特許 6333673 ガラス基板の製造方法、及び、加工液

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6333673

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】ガラス基板の製造方法、及び、加工液

(51)【国際特許分類】

   C03C 19/00 20060101AFI20180521BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20180521BHJP

   B24B 9/10 20060101ALI20180521BHJP

   B24D 3/00 20060101ALI20180521BHJP

   B24D 3/06 20060101ALI20180521BHJP

   B24D 5/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   C03C19/00 Z

   G02F1/1333 500

   B24B9/10 Z

   B24D3/00 320B

   B24D3/06 Z

   B24D5/00 Z

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-176543(P2014-176543)

(22)【出願日】2014年8月29日

(65)【公開番号】特開2016-50146(P2016-50146A)

(43)【公開日】2016年4月11日

【審査請求日】2017年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】598055910

【氏名又は名称】ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】伊崎 靖浩

【審査官】 山田 貴之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１９３８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８４２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５２６２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ１５／００−２３／００

Ｂ２４Ｂ １／００− ３／６０

Ｂ２４Ｂ ９／００−２９／０６

Ｂ２４Ｄ ３／００−９９／００

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液晶ディスプレイ用のガラス基板の端面との接触位置に、水性又は水溶性ソリュブル系の薬液と水とからなる加工液を供給する供給工程と、
前記加工液が供給された前記ガラス基板の端面に対して加工ホイールを回転させることにより前記端面を加工する加工工程と、
前記加工工程の後、無機アルカリ系の洗浄剤を用いて前記ガラス基板を洗浄する洗浄工程と、を備え、
前記薬液は、スルホコハク酸塩からなり、
前記加工液を前記ガラス基板の端面に接触させ、前記洗浄工程を行った後に、純水洗浄を行い、
前記純水洗浄したときの前記ガラス基板の表面に残る有機物が１ｃｍ^２当たり５ｎｇ以下である、
ことを特徴とするガラス基板の製造方法。

【請求項2】

前記加工液の表面張力は、５０ｍＮ／ｍ未満である、
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。

【請求項3】

前記ガラス基板の表面には、半導体素子またはカラーフィルタが形成される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。

【請求項4】

前記加工ホイールは、メタル系ボンド材にダイヤモンド砥粒が分散された加工ホイールである、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。

【請求項5】

液晶ディスプレイ用のガラス基板の端面に供給して、前記端面を加工する加工液であって、
水性又は水溶性ソリュブル系の薬液と水とからなり、
前記薬液はスルホコハク酸塩からなり、
前記加工液を前記ガラス基板の端面に接触させ、無機アルカリ系の洗浄剤を用いて前記ガラス基板を洗浄した後、純水洗浄したときの前記ガラス基板の表面に残る有機物が１ｃｍ^２当たり５ｎｇ以下である、
ことを特徴とする加工液。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス基板の製造方法、及び、加工液に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を使用したフラットパネルディスプレイ等のガラス基板を製造する際、成形されたガラス素板を所定の大きさに切断する。ガラス素板の切断では、機械的な切断とレーザによる溶断があり、一般的には機械的な切断が多く用いられている。機械的な切断によるガラス基板の切断では、ガラス基板に機械的にダイヤモンドカッター等により切れ目を入れて切断するため、切断された端面には、数μｍ〜１００μｍ程度の深さのクラックが生成されている。このクラックは、ガラス基板の機械的強度の劣化を招くため、研削により取り除くことが行われる。すなわち、ガラス基板の機械的強度を上げ、ガラス基板のカケ、ワレを防止し、後工程でのハンドリングをし易くするために、ガラス基板の端面の面取りを伴うガラス基板の端面の研削、さらには、端面の研磨が行われる。さらにガラス基板は、ガラス主表面に塵や微粒子等が付着しないようにきれいに洗浄される。

【0003】

特に、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板（以降、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板という）は、縦方向長さ及び横方向長さが数１０００ｍｍであり、厚さは例えば０．７ｍｍさらには０．５ｍｍ以下である。このため、フラットパネルディスプレイの製造中、ガラス基板に大きな歪を与えて破損が発生しないように、また、ガラス基板の端面に固着したガラスの微粒子等が、ガラス主表面に移動して付着し、ガラス主表面に凸部を形成することで、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の形成の障害となることを防止するために、ガラス基板の端面の研削、研磨は十分に行われる。

【0004】

ガラス基板の端面の研削では、一般に研削ホイール等が用いられる。しかし、研削ホイールを長期間使用すると、研削ホイールの研削面から砥粒が脱落したり、摩耗したり、目詰まりを起こし、さらに、研削面が摩擦により高温となり砥粒が熱により破損する場合がある。このため、研削ホイールを用いる研削の際、研削ホイールの研削面を冷やし、また、ガラス基板の端面と研削ホイールの研削面との間の摩擦抵抗を調整するために、一般に、水を加工液として研磨面及び端面に供給することが行われている。特許文献１には、加工液として水を研磨面に供給して、研磨する方法が開示されている。加工液には、研削ホイールの研削面とガラス基板の端面との間の摩擦力を低減させること（潤滑性）、ガラス基板への熱の流入を抑制すること（冷却性）、研削面とガラス基板の端面との間に加工液の介在により、研削面の砥粒やチップポケット（切り屑の逃げ場となる空間）への切り屑の溶着を防ぐこと（浸透性、洗浄性）、が少なくとも機能として要求される。特に、無アルカリガラス、微アルカリガラスからなるディスプレイ用ガラス基板は、高い端面硬度を有するため、その端面加工には、一般的に、ダイヤモンド砥粒を有する研削ホイールが用いられる。そして、１辺が２ｍを超えるようなガラス基板の端面を連続加工するため、加工点での摩擦熱によるガラス基板の端面のヤケ防止、ダイヤモンド砥粒の損耗抑制のために、水を加工液として用いられている。加工液として水を用いた場合でも、ダイヤモンド砥粒の熱的損傷を抑えつつ、ガラス基板の端面加工は可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１８０３８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ガラス基板の端面品質の向上や、加工ホイールの摩耗の抑制のため、加工液として水に代わるものが検討されている。しかしながら、ディスプレイ用ガラス基板の表面は、高い清浄性が求められる。加工液として水以外のものを用いると、加工液がガラス基板の表面に付着することにより品質に影響を与え、ディスプレイパネルの製造工程における歩留まりを低下させる原因となる。

【0007】

そこで本発明は、ディスプレイ用のガラス基板の表面品質への影響を抑え、かつ、ガラス基板の端面加工において、特に、ダイヤモンド砥粒を用いた加工において好適なディスプレイ用のガラス基板の製造方法、及び、加工液を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法であって、
液晶ディスプレイ用のガラス基板の端面との接触位置に、水性又は水溶性ソリュブル系の薬液と水とからなる加工液を供給する供給工程と、
前記加工液が供給された前記ガラス基板の端面に対して加工ホイールを回転させることにより前記端面を加工する加工工程と、
前記加工工程の後、無機アルカリ系の洗浄剤を用いて前記ガラス基板を洗浄する洗浄工程と、を備え、
前記薬液は、スルホコハク酸塩からなり、
前記加工液を前記ガラス基板の端面に接触させ、前記洗浄工程を行った後に、純水洗浄を行い、
前記純水洗浄したときの前記ガラス基板の表面に残る有機物が１ｃｍ^２当たり５ｎｇ以下である、
ことを特徴とする。

【0009】

前記加工液の表面張力は、５０ｍＮ／ｍ未満である、ことが好ましい。

【0010】

前記ガラス基板の表面には、半導体素子またはカラーフィルタが形成される、ことが好ましい。

【0011】

前記加工ホイールは、メタル系ボンド材にダイヤモンド砥粒が分散された加工ホイールである、ことが好ましい。

【0012】

本発明の他の態様は、液晶ディスプレイ用のガラス基板の端面に供給して、前記端面を加工する加工液であって、
水性又は水溶性ソリュブル系の薬液と水とからなり、
前記薬液はスルホコハク酸塩からなり、
前記加工液を前記ガラス基板の端面に接触させ、無機アルカリ系の洗浄剤を用いて前記ガラス基板を洗浄した後、純水洗浄したときの前記ガラス基板の表面に残る有機物が１ｃｍ^２当たり５ｎｇ以下である、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ディスプレイ用のガラス基板の表面品質への影響を抑え、かつ、ガラス基板の端面の熱的損傷を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態のガラス基板の製造方法の工程図である。

【図2】本実施形態の熔解工程〜採板・切断工程を行う装置を模式的に示す図である。

【図3】本実施形態の端面加工工程を説明するための図である。

【図4】本実施形態の洗浄工程を説明する図である。

【図5】加工枚数が増えるにつれて、加工電流値が大きくなることを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明のガラス板の製造方法について本実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0016】

［ガラス板の組成］
本実施形態で製造されるガラス板（ガラス基板）は、特に限定されないが、例えば、携帯電子機器等の電子機器の表示画面に用いるカバーガラスや、フラットディスプレイパネル等の表示装置の基板等に用いられる。
ガラス板の組成は特に限定されないが、例えば、以下の組成比率のガラス板に適用され得る。
（ａ）ＳｉＯ_２:５０〜７０質量％、
（ｂ）Ｂ２Ｏ_３:５〜１８質量％、
（ｃ）Ａｌ_２Ｏ_３:１０〜２５質量％、
（ｄ）ＭｇＯ:０〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ:０〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ:０〜２０質量％、
（ｇ）ＢａＯ:０〜１０質量％、
（ｈ）ＲＯ:５〜２０質量％（ただしＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる、ガラス板に含有される全ての成分であり、少なくとも１種である）、
（ｉ）Ｒ’_２Ｏ: ０．０質量％以上２．０質量％以下（ただしＲ’はＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる、ガラス板に含有される全ての成分であり、少なくとも１種である）、
（ｊ）酸化スズ、酸化鉄および酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種の金属酸化物を合計で０．０５〜１．５質量％。

【0017】

［ガラス板の製造方法］
図１は、本実施形態のガラス板の製造方法の工程図である。本実施形態のガラス板の製造方法は、パネルディスプレイ用のガラス板の製造方法である。本実施形態のガラス板の製造方法は、熔解工程（ＳＴ１）と、清澄工程（ＳＴ２）と、均質化工程（ＳＴ３）と、成形工程（ＳＴ４）と、徐冷工程（ＳＴ５）と、採板・切断工程（ＳＴ６）と、端面加工工程（ＳＴ７）と、洗浄工程（ＳＴ８）と、検査・梱包・出荷工程（ＳＴ９）と、を有する。出荷工程では、梱包工程でコンテナ等への箱詰めされた複数のガラス板の束が、納入先の業者に搬送される。

【0018】

図２は、熔解工程（ＳＴ１）〜採板・切断工程（ＳＴ６）を行う装置を模式的に示す図である。当該装置は、図２に示すように、主に熔解装置２００と、成形装置３００と、採板装置４００と、を有する。熔解装置２００は、熔解槽２０１と、清澄槽２０２と、攪拌槽２０３と、ガラス供給管２０４，２０５，２０６と、を有する。ガラス供給管２０４は、熔解槽２０１と清澄槽２０２を接続し、ガラス供給管２０５は、清澄槽２０２と攪拌槽２０３を接続する。ガラス供給管２０６は、攪拌槽２０３と成形装置３００とを接続する。

【0019】

熔解工程（ＳＴ１）では、熔解槽２０１内に供給されたガラス原料を、図示されない火焔および電極を用いた直接通電で加熱して熔解することで熔融ガラスＭＧを得る。
清澄工程（ＳＴ２）は、清澄槽２０２において行われ、ガラス供給管２０４を通って供給され熔融ガラスＭＧを清澄槽２０２内で加熱する。清澄槽２０２では、加熱された熔融ガラスＭＧ中に含まれる気泡が、加熱された熔融ガラスＭＧ中の清澄剤の還元反応で生じた酸素を吸収することにより成長し液面に浮上して放出される。その後、熔融ガラスＭＧを冷却する過程で生じる清澄剤の還元反応により気泡中の酸素等のガス成分が熔融ガラスＭＧ中に吸収されて気泡が消滅する。これにより清澄槽２０２は、熔融ガラスＭＧを清澄する。
均質化工程（ＳＴ３）では、ガラス供給管２０５を通って供給された熔融ガラスＭＧを、攪拌槽２０３がスターラを用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。この後、ガラス供給管２０６を通して熔融ガラスＭＧが成形装置３００に供給される。

【0020】

成形装置３００では、成形工程（ＳＴ４）及び徐冷工程（ＳＴ５）が行われる。
成形工程（ＳＴ４）では、熔融ガラスＭＧをシートガラスＧに成形し、シートガラスＧの流れを作る。本実施形態では、成形体３１０を用いたオーバーフローダウンドロー法を用いる。徐冷工程（ＳＴ５）では、成形装置３００は、成形されて流れるシートガラスＧを引き伸ばし、かつ、一定の厚さを有し、かつ反り及び歪みが生じないように温度調整をしてシートガラスＧを冷却する。
採板・切断工程（ＳＴ６）では、切断装置４００が、成形装置３００から供給されたシートガラスＧを所定の長さに切断することで、板状のガラス板に採板する。採板されたガラス板はさらに、図示されないダイヤモンドカッターあるいはレーザ等により所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス板１１が作製される。
なお、本実施形態の成形工程では、ダウンドロー法を用いるが、ダウンドロー法に限定されず、フロート法、ロールアウト法等を成形工程に用いることができる。

【0021】

次に、端面加工工程が行われる（ＳＴ７）。端面加工工程では、作製されたガラス板１１に端面加工が施される。
図３は、端面加工工程を説明する図であり、ガラス板１１の端面加工を行う端面加工処理ラインの装置配置を示す。ガラス板の端面加工処理ライン１０には、第１面取り機１２、第２面取り機１４、コーナーカット機１６、および反転機１８と、が設けられ、第１面取り機１２、反転機１８、第２面取り機１４、および、コーナーカット機１６が、搬送経路の上流側から順に配置されている。

【0022】

図３に示すように、成形されたガラス板１１を搬送しながら、研削ホイールあるいは研磨ホイールを回転させることによりガラス板の端面を研削、研磨する。具体的には、第１面取り機１２において、矩形状のガラス板１１の短辺の端面について、搬送経路の両側に設けられた、例えば研削用のダイヤモンドホイール１２ａを用いて研削が行われる。この後、搬送経路の両側に設けられた研磨ホイール１２ｂを用いて研削されたガラス１１の端面の研磨が行われる。ダイヤモンドホイール１２ａの砥粒には、例えば＃４００のダイヤモンド砥粒が用いられ、研磨ホイール１２ｂの砥粒には、例えば＃４００のＳｉＣ砥粒が用いられる。研磨後、反転機１８は、ガラス板１１の向きを９０度回転させて、搬送経路に沿ってガラス板１１を第２面取り機１４に搬送する。第２面取り機１４において、矩形状のガラス板１１の長辺の端面に対して、搬送経路の両側に設けた研削用ダイヤモンドホイール１４ａを用いて研削を行い、この後、搬送経路の両側に設けられた研磨ホイール１４ｂを用いて研削されたガラス板１１の端面の研磨が行われる。ダイヤモンドホイール１４ａの砥粒には、例えば＃４００のダイヤモンド砥粒が用いられ、研磨ホイール１４ｂの砥粒には、例えば＃４００のＳｉＣ砥粒が用いられる。この後、コーナーカット機１６にガラス板１１は搬送され、コーナーカット用ダイヤモンドホイール１６ａを用いてガラス板１１のコーナーが研削、研磨される。この場合、ガラス板１１の搬送速度は、例えば５ｍ／分とされて、ガラス板１１の連続生産が行われる。コーナーカット用ダイヤモンドホイール１６ａの砥粒には、例えば＃４００のダイヤモンド砥粒が用いられる。ガラス板１１の研削、研磨に用いるホイールには、メタル系ボンド材にダイヤモンド砥粒が分散されている。連続して研削、研磨を行うと、ダイヤモンド砥粒は発熱、摩耗し、摩耗した砥粒、ボンド材が、ホイールから剥離、脱落した際に、ホイール溝に詰まることにより、加工能力が低下する。このため、ガラス板１１の端面の研削及び研磨では、研削用のダイヤモンドホイール１４ａ、研磨ホイール１４ｂと、ガラス板１１とが接触する加工点には、加工液が供給される。

【0023】

次に、洗浄工程が行われる（ＳＴ８）。洗浄工程では、端面加工されたガラス板１１を洗浄する。
図４は、洗浄工程を説明する図である。図４に示されるように、端面が研削されたガラス板１１の主表面が、洗浄液又は純水を用いて洗浄される。具体的には、複数の洗浄ブラシ３０がガラスシート２４の幅方向に沿って二列に並んだ洗浄装置が洗浄に用いられる。洗浄ブラシ３０は例えば円形状をなしており、複数の繊維が円板状の基部に植毛されている。洗浄の際、洗浄ブラシ３０は、隣接する洗浄ブラシ３０と互いに反対方向に回転する。また、洗浄装置には、ガラス板１１の幅方向に沿って、洗浄液又は純水をガラス板１１上に供給する供給ノズル３２が複数設けられている。洗浄液は界面活性剤を含んでいる。洗浄ブラシ３０は、ガラス板１１の両側の主表面の他にガラス板１１の端面も洗浄する。
また、洗浄工程において、複数のガラス板１１を図示されないカセットに収容し、洗浄液が収容された図示されない洗浄槽にガラス板１１を浸漬して超音波による洗浄を行ってもよい。

【0024】

最後に、検査・梱包・出荷工程が行われる（ＳＴ９）。具体的には、ガラス板１１に気泡、脈理、あるいは失透等の異常欠陥の有無が、図示されない欠陥検査装置を用いて検査された後、検査合格品のガラス板１１が最終製品としてガラス板の束の形態で梱包され、図示されないコンテナに収納されて、トラック等の車両により、納入先に出荷される。

【0025】

このようなガラス板の製造方法において、ガラス板１１の端面の研削及び研磨を行う端面加工工程（ＳＴ７）では、水性又は水溶性ソリュブル系の薬液を水に加えて形成される水系の加工液が用いられる。ここで、加工液に加えられる薬液は、非イオン系界面活性剤、及び、スルホコハク酸塩から選ばれた一種、又は、それらの組合せからなる。ここで、非イオン系界面活性剤としては、アルコールアミン類、グリコール類、エーテル類を用いることができる。アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アルカノールアミンを用いることができる。グリコール類としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールを用いることができる。スルホコハク酸塩としては、例えば、スルホコハク酸ラウリル二ナトリウム、ポリオキシエチレンスルホコハク酸ラウリル二ナトリウム液、ポリオキシエチレンアルキル（１２〜１４）スルホコハク酸二ナトリウム液を用いることができる。

【0026】

加工液に用いる水は、純水、超純水、又は、逆浸透膜によるフィルタ処理を行ったＲＯ水を用いることができる。また、加工液に用いる水は、イオン交換処理、ＥＤＩ(Electrodeionization)処理、逆浸透膜によるフィルタ処理、及び脱炭酸ガス装置を通した脱炭酸ガス処理を施した純水であることが、ガラス板の表面を清浄に保つ点で好ましい。具体的には、フィルタを用いて微粒子等の異物を水から除去し、この後、活性炭を透過させて有機物を除去した後、イオン交換処理、ＥＤＩ(Electrodeionization)処理、逆浸透膜によるフィルタ処理、及び脱炭酸ガス装置を通した脱炭酸ガス処理を施すことが好ましい。イオン交換処理では、水に含まれるイオン性物質、例えば、塩素イオンやナトリウムイオン等を、イオン交換樹脂膜を用いて水から除去する。ＥＤＩ処理では、イオン交換樹脂膜を用い、かつ電極に電位を与えて形成された電位勾配を利用して、水からイオン性物質をより精度良く除去する。さらに、逆浸透膜（ＲＯ膜）によるフィルタ処理では、イオン性物質、塩類、あるいは有機物を水から除去する。さらに、脱炭酸ガス処理では、脱炭酸ガス装置を用いて炭酸ガスを水から除去する。

【0027】

薬液が加えられた本実施形態の加工液は、表面張力が５０ｍＮ／ｍ未満であり、加工液をガラス基板の表面に接触させた後、純水洗浄したときのガラス表面に残る芳香族化合物が１ｃｍ^２当たり５ｎｇ以下である。このような加工液を用いて端面加工が行われる。ここで、表面張力は、例えば静的表面張力測定法、リング法、プレート法を用いた市販の表面張力計によって計測することができる。加工液の表面張力を５０ｍＮ／ｍ未満にするためには、加工液中の非イオン系界面活性剤の濃度を、例えば、０．３質量％以上にすることにより実現できる。また、純水洗浄したときのガラス表面に残る芳香族化合物が１ｃｍ^２当たり５ｎｇ以下にするためには、加工液中のスルホコハク酸塩の濃度を、例えば、０．０１質量％以上にすることにより実現できる。

【0028】

また、加工液は、ｐＨが８〜１１になるようにｐＨ調整されることが好ましく、ｐＨ８〜１０であることがより好ましい。加工液のｐＨ調整は、薬液に対して、例えば、アルカリ中和剤を添加すること、又は、無機アルカリを使用する際の濃度を調整することによって行われる。アルカリ中和剤としては、例えば、苛性ソーダ、生石灰、消石灰、石灰石、水酸化マグネシウム等を含む中和剤を用いることができる。

【0029】

加工液の表面張力を５０ｍＮ／ｍ未満とし、加工液のｐＨを８〜１１に調整して使用することで、メタル系ボンド材にダイヤモンド砥粒を設けた研削加工ホイールを用いて、ディスプレイ用のガラス板の端面を連続加工しても、加工欠陥などの発生が抑えられ、ガラス基板の端面品質が良好に保たれる。これは、加工液の表面張力が５０ｍＮ／ｍ未満と小さい場合には、ガラス板と、研削ホイールや研磨ホイールとの接触抵抗が小さくなるため、研削ホイールや研磨ホイールを駆動する駆動モータの加工電流値の上昇を抑制することができる。このため、研削時の研削抵抗あるいは研磨時の研磨抵抗が抑制され、研削ホイールや研磨ホイールの砥粒が受ける熱あるいは力が低減される。このため、研削ホイールや研磨ホイールの寿命も長くなる。また、加工液のｐＨが８〜１１の場合には、ガラス板は工液によっては侵食されないが、ガラス板の表面に付着している有機物は加工液により溶解されるため、洗浄時に有機物を容易に除去でき、ガラス板の洗浄性を高めることができる。

【0030】

また、加工液は、加工液をガラス基板の表面に接触させた後、純水洗浄したときのガラス板の表面に残る芳香族化合物が１ｃｍ^２当たり例えば５ｎｇ以下となるように調整されている。ここで、芳香族化合物は、環状不飽和有機化合物の一群であり、ガラス板の表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性の低下の原因となる有機物、疎水性有機物である。ガラス板の純水洗浄後におけるガラス板の表面に付着している有機物の質量は、ガラス板表面１ｃｍ^２当たり１０ｎｇ以下でもよく、５ｎｇ以下であることがより好ましくい。また、ガラス板のアルカリ系洗浄液洗浄後におけるガラス板の表面に付着している有機物の質量は、ガラス板表面１ｃｍ^２当たり０．１５ｎｇ以下であることが好ましい。
水以外の液体を含む従来の加工液をディスプレイ用のガラス板の加工に用いると、ガラス板の表面の品質が変化し、洗浄工程によりガラス基板の表面を洗浄しても、パネル製造工程の歩留まり低下をもたらしていた。歩留まり低下の１つの要因として、水以外の液体を含む従来の加工液を用いた場合、ガラス板の表面へのブラックマトリックスの密着性が変化してしまい、例えば、ブラックマトリックスがガラス板の表面から剥離してしまうという問題が生じていた。特に、近年、ディスプレイの高精細化に伴い、ガラス板の表面に配置されるブラックマトリックスの線幅およびピッチが小さくなっているので、ガラス板の表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性のコントロールは、重要な問題である。また、ガラス板の表面に付着している特定の有機物が、ガラス板の表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性の低下の原因である可能性がある。一つには、界面活性剤に由来する有機物が、ブラックマトリックス樹脂の密着性の低下の原因である可能性がある。また、ブラックマトリックス樹脂の密着性の低下に起因する有機物には、例えば、ガラス板の積層体に含まれる合紙に由来する有機物、及び、ガラス板の積層体の保管および搬送環境下における雰囲気中の有機物も含まれる可能性がある。このため、本実施形態の加工液は、表面張力が５０ｍＮ／ｍ未満であり、加工液をガラス基板の表面に接触させた後、純水洗浄したときのガラス表面に残る芳香族化合物が１ｃｍ^２当たり１０ｎｇ以下になるよう調整されている。このように、本実施形態の加工液を用いることにより、ガラス基板の表面に半導体素子またはカラーフィルタを形成しても、密着性を維持できる。

【0031】

端面加工工程（ＳＴ７）が行われた後、図４に示すようなガラス板を洗浄する洗浄工程（ＳＴ８）が行われる。本実施形態の加工液は、加工液中のスルホコハク酸塩の濃度等を設定することにより、ガラス板の洗浄後に、ガラス板の表面に付着している有機物の質量が、所定の値以下になるよう調整されている。ガラス板の純水洗浄後におけるガラス板の表面に付着している有機物の質量は、ガラス板表面１ｃｍ^２当たり１０ｎｇ以下であり、ガラス板のアルカリ系洗浄液洗浄後におけるガラス板の表面に付着している有機物の質量は、ガラス板表面１ｃｍ^２当たり０．１５ｎｇ以下である。ガラス板の表面に付着している有機物の質量は、ガラス板の洗浄方法によって異なるが、ガラス板の純水洗浄は、後述するアルカリ洗浄工程に含まれる純水洗浄と同様の洗浄であるため、ここでは、アルカリ洗浄について説明する。ガラス板のアルカリ洗浄工程は、第１洗浄工程、第２洗浄工程、及び、純水洗浄工程からなる。第１洗浄工程では、界面活性剤が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を用いてガラス板表面の洗浄が行われる。第２洗浄工程では、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を用いてガラス板表面の洗浄が行われる。ガラス板の洗浄方法は、枚葉洗浄、バッチ洗浄のどちらであってもよい。

【0032】

第１洗浄工程で用いられる無機アルカリ系の洗浄剤は、市販のガラスシート用洗浄液を水で希釈して得られた希釈液に、アルカリ成分を添加することで生成される。ガラス板用洗浄液としては、例えば、パーカーコーポレーション社製のＰＫ−ＬＣＧシリーズ、あるいは、横浜油脂工業株式会社製のセミクリーンシリーズ等が用いられる。ガラスシート用洗浄液は、例えば、１ｗｔ％〜５ｗｔ％の濃度になるように、水で希釈される。希釈液のアルカリ成分の濃度は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の濃度に換算して、例えば、０．０２ｗｔ％〜０．１５ｗｔ％である。洗浄剤を希釈するための水は、純水、超純水、ＲＯ水を用いることができる。

【0033】

ガラス板用の洗浄液の希釈液に、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＥＴＤＡ−４Ｎａ、ＥＴＤＡ−４Ｋ、Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７およびＫ_４Ｐ_２Ｏ_７からなる群から選択される１種以上のアルカリ成分が添加されて、第１洗浄工程で用いられる洗浄剤が生成される。この洗浄剤のアルカリ成分の濃度は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の濃度に換算して、１ｗｔ％以上である。上記のアルカリ成分は、他のアルカリ成分と比較して、ガラスに対するエッチング性が高く、かつ、溶解性に優れている。特に、エッチング性、溶解性、および、ガラス板に形成される薄膜トランジスタに対する悪影響を防止する観点から、アルカリ成分としてＫＯＨを単独で用いることが好ましい。また、ＫＯＨおよびＮａＯＨは、他のアルカリ成分と比較して、排水処理の点で有利である。

【0034】

なお、第１洗浄工程で用いられる洗浄剤は、アルカリ成分の濃度が高いほど、ガラス板から異物を除去する洗浄力が強い。しかし、アルカリ成分の濃度が高すぎると、ガラス板の洗浄装置が腐食して、洗浄剤中に結晶が生成される等の問題が生じる。そのため、洗浄剤のアルカリ成分の濃度は１０ｗｔ％を超えないことが好ましい。また、洗浄剤の取り扱いを容易にするために、洗浄剤のアルカリ成分の濃度は５ｗｔ％を超えないことがより好ましい。

【0035】

第２洗浄工程で用いられるＴＭＡＨの濃度は、０．１％〜２．３８％であるが、好ましくは、０．２５％〜１．５％であり、より好ましくは、０．３５％〜１．０％である。

【0036】

第１洗浄工程、第２洗浄工程で用いられた洗浄剤、ＴＭＡＨがガラス板に付着するため、純水洗浄工程では、ガラス板に純水を供給して洗浄することにより、付着物を除去する。純水洗浄工程で用いられる純水は、超純水、ＲＯ水でもよい。ガラス板を洗浄する方法は、公知の手法を用いることができ、また、特開２０１３−１９３８９２号公報、特開２０１４−５２６２２号公報に記載される内容を含み、当該内容が参酌される。

【0037】

ディスプレイ用のガラス板の表面は、高い清浄性が求められ、加工液として水以外のものを用いると、加工液がガラス板の表面に付着することにより品質に影響を与え、ディスプレイパネルの製造工程における歩留まりを低下させる原因となる。しかし、本実施形態の加工液は、上記の洗浄方法により、ガラス板の表面から除去されるため、ガラス板の品質に影響を与えることはない。

【0038】

以上説明したように、本発明は、液晶ディスプレイ用のガラス板の端面の加工に用いて、ガラス表面に加工液が付着したとしても、ディスプレイ用のガラス板の品質に影響がない。具体的には、加工液がガラス表面に接触しても、純水洗浄等をすることにより、ガラス板の表面に芳香族加工物が残りにくい加工液を用いることで、ディスプレイ用途としてのガラス基板の表面品質を維持することができる。また、ガラス基板の表面に半導体素子またはカラーフィルタを形成しても、密着性を維持できる。

【実施例】

【0039】

以下に、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0040】

（実施例１）
本実施形態の効果を調べるために、図３に示す端面加工処理ライン１０を用いて、本発明の加工液を用いてガラス板の端面を加工した。

【0041】

ガラス板として、以下のガラス組成のガラスを用いた。
ＳｉＯ_２: ６０質量％、
Ｂ_２Ｏ_３: １０質量％、
Ａｌ_２Ｏ_３: １９．８質量％、
ＣａＯ: ５質量％、
ＳｒＯ: ５質量％、
ＳｎＯ_２: ０．２質量％。

【0042】

加工条件は、ダイヤモンドホイール１２ａの砥粒は＃６００とした。ダイヤモンドホイール１２ａは、３３ｍ／秒の周速度で回転させ、１１００ｍｍ×１３００ｍｍのサイズのガラス板を送り速度７ｍ／分で搬送した。また、加工液の表面張力が５０ｍＮ／ｍ未満となるように、加工液中の非イオン系界面活性剤の濃度を調整した。ガラス板は、複数枚が連続的処理され、加工距離が１０００ｍを超えるまで、連続的に端面加工を行った。また、ガラス基板１１の端面の研削において、ダイヤモンドホイール１２ａを３３ｍ／秒の周速度を維持するためにダイヤモンドホイールの駆動に要するモータの加工電流値を測定したところ、加工枚数が増える（加工距離が長くなる）につれて、加工電流値が大きくなることなく、安定したグラフが得られることを確認した。図５は、加工枚数が増えるにつれて、加工電流値が大きくなることを示した図である。同図に示すように、本発明の加工液を用いることで、ガラス基板の端面を連続加工しても、ダイヤモンド砥粒の熱による摩耗損失が小さいことが分かった。これは、加工により摩耗した砥粒、ボンド材が、ホイールから剥離、脱落した際に、ホイール溝に詰まることなく、流されていくためである。本発明の加工液を用いることにより、ホイール溝のドレッシングの頻度を低減する、又はドレッシングが不要となるため、加工ホイールによるガラス端面の総加工距離を伸ばすことができることが確認できた。

【0043】

本発明の加工液を用いたガラス板の端面加工と比較するために、比較例１として、水を用いた端面加工を行った。上記と同様の条件にて加工を行った結果、加工距離が３００ｍを超えたところで、ガラス端面に加工欠陥が発生した。加工電流値は、加工スタート時から連続的に上昇し、加工欠陥が発生後も加工を続けたところ、加工負荷を示す加工電流値が急上昇したため加工を打ち切った。

【0044】

また、本発明の加工液を用いたガラス板の端面加工と比較するために、比較例２として、加工液の表面張力が５０ｍＮ／ｍ以上の加工液を用意した。上記と同様に連続加工を行った結果、加工距離が１０００ｍに達するまでに、加工されたガラス板の端面において、加工欠陥が連続的または散発的に発生した。また、加工負荷を示す加工電流値も、加工スタート時から上昇することが確認された。

【0045】

比較例１、２では、端面の研削加工において、加工ホイールとガラス板との加工点まで加工液の浸透が不足し、その結果、連続加工を行うと、加工欠陥の発生、更には加工負荷電流値の上昇が生じた。この場合、加工ホイールの加工溝のドレッシング作業が必要になる。

【0046】

以上の結果から、本発明の加工液を用いてガラス板の端面加工を行うことにより、ホイール溝のドレッシングの頻度を低減する、又はドレッシングが不要となるため、加工ホイールによるガラス端面の総加工距離を伸ばすことができることが確認できた。

【0047】

（実施例３）
次に、加工されたガラス板の表面品質の確認を行うために、ガラス板上にブラックマトリックス樹脂のパターンを形成し、ブラックマトリックスの剥離および残渣の確認を行った。ガラス基板の表面に、膜厚１μｍ、かつ、線幅１μｍ〜１５μｍとなるようにブラックマトリックス樹脂を塗布してパターンを形成し、ガラス表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性を判定した。その結果、本実施例で製造されたガラス基板の表面と、加工液に水を用いた場合におけるガラス基板の表面とでは、ブラックマトリックスの密着性に変化は見られないことを確認した。さらに加工されたガラス板を、上記の洗浄工程ＳＴ８に投入し、ガラス板の表面の洗浄を行い、その後、ガラス板上にブラックマトリックス樹脂のパターンを形成し、ブラックマトリックスの剥離および残渣の確認を行った。

【0048】

その結果、本発明の加工液を用いた場合と、加工液として水を用いた場合とで、ブラックマトリックスの密着性に変化は見られないことを確認した。

【0049】

以上の結果から、本発明の加工液を用いることで、ガラスの表面品質に影響を与えることなく、ディスプレイ用のガラス板を製造することができることを確認した。

【0050】

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

【符号の説明】

【0051】

１０ 端面加工処理ライン
１２ 第１面取り機
１２ａ，１４ａ ダイヤモンドホイール
１２ｂ，１４ｂ 研磨ホイール
１４ 第２面取り機
１６ コーナーカット機
１６ａ コーナーカット用ダイヤモンドホイール
１８ 反転機
３０ 洗浄ブラシ
３２ 供給ノズル
２００ 熔解装置
２０１ 熔解槽
２０２ 清澄槽
２０３ 攪拌槽
２０４，２０５，２０６ ガラス供給管
３００ 成形装置
３１０ 成形体
４００ 切断装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】