特許 7024373 ディスプレイ用ガラス基板

(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】

(24)【登録日】2022-02-15

(45)【発行日】2022-02-24

(54)【発明の名称】ディスプレイ用ガラス基板

(51)【国際特許分類】

   C03C 15/00 20060101AFI20220216BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20220216BHJP

【ＦＩ】

C03C15/00 A

G09F9/30 310

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2017242075

(22)【出願日】2017-12-18

(65)【公開番号】P2019108241

(43)【公開日】2019-07-04

【審査請求日】2020-08-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安田 興平

(72)【発明者】

【氏名】井川 信彰

【審査官】永田 史泰

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２０１４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２３７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０７３５８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１３５７２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｃ１５／００－２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きく、前記表面性状の算術平均粗さＲａが１ｎｍよりも大きく、３．０ｎｍ以下であることを特徴とするディスプレイ用ガラス基板。

【請求項2】

ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きく、前記表面性状の二乗平均平方根粗さＲｑが１ｎｍよりも大きく、５．０ｎｍ以下であることを特徴とするディスプレイ用ガラス基板。

【請求項3】

ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きく、前記表面性状の最大高さ粗さＲｚが８～３５ｎｍであることを特徴とするディスプレイ用ガラス基板。

【請求項4】

ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きく、前記表面性状の最大山高さＲｐが３～２０ｎｍであることを特徴とするディスプレイ用ガラス基板。

【請求項5】

ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きく、前記表面性状の最大谷深さＲｖが５～１５ｎｍであることを特徴とするディスプレイ用ガラス基板。

【請求項6】

ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きく、前記一方のガラス表面は、表面凹凸の面粗さ中心面から１．０ｎｍ以上の高さを有する第１の凸部が分散して設けられ、前記第１の凸部の前記ガラス表面の面積に占める面積比率が１５～４０％であることを特徴とするディスプレイ用ガラス基板。

【請求項7】

ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きく、前記一方のガラス表面は、表面凹凸の面粗さ中心面から１．５ｎｍ以上の高さを有する第２の凸部が分散して設けられ、前記第２の凸部の前記ガラス表面の面積に占める面積比率が５～３０％であることを特徴とするディスプレイ用ガラス基板。

【請求項8】

前記ひずみ度Ｒｓｋが、０よりも大きく、１．５よりも小さいことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のディスプレイ用ガラス基板。

【請求項9】

前記ガラス基板の主表面のうち他方のガラス表面に半導体素子が形成される、請求項１から８のいずれか１項に記載のディスプレイ用ガラス基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスプレイ用ガラス基板に関する。

【背景技術】

【0002】

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）においては、ガラス基板上に透明電極、半導体素子等を形成したものが基板として用いられる。例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）においては、ガラス基板上に透明電極、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等が形成されたものが基板として用いられる。

【0003】

ガラス基板上への透明電極、半導体素子等の形成は、ガラス基板の半導体素子形成面とは反対側のガラス表面を吸着ステージ上に真空吸着によって固定した状態で行われる。しかし、透明電極、半導体素子等が形成されたガラス基板を吸着ステージから剥離する際に、ガラス基板が帯電し、ＴＦＴ等の半導体素子の静電破壊が起こる。

【0004】

特許文献１は、ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面について、その表面性状が、凹凸の平均間隔により定義されるＲＳｍが０．０５μｍ以上であり、かつ、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも小さい構造により、帯電を低減することを図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－２０１４４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の様に、ひずみ度Ｒｓｋが０よりも小さいと、ガラス基板が金属や絶縁体のプレート等と接触剥離する面積が増大し、ガラス基板の静電気の帯電が却って問題となる可能性がある。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、吸着ステージから剥離する際に剥離帯電が発生しにくいディスプレイ用ガラス基板を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きいことを特徴とするディスプレイ用ガラス基板を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明のディスプレイ用ガラス基板は、吸着ステージから剥離する際に剥離帯電が発生しにくい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板の製造方法の説明図であって、熱処理装置の一構成例を示した模式図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板の製造方法の説明図であって、熱処理装置の別の一構成例を示した模式図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板の製造方法の説明図であって、フロートガラス製造装置の概略を示す断面図である。

【図4】図４は、実施例におけるインジェクタのスリット幅（ａ）、処理長（ｂ）、処理幅（ｃ）の関係を示した図である。

【図5】図５（ａ）は、二乗平均平方根高さＲｑの概念を示す概念図であり、図５（ｂ）は、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋの概念を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［ディスプレイ用ガラス基板］
以下、本発明の実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板について説明する。

【0012】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、そのガラス組成は特に限定されず、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等、幅広いガラス組成であってよい。

【0013】

本願発明者らは、ガラス基板の帯電量を減少させるために、ガラス基板の主表面の表面性状に着目した。本願発明者らは鋭意検討し、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きいガラス基板が、優れた性質を有することを見出した。

【0014】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の主表面のうち一方のガラス表面は、その表面性状が、山部と谷部との対象性を示すひずみ度Ｒｓｋが０よりも大きい。

【0015】

Ｒｓｋは、二乗平均平方根高さＲｑの三乗によって無次元化した基準長さにおいて、ガラス基板の主表面における山部と谷部の高さＺ（ｘ）の三乗平均を表す。言い換えると、Ｒｓｋは歪度（わいど）を意味し、平均線（図５（ｂ）の破線参照）を中心としたときの山部と谷部の対称性を表す指標であって、粗さ曲線のスキューネスとも呼ばれる。ここで、図５（ａ）が二乗平均平方根高さＲｑの概念を示す概念図であり、Ｒｑは下記の式（１）によって求められ、基準長さｌ（エル）において、Ｚ（ｘ）の二乗平均平方根を表す指標である。図５（ａ）に示す様に、ｌは主表面に沿った山部と谷部の繰り返しの基準長さを示す。また、図５（ｂ）がＲｓｋの概念を示す概念図であり、Ｒｓｋは下記の式（２）によって求められる。

【0016】

【数1】

【0017】

【数2】

【0018】

図５（ｂ）に示す様に、Ｒｓｋは、その値により破線で示す平均線に対して、下記の様な性質を持つ。
Ｒｓｋ＝０：平均線に対して対称（正規分布）
Ｒｓｋ＞０：平均線に対して下側に偏っている
Ｒｓｋ＜０：平均線に対して上側に偏っている

【0019】

Ｒｓｋが０よりも大きい値をとることにより、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板が金属や絶縁体とのプレートと接触剥離する面積が減少し、ガラス基板の静電気の帯電を低減することができる。

【0020】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、Ｒｓｋが、０よりも大きく、１．５よりも小さいことが好ましい。
Ｒｓｋが０よりも大きいと、接触面積が減り、静電気の帯電を低減することができ、Ｒｓｋが１．５よりも小さいと、ガラス基板の表面を欠けにくくすることができる。

【0021】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、表面性状の算術平均粗さＲａが１ｎｍよりも大きく、３．０ｎｍ以下であることが好ましい。Ｒａは、基準長さｌにおいて、Ｚ（ｘ）の絶対値の平均を表す指標である。
Ｒａが１ｎｍよりも大きいと、静電気の帯電を低減することができる。
また、Ｒａが３．０ｎｍ以下であれば、光の散乱が少なく、反射光を減らし、ガラスの透明性を維持することができる。

【0022】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、表面性状の二乗平均平方根粗さＲｑが１ｎｍよりも大きく、５．０ｎｍ以下であることが好ましい。上述した通り、Ｒｑは、基準長さｌにおいて、Ｚ（ｘ）の二乗平均平方根を表す指標である。
Ｒｑが１ｎｍよりも大きいと、静電気の帯電を低減することができる。また、Ｒｑが５．０ｎｍ以下であれば、光の散乱が少なく、反射光を減らし、ガラスの透明性を維持することができる。

【0023】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、表面性状の最大高さ粗さＲｚが８～３５ｎｍであることが好ましい。Ｒｚは、基準長さｌにおいて、輪郭曲線の山高さＺｐの最大値と谷深さＺｖの最大値の和を表す指標である。「山」は輪郭曲線の平均線（Ｘ軸）より上側（ガラス基板側から空間側の方向）の部分であり、「谷」は輪郭曲線の平均線（Ｘ軸）より下側（周囲の空間からガラス基板側に向かう方向）の部分に相当する。
Ｒｚが８ｎｍ以上であれば、透過率が上がり始める。また、Ｒｚが３５ｎｍ以下であれば、可視光のλ／４（７５ｎｍ)より小さいので、光の散乱が少なく、反射光を減らし、ガラスの透明性を維持することができる。

【0024】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、表面性状の最大山高さＲｐが３～２０ｎｍであることが好ましい。Ｒｐは、基準長さｌにおいて、輪郭曲線の山高さＺｐの最大値を表す指標である。
Ｒｐが３ｎｍ以上であれば、静電気の帯電を低減することができる。また、Ｒｐが２０ｎｍ以下であれば、ガラス基板の表面を欠けにくくすることができる。

【0025】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、表面性状の最大谷深さＲｖが５～１５ｎｍであることが好ましい。Ｒｖは、基準長さｌにおいて、輪郭曲線の谷深さＺｖの最大値を表す指標である。
Ｒｖが５ｎｍ以上であれば、静電気の帯電を低減することができる。また、Ｒｖが１５ｎｍ以下であれば、ガラス基板の表面を欠けにくくすると共に、汚染物を付着しにくくすることができる。

【0026】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、一方のガラス表面は、表面凹凸の面粗さ中心面から１．０ｎｍ以上の高さを有する第１の凸部が分散して設けられ、第１の凸部のガラス表面の面積に占める面積比率が１５～４０％であることが好ましい。
第１の凸部の面積比率が１５％以上であれば、ガラスを切り易くすることができ、第１の凸部の面積比率が４０％以下であれば、ガラスの透明性を維持することができる。

【0027】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、一方のガラス表面は、表面凹凸の面粗さ中心面から１．５ｎｍ以上の高さを有する第２の凸部が分散して設けられ、第２の凸部のガラス表面の面積に占める面積比率が５～３０％であることが好ましい。
第２の凸部の面積比率が５％以上であれば、ガラスを切り易くすることができ、第２の凸部の面積比率が３０％以下であれば、ガラスの透明性を維持することができる。

【0028】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の主表面のうち他方のガラス表面に半導体素子が形成されることが好ましい。

【0029】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板の寸法は特に限定されないが、ガラス基板の剥離帯電を抑制させるため、大型のガラス基板に好適である。具体的には、２５００ｍｍ×２２００ｍｍ以上であることが好ましく、３１３０ｍｍ×２８８０ｍｍ以上であることがより好ましい。
板厚についても特に限定されないが、ガラス基板の剥離帯電を抑制させるため、薄板のガラス基板に好適である。具体的には、１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．７５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．４５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

【0030】

本実施形態のディスプレイ用ガラス基板は、無アルカリガラスであることが好ましい。 無アルカリガラスは、下記酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ₂を５０～７３％、Ａｌ₂Ｏ₃を１０．５～２４％、Ｂ₂Ｏ₃を０．１～１２％、ＭｇＯを０～８％、ＣａＯを０～１４．５％、ＳｒＯを０～２４％、ＢａＯを０～１３．５％、ＺｒＯ₂を０～５％含有し、かつ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が８～２９．５％であることが好ましい。
また、無アルカリガラスは、下記酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ₂を５８～６６％、Ａｌ₂Ｏ₃を１５～２２％、Ｂ₂Ｏ₃を５～１２％、ＭｇＯを０～８％、ＣａＯを０～９％、ＳｒＯを３～１２．５％、ＢａＯを０～２％含有し、かつ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が９～１８％であることが好ましい。
また、無アルカリガラスは、下記酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ₂を５４～７３％、Ａｌ₂Ｏ₃を１０．５～２２．５％、Ｂ₂Ｏ₃を０．１～５．５％、ＭｇＯを０～８％、ＣａＯを０～９％、ＳｒＯを０～１６％、ＢａＯを０～２．５％含有し、かつ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が８～２６％であることが好ましい。

【0031】

［ディスプレイ用ガラス基板の製造方法］
次に、本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法の構成例について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板の製造方法の説明図であって、熱処理装置の一構成例を示した模式図である。
図１に示す熱処理装置６０において、板ガラス２０は矢印方向に搬送される。搬送手段は特に限定されないが、例えば、図示しない搬送ロールである。また、熱処理装置６０および後述する熱処理装置６２は、図示しないヒータを備える。
ここで、板ガラス２０の下面２２が、ディスプレイ用ガラス基板における半導体素子形成面であり、板ガラス２０の上面２４が半導体素子形成面の反対側のガラス表面であり、上述したように、半導体素子形成時には、吸着ステージ上に真空吸着によって固定される。

【0032】

図１に示す熱処理装置６０は、インジェクタ７０を有している。インジェクタ７０の供給口７１から板ガラス２０の上面２４に吹き付けられた気体は、板ガラス２０の移動方向に対して順方向又は逆方向の流路７４を移動し、排気口７５へ流出する。
図１に示したインジェクタ７０は、供給口７１から排気口７５へのガスの流れが板ガラス２０の移動方向に対して、順方向と逆方向に均等に分かれる両流しタイプのインジェクタである。

【0033】

図２は、熱処理装置の別の一構成例を示した模式図である。図２に示す熱処理装置６２は、インジェクタ８０を有している。インジェクタ８０は片流しタイプのインジェクタである。片流しタイプのインジェクタとは、供給口８１から排気口８５へのガスの流れが板ガラス２０の移動方向に対して順方向もしくは逆方向のいずれかに固定されるインジェクタである。図２に示すインジェクタ８０は、供給口８１から排気口８５へのガスの流れ８４が板ガラス２０の移動方向に対して順方向である。但し、これに限定されず、供給口８１から排気口８５へのガスの流れが板ガラス２０の移動方向に対して逆方向であってもよい。

【0034】

本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法では、インジェクタ７０、８０の供給口７１、８１から板ガラス２０の上面２４に対しフッ化水素（ＨＦ）を含有する気体を供給する。
これにより、半導体素子形成面の反対側のガラス表面近傍のフッ素濃度が、ガラス基板内部のフッ素濃度に比べて高くなり、ガラス基板と、吸着ステージとの仕事関数の差が小さくなり、ガラス基板の剥離帯電を抑制することができる。

【0035】

本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法では、ＨＦを含有する気体を供給するガラス表面温度、すなわち、板ガラス２０の上面２４の温度を５００～９００℃とする。ガラス表面温度を５００℃以上とすることにより以下の効果を奏する。
フッ素がガラス表面近傍に侵入し、ガラス表面近傍のフッ素濃度が、ガラス基板内部のフッ素濃度に比べて高くなる。ガラス表面温度は５５０℃以上がより好ましく、６００℃以上がさらに好ましい。
また、ガラス表面温度を９００℃以下とすることにより以下の効果を奏する。
ガラス表面の表面粗さＲａが大きくなり過ぎるのを抑制し、一様な表面形状を形成する。ガラス表面温度は８５０℃以下がより好ましく、８００℃以下がさらに好ましい。

【0036】

本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法では、ＨＦを含有する気体は、熱処理装置６０、６２のインジェクタ７０、８０等の設備の腐食防止の観点から、窒素（Ｎ₂）や希ガスといった不活性ガスをキャリアガスとして使用し、これらキャリアガスとの混合ガスとして板ガラス２０の上面２４に供給する。
インジェクタ７０、８０の供給口７１、８１から供給するＨＦを含有する気体のＨＦ濃度を０．５～３０ｖｏｌ％とする。ＨＦ濃度を０．５ｖｏｌ％以上とすることにより以下の効果を奏する。
フッ素がガラス表面近傍に侵入し、ガラス表面近傍のフッ素濃度が、ガラス基板内部のフッ素濃度に比べて高くなる。
ＨＦ濃度は２ｖｏｌ％以上がより好ましく、４ｖｏｌ％以上がさらに好ましい。
また、ＨＦ濃度を３０ｖｏｌ％以下とすることにより以下の効果を奏する。
ガラス表面とＨＦとの反応により形成されるガラス表面の欠陥が発生するのを抑制し、ガラス基板の強度が低下するのを抑制することができる。ＨＦ濃度は２６ｖｏｌ％以下がより好ましく、２２ｖｏｌ％以下がさらに好ましい。

【0037】

インジェクタ７０、８０の供給口７１、８１と板ガラス２０の上面２４との距離Ｄは、好ましくは５～５０ｍｍである。距離Ｄは、より好ましくは８ｍｍ以上である。また、距離Ｄは、より好ましくは３０ｍｍ以下、さらに好ましくは２０ｍｍ以下である。距離Ｄを５ｍｍ以上とすることにより、例えば地震等によって板ガラス２０が振動しても、板ガラス２０の上面２４とインジェクタ７０、８０との接触を回避できる。一方、距離Ｄを５０ｍｍ以下とすることにより、気体が装置内部で拡散するのを抑制し、所望するガス量に対して、板ガラス２０の上面２４に充分な量のガスを到達させることができる。

【0038】

インジェクタ７０、８０の板ガラス２０の移動方向の距離Ｌは、好ましくは１００～５００ｍｍである。距離Ｌは、より好ましくは１５０ｍｍ以上、さらに好ましくは２００ｍｍ以上である。また、距離Ｌは、より好ましくは４５０ｍｍ以下、さらに好ましくは４００ｍｍ以下である。距離Ｌを１００ｍｍ以上とすることにより、供給口７１、８１と排気口７５、８５とを設けることができる。特に、インジェクタ７０の距離Ｌは１５０ｍｍ以上、インジェクタ８０の距離Ｌは１００ｍｍ以上であることが好ましい。一方、距離Ｌを５００ｍｍ以下とすることにより、インジェクタ７０、８０による板ガラス２０の脱熱量を抑制できるため、複数のヒータの出力を抑制できる。

【0039】

インジェクタ７０、８０の板ガラス２０の幅方向の距離は、板ガラス２０の該方向の製品領域以上の距離を有することが好ましい。本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法をオンライン処理として実施する場合、好ましくは３０００ｍｍ以上、より好ましくは４０００ｍｍ以上である。

【0040】

また、ＨＦを含有する気体の流速（線速度）は、好ましくは２０～３００ｃｍ／ｓである。流速（線速度）を２０ｃｍ／ｓ以上とすることにより、ＨＦを含有する気体の気流が安定し、ガラス表面を一様に処理することができる。流速（線速度）は、より好ましくは５０ｃｍ／ｓ以上、さらに好ましくは８０ｃｍ／ｓ以上である。
また、後述するように、本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法をオンライン処理として実施する場合、流速（線速度）を３００ｃｍ／ｓ以下とすることにより、気体が徐冷装置の内部で拡散するのを抑制した状態で、ガラスリボンのトップ面に充分な量のガスを到達させることができる。流速（線速度）は、より好ましくは２５０ｃｍ／ｓ以下、さらに好ましくは２００ｃｍ／ｓ以下である。

【0041】

本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法はオンライン処理として実施してもよく、オフライン処理として実施してもよい。本明細書における「オンライン処理」とは、フロート法やダウンドロー法などで成形されたガラスリボンを徐冷する徐冷過程において、本発明の方法を適用する場合を指す。一方、「オフライン処理」とは、成形され所望の大きさに切断された板ガラスに対して、本発明の方法を適用する場合を指す。したがって、本明細書における板ガラスは、成形され所望の大きさにカットされた板ガラスに加えて、フロート法やダウンドロー法などで成形されたガラスリボンを含む。
本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法はオンライン処理として実施することが以下の理由から好ましい。
オフライン処理だと、工程を増やす必要があるのに対し、オンライン処理だと、工程を増やす必要がないので、低コストで処理が可能となる。また、オフライン処理だと、ＨＦを含有する気体が、ガラス基板間で、ガラス基板の半導体素子形成面に回り込むのに対し、ガラスリボンのオンライン処理だと、ＨＦを含有する気体の回り込みを抑制することができる。

【0042】

ディスプレイ用ガラス基板のような板ガラスの製造手順は、ガラス原料を溶解し溶融ガラスとする溶解工程と、上記溶解工程で得られた溶融ガラスを帯状に成形してガラスリボンとする成形工程と、上記成形工程で得られたガラスリボンを徐冷する徐冷工程と、を有する。上記の成形工程としては、フロート法によるフロート成形工程、ダウンドロー法によるダウンドロー成形工程が挙げられる。
本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法をオンライン処理として実施する場合、上記徐冷工程において、ガラスリボンのトップ面に対しＨＦを含有する気体を供給する。

【0043】

図３は、本発明の実施形態に係るディスプレイ用ガラス基板の製造方法の説明図であって、フロートガラス製造装置の概略を示す断面図である。

【0044】

図３に示すフロートガラス製造装置１００は、ガラス原料１０を溶解し溶融ガラス１２とする溶解装置２００と、溶解装置２００から供給される溶融ガラス１２を帯状に成形してガラスリボン１４とする成形装置３００と、成形装置３００で成形されたガラスリボン１４を徐冷する徐冷装置４００とを備える。

【0045】

溶解装置２００は、溶融ガラス１２を収容する溶解槽２１０と、溶解槽２１０内に収容される溶融ガラス１２の上方に火炎を形成するバーナ２２０とを備える。溶解槽２１０内に投入されたガラス原料１０は、バーナ２２０が形成する火炎からの輻射熱によって溶融ガラス１２に徐々に溶け込む。溶融ガラス１２は、溶解槽２１０から成形装置３００に連続的に供給される。

【0046】

成形装置３００は、溶融スズ３１０を収容する浴槽３２０を備える。成形装置３００は、溶融スズ３１０上に連続的に供給される溶融ガラス１２を溶融スズ３１０上で所定方向に流動させることにより帯状に成形し、ガラスリボン１４とする。成形装置３００内の雰囲気温度は、成形装置３００の入口から出口に向かうほど低温となっている。成形装置３００内の雰囲気温度は、成形装置３００内に設けられるヒータ（不図示）等で調整される。ガラスリボン１４は、所定方向に流動しながら冷却され、浴槽３２０の下流域で溶融スズ３１０から引き上げられる。溶融スズ３１０から引き上げられたガラスリボン１４は、リフトアウトロール５１０によって徐冷装置４００に搬送される。

【0047】

徐冷装置４００は、成形装置３００で成形されたガラスリボン１４を徐冷する。徐冷装置４００は、例えば、断熱構造の徐冷炉４１０と、徐冷炉４１０内に配設され、ガラスリボン１４を所定方向に搬送する複数の搬送ロール４２０とを含む。徐冷炉４１０内の雰囲気温度は、徐冷炉４１０の入口から出口に向かうほど低温となっている。徐冷炉４１０内の雰囲気温度は、徐冷炉４１０内に設けられるヒータ４４０等で調整される。徐冷炉４１０の出口から搬出されたガラスリボン１４は、切断機で所定のサイズに切断され、製品として出荷される。

【0048】

製品として出荷される前に、必要に応じて、ガラス基板の両表面の少なくとも一方を研磨し、ガラス基板を洗浄してもよい。なお、本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法はオンライン処理として実施する場合、ガラス基板の半導体素子形成面とは反対側のガラス表面が、ガラスリボン１４のトップ面に対応し、半導体素子形成面が、ガラスリボン１４のボトム面に対応する。
本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法では、半導体素子形成面の反対側のガラス表面近傍のフッ素濃度をガラス基板内部のフッ素濃度に比べて高くすることにより、ガラス基板と、吸着ステージとの仕事関数の差を小さくし、ガラス基板の剥離帯電を抑制するため、研磨を実施する場合はガラスリボン１４のボトム面のみを研磨するのが好ましい。ガラス基板の半導体素子形成面は、酸化セリウム水溶液を供給しながら研磨具によって研磨する。研磨に際して、酸化セリウム水溶液の一部は、ガラス基板の半導体素子形成面とは反対側のガラス表面に回り込み、スラリー残渣となる。

【0049】

ガラス基板の洗浄は、例えば、シャワー洗浄、ディスクブラシを使用したスラリー洗浄、シャワーリンスによって行われる。スラリー洗浄は、ガラス基板の半導体素子形成面とは反対側のガラス表面に、スラリー（例えば、酸化セリウム水溶液、炭酸カルシウム水溶液）を供給しながらディスクブラシで研磨することにより、半導体素子形成面とは反対側のガラス表面に残っているスラリー残渣を除去する。

【0050】

図３に示すフロートガラス製造装置１００は、本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法をオンライン処理として実施するため、徐冷装置４００内のガラスリボン１４の上方にインジェクタ７０、８０が設置されており、このインジェクタ７０、８０を用いて、ガラスリボン１４のトップ面に、フッ化水素（ＨＦ）を含有する気体を供給する。なお、図１、２に示す熱処理装置６０、６２は、本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法をオンライン処理として実施する場合、図３に示す徐冷装置４００に対応する。
また、図３では、インジェクタ７０、８０は、徐冷装置４００内に設置されているが、本発明の別の実施形態に係るフロートガラス製造装置は、ＨＦを含有する気体を供給するガラス表面温度が５００～９００℃であれば、インジェクタを成形装置３００内に設置してもよい。

【実施例】

【0051】

以下、本発明の実施例及び比較例について具体的に説明する。なお、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。
オンライン処理として、本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法を実施した。
図３に示すフロートガラス製造装置１００を用いて、ＳｉＯ₂：５９．５％、Ａｌ₂Ｏ₃：１７％、Ｂ₂Ｏ₃：８％、ＭｇＯ：３．３％、ＣａＯ：４％、ＳｒＯ：７．６％、ＢａＯ：０．１％、ＺｒＯ₂：０．１％を含有し、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：１５％であって、残部が不可避的不純物であり、アルカリ金属酸化物の含有量の合量が０．１％以下である、厚さ０．５ｍｍの無アルカリガラス板を製造した。

【0052】

溶解装置２００でガラス原料１０を溶解し溶融ガラス１２とした後、溶融ガラス１２を成形装置３００に供給し、溶融ガラス１２を帯状に成形してガラスリボン１４を得た。成形装置３００の出口からガラスリボン１４を引き出した後、徐冷装置４００内で徐冷した。
徐冷装置４００内のガラスリボン１４の温度が５００℃の位置に、ガラスリボン１４の移動方向の距離Ｌが３００ｍｍのインジェクタ７０を設置した。
図４は、実験例２におけるインジェクタのスリット幅（ａ）、処理長（ｂ）、処理幅（ｃ）の関係を示した図である。上記ａ（ｍｍ）、ｂ（ｍｍ）、ｃ（ｍｍ）、および、ＨＦを含む気体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）、処理時間（ｓｅｃ）、線速（ｍｍ／ｓｅｃ）は下記に示す条件とした。

【0053】

ａ：５ｍｍ
ｂ：３９２ｍｍ
ｃ：１２００ｍｍ
ＨＦを含む気体の流量：１２０Ｌ／ｍｉｎ
処理時間：４ｓｅｃ
線速：５００ｍｍ／ｓｅｃ

【0054】

また、インジェクタ７０の供給口７１とガラス板２０の上面との距離Ｄは、１０ｍｍに設定した。
また、ＨＦを含む気体を供給する際のガラス表面温度（表１中、温度と記載）、ＨＦ濃度（ｖｏｌ％）は下記表１に示す条件とした。表１中、例１～例４は実施例、例５は比較例である。
得られたガラス板について、以下に示す評価を実施した。

【0055】

［ガラス表面の平均表面粗さＲａ］
上記の手順で得られたガラス基板を幅５ｍｍ×長さ５ｍｍに切断し、ガラス基板のガラス表面のひずみ度Ｒｓｋ、算術平均粗さＲａ、二乗平均平方根粗さＲｑ、最大高さ粗さＲｚ、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ（規格番号ＪＩＳ Ｂ０６０１、規格名称は製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）－表面性状：輪郭曲線方式－用語，定義及び表面性状パラメータ）を、以下の方法で測定した。ガラス基板のガラス表面を、原子間力顕微鏡（製品名：ＳＰＩ－３８００Ｎ、セイコーインスツル社製）を用いて観察した。カンチレバーは、ＳＩ－ＤＦ４０Ｐ２を用いた。観察は、スキャンエリア５μｍ×５μｍに対し、ダイナミック・フォース・モードを用いて、スキャンレート１Ｈｚで行った（エリア内データ数：２５６×２５６）。この観察に基づき、各測定点での平均表面粗さＲａを算出した。計算ソフトは、原子間力顕微鏡に付属のソフト（ソフト名：ＳＰＡ－４００）を用いた。

【0056】

［ガラス基板の剥離帯電量］
上記の手順で得られたガラス基板の剥離帯電量を、以下の方法で測定した。幅４１０ｍｍ×長さ５２０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのガラス基板をＳＵＳ３０４製の真空吸着ステージに接触させた後、ガラス基板の吸着と解放を１１０サイクル繰り返した。その後、真空吸着ステージから、リフトピンを用いてガラス基板を剥離した。ガラス基板が真空吸着ステージから離れて５ｃｍ上昇するまでの表面電位の変化を表面電位計（製品名：ＭＯＤＥＬ ３４１Ｂ、トレック・ジャパン社製）で測定した。測定結果のピーク値を剥離帯電量とした。

【0057】

【表1】

【0058】

実施例のガラス基板については、帯電性、透明性について良好な結果が得られたが、比較例のガラス基板については、帯電性、透明性のいずれについても良好な結果を得ることができなかった。

【符号の説明】

【0059】

１０ ガラス原料
１２ 溶融ガラス
１４ ガラスリボン
２０ 板ガラス
２２ 下面
２４ 上面
６０、６２ 熱処理装置
７０、８０ インジェクタ
７１、８１ 供給口
７４、８４ 流路
７５、８５ 排気口
１００ フロートガラス製造装置
２００ 溶解装置
２１０ 溶解槽
２２０ バーナ
３００ 成形装置
３１０ 溶融スズ
３２０ 浴槽
４００ 徐冷装置
４１０ 徐冷炉
４２０ 搬送ロール
４４０ ヒータ
５１０ リフトアウトロール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】