JP2004010413A

JP2004010413A - 熱処理用セッター

Info

Publication number: JP2004010413A
Application number: JP2002165063A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nagata; 永田　毅
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】大型の被処理物を載置して熱処理する場合でも、セッターに実質的に反りが生じることなく、被処理物をセッターに安定して載置が可能であり、かつ被処理物の均一加熱が可能な熱処理用セッターを提供する。
【解決手段】平板部の板厚を５ｍｍとした場合に５００ｎｍ以下の可視光透過率が５％以下であり、且つ１１００ｎｍの赤外線透過率が７０％以上である結晶化ガラスから形成されてなり、３０〜７５０℃の温度範囲での熱膨張係数が−５×１０^−７〜５×１０^−７／Ｋの結晶化ガラスで、平板部の載置面の平坦度が０．３％以下、かつ載置面の表面粗さがＲａ値で０．１〜１μｍであることを特徴とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理物を載置して熱処理炉に導入する熱処理用セッターに関し、特に、大型のプラズマ・ディスプレイ・パネル（以下ＰＤＰと称す）用基板等に適する熱処理用セッターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示デバイスの多様化が進む中で、大画面の平面ディスプレイが注目されている。その代表格であるＰＤＰは、前面と背面とに２枚のガラス基板を対向配置し、上下を両ガラス基板で、側方を隔壁で挟まれた１００〜１５０μｍのセルにＨｅ、Ｎｅ等の希ガスを封じ込め電圧の印加によりガス放電させて文字や画像を表示するもので、表示画面の大きさに比して薄型であることを特徴としている。
【０００３】
このガラス基板上には電極や絶縁層の精密な回路パターンを形成するためにペーストが塗布され、塗布されたペーストを板ガラスに定着させるために熱処理炉（焼成炉）において約５００〜７００℃の温度域で焼成される。そのため、ガラス基板の熱処理用セッターは熱変形が少ないものが要求されており、現状では、透明な結晶化ガラス等が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、画面の高精細化に伴い単位面積当たりの画素数を多くするために上記の回路パターンが更に精密化してきている。その上、生産量を向上させるために焼成時間の短縮が図られている。
【０００５】
しかしながら、ガラス基板熱処理用セッターの透明な結晶化ガラス板上に大型ガラス基板を載置して５００〜７００℃の温度域で熱処理を行った場合、透明な結晶化ガラス板は可視光線および赤外線を透過するため、セッター面内のガラス基板が載置されていない部分は温度上昇が遅れセッター面内の温度分布にバラツキが生じる。そのため、セッターおよびガラス基板に不均一な熱膨張および熱収縮が生じるばかりでなく、セッター自体が反って回路パターンが所定の設計範囲から外れて電気的な性能を維持できなくなる問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、大型基板を載置して熱処理する場合でも、セッターに実質的に反りが生じることなく、ガラス基板等の被処理物をセッター上に安定して載置可能であり、かつ被処理物の均一加熱が可能な熱処理用セッターを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る熱処理用セッターは、被処理物を平板部の載置面に載置した状態で熱処理炉内に導入される熱処理用セッターにおいて、平板部の板厚を５ｍｍとした場合に５００ｎｍ以下の可視光透過率が５％以下であり、且つ１１００ｎｍの赤外線透過率が７０％以上である結晶化ガラスにより形成されてなることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の熱処理用セッターは、３０〜７５０℃の温度範囲での熱膨張係数が−５×１０^−７〜５×１０^−７／Ｋの結晶化ガラスにより形成されてなることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の熱処理用セッターは、平板部の載置面の平坦度が０．３％以下であり、かつ載置面の表面粗さのＲａ値が０．１〜１μｍであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明における熱処理用セッターは、図１の透過率曲線が示すように、板厚を５ｍｍとした場合に５００ｎｍ以下の可視光透過率が５％以下で可視光線を吸収し、且つ１１００ｎｍの赤外線透過率が７０％以上で赤外線（熱線等）を透過する黒色の結晶化ガラス板で構成されるため、発熱体からの放射エネルギー（例えば、図２：１２００Ｋの黒体放射強度と波長）の内、可視光線領域のエネルギーが黒色の結晶化ガラス板に吸収され、それ以外の赤外線領域の放射エネルギーのみを透過することになる。また、黒色の結晶化ガラス自体は透明な結晶化ガラスに比べて赤外線領域の放射エネルギーの吸収も少し大きく、吸収された可視光線領域及び赤外線領域のエネルギーによって加熱されるので、炉内温度（雰囲気温度）との差が小さくなってセッター内の温度分布のバラツキがほとんどなくなり被処理物の均一加熱が可能となる。
【００１１】
また、本発明に使用される黒色の結晶化ガラス板の熱膨張係数（３０〜７５０℃）が、−５×１０^−７〜５×１０^−７／Ｋとゼロ膨張に近いので、熱処理を連続的または断続的に繰り返して行ってもセッターの伸縮が小さく、セッターに直接載置した被処理物にセッターの伸縮による悪影響を与えることがない。また、セッター自体がサーマル・ショック等で破損もしないので安定して長期間使用することができる。
【００１２】
本発明でセッターを構成するゼロ膨張で黒色の結晶化ガラス板としては、３０〜７５０℃の温度範囲においては、上記のように−５×１０^−７〜５×１０^−７／Ｋの熱膨張係数を有するものが適しており、好ましくは−３×１０^−７〜３×１０^−７／Ｋの熱膨張係数で、更に好ましくは−２×１０^−７〜２×１０^−７／Ｋの熱膨張係数である。具体的には、質量％で、ＳｉＯ_２６０〜７２％、Ａｌ_２Ｏ_３１４〜２８％、Ｌｉ_２Ｏ　２．５〜５．５％、ＭｇＯ　０．１〜０．９％、ＺｎＯ　０．１〜０．９％、ＴｉＯ_２３〜６％、Ｖ_２Ｏ_５０．０３〜０．５％、Ｎａ_２Ｏ　０．１〜１％、Ｋ_２Ｏ　０〜１％、ＣａＯ　０〜２％、ＢａＯ　０〜２％、ＰｂＯ　０〜２％、Ａｓ_２Ｏ_３０〜２％、ＺｒＯ_２０〜３％、Ｐ_２Ｏ_５０〜３％の組成を有し、β―石英固溶体結晶を析出してなる黒色の結晶化ガラスが好適である。
【００１３】
次に、ゼロ膨張黒色結晶化ガラス板と透明な結晶化ガラス板（日本電気硝子社製Ｎ−０）について、図３に示すラジアントヒーター加熱装置を用いてヒーター線上方部Ｍとヒーター線のない中央部Ｓのガラス表面温度を測定した。その結果を表１に示す。測定条件は、電圧２００Ｖ、電流１０．２Ａで、ヒーティングアップして１５分間経過した（飽和状態になる）後に接触表面温度計で測定した。
【００１４】
【表１】

【００１５】
表１に示すように、黒色結晶化ガラスは、面内の温度分布が小さく、板自身の温度も高くなることがわかった。
【００１６】
また、本発明の熱処理用セッターは、大型のガラス基板を直接載置する載置面の平坦度、即ち、長さ５００ｍｍに対する反りの大きさの割合が０．３％以下と高い平坦性を有するので、セッターの表面に直接載置される大型のガラス基板に反りを生じさせず、高い平坦性を維持したまま大型のガラス基板を熱処理することができる。
【００１７】
さらに、本発明のガラス基板熱処理用セッターは、大型のガラス基板を直接載置する平板部載置面の表面粗さのＲａ値が０．１〜１μｍの範囲にあるので、大型のガラス基板の軟化した表面にセッターの表面のパターンが転写されることがなく、しかも大型のガラス基板をセッターの載置面に載置する際に、大型のガラス基板がセッターの載置面を上滑りせず、熱処理後に大型のガラス基板をセッターの載置面から容易に分離することができる。
【００１８】
以上のことから、実質的にゼロ膨張で黒色の結晶化ガラス板は、大型の熱処理用セッターとして好適に使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の熱処理用セッターを詳細に説明する。
【００２０】
図４は、本発明に係るガラス基板熱処理用セッター１の平板部１ａの載置面１ｂに被処理物である大型のガラス基板Ｇを載置した状態を示す斜視図とその断面図である。
【００２１】
本発明に係るセッター１は、構成するゼロ膨張の黒色結晶化ガラス板からなり、ガラス組成（質量％）がＳｉＯ_２６８．３％、Ａｌ_２Ｏ_３１９．８％、Ｌｉ_２Ｏ　４．５％、ＭｇＯ　１．０％、ＺｎＯ　１．０％、ＴｉＯ_２４．１％、Ｖ_２Ｏ_５０．１％、Ｎａ_２Ｏ　０．６％、Ｋ_２Ｏ　０．６％からなり、ロール製板によって７ｍｍの厚さの大板に成形した後、９００ｍｍ×１３００ｍｍの矩形に切断して、この表面をダイヤモンド砥粒のジェネレータを用いて厚さ約５．５ｍｍの板厚に研削した後、＃６００の研磨砥粒を用いて片面ずつ研磨機でラッピングして表面および裏面が平坦かつ平滑に加工されている。このような加工により、セッター１の表裏両表面は、０．３％以下の平坦度で、Ｒａ値が０．１〜１．０μｍ範囲内の、例えば、０．５μｍの表面粗さとされている。上記の平坦度および表面粗さは、少なくともガラス基板Ｇが直接載置されるセッター１の載置面において実現されていれば足りる。
【００２２】
一方、比較例として、ゼロ膨張で透明な結晶化ガラス板である日本電気硝子（株）製の熱膨張係数が−４×１０^−７／ＫであるネオセラムＮ−０板を使用して、同様に試料を作製した。
【００２３】
上記のように作製されたセッター１のみと、セッター１の表面に、短辺５５４ｍｍ、長辺９８０ｍｍ、厚さ２．７ｍｍのガラス基板Ｇを載置し、焼成炉に導入し、６５０℃の温度で３０分間ガラス基板Ｇを保持した後、焼成炉から取出したところ、次のような結果が得られた。
【００２４】
実施例は、熱膨張係数が０．５×１０^−７／Ｋとほとんどゼロ膨張であり、透過率は可視光線がほとんど吸収されるため、セッター１の温度分布（図５に示されるセッター上の５点）は±３℃以内でバラツキがほとんどなく良好であった。また、熱処理中および熱処理後において、セッター１には反りが見られず、高い平坦性を維持した。同様に、ガラス基板Ｇにも反りは認められなかった。
【００２５】
これに対して、比較例は可視光線を透過するため、セッター１の温度分布（セッター上の５点）は±５℃とバラツキが認められた。
【００２６】
なお、上記実施例においては平板状のセッター１を示したが、これに限らず、セッターの周囲にリブ等を設けてもよく、セッターの表面に適当な溝部や孔部を設けてもよい。
【００２７】
上記の熱膨張係数は、Ｄｉｌａｔｏメーターによって測定した。透過率は、分光光度計を用いて測定した。焼成炉の温度分布は、セッター１上の４隅と中央の５点で測定して、±３℃以内であれば良好であり、±３℃より大きい場合はバラツキがあると評価した。平坦度は、ＪＩＳ　Ｒ３２０２に準拠して、表面粗さＲａは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１に準拠して測定した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の熱処理用セッターは、可視光線を吸収して赤外線を透過する黒色結晶化ガラスからなるので、吸収された可視光線領域及び赤外線領域のエネルギーによって加熱されて炉内温度（雰囲気温度）との差が小さくなりセッター内の温度分布のバラツキがほとんどなく被処理物の均一加熱ができ、大型の熱処理用の治具として用いた場合でも、反りが発生せず高い平坦度を維持することができる。
【００２９】
また、本発明の熱処理用セッターは、熱膨張係数（３０〜７５０℃）が、−５×１０^−７〜５×１０^−７／Ｋとゼロ膨張に近いので、熱処理を連続的または断続的に繰り返して行ってもセッター自体の伸び縮みが小さく、セッターに直接載置した被処理物に悪影響を与えず、また急激なサーマル・ショック等で破損もせず、安定して長期間使用できる。
【００３０】
さらに、本発明の熱処理用セッターは、大型の基板を載置する平板部の載置面の平坦度が０．３％以下と高い平坦性を有して、セッターの表面に載置される大型のガラス基板に反りを生じさせず、高い平坦性を維持したまま大型のガラス基板を熱処理することができ、且つ、平板部載置面の表面粗さのＲａ値が０．１〜１μｍの範囲にあり、大型のガラス基板の軟化した表面にセッターの表面のパターンが転写されることがなく、しかも大型のガラス基板をセッターの載置面に載置する際に、大型のガラス基板がセッターの載置面を上滑りせず、熱処理後に大型のガラス基板をセッターの載置面から容易に分離することができるので、大型のプラズマ・ディスプレイ・パネル用基板等に適する実用上優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるゼロ膨張で黒色の結晶化ガラスの透過率曲線を説明する図。
【図２】黒体の放射強度と波長の関係を示す図。
【図３】ラジアントヒーターを使用した加熱装置の説明図。
【図４】（Ａ）は本発明のガラス基板熱処理用セッターの載置面に大型のガラス基板を載置した状態を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図。
【図５】セッターの温度分布測定箇所（５点）を示す説明図。
【符号の説明】
１　セッター
１ａ　平板部
１ｂ　載置面
Ｇ　ガラス基板
Ｍ　ヒーター線上方部
Ｓ　ヒーター線のない中央部分
Ｘ　温度分布測定箇所

Claims

被処理物を平板部の載置面に載置した状態で熱処理炉内に導入される熱処理用セッターにおいて、
平板部の板厚を５ｍｍとした場合に５００ｎｍ以下の可視光透過率が５％以下であり、且つ１１００ｎｍの赤外線透過率が７０％以上である結晶化ガラスにより形成されてなることを特徴とする熱処理用セッター。
３０〜７５０℃の温度範囲での熱膨張係数が−５×１０^−７〜５×１０^−７／Ｋの結晶化ガラスにより形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の熱処理用セッター。
前記平板部の載置面の平坦度が０．３％以下であり、かつ載置面の表面粗さのＲａ値が０．１〜１μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱処理用セッター。