JP6380101B2 - ガラス基板及びその徐冷方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板の徐冷技術に関する。

近年、スマートフォンやタブレット型端末の登場に伴って、フラットパネルディスプレイ（以下では、ＦＰＤという。）の薄型化及び軽量化と共に、高精細化が進んでいる。

ＦＰＤ用の基板としてはガラス基板が広く用いられており、上記の薄型化や軽量化などの要請を受け、ガラス基板の薄板化が推進されている。

ガラス基板の成形方法としては、成形されるガラス基板の平滑性が優れているなどの理由から、オーバーフローダウンドロー法に代表されるダウンドロー法が広く利用されている。

このダウンドロー法では、ガラスの板引き速度を速くすることで、ガラス基板の薄板化に対処しているのが現状である。

しかしながら、ダウンドロー法の場合、ガラス基板の元となる長尺ガラスを下方に移行させながら徐冷ゾーンを通過させるため、板引き速度を速くすると、徐冷ゾーンでの滞在時間が短くなり、ガラスが急冷状態で固化される。その結果、このようなガラス基板をＦＰＤに用いると、その製造工程に含まれる熱処理時に、ガラス基板の熱収縮が大きくなるという問題がある。

詳細には、ＦＰＤの製造工程では、ガラス基板の表面に薄膜電気回路を形成する際に、ガラス基板が高温で熱処理を受ける。この際、ガラス基板の熱収縮が大きいと、ガラス基板の表面に形成される回路パターンが設計からずれ、所望の電気的性能を維持できなくなるという重大なトラブルを招くおそれがある。

また、ＦＰＤの高精細化に伴って、ガラス基板に形成される薄膜電気回路の回路パターンも微細化されている。そのため、微小異物等の表面欠陥が、薄膜電気回路の形成に悪影響を与える可能性も高くなっている。

そこで、特許文献１には、（１）ＦＰＤの製造工程の前に、成形されたガラス基板を徐冷炉に入れて再度徐冷すること、（２）この徐冷炉内に、複数枚の耐熱性ガラスセラミックス（結晶化ガラス）板からなる防塵壁を設け、耐火物や発熱体から生じる微小異物等がガラス基板に付着するのを防止することが開示されている。

特開平５−３３０８３５号公報

しかしながら、特許文献１のように、複数枚の耐火性ガラスセラミック板を並べて防塵壁を構成する場合、ガラスセラミック板同士を溶接によって固定できないため、板の継ぎ目が必然的に形成されてしまう。この継ぎ目を通して、耐火物や発熱体から生じる微小異物が侵入し得るため、これら微小異物がガラス基板の表面に付着するのを確実に防止することができない。

特に、発熱体として金属製のヒーターを用いた場合、防塵壁の継ぎ目を通して酸化された金属粉が浸入し、ガラス基板の表面に金属異物からなる表面欠陥が形成されるおそれがある。そして、このような金属異物の表面欠陥は導電性を有するため、ガラス基板に形成される薄膜電気回路にショートなどが生じ、非金属異物の表面欠陥に比して電気特性に致命的なトラブルを招きやすい。

なお、耐火性ガラスセラミック板の継ぎ目を耐火物で塞ぐことも考えられるが、その塞いだ耐火物から微小異物が生じるため、却ってガラス基板の表面を汚染するおそれがあり、実用的ではない。

また、同文献では、徐冷炉内で、耐熱鋼からなる搬送コンベアでガラス基板を移動させながら徐冷しているが、搬送コンベアからも金属異物が発生し得る。そのため、金属製のヒーターを用いた場合と同様に、ガラス基板に金属異物の表面欠陥が形成され得る。

ここで、徐冷工程でガラス基板の表面に付着した微小異物等は、徐冷時の熱処理によって、ガラス基板の表面に焼き付くなどし、事後的な洗浄によっても除去することが困難となる。そのため、これら微小異物は、ＦＰＤの組立工程時などの各種工程においても、ガラス基板の表面欠陥として残存する可能性が高い。

したがって、特許文献１の徐冷方法により製造されたガラス基板では、高性能ディスプレイ用途のガラス基板に対応することが難しくなる。すなわち、高性能ディスプレイ用途のガラス基板には、（１）厚みが薄いこと、（２）ＦＰＤの製造工程における熱収縮が小さいこと、（３）表面欠陥が少ないことが要求されるが、同文献に開示の徐冷方法により製造されたガラス基板では、これら３つの要件を全て満足することが極めて難しくなる。

以上の実情に鑑み、本発明は、高精細ディスプレイ用途にも問題なく対応できるガラス基板を提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するために創案された本発明に係るガラス基板は、厚みが０．５ｍｍ以下で、一辺が３００ｍｍ以上のガラス基板であって、常温から５℃／分で昇温した後に５００℃で１時間保持し、５℃／分で降温したときの熱収縮率の絶対値が１０ｐｐｍ以下であって、且つ、表面欠陥の個数が２００個／ｍ²以下である。なお、表面欠陥には、ガラス粉・金属粉などの微小異物や、微小傷が含まれる。

このような構成によれば、熱収縮率と、表面欠陥の個数の双方が適正な範囲で管理された状態となる。そのため、高精細ディスプレイ用のガラス基板として用いても、その製造工程に含まれる熱処理時にガラス基板の熱収縮や表面欠陥が問題となることがなく、良好な電気特性を実現できる。付言すれば、特許文献１に開示の徐冷方法などの従来の方法では、上記のような熱収縮率と表面欠陥の個数を同時に達成できるガラス基板を得ることはできない。

ここで、熱収縮率は、次のような方法で測定した値とする（以下、同様）。すなわち、図５Ａに示すように、まず、ガラス基板の試料として１６０ｍｍ×３０ｍｍの短冊状試料Ｇを準備する。この短冊状試料Ｇの長辺方向の両端部のそれぞれに、＃１０００の耐水研磨紙を用いて、端縁から２０〜４０ｍｍ離れた位置でマーキングＭを形成する。その後、図５Ｂに示すように、マーキングＭを形成した短冊状試料ＧをマーキングＭと直交方向に沿って２つに折り割って、試料片Ｇａ，Ｇｂを作製する。そして、一方の試料片Ｇｂのみを所定条件で熱処理した後、図５Ｃに示すように、熱処理を行っていない試料片Ｇａと、熱処理を行った試料片Ｇｂを並列に配列した状態で、２つの試料片Ｇａ，ＧｂのマーキングＭの位置ずれ量（△Ｌ₁，△Ｌ₂）をレーザー顕微鏡によって読み取り、下記の式により熱収縮率を算出する。なお、式中のｌ₀は、初期のマーキングＭ間の距離である。
熱収縮率＝［｛ΔＬ₁（μｍ）＋ΔＬ₂（μｍ）｝×１０³］／ｌ₀（ｍｍ） （ｐｐｍ）

また、表面欠陥の個数は、日立ハイテクノロジー株式会社製の表面検査装置（型番：ＧＩ−７２００）を用いてガラス基板の欠陥数を測定し、その欠陥数をガラス基板の面積で除算した値とする（以下、同様）。

上記の構成において、前記表面欠陥に含まれる金属異物の個数が、１０個／ｍ²以下であることが好ましい。

上記の構成において、前記表面欠陥の個数は、１５０個／ｍ²以下であることが好ましく、１００個／ｍ²以下であることがより好ましい。なお、表面欠陥の個数の下限値は、例えば、１個／ｍ²以上である。１個／ｍ²未満まで表面欠陥の個数を減少させようとすると、製造条件を過度に厳格に管理する必要が生じ、ガラス基板の製造効率が悪化するおそれがある。

上記の構成を備えたガラス基板は、薄膜電気回路を形成するための基板として好適である。

上記課題を解決するために創案された本発明に係るガラス基板の徐冷方法は、一体化されたガラスからなるガラスチャンバーの内部に設けられた徐冷空間に、上下方向に多段状に設けられた収容部を有するガラス棚を配置すると共に、前記収容部のそれぞれに、支持ガラスの上にガラス基板を重ねてなる積層体を収容し、然る後に、前記ガラスチャンバーの外部から前記徐冷空間を加熱して、前記ガラス基板を徐冷する。

このような構成によれば、ガラス基板の徐冷が、一体化されたガラスからなるガラスチャンバー内の徐冷空間で行われる。すなわち、一体化されたガラスは継ぎ目がないので、徐冷空間を形成するガラスチャンバーの内表面は、隙間なく連続している。その結果、ガラスチャンバーの外部から徐冷空間内に、ガラスチャンバーを通じて外部から金属異物を含む微小異物が侵入することがない。また、ガラスチャンバーの徐冷空間には、ガラス棚の収容部に、支持ガラスによって支持されたガラス板が配置されるが、これらの部材は全てガラスであるため、徐冷空間において金属異物が発生することがない。したがって、この状態で、ガラスチャンバーの外部から徐冷空間を加熱してガラス基板を徐冷すれば、熱収縮が小さく且つ表面欠陥が少ないガラス基板、すなわち、既に説明した熱収縮率の絶対値が１０ｐｐｍ以下であって且つ表面欠陥の個数が１００個／ｍ²以下のガラス基板を製造することができる。ここで、ガラス棚の収容部には、支持ガラスの上にガラス基板を重ねた積層体の状態で収容しているため、徐冷時のガラス基板の自重による撓みを抑えることができる。その結果、ガラス基板同士の接触による傷の発生や、徐冷後のガラス基板の反りを可及的に低減できる。また、支持ガラスでガラス基板の全面を支持するため、ガラス基板の面内温度分布も均一化させやすい。

上記の構成において、前記支持体の上面に、無機薄膜が形成されていることが好ましい。

このようにすれば、支持ガラスには、無機薄膜を介してガラス基板が重ねられるため、徐冷完了後も、支持体とガラス基板が接着することがなく、支持体からガラス基板を容易に剥離して取り出すことができる。

上記の構成において、前記ガラスチャンバーが、石英ガラスで形成されていることが好ましい。

すなわち、石英ガラスは赤外線の透過率が高いため、ガラス基板を効率よく加熱処理できる。また、石英ガラスは加工性も高いため、ガラスチャンバーの製造コストの低廉化も期待できる。

上記の構成において、前記収容部が、分散配置された複数の突起で、前記支持ガラスを下方から支持することが好ましい。

このようにすれば、ガラス基板が大型化した場合であっても、支持ガラスの略全面を突起により安定的に支持することができる。そのため、徐冷時のガラス基板の撓みを確実に防止することができる。

上記の構成において、前記ガラス基板を歪点よりも低い温度で加熱することが好ましい。

ガラス基板を歪点よりも高い温度で加熱して徐冷すると、徐冷工程でガラス基板に大きな形状変化が生じ、熱収縮率を低下させる以上に問題が大きくなるおそれがある。そのため、ガラス基板の徐冷では、上記のように、ガラス基板を歪点よりも低い温度で加熱することが好ましい。

上記の構成において、前記収容部の前記支持ガラスとの接触部と、前記支持ガラスとの３０〜３８０℃における線熱膨張係数の差が、４０×１０^-7／℃以下であることが好ましい。

このようにすれば、徐冷時に、収容部と支持ガラスとの間で、熱膨張差による擦れが生じ難くなるため、ガラス粉の発生を低減することができる。

以上のように本発明によれば、ガラス基板の熱収縮と、表面欠陥を可及的に小さくできることから、高精細ディスプレイ用途にも問題なく対応できるガラス基板を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るガラス基板を示す斜視図である。 本実施形態のガラス基板の製造に用いる徐冷装置を示す断面図である。 図２に示す徐冷装置におけるガラス基板の支持形態を説明するための斜視図である。 図２に示す徐冷装置におけるガラス基板の支持形態を説明するための断面図である。 ガラス基板の熱収縮率の測定手順を説明するための平面図である。 ガラス基板の熱収縮率の測定手順を説明するための平面図である。 ガラス基板の熱収縮率の測定手順を説明するための平面図である。

本発明を添付図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るガラス基板１は、１辺が３００ｍｍ以上（例えば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ）の矩形状をなし、高精細映像を実現するＦＰＤの基板として用いられる。すなわち、ガラス基板１の表面には、薄膜電気回路が形成される。

ガラス基板１の厚みは、５００μｍ以下、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下、最も好ましくは１００μｍ以下である。なお、ガラス基板１の強度を考慮した場合は、ガラス基板１の厚みは、５μｍ以上であることが好ましい。

ガラス基板１の熱収縮率の絶対値は、１０ｐｐｍ以下、好ましくは８ｐｐｍ以下、より好ましくは６ｐｐｍ以下である。これにより、ＦＰＤの製造関連処理、特に、ガラス基板１上に薄膜電気回路を形成する工程において、ガラス基板１が熱収縮により大きく変形することがない。

図１にガラス基板１の表面の一部を拡大（図中のＸ領域）して示すように、ガラス基板１の表面欠陥２の個数は、２００個／ｍ²以下、好ましくは１５０個／ｍ²以下、より好ましくは１００個／ｍ²以下である。更に、この実施形態では、表面欠陥２に含まれる金属異物の個数が、１０個／ｍ²以下に規制されている。つまり、このように金属異物の個数が抑制されているため、結果として、全体的な表面欠陥２の個数も少なくなっている。これにより、ガラス基板１をＦＰＤ用の基板に用いた場合であっても、ガラス基板１の表面欠陥２を原因として、薄膜電気回路が断線したり、ショートするなどのトラブルが生じ難くなる。そのため、上記のような熱収縮率の管理との相乗効果により、ガラス基板１に適正に薄膜電気回路の回路パターンを形成でき、ＦＰＤの電気特性を良好に維持することができる。

ここで、表面欠陥２の大きさは１μｍ以下であることが好ましい。表面欠陥の大きさが１μｍを超えると、その個数に関わらず、ＦＰＤ用ガラス基板としての要求特性を満たすことが困難となるおそれがあるためである。

ガラス基板１の歪点は、６００℃以上、好ましくは６５０℃以上である。ガラス基板１の歪点が上記数値範囲であれば、ガラス基板１の熱収縮率を小さくすることができる。

ガラス基板１の平均表面粗さＲａは、２．０ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることがより好ましく、０．５ｎｍ以下であることが更に好ましく、０．２ｎｍ以下であることが好ましい。ここで、平均表面粗さＲａは、ＳＥＭＩ Ｄ７−９４「ＦＰＤガラス基板の表面粗さの測定方法」に準拠した方法により測定した値とする（以下、同様）。

ガラス基板１は、ケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウ珪酸ガラスなどの各種ガラスが使用可能であるが、本実施形態では、無アルカリガラスが使用される。無アルカリガラスを使用した場合、ガラス基板１の経年劣化を可及的に低減できる。ここで、無アルカリガラスとは、アルカリ成分（アルカリ金属酸化物）が実質的に含まれていないガラスを意味する。具体的には、アルカリ成分の含有量が、１０００ｐｐｍ以下のガラスを意味する。アルカリ成分の含有量は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。

ガラス基板１は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ₂ ４０〜８０％、Ａｌ₂Ｏ₃ １０〜３０％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％を含有することが好ましい。これにより、ガラス基板１の歪点が高くなり、また成形時に最適な液相粘度を確保しやすくなる。更に、ＦＰＤ用のガラス基板に要求される諸特性（例えば、耐薬品性・比ヤング率・溶融性など）を良好に満足することができる。

次に、以上のように構成されたガラス基板１の製造方法を説明する。

ガラス基板１の製造方法は、オーバーフローダウンドロー法を用いて、溶融ガラスからガラス基板１を成形する成形工程と、成形されたガラス基板１を再度徐冷する徐冷工程とに大別される。成形工程は公知の手法が採用できるため、以下では、徐冷工程を中心に説明する。なお、成形工程と徐冷工程の間、又は徐冷工程の後に、ガラス基板１の洗浄工程を設けてもよい。

図２に示すように、徐冷工程に用いる徐冷装置３は、ガラスチャンバー４と、ガラスチャンバー４の内部に配置されたガラス棚５と、ガラス棚５が載置された昇降台６と、ガラスチャンバー４の周囲を囲繞する炉壁７と、ガラスチャンバー４を外部から加熱するヒーター８とを備えている。なお、この徐冷装置３は、クリーンルーム内に配設される。

ガラスチャンバー４は、石英ガラスを一体成形して形成された有蓋筒状をなし、その内部に徐冷空間Ｓを有する。すなわち、ガラスチャンバー４は、継ぎ目のない連続した面によって、徐冷空間Ｓを区画形成している。

ガラス棚５は、石英ガラスからなり、上下方向に多段状に設けられた複数の収容部９を有する。各収容部９には、取り外し可能な棚板１０が設けられており、この棚板１０の上に、支持ガラス１１とガラス基板１を重ねてなる積層体が収容される。なお、この実施形態では、棚板１０も石英ガラスで形成されている。

昇降台６の載置部１２は、石英ガラスからなり、上昇位置でガラスチャンバー４の下方開口部を閉鎖する。一方、この昇降台６を図外の下降位置まで下降させることで、載置部１２上のガラス棚５に対して、積層体の積み込みや積み降ろしが行われる。

炉壁７は、耐火物で構成されており、この炉壁７の側部内壁面と上部内壁面には、複数のヒーター８が取り付けられている。ヒーター８は、特に限定されるものではないが、この実施形態では、金属系の発熱体（例えば、ニクロム系発熱体など）が使用される。

なお、ガラスチャンバー４を外部から冷却する冷却手段（送風機など）を別途設けてもよい。これにより、ヒーター８で一旦加熱した徐冷空間Ｓの雰囲気を効率よく冷却することができる。

図３に示すように、支持ガラス１１の上面には無機薄膜１３が形成されており、この無機薄膜１３を介して、ガラス基板１が支持ガラス１１に重ねられる。これにより、ガラス基板１の表面と、支持ガラス１１の表面が直接接触しない。そのため、徐冷時の加熱によって、ガラス基板１が支持ガラス１１に接着せず、徐冷後にガラス基板１を支持ガラス１１から容易に剥離できる。なお、無機薄膜１３は省略してもよい。

支持ガラス１１は、ガラス基板１と同様、ケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等が用いられる。ただし、支持ガラス１１としては、ガラス基板１との３０〜３８０℃における線熱膨張係数の差が、５×１０^-7／℃以内となるガラスを使用することが好ましい。これにより、徐冷時の加熱処理によって、ガラス基板１と支持ガラス１１との間に、熱膨張差に伴う擦れが生じ難くなる。そのため、ガラス基板１に傷が形成され難く、表面欠陥２の低減に寄与し得る。このような観点からは、支持ガラス１１とガラス基板１とは、同一の組成を有するガラスを使用することが最も好ましい。

支持ガラス１１の厚みは、ガラス基板１の厚みと同一か、もしくはガラス基板１の厚みよりも大きいことが好ましい。具体的には、支持ガラス１１の厚みは、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。支持ガラス１１とガラス基板１の積層体を後述するように複数の突起等によって支持する場合は、ガラス基板１等にたわみが生じるのを防止する観点から、支持ガラス１１の厚みは１．０ｍｍ以上であることが好ましい。なお、厚みの増加によって、重量の増加や加熱に必要な熱容量の増加を招き、また熱容量の増加に伴ってガラス基板１の加熱効率も低下するため、支持ガラス１１の厚みは、２．０ｍｍ以下であることが好ましい。

支持ガラス１１のサイズは、ガラス基板１のサイズと同一か、もしくはガラス基板１のサイズよりも大きいことが好ましい。これにより、ガラス基板１の端面が、支持ガラス１１の外側に食み出さないため、ガラス基板１の端面が他部材と衝突して破損する事態を低減できる。

支持ガラス１１の上に形成される無機薄膜１３の表面粗さＲａは、５．０ｎｍ以下であることが好ましく、４．０ｎｍ以下であることがより好ましく、３．０ｎｍ以下であることが更に好ましく、２．５ｎｍ以下であることが最も好ましい。すなわち、ガラス基板１の表面粗さＲａと無機薄膜１３の表面粗さＲａが、それぞれ５．０ｎｍ以下であれば、両者の間に接着剤等を介在させなくても表面状態に起因する密着力が作用する。これにより、ガラス基板１が支持ガラス１１から容易に脱落しなくなるため、取り扱いが容易になる。この場合、ガラス基板１と無機薄膜１３は、接着剤によって完全固定されたものではなく、両者の表面状態に起因して密着しているにすぎないため、徐冷後には、ガラス基板１を支持ガラス１１から容易に剥離することができる。無機薄膜１３の表面粗さＲａは、０．５ｎｍ以上であることが好ましく、１．０ｎｍ以上であることがより好ましい。５００℃以上の高温で熱処理した場合であっても、支持ガラス１１からガラス基板１を剥離しやすくするためである。なお、ガラス基板１と無機薄膜１３との間に、両者の表面状態に起因する密着力を作用させなくてもよい。

無機薄膜１３は、ＩＴＯ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌ₂Ｏ₃、Ｐｒ₆Ｏ₁₁、Ｓｃ₂Ｏ₃、ＷＯ₃、ＨｆＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＣｅＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＴｉＯ、ＴｉＯ₂、Ｔｉ₃Ｏ₅、ＮｉＯ、ＺｎＯから選択される１種又は２種以上で形成されることが好ましい。特に、無機薄膜１３は、ＩＴＯなどの酸化物で形成されることが好ましい。酸化物薄膜の場合、熱的に安定であるため、徐冷工程に同一の支持ガラス１１を繰り返し使用することができる。

無機薄膜１３の厚みは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることがより好ましく、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが最も好ましい。無機薄膜１３の厚みが５ｎｍ未満であると、ガラス基板１が剥離し難くなるおそれがある。

ガラス棚５の棚板１０は、この実施形態では、格子状の枠体で構成されており、その上面に複数のピン状の突起１４が設けられている。図４に示すように、この複数の突起１４は、支持ガラス１１、すなわち、支持ガラス１１とガラス基板１の積層体を下方から支持する。この実施形態では、突起１４の先端部は、中央部が平面部１５とされ、その周囲が角部を切除した面取り部１６とされている。すなわち、積層体は、複数の突起１４の平面部１５と狭い範囲で面接触した状態で支持されている。なお、突起１４の先端部を湾曲面で構成し、積層体を点接触で支持するようにしてもよい。

ここで、支持ガラス１１と、棚板１０との３０〜３８０℃における線熱膨張係数の差は、４０×１０^-7／℃以下であることが好ましい。これにより、徐冷工程の熱処理時に、支持ガラス１１と突起１４との間で擦れが生じ難くなるため、ガラス基板１の表面欠陥の原因となるガラス粉の発生を可及的に低減できる。

次に、以上のように構成された徐冷装置を用いた徐冷工程を説明する。

まず、図２に示すように、ガラスチャンバー４の内部に設けられた徐冷空間に、ガラス棚５を配置すると共に、ガラス棚５の収容部９に設けられた棚板１０のそれぞれに、支持ガラス１１にガラス基板１を重ねてなる積層体を収容する。そして、然る後に、ガラスチャンバー４の外部からヒーター８によって徐冷空間Ｓを加熱し、それぞれの収容部９に収容された各ガラス基板１を徐冷する。

このようによれば、ガラスチャンバー４が、継ぎ目のない連続した面によって徐冷空間Ｓを区画形成するため、ガラスチャンバー４の外部から徐冷空間Ｓ内に、外部から金属異物を含む微小異物が侵入するのを防止できる。

また、徐冷空間Ｓには、ガラス棚５の棚板１０に、支持ガラス１１によって支持されたガラス基板１が配置されるが、これらの部材は全てガラスであるため、徐冷空間Ｓにおいて金属異物が発生することがない。

したがって、この状態で、ヒーター８でガラスチャンバー４の外部から徐冷空間Ｓを加熱し、徐冷空間Ｓ内のガラス基板１を徐冷すれば、熱収縮が小さく且つ表面欠陥が少ないガラス基板１、すなわち、既に説明した熱収縮率の絶対値が１０ｐｐｍ以下であって且つ表面欠陥の個数が２００個／ｍ²以下のガラス基板１を製造することができる。

ここで、ガラス棚５の収容部９には、支持ガラス１１の上にガラス基板１を重ねた積層体の状態で収容しているため、徐冷時のガラス基板１の自重による撓みを抑えることができる。その結果、ガラス基板１同士の接触による傷の発生や、徐冷後のガラス基板１の反りを可及的に低減できる。また、支持ガラス１１でガラス基板１の全面を支持するため、ガラス基板１の面内温度分布も均一化させやすい。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施形態では、ガラスチャンバー４やガラス棚５などを石英ガラスで形成する場合を説明したが、これらの部材を結晶化ガラス（例えば、日本電気硝子株式会社製のネオセラムなど）で形成してもよい。この場合でも、ガラスチャンバー４は、結晶化ガラスを隙間なく一体成形して形成することが肝要である。

また、上記実施形態では、ガラス基板１と支持ガラス１１の積層体を、棚板１０の突起１４によって支持する場合を説明したが、ガラス基板１のサイズが小さい場合などには、棚板１０を省略し、ガラス棚５で支持ガラス１１の両端部のみを支持するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ガラスチャンバー４内の徐冷空間Ｓにガラス基板１を収容する方法として、ガラス棚５が載置された昇降台６の載置台１２を昇降させる場合を説明したが、ガラス棚５の載置部に対してガラスチャンバー４を昇降させるようにしてもよい。

上記実施形態のように、ガラスチャンバー４を石英ガラスで形成する場合については、一体成形には、溶接によって接合部分を継ぎ目なく一体化する場合も含む。

本発明の実施例１〜６を表１に示し、比較例１〜４を表２に示す。実施例１〜６では、表１に示すガラス組成を有する各ガラス基板を、既に説明した石英チャンバーを備えた徐冷装置を用いて、熱処理（徐冷）した後、熱収縮率と表面品位を評価した。一方、比較例１〜３では、表２に示す対応するガラス組成を有するガラス基板について、熱処理（成形後の徐冷）を実施せずに、熱収縮率と表面品位を評価した。また、比較例４では、表２に示す対応するガラス組成を有するガラス基板について、金属製のチャンバーを備えた徐冷装置を用いて、実施例と同様の温度プロファイルで熱処理（徐冷）した後、熱収縮率と表面品位を評価した。

ここで、ガラス基板の徐冷は、ガラス基板を、室温から５５０℃まで１０℃／分で昇温した後に５５０℃で１時間保持し、５５０℃から室温まで３℃／分で降温するという温度プロファイルで行った。また、熱収縮率は、前記条件で徐冷されたガラス基板又は徐冷されていないガラス基板を、常温から５００℃まで５℃／分で昇温した後に５００℃で１時間保持し、５００℃から室温まで５℃／分で降温するという温度プロファイルで行った。すなわち、実施例１〜６及び比較例４では、成形後の徐冷を実施したガラス基板を再度加熱することで、熱収縮率を測定した。

更に、表面品位の評価（表面欠陥と金属異物の数）は、各実施例及び各比較例について、それぞれ２０個のガラス基板の試料を用意し、この２０個の試料の測定結果の下限と上限を用いた範囲として規定した。

表２によれば、成形後に熱処理をしていない比較例１〜３は、熱収縮率が１０ｐｐｍを大幅に超える大きな値となっている。また、金属チャンバーを用いて熱処理をした比較例４は、熱収縮率は１０ｐｐｍに抑えられているものの、表面欠陥が４００個／ｍ²以上と非常に多く、しかもＦＰＤ用のガラス基板としては致命的な欠陥となり得る金属異物が３０〜１００個／ｍ²と非常に多い。したがって、比較例１〜４のガラス基板は、高精細なＦＰＤ用のガラス基板として不適合であることが分かる。

これに対し、表１によれば、実施例１〜６の全てにおいて、熱収縮率が１０ｐｐｍ以下で、且つ、表面欠陥が７０個／ｍ²未満（金属異物は２個／ｍ²未満）に抑えられていることが確認でき、高精彩なＦＰＤ用のガラス基板としても好適であることが分かる。

１ ガラス基板
２ 表面欠陥
３ 徐冷装置
４ ガラスチャンバー
５ ガラス棚
６ 昇降台
７ 炉壁
８ ヒーター
９ 収容部
１０ 棚板
１１ 支持ガラス
１２ 載置部
１３ 無機薄膜
１４ 突起

Claims (6)

1. 一体化されたガラスからなるガラスチャンバーの内部に設けられた徐冷空間に、上下方向に多段状に設けられた収容部を有するガラス棚を配置すると共に、
   前記収容部のそれぞれに、支持ガラスの上にガラス基板を重ねてなる積層体を収容し、
   然る後に、前記ガラスチャンバーの外部から前記徐冷空間を加熱して、前記ガラス基板を徐冷することを特徴とするガラス基板の徐冷方法。
2. 前記支持ガラスの上面に、無機薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の徐冷方法。
3. 前記ガラスチャンバーが、石英ガラスで形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板の徐冷方法。
4. 前記収容部が、分散配置された複数の突起で、前記支持ガラスを下方から支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス基板の徐冷方法。
5. 前記ガラス基板を歪点よりも低い温度で加熱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス基板の徐冷方法。
6. 前記収容部の前記支持ガラスとの接触部と、前記支持ガラスとの３０〜３８０℃における線熱膨張係数の差が、４０×１０^−７／℃以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス基板の徐冷方法。

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