JP2016011235A

JP2016011235A - ガラス基板の製造方法

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Publication number: JP2016011235A
Application number: JP2014134564A
Authority: JP
Inventors: 永太朴; Eita Boku
Original assignee: Avanstrate Inc; Avanstrate Asia Pte Ltd
Current assignee: Avanstrate Inc; Avanstrate Asia Pte Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2016-01-21

Abstract

【課題】ダウンドロー法により成形された複数のガラス基板の積層体に熱処理を行って、複数のガラス基板の熱収縮率を低減する場合に、ガラス基板の歪分布を改善できるガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のガラス板の製造方法は、ダウンドロー法により成形した複数のガラス基板をそれぞれシート体の間に挟んだ状態で厚さ方向に積層してガラス基板の積層体を作製し、前記ガラス基板の積層体を梱包体に梱包する梱包工程と、前記梱包工程で梱包された前記ガラス基板の積層体を熱処理することにより、前記複数のガラス基板の熱収縮率を低下させる熱処理工程と、を備え、前記熱処理工程では、前記ガラス基板の端部領域から前記端部領域により囲まれた中央領域にかけて、歪の発生を低減し、歪分布が一様になるよう前記ガラス基板の積層体を熱処理することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法に関する。

近年、ディスプレイパネルの分野では、画質の向上のために画素の高精細化が進展している。この高精細化の進展に伴って、ディスプレイパネルに用いるガラス基板にも寸法精度が高いことが望まれている。例えば、ディスプレイパネルの製造工程中に、ガラス基板が高温で熱処理されても寸法が変化しにくいように、熱収縮率の小さいガラス基板が好ましい。

一般に、ガラス基板の熱収縮率は、ガラスの歪点が高いほど小さくなる。また、ガラス基板の熱収縮率は、ガラス基板の製造工程中の徐冷速度を小さくするほど小さくなることが知られている。しかし、徐冷速度を小さくするとガラス基板の徐冷工程を行う徐冷炉を長くする必要があるが、製造ライン上の徐冷装置を長くすることは困難である。

そこで、製造ラインで作製された複数のガラス基板に対し、オフラインにおいて時間をかけて熱処理を施すことで、熱収縮率をより低くすることが行われる。例えば、複数のガラス板の間に紙を挟んだ状態で積層した積層体を所定の温度で所要時間保持することで熱収縮率を低減するガラス板の処理方法が知られている（特許文献１）。

特開平８−１５１２２４号公報

上記ガラス基板の処理方法では、複数のガラス基板の積層体に対して熱処理を行うので、複数のガラス基板に対して同時に熱収縮率を低減することはできるが、各ガラス基板において、熱処理によって受ける熱履歴がガラス基板の主表面の場所によって異なり、ガラス板の熱収縮の程度が上記場所によって異なり易い。この場合、ガラス板の熱収縮率は低減するものの、ガラス基板の熱収縮の程度の差異によってガラス基板に歪が発生し易い。熱処理開始時、例えば、ガラス基板の縁を含む端部領域は、高温の雰囲気から熱の伝導を受けて、ガラス板の端部領域に囲まれた中央領域に比べて早く昇温する。また、熱処理終了前、例えば、雰囲気を降温し、低温となった雰囲気に高温状態のガラス基板の端部領域は晒されて放熱し、ガラス板の中央領域に比べて速く降温する。このようなガラス基板につくられる歪は、ガラス基板に反りやゆがみを生じさせるため、好ましくない。
ところで、従来より、ダウンドロー法を用いたガラス基板の製造が行われている。ダウンドロー法では、長尺状のシートガラスが搬送される際に、その搬送方向と直交する幅方向の両端部がローラ対に挟持され、下方向に引き込まれる。このとき、シートガラスはローラ対に挟持されることで冷却される。ローラ対に挟持されるのはシートガラスの幅方向の端部だけであるため、シートガラスの幅方向の端部と中央部とでは冷却速度に差が生じる。したがって、フロート法等の他の方法で製造されたガラス基板と比べ、熱収縮の程度の差が生じやすい。シートガラスの冷却は、通常、上記ローラ対によって搬送された後、さらに下流側の徐冷炉でも行われるものの、ローラ対による冷却によって生じた熱収縮の程度の差が十分に解消されない場合が起きやすい。このため、ガラス基板に歪みが発生しやすい。
なお、熱処理の上記開始時及び上記終了前の熱履歴の影響を抑えてガラス基板の上記歪の発生を低減するために、雰囲気を最高温度に維持する時間を長時間にして、ガラス基板を熱処理することも考えられるが、熱処理に多大の時間を要し、ガラス基板の生産効率の点から好ましくない。

そこで、本発明は、ダウンドロー法により成形された複数のガラス基板の積層体に熱処理を行って、複数のガラス基板の熱収縮率を低減する場合に、ガラス基板の歪分布を改善できるガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ガラス板の製造方法であって、
ダウンドロー法によりガラス基板を成形し、成形したガラス基板を所定のサイズに切断する成形工程と、
前記成形工程で得られた複数のガラス基板をそれぞれシート体の間に挟んだ状態で厚さ方向に積層してガラス基板の積層体を作製し、前記ガラス基板の積層体を梱包体に梱包する梱包工程と、
前記梱包工程で梱包された前記ガラス基板の積層体を熱処理することにより、前記複数のガラス基板の熱収縮率を低下させる熱処理工程と、を備え、
前記熱処理工程では、前記ガラス基板の端部領域から前記端部領域により囲まれた中央領域にかけて、歪の発生を低減し、歪分布が一様になるよう前記ガラス基板の積層体を熱処理することを特徴とする。

前記熱処理工程では、前記ガラス基板の積層体において、前記厚さ方向の一端から他端にかけて、積層された前記ガラス基板の歪の発生を低減し、歪分布が一様になるよう前記ガラス基板の積層体を熱処理することが好ましい。

前記歪は９ kgf/cm²以下であることが好ましい。

前記シート体は、カーボングラファイト、アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、及び、多孔質セラミックスから選ばれた一種、又は、それらの組合せからなることが好ましい。

前記熱処理工程で低減されるガラス基板の歪は、前記成形工程において低減されるガラス基板の歪より小さいことが好ましい。

本発明によれば、ダウンドロー法により成形された複数のガラス基板の積層体に熱処理を行って、複数のガラス基板の熱収縮率を低減する場合に、ガラス基板の歪分布を改善できることができる。

本実施形態のガラス板の製造方法の流れを示すフローチャートである。本実施形態で行なわれる熱処理においてガラス基板の積層体が載せられたパレットを示す側面図である。（ａ）は、ガラス基板上での位置を示した図であり、（ｂ）は、ガラス基板上の各位置における熱履歴を示す図である。熱履歴の差を示す面積と歪との関係を示すグラフである。

以下、本発明のガラス基板の製造方法について詳細に説明する。
図１は、本実施形態のガラス基板の製造方法の流れを示すフローチャートである。製造されるガラス基板は、特に制限されないが、例えば縦寸法及び横寸法のそれぞれが５００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましい。ガラス基板の厚さは、０．１〜１．１ｍｍの極めて薄い矩形形状の板であることが好ましい。

本実施形態における熔融ガラスからシートガラスを成形する方法として、フロート法や、フュージョン法（オーバーフローダウンドロー法）等のダウンドロー法が用いられるが、本実施形態のガラス基板のオフラインにおける熱処理を含むガラス基板の製造方法では、ダウンドロー法において製造ライン上の徐冷装置を長くすることが困難である点から、ダウンドロー法に適しており、特にフュージョン法に適している。

まず、熔融されたガラスが、例えばフュージョン法やフロート法等の公知の方法により、所定の厚さの帯状ガラスであるシートガラスが成形される（ステップＳ１）。
次に、成形されたシートガラスが所定の長さの素板であるガラス基板に順次採板される（ステップＳ２）。ステップＳ２では、シートガラスのうち、耳部と呼ばれる、シートガラスの幅方向の端部を切断した後、所定のサイズごとに採板する。そして、採板により順次得られる複数のガラス基板をそれぞれシート体の間に挟み、ガラス基板をガラス基板の厚さ方向に積層した構成のガラス基板の積層体（ガラス基板の束）を作製する（積層体作製工程：ステップＳ３）。次に、このガラス基板の積層体に対して作製されたガラス基板の積層体を、加熱する熱処理を行なう（熱処理工程：ステップＳ４）。ステップＳ３の処理およびステップＳ４の処理が、本実施形態のアニール工程である。アニール工程の詳細については後述する。

熱処理後のガラス基板は切断工程に搬送され、製品のサイズに切断され、ガラス基板が得られる（ステップＳ５）。得られたガラス基板には、端面の研削、研磨およびコーナカットを含む端面加工が行われた後、ガラス基板は洗浄される（ステップＳ６）。洗浄されたガラス基板はキズ、塵、汚れあるいは光学欠陥を含む傷が無いか、光学的検査が行われる（ステップＳ７）。検査により品質の適合したガラス基板は、ガラス基板を保護する紙と交互に積層された積層体としてパレットに積載されて梱包される（ステップＳ８）。梱包されたガラス基板は納入先業者に出荷される。

本実施形態で製造されるガラス基板は、ディスプレイパネルに用いるガラス基板、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板あるいは、有機ＥＬディスプレイ用のガラス基板として好適である。さらに、本実施形態で製造されるガラス基板は、高精細ディスプレイに用いるＬＴＰＳ（Low-temperature poly silicon）・ＴＦＴディスプレイ用ガラス基板、あるいは、酸化物半導体・ＴＦＴディスプレイ用のガラス基板として特に好適である。

本実施形態のガラス基板は、熱収縮率は１０ｐｐｍ以下であることが、高精細なディスプレイパネル用のガラス基板に用いられる点から好ましく、熱収縮率は６ｐｐｍ以下であることがより好ましい。ガラス基板の歪は、９ kgf/cm²以下であることが反りを発生させず、歪による光学特性の変化、例えば屈折率の変化を抑える点から好ましく、４ kgf/cm²以下であることが好ましい。歪の下限は特に制限されないが、実質的には２ kgf/cm²である。本実施形態では、熱処理工程で低減されるガラス基板の歪は、ステップＳ１で成形されたシートガラスにおいて低減される歪より小さいことが好ましい。言い換えると、ガラス基板の歪は熱処理工程によって小さくなることが好ましい。熱処理工程前のガラス基板の熱収縮率は、１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。熱処理工程を行うことにより、ガラス基板の熱収縮率を低減させつつ、歪が許容値以下になる。
ガラス基板の歪点は、高精細ディスプレイ用ガラス基板とするために、６００℃〜７６０℃であることが好ましい。例えば、歪点は、６６１℃である。

このようなガラス基板として、以下のガラス組成のガラス基板が例示される。つまり、以下のガラス組成のガラス基板が製造されるように、熔融ガラスの原料が調合される。
ＳｉＯ₂５５〜８０モル％、
Ａｌ₂Ｏ₃８〜２０モル％、
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１２モル％、
ＲＯ０〜１７モル％（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量)。

ＳｉＯ₂は６０〜７５モル％、さらには、６３〜７２モル％であることが、熱収縮率を小さくするという観点から好ましい。
ＲＯのうち、ＭｇＯが０〜１０モル％、ＣａＯが０〜１０モル％、ＳｒＯが０〜１０％、ＢａＯが０〜１０％であることが好ましい。

また、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、及びＲＯを少なくとも含み、モル比（（２×ＳｉＯ₂）＋Ａｌ₂Ｏ₃）／（（２×Ｂ₂Ｏ₃）＋ＲＯ）は４．５以上であるガラスであってもよい。また、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯの少なくともいずれか含み、モル比（ＢａＯ＋ＳｒＯ）／ＲＯは０．１以上であることが好ましい。

また、モル％表示のＢ₂Ｏ₃の含有率の２倍とモル％表示のＲＯの含有率の合計は、３０モル％以下、好ましくは１０〜３０モル％であることが好ましい。
また、上記ガラス組成のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、０モル％以上０．４モル％以下であってもよい。
また、ガラス中で価数変動する金属の酸化物（酸化スズ、酸化鉄）を合計で０．０５〜１．５モル％含み、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＰｂＯを実質的に含まないということは必須ではなく任意である。

［積層体作製工程］
図２は、ステップＳ３の積層体積層工程で用いる、ガラス基板１１の積層体１０（以下、積層体１０という）を載せるパレット（梱包体）２０を示す側面図である。ここで、図２の左側をパレット２０の前側、図２の右側をパレット２０の後側とする。パレット２０には、積層体１０が積層方向をほぼ前後方向として載置される。ここで、積層体１０の積層方向は前後方向と完全に一致している必要はない。例えば、図２に示すように、ガラス基板１１を斜めに立てかける場合、積層方向と前後方向とのなす角はガラス基板１１の上下方向とのなす角となる。

パレット２０は、基台部２１と、載置部２２と、背面板２３と、等を備える。
基台部２１、載置部２２および背面板２３は、例えば鋼鉄等の金属からなり、溶接等により一体に形成されている。
基台部２１は略長方形の板状であり、端面にフォークリフトの爪を挿入するための開口２１ａが設けられている。
載置部２２は基台部２１の上部に固定されており、載置部２２の上部にガラス基板の積層体１０が載せられる。ここで、載置部２２の上面は完全に水平である必要はない。例えば、図２に示すように、ガラス基板１１を斜めに立てかける場合、ガラス基板１１の立てかけ角度に応じて載置部２２の上面を傾斜させておいてもよい。
背面板２３は略長方形の板状であり、基台部２１の上部において、載置部２２の後端に載置部２２とほぼ垂直に固定されている。背面板２３は載置部２２の上部に載せられる積層体１０の積層方向の後端部を支持する。ここで、背面板２３は完全に垂直である必要はない。例えば、図２に示すように、ガラス基板１１を斜めに立てかける場合、ガラス基板１１の立てかけ角度に応じて背面板２３を傾斜させておいてもよい。

次に、積層体１０について説明する。積層体１０は、複数のガラス基板１１と、複数のシート体１２と、を有する。

シート体１２は、ガラス基板１１同士の間に挟まれる。積層体１０では、シート体１２、ガラス基板１１、シート体１２、ガラス基板１１、・・・シート体１２の順番に積まれる。
シート体１２は積層されるガラス基板１１同士の密着を防ぐ役割を果たす。シート体１２には、積層体１０を熱処理する際の温度（熱処理温度）よりも耐熱温度が高い材料が用いられる。例えば、耐熱温度が５００℃以上の材料が用いられる。このようなシート体１２を用いて熱処理を行うことで熱分布が均一になり、ガラス基板の面内方向における熱収縮率のばらつきを低減させることができる。
シート体１２は、ガラス基板１１よりも高い熱伝導率を有することが、後述する熱処理工程において、複数のガラス基板１１の熱処理の程度を揃えることができる点から好ましい。シート体１２の熱伝導率は、具体的には、面方向において１Ｗ／ｍＫを超え、好ましくは２〜２０００Ｗ／ｍＫ、より好ましくは５０〜１０００Ｗ／ｍＫである。上限値は、特に制限されないが、例えば２０００Ｗ／ｍＫである。このようなシート体１２の材料は、例えば、カーボングラファイト、アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、及び、多孔質セラミックスから選ばれた一種、又は、それらの組合せからなることが好ましい。これらの材料のうち、例えば、カーボングラファイトは、シート状のカーボングラファイトシートとして用いることができ、アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維は、それぞれを主成分として含む布、編み物等として用いることができる。また、多孔質セラミックスは、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ＳｉＣ等の粉末セラミックスを焼結して成形した薄型プレートとして用いることができる。シート体１２の材料および形態は、これらに制限されず、ほかに、例えば、ガラス繊維を主に含む布、編み物等であってもよく、ガラス繊維またはセラミック繊維を主成分として含む抄紙された紙であってもよい。また、シート体１２には、ガラス基板１１の熱伝導率と同程度以下の熱伝導率を有するものが用いられてもよい。例えば、イソウールペーパーのような断熱材が用いられてもよい。

シート体１２は、熱処理の前後で密度が変化しない材質からなり、引張弾性率が５００ＧＰａ以下であることが好ましい。熱処理の前後で密度が変化しない材質は、熱処理によって変質しない材質ともいえる。また、熱処理の前後で密度が変化しない材質として、熱処理の前後でガラス基板１１との接触面積が変わらない材質を用いてもよい。シート体１２の密度は、特に制限されず、例えば１〜５ｇ／ｃｍ^３である。なお、シート体１２を繰り返し熱処理に使用する場合に、初回の熱処理では収縮し、次回以降の熱処理では収縮しない材料も、熱処理の前後において密度が変化しない材質として用いられる。この場合の収縮の程度は、例えば、５％以内の収縮率である。引張弾性率が上記範囲にあるシート体１２として、例えば、上記したカーボングラファイトを好ましく用いることができる。なお、引張弾性率は、ＪＩＳＫ７１６１またはＪＩＳＫ７１１３に準拠して測定される値である。
シート体１２の厚さは、ガラス基板１１の面内方向の熱伝導性を高める点では、厚いことが好ましい。一方、面外方向の熱伝導性を高め、また、積層体１０の体積を低減するためにシート体１２の厚さは薄いことが好ましい。このため、シート体１２の厚さは、０．０２ｍｍ〜３ｍｍ程度であることが好ましく、例えば０．２５ｍｍ程度である。シート体１２の面積は、ガラス基板１１と同程度またはそれ以上であることが好ましい。
なお、シート体１２は、積層体１０の厚み方向に隣り合うもの同士の、ガラス基板１１の端部よりも外側に位置する部分が、例えばシート体１２と同じ材質の緩衝材で接続されてもよい。これにより、積層体１０の厚み方向の熱分布をより均一に近づけることができる。

［熱処理工程］
次に、ステップＳ４の熱処理について説明する。
積層体作製工程で作製された積層体１０に対して、製造ラインから外れたオフラインで熱処理が行われる。この熱処理では、ガラス基板１１の積層体を所定の温度の雰囲気下に所定時間放置する。

具体的には、熱処理を行う炉に上記の積層体１０が載せられたパレット２０を搬入し、炉内の空気を加熱して雰囲気の温度を室温から昇温したのち、温度を一定に維持して（最高温度に維持して）所定時間放置した後、雰囲気の温度を降温して室温に戻すことによりガラス基板１１を熱処理する。本実施形態では、最高温度を一定に維持するが、熱処理における雰囲気の温度プロファイルは、特に制限されない。しかし、熱処理における雰囲気の温度は、少なくとも、ガラス基板１１の歪点−４００℃の温度から歪点の温度範囲であることが、熱収縮率を低減させる点から好ましい。雰囲気の温度が上記温度範囲にある時間は、例えば１〜１２０時間である。雰囲気の温度が上記温度範囲にある時間が１時間未満であると、熱収縮率が十分に低下せず、１２０時間より長いと、熱収縮率は十分低減するが、ガラス基板１１の生産効率が低下する。

なお、歪点はガラスの種類によって異なるが、ガラス基板１１は、熱収縮を小さくするために、歪点が高いガラス組成を有することが好ましく、例えばガラス基板１１のガラスの歪点は、６００℃〜７６０℃であることが好ましく、６５５℃以上であることがより一層好ましい。例えば、歪点は、６６１℃である。歪点が低いガラス基板であっても、熱処理することにより、歪点が高いガラス基板と同程度の熱収縮率を実現することができる。この場合、熱処理温度の最低温度は、２００℃（＝６００℃―４００℃）以上である。
ガラス基板１１の積層体１０が晒される高温の雰囲気は、特に制限されず、酸素含率が５〜５０％である雰囲気であってもよく、例えば空気からなる大気雰囲気であってもよい。

図３（ａ）、（ｂ）は、ガラス基板１１上の点Ａ、Ｂの各位置における熱履歴を示す図である。ここで、熱履歴とは、熱処理によって変化するガラス基板１１の温度の履歴を示すものである。ガラス基板１１の積層体１０を積層方向に挟んだ状態で、積層体１０を熱処理を行う炉に搬入し、炉内の雰囲気の温度を上昇させると、雰囲気の熱が積層体１０の積層方向の外側からガラス基板１１に伝わる。ガラス基板１１の縁を含む縁領域１１ａは、高温の雰囲気から熱の伝導を受けて、ガラス基板１１の縁領域１１ａに囲まれた中央領域１１ｂに比べて早く昇温する。また、雰囲気を降温し、低温となった雰囲気に高温状態のガラス基板１１の縁領域１１ａは晒されて放熱し、ガラス基板１１の中央領域１１ｂに比べて早く降温する。このため、図３（ｂ）に示すように、ガラス基板１１上では、点Ａ周辺は、点Ｂ周辺より早く昇温、降温する。このように熱履歴に差が生じると、縁領域１１ａから中央領域１１ｂにかけて（点Ａ周辺から点Ｂ周辺にかけて）、熱収縮率が異なり、引っ張りと圧縮応力が生じるために歪が発生する。ガラス基板１１面内での熱収縮率を均一して、歪の発生を抑制するためには、ガラス基板１１の縁領域１１ａから中央領域１１ｂかけての温度変化の差をなくす、つまり、熱履歴の差を小さくする必要がある。

ここで、ＬＴＰＳ、ＩＧＺＯから構成される半導体層をガラス基板１１に形成する温度は、４００℃〜６００℃（歪点が６６１℃である場合、歪点より６０℃〜２６０℃低い温度）であるため、この温度範囲におけるガラス基板１１の熱収縮率を低減できればよい。このため本実施形態では、ガラス基板１１の点Ａ及び点Ｂの周辺の温度が、４００℃〜５００℃の温度範囲になるよう熱処理を行う。熱収縮率は、ガラス基板１１を熱処理した時の最高温度だけでなく、熱履歴によっても変化する。特に、図３（ｂ）に示すように、熱処理温度の最高温度（例えば、５００℃）から、最高温度より５０℃〜３００℃低い温度（例えば、４５０℃〜２００℃）までの熱履歴が、熱収縮率に大きく影響する。熱収縮率は、熱収縮率を評価する温度、ここでは、ＬＴＰＳ、ＩＧＺＯから構成される半導体層をガラス基板１１に形成する温度である例えば４００℃〜５００℃で熱処理することにより、この温度領域において熱収縮率が低減する。また、この温度領域４００℃〜５００℃以下の温度領域においても熱収縮が低減する。つまり、熱収縮率を評価する温度に近い温度では、熱収縮率に大きく影響し、熱収縮率を評価する温度から離れた温度であるほど、熱収縮率への影響は小さくなる。このため本実施形態では、熱処理温度の最高温度から５０℃〜３００℃低い温度になるまでの温度領域において、ガラス基板１１の面方向での熱履歴の差が抑制されるよう熱処理を行う。図３（ｂ）では、３００℃〜５００℃の温度範囲における熱履歴の差を示している。ガラス基板１１の縁領域１１ａ（点Ａ周辺）と中央領域１１ｂ（点Ｂ周辺）との熱履歴の差（図３（ｂ）における面積Ｓ）を小さくすることにより、ガラス基板１１面上の熱収縮率のばらつきが抑制され、歪の発生を抑制することができる。

点Ａの熱履歴と点Ｂの熱履歴との差によって形成される面積Ｓが小さいほど、歪の値は小さくなる。図４は、熱履歴の差を示す面積と歪との関係を示すグラフである。同図に示すように、歪を２ kgf/cm²以下にする場合には、面積がＳ１以下になるように、ガラス基板１１を熱処理する。また、歪を４ kgf/cm²以下にする場合には面積をＳ２以下に、歪を９ kgf/cm²以下にする場合には面積をＳ３以下になるように、ガラス基板１１を熱処理する。面積Ｓ１〜Ｓ３の値は、時間×温度、つまり、熱量である。面積Ｓ１〜Ｓ３の値は、ガラス基板１１の大きさ、厚さ、組成等によって任意に変更できる。これにより、高精細ディスプレイのパネル製造時に求められる歪の許容値に応じて、ガラス基板１１の熱処理における温度、時間を適宜変更することもできる。

また、ガラス基板１１の中央領域１１ｂ（点Ｂ周辺）の温度が、縁領域１１ａ（点Ａ周辺）の温度と同様の最高温度に達するように熱処理する。ガラス基板１１の中央領域１１ｂ（点Ｂ周辺）の温度が最高温度に達することにより、縁領域１１ａ（点Ａ周辺）と中央領域１１ｂ（点Ｂ周辺）との熱収縮率の差が小さくなり、歪の発生を低減することができる。中央領域１１ｂ（点Ｂ周辺）の温度が最高温度を継続（保持）する時間は、任意であり、例えば、１時間〜４時間であり、より好ましくは、１時間〜２時間である。所定の熱収縮率を達成するために、縁領域１１ａ（点Ａ周辺）から中央領域１１ｂ（点Ｂ周辺）にかけてのガラス基板１１の温度が、最高温度に到達するように熱処理し、歪の発生を抑制するために、ガラス基板１１での面方向での熱履歴の差が小さくなるように熱処理する。

このような熱処理により、ガラス基板１１の熱収縮率を０〜１２ｐｐｍとすることができる。ガラス基板１１の熱収縮率は、０〜６ｐｐｍとすることが好ましく、０〜３ｐｐｍとすることがより好ましい。このような熱収縮率を、ガラス基板のガラス組成と、熱処理の温度と熱処理時間を調整することにより達成することができる。

熱処理では、ガラス基板の積層体において、厚さ方向の一端から他端にかけて、積層されたガラス基板の熱収縮率を低減し、熱収縮率の分布が一様になるようガラス基板の積層体を熱処理することが好ましい。このような熱処理は、例えば、積層体のガラス基板の間に加熱板を介在させること、ガラス基板を断熱板で挟むこと等によって行うことができる。
上記加熱板は、積層体１０を加熱するためのものであり、例えば、電流が流されることで発熱する電極板を用いることができる。この場合、電極板の抵抗値が電極板の温度に応じて変化するため、電極板の温度に応じて電極板を流れる電流量が変化する。このため、電極板を流れる電流量に基づいて加熱板の温度を制御することができる。これにより、厚み方向の熱分布が等しくなるよう、積層体は加熱される。
ガラス基板を断熱板で挟む場合は、１対の断熱板を積層体１０の積層方向の両端部に配置することが好ましく、図２に示される積層体１０の場合、積層体１０の前端部および後端部に断熱板を配置する。これにより、積層体１０の前方の端（前端部）に位置するガラス基板１１は、雰囲気からこのガラス基板１１の主表面を介してガラス基板１１に流れる熱を抑え、ガラス基板１１の積層方向の中央部がガラス基板１１の主表面の面方向の外側から流れる熱伝導の形態と同様の形態にすることができる。この結果、積層体を、厚さ方向で熱分布を等しくすることができる。

本実施形態のガラス基板の製造方法によれば、上記したシート体１２を用いて熱処理を行うことで、ガラス基板の面内方向における熱収縮率を低減することができる。これにより、ガラス基板における熱収縮率の分布が一様になり、ガラス基板に反りやゆがみが生じにくくなる。また、熱収縮率の分布が一様になるため、歪の発生が抑制され、歪分布も一様になる。特に、ダウンドロー法により成形されたガラス基板は、端部領域と中央領域との間で熱収縮の程度に差が十分に解消されない場合があるが、そのようなガラス基板であっても、上記シート体１２を用いた熱処理によって、熱収縮率が低減されるため、ガラス基板における熱収縮率の分布及び歪分布が一様になる。

［実験例］
以下に示すガラス組成を有するガラス基板をオーバフローダウンドロー法により複数作製した。ガラス基板の歪点は６６０℃であった。

（ガラス組成）
ＳｉＯ₂ ６７．０モル％、
Ａｌ₂Ｏ₃ １０．６モル％、
Ｂ₂Ｏ₃ １１．０モル％、
ＲＯ１１．４モル％（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量)。

実施例及び従来例では、それぞれシート体を用いてガラス基板を積層して積層体を形成し、熱処理を行なった。シート体には、実施例ではカーボングラファイトシートを用い、従来例では紙を用いた。カーボングラファイトシートには、耐熱温度５５０℃、密度１．５ｇ／ｃｍ^３、引張弾性率４ＭＰａ以上、厚み０．０８ｍｍ、熱伝導率４００〜４５０Ｗ／ｍＫのものを用いた。一方、紙には、樹脂成分０．３％の再生紙を用いた。熱処理は、実施例及び従来例ともに同じ条件とし雰囲気温度を５００℃とし、放置時間を８時間とした。
熱処理後、実施例及び従来例で作製されたガラス基板の熱収縮率、歪測定した。

〔熱収縮率の測定〕
熱処理前に所定のサイズの長方形にガラス基板を切りだし、長辺両端部にケガキ線を入れ、短辺中央部で半分に切断し、２つのガラスサンプルを得る。このうちの一方のガラスサンプルを、熱処理（昇温速度が１０℃／分、４５０℃で１時間放置）する。熱処理をしない他方のガラスサンプルの長さを計測する。さらに、熱処理したガラスサンプルと未処理のガラスサンプルとをつき合わせてケガキ線のずれ量を、レーザ顕微鏡等で測定して、ガラスサンプルの長さの差分を求めることでサンプルの熱収縮量を求めることができる。この熱収縮量である差分と、熱処理前のガラスサンプルの長さを用いて、以下の式により熱収縮率が求められる。このガラスサンプルの熱収縮率をガラス基板の熱収縮率とした。
熱収縮率（ｐｐｍ）＝（差分）／（熱処理前のガラスサンプルの長さ）×１０^６

［歪の測定］
ガラス基板は、歪によってガラス基板の屈折率が変化することから、ガラス基板の複屈折率に起因するリターデーション値を測定した。リターデーション値が大きいほど、歪が大きいことを表す。リターデーション値の測定には、ユニオプト社製の複屈折率測定器ＡＢＲ−１０Ａを使用した。
ガラス基板の表面の１０以上の異なる位置で歪を測定し、測定された歪の値のうちの最大値を、歪値とした。

実施例及び従来例のガラス基板の熱収縮率は、それぞれ６ｐｐｍ，２０ｐｐｍであり、実施例の熱収縮率は極めて低かった。
また、実施例及び従来例のガラス基板のリターデーション値については、実施例のガラス基板の最大測定値は２kgf/cm²であり、従来例のガラス基板の最大測定値は１５kgf/cm²であった。これより、実施例のガラス基板は歪が小さいことがわかる。
これより、本実施形態のガラス基板の製造方法の効果は明らかである。

以上、本発明のガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更してもよいのはもちろんである。

１０積層体
１１ガラス基板
１２シート体
２０パレット（梱包体）
２１基台部
２２載置部
２３背面板

Claims

ダウンドロー法によりガラス基板を成形し、成形したガラス基板を所定のサイズに切断する成形工程と、
前記成形工程で得られた複数のガラス基板をそれぞれシート体の間に挟んだ状態で厚さ方向に積層してガラス基板の積層体を作製し、前記ガラス基板の積層体を梱包体に梱包する梱包工程と、
前記梱包工程で梱包された前記ガラス基板の積層体を熱処理することにより、前記複数のガラス基板の熱収縮率を低下させる熱処理工程と、を備え、
前記熱処理工程では、前記ガラス基板の端部領域から前記端部領域により囲まれた中央領域にかけて、歪の発生を低減し、歪分布が一様になるよう前記ガラス基板の積層体を熱処理することを特徴とするガラス基板の製造方法。
前記熱処理工程では、前記ガラス基板の積層体において、前記厚さ方向の一端から他端にかけて、積層された前記ガラス基板の歪の発生を低減し、歪分布が一様になるよう前記ガラス基板の積層体を熱処理する、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
前記歪は１０ｐｐｍ以下である、請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
前記シート体は、カーボングラファイト、アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、及び、多孔質セラミックスから選ばれた一種、又は、それらの組合せからなる、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
前記熱処理工程で低減されるガラス基板の歪は、前記成形工程において低減されるガラス基板の歪より小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。