜電気回路を形成する際に、ガラス基板が高温で熱処理を受ける。この際、ガラス基板の熱収縮が大きいと、ガラス基板の表面に形成される回路パターンが設計からずれ、所望の電気的性能を維持できなくなるという重大なトラブルを招くおそれがある。

そこで、下記特許文献１には、ＦＰＤの製造工程の前に、成形されたガラス基板を徐冷炉に入れて再度徐冷することが開示されている。徐冷炉内の加熱温度を上昇させたり、徐冷時間を長く確保することで、ガラス基板に生じる熱収縮率を小さくすることができる。

特開平５−３３０８３６号公報

しかしながら、徐冷温度を高くしたり、徐冷時間を長くしたりすると、熱収縮率自体は小さくなるにも関わらず、一方で、ガラス基板に熱変形が生じ、ガラス基板に生じる反りが大きくなる問題が生じた。このガラス基板に生じる反りは、ガラス基板が薄板化すると特に顕著となった。ガラス基板の反りが大きいと、ＦＰＤ製造時における搬送や露光、セル化等の各工程で問題が生じるおそれが高まる。

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、薄板化しても反り等がなく、高精細ＦＰＤ用途にも問題なく対応できるガラス基板を提供することを目的とする。

本発明者は、ガラス基板の徐冷に関して鋭意研究した結果、セッター上にガラス基板を載置して熱処理を行うことにより徐冷する場合において、熱処理後に生じるガラス基板の反りは、ガラス基板周辺部で特に顕著となり、かつ、ガラス基板の周辺部以外の中央部分は反りが殆ど発生していないことを見出し、本発明に至った。

すなわち、上記課題を解決するために創案された本発明は、第１の寸法を有するガラス基板の製造方法であって、前記第１の寸法よりも大きい第２の寸法を有するガラス基板をセッター上に載置して積層体を作製する積層体作製工程と、前記積層体を熱処理炉内に投入して熱処理を行う熱処理工程と、前記熱処理後の前記ガラス基板の反り量を測定する測定工程と、前記測定後の前記ガラス基板の周辺部を切断除去して前記第１の寸法とする切断工程と、を含むことを特徴とするガラス基板の製造方法に関する。

上記構成において、前記切断工程では、前記測定工程で得られた前記反り量を基準として、前記ガラス基板の周辺部の切断幅を決定することが好ましい。

上記構成において、前記積層体作製工程では、前記測定工程で得られた前記反り量を基準として、前記第２の寸法を決定することが好ましい。

上記構成において、前記切断幅と前記第２の寸法の決定後に、前記測定工程を省略することが好ましい。

上記構成において、前記熱処理工程の最高温度は、前記ガラス基板の徐冷点よりも低いことが好ましい。

上記構成において、前記切断幅は、ガラス基板端辺から５〜５０ｍｍであることが好ましい。

上記構成において、前記熱処理工程における降温速度は、１℃／分以上であることが好ましい。

上記構成において、前記ガラス基板の板厚は、５００μｍ以下であることが好ましい。

本発明によれば、熱収縮率が小さく、反りもない薄型ガラス基板を製造することができる。

本発明に係るガラス基板の製造方法を示したである。 ガラス基板、セッターの製造装置の説明図である。 積層体作製装置の一例を示した図である。 熱処理炉の一例を示した図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ガラス基板の熱収縮率の測定手順を説明するための平面図である。

以下、本発明に係るガラス基板の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、以下の実施形態は、単なる一例であり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、図１に示す通り、積層体１０を作製する積層体作製工程と、熱処理炉２０に積層体１０を投入して熱処理を行う熱処理工程と、測定手段３０で熱処理後のガラス基板１１の反り量を測定する測定工程と、切断手段４０で測定後のガラス基板１１の周辺部１１ａを切断除去して第１の寸法とする切断工程とを備えている。

本発明に係る積層体作製工程は、図２に示す通り、第１の寸法よりも大きい第２の寸法を有するガラス基板１１をセッター１２上に載置して積層体１０を作製する工程である。

ガラス基板１１は、ケイ酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、ソーダガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。尚、ここで無アルカリガラスとは、アルカリ成分（アルカリ金属酸化物）が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分が３０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明でのアルカリ成分の含有量は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは３００ｐｐｍ以下である。

ガラス基板１１の歪点は、６００℃以上が好ましく、６５０℃以上がより好ましく、６８０℃以上が更に好ましく、７００℃以上が最も好ましい。歪点が高温であれば、ＦＰＤ作製時に高温の成膜工程を有していたとしても、熱収縮率を小さくすることができる。ここで、歪点は、「ＡＳＴＭ Ｃ３３６」に規定された方法に基づいて測定した値を指す。

ガラス基板１１の厚みは、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは５μｍ〜３００μｍ、さらに好ましくは５μｍ〜２００μｍ、最も好ましくは５μｍ〜１００μｍである。これによりガラス基板１１の厚みをより薄くして、使用される電子デバイスの軽量化を図ることができる。

積層体作製工程におけるガラス基板１１の寸法は、第１の寸法よりも大きい第２の寸法を有する。ここで、第１の寸法とは、最終的に作製されるガラス基板１１の寸法のことであり、後述する切断工程後のガラス基板１１の寸法のことである。第２の寸法とは、第１の寸法に後述する切断工程時に切断除去される周辺部を加味した寸法のことである。

ガラス基板１１の第１の寸法は、一辺が５００ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、１枚のガラス基板１１を使用して多数の電子デバイスを作製することができ、所謂多面取りを行うことが可能となる。第１の寸法は、７００ｍｍ以上であることがより好ましく、１０００ｍｍ以上であることが更に好ましい。

セッター１２は、ガラス、結晶化ガラス、セラミックス、金属等の耐熱性を有する材料を使用することができる。セッター１２は、ガラス基板１１と同様、ケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、無アルカリガラス等を用いることが好ましい。セッター１２については、ガラス基板１１との３０〜３８０℃における熱膨張係数の差が、５×１０^−７／℃以内のガラスを使用することが好ましい。これにより、後述する熱処理工程時に熱処理を行ったとしても、ガラス基板１１とセッター１２との膨張率の差によって、ガラス基板１１とセッター１２とが擦れることによりガラス基板１１に傷等が生じるのを防止することができる。セッター１２とガラス基板１１とは、同一の組成を有するガラスを使用することが最も好ましい。

セッター１２の厚みは、５００μｍ以上であることが好ましく、７００μｍ以上であることがより好ましい。支持ガラス１２の厚みが５００μｍ以上であると、後述する熱処理工程において、積層体１０を載置する台が、積層体１０の下面の全面を支持する形態ではなく縁部のみを支持する棚板や点支持を行う支持ピン等であったとしても、積層体１０が撓むことを防止することができる。セッター１２の厚みは、１ｍｍ以上、１．２ｍｍ以上であることが更に好ましい。

セッター１２の寸法は、ガラス基板１１の第１の寸法よりも大きいことが好ましく、第２の寸法よりも大きいことがより好ましい。セッター１２の寸法が、ガラス基板１１の寸法よりも大きいことで、ガラス基板１１がセッター１２から食み出すことによるガラス基板１１の周辺部１１ａに生じる垂れ下がりを防止することができ、反り等の発生が少ないガラス基板１１とすることができる。加えて、ガラス基板１１を後述する熱処理後に昇温や降温させる場合に、ガラス基板１１の全面をセッター１２が支持することとなり、ガラス基板１１に温度ムラが生じるのを防止することができる。

セッター１２の上面（ガラス基板１１を載置する側の面）には、無機薄膜が形成されていることが好ましい。無機薄膜を形成することで、特にセッター１２としてガラスを使用した場合に、熱処理後にガラス基板１１とセッター１２とが固着することを防止することができる。形成する無機薄膜としては、ＩＴＯ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｐｒ_６Ｏ_１１、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、ＨｆＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＩＴＯ、ＺｒＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＣｅＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ｔｉ_３Ｏ_５、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＳｉＮ、ＡｌＮから選択される１種又は２種以上で形成されることが好ましい。特に、無機薄膜は、ＩＴＯなどの酸化物で形成されることが好ましい。酸化物薄膜の場合、熱的に安定であるため、徐冷工程に同一のセッター１２を繰り返し使用することができる。尚、セッター１２を表裏面双方使用可能とするため、セッター１２の表裏面に無機薄膜を形成しても良い。

セッター１２の上面に形成する無機薄膜の厚みは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが最も好ましい。無機薄膜の厚みが５ｎｍ未満であると、後述する熱処理での温度によっては、ガラス基板１１がセッター１２から剥離し難くなるおそれがある。

セッター１２上に無機薄膜を形成する方法としては、公知の方法を使用することができ、例えばスパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法等を使用することができる。

本発明に使用されるガラス基板１１及びセッター１２は、ダウンドロー法によって成形されていることが好ましく、オーバーフローダウンドロー法によって成形されていることがより好ましい。特に、図２に示すオーバーフローダウンドロー法は、成形時にガラス板の両面が、成形部材と接触しない成形法であり、得られたガラス板の両面（透光面）には傷が生じ難く、研磨しなくても高い表面品位を得ることができる。無論、フロート法やスロットダウンドロー法、ロールアウト法、アップドロー法、リドロー法等によって、ガラス基板１１及び／またはセッター１２が成形されていてもよい。

図２は、本発明に係るガラス基板１１とセッター１２を製造する方法を示した図である。
製造装置５０の成形炉５１内部には、断面楔状の外表面形状を有する成形体５２が配設されており、図示しない溶融窯で溶融されたガラス（溶融ガラス）を成形体５２に供給することで、当該溶融ガラスが成形体５２の頂部から溢れ出るようになっている。そして、溢れ出た溶融ガラスは、成形体５２の断面楔状を呈する両側面を伝って下端で合流することで、溶融ガラスからガラスリボンＧの成形が開始されるようになっている。成形体５２下端で合流した直後のガラスリボンＧは、冷却ローラ（エッジローラ）５３によって幅方向の収縮が規制されながら下方へ引き伸ばされて所定の厚みまで薄くなる。次に、前記所定厚みに達したガラスリボンＧをローラ５４で送りだすことにより、徐冷炉（アニーラ）で徐々に冷却し、ガラスリボンＧの熱歪を除き、徐冷されたガラスリボンＧを室温程度の温度にまで十分に冷却するようになっている。徐冷炉を通過したガラスリボンＧは、湾曲補助ローラ５５によって鉛直方向から水平方向へと進行方向を変えた後、ガラスリボンＧの幅方向両端部に存在する不要部分（冷却ローラ５３やローラ５４等が接触した部分）を長手方向切断装置５６で切断する。その後、幅方向切断装置５７で所定幅毎に切断を行うことによって、本発明で使用されるガラス基板１１を得ることができる。尚、幅方向切断装置５７で幅方向に切断した後、長手方向切断装置５６でガラスフィルムリボンＧの不要部分を切断除去することによって、ガラス基板１１を作製してもよい。また、上述の製造装置５０では、枚葉式でガラス基板１１を作製する方法について説明したが、これには限定されず、長手方向切断装置５６によって不要部分を切断した後に幅方向に切断することなく、合紙を介してガラスリボンＧをロール状に巻き取ることによってガラスロールを作製しても良い。また、上述の製造装置５０では、可撓性のあるガラスフィルムであるガラス基板１１を製造する方法について説明したが、比較的厚みのあるガラス基板１１やセッター１２を製造する場合には、湾曲補助ローラ５５を設けずに縦姿勢のまま幅方向切断装置５７で所定幅ずつ切断することで、枚葉式でガラス基板１１やセッター１２を製造することもできる。

図３は、本発明に係る積層体１０の作製装置の一例を示した図である。

積層体１０の作製時には、図３に示す通り、ガラス基板１１の下面を支持手段６０によって支持しながらセッター１２上にガラス基板１１を載置することが好ましい。ガラス基板１１の上面はＦＰＤ作製時に成膜処理等を行う保証面とされているため、図示しない吸着パッド等によってガラス基板１１の上面を接触することは望ましくないからである。

図３では、ガラス基板１１の対向する２辺の下面が下方から支持手段６０の支持アーム６１に設けられた複数の支持ローラ４２によって直接支持される。その結果、ガラス基板１１が、支持アーム６１の支持ローラ４２によって下に凸状に撓んだ状態で支持される。その後、ガラス基板１１とセッター１２とを相対的に近づけることにより、ガラス基板１１の凸状に撓んだ部分をセッター１２に接触させる。その後に対向する支持手段６０を互いに離反させることで、セッター１２上にガラス基板１１を載置することで、積層体１０を作製している。

本発明の熱処理工程は、図１に示す通り、積層体１０を熱処理炉２０に投入してガラス基板１１の熱収縮率を低減させるための徐冷処理を施す工程である。

本発明の熱処理工程における最高温度は、ガラス基板１１の徐冷点よりも低いことが好ましい。これにより、熱処理後にガラス基板１１に生じる反りの量を低減させることができる。一方、熱処理工程における最高温度は、ガラス基板１１の歪点より１５０℃低い温度よりも高いことが好ましい。これにより、ガラス基板１１の熱収縮率を低減させることができる。熱処理工程における最高温度は、作製されたガラス基板１１が使用される工程（ＦＰＤ作製のための成膜工程等）での最高温度と、略同一であることが好ましい。これにより、熱処理工程の最高温度を最も効率的に設定することができるため、ガラス基板１１の生産効率が向上することとなる。

本発明の熱処理工程における最高温度までの昇温速度は、３℃／分以上が好ましく、５℃／分以上がより好ましく、７℃／分以上がさらに好ましい。これにより、熱処理工程の時間を短縮することができる。昇温速度は、ガラス基板１１が破損する確率を低減させるために、２０℃／分以下であることが好ましく、１５℃／分以下であることがより好ましい。

本発明の熱処理工程における最高温度での保持時間は、ガラス基板１１の第２の寸法にも依存するが、５〜１２０分であることが好ましい。これにより、ガラス基板１１の熱収縮率を低減することができる。

本発明の熱処理工程における最高温度からの降温速度は、１℃／分以上であることが好ましい。これにより、ガラス基板１１の生産効率を向上させることができる。降温速度を上げると、ガラス基板１１に反りが発生し易くなる傾向になるが、本発明のガラス基板の製造方法では後述する切断工程にてガラス基板１１の反った部分を切断除去するため、降温速度を上昇させることができる。降温速度は、２℃／分以上であることがより好ましく、５℃／分以上であることがさらに好ましい。一方、ガラス基板１１の熱収縮率を充分に低下させる観点から、降温速度は２０℃／分以下であることがより好ましく、１５℃／分以下であることがより好ましい。

本発明における熱処理工程は、ローラーコンベアやベルトコンベア、ウオーキングビーム方式等によるオンラインでの熱処理炉２０を使用してもよいが、図４に示すように、バッチ式の熱処理炉２０を使用しても良い。

図４に示すように、熱処理炉２０は、ガラスチャンバー２１と、ガラスチャンバー２１の内部に配置されたガラス棚２２と、ガラス棚２２が載置された昇降台２３と、ガラスチャンバー２１の周囲を囲繞する炉壁２４と、ガラスチャンバー２１を外部から加熱するヒーター２５とを備えている。なお、この熱処理炉２０は、図示しないクリーンルーム内に配設されることが好ましい。

ガラスチャンバー４は、石英ガラスを一体成形して形成された有蓋筒状をなし、その内部に徐冷空間Ｓを有する。すなわち、ガラスチャンバー４は、継ぎ目のない連続した面によって、徐冷空間Ｓを区画形成している。これにより、炉壁２４から発塵等が生じたとしても、ガラス基板１１が汚染されるのを防止することができる。ガラスチャンバー４は、レーザー等による溶接によって、継ぎ目のない連続した面に形成しても良い。

図４に示すように、ガラスチャンバー２１の内部に設けられた徐冷空間Ｓに、ガラス棚２２を配置すると共に、ガラス棚２２の収容部２６に設けられた棚板２７のそれぞれに、セッター１２にガラス基板１１を重ねてなる積層体１０を収容する。そして、然る後に、ガラスチャンバー２１の外部からヒーター２５によって徐冷空間Ｓを加熱し、それぞれの収容部２６に収容された各ガラス基板１１を徐冷する。

これによれば、ガラスチャンバー２１が、継ぎ目のない連続した面によって徐冷空間Ｓを区画形成するため、ガラスチャンバー２１の外部から徐冷空間Ｓ内に、外部から塵埃等の微小異物が侵入するのを防止できる。

ここで、ガラス棚２２の収容部２６には、セッター１２の上にガラス基板１１を重ねた積層体１０の状態で収容しているため、徐冷時のガラス基板１１の自重による撓みを抑えることができる。その結果、ガラス基板１１同士の接触による傷の発生を可及的に低減できる。また、図４では、セッター１２でガラス基板１１の全面を支持するため、ガラス基板１１の面内温度分布も均一化させやすい。

本発明に係るガラス基板製造方法は、熱処理工程の前に、ガラス基板１１の洗浄工程を設けても良い。これにより、ガラス基板１１に異物が付着した場合であったとしても、付着した異物が熱処理工程によってガラス基板１１の表面に焼き付くことを防止することができる。ガラス基板１１の洗浄工程を、積層体作製工程前に行っても良く、積層体作製工程と熱処理工程の間で行っても良い。

本発明の測定工程は、図１に示す通り、熱処理後にガラス基板１１に発生した反り量を測定する工程である。

測定工程は、図１に示す通り、オンラインで全数検査を行っても良く、抜き取りによりオフラインでガラス基板１１の反り量を測定してもよい。ガラス基板１１の反り量の測定手段３０としては、レーザー変位センサーを使用した光学的な反り量を測定する測定装置を用いても良く、シネックスゲージ等を使用して物理的に測定しても良い。

ガラス基板１１の周辺部１１ａで熱変形（反り）が特に大きくなる原因は、熱処理工程における降温時のガラス基板１１面内の温度分布が影響していると考えられる。すなわち、ガラス基板１１の降温時には、ガラス基板１１の周辺部１１ａから中央部に向かって冷却されていくため、中央部が充分に冷却されて収縮する際に、ガラス基板１１の周辺部１１ａに反りが生じるのと推察される。そのため、降温時にも均熱性の極めて高い高価な熱処理炉を使用したり、降温速度を低く設定したりすることにより、ガラス基板１１に生じる反りを低減できるとも考えられるが、ガラス基板１１の製造コストが増大したり製造効率が悪化したりする。本発明者は、ガラス基板の徐冷に関して鋭意研究した結果、セッター上にガラス基板を載置して熱処理を行うことにより徐冷する場合において、熱処理後に生じるガラス基板の反りは、ガラス基板周辺部で特に顕著となり、かつ、ガラス基板の周辺部以外の中央部分は反りが殆ど発生していないことを見出した。従って、後述する切断工程によって、反りが生じたガラス基板１１の周辺部１１ａを切断除去することで、製造コストや製造効率を悪化させずに、反りが少なく熱収縮率が小さいガラス基板１１を製造することができる。

測定工程で得られたガラス基板１１の反り量を基準として、後述する切断工程におけるガラス基板１１の周辺部１１ａの切断幅を決定することが好ましい。これにより、所望の寸法である第１の寸法を有するガラス基板１１を採取することができる。ガラス基板１１の周辺部１１ａの切断幅は、ガラス基板１１の端辺からガラス基板１１の反りが発生している領域（セッター１２から離間している領域）までとすることが好ましいが、切断後のガラス基板１１の反り量が規格範囲内に入っていれば、一部反りが発生している領域を残すように切断幅を決定しても良い。切断幅としては、ガラス基板端辺から５〜５０ｍｍであることが好ましい。最もガラス基板１１に発生する反り量が大きい領域を切断することができるため、ガラス基板１１の製造コストを低減させることができる。

測定工程で得られたガラス基板１１の反り量を基準として、第２の寸法を決定することが好ましい。つまり、第２の寸法は、第１の寸法に切断幅を加えたガラス基板１１の寸法のことである。これにより、効果的に反りが大きい領域を切断除去することが可能となる。

ガラス基板１１の切断幅と第２の寸法を決定した後に、測定工程を省略してガラス基板を製造することが好ましい。これにより、効率的にガラス基板１１を製造することができる。一度ガラス基板１１の切断幅と第２の寸法を決定すれば、熱処理工程の温度条件が同一であれば、同一ロット内ではガラス基板１１に生じる反り量は同一であるとみなすことが可能であるため、測定工程を省略することが可能となる。

本発明の切断工程は、図１に示す通り、測定後のガラス基板１１の周辺部１１ａを切断除去する工程である。

切断手段４０としては、スクライブ割断法、レーザー割断法、レーザー溶断法、ダイッシング法、ウオータージェット法、エッチング法等を使用することができる。切断手段４０として、ガラス基板１１の厚みが小さい場合（例えば厚み３００μｍ以下）は、ガラス基板１１の切断予定線上に曲げ応力を付与しつつ、ガラス基板１１の端部に初期クラックを形成することでガラス基板１１の割断を行う曲げ応力割断を採用してもよい。

切断工程後は、図１に示す通り、セッター１２からガラス基板１１を取り出すことで、熱収縮率が小さく反りが少ないガラス基板１１を得ることができる。尚、セッター１２からガラス基板１１を取り出した後に、切断工程を行っても良い。

切断工程後に、切断端面に対して端面加工を行っても良い。これにより、切断端面からガラス粉等が発生することを防止することができる。端面加工としては、溝つき砥石を使用した端面加工や、フッ酸等による端面エッチングにより端面加工を行っても良い。

切断工程後や端面加工後に、ガラス基板１１の洗浄工程を行っても良い。これにより、切断工程時や端面加工時に生じたガラス粉等がガラス基板１１の表面に付着したとしても、除去することができる。洗浄方法としては、特に限定されず、アルカリ性洗剤を使用しても良く純水洗浄を行ってもよい。

以上により、本発明によれば、低い熱収縮率と高い平坦性を兼ね備えたガラス基板を製造することが可能となるため、特に高精細ディスプレイ用途に好適なガラス基板を製造することが可能となる。

以下、本発明のガラス基板の製造方法を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（ガラス基板の反り量の測定）
縦７００ｍｍ、横８００ｍｍ、厚み５００μｍの矩形状の透明なガラス板１５枚をガラス基板として使用した。ガラス基板は、日本電気硝子株式会社製の無アルカリガラス（製品名：ＯＡ−１１、３０〜３８０℃における熱膨張係数：３８×１０^−７／℃、歪点６８５℃、徐冷点７４０℃）を使用した。１５枚のガラス基板の反り量を、東芝製ガラス基板反り測定機により測定した。反り量の最大値は、２０〜３０μｍであった。

（ガラス基板の熱収縮率の測定）
上記１５枚のガラス基板の熱収縮率の測定を、次のようにして行った。図５（ａ）に示すように、まず、ガラス基板の試料として、１６０ｍｍ×３０ｍｍの短冊状試料Ｔを準備する。この短冊状試料Ｔの長辺方向の両端部の夫々に、♯１０００ｍｐ耐水研磨紙を用いて、端縁から２０〜４０ｍｍ離れた位置でマーキングＭを形成する。その後、図５（ｂ）に示すように、マーキングＭを形成した短冊状試料ＴをマーキングＭと直交方向に沿って２つに折り割って、試料片Ｔａ，Ｔｂを作製する。そして、一方の試料片Ｔｂのみを所定条件で熱処理した後、図５（ｃ）に示すように、熱処理を行っていない試料片Ｔａと、熱処理を行った試料片Ｔｂを並列に配列した状態で、２つの試料片Ｔａ，ＴｂのマーキングＭの位置ずれ量（△Ｌ１，△Ｌ２）をレーザー顕微鏡によって読み取り、下記の式により熱収縮率を算出する。なお、式中のｌ_０は、初期のマーキングＭ間の距離である。

熱収縮率＝〔｛△Ｌ１（μｍ）＋△Ｌ２（μｍ）｝×１０^３〕／ｌ_０（ｍｍ）（ｐｐｍ）

熱収縮率評価時の熱処理条件は、常温から５００℃まで５℃／分で昇温した後に５００℃で１時間保持し、５００℃から５℃／分で降温するという温度プロファイルで行った。得られた熱収縮率の絶対値は、３０〜３５ｐｐｍの範囲であった。

（熱処理試験）
縦８００ｍｍ、横９００ｍｍ、厚み１．０ｍｍの矩形状の透明なガラス板１５枚をセッターとして使用した。セッターについても、日本電気硝子社製の無アルカリガラス（製品名：ＯＡ−１１、３０〜３８０℃における熱膨張係数：３８×１０^−７／℃、歪点６８５℃、徐冷点７４０℃）を使用した。なお、セッターの両表面には、１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜をスパッタ成膜した。セッター上に上述の１５枚のガラス基板を夫々載置して、１５組の積層体を作製した。作製した積層体を、多段式の熱処理炉内に投入して、６００℃まで１０℃／分で昇温した後に６００℃で９０分間保持し、６００℃から室温まで３℃／分で降温する温度プロファイルにて、熱処理を行った。熱処理後のガラス基板について、上記と同様に熱収縮率測定と反り量の測定を行った。いずれのガラス基板も、熱収縮率の絶対値は５ｐｐｍ以下と非常に小さい値となった。反り量の最大値は、８０〜１２０μｍで熱処理前よりも大きな値となった。熱処理前の反り量（２０〜３０μｍ）より大きな値となる領域を熱変形領域とすると、熱処理後のガラス基板は、熱変形領域が３０〜５０ｍｍの範囲であった。

（切断試験）
熱処理後のガラス基板の周辺部を、ダイヤモンドホイールチップを使用したスクライブ法により端辺から５、１０、３０、５０ｍｍ切断除去した。切断除去後のガラス基板の反り量と熱収縮率を、上記と同様に測定した。結果を表１に示す

熱処理後に周辺部を切断したガラス基板については、いずれも熱処理後に周辺部を切断していないガラス基板と比較して、反り量が少なくなっている。

本発明は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイや、有機ＥＬ照明、太陽電池、リチウムイオン電池、デジタルサイネージ、タッチパネル、電子ペーパー、携帯電話やスマートフォン等の電子デバイスを製造するに際して、好適に使用することができる。

１０ 積層体
１１ ガラス基板
１１ａ 周辺部
１２ セッター
２０ 熱処理炉
３０ 測定手段
４０ 切断手段
５０ 成形装置
６０ 支持手段

Claims (8)

1. 第１の寸法を有するガラス基板の製造方法であって、
   前記第１の寸法よりも大きい第２の寸法を有するガラス基板をセッター上に載置して積層体を作製する積層体作製工程と、
   前記積層体を熱処理炉内に投入して熱処理を行う熱処理工程と、
   前記熱処理後の前記ガラス基板の反り量を測定する測定工程と、
   前記測定後の前記ガラス基板の周辺部を切断除去して前記第１の寸法とする切断工程と、
   を含むことを特徴とするガラス基板の製造方法。
2. 前記切断工程では、前記測定工程で得られた前記反り量を基準として、前記ガラス基板の周辺部の切断幅を決定することを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記積層体作製工程では、前記測定工程で得られた前記反り量を基準として、前記第２の寸法を決定することを特徴とする請求項２に記載のガラス基板の製造方法。
4. 前記切断幅と前記第２の寸法の決定後に、前記測定工程を省略することを特徴とする請求項３に記載のガラス基板の製造方法。
5. 前記熱処理工程の最高温度は、前記ガラス基板の徐冷点よりも低いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
6. 前記切断幅は、ガラス基板端辺から５〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
7. 前記熱処理工程における降温速度は、１℃／分以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
8. 前記ガラス基板の板厚は、５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。