JP7290097B2 - ガラスフィルムの変形測定方法、ガラスフィルムの検査方法及びガラスフィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばダイヤフラムに使用されるガラスフィルムの変形を測定する方法、ガラスフィルムの検査方法及びガラスフィルムの製造方法に関する。

近年、生化学分野において、マイクロリアクタを用いて微量の試薬の分離、合成、抽出または分析などを行う手法が注目されている。マイクロリアクタは、例えばガラス等により構成される基板上に、半導体微細加工技術によって分析用の微小流路が形成されたマイクロチップにより構成される。

マイクロリアクタを用いた反応分析システムは、マイクロ・トータル・アナリシス・システム（μ－ＴＡＳ）と呼ばれ、小型で高速及び高精度の反応分析を可能にする。マイクロリアクタに用いられるマイクロチップには、微小流路を開閉するバルブとしてダイヤフラムが使用されたものがある。

例えば特許文献１には、マイクロチップに適用可能なダイヤフラム装置（アクチュエータ）が開示される。ダイヤフラム装置は、中空部が設けられたガラス基板と、中空部を閉塞する、ダイヤフラムとしてのガラスフィルム（ガラス薄板）とを備える流体制御デバイスにより構成される。このダイヤフラム装置では、ガラスフィルムの厚さが１～５０μｍとされており、このガラスフィルムの変形によってガラス基板に係る中空部の容積を変化させることで、当該中空部に充填された流体の流れ及び出入等を制御する。

特開２０１４－２９３２７号公報

マイクロチップが所期の機能を発揮するために、ガラスフィルムを精度良く変形させる必要がある。このため、ガラスフィルムの製造工程において、又はガラスフィルムを製造した後において、当該ガラスフィルムがダイヤフラムとして要求される変形特性を備えているか否かを検査することが必要となる。

そこで本発明は、ダイヤフラムとして使用されるガラスフィルムの変形特性を測定することを技術的課題とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、第一主面及び第二主面を有するガラスフィルムの変形を測定する方法において、開口部を有する支持基板に前記ガラスフィルムの前記第一主面を接触させる準備工程と、前記開口部に重なる前記ガラスフィルムの一部を膨出変形させる変形工程と、前記ガラスフィルムの変形を測定装置によって測定する測定工程と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、準備工程においてガラスフィルムを支持基板に支持させることで、ガラスフィルムの取り扱いが容易になる。また、変形工程によりガラスフィルムを変形させた後に、測定工程において測定装置によってガラスフィルムの変形を測定することで、ダイヤフラムとして使用されるガラスフィルムの変形特性を好適に測定できる。

前記支持基板は、前記ガラスフィルムの前記第一主面に接触する支持面を備え、前記支持面の表面粗さＳａは、０．５ｎｍ未満であってもよい。また、前記支持面の表面粗さＲａは、０．３ｎｍ未満であってもよく、前記支持面の表面粗さＳａは、０．３ｎｍ未満であってもよい。

支持面の表面粗さＲａ，Ｓａを上記の範囲とすることで、ガラスフィルムの第一主面を支持基板の支持面に密着させることが可能となる。これにより、支持基板は、ガラスフィルムの位置ずれを生じさせることなく、当該ガラスフィルムを好適に支持できる。

本発明に係るガラスフィルムの変形測定方法において、前記支持基板はガラス基板であってもよい。また、前記支持基板の厚みは、１ｍｍ以上とすることができる。

前記測定装置は、前記支持基板を固定する固定装置を備え、前記準備工程は、前記支持基板を前記固定装置に固定する工程を備え得る。ガラスフィルムを支持する支持基板を固定装置に固定することで、後の変形工程において、ガラスフィルムの位置ずれを生じさせることなく、当該ガラスフィルムに所望の変形を生じさせることが可能になる。

前記固定装置は、前記ガラスフィルムの前記第二主面を支持する基台と、前記支持基板を前記基台へ向けて押圧する押さえ部材とを備え、前記準備工程において、前記ガラスフィルムを前記支持基板と前記基台との間に挟持してもよい。基台と押さえ部材とによって支持基板を挟むことで、支持基板に支持されるガラスフィルムを好適に固定することが可能になる。

前記基台は、加圧した気体または液体を前記ガラスフィルムの前記第二主面へ誘導する圧力室を内部に有し、前記圧力室は前記支持基板の前記開口部と対向する位置に開口する圧出口を備え、前記変形工程において、前記圧出口から前記ガラスフィルムに圧力を印加し、前記ガラスフィルムの前記一部が前記圧力の印加方向に膨出するように変形させてもよい。これにより、ガラスフィルムの一部を確実に変形させることができる。

前記基台は、前記ガラスフィルムを支持する支持面に弾性部材を備え、前記弾性部材は、前記圧出口から前記ガラスフィルムの前記第二主面へ連通する連通孔を備え、前記準備工程では、前記ガラスフィルムの前記第二主面を前記弾性部材に接触させてもよい。これにより、ガラスフィルムを支持基板と弾性部材とによって好適に支持できる。

前記測定装置は、前記ガラスフィルムの膨出変形方向側に配置されるとともに、前記ガラスフィルムの前記第一主面の変位量を測定するための変位計を備え、前記測定工程において、前記変形工程前後の前記変位量を測定してもよい。この変位計によって、ガラスフィルムの変形に伴う変位を精度良く測定できる。

前記変位計は、レーザ変位計であってもよく、前記押さえ部材は、前記ガラスフィルムの前記一部を前記変位計に対して露出させる開口窓を備えてもよい。かかる構成によれば、押さえ部材によってガラスフィルム及び支持基板を固定した状態で、当該押さえ部材の開口部を通じて露出するガラスフィルムの一部にレーザ変形計のレーザ光を照射することが可能になる。

前記開口窓は、前記変位計に対向する第一開口端と、前記支持基板に対向する第二開口端と、前記第二開口端から前記第一開口端に向かうにつれて拡径するテーパ状の内壁面とを備え、前記第一開口端の開口面積は、前記第二開口端の開口面積よりも大きく設定されてもよい。これにより、別の測定機器を変位計と並設した場合であっても、ガラスフィルムの変形を好適に測定することが可能になる。

また、本発明のガラスフィルムの変形測定方法において、前記支持基板の前記支持面は、前記ガラスフィルムの前記第一主面に対して分離可能に接触する面であり、前記準備工程では、前記ガラスフィルムの縁部が前記支持基板の縁部から食み出るように前記ガラスフィルムの前記第一主面を前記支持基板の前記支持面に接触させてもよい。

かかる構成によれば、支持基板の縁部から食み出しているガラスフィルムの縁部を指やチャックツールで掴み、支持基板から離れるように引くことで、ガラスフィルムを支持基板から容易に剥離させることができる。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ガラスフィルムの変形測定方法を実施することにより、前記ガラスフィルムを検査する方法において、前記測定工程において測定されたガラスフィルムの変形に基づいて前記ガラスフィルムの良否を判定する判定工程を備えることを特徴とする。かかる構成によれば、ダイヤフラムに適したガラスフィルムを選別することが可能になる。

本発明に係るガラスフィルムの製造方法は、上記の課題を解決するためのものであり、上記いずれかのガラスフィルムの変形測定方法を実施した後に、前記ガラスフィルムを前記支持基板から剥離させる剥離工程を備えることを特徴とする。かかる構成によれば、ダイヤフラムに要求される変形特性を備えるガラスフィルムを好適に製造できる。

本発明によれば、ダイヤフラムとして使用されるガラスフィルムの変形特性を測定できる。

ガラスフィルムの測定装置を示す側面図である。 ガラスフィルムの測定装置の要部を示す断面図である。 ガラスフィルムが重ねられた支持基板を示す平面図である。 固定装置を示す分解斜視図である。 ガラスフィルムの製造方法を示すフローチャートである。 ガラスフィルムの製造方法における準備工程を示す斜視図である。 ガラスフィルムの製造方法における変形工程を示す断面図である。 ガラスフィルムの製造方法における剥離工程を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図８は、本発明に係るガラスフィルムの製造方法及び本方法に使用される測定装置の一実施形態を示す。

本実施形態に係る測定装置１は、ガラスフィルムＧＦを支持基板ＳＰによって支持した状態で当該ガラスフィルムＧＦの一部に圧力を作用させ、その変形特性を測定するためのものである。

図１及び図２に示すように、測定装置１は、支持基板ＳＰ及びガラスフィルムＧＦを固定する固定装置２と、当該固定装置２の上方（ガラスフィルムＧＦの膨出変形方向側）に配される変位計３及び撮像カメラ４と、ガラスフィルムＧＦに圧力を付与する圧力付与装置としての流体圧式ポンプ５と、測定データを管理する管理装置６と、を備える。

ガラスフィルムＧＦは、矩形状（例えば長方形状）に構成されるが、この形状に限定されるものではない。ガラスフィルムＧＦは、例えばオーバーフローダウンドロー法によって成形されたガラスリボンを切断することにより構成されるが、これに限らず、他の成形法によって成形されてもよい。

ガラスフィルムＧＦの材料としては、例えば、無アルカリガラスが使用されるが、これに限定されない。本実施形態において、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のことであって、具体的には、アルカリ成分の重量比が３０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明におけるアルカリ成分の重量比は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは３００ｐｐｍ以下である。

ガラスフィルムＧＦは、可撓性を有する超薄板ガラスにより構成される。ガラスフィルムＧＦの厚みは、１～５００μｍとされることが好ましく、より好ましくは、４～５０μｍである。可撓性を有する超薄板ガラスとしては、日本電気硝子株式会社製の「Ｇ－Ｌｅａｆ」（登録商標）が好適に使用される。

ガラスフィルムＧＦは、支持基板ＳＰに接触する第一主面ＧＦａと、第一主面ＧＦａの反対側に位置する第二主面ＧＦｂとを含む。さらにガラスフィルムＧＦは、短辺としての第一縁部ＧＦ１及び第二縁部ＧＦ２と、長辺としての第三縁部ＧＦ３及び第四縁部ＧＦ４と、を有する。第一主面ＧＦａ及び第二主面ＧＦｂの表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａは、０．１ｎｍ以上０．５ｎｍ未満とされ、好ましくは０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ未満とされる。第一主面ＧＦａ及び第二主面ＧＦｂの表面粗さ（算出平均粗さ）Ｓａは、０．１ｎｍ以上０．５ｎｍ未満とされ、好ましくは０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ未満とされる。

支持基板ＳＰは、ガラス基板により構成されるが、この構成に限らず、樹脂、金属その他の材料により板状又はブロック状に構成されてもよい。支持基板ＳＰの厚みは、１ｍｍ以上とされることが好ましい。支持基板ＳＰは、矩形状（例えば正方形状）に構成されるが、この形状に限定されるものではない。支持基板ＳＰは、第一の面ＳＰａ及び第二の面ＳＰｂと、厚み方向に貫通する開口部ＳＰｃとを含む。さらに支持基板ＳＰは、ほぼ平行な第一縁部ＳＰ１及び第二縁部ＳＰ２と、第一縁部ＳＰ１及び第二縁部ＳＰ２とほぼ直角を為す第三縁部ＳＰ３及び第四縁部ＳＰ４と、を有する。

支持基板ＳＰの第一の面ＳＰａは、ガラスフィルムＧＦの第一主面ＧＦａを分離可能に支持する面（支持面）として機能する。ここで、「分離可能に支持する」とは、支持基板ＳＰの第一の面ＳＰａが、接着や溶着といった固定手段を用いることなく、ガラスフィルムＧＦの第一主面ＧＦａに密着することをいう。

支持基板ＳＰの第一の面ＳＰａ及び第二の面ＳＰｂの表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａは、０．１ｎｍ以上０．５ｎｍ未満とされ、好ましくは０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ未満とされる。第一の面ＳＰａ及び第二の面ＳＰｂの表面粗さ（算出平均粗さ）Ｓａは、０．１ｎｍ以上０．５ｎｍ未満とされ、好ましくは０．１ｎｍ以上０．３ｎｍ未満とされる。

支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃは円形状に構成されるが、この形状に限定されるものではない。支持基板ＳＰに支持された状態において、ガラスフィルムＧＦは、開口部ＳＰｃに重なる部分が支持基板ＳＰと接触せずに変形可能な状態となる。

図３に示すように、ガラスフィルムＧＦは、支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃを覆うように、当該支持基板ＳＰの第一の面ＳＰａに重ねられる。この状態において、ガラスフィルムＧＦの第一縁部ＧＦ１及び第二縁部ＧＦ２は、支持基板ＳＰの第一縁部ＳＰ１及び第二縁部ＳＰ２とほぼ平行となり、ガラスフィルムＧＦの第三縁部ＧＦ３及び第四縁部ＧＦ４が支持基板ＳＰの第三縁部ＳＰ３及び第四縁部ＳＰ４とほぼ平行となるが、この配置態様に限定されない。

ガラスフィルムＧＦは、第一縁部ＧＦ１及び第二縁部ＧＦ２が支持基板ＳＰと重ならないように当該支持基板ＳＰに重ねられる。すなわち、ガラスフィルムＧＦの第一縁部ＧＦ１は、支持基板ＳＰの第一縁部ＳＰ１から食み出た状態となる。また、ガラスフィルムＧＦの第二縁部ＧＦ２は、支持基板ＳＰの第二縁部ＳＰ２から食み出た状態となる。この構成に限らず、ガラスフィルムＧＦは、その第一縁部ＧＦ１及び第二縁部ＧＦ２のうち、一方のみが支持基板ＳＰの縁部ＳＰ１，ＳＰ２から食み出るように配置されてもよい。

ガラスフィルムＧＦの第一縁部ＧＦ１が支持基板ＳＰの第一縁部ＳＰ１から食み出る量、すなわち、ガラスフィルムＧＦの第一縁部ＧＦ１と支持基板ＳＰの第一縁部ＳＰ１との距離Ｌ１は、１ｍｍ以上とされ、好ましくは５～１０ｍｍとされる。

ガラスフィルムＧＦの第二縁部ＧＦ２が支持基板ＳＰの第二縁部ＳＰ２から食み出る量、すなわち、ガラスフィルムＧＦの第二縁部ＧＦ２と支持基板ＳＰの第二縁部ＳＰ２との距離Ｌ２は、１ｍｍ以上とされ、好ましくは５～１０ｍｍとされる。

ガラスフィルムＧＦの第三縁部ＧＦ３及び第四縁部ＧＦ４は、その一部が支持基板ＳＰの第一の面ＳＰａと重なるように配置され、他の一部が支持基板ＳＰの第一縁部ＳＰ１及び第二縁部ＳＰ２から食み出るように配置される。

ガラスフィルムＧＦの第三縁部ＳＰ３と支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃとの最短距離Ｌ３は、０．５ｍｍ以上とされ、好ましくは、１ｍｍ以上とされる。ガラスフィルムＧＦの第四縁部ＧＦ４と支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃとの最短距離Ｌ４は、０．５ｍｍ以上とされ、好ましくは１ｍｍ以上とされる。

図１、図２及び図４に示すように、固定装置２は、ガラスフィルムＧＦ及び支持基板ＳＰが載置される基台７と、基台７の下部に配置されるＸＹテーブル８と、ガラスフィルムＧＦ及び支持基板ＳＰを押圧する押さえ部材９と、基台７と押さえ部材９との間に配される複数のスペーサ１０と、押さえ部材９を基台７に固定する固定具１１と、を備える。

基台７は、基部１２と、当該基部１２の上面（ガラスフィルムＧＦを支持するための支持面）に配される弾性部材１３とを備える。

基部１２は、ステンレス鋼その他の金属によりブロック状又は板状に構成される。基部１２は、ガラスフィルムＧＦに圧力を作用させる圧力室１４と、固定具１１が挿通される貫通孔１５とを有する。圧力室１４は、基台７に載置されるガラスフィルムＧＦに対向する圧出口１４ａを有する。圧出口１４ａは円形状に構成されるが、この形状に限定されない。圧力室１４は、この圧出口１４ａを通じてガラスフィルムＧＦに圧力を作用させる。

弾性部材１３は、例えばゴム等の樹脂によりシート状に構成される。弾性部材１３は、ガラスフィルムＧＦを支持する緩衝材として機能し、圧力室１４の圧出口１４ａからの流体の漏出を防止するシール部材としても機能する。

弾性部材１３は、厚み方向に貫通する連通孔１６と、固定具１１が挿通される貫通孔１７とを有する。連通孔１６は、円形状に構成されるが、この形状に限定されない。連通孔１６は、圧力室１４の圧出口１４ａと重なるように、すなわち開口断面が圧出口１４ａと同一形状且つ同一寸法となるように形成および配置されている。これにより、連通孔１６は圧力室１４の圧出口１４ａと連通し、ガラスフィルムＧＦを支持した状態で、圧力室１４の圧力を当該ガラスフィルムＧＦの第二主面ＧＦｂに作用させることができる。

ＸＹテーブル８は、基台７の水平方向における位置を変更できる。すなわち、ＸＹテーブル８は、変位計３及び撮像カメラ４によるガラスフィルムＧＦの測定が可能となるように、水平方向における基台７の位置を調整できる。

押さえ部材９は、ステンレス鋼その他の金属により板状又はブロック状に構成される。押さえ部材９は、基台７に載置された支持基板ＳＰに接触する押圧面１８と、厚み方向に貫通する開口窓１９と、固定具１１が挿通される貫通孔２０とを有する。

押圧面１８は、基台７に対向するように配される。押圧面１８は、基台７に載置される、支持基板ＳＰの第二の面ＳＰｂ及びスペーサ１０に接触する。

開口窓１９は、基台７と押さえ部材９とによって固定されるガラスフィルムＧＦの一部を変位計３及び撮像カメラ４に対して露出させるためのものである。開口窓１９は、変位計３に対向する第一開口端１９ａと、基台７に対向する第二開口端１９ｂと、第二開口端１９ｂから第一開口端１９ａに向かうにつれて拡径するテーパ状の内壁面１９ｃとを有する。

第一開口端１９ａ及び第二開口端１９ｂは円形状に構成されるが、この形状に限定されるものではない。第一開口端１９ａの直径は、第二開口端１９ｂの直径よりも大きい。すなわち、第一開口端１９ａの開口面積は、第二開口端１９ｂの開口面積よりも大きく設定されている。

スペーサ１０は、矩形状のガラス板により構成されるが、これに限らず、金属、樹脂その他の材料により板状又はブロック状に構成されてもよい。複数のスペーサ１０は、ガラスフィルムＧＦ及び支持基板ＳＰとともに基台７の弾性部材１３上に配置される。各スペーサ１０は、弾性部材１３に載置されたガラスフィルムＧＦ及び支持基板ＳＰに接触しないように、これらから離れた位置に配される。

固定具１１は、押さえ部材９を基台７に固定するためのものである。固定具１１は、ボルト１１ａ及びナット１１ｂにより構成されるが、この構成に限定されない。

変位計３は、反射型のレーザ変位計により構成されるが、この構成に限定されない。変位計３は、押さえ部材９の開口窓１９の直上に配置されている。変位計３は、第一開口端１９ａを通じて第二開口端１９ｂの範囲内におけるガラスフィルムＧＦの一部にレーザ光Ｌを照射する。ガラスフィルムＧＦから反射したレーザ光を受光することで、変位計３は、鉛直方向における当該変位計３とガラスフィルムＧＦとの距離を測定する。また、変位計３は、管理装置６に対して通信可能に接続されている。

撮像カメラ４は、固定装置２の上方において、変位計３と並設されている。撮像カメラ４は、押さえ部材９の第一開口端１９ａを通じて、第二開口端１９ｂの範囲内におけるガラスフィルムＧＦの一部の挙動を動画及び静止画として撮影する。また、撮像カメラ４は、管理装置６に対して通信可能に接続されている。

ポンプ５は、空圧ポンプにより構成されるが、これに限らず水圧ポンプにより構成され得る。ポンプ５は、固定装置２における基台７の圧力室１４に接続されている。本実施形態に係るポンプ５は、圧力室１４に正圧を付与するが、これに限らず負圧を付与するものであってもよい。

管理装置６は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、モニタ、入出力インターフェース等の各種ハードウェアを実装するコンピュータ（制御盤、ＰＣ等）を含む。管理装置６は、各種の演算を実行する演算処理部と、各種のデータを格納する記憶部とを備える。

演算処理部は、変位計３により測定されたガラスフィルムＧＦの変位データ及び撮像カメラ４により撮像された画像データをモニタに表示させる。演算処理部は、変位計３により測定されたデータに基づいて、ガラスフィルムＧＦの変形量を算出する。演算処理部は、算出したガラスフィルムＧＦの変形量を基準値（閾値）と比較し、当該変形量の良否を判定する。

記憶部は、変位計３により測定されたデータ、撮像カメラ４により撮像された画像データ、及び演算処理部による演算処理を実行するための各種プログラム等を保存する。

以下、上記構成の測定装置１の使用を伴うガラスフィルムＧＦの製造方法（ガラスフィルムＧＦの検査方法及び測定方法を含む）について説明する。この製造方法では、オーバーフローダウンドロー法によって形成されたガラスリボンを切断することで、矩形状のガラスフィルムＧＦを形成した後、測定装置１によってガラスフィルムＧＦの変形量及び変形の態様を測定及び評価し、ガラスフィルムＧＦの製品（ダイヤフラム）としての良否を判定する。

図５に示すように、ガラスフィルムＧＦの製造方法は、ガラスフィルムＧＦを固定装置２に装着する準備工程Ｓ１と、測定装置１に装着されたガラスフィルムＧＦを変形させる変形工程Ｓ２と、ガラスフィルムＧＦの変形量及び変形態様を測定する測定工程Ｓ３と、測定工程Ｓ３の測定結果に基づいてガラスフィルムＧＦの良否を判定する判定工程Ｓ４と、ガラスフィルムＧＦを支持基板ＳＰから剥離させる剥離工程Ｓ５と、を備える。

図６に示すように、準備工程Ｓ１では、まずガラスフィルムＧＦを支持基板ＳＰの第一の面ＳＰａに接触させる。この場合において、ガラスフィルムＧＦは、その第一縁部ＧＦ１及び第二縁部ＧＦ２が支持基板ＳＰの第一縁部ＳＰ１及び第二縁部ＳＰ２から食み出るように、当該支持基板ＳＰに重ねられる。さらに、ガラスフィルムＧＦの第一主面ＧＦａは、支持基板ＳＰの第一の面ＳＰａに接触する。ガラスフィルムＧＦの第一主面ＧＦａと支持基板ＳＰの第一の面ＳＰａは、その表面張力によって密着する。これにより、ガラスフィルムＧＦは、支持基板ＳＰに支持される。

その後、ガラスフィルムＧＦ及び支持基板ＳＰは、固定装置２の基台７上に配置される。ガラスフィルムＧＦは、第二主面ＧＦｂが下方に向いた状態で基台７に載置される。このとき、ガラスフィルムＧＦの第二主面ＧＦｂは、基台７の弾性部材１３に接触する。これにより、ガラスフィルムＧＦは、支持基板ＳＰと基台７の弾性部材１３とによって挟まれた状態となる。この場合において、支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃは、ガラスフィルムＧＦを介して対向する弾性部材１３の連通孔１６と重なるように配置される。

複数のスペーサ１０は、ガラスフィルムＧＦ及び支持基板ＳＰが基台７に載置される前に基台７に載置されてもよく、ガラスフィルムＧＦ及び支持基板ＳＰが基台７に載置された後に基台７に載置されてもよい。

ガラスフィルムＧＦ、支持基板ＳＰ及びスペーサ１０が基台７に載置されると、押さえ部材９が基台７に載置される。この場合において、押さえ部材９の押圧面１８は、支持基板ＳＰの第二の面ＳＰｂ及び各スペーサ１０に接触する。また、押さえ部材９の第二開口端１９ｂは、基台７に載置されている支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃに重ねられる。

その後、押さえ部材９の貫通孔２０、及び基台７の貫通孔１５，１７に、固定具１１におけるボルト１１ａの軸部が挿通され、当該軸部の端部にナット１１ｂが螺合する。これにより、ガラスフィルムＧＦ及び支持基板ＳＰは、押さえ部材９の押圧面１８と基台７の弾性部材１３とに挟まれた状態で固定装置２に固定される。この場合において、ガラスフィルムＧＦの第一主面ＧＦａは、押さえ部材９の第二開口端１９ｂに重なる部分が変位計３及び撮像カメラ４に対して露出した状態となる。また、ガラスフィルムＧＦの第二主面ＧＦｂは、基台７の弾性部材１３の連通孔１６に重なる部分が圧力室１４に面し、圧力室１４による圧力を受けることが可能な状態となる。

その後、必要に応じ、基台７の位置がＸＹテーブル８によって微調整される。基台７の位置は、押さえ部材９の第二開口端１９ｂの中心位置に変位計３のレーザ光Ｌが照射されるように調整される。この場合において、第一開口端１９ａの開口面積が第二開口端１９ｂの開口面積よりも大きく設定されていることから、第二開口端１９ｂの範囲内で露出するガラスフィルムＧＦの一部の位置を、押さえ部材９の斜め上方位置から目視で確認できる。したがって、変位計３及び撮像カメラ４が邪魔になることなく、基台７の位置を調整できる。基台７の位置決めが終了すると、準備工程Ｓ１が完了する。

変形工程Ｓ２では、ポンプ５によって基台７の圧力室１４に圧縮空気が送り込まれて圧力室１４が加圧され（圧縮空気が圧出口１４ａに誘導され）、弾性部材１３の連通孔１６を通じてガラスフィルムＧＦの一部に圧力が作用する。具体的には、支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃと基台７の弾性部材１３の連通孔１６とに重なるガラスフィルムＧＦの一部に圧力が作用する。図７に示すように、ガラスフィルムＧＦは、支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃの範囲内で、上方（圧力の印加方向）に膨らむように弾性変形する（二点鎖線で示す）。

測定工程Ｓ３において、変位計３は、押さえ部材９の第二開口端１９ｂの範囲内にあるガラスフィルムＧＦの一部にレーザ光Ｌを照射し、変位計３と照射部位との距離を測定する。また、撮像カメラ４は、押さえ部材９の第二開口端１９ｂの範囲内において、ガラスフィルムＧＦの変形前と変形後の態様を静止画像又は動画として撮影する。変位計３及び撮像カメラ４は、取得したデータを管理装置６に送信する。

判定工程Ｓ４において、管理装置６の演算処理部は、変位計３から受信した測定データに基づいて、ガラスフィルムＧＦの変形量を算出する。記憶部には、変形前のガラスフィルムＧＦの位置データ（変位計３とガラスフィルムＧＦとの距離に係るデータ）が保存されている。演算処理部は、変形前のガラスフィルムＧＦの位置データと、変位計３から受信した測定データとの差により、ガラスフィルムＧＦの変形量（第一主面ＧＦａの変位量）を算出する。

その後、演算処理部は、記憶部に保存される変形量の基準値（閾値）と、算出した変形量とを比較する。演算処理部は、変形量が基準値以上である場合に良と判定し、そのガラスフィルムＧＦを良品として認定する。演算処理部は、変形量が基準値未満である場合に不良と判定し、そのガラスフィルムＧＦを不良品と認定する。

管理装置６は、変位計３によって測定されたデータ、演算処理部による変形量の判定結果、ガラスフィルムＧＦの良否、及び撮像カメラ４によって撮影されたガラスフィルムＧＦの挙動に関する画像データをモニタに表示する。管理装置６の使用者は、モニタに表示される画像データに画像処理を施すことで、ガラスフィルムＧＦの変形の態様を解析できる。

剥離工程Ｓ５では、固定装置２によるガラスフィルムＧＦの固定が解除される。すなわち、固定具１１による押さえ部材９と基台７との連結が解除され、押さえ部材９が基台７から取り外される。その後、基台７から支持基板ＳＰが取り出される。この際、ガラスフィルムＧＦは支持基板ＳＰと密着していることから、支持基板ＳＰとともに基台７から取り出される。

その後、図８に示すように、支持基板ＳＰの第一縁部ＳＰ１から食み出しているガラスフィルムＧＦの第一縁部ＧＦ１を指又はチャックツール等によって掴み、支持基板ＳＰから離れるように移動させる。これにより、ガラスフィルムＧＦは支持基板ＳＰから引き剥がされる。なお、判定工程Ｓ４において不良と判定されたガラスフィルムＧＦは、支持基板ＳＰから剥離されずに廃棄されてもよい。

以上説明した本発明に係るガラスフィルムＧＦの製造方法（ガラスフィルムＧＦの測定方法及び検査方法）によれば、準備工程Ｓ１においてガラスフィルムＧＦを支持基板ＳＰに支持させることで、支持基板ＳＰを指又はチャックツールによって把持し、ガラスフィルムＧＦを移動させることができる。したがって、可撓性を有する薄膜状のガラスフィルムＧＦの取り扱いが容易となり、固定装置２に対するガラスフィルムＧＦの装着作業、又は当該固定装置２からのガラスフィルムＧＦの取り出し作業を効率良く行うことができる。

また、変形工程Ｓ２において、ポンプ５及び圧力室１４を介してガラスフィルムＧＦの一部に圧力を作用させることで、支持基板ＳＰの開口部ＳＰｃの範囲内に位置するガラスフィルムＧＦの一部を変形させることができる。さらに、測定工程Ｓ３において、変位計３及び撮像カメラ４によってガラスフィルムＧＦの変形を測定し、判定工程Ｓ４において変形量の良否を判定することで、ガラスフィルムＧＦの変形特性を好適に測定及び評価できる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、ガラスフィルムＧＦを変形させる手段として、流体圧式のポンプ５を使用する例を示したが、本発明はこの構成に限定されものではない。例えば、ガラスフィルムＧＦに接触させた押圧部材をガラスフィルムＧＦの厚み方向に沿って往復移動させることで、当該ガラスフィルムＧＦを変形させてもよい。

上記の実施形態では、ガラスフィルムＧＦの良否の判定を管理装置６により行う例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、測定装置１の測定値を当該測定装置１の使用者が所定の基準値と比較することにより、測定値の良否及びガラスフィルムＧＦの良否を判定してもよい。

上記の実施形態では、ガラスフィルムＧＦを一枚の支持基板ＳＰによって支持させる例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。他の実施形態として、ガラスフィルムＧＦは、二枚の支持基板ＳＰによって挟まれることで支持されてもよい。

上記の実施形態では、管理装置６によってガラスフィルムＧＦの変形量を算出する例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、変位計３に内蔵されるコンピュータによってガラスフィルムＧＦの変形量を算出し、当該変形量に係るデータを管理装置６に送信する構成を採用してもよい。

上記の実施形態では、ガラスフィルムＧＦの製造工程中に当該ガラスフィルムＧＦの測定及び検査を行う例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。本発明に係るガラスフィルムの測定方法及び検査方法は、ガラスフィルムが製品として出荷された後に実施されてもよい。

上記実施形態では、空気を圧縮して圧力室１４を加圧し、ガラスフィルムＧＦを変形させる例を示したが、本発明は上記形態に限られず、圧力を印加可能な媒質であれば任意の媒質を圧縮してガラスフィルムＧＦに圧力を作用させて良い。例えば、窒素ガスなどの任意のガスや、水などの任意の液体を圧縮することによりガラスフィルムＧＦに圧力を作用させて良い。

１ 測定装置
２ 固定装置
３ 変位計
７ 基台
９ 押さえ部材
１３ 弾性部材
１４ 圧力室
１４ａ 圧出口
１６ 連通孔
１９ 押さえ部材の開口窓
１９ａ 第一開口端
１９ｂ 第二開口端
１９ｃ テーパ状の内壁面
ＧＦ ガラスフィルム
ＧＦａ 第一主面
ＧＦｂ 第二主面
ＧＦ１ ガラスフィルムの第一縁部
ＧＦ２ ガラスフィルムの第二縁部
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ 変形工程
Ｓ３ 測定工程
Ｓ４ 判定工程
Ｓ５ 剥離工程
ＳＰ 支持基板
ＳＰａ 第一の面（支持面）
ＳＰｃ 支持基板の開口部
ＳＰ１ 支持基板の第一縁部
ＳＰ２ 支持基板の第二縁部

Claims (13)

1. 第一主面及び第二主面を有するガラスフィルムの変形を測定する方法において、
   開口部を有する支持基板に前記ガラスフィルムの前記第一主面を接触させる準備工程と、
   前記開口部に重なる前記ガラスフィルムの一部を膨出変形させる変形工程と、
   前記ガラスフィルムの変形を測定装置によって測定する測定工程と、を備え、
   前記測定装置は、前記支持基板を固定する固定装置を備え、
   前記準備工程は、前記支持基板を前記固定装置に固定する工程を備え、
   前記固定装置は、前記ガラスフィルムの前記第二主面を支持する基台と、前記支持基板を前記基台へ向けて押圧する押さえ部材とを備え、
   前記準備工程において、前記ガラスフィルムを前記支持基板と前記基台との間に挟持することを特徴とする、ガラスフィルムの変形測定方法。
2. 前記支持基板は、前記ガラスフィルムの前記第一主面に接触する支持面を備え、
   前記支持面の表面粗さＳａは、０．５ｎｍ未満である、請求項１に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
3. 前記支持面の表面粗さＲａは、０．３ｎｍ未満であり、
   前記支持面の表面粗さＳａは、０．３ｎｍ未満である、請求項２に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
4. 前記支持基板は、ガラス基板である、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
5. 前記支持基板の厚みは、１ｍｍ以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
6. 前記基台は、加圧した気体または液体を前記ガラスフィルムの前記第二主面へ誘導する圧力室を内部に有し、
   前記圧力室は前記支持基板の前記開口部と対向する位置に開口する圧出口を備え、
   前記変形工程において、前記圧出口から前記ガラスフィルムに圧力を印加し、前記ガラスフィルムの前記一部が前記圧力の印加方向に膨出するように変形させる、請求項１から５のいずれか一項に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
7. 前記基台は、前記ガラスフィルムを支持する支持面に弾性部材を備え、
   前記弾性部材は、前記圧出口から前記ガラスフィルムの前記第二主面へ連通する連通孔を備え、
   前記準備工程では、前記ガラスフィルムの前記第二主面を前記弾性部材に接触させる、請求項６に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
8. 前記測定装置は、前記ガラスフィルムの膨出変形方向側に配置されるとともに、前記ガラスフィルムの前記第一主面の変位量を測定するための変位計を備え、
   前記測定工程において、前記変形工程前後の前記変位量を測定する、請求項６又は７に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
9. 前記変位計は、レーザ変位計であり、
   前記押さえ部材は、前記ガラスフィルムの前記一部を前記変位計に対して露出させる開口窓を備える、請求項８に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
10. 前記開口窓は、前記変位計に対向する第一開口端と、前記支持基板に対向する第二開口端と、前記第二開口端から前記第一開口端に向かうにつれて拡径するテーパ状の内壁面とを備え、
    前記第一開口端の開口面積は、前記第二開口端の開口面積よりも大きく設定される、請求項９に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
11. 前記支持基板の前記支持面は、前記ガラスフィルムの前記第一主面に対して分離可能に接触する面であり、
    前記準備工程では、前記ガラスフィルムの縁部が前記支持基板の縁部から食み出るように前記ガラスフィルムの前記第一主面を前記支持基板の前記支持面に接触させる、請求項２又は３に記載のガラスフィルムの変形測定方法。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のガラスフィルムの変形測定方法を実施することにより、前記ガラスフィルムを検査する方法において、
    前記測定工程において測定されたガラスフィルムの変形に基づいて前記ガラスフィルムの良否を判定する判定工程を備えることを特徴とする、ガラスフィルムの検査方法。
13. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のガラスフィルムの変形測定方法を実施した後に、前記ガラスフィルムを前記支持基板から剥離させる剥離工程を備えることを特徴とする、ガラスフィルムの製造方法。

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