JP2013184872A - ガラス基板の端部処理方法、ガラス基板の端部処理装置及びガラス基板 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板の板厚が小さくても、ガラス基板の端部を適正に処理し得るガラス基板の端部処理方法を提供する。
【解決手段】大気圧近傍の圧力下、且つプロセスガスとプラズマ安定化ガスとを含む雰囲気下で、上部対向電極２と下部対向電極３の間にガラス基板７の端部を配置し、前記上部対向電極２と前記下部対向電極３の間に高周波電力８を印加することにより、プラズマを発生させると共に、前記プラズマにより前記プロセスガスから反応性ガスを発生させて、前記ガラス基板７の端部を処理することを特徴とするガラス基板７の端部処理方法。
【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス基板の端部を処理するためのガラス基板の端部処理方法及びガラス基板の端部処理装置に関し、例えば薄肉のガラス基板の端部を面取り処理するためのガラス基板の端部処理方法及びガラス基板の端部処理装置に関する。また、本発明は、端部が処理されたガラス基板に関し、例えば端部が面取り処理された薄肉のガラス基板に関する。

近年、携帯電話、ノートパソコン等のデバイスは、小型化が進んでおり、それに伴い、ガラス基板の薄肉化が要求されている。また、エネルギー関連技術の発展に伴い、例えば、有機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬ照明等の有機ＥＬデバイス、リチウムイオン電池、太陽電池等が益々注目されている。これらの用途にも、板厚２００μｍ以下のガラス基板が用いられる。

薄肉のガラス基板は、小さな曲率半径で曲げても、それにより生じる引張応力に耐えるため、十分な可撓性を有する。このため、薄肉のガラス基板を用いると、デバイスの設置の自由度が高くなる。

特開２００８−０４９４４９号公報 特開２００９−１５７０９２号公報

周知の通り、ガラス基板の製造工程では、ガラスを長尺に板状に連続成形した後、適宜な長さに切断する工程がある。ガラスの切断方法として、先端にダイヤモンドが付いたガラス切りでガラス表面にキズを付け、このキズを起点にして割断する方法が一般的に実施されている。この方法では、ガラス基板の端部にマイクロクラックが不可避的に発生する。このようなマイクロクラックが端部に存在すると、理論値よりも遥かに小さい引張応力でも、ガラス基板が破損してしまう。

そこで、ガラス基板の強度を高めるために、マイクロクラックを砥石で削って、マイクロクラックの深さを浅くする方法が想定される（特許文献１、２参照）。しかし、薄肉のガラス基板の場合、砥石によりガラス基板の端部を研磨すると、ガラス基板が破損し易くなる。

また、ガラス基板の強度を高めるために、ガラス基板の端部を加熱して、マイクロクラックの深さを浅くする方法が想定される。この方法でガラス基板の端部を処理した場合、図１に示すように、ガラス基板の端部は、全体的に丸みを帯びた形状になる。しかし、薄肉のガラス基板の場合、ガラス基板の端部を加熱すると、ガラス基板の寸法を精密に規制することが困難になる。この場合、例えば、コンテナにガラス基板を嵌め込む際に、ガラス基板の端部とコンテナの接触面積が小さくなり、これに起因して、搬送工程において、外部からの物理的衝撃によりガラス基板が破損して、ガラス基板の破損片がコンテナ外に飛散する虞が生じる。

本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、ガラス基板の板厚が小さくても、ガラス基板の端部を適正に処理し得るガラス基板の端部処理方法及びガラス基板の端部処理装置を創案することである。

本発明者等は、大気圧近傍の圧力下でプラズマを発生させると共に、このプラズマにより反応性ガスを発生させて、ガラス基板の端部を選択的に処理することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明のガラス基板の端部処理方法は、大気圧近傍の圧力下、且つプロセスガスとプラズマ安定化ガスとを含む雰囲気下で、上部対向電極と下部対向電極の間にガラス基板の端部を配置し、前記上部対向電極と前記下部対向電極の間に高周波電力を印加することにより、プラズマを発生させると共に、前記プラズマにより前記プロセスガスから反応性ガスを発生させて、前記ガラス基板の端部を処理することを特徴とする。ここで、「大気圧近傍」とは、１．３３３×１０⁴〜１０．６６４×１０⁴Ｐａの範囲を指し、装置の圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、９．３３１×１０⁴〜１０．３９７×１０⁴Ｐａの範囲が好ましい。また、「プラズマ安定化ガス」とは、パッシェンの放電理論に示されるような放電開始電圧を低下させるガスを指す。

第二に、本発明のガラス基板の端部処理方法は、ガラス基板の端部に沿って、ガラス基板の基準面方向（ガラス基板の基準面に平行な方向）に、上部対向電極及び／又は下部対向電極を移動させることが好ましい。ここで、「ガラス基板の基準面」とは、ガラス基板の有効面、つまりガラス基板の表面（おもて面）及び裏面を指す。

第三に、本発明のガラス基板の端部処理方法は、上部対向電極と下部対向電極の間に、ガラス基板の端部を連続的に通過させることが好ましい。

第四に、本発明のガラス基板の端部処理方法は、上部対向電極及び／又は下部対向電極の表面が固体誘電体で被覆されていることが好ましい。

第五に、本発明のガラス基板の端部処理方法は、プロセスガスがフッ素含有ガスであることが好ましい。

第六に、本発明のガラス基板の端部処理方法は、プロセスガスがＣＦ₄又はＳＦ₆であることが好ましい。プロセスガスとしてＣＦ₄を用いると、プラズマにより、ＣＦ₄からＦラジカル等の反応性ガスが発生し、この反応性ガスがガラス基板の端部で好適に反応すると考えられる。また、プロセスガスとしてＳＦ₆を用いると、プラズマにより、ＳＦ₆からＦラジカル、ＳＦラジカル等の反応性ガスが発生し、この反応性ガスがガラス基板の端部で好適に反応すると考えられる。

第七に、本発明のガラス基板の端部処理方法は、プラズマ安定化ガスがＨｅ又はＡｒであることが好ましい。

第八に、本発明のガラス基板の端部処理方法は、ガラス基板の板厚が２００μｍ以下であることが好ましい。

第九に、本発明のガラス基板は、上記のガラス基板の端部処理方法により作製されたことを特徴とする。

第十に、本発明のガラス基板の端部処理装置は、大気圧近傍の雰囲気下でガラス基板の端部を処理するためのガラス基板の端部処理装置であって、プロセスガスとプラズマ安定化ガスの供給口と、上部対向電極と、下部対向電極と、前記上部対向電極と前記下部対向電極間に高周波電力を印加するための高周波電力電源と、前記上部対向電極と前記下部対向電極間に前記ガラス基板の端部を配置するための空間と、を備えることを特徴とする。

第十一に、本発明のガラス基板の端部処理装置は、更に、上部対向電極及び／又は下部対向電極を移動させるための移動機構又は前記ガラス基板の搬送機構を備えることが好ましい。

第十二に、本発明のガラス基板は、板厚が２００μｍ以下であり、ガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域を有し、且つ（端面領域の厚み）／（板厚）比が０．０１〜０．９９であることを特徴とする。このようにすれば、コンテナにガラス基板を嵌め込む際に、ガラス基板の端部とコンテナの接触面積が大きくなるため、搬送工程において、外部からの物理的衝撃によりガラス基板が破損し難くなる。

ここで、「ガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域」とは、ガラス基板の基準面に対して、７０°〜１１０°の角度にある端面領域を指し、好ましくは８０°〜１００°、８５°〜９５°、８８°〜９２°、８９°〜９１°の角度にある端面領域を指す。また、ガラス基板の基準面に対して、７０°〜１１０°の角度範囲外になる領域が部分的に存在する場合であっても、全体として見て、上記角度範囲内になるときは、その領域も「ガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域」に含めるものとする。例えば、反応性ガスとガラス基板の反応により生成する物質がガラス基板の端部に固着して、その固着部分が、ガラス基板の基準面に対して、７０°〜１１０°の角度範囲外になっても、全体として見て、上記角度範囲内になるときは、その固着部分も「ガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域」に含めるものとする。

更に、「端面領域の厚み」は、例えば、電子顕微鏡等で測定可能である。また、「（端面領域の厚み）／（板厚）比」は、図２に示す通り、ｄ／Ｄの値を指す。なお、図２において、Ｄは板厚を示し、ｄはガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域を示している。

第十三に、本発明のガラス基板は、（端面領域の厚み）／（板厚）比が０．５０〜０．９８であることが好ましい。

第十四に、本発明のガラス基板は、破壊強度が１５０ＭＰａ以上であることが好ましい。ここで、「破壊強度」は、図３に示すように、ガラス基板に対して、２枚の板状体１０、１１の間隔に基づく二点曲げ強度試験を１０回行い、下記の数式１により破壊が生じる応力σ_maxの平均値を算出することで評価する（参考文献：Ｓ．Ｔ．Ｇｕｌａｔｉ，ＳＩＤ １１ ＤＩＧＥＳＴ，６５２）。二点曲げ強度試験に際し、ロードセルの下降速度を２０ｍｍ／分とした。なお、数式１において、Ｅはガラス基板１２のヤング率、ｔはガラス基板１２の板厚、Ｄはガラス基板１２が破壊した時の２枚の板状体１０、１１の間隔を示している。

σ_max＝１．１９８[Ｅ・ｔ／（Ｄ−ｔ）]・・・（数式１）

第十五に、本発明のガラス基板は、ガラス組成として、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことが好ましい。ここで、「実質的にアルカリ金属酸化物を含有しない」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％未満の場合をさす。

本発明のガラス基板の端部処理方法及び本発明のガラス基板の端部処理装置によれば、上部対向電極と下部対向電極の間で反応性ガスが発生し、ガラス基板の端部を優先的に処理することができる。参考までに、本発明のガラス基板の端部処理方法及び本発明のガラス基板の端部処理装置により、端面処理されたガラス基板（板厚５０μｍ：日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ）のＳＥＭ写真を図４に示す。図４から分かるように、ガラス基板の端部が選択的に処理されている。また、本発明のガラス基板の端部処理方法及び本発明のガラス基板の端部処理装置によれば、大気圧近傍の圧力下で端部処理が可能であるため、真空ポンプ等の設置が不要になり、装置構成の簡便化、省スペース化を図ることができる。

本発明のガラス基板は、小さい曲率半径でガラス基板を曲げても、ガラス基板が破損し難く、デバイスの設置の自由度を高めることができる。更に、コンテナにガラス基板を嵌め込む際に、ガラス基板の端部とコンテナの接触面積が大きくなり、これに起因して、搬送工程において、外部からの物理的衝撃によりガラス基板が破損し難くなり、ガラス基板の破損片がコンテナ外に飛散する事態を防止することができる。

従来の方法（ガラス基板の端部を加熱して、マイクロクラックの深さを浅くする方法）により作製されたガラス基板の端部の状態を示す断面概略図である。 （端面領域の厚み）／（板厚）比の算出方法を説明するための断面概略図である。 ガラス基板の破壊強度を測定するための方法を示す断面概略図である。 本発明により作製されたガラス基板の一例を示すＳＥＭ写真である。 本発明のガラス基板の端部処理方法及び本発明のガラス基板の端部処理装置の一例を説明するための断面概略図である。 本発明の実施例に係るガラス基板を示す断面写真である。

本発明のガラス基板の端部処理方法は、上記の通り、大気圧近傍の圧力下、且つプロセスガスとプラズマ安定化ガスとを含む雰囲気下で、上部対向電極と下部対向電極の間にガラス基板の端部を配置し、前記上部対向電極と前記下部対向電極の間に高周波電力を印加することにより、プラズマを発生させると共に、前記プラズマにより前記プロセスガスから反応性ガスを発生させて、前記ガラス基板の端部を処理することを特徴とする。

ガラス基板のガラス組成に応じて、プロセスガスを適宜選択することが好ましい。この理由は、反応性ガスとガラス基板の反応により生成する物質（例えば、ＳｉＦ₄、ＭｇＦ₂、ＣａＦ₂、ＢａＦ₂、ＡｌＦ₃、ＳｒＦ₂）の蒸気圧が低い場合、その反応生成物が常温、常圧下で固体となり、ガラス基板に付着する虞があるからである。プロセスガスとして、全フッ化炭素ガス、水素化フッ化炭素ガス、フッ化塩化炭素ガス、フッ化塩化炭素ガス、無機ハロゲンガスが好ましく、ＣＦ₄、ＳＦ₆が特に好ましい。これらのプロセスガスから発生する反応性ガスは、ガラス基板との反応性が高いため、端部処理の効率を高めることができる。

プロセスガスの濃度はプラズマが安定して発生するように、プロセスガスの種類に応じて適宜選択することが好ましい。プロセスガスの濃度が高過ぎると、プラズマが安定せず、逆に低過ぎると、反応性ガスの濃度が低くなるため、端部処理に要する時間が長くなり、結果として、ガラス基板の生産効率が低下し易くなる。プロセスガスの体積濃度は、好ましくは１０体積％以下、８体積％以下、特に６体積％以下である。

プラズマ安定化ガスとして、パッシェンの放電理論に示されるような放電開始電圧が低いガス、例えばＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｈ₂、Ｎ₂が好適である。その中でも、Ｈｅは、対向電極間の距離が大きくても、プラズマを安定して発生させることが可能である。また、Ａｒは、放電開始電圧が低く、空気中から容易に生成可能であるため、安価に入手可能である。

対向電極の材質として、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレス、真鍮等の合金、金属間化合物等が挙げられる。その中でも、アルミニウムが特に好ましい。

対向電極の表面は固体誘電体で被覆されていることが好ましい。このようにすれば、アーク放電の発生を防止し易くなる。

固体誘電体の材質として、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、チタン酸バリウム等の複酸化物が好ましい。特に、固体誘電体の材質として、酸化アルミニウムが好ましい。

固体誘電体の厚みは、好ましくは２ｍｍ以下、０．０５〜１ｍｍである。固体誘電体の厚みが厚過ぎると、プラズマを安定して発生させることが困難になる。なお、固体誘電体の厚みが薄過ぎると、アーク放電が発生し易くなり、ガラス基板の端部を均一に処理し難くなる。

対向電極間の距離（対向電極が固体誘電体でそれぞれ被覆されている時は、固体誘電体の表面間の距離）は、対向電極の材質、固体誘電体の材質及び厚さ、印加電力の大きさ、高周波電力電源の周波数、プロセスガス及びプラズマ安定化ガスの種類及び濃度等を考慮して、適宜決定されるが、好ましくは０．１〜１０ｍｍ、特に０．１〜５ｍｍである。対向電極間の距離が０．１ｍｍ未満になると、対向電極間にガラス基板を配置し難くなる。一方、対向電極間の距離が１０ｍｍを超えると、電界強度が不足して、プラズマが一様に発生し難くなる。

対向電極間に印加する電力は、対向電極の材質、固体誘電体の材質及び厚さ、プロセスガス及びプラズマ安定化ガスの種類及び濃度等を考慮して適宜決定される。しかし、印加電力が低過ぎると、プラズマを安定して発生させることが困難になる。一方、印加電力が高過ぎると、ガラス基板の温度が上昇し、ガラス基板の端部が不当に軟化変形する虞がある。なお、単位電極面積当たりの印加電力は、０．１Ｗ／ｍｍ²超１００Ｗ／ｍｍ²未満が好ましい。単位電極面積当たりの印加電力が０．１Ｗ／ｍｍ²以下の場合、プラズマの発生が不十分になる傾向があり、１００Ｗ／ｍｍ²以上の場合、ガラス基板の端部にクラックが発生する傾向がある。

対向電極間に印加する電力として、高周波電力を用いることが好ましい。このようにすれば、プラズマを安定して発生させることが可能になる。なお、高周波以外にも、パルス波、マイクロ波等を用いることもできる。

高周波電力電源の周波数は、高い方が好ましい。高周波電力電源の周波数が低過ぎると、プラズマの発生密度が低くなるため、端部処理に要する時間が長くなり、結果として、ガラス基板の生産効率が低下し易くなる。

本発明のガラス基板の端部処理方法において、ガラス基板の端部に沿って、ガラス基板の基準面方向に、上部対向電極及び／又は下部対向電極を移動させることが好ましく、上部対向電極又は下部対向電極を移動させることが好ましい。このようにすれば、端部の処理が必要な領域にそれぞれ電極を設ける必要がなくなると共に、端部の処理が必要な領域だけを選択的、且つ効率的に処理することができる。

上部対向電極及び／又は下部対向電極の移動速度は、ガラス基板の端部のマイクロクラックの深さ、ガラス基板の板厚等により適宜決定されるが、特に０．１ｍｍ／ｓ以上が好ましい。上部対向電極及び／又は下部対向電極の移動速度が０．１ｍｍ／ｓ未満であると、端部処理に要する時間が長くなり、ガラス基板の生産効率が低下し易くなる。

また、ガラス基板の基準面方向に、上部対向電極と下部対向電極の間に、ガラス基板の端部を連続的に通過させることも好ましい。このようにすれば、長尺のガラス基板の端部を選択的、且つ効率的に処理することができる。

ガラス基板の移動速度は、ガラス基板の端部のマイクロクラックの深さ、ガラス基板の板厚等により適宜決定されるが、特に０．１ｍｍ／ｓ以上が好ましい。ガラス基板の移動速度が０．１ｍｍ／ｓ未満であると、端部処理に要する時間が長くなり、ガラス基板の生産効率が低下し易くなる。

ガラス基板の板厚は、好ましくは２００μｍ以下、１５０μｍ以下、特に１００μｍ以下が好ましい。このようにすれば、ガラス基板の可撓性が向上し、デバイスの設置の自由度を高めることができる。

本発明のガラス基板の端部処理装置は、上記の通り、大気圧近傍の雰囲気下でガラス基板の端部を処理するためのガラス基板の端部処理装置であって、プロセスガスとプラズマ安定化ガスの供給口と、上部対向電極と、下部対向電極と、前記上部対向電極と前記下部対向電極間に高周波電力を印加するための高周波電力電源と、前記上部対向電極と前記下部対向電極間に前記ガラス基板の端部を配置するための空間と、を備えることを特徴とする。ここで、本発明のガラス基板の端部処理装置の技術的特徴（好適な態様、効果）は、原則として、本発明のガラス基板の端部処理方法の技術的特徴と重複する。そこで、本発明のガラス基板の端部処理装置の技術的特徴について、便宜上、重複部分に関する記載を省略する。

本発明のガラス基板の端部処理装置は、密閉系に限られず、低気密系であっても構わない。また、ガスの自由な流出入を抑制し得るのであれば、開放系であっても構わない。

本発明のガラス基板の端部処理装置は、上部対向電極及び／又は下部対向電極を移動させるための移動機構を備えることが好ましく、上部対向電極又は下部対向電極を移動させるためのガラス基板の搬送機構を備えることが好ましい。このようにすれば、端部処理が必要な領域に電極をそれぞれ設ける必要がなくなると共に、端部処理が必要な領域だけを選択的、且つ効率的に処理することができる。

本発明のガラス基板の端部処理装置は、上部対向電極と下部対向電極の間に、ガラス基板の端部を連続的に通過させるための移動機構を備えることも好ましい。このようにすれば、長尺のガラス基板の端部を選択的、且つ効率的に処理することができる。

本発明のガラス基板は、上記の通り、板厚が２００μｍ以下であり、ガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域を有し、且つ（端面領域の厚み）／（板厚）比が０．０１〜０．９９であることを特徴とする。ここで、本発明のガラス基板の技術的特徴（好適な態様、効果）は、本発明のガラス基板の端部処理方法の技術的特徴と重複する部分を有する。そこで、本発明のガラス基板の技術的特徴について、便宜上、重複部分に関する記載を省略する。

本発明のガラス基板は、ガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域を有する。この端面領域の厚みは、ガラス基板の割断により生じるマイクロクラックの深さが浅くなるように、対向電極の材質、固体誘電体の材質及び厚さ、印加電力の大きさ及び周波数、プロセスガス及びプラズマ安定化ガスの種類及び濃度等を調整することにより決定される。

本発明のガラス基板において、（端面領域の厚み）／（板厚）比は、好ましくは０．０１〜０．９９、０．２〜０．９８、特に０．５〜０．９７である。（端面領域の厚み）／（板厚）比が０．０１未満であると、コンテナにガラス基板を嵌め込む際に、ガラス基板の端部とコンテナの接触面積が小さくなり、これに起因して、搬送工程において、外部からの物理的衝撃によりガラス基板が破損して、ガラス基板の破損片がコンテナ外に飛散する虞が生じる。一方、（端面領域の厚み）／（板厚）比が０．９９超であると、ガラス基板の割断により生じるマイクロクラックの深さが十分に浅くならず、小さい曲率半径でガラス基板を曲げると、引張応力によりガラス基板が破損し易くなる。

本発明のガラス基板において、破壊強度は、好ましくは１５０ＭＰａ以上、特に２００ＭＰａ以上である。このようにすれば、小さい曲率半径でガラス基板を曲げても、ガラス基板が破損し難くなり、デバイスの設置の自由度を高めることができる。

本発明のガラス基板は、ガラス組成として、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことが好ましい。このようにすれば、デバイスの製造工程において、酸によるエッチング工程が存在する場合、アルカリ成分の溶出に起因して、ガラス基板が白濁する事態を防止し易くなる。

本発明のガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ₂ ４０〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜２０％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１５％、ＭｇＯ ０〜１０％（好ましくは０〜５％）、ＣａＯ ０〜１５％（好ましくは５〜１０％）、ＳｒＯ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜１５％及びＳｎＯ₂ ０〜１％（好ましくは０．１〜１％）を含有することが好ましい。このようにすれば、各種用途の要求特性（低密度、高歪点、耐薬品性、低膨張性、耐失透性等）を満たし易くなる。また、本発明のガラス基板は、実質的にＡｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃を含有していないことが好ましい。これらの清澄剤は、清澄性に優れるが、環境的観点から、その使用を制限することが好ましい。ここで、「実質的にＡｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃を含有していない」とは、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃の含有量が各々０．０１質量％未満の場合を指す。

本発明のガラス基板は、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。このようにすれば、未研磨で表面品位が良好なガラス基板を成形し易くなる。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、表面に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からである。樋状構造物の構造や材質は、所望の寸法や表面精度を実現できる限り、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うために、ガラスに対して、力を印加する方法も特に限定されない。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の両端近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。なお、オーバーフローダウンドロー法以外にも、ダウンドロー法として、スロットダウンドロー法を採用することができる。スロットダウンドロー法であれば、薄肉のガラス基板を効率良く成形することができる。ここで、「スロットダウンドロー法」は、略矩形形状の隙間からガラスを流し出しながら、下方に延伸成形して、ガラス基板を成形する方法である。

本発明のガラス基板は、フロート法で成形されてなることも好ましい。このようにすれば、大型のガラス基板を安価に作製することができる。上記成形方法以外にも、例えばリドロー法、ロールアウト法等を採用することもできる。

次に、図５を参照しながら、本発明のガラス基板の端部処理方法及び本発明のガラス基板の端部処理装置を説明する。但し、本発明は、図５に示された構成に限定されるものではない。

図５は、本発明のガラス基板の端部処理方法及び本発明のガラス基板の端部処理装置の一例を示す断面概略図である。

まずガラス基板の端部処理装置１の上部対向電極２と下部対向電極３の間に、ガラス基板７の端部を配置する。ガラス基板７として、例えば板厚１００μｍの無アルカリガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ）が使用可能である。ガラス基板７は、予め所定サイズに割断されており、例えば三星ダイヤモンド株式会社製超鋼ノーマルチップＤ５１１を用いて、２０ｍｍ×２００ｍｍの寸法に割断されている。

上部対向電極２は、図５において矢印で図示する通り、ガラス基板７の端部に沿って、ガラス基板７の基準面方向に移動する移動機構を備えている。上部対向電極２の寸法は、例えば２ｍｍ×１０ｍｍ、下部対向電極３の寸法は、例えば５ｍｍ×１２５ｍｍである。

上部対向電極２と下部対向電極３の材質は、例えばアルミニウムである。上部対向電極２と下部対向電極３の表面には、固体誘電体４、５がそれぞれ被覆されている。固体誘電体４、５の厚みは、例えば０．３〜０．５ｍｍであり、固体誘電体４、５の材質は、例えば酸化アルミニウムである。固体誘電体４、５の表面間の距離は、例えば１．５ｍｍである。

次に、ガラス基板の端部処理装置１の内部を大気圧近傍にした上で、図示しない供給口からプロセスガスとプラズマ安定化ガスを供給する。プロセスガスとして、例えばＣＦ₄が使用可能であり、プラズマ安定化ガスとして、例えばＨｅが使用可能である。ＣＦ₄とＨｅの体積比は、例えば９９：１である。

続いて、高周波電力電源８から電力を供給して、上部対向電極２と下部対向電極３の間に高周波電力を印加すると、上部対向電極２と下部対向電極３の間に放電空間６が形成される。高周波電力電源８の周波数は、例えば１５０ＭＨｚであり、単位電極面積当たりの印加電力は、例えば３Ｗ／ｍｍ²である。この印加電力により、プラズマが発生すると共に、プラズマにより反応性ガスが発生する。そして、この反応性ガスは、ガラス基板７の端部に照射されて、ガラス基板７の端部が優先的に処理されると共に、反応性ガスがガラス基板７の基準面に流入する事態が可及的に抑制される。更に、ガラス基板７の端部に沿って、ガラス基板７の基準面方向に上部対向電極２が移動して、ガラス基板７の端部が連続的に処理される。上部対向電極２の移動速度は、例えば０．５ｍｍ／ｓである。

最後に、ガラス基板７の端部に対して、熱水による超音波洗浄を行い、反応性ガスとガラス基板７の反応により生成する物質を除去した後、乾燥オーブン等によりガラス基板７を乾燥する。このようにして、本発明のガラス基板を作製することができる。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

（実施例）
図５に示すガラス基板の端部処理装置を用いて、ガラス基板の端部処理を行った。具体的な方法を以下に説明する。

まずガラス基板の端部処理装置１の上部対向電極２と下部対向電極３の間に、ガラス基板７の端部を配置した。ガラス基板７として、板厚１００μｍの無アルカリガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ）を用いた。また、ガラス基板７として、三星ダイヤモンド株式会社製超鋼ノーマルチップＤ５１１を用いて、縦２０ｍｍ×横２００ｍｍの寸法に切断したものを用いた。

上部対向電極２は、ガラス基板７の端部に沿って、ガラス基板７の基準面方向に移動する移動機構を備えており、上部対向電極２の寸法を２ｍｍ×１０ｍｍ、下部対向電極３の寸法を５ｍｍ×１２５ｍｍとし、上部対向電極２と下部対向電極３間の距離を１．５ｍｍとした。

上部対向電極２と下部対向電極３の材質をアルミニウムとした。更に、上部対向電極２と下部対向電極３の表面を固体誘電体４、５でそれぞれ被覆した。なお、固体誘電体４、５の厚みを０．３〜０．５ｍｍとした。また、固体誘電体４、５の材質を酸化アルミニウムとした。

ガラス基板の端部処理装置１の内部を大気圧近傍にした上で、図示しない供給口からプロセスガスとプラズマ安定化ガスを供給した。プロセスガスとしてＣＦ₄を用い、プラズマ安定化ガスとしてＨｅを用いた。ＣＦ₄とＨｅの体積比を９９：１とした。

次に、高周波電力電源８から電力を供給して、上部対向電極２と下部対向電極３の間に高周波電力を印加することにより、放電空間６を形成した。高周波電力電源８の周波数を１５０ＭＨｚとし、単位電極面積当たりの印加電力を３Ｗ／ｍｍ²とした。ガラス基板７の端部に沿って、ガラス基板７の基準面方向に上部対向電極２を移動させて、ガラス基板７の横寸法側の両端部を処理した。なお、上部対向電極２の移動速度は、０．５ｍｍ／ｓとした。最後に、ガラス基板７の端部を熱水による超音波洗浄を行い、反応性ガスとガラス基板７の反応により生成する物質を除去した後、乾燥オーブン等によりガラス基板７を乾燥した。得られたガラス基板７の断面写真を図６に示す。

端部処理後のガラス基板は、ガラス基板の基準面に対して略垂直（約９０°）な端面領域を有しており、電子顕微鏡で測定したところ、（端面領域の厚み）／（板厚）比は０．９５であった。

続いて、図３に示すように、端部処理後のガラス基板１２に対して、２枚の板状体１０、１１の間隔に基づく二点曲げ強度試験を１０回行い、上記の数式１により破壊が生じる応力σ_maxの平均値を算出することで評価した。二点曲げ強度試験に際し、ロードセルの下降速度を２０ｍｍ／分とし、ガラス基板７の横寸法側の両端部が曲がるようにした。その結果、端部処理後のガラス基板１２の破壊強度は、最低値が２００ＭＰａ、平均値が２５０ＭＰａであった。

（比較例）
ガラス基板として、板厚１００μｍの無アルカリガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ）を用いた。また、ガラス基板として、三星ダイヤモンド株式会社製超鋼チップＤ５１１を用いて、０．０７ＭＰａの押し圧で２０ｍｍ×２００ｍｍの寸法に切断したものを用いた。

続いて、このガラス基板に対して、実施例の場合と同様にして、曲げ強度試験を１０回行った。その結果、このガラス基板の破壊強度は、最低値が１０６ＭＰａ、平均値が１１０ＭＰａであった。なお、このガラス基板は、ガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域を有しており、（端面領域の厚み）／（板厚）比は１．００であった。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施例に係るガラス基板は、比較例に係るガラス基板よりも、平均値で２倍以上の破壊強度を有していた。

なお、板厚２００μｍ以下のガラス基板の場合、従来のように、ガラス基板の端部を砥石で削ると、ガラス基板が破損する虞があると考えられる。

１ ガラス基板の端部処理装置
２ 上部対向電極
３ 下部対向電極
４ 固体誘電体
５ 固体誘電体
６ 放電空間
７ ガラス基板
８ 高周波電力電源
１０ 板状体
１１ 板状体
１２ ガラス基板（端部処理後のガラス基板）

Claims (15)

1. 大気圧近傍の圧力下、且つプロセスガスとプラズマ安定化ガスとを含む雰囲気下で、上部対向電極と下部対向電極の間にガラス基板の端部を配置し、前記上部対向電極と前記下部対向電極の間に高周波電力を印加することにより、プラズマを発生させると共に、前記プラズマにより前記プロセスガスから反応性ガスを発生させて、前記ガラス基板の端部を処理することを特徴とするガラス基板の端部処理方法。
2. 前記ガラス基板の端部に沿って、前記ガラス基板の基準面方向に、前記上部対向電極及び／又は前記下部対向電極を移動させることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の端部処理方法。
3. 前記上部対向電極と前記下部対向電極の間に、前記ガラス基板の端部を連続的に通過させることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の端部処理方法。
4. 前記上部対向電極及び／又は前記下部対向電極の表面が固体誘電体で被覆されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のガラス基板の端部処理方法。
5. 前記プロセスガスがフッ素含有ガスであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のガラス基板の端部処理方法。
6. 前記プロセスガスがＣＦ₄又はＳＦ₆であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のガラス基板の端部処理方法。
7. 前記プラズマ安定化ガスがＨｅ又はＡｒであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のガラス基板の端部処理方法。
8. 前記ガラス基板の板厚が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のガラス基板の端部処理方法。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載のガラス基板の端部処理方法により作製されたことを特徴とするガラス基板。
10. 大気圧近傍の雰囲気下でガラス基板の端部を処理するためのガラス基板の端部処理装置であって、
    プロセスガスとプラズマ安定化ガスの供給口と、
    上部対向電極と、
    下部対向電極と、
    前記上部対向電極と前記下部対向電極間に高周波電力を印加するための高周波電力電源と、
    前記上部対向電極と前記下部対向電極間に前記ガラス基板の端部を配置するための空間と、を備えることを特徴とするガラス基板の端部処理装置。
11. 更に、前記上部対向電極及び／又は前記下部対向電極を移動させるための移動機構又は前記ガラス基板の搬送機構を備えることを特徴とする請求項１０に記載のガラス基板の端部処理装置。
12. 板厚が２００μｍ以下であり、ガラス基板の基準面に対して略垂直な端面領域を有し、且つ（端面領域の厚み）／（板厚）比が０．０１〜０．９９であることを特徴とするガラス基板。
13. 前記（端面領域の厚み）／（板厚）比が０．５０〜０．９８であることを特徴とする請求項１２に記載のガラス基板。
14. 破壊強度が１５０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のガラス基板。
15. ガラス組成として、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか一項に記載のガラス基板。