JP6121420B2 - 戦略的にインプリントされたｂ側特徴を備えたガラス基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本願は、２０１１年８月２６日に提出された米国特許出願第１３／２１８９３２号のアメリカ合衆国特許法第１２０条下の優先権の利益を主張するものであり、その内容を根拠として、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書は、一般的に、表示装置に使用されるガラス基板に関し、そしてより具体的には、電荷発生を低減する戦略的にインプリントされたＢ側のテクスチャリング特徴を備えたガラス基板とその製造方法に関する。

薄いガラス基板は、一般的に、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）などのフラットパネル表示装置に利用されている。ＴＦＴ−ＬＣＤに使用される基板は、一般的に、薄膜トランジスタが設けられた機能的Ａ側表面と非機能的裏面すなわちＡ側表面の反対側のＢ側表面とを有している。ＴＦＴ−ＬＣＤ装置の製造中に、ガラス基板のＢ側表面は、金属、セラミックス、高分子材料などを含む材料から形成された様々な搬送装置やハンドリング装置と接触し得る。これらの異種材料間の摩擦は摩擦帯電又は接触帯電を生ぜしめ、その結果、電荷がガラス表面に転移され、ガラス基板の表面に蓄積される。電荷がガラス基板の表面に蓄積するとともに、ガラス基板の表面電圧も上昇する。

ＴＦＴ−ＬＣＤに使用されるガラス基板のＢ側表面の静電気帯電は、ガラス基板の性能を低下させ、及び／又は、ガラス基板に損傷を与える。例えば、Ｂ側表面の静電気帯電は、絶縁破壊を介してガラス基板のＡ側表面上に設けられたＴＦＴ素子のゲートを損傷させ得る。更に、ガラス基板のＢ側表面の帯電は、埃や他の粒子状の破片のような粒子類をＡ側表面に引き付け、ガラス基板を傷つけ、ガラス基板の表面品質を劣化させ得る。この状況において、ガラス基板の静電気帯電はＴＦＴ−ＬＣＤの製造歩留まりを低下させ、それによりＴＦＴ−ＬＣＤの製造プロセスの全体のコストを増大させる。

更に、ガラス基板とハンドリング装置及び／又は搬送装置との間の摩擦接触は、これら装置を消耗させ、それによって装置の稼働寿命を短くする。装置の修理又は交換は、プロセスの不稼動期間を招く結果となり、製造歩留まりを低下させ、ＴＦＴ−ＬＣＤの製造プロセスの全体的なコストを増加させる。

従って、電荷の発生を軽減させ、ＴＦＴ−ＬＣＤ表示装置の製造に利用される装置とガラス基板との間の摩擦を減少させるガラス基板用の設計が必要である。

本発明のいくつかの態様が本明細書に開示されている。これらの態様は、互いに重複しても、しなくてもよいと、理解すべきである。よって、一態様の一部は別の態様の範囲内に入り得るし、またその逆でもよい。

各態様はいくつかの実施例により説明され、順に、１つ以上の具体的な実施例を含み得る。実施例は、互いに重複しても、しなくてもよいと理解すべきである。よって、一実施例の一部、又はその具体的な実施例は、別の範囲又はそれらの特定の実施例内に入り得るし、またその逆でもよい。

よって、本発明の第１の態様はガラス基板に関連し、該ガラス基板は、
０．５ｎｍ未満の表面粗さＲａ１を有する平面Ａ側表面と、
前記平面Ａ側表面の反対側の平面Ｂ側表面と、を有し、
前記Ｂ側表面は、
Ｒａ２：Ｒａ１の比が約１．５以上である表面粗さＲａ２と、
前記Ｂ側表面から貫通することなく前記ガラス基板の厚みＳ内へ伸長する前記Ｂ側表面に形成された複数のテクスチャリング特徴と、を有し、
前記複数のテクスチャリング特徴は０．０５μｍ≦Ｈ≦３．７５μｍの山頂谷底間の高さＨを有し、
隣接する前記テクスチャリング特徴の間の中心間のピッチＰは少なくとも一方向において少なくとも１．５ｍｍであることを特徴とする。

本発明の第１の態様の特定の実施例において、０．０５μｍ≦Ｈ≦２．０μｍである。

本発明の第１の態様の特定の実施例において、Ｈ≦０．０４＊Ｓである。

本発明の第１の態様の特定の実施例において、隣接する前記テクスチャリング特徴の間の前記中心間のピッチＰは２５ｍｍ以下である。

本発明の第１の態様の特定の実施例において、前記ガラス基板の前記Ｂ側表面は、平面面積ＡとＣ≦０．５＊Ａである接触面面積Ｃとを有する。

本発明の第１の態様の特定の実施例において、１．５≦Ｒａ２：Ｒａ１≦１００である。

本発明の第１の態様の特定の実施例において、前記ガラス基板の前記Ｂ側表面は１００μｍより大きい欠陥サイズを有する表面欠陥を含まない。

本発明の第２の態様はガラス基板を形成する方法に関連し、該ガラス基板を形成する方法は、
ガラスバッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するステップと、
前記溶融ガラスをガラス基板に形成するステップであって、前記ガラス基板が平面Ａ側表面及び前記平面Ａ側表面の反対側の平面Ｂ側表面を有し、且つ前記ガラス基板が１０¹³ポアズより大きい粘度に固化する前に、少なくとも前記Ａ側表面に機械的に接触することなく前記ガラス基板が形成され、固化後に前記平面Ａ側表面が０．５ｎｍ未満の表面粗さＲａ１を有するステップと、
前記ガラス基板を下方向に引くステップと、
前記ガラス基板が６００℃≦Ｔ１≦１２００℃である温度Ｔ１である間に、複数のテクスチャリング特徴を前記ガラス基板の前記Ｂ側表面に形成するステップと、を含み、
前記テクスチャリング特徴は、前記Ｂ側表面から前記ガラス基板の厚みのすべてに亘ることなく前記ガラス基板の前記厚みへ伸び、
前記複数のテクスチャリング特徴は、０．０５μｍ≦Ｈ≦３．７５μｍとなるような山頂谷底間の高さＨを有し、
隣接する前記テクスチャリング特徴の間の中心間のピッチＰは少なくとも一方向において少なくとも１．５ｍｍであり、
前記Ｂ側表面はＲａ２：Ｒａ１の比が約１．５以上である表面粗さＲａ２を有する。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記複数のテクスチャリング特徴は前記ガラス基板が前記温度Ｔ１である間に第１のサイズＤ１を有し、且つ前記ガラス基板が室温に冷却されるときＤ１＞Ｄ２である第２のサイズＤ２を有する。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記テクスチャリング特徴は、前記ガラス基板が前記下方向に引かれるとともに前記ガラス基板の表面から選択的に熱を引き出すことによって形成される。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記テクスチャリング特徴は、前記ガラス基板が前記下方向に引かれるとともに少なくとも１つの圧縮ガスの流れを前記ガラス基板の前記Ｂ側表面上へ向けることによって前記ガラス基板の前記Ｂ側表面内にインプリントされる。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記テクスチャリング特徴は、前記ガラス基板の前記Ｂ側表面をテクスチャリングローラに接触させることによって前記ガラス基板の前記Ｂ側表面内にインプリントされ、前記テクスチャリングローラの接触面の少なくとも一部が前記Ｂ側表面上にインプリントされた前記テクスチャリング特徴に対応する複数のパターニング特徴を含む。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記テクスチャリングローラの温度Ｔ２はＴ２＜Ｔ１となるように積極的に制御される。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記テクスチャリングローラは静止しており、前記ガラス基板の前記Ｂ側表面は、前記テクスチャリングローラの前記接触面に接触するとき前記テクスチャリングローラの前記接触面に対して接線方向である。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記テクスチャリングローラは静止しており、前記ガラス基板の前記Ｂ側表面は、前記Ｂ側表面が約９０°までの前記接触面との接触角を有するように、前記テクスチャリングローラの前記接触面上に向けられる。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記テクスチャリングローラは、引き込みローラで前記ガラス基板が前記下方向に引かれるとともに積極的に回転させられる。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記ガラス基板は、アイソパイプの片側のみの上に前記溶融ガラスを流すことにより形成され、
前記複数のテクスチャリング特徴は、前記ガラス基板が前記下方向に引かれるとともに前記ガラス基板を前記アイソパイプの根元から延びるランディング上に向けることによって形成され、前記ランディングに接触する前記溶融ガラスが前記ガラス基板のＢ側表面に前記テクスチャリング特徴を形成する。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記ランディングの接触面の少なくとも一部は、前記Ｂ側表面にインプリントされた前記テクスチャリング特徴に対応する複数のパターニング特徴を含む。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記ランディングは、ガラス基板がランディングの上に向けられるとともにガラス基板の粘度を維持する能動加熱素子を含む。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記ガラス基板は前記溶融ガラスが前記アイソパイプの根元で再融合するようにアイソパイプの第１の側面及び前記アイソパイプの第２の側面上に前記溶融ガラスを流すことによって形成され、前記アイソパイプの前記第２の側面は前記ガラス基板の前記Ｂ側表面にインプリントされた前記テクスチャリング特徴に対応する複数のパターニング特徴を含み、
前記複数のテクスチャリング特徴は、前記溶融ガラスが前記アイソパイプの前記第２の側面上に流れ且つ前記パターニング特徴が前記アイソパイプの前記第２の側面の上の溶融ガラスの流れを乱すとともに、前記ガラス基板の前記Ｂ側表面に形成される。

本発明の第２の態様の特定の実施例において、前記複数のテクスチャリング特徴は、少なくとも１つのレーザ光源の光ビームを前記ガラス基板の前記Ｂ側表面の上に向けることによって前記ガラス基板の前記Ｂ側表面にて形成され、前記少なくとも１つのレーザ光源の前記光ビームは、前記ガラス基板からガラスを切除することなく、前記ガラス基板が前記下方向に引かれるとともに、前記複数のテクスチャリング特徴を前記ガラス基板の前記Ｂ側表面にインプリントする。
本発明の第３の態様はガラス基板を形成する方法に関連し、該ガラス基板を形成する方法は、
ガラスバッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するステップと、
前記溶融ガラスをガラス基板に形成するステップであって、前記ガラス基板が平面Ａ側表面及び前記平面Ａ側表面の反対側の平面Ｂ側表面を有し、且つ前記ガラス基板が１０¹³ポアズより大きい粘度に固化する前に、前記Ａ側表面又は前記Ｂ側表面に機械的に接触することなく前記ガラス基板が形成されるステップと、
前記ガラス基板を下方向に引くステップと、
前記ガラス基板が６００℃≦Ｔ１≦１２００℃である温度Ｔ１である間に、少なくとも１つのレーザ光源の光ビームを前記ガラス基板の前記Ｂ側表面の上に向けるステップと、を含み、
前記少なくとも１つのレーザ光源の前記光ビームは、前記ガラス基板が前記下方向に引かれるとともに前記複数のテクスチャリング特徴を前記ガラス基板の前記Ｂ側表面にインプリントして、前記テクスチャリング特徴は、前記Ｂ側表面から前記ガラス基板の厚みのすべてに亘ることなく前記ガラス基板の前記厚みへ伸びる。

本発明の第３の態様の特定の実施例において、前記複数のテクスチャリング特徴は０．０５μｍ≦Ｈ≦３．７５μｍの山頂谷底間の高さＨを有する。

本発明の第３の態様の特定の実施例において、前記平面Ａ側表面は０．５ｎｍ未満の表面粗さＲａ１を有し、前記Ｂ側表面はＲａ２：Ｒａ１の比が約１．５以上である表面粗さＲａ２を有する。

本発明の第３の態様の特定の実施例において、隣接する前記テクスチャリング特徴の間の中心間のピッチＰは少なくとも一方向において少なくとも１．５ｍｍを有する。

ガラス基板及びガラス基板を製造する方法の追加の特徴及び利点は、以下の詳細な記載にて説明され、該記載から当業者には容易に明らかであろうし、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付の図面を含む本明細書に記載の実施例を実施することによって認識されるであろう。

前述の一般的説明及び以下の詳細な説明は、様々な実施例を説明し、特許請求の主題の性質及び特徴を理解するための概要又は枠組みを提供することを意図していると理解すべきである。添付の図面は、様々な実施例のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に盛り込まれその一部を構成する。図面は、本明細書に記載の様々な実施例を例示し、説明と共に、特許請求される主題の原理及び動作を説明するのに役立つ。

図１は、本明細書に示され記載される１以上の実施例による１つのガラス基板を模式的に示す斜視図である。 図２Ａは、図１のガラス基板のＢ側表面の一部を示す拡大平面図であり、本明細書に示され記載される一実施例によるガラス基板のＢ側面に形成された複数のテクスチャリング特徴を模式的に示す。 図２Ｂは、本明細書に示され記載される１以上の実施例による図２Ａに示されるガラス基板のＢ側面の一部の断面図である。 図３Ａは、図１のガラス基板のＢ側表面の一部を示す拡大平面図であり、本明細書に示され記載される一実施例によるガラス基板のＢ側面に形成された複数のテクスチャリング特徴を模式的に示す。 図３Ｂは、本明細書に示され記載される１以上の実施例による図３Ａに示されるガラス基板のＢ側面の一部の断面図である。 図４Ａは図１のガラス基板のＢ側表面の一部を示す拡大平面図であり、本明細書に示され記載される一実施例によるガラス基板のＢ側面に形成された複数のテクスチャリング特徴を模式的に示す。 図４Ｂは、本明細書に示され記載される１以上の実施例による図４Ａに示されるガラス基板のＢ側面の一部の断面図である。 図５は、図１のガラス基板のＢ側表面と加工面の間の接触領域を模式的に示す部分的断面図である。 図６は、本明細書に示され記載される１以上の実施例によるガラス基板を形成するガラス形成装置を模式的に示す図である。 図７は、本明細書に示され記載される１以上の実施例によるガラス基板が溶融ガラスから形成され固化するようなガラス基板の複数の温度ゾーンを模式的に示す図である。 図８は、本明細書に示され記載される１以上の実施例によるレーザ光源によってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図９は、本明細書に示され記載される１以上の実施例による圧縮ガスジェットによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図１０Ａは、ガラス基板のＢ側表面から選択的に熱を引き出すことによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図１０Ｂは、ガラス基板のＢ側表面から選択的に熱を引き出すことによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図１１は、アイソパイプの根元に装着されたランディングを利用することによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図１２Ａは、パターニング特徴を備えたアイソパイプを利用することによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図１２Ｂは、図１２Ａのパターニング特徴を備えたアイソパイプを模式的に示す断面図であり、パターニング特徴とガラス基板で得られたテクスチャリング特徴を示す。 図１３Ａは、パターニング特徴を備えた固定テクスチャリングローラを利用することによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図１３Ｂは、パターニング特徴を備えた固定テクスチャリングローラを利用することによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図１３Ｃは、パターニング特徴を備えた固定テクスチャリングローラを利用することによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。 図１４は、パターニング特徴を備えた回転テクスチャリングローラを利用することによってのガラス基板のＢ側面へのテクスチャリング特徴の形成を模式的に示す図である。

ガラス基板のＢ側表面上に戦略的にインプリントされたテクスチャリング特徴を備えたガラス基板とその製造方法の実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。可能な限り、同一の符号が同一又は同様の部品を指すために図面全体を通して使用される。図１に、ガラス基板Ｂ側表面に戦略的にインプリントされたテクスチャリング特徴を有するガラス基板の一実施例が概略的に示されている。ガラス基板は、一般的に、平面Ａ側表面と、Ａ側表面とは反対側に位置する平面Ｂ側表面とを含む。Ａ側表面は０．５ｎｍ未満の表面粗さＲａ１を有し、Ｂ側表面はＲａ２：Ｒａ１の比が約１．５以上である表面粗さＲａ２を有する。複数のテクスチャリング特徴はＢ側表面に形成され、テクスチャリング特徴が約０．０５μｍから３．７５μｍまでの範囲内の山頂谷底間の高さＨを有する。隣接するテクスチャリング特徴の間のそれらの中心と中心の間（中心間という）のピッチは少なくとも一方向において少なくとも１．５ｍｍである。ガラス基板及び様々なガラス基板の形成方法を、本明細書にて添付の図面を特に参照してより詳細に説明する。

上述したように、ガラス基板のＢ側表面は、金属、セラミックス及び／又は高分子材料などを含む材料から形成された様々な搬送装置やハンドリング装置と接触し得る。これらの異種材料間の摩擦は摩擦帯電又は接触帯電を生ぜしめ、その結果、電荷がガラス表面に転移され、ガラス基板の表面に蓄積される。具体的には、２つの異なる材料は、各材料の固有の仕事関数の値の差による接触分離から帯電する。電荷がガラス基板の表面上に蓄積するとともに、ガラス基板の表面電圧も以下の関係に従って増加する。

ここで、Ｖは表面電圧、Ｑは電荷、Ｃはキャパシタンスである。

更に、２つの荷電表面が分離した時、荷電表面の間のキャパシタンスＣは以下の関係に従って減少する。

ここで、Ａは表面面積、εは誘電率、ｄは分離距離である。式（１）と（２）を合成すると、２つの表面の間の分離距離の増大でキャパシタンスが減少するとともに、ガラス基板の表面上の電圧が上昇し、順次、ガラス基板上に形成されたＴＦＴ素子への損傷のより高い傾向につながることが分かる。本明細書に記載されるガラス基板は、ガラス基板Ｂ側表面に戦略的にインプリントされ且つガラス基板と接触する任意の材料との間のガラス基板の表面接触面面積を減少させるテクスチャリング特徴の使用により、異種材料との接触による電荷の発生を軽減する。

図１に示すように、ガラス基板５０が概略的に示されている。ガラス基板５０は、一般的に、平面Ａ側表面５４と、Ａ側表面５４の反対側に平面Ｂ側表面５２を備える。ガラス基板５０は、ガラス基板のエッジ寸法（すなわち、長さＬ及び幅Ｗ又は類似の寸法）によって規定される総表面面積Ａを有している。ガラス基板５０は、一般的に、約３ｍｍ以下の厚みＳを有する。いくつかの実施例において、ガラス基板５０の厚みは約３ｍｍ以下で且つ約１００μｍ以上であってもよい。他の実施例では、ガラス基板５０の厚みＳは、約３ｍｍ以下で且つ約０．３ｍｍ以上であってもよい。さらに他の実施例では、ガラス基板５０の厚みＳは、約３ｍｍ以下で且つ約０．７ｍｍ以上であってもよい。またさらに他の実施例では、ガラス基板５０の厚みＳは、約０．７ｍｍ以下で且つ約０．３ｍｍ以上であってもよい。

いくつかの実施例において、ガラス基板５０は、ガラス基板のエッジ帯５８，６０に比べて物性が改良された中央品質領域５６（すなわち、中央品質領域は、実質的に無欠陥であってもよいし、表面粗さ特性及び／又は平坦度特性が改善されている）を含む。図１に示すガラス基板５０の実施例において、ガラス基板の品質領域５６は、エッジ帯５８，６０の間のガラス基板の中央領域である。いくつかの実施例において、ガラス基板は横方向エッジ帯（幅Ｗの方向に延びるエッジ帯）をも含み、エッジ帯５８，６０と協働して、ガラス基板５０の品質領域５６を画定する。

上述したように、ガラス基板５０は、フラットパネル表示装置に用いることができる。具体的には、ガラス基板５０は、液晶表示装置を形成するためにＡ側表面５４上に薄膜トランジスタが形成される基板として使用することができる。得られた表示装置の所望の光学特性を容易にするために、Ａ側表面５４は、一般的に２μｍ×２μｍの面積領域において約０．５ｎｍ未満である表面粗さＲａ１を有する。いくつかの実施例において、Ａ側表面は２μｍ×２μｍの面積領域において、約０．４ｎｍ未満又は約０．３未満の表面粗さＲａ１を有する。いくつかの他の実施例では、Ａ側表面が２μｍ×２μｍの面積領域にて約０．２ｎｍの表面粗さＲａ１さを有する。いくつかの実施例において、ガラス基板５０のＡ側表面５４はまた、約２０ｎｍ／１０ｍｍ未満の平坦性を有している。

更に、Ａ側表面は一般的に、１．０μｍ以上の粒子サイズの破片、ガラス粒子など０．０１個粒子／ｃｍ²未満の密度を有する。同様に、Ａ側表面は、３０μｍ以上の粒子サイズの付着したガラス微粒子の０．００４個粒子／ｃｍ²以下の密度を有する。

本明細書に記載される実施例において、ガラス基板は、一般的に４００ｍｍ以下のエッジ距離に亘って０．４０ｍｍ以下の反りを有し、そして４００ｍｍを超えるエッジ距離では０．１％以下の反りを有する。同様に、ガラス基板は、一般的に、約０．８ｍｍから８ｍｍまで長さにわたる０．０６μｍ以下の表面うねりカットオフを有し、そして約０．８ｍｍから約２５ｍｍまで長さにわたる０．３３μｍ以下の表面うねりカットオフを有する。

ガラス基板の帯電効果は、ガラス基板の表面抵抗率に関係している。具体的には、ガラス基板の表面抵抗率は、電荷消散に直接影響する。一般的に低い表面抵抗率を有するガラス基板は、比較的高い表面抵抗率を有するガラス基板よりもより少なく帯電される。本明細書に記載の実施例において、ガラス基板は、約１０¹⁰ｏｈｍ／ｓｑから約１０²²ｏｈｍ／ｓｑまでの範囲の表面抵抗率を有する。

さらに図１を参照すると、ガラス基板５０のＢ側表面５２は、一般的に、Ａ側表面５４の表面粗さＲａ１以上の表面粗さＲａ２を有している。いくつかの実施例において、Ｂ側表面の表面粗さＲａ２は、０．３ｎｍ≦Ｒａ２≦１０００ｎｍである。他の実施例では、Ｂ側表面の表面粗さＲａ２は、５ｎｍ≦Ｒａ２≦５００ｎｍである。さらに他の実施例では、Ｂ側表面の表面粗さＲａ２は、２０ｎｍ≦Ｒａ２≦１００ｎｍである。いくつかの実施例において、Ｂ側表面５２の表面粗さＲａ２は、比率Ｒａ２：Ｒａ１が約１．５以上であるようになっている。いくつかの実施例において、比率Ｒａ２：Ｒａ１は、１．５≦Ｒａ２：Ｒａ１≦１００のようになっている。いくつかの他の実施例では、比率Ｒａ２：Ｒａ１は、４≦Ｒａ２：Ｒａ１≦５０のようになっている。さらに他の実施例では、比率Ｒａ２：Ｒａ１は、５≦Ｒａ２：Ｒａ１≦２０のようになっている。

本明細書に記載される実施例において、ガラス基板５０のＢ側表面５２は、１００μｍよりも大きい欠陥サイズの欠陥がないことが好ましい。目に見える欠陥のために、ガラス基板５０のＢ側表面５２は、１５００ルクスの照度で１００μｍを超える欠陥サイズを有する欠陥を含まないことが好ましい。いくつかの他の実施例では、ガラス基板５０のＢ側表面５２は７５μｍを超える欠陥サイズを有する欠陥を含まない。さらに他の実施例では、ガラス基板５０のＢ側表面５２は５０μｍを超える欠陥サイズを有する欠陥を含まない。

図１及び２Ａ−４Ｂを参照すると、ガラス基板５０のＢ側表面５２は更に複数のテクスチャリング特徴６２を備える。テクスチャリング特徴６２は一般的に、ガラス基板のＢ側表面５２の接触面面積Ｃを、Ｂ側表面の総表面面積Ａ（すなわち、長さＬ×幅Ｗ）未満に減少させ、結果として、Ｂ側表面５２が異種材料に接触したときの電荷の発生を軽減する。更に、Ｂ側表面５２の減少した接触面面積もまた、ガラス基板５０のＢ側表面５２とガラス基板のＢ側表面に接触し得る加工面（すなわち、ハンドリング装置及び／又は搬送装置の表面）との間の摩擦を減少させる。

本明細書に記載されるガラス基板５０の実施例では、テクスチャリング特徴６２はガラス基板５０のＢ側表面５２に形成され、テクスチャリング特徴が、Ｂ側表面からガラス基板の厚みのすべてに亘ることなく、Ｂ側表面からガラス基板の厚みＳへ伸びているように形成されている。一般的に、テクスチャリング特徴６２は約０．０５μｍよりも大きい山頂谷底間の高さＨを有することができる。いくつかの実施例において、山頂谷底間の高さＨは０．０５μｍ≦Ｈ≦３．７５μｍである。いくつかの他の実施例では、テクスチャリング特徴６２の山頂谷底間の高さＨは、０．０７μｍ≦Ｈ≦２μｍである。さらに他の実施例では、山頂谷底間の高さＨは、０．１μｍ≦Ｈ≦１μｍである。

更に、いくつかの実施例において、山頂谷底間の高さＨは、ガラス基板５０の厚みＳに関係し得る。例えば、いくつかの実施例において、テクスチャリング特徴の山頂谷底間の高さＨはＨ≦０．０４＊Ｓである。さらに他の実施例では、山頂谷底間の高さＨはＨ≦０．０２＊Ｓである。更なる他の実施例において、テクスチャリング特徴６２の山頂谷底間の高さＨはＨ≦０．０１＊Ｓである。

テクスチャリング特徴６２の中心間のピッチＰは、一般的に基板表面上の少なくとも一方向（すなわち、図１に示す座標軸のｘ方向又はｙ方向）において少なくとも１．５ｍｍである。いくつかの実施例において、中心間のピッチＰは約２５ｍｍ未満である。例えば、いくつかの実施例において、テクスチャリング特徴６２の中心間のピッチＰは１．５ｍｍ≦Ｐ≦２５ｍｍである。いくつかの他の実施例では、中心間のピッチＰは１．５ｍｍ≦Ｐ≦１０ｍｍである。さらに他の実施例では、テクスチャリング特徴６２の中心間のピッチＰは２．０ｍｍ≦Ｐ≦８ｍｍである。

テクスチャリング特徴６２の中心間のピッチＰは本明細書に記載されており、少なくとも１．５ｍｍ以上であるが、１．５ｍｍは最小値であり、いくつかの実施例において、テクスチャリング特徴６２がランダムにガラス基板の表面に分布している場合、隣接するテクスチャリング特徴６２の間の中心間のピッチＰはテクスチャリング特徴の対の間で変化し得ると理解されるべきである。代わりに、中心間のピッチＰは、テクスチャリング特徴６２が規則的なパターンでガラス基板のＢ側表面に形成されているような場合に備えて、隣接するテクスチャリング特徴の間で均一であってもよい。更に、いくつかの実施例において、中心間のピッチＰは、ｘ方向及びｙ方向ともに少なくとも１．５ｍｍ以上であってもよい。

図２Ａ−図４Ｂを参照すると、ガラス基板のＢ側表面に形成されたテクスチャリング特徴は、様々な幾何学的構成を有することができる。例えば、図２Ａ及び図２Ｂは、テクスチャリング特徴６２がガラス基板５０のＢ側表面５２に形成された溝である一実施例を示す。この実施例において、溝又はチャネルは、ガラス基板５０の長さ方向Ｌに延びている。従って、各溝は、一方向に連続的に延び、横方向に繰り返される。このように、溝付きのテクスチャリング特徴６２は、一次元パターンとみなされる。図２Ａ及び２Ｂに描かれているテクスチャリング特徴６２は全体的に丸みを帯びた底部を有しているが、その溝は、種々の他の形状で形成され得ると理解されるべきである。例えば、溝はＶ字形の断面であってもよく、又は、代わりに、その断面が略正方形又は長方形の形状を有してもよい。

図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、テクスチャリング特徴６２がガラス基板のＢ側表面５２に形成されたさらに別の実施例が概略的に示されている。この実施例において、テクスチャリング特徴６２は正方形の底面を有するピラミッド形であり、テクスチャリング特徴の断面が略Ｖ字形形状になされている。この実施例において、テクスチャリング特徴は、図２Ａに示された連続的な溝付きテクスチャリング特徴６２とは対照的に、規則的な二次元パターンで形成された離散的な特徴である。

図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、別の実施例においては、テクスチャリング特徴６２は、半球状のディンプル又はくぼみとしてＢ側表面５２に形成されている。図３Ａ及び図３Ｂに示に示されているテクスチャリング特徴６２のように、図４Ａ及び４Ｂに示されている半球状のテクスチャリング特徴６２は、規則的に、２次元状に配置された離散的な特徴である。

図２Ａ−図４Ｂはガラス基板のＢ側表面に形成されてもよいテクスチャリング特徴の様々な実施例を示しているが、他の幾何学的パターンを有するテクスチャリング特徴が利用されてもよいと理解されるべきである。例えば、テクスチャリング特徴は限定されないが、円錐形、リブ形、ダイヤモンド形、クロスハッチ状、円若しくは半円形、ジグザグ状、スパイラル状、正方形、三角形、六角形、四角形、及び／又はそれらの様々な組合せであってもよい。更に、テクスチャリング特徴は、図２Ａに示されるように連続的な特徴であり得、又は、図３Ａ及び４Ａに示されるように離散的な特徴であり得ると理解されるべきである。更に、テクスチャリング特徴は、図２Ａ、３Ａ及び４Ａに示すように、ランダムにＢ側表面に配置されるか、又は、規則的に一次元若しくは二次元状に配置されてもよいと理解されるべきである。

本明細書に記載される実施例において、テクスチャリング特徴６２は、ガラス基板の全幅にわたって形成されてもよいし、あるいは、代わりに、テクスチャリング特徴６２がガラス基板の品質領域５６のみに形成されてもよい。また、テクスチャリング特徴６２は、ガラス基板の異なる長さＬに亘って形成されてもよい。例えば、いくつかの実施例において、テクスチャリング特徴６２は、テクスチャリング特徴のパターンが１０００ｍｍを超えて到達するガラス基板の長さにわたって繰り返された場合に、ｌ０００ｍｍのオーダーであるガラス基板の長さＬの上に形成することができる。

図５を参照すると、テクスチャリング特徴６２は、全体として総表面面積Ａ（すなわち、幅Ｗ×長さＬ）に対するガラス基板５０のＢ側表面５２の接触面面積Ｃを減少させる。従って、図５に示すように、Ｂ側表面５２が加工面９０に接触したとき、加工面９０とＢ側表面５２との接触面面積Ｃは総表面面積未満となり、順に、ガラス基板５０と加工面９０との間の摩擦を減少させる。更に、接触面面積Ｃの減少はまた、加工面９０とガラス基板５０が異なる材料から形成される際に発生する電荷の量を減少させ、これにより、ガラス基板５０の表面に集まる破片及び／又はガラス基板５０を損傷する蓄積された電荷のリスクを軽減する。

本明細書に記載される実施例において、Ｂ側表面５２の接触面面積ＣはＢ側表面の総面積Ａよりも著しく小さい。例えば、幾つかの実施例では、接触面面積ＣはＣ≦０．２０＊Ａである。いくつかの他の実施例において、Ｂ側表面の接触面面積ＣはＣ≦０．３５＊Ａである。さらに他の実施例では、接触面領域ＣはＣ≦０．５＊Ａである。一般的に、ガラス基板のＢ側表面５２が異種材料に接触しＢ側表面と材料の間の摩擦を減少させたとき、より小さな表面接触面面積は少ない電荷を発生させる。

ガラス基板のＢ側表面に形成されたテクスチャリング特徴を備えたガラス基板の形成の方法について、図６−図１３を具体的に参照してより詳細に説明する。

本明細書に記載されるガラス基板は、一般的に、ガラスバッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成し、その後、溶融ガラスをガラス基板に形成することによって、形成される。本明細書に記載の実施例において、ガラス基板はダウンドロープロセス（下方向延伸法）を利用して形成され、該プロセスにおいては、ガラス基板のＡ側表面の表面品質を維持するために、ガラスの粘度が約１０¹³ポアズよりも全体的に大きい弾性状態に固化する前にガラス基板の少なくともＡ側表面に機械的に接触させることなく、ガラス基板が溶融ガラスから形成される。典型的なプロセスには、スロットドロー法、フュージョンダウンドロー法が含まれる。

一例として、図６を参照すると、溶融ガラスからガラス基板を形成する例示的なガラス製造装置１００が概略的に示され、これにおいて、フュージョン・ドロー装置が溶融ガラスをガラス基板に形成するために使用される。ガラス製造装置１００は、溶融槽１０１、清澄槽１０３、混合槽１０４、供給容器１０８及びフュージョン・ドロー装置（ＦＤＭ）１２０を含む。ガラスバッチ材料は、矢印１０２によって示されるように溶融槽１０１に導入される。バッチ材料は溶融ガラス１０６を形成するために溶融される。清澄槽１０３は、溶融槽１０１から溶融ガラス１０６を供給されて、ここで気泡が溶融ガラス１０６から除去されるような高い温度の処理領域を有している。清澄槽１０３は、流体を通す接続管１０５によって混合槽１０４に結合されている。すなわち、混合槽１０４へ清澄槽１０３から流れる溶融ガラスは接続管１０５を通って流れる。混合槽１０４は、今度は、混合槽１０４から流体供給槽１０８へ流れる溶融ガラスが接続管１０７を介して流れるように接続管１０７によって供給槽１０８に連結されている。

供給槽１０８は筐体１２２を備え、その内部において、溶融ガラス１０６を下降管１０９を介してＦＤＭ１２０に供給する。ＦＤＭ１２０は、流入部１１０、アイソパイプ１１１及び少なくとも１つのドローアセンブリ１５０が配置されている。図６に示すように、下降管１０９からの溶融ガラス１０６は、アイソパイプ１１１へ導く流入部１１０に流入する。アイソパイプ１１１は開口部１１２を含み、これが溶融ガラス１０６を受けて、溶融ガラス１０６は窪み１１３へ流れ込み、オーバーフローして、アイソパイプ１１１の２つの収束両側１１４ａ及び１１４Ｂを流れ落ち、アイソパイプ１１１の根元で２つの流れが一緒に融合する。その結果、得られたガラス基板は、連続ガラス基板５０としてドローアセンブリ１５０によって下方向１５１に引かれる。

図７を参照すると、溶融ガラスはアイソパイプ１１１に亘って流れ、連続的なガラス基板５０に形成され、溶融ガラスは、３つのゾーンを通って冷えて固化する。３つのゾーンは、ガラスが高温度に昇温され減少した粘度を有する粘性ゾーン１７０と、ガラスが低下した温度と増加した粘度を有してガラスが固化し始める粘弾性ゾーン１７１と、ガラスが完全に固化する弾性ゾーンとからなる。例えば、いくつかの実施例において、粘性ゾーン１７０中のガラスの温度は約８００℃より大きくてもよく、そして、粘度は一般的に約１０¹³ポアズ未満である。これらの実施例では、粘弾性ゾーンの温度は、約６８０℃から約８００℃未満の範囲にあり、そして、ガラスの粘度は約１０¹³ポアズである。また、これらの実施例では、弾性ゾーンの温度は、約６８０℃未満であり、そして、ガラスの粘度が１０¹³ポアズより大きい。本明細書に記載の実施例では、テクスチャリング特徴は、粘性ゾーン１７０及び粘弾性ゾーン１７１と重なるインプリントゾーン１７３において、ガラス基板に形成されている。一実施例において、ガラス基板５０は、インプリントゾーン１７３において、６８０℃≦Ｔ１≦１２００℃の温度Ｔ１を有する。別の実施例では、ガラス基板５０は、インプリントゾーンにて８００℃≦Ｔ１≦１０００℃の温度Ｔ１を有する。一般的に、インプリントゾーン１７３中のガラス基板５０の温度Ｔ１は、ガラスの粘度が約１０¹³ポアズから約１５０，０００ポアズ、より好ましくは、約１０¹³ポアズから約４０，０００，０００ポアズ内であり、ガラス基板のガラスが十分に可鍛性であって、ガラス基板のＢ側面にテクスチャリング特徴を構成可能にするような、温度である。

本明細書に記載される実施例において、テクスチャリング特徴の結果として生じるサイズは、テクスチャリング特徴がガラス基板のＢ側表面に形成される際に、ガラス基板の温度に基づいて制御することができる。例えば、いくつかの実施例において、ガラス基板は高温であり且つガラスの粘性が低い場合に、テクスチャリング特徴はガラス基板のＢ側表面に形成されてもよい。これらの条件下では、テクスチャリング特徴は、温度Ｔ１で第１のサイズＤ１を有する。ガラス基板が引き出され、冷却され、続いてのテクスチャリング特徴の形成、ガラスリフローとなるので、ガラス基板が室温になる場合には、得られたテクスチャリング特徴は、ＤＩ＞Ｄ２である第２サイズＤ２を有する。本明細書で使用される用語「サイズ」は、特徴の断面面積及び／又は特徴の山頂谷底間の高さＨを含むテクスチャリング特徴などの差し渡りの任意の寸法を指すこととする。特徴のサイズの相対的な減少は、第２のサイズＤ２に対する第１のサイズＤ１に関するリフロー係数Ｒによって特徴付けることができる。例えば、テクスチャリング特徴が１００μｍの第１のサイズＤ１を有し且つ１μｍの第２のサイズＤ２を有している場合、リフロー係数Ｒは１００×である。本明細書に記載のいくつかの実施例では、リフロー係数Ｒは、約０から約１０００×が一般的である。例えば、いくつかの実施例において、リフロー係数Ｒは、約０から約５００×である。いくつかの他の実施例では、リフロー係数Ｒは、約０から約１００×である。ガラス基板が高い粘度を有している場合でテクスチャリング特徴がガラス基板に形成される際には、非常に少ないリフローが発生し、リフロー係数Ｒは本質的にゼロである。

図８を参照すると、一実施例では、テクスチャリング特徴は、少なくとも１つのレーザ光源１９０を利用してガラス基板５０のＢ側表面５２に形成されている。具体的には、溶融ガラス１８０はアイソパイプ１１１に供給されて、溶融ガラス１８０がアイソパイプの収束側部１１４ａ，１１４ｂの上に流れ、アイソパイプ１１の根元で再融合し、それにより、所望のＡ側表面特性（すなわち、Ａ側表面は、Ａ側表面は欠陥のない所望の「自然のまま」表面を有するように機械的に接触することなく形成されている）を有するガラス基板を前述したように形成する。

ガラス基板５０が下方方向１５１に引かれるので、少なくとも１つのレーザ光源１９０の光ビーム１９４は、ガラス基板５０がインプリントゾーンを通過する際に、ガラス基板５０のＢ側表面５２上に向けられる。一実施例において、光ビーム１９４は、ガラス基板５０のＢ側表面５２に集光される。別の実施例では、レーザ光源１９０の光ビーム１９４は、ガラス基板５０の厚に内におけるガラス基板のＢ側表面５２の下方に集光される。レーザ光源１９０は、一般的に、ガラス基板５０のガラスの深刻なアブレーションを防止し、且つレーザ光源１９０からの光ビーム１９４がガラス基板５０を貫通することを防止する波長とパワーで駆動される。しかしながら、いくつかの実施例では、ガラス基板の表面のわずかなアブレーションは、ガラス基板の表面からの粒子状破片の形成に関連せずに粘性ゾーンで起こり得る。これらの実施例では、ガラス基板のリフローに続くレーザの衝突の結果として最終的なテクスチャリング特徴の形成が起こる。一実施例では、レーザ光源１９０は、約９．２μｍから約１１．４μｍの範囲内の波長を有するＣＯ₂レーザである。レーザ光源１９０は、光ビーム１９４が約０．５ｍＷから１０Ｗの範囲内にて連続波電力すなわち０．５ｍＪから１０Ｊのパルスエネルギーの電力を有するように操作される。レーザ光源１９０は、ガラス基板のＢ側表面にテクスチャリング特徴を作成するために利用されるパルス状の出力光ビームを生成するように操作される。光ビーム１９４のパルスの持続時間及びパワーと光ビーム１９４のスポットサイズは、レーザ光源１９０がガラス基板の温度をかなり上昇させ又はガラス基板内に大規模な熱応力勾配を誘発しないように制御される。しかしながら、レーザの光ビーム１９４が基板の表面にてテクスチャ形成を開始する局在表面熱応力勾配を誘発しないことを理解すべきである。Ｃ０２レーザ光源の動作特性が本明細書に記載されているが、他のレーザ光源も、ガラス基板にテクスチャリング特徴を形成するために利用され得ると理解されるべきである。レーザータイプの選択は、レーザ放射の吸収、透過率や反射率に影響を与えるガラス組成／化学性に依存してもよい。

さらに図８に示すように、ガラス基板５０がインプリントゾーンを通って下方向１５１に引き込まれるとともに、レーザ光源１９０の光ビーム１９４はガラス基板にテクスチャリング特徴を形成する。一実施例において、単一のレーザ光源１９０は、ガラス基板のＢ側表面５２上に光ビーム１９４を走査して所望のパターンを形成することによってテクスチャリング特徴を形成するために利用される。あるいは、複数のレーザ光源は、所望のパターンを生成するために利用され得る。例えば、連続的な溝付き複数のテクスチャリング特徴が望ましい場合、複数のレーザ光源は、ガラス基板５０が下方向に引かれる際に、連続的な溝を形成するために利用され得る。

一実施例において、Ｂ側表面５２に導かれるレーザ光源１９０の光ビーム１９４として不活性カバーガス（図示せず）は、ガラス基板５０の表面に亘って上に向けられて、ガラス基板の表面で発生する任意の反応を防止することができる。

一実施例において、テクスチャリング特徴が形成された後に、例えば、空気、アルゴン、窒素、ヘリウムなどの圧縮ガス１９２の１つ以上のストリームが、ガスジェット１９１からガラス基板５０のＢ側表面５２に向けられてもよく、これによりＢ側表面５２の平滑化を容易にする。平滑化操作は、上述したガラスのリフローと同様にテクスチャリング特徴のサイズを減少させる。これにより、圧縮ガス１９２の１つ以上のストリームの制御された応用は、ガラス基板のＢ側表面５２に所望の寸法のテクスチャリング特徴を形成するためにレーザ光源１９０の光ビーム１９４と併せて使用され得ると理解されるべきである。

図９を参照すると、別の実施例では、テクスチャリング特徴は、少なくとも１つの圧縮されたガスジェット１９１を利用してガラス基板５０のＢ側表面５２に形成されている。具体的には、溶融ガラス１８０はアイソパイプ１１１に供給され、溶融ガラス１８０がアイソパイプ１１１の収束側面１１４ａ，１１４ｂの上に流れて、アイソパイプ１１１の根元にて再融合し、それによって、所望のＡ側表面特性（すなわち、Ａ側表面が機械的接触Ａ側表面が欠陥のない所望の「自然のままの」表面を有するようにすることなく形成されている）を有するガラス基板５０が上述のように形成される。

ガラス基板５０が下方向１５１に引かれる際に、ガラス基板がインプリントゾーン内にある間にて、例えば、窒素、空気、アルゴン、ヘリウムなどの圧縮ガス１９２の流れは、少なくとも１つの圧縮されたガスジェット１９１から一方のガラス基板５０のＢ側表面５２上に導かれる。圧縮ガス１９２の流れがガラス基板５０のＢ側表面５２に入射され、それによりＢ側表面５２に所望のテクスチャリング特徴が形成される。ガラスが図９に示すゾーンＺ内に位置している間に、圧縮ガス１９２の流れは、Ｂ側表面に向けられる。従って、溶融ガラス１８０がアイソパイプの収束側面１１４ｂ上にわたって流れる、すなわちアイソパイプの根元に収束した後に、圧縮ガスの流れ１９２がＢ側表面に向けられ得ると理解されるべきである。

圧縮ガス１９２の流れは、Ｂ側表面にのみにテクスチャパターンを形成する局在表面応力勾配を生ぜしめる。圧縮ガス１９２の流れはまた、わずかに表面に低粘性のガラスを変位させることができ、テクスチャリング特徴を形成することができる。また、圧縮ガスの流れは、後にガラスリフローとしてテクスチャパターンを形成したガラス基板の表面に波紋を形成するようにパルス化されてもよい。一般的に、ジェットのサイズ（すなわち、圧縮ガスの流れが放出されるオリフィスの断面積）はテクスチャリング特徴の四分の一倍（０．２５×）から２倍（２×）のピッチＰのオーダーである。いくつかの実施例では、単一の圧縮ガス源は、オリフィスが形成された大きなプレート又はバーに連結されている。プレート又はバーは、ガラス基板の幅にわたり拡がっている。圧縮ガス１９２の流れはプレート又はバー内に向けられ、オリフィスを介してガラス上へ向けられる。いくつかの実施例では、オリフィスは、様々な角度で配向されてもよい。例えば、いくつかの実施例では、圧縮ガスの流れは、ガラスの表面に対して垂直であってもよい。あるいは、圧縮ガスの流れとガラス表面との間の角度は約９０度から＋／−４５度の範囲であってもよい。一実施例では、オリフィスは、パターン可変手段における各ジェットの角度方向を持つ円形パターンで配置されている。いくつかの実施例では、圧縮ガス流の圧力は、約５ｐｓｉの未満である。しかし、より低い圧力又はより高い圧力でもテクスチャリング特徴を形成するために使用され得る。

一実施例において、圧縮されたガスジェット１９１がＢ側表面５２にわたって走査される際に圧縮ガス１９２の流れをパルス化することによって、Ｂ側表面５２における複数の離散テクスチャリング特徴を形成するために、単一の圧縮されたガスジェット１９１は使用される。別の実施例では、個々にパルス的に各圧縮ガスジェット１９１を操作することにより、個別のテクスチャリング特徴のパターンを形成するために、複数の圧縮されたガスジェット１９１は利用される。さらに別の実施例では、基板５０ガラスのＢ側表面５２に複数の連続的テクスチャリング特徴を形成するために、複数の圧縮されたガスジェット１９１は連続的態様（すなわち、圧縮ガス１９２の流れがパルス化されていない）で操作され得る。テクスチャリング特徴の深さ及び断面形状は、圧縮ガス１９２の流れの圧力及び断面形状調節することによって制御することができる。

図１０Ａ及び１０Ｂを参照すると、いくつかの他の実施例において、テクスチャリング特徴は、ガラス基板の表面から選択的に熱を引き出すことによって形成することができ、これは、順番に、熱勾配に関連するガラス基板５０のＢ側表面５２における局所的なホット／コールドスポットを作成して、Ｂ側表面テクスチャリング特徴の形成をもたらす。例えば、図１０Ａを参照すると、ヘアピン管２２０（図１０Ａに示すもの）の一連は、ガラス基板のＢ側表面５２近傍に配置し、ガラス基板の幅にわたって間隔を空けてもよい。隣接するヘアピン管２２０の間の間隔は５ｍｍから５０ｍｍである。ヘアピン管の端部は距離ＪだけＢ側表面５２から離間しているが、本明細書に記載のいくつかの実施例では、これは約７ｃｍから約２５ｃｍである。管の直径は、約５から１０ｍｍであってもよい。ガラス基板５０がアイソパイプ１１１の収束側面１１４ａ，１１４ｂから引き出される際に、例えば圧縮されたガスや液体などの冷却流体２３０がヘアピン管２２０を通して導かれ、これにより、熱をガラス基板５０の局所領域から引き出し離れて隣接したヘアピン管２２０の端部に導く。ガラス基板は異なる速度で冷却されるので、得られた熱勾配はガラス基板内にパターン化特徴を生成する。

図１０Ｂを参照すると、別の実施例では、流入流体を冷却する内側冷却管２２３を有するキャップチューブ２２１は、ガラス基板５０のＢ側表面５２に近接した冷却流体２３０の流れをもたらすために利用される。冷却流体２３０は、キャップチューブ２２１に流入し、Ｂ側表面５２に最も近い管の端部にリダイレクトされ、Ｂ側表面の局所領域から熱を運び去る。隣接するキャップチューブ２２１の間の間隔は５０ｍｍから５ｍｍであってもよく、キャップチューブ２２１の端部は、距離ＪだけＢ側表面５２から離間しており、本明細書に記載のいくつかの実施例では、上記のように約７ｃｍから約２５ｃｍである。キャップチューブ２２１の直径は、約５ｍｍから１０ｍｍであってもよい。

上述したようにテクスチャリング特徴が形成された後、圧縮ガスの１つ以上のストリームは、ガスジェット（図示せず）からガラス基板５０のＢ側表面５２に向けられて、Ｂ側表面５２の平滑化を容易にすることができる。平滑化操作は、上述したガラスのリフローと同様にテクスチャリング特徴のサイズを減少させる。Ｂ側表面５２のエアジェット平滑化のために利用される圧縮ガスの流れは、一般的にテクスチャリング特徴の実際の形成に利用された圧縮ガスの流れの圧力よりも低い圧力を有する。

図１１を参照すると、別の実施例では、テクスチャリング特徴は、ランディング１９６がインプリントゾーンに位置するようにアイソパイプ１１１の根元に取り付けられたランディング１９６を利用して、形成される。本実施例では、障壁１９８は、溶融ガラス１８０だけがアイソパイプ１１１の１つの収束側面１１４ａ上に亘って流れるように、アイソパイプ１１１の上部にて利用される。溶融ガラスはアイソパイプ１１１上を流れ、それによって機械的接触なしに形成されているＡ側表面５４を有するガラス基板５０を形成する。その後、ガラス基板５０は、ランディング１９６上に向けられ、Ｂ側表面５２がランディング１９６に接触する。ランディング１９６とＢ側表面５２の間の接触は、複数の連続テクスチャリング特徴（溝など）をＢ側表面５２に形成する。一実施例において、ランディング１９６の接触面の少なくとも一部は、一般的に、ガラス基板のＢ側表面５２にインプリントされたテクスチャリング特徴に対応する複数のパターン化特徴１９７を備える。

いくつかの実施例において、ランディング１９６はガラス基板５０の温度及び粘度を維持するためにガラス基板がランディング１９６上に向けられる際に利用される１つ以上の能動加熱素子（図示せず）を含み、それによってテクスチャリング特徴の形成を可能にする。

上述したように、固化ガラス基板５０に所望の大きさを有するテクスチャリング特徴を実現するために、テクスチャリング特徴が形成された後、平滑化操作は、ガラス基板５０のＢ側表面５２上で実行されてもよい。

図１２Ａ及び１２Ｂを参照すると、別の実施例では、テクスチャリング特徴６２は、収束側面１１４ｂにパターニング特徴１９７を備えるアイソパイプ１１１を利用して、ガラス基板５０のＢ側表面５２に形成される。具体的には、アイソパイプ１１１の１つの収束側面１１４ｂは、収束側面１１４ｂの表面上に複数のパターニング特徴１９７が形成されている。図１２Ｂに示すように、複数のパターニング特徴１９７は、アイソパイプの幅を横切って離間して配置されている。パターニング特徴は、アイソパイプ表面からの突起又はそれへの窪みのいずれかであり得る（突起が図１２Ａ及び１２Ｂに示されている）。溶融ガラス１８０は、アイソパイプ１１１の収束側面１１４ａ，１１４ｂ上を流れ、アイソパイプ１１１の根元で再融合する。収束側面１１４ａ上を流れる溶融ガラス１８０は、ガラス基板のＡ側表面５４を形成する。しかしながら、収束側面１１４ｂ上のパターニング特徴１９７は溶融ガラスの流れを破壊し、収束側面１１４ｂ上を流れる溶融ガラス中に摂動を引き起こし、次に、ガラス基板５０のＢ側表面５２内の複数の連続するテクスチャリング特徴６２（すなわち、複数の溝）の形成をもたらす。パターニング特徴１９７は、一般的に、所望のテクスチャリング特徴の０．５×ピッチＰから所望のテクスチャリング特徴の４×ピッチＰの範囲のサイズを有することができる。

一実施例において、収束側面１１４ａ，１１４ｂ上の溶融ガラス１８０の流れは非対称であり、収束側面１１４ａ上を流れるガラス量がパターニング特徴１９７を含む収束側面１１４ｂのものより多くの量である。ガラス基板５０のＡ側表面５４を形成する得られた肉厚ガラス流は、パターニング特徴１９７上を流れるガラスの摂動を減衰し、その結果、ガラス基板５０のＡ側表面５４を貫通する摂動を阻止する。

上述したように、固化したガラス基板５０にて所望の大きさを有するテクスチャリング特徴を実現するために、テクスチャリング特徴が形成された後、平滑化操作はガラス基板５０のＢ側表面５２上で実行される。

図１３Ａ及び１３Ｂを参照すると、別の実施例では、テクスチャリング特徴は、テクスチャリングローラ２００の接触面から伸びる複数のパターニング特徴１９７を備えたテクスチャリングローラ２００でガラス基板５０のＢ側表面５２に形成される。図１３Ｂに示す実施例では、パターニング特徴１９７はテクスチャリングローラ２００の接触面から延びる一連の離散的な突起を含む。しかしながら、パターニング特徴１９７は、代わりに連続的な隆起部を周方向にテクスチャリングローラ２００の接触面から延びるように形成されてもよいと理解されるべきである。パターニング特徴の寸法は、一般的に、ガラス基板５０のＢ側表面５２に形成されたテクスチャリング特徴の初期サイズに対応する。

本明細書に記載される実施例において、テクスチャリングローラ２００は、テクスチャリングローラ２００の温度を能動的に制御することができるような内部加熱素子及び内部冷却素子を含むことができる。一般的に、テクスチャリングローラ２００の温度は、テクスチャリングローラ２００に接触するようなガラスの温度Ｔ１よりもわずかに低い温度Ｔ２に維持される。これは、ガラスの品質を低下させるようなテクスチャリングローラ２００に付着するガラスの傾向を減少させる。

図１３Ａ及び図１３Ｂに示す実施例では、テクスチャリングローラ２００が静止してインプリントゾーン内に配置され、ガラス基板５０がインプリントゾーンを通って引き込まれるとともに、テクスチャリングローラ２００がガラス基板５０のＢ側表面５２に対してほぼ接線方向であるようになされ、パターニング特徴１９７がガラス基板のＢ側表面５２内に延び、それによってガラス基板５０の表面に連続したテクスチャリング特徴を形成する。

図１３Ｃを参照すると、別の実施例で、テクスチャリングローラ２００が静止してインプリントゾーンの上端に配置されており、ここではガラス基板はより低い粘度を有する。この実施例において、テクスチャリングローラ２００は、テクスチャリングローラ２００とガラス基板５０との間の接触角θが約０度乃至９０度までを含むように配置される。ガラス基板５０がテクスチャリングローラ２００上に向けられているので、テクスチャリングローラはパターンをガラス基板５０に付与し、それによってガラス基板５０のＢ側表面５２に連続するテクスチャリング特徴を形成する。

図１４を参照すると、別の実施例では、回転するテクスチャリングローラ２００は引き込みローラ２０２ａ，２０２ｂと協働して利用され、ガラス基板５０のＢ側表面５２上にテクスチャリング特徴をインプリントする。テクスチャリングローラ２００は図１３Ａ及び１３Ｂに関して上述したように構成することができる。しかしながら、この実施例では、テクスチャリングローラ２００は対向する一対の引き込みローラ２０２ａ，２０２ｂ上のインプリントゾーンに配置されているが、該ローラは積極的に回転させられ、テクスチャリングローラ２００と引き込みローラ２０２ａ，２０２ｂの間に向けられ、ガラス基板上に引き込み力を付与する。これらの実施例では、引き込みローラ２０２ａ，２０２ｂはコンタクトは、ガラス基板のエッジに近接するガラス基板５０の表面に接触するが、Ａ側表面の「自然のまま」の品質を維持するために、エッジ間のガラス基板の品質領域におけるガラス基板のＡ側表面に接触しない。

この実施例において、溶融ガラス１８０がアイソパイプの収束側面１１４ａ，１１４ｂの上を流れ、アイソパイプの根元にて再融合しているので、それによってＡ側表面５４及びＢ側表面でガラス基板５０を形成している。その後、ガラス基板５０は下方延伸方向に延伸されて、ガラス基板５０のＢ側表面５２は、ガラス基板５０が引き込みローラ２０２ａ，２０２ｂで引かれるとともに、テクスチャリングローラ２００に接触する。具体的には、テクスチャリングローラ２００は、ガラス基板のＢ側表面５２がテクスチャリングローラ２００に接触するように、配向される。引き込みローラ２０２ａ，２０２ｂが下方延伸方向に引き込み力をガラス基板５０上に与えるので、テクスチャリングローラ２００のパターニング特徴１９７は、ガラス基板５０のＢ側表面５２にインプリントされる。

この実施例において、テクスチャリングローラ２００の回転速度がガラスの引き込む速度に一致又は略一致するようにテクスチャリングローラ２００が積極的に回転させられている故に、ガラス基板５０のＢ側表面５２にインプリントされたテクスチャリング特徴は、テクスチャリングローラ２００のパターニング特徴１９７の構造に応じて連続又は離散のどちらかになり得る。例えば、テクスチャリングローラ２００のパターニング特徴１９７が離散している場所、Ｂ側表面５２に形成された対応するテクスチャリング特徴も離散的になる。しかしながら、テクスチャリングローラ２００のパターニング特徴１９７が連続している場合、対応するテクスチャリング特徴も連続的になる。

いくつかの実施例において、本明細書に記載されるガラス基板は、テクスチャリング特徴の形成後に続くエッチング処理が必要に応じて施される。エッチング処理することにより、ガラス基板から可動イオンを除去することができ、それによりガラス基板の表面抵抗率を変化させ得る。更に、エッチングプロセスはまた、表面の少量の破片や凹凸がテクスチャリング特徴のレーザ形成の間に生成されたときに、ガラス基板から優先的にガラスを溶解するために、使用されてもよい。あるいは、エッチングプロセスは、ガラス基板の表面にてガラスを均一に溶解してテクスチャリング特徴の形状を向上させるために利用することができる。

エッチング処理がガラス基板から可動イオンを除去するために利用される場合、エッチング媒体は鉱酸又は有機酸を含む。適切な酸としては、ＨＦ，ＨＮＯ₃，ＨＣｌ，Ｈ₂ＳＯ₄，ＨＢｒ，ＨＣｌＯ₄，Ｈ₃ＰＯ₄，ＨＳｂＦ₆，ＨＢＦ₄，ＨＰＦ₆，Ｈ₃ＢＯ₃又はそれらの様々な組み合わせが含まれる。

エッチング処理がガラス基板からガラスを均一に又は優先的に溶解するために利用される実施例では、エッチング媒体は、ＫＯＨ，ＮａＯＨ，ＮＨ₄ＯＨ，Ｂａ（ＯＨ）₂，Ｃａ（ＯＨ）₂又はその様々な組合せを含むことができる。

なお、本明細書に記載されたガラス基板のＢ側表面にインプリントされたテクスチャリング特徴は、実質的にＢ側表面の接触面面積を減少させ、結果として、異種材料との接触に起因する電荷の発生を軽減すると理解されるべきである。従って、ガラス基板は、ＴＦＴ−ＬＣＤディスプレイ基板、又は同様の表示基板（例えば、カラーフィルタ基板）に利用される場合、静電電荷によるガラス基板上に形成されたＴＦＴ素子への損傷の危険性が著しく低減される。更に、電荷の発生の軽減は、ガラス基板の表面を損傷し分解し得る粉塵及び／又は他の粒子状破片を引き付けるガラス基板の傾向をも減少させる。

更に、本明細書に記載されるガラス基板は、Ａ側表面が機械的に接触することなく形成されるので、低い表面粗さのＡ側表面を有する。Ｂ側表面にインプリントされたテクスチャリング特徴と連動するＡ側表面上のこれらの低い表面粗さの値は、ＬＣＤなどの表示パネルの製造プロセス中の損傷や表面劣化のリスクをより低減させるガラス基板を提供し、それにより生成物の収率を向上させる、製造コストを下げる。

また、Ｂ側表面にテクスチャリング特徴を組み込むことによるガラス基板の接触面面積の減少は、ガラス基板とハンドリング装置及び／又は搬送装置との間の摩擦を著しく低下させ、これにより、装置の消耗、機器の不稼動期間、一般的製造コストを下げる。

特許請求される主題の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更が本明細書に記載の実施例に対してなされ得ることは、当業者には明らかであろう。よって、明細書は、そのような修正及び変更がなされ添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に入る本明細書に記載の様々な実施例の修正及び変更をカバーすることが意図されている。

Claims (8)

1. ガラス基板であって、
   ０．５ｎｍ未満の表面粗さＲａ１を有する平面Ａ側表面と、
   前記平面Ａ側表面の反対側の平面Ｂ側表面と、を有し、
   前記Ｂ側表面は、
   Ｒａ２：Ｒａ１の比が１．５以上である表面粗さＲａ２と、
   前記ガラス基板の厚みＳを貫通することなく板前記Ｂ側表面から前記ガラス基板の厚みＳ内へ伸長する前記Ｂ側表面に形成された複数のテクスチャリング特徴と、を有し、
   前記複数のテクスチャリング特徴は０．０５μｍ≦Ｈ≦３．７５μｍの山頂谷底間の高さＨを有し、
   隣接する前記テクスチャリング特徴の間の中心間のピッチＰは少なくとも一方向において少なくとも１．５ｍｍであることを特徴とするガラス基板。
2. Ｈ≦０．０４＊Ｓであることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
3. 隣接する前記テクスチャリング特徴の間の前記中心間のピッチＰは２５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
4. 前記ガラス基板の前記Ｂ側表面は、平面面積ＡとＣ≦０．５＊Ａである接触面面積Ｃとを有することを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
5. 前記ガラス基板の前記Ｂ側表面は１００μｍより大きい欠陥サイズを有する表面欠陥を含まないことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
6. ガラス基板を形成する方法であって、
   ガラスバッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するステップと、
   前記溶融ガラスをガラス基板に形成するステップであって、前記ガラス基板が平面Ａ側表面及び前記平面Ａ側表面の反対側の平面Ｂ側表面を有し、且つ前記ガラス基板が１０¹³ポアズより大きい粘度に固化する前に、少なくとも前記Ａ側表面に機械的に接触することなく前記ガラス基板が形成され、固化後に前記平面Ａ側表面が０．５ｎｍ未満の表面粗さＲａ１を有するステップと、
   前記ガラス基板を下方向に引くステップと、
   前記ガラス基板が６００℃≦Ｔ１≦１２００℃である温度Ｔ１である間に、複数のテクスチャリング特徴を前記ガラス基板の前記Ｂ側表面に形成するステップと、を含み、
   前記テクスチャリング特徴は、前記Ｂ側表面から前記ガラス基板の厚みのすべてに亘ることなく前記ガラス基板の前記厚みへ伸び、
   前記複数のテクスチャリング特徴は、０．０５μｍ≦Ｈ≦３．７５μｍとなるような山頂谷底間の高さＨを有し、
   隣接する前記テクスチャリング特徴の間の中心間のピッチＰは少なくとも一方向において少なくとも１．５ｍｍであり、
   前記Ｂ側表面はＲａ２：Ｒａ１の比が１．５以上である表面粗さＲａ２を有することを特徴とする方法。
7. 前記複数のテクスチャリング特徴は、前記ガラス基板が前記温度Ｔ１である間に第１のサイズＤ１を有し、前記ガラス基板が室温に冷却されるときＤ１＞Ｄ２である第２のサイズＤ２を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. ガラス基板を形成する方法であって、
   ガラスバッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するステップと、
   前記溶融ガラスをガラス基板に形成するステップであって、前記ガラス基板が平面Ａ側表面及び前記平面Ａ側表面の反対側の平面Ｂ側表面を有し、且つ前記ガラス基板が１０¹³ポアズより大きい粘度に固化する前に、前記Ａ側表面又は前記Ｂ側表面に機械的に接触することなく前記ガラス基板が形成されるステップと、
   前記ガラス基板を下方向に引くステップと、
   前記ガラス基板が６００℃≦Ｔ１≦１２００℃である温度Ｔ１である間に、少なくとも１つのレーザ光源の光ビームを前記ガラス基板の前記Ｂ側表面の上に向けるステップと、を含み、
   前記少なくとも１つのレーザ光源の前記光ビームは、前記ガラス基板が前記下方向に引かれるとともに前記複数のテクスチャリング特徴を前記ガラス基板の前記Ｂ側表面にインプリントして、前記テクスチャリング特徴は、前記Ｂ側表面から前記ガラス基板の厚みのすべてに亘ることなく前記ガラス基板の前記厚みへ伸びること、並びに
   前記複数のテクスチャリング特徴は０．０５μｍ≦Ｈ≦３．７５μｍの山頂谷底間の高さＨを有し、
   前記平面Ａ側表面は０．５ｎｍ未満の表面粗さＲａ１を有し、
   前記Ｂ側表面はＲａ２：Ｒａ１の比が１．５以上である表面粗さＲａ２を有し、
   隣接する前記テクスチャリング特徴の間の中心間のピッチＰは少なくとも一方向において少なくとも１．５ｍｍを有することを特徴とする方法。
   
   

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