JP2008266046A

JP2008266046A - フラットパネルディスプレイ用ガラス基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2008266046A
Application number: JP2007107922A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakatsu; 広之中津; Koichi Shimozu; 浩一下津; Yasunori Mitsunari; 泰紀三成
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2027-04-17
Also published as: JP4863168B2

Abstract

【課題】本発明は、微小なクラックや微小なガラス粉が発生し難いフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の端縁構造、つまり面取り形状を提示し、フラットパネルディスプレイの製造効率や製品特性の向上に資することを技術的課題とする。
【解決手段】本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の一部または全部に面取り面が形成されており、且つ面取り面の寸法が、ガラス基板の板厚方向において１８〜７５μｍであることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に関し、特に液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）用ガラス基板に関する。

ＬＣＤ等のフラットパネルディスプレイは、基板材質としてガラスが使用されている。一般的に、ガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法やフロート法等でガラス原板を作製した後に、所定寸法に分割することで製造される。

従来、ガラス原板の分割は、ダイヤモンドカッター等を用いて、ガラス原板の表面にスクライブ（罫書き）を入れ、このスクライブ痕を起点に引張応力が集中するようにガラスを折り曲げて分割する手法が採用されていた。

この方法により作製されたガラス基板は、その表裏面と端面（分割面）が交差する端縁近傍に、微小なクラックやガラス粉が不可避的に発生する。つまり、ダイヤモンドカッター等でガラス原板の表面にスクライブを入れると、ガラス原板の表面の微小領域が破壊され、ガラス原板の表面から板厚方向に微小なクラック（メディアンクラックと称される）が生じる。

また、ダイヤモンドカッター等でガラス原板の表面にスクライブを入れると、板厚方向のみならず、ガラス原板の表面に水平な方向にもガラスを破壊する力が作用し、約１００〜１５０μｍの微小なクラックが生じる。この微小なクラックは、ラテラルクラックと称されている。ラテラルクラックは、ガラス原板の表面から微小のガラス片を剥離させるために、微小なガラス粉がガラス基板の表裏面に付着する原因となる。微小なガラス粉がガラス基板の表裏面に付着すると、フラットパネルディスプレイの製造工程で電極や配線を断線させる一因となり、結果として、フラットパネルディスプレイの製造効率や製品特性が損なわれる。また、微小なガラス粉は、一旦、ガラス基板の表裏面に付着すると、洗浄等で除去することが困難である。

このような状況の下、従来のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、微小なクラックを除去するために、ガラス基板の表裏面や端面、特に端縁領域を研磨することで面取り処理を行っていた。

具体的には、特許文献１には、ガラス基板端部に配設された電極端子にコネクトピンを当接するように配置し、モールディング剤を形成してなる液晶表示装置において、前記コネクトピンが当接される電極端子のガラス基板の稜線部につき、少なくとも一稜線に面取りを施したことを特徴とする液晶表示装置が開示されており、板厚１．１ｍｍのガラス基板の面取り量を３００μｍとすることが記載されている。

また、特許文献２の明細書段落［００１７］には、微小なガラス粉を除去するために、ガラス基板の端縁領域を研磨処理し、凸状の曲面に面取り（所謂、Ｒ面取り）するとともに、ガラス基板の表裏面も研磨処理することが記載されている。

さらに、特許文献３の明細書段落［０００８］、［０００９］および図４には、微小なガラス粉がガラス基板の表示面に付着する事態を防止するために、ガラス基板の端面全体をＲ状に粗研磨して、半円状に面取りした後に、回転砥石を面取りした角部に所定の角度で圧接して、仕上げ研磨を行うことが記載されている。

しかしながら、上記の方法でガラス基板の端縁領域を面取りし、ラテラルクラックを完全に取り除いたとしても、研磨処理により微小なガラス粉が多量に発生し、微小なガラス粉がガラス基板の表裏面に付着し得ることから、結局のところ、微小なガラス粉に起因する上記問題を解決することができない。
特開平５−２１８２号公報特開平７−１４０４５０号公報特開２００２−５９３４６号公報

近年、上記問題を解決すべく、ガラス原板の分割方法として、ガラス原板の表面にスクライブを入れる際に、ガラス基板の表裏面に微小なクラックが発生し難い方法が開発されてきた。すなわち、この方法は、レーザー光をガラス原板の表面に照射し、ガラス原板の微小領域を加熱膨張させ、次いでその微小領域を冷却材で冷却収縮させて、ガラス原板の表面にスクライブを入れる方法であり、ガラスの熱膨張により発生した応力を利用して、ガラス原板にスクライブを入れて、ガラス原板を分割し、ガラス基板を採取する方法（以下、レーザースクライブと称する）である。レーザースクライブは、ダイヤモンドカッター等でスクライブを入れる方法と異なり、ガラス基板の端面および端縁近傍で微小なクラック、特にラテラルクラックが発生し難く、得られる端面も滑らかである。

しかし、レーザースクライブにより分割されたガラス基板は、ガラス基板の表裏面と端面が交差する角度が略直角になり、ガラス基板の端縁領域が非常に脆い状態となる。端縁領域が鋭利なガラス基板は、フラットパネルディスプレイの製造工程で位置決め装置等に接触すると、その接触部位が欠損したり、これにより微小なクラックが発生しやすくなる。

一方、ガラス基板の端縁領域に従来通りに数百μｍ程度の面取りを施すと、ガラス基板の端縁領域が欠損する問題は生じないが、ガラス基板の面取り量が多いことから、面取り時に微小なガラス粉が発生し、ガラス基板の表裏面に付着し得ることになり、結局のところ、従来の問題点が生じることになる。

そこで、本発明は、微小なクラックや微小なガラス粉が発生し難いフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の端縁構造、つまり面取り形状を提示し、フラットパネルディスプレイの製造効率や製品特性の向上に資することを技術的課題とする。

本発明者等は、鋭意努力の結果、ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の一部または全部に面取り面を形成し、且つ面取り面の寸法をガラス基板の板厚方向において１８〜７５μｍに規制することにより、上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の一部または全部に面取り面を形成する。既述の通り、ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁領域は、非常に脆い状態になっており、この領域を面取りすれば、フラットパネルディスプレイの製造工程でガラス基板が欠損する確率を低減することができる。また、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の一部を面取りすれば、ガラス基板が欠損する確率をある程度低減することができ、ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の全部を面取りすれば、ガラス基板が欠損する確率を確実に低減することができる。

面取り面の寸法をガラス基板の板厚方向において１８μｍ以上に規制すれば、フラットパネルディスプレイの製造工程でガラス基板が欠損する事態が生じ難くなる。一方、面取り面の寸法をガラス基板の板厚方向において７５μｍ以下に規制すれば、ガラス基板の面取り量が少ないことから、面取り時に微小なガラス粉が発生しにくくなり、微小なガラス粉がガラス基板の表裏面に付着しにくくなるとともに、ガラス基板の面取りを短時間で行うことができる。

また、フラットパネルディスプレイの製造工程では、製造工程中にガラス基板が加熱される熱処理工程が存在する。ガラス基板は、この熱処理工程で均一に熱処理されることはなく、通常、ガラス基板の表面からガラス基板の内部に向かって温度勾配が生じている。ガラス基板に温度勾配が生じると、ガラス基板の表裏面、端面および面取り面に引張応力が作用する。このような場合、ガラス基板に微小なクラックが存在していると、ガラス基板が破損する確率が高くなる。その点、本発明によれば、ガラス基板の微小なクラックを可及的に低減できるため、このような事態を的確に防止することができる。

図１は、面取り処理が行われる前のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を示す断面概略図であり、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板１の表裏面２と端面３が交差する部分が端縁４となる。

図２は、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を示す断面概略図である。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板１の表裏面２と端面３が交差する端縁に面取り面５が形成されている。

図３（ａ）は、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を示す断面概略図であり、本発明の用語の意義を説明するための断面概略図である。ここで、「ガラス基板の板厚方向における面取り面の寸法」とは、図３（ａ）におけるｃの長さを指す。

図４（ａ）は、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の応用例を示す断面概略図であり、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板１の表裏面２と端面３が交差する端縁に面取り面５が形成されており、面取り面５は凸状の曲面になっている。図４（ｂ）は、本発明の用語の意義を説明するための断面概略図であり、この場合、「ガラス基板の板厚方向における面取り面の寸法」は、図４（ｂ）におけるｃの長さを指す。

第二に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、ガラス原板をレーザースクライブした後に分割することで作製されていることに特徴付けられる。このようにすれば、ガラス基板に微小なクラック、特にラテラルクラックが発生しなくなり、ガラス基板の表裏面に微小なガラス粉が付着し難くなるとともに、ガラス基板の端面が滑らかになるため、ガラス基板の端面を研磨処理する必要がなくなり、ガラス基板の製造効率が向上する。

第三に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、面取り面の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下であることに特徴付けられる。ここで、「算術平均粗さＲａ」は、ＪＩＳＢ０６０１：２００１（以下、単にＪＩＳＢ０６０１と称する）に準拠した方法により測定した値を指し、評価長さ８ｍｍ、カットオフ値λｃ＝０．８ｍｍ、カットオフ比λｃ／λｓ＝１００の条件で測定した値を指す。このようにすれば、ガラス基板の面取り面を起点としたクラックが発生し難くなる。面取り面の算術平均粗さＲａを０．２μｍ以下にするためには、例えば、＃１０００〜＃３０００のタイヤモンドフィルムで面取り面を形成、或いは研磨すればよい。

第四に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の端面が未研磨面であることに特徴付けられる。ガラス基板の端面を未研磨にすれば、研磨工程が簡素化され、ガラス基板の製造効率が向上する。

ダイヤモンドカッター等でガラス原板にスクライブを入れた場合、得られるガラス基板の端面は粗面になるため、ガラス基板の端面を研磨しないと、ガラス基板の端面を起点として、ガラス基板にクラックが発生しやすくなる。一方、レーザースクライブの場合、得られるガラス基板の端面は平滑な面となり、ガラス基板の端面を研磨しなくても、ガラス基板の端面を起点としたクラックが発生し難い。

第五に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の表裏面が未研磨面であることに特徴付けられる。ガラス基板の表裏面を未研磨にすれば、研磨工程が簡素化され、ガラス基板の製造効率が向上するとともに、微小なガラス粉の発生確率が低下する。なお、オーバーフローダウンドロー法でガラス原板を成形すれば、ガラス原板の算術平均粗さＲａが５ｎｍ以下となり、ガラス基板の表裏面を研磨しなくても、平滑なガラス基板を得ることができる。

第六に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角が１２０〜１５０°および／またはガラス基板の端面と面取り面の交差角が１２０〜１５０°であることに特徴付けられる。このようにすれば、フラットパネルディスプレイの製造工程でガラス基板が破損する確立を大幅に低減することができる。ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角およびガラス基板の端面と面取り面の交差角を調整するためには、ガラス基板の面取りに際し、ダイヤモンド砥粒を分散させた回転砥石等の接触角度を調整すればよい。なお、ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角およびガラス基板の端面と面取り面の交差角のすべてを１２０〜１５０°にすれば、フラットパネルディスプレイの製造工程でガラス基板が破損する確率を確実に低減することができる。

図３（ｂ）は、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を示す断面概略図であり、本発明の用語の意義を説明するための断面概略図である。ここで、「ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角」とは、図３（ｂ）におけるθ１の角度を指す。また、「ガラス基板の端面と面取り面の交差角」とは、図３（ｂ）におけるθ２の角度を指す。

第七に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板の板厚が０．２ｍｍ以上であることに特徴付けられる。このようにすれば、ガラス基板の端縁を確実に面取りすることができる。

第八に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、ガラス基板が、ガラス組成として、実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず、且つ質量百分率でＳｉＯ₂ ５０〜７０％、Ａｌ₂Ｏ₃ １０〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃ ３〜２０％、ＭｇＯ０〜１０％、ＣａＯ３〜１５％、ＢａＯ０〜１０％、ＳｒＯ０〜１０％、ＺｎＯ０〜１０％、ＴｉＯ₂ ０〜５％、Ｐ₂Ｏ₅ ０〜５％含有することに特徴付けられる。ここで、「実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず」とは、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物の含有量が０．１質量％以下の場合を指す。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板のガラス組成をこのように規制すれば、ＬＣＤに好適に使用可能となる。

第九に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、フラットパネルディスプレイがＬＣＤであることに特徴付けられる。

第十に、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の製造方法は、（１）ガラス原板にレーザースクライブした後にガラス原板を分割して、ガラス基板を採取し、（２）ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の一部または全部を面取りすることで面取り面を形成し、且つ面取り面の寸法が、ガラス基板の板厚方向において１８〜７５μｍになるように面取りすることに特徴付けられる。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁に形成される面取り面は、特に形状が限定されるものではないが、平坦な状態（均一な斜面状、糸面取りとも称される）であることが好ましい。このようにすれば、面取り面の形成が簡便になり、ガラス基板の面取り効率を向上させることができる。また、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、面取り面は、凸状の曲面形状であってもよい。このようにすれば、面取り効率は低下するが、ガラス基板の面取り面が、フラットパネルディスプレイの製造工程で製造装置等と接触しても、ガラス基板の面取り面を起点としたクラックが発生し難くなる。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、面取り面の算術平均粗さＲａは、０．２μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以下がより好ましく、０．０８μｍ以下が更に好ましく、０．０５μｍ以下が特に好ましく、０．０３μｍ以下が最も好ましい。面取り面の算術平均粗さＲａが０．２μｍより大きいと、ガラス基板の面取り面が粗くなり、ガラス基板がフラットパネルディスプレイの製造装置に接触したときに、面取り面を起点として、ガラス基板にクラックが発生しやすくなる。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、面取り部の十点平均粗さＲｚは、１μｍ以下が好ましく、０．７μｍ以下がより好ましく、０．４μｍ以下が更に好ましく、０．２５μｍ以下が特に好ましく、０．１５μｍ以下が最も好ましい。ここで、「十点平均粗さＲｚ」は、ＪＩＳＢ０６０１に準拠した方法により測定した値を指す。このようにすれば、ガラス基板の面取り面を起点としたクラックが発生し難くなる。面取り面の十点平均粗さＲｚを１μｍ以下にするためには、例えば、＃１０００〜＃３０００のタイヤモンドフィルムで面取り面を均一に研磨すればよい。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角が１２０〜１５０°であることが好ましく、１３０〜１４０°がより好ましく、１３２〜１３８°が更に好ましい。ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角が１２０°より小さいと、ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角が小さくなり、ガラス基板の表裏面と面取り面の交差する領域に欠けやクラックが発生しやすくなる。一方、ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角が１５０°より大きいと、ガラス基板の端面と面取り面の交差角小さくなりやすく、ガラス基板の端面と面取り面の交差する領域に欠けやクラックが発生しやすくなる。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、ガラス基板の端面と面取り面の交差角が１２０〜１５０°であることが好ましく、１３０〜１４０°がより好ましく、１３２〜１３８°が更に好ましい。ガラス基板の端面と面取り面の交差角が１２０°より小さいと、ガラス基板の端面と面取り面の交差角が小さくなり、ガラス基板の端面と面取り面の交差する領域に欠けやクラックが発生しやすくなる。一方、ガラス基板の端面と面取り面の交差角が１５０°より大きいと、ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角が小さくなりやすく、ガラス基板の表裏面と面取り面の交差する領域に欠けやクラックが発生しやすくなる。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、ガラス基板の板厚は、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．２〜２．０ｍｍがより好ましく、０．３〜１．５ｍｍが更に好ましく、０．４〜１．０ｍｍが特に好ましい。ガラス基板の板厚が０．２ｍｍより小さいと、ガラス基板の板厚に対して、面取り面の寸法が大きくなりすぎ、フラットパネルディスプレイの製造工程でガラス基板の位置決めを正確に行えないおそれが生じる。一方、ガラス基板の板厚が２．０ｍｍより大きいと、ガラス原板を分割し難くなり、ガラス基板の生産効率が低下する。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、種々の寸法のガラス基板に適用可能であり、例えば、寸法が０．１ｍ²以上（具体的には、３２０ｍｍ×４２０ｍｍ以上）、０．５ｍ²以上（具体的には、６３０ｍｍ×８３０ｍｍ以上）、１．０ｍ²以上（具体的には、９５０ｍｍ×１１５０ｍｍ以上）、更には２．３ｍ²以上（具体的には、１４００ｍｍ×１７００ｍｍ以上）、３．５ｍ²以上（具体的には、１７５０ｍｍ×２０５０ｍｍ以上）、４．８ｍ²以上（具体的には、２１００ｍｍ×２３００ｍｍ以上）のガラス基板に適用可能である。ガラス基板の寸法が大きい程、ガラス基板の端縁領域が大きくなるため、ガラス基板の破損確率が上昇し、或いはガラス粉が付着しやすくなるが、本発明によれば、このような場合であっても、微小なクラックや微小なガラス粉の発生を的確に抑制することができる。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板において、ガラス基板は、ガラス組成として、実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず、且つ質量百分率でＳｉＯ₂ ５０〜７０％、Ａｌ₂Ｏ₃ １０〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃ ３〜２０％、ＭｇＯ０〜１０％、ＣａＯ３〜１５％、ＢａＯ０〜１０％、ＳｒＯ０〜１０％、ＺｎＯ０〜１０％、ＴｉＯ₂ ０〜５％、Ｐ₂Ｏ₅ ０〜５％含有することが好ましい。ガラス組成をこのように規制すれば、ＬＣＤ用ガラス基板に好適に使用することができる。以下にガラス組成範囲を限定した理由を説明する。

ガラス組成中にアルカリ金属酸化物を実質的に含有していないと、熱処理中にアルカリイオンが成膜された半導体物質中に拡散し、膜特性が劣化する事態を防止することができる。

ＳｉＯ₂は、ガラスネットワークを形成する成分であり、その含有量は５０〜７０％、好ましくは５５〜７０％、より好ましくは５８〜６８％、更に好ましくは５９〜６６％である。ＳｉＯ₂の含有量が５０％より少ないと、耐薬品性、特に耐酸性が悪化し、また低密度化を図ることが困難となる。一方、ＳｉＯ₂の含有量が７０％より多いと、高温粘度が高くなり、溶融性が悪くなるとともに、ガラス中に失透異物（クリストバライト）の欠陥が生じやすくなる。

Ａｌ₂Ｏ₃は、ガラスの歪点を高める効果がある成分であり、その含有量は１０〜２５％、好ましくは１２〜１９％、より好ましくは１４．５〜１７％である。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が１０％より少ないと、歪点を６００℃以上にすることが困難となる。また、Ａｌ₂Ｏ₃には、ガラスのヤング率を向上し、比ヤング率を高める働きがあるが、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が１０％より少ないと、ヤング率が低下しやすくなり、比ヤング率も低下しやすくなる。一方、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が２５％より多いと、液相温度が高くなり、耐失透性が低下しやすくなる。

Ｂ₂Ｏ₃は、融剤として働き、粘性を下げ、溶融性を改善する成分である。一方、ＬＣＤに使用されるガラス基板には高い耐酸性が要求されるが、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が多くなる程、耐酸性が低下する傾向にある。以上の点を考慮すると、Ｂ₂Ｏ₃の含有量は３〜２０％、好ましくは５〜１５％、より好ましくは８．６〜１４％、更に好ましくは９．５〜１２％である。Ｂ₂Ｏ₃の含有量が３％より少ないと、融剤としての働きが不十分になることに加えて、耐バッファードフッ酸性が悪化しやすくなる。一方、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が２０％より多いと、ガラスの歪点が低下し、耐熱性が低下しやすくなることに加えて、耐酸性が悪化しやすくなる。更には、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が２０％より多いと、ヤング率が低下し、比ヤング率が低下しやすくなる。

ＭｇＯは、歪点を低下させることなく、高温粘性を下げ、ガラスの溶融性を改善する成分である。また、ＭｇＯは、アルカリ土類金属酸化物の中では最も密度を下げる効果がある成分である。しかし、ＭｇＯを多量に含有させると、液相温度が上昇し、耐失透性が低下しやすくなる。さらに、ＭｇＯは、バッファードフッ酸と反応して生成物を形成し、ガラス基板表面の素子上に固着したり、ガラス基板に付着してこれを白濁させるおそれがあるため、その含有量には制限がある。以上の点を考慮すると、ＭｇＯの含有量は０〜１０％、好ましくは０〜２％、より好ましくは０〜１％、更に好ましくは０〜０．５％である。

ＣａＯも、ＭｇＯと同様に歪点を低下させることなく、高温粘性を下げ、ガラスの溶融性を顕著に改善する成分であり、その含有量は３〜１５％、好ましくは４〜１２％、より好ましくは５〜１０％、更に好ましくは６〜９％である。この種の無アルカリガラス基板は、一般的に溶融し難く、安価に高品質のガラス基板を大量に供給するためには、その溶融性を高めることが重要である。上記のガラス組成系ではＳｉＯ₂の含有量を減少させることが、溶融性を高めるために最も効果的であるが、ＳｉＯ₂の含有量を減らすと、耐酸性が極端に低下することに加えて、ガラスの密度、熱膨張係数が増大しやすくなる。このような事情から、ＣａＯの含有量が３％より少ないと、ガラスの溶融性を高めにくくなる。一方、ＣａＯの含有量が１５％より多いと、ガラスの耐バッファードフッ酸性が悪化し、ガラス基板表面が浸食されやすくなることに加えて、反応生成物がガラス基板表面に付着してガラス基板を白濁させ、さらに熱膨張係数が高くなりすぎる。

ＢａＯは、ガラスの耐薬品性、耐失透性を向上させる成分である。一方、ＢａＯは、ガラスの密度や熱膨張係数を大きく上昇させる成分であり、ガラス基板の低密度化、低膨張化を図る場合には極力含有させないことが好ましい。また、ＢａＯは、環境面からも多量の含有は好ましくない。以上の点を考慮すると、ＢａＯの含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％、より好ましくは０〜２％、更に好ましくは０〜１％、特に好ましくは０〜０．５％である。

ＳｒＯは、ガラスの耐薬品性、耐失透性を向上させる成分であり、その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜６％、より好ましくは０〜４．５％、更に好ましくは０〜１．５％である。ＳｒＯの含有量が１０％より多いと、ガラスの密度や熱膨張係数が上昇しやすくなる。

ＢａＯおよびＳｒＯは、特に耐バッファードフッ酸性を高める性質を持つ成分であり、耐バッファードフッ酸性を向上させるためには、これらの成分を合量で０．１％以上（好ましくは０．３％以上、より好ましくは０．５％以上）含有させることが好ましい。しかし、既述のように、ＢａＯおよびＳｒＯを多量に含有させると、ガラスの密度や熱膨張係数が上昇するため、これらの成分は合量で６％以下に抑えることが望ましい。その範囲内で、これらの合量は、耐バッファードフッ酸性および耐失透性を高めるという観点に立てば、できるだけ多く含有することが望ましく、一方、密度や熱膨張係数の低下、或いは環境面への配慮という観点に立てば、できるだけ少なくすることが望ましい。

ＺｎＯは、ガラス基板の耐バッファードフッ酸性を改善するとともに、溶融性を改善する成分であるが、多量に含有させると、ガラスが失透しやすくなり、歪点も低下する上、密度が上昇しやすくなる。よって、ＺｎＯの含有量は０〜１０％、好ましくは０〜７％、より好ましくは０〜５％、更に好ましくは０〜３％、特に好ましくは０〜０．９％、最も好ましくは０〜０．５％である。

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯの各成分は混合して含有させることによりガラスの液相温度を著しく下げ、ガラス中に結晶異物を生じさせ難くすることができ、結果として、ガラスの溶融性、成形性を改善することができる。しかし、これらの成分の合量が少なすぎると、融剤としての働きが充分に発揮されず、ガラスの溶融性が悪化することに加えて、熱膨張係数が低くなりすぎ、ＴＦＴ材料と熱膨張係数が整合し難くなる。一方、これらの成分の合量が多すぎると、密度が上昇し、ガラス基板の軽量化が図れなくなる上、比ヤング率が低下しやすくなる。よって、これらの成分の合量は６〜２０％、好ましくは６〜１５％、より好ましくは６〜１４％である。

ＴｉＯ₂は、ガラスの耐薬品性、特に耐酸性を改善し、且つ高温粘性を下げて溶融性を向上する成分であるが、多量に含有させると、ガラスが着色し、その透過率を損なわれるため、ＬＣＤ用ガラス基板としては好ましくない。よって、ＴｉＯ₂の含有量は０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜１％である。

Ｐ₂Ｏ₅は、ガラスの耐失透性を向上する成分であるが、多量に含有させると、ガラス中に分相、乳白が生じることに加えて、耐酸性が著しく悪化する傾向がある。よって、Ｐ₂Ｏ₅の含有量は０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜１％である。

また、上記成分以外にも、ガラス組成中に、Ｙ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｌａ₂Ｏ₃を合量で５％程度まで含有させてもよい。これらの成分は、歪点、ヤング率等を高める働きがあるが、多量に含有させると、密度が増大してしまう。更にガラス特性が損なわれない範囲で、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、Ｆ₂、Ｃｌ₂、ＳＯ₃、Ｃ、あるいはＡｌ、Ｓｉなどの金属粉末等の清澄剤を合量で５％まで含有させることができる。また、ＣｅＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃等も清澄剤として合量で５％まで含有させることができる。なお、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃および／またはＳｂ₂Ｏ₅は、環境面から実質的に使用しないことが望ましい。

本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の製造方法は、（１）ガラス原板にレーザースクライブした後にガラス原板を分割して、ガラス基板を採取し、（２）ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の一部または全部を面取りすることで面取り面を形成し、且つ面取り面の寸法が、ガラス基板の板厚方向において１８〜７５μｍになるように面取りすることに特徴付けられる。なお、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の製造方法において、好ましい態様および作用効果は、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の説明の欄に記載されているため、ここでは、便宜上、その記載を省略する。

ガラス原板は、所望のガラス組成となるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、ガラス原料を加熱溶融し、脱泡した後、成形装置に供給した上で溶融ガラスを板状に成形し、徐冷することにより製造することができる。

ガラス原板の成形方法として、種々の方法を採用することができ、例えば、オーバーフローダウンドロー法、フロート法、スロットダウンドロー法、リドロー法、ロールアウト法等の様々な成形方法を採用することができる。本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の製造方法において、表面品位が良好なガラス基板を製造する観点から、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法で板状に成形することが好ましい。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、ガラス基板の表面となるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されることにより、無研磨で表面品位が良好なガラス原板を成形できるからである。ここで、オーバーフローダウンドロー法は、溶融状態のガラスを耐熱性の樋状構造物の両側から溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下端で合流させながら、下方に延伸成形して板状のガラスを製造する方法である。樋状構造物の構造や材質は、ガラス基板の寸法や表面精度を所望の状態とし、ＴＦＴ−ＬＣＤ用ガラス基板等に使用できる品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うためにガラス原板に対してどのような方法で力を印加するものであってもよい。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラス原板に接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラス原板の端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。

レーザースクライブに際し、照射するレーザー光は、ＣＯ₂レーザー、ＣＯレーザー、ＹＡＧレーザー等が使用可能である。

面取りに際し、微小なガラス粉がガラス基板の表裏面に極力付着しないように、ガラス基板の表面中央部から面取り面に向かって、高圧の水流を噴射しながら、ガラス基板の端縁を面取りすることが好ましい。このようにすれば、面取りに際し、ガラス基板の表裏面に微小なガラス粉が付着する確率を更に低下させることができる。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

表１に記載の試料Ｎｏ．１〜１０は、次のようにして調製した。

まず、ガラス原板を用意し、ガラス原板の表面にレーザースクライブ線を入れた。ガラス原板は、オーバーフローダウンドロー法で成形されたものを使用し、ガラス基板は、日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０を用いた。なお、ガラス基板の表裏面および端面は、未研磨とした。

次に、レーザースクライブ線に沿って、ガラス原板を分割し、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ×０．７ｍｍ厚のガラス基板を得た。その後、表１に示した面取り寸法となるように、ガラス基板の端縁すべてに略平坦な面取り面を形成した。面取りに際し、＃３０００のダイヤモンド研磨盤（樹脂基材にダイヤモンド砥粒を分散させたもの）を用いた。ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角が１３５°、ガラス基板の端面と面取り面の交差角が１３５°となるように、ダイヤモンド研磨盤の接触角度を調節した。

以上の試料を用いて、面取り寸法、面取り時間、クラック特性およびガラス粉の付着を評価した。その結果を表１に示す。面取り時間およびクラック特性は、同様の面取り寸法を有するガラス基板を１０枚作製した上で、各１０回測定し、その平均値を算出することで評価した。

「面取り時間」は、面取り開始から面取り終了までの時間を測定することで評価した。

「クラック特性」は、ガラス基板を載置し、ガラス基板の板厚方向からガラス基板の面取り面に３．０ｇの球状の金属塊を落下させて、欠けやクラックが発生する時の高さを測定することで評価した。なお、４．５ｃｍの高さで金属塊を落下させた時、ガラス基板の面取り面にクラックや欠けが発生しなければ、フラットパネルディスプレイの製造工程で面取り面に起因したクラックや欠けが発生し難いと判断できる。

「ガラス粉の付着」の評価は、ガラス基板の表裏面に１０μｍ以上のガラス粉が付着していなかったものを「○」、ガラス基板の表裏面に１０μｍ以上のガラス粉が付着していたものを「×」で評価した。

表１から明らかなように、実施例に係る試料Ｎｏ．１〜８は、板厚方向における面取り面の寸法が２０〜７０μｍに規制されていることから、面取り時間が１．６秒以下であり、短時間で面取りすることができた。また、試料Ｎｏ．１〜８は、クラック特性の評価が５ｃｍ以上であり、フラットパネルディスプレイの製造工程でガラス基板にクラックや欠けが発生し難いと判断することができる。さらに、試料Ｎｏ．１〜８は、面取り量が少なかったため、ガラス基板の表裏面にガラス粉の付着していなかった。

一方、表１から明らかなように、比較例に係る試料Ｎｏ．９は、板厚方向における面取り面の寸法が１０μｍであるため、クラック特性が不良であった。また、比較例に係る試料Ｎｏ．１０は、板厚方向における面取り面の寸法が８０μｍであるため、面取り時間が不当に長くなったことに加えて、ガラス基板の表裏面にガラス粉の付着が認められた。

以上の説明から明らかなように、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、種々のフラットパネルディスプレイに適用可能であり、例えばＬＣＤ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、無機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、各種電子放出素子を有する各種形式のフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）等に適用可能である。

面取り処理が行われる前のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を示す断面概略図である。本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を示す断面概略図である。本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を示す断面概略図であり、本発明の用語の意義を説明するための断面概略図である。（ａ）本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の応用例を示す断面概略図である。（ｂ）本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の応用例を示す断面概略図であり、本発明の用語の意義を説明するための断面概略図である。

符号の説明

１フラットパネルディスプレイ用ガラス基板
２ガラス基板の表裏面
３ガラス基板の端面
４ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁
５面取り面

Claims

ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の一部または全部に面取り面が形成されており、且つ面取り面の寸法が、ガラス基板の板厚方向において１８〜７５μｍであることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
ガラス原板をレーザースクライブした後に分割することで作製されていることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
面取り面の算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
ガラス基板の端面が未研磨面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
ガラス基板の表裏面が未研磨面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
ガラス基板の表裏面と面取り面の交差角が１２０〜１５０°および／またはガラス基板の端面と面取り面の交差角が１２０〜１５０°であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
ガラス基板の板厚が０．２ｍｍ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フラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
ガラス基板が、ガラス組成として、実質的にアルカリ金属酸化物を含有せず、且つ質量百分率でＳｉＯ₂ ５０〜７０％、Ａｌ₂Ｏ₃ １０〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃ ３〜２０％、ＭｇＯ０〜１０％、ＣａＯ３〜１５％、ＢａＯ０〜１０％、ＳｒＯ０〜１０％、ＺｎＯ０〜１０％、ＴｉＯ₂ ０〜５％、Ｐ₂Ｏ₅ ０〜５％含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ基板。
フラットパネルディスプレイが液晶ディスプレイであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
（１）ガラス原板にレーザースクライブした後にガラス原板を分割して、ガラス基板を採取し、
（２）ガラス基板の表裏面と端面が交差する端縁の一部または全部を面取りすることで面取り面を形成し、且つ面取り面の寸法が、ガラス基板の板厚方向において１８〜７５μｍになるように面取りすることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の製造方法。